JPH1022212A - 位置検出装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 - Google Patents
位置検出装置及びそれを用いたデバイスの製造方法Info
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- JPH1022212A JPH1022212A JP8188631A JP18863196A JPH1022212A JP H1022212 A JPH1022212 A JP H1022212A JP 8188631 A JP8188631 A JP 8188631A JP 18863196 A JP18863196 A JP 18863196A JP H1022212 A JPH1022212 A JP H1022212A
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- JP
- Japan
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- light beam
- characteristic curve
- predetermined
- origin
- physical optical
- Prior art date
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- Pending
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 マスクとウエハとの相対的位置決めを高精度
に行うことのできる位置検出装置及びそれを用いたデバ
イスの製造方法を得ること。 【解決手段】 物理光学素子より成るマークを有した第
１物体と第２物体とを対向配置し、該第１物体と第２物
体上のマークを介した光束の所定面上に入射する光束の
双方の位置ずれ量と間隔に基づいて変位する位置関係よ
り該第１物体と第２物体の相対的な位置ずれ量又は／及
び間隔を求めるに際して、特性曲線より求めた原点位置
を利用していること。
に行うことのできる位置検出装置及びそれを用いたデバ
イスの製造方法を得ること。 【解決手段】 物理光学素子より成るマークを有した第
１物体と第２物体とを対向配置し、該第１物体と第２物
体上のマークを介した光束の所定面上に入射する光束の
双方の位置ずれ量と間隔に基づいて変位する位置関係よ
り該第１物体と第２物体の相対的な位置ずれ量又は／及
び間隔を求めるに際して、特性曲線より求めた原点位置
を利用していること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は位置検出装置及びそ
れを用いたデバイスの製造方法に関し、例えば半導体素
子等のデバイスの製造用の露光装置において、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）を行う場合に好適なも
のである。
れを用いたデバイスの製造方法に関し、例えば半導体素
子等のデバイスの製造用の露光装置において、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）を行う場合に好適なも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来より半導体素子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。
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。
【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
ーンを設け、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
ーンを設け、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】本出願人は先の特開平４−２０４３０８号
公報において第１物体面上に第１，第３の２つの物理光
学素子を、第２物体面上に第２，第４の２つの物理光学
素子を各々設け、これらの物理光学素子に光束を入射さ
せたときに第１，第２の２つの物理光学素子を介して所
定面上に生ずる第１，第２の２つの回折光束の位置及び
第３，第４の２つの物理光学素子を介して所定面上に生
ずる第３，第４の２つの回折光束の位置を検出手段で検
出することによって第１物体と第２物体との相対的な位
置検出を行う際に、該第１物体と該第２物体との相対的
な間隔ｇにおける相対的なずれ量Ｗと、該検出手段で検
出される位置情報ｙとの関係を実験的に求めて記録した
記録手段を参照して、該検出手段により所定面上に生ず
る少なくとも３つの回折光束の各回折光束間のうち該第
１物体と該第２物体との相対的なずれ量Ｗと相対的な間
隔ｇの双方に関係する回折光束間の値を少なくとも２つ
検出し、該検出手段からの出力信号を用いて演算手段に
よりずれ量Ｗと間隔ｇを求めている。
公報において第１物体面上に第１，第３の２つの物理光
学素子を、第２物体面上に第２，第４の２つの物理光学
素子を各々設け、これらの物理光学素子に光束を入射さ
せたときに第１，第２の２つの物理光学素子を介して所
定面上に生ずる第１，第２の２つの回折光束の位置及び
第３，第４の２つの物理光学素子を介して所定面上に生
ずる第３，第４の２つの回折光束の位置を検出手段で検
出することによって第１物体と第２物体との相対的な位
置検出を行う際に、該第１物体と該第２物体との相対的
な間隔ｇにおける相対的なずれ量Ｗと、該検出手段で検
出される位置情報ｙとの関係を実験的に求めて記録した
記録手段を参照して、該検出手段により所定面上に生ず
る少なくとも３つの回折光束の各回折光束間のうち該第
１物体と該第２物体との相対的なずれ量Ｗと相対的な間
隔ｇの双方に関係する回折光束間の値を少なくとも２つ
検出し、該検出手段からの出力信号を用いて演算手段に
よりずれ量Ｗと間隔ｇを求めている。
【０００５】例えば該第１物体と該第２物体との既知の
相対的な間隔ｇと既知の相対的なずれ量Ｗにおける検出
手段で得られる位置情報ｙを多数の間隔ｇ、ずれ量Ｗと
の組み合わせにおいて実験的に求めておき、これら３つ
の要素ｇ，Ｗ，ｙに関する一般式（実験式）を求め、記
録手段に記録しておく。そして検出手段から得られた出
力信号よりずれ量Ｗと間隔ｇを求める際に記録手段に記
録しておいた一般式を用いて求めるようにしている。
相対的な間隔ｇと既知の相対的なずれ量Ｗにおける検出
手段で得られる位置情報ｙを多数の間隔ｇ、ずれ量Ｗと
の組み合わせにおいて実験的に求めておき、これら３つ
の要素ｇ，Ｗ，ｙに関する一般式（実験式）を求め、記
録手段に記録しておく。そして検出手段から得られた出
力信号よりずれ量Ｗと間隔ｇを求める際に記録手段に記
録しておいた一般式を用いて求めるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本出願人が先に特開平
４−２０４３０８号公報で提案した位置検出装置では第
１物体と第２物体との相対的な位置ずれ量が零のとき第
１物体面上の物理光学素子の光軸と第２物体面上の物理
光学素子の光軸とが距離Ｗ0 だけずれるように設定して
いる。
４−２０４３０８号公報で提案した位置検出装置では第
１物体と第２物体との相対的な位置ずれ量が零のとき第
１物体面上の物理光学素子の光軸と第２物体面上の物理
光学素子の光軸とが距離Ｗ0 だけずれるように設定して
いる。
【０００７】そして双方の物理光学素子の光軸が距離Ｗ
0 だけずれたときの検出手段（センサ）に入射する光束
の重心間隔が所定の値となるように設定している。一般
にこのときの検出手段（センサ）へ入射する光束の重心
間隔は、例えば第１物体と第２物体の間隔（ＧＡＰ）
等、色々の要因によって変化し、この結果、位置検出精
度が低下してくるという問題があった。
0 だけずれたときの検出手段（センサ）に入射する光束
の重心間隔が所定の値となるように設定している。一般
にこのときの検出手段（センサ）へ入射する光束の重心
間隔は、例えば第１物体と第２物体の間隔（ＧＡＰ）
等、色々の要因によって変化し、この結果、位置検出精
度が低下してくるという問題があった。
【０００８】本発明は、マスク等の第１物体とウエハ等
の第２物体との相対的な位置検出を行う際に、第１物体
と第２物体の間隔等の変動を受けない基準となる原点位
置を、例えば距離Ｗ0 を精度良く検出し、第１物体と第
２物体との相対的な位置を高精度に検出することのでき
る位置検出装置及びそれを用いたデバイスの製造方法の
提供を目的とする。
の第２物体との相対的な位置検出を行う際に、第１物体
と第２物体の間隔等の変動を受けない基準となる原点位
置を、例えば距離Ｗ0 を精度良く検出し、第１物体と第
２物体との相対的な位置を高精度に検出することのでき
る位置検出装置及びそれを用いたデバイスの製造方法の
提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】本発明の位置検出方法は、 (1-1) 第１物体面上と第２物体面上に各々物理光学素子
を設け、これらの物理光学素子に入射させた光束の所定
面上に生ずる所定次数の回折光束の位置情報を検出手段
で検出することにより該第１物体と第２物体との相対的
な位置検出を行う際、該第１物体面上と第２物体面上の
物理光学素子を介した光束の所定面上に入射する光束の
位置と双方の位置ずれ量との関係を示す特性曲線とし
て、特性の異なる少なくとも２つの特性曲線又は１つの
特性曲線と特性曲線を所定量、所定方向にシフトさせた
ときに得られる特性曲線とを利用して該第１物体と第２
物体との位置ずれ検出の原点を決定し、該原点を利用し
ていることを特徴としている。
を設け、これらの物理光学素子に入射させた光束の所定
面上に生ずる所定次数の回折光束の位置情報を検出手段
で検出することにより該第１物体と第２物体との相対的
な位置検出を行う際、該第１物体面上と第２物体面上の
物理光学素子を介した光束の所定面上に入射する光束の
位置と双方の位置ずれ量との関係を示す特性曲線とし
て、特性の異なる少なくとも２つの特性曲線又は１つの
特性曲線と特性曲線を所定量、所定方向にシフトさせた
ときに得られる特性曲線とを利用して該第１物体と第２
物体との位置ずれ検出の原点を決定し、該原点を利用し
ていることを特徴としている。
【００１０】特に、 (1-1-1) 前記位置ずれ検出の原点として前記特性の異な
る２つの特性曲線の交点又は１つの特性曲線と特性曲線
を所定量、所定方向にシフトさせたときに得られる特性
曲線との交点を利用していること。
る２つの特性曲線の交点又は１つの特性曲線と特性曲線
を所定量、所定方向にシフトさせたときに得られる特性
曲線との交点を利用していること。
【００１１】(1-1-2) 前記所定面上における複数の回折
光束は有限の光束径を有し、これらの回折光束の一部が
互いに重なる範囲の特性曲線を該回折光束が重ならない
範囲の特性曲線を基に回帰曲線を求め、該回帰曲線の交
点を原点としていること。等を特徴としている。
光束は有限の光束径を有し、これらの回折光束の一部が
互いに重なる範囲の特性曲線を該回折光束が重ならない
範囲の特性曲線を基に回帰曲線を求め、該回帰曲線の交
点を原点としていること。等を特徴としている。
【００１２】(1-2) 第１物体面上と第２物体面上に各々
物理光学素子を設け、これらの物理光学素子に入射させ
た光束の所定面上に生ずる所定次数の回折光束の位置情
報を検出手段で検出することにより該第１物体と第２物
体との相対的な位置検出を行う際、該第１物体面上と第
２物体面上の物理光学素子を介した光束の所定面上に入
射する光束の位置と双方の位置ずれ量との関係を示す特
性曲線として、少なくとも２つの特性曲線と、所定距離
だけ一方向にシフトした少なくとも２つの特性曲線との
少なくとも２つの交点の該一方向と直交する方向の値が
一致したときの該直交方向の座標を原点としていること
を特徴としている。
物理光学素子を設け、これらの物理光学素子に入射させ
た光束の所定面上に生ずる所定次数の回折光束の位置情
報を検出手段で検出することにより該第１物体と第２物
体との相対的な位置検出を行う際、該第１物体面上と第
２物体面上の物理光学素子を介した光束の所定面上に入
射する光束の位置と双方の位置ずれ量との関係を示す特
性曲線として、少なくとも２つの特性曲線と、所定距離
だけ一方向にシフトした少なくとも２つの特性曲線との
少なくとも２つの交点の該一方向と直交する方向の値が
一致したときの該直交方向の座標を原点としていること
を特徴としている。
【００１３】本発明のデバイスの製造方法は、構成要件
(1-1) 又は(1-2) の位置検出装置を用いてマスクとウエ
ハとの相対的な位置検出を行った後に、マスク面上のパ
ターンをウエハ面に転写し、該ウエハを現像処理工程を
介してデバイスを製造していることを特徴としている。
(1-1) 又は(1-2) の位置検出装置を用いてマスクとウエ
ハとの相対的な位置検出を行った後に、マスク面上のパ
ターンをウエハ面に転写し、該ウエハを現像処理工程を
介してデバイスを製造していることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態１の要部
概略図、図２は図１の各光束の光路を摸式的に展開した
ときの要部概略図、図３は本実施形態に係る第１物体１
面上と第２物体２面上の物理光学素子のパターン例であ
る。
概略図、図２は図１の各光束の光路を摸式的に展開した
ときの要部概略図、図３は本実施形態に係る第１物体１
面上と第２物体２面上の物理光学素子のパターン例であ
る。
【００１５】図１〜図３においてＬ１は不図示の半導体
レーザ又はＳＬＤ又はＸ線源等からの光束であり、マス
ク等の第１物体１面上の後述する物理光学素子Ｚ１，Ｚ
３に角度θで入射している。２はウエハ等の第２物体で
あり、第１物体１と間隔ｇ隔てて対向配置されている。
Ｗは第１物体１と第２物体２との相対的なずれ量を示し
ている。
レーザ又はＳＬＤ又はＸ線源等からの光束であり、マス
ク等の第１物体１面上の後述する物理光学素子Ｚ１，Ｚ
３に角度θで入射している。２はウエハ等の第２物体で
あり、第１物体１と間隔ｇ隔てて対向配置されている。
Ｗは第１物体１と第２物体２との相対的なずれ量を示し
ている。
【００１６】Ｚ１，Ｚ３は各々第１物体１面上に設けた
透過型の第１，第３物理光学素子であり、光束Ｌ１は物
理光学素子Ｚ１，Ｚ３に入射している。Ｚ２，Ｚ４は第
２物体２面上に設けた反射型（図２では透過型として示
している。）の第２，第４物理光学素子で、これらの物
理光学素子Ｚ１〜Ｚ４は例えば回折格子やゾーンプレー
ト等から成っている。
透過型の第１，第３物理光学素子であり、光束Ｌ１は物
理光学素子Ｚ１，Ｚ３に入射している。Ｚ２，Ｚ４は第
２物体２面上に設けた反射型（図２では透過型として示
している。）の第２，第４物理光学素子で、これらの物
理光学素子Ｚ１〜Ｚ４は例えば回折格子やゾーンプレー
ト等から成っている。
【００１７】物理光学素子Ｚ１〜Ｚ４はレンズ作用を有
しその焦点距離は各々ｆ１〜ｆ４である。
しその焦点距離は各々ｆ１〜ｆ４である。
【００１８】Ｌ２〜Ｌ９は各々物理光学素子からの所定
次数の回折光、３は検出手段で例えばラインセンサやエ
リアセンサ等のセンサで第１物体１から距離Ｌだけ離れ
た位置に配置されている。ａ１，ａ２は各々物理光学素
子Ｚ１，Ｚ３の光軸であり、このうち光軸ａ１と光軸ａ
２との間は距離Ｄだけ離れている。
次数の回折光、３は検出手段で例えばラインセンサやエ
リアセンサ等のセンサで第１物体１から距離Ｌだけ離れ
た位置に配置されている。ａ１，ａ２は各々物理光学素
子Ｚ１，Ｚ３の光軸であり、このうち光軸ａ１と光軸ａ
２との間は距離Ｄだけ離れている。
【００１９】点Ｃ１〜Ｃ４はそれぞれ回折光Ｌ３，Ｌ
５，Ｌ７，Ｌ９のセンサ３面上の光束重心位置である。
このうち点Ｃ１，Ｃ２は光軸ａ１から各々距離ｙ１，ｙ
２離れたところの点であり、点Ｃ３，Ｃ４は光軸ａ２か
ら各々距離ｙ３，ｙ４離れた位置を示している。
５，Ｌ７，Ｌ９のセンサ３面上の光束重心位置である。
このうち点Ｃ１，Ｃ２は光軸ａ１から各々距離ｙ１，ｙ
２離れたところの点であり、点Ｃ３，Ｃ４は光軸ａ２か
ら各々距離ｙ３，ｙ４離れた位置を示している。
【００２０】４は演算手段としての信号処理回路であ
り、センサ３からの情報により光束Ｌ３，Ｌ５，Ｌ７，
Ｌ９の光束重心を求めている。５は制御回路であり、信
号処理回路４からの位置ずれ量Ｗと間隔ｇに関する情報
に従って第１物体１と第２物体２との位置ずれ量Ｗと間
隔ｇを制御している。
り、センサ３からの情報により光束Ｌ３，Ｌ５，Ｌ７，
Ｌ９の光束重心を求めている。５は制御回路であり、信
号処理回路４からの位置ずれ量Ｗと間隔ｇに関する情報
に従って第１物体１と第２物体２との位置ずれ量Ｗと間
隔ｇを制御している。
【００２１】６はステージコントローラであり、第２物
体２を搭載している不図示のステージを制御回路５から
の指令に従って駆動している。
体２を搭載している不図示のステージを制御回路５から
の指令に従って駆動している。
【００２２】本実施形態では光源からの光束Ｌ１は第１
物体１面上の物理光学素子Ｚ１，Ｚ３に各々入射してい
る。このうち物理光学素子Ｚ１に入射した光束Ｌ１のう
ち物理光学素子Ｚ１で生じた１次回折光Ｌ２は物理光学
素子Ｚ２に入射する。そして位置ずれ量Ｗに応じて回折
方向が異なる１次回折光Ｌ３が発生する。回折光Ｌ３は
物理光学素子Ｚ１を０次回折光としてそのまま透過す
る。該回折光Ｌ３はセンサ３面上の光軸ａ１から距離ｙ
１離れた位置に結像する。センサ３と第１物体１との距
離は一定値Ｌなので距離ｙ１の値は間隔ｇと位置ずれ量
Ｗに依存する量となっている。
物体１面上の物理光学素子Ｚ１，Ｚ３に各々入射してい
る。このうち物理光学素子Ｚ１に入射した光束Ｌ１のう
ち物理光学素子Ｚ１で生じた１次回折光Ｌ２は物理光学
素子Ｚ２に入射する。そして位置ずれ量Ｗに応じて回折
方向が異なる１次回折光Ｌ３が発生する。回折光Ｌ３は
物理光学素子Ｚ１を０次回折光としてそのまま透過す
る。該回折光Ｌ３はセンサ３面上の光軸ａ１から距離ｙ
１離れた位置に結像する。センサ３と第１物体１との距
離は一定値Ｌなので距離ｙ１の値は間隔ｇと位置ずれ量
Ｗに依存する量となっている。
【００２３】一方、物理光学素子Ｚ１で回折作用を受け
ずに０次回折光として通過した光束Ｌ１は物理光学素子
Ｚ２に入射する。そして物理光学素子Ｚ２で１次の回折
作用を受けた１次回折光Ｌ４は物理光学素子Ｚ１に再入
射する。そして位置ずれ量Ｗに応じて回折方向が異なる
１次回折光Ｌ５が発生する。１次回折光Ｌ５はセンサ３
面上の光軸ａ１から距離ｙ２離れた位置に結像する。
ずに０次回折光として通過した光束Ｌ１は物理光学素子
Ｚ２に入射する。そして物理光学素子Ｚ２で１次の回折
作用を受けた１次回折光Ｌ４は物理光学素子Ｚ１に再入
射する。そして位置ずれ量Ｗに応じて回折方向が異なる
１次回折光Ｌ５が発生する。１次回折光Ｌ５はセンサ３
面上の光軸ａ１から距離ｙ２離れた位置に結像する。
【００２４】物理光学素子Ｚ３に入射した光束Ｌ１から
は物理光学素子Ｚ１に入射した光束Ｌ１と同様な回折光
Ｌ６〜Ｌ９が発生し、このうち回折光Ｌ７，Ｌ９はそれ
ぞれセンサ３面上の光軸ａ２から距離ｙ３，ｙ４離れた
位置に各々結像する。４は演算手段としての信号処理回
路であり、センサ３から読み込んだ情報からまず光束Ｌ
３，Ｌ５，Ｌ７，Ｌ９の光束重心位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ
３，Ｃ４を求めた後、点Ｃ１と点Ｃ４間の間隔Ｄ１４、
点Ｃ２と点Ｃ３間の間隔Ｄ２３を算出する。間隔Ｄ１４
と間隔Ｄ２３の値を後述する各式の関係を利用して第１
物体１と第２物体２との位置ずれ量Ｗと間隔ｇを求めて
いる。
は物理光学素子Ｚ１に入射した光束Ｌ１と同様な回折光
Ｌ６〜Ｌ９が発生し、このうち回折光Ｌ７，Ｌ９はそれ
ぞれセンサ３面上の光軸ａ２から距離ｙ３，ｙ４離れた
位置に各々結像する。４は演算手段としての信号処理回
路であり、センサ３から読み込んだ情報からまず光束Ｌ
３，Ｌ５，Ｌ７，Ｌ９の光束重心位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ
３，Ｃ４を求めた後、点Ｃ１と点Ｃ４間の間隔Ｄ１４、
点Ｃ２と点Ｃ３間の間隔Ｄ２３を算出する。間隔Ｄ１４
と間隔Ｄ２３の値を後述する各式の関係を利用して第１
物体１と第２物体２との位置ずれ量Ｗと間隔ｇを求めて
いる。
【００２５】制御回路５は信号処理回路４からの位置ず
れ量Ｗと間隔ｇに関する情報に従ってステージコントロ
ーラ６を駆動させて、所定の位置へ第２物体２を移動さ
せている。
れ量Ｗと間隔ｇに関する情報に従ってステージコントロ
ーラ６を駆動させて、所定の位置へ第２物体２を移動さ
せている。
【００２６】尚本実施形態において回折光は１次回折光
に限らず２次以上の高次回折光を用いても同様の効果を
得ることができる。
に限らず２次以上の高次回折光を用いても同様の効果を
得ることができる。
【００２７】本実施形態では光源，センサ等を一箇所に
集合させて構成することができる為、光プローブが小型
化され、又露光時の光プローブの移動が不要の為、スル
ープットがより向上する等の特徴を有している。
集合させて構成することができる為、光プローブが小型
化され、又露光時の光プローブの移動が不要の為、スル
ープットがより向上する等の特徴を有している。
【００２８】次に本実施形態において第１物体１と第２
物体２との位置ずれ量Ｗと間隔ｇの求め方について図２
を参照して説明する。
物体２との位置ずれ量Ｗと間隔ｇの求め方について図２
を参照して説明する。
【００２９】図２において回折光Ｌ３を発生するレンズ
系では光束Ｌ１がレンズ作用の働きをする物理光学素子
Ｚ１，Ｚ２を通り点Ｃ１に入射する。このとき回折光Ｌ
３の光束重心Ｃ１までの距離ｙ１は第１物体１と第２物
体２とのずれ量Ｗと間隔ｇによって決まる量であり、一
般に ｙ１＝Ｆ１（Ｗ，ｇ） ‥‥‥（１） のように表わされる。
系では光束Ｌ１がレンズ作用の働きをする物理光学素子
Ｚ１，Ｚ２を通り点Ｃ１に入射する。このとき回折光Ｌ
３の光束重心Ｃ１までの距離ｙ１は第１物体１と第２物
体２とのずれ量Ｗと間隔ｇによって決まる量であり、一
般に ｙ１＝Ｆ１（Ｗ，ｇ） ‥‥‥（１） のように表わされる。
【００３０】他の３つのレンズ系においても同様に距離
ｙ２，ｙ３，ｙ４はずれ量Ｗと間隔ｇによって決まる量
であり、 ｙ２＝Ｆ２（Ｗ，ｇ） ‥‥‥（２） ｙ３＝Ｆ３（Ｗ，ｇ） ‥‥‥（３） ｙ４＝Ｆ４（Ｗ，ｇ） ‥‥‥（４） のように表わされる。
ｙ２，ｙ３，ｙ４はずれ量Ｗと間隔ｇによって決まる量
であり、 ｙ２＝Ｆ２（Ｗ，ｇ） ‥‥‥（２） ｙ３＝Ｆ３（Ｗ，ｇ） ‥‥‥（３） ｙ４＝Ｆ４（Ｗ，ｇ） ‥‥‥（４） のように表わされる。
【００３１】以上のように距離ｙ１〜ｙ４を表わした場
合、点Ｃ１と点Ｃ３間の間隔Ｄ１３と点Ｃ２と点Ｃ４間
の間隔Ｄ２４を用いると、次のようにずれ量Ｗと間隔ｇ
に依存する量Ｙ１，Ｙ２を表わすことができる。
合、点Ｃ１と点Ｃ３間の間隔Ｄ１３と点Ｃ２と点Ｃ４間
の間隔Ｄ２４を用いると、次のようにずれ量Ｗと間隔ｇ
に依存する量Ｙ１，Ｙ２を表わすことができる。
【００３２】Ｙ１＝ｙ１＋ｙ３＝Ｄ１３−Ｄ＝Ｆ１＋Ｆ
３＝Ｆ５（Ｗ，ｇ） Ｙ２＝ｙ２＋ｙ４＝Ｄ２４−Ｄ＝Ｆ２＋Ｆ４＝Ｆ６
（Ｗ，ｇ） 即ち、 Ｙ１＝Ｆ５（Ｗ，ｇ） ‥‥‥（５） Ｙ２＝Ｆ６（Ｗ，ｇ） ‥‥‥（６） 一般に未知数が２つある場合、未知数を含む式が２つあ
れば未知数の解を求めることができる。
３＝Ｆ５（Ｗ，ｇ） Ｙ２＝ｙ２＋ｙ４＝Ｄ２４−Ｄ＝Ｆ２＋Ｆ４＝Ｆ６
（Ｗ，ｇ） 即ち、 Ｙ１＝Ｆ５（Ｗ，ｇ） ‥‥‥（５） Ｙ２＝Ｆ６（Ｗ，ｇ） ‥‥‥（６） 一般に未知数が２つある場合、未知数を含む式が２つあ
れば未知数の解を求めることができる。
【００３３】即ち Ａ＝Ｇ１（Ｗ，ｇ） ‥‥‥（７） Ｂ＝Ｇ２（Ｗ，ｇ） ‥‥‥（８） のような２つの関係式が用意できればＡ，Ｂの量を計測
等により求めることにより２つの未知数Ｗ，ｇを求める
ことができる。
等により求めることにより２つの未知数Ｗ，ｇを求める
ことができる。
【００３４】前述の（１）式を具体的にＷ，ｇで例えば
近軸の幾何光学的に表わすと次のようになる。図２より ｙ１：Ｗ＝Ｌ＋２ｇ−ｆ１：ｆ１−ｇ これより
近軸の幾何光学的に表わすと次のようになる。図２より ｙ１：Ｗ＝Ｌ＋２ｇ−ｆ１：ｆ１−ｇ これより
【００３５】
【数１】 となる。（１３），（１４）式において間隔Ｄは光軸ａ
１と光軸ａ２の間隔で既知であり、間隔Ｄ１３と間隔Ｄ
２４は計測により具体的に値を求めることができるの
で、（１３），（１４）式からずれ量Ｗと間隔ｇの値を
求めることができる。（１３），（１４）式からずれ量
Ｗを消去すれば間隔ｇの３次方程式が得られ、この式か
らパソコン等により容易にずれ量Ｗと間隔ｇが求まる。
１と光軸ａ２の間隔で既知であり、間隔Ｄ１３と間隔Ｄ
２４は計測により具体的に値を求めることができるの
で、（１３），（１４）式からずれ量Ｗと間隔ｇの値を
求めることができる。（１３），（１４）式からずれ量
Ｗを消去すれば間隔ｇの３次方程式が得られ、この式か
らパソコン等により容易にずれ量Ｗと間隔ｇが求まる。
【００３６】尚、本実施形態において第１〜第４物理光
学素子Ｚ１〜Ｚ４の焦点距離ｆ１〜ｆ４は次式を満足す
るように設定されている。
学素子Ｚ１〜Ｚ４の焦点距離ｆ１〜ｆ４は次式を満足す
るように設定されている。
【００３７】
【数２】 の如く設定されている。
【００３８】一方、前述の（９）〜（１２）式は近軸の
幾何光学的に取り扱うことができる精度の範囲内で成立
する。しかしながら、例えば位置検出精度が０．０１μ
ｍ程度になると検出系の収差、レンズ加工時の製作誤
差、組立調整時の誤差、そして経年変化による半導体レ
ーザやＳＬＤの発振波長の変動や発光点の移動等の誤差
要因により必ずしも一般的には成立しない。
幾何光学的に取り扱うことができる精度の範囲内で成立
する。しかしながら、例えば位置検出精度が０．０１μ
ｍ程度になると検出系の収差、レンズ加工時の製作誤
差、組立調整時の誤差、そして経年変化による半導体レ
ーザやＳＬＤの発振波長の変動や発光点の移動等の誤差
要因により必ずしも一般的には成立しない。
【００３９】そこで本実施形態ではこれらの誤差要因に
対応する為に間隔ｇのときの位置ずれＷとセンサ面上の
光束の入射位置に基づく距離Ｙとの関係を種々のケース
について求め、前述の（１）〜（４）式に相当する一般
式を求めて記録手段に記録している。
対応する為に間隔ｇのときの位置ずれＷとセンサ面上の
光束の入射位置に基づく距離Ｙとの関係を種々のケース
について求め、前述の（１）〜（４）式に相当する一般
式を求めて記録手段に記録している。
【００４０】そして実際の位置検出のとき記録手段に記
録しておいた一般式を利用して行なっている。又、ある
期間毎に求めた一般式を更新することにより経年変化に
より発生する誤差要因に対処している。
録しておいた一般式を利用して行なっている。又、ある
期間毎に求めた一般式を更新することにより経年変化に
より発生する誤差要因に対処している。
【００４１】本実施形態における一般式は、例えば前述
の間隔ｇ，位置ずれ量Ｗ，距離ｙを６つの係数Ａ，Ｂ，
Ｅ，Ｆ，Ｉ，Ｊを用いて ｙ＝（Ａｇ＋Ｂ）Ｗ2 ＋（Ｅｇ＋Ｆ）Ｗ＋（Ｉｇ＋Ｊ） ‥‥（１５） なる式で表わす。そして各光束について少なくとも６個
のデータをとり、係数Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｆ，Ｉ，Ｊを決定す
る。
の間隔ｇ，位置ずれ量Ｗ，距離ｙを６つの係数Ａ，Ｂ，
Ｅ，Ｆ，Ｉ，Ｊを用いて ｙ＝（Ａｇ＋Ｂ）Ｗ2 ＋（Ｅｇ＋Ｆ）Ｗ＋（Ｉｇ＋Ｊ） ‥‥（１５） なる式で表わす。そして各光束について少なくとも６個
のデータをとり、係数Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｆ，Ｉ，Ｊを決定す
る。
【００４２】このときデータを採るに際しては、予めマ
スクとウエハのずれ量Ｗ、間隔ｇを正確に測定した工具
を用意する。又距離ｙの値としてはセンサの任意の点か
らの距離として求めてもよい。
スクとウエハのずれ量Ｗ、間隔ｇを正確に測定した工具
を用意する。又距離ｙの値としてはセンサの任意の点か
らの距離として求めてもよい。
【００４３】これはｙ1 ＋ｙ2 等の和又は差を求めるこ
とにより各光束間の正確な距離が求まるからである。そ
して間隔ｇと位置ずれ量Ｗを次の如くして求めている。
まず前述の（５），（６）式に相当する式が次のように
求まったとする。
とにより各光束間の正確な距離が求まるからである。そ
して間隔ｇと位置ずれ量Ｗを次の如くして求めている。
まず前述の（５），（６）式に相当する式が次のように
求まったとする。
【００４４】
【数３】 となる。
【００４５】（１８），（１９）式から求まる位置ずれ
量Ｗについての２次方程式からＷの値を求め、これより
間隔ｇの値を求めている。
量Ｗについての２次方程式からＷの値を求め、これより
間隔ｇの値を求めている。
【００４６】図４は本実施形態において回折光束Ｌ３，
Ｌ５，Ｌ７，Ｌ９の光束重心Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が
ずれ量Ｗに応じてセンサ３面上でどのように変化するか
を示した説明図である。回折光束Ｌ３，Ｌ５，Ｌ７，Ｌ
９等はセンサ面上である幅を有しているので、お互いに
重なる部分があると点Ｃ１〜Ｃ４を精度良く求めるのが
難しくなってくる。
Ｌ５，Ｌ７，Ｌ９の光束重心Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が
ずれ量Ｗに応じてセンサ３面上でどのように変化するか
を示した説明図である。回折光束Ｌ３，Ｌ５，Ｌ７，Ｌ
９等はセンサ面上である幅を有しているので、お互いに
重なる部分があると点Ｃ１〜Ｃ４を精度良く求めるのが
難しくなってくる。
【００４７】そこで本実施形態では例えばずれ量Ｗ＝±
３μｍの間で計測したいときは各光束が離れている範囲
（例えば図４の点Ｗ0 −３から点Ｗ0 ＋３の間）の特性
を予めシミュレーション等で求めておき、これを利用す
る。
３μｍの間で計測したいときは各光束が離れている範囲
（例えば図４の点Ｗ0 −３から点Ｗ0 ＋３の間）の特性
を予めシミュレーション等で求めておき、これを利用す
る。
【００４８】即ち、本実施形態では前記第１，第２の２
つの物理光学素子を介して所定面上に生ずる第１，第２
の２つの回折光束の重心位置及び前記第３，第４の２つ
の物理光学素子を介して所定面上に生ずる第３，第４の
２つの回折光束の重心位置は各々回折光束の幅以上離れ
た状態で検出している。
つの物理光学素子を介して所定面上に生ずる第１，第２
の２つの回折光束の重心位置及び前記第３，第４の２つ
の物理光学素子を介して所定面上に生ずる第３，第４の
２つの回折光束の重心位置は各々回折光束の幅以上離れ
た状態で検出している。
【００４９】尚、本実施形態において第１物体と第２物
体との位置ずれ量Ｗが０のとき第１物体面上の物理光学
素子（例えばＺ１）の光軸ａ１と第２物体面上の物理光
学素子（例えばＺ２）の光軸ａ２を距離Ｗ0 だけずらし
ておくことにより、第１物体と第２物体との位置ずれ量
Ｗが０のときに点Ｃ１と点Ｃ２、及び点Ｃ３と点Ｃ４を
離れた状態にしておくことができる。
体との位置ずれ量Ｗが０のとき第１物体面上の物理光学
素子（例えばＺ１）の光軸ａ１と第２物体面上の物理光
学素子（例えばＺ２）の光軸ａ２を距離Ｗ0 だけずらし
ておくことにより、第１物体と第２物体との位置ずれ量
Ｗが０のときに点Ｃ１と点Ｃ２、及び点Ｃ３と点Ｃ４を
離れた状態にしておくことができる。
【００５０】図３に示す第１から第４物理光学素子Ｚ１
〜Ｚ４のパターン配置はこの様子を示しており、第１物
体と第２物体の位置ずれ量Ｗが０のとき第１と第２物理
光学素子Ｚ１とＺ２の光軸が、第３と第４物理光学素子
Ｚ３とＺ４の光軸が各々距離Ｗ0 だけずれるように設定
している。
〜Ｚ４のパターン配置はこの様子を示しており、第１物
体と第２物体の位置ずれ量Ｗが０のとき第１と第２物理
光学素子Ｚ１とＺ２の光軸が、第３と第４物理光学素子
Ｚ３とＺ４の光軸が各々距離Ｗ0 だけずれるように設定
している。
【００５１】従ってこのパターンを使用した場合、第１
物体と第２物体とが距離Ｗx だけずれているときは
（９）〜（１２）式のずれ量Ｗの値を Ｗ＝Ｗ0 ＋Ｗx と置き換えて計算すればよい。
物体と第２物体とが距離Ｗx だけずれているときは
（９）〜（１２）式のずれ量Ｗの値を Ｗ＝Ｗ0 ＋Ｗx と置き換えて計算すればよい。
【００５２】次に本実施形態において、種々の誤差要因
があっても、検出面上における光束の入射位置が不変と
なる原点である図４に示す「光軸のずれ量が零の点０」
（以降「原点」という）の求め方について説明する。図
４は横軸に物理光学素子の光軸のずれ量をとり、縦軸に
光束のセンサ上への入射位置をとっている。
があっても、検出面上における光束の入射位置が不変と
なる原点である図４に示す「光軸のずれ量が零の点０」
（以降「原点」という）の求め方について説明する。図
４は横軸に物理光学素子の光軸のずれ量をとり、縦軸に
光束のセンサ上への入射位置をとっている。
【００５３】図４から分かるように原点０では点Ｃ１と
点Ｃ２，点Ｃ３と点Ｃ４の特性曲線（以降「特性曲線Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４」という。）が交差している。各
特性曲線が交差する理由は図２において光軸ａ１とａ２
のずれ量ＷをＷ＝０とすると点Ｃ１と点Ｃ２，点Ｃ３と
点Ｃ４がそれぞれ光軸ａ１と光軸ａ２上にくる為であ
る。
点Ｃ２，点Ｃ３と点Ｃ４の特性曲線（以降「特性曲線Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４」という。）が交差している。各
特性曲線が交差する理由は図２において光軸ａ１とａ２
のずれ量ＷをＷ＝０とすると点Ｃ１と点Ｃ２，点Ｃ３と
点Ｃ４がそれぞれ光軸ａ１と光軸ａ２上にくる為であ
る。
【００５４】点Ｃ１と点Ｃ２，点Ｃ３と点Ｃ４に入射す
る光束Ｌ３，Ｌ５，Ｌ７，Ｌ９のスポット径が互いにそ
れぞれ分離している範囲が原点０の両端にある。この
為、この分離している範囲内でマスク１とウエハ２の位
置関係を移動させながらセンサ３上への光束の入射点Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の位置をプロットして特性曲線を
求め、原点０近傍の特性曲線は求めたデータから回帰曲
線を求めて特性曲線を決定している。
る光束Ｌ３，Ｌ５，Ｌ７，Ｌ９のスポット径が互いにそ
れぞれ分離している範囲が原点０の両端にある。この
為、この分離している範囲内でマスク１とウエハ２の位
置関係を移動させながらセンサ３上への光束の入射点Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の位置をプロットして特性曲線を
求め、原点０近傍の特性曲線は求めたデータから回帰曲
線を求めて特性曲線を決定している。
【００５５】このときその交点Ｙ１，Ｙ２からの垂線と
Ｘ軸との交点０が原点になる。原点０近傍の特性曲線は
ほぼ直線となる為、回帰曲線は精度良く求まる。
Ｘ軸との交点０が原点になる。原点０近傍の特性曲線は
ほぼ直線となる為、回帰曲線は精度良く求まる。
【００５６】図２や式（９）〜（１２）から分かるよう
にマスクとウエハ間の間隔ｇが変動するとセンサ３面上
の光束の入射点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は変動するが、
原点０では点Ｃ１と点Ｃ２、点Ｃ３と点Ｃ４がそれぞれ
光軸ａ１，ａ２上にある為変動せず、精度良く求めるこ
とができる。
にマスクとウエハ間の間隔ｇが変動するとセンサ３面上
の光束の入射点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は変動するが、
原点０では点Ｃ１と点Ｃ２、点Ｃ３と点Ｃ４がそれぞれ
光軸ａ１，ａ２上にある為変動せず、精度良く求めるこ
とができる。
【００５７】以上のように原点０が求まるとＷ0 の点も
正確に求まり、これによってマスクとウエハとの間の位
置ずれを正確に求めている。
正確に求まり、これによってマスクとウエハとの間の位
置ずれを正確に求めている。
【００５８】次に本発明の実施形態２について説明す
る。図２において物理光学素子Ｚ３，Ｚ４の光軸を光軸
ａ２から光軸ａ１の位置へ移動させてマスクとウエハの
ずれに関する特性曲線を採ると、図５に示すような特性
曲線が得られる。
る。図２において物理光学素子Ｚ３，Ｚ４の光軸を光軸
ａ２から光軸ａ１の位置へ移動させてマスクとウエハの
ずれに関する特性曲線を採ると、図５に示すような特性
曲線が得られる。
【００５９】図５において「ａ１の位置」で４本の特性
曲線が交差することになる。この状態では特性曲線Ｃ１
とＣ３′（今後、距離Ｄだけシフトした特性曲線に
は「′」をつける），特性曲線Ｃ１とＣ４′，特性曲線
Ｃ２とＣ３′，特性曲線Ｃ２とＣ４′の４組の組合せ特
性曲線が広い角度で交差することになり、これによって
原点０が求め易くなる。
曲線が交差することになる。この状態では特性曲線Ｃ１
とＣ３′（今後、距離Ｄだけシフトした特性曲線に
は「′」をつける），特性曲線Ｃ１とＣ４′，特性曲線
Ｃ２とＣ３′，特性曲線Ｃ２とＣ４′の４組の組合せ特
性曲線が広い角度で交差することになり、これによって
原点０が求め易くなる。
【００６０】図４と図５を比べると図５は図４において
特性曲線Ｃ３，Ｃ４を単に距離Ｄだけ上方へ移動させた
もの（センサ上において距離Ｄだけシフトしたのに相
当）であるから図４の特性曲線を採った後、特性曲線Ｃ
３，Ｃ４をシフトさせることにより得られる。
特性曲線Ｃ３，Ｃ４を単に距離Ｄだけ上方へ移動させた
もの（センサ上において距離Ｄだけシフトしたのに相
当）であるから図４の特性曲線を採った後、特性曲線Ｃ
３，Ｃ４をシフトさせることにより得られる。
【００６１】又特性曲線Ｃ１，Ｃ２を下方へ垂直に距離
Ｄだけ移動させても同様に原点０を求めることができ
る。
Ｄだけ移動させても同様に原点０を求めることができ
る。
【００６２】次に本発明の実施形態３について説明す
る。先の実施形態１，２における特性曲線の交点は実測
値（実測して得た特性曲線）から予測した回帰曲線を求
め、この回帰曲線の交点を原点としていた。この為本来
の原点からずれたところを原点としてしまう可能性もあ
り得る。
る。先の実施形態１，２における特性曲線の交点は実測
値（実測して得た特性曲線）から予測した回帰曲線を求
め、この回帰曲線の交点を原点としていた。この為本来
の原点からずれたところを原点としてしまう可能性もあ
り得る。
【００６３】これを防ぐ方法として本実施形態では交点
を少なくとも２個求め、そのＸ座標が一致した場合、原
点として採用する方法を用いている。交点を求める為の
具体的な特性曲線の組合せとしては、図４，図５のよう
な場合以外に図６，図７に示すような場合も適用可能で
ある。
を少なくとも２個求め、そのＸ座標が一致した場合、原
点として採用する方法を用いている。交点を求める為の
具体的な特性曲線の組合せとしては、図４，図５のよう
な場合以外に図６，図７に示すような場合も適用可能で
ある。
【００６４】同図では各特性曲線の交点を利用して原点
０を求めている。図７では特性曲線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ４の
３種類の特性曲線のうち特性曲線Ｃ２，Ｃ４については
特性曲線Ｃ２′，Ｃ４′を作成し、全体として４種類の
特性曲線Ｃ１，Ｃ２′、Ｃ４，Ｃ４′を用いている。
０を求めている。図７では特性曲線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ４の
３種類の特性曲線のうち特性曲線Ｃ２，Ｃ４については
特性曲線Ｃ２′，Ｃ４′を作成し、全体として４種類の
特性曲線Ｃ１，Ｃ２′、Ｃ４，Ｃ４′を用いている。
【００６５】次に上記説明した投影露光装置を利用した
半導体デバイスの製造方法の実施例を説明する。
半導体デバイスの製造方法の実施例を説明する。
【００６６】図８は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の
半導体チップ、或は液晶パネルやＣＣＤ等）の製造のフ
ローチャートである。
半導体チップ、或は液晶パネルやＣＣＤ等）の製造のフ
ローチャートである。
【００６７】本実施例においてステップ１（回路設計）
では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ２
（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマ
スクを製作する。
では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ２
（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマ
スクを製作する。
【００６８】一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
【００６９】次のステップ５（組立）は後工程と呼ば
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
【００７０】ステップ６（検査）ではステップ５で作製
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００７１】図９は上記ステップ４のウエハプロセスの
詳細なフローチャートである。まずステップ１１（酸
化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（Ｃ
ＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。
詳細なフローチャートである。まずステップ１１（酸
化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（Ｃ
ＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。
【００７２】ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
【００７３】ステップ１７（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００７４】
【発明の効果】本発明によれば以上のように各要素を設
定することにより、マスク等の第１物体とウエハ等の第
２物体との相対的な位置検出を行う際に、第１物体と第
２物体の間隔等の変動の影響を受けない基準となる原点
位置を決定し、第１物体と第２物体との相対的な位置を
高精度に検出することのできる位置検出装置及びそれを
用いたデバイスの製造方法を得ることができる。
定することにより、マスク等の第１物体とウエハ等の第
２物体との相対的な位置検出を行う際に、第１物体と第
２物体の間隔等の変動の影響を受けない基準となる原点
位置を決定し、第１物体と第２物体との相対的な位置を
高精度に検出することのできる位置検出装置及びそれを
用いたデバイスの製造方法を得ることができる。
【図１】本発明の実施形態１に係る位置検出装置におけ
る光束の光路を示す図
る光束の光路を示す図
【図２】図１の各光束の光路を摸式的に展開した図
【図３】図１の第１物体面上と第２物体面上に設けた物
理光学素子のパターンを例示した図
理光学素子のパターンを例示した図
【図４】図１のずれ量Ｗと光束重心位置のセンサ面上の
位置関係を示す図
位置関係を示す図
【図５】本発明の実施形態２におけるずれ量Ｗと光束重
心位置のセンサ面上の位置関係を示す図
心位置のセンサ面上の位置関係を示す図
【図６】本発明の実施形態３におけるずれ量Ｗと光束重
心位置のセンサ面上の位置関係を示す図
心位置のセンサ面上の位置関係を示す図
【図７】本発明の実施形態３におけるずれ量Ｗと光束重
心位置のセンサ面上の位置関係を示す図
心位置のセンサ面上の位置関係を示す図
【図８】本発明のデバイスの製造方法のフローチャート
【図９】本発明のデバイスの製造方法のフローチャート
１ 第１物体 ２ 第２物体 ３ 検出手段 ４ 信号処理手段 ５ 制御回路 ６ ステージコントローラ ａ１，ａ２ 光軸 Ｃ１〜Ｃ４ 回折光のセンサ面上の光束重心位置 Ｄ 光軸ａ１とａ２の距離 ｆ１〜ｆ４ 焦点距離 ｇ 第１物体と第２物体との間隔 Ｌ センサと第１物体面上の距離 Ｌ１ 入射光 Ｌ２〜Ｌ９ 物理光学素子からの所定次数の回折光 Ｗ 第１物体と第２物体間のずれ ｙ１，ｙ２ 点Ｃ１，Ｃ２と光軸ａ１との距離 ｙ３，ｙ４ 点Ｃ３，Ｃ４と光軸ａ２との距離 Ｚ１，Ｚ３ 第１物体面上の物理光学素子 Ｚ２，Ｚ４ 第２物体面上の物理光学素子 θ 入射光と第１物体垂直方向とのなす角度
Claims (5)
- 【請求項１】 第１物体面上と第２物体面上に各々物理
光学素子を設け、これらの物理光学素子に入射させた光
束の所定面上に生ずる所定次数の回折光束の位置情報を
検出手段で検出することにより該第１物体と第２物体と
の相対的な位置検出を行う際、該第１物体面上と第２物
体面上の物理光学素子を介した光束の所定面上に入射す
る光束の位置と双方の位置ずれ量との関係を示す特性曲
線として、特性の異なる少なくとも２つの特性曲線又は
１つの特性曲線と特性曲線を所定量、所定方向にシフト
させたときに得られる特性曲線とを利用して該第１物体
と第２物体との位置ずれ検出の原点を決定し、該原点を
利用していることを特徴とする位置検出装置。 - 【請求項２】 前記位置ずれ検出の原点として前記特性
の異なる２つの特性曲線の交点又は１つの特性曲線と特
性曲線を所定量、所定方向にシフトさせたときに得られ
る特性曲線との交点を利用していることを特徴とする請
求項１の位置検出装置。 - 【請求項３】 前記所定面上における複数の回折光束は
有限の光束径を有し、これらの回折光束の一部が互いに
重なる範囲の特性曲線を該回折光束が重ならない範囲の
特性曲線を基に回帰曲線を求め、該回帰曲線の交点を原
点としていることを特徴とする請求項２の位置検出装
置。 - 【請求項４】 第１物体面上と第２物体面上に各々物理
光学素子を設け、これらの物理光学素子に入射させた光
束の所定面上に生ずる所定次数の回折光束の位置情報を
検出手段で検出することにより該第１物体と第２物体と
の相対的な位置検出を行う際、該第１物体面上と第２物
体面上の物理光学素子を介した光束の所定面上に入射す
る光束の位置と双方の位置ずれ量との関係を示す特性曲
線として、少なくとも２つの特性曲線と、所定距離だけ
一方向にシフトした少なくとも２つの特性曲線との少な
くとも２つの交点の該一方向と直交する方向の値が一致
したときの該直交方向の座標を原点としていることを特
徴とする位置検出装置。 - 【請求項５】 請求項１〜４の何れか１項記載の位置検
出装置を用いてマスクとウエハとの相対的な位置検出を
行った後に、マスク面上のパターンをウエハ面に転写
し、該ウエハを現像処理工程を介してデバイスを製造し
ていることを特徴とするデバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8188631A JPH1022212A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 位置検出装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8188631A JPH1022212A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 位置検出装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1022212A true JPH1022212A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=16227088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8188631A Pending JPH1022212A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 位置検出装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1022212A (ja) |
-
1996
- 1996-06-28 JP JP8188631A patent/JPH1022212A/ja active Pending
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