JPH03291504A - 相対位置合せ方法及び装置、並びにアライメント光学装置 - 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】

［０００１］

【産業上の利用分野】

本発明は、例えば超ＬＳＩを製造のための露光装置にお
けるＬＳＩチップのレイアウトや露光マスクと半導体ウ
ェハの位置合せ等を行うのに使用して最適な相対位置合
せ方法及び装置、並びにこれらを使用して例えば露光マ
スクと半導体ウェハとの位置合せ手段、とを備えたこと
を特徴とする相対位置合せ装置に関する。 ［０００２］

【従来の技術】

従来、ＬＳＩパターンを形成するには、光露光装置が一
般に用いられてきたがＬＳＩパターンの微細化に伴って
、光露光装置よりも微細なパターンを形成することが可
能なＸ線露光装置の開発が進められている。このＸ線露
光装置では、露光に先立ち、露光マスク（Ｘ線マスク）
と半導体ウェハとを互いに平行に高精度に位置合せする
とともに、両者を平行に保持しながらこれらの隙間を極
小（３０μｍ程度）に設定して近接露光する必要がある
。 ［０００３］ 従来、このような相対位置合せのための光学系としては
、図８に示すようなものが一般に知られていた。 ［０００４］ 即ち、図示しないレーザから射出された半径ｒのレーザ
光ビームは、第１のし特開平３−２９１５０４　（５） ンズ１内をこの光軸に沿って透過し、この先軸に対して
４５°の角度をもって斜めに配置された反射面２ａを有
する折返しミラー２に入射して、この折返しミラー２の
反射面２ａで直角に反射される。そして、この反射され
た光ビームは、露光マスク３の位置合せマークとしての
マスクマーク４（回折格子）に垂直に入射し、このマス
クマーク４及び半導体ウェハ５の位置合せマークとして
のウェハマーク６（回折格子）で回折された回折光が検
出光として検出されて、露光マスク３と半導体ウェハ５
との相対位置合せが行われるようなされていた。ここに
、露光マスク３と半導体ウェハ５との隙間Ｚは、極小（
３０μｍ程度）に設定されている。 ［０００５］ ところで、Ｘ線露光装置における露光光（Ｘ線）は、同
図に破線で示すエリアで、露光マスク３のパターンを照
射して、このパターンを半導体ウェハ５に転写するよう
なされている。従って、折返しミラー２がこの露光光を
遮らないようにするためには、折返しミラー２と露光エ
リアとの間に、クリアランスＣ１を設ける必要がある。 また、レーザ光ビームが折返しミラー２で確実に反射さ
れるためには、レーザ光ビームの外周と折返しミラー２
の端との間にも、余裕クリアランスＣ２が必要となる。 ［０００６］ このため、半径ｒのレーザ光ビームの中心と露光エリア
との間に、クリアランスｌ　（＝Ｃ１十０２＋ｒ）を設
ける必要があり、１つの露光エリアとこれに隣接する他
の露光エリアとの間のスクライブラインの幅Ｓが２１（
Ｓ＝２１）となっている。具体的には、例えばＣ＝１ｍ
ｍ、Ｃ２＝１ｍｍ、ｒ＝０．２５ｍｍとするとスクライ
ブラインノ幅５＝２（Ｃ１十Ｃ２＋ｒ）＝４．５ｍｍと
なっている。 ［０００７］

【発明が解決しようとする課題】

このように、スクライブラインの幅Ｓが４．５ｍｍもあ
ると、１枚の半導体ウェハから生産されるＬＳＩチップ
の数が少なくなって、半導体ウェハ１枚当りのＬＳＩチ
ップの生産効率が悪くなり、半導体ウェハの有効利用が
図れないという問題点があった。 ２１− ［０００８］ また、露光マスクと半導体ウェハとの相対位置合せを行
うためには、アライメント光学系が少なくとも３つ（Ｘ
ｉ光学系、Ｘ２光学系及びＹ光学系）備える必要がある
が、これらの各アライメント光学系を調整する際に、他
のアライメント光学系が邪魔になってしまうことを確実
に防止するとともに、それらの各アライメント光学系に
備えられている移動機構の組立て及び調整を容易に行え
るようにする必要がある。 ［０００９］ 本発明は上記に鑑み、スクライブラインの幅をできるだ
け小さくすることにより、１枚の半導体ウェハから土竜
されるＬＳＩチップの数を多くして、半導体ウェハ１枚
当りのチップの生産効率を格段に向上させて半導体ウェ
ハの有効利用を図り、更に露光マスクと半導体ウェハと
の相対位置合せを行うためアライメント光学装置におい
て、各アライメント光学系が互いに干渉してしまうこと
を防止するとともに、その移動機構の組立て及び調整を
容易に行うことができるようにしたものを提供すること
を目的とする。 ［００１０］

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本発明の相対位置合せ方法は
、７】射出された光ビームを第１のレンズに向かって該
レンズの光軸に略平行に移行させる工程とこの光ビーム
を前記第１のレンズにこの光軸から所定距離偏心させた
状態で入射させることにより、この第１のレンズを透過
した光ビームをこの先軸に対して斜めに移行させる工程
と、前記第１のレンズの光軸に対して斜めに移行する光
ビームを反射させ、この反射光軸に対して（４５°−α
／２）の物体の各位置合せマークに斜めに入射させる工
程と、で回折されて得られる光ビームを移行した光ビー
ムを検出して、前記第１及び第２と、これらの各位置合
せを行う工程とを経るようにしたもの、及び７】射出さ
れた光ビームを第１の物体の光軸に位置合せる工程と、
前記第１のレンズを透過した光ビームをこの光軸に対し
て（４５°−α／２）の角度をもって配置された反射面
に入射させて、この反射された光ビームを第１及び第２
の物体の各位置合せマニツに（９０°−α）の角度で斜
めに入射させる工程と、で回折されて得られる光ビーム
を移行した光ビームを検出して、前記第１及び第２と、
これらの各位置合せを行う工程とを経るようにしたもの
である。 ［００１１］ 相対位置合せ装置は、光ビームを射出する光源と、光軸
がこの光ビームの移行する方向に略平行に配置された第
１のレンズと、前記光ビームを前記第１のレンズにこの
光軸から所定間隔偏心させた状態で透過させることによ
り、前記第１のレンズを透過した光ビームをこの光軸に
対して斜めに移行させる偏心手段と、前記第１のレンズ
の光軸に対して斜めに移行させた光ビームを反射させ、
反射光軸に対して（４５°−α／２）の角度をもつて斜
めに配置され、前記第１のレンズを有する折返しミラー
と、で回折されて得られる光ビームを移行した光ビーム
を検出して、第１及び第２と、これらの各位置合せを行
う位置合せ手段とを備えたもの、及び光ビームを射出す
る光源と、光軸に略平行に光ビームが透過するように配
置された第１のレンズと、この第１のレンズの光軸に対
して（４５°−α／２）の角度をもって斜めに配置され
、前記第１のレンズを透過した光ビームを反射させて反
射光軸に対して（４５°−α／２）の物体の各位置合せ
マークに（９０°−α）の角度で斜めに配置され、前記
第１のレンズを有する折返しミラーと、で回析されて得
られる光ビームを移行した光ビームを検出して、第１及
び第２と、これらの各位置合せを行う位置合せ手段とを
備えたものである。 ［００１２］ アライメント光学装置は、射出された光ビームを入射光
として第１及び第２の物体の各位置合せマークに位置合
せ方向と直交する方向から斜めに入射させる入射光学系
と、で回折されて得られる光ビームで回折されて得られ
る光ビームを検出光として受光する検出光学系とを備え
たアライメント光学装置において、前記検出光が該位置
合せマークに垂直に立てた垂線に関して前記入射光と同
じ側に戻るよう構成するとともに、前記入射光学系及び
検出光学系を同一の光学ベース上に搭載したものである
。 ［００１３］ ２３−

【作用】

請求項１及び２記載の発明では、光ビームが第１のレン
ズにこの光軸から所定距離偏心した状態で入射した後、
この先軸に斜めに移行されて反射面で反射されこの反射
後の光ビームが第１及び第２の物体の各位置合せマーク
に斜めに入射する。このため、光ビームの位置合せマー
クへの入射点を、位置合せマークに垂直に入射させるよ
うにした従来の場合に比べて、露光エリアの近くに位置
させることができる。 ［００１４］ 従って、スクライブラインの幅を小さくすることができ
、１枚の半導体ウェハから生産されるＬＳＩチップの数
を著しく多くすることができる。 ［００１５］ また、請求項５及び６記載の発明では、第１のレンズの
光軸に対して（４５゜−α／２）の角度をもって斜めに
配置された折返しミラーの反射面に、第１のレンズを透
過した光ビームが入射し、この反射面で反射された光ビ
ームが第１及び第２の物体の各位置合せマークに（９０
°−α）の角度で斜めに入射する。 ［００１６］ 従って、この場合にも、光ビームの位置合せマークへの
入射点を、従来の場合に比べ露光エリア近くに位置させ
ることができ、スクライブラインの幅を小さくして、１
枚の半導体ウェハから生産されるＬＳＩチップの数を著
しく多くすることができる。 ［００１７］ 更に、請求項７記載の発明では、各アライメント光学系
の入射光学系と検出光学系とを同一の光学ベース上に搭
載することによって、各アライメント光学系を各々個々
に単一の光学ベース上に搭載して、アライメント光学系
の数と光学ベースの数とを一致させることができ、これ
によって各アライメント光学系同士が互いに干渉し合っ
てしまうことを防止するとともに、この移動機構の組立
て及び調整を容易となすことができる。 ［００１８］ 特開平３−２９１５０４　（９）

【実施例】

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。 ［００１９］ 図１乃至図３はこの発明の第１の実施例に係る相対位置
合せ装置を示すものである。 ［００２０］ 図１において、光軸１０で焦点距離ｆ１の第１のレンズ
１１が備えられておりこの第１のレンズ１１の光軸１０
と同軸に焦点距離ｆ２の第２のレンズ１２が配置されて
いる。この第１のレンズ１１の光軸１０に対して４５°
の角度をもって斜めに配置された反射面１３ａを有する
折返しミラー１３が露光マスク１４に対して距離ｆ１／
２を置いて配置されている。露光マスク１４及び半導体
ウェハ１５の所定位置には、後述する回折格子で構成さ
れた位置合せマークとしてのマスクマーク１６及びウェ
ハマーク１７が設けられている。 ［００２１］ 更に、この第１の実施例では、第１及び第２のレンズ１
１．１２の間の所定位置に位置して、厚さｔのプレーン
パラレル１８（偏心手段）が、傾き角θをもって配置さ
れている。 ［００２２］ 次に、上記実施例における光ビームの経路を説明する。 図示しないレーザ源から射出された半径ｒのレーザ光ビ
ームは、光軸１０上を移行し第２のレンズ１２を透過し
て、プレーンパラレル１８に入射する。すると、このプ
レーンパラレル１８から射出された光ビームは、この中
心が光軸１０がら所定距離εだけ偏心された状態となっ
て移行される。ここで、プレーンパラレル１８と偏心距
離εとの間には、プレーンパラレル１８の屈折率をｎと
した時、ε＝ｔθ（１−１７ｎ） の関係がある。 ［００２３］ この偏心距離εだけ偏心された光ビームは、焦点位置１
９で焦点を結んだ後、光軸１０に平行に移行されて第１
のレンズ１１に入射する。この第１のレンズ１２５− 特開平３−２９１５０４　（１０） １から射出された光ビームは、平行光であり、かつ光軸
１０に対して角度αだけ斜めにされて移行され、折返し
ミラー１３に入射する。ここでこの角度αと偏心距離ε
との間には、 ε＝ｆ１ｔａｎα の関係がある。 ［００２４］ 従って、折返しミラー１３の反射面１３ａで反射された
光ビームは、マスク１４に垂直な垂線２０　（光ビーム
の中心の折返しミラー１３での反射点からマスク１４に
垂直に下ろした線）に対して角度αだけ斜めにされて、
露光マスク１４のマスクマーク（位置合わせマーク）１
６に入射することになる。 ［００２５］ 次に、この実施例でスクライブラインの幅をどの程度縮
小できるかについて説明する。 ［００２６］ 先ず、折返しミラー１３の位置では、折返しミラー１３
と露光エリアとの間のクリアランスＣ１があり、光ビー
ムの外周とミラー１３の端との間にも余裕クリアランス
Ｃ２がある。そのため、光ビーム（半径：ｒ）の折返し
ミラー１３における中心即ち垂線２０と露光エリアとの
間には、クリアランスｌ　（＝０１十０２＋ｒ）が設け
られている。このクリアランス１は、上記従来例と同じ
である。 ［００２７］ 一方、光ビームは、露光マスク１４に垂直な垂線２０に
対して角度αだけ斜めになって露光マスク１４のマスク
マーク１６に入射しているため、このマスクマーク１６
への入射点は、垂線２０から略ｆ１／２・ｔａｎαの位
置になっており、このｆ１／２・ｔａｎαだけ露光エリ
アに近付けられている。そのため、光ビームの中心と露
光エリアとの間のクリアランス１′は、折返しミラー１
３の位置に比べてｆ１／２・ｔａｎαだけ小さくなって
おり、１’　＝　（Ｃ＋Ｃ＋ｒ）−ｆ１／２−ｔａｎ　
ａ２ となる。従って、１つの露光エリアとこれに隣接する他
の露光エリアと間のスクライブラインの幅Ｓ′　は、 ２６一 Ｓ’＝２１’ ＝２　Ｊ、　（Ｃ１＋Ｃ２＋ｒ）−ｆ１／２−ｔａｎ　
ａ’ｒとなり、従来よりｆｌ　・ｔａｎαだけ小さくす
ることが可能となる。 ［００２８］ 具体的には、例えばＣ１Ｃ１＝Ｃ２＝１．ｒ＝０．２５
ｍｍ程度であり、これの値を上記Ｓの式に代入すると、
折返しミラー１３の位置におけるクリアランス１＝２．
２５ｍｍとなり、Ｓ＝４．５０ｍｍとなる。 ［００２９３ これに対して、α＝３ｄｅｇ　、　　ｆ１＝５０ｍｍを
上記Ｓ′の式に代入すると、露光マスク１４のマスクマ
ーク１６への入射点におけるクリアランスｌ’　＝０．
９４ｍｍとなり、Ｓ’　＝１．８８ｍｍとなる。従って
、２つの露光エリア間のクリアランスを従来に比べ、 ΔＳ＝４．５０−１．８８＝２．６６ｍｍも小さくする
ことができることになる。 ［００３０３ 従って、スクライブラインの幅を小さくすることができ
、１枚の半導体ウェハから生産されるＬＳＩチップの数
を著しく多くすることができる。即ち、半導体ウェハ１
枚当りのチップの生産効率を格段に向上させて半導体ウ
ェハの有効利用を図ることができる。 ［００３１］ 次に、露光マスク１４のマスクマーク（位置合せマーク
）１６には、図２に示されるように、ピッチＰｘである
１次元回折格子が設けられ、半導体ウェハ１５のウェハ
マーク（位置合せマーク）１７には、ピッチＰｘ　、Ｐ
ＡＹの市松状回折格子が位置合せ用マークとして、ピッ
チＰＧＹである１次元回折格子が間隔設定用マークとし
て夫々設けられている。 ［００３２］ マスクマーク（１次元回折格子）１６に入射された光ビ
ームは、この１次元回析格子で回折されて、ウェハマー
ク（１次元及び市松状回折格子）１７に移行されて回折
される。このウェハマーク１７の１次元回折格子で回折
された回折光は再度マスクマーク１６で回折された後、
図３に破線で示されるように、折返しミラー１３に移行
され、このミラー１３で反射されて、第１のレンズ１１
に向かって移行される。その結果、この回折光は、図示
しない検出手段によって検出され、この検出された光に
基づいて、露光マスク１４と半導体ウェハ１５との間の
隙間Ｚが所定の値に設定される。 ［００３３］ 一方、ウェハマーク１７の市松状回折格子で回折された
回折光は、上記間隙設定用の回折光と同様に、再度マス
クマーク１６で回折された後、折返しミラー１３に移行
され、このミラー１３で反射され、第１のレンズ１１に
向かって移行される。その後、この回折光は、図示しな
い検出手段によって検出されて、検出された光に基づい
てマスク１４とウェハ１５とがこれらに平行な方向（Ｘ
方向）に位置合せされる。 ［００３４３ このように、この実施例では、ウェハマーク１７に２つ
の回折格子が設けられているため、間隙設定と位置合せ
を同時に実行することができる。特に、ウェハマーク１
７の１次元回折格子のピッチＰＧＹ＝５μｍ、同じく市
松状回折格子のピッチＰＡＹ＝７μｍのように設定した
場合には、間隙設定用の回折光と位置合せ用の回折光と
を異なった位置に分布させて、両者の回折光が互いに干
渉してしまうことを防止することができる。 ［００３５］ なお、この実施例では、露光マスク１４と半導体ウェハ
１５との間隙設定と位置合せとを同時に実行するような
されているが、これらを別々に実行する場合にも適用可
能なことは勿論である。更に、マスクマーク１６及びウ
ェハマーク１７の回折格子は、図示の実施例に限定され
ることなく、１次元、２次元または市松状格子から適宜
選択することができる。 ［００３６］ 次に、図４を参照して、上記第１の実施例の変形例を説
明する。 ［００３７］ 上述した実施例では、偏心手段としてプレーンパラレル
１８を設けた例を示し特開平３−２９１５０４　（１３
） でいるが、この変形例は、第２のレンズ１２をその先軸
２１を第１のレンズ１１の光軸１０から所定距離εだけ
偏心させて配置して偏心手段を構成したものである。 ［００３８］ これによって、図示しない７】射出された光ビームは、
第２のレンズ１２の光軸２１上を移行し、この第２のレ
ンズ１２を透過した後、第１の実施例と同じ位置の第１
のレンズ１１の光軸１０から所定距離εだけ偏心された
焦点距離１９に焦点を結ぶ。そのため、光ビームは、第
１の実施例と同様に、第１のレンズ１１に入射し、この
レンズ１１から射出された光ビームは、光軸１０に対し
て角度α斜めにされて移行する。即ち、この変形例でも
、光ビームは、垂線２０に対して角度α斜めに移行して
マスクマーク１６に入射することになる。そのため、２
つの露光エリア間のクリアランスＳ′　を小さくなして
、スクライブラインの幅Ｓ′　を小さくすることができ
、半導体ウェハ１枚当りのＬＳＩチップの生産効率を格
段に向上させて半導体ウェハの有効利用を図ることがで
きる。 ［００３９］ 次に、図５を参照して、第２の実施例を説明する。 ［００４０］ この実施例では、折返しミラー１３の反射面１３ａが、
第１のレンズ１１の光軸１０に対して（４５°−α／２
）の角度をもって配置されている。 ［００４１］ これにより、第１のレンズ１１の光軸１０上を透過した
光ビームが折返しミラー１３の反射面１３ａで反射され
ると、この反射された光ビームは、垂線２０に対して角
度α斜めに移行する。そのため、上記第１の実施例と同
様に、この光ビームのマスクマーク１６への入射点は、
垂線２０から略ｆ１／２・ｔａｎαの位置となる。 ［００４２］ これによって、光ビームの中心と露光エリアとの間のク
リアランスは、１’　＝　（Ｃ＋ｃ　　＋ｒ）　−ｆ１
／２−ｔａｎ　ａ２ １つの露光エリアとこれに隣接する他の露光エリアとの
スクライブラインは、２９− Ｓ’＝２１’ ＝ｚ　　（（Ｃ１＋Ｃ２＋ｒ）　　−ｆｌ　／２　−　
七ａｎ　　α）となり、従来よりｆｌ　・ｔａｎαだけ
この間隔を小さすることができる。従って、スクライブ
ラインの幅を小さくすることができ、半導体ウェハ１枚
当りのチップの生産効率を格段に向上させて半導体ウェ
ハの有効利用を図ることができる。 ［００４３］ 図６及び図７は、上記原理を利用した本発明に係るアラ
イメント光学装置の一実施例を示すものである。 ［００４４］ 即ち、このアライメント光学装置には、３つのアライメ
ント光学系、即ちＸ１光学系２２．Ｘ２光学系２３及び
Ｙ光学系２４が備えられている。これらの各光学系２２
，２３．２４には、互いに直交する方向に移動自在なマ
ークサーチ移動機構２５とチップサーチ移動機構２６と
が上下に配置されて備えられ、これによって位置合せマ
ーク（マスクマーク１６及びチップマーク１７）のサー
チと半導体チップのサーチが行えるようなされている。 ［００４５］ この各マークサーチ移動機構２５の上面の光学ベース２
７上には、露光マスク１４上のマスクマーク（位置合わ
せマーク）１６に対して光ビームを位置合せ方向と直角
方向に斜めに入射させる入射光学系２８と、半導体ウェ
ハ１５から露光マスク１４を経由して得られた検出光２
９を受光する検出光学系３０が搭載されている。この入
射光学系２８は、図４に示すように、即ち主に第１のレ
ンズ１１第２のレンズ１２及び折返しミラー１３とから
、同図に示すように配置されて構成されている。また、
検出光学系３０は、前記折返しミラー１３で再び反射さ
れた検出光２９を反射させて側方に導く一対の反射ミラ
ー３１ａ、３１ｂと、光路を調節するための２つのレン
ズ３２．３３とから主に構成されている。 ［００４６］ ここに、上記のように入射光学系２８と検出光学系３０
とを同一の光学ベース２７上に搭載するためには、露光
マスク１４または半導体ウェハ１５に設けられる位置合
せマーク（マスクマーク１６またはウェハマーク１７）
のうち、少なく特開平３−２９１５０４　（１５） とも一方をそのマークを解析した回折光が２次元分布す
るような２次元分布作用のマーク（２次元回折格子、市
松状回折格子、あるいは１次元回折格子を各々マクスマ
ーク１６とウェハマーク１７に用いて、組合せて回折光
を２次基分布させるもの）とする必要がある。 ［００４７］ 図示の実施例では、マスクマーク１６は透過窓１６ａと
Ｘ方向のピッチかへ（７）　１　次元格子１６ｂで、ウ
ェハマーク１７はＸ方向のピッチがｐ　の市松状格子１
７ａと１次元格子１７ｂで構成されているとともに、マ
スクマーク１６の１次元格子１６ｂとウェハマーク１７
の一次元格子１７ｂが互いに直交して、２次元分布作用
の格子となるようなされている。 ［００４８］ そして、入射光の入射角度をα、半導体ウェハ１５上の
市松状格子、１次元格子のｙ方向ピッチを夫々ｐ　　ｐ
　とし、これらのピッチｐ、１．ｐ、２で夫々法まｙｌ
ｏ　　ｙ２ る−次回折光の角度をθ　　θ　とすると、ｙｌｏｙ２ ｓｉｎ（θ　）　＝ｓｉｎ（α）−λ／ｐ、１１ ｓｉｎ　（θ　）　＝ｓｉｎ（α）−λ／ｐ、２２ が成り立つようになされている。ここにλは光の波長で
ある。 ［００４９］ 即ち、５ｉｎ（θ　）　、　５ｉｎ（θ、２）が各々負
の値を取るように、上記入射角α及び１ ピッチｐ、１−　ｐ、２が選択されている。例えば、入
射角α＝　２　ｄｅｇ、ピッチｐ、１＝５μｍ、ｐ　　
＝７μｍとすると、θ、１＝−５．２６ｄｅｇ、θ、２
＝−３，１８ｄｅｇ２ となり、このピッチｐｙ１．ｐ、２で決まる１次回折光
は、入射光と同じ側に戻ってくる。これにより、検出光
２９は、同じ折返しミラー１３で反射した後、入射光学
系２８と同一の光学ベース２７上に設けられた検出光学
系３０に導かれる。 ［００５０］ なお、上記の説明は、Ｘ方向が位置合せ方向であるＸ１
光学系２２について説明したが、他の光学系２３．２４
も同様である。 ［００５月 このように、３つの光学系、即ちＸ１光学系２２、Ｘ２
光学系２３及びＹ光学３１− 系２４において、それらの各入射光学系２８と検出光学
系３０を同一の光学ベース２７上に搭載することにより
、各光学系２２，２３．２４が互いに干渉してしまうこ
とを防止しつつ光軸調整を行うことができるとともに、
マークサーチ移動機構２５及びチップサーチ移動機構２
６を簡素化してその組立て及び調整を容易となすことが
できる。 ［００５２］

【発明の効果】

上述したように、この発明にかかる相対位置合せ方法及
び装置では、光ビームが折返しミラーの反射面で反射さ
れて、第１及び第２の物体の各位置合せマーク（マスク
マーク及びウェハマーク）に斜めに入射される。そのた
め、光ビームの位置合せマークへの入射点を従来の場合
（位置合せマークに垂直に入射される場合）に比べて、
露光エリアの近くに位置させることができる。 ［００５３］ 従って、スクライブラインの幅を小さくすることができ
、１枚の半導体ウェハから生産されるＬＳＩチップの数
を著しく多くすることができ、半導体ウェハ１枚当りの
チップの生産効率を格段に向上させて半導体ウェハの有
効利用を図ることができる。 ［００５４］ 更に、アライメント光学装置によれば、各アライメント
光学系同士が互いに干渉し合ってしまうことを防止しつ
つ光軸調整を行うことができるとともに、この各光学系
の移動機構の組立て及び調整を容易となすことができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施例に係る相対位置合せ装置の模式図。

【図２】 図１に示す位置合せ装置に用いられる回折格子の平面図
。

【図３】 図１に示す位置合せ装置において、位置合せマークから
検出手段に移行する回折光の経路を示す模式図。

【図４】 第１の実施例の変形例を示す模式図。

【図５】 第２の実施例を示す模式図。

【図６】 アライメント光学装置の一実施例を示す概略斜視図。

【図７】 図６に示すアライメント光学装置に用いられる回折格子
の斜視図。

【図８】 従来例を示す模式図。

【符号の説明】

１０　第１のレンズの光軸 １１　第１のレンズ １２　第２のレンズ（偏心手段） １３　折返しミラー １３ａ　　折返しミラーの反射面 １４　露光マスク（第１の物体） １５　半導体ウェハ（第２の物体） １６　マスクマーク（位置合わせマーク）１７　ウェハ
マーク（位置合わせマーク）１．８　　プレーンパラレ
ル（偏心手段）２２　アライメント光学系 ２３　アライメント光学系 ２４　アライメント光学系 ２５　マークサーチ移動機構 ２６　チップサーチ移動機構 ２７　光学ベース ２８　入射光学系 ３０　検出光学系

【書類芯】

図面

【図１】

【図２】 一３５− 特開平３−２９１５０４　（１９）

【図３】

【図４】 −３７− 特開平３−２９１５０４　（２１）

【図６】

【図７】 ウェハマーク ３９− 特開平３−２９１５０４　（２３）

【図８】

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源から射出された光ビームを第１のレン
   ズに向かって該レンズの光軸に略平行に移行させる工程
   と、 この光ビームを前記第１のレンズにこの光軸から所定距
   離偏心させた状態で入射させることにより、この第１の
   レンズを透過した光ビームをこの光軸に対して斜めに移
   行させる工程と、 前記第１のレンズの光軸に対して斜めに移行する光ビー
   ムを反射させ、この反射した光ビームを第１及び第２の
   物体の各位置合せマークに斜めに入射させる工程と、 これらの各位置合せマークを移行した光ビームを検出し
   て、前記第１及び第２の物体の相対位置合せを行う工程
   、 とを経ることを特徴とする相対位置合せ方法。
2. 【請求項２】光ビームを射出する光源と、 光軸がこの光ビームの移行する方向に略平行に配置され
   た第１のレンズと、前記光ビームを前記第１のレンズに
   この光軸から所定間隔偏心させた状態で透過させること
   により、前記第１のレンズを透過した光ビームをこの光
   軸に対して斜めに移行させる偏心手段と、 前記第１のレンズの光軸に対して斜めに移行させた光ビ
   ームを反射させ、反射した光ビームを第１及び第２の物
   体の各位置合わせマークに斜めに入射させる反射面を有
   する折返しミラーと、 これらの各位置合せマークを移行した光ビームを検出し
   て、第１及び第２の物体の相対位置合せを行う位置合せ
   手段、 とを備えたことを特徴とする相対位置合せ装置。
3. 【請求項３】前記偏心手段は、光源と第１のレンズとの
   間に配置され、光源から射出された光ビームを透過させ
   て該光ビームを前記第１のレンズにこの光軸から所定距
   離偏心させた状態で入射させるプレーンパラレルからな
   ることを特徴とする請求項２記載の相対位置合せ装置。
4. 【請求項４】前記偏心手段は、光源と第１のレンズとの
   間に配置され、光源から射出された光ビームを透過させ
   て該光ビームを前記第１のレンズにこの光軸から所定距
   離偏心させた状態で入射させる第２のレンズからなるこ
   とを特徴とする請求項２記載の相対位置合せ装置。
5. 【請求項５】光源から射出された光ビームを第１のレン
   ズ内をこの光軸に略平行に透過させる工程と、 前記第１のレンズを透過した光ビームをこの光軸に対し
   て（４５°−α／２）の角度をもって配置された反射面
   に入射させて、この反射された光ビームを第１及び第２
   の物体の各位置合せマークに（９０°−α）の角度で斜
   めに入射させる工程と、 これらの各位置合せマークを移行した光ビームを検出し
   て、前記第１及び第２の物体の相対位置合せを行う工程
   、 とを経ることを特徴とする相対位置合せ方法。
6. 【請求項６】光ビームを射出する光源と、 光軸に略平行に光ビームが透過するように配置された第
   １のレンズと、この第１のレンズの光軸に対して（４５
   °−α／２）の角度をもって斜めに配置され、前記第１
   のレンズを透過した光ビームを反射させて反射した光ビ
   ームを第１及び第２の物体の各位置合せマークに（９０
   °−α）の角度で斜めに入射させる反射面を有する折返
   しミラーと、 これらの各位置合せマークを移行した光ビームを検出し
   て、第１及び第２の物体の相対位置合せを行う位置合せ
   手段、 とを備えたことを特徴とする相対位置合わせ装置。
7. 【請求項７】射出された光ビームを入射光としてひ第１
   及び第２の物体の各位置合せマークに位置合せ方向と直
   交する方向から斜めに入射させる入射光学系と、これら
   の各位置合せマークで回折されて得られる光ビームを検
   出光として受光する検出光学系とを備えたアライメント
   光学装置において、前記検出光が該位置合せマークに垂
   直に立てた垂線に関して前記入射光と同じ側に戻るよう
   構成するとともに、前記入射光学系及び検出光学系を同
   一の光学ベース上に搭載したことを特徴とするアライメ
   ント光学装置。