JPS60257450A - マスクパターン結像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ムと、基板上の整合マークをマスク内の整合マークと整
合させる光学的微細整合ンスデムとを具えでなる基板」
、一、のマスクパターン結像装置であって、さらに基板
を予備的に整合させる予備整合ステーションと、該基板
をその予備整合を乱すことなく前記投影力ラムの下側の
位置に移送する移送手段とを具えてなるマスクパターン
結像装置に関するものである。

かかる装置は、半導体基板上に集積回路（ＩＣ）パター
ンの縮尺像を反覆して投影するために用いられるもので
、特に、ｒｌＥＥ［１’　）ランス　アクンヨンス　オ
ン　エレクトロン　デバイセズｊ　１９７９年４月号、
ＨＤ−２６巻、第４号、７２３〜７２８頁の論文口先学
的投写印刷のための自動整合システム」の中で述べられ
ている。この装置の精密整合システムは基板をマスクと
比較して０．１　μｍのオーダーの精度をもって整合さ
せることが可能である。精密整合は全自動で且つ１ない
し２秒以内の比較的高速で行なうもので、多数の基板ウ
ェハを短時間で結像装置を通過させて露出させることが
できる。

精密整合システムの整合範囲は比較的小さく、例えば±
４０μｍであるから、基板の予備整合が必要となる。こ
の予備整合が基板ウニへの結像装置を通って供給される
速度の低減を来たさないようにするために、本装置は投
影力ラムの隣りに予備整合ステーションを設ける。投影
力ラムにおいて最初の基板ウェハが精密整合されまた露
出されている間に、次の基板ウェハを予備整合スデーン
ヨンで予備整合させることができ、従って原則として２
つの工程が同時に行われる。

予備整合は顕微鏡によって行なうことができ、顕微鏡は
基板ウェハが装置内で十字線のような固゛定基孕マーク
と比較して正しい位置にあるかどうかを確認する。この
ようにして見出された位置上の誤差は、ウェハの位置を
手動で調整し修正する。

この非自動的予備整合は比較的長時間を要し、また作業
者の大なる熟練を必要とする。

基板用テーブルが基板ウェハの位置決めをするだめの停
止手段を備えていると、自動的予備整合かり能である。

しかし基板ウェハの辺縁は必ずしも輪郭が明確に定めら
れていないから、要求される予（＃１）整合精度か得ら
れず、その結果、精密整合システムによる基板ウェハの
整合が不正確になるという問題に逢着する。

本発明は予備整合を自動的に且つ極めて正確に行いうる
結像装置を提供することを目的とするものである。その
ために木発すによる装置では、予備整合ステーションは
、基板上の２個の整合マークを２個の複合放射線感応検
出器」二にＡ４像さぜる２個の光学システムを具え、各
検出器の副検出器の複合出力信号を対応する整合マーク
の検出器に対する整合の尺度とすることを特徴とずろ。

本発明は、投影カラム内における精密整合のだめの整合
マークが投影カラム外における予備整合の目的に対して
も極めて好適であるという事実の発見に基づいて得られ
たものである。２つの整合マークと２個の複合検出器と
を用いるので、マーク自体を２つの互いに直角な方向に
予備整合させることか可能であるのみならず、整合マー
クの中心を結ぶ線の方向を確定することすなわち角度整
合を行なうことができる。

同一の整合マークを精密整合と予備整合とに使用するこ
と自体は、ドイツ特許願第３．２３５．２４７号によっ
て知られている。しかしながら、このドイツ特許願第３
．２３４．２４７号による装置においては、予備整合は
投影カラムで行うもので、別の予備整合ステ＝ンヨンで
行うものではない。さらに、」１記装置は、同一の光学
的／ステムを精密整合と予備整合とに用い、これら２つ
の形式の整合に対する検出信号の作用のみを異にするも
のである。

上述のｒｌ［ＥＥＢ　）ランス　アクションス　オンエ
レクトロン　デバイセスＪ　１９７７年４　万骨、Ｅ［
］−２６°巻、第４号、７２３〜７２８頁に掲載された
前記論文に記載されているように、整合マークとして位
相格子すなわち、入射する光線の位相に影響するのみの
格子を、マスクと基板との相対整合のために使用するこ
とは極めて音別である。位相格子を有する基板を露出す
るに好適な装部は、予備整合ヌテーンヨンの２個の結像
システムが位相格子を検出器」二に振幅構造として結像
する顕微鏡によって構成する。

これらの顕微鏡は、前記文献に判り易く記載されている
位相差顕微鏡であってもよく、それによると位相物体に
よって回折されていない放射線は４分の１波長板を通過
する。この放射線は物体によって回折した放射線と干渉
し、そのために像が形成され、その像の輝度変化は物体
における位相変化を表わす。使用する放射線は高度にコ
ヒレントでなければならない。例えば白熱電灯のような
非コヒレント照射源によって発せられる放射線のほんの
小部分を利用することもできるが、そのときは、位相格
子上、つまり検出器上の放射線の量は補的で小であると
いう結果となる。代案として、レーザーを照射源に用い
ることもできる。しかしレーザーによって発せられる放
射線は、コヒレントであるとともに単色である。基板上
にマスクパターンを結像させるための装置において、単
色放射線の使用は問題を生ずる。これは集債回路、を製
作する連続した各工程中において、薄層の材料が基板上
に蒸着されることである。複数のこのような薄層は、使
用されたレーザー放射線に対して反射妨害被覆として作
用する。この場合、検出器はごく少量の放射線しか感受
しない。

予備整合光線の放射が比較的広範囲の波長域を包含する
ような本発明の好適実施態様においては、前記顕微鏡を
干渉顕微鏡とし、これらの各干渉顕微鏡は、照明システ
ムと、位相格子上に放射線スポットを形成し、また検出
器上に映像を生ずる結像レンズと、照明システムよりの
放射線ビームを２つのサフビームに分割する放射線ビー
ム分割素子とを具え、ビーム分割素子は位相格子の位置
において前記２つのザブビームが該位相格子の格子゛周
期の半分に等しい距離だけ互に離間するようこれらビー
ムを分割し、さらに位相格子によって反射したこれらサ
ブビームを結合するように動作することを特徴とする。

２本の再結合されたサブビームは相互に干渉し合うから
、格子の位相構造は振幅構造に転換される。位相格子は
検出器上で転換される。位相格子は検出器」−で明るい
点として結像され、検出器上の強度分布変化は、検出器
と比較した、位相格子すなわち基板の位詩で定められる
。

好ましくは、本発明による装置は前記放射線ビーム分割
素子を偏光感応性ヒーｌ、スプリッタとし、特定の方向
の偏光を有する放射線を位相格子に向は指向し、位相格
子で反射された放射線を検出器ｊこ向けて伝達する結像
レンズと、照明システムとの間に偏光感応性ビーム反射
器を配置する。

偏光感応性ヒートスプリッタはザハー板またはウオラス
トン・プリスムとする。

本発明の別の特徴によれば、前記ビーム反射器は、２つ
の隣接する波長域において動作する２つのザフ層からな
る偏光感応性ビーム反射層を含む。

複合された光束反射層は比較的広範囲の波長域に亘って
作用する。

照明／原からなるべく多くの光きなるべく少量の迷光と
が位相格子に到達することを保証するためと、検出信号
におけるノイズを抑制するために、本発明による装置は
照明システムが放射線源と、これに後続する集光レンズ
で、放射線源を結像レンズの開口内に結像する集光レン
ズと、該集光ジンクの背後に配置されているフィールド
開口とを有し、該開口は位相格子上に結像されるように
する。

本発明による装置は、低反射係数を有するビームセパレ
ータを検出器の前に配置し、位相板によって反射された
放射線の小部分をこれによって基準マークに向けて反射
し、基準マーク七該基準マーク上に重畳している２つの
位相格子の像を視認観測しうるようにした光学的手段を
具えたものである。

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明により予備整合ステーションを装備し
た基板上へのマスクパターン結像装置を示す。

第２図は、精密整合用の基板格子マークを示す。

第３図は本発明による光学的予備整合ステーションの詳
細を示す。

第１図は基板上にマスクパターンを反復して、結像する
だめの装置を示すものである。この装置の主要部分ｌ」
、結像されるべきパターンＣを装着する投影カラムと、
マスクパターンに対し相対的に基板の位置決めをなし得
る可動の基板チーフルｔｌＴとである。

投影カラムは、ランプ１．Ａ、例えば水銀灯を有する照
明システムと、楕円鏡ＥＭ、インチクレークと称される
素子ＩＮと、集光レンズＣＯとを具え、前記素子１〜は
投射ビーム（光束）上向に均一な放射線分布を生ずる。

ビート上はマスクテーブルｉ、ｌＴ上に配置されたマス
クパターンＣを照射する。第２番目のマスクパターンＴ
をマスクチーフルＭＴＪ二に配置する。マスクテーブル
ＭＴを軸）、（Ａの周りに回転させるこみにより、第２
番目のマスクパターンＭＴを投影カラムの中へ移送し得
る。

マスクパターンＣを横切る光束は、投影カラム内の概要
図で示した投影レンズンステムＰＬを通過し、該投影レ
ンズンステム乱は基板Ｗ上にマスクパターンＣの像を形
成する。この投影レンズンステムＰ１、は例えは５．１
の縮小率と、ｏ３の開［」数と、直径１４ｍｍの１１１
（回折映像域を有し、例えばコリメークと対物レンズと
を含んでなる。コリメータは無限遠の個所にマスクパタ
ーンを結像し、また対物レンズはその焦点平面にこのパ
ターンを結像する。対物レンズは基板中の高さ変化に追
随するため、垂直方向に可動とする。

基板を靭ま、空気ベアリングで支承された基板チー−１
ルＷＴ上に配置ずろ。投影レンズンスデトＰ１、と基板
テーブル＋ｌＴき（まハウジンクＨθの中に配設されて
おり、該ハウジンクはその底部が例えば花崗岩のような
基礎１’ｌＰ上に支承され、またその頂部はマスクテー
ブルＭＴにより閉塞されている。さらにこの装置は軸［
νＣＡの周りに回動可能で、且つ高さの調節自在な基板
交換器ＷＣを含む。該交換器によ−、て基板は予備整合
ステーションＣＡがら投影カラｌ、中へ移送することが
できる。投影カラムの構造と作用のさらに詳細について
はｒＪＥＥＩＥ　）ランスアクンヨンズ　オン　エレク
トロン　デバイセズ」１９７９年４月号巳万骨２６巻、
第４号、７２３〜７２８頁に掲載された論文「光学的投
写印刷のための自動整合ンステｌ−ｉ　（Ａｕｔｏｍａ
ｔｉｃ　Ａｌ＋ｇｎｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒｏ
ｐｔｉｃａｌ　Ｐｒｏ、ｉｅｃｔｉｎｇ　Ｐｒｉｎｔｉ
ｎｇ）を参照する。

この論文は基板をマスクに比較して精密に整合させる方
法を述へている。この［目的のために、基板中の２つの
位相格子とマスク中の格子とを利用する。第１図の左側
の部分には、マスクパターン０と、これに組合わされる
格子マー幻、１１およびＮ１２とを示し、同図の右側部
分に（よ、基板Ｗと１、基板格子マーク１１．およびＰ
２とを示しである。この部分はさらに基板上のマスクパ
ターンＣの反復された縮尺像を示している。

第２図は２個の同一の基板位相格子の１個を拡大して示
す。この位相格子は４個のザブ格子Ｐ、、ａ。

Ｐ、、　ｂ、　Ｐ、、　ｃおよびＰ、、　ｄを含ンでオ
リ、ソレラノウぢｐ、、ｂとＰ、、［１とはＸ方向にお
ける整合に役立ぢ、またＰ、、　ａとＰ、、ｃとはＹ方
向の整合に役立つ。２個のザブ格子Ｐ、、　ｂおよびＰ
、、　ｃは例えば１６μｍの格子周期（間隔）を有し、
またザブ格子Ｐ、、ａおよびＰｌ。

ｄは例えば１７．６μｍの周期を有する。それぞれのザ
ブ格子は例えば２００　Ｘ２００　μｍの大きさとする
。

１１ＥＩＥＥ　）ランス　アクンヨンス　オン　エレク
トロンデハイセズ」１９７９年４月号、ＥＤ−２６巻、
第４号、７２３〜７２８頁の前記論文に述べられている
ように、適宜な光学系を用いて、格子マーク；、１２上
に結像することにより、約０．１　μｍの整合精度を達
成することが可能である。（しかしながら、この極めて
正確な精密整合システムの整合範囲は±４０μｍに過ぎ
ず、予備整合を必要とする。この予備整合は第１図中参
照符号Ｃ八を倒した予（ｌｉｉｉ整合ステーションで行
われる。基板が予ｍｉ整合された後に、極めて正確に規
制された動作を遂行し月つ移送中の基板を正確に保持す
る機械的手段を具えた基板交換器が予備整合を乱すこと
なく基板を拍゛い上げてそれを投影カラムの中の基板チ
ーフルへ移送し、それを基板チーフル七へ降ろす。

第１図に概略的に示したように、予・備整合ステーショ
ンＣＡは、基板を位置決めすることのできる基板テーブ
ルＩＩＩＴ’と、基板の位置を予備整合ステーション中
の固定基準と比較して決定するための光学系とを含む。

基板交換器１１［は軸１１ＣＡの周りに回動可能な３個
のリムを有する。第１図の下側部分にこの基板交換器１
〜Ｃの平面図を示す。ｔＪ　ｌ、酪、Ａ２および八、は
。

図示されない基板保持手段を具える。リムの端部には、
例えば、真空結合部を具え、移送中の基板を下面で保持
するようにしてもよい。基板交換器は、リム八、の端部
か予備整合ステーション中の基板チーフルＩＩＩＴ′の
上方に位置するときは、リムＡ２の端部は投影カラ１・
下方の基板デーフルＷＴの上方に位置し、またリノ、八
、の端部：ま投影カラトから離れて突出するように構成
する。この位置てす１−Ａ１は予備整合させた基板を受
取りそれを投影カラム下方の位置へ移送する。１ＪＡＡ
３は基板をさらに搬出手段へ移送することができ、す１
−Ａ２は露出された基板を受取ってそれを装置外へ移動
させるこ吉がてき、リムらは基板をさらに搬出手段へ移
送することができる。基板テーブルは、基板交換器のＩ
Ｊ　ｌ、の厚味よりも大きい距離に亘って垂直に調整自
在な支持部材を含む。この支持部材は管状の支持要素を
有する。基板が基板テーブル１０の」一方に配置された
位置では、上記支持要素はこの基板を支持する。次でリ
ムは、例えばこのリムの真空結合部の真空を遮断するこ
とによって、基板を開放し、リムは回動して去る。。支
持部材はそれから、支持表面が基板テーブルの」二表面
と同一水準となるま−Ｃ下方へ移動する。このような基
板チーフル、並びに基板交換器はオランタ特許願第８３
００２２０号（特願昭５９−６３９９号、特開昭５９−
１５１．、４２６号に対応）に記載されている。

第３図は予備整合ステーションで使用される光半的予備
整合システムを示す。このシステムは、基板マークＰ１
を１番面の放射線感応性検出器Ｄ　、　−１ｒ−に結像
させるための第１結像ンステトと、基板マ―りＰ２ヲ放
射線感応性検出器ＤＪ：に結像させるためのこれと同一
の第２結像システムとを有する。

前記第１結像／ステムは、放射点ｖ１をマークＰ　、　
Ｊ：に形成するとともにこの放射点ｖ１を検出器Ｄ１上
に結像するだめの結像レンズＩＬ、を含む。結像は、格
子の位相構造が、振幅構造、あるいは強度分布に転換さ
れるような方法で行うを要する。

従って本発明によれば、整合ビームｂ１は２本のザブビ
ームｂ３，１とｂｌ、２とに分割され、これらのザブビ
ームは位相格子Ｐ１の位置において、格子周期の半分に
等しい距離を距でて変位（ンフト）シており、さらにこ
れらザブビームは、基板から反射して干渉を生じた後に
、格子が検出器上に明るい点として結像され、且つ像の
中の格子を取り囲む帯域が暗くなるような位相差を有す
る。

この目的のために、複屈折素子、たとえばザパー板Ｓｌ
を予備整合ビームｈ１の通路に配置する。このザハー仮
Ｓ１の詳細を第３図の左側部分に斜視図で示しである。

ザハー板Ｓ１は単軸の複屈折性結晶よりなる２個の等し
い厚さを有する平行平面板ＯＰ。

およびＯ１２を含んでなり、その先軸り八、とＯＡ２　
とは平行平面の表面と４５°の角度をなし、画板は互い
に９０°旋回させである。サバ−板の光軸に関して４５
°の角度の偏光方向を有し且つ平行平面の表面に垂直に
入射する光ビームは最初の平行平面板・ｌ’　ＯＰＩで
常光線と異常光線とに分割され、それらの光線ビームは
１番目と２番目の石英平行平面板の界面でそれぞれ異常
光線と常光線とに変化する。

これは平行平面板ＯＰＩ　とＯ１２との光軸が互いに直
角に延びているからである。２つの互いに平行なビーム
ｂ、、１．とｂｌ、２がザハー板Ｓ１から生じ、それら
のビームは互いに直角方向の偏光を有しており、また板
の厚さと屈折係数との関数である距離を互いに距でて横
方向に変位している。これらのパラメータを適宜に選定
することによって、ザブビームが位相格子［〕１の周期
の半分に等しい距離を互いに距でて変位することを保証
することが可能である。

さらに、偏光感応性ビーム反射器ＰＢＳ　、を、予備整
合ビーム６、の通路に配置する。このプリズトの゛選択
反射面ＰＢＰ　、は偏光解析器として機能するもので、
特定の偏光方向を有する光ビームをザハー板の光軸に対
し４５°の角度において、シバ−板Ｓ１へ反射させるだ
けのものである。２本の勺ブビームｂ１．１とｂｌ、２
とは基板によって反射され勺バー板を再度横切った後に
、再びプリズムＰＢＳ　、に入射する。

２木のサブビームの互いに直角方向の２つの偏光は選択
反射面ＰＢＰ　、の偏光の伝送方向と４５°の角度をな
す。これらのサブビームの各々は２つの成分からなって
おり、その第１の成分と第２の成分とはプリズムＰＢＳ
　、の偏光方向に対してそれぞれ平行と直角型に延びる
ものとして考えてもよい。検出器は一方向の偏光をもっ
た１本のビームを「見る−１のであって、ビーム中の成
分は全く見分けることかできない。

ザハー仮Ｓ、から出てくるザフヒーｌ、の間の位相差は
、常光線に対する屈折率ｎ。と異常光線に対する屈折率
ｎ、、よ、板ＯＰ、およびＱＰ２　の厚さと、ビームｂ
１を横切り月つ図の紙面に垂直に延びる軸の周りのザハ
ー板の傾きとに依存する。サブビーム・　ｂ２，１とｂ
ｌ、２とは同位相にあることが保証される。

位相格子外の基板部分において反射したサブビームの対
応する部分も同位相にある。基板の位相格子外の範囲か
ら反射したビーム成分をザバー板により結合して形成さ
れるビームはそのとき基板」二に入射するビームと同方
向の偏光を有し、最初に述べたビームは偏光感応性反射
器ＰＢＳ　、によって検出器へ伝送されない。

格子の効果は、ザブビームｈ２，１とり７，２とが位相
格子の「山」と「谷」の寸法をもった小さいビーム部分
からなるものと仮定するならば、最も良く説明される。

若しザブビームｂ１，１の最初のビーム部分が山に入射
すれば、ビームｂＩ２２の対応する最初のビーム部分は
位相格子の谷にぶつかる。格子構造の効果として、ザブ
ビームｂ１．１の最初のビーム部分はザブビームｂ１，
２の最初のビーム部分に刻して後れるが、この遅延は格
子の谷ずなわぢ溝の深度の関数である。最適の精密整合
信号を得るために１格子の溝は波長の四分の−の深さを
与えられている。この深度はまた予備整合システムに対
°しても実質的に最適である。前記遅延はそのとき１８
０°である。同様に、ビーム”、Ｉ＋１の、位相格子の
谷にぶつかる二番目のビーム部分と、ビームｂ１．２の
、山に入射する対応したビーム部分とは、反射後で、プ
リズムｐｅｓ　、通過後に１８０°の位相差を示す。こ
のことは、位相格子から発生ずるすべての対応ヒーｌ、
部分（ご適用される。総体ｊこ、ザブビーム１１１．１
とｂｌ、２とｊよ、もしそれらが位相格子から発生する
ならは、互いｊご［０°位相がずれろ。偏光の方向に関
しては、勺フビームの１本の偏光方向が偏光の元の方向
に関して１８０°変位しており、そのためｊご反射した
２木の勺フビームで構成されたビームの偏光方向かプリ
ズムＰＢＳ　、て反射したビームｂ、の偏光方向に関し
て９０’旋回しているということ；ごなる。ビームｂ＋
の、位相格子で反射した部分はヒートスプリ７り（分割
器）によって検出器Ｄ１へ伝送され、従ってこの検出器
は位相格子を黒い背景中の明るい表面として「見る廖こ
ととなる。

第３図に挿入図で示したように、検出器は４個の副検出
器り、ａ、　Ｄ、、　ｂ、　Ｄ、、　ｃ及びり、、　ｄ
からなる。これらの検出器の出力信号はそれらが感受す
る放射線の量に比例する。これらの出力信号が厳密に等
しいときは、格子Ｐ１はシステム内で正しく整合されて
いる。若し検出器り、、　ａ、　Ｄ、、　ｂ、　Ｄ、、
　ｃ及び貼、ｄの出力信号をｓａ、　ｓｂ、　ｓＣ及び
Ｓｄて表わずならば、信号 Ｓ、＝　（Ｓ、、−′１−）　（ＳｂキＳ。）は、Ｘ方
向における整合の尺度となり、また信号、ｓｆ＝　（ｓ
ａ＋ｓＪ　−（Ｓｃ−１−３ｄ）は、Ｙ方向における整
合の尺度となる。副検出器の出力信号は電子的処理回路
ＥＰに人力され、そこでこれらの信号は２番目の映像シ
ステムの検出器Ｄ２からの信号と共に、基板デーフルシ
汀′用駆動」・段ＤＶに対する制御信号に処理される。

サバ−板の代わりに、ウォラストン・プリズムを使用す
ることも可能である。第３図の左側に示されているよう
に、かかるプリスｌ、は、ｍ軸の複屈折性結晶の２個の
複合形プリズムＷＰ、、ａ　とＷＰ、。

ｂとからなり、それらが結合されて平行ｉＡＥ面を有す
る板を形成する。光軸口Ａ、　と〇八。とけ、画面に対
してそれぞれ平行と垂直とに延びている。プリズムＷＰ
＋　の平行平面の表面の一つに入射し、且つプリズムの
光軸に関して４５°の角度で、整合されるビームはプリ
ズムによって２本の勺フビームに分割され、それらザブ
ビームは互いに直角に偏光されて、互いに小さい角度を
なす。プリズム（卯。

のりさと屈折率との適宜な選択によって、格子の場所に
おいてザブビームが格子周期の半分に等しい距離を距で
て、互いに横方向に変位し、またそれぞれが正しい位相
を有することを保証することができる。

ウォラストン・プリズムは、レンズＩＬ、の最初の焦点
平面に配置するを可とする。このレンズを通過した後、
２本の互いに直角に偏光されたザブビームはそこで互い
に平行に延びる。さらに、直接ビームと基板で反射した
ビームとは、それから同じ角度でプリズムを横切る。若
しウォラストン・プリズムが最初の焦点平面の外側に整
合されていたならば、ビームは互いに平行な状態で基板
上に入射しないから、この基板とウォラストン・プリズ
ムとの間の距離は臨界的となる。さらに、反射ビームは
、そのどき入射ビームとは異なった方法でこのプリズム
を横切るから、検出器上に形成される位相格子の像はよ
り低度のコントラストのものとなる。

前記文献に記載された予備整合システムの試験結果の説
明によれば、基板は±５μｍの精度て予備整合させるこ
とができる。この予備整合システムの整合範囲は±３０
０　μｍである。予備整合ステーションヘ機械的移送手
血・によって移送された基板は基板チーフルＶ汀′」−
に機械的工程段階によって上記範囲内で配置することが
できる。

サバ−板あるいはウォラストン・プリズムのような偏光
感応性素子以外に、半透明鏡と全反射鏡の組合せのよう
な他の素子をビームｂ、の分割のために使用することも
可能である。さらにビーム反射器ＰＢＳ　＋を無偏光性
のビーム反射器であってもよい。移送格子は上記に特定
したものと異なる格子周期を有していてもよい。本発明
はザブビーム間°の距離が格子周期の半分に等しいこと
のみを必須とする。

照明システムはランプ１．Ａ１　と集光レンズＣＩ、１
　とを含んでおり、該集光レンズはランプが発する放射
線のビームを形成するとともにレンズ１１，１　の瞳に
このランプを結像するから、光の最大量が予備整合のた
めに使用可能となる。集光レンズのすぐ背後に開口ＤＰ
、を配置する。それは位相格子上に結像される。これに
より、位相格子より若干大きい範囲のみを照明すること
ができる。この照明方法による唐、如何なる迷光も殆と
位相格子に到達し得す、また検出器の信号が殆ど如何な
るノイズも含まない。

勺バー板あるいはウォラストン・プリズムは予備整合ビ
ームを２本のザブビームに分割し、それらのザフビーム
は相互にコヒレントであり、また”’　ム反射５ｐｅｓ
、を通過後、このコヒレントの性質のために相互に干渉
する。しかしなから、ザブビーム自身および予備整合ビ
ーｌ、自身はコヒレントであることを要しない。従って
、単色であるレーザーを採用する必要はない。

広い放射スペクトルを発する、例えば白熱灯のようなラ
ンプＬへ、を使用したときには、特殊なビーム反射プリ
ズムＰＢＳ　、を使用しなければならない。

従来の偏光感応性反射プリズムは、狭いバント内１　の
波長を有するビームの成分のために設計されｈものであ
る。そのようなプリズムのビーム反射層は基準波長の４
分の１あるいは半分の程度の厚さを有する複数のザブ層
からなる。本発明によれば、広いスペクトルの照明を有
する予備整合システムに使用されるプリズムＰＢＳ　、
はザブ層の１番目の組と２番目の組からなるビーム反射
層を有し、１番目の組は１番目の基準波長の前後で１番
目の波長領域においてビーム反射器として作用し、また
２番目の組は２番目の基準波長の前後で２番目の波長領
域においてビーム反射器として作用する。これにより２
組のザブ層よりなる全体の層は、２つの基準波長を包含
する広い波長領域をもったビームを反射させることがで
きる。

ザバー板あるいはウォラストン・プリズムに関′しては
、これらの素子はほぼ非波長依存性であるから、予備整
合ビームの広いスペクトルに鑑みて特殊な工程をとるを
要しない。これはビームの放射線が近赤外域に位置する
とき特に然りであって、予備整合システムにとって好都
合である。

これまで、１番目の結像システムのみ、すなわぢ第１図
の左側のシステムのみを説明した。第３図から明らかな
ように、２番目の、すなわち右側の結像システムは１番
［」のものと同一であるので、２番目のシステムは説明
を省略する。

２番目の結像システムの複合検出器Ｄ２からの信号は、
検出器Ｄ１からの信号と共に、駆動手段ＤＶに対ずろ制
御信号となるよう処理するため電子的プロセス回路ＩＥ
Ｐに人力する。第３図の下方部分の平面図に示したよう
に、基板チーフルＷＴ’は３つの別個に制御された駆動
手段Ｄυ、、　ＤＶ２およびＤυ３によって動かされる
。駆動手段ＤＶ、はテーブルをＸ方向に動かし、また２
つの駆動手段Ｄｖ２およびＤν３はＹ方向に運動を与え
る。信号ＳＹＩおよびＳｙ２によるＤν２およちひＤν
３の別個の制御のために、基板チーフルはＸおよびＹ方
向における線運動を遂行し得るのみならず、また成る点
、例えば点只の周りに回転し、それによって角度整合を
可能ならしめることもできる。

第３図に示されるように、双方の照明システムにはビー
ムスプリッタＢＳ、またはＢＳ２を設番す５、ることも
できる。これらのビームスプリッタはビームｂ１および
ｂ２の小部分、例えば数パーセントを反射プリズムＲＰ
、を経て例えば十字線ＧＨのような基準マークへ反射す
る。十字線とそれに重ね合わされた格子の像とを、モニ
タ装置ＭＯＮに接続されるテレビカメラＴＶＣの上に結
像する、レンズＩＬ３　と反射プリズムＲＰ２　とによ
って、格子１〕１およびＰ２の十字線と比較した位置を
作業者に見えるようにすることができる。

本発明を集積回路のパターンを半導体の基板上に投影す
ることについて説明した。しかし、」二連の説明におけ
る装置は、複数のマスクを連続的に基板上に投影しなけ
ればならずまた基板と比較して極めて正確に整合しなけ
ればならないような他゛の平版印刷技術にも適用するこ
とができることは明らかである。この例は磁区メモリに
対する伝達パターンおよび検出パターンの製作である。

」二連の説明における「集積回路パターン」は、そのど
きは、「伝達パターン」または「検出パターン」と読み
替え、また「基板」は「磁性材料の層」と読み替えれば
良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は予備整合ステーションをもつ基板上にマスクパ
ターンを結像させるための装置の略図、第２図は精密整
合のための基板格子マークの図、第３図は本発明による
光学的予備整合ステーションを示すフロック図である。 へ４．八２．八、　リ　ム ｂ　・ビーム ｂｌ、１．　ｂＩ＋　２　・ザブビームＢＳ　・ビーム
スプリッタ 島　・・・予備整合ステー／コン ＣＤ　・・・集光レンズ Ｄ　・・・放射感応性検出器 り、、　ａ、　Ｄ、、　ｂ、　−副検出器ＤＰ　・開口 ＤＶ　・・・駆動手段 巳Ｍ　・・・楕円鏡 ＥＰ　・・電子的プロセス回路 ＧＲ・十字線 ＨＤ　枠体 ＩＬ　・結像レンズ ＩＮ　・・・インテグレータ ＬＡ　ランプ Ｍ　・・格子マーク ＭＡ　・軸 ＭＯＮ　・・モニタ ＭＴ　マスクチーフル ロへ　・光軸 Ｐ　基板格子マーク（位相格子） Ｐ、、ａ、Ｐ、、ｂ　−ザブ格子 ＰＢＰ　選択反射面 ＰＢＳ　・偏光感応性ビーム反射器（プリズム）ＰＬ　
・放映レンズシステム ＱＰ　・・平行平面板 Ｒ・点 ＲＰ　・・反射プリズム Ｓ　・・・ザハー板 ＴＶＣ・テレビカメラ Ｖ　・放射点 １、“、′　・・基板 ｌＩｌ′Ｃ基板変換器 ｉｌｌ　ＣＡ　・・軸 ＷＰ、　ＷＰ、、　ａ、　ＩＩＩＰ、、　ｂ・・ウォラ
スト７−プリズムＷ１’　基（反テーフ゛ル 特３′Ｆ　出願人　エヌ・ベー・フィリップス・フルー
イランペンファフリケン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　光学的結像システムを有する投影カラムと、基板」
   −の整合マークをマスク内の整合マークと整合させる光
   学的微細整合システムとを具えてなる基板上へのマスク
   パターン結像装置であって、さらに基板を予備的に整合
   させる予備整合ステーションと、該基板をその予備整合
   を乱すことなく前記投影カラムの下側の位置に移送する
   移送手段とを具えてなるマスクパターン結像装置におい
   て、 前記予備整合ステーションは、基板上の２個の整合マー
   クを２個の複合放射線感応検出器上に結像させる２個の
   光学システムを具え、各検出器の副検出器の複合出力信
   号を対応する整合マークの検出器に対する整合の尺度と
   することを特徴とするマスクパターン結像装置。 ２、　基板の整合マークを位相格子とし、予備整合ステ
   ジョン内の２個の結像用光学システムを顕微鏡で構成し
   、該顕微鏡によって検出器上に位相格子を振幅構造とし
   て結像させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のマスクパターン結像装置。 ３　前記顕微鏡を干渉顕微鏡とし、これらの各干渉顕微
   鏡は、照明システムと、位相格子上に放射線スポットを
   形成し、また検出器上に映像を生ずる結像レンズと、照
   明システムよりの放射線ビームを２つのサブビームに分
   割する放射線ビーム分割素子とを具え、ビーム分割素子
   は位相格子の位置において前記２つのサブビームが該位
   相格子の格子周期の半分に等しい距離だけ互に離隔する
   ようこれらビームを分割し、さらに位相格子によって反
   射したこれらサブビームを結合するように動作すること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載のマスクパター
   ン結像装置。 ４、　前記放射線ビーム分割素子を偏光感応性ビームス
   プリッタとし、特定の方向の偏光を有する放射線を位相
   格子に向：す指向し、位本目格子で反射された放射線を
   検出器ｊご向けて伝達する結像レンズと、照明システム
   との間に偏光感応性ビーム反射器を配置したことを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載のマスクパターン結像
   装置。 ５　偏光感応性ビームスプリツタをザハー（・反とした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のマスクパ
   ターン結像装置。 ６．１伺光感応性ビートスプリンタをウォラストンブリ
   スムとしたことを特徴とする特許請求の範囲第１１項記
   載のマスクパターン結像装置。 ７　ヒ−ｌ、反射器が、２つの隣接波長領域で動作する
   ２つのサフ層を有する偏光感応性ビーム反射層を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のマスクパ
   ターン結像装置。 ８、　照明システムが放射線源と、これに後続する集光
   レンズて、放射線源を結像ランスの開［コ内に結像する
   集光ランスと、該集光ランスの背後に配置されているフ
   ィールド開口とを有し、該開口は位相格子上に結像され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第７項
   のいずれかに記載のマスクパターン結像装置。 ９、　低反射係数を有するビームセパレータを検出器の
   前に配置し、位相仮によって反射された放射線の小部分
   をこれによって基準マークに向けて反則し、基準マーク
   と該基準マーク上に重畳している２つの位相格子の像を
   視認観測しつるようにした光学的手段を具えた第１項な
   いし第８項のいずれかに記載のマスクパターン結像装置
   。