JPH0749926B2 - 位置合わせ方法および位置合わせ装置 - Google Patents
位置合わせ方法および位置合わせ装置Info
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- JPH0749926B2 JPH0749926B2 JP61104186A JP10418686A JPH0749926B2 JP H0749926 B2 JPH0749926 B2 JP H0749926B2 JP 61104186 A JP61104186 A JP 61104186A JP 10418686 A JP10418686 A JP 10418686A JP H0749926 B2 JPH0749926 B2 JP H0749926B2
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- diffraction grating
- light
- diffraction
- incident
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- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体ICやLSIを製造するための露光装置や
パタン評価装置等に応用して好適な位置合わせ方法およ
びその実施に使用される位置合わせ装置に関するもので
ある。
パタン評価装置等に応用して好適な位置合わせ方法およ
びその実施に使用される位置合わせ装置に関するもので
ある。
半導体ICやLSIの微細化に伴い、マスクパタンをウエハ
に一括して、もしくはステップ・アンド・レピート方式
によって露光転写する装置では、マスクとウエハとを互
いに高精度に位置合わせする技術の進展が不可欠のもの
となっている。
に一括して、もしくはステップ・アンド・レピート方式
によって露光転写する装置では、マスクとウエハとを互
いに高精度に位置合わせする技術の進展が不可欠のもの
となっている。
従来、光ヘテロダイン干渉を利用して微小変位測定ある
いは精密な位置合わせを行なう装置として、第４図に示
すような２つの回折格子の回折光を用いるものがある
（特願昭60−198966号）。第４図において、13は周波数
が互いにわずかに異なり、偏光面方向が互いに直交する
２波長の光を発する２波長直交偏光レーザー光源、１
は、ビームスプリッター、2,2′は集光レンズ、3,3′,
3″,3はミラー、４は偏光ビームスプリッター、5,5′
は光検出器、６は信号処理制御部、７はマスクステー
ジ、８はマスク（第１の物体）、９は透過型回折格子
（第１の回折格子）、10は反射型回折格子（第２の回折
格子）、11はウエハ（第２の物体）、12はウエハステー
ジである。
いは精密な位置合わせを行なう装置として、第４図に示
すような２つの回折格子の回折光を用いるものがある
（特願昭60−198966号）。第４図において、13は周波数
が互いにわずかに異なり、偏光面方向が互いに直交する
２波長の光を発する２波長直交偏光レーザー光源、１
は、ビームスプリッター、2,2′は集光レンズ、3,3′,
3″,3はミラー、４は偏光ビームスプリッター、5,5′
は光検出器、６は信号処理制御部、７はマスクステー
ジ、８はマスク（第１の物体）、９は透過型回折格子
（第１の回折格子）、10は反射型回折格子（第２の回折
格子）、11はウエハ（第２の物体）、12はウエハステー
ジである。
第４図において、２波長直交偏光レーザー光源13から発
した光の一部を、ビームスプリッター１を介して取り出
し、集光レンズ２を通して光検出器５で検出し、基準ビ
ート信号として信号処理制御部６に入力する。一方、２
波長直交偏光レーザー光源13から発した光は、ビームス
プリッター１、ミラー３を介して偏光ビームスプリッタ
ー４に入る。偏光ビームスプリッター４により、それぞ
れ水平成分、あるいは垂直成分のみを有する直線偏光で
しかも周波数がわずかに異なる２波長の光に分割され、
それぞれ、ミラー３′,3″を介して所望の入射角で透過
型回折格子９、および反射型回折格子10に入射する。回
折格子9,10から得られた回折光をミラー３、集光レン
ズ２′を介して光検出器５′により検出し、回折光ビー
ト信号として信号処理制御部６に入力する。信号処理制
御部６では、基準ビート信号と回折光ビート信号との位
相差を検出し、位相差が０゜になるように保持移動機構
（図示略）を制御してマスクステージ７、およびウエハ
ステージ12を相対移動させ、マスク面上のパタンがウエ
ハ面上の所定の位置に精度よく重なって露光できるよう
にマスク８とウエハ11との間の精密な位置合わせを行な
う。
した光の一部を、ビームスプリッター１を介して取り出
し、集光レンズ２を通して光検出器５で検出し、基準ビ
ート信号として信号処理制御部６に入力する。一方、２
波長直交偏光レーザー光源13から発した光は、ビームス
プリッター１、ミラー３を介して偏光ビームスプリッタ
ー４に入る。偏光ビームスプリッター４により、それぞ
れ水平成分、あるいは垂直成分のみを有する直線偏光で
しかも周波数がわずかに異なる２波長の光に分割され、
それぞれ、ミラー３′,3″を介して所望の入射角で透過
型回折格子９、および反射型回折格子10に入射する。回
折格子9,10から得られた回折光をミラー３、集光レン
ズ２′を介して光検出器５′により検出し、回折光ビー
ト信号として信号処理制御部６に入力する。信号処理制
御部６では、基準ビート信号と回折光ビート信号との位
相差を検出し、位相差が０゜になるように保持移動機構
（図示略）を制御してマスクステージ７、およびウエハ
ステージ12を相対移動させ、マスク面上のパタンがウエ
ハ面上の所定の位置に精度よく重なって露光できるよう
にマスク８とウエハ11との間の精密な位置合わせを行な
う。
次に、このように構成された位置合わせ装置を用いる位
置合わせ方法を第５図を参照して説明する。第５図にお
いて、14は透過型回折格子、15は反射型回折格子、16,1
7は周波数が互いにわずかに異なる２波長の入射光、18,
19は所望の回折光、16−1,17−１は透過型回折格子14か
らの−１次透過回路光、16−１′,17−１′は反射型回
折格子15からの１次反射回折光、16−2,17−２は、反射
型回折格子15からの−１次透過回折光である。P1,P2は
それぞれ透過型回折格子14、反射型回折格子15の格子ピ
ッチである。なお、一般に、格子ピッチＰの回折格子に
波長λの光を入射させた場合、回折光はθ＝sin-1（ｍ
・2/P）（ｍ＝0,±1,±2,…）の方向でのみ強くなり、
ｍの値によって、ｍ次の回折光と呼ばれている。
置合わせ方法を第５図を参照して説明する。第５図にお
いて、14は透過型回折格子、15は反射型回折格子、16,1
7は周波数が互いにわずかに異なる２波長の入射光、18,
19は所望の回折光、16−1,17−１は透過型回折格子14か
らの−１次透過回路光、16−１′,17−１′は反射型回
折格子15からの１次反射回折光、16−2,17−２は、反射
型回折格子15からの−１次透過回折光である。P1,P2は
それぞれ透過型回折格子14、反射型回折格子15の格子ピ
ッチである。なお、一般に、格子ピッチＰの回折格子に
波長λの光を入射させた場合、回折光はθ＝sin-1（ｍ
・2/P）（ｍ＝0,±1,±2,…）の方向でのみ強くなり、
ｍの値によって、ｍ次の回折光と呼ばれている。
入射光16,17の入射方向を回折格子面に鉛直な方向に対
し、回折格子14および15のそれぞれの±１次反射回折光
の角度をそれぞれψ-1＝sin-1（−λ1/P1）、ψ+1＝sin
-1（λ2/P1）、θ-1＝sin-1（−λ1/P2）、θ+1＝sin-1
（λ2/P2）とした時、（ψ-1＋θ-1）および（ψ+1＋θ
+1）の角度に設定する。ここで、入射光16,17の波長は
λ1,λ２であり、周波数差Δｆは、数KHzから数百MHz程
度の値であり、光速Ｃに比べて非常に小さく、２波長λ
1,λ２に対する±１次回折角はほぼ等しくなる。したが
って、ψ-1≒ψ+1,θ-1≒θ+1となり、（ψ-1＋θ-1）
≒（ψ+1＋θ+1）となる。
し、回折格子14および15のそれぞれの±１次反射回折光
の角度をそれぞれψ-1＝sin-1（−λ1/P1）、ψ+1＝sin
-1（λ2/P1）、θ-1＝sin-1（−λ1/P2）、θ+1＝sin-1
（λ2/P2）とした時、（ψ-1＋θ-1）および（ψ+1＋θ
+1）の角度に設定する。ここで、入射光16,17の波長は
λ1,λ２であり、周波数差Δｆは、数KHzから数百MHz程
度の値であり、光速Ｃに比べて非常に小さく、２波長λ
1,λ２に対する±１次回折角はほぼ等しくなる。したが
って、ψ-1≒ψ+1,θ-1≒θ+1となり、（ψ-1＋θ-1）
≒（ψ+1＋θ+1）となる。
こうすることにより、回折格子14,15に入射した入射光1
6,17は、それぞれ透過型回折格子14で回折されて−１次
透過回折光16−1,17−１となり、入射角θ-1,θ+1でそ
れぞれ反射型回折格子15に入射し、ここでそれぞれ反射
回折されて−１次反射回折光16−１′,17−１′とな
る。−１次反射回折光16−１′,17−１′は、回折格子
の鉛直方向にそれぞれ回折された回折光であり、光学的
に合成され透過型回折格子14によって０次透過回折され
て所望の回折光18となる。一方、回折格子14,15に入射
した入射光16,17の一部は、透過型回折格子14によって
０次透過回折されて反射型回折格子15に入射し、ここで
反射回折されて−１次反射回折光16−2,17−２となり、
透過型回折格子14に入射角ψ-1,ψ+1でそれぞれ入射す
る。−１次反射回折光16−2,17−２は、透過型回折格子
14で透過回折されてそれぞれ回折格子14に対して鉛直方
向の−１次透過回折光として光合成されて所望の回折光
19となる。そして、前記光検出器５′により、所望の回
折光18,19から光ヘテロダイン干渉によるビート信号を
検出し、基準信号との位相差を測定してマスク８とウエ
ハ11との位置合わせを行なう。
6,17は、それぞれ透過型回折格子14で回折されて−１次
透過回折光16−1,17−１となり、入射角θ-1,θ+1でそ
れぞれ反射型回折格子15に入射し、ここでそれぞれ反射
回折されて−１次反射回折光16−１′,17−１′とな
る。−１次反射回折光16−１′,17−１′は、回折格子
の鉛直方向にそれぞれ回折された回折光であり、光学的
に合成され透過型回折格子14によって０次透過回折され
て所望の回折光18となる。一方、回折格子14,15に入射
した入射光16,17の一部は、透過型回折格子14によって
０次透過回折されて反射型回折格子15に入射し、ここで
反射回折されて−１次反射回折光16−2,17−２となり、
透過型回折格子14に入射角ψ-1,ψ+1でそれぞれ入射す
る。−１次反射回折光16−2,17−２は、透過型回折格子
14で透過回折されてそれぞれ回折格子14に対して鉛直方
向の−１次透過回折光として光合成されて所望の回折光
19となる。そして、前記光検出器５′により、所望の回
折光18,19から光ヘテロダイン干渉によるビート信号を
検出し、基準信号との位相差を測定してマスク８とウエ
ハ11との位置合わせを行なう。
ところで上記従来の方法では、前記マスク８および前記
ウエハ11の位置合わせ点をマスク８およびウエハ11の座
標原点とし、座標原点に対するマスク８およびウエハ11
の微小変位をそれぞれΔM,ΔＷとしたとき、基準信号と
ビート信号との位相差ΔφとΔM,ΔＷとの間には、 の関係があり、したがってΔM,ΔＷのそれぞれ独立した
微小変位に対して位相差Δφを生じ、ΔＭ＝ΔＷ＝０の
ときにΔφ＝０となり位置合わせ点となる。したがって
位置合わせを行なう場合、あらかじめΔＭあるいはΔＷ
のいずれか一方の座標原点位置すなわち変位量０に設定
し、その後他方をその座標原点に位置合わせ制御すると
いう手順が必要である。そして、ΔＭあるいはΔＷのい
ずれか一方の変位量をあらかじめ座標原点に設定するた
めには、回折格子９あるいは回折格子10のいずれか一方
だけを用いたヘテロダイン干渉によりビート信号を検出
し、そのビート信号と基準信号との位相差が０゜となる
ように設定しなければならない。
ウエハ11の位置合わせ点をマスク８およびウエハ11の座
標原点とし、座標原点に対するマスク８およびウエハ11
の微小変位をそれぞれΔM,ΔＷとしたとき、基準信号と
ビート信号との位相差ΔφとΔM,ΔＷとの間には、 の関係があり、したがってΔM,ΔＷのそれぞれ独立した
微小変位に対して位相差Δφを生じ、ΔＭ＝ΔＷ＝０の
ときにΔφ＝０となり位置合わせ点となる。したがって
位置合わせを行なう場合、あらかじめΔＭあるいはΔＷ
のいずれか一方の座標原点位置すなわち変位量０に設定
し、その後他方をその座標原点に位置合わせ制御すると
いう手順が必要である。そして、ΔＭあるいはΔＷのい
ずれか一方の変位量をあらかじめ座標原点に設定するた
めには、回折格子９あるいは回折格子10のいずれか一方
だけを用いたヘテロダイン干渉によりビート信号を検出
し、そのビート信号と基準信号との位相差が０゜となる
ように設定しなければならない。
ところが、その設定は１重回折によって行われるので、
その後の位置合わせの際の２重回折の場合とは入射角度
が異なり、したがってそのための独立した光学系が必要
であるという欠点がある。
その後の位置合わせの際の２重回折の場合とは入射角度
が異なり、したがってそのための独立した光学系が必要
であるという欠点がある。
また、この方法では、マスク８とウエハ11との相対的位
置ずれ量が０の場合であっても、マスク８とウエハ11が
同一方向に同一量だけ動いた場合には位相差Δφが生じ
る。すなわち、マスク８とウエハ11が双方とも座標原点
位置のときのみΔφ＝０となるので、マスク８とウエハ
11との相対的位置合わせを行なう方法としては適用しに
くいものであった。
置ずれ量が０の場合であっても、マスク８とウエハ11が
同一方向に同一量だけ動いた場合には位相差Δφが生じ
る。すなわち、マスク８とウエハ11が双方とも座標原点
位置のときのみΔφ＝０となるので、マスク８とウエハ
11との相対的位置合わせを行なう方法としては適用しに
くいものであった。
さらにこの方法では、２つの回折格子によって２重に回
折された回折光を検出するので、得られる回折光の強度
が微弱であるという欠点もある。
折された回折光を検出するので、得られる回折光の強度
が微弱であるという欠点もある。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、２物体の相対的変位量を直接的に位相
差信号として取り出すことにより、２物体の絶対座標に
よる位相関係には無関係に、高精度の位置合わせを行う
ことのできる方法、およびそのための位置合わせ装置を
提供することにある。
とするところは、２物体の相対的変位量を直接的に位相
差信号として取り出すことにより、２物体の絶対座標に
よる位相関係には無関係に、高精度の位置合わせを行う
ことのできる方法、およびそのための位置合わせ装置を
提供することにある。
第１の発明の位置合わせ方法は、第１の物体に設けた第
１の回折格子と第２の物体に設けた第２の回折格子のそ
れぞれに対して、周波数が互いにわずかに異なる２波長
の単色光を入射し、前記第１の回折格子から生じる光ヘ
テロダイン干渉回折光を検出して第１のビート信号を生
成するとともに、前記第２の回折格子から生じる光ヘテ
ロダイン干渉回折光を検出して第２のビート信号を生成
し、それら第１および第２のビート信号の位相差を測定
することによって、前記第１および第２の物体の回折格
子の回折格子ラインに直角の回折格子ピッチ方向の相対
変位量を検出することを特徴としている。
１の回折格子と第２の物体に設けた第２の回折格子のそ
れぞれに対して、周波数が互いにわずかに異なる２波長
の単色光を入射し、前記第１の回折格子から生じる光ヘ
テロダイン干渉回折光を検出して第１のビート信号を生
成するとともに、前記第２の回折格子から生じる光ヘテ
ロダイン干渉回折光を検出して第２のビート信号を生成
し、それら第１および第２のビート信号の位相差を測定
することによって、前記第１および第２の物体の回折格
子の回折格子ラインに直角の回折格子ピッチ方向の相対
変位量を検出することを特徴としている。
また、第２の発明の位置合わせ装置は、第１の物体に設
けた第１の回折格子と、第２の物体に設けた第２の回折
格子と、前記第１および第２の物体を相対的に動かす移
動機構と、周波数が互いにわずかに異なる２波長の単色
光を発生する光源と、前記光源から発生した２波長の単
色光を前記第１および第２の回折格子のそれぞれに対し
て所定の入射角度で入射させる入射角調整手段と、前記
第１の回折格子から生じる光ヘテロダイン干渉回折光を
検出して第１のビート信号を生成する第１の検出手段
と、前記第２の回折格子から生じる光ヘテロダイン干渉
回折光を検出して第２のビート信号を生成する第２の検
出手段と、それら第１および第２のビート信号に応じて
前記移動機構に制御信号を送り出し、前記第１および第
２の物体を相対的に動かして位置合わせする信号処理制
御手段とを具備してなることを特徴としている。
けた第１の回折格子と、第２の物体に設けた第２の回折
格子と、前記第１および第２の物体を相対的に動かす移
動機構と、周波数が互いにわずかに異なる２波長の単色
光を発生する光源と、前記光源から発生した２波長の単
色光を前記第１および第２の回折格子のそれぞれに対し
て所定の入射角度で入射させる入射角調整手段と、前記
第１の回折格子から生じる光ヘテロダイン干渉回折光を
検出して第１のビート信号を生成する第１の検出手段
と、前記第２の回折格子から生じる光ヘテロダイン干渉
回折光を検出して第２のビート信号を生成する第２の検
出手段と、それら第１および第２のビート信号に応じて
前記移動機構に制御信号を送り出し、前記第１および第
２の物体を相対的に動かして位置合わせする信号処理制
御手段とを具備してなることを特徴としている。
本発明は、第１および第２の回折格子のそれぞれに対し
て入射光を入射して、それらの回折格子のそれぞれから
独立して光ヘテロダイン干渉回折光を検出する。そし
て、それらの干渉光からそれぞれ得たビート信号の位相
差を測定することによって、第１および第２の物体の回
折格子ピッチ方向の相対的な位置合わせを行う。
て入射光を入射して、それらの回折格子のそれぞれから
独立して光ヘテロダイン干渉回折光を検出する。そし
て、それらの干渉光からそれぞれ得たビート信号の位相
差を測定することによって、第１および第２の物体の回
折格子ピッチ方向の相対的な位置合わせを行う。
以下、第１図ないし第３図を参照して本発明の実施例を
説明する。
説明する。
第１図は、本発明に係る位置合わせ装置の一実施例、す
なわち半導体ICやLSIを製造するためのＸ線露光装置の
概略構成を示すものである。第１図において、20は周波
数が互いにわずかに異なり、偏光面方向が互いに直交す
る２波長の光を発する２波長直交偏光レーザー光源（光
源）、21,21′,21″,21はミラーであり、これらのミ
ラーのうちミラー21′,21″は角度調整自在とされてい
る。22は円筒レンズ、23は偏光ビームスプリッター,24
はプリズム状ミラー、25,25′は集光レンズ、26,26′は
光検出器（第1,第２の検出手段）、27は信号処理制御部
（信号処理制御手段）、28はマスクステージ、29はウエ
ハステージ、30はマスク（第１の物体）、31はウエハ
（第２の物体）、32は反射型回折格子（第１の回折格
子）、33は単色光入射・回折光取り出し窓、34は反射型
回折格子（第２の回折格子）、44,44′は偏光板であ
る。ここで前記単色光入射・回折光取り出し窓33は、マ
スク30に設けられた開口部であり、この窓33を通して回
折格子34に対して入射光が直接入射でき、かつその回折
格子34からの回折光が直接取り出せるようになってい
る。また、マスクステージ28およびウエハステージ29
は、マスク30およびウエハ31を相対的に動かす移動機構
を構成している。
なわち半導体ICやLSIを製造するためのＸ線露光装置の
概略構成を示すものである。第１図において、20は周波
数が互いにわずかに異なり、偏光面方向が互いに直交す
る２波長の光を発する２波長直交偏光レーザー光源（光
源）、21,21′,21″,21はミラーであり、これらのミ
ラーのうちミラー21′,21″は角度調整自在とされてい
る。22は円筒レンズ、23は偏光ビームスプリッター,24
はプリズム状ミラー、25,25′は集光レンズ、26,26′は
光検出器（第1,第２の検出手段）、27は信号処理制御部
（信号処理制御手段）、28はマスクステージ、29はウエ
ハステージ、30はマスク（第１の物体）、31はウエハ
（第２の物体）、32は反射型回折格子（第１の回折格
子）、33は単色光入射・回折光取り出し窓、34は反射型
回折格子（第２の回折格子）、44,44′は偏光板であ
る。ここで前記単色光入射・回折光取り出し窓33は、マ
スク30に設けられた開口部であり、この窓33を通して回
折格子34に対して入射光が直接入射でき、かつその回折
格子34からの回折光が直接取り出せるようになってい
る。また、マスクステージ28およびウエハステージ29
は、マスク30およびウエハ31を相対的に動かす移動機構
を構成している。
第１図において、２波長直交偏光レーザー光源20から発
した光は、ミラー21、円筒レンズ22を通して楕円状のビ
ームとなり、そのビームは偏光ビームスプリッター23に
より、それぞれ水平成分、あるいは垂直成分のみを有す
る直線偏光でしかも周波数が互いにわずかに異なる２波
長の光に分割され、分割された光はそれぞれミラー2
1′,21″（入射角調整手段）を介して所望の入射角で反
射型回折格子32,および反射型回折格子34に入射する。
第１図の例では、反射型回折格子32,34はそれぞれ格子
ライン方向にずれており、しかも２波長の入射光の同一
楕円ビーム内に配置されている。また、反射型回折格子
32,34の回折格子ピッチは等しくされている。回折格子3
2から得られる回折光および単色光入射・回折光取り出
し窓33を通して回折格子34から得られる回折光は、ミラ
ー21（光合成手段）、プリズム状ミラー24（光分離手
段）、集光レンズ25,25′、偏光板44,44′を介して光検
出器26,26′にそれぞれ導かれ、回折光ビート信号とし
て信号処理制御部27で処理される。信号処理制御部27で
は、反射型回折格子32,34から得られた回折光のそれぞ
れのビート信号のいずれか一方の信号を基準ビート信号
として両ビート信号の位相差を検出し、位相差が０゜に
なるようにマスクステージ28,あるいはウエハステージ2
9を相対移動させ、マスク面上のパタンがウエハ面上の
所定の位置に精度よく重なって露光できるようにマスク
30とウエハ31との間の精密な位置合わせを行なうように
されている。
した光は、ミラー21、円筒レンズ22を通して楕円状のビ
ームとなり、そのビームは偏光ビームスプリッター23に
より、それぞれ水平成分、あるいは垂直成分のみを有す
る直線偏光でしかも周波数が互いにわずかに異なる２波
長の光に分割され、分割された光はそれぞれミラー2
1′,21″（入射角調整手段）を介して所望の入射角で反
射型回折格子32,および反射型回折格子34に入射する。
第１図の例では、反射型回折格子32,34はそれぞれ格子
ライン方向にずれており、しかも２波長の入射光の同一
楕円ビーム内に配置されている。また、反射型回折格子
32,34の回折格子ピッチは等しくされている。回折格子3
2から得られる回折光および単色光入射・回折光取り出
し窓33を通して回折格子34から得られる回折光は、ミラ
ー21（光合成手段）、プリズム状ミラー24（光分離手
段）、集光レンズ25,25′、偏光板44,44′を介して光検
出器26,26′にそれぞれ導かれ、回折光ビート信号とし
て信号処理制御部27で処理される。信号処理制御部27で
は、反射型回折格子32,34から得られた回折光のそれぞ
れのビート信号のいずれか一方の信号を基準ビート信号
として両ビート信号の位相差を検出し、位相差が０゜に
なるようにマスクステージ28,あるいはウエハステージ2
9を相対移動させ、マスク面上のパタンがウエハ面上の
所定の位置に精度よく重なって露光できるようにマスク
30とウエハ31との間の精密な位置合わせを行なうように
されている。
次に、このように構成された位置合わせ装置による位置
合わせ方法を第２図を参照して説明する。第２図におい
て、35は反射型回折格子（第１の回折格子）、36は反射
型回折格子（第２の回折格子）、37,38は周波数が互い
にわずかに異なる２波長の入射光、39,40は回折光（光
ヘテロダイン干渉回折光）、41はマスク（第１の物体）
および回折格子35を構成する透明薄膜、42はウエハ、43
は不透明薄膜である。また、B1−B1′は第２の回折格子
の格子ライン方向、B2−B2′は第１の回折格子の格子ラ
イン方向、A1−A1′はB1−B1′に垂直な格子ピッチ方
向、A2−A2′はB2−B2′に垂直な格子ピッチ方向、C1−
C1′は回折格子36の格子面に対して垂直な方向、C2−
C2′は回折格子35の格子面に対して垂直な方向である。
第２図の例では第1,第２の回折格子35,36のピッチはい
ずれもＰと等しくされており、また、回折格子35は回折
格子36の格子面と重ならないようにB2−B2′方向（格子
ライン方向）にずらして配置され、回折格子36の垂直方
向上方には前記取り出し窓33（第２図では図示略）が設
けられている。そして、入射光37,38の入射方向は、前
記ミラー21′,21″の角度を調節することにより、回折
格子に垂直な方向C1−C1′（あるいはC2−C2′）に対し
て回折格子35,36のそれぞれの±１次反射回折光の角度
θ-1＝sin-1（λ1/P），θ+1＝sin-1（λ2/P）に設定さ
れている。ここで入射光37,38の波長はそれぞれλ1,λ
２であり、周波数差Δｆは数KHzから数百MHz程度の値で
あり、光速をＣとするΔｆ＝Ｃ・|1/λ１−1/λ2|とな
りΔｆ＜＜Ｃであるためθ-1≒θ+1となる。
合わせ方法を第２図を参照して説明する。第２図におい
て、35は反射型回折格子（第１の回折格子）、36は反射
型回折格子（第２の回折格子）、37,38は周波数が互い
にわずかに異なる２波長の入射光、39,40は回折光（光
ヘテロダイン干渉回折光）、41はマスク（第１の物体）
および回折格子35を構成する透明薄膜、42はウエハ、43
は不透明薄膜である。また、B1−B1′は第２の回折格子
の格子ライン方向、B2−B2′は第１の回折格子の格子ラ
イン方向、A1−A1′はB1−B1′に垂直な格子ピッチ方
向、A2−A2′はB2−B2′に垂直な格子ピッチ方向、C1−
C1′は回折格子36の格子面に対して垂直な方向、C2−
C2′は回折格子35の格子面に対して垂直な方向である。
第２図の例では第1,第２の回折格子35,36のピッチはい
ずれもＰと等しくされており、また、回折格子35は回折
格子36の格子面と重ならないようにB2−B2′方向（格子
ライン方向）にずらして配置され、回折格子36の垂直方
向上方には前記取り出し窓33（第２図では図示略）が設
けられている。そして、入射光37,38の入射方向は、前
記ミラー21′,21″の角度を調節することにより、回折
格子に垂直な方向C1−C1′（あるいはC2−C2′）に対し
て回折格子35,36のそれぞれの±１次反射回折光の角度
θ-1＝sin-1（λ1/P），θ+1＝sin-1（λ2/P）に設定さ
れている。ここで入射光37,38の波長はそれぞれλ1,λ
２であり、周波数差Δｆは数KHzから数百MHz程度の値で
あり、光速をＣとするΔｆ＝Ｃ・|1/λ１−1/λ2|とな
りΔｆ＜＜Ｃであるためθ-1≒θ+1となる。
こうすることにより、回折格子35,36に入射した入射光3
7,38はそれぞれ反射型回折格子35,36でそれぞれ格子面
に垂直な方向（C2−C2′,C1−C1′方向）に−１次反射
回折されて光学的に合成され、それぞれ光ヘテロダイン
干渉回折光39,40となる。これらの光ヘテロダイン干渉
回折光39,40は、異なる回折格子35,36によって回折した
回折光であるが、入射光37,38の入射角が格子面の垂直
方向に対して左右対称であるため、回折格子35,36はそ
れぞれ垂直方向（C1−C1′,C2−C2′方向）、格子ライ
ン方向（B1−B1′,B2−B2′方向）にずれて配置されて
はいるが、入射光37と入射光38の回折格子35あるいは回
折格子36へ入射するまでの光路長変化は等しくなり、回
折光39,40から得られるビート信号の位相差には、回折
格子35,36の鉛直方向，格子ライン方向の変位に対する
位相ずれの影響を受けない。すなわち、回折光39,40か
ら得られるビート信号の位相差は回折格子35と回折格子
36のピッチ方向（A2−A2′,A1−A1′方向）に対しての
空間的配置、すなわち相対的変位量に応じてのみ変化す
る。そして、回折格子35,36が、格子ライン方向（B1−B
1′あるいはB2−B2′方向）に一直線となったとき、回
折光39,40から得られるビート信号の位相差は０゜とな
り、位置合わせが完了する。なお、A1−A1′あるいはA2
−A2′方向に対しての回折格子35,36の相対的変位量を
Δｘとし、ビート信号位相差をΔφとすると の関係にあり、位相差Δφは、回折格子のピッチの1/2
の相対的変位量を同期として変わる。
7,38はそれぞれ反射型回折格子35,36でそれぞれ格子面
に垂直な方向（C2−C2′,C1−C1′方向）に−１次反射
回折されて光学的に合成され、それぞれ光ヘテロダイン
干渉回折光39,40となる。これらの光ヘテロダイン干渉
回折光39,40は、異なる回折格子35,36によって回折した
回折光であるが、入射光37,38の入射角が格子面の垂直
方向に対して左右対称であるため、回折格子35,36はそ
れぞれ垂直方向（C1−C1′,C2−C2′方向）、格子ライ
ン方向（B1−B1′,B2−B2′方向）にずれて配置されて
はいるが、入射光37と入射光38の回折格子35あるいは回
折格子36へ入射するまでの光路長変化は等しくなり、回
折光39,40から得られるビート信号の位相差には、回折
格子35,36の鉛直方向，格子ライン方向の変位に対する
位相ずれの影響を受けない。すなわち、回折光39,40か
ら得られるビート信号の位相差は回折格子35と回折格子
36のピッチ方向（A2−A2′,A1−A1′方向）に対しての
空間的配置、すなわち相対的変位量に応じてのみ変化す
る。そして、回折格子35,36が、格子ライン方向（B1−B
1′あるいはB2−B2′方向）に一直線となったとき、回
折光39,40から得られるビート信号の位相差は０゜とな
り、位置合わせが完了する。なお、A1−A1′あるいはA2
−A2′方向に対しての回折格子35,36の相対的変位量を
Δｘとし、ビート信号位相差をΔφとすると の関係にあり、位相差Δφは、回折格子のピッチの1/2
の相対的変位量を同期として変わる。
以上で説明したように、この実施例の装置によれば、第
１の物体と第２の物体に設けた第１および第２の回折格
子が平面視において互いに重ならないように格子ライン
方向にずらして配置することにより、第１の回折格子か
ら得られる光ヘテロダイン干渉回折光と第２の回折格子
から得られる光ヘテロダイン干渉回折光とを完全に独立
して検出できる。そして、両回折光から得られるビート
信号の位相差を検出することにより、第１の物体と第２
の物体の回折格子ピッチ方向の相対変位量に対応した位
相差を直接かつ安定的に検出でき、その位相差を０゜に
することにより、精密な位置合わせを安定して行なうこ
とができる。
１の物体と第２の物体に設けた第１および第２の回折格
子が平面視において互いに重ならないように格子ライン
方向にずらして配置することにより、第１の回折格子か
ら得られる光ヘテロダイン干渉回折光と第２の回折格子
から得られる光ヘテロダイン干渉回折光とを完全に独立
して検出できる。そして、両回折光から得られるビート
信号の位相差を検出することにより、第１の物体と第２
の物体の回折格子ピッチ方向の相対変位量に対応した位
相差を直接かつ安定的に検出でき、その位相差を０゜に
することにより、精密な位置合わせを安定して行なうこ
とができる。
また、回折格子へ入射する単色光を回折格子の格子面の
垂直方向に対して左右対称なｎ次回折角（ｎは正の整
数）の方向に設定し、第1,第２の回折格子を単色光の同
一スポット内に配置することにより、単色光が回折格子
に入射するまでに至る光学系の光路長変化による回折光
の位相ずれは、第１および第２の回折格子によって得ら
れたビート信号に同じ位相ずれとなって現われるため互
いにキャンセルされ、前記位相ずれの影響は現われな
い。したがって、２波長の光の光路長を高精度に設定す
る必要がなく、光学系調整が容易になるとともに、機構
系も簡単である。また、光学部品等の微小振動等による
光路長変化に伴う位相ずれも打ち消され、高安定な位相
差信号を取り出すことができる。
垂直方向に対して左右対称なｎ次回折角（ｎは正の整
数）の方向に設定し、第1,第２の回折格子を単色光の同
一スポット内に配置することにより、単色光が回折格子
に入射するまでに至る光学系の光路長変化による回折光
の位相ずれは、第１および第２の回折格子によって得ら
れたビート信号に同じ位相ずれとなって現われるため互
いにキャンセルされ、前記位相ずれの影響は現われな
い。したがって、２波長の光の光路長を高精度に設定す
る必要がなく、光学系調整が容易になるとともに、機構
系も簡単である。また、光学部品等の微小振動等による
光路長変化に伴う位相ずれも打ち消され、高安定な位相
差信号を取り出すことができる。
なお、上記実施例においては、１組の回折格子を用いた
場合を示したが、同様の回折格子をマスクおよびウエハ
面上の２個所以上の位置に設置し、第１図と同様の方法
を用いて回折光のビート信号を検出し、位相差をなくす
ようにマスクステージおよびウエハステージを制御する
ことにより、マスクとウエハとを回折格子面に平行な面
で回折格子に平行および垂直な方向の２軸X,Y,およびXY
面に垂直なＺ軸を中心としたXY面の回転軸θの３軸につ
いて位置合わせを行なうこともできる。
場合を示したが、同様の回折格子をマスクおよびウエハ
面上の２個所以上の位置に設置し、第１図と同様の方法
を用いて回折光のビート信号を検出し、位相差をなくす
ようにマスクステージおよびウエハステージを制御する
ことにより、マスクとウエハとを回折格子面に平行な面
で回折格子に平行および垂直な方向の２軸X,Y,およびXY
面に垂直なＺ軸を中心としたXY面の回転軸θの３軸につ
いて位置合わせを行なうこともできる。
また、第１および第２の回折格子としては、吸収型回折
格子、位相型回折格子のいずれを用いてもよく、さらに
バイナリー回折格子に限定されることなく、正弦波状回
折格子、ブレーズ回折格子など種々の組み合わせが可能
である。
格子、位相型回折格子のいずれを用いてもよく、さらに
バイナリー回折格子に限定されることなく、正弦波状回
折格子、ブレーズ回折格子など種々の組み合わせが可能
である。
さらに上記実施例では、単色光入射・回折光取り出し窓
としてマスク基板上に開口部を設けたが、開口部を設け
ることなく、入射光および回折光が透過し得る透明薄膜
の窓にした場合においても同様の効果を得ることができ
る。また、二つのヘテロダイン干渉回折光を分離するた
めにプリズム状ミラーを用いたが、２分割ディテクター
により直接的に検出しても同様の効果を得ることができ
る。
としてマスク基板上に開口部を設けたが、開口部を設け
ることなく、入射光および回折光が透過し得る透明薄膜
の窓にした場合においても同様の効果を得ることができ
る。また、二つのヘテロダイン干渉回折光を分離するた
めにプリズム状ミラーを用いたが、２分割ディテクター
により直接的に検出しても同様の効果を得ることができ
る。
また、上記では、第1,第２の回折格子を格子ライン方向
にずらして配置した実施例を示したが、第1,第２の回折
格子を格子ライン方向に直角な方向（格子ピッチ方向）
にずらして配置した場合でも、あるいは格子ライン方向
および格子ピッチ方向の双方に対してずらして配置した
場合においても、同様の効果を得ることができる。
にずらして配置した実施例を示したが、第1,第２の回折
格子を格子ライン方向に直角な方向（格子ピッチ方向）
にずらして配置した場合でも、あるいは格子ライン方向
および格子ピッチ方向の双方に対してずらして配置した
場合においても、同様の効果を得ることができる。
さらに上記では、入射光の同一楕円ビームスポット内に
第1,第２の回折格子を配置するようにしたが、第1,第２
の回折格子にそれぞれ独立に２波長の単色光を入射させ
る場合においても、第1,第２の回折格子へ入射するそれ
ぞれの２波長の単色光の光路長差による位相差分を考慮
しておけば同様の効果を得ることができる。
第1,第２の回折格子を配置するようにしたが、第1,第２
の回折格子にそれぞれ独立に２波長の単色光を入射させ
る場合においても、第1,第２の回折格子へ入射するそれ
ぞれの２波長の単色光の光路長差による位相差分を考慮
しておけば同様の効果を得ることができる。
また上記では、第１および第２の回折格子の格子ピッチ
を等しくし、かつ、１次回折光の光ヘテロダイン干渉光
を利用する例を示したが、一般にはｎ次回折光（ｎは正
の整数）の光ヘテロダイン干渉光を用いても同様の効果
を得ることができるし、さらに、第１と第２の回折格子
ピッチを変えて、第１の回折格子のｎ次回折角が第２の
回折格子のｍ次回折角（ｍは正の整数）と等しくなるよ
うに設定し、第１の回折格子からのｎ次回折光の光ヘテ
ロダイン干渉光と第２の回折格子からのｍ次回折光の光
ヘテロダイン干渉光を用いても同様の効果を得ることが
できる。
を等しくし、かつ、１次回折光の光ヘテロダイン干渉光
を利用する例を示したが、一般にはｎ次回折光（ｎは正
の整数）の光ヘテロダイン干渉光を用いても同様の効果
を得ることができるし、さらに、第１と第２の回折格子
ピッチを変えて、第１の回折格子のｎ次回折角が第２の
回折格子のｍ次回折角（ｍは正の整数）と等しくなるよ
うに設定し、第１の回折格子からのｎ次回折光の光ヘテ
ロダイン干渉光と第２の回折格子からのｍ次回折光の光
ヘテロダイン干渉光を用いても同様の効果を得ることが
できる。
さらに、入射方向と出射方向とを入れ変えて、第１およ
び第２の回折格子への２波長単色光の垂直入射に対して
±１次回折光（一般には±ｎ次回折光）を用い、偏光板
を利用して＋ｎ次回折光と−ｎ次回折光とについてそれ
ぞれ周波数の異なる２波長の回折光を取り出し、光学的
に合成して第１の回折格子からの光ヘテロダイン干渉
光，第２の回折格子からの光ヘテロダイン干渉光を用い
ても同様の効果を得ることができる。
び第２の回折格子への２波長単色光の垂直入射に対して
±１次回折光（一般には±ｎ次回折光）を用い、偏光板
を利用して＋ｎ次回折光と−ｎ次回折光とについてそれ
ぞれ周波数の異なる２波長の回折光を取り出し、光学的
に合成して第１の回折格子からの光ヘテロダイン干渉
光，第２の回折格子からの光ヘテロダイン干渉光を用い
ても同様の効果を得ることができる。
また上記では、基準ビート信号として第１の回折格子か
らの光ヘテロダイン干渉ビート信号，あるいは第２の回
折格子からの光ヘテロダイン干渉ビート信号のいずれか
一方を用いたが、第４図に示したような方法で、２波長
直交偏光レーザー光源20から発したレーザー光の一部を
ビームスプリッター等であらかじめ分離し、分離して得
られた２波長レーザー光を偏光板で光ヘテロダイン干渉
させて基準ビート信号とし、この基準ビート信号と第１
の回折格子からの光ヘテロダイン干渉ビート信号との位
相差、および基準ビート信号と第２の回折格子からの光
ヘテロダイン干渉ビート信号との位相差を検出し、両位
相差が等しくなるように前記マスクステージ28あるいは
ウエハステージ29を相対移動させてマスクとウエハとを
位置合わせする装置においても同様の効果を得ることが
できる。
らの光ヘテロダイン干渉ビート信号，あるいは第２の回
折格子からの光ヘテロダイン干渉ビート信号のいずれか
一方を用いたが、第４図に示したような方法で、２波長
直交偏光レーザー光源20から発したレーザー光の一部を
ビームスプリッター等であらかじめ分離し、分離して得
られた２波長レーザー光を偏光板で光ヘテロダイン干渉
させて基準ビート信号とし、この基準ビート信号と第１
の回折格子からの光ヘテロダイン干渉ビート信号との位
相差、および基準ビート信号と第２の回折格子からの光
ヘテロダイン干渉ビート信号との位相差を検出し、両位
相差が等しくなるように前記マスクステージ28あるいは
ウエハステージ29を相対移動させてマスクとウエハとを
位置合わせする装置においても同様の効果を得ることが
できる。
第３図は、本発明に係る位置合わせ装置の他の実施例を
示す。第３図において、45は２波長直交偏光レーザー光
源、46,47,48,49,50,51,52は平面ミラー、53はビームス
プリッター、54,55は偏光ビームスプリッター、56,56′
は集光レンズ、57,57′は偏光板、58,58′は光検出器、
59,59′はプレアンプ、60は検出信号処理部、61は位置
表示部、62はステージ駆動部、63は第１の回折格子、64
は第２の回折格子、65は第１の物体、66は第２の物体、
67は移動ステージである。
示す。第３図において、45は２波長直交偏光レーザー光
源、46,47,48,49,50,51,52は平面ミラー、53はビームス
プリッター、54,55は偏光ビームスプリッター、56,56′
は集光レンズ、57,57′は偏光板、58,58′は光検出器、
59,59′はプレアンプ、60は検出信号処理部、61は位置
表示部、62はステージ駆動部、63は第１の回折格子、64
は第２の回折格子、65は第１の物体、66は第２の物体、
67は移動ステージである。
この装置においては、２波長直交偏光レーザー光源45か
ら発したレーザー光の一部を平面ミラー46、ビームスプ
リッター53を介して取り出し、偏光ビームスプリッター
54を用いてＰ偏光、Ｓ偏光の２波長の単色光に分離し、
平面ミラー47,48を介してそれぞれ所定の角度で第１の
回折格子63に入射し、回折格子63からの２波長の回折光
を光学的に合成し、平面ミラー49、集光レンズ56、偏光
板57を介して光検出器58で検出し、光ヘテロダイン干渉
基準ビート信号としてプレアンプ59を通して検出信号処
理部60へ入力する。一方、ビームスプリッター53により
分割された他のレーザー光は、偏光ビームスプリッター
55を用いてＰ偏光,S偏光の２波長の単色光に分離され、
平面ミラー50,51を介してそれぞれ所定の角度で第２の
回折格子64に入射する。回折格子64からの２波長の回折
光を光学的に合成し、平面ミラー52,集光レンズ56′，
偏光板57′を介して光検出器58′で検出し、光ヘテロダ
イン干渉の回折光ビート信号としてプレアンプ59′を通
して検出信号処理部60へ入力する。検出信号処理部60で
は、基準ビート信号と回折光ビート信号との位相差を検
出し、位相差に対応した回折格子63と回折格子64との相
対偏位量を位置表示部61で表示する。さらに位相差が一
定となるように制御信号をステージ駆動部62を介して移
動ステージ67に送り、第２の物体66を所定の位置にサー
ボ制御する。すなわち、この実施例の装置においては、
第１の物体65の位置を基準として、その第１の物体65に
対する第２の物体66の変位量を検出することによって、
位置合わせを行なうことができる。
ら発したレーザー光の一部を平面ミラー46、ビームスプ
リッター53を介して取り出し、偏光ビームスプリッター
54を用いてＰ偏光、Ｓ偏光の２波長の単色光に分離し、
平面ミラー47,48を介してそれぞれ所定の角度で第１の
回折格子63に入射し、回折格子63からの２波長の回折光
を光学的に合成し、平面ミラー49、集光レンズ56、偏光
板57を介して光検出器58で検出し、光ヘテロダイン干渉
基準ビート信号としてプレアンプ59を通して検出信号処
理部60へ入力する。一方、ビームスプリッター53により
分割された他のレーザー光は、偏光ビームスプリッター
55を用いてＰ偏光,S偏光の２波長の単色光に分離され、
平面ミラー50,51を介してそれぞれ所定の角度で第２の
回折格子64に入射する。回折格子64からの２波長の回折
光を光学的に合成し、平面ミラー52,集光レンズ56′，
偏光板57′を介して光検出器58′で検出し、光ヘテロダ
イン干渉の回折光ビート信号としてプレアンプ59′を通
して検出信号処理部60へ入力する。検出信号処理部60で
は、基準ビート信号と回折光ビート信号との位相差を検
出し、位相差に対応した回折格子63と回折格子64との相
対偏位量を位置表示部61で表示する。さらに位相差が一
定となるように制御信号をステージ駆動部62を介して移
動ステージ67に送り、第２の物体66を所定の位置にサー
ボ制御する。すなわち、この実施例の装置においては、
第１の物体65の位置を基準として、その第１の物体65に
対する第２の物体66の変位量を検出することによって、
位置合わせを行なうことができる。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、第１の物
体と第２の物体に設けた第１、第２の回折格子のそれぞ
れに対して２波長の単色光を入射して、両回折格子から
の回折光をそれぞれ検出し、それらの干渉光から生成し
たビート信号の位相差を測定するようにしたので、両物
体の回折格子ピッチ方向の相対的な位置合わせをそれら
の絶対座標による位置関係とは無関係に行うことができ
る。したがって、位置合わせに先立っていずれか一方の
物体を基準位置に正確に設定するための手間を省くこと
ができるとともに、その設定誤差に起因する位置合わせ
精度の低下を防止でき、さらにはその設定のための独立
した光学系を必要としないから装置を簡単に構成するこ
とができるという効果を奏する。
体と第２の物体に設けた第１、第２の回折格子のそれぞ
れに対して２波長の単色光を入射して、両回折格子から
の回折光をそれぞれ検出し、それらの干渉光から生成し
たビート信号の位相差を測定するようにしたので、両物
体の回折格子ピッチ方向の相対的な位置合わせをそれら
の絶対座標による位置関係とは無関係に行うことができ
る。したがって、位置合わせに先立っていずれか一方の
物体を基準位置に正確に設定するための手間を省くこと
ができるとともに、その設定誤差に起因する位置合わせ
精度の低下を防止でき、さらにはその設定のための独立
した光学系を必要としないから装置を簡単に構成するこ
とができるという効果を奏する。
また本発明では、それぞれの回折格子からの一重回折光
を検出するので、得られる回折光の強度は二重回折光を
検出する従来の場合に比して高いという利点がある。
を検出するので、得られる回折光の強度は二重回折光を
検出する従来の場合に比して高いという利点がある。
さらに、両回折格子を入射光の同一ビームスポット内に
配置してそれらに対して同一ビームを入射するようにす
れば、それぞれの回折格子に入射する入射光の光路長を
正確に合わせる必要はなく、極めて簡便に位置合わせを
行うことが可能となる。
配置してそれらに対して同一ビームを入射するようにす
れば、それぞれの回折格子に入射する入射光の光路長を
正確に合わせる必要はなく、極めて簡便に位置合わせを
行うことが可能となる。
なお本発明は位置合わせのみならず、ある物体の微小変
位を測定する装置、座標位置検出または制御装置等に対
しても適用することが可能である。
位を測定する装置、座標位置検出または制御装置等に対
しても適用することが可能である。
第１図ないし第３図は本発明の実施例を示す図である。
第１図および第２図は一実施例の位置合わせ装置を示
し、第１図はその概略構成を示す斜視図、第２図は回折
格子部の拡大斜視図である。第３図はこの発明の他の実
施例の位置合わせ装置の概略構成を示す立面図である。 第４図および第５図は従来の位置合わせ装置を示し、第
４図はその概略構成を示す立面図、第５図はその回折格
子部の拡大図である。 20……２波長直交偏光レーザー光源（光源）、 21′,21″……ミラー（入射角調整手段）、 26……光検出器（第１の検出手段）、 26′……光検出器（第２の検出手段）、 27……信号処理制御部（信号処理制御手段）、 28……マスクステージ、 29……ウエハステージ、 30,41……マスク（第１の物体）、 31,42……ウエハ（第２の物体）、 32,35……反射型回折格子（第１の回折格子）、 34,36……反射型回折格子（第２の回折格子）、 37,38……入射光、 39,40……回折光（光ヘテロダイン干渉回折光）、 45……２波長直交偏光レーザー光源（光源）、 47,48,50,51……ミラー（入射角調整手段）、 58……光検出器（第１の検出手段）、 58′……光検出器（第２の検出手段）、 60……検出信号処理部（信号処理制御手段）、 63……第１の回折格子、64……第２の回折格子、 65……第１の物体、66……第２の物体、67……移動ステ
ージ（移動機構）。
第１図および第２図は一実施例の位置合わせ装置を示
し、第１図はその概略構成を示す斜視図、第２図は回折
格子部の拡大斜視図である。第３図はこの発明の他の実
施例の位置合わせ装置の概略構成を示す立面図である。 第４図および第５図は従来の位置合わせ装置を示し、第
４図はその概略構成を示す立面図、第５図はその回折格
子部の拡大図である。 20……２波長直交偏光レーザー光源（光源）、 21′,21″……ミラー（入射角調整手段）、 26……光検出器（第１の検出手段）、 26′……光検出器（第２の検出手段）、 27……信号処理制御部（信号処理制御手段）、 28……マスクステージ、 29……ウエハステージ、 30,41……マスク（第１の物体）、 31,42……ウエハ（第２の物体）、 32,35……反射型回折格子（第１の回折格子）、 34,36……反射型回折格子（第２の回折格子）、 37,38……入射光、 39,40……回折光（光ヘテロダイン干渉回折光）、 45……２波長直交偏光レーザー光源（光源）、 47,48,50,51……ミラー（入射角調整手段）、 58……光検出器（第１の検出手段）、 58′……光検出器（第２の検出手段）、 60……検出信号処理部（信号処理制御手段）、 63……第１の回折格子、64……第２の回折格子、 65……第１の物体、66……第２の物体、67……移動ステ
ージ（移動機構）。
Claims (2)
- 【請求項１】第１の物体に設けた第１の回折格子と第２
の物体に設けた第２の回折格子のそれぞれに対して、周
波数が互いにわずかに異なる２波長の単色光を入射し、
前記第１の回折格子から生じる光ヘテロダイン干渉回折
光を検出して第１のビート信号を生成するとともに、前
記第２の回折格子から生じる光ヘテロダイン干渉回折光
を検出して第２のビート信号を生成し、それら第１およ
び第２のビート信号の位相差を測定することによって、
前記第１および第２の物体の回折格子の回折格子ライン
に直角の回折格子ピッチ方向の相対変位量を検出するこ
とを特徴とする位置合わせ方法。 - 【請求項２】第１の物体に設けた第１の回折格子と、第
２の物体に設けた第２の回折格子と、前記第１および第
２の物体を相対的に動かす移動機構と、周波数が互いに
わずかに異なる２波長の単色光を発生する光源と、前記
光源から発生した２波長の単色光を前記第１および第２
の回折格子のそれぞれに対して所定の入射角度で入射さ
せる入射角調整手段と、前記第１の回折格子から生じる
光ヘテロダイン干渉回折光を検出して第１のビート信号
を生成する第１の検出手段と、前記第２の回折格子から
生じる光ヘテロダイン干渉回折光を検出して第２のビー
ト信号を生成する第２の検出手段と、それら第１および
第２の検出手段によって生成された第１および第２のビ
ート信号に応じて前記移動機構に制御信号を送り出し、
前記第１および第２の物体を相対的に動かして位置合わ
せする信号処理制御手段とを具備してなることを特徴と
する位置合わせ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61104186A JPH0749926B2 (ja) | 1986-05-07 | 1986-05-07 | 位置合わせ方法および位置合わせ装置 |
| FR878706393A FR2598797B1 (fr) | 1986-05-07 | 1987-05-06 | Procede de mesure et/ou d'ajustement du deplacement d'un objet et appareil pour la mise en oeuvre de ce procede |
| DE3715864A DE3715864C2 (de) | 1986-05-07 | 1987-05-07 | Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen/Einstellen einer Verschiebung |
| US07/492,259 US5000573A (en) | 1986-05-07 | 1990-03-12 | Method of alignment with the use of diffraction gratings and an apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61104186A JPH0749926B2 (ja) | 1986-05-07 | 1986-05-07 | 位置合わせ方法および位置合わせ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62261003A JPS62261003A (ja) | 1987-11-13 |
| JPH0749926B2 true JPH0749926B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=14373961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61104186A Expired - Fee Related JPH0749926B2 (ja) | 1986-05-07 | 1986-05-07 | 位置合わせ方法および位置合わせ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0749926B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190038863A (ko) * | 2016-08-01 | 2019-04-09 | 델타 디자인, 인코포레이티드 | 광선 이미저(imager) 기반 ic 트레이 포켓검출 시스템 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2517027B2 (ja) * | 1987-12-18 | 1996-07-24 | 日本電信電話株式会社 | 移動量測定方法及び移動量測定装置 |
| US5171999A (en) * | 1989-02-28 | 1992-12-15 | Nikon Corporation | Adjustable beam and interference fringe position |
| US5070250A (en) * | 1989-02-28 | 1991-12-03 | Nikon Corporation | Position detection apparatus with adjustable beam and interference fringe positions |
| US5489986A (en) * | 1989-02-28 | 1996-02-06 | Nikon Corporation | Position detecting apparatus |
| DE4031637C2 (de) * | 1989-10-06 | 1997-04-10 | Toshiba Kawasaki Kk | Anordnung zum Messen einer Verschiebung zwischen zwei Objekten |
| DE69129732T2 (de) * | 1990-11-30 | 1998-12-17 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Verfahren zur Positionsdetektion |
| US5488230A (en) * | 1992-07-15 | 1996-01-30 | Nikon Corporation | Double-beam light source apparatus, position detecting apparatus and aligning apparatus |
| JP2787303B2 (ja) * | 1996-11-05 | 1998-08-13 | 株式会社ニコン | 位置合わせ装置、露光装置及び露光方法 |
| JP4208277B2 (ja) * | 1997-11-26 | 2009-01-14 | キヤノン株式会社 | 露光方法及び露光装置 |
| JP2006165371A (ja) | 2004-12-09 | 2006-06-22 | Canon Inc | 転写装置およびデバイス製造方法 |
-
1986
- 1986-05-07 JP JP61104186A patent/JPH0749926B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190038863A (ko) * | 2016-08-01 | 2019-04-09 | 델타 디자인, 인코포레이티드 | 광선 이미저(imager) 기반 ic 트레이 포켓검출 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62261003A (ja) | 1987-11-13 |
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