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JPH01164032A - Alignment device for semiconductor exposure device - Google Patents

Alignment device for semiconductor exposure device

Info

Publication number
JPH01164032A
JPH01164032A JP62321397A JP32139787A JPH01164032A JP H01164032 A JPH01164032 A JP H01164032A JP 62321397 A JP62321397 A JP 62321397A JP 32139787 A JP32139787 A JP 32139787A JP H01164032 A JPH01164032 A JP H01164032A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
alignment
alignment mark
mark
light
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.)
Pending
Application number
JP62321397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoichi Iba
陽一 井場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP62321397A priority Critical patent/JPH01164032A/en
Publication of JPH01164032A publication Critical patent/JPH01164032A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable an accurate alignment to be made easily by locating an alignment system on the rear side of a substrate as well as providing an alignment mark on the surface of a substrate, and by detecting an alignment mark using light that penetrates a substrate and a sensitive material. CONSTITUTION:An image of a first alignment mark A' provided on an alignment substrate 3 by a projection lens 5 and a first alignment mark A provided on a mask 2 are observed at the same time by using a first alignment detector 7. A positional adjustment of the alignment substrate 3 in the horizontal plane is made using a substrate stage 6 so that both of them overlap. Next, this mark B is detected from the rear side of the substrate using a second alignment detector 8. The position of the alignment mark image produced on the receiving surface of a two-dimensional optoelectronic conversion element 12 is captured photo-electronically. Comparing the reference position stored with the position of the mark image captured at this point is made. The position of a substrate 4 is adjusted using the substrate stage 6 so that these match. Thus, the relationship of positions of the mask 1 and the substrate 4 is adjusted.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体デバイスを製造する際の写真蝕刻等に
用いられる半導体露光装置のアライメント(整合)′!
ljL置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention is directed to the alignment of semiconductor exposure equipment used for photolithography, etc. when manufacturing semiconductor devices!
Regarding the ljL position.

〔従来技術〕[Prior art]

従来、マスクに描かれた回路パターンを半導体基板上に
投影して転写する半導体露光装置においては、回路パタ
ーンが半導体基板上の正しい位置に投影されるようにす
るために両者の位置合わせを行うアライメント装置が設
けられている。かかるアライメント装置においては、マ
スクに措かれているアライメントマークと半導体基板上
のアライメントマークが投影レンズを通してマスク上に
結像しているアライメントマークとを同時に観察し、そ
の重なり具合から相対的位置関係の整合具合を判断し、
半導体基板の位置を!11!!する方法が用いられてい
る。しかし、この方法では、以下に示すいくつかの問題
点があった。
Conventionally, in semiconductor exposure equipment that projects and transfers a circuit pattern drawn on a mask onto a semiconductor substrate, alignment is used to align the two so that the circuit pattern is projected at the correct position on the semiconductor substrate. equipment is provided. In such an alignment device, the alignment mark on the mask and the alignment mark on the semiconductor substrate are imaged on the mask through a projection lens, and the relative positional relationship is determined from the degree of overlap. Determine the degree of consistency,
The location of the semiconductor substrate! 11! ! A method is used. However, this method had several problems as shown below.

(115板上のアライメントマークを感光材を通して観
察するために、感光材の塗布むらがあるとアライメント
精度に悪影響が出る。
(Since the alignment marks on the 115 plate are observed through the photosensitive material, if there is uneven application of the photosensitive material, alignment accuracy will be adversely affected.

(2)  基板上のアライメントマークは投影レンズを
通して観察することになるが、この投影レンズには色収
差があるために、パターン転写に用いられる光の波長と
同じ波長の光を用いてアライメントマークを観察しない
とアライメントマークが明瞭に検知できなくなり精度に
悪影響が出る。
(2) The alignment marks on the substrate are observed through a projection lens, but since this projection lens has chromatic aberration, the alignment marks are observed using light with the same wavelength as the light used for pattern transfer. Otherwise, the alignment mark will not be clearly detected and accuracy will be adversely affected.

(3)  上記(2)の問題を避けるために転写に用い
る光と同じ波長の光を用いてアライメントマークを観察
すると、基板に塗布される感光材のなかにはパターン転
写に用いられる波長の光に対して透過率の悪い材料があ
るので、アライメントマークを検知しようとしても検知
できないことがある。
(3) In order to avoid the problem in (2) above, when observing the alignment mark using light of the same wavelength as the light used for pattern transfer, some photosensitive materials applied to the substrate may not be sensitive to light of the wavelength used for pattern transfer. Because some materials have poor transmittance, it may not be possible to detect alignment marks even if you try to detect them.

特にレーザを光源としてパターン転写を行なう装置にお
いては、投影レンズの色収差を全く補正していないもの
があり、以上述べた問題はいっそう深刻となる。
Particularly, in apparatuses that perform pattern transfer using a laser as a light source, there are some in which the chromatic aberration of the projection lens is not corrected at all, making the above-mentioned problems even more serious.

そこで、これらの問題を解決するために、例えば特開昭
62−160722号公軸に記載の方法がある。これは
基板裏面即ちパターンを転写する面とは反対側の面にア
ライメントマークを予め設けておき、基板裏面側に配置
されたアライメント光学系でこの裏面に設けられたアラ
イメントマークを検知してアライメントを行なうもので
ある。
In order to solve these problems, for example, there is a method described in JP-A-62-160722 Publication. In this method, an alignment mark is provided in advance on the back surface of the substrate, that is, the surface opposite to the surface to which the pattern is transferred, and an alignment optical system placed on the back surface side of the substrate detects the alignment mark provided on the back surface and performs alignment. It is something to do.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところが、上記方法は、アライメントマークを基板裏面
に設けるための工程と特殊な装置が必要となるので、安
価にパターン転写を行なう上での障害となる。さらに、
通常パターンは一枚の基板の上に何度も重ね書きを行な
い、その重ね書きを行なうパターンの粗さに応じてパタ
ーン転写を行なう装置を使い分けているが、一般の装置
のアライメントは、基板表面に設けられたアライメント
マークを利用してアライメントを行なうようになってい
るので、重ね書き時のパターンのずれを防止するために
基板裏面に設けるアライメントマークと基板表面に設け
るアライメントマークの相対的位置関係を極めて正確に
整合する必要があり、これが非常に難しいという1問題
がある。
However, the above method requires a step for providing an alignment mark on the back surface of the substrate and a special device, which poses an obstacle to inexpensive pattern transfer. moreover,
Normally, a pattern is overwritten many times on a single substrate, and different equipment is used to transfer the pattern depending on the roughness of the overwritten pattern. Since alignment is performed using the alignment mark provided on the board, the relative positional relationship between the alignment mark provided on the back side of the board and the alignment mark provided on the front surface of the board is necessary to prevent pattern shift during overwriting. One problem is that they must be aligned very precisely, which is very difficult.

本発明は、上記問題点に鑑み、基板に塗布された感光材
の種類やその塗布むら及び投影レンズの色収差の影響を
受けずに正確なアライメントが容易に行えるアライメン
ト装置の提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide an alignment device that can easily perform accurate alignment without being affected by the type of photosensitive material coated on a substrate, its coating unevenness, or the chromatic aberration of a projection lens.

c問題点を解決するための手段及び作用〕本発明による
アライメント装置は、基板上に予め形成されたアライメ
ントマークの位置をアライメント光学系により観察し、
検出されたアライメントマークの位置とマスクの位置に
対応して定められた基準位置とが一致するように前記基
板とマスクの相対的位置を調整することにより該相対的
位置の整合を行うようにした半導体露光装置のアライメ
ント装置において、上記アライメントマークを基板表面
に設けると共に、上記アライメント光学系を基板裏面側
に配置し、基板及び感光材を透過する光を用いて上記ア
ライメントマークを検知するようにしたものである。
c Means and operation for solving the problem] The alignment device according to the present invention observes the position of an alignment mark formed in advance on a substrate using an alignment optical system,
The relative positions of the substrate and the mask are adjusted so that the position of the detected alignment mark matches the reference position determined corresponding to the position of the mask, thereby matching the relative positions. In an alignment device for a semiconductor exposure device, the alignment mark is provided on the surface of the substrate, and the alignment optical system is arranged on the back side of the substrate, and the alignment mark is detected using light transmitted through the substrate and the photosensitive material. It is something.

即ち、基板表面であるパターン転写面に設けられたアラ
イメントマークを、アライメント光学系により基板を透
過して基板裏面側から″観察する。
That is, the alignment mark provided on the pattern transfer surface, which is the front surface of the substrate, is observed from the back side of the substrate by passing through the substrate using an alignment optical system.

現在用いられている基板は、殆どがシリコン結晶であり
、これは1μm以上の波長の長い光例えば赤外光に対し
て高い透過率をもつので、基板背後からでもこのような
赤外光を用いれば基板表面のアライメントマークが検出
できる。さらにこの赤外光に感度を持つ感光材は殆ど使
われていないので、アライメント時に感光材が感光して
しまうような問題もない。又、アライメントマークは基
板表面に設けられているので、従来のアライメントマー
クと同じ工程で設けることができ、従来の転写装置との
マツチングも良い。
Most of the substrates currently used are silicon crystals, which have a high transmittance for light with long wavelengths of 1 μm or more, such as infrared light, so it is possible to use such infrared light even from behind the substrate. For example, alignment marks on the substrate surface can be detected. Furthermore, since a photosensitive material sensitive to this infrared light is hardly used, there is no problem of the photosensitive material being exposed to light during alignment. Furthermore, since the alignment mark is provided on the surface of the substrate, it can be provided in the same process as a conventional alignment mark, and can be easily matched with a conventional transfer device.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図示した一実施例に基づき本発明の詳細な説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an illustrated embodiment.

第1図は第一実施例を示しており、1は転写用パターン
の他に第一のアライメントマークAが設けられたマスク
、2は比較的短い波長(例えば450nm以下)の光を
発してマスク1を照明する露光用照明装置、3は感光材
を塗布せず表面に第一のアライメントマークA′と第二
のアライメントマークB′とが設けられたアライメント
用基板、4は表面に感光材が塗布され且つ第二のアライ
メントマークBが設けられた半導体基板、5は基板3又
は基板3に代って位置せしめられた基板4上にマスク1
に描かれたパターン像を投影する投影レンズ、6は基板
3又は4を表面に保持し且つ少なくとも投影レンズ5の
光軸と垂直な面内(水平面内)で基板を動かすことがで
きる基板ステージ、7はマスク1の上方に配置されてい
て露光用照明装置が発する光と同じ波長(比較的短い波
長)の光を用いて観察を行う第一のアライメント検出装
置、8は基板ステージ6の下側に配置されていて比較的
波長の長い光を用いて観察を行う第二のアライメント検
出装置である。
FIG. 1 shows a first embodiment, in which numeral 1 is a mask provided with a first alignment mark A in addition to the transfer pattern, and numeral 2 is a mask that emits light of a relatively short wavelength (for example, 450 nm or less). 1 is an exposure illumination device that illuminates 1; 3 is an alignment substrate on which a first alignment mark A' and a second alignment mark B' are provided without coating a photosensitive material; 4 is an alignment substrate with a photosensitive material on its surface; A semiconductor substrate 5 is coated with a second alignment mark B, and 5 is a mask 1 on a substrate 3 or a substrate 4 positioned in place of the substrate 3.
a projection lens that projects a pattern image drawn on the projection lens; 6 is a substrate stage that holds the substrate 3 or 4 on its surface and can move the substrate at least in a plane perpendicular to the optical axis of the projection lens 5 (in a horizontal plane); 7 is a first alignment detection device that is placed above the mask 1 and performs observation using light of the same wavelength (relatively short wavelength) as the light emitted by the exposure illumination device; 8 is the bottom side of the substrate stage 6; This is a second alignment detection device that is located at the center and performs observation using light with a relatively long wavelength.

そして、投影レンズ5は露光照明装置が発する光の波長
に対して収差が補正されているが、−他の波長の光に対
して収差が補正されている必要はない。又、基板3及び
4の素材は比較的波長の長い光に対して良い透過率を持
つ例えばシリコン結晶等が用いられている。又、基板4
に塗布された感光材は、露光用照明装置が発する比較的
波長の短い光には感光感度を持ち且つ比較的波長の長い
光に対しては感光感度を持たないものを用いている二叉
、基板ステージ6の基板載置部(斜線部)は少 ゛なく
とも比較的波長の長い光に対して高い透過率を有する材
料例えば合成石英等から作られている。
Although the projection lens 5 has aberrations corrected for the wavelength of light emitted by the exposure illumination device, it is not necessary that the aberrations be corrected for light of other wavelengths. Further, the material used for the substrates 3 and 4 is, for example, silicon crystal, which has good transmittance for light with a relatively long wavelength. Also, the board 4
The photosensitive material coated on the fork is sensitive to light with a relatively short wavelength emitted by the exposure illumination device, but is insensitive to light with a relatively long wavelength. The substrate mounting portion (shaded portion) of the substrate stage 6 is made of a material such as synthetic quartz that has high transmittance at least to light with a relatively long wavelength.

第2図は基板ステージ6の一部とその上に乗った基板3
 (4)の一部及びアライメント検出装置8の内部構造
を示している。9はアライメント照明光学系、10はビ
ームスプリフタ、11は対物レンズ、12はいわゆるイ
メージセンサ、半導体装置検出器(PSD)等の二次元
光電変換素子である。アライメント照明光学系9は比較
的波長の長い(例えば101000n光を発し、その光
はビームスプリッタ10で反射して対物レンズ11に入
射し、そして対物レンズ11により集光されて基板ステ
ージ6を通り基板3(4)の裏面より入射し表面を照明
する。照明された基板3(4)の表面に設けられた第二
のアライメントマークB′(、B)の像を対物レンズ1
,1が基板3 (4)と基板ステージ6を通して捕らえ
、ビームスプリンタ10を通して二次元光電変換素子1
2の受光面に結像せしめる。この受光面上のアライメン
トマーク像の位置は、光電変換素子12から出力される
電気信号を図示されていないコンピュータ等を用いて適
当に処理することにより記憶されるようになっている。
Figure 2 shows a part of the substrate stage 6 and the substrate 3 placed on it.
(4) and the internal structure of the alignment detection device 8 are shown. 9 is an alignment illumination optical system, 10 is a beam splitter, 11 is an objective lens, and 12 is a two-dimensional photoelectric conversion element such as a so-called image sensor or a semiconductor device detector (PSD). The alignment illumination optical system 9 emits light having a relatively long wavelength (for example, 101,000 nm), which is reflected by the beam splitter 10, enters the objective lens 11, is condensed by the objective lens 11, and passes through the substrate stage 6 to the substrate. 3 (4) and illuminates the front surface.The image of the second alignment mark B' (, B) provided on the illuminated surface of the substrate 3 (4) is captured by the objective lens 1.
, 1 is captured through the substrate 3 (4) and the substrate stage 6, and the two-dimensional photoelectric conversion element 1 is captured through the beam splinter 10.
The image is formed on the light receiving surface of No. 2. The position of the alignment mark image on the light receiving surface is stored by appropriately processing the electric signal output from the photoelectric conversion element 12 using a computer or the like (not shown).

さて、多くの場合パターン転写(露光)は基板4上の同
一領域に幾度も異なるパターンを重ねて行なわれるので
、マスク1と基板4の相対的位置関係の整合(アライメ
ント)を露光に先立ち行っておく必要があるが、このア
ライメントは、大きく分けると二つのステップから成る
Now, in many cases, pattern transfer (exposure) is performed by overlapping different patterns over and over again on the same area on the substrate 4, so it is necessary to align the relative positions of the mask 1 and the substrate 4 before exposure. Generally speaking, this alignment consists of two steps.

先ず第一ステップは、マスク1に設けられた第一のアラ
イメントマークAを基にして第ニステップで用いられる
基準位置の決定のステップである。
First, the first step is a step of determining a reference position to be used in the second step based on the first alignment mark A provided on the mask 1.

そして第ニステップは第一ステップで決定された基準位
置に従って基板4の水平面内での位置(投影レンズの光
軸に垂直な面内での位置)を調整するステップである。
The second step is a step of adjusting the position of the substrate 4 in the horizontal plane (the position in the plane perpendicular to the optical axis of the projection lens) according to the reference position determined in the first step.

第ニステップは各露光に先立って毎回行なわれるが、第
一ステップは必要に応じて間欠的に行えば良い、即ち、
装置全体が比較的安定であり前記基準位置の経時的変化
が少ないようであれば第一ステップは頻繁に行う必要は
なく、またそうでなければそれに応じて頻繁に行なわな
ければならない、以下に第一と第二のステップについて
その内容を説明する。
The second step is performed every time before each exposure, but the first step may be performed intermittently as necessary, i.e.
If the entire device is relatively stable and the reference position changes little over time, then the first step does not need to be performed frequently; if not, it must be performed accordingly, as described below. The contents of the first and second steps will be explained.

第一ステップ 先ず、表面に感光材等の塗布していないアライメント用
基板3を基板ステージ6にローディングする。そして第
一のアライメント検出値M7を用い、投影レンズ5によ
りマスク2上に作られるアライメント用基板3に設けら
れた第一のアライメントマークA゛の像とマスク2上に
設けられた第一のアライメントマークAを同時に観察し
、その両者が重なり合うように基板ステージ6を使って
アライメント用基板3の水平面内の位置調整を行う、上
記観察には、露光用照明装置2が発する光と同じ波長(
比較的短い波長)の光を用いるので、投影レンズ2の収
差は良好、な状態にあり、アライメント用基板3上の第
一のアライメントマークA′の像もマスク1上の第一の
アライメントマークAと同様に鮮明に観察することがで
きる。これにより第一のアライメント検出装置7は従来
から良く用いられている方式のものを用いても高い精度
で基板の位置調整ができる0次にこのように水平面内の
位置が調整されたアライメント用基[3上の第二のアラ
イメントマークB′を今度は第二のアライメント検出装
置8で観察する。この観察には比較的波長の長い(例え
ば1000n*)光を用いられ、アライメント用基板3
の裏面側から基板の表面に設けられた第二のアライメン
トマークB′の観察を行う、波長の長い光を用いている
ので基板3及び基板ステージ6での透過率が良く、基板
3の裏面側からの観察が可能となる。そして、こうして
観察された第二のアライメントマークB′の位置が二次
元光電変換素子12の受光面上に光電的に捕らえられ、
基準位置としてコンピュータ等により記憶される0以上
が第一ステップである。
First Step First, the alignment substrate 3 whose surface is not coated with a photosensitive material or the like is loaded onto the substrate stage 6. Then, using the first alignment detection value M7, the image of the first alignment mark A' provided on the alignment substrate 3 formed on the mask 2 by the projection lens 5 and the first alignment mark provided on the mask 2 is determined. The mark A is observed at the same time, and the position of the alignment substrate 3 in the horizontal plane is adjusted using the substrate stage 6 so that both marks overlap.
Since light with a relatively short wavelength is used, the aberration of the projection lens 2 is in good condition, and the image of the first alignment mark A' on the alignment substrate 3 is also the same as the first alignment mark A on the mask 1. It can be observed clearly as well. As a result, the first alignment detection device 7 can be used as a zero-order alignment base whose position in the horizontal plane is adjusted in this way, which allows the position of the substrate to be adjusted with high precision even when using a conventionally well-used method. [The second alignment mark B' on 3 is now observed by the second alignment detection device 8. For this observation, light with a relatively long wavelength (for example, 1000n*) is used, and the alignment substrate 3
Since the second alignment mark B' provided on the front surface of the substrate is observed from the back side of the substrate 3, the transmittance of the substrate 3 and the substrate stage 6 is good because it uses light with a long wavelength. It becomes possible to observe from Then, the position of the second alignment mark B' observed in this way is photoelectrically captured on the light receiving surface of the two-dimensional photoelectric conversion element 12,
The first step is 0 or more, which is stored as a reference position by a computer or the like.

第ニステップ 先ず、表面に感光材等が塗布された実際にマスクのパタ
ーンを転写すべき基板4を基板ステージ6にローディン
グする。この基板4には上述したように基板3と同様に
第二のアライメントマークBが基板表面に設けられてい
る。そしてこれを第一ステップと同じ様に第二のアライ
メント検出装置11!8を使い、基板裏面側からこのマ
ークBを検知する。そして二次元光電変換素子12の受
光面上に出来たアライメントマーク像の位置を光電的に
捕らえるのである0次に第一ステップで求め記憶してい
る基準位置とここで捕らえたマーク像位置との比較を行
い、これが一致するように基板ステージ6を用いて基板
4の位置を調整する0以上が第ニステップである。
Second Step First, the substrate 4 on which a photosensitive material or the like is applied and on which the mask pattern is to be actually transferred is loaded onto the substrate stage 6. As described above, the second alignment mark B is provided on the substrate surface of this substrate 4 similarly to the substrate 3. Then, as in the first step, the mark B is detected from the back side of the substrate using the second alignment detection device 11!8. Then, the position of the alignment mark image formed on the light-receiving surface of the two-dimensional photoelectric conversion element 12 is captured photoelectrically. The second step is 0 or more, in which the comparison is made and the position of the substrate 4 is adjusted using the substrate stage 6 so that the comparisons match.

かくして、このような第一ステップと第ニステップを実
施することでマスクlと基板4との相対的位置関係の調
整(アライメント)がされたことになるが、アライメン
トマークは基板表面に設けられているので、従来のアラ
イメントマークと同じ工程で設けることができ2、従来
の転写装置とのマツチングも良い、又、アライメントマ
ークを基板の裏側から観察しているので、感光材の種類
やその塗布むら及び投影レンズの色収差の影響を受けな
い、従って、正確なアライメントが容易に行える。
Thus, by performing the first step and the second step, the relative positional relationship between the mask l and the substrate 4 is adjusted (aligned), but the alignment mark is not provided on the substrate surface. Since the alignment marks can be formed in the same process as conventional alignment marks2, matching with conventional transfer equipment is also good.Also, since the alignment marks are observed from the back side of the substrate, it is possible to check the type of photosensitive material and its coating unevenness. Also, it is not affected by chromatic aberration of the projection lens, so accurate alignment can be easily performed.

尚、この実施例では、第一のアライメント検出装置7及
び第二のアライメント検出装置8用にそれぞれ独立のア
ライメントマークA’、B’をアライメント用基板3に
設けており、これはこの方がそれぞれの検出装置の特性
にあったマークを用いることができる点で好ましいが、
これにこだわらなければ雨検出装置用マークを−、つに
してしまうこともできる。
In this embodiment, independent alignment marks A' and B' are provided on the alignment substrate 3 for the first alignment detection device 7 and the second alignment detection device 8, respectively. This is preferable in that a mark that matches the characteristics of the detection device can be used, but
If you don't care about this, you can set the mark for the rain detection device to - and one.

第3図は第二実施例を示している。この実施例は第一実
施例と比較して構成的には第一のアライメント検出装置
7がないこと、アライメント用基板3がないこと、基板
ステージ6の基板載置部(斜線部)が比較的波長の長い
光だけでなく短い光にも高い透過率を有する材料で作ら
れていること、アライメント検出装置8の代わり゛に光
学系が色消光学系になっているアライメント検出装置1
3を用いている点で異なる。アライメントの手順は本実
施例の場合も二つのステップで行なわれ、それぞれのス
テップの役割も先の実施例と同じである。特に第ニステ
ップに関しては先の実施例で第二のアライメント検出装
置8が果たしていた働きをそっくりアライメント検出装
置13が行っており、内容的にも先の実施例と同じであ
る。但し、第一ステップについては基準位置を決定する
という役割は同じであるが、その方法が異なるので、こ
れを以下に説明する。
FIG. 3 shows a second embodiment. Compared to the first embodiment, this embodiment has a structure in which the first alignment detection device 7 is not provided, the alignment substrate 3 is not provided, and the substrate mounting portion (shaded portion) of the substrate stage 6 is relatively large. The alignment detection device 1 is made of a material that has high transmittance not only for long wavelength light but also for short wavelength light, and the optical system is an achromatic optical system instead of the alignment detection device 8.
The difference is that 3 is used. The alignment procedure in this embodiment is also performed in two steps, and the role of each step is the same as in the previous embodiment. In particular, regarding the second step, the alignment detection device 13 performs exactly the function that was performed by the second alignment detection device 8 in the previous embodiment, and the contents are also the same as in the previous embodiment. However, although the first step has the same role of determining the reference position, the method is different, and this will be explained below.

先ず、マスク1に設けられた第一のアライメントマーク
Aは露光用照明装置2により照明されて投影レンズ5に
より空中に鮮明なアライメントマークの像A1を作る(
この時はまだ基板4がローディングされていない)。こ
の像をアライメント検出装置13を用いて観察し、基準
位置を決定するのである。即ちアライメント検出装置1
3は第2図に示されたものと基本的には同一構成となっ
ているが、対物レンズ11は前記比較的波長の短い光に
よって作られる空中像を観察する場合にも第ニステップ
の比較的波長の長い光を使い基板表面を観察する場合に
も収差が小さくなるように設計されていなければならな
い。このような対物しンズ11の収差は、色収差が補正
されていることに加えて、一方では基板4を通し他方で
は基板4なしで観察するので基板4で生じる球回収差分
を一方では補正し他方では未補正になるようにしなけれ
ばならない、これが困難な時には、第一ステップの時の
み基板4で生じる球面収差と同等の球面収差が発生する
ような、比較的波長の短い光に対し十分透過率が良い材
料(例えば合成石英)で作った平行平面板を対物レンズ
11と投影レンズ5との間に挿入するようにすれば良い
First, the first alignment mark A provided on the mask 1 is illuminated by the exposure illumination device 2, and a clear image A1 of the alignment mark is created in the air by the projection lens 5 (
At this time, the board 4 has not been loaded yet). This image is observed using the alignment detection device 13 to determine the reference position. That is, alignment detection device 1
3 has basically the same configuration as that shown in FIG. The design must also minimize aberrations when observing the substrate surface using light with a long target wavelength. In addition to correcting chromatic aberration, such aberrations of the objective lens 11 are corrected on the one hand, and because observation is performed through the substrate 4 on the one hand and without the substrate 4 on the other hand, the difference in ball recovery occurring at the substrate 4 is corrected on the one hand, and on the other hand. If this is difficult, the transmittance must be sufficient for light with a relatively short wavelength, such that spherical aberration equivalent to the spherical aberration that occurs in the substrate 4 occurs only during the first step. A plane-parallel plate made of a material with good properties (for example, synthetic quartz) may be inserted between the objective lens 11 and the projection lens 5.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述の如く、本発明による半導体露光装置のアライメン
ト装置は、基板に塗布された感光材の種類やその塗布む
ら及び投影レンズの色収差の影響を受けずに正確なアラ
イメントが容易に行えるという実用上重要な利点を有し
ている。
As mentioned above, the alignment device for semiconductor exposure equipment according to the present invention has practical importance in that it can easily perform accurate alignment without being affected by the type of photosensitive material coated on the substrate, its coating unevenness, or the chromatic aberration of the projection lens. It has many advantages.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明によるアライメント装置の第一実施例の
概略図、第2図は第一実施例の基板ステージの一部と基
板の一部及びアライメント検出装置の内部構造を示す図
、第3図は第二実施例の概略図である。 1・・・・マスク、2・・・・露光用照明装置、3・・
・・アライメント用基板、4・・・・半導体基板、5・
・・・投影レンズ、6・・・・基板ステージ、7・・・
・第一のアライメント検出装置、8・・・・第二のアラ
イメント検出装置、9・・・・アライメント照明光学系
、10・・・・ビームスプリフタ、11・・・・対物レ
ンズ、12・・・・二次元光電変換素子、13・・・・
アライメント検出装置。 第2図 ?3 0〜13 図 !4
FIG. 1 is a schematic diagram of a first embodiment of the alignment device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a part of the substrate stage, a part of the substrate, and the internal structure of the alignment detection device of the first embodiment. The figure is a schematic diagram of the second embodiment. 1...Mask, 2...Lighting device for exposure, 3...
... Alignment substrate, 4... Semiconductor substrate, 5.
...Projection lens, 6...Substrate stage, 7...
- First alignment detection device, 8... Second alignment detection device, 9... Alignment illumination optical system, 10... Beam splitter, 11... Objective lens, 12... ...Two-dimensional photoelectric conversion element, 13...
Alignment detection device. Figure 2? 3 0-13 Figure! 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  基板上に予め形成されたアライメントマークの位置を
アライメント光学系により観察し、アライメントマーク
の位置とマスクの位置に対応して定められた基準位置と
が一致するように前記基板とマスクの相対的位置を調整
することにより該相対的位置の整合を行うようにした半
導体露光装置のアライメント装置において、上記アライ
メントマークを基板表面に設けると共に、上記アライメ
ント光学系を基板裏面側に配置し、基板及び感光材を透
過する光を用いて上記アライメントマークを検知するよ
うにしたことを特徴とするアライメント装置。
The position of the alignment mark formed in advance on the substrate is observed by an alignment optical system, and the relative position of the substrate and mask is determined so that the position of the alignment mark matches a reference position determined corresponding to the position of the mask. In an alignment apparatus for a semiconductor exposure apparatus, the alignment mark is provided on the surface of the substrate, the alignment optical system is arranged on the back side of the substrate, and the alignment mark is provided on the surface of the substrate, and the alignment optical system is arranged on the back side of the substrate. An alignment device characterized in that the alignment mark is detected using light that passes through the alignment mark.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0769726A3 (en) * 1995-10-20 1997-11-26 Ushiodenki Kabushiki Kaisha Process for projection exposure of a workpiece with alignment marks on the rear side and device for executing the process
US6768539B2 (en) 2001-01-15 2004-07-27 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus
US7095483B2 (en) * 2001-06-22 2006-08-22 Lsi Logic Corporation Process independent alignment marks
US7113258B2 (en) 2001-01-15 2006-09-26 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus
JP2009105397A (en) * 2007-10-19 2009-05-14 Asml Netherlands Bv Lithography apparatus and method
JP2011023434A (en) * 2009-07-14 2011-02-03 Ushio Inc Aligner
WO2011024866A1 (en) * 2009-08-26 2011-03-03 株式会社ニコン Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
CN104977812A (en) * 2014-04-02 2015-10-14 佳能株式会社 Exposure apparatus and method for manufacturing article

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0769726A3 (en) * 1995-10-20 1997-11-26 Ushiodenki Kabushiki Kaisha Process for projection exposure of a workpiece with alignment marks on the rear side and device for executing the process
US5874190A (en) * 1995-10-20 1999-02-23 Ushiodenki Kabushiki Kaisha Process for projection exposure of a workpiece with back alignment marks
US6768539B2 (en) 2001-01-15 2004-07-27 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus
US7064807B2 (en) 2001-01-15 2006-06-20 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus
US7084955B2 (en) 2001-01-15 2006-08-01 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus
US7113258B2 (en) 2001-01-15 2006-09-26 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus
US7095483B2 (en) * 2001-06-22 2006-08-22 Lsi Logic Corporation Process independent alignment marks
JP2009105397A (en) * 2007-10-19 2009-05-14 Asml Netherlands Bv Lithography apparatus and method
JP2011023434A (en) * 2009-07-14 2011-02-03 Ushio Inc Aligner
WO2011024866A1 (en) * 2009-08-26 2011-03-03 株式会社ニコン Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
CN102472987A (en) * 2009-08-26 2012-05-23 株式会社尼康 Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
CN104977812A (en) * 2014-04-02 2015-10-14 佳能株式会社 Exposure apparatus and method for manufacturing article

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