JPS5989420A - 位置合わせ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は２つσ）物体を位置合わせするための装置に関
し、特にマスクあるいはレチクルの半導体集積回路パタ
ーンをウェハー上に焼付けるに先立って、マスクとウエ
ハーケアライメントするための装置に適′する。 半導体製造工程には幾つかのパターンをウェハー上に順
次転写し、半導体集積回路を形成する工程が含まれてい
る。その場合、既に前工程のパターンが転写されたウェ
ハー上に更に別のパターンを正確に位置合わせするため
に、パターンを具えたマスクとウェハーを高精度でアラ
イメントする必要７５＝ある。そしてこのアライメント
は、マスクとウェハー上にそれぞれ書込まれたアライメ
ントマークを光電検知し、検知した信号忙より自動的に
達成されるのが普通である。 また、最近はマスクを収納するマスクやキャリア中のマ
スクを自動的にマスク・セット位置に装着するマスク・
チェンジ機構を備えた装置が知られている。この機構に
はマスクを焼付はステージの所定の位置に正確にセット
するための予備位置合わせ（マスクアライメントと称す
）機能が要求される。 一方、アライメントマークが一方向へ伸びた棒状の要素
の組合わせで構成されている場合（特開昭５３−９０８
７２号等参照）、これをビーム走査してアライメントマ
ークからの光を受光する装置ではビームの断面形状を棒
状要素と同じ勾配のシート状にすれば検出感度が向上す
る。 しかしながらアライメントマークが異なった勾配の要素
を持てば、これら要素の傾きが異なる度にシート状ビー
ムの勾配を切換えることが大切になり、特に切換えタイ
ミングの取り方が難しいと言う問題がある。また種々の
アライメントの内には高精度を要求されない過程もある
し翫一連のアライメントの内にも粗い精度の段階を含む
ものがある。 本発明の目的は、必要精度に見合った検知が実行されろ
とともに走査制御の複雑化を防止すること以下、図面に
従って本発明の詳細な説明するが、第１図は外観を示し
ている。１は集積回路パターンを具えたマスクで、他の
マスクアライメントマークやマスク・ウェハーアライメ
ントマークを具えるものとする０２はマスク・ステージ
で、マスク１を保持してマスク１を平面内並びにＵ転方
向に移動させる。３は縮小投影レンズ、４は感光層を具
えるウニノ・−で、マスク・ウェハーアライメントマー
クとウェハ−アライメントマークを具えるものとする。 ５はウェハーステージである。ウェハー・ステージ５は
ウェハー４を保持してそれを平面内並びに回転方向にｌ
′６拗させるものであシ、またウニＩ・−焼付位ｉｔ　
（投影対内）とテレビ・ウニノ・−アライメント位置間
を移動する。６は、テレビウェハー７ライメント川検知
装置にの対物レンズ、７は撮像管又は固体撮像素子、８
は映像観察用のテレビ受体器である。９は双眼ユニット
で、投影レンズ３を介して９工Ｉ・−４の表面を観察す
るために役立つ。１０は、光源１０ａｔｌ−発したマス
ク照明光を収束させるだめの照明光学系並びにマスク・
ウェハー７２イメント用の←知装置を収容する上部ユニ
ットである。ウェハー・ステージ５は、図示しないウェ
ハー搬送手段により搬送されたウェハーを所だの位置で
保持し、１ずテレビ・ウェハーアライメント用対物レン
ズ６の視野内にウェハー上のアライメントマークが入る
位置まで移動する。この時の位置精度は機械的なアライ
メント釉度によるものであり、対物レンズ６の視野は訃
よそ直径Ｉ　Ｍｍ〜２間程度である。こめ視ツｒ内の７
ライメント・マークは撮像管７で検知され、テレビ・ウ
ェハーアライメント用の光学系内に設りられたテレビ・
ウェハーアライメント用基準マーク（後述）を７７、’
、　Ｍｌ（とじて、そこからのアライメント・マークの
座標位置が検出される。−力、投影光羊系のオードアラ
イメント川検知位置と前述のテレビ・ウェハーアライメ
ント用基準マークの位にはあらかじめ設定されているの
で、この２点の位置Ｚ（

【−テレビ・ウェハーアライメ
ントマークの座標位置からオードア２イメント位置への
ウェハー・ステージ５の送シ込み川が決められる。 テレビ・ウェハーアライメントの位置検出精度は±５μ
以下であり、テレビ・ウェハーアライメント位置からマ
スク・ウェハ−７ライメント位置までのウェハーステー
ジの移動で発生する誤差を考慮に入れても、±１０μ程
度である〇従ってアライメントは約±１０μの範囲で行
えばよく、これは従来の７２イメントの視野範囲の”／
１００以下の範囲であり、アライメントが従来よシ高速
で行える仁とになる０尚、テレビ・ウェハーアライメン
トについては後で詳述する。 第２図はマスクアライメント及びマスク・ウェハーアラ
イメントを達成する実施例を示している。図中、マスク
１、細小投影レンズ３、ウェハー４、ウェハーステージ
５は第１図の通シである。投影レンズ３は便宜上模式的
に描いている。１１とｌｒはマスクアライメントマーク
で、レンズ錠筒あるいれ装置の一部といった不動の箇所
に刻まれている。 他方、マスク１上の２０．２０’で示した位置には第３
図で付番７５．７６で示す如き、走査？！ｙ：ｉ、６０
に対し４５°傾むいて配設された線もしくはスリット状
のアライメント・マークが設けられている。又、ウェハ
ー４上の２１．２ｆで示した位置には第３図句番７１，
７２，７３，７４で示す如き走査綜６０に対して４５°
傾いて配設された緑もしくｔよスリット状の７ライメン
トマークが設けられている。セしてｊｆｌｉ當は左右両
観察系の幅対によって位置合わゼが行われる。 なお、マスク１上の７２イメントマークとウェハー上の
アライメントマークは、等倍投影系以外の系を介在させ
た１１ケには投影もしくは逆投影しても両方のアライメ
ントマークの寸法が変わらない様に、アライメントマー
クのｊ法を変えておくものとし、ここではマスクのアラ
イメントマークの寸法でウニ／Ｓ−のアライメントマ去 −りの寸法を除すると給小倍本になる様に設定へ する。 第２図へ戻って、２２はレーザー光臨、２３は音響光学
素子等の光偏向器である。光偏向器２３は外部からの切
換１８号に応じて光の射出方向を上方、水平、下方に切
換える。２４と２５はそれぞれ収斂性のシリンドリカル
レンズで、その母線がｒＢ、文する様に配置され、レー
ザービームの断面形状を線状に変換する機能を持つ。 ２６と２７は台形プリズムで、光偏向器２３で上方と下
方に偏向された光を逆方向へ屈折させる機能を持つ。２
８は回転軸２９を中心として回転する回転多面鏡（ポリ
ゴン）である。 レーザ光電２２から射出したレーザ光線３０は光偏向器
２３の状態により、シリンドリカル・レンズ２４とプリ
ズム２６を経由するスリット状光１１３０ａ、シリンド
リカル・レンズ２５とプリズム２７をｐへ由するスリッ
ト状光線３０ｂ１或は直進するスポット状九線３０ｃの
いずれかの光路をとるが、どの場合にも回転多面鏡２８
上の面の一点３１へ収束する。３２，３３．３４は中間
レンズ、３５は光路分割ミラー、３６は目視観察°系３
７，３８を形成するハーフ・ミラー、３７ｔｉレンズ、
３８ｔｉｉｌｌＮレンズでウェハー面の像をｔＡ像する
。３９社目祝観察系用照明系４０．４１を形成するハー
フ・ミラー、４０はコンデンサ・レンズ、４１はランプ
である。４２は光電検出系４３，４４，４５．４６を形
成するハーフミラ−で、４３Ｆｉミラー、４４はレンズ
、４５は空間フィルタでめシ、４６はコンデンサ・レン
ズ、４７は光検出器である。４８，４９゜５０．５１は
全反射ミラー、５２はプリズム、５３　ｒＪ：　ｆ　−
０対物レンズである。５４はマスクｌ上に設けられたマ
スクアライメント用のアライメントパターンの位置であ
る。 第２図かられかる様に信号検出系は全く対称な左右の系
から成っており、オペレータ側を紙面の手前側とすると
ダッシュで示した系は右、ダッシュなしの系は左の４Ｅ
Ａ号検出系と吋ぶことにする。 中間レンズ３２，３３．３４は回転多面鏡２８からの振
れ原点を対物レンズ５３の絞９位［５５の中の瞳５６に
形成する。従ってレーザービームは回転多面鏡２８の回
転によりマスク及びウェハー上を走査する。 また対物レンズ系において、対物レンズ５３、絞シ５５
、ミラー５１及びプリズム５２はＸＹ方向に図示しない
移動手段により移動可能であシ、マスク１及びウェハー
４の観察及び測定位ｆ！Ｌ）′ｉ任意に変えることがで
きる。例えｄ１Ｘ方向の８ｋｈはミラー５１が図中矢印
Ａで示した方向に移動すると対物レンズ５３及び絞）５
５も同時に入方向に移動すると共に光路長を常に一足に
保つためプリズム５２も入方向にミラー５１の移動量の
１／２の量移動する。 一方、Ｙ方向の移動は観察・位置検出用の光学系全体が
Ｙ方向（紙面に垂直な方向）に移動する。 シリンドリカルレンズ２４を経由する光路３０ａの走査
ビーム６１は走査ｌ１ｌｌ１６ｏに対し角度０＝４５°
をなし、はぼマーク７１．７２．７５と平行をなす。こ
の状態で走査した時に光検出器４’ｌ、４７’には第３
図（ｇ３）に示すようすＳｙ＋　＃ｂ’１５ｅ　Ｓｎの
４８号が得られる。Ｓｔｔ　ｐ　Ｓ？ｌ　＊　Ｓｎは位
置合わせマーク７１，７５．７２にそれぞれ対応した４
ｉ号である。また、走査ＩＪ１１上に微小なゴミがあっ
てもスポット状ビームの場合とは異なり、平均化され出
力として実用上検知されない。 一方、シリンドリカルレンズ２５を通過する光路３０ｂ
の走査ビーム６２は走査軸６０に対してθ＝−４５°傾
斜しマーク７３，７４．７６と平行しているので検出信
号は第３図＋ｂｌの５ｎｔＳ？１１　ｙ　Ｓｙ４となる
。従って検出イ言号Ｓ□ｔ　Ｓｎ　ｐ　Ｓｎ　ｔＳ、ｓ
　＋　Ｓｔｅ　ｓ　Ｓ？４の１ｉｌＪ　Ｍ４を計が１１
すれにマスクとウェハーのズレＭが検出でき、両名が整
合した場合には検出イｉ号の間隔がＱｆシ、　くなる。 なお、本出願人は特開昭５３−９０８７２号あるいは特
開昭５３−９１７５４号等でオート・アライメントにつ
いて提案している。 以上、ＦＡ　２図と第３図を用いて、マスク１上のアラ
イメントマーク２０とウェハー１川上のアライメントマ
ーク２１ｑ）！！＋合Ｊ：！＋１もマスク−ウェハーア
ライメントについて説明を行ったが、本発明は殊に、上
述した光学系及び同一形状のアライメントマークで、マ
スク１面上のアライメントマーク５４と、レンズ鉤部３
に図示しない手段によシ支持せられたマスク基準マーク
１１の位置合せ、即ちマスクアライメントを行える点で
ある。この場合、前述した様に対物レンズ５３．１ｉ＠
　５５、ミラー５１、及びグリズム５２は第２図中、入
方向にマスクジｔミ単マーク１１の位置まで移１助しア
ライメントを行う。 マスクアライメントにおけるパターンは、マスク基準マ
ーク１１には第３回付番７１，７２゜７３．７４で示し
たパターンを、マスクＩＪ７２イメントマーク５４には
、第３１伺番７５゜７６で示しだアライメントマークが
設りられる。 従って、マスクアライメントにおいても、マスク・ウェ
ハーアライメントと全く同碌にマスクとマスク基準マー
クの位置合せが行われ、マスクがレンズ３に対してＪＭ
定の位置にセットされる０ 尚、マスクアライメントの場合に６１〜：う小投影レン
ズ３を用いないためマスクＷｌ上のアライメントマーク
５４とマスク基準マーク１１は等倍率のパターンでよい
。 ところでステンバ一方式のＲｉ付は藪直においては、綿
小投影光学系が用いられているため、ウェハーアライメ
ントにおいて位置合せのため移動するのは、適格マスク
を保持しているマスク・ステージ（ｉ１４１　ｇｌ　２
　）である。一方、マスクアライメントにお・いてもマ
スクステージが移動して位置合せを行う。従って、いず
れの場合にも移動するマスク側に、２本線のパターン７
５゜７６が設けられているが、これは、本発明の一実施
例にすぎず、マスク側に４本線のパターン７１．７２，
７３，７４を設りてもよいし、゛また、マスクアライメ
ントとウェハアライメントでマスク上のパターンの本数
が異ってもよく、パターンの選択に限定はない。 次にマスクアライメントの方法について更に詳述する。 マスクアライメントにおいては、マスクチェンジ機樅か
らマスクステージにマスクが不図示の手段で搬送され、
保持されるが、この時の位置決めは機械的に行われるの
で精度は低く、数１００μｍ　ａ　Ｆｌｉの誤差が生じ
る。 従って対物レンズの視野を狭めた場合には視野内即ちレ
ーザー光の走′４ｆｃ範口内にマスクアライメントマー
クが位置するとは限らず、そのため対物レンズがマスク
基準マーク１１を見込む位置にあったとしても、マスク
をセットした時の誤差でマスク上の７ライメントマーク
が視野から外れることがある。その場合は、第３図（Ｉ
３）におりるｌｒｊ号Ｓ？１　ｔ　ｓ□、Ｓ□、Ｓ１シ
か検出されず、Ｓｙ＠　）　ｂ’１ｍの信号は検出され
ないので、オート・アライメントは実現されない。 この様な場合、マスク上のマークを探索する過程が必要
となるが、従来例では、ウェハー或はマスクを保持して
いるステージが移動して、いわゆる俣索駆動をくり返し
ながらマークの探索を行ってきた。 以降の１１？、明をわかシ良くするため、征来の模累駆
動？１１を第４図＋Ａ）について説明する〇図はマスク
或はウェハー面上の７２イメントマークを探索する場合
の対物レンズの軌跡を描いている。但し、実際には対物
レンズをＸ及びＹ方向に移動する替りにマスク又はウェ
ハーを保持しているステージを動かす方が選はれるが、
ここでは説明の便宜上対物レンズを勤がしているＯ マスクは周知の搬送手段で対物レンズ５３の略下方に当
るＡ（第４図）位置に搬送されてきたものとする（Ａ位
置を初期設定位置と呼ぶ）。 しかしながら、マスクの設定に誤差があり、またビーム
走査範囲の長さしと帖Ｔ（第３図参照）　　−が設定誤
差を内含できる程度に大きくない場合は、Ａの位置でマ
ークＭが杉！出されないため、対物レンズは模索駆動範
囲の境界まで移動し、Ｂ点よυ投索駆動を開始してＢ→
Ｃ−＋Ｄ−）Ｅ・・・と移！＆力しながらマークを探索
する。この例示では、３往復目のＪ−に過程でマークＭ
を検知する。 以上の従来例では次の難点を指摘できる。 （１）　マークの存在する蓋然性はＡ点付近が一゛６い
のにもかかわらず存在盈然性の低い境界領域Ｂ、ａまで
移動し、Ｂ点から探索を開始するので、マークを検知す
るまでに要する時間が長い。 （２）　　ステージは一般に低速で高性度駆動を行って
いるため、マスクむのアライメントにおけるアライメン
トマークを検索する場合、ステージ移動に時間を要し検
知時間が」そくなる。 後述する実施例では次の構成を採るので、マク検知時間
を短縮できる。 ＋１１　　対物レンズの初期設定位置の周辺から境界領
域へ向けて模索を行う。 （２）更に好ましくは、模索駆動の時はステージを周回
し、Ｘ方向は対物レンズと紋シ、そしてオプティカル・
トロンポーンを４湾成するブ替ズム５２を移動し、Ｘ方
向は走査光学系全体２２〜５５を移動する。一般にステ
ージは最も精密な位置設定を要求されるので、移送機構
はそれに則した構造を採用せざるをイｉｔない。従って
ステージを高速で動かすのに適さない。 第４１？Ｊ　＋１３）は木兄りｊの実施例に係る模索駆
動の軌跡を示す。ここでは対物レンズ系が初期設定位置
Ａからマスク上をＡ−）Ｐ→Ｑ→Ｒ→Ｓ→・・・と渦巻
状に移動しつつマークを探し、本例ではＵからＶへの経
路上でマークＭ′ｔ−検知する。そしてマークの存在す
る蓋然性線一般にＡ点近傍が高いから、検知に要する時
間は短かくて済む利点がある。尚、作動の始点で、対物
レンズ系は當に同−位置にセットされているものとする
。 第５図に対物レンズ系の移動を示す７０−図を示す。模
索駆動が５０１にてスタートすると、５０２にてＸ方向
移動カウンタ及びＹ方向移動カウンタがまずクリアされ
る。この２つのカウンタは対物レンズのＸ方向及びＹ方
向の移動量を決めるカウンタである（Ｘ方向、Ｙ方向に
ついては第４図（ｔ３）に示す）。次に５０３にてＪｃ
Ａ索駆！（すのＸ方向の境界に達したか否かを判別する
すはットーチェックが行われ、リミット内であればＸ方
向移動カウンタの内容Ｎが５０４でインクリメントされ
る。 もし、後述する様に細目かこのループを通ってリミット
に達していれは、５ｏ４を飛びこして５０３から５０５
へ移る。５０５にてＸの正方向へ移動が行われるが、こ
の時の移動量は、例えば、’ｌ　ｘ　Ｎであるｏ（Ｔは
第３図で示した様にレーザスキャンｒ９である）ここに
おいて、まず１回目のループでは、第４図（１３）で示
したＡ→Ｉ）の移動が行われる。 Ｘ方向に所定類の移動が行われたならは、次に５０６に
て（ハ）Ｙ方向のリミットチェックを行い、Ｘ方向と同
様、リミット内ならは５０７にてＹ方向移動カウンタの
内容Ｍをインクリメントシ、リミットに達していれは５
０７の処理をジャンプして５０８を行う。５０８は←）
Ｙ方向へＬＸＭＯ量移動する（Ｌは第３図で示すレーザ
スキャン長である）。 同４：・負に（−）Ｘ方向に、５０９．５１０、ｓｉｉ
の処理を、次にＹ方向に５１２．ｈ５１３．５１４の処
理を行う。次にＸ方向、Ｙ方向ともすべて模索駆動のリ
ミットに達したか否かを５１５でチェックし、達してい
れば５１６にて終了し、まだｆ＜動領域が残っていれば
肖び５０３に飛び、前述したループをリミットに達する
まで＜′り返す。 ここで、Ｘ方向、Ｙ方向の移動量は第４回（１１）の記
号を用いて説明すると、佃はＤの２倍、涌けかの３倍・
・・であり、また飴は民の２倍、ＵＶはＰＱの３倍・・
・でろる。従ってＸ方向、Ｙ方向それぞれ１回毎にＡＰ
　、　ＰＱずつｊ＋７加することになり、この方ｌをＸ
方向移動カウンタ及びＹ方向移動カウンタで計数するも
のである。またＡＰ及びｌ）Ｑの量は、夫々レーザのス
キャン１１】Ｔ及びレーザのスキャン長Ｌ　Ｋ％しい。 第４図（■３）中いずれかの方向がリミットに達した状
況ｔよ、例えは（→Ｙ方向の例をとると、図中Ｗ−＋Ｚ
で示した状態で前回の移動Ｗ→Ｚと同じイ多勤おである
。このことは、第５図のフロー図において５０７の処理
をパスして５０６→５０７の処［７０−を行ったことに
相当している。 尚、仁とで説明した例をよ、必ずマスク上の２本のアラ
イメントパターン７５．７６を検知する様な模索の仕方
であって、例えば、まず上述のパターンのいずれか１本
を検知しｆＣ（’ｌ、２本の検知を行う方法をとれｉｆ
Ｓ模索駆動のピッチは荒くてよい。即ちＤ及び員は夫々
Ｔ及びＬより艮くてよく、従って摸索駆動の移動量は特
に上で説明した祉に限定されることはない。 次に本発明の他の利点である右対物レンズ系と左対物レ
ンズ系の連ｋｂ駆動及び独立駆り力について述べる。 第３図、’４’７４凶の動作の説明は、片側の対物レン
ズ系について行ったが実際に杖、第２図で示した仔に、
左右両側の対物レンズ系にてアライメントマークの摸索
駆動を行う。この場合、両側の対物レンズ系を連動して
駆動するモードと独立して駆動するモードの２つのモー
ドを有し、両モードの望ましい方を選択できる。 の場合アライメントマークを？　／ｆ（ｌする峙同杖、
後述する独立駆動の場合よりも、平均して、やや長くな
るが、対物レンズ系のｉＩ３作及びその制御が連動して
いるので、装置自体Ｖｉ、簡単である〇さぜ、もう一方
の対物レンズ系を第４図（Ｃ）に示す様に左回シに摸索
駆動させることにより、動作は連動駆動に比べて若干複
雑であるがアライメント・マークを検知する平均時間は
短くなる。 本発明はこの連動駆動モード及び独立駆動モードを必要
に応じて選択できる点にある。これらを複合した例とし
ては、例えば、まず対物レンズ系の初期位１ｄ近傍で・
け連動駆動を行い、周辺部へ行くと、独立駆動を行うと
召う方法がある。 またイ１１！の９１１としてはアライメント・マークの
いずれかの１本のパターンを杜仲するまでは連動駆動を
行い、検知後裔ま独立駆動を行い、両対物レンズ糸とも
４本のパターンを検知する方法がある。この方法は、特
に前述した摸索駆動の駆動ピッチが荒い時、或岐マスク
に０方向のズレがある時尋に有効である。 次にスキャンビームのビーム形状の選択と使用について
述べる。第２図において説明した様ニレーザ光３０をシ
リンドリカルレンズ２４．２５を経由させず、そのまま
直進する光路３０ｃを用いることである。この場合ビー
ムは、所謂スポット状になシスリット状光線の様に傾き
特性を持たないから、パターン７１．７２．７３．７４
．７５．７６のいずれに対しても信号を得ることができ
る。特に、この方法は、光強度が十分とれて、ＳＡ比の
よいマスクアライメントにおいて有効であるが、それに
限定されることなくマスク・ウェハーアライメントにお
いても用いることがでへる。或Ｊｌｉ、例えはマスクア
ライメントにおいてマスク上の４本、又は、マスク上の
４本と基準マークの２本の合計６本゛を検知するまでは
スポット状光線て行い、その後スリット状ビームにして
スキャンの途中で切換える方法をとってもよい。そして
この悔にすることによシ複雑な制御を不殺とすると共に
シート状ビームによる高精度のアライメントが行える。 つｔ、ｂこの方法の利点七ｔ１シート状ビームとスポッ
ト状ビームの両者を発生ずる構造を設け、それらを対象
によって選択できることにある。 杭いて対物レンズの模索駆動後のマスクの位１ｔ工合わ
せについて、第４図（［３）を用いて述べる。 前述した様に模索駆動により、マスク上のマスクアライ
メントマークを検知した場会、その対物レンズ位置Ｍは
、例えに基準マークの位置Ａからの移動凛から簡単に求
めることができる。 従って次に位ｒｉへ・１から位ｔ！ｔＡまで対物レンズ
系（５２乃至５３）を戻すと共に、マスクステージ２も
Ｍから入方向に移動させる。移動が兄了すると、対物レ
ンズの視野内にマスク２〆云準マークもマスクアライメ
ントマークも観察でキ、第３図（Ａ）で示した状態にな
る。この状態では、６本のアライメント信号が検知でき
るので、後は６本の信号量線をｉｔ測して位置合せを行
えはよい０ 次に第６図を用いてテレビΦウェハーアライメント用検
知装置につき説明する。 図中の縮小投影レンズ３、ウェハー４、対物レンズ６、
撮像管７は第１図と同一である。他方、９１は照明用光
源で、例えはハロゲンランプを使用する。９２はコンデ
ンサーレンズ。 ９３Ａと９３Ｂは交換的に着脱されるｆｊｌＪ祝野絞り
と暗視野絞りで、図では明視封絞シ９３Ａを光路中に装
着している。コンデンサーレンズ９２は光源１１を明視
野絞り上に結像する。９４は照明用リレーレンズ、９５
は接合プリズムで、接合プリズム９５は照明系の光軸と
受光系の光軸を共軸にする機能を持ち、内側反射面９５
ａと半透過反射面９５ｂを具える。ここで光臨９１、コ
ンデンサーレンズ９２、明又は暗視野絞り９３Ａと９３
Ｂ１照明リレーレンズ９４、接合プリズム９５、対物レ
ンズ６は照明系を構成し、対物レンズ６を射出した光速
はウニノ・−６上を落ける鏡。９８はテレビ・ウエハー
アライメンート用基準マークを有するガラス板で、基準
マークはいわは序標の原点を与える機能を持つ。従って
ウェハーアライメントマーク奢よＸ　ＩＴ！：　ｇｌの
値とＹｆｆ１ｍＯ値として検出されることになる。９９
ハ儲１（レンズで、上に述べた接合レンズ９５、リレー
レンズ９６、鏡９７、ガラス板９８、撮像レンズ９９そ
して撮像管７と共に受光系を猜成し、対物レンズ６を通
る光路は接合プリズムの内側反射面９５ａで反射して半
透過面９５ｂで反射し、（１度内事！１１反射面１５ａ
で反射してリレーレンズ９６へ向つ。ウェハー４上のウ
ェハー７ライメントマーク像は基Ｗ〜マークを有する力
２ス板９８上に形成された後、基準マークイ３′。 と共に掻イヘ管７の撮像面に結像する。 続いて作用を説明する。照明用光ｅ？９１からの光束は
コンデンサーレンズ１２で収斂されて明視野絞り９３Ａ
又り暗視野絞り９３Ｂの開口を照明し、更に照明リレー
レンズ９４を通過し、接合プリズムの半透過面９５ｂを
透過して反射面９５ａで反射し、対物レンズ６を通って
ウェハー４を照明する。 ウェハー４の表面で反射した光束は対物し／ズ６で粘体
作用を受け、接合プリズム１５へ入射して反射面９５ａ
で反射し、次いで半透過面９５ｂ１反射ｉ１ｎ　１５　
ａで反射してこれを射出し、リレーレンズ９６でリレー
されて銃９７で反射し、カラス板９８上に結像した後、
Ｐ４像レンズ９９により撮像管７上に結像する。その際
、上記した様に明視野絞υ９３Ａを入れた状態でガを ２ス板９８上の基糸マーク撮像してその作で部標の原点
を決め、続いて暗視野状態に切換えてウェハーアライメ
ントマーク像が明瞭に見得る様にし、これを撮像してウ
ニＩ・−アライメントマーク付の位置を検出する。そし
て電気的処理により検出された、ウェハーアライメント
マークの位置に応じてウェハー・ステージ５はウエバー
４が投影レンズ３の投影府中の規定位置４′を占める様
に移ＡＩｂ　Ｌ、て停止する。 旦 なお・、ウェハー４を−Ｒ４”Ｊ準位置にアライメント
し、その後投影府中へ移４ＩＩＪさせる様に変形しても
良い。 以上述べた本発明に依れば、検知精度の要求に合った断
面形状の走査ビームで位置合わせパターンを走査できる
から、高精度を要しない過程でシートビーム勾配の高性
能の切換え制御を行うといった負担を除去し得る効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例に係る装置を示す斜視図。 第２図は実施例に係る光学系側面図。第６図（Ａ）はア
ライメントマークの平面図で、（Ｂ）はアライメントマ
ークを走査した時の出力信号例の図。第４図（５）は従
来例の作用を説明するための平面図。第４図中、１はマ
スク、２はマスク・ステージ、６は縮小投影レンズ、４
はウェハー、５はウェハー・ステージ、６は対物レンズ
、７は撮像管、８はテレヒ受像器、１１は固定のマスク
・アライメントマーク、２２はレーザー光源、２６は光
偏向器、２４と２５はシリンドリカルレンズ、２６と２
７はプリズム、２８は回転多面鏡、５３は対物レンズ、
５２はプリズム、７１・７２・７３・７４はウェハー側
アライメントマークを構成するエレメントで、７５・７
６はマスク側アライメントマークを構成するエレメント
、Ａは初期設定位置、Ｍはアライメントマークである。 出願人　キャノン株式会社 １４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 物体上の位置合わせパターンをビーム走査し、パターン
   からの光を光電変換した信号で物体の位置合わせを行う
   装置で、走査ビームの、走査面における断面形状をシー
   ト状もしくはスポット状に選択できる様にしたことを特
   徴とする位置合わせ装置。