JPH0650714B2 - 露光方法 - Google Patents

露光方法

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JPH0650714B2 JP61166786A JP16678686A JPH0650714B2 JP H0650714 B2 JPH0650714 B2 JP H0650714B2 JP 61166786 A JP61166786 A JP 61166786A JP 16678686 A JP16678686 A JP 16678686A JP H0650714 B2 JPH0650714 B2 JP H0650714B2
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    • 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
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7073—Alignment marks and their environment
    • G03F9/7084—Position of mark on substrate, i.e. position in (x, y, z) of mark, e.g. buried or resist covered mark, mark on rearside, at the substrate edge, in the circuit area, latent image mark, marks in plural levels

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レチクル等の原板とウエハ等の基板の位置合
せを行ない、原板上のパターンを基板の表面に投影露光
する露光方法に関する。
［従来の技術］ 従来、レチクル上のパターン像を投影レンズを介してウ
エハ表面上に投影露光する装置においては、レチクルと
ウエハのアライメントを行なう際、ウエハ表面に刻まれ
たアライメントマークに投影レンズ側からアライメント
光を入射し、その回折光をアライメント信号として得て
いた。
［発明が解決しようとする問題点］ ところで、このような装置は、アライメント信号が、ウ
エハ表面に塗布されているレジストの種類や塗布条件等
により アライメント光のレジスト表面での反射光 アライメント光のレジスト内での屈折と多重反射、な
らびに アライメント光、段差部での回折光、上記反射光お
よび上記反射光相互の干渉 等により影響を受けるという問題があった。
つまり、従来の装置においては、これらレジストの影響
が、アライメント信号の歪み、割れ、Ｓ／Ｎの低下およ
び疑似信号の発生等として現われ、アライメント精度劣
化の原因となるという欠点があった。例えば、ある条件
でレジストを回転塗布させたウエハは放射状にレジスト
の塗布むらを持ち、レジストはウエハ表面のアライメン
トマークに対して第２図のような、非対称な塗布状態と
なることがある。
このようなウエハを縮小投影露光装置にて各ショット毎
にウエハ・レチクル間の相対位置合せを行ない、露光を
行なった場合、周辺のショットでは第３図のようにウエ
ハ中心のショットに対して放射状のベクトルを持つ位置
合せずれが生じ、その結果、位置合せ誤差が３σ＝0.2
μｍを上回ることもある。この位置合せずれが生じる原
因は第２図のようにウエハ１上のアライメントマークに
対してレジスト２が非対称に塗布され、このレジストを
介して得られるアライメント信号は、このアライメント
マークに対して非対称なレジストの影響を受けるためで
ある。
本発明の目的は、上述従来例の欠点を除去し、より高精
度の重ね合せ露光が可能な露光方法を提供することにあ
る。
［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明では、基板の裏面に形成
したアライメントマークを基板の裏面側から検出するよ
うにしている。
なお、原板は、前記基板のアライメントマークを検出す
る検出光学系を用い、該基板を該検出光学系と原板の間
から退避させた状態で該原板のアライメントマークを検
出して位置合せする。また、原板および基板それぞれの
アライメントマークを検出する際はそれぞれのアライメ
ントマークが検出光学系の基準面に結像するよう、検出
光学系のレンズを動かすようにしている。
［発明の作用および効果］ 本発明によると、レジストが塗布されていないウエハ裏
面に形成されたアライメントマークからレジストを介せ
ずしてアライメント信号を得るようにしているため、レ
ジストによる影響を受けずにアライメント信号を得、レ
ジストによるアライメント精度の低下を排除し、アライ
メント精度を向上させる効果がある。
また、ウエハ裏面に刻まれたアライメントマークにより
アライメントを行なうようにしたため、ウエハ表面での
アライメントマークの専有面積は零となりウエハ全面の
利用効率が向上し、また各工程毎のアライメントマーク
の共通化を行なうことが可能となる利点がある。
［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
第１図は、本発明の一実施例に係る露光装置の構成を示
す。同図において、１はレジストが塗布されたウエハ
（基板）、３はレチクル側アライメント光の光源、４は
ウエハ１に転写する所望のパターンおよびレチクル側ア
ライメントマークが刻まれたレチクル（原板）、５はレ
チクルを固定するレチクルステージ、６はレチクル４を
所望の位置に位置決めするためのレチクルステージ駆動
系である。７はレチクル４上を照明する露光照明系、８
はレチクル４のパターンをウエハ１の表面に投影転写す
る投影レンズ、９はウエハ１を保持するウエハチャッ
ク、10はウエハ１を搭載して所望の位置に移動するウエ
ハステージ、11はウエハステージ駆動系である。また、
12はウエハ側アライメント光の光源、13はウエハ側アラ
イメントマークを位置合せする際の基準となる基準マー
ク、14はリレーレンズである。基準マーク13はリレーレ
ンズ14等を介してウエハチャック９の表面と結像共役の
位置に配置されている。15は光源12より出射されたアラ
イメント光をウエハ１の裏面に刻まれたウエハ側アライ
メントマークに入射させ、その回折光をアライメント信
号として得るためのウエハ側アライメント光学系、16は
ウエハ側アライメント光学系15により得られたアライメ
ント信号を電気的信号に変換し基準マーク13とウエハ側
アライメントマークの相対的ずれ量を計測するところの
ウエハ側アライメント計測系である。
次に上記構成からなる露光装置の動作を説明する。
まず、ウエハの位置合せ露光に先立ち、レチクルステー
ジ５上に固定されたレチクル４と基準マーク13の位置合
せを行なう。
すなわち、ウエハチャック９上にウエハ１を載置しない
状態で光源３を点燈することにより、レチクル４に刻ま
れたレチクルアライメントマークを投影レンズ８を介し
てウエハチャック上空、例えばウエハ載置時のウエハ表
面に相当する位置の辺り、に空中結像させる。続いてリ
レーレンズ14を微動させることによりウエハチャック９
上空に結像しているレチクルアライメントマーク像を基
準マーク13上に再び結像させる。この状態でウエハ側ア
ライメント計測系によりこのレチクルアライメントマー
クと基準マーク13とのずれ量を計測し、このずれ量が零
となるようレチクルステージ駆動系６を介してレチクル
ステージ５を駆動し、レチクル４と基準マーク13の位置
合せを終了する。
次にウエハの位置合せ露光の工程に入る。
ウエハ側の位置合せは、ウエハチャック９上にウエハ１
を載置した状態で光源12から出射したアライメント光が
ウエハ側アライメント光学系15を介してウエハチャック
９を通過し、ウエハ１の裏面に入射することから行なわ
れる。ウエハ１の裏面には予め所望のウエハアライメン
トマークが刻まれており、ウエハ側アライメント計測系
16は、このウエハアライメントマークにアライメント光
が入射すると、その回折光をアライメント信号として、
このウエハアライメントマークとウエハ裏面（ウエハチ
ャック９表面）に対して結像共役点にある基準マーク13
とのずれ量を検知する。ウエハステージ駆動系11は、こ
のずれ量が零となるようにウエハステージ10を駆動す
る。ここで、ウエハチャック９は光源３および12から出
射した光を十分透過する材質で作られており、またウエ
ハステージ10はウエハ１とウエハ側アライメント光学系
15の間の光路を十分確保できる空間を有している。
このようにウエハ１と基準マーク13との位置合せを行な
った後、露光照明系７の露光光により、予め基準マーク
13と位置合せされたレチクル４のパターンを投影レンズ
７を介してウエハ１表面に結像し焼き付ける。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例に係る投影露光装置の概略
構成図、 第２図は、レジストを塗布したウエハの断面図、 第３図は、アライメント精度一例を示す精度マップであ
る。 １：ウエハ、 ２：レジスト、 ３：光源、 ４：レチクル、 ５：レチクルステージ、 ６：レチクルステージ駆動系、 ７：露光照明系、 ８：投影レンズ、 ９：ウエハチャック、 10：ウエハステージ、 11：ウエハステージ駆動系、 12：光源、 13：基準マーク、 14：リレーレンズ、 15：ウエハ側アライメント光学系、 16：ウエハ側アライメント計測系。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】原板と基板を位置合せした後に前記原板の
    パターンを介して前記基板の表面を露光する際、前記基
    板の裏面に位置合せマークを形成し、前記基板の裏面側
    に検出光学系を配し、前記基板を前記原板と前記検出光
    学系の間から退避させた状態で前記検出光学系により前
    記原板の位置合せマークを検出して前記原板の位置合せ
    を行ない、次に前記基板を前記原板と前記検出光学系の
    間に位置付けた状態で前記検出光学系により前記基板の
    位置合せマークを検出して前記基板の位置合せを行なう
    露光方法において、前記原板の位置合せマークを検出す
    る時と前記基板の位置合せマークを検出する時の双方に
    おいて前記検出光学系の基準面に位置合せマークが結像
    するよう、前記検出光学系のレンズを動かすことを特徴
    とする露光方法。
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