JPH05166695A - 位置検出方法及びそれを用いた露光装置 - Google Patents
位置検出方法及びそれを用いた露光装置Info
- Publication number
- JPH05166695A JPH05166695A JP3352294A JP35229491A JPH05166695A JP H05166695 A JPH05166695 A JP H05166695A JP 3352294 A JP3352294 A JP 3352294A JP 35229491 A JP35229491 A JP 35229491A JP H05166695 A JPH05166695 A JP H05166695A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mask
- light beam
- light
- diffraction grating
- pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アライメントヘッドからの光ビームとアライ
メントパターンとの位置関係を高精度に求めることがで
きる位置検出方法及びそれを用いた露光装置を得るこ
と。 【構成】 基板に光ビームを照射し、基板からの光ビー
ムを受光する光学ヘッドの基板に対する予め決めた所定
方向に関する位置を検出する際、基板上に、基板上での
光ビームの所定方向の幅よりも小さな幅を備える回折格
子パターンを形成し、光ビームと回折格子パターンの所
定方向に関する位置ずれに応じて回折格子パターンから
生じる所定次数の回折光の光学ヘッド内のセンサーへの
入射位置が変化し、光ビームを回折格子パターンに照射
することにより所定次数の回折光を発生させ、所定次数
の回折光を光学ヘッド内のセンサーに入射させ、センサ
ー上への所定次数の回折光の入射位置を検出し、検出し
た入射位置の予め決めた位置からのずれに基づいて光学
ヘッドの位置を検出すること。
メントパターンとの位置関係を高精度に求めることがで
きる位置検出方法及びそれを用いた露光装置を得るこ
と。 【構成】 基板に光ビームを照射し、基板からの光ビー
ムを受光する光学ヘッドの基板に対する予め決めた所定
方向に関する位置を検出する際、基板上に、基板上での
光ビームの所定方向の幅よりも小さな幅を備える回折格
子パターンを形成し、光ビームと回折格子パターンの所
定方向に関する位置ずれに応じて回折格子パターンから
生じる所定次数の回折光の光学ヘッド内のセンサーへの
入射位置が変化し、光ビームを回折格子パターンに照射
することにより所定次数の回折光を発生させ、所定次数
の回折光を光学ヘッド内のセンサーに入射させ、センサ
ー上への所定次数の回折光の入射位置を検出し、検出し
た入射位置の予め決めた位置からのずれに基づいて光学
ヘッドの位置を検出すること。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は位置検出方法及びそれを
用いた露光装置に関し、例えば半導体素子製造用のプロ
キシミティタイプの露光装置や所謂ステッパー等におい
て、マスクやレチクル（以下「マスク」という。）等の
第１物体面上に形成されている微細な電子回路パターン
をウエハ等の第２物体面上に露光転写する際にマスクと
ウエハとの相対的な位置決め（アライメント）を行う場
合に先だって行なうアライメント用の光ビームとアライ
メントパターンとの位置決めに好適な位置検出方法及び
それを用いた露光装置に関するものである。
用いた露光装置に関し、例えば半導体素子製造用のプロ
キシミティタイプの露光装置や所謂ステッパー等におい
て、マスクやレチクル（以下「マスク」という。）等の
第１物体面上に形成されている微細な電子回路パターン
をウエハ等の第２物体面上に露光転写する際にマスクと
ウエハとの相対的な位置決め（アライメント）を行う場
合に先だって行なうアライメント用の光ビームとアライ
メントパターンとの位置決めに好適な位置検出方法及び
それを用いた露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より半導体製造用の露光装置におい
ては、マスクとウエハの相対的な位置合わせは性能向上
を図る為の重要な一要素となっている。特に最近の露光
装置における位置合わせにおいては、半導体素子の高集
積化の為に、例えばサブミクロン以下の位置合わせ精度
を有するものが要求されている。
ては、マスクとウエハの相対的な位置合わせは性能向上
を図る為の重要な一要素となっている。特に最近の露光
装置における位置合わせにおいては、半導体素子の高集
積化の為に、例えばサブミクロン以下の位置合わせ精度
を有するものが要求されている。
【０００３】多くの位置合わせ装置においては、マスク
及びウエハ面上に位置合わせ用の所謂アライメントパタ
ーン（「アライメントマーク」ともいう。）を所謂スク
ライブライン上に設け、それらより得られる位置情報を
利用して、双方のアライメントを行っている。
及びウエハ面上に位置合わせ用の所謂アライメントパタ
ーン（「アライメントマーク」ともいう。）を所謂スク
ライブライン上に設け、それらより得られる位置情報を
利用して、双方のアライメントを行っている。
【０００４】従来より光ビームと基板面（マスク又はウ
エハ）上のアライメントパターンとの位置合わせをする
際には光ビームとアライメントパターンが予め設定され
た位置にくるようにメカ精度に基づいて設定していた。
エハ）上のアライメントパターンとの位置合わせをする
際には光ビームとアライメントパターンが予め設定され
た位置にくるようにメカ精度に基づいて設定していた。
【０００５】これに対して本出願人は特願平２−１４３
８６９号においてステッパーにおけるアライメント用の
光ビームとアライメントパターンとの位置決めを直線回
折格子からの回折光量のピーク位置を検出することによ
り高精度に行なった位置検出装置を提案している。
８６９号においてステッパーにおけるアライメント用の
光ビームとアライメントパターンとの位置決めを直線回
折格子からの回折光量のピーク位置を検出することによ
り高精度に行なった位置検出装置を提案している。
【０００６】このときの位置検出方法は図１５（Ａ）に
示すようにマスク２１面上の電子回路パターン２２の周
囲の所謂スクライブライン２１上にマスクとウエハとの
位置合わせ用のアライメントパターン５０とは別に、そ
の近傍に図１５（Ｂ）に示すパターン１００ａ，１００
ｂとから成る回折格子パターン１００を設けている。
示すようにマスク２１面上の電子回路パターン２２の周
囲の所謂スクライブライン２１上にマスクとウエハとの
位置合わせ用のアライメントパターン５０とは別に、そ
の近傍に図１５（Ｂ）に示すパターン１００ａ，１００
ｂとから成る回折格子パターン１００を設けている。
【０００７】そして回折格子パターン１００からの所定
次数の回折光をセンサー（不図示）に導光し、該センサ
ーからの出力信号の強度の最大値から光ビームと回折格
子パターン１００との合致状態、即ち光ビームと回折格
子パターンとの位置関係を判断している。このときの位
置関係を利用してアライメントパターン５０の所定位置
に光ビームが正確に入射するようにしている。
次数の回折光をセンサー（不図示）に導光し、該センサ
ーからの出力信号の強度の最大値から光ビームと回折格
子パターン１００との合致状態、即ち光ビームと回折格
子パターンとの位置関係を判断している。このときの位
置関係を利用してアライメントパターン５０の所定位置
に光ビームが正確に入射するようにしている。
【０００８】図１６はこのときの光ビーム７２ａ，７２
ｂと回折格子パターン１００の各パターン１００ａ，１
００ｂとの位置関係を示した説明図である。
ｂと回折格子パターン１００の各パターン１００ａ，１
００ｂとの位置関係を示した説明図である。
【０００９】同図において光ビーム７２ａ，７２ｂの大
きさは通常アライメントパターン５０の寸法に対応させ
て設定している。この光ビーム７２ａ，７２ｂをＸ，Ｙ
面（マスク面）内で移動させて図１７に示すように回折
格子パターンで回折した所定次数の回折光をセンサー
（不図示）に入射し、このときの光ビームがパターン１
００ａ、又は１００ｂの所定位置に正確に入射したとき
センサーからの出力信号が最大となるようにしている。
きさは通常アライメントパターン５０の寸法に対応させ
て設定している。この光ビーム７２ａ，７２ｂをＸ，Ｙ
面（マスク面）内で移動させて図１７に示すように回折
格子パターンで回折した所定次数の回折光をセンサー
（不図示）に入射し、このときの光ビームがパターン１
００ａ、又は１００ｂの所定位置に正確に入射したとき
センサーからの出力信号が最大となるようにしている。
【００１０】今、センサーからの出力信号が最大となる
Ｙ方向とＸ方向の光ビームの位置を各々ｙP ，ｘP とす
るとマスク上のアライメントパターン５０の位置と回折
格子パターン１００（１００ａ，１００ｂ）との相対関
係はマスクパターン設計値より予め分かっているので、
このときのｘP ，ｙP の値を用いることによって光ビー
ムをアライメントパターン５０にセットしている。
Ｙ方向とＸ方向の光ビームの位置を各々ｙP ，ｘP とす
るとマスク上のアライメントパターン５０の位置と回折
格子パターン１００（１００ａ，１００ｂ）との相対関
係はマスクパターン設計値より予め分かっているので、
このときのｘP ，ｙP の値を用いることによって光ビー
ムをアライメントパターン５０にセットしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】特願平２−１４３８６
９号で提案されている位置検出装置では本来位置合わせ
をしたい光ビームとアライメントパターンとの位置合わ
せ精度がアライメントパターンの材質や製作誤差等によ
り影響を受ける場合がある。
９号で提案されている位置検出装置では本来位置合わせ
をしたい光ビームとアライメントパターンとの位置合わ
せ精度がアライメントパターンの材質や製作誤差等によ
り影響を受ける場合がある。
【００１２】このときの光ビームとアライメントパター
ンとの位置合わせの際の影響は特にステッパーにおいて
高精度なアライメントを行なう場合に重要となってく
る。
ンとの位置合わせの際の影響は特にステッパーにおいて
高精度なアライメントを行なう場合に重要となってく
る。
【００１３】通常アライメントマークを設けるマスク及
びウエハ面上のスクライブラインの幅は５０μｍ〜１０
０μｍ程度である。このスクライブライン幅は投影倍率
が５倍のステッパーではレチクル面上で２５０μｍ〜５
００μｍ、Ｘ線の等倍密着露光（プロキシミティ）装置
で５０μｍ〜１００μｍであり、この幅のエリアにアラ
イメントマークがおさまるように設けられる。このよう
にアライメントパターンはスクライブライン幅以内に設
定されている。
びウエハ面上のスクライブラインの幅は５０μｍ〜１０
０μｍ程度である。このスクライブライン幅は投影倍率
が５倍のステッパーではレチクル面上で２５０μｍ〜５
００μｍ、Ｘ線の等倍密着露光（プロキシミティ）装置
で５０μｍ〜１００μｍであり、この幅のエリアにアラ
イメントマークがおさまるように設けられる。このよう
にアライメントパターンはスクライブライン幅以内に設
定されている。
【００１４】このような小さいエリア内に設けたアライ
メントパターンにアライメントヘッド（光学ヘッド、投
光手段）からの光束（光ビーム）を効率良く照射するに
はアライメントパターンのサイズに対応した大きさに光
束径を絞る必要がある。更に光束の照射方法もアライメ
ントパターンに対して正確な位置に照射する必要があ
る。
メントパターンにアライメントヘッド（光学ヘッド、投
光手段）からの光束（光ビーム）を効率良く照射するに
はアライメントパターンのサイズに対応した大きさに光
束径を絞る必要がある。更に光束の照射方法もアライメ
ントパターンに対して正確な位置に照射する必要があ
る。
【００１５】一般にアライメントパターンに光束を不正
確に照射すると、それだけセンサで検出される光量（信
号光）が低下してくる。アライメントパターンのサイズ
に対して十分大きな光束径であるならばアライメントパ
ターンに略一様な光量分布で照射することができる。
確に照射すると、それだけセンサで検出される光量（信
号光）が低下してくる。アライメントパターンのサイズ
に対して十分大きな光束径であるならばアライメントパ
ターンに略一様な光量分布で照射することができる。
【００１６】しかしながら光束を効率良く照射し、かつ
アライメントパターンのエリア以外の回路パターンエリ
アに光束を照射すると回路パターンから不要な散乱光が
ノイズとなってくるので、これを防止する為にはアライ
メントパターンのサイズに対応した、略等しいサイズの
光束で照射する必要がある。
アライメントパターンのエリア以外の回路パターンエリ
アに光束を照射すると回路パターンから不要な散乱光が
ノイズとなってくるので、これを防止する為にはアライ
メントパターンのサイズに対応した、略等しいサイズの
光束で照射する必要がある。
【００１７】一般にこのように光束径を絞ると光束の光
量分布はマスク（レチクル）面上のアライメントパター
ン面上で一様でなくなってくる。
量分布はマスク（レチクル）面上のアライメントパター
ン面上で一様でなくなってくる。
【００１８】更にアライメントパターンへの光束の照射
位置が大幅にずれてくるとマスクとウエハのずれがある
程度存在する場合のアライメントパターンより得られる
回折光のスポット位置（即ちマスクとウエハのずれ情
報）がアライメントパターンへの光束の照射位置がずれ
ていない場合に比べて異なってくる。即ちアライメント
パターンに照射する光束の照射位置がずれてくるとアラ
イメント検出に誤差が生じてくる。
位置が大幅にずれてくるとマスクとウエハのずれがある
程度存在する場合のアライメントパターンより得られる
回折光のスポット位置（即ちマスクとウエハのずれ情
報）がアライメントパターンへの光束の照射位置がずれ
ていない場合に比べて異なってくる。即ちアライメント
パターンに照射する光束の照射位置がずれてくるとアラ
イメント検出に誤差が生じてくる。
【００１９】従って光ビーム（投光手段）とアライメン
トマーク（第１物体又は第２物体）の位置決め精度を向
上させ、最適な光ビーム径とすることでアライメントの
高精度化が可能となる。しかしながら光ビームのアライ
メントマーク面上への入射位置決め精度を機械系のみで
向上させようとすると系の複雑化及び大型化を伴ない長
期間の安定性を図るのが難しいという問題点が生じてく
る。
トマーク（第１物体又は第２物体）の位置決め精度を向
上させ、最適な光ビーム径とすることでアライメントの
高精度化が可能となる。しかしながら光ビームのアライ
メントマーク面上への入射位置決め精度を機械系のみで
向上させようとすると系の複雑化及び大型化を伴ない長
期間の安定性を図るのが難しいという問題点が生じてく
る。
【００２０】又、光量の強度変化による光ビームとアラ
イメントパターンとの位置決め方法は被検物（マスク又
はウエハ）ごとのアライメントパターンの製作誤差及び
材質により回折光強度が変化する場合があり、この為位
置合わせ精度に限界があった。
イメントパターンとの位置決め方法は被検物（マスク又
はウエハ）ごとのアライメントパターンの製作誤差及び
材質により回折光強度が変化する場合があり、この為位
置合わせ精度に限界があった。
【００２１】本発明は第１物体又は第２物体に設けたア
ライメントマークである物理光学素子に対する投光手段
（光ヘッド）からの光ビームの入射位置決めを簡便な方
法で高精度に行なうことにより、機械精度及び組立て精
度等の緩和を図り、その後の第１物体と第２物体の相対
的位置検出を高精度に行うことができる位置検出方法及
びそれを用いた露光装置の提供を目的とする。
ライメントマークである物理光学素子に対する投光手段
（光ヘッド）からの光ビームの入射位置決めを簡便な方
法で高精度に行なうことにより、機械精度及び組立て精
度等の緩和を図り、その後の第１物体と第２物体の相対
的位置検出を高精度に行うことができる位置検出方法及
びそれを用いた露光装置の提供を目的とする。
【００２２】
（イ）本発明の位置検出方法は、基板に光ビームを照射
し、該基板からの該光ビームを受光する光学ヘッドの前
記基板に対する予め決めた方向に関する位置を検出する
位置検出方法において、前記基板上に、前記基板上での
前記光ビームの前記方向に関する幅よりも小さな前記方
向に関する幅を備える回折格子パターンを形成すること
により、前記光ビームと前記回折格子パターンの前記方
向に関する位置ずれに応じて前記回折格子パターンから
生じる所定次数の回折光の前記光学ヘッド内のセンサー
への入射位置が変化するようにし、前記光ビームを前記
回折格子パターンに照射することにより前記所定次数の
回折光を発生させ、該所定次数の回折光を前記光学ヘッ
ド内のセンサーに入射させ、該センサー上への前記所定
次数の回折光の入射位置を検出し、該検出した入射位置
の予め決めた位置からのずれに基づいて前記光学ヘッド
の位置を検出することを特徴としている。
し、該基板からの該光ビームを受光する光学ヘッドの前
記基板に対する予め決めた方向に関する位置を検出する
位置検出方法において、前記基板上に、前記基板上での
前記光ビームの前記方向に関する幅よりも小さな前記方
向に関する幅を備える回折格子パターンを形成すること
により、前記光ビームと前記回折格子パターンの前記方
向に関する位置ずれに応じて前記回折格子パターンから
生じる所定次数の回折光の前記光学ヘッド内のセンサー
への入射位置が変化するようにし、前記光ビームを前記
回折格子パターンに照射することにより前記所定次数の
回折光を発生させ、該所定次数の回折光を前記光学ヘッ
ド内のセンサーに入射させ、該センサー上への前記所定
次数の回折光の入射位置を検出し、該検出した入射位置
の予め決めた位置からのずれに基づいて前記光学ヘッド
の位置を検出することを特徴としている。
【００２３】特に、 （イ−１）前記基板上に、前記基板上での前記光ビーム
の前記方向に関する幅よりも十分大きな前記方向に関す
る幅を備える基準回折格子パターンを形成し、該基準回
折格子パターン内に前記光ビームを照射することにより
前記所定次数の回折光とほぼ同じ方向に基準回折光を発
生させ、該基準回折光を前記センサーに入射させ、該セ
ンサー上への前記基準回折光の入射位置を検出し、該検
出した入射位置を前記予め決めた位置として設定するこ
とを特徴としている。
の前記方向に関する幅よりも十分大きな前記方向に関す
る幅を備える基準回折格子パターンを形成し、該基準回
折格子パターン内に前記光ビームを照射することにより
前記所定次数の回折光とほぼ同じ方向に基準回折光を発
生させ、該基準回折光を前記センサーに入射させ、該セ
ンサー上への前記基準回折光の入射位置を検出し、該検
出した入射位置を前記予め決めた位置として設定するこ
とを特徴としている。
【００２４】（ロ）本発明の位置決め方法は、基板に光
ビームを照射し、該基板からの該光ビームを受光する光
学ヘッドの前記基板に対する予め決めた方向に関する位
置を検出し、該検出に基づいて前記光学ヘッドを前記基
板に対して任意の位置に位置決めする位置決め方法にお
いて、前記基板上に、前記基板上での前記光ビームの前
記方向に関する幅よりも小さな前記方向に関する幅を備
える回折格子パターンを形成することにより、前記光ビ
ームと前記回折格子パターンの前記方向に関する位置ず
れに応じて前記回折格子パターンから生じる所定次数の
回折光の前記光学ヘッド内のセンサーへの入射位置が変
化するようにし、前記光ビームを前記回折格子パターン
に照射することにより前記所定次数の回折光を発生さ
せ、該所定次数の回折光を前記光学ヘッド内のセンサー
に入射させ、該センサー上への前記所定次数の回折光の
入射位置を検出し、該検出した入射位置の予め決めた位
置からのずれに基づいて前記光学ヘッドの位置を検出す
ることを特徴としている。
ビームを照射し、該基板からの該光ビームを受光する光
学ヘッドの前記基板に対する予め決めた方向に関する位
置を検出し、該検出に基づいて前記光学ヘッドを前記基
板に対して任意の位置に位置決めする位置決め方法にお
いて、前記基板上に、前記基板上での前記光ビームの前
記方向に関する幅よりも小さな前記方向に関する幅を備
える回折格子パターンを形成することにより、前記光ビ
ームと前記回折格子パターンの前記方向に関する位置ず
れに応じて前記回折格子パターンから生じる所定次数の
回折光の前記光学ヘッド内のセンサーへの入射位置が変
化するようにし、前記光ビームを前記回折格子パターン
に照射することにより前記所定次数の回折光を発生さ
せ、該所定次数の回折光を前記光学ヘッド内のセンサー
に入射させ、該センサー上への前記所定次数の回折光の
入射位置を検出し、該検出した入射位置の予め決めた位
置からのずれに基づいて前記光学ヘッドの位置を検出す
ることを特徴としている。
【００２５】特に、 （ロ−１）前記基板上に、前記基板上での前記光ビーム
の前記方向に関する幅よりも十分大きな前記方向に関す
る幅を備える基準回折格子パターンを形成し、該基準回
折格子パターン内に前記光ビームを照射することにより
前記所定次数の回折光とほぼ同じ方向に基準回折光を発
生させ、該基準回折光を前記センサーに入射させ、該セ
ンサー上への前記基準回折光の入射位置を検出し、該検
出した入射位置を前記予め決めた位置として設定するこ
と。
の前記方向に関する幅よりも十分大きな前記方向に関す
る幅を備える基準回折格子パターンを形成し、該基準回
折格子パターン内に前記光ビームを照射することにより
前記所定次数の回折光とほぼ同じ方向に基準回折光を発
生させ、該基準回折光を前記センサーに入射させ、該セ
ンサー上への前記基準回折光の入射位置を検出し、該検
出した入射位置を前記予め決めた位置として設定するこ
と。
【００２６】（ロ−２）前記基板上の前記回折格子パタ
ーンから所定の方向に所定距離離れた場所に位置合わせ
用のゾーンプレートパターンが形成されており、前記光
学ヘッドを前記光ビームの中心が前記ゾーンプレートパ
ターンの所定箇所に当るよう前記光学ヘッドを位置決め
すること。
ーンから所定の方向に所定距離離れた場所に位置合わせ
用のゾーンプレートパターンが形成されており、前記光
学ヘッドを前記光ビームの中心が前記ゾーンプレートパ
ターンの所定箇所に当るよう前記光学ヘッドを位置決め
すること。
【００２７】（ロ−３）前記基板は回路パターンが形成
されたマスクより成り、該回路パターンの周辺部に前記
回折格子パターンと前記ゾーンプレートパターンとが形
成されていること。
されたマスクより成り、該回路パターンの周辺部に前記
回折格子パターンと前記ゾーンプレートパターンとが形
成されていること。
【００２８】（ロ−４）前記光学ヘッドは、前記マスク
の表面に対して傾いた入射光路に沿って前記光ビームを
前記マスクに向け、前記マスクの表面に対して前記入射
光路と同じ側に傾いた少なくとも一つの出射光路に沿っ
て前記マスクから出射する前記光ビームを受けるもので
あり、前記回折格子パターンは、前記所定次数の回折光
が前記出射光路に沿って前記マスクから出射するよう構
成されること。
の表面に対して傾いた入射光路に沿って前記光ビームを
前記マスクに向け、前記マスクの表面に対して前記入射
光路と同じ側に傾いた少なくとも一つの出射光路に沿っ
て前記マスクから出射する前記光ビームを受けるもので
あり、前記回折格子パターンは、前記所定次数の回折光
が前記出射光路に沿って前記マスクから出射するよう構
成されること。
【００２９】等を特徴としている。
【００３０】（ハ）本発明の半導体デバイスの製造方法
は、マスクの表面に対して傾いた入射光路に沿って光ビ
ームを照射し、前記マスクから前記マスクの表面に対し
て前記入射光路と同じ側に傾いた少なくとも一つの出射
光路に沿って出射する前記光ビームを受光する光学ヘッ
ドの前記マスクに対する予め決めた方向に関する位置を
検出し、該検出に基づいて前記光学ヘッドを前記マスク
のゾーンプレートパターンに対して位置決めし、前記光
ビームを前記マスクのゾーンプレートパターンを介して
ウエハのゾーンプレートマークに前記光ビームを入射さ
せ、前記ゾーンプレートパターンと前記ゾーンプレート
マークの作用を受けた信号光を前記出射光路に沿って出
射させ、前記光学ヘッドにより前記信号光を受光し、前
記信号光を用いて前記マスクと前記ウエハの位置ずれを
検出し、該検出に応じて前記マスクとウエハを位置合わ
せした後、前記マスクの回路パターンを介して前記ウエ
ハを露光し、前記マスクの回路パターンを前記ウエハ上
に転写することにより半導体デバイスを製造する方法に
おいて、前記マスク上に、前記マスク上での前記光ビー
ムの前記方向に関する幅よりも小さな前記方向に関する
幅を備える回折格子パターンを形成することにより、前
記光ビームと前記回折格子パターンの前記方向に関する
位置ずれに応じて前記回折格子パターンから生じる所定
次数の回折光の前記光学ヘッド内のセンサーへの入射位
置が変化するようにし、前記光ビームを前記回折格子パ
ターンに照射することにより前記所定次数の回折光を前
記出射光路に沿って発生させ、該所定次数の回折光を前
記光学ヘッド内のセンサーに入射させ、該センサー上へ
の前記所定次数の回折光の入射位置を検出し、該検出し
た入射位置の予め決めた位置からのずれに基づいて前記
光学ヘッドの位置を検出することを特徴としている。
は、マスクの表面に対して傾いた入射光路に沿って光ビ
ームを照射し、前記マスクから前記マスクの表面に対し
て前記入射光路と同じ側に傾いた少なくとも一つの出射
光路に沿って出射する前記光ビームを受光する光学ヘッ
ドの前記マスクに対する予め決めた方向に関する位置を
検出し、該検出に基づいて前記光学ヘッドを前記マスク
のゾーンプレートパターンに対して位置決めし、前記光
ビームを前記マスクのゾーンプレートパターンを介して
ウエハのゾーンプレートマークに前記光ビームを入射さ
せ、前記ゾーンプレートパターンと前記ゾーンプレート
マークの作用を受けた信号光を前記出射光路に沿って出
射させ、前記光学ヘッドにより前記信号光を受光し、前
記信号光を用いて前記マスクと前記ウエハの位置ずれを
検出し、該検出に応じて前記マスクとウエハを位置合わ
せした後、前記マスクの回路パターンを介して前記ウエ
ハを露光し、前記マスクの回路パターンを前記ウエハ上
に転写することにより半導体デバイスを製造する方法に
おいて、前記マスク上に、前記マスク上での前記光ビー
ムの前記方向に関する幅よりも小さな前記方向に関する
幅を備える回折格子パターンを形成することにより、前
記光ビームと前記回折格子パターンの前記方向に関する
位置ずれに応じて前記回折格子パターンから生じる所定
次数の回折光の前記光学ヘッド内のセンサーへの入射位
置が変化するようにし、前記光ビームを前記回折格子パ
ターンに照射することにより前記所定次数の回折光を前
記出射光路に沿って発生させ、該所定次数の回折光を前
記光学ヘッド内のセンサーに入射させ、該センサー上へ
の前記所定次数の回折光の入射位置を検出し、該検出し
た入射位置の予め決めた位置からのずれに基づいて前記
光学ヘッドの位置を検出することを特徴としている。
【００３１】特に、 （ハ−１）前記マスク上に、前記マスク上での前記光ビ
ームの前記方向に関する幅よりも十分大きな前記方向に
関する幅を備える基準回折格子パターンを形成し、該基
準回折格子パターン内に前記光ビームを照射することに
より前記所定次数の回折光とほぼ同じ方向に基準回折光
を発生させ、該基準回折光を前記センサーに入射させ、
該センサー上への前記基準回折光の入射位置を検出し、
該検出した入射位置を前記予め決めた位置として設定す
ることを特徴としている。
ームの前記方向に関する幅よりも十分大きな前記方向に
関する幅を備える基準回折格子パターンを形成し、該基
準回折格子パターン内に前記光ビームを照射することに
より前記所定次数の回折光とほぼ同じ方向に基準回折光
を発生させ、該基準回折光を前記センサーに入射させ、
該センサー上への前記基準回折光の入射位置を検出し、
該検出した入射位置を前記予め決めた位置として設定す
ることを特徴としている。
【００３２】（ニ）本発明の露光装置は、マスクに該マ
スクの表面に対して傾いた入射光路に沿って光ビームを
照射し、前記マスクから前記マスクの表面に対して前記
入射光路と同じ側に傾いた少なくとも一つの出射光路に
沿って出射する前記光ビームを受光する光学ヘッドと、
該光学ヘッドの前記マスクに対する予め決めた方向に関
する位置と前記マスクに対するウエハの位置とを検出す
るべく前記光学ヘッド内の少なくとも一つのセンサーか
らの出力を受ける検出手段と、該検出手段による検出に
基づいて前記光学ヘッドを前記マスクのゾーンプレート
パターンに対して位置決めする手段と、該検出手段によ
る検出に基づいて前記マスクと前記ウエハとを位置合わ
せする手段とを有し、前記光学ヘッドが、前記光ビーム
を前記マスクのゾーンプレートパターンを介して前記ウ
エハのゾーンプレートマークに前記光ビームを入射させ
ることにより前記ゾーンプレートパターンと前記ゾーン
プレートマークの作用を受けて前記出射光路に沿って出
射した信号光を受光するよう構成された露光装置におい
て、前記マスクは、前記マスク上での前記光ビームの前
記方向に関する幅よりも十分大きな前記方向に関する幅
を備える基準回折格子パターンと前記マスク上での前記
光ビームの前記方向に関する幅よりも小さな前記方向に
関する幅を備える回折格子パターンとが形成されてお
り、前記光ビームと前記回折格子パターンの前記方向に
関する位置ずれに応じて前記回折格子パターンから生じ
る所定次数の回折光の前記光学ヘッド内のセンサーへの
入射位置が変化するように設定されており、前記光学ヘ
ッドが、前記基準回折格子パターン内に前記光ビームを
照射することにより前記出射光路に沿って生じた基準回
折光を前記センサーで受光して前記基準回折光の入射位
置に応じた第１信号を出力すると共に前記回折格子パタ
ーンに前記光ビームを照射することにより前記出射光路
に沿って生じた前記所定次数の回折光を前記センサーで
受光して入射位置に応じた第２信号を出力し、前記検出
手段が前記第１及び第２信号を使って前記光学ヘッドの
前記マスクに対する前記方向に関する位置を検出するこ
とを特徴としている。
スクの表面に対して傾いた入射光路に沿って光ビームを
照射し、前記マスクから前記マスクの表面に対して前記
入射光路と同じ側に傾いた少なくとも一つの出射光路に
沿って出射する前記光ビームを受光する光学ヘッドと、
該光学ヘッドの前記マスクに対する予め決めた方向に関
する位置と前記マスクに対するウエハの位置とを検出す
るべく前記光学ヘッド内の少なくとも一つのセンサーか
らの出力を受ける検出手段と、該検出手段による検出に
基づいて前記光学ヘッドを前記マスクのゾーンプレート
パターンに対して位置決めする手段と、該検出手段によ
る検出に基づいて前記マスクと前記ウエハとを位置合わ
せする手段とを有し、前記光学ヘッドが、前記光ビーム
を前記マスクのゾーンプレートパターンを介して前記ウ
エハのゾーンプレートマークに前記光ビームを入射させ
ることにより前記ゾーンプレートパターンと前記ゾーン
プレートマークの作用を受けて前記出射光路に沿って出
射した信号光を受光するよう構成された露光装置におい
て、前記マスクは、前記マスク上での前記光ビームの前
記方向に関する幅よりも十分大きな前記方向に関する幅
を備える基準回折格子パターンと前記マスク上での前記
光ビームの前記方向に関する幅よりも小さな前記方向に
関する幅を備える回折格子パターンとが形成されてお
り、前記光ビームと前記回折格子パターンの前記方向に
関する位置ずれに応じて前記回折格子パターンから生じ
る所定次数の回折光の前記光学ヘッド内のセンサーへの
入射位置が変化するように設定されており、前記光学ヘ
ッドが、前記基準回折格子パターン内に前記光ビームを
照射することにより前記出射光路に沿って生じた基準回
折光を前記センサーで受光して前記基準回折光の入射位
置に応じた第１信号を出力すると共に前記回折格子パタ
ーンに前記光ビームを照射することにより前記出射光路
に沿って生じた前記所定次数の回折光を前記センサーで
受光して入射位置に応じた第２信号を出力し、前記検出
手段が前記第１及び第２信号を使って前記光学ヘッドの
前記マスクに対する前記方向に関する位置を検出するこ
とを特徴としている。
【００３３】
【実施例】図１、図２は本発明の位置検出方法における
原理説明図である。
原理説明図である。
【００３４】同図は本来、光ビームと位置合わせを行う
アライメントパターンとの位置関係を求める際に先だっ
て、まず光ビームと該アライメントパターンとの位置関
係が予めわかっているパターン、例えば回折格子パター
ンとの位置関係を求める場合を示している。
アライメントパターンとの位置関係を求める際に先だっ
て、まず光ビームと該アライメントパターンとの位置関
係が予めわかっているパターン、例えば回折格子パター
ンとの位置関係を求める場合を示している。
【００３５】図１（Ａ）は回折格子パターン１００１，
１００２と光ビーム１００４，１００５との位置関係を
示し、図１（Ｂ），（Ｃ）はセンサー面１００８上の光
スポット１０１０，１０１１，１０１０ａの変化を示し
ている。
１００２と光ビーム１００４，１００５との位置関係を
示し、図１（Ｂ），（Ｃ）はセンサー面１００８上の光
スポット１０１０，１０１１，１０１０ａの変化を示し
ている。
【００３６】図２は回折格子パターン１００１（１００
２）に対する投光手段１００７と受光手段１００８との
配置関係を示している。
２）に対する投光手段１００７と受光手段１００８との
配置関係を示している。
【００３７】図１（Ａ）では光ビーム１００４，１００
５の大きさと比較し、位置合わせを行ないたい方向（Ｘ
方向）における回折格子パターンが小さいパターン１０
０１と大きいパターン１００２とを基板１０００上に設
けている。
５の大きさと比較し、位置合わせを行ないたい方向（Ｘ
方向）における回折格子パターンが小さいパターン１０
０１と大きいパターン１００２とを基板１０００上に設
けている。
【００３８】図１（Ａ）に示すようにパターン１００１
に光ビーム１００４が入射した場合は、パターン１００
１からの回折光１００９はパターン１００１のエッジで
光ビーム１００４の一部が切りとられたパターン１００
１の中心からずれた位置から照射する回折光となり、図
１（Ｂ）に示すようにセンサー面１００８へパターン１
００１と光ビーム１００４の位置ずれに応じて変化する
光スポット１０１０を形成する。
に光ビーム１００４が入射した場合は、パターン１００
１からの回折光１００９はパターン１００１のエッジで
光ビーム１００４の一部が切りとられたパターン１００
１の中心からずれた位置から照射する回折光となり、図
１（Ｂ）に示すようにセンサー面１００８へパターン１
００１と光ビーム１００４の位置ずれに応じて変化する
光スポット１０１０を形成する。
【００３９】この場合、パターン１００１がパターン１
００１ａのように、位置合わせを行ないたいＸ方向へΔ
Ｘだけずれたとするとそのエッジの位置が移動し、セン
サー面１００８上で回折光による光スポット１０１０ａ
はΔＸａだけ光スポット１０１０の位置からずれた位置
に移動する。
００１ａのように、位置合わせを行ないたいＸ方向へΔ
Ｘだけずれたとするとそのエッジの位置が移動し、セン
サー面１００８上で回折光による光スポット１０１０ａ
はΔＸａだけ光スポット１０１０の位置からずれた位置
に移動する。
【００４０】一方、図１（Ａ）に示すように十分大きい
パターン１００２に光ビーム１００５が入射したとき
は、パターン１００２からの回折光１００９ａは、パタ
ーン１００２のエッジで光ビーム１００５が切りとられ
ることなく、センサー面１００８に光スポット１０１１
を形成する。この場合はパターン１００２が位置合わせ
を行ないたいＸ方向にΔＸだけずれたとしても回折光は
センサー面１００８上で移動せず光スポット１０１１の
位置はそのままとなる。
パターン１００２に光ビーム１００５が入射したとき
は、パターン１００２からの回折光１００９ａは、パタ
ーン１００２のエッジで光ビーム１００５が切りとられ
ることなく、センサー面１００８に光スポット１０１１
を形成する。この場合はパターン１００２が位置合わせ
を行ないたいＸ方向にΔＸだけずれたとしても回折光は
センサー面１００８上で移動せず光スポット１０１１の
位置はそのままとなる。
【００４１】そこで本発明では光ビームの中心を光ビー
ム径より大きいパターン１００２（開口で制限されない
回折光を発生するパターン）からの回折光の光束位置と
し、それと光ビーム径よりも小さいパターン１００１
（開口で制限される回折光を発生するパターン）からの
回折光の光束位置を合わせることにより光ビームとパタ
ーン１００１（１００２）との位置関係を求めている。
ム径より大きいパターン１００２（開口で制限されない
回折光を発生するパターン）からの回折光の光束位置と
し、それと光ビーム径よりも小さいパターン１００１
（開口で制限される回折光を発生するパターン）からの
回折光の光束位置を合わせることにより光ビームとパタ
ーン１００１（１００２）との位置関係を求めている。
【００４２】本発明では開口で制限される回折光を発生
するパターン１００１は物体１０００上の位置を表わし
ているので、この位置から物体１０００上の任意の位置
に配置したアライメントパターン（不図示）の所定位置
に光ビームを入射させている。
するパターン１００１は物体１０００上の位置を表わし
ているので、この位置から物体１０００上の任意の位置
に配置したアライメントパターン（不図示）の所定位置
に光ビームを入射させている。
【００４３】図３は本発明の実施例１の位置検出方法の
マスク（物体）１０００上のアライメントパターン１０
０３と回折格子パターン（１００１，１００２）に光ビ
ーム（１００４，１００５，１００６）が入射する状態
を示した概略図、図４は投光手段１００７からの光ビー
ムが図３の各パターン（１００１，１００２，１００
３）に入射し、回折した光がセンサー１００８に入射す
る状態を示した概略図、図５は図４のセンサー１００８
面上への光ビームの入射位置を示す説明図である。
マスク（物体）１０００上のアライメントパターン１０
０３と回折格子パターン（１００１，１００２）に光ビ
ーム（１００４，１００５，１００６）が入射する状態
を示した概略図、図４は投光手段１００７からの光ビー
ムが図３の各パターン（１００１，１００２，１００
３）に入射し、回折した光がセンサー１００８に入射す
る状態を示した概略図、図５は図４のセンサー１００８
面上への光ビームの入射位置を示す説明図である。
【００４４】図３では、まず光ビーム（１００４，１０
０５）と回折格子パターン（１００１，１００２）との
位置関係を求めている。そしてこのときの位置関係を求
めた後に回折格子パターン（１００１，１００２）との
位置関係が予めわかっているアライメントパターン１０
０３の所定位置に光ビームを入射させる場合を示してい
る。
０５）と回折格子パターン（１００１，１００２）との
位置関係を求めている。そしてこのときの位置関係を求
めた後に回折格子パターン（１００１，１００２）との
位置関係が予めわかっているアライメントパターン１０
０３の所定位置に光ビームを入射させる場合を示してい
る。
【００４５】図３においてパターン１００１は開口で制
限される回折光を発生するパターンであり、パターン１
００２は開口で制限されない回折光を発生するパターン
であり、これらの各パターン１００１，１００２は例え
ば１．５μｍ程度のラインアンドスペースの直線回折格
子より構成している。
限される回折光を発生するパターンであり、パターン１
００２は開口で制限されない回折光を発生するパターン
であり、これらの各パターン１００１，１００２は例え
ば１．５μｍ程度のラインアンドスペースの直線回折格
子より構成している。
【００４６】アライメントパターン１００３は最終的に
光ビームと位置決めを行なう為のパターンであり、パタ
ーン１００１と同一面（物体面１０００）上にあり、Ｘ
方向は同じ位置でＹ方向に既知量ｙ1 だけ離れた位置に
設定している。
光ビームと位置決めを行なう為のパターンであり、パタ
ーン１００１と同一面（物体面１０００）上にあり、Ｘ
方向は同じ位置でＹ方向に既知量ｙ1 だけ離れた位置に
設定している。
【００４７】光ビーム１００５は開口で制限されないパ
ターン１００２に入射したときの光ビームのスポットを
示し、光ビーム１００４は開口で制限されるパターン１
００１に入射したときの光ビームのスポットを示してい
る。
ターン１００２に入射したときの光ビームのスポットを
示し、光ビーム１００４は開口で制限されるパターン１
００１に入射したときの光ビームのスポットを示してい
る。
【００４８】図５において図５（Ａ）はセンサー面１０
０８を正面から見たときの光ビームの位置を示してお
り、図５（Ｂ），（Ｃ）は各々センサー面１００８上の
光ビームの強度分布を示している。
０８を正面から見たときの光ビームの位置を示してお
り、図５（Ｂ），（Ｃ）は各々センサー面１００８上の
光ビームの強度分布を示している。
【００４９】次にアライメントパターン１００３へ光ビ
ームを位置合わせしたい方向（Ｘ方向）に位置合わせを
する手順について説明する。
ームを位置合わせしたい方向（Ｘ方向）に位置合わせを
する手順について説明する。
【００５０】尚、光ビーム（照射光学系）とセンサー１
００８は光学ヘッド（アライメントヘッド）内に収納さ
れ一体的に移動するものとする。
００８は光学ヘッド（アライメントヘッド）内に収納さ
れ一体的に移動するものとする。
【００５１】先ず、光ビームを光ビームの位置決め用の
パターン１００２内に照射されるようにおよその位置を
合わせる。位置決め用のパターン１００２はパターン寸
法が大きく、光ビーム１００５はパターン１００２のエ
ッジで制限されずに、回折光を射出する。この回折光は
センサー面上１００８で図５（Ｃ）で示されるような強
度分布を生ずる。光ビームとこのパターン１００２は相
対的にずれても、強度分布はかわらない。そこでセンサ
ー面１００８上のこの回折光の入射位置を基準位置と定
める。
パターン１００２内に照射されるようにおよその位置を
合わせる。位置決め用のパターン１００２はパターン寸
法が大きく、光ビーム１００５はパターン１００２のエ
ッジで制限されずに、回折光を射出する。この回折光は
センサー面上１００８で図５（Ｃ）で示されるような強
度分布を生ずる。光ビームとこのパターン１００２は相
対的にずれても、強度分布はかわらない。そこでセンサ
ー面１００８上のこの回折光の入射位置を基準位置と定
める。
【００５２】この基準位置の求め方は、例えば、センサ
ー１００８を１次元ＣＣＤラインセンサーとし、最大の
強度を示すビットの位置を基準位置としたり、各ビット
の光強度から光量分布の重心位置を計算を行なう方法等
が適用可能である。
ー１００８を１次元ＣＣＤラインセンサーとし、最大の
強度を示すビットの位置を基準位置としたり、各ビット
の光強度から光量分布の重心位置を計算を行なう方法等
が適用可能である。
【００５３】次に光ビームを位置合わせしたい方向と直
交する方向（Ｙ）へ所定量ｙ0 移動し、位置決め用のパ
ターン１００１に照射する。位置決め用のパターン１０
０１はパターン寸法が小さく、光ビーム１００４はパタ
ーン１００１のエッジで開口が制限された回折光を射出
する。この回折光はセンサー面１００８上で図５（Ｂ）
で示されるような強度分布を生ずる。
交する方向（Ｙ）へ所定量ｙ0 移動し、位置決め用のパ
ターン１００１に照射する。位置決め用のパターン１０
０１はパターン寸法が小さく、光ビーム１００４はパタ
ーン１００１のエッジで開口が制限された回折光を射出
する。この回折光はセンサー面１００８上で図５（Ｂ）
で示されるような強度分布を生ずる。
【００５４】この場合、光ビームの中心と位置決め用の
パターンが位置合わせを行ないたいＸ方向にΔＸだけず
れると、そのずれ量に従い、回折光束はセンサー１００
８面上でΔＸずれることになる。
パターンが位置合わせを行ないたいＸ方向にΔＸだけず
れると、そのずれ量に従い、回折光束はセンサー１００
８面上でΔＸずれることになる。
【００５５】そこで、前記センサー面１００８上の基準
位置に回折光束がくるように、例えば光ビーム（光学ヘ
ッド、アライメントヘッド）を移動させて光ビームと物
体１０００とを位置合わせしたい、Ｘ方向へ相対的に移
動する。以上により物体１０００上の位置決めパターン
１００１と光ビームとを位置決めしている。
位置に回折光束がくるように、例えば光ビーム（光学ヘ
ッド、アライメントヘッド）を移動させて光ビームと物
体１０００とを位置合わせしたい、Ｘ方向へ相対的に移
動する。以上により物体１０００上の位置決めパターン
１００１と光ビームとを位置決めしている。
【００５６】最後に物体１０００上のアライメントパタ
ーン１００３へ既知の所定量（ｙ1）だけ光ビーム（光
学ヘッド、アライメントヘッド）を移動させ、これによ
りアライメントパターン１００３と光ビームの位置決め
を行なっている。
ーン１００３へ既知の所定量（ｙ1）だけ光ビーム（光
学ヘッド、アライメントヘッド）を移動させ、これによ
りアライメントパターン１００３と光ビームの位置決め
を行なっている。
【００５７】図６〜図１０は本発明の実施例２の露光装
置の一部分と、それに関する各要素の説明図である。
置の一部分と、それに関する各要素の説明図である。
【００５８】図６は露光装置の一部分の要部概略図であ
り、Ｘ線プロキシミティ露光装置におけるアライメント
光とアライメントパターンとの位置決めに応用した場合
を示している。図７は図６のマスク２３面上の説明図で
ある。
り、Ｘ線プロキシミティ露光装置におけるアライメント
光とアライメントパターンとの位置決めに応用した場合
を示している。図７は図６のマスク２３面上の説明図で
ある。
【００５９】図７ではアライメント用の光ビームとアラ
イメントマーク５０との位置合わせの為に、該光ビーム
の位置決め用のパターンとして外形十字形の回折格子パ
ターン（十字マーク）２０をマスク２３の回路パターン
領域２２の周辺のスクライブライン２１の４隅に各々設
けている。
イメントマーク５０との位置合わせの為に、該光ビーム
の位置決め用のパターンとして外形十字形の回折格子パ
ターン（十字マーク）２０をマスク２３の回路パターン
領域２２の周辺のスクライブライン２１の４隅に各々設
けている。
【００６０】アライメントヘッド（光学ヘッド）１４は
マスク２３の４辺に対応して各々設けられており、これ
らの対応するパターンを検出している。
マスク２３の４辺に対応して各々設けられており、これ
らの対応するパターンを検出している。
【００６１】図８は１つのアライメントヘッドに着目
し、対応する十字マーク２０と該十字マーク２０の回折
格子からの反射回折光の位置及び該位置を検出するセン
サー２６との位置関係を示している。図８（Ａ）はセン
サー面２６を示しており、図８（Ｂ）はマスク面２３上
の十字マーク２０を示している。
し、対応する十字マーク２０と該十字マーク２０の回折
格子からの反射回折光の位置及び該位置を検出するセン
サー２６との位置関係を示している。図８（Ａ）はセン
サー面２６を示しており、図８（Ｂ）はマスク面２３上
の十字マーク２０を示している。
【００６２】十字マーク２０はラインアンドスペースで
例えば１．５μｍのＸ方向に平行な格子より形成してい
る。パターン全体の大きさはＸ方向、Ｙ方向共に１ｍｍ
程度である。
例えば１．５μｍのＸ方向に平行な格子より形成してい
る。パターン全体の大きさはＸ方向、Ｙ方向共に１ｍｍ
程度である。
【００６３】図９は光源２７からの光ビームが十字マー
ク２０に入射し、回折してセンサー２６に入射するまで
の光路を示した説明図である。
ク２０に入射し、回折してセンサー２６に入射するまで
の光路を示した説明図である。
【００６４】光源２７は例えばレーザダイオード（Ｌ
Ｄ、波長λ＝０．７８５μｍ）から成っている。図９で
は光源２７からのアライメント用の光ビームが十字マー
ク２０に入射し、回折された所定次数の回折光がセンサ
ー２６に入射する光路を示している。
Ｄ、波長λ＝０．７８５μｍ）から成っている。図９で
は光源２７からのアライメント用の光ビームが十字マー
ク２０に入射し、回折された所定次数の回折光がセンサ
ー２６に入射する光路を示している。
【００６５】図１０は一般的な格子ピッチＰの回折格子
７１に光ビーム７２が入射したときの各次数の回折光を
示している。
７１に光ビーム７２が入射したときの各次数の回折光を
示している。
【００６６】一般に図１０に示すように反射型の回折格
子７１に光７２を入射させると入射光７２は反射回折さ
れる。このとき回折格子７１の格子ピッチをＰ、入射光
７２の波長をλ、入射角（回折格子７１の法線とのなす
角度）をθi 、ｎ次の反射回折光の回折格子７１の法線
とのなす角（射出角）をθn とすると Ｐｓｉｎθi −Ｐｓｉｎθn ＝ｎλ（ｎ＝０，±１，±２，・・・） ・・・・・（ａ１） となる。これより射出角θn は
子７１に光７２を入射させると入射光７２は反射回折さ
れる。このとき回折格子７１の格子ピッチをＰ、入射光
７２の波長をλ、入射角（回折格子７１の法線とのなす
角度）をθi 、ｎ次の反射回折光の回折格子７１の法線
とのなす角（射出角）をθn とすると Ｐｓｉｎθi −Ｐｓｉｎθn ＝ｎλ（ｎ＝０，±１，±２，・・・） ・・・・・（ａ１） となる。これより射出角θn は
【００６７】
【数１】 で与えられる。
【００６８】例えばλ＝０．７８０μｍ、θi ＝１７
度、Ｐ＝３μｍとすると θ0 ＝θi ＝１７度 θ2 ＝−１３．１５７５度 となる。
度、Ｐ＝３μｍとすると θ0 ＝θi ＝１７度 θ2 ＝−１３．１５７５度 となる。
【００６９】ここに射出角θ2 の符号がマイナスなのは
図１０に示すように反射回折光が回折格子７１の法線に
関して入射側に法線と１３．１５７５度の角度で回折さ
れてくることを意味している。図９のセンサー２６はこ
のときの回折光７５を検出している。
図１０に示すように反射回折光が回折格子７１の法線に
関して入射側に法線と１３．１５７５度の角度で回折さ
れてくることを意味している。図９のセンサー２６はこ
のときの回折光７５を検出している。
【００７０】次に本実施例において光ビームとアライメ
ントマーク５０との位置関係の検出方法について説明す
る。
ントマーク５０との位置関係の検出方法について説明す
る。
【００７１】図６の構成においてアライメントヘッド
（光学ヘッド）１４内に設置した光源２７から光ビーム
が図７に示す十字マーク２０の１つ、例えば十字マーク
２０Ｒの中央部に入射される。この光ビームは図８
（Ｂ）に示す光ビーム２４のように光ビームの位置決め
用のパターン２０ａに入射する。
（光学ヘッド）１４内に設置した光源２７から光ビーム
が図７に示す十字マーク２０の１つ、例えば十字マーク
２０Ｒの中央部に入射される。この光ビームは図８
（Ｂ）に示す光ビーム２４のように光ビームの位置決め
用のパターン２０ａに入射する。
【００７２】このときマスク２３をＸ方向に移動させて
もパターン２０ａの寸法が大きい為、光ビーム２４の入
射領域は回折格子内にあるのでパターン２０ａから生ず
る回折光の図８（Ａ）のセンサー２６に入射する位置は
変わらない。このときのセンサー２６面上の光スポット
像２４ａの位置を基準位置として設定する。
もパターン２０ａの寸法が大きい為、光ビーム２４の入
射領域は回折格子内にあるのでパターン２０ａから生ず
る回折光の図８（Ａ）のセンサー２６に入射する位置は
変わらない。このときのセンサー２６面上の光スポット
像２４ａの位置を基準位置として設定する。
【００７３】次にアライメントヘッド１４をＹ方向に所
定量ｙ0 上方向、又は下方向に移動させて光ビームを十
字マーク２０Ｒのパターン２０ｂに入射させる。このと
きアライメントヘッド１４とマスク２３との相対的位置
が合致していれば回折光はセンサー２６面上で中央位置
に光スポット像２４ａとして入射する。
定量ｙ0 上方向、又は下方向に移動させて光ビームを十
字マーク２０Ｒのパターン２０ｂに入射させる。このと
きアライメントヘッド１４とマスク２３との相対的位置
が合致していれば回折光はセンサー２６面上で中央位置
に光スポット像２４ａとして入射する。
【００７４】しかしながら図８（Ｂ）の如くＸ方向に位
置ずれΔＸがあると光ビームがパターン２０ｂの中心か
ら外れる為にセンサー２６面上に入射する回折光の中央
値が光スポット像２５ｃの如くずれてくる。
置ずれΔＸがあると光ビームがパターン２０ｂの中心か
ら外れる為にセンサー２６面上に入射する回折光の中央
値が光スポット像２５ｃの如くずれてくる。
【００７５】（尚、アライメントヘッド１４の所定量ｙ
0 の移動方向は上方向、又は下方向の一方でも良いが上
下方向の移動で計測し、平均化すればマスク２３の回転
等の他の誤差成分を少なくし高精度な評価を行うことが
できるので好ましい。）このとき検出されるずれ量をア
ライメントヘッド１４とマスク２３との位置ずれとして
アライメントヘッド１４をセンサー２６の中央値にくる
まで移動し、これによりＸ方向でセンサー２６のピッチ
分解能の精度で位置合わせを実現している。
0 の移動方向は上方向、又は下方向の一方でも良いが上
下方向の移動で計測し、平均化すればマスク２３の回転
等の他の誤差成分を少なくし高精度な評価を行うことが
できるので好ましい。）このとき検出されるずれ量をア
ライメントヘッド１４とマスク２３との位置ずれとして
アライメントヘッド１４をセンサー２６の中央値にくる
まで移動し、これによりＸ方向でセンサー２６のピッチ
分解能の精度で位置合わせを実現している。
【００７６】最後に、このようにして光ビームと位置決
め完了した位置決め用の十字パターン２０から既知量ず
れたアライメントマーク５０の所定位置へアライメント
ヘッド１４を既知量だけ移動させ、これによりアライメ
ント用の光ビームをアライメントパターン５０に位置決
めしている。
め完了した位置決め用の十字パターン２０から既知量ず
れたアライメントマーク５０の所定位置へアライメント
ヘッド１４を既知量だけ移動させ、これによりアライメ
ント用の光ビームをアライメントパターン５０に位置決
めしている。
【００７７】その後、アライメントパターン５０に光ビ
ームを入射させ、それを介した回折光を利用してマスク
２３とウエハ１９との相対的な位置決めを行っており、
このときの方法は例えば先の特願平２−１４３８６９号
に開示されている方法と実質的に同じである。
ームを入射させ、それを介した回折光を利用してマスク
２３とウエハ１９との相対的な位置決めを行っており、
このときの方法は例えば先の特願平２−１４３８６９号
に開示されている方法と実質的に同じである。
【００７８】次に図６の構成につき説明する。
【００７９】光源２７からの光束をコリメーターレンズ
２により平行光束としてレンズ系５に入射させている。
レンズ系５は入射光束を所望のビーム径にした後、ミラ
ー６で反射させて耐Ｘｒａｙ窓７（露光用光源としてＸ
ｒａｙを用いたとき）を通過させて第１物体としてのマ
スク２３面上のアライメントパターン５０としての位置
ずれ検出用のＡＡアライメントマーク（以下「ＡＡマー
ク」という。）、又は面間隔検出用のＡＦアライメント
マーク（以下「ＡＦマーク」という。）に入射させてい
る。
２により平行光束としてレンズ系５に入射させている。
レンズ系５は入射光束を所望のビーム径にした後、ミラ
ー６で反射させて耐Ｘｒａｙ窓７（露光用光源としてＸ
ｒａｙを用いたとき）を通過させて第１物体としてのマ
スク２３面上のアライメントパターン５０としての位置
ずれ検出用のＡＡアライメントマーク（以下「ＡＡマー
ク」という。）、又は面間隔検出用のＡＦアライメント
マーク（以下「ＡＦマーク」という。）に入射させてい
る。
【００８０】ＡＡマークとＡＦマークはマスク２３の周
辺部のスクライブライン上の４カ所に設けられている。
１９は第２物体としてのウエハであり、マスク２３と近
接（間隔１０μｍ〜１００μｍ）配置されており、その
面上にはマスク２３と位置合わせすべきＡＡマークがス
クライブライン上に設けられている。ＡＡマークとＡＦ
マークは１次元又は２次元のゾーンプレート等の物理光
学素子より成っている。
辺部のスクライブライン上の４カ所に設けられている。
１９は第２物体としてのウエハであり、マスク２３と近
接（間隔１０μｍ〜１００μｍ）配置されており、その
面上にはマスク２３と位置合わせすべきＡＡマークがス
クライブライン上に設けられている。ＡＡマークとＡＦ
マークは１次元又は２次元のゾーンプレート等の物理光
学素子より成っている。
【００８１】１０は受光レンズであり、マスク２３面上
のＡＡマーク及びＡＦマークを通過してきた所定次数の
回折光１６を受光手段１１面上に集光している。受光手
段１１は位置ずれ検出用のＡＡラインセンサー１２と面
間隔検出用のＡＦラインセンサー１３の２つのラインセ
ンサーを同一基板上に設けて構成されている。
のＡＡマーク及びＡＦマークを通過してきた所定次数の
回折光１６を受光手段１１面上に集光している。受光手
段１１は位置ずれ検出用のＡＡラインセンサー１２と面
間隔検出用のＡＦラインセンサー１３の２つのラインセ
ンサーを同一基板上に設けて構成されている。
【００８２】そして特願平２−１４３８６９号で開示さ
れているようにＡＡラインセンサー１２からの出力信号
を用いてマスク２３とウエハ１９との相対的位置ずれを
検出し、又ＡＦラインセンサー１３からの出力信号を用
いてマスク２３とウエハ１９との面間隔を検出してい
る。
れているようにＡＡラインセンサー１２からの出力信号
を用いてマスク２３とウエハ１９との相対的位置ずれを
検出し、又ＡＦラインセンサー１３からの出力信号を用
いてマスク２３とウエハ１９との面間隔を検出してい
る。
【００８３】そしてマスク２３とウエハ１９との相対的
な位置合わせが完了したら照明系（不図示）からの露光
光を用いてマスク２３面上の回路パターンをウエハ１９
面上に転写し、その後公知の処理過程を介して半導体デ
バイスを得ている。
な位置合わせが完了したら照明系（不図示）からの露光
光を用いてマスク２３面上の回路パターンをウエハ１９
面上に転写し、その後公知の処理過程を介して半導体デ
バイスを得ている。
【００８４】図１１（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施例３
の位置検出方法に係るセンサー３１面上とマスク上の十
字マーク２０（回折格子パターン）の説明図である。同
図では十字マーク２０とセンサー３１の構成、及び位置
合わせ方向が図８の実施例２と異っている。
の位置検出方法に係るセンサー３１面上とマスク上の十
字マーク２０（回折格子パターン）の説明図である。同
図では十字マーク２０とセンサー３１の構成、及び位置
合わせ方向が図８の実施例２と異っている。
【００８５】図１１（Ｂ）の十字マーク２０のうちの左
右のパターン２８ａはＹ方向の寸法が光ビーム２９のＹ
方向のビーム径よりも小さくなっている。又中央パター
ン２８ｂのＹ方向の寸法は光ビーム２９のＹ方向のビー
ム径よりも大きくなっている。同図ではＹ方向に対して
光ビームの位置決めを行っている。１次元センサー３１
はＹ方向の検出を行っている。
右のパターン２８ａはＹ方向の寸法が光ビーム２９のＹ
方向のビーム径よりも小さくなっている。又中央パター
ン２８ｂのＹ方向の寸法は光ビーム２９のＹ方向のビー
ム径よりも大きくなっている。同図ではＹ方向に対して
光ビームの位置決めを行っている。１次元センサー３１
はＹ方向の検出を行っている。
【００８６】図１２は図１１の十字マーク２０に光源３
２からの光ビームが入射し、反射回折してセンサー３１
に入射する状態を示した説明図である。
２からの光ビームが入射し、反射回折してセンサー３１
に入射する状態を示した説明図である。
【００８７】本実施例では十字マーク２０の中央部に光
ビーム２９が入射していればセンサー３１面上の中央部
に光スポット像２９が形成する。このときマスク２３を
Ｙ方向に移動させてもセンサー３１面上の中央部に生ず
る光スポット像２９ａの位置は変わらない。
ビーム２９が入射していればセンサー３１面上の中央部
に光スポット像２９が形成する。このときマスク２３を
Ｙ方向に移動させてもセンサー３１面上の中央部に生ず
る光スポット像２９ａの位置は変わらない。
【００８８】このときの光スポット像２９ａの位置を基
準としてアライメントヘッド１４をＸ方向の一方に移動
させ光ビーム３０をパターン２８ａに入射させる。そし
てセンサー３１面上の光スポット像の位置ずれを検出す
る。
準としてアライメントヘッド１４をＸ方向の一方に移動
させ光ビーム３０をパターン２８ａに入射させる。そし
てセンサー３１面上の光スポット像の位置ずれを検出す
る。
【００８９】このとき光ビームが光ビーム３０のように
パターン２８ａの中心から外れた位置にくるとセンサー
３１面上の光スポット像３０ａの光量重心が中央よりず
れてくる。このとき得られるセンサー３１からのズレ信
号を用いてアライメントヘッド１４をＹ方向に駆動制御
している。これによりアライメントヘッド１４とマスク
２３のＹ方向の相対的位置合わせを１μｍ程度の精度で
行っている。
パターン２８ａの中心から外れた位置にくるとセンサー
３１面上の光スポット像３０ａの光量重心が中央よりず
れてくる。このとき得られるセンサー３１からのズレ信
号を用いてアライメントヘッド１４をＹ方向に駆動制御
している。これによりアライメントヘッド１４とマスク
２３のＹ方向の相対的位置合わせを１μｍ程度の精度で
行っている。
【００９０】尚、本実施例においては先の実施例２の方
法でＸ方向の位置合わせを行い、実施例３の方法でＹ方
向の位置合わせを行い、双方の組み合わせでＸ方向とＹ
方向の直交する２方向で光ビームとアライメントパター
ンとの位置決めを行うようにしても良い。又、このとき
のＸ方向とＹ方向用の２つのセンサーの干渉を避ける為
に、各センサーに対して十字マーク２０からの回折光の
うち互いに異なる次数の回折光を用いるようにしても良
い。
法でＸ方向の位置合わせを行い、実施例３の方法でＹ方
向の位置合わせを行い、双方の組み合わせでＸ方向とＹ
方向の直交する２方向で光ビームとアライメントパター
ンとの位置決めを行うようにしても良い。又、このとき
のＸ方向とＹ方向用の２つのセンサーの干渉を避ける為
に、各センサーに対して十字マーク２０からの回折光の
うち互いに異なる次数の回折光を用いるようにしても良
い。
【００９１】図１３（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施例４
の位置検出方法に係るセンサー３８とマスク上の変形の
十字マーク３４の説明図である。
の位置検出方法に係るセンサー３８とマスク上の変形の
十字マーク３４の説明図である。
【００９２】本実施例ではセンサー３８を２次元センサ
ーより形成したこと、又それに対応させて十字マーク３
４を構成したことが図８の実施例２と異なっている。
ーより形成したこと、又それに対応させて十字マーク３
４を構成したことが図８の実施例２と異なっている。
【００９３】十字マーク３４は左右のつき出しパターン
を長くし、Ｙ方向の幅を２段階とし、先端のパターンを
３４ａのＹ方向の幅を５０μｍ程度としている。
を長くし、Ｙ方向の幅を２段階とし、先端のパターンを
３４ａのＹ方向の幅を５０μｍ程度としている。
【００９４】図１４は図１３の十字マーク３４に光源３
９からの光ビームが入射し、反射回折してセンサー３８
に入射する状態を示した説明図である。
９からの光ビームが入射し、反射回折してセンサー３８
に入射する状態を示した説明図である。
【００９５】本実施例では光源３９からの光ビームはア
ライメントヘッド１４からの光ビームとマスク面上のア
ライメントパターンとの位置決めが完了していれば図１
３（Ｂ）に示すように十字マーク３４面上に光ビーム３
５の如く入射する。
ライメントヘッド１４からの光ビームとマスク面上のア
ライメントパターンとの位置決めが完了していれば図１
３（Ｂ）に示すように十字マーク３４面上に光ビーム３
５の如く入射する。
【００９６】マスクをＸ方向とＹ方向に可動出来るもの
として、Ｘ方向に±４００μｍ以内の範囲で移動させて
もセンサー３８面上に入射する十字マーク３４から回折
される光スポット３５ａの位置は変化しない。このとき
のセンサー３８面上の光スポット３５ａの中心が基準位
置となる。
として、Ｘ方向に±４００μｍ以内の範囲で移動させて
もセンサー３８面上に入射する十字マーク３４から回折
される光スポット３５ａの位置は変化しない。このとき
のセンサー３８面上の光スポット３５ａの中心が基準位
置となる。
【００９７】光ビーム３５の位置よりＹ方向にマスクを
Ｙ0 移動させるとセンサー３８面上の光スポットはパタ
ーンと光ビームのＸ方向のずれ量に対応してＸ方向にず
れ、光スポット３６ａの位置に移動する。
Ｙ0 移動させるとセンサー３８面上の光スポットはパタ
ーンと光ビームのＸ方向のずれ量に対応してＸ方向にず
れ、光スポット３６ａの位置に移動する。
【００９８】次に光ビーム３５の位置よりマスクをＸ方
向にＸ0 移動させて、十字マーク３４の幅の狭いパター
ン３４ａに光ビーム３７として入射するようにする。こ
のとき光ビーム３７がＹ方向の中心よりずれているとセ
ンサー３８面上の光スポットがＹ方向にずれ量に対して
光スポット３７ａの位置に移動する。
向にＸ0 移動させて、十字マーク３４の幅の狭いパター
ン３４ａに光ビーム３７として入射するようにする。こ
のとき光ビーム３７がＹ方向の中心よりずれているとセ
ンサー３８面上の光スポットがＹ方向にずれ量に対して
光スポット３７ａの位置に移動する。
【００９９】このような一連の動作によりセンサー３８
面上の光スポットの中央値の基準値からのずれ量をＸ方
向とＹ方向について検出している。
面上の光スポットの中央値の基準値からのずれ量をＸ方
向とＹ方向について検出している。
【０１００】本実施例では２次元のイメージセンサー１
８からのＸ方向とＹ方向のズレ量を信号としてマスク駆
動部によりマスクを駆動制御すればＸ方向とＹ方向の位
置決めが実施例２、３と同じ精度で行うことができる。
８からのＸ方向とＹ方向のズレ量を信号としてマスク駆
動部によりマスクを駆動制御すればＸ方向とＹ方向の位
置決めが実施例２、３と同じ精度で行うことができる。
【０１０１】又、本実施例ではスクライブライン上のア
ライメントマークが１個で済むという特長がある。即ち
実施例２、３ではＸ方向とＹ方向にパターンを２つ必要
として位置合わせの工程も２回の位置決め動作が必要で
あり光源もイメージセンサーも、それぞれ２個必要であ
った。
ライメントマークが１個で済むという特長がある。即ち
実施例２、３ではＸ方向とＹ方向にパターンを２つ必要
として位置合わせの工程も２回の位置決め動作が必要で
あり光源もイメージセンサーも、それぞれ２個必要であ
った。
【０１０２】これに対して本実施例では変形の十字マー
ク１つでＸ方向とＹ方向の位置ずれを検出でき、しかも
工程が１回で済み、２次元のイメージセンサーとパター
ンが１つの隅で１対で済むという特長がある。
ク１つでＸ方向とＹ方向の位置ずれを検出でき、しかも
工程が１回で済み、２次元のイメージセンサーとパター
ンが１つの隅で１対で済むという特長がある。
【０１０３】
【発明の効果】本発明によれば第１物体面上に前述した
ような光ビーム用の位置合わせパターンを設け、該位置
合わせパターンに投光手段（アライメントヘッド）から
光束を入射させ、該位置合わせパターンから生じる所定
次数の回折光を利用することにより、投光手段（アライ
メントヘッド）と第１物体との位置関係を適切に設定す
ることができる位置検出方法及びそれを用いた露光装置
を達成することができる。
ような光ビーム用の位置合わせパターンを設け、該位置
合わせパターンに投光手段（アライメントヘッド）から
光束を入射させ、該位置合わせパターンから生じる所定
次数の回折光を利用することにより、投光手段（アライ
メントヘッド）と第１物体との位置関係を適切に設定す
ることができる位置検出方法及びそれを用いた露光装置
を達成することができる。
【図１】 本発明の位置検出方法の原理説明図
【図２】 本発明に係る投光手段と受光手段そして位置
合わせ用パターンとの関係を示す説明図
合わせ用パターンとの関係を示す説明図
【図３】 本発明の実施例１の位置検出方法に係るパタ
ーンの説明図
ーンの説明図
【図４】 本発明の実施例１に係る光学系の説明図
【図５】 本発明の実施例１に係るセンサー面上の光ス
ポットの説明図
ポットの説明図
【図６】 本発明の実施例２の露光装置の一部分の要部
概略図
概略図
【図７】 本発明の実施例２に係るマスク面上の説明図
【図８】 本発明の実施例２に係るアライメントパター
ンと十字マークそしてセンサーの説明図
ンと十字マークそしてセンサーの説明図
【図９】 本発明の実施例２に係る光学系の説明図
【図１０】 回折格子で回折される回折光の説明図
【図１１】 本発明の実施例３の位置検出方法に係るパ
ターンとセンサーの説明図
ターンとセンサーの説明図
【図１２】 本発明の実施例３に係る光学系の説明図
【図１３】 本発明の実施例４の位置検出方法に係るパ
ターンとセンサーの説明図
ターンとセンサーの説明図
【図１４】 本発明の実施例４に係る光学系の説明図
【図１５】 従来のマスク面上のアライメントパターン
の説明図
の説明図
【図１６】 図１５のアライメントパターンの説明図
【図１７】 従来の位置検出方法で得られるセンサー出
力信号の説明図
力信号の説明図
１０００ 基板（マスク） １００１，１００２ 回折格子パターン １００３ アライメントパターン １００４，１００５，１００６ 光ビーム １００７ 光源 １００８ センサー ２０ 十字マーク ２３ マスク ２４ 光ビーム ２６，３１ センサー ２７，３２ 光源 ５０ アライメントパターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 9/00 Ｈ 7818−2Ｈ
Claims (10)
- 【請求項１】 基板に光ビームを照射し、該基板からの
該光ビームを受光する光学ヘッドの前記基板に対する予
め決めた方向に関する位置を検出する位置検出方法にお
いて、前記基板上に、前記基板上での前記光ビームの前
記方向に関する幅よりも小さな前記方向に関する幅を備
える回折格子パターンを形成することにより、前記光ビ
ームと前記回折格子パターンの前記方向に関する位置ず
れに応じて前記回折格子パターンから生じる所定次数の
回折光の前記光学ヘッド内のセンサーへの入射位置が変
化するようにし、前記光ビームを前記回折格子パターン
に照射することにより前記所定次数の回折光を発生さ
せ、該所定次数の回折光を前記光学ヘッド内のセンサー
に入射させ、該センサー上への前記所定次数の回折光の
入射位置を検出し、該検出した入射位置の予め決めた位
置からのずれに基づいて前記光学ヘッドの位置を検出す
ることを特徴とする位置検出方法。 - 【請求項２】 前記基板上に、前記基板上での前記光ビ
ームの前記方向に関する幅よりも十分大きな前記方向に
関する幅を備える基準回折格子パターンを形成し、該基
準回折格子パターン内に前記光ビームを照射することに
より前記所定次数の回折光とほぼ同じ方向に基準回折光
を発生させ、該基準回折光を前記センサーに入射させ、
該センサー上への前記基準回折光の入射位置を検出し、
該検出した入射位置を前記予め決めた位置として設定す
ることを特徴とする請求項１の位置検出方法。 - 【請求項３】 基板に光ビームを照射し、該基板からの
該光ビームを受光する光学ヘッドの前記基板に対する予
め決めた方向に関する位置を検出し、該検出に基づいて
前記光学ヘッドを前記基板に対して任意の位置に位置決
めする位置決め方法において、前記基板上に、前記基板
上での前記光ビームの前記方向に関する幅よりも小さな
前記方向に関する幅を備える回折格子パターンを形成す
ることにより、前記光ビームと前記回折格子パターンの
前記方向に関する位置ずれに応じて前記回折格子パター
ンから生じる所定次数の回折光の前記光学ヘッド内のセ
ンサーへの入射位置が変化するようにし、前記光ビーム
を前記回折格子パターンに照射することにより前記所定
次数の回折光を発生させ、該所定次数の回折光を前記光
学ヘッド内のセンサーに入射させ、該センサー上への前
記所定次数の回折光の入射位置を検出し、該検出した入
射位置の予め決めた位置からのずれに基づいて前記光学
ヘッドの位置を検出することを特徴とする位置決め方
法。 - 【請求項４】 前記基板上に、前記基板上での前記光ビ
ームの前記方向に関する幅よりも十分大きな前記方向に
関する幅を備える基準回折格子パターンを形成し、該基
準回折格子パターン内に前記光ビームを照射することに
より前記所定次数の回折光とほぼ同じ方向に基準回折光
を発生させ、該基準回折光を前記センサーに入射させ、
該センサー上への前記基準回折光の入射位置を検出し、
該検出した入射位置を前記予め決めた位置として設定す
ることを特徴とする請求項３の位置決め方法。 - 【請求項５】 前記基板上の前記回折格子パターンから
所定の方向に所定距離離れた場所に位置合わせ用のゾー
ンプレートパターンが形成されており、前記光学ヘッド
を前記光ビームの中心が前記ゾーンプレートパターンの
所定箇所に当るよう前記光学ヘッドを位置決めすること
を特徴とする請求項３の位置決め方法。 - 【請求項６】 前記基板は回路パターンが形成されたマ
スクより成り、該回路パターンの周辺部に前記回折格子
パターンと前記ゾーンプレートパターンとが形成されて
いることを特徴とする請求項５の位置決め方法。 - 【請求項７】 前記光学ヘッドは、前記マスクの表面に
対して傾いた入射光路に沿って前記光ビームを前記マス
クに向け、前記マスクの表面に対して前記入射光路と同
じ側に傾いた少なくとも一つの出射光路に沿って前記マ
スクから出射する前記光ビームを受けるものであり、前
記回折格子パターンは、前記所定次数の回折光が前記出
射光路に沿って前記マスクから出射するよう構成される
ことを特徴とする請求項６の位置決め方法。 - 【請求項８】 マスクに該マスクの表面に対して傾いた
入射光路に沿って光ビームを照射し、前記マスクから前
記マスクの表面に対して前記入射光路と同じ側に傾いた
少なくとも一つの出射光路に沿って出射する前記光ビー
ムを受光する光学ヘッドの前記マスクに対する予め決め
た方向に関する位置を検出し、該検出に基づいて前記光
学ヘッドを前記マスクのゾーンプレートパターンに対し
て位置決めし、前記光ビームを前記マスクのゾーンプレ
ートパターンを介してウエハのゾーンプレートマークに
前記光ビームを入射させ、前記ゾーンプレートパターン
と前記ゾーンプレートマークの作用を受けた信号光を前
記出射光路に沿って出射させ、前記光学ヘッドにより前
記信号光を受光し、前記信号光を用いて前記マスクと前
記ウエハの位置ずれを検出し、該検出に応じて前記マス
クとウエハを位置合わせした後、前記マスクの回路パタ
ーンを介して前記ウエハを露光し、前記マスクの回路パ
ターンを前記ウエハ上に転写することにより半導体デバ
イスを製造する方法において、前記マスク上に、前記マ
スク上での前記光ビームの前記方向に関する幅よりも小
さな前記方向に関する幅を備える回折格子パターンを形
成することにより、前記光ビームと前記回折格子パター
ンの前記方向に関する位置ずれに応じて前記回折格子パ
ターンから生じる所定次数の回折光の前記光学ヘッド内
のセンサーへの入射位置が変化するようにし、前記光ビ
ームを前記回折格子パターンに照射することにより前記
所定次数の回折光を前記出射光路に沿って発生させ、該
所定次数の回折光を前記光学ヘッド内のセンサーに入射
させ、該センサー上への前記所定次数の回折光の入射位
置を検出し、該検出した入射位置の予め決めた位置から
のずれに基づいて前記光学ヘッドの位置を検出すること
を特徴とする半導体デバイスの製造方法。 - 【請求項９】 前記マスク上に、前記マスク上での前記
光ビームの前記方向に関する幅よりも十分大きな前記方
向に関する幅を備える基準回折格子パターンを形成し、
該基準回折格子パターン内に前記光ビームを照射するこ
とにより前記所定次数の回折光とほぼ同じ方向に基準回
折光を発生させ、該基準回折光を前記センサーに入射さ
せ、該センサー上への前記基準回折光の入射位置を検出
し、該検出した入射位置を前記予め決めた位置として設
定することを特徴とする請求項８の半導体デバイスの製
造方法。 - 【請求項１０】 マスクに該マスクの表面に対して傾い
た入射光路に沿って光ビームを照射し、前記マスクから
前記マスクの表面に対して前記入射光路と同じ側に傾い
た少なくとも一つの出射光路に沿って出射する前記光ビ
ームを受光する光学ヘッドと、該光学ヘッドの前記マス
クに対する予め決めた方向に関する位置と前記マスクに
対するウエハの位置とを検出するべく前記光学ヘッド内
の少なくとも一つのセンサーからの出力を受ける検出手
段と、該検出手段による検出に基づいて前記光学ヘッド
を前記マスクのゾーンプレートパターンに対して位置決
めする手段と、該検出手段による検出に基づいて前記マ
スクと前記ウエハとを位置合わせする手段とを有し、前
記光学ヘッドが、前記光ビームを前記マスクのゾーンプ
レートパターンを介して前記ウエハのゾーンプレートマ
ークに前記光ビームを入射させることにより前記ゾーン
プレートパターンと前記ゾーンプレートマークの作用を
受けて前記出射光路に沿って出射した信号光を受光する
よう構成された露光装置において、前記マスクは、前記
マスク上での前記光ビームの前記方向に関する幅よりも
十分大きな前記方向に関する幅を備える基準回折格子パ
ターンと前記マスク上での前記光ビームの前記方向に関
する幅よりも小さな前記方向に関する幅を備える回折格
子パターンとが形成されており、前記光ビームと前記回
折格子パターンの前記方向に関する位置ずれに応じて前
記回折格子パターンから生じる所定次数の回折光の前記
光学ヘッド内のセンサーへの入射位置が変化するように
設定されており、前記光学ヘッドが、前記基準回折格子
パターン内に前記光ビームを照射することにより前記出
射光路に沿って生じた基準回折光を前記センサーで受光
して前記基準回折光の入射位置に応じた第１信号を出力
すると共に前記回折格子パターンに前記光ビームを照射
することにより前記出射光路に沿って生じた前記所定次
数の回折光を前記センサーで受光して入射位置に応じた
第２信号を出力し、前記検出手段が前記第１及び第２信
号を使って前記光学ヘッドの前記マスクに対する前記方
向に関する位置を検出することを特徴とする露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3352294A JP2808957B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 位置検出方法及びそれを用いた露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3352294A JP2808957B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 位置検出方法及びそれを用いた露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05166695A true JPH05166695A (ja) | 1993-07-02 |
| JP2808957B2 JP2808957B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=18423087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3352294A Expired - Fee Related JP2808957B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 位置検出方法及びそれを用いた露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2808957B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020521158A (ja) * | 2017-05-19 | 2020-07-16 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | ターゲットを測定する方法、メトロロジ装置、リソグラフィセル及びターゲット |
| CN112771450A (zh) * | 2018-09-27 | 2021-05-07 | Asml荷兰有限公司 | 用于测量标记的位置的设备和方法 |
| CN113608410A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-11-05 | 广东省大湾区集成电路与系统应用研究院 | 晶圆对准掩膜版生成方法、装置、计算机设备和存储介质 |
-
1991
- 1991-12-13 JP JP3352294A patent/JP2808957B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020521158A (ja) * | 2017-05-19 | 2020-07-16 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | ターゲットを測定する方法、メトロロジ装置、リソグラフィセル及びターゲット |
| US10955756B2 (en) | 2017-05-19 | 2021-03-23 | Asml Netherlands B.V. | Method of measuring a target, metrology apparatus, lithographic cell, and target |
| CN112771450A (zh) * | 2018-09-27 | 2021-05-07 | Asml荷兰有限公司 | 用于测量标记的位置的设备和方法 |
| JP2022502689A (ja) * | 2018-09-27 | 2022-01-11 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | マークの位置を測定するための装置及び方法 |
| US11650513B2 (en) | 2018-09-27 | 2023-05-16 | Asml Netherlands B.V. | Apparatus and method for measuring a position of a mark |
| CN112771450B (zh) * | 2018-09-27 | 2024-04-30 | Asml荷兰有限公司 | 用于测量标记的位置的设备和方法 |
| CN113608410A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-11-05 | 广东省大湾区集成电路与系统应用研究院 | 晶圆对准掩膜版生成方法、装置、计算机设备和存储介质 |
| CN113608410B (zh) * | 2021-06-17 | 2024-02-27 | 广东省大湾区集成电路与系统应用研究院 | 晶圆对准掩膜版生成方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2808957B2 (ja) | 1998-10-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7423726B2 (en) | Exposure apparatus and device manufacturing method | |
| US5218415A (en) | Device for optically detecting inclination of a surface | |
| JP2530587B2 (ja) | 位置決め装置 | |
| JPH11162835A (ja) | 露光方法及び露光装置 | |
| JPH10321502A (ja) | 荷電粒子線投影方法 | |
| JPH0348706A (ja) | 位置検出方法 | |
| US4798470A (en) | Pattern printing method and apparatus | |
| JPH08335551A (ja) | 粒子ビーム照射装置用の露光マスク及び露光マスクをアライメントする方法 | |
| JPH05243118A (ja) | 位置検出方法及びそれを用いた位置検出装置 | |
| US5161176A (en) | Exposure apparatus | |
| JP3428705B2 (ja) | 位置検出装置及びそれを用いた半導体素子の製造方法 | |
| JP2003007601A (ja) | ２つの物体の間隔測定方法とそれを用いた半導体露光方法、および間隔測定装置、半導体露光装置 | |
| JP2808957B2 (ja) | 位置検出方法及びそれを用いた露光装置 | |
| JPH0616480B2 (ja) | 縮小投影式アライメント方法およびその装置 | |
| JP3368017B2 (ja) | 位置検出装置及びそれを用いた半導体素子の製造方法 | |
| JP2775988B2 (ja) | 位置検出装置 | |
| JPH104055A (ja) | 自動焦点合わせ装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 | |
| JP2555051B2 (ja) | パタ−ン検出方法及びその装置 | |
| JP2925168B2 (ja) | 位置検出装置及び方法 | |
| JPH04254319A (ja) | 電子線装置及び電子線装置の焦点調整方法 | |
| JPS6340316A (ja) | 半導体製造装置 | |
| JP2906585B2 (ja) | 位置検出方法 | |
| JP2679940B2 (ja) | 位置決め装置 | |
| JPH021503A (ja) | 位置検出装置 | |
| JPH07105322B2 (ja) | アライメント装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |