JPH085319A - Alignment device - Google Patents
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- JPH085319A JPH085319A JP6155394A JP15539494A JPH085319A JP H085319 A JPH085319 A JP H085319A JP 6155394 A JP6155394 A JP 6155394A JP 15539494 A JP15539494 A JP 15539494A JP H085319 A JPH085319 A JP H085319A
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はアライメント装置に関
し、特に半導体ウェハのアライメント計測を短時間に行
えるようにしたアライメント装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alignment apparatus, and more particularly to an alignment apparatus capable of performing alignment measurement of a semiconductor wafer in a short time.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体製造装置におけるウェハホルダ上
に搭載されたウェハの位置座標を正確に求めるため、ア
ライメント計測が行われる。そのアライメント計測に用
いられる従来のアライメント装置について、図5を用い
て説明する。2. Description of the Related Art Alignment measurement is performed in order to accurately obtain the position coordinates of a wafer mounted on a wafer holder in a semiconductor manufacturing apparatus. A conventional alignment device used for the alignment measurement will be described with reference to FIG.
【0003】レーザ光源(例えばHe−Neレーザ)1
から出射された直線偏光のレーザビームは、λ/2板2
を通過後、偏光ビームスプリッタ3(光路分岐手段)で
P偏光成分のレーザビーム4と、H偏光成分のレーザビ
ーム5とに分岐される。これらの分岐されたレーザビー
ム4及び5のうち、レーザビーム4はビームスリット6
a及びシリンドリカルレンズ7aを通過することによ
り、またレーザビーム5はビームスリット6b及びシリ
ンドリカルレンズ7bを通過することにより、それぞれ
細長い矩形ビームに整形される。このとき、P偏光成分
のレーザビーム4とH偏光成分のレーザビーム5とで
は、互いに長軸向きが90°相違するように、シリンド
リカルレンズ7a及び7bの向きを設定する。A laser light source (eg He-Ne laser) 1
The linearly polarized laser beam emitted from the λ / 2 plate 2
After passing through, the beam is split into a P-polarized component laser beam 4 and an H-polarized component laser beam 5 by a polarization beam splitter 3 (optical path splitting means). Among these branched laser beams 4 and 5, the laser beam 4 is a beam slit 6
a and the cylindrical lens 7a, and the laser beam 5 is shaped into an elongated rectangular beam by passing through the beam slit 6b and the cylindrical lens 7b. At this time, the directions of the cylindrical lenses 7a and 7b are set so that the laser beam 4 of the P-polarized component and the laser beam 5 of the H-polarized component are different in major axis directions by 90 °.
【0004】レーザビーム4,5は、ビーム整形された
後、ビームスプリッタ8によって同一光路に合流し、ハ
ーフミラー17、リレーレンズ9及び対物レンズ10を
通って、ウェハホルダ11に搭載された加工対象のウェ
ハ12上に照射される。ビームスプリッタ8によって合
流したレーザビーム4及び5は、最終的には、図6に示
すようなビーム形状、すなわちそれぞれ長軸の方向でy
方向に細長いX方向計測用アライメントビーム(以下
「X方向ビーム」という)Bxとx方向に細長いY方向
計測用アライメントビーム(以下「Y方向ビーム」とい
う)Byとなってウェハ12に照射される。After the laser beams 4 and 5 are beam-shaped, they are merged into the same optical path by the beam splitter 8, pass through the half mirror 17, the relay lens 9 and the objective lens 10, and are processed by the wafer holder 11. The wafer 12 is irradiated. The laser beams 4 and 5 merged by the beam splitter 8 finally have a beam shape as shown in FIG. 6, that is, y in the major axis direction.
The wafer 12 is irradiated with an X-direction measurement alignment beam (hereinafter referred to as “X-direction beam”) Bx elongated in the direction and a Y-direction measurement alignment beam (hereinafter referred to as “Y-direction beam”) By elongated in the x direction.
【0005】ウェハ12は、図示しない公知の手段によ
りプリアライメントされることで、許容位置誤差内に位
置決めされ、ウェハホルダ11に吸着保持されている。
このプリアライメントの精度は、±50μm以内であ
る。The wafer 12 is pre-aligned by a known means (not shown) to be positioned within the allowable position error, and is held by suction on the wafer holder 11.
The precision of this pre-alignment is within ± 50 μm.
【0006】ウェハ12上には、図7に示すような、そ
の設計上の位置にX方向に配設された格子状のX方向計
測用アライメントマーク(以下「X方向マーク」とい
う)15と、Y方向に配設された格子状のY方向計測用
アライメントマーク(以下「Y方向マーク」という)1
6とが予め設けられている。そして、これらのマーク1
5,16に同一方向のアライメントビームを照射する
と、すなわちX方向マーク15にはX方向ビームBx
を、またY方向マーク16にはY方向ビームByをそれ
ぞれ照射すると、回折光が発生する。この回折光の回折
角は、これらのマーク15,16の格子ピッチと照射し
たビームの波長とその入射角とによって決定される。On the wafer 12, as shown in FIG. 7, a lattice-shaped X-direction measurement alignment mark (hereinafter referred to as "X-direction mark") 15 arranged in the design position in the X-direction, A lattice-shaped Y-direction measurement alignment mark (hereinafter referred to as "Y-direction mark") arranged in the Y direction 1
6 and 6 are provided in advance. And these marks 1
When the alignment beams 5 and 16 are irradiated with the same direction, that is, the X-direction beam 15
, And the Y-direction mark 16 is irradiated with the Y-direction beam By, diffracted light is generated. The diffraction angle of this diffracted light is determined by the grating pitch of these marks 15 and 16, the wavelength of the irradiated beam, and its incident angle.
【0007】発生した回折光は、対物レンズ10及びリ
レーレンズ9を経て、ハーフミラー17で反射した後、
ビームスプリッタ18によって、X方向計測用ディテク
タ19とY方向計測用ディテクタ20に導かれる。これ
らのディテクタ19,20の前方には、ディテクタ出力
のSN比を向上させるため、適当な次数の回折光のみを
透過させる次数カットフィルタ21a,21bが配置さ
れている。The generated diffracted light passes through the objective lens 10 and the relay lens 9, and after being reflected by the half mirror 17,
The beam splitter 18 guides the X-direction measuring detector 19 and the Y-direction measuring detector 20. In front of these detectors 19 and 20, order cut filters 21a and 21b that pass only diffracted light of an appropriate order are arranged in order to improve the SN ratio of the detector output.
【0008】ウェハ12を搭載するウェハホルダ11
は、XYステージ(以下「ステージ」という)22上に
設置されている。ステージ22を計測方向であるX又は
Y方向に移動させながら、その計測方向に対応するX方
向ビームBx又はY方向ビームByを照射させると、そ
のビームBx又はByが計測方向に対応するX方向マー
ク15又はY方向マーク16に当たるときに回折光が発
生し、その回折光を上記ディテクタ19,20が検出す
ることにより、X方向ディテクタ信号Dx又はY方向デ
ィテクタ信号Dyが現れる。ステージ22には図示しな
い磁気スケール又は干渉計からなる位置検出装置(移動
位置検出手段)が設けられ、ステージ22の移動位置を
検出する事ができる。この移動位置検出手段と図示しな
い制御手段により、前記ディテクタ信号Dx又はDyが
出力された場所の座標を認識することができる。この動
作はアライメント計測と呼ばれるものである。Wafer holder 11 for mounting wafer 12
Are installed on an XY stage (hereinafter referred to as “stage”) 22. When the X direction beam Bx or the Y direction beam By corresponding to the measurement direction is irradiated while moving the stage 22 in the measurement direction X or Y direction, the beam Bx or By corresponds to the X direction mark corresponding to the measurement direction. Diffracted light is generated when it hits the mark 15 or the Y direction mark 16, and the diffracted light is detected by the detectors 19 and 20, whereby the X direction detector signal Dx or the Y direction detector signal Dy appears. The stage 22 is provided with a position detecting device (moving position detecting means) which is not shown and is composed of a magnetic scale or an interferometer, and can detect the moving position of the stage 22. The moving position detecting means and the control means (not shown) can recognize the coordinates of the place where the detector signal Dx or Dy is output. This operation is called alignment measurement.
【0009】このアライメント計測において、計測方向
のビームのみを計測し、非計測方向のビームは遮断する
ことで、ディテクタ出力の外乱を防止し、計測精度を向
上させている。具体的には、図5の分岐光学系の中で、
アライメントシャッタ23を動作させている。このアラ
イメントシャッタ23は、ビーム通過、ビーム遮断の2
方向動作を行わせるためのものであり、図8に示すよう
にシャッタ部材24をアクチュエータ25で駆動させ、
シャッタ24の一端に形成された当接部材26を当接部
材26の移動方向上の所定位置に固定されたストッパ2
7a、27bに当接させて、所望の動作を行なわせてい
る。In this alignment measurement, by measuring only the beam in the measurement direction and blocking the beam in the non-measurement direction, disturbance of the detector output is prevented and the measurement accuracy is improved. Specifically, in the branch optical system of FIG.
The alignment shutter 23 is operating. The alignment shutter 23 has two functions of beam passing and beam blocking.
This is for performing a directional operation. As shown in FIG. 8, the shutter member 24 is driven by the actuator 25,
The stopper 2 in which the contact member 26 formed at one end of the shutter 24 is fixed at a predetermined position in the moving direction of the contact member 26
The desired operation is performed by contacting with 7a and 27b.
【0010】このアライメントシャッタ23によって、
計測時には、非計測方向のビームを遮断し、アライメン
ト計測のSN比を向上させている。With this alignment shutter 23,
At the time of measurement, the beam in the non-measurement direction is blocked to improve the SN ratio of alignment measurement.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のシ
ャッタ機構を採用したアライメント装置では、当接部材
26を制限部材27a,27bに当接させたとき、機械
振動が発生し、その振動がアライメント計測のSN比を
悪化させるため、振動停止までアライメント計測を待た
ねばならなかった。この振動減衰時間は数秒レベルにも
なる。However, in the alignment apparatus adopting the conventional shutter mechanism, mechanical vibration occurs when the contact member 26 is brought into contact with the limiting members 27a and 27b, and the vibration causes the alignment. In order to deteriorate the SN ratio of the measurement, it was necessary to wait for the alignment measurement until the vibration stopped. This vibration damping time is as high as several seconds.
【0012】また、この振動を減少させるためにシャッ
タ機構23の動作速度を減少させると、その速度の減少
による動作時間の増加は、数秒レベルになり、結局振動
減衰時間の減少分と打ち消し合い、アライメント動作時
間が大幅に短縮されることはない。When the operation speed of the shutter mechanism 23 is decreased to reduce the vibration, the increase in the operation time due to the decrease in the speed reaches the level of several seconds, and eventually the decrease in the vibration damping time is canceled out. The alignment operation time is not significantly shortened.
【0013】特に、チップ毎にアライメントを行うダイ
バイダイアライメント方式を採用した場合には、この待
ち時間は全体として膨大なものになり、アライメント計
測に長時間を要してしまうという問題があった。In particular, when the die-by-die alignment method for performing alignment for each chip is adopted, this waiting time becomes enormous as a whole, and there is a problem that alignment measurement requires a long time.
【0014】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は精度の良いアライメント計測を短
時間で行うことができるアライメント装置を提供するこ
とである。The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an alignment apparatus capable of performing accurate alignment measurement in a short time.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めこの発明のアライメント装置は、X方向計測用マーク
とこのマークに対して直交するY方向計測用マークとを
有する加工対象物が載置され、前記加工対象物をX及び
Y方向に移動させる移動手段と、前記移動手段の移動位
置を検出する移動位置検出手段と、光源からのビームの
光路を分岐する光路分岐手段と、前記光路分岐手段で分
岐された一方の光路のビームをX方向計測用ビームに、
他方の光路のビームをY方向計測用ビームにそれぞれ整
形し、前記両ビームのそれぞれを前記X及びY方向計測
用マークへ照射させる光学部材と、前記加工対象物から
の反射光を受光することによって前記X及びY方向計測
用マークの位置を検出するマーク位置検出手段と、周方
向に沿って交互に配置された遮光部と開口部とを有し、
前記遮光部が前記X及びY方向計測用ビームの一方を遮
断している間、前記開口部が前記X及びY方向計測用ビ
ームの他方を通過させ、前記加工対象物に対して前記X
及びY方向計測用ビームを交互に照射させる回転体と、
前記回転体が前記X及びY方向計測用ビームのいずれを
遮断しているかを検出する検出手段と、前記検出手段の
検出結果により、前記加工対象物と前記X及びY方向計
測用ビームとを相対移動させて前記X及びY方向計測用
マークを少なくとも1往復スキャンするタイミングを前
記回転体の回転動作に同期させ、前記マーク位置検出手
段からの検出信号が出力されたとき前記移動位置検出手
段によって検出された前記移動手段の移動位置に基づい
て前記加工対象物のX又はY方向位置を計測する制御手
段とを備えている。In order to solve the above-mentioned problems, the alignment apparatus of the present invention is provided with an object to be machined having an X-direction measuring mark and a Y-direction measuring mark orthogonal to the mark. And moving means for moving the object in the X and Y directions, moving position detecting means for detecting the moving position of the moving means, optical path branching means for branching the optical path of the beam from the light source, and the optical path branching. The beam of one optical path branched by the means is used as the X-direction measurement beam,
By shaping the beam in the other optical path into a beam for measuring in the Y direction and irradiating each of the beams to the mark for measuring in the X and Y directions, and by receiving reflected light from the object to be processed. Mark position detecting means for detecting the position of the X and Y direction measurement marks, and a light shielding portion and an opening portion arranged alternately along the circumferential direction,
While the light blocking unit blocks one of the X and Y direction measurement beams, the opening allows the other of the X and Y direction measurement beams to pass therethrough, and the X
And a rotating body that alternately irradiates the Y-direction measurement beam,
A detection unit that detects which of the X and Y direction measurement beams is blocked by the rotating body, and the processing object and the X and Y direction measurement beams are made to correspond to each other based on the detection result of the detection unit. The timing for moving and scanning the X- and Y-direction measuring marks at least once back and forth is synchronized with the rotating operation of the rotating body, and is detected by the moving position detecting means when a detection signal from the mark position detecting means is output. Control means for measuring the X or Y direction position of the object to be processed based on the moved position of the moving means.
【0016】[0016]
【作用】前述のように遮光部と開口部とを有する回転体
を回転させて、加工対象物に対してX及びY方向計測用
ビームを交互に照射するようにしたので、X及びY方向
計測用ビームの切替にともなう振動の発生がなくなり、
高精度のアライメント計測を短時間で行うことができ
る。As described above, the rotating body having the light-shielding portion and the opening portion is rotated to alternately irradiate the workpiece with the X- and Y-direction measuring beams. Generation of vibration due to switching of the beam for use disappears,
Highly accurate alignment measurement can be performed in a short time.
【0017】[0017]
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0018】図1はこの発明の一実施例に係るアライメ
ント装置の全体構成図である。前述した図5のアライメ
ント装置と共通する部分には、同一の符号を付して説明
を省略する。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an alignment apparatus according to an embodiment of the present invention. The same parts as those of the alignment apparatus of FIG. 5 described above are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
【0019】この実施例では、分岐光学系におけるレー
ザビーム4及びレーザビーム5の通過、遮光を行うため
に、チョッパ円盤30が設けられている。チョッパ円盤
30は、図2に示すように、モータ31によって常時一
定速度で回転する回転体であり、その周方向に沿って交
互に配置された遮光部(非開口部)29と開口部28と
を有し、遮光部29がレーザビーム4,5のいずれか一
方のビームを遮断している間、開口部28が他方のビー
ムを通過させるようになっている。遮光部29は、チョ
ッパ円盤30の周方向に一定間隔で4個形成されてい
る。In this embodiment, a chopper disk 30 is provided to pass and block the laser beams 4 and 5 in the branch optical system. As shown in FIG. 2, the chopper disk 30 is a rotating body that is constantly rotated by a motor 31 at a constant speed, and has a light shielding portion (non-opening portion) 29 and an opening portion 28 that are alternately arranged along the circumferential direction. While the light blocking portion 29 blocks one of the laser beams 4 and 5, the opening portion 28 allows the other beam to pass therethrough. Four light blocking portions 29 are formed at regular intervals in the circumferential direction of the chopper disk 30.
【0020】また、チョッパ円盤30の近傍には状態検
出用センサ(検出手段)34が配置されている。この状
態検出用センサ34は、チョッパ円盤30がレーザビー
ム4,5のいずれを遮断しているかを検出し、検出信号
としてセンサ信号Sを出力する。状態検出用センサ34
は、断面「U」字状の光センサであり、チョッパ円盤3
0の開口部28が検出空間34aを通過しているときは
オン信号を出力し、遮光部29が検出空間34aを通過
しているときはオフ信号を出力する。A state detection sensor (detection means) 34 is arranged near the chopper disk 30. The state detection sensor 34 detects which of the laser beams 4 and 5 is blocked by the chopper disk 30 and outputs a sensor signal S as a detection signal. State detection sensor 34
Is an optical sensor having a U-shaped cross section, and is a chopper disk 3
An ON signal is output when the opening 28 of 0 passes through the detection space 34a, and an OFF signal is output when the light shielding unit 29 passes through the detection space 34a.
【0021】アライメント計測は、次のようにして行わ
れる。まず、状態検出用センサ34の検出結果に応じ
て、ウェハ12とX及びY方向ビームBx,Byとを相
対移動させ、X及びY方向マーク15,16を少なくと
も1往復スキャンする。そのスキャンするタイミング
は、チョッパ円盤30の回転動作に同期させる。そのと
き、X又はY方向計測用ディテクタ(マーク位置検出手
段)19,20から、X方向ディテクタ信号Dx又はY
方向ディテクタ信号Dyが出力される。このX方向又は
Y方向ディテクタ信号Dx,Dyが出力されたときのス
テージ22の移動位置に基づいて、ステージ(移動手
段)22上のウェハ12のX及びY方向位置が絶対座標
で認識される。The alignment measurement is performed as follows. First, according to the detection result of the state detection sensor 34, the wafer 12 and the X and Y direction beams Bx and By are relatively moved to scan the X and Y direction marks 15 and 16 at least once. The scanning timing is synchronized with the rotation operation of the chopper disk 30. At that time, the X-direction detector signal (mark position detecting means) 19, 20 outputs the X-direction detector signal Dx or Y.
The direction detector signal Dy is output. Based on the moving position of the stage 22 when the X-direction or Y-direction detector signals Dx, Dy are output, the X- and Y-direction positions of the wafer 12 on the stage (moving means) 22 are recognized in absolute coordinates.
【0022】アライメント計測を行う場合、ウェハ12
内のX及びY方向マーク15,16を対物レンズ10の
直下に移動させる必要がある。X及びY方向マーク1
5,16をサーチするサーチエリアは次の通りである。
すなわち、ウェハ12は図示しないプリアライメント装
置により、ウェハホルダ11上に所定のプリアライメン
ト精度内で位置決め、吸着されている。このプリアライ
メント精度は±50μm以内の程度なので、結局サーチ
エリアはアライメントマークの設計上の位置を中心に±
100μmで十分である。When performing alignment measurement, the wafer 12
It is necessary to move the X- and Y-direction marks 15 and 16 therein to just below the objective lens 10. X and Y direction mark 1
The search areas for searching 5, 16 are as follows.
That is, the wafer 12 is positioned and adsorbed on the wafer holder 11 within a predetermined pre-alignment accuracy by a pre-alignment device (not shown). Since this pre-alignment accuracy is within ± 50 μm, after all the search area is centered around the design position of the alignment mark ±.
100 μm is sufficient.
【0023】このチョッパ円盤30を用いて行うアライ
メント計測について、図3及び図4を用いて説明する。
ここでは、X方向マーク15をアライメント計測する場
合を想定して説明する。Alignment measurement performed using this chopper disk 30 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
Here, the case where the alignment measurement of the X-direction mark 15 is performed is assumed and explained.
【0024】図3はX方向ビームBxのスキャン動作の
説明図である。X方向ビームBxを用いてX方向マーク
15をアライメント計測する場合、X方向ビームBx
は、X方向マーク15上を図3の矢印で示す方向にスキ
ャンする。この場合、実線の矢印で示した方向にスキャ
ンするときは計測が実行され、点線の矢印で示した方向
にスキャンするときは計測が実行されない。それは、一
方向のときだけ測定することにより、計測再現性を向上
させ、計測精度を上げるためである。FIG. 3 is an explanatory diagram of the scanning operation of the X-direction beam Bx. When performing alignment measurement of the X-direction mark 15 using the X-direction beam Bx, the X-direction beam Bx
Scans the X-direction mark 15 in the direction indicated by the arrow in FIG. In this case, measurement is performed when scanning in the direction indicated by the solid arrow, and measurement is not performed when scanning in the direction indicated by the dotted arrow. This is because the measurement reproducibility is improved and the measurement accuracy is increased by measuring only in one direction.
【0025】図4はアライメント計測時のタイムチャー
トである。同図は、上から順に状態検出用センサ34の
センサ信号S、ウェハ12上に照射されるX方向ビーム
Bxの動き、ウェハ12上に照射されるY方向ビームB
yの動き、ステージ2の動作信号ST及びX方向ディテ
クタ信号Dxを示している。FIG. 4 is a time chart during alignment measurement. In the figure, the sensor signal S of the state detecting sensor 34, the movement of the X-direction beam Bx irradiated onto the wafer 12, and the Y-direction beam B irradiated onto the wafer 12 are sequentially shown from the top.
The movement of y, the operation signal ST of the stage 2 and the X-direction detector signal Dx are shown.
【0026】センサ信号Sはチョッパ円盤30の回転に
応じてオン(H)かオフ(L)のいずれかを示し、H側
にあるときには、X方向ビームBxがウェハ12上に照
射され、L側にあるときには、Y方向ビームByがウェ
ハ12上に照射される。ここで、センサ信号SがH側の
とき、ステージ22は、その計測方向に移動(往動)す
る。この移動中にX方向ビームBxはX方向マーク15
上をスキャンし、X方向ディテクタ信号Dxが現れる。
このX方向ディテクタ信号Dxが出力された時点におけ
るステージ22の位置からX方向マーク15の位置が求
まる。センサ信号SがL側になったときはステージ22
は、逆方向に移動(復動)する。このときは、Y方向ビ
ームByがウェハ12上に照射されるが、これは計測に
は寄与しない。The sensor signal S indicates either on (H) or off (L) according to the rotation of the chopper disk 30, and when it is on the H side, the X-direction beam Bx is irradiated on the wafer 12 and the L side. , The Y-direction beam By is irradiated onto the wafer 12. Here, when the sensor signal S is on the H side, the stage 22 moves (forward) in the measurement direction. During this movement, the X-direction beam Bx emits the X-direction mark 15
Scan the top and the X direction detector signal Dx appears.
The position of the X-direction mark 15 can be obtained from the position of the stage 22 at the time when the X-direction detector signal Dx is output. When the sensor signal S goes to the L side, the stage 22
Moves (returns) in the opposite direction. At this time, the Y-direction beam By is irradiated onto the wafer 12, but this does not contribute to the measurement.
【0027】このアライメント計測は、計測精度を向上
させるため、複数回、同じマークにおいて行われること
もある。この場合は、X又はY方向マーク15,16を
中心として、ステージ22を往復動させて実施する。な
お、上述したように、計測は往復動のうち、一方向移動
時のみ、例えば往動時だけ行い、復動時は計測しないこ
とにより、計測再現性を向上させることができる。This alignment measurement may be performed a plurality of times on the same mark in order to improve the measurement accuracy. In this case, the stage 22 is reciprocated around the X or Y direction marks 15 and 16 to carry out. As described above, the measurement reproducibility can be improved by performing the measurement only in the one-way movement of the reciprocating movement, for example, only in the forward movement, and not in the backward movement.
【0028】ところで、アライメントビーム(X方向ビ
ームBx,Y方向ビームBy)は交互に照射されるた
め、計測方向のビームが照射中にステージ22が一往復
してアライメント計測を完了する必要があるが、この時
間はせいぜい数十ミリ秒である。なぜならば、上述した
ようにアライメントマークのサーチエリアは、マークの
設計上の位置を中心に±100μmで十分であり、この
程度の距離であれば、ステージ22は普通の駆動装置を
用いても数ミリ秒で十分往復移動可能である。チョッパ
円盤30においても、この時間に多少のマージンを加え
た時間だけ開口部28を光路に位置させる程度の回転速
度でよいので、これも通常のモータの使用で実現可能で
ある。By the way, since the alignment beams (X-direction beam Bx and Y-direction beam By) are emitted alternately, it is necessary to complete the alignment measurement by reciprocating the stage 22 once while the beam in the measurement direction is being emitted. , This time is at most tens of milliseconds. This is because, as described above, it is sufficient that the alignment mark search area is ± 100 μm centering on the designed position of the mark, and if the distance is within this range, the stage 22 can be operated even if an ordinary driving device is used. It can move back and forth sufficiently in milliseconds. Also in the chopper disk 30, since the rotation speed may be such that the opening 28 is positioned in the optical path for a time obtained by adding a slight margin to this time, this can also be realized by using a normal motor.
【0029】仮に、アライメントビームの照射の間隔を
50ミリ秒として、チョッパ円盤30を図2に示すよう
に1回転に4度、開口、非開口が現れる形状にしたなら
ば、その回転速度は、1/(4×0.05)=5回転/
秒となる。ステージ22の移動速度は200μm/50
ミリ秒=4ミリ秒である。つまりアライメント計測を5
0ミリ秒で完了することができ、仮に計測方向のビーム
照射のタイミングをとるため、待ち時間が発生したとし
ても、数百ミリ秒で完了することができる。If the alignment beam irradiation interval is 50 milliseconds and the chopper disk 30 has a shape in which an opening and a non-opening appear at 4 degrees per rotation as shown in FIG. 2, the rotation speed is: 1 / (4 × 0.05) = 5 rotations /
Seconds. The moving speed of the stage 22 is 200 μm / 50
Milliseconds = 4 milliseconds. In other words, alignment measurement is 5
It can be completed in 0 milliseconds, and even if a waiting time occurs, it can be completed in several hundred milliseconds because the beam irradiation in the measurement direction is taken.
【0030】この実施例では、チョッパ円盤30の回転
によってアライメントビームの切替を行うので、SN比
を悪化させる振動が発生せず、精度の高いアライメント
計測を短時間で行うことができる。In this embodiment, since the alignment beam is switched by the rotation of the chopper disk 30, vibration that deteriorates the SN ratio does not occur, and highly accurate alignment measurement can be performed in a short time.
【0031】なお、上記実施例の変形例として、X及び
Y方向マークのそれぞれに対して斜めにスキャンするこ
とにより、ステージの往動時、加工対象物のX方向位置
を計測し、ステージの復動時、加工対象物のY方向位置
を計測するようにしてもよい。As a modification of the above-described embodiment, the X-direction position of the workpiece is measured when the stage is moved forward by scanning the X-direction mark and the Y-direction mark at an angle, and the stage is returned. When moving, the Y-direction position of the object to be processed may be measured.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上説明したようにこの発明のアライメ
ント装置によれば、ビーム切換による振動の発生がない
ので、精度の高いアライメント計測を短時間で行うこと
ができる。As described above, according to the alignment apparatus of the present invention, since vibration is not generated due to beam switching, highly accurate alignment measurement can be performed in a short time.
【図1】図1はこの発明の一実施例に係るアライメント
装置の全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an alignment apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】図2は図1のアライメント装置のチョッパ円盤
の詳細図である。FIG. 2 is a detailed view of a chopper disk of the alignment device of FIG.
【図3】図3はX方向ビームBxのスキャン動作の説明
図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a scanning operation of an X-direction beam Bx.
【図4】図4はアライメント計測時のタイムチャートで
ある。FIG. 4 is a time chart during alignment measurement.
【図5】図5は従来のアライメント装置の全体構成図で
ある。FIG. 5 is an overall configuration diagram of a conventional alignment apparatus.
【図6】図6はウェハ上に照射されるアライメントビー
ムの説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of an alignment beam with which a wafer is irradiated.
【図7】図7はウェハ上に設置されているアライメント
マークの正面図である。FIG. 7 is a front view of alignment marks set on a wafer.
【図8】図8はアライメントシャッタの正面図である。FIG. 8 is a front view of an alignment shutter.
【符号の説明】 1 レーザ光源 3,8 ビームスプリッタ 6a,6b ビームスリット 7a,7b シリンドリカルレンズ 10 対物レンズ 11 ウェハホルダ 12 ウェハ 15 X方向マーク(X方向計測用アライメントマー
ク) 16 Y方向マーク(Y方向計測用アライメントマー
ク) 19 X方向計測ディテクタ 20 Y方向計測ディテクタ 22 ステージ 28 開口部 29 遮光部 30 チョッパ円盤 31 モータ 34 状態検出用センサ Bx X方向ビーム(X方向計測用アライメントビー
ム) By Y方向ビーム(Y方向計測用アライメントビー
ム)[Description of Reference Signs] 1 laser light source 3,8 beam splitter 6a, 6b beam slit 7a, 7b cylindrical lens 10 objective lens 11 wafer holder 12 wafer 15 X direction mark (X direction measurement alignment mark) 16 Y direction mark (Y direction measurement) Alignment mark) 19 X-direction measurement detector 20 Y-direction measurement detector 22 Stage 28 Opening part 29 Light-shielding part 30 Chopper disk 31 Motor 34 State detection sensor Bx X-direction beam (X-direction measurement alignment beam) By Y-direction beam (Y (Alignment beam for direction measurement)
Claims (1)
て直交するY方向計測用マークとを有する加工対象物が
載置され、前記加工対象物をX及びY方向に移動させる
移動手段と、 前記移動手段の移動位置を検出する移動位置検出手段
と、 光源からのビームの光路を分岐する光路分岐手段と、 前記光路分岐手段で分岐された一方の光路のビームをX
方向計測用ビームに、他方の光路のビームをY方向計測
用ビームにそれぞれ整形し、前記両ビームのそれぞれを
前記X及びY方向計測用マークへ照射させる光学部材
と、 前記加工対象物からの反射光を受光することによって前
記X及びY方向計測用マークの位置を検出するマーク位
置検出手段と、 周方向に沿って交互に配置された遮光部と開口部とを有
し、前記遮光部が前記X及びY方向計測用ビームの一方
を遮断している間、前記開口部が前記X及びY方向計測
用ビームの他方を通過させ、前記加工対象物に対して前
記X及びY方向計測用ビームを交互に照射させる回転体
と、 前記回転体が前記X及びY方向計測用ビームのいずれを
遮断しているかを検出する検出手段と、 前記検出手段の検出結果により、前記加工対象物と前記
X及びY方向計測用ビームとを相対移動させて前記X及
びY方向計測用マークを少なくとも1往復スキャンする
タイミングを前記回転体の回転動作に同期させ、前記マ
ーク位置検出手段からの検出信号が出力されたとき前記
移動位置検出手段によって検出された前記移動手段の移
動位置に基づいて前記加工対象物のX又はY方向位置を
計測する制御手段と、 を備えていることを特徴とするアライメント装置。1. A moving object on which an object to be processed having an X-direction measuring mark and a Y-direction measuring mark orthogonal to the mark is placed, and moving means for moving the object to be processed in the X and Y directions. A moving position detecting means for detecting a moving position of the moving means, an optical path branching means for branching an optical path of a beam from a light source, and a beam of one optical path branched by the optical path branching means
An optical member that shapes the beam for measuring the direction and the beam of the other optical path into the beam for measuring the Y direction, and irradiates each of the two beams to the mark for measuring the X and Y directions, and the reflection from the processing object. Mark position detecting means for detecting the positions of the X and Y direction measurement marks by receiving light, and light shielding portions and openings which are alternately arranged along the circumferential direction, the light shielding portion being the While blocking one of the X and Y direction measurement beams, the opening allows the other of the X and Y direction measurement beams to pass, and the X and Y direction measurement beams are applied to the workpiece. A rotating body that alternately emits light, a detection unit that detects which of the X and Y direction measurement beams is blocked by the rotating body, and a detection result of the detection unit, and the processing target and the X and Y When the detection signal from the mark position detection means is output by synchronizing the timing of scanning the X and Y direction measurement marks at least one reciprocating movement by moving the direction measurement beam relatively. An alignment apparatus comprising: a control unit that measures the X-direction or Y-direction position of the workpiece based on the movement position of the movement unit detected by the movement position detection unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6155394A JPH085319A (en) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | Alignment device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6155394A JPH085319A (en) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | Alignment device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH085319A true JPH085319A (en) | 1996-01-12 |
Family
ID=15605001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6155394A Withdrawn JPH085319A (en) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | Alignment device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH085319A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1019527A (en) * | 1996-06-27 | 1998-01-23 | Nec Toyama Ltd | Device and method for inspecting image of electric component |
| JP2006179929A (en) * | 2004-12-23 | 2006-07-06 | Asml Netherlands Bv | Lithographic apparatus having two-dimensional alignment measurement configuration and two-dimensional alignment measurement method |
-
1994
- 1994-06-14 JP JP6155394A patent/JPH085319A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1019527A (en) * | 1996-06-27 | 1998-01-23 | Nec Toyama Ltd | Device and method for inspecting image of electric component |
| JP2006179929A (en) * | 2004-12-23 | 2006-07-06 | Asml Netherlands Bv | Lithographic apparatus having two-dimensional alignment measurement configuration and two-dimensional alignment measurement method |
| JP2009105433A (en) * | 2004-12-23 | 2009-05-14 | Asml Netherlands Bv | Lithographic equipment with two-dimensional alignment measurement arrangement, and two-dimensional alignment measurement method |
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Legal Events
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