JPS6286819A - 位置検出方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は互いに近接して重畳する複数個の物体たとえば
マスクと半導体のウェハとのプロキシミテイアライナの
アライメント位置検出方法、とくにマスクのアライメン
トマークより両者の位置ズレ量を検出し、露光するアラ
イメントに好適なアライメント方法を含む位置検出方法
に関するものである。

〔発明の背景〕

現在のＬＳＩにおいては、その線幅が１μ薦以下になろ
うとしている中で、代表的なプロキシミテイアライナで
あるＸ線アライナにおいてはその線幅が０．８μｍ以下
を対象している。そのため、アライメント精度も０．３
μｍ以下が必要となってきている。

アライメント検出を実現する方法としては、アライメン
トパターンを拡大検出する方法、レーザを走査する方法
、および回析格子による位置拡大方法等があるが、本発
明においては、アライメントパターンを拡大検出する方
法に関するものである。

而して上記のアライメントパターンを拡大検出する方法
は、マスクとウェハのアライメントパターンとを対物レ
ンズにより拡大検出し、これを撮像素子上に結像して信
号処理によりアライメントを行なっている。そのためこ
の方法による場合は、前記に述べたアライメント精度０
．３μ重以下には、アライメント検出精度の他にアライ
ナの機械誤差およびマスク・ウェハ自身の寸法誤差等を
含んでいるので、アライメント検出精度そのものは０．
１μｍ以下の高精度が必要である。

そこで、従来はたとえば、特公昭５７−４２９７１号公
報に記載されているように焦点深度の浅い対物レンズを
使用し、これによってレンズの口径を大きくし、より多
くの光量をとってコントラストの悪いパターンを撮像可
能にするものが発明されている。

然るに上記のように焦点深度の浅い対物レンズを使用し
た場合には、高精度なパターン像を得ようとすると、レ
ンズの倍率が４０〜６０倍、ＮＡも０．５以上になり、
かつ口径も大きくなって作動距離も小さいので、アライ
メントパターンが露光領域内にあるときには対物レンズ
が露光用Ｘ線と干渉する恐れがある。

そのため、露光の度毎に対物レンズセットを退避する必
要があって、高スループツトを妨げたり。

露光しながら検出するのが不可能になる。

また従来の自動アライメント方法としてたとえば特開昭
５７−６４９１３号公報に記載されている如く、複数の
平行線よりなるマスク用ターゲットと、ウェハに設けた
複数の平行線よりなるウェハ用ターゲットとの間隔を非
整数倍にし１両ターゲットを重ね合せてマスクとウェハ
との位置合せを行なうさいにたとえマスク用の１本のタ
ーゲットがウェハ用の１本のターゲットに重なったとし
ても両ターゲットの間隔が同一にならないので、マスク
用ターゲットとウェハ用ターゲットとの判別ができ。

これによってマスクとウェハとの位置検出を行なうもの
が提案されている。

しかるに上記の提案はマスクのアライメントパターンの
形状またはアライメント方法によりマスクとウェハとの
位置を検出するものであって、その位置の検出精度を向
上させようとするものではない。

すなわち、マスクとウェハとが近接した場合には、マス
クのアライメントパターンの影がウェハ面上に発生して
この影の像がマスクアライメントパターンを取込むさい
に同時に取込んでしまうことになる。

そのため。

（ｉ）マスクとウェハとが互いに平行でなく傾斜してい
る場合にはその傾斜角度によりウェハ上に発生するマス
クのアライメントパターンの影が変化するので、マスク
のアライメントパターンに対して影が対称にならない。

（ｉｔ）照明光軸とマスクおよびウェハとにねじれが発
生した場合でも上記（ｉ）と同様な現象が発生する。

ので、前記の如く検出精度が０．１μｍ以下の高精度が
要求される場合には、この影の影響が大きな問題になる
。

しかるに上記の提案には、この点の対策について何等記
載されていないからである。

〔発明の目的〕

本発明は前記従来の問題点を解決し、高精度。

高スループツトを可能とするプロキシミテイアライナの
アライメント位置検出方法を提供することにある。

〔発明の概要・〕

本発明は前記の目的を達成するため発明したもので、先
づ前記分解能の小さなレンズについて検討すると、レー
リーの式よりＮＡとレンズの性能とはつぎのごとくにな
る。

解像度　　Ｒ＝　０．６１・λ・　ＮＡ、−１・・・（
１）ただしλは使用する波長である。

またＮＡが少ないほど作動距離が大きくなり。

今ＮＡが０．２５と、０．５との場合について上記式（
１）（２）を計算すると、表１の如くになる。

上記第１表および式（１）、　（２）より明らかな如く
。

解像度は低下するが、集魚深度および作動距離等の設計
的要因の向上が大きい。

そこで、本発明はＮＡの小さい対物レンズにより拡大光
学系を使用している。

上記のように対物レンズは作動距離が長くなり、かつ集
魚深度も深いので、露光領域または近くのパターン検出
においても露光光と干渉しないように斜方向に傾斜して
アライメントパターンの検出が可能になる。ただし位置
の検出方向は、１光軸について１方向（ウェハおよびマ
スク面上で検出光軸と直角な方向）のみなので、たとえ
ば３自由度検出（Ｘ、Ｙ、θ）に対しては３光軸が必要
である。

また照明光をマスクのアライメント面と直角な方向から
照明光を入射した場合にはマスクのアライメントパター
ン全体にその影が重合するが、前記のように照明光をマ
スクのアライメント面と直角な方向の面に対して所定の
角度傾斜して入射した場合−にはマスクのアライメント
パターンから入射方向の反射方向に影の位置がズして発
生する。

そこで本発明は影のないマスクのアライメントパターン
のみを利用して高精度のマスクのアライメント位置検出
を行なうものである。

〔発明の実施例〕

以下５本発明の実施例を示す図面について説明する。第
１図（Ａ）は本発明によるマスクアライメント装置の概
略構成を示す正面図、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）の平
面図である。

同図において、１はウェハにして、上面にウェハパター
ン（図示せず）を形成している。３は透明な板からなる
マスクにして、上記ウェハ１とたとえば１０μ薦の間隙
量２をもって平行に配置し、その上面のチップＳ内のス
トリート６上にアライメントパターン７を３個形成し、
その下面の上記ウェハパターンに対応する位置にマスク
パターン（図示せず）を形成している。４は露光用Ｘ線
にして、上記マスク３の上方の図示しない位置に設けた
Ｘ線源から放射され、上記マスクパターンをウェハ１上
にたとえば３０ｍｍ角の大きさをもって焼付ける如くし
ている。一旦−は３組（図示では１組）の照明光学系に
して、夫々光源９より白色の照明光をファイバ１０ａ、
レンズ１１．ファイバ１０ｂ、　Ｍす１２ａｔ　１２ｂ
ｔ　レンズ１３を介して上記アライメント方向（Ｙ矢視
方向）に対して直角な面すなわち鉛直線１５に対して角
度θを２０°にて傾斜する照明光軸１６上の上記露光用
Ｘ線４の外方位置に配置されたミラー１４が照明光をウ
ェハアライメントパターンおよびマスクアライメントパ
ターンを照射する如くしている。田は３組（図では１組
）の検出光学系にして、夫々対物レンズ２１．ミラー２
２．結像レンズ２３．シリンドリカルレンズ２４．ＴＶ
カメラ２５゜モニタＴＶ２６．および処理回路２７から
形成されている。上記対物レンズ２１は上記鉛直線１５
に対して上記照明光軸１６と同一角度θ＝２０°にて傾
斜する検出光軸２８の上記露光用Ｘ線４の外方位置に配
置され、第２図（Ａ）にウェハ１のウェハアライメント
パターン１８およびマスク３のマスクアライメントパタ
ーン１９の検出部切断面を示す如く、上記鉛直線１５上
のウェハアライメントパターン１８およびマスクアライ
メントパターン１９の中心位置０をとおる上記検出光軸
２８と直角な面を架空焦点面２９とすると、この架空焦
点面２９と、ウェハアライメントパターン１８およびマ
スクアライメントパターン１９との交点ＭＦ、ＷＦ間が
焦点範囲りとなり、モニタＴＶ２５に映像される画像が
第２図（Ｂ）に示す如く１幅方向中心位置のマスクパタ
ーン１９では図の左側の交点ＭＦにおいて最も焦点が合
っておりこれより両側の長手方向に行くに伴なって焦点
が外れる如く形成され、その両側の２個のウェハパター
ンエ８では図の右側交点ＷＦにおいて最も焦点が合いこ
れより両側の長手方向に行くに伴なって焦点が外れる如
く形成される。上記両交点ＭＦおよびＷＦの範囲りは前
記第１表の結果から計算すると、視野にして２６．３μ
腸になる。このように合焦点範囲りを大きくすることが
できるのは対物レンズ２１のＮＡを小さくしたからであ
る。上記シリンドリカルレンズ２４は上記結像レンズ２
３からの結像に対して長手方向に像を圧縮してＴＶカメ
ラ２５で撮像される。上記処理回路２７は第３図にその
回路図を示す如きもので、３０はサンプル・ホールド回
路にして、上記ＴＶカメラ２５より第４図（Ａ）に示す
如き映像信号３１が入力されたとき、第４図（Ｂ）に示
す如くサンプリング位置恥。

Ｘ　Ｚ　ｔ・・・Ｘｎで一定間隔毎にサンプリングして
その値）’Ｉｔｙ２ｔ・・・ｙｎをホールドする如くし
ている。

３２はサンプリング信号発生器にして、上記サンプル・
ホールド発生回路３０をサンプリングさせる信号を発生
する如くしている。３３はＡ／Ｄ変換器にして、上記サ
ンプル・ホールド回路３ｏによりホールドされているア
ナログ信号をディジタル信号に変換する如くしている。

３４はメモリにして、上記Ａ／Ｄ変換器３３から出力さ
れたディジタル信号ｙ３．ｙ２．・・・ｙｎを一時的に
記憶する如くしている。、３５は演算回路にして、第４
図（Ｂ）に示す如＜ｘｌを対称折返し点とし、この点Ｘ
ｉを中心にして±ｊサンプリング位置に着目してっぎの
（３）式で示す対称性間係Ｚｔ（ｘ＋）を求める如くし
ている。

Ｚ４（Ｘｉ）　＝　　Σ（ｙ（ｘ＋−ｊ）−ｙ（ｘ＋＋
ｊ））’　　−（３）ｊ＝ま ただしｍは着目しているウェハ１上の位置合せ用パター
ンの°大きさを考えて最適に定められる値でたとえば第
４図（Ｂ）に示す如く定める。また上記演算回路３５は
上記対称折返し点Ｘｉを順次Ｘ１ｐＸ　２　ｅ・・・Ｘ
ｎと変えて第４図（Ｃ）に示す如く対称性関数Ｚ　＋　
（Ｘ　：　）を求め、この値の最少値を示す対称折返し
点ＸＱを求める如くしている。したがって、上記処理回
路２７は、上記ＴＶカメラ２５が第２図（Ｂ）に示す如
き映像を第４図（Ａ）に示す映像信号３１に変換し、こ
の映像信号３１をサンプル・ホールド回路３０で一定間
隔毎にサンプリングしてホールドし、このホールドされ
た信号）’ｌｙ”１２ｖ・・・３’ｎをＡ／Ｄ変換器３
３でディジタル信号Ｖ　Ｉ　ｅ　ｙ２　ｖ・・・ｙｎに
変換し、このディジタル信号）’１ｔｙ２＊・・・’ｉ
ｎを演算回路３５で、第４図（Ｂ）に示す如く対称折返
し点ｘ１を中心として±ｊサンプリング位置に着目して
上記（３）式で示される上記対称折返し点ｘ１を順次χ
１．Ｘｚｙ・・・Ｘｎと換えて対称性関数Ｚ（（Ｘｌ）
を求め、第４図（Ｃ）に示す如く求められたＺ＋（ｘ＋
）の最少値を示す折返し点ＸＱを求める。この対称折返
し点ｘ（１は最も折返しパターンマツチングの良好な位
置であり、位置合せ用パターンの真の位置を示している
。また１本発明においては第２図よりマスクアライメン
トパターン１９およびウェハアライメントパターン１８
に同時に焦点を合致させることができるので、二重焦点
を単一光学系を使用して実現することができる。

つぎに第５図は本発明の実施例を示す複数物体の相対検
出装置を示す斜視図である。同図に示す如くベース３６
上にＸ軸駆動モータ３７ｉよってＸ矢印方向に移動自在
に支持されたＸテーブル３８を設け。

このＸテーブル３８上にＹ軸駆動モータ３９によってＹ
矢印方向に移動自在に支持されたＹテーブル４０を設け
、このＹテーブル４０上に第１図に示すウェハ１が搭載
支持されている。また複数個の脚４１により上記ウェハ
１の上方位置に固定された支持台４２を設け、この支持
台４２の上記ウェハ１の上方位置に固定された上記マス
ク３を設け、かつ上記支持台４２上の上記マスク３の周
囲に放射状に上記３組の照明光学系旦および３組の検出
光学系観とを設け、上記３組の照明光学系一旦−に夫々
ファイバ１０ａを介して接続する如く上記支持台４２と
は別の位置に支持されたＸｅランプハウス４３を設けて
いる。上記の構成であるから、Ｘｅランプハウス４３よ
り３個のファイバ１０ａを介して３組の照明光学系８が
同時にマスク３およびウェハ１を照射し、かつ３組の検
出光学系並が同時に駆動してウェハ１と、マスク３との
ｘ、ｙ、θ方向のアライメント誤差量を同時に検出し、
このアライメント誤差量に相当する量に対応して上記Ｘ
テーブル３８およびＹテーブル４０を移動してウェハ１
と、マスク３とのアライメントを行なう。つぎに第６図
は第５図に示す照明光学系旦および検出光学系親を拡大
して示す斜視図である。同図に示す如く、照明光学系旦
および検出光学系用は同一のテーブル４４上に搭載支持
され、このテーブル４４は第５図に示す如く駆動モータ
４５により上記マスク３の半径方向に移動自在に台４６
上に支持されこの台４６は第５図に示す支持台４２上に
固定支持されている。上記の構成であるから、照明光学
系旦および検出光学系並が同時にマスク３に対して半径
方向に移動することができる。したがってマスク３上の
チップ５内に形成されたストリート６上に存在する多工
程のためのアライメントパターン４７に工程に応じて位
置合せすることができ、かつこの工程に応じた位置合せ
をたとえ上記チップ５の大きさが変化しても行なうこと
ができる。第７図（Ａ）乃至（Ｅ）は検出パターンの実
施例を示す。

同図（Ａ）乃至（Ｅ）に示す如く、各マスクの検出パタ
ーン１９ａ〜１９ａはつぎに述べる理由から間隔４９を
おいて複数個の検出パターン片５０から形成されている
。

すなわち、第８図（Ａ）に示す如く、ウェハ１とマスク
３とをたとえば１０μ票の間隙２をもって平行に配置し
、これらウェハｌおよびマスク３のアライメント面に対
して直角な鉛直線１５と、角度θをもって傾斜する光軸
１３で照明光を上記マスク３の下面のマスクパターン１
９を照射すると、第８図（Ｂ）に示す如く、ウェハ１上
に上記マスクパターン１９の影５１が発生するので、こ
れを対物レンズ２１を介してＴＶ右カメラ５に取込んだ
とき、上記形５１がマスクパターン１９の一部を囲むよ
うに形成され、この状態で前記第３＠に示す処理回路２
７により前記第４図（Ｃ）に示す如く位置合せ用パター
ンの中心位置を求めることになる。

そのため、第８図（Ｂ）に示すマスクパターン１９の像
から前記第４図（Ａ）に示す如＜ＴＶ右カメラ５より映
像信号３１を得るさいに、第９図（Ａ）（Ｂ）に示す如
＜ＴＶ右カメラ５の走査１ラインに相当する信号では、
マスクパターン１９の歪または信号のノイズなどにより
求めた第９図（Ｃ）に示す信号から高精度な位置情報を
得ることができない場合が多い。

そこで上記ＴＶカメラ２５の走査１ライン上のマスクパ
ターン１９の像を光学的もしくは信号処理により圧縮し
て上記形の像による問題を解決しようと試みた。すなわ
ちたとえば第１０図（Ａ）に示す如くラスク位置Ｃから
ｍ個のラスク位置ｄまでの間をＴＶ右カメラ５が走査し
ながら各走査ライン上のマスクパターン１９の像を撮像
して映像信号に変換し前記第３図に示す処理回路２７の
サンプル・ホールド回路３０により一定間隔毎にサンプ
リングしてその値３’ｌｅ　ｙＺｔ・・・ｙｏをホール
ドし、これをＡ／Ｄ変換器１８でアナログ信号をディジ
タル信号に変換したのち、ディジタル信号をメモリ３４
で一時的に記憶し、演算回路３５で第１０図（Ｂ）に示
す如くディジタル信号の和をとり、第１０図（Ｃ）に示
す如く平均してその信号により最少値を示す対称性折返
し点を求めるものである。

しかるに上記の方法では第１０図゛（Ａ）から明らかな
如＜ＴＶ右カメラ５がｍ個のラスク位置間を走査する過
程でマスクパターン１９の像と同時に影５１の像５１’
を撮像するためマスクパターン１９の位置を検出する精
度が低下する。

そこで、本発明は第１１図（Ａ）に示す如くマスクパタ
ーン１９をその像１９′と影５１の像５１′とが交互に
配置される如く影５１の像５１′の大きさに相当する間
隔４９を有する複数個のマスクパターン片５０を直線状
に形成し、これによって各マスクパターン片５０の像に
影の像５０′が取込まれないようにしたものである。

したがって前記第１０図で述べたと同様な方法により第
１１図（Ｂ）に示す如く信号の和をとり、第１１図（Ｃ
）に示す如く平均してその信号を演算回路３５で折返し
点を求めるさい、アライメントパターン１９の位置を高
精度に検出することができるからである、なお、説明の
都合上第１図乃至第６図はアライメントパターンの形状
を直線状に形成している。

前記第７図（Ａ）は光軸面４８上にこれと平行に点線状
をしたマスクアライメントパターン１９ａおよびこれの
両側に対称的に直線状をした２個のウェハアライメント
パターン１８ａを配置した場合であり、同図（Ｂ）は光
軸面４８上にこれと平行に点線状をしたマスクアライメ
ントパターン１９ｃおよびこれの両側に対称的に直線状
をし、同一間隔量で２個のウェハアライメントパターン
１８ｃと、２個のマスクアライメントパターン１９ｄと
を交互に配置した場合であり、同図（Ｃ）は光軸面４８
上にこれと平行に直線状をしたウェハアライメントパタ
ーン１８ｄおよびこれの両側に対称的に直線状をした２
個のウェハアライメントパターン１８ｅと、これら３個
のウェハアライメントパターン１８ｄ。

１８ｅの中心部に上記光軸面４８の長手方向の大きさを
小さく形成した３個の点線状をしたマスクアライメント
パターン１９ｅ、　１９ｆとを配置した場合であす、同
図ＣＤ）は光軸面４８上にこれと平行に直線状をしたウ
ェハアライメントパターン１８ｆ、　１８ｇと、点線状
をしたマスクアライメントパターン１９ｇ。

１９ｈを配置した場合であり、同図（Ｅ）は光軸面４８
上にこれと平行に点線状をしたマスクアライメントパタ
ーン１９ｉと、このマスクアライメントパターン１９ｉ
の両端側に上記光軸面４８に対して対称的に傾斜してい
る直線状をした２個のウェハアライメントパターン１８
ｈを配置した場合である。これらの図から明らかな如く
、本発明において、光軸面４８に平行な面（同図紙面に
対して直角な面）に対して対称ならばアライメントを検
出することができる。また光軸面４８は同図内で平行に
移動してもよい。何故ならば、上記以外の方向の面の場
合には、前記に述べた如く本発明においてはアライメン
ト面に対して斜方向に傾斜した方向から検出するため、
光軸面４６に平行な面以外は非対称性が発生して高精度
のアライメント検出を行なうことができないからである
。また第１２図（Ａ）〜（Ｃ）は中央に１個のマスクア
ライメントパターン１９ｊおよびこれの両側に対象的に
配置した２個のウェハアライメントパターン１８ｉから
なる３組のアライメントパターン４９ａ、　４９ｂ、　
４９ｃの検出方向を示す図である。すなわち同図（Ａ）
は、ウェハ１およびマスク３の中心点０鳳に対して、１
組のアライメントパターン４９ａｔｔＹ方向の中心線０
２上にＸ方向にマスクアライメントパターン１９ｊと２
個のウェハアライメントパターン１８ｉとが配列される
如く配置し、他の２組のアライメントパターン４９ｂ、
　４９ｃを夫々Ｘ方向の中心線０３上に中心点ＯＩに対
して同−距離前れた位置でＹ方向に１個のマスクアライ
メントパターン１９ｊおよび２個のウェハアライメント
パターン１８ｉが配列される如く配置した場合であり、
同図（Ｂ）はウェハ１およびマスク３の中心点ＯＩをと
おるＸ方向中心線０３とＹ方向中心線ｏ２とによって仕
切られた４個の面Ｈ，Ｉ、Ｊ、にの中３個の面Ｉ、Ｊ、
Ｋに夫々アライメントパターン４９ａ、　４９ｂ、　４
９ｃに配置し、■。

５面に配置されたアライメントパターン４９ａ、　４９
ｂをＸ方向に１個のマスクアライメントパターン１９ｉ
と、２個のウェハアライメントパターン１８ｉとを配列
し、Ｋ面に配置された１個のアライメントパターン４９
ｃをＹ方向に１個のマスクアライメントパターン１９ｉ
と、２個のウェハアライメントパターン１８ｉとを配列
した場合であり、同図（Ｃ）は、中心点０１を中心にし
て放射状に３個のアライメントパターン４９ａ、　４９
ｂ、　４９ｃを配置し、その中１個のアライメントパタ
ーン４９ａｌＹ方向に１個のマスクアライメントパター
ン１９ｉと、２個のウェハアライメントパターン１８ｉ
とを配列し、残り２個のアライメントパターン４９ｂ、
　４９ｃを夫々斜方向に１個のマスクアライメントパタ
ーン１９ｉと、２個のウェハアライメントパターン１８
ｉとを配列した場合である。要すれば、３組のアライメ
ントパターンにより３自由度の検出値が得られれば良い
。なおウェハとマスクの位置合せのうち、第２図に示す
鉛直線１５に対する検出光軸２８の傾斜角度θが合致し
ている場合には、２自由度（ｘ、ｙ）の検出値が得られ
ればよい。さらに各照明光学系の光軸が検出光学系の光
軸と対象的に配置されている場合には、暗視野でも、対
物レンズからの照明でも、あるいはこれらの複合であっ
ても行なうことができる。まお上記実施例においては、
露光光としてＸ線を使用しているが、これに限定される
ものでなく粒子線あるいは白色光を使用することができ
る。またアライメントパターンはアライメントパターン
用としてとくに設置する必要がなく、ウェハおよびマス
クに近傍位置にできる像であればそれを使用することが
できる。対物レンズは設計上ＮＡ０．４以下が望ましく
、また検出光軸の傾斜角度は７０°以下を使用すること
が望ましい。

〔発明の効果〕

本発明は以上述べたる如くであるから、つぎに述べる如
き効果を有する。

（１）露光領域またはその付近のアライメントパターン
を検出する場合 （ｉ）従来のように各露光領域をアライメントする度毎
に光学系を移動させるものにおいては、移動精度にサブ
μ−オーダが必要であり、かつマスク面と、露光源との
間の限られたスペースを移動させるために最低２秒程度
必要であるから、セット、退避で約４秒必要となる。露
光時間、検出２位置合せ、移動に約４秒かかるのを各ウ
ェハ毎に繰返し行なうため。

相当な時間が必要となる。これに対して本発明は光学系
を移動させる必要がないので、スループットを向上する
ことができる。

（ｉ）アライメントして直ちに露光または露光中にアラ
イメントを行なうことができるので、゛アライメント終
了から露光までの時間遅れ（約２秒）による、精度低下
（約０．０５μｍ）を防止することができる。

（ｆｉｔ）従来のように露光領域毎に光学系を移動させ
るためには、移動させるための機構が必要になって構成
が複雑になりかっ、移動に伴なって光学系の各部品たと
えばレンズ系が移動して精度が低下する。これに対して
本発明は光学系を移動させないので、構成が簡単になり
、かつ精度を向上することができる。

（２）露光領域から離れたアライメントパターンを検出
する場合、 （ｉ）露光領域と、検出位置とを同一または近い位置に
することができるので、マスク、ウェハの場所による寸
法誤差（〜０．０５μｍ）によるアライメント誤差を防
止することができる。

（ｉｔ）ウェハ周辺のチップ取得率を向上することがで
きる。

（３）複数個の物体のアライメント面と直角な方向の面
に対して所定の角度をもって傾斜しているアライメント
パターン光学系によりアライメントパターン位置よりズ
した位置にアライメントパターンの影が発生するのでこ
れを利用して影の影響を受けないアライメントパターン
がら複数個の物体のアライメント位置を検出するので、
高精度の位置検出ができ、これによりたとえば半導体回
路の合せ精度向上、高集積化９歩留り向上などの効果が
ある。

（４）上記（１）乃至（３）により構成が簡単でがっ高
精度の位置検出を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明の実施例を示すマスクアライメン
ト装置の概略構成を示す正面図、第１図（Ｂ）は第１図
（Ａ）の平面図、第゛２図（Ａ）はウェハアライメント
パターンおよびマスクアライメントパターンの検出部切
断面を示す図、第２図（Ｂ）はウェハアライメントパタ
ーンおよびマスクアライメントパターンの検出像を示す
図、第３図は第１図（Ａ）に示す処理回路のブロック図
。 第４＠　（Ａ）はＴＶカメラで得られた映像信号波形を
示す図、第４図（Ｂ）はサンプル・ホールド回路によっ
てサンプル・ホールドされる状態を示す図、第４図（Ｃ
）は演算回路によって求められた対称関数の値を示す図
、第５図は本発明を適用した複数物体の相対検出装置を
示す斜視図、第６図は第５図に示す照明光学および検出
光学系の拡大斜視図、第７図は検出パターンを示す図、
第８図はウェハのアライメント面に発生するマスクのア
ライメントパターンの影の説明図、第９図（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）はＴＶカメラから入力した像と信号を示す図、第
１０図（Ａ）はマスクアライメントパターンの像を圧縮
処理する説明図、第１０図（Ｂ）は第１０図（Ａ）に示
す２ｍ間の信号の和を示す説明図。 第１０図（Ｃ）は平均の信号を示す説明図、第１１図（
Ａ）は本発明によるマスクアライメントと影の像を示す
説明図、第１１図（Ｂ）は信号の和を示す説明図、第１
１図（Ｃ）は平均の信号を示す説明図。 第１２図はアライメントパターンの検出方向を示す図で
ある。 １・・・ウェハ、３・・・マスク、４・・・露光用Ｘ線
、一旦＝・・・照明光学系、１８・・・ウェハアライメ
ントパターン、１９、４７・・・マスクアライメントパ
ターン、２０・・・検出光学系、２１・・・対物レンズ
、２５・・・ＴＶカメラ、２７・・・処理回路、３０・
・・サンプル・ホールド回路、３２・・・サンプリング
信号発生器、３３・・・Ａ／Ｄ変換器、３４・・・メモ
リ、３５・・・演算回路、４９・・・間隔、５０・・・
検出パターン片、５１・・・影。 代理人　弁理士　　　秋　　本　　正　　実弟１１！１ （Ａ） Ｃ１０ン 第５図 第　４　図 第　５１２１ 第７１！１ 第　１０囚 （Ｃ） ２気 易１１目 （Ｃ） ｔｎ 第１２目 や

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、互いに近接する如く重畳された複数個の物体を露光
   光と、同じ側からアライメント位置を検出する位置検出
   する方法において、上記露光光と干渉することなくかつ
   その検出光軸を上記複数個の物体のアライメント面と直
   角な方向の面に対して所定の角度をもって傾斜している
   アライメントパターン拡大光学系と、上記露光光と干渉
   することなく、かつ照明光軸を上記複数個の物体のアラ
   イメント面と直角な方向の面に対して所定の角度をもっ
   て傾斜している照明光学系とを有し、上記アライメント
   パターンとして上記複数個の物体のアライメント面と直
   角な方向の面で対称性を有し、一方の物体のアライメン
   トパターンを他方の物体に発生する影に影響されないよ
   うに形成されたアライメントパターンを使用して上記１
   個の検出光軸で１個のアライメント方向を検出すること
   を特徴とする位置検出方法。 ２、前記一方のアライメントパターンは間隔を有する如
   く複数個のパターン片にて形成し、上記間隔内にアライ
   メントパターンの影が入るように構成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の位置検出方法。