JPH0344641B2 - - Google Patents
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- JPH0344641B2 JPH0344641B2 JP62035334A JP3533487A JPH0344641B2 JP H0344641 B2 JPH0344641 B2 JP H0344641B2 JP 62035334 A JP62035334 A JP 62035334A JP 3533487 A JP3533487 A JP 3533487A JP H0344641 B2 JPH0344641 B2 JP H0344641B2
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- JP
- Japan
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- objective lens
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- filter
- alignment mark
- pupil
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Links
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims description 29
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はマスクの実素子パターンをウエハ上に
焼付ける装置において、パターン焼付け前にアラ
イメントを行なうためのアライメントマークの検
出方法に関する。
焼付ける装置において、パターン焼付け前にアラ
イメントを行なうためのアライメントマークの検
出方法に関する。
従来この種の装置は例えば特開昭48−64884
号、特開昭49−28363号等に開示されている。
然るに上記においてはハーフミラーがマークを
有する物体の近辺にあるため、ハーフミラーを透
過した光がレンズ筒等の周辺に照射、反射されて
物体側や光電検出側に迷光として混入する危険性
がある。したがつてマーク検出精度の向上は望め
ない。この欠点は上記も同様である。また上記
はアライメントマークの配設位置の変更に応ず
ることはできない。
号、特開昭49−28363号等に開示されている。
然るに上記においてはハーフミラーがマークを
有する物体の近辺にあるため、ハーフミラーを透
過した光がレンズ筒等の周辺に照射、反射されて
物体側や光電検出側に迷光として混入する危険性
がある。したがつてマーク検出精度の向上は望め
ない。この欠点は上記も同様である。また上記
はアライメントマークの配設位置の変更に応ず
ることはできない。
本発明は上記難点を解決することを目的とする
もので、該目的を達成するため、本発明によるア
ライメントマーク検出方法は、光源の像を対物レ
ンズの瞳位置に形成するとともに該対物レンズ及
び該対物レンズの近傍に配された折り曲げミラー
を介して前記光源からの光束で物体面を照明し、
該物体面で生じた反射光を前記折り曲げミラー及
び対物レンズを介して前記対物レンズの瞳位置と
共役な位置に配したフイルターで受け、該フイル
ターにより前記物体面上のアライメントマークを
暗視野検出する方法であつて、前記対物レンズ及
び折り曲げミラーを前記光源部及び前記フイルタ
ーに対し相対的に移動可能にし、前記対物レンズ
及び折り曲げミラーを前記アライメントマークの
位置に応じて移動させて前記アライメントマーク
の近傍に配する一方、前記対物レンズ及び折り曲
げミラーの移動に際して生じる前記対物レンズの
瞳位置に対する前記像の位置ずれと前記対物レン
ズの瞳位置と前記フイルター間の共役関係のずれ
とを、前記像と前記光源部及び前記フイルターと
の間の光路に並んだ光学部材の一部を移動せしめ
て補正することを特徴とするものである。
もので、該目的を達成するため、本発明によるア
ライメントマーク検出方法は、光源の像を対物レ
ンズの瞳位置に形成するとともに該対物レンズ及
び該対物レンズの近傍に配された折り曲げミラー
を介して前記光源からの光束で物体面を照明し、
該物体面で生じた反射光を前記折り曲げミラー及
び対物レンズを介して前記対物レンズの瞳位置と
共役な位置に配したフイルターで受け、該フイル
ターにより前記物体面上のアライメントマークを
暗視野検出する方法であつて、前記対物レンズ及
び折り曲げミラーを前記光源部及び前記フイルタ
ーに対し相対的に移動可能にし、前記対物レンズ
及び折り曲げミラーを前記アライメントマークの
位置に応じて移動させて前記アライメントマーク
の近傍に配する一方、前記対物レンズ及び折り曲
げミラーの移動に際して生じる前記対物レンズの
瞳位置に対する前記像の位置ずれと前記対物レン
ズの瞳位置と前記フイルター間の共役関係のずれ
とを、前記像と前記光源部及び前記フイルターと
の間の光路に並んだ光学部材の一部を移動せしめ
て補正することを特徴とするものである。
図は本発明の一実施例に係る焼付け装置のアラ
イメントマーク検出装置を示している。通常アラ
イメントマークはアライメントの正確を期するた
めウエハ上に複数個設置されることが多く、平行
方向の2自由度と回転の1自由度を拘束するため
最低2個は必要である。
イメントマーク検出装置を示している。通常アラ
イメントマークはアライメントの正確を期するた
めウエハ上に複数個設置されることが多く、平行
方向の2自由度と回転の1自由度を拘束するため
最低2個は必要である。
図中で、10は半導体を含むウエハであり、1
0aと10bはウエハ10上の各々第1、第2の
アライメントマークである。30はマスクで、3
0aと30bはウエハ同様のアライメントマーク
である。50は、ウエハ10を固定し、且つ位置
を移動するための平行移動台で、X方向、Y方向
の直線状移動とR方向の回転移動が可能である。
101,102……はウエハ10上に既に焼付け
られている回路実素子パターンである。301,
302……はマスク10上に形成されており、ウ
エハ10上にこれから焼付けるべき回路実素子パ
ターンである。
0aと10bはウエハ10上の各々第1、第2の
アライメントマークである。30はマスクで、3
0aと30bはウエハ同様のアライメントマーク
である。50は、ウエハ10を固定し、且つ位置
を移動するための平行移動台で、X方向、Y方向
の直線状移動とR方向の回転移動が可能である。
101,102……はウエハ10上に既に焼付け
られている回路実素子パターンである。301,
302……はマスク10上に形成されており、ウ
エハ10上にこれから焼付けるべき回路実素子パ
ターンである。
符番11aから25aまでで示す系はアライメ
ントマーク10aや30aを検出するための第1
の光電変換機構で、同等の第2の光電変換機構1
1b〜25bをもう1つ他のアライメントマーク
用に配設する。
ントマーク10aや30aを検出するための第1
の光電変換機構で、同等の第2の光電変換機構1
1b〜25bをもう1つ他のアライメントマーク
用に配設する。
以下、同様の部品はa,bの記号を付さず説明
する。
する。
19は顕微鏡対物レンズ、18は対物レンズ1
9の前側焦点位置に一致して設けた絞りで、対物
レンズ19の「入射瞳」位置でもある。17は全
反射鏡、16は半透鏡、15はレンズ、14は視
野絞り、13は明るさ絞り、12はレンズであ
り、レンズ12は光源11の像を明るさ絞り13
の開口上に形成する。明るさ絞り13は入射瞳1
8上に形成される二次光源像の大きさを決定す
る。視野絞り14は、ウエハ10のの照明される
べき領域を決定する。視野絞り14がないと顕微
鏡の有効視野外が余分に照明されたり有効径外で
散乱光が生じて精度を悪くする原因となる。15
は光源11の像を対物レンズ19の前側焦点位置
即ち入射瞳位置18に結像するためのレンズであ
る。
9の前側焦点位置に一致して設けた絞りで、対物
レンズ19の「入射瞳」位置でもある。17は全
反射鏡、16は半透鏡、15はレンズ、14は視
野絞り、13は明るさ絞り、12はレンズであ
り、レンズ12は光源11の像を明るさ絞り13
の開口上に形成する。明るさ絞り13は入射瞳1
8上に形成される二次光源像の大きさを決定す
る。視野絞り14は、ウエハ10のの照明される
べき領域を決定する。視野絞り14がないと顕微
鏡の有効視野外が余分に照明されたり有効径外で
散乱光が生じて精度を悪くする原因となる。15
は光源11の像を対物レンズ19の前側焦点位置
即ち入射瞳位置18に結像するためのレンズであ
る。
ここで顕微鏡対物レンズ19の開口数によつて
定まる入射瞳18の径全体を覆う様に光源の像を
作るのではなく、瞳の径よりかなり小さく光源を
作つて照明するいわゆるパーシヤリーコヒーレン
ト照明を行なう。ちなみに瞳の径をRとし、光源
の像の直径をrとしたとき、r/Rは0.2〜0.7の
範囲の値となる。
定まる入射瞳18の径全体を覆う様に光源の像を
作るのではなく、瞳の径よりかなり小さく光源を
作つて照明するいわゆるパーシヤリーコヒーレン
ト照明を行なう。ちなみに瞳の径をRとし、光源
の像の直径をrとしたとき、r/Rは0.2〜0.7の
範囲の値となる。
20はリレーレンズで、21はスキヤナであ
る。スキヤナ21は対物レンズ19及びリレーレ
ンズ20によるウエハ10の結像面に一致して配
置する。(光路は破線で示す。)スキヤナ21自体
の構成は透過型のものでも反射型のものでも良
く、いずれにせよこのスキヤナ21により物体上
の任意の領域に於ける光電的な情報をサンプリン
グすることが可能となる。なお具体的な検出方式
としては例えば特開昭49−18472号がある。
る。スキヤナ21は対物レンズ19及びリレーレ
ンズ20によるウエハ10の結像面に一致して配
置する。(光路は破線で示す。)スキヤナ21自体
の構成は透過型のものでも反射型のものでも良
く、いずれにせよこのスキヤナ21により物体上
の任意の領域に於ける光電的な情報をサンプリン
グすることが可能となる。なお具体的な検出方式
としては例えば特開昭49−18472号がある。
22および24は各々瞳の結像レンズで、リレ
ーレンズ20と結像レンズ22で瞳18の像を1
度フイルタ23上に結像させた後、再度結像レン
ズ24でフオトデテクタ25上に結像させる。
(光路は細実線で示す。)フイルタ23は中央に正
反射光除去用のストツパがある。このストツパの
寸法は瞳18上に結像された光源の大きさと、レ
ンズ群の合成した瞳結像倍率により決定する。ま
たフオトデテクタ25の位置は瞳の位置と共軛で
ある。
ーレンズ20と結像レンズ22で瞳18の像を1
度フイルタ23上に結像させた後、再度結像レン
ズ24でフオトデテクタ25上に結像させる。
(光路は細実線で示す。)フイルタ23は中央に正
反射光除去用のストツパがある。このストツパの
寸法は瞳18上に結像された光源の大きさと、レ
ンズ群の合成した瞳結像倍率により決定する。ま
たフオトデテクタ25の位置は瞳の位置と共軛で
ある。
以上の光学配置で、入射瞳18上にできたパー
シヤリーコヒーレント光源からの光は顕微鏡対物
レンズ19を通過後、その主光線は光軸に平行と
なつて出射する。そして反射性のウエハ10によ
つて反射された光のうち正反射光による光源の像
は瞳18上で元の光源像と一致し、正反射光によ
る光源の像が形成されていない部分には検知反射
光が到来する。
シヤリーコヒーレント光源からの光は顕微鏡対物
レンズ19を通過後、その主光線は光軸に平行と
なつて出射する。そして反射性のウエハ10によ
つて反射された光のうち正反射光による光源の像
は瞳18上で元の光源像と一致し、正反射光によ
る光源の像が形成されていない部分には検知反射
光が到来する。
瞳18面を通過した正反射光および検知反射光
はリレーレンズ20、瞳18の結像レンズ22を
通過し、正反射光はフイルタ23の中心部のスト
ツパ上に結像して遮光される。そして正反射光以
外の光はフイルタ23を通過し、レンズ24を介
してフオトデテクタ25で受光される。このよう
にアライメントマークの情報はフオトデテクタ2
5に伝達され、しかも正反射光といつたフレア成
分も除去されるため、十分にコントラストの高い
情報が得られ、そのためウエハの二酸化シリコン
層やフオトレジスト層に於ける干渉薄膜効果は完
全に無視できる。なお、ウエハの傾斜部をアライ
メントマークとして使用する場合は、マークは傾
斜部を多く含む構造とするのが良い。またフオト
デテクタ25で検知する部分は予めスキヤナ21
を作動させて選んでいる。
はリレーレンズ20、瞳18の結像レンズ22を
通過し、正反射光はフイルタ23の中心部のスト
ツパ上に結像して遮光される。そして正反射光以
外の光はフイルタ23を通過し、レンズ24を介
してフオトデテクタ25で受光される。このよう
にアライメントマークの情報はフオトデテクタ2
5に伝達され、しかも正反射光といつたフレア成
分も除去されるため、十分にコントラストの高い
情報が得られ、そのためウエハの二酸化シリコン
層やフオトレジスト層に於ける干渉薄膜効果は完
全に無視できる。なお、ウエハの傾斜部をアライ
メントマークとして使用する場合は、マークは傾
斜部を多く含む構造とするのが良い。またフオト
デテクタ25で検知する部分は予めスキヤナ21
を作動させて選んでいる。
更にこの装置では、対物レンズ19、絞り18
そして全反射鏡17は一体で平行移動が可能で、
アライメントマークの配設位置或いはウエハの寸
法に応じて半透鏡16へ近づけ或いは遠ざけるこ
とができる。ただし、対物レンズ19の位置を移
動させたときは光源(絞り13のピンホール)と
入射瞳18が必ずしも共軛関係を満たさなくな
る。この場合光源11と瞳18上の光源像との間
の光路に並んだ光学部材12,13,14,1
5,16の内のレンズ15の位置を微小量移動し
て調節する。
そして全反射鏡17は一体で平行移動が可能で、
アライメントマークの配設位置或いはウエハの寸
法に応じて半透鏡16へ近づけ或いは遠ざけるこ
とができる。ただし、対物レンズ19の位置を移
動させたときは光源(絞り13のピンホール)と
入射瞳18が必ずしも共軛関係を満たさなくな
る。この場合光源11と瞳18上の光源像との間
の光路に並んだ光学部材12,13,14,1
5,16の内のレンズ15の位置を微小量移動し
て調節する。
また入射瞳(絞り18)とフイルタ23はレン
ズ20とレンズ22を介して互いに共軛となつて
いるが、この場合も対物レンズ19の移動によつ
て正確な共軛関係にならない場合がある。しかし
このときも、フイルタ23と瞳18上の光源像と
の間の光路に並んだ光学部材16,20,21,
22の内のレンズ22の位置を移動して共軛関係
の調整を行なうものとする。従つて、アライメン
トマークをどのような位置に配設しても、対物レ
ンズ19の入射瞳18に光源像を形成し且つ入射
瞳18とフイルタ23を共役に維持することがで
き、常に正確に、アライメントマークを暗視野検
出できる。
ズ20とレンズ22を介して互いに共軛となつて
いるが、この場合も対物レンズ19の移動によつ
て正確な共軛関係にならない場合がある。しかし
このときも、フイルタ23と瞳18上の光源像と
の間の光路に並んだ光学部材16,20,21,
22の内のレンズ22の位置を移動して共軛関係
の調整を行なうものとする。従つて、アライメン
トマークをどのような位置に配設しても、対物レ
ンズ19の入射瞳18に光源像を形成し且つ入射
瞳18とフイルタ23を共役に維持することがで
き、常に正確に、アライメントマークを暗視野検
出できる。
このような配置をとる焼付け装置は、スマクと
ウエハを接触させた状態で焼付けを行うもしくは
マスクとウエハを数十ミクロン程度の微少距離、
離隔した状態で焼付けを行う。第1図中には焼付
け用照明装置を示していないが、周知の如くマス
ク30の上方に焼付け用照明装置が配備される。
ウエハを接触させた状態で焼付けを行うもしくは
マスクとウエハを数十ミクロン程度の微少距離、
離隔した状態で焼付けを行う。第1図中には焼付
け用照明装置を示していないが、周知の如くマス
ク30の上方に焼付け用照明装置が配備される。
符番11から25までで示す機構は、焼付け時
には焼付け光路から排除され、またアライメント
マーク検出時に図示の様な位置まで互いに接近す
るように移動する。なお、通例の装置ではマスク
が焼付装置本体に固定されていて、ウエハを移動
して位置合せをする構造であるから、この実施例
でもその方式を踏襲する。
には焼付け光路から排除され、またアライメント
マーク検出時に図示の様な位置まで互いに接近す
るように移動する。なお、通例の装置ではマスク
が焼付装置本体に固定されていて、ウエハを移動
して位置合せをする構造であるから、この実施例
でもその方式を踏襲する。
先ず対物レンズ19、絞り18、鏡17がアラ
イメントマークを各々見込む位置にくる様に互い
に近づく。光源11からの照明光は絞り18の面
上をパーシヤリーコヒーレントに照明し、さらに
対物レンズ19を介して、マスクのアライメント
マークやウエハのアライメントマークを各々照明
する。そしてアライメントマークの周辺面および
アライメントマーク面で垂直反射した照明光束の
主光線である正反射光そして検知反射光は、フイ
ルタ23で遮光そしてフオトデイテクタ25で受
光、検出される。不図示のサーボ機構はこの検出
したウエハとマスクとの位置の差を表わす情報に
基づいて作動し、平行移動台50はX方向、Y方
向に各々平行移動及びR方向に回転して差情報が
所定の条件を充すまでのウエハの位置をずらすも
のである。
イメントマークを各々見込む位置にくる様に互い
に近づく。光源11からの照明光は絞り18の面
上をパーシヤリーコヒーレントに照明し、さらに
対物レンズ19を介して、マスクのアライメント
マークやウエハのアライメントマークを各々照明
する。そしてアライメントマークの周辺面および
アライメントマーク面で垂直反射した照明光束の
主光線である正反射光そして検知反射光は、フイ
ルタ23で遮光そしてフオトデイテクタ25で受
光、検出される。不図示のサーボ機構はこの検出
したウエハとマスクとの位置の差を表わす情報に
基づいて作動し、平行移動台50はX方向、Y方
向に各々平行移動及びR方向に回転して差情報が
所定の条件を充すまでのウエハの位置をずらすも
のである。
なお、レンズ20とスキヤナ21の間に半透鏡
を配置し、光束を導出して直接目で観察すること
も可能である。
を配置し、光束を導出して直接目で観察すること
も可能である。
以上の如く本実施例では全反射鏡を巧みに用い
たため、迷光の混入を確実に防止できる。またア
ライメントマークの配設位置の変更に際してその
光学的特性を維持するための可動部品を極力減ら
すこともできる。
たため、迷光の混入を確実に防止できる。またア
ライメントマークの配設位置の変更に際してその
光学的特性を維持するための可動部品を極力減ら
すこともできる。
図は本発明の一実施例を示す図である。
10…ウエハ、10a,10b…アライメント
マーク、11…光源、12,15…レンズ、17
…全反射鏡、18…絞り、19…対物レンズ。
マーク、11…光源、12,15…レンズ、17
…全反射鏡、18…絞り、19…対物レンズ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 光源部の像を対物レンズの瞳位置に形成する
とともに該対物レンズ及び該対物レンズの近傍に
配された折り曲げミラーを介して前記光源部から
の光束で物体面を照明し、該物体面で生じた反射
光を前記折り曲げミラー及び対物レンズを介して
前記対物レンズの瞳位置と共役な位置に配したフ
イルターで受け、該フイルターにより前記物体面
上のアライメントマークを暗視野検出する方法で
あつて、 前記対物レンズ及び折り曲げミラーを前記光源
部及び前記フイルターに対し相対的に移動可能に
し、前記対物レンズ及び折り曲げミラーを前記ア
ライメントマークの位置に応じて移動させて前記
アライメントマークの近傍に配する一方、前記対
物レンズ及び折り曲げミラーの移動に際して生じ
る前記対物レンズの瞳位置に対する前記像の位置
ずれと前記対物レンズの瞳位置と前記フイルター
間の共役関係のずれとを、前記像と前記光源部及
び前記フイルターとの間の光路に並んだ光学部材
の一部を移動せしめて補正することを特徴とする
アライメントマーク検出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62035334A JPS62201302A (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | アライメントマ−ク検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62035334A JPS62201302A (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | アライメントマ−ク検出方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58090194A Division JPS58213207A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | アライメントマーク検出方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62201302A JPS62201302A (ja) | 1987-09-05 |
JPH0344641B2 true JPH0344641B2 (ja) | 1991-07-08 |
Family
ID=12438937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62035334A Granted JPS62201302A (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | アライメントマ−ク検出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62201302A (ja) |
-
1987
- 1987-02-18 JP JP62035334A patent/JPS62201302A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62201302A (ja) | 1987-09-05 |
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