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JPS62115164A - パタン形成方法およびその装置 - Google Patents

パタン形成方法およびその装置

Info

Publication number
JPS62115164A
JPS62115164A JP60253686A JP25368685A JPS62115164A JP S62115164 A JPS62115164 A JP S62115164A JP 60253686 A JP60253686 A JP 60253686A JP 25368685 A JP25368685 A JP 25368685A JP S62115164 A JPS62115164 A JP S62115164A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
wafer
reference mark
reference marks
detector
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
JP60253686A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeo Moriyama
森山 茂夫
Toshishige Kurosaki
利栄 黒崎
Tsuneo Terasawa
恒男 寺澤
Shinji Okazaki
信次 岡崎
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi 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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP60253686A priority Critical patent/JPS62115164A/ja
Priority to US06/927,939 priority patent/US4798470A/en
Publication of JPS62115164A publication Critical patent/JPS62115164A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • G03F9/7003Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7023Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
    • G03F9/7026Focusing
    • 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
    • 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
    • G03F9/7073Alignment marks and their environment
    • G03F9/7076Mark details, e.g. phase grating mark, temporary mark
    • 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
    • G03F9/7073Alignment marks and their environment
    • G03F9/7084Position of mark on substrate, i.e. position in (x, y, z) of mark, e.g. buried or resist covered mark, mark on rearside, at the substrate edge, in the circuit area, latent image mark, marks in plural levels

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 この発明はウェハにパタンを形成する方法およびその方
法を実施するための装置に関するものである。
〔発明の背景〕
半導体製造1−程の一つに、前工程までにウエノ1上に
形成されている回路パタンの一1〕に正しい位置関係を
保ちながら次のパタンを転写するいわゆるリソグラフィ
工程があり、そのためのパタン形成装置として縮小投影
露光装置やX線露光装置等が用いられている。
第7図はX線を露光光源とする従来のパタン形成装置の
一部を示す概略図である。図において、6はステージ、
20はステージ6を駆動する駆動装置、24はパタン検
出器、1はステージ6上に載置されたウェハ、2は前工
程までにウェハ1に形成されている回路パタン、3はウ
ェハ2の表面に塗布されたホトレジスト膜、21a、2
1bはウェハ1のパタン2が形成された面に設けられた
基準マーク、22はホトマスク、23a、23bはホト
マスク22に設けられた位置合わせ用の開口パタンで、
図中X線源は省略しである。
このようなパタン形成装置によってホトマスク22上の
パタンをウェハ1」二に転写するには、パタン検出器2
4で基準マーク21a、21bおよび開「1パタン23
a、23bを検知しながら駆動装置20を制御すること
により、開口パタン23a、23bの中央に基準マーク
2]a、21bが位置するように、ステージ6を駆動装
置20で移動し、パタン2の位置とホトマスク22上の
パタンの位置とを正しく合わせ、つぎにパタン検出器2
4を露光範囲外に移動した後、露光装置(図示せず)に
より霧光する。
しかしながら、このような方法でパタンを形成したとき
には、基準マーク2]a、2Ib上に半導体製造工程に
伴って多数の層が形成されるから、基準マーク2+a、
21bの形状が劣化し、また塗布されたホ1ヘレジス1
へ膜3の上から基準マーク2]a、21bを観察せざる
をえないため、S/N比の良い検出信号が得られないの
で、位置合わせ精度が半導体製造工程に伴って低下する
。また、パタンを転写するたびごとに、パタン検出器2
4を露光範囲外に移動する必要がある。
〔発明の目的〕
この発明は一ヒ述の問題点を解決するためになされたも
ので、常に高い位置合わせ精度が得られ、またパタンを
転写するたびごとに検知手段を露光範囲外に移動する必
要がないパタン形成方法およびその方法を実施するため
の装置を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
この目的を達成するため、この発明においては、ウェハ
のパタンか形成される面と反対側の面に設けられた基準
マークを基準としてパタンを形成する。また、ウェハの
パタンか形成される面と反対側の面に設けられた基準マ
ークを検知する検知手段と、その検出手段から得られる
マーク位置情報に基づいて一ト記ウェハのパタン形成面
に上記パタンを転写するパタン転写手段とを設ける。
〔発明の実施例〕
第1図はこの発明に係る縮小投影露光装置の一部を示す
概略図である。図において、4は次に転写すべき回路パ
タンの拡大図が描かれたレティクル、5は縮小レンズ、
7a、7bはウェハ1のパタン2が形成される面と反対
側の面に設けられた基準マークで、基準マーク7a、7
bは凹部からなり、基準マーク7a、7bは縮小レンズ
5を含む露光光学系のフィールドの両端部に設けられて
いる。8は基準マーク7a、7bを検知する光学式のパ
タン検出器で、パタン検出器8はウェハ1のパタン2が
形成される面と反対側に設置されており、パタン検出器
8の2系統の光学系の軸間距離と基準マーク7a、7b
間の距離とは一致しており、パタン検出器8から得られ
るマーク位置情報に基づいて駆動装置20が制御される
この縮小投影霧光装置によりパタンを形成するには、パ
タン検出器8が基準マーク7a、7bの中心位置を捉え
た状態でレティクル4上の回路パタンを露光した場合に
、レティクル4上の回路パタンと前工程までにウェハ1
1:に形成されたパタン2とが正しく整合するように、
パタン検出器8と露光光学系の位置関係をあらかじめ定
めておき、パタン検出器8で基準マーク7a、7bを検
知しながら駆動′JA置20を制御し、ステージ6を移
動して、パタン検出器8が基準マーク7a、7bの中心
位置を捉えた状態とする。この後、露光することにより
レティクル4上の回路パタンをウェハ1」二に転写する
このように、基準マーク7a、7bをウェハ1のパタン
2が形成される面と反対側の面に設ければ、基準マーク
7a、7 b−l−、に層が形成されることがなく、し
かもホトレジスト膜も塗布されないので、基準マーク7
a、7bの形状が半導体装岡の製造工程に伴って劣化す
ることはない。また、パタン検出器8をウェハ1のパタ
ン2が形成される面と反対側に設置することができるか
ら、パタンを転写するたびごとに、パタン検出器8を霧
光光路外に移動する必要がない。
なお、基準マーク7a、7bは第1層目のパタン2を形
成する前に形成しておくが、基準マーク7a、7bを形
成するには、密着露光法、投影露光法等によるエツチン
グ技術等で形成でき、また異方性エツチング技術を利用
しても良い。さらに、基準マークとしては、第2図に示
すように、口型の基準マークlOa、十型の基準マーク
10b、x型の基準マーク10c等種々のものを用いる
ことができ、さらに基準マークの配列位置は従来と異な
って回路パタンによる制約を全く受けないが、基準マー
ク10Cのように回路チップのスクライブ領域に相当す
る箇所に設けることもできる。
第3図はこの発明に係るパタン形成方法に用いるウェハ
を示す概略断面図である。このウェハにおいては、パタ
ン2が形成される面と反対側の面に凹所11が形成され
ており、凹所11の底面に基準マーク7が設けられてい
るから、基準マーク7を機械的な接触による摩耗から保
護することができ、またウェハ1のパタン2が形成され
る面と基準マーク7が設けられた面との距離dが小さく
なるから、ウェハ1の傾きに起因する位置合わせずれを
小さくすることが可能である。
第4図はこの発明に係るパタン形成装置の一部を示す概
略図である。図において、12はウェハ1のパタン2が
形成される面と反対側の面に設けられたフレネルリング
で、フレネルリング12は第5図に示すような形状であ
る。13は平行なレーザビームを発生するレーザビーム
発生装置、15はレーザビームをフレネルリング12に
照射した場合に生するスポット像14を検知するポジシ
ョンセンサで、ポジションセンサ15から得られるマー
ク位置情報に基づいて駆動装置20が制御される。
このパタン形成装置においては、ポジションセンサ15
をウェハ1から離れた箇所に位置させることができるか
ら、ポジションセンサ15とステージ6とが機械的に干
渉することがない。
第6図はこの発明に係るX線露光装置の一部を示す概略
図である。図において、17はX線源、16はウェハ1
のパタン2が形成される面にごく近接して設置されたX
線マスク、18a、18bはX線マスク1Gに設けられ
た合わせマーク、19a、[bはウェハ1の合わせマー
ク18a、18bと対向する位置に設けられた貫通穴で
1貫通穴19a、IQbの近傍に基準マーク7a、7b
が設けられている。
このX線n光装置においては、基準マーク7a、7bと
同時に合わせマーク+8a、181)を検知することが
できるから、あらかじめパタン検出器8と露光光学系と
の位置関係髪定める必要がない。また、パタン検出器8
がウェハ1のパタン2が形成された面と反対側の面に配
置されており、露光中にX線源17からの露光X線を妨
げることなく、基準マーク7a、7bおよび合わせマー
ク18a、18bを検知することができるから、露光中
に常時駆動装置20を制御することが可能である。さら
に、基準マーク7a、7bが凹所11の底面に設けられ
ているから、基準マーク7a、7bと合わせマーク]、
8a、+8bとの間の距離が非常に小さいので、パタン
検出器8の検出光学系の焦点深度が小さくとも、基準マ
ーク7a、7bと合わせマーク18a、18bとを同時
に観察することが可能である。
なお、上述実施例においては、光学式のパタン検出器8
を用いたが、電子ビーム式のパタン検出器を用いること
により、一層の高精度化を図ることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明に係るパタン形成方法お
よびその装置においては、基準マークが劣化することが
ないので、常に高精度の位置合わせを行なうことができ
る。また、基準マークを検知する検知手段をウェハのパ
タンか形成される面と反対側の面に配置することができ
るから、パタンを転写するたびごとに検知手段を宥光範
囲外に移動する必要がない。このように、この発明の効
果は顕著である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る縮小投影露光装置の一部を示す
概略図、第2図はこの発明に係るパタン形成方法に使用
するウェハを示す図、第3図はこの発明に係るパタン形
成方法に使用する他のウェハを示す概略断面図、第4図
はこの発明に係るパタン形成装置の一部を示す概略図、
第5図は第4図に示したウェハに設けられたフレネルリ
ングを示す図、第6図はこの発明に係るX線癲光装置の
一部栓示す概略図、第7図は従来のパタン形成装置の一
部を示す概略図である。 1・・ウェハ      2・・・回路パタン4・・・
レティクル    6・・・ステージ7a、7b・・・
基準マーク 8・・・パタン検出器   12・・・フレネルリング
1;3・・レーザビーム発生装置 15・・・ポジションセンサ 16・・・X線マスク+
8a、]8b・・・合オ)せマーク 19a、19+)・・・貫通穴 代理人弁理士  中 村 純之助 才3図 11′ 牙4図 牙5図 51−6 図 牙7図 23a−却′2゜ 2←竺312.。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ウェハのパタンが形成される面と反対側の面に設
    けられた基準マークを基準としてパタンを形成すること
    を特徴とするパタン形成方法。
  2. (2)上記基準マークが上記ウェハの表面に形成された
    凹部であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のパタン形成方法。
  3. (3)上記基準マークがフレネルリングであることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載のパタン形成方法。
  4. (4)上記基準マークを上記ウェハに設けられた凹所の
    底面に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のパタン形成方法。
  5. (5)上記基準マークを上記ウェハに設けられた貫通穴
    の近傍に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載のパタン形成方法。
  6. (6)ウェハのパタンが形成される面と反対側の面に設
    けられた基準マークを検知する検知手段と、その検知手
    段から得られるマーク位置情報に基づいて上記ウェハの
    パタン形成面にパタンを転写するパタン転写手段とを有
    することを特徴とするパタン形成装置。
  7. (7)上記検知手段が上記基準マークからの反射光を利
    用する形式のパタン検出器を有することを特徴とする特
    許請求の範囲第6項記載のパタン形成装置。
  8. (8)上記検知手段が電子ビームを利用したパタン検出
    器を有することを特徴とする特許請求の範囲第6項記載
    のパタン形成装置。
JP60253686A 1985-11-14 1985-11-14 パタン形成方法およびその装置 Pending JPS62115164A (ja)

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JP60253686A JPS62115164A (ja) 1985-11-14 1985-11-14 パタン形成方法およびその装置
US06/927,939 US4798470A (en) 1985-11-14 1986-11-07 Pattern printing method and apparatus

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JP60253686A JPS62115164A (ja) 1985-11-14 1985-11-14 パタン形成方法およびその装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002361892A (ja) * 2001-06-13 2002-12-18 Ricoh Co Ltd インク供給装置と記録ヘッド及びインクジェット記録装置
KR100579603B1 (ko) * 2001-01-15 2006-05-12 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 장치

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