JPH07104131B2 - 回折光の分離方法および分離装置 - Google Patents
回折光の分離方法および分離装置Info
- Publication number
- JPH07104131B2 JPH07104131B2 JP62004133A JP413387A JPH07104131B2 JP H07104131 B2 JPH07104131 B2 JP H07104131B2 JP 62004133 A JP62004133 A JP 62004133A JP 413387 A JP413387 A JP 413387A JP H07104131 B2 JPH07104131 B2 JP H07104131B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- diffraction grating
- diffracted light
- diffracted
- diffraction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
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
- 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)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばLSIを製造するための露光装置におい
て、マスクとウエハ間の位置ずれを、マスクおよびウエ
ハ上に形成した回折格子を利用して検出する際などに用
いられる光学系に関し、特に、各回折格子からの回折光
を分離して取出すための分離方法および分離装置に関す
る。
て、マスクとウエハ間の位置ずれを、マスクおよびウエ
ハ上に形成した回折格子を利用して検出する際などに用
いられる光学系に関し、特に、各回折格子からの回折光
を分離して取出すための分離方法および分離装置に関す
る。
LSIの微細化に伴い、マスクパタンをウエハに転写する
露光装置などにおいて、マスクとウエハとを互いに高精
度に位置合せすることが要求されている。特に、Ｘ線露
光装置では、マスクとウエハとを数10μｍのギヤツプに
維持した状態で、マスクとウエハとの位置合せを行なう
必要がある。
露光装置などにおいて、マスクとウエハとを互いに高精
度に位置合せすることが要求されている。特に、Ｘ線露
光装置では、マスクとウエハとを数10μｍのギヤツプに
維持した状態で、マスクとウエハとの位置合せを行なう
必要がある。
そのための方法として、出願人は先に、特願昭61−1041
86号において、光ヘテロダイン干渉法を利用した位置合
せ方法を提案した。この方法について、第３図を用いて
説明する。
86号において、光ヘテロダイン干渉法を利用した位置合
せ方法を提案した。この方法について、第３図を用いて
説明する。
第３図において、２波長直交偏光レーザー光源１から発
した光は、ミラー２、円筒レンズ３を通して楕円状のビ
ームとなり、そのビームは偏光ビームスプリツター４に
より、それぞれ水平成分、あるいは垂直成分のみを有す
る直線偏光でしかも周波数が互いにわずかに異なる２波
長の光に分離される。分離された光は、それぞれミラー
5a,5b（入射角調整手段）を介して所望の入射角で、マ
スク６に形成した反射型回折格子７およびウエハ８に形
成した反射型回折格子９に入射する。第３図の例では、
反射型回折格子7,9はそれぞれ格子ライン方向にずれて
おり、しかも２波長の入射光の同一楕円ビーム内に配置
されている。また、反射型回折格子7,9の回折格子ピツ
チは等しく設定されている。回折格子７から得られる回
折光およびマスク６に設けた窓10を通して回折格子９か
ら得られる回折光は、ミラー5c（光合成手段）、プリズ
ム状ミラー11（光分離手段）、偏光板12a,12b,集光レン
ズ13a,13bを介して光検出器14a,14bにそれぞれ導かれ、
回折光ビート信号として信号処理制御部15で処理され
る。
した光は、ミラー２、円筒レンズ３を通して楕円状のビ
ームとなり、そのビームは偏光ビームスプリツター４に
より、それぞれ水平成分、あるいは垂直成分のみを有す
る直線偏光でしかも周波数が互いにわずかに異なる２波
長の光に分離される。分離された光は、それぞれミラー
5a,5b（入射角調整手段）を介して所望の入射角で、マ
スク６に形成した反射型回折格子７およびウエハ８に形
成した反射型回折格子９に入射する。第３図の例では、
反射型回折格子7,9はそれぞれ格子ライン方向にずれて
おり、しかも２波長の入射光の同一楕円ビーム内に配置
されている。また、反射型回折格子7,9の回折格子ピツ
チは等しく設定されている。回折格子７から得られる回
折光およびマスク６に設けた窓10を通して回折格子９か
ら得られる回折光は、ミラー5c（光合成手段）、プリズ
ム状ミラー11（光分離手段）、偏光板12a,12b,集光レン
ズ13a,13bを介して光検出器14a,14bにそれぞれ導かれ、
回折光ビート信号として信号処理制御部15で処理され
る。
信号処理制御部15では、反射型回折格子7,9から得られ
た回折光のそれぞれのビート信号のいずれか一方の信号
を基準ビート信号として両ビート信号の位相差を検出
し、その位相差が０゜になるようにマスクステージ16,
あるいはウエハステージ17を相対移動させ、マスク面上
のパタンがウエハ面上の所定の位置に精度よく重なつて
露光できるようにマスク６とウエハ８との間の精密な位
置合わせを行なう。
た回折光のそれぞれのビート信号のいずれか一方の信号
を基準ビート信号として両ビート信号の位相差を検出
し、その位相差が０゜になるようにマスクステージ16,
あるいはウエハステージ17を相対移動させ、マスク面上
のパタンがウエハ面上の所定の位置に精度よく重なつて
露光できるようにマスク６とウエハ８との間の精密な位
置合わせを行なう。
第３図に示す光学系において、反射形回折格子7,9より
得られる回折光は、プリズム状ミラー11の先端エツジを
構成する両面によつて反射され、光検出器14a,14bで受
光される。このとき、プリズムの先端エツジは、通常丸
みをもち、一方、回折光ビームも数100μｍの大きさ
（径）をもつため、回折光を分離，独立して検出するた
めには、第４図に示すように、反射形回折格子7,9の格
子ライン方向の間隔ｌを、約1mm程度は離す必要があ
る。したがつて、両回折格子を同一のビームスポツト21
内に入れるためには、入射光（第４図には一方のみ示し
た）22を構成する楕円状レーザービームの長径を大きく
しなければならず、そうすると、レーザー光源１の出力
が同じである場合には回折格子に入射するレーザー光の
平均照射強度が低下し、得られる回折光23,24の強度も
小さくなり、その結果、検出精度も低下するという問題
がある。
得られる回折光は、プリズム状ミラー11の先端エツジを
構成する両面によつて反射され、光検出器14a,14bで受
光される。このとき、プリズムの先端エツジは、通常丸
みをもち、一方、回折光ビームも数100μｍの大きさ
（径）をもつため、回折光を分離，独立して検出するた
めには、第４図に示すように、反射形回折格子7,9の格
子ライン方向の間隔ｌを、約1mm程度は離す必要があ
る。したがつて、両回折格子を同一のビームスポツト21
内に入れるためには、入射光（第４図には一方のみ示し
た）22を構成する楕円状レーザービームの長径を大きく
しなければならず、そうすると、レーザー光源１の出力
が同じである場合には回折格子に入射するレーザー光の
平均照射強度が低下し、得られる回折光23,24の強度も
小さくなり、その結果、検出精度も低下するという問題
がある。
また、ウエハ面もしくはマスク面上に設ける回折格子7,
9のいずれか一方は、LSIパタン等の露光領域（デバイス
領域）25,26から少なくとも1mm程度離して配置しなけれ
ばならないこととなり、広いアライメントマーク領域が
必要となる。
9のいずれか一方は、LSIパタン等の露光領域（デバイス
領域）25,26から少なくとも1mm程度離して配置しなけれ
ばならないこととなり、広いアライメントマーク領域が
必要となる。
本発明による回折光の分離方法は、回折格子に照射する
光として、各回折格子からの回折光を分離して検出でき
るように収束光または発散光を用いたものである。
光として、各回折格子からの回折光を分離して検出でき
るように収束光または発散光を用いたものである。
また本発明による回折光の分離装置は、光源装置および
回折光を検出する手段の他に、光源装置からの光を収束
または発散させる手段を備えたものである。
回折光を検出する手段の他に、光源装置からの光を収束
または発散させる手段を備えたものである。
回折格子に発散光を照射して得られる回折光は発散光と
なり、回折格子から離れるにしたがつて両回折格子から
の回折光は分離される。収束光を照射する場合には、回
折光はいつたん収束した後、発散するため、上述したと
同様に両回折格子からの回折光は分離される。
なり、回折格子から離れるにしたがつて両回折格子から
の回折光は分離される。収束光を照射する場合には、回
折光はいつたん収束した後、発散するため、上述したと
同様に両回折格子からの回折光は分離される。
第１図は本発明をＸ線露光装置に適用した場合の一実施
例を示す概略構成図であり、第３図と同一部分は同一符
号を用いて示し、その詳細説明は省略する。
例を示す概略構成図であり、第３図と同一部分は同一符
号を用いて示し、その詳細説明は省略する。
第１図において、31a,31bは集光レンズであり、楕円状
ビームの長径方向のみを集光する。このとき、各集光レ
ンズ31a,31bは、その焦点が反射形回折格子7,9の手前に
位置するように、いわゆる前ピンの状態に配置するた
め、反射形回折格子7,9への入射光32,33は、発散光とな
つて入射する。その結果、各回折格子からの回折光34,3
5は発散光となり、回折格子7,9から離れるにしたがつて
分離される。このため、両反射形回折格子7,9を相互に
近接して配置しても、それぞれの回折光を容易に分離・
独立して検出できる。このとき、両回折格子に照射され
る楕円状レーザービームのスポツト径は小さくてよいた
め、回折光強度を強くすることができ、検出信号のS/N
比を向上させることができる。
ビームの長径方向のみを集光する。このとき、各集光レ
ンズ31a,31bは、その焦点が反射形回折格子7,9の手前に
位置するように、いわゆる前ピンの状態に配置するた
め、反射形回折格子7,9への入射光32,33は、発散光とな
つて入射する。その結果、各回折格子からの回折光34,3
5は発散光となり、回折格子7,9から離れるにしたがつて
分離される。このため、両反射形回折格子7,9を相互に
近接して配置しても、それぞれの回折光を容易に分離・
独立して検出できる。このとき、両回折格子に照射され
る楕円状レーザービームのスポツト径は小さくてよいた
め、回折光強度を強くすることができ、検出信号のS/N
比を向上させることができる。
本実施例では、集光レンズ31a,31bを、その焦点が反射
形回折格子7,9の手前にくるように配置したが、逆に、
焦点位置が両回折格子7,9の後方にくるように、いわゆ
る後ピンの状態となるように配置してもよい。その場
合、第２図に示すように、入射光（第２図には一方のみ
示した）36は、反射形回折格子7,9には収束光として入
射する。37はそのときのビームスポツトである。このた
め、回折光38,39は、いつたん収束した後、発散する。
したがつて、発散光を入射させた第１図の場合と同様
に、両回折光を容易に分離・独立して検出できる。
形回折格子7,9の手前にくるように配置したが、逆に、
焦点位置が両回折格子7,9の後方にくるように、いわゆ
る後ピンの状態となるように配置してもよい。その場
合、第２図に示すように、入射光（第２図には一方のみ
示した）36は、反射形回折格子7,9には収束光として入
射する。37はそのときのビームスポツトである。このた
め、回折光38,39は、いつたん収束した後、発散する。
したがつて、発散光を入射させた第１図の場合と同様
に、両回折光を容易に分離・独立して検出できる。
なお、第１図において、集光レンズ31a,31bはミラー5a,
5bとマスク６との間に配置したが、偏光ビームスプリツ
タ４とミラー5a,5bとの間に挿入してもよい。
5bとマスク６との間に配置したが、偏光ビームスプリツ
タ４とミラー5a,5bとの間に挿入してもよい。
各回折格子は、吸収形あるいは反射形のいずれでもよ
く、さらにバイナリー回折格子に限定されることなく、
正弦波状回折格子、フレーズ回折格子など種々の組み合
わせが可能である。
く、さらにバイナリー回折格子に限定されることなく、
正弦波状回折格子、フレーズ回折格子など種々の組み合
わせが可能である。
さらに上記実施例では、単色光入射・回折光取り出し窓
としてマスク基板上に開口部を設けたが、開口部を設け
ることなく、入射光および回折光が透過し得る透明薄膜
の窓にした場合においても同様の効果を得ることができ
る。
としてマスク基板上に開口部を設けたが、開口部を設け
ることなく、入射光および回折光が透過し得る透明薄膜
の窓にした場合においても同様の効果を得ることができ
る。
以上、位置合わせに用いる場合を中心に説明したが、本
発明は、ある物体の微小変位を測定する装置、座標位置
検出または制御装置等に対しても適用することが可能で
ある。
発明は、ある物体の微小変位を測定する装置、座標位置
検出または制御装置等に対しても適用することが可能で
ある。
本発明によれば、回折格子に照射する光を収束光または
発散光とすることにより、近接して配置した回折格子か
らの回折光を容易に分離できる。ビーム径を絞つた状態
で照射できるため、同一の光源出力に対して得られる回
折光の強度も大きくなり、S/N比が向上し、位置合せ等
に利用した場合にその精度を高めることができる。ま
た、例えばＸ線露光装置に適用した場合などは、アライ
メントマーク領域が小さくて済むため、本来の露光パタ
ン領域を大きくとることができる利点がある。
発散光とすることにより、近接して配置した回折格子か
らの回折光を容易に分離できる。ビーム径を絞つた状態
で照射できるため、同一の光源出力に対して得られる回
折光の強度も大きくなり、S/N比が向上し、位置合せ等
に利用した場合にその精度を高めることができる。ま
た、例えばＸ線露光装置に適用した場合などは、アライ
メントマーク領域が小さくて済むため、本来の露光パタ
ン領域を大きくとることができる利点がある。
第１図および第２図は本発明の一実施例を示す図で、第
１図は概略構成図、第２図は回折格子部分の詳細図、第
３図は従来例を示す概略構成図、第４図はその回折格子
部分の詳細図である。 １……２波長直交偏光レーザー光源、7,9……回折格
子、11……プリズム状ミラー、14a,14b……光検出器、3
1a,31b……集光レンズ、32,33,36……入射光、34,35,3
8,39……回折光、37……ビームスポツト。
１図は概略構成図、第２図は回折格子部分の詳細図、第
３図は従来例を示す概略構成図、第４図はその回折格子
部分の詳細図である。 １……２波長直交偏光レーザー光源、7,9……回折格
子、11……プリズム状ミラー、14a,14b……光検出器、3
1a,31b……集光レンズ、32,33,36……入射光、34,35,3
8,39……回折光、37……ビームスポツト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/027 21/68 Ｆ Ｇ０２Ｂ 6/12 Ａ
Claims (2)
- 【請求項１】格子ラインが互いに平行になるように配置
した複数の回折格子に対し、各回折格子からの回折光を
分離して検出するための収束光または発散光を各回折格
子が同一のスポツト内に入るように照射し、各回折格子
から得られる回折光を独立に取出すことを特徴とする回
折光の分離方法。 - 【請求項２】スポツト光を発する光源装置と、この光源
装置から発せられた光を収束または発散させ、複数の回
折格子に対し、各回折格子が同一のスポツト内に入るよ
うにして照射する手段と、各回折格子から得られた回折
光をそれぞれ検出する手段とを備えたことを特徴とする
回折光の分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62004133A JPH07104131B2 (ja) | 1987-01-13 | 1987-01-13 | 回折光の分離方法および分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62004133A JPH07104131B2 (ja) | 1987-01-13 | 1987-01-13 | 回折光の分離方法および分離装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63172905A JPS63172905A (ja) | 1988-07-16 |
| JPH07104131B2 true JPH07104131B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=11576280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62004133A Expired - Fee Related JPH07104131B2 (ja) | 1987-01-13 | 1987-01-13 | 回折光の分離方法および分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07104131B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0288906A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-03-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 位置合わせ光学系 |
| TWI457723B (zh) * | 2006-09-08 | 2014-10-21 | 尼康股份有限公司 | A mask, an exposure device, and an element manufacturing method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59132311A (ja) * | 1983-01-18 | 1984-07-30 | Sony Magnescale Inc | 光学スケ−ル |
-
1987
- 1987-01-13 JP JP62004133A patent/JPH07104131B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63172905A (ja) | 1988-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0906590B1 (en) | Lithographic projection apparatus with off-axis alignment unit | |
| US5481362A (en) | Apparatus for projecting a mask pattern on a substrate | |
| KR0158681B1 (ko) | 기판 마스크 패턴용 투사장치 | |
| JP2514037B2 (ja) | 検知光学系 | |
| JPS6011325B2 (ja) | 走査装置 | |
| GB2139753A (en) | Sensing relative position of alignment marks | |
| JP2575621B2 (ja) | マスクパターン結像装置 | |
| JP2634620B2 (ja) | 投影式露光方法およびその装置 | |
| JPH0145973B2 (ja) | ||
| EP0458354B1 (en) | A compact reticle/wafer alignment system | |
| US4932781A (en) | Gap measuring apparatus using interference fringes of reflected light | |
| US5859439A (en) | Apparatus for aligning semiconductor wafer using mixed light with different wavelengths | |
| JPH0749926B2 (ja) | 位置合わせ方法および位置合わせ装置 | |
| JPH04236307A (ja) | パターン立体形状検知装置 | |
| JPH07104131B2 (ja) | 回折光の分離方法および分離装置 | |
| JPS6161178B2 (ja) | ||
| JPH07311009A (ja) | 位置検出装置 | |
| JPH02191314A (ja) | パターン検出装置 | |
| JP2578742B2 (ja) | 位置合わせ方法 | |
| JPH01240801A (ja) | 位置検出装置及び方法 | |
| JPS6172214A (ja) | 焦点検出装置 | |
| JPH01227431A (ja) | 半導体集積回路装置の製造方法 | |
| JPH04177104A (ja) | 音響光学素子を用いた光学装置 | |
| JPH1089918A (ja) | アライメント装置 | |
| JPH02278522A (ja) | 光ディスク原盤露光機のフォーカス制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |