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JPH0695007B2 - Positioning method and exposure apparatus - Google Patents
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JPH0695007B2 - Positioning method and exposure apparatus - Google Patents

Positioning method and exposure apparatus

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JPH0695007B2
JPH0695007B2 JP61223040A JP22304086A JPH0695007B2 JP H0695007 B2 JPH0695007 B2 JP H0695007B2 JP 61223040 A JP61223040 A JP 61223040A JP 22304086 A JP22304086 A JP 22304086A JP H0695007 B2 JPH0695007 B2 JP H0695007B2
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light
wafer
diffracted
grating
lens system
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一博 山下
登 野村
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、微細パターンの位置合せ方法に関し、さらに
これを利用した1ミクロンもしくはそれ以下のサブミク
ロンのルールを持つ半導体装置等の露光装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fine pattern alignment method, and further to an exposure apparatus such as a semiconductor device having a submicron rule of 1 micron or less using this method. is there.

従来の技術 半導体装置は最近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1ミクロン以下に及んでいる。従
来からのLSI製造時のフォトマスクとLSIウエハの位置合
わせは、ウエハに設けた位置合せマークを用いて、ウエ
ハを着装したステージの回転と2軸平行移動とで、フォ
トマスク上のマークとウエハ上のマークを重ね合わせる
ことによって行なっていたが、その位置合わせ精度は±
0.3ミクロン程度であり、サブミクロンの素子を形成す
る場合には、合わせ精度が悪く実用にならない。また、
S.オースチン アプライド フィジックス レターズ
(Applied physics Letters)Vol31 No.7 P.428,1977ら
が示した干渉法を用いた位置合わせ方法では、第4図に
示したように、入射レーザビーム1をフォトマスク2に
入射させ、フォトマスク2上に形成した格子3で回折
し、この回折した光をもう一度、ウエハ4上に形成した
格子5によって回折することにより、回折光6,7,8……
を得る。この回折光は、フォトマスクでの回折次数とウ
エハでの回折次数の二値表示で表わすと、回折光6は
(0,1)、回折光7は(1,1)、回折光8は(−1,2)…
…で表わすことができる。この回折光をレンズにより一
点に集め光強度を測定する。回折光は入射レーザビーム
1に対して左右対称な位置に光強度を持ち、フォトマス
ク2とウエハ4との位置合わせには、左右に観察された
回折光の強度を一致させることにより行なえる。この方
法では位置合わせ精度は、数100Åとされている。しか
し、この方法においては、フォトマスク2とウエハ4と
の位置合わせは、フォトマスク2とウエハ4との間隔D
に大きく影響されるため、間隔Dの精度を要求する。ま
た、フォトマスク2とウエハ4を接近させ、間隔Dの精
度を保持した状態で位置合わせする必要があり、装置が
複雑となるため、実用上問題があった。
2. Description of the Related Art Semiconductor devices have been densified more and more recently, and the size of the fine pattern of each element is less than 1 micron. Conventionally, the alignment of the photomask and the LSI wafer at the time of manufacturing the LSI is performed by using the alignment mark provided on the wafer, by rotating the stage on which the wafer is mounted and biaxially translating the mark on the photomask and the wafer. It was done by overlapping the above marks, but the alignment accuracy is ±
It is about 0.3 micron, and when forming a submicron element, the alignment accuracy is poor and it is not practical. Also,
S. Austin Applied physics Letters Vol31 No.7 P.428,1977, the interferometric alignment method is used, as shown in FIG. 2 and diffracted by the grating 3 formed on the photomask 2, and the diffracted light is again diffracted by the grating 5 formed on the wafer 4 to obtain diffracted light 6, 7, 8 ...
To get This diffracted light is expressed in binary notation of the diffraction order on the photomask and the diffraction order on the wafer. Diffracted light 6 is (0,1), diffracted light 7 is (1,1), and diffracted light 8 is ( -1,2) ...
It can be represented by ... The diffracted light is collected by a lens at one point and the light intensity is measured. The diffracted light has a light intensity at a position symmetrical with respect to the incident laser beam 1, and the photomask 2 and the wafer 4 can be aligned by matching the intensities of the diffracted light observed on the left and right. With this method, the alignment accuracy is said to be several hundred Å. However, in this method, the alignment between the photomask 2 and the wafer 4 is performed by the distance D between the photomask 2 and the wafer 4.
Therefore, the accuracy of the distance D is required. Further, it is necessary to bring the photomask 2 and the wafer 4 close to each other and align them while maintaining the accuracy of the distance D, which complicates the apparatus, which is a practical problem.

また、サブミクロン線巾を持つ素子の位置合わせには、
素子からの二次電子放出による観察による方法がある
が、大気中での取り扱いができないため、LS1を製造す
る上でのスループットが小さくなり実用上問題があっ
た。
Also, for alignment of elements with submicron line width,
Although there is a method of observing secondary electrons emitted from the device, it cannot be handled in the atmosphere, so that the throughput in manufacturing LS1 becomes small, which is a practical problem.

また、第5図に示した従来例〔アィイイイ トランザク
ション(IEEE,trans on)E.D ED−26,4,1974,728,Gijs
Bouwhuis)〕では、2枚のL1,L2のレンズ系で示された
マイクロレンズのフーリエ変換面に、レーザビームを入
射しレンズL2を介してウエハ上に形成された格子に対し
てビームを照明し、空間フィルタSFで格子から回折され
る±1次光のみをレンズ糸L2,L1を通してレチクルR上
に入射し、レチクルRの近傍において干渉縞を生成し、
レチクルに設けた格子を通過する光を光検出器Dで検出
して、ウエハWとレチクルRを位置合わせする構成が図
示されている。第3図の構成においては、ウエハW上に
形成した非対称の格子に対しては位置を補正することが
できないと述べられており、位置合わせマークの製造方
法において、全ての工程やマークで実現不可能であり実
用化するに致っていない。
In addition, a conventional example shown in FIG. 5 [IEEE, trans on] ED ED-26,4,1974,728, Gijs
Bouwhuis)], the laser beam is incident on the Fourier transform surface of the microlens shown by the lens system of two L 1 and L 2 , and the beam is applied to the grating formed on the wafer via the lens L 2. Is illuminated and only the ± 1st order light diffracted from the grating by the spatial filter SF is incident on the reticle R through the lens threads L 2 and L 1 , and interference fringes are generated in the vicinity of the reticle R.
A configuration is shown in which light passing through a grating provided on the reticle is detected by a photodetector D and the wafer W and the reticle R are aligned. In the configuration shown in FIG. 3, it is stated that the position cannot be corrected for the asymmetric lattice formed on the wafer W, and in the method of manufacturing the alignment mark, it cannot be realized in all steps and marks. It is possible and not enough for practical use.

発明が解決しようとする問題点 このように従来においては微細なパターンの位置合わせ
を大気中で行なえないという問題があった。そこで本発
明は微細パターンの位置合わせを大気中で、かつ、簡単
な構成で行なえるLSIのレチクルとウエハの正確かつ容
易な位置合わせを生産性良く可能とした位置合せ方法お
よび露光装置を提供することを目的としている。
Problems to be Solved by the Invention As described above, in the related art, there is a problem that fine patterns cannot be aligned in the atmosphere. Therefore, the present invention provides an alignment method and an exposure apparatus that enable accurate and easy alignment of an LSI reticle and a wafer with a simple structure in which the alignment of a fine pattern can be performed with a simple structure. Is intended.

問題点を解決するための手段 本発明は、投影露光装置において高精度な位置合わせを
実現するために、レチクル面上に形成された1対の格子
によって波面分割された光束のうち、第1のレンズのス
ペクトル面で適当な光束を空間フィルタによって通過さ
せて第2のレンズ系,投影レンズを通過させ、基板上に
設けた第2の1対の格子上に投影する。第2の格子から
は、回折光が回折され、この回折光は逆方向に、投影レ
ンズの第2のレンズ中を通過し、光検出器に導びかれ
る。基板上の第2の格子に2光束を適当な方向から投影
すると、回折光同志が重なった方向に回折され、各々が
干渉する。この干渉した1対の回折光強度の差を検出す
る事により、高精度の位置合わせが可能となる。
Means for Solving Problems According to the present invention, in order to realize highly accurate alignment in a projection exposure apparatus, a first light flux among the light fluxes divided by a pair of gratings formed on a reticle surface is used. An appropriate light beam is passed through a spatial filter on the spectral plane of the lens, passes through a second lens system and a projection lens, and is projected onto a second pair of gratings provided on the substrate. From the second grating, diffracted light is diffracted and this diffracted light passes in the opposite direction through the second lens of the projection lens and is guided to the photodetector. When the two light beams are projected from the appropriate direction on the second grating on the substrate, the diffracted lights are diffracted in the overlapping direction and interfere with each other. By detecting the difference in the intensity of the pair of diffracted light beams that have interfered with each other, it is possible to perform highly accurate alignment.

すなわち、本発明の位置合せ方法は、コヒーレンシーを
有する光を2方向から入射しこれら2光束の干渉により
マスクパターンとウエハ上のパターンの位置合わせを行
うに際し、前記2光束干渉縞とウエハ上の格子の相対位
置を、干渉縞の周期の半分ずれたマスクとウエハ上の位
置合わせ格子と全くずれていないマスクとウエハ上の位
置合わせの格子を用いて位置決めするものである。
That is, in the alignment method of the present invention, when light having coherency is incident from two directions and the alignment of the mask pattern and the pattern on the wafer is performed by the interference of these two light fluxes, the two light flux interference fringes and the lattice on the wafer are aligned. The relative position of (1) is positioned using a mask that is shifted by half the period of the interference fringes and a positioning grid on the wafer, and a mask that is not at all offset and a positioning grid on the wafer.

そして、本発明の露出装置は、光源,照明光学系,レチ
クル,第1のレンズ系,空間フィルタ,第2のレンズ
系,基板および基板を保持するステージ,ウエハ近傍に
配置した検出器を有し、前記レチクル面上に第1の格子
が形成されており、光源から出た照明光学系を通して前
記レチクル面上に入射させて前記光束を位置検出信号が
半周期異なる1対の格子により各々波面分割して前記第
1のレンズ系に導くよう構成するとともに、前記第1の
レンズ系のスペクトル面付近に設けた所定の空間フィル
タによって所定のスペクトルを選択的に透過せしめて、
前記スペクトルを持つ光束を前記第2のレンズ系を透過
させ、さらに前記縮少投影光学系を通して第2の格子を
持つ基板に光束を投影し、第2の格子から回折された回
折光を前記縮少投影光学系、前記第2のレンズ系を逆方
向に通過せしめ、前記第1のレティル上の格子に対応し
た前記第2のウエハ上の1対の格子によって回折された
回折光を前記縮少投影光学系、前記第2のレンズ系を逆
方向に通過せしめ、前記第2の1対の格子によって回折
された光束を干渉させて、干渉させた光束の光強度を各
々検出し、差を取り光出力がゼロとなる位置で前記レチ
クルパターンと前記ウエハパターンの位置合せするもの
である。
The exposure apparatus of the present invention has a light source, an illumination optical system, a reticle, a first lens system, a spatial filter, a second lens system, a substrate and a stage for holding the substrate, and a detector arranged near the wafer. , A first grating is formed on the reticle surface, and the light flux is made incident on the reticle surface through an illumination optical system emitted from a light source, and the light flux is divided into wavefronts by a pair of gratings whose position detection signals differ by a half cycle. And guide the light to the first lens system, and selectively transmit a predetermined spectrum with a predetermined spatial filter provided near the spectrum surface of the first lens system.
The light flux having the spectrum is transmitted through the second lens system, and the light flux is projected on the substrate having the second grating through the reduction projection optical system, and the diffracted light diffracted from the second grating is reduced. The small projection optical system and the second lens system are passed in opposite directions, and the diffracted light diffracted by the pair of gratings on the second wafer corresponding to the grating on the first retil is reduced. The projection optical system and the second lens system are allowed to pass in opposite directions, the light beams diffracted by the second pair of gratings are caused to interfere with each other, the light intensities of the interfered light beams are detected, and the difference is taken. The reticle pattern and the wafer pattern are aligned at a position where the light output becomes zero.

作用 このように本発明は、2光束干渉縞の位相が半周期異っ
たレチクル上の1対の位置合わせ格子を用い、最も位置
検出感度の高い高精度の位置合わせが実現出来る。
Operation As described above, the present invention can realize highly accurate alignment with the highest position detection sensitivity by using a pair of alignment gratings on a reticle in which the phases of two-beam interference fringes differ by a half cycle.

実施例 本発明による光学系の実施例1を第1図に示した。光源
11から出た光(この図ではより鮮明な干渉性とより深い
焦点深度を得るために、レーザ光を想定した構成になっ
ているが、全体の光学系は白色干渉光学系であり、水銀
などのスペクトル光源でもよい)を第1のレンズ系15の
入射瞳に対して入射する。
Example 1 Example 1 of the optical system according to the present invention is shown in FIG. light source
Light emitted from 11 (In this figure, in order to obtain clearer coherence and a deeper depth of focus, the laser light is assumed, but the entire optical system is a white interference optical system, such as mercury. (Which may be a spectral light source of 1) is incident on the entrance pupil of the first lens system 15.

以下の説明では、本発明の原理を簡潔に述べるためにレ
クチルは平行光束によって照明され、第1及び第2のレ
ンズ系15,15′,17,17′は、フーリエ交換レンズとする
が、必ずしもフーリエ変換レンズでなくてもよい。光源
11と第1のフーリエ変換レンズ15,15′との間にレチク
ル14が配置され、レチクル14に形成された1対の第1格
子10,10′のパターンを2次光源として出た像を第1の
フーリエ変換レンズ15,15′によって一旦集光し、さら
に、第2のフーリエ変換レンズ17,17′を通してレチク
ル14のパターンの像をウエハ18に縮小投影光学系19を通
して投影する。第1のフーリエ変換レンズ15,15′の後
側焦点面には、レチクル上の格子10,10′のパターンの
回折光(フーリエスペクトル)が空間的に分布してお
り、本発明においては、このフーリエ変換面に空間フィ
ルタ16,16′を配置してスペクトル面でフィルタリング
し、レチクル14上に形成された1対の格子10,10′のパ
ターンをスペクトル面でフィルタリングすることによっ
てウエハ18面上に干渉縞20,20′を生成する。そして、
さらに半導体ウエハ18上に形成したレチクル上の格子1
0,10′に対応した位置に形成された第2の1対の格子2
1,21′からは、回折光22,22′が回折され、縮小投影光
学系19及び第2のレンズ17,17′を逆方向に戻り、空間
フィルタ16,16′の位置に配置されたミラーによって位
置合わせ格子位置に対応した位置にある光検出器23,2
3′に導びかれる。そして光検出器23,23′で検出された
光信号は、コンパレーター24に入力され、両者の光出力
が等しくなったところで、レチクルとウエハとの位置決
めが成される。
In the following description, the reticle is illuminated by a collimated beam and the first and second lens systems 15,15 ', 17,17' are Fourier-exchange lenses, but not necessarily, in order to briefly describe the principles of the invention. It may not be a Fourier transform lens. light source
The reticle 14 is disposed between the first Fourier transform lens 15 and 15 'and the first Fourier transform lens 15 and 15', and a pattern of a pair of first gratings 10 and 10 'formed on the reticle 14 is used as a secondary light source to form an image. The first Fourier transform lens 15, 15 'once collects the light, and then the second Fourier transform lens 17, 17' projects the image of the pattern of the reticle 14 onto the wafer 18 through the reduction projection optical system 19. Diffracted light (Fourier spectrum) of the pattern of the gratings 10 and 10 'on the reticle is spatially distributed on the rear focal plane of the first Fourier transform lens 15 and 15'. Spatial filters 16 and 16 'are arranged on the Fourier transform plane to perform filtering in the spectral plane, and the pattern of the pair of gratings 10 and 10' formed on the reticle 14 is filtered in the spectral plane so that the pattern is formed on the wafer 18 plane. Interference fringes 20 and 20 'are generated. And
Further, a reticle grid 1 formed on the semiconductor wafer 18
Second pair of gratings 2 formed at positions corresponding to 0,10 '
Diffracted lights 22 and 22 'are diffracted from 1, 21', return to the reduction projection optical system 19 and second lenses 17, 17 'in opposite directions, and are placed at the positions of the spatial filters 16, 16'. The photodetector 23,2 at the position corresponding to the alignment grid position by
You are led to 3 '. The optical signals detected by the photodetectors 23 and 23 'are input to the comparator 24, and when the optical outputs of both are equal, the reticle and the wafer are positioned.

以上が、レチクル14とウエハ18の位置合わせの光学系で
あるが、一方、レチクル14の回路パターンは、投影用光
源12及び照明光学系13によって照明され、その投影像は
縮小投影光学系19を通してウエハ18上に結像する。
The above is the optical system for aligning the reticle 14 and the wafer 18.On the other hand, the circuit pattern of the reticle 14 is illuminated by the projection light source 12 and the illumination optical system 13, and its projected image is passed through the reduction projection optical system 19. An image is formed on the wafer 18.

以上のように、こうして通常の回路パターン露出用の光
学系が形成される。
As described above, the ordinary optical system for exposing the circuit pattern is formed in this manner.

第3図はさらに本発明の露光装置の原理説明図である。
光源11から出た波長λの光は、レチクル上の格子41を照
明する。第1フーリエ変換レンズ15の前側焦点1の位
置z1にレチクル14上の位相格子パターン41を配置する。
位相格子パターン41のピッチP1と回折光の回折角θ1は P1sinθnnλ(n=0,±1,±2,……) の関係がある。このように複数の光束に回折された光は
フーリエ変換レンズ15に入射し、さらに後側焦点面に各
々の回折光に相当するフーリエスペクトル像を結ぶ。一
次の回折光のフーリエスペクトルに対応する座標ξ61は ξ611sinθ1 P1sinθ1=λ で示され、0次の回折光のフーリエスペクトルξ60 ξ601sinθ0=0 とは完全に分離された状態でフーリエ変換面にフーリエ
スペクトル像を結ぶ。第1図に示したようにこのフーリ
エ変換面上に空間フィルタ16を配置し、第3図に示した
ように格子パターン41の0次および±2次以上の回折光
を遮断し、±1次回折光と開口パターンのスペクトル
(0次光成分を除く)を通過させる。この回折光は第2
フーリエ変換レンズ17を通過し、さらにウエハ18W上に
投影される。ただし、第3図においては縮小投影レンズ
系19を省略してある。
FIG. 3 is an explanatory view of the principle of the exposure apparatus of the present invention.
The light of wavelength λ emitted from the light source 11 illuminates the grating 41 on the reticle. The phase grating pattern 41 on the reticle 14 is arranged at the position z 1 of the front focal point 1 of the first Fourier transform lens 15.
The pitch P 1 of the phase grating pattern 41 and the diffraction angle θ 1 of the diffracted light have a relationship of P 1 sin θ n nλ (n = 0, ± 1, ± 2, ...). The light diffracted into a plurality of light beams in this way enters the Fourier transform lens 15, and further forms a Fourier spectrum image corresponding to each diffracted light on the rear focal plane. The coordinates ξ 61 corresponding to the Fourier spectrum of the first-order diffracted light are shown by ξ 61 = 1 sinθ 1 P 1 sinθ 1 = λ, and the Fourier spectrum of the 0th-order diffracted light ξ 60 ξ 60 = 1 sinθ 0 = 0 A Fourier spectrum image is formed on the Fourier transform plane in a completely separated state. As shown in FIG. 1, the spatial filter 16 is arranged on this Fourier transform plane to block the diffracted light of 0th order and ± 2nd order or more of the grating pattern 41 as shown in FIG. The spectrum of the folding light and the aperture pattern (excluding the 0th-order light component) is passed. This diffracted light is the second
It passes through the Fourier transform lens 17 and is further projected onto the wafer 18W. However, the reduction projection lens system 19 is omitted in FIG.

ウエハW上に投影された像は、レチクル上の開口部(パ
ターン41)の像を大略結ぶとともに、格子パターン41の
±1次光成分同志が干渉して新らたなピッチの干渉縞が
形成される。ここで干渉縞のピッチP2は、 で与えられる。このとき、第2フーリエ変換レンズ17の
前側焦点面に第1フーリエ変換レンズ15のフーリエ変換
面を設定するので1 sinθ12sinθ2=ξ61 の関係がある。
The image projected on the wafer W roughly connects the images of the openings (pattern 41) on the reticle, and the ± first-order light components of the grating pattern 41 interfere with each other to form an interference fringe with a new pitch. To be done. Here, the pitch P 2 of the interference fringes is Given in. At this time, since the Fourier transform plane of the first Fourier transform lens 15 is set on the front focal plane of the second Fourier transform lens 17, there is a relation of 1 sin θ 1 = 2 sin θ 2 = ξ 61 .

第1及び第2フーリエ変換レンズ15,17さらに、縮小率
mの縮小投影光学系を通した像の間には、 の関係がある。よって、ウエハW上に生成される干渉縞
のピッチP212のときは、レチクル上の格子パタ
ーン41の投影像のピッチの半分となる。格子41の投影像
によって、ウエハW上に第2の格子Gを形成し、この格
子Gに対して、光束111と112の光をそれぞれ照射する
と、波面分割する格子Gによってそれぞれ回折された光
が得られる。また、2光束111,112をウエハW上に同時
に照射すると、干渉縞を生成し、さらに、この場合ウエ
ハW上の格子Gによって回折される光が各々干渉し、こ
の干渉した光を光検出器Dで検出し、干渉縞と格子Gと
の間の位置関係を示す光強度情報が得られる。
The first and second Fourier transform lenses 15 and 17, and between the images passing through the reduction projection optical system with the reduction ratio m, Have a relationship. Therefore, when 1 = 2 , the pitch P 2 of the interference fringes generated on the wafer W is half the pitch of the projected image of the grating pattern 41 on the reticle. A second grating G is formed on the wafer W by the projected image of the grating 41, and when the lights of the light fluxes 111 and 112 are applied to the grating G, the lights diffracted by the grating G for wavefront division are generated. can get. Further, when the two light beams 111 and 112 are simultaneously irradiated onto the wafer W, interference fringes are generated, and further, in this case, the lights diffracted by the grating G on the wafer W interfere with each other, and the interfered lights are detected by the photodetector D. The light intensity information indicating the positional relationship between the interference fringes and the grating G is obtained.

第6図の光検知器D上での観測される光強度Iは I=uA 2+uB 2+uA *・uB+uA・uB * ただし、uA,uBは各々光束111,112の振幅強度、uA *,uB
*は共役複素振幅である。
The the observed light intensity I on the optical detector D of Figure 6 is I = u A 2 + u B 2 + u A * · u B + u A · u B * However, u A, u B each light beam 111, 112 Amplitude strength, u A * , u B
* Is the conjugate complex amplitude.

(ただし、A,Bは定数、N:格子の数、δA,δBは隣接し
た2格子によって回折された光の間の光路差、Xは光束
111と光束112との干渉縞と格子との間の相対的位置関
係、θA,θBは光束111及び112とウエハの垂直とのなす
角、として示される。) 第2図は本発明で得られる光検出器で観測される位置検
出信号である。位置検出信号の周期は2光束の干渉縞の
ピッチに等しく、前記の如く次式で与えられる。
(Where A and B are constants, N is the number of gratings, δA and δB are the optical path differences between the lights diffracted by two adjacent gratings, and X is the luminous flux.
The relative positional relationship between the interference fringes of 111 and the light flux 112 and the grating, θ A and θ B are shown as the angles formed by the light fluxes 111 and 112 and the vertical of the wafer. ) FIG. 2 is a position detection signal observed by the photodetector obtained by the present invention. The period of the position detection signal is equal to the pitch of the interference fringes of the two light fluxes and is given by the following equation as described above.

そこで干渉縞のピッチの半分位相がずれたレチクル上の
格子を用いると、位置検出信号は、第4図に示したよう
に位置検出波形は反転する。そこで、位相が半分ずれた
格子とずれていない格子から得られる信号を比較し、両
者の光出力が等しい所でウエハとレチクルの位置決めを
すると、位置検出感度の高い高精度の位置合わせが行え
る。
Therefore, by using a grating on the reticle with a half phase shift of the pitch of the interference fringes, the position detection signal inverts the position detection waveform as shown in FIG. Therefore, by comparing the signals obtained from the grating whose phase is shifted by half and the grating whose phase is not shifted, and by positioning the wafer and reticle at the locations where the optical outputs of both are equal, it is possible to perform highly accurate alignment with high position detection sensitivity.

発明の効果 以上のように本発明によれば、干渉縞を媒介としてレチ
クル上のパターンをウエハ上に高い精度で位置合わせ
し、レチクル上のパターンをウエハ上に露光形成するこ
とができる。
EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, the pattern on the reticle can be aligned on the wafer with high accuracy through the interference fringes, and the pattern on the reticle can be exposed and formed on the wafer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例による位置合わせの基本的な
構想を示す露光装置の構成図、第2図は本発明による位
置合わせ検出信号と位置決めの関係を示す説明図、第3
図は本発明による再回折光学系の原理図、第4図は従来
からの2重格子法による位置合わせの原理図、第5図は
従来からのレチクルとウエハを干渉縞を用いて位置合わ
せをする場合の構成図である。 11……位置合わせ光源、12……投影用光源、13……照明
光学系、14……レチクル、15,17……第1,第2のフーリ
エ変換レンズ、16……空間フィルタ、18……ウエハ、19
……縮小投影光学系、G……格子、D……光検出器。
FIG. 1 is a configuration diagram of an exposure apparatus showing a basic concept of alignment according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between alignment detection signals and positioning according to the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a principle diagram of the re-diffraction optical system according to the present invention, FIG. 4 is a principle diagram of alignment by the conventional double grating method, and FIG. 5 is alignment of a conventional reticle and a wafer by using interference fringes. It is a block diagram when it does. 11 …… Positioning light source, 12 …… Projection light source, 13 …… Illumination optical system, 14 …… Reticle, 15,17 …… First and second Fourier transform lens, 16 …… Spatial filter, 18 …… Wafer, 19
...... Reduction projection optical system, G ... Lattice, D ... Photodetector.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】コヒーレンシーを有する光を2方向から入
射しこれら2光束の干渉によりマスクパターンとウエハ
上のパターンの位置合わせを行うに際し、前記2光束干
渉縞とウエハ上の格子の相対位置を、干渉縞の周期の半
分ずれたマスクとウエハ上の位置合わせ格子と全くずれ
ていないマスクとウエハ上の位置合わせの格子を用いて
位置決めするようにした位置合せ方法。
1. When the light having coherency is incident from two directions and the mask pattern and the pattern on the wafer are aligned by the interference of these two light fluxes, the relative positions of the two light flux interference fringes and the grating on the wafer are A positioning method in which positioning is performed by using a mask and a positioning grid on the wafer that are shifted by half the period of the interference fringes, and a mask and a positioning grid on the wafer that are not shifted at all.
【請求項2】光源,照明光学系,レチクル,第1のレン
ズ系,空間フィルタ,第2のレンズ系,基板および基板
を保持するステージ,ウエハ近傍に配置した検出器を有
し、前記レチクル面上に第1の格子が形成されており、
光源から出た照明光学系を通して前記レチクル面上に入
射させて前記光束を位置検出信号が半周期異なる1対の
格子により各々波面分割して前記第1のレンズ系に導く
よう構成するとともに、前記第1のレンズ系のスペクト
ル面付近に設けた所定の空間フィルタによって所定のス
ペクトルを選択的に透過せしめて、前記スペクトルを持
つ光束を前記第2のレンズ系を透過させ、さらに前記縮
少投影光学系を通して第2の格子を持つ基板に光束を投
影し、第2の格子から回折された回折光を前記縮少投影
光学系、前記第2のレンズ系を逆方向に通過せしめ、前
記第1のレティル上の格子に対応した前記第2のウエハ
上の1対の格子によって回折された回折光を前記縮少投
影光学系、前記第2のレンズ系を逆方向に通過せしめ、
前記第2の1対の格子によって回折された光束を干渉さ
せて、干渉させた光束の光強度を各々検出し、差を取り
光出力がゼロとなる位置で前記レチクルパターンと前記
ウエハパターンの位置合せすることを特徴とする露光装
置。
2. A reticle surface having a light source, an illumination optical system, a reticle, a first lens system, a spatial filter, a second lens system, a substrate and a stage for holding the substrate, and a detector arranged near the wafer. The first grid is formed on the top,
The light flux is made incident on the reticle surface through an illumination optical system emitted from a light source, and the light flux is wavefront-divided by a pair of gratings whose position detection signals have different half cycles, and is guided to the first lens system. A predetermined spectrum is selectively transmitted by a predetermined spatial filter provided in the vicinity of the spectrum surface of the first lens system, a light beam having the spectrum is transmitted through the second lens system, and the reduced projection optical system is used. A light flux is projected through the system onto a substrate having a second grating, and the diffracted light diffracted from the second grating is passed through the reduced projection optical system and the second lens system in the opposite direction, Diffracted light diffracted by a pair of gratings on the second wafer corresponding to the grating on the retile is passed through the reduced projection optical system and the second lens system in opposite directions,
The light beams diffracted by the second pair of gratings are caused to interfere with each other, and the light intensities of the interfered light beams are respectively detected, and the difference is taken and the light output becomes zero. An exposure apparatus characterized by matching.
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