JPH0337727B2

JPH0337727B2 -

Info

Publication number: JPH0337727B2
Application number: JP56071271A
Authority: JP
Inventors: Eru Kuroitsuaa Jisutein; Eichi Kiteru Deiuitsuto
Original assignee: Perkin Elmer Corp
Current assignee: Applied Biosystems Inc
Priority date: 1980-05-12
Filing date: 1981-05-12
Publication date: 1991-06-06
Also published as: DE3116190A1; US4335313A; JPS574126A; DE3116190C2

Description

【発明の詳細な説明】集積回路を製造する常法は、ホトレジスト材料
で処理されたシリコンウエーハ面上にマスクから
パターンをホトリトグラフイにより複製すること
を包含する。そのような工程に引続いて現像、メ
ツキ、エツチング等のような常法が行なわれる。
これらの工程を何回も単一ウエーハ上で繰返して
よく、その際各パターンは予め施されたパターン
上に施される。小形化が進むにつれて、パターン
部材はパターン解像度が日光の波長により制限さ
れるまで小型化した。これにより短い波長の紫外
線スペクトルが使用されるようになつた。この工
業技術的方法はＸ線リトグラフイである。

Ｘ線リトグラフイの利用において生じる課題の
１つは、マスクが恐らくは可視光線に対して不透
明なことである。基本的にこれが、常用の光学近
接アライナをマスクウエーハ位置合せに使用する
ことを不適当にする。不透明マスクのＸ線位置合
せに関する概説が文献にいくつか報告されている
（J.H.McCoy 及びP.A.Sullivan共著，
“Precision Mask Alignment for Xray
Lithography ”，Electron ＆ Ion Beam
Sci.and Tech.−第７回国際会議会報所収、536
頁（1976年））。１つは、Ｘ線がマークを通してマ
スク及び基板を透過され、他方ではＸ線がマーク
を通してマスクを透過されかつ基板位置合せマー
クから螢光Ｘ線を励起する。これらの技法の多く
は基板において不所望な重金属の位置合せマーク
を必要とするか又は特別な線源−基板組合せ物に
限定される。従つて、本発明の第一の目的は不透
明なマスクパターンをウエーハパターンと位置合
せするための方法及び装置を開示することであ
る。他の目的、特徴及び利点は以下の記載及び特
許請求の範囲から明らかになる。

本発明では不透明なリトグラフイマスクを、そ
れぞれマスク及びウエーハの片面に多数の位置合
せターゲツトを設けることにより基板ウエーハに
対して位置合せする。多数の顕微鏡光学チヤンネ
ルを基準面の部分を観察するために配置する。ウ
エーハその位置合せターゲツトにより基準面に配
置される。それぞれの光学チヤンネルの光軸を別
個にウエーハのターゲツトの１つと位置合せす
る。その後、ウエーハを光軸に対するアライメン
トを保持しながら基準面から基準面に対して平行
である露光面に移動させる。マスクを基準面に置
きかつそれぞれのその位置合せターゲツトが光軸
のアライメントを変えることなくその軸の１つと
位置合せされるように配置する。その後、マスク
とウエーハを位置合せさせたままで照射ステーシ
ヨンに搬送する。

次に本発明を優れた実施例につき詳説する。

位置合せ法Ａ概説それぞれのマスク又はウエーハ上のパター
ンに合せて、直角三角形の頂点に配置された
ターゲツト３個を設ける。ターゲツトが位置
合せされると、各パターンもまた位置合せさ
れる。光学的に不透明なマスクを位置合せす
るために、“光学ヘツド”中の位置合せチヤ
ンネル３個の光軸を位置合せ基準として使用
する。マスク及びウエーハの両方は光学ヘツ
ドと分離することができるカートリツジ中に
取付けられている。

カートリツジは、マスクウエーハユニツト
を所定のアライメントを保持しながら照射ス
テーシヨンに移動させる高度に安定な固定装
置である。カートリツジは３つの光学チヤン
ネルの対物レンズの上方にウエーハを支持す
る真空チヤツクを包含する。

第１図にはチヤツク１２により支持されて
いるウエーハ１０が略示されている。第１図
にはウエーハのターゲツト１４，１６（著し
く拡大）２つだけが示されているが、３番目
のターゲツト１８は第３５図に図示されてい
る。本発明による装置の光学チヤンネル３個
をＡ、Ｂ及びＣとする。以下の記載におい
て、光学チヤンネルの同じ要素を参照番号と
適当する文字を組合せて記載する。それ故、
第１図では対物レンズ２０Ａ，２０Ｂが図示
されている。

第１図において光学チヤンネルＡ、Ｂ及び
Ｃの要素はウエーハ１０に対して可動性であ
る。それらはウエーハの平面内に位置するｘ
軸及びｙ軸並びにウエーハ面に対して垂直で
あるｚ軸に沿つて調節される。初めに、各タ
ーゲツトが相応する対物レンズから所定距離
に位置するまでウエーハを位置調整すること
により基準面を確定する。次に、光学チヤン
ネルＡ、Ｂ及びＣの光軸がそれぞれのターゲ
ツトと位置合せされるまで横方向にｘ及びｙ
軸に沿つてチヤンネルは移動調整される。こ
の位置で光学チヤンネルは位置合せされかつ
以後その位置は妨害されない。

ウエーハを、確定した基準面から知られて
いる距離だけ鉛直方向に移動させかつ不透明
なマスクをこの基準面に間挿する。これはカ
ートリツジを取外し、マスクキヤリヤ２２及
びマスク２４（第２図）を間挿しかつカート
リツジを戻すことにより行なう。光学チヤン
ネル及びウエーハの両方を固定させたまま、
マスクのターゲツトの位置がチヤンネルＡ、
Ｂ及びＣの光軸上に位置調整されるまでマス
クをｘ軸及びｙ軸に沿つて横方向に位置合せ
する。その後、内部にロツクされているウエ
ーハ１０及びマスク２４を備えているカート
リツジが照射ステーシヨンに移動され、ここ
でマスク及びウエーハは第３図に図示されて
いるようにｘ線源に曝される。

第１図〜第７図が大きく変形されているこ
とは明らかであろう。例えば、マスク及びウ
エーハの代表的な寸法は76.2mm（3″）程度で
ありかつウエーハ１０の表面とマスク２４か
らの最終的距離は50μｍ程度である。

Ｂ横方向の位置合せ横方向の位置合せは顕微鏡とプリズムユニ
ツトを用いて行なう。プリズムの用途は顕微
鏡の軸を規定することである。操作原理を第
４図及び第５図に示すが、これは同一の光学
チヤンネル３個のうちの１個を略示したもの
である。一式のプリズムユニツト２８は内部
に傾斜したビームスプリツタ３２及び外部に
角度90゜の屋根型プリズム３４，３６を包含
する立方体３０から成る。前記のチヤンネル
の光軸は３８として図示されている。例示の
ために正方形の位置合せターゲツト４０が図
示されている。

プリズムの作用は相互に角度180゜回転して
いる２つの像を生ぜしめるためである。結果
として、位置合せターゲツトの中心４２が光
学系の軸３８と一致しない場合二重像４０′，
４０″が第４図に示されているように認めら
れる。しかし位置合せターゲツトの中心４２
が光軸３８と合致した場合には第５図に示さ
れているように２つの像は合致しかつ単一の
像４０が認められる。操作原理は異なる
が、この系は良く知られているカメラのレン
ジフアインダと同様に機能する（１つの軸に
おいて）。

Ｃ鉛直方向の位置合せ鉛直方向の位置合せは、位置合せマークの
位置をｚ方向に、即ち光軸に平行に規定する
ために白色光干渉計を用いて行なう。この装
置では、ビームスプリツタ及び基準鏡が１つ
のユニツトを構成しており、これは直接顕微
鏡対物レンズ上に位置する。このことにより
横方向と鉛直方向の両方の位置合せに同じ光
学チヤンネルを使用することができる。この
ための１つの方法が第６図に示されている。
第６図には剛性マウント４４で周囲が包囲さ
れている顕微鏡対物レンズ２０が図示されて
おり、このマウント４４はウエーハ又はマス
ク面４８から距離ｚで離れているビームスプ
リツタ４６を担持する。基準鏡５０は対物レ
ンズ表面に隣接して位置する。角度をつけて
配置したビームスプリツタ５２は対物レンズ
のもう一つの側に配置されている。このユニ
ツトは光束５４により照明され、この光束は
矢印で示されているように干渉計を照明し、
その後眼及び受光素子に達する。ウエーハ又
はマスクの基準面はｚ＝z₀の時に確定する。
z₀の位置合せは戻つてくる光の最少に相当す
る（ウエーハ又はマスク面の層及び光学要素
の被膜に左右される灰色又は他の特定の色の
縞）。

装置に関する一般的説明本発明による装置は第８図ではベンチ上面５
６又は他の好適な支持構造体に取付けて図示さ
れている。その基本構成部は光学系５８及び取
外し可能なカートリツジ６０である。光学系は
底板６２により支承されている。

Ａ光学系本発明による光学系は３つの光学チヤンネ
ルを包含しており、そのうちのいずれか１つ
を単一の顕微鏡（複眼顕微鏡）接眼レンズユ
ニツトにより観察するために選択してよい。
第７図の単一のチヤンネルは照明装置６４、
位置合せチヤンネル６６、光学チヤンネルセ
レクタ６８及び出力部７０を包含する。照明
装置６４はランプ７２を包含し、このランプ
はフアイバ光学ケーブル７４を介しフイルタ
７６を通して位置合せチヤンネル６６中のビ
ームスプリツタ５２に光を供給する。ビーム
スプリツタ５２は一般にマスク又はウエーハ
面を含む基準面７８を照明し、かつ光はビー
ムスプリツタ５２を通してプリズムユニツト
２８に戻り、ここで光は光学チヤンネルセレ
クタ６８に方向変換される。３個の位置合せ
チヤンネル６６（Ａ、Ｂ、Ｃ）は同一であり
かつセレクタ６８は光がチヤンネルＢを通過
するように図示されている。選択されたチヤ
ンネルからの光線はリレーテレスコープ８０
を通つて顕微鏡接眼レンズ８２及び光電検出
器８４に進行してオシロスコープ８６に表示
される。

第８図に示されているように、光学系５８
は光学ヘツド８８及び顕微鏡９０を包含し、
それらの間に光学チヤンネルセレクタ６８を
具備している。光学ヘツド８８は３個の照明
装置６４及び３個の位置合せチヤンネル６６
の素子を収容している。

Ｂカートリツジ光学ヘツド８８の上部に取外し可能なカー
トリツジ６０が取付けられている。カートリ
ツジ６０の機能は、種々の光学チヤンネルが
ウエーハに対して位置合せされる間ウエーハ
を位置固定しかつマスクが光学チヤンネルと
位置合せされる間マスクを保持することであ
る。その後、マスク及びウエーハを保持する
カートリツジ全体を取外してＸ線照射ステー
シヨンに移すことができる。

装置の詳細な説明Ａレバー微調整装置本発明による機械的な位置合せ系の基本要
素は第９図〜第１２図に示されたレバー微調
整装置９２である。この装置９２は、一方の
端部に間隔をおいて配置された一組の支柱９
６，９８を有する台９４から成る。それぞれ
支柱９６，９８は穿孔されていて、ネジ１０
０を用いて一組みの回転たわみ軸１０２，１
０４を締付けるために二叉になつている。こ
のための１つの好適なたわみ軸は“ベンデイ
ツクス・フレクシヤ・ピボツト”（“Bendix
Flexure Pivot”；Bendix Corporation社の
カタログ第5010600号、Maryland州、
Baltimore在）である。これらのたわみ軸は
止めネジ１０８によりレバーアーム１０６を
支持する。第１０図に示されているように、
レバーアーム１０６は台９４と平行である長
端部及び反対方向にたわみ軸から延びている
短端部を有する。

レバーアーム１０６の長端部は第１１図に
非常に明瞭に図示されている差動ネジ機構に
より操作することができる。この機構は、１
つの特別な実施形では１インチ当りネジ山28
個を有する下方部分１１０並びに同じ実施形
では１インチ当りネジ山32個を有する上方部
分１１２を有する差動ネジから成る。下方部
分１１０は台９４の円錐形凹所１１６に配置
されている半球形ブロツク１１４を通してね
じ込まれている。

上方ネジ部分１１２は上面に円錐形皿穴１
２２を有するレバーアーム１０６中の穴１２
０を通つて延びている。上方ネジ部分１１２
は荒調整ノブ１２６から下方へ突出している
半球形ボス１２４を通してねじ込まれてい
る。荒調整ノブ１２６は微調整ノブ１３２か
らの円筒形突出部１３０を包囲する上方凹所
１２８を規定する。微調整ノブ１３２は締付
ネジ１３４により差動ネジの上端部に固定さ
れる。

差動ネジは、レバーアーム１０６と台９４
との間に設けられたコイルバネ１３６により
レバーアーム１０６の長端部に向つて弾発さ
れている。レバーアーム１０６のストローク
は、第１０図に示されているようにリミツト
ストツプ１４０，１４２が設置されているバ
ネ１３８により制限される。レバーアーム１
０６の短端部は位置を調整することができる
押棒１４４又は任意の他の部材と連結してい
る。

荒調整ノブ１２６が回転すると、殆んど差
動ネジの回転なしに上部差動ネジ部１１２に
沿つてノブは前進又は後退する。微調整ノブ
１３２を回転させると、それは差動ネジを回
転させ、このネジはブロツク１１４に対して
は１つの比率でかつボス１２４に対しては他
の比率で前進又は後退する。本発明の１実施
形では、レバーアーム及び差動ネジは、微調
整ノブの１回転によりレバーの短端部が25μ
ｍ移動するように選択されており、その際に
全ストローク範囲は約600μｍである。

Ｂダブルユニバーサルロツド既に指摘したように、レバー微調整装置を
押棒を操作するのに使用することができる。
第２０図及び第２１図に、そのような押棒と
して本発明でかつ以下に記載されているよう
な他の適用例にも使用することができるダブ
ルユニバーサルロツドが図示されている。各
端部で六角形ヘツドネジ１４８を受容するた
めにタツプ切りされているAl製の中心棒１
４６から成る。ネジ１４８は高温処理した不
銹鋼ワイヤ１５０を受容するように軸方向に
穿孔されており、ワイヤ１５０は位置１５２
でネジ端部に溶接されている。ワイヤ１５０
を中心としてネジ１４８のヘツド端部に大き
な凹所１５４が設けられている。ワイヤ１５
０の反対側の端部もまた同じだが逆向きのヘ
ツドネジ１５６に溶接されている。棒１４４
の各端部も同様に構成されている。代表的な
構成では、ワイヤ１５０は直径0.89mm
（0.035″）及び隣り合つているネジ１４８，
１５６のヘツドは（0.254mm）（0.010″）で離
れている。この形式に構成されているユニバ
ーサルロツド１４４は軸方向に剛性である
が、他の方向には可撓性である。このような
構造の結果として軸方向の運動は他方向への
最少のぶれで伝達される。

Ｃ光学系本発明による装置の光学系は既に記載した
ように光学ヘツド、顕微鏡及びチヤンネルセ
レクタから成る。これらの部材については第
１３図〜第２５図に示されている。光学ヘツ
ドはマスク又はウエーハのターゲツト３個を
直接観察するための受光器を包含する部分で
ある。顕微鏡は、使用者がヘツドに包含され
ている光学チヤンネルの１つを直接観察する
ことができるサブユニツトである。チヤンネ
ルセレクタは顕微鏡により観察すべきチヤン
ネルを光学的に選択するための機構である。
光学ヘツド８８、チヤンネルセレクタ６８及
び顕微鏡９０が第１３図で平面図で図示され
ている。

光学ヘツド８８は底板６２から上方に延び
ている箱形の上面が開放されている基準フレ
ーム１５８を有する。基準フレーム１５８の
仕切内の底板６２の部分は切欠かれて種々の
部材がベンチ上面５６の面に向つて下方に延
びている。第１３図に図示されているよう
に、基準フレーム１５８は基本的に鉛直方向
の側壁で構成されているが、実際には角度を
つけて設けた壁１６０で１つの隅が構成され
ている正方形の形である。基準フレーム１５
８の各々の主要側壁からかつフレームの上縁
で水平方向の台が外方向に延びている。前方
の台１６２、左側の台１６４及び角度をつけ
て設けた壁１６０から外方向に延びている角
度をつけて設けた台１６６として図示されて
いる。これらのそれぞれの台の上に前記の型
のレバー微調整装置９２が取付けられてい
る。本明細書全体にわたつて、そのようなレ
バー微調整装置のすべてに参照番号９２を付
したが、その番号に続けて識別番号も付し
た。それ故、台１６２，１６４，１６６上の
レバー微調整装置はそれぞれ番号９２−１，
９２−２及び９２−３を有する。これらのレ
バー微調整装置の各レバーアームの短端部
は、上面にＶ字形凹所を有する環状ブロツク
１６８，１７０，１７２の鉛直方向の移動を
制御する。これらのブロツクは後に記載する
ようにカートリツジを支持するように構成さ
れている。

基準フレーム１５８の前方壁からその内方
向に支持ブラケツト１７４が延びている。同
様のブラケツト１７６が背面壁から内方向へ
かつ第３のブラケツト１７８が右側の壁から
延びている。これらのブラケツトのそれぞれ
から第２０図及び第２１図により既に記載し
た種類のダブルユニバーサルロツド１４４が
吊下がつている。これらのロツドが本発明に
よる装置で数個所で使用されるので共通番号
１４４に付属の番号をつけて記載する。それ
故、ロツド１４４−１はブラケツト１７４か
ら、ロツド１４４−２はブラケツト１７６か
ら、ロツド１４４−３はブラケツト１７８か
ら吊下がつている。

位置合せフレーム１８０は基準フレーム１
５８内でロツド１４４により支持されてい
る。第１８図から明らかであるように、位置
合せフレーム１８０はフレーム１５８の内側
寸法に適合するほぼ三角形である。第２０図
に示されているように位置合せフレーム１８
０はその下方の縁の周りに突出しているボス
１８２を有し、これはユニバーサルロツド１
４４に結合している。位置合せフレーム１８
０の１つの隅は部材１８４により構成されて
おり、この部材１８４は一組の鉛直方向で間
隔をおいて離れている水平方向で三角形の棚
１８４ａ，ｂを有する（第１９図）。

顕微鏡対物レンズ及び照明装置のユニツト
１８６Ｂが隅部材１８４により支持されてい
る。本発明ではそのようなユニツト３個が光
軸Ａ、Ｂ及びＣを規定するのに使用される。
代表的なユニツトは第２５図に示されてい
る。このユニツトは、例えばフアイバ光学ケ
ーブル７４を通して受光する照明装置６４を
包含している第７図に既に記載した部材を有
する。この光はレンズユニツト１８８，１９
０及び鏡１９２を介してビームスプリツタ５
２に達する。このビームスプリツタは、頂部
に常用の顕微鏡対物レンズ２０が設置されて
いるほぼ鉛直方向のハウジング１９４を包含
する位置合せチヤンネル６６中に設けられて
いる。ハウジング１９４は光路１９６を規定
し、その中心が光軸OAである。ハウジング
１９４の底部で光路１９６の端部にプリズム
ユニツト２８が設けられている。

離れた光源からの光がフアイバ光学ケーブ
ル７４を通して照明装置６４に達しかつ照明
軸IAに沿つてビームスプリツタ５２に達す
る。光の一部はビームスプリツタ５２により
上方に方向転換して顕微鏡対物レンズ２０を
通つてウエーハ又はマスク面に到る。その光
は前記面から反射しかつ一部はビームスプリ
ツタ５２を透過して光軸OAに沿つて進行す
る。

顕微鏡対物レンズと照明のユニツト３個が
同一であることは既に記載した。これは１つ
の変形を前提としている。つまりハウジング
１９４の長さがそれぞれのチヤンネルで異な
ることである。従つて、第１４図に示されて
いるようにプリズムユニツト２８Ａ，２８Ｂ
及び２８Ｃは異なる高さに位置する。

第１３図及び第１４図で明らかなように、
光軸はプリズムユニツト２８Ａ，２８Ｂ，２
８Ｃから相互に平行に左方向に進行する。プ
リズムユニツト２８Ａ及び２８Ｂからの光軸
は同じ鉛直面内に含まれる。角度をつけて設
けた転向鏡１９８，２００によりプリズムユ
ニツト２８Ｃからの光軸は同一面内にシフト
される。

光学チヤンネルセレクタ６８（第１７図）
は鉛直方向の回転可能なシヤフト２０４を包
囲する半円筒形ハウジング２０２を有する。
セレクタ鏡支持アーム２０６Ａ，２０６Ｂ，
２０６Ｃはシヤフト２０４から半径方向で外
方向に延びておりかつ各120゜の角度でずれて
配置されている。これらのアームのそれぞれ
から角度をつけたセレクタ鏡２０８Ａ，２０
８Ｂ，２０８Ｃが独立に取付けられており、
それぞれ相応するプリズムユニツト２８Ａ，
２８Ｂ，２８Ｃの高さに位置する。シヤフト
２０４の上端部上の円板２１０は手で回転可
能であり、それにより選択された鏡２０８の
１つはそれに関連するプリズムと位置合せさ
れ、そこでは戻り止め機構２１２（第１５
図）により保持される。１例として第１４図
では鏡２０８Ｃはプリズムユニツト２８Ｃと
位置合せされて図示されている。その後、選
択したプリズムからの光線は下方向にレンズ
２１４を通して進行しかつ鏡２１６，２１８
（第１８図）により上方に方向転換して鉛直
方向の光トンネルユニツト２２０を通り既述
のように接眼レンズ８２及び光電検出器８４
に達する。

顕微鏡対物レンズユニツト１８６Ｂは位置
合せフレーム１８０に対して相対的に固定さ
れている。しかし対物レンズユニツト１８６
Ａ及び１８６Ｃは相互に直角の軸に沿つて調
節可能であるので、対物レンズ２０Ａと２０
Ｂ並びに対物レンズ２０Ｃと２０Ｂの間隔を
変えることができる。第１８図及び第１９図
から最も明瞭であるように、上方の案内棒２
２２Ｃと下方の案内棒２２４Ｃはそれらの左
端部で水平方向に平行位置に取付けられてお
り、それらの左端部は位置合せフレーム１８
０の壁に配置されておりかつそれらの右端部
は位置合せフレームの隅部材１８４に固定さ
れている。顕微鏡対物レンズと照明装置のユ
ニツト１８６Ｃは鉛直方向の板２２６Ｃに対
して取付けられており、その板から横方向に
一組みの間隔をおいて離れているブラケツト
フツク２２８Ｃが突出している。第２３図か
ら最も明らかであるように、フツク２２８Ｃ
は上方の案内棒２２２Ｃにかぶさるので、板
２２６Ｃは上方の案内棒から吊下がつており
かつ下方の案内棒２２４Ｃに接している。タ
ブ２３０Ｃが上方の案内棒２２２Ｃと下方の
案内棒２２４Ｃとの間で延びている。

位置合せフレーム１８０の壁を貫通してい
る穴は円錐形皿穴２３２Ｃを有する。基本的
には既述のレバー微調整装置と同じである差
動ネジ機構２３４Ｃが円錐形皿穴とタブ２３
０Ｃとの間で延びておりかつバネ２３６Ｃに
より弾発されている。従つて、荒調整ノブ２
３８Ｃ及び微調整ノブ２４０Ｃが設けられて
案内棒２２２Ｃ及び２２４Ｃに沿つて板２２
６Ｃの位置を調節する。チヤンネルＢに対す
るチヤンネルＡの間隔を調整するために同じ
構造物が設けられている。従つて、その機構
の同じ部材は参照番号に“Ａ”を付して記載
した。

光学ヘツド８８の角度をつけて設けた壁１
６０上にはブラケツト２４２が取付けられて
おり、これは水平配置のレバー微調整装置９
２−４を支持する（第１３図、第１８図）。
この微調整装置のレバーアームの短い端部は
水平方向のダブルユニバーサルロツド１４４
−４の１つの端部に結合している。ロツド１
４４−４の他方の端部は、位置合せフレーム
１８０に固定されておりかつ角度をつけて設
けた壁１６０中の凹所２４６を通つて延びて
いる調整タブ２４４に結合している。レバー
微調整装置９２−４の機能は後で記載するよ
うに位置合せフレームに回転運動を付与する
ためである。

ｘ軸に平行の運動を付与するために基準フ
レーム１５８上に垂直方向にレバー微調整装
置９２−５が配置されている（第１３図）。
同じ装置９２−６がｙ軸に平行の運動を付与
するために取付けられている。これらのレバ
ー装置は実質的に同じであるので、第２２図
に装置９２−５について詳細に示す。該図か
ら明らかなように、比較的短いダブルユニバ
ーサルロツド１４４−５が水平方向にレバー
アーム１０６の短端部と位置合せフレーム１
８０との間を結合しており、このためにロツ
ド１４４−５は基準フレーム１５８中の開口
部２４８を貫通している。

既に記載したようにカートリツジ６０は上
面にＶ形凹所を有する３個の環状ブロツク１
６８，１７０，１７２により光学ヘツド８８
上で支持されている。これらのブロツクはレ
バー微調整装置９２−１，２，３により鉛直
方向で調整可能である。このリンク機構は第
２４図に図示されている。該図にはブロツク
１６８を調整するための手段が示されており
かつ前記の３個のリンク機構を代表するもの
である。

台１６２は、実際には二叉に分かれるよう
にその左端部に隣接して凹所２５０を規定す
る。このように形成した２つの脚部はネジ２
５２により基準フレーム１５８に固定されて
いる。上部の板バネ２５４と下部の板バネ２
５６が凹所２５０中に延びている。これらの
板バネは相互に平行でありかつ台１６２のそ
れぞれの凹所２６２，２６４中に取付けられ
ておりかつネジ２６６により固定されている
上部の締付バー２５８及び下部の締付バー２
６０により板バネはそれらの右端部で固定さ
れている。板バネ２５４，２５６のスロツト
２６８，２７０による片持式の左端部上には
支持ブロツク２７２が取付けられており、こ
のブロツク上には環状ブロツク１６８が設け
られている。支持ブロツク２７２の右側で凹
所２５０中に肩部２７４が延びており、この
肩部はレバー微調整装置９２−１のレバーア
ーム１０６の短端部の下方に位置する。

カートリツジ６０の位置を正確に感知する
ために、例えば電気的読取部を有する容量形
のものであつてよい多数のセンサが設けられ
ている。第８図及び第１３図にはブラケツト
２８０上に設置されている２個のそのような
センサ２７６，２７８が図示されている。

Ｂカートリツジカートリツジは第２７図〜第３４図に詳し
く図示されている。図面から明らかであるよ
うに、カートリツジは上面壁２８４，４個の
鉛直側壁２８６，２８８，２９０，２９２並
びに開放底部を有するほぼ矩形の外部ハウジ
ング２８２から成る。ハウジング２８２の開
放されている下縁の周りには等角度で間隔を
おいて配置された突起３個が設けられてい
る。第１の突起２９４は側壁２８８から外方
向に延びている。第２の突起２９６は側壁２
９０から外方向に延びており、かつ第３の突
起２９８は側壁２８６と２９２により形成さ
れる隅から外方向に延びている。それぞれの
これらの突起及びその相応する側壁部分の内
部に凹所３００が形成されている（第２９
図）。それぞれのこれらの凹所内にそこから
部分的に突出するように支持ボール３０２が
固定されている。カートリツジが光学ヘツド
上に記載される場合には、これらの支持ボー
ル３０２はそれぞれ環状Ｖ字形ブロツク１６
８，１７０，１７２の１つに位置する。

カートリツジハウジング２８２の上面壁２
８４から３個の鉛直方向のポスト３０４が上
方に延びており、それらの上にノブ３０６が
載置されている。これらはカートリツジを手
で取外すための取手として、以下に詳説する
ようにカートリツジが裏返した際の支持脚部
として設計されている。

ハウジング２８２の内側でその上面壁２８
４から支柱３０８（第２９図）が下方に懸垂
しており、支柱３０８はその下端上に真空チ
ヤクを中心凹所３１２を有する円板３１０
（第２６図）の形で担持する。この凹所３１
２は真空チユーブ３１４及び外部真空ホース
３１６により真空源（図示せず）に連通して
いる。この凹所３１２内で生じる真空により
ウエーハ部材３１８が円板３１０に密着す
る。支柱３０８と円板３１０がそれらの間で
動かないようにハウジング２８２内で固定さ
れていることは明らかである。

ハウジング２８２の解放縁で対角線上の反
対側の隅からほぼ矩形の一組みの突起３２０
が外方向に延びており、各突起は貫通する管
状プラスチツクインサート３２２を担持す
る。これらのインサートは光学ヘツド上のガ
イドピンでルーズに嵌合してカートリツジを
光学ヘツド上に配置するのに使われる。

上面壁２８４上には３個のレバー微調整装
置９２−７，８，９が取付けられている。第
２７図から明らかであるように、これらのレ
バー微調整装置は、それらの調整ノブ１２
６，１３２が上面壁２８４の中心からずれて
外方向に配置する。それらのレバーアーム１
０６の短端部はすべて同じ形状で調整可能な
載物台３２４にハウジング２８２の内側で平
板の形で連結している。第２９図にレバー微
調整装置９２−９と載物台３２４との間の連
結が図示されており、これは他のレバー微調
整装置９２−７，９２−８の連結も表わす。
レバーアーム１０６の短端部は鉛直方向のダ
ブルユニバーサルロツド１４４−７の上端に
連結している。このユニバーサルロツドは開
口部３３０のグロメツト３２８を通つて上面
壁２８４に達する円筒部３２６を有する。レ
バー微調整装置９２−８も同様に第２９図に
部分的に図示されているダブルユニバーサル
ロツド１４４−８を通して載物台３２４に連
結しており、装置９２−７も図示されていな
いがロツドを通して連結している。レバー微
調整装置９２−７，８，９により確定される
ので載物台３２４の鉛直方向の位置は、載物
台の近くのセンサ３３８を補助するために上
面壁２８４を貫通して取付けられている３個
のセンサゲージユニツト３３２，３３４，３
３６により制御される。

載物台３２４の下面は第３２図に示されて
いる。該図から明らかであるように載物台は
基本的に正方形であるが、但し１つの隅は切
欠かれて半径方向の肩部３４０が設けられて
いる。１つの縁、第３２図に示されているよ
うに上部が切欠かれてアーチ型の開口部３４
２が形成され、この開口部を通してハウジン
グの上面壁２８４から下方に延びているガイ
ドピン３４４が延びている。反対側の縁に隣
接する環状開口部３４６により同じ目的が達
成され、この開口部を通つて同じガイドピン
３４８が延びている。載物台の中央開口部３
５０がチヤツク円板３１０を支持する支柱３
０８を中心として設けられている。載物台３
２４の上面が、センサゲージユニツト３３
２，３３４，３３６のそれぞれのセンサゲー
ジを中心とする３個の円形凹所３５２，３５
４，３５６を規定する。第２９図には凹所３
５２及びゲージ３３８が図示されている。載
物台３２４はその中心からみて相互に角度
120゜で配置されている３個の矩形開口部３５
８，３６０，３６２も規定する。他の３個の
開口部もまた相互に角度120゜の間隔で設けら
れている。第３２図に示されているように上
部の縁にＵ字形開口部３６４並びに一組みの
円形開口部３６６，３６８が設けられてい
る。これれの開口部のそれぞれ半径方向で内
側に楕円形凹所３７０，３７２，３７４が配
置されている。これら凹所の内側にそれぞれ
矩形のバー３７６，３７８，３８０が取付け
られている。第３１図の断面図で示されてい
るように、これらのバーはそれぞれその中に
形成したＶ字形切欠き３８２を有し、その切
欠きは載物台３２４の中心とそれぞれの開口
部３６４，３６６，３６８の中心との間で半
径方向で位置合せされる。載物台３２４の上
面上にかつ開口部３６４，３６６，３６８内
にマグネツトユニツト３８４，３８６，３８
８が設置されている。マグネツトユニツト３
８６を例として第３１図にその断面図が示さ
れている。それは、開口部３６６の上方に位
置するように載物台３２４に固定されている
ほぼＵ字形の取付ブラケツト３９０を有す
る。ブラケツト３９０の下面にはネジ３９２
により鉄座金３９４及び、開口部３６６中に
延びている円形マグネツト３９６が設置され
ている。

記載したように、ハウジング内での載物台
３２４の鉛直方向の移動はカートリツジの上
面壁に取付けたレバー微調整装置９２−７，
８，９により制御される。載物台の水平方向
の移動はカートリツジの外側の側壁に鉛直方
向に取付けたレバー微調整装置９２−１０，
１１，１２により制御される。装置９２−１
０は側壁２８８に設けられ、装置９２−１１
は側壁２９０に設けられている。第３０図に
はレバー微調整装置９２−１１と載物台３２
４との間の連結が断面図で示されており、こ
れはレバー微調整装置９２−１０でも同じで
ある。該図で明らかなように、レバー微調整
装置９２−１１のレバーアームの短端部はダ
ブルユニバーサルロツド１４４−９に連結し
ており、このロツドは、第３０図の底面図に
示されているように載物台の右手縁に接する
ように、側壁２９０中の開口部４００中に位
置するグロメツト３９８を貫通している。レ
バー微調整装置９２−１０も同様にダブルユ
ニバーサルロツド１４４−１０により載物台
の下縁を動かすように取付けられている。残
りのレバー微調整装置９２−１２は側壁２９
２から突出している角度をつけて設けた突起
４０２に取付けられている。ダブルユニバー
サルロツド１４４−１１は側壁２９２を貫通
して延びておりかつ載物台３２４の半径方向
の肩部３４０と掛合して載物台の心を中心と
するその回転調整を行なう。載物台３２４の
移動は３個の近接センサ４０４により制御さ
れ、このセンサはハウジングの側壁を貫通し
て載物台の直近に位置する。

載物台３２４の底面に対向して取付板４０
６が取付けられている（第２９図）。載物台
３２４の底面に向いている取付板４０６の上
面は第３３図に図示されている。つまり第３
３図は、取付板部分を第３０図の底面図から
取外し、裏返した場合のものを示す。取付板
の外縁は多少不規則な形状でありかつガイド
ピン３４４を受容する管状インサート４０８
及びガイドピン３４８を受容する同様の管状
インサート４１０を有する。取付板はウエー
ハチヤツク円板３１０の直径よりも僅かに大
きい中央の円形の開口部４１２を規定する
（第２９図）。取付板４０６には３個の矩形の
開口部４１４，４１６，４１８が設けられて
おり、これらの開口部はそれぞれ載物台３２
４の同じ形状の開口部３５８，３６０，３６
２と位置合せされている。取付板４０６と載
物台３２４との間の位置合せは、それぞれ矩
形のバー３７６，３７８，３８０の半径方向
のＶ字形切欠き中に載置されているボール４
２０，４２２，４２４により行なわれる。

取付板４０６は載物台３２４上のマグネツ
トユニツト３８４，３８６，３８８と各々位
置合せされて、取付板上に取付けられた３個
の鉄円板４２６，４２８，４３０により発生
する磁力により載物台３２４に対して保持さ
れる。第３１図には、取付板４０６中にねじ
込まれているネジ４３２上への円板４２８の
取付け方が図示されている。鉄円板とマグネ
ツトとの間の塵粒により起り得る位置狂いを
阻止するためにその円板をマグネツトと物理
的に接触させないと望ましい。従つて、戻り
止めナツト４３４がネジ４３２上にねじ込ま
れている。

取付板４０６の底にネジ４３６（第３０
図）により円形グリツプリング４３８が取付
けられている。グリツプリング４３８は中心
の円形開口部４４０を規定し、この開口部は
その周囲で３個の矩形切欠き４４２，４４
４，４４６によりさえぎられている。これら
の切欠きはそれぞれ載物台３２４の開口部３
５８，３６０，３６２と位置合せされてい
る。グリツプリング４３８の下面は矩形凹所
４４８を規定し、このそれぞれは切欠きの１
個を包含する。グリツプリング４３８上に、
それぞれの切欠き４４２，４４４，４４６を
通して上方に延びるようにたわみグリツパユ
ニツト４５０，４５２，４５４が取付けられ
ている。これらのグリツパユニツトはそれぞ
れ第３０図から明らかであるように調整スロ
ツト４６０を通して水平方向の取付足４５６
及びネジ４５８により１つの凹所４４８内に
取付けられている。

３個のたわみグリツパユニツトの構造は同
一でありかつ第３４図にたわみグリツパユニ
ツト４５０の代表的構造が示されている。た
わみユニツトの凹所４４８中への取付けに関
して既述された取付足４５６は一般にＵ字形
のグリツプマウント４６２の横方向の延長部
である。

グリツプマウント４６２の上部クロス部材
は一組みの鉛直方向の平行脚部４６４の間で
延びている。グリツプマウント４６２の上面
のそれぞれの側から平行なブレード４６６が
下向きに延びている。ブレード４６６はそれ
らの上端で締付バー４６８及びネジ４７０に
よりグリツプマウントに固定されている。ブ
レード４６６の下端の間に同様の締付バー４
７２及びネジ４７４によりグリツプブロツク
４７６が取付けられている。グリツプブロツ
ク４７６の内部の下部は間隔をおいて設けら
れた一組みの平行なジヨー４７８を有する。
これらのジヨーの間でグリツプブロツク４７
６は終端が孔４８２であるスロツト４８０に
より二叉に分れている。ジヨー４７８はネジ
４８４により固定される。この構成によりた
わみグリツパユニツト４５０，４５２，４５
４の上部はそれぞれ取付板４０６の開口部４
１４，４１６，４１８を通してかつ載物台３
２４の開口部３５８，３６０，３６０を通し
て延びている。この形式ではジヨー４７８は
第３４図に図示されているように取付板４０
６の下面より極く僅かに下方に配置される。

たわみユニツト４５０，４５２，４５４の
ジヨー４７８の間でマスクリング４８６が締
付けられる。このたわみユニツトはリングを
固持しかつその位置を拘束するが、変形され
ずに半径方向の熱膨張を許容する。リング４
８６は矩形断面を有するが、その外面に溝４
８８を有しており、この溝がそれぞれのジヨ
ー４７８の最下部を受容する。マスクリング
４８６の中央開口部を横切つてマスクリング
の下面にマスク４９０（第２９図）が支持さ
れており、このマスクはその上面にチヤツク
円板３１０上に支持されるウエーハ面に複製
されるパターンを有する。光学ヘツド８８上
に取付けたカートリツジ６０により、第２９
図で明らかなようにマスク４９０は対物レン
ズユニツト１８６から極く僅かな距離をもつ
て配置される。

Ｃジオメトリ第３５図にはカートリツジユニツトのジオ
メトリが示されている。ウエーハはマスクリ
ング４８６の内側に配置される。この配置の
結果マスクとウエーハとの間に小さな空隙が
生じ、これによりマスク膜の振動傾向が緩衝
される。３個所の調整部が図示されている。
これらはマスクの平面における並進及び回転
運動を与える。３個のｚ方向の運動の調整部
は載物台３２４の隅に円形として図示されて
いる。平面内調整部の位置は、回転運動の中
心がｘ，ｙ調整部の仮想の交点と一致してク
ロスカツプリングを最少にするように選択す
る。同様に、ｚ調整部は二等辺三角形上に配
置され、その頂点が平面内回転調整の場合と
同じ直径上に位置する。ｚ調整部が位置合せ
ターゲツト１４，１６，１８により規定され
る平面中の点を通つて作動すると理想的であ
る。しかし実際には空間的制限がこの配置を
妨げるので、３個の調整部を実際に出来る限
り小さな距離で外方向に移動させる。この移
動の結果、ｚ軸調整移動は位置合せターゲツ
トのそれとは異なる。光学ヘツド上の調整部
の配置も同様に考察される。この変更による
実際上の影響は、ウエーハ空間と調整空間が
一致しないことであるが、それらは相互にあ
る一定の関係を有している。

操作本発明による方法及び装置に関する次の記載
において、既に少なくとも１個のパターンをリ
トグラフイ処理したウエーハを使用し、それ故
次のマスクパターンを予め施したパターンと位
置合せする必要があることを前提とする。

カートリツジ６０を第８図に図示されている
ように光学ヘツド８８の上部のその位置から取
外し、裏返しにしかつそのポスト３０４及びノ
ブ３０６により配置さる作業面上に配置する。
真空ホース３１６は真空源に連結しておりかつ
予めパターン処理したウエーハ３１８はチヤツ
ク円板３１０の表面に取付けられ、ここでウエ
ーハは真空により保持される。ウエーハを例え
ばウエーハの縁に沿つて平面部によりかつチヤ
ツク円板により直角方向及び横方向に予めざつ
と位置合せすることができる。１つの実施形で
は±125μｍまでの位置合せが可能である。こ
のようにウエーハを配置した後、カートリツジ
６０を再び反転させて光学ヘツド８８上に配置
する。カートリツジ上の支持ボール３０２は光
学ヘツド上のそれぞれの環状ブロツク１６８，
１７０，１７２のＶ字形凹所内に配置する。

操作者は大凡の横方向及び鉛直方向の位置合
せをする。これは、ウエーハ面を顕微鏡９０を
通して、つまりそれぞれの光学チヤンネルを通
してウエーハ面を観察する間に行なわれる。そ
れ故、チヤンネルセレクタ６８の円板２１０が
配置されていて、例えば顕微鏡をチヤンネルＡ
と位置合せする。チヤンネルＡの鉛直方向の大
体の位置合せは、それぞれの台１６２，１６
４，１６６上に取付けられているレバー微調整
装置９２−１，９２−２，９２−３の操作によ
り行なう。このことにより所望の縞を操作者が
確認するまでそれぞれのブロツク１６８，１７
０，１７２が鉛直方向に配置される。その後、
光学チヤンネルセレクタをそれぞれのチヤンネ
ルＢ及びＣに切換え、そこで同様の操作を行な
う。

大凡の横方向の調整は、レバー微調整装置９
２−４，９２−５及び９２−６を使用すること
以外は同じ方法で行なう。これらの調整部は第
22に詳細に示されているように位置合せフレー
ム１８０上で機能する。第１３図に示されてい
るように、レバー微調整装置９２−５は、光軸
Ａ及びＢを含む軸を通して作動することにより
位置合せフレーム１８０を横方向に移動させ
る。レバー微調整装置９２−６も同様に光軸Ｂ
及びＣを含む軸を通して位置合せフレーム１８
０を移動させる。並進移動はフレーム１８０を
並進するレバー微調整装置９２−４により達成
される。位置合せフレーム１８０による横方向
の位置合せに加えて、光軸ＡとＢの間との間隔
及び光軸ＢとＣとの間の間隔は第１８図及び第
１９図に示されているように差動ネジ機構２３
４Ａ及び２３４Ｃにより調整される。これらの
調整部により、それぞれの対物レンズ及び照明
ユニツト１８６Ａ，１８６Ｃが案内棒２２２
Ａ，２２２Ｃに沿つてシフトされ、それぞれの
顕微鏡の対物レンズもまた対物レンズ１８６Ｂ
に対してシフトされる。

位置合せフレーム１８０及び対物レンズユニ
ツト１８６Ａ，１８６Ｃの横方向及び並進方向
の調整は、ウエーハ面上のそれぞれのターゲツ
ト１４，１６，１８を観察する際に第５図に図
示されているように単一像がそれぞれのターゲ
ツト位置で得られるように行なう。これらの大
凡の横方向及び鉛直方向の位置合せの後、操作
者はレバー微調整装置９２−１，９２−２，９
２−３に戻りかつ鉛直方向の微動調整を行なう
と、0.1μｍより少ない正確度で達成される。同
様に、その後横方向の調整用レバー微調整装置
９２−３，９２−４，９２−５及び差動ネジ２
３４Ａ，２３４Ｃを操作すると、同程度の正確
度で調整が行なわれる。

これらの位置合せ工程が終結すると、光学ヘ
ツド８８中の顕微鏡対物レンズの軸はウエーハ
面上のターゲツト１４，１６，１８と位置合せ
される。この時点で近接センサの電気的出力部
をゼロにセツトすることができる。センサ出力
部がゼロになつた後で、操作者は横方向の調整
部を使用して再度位置合せしかつすべてのセン
サ出力部を再度ゼロにセツトする。

次の工程はウエーハと光学対物レンズとの間
の距離を増加させることである。これは、レバ
ー微調整装置９２−１，２及び３並びにセンサ
を用いてカートリツジユニツトを光学ヘツド８
８に対して50μｍ上昇させて行なう。第１図及
び第２図に示されているように、ウエーハ１０
を第１図の位置から第２図の位置に移すことで
ある。その後、カートリツジ６０を再度光学ヘ
ツド８８から取外し、裏返しかつ作業面上に置
く。

可視光線に対して不透明であるマスクは予め
製造されかつたわみグリツパユニツト４５０，
４５２，４５４により担持されているマスクリ
ング４８６上に取付けられている。マスクリン
グ４８６、グリツプリング４３８及び取付板４
０６の組合せユニツトは載物台３２４に取付け
られている。取付板４０６により担持されてい
るボール４２０，４２２，４２４はバー３７
６，３７８，３８０の半径方向のＶ字形切欠き
３８２内に配置されている。鉄円板４２６，４
２８，４３０は凹所３６４，３６６，３６８中
に延びていて、集成要素を保持するマグネツト
３９６と接近した間隔で配置されている。

平面にかつウエーハから50μｍの間隔で配置
されたマスクを備えているカートリツジ６０を
反転しかつ既述のように光学ヘツド８８上に載
置する。その後、操作者は近接センサをチエツ
クしてカートリツジ６０と光学ヘツド８８の相
対位置に変動がなかつたことを確認する。

次の工程はマスクを光軸に対して位置合せす
ることである。これは前記のウエーハ調整と同
じ方法で連続的にそれぞれの光学チヤンネルを
通して観察することにより実施する。しかしマ
スクの鉛直方向の位置合せは、鋭直方向に載物
台３２４の位置を調整するレバー微調整装置９
２−７，９２−８，９２−９により調整する
（第２９図）。同様に横方向の調整は、載物台３
２４を横方向及び並進方向に移動させるレバー
微調整装置９２−１０，１１，１２により行な
う。

初めに荒調整を前記のように行なう。その
後、鉛直方向の微調整を行なうと正確度0.1μｍ
で鉛直方向の間隔が得られる。横方向の調整も
同じ正確度で微調整されかつマスクセンサゲー
ジはゼロになる。その後、マスクを横方向に再
度微調整する。y_n、即ちターゲツト１４，１
８を連続的な位置合せするのに必要であるy_pの
変化を計算する。約5μｍである。次にマスク
とウエーハの間隔を計算する： Δ＝y_p−y_n（〜10μｍ） z_p＝ＨΔ／Ｄ式中それぞれy_p及びy_nはｙ方向の光学系及び
マスクの変移量を表わし、ＨはＸ線源からの距
離でありかつＨはターゲツト１４と１８との間
の距離である。各チヤンネルに対するマスクと
ウエーハとの間隔はマスク調整部及びセンサを
使つてz_n＝z_p−50μｍにセツトする。次に、マ
スクの中心をウエーハの中心上に配置するのに
必要である並進量を計算する： Δy_n＝SΔ／Ｄsinα（〜5μｍ） Δx_n＝SΔ／Ｄcosα（〜5μｍ）式中αはマスク面上のターゲツトの半径方向
の角度位置であり、かつＳはマスクの中心から
ターゲツトまでの距離である。最後に、マスク
調整部とゲージを使つてマスクをウエーハ上に
位置合せする。前記工程を実施した後でカート
リツジ６０を光学ヘツド８８から取外しかつ第
３図に示されているようにＸ線照射ステーシヨ
ンに搬送し、ここでウエーハをマスク２４を通
してＸ線源に露光する。

本発明の多くの利点が当業者に明らかになつ
たはずである。本発明の利用により、極めて困
難な問題、即ち不透明なマスクのパターンをシ
リコーンウエーハ上の既に存在するパターンに
対して極めて僅少な公差で位置合せするという
困難が解決される。本発明においてその思想及
び範囲を逸脱することなく多数の変更及び改良
が可能であることは当業者に明らかである。従
つて、前記の記載は本発明を説明するものであ
つてそれを限定するものではない。本発明は特
許請求の範囲によつて制限されるだけである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ウエーハ上のターゲツトと位置合せ
されている２個の光学チヤンネルの略示図、第２
図は後退したウエーハ及び間挿されたマスクを示
す第１図と同じ略示図、第３図は位置合せされた
マスクとウエーハの露光位置での斜視図、第４図
は位置狂いしたターゲツトと光軸との横方向の位
置合せに使われる装置の略示図、第５図は位置合
せされたターゲツトと光軸とを示す第４図による
略示図、第６図は鉛直方向に位置合せする機構を
示す略示図、第７図は単一の光学チヤンネルの素
子の略示図、第８図は本発明による位置合せ装置
の全体的な斜視図、第９図は本発明により使用さ
れるレバー微調整装置の平面図、第１０図は第９
図による装置の側面図、第１１図は第１０図の１
１−１１線に沿つた断面図、第１２図は第１０図
の１２−１２線に沿つた断面図、第１３図はカー
トリツジを取外した本発明による位置合せ装置の
光学ヘツド部の平面図、第１４図は第１３図によ
る位置合せ装置を部分的に破断して示すその正面
図、第１５図は位置合せ装置のチヤンネルセレク
タ戻り止め機構の部分平面図、第１６図は第１３
図による位置合せ装置の右側面図、第１７図は第
１３図による位置合せ装置を部分横断面で示すそ
の左側面図、第１８図は調節機構の部分を示す光
学ヘツドの平面図、第１９図は第１８図の１９−
１９線に沿つた断面図、第２０図は第１８図の２
０−２０線に沿つた断面図、第２１図は第２０図
の２１−２１線に沿つた拡大断面図、第２２図は
第１３図の２２−２２線に沿つた拡大断面図、第
２３図は第１９図の２３−２３線に沿つた断面
図、第２４図は第１３図の２４−２４線に沿つた
拡大断面図、第２５図は本発明による光学チヤン
ネル１個の縦断面図、第２６図は本発明によるウ
エーハチヤツクに保持されているウエーハの拡大
断面図、第２７図は本発明によるカートリツジ部
の平面図、第２８図は第２７図によるカートリツ
ジの正面図、第２９図は第２７図の２９−２９線
に沿つた断面図、第３０図は第２７図によるカー
トリツジの底面図、第３１図は第３０図による３
１−３１線に沿つた拡大断面図、第３２図は取付
板を取外したカートリツジの底面図、第３３図は
取付板の背面図、第３４図は第３３図の３４−３
４線に沿つた拡大断面図、第３５図はカートリツ
ジユニツト調整形式を示す略示図である。１０……ウエーハ、１２……チヤツク、１４，
１６，１８……位置合せターゲツト、２０Ａ，２
０Ｂ，２０Ｃ……対物レンズ、２２……マスクキ
ヤリヤ、２４……マスク、２８……プリズムユニ
ツト、５８……光学系、６０……カートリツジ、
６８……チヤンネルセレクタ、８８……光学ヘツ
ド、９０……顕微鏡、９２……レバー微調整装
置、９６，９８……柱、１０２……たわみ軸、１
０６……レバーアーム、１１０，１１２……差動
ネジ、１２６……荒調整ノブ、１３２……微調整
ノブ、１４４……ダブルユニバーサルロツド、１
５８……基準フレーム、１８０……位置合せフレ
ーム、３２４……載物台、４０６……取付板、４
３８……グリツプリング。

Claims

【特許請求の範囲】１不透明なリトグラフイマスクを基板ウエーハ
に対して位置合せする方法において、多数の位置
合せターゲツトをそれぞれのマスク及びウエーハ
の片面に設け；基準面の部分を観察するために多
数の顕微鏡光学チヤンネルを配置し；ウエーハを
基準面におけるその位置合せ面でかつそれぞれの
その位置合せターゲツトで別個の光学チヤンネル
の光軸と位置合せし；ウエーハを基準面からそれ
に対して平行である照射面に、光軸に対する合せ
位置を保持しながら移動させ；位置合せすべき不
透明なマスクを前記の基準面においてそれぞれの
位置合せターゲツトで別個の光学チヤンネルと位
置合せし；次に該マスクを通して行なうウエーハ
の照射の際に該ウエーハと該マスクとの間の合せ
位置をそのまま保持することを特徴とする不透明
なマスクを集積回路ウエーハと位置合せする方
法。２多数のターゲツト及び多数のチヤンネルはそ
れぞれ少なくとも３個を包含する特許請求の範囲
第１項記載の方法。３引続いて行なう照射はマスクとウエーハを照
射面に搬送することを包含する特許請求の範囲第
１項記載の方法。４不透明なリトグラフイマスクを基板ウエーハ
に対して位置合せする方法において、多数の位置
合せターゲツトをそれぞれのマスク及びウエーハ
の片面に設け；基準面の部分を観察するために多
数の顕微鏡光学チヤンネルを配置し；ウエーハを
その位置合せ面で基準面内に配置し；それぞれの
光学チヤンネルの光軸をウエーハを基準面からそ
れに対して平行である照射面に、光軸に対する合
せ位置を保持しながら移動させ；マスクを基準面
内に配置し；マスクをそれぞれのその位置合せタ
ーゲツトで別個の光軸と位置合せし、その際に軸
の合せ位置を変更せず；次に該マスクを通して行
なうウエーハの照射の際に該ウエーハと該マスク
との間の合せ位置をそのまま保持することを特徴
とする不透明なマスクを集積回路ウエーハと位置
合せする方法。５多数のターゲツト及び多数のチヤンネルはそ
れぞれ少なくとも３個を包含する特許請求の範囲
第４項記載の方法。６引続いて行なう照射はマスクとウエーハを照
射面に搬送することを包含する特許請求の範囲第
４項記載の方法。７不透明なリトグラフイマスクを基板ウエーハ
に対して位置合せする方法において、多数の位置
合せターゲツトをそれぞれのマスク及びウエーハ
の片面に設け；実際に多数の光学チヤンネルを有
する光学ヘツドを基準面の部分を観察するために
配置し；カートリツジユニツトを第一の位置で光
学ヘツド上に取付けてウエーハの前記の片面を基
準面内に保持し；それぞれの光学チヤンネルの光
軸をウエーハ上の別個のターゲツトと位置合せ
し；光学ヘツドに対するカートリツジユニツト
を、ウエーハの前記の片面が基準面に対して平行
だが所定の間隔だけ離れている面内に位置する第
二の位置に移動させ；カートリツジユニツトを光
学ヘツドから取外し；マスクをカートリツジユニ
ツト上にウエーハに対して平行にかつウエーハの
前記の片面から前記の所定の間隔で取付け；カー
トリツジユニツトを光学ヘツド上の第二の位置に
戻してマスクを基準面内に配置し；カートリツジ
ユニツトに対するマスクの位置を調整してマスク
上のそれぞれのターゲツトを光学チヤンネルの別
個の光軸に位置合せし；マスク及びウエーハを含
むカートリツジユニツトを照射ステーシヨンに移
動させ；ウエーハをマスクを通して活性化放射線
に曝してマスクのパターンをウエーハ上に複写す
ることを特徴とする不透明なマスクを集積回路ウ
エーハと位置合せする方法。８マスクが光学的に不透明である特許請求の範
囲第７項記載の方法。９照射がＸ線照射である特許請求の範囲第５項
又は第８項記載の方法。１０不透明な投影マスク上のパターンを予め施
したウエーハ上のパターンに位置合せする装置に
おいて、それぞれ共通の基準面において異なるタ
ーゲツト区域を観察するために配置された多数の
顕微鏡光学チヤンネルを規定する部材；それぞれ
のチヤンネルを、その光軸がターゲツト区域にお
ける予め選択したターゲツトと位置合せされるよ
うに独立に位置調整する部材；パターンを有する
ウエーハを基準面内に支持して、このパターンの
部分が予め選択したターゲツトの第一の組みを規
定する部材；ウエーハパターンと光学軸との合せ
位置を保持しながらウエーハを基準面からそれに
平行である照射面に移動させる部材；パターンを
有するウエーハ支持部材上の投影マスクを基準面
内に支持して、このマスクパターンの部分が予め
選択したターゲツトの第二の組みを規定する部
材：投影マスクを基準面内で位置調整して第二の
組みの各ターゲツトを別個の光軸と位置合せする
部材より成る不透明なマスクを集積回路ウエーハ
と位置合せする装置。１１チヤンネル位置調整部材が選択された１個
の光学チヤンネルを通して基準面を観察する部材
を包含する特許請求の範囲第８項記載の装置。１２観察部材が接眼レンズ；該接眼レンズを選
択的に各チヤンネルに光学的にカツプリングさせ
るためのチヤンネルセレクタ部材を包含する特許
請求の範囲第１１項記載の装置。１３ターゲツト区域が２次元の形状を有しかつ
ターゲツトが該形状の幾何学的中心を包含する特
許請求の範囲第１０項又は第１１項記載の装置。１４不透明な投影マスク上のパターンをウエー
ハ上のパターンに位置合せする装置において、共
通の基準面上の予め選択した多数のそれぞれのタ
ーゲツトと位置合せするためにそれぞれ位置調整
可能である多数の顕微鏡光学チヤンネルを規定す
る部材；パターンの部分がターゲツトの第一の組
みを規定するようにパターンを有するウエーハを
基準面に支持する部材；ターゲツトとそれぞれの
光軸との第一の組みの合せ位置を保持しながらウ
エーハを基準面からそれに対して平行でありかつ
所定の間隔で離れている照射面に移動させる部
材；マスクパターンの部分がターゲツトの第二の
組みを規定するようにパターンを有するウエーハ
支持部材に対する投影マスクを基準面上に支持す
る部材；投影マスクをウエーハ支持部材に対して
基準面内でシフトして、第二の組みのそれぞれの
ターゲツトを位置合せされたそれぞれの光学チヤ
ンネルの光軸と位置合せし、その際に投影マスク
を移動されたウエーハと所望通りに位置合せする
部材より成る不透明なマスクを集積回路ウエーハ
と位置合せする装置。１５基準面及び照射面がそれぞれ平面である特
許請求の範囲第１４項記載の装置。