(57)【要約】【課題】ＳＬＡ方式での位置合わせの際、ウェハの表面状態によらずに位置合わせマークの信号強度を同程度にすることで位置合わせ精度の向上を図る。【解決手段】検査光ｈを散乱させるエッジを備えたマスクマーク７とウェハマーク９とをそれぞれ有する露光マスク１とウェハ３とを、これらのマーク７，９が所定方向に間隔を有して配列されるように近接配置し、これらのマーク７，９の配列方向に対して入射面が垂直をなす方向から検査光ｈを斜入射させて散乱光の信号強度を検出し、ウェハ３と露光マスク１との相対位置を検出する方法において、ウェハマーク９は、入射面と平行な方向にエッジの密度を変化させてなり、相対位置を検出する工程では、露光面に沿って入射面と平行な方向に信号強度の検出位置を移動させる。【選択図】        図１
2004311735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査光を散乱させるエッジを備えた位置合わせマークをそれぞれ備えたウェハと露光マスクとを、当該各位置合わせマークが所定方向に間隔を有して配列されるように近接配置する工程と、
前記ウェハおよび露光マスクの位置合わせマークに、当該位置合わせマークの配列方向に対して入射面が垂直をなす方向から検査光を斜入射させ、当該位置合わせマークを構成するエッジにおける散乱光の信号強度を検出し、当該信号強度に基づいて当該ウェハと露光マスクとの相対位置を検出する工程とを行う位置検出方法において、
前記ウェハまたは露光マスクの一方の位置合わせマークは、前記入射面と平行な方向にエッジの密度を変化させてなり、
前記相対位置を検出する工程では、前記入射面と平行な方向に信号強度の検出位置を移動させ、当該ウェハと露光マスクの位置合わせマークでの散乱光の信号強度が同程度となる検出位置での信号強度に基づいて当該相対位置を検出する
ことを特徴とする位置検出方法。
【請求項２】
請求項１記載の位置検出方法において、
前記位置合わせマークにおけるエッジの密度の変化は、前記所定方向に沿って一方向に変化し、
前記信号強度の検出は、前記入射面と平行な一方向のみに前記検出位置をずらして行う
ことを特徴とする位置検出方法。
【請求項３】
検査光を散乱させるエッジを備えた位置合わせマークをそれぞれ備えたウェハと露光マスクとを、当該各位置合わせマークが所定方向に間隔を有して配列されるように近接配置する工程と、
前記ウェハおよび露光マスクの位置合わせマークに、当該位置合わせマークの配列方向に対して入射面が垂直をなす方向から検査光を斜入射させ、当該位置合わせマークを構成するエッジにおける散乱光の信号強度を検出し、当該信号強度に基づいて当該ウェハと露光マスクとの相対位置を検出する工程と、
前記検出された相対位置に基づいて前記ウェハと露光マスクとの相対位置を補正して露光を行う工程とを備えた半導体装置の製造方法において、
前記ウェハまたは露光マスクの一方の位置合わせマークは、前記入射面と平行な方向にエッジの密度を変化させてなり、
前記相対位置を検出する工程では、前記入射面と平行な方向に信号強度の検出位置を移動させ、当該ウェハと露光マスクの位置合わせマークでの散乱光の信号強度が同程度となる検出位置での信号強度に基づいて当該相対位置を検出する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
近接露光の際の位置合わせ用の検査光を散乱させるエッジを備えた位置合わせマークを露光面に設けてなるウェハであって、
位置合わせマークは、エッジの密度を所定方向に変化させてなる
ことを特徴とするウェハ。
【請求項５】
請求項４記載のウェハにおいて、
前記位置合わせマークは、前記所定方向に沿って前記エッジの密度を一方向に変化させてなる
ことを特徴とするウェハ。
【請求項６】
近接露光の際の位置合わせ用の検査光を散乱させるエッジを備えた位置合わせマークを表面に設けてなる露光マスクであって、
位置合わせマークは、エッジの密度を所定方向に変化させてなる
ことを特徴とする露光マスク。
【請求項７】
請求項６記載の露光マスクにおいて、
前記位置合わせマークは、前記所定方向に沿って前記エッジの密度を一方向に変化させてなる
ことを特徴とする露光マスク。
【請求項８】
ウェハの露光面上に所定状態で近接配置された露光マスク側から検査光を斜入射させると共に当該ウェハおよび露光マスクの位置合わせマークでの散乱光を検出する検出光学系を備えた位置検出装置において、
前記検出光学系を前記露光面に沿って前記検査光の入射面と平行に移動させる移動手段を備えている
ことを特徴とする位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、近接露光の際に行われるウェハと露光マスクとの位置検出方法、この位置検出方法を行う半導体装置の製造方法、さらにはこの位置検出方法を行うための位置合わせマークを有するウェハ、露光マスク、およびこの位置検出方法を行う位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置製造におけるリソグラフィ工程は、現在は光リソグラフィが主流であり、最小加工線幅０．０９μｍ世代ではＡｒＦエキシマを用いた波長１９３ｎｍの露光装置が量産に適用されているが、その次の０．０６５μｍ世代においては２ｋＶの低加速電子線を用いて等倍近接露光を行うＬＥＥＰＬ（Ｌｏｗ  ｅｎｅｒｇｙ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｅａｍ  ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）が有力候補の一つとなっている。
【０００３】
ところで、上述したＬＥＥＰＬのように、ウェハと露光マスクとを近接配置して行う近接露光においては、ウェハと露光マスクとの位置合わせ（いわゆるアライメント）に、ＳＬＡ（ｓｃａｔｔｅｒｄ−ｌｉｇｈｔ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式が採用されている。
【０００４】
ＳＬＡ方式においては、図７の要部拡大平面図に示すように、露光マスク１の表面１ａおよびウェハ３の露光面３ａに、ドットパターン５を所定方向に配列させた位置合わせマーク（マスクマーク７、ウェハマーク７’）をそれぞれ設けている。これらのマスクマーク７、ウェハマーク７’は、ウェハ３の露光面３ａ上に露光マスク１を所定状態で近接配置した場合に、ドットパターン５の配列方向が同一方向に揃えられた所定の配置状態となるように、露光マスク１の表面１ａおよびウェハ３の露光面３ａにそれぞれ設けられている。例えば、ｘ方向にドットパターン５を配列してなるパターン列をｙ方向に４列配置した構成の２つのウェハマーク７’をｙ方向に配置し、これらの中央に、ドットパターン５を同様に配列させたマスクマーク７が同一方向を向けて配置される構成となっている。また、これらのマスクマーク７およびウェハマーク７’は、露光マスク１の表面１ａおよびウェハ３の露光面３ａの複数箇所にそれぞれの向きで配置されている。
【０００５】
このＳＬＡ方式が採用される露光装置には、位置検出装置として、図８に示すように光源２１、ハーフミラー２２、レンズ２３、像検出器２４からなる検査光学系２０が、マスクステージ（図示省略）の周囲の複数箇所に設けられている。そして、各検査光学系２０は、光源２１から照射された検査光ｈが、ハーフミラー２２およびレンズ２３を通過することでマスクステージ上の露光マスク１に斜入射され、さらに露光マスク１を透過してウェハ３の露光面３ａに入射されると共に、ウェハ３および露光マスク１のドットパターン５のエッジでの散乱光が、像検出器２４で検出されるように構成されている。また、このような構成の検査光学系２０は、所定状態で配置された露光マスク１およびウェハ３におけるマスクマーク７およびウェハマーク７’の配置部に対応し、上述したドットパターン５の配列方向（図面上においてはｘ方向）に対して検査光ｈの入射面が平行となるように設けられている（以上、下記特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２９５５６６８号公報
【０００７】
そして、アライメントを行う際には、各部に設けられた検査光学系２０で、マスクマーク７およびウェハマーク７’においての検査光ｈの散乱光を画像信号として検出する。ここで、図７を用いて説明したように、所定状態で配置された露光マスク１およびウェハ３においては、マスクマーク７’の中央にウェハマーク７が配置されるように設定されている。このため、図９に示すように、ドットパターンの配列方向と垂直な方向（図７のｙ方向）の信号強度▲１▼には、マスクマーク７とウェハマーク７’の配置位置に対応して３つのピークが生じることになる。したがって、これらのピーク位置から、露光マスク１とウェハ３との間のｘ−ｙ成分、θ成分、および倍率成分の位置ずれが検知される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上説明したＳＬＡ方式では、露光マスクとウェハ側の位置合わせマーク（マスクマークとウェハマーク）の画像信号を同時に検出してオート・ゲインを掛けるため、両者の信号強度の差が大きいと演算に十分な強度が取れなくなり検出精度が劣化しまう。特に、ウエハ側の位置合わせマークはウエハプロセスに依存して信号強度が変わる。このため、プロセスによってアライメント精度にばらつきが生じると言った問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、ＳＬＡ方式でのアライメントにおいて、ウェハの表面状態によらずにウェハ側と露光マスク側との位置合わせマークの信号強度を同程度にすることが可能であり、これにより位置検出精度の向上を図ることが可能な位置検出方法、この位置検出を行うことで露光の際の位置合わせ精度の向上を図ることが可能な半導体装置の製造方法、さらにはこの位置検出方法が適用可能なウェハおよび露光マスク、また、この位置検出方法を行うことが可能な位置検出装置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】
このような目的を達成するための本発明の位置検出方法は、検査光を散乱させるエッジを備えた位置合わせマークをそれぞれ備えたウェハと露光マスクとを、当該各位置合わせマークが所定方向に間隔を有して配列されるように近接配置する工程、およびこれらの位置合わせマークにその配列方向に対して入射面が垂直をなす方向から検査光を斜入射させ、当該位置合わせマークを構成するエッジにおける散乱光の信号強度を検出し、当該信号強度に基づいて当該ウェハと露光マスクとの相対位置を検出する工程とを行う。このような位置検出方法において、特に本発明では、ウェハまたは露光マスクの一方の位置合わせマークが、検査光の入射面と平行な方向にエッジの密度を変化させてなる。そして、相対位置を検出する工程では、入射面と平行な方向に信号強度の検出位置を移動させ、当該ウェハと露光マスクの位置合わせマークでの散乱光の信号強度が同程度となる検出位置の信号強度に基づいて当該相対位置を検出する。
【００１１】
このような位置検出方法では、ウェハに設けられた位置合わせマークおよび露光マスクに設けられた位置合わせマークのうちの一方が、検査光の入射面と平行な方向にエッジの密度を変化させたものとなっている。このため、入射面と平行な方向に信号強度の検出位置を移動させることで、位置合わせマークにおいてエッジの密度が変化する方向に検出位置が移動することになり、この移動にともなってウェハに設けられた位置合わせマークおよび露光マスクに設けられた位置合わせマークのうちの一方の信号強度のみが変化する。このため、ウェハの表面状態が変化して散乱光の強度が変化しても、検出位置を移動することよって当該ウェハと露光マスクの位置合わせマークでの散乱光の信号強度を同程度とすることができ、この検出位置の信号強度に基づいて相対位置が検出されるため、より精度の高い位置検出が行われるようになる。
【００１２】
また、本発明は、このような位置検出方法を適用した半導体装置の製造方法であり、上述した位置検出方法によって検出された相対位置に基づいてウェハと露光マスクとの相対位置を補正して露光を行う。これにより、より精度の高い位置検出に基づいてウェハと露光マスクとの相対位置を補正した状態で、当該ウェハの露光面に対して露光マスクを介しての露光が行われるようになる。
【００１３】
さらに本発明は、このような位置検出方法を実現するためのウェハおよび露光マスクであり、位置合わせマークが、エッジの密度を所定方向に変化させてなることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明は、このような位置検出方法が行われる位置検出装置であり、ウェハの露光面上に所定状態で近接配置された露光マスク側から検査光を斜入射させると共に当該ウェハおよび露光マスクの位置合わせマークでの散乱光を検出する検出光学系を備えており、特に露光面に沿って検査光の入射面と平行に検出光学系を移動させる移動手段を備えていることを特徴としている。
【００１５】
このような位置検出装置によれば、移動手段による検出光学系の移動により、露光面に沿った検査光の入射面と平行な各位置に検出位置が移動される。したがって、露光面に沿った検査光の入射面と平行な各位置において、露光マスクに設けられた位置合わせマークおよびウェハに設けられた位置合わせマークの検出が行われる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１には、実施形態の位置検出装置の構成図を示す。この図に示す位置検出装置は、例えば近接露光を行うための露光装置に設けられるものであり、図８を用いて説明した位置検出装置との異なることころは、検出光学系２０を移動させる移動手段２７が設けられている点にある。
【００１８】
ここで、この位置検出装置が設置される露光装置においては、ウェハステージ（図示省略）に保持されたウェハ３の露光面３ａ上に、マスクステージ（図示省略）に保持された露光マスク１が所定状態に対向して近接配置される。また、位置検出装置を構成する検出光学系２０は、従来と同様であり、上述したように配置された露光マスク１を介してウェハ３の露光面３ａに検査光ｈを斜入射させ、さらにウェハ３および露光マスク１での散乱光が検出されるように構成配置されている。尚、散乱光を検出する像検出器２４は、例えばＣＣＤ付き顕微鏡からなることとする。
【００１９】
このような状態において、上述した移動手段２７は、露光装置に保持されたウェハ３の露光面３ａに沿って、検査光ｈの入射面と平行に検出光学系２０を移動させる。つまり、露光面３ａと平行で、かつ露光面３ａに対して斜入射される検査光ｈの入射面と平行な方向に、検査光学系２０全体を移動させるのである。このような移動手段２７は、例えば超音波モータを搭載したもので、ＰＴＺなどの圧電素子に電圧をかけることで、この圧電素子を歳差運動させガイド面をひっかくようにして検出光学系２０を移動させる構成となっている。
【００２０】
そして、このような移動手段２７によって移動可能な検査光学系２０は、図２に示すように、露光装置のマスクステージに配置された露光マスク１の周囲の４方向に設置されることとする。ここでは、露光マスク１を挟んで向かい合う２方向から露光マスク１に対して検査光ｈを斜照射する位置、および、これらと垂直な２方向から露光マスク１に対し検査光ｈを斜照射する位置の４箇所に検出光学系２０が設置され、これらの検出光学系２０のそれぞれに移動手段２７が設けられていることとする。
【００２１】
次に、図３には、以上のような位置検出装置が設けられた露光装置での露光に用いられる露光マスクおよびウェハの要部拡大平面図を示す。この図に示すように、露光マスク１の表面１ａには位置合わせマークとしてマスクマーク７が設けられており、ウェハ３の露光面３ａには位置合わせマークとしてウェハマーク９が設けられている。尚、マスクマーク７が設けられる露光マスク１の表面１ａは、露光の際にはウェハ３の露光面３ａに対向して配置されることとする。
【００２２】
このうち、露光マスク１に設けられたマスクマーク７は、従来と同様にドットパターン５を所定状態で配列してなる。すなわち、露光マスク１の表面１ａ上におけるｘ１方向に所定間隔を保ってドットパターン５を配列してなるパターン列を、ｙ方向に所定間隔を保って４列配置した構成となっている。これらのドットパターン５は、矩形の凸状パターン、または凹状パターンであり、これらのドットパターン５によって検査光ｈを散乱させるエッジが供給される。尚、マスクマーク７は、このような構成に限定されることはなく、このマスクマーク７内においてエッジの密度が均等に配置された構成であればよい。
【００２３】
一方、ウェハ３の露光面３ａに設けられたウェハマーク９は、エッジの密度を所定方向（例えば露光面３ａ上のｘ２方向）に変化させてなる。図４には、このようなウェハマーク９の一構成例を示す。この図に示すように、ウェハマーク９は、例えば各矩形形状のドットパターン１１ａ〜１１ｄを、ｘ２方向の長さが短い順にｘ２方向に沿って配列し、これらのパターン列をｙ２方向に４列で配置してなる。
【００２４】
各形状のドットパターン１１ａ〜１１ｄが配置される各領域１３ａ〜１３ｄは、ｘ２方向の長さＬａ〜Ｌｄが同程度である。また、各領域１３ａ〜１３ｄ内には、ｘ２方向に略同一の間隔ｐ１を保ってドットパターン１１ａ〜１１ｄが配置されていることとする。そして、最も小さなドットパターン１１ａが配置される領域１３ａが、最もドットパターン１１ａの配置個数が多く、ｘ２方向に向かって、各領域１３ａ〜１３ｄのドットパターンの配置個数が段階的に減少する構成となっている。また、各ドットパターン１１ａ〜１１ｄのｙ２方向の幅Ｗは略同一であり、さらにｙ２方向の配置間隔ｐ２も略同一であることとする。
【００２５】
尚、各ドットパターン１１ａ〜１１ｄが配置されるそれぞれの領域１３ａ〜１３ｄにおけるｘ２方向の長さＬａ〜Ｌｄは、検査光学系によってこれらの領域１３ａ〜１３ｄの画像信号を検出した場合、隣接する領域に配置されたドットパターンの信号が入ってこない程度の長さを有していることとする。これにより、各領域１３ａ〜１３ｄのそれぞれの画像信号のみが検出され、隣接する領域からの信号の影響を排除する。
【００２６】
これらのドットパターン１１ａ〜１１ｄは、矩形の凸状パターンまたは凹状パターンであり、これらのドットパターン１１ａ〜１１ｄによって検査光ｈを散乱させるエッジが供給される。このため、このウェハマーク９は、検査光ｈを散乱させるエッジの密度が、ｘ２方向に沿って段階的に減少させた構成となっているのである。
【００２７】
尚、このウェハマーク９は、ウェハ３を構成する半導体基板の表面をパターンエッチングすることによって０．３μｍの深さのドットパターン１１ａ〜１１ｄを形成してなる。
【００２８】
そして、上述した構成のウェハマーク９の露光面３ａへの配置状態は、従来のウェハマークと同様であることとする。すなわち、図３に示したように、例えば、露光装置にウェハと露光マスクとを所定状態で近接配置した場合に、検出光学系の視野内の４箇所において、２つのウェハマーク９の間にマスクマーク７が配置されるように、露光マスク３の露光面３ａの各部にウェハマーク９が設けられることとする。そしてこの場合、マスクマーク７を構成するドットパターン５の配列方向ｘ１と、ウェハマーク９を構成するドットパターン１１ａ〜１１ｄの配列方向ｘ２とが、各検出光学系における検査光ｈの入射面に対して平行になり、かつ平面視的には、検査光ｈの入射面に対して垂直な方向に２つのウェハマーク９とマスクマーク７とが所定間隔で配列されることとする。ここでは、２つのウェハマーク９の中央にマスクマーク７が配置されることとする。
【００２９】
以上のようなウェハマーク９を備えたウェハ３に対して近接露光を行う場合には、従来と同様のＳＬＡ方式でのアライメント（位置合わせ）が行われる。そして、このアライメントにおける位置検出は、次のように行われる。
【００３０】
すなわち、先ず、図１に示したように、露光装置に配置したウェハ３の露光面３ａ上に、従来と同様のマスクマーク７を設けた露光マスク１を所定状態で近接配置する。この状態においては、ウェハ３の２つのウェハマーク９の中央にマスクマーク７が配置されることになる。また、露光マスク１は、マスクマーク７が形成された表面１ａ側をウェハ３の露光面３ａに向けて配置される。
【００３１】
次に、図２を用いて説明したいように、露光マスク１を囲む各部に設けられた検査光学系２０を用いて、露光マスク１のマスクマーク７およびウェハ３のウェハマーク９においての検査光ｈの散乱光を画像信号として検出する。
【００３２】
この際、ウェハマーク９とマスクマーク７の配列方向に対して垂直な方向を入射面として、露光マスク１側から検査光ｈが斜入射される。またこれと共に、移動手段２７を用いて各検査光学系２０を露光面３ａに沿って検査光ｈの入射面と平行に移動させた各検出位置において画像信号を検出する。これにより、図５に示すように、各検査光学系の像検出器の視野Ａを、マスクマーク７のｘ１方向およびウェハマーク９のｘ２方向の一端部から、マスクマーク７のｘ１方向およびウェハマーク９のｘ２方向の他端部にわたって一方向に移動させる。
【００３３】
尚、図１に示すように、入射光ｈは、ウェハマーク９とマスクマーク７の配列方向に対して垂直な方向を入射面として、露光マスク１側から斜入射されるため、フォーカス面ｆｓが露光マスク１およびウェハ３を斜めに横切ることになる。したがって、図５に示す視野Ａ内におては、露光マスク１とウェハ３とのギャップｇの大きさに対応したフォーカス位置（２点鎖線で示す）のずれが入射面と平行な方向に生じる。
【００３４】
そして、以上のような各検出位置で得られた画像信号に基づき、それぞれの検出位置において検査光ｈの入射面と垂直な方向の信号強度を検出する。そして、図９に示すように、ウェハマークとマスクマークとに対応するピークの信号強度がより近い値となる検出位置での信号強度▲２▼に基づいて、露光マスクとウェハとの相対位置を検出する。この際、４箇所に配置した検出光学系で同様に検出された４箇所の信号強度▲２▼に基づいて、従来と同様に露光マスクとウェハとの相対位置（ｘ−ｙオフセット成分、θショット回転成分、ショット倍率成分）の検出を行う。
【００３５】
また、以上のようにして、露光マスクとウェハとの相対位置を検出した後、露光装置のマスクステージまたはウェハステージを移動させることにより、露光マスクとウェハとの相対位置を補正する。この場合、信号強度▲２▼のうちのウェハマークに対応する両側のピークの重心と、マスクマークに対応する真ん中のピークの重心とを一致させるように、補正が行われることとする。各補正については、ｘ−ｙオフセット成分の補正はウェハステージの移動によって行い、θショット回転成分の補正はウェハステージが設けられた回転ステージによって行い、ショット倍率成分の補正は次に行う露光の際の露光エネルギー線の斜め入射によって行う。
【００３６】
以上のようにして位置検出と補正とからなるＳＬＡ方式でのアライメントを行った後、露光マスクを介してウェハの露光面にパターン露光を行い、さらに現像処理を行うことで、例えば半導体装置の回路パターンを形成する。
【００３７】
以上説明した実施形態によれば、図３を用いて説明したように、ウェハ３の露光面３ａに設けた位置合わせ用のウェハマーク９が、検査光ｈの入射面と平行な方向にエッジの密度を変化させたものとなっている。そして、図１を用いて説明したように、移動手段２７によって、入射面と平行な方向（すなわちエッジの密度を変化させた方向）に検出光学系２０の検出位置を移動させることで、マスクマーク７の信号強度に対してウェハマーク９の信号強度を変化させることができる。したがって、ウェハ３の表面状態が変化して散乱光の強度が変化しても、検出位置を移動することよってウェハマーク９の信号強度とマスクマーク７の信号強度をより近い値とすることができる。この結果、この検出位置の信号強度に基づいて相対位置が検出されるため、より精度の高い位置検出を行うことが可能になる。
【００３８】
また、このような位置検出方法が行われる露光装置においては、上述したような精度の高い位置検出に基づいて、ウェハ３と露光マスク１との相対位置を補正した後に露光が行われるため、露光位置精度の向上が図られる。したがって、半導体装置の製造工程においてこの露光装置を用いた露光を行うことで、半導体装置の歩留まりの向上を図ることができる。
【００３９】
また、以上の実施形態においては、図５を用いて説明したように、マスクマーク７およびウェハマーク９の一端部から他端部にわって検出位置を移動することとした。しかし、検出位置の移動は、ウェハマークとマスクマークの信号強度が同程度となる位置が検出された時点で停止して良い。
【００４０】
さらに、以上説明した実施の形態においては、図４を用いて説明したように、ウェハマーク９におけるエッジの密度がｘ２方向に沿って段階的に変化する構成とした。しかしながら、ｘ２方向におけるエッジ密度の変化は、ｘ２方向に沿ってそれぞれのエッジ密度の領域が配置されれば、これらの領域がエッジの密度が高い順（または低い順）に配置されている必要はない。ただし、エッジの密度の順に各領域を配列することにより、極端に信号強度の異なる領域からの信号の影響を排除することができる。そして、各領域間にまたがる位置を検出位置とすることで、ウェハマーク９の信号強度の検出高さをより細かく設定することができる。また、これにより各領域の長さＬａ〜Ｌｄを比較的短くすることもできるため、ウェハマーク９の専有面積を小さくすることができる。
【００４１】
また、以上説明した実施の形態においては、ウェハ３の露光面３ａに、エッジの密度を変化させたウェハマーク９を設けた構成を説明した。しかしながら、本発明は、露光マスク１の表面１ａにエッジの密度を変化させたマスクマークを設けた構成であっても良く、同様の効果を得ることができる。この場合、図３および図４を用いて説明したウェハマーク９と同様の構成のマスクマークを適用することができる。またこのように、エッジの密度を変化させたマスクマークを露光マスク１に設けた場合には、エッジの密度が均等なウェハマークをウェハ３の露光面３ａに設けることとする。
【００４２】
尚、ウェハ３の露光面３ａに設けられたウェハマーク９は、エッジの密度が所定方向（例えば露光面３ａ上のｘ２方向）に変化しているものであれば、図４を用いて説明した構成に限定されることはない。このようにエッジ密度を変化させたウェハマークの他の例としては、例えば、図６に示すようなウェハマーク９’がある。このウェハマーク９’は、ドットパターンの長さによってエッジ密度を変化させたものであり、例えば各矩形形状のドットパターン１１ａ’〜１１ｃ’を、ｙ２方向の長さが長い順にｘ２方向に沿って配列し、これらのパターン列をｙ２方向に３列で配置してなる。
【００４３】
各形状のドットパターン１１ａ’〜１１ｄ’が配置される各領域１３ａ’〜１３ｄ’は、ｘ２方向の長さＬａ’〜Ｌｃ’が同程度である。また、各領域１３ａ’〜１３ｄ’内には、ｘ２方向に略同一の間隔ｐ１を保ってドットパターン１１ａ’〜１１ｃ’が配置されていることとする。
【００４４】
そして例えば、最もｙ２方向の長さが長いドットパターン１１ａ’は、１μｍ（ｘ方向）×３μｍ（ｙ方向）である。また、次にｙ２方向の長さが長いドットパターン１１ｂ’は、１μｍ（ｘ方向）×２μｍ（ｙ方向）である。また、最もｙ２方向の長さが短いドットパターン１１ｃ’は、１μｍ（ｘ方向）×１μｍ（ｙ方向）である。
【００４５】
これらの各ドットパターン１１ａ’〜１１ｃ’が配置されるそれぞれの領域１３ａ’〜１３ｃ’におけるｘ２方向の長さＬａ’〜Ｌｃ’は、検査光学系によってこれらの領域１３ａ’〜１３ｃ’の画像信号を検出した場合、隣接する領域に配置されたドットパターンの信号が入ってこない程度の長さを有していることは、図４を用いて説明したウェハマーク９と同様である。さらに、これらのドットパターン１１ａ’〜１１ｃ’は、矩形の凸状パターンまたは凹状パターンであり、これらのドットパターン１１ａ’〜１１ｃ’によって検査光ｈを散乱させるエッジが供給されることも、図４を用いて説明したウェハマーク９と同様である。
【００４６】
このような構成のウェハマーク９’であっても、図４を用いて説明した構成のウェハマーク９と同様に用いることで、上述したと同様の効果を得ることが可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の位置検出方法によれば、ＳＬＡ方式のアライメントを行う場合に、ウェハの表面状態によらずに露光マスクとウェハと位置合わせマークの信号強度を同程度にできるため、露光マスクとウェハとの相対位置を高精度に検出することが可能になる。
また本発明の半導体装置の製造方法によれば、このような位置検出方法によって検出された露光マスクとウェハとの相対位置に基づいて位置補正がなされた後に露光を行うことで、パターン露光の位置精度の向上を図り、半導体装置の歩留まりの向上を図ることが可能になる。
さらに、本発明の露光マスクおよびウェハによれば、上述した位置検出方法の適用が可能になる。
そして、本発明の位置検出装置によれば、上述した位置検出方法の実施が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の位置検出装置の構成図である。
【図２】本発明の位置検出装置の配置状態を説明する図である。
【図３】実施形態におけるウェハマークとマスクマークとの構成を説明する平面図である。
【図４】実施形態のウェハに設けられるウェハマーク（位置合わせマーク）の構成図である。
【図５】実施形態の位置検出方法を説明する図である。
【図６】実施形態のウェハに設けられるウェハマーク（位置合わせマーク）の他の構成図である。
【図７】従来の技術を説明する図である。
【図８】従来のＳＬＡ方式を行う露光装置に適用される位置検出装置の構成図である。
【図９】ＳＬＡ方式における信号処理を説明するグラフである。
【符号の説明】
１…露光マスク、１ａ…表面、３…ウェハ、３ａ…露光面、７…マスクマーク（位置合わせマーク）、９，９’…ウェハマーク（位置合わせマーク）、２０…検出光学系、２７…移動手段、ｈ…検査光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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