JPH05231820A - 位置合わせ装置 - Google Patents
位置合わせ装置Info
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- JPH05231820A JPH05231820A JP4034608A JP3460892A JPH05231820A JP H05231820 A JPH05231820 A JP H05231820A JP 4034608 A JP4034608 A JP 4034608A JP 3460892 A JP3460892 A JP 3460892A JP H05231820 A JPH05231820 A JP H05231820A
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- light
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- optical system
- projection lens
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Epidemiology (AREA)
- Public Health (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 各種露光装置に使用される位置合わせ装置に
関するもので、露光波長と異なるアライメント波長での
色収差を補正し、レチクル上の位置合わせマーク像を補
正光学系及びレンズを介してウェハ上に結像させること
により、投影光学系を通してレチクルとウェハの高精度
な位置合わせを行うことのできる位置合わせ装置を提供
することをを目的とする。 【構成】 レチクル１と投影レンズ３の間に補正光学系
７及び空間フィルタを設け、レチクル上の位置合わせマ
ーク５の存在する特定領域の色収差を補正することによ
り、レチクル上の位置合わせマーク像をウェハ上に結像
させる。レチクルと投影レンズ間のアライメント光光路
に定常的な空気の流れを形成することにより、空気のゆ
らぎによる影響を殆ど受けないようになっており、ウェ
ハ上位置合わせマーク６での反射回折光１２を空間フィ
ルタリングしスペックルを除去した後、アライメント信
号を光検出器１５で検出し位相比較を行うことによりレ
チクルとウェハの位置合わせを行う。
関するもので、露光波長と異なるアライメント波長での
色収差を補正し、レチクル上の位置合わせマーク像を補
正光学系及びレンズを介してウェハ上に結像させること
により、投影光学系を通してレチクルとウェハの高精度
な位置合わせを行うことのできる位置合わせ装置を提供
することをを目的とする。 【構成】 レチクル１と投影レンズ３の間に補正光学系
７及び空間フィルタを設け、レチクル上の位置合わせマ
ーク５の存在する特定領域の色収差を補正することによ
り、レチクル上の位置合わせマーク像をウェハ上に結像
させる。レチクルと投影レンズ間のアライメント光光路
に定常的な空気の流れを形成することにより、空気のゆ
らぎによる影響を殆ど受けないようになっており、ウェ
ハ上位置合わせマーク６での反射回折光１２を空間フィ
ルタリングしスペックルを除去した後、アライメント信
号を光検出器１５で検出し位相比較を行うことによりレ
チクルとウェハの位置合わせを行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、位置合わせ装置に関
し、特に、レチクル上のパターンを投影光学系を介して
ウェハ上に転写する露光装置に用いる位置合わせ装置に
関するものである。
し、特に、レチクル上のパターンを投影光学系を介して
ウェハ上に転写する露光装置に用いる位置合わせ装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置はますます高密度化さ
れ、各々の素子の微細パターンの寸法は０．５μｍ以下
に及ぼうとしている。このような微細パターンの露光に
おいて、半導体製造時に必要とされるような多数回にわ
たる重ね合わせ露光を行うためには、各露光間の位置合
わせが極めて大切であり、その重ね合わせ精度は０．１
μｍ以下が必要とされる。
れ、各々の素子の微細パターンの寸法は０．５μｍ以下
に及ぼうとしている。このような微細パターンの露光に
おいて、半導体製造時に必要とされるような多数回にわ
たる重ね合わせ露光を行うためには、各露光間の位置合
わせが極めて大切であり、その重ね合わせ精度は０．１
μｍ以下が必要とされる。
【０００３】従来の位置合わせ装置として、特開昭６３
−７８００４号公報に記載されている構成が知られてい
る。
−７８００４号公報に記載されている構成が知られてい
る。
【０００４】以下、図面を参照しながら上記従来の位置
合わせ装置について説明する。図５は従来の露光装置を
示すものである。
合わせ装置について説明する。図５は従来の露光装置を
示すものである。
【０００５】図５において、レーザ光源１０１から出射
したコヒーレントな２周波のアライメント光はミラー１
０２で２光束に分割され、レチクル１０３上に形成され
た１対の第１の回折格子１０４ａ、１０４ｂで回折され
る。
したコヒーレントな２周波のアライメント光はミラー１
０２で２光束に分割され、レチクル１０３上に形成され
た１対の第１の回折格子１０４ａ、１０４ｂで回折され
る。
【０００６】各回折光は第１のレンズ系１０５ａ、１０
５ｂのスペクトル面で適当な光束になり、空間フィルタ
１０６ａ、１０６ｂを透過し、更に、第２のレンズ系１
０７ａ、１０７ｂと投影光学系１０８を通過して、ウェ
ハ１０９上に設けられた第２の１対の回折格子上１１０
ａ、１１０ｂに投影される。ここで、ウェハ１０９上の
第２の回折格子１１０ａ、１１０ｂに対し、各々、２光
束が適当な方向から投影されるため、回折光同士が重な
った方向に回折され、各々が干渉し干渉回折光１１１
ａ、１１１ｂとなる。
５ｂのスペクトル面で適当な光束になり、空間フィルタ
１０６ａ、１０６ｂを透過し、更に、第２のレンズ系１
０７ａ、１０７ｂと投影光学系１０８を通過して、ウェ
ハ１０９上に設けられた第２の１対の回折格子上１１０
ａ、１１０ｂに投影される。ここで、ウェハ１０９上の
第２の回折格子１１０ａ、１１０ｂに対し、各々、２光
束が適当な方向から投影されるため、回折光同士が重な
った方向に回折され、各々が干渉し干渉回折光１１１
ａ、１１１ｂとなる。
【０００７】この干渉回折光１１１ａ、１１１ｂは、逆
方向に投影光学系１０８、第２のレンズ系１０７ａ、１
０７ｂを通過し、光検出器１１２ａ、１１２ｂに導かれ
る。
方向に投影光学系１０８、第２のレンズ系１０７ａ、１
０７ｂを通過し、光検出器１１２ａ、１１２ｂに導かれ
る。
【０００８】この干渉した１対の回折光強度を光検出器
１１２ａ、１１２ｂで検出し、この検出結果をコンパレ
ータ１１３で比較し、その結果に基づいて制御系１１４
を適当に駆動し、ウェハ１０９を所望のように移動さ
せ、例えば１対の回折光１１１ａ、１１１ｂの強度の差
が零となる箇所を選択することにより、レチクル１０３
とウェハ１０９との位置合わせをする。
１１２ａ、１１２ｂで検出し、この検出結果をコンパレ
ータ１１３で比較し、その結果に基づいて制御系１１４
を適当に駆動し、ウェハ１０９を所望のように移動さ
せ、例えば１対の回折光１１１ａ、１１１ｂの強度の差
が零となる箇所を選択することにより、レチクル１０３
とウェハ１０９との位置合わせをする。
【０００９】一方で、レチクル１０３のパターンは、投
影用光源１１５を含む照明光学系１１６により照明さ
れ、その投影像は投影レンズ１０８を介してウェハ１０
９上に結像される。
影用光源１１５を含む照明光学系１１６により照明さ
れ、その投影像は投影レンズ１０８を介してウェハ１０
９上に結像される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、投影用光源１１５から出射した露光光と
レーザ光源１０１から出射したアライメント光がほぼ同
波長であり、投影光学系１０８が両者に対して同様に良
好な結像性能を発揮する場合にのみ有効である。
来の構成では、投影用光源１１５から出射した露光光と
レーザ光源１０１から出射したアライメント光がほぼ同
波長であり、投影光学系１０８が両者に対して同様に良
好な結像性能を発揮する場合にのみ有効である。
【００１１】例えば、将来、露光光の主流となると期待
されているエキシマレーザ等の紫外光に対しては、屈折
光学系を構成するためのガラス材料が限られるため、色
収差を補正した色消し投影光学系を構成することは極め
て困難である。このため、投影光学系１０８は露光波長
でのみ十分に色補正されるように設計され、他の波長の
光に対しては非常に大きな色収差を示す。このため、ア
ライメント光の波長は露光波長に十分近いことが望まし
い。
されているエキシマレーザ等の紫外光に対しては、屈折
光学系を構成するためのガラス材料が限られるため、色
収差を補正した色消し投影光学系を構成することは極め
て困難である。このため、投影光学系１０８は露光波長
でのみ十分に色補正されるように設計され、他の波長の
光に対しては非常に大きな色収差を示す。このため、ア
ライメント光の波長は露光波長に十分近いことが望まし
い。
【００１２】ところが、半導体製作のプロセスからは、
アライメント波長が露光波長から十分に離れていること
が要望される。この理由として、化学増感レジスト等の
高感度レジストの使用に伴い、アライメント光によるレ
ジストの露光が心配される点、投影光学系１０８の結像
性能の限界を補うために使用される多層レジストや多層
反射を防止する染料入りレジストが露光波長に近いアラ
イメント光を吸収してしまう点などを挙げることができ
る。つまり、半導体製作プロセス上の理由によりアライ
メント光の波長は露光波長から十分離れていなければな
らない。したがって、上記従来例の構成では、レチクル
とウェハの高精度な位置合わせが困難になってしまうと
いう課題を有していた。
アライメント波長が露光波長から十分に離れていること
が要望される。この理由として、化学増感レジスト等の
高感度レジストの使用に伴い、アライメント光によるレ
ジストの露光が心配される点、投影光学系１０８の結像
性能の限界を補うために使用される多層レジストや多層
反射を防止する染料入りレジストが露光波長に近いアラ
イメント光を吸収してしまう点などを挙げることができ
る。つまり、半導体製作プロセス上の理由によりアライ
メント光の波長は露光波長から十分離れていなければな
らない。したがって、上記従来例の構成では、レチクル
とウェハの高精度な位置合わせが困難になってしまうと
いう課題を有していた。
【００１３】さらに、アライメント光が途中の経路での
外乱により影響を受ける場合もあった。
外乱により影響を受ける場合もあった。
【００１４】本発明は上記従来技術の課題を解決するも
ので、アライメント光として露光波長とは異なる波長を
用いても回折格子を用いた投影光学系を通して行うスル
ー・ザ・レンズ・アライメント（ＴＴＬアライメント）
において、第１と第２の物体の高精度な位置合わせを行
うことができるようにした位置合わせ装置を提供するこ
とを目的とする。
ので、アライメント光として露光波長とは異なる波長を
用いても回折格子を用いた投影光学系を通して行うスル
ー・ザ・レンズ・アライメント（ＴＴＬアライメント）
において、第１と第２の物体の高精度な位置合わせを行
うことができるようにした位置合わせ装置を提供するこ
とを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、投影光学系の物体面上に位置する第１の物
体に設けられた回折格子と、投影光学系の像面上に位置
する第２の物体に設けられた位置合わせマークと、露光
波長と異なる波長を持つ２周波のコヒーレントなアライ
メント光を出射する光源と、前記第１の物体上の特定領
域に対応して第２の物体面上で正しく結像させるよう前
記投影光学系の色収差を補正する補正光学系と、前記第
２の位置合わせマークから戻る光からスペックルパター
ンを除去する空間フィルタリング用光学系と、前記空間
フィルタリング用光学系を通過した光から光ビート信号
を検出するための光検出手段と、少なくとも前記第１の
物体と投影レンズ間のアライメント光の通過する領域に
おいて空気のゆらぎ状態を制御する制御手段とを備えた
位置合わせ装置である。
に本発明は、投影光学系の物体面上に位置する第１の物
体に設けられた回折格子と、投影光学系の像面上に位置
する第２の物体に設けられた位置合わせマークと、露光
波長と異なる波長を持つ２周波のコヒーレントなアライ
メント光を出射する光源と、前記第１の物体上の特定領
域に対応して第２の物体面上で正しく結像させるよう前
記投影光学系の色収差を補正する補正光学系と、前記第
２の位置合わせマークから戻る光からスペックルパター
ンを除去する空間フィルタリング用光学系と、前記空間
フィルタリング用光学系を通過した光から光ビート信号
を検出するための光検出手段と、少なくとも前記第１の
物体と投影レンズ間のアライメント光の通過する領域に
おいて空気のゆらぎ状態を制御する制御手段とを備えた
位置合わせ装置である。
【００１６】
【作用】本発明は上記構成によって、第１の物体上の回
折格子からなる位置合わせ用マークを第２の物体上の回
折格子からなる位置合わせ用マーク上に、露光光とは波
長を異にする２周波のアライメント光を用いて投影し、
空間フィルタリング用光学系でスペックルパターンを除
去した後、光検出器でアライメント光を受光する。
折格子からなる位置合わせ用マークを第２の物体上の回
折格子からなる位置合わせ用マーク上に、露光光とは波
長を異にする２周波のアライメント光を用いて投影し、
空間フィルタリング用光学系でスペックルパターンを除
去した後、光検出器でアライメント光を受光する。
【００１７】そして、この光検出器で得られる光ビート
信号と第１の物体上の位置合わせマークからの戻り光の
光ビート信号、またはレーザから得られる光ビート信号
との位相比較から得られる位置ずれ信号とから第１と第
２の物体の相対位置を制御して位置合わせをする。
信号と第１の物体上の位置合わせマークからの戻り光の
光ビート信号、またはレーザから得られる光ビート信号
との位相比較から得られる位置ずれ信号とから第１と第
２の物体の相対位置を制御して位置合わせをする。
【００１８】またゆらぎ状態制御手段は、所定領域のア
ライメント光のゆらぎを制御する。
ライメント光のゆらぎを制御する。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００２０】図１は本発明の一実施例における位置合わ
せ装置の構成図、図２は本発明に用いられる投影レンズ
の画角内の色補正を行う特定領域を示すレチクルの平面
図、図３は本発明に用いられるレーザ光源から出射され
るレーザ光の偏光状態を示す図、図４は本発明に用いら
れるメッシュフィルタの一例を示す図である。
せ装置の構成図、図２は本発明に用いられる投影レンズ
の画角内の色補正を行う特定領域を示すレチクルの平面
図、図３は本発明に用いられるレーザ光源から出射され
るレーザ光の偏光状態を示す図、図４は本発明に用いら
れるメッシュフィルタの一例を示す図である。
【００２１】図１において、１は露光原版となる第１の
物体であるレチクル、２はパターンが露光される第２の
物体であるウェハ、３は投影レンズ、４は位置合わせ用
の光源である。位置合わせ用の光源４は、図３のように
直交偏光した２つの異なる周波数（ｆ1、ｆ2）のアライ
メント光１１を出射する。
物体であるレチクル、２はパターンが露光される第２の
物体であるウェハ、３は投影レンズ、４は位置合わせ用
の光源である。位置合わせ用の光源４は、図３のように
直交偏光した２つの異なる周波数（ｆ1、ｆ2）のアライ
メント光１１を出射する。
【００２２】５はレチクル１上に設けられた位置合わせ
マーク、６はウェハ２上に設けられた位置合わせマー
ク、７は色収差を補正するための補正光学系、８は空間
フィルタ、９は偏光光学素子、１０は全反射ミラー、１
１は位置合わせマーク６により回折されるアライメント
光、１２は反射回折光、１３は空間フィルタリング用光
学系、１４は空間フィルタリング用光学系に含まれる空
間フィルタ、１５は出力光を検出する光検出器である。
マーク、６はウェハ２上に設けられた位置合わせマー
ク、７は色収差を補正するための補正光学系、８は空間
フィルタ、９は偏光光学素子、１０は全反射ミラー、１
１は位置合わせマーク６により回折されるアライメント
光、１２は反射回折光、１３は空間フィルタリング用光
学系、１４は空間フィルタリング用光学系に含まれる空
間フィルタ、１５は出力光を検出する光検出器である。
【００２３】また、１６は露光光１７を射出する照明光
学系である。さらに、１８は光源４とレチクル１との間
のアライメント光１１の光路を覆うカバーである。
学系である。さらに、１８は光源４とレチクル１との間
のアライメント光１１の光路を覆うカバーである。
【００２４】また、１９は所望の空気流を送出する送風
装置、２０は空気流を導くジャバラ、２１はダクト、２
２はメッシュフィルタである。
装置、２０は空気流を導くジャバラ、２１はダクト、２
２はメッシュフィルタである。
【００２５】図２において、３１はレチクル１に対する
投影レンズ３の有効画角、３２は色補正を行う特定領
域、３３はパターン領域である。
投影レンズ３の有効画角、３２は色補正を行う特定領
域、３３はパターン領域である。
【００２６】以上のように構成された位置合わせ装置に
ついて、以下その動作を説明する。レチクル１の像は、
照明光学系１６から射出した露光光１７により、投影レ
ンズ３を介してウェハ２上に形成される。
ついて、以下その動作を説明する。レチクル１の像は、
照明光学系１６から射出した露光光１７により、投影レ
ンズ３を介してウェハ２上に形成される。
【００２７】この投影レンズ３は、露光光１７の露光波
長に対応して設計されているため、光源４から出射され
るアライメント光１１に対しては、レチクル１上の位置
合わせマーク５を、投影レンズ３を介し、ウェハ２上に
正確に結像することは、色収差が大きすぎて不可能であ
る。つまり、実際の露光光である、例えばＫｒＦエキシ
マレーザの光（λ＝２４８．５ｎｍ）に対する投影レン
ズの屈折率は、エキシマレーザ光のような紫外光と、ア
ライメント光１１のような可視光に対する屈折率が大き
く異なっている。このため、エキシマレーザ光に合わせ
て最適設計された投影レンズ３のアライメント光１１に
対する色収差は極めて大きく、投影レンズ３の全画角を
色補正できるような補正光学系を設計することは極めて
難しい。
長に対応して設計されているため、光源４から出射され
るアライメント光１１に対しては、レチクル１上の位置
合わせマーク５を、投影レンズ３を介し、ウェハ２上に
正確に結像することは、色収差が大きすぎて不可能であ
る。つまり、実際の露光光である、例えばＫｒＦエキシ
マレーザの光（λ＝２４８．５ｎｍ）に対する投影レン
ズの屈折率は、エキシマレーザ光のような紫外光と、ア
ライメント光１１のような可視光に対する屈折率が大き
く異なっている。このため、エキシマレーザ光に合わせ
て最適設計された投影レンズ３のアライメント光１１に
対する色収差は極めて大きく、投影レンズ３の全画角を
色補正できるような補正光学系を設計することは極めて
難しい。
【００２８】そこで、補正光学系７を図示のようにアラ
イメント光の光路中に補正光学系７を設け、例えば図２
に示すように、投影レンズ３の有効画角３１の特定領域
３２（図中ではパターン領域３３を除く同一円環領域）
内において、投影レンズ３の色収差を補正している。
イメント光の光路中に補正光学系７を設け、例えば図２
に示すように、投影レンズ３の有効画角３１の特定領域
３２（図中ではパターン領域３３を除く同一円環領域）
内において、投影レンズ３の色収差を補正している。
【００２９】このため、光源４から出射されたアライメ
ント光１１で照明されたレチクル１上の特定領域３２内
に存在する位置合わせマーク５は、ウェハ２上に正確に
投影結像される。
ント光１１で照明されたレチクル１上の特定領域３２内
に存在する位置合わせマーク５は、ウェハ２上に正確に
投影結像される。
【００３０】すなわち、本実施例のように、投影レンズ
３の画角の中で、位置合わせマーク５の存在するごく限
られた領域に対して色補正を行うような補正光学系７を
用いることで、補正光学系７の設計はかなり容易なもの
となる。
３の画角の中で、位置合わせマーク５の存在するごく限
られた領域に対して色補正を行うような補正光学系７を
用いることで、補正光学系７の設計はかなり容易なもの
となる。
【００３１】さて、光源４から射出されたアライメント
光は、レチクル１上の位置合わせマーク５に入射する。
この位置合わせマーク５は、回折格子より形成され、ア
ライメント光を透過し、この透過光は多数の回折光に分
割された後、色収差を補正する補正光学系７を通過し、
空間フィルタ８により±１次回折光のみが偏光光学素子
９に入射する。
光は、レチクル１上の位置合わせマーク５に入射する。
この位置合わせマーク５は、回折格子より形成され、ア
ライメント光を透過し、この透過光は多数の回折光に分
割された後、色収差を補正する補正光学系７を通過し、
空間フィルタ８により±１次回折光のみが偏光光学素子
９に入射する。
【００３２】ここで、光源４からレチクル１上の位置合
わせマーク５までのアライメント光の経路をカバー１８
で覆うことにより、アライメント光が環境の変化、すな
わち空気のゆらぎに起因する位相ゆらぎ等の影響を殆ど
受けない構成となっている。
わせマーク５までのアライメント光の経路をカバー１８
で覆うことにより、アライメント光が環境の変化、すな
わち空気のゆらぎに起因する位相ゆらぎ等の影響を殆ど
受けない構成となっている。
【００３３】ところで、光源４は図３に示すように、互
いに直交した方向に振動し、周波数が各々ｆ1、ｆ2のコ
ヒーレント光を出射する光学ユニットであり、このよう
な光学ユニットとしては、レーザ管に磁場をかけること
により２周波を得るゼーマンレーザや、一方向に伝播す
る超音波や、回転回折格子を用いてレーザ光をドップラ
ーシフトさせることにより２周波を得るような装置が利
用できる。ｆ1、ｆ2の周波数差としては、数十ＫＨｚ〜
数十ＭＨｚが一般的である。
いに直交した方向に振動し、周波数が各々ｆ1、ｆ2のコ
ヒーレント光を出射する光学ユニットであり、このよう
な光学ユニットとしては、レーザ管に磁場をかけること
により２周波を得るゼーマンレーザや、一方向に伝播す
る超音波や、回転回折格子を用いてレーザ光をドップラ
ーシフトさせることにより２周波を得るような装置が利
用できる。ｆ1、ｆ2の周波数差としては、数十ＫＨｚ〜
数十ＭＨｚが一般的である。
【００３４】ついで、空間フィルタ８を通過した±１次
の回折光であるアライメント光１１は、各々、偏光光学
素子９により、コヒーレントな２周波のアライメント光
ｆ1、ｆ2のいずれか一方のみの成分とされる。この場
合、偏光光学素子９として偏光板や偏光ビームスプリッ
タと位相板の組み合わせ、あるいは適切に設計された誘
電多層膜を用いることにより、透過光の位相を合致させ
たりを円偏光とすることもできる。
の回折光であるアライメント光１１は、各々、偏光光学
素子９により、コヒーレントな２周波のアライメント光
ｆ1、ｆ2のいずれか一方のみの成分とされる。この場
合、偏光光学素子９として偏光板や偏光ビームスプリッ
タと位相板の組み合わせ、あるいは適切に設計された誘
電多層膜を用いることにより、透過光の位相を合致させ
たりを円偏光とすることもできる。
【００３５】偏光光学素子９を透過したアライメント光
１１は、投影レンズ３を通過しウェハ２に結像する。
１１は、投影レンズ３を通過しウェハ２に結像する。
【００３６】このとき、レチクルと投影レンズ間のアラ
イメント光１１の光路には、送風装置１９によりジャバ
ラ２０を介してダクト２１の出口に設けられたメッシュ
フィルタ２２から、適当に温度調節された空気を送るこ
とにより、定常的な、または所望の空気の流れが形成さ
れいる。
イメント光１１の光路には、送風装置１９によりジャバ
ラ２０を介してダクト２１の出口に設けられたメッシュ
フィルタ２２から、適当に温度調節された空気を送るこ
とにより、定常的な、または所望の空気の流れが形成さ
れいる。
【００３７】ここで、メッシュフィルタ２１は、例えば
図４に示すような数種類の金網を積層した一体構造とな
っており、空気の流れる方向にジグザグに、大小の空孔
を配列した一種の濾過構造として作用するものであり、
空気のゆらぎを均一化した定常的な流れを出口近傍に形
成する役割を有するものである。
図４に示すような数種類の金網を積層した一体構造とな
っており、空気の流れる方向にジグザグに、大小の空孔
を配列した一種の濾過構造として作用するものであり、
空気のゆらぎを均一化した定常的な流れを出口近傍に形
成する役割を有するものである。
【００３８】また、送風装置１９とダクト２１を柔軟で
伸縮自在のジャバラで接続することにより、出口にメッ
シュフィルタ２２を持つダクト２１をアライメント光１
１の光路に近接して配置することが可能であり、アライ
メント光１１が空気のゆらぎによる影響を殆ど受けない
構成とすることができる。ただし、本実施例では、レチ
クル１と投影レンズ３の間にダクト２１を配置したが、
必要に応じ、他の場所の光路の近傍に自在に配置できる
ことはいうまでもない。
伸縮自在のジャバラで接続することにより、出口にメッ
シュフィルタ２２を持つダクト２１をアライメント光１
１の光路に近接して配置することが可能であり、アライ
メント光１１が空気のゆらぎによる影響を殆ど受けない
構成とすることができる。ただし、本実施例では、レチ
クル１と投影レンズ３の間にダクト２１を配置したが、
必要に応じ、他の場所の光路の近傍に自在に配置できる
ことはいうまでもない。
【００３９】ウェハ２上の位置合わせマーク６で回折さ
れたアライメント光１１は、再び投影レンズ３を通過
し、全反射ミラー１０で反射され、空間フィルタリング
用光学系１３および空間フィルタ１４に入射する。ここ
で、ウェハ２の表面状態に起因するスペックルノイズ等
を、空間フィルタ１４によりカットした後、光検出器１
５上に回折光１２を結像する。
れたアライメント光１１は、再び投影レンズ３を通過
し、全反射ミラー１０で反射され、空間フィルタリング
用光学系１３および空間フィルタ１４に入射する。ここ
で、ウェハ２の表面状態に起因するスペックルノイズ等
を、空間フィルタ１４によりカットした後、光検出器１
５上に回折光１２を結像する。
【００４０】光検出器１５上に導かれるアライメント光
１１は、その偏光状態が直線偏光の場合には途中の光路
に偏光板等を入れることにより、または、円偏光の場合
にはそのままで互いに干渉し、ｆ1とｆ2の差周波に相当
するビートを生じる。このビート信号は正弦波の位相の
中にウェハ２の位置ずれ量の情報を持っており、位置ず
れ量の情報を含まないビート信号を検出するもう一つの
検出器（図示せず）を用い、２つの光検出器の出力を位
相差検出用測定器（例えば位相計）により測定すれば、
ウェハ２のレチクル１に対する位置ずれ量を正確に得る
ことができる。
１１は、その偏光状態が直線偏光の場合には途中の光路
に偏光板等を入れることにより、または、円偏光の場合
にはそのままで互いに干渉し、ｆ1とｆ2の差周波に相当
するビートを生じる。このビート信号は正弦波の位相の
中にウェハ２の位置ずれ量の情報を持っており、位置ず
れ量の情報を含まないビート信号を検出するもう一つの
検出器（図示せず）を用い、２つの光検出器の出力を位
相差検出用測定器（例えば位相計）により測定すれば、
ウェハ２のレチクル１に対する位置ずれ量を正確に得る
ことができる。
【００４１】以上のように本実施例によれば、特定位置
に置かれたレチクル１上の位置合わせマークを、露光波
長とは異なる２周波のアライメント光を用いて照明し、
位置合わせマークで回折された±１次回折光に対し、ア
ライメント光１１の２周波成分 ｆ1、ｆ2のうちの一方
のみを透過させ、補正光学系７と投影レンズ３によっ
て、ウェハ２上の位置合わせマーク６上に投影し、再回
折した光を空間フィルタリングした後に、光検出器１５
上に導き、ビート信号を検出し、その位相情報を調べる
ことでウェハ２のレチクル１に対する位置ずれ状態を知
ることができ、この位置ずれ検出量にもとずいてウェハ
とレチクルを操作して位置ずれをなくし、正確なアライ
メントを行うことに加えて、送風装置１９で所望の光路
を定状的、または所望の空気のゆらぎ状態にする。ま
た、カバー１８により、所望の光路を覆うことにより、
外部の環境の変化を排除する。
に置かれたレチクル１上の位置合わせマークを、露光波
長とは異なる２周波のアライメント光を用いて照明し、
位置合わせマークで回折された±１次回折光に対し、ア
ライメント光１１の２周波成分 ｆ1、ｆ2のうちの一方
のみを透過させ、補正光学系７と投影レンズ３によっ
て、ウェハ２上の位置合わせマーク６上に投影し、再回
折した光を空間フィルタリングした後に、光検出器１５
上に導き、ビート信号を検出し、その位相情報を調べる
ことでウェハ２のレチクル１に対する位置ずれ状態を知
ることができ、この位置ずれ検出量にもとずいてウェハ
とレチクルを操作して位置ずれをなくし、正確なアライ
メントを行うことに加えて、送風装置１９で所望の光路
を定状的、または所望の空気のゆらぎ状態にする。ま
た、カバー１８により、所望の光路を覆うことにより、
外部の環境の変化を排除する。
【００４２】
【発明の効果】以上のように本発明は、位置合わせマー
クの存在領域に対する色収差を十分に補正する補正光学
系を用い、レチクル上の回折格子からなる位置合わせマ
ークをウェハ上の回折格子からなる位置合わせマーク上
に、露光波長とは異なるコヒーレント光を用いて投影
し、送風やカバー等により空気のゆらぎ対策を行い、空
間フィルタリングを行った後に光検出器で受光すること
により高精度なＴＴＬアライメントを実現できるもので
ある。
クの存在領域に対する色収差を十分に補正する補正光学
系を用い、レチクル上の回折格子からなる位置合わせマ
ークをウェハ上の回折格子からなる位置合わせマーク上
に、露光波長とは異なるコヒーレント光を用いて投影
し、送風やカバー等により空気のゆらぎ対策を行い、空
間フィルタリングを行った後に光検出器で受光すること
により高精度なＴＴＬアライメントを実現できるもので
ある。
【図１】本発明の実施例における位置合わせ装置の構成
図
図
【図２】本発明に用いられる色補正を行う投影レンズの
画角内の特定領域を示すレチクルの平面図
画角内の特定領域を示すレチクルの平面図
【図３】本発明の用いられるレーザ光源から出射される
レーザ光の偏光状態を示す偏光方向図
レーザ光の偏光状態を示す偏光方向図
【図４】本発明に用いらっれるメッシュフィルタの一例
を示す図
を示す図
【図５】従来の位置合わせ装置の構成図
１ レチクル ２ ウェハ ３ 投影レンズ ４ 光源 ５ 位置合わせマーク ６ 位置合わせマーク ７ 補正光学系 ８ 空間フィルタ ９ 偏光光学素子 １０ 全反射ミラー １１ アライメント光 １２ 反射回折光 １３ 空間フィルタリング用光学系 １４ 空間フィルタ １５ 光検出器 １６ 照明光学系 １７ 露光光 １８ カバー １９ 送風装置 ２０ ジャバラ ２１ ダクト ２２ メッシュフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寒川 潮 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 投影光学系の物体面上に位置する第１の
物体に設けられた回折格子と、投影光学系の像面上に位
置する第２の物体に設けられた位置合わせマークと、露
光波長と異なる波長を持つ２周波のコヒーレントなアラ
イメント光を出射する光源と、前記第１の物体上の特定
領域に対応して第２の物体面上で正しく結像させるよう
前記投影光学系の色収差を補正する補正光学系と、前記
第２の位置合わせマークから戻る光からスペックルパタ
ーンを除去する空間フィルタリング用光学系と、前記空
間フィルタリング用光学系を通過した光から光ビート信
号を検出するための光検出手段と、少なくとも前記第１
の物体と投影レンズ間のアライメント光の通過する領域
において空気のゆらぎ状態を制御する制御手段とを備え
た位置合わせ装置。 - 【請求項２】 第２の物体上の位置合わせ用マークが回
折格子であることを特徴とする請求項１記載の位置合わ
せ装置。 - 【請求項３】 コヒーレント光の通過する経路に、第１
の物体、色収差補正光学系、投影レンズ、第２の物体、
投影レンズ、空間フィルタリング用光学系および光検出
手段が順に設けられていることを特徴とする請求項１ま
たは請求項２記載の位置合わせ装置。 - 【請求項４】 第１の物体と投影レンズ間のアライメン
ト光の通過する領域において空気のゆらぎ状態を制御す
る制御手段は、定常的な空気の流れを送出する送風手段
を含むことを特徴とする請求項３記載の位置合わせ装
置。 - 【請求項５】 第１の物体と投影レンズ間のアライメン
ト光の通過する領域において空気のゆらぎ状態を制御す
る制御手段は、定常的な空気の流れを送出する送風手段
と空気濾過手段とを有することを特徴とする請求項３記
載の位置合わせ装置。 - 【請求項６】 コヒーレント光の通過する経路のうち、
アライメント光を出射する光源と第１の物体の間の経路
を覆うカバーを備えたことを特徴とする請求項４または
５記載の位置合わせ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4034608A JPH05231820A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 位置合わせ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4034608A JPH05231820A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 位置合わせ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05231820A true JPH05231820A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=12419080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4034608A Pending JPH05231820A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 位置合わせ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05231820A (ja) |
-
1992
- 1992-02-21 JP JP4034608A patent/JPH05231820A/ja active Pending
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