KR900004269B1

KR900004269B1 - 제 1물체와 제 2 물체와의 위치 맞추는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR900004269B1
Application number: KR1019870005724A
Authority: KR
Inventors: 노리오 우찌다; 요리유끼 이시바시; 마사유끼 마스야마
Original assignee: 가부시기가이샤 도시바; 도리 스기이찌로; 가부시끼가이샤 토푸콘; 보도기 마사요시
Priority date: 1986-06-11
Filing date: 1987-06-05
Publication date: 1990-06-18
Also published as: DE3719539C2; DE3719539A1; KR890001150A; US4848911A

Abstract

내용 없음.

Description

제 1 물체와 제 2 물체와의 위치 맞추는 방법 및 장치

제 1 도는 본 발명의 1실시예에 의하여 마스크와 웨이퍼 등을 위치 맞춤하는 장치를 도식적으로 표시한 도면.

제 2 도는 제 1 도에 표시되는 장치에 있어서, 마스크와 웨이퍼등에 각각 형성된 제 1 및 제 2의 회절 격자를 나타낸 평면도.

제 3 도는 마스크와 웨이퍼와의 각 회절격자에 의하여 회절된 회절광의 패턴을 나타낸 사시도.

제 4 도는 본 발명의 제 1실시예에 의하여 장치에 의하여 검출된 회절광의 강도와, 마스크와의 위치 벗어남량의 관계를 나타낸 그래프.

제 5 도는 본 발명에 의거한, 회절의 원리를 표시한 도면으로서 1차원의 회절격자에 의하여 회절된 회절광의 패턴을 표시한 도면.

제 6 도는 본 발명에 의거한, 회절 원리를 표시한 도면으로서 입사광의 마스크의 제 1 회절격자→웨이퍼의 제 2 회절격자→마스크의 제 1 회절격자에 의하여 회절되는 경우의 광학 모델과 등가의 광학모델을 도식적으로 표시한 도면.

제 7 도는 본 발명의 제 2실시예에 의하여, 마스크와 웨이퍼를 위치 맞추는 장치를 도식적으로 표시한 도면.

제 8 도는 제 7 도에 표시되는 장치에 사용하는 2조의 제 1 및 제 2의 회절격자를 나타낸 평면도.

제 9 도 및 10도는, 제 7 도에 표시한 장치에 의하여 검출된 회절광의 강도와마스크와 웨이퍼와의 위치벗어난 량과의 관계를 나타낸 그래프.

제 11 도는 본 발명의 제 2 실시예의 변형예에 의거한 마스크와 웨이퍼를 위치 맞추는 장치를 도식적으로 표시한 도면.

제 12a, 12b, 12c, 12d 도는, 본 발명의 제 3 실시예의 전단부에 있어서의 회절격자를 나타낸 평면도.

제 13a, 13b, 13c 도는 본 발명의 제 3 실시예에 있어서의 회절격자를 나타낸 평면도.

제 14 도는 본 발명의 제 3 실시예에 의하여 마스크와 웨이퍼등을 위치 맞추는 장치를 도식적으로 표시한 도면.

제 15a 도는 제 14 도에 표시되는 장치에 의하여 검출된 회절광의 강도와, 마스크와 웨이퍼와의 위치 벗어난 량과의 관계를 나타낸 그래프.

제 15b 도는 제 14 도에 표시된 장치에 의하여 검출된 회절광의 강도와, 마스크와 웨이퍼와의 캡과의 관계를 나타낸 그래프.

제 116a, 16b 도는, 본 발명의 제 3 실시예의 변형예에 있어서의 회절격자를 나타낸 평면도.

제 17 도는 본 발명의 제 3 실시예의 변형예에 의하여 마스크와 웨이퍼등을 위치 맞추는 장치를 도식적으로 표시한 도면이다.

본 발명은, 제 1 물체와 제 2 물체와를 위치 맞추는 방법 및 장치에 관한 것으로 상세하게는, 반도체 제조공정에 있어서, 회로패턴의 상(像)이 웨이퍼에 전사될때에, 마스크와 웨이퍼등을 위치 맞추는 방법 및 장치에 관한 것이다.

초 LSI 등의 반도체 장치를 제조하는 공정에 있어서는, 노광(露光)장치에 의하여 웨이퍼에 회로패턴이 전사되는 것이 일반적이다. 이 장치에서는 미리, 마스크에 형성된 회로 패턴에 X선이 조사되면, 회로 패턴의 상은 웨이퍼에 전사된다. 이 회로패턴이 전사되기전에, 마스크와 웨이퍼등은 정확하게 위치가 맞추어져 있음을 필요로 한다. 즉, 마스크와 웨이퍼는, 서로 대향하여 배치되어 있으나, 마스크와 웨이퍼등은, 이들 대향한 면을 따른 방향으로 위치 맞춤이 필요하게 된다. 그런데, 마스크와 웨이퍼등을 위치 맞춤하는 방법의 일예로서 2중 회절격자(回折格子)를 사용하는 방법이 있다. 즉 마스크와 웨이퍼등에 각각 1차원의 회절격자가 형성되어 있다. 2개의 회절격자는 핏치가 같고, 그 스트라이프 방향이 같이 향하도록 배치되어 있다. 마스크 상면에 레이저광이 조사되면, 마스크의 회절격자를 회절하고 또 투과한 빛이 웨이퍼의 회절격자로 회절되고 반사되어, 재차 마스크의 회절격자에서 회절한다. 이 회절광중+1차 회절광 In(+1)과 1차 회절광 In(-1)등이 검출된다. 이들 회절광의 강도 In(+1)과 In(-1)등이 같아지도록 마스크와 웨이퍼와의 상대위치를 조정한다. 이에 의하여 마스크와 웨이퍼등이 위치를 맞추게 된다.

그러나, 마스크의 회절격자는, 반사형 회절격자로서도 기능한다. 그러므로 마스크→웨이퍼→마스크의 경로로 회절된 ±1차 회절광과, 마스크 상면에서 반사된 ±1차 반사회절광이 서로 간섭을 하게 된다. 즉 마스크와 웨이퍼와의 갭(Gap)이 z라 하면, ±1차 회절광은 ±1차의 반사회절광에 대하여 2z의 광로차를 갖게 된다. 2z=nλ(λ는 입사광의 파장, n는 정수)일때, ±1차 회절광과, ±1차의 반사회절광이 간섭한다. 그러므로 마스크와 웨이퍼와의 갭은 λ/4만 변동하면, ±1차의 회절광의 강도는 격감하고, ±1차의 회절광의 측정이 곤란해지는 경우가 있다. 따라서, 마스크와 웨이퍼와의 갭이 소정치로 정확하게 유지되지 않으면, 마스크와 웨이퍼와의 상대 위치의 측정정도는 저하한다는 문제가 있었다.

그러므로 특허개소 61-116837호 공보에는 이하와 같은 위치 맞추는 방법이 개시되어 있다.

k차의 회절각 θk는, 일반적으로, sin θk=k·λ/p····(1)로 표시되는(p는 회절격자의 핏치). 따라서 마스크의 회절격자의 핏치는 Pm, 웨이퍼의 회절격자의 핏치가 Pw일 경우에, 2Pm=Pw로 되어 있다. 이에 의하여 마스크의 회절격자로 반사되는 ±1차 반사회절광의 회절각과, 마스크-웨이퍼-마스크의 경로로 회절된 ±1차 회절광의 회절각은 상이하도록 되어 있다

그러나, 이 공보에 기재된 방법에서는, ±1차 회절광의 강도가 마스크와 웨이퍼의 갭치에 의존하는 것이 보고되어 있다(2중회절격자에 의한 고정도 위치 맞춤법(제 5 도), 소화 59년도 정밀 기계한회 추기대회 학술강연논문집, p443-p444, NTT 통연 연구). 그러므로 마스크와 웨이퍼와의 갭치는 2μm 이내로 유지되지 않으면, ±1차 회절광의 계측은 곤란하였다. 그러므로 마스크와 웨이퍼의 위치 맞추는 정도가 불량하다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 제 1 물체와 제 2 물체의 위치 맞추는 방법 및 장치를 제공하는데 있으며, 또다른 목적은, 마스크와 웨이퍼와의 갭치에 관계없이 마스크와 웨이퍼등을 정확하게 위치 맞추는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 의거한, 서로 대향하여 배치된 제 1 물체와 제 2 물체등을, 이들 면에 따른 방향에 위치 맞추는 방법 및 장치는 아래와 같이 구성되어 있다. 제 1 물체에는, l차원의 회절격자로서, 스트라이프가 위치 맞추는 방향과 직각방향으로 연출한 제 1 회절격자가 형성되어 있다. 제 2 물체에는 소정의 패턴을 갖는 제 2의 회절격자가 형성되어 있다. 제 1 회절격자에, 광원에서 레이저광이 조사된다. 제 1 회절격자를 투과 회절한 빛이 제 2 회절격자에 이행된다. 제 2 회절격자에서 회절되며 또 반사된 회절광은 제 1 회절격자에 이행된다. 다시 제 1 회절격자로 투과 회절된 회절광중, 제 1 회절격자의 스트라이프에 직교한 면으로서 입사광의 축선을 포함한 평면에 따라 서지 않는 회절광은 검출된다. 이 검출된 회절광의 강도에 따라서 제 1 물체와 제 2 물체와 상대 위치가 조정되어 제 1 물체와 제 2 물체등을 위치 맞춤한다.

제 1 회절격자는 1차원의 회절격자이고, 제 2 회절격자는 소정의 패턴을 갖는 회절격자이다. 그러므로, 제 1 및 제 2 회절격자는 2중 회절격자로서 기능한다. 이 때문에, 제 1 회절격자→제 2 회절격자→제 1 회절격자로 회절된 회절광은, 2차원의 패턴으로 나타난다. 한편, 제 1 회절격자의 표면에서 반사되는 반사 회절광은, 제 1 회절격자의 스트라이프에 직교하는 면으로서 입사광의 축선을 포함한 평면에 따라서만 반사된다. 이 발명에서는 이 평면에 따르지 않은 회절광이 검출된다. 그러므로 검출 회절광과 반사 회절광등이 간섭하지 않게 된다. 또 본 발명에 있어서 이론 해석에 따르면 제 1 물체와 제 2 물체와의 갭치는 관계없이 제 1 물체와 제 2 물체와의 상대위치는 조정된다. 그러므로 제 1 물체와 제 2 물체등은 정확하게 위치 맞춤된다.

또 본 발명은, 노광장치에 있어서의 마스크와 웨이퍼와의 갭을 소정치로 설정하는 방법 및 장치에 적용할 수 있다. 그러므로 제 1 물체는, 마스크이어도 무방하고, 제 2 물체는 웨이퍼이어도 좋다.

제 1 도에 표시된 바와 같이 마스크와 웨이퍼등을 위치 맞추는 장치에는, X방향으로 이동 가능한 웨이퍼 레이블 11이 형성되며, 이 웨이퍼 레이블 11은, 모터 22에 접속되어 있다. 이에 따라 모터 22가 구동되면, 웨이퍼 레이블은 위치 맞춤 방향(X방향)으로 이동된다. 이 웨이퍼 레이블 11의 상면에는 웨이퍼 12를 재치하고 있으며, 이 웨이퍼 12상측에 마스크 13가 배치되어 있다. 이 마스크 13와 웨이퍼 12와의 사이에는 z방향으로 소정의 간격이 형성되어 있다. 마스크 13는, 홀더 14에 의하여 지지되어 있다. 이 홀더 14는, 압전소자 25에 의하여 지지되어 있으며, 이 압전소자 25가 구동됨에 따라, 마스크 13는 z방향으로 이동된다.

또 마스크 13에는, 제 2 도에서와 같이 투광형의 제 1 회절격자 15가 형성되어 있으며, 웨이퍼 12의 상면에는, 반사형의 제 2 회절격자16가 형성되어 있다. 이들 제 1 및 제 2의 회절격자 15, 16는 서로 대향하여 배치되어 있으며, 제 1 회절격자 15는 스트라이프가 y방향으로 연출하고 있는 1차원의 회절격자이다. 제 1 회절격자 15의 x방향의 격자 핏치는, Px이다. 제 2 회절격자 16는, 소정형태의 패턴의 회절격자이다. 제 2 회절격자 16의 x방향의 격자 핏치는 Px, 이의 y방향의 격자 핏치는 Py이다. 즉, 제 1 회절격자의 x방향의 핏치와, 제 2 회절격자의 x방향의 핏치등이 같게 되어 있다.

이 장치에는, 다시 코히렌트(Coherent)한 레이저광을 발사하는 레이저 17와, 회절광을 검지하여 이것을 전기신호로 변환하는 광전 검출기 26와, 이 전기 신호를 처리하고 제어신호를 발생하는 신호 처리회로 20와, 제어신호에 맞추어 모터 22에 전류를 공급하는 모터 구동회로 23등이 구비되어 있다.

이 장치에 의하여 아레래와 같이 하여 마스크와 웨이퍼 등이 위치 맞춤된다. 레이저 17에서 발사된 빛은, 밀러 18를 향하여 조사된다. 이 밀러 18에서 반사된 빛이 제 1 회절격자 15에 조사된다. 제 1 회절격자 15에 의하여 회절되며, 또 이것을 투과한 빛은 제 2 회절격자 16로 이행된다. 제 2 회절격자 16에 의하여 회절되고 또 이것을 반사한 빛은 제 1 회절격자 15에 이행된다. 이 제 1 회절격자 15에 의하여 회절되고 또 이것을 투과한 회절광은 밀러 19에 이행된다. 이와같이 이들 제 1및 제 2 회절격자 15, 16는 2중 회절격자로서 기능한다. 이 밀러 19에 의하여, 회절격자 15, 16로 회절한 회절광중, 특정방향의 빛, 예를들면 제 3 도에 표시되는(0, 1)차의 회절광만이 광전 검출기 26에 유도된다. 즉 밀러 19의 경사각도가 조정되므로서, 광전 검출기 26에 유도되는 회절광이 검출된다. 특정방향의 회절광은, 광전 검출기 26에 의하여 회절광의 강도에 맞춘 전기신호로 변환된다. 이 전기신호는 앰프 27를 통하여 신호처리 회로 20에 공급되어 처리된다. 이 신호처리회로 20에 의하여 모터 구동신호가 발한다. 이 모터 구동신호는 모터 구동회로 23에 공급되며, 이 구동회로 23는, 이 신호에 의거하여 모터 22에 전류를 공급한다. 모터 22가 구동되어 마스크 13에 대하여 웨이퍼 12가 X방향으로 이동된다. 이에 의하여 마스크 13와 웨이퍼 12와의 상대위치가 조정되어 마스크와 웨이퍼등은 위치 맞춤이 된다.

여기서 레이저광이 제 1 회절격자 15→제 2 회절격자 16→제 1 회절격자 15의 경로로 회절될때, 상술한 바와같이 제 1 및 제 2 회절격자 15, 16는, 2중 회절격자로서 기능한다. 그러므로 이들 회절광중 0차 및 1차의 회절광은, 제 3 도에서와 같이 9개의 방향으로 나타난다.

한편, 제 1 회절격자 15의 표면에서 레이저광이 반사하는 경우가 있다. 이때, 제 1 회절격자 15로 반사된 1차 반사 회절광은, 제 1 회절격자의 스트라이프에 직교한 면으로서 입사광의 축선을 포함한 평면에서 반사된다. 즉, 이 1차 반사 회절광은, 제 3 도에 있어서 입사광의 축선이 z 축이라 하면, x축선 및 z축선을 포함하는 평면내에서 반사된다. 이에 대하여 0차 및 1차의 회절광은, 상술한 바와같이 9개의 방향으로 나타난다. 그러므로 본 발명에서는 x축선 및 z축선을 포함한 평면에 따라서지 않는 회절광이 검출되어 있다. 그러므로 검출되는 회절광은 마스크 표면의 반사광과 간섭이 없게 된다. 또 본 발명은, 회절광의 강도가 마스크와 웨이퍼와의 갭치에 의존하지 않는다. 그 이유를 이하 설명하면, 이 설명을 위하여 레이저광이 회절격자 15, 16에 의하여 회절 되는 경우의 회절 원리로 부터 설명한다.

핏치 P, 빛의 투과폭 a인 일반적인 회절격자에 직각으로, 파장 λ의 코이렌트 빛이 조사된다. 이 회절격자에 의하여 회절된 빛의 회절패턴은 제 5 도에 표시되어 있다. +k차의 회절광의 회절각 θk는, sinθk=k·λ/p‥…(2)이다. k차의 회절광의 복소진폭 Ck은, 회절격자의 복소투과율이 주기 관수로서 후우리에(Fourier)급수에 전개된때의 개수이다. 이 k차의 회절광의 복소진폭 Ck는 다음식에서 주어진다.

여기서, 격자의 투과관수 A(x)는, A(x) =0(-p/2

x〈-a/2) 1(-a/2

x〈a/2) 0(a/2

x〈p/2)… (4)로서 (3)식에서 대입하면 k차의 회절광의 진폭 ck는 ck={

}/kπ로 나타낸다. 다음에, 각 1차원의 회절격자를 형성한 마스크와 웨이퍼가 소정치의 갭을 통하여 대향하여 배치된 경우에 대하여 설명한다. 이때, 마스크의 회절격자는, 투과형 회절격자, 웨이퍼의 회절격자는, 반사형 회절격자로서 기능하나, 이 경우의 광학 모델은, 제 6 도에 표시한 광학 모델과 등가이다. 마스크로 1차, 웨이퍼에서 m차, 마스크에서 r차 회절한 경우, 머스크 웨이퍼 마스크의 투과광은, (l+m+r)차의 회절광으로 된다. 이 회절광파의 진폭은, Cl, Cm, Cr로 주어진다. 이 광파는, 마스크의 회절격자에 입사하기전의 빛에 대하여,

만 위상이 벗어나 있다.

한편, 웨이퍼가 △x만 마스크에 대하여 위치 벗어나 있는 경우, 웨이퍼로 회절되는 광파의 복수 진폭은, (3)식에서,

로 된다.

이것을 정리하면,

로 된다. (l+m+r)다음의 통과 회절광 U(1+m=+r)는, 입사광 Ein로서 다음(8)식으로 표현된다.

예를 들면, X방향의 0차의 회절광의 표시는, l+m+r=0를 만족하는 전 회절광의 조합이다. 다음에, 제 3 도에 표시된 바와같이 마스크에 1차원의 회절격자, 웨이퍼에 소정 형상의 패턴의 회절격자가 형성된 경우에 대하여 설명한다. 이 경우, 웨이퍼에서는 제 3 도에서와 같이 빛이 2차원적으로 회절된다. x방향의 회절차수가 m차, y 방향의 회절차수는 n차, 마스크 및 웨이퍼의 회절격자의 x방향의 핏치는 모두 px, 웨이퍼의 회절격자 y방향의 핏치는 py, 마스크 및 웨이퍼의 회절격자의 x방향의 빛의 투과폭은 모두 ax, 웨이퍼의 회절격자의 y방향의 빛의 투과폭은 ay로 되면 웨이퍼에서 회절되는 광파의 진폭은 다음식과 같이 된다.

Cmn=1/(mnπ²). sin{(ax/px)mπ} sin{(ay/py)nπ}. [1+cos{(m+n)π}]…… (9)이 (9)식에 있어서, ax/px=ay/py=1/2라 하면 Cmn은 Cmn=1/(mπ²) sin(mπ/²). sin(nπ/2) . [1+cos{(m+n)}π] ·····(10)로 된다. 결국 마스크→웨이퍼→마스크 경유로 회절되는 빛 U(1+m+r, n)의 표시식은 U(1+m+r, n)=Cr.

로 된다. 여기서, Øxy는, 빛 U(l+m+r, n)의 위상 벗어난 량으로서

로 표시된다. 이 회절강의 강도 I(0, 1)은, 이하와 같이 구한다. 이 경우 l+m+r=0, n=1로 되는 조합이 고려되면 된다.

그러나, 여기서는, 교차의 회절광의 조합에 의한 진폭에의 영향은, 작다고 생각되므로 0차에서 1차까지의 회절광의 조합을 고려하고 있다.

{ l, (m, n), r로서 이하 4개의 조합을 고려하면 된다.

{ 0, (1, 1), -1}

{ 0, (-1, 1), 1 }

{-1, (1, 1), 0｝

{ 1, (-1, 1), 0｝

z=πλz/px²로 되면 (11)식에서, 광파의 표시 식은 U(0, 1) =2(1/π)³·exp(-iz).

{exp(-ix) +exp(ix)· Ein …… (12)로 표시된다.

빛의 강도 I(0, 1)은, I(0, 1)=｜ U(0, 1)｜²…… (13)이다

그러므로 입사광의 강도가 I₀라 하면 빛의 강도 I(0,1)은

I(0,1)=8(1/π)⁶·{1+cos2X}=·I₀……………………………………………(14)

로 된다

이 식에서 확실한 바와같이 회절광의 강도 I(0,1)은 마스크와 웨이퍼와의 위치 벗어난량 △x만의 관수이다. 따라서 회절광의 강도는, 마스크와 웨이퍼와의 갭치에 의존하지 않는다.

회절광의 강도 I(0, 1)이 검출될 경우, 마스크와 웨이퍼와의 위치 벗어난량 △x와 빛 강도는, px/2의 주기관수로 표시되어 있다. 회절광의 강도가, 이 주기관수의 피크치로 설정되도록 웨이퍼는 마스크에 대하여 이동되면, 마스크와 테이퍼가 위치 맞춤된다.

이와같이 본 발명의 방법에 의하면, 마스크의 회절격자의 스트라이프에 직교한 평면으로서 또 입사광의 축선을 포함한 평면에 따르지 않은 회절광이 검출된다

그러므로 마스크의 회절격자로 반사된 반사광과, 검출회절광등이 간섭하지 않는다. 또(14)식에서 확실한 바와같이, 회절광의 강도는 갭치에 의존하지 않는다. 그러므로, 갭치에 구애됨이 없이 마스크와 웨이퍼등이 정확하게 위치 맞춤된다.

또 본 발명의 제 2 실시예를 제 7 도 내지 제 10 도에 의거 설명한다. 이 실시예에서는, 2조의 제 1 및 제 2의 회절격자를 형성하고 있다. 즉 마스크 13에는 2개의 제 1 회절격자 31-1, 31-2를 형성하고 있으며, 웨이퍼 12에는, 2개의 제 2 회절격자 32-1,32-2가형성되어 있다

제 8 도에 표시한 바와같이 제 1 회절격자 31-1, 31-2는 x방향의 격자 핏치가 px인 1차원의 회절격자이다. 제 1 회절격자 31-1, 31-2는, 서로 거리 u를 떼어서 배치되어 있다. 제 2 회절격자 32-1, 32-2는 패턴 회절격자로서, x방향의 격자 핏치는 px이고, y방향의 격차 핏치는 py1, py2이다. 제 2 회절격자 32-1, 32-2는, 서로 거리 v를 떼어서 배치되어 있다.

거리 u와 거리 v와의 사이에는,

의 관계이다.

단, N는 정수.

웨이퍼의 2개 제 2 회절격자 32-1, 32-2에서는 각 y방향의 격자핏치가 상이하게 되어 있다. 그러므로 2개의 제 2 회절격자 32-1, 32-2에 의하여 회절된 회절광은 동일차수의 회절광이어도, 2개의 제 2 회절격자 32-1, 32-2에서의 회절각이 상이하다. 그러므로 1조의 제 1 및 제 2 회절격자 31-1, 32-1에 의하여 회절된 회절광과, 기타 1조의 제 1 및 제 2의 회절격자 31-2, 32-2에서 회절되는 회절광과는, 상이한 방향으로 나타난다.

따라서 2개의 회절광은 각각 독립하여 검출된다. 이것을 실현하기 위해, 위치 맞춤장치에는, 2개의 회절광을 따로따로 검출하는 한쌍의 광전 검출기 26-1, 26-2와, 감산기 28가 형성되어 있다. 2개의 회절광은, 이 광전 검출기 26-1, 26-2에 의하여 따로따로 전기신호에 변환된다.

이들 전기신호는, 각각 앰프 27-1, 27-2를 통하여 감산기 28에 공급된다. 이 감산기 28에서는 2개의 전기신호의 차가 연산된다. 즉 2개의 회절광의 강도의 차를 연산한다. 이 전기신호의 차는 신호 처리회로 20에 공급된다.

제 1 실시예와 같이, 신호 처리 회로 20에서 모터 구동신호를 발생하며, 이 신호에 의거하여 모터 22에 전률을 공급하여 마스크 13에 대하여 웨이퍼 12는 x방향(위치 맞춤 방향)에 이동된다.

이에 따라, 마스크 13와 웨이퍼 l2와의 상대위치가 조정되어 마스크와 웨이퍼등이 위치 맞춤된다.

(0, 1)차의 회절광의 경우, 2개의 회절광의 강도는 I₁(0,l),I₂(0,l)라 하면 감산기 28에서는 다음식이 연산된다.

△I=I₁(0, 1)-I₂(0,1)…………………………………………………………… (15)

이 경우의 회절광의 강도차 △I와, 위치 벗어난양 △x과의 관계는 제 9 도에 표시되어 있다.

예를들면 상기 정수 N가 제로의 경우, 마스크와 웨이퍼와의 2조의 회절격자는, 각각 ±px/8만 위상이 벗어나 위치되어 있다. 이 때문에, 실선으로 표시되어 있는 I₁(0, 1)와, 파선으로 표시되어 있는 I₂(0, 1)와는, px/4만 위치 벗어난 곡선이 된다.

15식의 연산이 이루어지면, △I는, 주기가 px/4인 주기관수로 표시된다. 이것이 제 9 도에 점쇄선으로 표시되어 있다. 따라서 마스크 13와 웨이퍼 12와의 상대 위치는 px/4 벗어난 도에, 주기관수의 직선상의 부분에서 위치 벗어난양 △x가 0점 검출된다.

이에 따라 마스크와 웨이퍼와의 상대위치는 정확하게 위치 맞춤된다. 또 제 10 도에는 (11)식에 의거하여 마스크와 웨이퍼의 회절격자에서의 고차의 회절광이 고려된 경우의, 회절광의 강도차 △I가 표시되어 있다. 이 경우에도 제로크로스 점 근방에서는, 갭치에 관계없이 위치 벗어난양 △x가 0점 검출된다.

그러므로 교차의 회절양을 고려한 경우에서도 갭치에 관계없이 마스크와 웨이퍼등은 정확하게 위치 맞춤된다. 또 이 제 2 실시예의 변형예를 설명한다. 이 변형예에서는, 제 11 도에 표시된 바와같이 2개의 회절광강도의 차의 연산을 위해, 2조의 제 1 및 제 2 의 회절격자로 회절한 2개의 회절광이 동기하여 검출된다.

제 1 회절격자 31-1, 31-2는 제 8 도에 표시된 경우와 같이 거리 u만 떨어져 마스크위에 배치되어 있다. 제 2의 회절격자도 같이 거리 v만 떨어져 웨이퍼에 배치되어 있으며, 각 y방향의 격자 핏치 py1, py2는 같다. 2개의 회절광이 동기하여 검출하기 위하여, 발신기 42와 진동밀러 41과, 동기 검파기 29등이 형성되어 있다. 이 발신기 42에서 소정 주파수의 참조신호가 발생된다. 이 참조신호는 각각 진동밀러 41와, 동기 검파기 29등에 공급된다.

이에 따라 진동밀러 41는, 소정의 주파수로 진동한다. 그러므로 레이서광은, 진동밀러 41에 의하여 소정기간마다 교호로 2방향으로 진동분할되어 2조의 회절격자에 입사된다.

2조의 회절격자에서 각각 회절한 2개의 회절광은, 밀러 33를 통하여 소정기간마다 교호로 광전 검출기 26에 입사되어 2개의 전기신호로 변환된다. 2개의 전기신호는 앰프 27를 통하여 소정시간마다 교호로 동기 검파기 29에 공급된다. 동기 검파기 29에서는, 소정 주파수의 참조신호에 의거하여, 2개의 전기신호를 동기검파한다. 이에 따라, 2개의 회절광의 강도차를 검출한다.

이에 따라 제 2 실시예와 같이 마스크 13와 웨이퍼 12와의 상대위치를 조정한다. 또 제 1 및 제 2 실시예에서는, 검출되는 회절광의 각도는 I(0, 1)뿐만이다. I(0, 1)등 제 1 회절격자의 스트라이프와 직교한 면으로서, 입사광의 축선을 포함한 평면에 따르지 않은 회절광이면 된다.

△I=I₁(0, -1)-I₂(0, -1)

△I=I₁(0, 1)-l₂(0, -1)

△I=I₁(0, -1)-I₂(0, 1)를 구해도 된다.

또 레이저광이 y방향에 대하여 경사로 입사되면, 회로패턴을 노광하기위한 노광광을 검출 광학계(예를들면 밀러)가 차광되지 않는 이점이 있다.

다음에, 본 발명의 제 3 실시예에 대하여 설명한다. 이 실시예에서는, 마스크와 웨이퍼등이 위치 맞춤뿐 아니라 이 위치 맞춤과 동시에, 마스크와 웨이퍼와의 갭이 소정치로 설정된다.

본 출원인이 동일자로 출원하는 한국특허출원(우선권 주장의 기초로 되는 출원 일본 특허출원 1986-135172호, 동-212566호)에는, 마스크와 웨이퍼등의 갭을 소정치로 설정하는 방법을 개시하고 있다.

이 설정방법과, 본 발명에서 개시된 위치 맞춤 방법등에 의하여, 마스크와 웨이퍼와의 상대 위치가 위치 맞춤됨과 동시에, 양자의 갭이 소정치로 설정된다. 즉 제 12a-제 12d 도에 표시된 바와같이 마스크에, 1차원의 회절격자로된 제 1위치 맞춤용 마아크, 51, 52는 거리 u를 두고 배치되어 있다.

또 마스크에, 1차원의 회절격자로된 제 1갭 계측용 마아크 61, 62는 거리 u를 두고 배치되어 있다. 한편, 웨이퍼에는 소정형상의 패턴의 회절격자로된 제 2위치 맞춤용 마아크 53, 54가 거리 v를 두고 배치되어 있다. 또 웨이퍼에는 2차원의 회절격자로된 제 2의 갭 계측용 마아크 63, 64가 거리 w를 두고 배치되어 있다.

제 1 및 제 2위치 맞춤 마아크를 이용하여, 마스크와 웨이퍼등이 위치 맞춤된다. 제 1 및 제 2의 갭 계측용 마아크를 사용하여 마스크와 웨이퍼와의 갭이 소정치로 설정된다. 이때, 위치 맞춤용 마아크 5l, 52, 53, 54와, 갭 계측용 마아크 61, 62, 63, 64와 x방향의 격자핏치는 상이하게 되어 있다. 그러므로, 각각 회절광이 간섭하지 않게 된다.

그러나, 마스크와 웨이퍼등이 위치 위치 맞춤되고 동시에 설정되는 경우에는, 마스크 및 웨이퍼의 쌍방에, 위치 맞춤 전용 마아크 및 갭 계측전용 마아크를 형성할 필요가 있다. 특히 마스크에 복수종의 마아크를 형성하므로서 이 마아크의 정도를 저하시킬 수가 있다.

이 결과 위치 맞춤 및 갭 설정의 정도는 저하하게 된다. 그러므로 이 제 3 실시예에서는 마스크와 웨이퍼가 위치 맞춤됨과 동시에 갭이 소정치로 설정됨으로 마스크에 1종류의 마아크가 형성되어 있다.

제 13a 도에 표시된 바와같이 마스크에, x방향의 핏치가 P인 1차원의 회절격자로된 마아크 71, 72를 형성하고 있으며, 이들 마아크 71, 72는 서로 거리 u만큼 두고 배치되어 있다. 이들 마아크 71, 72는, 위치 맞춤용 마아크 및 갭 설정용 마아크로서 동작한다.

제 13b 도에 표시된 바와같이 웨이퍼에는 소정형상의 회절격자로된 위치 맞춤 마아크 73, 74를 형성하고 있으며, 이 회절격자 73, 74는 x방향의 핏치 P이고, y방향의 핏치는 pay이다. 또 웨이퍼에서는, 2차원의 회절격자로된 갭 계측용 마아크 75, 76가 형성되어 있다. 2차원의 회절격자 75, 76은, x방향의 핏치가 p이고, y방향의 핏치는 pgyㅇl다

즉 마아크 71-76의 x방향의 핏치 P는 같다. 한편 회절격자 73, 74와, 2차원의 회절격자 75, 76과의 y방향의 핏치는 상이하다. 또 회절격자 73, 74는, 서로 거리 v만큼 두고 배치되어 있으며, 2차원의 회절격자 75, 76은 서로 거리 w만큼 두고 배치되어 있다. 거리 u와 거리 v, w와의 사이에는 이하와 같은 관계가있다.

단, N는 임의의 정수이다.

제 14 도에 표시된 장치에 의하여, 마스크와 웨이퍼등이 위치 맞춤됨과 동시에 설정된다. 이 장치는, 제 11 도에 표시된 회절광의 강도를 동기하여 검지하는 장치와 대체로 같다. 즉, 마스크 13는, 마스크 홀더 14에 지지되어 있으며, 이 홀더 14는, 압전소자 25에 지지되어 있다. 압전소자 구동회로 21에서 압전소자 25에 전류가 공급되면, 마스크 13와 상하방향(z 방향)에 이동된다.

한편, 웨이퍼 12는, 웨이퍼 테이블 11에 재치되어 있다. 이 웨이퍼 테이블 11은, 모터 22에 연결되며, 모터 구동회로 23에서 모터 22에 전류가 공급되면, 웨이퍼 테이블 11이 위치 맞춤 방향(x 방향)으로 이동된다.

레이저 17에서 발사된 레이저광은, 진동 밀러 44에 조사된다. 진동밀러 44로 반사된 빛은 마스크 13의 마아크 71, 72에 조사된다. 이때, 발신기 42에서 소정주파수의 참조신호를 발생하게 된다. 이 참조신호가 진동밀러 44와, 동기 검파기 29-1, 29-2등에 공급되어 있다.

그러므로 빛이 진동밀러 44에서 반사될 때, 이 진동밀러 44로 반사될 때, 이 진동밀러 44에 의하여 빛은 참조신호에 동기하여 편향된다. 따라서 마아크 71, 72에는 레이저광이 소정시간마다 교호로 조사된다.

마아크 71, 72를 회절하고 또 투과한 빛은, 웨이퍼의 마아크 73-76에 의하여 희전되고 또 반사된다. 이 회절광은, 마아크 71, 72에 이행 되어서 이 마아크에 의하여 회절된다. 마아크 71, 72에 의하여 회절된 회절광중, (0, 1)차의 회절광이 광전 검출기 26-1, 26-2에 입사된다.

이때, 위치 맞춤용 회절격자 73, 74와 갭 계측용 회절격자 75, 76과의 y방향의 핏치는 상이하게 된다. 그러므로 마아크 71→73→71의 경로로 및 마아크 72→74→72의 경로로 회절된 2개의 제 1 회절광, 즉 위치 맞춤용 회절광과, 마아크 71→75→71의 경로로 및 마아크 72→76→72의 경로로 회절된 2개의 제 2회절광 즉, 갭 계측용 회절광과는 상이한 방향에 나타나게 된다.

또 위치 맞춤용 회절격자 73과 위치 맞춤용 회절격자 74와의 y방향의 격자 핏치는 같다. 그러므로 마아크 71→73→71의 경로로 및 마아크 72→74→72의 경로로 얻어지는 2개의 회절광은, 같은 방향에 나타난다. 같이 갭 설정용 회절격자 75와, 갭 설정용 회절격자 76과의 y방향의 격자핏치는 같다.

그러므로 마아크 71→75→71의 경로로, 및 마아크 75→76←2의 경로로 얻어지는 2개의 회절광은, 같은 방향에 나타난다. 이 결과, 2개의 제 1회절광(위치 맞춤용의 회절광)은, 1개의 광전 검출기 26-1로 검지되어 2개의 제 2회절광(갭 계측용 회절광)은 1개의 광전 검출기 26-2로 검지된다.

광전 검출기 26-1에 의하여 검지된(0, 1)차의 제 1회절광은 제 2 실시예의 변형예와 같이, 전기신호로 변환되어서, 이 전기신호는 동기 검파된다. 이 검출 결과에 의거하여 모터 구동회로 23은 모터 22에 전류를 공급한다. 이에 따라 모터 22는 구동되고 마스크와 웨이퍼와의 상대위치는 조정된다.

같이, 광전 검출기 26-2에 의하여 검지된 (0, 1)차의 제 1회절광은, 전기신호에 변환되어, 이 전기신호는 동기 검파된다. 이 검출결과에 의거하여 압전소자 구동회로 21는 압전소자 25에 전류를 공급한다. 이에 의하여, 압전소자는 구동되어 마스크와 웨이퍼와의 갭치가 조정된다. (0, 1)차의 제 1회절광과 (0, 1)차의 제 2회절광과의 강도의 검출결과는 제 15a, 15b 도에 표시되어 있다. 즉 제 1회절광에 의하여 검출된 위치 벗어남 검출 신호는, 제 15a 도에 표시되는 바와같이

로 된다.

위치 벗어남양 △x는 0, ±p/4일때, 검출출력은 0이고, 위치 벗어난양 △x는 ±p/8일때, 검출출력은 피크치로 된다. 또 제 2회절광에 의하여 검출된 갭의 검출신호는 제 15b 도에 표시된 바와같이,

로 된다(λ는 빛의 파장). 갭 z가 O,p²/λ일때, 검출출력은 피크치로 되고, 갭 z는 p²/2λ일때, 검출출력은 0로된다.

따라서 마스크에 1종류의 마아크가 형성되므로서 마스크와 웨이퍼와의 상대위치가 위치 맞추어짐과 동시에 갭이 소정치로 설정된다.

종래와 같이 마스크에 2종류의 마아크가 형성될 필요는 없다. 또 제 16a, 16b, 17 도에, 제 3 실시예의 변형예를 묘시하고 있으며, 이 변형예에서는 웨이퍼에 형성된 위치 맞춤용 마아크 87, 88의 y방향의 격자 핏치는 상이하게 되어 있다.

또 갭 계측용 마아크 89, 90의 y방향 격자 핏치도 상이하게 되어 있다. 그러므로 마아크 71→87→71의 경로로 및 마아크 72→88→72의 경로로 얻어지는 2개의 제 1회절광은, 상이한 방향으로 나타난다. 같이, 마아크 71→89→71의 경로로, 및 마아크 72→90→72의 경로로 얻어지는 2개의 제 2회절광은, 상이한 방향에 나타난다.

그러므로 제 17 도에 표시되는 바와같이 이들 회절광은, 각각 4개의 광전 검출기 91-94에 의하여 검출된다. 광전 검출기 91, 92에 의하여 검출된 2개의 제 1회절광은, 2개의 전기신호로 변환된다. 2개의 전기신호의 차는 감산기 95에 의하여 연산된다.

이에 따라, 제 15a 도에 표시되는 바와같이 위치 벗어남 △x의 검출신호를 구할 수 있다. 또 2개의 제 2회절광은 같이 처리되어, 제 15b 도에 표시되는 바와같이, 갭 z의 검출신호를 구하게 된다. 따라서 마스크와 웨이퍼와의 상대위치가 위치 맞추어짐과 동시에 갭이 소정치로 설정된다.

Claims

서로 대향하여 배치된, 제 1 물체와 제 2 물체와를 이들 대향한 면을 따른 방향에 위치 맞춤하는 방법에 있어서, 1차원의 회절격자로서, 위치 맞춤 방향으로 직교한 방향에 스트라이프가 연출한 제 1 회절격자가 제 1 물체에 형성되는 행정과, 소정상의 패턴을 갖는 제 2 회절격자가 제 2 물체에 형성되는 행정과, 상기 제 1 회절격자에, 광원에서 발사된 빛이 조사되는 행정과, 상기 제 1 회절격자를 투과 회절한 빛이 상기 제 2 회절격자에 이행되는 행정과, 상기 제 2 회절격자로 회절되고 또 반사된 빛이 제 1 회절격자에 이행되는 행정과, 상기 제 1 회절격자로 재차 투과 회절된 회절빛중, 제 1 회절격자의 스트라이프에 직교한 면이고, 입사광의 축선을 포함한 평면에 따르지 않은 회절광을 검출하는 행정과, 검출된 회절광의 강도에 맞추어, 제 1 물체와 제 2 물체와의 상대 위치를 조장하는 행정등을 구비했음을 특징으로 하는 제 1 물체와 제 2 물체와의 위치 맞추는 방법.
제 1 물체는, 마스크이고, 제 2 물체는 웨이퍼임을 특징으로 하는 제 1 항 기재의 제 1 물체와 제 2 물체와의 위치 맞추는 방법.
제 1 회절격자의 스트라이프에 직교한 방향도 x 방향, 이 스트라이프의 방향은 y 방향이라하면, 회절광을 검출하는 행정에 있어서, 제 1 회절격자, 제 2 회절격자 및 제 1 회절격자의 손으로 회절된 회절광중, (0±1) 차의 회절광이 검출되는 것을 특징으로 하는 제 1 항 기재의 제 1 물체와 제 2 물체와의 위치 맞추는방법.
제 1 회절격자와 제 2 회절격자와는, 각각 2개조 형성되어 있음을 특징으로 하는 제 1 항 기재의 제 1 물체와 제 2 물체와의 위치 맞추는 방법.
2개의 제 1 회절격자간의 간격이 u, 2개의 제 2 회절격자간의 간격이 v, 제 1 및 제 2 회절격자의 x 방향의 핏치는 px, N가 임의 정수로 된때, u 및 v는 u=v+{(2N+1)/4}·px로 규정되고, 회절광을 검출하는 행정에 있어서 일방조의 제 1 및 제 2 회절격자에서 회절된 회절광과, 타방조의 제 1 및 제 2 회절격자에서 회절된 회절광등을 검출하고, 이 2개의 회절광의 강도차를 연산함으로서 이 강도의 차에 의거하여 제 1 물체와 제 2 물체와의 상대 위치가 조정되는 것을 특징으로 하는 제 4 항 기재의 제 1 물체와 제 2 물체와의 위치맞추는 방법.
2개의 제 2 회절격자의 y 방향 격자핏치가 상이하여져 있으며, 회절광을 검출하는 행정에 있어서 일방조의 제 1 및 제 2 회절격자에서 회절된 회절광과, 이 회절광과 동일 차수로써, 타방조의 제 1 및 제 2 회절격자에서 회절된 회절광과의 방향이 상이하게 나타나며, 이들의 회절광이 동시에 검출되는 것을 특징으로 하는 제 5 항 기재의 제 1 물체와 제 2 물체와의 위치 맞추는 방법.
2조의 제 1 및 제 2 의 회절격자와, 광원에서 발사된 빛이 소정시간마다 교호로 조사되어 회절광을 검출하는 행정에 있어서, 일방조의 제 1및 제 2 회절격자에서 회절된 회절광과, 타방조의 제 1및 제 2 회절격자에서 회절된 회절광등이 소장시간 마다 교호로 검출되고 이 2개의 회절광의 강도차를 연산하며, 이에 따라이 강도차에 의거하여 제 1 물체와 제 2 물체와의 상대 위치가 조장되는 것을 특징으로 하는 제 5 항 기재의 제 1 물체와 제 2 물체와의 위치 맞추는 방법.
서로 대향하여 배치된, 제 1 물체와 제 2 물체등을, 이들 대향한 면을 따른 방향에 위치 맞추고 동시에, 제 1 및 제 2 물체의 갭을 소정치로 설정하는 방법에 있어서, 1차원의 회절격자로서, 위치 맞추는 방향의 핏치는 p인 마아크가 제 1 물체에 형성되는 행정과, 소정상의 패턴을 갖는 회절격자인 위치 맞춤용 마아크가 제 2 물체에 형성되는 행정과, 2차원의 회절격자 또는 1차원의 회절격자로서, 스트라이프 마아크의 스트라이프를 직교하여 배치되어 있는 갭 계측용 마아크가 제 2 물체에 형성되는 행정과, 상기 제 1 물체의 마아크에, 광원에서 발사된 빛이 조사되는 행정과, 상기 마아크를 투과 회절한 빛이 위치 맞춤 마아크 및 갭 계측용 마아크에 이행되는 행정과, 위치 맞춤 마아크에 의하여 회절되고, 또 반사된 제 1회절광이 마아크에 이행되어 갭 계측용 마아크에 의하여 회절되고 또 반사된 제 2회절광이 마아크에 이행되는 행정과, 이 제 1회절광은 마아크에서 다시 투과 회절되고 이 회절광중, 마아크의 스트라이프에 직교한 면으로서 입사광의 축선을 포함한 평면을 따르지 않은 제 3회절광이 검출되는 행정과, 제 2회절광은 마아크에서 다시 투과 회절되고 이 회절광중, 마아크의 스트라이프에 직교한 변으로서 입사광의 축선을 포함한 평면을 따르지 않은 제 4회절광이 검출되는 행정과, 검출된 제 3회절광의 강도에 맞추어, 제 1 물체와 제 2 물체와의 상대 위치를 조정하는 행정과, 검출된 제 4회절광의 강도에 맞추어, 제 1 및 제 2 물체와의 갭치를 조정하는 행정등을 구비함을 특징으로 하는 제 1 물체와 제 2물체와를 위치 맞춤과 동시에, 제 1 및 제 2의 물체의 갭을 소정치로 설정하는 방법.
제 1 물체는, 마스크이고, 제 2 물체는 웨이퍼임을 특징으로 하는 제 8 항 기재의 제 1 물체와 제 2 물체와를 위치 맞춤과 동시에, 제 1 및 제 2 물체의 갭을 소정치로 설정하는 방법.
제 1 물체의 마아크의 스트라이프에 직교한 방향이 x 방향이 되고, 마아크의 스트라이프의 방향은 y방향이라 하면, 위치 맞춤용 마아크의 y 방향의 핏치와, 갭 계측용 마아크의 y 방향의 핏치등이 상이하며, 회절광이 검출되는 행정에 있어서, 제 3 회절광중, (0, 1)차의 회절광과, 제 4 회절광중, (0, l)차의 회절광등이 따로 따로 검출되는 것을 특징으로 하는 제 8 항 기재의 제 1 물체와 제 2 물체와를 위치 맞춤과 동시에, 제 1 및 제 2 물체의 갭을 소정치로 설정하는 방법.
제 1 물체에 2개의 마아크가 형성되고, 제 2 물체에는, 각각 2개의 위치 맞춤용 마아크 및 2개의 갭 계측용 마아크가 형성되고, 2개의 위치 맞춤용 마아크의 y 방향의 핏치는 상이하고, 2개의 갭 계측용 마아크의 y 방향의 핏치도 상이하며, 제 1 물체의 마아크를 통하여 2개의 위치 맞춤용 마아크와, 2개의 갭 계측용 마아크 등에 동시에 빛이 조사되고, 2개의 위치 맞춤용 마아크에 의하여 회절되고 다음에 제 1 물체의 마아크에 의하여 회절된 2개의 (0, ±1)차의 제 3 회절광이 따로따로 픽업되고, 2개의 갭 계측용 마아크에 의하여 회절되며 다음에 제 1 물체의 마아크에 의하여 회절된 2개의(0, ±1)차의 제 4 회절광이 따로따로 검출되고, 2개의 제 3 회절광의 강도차를 연산하며, 동시에 2개의 제 4 회절광의 강도를 연산함에 따라이 제 3 회절광의 강도차에 맞추어 제 1 물체와 제 2 물체와의 상대위치를 조정함과 동시에, 제 4 회절광의 강도에 맞추어 제 1 물체 및 제 2 물체의 갭치를 조정하는 것을 특징으로 하는 제 8 항 기재의 제 1 물체와 제 2 물체와를 위치 맞춤과 동시에, 제 1 및 제 2물체의 갭을 소정치로 설정하는 방법.
제 1 물체에, 2개의 마아크가 형성되며, 제 1 물체에는, 각각 2개의 위치 맞춤용 마아크 및 2개의 갭 계측용 마아크가 형성되며, 2개의 위치 맞춤용 마아크의 y 방향 핏치는 같이 되어 있으며, 2개의 갭 계측용 마아크의 y 방향 핏치는 같이 되어 있으며, 제 1 물체의 마아크를 통하여 일방의 위치 맞춤용 마아크 및 일방의 갭 계측용 마아크와, 타측의 위치 맞춤용 마아크 및 타측의 갭 계측용 마아크 등에, 소장시간을 두고 교호로 빛이 조사되고, 2개의 위치 맞춤용 마아크에 의하여 회절되고 다음에 제 1 물체의 마아크로 회절된 2개의 (0, ±1)차의 제 3 회절광은 소정시간을 두고 교호로 회절되며, 또 제 1 물체의 마아크에 의하여 회절된 2개의 (0, ±1)차의 제 4 회절광은 소정시간을 두고 교호로 검출되고, 2개의 제 3 회절광의 강도차를 연출하며, 동시에 2개의 제 4 회절광의 강도를 연산함에 따라 이 제 3 회절광의 강도차에 맞추어 제 1 물체와 제 2 물체와의 상대위치가 조정됨과 동시에, 제 4 회절광의 강도차에 맞추어 제 1 물체 및 제 2 물체의 갭치를 조정하는 것을 특징으로 하는 제 8 항 기재의 제 1 물체와 제 2 물체등을 위치 맞춤과 동시에, 제 1 및 제 2 물체의 갭을 소정치로 설정하는 방법.
서로 대향하여 배치된, 제 1 물체와 제 2 물체등을 이들 대향한 면에 따른 방향에 위치 맞추는 장치에 있어서, 제 1 물체에 형성되고 1차원의 회절격자로서 위치 맞춤 방향에 직교방향에 스트라이프를 연출시킨 제 1 회절격자와 제 2 물체에 형성되고 소정상의 패턴을 갖는 제 2 회절격자와, 상기 제 1 회절격자에 빛을 조사하는 광원과, 광원에서 발사된 빛이 제 1회절격자에 조사되고, 상기 제 1회절격자를 투과 회절한 빛이 상기 제 2 회절격자에 이해되며, 제 2 회절격자에서 회절되고 또 반사된 빛이 제 1 회절격자에 이행되며, 제 1 회절격자로 재차 투과 회절된 회절광중, 제 1 회절격자의 스트라이프에 직교한 면으로서 입사광의 축선을 포함한 평면을 따르지 않은 회절광을 검출하는 검출수단과, 검출된 회절광의 강도에 맞추어, 제 1 물체와 제 2 물체와의 상대위치를 조정하는 위치 조성수단등을 구비함을 특징으로 하는 제 1 물체와 제 2 물체와의 위치 맞추는 장치.
제 1 물체는 마스크이고, 제 2 물체는 웨이퍼임을 특징으로 하는 제 13 항 기재의 제 1 물체와 제 2 물체와의 위치 맞추는 장치.
제 1 물체의 마스크의 스트라이프에 직교한 방향이 x 방향, 스트라이프의 방향은 y 방향이라 하면, 회절광을 검출하는 검출수단은, 제 1 회절격자, 제 2 회절격자 및 제 1 회절격자의 손으로 회절된 회절광중, (0, ±1)차의 회절광을 검출하는 검출수단을 구비하여 됨을 특징으로 하는 제 13 항 기재의 제 1 물체와 제 2 물체와의 위치 맞추는 장치.
회절광을 검출하는 검출수단은, 제 1 회절격자, 제 2 회절격자 및 제 1 회절격자의 순으로 회절된 회절광중, 제 1 회절격자의 스트라이프에 직교한 면으로서 입사광의 축선을 포함한 평면에 따르지 않은 소정치수의 회절광을 반사하도록 배치된 밀러와, 이 밀러로 반사된 회절광을 광전 변화하고 이것을 검출신호로 하는 포오토 센서 등을 구비하고 있으며, 위치 조성 수단은, 상기 검출신호를 처리하고, 제어신호를 발생하는 신호 처리 회로와, 이 제어신호에 의거하여, 웨이퍼를 이동시켜 마스크와 웨이퍼등의 상대 위치를 조정하는 웨이퍼의 이동수단등을 구비하고 있음을 특징으로 하는 제 13 항 기재의 제 1 물체와 제 2 물체등의 위치 맞추는 장치.
제 1 회절격자와 제 2 회절격자와는 각각 2개조 형성되어 있음을 특징으로 하는 제 13 항 기재의 제 1 물체와 제 2 물체와의 위치 맞추는 장치.
2개의 제 1 회절격자 사이의 간격은u, 2개의 제 2 회절격자 사이의 간격은v, 제 1 및 제 2의 회절격자의 x 방향 핏치는 px, N가 임의의 정수로 되었을때, u 및 v 는 u=v+{(2N+1)/4}·px로 규정되고, 회절광을 검출하는 검출수단은, 일방의 조의 제 1 회절격자, 제 2 회절격자 및 제 1 회절격자의 순으로 회절된 회절광과, 타방의 조의, 제 1 회절격자, 제 2 회절격자 및 제 1 회절격자의 순으로 회절된 회절광등을 검출하는 검출수단을 구비하고 있으며, 위치조성수단은 이 2개의 회절광의 강도차를 연산하는 연산수단을 구비하고 있음을 특징으로 하는 제 17 항 기재의 제 1 물체와 제 2 물체등의 위치 맞추는 장치.
2개의 제 2 회절격자의 y 방향의 격자 핏치는 상이하고 있으며, 일방조의 제 1 회절격자, 제 2 회절격자 및 제 1 회절격자의 순으로 회절된 회절광과, 타방조의 제 1 회절격자, 제 2 회절격자 및 제 1 회절격자의 순으로 회절된 회절광과의 방향이 상이하게 나타날때, 회절광을 검출하는 검출수단은, 이들 회절광을 동시에 검출하는 검출수단을 구비하고 있음을 특징으로 하는 제 18 항 기재의 제 1 물체와 제 2 물체와의 위치 맞추는 장치.
회절광을 검출하는 검출수단은, 2개조의 제 1 및 제 2 회절격자에, 광원에서 발사된 빛이 소정시간마다 교호로 조사될때, 일방의 조의 제 1 회절격자, 제 2 회절격자 및 제 1 회절격자의 순으로 회절된 회절광과, 타방조의 제 1 회절격자, 제 2 회절격자 및 제 1의 회절격자 순으로 회절된 회절광등을 소정시간마다 교호로 검출하는 검출수단을 구비하고 있으며, 위치 조성수단은, 이 2개의 회절광의 차를 연산하는 연산수단을 구비함을 특징으로 하는 제 17 항 기재의 제 1 물체와 제 2 물체와의 위치 맞추는 장치.
서로 대향하여 배치된, 제 1 물체와 제 2 물체등을, 이들 대향하는 면에 따른 방향에 위치를 맞춤과 동시에, 제 1및 제 2 물체의 갭을 소정치로 설정하는 장치에 있어서 제 1 물체로 형성되며, 1차원의 회절격자로서 위치 맞춤 방향의 핏치가 p 인 마아크와, 제 2 물체로 형성되고 소정상의 패턴을 갖는 회절격자인 위치맞춤용 마아크와, 제 2 물체에 형성되고 2차원의 회절격자 또는 1차원의 회절격자로서, 이들 스트라이프가 마아크의 스트라이프와 직교하여 배치된 갭 계측용 마아크와, 상기 제 1 물체의 마아크에, 빛을 조사하는 광원과, 상기 마아크를 투과 회절한 빛이 위치 맞춤 마아크에 이행되어 위치 맞춤 마아크에 의하여 회절되고 또 반사된 제 1회절광이 마아크에 이행되어 재차 마아크로 투과 회절된 제 1 회절광중, 마아크의 스트라이프에 직교한 면으로서 입사광의 축선을 포함한 평면에 따르지 않은 제 3의 회절광을 검출하는 제 1 검출수단과 상기 마아크를 투과 회절한 빛이 갭 계측용 마아크에 이행되고, 갭 계측용 마아크에 의하여 회절되며 또 반사된 제 2 회절광이 마아크에 이행되고, 마아크로 다시 투과 회절된 제 2 회절광중, 마아크의 스트라이프에 직교한 면으로서 입사광이 축선을 포함한 평면에 따르지 않은 제 4 회절광을 검출하는 제 2검출수단과, 검출된 제 3 회절광의 강도에 맞추어 제 1 물체와 제 2 물체와의 상대위치를 조정하는 위치 조성수단과, 검출된 제 4 회절광의 강도에 맞추어, 제 1 및 제 2 물체와의 갭의 디스탠스를 조정하는 갭 조정 수단등을 구비한 것을 특징으로 하는 제 1 물체와 제 2 물체와를 위치 맞추고 동시에, 제 1 및 제 2 물체의 갭을 소정치로 설정하는 장치.
제 1 물체는, 마스크이고, 제 2 물체는 웨이퍼임을 특징으로 하는 제 21 항 기재의 제 1 물체와 제 2 물체와를 위치 맞추고, 동시에, 제 1 및 제 2 물체의 갭을 소정치로 설정하는 장치.
마아크의 스트라이프에 직교하는 방향이 x 방향으로 되고, 마아크의 스트라이프의 방향이 y 방향으로 되면, 위치 맞춤용 마아크의 y 방향의 핏치와, 갭 계측용 마아크의 y 방향의 핏치등이 상이하여져 있으며, 제 1검출수단은, 마아크, 위치 맞춤 마아크, 및 마아크의 순으로 회절된(0, ±1)차의 제 3 회절광을 검출하는 검출수단을 구비하고 있으며, 제 2 검출수단은, 마아크, 갭 계측용 마아크 및 마아크로 회절된(0, ±1)차의 제 4 회절광을 검출하는 검출수단을 구비하고 있음을 특징으로 하는 제 1 물체와 제 2 물체등을 위치 맞추고 동시에, 제 1 및 제 2 물체의 갭을 소정치로 설정하는 장치.
제 1 물체에 2개의 마아크를 형성하고 제 2 물체에는, 2개의 위치 맞춤용 마아크 및 2개의 갭 계측용 마아크 등이 형성되고, 2개의 위치 맞춤용 마아크의 y 방향의 핏치가 상이하며, 2개의 갭 계측용 마아크의 y 방향의 핏치도 상이하며, 제 1 물체의 마아크를 통하여, 2개의 위치 맞춤용 마아크와, 2개의 갭 계측용 마아아크의 순으로 회절된 2개의 (0, ±l)차의 제 3 회절광을 따로따로 검출하는 검출수단을 구비하고 있으며, 제 2 검출수단은, 각각 2개조의 마아크, 갭계측용 마아크, 및 마아크의 순으로 회절된 2개의 (0, ±1)차의 제 4 회절광을 따로따로 검출하는 검출수단을 구비하고 있으며, 위치 조정수단은, 2개의 제 3 회절광의 강도의 차를 연산하는 연산수단을 구비하고 있으며, 갭 조정수단은 2개의 제 4 회절광의 강도의 차를 연산하는 연산수단을 구비하고 있음을 특징으로 하는 제 1 물체와 제 2 물체와를 위치 맞추고 동시에, 제 1 및 제2의 물체의 갭을 소정치로 설정하는 장치.
제 1 물체에 2개의 마아크를 형성하고, 제 2 물체에는, 각각 2개의 위치 맞춤용 마아크 및 2개의 갭 계측용 마아크 등이 형성되고, 2개의 위치 맞춤용 마아크의 y 방향의 핏치는 같도록 되어 있고, 2개의 갭 계측용 마아크의 y 방향의 핏치는 같도록 되어 있으며, 제 1 물체의 마아크를 통하여 일방 위치 맞춤용 마아크 및 일방의 갭 계측용 마아크와, 타방의 위치 맞춤용 마아크 및 타방의 갭 계측용 마아크등에, 소정시간을 두고 교호로 빛이 조명될때, 제 1검출수단은, 각각 2개조의 마아크, 위치 맞춤용 마아크, 및 마아크의 순으로 회절된 2개의(0, ±1)차의 제 3 회절광을 소정시간을 두고 교호로 검출하는 검출수단을 구비하고 있고, 제 2 검출수단은, 각각 2개조의 마아크, 갭 계측용 마아크, 및 마아크 순으로 회절된 2개의 (0, ±1)차의 제 4 회절광을 소정시간을 두고 교호로 검출하는 검출수단을 구비하고 있으며, 위치 조정수단은 2개의 제 1회절광의 강도차를 연산하는 연산수단을 구비하고 있으며, 갭 조정수단은, 2개의 제 2 회절광의 강도차를 연산하는 연산수단을 구비하고 있음을 특징으로 하는 제 1 물체와 제 2 물체와를 위치 맞추고 동시에 제 1 및 제 2 물체의 갭을 소정치로 설정하는 장치.