JPH038097B2

JPH038097B2 -

Info

Publication number: JPH038097B2
Application number: JP61032378A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Uehara
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1986-02-17
Filing date: 1986-02-17
Publication date: 1991-02-05
Also published as: JPS62190725A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、半導体等の焼付け装置において二重
回折格子によりウエハ上のパターンとマスクパタ
ーンの位置合わせを行う方法に関する。

（従来の技術）従来から、半導体等の焼付け装置において二重
回折格子を用いてウエハ上のパターンとマスクパ
ターン間のギヤツプ調整や位置合わせを行う方法
が知られている。

このような従来公知の位置合せ方法としては、
例えば特開昭60−77423号公報および特開昭56−
122128号公報に記載された位置合わせ方法があ
る。

特開昭60−77423号公報に記載された位置合わ
せ方法は、コヒーレント光もしくは単色光をマス
ク上に設けた第１の回折格子とウエハ上に設けた
第２の回折格子に垂直に入射させ、入射光に対し
て対称的な方向に回折された全ての同次数の回折
光強度を加算処理し、この加算強度の変化によつ
てマスクとウエハ間のギヤツプおよび相対変位を
検出し位置合せする方法である。

以下第７図および第８図を参照してこの方法を
説明する。

第７図において、符号１はウエハ、２はウエハ
に設けた回折格子、３はマスク、４はマスク３に
設けた回折格子、５はレーザ光源、６，７は検出
器、８は加算器、９はマスク微調ステージ、１０
はウエハ微調ステージである。

この構成において、レーザ光源５から発したコ
ヒーレント光は、マスク３上の回折格子４に入射
する。マスク３の回折格子４によつて回折した光
は、微調ステージ１０上に保持されたウエハ１の
回折格子２で反射し、再度マスク３上の回折格子
４を通過する。これらウエハ１およびマスク３の
回折格子２，４で回折した光のうち、＋１次と−
１次の回折光のみを検出器６，７で受け、その光
強度を電気信号に変換する。

次に加算器８で＋１次の回折光強度I₁と−１次
の回折光強度I₁を加算し、ΣI＝I₁＋I₁を求める。

この加算強度ΣIのギヤツプＺに対する変化は、
第８図に示すように、回折格子のピツチをＰ、レ
ーザ光の波長をλとしたとき、P²／λごとにピ
ークを持つ信号と、マスク３の裏面すなわち回折
格子４を設けた面における反射の影響で生ずる
λ／２を周期とする信号とが重畳した信号として
示される。P²／λ、2P²／λ、…でピークをもつ
信号は、マスク裏面での反射を零とした理想条件
下で得られるものであり、この信号をλ／２で変
化する信号を積分器等によつて処理することによ
り、その包絡線として得ることができる。したが
つて、この包絡線を監視しながらその最大値にギ
ヤツプＺを調整することによつてP²／λ、2P²／
λ、…のギヤツプ値に設定することができる。

したがつてこの位置合わせ方法では、レジスト
の影響を受けず、またギヤツプの影響を受けない
利点がある。

また特開昭56−122128号公報には、ウエハ上と
マスク上に形成された位置合わせ用のパターンの
うち一方のパターンをあらかじめ定められたピツ
チとし、他方のパターンを同一のピツチで繰り返
される約半数の第１のパターンの組と、この第１
のパターンのピツチと1/2ピツチだけ位相をずら
し、かつピツチ間隔を第１のパターンと同一とし
た第２のパターンの組とから構成することによ
り、“０”電位による位置合わせを可能にしたも
のである。

この方法を第９図ないし第１０図を参照して説
明する。

第９図において、符号１１はパターン投影用の
レンズ、１２はマスク、１３はウエハ、１４，１
５，１６はパターン焼き付け用の光の方向を示
す。また１７はレーザ光源であり、１８は発射さ
れたレーザ光の軌跡、１９はこのレーザ光の正反
射した軌跡、２０はウエハ上のパターンで乱反射
した光の軌跡、２１はウエハ上のパターンがレン
ズ１１を通してマスク１２に投影する光の軌跡で
ある。

この構成において、ウエハ１３上の位置合わせ
用のパターンはレーザ光源１７からのレーザ光で
照射され検出器２２Ａおよび２２Ｂで光の強さが
検出される。第９図では１個しか示していない
が、実際にはパターンに沿つて２個配置されてい
る。

第１０図はウエハ上に形成された位置合わせ用
のパターンの一例を示すもので、２３がマスク上
のパターン、２４がウエハ上のパターンであつて
これらのパターンの間隔は同一とされている。な
おマスク上のパターン２３とウエハ上のパターン
２４とは逆であつても差支えない。図中２５は反
射部分、２６は非反射部分である。マスク上のパ
ターン２３の部分には２７，２８で示す多数の光
を通過させる窓と非透過部分とが同一間隔で、か
つＡ、Ｂの部分で1/2ピツチ位相をずらせて形成
されている。そして、ウエハ１３上のパターン２
４の反射部分２５から発した光は、マスク上の窓
２７または２８を通つて、窓２７を通つた光は検
出器２２Ａに、、窓２８を通つた光は検出器２２
Ｂに検出されるようになつている。

第１０図の状態では、ウエハ上のパターンとマ
スク上のパターンとがＡの範囲においては完全に
あい、Ｂの部分では完全にずれているため、検出
器２２Ａの出力は最大となり、検出器２２Ｂの出
力は最低となる。次にウエハを矢印Ｘの方向に動
かしていくと、Ａの範囲では窓２７と反射部分２
５の重なりが徐々に減少していくため、検出器２
２Ａの出力は徐々に減少していき、Ｂの範囲では
窓２８と反射部分２５の重なりが徐々に増加して
いくため、検出器２２Ｂの出力は徐々に増加して
いく。そしてウエハが矢印Ｘ方向に1/2ピツチだ
け動いたときに、検出器２２Ａ，２２Ｂの出力は
完全に逆転し、１ピツチ動くと上記の関係は元に
戻る。

第１１図ａは上記の検出器２２Ａ，２２Ｂの出
力電圧と矢印Ｘ方向へのウエハの移動量の関係を
示したものであり、横軸がウエハの移動量を示
し、縦軸は検出器の出力電圧を示す。図中w₁が
検出器子２２Ａの出力電圧を示し、w₂が検出器
２２Ｂの出力電圧を示している。同図において、
ａおよびｂで示す点は、ウエハとマスクが第１０
図の位置関係にあるときのもので、ウエハが第１
０図の矢印Ｘ方向へ移動するにつれて、検出器の
出力電圧は第１１図ａの矢印Ｘで示す方向に変つ
ていく。ｃの点は、ウエハが1/2ピツチだけ動い
たときの各検出器の出力電圧である。

次に第１１図ｂのw₃で示すカーブは、検出器
２２Ａの出力電圧と検出器２２Ｂの出力電圧を減
算器で減算処理したカーブである。同図から明ら
かなように、このカーブは０を中心として正負に
振れるものとなる。ここでｎで示す点は検出器２
２Ａと２２Ｂの出力電圧が等しいとき、すなわち
ウエハがＸ方向に1/2ピツチだけ動いたときのも
のである。

したがつてこの状態を位置合わせのできた状態
としておけば、第１１図ｂの“０”電位を参照し
てマスクとウエハの位置合わせを行うことができ
る。

ところで一般にウエハ上の反射部は位置によつ
て反射率に若干の差があり、またパターン配列方
向と直角の方向へのずれも考えられ、さらにレー
ザ光源も時間とともに光量が変化することが考え
られるが、この方法ではＡの部分とＢの部分とは
互いの変化分が相殺されるのでＳ／Ｎ比が良く、
物体および入射光の変化の影響を受けないという
利点がある。またこの方法は反射光のみを利用す
るのでマスクとウエハ間のギヤツプの影響を受け
ないという利点もある。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、特開昭60−77423号公報に記載
された位置合わせ方法は、検出信号のＳ／Ｎ比が
悪く、物体および入射光の強弱の変化の影響を受
け易く、さらにギヤツプの調整が±1μｍ以内に
ない場合、信号の検出レベルが極端に悪くなり位
置合わせが難しくなるという難点がある。

また特開昭56−122128号公報に記載された位置
合わせ方法は、検出精度が±0.02〜±0.03μｍと
それほど良くはなく、またレジストの影響を受け
やすいという欠点があり、さらにギヤツプの検出
ができないという難点もある。

本発明は、このような従来の難点を解消すべく
なされたもので、上述した各位置合せ方法の欠点
がそれぞれ他方の長所となつている点を利用し
て、両者の組合せにより従来の欠点のない位置合
わせ方法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）本発明の位置合わせ方法は、次の各方法を含ん
でいる。

(イ) マスクとウエハ上に同一ピツチで同一位相の
回折格子を形成し、これらの回折格子にコヒー
レント光もしくは準単色光を入射し前記各組の
回折格子群によつて生じた正反射光と同次数の
回折光とを電気信号に変換した後加算処理し、
この加算値の変化によつてマスクとウエハ間の
ギヤツプ調整および位置合わせを行う方法。

(ロ) マスクとウエハのいずれか一方の上にあらか
じめ定められたピツチの回折格子を形成し、他
方の上に同一のピツチで繰り返される第１の回
折格子群と、この第１の回折格子群のピツチと
ほぼ1/2ピツチだけ位相をずらし、かつピツチ
間隔を第１の回折格子群と同一とした第２の回
折格子群とから構成された回折格子を形成し、
一方の回折格子と他方の各回折格子群からなる
各組にコヒーレント光もしくは準単色光を入射
し各回折格子の組で生じた正反射光と同次数の
回折光を電気信号に変換した後それぞれの組単
位に加算処理し、さらに前記反射光と回折光の
加算処理した結果の各組の差を求めてマスクと
ウエハ間のギヤツプ調整および位置合わせを行
う方法。

(ハ) マスクとウエハのいずれか一方の上にあらか
じめ定められたピツチの回折格子を形成し、他
方の上に同一のピツチで繰り返される第１の回
折格子群と、この第１の回折格子群のピツチと
ほぼ1/2ピツチだけ位相をずらし、かつピツチ
間隔を第１の回折格子群と同一とした第２の回
折格子群とから構成された回折格子を形成し、
一方の回折格子と他方の各回折格子群からなる
各組にコヒーレント光もしくは準単色光を入射
し各回折格子の組で生じた同次数の回折光を電
気信号に変換した後それぞれの組単位に加算処
理し、さらに正反射光の各組の差と前記回折光
の加算処理した結果の各組の差を求めてマスク
とウエハ間のギヤツプ調整および位置合わせを
行う方法。

（作用） (イ)の方法によれば、特開昭60−77423号公報に
記載された位置合わせ方法の利点が得られる他、
この方法によりギヤツプの影響を緩和することが
できる。

また(ロ)の方法によれば特開昭60−77423号公報
に記載された方法の利点と特開昭56−122128号公
報に記載された方法の利点のいずれも得ることが
できる。さらにまた(ハ)の方法によれば、(ロ)の方法
の利点が得られる他、反射光の各組の差を粗調整
に用い、同次数の回折光の加算処理した各組の結
果の差を微調整に用いることができ、迅速でかつ
高精度の位置合わせを行なうことが可能となる。

（実施例）第１図は、本発明に係る位置合わせ方法の一実
施例を示す構成図である。

第１図において１０１は、これから焼き付ける
パターンの原版マスク、１０２はパターンの焼き
付けが行なわれるウエハを示す。１０３はマスク
上の回折格子のピツチであり、Ｐ＝3μｍ程度に
設定されている。

そしてマスク１０１上の回折格子１０４のピツ
チはウエハ１０２の回折格子１０５のピツチと同
一ピツチとされている。

マスク１０１上の回折格子１０４は非反射、非
透過膜からなり、マスク１０１上部からの入射光
線に対して無反射で、かつ入射光線を透過させな
いようになつており、マスク１０１の回折格子１
０４のパターンがない部分が透過部分となつてい
る。

ウエハ１０２上の回折格子１０５は無反射膜か
らなり、回折格子１０５のパターンがない部分が
反射部分となつている。従つてマスクの上部より
これらの回折格子を見た場合、マスク１０１とウ
エハ１０２間の相対位置関係をずらしていくと位
置によりマスク１０１の回折格子のパターンがな
い窓（透過部分）からウエハ１０２上の反射部分
（明るい部分）と非反射部分（暗い部分）が交互
に観察され、位置合わせがなされた状態ではマス
ク１０１の回折格子の窓からウエハ１０２上の反
射部分のみが見えるようにされている。

第１図において、１０６は例えばレーザ発光装
置であり、レーザ光線はビームスプリツタ１０７
で反射され、マスク１０１の上部より垂直に入射
するようになつている。

このレーザ光線により、正反射光（０次光）１
０８がビームスプリツタ１０７を透過して検出器
１０９で検出される。また−１次回折光１１０お
よび＋１次回折光１１１はそれぞれ検出器１１
２，１１３で検出される。検出器１０９，１１
２，１１３の出力は、加算器１１４で加算され位
置合わせ信号として使用される。

次に第２図により、各検出器の波形を説明す
る。

第２図ａは、検出器１０９の出力波形Ｗ１を示
しており、第２図ｂは、検出器１１２と１１３の
出力波形Ｗ２を示している。

第２図ｂの波形は第２図ａの波形と全く同一の
関係になつているが、第２図ａはレジスト表面で
の反射のため常に＋電位となつているのに対し
て、第２図ｂの場合には正反射光を検出していな
いため、レジスト表面での反射に無関係であり、
したがつて波形の最小値は“０”電位となつてい
る。

第２図ｃは、第２図ａおよび第２図ｂに示す波
形を加算器１１４で加算した結果の波形Ｗ３を示
している。

ここで第２図ａが正反射光であるため、波形Ｗ
１はマスク１０１とウエハ１０２間のギヤツプの
影響を受けず、波形Ｗ１の振幅は加算器１１４で
加算するまえにビームスプリツタ１０７の透過率
を変えるかまたは電気的に減衰させてから加算す
ることが可能であり、正反射光の加算レベルをウ
エハ１０２上のレジストの状態に応じて適当なレ
ベルに変更することが可能である。

一方、第２図ｂの波形Ｗ２はレジストの影響は
受けないが逆にマスク１０１とウエハ１０２間の
ギヤツプｇの変動による影響を受け易く、ギヤツ
プｇが±1μｍ以内にないと正常の出力波形は得
られにくいという欠点がある。

従つて第２図ｂの波形Ｗ２はギヤツプｇにより
変動しても、加算器１１４にはギヤツプｇと無関
係な成分として第２図ａの波形が加算されている
ため、第２図ｃの波形Ｗ３に対するギヤツプｇの
影響は緩和される。

またこの実施例では、位置合わせの１つの方法
として、位置合わせ当初の粗調整を正反射光成分
を多くし、位置合わせ終了に近くなつた微調整段
階では逆に回折成分の比率を大きくすることによ
り、迅速でかつ高精度の位置合わせを行なうこと
が可能となる。

一般に第１図のギヤツプｇとレーザ光線の波長
λ および回折格子のピツチＰとの関係を示す式と
して(1)式が知られている。

ｇ＝2P²／λ ………(1) この実施例の場合のギヤツプｇの値とHe−Ne
レーザ（波長0.6328μｍ）の波長の値とを(1)式に
代入すると、ｇ＝２（3μｍ）²／0.6328μｍ＝28.44μｍとなり、
ｇ＝28.44μｍで±１次回折光の強度が最大となる
ことがわかる。

第３図は、本発明の他の実施例を示す構成図で
ある。

第３図のマスク１０１、ウエハ１０２、回折格
子の構造およびピツチは、第１図に示した実施例
と同じであるが、この実施例ではマスク１０１上
の回折格子１０４はＡとＢの２つの格子群に分割
されている。

またウエハ１０２上の回折格子１０５のピツチ
もマスク１０１の回折格子１０４のピツチと同一
ピツチとされ、かつウエハ１０２上の回折格子１
０５もマスク１０１の回折格子群Ａ，Ｂに対応し
てその配列方向に２組設けられている。そしてこ
れらの回折格子Ａ，Ｂは、後述するように、位置
合せされた状態では、回折格子群Ａと回折格子群
Ｂとの対応関係が、互いに1/2ピツチずれた状態
となるように形成されている。

マスク１０１の上部よりこれら回折格子群Ａ，
Ｂを見た場合、第４図に示すように、マスク１０
１とウエハ１０２間の位置関係を調整することに
よりマスク１０１の格子の窓（透過部分）Ｘから
ウエハ１０２上の反射部分（明るい部分）Y₁と
非反射部分（暗い部分）Y₂が観察されるが、位
置合わせされた状態では、回折格子群Ａと回折格
子群Ｂでは、反射部分Y₁と非反射部分Y₂の配置
の状態が逆になつている。

すなわち、回折格子群Ａにおいて反射部分Y₁
だけが見えているときには、回折格子群Ｂでは非
反射部分Y₂だけが現れ、逆に回折格子群Ａにお
いて非反射部分Y₂だけが見えているときには、
回折格子群Ｂでは反射部分Y₁だけが現れるよう
に、回折格子１０５，１０６の対応関係が、回折
格子群Ａと回折格子群Ｂで1/2ピツチずれた状態
とされている。

第３図において、レーザ発光装置１０６から発
射されたレーザ光線はビームスプリツタ１０７ａ
および１０７ｂで反射され、マスク１０１上部よ
り垂直に入射する。

このレーザ光線により、正反射光１０８ａ，１
０８ｂがビームスプリツタ１０７ａ，１０７ｂを
それぞれ透過して検出器１０９ａ，１０９ｂで検
出される。また−１次回折光１１０ａ，１１０ｂ
および＋１次回折光１１１ａ，１１１ｂはそれぞ
れ検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１３ａ，１１３
ｂに検出される。これらの検出器の出力は、回折
格子群Ａの１０９ａ，１１２ａ，１１３ａの出力
が加算器１１４ａで加算され、回折格子群Ｂ部の
１０９ｂ，１１２ｂ，１１３ｂの出力が加算器１
１４ｂで加算される。そして加算器１１４ａと加
算器１１４ｂの出力は減算器１１５で減算され位
置合わせ信号として使用される。

次に第５図により、各検出器の波形を説明す
る。

第５図ａは、検出器１０９ａの出力波形Ｗ１ａ
と、検出器１０９ｂの出力波形Ｗ１ｂを示すもの
である。第５図ａに示すように出力波形Ｗ１ａと
Ｗ１ｂは位相が1/2ピツチずれた波形になつてお
り、ウエハ１０２の回折格子位置を移動した場合
の出力波形Ｗ１ａとＷ１ｂの増減方向は全く逆に
なつている。

第５図ｂは、検出器１１２ａと１１３ａの出力
波形Ｗ２ａと、検出器１１２ｂと１１３ｂの出力
波形Ｗ２ｂを示すものである。

第５図ｂの波形は第５図ａの波形と全く同一の
関係になつているが、第５図ｂの場合には正反射
光を検出していないため、レジスト表面での反射
に無関係であり、波形の最小値は“０”電位とな
つている。

第５図ｃは、第５図ａおよび第５図ｂに示す実
線波形（回折格子群Ａの各出力）を加算器１１４
ａで加算し、第５図ａおよび第５図ｂに示す破線
波形（回折格子群Ｂの各出力）を加算器１１４ｂ
で加算した結果を、さらに減算器１１５により加
算器１１４ａの出力から加算器１１４ｂの出力を
減算した結果の波形Ｗ３abを示すものである。

第５図ｃに示すように、減算器１１５の出力は
＋Ｖと−Ｖの間を変化する波形となつていて、位
置合わせ点を電位“０”に設定することができ
る。

この実施例では電位“０”で位置合わせが行な
われるため、第５図ａとｂの波形の振幅が変動し
ても電位“０”の位置は影響を受けることはな
く、従つてこの実施例においては、Ｓ／Ｎ比が大
幅に向上している。

また第５図ａの波形は正反射光のものであるた
め、マスク１０１とウエハ１０２間のギヤツプｇ
の影響を受けず、波形Ｗ１ａとＷ１ｂの振幅は加
算器１１４ａおよび１１４ｂで加算するまえにビ
ームスプリツタ１０７ａおよび１０７ｂの透過率
を変えるか、または電気的に減衰させてから加算
することが可能であり、正反射光の加算レベルを
ウエハ１０２上のレジストの状態に応じて変更す
ることが可能である。

第５図ｂの波形Ｗ２ａ，Ｗ２ｂはレジストの影
響を受けないが、逆にマスク１０１とウエハ１０
２間のギヤツプｇの変動を受け易く、ギヤツプｇ
が±1μｍ以内にないと正常の出力波形は得られ
にくいという欠点がある。

このため第５図ｂの波形はギヤツプｇにより変
動するが、加算器１１４ａおよび１１４ｂにはギ
ヤツプｇは無関係な成分として第５図ａの正反射
による波形を加算しているため、ギヤツプｇの影
響は緩和される。また第５図ｃで電位“０”で位
置合わせの検出を行なうことによつてもギヤツプ
の影響は除くことができる。

この実施例でも、第１図に示した実施例と同様
に、位置合わせ当初の粗調整を正反射光成分を多
くし、位置合わせ終了に近くなつた微調整段階で
は逆に回折成分の比率を多くしていつて迅速でか
つ高精度の位置合わせを行なうことが可能であ
る。

さらに、第１図の実施例で説明したように、
He−Neレーザ（波長0.6328μｍ）を用いた場合、
ｇ＝14.22μｍで±１次回折光の強度が最大とな
る。

第６図は本発明のさらに他の実施例の構成を示
す図である。なお以下の実施例の説明では、第３
図と同一部分に同一符号を付して重複する説明を
省略する。

この実施例では、検出器１０９ａと１０９ｂの
出力を減算器１１６ａで減算し、また±１次回折
光１１０ａ，１１１ａおよび１１０ｂ，１１１ｂ
のみをそれぞれ加算した加算器１１４ａ，１１４
ｂの出力を減算器１１６ｂで減算して、正反射光
の検出および演算と±１次回折光の検出および演
算とを別々に行なわせて、正反射光の演算結果を
粗調整用に使用し、±１次回折光の演算結果を微
調整用に使用するように構成されている。この実
施例は、第３図に示した方法の利点を備えている
他、位置合わせ当初の粗調整を正反射光成分を多
くし、位置合わせ終了に近くなつた微調整段階で
は逆に回折成分の比率を大きくしていつて迅速で
かつ高精度の位置合わせを行なうことが可能とな
る。

（発明の効果）以上説明したように、本発明においてはマスク
面に垂直に入射した検出光の正反射光がギヤツプ
の影響を受けない半面、レジストの影響を受ける
性質と、回折光がレジストの影響を受けず高い検
出精度を期待できるが逆にマスクとウエハ間のギ
ヤツプの変動の影響を受け易いという性質とを利
用し、かつ回折格子の分割による“０”電位検出
技術を組合わせて用いたのでその形態様に応じて
次のような効果を得ることができる。

(1) 検出精度が良好で、±0.01μｍ程度まで期待で
きる。

(2) レジストの影響を受けにくい。

(3) マスクとウエハ間のギヤツプの検出を行うこ
とができる。

(4) 検出信号のＳ／Ｎ比が良好であり、マスクや
ウエハあるいは入射光の強弱の影響を受けにく
い。

(5) ギヤツプの影響を受けることなく水平方向の
位置合わせを独立して行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図
ａ，ｂ，ｃは第１図に示した各検出器で検出され
る波形を示した波形図、第３図は本発明の他の実
施例を示す構成図、第４図はこの実施例において
マスクおよびウエハに形成された回折格子の位置
合わせが行われた状態を示す平面図、第５図ａ，
ｂ，ｃは第３図に示した実施例の各検出器で検出
される波形を示した波形図、第６図はそれぞれ本
発明のさらに他の実施例の構成図、第７図は従来
の回折格子を用いた位置合わせ方法の構成図、第
８図は他の従来の位置合わせ方法の構成図、第９
図は本発明にも適用されるマスクとウエハの位置
合せ方法の構成図、第１０図は従来の繰返しパタ
ーンの一例を示す図、第１１図はａ，ｂは第９図
に示した実施例の各検出器で検出される波形を示
した波形図である。１０１……マスク、１０２……ウエハ、１０３
……回折格子のピツチ、１０４，１０５……回折
格子、１０６……レーザ発光装置、１０７，１０
７ａ，１０７ｂ……ビームスプリツタ、１０８，
１０８ａ，１０８ｂ……正反射光（０次光）、１
０９，１０９ａ，１０９ｂ，１１２，１１２ａ，
１１２ｂ，１１３，１１３ａ，１１３ｂ……検出
器、１１０，１１０ａ，１１０ｂ……−１次回折
光、１１１，１１１ａ，１１１ｂ……＋１次回折
光、１１４，１１４ａ，１１４ｂ……加算器、Ｗ
１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ１ａ，Ｗ１ｂ，Ｗ２ａ，Ｗ２
ｂ，Ｗ３ab……出力波形、１１５……減算器。

Claims

【特許請求の範囲】１マスク上に設けた回折格子と、ウエハ上に設
けた回折格子を一定のギヤツプをおいて重ね、こ
れらの回折格子にコヒーレント光もしくは準単色
光を入射し前記各組の回折格子群によつて生じた
反射光または回折光の強度の変化によつてマスク
とウエハの相対変位を検出して位置合わせする位
置合わせ方法において、正反射光と同次数の回折
光とを電気信号に変換した後加算処理し、この加
算値の変化によつてマスクとウエハ間のギヤツプ
調整および位置合わせを行うことを特徴とする二
重回折格子による位置合わせ方法。２正反射光の強度が、減衰されて加算されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の二重
回折格子による位置合わせ方法。３マスク上に設けた第１と第２の回折格子と、
ウエハ上に設けた第３と第４の回折格子を一定の
ギヤツプをおいて重ね、これら第１ないし第４の
各回折格子にコヒーレント光もしくは準単色光を
入射し前記各組の回折格子群によつて生じた反射
光または回折光の強度の変化によつてマスクとウ
エハの相対変位を検出して位置合わせする位置合
わせ方法において、前記第１の回折格子と第３の
回折格子の組の対応関係と、前記第２の回折格子
と第４の回折格子の組の対応関係とを、互いにほ
ぼ1/2ピツチずれた位置関係とし、かつ正反射光
と同次数の回折光を電気信号に変換した後それぞ
れの組単位に加算処理し、さらに前記加算処理し
た結果の各組の差を求めてマスクとウエハ間のギ
ヤツプ調整および位置合わせを行うことを特徴と
する二重回折格子による位置合わせ方法。４正反射光の強度が減衰されて加算されること
を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の二重回
折格子による位置合わせ方法。５マスク上に設けた第１と第２の回折格子と、
ウエハ上に設けた第３と第４の回折格子を一定の
ギヤツプをおいて重ね、これら第１ないし第４の
各回折格子にコヒーレント光もしくは準単色光を
入射し前記各組の回折格子群によつて生じた反射
光または回折光の強度の変化によつてマスクとウ
エハの相対変位を検出して位置合わせする位置合
わせ方法において、前記第１の回折格子と第３の
回折格子の組の対応関係と、前記第２の回折格子
と第４の回折格子の組の対応関係とを、互いにほ
ぼ1/2ピツチずれた位置関係とし、かつ同次数の
回折光を電気信号に変換した後それぞれの組単位
に加算処理し、さらに正反射光の各組の差と前記
回折光の加算処理した結果の各組の差を求めてマ
スクとウエハ間のギヤツプ調整および位置合わせ
を行うことを特徴とする二重回折格子による位置
合わせ方法。６正反射光の各組の差を粗調整に用い、同次数
の回折光の加算処理した各組の結果の差を微調整
に用いることを特徴とする特許請求の範囲第５項
記載の二重回折格子による位置合わせ方法。