JPH10154660A - 光リソグラフィー用アライメント方法および装置 - Google Patents
光リソグラフィー用アライメント方法および装置Info
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- JPH10154660A JPH10154660A JP9283685A JP28368597A JPH10154660A JP H10154660 A JPH10154660 A JP H10154660A JP 9283685 A JP9283685 A JP 9283685A JP 28368597 A JP28368597 A JP 28368597A JP H10154660 A JPH10154660 A JP H10154660A
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プロセスインセンシティブなウェーハアライ
メント方法および装置を提供する。 【解決手段】 照明光源からの電磁放射をレンズにより
集光し、ウェーハ上のアライメントマークをスキャンす
る。アライメントマークのエッジから反射または散乱さ
れた電磁放射光を検出器で受光する。様々な幅のアライ
メントマークにおける類似のエッジ同士を類似エッジセ
レクタにより選択し組み合わせることにより、類似エッ
ジからの信号を得、信号アナライザに＿んｍｂよりアラ
イメントマークの中心位置を求める。
メント方法および装置を提供する。 【解決手段】 照明光源からの電磁放射をレンズにより
集光し、ウェーハ上のアライメントマークをスキャンす
る。アライメントマークのエッジから反射または散乱さ
れた電磁放射光を検出器で受光する。様々な幅のアライ
メントマークにおける類似のエッジ同士を類似エッジセ
レクタにより選択し組み合わせることにより、類似エッ
ジからの信号を得、信号アナライザに＿んｍｂよりアラ
イメントマークの中心位置を求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は概してマスクとウェ
ーハのアライメント（位置合わせ）に関し、より詳細に
は光リソグラフィーによる製造装置において使用するア
ライメント装置および方法に関する。
ーハのアライメント（位置合わせ）に関し、より詳細に
は光リソグラフィーによる製造装置において使用するア
ライメント装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造は光リソグラフィ
ー技術に大きく依存している。製造プロセス中に、回路
パターンが半導体ウェーハ上に重層的に形成される。こ
れは、マスクまたはレチクル上の回路パターン像を感光
性レジストでコーティングされたウェーハ上に転写する
ことにより行われる。半導体ウェーハに転写される最小
線幅は０．５ミクロン以下のものが典型的である。この
ような微細な線幅と、製造プロセスにおいて複数の層を
露光する必要性から、アライメント装置を使用してマス
ク像を半導体ウェーハ上で位置合わせしなければならな
い。アライメント精度は０．１ミクロンかそれ以下が必
要とされることが多い。そのようなアライメントシステ
ムが米国特許第４，６９７，０８７号公報（“スキャニ
ングリソグラフィーアライナ用反転暗視野アライメント
システム”、Frederick Y. Yu、１９８７年９月２９
日）に記載されている。この公報には、ウェーハターゲ
ットを上部に有したウェーハと、マスクターゲットを上
部に有したマスクが互いに位置合わせする装置が開示さ
れている。半導体ウェーハの製造において、ウェーハ特
性、数、厚さ、表面層の種類等のプロセス変数のため、
アライメントが難しくなる場合が少なくない。アライメ
ント信号の変化はこれらプロセス変数の関数であり、プ
ロセスセンシティビティと呼ばれる。しばしばこのプロ
セスセンシティビティが原因で、アライメント装置を使
用してウェーハ上のアライメントマークの位置を正確に
求めることが困難となる。よって、比較的プロセスイン
センシティブな、即ちプロセス変数に関係無くアライメ
ント情報を正確に得ることのできるアライメント装置お
よび方法が必要とされている。
ー技術に大きく依存している。製造プロセス中に、回路
パターンが半導体ウェーハ上に重層的に形成される。こ
れは、マスクまたはレチクル上の回路パターン像を感光
性レジストでコーティングされたウェーハ上に転写する
ことにより行われる。半導体ウェーハに転写される最小
線幅は０．５ミクロン以下のものが典型的である。この
ような微細な線幅と、製造プロセスにおいて複数の層を
露光する必要性から、アライメント装置を使用してマス
ク像を半導体ウェーハ上で位置合わせしなければならな
い。アライメント精度は０．１ミクロンかそれ以下が必
要とされることが多い。そのようなアライメントシステ
ムが米国特許第４，６９７，０８７号公報（“スキャニ
ングリソグラフィーアライナ用反転暗視野アライメント
システム”、Frederick Y. Yu、１９８７年９月２９
日）に記載されている。この公報には、ウェーハターゲ
ットを上部に有したウェーハと、マスクターゲットを上
部に有したマスクが互いに位置合わせする装置が開示さ
れている。半導体ウェーハの製造において、ウェーハ特
性、数、厚さ、表面層の種類等のプロセス変数のため、
アライメントが難しくなる場合が少なくない。アライメ
ント信号の変化はこれらプロセス変数の関数であり、プ
ロセスセンシティビティと呼ばれる。しばしばこのプロ
セスセンシティビティが原因で、アライメント装置を使
用してウェーハ上のアライメントマークの位置を正確に
求めることが困難となる。よって、比較的プロセスイン
センシティブな、即ちプロセス変数に関係無くアライメ
ント情報を正確に得ることのできるアライメント装置お
よび方法が必要とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、光リ
ソグラフィーシステムにおけるウェーハとマスク間のア
ライメント精度を改善することである。
ソグラフィーシステムにおけるウェーハとマスク間のア
ライメント精度を改善することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記課
題は以下の構成を有した方法および装置により解決され
る。すなわち、照明光源からの電磁放射の所定のパター
ンが、レンズを介してアライメントマークを上部に有す
る半導体ウェーハ上に投射される。アライメントマーク
は所定のパターンの照明を介してスキャンされ、アライ
メントマークのエッジ部分により反射または散乱され
る。反射光または散乱光は検出器により集光され、電磁
放射から電気信号に変換される。類似エッジセレクタに
より一対またはそれ以上の数のアライメントマークの類
似したエッジ同士が組み合わせられる（matching）。そ
して組み合わせられた類似エッジからの信号が信号アナ
ライザにより分析され、位置およびアライメント情報が
得られる。この位置およびアライメント情報に基づい
て、回路パターン形成のため半導体ウェーハ上に順次露
光される回路形状が正確に位置合わせされる。ここで類
似のエッジとは、スキャンニング動作中に検出されるア
ライメントマークにおいて組み合わせる即ち同等と見な
すことにより対または組とすることのできるエッジであ
る。例えば、第一のアライメントマークの第一即ち前部
エッジと、第二の乃至それ以上の数のアライメントマー
クの第一即ち前部エッジ同士、および該第一のアライメ
ントマークの第二即ち後部エッジと第二の乃至はその他
のアライメントマークの第二即ち後部エッジ同士であ
る。また、本発明の別の実施例では、前方検出器と後方
検出器が前記の類似エッジセレクタと共に使用すること
により、スキャン方向に対して前方または後方における
散乱ないし反射電磁放射が選択的に検出される。
題は以下の構成を有した方法および装置により解決され
る。すなわち、照明光源からの電磁放射の所定のパター
ンが、レンズを介してアライメントマークを上部に有す
る半導体ウェーハ上に投射される。アライメントマーク
は所定のパターンの照明を介してスキャンされ、アライ
メントマークのエッジ部分により反射または散乱され
る。反射光または散乱光は検出器により集光され、電磁
放射から電気信号に変換される。類似エッジセレクタに
より一対またはそれ以上の数のアライメントマークの類
似したエッジ同士が組み合わせられる（matching）。そ
して組み合わせられた類似エッジからの信号が信号アナ
ライザにより分析され、位置およびアライメント情報が
得られる。この位置およびアライメント情報に基づい
て、回路パターン形成のため半導体ウェーハ上に順次露
光される回路形状が正確に位置合わせされる。ここで類
似のエッジとは、スキャンニング動作中に検出されるア
ライメントマークにおいて組み合わせる即ち同等と見な
すことにより対または組とすることのできるエッジであ
る。例えば、第一のアライメントマークの第一即ち前部
エッジと、第二の乃至それ以上の数のアライメントマー
クの第一即ち前部エッジ同士、および該第一のアライメ
ントマークの第二即ち後部エッジと第二の乃至はその他
のアライメントマークの第二即ち後部エッジ同士であ
る。また、本発明の別の実施例では、前方検出器と後方
検出器が前記の類似エッジセレクタと共に使用すること
により、スキャン方向に対して前方または後方における
散乱ないし反射電磁放射が選択的に検出される。
【０００５】本発明の方法はプロセス変数にあまり左右
されないという有利な点を有する。
されないという有利な点を有する。
【０００６】また、本発明は、ウェーハマークまたはタ
ーゲットの検出を改善でき、様々な基板に適用できると
いう有利な点を有する。
ーゲットの検出を改善でき、様々な基板に適用できると
いう有利な点を有する。
【０００７】本発明は、類似のエッジの組を検出し組み
合わせることによりアライメント情報が得られるという
特徴を有する。
合わせることによりアライメント情報が得られるという
特徴を有する。
【０００８】本発明はさらに、優勢なまたは相対的に強
い信号を持つ類似のエッジの組を選択するために前方検
出器および後方検出器が使用されるという特徴を有す
る。
い信号を持つ類似のエッジの組を選択するために前方検
出器および後方検出器が使用されるという特徴を有す
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第一の実施例を示
すブロック図である。本発明に類似するアライメント装
置は米国特許第５４７７０５７号公報（“スキャニング
光リソグラフィー用オフアクシスアライメント装置”、
David Angeley, et al, December 19,1995）に記載され
ている。図１において、照明光源１０により電磁放射が
レチクル１１とレンズ１２を介して半導体ウェーハ１４
上に投射される。半導体ウェーハ１４の上部には複数の
ウェーハアライメントマーク１６が形成されている。ウ
ェーハアライメントマーク１６は概してギャップにより
分離された凸状の部分により形成された線により構成さ
れている。アライメントマークとしてはトレンチ形状も
頻繁に利用されており、前記凸状部分の代わりに使用す
ることも可能である。ウェーハアライメントマーク１６
は公知のウェーハ製造方法によって製作することがで
き、格子とすることもできる。ウェーハ１４はＸ−Ｙス
テージ１５上に置かれる。Ｘ−Ｙステージ１５により、
ウェーハ１４は照明光源１０からの電磁放射によって矢
印１７で示される方向にスキャンされる。電磁放射は所
定の照明パターン（図示しない）に形成される。所定の
パターンは概してＸ字形であるが、ウェーハアライメン
トマーク１６に照射された際に検出可能な信号を得られ
るものであればどのようなパターンでも構わない。所定
の照明パターンは、レチクルまたはマスク１１の一部に
照明光源１０からの電磁放射を通過させて形成する。ウ
ェーハ１４の表面およびウェーハアライメントマーク１
６により反射または散乱された電磁放射はレンズ１２に
より集光され、検出器１８へ送られる。検出器１８は電
磁放射を電気信号に変換できるものであればその種類を
問わない。また検出器１８は、ウェーハアライメントマ
ーク１６の双方の側からの反射光または散乱光を集光す
るように配置することができる。検出器１８はまた、異
なる位置に複数個配置することもできる。類似エッジセ
レクタ２０は検出器１８に接続されている。類似エッジ
セレクタ２０により、ウェーハアライメントマーク１６
の類似エッジの対または組が選択される。類似エッジセ
レクタ２０により選択された類似エッジを示す信号が信
号アナライザ２２により分析される。信号アナライザ２
２は公知の信号分析技術を用いてウェーハアライメント
マーク１６の類似エッジの位置を決定する。この情報に
基づいて、信号アナライザ２２はウェーハ１４の位置を
求め、ウェーハ１４およびレチクル１１のアライメント
を判断する。そしてウェーハステージ１５を動かすこと
により位置合わせが達成ないし維持される。
すブロック図である。本発明に類似するアライメント装
置は米国特許第５４７７０５７号公報（“スキャニング
光リソグラフィー用オフアクシスアライメント装置”、
David Angeley, et al, December 19,1995）に記載され
ている。図１において、照明光源１０により電磁放射が
レチクル１１とレンズ１２を介して半導体ウェーハ１４
上に投射される。半導体ウェーハ１４の上部には複数の
ウェーハアライメントマーク１６が形成されている。ウ
ェーハアライメントマーク１６は概してギャップにより
分離された凸状の部分により形成された線により構成さ
れている。アライメントマークとしてはトレンチ形状も
頻繁に利用されており、前記凸状部分の代わりに使用す
ることも可能である。ウェーハアライメントマーク１６
は公知のウェーハ製造方法によって製作することがで
き、格子とすることもできる。ウェーハ１４はＸ−Ｙス
テージ１５上に置かれる。Ｘ−Ｙステージ１５により、
ウェーハ１４は照明光源１０からの電磁放射によって矢
印１７で示される方向にスキャンされる。電磁放射は所
定の照明パターン（図示しない）に形成される。所定の
パターンは概してＸ字形であるが、ウェーハアライメン
トマーク１６に照射された際に検出可能な信号を得られ
るものであればどのようなパターンでも構わない。所定
の照明パターンは、レチクルまたはマスク１１の一部に
照明光源１０からの電磁放射を通過させて形成する。ウ
ェーハ１４の表面およびウェーハアライメントマーク１
６により反射または散乱された電磁放射はレンズ１２に
より集光され、検出器１８へ送られる。検出器１８は電
磁放射を電気信号に変換できるものであればその種類を
問わない。また検出器１８は、ウェーハアライメントマ
ーク１６の双方の側からの反射光または散乱光を集光す
るように配置することができる。検出器１８はまた、異
なる位置に複数個配置することもできる。類似エッジセ
レクタ２０は検出器１８に接続されている。類似エッジ
セレクタ２０により、ウェーハアライメントマーク１６
の類似エッジの対または組が選択される。類似エッジセ
レクタ２０により選択された類似エッジを示す信号が信
号アナライザ２２により分析される。信号アナライザ２
２は公知の信号分析技術を用いてウェーハアライメント
マーク１６の類似エッジの位置を決定する。この情報に
基づいて、信号アナライザ２２はウェーハ１４の位置を
求め、ウェーハ１４およびレチクル１１のアライメント
を判断する。そしてウェーハステージ１５を動かすこと
により位置合わせが達成ないし維持される。
【００１０】図２はウェーハ１４の一部であり、ウェー
ハアライメントマーク１６がより明確に示されている。
ウェーハ１４とウェーハアライメントマーク１６はプロ
セスコーティング２４により覆われている。図にはプロ
セスコーティング２４を１つだけ示しているが、通常は
半導体の製造においては多数のプロセスコーティングが
使用される。ウェーハアライメントマーク１６はそれぞ
れ第一の、前方すなわち左エッジ２６と、第二の、後方
すなわち右エッジ２８を有している。左エッジ２６は互
いに類似のエッジであり、類似エッジの組を成してい
る。右エッジ２８もまた互いに類似のエッジであり、類
似エッジの組を成している。類似エッジとは、複数のア
ライメントマークにおける形状ないし位置が同じか似て
いるエッジのことである。よって、左側の類似エッジ２
６間にはピッチすなわち距離３０が形成されており、ま
た右側の類似エッジ２８間にもピッチ即ち距離３２が形
成されている。ウェーハアライメントマーク１６の外見
上の幅はプロセスコーティング２４の関数として変化す
る。従って、単一のウェーハアライメントマーク１６の
線幅の検出値は、ウェーハアライメントマーク１６とウ
ェーハ１４の表面に順次配設されるプロセスコーティン
グ２４の数に従って増加する。つまり、エッジ２６と２
８間で検出される外見上の線幅はプロセス変数に依存し
て変化するため、ウェーハアライメントマーク１６の中
心を正確に求めること及び、反射または散乱電磁放射の
検出により発生された信号に基づいて信号分析を行うこ
とが困難になる。本発明では、ウェーハアライメントマ
ーク１６の類似エッジを組み合わせることにより、発生
された信号の検出および分析が外見上の線幅に関係無く
行われる。従って、ウェーハアライメントマーク１６の
検出がその外見上の幅に依存することなく行われる。こ
のため本発明のアライメント装置によれば、アライメン
トマークの中心を外見上の線幅すなわちプロセス変数に
依存して変化する線幅に左右されることなく正確に測定
することが可能である。図２に示すように、検出される
中心はアライメントマーク１６をどうグループ分けする
かによって決まる。例えば、２つのアライメントマーク
１６の中心Ｃを求めるのであれば、２つのアライメント
マーク１６のみの類似エッジの対２６、２８を使用す
る。また、５個のアライメントマーク１６の中心Ｃ１を
求めたい場合は、５個のアライメントマーク１６の類似
エッジ２６、２８が組み合わされて使用される。
ハアライメントマーク１６がより明確に示されている。
ウェーハ１４とウェーハアライメントマーク１６はプロ
セスコーティング２４により覆われている。図にはプロ
セスコーティング２４を１つだけ示しているが、通常は
半導体の製造においては多数のプロセスコーティングが
使用される。ウェーハアライメントマーク１６はそれぞ
れ第一の、前方すなわち左エッジ２６と、第二の、後方
すなわち右エッジ２８を有している。左エッジ２６は互
いに類似のエッジであり、類似エッジの組を成してい
る。右エッジ２８もまた互いに類似のエッジであり、類
似エッジの組を成している。類似エッジとは、複数のア
ライメントマークにおける形状ないし位置が同じか似て
いるエッジのことである。よって、左側の類似エッジ２
６間にはピッチすなわち距離３０が形成されており、ま
た右側の類似エッジ２８間にもピッチ即ち距離３２が形
成されている。ウェーハアライメントマーク１６の外見
上の幅はプロセスコーティング２４の関数として変化す
る。従って、単一のウェーハアライメントマーク１６の
線幅の検出値は、ウェーハアライメントマーク１６とウ
ェーハ１４の表面に順次配設されるプロセスコーティン
グ２４の数に従って増加する。つまり、エッジ２６と２
８間で検出される外見上の線幅はプロセス変数に依存し
て変化するため、ウェーハアライメントマーク１６の中
心を正確に求めること及び、反射または散乱電磁放射の
検出により発生された信号に基づいて信号分析を行うこ
とが困難になる。本発明では、ウェーハアライメントマ
ーク１６の類似エッジを組み合わせることにより、発生
された信号の検出および分析が外見上の線幅に関係無く
行われる。従って、ウェーハアライメントマーク１６の
検出がその外見上の幅に依存することなく行われる。こ
のため本発明のアライメント装置によれば、アライメン
トマークの中心を外見上の線幅すなわちプロセス変数に
依存して変化する線幅に左右されることなく正確に測定
することが可能である。図２に示すように、検出される
中心はアライメントマーク１６をどうグループ分けする
かによって決まる。例えば、２つのアライメントマーク
１６の中心Ｃを求めるのであれば、２つのアライメント
マーク１６のみの類似エッジの対２６、２８を使用す
る。また、５個のアライメントマーク１６の中心Ｃ１を
求めたい場合は、５個のアライメントマーク１６の類似
エッジ２６、２８が組み合わされて使用される。
【００１１】図３のａ乃至ｄは、本発明における、図１
および２のウェーハアライメントマーク１６を示す信号
の検出および分析等の動作を説明する図である。図３の
ａにはウェーハ表面１４´とウェーハアライメントマー
ク表面１６´が示されている。ウェーハアライメントマ
ーク表面１６´は左エッジ２６´と右エッジ２８´を有
する。波形３４により示された照明輪郭を有した照明パ
ターンにより、ウェーハ表面１４´とウェーハアライメ
ントマーク表面１６´が右すなわち矢印１７´で示した
方向にスキャンされる。必ずしも必要という訳ではない
が通常はウェーハアライメントマークと照明パターン間
には角度が設けられ山形が形成される。波形３４により
示された所定の照明パターンは左エッジ２６´により反
射または散乱された後、図１の検出器１８により集光さ
れて、図３のｂに示すような波形３６を有する信号が得
られる。同様に、波形３８は右エッジ２８´により反射
ないし散乱された電磁放射に対応する信号を表してい
る。図３のｂにおける波形３６´、３８´および３６´
´もまた同様に左エッジ２６´と右エッジ２８´により
反射ないし散乱された電磁放射を表している。波形３
６、３８、３６´、３８´および３６´´はいずれもプ
ロセス変数のため互いにわずかに異なっている。波形３
６と３６´は類似エッジの対を表しており、波形３８と
３８´も同様である。図３のｃの波形４０は相関器の有
する相関関数を示している。相関器は基本的に、相関関
数の計算に近似の電子的動作を行うことによりノイズに
埋もれた微弱信号を検出するために使用される。相関器
波形４０はおよそ類似エッジ２６´または２８´の距離
に等しい周期を有する。図３のｄの波形４２と４２´
は、波形４０で表された相関関数を、波形３８と３６´
で表した検出器信号に適用した場合の部分的出力を表し
ている。相関器出力波形４２と４２´が零参照レベル４
４を交差する時点により位置４６、４６´、すなわち一
対のウェーハマーク１６´の類似エッジ２６´、２８´
それぞれに関して検出されたエッジ中心が表されてい
る。類似エッジ２６´と２８´の対の検出に引き続いて
平均値が求められ、この平均値がウェーハアライメント
マーク１６´間の距離の検出中心として使用される。こ
うして位置およびアライメント情報、例えば図２の中心
ＣまたはＣ１が得られる。本発明による類似エッジを組
み合わせる方法により、レベル平均シフト変化を５０％
低減できることが実験により確認された。
および２のウェーハアライメントマーク１６を示す信号
の検出および分析等の動作を説明する図である。図３の
ａにはウェーハ表面１４´とウェーハアライメントマー
ク表面１６´が示されている。ウェーハアライメントマ
ーク表面１６´は左エッジ２６´と右エッジ２８´を有
する。波形３４により示された照明輪郭を有した照明パ
ターンにより、ウェーハ表面１４´とウェーハアライメ
ントマーク表面１６´が右すなわち矢印１７´で示した
方向にスキャンされる。必ずしも必要という訳ではない
が通常はウェーハアライメントマークと照明パターン間
には角度が設けられ山形が形成される。波形３４により
示された所定の照明パターンは左エッジ２６´により反
射または散乱された後、図１の検出器１８により集光さ
れて、図３のｂに示すような波形３６を有する信号が得
られる。同様に、波形３８は右エッジ２８´により反射
ないし散乱された電磁放射に対応する信号を表してい
る。図３のｂにおける波形３６´、３８´および３６´
´もまた同様に左エッジ２６´と右エッジ２８´により
反射ないし散乱された電磁放射を表している。波形３
６、３８、３６´、３８´および３６´´はいずれもプ
ロセス変数のため互いにわずかに異なっている。波形３
６と３６´は類似エッジの対を表しており、波形３８と
３８´も同様である。図３のｃの波形４０は相関器の有
する相関関数を示している。相関器は基本的に、相関関
数の計算に近似の電子的動作を行うことによりノイズに
埋もれた微弱信号を検出するために使用される。相関器
波形４０はおよそ類似エッジ２６´または２８´の距離
に等しい周期を有する。図３のｄの波形４２と４２´
は、波形４０で表された相関関数を、波形３８と３６´
で表した検出器信号に適用した場合の部分的出力を表し
ている。相関器出力波形４２と４２´が零参照レベル４
４を交差する時点により位置４６、４６´、すなわち一
対のウェーハマーク１６´の類似エッジ２６´、２８´
それぞれに関して検出されたエッジ中心が表されてい
る。類似エッジ２６´と２８´の対の検出に引き続いて
平均値が求められ、この平均値がウェーハアライメント
マーク１６´間の距離の検出中心として使用される。こ
うして位置およびアライメント情報、例えば図２の中心
ＣまたはＣ１が得られる。本発明による類似エッジを組
み合わせる方法により、レベル平均シフト変化を５０％
低減できることが実験により確認された。
【００１２】概して相関器は最大信号領域を決定するた
めに使用される。相関器関数は正と負の両方の値を含
み、検出即ち捕捉された信号の長さにわたってアライメ
ントマークのエッジを数学的にスライドし、乗じ、積分
した結果予測される信号の推定値の導関数の近似であ
る。零よりも大幅に上の信号を有した領域は正の相関に
よって関数の上昇により検出され、負の相関によって関
数の下降により検出される。そして信号位置が高低の中
間即ち関数が零交差する地点において決定される。信号
は分析されて零参照レベルに対する傾斜が求められる。
類似エッジは、ラインエッジの予測位置に基づいて、相
関器にその間隔即ちピッチを与えることにより決定され
る。所定の間隔に基づき相関器は、ラインエッジがＮ個
の場合、実際のＮ倍の信号強度を示す。これはＮ個のラ
インが同時に検出されているからである。以上相関関数
を用いた信号処理を説明したが、必要な信号検出が行え
る限り、その他の適当な又は同等の信号処理技術も使用
できる。
めに使用される。相関器関数は正と負の両方の値を含
み、検出即ち捕捉された信号の長さにわたってアライメ
ントマークのエッジを数学的にスライドし、乗じ、積分
した結果予測される信号の推定値の導関数の近似であ
る。零よりも大幅に上の信号を有した領域は正の相関に
よって関数の上昇により検出され、負の相関によって関
数の下降により検出される。そして信号位置が高低の中
間即ち関数が零交差する地点において決定される。信号
は分析されて零参照レベルに対する傾斜が求められる。
類似エッジは、ラインエッジの予測位置に基づいて、相
関器にその間隔即ちピッチを与えることにより決定され
る。所定の間隔に基づき相関器は、ラインエッジがＮ個
の場合、実際のＮ倍の信号強度を示す。これはＮ個のラ
インが同時に検出されているからである。以上相関関数
を用いた信号処理を説明したが、必要な信号検出が行え
る限り、その他の適当な又は同等の信号処理技術も使用
できる。
【００１３】図４には本発明における、ウェーハアライ
メントマークのパターンの別の例を示す。ウェーハ１４
はアライメントマーク１１６、１１６´および１１６´
´を上部に有している。これらウェーハアライメントマ
ーク１１６、１１６´、１１６´´の幅は互いに異な
り、この例では一端から他端へ向けて増大している。ア
ライメントマーク１１６´の幅は１１６の２倍であり、
１１６´´の幅は１１６の３倍である。即ち、一端の最
初の幅の整数倍になるように幅が増大している。アライ
メントマーク１１６は第一のエッジである前方すなわち
左エッジ１２６と、第二のエッジである後方すなわち右
エッジ１２８を有している。同様に、アライメントマー
ク１１６´も第一のエッジである前方すなわち左エッジ
１２６´と、第二のエッジである後方すなわち右エッジ
１２８´を有する。さらにウェーハアライメントマーク
１１６´´は第一のエッジである前方すなわち左エッジ
１２６´´と、第二のエッジである後方即ち右エッジ１
２８´´を有する。この例では、類似エッジの第一の組
は１２６、１２６´および１２６´´により示してあ
る。類似エッジの第二の組は１２８、１２８´および１
２８´´で示してある。ピッチすなわち距離１３０は隣
接する類似エッジ１２６と１２６´間に形成されてい
る。ピッチすなわち距離１３０´は類似エッジ１２６´
と１２６´´間に形成されている。さらに、ピッチすな
わち距離１３０´´が、類似エッジ１２６´´と、この
第一の組と実質的に同一であるウェーハアライメントマ
ークの組すなわち第二の類似エッジの組の類似エッジ１
２６との間に形成されている。したがって、ウェーハア
ライメントマーク１１６、１１６´および１１６´´に
より周期Ｐが構成されている。また、ピッチ即ち距離１
３２は類似エッジ１２８と１２８´間に形成されてい
る。ピッチ即ち距離１３２´は類似エッジ１２８´と１
２８´´間に形成されている。さらにピッチ即ち距離１
３２´´は類似エッジ１２８´と、第一の組とほとんど
同一であるアライメントマークの第二の組の類似エッジ
１２８との間に形成されている。従って、図４に示され
ているのは、異なるアライメントマークにおいて類似の
エッジを有しているものの組である。言うまでもなく本
発明におけるウェーハマークは図示の形状以外にも可能
であり、位置およびアライメント情報を得るためには、
組み合わせる、即ち同等と見なすことのできる類似エッ
ジを有していれば良い。例えば、図５にはアライメント
マーク３１６、３１６´、および３１６´´から成る別
の組を有したウェーハ１４が示されている。２つのアラ
イメントマーク３１６同士の幅は等しく、２つのアライ
メントマーク３１６´同士も同様に等しい幅を有する。
アライメントマーク３１６´´の幅はアライメントマー
ク３１６´の幅よりも大きく、後者の幅は３１６の幅よ
り大きい。そして、類似エッジ３２６、３２６´、３２
６´´の組および類似エッジ３２８、３２８´、３２８
´´の組を利用して、上記の例で説明した方法によって
中心Ｃ２の場所が求められる。
メントマークのパターンの別の例を示す。ウェーハ１４
はアライメントマーク１１６、１１６´および１１６´
´を上部に有している。これらウェーハアライメントマ
ーク１１６、１１６´、１１６´´の幅は互いに異な
り、この例では一端から他端へ向けて増大している。ア
ライメントマーク１１６´の幅は１１６の２倍であり、
１１６´´の幅は１１６の３倍である。即ち、一端の最
初の幅の整数倍になるように幅が増大している。アライ
メントマーク１１６は第一のエッジである前方すなわち
左エッジ１２６と、第二のエッジである後方すなわち右
エッジ１２８を有している。同様に、アライメントマー
ク１１６´も第一のエッジである前方すなわち左エッジ
１２６´と、第二のエッジである後方すなわち右エッジ
１２８´を有する。さらにウェーハアライメントマーク
１１６´´は第一のエッジである前方すなわち左エッジ
１２６´´と、第二のエッジである後方即ち右エッジ１
２８´´を有する。この例では、類似エッジの第一の組
は１２６、１２６´および１２６´´により示してあ
る。類似エッジの第二の組は１２８、１２８´および１
２８´´で示してある。ピッチすなわち距離１３０は隣
接する類似エッジ１２６と１２６´間に形成されてい
る。ピッチすなわち距離１３０´は類似エッジ１２６´
と１２６´´間に形成されている。さらに、ピッチすな
わち距離１３０´´が、類似エッジ１２６´´と、この
第一の組と実質的に同一であるウェーハアライメントマ
ークの組すなわち第二の類似エッジの組の類似エッジ１
２６との間に形成されている。したがって、ウェーハア
ライメントマーク１１６、１１６´および１１６´´に
より周期Ｐが構成されている。また、ピッチ即ち距離１
３２は類似エッジ１２８と１２８´間に形成されてい
る。ピッチ即ち距離１３２´は類似エッジ１２８´と１
２８´´間に形成されている。さらにピッチ即ち距離１
３２´´は類似エッジ１２８´と、第一の組とほとんど
同一であるアライメントマークの第二の組の類似エッジ
１２８との間に形成されている。従って、図４に示され
ているのは、異なるアライメントマークにおいて類似の
エッジを有しているものの組である。言うまでもなく本
発明におけるウェーハマークは図示の形状以外にも可能
であり、位置およびアライメント情報を得るためには、
組み合わせる、即ち同等と見なすことのできる類似エッ
ジを有していれば良い。例えば、図５にはアライメント
マーク３１６、３１６´、および３１６´´から成る別
の組を有したウェーハ１４が示されている。２つのアラ
イメントマーク３１６同士の幅は等しく、２つのアライ
メントマーク３１６´同士も同様に等しい幅を有する。
アライメントマーク３１６´´の幅はアライメントマー
ク３１６´の幅よりも大きく、後者の幅は３１６の幅よ
り大きい。そして、類似エッジ３２６、３２６´、３２
６´´の組および類似エッジ３２８、３２８´、３２８
´´の組を利用して、上記の例で説明した方法によって
中心Ｃ２の場所が求められる。
【００１４】図６は本発明の第二の実施例の概略を示す
ブロック図である。図６は図１の実施例と似ているが、
図６においてはウェーハ１４上のウェーハアライメント
マーク１６から散乱または反射された電磁放射の異なる
部分を検出するための検出器が複数使用されている。図
１と同様に、照明光源１０によりレチクル１１の像が、
上部にウェーハアライメントマーク１６を有するウェー
ハ１４上に結像される。ウェーハを保持しているステー
ジ１５は矢印１７で示す方向に移動即ちスキャンされ
る。その結果、照明パターンによりアライメントマーク
１６がスキャンされる。照明パターンからの電磁放射は
アライメントマーク１６の特にそのエッジ部分により反
射または散乱されて、レンズ２１２により集光される。
スキャン方向と同じ、即ち前方に反射または散乱された
電磁放射は前方検出器２１８により集光され、その反対
方向即ち後方に反射または散乱された電磁放射は後方検
出器２１９により集光される。類似エッジセレクタ２２
０は類似エッジを表す信号を検出するために使用され
る。信号アナライザ２２２はこの信号を分析し、該信号
に依存する位置を計算する。
ブロック図である。図６は図１の実施例と似ているが、
図６においてはウェーハ１４上のウェーハアライメント
マーク１６から散乱または反射された電磁放射の異なる
部分を検出するための検出器が複数使用されている。図
１と同様に、照明光源１０によりレチクル１１の像が、
上部にウェーハアライメントマーク１６を有するウェー
ハ１４上に結像される。ウェーハを保持しているステー
ジ１５は矢印１７で示す方向に移動即ちスキャンされ
る。その結果、照明パターンによりアライメントマーク
１６がスキャンされる。照明パターンからの電磁放射は
アライメントマーク１６の特にそのエッジ部分により反
射または散乱されて、レンズ２１２により集光される。
スキャン方向と同じ、即ち前方に反射または散乱された
電磁放射は前方検出器２１８により集光され、その反対
方向即ち後方に反射または散乱された電磁放射は後方検
出器２１９により集光される。類似エッジセレクタ２２
０は類似エッジを表す信号を検出するために使用され
る。信号アナライザ２２２はこの信号を分析し、該信号
に依存する位置を計算する。
【００１５】図７のａないしｆには、図６の実施例にお
ける信号の検出と分析がより詳細に示されている。図７
のａは、複数のアライメントマーク１６´を上部に有し
た基板またはウェーハ１４´を示す。ウェーハアライメ
ントマーク１６´は直線寸法Ｔを有したターゲットを形
成している。直線寸法Ｔはまた、アライメントマークの
繰り返しパターンの一周期とすることもできる。ディメ
ンションＴは中心Ｃを有する。波形３４により示された
照明パターンを有する電磁放射パターンは左から右へと
矢印１７´の方向に従ってウェーハ表面１４´上をスキ
ャンする。電磁放射はエッジ２６´または２８´により
反射または散乱される。エッジ２６´と２８´は相補エ
ッジと呼ぶが、それはそれぞれ一つづつが個々のウェー
ハアライメントマーク１６´において使用されているか
らである。電磁放射は前方には矢印２５０で示す方向
に、また後方には矢印２５２で示す方向に散乱または反
射される。図６の前方検出器２１８は矢印２５０で示す
電磁放射照明の反射または散乱を集光するように配設さ
れる一方、後方検出器２１９は矢印２５２で示す散乱ま
たは反射電磁放射を集光するように配設される。基板に
よっては、前方に反射ないし散乱された電磁放射、また
は後方に反射ないし散乱された電磁放射のいづれかによ
って、類似エッジ２６´と２８´のそれぞれの組からの
信号の全体または大部分が占められることがあることが
分かっている。例えば、図７のｂにはある特定の基板の
前方検出器出力が示されており、該出力は、図６の前方
検出器２１８により集光された、左側の類似エッジの組
２６´から反射ないし散乱された電磁放射を表す比較的
強い信号を有している。すなわち左エッジ信号波形２３
６と２３６´により示される比較的大きい振幅がそれで
あり、この波形は図６の前方検出器２１８により集光さ
れた電磁放射を表している。それに対して、矢印２５２
で示された類似エッジの組２６´からの後方反射ないし
散乱電磁放射は、図７のｃの波形２３７と２３７´の低
い振幅に示されるがごとく比較的弱い。同様に、右側の
相補類似エッジ２８´の組により反射ないし散乱された
電磁放射は、矢印２５０´により表された前方散乱ない
し反射電磁放射と、矢印２５２´により表された後方反
射ないし散乱電磁放射との間における一定の関係を示し
ている。すなわちこの関係において、図６の前方検出器
２１８により集光された前方散乱ないし反射電磁放射
は、図７のｂの波形２３８と２３８´の有する低い振幅
により示されるごとく比較的弱い信号となる。一方、類
似エッジ２８´の組からの矢印２５２´で示された後方
反射ないし散乱電磁放射はより強く、図７のｃの波形２
３９および２３９´の大きい振幅により示されている。
中には前方反射ないし散乱電磁放射と後方反射ないし散
乱電磁放射間に明確な関係を示さない、即ち均一な強さ
の信号を生じさせる基板もあるが、多くの基板ではその
ような関係が確認される。例えば、半導体製造に使用さ
れるコンタクト層、金属層、バイア層、ポリレイヤ、酸
化層等の層を有する調査した基板の多くにおいて、所与
の類似エッジの組から反射ないし散乱された電磁放射の
前方または後方に比較的強い信号が得られた場合、その
相補的な類似エッジ２８´の組はその反対方向に強い反
射ないし散乱電磁放射を示す。例えば、図７のａないし
ｃにおいて、類似エッジ２６´の組が比較的強い前方反
射ないし散乱電磁放射を生じるので、相補類似エッジ２
８´の組は比較的強い後方反射ないし散乱電磁放射を生
じる。基板によっては、所与の類似エッジの組からの反
射または散乱電磁放射が一方向において優勢であると、
該組に対して相補的なエッジの組からの反射ないし散乱
電磁放射は反対において優勢となることが確認されてい
る。その結果、図７のｄに示す信号検出用の相関器は主
要な又はより強い信号を決定するために使用される。従
って、図７のｂないしｄに示すように、波形２４０で表
された相関器は波形２３９と２３９´により表される予
期された比較的強い信号を探し、出力波形２４２´を送
出する。この出力波形において零参照レベル２４４は、
類似エッジ２８´の対または組を表す波形２３９と２３
９´間の中心位置２４６´を規定している。同様に、相
関器波形２４０を用いて、類似エッジ２６´の対または
組からの比較的強い信号２３６と２３６´を検出するこ
とができ、その場合、相関器出力波形２４２が得られ
る。この相関器出力波形２４２において、零参照レベル
２４４は類似エッジ２６´の対または組を表す波形２３
６と２３６´間の中心位置２４６を得るために使用され
る。検出された位置２４６と２４６´は、図７のｆに示
された測定中心位置２４８を得るために平均される。該
測定中心位置２４８がウェーハマーク１６´により形成
されたターゲットの中心位置Ｃである。
ける信号の検出と分析がより詳細に示されている。図７
のａは、複数のアライメントマーク１６´を上部に有し
た基板またはウェーハ１４´を示す。ウェーハアライメ
ントマーク１６´は直線寸法Ｔを有したターゲットを形
成している。直線寸法Ｔはまた、アライメントマークの
繰り返しパターンの一周期とすることもできる。ディメ
ンションＴは中心Ｃを有する。波形３４により示された
照明パターンを有する電磁放射パターンは左から右へと
矢印１７´の方向に従ってウェーハ表面１４´上をスキ
ャンする。電磁放射はエッジ２６´または２８´により
反射または散乱される。エッジ２６´と２８´は相補エ
ッジと呼ぶが、それはそれぞれ一つづつが個々のウェー
ハアライメントマーク１６´において使用されているか
らである。電磁放射は前方には矢印２５０で示す方向
に、また後方には矢印２５２で示す方向に散乱または反
射される。図６の前方検出器２１８は矢印２５０で示す
電磁放射照明の反射または散乱を集光するように配設さ
れる一方、後方検出器２１９は矢印２５２で示す散乱ま
たは反射電磁放射を集光するように配設される。基板に
よっては、前方に反射ないし散乱された電磁放射、また
は後方に反射ないし散乱された電磁放射のいづれかによ
って、類似エッジ２６´と２８´のそれぞれの組からの
信号の全体または大部分が占められることがあることが
分かっている。例えば、図７のｂにはある特定の基板の
前方検出器出力が示されており、該出力は、図６の前方
検出器２１８により集光された、左側の類似エッジの組
２６´から反射ないし散乱された電磁放射を表す比較的
強い信号を有している。すなわち左エッジ信号波形２３
６と２３６´により示される比較的大きい振幅がそれで
あり、この波形は図６の前方検出器２１８により集光さ
れた電磁放射を表している。それに対して、矢印２５２
で示された類似エッジの組２６´からの後方反射ないし
散乱電磁放射は、図７のｃの波形２３７と２３７´の低
い振幅に示されるがごとく比較的弱い。同様に、右側の
相補類似エッジ２８´の組により反射ないし散乱された
電磁放射は、矢印２５０´により表された前方散乱ない
し反射電磁放射と、矢印２５２´により表された後方反
射ないし散乱電磁放射との間における一定の関係を示し
ている。すなわちこの関係において、図６の前方検出器
２１８により集光された前方散乱ないし反射電磁放射
は、図７のｂの波形２３８と２３８´の有する低い振幅
により示されるごとく比較的弱い信号となる。一方、類
似エッジ２８´の組からの矢印２５２´で示された後方
反射ないし散乱電磁放射はより強く、図７のｃの波形２
３９および２３９´の大きい振幅により示されている。
中には前方反射ないし散乱電磁放射と後方反射ないし散
乱電磁放射間に明確な関係を示さない、即ち均一な強さ
の信号を生じさせる基板もあるが、多くの基板ではその
ような関係が確認される。例えば、半導体製造に使用さ
れるコンタクト層、金属層、バイア層、ポリレイヤ、酸
化層等の層を有する調査した基板の多くにおいて、所与
の類似エッジの組から反射ないし散乱された電磁放射の
前方または後方に比較的強い信号が得られた場合、その
相補的な類似エッジ２８´の組はその反対方向に強い反
射ないし散乱電磁放射を示す。例えば、図７のａないし
ｃにおいて、類似エッジ２６´の組が比較的強い前方反
射ないし散乱電磁放射を生じるので、相補類似エッジ２
８´の組は比較的強い後方反射ないし散乱電磁放射を生
じる。基板によっては、所与の類似エッジの組からの反
射または散乱電磁放射が一方向において優勢であると、
該組に対して相補的なエッジの組からの反射ないし散乱
電磁放射は反対において優勢となることが確認されてい
る。その結果、図７のｄに示す信号検出用の相関器は主
要な又はより強い信号を決定するために使用される。従
って、図７のｂないしｄに示すように、波形２４０で表
された相関器は波形２３９と２３９´により表される予
期された比較的強い信号を探し、出力波形２４２´を送
出する。この出力波形において零参照レベル２４４は、
類似エッジ２８´の対または組を表す波形２３９と２３
９´間の中心位置２４６´を規定している。同様に、相
関器波形２４０を用いて、類似エッジ２６´の対または
組からの比較的強い信号２３６と２３６´を検出するこ
とができ、その場合、相関器出力波形２４２が得られ
る。この相関器出力波形２４２において、零参照レベル
２４４は類似エッジ２６´の対または組を表す波形２３
６と２３６´間の中心位置２４６を得るために使用され
る。検出された位置２４６と２４６´は、図７のｆに示
された測定中心位置２４８を得るために平均される。該
測定中心位置２４８がウェーハマーク１６´により形成
されたターゲットの中心位置Ｃである。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、基板、ウェーハマーク
またはターゲットの種類に関わらずウェーハマークまた
はターゲットの検出精度を向上させることができるとい
う効果が得られる。半導体製造においては複数処理ステ
ップのため、ウェーハターゲットまたはマークから得ら
れた信号が比較的弱く、検出が難しいことが多い。本発
明によれば、弱い信号のうちから比較的強いものを選択
し、ノイズに埋もれた信号を検出するため、通常検出不
可能または不確実だったウェーハターゲットの位置ない
し中心を測定することができる。
またはターゲットの種類に関わらずウェーハマークまた
はターゲットの検出精度を向上させることができるとい
う効果が得られる。半導体製造においては複数処理ステ
ップのため、ウェーハターゲットまたはマークから得ら
れた信号が比較的弱く、検出が難しいことが多い。本発
明によれば、弱い信号のうちから比較的強いものを選択
し、ノイズに埋もれた信号を検出するため、通常検出不
可能または不確実だったウェーハターゲットの位置ない
し中心を測定することができる。
【００１７】さらに、類似エッジを組み合わせることに
より、より正確で比較的プロセスインセンティブな位置
およびアライメント情報を得ているため、この情報を用
いてレチクルないしマスクとウェーハを半導体製造にお
ける順次処理工程においてより正確に位置合わせするこ
とが可能となる。
より、より正確で比較的プロセスインセンティブな位置
およびアライメント情報を得ているため、この情報を用
いてレチクルないしマスクとウェーハを半導体製造にお
ける順次処理工程においてより正確に位置合わせするこ
とが可能となる。
【００１８】このように本発明によれば半導体装置製造
技術が一段と進歩し、より小さく高密度の半導体装置に
必要とされる線幅または加工寸法の微細化に貢献でき、
より高能率で高速の電子回路の生産に寄与するものであ
る。
技術が一段と進歩し、より小さく高密度の半導体装置に
必要とされる線幅または加工寸法の微細化に貢献でき、
より高能率で高速の電子回路の生産に寄与するものであ
る。
【図１】図１は本発明の第一の実施例を示すブロック図
である。
である。
【図２】図２は上部にアライメントマークとプロセスコ
ーティングを有したウェーハの部分断面図である。
ーティングを有したウェーハの部分断面図である。
【図３】図３は第一実施例における信号の分析を示す図
である。
である。
【図４】図４はアライメントパターンの一例を示す図で
ある。
ある。
【図５】図５はアライメントパターンの別の例を示す図
である。
である。
【図６】図６は本発明の第二の実施例を示すブロック図
である。
である。
【図７】図７は本発明の第二実施例における信号分析を
示す図である。
示す図である。
１０ 照明光源 １１ レチクル １２、２１２ レンズ １４ ウェーハ １５ ウェーハステージ １６、１１６、３１６ ウェーハアライメントマーク １８ 検出器 ２１８ 前方検出器 ２１９ 後方検出器 ２０ 類似エッジセレクタ ２２、２２２ 信号アナライザ ２４ プロセスコーティング ２６、１２６、３２６ 左エッジ ２８、１２８、３２８ 右エッジ Ｃ，Ｃ２ 中心 ２２０ 類似エッジセレクタ
Claims (25)
- 【請求項１】 照明光源と、レンズと、検出器と、類似
エッジセレクタと、信号アナライザとを備えた光リソグ
ラフィー用アライメント装置であって、それぞれ第一と
第二のエッジを有するアライメントマークが上部に設け
られたウェーハを位置合わせするための装置において、 前記レンズにより前記照明光源からの電磁放射が受光さ
れ、前記ウェーハに照射され、 アライメントマークから反射された電磁放射が前記検出
器により受光され、 前記類似エッジセレクタにより検出器からの第一のエッ
ジの組と第二のエッジの組を表す信号が選択され、 前記信号アナライザにより前記信号から第一と第二のエ
ッジの組の位置が計算されるように構成された、光リソ
グラフィー用アライメント装置。 - 【請求項２】 前記第一のエッジの組が第一のエッジの
対により構成され、 前記第二のエッジの組が第二のエッジの対により構成さ
れている、請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記信号アナライザにより、前記第一の
エッジの対と第二のエッジの対の位置に基づいてアライ
メントマークの実質的中心が計算される、請求項２記載
の装置。 - 【請求項４】 ウェーハを保持するステージを備えた、
請求項１記載の装置。 - 【請求項５】 照明光源とレンズ間にレチクルが配設さ
れている、請求項１記載の装置。 - 【請求項６】 照明光源と、レチクルと、レンズと、検
出器と、類似エッジセレクタと、信号アナライザを備え
た光リソグラフィーアライメント装置であって、類似エ
ッジの第一の組と類似エッジの第二の組を有したアライ
メントマークが上部に設けられているウェーハを位置合
わせするための装置において、 前記照明光源からの電磁放射が前記レチクルを介して前
記レンズにより受光され、所定の照明パターンとして前
記ウェーハに照射され、 前記アライメントマークの類似エッジの第一の組と類似
エッジの第二の組により反射された電磁放射が前記検出
器により受光され、該検出器は受光した電磁放射を表す
信号を発生し、 前記類似エッジセレクタにより、前記信号のうち類似エ
ッジの第一の組と第二の組を表す部分が選択され、 前記信号アナライザにより、類似エッジの第一の組同士
の組み合わせおよび類似エッジの第二の組同士の組み合
わせに基づいてアライメントマークの位置が計算される
よう構成された、光リソグラフィー用アライメント装
置。 - 【請求項７】 信号アナライザが相関器を含む、請求項
６記載の装置。 - 【請求項８】 相関器により、類似エッジ間の距離に対
応する個々の位置において相関関数が適用されるよう構
成された、請求項７記載の装置。 - 【請求項９】 照明光源と、レンズと、検出器と、セレ
クタと、信号アナライザを備えた、光リソグラフィー装
置用アライメント装置であって、それぞれ第一と第二の
エッジを有する複数のアライメントマークが上部に配設
されたウェーハを位置合わせする装置において、 前記照明光源から照射された電磁放射が前記レンズによ
り受光され前記ウェーハに照射され、 個々のアライメントマークの前記第一と第二のエッジか
ら反射された電磁放射が前記検出器により受光され、 前記セレクタにより、前記検出器からの第一のエッジの
組を表す信号が組み合わされ、また第二のエッジの組を
表す信号が組み合わされ、 前記信号アナライザにより、第一のエッジの組を表す信
号と第二のエッジの組を表す信号とに基づいて、前記複
数のアライメントマークの位置が計算されるよう構成さ
れた、アライメント装置。 - 【請求項１０】 前記複数のアライメントマークがそれ
ぞれ異なる幅を有している、請求項９記載の装置。 - 【請求項１１】 前記それぞれ異なる幅は、最初の幅の
整数倍となっている、請求項１０記載の装置。 - 【請求項１２】 最初の幅の整数倍である前記異なる幅
が、一端の最初の幅から増加するよう構成された、請求
項１１記載の装置。 - 【請求項１３】 複数のアライメントマークの幅が一旦
増加した後、減少するようにウェーハの一端から他端へ
配設されている、請求項９記載の装置。 - 【請求項１４】 間隔をあけたアライメントマークを上
部に有し、該アライメントマークが類似のエッジを有し
ているウェーハのアライメント方法において、 前記ウェーハに電磁放射を投射し、 アライメントマークから反射された電磁放射を検出し、 アライメントマークから反射された電磁放射から類似エ
ッジを表す信号を選択し、 類似エッジに基づいてウェーハの位置を計算するステッ
プから成る、ウェーハのアライメント方法。 - 【請求項１５】 類似エッジを表す信号に相関関数を適
用するステップを有した、請求項１４記載のウェーハア
ライメント方法。 - 【請求項１６】 第一のエッジと第二のエッジを有する
個々のアライメントマークが間隔を開けて上部に設けら
れているウェーハのアライメント方法であって、 所定のパターンを有する電磁放射を前記ウェーハに投射
し、 アライメントマークにより反射された電磁放射を検出
し、 アライメントマークにより反射された電磁放射から第一
のエッジの組と第二のエッジの組を表す信号を選択し、 第一のエッジの組と第二のエッジの組から得られる情報
に基づいてウェーハの位置を計算するステップにより、
ウェーハとレチクルを正確に位置合わせする用構成され
た、ウェーハのアライメント方法。 - 【請求項１７】 照明光源と、レンズと、スキャン方向
に移動可能なステージと、前方検出器と、後方検出器
と、類似エッジセレクタと、信号アナライザを備えた光
リソグラフィー用アライメント装置であって、第一と第
二のエッジを有したアライメントマークが上部に設けら
れているウェーハを位置合わせするための装置におい
て、 前記照明光源からの電磁放射が前記レンズにより受光さ
れウェーハに照射され、 アライメントマークにより反射されたスキャン方向の電
磁放射が前記前方検出器により受光され、 アライメントマークにより反射されスキャン方向とは反
対方向における電磁放射が前記後方検出器により受光さ
れ、 前記類似エッジセレクタにより、前方検出器と後方検出
器から得られる信号から第一のエッジの組と第二のエッ
ジの組を表す信号が選択され、 前記信号アナライザにより前記信号から第一のエッジと
第二のエッジの組の位置が計算されるよう構成された装
置。 - 【請求項１８】 エッジセレクタにより、第一のエッジ
の組と第二のエッジの組に対して前方および後方検出器
のどちらが優勢な信号を有しているかが判断されるよう
構成された、請求項１７記載の装置。 - 【請求項１９】 前記信号アナライザが相関器を含む、
請求項１７記載の装置。 - 【請求項２０】 前記相関器が前方および後方検出器か
らの優勢な信号に関連づけられている、請求項１８記載
の装置。 - 【請求項２１】 類似エッジの相補的な第一と第二の組
を有するアライメントマークが間隔を開けて上部に設け
られているウェーハのアライメント方法であって、 電磁放射をウェーハに投射し、 アライメントマークにより反射された電磁放射を第一の
方向において検出し、 アライメントマークにより反射された電磁放射を第二の
方向において検出し、 アライメントマークにより第一の方向で反射された電磁
放射から類似エッジの第一の組を表す第一の優勢な信号
を選択し、 アライメントマークにより第二の方向で反射された電磁
放射から類似エッジの第二の組を表す第二の優勢な信号
を選択し、 第一と第二の優勢な信号に基づいてウェーハアライメン
トマークの位置を計算するステップから成る、ウェーハ
のアライメント方法。 - 【請求項２２】 投射された電磁放射をスキャン方向に
おいてウェーハ上でスキャンするステップを有した、請
求項２１記載の方法。 - 【請求項２３】 第一の方向がスキャン方向であり、第
二の方向がスキャン方向とは反対の方向である、請求項
２２記載の方法。 - 【請求項２４】 第一と第二の優勢信号を相関関数に相
関させるステップにより、類似エッジの第一の組におけ
る第一の中心位置が求められ、類似エッジの第二の組に
おける第二の中心位置が求められるよう構成された、請
求項２３記載の方法。 - 【請求項２５】 第一と第二の中心位置の平均を求める
ステップにより測定中心位置が得られるよう構成され
た、請求項２４記載の方法。
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