JP2000031031A - 位置検出装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マスクとウエハとの相対的位置決めを高精度
に行うことのできる位置検出装置及びそれを用いたデバ
イスの製造方法を得ること。 【解決手段】 第１物体面上と第２物体面上に各々物理
光学素子を形成し、このうち一方の物理光学素子に投光
手段から光を入射させたときに生ずる回折光を他方の物
理光学素子に入射させ、該他方の物理光学素子により生
ずる回折光の所定面上における位置情報を検出手段によ
り検出することにより、該第１物体と第２物体との相対
的な位置検出を行う際、該投光手段は波長の異なった複
数の光束を放射する波長可変光源を有していること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は位置検出装置及びそ
れを用いたデバイスの製造方法に関し、例えば半導体素
子製造用のプロキシミティタイプの露光装置や所謂ステ
ッパー等において、マスクやレチクル（以下「マスク」
という。）等の第１物体面上に形成されている微細な電
子回路パターンをウエハ等の第２物体面上に露光転写す
る際にマスクとウエハとの相対的な位置決め（アライメ
ント）を行う場合に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より半導体製造用の露光装置におい
ては、マスクとウエハの相対的な位置合わせは性能向上
を図る為の重要な一要素となっている。特に最近の露光
装置における位置合わせにおいては、半導体素子の高集
積化の為に、例えばサブミクロン以下の位置合わせ精度
を有するものが要求されている。

【０００３】多くの位置合わせ装置においては、マスク
及びウエハ面上に位置合わせ用の所謂アライメントパタ
ーン（「アライメントマーク」ともいう。）を所謂スク
ライブライン上に設け、それらより得られる位置情報を
利用して、双方のアライメントを行っている。

【０００４】このときのアライメント方法としては、例
えば米国特許第 4037969号や特開昭56-157033 号公報で
はアライメントパターンとしてゾーンプレートを用い、
該ゾーンプレートに光束を照射し、このときゾーンプレ
ートから射出した光束の所定面上における集光点位置を
検出すること等により行っている。

【０００５】又、米国特許第 4311389号ではマスク面上
にその回折光が所謂シリンドリカルレンズと同様の光学
作用を持つようなアライメントパターンを設け、ウエハ
面上にはその回折光を更にマスクとウエハが合致したと
きに所定次数の回折光の光量が最大となるような点列状
のアライメントパターンを設け、双方のアライメントパ
ターンを介した光束を検出することによってマスクとウ
エハとの相対的位置関係の検出を行っている。

【０００６】これらの検出方法のうちアライメントマー
クとして直線回折格子やゾーンプレートを用いる方式
は、マーク内の欠陥に影響されにくいという意味で半導
体プロセスに強い比較的高精度のアライメントができる
という特徴がある。

【０００７】又、特願昭63-226003 号公報においては、
マスクとしての第１物体とウエハとしての第２物体との
相対的な位置ずれ検出を行う際、第１物体および第２物
体面上にそれぞれ２組のレンズ作用を有するアライメン
トマークとしての物理光学素子を設け、物理光学素子に
レーザを含む投光手段から光束を照射し、物理光学素子
で逐次回折された回折光を検出手段であるセンサーに導
光し、センサー面上での２つの光スポットの相対間隔値
を求めることにより第１物体と第２物体の相対的位置ず
れ量を検出する。このとき投光手段は、位置検出をすべ
く物体面上に設けた２組の物理光学素子で逐次回折され
た光を受光する検出手段とともに１つの筐体内に収納さ
れている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一般にマスクとウエハ
との面内での相対的な位置ずれを検出し、双方のアライ
メントを行うには、マスク及びウエハ面上に各々設けた
位置合わせマーク、所謂アライメントパターンを介した
光束をセンサーに入射させ、このときにセンサーから得
られる位置情報を利用して双方のアライメントを行って
いる。

【０００９】デバイスの製造プロセスにおいて、ウエハ
上のアライメントマークの形状はウエハ上のＩＣ回路等
を作るプロセス工程ごとに変化する。例えば、材質がＳ
ｉＯ₂ 等の誘電体であったり、Ａｌ，Ｃｕ等の金属であ
ったりするし、また、配線等を作る過程で、その高さ、
ピッチ、デューティー等が種々変化する。また、この様
なアライメントマークの形状の変化に伴い、信号検出用
のセンサー上の信号のＳ／Ｎ、ピーク光量等が変化し、
単一波長の光束を用いたのでは信号光量が小さく光量が
不十分であったり、またＳ／Ｎ比が不十分であったりし
て、十分なアライメント精度（以下、ＡＡ検出精度及び
ＡＦ検出精度を含む）が得られない場合がある。例え
ば、図９に示すアライメントマークを形成する回折格子
の段差ｈが変化すると、図１０に示した様に、アライメ
ント光の回折効率が変化し、段差によっては光源から発
振される光束の波長が単一の場合、回折効率がほぼ０％
になる場合もある。

【００１０】このように、光源からの光束の波長が単一
波長の場合には、ある段差のプロセスに対し、アライメ
ント信号光量が不足するために、十分なアライメントが
行えないという問題が生じてくる。

【００１１】一方、この問題点を解決するための１つの
方法が、特公平7-94969 号公報に開示されている。その
要旨は、図１１に示す様に波長の異なる複数の光源１１
１，１１２，１１３を用意し、アライメントマークを構
成する回折格子の段差に応じて光源を使い分ける方法を
活用していることにある。

【００１２】尚、図１１において、１１４はマスク、１
１５はウエハ、１１６はＸＹステージである。１１７〜
１１９はミラー、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は検出器である。光
源１１１〜１１３のいずれか１つから放射された光束を
マスク１１４上のアライメントマークＭＡ１を介してウ
エハ１１５上のアライメントマークＭＡ２に入射させて
いる。そして双方のアライメントマークＭＡ１，ＭＡ２
を介した光束を検出器Ｄ１〜Ｄ３のいずれか１つで検出
することによってマスク１１４とウエハ１１５のアライ
メントを行っている。

【００１３】図１１に示す位置検出装置では、１つの光
ピックアップに対し、複数の光源を別途、用意する必要
がある。このため、マスクとウエハのアライメントの様
に光ピックアップを例えば３つ備える必要のある場合に
は、光源の数だけで９個となり、光ピックアップの形状
が複雑かつ大きくなり、また高価になるという問題点、
さらに複数の光軸を角度分オーダーの組立精度で一致さ
せるためにハーフミラー等の光学部品を高精度に調整
し、かつ維持する必要が生じるという問題点があった。

【００１４】本発明は、光ピックアップの光源に波長可
変光源を用いることにより、第１物体と第２物体の相対
的位置検出を高精度に行い、かつ各種ウエハプロセスに
対応可能で、小型かつ安価で組立精度の緩和された位置
検出装置及びそれを用いたデバイスの製造方法の提供を
目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の位置検出装置
は、 (1-1) 第１物体面上と第２物体面上に各々物理光学素子
を形成し、このうち一方の物理光学素子に投光手段から
光を入射させたときに生ずる回折光を他方の物理光学素
子に入射させ、該他方の物理光学素子により生ずる回折
光の所定面上における位置情報を検出手段により検出す
ることにより、該第１物体と第２物体との相対的な位置
検出を行う際、該投光手段は波長の異なった複数の光束
を放射する波長可変光源を有していることを特徴として
いる。

【００１６】(1-2) 第１物体面上と第２物体面上の一方
の面に物理光学素子を形成し、投光手段からの光を該物
理光学素子と、該物理光学素子が設けられていない面を
介して所定面上に導光し、該所定面上における光束の位
置情報を検出手段により検出することにより、該第１物
体と第２物体との相対的な位置検出を行う際、該投光手
段は波長の異なった複数の光束を放射する波長可変光源
を有していることを特徴としている。

【００１７】特に、構成(1-1) 又は(1-2) において、 (1-2-1) 前記波長可変光源から放射される光の波長を、
前記所定面上に入射する光束を基に導出された信号に応
じて変化させていること。

【００１８】(1-2-2) 前記波長可変光源から放射される
光の波長を、連続的もしくは離散的に変化させ最適の波
長を選択した後、その波長に基づいて、前記第１物体と
第２物体との相対的位置を検出すること。

【００１９】(1-2-3) 前記波長可変光源から放射される
光の波長を、前記第１物体と第２物体との相対位置ずれ
の方向に応じて、別々に設定すること。

【００２０】(1-2-4) 前記波長可変光源が、量子井戸を
用いた半導体デバイスから成ること等を特徴としてい
る。

【００２１】本発明の露光装置は、 (2-1) 構成(1-1) 又は(1-2) の位置検出装置を用いて第
１物体上のパターンを第２物体上に転写していることを
特徴としている。

【００２２】本発明のデバイスの製造方法は、 (3-1) 構成(1-1) 又は(1-2) の位置検出装置を用いて第
１物体と第２物体との相対的な位置ずれを求める工程を
介してマスクとウエハとの相対的な位置検出を行った
後、該マスク面上のパターンをウエハ面上に転写し、次
いで現像処理工程を介してデバイスを製造したことを特
徴としている。

【００２３】(3-2) 構成(2-1) の露光装置を用いて、該
マスク面上のパターンをウエハ面上に転写し、次いで現
像処理工程を介してデバイスを製造したことを特徴とし
ている。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態１の要部
斜視図、図２，図３は図１の一部分の拡大説明図であ
る。尚、図１はプロキシミティ方式により等倍焼付を行
うＸ線露光装置や光ステッパーのような縮小投影露光装
置等に適用した場合を示している。

【００２５】図中、１は光源であり、発振波長が可変の
波長可変レーザより成っている。２はコリメータレンズ
であり、光源１からの光束を平行光束としてレンズ系５
に入射させている。レンズ系５は入射光束を所望のビー
ム径にした後、ミラー６で反射させて耐Ｘｒａｙ窓７
（露光用光源としてＸｒａｙ源を用いたときに配され
る）を通過させて第１物体としてのマスク１８面上の位
置ずれ検出用のＡＡアライメントマーク（以下「ＡＡマ
ーク」という）２０Ｍ、又は面間隔検出用のＡＦアライ
メントマーク（以下、「ＡＦマーク」という）２１Ｍに
入射させている。光源１、コリメータレンズ２、レンズ
系５等は投光手段を構成している。

【００２６】ＡＡマーク２０ＭとＡＦマーク２１Ｍはマ
スク１８の周辺部のスクライブライン上の４カ所に設け
られている。１９は第２物体としてのウエハでありマス
ク１８と近接（間隔１０μｍ〜１００μｍ）配置されて
おり、その面上にはマスク１８と位置合わせすべきＡＡ
マーク２０Ｗがスクライブライン上に設けられている。
ＡＡマーク２０Ｍ、２０ＷとＡＦマーク２１Ｍは１次元
又は２次元のゾーンプレート等の物理光学素子より成っ
ている。

【００２７】１０は受光レンズであり、マスク１８面上
のＡＡマーク２０Ｍ及びＡＦマーク２１Ｍを通過してき
た所定次数の回折光１６を受光手段１１面上に集光して
いる。受光手段１１は位置ずれ検出用の第１検出面とし
てのＡＡラインセンサー１２と面間隔検出用の第２検出
面としてのＡＦラインセンサー１３の２つのラインセン
サーを同一基板上に設けて構成されている。ＡＡライン
センサー１２又はＡＦラインセンサー１３のいずれか一
方で参照マークからの回折光を検出している。１４はア
ライメントヘッドであり、駆動手段（不図示）によって
駆動可能となるように構成されている。

【００２８】図２はマスク１８とウエハ１９面上に設け
たＡＡマーク２０Ｍ，２０ＷとＡＦマーク２１Ｍの説明
図である。

【００２９】図３はマスク１８とウエハ１９面上の各マ
ークを介した光束の光路を示している。図２に示すよう
に第１の１対の物理光学素子としてのＡＡマーク２０Ｍ
は２つのＡＡマーク２０Ｍ１，２０Ｍ２より成り、１対
の物理光学素子としてのＡＡマーク２０Ｗは２つのＡＡ
マーク２０Ｗ１，２０Ｗ２より成り、第２の１対の物理
光学素子としてのＡＦマーク２１Ｍは入射用の２つのＡ
Ｆマーク２１Ｍ２，２１Ｍ４より成っている。尚、ＡＦ
マーク２１Ｍにおける第２の１対の物理光学素子とはＡ
Ｆマーク２１Ｍ１と２１Ｍ２又はＡＦマーク２１Ｍ３と
２１Ｍ４のことを言う。

【００３０】尚、ウエハ１９面上にはＡＦマークは設け
られておらず、ウエハ１９面上で０次反射（正反射）し
た光を用いている。

【００３１】図３に示すようにＡＡマーク２０Ｍ１と２
０Ｗ１とが対応しており、又ＡＡマーク２０Ｍ２と２０
Ｗ２が対応しており、各々のＡＡマーク２０Ｍ１，２０
Ｍ２に入射した２つの光束１５の各マークによる２つの
回折光（以下「ＡＡ回折光という）２６−１，２６−２
は位置ずれに対応してＡＡラインセンサー１２面上を移
動するように設定されている。

【００３２】又、ＡＦマーク２１Ｍ１と２１Ｍ３に入射
した光束１５のウエハ１９面で反射しＡＦマーク２１Ｍ
２，２１Ｍ４より射出した２つの回折光（以下「ＡＦ回
折光」という）２７−１，２７−２は面間隔に対応して
ＡＦラインセンサー１３面上を移動するように設定され
ている。

【００３３】尚、図３において各入射光１５は光源１か
ら放射された共通の１つのビームの中の光線を用いてい
る。

【００３４】本発明の位置検出装置はマスクとウエハと
のアライメントを投光手段、即ちアライメントヘッド１
４とマスク１８との相対的位置関係を検出し、双方の位
置関係を駆動手段で調整した後に行うことを特長として
いる。

【００３５】本実施形態では光源１に波長可変レーザ
（波長可変光源）を用いて段差のあるＡＡマーク２０Ｍ
やＡＦマーク２０Ｆを用いたときにアライメント信号を
得る為の光量が不足するのを光源１からの発振波長を変
えることにより防止している。

【００３６】又、波長可変光源から放射される光の波長
を、所定面（センサー面）上に生じる光束を基に導出さ
れた信号に応じて変化させている。又、波長可変光源か
ら放射される光の波長を連続的もしくは離散的に変化さ
せ、最適の波長を選択した後、その波長に基づいて、前
記第１物体と第２物体間の相対位置を検出している。
又、波長可変光源から放射される光の波長を、前記第１
物体と第２物体間の相対位置ずれの方向に応じて別々に
設定している。又、波長可変光源が量子井戸を用いた半
導体デバイスから構成している。

【００３７】図４は本実施形態で用いている波長可変光
源としての波長可変レーザーの要部概略図である。

【００３８】図４（Ａ）は半導体レーザーより成る波長
可変レーザーであり、例えばAppl.Phys,Left,59(5),29
July 1991 P504-P506 に示されている様に量子井戸構造
の半導体レーザー（ここではADQW:asymmetric dual qua
ntum well構造のLD) のみで外部共振器等を用いなくて
も電流制御等で同一のデバイスの同一発光位置から異な
る波長の光束、例えば波長780nm と波長830nm の２つの
波長の光を出すことが可能となっている。また、雑誌Op
lusE.1998 年5 月号に記載されている様に、素子の温度
や流す電流値等を連続に、もしくは離散的に変化させる
ことにより、その光源から放射される光束の波長を連続
的にもしくは離散的に変化させることが可能となってい
る。

【００３９】この様な波長可変光源を図１の光源１とし
て使用している。これによって波長の異なる光を放射す
る複数の光源を並べて使うのに比べて、複雑で光学部品
の精密な組立、調整を必要とする構成を取らずに、種々
のプロセスウエハアライメントマークに対しＳ／Ｎ比が
良く、かつ十分な信号光量でアライメントを行うことを
可能としている。また、光ピックアップ全体の構成も小
さく、コンパクトなものとしている。

【００４０】図４（Ｂ）は、同様に雑誌OplusE.1988 年
5 月号に記載されている波長可変レーザーの説明図であ
り、図４（Ａ）に示した波長可変の半導体レーザーと同
様に１つの光源で波長の異なる複数の光源の代りを果た
すことが可能であると共に、さらに上記波長可変の半導
体レーザー同様に、波長を連続的に変えることも可能と
なっている。

【００４１】また、波長可変な光源の例としてレーザー
を用いて説明したが、上記光源はレーザーに限定される
ことなく、波長可変なLED(Light Emitting Diode) やSL
D(Super Luminesscent Diode) でも同様の効果を出すこ
とが可能である。

【００４２】次に、波長可変な光源を用いて最適な波長
を選択する工程について図４（Ａ）に示した波長可変半
導体レーザーの場合を例にとって説明する。

【００４３】図５は本実施形態のフローチャートであ
る。

【００４４】まず、光ピックアップ（アライメントヘッ
ド）１４に取り付けられた波長可変レーザー１からの波
長λ１の光束をアライメントマーク２０Ｍ，２１Ｍに照
射し、アライメントマークから得られる検出信号を光検
出器１１で検出する。

【００４５】そして光検出器１１から得られる検出信号
の光量Ｓ／Ｎ比等を算出し、これをデータ１とする。こ
こで、光量とかＳ／Ｎ比等は検出信号の良し悪しを判断
するうえでの１つのパラメータとなる。

【００４６】次に、波長可変レーザー１からの光束の波
長を変えて、波長λ２の光束をアライメントマーク２０
Ｍ，２１Ｍに照射、アライメントマークから得られる検
出信号を光検出器１１で検出する。ここで、波長λ１で
光束を照射した場合と同様に、光検出器１１から得られ
る検出信号の光量Ｓ／Ｎ比等を算出し、これをデータ２
とする。

【００４７】上記の工程を波長可変レーザー１からの波
長を変えつつ繰り返し、最後に波長λｎの光束をアライ
メントマーク２０Ｍ，２１Ｍに照射、アライメントマー
クから得られる検出信号を光検出器１１で検出する。そ
して、光検出器１１から得られる検出信号の光量、Ｓ／
Ｎ比等を算出し、これをデータｎとする。

【００４８】この様にして得られたデータ１〜データｎ
を基に、ここでは詳述はしないが例えば光量の最大にな
る波長やＳ／Ｎの最大になる波長等を目安にする等して
位置検出に最適な波長λを選択する。そして、選択した
波長λを用いてマスク１８とウエハ１９の位置ずれ量を
検出する。

【００４９】また、各々のプロセスウエハに対して上記
シーケンスで最適の波長λが確定した後は、各々のプロ
セスウエハに対応する最適波長λを記憶して、その波長
のみを使用すれば良い。

【００５０】以上の工程により、波長可変な半導体レー
ザーを用いて、最適な波長でマスクとウエハのアライメ
ントを行うことが可能としている。

【００５１】以上、最適な波長によるアライメントの方
法について述べたが、この波長選択において、波長の変
化は連続的であっても離散的であっても良い。

【００５２】また、ＡＡアライメント時にＡＡマークに
用いる光源の波長とＡＦマークアライメント時にＡＦマ
ークに用いる光源の波長を変えてアライメントを行って
も良い。

【００５３】図６は本発明の位置検出装置をＸ線を利用
した半導体素子製造用の露光装置に適用した時の実施形
態４の要部概略図である。図６において、１３９はＸ線
ビームで、マスク１３４面上を照射している。１３５は
ウエハで、例えばＸ線用のレジストが表面に塗布されて
いる。１３３はマスクフレーム，（マスクメンブレン）
マスク、１３４はこの面上にＸ線の吸収体によりＩＣパ
ターンがパターニングされている。２３２はマスク支持
体、１３６はウエハチャック等のウエハ固定部材、１３
７はｚ軸ステージ、実際にはティルトが可能な構成にな
っている。１３８はｘ軸ステージ、１４４はｙ軸ステー
ジである。

【００５４】前述した各実施形態で述べたマスクとウエ
ハの位置ずれ検出機能部分（位置ずれ検出装置）は支持
基板１３１に支持した筐体１３０ａ，１３０ｂに収まっ
ており、ここからマスク１３４とウエハ１３５のギャッ
プとｘ，ｙ面内方向の位置ずれ情報を得ている。

【００５５】図６には、２つの位置ずれ検出機能部分１
３０ａ，１３０ｂを図示しているが、マスク１３４上の
四隅のＩＣパターンエリアの各辺に対応して更に２ヶ所
の位置ずれ検出機能部分が設けられている。筐体１３０
ａ，１３０ｂの中には光学系，検出系が収まっている。
１４６ａ，１４６ｂは各位置ずれ検出用の光である。

【００５６】これらの位置ずれ検出機能部分により得ら
れた信号を処理手段１４０で処理して、ｘｙ面内のずれ
とギャップ値を求めている。そしてこの結果を判断した
後、所定の値以内に収まっていないと、制御部１４５は
各軸ステージの駆動系１４１，１４２，１４３を動かし
て所定のマスク／ウエハずれ以内になるように追い込
み、そして露光歪みの影響による位置合わせ誤差を補正
する量だけマスク支持体の駆動系を介してマスク１３４
を動かすか、或いはウエハ１３５を動かし、然る後にＸ
線ビーム１３９をマスク１３４に照射している。位置合
わせが完了するまでは、Ｘ線遮蔽部材（不図示）でシャ
ットアウトしておく。尚、図６ではＸ線源、Ｘ線照明系
等は省略してある。

【００５７】図６は、プロキシミティータイプのＸ線露
光装置の例について示したが、光ステッパー等について
も同様である。例えば、本発明は露光光光源としてｉ線
（λ＝３６５ｎｍ）、ＫｒＦ−エキシマ光（λ＝２４８
ｎｍ）、ＡｒＦ−エキシマ光（λ＝１９３ｎｍ）等を用
い、これらの露光光光源からの照明光を持つ逐次移動型
縮小投影露光装置（光ステッパー、光スキャナー）や、
等倍のミラープロジェクションタイプの露光装置にも同
様に適用可能である。

【００５８】次に上記説明した露光装置を利用したデバ
イスの製造方法の実施例を説明する。

【００５９】図７は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の
半導体チップ、或は液晶パネルやＣＣＤ等）の製造のフ
ローを示す。

【００６０】ステップ１（回路設計）では半導体デバイ
スの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では設
計した回路パターンを形成したマスクを製作する。

【００６１】一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。

【００６２】次のステップ５（組立）は後工程と呼ば
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。

【００６３】ステップ６（検査）ではステップ５で作製
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。

【００６４】図８は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。

【００６５】ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。

【００６６】ステップ１７（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジ
スト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジス
トを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうこと
によってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

【００６７】本実施例の製造方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度のデバイスを製造することがで
きる。

【００６８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、光ピック
アップの光源に波長可変光源を用いることにより、第１
物体と第２物体の相対的位置検出を高精度に行い、かつ
各種ウエハプロセスに対応可能で、小型かつ安価で組立
精度の緩和された位置検出装置及びそれを用いたデバイ
スの製造方法を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１の要部斜視図

【図２】 図１のアライメントマークの説明図

【図３】 図１の一部分の拡大説明図

【図４】 図１で用いている光源の説明図

【図５】 本発明における位置ずれ検出のフローチャー
ト

【図６】 本発明の露光装置の要部概略図

【図７】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
ト

【図８】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
ト

【図９】 アライメントマークの説明図

【図１０】 回折格子とその回折効率の説明図

【図１１】 従来の位置検出装置の要部概略図

【符号の説明】

１ 波長可変光源 ２ コリメーターレンズ ３ 投光レンズ ４ ハーフミラー ５ レンズ系 ６ ミラー １８ 第１物体（マスク） １９ 第２物体（ウエハ） １１ 受光手段 １２ ラインセンサー（第１検出面） １３ ラインセンサー（第２検出面） １４ アライメントヘッド １５ 入射光束 ２０Ｍ，２０Ｗ，２１Ｍ物理光学素子

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA20 BB02 BB27 CC20 DD02 FF01 FF48 GG04 GG06 GG07 GG23 GG25 JJ02 JJ05 JJ25 LL43 NN06 NN08 PP12 5F046 CA07 DB05 ED01 FA06

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１物体面上と第２物体面上に各々物理
   光学素子を形成し、このうち一方の物理光学素子に投光
   手段から光を入射させたときに生ずる回折光を他方の物
   理光学素子に入射させ、該他方の物理光学素子により生
   ずる回折光の所定面上における位置情報を検出手段によ
   り検出することにより、該第１物体と第２物体との相対
   的な位置検出を行う際、該投光手段は波長の異なった複
   数の光束を放射する波長可変光源を有していることを特
   徴とする位置検出装置。
2. 【請求項２】 第１物体面上と第２物体面上の一方の面
   に物理光学素子を形成し、投光手段からの光を該物理光
   学素子と、該物理光学素子が設けられていない面を介し
   て所定面上に導光し、該所定面上における光束の位置情
   報を検出手段により検出することにより、該第１物体と
   第２物体との相対的な位置検出を行う際、該投光手段は
   波長の異なった複数の光束を放射する波長可変光源を有
   していることを特徴とする位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記波長可変光源から放射される光の波
   長を、前記所定面上に入射する光束を基に導出された信
   号に応じて変化させていることを特徴とする請求項１又
   は２の位置検出装置。
4. 【請求項４】 前記波長可変光源から放射される光の波
   長を、連続的もしくは離散的に変化させ最適の波長を選
   択した後、その波長に基づいて、前記第１物体と第２物
   体との相対的位置を検出することを特徴とする請求項３
   の位置検出装置。
5. 【請求項５】 前記波長可変光源から放射される光の波
   長を、前記第１物体と第２物体との相対位置ずれの方向
   に応じて、別々に設定することを特徴とする請求項１又
   は２の位置検出装置。
6. 【請求項６】 前記波長可変光源が、量子井戸を用いた
   半導体デバイスから成ることを特徴とする請求項１又は
   ２の位置検出装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項記載の位置
   検出装置を用いて第１物体上のパターンを第２物体上に
   転写していることを特徴とする露光装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜６のいずれか１項記載の位置
   検出装置を用いて第１物体と第２物体との相対的な位置
   ずれを求める工程を介してマスクとウエハとの相対的な
   位置検出を行った後、該マスク面上のパターンをウエハ
   面上に転写し、次いで現像処理工程を介してデバイスを
   製造したことを特徴とするデバイスの製造方法。
9. 【請求項９】 請求項７の露光装置を用いて、該マスク
   面上のパターンをウエハ面上に転写し、次いで現像処理
   工程を介してデバイスを製造したことを特徴とするデバ
   イスの製造方法。