(57)【要約】【課題】マスク及び基板の位置合わせ用パターンの像のコントラストの違いを小さくし、位置合わせ精度の測定を高精度に行う。【解決手段】検査光発生装置１０ａの光源１１は無偏光状態の検査光を発生し、偏光板１２はそのＳ偏光成分を射出する。検査光照射装置２０ａは、ハーフミラー２１で反射した検査光を、４分の１波長板２２でＳ偏光から円偏光へ変換し、対物レンズ３０を介して、マスク３及び基板１へ垂直に照射する。マスク３からの反射光は、４分の１波長板２２で円偏光からＰ偏光へ変換され、反射光制御装置４０ａの偏光板４１で強度が制御される。基板１からの散乱光は、偏光が解除された無偏光状態となる。検出器５０へ到達するマスク３からの反射光の強度が、検出器５０へ到達する基板１からの散乱光の強度と同程度となるように、偏光板４１の偏向角を調整する。【選択図】　　　　図１
2004069398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光された検査光をマスク及び基板へ垂直に照射し、
検査光がマスクで反射された反射光の強度を偏光を利用して制御し、
強度が制御された反射光及び検査光が基板で散乱された散乱光を検出することを特徴とするアライメント検出方法。
【請求項２】
直線偏光された検査光をハーフミラーで反射又は透過させた後、円偏光へ変換してからマスク及び基板へ垂直に照射し、
マスクからの反射光を円偏光から直線偏光へ変換してからハーフミラーを透過又は反射させた後、直線偏光へ変換された反射光の強度を偏光板を用いて制御することを特徴とする請求項１に記載のアライメント検出方法。
【請求項３】
円偏光された検査光をマスク及び基板へ垂直に照射し、
マスクからの反射光を円偏光から直線偏光へ変換した後、直線偏光へ変換された反射光の強度を偏光板を用いて制御することを特徴とする請求項１に記載のアライメント検出方法。
【請求項４】
偏光された検査光を発生する発生手段と、
検査光がマスクで反射された反射光及び検査光が基板で散乱された散乱光を検出する検出手段と、
前記発生手段が発生した検査光をマスク及び基板へ垂直に照射し、マスクからの反射光及び基板からの散乱光を前記検出手段へ照射する照射手段と、
マスクと前記検出手段との間に設けられ、マスクからの反射光の強度を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするアライメント検出装置。
【請求項５】
前記発生手段は直線偏光された検査光を発生し、
前記照射手段はハーフミラーと４分の１波長板とを備え、
前記制御手段は偏光板を備えたことを特徴とする請求項４に記載のアライメント検出装置。
【請求項６】
前記発生手段は円偏光された検査光を発生し、
前記制御手段は、マスクからの反射光を円偏光から直線偏光へ変換する変換手段と、偏光板とを備えたことを特徴とする請求項４に記載のアライメント検出装置。
【請求項７】
請求項１から３までのいずれか１に記載のアライメント検出方法又は請求項４から６までのいずれか１に記載のアライメント検出装置を用いて、前記マスクと前記基板との位置合わせを行うことによって前記基板上に所定の露光パターンを形成し、前記露光パターンの形成された前記基板を用いてデバイスを製造することを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項８】
請求項１から３までのいずれか１に記載のアライメント検出方法又は請求項４から６までのいずれか１に記載のアライメント検出装置を用いて、前記マスクと前記基板との位置合わせを行うことによって前記基板上に所定のパターンを形成する露光手段と、
前記パターンの形成された前記基板を用いてデバイスを製造するデバイス製造手段と
を備えたことを特徴とするデバイス製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロキシミティ露光方式において、フォトマスク（以下、「マスク」と称す）と基板との位置合わせ精度を測定するアライメント検出方法、アライメント検出装置、デバイス製造方法及びデバイス製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路や液晶ディスプレイ等の製造工程の一つとしてフォトリソグラフィ技術を用いて基板上にパターンを形成するフォトリソグラフィ工程がある。このフォトリソグラフィ工程において、マスクのパターンを基板上に転写露光する方式の一つとして、照射光学系がシンプルであり、スループットが高く、コストパフォーマンスが優れているプロキシミティ露光方式の露光装置が使用されている。
【０００３】
プロキシミティ露光方式は、半導体集積回路や液晶ディスプレイ等の製造において、フォトリソグラフィー技術により基板上にパターンを形成する際、フォトレジストを塗布した基板の表面とマスクのパターン面との間に微小な間隙（プロキシミティギャップ）を設けて、マスクのパターンを基板へ転写するものである。マスクのパターンを基板へ精度よく転写するためには、マスクと基板との位置合わせを精度よく行うことが重要である。通常、マスクと基板との位置合わせ精度の測定は、マスクに設けた位置合わせ用パターン（アライメントパターン）と、基板に設けた位置合わせ用パターン（ターゲットパターン）との相対位置を検出することにより行われる。
【０００４】
マスクと基板との位置合わせ精度を測定するアライメント検出装置は、光学系を用いて、マスク上のアライメントパターン及び基板上のターゲットパターンの像をＣＣＤカメラ等の撮像素子上に結像させ、波形処理又は画像処理等の方法により両者の認識と位置ずれ量の算出を行っている。光学系としては、従来、マスクと基板とをプロキシミティギャップまで近づけた状態で、マスクの上方から検査光を垂直に照射してマスク及び基板で反射された反射光を検出する落射照明方式と、基板の下方から検査光を照射してマスク及び基板を透過した透過光を検出する透過照明方式とがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
波形処理又は画像処理等を行う際、アライメントパターン及びターゲットパターンの認識を精度よく行うためには、アライメント検出装置の光学系を用いて両者の像を高いコントラストで得ることが重要である。
【０００６】
しかしながら、ターゲットパターンが設けられた基板の表面にはレジストが塗布されているため、落射照明方式の光学系では、照射された検査光及びターゲットパターンからの反射光がレジストを通過する際に減衰される。また、一般に、マスク上のアライメントパターンはクロム（Ｃｒ）等で構成されており高反射率であるのに対し、基板上のターゲットパターンは樹脂等で構成されており低反射率の場合が多い。このため、従来の落射照明方式の光学系を用いたアライメント検出装置では、アライメントパターンに対しターゲットパターンの像のコントラストが著しく低下し、両者の認識を精度よく行うことが困難であった。
【０００７】
一方、透過照明方式の光学系を用いたアライメント検出装置は、アライメントパターン及びターゲットパターンの光の透過率が、マスク又は基板の光が透過する部分とある程度異なれば、充分なコントラストの像を得ることができるので、両者を精度よく認識することができる。
【０００８】
しかしながら、透過照明方式の光学系を用いたアライメント検出装置は、基板の下方から検査光を照射するため、基板を固定するチャックに検査光を通す穴を設けなければならない。チャックに凹凸があると露光時に基板へ転写されて不都合が発生するため、検査光を通す穴を設ける位置は制限されており、透過照明方式の光学系の配置には制約が在った。このため、一括露光方式で基板サイズが一定の場合、あるいはステップ露光方式でステップ数が少なく露光領域のレイアウトが固定されている場合には対応できるが、基板サイズが多種の場合、及びステップ数が多い場合や露光領域のレイアウトが不特定な場合は、透過照明方式の光学系を配置するのが困難であった。
【０００９】
本発明は、マスク及び基板の位置合わせ用パターンの像のコントラストの違いを小さくし、位置合わせ精度の測定を高精度に行うことを目的とする。
【００１０】
本発明はまた、装置の配置の制約が少なく、多種の基板サイズ及び露光方式に対応することのできるアライメント検出方法、アライメント検出装置、デバイス製造方法及びデバイス製造装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載されたアライメント検出方法は、偏光された検査光をマスク及び基板へ垂直に照射し、検査光がマスクで反射された反射光の強度を偏光を利用して制御し、強度が制御された反射光及び検査光が基板で散乱された散乱光を検出するものである。
【００１２】
また、請求項４に記載されたアライメント検出装置は、偏光された検査光を発生する発生手段と、検査光がマスクで反射された反射光及び検査光が基板で散乱された散乱光を検出する検出手段と、発生手段が発生した検査光をマスク及び基板へ垂直に照射し、マスクからの反射光及び基板からの散乱光を検出手段へ照射する照射手段と、マスクと検出手段との間に設けられ、マスクからの反射光の強度を制御する制御手段とを備えたものである。
【００１３】
一般に、マスクの位置合わせ用パターンはクロム（Ｃｒ）等で構成されており、光学的に高反射率の反射面となる。そして、偏光された検査光を照射したとき、反射光は照射された検査光と同じ偏光となる。これに対し、基板の位置合わせ用パターンは樹脂等で構成されており、さらに顔料等を含んだレジストが塗布されているため、光学的に散乱光が多く発生する散乱面となる。そして、偏光された検査光を照射したとき、検査光は位置合わせ用パターンの表面やレジスト中の顔料等で散乱を繰り返し、発生する散乱光は偏光を解消した無偏光状態となる。
【００１４】
本発明は、このような偏光光の挙動の相違に着目してなされたものであって、偏光された検査光をマスク及び基板へ垂直に照射し、検査光がマスクで反射された反射光の強度を偏光を利用して制御し、強度が制御された反射光及び検査光が基板で散乱された散乱光を検出することにより、マスク及び基板の位置合わせ用パターンの像のコントラストの違いを小さくして、両者の像を同程度のコントラストで検出することができる。従って、位置合わせ精度の測定を高精度に行うことができる。また、落射照明を用いるため、透過照明方式のような装置の配置の制約が少なく、多種の基板サイズ及び露光方式に対応することができる。
【００１５】
請求項２に記載されたアライメント検出方法は、請求項１のものにおいて、直線偏光された検査光をハーフミラーで反射又は透過させた後、円偏光へ変換してからマスク及び基板へ垂直に照射し、マスクからの反射光を円偏光から直線偏光へ変換してからハーフミラーを透過又は反射させた後、直線偏光へ変換された反射光の強度を偏光板を用いて制御するものである。
【００１６】
また、請求項５に記載されたアライメント検出装置は、請求項４のものにおいて、発生手段が直線偏光された検査光を発生し、照射手段がハーフミラーと４分の１波長板とを備え、制御手段が偏光板を備えたものである。
【００１７】
ハーフミラーは、入射光の入射角を含む平面に対して垂直な偏光成分をよく反射し、平行な偏光成分をよく透過する。従って、Ｓ偏光された検査光又は反射光をハーフミラーへ入射させると、その大部分はハーフミラーで反射される。また、Ｐ偏光された検査光又は反射光をハーフミラーへ入射させると、その大部分はハーフミラーを透過する。これにより、ハーフミラーを用いて、検査光のマスク及び基板への照射と、マスクからの反射光の検出手段への照射とを効率よく行うことができる。そして、偏光板を用いた簡易な方法又は装置で、マスクからの反射光の強度を制御することができる。
【００１８】
請求項３に記載されたアライメント検出方法は、請求項１のものにおいて、円偏光された検査光をマスク及び基板へ垂直に照射し、マスクからの反射光を円偏光から直線偏光へ変換した後、直線偏光へ変換された反射光の強度を偏光板を用いて制御するものである。
【００１９】
また、請求項６に記載されたアライメント検出装置は、請求項４のものにおいて、発生手段が円偏光された検査光を発生し、制御手段がマスクからの反射光を円偏光から直線偏光へ変換する変換手段と偏光板とを備えたものである。
【００２０】
円偏光された検査光をマスク及び基板へ照射することにより、マスクからの反射光も円偏光となり、円偏光から直線偏光への変換手段と偏光板とを用いた簡易な方法又は装置で、マスクからの反射光の強度を制御することができる。
【００２１】
請求項７に記載されたデバイス製造方法は、請求項１から３までのいずれか１に記載のアライメント検出方法又は請求項４から６までのいずれか１に記載のアライメント検出装置を用いて、前記マスクと前記基板との位置合わせを行うことによって前記基板上に所定の露光パターンを形成し、前記露光パターンの形成された前記基板を用いてデバイスを製造するものである。
【００２２】
請求項８に記載されたデバイス製造装置は、請求項１から３までのいずれか１に記載のアライメント検出方法又は請求項４から６までのいずれか１に記載のアライメント検出装置を用いて、前記マスクと前記基板との位置合わせを行うことによって前記基板上に所定のパターンを形成する露光手段と、前記パターンの形成された前記基板を用いてデバイスを製造するデバイス製造手段とを備えたものである。請求項７又は請求項８に記載された発明によって、高精度に形成されたマスクパターンの基板を用いて性能の高いデバイスを製造することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。図１は、本発明の一実施の形態によるアライメント検出装置の構成図である。本実施の形態のアライメント検出装置は、検査光発生装置１０ａ、検査光照射装置２０ａ、対物レンズ３０、反射光制御装置４０ａ、及び検出器５０を含んで構成されている。
【００２４】
検査光発生装置１０ａは、光源１１及び偏光板１２を含んで構成されており、Ｓ偏光された検査光を発生する。光源１１は、ハロゲンランプ等の白色光源からなり、無偏光状態の検査光を発生する。光源１１から発生された検査光は、偏光板１２へ入射し、偏光板１２からはＳ偏光成分のみが射出される。なお、検査光発生装置１０ａの光源としては、発光素子やレーザー装置等の光源を用いてもよく、光源から発生される検査光が最初からＳ偏光されている場合には、偏光板１２は必要ない。
【００２５】
検査光照射装置２０ａは、ハーフミラー２１及び４分の１波長板２２を含んで構成されている。検査光発生装置１０ａから射出されたＳ偏光成分の検査光は、ハーフミラー２１で反射されて、４分の１波長板２２へ入射する。４分の１波長板２２へ入射した検査光は、４分の１波長板２２でＳ偏光から円偏光へ変換されて射出される。４分の１波長板２２から射出された検査光は、対物レンズ３０を介して、マスク３及び基板１へ垂直に照射される。
【００２６】
図２は、図１に示したアライメント検出装置が照射する検査光を説明する図である。図２の矢印Ａは偏光板１２から射出された検査光の進行方向を示し、矢印Ｂはハーフミラーで反射された検査光の進行方向を示す。偏光板１２から射出されてハーフミラー２１へ到達した検査光は、Ｓ偏光されているので、その大部分がハーフミラー２１で反射されて、Ｓ偏光のまま４分の１波長板２２へ入射する。そして、４分の１波長板２２へ入射した検査光は、４分の１波長板２２でＳ偏光から円偏光へ変換され、円偏光の検査光が４分の１波長板２２から射出される。
【００２７】
図１において、マスク３のパターン面にはアライメントパターン４が設けられており、基板１の表面にはターゲットパターン２が設けられている。また、基板１の表面のターゲットパターン２の上には、図示しないレジスト膜が形成されている。
【００２８】
マスク３へ照射された検査光は、アライメントパターン４で反射される。反射光は、照射された検査光と同じ円偏光であり、対物レンズ３０を介して検査光照射装置２０ａへ入射する。一方、基板１へ照射された検査光は、ターゲットパターン２及びレジスト膜で散乱される。散乱光は、ターゲットパターン２の表面やレジスト膜中の顔料等で散乱を繰り返して偏光を解消した無偏光状態となり、対物レンズ３０を介して検査光照射装置２０ａへ入射する。
【００２９】
検査光照射装置２０ａへ入射したマスク３からの反射光は、４分の１波長板２２で円偏光からＰ偏光へ変換されて射出される。４分の１波長板２２から射出されたＰ偏光された反射光は、ハーフミラー２１を透過して、検出器５０の方向へ照射される。一方、検査光照射装置２０ａへ入射した基板１からの散乱光は、４分の１波長板２２を無偏光状態のまま通過し、ハーフミラー２１を透過して、検出器５０の方向へ照射される。
【００３０】
検査光照射装置２０ａと検出器５０との間には、反射光制御装置４０ａが設けられており、検査光照射装置２０ａから射出されたマスク３からの反射光及び基板１からの散乱光は、反射光制御装置４０ａへ入射する。反射光制御装置４０ａは、偏光板４１を含んで構成されている。反射光制御装置４０ａへ入射したマスク３からの反射光は、一部が偏光板４１で遮断され、一部が偏光板４１を透過して検出器５０へ到達する。一方、反射光制御装置４０ａへ入射した基板１からの散乱光は、一部が偏光板４１で遮断され、一部が偏光板４１を透過して検出器５０へ到達する。偏光板４１は、検出器５０へ到達するマスク３からの反射光の強度が、検出器５０へ到達する基板１からの散乱光の強度と同程度となるように、偏向角が調整されている。
【００３１】
検出器５０へ到達したマスク３からの反射光及び基板１からの散乱光は、検出器５０の受光面でアライメントパターン４及びターゲットパターン２の像を結像する。検出器５０は、ラインセンサやＣＣＤカメラ等の撮像素子で構成され、マスク３からの反射光及び基板１からの散乱光を検出する。
【００３２】
図３は、図１に示したアライメント検出装置が検出するマスクからの反射光を説明する図である。図３の矢印Ｃは、マスク３からの反射光の進行方向を示す。マスク３で反射された反射光は、照射された検査光と同じ円偏光であり、対物レンズ３０を介して、４分の１波長板２２へ入射する。４分の１波長板２２へ入射した反射光は、４分の１波長板２２で円偏光からＰ偏光へ変換され、Ｐ偏光の反射光が４分の１波長板２２から射出される。４分の１波長板２２から射出されてハーフミラー２１へ到達した検査光は、Ｐ偏光されているので、その大部分がハーフミラー２１を透過して、偏光板４１へ入射する。そして、偏光板４１へ入射した反射光は、一部が偏光板４１で遮断されることにより、射出される光の強度が制御される。
【００３３】
図４は、図１に示したアライメント検出装置が検出する基板からの散乱光を説明する図である。図４の矢印Ｄは、基板１からの散乱光の進行方向を示す。基板１で散乱された散乱光は、偏光を解消した無偏光状態となり、対物レンズ３０を介して、４分の１波長板２２へ入射する。４分の１波長板２２へ入射した散乱光は、４分の１波長板２２を無偏光状態のまま通過し、ハーフミラー２１へ到達する。ハーフミラー２１へ到達した散乱光は、その約半分がハーフミラー２１を透過して、偏光板４１へ入射する。そして、偏光板４１へ入射した散乱光は、一部（主にＰ偏光成分）が偏光板４１で遮断され、一部（主にＳ偏光成分）が射出される。なお、ハーフミラー２１へ到達した散乱光の残り約半分はハーフミラー２１で反射されるが、図４ではハーフミラー２１で反射される光は図示されていない。
【００３４】
本実施の形態によれば、Ｓ偏光された検査光をハーフミラーで反射させ、マスクからの反射光を円偏光からＰ偏光へ変換してハーフミラーを透過させることにより、ハーフミラーを用いて、検査光のマスク及び基板への照射と、マスクからの反射光の検出器への照射とを効率よく行うことができる。そして、偏光板を用いた簡易な構成で、マスクからの反射光の強度を制御することができる。
【００３５】
図５は、本発明の他の実施の形態によるアライメント検出装置の構成図である。本実施の形態のアライメント検出装置は、検査光発生装置１０ｂ、検査光照射装置２０ｂ、対物レンズ３０、反射光制御装置４０ｂ、及び検出器５０を含んで構成されている。
【００３６】
検査光発生装置１０ｂは、光源１１、偏光板１２、及び４分の１波長板１３を含んで構成されており、円偏光された検査光を発生する。光源１１は、ハロゲンランプ等の白色光源からなり、無偏光状態の検査光を発生する。光源１１から発生された検査光は、偏光板１２へ入射し、偏光板１２からはＳ偏光成分のみが射出される。偏光板１２から射出されたＳ偏光成分は、４分の１波長板１３でＳ偏光から円偏光へ変換されて射出される。なお、検査光発生装置１０ｂの光源としては、発光素子やレーザー装置等の光源を用いてもよく、光源から発生される検査光が最初からＳ偏光されている場合には、偏光板１２は必要ない。
【００３７】
検査光照射装置２０ｂは、ハーフミラー２１を含んで構成されている。検査光発生装置１０ｂから射出された円偏光の検査光は、ハーフミラー２１で反射されて、対物レンズ３０を介して、マスク３及び基板１へ垂直に照射される。
【００３８】
図６は、図５に示したアライメント検出装置が照射する検査光を説明する図である。図２の矢印Ｅは偏光板１２及び４分の１波長板１３から射出された検査光の進行方向を示し、矢印Ｆはハーフミラーで反射された検査光の進行方向を示す。偏光板１２から射出されたＳ偏光成分は、４分の１波長板１３でＳ偏光から円偏光へ変換されて射出される。４分の１波長板１３から射出されてハーフミラー２１へ到達した検査光は、その約半分がハーフミラー２１で反射されて、円偏光のまま射出される。なお、ハーフミラー２１へ到達した検査光の残り約半分はハーフミラー２１を透過するが、図６ではハーフミラー２１を透過する光は図示されていない。
【００３９】
図５において、マスク３のパターン面にはアライメントパターン４が設けられており、基板１の表面にはターゲットパターン２が設けられている。また、基板１の表面のターゲットパターン２の上には、図示しないレジスト膜が形成されている。
【００４０】
マスク３へ照射された検査光は、アライメントパターン４で反射される。反射光は、照射された検査光と同じ円偏光であり、対物レンズ３０を介して検査光照射装置２０ｂへ入射する。一方、基板１へ照射された検査光は、ターゲットパターン２及びレジスト膜で散乱される。散乱光は、ターゲットパターン２の表面やレジスト膜中の顔料等で散乱を繰り返して偏光を解消した無偏光状態となり、対物レンズ３０を介して検査光照射装置２０ｂへ入射する。検査光照射装置２０ｂへ入射したマスク３からの反射光及び基板１からの散乱光は、ハーフミラー２１を透過して、検出器５０の方向へ照射される。
【００４１】
検査光照射装置２０ｂと検出器５０との間には、反射光制御装置４０ｂが設けられており、検査光照射装置２０ｂから射出されたマスク３からの反射光及び基板１からの散乱光は、反射光制御装置４０ｂへ入射する。反射光制御装置４０ｂは、偏光板４１及び４分の１波長板４２を含んで構成されている。反射光制御装置４０ｂへ入射したマスク３からの反射光は、４分の１波長板４２で円偏光からＰ偏光へ変換されて射出される。４分の１波長板４２から射出されたＰ偏光された反射光は、一部が偏光板４１で遮断され、一部が偏光板４１を透過して検出器５０へ到達する。一方、反射光制御装置４０ｂへ入射した基板１からの散乱光は、４分の１波長板４２を無偏光状態のまま通過し、一部が偏光板４１で遮断され、一部が偏光板４１を透過して検出器５０へ到達する。偏光板４１は、検出器５０へ到達するマスク３からの反射光の強度が、検出器５０へ到達する基板１からの散乱光の強度と同程度となるように、偏向角が調整されている。
【００４２】
検出器５０へ到達したマスク３からの反射光及び基板１からの散乱光は、検出器５０の受光面でアライメントパターン４及びターゲットパターン２の像を結像する。検出器５０は、ラインセンサやＣＣＤカメラ等の撮像素子で構成され、マスク３からの反射光及び基板１からの散乱光を検出する。
【００４３】
図７は、図５に示したアライメント検出装置が検出するマスクからの反射光を説明する図である。図７の矢印Ｇは、マスク３からの反射光の進行方向を示す。マスク３で反射された反射光は、照射された検査光と同じ円偏光であり、対物レンズ３０を介して、ハーフミラー２１へ到達する。ハーフミラー２１へ到達した反射光は、その約半分がハーフミラー２１を透過して、円偏光のまま４分の１波長板４２へ入射する。４分の１波長板４２へ入射した反射光は、４分の１波長板４２で円偏光からＰ偏光へ変換され、Ｐ偏光の反射光が４分の１波長板４２から射出される。４分の１波長板４２から射出されて偏光板４１へ入射した反射光は、一部が偏光板４１で遮断されることにより、射出される光の強度が制御される。なお、ハーフミラー２１へ到達した反射光の残り約半分はハーフミラー２１で反射されるが、図７ではハーフミラー２１で反射される光は図示されていない。
【００４４】
図８は、図５に示したアライメント検出装置が検出する基板からの散乱光を説明する図である。図８の矢印Ｈは、基板１からの散乱光の進行方向を示す。基板１で散乱された散乱光は、偏光を解消した無偏光状態となり、対物レンズ３０を介して、ハーフミラー２１へ到達する。ハーフミラー２１へ到達した散乱光は、その約半分がハーフミラー２１を透過して、４分の１波長板４２を無偏光状態のまま通過し、偏光板４１へ入射する。そして、偏光板４１へ入射した散乱光は、一部（主にＰ偏光成分）が偏光板４１で遮断され、一部（主にＳ偏光成分）が射出される。なお、ハーフミラー２１へ到達した散乱光の残り約半分はハーフミラー２１で反射されるが、図８ではハーフミラー２１で反射される光は図示されていない。
【００４５】
本実施の形態によれば、円偏光された検査光をマスク及び基板へ照射することにより、マスクからの反射光も円偏光となり、反射光を円偏光からＰ偏光へ変換する４分の１波長板と偏光板とを用いた簡易な構成で、マスクからの反射光の強度を制御することができる。
【００４６】
以上説明した実施の形態によれば、検査光照射装置は、ハーフミラーを用いて、検査光をマスク及び基板へ垂直に照射する落射照明を行うことができる。また、反射光制御装置は、偏光板を用いて、基板からの散乱光の強度を著しく低下させることなく、マスクからの反射光の強度を制御することができる。
【００４７】
なお、以上説明した実施の形態では、検査光を照射する光軸上に検出器及びハーフミラーを配置し、ハーフミラーの側面に検査光発生装置を配置していたが、検査光を照射する光軸上に検査光発生装置及びハーフミラーを配置し、ハーフミラーの側面に検出器を配置してもよい。その場合、図１に示した実施の形態では、検査光発生装置がＰ偏光された検査光を発生するように偏光板の偏向角を変更すればよい。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、マスク及び基板の位置合わせ用パターンの像のコントラストの違いを小さくして、両者の像を同程度のコントラストで検出することができる。従って、位置合わせ精度の測定を高精度に行うことができる。また、落射照明を用いるため、透過照明方式のような装置の配置の制約が少なく、多種の基板サイズ及び露光方式に対応することができる。また、本発明を用いることによって、マスクパターンを高精度に形成した基板を形成することができ、この基板を用いて性能の高いデバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるアライメント検出装置の構成図である。
【図２】図１に示したアライメント検出装置が照射する検査光を説明する図である。
【図３】図１に示したアライメント検出装置が検出するマスクからの反射光を説明する図である。
【図４】図１に示したアライメント検出装置が検出する基板からの散乱光を説明する図である。
【図５】本発明の他の実施の形態によるアライメント検出装置の構成図である。
【図６】図５に示したアライメント検出装置が照射する検査光を説明する図である。
【図７】図５に示したアライメント検出装置が検出するマスクからの反射光を説明する図である。
【図８】図５に示したアライメント検出装置が検出する基板からの散乱光を説明する図である。
【符号の説明】
１…基板
２…ターゲットパターン
３…マスク
４…アライメントパターン
１０ａ，１０ｂ…検査光発生装置
１１…光源
１２…偏光板
１３…４分の１波長板
２０ａ，２０ｂ…検査光照射装置
２１…ハーフミラー
２２…４分の１波長板
３０…対物レンズ
４０ａ，４０ｂ…反射光制御装置
４１…偏光板
４２…４分の１波長板
５０…検出器
【図１】
2004069398.tif 000003
【図２】
2004069398.tif 000004
【図３】
2004069398.tif 000005
【図４】
2004069398.tif 000006
【図５】
2004069398.tif 000007
【図６】
2004069398.tif 000008
【図７】
2004069398.tif 000009
【図８】
2004069398.tif 000010