JPH03111706A - 光量調整装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、位置合わせ装置等に適用する光量調整装置に
関し、例えば半導体露光装置等のマスクやレチクル（以
下、「マスク」という）等の第１の物体上に形成されて
いる微細な電子回路パターンをウェハ等の第２の物体面
上に露光転写する際にマスクとクエへとの位置決め（ア
ライメント）を行う光学的な位置検出手段を持つ位置合
わせ装置における光学的な位置検出装置の光量調整装置
に関する。

［従来の技術］ 従来より、半導体露光装置においては、マスクとクエへ
の相対位置合わせが、装置の性能向上を図るための重要
な要素になっている。

特に最近の露光装置では、半導体素子の高集積化のため
に、サブミクロン以下の位置合わせ（ギャップ設定）精
度が要求されている。

このような位置合わせは、多くの場合マスクとウェハに
位置合わせ用のアライメントマークを設け、それらによ
り得られる位置情報を利用して行われる。

この位置情報は、例えばゾーンプレートを有するアライ
メントマークに光束を照射し、この際にアライメントマ
ークから出射する光束の位置、すなわち光束の所定面に
おける光強度分布の重心の位置を光電変換素子、例えば
ＣＣＤラインセンサ等を用いて検出することにより得て
いる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の半導体露光装置等の位置検出装置
の光量調整装置は、位置検出毎に光量調整を行っていな
い。

そのため、マスクやウェハ等の状態によって、ＣＣＤラ
インセンサ等の光電変換素子に入射する光量が変化する
。そして、例えば入射光量が少なくなれば、入射光量に
対する光電変換した電気信号とノイズ成分との比が小さ
くなり（すなわち、Ｓ／Ｎ比が悪化し）、光電変換素子
の出力を処理して求める位置情報の精度が悪化する。

さらに、入射光量が多い場合は、ＣＣＤラインセンサ等
の光電変換素子が飽和し、入射する光量を電気信号に正
しく変換することができなくなるため、光電変換素子の
出力を処理して求める位置情報はやはり正確でなくなる
。

また、ＣＣＤラインセンサ等の光電変換素子の出力のア
ナログディジタル変換を行いディジタル信号処理して位
置情報を求める場合には、入射光量が少ないときには、
量子化ノイズが相対的に大きくなり、求める位置情報の
精度が悪化する。

一方、入射光量が多い場合は、アナログディジタル変換
器がオーバーフローし、やはり入射する光量をディジタ
ル信号に正しく変換することはできないため、求める位
置情報は正確でなくなる。

以上説明した様に、ＣＣＤラインセンサ等の光電変換素
子に入射する光量が規定値からずれると位置検出精度の
劣化が生じる。そのため、位置検出装置の位置情報の精
度は悪化し、半導体露光装置の位置合わせ精度が悪化し
、半導体製造プロセス上の問題となる。

本発明は、上述の従来形における問題点に鑑み、種々の
条件に基づいて変化するＣＣＤラインセンサ等の光電変
換素子に入射する光量を規定値に調整することができ、
これにより位置検出装置の位置情報の精度を良好に保つ
ことができる光量調整装置を提供することを目的とする
。

さらに本発明は、半導体露光装置に適用して、その位置
合わせ精度を良好とし、半導体製造プロセスを良好とす
る光量調整装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明の光量調整装置は
、第１の物体と第２の物体との相互の相対位置関係を検
出する位置検出装置の光量調整装置であって、照明手段
によりて第１の物体および第２の物体に光束を照射し、
この光束の照射により生じた前記第１の物体および第２
の物体間の位置情報を有する光束を位置情報検出手段に
よって受光し、光電変換して光強度分布としての位置情
報信号を得、位置情報検出手段の電気出力の少なくとも
最大値に基づき制御手段により、照明手段の光量、すな
わち発光出力、発光時間、発光デユーティ比または光学
フィルターの透過率を決定することとしている。

この位置情報検出手段は、第１の物体および第２の物体
間の位置情報のうち、まず第１の方向の相対位置関係を
検出し、続いて前記第１の方向とは異なる第２の方向の
相対位置関係を検出する位置検出装置であり、また制御
手段は、この第１の方向および第２の方向の位置検出毎
に、照明手段の光量を決定する値を記憶する光量配列を
有し、第１の方向の位置検出を行う際には、光量配列に
記憶した値により決定する照明手段の光量で位置検出し
、位置情報検出手段の電気出力が規定値でないなら光量
調整を行い、新たに照明手段の光量を決定し、その値を
前記光量配列に記憶し、引続き第２の方向の位置検出を
行う際には、第１の方向の位置検出を行った光量と光量
配列の値に基づいて照明手段の光量を決定して位置検出
し、位置情報検出手段の電気出力が規定値でないなら光
量調整を行い、新たに照明手段の光量を決定し、その値
を光量配列に記憶するようにするとよい。

さらに、このような光量調整装置を半導体露光装置にお
ける位置検出に適用する場合は、相互の相対位置関係が
検出されるべきこの第１の物体および第２の物体は、そ
れぞれ電子回路パターンおよびアライメントマークが形
成されているマスク、およびアライメントマークが形成
されておりこの電子回路パターンを転写するウェハであ
り、光量調整装置は、マスクに形成されている半導体回
路パターンをウェハ上に複数転写する露光装置における
位置検出装置の光量調整装置であることとなる。

なお、前記照明手段の光量を決定する前記光量配列に記
憶する値は、ウェハの位置、プロセス、レジストおよび
アライメントマーク形状に基づいて算出された統計値、
実測値または理論値により定めることとするのがよい。

［作　用コ 上記構成の本発明によれば、第１および第２物体間の相
対位置検出において、例えば第１物体であるウニへの状
態等によりＣＣＤラインセンサ等の光電変換素子に入射
する光量が変化しても、該制御手段により照明手段の光
量を変化させ、光電変換素子に入射する光量を規定値に
することができる。

そのため、ＣＣＤラインセンサ等の光電変換素子の出力
を処理して求める位置情報の精度を良好に保つことがで
きる。そしてその結果、求めた第１および第２物体間の
位置情報すなわちアライメント情報の精度は悪化せず半
導体露光装置の位置合わせ精度を良好にできる。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る位置検出装置の光量調
整装置の構成を示す概略構成図、第２図は第１図の実施
例の装置における複数回位置合わせを行い電子回路パタ
ーンを焼き付けるウェハの一例を示す図、第３図は第１
図の実施例の装置における処理のアルゴリズムを示すフ
ローチャート、第４図は第１図の実施例の装置の光量制
御部が持っている光量配列の記憶内容の一例を示す図で
ある。

第１図において、１０１は発光素子である半導体レーザ
、１０２は半導体レーザ１０１から出力される光束を平
行光にするコリメータレンズである。１０３はハーフミ
ラ−であり、半導体レーザ１０１からの光束をマスクお
よびウニ八方向に反射させ、さらにマスクおよびクエへ
からの光束を透過させている。１０４は半導体レーザ１
０１から出力される光束をハーフミラ−１０３によりマ
スクおよびウニ八方向へ反射させ、マスクアライメント
マークおよびウェハアライメントマークを照射する光束
を示す。

１０５はポリイミド等で構成されたマスクであり、電子
回路パターンおよびアライメントマークが形成されてい
る。１０６は電子回路パターンを形成するシリコン等の
ウェハであり、アライメントマークが形成されている。

ｊ０５ａ、１０５ｂはマスク１０５に形成されているマ
スクアライメントマークであり、特に１０５ａはマスク
ＡＡマーク、１０５ｂはマスクＡＦマークと呼ぶ。１０
６ａ、１０６ｂはウェハ１０６に形成されているウェハ
アライメントマークであり、特に１０６ａはウェハＡＡ
マーク、１０６ｂはウェハＡＦマークと呼ぶ。

そして、マスクＡＡマーク１０５ａとウェハＡＡマーク
１０６ａは、アライメント（マスクウェハずれ）情報を
有する光束を発生させる。同様にマスクＡＦマーク１０
５ｂとウェハＡＦマーク１０６ｂは、ギャップ（マスク
ウニ八間隔）情報を有する光束を発生させる。

１０７ａはマスクＡ−Ａマーク１０５ａとウェハＡＡマ
ーク１０６ａにより発生したアライメントマーク（マス
クウェハずれ）情報を有する光束であり、１０７ｂはマ
スクＡＦマーク１０５ｂとウェハＡＦマーク１０６ｂに
より発生したギャップ（マスクウニ八間隔）情報を有す
る光束である。

１０８ａおよび１０８ｂは光電変換素子であり、例えば
ＣＯＤ等のラインセンサである。そしてラインセンサ１
０８ａはマスクとウェハのアライメントマーク（マスク
ウェハずれ）情報を有する光束１０７ａを受光し、ライ
ンセンサ１０８ｂはマスクとウェハのギャップ（マスク
ウニ八間隔）情報を有する光束１０７ｂを受光する。

１０９ａおよび１０９ｂはプリアンプであり、ラインセ
ンサ１０８ａおよび１０８ｂの電気出力を所定の出力ま
で増幅する。１１０はプリアンプ１０９ａおよび１０９
ｂの出力を切り換えるスイッチ、１１１はスイッチ１１
０の出力であるアナログ信号をディジタル信号に変換す
るアナログディジタル変換器、１１２はアナログディジ
タル変換器１１１の出力（光束１０）ａおよび１０７ｂ
を受光したラインセンサ１０８ａおよび１０８ｂの出力
であり所定の位置情報を有する）に基づいてアライメン
ト情報やギャップ情報に関する計算を行う信号処理部で
ある。

１１３はアナログディジタル変換器１１１の出力を処理
し半導体レーザ１０１の光量を決定する光量制御部であ
る。１１４は光量制御部１１３が決定した光量で半導体
レーザ１０１を駆動するＬＤドライバである。

第２図において、１０６Ｃは電子回路パターンを露光す
る画角である。この画角１０６Ｃはそれぞれマスクの電
子回路パターンをウェハに対して複数露光する位置を示
し、画角毎にマスクとウェハの位置合わせを行い、マス
クの電子回路パターンをウェハに対して露光する。（１
，１）。

（１，２）、・・・・・、（４，４）はそれぞれの位置
の画角を示す。１０６ｄはスクライブラインであり、こ
こにウェハアライメントマーク１０６ａ、１０６ｂが形
成されている。

この実施例の位置合わせ装置は、例えば第２図に示すよ
うに、同一ウェハに対して複数回マスクとウェハの位置
合わせを行い、電子回路パターンを露光する装置である
。例えば、画角（１，１）（１，２）、・・・・・、（
４，４）の順で、各画角に対し位置合わせを行い露光を
行う。そして、この位置合わせ毎（以降、「ショット毎
」という）に、光量調整を行う位置合わせ装置である。

第１図において、マスク１０５のマスクアライメントマ
ーク１０５ａおよび１０５ｂとウェハ１０６のウェハア
ライメントマーク１０６ａおよび１０６ｂの相対位置（
マスクウニへ間隔およびマスフウェハずれ）は、ショッ
ト毎に以下の手順で求める。

■、マスクウウェ間隔測定 マスクウェハ間隔測定において、半導体レーザ１０１を
出射した光束は、コリメータレンズ１０２により平行光
とされ、ハーフミラ−１０３でウニ八方向へ反射される
。そして、マスク１０５に形成されているマスクＡＦマ
ーク１０５ｂとシリコン等のウェハ１０６に形成されて
いるウェハＡＦマーク１０６ｂで回折される。回折され
た光束はハーフミラ−１０３を透過してラインセンサ１
０８ｂに達する。ラインセンサ１０８ｂに達した光束１
０７ｂはギャップ情報を有し、マスクとウェハの間隔に
依存してラインセンサ１０８ｂの上を移動する。

ここでは特願昭６３−３３２０６号（昭和６３年２月１
６日出願）に示されているように、マスクＡＦマーク１
０５ｂとウェハＡＦマーク１０６ｂが形成する光学系に
よって、マスクＡＦマーク１０５ｂとウェハＡＦマーク
１０６ｂとのマスクウニ八間隔を例えば３０倍に拡大し
て、ラインセンサ１０８ｂ上の光束１０７ｂを移動させ
る。

そして、スイッチ１１０をプリアンプ１０９ｂ側に切り
替えれば、ラインセンサ１０８ｂの出力はアナログディ
ジタル変換器１１１によりアナログディジタル変換され
る。信号処理部１１２は、アナログディジタル変換器１
１１の出力に基づいて、ラインセンサ１０８ｂ上の光束
１０７ｂの位置、例えば重心位置を計算し、その値を１
／３０倍することにより、マスクとウェハとの間隔すな
わちギャップ情報を求める。

ＩＩ　、マスクウニ八間隔移動 得られたギャップ情報をもとに、不図示のウェハステー
ジを移動し、マスクウニ八間隔を所定の間隔に穆勅する
。

次に、マスクウェハずれを求める。

ＩＩＩ　、マスクウェハずれ測定 半導体レーザ１０１を出射した光束は、コリメータレン
ズ１０２により平行光とされ、ハーフミラ−１０３でウ
ニ八方向へ反射される。そして、マスク１０５に形成さ
れているマスクＡＡマーク１０５ａとシリコン等のウェ
ハ１０６に形成されているウェハＡＡマーク１０６ａで
回折される。

回折された光束はハーフミラ−１０３を透過してライン
センサ１０８ａに達する。ラインセンサ１０８ａに達し
た光束１０７ａは、アライメント情報を有し、マスクと
ウェハの相対位置に依存してラインセンサ１０８ａの上
を移動する。

ここでは特願昭６３−３３２０３号（昭和６３年２月１
６日出願）に示されているように、マスクＡＡマーク１
０５ａとウェハＡＡマーク１０６ａは、ダブルグレーテ
ィング物理光学素子を構成する。そして、このダブルグ
レーティング物理光学素子は、マスクＡＡマーク１０５
ａとウェハＡＡマーク１０６ａとの相対位置、すなわち
マスクウェハずれを例えば１００倍に拡大して、ライン
センサ１０８ａ上の光束１０７ａを移動させる。

スイッチ１１０をプリアンプ１０９ａ側に切り替えれば
、ラインセンサ１０８ａの出力はアナログディジタル変
換器１１１によりアナログディジタル変換される。信号
処理部は１１２は、アナログディジタル変換器１１１の
出力に基づいて、ラインセンサ１０８ａ上の光束１０７
ａの位置、例えば重心位置を計算し、その値を１／１０
０倍することによりマスクとウェハのずれすなわちアラ
イメント情報を求める。

本発明は、このギャップ情報およびアライメント情報を
求める際の光量調整を行う装置を提案するものである。

第３図は、本発明に係る光量調整のアルゴリズムを示す
フローチャートである。以下、第３図および第１図に従
って、本発明の一実施例に係る光量調整装置の各ショッ
ト毎の光量調整のアルゴリズムを説明する。

ステップＳ１ ステップＳ１では、スイッチ１１０をプリアンプ１０９
ｂ側に切り替えた後、マスクウェハ間隔測定において、
半導体レーザ１０１の光量を光量制御部１１３内の例え
ば第４図に示すような光量配列に従って決定した光量（
例えば第４図のＡＦ光光量Ｐａ上で、マスクＡＦマーク
１０５ｂおよびウェハＡＦマーク１０６ｂを照明する。

ステップＳ２ 次にステップＳ２で、光量制御部１１３は、ギャップ情
報を有しマスクウェハ間隔に依存して移動する光束１０
７ｂを受光したラインセンサ１０８ｂの出力のピーク値
を判断する。そして、ピーク値が所定の値であればステ
ップＳ５に、そうでなければステップＳ３へ進む。

ステップＳ３ ギャップ情報を持つ光束１０７ｂのラインセンサ１０８
ｂの出力のピーク値が所定の値でなければ、ステップＳ
３で、光量制御部１１３はＬＤトライバ１１４を制御し
レーザダイオード１０１の発光光量をアナログ的に変化
させ、ラインセンサ１０８ｂの出力のピーク値が所定値
になるようにする。

すなわちステップＳ３でもしラインセンサ１０８ｂの出
力のピーク値が所定の値より小さければレーザダイオー
ド１０１の発光光量を大きくする。そしてラインセンサ
１０８ｂの出力のピーク値が所定値になるようにする。

逆にラインセンサｔ　ｏａｂの出力のピーク値が所定の
値より大きければレーザダイオード１０１の発光光量を
小さくする。そしてラインセンサ１０８ｂの出力のピー
ク値が所定値になるようにする。

ステップＳ４ そして、光量制御部１１３は、ピーク値が所定の値であ
るレーザダイオード１０１の光量を、新たに光量配列の
ＡＦ光光量Ｐａ上して書き込む（記憶する）。

ステップＳ５ ステップＳ５で、信号処理部１１２はラインセンサ１０
８ｂの出力を計算し、光束１０７ｂの位置（例えば重心
位置）を求める。そして、その位置からギャップ値（マ
スクとクエへとの間隔）を求める。

ステップＳ６ ステップＳ１〜Ｓ５でマスクウェハ間隔を求めた後、ス
テップＳ６でそのマスクウェハ間隔値に基づいてマスク
ウェハ間隔を所定の位置に設定する。

次に、以下の手順でマスクウェハずれを求める。

ステップＳ７ ステップＳ７では、スイッチ１１０をプリアンプ１０９
ａ側に切り替えた後、マスクウェハずれ測定において、
半導体レーザ１０１の光量を光量制御部１１３内の光量
配列とマスクウェハ間隔測定において決定した光量に従
って定める。すなわち、第４図に示す光量配列において
、新たに書き換えられたＡＦ光光量Ｐａ上用いて、 Ｐ　ａａ＝　　Ｐ　ａｆ＊　　Ｋ　ａａなる光ｍＰａａ
で、マスクＡＡマーク１０５ａおよびウェハＡＡマーク
１０６ａを照明する。

ステップＳ８ 次にステップＳ８で、光量制御部１１３は、アライメン
ト情報を有しマスクウェハずれに依存して移動する光束
１０７ａを受光したラインセンサ１０８ａの出力のピー
ク値を判断する。そして、ピーク値が所定の値であれば
ステップＳｌｌに、そうでなければステップＳ９へ進む
。

ステップＳ９ アライメント情報を持つ光束１０７ａのラインセンサ１
０８ａの出力のピーク値が所定の値でなければ、ステッ
プＳ９で、光量制御部１１３はＬＤドライバ１１４を制
御しレーザダイオード１０１の発光光量をアナログ的に
変化させ、ラインセンサ１０８ａの出力のピーク値が所
定値になるようにする。

すなわちステップＳ９でもしラインセンサ１゜８ａの出
力のピーク値が所定の値より小さければレーザダイオー
ド１０１の発光光量を大きくする。そしてラインセンサ
１０８ａの出力のピーク値が所定値になるようにする。

逆にラインセンサ１０８ａの出力のピーク値が所定の値
より大きければレーザダイオード１０１の発光光量を小
さくする。そしてラインセンサ１０８ａの出力のピーク
値が所定値になるようにする。

ステップＳ１０ そして、光量制御部１１３は、ピーク値が断力の値であ
るレーザダイオード１０１の光量に基てき、新たに光量
配列の比ＫａａＯ値を書き換え之（記憶する）。

ステップＳｌｌ ステップＳ１ｔで、信号処理部１１２はラインセンサ１
０８ａの出力を計算し、光束１０７ａυ位置（例えば重
心位置）を求める。そして、そＣ位置からアライメント
値（マスクとウェハとのすれ）を求める。

以上のような手順で、光量制御部１１３は光量調整を行
う。次ショット以降においても、同様の手順である。

本実施例の光量調整装置によれば、初めのショット（例
えば、第２図の（１，１）のショット）で光量配列によ
り決定した光量が、実際の光量と大きく違っていたとし
ても、上述したような光量調整のアルゴリズムによって
、次ショット以降では最新の光量配列に書き換えられる
。したがフて、光量配列に記憶された値により決定した
光量が実際の光量と違うことはない。そのため、このよ
うな光量調整により、第１シヨツト以降では、ステップ
Ｓ３．Ｓ４，３９．ＳＩＯの処理を実行することはほと
んどない。

さらに、光量配列に記憶する値は前もって統計値あるい
は計算値あるいは実測値により決定しているので、第１
シヨツトであってもステップＳ３．Ｓ４．Ｓ９．ＳＩＯ
の処理を実行する回数は少なくなる。そのため、光量調
整のための時間が多く必要になることはない。

光量配列に記憶する値は、以下のように予め決定する。

例えば、ウェハ毎に前もって複数のショット（第２図の
各画角）の２〜３の位置について光量を測定し、光量配
列に記憶する値を決定する。

−例として、第２図の（１，２）および（４゜３）の位
置で光量を測定する。そして、これらの測定値の平均値
から、第４図に示したようにレジストやプロセス等をパ
ラメータとする光量配列を作る。

この方法では、ウェハ毎に光量配列を求めるための測定
が必要となるため、光量配列を求めるために、時間が多
く必要となる。そこで、光量配列を求める他の手段とし
て、例えば光量配列をマスクウェハの回折効率や反射率
の理論値から計算して求めても良いし、他の方法として
前もって多くのマスクウェハについて測定し平均値等に
より光量配列を決めても良い。

また、ＬＤドライバ１１４は、レーザダイオード１０１
の光量を、アナログ的に光出力を変化させる例を示した
が、光出力を固定とし発光デユーティを制御して変化さ
せても良い。さらに、レーザダイオード１０１０発光す
る光束の光路に不図示の光学フィルタを機械的に切り替
え可能となるように配置し、光量制御部１０３からの指
示によりこれを切り替えて、発光光量を変化させても良
い。これらの場合、光量配列のＰａａＯ値は、デユーテ
ィや透過率として記憶することはいうまでもない。

本実施例によれば、ＣＣＤラインセンサ等の光電変換素
子に信号処理上最適な光量を入射できるので、ＣＣＤラ
インセンサ等の出力を処理した位置検出装置の位置情報
の精度を良好にできる。そのために、半導体露光装置の
位置合わせ精度を良好にできる。

［他の実施例］ 上記の実施例では、実際のマスクウェハからの光量が所
定の値でない場合は第３図のステップＳ３．３９の処理
で光量を調整するが、この際、マスクあるいはクエへ等
の欠陥により、所定の光量がラインセンサ１０８ａ、１
０８ｂに入射しない場合が生じる。このとき上記の実施
例では、マスクあるいはウェハ等の欠陥がある場合の光
量で光量配列を書き換える。そして次ショットにおいて
は、欠陥により書き換えられた光量配列の記憶値に基づ
いて光量調整が行われる。したがって、ステップＳ３．
Ｓ４の処理やＳ９．ＳＩＯの処理が必要となり、そのた
め時間が多くかかるという問題が生じる。

この問題を解決するために、第２の実施例では第３図の
ステップＳ３．Ｓ４．Ｓ９．ＳＩＯの処理の代りとして
第５図に示す処理を行う。以下、第５図の処理を説明す
る。

まず、ステップＳ３．Ｓ４の処理の代りとして第５図（
ａ）に示す処理を行う。

ステップＳ３ａ ギャップ情報を持つ光束１０７ｂのラインセンサ１０８
ｂの出力のピーク値が所定の値でなければ、ステップＳ
３ａで、光量制御部１１３はＬＤドライバ１１４を制御
しレーザダイオード１０１の発光光量をアナログ的に変
化させ、ラインセンサ１０８ｂの出力のピーク値が所定
値になるようにする。

すなわちステップＳ３ａでもしラインセンサ１０８ｂの
出力のピーク値が所定の値より小さければレーザダイオ
ード１０１の発光光量を大きくする。そしてラインセン
サ１０８ｂの出力のピーク値が所定値になるようにする
。逆にラインセンサ１０８ｂの出力のピーク値が所定の
値より大きければレーザダイオード１０１の発光光量を
小さくする。そしてラインセンサ１０８ｂの出力のピー
ク値が所定値になるようにする。

ステップＳ３ｂ 次にステップＳ４ａで、光量制御部１１３は１の出力が
予め定められた上限および下限の範囲内の値かどうかを
判別する。範囲内であればステップＳ４ａに、そうでな
ければステップＳ４ｂに、それぞれ分岐する。

ステップＳ４ａ そしてステップＳ４ａで、光量制御部１１３はピーク値
が所定の値であるレーザダイオード１゜１の光量を、新
たに光量配列のＡＦ光光量Ｐａ上して書き込む（記憶す
る）。

ステップ５４ｂ 一方、もしレーザダイオード１０１の出力が予め決めら
れた上限および下限の範囲内の値を越えて設定された場
合、ステップＳ４ｂで、光量制御部１１３は不図示のホ
ストコンピュータへ光量調整不良信号を送り、光量配列
を書き換えない。

ステップＳ４ａ、Ｓ４ｂの後は、第３図ステップＳ５に
進む。

一方、ステップＳ９．ＳＩＯの処理の代りとして第５図
（ｂ）に示す処理を行う。

ステップＳ９ａ アライメント情報を持つ光束１０７ａのラインセンサ１
０８ａの出力のピーク値が所定の値でなければ、ステッ
プＳ９ａで、光量制御部１１３はＬＤドライバ１１４を
制御しレーザダイオード１０１の発光光量をアナログ的
に変化させ、ラインセンサ１０８ａの出力のピーク値が
所定値になるようにする。

すなわちステップＳ９ａでもしラインセンサ１０８ａの
出力のピーク値が所定の値より小さければレーザダイオ
ード１０１の発光光量を大きくする。そしてラインセン
サ１０８ａの出力のピーク値が所定値になるようにする
。逆にラインセンサ１０８ａの出力のピーク値が所定の
値より太きければレーザダイオード１０１の発光光量を
小さくする。そしてラインセンサ１０８ａの出力のピー
ク値が所定値になるようにする。

ステップＳ９ｂ 次にステップＳ９ｂで、レーザダイオード１０１の出力
が予め定められた上限および下限の範囲内の値かどうか
を判別する。範囲内であればステップ５１０ａに、そう
でなければステップ５ＩＯｂに、それぞれ分岐する。

ステップ５１０ａ そしてステップ５１０ａで、光量制御部１１３はピーク
値が所定の値であるレーザダイオード１０１の光量値に
基づいて、新たに光量配列の比Ｋａａを書き替える。

ステップ５ｔｏｂ 一方、もしレーザダイオード１０１の出力が予め決めら
れた上限および下限の範囲内の値を越えて設定された場
合、ステップ５１０ｂで、光量制御部１１３は不図示の
ホストコンピュータへ光量調整不良信号を送り、光量配
列を書き換えない。

フキ１．イぐ１へ０９１＾）１　ｔｒｚ　ａ　Ｉ÷　雷
”Ｊ　Ｆ７１マチップＳｌｌに進む。

この第２の実施例によれば、マスクやクエへ等の欠陥に
よってラインセンサ１０８ａ、１０８ｂに入射する光量
が著しく変化した場合に、不図示のホストコンピュータ
に対して光量調整不良信号を送る。そして光量配列を書
き換えることはしない。

そのため上述の第１の実施例に比べ、マスクやウェハ等
の欠陥がある場合にこれらの欠陥が検出できる。そして
、光量配列を欠陥のあるデータで書き直さないので、次
ショットの光量調整が短時間でできる。

なお上述の第１および第２の実施例では、発光素子とし
て半導体レーザな用いたが、発光素子は半導体レーザに
限るものでは無い。例えばＬＥＤ等を用いてもよい。

また、光電変換素子としてはＣＣＤラインセンサを用い
たが、ＣＣＤラインセンサに限るものでは無い。例えば
ＣＣＤエリアセンサ等を用いてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る光量調整装置によれ
ば、ウェハのショット位置およびプロセスおよびレジス
トおよびアライメントマーク形状等によって変化するＣ
ＣＤラインセンサ等の光電変換素子に入射する光量を、
規定値に調整することができる。そのため、位置検出装
置の位置情報の精度を良好に保つことができる。

したがって、半導体露光装置の位置合わせに適用すれば
、その位置合わせ精度が良好となり、半導体製造プロセ
スが良好となる。

また、光量調整のための時間が多く必要になる等の問題
も生じることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る位置検出装置および
光量調整装置の構成を示すブロック図、第２図は、ウェ
ハ上の各ショットの位置の一例を示す図、 第３図は、第１図の装置における処理のアルゴリズムを
示すフローチャート、 第４図は、光量配列の一例を示す図、 第５図は、本発明の第２の実施例に係る光量調整装置の
アルゴリズムを示すフローチャートである。 ０１：半導体レーザ、 ０２：コリメータレンズ、 ０３：ハーフミラ− ０４：アライメントマークを照射する光束、０５：マス
ク、 ０５ａ：マスクＡＡマーク、 ０５ｂ：マスクＡＦマーク、 ０６：ウェハ、 ０６ａ：ウエハＡＡマーク、 ０６ｂ：ウエハＡＦマーク、 ０７ａ　：アライメント情報を持つ光束、０７ｂ＝ギヤ
ツプ情報を持つ光束、 ０８ａ、１０８ｂニラインセンサ、 ０９ａ、１０９ｂ：プリアンプ、 １０：スイッチ、 １１１：アナログディジタル変換器、 １１２：信号処理部、 １１３：光量制御部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の物体と第２の物体との相互の相対位置関係
   を検出する位置検出装置の光量調整装置であって、 前記第１の物体および第２の物体に光束を照射する照明
   手段と、 この光束の照射により生じた前記第１の物体および第２
   の物体間の位置情報を有する光束を受光し、光電変換し
   て光強度分布としての位置情報信号を得る位置情報検出
   手段と、 前記位置情報検出手段の電気出力の少なくとも最大値に
   基づいて、前記照明手段の光量、すなわち発光出力、発
   光時間、発光デューティ比または光学フィルターの透過
   率を、決定する制御手段とを有することを特徴とする光
   量調整装置。
2. （２）前記位置情報検出手段は、前記第１の物体および
   第２の物体間の位置情報のうち、まず第１の方向の相対
   位置関係を検出し、続いて前記第１の方向とは異なる第
   ２の方向の相対位置関係を検出する位置検出装置であり
   、 前記制御手段は、前記第１の方向および第２の方向の位
   置検出毎に、前記照明手段の光量を決定する値を記憶す
   る光量配列を有し、 第１の方向の位置検出を行う際には、前記光量配列に記
   憶した値により決定する照明手段の光量で位置検出し、
   前記位置情報検出手段の電気出力が規定値でないなら光
   量調整を行い、新たに照明手段の光量を決定し、その値
   を前記光量配列に記憶し、 引続き、第２の方向の位置検出を行う際には、前記第１
   の方向の位置検出を行った光量と光量配列の値に基づい
   て照明手段の光量を決定して位置検出し、前記位置情報
   検出手段の電気出力が規定値でないなら光量調整を行い
   、新たに照明手段の光量を決定し、その値を前記光量配
   列に記憶する請求項１に記載の光量調整装置。
3. （３）相互の相対位置関係が検出されるべき前記第１の
   物体および第２の物体は、それぞれ電子回路パターンお
   よびアライメントマークが形成されているマスク、およ
   びアライメントマークが形成されており前記電子回路パ
   ターンを転写するウェハであり、 前記光量調整装置は、前記マスクに形成されている半導
   体回路パターンを前記ウェハ上に複数転写する露光装置
   における位置検出装置の光量調整装置である請求項１ま
   たは２に記載の光量調整装置。
4. （４）前記照明手段の光量を決定する前記光量配列に記
   憶する値は、ウェハの位置、プロセス、レジストおよび
   アライメントマーク形状に基づいて算出された統計値、
   実測値または理論値により定める請求項１、２または３
   に記載の光量調整装置。