JP2000146528A - 位置ずれ検査装置の光学的収差測定方法並びに位置ずれ検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＴＩＳの主な要因であるテレセントずれとコ
マ収差とを個別に評価することができる位置ずれ検査装
置の光学的収差測定方法を提供する。 【解決手段】 突起又は溝からなる第１及び第２の検査
マークを有する基準サンプル１０ａを用意し、位置ずれ
検査装置のステージ上に載置する。第１及び第２の検出
マーク３２、３３の高さは照射光の波長に応じて決定す
る。基準サンプル１０ａに波長がλの光を照射し、撮像
装置（ＣＣＤカメラ）の焦点位置を移動させて各焦点位
置における第１及び第２の検査マーク３２、３３を検出
する。そして、信号処理部で信号処理を行って、第１及
び第２の検査マーク３２、３３の間の間隔を測定しＴＩ
Ｓを計算する。焦点位置とＴＩＳとの関係から、テレセ
ントずれの影響とコマ収差の影響とを個別に評価するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハの
上に形成された複数の層の位置ずれを検査する位置ずれ
検査装置の光学的収差（Tool Induced Shift：以下、
「ＴＩＳ」という）測定方法、並びに、半導体素子製造
過程におけるレイヤの位置ずれ検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置は、ウェーハの上に複数の導
電層（配線層）と複数の絶縁層とを積層させて形成す
る。半導体装置の高集積化のためには各層間の位置ずれ
をできる限り小さくする必要がある。一般に、各層間の
位置ずれ量を検査する場合は、各層をパターニングする
工程（フォトリソグラフィ工程）で各層にアライメント
マークを形成し、位置ずれ検査装置により各アライメン
トマークの間隔を測定している。

【０００３】ところで、近年の半導体装置のより一層の
高集積化に伴って、位置ずれ検査装置のＴＩＳが問題に
なってきた。ＴＩＳは、位置ずれ検査装置の光学系の物
理的な非対称性によって発生する測定誤差であり、位置
ずれ検査装置の光学系の光軸がウェーハ面に対して垂直
でない場合に発生することが知られている。ＴＩＳは、
以下のようにして測定することができる。すなわち、位
置ずれ検査装置のステージの上にウェーハを載置して層
間の位置ずれ量ａ１を測定した後、ステージを１８０度
回転させて位置ずれ量ａ２を測定する。そして、下記
（１）式を計算することによりＴＩＳが求まる。

【０００４】ＴＩＳ＝（ａ１＋ａ２）／２ …（１） 位置ずれ検査装置の精度を向上させるためには、ＴＩＳ
を高精度で測定し、ＴＩＳが小さくなるように光学系の
調整を行うことが必要である。

【０００５】なお、特開平９−２８０８１６号公報に
は、位置検査装置の測定系の誤差を検出するために、深
さの異なる複数の溝からなる複数のアライメントマーク
を形成した試料を用い、複数のアライメントマーク間の
距離を測定後、ステージを１８０度回転して再度距離を
測定し、その測定値の差を求める方法が開示されてい
る。また、この特開平９−２８０８１６号公報には、ア
ライメントマークの高さ又は深さを照射光の波長に応じ
て設定することが記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平９−２８０８１６号公報に記載された発明は位
置ずれ検査装置ではなく、位置合わせ装置等の位置検出
装置に関するものであり、位置ずれ検査装置で複数層の
層間の位置ずれ量を検出するものとは異なる。

【０００７】また、ＴＩＳの発生する要因としてテレセ
ントずれとコマ収差とがあるが、単に試料を回転させて
ＴＩＳを検出するだけでは、これらのテレセントずれや
コマ収差を個別に測定したり評価することができず、位
置ずれ検査装置の光学系の調整を効率よく行うことがで
きない。

【０００８】また、ウェーハプロセスにおける位置ずれ
検査にはＴＩＳの影響を受け難くする手法が望まれる
が、従来の測定方法におけるＴＩＳの抑制は十分でなか
った。実デバイスウェーハ上でにおける位置ずれ検査で
は、ＴＩＳの他に、ウェーハプロセスに依存した検査マ
ークの非対称性により発生する誤差（Wafer Induced Sh
ift：以下、ＷＩＳという）をも考慮する必要がある。
しかしながら、従来の測定方法では、ＴＩＳ自体を抑制
し、ＷＩＳが小さいマークを選択することにより位置ず
れ計測を行っていたが、この方法ではＴＩＳが完全に抑
制されずにＴＩＳとＷＩＳとの相互作用によって計測値
に大きな騙されが発生し、或いは、計測騙されが増幅す
ることがあった。このため、ウェーハ上における位置ず
れ量を正確に測定することができなかった。

【０００９】本発明の目的は、ＴＩＳの主な原因である
テレセントずれとコマ収差を個別に評価することができ
る位置ずれ検査装置の光学的収差測定方法を提供するこ
とにある。

【００１０】また、本発明の他の目的は、ＴＩＳとＷＩ
Ｓとの相互作用を最小に抑えて実デバイスウェーハ上で
の位置ずれ検査を高精度で行うことができる位置ずれ検
査方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、突起又は溝
からなる第１及び第２の検査マークを有する基準サンプ
ルに波長λの光を照射し、前記第１及び第２の検査マー
クにより反射される光を撮像装置により撮像し、取得し
た画像に基づいて前記第１及び第２の検査マークの間の
第１の位置ずれ量を計測する工程と、前記基準サンプル
を１８０度回転した後、前記基準サンプルに波長λの光
を照射し、前記第１及び第２の検査マークにより反射さ
れる光を前記撮像装置により撮像し、取得した画像に基
づいて前記第１及び第２の検査マークの間の第２の位置
ずれ量を計測する工程と、前記第１及び第２の位置ずれ
量から前記位置ずれ検査装置の光学的収差を算出する工
程とを有する位置ずれ検査装置の光学的収差測定方法で
あって、前記第１及び第２の位置ずれ量を計測する工程
は、いずれも前記撮像装置の焦点位置を前記第１及び第
２の検査マークの高さ又は深さ方向に移動して各焦点位
置における映像を撮像する工程を含むことを特徴とする
位置ずれ検査装置の光学的収差測定方法によって達成さ
れる。

【００１２】また、上記目的は、（ａ）基板上に形成さ
れた突起又は溝からなる第１の検査マークと、前記第１
の検査マークに隣接して形成された突起又は溝からなる
第２の検査マークとを有する基準サンプルを位置ずれ検
査装置のステージ上に載置する工程と、（ｂ）前記基準
サンプルの前記第１及び第２の検査マークに波長λの光
を照射し、前記第１及び第２の検査マークから反射され
る光を撮像装置で撮像して第１の映像を得る工程と、
（ｃ）前記第１の映像を信号処理して前記第１及び第２
の検査マークの位置を検出し、前記第１及び第２の検査
マークの間の第１の位置ずれ量を測定する工程と、
（ｄ）前記ステージを１８０度回転させた後、前記基準
サンプルの前記第１及び第２の検査マークに波長λの光
を照射し、前記第１及び第２の検査マークから反射され
る光を前記撮像装置で撮像して第２の映像を得る工程
と、（ｅ）前記第２の映像を信号処理して前記第１及び
第２の検査マークの位置を検出し、前記第１及び第２の
検査マークの間の第２の位置ずれ量を測定する工程と、
（ｆ）前記第１及び第２の位置ずれ量から位置ずれ検査
装置の光学的収差を算出する工程とを有する位置ずれ検
査装置の光学的収差測定方法であって、前記第１及び第
２の位置ずれ量を測定する工程（ｃ），（ｄ）は、いず
れも前記撮像装置の焦点位置を前記第１及び第２の検査
マークの高さ又は深さ方向に移動させて各焦点位置にお
ける映像を撮像する工程を含み、その後、前記第１及び
第２の位置ずれ量から位置ずれ検査装置の光学的収差を
算出する工程（ｆ）を実行することを特徴とする位置ず
れ検査装置の光学的収差測定方法によっても達成され
る。

【００１３】また、上記の位置ずれ検査装置の光学的収
差測定方法において、前記第１及び第２の検査マークの
少なくとも一方の高さ又は深さをλ／８±６．２５％又
は３λ／８±６．２５％とするようにしてもよい。

【００１４】また、上記の位置ずれ検査装置の光学的収
差測定方法において、前記第１及び第２の検査マークの
少なくとも一方の高さ又は深さをλ／８±６．２５％と
し、他方の高さ又は深さを３λ／８±６．２５％とする
ようにしてもよい。

【００１５】また、上記の位置ずれ検査装置の光学的収
差測定方法において、前記第１及び第２の検査マークの
高さ又は深さを、いずれも２λ／８±６．２５％とする
ようにしてもよい。

【００１６】また、上記目的は、照射する光の波長λ_i
（ｉ＝１，２，…，ｎ）に応じて高さ又は深さが決定さ
れた突起又は溝からなるｎ組の第１及び第２の検査マー
クを有する基準サンプルに波長λ_iの光を照射し、前記
波長λ_iの光に対応するｉ番目の組の第１及び第２の検
査マークにより反射される光を撮像装置により撮像し、
取得した画像に基づいて前記ｉ番目の組の第１及び第２
の検査マークの間の第１の位置ずれ量を測定する工程
と、前記基準サンプルを１８０度回転した後、前記基準
サンプルに波長λ_iの光を照射し、前記ｉ番目の組の第
１及び第２の検査マークにより反射される光を前記撮像
装置により撮像し、取得した画像に基づいて前記ｉ番目
の組の第１及び第２の検査マークの間の第２の位置ずれ
量を測定する工程と、前記第１及び第２の位置ずれ量か
ら波長λ_iの光に対する位置ずれ検査装置の光学的収差
を算出する工程と、前記基準サンプルに照射する光の波
長λ_iを替えて前記第１の位置ずれ量を測定する工程か
ら前記光学的収差を算出する工程までの工程を前記ｎ組
の第１及び第２の検査マークの全てについて繰り返す工
程とを有する位置ずれ検査装置の光学的収差測定方法で
あって、前記第１及び第２の位置ずれ量を測定する工程
は、いずれも前記撮像装置の焦点位置を前記ｉ番目の組
の第１及び第２の検査マークの高さ又は深さ方向に移動
させて各焦点位置における映像を撮像する工程を含むこ
とを特徴とする位置ずれ検査装置の光学的収差測定方法
によっても達成される。

【００１７】また、上記目的は、（ａ）照射する光の波
長λ_i（ｉ＝１，２，…，ｎ）に応じて高さ又は深さが
決定された突起又は溝からなるｎ組の第１及び第２の検
査マークを有する基準サンプルを位置ずれ検査装置のス
テージ上に載置する工程と、（ｂ）前記基準サンプルの
前記第１及び第２の検査マークに波長λ_iの光を照射
し、前記波長λ_iの光に対応するｉ番目の組の第１及び
第２の検査マークから反射される光を撮像装置で撮像し
て第１の映像を得る工程と、（ｃ）前記第１の映像を信
号処理して前記ｉ番目の組の第１及び第２の検査マーク
の位置を検出し、前記ｉ番目の組の第１及び第２の検査
マークの間の第１の位置ずれ量を測定する工程と、
（ｄ）前記ステージを１８０度回転させた後、前記基準
サンプルの前記ｉ番目の組の第１及び第２の検査マーク
に波長λ_iの光を照射し、前記ｉ番目の組の第１及び第
２の検査マークから反射される光を前記撮像装置で撮像
して第２の映像を得る工程と、（ｅ）前記第２の映像を
信号処理して前記ｉ番目の組の第１及び第２の検査マー
クの位置を検出し、前記ｉ番目の組の第１及び第２の検
査マークの間の第２の位置ずれ量を測定する工程と、
（ｆ）前記第１及び第２の位置ずれ量から位置ずれ検査
装置の光学的収差を算出する工程と、（ｇ）前記基準サ
ンプルに照射する光の波長λ_iを替えて前記（ｂ）から
（ｆ）までの工程を前記ｎ組の第１及び第２の検査マー
クの全てについて繰り返す工程とを有する位置ずれ検査
装置の光学的収差測定方法であって、前記第１及び第２
の位置ずれ量を測定する工程（ｃ），（ｅ）は、いずれ
も前記撮像装置の焦点位置を前記ｉ番目の組の第１及び
第２の検査マークの高さ又は深さ方向に移動させて各焦
点位置における映像を撮像する工程を含み、その後、前
記第１及び第２の位置ずれ量から位置ずれ検査装置の光
学的収差を算出する工程（ｆ）を実行することを特徴と
する位置ずれ検査装置の光学的収差測定方法によっても
達成される。

【００１８】また、上記の位置ずれ検査装置の光学的収
差測定方法において、前記ｎ組の第１及び第２の検査マ
ーク毎に算出した光学的収差の平均値を算出するように
してもよい。

【００１９】また、上記の位置ずれ検査装置の光学的収
差測定方法において、前記ｉ番目の組の第１及び第２の
検査マークのいずれか一方の高さ又は深さを、λ_i／８
±６．２５％又は３λ_i／８±６．２５とするようにし
てもよい。

【００２０】また、上記の位置ずれ検査装置の光学的収
差測定方法において、前記ｉ番目の組の第１及び第２の
検査マークの少なくとも一方の高さ又は深さをλ_i／８
±６．２５％とし、他方の高さ又は深さを３λ_i／８±
６．２５％とするようにしてもよい。

【００２１】また、上記の位置ずれ検査装置の光学的収
差測定方法において、前記ｉ番目の組の第１及び第２の
検査マークの高さ又は深さを、いずれも２λ_i／８±
６．２５％とするようにしてもよい。

【００２２】また、上記目的は、基板上に形成された突
起又は溝からなる検査マークに波長の異なる複数の検査
光を照射し、前記複数の検査光の波長に対する光学的収
差をそれぞれ測定する工程と、前記複数の検査光の波長
に対する光学的収差の測定結果に基づいて、光学的収差
が最小となる最適波長を算出する工程と、前記最適波長
の近傍に重心波長を有する検査光を前記検査マークに照
射し、前記検査マークにより反射される光に基づいて前
記検査マークの位置を検出する工程と、前記検査マーク
の位置に基づいて位置ずれ量を算出する工程とを有する
ことを特徴とする位置ずれ検査方法によっても達成され
る。

【００２３】また、上記の位置ずれ検査方法において、
前記検査マークは、主尺と副尺とを含み、前記最適波長
を算出する工程では、前記主尺に対する第１の最適波長
と前記副尺に対する第２の最適波長とをそれぞれ算出
し、前記検査マークの位置を検出する工程では、前記第
１の最適波長の近傍に重心波長を有する第１の検査光に
より前記主尺の位置を検出し、前記第２の最適波長の近
傍に重心波長を有する第２の検査光により前記副尺の位
置を検出し、前記位置ずれ量を算出する工程では、前記
主尺の位置と前記副尺の位置とから前記位置ずれ量を算
出するようにしてもよい。

【００２４】また、上記目的は、基板上に形成された突
起又は溝からなる検査マークに基づいて位置ずれ検査を
行う位置ずれ検査方法であって、前記検査マークの前記
突起の高さ又は前記溝の深さをＤとして、Ｄ＝ｎλ／４
（ｎ＝１，２，…）の関係を満たす最適波長λを算出す
る工程と、前記最適波長の近傍に重心波長を有する検査
光を前記検査マークに照射し、前記検査マークにより反
射される光に基づいて前記検査マークの位置を検出する
工程と、前記検査マークの位置に基づいて位置ずれ量を
算出する工程とを有することを特徴とする位置ずれ検査
方法によっても達成される。

【００２５】また、上記の位置ずれ検査方法において、
前記検査マークは、主尺と副尺とを含み、前記最適波長
を算出する工程では、前記主尺の段差をＭ_m、前記副尺
の段差をＭ_sとして、λ／４＝Ｍ_m／ｎ_m＝Ｍ_s／ｎ
_s（ｎ_m，ｎ_s＝１，２，…）の関係を満たす最適波長λ
を算出し、前記検査マークの位置を検出する工程では、
前記最適波長の近傍に重心波長を有する前記検査光によ
り、前記主尺及び前記副尺の位置を検出し、前記位置ず
れ量を算出する工程では、前記主尺の位置と前記副尺の
位置とから前記位置ずれ量を算出するようにしてもよ
い。

【００２６】以下、作用について説明する。

【００２７】本発明においては、突起又は溝からなる第
１及び第２の検査マークを有する基準サンプルを使用
し、撮像装置の焦点位置を第１及び第２の検査マークの
高さ方向又は深さ方向に移動させながら第１及び第２の
検査マークの位置を検出し、各焦点位置での光学的収差
を算出する。

【００２８】本願発明者らの実験によれば、上記のよう
に焦点位置を移動させて各焦点位置におけるＴＩＳを検
出すると、焦点位置によりＴＩＳが変化することが判明
している。このとき、テレセントずれが大きい場合は、
撮像装置の焦点位置を移動するとＴＩＳは直線的に変化
する。一方、コマ収差が大きい場合は、撮像装置の焦点
位置を一方向に移動するとＴＩＳは曲線（ドーム形状）
的に変化する。したがって、ＴＩＳの変化の状態からテ
レセントずれとコマ収差とを区別することができる。こ
れにより、位置ずれ検査装置の光学系の調整及び品質管
理を効率よく行うことができる。

【００２９】照射光の波長がλであるとき、前記第１及
び第２の検査マークの少なくとも一方の高さ又は深さを
λ／８、又は３λ／８とするとＴＩＳの値が大きくな
る。特に、第１及び第２の検査マークの一方の高さ又は
深さをλ／８とし、他方の高さ又は深さを３λ／８とす
ると、ＴＩＳの値は最も大きくなる。したがって、前記
第１及び第２の検査マークの少なくとも一方の高さ又は
深さをλ／８、又は３λ／８として焦点位置を移動し、
各焦点位置でＴＩＳを測定すると、ＴＩＳの変化から照
明系のテレセントづれを有効に評価することができる。

【００３０】また、前記第１及び第２の検査マークの高
さ又は深さを、いずれも２λ／８として焦点位置を移動
し各焦点位置でＴＩＳを測定すると、コマ収差の影響が
ＴＩＳに最も顕著に現れる。したがって、コマ収差の影
響を強化するときは、第１及び第２の検査マークの高さ
又は深さをいずれも２λ／８とすることが好ましい。な
お、第１及び第２の検査マークの高さ又は深さは、上記
の値から±１／１６（＝６．２５％）程度の範囲で許容
される。

【００３１】また、ＴＩＳをより高精度に測定するため
に、基準サンプルに照射する光の波長を替えてＴＩＳを
測定し、各波長で測定したＴＩＳの平均値を求めること
が好ましい。この場合、光の波長に応じて、高さ又は深
さが異なる複数組の検査マークを使用する。これによ
り、ＴＩＳをより高精度に測定することができる。

【００３２】また、検査マークの段差をＤ、照射光の波
長をλとすると、ＴＩＳはＤ＝ｎλ／４（ｎ＝１，２，
…）の関係を満たしているときに最も小さくなる。した
がって、検査マークの段差Ｄに応じて位置ずれ検査のた
めの検査波長λを選択することにより、ＴＩＳの影響を
抑えて高精度で位置ずれ量を測定することができる。

【００３３】更に、段差Ｄと波長λとの関係には周期性
があるので、主尺の段差と副尺の段差とが一定の関係を
満たすとき、すなわち、主尺の段差をＭ_m、副尺の段差
をＭ_sとして、λ／４＝Ｍ_m／ｎ_m＝Ｍ_s／ｎ_s（ｎ_m，ｎ_s
＝１，２，…）の関係を満たすとき、波長λにおける主
尺及び副尺の双方の測定においてＴＩＳは最小限とな
る。したがって、検査波長λに対して主尺の段差Ｍ_mと
副尺の段差Ｍ_sとが前述の関係を満たすときは、位置ず
れ検査の処理を簡略化しつつ高精度の位置ずれ量計測を
行うことができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】［第１実施形態］本発明の第１実
施形態による位置ずれ検査装置の光学的収差測定方法に
ついて図１乃至図１６を用いて説明する。

【００３５】図１は本実施形態による光学的収差測定方
法において使用する位置ずれ検査装置を示す模式図、図
２は検査マークとＣＣＤカメラの出力について説明する
図、図３及び図４は検査マークである溝の深さと光強度
との関係を示す図、図５は焦点位置を検査マークの深さ
方向に移動させたときのＴＩＳの変化を示す模式図、図
６は第１の検査マークの深さをλ／８、第２の検査マー
クの高さを２．７λ／８〜５．５λ／８としたときのＴ
ＩＳの値を実際に測定した結果を示す図、図７乃至図９
はＴＩＳ測定に使用する検査マークの例を示す断面図、
図１０乃至図１４は基準サンプルの例を示す断面図、図
１４は本実施形態による位置ずれ検査装置の光学的収差
測定方法を示すフローチャート、図１５及び図１６は本
実施形態による光学的収差測定方法により測定したＴＩ
Ｓと焦点位置との関係を示す図である。

【００３６】〔１〕位置ずれ検査装置の全体構成 図１は本実施形態による光学的収差測定方法において使
用する位置ずれ検査装置を示す模式図である。

【００３７】図１に示すように、位置ずれ検査装置は、
光源１１、ライトガイド１２、照射レンズ群１３、ビー
ムスプリッタ１４、対物レンズ群１５、ステージ１６、
接眼レンズ群１７、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）
カメラ１８及び信号処理部１９により構成される。

【００３８】光源１１としては、キセノンランプ又は半
導体レーザを使用する。光源１１から出射された光はラ
イトガイド１２を通って照明レンズ群１３に導かれる。
照明レンズ群１３は１又は複数のレンズにより構成され
ており、ライトガイド１２から出射した光をほぼ平行な
光にする。ビームスプリッタ１４は照明レンズ群１３を
通った光をステージ１６の方向に反射する。そして、ビ
ームスプリッタ１４で反射された光は、１又は複数のレ
ンズからなる対物レンズ群１５を通って、ステージ１６
上に載置されたウェーハ１０を垂直方向から照射する。
ウェーハ１０には、予め層間の位置ずれを検出するため
のアライメントマークが形成されている。また、ステー
ジ１６は、ステージ１６の表面に垂直な方向を軸として
任意の角度に回転できるようになっている。

【００３９】ウェーハ１０により垂直方向に反射された
光は、対物レンズ群１５を通り、ビームスプリッタ１４
を透過する。そして、１又は複数のレンズからなる接眼
レンズ群１７を通り、ＣＣＤカメラ１８のＣＣＤ素子面
で結像する。ＣＣＤカメラ１８は、受光した光を電気信
号に変換して信号処理部１９に出力する。信号処理部１
９はＣＣＤカメラ１８から伝達された信号に対して信号
処理を施し、各アライメントマークの位置を検出する。
そして、各アライメントマーク間の距離を測定して各層
間の位置ずれ量を求める。

【００４０】位置ずれ検査装置のＴＩＳを測定する場合
は、ウェーハ１０に替えて、所定の検査マークを形成し
た基準サンプルをステージ１６上に載置する。

【００４１】〔２〕原理 （１）光軸の傾きによる検査信号の非対称性 図２は検査マークとＣＣＤカメラの出力について説明す
る図であり、図２（ａ）は位置ずれ検査装置のＴＩＳ測
定に使用する検査マークの一例を示す断面図、図２
（ｂ）、（ｃ）はＣＣＤカメラ１８から出力される信号
を示す模式図である。

【００４２】図２（ａ）に示すように、基準サンプル２
０に、検査マーク２１として断面が矩形の溝が形成され
ているとする。基準サンプル２０に表面に対して垂直方
向から光が照射されるとすると、図２（ｂ）に示すよう
に、ＣＣＤカメラ１８からは溝の中心に対し左右対称の
信号が出力される。しかし、基準サンプル２０を照射す
る光の光軸が傾いている場合、図２（ｃ）に示すよう
に、ＣＣＤカメラ１８から出力される信号は、溝の中心
に対し左右対称でなくなる。このため、信号処理部１９
で検査マーク２１の位置を決定するときに溝の中心から
ずれた位置を検査マーク２１の位置として認識しＴＩＳ
が大きくなる原因となる。

【００４３】（２）検査マークの高さ又は深さと光強度
との関係 図３及び図４は、横軸に基準サンプル面上の位置をと
り、縦軸にＣＣＤカメラ１８で検出した光強度（基準サ
ンプルの平坦部分における表面の光強度を１としたとき
の相対値）をとって、検査マークである溝の深さと、光
強度との関係を示す図である。但し、溝の深さは、照射
光の波長（重心波長）をλとし、λ／１６ずつ変化させ
た。この図３、図４から明らかなように、溝の深さがλ
／１６〜３λ／１６のときは、溝の左側エッジ部分の光
強度が、溝の右側エッジ部分の光強度に比べて低い。そ
して、２λ／１６（＝λ／８）のときに、左側エッジ部
分の光強度と右側エッジ部分の光強度との差が最も大き
くなる。また、溝の深さが５λ／１６〜７λ／１６のと
きは、溝の左側エッジ部分の光強度が溝の右側エッジ部
分の光強度よりも高い。そして、６λ／１６（＝３λ／
８）のときに、左側エッジ部分の光強度と右側エッジ部
分の光強度との差が最も大きくなる。更に、４λ／１６
（＝２λ／８）のときは、溝の左側エッジ部分の光強度
と溝の右側エッジ部分の光強度とがほぼ等しくなる。

【００４４】このことから、２つの検査マーク（第１及
び第２の検査マーク）を使用してＴＩＳ測定する場合
に、一方の溝の深さをλ／８とし、他方の溝の深さを３
λ／８とすることにより、ＴＩＳを高感度で検出できる
ことがわかる。検査マークとして溝の代わりに突起を用
いた場合も、これと同様に、一方の突起の高さをλ／８
とし、他方の突起の高さを３λ／８とすることにより、
ＴＩＳを高感度で検出することができる。このように、
検査マークの高さ又は深さをλ／８又は３λ／８とした
ときは、照射系のテレセントずれの影響を評価すること
ができる。

【００４５】また、検査マークの高さを２λ／８とした
ときは、焦点位置とＴＩＳとの関係を示す曲線にコマ収
差の影響が顕著に現れる。したがって、光学系のコマ収
差の影響を評価するときは、検査マークの高さ又は深さ
を２λ／８とすることが好ましい。

【００４６】（３）焦点位置を移動させたときのＴＩＳ
の変化 本発明においては、撮像装置（ＣＣＤカメラ）の焦点位
置を検査マークの高さ方向に移動させてＴＩＳを測定す
る。

【００４７】図５は、横軸に焦点位置をとり、縦軸にＴ
ＩＳをとって、焦点位置を検査マークの深さ方向に移動
させたときのＴＩＳの変化を示す模式図である。テレセ
ントずれの場合は、図５（ａ）に示すように、焦点位置
の移動にともなってＴＩＳがほぼ直線上に変化（増加又
は減少）する。テレセントずれが大きいほど直線の傾き
が大きくなる。

【００４８】一方、コマ収差の場合は、図５（ｂ）に示
すように、焦点位置の移動にともなってＴＩＳは曲線状
（ドーム形状）に変化する。コマ収差が大きいほど、中
心部におけるＴＩＳと周辺部におけるＴＩＳとの差が大
きくなる。

【００４９】このように、焦点位置を検査マークの高さ
又は深さ方向に移動させるとＴＩＳが変化し、ＴＩＳの
変化の状態によりテレセントずれ及びコマ収差を個別に
評価することができる。

【００５０】図６は第１の検査マークの深さをλ／８と
し、第２の検査マークの高さを２．７λ／８〜５．５λ
／８としたときのＴＩＳの値を実際に測定した結果を示
す図である。但し、第１の検査マークはシリコン（Ｓ
ｉ）基板をエッチングして形成し、第２の検査マークは
フォトレジストにより形成した。そして、シリコン基板
の表面に平行で互いに直行する２つの方向（Ｘ方向及び
Ｙ方向）のＴＩＳを測定した。

【００５１】その結果、図６に示すように、第２の検査
マークの高さの変化に応じてＴＩＳの値が変化し、第２
の検査マークの高さがほぼ３λ／８のときにＴＩＳが最
大値となった。

【００５２】〔３〕検査マーク （１）検査マークの例（Ｉ） 図７はＴＩＳ測定に使用する検査マークの例（Ｉ）を示
す断面図である。基準サンプル１０ａはシリコン基板３
１からなる。このシリコン基板３１には第１の検査マー
ク（主尺）３２として突起が形成されており、第２の検
査マーク（副尺）３３として溝が形成されている。

【００５３】以下、図７に示す検査マークの形成方法に
ついて説明する。

【００５４】まず、シリコン基板３１上にフォトレジス
トを塗布してフォトレジスト膜を形成する。その後、露
光及び現像処理を行って、フォトレジスト膜を所定の形
状にパターニングする。そして、該フォトレジスト膜を
マスクとしてシリコン基板３１を例えばλ／８の深さに
エッチングする。これにより、フォトレジスト膜でマス
クされていた部分が突起として残る。この突起が第１の
検査マーク３２となる。その後、第１の検査マーク３２
の形成に使用したフォトレジスト膜を除去する。

【００５５】次に、シリコン基板３１上にフォトレジス
トを塗布してフォトレジスト膜を形成する。その後、露
光及び現像処理を行って、フォトレジスト膜を所定の形
状にパターニングする。そして、該フォトレジスト膜を
マスクとしてシリコン基板３１をエッチングし、例えば
深さが３λ／８の溝を形成する。この溝の部分が第２の
検査マークとなる。その後、第２の検査マーク３３の形
成に使用したフォトレジスト膜を除去する。これによ
り、基準サンプル１０ａが完成する。

【００５６】なお、上記の例では第１の検査マーク３２
の高さをλ／８、第２の検査マーク３３の深さを３λ／
８としたが、第１の検査マーク３２の高さを３λ／８、
第２の検査マーク３３の深さをλ／８としてもよい。

【００５７】（２）検査マークの例（II） 図８はＴＩＳ測定に使用する検査マークの例（II）を示
す断面図である。基準サンプル１０ａは、シリコン基板
３１をエッチングして形成した第１の検査マーク３４
と、該検査マーク３４の内側に形成されたレジスト膜の
突起からなる第２の検査マーク３５を有している。

【００５８】以下、図８に示す検査マークの形成方法に
ついて説明する。

【００５９】まず、シリコン基板３１上にフォトレジス
トを塗布してフォトレジスト膜を形成する。その後、露
光及び現像処理を行って、フォトレジスト膜を所定の形
状にパターニングする。そして、該フォトレジスト膜を
マスクとしてシリコン基板３１をエッチングし、深さが
λ／８の溝を形成する。この溝の部分が第１の検査マー
ク３４となる。その後、第１の検査マーク３４の形成に
使用したフォトレジスト膜を除去する。

【００６０】次に、シリコン基板３１上にフォトレジス
トを３λ／８よりも若干厚く塗布してフォトレジスト膜
を形成する。その後、露光及び現像を行ってフォトレジ
スト膜をパターニングし、第１の検査マーク３４の内側
にのみフォトレジスト膜を残す。そして、所定の温度で
加熱して、フォトレジスト膜をポストベークする。この
ポストベークにより、フォトレジスト膜の厚さが若干減
少し、ほぼ３λ／８となる。このフォトレジスト膜が第
２の検査マーク３５となる。これにより、基準サンプル
１０ａが完成する。

【００６１】なお、上記の例では第１の検査マーク３４
の深さをλ／８、第２の検査マーク３５の厚さを３λ／
８としたが、第１の検査マーク３４の深さを３λ／８、
第２の検査マーク３５の高さをλ／８としてもよい。ま
た、コマ収差の影響を評価するためには、図９の検査マ
ークの例（III）に示すように、第１の検査マーク３４
の深さ及び第２の検査マーク３５の高さをいずれも２λ
／８とすることが望ましい。

【００６２】（３）検査マークの他の例 図１０〜図１３は基準サンプルの他の例を示す図であ
る。図１０の基準サンプルは、シリコン基板４０と、Ｓ
ｉＯ₂膜４１と、タングステン（Ｗ）膜４２と、アルミ
ニウム膜４３と、レジスト膜４４とにより構成されてい
る。ＳｉＯ₂膜４１はシリコン基板４０上に形成されて
おり、タングステン膜４２はＳｉＯ₂膜４１に選択的に
形成された溝内に埋め込まれている。このタングステン
膜４２には溝が形成されており、アルミニウム膜４３は
ＳｉＯ₂膜４１及びタングステン膜４２を覆っている。
アルミニウム膜４３には、タングステン膜４２の溝に応
じた形状で溝が形成されている。この溝が第１の検査マ
ークとなる。また、アルミニウム膜４３の溝の内側には
レジスト膜４４が選択的に形成されている。このレジス
ト膜４４が第２の測定パターンとなる。

【００６３】図１１の基準サンプルも、図１０の基準サ
ンプルと同様に、シリコン基板４０と、ＳｉＯ₂膜４１
と、タングステン膜４２と、アルミニウム膜４３と、レ
ジスト膜４５とにより構成されている。但し第２の検査
マークは、レジスト膜４５の開口部４６である。

【００６４】図１２の基準サンプルは、シリコン基板４
０と、タングステン膜４７と、ＳｉＯ₂膜４８と、アル
ミニウム膜４９と、レジスト膜５０とにより構成されて
いる。ＳｉＯ₂膜４８はシリコン基板４０上に選択的に
形成されており、タングステン膜４７はＳｉＯ₂膜４８
を覆うようにしてシリコン基板４０上に形成されてい
る。タングステン膜４７の上にはアルミニウム膜４９が
形成されている。アルミニウム膜４９及びタングステン
膜４７には、ＳｉＯ₂膜のために突起が形成される。こ
のアルミニウム膜４９の突起が第１の検査マークとな
る。アルミニウム膜４９の上にはレジスト膜５０が選択
的に形成されている。このレジスト膜５０が第２の測定
パターンとなる。

【００６５】図１３の基準サンプルも、図１２の基準サ
ンプルと同様に、シリコン基板４０と、タングステン膜
４７と、ＳｉＯ₂膜４８と、アルミニウム膜４９と、レ
ジスト膜５１とにより構成されている。但し、第２の検
査マークは、レジスト膜５１の開口部５２である。

【００６６】基準サンプルは、上記したシリコン基板以
外にも種々の材料を使用することができる。また、第１
及び第２の検査マークも、上記した構造に限定されるも
のではない。

【００６７】〔４〕光学的収差測定方法 本発明の第１実施形態による位置ずれ検査装置の光学的
収差測定方法について図１４を用いて説明する。

【００６８】まず、ステップＳ１１において、基準サン
プル１０ａとして図７に示すように半導体基板をエッチ
ングして第１の検査マーク３２及び第２の検査マーク３
３を形成したものを用意した。第１の検査マーク３２の
高さはλ／８である。

【００６９】次に、図１に示す位置ずれ検査装置のステ
ージ１６上に基準サンプル１０ａを載置し、Ｘ方向及び
Ｙ方向のＴＩＳを測定した。すなわち、ステップＳ１２
において、光源１１から出射された光により基準サンプ
ル１０ａを照射し、ステップＳ１３に移行して、ＣＣＤ
カメラ１８で基準サンプル１０ａを撮像した。このと
き、第１の検査マーク３２の高さ方向の中心位置を原点
として、原点に焦点位置ｆ₀を合わせた。そして、ＣＣ
Ｄカメラ１８の出力を信号処理部１９で信号処理して第
１及び第２の検査マークの位置を検出して、第１の検査
マーク３２と第２の検査マーク３３との間の第１の位置
ずれ量を測定した。その後、焦点位置ｆ₀を原点から高
さ方向に１００ｎｍのステップで±５００ｎｍの範囲を
移動させ、各焦点位置で第１の検査マーク３２の位置を
検出して、第１の検査マーク３２と第２の検査マーク３
３との間の第１の位置ずれ量を測定した。但し、第２の
検査マーク３３の位置は、焦点位置ｆ₀を原点に合わせ
て検出したときの位置とした。

【００７０】その後、ステージ１６を１８０°回転した
後、上記と同様に、第１の検査マーク３２の高さ方向の
中心位置を原点として、原点に焦点位置ｆ₀を合わせ
た。そして、ＣＣＤカメラ１８の出力を信号処理部１９
で信号処理して第１の検査マーク３２と第２の検査マー
ク３３の位置を検出した。その後、焦点位置ｆ₀を原点
から高さ方向に１００ｎｍのステップで±５００ｎｍの
範囲を移動させ、各焦点位置ｆ₀で第１の検査マーク３
２の位置を検出して、第１の検査マーク３２と第２の検
査マーク３３との間の第２の位置ずれ量を測定した。こ
のときも、第２の検査マーク３３の位置は、焦点位置ｆ
₀を原点に合わせて検出したときの位置とした。

【００７１】そして、ステップＳ１４に移行し、前述の
（１）式により、各焦点位置でのＴＩＳを計算した。そ
の結果を図１５に示す。この例では、Ｘ方向のＴＩＳの
変化は比較的小さいが、Ｙ方向のＴＩＳの変化は、高さ
方向の焦点位置の変化にともなってほぼ直線的に減少し
ている。したがって、この例では、Ｘ方向のテレセント
ずれは小さいものの、Ｙ方向のテレセントずれが比較的
大きいことが判る。

【００７２】テレセントずれが大きいと判断される場合
は、光源１１（ランプハウス）を光軸に対し回転させた
り、光源１１を光軸方向に移動することにより改善され
ることがある。

【００７３】但し、コマ収差が大きいままで上記の方法
でＴＩＳが小さくなるように調整を行うと、実際の露光
工程でＴＩＳのばらつきが発生する。これは、コマ収差
の場合、段差の状態（高低差）が変わるとＴＩＳの大き
さは変わるがＴＩＳのずれる方向は変わらないのに対
し、テレセントずれの場合は段差の状態が変わるとＴＩ
Ｓの大きさと方向が変化するためである。実際のウェー
ハでは段差が均一でないため、ある段差状態でコマ収差
の影響をうち消すようにテレセントずれを調整すると、
段差の状態によりＴＩＳが変化する。したがって、コマ
収差がある程度以上大きいときは、レンズをコマ収差が
小さいものに交換し、その後テレセントずれを調整する
必要がある。

【００７４】テレセントずれが比較的小さいにもかかわ
らずＴＩＳが大きい場合は、コマ収差の影響が考えられ
る。コマ収差を個別に測定する場合は、第１及び第２の
検査マークの高さ（又は深さ）を２λ／８として、上記
と同様に焦点位置を変化させてＴＩＳを測定すればよ
い。

【００７５】なお、焦点位置ｆ₀を移動させる毎に第１
の検査マーク３２及び第２の検査マーク３３の位置を検
出してＴＩＳを求めてもよい。図１６は、このようにし
てＴＩＳを求めた結果を示す図である。この図からもＸ
方向にテレセントずれがあることがわかる。

【００７６】以上の通り、本実施形態によれば、焦点位
置ｆ₀を第１の検査マーク３２の高さ方向に移動させて
各焦点位置におけるＴＩＳを測定するので、テレセント
ずれの影響とコマ収差の影響とを個別に評価することが
できる。これにより、位置ずれ検査装置の製造工程の管
理や品質管理が容易になり、ＴＩＳが小さい位置ずれ検
査装置を提供することができる。

【００７７】また、位置ずれ検査装置の測定誤差の要因
としてはＴＩＳの他にＷＩＳ（Wafer Induced Shift）
といわれる要因がある。ＷＩＳはウェーハプロセスに依
存した検査マークの非対称性により発生する。本実施形
態では、テレセントずれ及びコマ収差を個別に評価する
ことができ、それを基にＴＩＳを低減できるので、ＷＩ
Ｓの影響を評価することもできる。

【００７８】［第２実施形態］本発明の第２実施形態に
よる位置ずれ検査装置の光学的収差測定方法について図
１７乃至図２６を用いて説明する。なお、図１乃至図１
６に示す第１実施形態による位置ずれ検査装置の光学的
収差測定方法と同一の構成要素には同一の符号を付し説
明を省略し或いは簡略にする。

【００７９】図１７は本実施形態による光学的収差測定
方法において使用する位置ずれ検査装置を示す図、図１
８及び図１９はフィルタを通した照射光のスペクトルを
示す図、図２０は重心波長の計算方法を示す図、図２１
は本実施形態による位置ずれ検査装置の光学的収差測定
方法を示すフローチャート、図２２及び図２３は基準サ
ンプルの例を示す断面図、図２４は図２２の基準サンプ
ルにおける焦点位置とＴＩＳとの関係を第１の検査マー
クの深さを変化して調べた結果を示すグラフ、図２５は
図２３の基準サンプルにおける焦点位置とＴＩＳとの関
係を第１の検査マークの深さを変化させて調べた結果を
示すグラフ、図２６は図２２及び図２３に示す基準サン
プルの第１の検査マークの深さを変化させてＴＩＳを測
定した結果を示す図である。

【００８０】〔１〕位置ずれ検査装置の全体構成 本実施形態による光学的収差測定方法において使用する
位置ずれ検査装置を図１７を用いて説明する。

【００８１】本実施形態による位置ずれ検査装置では、
光源１１としてキセノンランプを使用する。そして、光
源１１とライトガイド１２との間に、光源１１から出力
された光の波長を制御するフィルタ３１を配置する。フ
ィルタ３１は、透過波長が異なるものを複数用意してお
く。そして、各フィルタ３１毎に第１実施形態と同様に
して、焦点位置を検査マークの高さ又は深さ方向移動さ
せて、各焦点位置でＴＩＳを測定する。その後、フィル
タ３１を替えて照射光の波長を変化させた後、同様に、
焦点位置を検査マークの高さ又は深さ方向に移動させ
て、各焦点位置でＴＩＳを測定する。このようにして各
焦点位置でのＴＩＳを測定し、各焦点位置でのＴＩＳの
平均値を求める。

【００８２】〔２〕照射光のスペクトルと重心波長 図１８及び図１９は、横軸に波長をとり、縦軸に強度を
とって、照射光のスペクトルを示す図である。但し、図
１８、図１９において、縦軸はＣＣＤカメラ１８の出力
であり、光源１１から出力される光のスペクトルと、フ
ィルタ３１の分光特性と、ＣＣＤカメラ１８の感度特性
に依存する。

【００８３】本実施形態においては、各フィルタ３１を
用いた場合に、検査マークの高さ又は深さを照射光の重
心波長に応じて設定する。重心波長は、例えば、光のス
ペクトルが図２０に示すようであるとすると、図中ａｃ
間の面積とｃｂ間の面積とが等しくなるｃの波長を求め
て重心波長とする。

【００８４】〔３〕光学的収差測定方法 図２１は本実施形態による光学的収差測定方法を示すフ
ローチャートである。まず、ステップＳ２１において、
基準サンプル１０ａを用意する。基準サンプル１０ａに
は、照射光に応じて高さ又は深さが設定された複数組の
第１及び第２の検査マークが形成されている。例えば、
照射光の波長をλ_i（ｉ＝１，２，…，ｎ）とすると、
基準サンプルにはｎ組の第１及び第２の検査マークが形
成されている。そして、ＴＩＳを高感度で調べようとす
るときはｉ番目の組の第１及び第２の検査マークのいず
れか一方の高さ又は深さをλ_i／８、他方の高さ又は深
さを３λ_i／８とする。また、コマ収差の影響を調べよ
うとするときは、ｉ番目の組の第１及び第２の検査マー
クの高さ又は深さをいずれも２λ_i／８とする。

【００８５】次に、ステップＳ２２において、基準サン
プルに波長がλ_iの光を照射し、ｉ番目の組の第１の検
査マークの高さ方向の中間位置に焦点位置を合わせる。
そして、第１の検査マーク及び第２の検査マークの位置
を検出し、第１の検査マークと第２の検査マークとの間
の位置ずれ量を測定する。その後、ステップＳ２３に移
行し、焦点位置を第１の検査マーク高さ方向に例えば１
００ｎｍずつ移動させて、各焦点位置における第１の検
査マークと第２の検査マークとの間の位置ずれ量を測定
する。次いで、位置ずれ検査装置のステージを１８０°
回転させて、第１の検査マークの高さ方向の中間位置に
焦点位置を合わせる。そして、第１及び第２の検査マー
クの位置を検出し、第１の検査マークと第２の検査マー
クとの間の位置ずれ量を測定する。その後、焦点位置を
第１の検査マークの高さ方向に例えば１００ｎｍずつ移
動させて、各焦点位置における第１の検査マークと第２
の検査マークとの間の位置ずれ量を測定する。

【００８６】次に、ステップＳ２４に移行し、前記
（１）式により各焦点位置におけるＴＩＳを算出する。

【００８７】次に、ステップＳ２５に移行して、フィル
タ２５の変更を行うか否かを判断する。フィルタ２５を
交換する場合は、ステップＳ２６に移行してフィルタ２
５を交換した後、ステップＳ２２に戻って上記の処理を
繰り返す。また、ステップＳ２５でフィルタ２５の交換
を行わない場合には、ステップＳ２７に移行して、ステ
ップＳ２５で算出したＴＩＳの平均値を計算する。

【００８８】本実施形態においては、光源１１から出力
された光をフィルタ３１に通し、図１６、図１７に示す
ように、重心波長が５４５ｎｍ、５９５ｎｍ、６７５ｎ
ｍ、６００ｎｍ、６３０ｎｍ及び４６５ｎｍの光を得
る。そして、各波長の光により、第１実施形態と同様に
して、焦点位置を移動させて各焦点位置でのＴＩＳを測
定する。その後、各焦点位置でのＴＩＳの平均値を求
め、焦点位置と各焦点位置におけるＴＩＳの平均値との
関係から、テレセントずれ及びコマ収差を評価する。

【００８９】本実施形態においては、照射光の波長を変
えてＴＩＳを測定し、その平均値で光学系のＴＩＳを評
価するので、ＴＩＳをより正確に評価することができる
という効果を奏する。

【００９０】〔４〕基準サンプルの構造とＴＩＳ 図２２はシリコン基板６１をエッチングして溝を形成
し、該溝の内側にレジスト膜からなる突起を形成した基
準サンプル６０を示す図である。この基準サンプル６０
では、溝を第１の検査マーク６２とし、レジスト膜を第
２の検査マーク６３としている。第１の検査マーク６２
の深さをＸ、第２の検査マーク６３の高さをＹとする。

【００９１】図２３はシリコン基板７１をエッチングし
て溝を形成した基準サンプル７０を示す図である。この
基準サンプル７０では、溝を第１の検査マーク７２と
し、溝に囲まれた部分を第２の検査マーク７３としてい
る。したがって、第１の検査マーク７２の深さと第２の
検査マーク７３の高さはいずれもＸである。

【００９２】図２４は図２２に示す基準サンプル６０の
Ｘの値をλ／８、２λ／８及び３λ／８とし、焦点位置
を変化させてＴＩＳを測定した結果を示す図である。但
し、第２の検査マーク６３の高さＹは一定である。ま
た、図２５は、図２３に示す基準サンプル７０のＸの値
をλ／８、２λ／８及び３λ／８とし、焦点位置を変化
させてＴＩＳを測定した結果を示す図である。更に、図
２６は、図２２、図２３に示す基準サンプル６０、７０
について、Ｘの値とＴＩＳとの関係を示す図である。こ
れらの図２４〜図２６からわかるように、図２２に示す
構造の基準サンプル６０のほうが、図２３に示す構造の
基準サンプル７０よりも高感度でＴＩＳを測定すること
ができる。

【００９３】［第３実施形態］本発明の第３実施形態に
よる位置ずれ検査方法について図２７乃至図２９を用い
て説明する。なお、図１７に示す第２実施形態による位
置ずれ検査装置と同一の構成要素には同一の符号を付し
説明を省略し或いは簡略にする。

【００９４】図２７はＴＩＳの段差依存性を説明するた
めの検査マークの一例を示す概略断面図、図２８はＴＩ
Ｓと検査波長との関係を示すグラフ、図２９は本実施形
態による位置ずれ検査方法を示すフローチャート、図３
０は検査ウェーハに形成された検査マークの一例を示す
概略断面図である。

【００９５】本実施形態では、ＴＩＳとＷＩＳとの相互
作用を最小に抑えて実デバイスウェーハ上での位置ずれ
検査を高精度で行うことができる位置ずれ検査方法につ
いて、図１７の位置ずれ検査装置を例にして説明する。
なお、本実施形態では特に検査マークの段差Ｄが明らか
でない場合を取り扱うものとする。

【００９６】〔１〕原理 図２７に示すように、検査ウェーハ８０上には、シリコ
ン基板８１に深さＤの溝からなる主尺と、主尺の溝の内
部に所定の厚さのレジスト膜８２よりなる副尺とからな
る検査マークが形成されているとする。このとき、位置
ずれ検査装置による検査光の波長λを変化して各波長に
ついてＴＩＳを測定すると、ＴＩＳの値は変化する。す
なわち、ＴＩＳの値は、検査マークの段差Ｄと検査光の
波長λとに依存して変化する。図２８は、図２７の構造
を用いて測定したＴＩＳの大きさの検査光の波長依存性
を示すグラフである。横軸はシリコン基板８１に形成さ
れた深さＤの段差を検査波長λで規格化した量（Ｄ／
λ）で表している。図示するように、ＴＩＳは検査波長
λに対して周期的に変化し、段差Ｄが、 Ｄ＝ｎλ／４（ｎ＝１，２，…） …（２） の関係を満たすときにＴＩＳは最小となる。

【００９７】したがって、検査マークの段差Ｄに応じて
検査光の波長λを選択し、すなわち、 λ＝４Ｄ／ｎ（ｎ＝１，２，…） …（３） である波長λの検査光を用いることにより、ＴＩＳの影
響を抑えつつ位置ずれ検査を行うことが可能となる。

【００９８】第１及び第２実施形態ではＴＩＳを高精度
で測定するためにＴＩＳの影響が大きく現れる検査波長
により光学的収差測定を行ったが、その逆に、ＴＩＳの
影響を抑制しうる検査波長を選択することにより、ＴＩ
Ｓの影響を抑えつつ高精度の位置ずれ検査を行うことが
できる。

【００９９】〔２〕位置ずれ検査方法 まず、図１７に示す位置ずれ検査装置のステージ１６上
に、検査対象である検査ウェーハ９０を載置する。検査
ウェーハ９０は、製造過程にある実デバイスウェーハで
ある。検査ウェーハ９０には、例えば図３０に示すよう
な検査マークが形成されている。すなわち、シリコン基
板９１上には、ＳｉＯ₂膜９２と、アルミニウム膜９３
と、レジスト膜９４とが順次形成されており、ＳｉＯ₂
膜９２の一部を選択的に除去することにより主尺が構成
され、主尺の内部の領域に形成されたレジスト膜９４に
より副尺が構成されている。例えばＳｉＯ₂膜９２に形
成されたコンタクトホールにアルミニウム膜９３よりな
る配線層を加工するためのレジストパターンの位置ずれ
を測定する際に、このような検査マークが用いられる。

【０１００】次に、検査ウェーハ９０に形成された検査
マークを用い、位置ずれ検査装置におけるＸ方向及びＹ
方向のＴＩＳを測定する。ＴＩＳの測定は、後の位置ず
れ検査過程における測定光波長を決定するためである。
本実施形態による位置ずれ検査方法では、検査光の波長
を変化しつつ複数回のＴＩＳ測定を行い、ＴＩＳの影響
が最も小さい波長を見つける。

【０１０１】すなわち、まず、ステップＳ３１におい
て、検査光の波長の数ｎを指定する。波長の数ｎは、フ
ィルタ２５の数や、光源１１の基線の数等に応じて適宜
設定する。また、任意の波長帯（例えば可視光域である
約４００〜８００ｎｍ）において任意の波長間隔（例え
ば１０ｎｍ間隔）となるように波長の数ｎを選択しても
よい。

【０１０２】次いで、ステップＳ３２において、ｉ番目
の検査光の波長を設定する。例えば、フィルタ２５によ
り波長を変化する場合には、ｉ番目のフィルタにより得
られる透過光の重心波長を前述の手法により設定する。
たとえば、第２実施形態と同様のフィルタ２５を用いる
とすると、検査光の重心波長は、５４５ｎｍ、５９５ｎ
ｍ、６７５ｎｍ、６００ｎｍ、６３０ｎｍ又は４６５ｎ
ｍとなる。なお、この場合には、ステップＳ３１で指定
する波長の数ｎは６である。

【０１０３】次いで、ステップＳ３３において設定した
波長λの検査光によりＴＩＳの計測を行い、ステップＳ
３４においてそのときのＴＩＳを算出する。ＴＩＳの計
測及び算出には、例えば第１実施形態による検査方法を
用いる。

【０１０４】次いで、ステップＳ３５において、計測が
終了したか否かを判断する。計測が終了したとき、すな
わち、ｉ＝ｎのときには後述のステップＳ３６に移行す
る。計測が終了していないとき、すなわち、ｉ＜ｎのと
きにはステップＳ３８においてｉに１を加えてステップ
Ｓ３２に戻り、上記と同様にして（ｉ＋１）番目の波長
の光によりＴＩＳを測定する。こうして、１〜ｎ番目ま
でのＴＩＳを測定する。

【０１０５】次いで、ステップＳ３６において、測定し
たｎ個のＴＩＳの値から最も小さいＴＩＳを与える重心
波長（最適重心波長）を決定する。

【０１０６】次いで、ステップＳ３７において、ステッ
プＳ３６により求めた最適重心波長を用いて検査ウェー
ハの位置ずれ計測を行う。フィルタ２５により波長を変
化する場合には、重心波長が最適重心波長に最も近くな
るフィルタ２５を用い、検査ウェーハ９０の位置ずれ計
測を行う。最適重心波長は、前述のλ＝４Ｄ／ｎの関係
を満たす波長である。したがって、この波長により位置
ずれ検査を行うことで、ＴＩＳの影響を抑えることがで
きる。

【０１０７】なお、主尺と副尺とでは通常その段差が異
なっている。したがって、主尺と副尺とは、それぞれ別
々の検査波長で位置検出を行うことが望ましい。すなわ
ち、主尺については主尺に対する最適重心波長を求めて
その波長に基づいて検査マークの位置検出を行い、副尺
に対しては副尺に対する最適重心波長を求めてその波長
に基づいて検査マークの位置検出を行い、これらの結果
から両者の位置ずれ量を算出する。こうすることで、Ｔ
ＩＳの影響を抑えつつ主尺と副尺との間の位置ずれ量を
より正確に検査することができる。但し、一方の尺につ
いてのみ最適重心波長を指定する場合であっても、主尺
と副尺の双方の尺について最適重心波長を指定する場合
よりも効果は劣るものの、ＴＩＳを抑制する効果は得ら
れる。

【０１０８】以上の通り、本実施形態によれば、ＴＩＳ
が最小となる波長を有する検査光を用いて位置ずれ量を
測定するので、ＴＩＳの影響を抑えつつ位置ずれ量を検
査することができる。また、ＴＩＳの影響を抑えること
ができるので、ＴＩＳとＷＩＳとの相互作用を最小に抑
えて実デバイスウェーハ上での位置ずれ検査を高精度で
行うことができる。

【０１０９】［第４実施形態］本発明の第４実施形態に
よる位置ずれ検査方法について図３１を用いて説明す
る。図３１は本実施形態による位置ずれ検査方法を示す
フローチャートである。

【０１１０】本実施形態では、ＴＩＳとＷＩＳとの相互
作用を最小に抑えて実デバイスウェーハ上での位置ずれ
検査を高精度で行うことができる他の位置ずれ検査方法
について、図１の位置ずれ検査装置を例にして説明す
る。

【０１１１】〔１〕原理 第３実施形態による位置ずれ検査方法では、検査波長を
変化して複数回の測定を行い、最小のＴＩＳを与える最
適重心波長を求め、その後に位置ずれ量の測定を行う方
法を示した。しかし、実デバイスウェーハ上では検査マ
ークの段差が既知であることも多い。例えば、図３０に
示す検査マークの例では、主尺の段差はＳｉＯ₂膜９２
の膜厚により規定され、副尺の段差はレジスト膜９４の
膜厚により規定されるが、これらのパラメータは製造プ
ロセスにおいて所定値に制御されるものである。また、
これら段差はデバイス構造や特性等に応じて決定される
ものであり、位置ずれ検査装置の検査光の波長に応じて
主尺及び副尺の段差を制御しうるものではない。したが
って、このように検査マークの段差が既知の場合には、
図２８に示すようなＴＩＳと検査光の波長との関係か
ら、検査光の波長を検査マークの段差に応じて選択する
ことが望ましい。

【０１１２】また、前述のように、ＴＩＳと検査光の波
長との間には周期性がある。したがって、主尺を測定す
る際の光の波長と、副尺を測定する際の波長の光とが、
当該周期を互いに満足する関係にあれば、主尺の測定と
副尺の測定において測定光の波長を変える必要はない。

【０１１３】すなわち、主尺について最小のＴＩＳを与
える検査波長λ_mは、 Ｍ_m＝ｎ_mλ_m／４（ｎ_m＝１，２，…） …（４） として与えられ、副尺について最小のＴＩＳを与える検
査波長λ_sは、 Ｍ_s＝ｎ_sλ_s／４（ｎ_s＝１，２，…） …（５） として与えられるので、（４）式、（５）式においてλ
＝λ_m＝λ_sとして、 λ／４＝Ｍ_m／ｎ_m＝Ｍ_s／ｎ_s （ｎ_m，ｎ_s＝１，２，…） …（６） を満たす波長λが存在すれば、主尺及び副尺の双方につ
いてＴＩＳを最小限に抑えることが可能となる。

【０１１４】例えば、図３０に示す位置ずれ検査マーク
において、主尺の段差Ｍ_mが３００ｎｍ、副尺の段差Ｍ_s
が１０００ｎｍであるとすると、ｎ_m＝３、ｎ_s＝１０の
とき、すなわち波長λ＝４００ｎｍのときに上式を満足
する関係となる。

【０１１５】なお、（６）式の関係を満たす波長λが多
数存在する場合には、その最小公約数を選択することが
望ましい。また、波長λのとりうる範囲は可視光域（約
４００〜８００ｎｍ）であることが望ましい。

【０１１６】〔２〕位置ずれ検査方法 まず、図１に示す位置ずれ検査装置のステージ１６上
に、検査対象である検査ウェーハ９０を載置する。検査
ウェーハ９０は、製造過程にある実デバイスウェーハで
ある。検査ウェーハ９０には、例えば図３０に示すよう
な検査マークが形成されている。すなわち、シリコン基
板９１上には、ＳｉＯ₂膜９２と、アルミニウム膜９３
と、レジスト膜９４とが順次形成されており、ＳｉＯ₂
膜９２の一部を選択的に除去することにより主尺が構成
され、主尺の内部の領域に形成されたレジスト膜９４に
より副尺が構成されている。

【０１１７】次いで、ステップＳ４１において、デバイ
スプロセスによって規定される主尺の段差Ｍ_mと、副尺
の段差Ｍ_sとを入力する。主尺の段差Ｍ_m及び副尺の段差
Ｍ_sは、予め他の手段により計測した値を用いてもよい
し、プロセスにおける狙い膜厚等を用いてもよい。

【０１１８】次いで、ステップＳ４２において、主尺と
副尺との双方についてＴＩＳを最小限に抑えつつ計測し
うる検査波長が存在するか否かを計算する。すなわち、
主尺の段差をＭ_m、副尺の段差をＭ_sとして、（６）式の
関係を満たす波長λが存在するか否かを計算する。

【０１１９】ステップＳ４２において（６）式の関係を
満たす波長λが存在する場合にはステップＳ４７に移行
する。一方、（６）式の関係を満たす波長λが存在しな
い場合にはステップＳ４３に移行する。

【０１２０】ステップＳ４７に移行したときは、まず、
（６）式の関係を満たす波長λを検査光の重心波長とし
て設定する。次いで、当該重心波長λを有する検査光を
検査ウェーハ９０に照射し、主尺及び副尺に対する画像
信号処理をそれぞれ行い、主尺及び副尺の位置検出を行
う。

【０１２１】一方、ステップＳ４３に移行したときに
は、まず、ステップＳ４３において、上式を基に主尺に
対する最適重心波長λ_mを求める。次いで、ステップＳ
４４において、重心波長λ_mの検査光を検査ウェーハ９
０に照射し、主尺に対する画像信号処理を行い主尺の位
置検出を行う。次いで、ステップＳ４５において、上式
を基に副尺に対する最適重心波長λ_sを求める。次い
で、ステップＳ４６において、重心波長λ_sの検査光を
検査ウェーハ９０に照射し、副尺に対する画像信号処理
を行い副尺の位置検出を行う。

【０１２２】次いで、ステップＳ４８において、ステッ
プＳ４４及びステップＳ４６又はステップＳ４７により
求めた主尺及び副尺の位置に基づいて両者の位置ずれ量
を算出する。こうすることで、ＴＩＳの影響を抑えつつ
主尺と副尺との間の位置ずれ量を検査することができ
る。

【０１２３】以上の通り、本実施形態によれば、検査マ
ークの段差を予め与え、その段差に基づいてＴＩＳが最
小となる検査光の波長を設定するので、位置ずれ検査の
処理を簡便に行うことができる。また、主尺の検査光と
副尺の検査光とを共用するので、位置ずれ検査の処理を
より簡便にすることができる。また、第３実施形態の場
合と同様に、ＴＩＳの影響を抑えつつ位置ずれ量を検査
することができ、また、ＴＩＳの影響を抑えることがで
きるので、ＴＩＳとＷＩＳとの相互作用を最小に抑えて
実デバイスウェーハ上での位置ずれ検査を高精度で行う
ことができる。

【０１２４】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、焦点位置
を検査マークの高さ又は深さ方向に移動させ、各焦点位
置でのＴＩＳを算出するので、ＴＩＳの主要な原因であ
るテレセントずれの影響とコマ収差の影響とを個別に評
価することができる。これにより、位置ずれ検査装置の
光学系の調整を効率よく行うことができ、ＴＩＳが小さ
い位置ずれ検査装置を製造することができる。また、Ｔ
ＩＳが小さい位置ずれ検査装置を提供できるので、ＷＩ
Ｓの影響を評価することができ、ＷＩＳの影響が小さい
検査マークを有する基準サンプルの提供が可能となる。

【０１２５】また、検査マークの段差に応じた波長の光
を選択して位置ずれ量の計測を行うので、ＴＩＳの影響
を抑えて高精度に位置ずれ量を検査することができる。
したがって、ＴＩＳとＷＩＳとの相互作用を最小に抑え
て実デバイスウェーハ上での位置ずれ検査を高精度で行
うことが可能となる。

【０１２６】また、主尺の段差と副尺の段差とが一定の
関係を満たすとき、すなわち、主尺の段差をＭ_m、副尺
の段差をＭ_sとして、λ／４＝Ｍ_m／ｎ_m＝Ｍ_s／ｎ
_s（ｎ_m，ｎ_s＝１，２，…）の関係を満たすとき、波長
λの光により位置ずれ検査をおこなうので、主尺及び副
尺の双方についてＴＩＳを最小限に抑えつつ計測を行う
ことができる。したがって、位置ずれ検査を高精度に行
うことができるとともに、その処理を簡略にすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による光学的収差測定方
法において使用する位置ずれ検査装置を示す図である。

【図２】位置ずれ検査装置のＴＩＳ測定に使用する検査
マークの配置例及びＣＣＤカメラから出力される信号を
示す模式図である。

【図３】検査マークの深さと光強度との関係を示す図
（その１）である。

【図４】検査マークの深さと光強度との関係を示す図
（その２）である。

【図５】焦点位置を検査マークの深さ方向に移動させた
ときのＴＩＳの変化を示す模式図である。

【図６】第１の検査マークの深さをλ／８、第２の検査
マークの高さを２．７λ／８〜５．５λ／８としたとき
のＴＩＳの値を実測した結果を示すグラフである。

【図７】ＴＩＳ測定に使用する検査マークの構造を示す
概略断面図（その１）である。

【図８】ＴＩＳ測定に使用する検査マークの構造を示す
概略断面図（その２）である。

【図９】ＴＩＳ測定に使用する検査マークの構造を示す
概略断面図（その３）である。

【図１０】基準サンプルの構造を示す概略断面図（その
１）である。

【図１１】基準サンプルの構造を示す概略断面図（その
２）である。

【図１２】基準サンプルの構造を示す概略断面図（その
３）である。

【図１３】基準サンプルの構造を示す概略断面図（その
４）である。

【図１４】本発明の第１実施形態による位置ずれ検査装
置の光学的収差測定方法を示すフローチャートである。

【図１５】第１実施形態による光学的収差測定方法によ
り測定したＴＩＳと焦点位置との関係を示すグラフであ
り、焦点位置を固定して第２の検出マークの位置を検出
し、焦点位置を移動させて第１の検出マークを検出した
場合の測定結果を示す。

【図１６】第１実施形態による光学的収差測定方法によ
り測定したＴＩＳと焦点位置との関係を示すグラフであ
り、焦点位置を移動させて第１及び第２の検出マークの
位置を検出した場合の測定結果を示す。

【図１７】本発明の第２実施形態による光学的収差測定
方法において使用する位置ずれ検査装置を示す図であ
る。

【図１８】光源から出力された照射光をフィルタに通し
たときの照射光のスペクトルを示す図（その１）であ
る。

【図１９】光源から出力された照射光をフィルタに通し
たときの照射光のスペクトルを示す図（その２）であ
る。

【図２０】照射光の重心波長の定義を説明する図であ
る。

【図２１】本発明の第２実施形態による位置ずれ検査装
置の光学的収差測定方法を示すフローチャートである。

【図２２】シリコン基板に形成した溝を第１の検査マー
クとし、溝の内側に形成したレジスト膜からなる第２の
突起を第２の検査マークとした基準サンプルを示す図で
ある。

【図２３】シリコン基板に形成した溝を第１の検査マー
クとし、溝の内側部分を第２の検査マークとした基準サ
ンプルを示す図である。

【図２４】図２２に示す構造の基準サンプルの焦点位置
とＴＩＳとの関係を第１の検査マークの深さを変化させ
て調べた結果を示すグラフである。

【図２５】図２３に示す構造の基準サンプルの焦点位置
とＴＩＳとの関係を第１の検査マークの深さを変化させ
て調べた結果を示すグラフである。

【図２６】図２２及び図２３に示す構造の基準サンプル
の第１の検査マークの深さを変化させてＴＩＳを測定し
た結果を示すグラフである。

【図２７】ＴＩＳの段差依存性を説明するための検査マ
ークの一例を示す概略断面図である。

【図２８】ＴＩＳと検査光の波長との関係を示すグラフ
である。

【図２９】本発明の第３実施形態による位置ずれ検査方
法を示すフローチャートである。

【図３０】検査ウェーハに形成された検査マークの一例
を示す概略断面図である。

【図３１】本発明の第４実施形態による位置ずれ検査方
法を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０…ウェーハ １０ａ…基準サンプル １１…光源 １２…ライトガイド １３…照射レンズ群 １４…ビームスプリッタ １５…対物レンズ群 １６…ステージ １７…接眼レンズ群 １８…ＣＣＤカメラ １９…信号処理部 ２０…基準サンプル ２１…検査マーク ２５…フィルタ ３１…シリコン基板 ３２…第１の検査マーク ３３…第２の検査マーク ３４…第１の検査マーク ３５…第２の検査マーク ３６…第１の検査マーク ３７…第２の検査マーク ４０…シリコン基板 ４１…ＳｉＯ₂膜 ４２…タングステン膜 ４３…アルミニウム膜 ４４…レジスト膜 ４５…レジスト膜 ４６…開口部 ４７…タングステン膜 ４８…ＳｉＯ₂膜 ４９…アルミニウム膜 ５０…レジスト膜 ５１…レジスト膜 ５２…開口部 ６０…基準サンプル ６１…シリコン基板 ６２…第１の検査マーク ６３…第２の検査マーク ７０…基準サンプル ７１…シリコン基板 ７２…第１の検査マーク ７３…第２の検査マーク ８０…検査ウェーハ ８１…シリコン基板 ８２…レジスト膜 ９０…検査ウェーハ ９１…シリコン基板 ９２…ＳｉＯ₂膜 ９３…アルミニウム膜 ９４…レジスト膜

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 突起又は溝からなる第１及び第２の検査
   マークを有する基準サンプルに波長λの光を照射し、前
   記第１及び第２の検査マークにより反射される光を撮像
   装置により撮像し、取得した画像に基づいて前記第１及
   び第２の検査マークの間の第１の位置ずれ量を計測する
   工程と、 前記基準サンプルを１８０度回転した後、前記基準サン
   プルに波長λの光を照射し、前記第１及び第２の検査マ
   ークにより反射される光を前記撮像装置により撮像し、
   取得した画像に基づいて前記第１及び第２の検査マーク
   の間の第２の位置ずれ量を計測する工程と、 前記第１及び第２の位置ずれ量から前記位置ずれ検査装
   置の光学的収差を算出する工程とを有する位置ずれ検査
   装置の光学的収差測定方法であって、 前記第１及び第２の位置ずれ量を計測する工程は、いず
   れも前記撮像装置の焦点位置を前記第１及び第２の検査
   マークの高さ又は深さ方向に移動して各焦点位置におけ
   る映像を撮像する工程を含むことを特徴とする位置ずれ
   検査装置の光学的収差測定方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の位置ずれ検査装置の光学
   的収差測定方法において、 前記第１及び第２の検査マークの少なくとも一方の高さ
   又は深さをλ／８±６．２５％又は３λ／８±６．２５
   ％とすることを特徴とする位置ずれ検査装置の光学的収
   差測定方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の位置ずれ検査装置の光学
   的収差測定方法において、 前記第１及び第２の検査マークの少なくとも一方の高さ
   又は深さをλ／８±６．２５％とし、他方の高さ又は深
   さを３λ／８±６．２５％とすることを特徴とする位置
   ずれ検査装置の光学的収差測定方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の位置ずれ検査装置の光学
   的収差測定方法において、 前記第１及び第２の検査マークの高さ又は深さを、いず
   れも２λ／８±６．２５％とすることを特徴とする位置
   ずれ検査装置の光学的収差測定方法。
5. 【請求項５】 照射する光の波長λ_i（ｉ＝１，２，
   …，ｎ）に応じて高さ又は深さが決定された突起又は溝
   からなるｎ組の第１及び第２の検査マークを有する基準
   サンプルに波長λ_iの光を照射し、前記波長λ_iの光に対
   応するｉ番目の組の第１及び第２の検査マークにより反
   射される光を撮像装置により撮像し、取得した画像に基
   づいて前記ｉ番目の組の第１及び第２の検査マークの間
   の第１の位置ずれ量を測定する工程と、 前記基準サンプルを１８０度回転した後、前記基準サン
   プルに波長λ_iの光を照射し、前記ｉ番目の組の第１及
   び第２の検査マークにより反射される光を前記撮像装置
   により撮像し、取得した画像に基づいて前記ｉ番目の組
   の第１及び第２の検査マークの間の第２の位置ずれ量を
   測定する工程と、 前記第１及び第２の位置ずれ量から波長λ_iの光に対す
   る位置ずれ検査装置の光学的収差を算出する工程と、 前記基準サンプルに照射する光の波長λ_iを替えて前記
   第１の位置ずれ量を測定する工程から前記光学的収差を
   算出する工程までの工程を前記ｎ組の第１及び第２の検
   査マークの全てについて繰り返す工程とを有する位置ず
   れ検査装置の光学的収差測定方法であって、 前記第１及び第２の位置ずれ量を測定する工程は、いず
   れも前記撮像装置の焦点位置を前記ｉ番目の組の第１及
   び第２の検査マークの高さ又は深さ方向に移動させて各
   焦点位置における映像を撮像する工程を含むことを特徴
   とする位置ずれ検査装置の光学的収差測定方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の位置ずれ検査装置の光学
   的収差測定方法において、 前記ｎ組の第１及び第２の検査マーク毎に算出した光学
   的収差の平均値を算出することを特徴とする位置ずれ検
   査装置の光学的収差測定方法。
7. 【請求項７】 請求項５記載の位置ずれ検査装置の光学
   的収差測定方法において、 前記ｉ番目の組の第１及び第２の検査マークのいずれか
   一方の高さ又は深さを、λ_i／８±６．２５％又は３λ_i
   ／８±６．２５とすることを特徴とする位置ずれ検査装
   置の光学的収差測定方法。
8. 【請求項８】 請求項５記載の位置ずれ検査装置の光学
   的収差測定方法において、 前記ｉ番目の組の第１及び第２の検査マークの少なくと
   も一方の高さ又は深さをλ_i／８±６．２５％とし、他
   方の高さ又は深さを３λ_i／８±６．２５％とすること
   を特徴とする位置ずれ検査装置の光学的収差測定方法。
9. 【請求項９】 請求項５記載の位置ずれ検査装置の光学
   的収差測定方法において、 前記ｉ番目の組の第１及び第２の検査マークの高さ又は
   深さを、いずれも２λ _i／８±６．２５％とすることを
   特徴とする位置ずれ検査装置の光学的収差測定方法。
10. 【請求項１０】 基板上に形成された突起又は溝からな
    る検査マークに波長の異なる複数の検査光を照射し、前
    記複数の検査光の波長に対する光学的収差をそれぞれ測
    定する工程と、 前記複数の検査光の波長に対する光学的収差の測定結果
    に基づいて、光学的収差が最小となる最適波長を算出す
    る工程と、 前記最適波長の近傍に重心波長を有する検査光を前記検
    査マークに照射し、前記検査マークにより反射される光
    に基づいて前記検査マークの位置を検出する工程と、 前記検査マークの位置に基づいて位置ずれ量を算出する
    工程とを有することを特徴とする位置ずれ検査方法。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の位置ずれ検査方法に
    おいて、 前記検査マークは、主尺と副尺とを含み、 前記最適波長を算出する工程では、前記主尺に対する第
    １の最適波長と前記副尺に対する第２の最適波長とをそ
    れぞれ算出し、 前記検査マークの位置を検出する工程では、前記第１の
    最適波長の近傍に重心波長を有する第１の検査光により
    前記主尺の位置を検出し、前記第２の最適波長の近傍に
    重心波長を有する第２の検査光により前記副尺の位置を
    検出し、 前記位置ずれ量を算出する工程では、前記主尺の位置と
    前記副尺の位置とから前記位置ずれ量を算出することを
    特徴とする位置ずれ検査方法。
12. 【請求項１２】 基板上に形成された突起又は溝からな
    る検査マークに基づいて位置ずれ検査を行う位置ずれ検
    査方法であって、 前記検査マークの前記突起の高さ又は前記溝の深さをＤ
    として、Ｄ＝ｎλ／４（ｎ＝１，２，…）の関係を満た
    す最適波長λを算出する工程と、 前記最適波長の近傍に重心波長を有する検査光を前記検
    査マークに照射し、前記検査マークにより反射される光
    に基づいて前記検査マークの位置を検出する工程と、 前記検査マークの位置に基づいて位置ずれ量を算出する
    工程とを有することを特徴とする位置ずれ検査方法。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載の位置ずれ検査方法に
    おいて、 前記検査マークは、主尺と副尺とを含み、 前記最適波長を算出する工程では、前記主尺の段差をＭ
    _m、前記副尺の段差をＭ_sとして、λ／４＝Ｍ_m／ｎ_m＝Ｍ
    _s／ｎ_s（ｎ_m，ｎ_s＝１，２，…）の関係を満たす最適波
    長λを算出し、 前記検査マークの位置を検出する工程では、前記最適波
    長の近傍に重心波長を有する前記検査光により、前記主
    尺及び前記副尺の位置を検出し、 前記位置ずれ量を算出する工程では、前記主尺の位置と
    前記副尺の位置とから前記位置ずれ量を算出することを
    特徴とする位置ずれ検査方法。