JPH097928A - アライメント装置及びアライメント方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マスク上のマークの位置変更に起因するアラ
イメント時間及びアライメント誤差の増大を防止するこ
と。 【構成】 各層のレチクルには、いずれもウエハ上の第
２マーク形成可能領域Ｗａに対応するレチクル上の領域
全長に渡る同一領域ＡＡに同一の第１マークＡu が形成
されている。このため、いずれかの層の露光時に、何等
かの事情により、ウエハ上の第２マークＷＭu の打ち変
えが行なわれても、次の層のウエハとレチクルＲの位置
合わせは、当該層のレチクル上の第１マークＡu を何等
変更することなく行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アライメント装置及び
アライメント方法に係り、更に詳しくは、半導体集積回
路、液晶基板、薄膜磁気ヘッドの製造工程、特にリソグ
ラフィー工程における複数マスク（レチクル）のパター
ン像を感光基板上に順次重ねて投影する露光装置に用い
られるアライメント装置及びアライメント方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の大型化やパターンの微細化
に伴い、投影露光装置に対する性能向上の要求は年々厳
しくなっている。このような要求に応えるには、より広
フィールド、より高分解能な投影レンズとともに、より
高精度なアライメント装置の開発が不可欠である。

【０００３】従来から知られている高精度なアライメン
ト方法の一つとして、レチクル（マスク）上のマークと
ウエハ上の各ショット領域のマークとを逐次検出してア
ライメントと焼き付けを行う、ＴＴＲ（スルー・ザ・レ
チクル）アライメント方式のダイ・バイ・ダイ露光モー
ドが挙げられる。

【０００４】この種のアライメント方式では、例えば特
開平４−４５５１２号公報で開示されているように、予
め位置関係が定められた、ウエハ上の各ショット領域に
前もって形成されたマークＷｍとレチクル上のマークＲ
ｍとを同時に検出し、アライメントを行う。従って、各
レイア（層）に用いられる複数のレチクルＲ（各レイア
を形成するために使用される複数のレチクルＲ）の各々
には、図８に示されるように、ウエハ上のマークＷｍに
対応する位置（例えば、パターン領域ＰＡを区画する遮
光体ＥＳＢの外側の所定の位置）に一対のマルチバーマ
ークから成るマークＲｍが形成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術では、一つのショット領域のマークＷｍに
対して、一つのレチクル上のマークＲｍを対応させてい
るため、リソグラフィー工程のレイア（層）に応じてシ
ョット領域のマークＷｍを打ち換えて使う際には（前回
の露光の際に、アライメントに使用したＷｍとは異なる
位置に、新たにＷｍを露光により形成して使う際に
は）、打ち換えたマークの位置に合せてレチクル上のマ
ークＲｍの位置も同時に変えてやる必要があり、このマ
ークＲｍの位置変更が面倒であると共に位置変更後のマ
ークＲｍに誤差が生じ易くなるという不都合があった。

【０００６】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その目的は、特にマスク上のマークの位置変更を不
要として、マークの打ち変えに起因するアライメント誤
差の発生を回避することができるアライメント装置及び
アライメント方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
複数のマスクのパターン像を感光基板上に順次重ねて投
影する露光装置に用いられ、第１の波長特性の光で照明
された前記マスクのパターン像を前記感光基板上に結像
投影する投影光学系と、前記マスク上の第１マークが形
成された第１マーク領域と前記投影光学系とを介して前
記第１の波長特性と異なる第２の波長特性の光を前記感
光基板上の第２マークが形成された前記第１マーク領域
に対応する第２マーク領域に照射すると共に、前記第１
マーク領域から生じる光情報と前記第２マーク領域から
生じる光情報とを同時に検出する検出手段とを備えたア
ライメント装置において、前記複数のマスクには、いず
れも前記感光基板上の第２マーク形成可能領域に対応す
る前記マスク上の領域全長に渡る同一領域に同一の第１
マークが形成されていることを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の発明は、第１の波長特性の
光で照明されたマスクのパターン像を感光基板上に結像
投影する投影光学系を備え、複数のマスクを順次取り替
え、各マスクのパターン像を前記投影光学系を用いて感
光基板上に順次重ねて投影する露光装置に用いられるア
ライメント方法であって、前記各マスクには、いずれも
前記感光基板上の第２マーク形成可能領域に対応する前
記マスク上の領域全長に渡る同一領域に同一の第１マー
クが予め形成されており、前記マスク上の第１マークが
形成された第１マーク領域と前記投影光学系とを介して
前記第１の波長特性と異なる第２の波長特性の光を前記
第１マークに対応する基準板上の第１基準マークに照射
すると共に、前記第１マーク領域から生じる光情報と前
記第１基準マークから生じる光情報とを同時に検出する
第１の工程と；前記第１の工程と並行してマスク上の第
３マークが形成された第３マーク領域と前記投影光学系
とを介して前記第１の波長特性の光を基準板上の第２基
準マークに照射すると共に、前記第３マーク領域から生
じる光情報と前記第２基準マークから生じる光情報とを
同時に検出する第２の工程と；前記マスク上の第１マー
クが形成された第１マーク領域と前記投影光学系とを介
して前記第２の波長特性の光を前記感光基板上に形成さ
れた１又は２以上の第２マークに照射すると共に、前記
第１マーク領域から生じる光情報と前記第２マークから
生じる光情報とを同時に検出し、この検出結果と前記第
２の工程で得られた検出結果とに基づいて、前記感光基
板とマスクとのアライメントを行なう第３の工程とを含
む。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明によれば、２回目以後の露
光時に、検出手段では、マスク上の第１マークが形成さ
れた第１マーク領域と投影光学系とを介して第１の波長
特性と異なる第２の波長特性の光を感光基板上の第２マ
ークが形成された前記第１マーク領域に対応する第２マ
ーク領域に照射すると共に、第１マーク領域から生じる
光情報と第２マーク領域から生じる光情報とを同時に検
出する。このようにして、各マーク領域から生じる光情
報に基づいて感光基板とマスクとの位置合わせが行なわ
れる。このような感光基板とマスクとの位置合わせが、
第１の波長特性の光で照明された各層を形成するための
マスクのパターン像が投影光学系により感光基板上に結
像投影される前に行なわれる。

【００１０】この場合において、いずれかの層を形成す
るための露光時に、何等かの事情により、感光基板上の
第２マークの打ち変えが行なわれても、各層を形成する
ためのマスクには、いずれも感光基板上の第２マーク形
成可能領域に対応するマスク上の領域全長に渡る同一領
域に同一の第１マークが形成されていることから、次の
露光の際（次の層を形成するための露光の際）、感光基
板とマスクの位置合わせは、当該層のマスク上の第１マ
ークを何等変更することなく行なうことができる。

【００１１】請求項２記載の発明によれば、第１の工程
において、各層のマスクには、いずれも感光基板上の第
２マーク形成可能領域に対応するマスク上の領域全長に
渡る同一領域に同一の第１マークが予め形成されてい
る。

【００１２】第１層目の露光が終了し、第２層目以後の
露光時には、第２の工程において、マスクを取り替え、
マスク上の第１マークが形成された第１マーク領域と投
影光学系とを介して第１の波長特性と異なる第２の波長
特性の光を第１マークに対応する基準板上の第１基準マ
ークに照射すると共に、第１マーク領域から生じる光情
報と前記第１基準マークから生じる光情報とを同時に検
出し、これと並行してマスク上の第３マークが形成され
た第３マーク領域と投影光学系とを介して第１の波長特
性の光を基準板上の第２基準マークに照射すると共に、
第３マーク領域から生じる光情報と第２基準マークから
生じる光情報とを同時に検出する。

【００１３】即ち、第２の波長特性の光の下での基準板
上の第１基準マークとマスク上の第１マークから生じる
光情報の検出がマスク及び投影光学系を介して同時に行
なわれ、これと並行して第１の波長特性の光（露光光）
の下での基準板上の第２基準マークとマスク上の第３マ
ークから生じる光情報の検出がマスク及び投影光学系を
介して同時に行なわれる。これにより、第１の波長特性
の光の下での投影光学系の第３マーク位置におけるオフ
セット量の計測、いわゆるベースライン計測が行なわれ
る。

【００１４】第３の工程において、マスク上の第１マー
クが形成された第１マーク領域と投影光学系とを介して
第２の波長特性の光を感光基板上に前層露光時までに形
成された１又は２以上の第２マークに照射すると共に、
第１マーク領域から生じる光情報と第２の波長特性の光
が照射された第２マークから生じる光情報とを同時に検
出し、この検出結果と第２の工程で得られた検出結果
（ベースライン計測の結果）を考慮して感光基板とマス
クとのアライメントを行なう。

【００１５】従って、請求項１記載の発明と同様に、何
等かの事情により、ある層の露光時に感光基板上の第２
マークの打ち変えが行なわれても、次の層を形成する際
の感光基板とマスクのアライメント（位置合わせ）は、
当該層のマスク上の第１マークを何等変更することなく
行なうことができ、しかもベースライン計測が行なわれ
ているので、第３工程ではより正確なアライメントが行
なわれる。

【００１６】これに加え、２層目以後を形成するための
マスクと感光基板とのアライメントは、その層のマスク
上の第１マークが形成された第１マーク領域と投影光学
系とを介して前層露光時までに感光基板上に形成された
第２マークが存在する第２マーク領域に第２の波長特性
の光を照射することにより行なわれる。従って、その層
と関係が密接な層における感光基板上に形成された第２
マークを選択してその第２マークが存在する第２マーク
領域にのみ第２の波長特性の光を照射して第１マーク領
域から生じる光情報とこの特定の第２マーク領域から生
じる光情報とを同時に検出し、この検出した情報に基づ
いてその層のマスクと感光基板とを位置合わせすること
が可能となる。すなわち、マスク上の第１マークが、全
てのウエハ上の第２マークに対応できるように作られて
いるため、これから露光しようとする層と既に形成され
た他の層との意味合いに応じて、これから露光しようと
する層に対して位置合わせすることが最も望ましい他の
層に形成された第２マークを選択することが可能とな
る。

【００１７】あるいは、それまでに感光基板上に形成さ
れた全ての第２マークが存在する全ての第２マーク領域
に第２の波長特性の光を照射して第１マーク領域から生
じる光情報と全ての第２マーク領域から生じる光情報と
を同時に検出し、この検出した情報に基づいてその層を
形成するためのマスクと感光基板とを位置合わせしても
良い。

【００１８】

【実施例】以下、本発明に係るアライメント装置が適用
された一実施例の縮小投影型露光装置（ステッパー）に
ついて、図１ないし図７に基づいて説明する。

【００１９】図１には、一実施例に係る縮小投影型露光
装置１０の構成が概略的に示されている。この縮小投影
型露光装置１０は、図１の紙面に直交する基準平面内を
２次元方向（Ｘ、Ｙ方向）に移動するＸＹステージＳＴ
と、このＸＹステージＳＴの上方に配置されその光軸Ａ
Ｘが前記基準平面にほぼ直交する投影光学系としての投
影レンズＰＬと、この投影レンズＰＬの上方に配置され
たマスクとしてのレチクルＲと、このレチクルＲの微動
調整系と、ＸＹステージ移動制御系と、検出手段として
の別波長ＴＴＲ（スルーザレチクル）アライメント系１
２と、露光光ＴＴＲアライメント系１４と、レチクルＲ
の上方に４５°に斜設されたダイクロイックミラーＤＭ
と、主制御装置１６と、を備えている。

【００２０】ＸＹステージＳＴは、モータ１８によって
基準平面内をＸ、Ｙ方向に移動されるようになってお
り、このＸＹステージＳＴ上には感光基板としてのウエ
ハＷと基準板ＦＰ（これについては、後述する）とが保
持されている。このＸＹステージＳＴの座標位置はレー
ザ干渉計２０によって逐次計測される。このＸＹステー
ジＳＴの位置決めは、レーザ干渉計２０の計測値をモニ
タしてモータ１８を駆動するステージドライバ回路２２
によって行われる。即ち、本実施例では、モータ１８、
レーザ干渉計２０、及びステージドライバ回路２２によ
って、ＸＹステージ移動制御系が構成されている。

【００２１】ステージドライバ回路２２は主制御装置１
６からの指令に基づいてＸＹステージＳＴの移動や位置
決めを制御する。

【００２２】前記投影レンズＰＬは、露光用照明系（図
示省略）から露光光（第１の波長特性の光）がダイクロ
イックミラーＤＭで反射され、光軸ＡＸに沿って進んで
くると、その露光光で照明されたレチクルＲのパターン
像をウエハＷ上に結像投影する。なお、ダイクロイック
ミラーＤＭは、露光光をほぼ９０％以上反射させて、レ
チクルＲのパターン領域ＰＡ（図２参照）へ向かわせ
る。

【００２３】レチクルＲは２次元（Ｘ，Ｙ，θ方向）に
微小移動するレチクルステージＲＳ上に保持され、レチ
クルステージＲＳは駆動部２４によって位置決めされ
る。即ち、本実施例では、レチクルステージＲＳと駆動
部２４とによって、レチクル微動調整系が構成されてい
る。駆動部２４も主制御装置１６からの指令に基づいて
レチクルステージＲＳの移動を制御する。

【００２４】ここで、レチクルＲ上のアライメントマー
クの構成について、図２に基づいて説明する。図２に示
されるように、レチクルＲの回路パターン領域ＰＡの外
周には一定幅の遮光帯ＥＳＢが形成されているが、この
遮光帯ＥＳＢのやや外側に、所定長さの第１マークＡu
、Ａd 、Ａl 、Ａr がそれぞれ形成されている。これ
らの第１マークＡu 、Ａd 、Ａl 、Ａr は、一定間隔で
遮光帯ＥＳＢに沿って配置された多数のバーマーク（格
子マーク）から構成されている。この内、第１マークＡ
u 、Ａd は、Ｘ方向のアライメントに使用され、第１マ
ークＡl 、Ａr はＹ方向のアライメントに使用される。

【００２５】また、パターン領域ＰＡの中心Ｒccを通る
Ｘ軸方向の延長線上には、第１マークＡl 、Ａr の外側
で中心Ｒccに対して対象となる位置に、後述するベース
ライン計測の際に露光光ＴＴＲアライメント系１４で検
出するための十字線状の第３マークＲＭl とＲＭr とが
設けられている。

【００２６】以上説明した各種のレチクルマークは、本
実施例ではいずれの層（レイヤー）用のレチクルＲにも
予め同一位置に形成されている。

【００２７】次に、別波長ＴＴＲアライメント系１２に
ついて、図１に基づいて説明する。この別波長ＴＴＲア
ライメント系１２は、実際には、ダイクロイックミラー
ＤＭの上方に４眼（対物レンズの数）で構築されるが
（図７参照）、図１ではそのうち１眼（対物レンズＯＢ
Ｊu ）に相当する系のみが示されている。

【００２８】図１において、別波長ＴＴＲアライメント
系１２は、駆動部２６、対物レンズＯＢＪu 、ミラーＭ
1 、レーザ光源２８、２光束化周波シフターユニット３
０、ビームスプリッタ３２、集光レンズ（逆フーリエ変
換レンズ）３４、参照格子３６、光電素子３８、ビーム
スプリッタ４０、集光レンズ系４２、ビームスプリッタ
４３、レチクル用基準格子板４４、視野絞り４６、光電
素子４８、ミラー５０、集光レンズ５２、光電素子５
４、及び位相差計測ユニット５６を含んで構成されてい
る。

【００２９】ここで、この別波長ＴＴＲアライメント系
１２について構成各部の作用と共に説明する。

【００３０】テレセントリックな対物レンズＯＢＪu と
ミラーＭ1 とは、金物５８に保持され、駆動部２６によ
ってＸ、Ｙ方向に移動する。対物レンズＯＢＪu はダイ
クロイックミラーＤＭと干渉しないように、かつレチク
ルＲに対してその光軸が垂直になるように配置される。

【００３１】別波長アライメント用の照明光（第２の波
長特性の光）は、ヘリウム−ネオン、又はアルゴンイオ
ン等のレーザ光源２８から直線偏光ビームＬＢとして射
出され、２光束化周波シフターユニット３０に入射す
る。２光束化周波シフターユニット３０内には、ビーム
ＬＢを２つに分割し、分割された２つのビームのそれぞ
れに高周波変調（周波数シフト）を加える２つのＡＯＭ
（音響光学変調器）６０Ａ、６０Ｂや周波数シフトされ
た各ビームを収れんする小レンズ６２Ａ、６２Ｂ等が設
けられている。ＡＯＭ６０Ａは周波数ｆ1 （例えば８０
ＭＨZ ）でドライブされ、その１次回析ビームＬＢ1 が
小レンズ６２Ａを介して取り出され、ＡＯＭ６０Ｂは周
波数ｆ2 （例えば８０．０３ＭＨZ ）でドライブされ、
その１次回析ビームＬＢ2 が小レンズ６２Ｂを介して取
り出される。２本のビームＬＢ1 、ＬＢ2 の各主光線は
アライメント系の光軸ＡＸａと平行に、かつ対称に定め
られ、ビームスプリッタ３２でともに２つに分けられ
る。ビームスプリッタ３２を通過した分割ビームＬr1、
Ｌr2は、集光レンズ３４によって後側焦点面で交差する
平行光束に変換される。その後側焦点面には参照格子３
６が配置され、ここには２つのビームＬr1、Ｌr2の交差
角と波長とに応じたピッチの干渉縞が作られる。この干
渉縞は２つのビームＬr1、Ｌr2の周波数差Δｆ（３０Ｋ
ＨZ ）に応じた速度で参照格子３６上を一方向に移動す
る。参照格子３６上には、干渉縞のピッチと等しいピッ
チの透過型の回析格子が縞と平行に設けられている。従
って、参照格子３６からは、ビームＬr1と同方向に進む
ビームＬr1の０次光とビームＬr2から作られた１次光と
の干渉光ＤＲ1 と、ビームＬr2と同方向に進むビームＬ
r2の０次光とビームＬr1から作られた１次光との干渉光
ＤＲ2 とが発生し、光電素子３８はこれら干渉光ＤＲ1
、ＤＲ2 の光量を検出する。ここで干渉光ＤＲ1 、Ｄ
Ｒ2 は周波数差Δｆ（３０ＫＨZ ）、すなわちビート周
波数で正弦波状に強度変化し、光電素子３８からの出力
信号ＳＲは３０ＫＨZ の交流信号になる。この信号ＳＲ
がアライメントの時の位相比較の基準信号となる。

【００３２】これを更に詳述すると、２本のビームＬＢ
1 、ＬＢ2 は小レンズ６２Ａ、６２Ｂの作用によってレ
ンズ３４の前側焦点面と一致したフーリエ面（以下、説
明の便宜上「面ＥＰａ」という）にそれぞれ集光される
ビームウエストが形成される。ビームＬr1、Ｌr2はレン
ズ３４からそれぞれ平行光束となって参照格子３６上で
交差する。なお、ビームＬr1、Ｌr2の面ＥＰａの内での
位置は、アライメント系の光軸ＡＸａを挟んで対称に定
められ、光軸ＡＸａからの距離がビームＬr1、Ｌr2の参
照格子３６に対する入射角θを決定する。

【００３３】ここで一般的な解析理論に従うと、波長λ
のコヒーレント光とピッチＰｇの一次元回析格子とによ
って決まる±１次回析光の０次光に対する回析角αは、
ｓｉｎα＝λ／Ｐｇによって一義的に決まる。そこでビ
ームＬr1の０次光（干渉光ＤＲ1 ）に対して１次回析光
の回析角αが丁度２θになるように参照格子３６の格子
ピッチＰｇを設定してやると、その１次回析光はビーム
Ｌr2の０次光（干渉光ＤＲ2 ）と同軸に発生する。この
時、参照格子３６上にできる干渉縞のピッチは格子ピッ
チＰｇと等しくなる。

【００３４】また光電素子３８は、実際には、２つの干
渉光ＤＲ1 、ＤＲ2 を個別に受光する２つの受光面を有
し、各受光面からの光電信号が図示しない加算器によっ
てアナログ的に加算され、基準信号ＳＲとして出力され
ている。

【００３５】一方、ビームスプリッタ３２で反射された
２本のビームＬm1、Ｌm2は、さらにビームスプリッタ４
０で反射され、ミラーＭ1 を介して対物レンズＯＢＪu
に入射する。対物レンズＯＢＪu は２本のビームＬm1、
Ｌm2を空間中の面ＩＰで交差する平行光束に変換する。
面ＩＰは、レチクルＲから投影レンズＰＬの光軸ＡＸ方
向に軸上色収差量ΔＬだけ離れており、アライメント用
照明ビームＬＢの波長（λZ ）のもとではウエハＷ、又
は基準板ＦＰと共役な面である。面ＩＰで交差した２本
のビームＬm1、Ｌm2は、レチクルＲ上の第１マークＡu
が形成された第１マーク領域ＡＡでは互いに分離した領
域Ａua、Ａubを通り（図３、図４参照）、投影レンズＰ
Ｌの瞳ＥＰでビームウエストになった後、基準板ＦＰ
（又はウエハＷ）上では再び平行光束になって交差す
る。

【００３６】図３は、ビームＬm1、Ｌm2の様子を示す光
路図であり、対物レンズＯＢＪu の前側焦点面は前述し
た面ＥＰａと一致しており、２つのビームＬm1、Ｌm2は
そこでビームウエストになる。対物レンズＯＢＪu から
射出した２本のビームＬm1、Ｌm2はともに平行光束とな
って面ＩＰ、すなわち対物レンズＯＢＪu の後側焦点面
で交差する。その後、ビームＬm1はレチクルＲ上に形成
された第１マークＡuの一部の格子マークＡu1（図４参
照）が形成された所定領域Ａuaを照射するとともに透明
部を通過して投影レンズＰＬに入射し、再び平行光束と
なって基準板ＦＰ上の第１基準マークＦｕ（又はウエハ
Ｗ上の第２マークＷＭu ）内の格子を斜めに照射する。

【００３７】ビームＬm2も同様にして、レチクルＲ上に
形成された第１マークＡu の一部の格子マークＡu2が形
成された所定領域Ａubを照射するとともに透明部を通過
して基準板ＦＰ上の第１基準マークＦｕ（又はウエハＷ
上の第２マークＷＭu ）内の格子をビームＬm1と光軸Ａ
Ｘに対して対称な方向から斜めに照射する。

【００３８】この図３に示されるように、２本のビーム
Ｌm1、Ｌm2は瞳空間（対物レンズＯＢＪu と小レンズ６
２Ａ、６２Ｂとの間、及び投影レンズＰＬの内部）では
収れん光束であるとともに主光線が光軸ＡＸａと平行に
なり、像空間（対物レンズＯＢＪu と投影レンズＰＬの
間、及び投影レンズＰＬと基準板ＦＰ、又はウエハＷと
の間）では平行光束であるとともに主光線が焦点面（像
面）で交差する。

【００３９】さて、基準板ＦＰ上の第１基準マークＦｕ
からは、垂直方向に干渉光ＢＴが生ずる。干渉光ＢＴ
は、ビームＬm1の照射により第１基準マークＦｕから垂
直に発生した１次回析光と、ビームＬm2の照射により第
１基準マークＦｕから垂直に発生した１次回析光とが干
渉したものであり、像空間では平行光束である。この干
渉光ＢＴは投影レンズＰＬの瞳ＥＰの中心でビームウエ
ストに収れんした後、レチクルＲの第１マーク領域ＡＡ
内の中央の透明部（領域Ａua、Ａubの間）を平行光束と
なって通過し、対物レンズＯＢＪu の光軸ＡＸａに沿っ
て逆進する。干渉光ＢＴは対物レンズＯＢＪu の前側焦
点面、すなわち投影レンズＰＬの瞳ＥＰと共役な面ＥＰ
ａの中心で再びビームウエストに収れんし、図１中のミ
ラーＭ1 、ビームスプリッタ４０の順に受光系の方へ戻
る。

【００４０】ウエハ上の第２マークＷＭu は、アライメ
ント用波長のもとでは、図４の第１マーク領域ＡＡ内の
領域Ａua、Ａubとの間のＷＭu'の部分に位置する。な
お、図４に示されるように、第１マークＡu は、ウエハ
Ｗ上の第２マークＷＭu の形成可能領域（打ち変えられ
る可能性がある領域）Ｗa に対応するレチクルＲ上の領
域全長に渡って形成されている。他の第１マークＡd 、
Ａl 、Ａr についても同様である。

【００４１】２本のビームＬm1、Ｌm2は第１マークＡu
が形成された第１マーク領域ＡＡ中の図４に示される矩
形領域ＡuaとＡubのそれぞれを矩形形状で別々に照明す
るが、矩形領域ＡuaとＡubのパターン領域ＰＡ側に隣接
した透明部をそれぞれ通過したビームＬm1、Ｌm2は、前
述の如く、ウエハマークＷＭu を照射する。このマーク
ＷＭu から垂直に発生する干渉光ＢＴはレチクルＲ上で
は図４の部分ＷＭu'を通って対物レンズＯＢＪu へ戻
る。

【００４２】さて、図３において、ビームＬm1、Ｌm2が
第１マークＡu の一部Ａu1、Ａu2をそれぞれ照射する
と、０次光Ｄ01、Ｄ02とともに高次回析光が反射してく
る。本実施例では、ビームＬm1（Ｌm2）の第１マークＡ
u の一部Ａu1（Ａu2）への入射角θ’に対して１次回析
光の０次光Ｄ01（Ｄ02）に対する回析角が丁度２θ’に
なるように、第１マークＡu のピッチを定める。それに
よって、第１マークＡuの一部Ａu1からはビームＬm1の
光路をそのまま逆進する１次回析光Ｄ11（周波数シフト
ｆ1 ）が発生し、第１マークＡuの一部Ａu2からはビー
ムＬm2の光路をそのまま逆進する１次回析光Ｄ12（周波
数シフトｆ2 ）が発生する。従ってこれら１次回折光Ｄ
11、Ｄ12も干渉光ＢＴとともに対物レンズＯＢＪu を介
して受光系へ戻る。

【００４３】ここで、図１に戻って説明すると、干渉光
ＢＴと１次回析光Ｄ11，Ｄ12はビームスプリッタ４０を
透過して集光レンズ系４２に入射する。レンズ系４２は
逆フーリエ変換レンズでもあり、干渉光ＢＴと１次回析
光Ｄ11、Ｄ12をともに平行光束に変換するとともに、そ
の焦点面（像共役面）でそれらを交差させる。レンズ系
４２を通った各ビームはビームスプリッタ４３で２つに
分けられ、透過した方はレチクル用基準格子板４４に達
し、反射した方は視野絞り４６に達する。基準格子板４
４と視野絞り４６はともに面ＩＰ（基準板ＦＰ、又はウ
エハＷとの共役面）と共役である。従って、基準格子板
４４では、１次回析光Ｄ11、Ｄ12が交差し、その交差領
域内には干渉縞ができる。この干渉縞は当然、ビート周
波数Δｆ（３０ＫＨZ ）で一次元に流れている。

【００４４】そこで、図５（Ａ）に示されるように、ク
ロム層で覆われた基準格子板４４上に透過型の回折格子
４４Ａを設け、この格子４４Ａから同軸に発生する回折
光同士の干渉光ＢＴｒを光電素子４８で受光する。

【００４５】これを更に詳述すると、基準格子板４４は
像共役であるため、面ＩＰ、ウエハマークＷＭu （又は
基準板ＦＰ表面）と共役であり、干渉光ＢＴも１次回折
光Ｄ11、Ｄ12とともに入射してくる。しかしながらウエ
ハマークＷＭu と第１マークＡu の領域Ａua、Ａub内に
存在する部分Ａu1、Ａu2とはＸ−Ｙ平面内で横ずれして
配置されているため、基準格子板４４上では図５（Ａ）
に示されるように、２つの１次回折光Ｄ11、Ｄ12が交差
する格子４４Ａの横の部分（遮光部）４４Ｂに干渉光Ｂ
Ｔが戻ってくる。

【００４６】従って、基準格子板４４上での格子４４Ａ
の位置や大きさを、第１マークＡuの大きさと合せてお
くだけで、ウエハマークＷＭu からの干渉光ＢＴを遮光
することができる。

【００４７】基準格子板４４の格子４４Ａを照明した１
次回折光Ｄ11、Ｄ12の各０次光ＢＴ0 は光電素子２３か
らはずれるように進み、格子４４Ａから垂直に発生する
１次回折光同士の干渉光ＢＴｒのみが光電素子４８に受
光される。この方式は図３中に示したウエハマークＷＭ
u からの干渉光ＢＴの取り方と同じであって、この場
合、ウエハマークＷＭu 又は格子４４Ａの格子ピッチ
は、そこの上にできる干渉縞のピッチの丁度２倍になっ
ている。

【００４８】こうして光電素子４８に受光された干渉光
ＢＴｒはビート周波数Δｆ（３０ＫＨZ ）で正弦波状に
強度変化しており、光電素子４８の出力信号Ｓｍは、参
照格子３６を基準とした第１マークＡu のピッチの方向
の変位量に応じて基準信号ＳＲに対する位相差がリニア
に変化する交流信号となる。

【００４９】一方、ビームスプリッタ４３で反射された
干渉光ＢＴと１次回折光Ｄ11、Ｄ12は視野絞り４６に達
するが、この絞り４６は図５（Ｂ）に示されるように干
渉光ＢＴのみを通す開口部４６Ａが形成されていて、２
つの１次回折光Ｄ11、Ｄ12は遮光部４６Ｂで遮蔽され
る。

【００５０】視野絞り４６を通過した干渉光ＢＴはミラ
ー５０、集光レンズ５２を介して光電素子５４に達す
る。光電素子５４は干渉光ＢＴの強度変化に応じた出力
信号Ｓｗを発生する。この信号Ｓｗもビート周波数Δｆ
で正弦波状にレベル変化する交流信号となり、ウエハＷ
上のマークＷＭu 、又は基準板ＦＰ上の第１基準マーク
Ｆｕの参照格子３６に対する偏位量に比例して基準信号
ＳＲに対する位相が変化する。

【００５１】以上の基準信号ＳＲ、出力信号Ｓｍ、Ｓｗ
のそれぞれは位相差計測ユニット５６に入力し、位相差
計測ユニット５６は基準信号ＳＲに対する出力信号Ｓｍ
の位相差φｍと、基準信号ＳＲに対する出力信号Ｓｗの
位相差φｗとを求め、さらにその差Δφ＝φｍ−φｗを
算出する。本実施例の場合、基準板ＦＰ（又はウエハ
Ｗ）上での回折格子ピッチが、そこに作られる干渉縞ピ
ッチの２倍になっているため、位相差Δφの１周期（±
１８０°）は回折格子ピッチの１／２（±１／４ピッ
チ）に対応している。この位相差Δφに基づいて位相差
計測ユニット５６はウエハステージＳＴ、又はレチクル
ステージＲＳの位置補正量（位置ずれ量）ΔＸ、ΔＹを
算出し、その値を主制御装置１６へ送る。

【００５２】次に、露光光ＴＴＲアライメント系１４に
ついて説明する。この露光光ＴＴＲアライメント系１４
は、実際には対物レンズＯＢr 、ＯＢl に相当する系の
２つが設けられるが（図７参照）、図１では対物レンズ
ＯＢr に相当する系（レチクルＲ上の第３マークＲＭr
を検出するための系）のみが示されている。

【００５３】この露光光ＴＴＲアライメント系１４は、
ミラーＭ2 、対物レンズＯＢr 、ビームスプリッタ６
４、レンズ系６６、照明視野絞り６８、コンデンサレン
ズ７０、ファイバー７２、結像用レンズ７４、ビームス
プリッタ７６、及びＣＣＤ撮像素子７８Ａ、７８Ｂから
なる。

【００５４】これをさらに詳述すると、ファイバー７２
は露光波長の照明光（第１の波長特性の光）を射出し、
コンデンサレンズ７０を介して絞り６８を一様に照射す
る。絞り６８の開口を通った照明光はレンズ系６６、ビ
ームスプリッタ６４を介して対物レンズＯＢr に入射
し、さらにミラーＭ2 で垂直に折り曲げられた後レチク
ルＲの第３マークＲＭr を含む局所領域を照射する。

【００５５】ここで絞り６８はレチクルＲと共役であ
り、レチクルＲ上には絞り６８の開口像が結像する。ま
たビームスプリッタ６４はテレセントリックな対物レン
ズＯＢr の前側焦点面、すなわち投影レンズＰＬの瞳Ｅ
Ｐと共役な面の近傍に配置され、対物レンズＯＢr から
戻ってくる光の一部を結像用レンズ７４の方へ反射す
る。ＣＣＤ撮像素子７８Ａ、７８Ｂの受光面は対物レン
ズＯＢr 、結像用レンズ７４によってレチクルＲと共益
であり同時に投影レンズＰＬを介してウエハＷ、又は基
準板ＦＰとも共役である。なお、ファイバー７２の射出
端は投影レンズＰＬの瞳ＥＰと共役に配置されケーラー
照明が行われる。

【００５６】さて、ＣＣＤ素子７８Ａ、７８Ｂは、それ
ぞれ水平走査線がＸ方向とＹ方向になるように、互いに
９０°回されており、十字線状の第３マークＲＭr のＸ
方向の位置計測とＹ方向の位置計測とを別々に行う。こ
れは通常のＣＣＤ素子では、水平方向と垂直方向の画素
分解能が異なるため、単一のＣＣＤ素子で水平方向と垂
直方向の両方のマーク像のずれを検出したときの分解能
の違いをさけるためで画像処理ユニット８０は、ＣＣＤ
素子７８Ａ、７８Ｂのそれぞれからの画像信号（ビデオ
信号）を入力して、基板板ＦＰ上の第２基準マークＦＭ
r とレチクルＲ上のマークＲＭr との位置ずれ量を検出
し、この位置ずれ量の情報を主制御装置１６に送る。

【００５７】以上の構成の他に、ウエハＷ上のグローバ
ルアライメントマーク、レジスト層中の潜像、あるいは
基準板ＦＰ上の各基準マークを検出するオフ・アクシス
方式のグローバルマーク検出系８２と、その処理ユニッ
ト８４とが設けられている。

【００５８】次に、基準板ＦＰ上の各マーク配置及び各
マークの観察方法について、図６に基づいて説明する。

【００５９】この基準板ＦＰ上には、Ｘ方向の左右に二
重十字線状の第２基準マークＦＭr、ＦＭl が設けられ
ている。この２つの第２基準マークＦＭr 、ＦＭl の中
心間距離はレチクルＲ上の第３マークＲＭr 、ＲＭl の
中心間距離に投影倍率（１／Ｍ）を乗じた値と等しく定
められる。従って、基準板ＦＰの中心Ｆccをレチクル中
心Ｒccの投影点と合致させると、マークＦＭr の二重線
の間にレチクルマークＲＭr が位置した状態で、それら
が同時に露光光ＴＴＲアライメント系の対物レンズＯＢ
r によって観察され、マークＦＭl の二重線の間にレチ
クルマークＲＭl が位置した状態で、それらが同時に露
光光ＴＴＲアライメント系の対物レンズＯＢＪl によっ
て観察される。

【００６０】さらに基準板ＦＰ上には、その中心Ｆccと
レチクル中心Ｒccとを合致させたとき、４つの別波長Ｔ
ＴＲアライメント系１２の対物レンズＯＢＪu 、ＯＢＪ
d 、ＯＢＪr 、ＯＢＪl （図７参照）の可動範囲の各々
に対応した位置、及び大きさになるように回折格子を刻
線した第１基準マークＦu 、Ｆd 、Ｆr 、Ｆl が設けら
れている。例えば、第１基準マークＦu としては、ウエ
ハＷ上の第２マークＭＷｕと同じに、Ｘ方向に一定ピッ
チで刻線された格子群が形成され、レチクルＲ上の第１
マークＡu とのＸ方向の相対位置ずれの検出に使われ
る。他の第１基準マークＦd 、Ｆr 、Ｆl についても同
様である。

【００６１】本実施例の場合は、各層用のレチクルＲに
は、第１マークＡu 、Ａd 、Ａr 、Ａl が、図２に示さ
れる位置と同一の位置に予め設けられているので、レチ
クルＲが交換されても、第１マークＡu と第１基準マー
クＦu のＸ方向のずれ、第１マークＡd と第１基準マー
クＦd のＸ方向のずれ、第１マークＡr と第１基準マー
クＦr のＹ方向のずれ、第１マークＡl と第１基準マー
クＦl のＹ方向のずれを４眼（ＯＢＪu 、ＯＢＪd 、Ｏ
ＢＪr 、ＯＢＪl ）で同時に検出することができる。

【００６２】また、図６中で、左右の第１基準マークＦ
r とＦl を構成する複数の格子はＹ方向に関して一対一
に対応しており、上下の第１基準マークＦu とＦd を構
成する複数の格子はＸ方向に関して一対一に対応してい
る。

【００６３】次に、上述の縮小投影型露光装置１０を構
成する露光光ＴＴＲアライメント系１４と別波長ＴＴＲ
アライメント系１２とのベースライン計測を説明する。

【００６４】初めに、任意のレチクル（例えば図２）を
レチクルステージＲＳ上にセットし、露光光ＴＴＲアラ
イメント系１４のＣＣＤ素子７８Ａ、７８Ｂを用いて、
レチクルマーク（第３マーク）ＲＭr 、ＲＭl と基準板
ＦＰの第２基準マークＦＭr、ＦＭl を撮像すること
で、レチクルアライメントを行う。なお、このとき、図
７に示されるように、第３マークＲＭr の位置に対物レ
ンズＯＢr が配置され、第３マークＲＭl の位置に対物
レンズＯＢl が配置される。

【００６５】次に、図７に示されるように、４つの別波
長ＴＴＲアライメント系１２の対物レンズＯＢＪu 、Ｏ
ＢＪd 、、ＯＢＪr 、ＯＢＪl （金物１１）を、各第１
マークＡu 、Ａd 、Ａr 、Ａl のそれぞれに対応した位
置にセットした後、基準板ＦＰ上の各基準マークＦu 、
Ｆd 、Ｆr 、Ｆl を用いて各方向での２つのビームＬm
1、Ｌm2の照射位置のずれや、２つのビームＬm1、Ｌm2
のテレセン誤差をチェックする。そのチェックが終了す
ると、その位置で４つの別波長ＴＴＲアライメント系１
２のそれぞれがレチクルＲと基準板ＦＰとの相対位置ず
れ量を求める。すなわち第１基準マークＦu （及びＦd
）とレチクルマーク（第１マーク）Ａu （及びＡd）と
のＸ方向のずれ量と、第１基準マークＦr （及びＦl ）
とレチクルマークＡr （及びＡl）とのＹ方向のずれ量
を位相差計測ユニット５６を介して検出する。

【００６６】主制御装置１６は、検出されたずれ量に基
づいて駆動部２４、又はステージドライバー回路２２を
制御して、レチクルステージＲＳ、又はＸＹステージＳ
Ｔをサーボ駆動する。本実施例の別波長ＴＴＲアライメ
ント系１２は、レチクルマーク（第１マーク）と第１基
準マークとが静止した状態であっても、その相対位置ず
れ量が逐次計測できるヘテロダイン方式であるため、位
相差計測ユニット５６は逐次、位置ずれ量に応じた情報
（Ｘ方向、Ｙ方向のシフト、回転方向のずれ量）を出力
し続ける。

【００６７】従って、４つの別波長ＴＴＲアライメント
系１２の位相差計測ユニット５６によって計測されたす
べての位相差Δφが零（又は一定値）になるように、レ
チクルＲと基準板ＦＰとがアライメントされ続ける。

【００６８】この別波長ＴＴＲアライメントの間、露光
光ＴＴＲアライメント系１４の画像処理ユニット８０は
第３マークＲＭr と第２基準マークＦＭr とのＸ、Ｙ方
向の位置ずれ量（ΔＸｒ、ΔＹｒ）と、第３マークＲＭ
l と第２基準マークＦＭl とのＸ、Ｙ方向の位置ずれ量
（ΔＸｌ、ΔＹｌ）とを逐次（一定時間間隔で）出力し
続ける。ただし、ディストーションが大きい場合は、設
計値でそれによるずれ量を予めオフセット量として加え
ておく。

【００６９】こうして露光光ＴＴＲアライメント系１４
で求められるずれ量（ΔＸｒ、ΔＹｒ）、（ΔＸｌ、Δ
Ｙｌ）は、別波長と露光光波長とのアライメント位置
（マークＡu 、Ａd、Ａr 、Ａl）でのディストーショ
ン差の平均に相当する。ここでさらに具体的に述べる
と、計測ユニット５６によってレチクルマークＡu
（基準マークＦu ）とＡd（基準マークＦd ）の２つを
検出した結果、それらの位相差Δφがともに零になって
いたとき、画像処理ユニット８０が検出した位置ずれ量
（ΔＸｒ、ΔＹｒ）、（ΔＸｌ、ΔＹｌ）を記憶するこ
とを複数回行ない、その記憶した結果を平均化すること
でレチクルＲと基準板ＦＰとのディストーション差によ
る総合的なアライメント誤差（Ｘ、Ｙ、θ方向）が求め
られる。

【００７０】本実施例の場合、別波長ＴＴＲアライメン
ト系１２の４眼で同時にレチクルＲと基準板ＦＰとをア
ライメントするため、アライメントの結果として、レチ
クルＲと基準板ＦＰとは、別波長による投影レンズＰＬ
のディストーション特性に応じて、僅かにＸ方向、Ｙ方
向、θ方向の誤差をもつ。この誤差は第１マークＡu、
Ａd 、Ａr 、Ａl の位置が変わらない限り、一定のオフ
セットと考えてよい。そこで露光光ＴＴＲアライメント
系１４でマークＲＭr 、ＲＭl と基準マークＦＭr 、Ｆ
Ｍl とのずれ量を検出すると、そのずれ量には、露光光
のもとでの投影レンズのマークＲＭr 、ＲＭl の位置に
おけるディストーション量を含んだＸ、Ｙ、θ方向のオ
フセット量が計測されることになる。

【００７１】従って、以後実際に別波長ＴＴＲアライメ
ント系１２でウエハＷ上のショットをアライメントする
ときには、そのオフセット量だけずれた位置が真のアラ
イメント達成位置になるように、レチクルステージＲ
Ｓ、又はＸＹステージＳＴを制御すれば良い。上記Ｘ、
Ｙ、θ（回転）方向のディストーション差によるオフセ
ット量は主制御装置１６内でユニット８０からのずれ量
情報に基づいて算出され、そのレチクルＲが再アライメ
ントされたり、交換されたりするまで記憶される。

【００７２】最後に、本実施例の縮小投影型露光装置１
０による本発明に係るアライメント方法について説明す
る。

【００７３】いわゆるステップアンドリピート方式で露
光光によりウエハＷ上の全てのショット領域に第１層用
のレチクルＲのパターンの投影露光が終了すると、レチ
クルＲを第２層目用のものに交換する。

【００７４】次いで、上述したベースライン計測を実行
した後、ステップアンドリピート方式で２層目の露光を
開始するが、各ショットの露光に先立つアライメントの
際に別波長ＴＴＲアライメント系１２で、ウエハＷ上の
各ショットに付された第２マークとレチクル上の第１マ
ークを用いてダイ・バイ・ダイ方式でアライメントが実
行される。この際、前述したＸ、Ｙ、θ（回転）方向の
ディストーション差によるオフセット量だけずれた位置
にアライメントすることにより、真のアライメントが行
なわれる。

【００７５】このようにして、第２層目の露光が終了す
ると、第３層目以降の処理が行なわれるが、各層でレチ
クル交換→ベースライン計測→ステップアンドリピート
方式の露光（上記ダイ・バイ・ダイ方式アライメントを
含む）の順序で繰り返し処理が行なわれる。

【００７６】ここで、２層目以降のいずれかの層、例え
ば第５層の露光時に、何等かの事情により、ウエハＷ上
の第２マークＷＭu （ＷＭd 、ＷＭr 、ＷＭl ）の打ち
変えが行なわれた場合を考えてみる。

【００７７】本実施例では、前述した如く、各層のレチ
クルＲには、いずれもウエハＷ上の第２マークＷＭu
（ＷＭd 、ＷＭr 、ＷＭl ）の形成可能領域（第２マー
ク形成可能領域）に対応するレチクルＲ上の領域全長に
渡る第１マーク領域に同一の第１マークＡu （Ａd 、Ａ
r 、Ａl ）が形成されている。

【００７８】このため、第６層のステップアンドリピー
ト方式の露光の際には、これに先立って上述した如くベ
ースライン計測が行なわれ、当該層のレチクルＲ上の第
１マークＡu （Ａd 、Ａr 、Ａl ）を何等変更すること
なく、露光中のダイ・バイ・ダイ方式アライメントを容
易に行なうことができる。ここで、事前にベースライン
計測が行なわれているため、ダイ・バイ・ダイ方式アラ
イメントを高精度に行なうことができる。

【００７９】また、レチクルＲ上の第１マークＡu 、Ａ
d 、Ａr 、Ａl は、ウエハＷ上の第２マークが形成され
得る第２マーク形成可能領域のほぼ全部をカバーするよ
うに形成されているので、ウエハＷ上の第２マークを、
形成された層や位置にかかわらず、自由に選択すること
ができる。例えば、第４層目と第５層目のアライメント
が重要である場合に、第４層目の露光時にウエハＷ上の
第２マークＷＭu （ＷＭd 、ＷＭr 、ＷＭl ）の打ち変
えを行ない、第５層目の露光の際に、第４層目に打ち変
えられたウエハＷ上の第２マークＷＭu （ＷＭd 、ＷＭ
r 、ＷＭl ）と当該第５層目のレチクルＲ上の第１マー
クとを用いて第５層目のレチクルＲとウエハＷの各ショ
ットとのダイ・バイ・ダイ方式アライメントを行なえば
良い。

【００８０】あるいは、上記のように、第４層目と第５
層目のアライメントが特に重要でない場合には、レチク
ルＲの交換後、第２層目、第３層目のダイ・バイ・ダイ
方式アライメントの際に使用した第１層目に形成された
ウエハＷ上の第２マークと当該第５層目のレチクルＲ上
の第１マークとを用いてダイ・バイ・ダイ方式アライメ
ントを行なっても良い。

【００８１】さらに、場合によっては、それまでにウエ
ハＷ上の互いに異なる層に形成された複数あるいは全て
の第２マークの各々と当該層のレチクルＲ上の第１マー
クとを用いてダイ・バイ・ダイ方式アライメントを複数
回行ない、複数のアライメント結果の平均をとるように
してもよい。

【００８２】なお、上記実施例では、特開昭６３−２８
３１２９号公報で開示されたように、回折格子を用いた
２光束干渉式の別波長ＴＴＲアライメント系を検出手段
として用いる場合を例示したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、その他の形式（テレビカメラ等を使
った像検出方式、マークとレーザスポットとを相対移動
させて、マークからの散乱、回折光を受光するスポット
スキャン方式）のものでも全く同じように適用し得る。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るアラ
イメント装置及びアライメント方法によれば、いずれか
の層の露光時に、何等かの事情により、感光基板上の第
２マークの打ち変えが行なわれても、次の層の感光基板
とマスクの位置合わせは、当該層のマスク上の第１マー
クを何等変更することなく行なうことができる。ま
た、、マスク上の第１マークの形成が容易であり、しか
も位置変更を行なう場合に比較して第１マークそのもの
に起因する誤差を抑制できるという従来にない優れた効
果がある。

【００８４】特に、本発明に係るアライメント方法によ
れば、ベースライン計測が行なわれているので、露光時
にはより正確なアライメントを行なうことができ、しか
も露光時のアライメントに際しては、必要に応じて感光
基板上の第２マークを選択することができるという効果
もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例に係る縮小投影型露光装置の構成を示
す図である。

【図２】図１の装置に使用されるレチクルの一例を示す
平面図である。

【図３】図１の別波長ＴＴＲアライメント系の作用を詳
細に説明するための図である。

【図４】ウエハ上の第２マークとレチクル上の第２マー
クとの関係及び別波長ＴＴＲアライメント系による光の
経路等を説明するための図である。

【図５】（Ａ）はレチクル用基準格子板を示す平面図、
（Ｂ）はウエハ用視野絞りを示す平面図である。

【図６】基準板上のマーク配置を示す平面図である。

【図７】ベースライン計測時における別波長ＴＴＲアラ
イメント系と露光波長ＴＴＲアライメント系との配置を
示す概略斜視図である。

【図８】従来例を説明するための図である。

【符号の説明】

１０ 縮小投影型露光装置（露光装置） １２ 別波長ＴＴＲアライメント系（検出手段） Ｒ レチクル（マスク） Ｗ ウエハ（感光基板） ＰＬ 投影レンズ（投影光学系） ＦＰ 基準板 Ａu 、Ａd 、Ａl 、Ａr 第１マーク ＡＡ 第１マーク領域 ＷＭu 第２マーク Ｆu 、Ｆd 、Ｆl 、Ｆr 第１基準マーク ＦＭr 、ＦＭl 第２基準マーク ＲＭl 、ＲＭr 第３マーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５２５Ｍ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のマスクのパターン像を感光基板上
   に順次重ねて投影する露光装置に用いられ、第１の波長
   特性の光で照明された前記マスクのパターン像を前記感
   光基板上に結像投影する投影光学系と、前記マスク上の
   第１マークが形成された第１マーク領域と前記投影光学
   系とを介して前記第１の波長特性と異なる第２の波長特
   性の光を前記感光基板上の第２マークが形成された前記
   第１マーク領域に対応する第２マーク領域に照射すると
   共に、前記第１マーク領域から生じる光情報と前記第２
   マーク領域から生じる光情報とを同時に検出する検出手
   段とを備えたアライメント装置において、 前記複数のマスクには、いずれも前記感光基板上の第２
   マーク形成可能領域に対応する前記マスク上の領域全長
   に渡る同一領域に同一の第１マークが形成されているこ
   とを特徴とするアライメント装置。
2. 【請求項２】 第１の波長特性の光で照明されたマスク
   のパターン像を感光基板上に結像投影する投影光学系を
   備え、複数のマスクを順次取り替え、各マスクのパター
   ン像を前記投影光学系を用いて前記感光基板上に順次重
   ねて投影する露光装置に用いられるアライメント方法で
   あって、 前記マスクには、いずれも前記感光基板上の第２マーク
   形成可能領域に対応する前記マスク上の領域全長に渡る
   同一領域に同一の第１マークが予め形成されており、 前記マスク上の第１マークが形成された第１マーク領域
   と前記投影光学系とを介して前記第１の波長特性と異な
   る第２の波長特性の光を前記第１マークに対応する基準
   板上の第１基準マークに照射すると共に、前記第１マー
   ク領域から生じる光情報と前記第１基準マークから生じ
   る光情報とを同時に検出する第１の工程と；前記第１の
   工程と並行してマスク上の第３マークが形成された第３
   マーク領域と前記投影光学系とを介して前記第１の波長
   特性の光を基準板上の第２基準マークに照射すると共
   に、前記第３マーク領域から生じる光情報と前記第２基
   準マークから生じる光情報とを同時に検出する第２の工
   程と；前記マスク上の第１マークが形成された第１マー
   ク領域と前記投影光学系とを介して前記第２の波長特性
   の光を前記感光基板上に形成された１又は２以上の第２
   マークに照射すると共に、前記第１マーク領域から生じ
   る光情報と前記第２マークから生じる光情報とを同時に
   検出し、この検出結果と前記第２の工程で得られた検出
   結果とに基づいて、前記感光基板とマスクとのアライメ
   ントを行なう第３の工程とを含むアライメント方法。