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JPH03154804A - Method for detecting position deviation between mask and wafer - Google Patents

Method for detecting position deviation between mask and wafer

Info

Publication number
JPH03154804A
JPH03154804A JP1295812A JP29581289A JPH03154804A JP H03154804 A JPH03154804 A JP H03154804A JP 1295812 A JP1295812 A JP 1295812A JP 29581289 A JP29581289 A JP 29581289A JP H03154804 A JPH03154804 A JP H03154804A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
mask
diffraction grating
lfzp
laser beam
Prior art date
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Granted
Application number
JP1295812A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2762627B2 (en
Inventor
Ryoji Tanaka
良治 田中
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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 NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP1295812A priority Critical patent/JP2762627B2/en
Publication of JPH03154804A publication Critical patent/JPH03154804A/en
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Publication of JP2762627B2 publication Critical patent/JP2762627B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • 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)

Abstract

PURPOSE:To detect the position deviation between the mask and wafer with high accuracy by providing a linear Fresnel zone plate which has an opening part in the center on the mask, and irradiating the linear diffraction grating on the wafer with a laser beam through the opening part. CONSTITUTION:The mask 1 and wafer 2 are installed at the interval of a specific gap S and the linear Fresnel zone plate(LFZP) 4 which has focal length equal to the gap S and also has the opening part 3 in the center is provided on the mask 1. The linear diffraction grating 5 on the wafer 2 is irradiated with the laser light 6 through the opening part 3, the laser beam 6 which is reflected and diffracted by the linear diffraction grating 5 is collimated by the LFZP 4 to form an image through a leans 8, and the position of the image is measured through a rotary slit 9 formed in the image formation surface of the lens 8. The laser beam 6 passes through the LFZP 4 only once when projected, a decrease in the intensity of the reflected and diffracted light is small, and a signal with a high SN ratio is obtained, so that the position deviation can be detected with high accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマスクとウェハの位置ずれ検出方法、特に、X
線露光装置に適用しうるマスクとウェハの位置ずれ検出
方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for detecting misalignment between a mask and a wafer, and in particular to a method for detecting misalignment between a mask and a wafer.
The present invention relates to a method for detecting misalignment between a mask and a wafer that can be applied to a line exposure apparatus.

〔技術環境〕[Technological environment]

近年の半導体はDRAMに代表されるように高集積化が
進む傾向にあり、超LSIのパターンの最小線幅もミク
ロンからサブミクロンの領域へ突入しようとしている。
In recent years, semiconductors, as typified by DRAM, are becoming highly integrated, and the minimum line width of a VLSI pattern is about to move from microns to submicrons.

このような状況において、従来の紫外線のg線、i線を
用いた光学式の半導体露光装置では、光の波長による解
像度の限界が0.5μm程度と言われているので、0.
5μm以下のパターンに対応できる次世代の露光装置が
強く望まれている。この次世代の露光装置として、現在
、X線露光装置が有望視されており、研究・開発が進め
られている。
Under these circumstances, in conventional optical semiconductor exposure equipment that uses ultraviolet g-line and i-line, the limit of resolution depending on the wavelength of light is said to be about 0.5 μm.
There is a strong desire for next-generation exposure equipment that can handle patterns of 5 μm or less. X-ray exposure devices are currently seen as promising as this next-generation exposure device, and research and development are currently underway.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の技術としては、例えばビー・フェイ(B。 As a conventional technique, for example, B.

Fay)らによりジャーナル・オブ・バキューム・サイ
エンス・チクノロシイ(Journal of V a
 c u u lll5cience Technol
ogy) Vol、16(6)pp、1954−195
8゜Nov/Dec、1979の“オプティカル・アラ
イメント・システム・フォア・サブミクロン・エックス
レイ・リソグラフィ”(Optical Alignm
ent S y s t e tafor Submi
cron X−ray Lithography)に報
告されているように、リニア・フレネル・ゾーン・プレ
ート(LFZP)を利用したアライメント方法がある。
Fay et al. in the Journal of Vacuum Science
C u u lll5science Technology
ogy) Vol, 16(6)pp, 1954-195
8° Nov/Dec, 1979, “Optical Alignment System for Submicron X-ray Lithography”
Ent Syst e Tafor Submi
There is an alignment method that utilizes a linear Fresnel zone plate (LFZP), as reported in Cron X-ray Lithography.

ここでその原理について図面を参照して説明する。Here, the principle will be explained with reference to the drawings.

第5図はLFZPを用いたアライメント方法を示す断面
図である。
FIG. 5 is a sectional view showing an alignment method using LFZP.

ウェハ15には線状回折格子16が刻印されていて、ウ
ェハ15の上には所定のギャップだけ離れてマス−り1
7が対向している。マクス17には焦1点距離がマスク
とウェハのギャップ量に等しいLFZP18が描かれて
いる。
A linear diffraction grating 16 is engraved on the wafer 15, and a matrix 1 is placed on the wafer 15 at a predetermined gap.
7 is facing. On the mask 17, an LFZP 18 whose focal point distance is equal to the gap between the mask and the wafer is drawn.

第6図はマスク用マークのLFZPの構造を示す平面図
である。LFZPはいろいろな幅や間隔の縞が並んだ構
造になっていて、縞はマークの中心から距離をrゎとす
ると r、=n+n      で表わされる。
FIG. 6 is a plan view showing the structure of the LFZP of the mask mark. LFZP has a structure in which stripes of various widths and intervals are lined up, and the stripes are expressed as r=n+n, where r is the distance from the center of the mark.

ここで、fは焦点距離、λはアライメントに用いるレー
ザの波長である0図に示したLFZPの中心の縞は透明
であるが、その反対の構成も可能である。
Here, f is the focal length, and λ is the wavelength of the laser used for alignment.0 Although the stripe at the center of the LFZP shown in the figure is transparent, the opposite configuration is also possible.

また第7図はウェハ用マークの線状回折格子を示す平面
図である。線状回折格子の大きさの等しい長方形が等間
隔に並んだ構造になっていて、回折格子のピッチPによ
って回折角度が決まる。
Further, FIG. 7 is a plan view showing a linear diffraction grating of a wafer mark. The linear diffraction grating has a structure in which rectangles of equal size are lined up at equal intervals, and the diffraction angle is determined by the pitch P of the diffraction grating.

第5図においてマスク17の上方から入射された平行レ
ーザビーム19はLFZP18により集光され、ウェハ
15面上で焦点を結びスリット状の像をつくる。
In FIG. 5, a parallel laser beam 19 incident from above the mask 17 is condensed by the LFZP 18 and focused on the surface of the wafer 15 to form a slit-shaped image.

この結像したスリットとウェハ面上の線状回折格子16
が一直線上に重なると、レーザビームは回折し、再びL
FZP18を通り平行光となってアライメント信号とし
て検出される。
This imaged slit and the linear diffraction grating 16 on the wafer surface
When the two overlap in a straight line, the laser beam is diffracted and L
The parallel light passes through the FZP 18 and is detected as an alignment signal.

第8図は、特開昭55−43598に示されている従来
のLFZPによるアライメント法を用いた自動重ね合せ
装置を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing an automatic overlaying apparatus using the conventional LFZP alignment method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-43598.

第8図に示す自動重ね合せ装置は、テーブル20と、前
記テーブルをX方向に移動させる圧電変換器21と、前
記テーブルに搭載され予め線状回折格子16が刻印され
ているウェハ15と、前記ウェハ15に数10μm隔て
て対向して配置され予めLFZP18が描かれているマ
スク17とを含んでいる。
The automatic stacking apparatus shown in FIG. 8 includes a table 20, a piezoelectric transducer 21 that moves the table in the X direction, a wafer 15 mounted on the table and on which a linear diffraction grating 16 is engraved in advance, and the The mask 17 is placed opposite to the wafer 15 with an interval of several tens of μm and has an LFZP 18 drawn in advance.

装置はさらにレーザ光源22を含み、前記レーザ光源2
2から放出された平行レーザビームは第1のレンズ23
により集光され、ジェネレータ24により励起されるモ
ータ25によって駆動されるガルバノミラ−26によっ
て反射され、第2のレンズ27を通過し、マスク17上
のLFZP18を照射する。第2のレンズ27に関して
ガルバノミラ−26上での照射位置とマスク17上での
照射位置は共役の位置になっている。
The device further includes a laser light source 22, said laser light source 2
The parallel laser beam emitted from the first lens 23
The light is focused by a galvanometer mirror 26 driven by a motor 25 excited by a generator 24, passes through a second lens 27, and irradiates the LFZP 18 on the mask 17. Regarding the second lens 27, the irradiation position on the galvanometer mirror 26 and the irradiation position on the mask 17 are conjugate positions.

さらに、第1のレンズ23と第2のレンズ27は無限焦
点光学系を構成している。
Furthermore, the first lens 23 and the second lens 27 constitute an afocal optical system.

したがって、ガルバノミラ−26によってマスク17へ
のレーザビームの入射角を変えることができ、第5図に
示すように、LFZP18によって集光されたビームは
ウェハ15上を走査する。
Therefore, the angle of incidence of the laser beam on the mask 17 can be changed by the galvanometer mirror 26, and the beam focused by the LFZP 18 scans over the wafer 15, as shown in FIG.

ウェハ15上の線状回折格子16からの回折光は入射光
とは空間的に分離され、検出器28によって検出される
The diffracted light from the linear diffraction grating 16 on the wafer 15 is spatially separated from the incident light and detected by the detector 28.

検出器28からの信号とジェネレータ24からの信号は
ロックインアンプ29に入力され、2つの信号の位相差
を検出することにより位相ずれ信号dを得る。
The signal from the detector 28 and the signal from the generator 24 are input to a lock-in amplifier 29, and a phase difference signal d is obtained by detecting the phase difference between the two signals.

この位置ずれ信号dは圧電変換器の電力源30に入力さ
れ、位置ずれに従ってテーブルを移動させ、マスク17
とウェハ15の重ね合せを行う。
This positional deviation signal d is input to the power source 30 of the piezoelectric transducer, and the table is moved according to the positional deviation, and the mask 17 is
Then, the wafers 15 are stacked.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述した従来のマスクとウェハの位置ずれ検出方法は、
レーザビームをLFZPに入射時と出射時の2回通すた
め、反射回折光強度が弱(S/N比が悪いという欠点が
あった。
The conventional mask and wafer misalignment detection method described above is
Since the laser beam passes through the LFZP twice, once when it enters and once when it exits, there was a drawback that the intensity of the reflected and diffracted light was low (the S/N ratio was poor).

また、マスクとウェハのギャップずれに対して反射回折
光強度の低下が著しく、位置ずれ検出を行う前に、ギャ
ップを高精度に設定しておかなくてはならないという欠
点があった。
Furthermore, the intensity of the reflected diffracted light decreases significantly with respect to the gap deviation between the mask and the wafer, and there is a drawback that the gap must be set with high precision before detecting the positional deviation.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明のマスクとウェハの位置ずれ検出方法は、マスク
とウェハを対向して設置し、前記マスク上に中央に開口
部を持つリニア・フレネル・ゾーン・プレートを設け、
前記ウェハ上に線状回折格子を設け、レーザ光を前記リ
ニア・フレネル・ゾーン・プレートの開口部を通して前
記ウェハ上の前記線状回折格子に照射し、前記線状回折
格子によって反射回折され前記リニア・フレネル・ゾー
ン・プレートによってコリメートされたレーザ光をレン
ズによって結像し、前記レンズによって形成された像の
位置を測定することを含んで構成される。
A method for detecting misalignment between a mask and a wafer according to the present invention includes: installing a mask and a wafer facing each other, and providing a linear Fresnel zone plate having an opening in the center on the mask;
A linear diffraction grating is provided on the wafer, and a laser beam is irradiated onto the linear diffraction grating on the wafer through the opening of the linear Fresnel zone plate. - The method includes imaging a laser beam collimated by a Fresnel zone plate with a lens, and measuring the position of the image formed by the lens.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

第1図に示すマスクとウェハの位置ずれ検出方法は、マ
スク1とウェハ2を所定のギャップSだけ隔てて設置し
、マスク1上に焦点距離がギャップSに等しく中央に開
口部3を持つLFZP4を設け、ウェハ2上に線状回折
格子5を設け、レーザビーム6をビームエキスパンダ7
にてビーム径を拡大し、ビームエキスパンダ7にて拡大
されたレーザビーム6をレンズ8で集光し、レンズ8で
集光されたレーザビーム6を開口部3を通して線状回折
格子5に照射し、線状回折格子5によって反射回折され
たレーザビーム6をLFZP4によってコリメートし、
LFZP4によってコリメートされたレーザビーム6を
再びレンズ8に通して結像させ、レンズ8の結像面に回
転スリット9を配置し、回転スリット9を通過したレー
ザビーム6をレシーバレンズ10で集光し、レシーバレ
ンズ10の焦点にフォトセンサ11を配置し、回転スリ
ット9をはさんで参照用光源12と参照用フォトセンサ
13を設け、参照用フォトセンサ13の出力aを参照信
号としてフォトセンサ11の出力すをロックインアンプ
14で位相検波することによって位置ずれ信号Cを得る
手順とを含んで構成される。
The method for detecting misalignment between a mask and a wafer shown in FIG. A linear diffraction grating 5 is provided on the wafer 2, and the laser beam 6 is transmitted through a beam expander 7.
The beam diameter is expanded by the beam expander 7, the laser beam 6 is focused by the lens 8, and the laser beam 6 focused by the lens 8 is irradiated onto the linear diffraction grating 5 through the aperture 3. The laser beam 6 reflected and diffracted by the linear diffraction grating 5 is collimated by the LFZP4,
The laser beam 6 collimated by the LFZP 4 is passed through the lens 8 again to form an image, a rotating slit 9 is arranged on the imaging plane of the lens 8, and the laser beam 6 that has passed through the rotating slit 9 is focused by the receiver lens 10. , the photosensor 11 is arranged at the focal point of the receiver lens 10, the reference light source 12 and the reference photosensor 13 are provided across the rotation slit 9, and the output a of the reference photosensor 13 is used as a reference signal to output the photosensor 11. The output signal C is phase-detected by the lock-in amplifier 14 to obtain a positional deviation signal C.

本実施例においてはハーフミラ−15によって入射レー
ザビームと反射・回折されたレーザビームを分離してい
る。
In this embodiment, a half mirror 15 separates the incident laser beam from the reflected and diffracted laser beam.

第2図(a)は第1図に示したLFZP4の平面図、第
2図(b)は第1図に示したLFZP4の作用を示す断
面図である。
2(a) is a plan view of the LFZP4 shown in FIG. 1, and FIG. 2(b) is a sectional view showing the action of the LFZP4 shown in FIG. 1.

第2図(a)に示したLFZP4の各スリットのエツジ
は、中心からの距離をrl、とすると、rII=n  
 +n  λ  4 (n=1.2,3.・・・)で表わされ、r2sm−1
<r<rzm(m=1.2.・・・)の部分が不透明に
なっている。ここで、fは焦点距離、λはレーザビーム
6の波長である。
The edge of each slit of LFZP4 shown in FIG. 2(a) is defined by rII=n, where the distance from the center is rl
+n λ 4 (n=1.2, 3...), r2sm-1
The portion where <r<rzm (m=1.2...) is opaque. Here, f is the focal length and λ is the wavelength of the laser beam 6.

上式より、焦点距離f = 40μm、波長λ=632
.8nm(He−Neレーザ)とすると、第2図(a)
に示すLFZP4の中央の開口部の幅は2 r 1= 
10.08μmとなる。
From the above formula, focal length f = 40 μm, wavelength λ = 632
.. 8nm (He-Ne laser), Fig. 2(a)
The width of the central opening of LFZP4 shown in is 2 r 1=
It becomes 10.08 μm.

したがって、ウェハ2上の線状回折格子5に照射される
レーザビーム6はビーム径10μm程度に集光されてい
なければならない。
Therefore, the laser beam 6 irradiated onto the linear diffraction grating 5 on the wafer 2 must be focused to a beam diameter of about 10 μm.

第3図(a)は第2図(a)、(b)に示したLFZP
4の最も中心に近い不透明部を削除したL F Z P
 4 bの平面図、第3図(b)は第3図(a)に示し
たLFZP4bの作用を示す断面図である。
Figure 3(a) shows the LFZP shown in Figures 2(a) and (b).
L F Z P with the opaque part closest to the center of 4 deleted
4b is a plan view of LFZP 4b, and FIG. 3(b) is a sectional view showing the action of the LFZP 4b shown in FIG. 3(a).

L F Z P 4 bの中央の開口部の幅は2rs=
17゜53μmとなり、LFZP4を用いる場合はどレ
ーザビーム6を細く絞る必要はなくなる。また、レーザ
ビーム6に対するマスク1の位置合わせ精度も緩やかで
よい。
The width of the central opening of L F Z P 4 b is 2rs=
It becomes 17°53 μm, and when using LFZP4, there is no need to focus the laser beam 6 narrowly. Furthermore, the alignment accuracy of the mask 1 with respect to the laser beam 6 may be moderate.

線状回折格子5のエツジで散乱されたレーザビ−ム6は
、マスク1とウェハ2のギャップSに等しい焦点距離を
持つLFZP4によってコリメートされ、さらにレンズ
8によって結像される。
The laser beam 6 scattered at the edge of the linear diffraction grating 5 is collimated by an LFZP 4 having a focal length equal to the gap S between the mask 1 and the wafer 2, and is further imaged by a lens 8.

すなわち、レンズ8の焦点面にはウェハ2上の線状回折
格子5の像が拡大投影されることになる。
That is, an enlarged image of the linear diffraction grating 5 on the wafer 2 is projected onto the focal plane of the lens 8.

第4図はマスク1上のLFZP4とレンズ8で構成され
る投影光学系を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a projection optical system composed of the LFZP 4 on the mask 1 and the lens 8.

LFZP4の焦点距離をfl+レンズ8の焦点距離をf
2とすると、本投影光学系の拡大率はf 2 / f 
sで表わされる。
The focal length of LFZP4 is fl + the focal length of lens 8 is f
2, the magnification rate of this projection optical system is f 2 / f
It is represented by s.

たとえば、LFZP4の焦点距離を40μm。For example, the focal length of LFZP4 is 40 μm.

レンズ8の焦点距離を80m■とすると、拡大率は20
00倍となり、線状回折格子5の微小な位置ずれを容易
に観察することができる。
If the focal length of lens 8 is 80 m, the magnification is 20
The magnification is 00 times, and minute positional deviations of the linear diffraction grating 5 can be easily observed.

本実施例では、レンズ8はLFZP4によってコリメー
トされたレーザビーム6を結像させるのと同時に、線状
回折格子5に照射するレーザビーム6を集光させる機能
も兼ねていなため、レンズ8からウェハ2までの距離は
レンズ8の焦点距離に等しくなるように配置する。
In this embodiment, the lens 8 has the function of focusing the laser beam 6 collimated by the LFZP 4 and at the same time condensing the laser beam 6 to be irradiated onto the linear diffraction grating 5. The distance to the lens 8 is arranged so that the distance to the lens 8 is equal to the focal length of the lens 8.

ただし、線状回折格子5に照射するレーザビームを集光
するレンズと、LFZP4によってコリメートされたレ
ーザビームを結像するレンズを、各々別のレンズにする
ことも可能である。
However, it is also possible to use separate lenses for condensing the laser beam irradiated onto the linear diffraction grating 5 and for forming an image of the laser beam collimated by the LFZP 4.

本実施例では、拡大投影された線状回折格子5像の位置
検出に、位置検波の原理を応用している。回転スリット
9を通るレーザビーム6をレシーバレンズ10で集め、
フォトセンサ11で検出する。
In this embodiment, the principle of position detection is applied to detect the position of the enlarged and projected linear diffraction grating 5 image. The laser beam 6 passing through the rotating slit 9 is collected by a receiver lens 10,
It is detected by the photosensor 11.

参照用フォトセンサ13の出力aを参照信号として、フ
ォトセンサ11の出力すをロックインアンプ14で位置
検波すると、線状回折格子5像の位置ずれに従って、フ
ォトセンサ11の出力すの位相が変化し、ロックインア
ンプ14からは位置ずれ信号Cが出力される。
When the output of the photosensor 11 is position-detected by the lock-in amplifier 14 using the output a of the reference photosensor 13 as a reference signal, the phase of the output of the photosensor 11 changes according to the positional shift of the image of the linear diffraction grating 5. However, the lock-in amplifier 14 outputs a positional deviation signal C.

したがって、線状回折格子5による反射回折光強度によ
らず、高精度な位置ずれ検出が可能となる。
Therefore, highly accurate positional deviation detection is possible regardless of the intensity of the reflected diffracted light by the linear diffraction grating 5.

本実施例に示した走査スリットによる方法のほかにも、
リニアイメージセンサや一次元CODのどを使って線状
回折格子5像を検出することも可能である。
In addition to the scanning slit method shown in this example,
It is also possible to detect the linear diffraction grating 5 image using a linear image sensor or a one-dimensional COD device.

ビームエキスパンダ7はレーザビーム6の径を拡大し、
レンズ8によって効果的棹集光させるためのものである
The beam expander 7 expands the diameter of the laser beam 6,
This is for effectively condensing light using the lens 8.

ビームエキスパンダ7の拡大率が大きいほど、マスク1
面上でのビーム径は小さくなるので、LFZP4の開口
部3の大きさからビームエキスパンダ7の拡大率は決定
される。
The larger the expansion ratio of the beam expander 7, the more the mask 1
Since the beam diameter on the plane becomes smaller, the expansion ratio of the beam expander 7 is determined from the size of the aperture 3 of the LFZP 4.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明のマスクとウェハの位置ずれ検出方法は、レーザ
ビームをLFZPの開口部を通して線状回折格子に照射
するため、レーザビームがLFZPを通るのは出射時だ
けとなり、LFZPによる反射回折光強度の低下が少な
く、S/N比が高い、信号が得られるので、高精度な位
置ずれ検出ができるという効果がある。
In the method for detecting misalignment between a mask and a wafer according to the present invention, the laser beam is irradiated onto the linear diffraction grating through the opening of the LFZP, so the laser beam passes through the LFZP only during output, and the intensity of the reflected diffracted light due to the LFZP is reduced. Since a signal with little deterioration and a high S/N ratio can be obtained, there is an effect that highly accurate positional deviation detection can be performed.

また、マスクとウェハのギャップの変動に対して反射回
折光強度−の変化が少ないので、ギャップ設定を高精度
で設定する必要がなく、装置が安価になるという効果が
ある。
Furthermore, since there is little change in the intensity of the reflected diffracted light with respect to variations in the gap between the mask and the wafer, there is no need to set the gap with high accuracy, which has the effect of reducing the cost of the apparatus.

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

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図(
a)は第1図に示すLFZPの平面図、第2図(b)は
第2図(a)に示すLFZPの作用を示す断面図、第3
図(a)は第2図(a)。 (b)に示すLFZPの中心部を削除したLFZPの平
面図、第3図(b)は第3図(a)に示すLFZPの作
用を示す断面図、第4図はLFZPとレンズによって構
成される投影光学系の模式図、第5図は従来の位置ずれ
検出方法の原理を示す断面図、第6図はLFZPの構造
を示す平面図、第7図は線状回折格子の構造を示す平面
図、第8図は従来の位置ずれ検出方法を用いた自動重ね
合わせ装置を示す斜視図である。 1.17・・・マスク、2,15・・・ウェハ、3・・
・開口部、4,18・・・LFZP、5,16・・・線
状回折格子、6.19・・・レーザビーム、7・・・ビ
ームエキスバンダ、8・・・レンズ、9・・・回転スリ
・ソト、10・・・レーシバレンズ、11・・・フォト
センサ、14゜29・・・ロックインアンプ。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 (
a) is a plan view of the LFZP shown in FIG. 1, FIG. 2(b) is a sectional view showing the action of the LFZP shown in FIG. 2(a), and FIG.
Figure (a) is Figure 2 (a). (b) is a plan view of the LFZP with the central part of the LFZP removed, FIG. 3(b) is a cross-sectional view showing the action of the LFZP shown in FIG. 3(a), and FIG. 4 is a plan view of the LFZP shown in FIG. Fig. 5 is a cross-sectional view showing the principle of the conventional positional deviation detection method, Fig. 6 is a plan view showing the structure of the LFZP, and Fig. 7 is a plan view showing the structure of the linear diffraction grating. 8 are perspective views showing an automatic overlaying apparatus using a conventional positional deviation detection method. 1.17...Mask, 2,15...Wafer, 3...
・Aperture, 4, 18... LFZP, 5, 16... Linear diffraction grating, 6.19... Laser beam, 7... Beam expander, 8... Lens, 9... Rotating pick-up/socket, 10... Receiver lens, 11... Photo sensor, 14°29... Lock-in amplifier.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)マスクとウェハを対向して設置し、前記マスク上
に中央に開口部を持つリニア・フレネル・ゾーン・プレ
ートを設け前記ウェハ上に線状回折格子を設けレーザ光
を前記リニア・フレネル・ゾーン・プレートの開口部を
通して前記ウェハ上の前記線状回折格子に照射し、前記
線状回折格子によって反射回折され前記リニア・フレネ
ル・ゾーン・プレートによつてコリメートされたレーザ
光をレンズによって結像し、前記レンズによって形成さ
れた像の位置を測定することを特徴とするマスクとウェ
ハの位置ずれ検出方法。
(1) A mask and a wafer are placed facing each other, a linear Fresnel zone plate with an opening in the center is provided on the mask, a linear diffraction grating is provided on the wafer, and a laser beam is directed to the linear Fresnel zone plate. Laser light that is irradiated onto the linear diffraction grating on the wafer through the opening of the zone plate, reflected and diffracted by the linear diffraction grating, and collimated by the linear Fresnel zone plate is imaged by a lens. A method for detecting misalignment between a mask and a wafer, the method comprising: measuring the position of an image formed by the lens.
(2)レンズによつて形成された像の位置をリニア・イ
メージ・センサーで測定する請求項(1)記載のマスク
とウェハの位置ずれ検出方法。
(2) The method for detecting misalignment between a mask and a wafer according to claim (1), wherein the position of the image formed by the lens is measured using a linear image sensor.
(3)レンズによつて結像されたレーザ光を走査スリッ
トを通してフォトセンサで検出し、前記フォトセンサの
出力を同期検波する請求項(1)記載のマスクとウェハ
の位置ずれ検出方法。
(3) The method for detecting a positional deviation between a mask and a wafer according to claim (1), wherein the laser beam imaged by a lens is detected by a photosensor through a scanning slit, and the output of the photosensor is synchronously detected.
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