JP2885439B2 - 第１及び第２の物体の位置合せ方法及び装置 - Google Patents
第１及び第２の物体の位置合せ方法及び装置Info
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、第１及び第２の物体を位置合せする方法
及び装置に関し、具体的には、露光装置におけるマスク
とウェハとを位置合せする方法及び装置に関する。
及び装置に関し、具体的には、露光装置におけるマスク
とウェハとを位置合せする方法及び装置に関する。
（従来の技術） 超LSI等の半導体素子が製造される工程においては、
露光装置によってウェハに回路パターンが転写されてい
る。即ち、予めマスクに形成された回路パターンにＸ線
が照射され、回路パターンの像がウェハに転写される。
この回路パターンが転写される前に、マスクとウェハと
が高精度に位置合せされる必要がある。
露光装置によってウェハに回路パターンが転写されてい
る。即ち、予めマスクに形成された回路パターンにＸ線
が照射され、回路パターンの像がウェハに転写される。
この回路パターンが転写される前に、マスクとウェハと
が高精度に位置合せされる必要がある。
この位置合せを比較的高精度で行う方法として、従
来、光へテロダイン干渉式位置合せ方法が知られてい
る。この方法では、当初、一対の回折格子がマスクとウ
ェハとに配置され、これらの回折格子で回折され干渉さ
れた回折干渉光が検出され、この回折干渉光の位相ずれ
が求められ、その結果、マスクとウェハとの位置ずれが
求められている。しかしながら、求められた位相ずれに
は、マスクとウェハとの位置ずれの情報だけでなく、マ
スクとウェハとの間のギャップの情報をも含まれている
ことがあり、その結果、両者の間のギャップが所定に維
持されていないと、両者を正確に位置合せすることがで
きないことがあった。
来、光へテロダイン干渉式位置合せ方法が知られてい
る。この方法では、当初、一対の回折格子がマスクとウ
ェハとに配置され、これらの回折格子で回折され干渉さ
れた回折干渉光が検出され、この回折干渉光の位相ずれ
が求められ、その結果、マスクとウェハとの位置ずれが
求められている。しかしながら、求められた位相ずれに
は、マスクとウェハとの位置ずれの情報だけでなく、マ
スクとウェハとの間のギャップの情報をも含まれている
ことがあり、その結果、両者の間のギャップが所定に維
持されていないと、両者を正確に位置合せすることがで
きないことがあった。
そこで、第16図に示されように、この光ヘテロダイン
法を改良し、マスクとウェハとの間のギャップを無関係
に、マスクとウェハとを正確に位置合せする方法が提案
されている。即ち、マスクには、１次元回折格子11とウ
ィンドウ12とが配置されており、ウェハには、反射面21
と１次元回折格子22とが配置されている。周波数f1,f2
の２つの光ビームが所定方向からマスクに入射される。
マスクの１次元回折格子11で透過回折されて干渉され、
ウェハの反射面21で反射され、再度、１次元回折格子11
で透過回折された回折干渉光IMが１次元分布してマスク
から射出される。同時に、マスクのウィンドウ12を透過
し、ウェハの１次元回折格子22で反射回折されて干渉さ
れ、再度、ウィンドウ12を透過した干渉回折光IWが１次
元分布してマスクから射出される。回折干渉光IMのうち
０次光であるIM（０）が検出され、同時に、回折干渉光
のうち０次光であるIW（０）が検出される。IM（０）と
IW（０）とは、共にΔｆ＝｜f1−f2｜の光ビートである
ため、これらIM（０）とIW（０）との位相差が求められ
て、位置ずれが求められている。これにより、理論的に
は、マスクとウェハとの間のギャップと無関係に、マス
クとウェハとが正確に位置合せされると考えられる。
法を改良し、マスクとウェハとの間のギャップを無関係
に、マスクとウェハとを正確に位置合せする方法が提案
されている。即ち、マスクには、１次元回折格子11とウ
ィンドウ12とが配置されており、ウェハには、反射面21
と１次元回折格子22とが配置されている。周波数f1,f2
の２つの光ビームが所定方向からマスクに入射される。
マスクの１次元回折格子11で透過回折されて干渉され、
ウェハの反射面21で反射され、再度、１次元回折格子11
で透過回折された回折干渉光IMが１次元分布してマスク
から射出される。同時に、マスクのウィンドウ12を透過
し、ウェハの１次元回折格子22で反射回折されて干渉さ
れ、再度、ウィンドウ12を透過した干渉回折光IWが１次
元分布してマスクから射出される。回折干渉光IMのうち
０次光であるIM（０）が検出され、同時に、回折干渉光
のうち０次光であるIW（０）が検出される。IM（０）と
IW（０）とは、共にΔｆ＝｜f1−f2｜の光ビートである
ため、これらIM（０）とIW（０）との位相差が求められ
て、位置ずれが求められている。これにより、理論的に
は、マスクとウェハとの間のギャップと無関係に、マス
クとウェハとが正確に位置合せされると考えられる。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、２つの回折干渉光IM,IWは、共に１次
元分布している。そのため、IM（０）とIW（０）とは、
ほんの僅かの量（100μｍ）しか離れておらず、これら
の一部が重合して干渉するようにマスクから射出されて
いる。そのため、IM（０）とIW（０）とが分離・選択さ
れて検出されることができず、その結果、これらI
M（０）とIW（０）が干渉されたまま検出されると、マ
スクとウェハとの位置合せが高精度に実行されないとい
う問題があった。
元分布している。そのため、IM（０）とIW（０）とは、
ほんの僅かの量（100μｍ）しか離れておらず、これら
の一部が重合して干渉するようにマスクから射出されて
いる。そのため、IM（０）とIW（０）とが分離・選択さ
れて検出されることができず、その結果、これらI
M（０）とIW（０）が干渉されたまま検出されると、マ
スクとウェハとの位置合せが高精度に実行されないとい
う問題があった。
また、この問題を解決するため、１次元回折格子11と
１次元回折格子22とを第16図ｙ方向に400〜500μｍ離間
して配置するという案が提案されている（即ち、第16図
のａ幅を広くする）。しかしながら、これら回折格子が
占有する面積が大きくなり、その結果、スクライブライ
ン（LSIチップ間のラインのことを言い、このラインの
中に回折格子が配置される）が広くされ、１枚のウェハ
から生産されるチップの効率が低下されるという新たな
問題が生起されることになる。
１次元回折格子22とを第16図ｙ方向に400〜500μｍ離間
して配置するという案が提案されている（即ち、第16図
のａ幅を広くする）。しかしながら、これら回折格子が
占有する面積が大きくなり、その結果、スクライブライ
ン（LSIチップ間のラインのことを言い、このラインの
中に回折格子が配置される）が広くされ、１枚のウェハ
から生産されるチップの効率が低下されるという新たな
問題が生起されることになる。
以上から、マスクとウェハとの間のギャップに無関係
にこれらが位置合わせされるように、新たな光へテロダ
イン法が提案されているが、上述したように、IM（０）
とIW（０）とが分離・選択して検出されないため、この
新たな方法も実効を図ることができなかった。
にこれらが位置合わせされるように、新たな光へテロダ
イン法が提案されているが、上述したように、IM（０）
とIW（０）とが分離・選択して検出されないため、この
新たな方法も実効を図ることができなかった。
そこで、この発明の目的は、スクライブラインを広く
せずに検出される回折干渉光を独立して分離・選択する
ことを可能にし、その結果、マスクとウェハとの間のギ
ャップに無関係にこれらの位置合わせを達成できる、位
置合せ方法及び装置を提供することにある。
せずに検出される回折干渉光を独立して分離・選択する
ことを可能にし、その結果、マスクとウェハとの間のギ
ャップに無関係にこれらの位置合わせを達成できる、位
置合せ方法及び装置を提供することにある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明の位置合せ方法では、第１の物体（マスク）
に第11及び第12の領域が形成され、第２の物体（ウェ
ハ）に第21及び第22の領域が形成されており、 第11及び第21の領域は、これら２つの領域を移行した
後に射出する光を２次元分布の回折光とするように少な
くとも１つの回折格子を有し、第12及び第22の領域も、
これら２つの領域を移行した後に射出する光を２次元分
布の回折光とするように少なくとも１つの回折格子を有
し、 光源から周波数f1,f2（f1≠f2）の２つの光ビームを
発射する工程と、 これら２つの光ビームを第11及び第12の領域又は第21
及び第22の領域に移行させ、その結果、これらの２つの
光ビームを、第11及び第21の領域で回折させ干渉させ
て、２次元分布する第１の回折干渉光IMに変化させて射
出すると同時に、第12及び第22の領域でも回折させ干渉
させて、２次元分布する第２の回折干渉光IWに変化させ
て射出する工程と、 第１の回折干渉光IMのうち特定次数の光を検出して、
第１の物体の位置ずれに対応する位相ずれxMを有し周波
数Δｆ＝｜f1−f2｜の第１のビート信号に変換する一
方、第２の回折干渉光IWのうち特定次数の光を検出し
て、第２の物体の位置ずれに対応する位相ずれxWを有し
周波数Δｆの第２のビート信号に変換する工程と、 第１及び第２のビート信号の位相差を計算し、即ち、
｜xM−xW｜を計算して、第１及び第２の物体の位置ずれ
を検出する演算工程と、 この位置ずれに対応して第１及び第２の物体の相対位
置を調整して、第１及び第２の物体を位置合せする工程
と、 を具備している。
に第11及び第12の領域が形成され、第２の物体（ウェ
ハ）に第21及び第22の領域が形成されており、 第11及び第21の領域は、これら２つの領域を移行した
後に射出する光を２次元分布の回折光とするように少な
くとも１つの回折格子を有し、第12及び第22の領域も、
これら２つの領域を移行した後に射出する光を２次元分
布の回折光とするように少なくとも１つの回折格子を有
し、 光源から周波数f1,f2（f1≠f2）の２つの光ビームを
発射する工程と、 これら２つの光ビームを第11及び第12の領域又は第21
及び第22の領域に移行させ、その結果、これらの２つの
光ビームを、第11及び第21の領域で回折させ干渉させ
て、２次元分布する第１の回折干渉光IMに変化させて射
出すると同時に、第12及び第22の領域でも回折させ干渉
させて、２次元分布する第２の回折干渉光IWに変化させ
て射出する工程と、 第１の回折干渉光IMのうち特定次数の光を検出して、
第１の物体の位置ずれに対応する位相ずれxMを有し周波
数Δｆ＝｜f1−f2｜の第１のビート信号に変換する一
方、第２の回折干渉光IWのうち特定次数の光を検出し
て、第２の物体の位置ずれに対応する位相ずれxWを有し
周波数Δｆの第２のビート信号に変換する工程と、 第１及び第２のビート信号の位相差を計算し、即ち、
｜xM−xW｜を計算して、第１及び第２の物体の位置ずれ
を検出する演算工程と、 この位置ずれに対応して第１及び第２の物体の相対位
置を調整して、第１及び第２の物体を位置合せする工程
と、 を具備している。
（作用） この発明では、第11及び第21の領域は、射出する光を
２次元分布の回折光とする回折格子を有し、第12及び第
22の領域も、射出光を２次元分布の回折光とする回折格
子を有している。そのため、第１及び第２の回折干渉光
IM,IWは、各々、２次元分布される。そのため、第１及
び第２の回折干渉光IM,IWの各々の特定次数の光は、第
２図に示されるように、比較的離間して射出される。従
って、これらの特定次数の光が独立して分離・選択され
ることが可能にされ、その結果、マスクとウェハとの間
のギャップに無関係にこれらの位置合わせが達成され
る。
２次元分布の回折光とする回折格子を有し、第12及び第
22の領域も、射出光を２次元分布の回折光とする回折格
子を有している。そのため、第１及び第２の回折干渉光
IM,IWは、各々、２次元分布される。そのため、第１及
び第２の回折干渉光IM,IWの各々の特定次数の光は、第
２図に示されるように、比較的離間して射出される。従
って、これらの特定次数の光が独立して分離・選択され
ることが可能にされ、その結果、マスクとウェハとの間
のギャップに無関係にこれらの位置合わせが達成され
る。
また、各々の特定次数の光が離間して射出されるた
め、第11及び第21の領域の回折格子と、第12及び第22の
領域の回折格子とが所定方向に近接して配置されること
が可能になり、スクラブラインが広くされる必要がな
い。
め、第11及び第21の領域の回折格子と、第12及び第22の
領域の回折格子とが所定方向に近接して配置されること
が可能になり、スクラブラインが広くされる必要がな
い。
（実施例） 第１図には、この発明の実施例に係るＸ線露光装置の
マスクとウェハとの位置合せ装置が示されている。ここ
で、マスクとウェハとを水平面内で位置合せする方向を
ｘ方向と規定し、水平面内においてこのｘ方向に直交す
る方向をｙ方向と規定し、これらxy平面に垂直に延出す
る方向をｙ方向と規定する。
マスクとウェハとの位置合せ装置が示されている。ここ
で、マスクとウェハとを水平面内で位置合せする方向を
ｘ方向と規定し、水平面内においてこのｘ方向に直交す
る方向をｙ方向と規定し、これらxy平面に垂直に延出す
る方向をｙ方向と規定する。
位置合せ装置には、ウェハテーブル31がｘ方向に移動
可能に設けられ、このウェハテーブル31に、このテーブ
ルを駆動するためのアクチュエータ32が連結されてい
る。ウェハテーブル31の上に、ウェハ33が載置されてい
る。このウェハにｚ方向に所定間隔をおいてマスク34が
配置されている。このマスク34は、マスクをｚ方向に移
動させるマスクテーブル35に支持されている。
可能に設けられ、このウェハテーブル31に、このテーブ
ルを駆動するためのアクチュエータ32が連結されてい
る。ウェハテーブル31の上に、ウェハ33が載置されてい
る。このウェハにｚ方向に所定間隔をおいてマスク34が
配置されている。このマスク34は、マスクをｚ方向に移
動させるマスクテーブル35に支持されている。
マスク34の所定位置には、第11及び第12の領域が規定
されており、ウェハ33の所定位置には、第21及び第22の
領域が規定されている。第２図に示されるように、第11
の領域には、ｘ方向のピッチpX、ｙ方向のピッチpy1で
ある市松状回折格子が配置されており、第12の領域に
は、透過面であるウィンドウが形成されている。第21の
領域には、反射面であるミラー面が形成されており、第
22の領域には、ｘ方向のピッチpX、ｙ方向のピッチpy2
である市松状回折格子が配置されている。即ち、２つの
市松状回折のｘ方向のピッチは、等しくされ、これらの
ｙ方向のピッチが異なっている。
されており、ウェハ33の所定位置には、第21及び第22の
領域が規定されている。第２図に示されるように、第11
の領域には、ｘ方向のピッチpX、ｙ方向のピッチpy1で
ある市松状回折格子が配置されており、第12の領域に
は、透過面であるウィンドウが形成されている。第21の
領域には、反射面であるミラー面が形成されており、第
22の領域には、ｘ方向のピッチpX、ｙ方向のピッチpy2
である市松状回折格子が配置されている。即ち、２つの
市松状回折のｘ方向のピッチは、等しくされ、これらの
ｙ方向のピッチが異なっている。
この発明の位置合せでは、光ヘテロダイン干渉法が用
いられている。これについて簡単に説明する。この方法
では、周波数f1とf2との２つの光ビームが回折格子で回
折され干渉されて生起された回折干渉光（光ビート）の
位相ずれφがマスク又はウェハの位置ずれに比例すると
ころから、この位相ずれφが求められて、位置ずれが検
出されている。
いられている。これについて簡単に説明する。この方法
では、周波数f1とf2との２つの光ビームが回折格子で回
折され干渉されて生起された回折干渉光（光ビート）の
位相ずれφがマスク又はウェハの位置ずれに比例すると
ころから、この位相ずれφが求められて、位置ずれが検
出されている。
具体的には、第３図に示されるように、検出信号を得
るための検出系において、光源から発射された光ビーム
が偏向フィルターにより周波数f1とf2（f1≠f2）との２
つの光ビームに分離され、これら２つの光ビームがマス
ク又はウェハとの回折格子に入射されると、回折格子に
より回折され同時に合成されて干渉され、その結果、回
折干渉光に変化される。この回折干渉光は、周波数Δｆ
＝｜f1−f2｜であり且つマスク又はウェハの位置ずれに
比例する位相ずれφＭ又はφＷが生起されている光ビー
トであり、光センサーにより検出されると、ビート信号
（即ち、cos 2πΔft−φＭ，cos 2πΔft−φＷ、但し
ｔは時間）に変換され、検出信号として用いられる。
るための検出系において、光源から発射された光ビーム
が偏向フィルターにより周波数f1とf2（f1≠f2）との２
つの光ビームに分離され、これら２つの光ビームがマス
ク又はウェハとの回折格子に入射されると、回折格子に
より回折され同時に合成されて干渉され、その結果、回
折干渉光に変化される。この回折干渉光は、周波数Δｆ
＝｜f1−f2｜であり且つマスク又はウェハの位置ずれに
比例する位相ずれφＭ又はφＷが生起されている光ビー
トであり、光センサーにより検出されると、ビート信号
（即ち、cos 2πΔft−φＭ，cos 2πΔft−φＷ、但し
ｔは時間）に変換され、検出信号として用いられる。
従って、検出信号の位相差｜φＭ−φＷ｜が演算され
ると、マスクとウェハとの相対的な位置ずれが検出され
る。このヘテロダイン干渉法では、回折光の強度を検出
して位置ずれを求める方法に比べて、高精度に位置ずれ
が検出されるという特徴を有する。
ると、マスクとウェハとの相対的な位置ずれが検出され
る。このヘテロダイン干渉法では、回折光の強度を検出
して位置ずれを求める方法に比べて、高精度に位置ずれ
が検出されるという特徴を有する。
また、第３図に示されるように、参照系において、光
源から発射された光に対して位相ずれを有しないビート
信号（cos 2πΔft）が求められ、これが参照信号とし
て用いられても良い。この場合には、参照信号に対する
回折干渉光の位相ずれφＭ又はφＷが演算され、これに
より、マスク又はウェハの位置ずれが検出され、結果と
して間接的にマスクとウェハとの相対位置ずれが検出さ
れる。
源から発射された光に対して位相ずれを有しないビート
信号（cos 2πΔft）が求められ、これが参照信号とし
て用いられても良い。この場合には、参照信号に対する
回折干渉光の位相ずれφＭ又はφＷが演算され、これに
より、マスク又はウェハの位置ずれが検出され、結果と
して間接的にマスクとウェハとの相対位置ずれが検出さ
れる。
第１図の位置合せ装置には、参照信号を利用せずに直
接的にマスクとウェハとの相対位置ずれを検出する先に
述べた場合のヘテロダイン干渉法を利用した光学系が設
けられている。即ち、この光学系では、ゼーマン効果形
レーザ源（光源）41から発射された光ビームが偏向ビー
ムスプリッタ42により周波数f1とf2（f1≠f2）との２つ
の光ビームに分離される。これら２つの光ビームは、ミ
ラー42〜47を介して、ｚ軸に対してsinθ１＝λ／pX及
びsinθ-1＝−λ／pXの角度でマスクの第11及び第12の
領域に集光するように入射される。
接的にマスクとウェハとの相対位置ずれを検出する先に
述べた場合のヘテロダイン干渉法を利用した光学系が設
けられている。即ち、この光学系では、ゼーマン効果形
レーザ源（光源）41から発射された光ビームが偏向ビー
ムスプリッタ42により周波数f1とf2（f1≠f2）との２つ
の光ビームに分離される。これら２つの光ビームは、ミ
ラー42〜47を介して、ｚ軸に対してsinθ１＝λ／pX及
びsinθ-1＝−λ／pXの角度でマスクの第11及び第12の
領域に集光するように入射される。
これらf1,f2の２つの光ビームは、第２図に示される
ように、第11の領域の市松状回折格子で透過回折される
と同時に干渉され、次に、第21の領域のミラー面で反射
され、再度、第11の領域の市松状回折格子で透過回折さ
れ、その結果、第１の回折干渉光IMに変化されて射出さ
れる。同時に、f1,f2の２つの光ビームは、第22の領域
のウィンドウを透過し、次に、第22の領域の市松状回折
格子で反射回折され同時に干渉され、再度、ウィンドウ
を透過し、その結果、第２の回折干渉光IWに変化されて
射出される。この第１の回折干渉光IMのｘ方向に０次ｙ
方向に１次の回折光であるIM（0,1）は、後述するよう
に、周波数Δｆ＝｜f1−f2｜であり且つマスクの位置ず
れに比例する位相ずれφＭが生起されている光ビートで
あり、同様に、第２の回折干渉光IWのｘ方向に０次ｙ方
向に１次の回折光であるIW（0,1）は、周波数Δｆであ
り且つウェハの位置ずれに比例する位相ずれφＷが生起
されている光ビートである。IM（0,1），IW（0,1）は、
各々、ミラー51,52を介して、光センサー53,54に導かれ
る。
ように、第11の領域の市松状回折格子で透過回折される
と同時に干渉され、次に、第21の領域のミラー面で反射
され、再度、第11の領域の市松状回折格子で透過回折さ
れ、その結果、第１の回折干渉光IMに変化されて射出さ
れる。同時に、f1,f2の２つの光ビームは、第22の領域
のウィンドウを透過し、次に、第22の領域の市松状回折
格子で反射回折され同時に干渉され、再度、ウィンドウ
を透過し、その結果、第２の回折干渉光IWに変化されて
射出される。この第１の回折干渉光IMのｘ方向に０次ｙ
方向に１次の回折光であるIM（0,1）は、後述するよう
に、周波数Δｆ＝｜f1−f2｜であり且つマスクの位置ず
れに比例する位相ずれφＭが生起されている光ビートで
あり、同様に、第２の回折干渉光IWのｘ方向に０次ｙ方
向に１次の回折光であるIW（0,1）は、周波数Δｆであ
り且つウェハの位置ずれに比例する位相ずれφＷが生起
されている光ビートである。IM（0,1），IW（0,1）は、
各々、ミラー51,52を介して、光センサー53,54に導かれ
る。
このとき、第１及び第２の回折干渉光IM,IWは、各々
別々に２次元分布されてマスクから射出されている。即
ち、この第１及び第２の回折干渉光IM,IWは、第２図に
示されるように、各々、別々の２次元座標を有するよう
に射出されている。さらに、第11の領域の市松状回折格
子のｙ方向のピッチが第22の領域の市松状回折格子のｙ
方向のピッチと異なっている。そのため、IM（0,1）とI
W（0,1）とは、ｙ方向の異なった方向にマスクから射出
される。そのため、ミラー51,52によりIM（0,1），I
W（0,1）が受光されるとには、これらは、互いに離間し
ている。例えば、IM（0,1）は、中心から4.54mmの所
で、IW（0,1）は、中心から6.38mmの所で、ミラーによ
り受光される。従って、IM（0,1）とIW（0,1）とは、分
離・選択して検出されることができる。
別々に２次元分布されてマスクから射出されている。即
ち、この第１及び第２の回折干渉光IM,IWは、第２図に
示されるように、各々、別々の２次元座標を有するよう
に射出されている。さらに、第11の領域の市松状回折格
子のｙ方向のピッチが第22の領域の市松状回折格子のｙ
方向のピッチと異なっている。そのため、IM（0,1）とI
W（0,1）とは、ｙ方向の異なった方向にマスクから射出
される。そのため、ミラー51,52によりIM（0,1），I
W（0,1）が受光されるとには、これらは、互いに離間し
ている。例えば、IM（0,1）は、中心から4.54mmの所
で、IW（0,1）は、中心から6.38mmの所で、ミラーによ
り受光される。従って、IM（0,1）とIW（0,1）とは、分
離・選択して検出されることができる。
センサー53,54により検出されたIM（0,1），IW（0,
1）は、各々、周波数Δｆで位相ずれφＭの第１のビー
ト信号と、周波数Δｆで位相ずれφＷの第２のビート信
号とに変換される。これら第１及び第２のビート信号
は、位相計55に入力されて、位相差Δφ＝φＭ−φＷが
計算される。
1）は、各々、周波数Δｆで位相ずれφＭの第１のビー
ト信号と、周波数Δｆで位相ずれφＷの第２のビート信
号とに変換される。これら第１及び第２のビート信号
は、位相計55に入力されて、位相差Δφ＝φＭ−φＷが
計算される。
また、このとき、第１図に破線で示されるように、レ
ーザ源41から発射された光ビームを分光する偏向フィル
ター48と、分光された光ビームを検出して参照信号のビ
ート信号を発するセンサー49が設けられ、参照信号に対
する回折干渉光の位相ずれφＭ又はφＷが演算され、こ
れにより、位相差Δφが検出されても良い。
ーザ源41から発射された光ビームを分光する偏向フィル
ター48と、分光された光ビームを検出して参照信号のビ
ート信号を発するセンサー49が設けられ、参照信号に対
する回折干渉光の位相ずれφＭ又はφＷが演算され、こ
れにより、位相差Δφが検出されても良い。
この位相差Δφは、マスクとウェハとの相対位置ずれ
を表しており、位相計55の出力信号として、CPU56に入
力され、その結果、位相差Δφが零になるように、制御
信号がCPU56からアクチュエータ32に送られ、これによ
り、ウェハテーブル31がｘ方向が移動されて、マスク34
に対するウェハ33の位置が調整され、マスクとウェハと
が位置合せされる。
を表しており、位相計55の出力信号として、CPU56に入
力され、その結果、位相差Δφが零になるように、制御
信号がCPU56からアクチュエータ32に送られ、これによ
り、ウェハテーブル31がｘ方向が移動されて、マスク34
に対するウェハ33の位置が調整され、マスクとウェハと
が位置合せされる。
次に、マスクとウェハとの間のギャップに無関係に、
これらが位置合せされることを証明する。
これらが位置合せされることを証明する。
第４図において、x,y方向の回折次数（n,rM）で表す
と、周波数ｆの光が位置合せ方向に入射角θで入射した
場合、（n,rM）次の回折光の強度IM（n,rM）は、次式と
なる。
と、周波数ｆの光が位置合せ方向に入射角θで入射した
場合、（n,rM）次の回折光の強度IM（n,rM）は、次式と
なる。
ここで、XM＝（２π／pX）xM、Ｚ＝πλz/pX 2、pX,p
y1は、x,y方向のピッチ、ｚは、マスクとウェハとのギ
ャップ、λは、波長、θは、入射角、xMは、マスクの光
学系（入射光）に対する位置ずれ量であり、MC(k,r1)と
MC(m,r2)とは、マスク格子の（m,r）次のフーリエ係
数、WClは、ウェハのｌ次のフーリエ係数である（実際
には、ｌ＝０）。また、ｉは、虚数を示している。
y1は、x,y方向のピッチ、ｚは、マスクとウェハとのギ
ャップ、λは、波長、θは、入射角、xMは、マスクの光
学系（入射光）に対する位置ずれ量であり、MC(k,r1)と
MC(m,r2)とは、マスク格子の（m,r）次のフーリエ係
数、WClは、ウェハのｌ次のフーリエ係数である（実際
には、ｌ＝０）。また、ｉは、虚数を示している。
sin θ１＝λ／pXを満たす角度で周波数f1の光が、s
in θ１＝−λ／pXを満たす角度で周波数f2の光がマス
クの第11の領域の市松状回折格子に入射したとする。
in θ１＝−λ／pXを満たす角度で周波数f2の光がマス
クの第11の領域の市松状回折格子に入射したとする。
このとき、f1とf2との光がマスク→ウェハ→マスクと
順次回折して得られる回折光のうち、f1については、１
＋k1＋l1＋m1＝０＝n1,r1＋r2＝rM1＝±１となる組合わ
せを考え、IM（n1,rM1）＝IM（0,±１）が受光される。
同様に、f2については、−１＋k2＋l2＋m2＝０＝n2,r1
＋r2＝rM2＝±１となる組合わせを考え、IM（n2,rM2）
＝IM（0,±１）が受光される。即ち、位置合せ方向（ｘ
方向）には、０次、これに直交する方向（ｙ方向）に
は、＋１次若しくは−１次の方向に射出される周波数f1
とf2との光が受光される。
順次回折して得られる回折光のうち、f1については、１
＋k1＋l1＋m1＝０＝n1,r1＋r2＝rM1＝±１となる組合わ
せを考え、IM（n1,rM1）＝IM（0,±１）が受光される。
同様に、f2については、−１＋k2＋l2＋m2＝０＝n2,r1
＋r2＝rM2＝±１となる組合わせを考え、IM（n2,rM2）
＝IM（0,±１）が受光される。即ち、位置合せ方向（ｘ
方向）には、０次、これに直交する方向（ｙ方向）に
は、＋１次若しくは−１次の方向に射出される周波数f1
とf2との光が受光される。
k1＋l1＋m1＝−1,k2＋l2＋m2＝＋１を満たす組合わせ
を回折次数を高次まで考慮して、周波数f1,f2につい
て、IM（0,±１）を複素振幅表示すると、それぞれ次式
で表すことができる。
を回折次数を高次まで考慮して、周波数f1,f2につい
て、IM（0,±１）を複素振幅表示すると、それぞれ次式
で表すことができる。
ここで、ａ＝t/2π２,b＝2r/π２であり、t,rは、各
々マスクの回折格子の振幅透過率・反射率である。式
（２）と（３）とにより、回折光強度IM（0,±１）＝｜
uf1＋uf2｜２を計算すると、次式が得られる。
々マスクの回折格子の振幅透過率・反射率である。式
（２）と（３）とにより、回折光強度IM（0,±１）＝｜
uf1＋uf2｜２を計算すると、次式が得られる。
IM（0,1）∝2/π４・｛4r2＋ｔ（t/2＋2r）・（１＋cos
2Z）｝ ・cos（２πΔｆ・ｔ−2XM） …（４） 同様にして、マスクの第12の領域がウィンドウであ
り、ウェハの第22の領域が市松状回折格子（x,y方向の
ピッチは、pX,py2）である場合、uf1,uf2は、次式で表
すことができる。
2Z）｝ ・cos（２πΔｆ・ｔ−2XM） …（４） 同様にして、マスクの第12の領域がウィンドウであ
り、ウェハの第22の領域が市松状回折格子（x,y方向の
ピッチは、pX,py2）である場合、uf1,uf2は、次式で表
すことができる。
ここで、A,Bは、定数である。
回折光強度 を計算すると、次式となる。
IW（0,±１）∝2ABcos（２πΔｆ・ｔ−2XW） …
（７） 式（４）と（７）のIM（0,±１）とIW（0,±１）は、
Ｘのみの関数であり、Ｚの変数を含んでいない。そのた
め、IM（0,±１）とIW（0,±１）は、マスクとウェハと
の位置ずれがこれらの間のギャップに無関係に検出され
ることを示している。
（７） 式（４）と（７）のIM（0,±１）とIW（0,±１）は、
Ｘのみの関数であり、Ｚの変数を含んでいない。そのた
め、IM（0,±１）とIW（0,±１）は、マスクとウェハと
の位置ずれがこれらの間のギャップに無関係に検出され
ることを示している。
IM（0,±１）とIW（0,±１）との位相差Δφは、Δφ
＝２（XM−XW）＝４π／pX（xM−xW）となる。これを横
軸にマスクとウェハとの位置ずれ量Δｘ＝xM−xW，縦軸
に位相差Δφを取りグラフに表すと、第５図に示される
ようになる。この第５図において、回折格子のピッチpX
＝５μｍであり、（ａ）はギャップ25μｍの場合、
（ｂ）はギャップ30μｍの場合、（ｃ）はギャップ35μ
ｍの場合、（ｄ）はギャップ40μｍの場合を示してい
る。従って、この第５図から明らかなように、ギャップ
の値に無関係に、位置ずれΔＸが求められている。その
ため、Δφ＝０となるように、マスクとウェハとの相対
位置が調整されると、これらの位置合せがギャップに無
関係に高精度に実行される。尚、ギャップは、25〜40μ
ｍに限定されることなく、これよりも狭くても広くても
位置合わせがギャップに無関係に高精度に実行される。
＝２（XM−XW）＝４π／pX（xM−xW）となる。これを横
軸にマスクとウェハとの位置ずれ量Δｘ＝xM−xW，縦軸
に位相差Δφを取りグラフに表すと、第５図に示される
ようになる。この第５図において、回折格子のピッチpX
＝５μｍであり、（ａ）はギャップ25μｍの場合、
（ｂ）はギャップ30μｍの場合、（ｃ）はギャップ35μ
ｍの場合、（ｄ）はギャップ40μｍの場合を示してい
る。従って、この第５図から明らかなように、ギャップ
の値に無関係に、位置ずれΔＸが求められている。その
ため、Δφ＝０となるように、マスクとウェハとの相対
位置が調整されると、これらの位置合せがギャップに無
関係に高精度に実行される。尚、ギャップは、25〜40μ
ｍに限定されることなく、これよりも狭くても広くても
位置合わせがギャップに無関係に高精度に実行される。
以上から、この発明では、第１及び第２の回折干渉光
IM,IWは、各々別々に２次元分布され、さらに、第11の
領域の市松状回折格子のｙ方向のピッチが第22の領域の
市松状回折格子のｙ方向のピッチと異なっている。その
ため、IM（0,1），IW（0,1）とは分離・選択して検出さ
れることができ、その結果、位置合せがギャップに無関
係に高精度に実行することが達成されている。また、IM
（0,1），IW（0,1）とは分離・選択して検出されるた
め、第11及び第21の領域の回折格子と、第12及び第22の
領域の回折格子とがｙ方向に近接して配置されることが
可能になり、スクライブラインが広くされる必要がな
い。
IM,IWは、各々別々に２次元分布され、さらに、第11の
領域の市松状回折格子のｙ方向のピッチが第22の領域の
市松状回折格子のｙ方向のピッチと異なっている。その
ため、IM（0,1），IW（0,1）とは分離・選択して検出さ
れることができ、その結果、位置合せがギャップに無関
係に高精度に実行することが達成されている。また、IM
（0,1），IW（0,1）とは分離・選択して検出されるた
め、第11及び第21の領域の回折格子と、第12及び第22の
領域の回折格子とがｙ方向に近接して配置されることが
可能になり、スクライブラインが広くされる必要がな
い。
上述した実施例では、IM（0,1），IW（0,1）光が検出
されて位置ずれが求められているが、回折干渉光は、こ
れに限定されず、IM（0,±ｒ），IW（0,±ｒ）が検出さ
れても良い。
されて位置ずれが求められているが、回折干渉光は、こ
れに限定されず、IM（0,±ｒ），IW（0,±ｒ）が検出さ
れても良い。
さらに、上述した実施例では、２次元分布する回折干
渉光を得るために、市松状回折格子が利用されている
が、回折格子は、これに限定されず、２次元分布させる
ものであれば良く、種々のものが考えられる。以下、第
６図乃至第９図に、２次元分布の回折干渉光を射出する
回折格子を示す。
渉光を得るために、市松状回折格子が利用されている
が、回折格子は、これに限定されず、２次元分布させる
ものであれば良く、種々のものが考えられる。以下、第
６図乃至第９図に、２次元分布の回折干渉光を射出する
回折格子を示す。
第６図に示されるように、マスクの第11の領域に２次
元回折格子が配置され、ウェハの第21の領域にミラー面
が配置されている場合にも、回折光は、図に示されるよ
うに、２次元分布される。
元回折格子が配置され、ウェハの第21の領域にミラー面
が配置されている場合にも、回折光は、図に示されるよ
うに、２次元分布される。
第７図及び第８図に示されるように、マスクの第11の
領域に市松状回折格子又は２次元回折格子が配置され、
ウェハの第21の領域に、１次元回折格子が配置されてい
る場合にも、回折光は、２次元分布される。
領域に市松状回折格子又は２次元回折格子が配置され、
ウェハの第21の領域に、１次元回折格子が配置されてい
る場合にも、回折光は、２次元分布される。
さらに、第９図に示されるように、マスクの第11の領
域及びウェハの第21の領域に、１次元回折格子が配置さ
れている場合にも、回折光は、２次元分布される。
域及びウェハの第21の領域に、１次元回折格子が配置さ
れている場合にも、回折光は、２次元分布される。
以上から、第11及び第12の領域、及び第21及び第22の
領域に配置される回折格子は、第10図乃至第13図に示さ
れるような組合わせが考えられる。
領域に配置される回折格子は、第10図乃至第13図に示さ
れるような組合わせが考えられる。
第10図に示されるように、マスクの第11の領域及びウ
ェハの第22の領域に、市松状又は２次元回折格子が配置
される組合わせが考えられる。この場合のピッチは、上
述した通りである。
ェハの第22の領域に、市松状又は２次元回折格子が配置
される組合わせが考えられる。この場合のピッチは、上
述した通りである。
第11図に示されるように、第10図の場合に加えて、ウ
ェハの第21の領域に、ストライプパターンがｘ方向に延
出する１次元回折格子が配置されている組合わせが考え
られる。
ェハの第21の領域に、ストライプパターンがｘ方向に延
出する１次元回折格子が配置されている組合わせが考え
られる。
第12図に示されるように、マスクの第11の領域に、ス
トライプパターンがｙ方向に延出する１次元回折格子が
配置され、ウェハの第21の領域に、ストライプパターン
がｘ方向に延出する１次元回折格子が配置され、第22の
領域には、市松状又は２次元回折格子が配置されている
組合わせが考えられる。第21の１次元回折格子のｙ方向
のピッチが第22の市松状回折格子のｙ方向のピッチと異
なっている必要がある。
トライプパターンがｙ方向に延出する１次元回折格子が
配置され、ウェハの第21の領域に、ストライプパターン
がｘ方向に延出する１次元回折格子が配置され、第22の
領域には、市松状又は２次元回折格子が配置されている
組合わせが考えられる。第21の１次元回折格子のｙ方向
のピッチが第22の市松状回折格子のｙ方向のピッチと異
なっている必要がある。
第13図の場合は、第11図において、第21の１次元回折
格子のストライプパターンの延出方向がｙ方向に変更さ
れている場合である。
格子のストライプパターンの延出方向がｙ方向に変更さ
れている場合である。
以上のように、回折格子の組合わせは、４つのグルー
プに分けられ、16通りが考えられる。但し、第10図
（ａ）に示される市松状回折格子の組合わせの場合に
は、ビート信号の振幅が最大にされるため（最小振幅の
４倍）、この場合の組合わせが最適である。
プに分けられ、16通りが考えられる。但し、第10図
（ａ）に示される市松状回折格子の組合わせの場合に
は、ビート信号の振幅が最大にされるため（最小振幅の
４倍）、この場合の組合わせが最適である。
さらに、上述した実施例では、第14図（ａ）に示され
るように、入射光は、マスク（透過型）→ウェハ（反射
型）→マスク（透過型）の光路で回折されるが、第14図
（ｂ）に示されるように、ウェハ（透過型）→マスク
（反射型）の光路でも良く、第14図（ｃ）に示されるよ
うに、マスク（透過型）→ウェハ（透過型）の光路でも
良い。
るように、入射光は、マスク（透過型）→ウェハ（反射
型）→マスク（透過型）の光路で回折されるが、第14図
（ｂ）に示されるように、ウェハ（透過型）→マスク
（反射型）の光路でも良く、第14図（ｃ）に示されるよ
うに、マスク（透過型）→ウェハ（透過型）の光路でも
良い。
さらに、上記説明は、Ｘ線の等倍露光装置について適
用した場合を説明したが、この発明は、これに限定され
ることなく、例えば、マスクとウェハとの間に光学系が
配置されるＸ線の反射型縮小投影露光装置、マスクとウ
ェハとの間に投影レンズが配置されるｉ線,g線，エキシ
マレーザ等を用いた縮小投影露光装置、さらには、半導
体の製造装置以外の位置合わせにも適用でき、例えば、
マスクとウェハとのギャップが大きい場合には、入射光
は、ウェハ（反射型）→マスク（透過型）の光路でも良
い。
用した場合を説明したが、この発明は、これに限定され
ることなく、例えば、マスクとウェハとの間に光学系が
配置されるＸ線の反射型縮小投影露光装置、マスクとウ
ェハとの間に投影レンズが配置されるｉ線,g線，エキシ
マレーザ等を用いた縮小投影露光装置、さらには、半導
体の製造装置以外の位置合わせにも適用でき、例えば、
マスクとウェハとのギャップが大きい場合には、入射光
は、ウェハ（反射型）→マスク（透過型）の光路でも良
い。
さらに、f1,f2の入射光は、マスクに垂直に入射され
る必要はなく、マスクに垂直な仮想面61に対して斜めに
傾斜された仮想面62に沿って、マスクに斜めに入射され
ても良い。この場合、回折光は、垂直な仮想面61を基準
として仮想面62に対称である仮想面63上のｚ′軸線を基
準として２次元分布される。
る必要はなく、マスクに垂直な仮想面61に対して斜めに
傾斜された仮想面62に沿って、マスクに斜めに入射され
ても良い。この場合、回折光は、垂直な仮想面61を基準
として仮想面62に対称である仮想面63上のｚ′軸線を基
準として２次元分布される。
［発明の効果］ 以上説明したように、この発明では、スクライブライ
ンが広くされることなく、検出される回折干渉光が独立
して分離・選択されることが可能にされ、その結果、マ
スクとウェハとの間のギャップに無関係にこれらの位置
合わせが達成されている。
ンが広くされることなく、検出される回折干渉光が独立
して分離・選択されることが可能にされ、その結果、マ
スクとウェハとの間のギャップに無関係にこれらの位置
合わせが達成されている。
第１図は、この発明の実施例に係る位置合せ装置の模式
図、第２図は、マスク及びウェハに配置された回折格子
により回折された回折光の分布を示す模式図、第３図
は、光ヘテロダイン干渉法を説明するための図、第４図
は、市松状回折格子が２次元分布する様子を示す模式
図、第５図は、実験結果を示す図であって位相ずれと位
置ずれとの関係を示すグラフ、第６図乃至第９図は、回
折光を２次元分析させる回折格子を示す図、第10図乃至
第13図は、マスクの第11及び第12の領域及びウェハの第
21及び第22の領域に配置される回折格子の組合わせを示
す図、第14図及び第15図は、この発明の変形例を説明す
るための図、第16図は、従来の位置合せに用いられる回
折格子を示す図である。 34……第１の物体（マスク）、33……第２の物体（ウェ
ハ）、41……光源（レーザ源）、42〜47……移行手段
（ミラー）、53,54……検出手段（光センサー）、55…
…演算手段（位相計）、32……調整手段（アクチュエー
タ）。
図、第２図は、マスク及びウェハに配置された回折格子
により回折された回折光の分布を示す模式図、第３図
は、光ヘテロダイン干渉法を説明するための図、第４図
は、市松状回折格子が２次元分布する様子を示す模式
図、第５図は、実験結果を示す図であって位相ずれと位
置ずれとの関係を示すグラフ、第６図乃至第９図は、回
折光を２次元分析させる回折格子を示す図、第10図乃至
第13図は、マスクの第11及び第12の領域及びウェハの第
21及び第22の領域に配置される回折格子の組合わせを示
す図、第14図及び第15図は、この発明の変形例を説明す
るための図、第16図は、従来の位置合せに用いられる回
折格子を示す図である。 34……第１の物体（マスク）、33……第２の物体（ウェ
ハ）、41……光源（レーザ源）、42〜47……移行手段
（ミラー）、53,54……検出手段（光センサー）、55…
…演算手段（位相計）、32……調整手段（アクチュエー
タ）。
Claims (22)
- 【請求項１】第11及び第12の領域が形成された第１の物
体と、第21及び第22の領域が形成された第２の物体と
を、それらの物体の対向方向に直交する方向に位置合せ
する方法であって、 第11及び第21の領域は、これら２つの領域を移行した後
に射出する光を２次元分布の回折光とするように少なく
とも１つの回折格子を有し、第11及び第22の領域も、こ
れら２つの領域を移行した後に射出する光を２次元分布
の回折光とするように少なくとも１つの回折格子を有
し、 光源から周波数f1,f2（f1≠f2）の２つの光ビームを発
射する工程と、 これら２つの光ビームを第11及び第12の領域又は第21及
び第22の領域に移行させ、その結果、これらの２つの光
ビームを、第11及び第21の領域で回折させ干渉させて、
２次元分布する第１の回折干渉光IMに変化させて射出す
ると同時に、第12及び第22の領域でも回折させ干渉させ
て、２次元分布する第２の回折干渉光IWに変化させて射
出する工程と、 第１の回折干渉光IMのうち特定次数の光を検出して、第
１の物体の位置ずれに対応する位相ずれxMを有し周波数
Δｆ＝｜f1−f2｜の第１のビート信号に変換する一方、
第２の回折干渉光IWのうち特定次数の光を検出して、第
２の物体の位置ずれに対応する位相ずれxWを有し周波数
Δｆの第２のビート信号に変換する工程と、 第１及び第２のビート信号の位相差を計算し、即ち、｜
xM−xW｜を計算して、第１及び第２の物体の位置ずれを
検出する演算工程と、 この位置ずれに対応して第１及び第２の物体の相対位置
を調整して、第１及び第２の物体を位置合せする工程
と、 を具備する、第１及び第２の物体の位置合せ方法。 - 【請求項２】第１の物体は、露光装置のマスクであり、
第２の物体は、ウェハである、請求項１に記載の、第１
及び第２の物体の位置合せ方法。 - 【請求項３】位置合せ方向をｘ軸とし、これに直交する
方向をｙ軸とする２次元座標を仮定し、 第11及び第12の領域、及び、第21及び第22の領域は、各
々、ｙ軸方向に並列され、 検出する特定次数の回折干渉光は、IM（0,rM）と、I
W（0,rW）とである、請求項１に記載の、第１及び第２
の物体の位置合せ方法。 - 【請求項４】検出する特定次数の回折干渉光は、IM（0,
±１）と、IW（0,±１）とである、請求項３に記載の、
第１及び第２の物体の位置合せ方法。 - 【請求項５】第11及び第21の領域が有する回折格子のｙ
軸方向のピッチｐと、第12及び第22の領域が有する回折
格子のｙ軸方向のピッチＰとが異なっている、請求項３
に記載の、第１及び第２の物体の位置合せ方法。 - 【請求項６】第11及び第12の領域上に、ｙ軸方向に直交
する第１の仮想面が規定され、この第１の仮想面がｙ軸
方向に所定角度（α）傾斜した面が第２の仮想面と規定
され、 第２の仮想面に沿って１つの軸線がｘ方向に直交して延
出され、 f1,f2の２つの光ビームは、第２の仮想面に沿って、前
記軸線を基準として対称に、且つ、この軸線に対して所
定角度（±θ＝sin-1（±ｍλ／pX）;mは整数、λは前
記２つの光ビームの基準波長、pXは第11及び第21の領域
又は第12及び第22の領域が有する回折格子のｘ方向のピ
ッチ）傾斜して、第11及び第12の領域に入射される、請
求項３に記載の、第１及び第２の物体の位置合せ方法。 - 【請求項７】f1,f2の２つの光ビームから分光された２
つの光ビームを干渉させた後に検出して、位相ずれを有
しない周波数Δｆ＝｜f1−f2｜のビート信号に変換し、
これを参照信号として前記演算工程に供給する工程をさ
らに具備している、請求項３に記載の、第１及び第２の
物体の位置合せ方法。 - 【請求項８】第11の領域は、射出回折光を２次元分布す
る市松状回折格子又は２次元回折格子を有し、 第12の領域は、透過面を有し、 第21の領域は、反射面を有し、 第22の領域は、射出回折光を２次元分布する市松状回折
格子又は２次元回折格子を有している、請求項５に記載
の、第１及び第２の物体の位置合せ方法。 - 【請求項９】第11の領域は、射出回折光を２次元分布す
る市松状回折格子又は２次元回折格子を有し、 第12の領域は、透過面を有し、 第21の領域は、ｘ方向に延出するストライプが形成され
た１次元分布する１次元回折格子を有し、 第22の領域は、射出回折光を２次元分布する市松状回折
格子又は２次元回折格子を有している、請求項５に記載
の、第１及び第２の物体の位置合せ方法。 - 【請求項１０】第11の領域は、ｙ方向に延出するストラ
イプが形成された１次元回折格子を有し、 第12の領域は、透過面を有し、 第21の領域は、ｘ方向に延出するストライプが形成され
た１次元分布する１次元回折格子を有し、 第22の領域は、射出回折光を２次元分布する市松状回折
格子又は２次元回折格子を有している、請求項５に記載
の、第１及び第２の物体の位置合せ方法。 - 【請求項１１】第11の領域は、射出回折光を２次元分布
する市松状回折格子又は２次元回折格子を有し、 第12の領域は、透過面を有し、 第21の領域は、ｙ方向に延出するストライプが形成され
た１次元分布する１次元回折格子を有し、 第22の領域は、射出回折光を２次元分布する市松状回折
格子又は２次元回折格子を有している、請求項５に記載
の、第１及び第２の物体の位置合せ方法。 - 【請求項１２】第11及び第12の領域が形成された第１の
物体と、第21及び第22の領域が形成された第２の物体と
を、これらの物体の対向方向に直交する方向に位置合せ
する装置であって、 第11及び第21の領域は、これら２つの領域を移行した後
に射出する光を２次元分布の回折光とするように少なく
とも１つの回折格子を有し、第12及び第22の領域も、こ
れら２つの領域を移行した後に射出する光を２次元分布
の回折光とするように少なくとも１つの回折格子を有
し、 周波数f1,f2（f1≠f2）の２つの光ビームを発射する光
源と、 これら２つの光ビームを第11及び第12の領域又は第21及
び第22の領域に移行させ、その結果、これら２つの光ビ
ームを、第11及び第21の領域で回折させ干渉させて、２
次元分布する第１の回折干渉光IMに変化させて射出する
と同時に、第12及び第22の領域でも回折させ干渉させ
て、２次元分布する第２の回折干渉光IWに変化させて射
出する移行手段と、 第１の回折干渉光IMのうち特定次数の光を検出して、第
１の物体の位置ずれに対応する位相ずれxMを有し周波数
Δｆ＝｜f1−f2｜の第１のビート信号に変換する一方、
第２の回折干渉光IWのうち特定次数の光を検出して、第
２の物体の位置ずれに対応する位相ずれxWを有し周波数
Δｆの第２のビート信号に変換する検出手段と、 第１及び第２のビート信号の位相差を計算し、即ち、｜
xM−xW｜を計算して、第１及び第２の物体の位置ずれを
検出する演算手段と、 この位置ずれに対応して第１及び第２の物体の相対位置
を調整して、第１及び第２の物体を位置合せする調整手
段と、 を具備する、第１及び第２の物体の位置合せ装置。 - 【請求項１３】2.第１の物体は、露光装置のマスクであ
り、第２の物体は、ウェハである、請求項12に記載の、
第１及び第２の物体の位置合せ装置。 - 【請求項１４】位置合せ方向をｘ軸とし、これに直交す
る方向をｙ軸とする２次元座標を仮定し、 第11及び第12の領域、及び、第21及び第22の領域は、各
々、ｙ軸方向に並列され、 検出する特定次数の回折干渉光は、IM（0,rM）と、I
W（0,rW）とである、請求項12に記載の、第１及び第２
の物体の位置合せ装置。 - 【請求項１５】検出する特定次数の回折干渉光は、I
M（0,±１）と、IW（0,±１）とである、請求項14に記
載の、第１及び第２の物体の位置合せ装置。 - 【請求項１６】第11及び第21の領域が有する回折格子の
ｙ軸方向のピッチｐと、第12及び第22の領域が有する回
折格子のｙ軸方向のピッチｐとが異なっている、請求項
14に記載の、第１及び第２の物体の位置合せ装置。 - 【請求項１７】第11及び第12の領域上に、ｙ軸方向に直
交する第１の仮想面が規定され、この第１の仮想面がｙ
軸方向に所定角度（α）傾斜した面が第２の仮想面と規
定され、 第２の仮想面に沿って１つの軸線がｘ方向に直交して延
出され、 前記移行手段は、f1,f2の２つの光ビームを、第２の仮
想面に沿って、前記軸線を基準として対称に、且つ、こ
の軸線に対して所定角度（±θ＝sin-1（±ｍλ／pX）;
mは整数、λは前記２つの光ビームの基準波長、pXは第1
1及び第21の領域又は第12及び第22の領域が有する回折
格子のｘ方向のピッチ）傾斜して、第11及び第12の領域
に入射する入射手段を有している、請求項14に記載の、
第１及び第２の物体の位置合せ装置。 - 【請求項１８】f1,f2の２つの光ビームから分光された
２つの光ビームを干渉させた後に検出して、位相ずれを
有しない周波数Δｆ＝｜f1−f2｜のビート信号に変換
し、これを参照信号として前記演算手段に供給する参照
信号供給手段をさらに具備している、請求項３に記載
の、第１及び第２の物体の位置合せ方法。 - 【請求項１９】第11の領域は、射出回折光を２次元分布
する市松状回折格子又は２次元回折格子を有し、 第12の領域は、透過面を有し、 第21の領域は、反射面を有し、 第22の領域は、射出回折光を２次元分布する市松状回折
格子又は２次元回折格子を有している、請求項16に記載
の、第１及び第２の物体の位置合せ装置。 - 【請求項２０】第11の領域は、射出回折光を２次元分布
する市松状回折格子又は２次元回折格子を有し、 第12の領域は、透過面を有し、 第21の領域は、ｘ方向に延出するストライプが形成され
た１次元分布する１次元回折格子を有し、 第22の領域は、射出回折光を２次元分布する市松状回折
格子又は２次元回折格子を有している、請求項16に記載
の、第１及び第２の物体の位置合せ装置。 - 【請求項２１】第11の領域は、ｙ方向に延出するストラ
イプが形成された１次元回折格子を有し、 第12の領域は、透過面を有し、 第21の領域は、ｘ方向に延出するストライプが形成され
た１次元分布する１次元回折格子を有し、 第22の領域は、射出回折光を２次元分布する市松状回折
格子又は２次元回折格子を有している、請求項16に記載
の、第１及び第２の物体の位置合せ装置。 - 【請求項２２】第11の領域は、射出回折光を２次元分布
する市松状回折格子又は２次元回折格子を有し、 第12の領域は、透過面を有し、 第21の領域は、ｙ方向に延出するストライプが形成され
た１次元分布する１次元回折格子を有し、 第22の領域は、射出回折光を２次元分布する市松状回折
格子又は２次元回折格子を有している、請求項16に記載
の、第１及び第２の物体の位置合せ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1261568A JP2885439B2 (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | 第１及び第２の物体の位置合せ方法及び装置 |
| DE4031637A DE4031637C2 (de) | 1989-10-06 | 1990-10-05 | Anordnung zum Messen einer Verschiebung zwischen zwei Objekten |
| US07/593,871 US5151754A (en) | 1989-10-06 | 1990-10-05 | Method and an apparatus for measuring a displacement between two objects and a method and an apparatus for measuring a gap distance between two objects |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1261568A JP2885439B2 (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | 第１及び第２の物体の位置合せ方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03123804A JPH03123804A (ja) | 1991-05-27 |
| JP2885439B2 true JP2885439B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=17363718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1261568A Expired - Lifetime JP2885439B2 (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | 第１及び第２の物体の位置合せ方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2885439B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI251722B (en) | 2002-09-20 | 2006-03-21 | Asml Netherlands Bv | Device inspection |
-
1989
- 1989-10-06 JP JP1261568A patent/JP2885439B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03123804A (ja) | 1991-05-27 |
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