JPH01251717A

JPH01251717A - 位置合わせ方法

Info

Publication number: JPH01251717A
Application number: JP63078810A
Authority: JP
Inventors: Toru Tojo; 東条　徹; Mitsuo Tabata; 光雄田畑; Tatsuhiko Tougi; 達彦東木; Toshikazu Yoshino; 芳野　寿和
Original assignee: Toshiba Corp; Topcon Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Topcon Corp
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1989-10-06
Anticipated expiration: 2012-10-22
Also published as: JP2664712B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、２つの物体の位置合わせ方法に係わり、特に
パターン転写に用いられるマスクとウェハとのアライメ
ント等に好適する位置合わせ方法に関する。

（従来の技術）近年、ＬＳＩ等の半導体素子の回路パターンの微細化に
伴い、パターン転写手段として、高解像性能を有する光
学式投影露光装置が広く使用されるようになっている。

この装置を用いて転写を行う場合、露光に先立ってマス
クとウェハとを高精度で位置合わせ（マスクアライメン
ト）する必要がある。

マスクアライメントを行う方法としては、投影光学系と
は異なる他の光学系（ｏｌ’［’−ａｘｉｓ顕微鏡）を
用い、ウェハ上に予め形成したマークを検出してウェハ
を位置決めし、その後ウェハを投影光学系の視野内の所
定の位置に高精度に移動させて予め正確に位置決めされ
たマスクとの位置合わせを行うｏｆ’ｆ’−ａｘｉｓ方
式と、マスクとウェハに予め形成された位置合わせマー
クを投影光学系を通して検出し、直接マスクとウェハと
を位置合わせするＴ　Ｔ　Ｌ　（Ｔｈｒｏｕｇｈ　Ｔｈ
ｅ　Ｌｅｎｓ）方式とがある。

ｏｆ’ｒ−ａｘｉｓ方式は、アライメントの回数が少な
いため、アライメントに要する時間が少なく、スルーブ
ツト（処理速度）が大きいと言う利点を持つ。

しかし、位置合わせされたウェハを転写すべき位置まで
正確な距離だけ移動させる必要があり、他に絶対測長系
を設けな（ではならず、誤差要因が増え、高い精度で位
置合わせをすることが難しい。

そこで最近では、より高精度なアライメントを行うため
に、ＴＴＬ方式のようにマスク及びウェハのマークを投
影光学系を通して検出し、直接アライメントする方式が
有力となっている。

ＴＴＬ方式のアライメント方法の一つとして、２つのグ
レーティングマークを重ね合わせる方法（文献Ｇ、Ｄｕ
ｂｒｏｅｕｃｑ、　１９８０．　ＭＥ、　Ｗ、ＲＴｒｕ
ｔｎａ、Ｊｒ。

１９８４、５ＰＩＥ等）がある。これは、第８図に示す
如く、グレーティング状マーク８１ａ、８３ａが形成さ
れ投影レンズ８２を挟んで対向配置されたマスク８１と
ウェハ８３に対し、アライメント用の光を入射させ２つ
のマーク３１ａ、８３ａで回折した光を光電検出器８４
により検出することによって、２つのグレーティングマ
ーク８１ａ、８３ａの重なり状態、つまり相対位置を検
出する方法、である。

この方法によれば、第９図に示す如く２つのグレーティ
ングマーク８１ａ、８３ａが重なり合った状態（或いは
半ピツチずれた状態）で、信号強度が最大（或いは最小
）となる。従って、最大値（或いは最小値）を精度良く
検出できる信号処理（例えば振動型同期検波処理等）に
よって高精度なアライメントが可能となる。

ところで、このようなグレーティングマークを用いたＴ
ＴＬアライメント方式では、以下に示すような問題があ
った。つまり、通常の投影レンズは露光波長についての
み全ての収差が最小になるように設計されているが、そ
の他の波長に対しては色収差が存在する。一方、上記の
アライメント方式では、光源としてはコヒーレント性の
良いレーザが用いられるが露光用光源には水銀ランプを
用いるため、２つの光源の波長を全く同一とすることは
難しい。このため、アライメント光に対しては色収差が
無視できなくなり、結像位置関係、即ちフォーカス位置
で露光波長とは異なり、デフオーカスした状態で位置検
出をしなければならない。従来、このようにデフォーカ
ス状態で位置検出すると、十分な検出感度が得られず再
現性も悪かった。また、２つの波長の違いが大きくなる
と、光路長を補正する等の収差補正手段が必要となり装
置が複雑化し誤差要因も増える。即ち、アライメント用
光の波長を露光波長と同一にすることができないことに
よって、投影レンズの収差の影響を受けることが大きな
問題となっていた。

特に、アライメント光はレジストを感光させないことが
必要とのことがら　Ｉ　ｅ　−Ｎ　ｅレーザ（６３３ｒ
＋ｍ　）を用いることが多く、また転写用露光波長（λ
）は一般にＲ−にλ／ＮＡの関係から解像度Ｒを高める
ために短かくする傾向にある。現在はｇ線（４３８ｎｍ
　）が主流であるが将来ｇ線（３０５ｎｉ　）と変わり
、さらにはエキシマレーザ（ＫｒＰ　２４８ｎａ＋。

ＡｒＰ　１９３ｎｉ　）へと変化することが予想される
。

このためにも上記問題は無視出来ないものである。従来
、この色収差の問題は第１０図に示すように途中に折返
しミラー８５ａ、８５ｂを設は吸、収していた。しかし
、波長の差が大きくなるに従って、上記折返しミラーや
レンズ系では構造が複雑になり実用的ではなくなってき
ている。ここで、図中８６はアライメント用のＨｅ−Ｎ
ｅレーザ、８７はハーフミラ−１８８は反射ミラーであ
る。

一方、半導体素子形成のためのパターン転写は１回で済
むものではなく、ウェハ上に酸化膜やＡ、９膜等を堆積
する毎に繰返される。そして、ウェハに形成した位置合
わせ用マーク（ウェハマーク）上の堆積膜は、転写後の
エツチング等によって除去されることはなく残ることに
なる。このため、プロセスの進行によってウェハマーク
上には、酸化膜やＡｌ膜等が多層に堆積される。そして
、この堆積膜の存在がウェハマークを用いた位置合わせ
の精度を低下させる要因となっている。

（発明が解決しようとする課題）このように従来、露光波長とアライメント波長との違い
による色収差の問題から、マスク・ウェハを高精度に位
置合わせすることは困難であった。さらに、色収差の解
決策として折返しミラーを用いたものは、露光波長とア
ライメント波長とが大きく異なる場合、ミラー間隔を大
きく離す必要があり実用的でなかった。また、プロセス
の進行に伴いウェハマーク上に多層に膜が堆積され、こ
れが位置合わせ精度を低下させる要因となっていた。

本発明は、上記事情を考慮してなされたものでその目的
とするところは、位置合わせ用の光の波長が光学系に合
った波長と異なった場合でも、２つの物体の相対位置を
高精度に検出することができ、且つ折返しミラー等を用
いることなく簡易に実現することができ、位置合わせ精
度の向上をはかり得る位置合わせ方法を提供することに
ある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明の骨子は、位置合わせマークを用いたＴＴＬアラ
イメント方式において、アライメント光として光学系に
合った波長と異なる波長の光を用いても、光学系（投影
レンズ）の色収差の影響を無視できるようにマーク配置
構成及びアライメ、シト光照明方法を改良したことにあ
る。さらに、ウェハマーク上に堆積した膜に露光光を照
射することにより、その後のエツチング工程でウェハマ
ーク上の堆積膜を除去可能とすることにある。

即ち本発明は、マスク上に形成されたパターンを（投影
レンズを介して又はそのまま）ウェハ上に転写するに先
立ち、マスク及びウェハにそれぞれ設けられた位置合わ
せ用のマークを用い、これらのマークの光学的な相対位
置ずれ量を求め、この位置ずれ量に応じてマスク・ウェ
ハを位置合わせする位置合わせ方法において、前記ウェ
ハには回折格子からなる位置合わせ用のウェハマークを
設け、前記マスクには回折格子からなる位置合わせ用の
一対のマスクマークを所定距離だけ離れて設けると共に
、一対のマスクマーク間の中央に露光光でウェハマーク
を選択的に照射できる窓、又はウェハマーク作成のため
のパターンを設け、露光光とは異なる波長の位置合わせ
用光をマスクマークに照射し、マスクマークからの２本
の回折光を（投影レンズを介して又はそのまま）ウエハ
マ−り上に集光、干渉させ、ウニ／Ｘマークからの反射
回折光を検出して各マークの相対位置ずれ情報を求める
ようにした方法である。

（作　用）本発明によれば、所定距離だけ離れた一対のマスクマー
クからの２本の回折光をウェハマークに集光、干渉させ
ることにより、色収差による結像間隔の差の問題を完全
になくして位置合わせを行うことができる。従って、従
来色収差補正用に用いていた折返しミラー、レンズ等の
中間物を設ける必要がなく、これらから生じる誤差要因
をなくすことができる。さらに、折返しミラーが不要と
なるため、構造が簡単であり光軸調整が容易になる。特
に、現在エキシマレーザステッパで問題となっている、
ＴＴＬアライメントをこの方法によって実現することが
可能となる。

また本発明では、ウェハマークの位置に相当した露光光
は一対のマスクマークの中央に位置する部分を通ること
に着目し、この部分にウニ／Ｘマークを露光するための
窓（又は新たなウェハマーク、形成のためのパターン）
を設けている。従って、。

位置合わせ後のパターン転写において、ウエノ１７−り
上のレジストが露光されることになり、エツチングプロ
セスでウェハマーク上の堆積膜が除去され、ウェハマー
クが露出することになる。従って、プロセスの進行に伴
いウェハマーク上に堆積膜が積層されるのを防止するこ
とができ、位置合わせ精度の向上に寄与することが可能
となる。

（実施例）以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第１図は本発明の一実施例方法に使用した縮小投影露光
装置を示す概略構成図である。通常、縮小投影露光装置
は、投影レンズ２０の上下にレチクル（マスク）１０．
ウェハ３０を設置する。投影レンズ２０は、露光波長に
対して結像関係が保たれるようにマスク１０．ウェハ３
０の物像間隔が設定され、そのように位置決めされる。

この状態では、マスク１０の０点からデータ光は投影レ
ンズ２０を通してウェハ３０上で結像する。逆に、ウェ
ハ３０から出た光は投影レンズ２０を通してマスク１０
上で結像する。しかし、アライメント光として露光波長
とは異なる波長、例えばＨｅ−Ｎｅレーザ等を用いた場
合、この結像関係はくずれ、ウェハの像は距離りだけ離
れた２点鎖線で示した仮想マスク１０’上で結像するこ
とになる。通常この量が少ない場合、前記第１０図で示
したように折返しミラー等によって補正が行われる。し
かし、例えば２４８ｒ＋ｍの露光波長と　６３３ｒ＋Ｉ
ＩｌのＨｅ−Ｎｅレーザ光（アライメント光）のように
波長差が大きい場合、この瓜は数ｍにもなり、折返しミ
ラー等で補正するのは現実的でない。

そこで本実施例では、以下に説明する方法によってこの
問題を解決している。即ち、第１図においてウェハ３０
上からマスク１０′上のマークをみた時、２点鎖線で示
した光束でマーク情報がくることになる。従って、例え
ばマスク１０上Ａ。

Ｂの２点にマーク１１．１２（マスクマーク）を形成し
、このマーク１１．１２にアライメント光を照射し、そ
こから出る光束があたかもマスク１０′上からくるマー
ク位置情報を持つようにすれば、この光束はウェハ３０
上で集光することになる。つまり、マスク１０上であた
かもマスク１０′上からのマーク位置情報が作られるよ
うになる。

具体的には、Ａ、Ｂのマーク１１．１２をそれぞれ格子
状マークとしておき、アライメント光を図のようにレン
ズの入射瞳で集光するように球面波として照射する。こ
の結果、マーク１１．１２からそれぞれから０次、±１
次の回折光が生じるが、０次はそのまま入射瞳に入る。

マーク１１からの一１次光、マーク１２からの＋１次光
は、それぞれの位置情報を持ち投影レンズ２０を通って
ウェハ３０上の１点に集光する。この点で、それぞれの
光束は干渉しモアレパターン（即ち角度θに依存した周
期的なパターン像）を形成する。

この場合、設計として投影レンズ２０のアライメント光
に対する仮想マスク位置のウエノ１に対する倍率βが求
まり、同様にして距離りも求まる。

従って、マスク１０上のマーク１１．１２の間隔２ｒは２　ｒ−２ＤＬａｎ　　βθ　　　　　　　　　　　　
−（１）で求めることができる。ここで、θはウェハ３
０上で集光する光束のなす角度である。また、マスク１
０上に入射させるアライメント光の入射角θ、も投影レ
ンズ２０のレンズ定数によって決まる。このとき、マス
ク１０上のＡ、Ｂそれぞれのマーク１１．１２から出る
回折光の角度をあたかもマスク１０′からの光束のよう
に合わせる必要がある。このマークピッチＰ、もｓｉｎθ＋＋Ｓ１ｎβθ−ｎλ／Ｐ、　　　−（２）で
求めることができる。ここで、λはアライメント光の波
長であり、ｎは回折次数（図の場合は±１）である。

ウェハ３０上で、上記モアレパターンに対応した格子状
マーク３１（ウェハマーク）を例えばダイシングライン
に形成しておく。このウェハマーク３１で再度回折した
光、例えば図の場合は垂直に戻る反射回折光を取出し、
ミラー４１等で導き、検出器４２で検出する。検出器４
２ではウェハ、３０とマスク１０との横方向相対変位に
対応した光強度が得られる。この光強度に関しては、２
重回折格子法等で示されているようにウェハ３０上のマ
ーク３１の格子ピッチに対応した光強度変化が得られる
。この方式では、マスク１０とウェハ３０との間に何部
構造物を置くことなしにぞれぞれのマークを位置合わせ
することが可能であると共に、２光束の干渉によってウ
ェハ３０上でモアレパターンを形成するため、ウェハ３
０の上下方向のデフォーカスによってこのモアレパター
ンの像が動くことはない。従って、デフォーカス量が存
在しても位置合わせ精度に影響しない等の多くの特徴を
持つ。

検出器４２からの出力を元に信号処理回路４３により信
号処理を行うことによって、位置検出信号を得ることが
できる。この時の信号処理として、例えばウェハ３０を
横方向に振動させる、マスク１０を横方向に振動させる
、或いはアライメント光の一部をモアレパターン像を動
かす等の方法によって変調し、その周波数について同期
検波することが考えられる。また、左右のアライメント
光の周波数を変化させ、ウェハ上でそのビート信号を作
出し、基準ビート信号と比較し位相差から相対変位を知
る、所謂光ヘテロダイン法によって測定することも可能
である。

第１図の具体例をさらに第２図にて示す。アライメント
光は例えばレンズ４５、コンデンサレンズ４６を通して
マスク１０上のマーク１１．１２に入射する。この光は
レンズ２０の入射Ｍ（破線で示す）の中心に入射するよ
うになっている。マーク１１．１２から生じた±１次光
は、入射瞳を通りウェハマーク３１上に２光束で集光す
る。ウェハマーク３１は、第３図（ａ）に示す１次元格
子、同図（ｂ）に示す２次元格子、同図（ｃ）に示す市
松格子のようなパターンとなっている。これらの選択は
、転写装置の使用条件によって最良な方法を行うと良い
。例えば我々は、マスクパターンを転写中に、このアラ
イメント光を用いて位置合わせを行うようにするため、
第３図（ｂ）　（ｃ）のいずれかを用いて、反射回折光
を２次元的に回折させ、ミ、ラー４１は露光照明光を遮
らないようにマスクパターンにより外側の方へずらす方
法を選択している。また、必要によってはマスク１０の
マーク１１．１２を２次元格子とすることも可能である
。

ところで、このようなアライメント方法では、前述した
ように転写を繰返す毎にウェハ３０上に酸化膜やＡｌ膜
等が堆積し、ウェハマーク３１がこれらの堆積膜で埋も
れてしまうことがある。そこで本実施例では、一対のマ
スクマーク１１゜１２間の中央に窓１３を設け、露光光
でウェハマーク３１が露光されるようにしている。即ち
、ウェハマーク３１の位置に相当した露光光は一対のマ
スクマーク１１，１２の中央に位置する部分を通ること
に着目し、この部分にウェハマークを露光するための窓
１３を設けている。この窓１３は、投影レンズ２０′で
縮小結像された時にウェハマーク３１よりも大きいもの
であり、マスク３０のクロム等の遮光部材を除去するこ
とによって形成している。

このような構成であれば、アライメント光を用いてマス
ク・ウェハの位置合わせを行う場合、第４図に１点鎖線
で示す如くマスクマーク１１゜１２からの回折光はウェ
ハ３０のマーク３１上に照射される。このとき、ウェハ
３０上には第５図（ａ）に示す如く、絶縁膜やＡｊ７膜
等の第１の積層膜５１が堆積されており、この上に図示
しないレジストを塗布した状態である。なお、アライメ
ント光は露光光と異なり、レジストを露光しない波長に
選んであるので、このアライメント時にはレジストは露
光されない。

アライメントが終了した後は、マスク１０に露光光を照
射することにより、マスクパターンがウェハ３０に転写
される。このとき、窓１３を通してウェハマーク３１上
のレジストも露光されることになる。そして、レジスト
を現像してレジストパターンを形成し、このレジストパ
ターンをマスクに堆積膜５１をエツチングすることにな
るが、ウェハマーク３１上のレジストは露光されている
ので、第５図（ｂ）に示す如くウェハマーク３１上の堆
積膜５１もエッチ、ングされる。次のプロセス、ではウ
ェハ上に再度堆積膜５２を堆積し、先と同様のアライメ
ント、転写を行うことになるが、このときウェハマーク
３１上には第５図（Ｃ）に示す如く、新たな堆積膜５２
らみが堆積することになる。この状態は、第５図（ａ）
に示す如くウェハマーク３１上に堆積膜が１層だけ存在
するのと同様であり、従って先と同様の精度でアライメ
ントを行うことができる。

ところが、前記窓１３を形成しない場合、露光の際にウ
ェハマーク３１上のレジストが露光されないので、その
後のエツチング工程でも堆積膜５１は残る。このため、
次のアライメント、転写工程では、第５図（ｄ）に示す
如くウェハマーク　−３１上に堆積膜５１．５２が残る
ことになる。このように堆積膜が複数となり膜厚が厚く
なると、堆積等によるマークの非対象性等の誤差が累積
され、アライメント精度が落ちる。さらに、この堆積膜
は、膜の堆積及びパターン転写を繰返す毎に積層される
ことになるので、プロセスが進む程にアライメント精度
が低下することになる。窓を設けた本実施例では、常に
ウェハマーク３１上に１層の堆積膜しか存在しないので
、プロセスの進行に関係なく、常に精度良いアライメン
トを行うことが可能である。

実際のアライメント用ウェハマーク３１は第６図（ｂ）
に示すようにプロセスに応じて複数個のマークが必要で
あり、これに応じてマスクマーク１１．１２も第６図（
ａ）に示すように多数のマークを用意する必要がある。

図では４個のマーク群の場合を示しており、複数のマス
クに形成されるマークを等価的に同一図面に示している
。また、第６図（ａ）で破線で示した部分はウェハマー
クＡＡ’　〜ＤＤ’　に相当する位置の窓１３である。

この部分のクロムを除去するか否かによってウェハマー
ク３１に露光光を照射し、レジストを現像によって除去
することが可能となる。従ってマスクマーク１１，１２
と窓１３とが緩衝しない程度にマスクマーク１１，１２
の間隔を大きくする必要がある。この関係はで示される（ｎ−１とした）。ここで、２Ｆはウェハマ
ーク群の長さであり、β′は露光光のマスク・ウニ八倍
率である（通常β’　−１１５〜１／１０）。

これによって２ｒの間隔を決定したのち、（２）式によ
ってマスクの格子ピッチＰ、を決定する。

このようなマーク配置によって、ウェハマーク群とマス
クマーク群とが干渉することなく、且つそれらマーク１
１．１２の間に露光光を通過する窓１３を選択的に設け
ることによりウェハマーク３１の保存を可能とすること
ができる。レジストには、ポジ型レジスト、ネガ型レジ
ストがあるが必要に応じてレクチル上の窓の選択を行な
えばよい。

かくして本実施例によれば、所定距離だけ離れた位置に
設けた一対のマスクマーク１１，１２から生じた２本の
回折光をウェハマーク３１に集光・干渉させることによ
り、色収差による結像間隔の差の問題を完全になくして
位置合わせを行うことができる。即ち、位置合わせマー
クを用いたＴＴＬアライメント法で従来、波長差が大き
い場合に問題となっていた投影レンズ２０の色収差に起
因する諸問題を容易に解決することができ、マスク１０
とウェハ３０との相対位置を極めて正確に検出すること
ができ、正確な位置合わせが可能となる。従って、従来
色収差補正用に用いていた折返しミラー、レンズ等の中
間物を設ける必要がなく、これから生じる誤差要因をな
くすことができる。さらに、折返しミラー等が不要とな
るため、構造が簡単であり光軸調整が容易になる。特に
、現在エキンマレーザステッパーで問題となっている。

ＴＴＬアライメントをこの方法によって実現することが
可能となる。

またマスクマーク１１，１２間の中央に窓１３を設けて
いるので、アライメント後にウエノ１７−り３１上に堆
積膜を除去することが可能となり、ウェハマーク３１の
保存を可能とすることができる。従って、転写回数に関
係なく常に高精度のアライメントを行うことができ、そ
の有用性は絶大、である。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記窓の代わりにはウェハマークを形成す
るためのパターンを設けてもよい。

この場合、アライメント後にマスクのパターンを露光す
る際、ウェハの所定位置（通常はダイシングライン）に
ウェハマークが露光されることになり、エツチングによ
り堆積膜を除去する際にウェハマークが形成される。そ
して、このマークを次のアライメントで用いることがで
きる。また、実施例では投影レンズを用いたが、Ｘ線転
写等のように投影レンズを用いない転写装置に適用する
ことも可能である。この場合、第７図に示す如く、Ｘ線
マスク７０にマーク’７１．７２を設け、これらのマー
ク７１．７２の間の中央に窓或いはウェハマーク形成の
ためのパターン７３を設ける。そして、マスクマーク７
１，７２からの回折光をウェハマーク３１に導き、ウェ
ハマーク３１からの反射回折光をセンサ７４等で検出す
ればよい。また、アライメント照明光は第２図ではコン
デンサレンズ４６の上から照射したが、マスク１０の直
上から照射するようにしてもよい。さらに、検出器４２
へはミラー４１をマスク・ウェハ間に設置して導いたが
、マスク１０の上面から導くようにしてもよい。その他
、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施
することができる。

［発明の効果］以上詳述したように本発明によれば、位置合わせ用の光
の波長が光学系に合った波長と異なった場合でも、２つ
の物体の相対位置を高精度に検出することができ、且つ
折返しミラー等を用いることなく簡易に実現することが
でき、位置合わせ精度の向上をはかり得る。さらに、一
対のマスクマーク間にウェハマークを露光できる窓、又
はウェハマーク形成のためのパターンを設けたことによ
り、ウェハマークを保存することが可能となり、プロセ
スの進行に関係なく常に精度良いアライメントを行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例方法に使用した投、影露光装
置を示す概略構成図、第２図は第１図をより具体化して
示す概略構成図、第３図はウェハ或いはマスク上のマー
クの一例を示す平面図、第４図はマスクマーク及び窓と
ウェハマークとの関係を示す模式図、第５図はウェハ上
に堆積される堆積膜の状態を示す断面図、第６図はマー
クレイアウトの１例を示す平面図、第７図は本発明の変
形例を示す模式図、第８図乃至第１０図はそれぞれ従来
の問題点を説明するための図である。１０・・・マスク、１１．１２・・・マスクマーク、１
３・・・窓、２０・・・投影レンズ、３０・・・ウェハ
、３１・・・ウェハマーク、４１・・・反射ミラー、４
２・・・検出器、４３・・・信号処理回路、４４・・・
位相シフト機、構、４５・・・レンズ、４６・・・コン
デンサレンズ。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図第２図第４　図（ａ）　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）（ｃ）（
ｄ）ｇ５図響〜今第７図第８図第９図（ａ）　　　　　　（ｂ）　　　　　　（ｃ）第１０図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）マスク上に形成されたパターンをウェハ上に転写
するに先立ち、マスク及びウェハにそれぞれ設けられた
位置合わせ用のマークを用い、これらのマークの光学的
な相対位置ずれ量を求め、この位置ずれ量に応じてマス
ク・ウェハを位置合わせする位置合わせ方法において、前記ウェハには回折格子からなる位置合わせ用のウェハ
マークを設け、前記マスクには回折格子からなる位置合
わせ用の一対のマスクマークを所定距離だけ離れて設け
ると共に、一対のマスクマーク間の中央に露光光でウェ
ハマークを選択的に照射できる窓、又はウェハマーク作
成のためのパターンを設け、露光光とは異なる波長の位
置合わせ用光をマスクマークに照射し、マスクマークか
らの２本の回折光をウェハマーク上に集光、干渉させ、
ウェハマークからの反射回折光を検出して各マークの相
対位置ずれ情報を求めることを特徴とする位置合わせ方
法。
（２）マスク上に形成されたパターンを投影レンズを介
してウェハ上に投影露光するに先立ち、マスク及びウェ
ハにそれぞれ設けられた位置合わせ用のマークを用い、
これらのマークの光学的な相対位置ずれ量を求め、この
位置ずれ量に応じてマスク・ウェハを位置合わせする位
置合わせ方法において、前記ウェハには回折格子からなる位置合わせ用のウェハ
マークを設け、前記マスクには回折格子からなる位置合
わせ用の一対のマスクマークを所定距離だけ離れて設け
ると共に、一対のマスクマーク間の中央に露光光でウェ
ハマークを選択的に照射できる窓、又はウェハマーク作
成のためのパターンを設け、露光光とは異なる波長の位
置合わせ用光をマスクマークに照射し、マスクマークか
らの２本の回折光を前記投影レンズを通してウェハマー
ク上に集光、干渉させ、ウェハマークからの反射回折光
を検出して各マークの相対位置ずれ情報を求めることを
特徴とする位置合わせ方法。
（３）前記一対のマスクマーク間の距離２ｒは、２ｒ＝
２Ｄｔａｎβ｛ｓｉｎβ＾−＾１（λ／Ｐ）｝≧２ｌ（
１／β）、で示されることを特徴とする請求項１又は２
記載の位置合わせ方法。但し、Ｄは露光光と位置合わせ用光を使用した時の物像
間距離の差（β、β′＝１で等倍転写のときはＤ＝０）
、βはアライメント光に対する倍率、β′は露光光での
倍率、λは位置合わせ用光の波長、Ｐはウェハマークの
格子ピッチ、２ｌはウェハマークの長さである。