JPH04186717A - 位置合わせ装置、露光装置、及びそれらを用いた半導体素子の製造方法 - 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） 本発明は半導体素子製造用に好適な位置合わせ装置、露
光装置、及びそれらを用いた半導体素子の製造方法に関
し、特にウェハと共役関係にある撮像手段との相対的位
置合わせをウェハ面上に設けたアライメントマークの３
次元構造に基つく計測誤差を捉えることにより高精度に
行うことのできる位置合わせ装置、露光装置、及びそれ
らを用いた半導体素子の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 近年、半導体素子の回路パターンの微細化の要求に伴い
、半導体素子製造用の露光装置においてはレチクルとウ
ェハとの高精度な相対的位置合わせが要求されている。

露光装置における位置合わせ方法の一つとして例えば特
願平２−１２７００５号で提案されている、所謂１次元
パターンマツチ検出方法というのがある。

同公報ではウェハ面上に位置合わせ用のアライメントマ
ークとして１本の溝構造又は鱗形状の段差構造より成る
マークを設け、該マークの所定面上における位置情報を
利用して位置合わせを行なっている。

文、米国特許第４３７１２６４号では複数の線幅の具な
るアライメントマークを利用した位置合わせ装置が提案
されている。同号ではアライメントマークの線幅を一定
の規則（フレネルゾーン）に従って変化させており、こ
のようなマークを用いることにより位置合わせ精度の向
上を図りている。

この他２次元パターンマツチン検出方法を利用した位置
合わせ装置か例えば特開昭６２−２３２５０４号公報に
提案されている。

同公報においては照明光学系により位置合わせ用のウェ
ハマークを照明し、反射光に基つくウェハマークは撮像
装置に結像する。撮像装置によって得られた２次元電気
信号をＡ／Ｄ変換装置により画素のｘＹアドレスに対応
した２次元離散ディジタル信号列に変換する。その後２
値化装置によって分割２値化しマツチング装置によって
２値画像に対して装置内に予め記憶されたテンプレート
とのパターンの相関を見る２次元パターンマツチングを
行ない相関度も高い１．２画素のウェハマーク中心を算
出する。

一方、多値画像を積算装置によって所定の大きさの２次
元のウィンドウ内でパターンに直角な方向に画素積算し
１次元離散電気化号を得る。次に必要な精度を達成する
ために位置検出装置によフて、上記１次元離散電気化号
について、パターンマツチングによって得られたウェハ
マークの中心廻りの数画素に対して補間手段を使用し分
解能を高めた後、その位置を出力し、位置合わせ制御装
置によって、その値に基づいてウェハの位置を制御して
位置合わせを行なっている。

（発明が解決しようとする問題点） ウェハ面上のアライメントマーク（ウェハマーク）の像
はその面上に塗布されたレジストの塗布ムラやアライメ
ントマークの３次元構造の非対称性の影響を受けて歪ん
で観察されることが知られている。これによりアライメ
ントマークの位置検出を行なう際に測定誤差、所謂ダマ
サレを起こし、位置合わせ精度を低下させる原因となっ
ている。

特に半導体素子製造工程において金属化合物をスパッタ
リング等を用いて蒸着した後のウェハ表面にレジストを
塗布する工程においてはアライメントマーク近傍のレジ
ストの塗布ムラによる起伏形状からくるダマサレが深刻
な問題点となっている。

一方、前記の金属化合物を蒸着する工程におけるレジス
ト層によるタマサレの原因は金属化合物の高反射率の為
、薄膜干渉の屈折率の波長依存性から生じるものは少な
く、レジストの塗布ムラによる幾何光学的現象によるも
のの影響の方が大きい。

第８図（Ａ）、（Ｂ）はこのときの現象を示す光路図で
ある。第８図（Ａ）はウェハの位置合わせ用のアライメ
ントマーク近傍の断面図である。

図中８１はウェハ、８０はレジスト、８３は空気層であ
る。８２は観察光のうちの一光線の光路な示している。

８５はアライメントマークの溝部である。レジスト表面
８０ａの局所的変化（起伏形状）によって光線８２の屈
折方向が大きく変化している。

ウェハ表面８１ａの反射率が大きいときにおいてはレジ
スト表面８０ａでの反射光とウェハ表面８１ａでの反射
光との干渉効果は幾何光学的効果に比較して十分率さい
と考えられる。

第８図（Ｂ）は同図（Ａ）に対応する観察光の光強度の
分布説明図である。レジスト表面８０ａの局所的変化に
伴ってアライメントマーク像が横ズレを起して観察され
ている。このことは照明光の白色化、あるいは照明光の
波長の適正化によっては取り除けない。

一方、ウェハマークの形状とレジスト表面の起伏との間
には一定の関係があることが知られている。Ｌ、Ｅ、Ｓ
ｔｉ　ＬｌｗａｇｏｎとＲ，Ｇ、Ｌａｒｓｏｎ等によれ
ばウェハマークの線幅が広い程、レジスト表面の平坦度
が悪くなり、逆に線幅が狭い程レジスト表面の平坦度が
良くなってくると言われている。

（ＳＰＩＥ、Ｖｏｌ、９２０．Ｐ３１２〜３２０．１９
８８）。

尚、ここでレジスト表面の平坦度Ｐとは次式によって定
義されている。

今ウェハマークの中心にレジスト厚をＷＤＩ、ウェハマ
ークから遠く離れた位置でのレジスト厚をＷＤ２、ウェ
ハマークの段差厚をＷＤ３としたとき である。

これよりウェハマークの線幅かゼロになる極限でレジス
ト表面の平坦度Ｐは最大となることがわかる。

このように線幅が狭くなれば狭くなる程、レジスト表面
の平坦度は高くなり、ウェハマーク近傍における局所的
起伏は小さくなる。即ちタマサレ量の少ない位置合わせ
信号が得られる。

第９図はウェハマークの線幅に対応する観察光の光強度
の分布説明図である。同図（Ａ）に示すように線幅が広
いとレジスト表面８０ａに平坦度は悪化し、同図（Ｂ）
に示すように中心位置Ｘ０に対するダマサレ量ΔＸ１か
大きい。

これに対して同図（Ｃ）に示すように線幅が狭くなると
レジスト表面８０ａの平坦度は良くなり、同図（Ｄ）に
示すように中心位置ｘ０に対するダマサレ量ΔＸ２は同
図（Ｂ）に比べて小さくなる。

一般にアライメントマークの線幅の下限値は露光装置の
解像度によって決定され位置合わせに右いて必要とされ
る位置合わせ結反な満たすような線幅、即ちレジスト表
面の局所的起伏を無視し得るような狭い線幅のウェハマ
ークは実現できないという問題点があった。

又、前述した米国特許第４３７１２６４号ではアライメ
ントマークの線幅の変化は一定の規則（フレネルゾーン
）に正確に合うことか要求され、光学的若しくは電気的
に線幅の異なる信号について積分を行なう為、レジスト
表面の局所的起伏に対して信号全体がシフトしてダマサ
レ量が発生する傾向があった。

本発明はウェハ面上のアライメントマーク近傍における
レジスト表面の起伏形状に基づく位置合わせの際の中心
位置のダマサレ量を線幅の異なる複数のアライメントマ
ークを用い、それより得られる信号を用いることにより
補正し、ウェハと撮像手段との位置合わせを高精度に行
なうことができる位置合わせ装置の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の位置合わせ装置は、ウェハと撮像手段とを光学
系を介して共役関係となるように配置し、双方の相対的
位置合わせを行う位置合わせ装置において、該ウェハ面
上には線幅の異なる複数のアライメントマークが形成さ
れ、更にその面上にはレジストか塗布されており、該ア
ライメントマークの線幅とレジスト表面の起伏形状に起
因する該撮像手段への光束の入射位置の変化による位置
計測のすれ量との関係式を記録した記録手段か設けられ
ており、照明系で照明された該複数のアライメントマー
クを該光学系により該撮像手段面上に結像させ、＃撮像
手段面上における複数のアライメントマークの位置情報
と該記録手段に記録された関係式とを用いて、該レジス
ト表面の起伏に起因する位置ずれ誤差を求め、該位置ず
れ誤差を参照して該ウェハと該撮像手段との相対的位置
合わせを行フたことを特徴としている。

この他本発明では、前記複数のアライメントマークは位
置合わせ方向と同一又は直交する方向に配置されている
ことや、前記同一線幅のアライメントマークが位置合わ
せ方向に複数個同一どツチで配列されていることを特徴
としている。

又本発明の露光装置としては、レジストか塗布されたウ
ェハ上のレリーフ状マークの位置を光学的に検出し、該
位置検出に基づいて該ウェハ上のパターンをマスクの回
路パターンに対して位置合わせし、該回路パターンを介
して該ウェハ上のパターンを被うレジストを露光する露
光装置において、前記レリーフ状マークは互いに異なる
線幅ｗ１、ｗ２を有する第１と第２の位置合わせパター
ンを備え、該第１と第２の位置合わせパターンの各々の
位置を光学的に検出し、第１と第２の位置データｘｌ、
ｘ２を発生せしめる手段と、該第１位置合わせパターン
の線幅及び位置データ（ｗ１、ＸＩ　）と、該第２位置
合わせパターンの線幅及び位置データ（ｗ２．ｘ２）と
に基づいて線幅Ｗの関数ｘ（ｗ）を求め、該関数ｘ（ｗ
）により線幅ｗ　＝　Ｏのときの位置データｘ０を決定
する手段とを有し、該位置データＸｏに基づいて前記位
置合わせな行うことを特徴としている。

又、前述した位置合わせ装置、露光装置を利用した半導
体素子の製造方法としては、レジストが塗布されたウェ
ハ上のレリーフ状マークの位置を光学的に検出し、該位
置検出に基づいて、該ウェハ上のパターンをマスクの回
路パターンに対して位置合わせし、該回路パターンを介
して該ウェハ上のパターンを被うレジストを露光し、次
いで該ウェハ上のレジストを現像し、該ウェハから半導
体素子を製造する方法において、前記レリーフ状マーク
を複数個の線状パターンで構成し、該複数個の線状パタ
ーンの互いに異なる線幅ｗ１、ｗ２を有する第１と第２
の位置合わせパターンの各々の位置を光学的に検出し、
該位置検出に基づいて該第１位置合わせパターンに対応
する第１位置データｘ１と該第２位置合わせパターンに
対応する第２位置データｘ２を形成し、該第１位置合わ
せパターンの線幅及び位置データ（ｗ１、ＸＩ　）と該
第２位置合わせパターンの線幅及び位置データ（ｗ２．
ｘ２）とに基づいて線幅Ｗの関数ｘ（ｗ）を求め、該関
数ｘ　（ｗ）により線幅ｗ＝０のときの位置データｘ０
を決定し、該位置データＸｏに基づいて前記位置合わせ
を行なうことを特徴としている。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の要部概略図である。同図に
おいてＲはレチクルであり、その面上には電子回路パタ
ーンか形成されている。又レチクルＲはレチクルステー
ジＲ１に支持されている。１１４は露光用の照明系であ
り、超高圧水銀灯、コンデンサーレンズ、シャッター等
を有し、レチクルＲ面上を均一照明している。１１は投
影レンズ（露光光学系）であり、レチクルＲ面上のパタ
ーンをウェハＷ面上に縮少投影（例えば１１５〜１／１
０倍）している。１０はウェハステージであり、その面
上に載置したウェハＷをＸ。

ｙ、ｚ方向に駆動している。

本実施例では露光時には以上のような各要素によりレチ
クルＲ面上のパターンをウェハＷ面上に投影露光してい
る。

尚、ウェハＷ面上には後述する位置合わせ用のレリーフ
型のウェハマーク（アライメントマーク）Ｗａが形成さ
れている。又レチクルＲと露光装置本体（例えば撮像手
段１１０）とは既に位置決められている。

この為ウェハＷと撮像手段１１０の撮像面との相対的位
置検出を行ない、これによりウェハＷとレチクルＲとの
位置合わせを行なっている。又、ウェハＷと撮像手段１
１０についても数μｍのオーダーの精度で位置関係は判
っている。

次に本実施例においてウェハＷと露光装置本体例えば撮
像手段１１０との位置合わせを行う為の各要素について
説明する。

尚、第１図において投影レンズ１１の光軸方向を２軸、
紙面左右方向をｙ軸、紙面垂直方向をｙ軸としている。

本実施例ではＸ方向の位置合わせを例にとり示している
が、Ｘ方向についても全く同様である。

１８は光源手段であり、露光光の波長と略等しい波長の
光束を放射している。光源手段１８からの光束はミラー
１７で反射され、照明光学系１６て集光されている。

照明光学系１６からの光束はハーフミラ−１５で反射し
、対物レンズ１４、ミラー１３そして投影レンズ１１を
介してウェハＷ面上の位置合わせ用のアライメントマー
ク（ウェハマーク）Ｗａを照明している。

ウェハマークＷａは第２図に示すように線幅の異なる３
次元形状の３つのウェハマークＷ　ａ　１　。

Ｗａ２．Ｗａ３より成フている。（同図では３つのウェ
ハマークＷａｌ〜Ｗ　ａ　３を示しているが、この数は
いくつあっても良い。） ウェハマークＷａｌの線幅はｗｌであり、位置合わせ方
向（Ｘ方向）に複数個（同図では４個）等間隔に配列さ
れている。ウェハマークＷａ２の線幅はｗ２．ウェハマ
ークＷ　ａ　３の線幅はｗ３であり、各々ウェハマーク
Ｗａｌと同様に位置合わせ方向に複数個等間隔に配列さ
れている。

ウェハマークＷａからの反射光は投影レンズ１１、ミラ
ー１３を通り対物レンズ１４に入射する。この間の光路
中のレチクルＲと光学系的に同距離の位置に空中像を形
成している。そして対物レンズ１４、ハーフミラ−１５
、撮像レンズ１９により撮像手段１１０の入射面１１０
ａにウェハマーク像Ｗａ’を結像している。

第３図はこのときの撮像手段１１０に形成されるウェハ
マーク像Ｗａ　′（Ｗａ　１　’　〜Ｗａ　２　’　）
の説明図である。撮像手段１１０は例えばＩＴＶ、２次
元イメージセンサ等の光電変換手段を有しており、撮像
面１１０ａ上に撮像した像を２次元の電気信号に変換し
ている。

本実施例では基準状態ではウェハＷ面とレチクル面Ｒそ
してウェハＷ面と撮像面１１０ａは各々光学的に共役関
係となっている。

撮像手段１１０によって２次元の電気信号に変換された
ウェハマーク像Ｗａ’は第１図のＡ／Ｄ変換装Ｍ１１１
によって投影レンズ１１、対物レンズ１４そして撮像レ
ンズ１９の光学倍率及び撮像面１１０ａの画素ピッチに
より２次元の装置上の画素のＸＹＸ方向アドレスに対応
した２次元離散電気信号列に変換される。

画像処理装置１１２は第３図に示すウェハマーり像Ｗａ
′の一部を含む所定の２次元のウィンドウ３０〜３２を
設定した後に第３図のウィンドウ３０〜３２内でＹ方向
に画素積算を行なう。そして画像処理装置１１２からは
例えば第４図に示すＸ方向に離散的な電気信号列Ｓμ（
ｘ）、（μ＝１．２．３）を出力する。このようにして
得られた積算信号Ｓ　（ｘ）は先の特願平２−１２７０
０５号で提案したのと同様の１次元パターンマツチング
を行なう。

第５図は本実施例において１次元パターンマツチングを
行なう際のテンプレートとして放物線によって近似した
曲線の説明図である。同図において太線がテンプレート
である。このようなテンプレートを用いて幾何学的に考
慮したパターンマツチングを各信号Ｓμ（ｘ）、（μ＝
１．２．３）に対して行なう。即ち信号強度方向に対し
て最小２乗法によりテンプレートと各点の信号Ｓ　（ｘ
）とのフィッテングを行なった後に、その差分とテンプ
レートの放物線の２次の項とによってマーク中心か否か
の判定をする相関関数を計算している。

このとき相関度の高い点を各ウェハマークの仮りの中心
位置Ｘとし、各ウェハマークの中心廻りの数画素に対し
て求めた相関関数を補間手段を使用し分解能を高めた後
、各々のウェハマークＷａｌ〜Ｗ　ａ　３の位置に関す
る信号を出力する。

その後に各ウェハマークＷａｌ〜Ｗａ３を構成する同一
線幅の複数のウェハマークについて各々の仮りの中心位
置を統計処理（例えば平均）によって求める。

本実施例の位置合わせ装置において、算出されたウェハ
マークＷａｌ〜Ｗ　ａ　３の３つの位置情報（ｘ１、ｘ
２　、ｘ３）とウェハマークＷａ１〜Ｗ　ａ　３の線幅
ｗ１、ｗ２　、ｗ３とに関する関数を定義する。

第６図はこのときの横軸はウェハマークの線幅Ｗ、縦軸
は算出されたダマサレ量を有したウェハマークの仮りの
中心位置情報Ｘである。このときの対応値と位置合わせ
装置内に予め記憶されている補正関数より、例えば最小
自乗法によって関数の係数を決定する。そして決定され
た関数ｘ（ｗ）より、仮りに線幅がゼロの極限値を想定
し、このときの線幅における中心位置の値をもってダマ
サレ量のない値とし、ウェハマークの中心位置としてい
る。

本実施例では前述の関数を１次関数とし、位置合わせ方
向をＸ、ウェハマークの線幅をＷ、係数をα、βとした
とき ｘ＝ｘ　（ｗ）＝αχ＋β として、統計手段によってα、βを決定しく例えば最小
自乗法を使用）ダマサレ量のないウェハめている。

本実施例では関数としては２次以上の関数のものを用い
ても良い。

このようして得られたダマサレ量の無いウェハマークの
中心位ａｌＸｏに対してウェハマークの位置合わせ用の
制御装置１１４によってウェハマークの位置を制御して
ウェハＷと撮像手段１１０との相対的な位置合わせを行
っている。本実施例ではその後に（タマサレのない位置
合わせの後に）露光を行なっている。

本実施例における位置合わせ方法のフローチャート図を
第１０図に示す。

本実施例においてはウェハマークとして第２図に示すよ
うなマークを使用したが線幅の異なる数種類のウェハマ
ークと各々の相対位置が既知のマーク集合であればどの
ようなマークを用いても良い。例えば第７図に示すよう
な線幅がＷ、−〜Ｗ４　’と異なる（Ｗｌ　′〉ｗ２　
′〉Ｗ３　′〉Ｗ４　′）４つのウェハマークＷａ１〜
Ｗ　ａ　４を位置合わせ方向に同′−どツチβて配列し
たものを用いても良い。又ウェハマークＷａｌ〜Ｗ　ａ
　４を位置合わせ方向と直交する方向に配列しても同様
の効果が得られる。

尚、本発明を例えば線幅の異なる２つの線状バターンン
ｗ１、ｗ２を用いた露光装置に適用するには、前記ウェ
ハ上のレリーフ状マークは互いに異なる線幅Ｗ　１　、
　Ｊ　２を有する第１と第２の位置合わせパターンを備
え、該第１と第２の位置合せパターンの各々の位置を光
学的に検出し、第１と第２の位置データＸ　ｌ　＋　Ｘ
　２を発生せしめる手段と、該第１位置合わせパターン
の線幅及び位置データ（ｗ＋、ｘ＋）と該第２位置合わ
せパターンの線幅及び位置データ（ｗ２．Ｘ２　）とに
基づいて線幅Ｗの関数ｘ（ｗ）を求め、該関数ｘ（ｗ）
により線幅ｗ＝０の時の位置データｘ０を決定する手段
とを有し、該位置データｘ０に基づいて前記位置合わせ
を行なうことを特徴としている。

同様に該露光装置を利用して半導体素子を製造する方法
に適用するには前記ウェハ上のレリーフ状マークを複数
個の線状パターンで構成し、該複数個の線状パターンの
互いに異なる線幅Ｗ１゜ｗ２を有する第１と第２の位置
合わせパターンの各々の位置を光学的に検出し、該位置
検出に基づいて該第１位置合わせパターンに対応する第
１位置データＸ１と該第２位置合わせパターンに対応す
る第２位置データＸ２を形成し、該第１位置合わせパタ
ーンの線幅及び位置データ（ｗ、。

ｘｒ）と該第２位置合わせパターンの線幅及び位置デー
タ（ｗ２　、　Ｘ２　）とに基づいて線幅Ｗの関数ｘ（
ｗ）を求め、該関数ｘ　（ｗ）により線幅ｗ＝０の時の
位置データｘ０を決定し、該位置データｘ０に基づいて
前記位置合わせを行なうことを特徴としている。

本実施例においてはウェハ面上の位置合わせ用のウェハ
マークを光学系を介して撮像手段１１０面上に形成させ
、このときのウェハマーク像を利用する方式を示したが
、これ以外に例えば第１図において撮像手段１１０の代
わりにピンホールを有した受光手段を配置し、光源手段
１８からの光束で走査手段によりウェハマークＷａ面上
を光走査し、このとき受光手段で得られる光束の強度変
−化に関する信号（ウェハマークの反射光成分の強、度
分布に関する信号）を利用してウェハマークの中心位置
を求め、これより位置合わせを行うようにした位置合わ
せ装置に対しても同様に適用することができる。

つまり位置合わせの具体的な方法に依存せず、タマサレ
補正かできることに注意する暗視野検出法、回折光干渉
法等の様々なマーク位置検出法に通用可能である。

（発明の効果） 本発明によればウェハ面上に前述のように線幅の異なる
複数のウェハマークを形成し、これら各ウェハマークか
らの位置情報を利用することにより、ウェハマークに起
因するレジスト表面の起伏形状に基づくダマサレ量を補
正し、不要なノイズ光を除去することかできウェハと露
光装置本体（撮像手段）との高精度な位置合わせができ
る位置合わせ装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部概略図、第２図は第１
図のウェハマークＷａの拡大説明図、第３図は第１図の
撮像手段１１０面上におけるウェハマーク像の説明図、
第４図は第１図の撮像手段１１０面上におけるウェハマ
ークの光強度分布の説明図、第５図は本発明に係るパタ
ーンマッチンク用のテンプレートの説明図、第６図は本
発明に係るウェハマークの中心位置検出の際のダマサレ
量の補正方法の説明図、第７図は本発明に係るウェハマ
ークの他の一実施例の概略図、第８図はウェハマークに
よるレジスト表面の起伏形状に伴う光線の光路説明図、
第９図はウェハマークとレジスト表面の起伏に伴う中心
位置のダマサレ量との関係を示す説明図、第１０図は本
発明に係るフローチャート図である。 図中、Ｒはレチクル、Ｗはウェハ、Ｗ　ａ　。 Ｗａｌ、Ｗａ２．Ｗａ３はウェハマーク、１０はウェハ
ステージ、１１は投影レンズ、１３．１７はミラー、１
４は対物レンズ、１５はハーフミラ−１１６は照明光学
系、１８は光源手段、１９は撮像レンズ、１１０は撮像
手段、８０はレジスト、８１はウェハ、８２は光線、８
３は空気層である。 第１図 Ｗａ 第４図 第７図 媚− ｒｆｇＨ１屈恢巨 風田灼＝劇＼ｋかΔ咽昏体シ記丑・ン星第８図 −位置 ←−一　才摺刃５

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ウェハと撮像手段とを光学系を介して共役関係と
   なるように配置し、双方の相対的位置合わせを行う位置
   合わせ装置において、該ウェハ面上には線幅の異なる複
   数のアライメントマークが形成され、更にその面上には
   レジストが塗布されており、該アライメントマークの線
   幅とレジスト表面の起伏形状に起因する該撮像手段への
   光束の入射位置の変化による位置計測のずれ量との関係
   式を記録した記録手段が設けられており、照明系で照明
   された該複数のアライメントマークを該光学系により該
   撮像手段面上に結像させ、該撮像手段面上における複数
   のアライメントマークの位置情報と該記録手段に記録さ
   れた関係式とを用いて、該レジスト表面の起伏に起因す
   る位置ずれ誤差を求め、該位置ずれ誤差を参照して該ウ
   ェハと該撮像手段との相対的位置合わせを行ったことを
   特徴とする位置合わせ装置。
2. （２）前記複数のアライメントマークは位置合わせ方向
   と同一又は直交する方向に配置されていることを特徴と
   する請求項１記載の位置合わせ装置。
3. （３）前記同一線幅のアライメントマークが位置合わせ
   方向に複数個同一ピッチで配列されていることを特徴と
   する請求項１記載の位置合わせ装置。
4. （４）レジストが塗布されたウェハ上のレリーフ状マー
   クの位置を光学的に検出し、該位置検出に基づいて該ウ
   ェハ上のパターンをマスクの回路パターンに対して位置
   合わせし、該回路パターンを介して該ウェハ上のパター
   ンを被うレジストを露光する露光装置において、前記レ
   リーフ状マークは互いに異なる線幅ｗ＿１、ｗ＿２を有
   する第１と第２の位置合わせパターンを備え、該第１と
   第２の位置合わせパターンの各々の位置を光学的に検出
   し、第１と第２の位置データｘ＿１、ｘ＿２を発生せし
   める手段と、該第１位置合わせパターンの線幅及び位置
   データ（ｗ＿１、ｘ＿１）と、該第２位置合わせパター
   ンの線幅及び位置データ（ｗ＿２、ｘ＿２）とに基づい
   て線幅ｗの関数ｘ（ｗ）を求め、該関数ｘ（ｗ）により
   線幅ｗ：０のときの位置データｘ＿０を決定する手段と
   を有し、該位置データｘ＿０に基づいて前記位置合わせ
   を行うことを特徴とする露光装置。
5. （５）レジストが塗布されたウェハ上のレリーフ状マー
   クの位置を光学的に検出し、該位置検出に基づいて、該
   ウェハ上のパターンをマスクの回路パターンに対して位
   置合わせし、該回路パターンを介して該ウェハ上のパタ
   ーンを被うレジストを露光し、次いで該ウェハ上のレジ
   ストを現像し、該ウェハから半導体素子を製造する方法
   において、前記レリーフ状マークを複数個の線状パター
   ンで構成し、該複数個の線状パターンの互いに異なる線
   幅ｗ＿１、ｗ＿２を有する第１と第２の位置合わせパタ
   ーンの各々の位置を光学的に検出し、該位置検出に基づ
   いて該第１位置合わせパターンに対応する第１位置デー
   タｘ＿１と該第２位置合わせパターンに対応する第２位
   置データｘ＿２を形成し、該第１位置合わせパターンの
   線幅及ひ位置データ（ｗ＿１、ｘ＿１）と該第２位置合
   わせパターンの線幅及び位置データ（ｗ＿２、ｘ＿２）
   とに基づいて線幅ｗの関数ｘ（ｗ）を求め、該関数ｘ（
   ｗ）により線幅ｗ＝０のときの位置データｘ＿０を決定
   し、該位置データｘ＿０に基づいて前記位置合わせを行
   なうことを特徴とする半導体素子の製造方法。