JP2683409B2

JP2683409B2 - 位置合わせ装置

Info

Publication number: JP2683409B2
Application number: JP1068562A
Authority: JP
Inventors: 允則久保; 政弘阿部; 誠人安垣
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-03-20
Filing date: 1989-03-20
Publication date: 1997-11-26
Anticipated expiration: 2012-11-26
Also published as: JPH02247505A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、半導体ICやLSIを製造するための露光装置
等において、例えばウエハとレチクルといった二つの位
置合わせ対象物の位置合わせに好適な位置合わせ装置に
関する。

〔従来の技術〕

半導体ICやLSIの微細化に伴い、マスクパターンをウ
エハに対し一括方式で、又はステップアンドリピート方
式で露光転写する装置では、マスクとウエハとの相対的
な位置を高精度に位置合わせする必要がある。

回析光を利用して精密な位置合わせを行なう方法とし
ては、特開昭60−256002号公報に開示されているよう
に、多数のグレーティングからの回析光を用いる方法が
ある。

第８図は上記位置合わせ方法を適用した位置合わせ装
置を示す図である。この装置は、レーザ光源１から出力
されたレーザ光をビーム拡大器２で所定のビーム径に拡
大し、シリンドリカルレンズ３で断面形状を細長くした
楕円ビームに整形した後、ミラー４で反射させてレンズ
5,ビームスプリッタ6,レンズ７を介してミラー８に導
く。さらにミラー８に導かれたレーザ光は一旦スリット
状に集束した後レチクル９の下方に設置されレチクル９
と平行な反射面を有するミラー10にて反射される。ミラ
ー10にて反射されたレーザ光はさらに反射されて縮小投
影レンズ11の入射瞳12の中心を通り、ウエハステージ13
上に保持されているウエハ14上に、シリンドリカルレン
ズ３により調節された細長い帯状のスポット光LAが結像
される。

ここで、ウエハ14上には第９図に示すように、回析格
子状をなす複数個のマーク単体を同一直線上に所定の間
隔で配置してなる位置合わせマイクM1〜M3が描画されて
いる。

したがって、位置合わせ用マークMnにスポット光LAが
照射されると、ウエハ上面からは正反射光，散乱光，回
析光等の反射光が生じる。この位置合わせ用マークMnの
位置情報（ウエハ14の位置情報）を含む反射光は、縮小
投影レンズ11に逆入射し、入射瞳12を通ってミラー10,
ミラー８で反射され、レンズ７を介してビームスプリッ
ター６に至り、さらにこのビームスプリッター６で反射
されて空間フィルター15に導かれる。ウエハ14表面から
の反射光のうち１次以上の回析光は正反射光（０次回析
光）よりも空間周波数の高い分だけ正反射光の光路に対
し変位している。そのため、入射瞳12と共役な関係にあ
る空間フィルター15に達した反射光のうち正反射光は遮
断され、散乱光を含む１次以上の回析光のみが通過す
る。空間フィルター15を通過した散乱光，回析光は集光
レンズ16により光検出器17上に集光される。光検出器17
上に集光した散乱光，回析光は光電変換されその強度に
応じた光電信号SAとして出力される。光検出器17から出
力された光電信号SAはアライメント処理回路18に入力さ
れる。また、このとき光電信号SAに対応したウエハ14上
の位置合わせ用マークの位置情報が測長器19で測定され
て、例えば時系列的なアップダウンパルスとして、アラ
イメント処理回路18に入力される。

このような装置において、図示していない駆動系によ
りウエハステージ13を移動させて、第９図に示すスポッ
ト光LAで矢印方向に位置合わせ用マークを走査すると、
位置合わせ用マークの各位置における回析光強度に応じ
た光電信号SAおよびウエハ14の位置情報がアライメント
処理回路18に入力される。

第10図は位置合わせ用マークを走査して得られた光電
信号SAと位置情報PDとから作成したグラフを示す図であ
る。ウエハ14上の位置合わせマークを、ウエハ14のチッ
プ毎に設けておけば、ピーク位置P1,P2,P3の平均値を検
出することにより、チップ中心とスポット光LAの光軸中
心とを位置合わせすることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記した従来の位置合わせ装置は、ウエハ14とレチク
ル９とを直接的に位置合わせすることができないので、
レチクル９とレーザ光の中心とを予め位置合わせするた
めの光学系が別途必要となり、装置が大型化，複雑化す
る。しかも、別光学系の精度が直接位置合わせ精度に影
響を及ぼすので、位置合わせ精度が劣化する等の問題が
あった。

そこで本発明者らは、この問題を解決するために次の
ような発明を行ない、すでに特許出願した（特願昭63−
265372号）。すなわち、干渉光生成系でＰ偏光成分とＳ
偏光成分とからなる干渉光を生成し、この干渉光を位置
合わせ光学系に接地したビームスプリッターに入射す
る。そして、このビームスプリッターでウエハ側の位置
合わせ光とレチクル側の位置合わせ光とに分割し、ウエ
ハおよびレチクルに描画した回折格子状の位置合わせマ
ークをそれぞれ照射する。そして、ウエハおよびレチク
ルからの反射光のうち高次回折光成分のみを抽出し、両
回折光を光電変換して得た２つの信号の位相差からウエ
ハとレチクルとの位置ずれ量を検出する。このように、
ウエハとレチクルとを直接位置合わせすることにより、
位置合わせ精度を向上させると共に、装置の小型化を図
っている。

ところで、このような位置合わせ装置では、精度的な
問題から位置合わせ光学系は一箇所に固定されている。
そのため、位置合わせ光学系から出射される位置合わせ
光の入射位置も限定され、その結果、ウエハおよびレチ
クルに描画する位置合わせマークの描画位置が一箇所に
限定されていた。そのため、チップサイズが変更しても
それに伴って位置合わせマークの描画位置を変更させる
ことができず、ウエハ上のチップ配列および回路パター
ン設計に大きな制約を与えていた。特に、ウエハ上のチ
ップ配列に対する影響としては、１枚のウエハを有効に
利用することができず、スループットが低下してしまう
といったことが挙げられる。

そこで本発明の目的は、高精度な位置合わせを行なう
ことができると共に、位置合わせ時間の高速化を図るこ
とができ、さらに位置合わせ物体上に形成される位置合
わせ用マークの描画位置の変更にも十分対応し得る位置
合わせ装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、干渉光を生成する干渉光生成手段と、この
干渉光生成手段で生成した干渉光を分割して予め位置合
わせ用マークの形成されている第1,第２の位置合わせ対
象物にそれぞれ入射させる干渉光照射手段と、前記位置
合わせ対象物からの位置情報を含む反射光をそれぞれ電
気信号に変換する第1,第２の光検出手段と、この第１お
よび第２の光検出手段で得られる電気信号から前記位置
合わせ対象物の相対的変位量を算出する信号処理手段
と、前記干渉光照射手段を少なくとも一方向へ駆動する
駆動手段とを備える構成とした。

〔作用〕

本発明は上記手段を講じたことにより、次のような作
用を奏する。すなわち、干渉光生成手段で生成された干
渉光は、干渉光照射手段に入射して分割され、分割され
た位置合わせ光として光学的に対向配置されている第１
および第２の位置合わせ対象物へそれぞれ入射する。な
お、位置合わせ対象物上の位置合わせ用マークの形成位
置が変更されている場合や位置合わせ対象物のサイズが
変更したような場合には、駆動手段によって干渉光照射
手段を移動させることにより、移動量に応じた補正がな
され、分割された位置合わせ光が位置合わせマーク上に
良好な状態で入射される。第1,第２の位置合わせ対象物
からの反射光は、例えば高次の回折光が抽出されて各々
に対応して設けられた第１および第２の光検出器に入射
する。第１および第２の光検出器に入射した反射光は電
気信号に変換され、信号処理手段で両電気信号の位相差
から位置合わせ対象物の位置ずれ量が検出される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図および第２図は本発明の一実施例に係る位置合
わせ装置の構成を示す図であり、第１図は位置合わせ光
学系の構成図、第２図は干渉光生成系の構成図である。
この位置合わせ装置は、ビート周波数で流れる干渉光を
生成する干渉光生成系と、この干渉光生成系で生成され
た干渉光を分割して位置合わせ対象となるウエハおよび
レチクルへ分割した位置合わせ光を入射させると共にウ
エハおよびレチクルからの反射光を光検出器に入射させ
る位置合わせ光学系と、この位置合わせ光学系を直交す
る２方向へ移動させる２軸駆動機構と、光検出器で光電
変換して得た電気信号の位相差からウエハとレチクルと
位置関係を検出する信号処理系とから構成されている。

位置合わせ光学系は、プレート20,Xステージ21,Yステ
ージ22からなる２軸駆動機構上に設けられている。プレ
ート20上には後述する干渉光生成系から送られてくる干
渉光をＸステージ21の移動方向へ反射させるミラー23が
設けられている。Ｘステージ21上にはミラー23から反射
されてきた干渉光をＹステージ22の移動方向へ反射させ
Ｙステージ22上の光学系に入射させるミラー24設置され
ている。Ｙステージ22上には、45度ローテータ25,レン
ズ26,スペシャルビームスプリッター（以下、「SBS」と
称する）27が設けられており、ミラー24からの反射光が
入射する。そして、ミラー24からの入射光に対してSBS2
7の透過側にはレンズ28,入射角調整部材としての可動ミ
ラー29が設けられている。この可動ミラー29は、X,Yス
テージ21,22の移動に対してウエハ９側へ反射させる反
射光の位置がほとんど変化しない位置に設置されてい
る。可動ミラー29の反射側にはレンズ30,偏光ビームス
プリッチャー（以下、「PBS」と称する）31が設置され
ている。ミラー29からみてPBS31の透過側にはミラー32
があり、このミラー32で反射された光はレチクル14に入
射する。このレチクル14にはウエハ９が対向配置されて
いる。ウエハ９上方には縮小投影レンズ33が配置されて
いて、レチクル14で反射した光がこの縮小投影レンズ33
の入射瞳34の中心を通り、ウエハ９上に垂直入射する。
一方、ミラー29からみてPBS31の反射側にはPBS35が配置
されていて、PBS31からの入射光に対してPBS35の反射側
には、λ/4板36,ミラー37が設置されている。

また、SBS27は第３図（ａ）に示すように、その接合
面に反射膜Ｒを設け、反射領域Ｒと透過領域Ｓとを形成
している。そして、ウエハ９からの反射光がSBSの接合
面に入射したときに、例えば第３図（ｂ）に示すよう
に、１次の回折光が反射領域Ｒに０次の回折光（正反射
光）が透過領域Ｓに入射するように配置されている。こ
のSBS27の反射側にはレンズ38があって、このレンズ38
の集光位置に第１の光検出器39が位置している。また、
λ/4板36からみてPBS35の透過側には高次の回折光のみ
を抽出するレンズ40が設置されており、このレンズ40の
集光位置に移動可能な光検出器41が位置している。

ここで、縮小投影レンズ33はレチクル14に形成されて
いる回路パターン等の像をウエハ９上に1/5または1/10
に縮小して露光する。またレチクル14は図示していない
レチクルステージに搭載されており、このレチクルステ
ージは図示していない駆動手段によりX,Y方向およびθ
（回転）方向に微駆動されるものとなっている。そし
て、レチクル14は図示していない位置合せ機構を用い
て、例えば縮小投影レンズ33の光軸に対して所定の位置
に位置決めされる。この位置合せ機構は、例えば2nm程
度の微動が可能となっている。また、レチクル14はウエ
ハ９上に塗布したレジストを感光させるのに有効な波長
の光（例えば、ｇ線,i線等を含む露光光）により照明さ
れるものとなっている。すなわち、レチクル14のパター
ン像を形成する光束は、露光の照明によりウエハ９表面
に結像される。一方、ウエハ９は図示していないXYステ
ージに載置されており、Ｘ方向,Y方向の二次元方向に移
動可能となっている。このXYステージは、Ｘ方向,Y方
向,Z方向（光軸方向）およびθ方向（回転方向）の微駆
動機構（モータ等）を備えている。そしてXYステージに
おける位置座標はレーザ干渉計等の測長手段によりたと
えば0.1μｍ程度の精度で常時検出される。

また、ウエハ９およびレチクル14には、第４図に示す
ように、マーク単体がマトリクス状に配列され各マーク
列AM1〜AM5を一定の間隔LOで配列してなる位置合せ用マ
ークAMnが形成されている。この位置合せ用マークは、
第５図に示すような回折格子状をなしている。

干渉光生成系は、波長のわずかに異なる二波長の単色
光を出力する２波長直交偏光レーザ光源61（以下、「光
源」と略称する）と、この光源61から出力されたレーザ
光を所定のビーム径に拡大するビーム拡大器62と、この
ビーム拡大器62からのレーザ光をＰ偏光成分とＳ偏光成
分とに分割するPBS63と、このPBS63のＰ偏光成分透過側
に配置されたλ/4板64,可動ミラー65と、Ｓ偏光成分反
射側に配置されたλ/4板66,固定ミラー67と、この固定
ミラー67から反射しPBS63を透過した光の光軸上に配置
された45度ローテータ68,PBS69とから構成されている。
なお、不図示のミラー角度調整手段により可動ミラー65
の角度を制御し、干渉光の間隔を例えば位置合わせ用マ
ークAMnの間隔と同じ幅に調整する。

このように構成された位置合せ装置において、光源61
から発したレーザビームはビーム拡大器62で所定のビー
ム系に拡大され、PBS63でＰ偏光成分とＳ偏光成分とに
分割される。この分割されたうちのＰ偏光成分のレーザ
ビームは、PBS63を透過してλ/4板64で円偏光にされ、
生成する干渉光に例えば位置合わせ用マークAM1〜AM5の
マーク列間隔LOと同一の間隔を与えるための可動ミラー
65で所定の角度をもって反射される。可動ミラー65で反
射された反射ビームは再びλ/4板64に入射してＳ偏光に
されたのちPBS63で反射される。一方、ビーム拡大器62
からPBS63に入射して反射されたＳ偏光成分のレーザビ
ームは、λ/4板66で円偏光にされたのち、固定ミラー67
で全反射される。固定ミラー67で前反射された反射ビー
ムは再びλ/4板66に入射してＰ偏光とされ、PBS63を透
過する。可動ミラー65からの反射ビームと固定ミラー67
からの反射ビームとは、45度ローテータ68で共に偏光面
を45度回転させられる。45度ローテータ68を通過した反
射ビームは、PBS69に入射してＰ偏光成分とＳ偏光成分
とに分割される。この時点で可動ミラー65からの反射ビ
ームと固定ミラー67からの反射ビームとが干渉してビー
ト周波数でフリンジの流れる干渉光となる。PBS69を透
過したＰ偏光成分の干渉光は、Ｘ方向位置合せビーム照
射系L_Xに導かれる。一方、PBS69で反射されたＳ偏光成
分の干渉光は、Ｙ方向位置合せビーム照射系L_Yに導かれ
る。なお、Ｓ偏光成分の干渉光をさらに分割し、これを
光検出器に入射て、それぞれ電気信号φａおよびφｂに
光電変換し、この変換した電気信号φａおよびφｂの位
相差に基づいて可動ミラー65の角度を調整する構成とし
てもよい。

このようにして、干渉光生成系で生成された干渉光
は、プレート20上のミラー23で反射してＸ軸方向に進
み、Ｘステージ21上のミラー24で反射してＹ軸方向に進
み、Ｙステージ22上の位置合わせ光学系に入射する。位
置合わせ光学系に入射した干渉光は、先ず、45度ローテ
ータ25で偏光面が45度傾き、レンズ26,SBS27,レンズ28,
ミラー29,レンズ30を通りPBS31に入射する。PBS31に入
射した干渉光はウエハ９側の位置合わせ光（Ｐ偏光透過
成分）とレチクル14側の位置合わせ光（Ｓ偏光反射成
分）とに分割される。

ウエハ側の位置合わせ光は、ミラー32で反射した後、
レチクル14で反射し縮小投影レンズ33の入射瞳34に入射
する。縮小投影レンズ33を通った位置合わせ光は、ウエ
ハ９上に第６図に示すビームプロファイルを形成する。
ウエハ９上には上記したように第４図に示す回折格子状
の位置合わせ用マークAMnが形成されており、この位置
合わせ用マーク上をビームプロファイルが所定のビート
周波数で流れる。その結果、各々のマークAMnからは位
置合わせ光の正反射光（０次光）と回折光（１次光以
上）が生じる。そしてマークAMnの位置情報を含んだ反
射光は、再び縮小投影レンズ33,レチクル14,ミラー32,P
BS31,レンズ30,可動ミラー29,レンズ28を通ってSBS27に
入射する。ここで、SBS23は上記したように、位置合わ
せマークAMnからの正反射光と１次以上の回折光を分離
可能な位置に配置されており、第３図（ｂ）に示すよう
に、±１次の回折光がSBS接合面の反射領域Ｒに入射
し、０次回折光が透過領域Ｓに入射する。なお、Ｙステ
ージ22に移動させることにより第３図（ｃ）（ｄ）に示
す如くSBS接合面における回折光分布を変化させること
ができる。すなわち、SBS27に入射した反射光のうち１
次回折光はSBS接合面の反射膜Ｒで反射して第１の光検
出器39に集光し、光電変換される。

一方、レチクル側の位置合わせ光は、PBS35で反射さ
れてλ/4板36,ミラー37を通りレチクル14に入射する。
位置合わせ光はレチクル14上に予め形成されている位置
合わせマークAMnによって、正反射光および回折光を生
じる。レチクル21に入射し位置合わせマークAMnで反射
した反射光は、ミラー37,λ/4板36を通り、偏光面が90
度傾いた直線偏光となってPBS35を透過してレンズ40に
入射する。レンズ40に入射した反射光は、回折スペクト
ルに分けられる。そして、１次の回折光が集光する位置
に移動して配置された第２の光検出器41に入射し光電変
換される。

各光検出器39,41からは、第７図に示すような、それ
ぞれウエハ９およびレチクル14から反射された回折光の
強度に応じた光電信号φ1,φ２が、信号処理回路50に出
力される。信号処理回路50では、入力した光電信号φ1,
φ２の位相差からレチクル14とウエハ９との相対的な位
置ずれ量を算出する。

次に、具体的な位置合わせ動作について説明する。先
ず、位置合わせマークAMnの描かれている座標値（レチ
クル用またはウエハ用のいずれでもよい。なお、ここで
はウエハ用を例にとって説明する）を制御用コンソール
（不図示）から入力する。ここで、例えば入力した座標
値が、光軸中心よりＸ座標,Y座標でそれぞれx1,y1だけ
ずれていたとする。このときは、ウエハ９側の位置合わ
せ光がy1＝０としたときの縮小投影レンズの入射瞳34の
中心を通るように、Ｘステージ21,ミラー29,第２の光検
出器41をそれぞれ所定量だけ移動する。例えば、x1が前
回の設定値よりも小さいとすると、Ｘステージ21を−Ｘ
方向に移動させる。そして、ミラー29のあおり角がその
ままの状態ではウエハ９側の位置合わせ光は縮小投影レ
ンズ33の入射瞳34の中心を通らないので、レチクル14に
対して鋭角に入射させるため、ミラー29を矢印Ａ方向に
傾ける。ミラー29を傾けることにより、レチクル14側位
置合わせ光の傾きも変化する。そこで、次はレチクル14
側の位置合わせ光の反射光の回折スポットを＋Ｚ軸方向
にシフトさせる。そして、このシフトした分だけ光検出
器41を＋Ｚ軸方向に移動する。ここで、移動量はパラメ
ータx1に対して光線追跡から算出した結果から決定す
る。Ｙステージ22は光軸中心を原点としてそこからy1だ
けの位置に動かす。

以上の操作により、初期設定を終了する。

次に、ウエハ９を図示していないプリアライメント装
置で粗く位置決めする。そしてプリアライメント装置に
よる粗い位置決めが終了したら、ウエハ９をウエハステ
ージ上に載置する。その後、露光すべきチップを計算上
のレチクル14の中心座標に移動させる。この状態では、
ウエハ側の位置合わせ光から得られる光電信号φ１とレ
チクル側の位置合わせ光から得られる光電信号φ２は、
第７図に示すような位相差θを有する波形となる。そし
て、信号処理回路50で、光電信号φ１光電信号φ２との
位相差を検出して、Ｘ方向またはＹ方向におけるウエハ
９とレチクル14との相対的な位置ずれを検出する。

このようにして、ウエハ９とレチクル14との相対的な
一軸方向の位置ずれ量が検出される。同様にして前記軸
方向に直交する軸方向の位置ずれ量を求める。そして直
交する二軸方向について求めた位置ずれ量に基づいてウ
エハ９を精密に位置合せする。位置合せ終了後、レチク
ル14上方に設置してある照明光学系中のシャッターを所
定時間解放して、レチクル14に形成されている回路パタ
ーン等の投影像をウエハ９上の所定焼付け位置に転写す
る。

例えば、ウエハ９に形成した位置合せ用マークのマー
ク列の間隔LOおよび干渉光のフリンジ間隔POを８μｍと
し、位相検出精度を0.5度とすれば、相対的な位置ずれ
量＝LO×θ/360なので、ウエハ９側の位置検出精度は0.
01μｍとなる。いま、ｎ本の格子パターンと干渉光の干
渉縞の本数を設ければ、平均化で求めた位置ずれ量の変
さ量は、で表わされ、ｎを大きくするにしたがい、位置検出精度
を向上できる。さらに、干渉光のフリンジ間隔POおよび
位置合わせ用マークのマーク間隔Loを狭くすることによ
っても検出精度を向上できる。また、ビート周波数で流
れる干渉光（位置合わせ光）によりウエハ９およびレチ
クル14の位置情報を読取るようにしているので、例えば
干渉光のビート周波数を200kHzとし、1kHzのサンプリン
グ周波数で200個の位相差情報を取込めば、位置ずれの
検出は1/1000秒で行なうことができ、ウエハステージを
移動させてウエハの位置情報を得るのに比して位置情報
の検出に要する時間を飛躍的に短縮化することができ
る。

このように本実施例によれば、同一の干渉光のＰ偏光
成分およびＳ偏光成分をそれぞれウエハ９およびレチク
ル14の位置合せ用マークAMnに照射して、その反射光の
位相差からウエハ９およびレチクル14の位置情報の検出
を行なうようにしているので、光学系の構成を簡素化す
ることができ、しかもウエハ９とレチクル14との相対的
な位置情報の精度を向上させることができる。また、ウ
エハ９とレチクル14との相対的な位置ずれ量を逐次測定
しているので、ウエハステージ測流分解能以下の微動機
構を用いれば、本手法による計測分解能または微動分解
能のどちらか分解能の粗い方まで位置合せすることがで
きる。

また、位置合わせ光学系をX,Yステージ21,22等からな
る２軸駆動機構で直交する２方向へ移動する構成とし、
可動ミラー29の設置位置をX,Yステージ21,22が移動して
もウエハ側からの反射光の入射位置がほとんど変化しな
い位置に設置したので、位置合わせ光の照射位置に任意
性をもたせることができ、位置合わせマークAMnの描画
位置を変更することができる。その結果、スループット
の向上および回路設計の自由度を向上できる。また、S/
N比の低いウエハ側の光学系には駆動系を排除して剛性
を高くし、S/N比の高いレチクル側の光学系では可動ミ
ラー29の調整に応じて第２の光検出器41を移動させる構
成としたので、位置合わせ光学系が移動しても極めて精
度の高い位置合わせを行なうことができる。

なお、上記実施例では、ウエハ９およびレチクル14に
形成した位置合せ用マークのマーク列の間隔と干渉光の
フリンジ間隔とを正確に一致させているが、ウエハ９側
とレチクル14側が相対的に間隔がずれているならば、得
に一致させる必要はない。

また、マイケルソン型の干渉計の一方のミラーの角度
を変えることにより、干渉光を生成するようにしている
が、球面波を用いたシリアリング干渉計等の光学系によ
り干渉光を生成するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳記したように本発明によれば、位置合わせ光と
なる干渉光を位置合せ対象物に照射して位置情報成分を
含む反射光の位相差から二つの位置合せ対象物の位置ず
れ量を求めるようにしたので、装置の構成を簡素化する
ことができると共に、位置合わせ時間の短縮化および位
置合せ精度の向上を図ることができる。しかも、位置合
わせ光学系の一部に駆動手段と入射角調整手段を設けて
位置合わせ光の照射位置に任意性をもたせたので、位置
合わせマークの描画位置を変更でき、スループットの向
上および回路設計の自由度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明の一実施例を示す図であり、第
１図は位置合わせ光学系の構成図、第２図は干渉光生成
系の構成図、第３図（ａ）〜（ｄ）スペシャルビームス
プリッターの接合面を示す図、第４図は位置合わせ用マ
ークの平面図、第５図は位置合わせ用マークの格子形状
を示す断面図、第６図はビームプロファイルの平面図、
第７図はウエハ側およびレチクル側からの高次回折光の
検出信号の波形図、第８図〜第10図は従来例を示す図で
あり、第８図は位置合わせ装置の構成図、第９図は位置
合わせ用マークの平面図、第10図は検出信号の波形図で
ある。９……ウエハ、14……レチクル、21……Ｘステージ、22
……Ｙステージ、27……スペシャルビームスプリッタ
ー、29……可動ミラー、31,35,63,69……偏光ビームス
プリッター、33……縮小投影レンズ、39……第１の光検
出器、41……第２の光検出器、50……信号処理回路、61
……光源、62……ビーム拡大器、36,64,66,68……λ/4
板、65……可動ミラー、67……固定ミラー。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−256002（ＪＰ，Ａ) 特開平２−112709（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−54721（ＪＰ，Ａ) 特開平２−227602（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】干渉光を生成する干渉光生成手段と、この
干渉光生成手段で生成した干渉光を分割して予め位置合
わせ用マークの形成されている第1,第２の位置合わせ対
象物にそれぞれ入射させる干渉光照射手段と、前記位置
合わせ対象物からの位置情報を含む反射光をそれぞれ電
気信号に変換する第1,第２の光検出手段と、この第１お
よび第２の光検出手段で得られる電気信号から前記位置
合わせ対象物の相対的変位量を算出する信号処理手段
と、前記干渉光照射手段を少なくとも一方向へ駆動する
駆動手段とを具備したことを特徴とする位置合わせ装
置。
【請求項２】前記干渉光照射手段は、前記駆動手段によ
る駆動に応じて前記位置合わせ対象物に入射させる干渉
光の入射角を調整する入射角調整手段を備えたことを特
徴とする請求項１記載の位置合わせ装置。
【請求項３】前記干渉光照射手段は、前記干渉光生成手
段からの干渉光に影響を与えることなく、前記第１の位
置合わせ対象物からの位置情報を含む反射光を前記第１
の光検出手段に導くビームスプリッターを備えたことを
特徴とする請求項１記載の位置合わせ装置。
【請求項４】前記入射角調整手段によって変化する干渉
光の入射角に応じて前記第２の光検出手段を移動させる
ことを特徴とする請求項２記載の位置合わせ装置。