JPH0666241B2

JPH0666241B2 - 位置検出方法

Info

Publication number: JPH0666241B2
Application number: JP60226999A
Authority: JP
Inventors: 晃稲垣; 行雄見坊; 隆一船津; 朝宏久迩; 啓一岡本; 義弘米山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-10-14
Filing date: 1985-10-14
Publication date: 1994-08-24
Anticipated expiration: 2009-08-24
Also published as: EP0220571A1; EP0220571B1; DE3672027D1; US4777641A; JPS6286819A; KR900002083B1

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エ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１μｍ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0.3μｍ以下が必要となつてき
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、マスクとウエ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処
号処理によりアライメントを行なつている。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.
3μｍ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・ウエ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0.1μ
ｍ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、これによつてレンズの口径を大きくし、より多くの
光量をとつ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
大きくなつ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ツトを退避する必
要があつて、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ツトと、ウエハに設けた複数の
平行線よりなるウエハ用ターゲツトとの間隔を非掛数倍
にし、両ターゲツトを重ね合せてマスクとウエハとの位
置合せを行なうさいにたとえマスク用の１本のターゲツ
トがウエハ用の１本のターゲツトに重なつたとしても両
ターゲツトの間隔が同一にならないので、マスク用ター
ゲツトとウエハ用ターゲツトとの判別ができ、これによ
つてマスクとウエ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エハとの
位置を検出するものであつて、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、マスクとウエ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エハ面上に発生して
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）マスクとウエ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エ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。

（II）照明光軸とマスクおよびウエハとにねじれが発生
した場合でも上記（）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。

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、集点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
点深度も深いので、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（ウエハおよびマ
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レて発生
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、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はウエハにして、上面にウエハパター
ン（図面せず）を形成している。３は透明な板からなる
マスクにして、上記ウエハ１とたとえば10μｍの間隙量
２をもつて平行に配置し、その上面のチツプ５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
の下面の上記ウエ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エハ１上に
たとえば30mm角の大きさをもつて焼付ける如くしてい
る、８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アイバ10a,レンズ11,フ
イルタ10b,絞り12a,12b,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
明光をウエ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明する如くしている。20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22,結像レンズ23,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）にウエハ１のウエハアライメン
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
エ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Ｏ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
エ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Ｌ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、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つておりこれより両側の長手方向
に行くに伴なつて焦点が外れる如く形成され、その両側
の２個のウエハパターン18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つ
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Ｌは前記第１表の結果から計算すると、視野にし
て26.3μｍになる。このように合焦点範囲Ｌ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
x₁,x₂,…ｘ_ｎで一定間隔毎にサンプリングしてその値
y₁,y₂,…ｙ_ｎ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30によりホールドされているアナログ信号をデイジ
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から出力されたデイジタル信号y₁,y
₂,…ｙ_ｎ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）に示す如くｘ_ｉ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
着目してつぎの（３）式で示す対称性関係Ｚ_ｉ（ｘ_ｉ）
を求める如くしている。

ただしｍは着目しているウエハ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ｘ_ｉを順次x₁,x₂,…ｘ_ｎと変えて第４図
（Ｃ）に示す如く対称性関数Ｚ_ｉ（ｘ_ｉ）を求め、この
値の最少値を示す対称折返し点x₀を求める如くしてい
る。したがつて、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y₁,y₂,…ｙ_ｎをＡ／Ｄ変換器33で
デイジタル信号y₁,y₂,…ｙ_ｎに変換し、このデイジタル
信号y₁,y₂,…ｙ_ｎを演算回路35で、第４図（Ｂ）に示す
如く対称折返し点ｘ_ｉ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
ｘ_ｉを順次x₁,x₂,…ｘ_ｎと換えて対称性関数Ｚ
_ｉ（ｘ_ｉ）を求め、第４図（Ｃ）に示す如く求められた
Ｚ_ｉ（ｘ_ｉ）の最少値を示す折返し点x₀を求める。この
対称折返し点x₀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、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およびウエ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37によつて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によつて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
ウエハ１が搭載支持されている。また複数個の脚41によ
り上記ウエハ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の上記ウエハ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８および３
組の検出光学系20とを設け、上記３組の照明光学系８に
夫々フイアバ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
のフアイバ10aを介して３組の照明光学系８が同時にマ
スク３およびウエハ１を照射し、かつ３組の検出光学系
20が同時に駆動してウエハ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称して上記Ｘテーブル38お
よびＹテーブル40を移動してウエハ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８および検出光学系20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８および検出光学系
20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８および検出光学系20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。
したがつてマスク３上のチツプ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ツプ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〜19e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、ウエハ１とマスク
３とをたとえば10μｍの間隙２をもつて平行に配置し、
これらウエハ１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をもつて傾斜する光軸13で
照明光を上記マスク３の下面のマスクパターン19を照射
すると、第８図（Ｂ）に示す如く、ウエハ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カメラ25に取込んだとき、上記影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図に示す処理回路27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）に示すす如くTVカメラ25より映像信
号31を得るさいに、第９図（Ａ）（Ｂ）に示す如くTVカ
メラ25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
影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）に示す如くラスタ位置Ｃからｍ個のラ
スタ位置ｄまでの間をTVカメラ25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
y₁,y₂,…ｙ_ｎをホールドし、これをＡ／Ｄ変換器18でア
ナログ信号をデイジタル信号に変換したのち、デイジタ
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）に示す如くデイ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）から明らかな如く
TVカメラ25がｍ個のラスタ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′と影の像51とが交互に配置される如く
影の像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、これによつて各マ
スクパターン片50の像に影の像51が取込まれないように
したものである。

したがつて前記第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個のウエ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19b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個のウエハアライメントパターン18bと、３
個のマスクアライメントパターン19b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
直線状をしたウエハアライメントパターン18cおよびこ
れの両側に対称的に直線状をした２個のウエハアライメ
ントパターン18cと、これら３個のウエハアライメント
パターン18c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点の点線状をしたマスクアライメ
ントパターン19cとを配置した場合であり、同図（Ｄ）
は光軸面48上にこれと平行に直線状をしたウエハアライ
メントパターン18dと、点線状をしたマスクアライメン
トパターン19d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19eと、このマスクアライメントパターン19e
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個のウエハアライメントパターン18e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
ウエ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、ウエハ１およびマスク３の
中心点O₁に対して、１組のアライメントパターン49aを
Ｙ方向の中心線O₂上にＸ方向にマスクアライメントパタ
ーン19jと２個のウエ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O₃上に中心点O₁に対して
同一距離離れた位置でＹ方向に１個マスクアライメント
パターン19jおよび２個のウエハアライメントパターン1
8iが配列される如く配置した場合であり、同図（Ｂ）は
ウエハ１およびマスク３の中心点O₁をとおるＸ方向中心
線O₃とＹ方向中心線O₂とによつて仕切られた４個の面H,
I,J,Kの中３個の面I,J,Kに夫々アライメントパターン49
a,49b,49cに配置し、I,J面に配置されたアライメントパ
ターン49a,49bをＸ方向に１個のマスクアライメントパ
ターン19iと、２個のウエ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49cをＹ方向に１個のマスクアライメントパターン19i
と、２個のウエ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O₁を中心にして放
射状に３個のアライメントパターン49a,49b,49cを配置
し、その中１個のアライメントパターン49aをＹ方向に
１個のマスクアライメントパターン19iと、２個のウエ
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個のウエハアライメ
ントパターン18i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。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
であつても行なうことができる。また上記実施例におい
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
ターンを用としてとくに設置する必要がなく、ウエハお
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
μｍ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、セツト，退避で約４秒必要となる。露
光時間，検出，位置合せ、移動に約４秒かかるのを各ウ
エ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、スループツトを向上することができる。

（ii）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。

（iii）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つて構成が
複雑になりかつ、移動に伴なつ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，ウエハの場所による寸
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。

（ii）ウエハ周辺のチツ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つ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
レ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
ンか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，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かつ高
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）はウエハアライメントパ
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）はウエ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ツク
図、第４図（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・ホールド回路によつ
てサンプル・ホールドされる状態を示す図、第４図
（Ｃ）は演算回路によつ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図はウエ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11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……ウエハ、３……マスク、４……露光用Ｘ線、８…
…照明光学系、18……ウエハアライメントパターン、1
9,47……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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久迩朝宏神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者岡本啓一神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者米山義弘神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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。
【請求項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。