JPS63158404A - 転写装置の位置合わせ装置 - Google Patents
転写装置の位置合わせ装置Info
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- JPS63158404A JPS63158404A JP62198129A JP19812987A JPS63158404A JP S63158404 A JPS63158404 A JP S63158404A JP 62198129 A JP62198129 A JP 62198129A JP 19812987 A JP19812987 A JP 19812987A JP S63158404 A JPS63158404 A JP S63158404A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 8
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Classifications
-
- 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
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (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】
本発明は転写装置の位置合わせ装置に関する。
従来から転写装置としては、アライメント位置すなわち
アライメント光学系の基においてマスクとウェハとの相
対的なアライメントを行なった後、両者を互いにクラン
プして相対位置がずれないようにして露光位置すなわち
露光用光学系の基へ移動させるものと〜アライメント位
置と露光位置とを一致させアライメント終了後アライメ
ント光学系を退避させて露光を行なうものとがある。
アライメント光学系の基においてマスクとウェハとの相
対的なアライメントを行なった後、両者を互いにクラン
プして相対位置がずれないようにして露光位置すなわち
露光用光学系の基へ移動させるものと〜アライメント位
置と露光位置とを一致させアライメント終了後アライメ
ント光学系を退避させて露光を行なうものとがある。
しかしながら、前者にあってはウェハとマスクを露光位
置へ移動する際両者間に位置のずれが生じてもこれを容
易に補正できず、また後者にあってはアライメント光学
系を退避させる必要があることから、アライメント光学
系の機械的強度及び精度が不安定となる欠点がある。
置へ移動する際両者間に位置のずれが生じてもこれを容
易に補正できず、また後者にあってはアライメント光学
系を退避させる必要があることから、アライメント光学
系の機械的強度及び精度が不安定となる欠点がある。
これらの欠点はいわゆるステップアンドリピート方式の
露光システムにおいて顕著となる。ここにステップアン
ドリピート方式とはウェハサイズに比べて露光領域が小
さく設定され、ウェハ又はマスクを移動して小領域毎に
露光を行なうことによりウェハ全面に対する露光を行な
うものであるが、このステップアンドリピート方式にお
いて、前者にあってウェハ又はマスクがアライメント位
置と露光位置との間を複数回往復する必要があり、また
後者にあっても各領域の露光毎にアライメント光学系を
退避させる必要があるので、単位時間あたりの処理数、
いわゆるスループットがあげられないという問題が生じ
る。
露光システムにおいて顕著となる。ここにステップアン
ドリピート方式とはウェハサイズに比べて露光領域が小
さく設定され、ウェハ又はマスクを移動して小領域毎に
露光を行なうことによりウェハ全面に対する露光を行な
うものであるが、このステップアンドリピート方式にお
いて、前者にあってウェハ又はマスクがアライメント位
置と露光位置との間を複数回往復する必要があり、また
後者にあっても各領域の露光毎にアライメント光学系を
退避させる必要があるので、単位時間あたりの処理数、
いわゆるスループットがあげられないという問題が生じ
る。
また、近年より細い線幅のパターンをウェハ上に形成す
るため、可視光等による露光の他に、波長の極めて短い
X線による転写技術が研究されている。例えば、マスク
とウェハをわずかに離して配置したプロキシミティ方式
によりパターンを転写する際、ウェハに塗布されたレジ
ストの感度も含めてX線を照射する時間、いわゆる転写
時間が可視光等の露光時間よりも極めて長くなることが
問題になる。このようにX線で転写を行なう場合、X線
の線源とアライメント光学系は、当然離れた位置に配置
される。従って、先に述べたように、アライメント位置
でマスクとウェハの相対位置を調整して、露光位置すな
わちX線の照射位置までウェハとマスクをその相対位置
でクランプしたまま移動して、転写することになる。こ
の状態でウェハとマスクは長時間(例えば1〜10分間
)X線の照射を受けるが、その間にウェハとマスクの相
対的な位置がウェハ装置ステージクランプ等の機械的な
変動によってずれてしまうことがある。
るため、可視光等による露光の他に、波長の極めて短い
X線による転写技術が研究されている。例えば、マスク
とウェハをわずかに離して配置したプロキシミティ方式
によりパターンを転写する際、ウェハに塗布されたレジ
ストの感度も含めてX線を照射する時間、いわゆる転写
時間が可視光等の露光時間よりも極めて長くなることが
問題になる。このようにX線で転写を行なう場合、X線
の線源とアライメント光学系は、当然離れた位置に配置
される。従って、先に述べたように、アライメント位置
でマスクとウェハの相対位置を調整して、露光位置すな
わちX線の照射位置までウェハとマスクをその相対位置
でクランプしたまま移動して、転写することになる。こ
の状態でウェハとマスクは長時間(例えば1〜10分間
)X線の照射を受けるが、その間にウェハとマスクの相
対的な位置がウェハ装置ステージクランプ等の機械的な
変動によってずれてしまうことがある。
転写中に一端ずれてしまうと、ウェハ上にはもはや正確
に位置決めされたパターンが転写できない。
に位置決めされたパターンが転写できない。
この結果、より細い線幅のパターンを転写するためにX
線を用いたことが十分に生かされないという欠点も生じ
ていた。
線を用いたことが十分に生かされないという欠点も生じ
ていた。
また後者の方式、即ちアライメント位置と露光位置とを
一致させ、アライメント光学系を挿脱させる方式におい
ても、アライメント時はともかく、露光時はアライメン
トの検出動作が行なわれないため、同様に機械的な変動
等によってマスクとウェハとの相対位置がずれることが
あった。
一致させ、アライメント光学系を挿脱させる方式におい
ても、アライメント時はともかく、露光時はアライメン
トの検出動作が行なわれないため、同様に機械的な変動
等によってマスクとウェハとの相対位置がずれることが
あった。
本発明はかかる事情を背景にして、マスクとウェハ(被
転写体)とを相対的にアライメントした後、そのアライ
メント時の相対位置が機械的なりランプ等を用いること
なく転写動作中も維持されるような位置合わせ装置を提
供することを目的としてなされたものである。
転写体)とを相対的にアライメントした後、そのアライ
メント時の相対位置が機械的なりランプ等を用いること
なく転写動作中も維持されるような位置合わせ装置を提
供することを目的としてなされたものである。
この目的を達成するために、本発明においては、マスク
と被転写体との相対的な位置を単一の光波干渉計で検出
−するようにした。即ち、マスクを保持する部材と被転
写物を保持する部材の夫々の一部に反射鏡を設け、両反
射鏡にレーザ光等のコヒーレントなビームを照射し、両
反射鏡からの反射ビームを単一の干渉計に入射し、再反
射ビームの光路長差を求めるように、した。
と被転写体との相対的な位置を単一の光波干渉計で検出
−するようにした。即ち、マスクを保持する部材と被転
写物を保持する部材の夫々の一部に反射鏡を設け、両反
射鏡にレーザ光等のコヒーレントなビームを照射し、両
反射鏡からの反射ビームを単一の干渉計に入射し、再反
射ビームの光路長差を求めるように、した。
以下本発明の1つの実施例を図面を参照して説明する。
この実施例は、本発明の位置合わせ装置をプロキシミテ
ィ (近接)露光装置に適用したものである。
ィ (近接)露光装置に適用したものである。
第1図においてベース1゛上゛にはコラム2が軸受3を
介してX軸方向(同図中左右方向)に移動可能に載置さ
れ、コラム2はベース1上に固定されたモータ4によっ
て送りネジ4aを介して駆動されるようになっている。
介してX軸方向(同図中左右方向)に移動可能に載置さ
れ、コラム2はベース1上に固定されたモータ4によっ
て送りネジ4aを介して駆動されるようになっている。
コラム2上にはベアリング、ローラ等の転動体6を介し
てy軸ステージ7がy軸方向(同図の紙面に垂直な方向
)に移動可能に載置され、コラム2に固定されたy軸モ
ータ8によって駆動されるようになっている。さらにy
軸ステージ7上にはX軸ステージ11が転動体12を介
してX軸方向に移動可能に載置され、y軸ステージ7上
に固定されたX軸モータ13によって駆動されるように
なっている。X軸ステージ11上にはウェハ15を装着
するためのウェハステージ14が固定され、このウェハ
ステージ14はウェハ15自体のテーバを補正するとと
もにウェハ15とマスク(後述)25との間の間隙をだ
すためのレベリング機構、並びにX軸ステージ11に対
するウェハ15の回転方向の誤差を補正するためのウェ
ハオリエンテーション機構を有している。
てy軸ステージ7がy軸方向(同図の紙面に垂直な方向
)に移動可能に載置され、コラム2に固定されたy軸モ
ータ8によって駆動されるようになっている。さらにy
軸ステージ7上にはX軸ステージ11が転動体12を介
してX軸方向に移動可能に載置され、y軸ステージ7上
に固定されたX軸モータ13によって駆動されるように
なっている。X軸ステージ11上にはウェハ15を装着
するためのウェハステージ14が固定され、このウェハ
ステージ14はウェハ15自体のテーバを補正するとと
もにウェハ15とマスク(後述)25との間の間隙をだ
すためのレベリング機構、並びにX軸ステージ11に対
するウェハ15の回転方向の誤差を補正するためのウェ
ハオリエンテーション機構を有している。
上記コラム2は上方に延長部分2aを有しており、当該
部分にはマスク25を装着するためのマスクホルダ21
およびマスク25の装着時の回転誤差を補正するマスク
オリエンテーション機構22が設けられ、マスクホルダ
21はマスクオリエンテーション機構22によってコラ
ムの延長部分2aに対して、x、y軸ステージ11.7
の各移動方向を含むx、y軸平面内で回転可能とされて
いる。
部分にはマスク25を装着するためのマスクホルダ21
およびマスク25の装着時の回転誤差を補正するマスク
オリエンテーション機構22が設けられ、マスクホルダ
21はマスクオリエンテーション機構22によってコラ
ムの延長部分2aに対して、x、y軸ステージ11.7
の各移動方向を含むx、y軸平面内で回転可能とされて
いる。
上記X軸ステージ11及びコラム延長部分2aの端部に
はそれぞれX軸方向の位置検出用の平面反射ミラー26
及び27が取り付けられている。
はそれぞれX軸方向の位置検出用の平面反射ミラー26
及び27が取り付けられている。
なお、図示はしないが当該各端部にはそれぞれy軸方向
の位置検出用の平面反射ミラーも取り付けられている。
の位置検出用の平面反射ミラーも取り付けられている。
また上記コラム2の端部には測長用レーザ光源31及び
レーザ光波干渉計32が固定されている。
レーザ光波干渉計32が固定されている。
レーザ光源31とX軸ステージ11との間、並びに干渉
計32とコラム2との間にはそれぞれハーフミラ−33
及び反射ミラー34が配置され、当該両ミラー33.3
4の上方でミラー27に対する位置には更に別の反射ミ
ラー36が配置されている。レーザ光?Ig31及び干
渉計32はミラー26とミラー27との相対距離を求め
る測長回路35に接続されている。レーザ光源31から
のレーザビームの一部はハーフミラ−33を透過して反
射ミラー26で反射され、ミラー33及び34で下方及
び左方に反射されてレーザ干渉計32に至る。一方ハー
フミラー33で反射されたレーザビームの残部はミラー
36で右方に、ミラー27で左方に反射され、再びミラ
ー36で下方に、ミラー34で左方に反射されて干渉計
32に至る。
計32とコラム2との間にはそれぞれハーフミラ−33
及び反射ミラー34が配置され、当該両ミラー33.3
4の上方でミラー27に対する位置には更に別の反射ミ
ラー36が配置されている。レーザ光?Ig31及び干
渉計32はミラー26とミラー27との相対距離を求め
る測長回路35に接続されている。レーザ光源31から
のレーザビームの一部はハーフミラ−33を透過して反
射ミラー26で反射され、ミラー33及び34で下方及
び左方に反射されてレーザ干渉計32に至る。一方ハー
フミラー33で反射されたレーザビームの残部はミラー
36で右方に、ミラー27で左方に反射され、再びミラ
ー36で下方に、ミラー34で左方に反射されて干渉計
32に至る。
そして測長回路35におG\て双方の入射光を比較する
ことによってX軸ステージ11とコラムすなわちウェハ
15とマスク25との相対距離を求め、求められた距離
値は制御装置50に入力される。
ことによってX軸ステージ11とコラムすなわちウェハ
15とマスク25との相対距離を求め、求められた距離
値は制御装置50に入力される。
ウェハ15とマスク25の相対距離は、X軸方向につい
てもy軸方向についても同様に行なわれる。
てもy軸方向についても同様に行なわれる。
従って測長回路の出力信号は、ミラー26とミラー27
のX軸方向の相対的な距離(例えばミラー26を基準と
したミラー27までの距離)に応じた値であり、このこ
とはウェハ15とマスク25のX軸方向の相対距離を意
味する。また、y軸方向についても同様の測長回路で相
対距離が求められるから、結局ウェハ15とマスク25
の相対的な2次元位置(例えばマスク25に対するウェ
ハ15の座標値)が測定される。
のX軸方向の相対的な距離(例えばミラー26を基準と
したミラー27までの距離)に応じた値であり、このこ
とはウェハ15とマスク25のX軸方向の相対距離を意
味する。また、y軸方向についても同様の測長回路で相
対距離が求められるから、結局ウェハ15とマスク25
の相対的な2次元位置(例えばマスク25に対するウェ
ハ15の座標値)が測定される。
一方、マスクホルダ21の上方でベース1と一体になっ
ているベース41には、マスク25とウェハ15の各々
に設けられた位置合わせ用のマークを観察するためのア
ライメント光学系40が固定されており、その観察光は
側方に設けられたマーク検出部42に入力して各マーク
の位置を表わす電気信号に変換される。そして、位置ず
れ処理部43は、その電気信号の入力に基づいてウェハ
15とマスク25の各マークのずれの方向及びずれ量を
検知して、両マークのずれに応じた信号を発生する。従
ってこの信号はマスク25とウェハ15のずれ量を表わ
す。
ているベース41には、マスク25とウェハ15の各々
に設けられた位置合わせ用のマークを観察するためのア
ライメント光学系40が固定されており、その観察光は
側方に設けられたマーク検出部42に入力して各マーク
の位置を表わす電気信号に変換される。そして、位置ず
れ処理部43は、その電気信号の入力に基づいてウェハ
15とマスク25の各マークのずれの方向及びずれ量を
検知して、両マークのずれに応じた信号を発生する。従
ってこの信号はマスク25とウェハ15のずれ量を表わ
す。
ここで上記マーク検出部42及び位置ずれ処理部43に
よって扱われるウェハ15及びマスク25上のマークの
一例について第2図を基に説明する。第2図に示すよう
に、マスク25上には、所定の間隔だけ離れたマークM
、M’を設け、ウェハ15上にはマークMSM’に挟み
込まれるような矩形状のマークWを設ける(尚、図中各
マークの斜線部は例えば光を反射する反射部とする。)
そして前述のように、アライメント光学系40によって
このマークM、M’とマークWを同時に観察し、マーク
検出部42として例えばレーザスポットを第2図中矢印
Sのように走査して、各マークからの反射光を光電検出
する。このときマーク検出部42は例えば各マークのと
ころでハイレベルの信号を、その間隔部aSbのところ
ではローレベルの信号を発生する。この信号の入力に基
づいて、位置ずれ処理部43は間隔部a、bの大きさを
検出して、マークM、M’とマークWのずれの方向とそ
の量に応じた信号を発生する。またマーク検出部42と
して、ITVの如き画像入力装置を用いて、その画像走
査信号によってマークのずれを求めてもよい。
よって扱われるウェハ15及びマスク25上のマークの
一例について第2図を基に説明する。第2図に示すよう
に、マスク25上には、所定の間隔だけ離れたマークM
、M’を設け、ウェハ15上にはマークMSM’に挟み
込まれるような矩形状のマークWを設ける(尚、図中各
マークの斜線部は例えば光を反射する反射部とする。)
そして前述のように、アライメント光学系40によって
このマークM、M’とマークWを同時に観察し、マーク
検出部42として例えばレーザスポットを第2図中矢印
Sのように走査して、各マークからの反射光を光電検出
する。このときマーク検出部42は例えば各マークのと
ころでハイレベルの信号を、その間隔部aSbのところ
ではローレベルの信号を発生する。この信号の入力に基
づいて、位置ずれ処理部43は間隔部a、bの大きさを
検出して、マークM、M’とマークWのずれの方向とそ
の量に応じた信号を発生する。またマーク検出部42と
して、ITVの如き画像入力装置を用いて、その画像走
査信号によってマークのずれを求めてもよい。
尚、ウェハ15及びマスク25上の各マークは、例えば
第4図のように設けられている。ウェハ15上の複数の
転写領域には各ステージ11.7の移動方向x、yに対
して位置合わせできるように、1つの転写領域Pについ
て2つのマークWx、wyが設けられる。もちろん回路
パターンを描画した領域Qを有するマスク25上にも対
応した2ツノマ一クM M ’ x s M M ’
yが設けられる。本装置の場合、マスク25に対してウ
ェハ15がXy平面内を移動し、各転写領域においてマ
ークMM’xとマークWx及びマークMM′yとマーク
wyを各々一致すなわち重ね合わせた状態で転写を行な
う。このようにマークMM’とマークWとを合わせるこ
とによって、マスク25のパターンは領域P中に例えば
第1回目の転写により形成されたパターンと整合する。
第4図のように設けられている。ウェハ15上の複数の
転写領域には各ステージ11.7の移動方向x、yに対
して位置合わせできるように、1つの転写領域Pについ
て2つのマークWx、wyが設けられる。もちろん回路
パターンを描画した領域Qを有するマスク25上にも対
応した2ツノマ一クM M ’ x s M M ’
yが設けられる。本装置の場合、マスク25に対してウ
ェハ15がXy平面内を移動し、各転写領域においてマ
ークMM’xとマークWx及びマークMM′yとマーク
wyを各々一致すなわち重ね合わせた状態で転写を行な
う。このようにマークMM’とマークWとを合わせるこ
とによって、マスク25のパターンは領域P中に例えば
第1回目の転写により形成されたパターンと整合する。
再び第1図に戻り、ベース41にはアライメント光学系
40に対してコラム2の移動方向に沿って離れた位置に
転写のための可視光線やX線の如きエネルギー線を発生
する光源46が設けられている。光源46は駆動部47
によってウェハ15への光線、X線等の照射が制御され
る。駆動部47には例えば光線等が通るアパーチャを遮
光するシャッター制御回路等が含まれる。上記位置ずれ
処理部43、測長回路35は制御装置5oに接続され、
この制御装置50はモータ4.8及び13、駆動部47
に接続されている。この制御装置50は、所定の制御及
びデータの転送や蓄積を行なう計算機51の指令に基づ
いて各部の駆動及び状態検出等の制御を行なうものであ
る。
40に対してコラム2の移動方向に沿って離れた位置に
転写のための可視光線やX線の如きエネルギー線を発生
する光源46が設けられている。光源46は駆動部47
によってウェハ15への光線、X線等の照射が制御され
る。駆動部47には例えば光線等が通るアパーチャを遮
光するシャッター制御回路等が含まれる。上記位置ずれ
処理部43、測長回路35は制御装置5oに接続され、
この制御装置50はモータ4.8及び13、駆動部47
に接続されている。この制御装置50は、所定の制御及
びデータの転送や蓄積を行なう計算機51の指令に基づ
いて各部の駆動及び状態検出等の制御を行なうものであ
る。
第3図は制御装置5oについて詳しく説明するためのブ
ロック図である。制御装置5oについては、X軸、y軸
ステージ11.7を駆動するための構成のみについてブ
ロック図として示しである。
ロック図である。制御装置5oについては、X軸、y軸
ステージ11.7を駆動するための構成のみについてブ
ロック図として示しである。
位置ずれ処理部43で発生したウェハ15とマスク25
とのX軸方向のずれ量に応じた信号り、、測長回路35
によって測定されるマスク25とウェハ15のX軸方向
での相対距離に応じた信号I)2、マスク25とウェハ
15のy軸方向でのずれ量に応じた信号り、及びy軸方
向での相対距離に応じた信号D4は演算処理回路1oo
に入力する。
とのX軸方向のずれ量に応じた信号り、、測長回路35
によって測定されるマスク25とウェハ15のX軸方向
での相対距離に応じた信号I)2、マスク25とウェハ
15のy軸方向でのずれ量に応じた信号り、及びy軸方
向での相対距離に応じた信号D4は演算処理回路1oo
に入力する。
この演算処理回路lOOは計算機51と位置合わせに関
する情報をやり取りしたり、信号り8、D3の入力に基
づいてマスク25とウェハ15のX軸、y軸方向のずれ
量が所定値以下になるようにサーボ制御するための信号
をモータ8.13の各々の駆動回路101.102に出
力したり、信号D2、D、の入力に基づいてマスク25
とウェハ15のX軸、y軸方向の相対距離の値をXメモ
I7103、Yメモリ104に各々格納したり又は読み
出したりする動作を制御する。尚、Xメモリ103とY
メモJ) 104は計算機51の内部のメモリとしても
よいことは言うまでもない。
する情報をやり取りしたり、信号り8、D3の入力に基
づいてマスク25とウェハ15のX軸、y軸方向のずれ
量が所定値以下になるようにサーボ制御するための信号
をモータ8.13の各々の駆動回路101.102に出
力したり、信号D2、D、の入力に基づいてマスク25
とウェハ15のX軸、y軸方向の相対距離の値をXメモ
I7103、Yメモリ104に各々格納したり又は読み
出したりする動作を制御する。尚、Xメモリ103とY
メモJ) 104は計算機51の内部のメモリとしても
よいことは言うまでもない。
次に本実施例の作動について第1及び第3図により説明
する。
する。
まず、駆動モータ4によってコラム2を移動させ、マス
ク25をアライメント光学系4oの下方に位置決めする
。次に、アライメント光学系4゜を用いてマスク25と
xSy軸ステージ11.7のxy方向に対する回転ずれ
を補正する。この補正は例えばマスク25上の2ケ所に
設けた専用のマークを観察してオリエンテーション機構
22によって行なう。これによってマスクパターンがウ
ェハ15に対して斜めに焼き付けられることが防止され
る。
ク25をアライメント光学系4oの下方に位置決めする
。次に、アライメント光学系4゜を用いてマスク25と
xSy軸ステージ11.7のxy方向に対する回転ずれ
を補正する。この補正は例えばマスク25上の2ケ所に
設けた専用のマークを観察してオリエンテーション機構
22によって行なう。これによってマスクパターンがウ
ェハ15に対して斜めに焼き付けられることが防止され
る。
次にウェハステージ14上にウェハ15をセットし、ウ
ェハ15とマスク25との間隙(ギャップ)の調整を行
なう。このギャップの設定は、図示はされていないが、
近接センサ等を用いて行なう。
ェハ15とマスク25との間隙(ギャップ)の調整を行
なう。このギャップの設定は、図示はされていないが、
近接センサ等を用いて行なう。
続いて、第2図で示したようにマスク25上の少なくと
も2ケ所に設けられたマークMM’とウェハ15上の対
応する2ケ所に設けられたマークWとがその2ケ所でほ
ぼ一敗するようにX軸ステージ11及びy軸ステージ7
をそれぞれモータ13.8によって移動させる。そして
、ウェハ15のマスク25に対する回転ずれをアライメ
ント光学系40、マーク検出部42及び位置ずれ信号処
理部43によって検出し、ウェハステージ14上のオリ
エンテーション機構によってウェハ15を回転させてこ
のずれを補正する。
も2ケ所に設けられたマークMM’とウェハ15上の対
応する2ケ所に設けられたマークWとがその2ケ所でほ
ぼ一敗するようにX軸ステージ11及びy軸ステージ7
をそれぞれモータ13.8によって移動させる。そして
、ウェハ15のマスク25に対する回転ずれをアライメ
ント光学系40、マーク検出部42及び位置ずれ信号処
理部43によって検出し、ウェハステージ14上のオリ
エンテーション機構によってウェハ15を回転させてこ
のずれを補正する。
次にX軸、y軸ステージ11.7を移動して、ウェハ1
5上の複数の転写領域毎にマスク25の位置合わせを行
なう。このために計算機51は、1回目に焼き付けたウ
ェハ15の各領域におけるマスク25との相対位置を測
長回路35からの信号D2と信号D4を演算回路100
を介して各領域に対応した2次元的な位置として予め記
憶している。尚、予め計算機51に記憶された複数の2
次元的な位置を以後指定位置とする。まず、ウェハ15
上の1つの領域に対して、計算機51は対応する指定位
置の情報を演算処理回路100へ出力する。このとき演
算処理回路100は、測長回路35の信号Dt及び信号
D4に基づいて、マスク25とウェハ15の相対的な位
置が指定位置と等しくなるように駆動回路101,10
2を制御 。
5上の複数の転写領域毎にマスク25の位置合わせを行
なう。このために計算機51は、1回目に焼き付けたウ
ェハ15の各領域におけるマスク25との相対位置を測
長回路35からの信号D2と信号D4を演算回路100
を介して各領域に対応した2次元的な位置として予め記
憶している。尚、予め計算機51に記憶された複数の2
次元的な位置を以後指定位置とする。まず、ウェハ15
上の1つの領域に対して、計算機51は対応する指定位
置の情報を演算処理回路100へ出力する。このとき演
算処理回路100は、測長回路35の信号Dt及び信号
D4に基づいて、マスク25とウェハ15の相対的な位
置が指定位置と等しくなるように駆動回路101,10
2を制御 。
する。これによりマスク25のパターンはウェハ15の
1つの転写領域中に形成されたパターンとほぼ整合する
訳であるが、ウェハ15を@”lしたときに微小なずれ
があると、この指定位置において完全な整合がなされて
いるとは限らない。
1つの転写領域中に形成されたパターンとほぼ整合する
訳であるが、ウェハ15を@”lしたときに微小なずれ
があると、この指定位置において完全な整合がなされて
いるとは限らない。
その指定位置において、マスク25のマークMM’とウ
ェハ15のマークWとをアライメント光学系40により
同時観察して、マーク検出部42と位置ずれ処理部43
によってウェハ15の一マスク25に対する位置ずれ里
を検出し、このずれ量に対応した信号り、 、DIによ
って制御装置50の駆動回路101.103を制御し、
ステージ11.7を移動させてX軸方向及びy軸方向の
位置ずれ量が零となるようにサーボをかける。そしてウ
ェハ15とマスク25との位置ずれ量が予め設定されて
いた許容値例えば第2図で示した間隔a、bがほぼ等し
くなった時点で、測長回路35で読み取ったステージ1
1.7のその時のステージ位置の情報すなわち信号D2
、D4は演算処理回路100を介して、信号D2はXメ
モリ103にXlとして、信号D4はYメモリ104に
Y、として記憶される。すると計算機51は次の指定位
置に関する情報を演算処理回路100に出力して、上述
の動作がくり返される。
ェハ15のマークWとをアライメント光学系40により
同時観察して、マーク検出部42と位置ずれ処理部43
によってウェハ15の一マスク25に対する位置ずれ里
を検出し、このずれ量に対応した信号り、 、DIによ
って制御装置50の駆動回路101.103を制御し、
ステージ11.7を移動させてX軸方向及びy軸方向の
位置ずれ量が零となるようにサーボをかける。そしてウ
ェハ15とマスク25との位置ずれ量が予め設定されて
いた許容値例えば第2図で示した間隔a、bがほぼ等し
くなった時点で、測長回路35で読み取ったステージ1
1.7のその時のステージ位置の情報すなわち信号D2
、D4は演算処理回路100を介して、信号D2はXメ
モリ103にXlとして、信号D4はYメモリ104に
Y、として記憶される。すると計算機51は次の指定位
置に関する情報を演算処理回路100に出力して、上述
の動作がくり返される。
上記の操作は、計算機51内に予め記tαされていたス
テージ11.7の指定位置情報のすべてに対して繰り返
され、各指定位置に対してマークMM’、マークWによ
って正確に求められたX軸ステージ11とy軸ステージ
7との相対的な位置はXメモリ103及びYメモリ10
4内に、順次(Xz 、Yz )、(Xi 、Yl )
−m−として記憶される。尚、各メモリIQ3.10
4中に記憶された位置情報は、ウェハ15上の各領域に
対応した整合位置と呼ぶことにする。
テージ11.7の指定位置情報のすべてに対して繰り返
され、各指定位置に対してマークMM’、マークWによ
って正確に求められたX軸ステージ11とy軸ステージ
7との相対的な位置はXメモリ103及びYメモリ10
4内に、順次(Xz 、Yz )、(Xi 、Yl )
−m−として記憶される。尚、各メモリIQ3.10
4中に記憶された位置情報は、ウェハ15上の各領域に
対応した整合位置と呼ぶことにする。
以上のようにして、マスク25に対するX軸ステージ1
1及びy軸ステージ7のすべての整合位置が各メモリ1
03.104に記憶されたならば、モータ4によりコラ
ム2が移動されて、マスク25は光源46の下方に位置
決めされる。
1及びy軸ステージ7のすべての整合位置が各メモリ1
03.104に記憶されたならば、モータ4によりコラ
ム2が移動されて、マスク25は光源46の下方に位置
決めされる。
次に計算i51は転写開始の指令を演算処理部100に
出力する。この指令に基づいて、各メモリ103.10
4°中に記憶された整合位置の情報のうち、いずれか1
つ、例えば(X+ 、Yl )が演算処理部100に取
り込まれる。そして、演算処理部100は信号D2、D
4と整合位置の情報(×1、Yl)を比較して、例えば
その差が零になるようにX軸、y軸ステージ117を移
動させる駆動回路101102を制御する。すなわち、
情報(X + 、Y t )を基準値として、ウェハ1
5とマスク25の相対的な位置が常にこの基準値と一致
するように制御される。従って、各ステージ11.7や
その送り機構に何らかの原因で機械的な変動が生じても
、ウェハ15とマスク25の相対的な位置は常に整合位
置に維持される。
出力する。この指令に基づいて、各メモリ103.10
4°中に記憶された整合位置の情報のうち、いずれか1
つ、例えば(X+ 、Yl )が演算処理部100に取
り込まれる。そして、演算処理部100は信号D2、D
4と整合位置の情報(×1、Yl)を比較して、例えば
その差が零になるようにX軸、y軸ステージ117を移
動させる駆動回路101102を制御する。すなわち、
情報(X + 、Y t )を基準値として、ウェハ1
5とマスク25の相対的な位置が常にこの基準値と一致
するように制御される。従って、各ステージ11.7や
その送り機構に何らかの原因で機械的な変動が生じても
、ウェハ15とマスク25の相対的な位置は常に整合位
置に維持される。
こうして、ウェハ15上の1つの領域にマスク25のパ
ターンが整合すると、計算機51は制御装置50を介し
て光源46の駆動部47へ、転写用照明光又はエネルギ
ー線の照射開始の指令を発する。そして所定時間、マス
ク25上へ照射することによってウェハ15上の1つの
領域にパターンが転写される。尚、転写中は、常に駆動
回路101.102が働いて、整合位置を保ち続ける。
ターンが整合すると、計算機51は制御装置50を介し
て光源46の駆動部47へ、転写用照明光又はエネルギ
ー線の照射開始の指令を発する。そして所定時間、マス
ク25上へ照射することによってウェハ15上の1つの
領域にパターンが転写される。尚、転写中は、常に駆動
回路101.102が働いて、整合位置を保ち続ける。
その後、光源46の照射は中止され、Xメモリ103、
Yメモリ104から次の整合位置の情報(Xz 、Yz
)が演算処理回路100に取り込まれる。そして前述
のように各ステージ11.7を移動して、ウェハ15上
の次の領域に同様にマスク25のパターンを転写する。
Yメモリ104から次の整合位置の情報(Xz 、Yz
)が演算処理回路100に取り込まれる。そして前述
のように各ステージ11.7を移動して、ウェハ15上
の次の領域に同様にマスク25のパターンを転写する。
このようにして、各メモリ103.104中に記憶され
た各整合位置の情報に基づいて、ウェハ15上の各領域
中のパターンにマスク25のパターンが整合されて順次
転写される。
た各整合位置の情報に基づいて、ウェハ15上の各領域
中のパターンにマスク25のパターンが整合されて順次
転写される。
以上述べた本発明の実施例による位置合わせ装置におい
て、各整合位置を求めて記憶する際、指定位置の近傍で
各ステージ11.7を移動して、例えばX方向に対して
第4図に示すマークMM’XとマークWxとが一致した
ことを光電的に検出してパルス信号を発生するようにマ
ーク検出部42を構成する。そして、演算処理回路lo
oがこのパルス信号を受けたとき、測長回路35の信号
D2をXメモリ103に記憶するようにしてもよい。
て、各整合位置を求めて記憶する際、指定位置の近傍で
各ステージ11.7を移動して、例えばX方向に対して
第4図に示すマークMM’XとマークWxとが一致した
ことを光電的に検出してパルス信号を発生するようにマ
ーク検出部42を構成する。そして、演算処理回路lo
oがこのパルス信号を受けたとき、測長回路35の信号
D2をXメモリ103に記憶するようにしてもよい。
もちろんy方向に対しても同様である。
第5図は、本発明による位置合わせ装置を用いた他の転
写装置の構成を示す説明図である。第1図の構成と異な
る点は、マスク25の位置をベース1に対して不動とし
、アライメント光学系4o、光源46をベース41に対
して移動可能としたことである。このために、アライメ
ント光学系4゜と光源46を空間的に干渉しないように
マウント61に固定するマリントロ1は、ベース41に
固定された軸受63.64によって懸架される送りネジ
62により第5図中左右方向に移動する。この移動は、
第1図に示したモータ4と同様の働きをするモータ65
によって制御される。一方マス ′り25を保持するマ
スクホルダ21及びマスクオリエンテーション機構22
は、ベース1と一体になったアーム60に取り付けられ
る。そしてX軸、y軸ステージ11.7はベースlに対
して2次元移動する。尚、その他の構成について、第1
図と同じであるから説明を省略する。
写装置の構成を示す説明図である。第1図の構成と異な
る点は、マスク25の位置をベース1に対して不動とし
、アライメント光学系4o、光源46をベース41に対
して移動可能としたことである。このために、アライメ
ント光学系4゜と光源46を空間的に干渉しないように
マウント61に固定するマリントロ1は、ベース41に
固定された軸受63.64によって懸架される送りネジ
62により第5図中左右方向に移動する。この移動は、
第1図に示したモータ4と同様の働きをするモータ65
によって制御される。一方マス ′り25を保持するマ
スクホルダ21及びマスクオリエンテーション機構22
は、ベース1と一体になったアーム60に取り付けられ
る。そしてX軸、y軸ステージ11.7はベースlに対
して2次元移動する。尚、その他の構成について、第1
図と同じであるから説明を省略する。
また、マーク検出部42、光源46の駆動部47、モー
タ8.13等の制御についても、第1及び第3図に示し
た制御系がそのまま使われる。
タ8.13等の制御についても、第1及び第3図に示し
た制御系がそのまま使われる。
この場合の位置合わせ動作は前述の説明と同じであるが
、異なる点は、ウェハ15への転写時は、制御装置50
が第1図で示したモータ4のがわりに、モータ65を駆
動するように制御することである。
、異なる点は、ウェハ15への転写時は、制御装置50
が第1図で示したモータ4のがわりに、モータ65を駆
動するように制御することである。
本例のように転写装置を構成することにより、機械的な
安定性を要求されるX軸、y軸ステージ11.7をコラ
ム2に載せる必要がなくなるので、機械的な強度及び安
定性等が十分に高いステージを使うことができる。その
結果位置合わせ精度が向上するという利点も生じる。
安定性を要求されるX軸、y軸ステージ11.7をコラ
ム2に載せる必要がなくなるので、機械的な強度及び安
定性等が十分に高いステージを使うことができる。その
結果位置合わせ精度が向上するという利点も生じる。
以上述べた実施例によれば、ウェハ15への露光時のた
びにアライメント光学系を退避させる必要がなく、アラ
・イメント光学系の機械的安定性を上げることができ、
またアライメント位置から転写位置へ移動する際のマス
ク25とウェハ15との位置ずれは、露光時においてレ
ーゼ干渉計の分解能程度にすることができる。アライメ
ント光学系40と光源46とが分離されているので両者
が干渉することはな(、各々に十分な機械的余裕をもた
せて高精度の光学系を形成することができ、さらにアラ
イメント時及び露光時のスループソトをあげることがで
きる。
びにアライメント光学系を退避させる必要がなく、アラ
・イメント光学系の機械的安定性を上げることができ、
またアライメント位置から転写位置へ移動する際のマス
ク25とウェハ15との位置ずれは、露光時においてレ
ーゼ干渉計の分解能程度にすることができる。アライメ
ント光学系40と光源46とが分離されているので両者
が干渉することはな(、各々に十分な機械的余裕をもた
せて高精度の光学系を形成することができ、さらにアラ
イメント時及び露光時のスループソトをあげることがで
きる。
また、転写装置のその他の構成として、第5図のように
ベース1上にX軸、y軸ステージ11・7を載せ、アラ
イメント光学系40のみを同図中水平方向に移動可能に
すると共に、光源46はマスク25の上方に上下動可能
に配置する。そしてアライメント光学系40を用いると
きには、光源46を上方へ退避させ、転写の際にはアラ
イメント光学系40を水平方向に退避させて光源46を
下方の所定位置まで移動させるようにすることもできる
。さらに、その他の露光装置、例えばステップアンドリ
ピート式の投影型露光装置にも利用できるのは言うまで
もない。
ベース1上にX軸、y軸ステージ11・7を載せ、アラ
イメント光学系40のみを同図中水平方向に移動可能に
すると共に、光源46はマスク25の上方に上下動可能
に配置する。そしてアライメント光学系40を用いると
きには、光源46を上方へ退避させ、転写の際にはアラ
イメント光学系40を水平方向に退避させて光源46を
下方の所定位置まで移動させるようにすることもできる
。さらに、その他の露光装置、例えばステップアンドリ
ピート式の投影型露光装置にも利用できるのは言うまで
もない。
以上述べたように、本発明によれば、マスクと被転写体
との相対的な位置ずれが単一の干渉計によって直接検出
される。そのため、マスクと被転写体との位置合わせ状
態を、単一の測長出力のみに基づいて高精度にモニタす
ることができ、極めて簡単な構成で露光転写動作中に生
じる位置ずれを皆無にすることができる効果が得られる
。このため、IC等の半導体装置の製造において、より
細い線幅のパターンを歩留りよく管理できる。また、こ
の干渉計の測長出力に基づいて、マスク又は被転写体を
保持する部材をサーボ制御するようにすれば、たとえマ
スクや被転写体の絶対的な位置が微動しても、相対的な
位置関係は全くずれることがない、このため、転写動作
中に発生した装置の振動等によるパターン振れ等が低減
され、極めて解像力の高いパターン転写が可能となる。
との相対的な位置ずれが単一の干渉計によって直接検出
される。そのため、マスクと被転写体との位置合わせ状
態を、単一の測長出力のみに基づいて高精度にモニタす
ることができ、極めて簡単な構成で露光転写動作中に生
じる位置ずれを皆無にすることができる効果が得られる
。このため、IC等の半導体装置の製造において、より
細い線幅のパターンを歩留りよく管理できる。また、こ
の干渉計の測長出力に基づいて、マスク又は被転写体を
保持する部材をサーボ制御するようにすれば、たとえマ
スクや被転写体の絶対的な位置が微動しても、相対的な
位置関係は全くずれることがない、このため、転写動作
中に発生した装置の振動等によるパターン振れ等が低減
され、極めて解像力の高いパターン転写が可能となる。
さらに転写動作中にマスクと被転写体とを同時観察でき
ないアライメント系を持った装置においては、転写時間
が長時間に及んだ場合でも正確な解像力が保証されると
いう効果もある。
ないアライメント系を持った装置においては、転写時間
が長時間に及んだ場合でも正確な解像力が保証されると
いう効果もある。
第1図は本発明の一実施例を示す説明図、第2図はウェ
ハマーク及びマスクマークを示す断面図、第3図は制御
装置(50)のブロック図、第4図はウェハマーク及び
マスクマークを示す斜視図、第5図は本発明の別の実施
例を示す第1図に対応する説明図である。 〔主要部分の符号の説明〕
ハマーク及びマスクマークを示す断面図、第3図は制御
装置(50)のブロック図、第4図はウェハマーク及び
マスクマークを示す斜視図、第5図は本発明の別の実施
例を示す第1図に対応する説明図である。 〔主要部分の符号の説明〕
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、マスクに形成されたパターンを被転写体の表面の所
定領域に位置合わせして転写する装置において、 前記マスクを保持する第1保持手段と;前記被転写体を
保持する第2保持手段と;前記第1保持手段の一部に設
けられた第1反射部材と;前記第2保持手段の一部に設
けられた第2反射部材と;前記第1反射部材と第2反射
部とにコヒーレントなビームを射出する光源と;該ビー
ムの前記第1反射部材からの反射ビームと前記第2反射
部材からの反射ビームとを入射する単一の光波干渉計と
;を有し、該光波干渉計の計測出力に基づいて、前記マ
スクと前記被転写体との位置合わせ状態を検知すること
を特徴とする位置合わせ装置。 2、前記第2保持手段は、前記被転写体表面の複数の所
定領域の各々に前記マスクのパターンを転写するために
、ステップアンドリピート方式のステップ移動を行なう
とともに、前記所定領域と前記パターンとの位置合わせ
のための微動を行なう移動ステージから成り、前記光波
干渉計は、前記移動ステージのステップ移動時と、微動
時とで共通に使われることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の位置合わせ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62198129A JPS63158404A (ja) | 1987-08-10 | 1987-08-10 | 転写装置の位置合わせ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62198129A JPS63158404A (ja) | 1987-08-10 | 1987-08-10 | 転写装置の位置合わせ装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56125974A Division JPS5828748A (ja) | 1981-08-13 | 1981-08-13 | 転写装置の位置合わせ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63158404A true JPS63158404A (ja) | 1988-07-01 |
JPH0410208B2 JPH0410208B2 (ja) | 1992-02-24 |
Family
ID=16385933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62198129A Granted JPS63158404A (ja) | 1987-08-10 | 1987-08-10 | 転写装置の位置合わせ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63158404A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005331542A (ja) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Hitachi High-Tech Electronics Engineering Co Ltd | 露光装置、露光方法、及び基板製造方法 |
JP2021080562A (ja) * | 2019-11-20 | 2021-05-27 | キヤノントッキ株式会社 | アライメント装置、アライメント方法、成膜装置、および成膜方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53104086A (en) * | 1977-02-21 | 1978-09-09 | Fujitsu Ltd | Servo system |
JPS5459883A (en) * | 1978-10-11 | 1979-05-14 | Hitachi Ltd | Pattern printing apparatus |
JPS55134934A (en) * | 1979-04-09 | 1980-10-21 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Projection exposing method |
JPS5643156U (ja) * | 1979-09-12 | 1981-04-20 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI772145A (fi) * | 1976-12-02 | 1978-06-03 | Ahlstroem Dev Gmbh | Anordning foer behandling av banformigt gods |
-
1987
- 1987-08-10 JP JP62198129A patent/JPS63158404A/ja active Granted
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53104086A (en) * | 1977-02-21 | 1978-09-09 | Fujitsu Ltd | Servo system |
JPS5459883A (en) * | 1978-10-11 | 1979-05-14 | Hitachi Ltd | Pattern printing apparatus |
JPS55134934A (en) * | 1979-04-09 | 1980-10-21 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Projection exposing method |
JPS5643156U (ja) * | 1979-09-12 | 1981-04-20 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005331542A (ja) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Hitachi High-Tech Electronics Engineering Co Ltd | 露光装置、露光方法、及び基板製造方法 |
JP4522142B2 (ja) * | 2004-05-18 | 2010-08-11 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 露光装置、露光方法、及び基板製造方法 |
JP2021080562A (ja) * | 2019-11-20 | 2021-05-27 | キヤノントッキ株式会社 | アライメント装置、アライメント方法、成膜装置、および成膜方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0410208B2 (ja) | 1992-02-24 |
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