JPH0661123A - 半導体露光装置 - Google Patents
半導体露光装置Info
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- JPH0661123A JPH0661123A JP21247792A JP21247792A JPH0661123A JP H0661123 A JPH0661123 A JP H0661123A JP 21247792 A JP21247792 A JP 21247792A JP 21247792 A JP21247792 A JP 21247792A JP H0661123 A JPH0661123 A JP H0661123A
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- JP
- Japan
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- wafer
- mask
- signal
- optical system
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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
-
- 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
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マスク側アライメント光学系とウェハ側アラ
イメント光学系の構成の違いにより生ずるアライメント
オフセットを測定する。 【構成】 ウェハ側信号アライメント光２２をビームエ
キスパンダレンズ２３で拡大する。さらにスリット２４
によりマスクアライメントマーク３０、ウェハアライメ
ントマーク３１のどちらかを照射する。そして、それぞ
れの信号光２５、２６をマスク側信号アライメント光２
７と比較して、光学系に特有のオフセット、マスクウェ
ハ間の位置ズレを測定できる。
イメント光学系の構成の違いにより生ずるアライメント
オフセットを測定する。 【構成】 ウェハ側信号アライメント光２２をビームエ
キスパンダレンズ２３で拡大する。さらにスリット２４
によりマスクアライメントマーク３０、ウェハアライメ
ントマーク３１のどちらかを照射する。そして、それぞ
れの信号光２５、２６をマスク側信号アライメント光２
７と比較して、光学系に特有のオフセット、マスクウェ
ハ間の位置ズレを測定できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造工程に
おける半導体露光装置、特にＸ線露光装置に関するもの
である。
おける半導体露光装置、特にＸ線露光装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、大規模集積回路（ＬＳＩ）の高密
度化、高速化にともない、素子の微細化が要求されてい
るが、その製造工程における写真蝕刻工程で使われる光
の波長が短いほど微細な素子が形成できるため、波長が
１ｎｍ前後の軟Ｘ線（以下単にＸ線と呼ぶ）を光源とす
るＸ線露光が次世代の露光方法として有望視されてい
る。
度化、高速化にともない、素子の微細化が要求されてい
るが、その製造工程における写真蝕刻工程で使われる光
の波長が短いほど微細な素子が形成できるため、波長が
１ｎｍ前後の軟Ｘ線（以下単にＸ線と呼ぶ）を光源とす
るＸ線露光が次世代の露光方法として有望視されてい
る。
【０００３】このようなＸ線マスクを用いるＸ線露光方
法においては、図６に示すようにそれぞれにアライメン
トマークを有したＸ線マスク１３と、表面にレジストを
塗布した半導体ウェハ１４とを、例えば２０μｍ離して
対向させ、両者の位置合わせを行なった後、蓄積リング
（図示せず）より放射されビームラインにより導かれた
シンクロトロン放射光（ＳＯＲ）と呼ばれるＸ線を照射
する。
法においては、図６に示すようにそれぞれにアライメン
トマークを有したＸ線マスク１３と、表面にレジストを
塗布した半導体ウェハ１４とを、例えば２０μｍ離して
対向させ、両者の位置合わせを行なった後、蓄積リング
（図示せず）より放射されビームラインにより導かれた
シンクロトロン放射光（ＳＯＲ）と呼ばれるＸ線を照射
する。
【０００４】このようなＸ線露光を行うＸ線露光装置で
は、ウェハとマスクを高精度に位置合わせする必要があ
るため、Ｘ線露光中もサーボ制御できることが要求され
ている。
は、ウェハとマスクを高精度に位置合わせする必要があ
るため、Ｘ線露光中もサーボ制御できることが要求され
ている。
【０００５】図６に従来の露光装置の構成図を示す。１
１はアライメント光学系、１２はマスクステージ、１３
はマスク、１４はウェハ、１５は微動ウェハステージ、
１６は粗動ウェハステージである。従来の露光装置は、
Ｘ線マスク１３をマスクステージ１２に固定する手段、
ウェハ１４をウェハステージ１５に固定する手段、アラ
イメント光源（図示せず）とアライメント検出部により
構成され、そのうちアライメント光源とアライメント検
出部は図５に示したように、マスクアライメントマーク
３０とウェハアライメントマーク３１のそれぞれに対応
する独立したマスク側アライメント光学系、ウェハ側ア
ライメント光学系が搭載され、マスクアライメントマー
ク３０からの信号をマスク側光検出器２９で、ウェハア
ライメントマーク３１からの信号をウェハ側光検出器２
８で検出している。
１はアライメント光学系、１２はマスクステージ、１３
はマスク、１４はウェハ、１５は微動ウェハステージ、
１６は粗動ウェハステージである。従来の露光装置は、
Ｘ線マスク１３をマスクステージ１２に固定する手段、
ウェハ１４をウェハステージ１５に固定する手段、アラ
イメント光源（図示せず）とアライメント検出部により
構成され、そのうちアライメント光源とアライメント検
出部は図５に示したように、マスクアライメントマーク
３０とウェハアライメントマーク３１のそれぞれに対応
する独立したマスク側アライメント光学系、ウェハ側ア
ライメント光学系が搭載され、マスクアライメントマー
ク３０からの信号をマスク側光検出器２９で、ウェハア
ライメントマーク３１からの信号をウェハ側光検出器２
８で検出している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
露光装置は、マスク側アライメント光学系でマスク側の
アライメント信号を測定し、ウェハ側アライメント光学
系でウェハ側アライメント信号を測定しているので、そ
れぞれの光学系に特有な系、例えば光路長の違い、など
によって、アライメント信号誤差としてオフセット量が
アライメント信号に含まれる。マスクとウェハを正確に
合わせるためには、このオフセットを複数回のテスト露
光実験などによって統計的に求める、などを事前に行
い、以後の露光の際にはアライメント信号にオフセット
を加えてマスクとウェハを位置合わせする必要がある。
オフセットは露光のたびに測定されるわけではないの
で、なんらかの装置のメンテナンスや改造により、光学
系がわずかでも変化した場合、上記のオフセットを求め
る実験をもう一度やり直す必要があった。
露光装置は、マスク側アライメント光学系でマスク側の
アライメント信号を測定し、ウェハ側アライメント光学
系でウェハ側アライメント信号を測定しているので、そ
れぞれの光学系に特有な系、例えば光路長の違い、など
によって、アライメント信号誤差としてオフセット量が
アライメント信号に含まれる。マスクとウェハを正確に
合わせるためには、このオフセットを複数回のテスト露
光実験などによって統計的に求める、などを事前に行
い、以後の露光の際にはアライメント信号にオフセット
を加えてマスクとウェハを位置合わせする必要がある。
オフセットは露光のたびに測定されるわけではないの
で、なんらかの装置のメンテナンスや改造により、光学
系がわずかでも変化した場合、上記のオフセットを求め
る実験をもう一度やり直す必要があった。
【０００７】そこで、本発明はアライメント光学系を露
光の都度、上記オフセットを測定可能な構造とすること
を目的とする。
光の都度、上記オフセットを測定可能な構造とすること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の露光装置は、マスク側アライメントマーク
からの信号をマスク側光検出器だけでなく、ウェハ側光
検出器でも検出可能な構造にし、マスク上に設けた位置
ずれのない２つのアライメントマークをマスク側光検出
器、ウェハ側光検出器のそれぞれで検出することによ
り、それぞれの光学系固有の系により生ずるアライメン
トオフセットを即時に測定できるようにした。
めに本発明の露光装置は、マスク側アライメントマーク
からの信号をマスク側光検出器だけでなく、ウェハ側光
検出器でも検出可能な構造にし、マスク上に設けた位置
ずれのない２つのアライメントマークをマスク側光検出
器、ウェハ側光検出器のそれぞれで検出することによ
り、それぞれの光学系固有の系により生ずるアライメン
トオフセットを即時に測定できるようにした。
【０００９】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しながら説
明する。
明する。
【００１０】図１に本発明の第１の実施例における露光
装置のアライメント光学系の構成図を示す。２１はアラ
イメント光であるHe-Neレーザ、２２はウェハ側信号用
アライメント光、２３はビームエキスパンダレンズ、２
４はビームの入射場所を変更するためのスリット、２５
はスリットにより切り分けされたマスクマークに入射す
るウェハ側信号アライメント光（以後、第１のウェハ側
信号アライメント光）、２６はおなじくウェハ側マーク
に入射するウェハ側信号アライメント光（以後、第２の
ウェハ側信号アライメント光）、２７はマスク側信号用
アライメント光、２８はウェハ側光検出器、２９はマス
ク側光検出器、３０はマスク側アライメントマーク、３
１はウェハ側アライメントマークである。
装置のアライメント光学系の構成図を示す。２１はアラ
イメント光であるHe-Neレーザ、２２はウェハ側信号用
アライメント光、２３はビームエキスパンダレンズ、２
４はビームの入射場所を変更するためのスリット、２５
はスリットにより切り分けされたマスクマークに入射す
るウェハ側信号アライメント光（以後、第１のウェハ側
信号アライメント光）、２６はおなじくウェハ側マーク
に入射するウェハ側信号アライメント光（以後、第２の
ウェハ側信号アライメント光）、２７はマスク側信号用
アライメント光、２８はウェハ側光検出器、２９はマス
ク側光検出器、３０はマスク側アライメントマーク、３
１はウェハ側アライメントマークである。
【００１１】図２に図１で示したＸ線マスクやウェハの
アライメントマークとアライメント光の関係図を示す。
マスク１３には位置ずれのない格子パターンの第１と第
２のアライメントマーク３２、３３（以後、第１および
第２のマスク側アライメントマークと呼ぶ）が形成され
ている。また、ウェハにもアライメントマーク３１が形
成されている。
アライメントマークとアライメント光の関係図を示す。
マスク１３には位置ずれのない格子パターンの第１と第
２のアライメントマーク３２、３３（以後、第１および
第２のマスク側アライメントマークと呼ぶ）が形成され
ている。また、ウェハにもアライメントマーク３１が形
成されている。
【００１２】図１において、He-Neレーザ２１から出射
されたアライメント光はウェハ側信号アライメント光２
２とマスク側信号アライメント光２７に分離される。ウ
ェハ側信号アライメント光２２は、ビームエキスパンダ
レンズ２３によってアライメントマークの２〜３倍程度
の大きさに拡大される。続いて、スリット２４によりウ
ェハ側信号アライメント光２２は、第１のウェハ側信号
用アライメント光２５か第２のウェハ側信号用アライメ
ント光２６にわけられ、どちらかがマスクやウェハのア
ライメントマーク３０、３１に入射されるようになる。
まず、第１のウェハ側信号用アライメント光２５が第２
のマスク側アライメントマーク３３にのみ入射させる
（図２参照）。アライメントマーク３３から反射または
回折された第１のウェハ側信号アライメント光２５はウ
ェハ側光検出器２８に入る。一方、マスク側信号アライ
メント光２７は第１のマスク側アライメントマーク３２
に入射し、反射または回折され、マスク側光検出器２９
に入る。それぞれの信号から第１のマスク側アライメン
トマーク３２と第２のマスク側アライメントマーク３３
の位置ずれ信号オフセット△Ｘ0を検出する。この信号
オフセットはマスク側アライメント光学系とウェハ側ア
ライメント光学系それぞれ固有の系によって生ずるもの
である。
されたアライメント光はウェハ側信号アライメント光２
２とマスク側信号アライメント光２７に分離される。ウ
ェハ側信号アライメント光２２は、ビームエキスパンダ
レンズ２３によってアライメントマークの２〜３倍程度
の大きさに拡大される。続いて、スリット２４によりウ
ェハ側信号アライメント光２２は、第１のウェハ側信号
用アライメント光２５か第２のウェハ側信号用アライメ
ント光２６にわけられ、どちらかがマスクやウェハのア
ライメントマーク３０、３１に入射されるようになる。
まず、第１のウェハ側信号用アライメント光２５が第２
のマスク側アライメントマーク３３にのみ入射させる
（図２参照）。アライメントマーク３３から反射または
回折された第１のウェハ側信号アライメント光２５はウ
ェハ側光検出器２８に入る。一方、マスク側信号アライ
メント光２７は第１のマスク側アライメントマーク３２
に入射し、反射または回折され、マスク側光検出器２９
に入る。それぞれの信号から第１のマスク側アライメン
トマーク３２と第２のマスク側アライメントマーク３３
の位置ずれ信号オフセット△Ｘ0を検出する。この信号
オフセットはマスク側アライメント光学系とウェハ側ア
ライメント光学系それぞれ固有の系によって生ずるもの
である。
【００１３】次に、スリット２４を駆動させて、第２の
ウェハ側信号アライメント光２６をウェハ側アライメン
トマーク３１にのみ入射させる（図２参照）。アライメ
ントマーク３１から反射または回折されたウェハ側信号
アライメント光２６はウェハ側光検出器２８に入る。マ
スク側信号アライメント光２７についてはそのままにし
ておく。それぞれの信号から第１のマスク側アライメン
トマーク３２とウェハ側アライメントマーク３１の位置
ずれ信号△Ｘを検出する。
ウェハ側信号アライメント光２６をウェハ側アライメン
トマーク３１にのみ入射させる（図２参照）。アライメ
ントマーク３１から反射または回折されたウェハ側信号
アライメント光２６はウェハ側光検出器２８に入る。マ
スク側信号アライメント光２７についてはそのままにし
ておく。それぞれの信号から第１のマスク側アライメン
トマーク３２とウェハ側アライメントマーク３１の位置
ずれ信号△Ｘを検出する。
【００１４】この△Ｘには位置ずれ信号オフセット△Ｘ
0を含んでいるので、それを除いた△Ｘ−△Ｘ0の分だけ
ウェハステージを駆動し、アライメント動作を行う。
0を含んでいるので、それを除いた△Ｘ−△Ｘ0の分だけ
ウェハステージを駆動し、アライメント動作を行う。
【００１５】図３に本発明第２の実施例におけるの露光
装置のアライメント光学系の構成図を示す。第２の実施
例としては、前記第１の実施例でマスク側アライメント
光学系とウェハ側アライメント光学系の役割を逆転させ
た構成となっている。具体的には、ウェハ上に位置ずれ
のない第１と第２のウェハ側アライメントマーク３６、
３７を形成する（図４参照）。スリット２４はマスク側
アライメント光２７を第２のウェハ側アライメントマー
ク３７とマスク側アライメントマーク３５のどちらかを
入射させるようになっている。まず最初に第１のマスク
側信号アライメント光３９とウェハ側信号アライメント
光３８を比較することにより、第１のウェハ側アライメ
ントマーク３６と第２のアライメントマーク３７の位置
ずれ信号オフセット△Ｘ0を検出し、ついでスリット２
４を駆動し、第２のマスク側信号アライメント光４０と
ウェハ側信号アライメント光３８を比較することによ
り、マスク側アライメントマークと第１のウェハ側アラ
イメントマーク位置ずれ信号△Ｘを検出し、△Ｘ−△Ｘ
0の分だけウェハステージを駆動し、アライメント動作
を行う。
装置のアライメント光学系の構成図を示す。第２の実施
例としては、前記第１の実施例でマスク側アライメント
光学系とウェハ側アライメント光学系の役割を逆転させ
た構成となっている。具体的には、ウェハ上に位置ずれ
のない第１と第２のウェハ側アライメントマーク３６、
３７を形成する（図４参照）。スリット２４はマスク側
アライメント光２７を第２のウェハ側アライメントマー
ク３７とマスク側アライメントマーク３５のどちらかを
入射させるようになっている。まず最初に第１のマスク
側信号アライメント光３９とウェハ側信号アライメント
光３８を比較することにより、第１のウェハ側アライメ
ントマーク３６と第２のアライメントマーク３７の位置
ずれ信号オフセット△Ｘ0を検出し、ついでスリット２
４を駆動し、第２のマスク側信号アライメント光４０と
ウェハ側信号アライメント光３８を比較することによ
り、マスク側アライメントマークと第１のウェハ側アラ
イメントマーク位置ずれ信号△Ｘを検出し、△Ｘ−△Ｘ
0の分だけウェハステージを駆動し、アライメント動作
を行う。
【００１６】なお、上記の実施例では、スリットをアラ
イメントマーク照射前に配置することによってアライメ
ントマークへの照射を選択的に行なっているが、アライ
メントマーク照射後にスリットを配置し、マスクからの
信号、ウェハからの信号を選択的に光検出器に入射させ
るようにしてもよい。
イメントマーク照射前に配置することによってアライメ
ントマークへの照射を選択的に行なっているが、アライ
メントマーク照射後にスリットを配置し、マスクからの
信号、ウェハからの信号を選択的に光検出器に入射させ
るようにしてもよい。
【００１７】
【発明の効果】マスク側アライメントマークからの信号
をマスク側光検出器だけでなく、ウェハ側光検出器でも
検出可能な構造にし、マスク上の設けた位置ずれのない
２つのアライメントマークをマスク側光検出器、ウェハ
側光検出器のそれぞれで検出することにより、それぞれ
の光学系固有の系により生ずるアライメントオフセット
を即時に測定できるようにした。これにより、装置のメ
ンテナンスや改造により、光学系がわずかでも変化した
場合、上記のオフセットを求める実験をもう一度やり直
す必要がなくなる。
をマスク側光検出器だけでなく、ウェハ側光検出器でも
検出可能な構造にし、マスク上の設けた位置ずれのない
２つのアライメントマークをマスク側光検出器、ウェハ
側光検出器のそれぞれで検出することにより、それぞれ
の光学系固有の系により生ずるアライメントオフセット
を即時に測定できるようにした。これにより、装置のメ
ンテナンスや改造により、光学系がわずかでも変化した
場合、上記のオフセットを求める実験をもう一度やり直
す必要がなくなる。
【図１】本発明の第１の実施例におけるＸ線露光装置の
アライメント光学部の構成図
アライメント光学部の構成図
【図２】本発明の第１の実施例におけるＸ線マスクとウ
ェハとアライメント光との関係図
ェハとアライメント光との関係図
【図３】本発明の第２の実施例におけるＸ線露光装置の
アライメント光学部の構成図
アライメント光学部の構成図
【図４】本発明の第２の実施例におけるＸ線マスクとウ
ェハとアライメント光との関係図
ェハとアライメント光との関係図
【図５】従来のＸ線露光装置のアライメント光学部の構
成図
成図
【図６】従来のＸ線露光装置の構成図
１１ アライメント光学系 １２ マスクステージ １３ マスク １４ ウェハ １５ 微動ウェハステージ １６ 粗動ウェハステージ １７ 放射光（ＳＯＲ光） ２１ He-Neレーザ ２２ ウェハ側信号アライメント光 ２３ ビームエキスパンダレンズ ２４ スリット ２５ 第１のウェハ側信号アライメント光 ２６ 第２のウェハ側アライメント光 ２７ マスク側信号アライメント光 ２８ ウェハ側光検出器 ２９ マスク側光検出器 ３０ マスク側アライメントマーク ３１ ウェハ側アライメントマーク ３２ 第１のマスク側アライメントマーク ３３ 第２のマスク側アライメントマーク ３６ 第１のウェハ側アライメントマーク ３７ 第２のウェハ側アライメントマーク ３８ ウェハ側信号アライメント光 ３９ 第１のマスク側信号アライメント光 ４０ 第２のマスク側信号アライメント光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 9/00 Ｈ 9122−2Ｈ
Claims (2)
- 【請求項１】Ｘ線マスクを所定位置に固定する手段と被
露光材料を所定位置に固定する手段とアライメント光源
とアライメント検出部とを含むＸ線露光装置において、
前記アライメント検出部が、ウェハ側アライメント光学
系からの信号とマスク側アライメント光学系からの信号
の両方の信号を検出できるマスク側光検出器を備えたこ
とを特徴とするＸ線露光装置。 - 【請求項２】Ｘ線マスクを所定位置に固定する手段と被
露光材料を所定位置に固定する手段とアライメント光源
とアライメント検出部とを含むＸ線露光装置において、
前記アライメント検出部が、ウェハ側アライメント光学
系からの信号とマスク側アライメント光学系からの信号
の両方の信号を検出できるウェハ側光検出器を備えたこ
とを特徴とするＸ線露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21247792A JP3084946B2 (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 半導体露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21247792A JP3084946B2 (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 半導体露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0661123A true JPH0661123A (ja) | 1994-03-04 |
| JP3084946B2 JP3084946B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=16623297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21247792A Expired - Fee Related JP3084946B2 (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 半導体露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3084946B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012002893A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Hitachi High-Technologies Corp | プロキシミティ露光装置、及びプロキシミティ露光装置のギャップ制御方法 |
-
1992
- 1992-08-10 JP JP21247792A patent/JP3084946B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012002893A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Hitachi High-Technologies Corp | プロキシミティ露光装置、及びプロキシミティ露光装置のギャップ制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3084946B2 (ja) | 2000-09-04 |
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