JPS59104128A - 2重回折格子による位置合せ法および位置合せ装置 - Google Patents
2重回折格子による位置合せ法および位置合せ装置Info
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- JPS59104128A JPS59104128A JP57213579A JP21357982A JPS59104128A JP S59104128 A JPS59104128 A JP S59104128A JP 57213579 A JP57213579 A JP 57213579A JP 21357982 A JP21357982 A JP 21357982A JP S59104128 A JPS59104128 A JP S59104128A
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- diffraction grating
- mask
- mark
- diffraction gratings
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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
- 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
- G03F9/7049—Technique, e.g. interferometric
Landscapes
- 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)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体IC+LsIを製造するための露光装
置やバタン評価装置等に用いられる位置合せ法およびそ
の実施に使用される位置合せ装置に関するものである。
置やバタン評価装置等に用いられる位置合せ法およびそ
の実施に使用される位置合せ装置に関するものである。
半導体rcやLSIの微細化に伴い、マスクパタンをウ
ェハに一括して、もしくけステップeアンド・レビート
方式によってH光転写する装置において、マスクとウェ
ハとを互いに高精度に位置合せする技術の進展は不可欠
のものとなっている。
ェハに一括して、もしくけステップeアンド・レビート
方式によってH光転写する装置において、マスクとウェ
ハとを互いに高精度に位置合せする技術の進展は不可欠
のものとなっている。
従来紫外線露光装置等におけるこの種の位置合せは、マ
スクとウェハにそれぞれ位置合せマークを作製し、それ
らのマークを顕微鏡等で拡大投影してマスク上のマーク
とウェハ上のマークとがびったシ一致するようにマスク
もしくはウエノ・を移動する方法によって行なわれてき
たが、この方法で達成できる位置合せ精度は±0.2μ
m程度であるため、サブミクロンパタンを露光・転写す
るための位置合せ法としては不適当であった。そこで、
例えばJ、 Vace Sci、 Teehnol、
r vol、19 eNn、 4 e1981、 p2
14で紹介されているように0.1fim以下の位置合
せを目的として2重回折格子を用いた位置合せ装置の開
発が進ぬられてきた。
スクとウェハにそれぞれ位置合せマークを作製し、それ
らのマークを顕微鏡等で拡大投影してマスク上のマーク
とウェハ上のマークとがびったシ一致するようにマスク
もしくはウエノ・を移動する方法によって行なわれてき
たが、この方法で達成できる位置合せ精度は±0.2μ
m程度であるため、サブミクロンパタンを露光・転写す
るための位置合せ法としては不適当であった。そこで、
例えばJ、 Vace Sci、 Teehnol、
r vol、19 eNn、 4 e1981、 p2
14で紹介されているように0.1fim以下の位置合
せを目的として2重回折格子を用いた位置合せ装置の開
発が進ぬられてきた。
第1図に、このような装置の一例を示す。すなわち、同
図においてレーザ光源1から発したコヒーレント光は平
面−2によって方向を変えられ、真空吸着マスクホルダ
3によって保持されたマスク4の上に作製されているマ
スクマーク5に垂直に入射し通過した後、移動テーブル
6の上に保持されたウェハ7の上に作製されているウェ
ー・マーク8で反射され再度マスクマーク5を通過する
。
図においてレーザ光源1から発したコヒーレント光は平
面−2によって方向を変えられ、真空吸着マスクホルダ
3によって保持されたマスク4の上に作製されているマ
スクマーク5に垂直に入射し通過した後、移動テーブル
6の上に保持されたウェハ7の上に作製されているウェ
ー・マーク8で反射され再度マスクマーク5を通過する
。
ここで、マスクマーク5、ウェハマーク8はいずれも回
折格子を構成し、第2図に拡大して示すように前者は透
過形で、マスク4を構成する石英等の透明基板もしくけ
透明薄膜9の上にCrやT1等の不透明薄膜10により
回折格子バタンを形成したもの、後者は反射形でウエノ
・7の上に無反射薄膜11によシ回折格子バタンを形成
したものである。
折格子を構成し、第2図に拡大して示すように前者は透
過形で、マスク4を構成する石英等の透明基板もしくけ
透明薄膜9の上にCrやT1等の不透明薄膜10により
回折格子バタンを形成したもの、後者は反射形でウエノ
・7の上に無反射薄膜11によシ回折格子バタンを形成
したものである。
これらマスクマーク5およびウエノ・マーク8により回
折された光は、入射光に対してθ=sin’mλ (1乙2 )(m=o、±1.±2、−)の方向での
み強くなり、mの値によってm次の回折光と呼ばれてい
る。外お、λは光の波長、Pは回折格子のピッチである
。
折された光は、入射光に対してθ=sin’mλ (1乙2 )(m=o、±1.±2、−)の方向での
み強くなり、mの値によってm次の回折光と呼ばれてい
る。外お、λは光の波長、Pは回折格子のピッチである
。
そこで、これらの回折光のうち例えば+1次回折光と一
1次回折光のみを光電変換器12.13で受け、各光強
度1+、II、を光電変換し、その光強度の差Δ■を信
号処理制御部14によって算出する。第3図に、波長λ
が0.6328μm1両回折格子のピッチPはともに等
しく4μmで、かつピッチに対するマスクマーク5の透
明部の長さalの比およびウェハマーク8の反射部の長
さa2の比Yが0.6の場合について、マスク4とウェ
ハ7との間のギャップ2を12.2μmから13.0μ
mまで変動させた際のマスク4とウエノ・Tの上の回折
格子マークの相対位置ずれ量dに対する光強度の差ΔI
の変化を示す。図において、(イ)が2を12.2μm
とした場合、(ロ)が12.4μm5(−うが12.6
μm1 に)が1288μm1(ホ)が13,0μmと
した場合を示す。また、第4図は他のクコ件は第3図と
全く同じでギャップ2のみを24.8μmから25.6
μmまで菊動させた際のΔ■の変化、すなわち(イ)が
24.8μm1(ロ)が25.0μm、(zうが25.
2 trm 、 に4が25.4μm%(ホ)が25.
6μmとした場合の変化を示す。
1次回折光のみを光電変換器12.13で受け、各光強
度1+、II、を光電変換し、その光強度の差Δ■を信
号処理制御部14によって算出する。第3図に、波長λ
が0.6328μm1両回折格子のピッチPはともに等
しく4μmで、かつピッチに対するマスクマーク5の透
明部の長さalの比およびウェハマーク8の反射部の長
さa2の比Yが0.6の場合について、マスク4とウェ
ハ7との間のギャップ2を12.2μmから13.0μ
mまで変動させた際のマスク4とウエノ・Tの上の回折
格子マークの相対位置ずれ量dに対する光強度の差ΔI
の変化を示す。図において、(イ)が2を12.2μm
とした場合、(ロ)が12.4μm5(−うが12.6
μm1 に)が1288μm1(ホ)が13,0μmと
した場合を示す。また、第4図は他のクコ件は第3図と
全く同じでギャップ2のみを24.8μmから25.6
μmまで菊動させた際のΔ■の変化、すなわち(イ)が
24.8μm1(ロ)が25.0μm、(zうが25.
2 trm 、 に4が25.4μm%(ホ)が25.
6μmとした場合の変化を示す。
第3図および第4図から明らかなように、Δ工は、回折
格子のピッチPを同期として同じ波形を繰り返し、2つ
の回折格子マークがびったシ一致したとき(d=o)と
、2つの回折格子マークの相対位置ずれ量dがP/2の
ときにギャップにかかわらず零とガる。したがってこの
点で位置合せが可能であり、Δ■の値が零になるように
移動テーブル6を移動制御して位置合せを行なっている
。
格子のピッチPを同期として同じ波形を繰り返し、2つ
の回折格子マークがびったシ一致したとき(d=o)と
、2つの回折格子マークの相対位置ずれ量dがP/2の
ときにギャップにかかわらず零とガる。したがってこの
点で位置合せが可能であり、Δ■の値が零になるように
移動テーブル6を移動制御して位置合せを行なっている
。
しかしながら、両図から明らかなようにΔ!は2つの位
置ずれftdK対して山や谷を多く含んだ複雑な曲線と
カシ、特に第3図のギャップ条件ではdがO、P/2以
外の点でも零となる。このように曲線形状が複雑なため
d =0 、 d =P/2のいずれの位置で合ってい
るか判定することがきわめて因数であり、しかも多点で
零となシ、特kZが12.4μm e 12−8 μm
のギャップ条件ではdが0゜P/2の近傍において零と
なるのでこの位置で位置合せされる可能性もあシ位置合
せ精度を大きく低下させる。とのため不安定で低精度の
制御しか外し得々い。さらに、いずれの場合もギャップ
の微小な変化によっても曲線形状は大きく変化するため
、正確な位置合せを行なうためにはギャップをきわめて
正確に設定し、しかもその変動がきわめて小さい状態に
保持しなけれげ々らない欠点があった。
置ずれftdK対して山や谷を多く含んだ複雑な曲線と
カシ、特に第3図のギャップ条件ではdがO、P/2以
外の点でも零となる。このように曲線形状が複雑なため
d =0 、 d =P/2のいずれの位置で合ってい
るか判定することがきわめて因数であり、しかも多点で
零となシ、特kZが12.4μm e 12−8 μm
のギャップ条件ではdが0゜P/2の近傍において零と
なるのでこの位置で位置合せされる可能性もあシ位置合
せ精度を大きく低下させる。とのため不安定で低精度の
制御しか外し得々い。さらに、いずれの場合もギャップ
の微小な変化によっても曲線形状は大きく変化するため
、正確な位置合せを行なうためにはギャップをきわめて
正確に設定し、しかもその変動がきわめて小さい状態に
保持しなけれげ々らない欠点があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その
目的は容易に高精度の位置合せを行なうことが可能力2
重回折格子による位置合せ法およびその実#iVc使用
する位置合せ装置を桿伊することにある。
目的は容易に高精度の位置合せを行なうことが可能力2
重回折格子による位置合せ法およびその実#iVc使用
する位置合せ装置を桿伊することにある。
このような目的を達成するために、本発明による位置合
せ法は、2重回折格子に対して光を斜めに入射させ、プ
ラスとマイナスの同次数の回折光強度を演算処理した結
果によって両物体の相対位置ずれ量を検出するものであ
る。また、本発明による位置合せ装置は、回折格子に斜
め入射する光の入射角を調整する手段と、回折光強度を
検出する手段と、その検出信号に応じて移動テーブルに
制御信号を送出する信号処理制御手段とを設けたもので
ある。
せ法は、2重回折格子に対して光を斜めに入射させ、プ
ラスとマイナスの同次数の回折光強度を演算処理した結
果によって両物体の相対位置ずれ量を検出するものであ
る。また、本発明による位置合せ装置は、回折格子に斜
め入射する光の入射角を調整する手段と、回折光強度を
検出する手段と、その検出信号に応じて移動テーブルに
制御信号を送出する信号処理制御手段とを設けたもので
ある。
以下、実施例を用いて本発明の詳細な説明する。
第5図は本発明の一実施例を示す位置合せ装置の構成図
であり、レーザ光源1、マスクホルダ3、マスク4、透
過形回折格子からなるマスクマーク5、移動テーブル6
、ウェハT1反射形回折格子からなるウェハマーク8、
光電変換器12,13、信号処理制御部14けそれぞれ
第1図と同様である。さらに15は平面鏡、16,17
,18は球面鈴、19Fiギヤツプセンサ、20は入射
角度制御部、21け平面鏡15を傾斜させる傾斜装置で
ある。
であり、レーザ光源1、マスクホルダ3、マスク4、透
過形回折格子からなるマスクマーク5、移動テーブル6
、ウェハT1反射形回折格子からなるウェハマーク8、
光電変換器12,13、信号処理制御部14けそれぞれ
第1図と同様である。さらに15は平面鏡、16,17
,18は球面鈴、19Fiギヤツプセンサ、20は入射
角度制御部、21け平面鏡15を傾斜させる傾斜装置で
ある。
第5図において、レーザ光源1から発したコヒーレント
光は傾斜角を任*に設定できる平面鏡5によって方向を
変えられた後、球面鐘16によりその入射角にかかわら
ず常にマスク4の上の同一点に斜め入射される。貞空嘔
着マスクホルダ3によって保持されるマスク4の上KF
!作されたマスクマーク5に入射した光は、移動テーブ
ル6の上に保持されるウェハTの上に製作されたウェハ
マーク8で反射され、再度マスクマーク5を通過する。
光は傾斜角を任*に設定できる平面鏡5によって方向を
変えられた後、球面鐘16によりその入射角にかかわら
ず常にマスク4の上の同一点に斜め入射される。貞空嘔
着マスクホルダ3によって保持されるマスク4の上KF
!作されたマスクマーク5に入射した光は、移動テーブ
ル6の上に保持されるウェハTの上に製作されたウェハ
マーク8で反射され、再度マスクマーク5を通過する。
この両回折格子によって回折された光のうち、+1次と
一1次の回折光のみをそれぞれ球面鐘17゜18で反射
し、光電変換器12i3でその光強度を電気信号に変換
する。次に、信号処理制御部14で+1次回折光強度■
+1と一1次回折光強度I−1の減算処理もしくけ加勢
処理を行ない、減算結果ΔI=I+、−I−1が零、も
しくは加算結果Σ■=■、、+I、が最小値に々るよう
蹟移動テーブル6を動作させて位置合せ制御を行なう。
一1次の回折光のみをそれぞれ球面鐘17゜18で反射
し、光電変換器12i3でその光強度を電気信号に変換
する。次に、信号処理制御部14で+1次回折光強度■
+1と一1次回折光強度I−1の減算処理もしくけ加勢
処理を行ない、減算結果ΔI=I+、−I−1が零、も
しくは加算結果Σ■=■、、+I、が最小値に々るよう
蹟移動テーブル6を動作させて位置合せ制御を行なう。
マスク5とウェハ1との間のギャップ2は、ギャップセ
ンサ19で測定し、マスクホルダ3もしくは移動テーブ
ル6の中に組込まれた図示しない2軸駆動部によってマ
スク4もしくはウェハ7を上下方向に動かして設定する
。首た入射角αは、回折格子のピッチやギャップ値に応
じて入射角度制御部2゜で算出し、その結果を傾斜装置
21にフィードバックして平面鉦15を所定の角度に動
作させ設定する。すなわち、これら平面鏡15、入射角
度制御部20および傾斜装置21が回折格子に斜め入射
する光の入射角を調整する入射角調整手段としての機能
を果している。
ンサ19で測定し、マスクホルダ3もしくは移動テーブ
ル6の中に組込まれた図示しない2軸駆動部によってマ
スク4もしくはウェハ7を上下方向に動かして設定する
。首た入射角αは、回折格子のピッチやギャップ値に応
じて入射角度制御部2゜で算出し、その結果を傾斜装置
21にフィードバックして平面鉦15を所定の角度に動
作させ設定する。すなわち、これら平面鏡15、入射角
度制御部20および傾斜装置21が回折格子に斜め入射
する光の入射角を調整する入射角調整手段としての機能
を果している。
第6図に1波長λが0.6328μm1両回折格子のピ
ッチPはともに4μmと等しくかっピッ’F−PK対す
るマスクマーク5の透明部の長さalおよびウェハマー
ク8の反射部の長さa2比rが0.6の場合について、
入射角αを2.27°としてギャップ2を12.2μm
から13.0μmまで変動させた際の、マスク4とウェ
ハ7の上の両回折格子マーク間の相対位置ずれfled
に対する光強度の差Δ■の変化を示す。すなわち、本実
施例は光入射角αを2.27゜としたほかは第3図の場
合と全く同一の条件としたもので、第6図において0)
、(ロ)、eう、に)、(ホ)はそれぞれ2を12.2
μm、12.4μm 、 12.6μm。
ッチPはともに4μmと等しくかっピッ’F−PK対す
るマスクマーク5の透明部の長さalおよびウェハマー
ク8の反射部の長さa2比rが0.6の場合について、
入射角αを2.27°としてギャップ2を12.2μm
から13.0μmまで変動させた際の、マスク4とウェ
ハ7の上の両回折格子マーク間の相対位置ずれfled
に対する光強度の差Δ■の変化を示す。すなわち、本実
施例は光入射角αを2.27゜としたほかは第3図の場
合と全く同一の条件としたもので、第6図において0)
、(ロ)、eう、に)、(ホ)はそれぞれ2を12.2
μm、12.4μm 、 12.6μm。
12.8μm 、 13.0μmとした場合に対応する
ことも第3図と同様である。
ことも第3図と同様である。
第6図から明らかなように、本実施例によれば特性曲線
はdがP/4と3P/4のときにΔx=oの軸を横切騨
純な曲線となシ、この横切る点で位置合せが可能となる
。したがって、ΔIの正負の判定を行ないつつΔIが零
に近づくように移動テーブル6を動かし、零点で停止す
る簡単な制御方法によって位置合ぜを行なえる利点があ
る。また、零点を横切る曲線の傾きが大きいために、第
3図に示した垂直入射の場合に比較してきわめて高感度
の検出を行なえる利点がある。さらに通1μmのギャッ
プ変動に対してもgh線形状Fiはとんど変化しないた
め、ギャップの設定が容易である。特にλ2/p!=
n + 1/2 (n J”l:整数)を満たすギャッ
プz12Pg石α/λ=n+1/2 (nは整数)を満
たす入射角αのとき、曲線の形状は最も単純如なシ、ギ
ャップ2の変動に対する曲線形状の変化も最も小さくな
るので、この条件で最も高精度の位置合せが可能である
。
はdがP/4と3P/4のときにΔx=oの軸を横切騨
純な曲線となシ、この横切る点で位置合せが可能となる
。したがって、ΔIの正負の判定を行ないつつΔIが零
に近づくように移動テーブル6を動かし、零点で停止す
る簡単な制御方法によって位置合ぜを行なえる利点があ
る。また、零点を横切る曲線の傾きが大きいために、第
3図に示した垂直入射の場合に比較してきわめて高感度
の検出を行なえる利点がある。さらに通1μmのギャッ
プ変動に対してもgh線形状Fiはとんど変化しないた
め、ギャップの設定が容易である。特にλ2/p!=
n + 1/2 (n J”l:整数)を満たすギャッ
プz12Pg石α/λ=n+1/2 (nは整数)を満
たす入射角αのとき、曲線の形状は最も単純如なシ、ギ
ャップ2の変動に対する曲線形状の変化も最も小さくな
るので、この条件で最も高精度の位置合せが可能である
。
第7図は、入射角αを4.54°とし、その他の波長λ
、ピッチPおよび比rの条件を第6図の場合と同様にし
てギャップ2を24.8μmから25.6μmまで変動
させたときの相対位置ずれ景dに対する+1次の回折光
強度I+、と−1次の回折光強度■−1の和ΣIの変化
を示す。すなわち、本実施例は光入射角αを4.54°
とし、かつ±1次回折光強度の差ではなく和をとった点
を除いて第4図の場合と同様て、(イ)、(ロ)、 r
i 、に)(川はそれぞれ2が24.8μm、25.0
μm、25.2μm125.4μm、25.6μmの場
合を示す。
、ピッチPおよび比rの条件を第6図の場合と同様にし
てギャップ2を24.8μmから25.6μmまで変動
させたときの相対位置ずれ景dに対する+1次の回折光
強度I+、と−1次の回折光強度■−1の和ΣIの変化
を示す。すなわち、本実施例は光入射角αを4.54°
とし、かつ±1次回折光強度の差ではなく和をとった点
を除いて第4図の場合と同様て、(イ)、(ロ)、 r
i 、に)(川はそれぞれ2が24.8μm、25.0
μm、25.2μm125.4μm、25.6μmの場
合を示す。
第7図から明らかなように、本実施例によれば特性面1
mは1周期内に唯1回の最小値をもつ単純な曲線となる
。したがって、ΣIが小さくなるように移動テーブル6
を移動させ、最小点にきた時に停止するというきわめて
簡単な制御方法によって位置合せを行なうことが可能で
ある。また、約1μmのギャップ変動に対しても第4図
に示したΔ工曲線と異なシ曲線形状の変化はほとんどな
いため、ギャップ設定にさ#1どの厳密さを要求されず
に高精度の位置合せが行なえる利点がある。曲線の形状
はλZ/P”= n (n :整数)を満たすギャップ
2のときに最も単純となり、しかも最小値からの立上漫
の急峻な形状となる。さらにギャップ2の変動に対する
曲線形状の変化もこのときに最小となる。したがって、
この条件下では単純な制御方法で最も高感度で高精度の
位置合せを行なうことができる。なお、ギャップ変動が
1μm程度と小さい場合にはギャップ変動による最小点
の移動は1/1100A以下にすぎず実用上問題となら
ないが、ギャップ変動が大きい場合には、ギャップ2に
応じて2 Zslnα/P= n (n @整数)を満
たすような入射角αを入射角制御部20で舞−山し、傾
斜装[21をフィードバック制御して平面鏡15の角度
を変えることにより、最小点移動のない単純形状の曲線
を得ることができる。このようKしてギャップ変動に無
関係に高精度位置合せを行なえる利点がある。
mは1周期内に唯1回の最小値をもつ単純な曲線となる
。したがって、ΣIが小さくなるように移動テーブル6
を移動させ、最小点にきた時に停止するというきわめて
簡単な制御方法によって位置合せを行なうことが可能で
ある。また、約1μmのギャップ変動に対しても第4図
に示したΔ工曲線と異なシ曲線形状の変化はほとんどな
いため、ギャップ設定にさ#1どの厳密さを要求されず
に高精度の位置合せが行なえる利点がある。曲線の形状
はλZ/P”= n (n :整数)を満たすギャップ
2のときに最も単純となり、しかも最小値からの立上漫
の急峻な形状となる。さらにギャップ2の変動に対する
曲線形状の変化もこのときに最小となる。したがって、
この条件下では単純な制御方法で最も高感度で高精度の
位置合せを行なうことができる。なお、ギャップ変動が
1μm程度と小さい場合にはギャップ変動による最小点
の移動は1/1100A以下にすぎず実用上問題となら
ないが、ギャップ変動が大きい場合には、ギャップ2に
応じて2 Zslnα/P= n (n @整数)を満
たすような入射角αを入射角制御部20で舞−山し、傾
斜装[21をフィードバック制御して平面鏡15の角度
を変えることにより、最小点移動のない単純形状の曲線
を得ることができる。このようKしてギャップ変動に無
関係に高精度位置合せを行なえる利点がある。
第8図(a)は、本発明を電子銃22から電子ビーム2
3を射出しX線ターゲット24にあてて生じるX線25
を用いたX線露光装置に適用した場合の一実施例を示す
位置合せ装置の正面図、同図(b)は側面図である。図
中破線で示した垂直入射の場合には、図示しない光源か
ら発した光の進行方向を賛える平面鏡26は、X線ター
ゲット24の回転振動が伝達される露光パイプ27との
接触をJもけるためこの露光パイプ27から相当に離し
て設ける必要があり、このために位置決め用のマスクマ
ークダおよびウェハマーク8′は第8図(b)に示すよ
うに露光バタン28から相当に離して設置せざるを得な
い。本来露光バタン2Bの位置決めが目的であるから位
置決め用のマークはできるだけ露光バタン28に近接し
て設けることが猪首しいことは明らかである。本発明に
よる斜め入射によれば、平面929.30を露光パイプ
27から十分に離れた位置に設置でき、しかも位置決め
用のマーク5,8は露光パイプ27にぎりぎり、すなわ
ち露光バタン2Bに近接して設けることができるため、
よシ高精度のバタン合せができる利点がある。
3を射出しX線ターゲット24にあてて生じるX線25
を用いたX線露光装置に適用した場合の一実施例を示す
位置合せ装置の正面図、同図(b)は側面図である。図
中破線で示した垂直入射の場合には、図示しない光源か
ら発した光の進行方向を賛える平面鏡26は、X線ター
ゲット24の回転振動が伝達される露光パイプ27との
接触をJもけるためこの露光パイプ27から相当に離し
て設ける必要があり、このために位置決め用のマスクマ
ークダおよびウェハマーク8′は第8図(b)に示すよ
うに露光バタン28から相当に離して設置せざるを得な
い。本来露光バタン2Bの位置決めが目的であるから位
置決め用のマークはできるだけ露光バタン28に近接し
て設けることが猪首しいことは明らかである。本発明に
よる斜め入射によれば、平面929.30を露光パイプ
27から十分に離れた位置に設置でき、しかも位置決め
用のマーク5,8は露光パイプ27にぎりぎり、すなわ
ち露光バタン2Bに近接して設けることができるため、
よシ高精度のバタン合せができる利点がある。
さらに第9図は、透過形回折格子31のピッチP1と反
射形回折格子32のピッチP2を等しくし、かつ透過部
の長さalと反射部の長さ12のピッチに対する比率r
を0.6とした2重回折格子を示す。この回折格子を第
5図に示した装置に使用し、上記比率rを変化させた場
合の相対位置ずれidK対するΣIの変化を第10図に
示す。なお、波長λが0.6328μm1ピツチPが4
μm1 入射角αが4.54°であることけ第7図の場
合と同様であシ、ギャップ2は25.28μmである。
射形回折格子32のピッチP2を等しくし、かつ透過部
の長さalと反射部の長さ12のピッチに対する比率r
を0.6とした2重回折格子を示す。この回折格子を第
5図に示した装置に使用し、上記比率rを変化させた場
合の相対位置ずれidK対するΣIの変化を第10図に
示す。なお、波長λが0.6328μm1ピツチPが4
μm1 入射角αが4.54°であることけ第7図の場
合と同様であシ、ギャップ2は25.28μmである。
また図中(イ)はrが0.5の場合、(→は0.6、e
うは0.7、に)け0.8、(ホ)は0.9の場合を示
す。
うは0.7、に)け0.8、(ホ)は0.9の場合を示
す。
第10図から明らかなように、rが0.6〜0.8の範
囲において最小点からの立上りが特に急峻となる。した
がって第7図のように透過部の長さILlと非透過部の
長さbl、反射部の長さa2と無反射部の長さb2を等
しくした(r=0.5)回折格子を利用した場合と比較
して位置合せ感度を数倍以上高くすることができる。さ
らにとのr = 0.6〜0.8の範囲では±1次回折
光の差ΔIおよび和Σ■のいずれにおいても曲線形状の
変化が小さいため制御し易く、シかも零点もしくけ最小
点の移動量も小さくなるためギャップ設定が容易で高精
度の位置合せができる利点がある。
囲において最小点からの立上りが特に急峻となる。した
がって第7図のように透過部の長さILlと非透過部の
長さbl、反射部の長さa2と無反射部の長さb2を等
しくした(r=0.5)回折格子を利用した場合と比較
して位置合せ感度を数倍以上高くすることができる。さ
らにとのr = 0.6〜0.8の範囲では±1次回折
光の差ΔIおよび和Σ■のいずれにおいても曲線形状の
変化が小さいため制御し易く、シかも零点もしくけ最小
点の移動量も小さくなるためギャップ設定が容易で高精
度の位置合せができる利点がある。
なお、上述した実施例では±1次の回折光を利用した場
合についてのみ述べたが、±2次、±3次等の回折光を
利用しても同様の効果がKMられる。
合についてのみ述べたが、±2次、±3次等の回折光を
利用しても同様の効果がKMられる。
また、本発明は回折格子として2つとも透過形のものを
用いた場合にも同様に適用でき高精度の付値合せが実現
できる。さらにプラスとマイナスの同次数の回折光強度
の演算処理は上述した加算および減算処理に限定されず
、2乗和や差を利用することもできる。
用いた場合にも同様に適用でき高精度の付値合せが実現
できる。さらにプラスとマイナスの同次数の回折光強度
の演算処理は上述した加算および減算処理に限定されず
、2乗和や差を利用することもできる。
寸だ、入射光としてはコヒーレント光を用いた例につい
てのみ説明したが、準部色光を片いてもほげ同様の効果
が得られる。
てのみ説明したが、準部色光を片いてもほげ同様の効果
が得られる。
さらに、以上の説明は一軸方向の位置合せに限定して行
なったが、本発明けこれに限定されるものではなく、例
えば特vト1昭53−32759において説明されてい
るように直交する回折格子を1#Iとして位置合せマー
クを形成すれば、x + yの2軸方向について同時に
位置合せするとともできる。
なったが、本発明けこれに限定されるものではなく、例
えば特vト1昭53−32759において説明されてい
るように直交する回折格子を1#Iとして位置合せマー
クを形成すれば、x + yの2軸方向について同時に
位置合せするとともできる。
以上駁、明したように、本発明の2重回折格子による位
置合せ法によれば、光を斜め入射させるととにより、プ
ラスとマイナスの同次数の回折光強度に減勢”、加算等
の演算処理を施して得られる回折光強度の相対位檻ずれ
量依存曲線を山や谷のない単純な曲線とすることができ
るので、位置合せを高精度に行なうととができる。また
、本発明による位置合せ装置によれば、回折光の入射角
を任童に調整する手段と、回折光強度を検出する手段お
よびその検出信号を演舞処理しその結果に応じて移動テ
ーブルに制御信号を送出する手段を設けたことにより、
上述した位置合せ制御を容易かつきわめて高精度に行な
うことができる。
置合せ法によれば、光を斜め入射させるととにより、プ
ラスとマイナスの同次数の回折光強度に減勢”、加算等
の演算処理を施して得られる回折光強度の相対位檻ずれ
量依存曲線を山や谷のない単純な曲線とすることができ
るので、位置合せを高精度に行なうととができる。また
、本発明による位置合せ装置によれば、回折光の入射角
を任童に調整する手段と、回折光強度を検出する手段お
よびその検出信号を演舞処理しその結果に応じて移動テ
ーブルに制御信号を送出する手段を設けたことにより、
上述した位置合せ制御を容易かつきわめて高精度に行な
うことができる。
第1図は従来の位置合せ装置を示す構成図、第2図はそ
の回折格子を示す詳細図、第3図および第4図はそれぞ
れ演算回折光強度の位置ずれ且゛依存曲線の一例を示す
図、第5図は本発明の一実施例を示す位置合せ装置の構
成図、第6図および第7図はそれぞれ演算回折光強度の
位置ずれ量依存曲線の一例を示す図、第8図(a) 、
(b)は本発明の他の実施例を示す位置合せ装置の構
成図、第9図は回折格子の他の構成例を示す図、第10
図は回折格子の透過部1反射部の長さのピッチに対する
比率を変えた場合における演算回折光強度の位置ずれ量
依存曲線の形状変化を示す図である。 1・・・・レーザ光源、4・・・・マスク(第1の物体
)、5・・・・マスクマーク(第1の回折格子)、6・
・・・移動テーブル、T−・・・ウェハ(第2の物体)
、8・・・・ウェハマーク(第2の回折格子)、12.
13・・・・光電変換器(検出手段)、14・φ・・信
号処理制御部、15.29’・・拳入射角調整手段を構
成する平面鐘、20#・・・同じく入射角度fltll
f!!11部、21・・・・同じく傾斜装置、31・
・・・透過形回折格子(第1の回折格子)、32・・−
・反射形回折格子(第2の回折格子)。 特許出願人 日本電信N話公社 代 理 人 山 川 政 樹(a) 8図 (b) 手続補正書輸発) 特許庁長官殿 ″″″58.ず−1”1、
事件の表示 昭和57年 特 許 願第213579号2、発明の名
称 2重回折格子による位置合せ法および位置合せ装置3、
補止をする者 事件との関係 特 許 出願人名称(氏名
) (422) 日本電信電話公社−捕正什り一増加
ず−る一発明の数・・−・−5、補正の対象 (1)明細書の発明の詳細な説明の欄 (2)図 面 6・補正の内容 (1)明細書第6頁第8行の「位置ずれ量」を「回折格
子マークの相対位置ずれ量」と補正する。 (21同書第11頁第3行の「通1μm」を「約1μm
」と補正する。 (3)同省同頁第7行のrn+1/2(nは整数)」を
「k+1/2(kは整数)」と補正する。 (4) 同書同頁第17行の「光」を「光の」と補正
する。 (5)同書第12頁第13行の「(n:整数)」をr(
nは整数)、2Psfnα/λ=k(kは整数)」と補
正する。 (6)同書同負第14行の「2のときに」を「2、入射
角αのときに」と補正する。 (7)同書第15頁第4〜5行の「rが0.6〜0.8
の」を「rによって最小点からの立上りが変化し、rが
0.5より大きく0.7より小さい」と補正する。 (8)同省同頁第10〜11行の「このr = 0.6
〜0.8の」を「この」と補正する。 (9)同書第16頁第3行の「差」を「2乗差」に補正
する。 (1(1図面の第2図を別紙の通り補正する。 以 上 第2凹 ゛、 −′ 3−
の回折格子を示す詳細図、第3図および第4図はそれぞ
れ演算回折光強度の位置ずれ且゛依存曲線の一例を示す
図、第5図は本発明の一実施例を示す位置合せ装置の構
成図、第6図および第7図はそれぞれ演算回折光強度の
位置ずれ量依存曲線の一例を示す図、第8図(a) 、
(b)は本発明の他の実施例を示す位置合せ装置の構
成図、第9図は回折格子の他の構成例を示す図、第10
図は回折格子の透過部1反射部の長さのピッチに対する
比率を変えた場合における演算回折光強度の位置ずれ量
依存曲線の形状変化を示す図である。 1・・・・レーザ光源、4・・・・マスク(第1の物体
)、5・・・・マスクマーク(第1の回折格子)、6・
・・・移動テーブル、T−・・・ウェハ(第2の物体)
、8・・・・ウェハマーク(第2の回折格子)、12.
13・・・・光電変換器(検出手段)、14・φ・・信
号処理制御部、15.29’・・拳入射角調整手段を構
成する平面鐘、20#・・・同じく入射角度fltll
f!!11部、21・・・・同じく傾斜装置、31・
・・・透過形回折格子(第1の回折格子)、32・・−
・反射形回折格子(第2の回折格子)。 特許出願人 日本電信N話公社 代 理 人 山 川 政 樹(a) 8図 (b) 手続補正書輸発) 特許庁長官殿 ″″″58.ず−1”1、
事件の表示 昭和57年 特 許 願第213579号2、発明の名
称 2重回折格子による位置合せ法および位置合せ装置3、
補止をする者 事件との関係 特 許 出願人名称(氏名
) (422) 日本電信電話公社−捕正什り一増加
ず−る一発明の数・・−・−5、補正の対象 (1)明細書の発明の詳細な説明の欄 (2)図 面 6・補正の内容 (1)明細書第6頁第8行の「位置ずれ量」を「回折格
子マークの相対位置ずれ量」と補正する。 (21同書第11頁第3行の「通1μm」を「約1μm
」と補正する。 (3)同省同頁第7行のrn+1/2(nは整数)」を
「k+1/2(kは整数)」と補正する。 (4) 同書同頁第17行の「光」を「光の」と補正
する。 (5)同書第12頁第13行の「(n:整数)」をr(
nは整数)、2Psfnα/λ=k(kは整数)」と補
正する。 (6)同書同負第14行の「2のときに」を「2、入射
角αのときに」と補正する。 (7)同書第15頁第4〜5行の「rが0.6〜0.8
の」を「rによって最小点からの立上りが変化し、rが
0.5より大きく0.7より小さい」と補正する。 (8)同省同頁第10〜11行の「このr = 0.6
〜0.8の」を「この」と補正する。 (9)同書第16頁第3行の「差」を「2乗差」に補正
する。 (1(1図面の第2図を別紙の通り補正する。 以 上 第2凹 ゛、 −′ 3−
Claims (2)
- (1)第1の物体に設けた第1の回折格子と、第2の物
体に設けた第2の回折格子とを一定のギャップをおいて
重ね、これら第1および第2の回折格子にコヒーレント
光もしくは準単色光を入射し、両回折格子によって生じ
た回折光の強度の変化によって第1の物体と第2の物体
の相対位置を検出して位置合せする方法において、前記
コヒーレント元本しくけ準単色光を第1の回折格子に対
して斜め入射し、かつ第1および第2の回折格子によっ
て生じたプラスとマイナスの同次数の回折光の強度を演
算処理し、この演算結果の変化によって第1の物体き第
2の物体の相対位置を検出することを特徴とする2重回
折格子による位置合せ法。 - (2)第1の物体と第2の物体とを相対的に位置合せす
る装置において、第1の物体に設けた第1の回折格子と
、第2の物体に設けた第2の回折格子と、これら第1お
よび第2の回折格子を重ねて第1の物体と第2の物体と
を相対的に動かす移動テーブルと、前記第1および第2
の回折格子にコヒーレント光もしくI′i準単色光を入
射させる光源と、この光源から第1の回折格子に斜め入
射する前記光の入射角をH周整する入射角調整手段と、
第1および第2の回折格子によって生じた回折光の強度
を検出する検出手段と、との検出手段による検出信号に
応じて移動テーブルに制御信号を送出し第1および第2
の物体を相対的釦動かして位置合せする信号処理制御手
段とから構成したこ七を特徴上する2重回折格子を用い
た位置合せ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57213579A JPS59104128A (ja) | 1982-12-06 | 1982-12-06 | 2重回折格子による位置合せ法および位置合せ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57213579A JPS59104128A (ja) | 1982-12-06 | 1982-12-06 | 2重回折格子による位置合せ法および位置合せ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59104128A true JPS59104128A (ja) | 1984-06-15 |
Family
ID=16641537
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57213579A Pending JPS59104128A (ja) | 1982-12-06 | 1982-12-06 | 2重回折格子による位置合せ法および位置合せ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59104128A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007180548A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Asml Netherlands Bv | パターンアライメント方法およびリソグラフィ装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5332759A (en) * | 1976-09-08 | 1978-03-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Precision coordinate position detection and position control unit by composite diffration grating method |
JPS53137673A (en) * | 1977-05-03 | 1978-12-01 | Massachusetts Inst Technology | Device for and method of matching plate position |
JPS5581347A (en) * | 1978-12-14 | 1980-06-19 | Fujitsu Ltd | Alignment mechanism |
JPS5617017A (en) * | 1979-07-20 | 1981-02-18 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Positioning device using bidirectional diffraction grating |
JPS5694744A (en) * | 1979-12-18 | 1981-07-31 | Thomson Csf | Optical positioning system |
-
1982
- 1982-12-06 JP JP57213579A patent/JPS59104128A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5332759A (en) * | 1976-09-08 | 1978-03-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Precision coordinate position detection and position control unit by composite diffration grating method |
JPS53137673A (en) * | 1977-05-03 | 1978-12-01 | Massachusetts Inst Technology | Device for and method of matching plate position |
JPS5581347A (en) * | 1978-12-14 | 1980-06-19 | Fujitsu Ltd | Alignment mechanism |
JPS5617017A (en) * | 1979-07-20 | 1981-02-18 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Positioning device using bidirectional diffraction grating |
JPS5694744A (en) * | 1979-12-18 | 1981-07-31 | Thomson Csf | Optical positioning system |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007180548A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Asml Netherlands Bv | パターンアライメント方法およびリソグラフィ装置 |
JP4543026B2 (ja) * | 2005-12-27 | 2010-09-15 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | パターンアライメント方法およびリソグラフィ装置 |
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