JP2001338863A - アライメント方法及びアライメント装置、露光方法及び露光装置 - Google Patents
アライメント方法及びアライメント装置、露光方法及び露光装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の波長を有するアライメント光によって
アライメント処理を行った際にも、アライメントマーク
を安定して検出することができるとともに、発生する色
収差を良好に補正して精度良くアライメント処理を行う
ことができるアライメント方法及びアライメント装置、
露光方法及び露光装置を提供する。 【解決手段】 アライメント装置ＡＬは、アライメント
光を投光する投光部Ｆと、マスクＭで反射したアライメ
ント光の反射光及び基板Ｐで反射したアライメント光の
反射光を共通の光路を介して検出する検出部Ｄｅｃと、
投光部ＦとマスクＭとの間及び検出部ＤｅｃとマスクＭ
との間の少なくともいずれか一方に設けられ、投影光学
系ＰＬで生じるアライメント光の色収差のうち、複数の
波長に起因して発生する色収差を補正する色収差補正光
学系１０とを備えている。
アライメント処理を行った際にも、アライメントマーク
を安定して検出することができるとともに、発生する色
収差を良好に補正して精度良くアライメント処理を行う
ことができるアライメント方法及びアライメント装置、
露光方法及び露光装置を提供する。 【解決手段】 アライメント装置ＡＬは、アライメント
光を投光する投光部Ｆと、マスクＭで反射したアライメ
ント光の反射光及び基板Ｐで反射したアライメント光の
反射光を共通の光路を介して検出する検出部Ｄｅｃと、
投光部ＦとマスクＭとの間及び検出部ＤｅｃとマスクＭ
との間の少なくともいずれか一方に設けられ、投影光学
系ＰＬで生じるアライメント光の色収差のうち、複数の
波長に起因して発生する色収差を補正する色収差補正光
学系１０とを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アライメント方法
及びアライメント装置、露光方法及び露光装置に関する
ものである。
及びアライメント装置、露光方法及び露光装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体デバイスや液晶表示デ
バイスをリソグラフィ技術を用いて製造する際に、パタ
ーンが形成されたマスクに露光光を照明し、このマスク
のパターンの像を投影光学系を介してフォトレジスト等
の感光剤が塗布された半導体ウエハやガラスプレート等
の基板上に投影露光することが行われるが、この投影露
光に先立って、マスクと基板との相対的な位置合わせ
（アライメント）を行うことが必要である。
バイスをリソグラフィ技術を用いて製造する際に、パタ
ーンが形成されたマスクに露光光を照明し、このマスク
のパターンの像を投影光学系を介してフォトレジスト等
の感光剤が塗布された半導体ウエハやガラスプレート等
の基板上に投影露光することが行われるが、この投影露
光に先立って、マスクと基板との相対的な位置合わせ
（アライメント）を行うことが必要である。
【０００３】そして、高精度なアライメント方法の１つ
として、アライメント光を用いてマスクに形成されたマ
スクアライメントマーク（以下、「マスクマーク」と称
する）を検出するとともに、投影光学系を介して基板に
形成された基板アライメントマーク（以下、「基板マー
ク」と称する）を検出し、これらの検出結果に基づいて
位置合わせを行う、いわゆるＴＴＭ（Through the Mas
k）アライメント方式がある。
として、アライメント光を用いてマスクに形成されたマ
スクアライメントマーク（以下、「マスクマーク」と称
する）を検出するとともに、投影光学系を介して基板に
形成された基板アライメントマーク（以下、「基板マー
ク」と称する）を検出し、これらの検出結果に基づいて
位置合わせを行う、いわゆるＴＴＭ（Through the Mas
k）アライメント方式がある。
【０００４】この際、投影光学系は、露光光の波長に対
してのみ良好に収差補正されているので、アライメント
光を露光光とは異なる波長とした場合には、投影光学系
に諸収差が生じてしまう。一方、アライメント光を露光
光と同一波長とした場合、基板上に塗布した感光剤がア
ライメント光を吸収して感光してしまい、感光剤が飽和
状態に達しないと反射光が増加しないので、基板マーク
からの反射光が減少して基板マーク検出時のＳ／Ｎ比が
低下してしまったり、アライメントが可能となるまでに
時間がかかったりする問題や、基板マーク上の感光剤が
感光してしまうと後工程で基板マークが変質し、基板マ
ークの検出が不可能となったり誤検出となったりする可
能性がでてくる問題などが起こる。
してのみ良好に収差補正されているので、アライメント
光を露光光とは異なる波長とした場合には、投影光学系
に諸収差が生じてしまう。一方、アライメント光を露光
光と同一波長とした場合、基板上に塗布した感光剤がア
ライメント光を吸収して感光してしまい、感光剤が飽和
状態に達しないと反射光が増加しないので、基板マーク
からの反射光が減少して基板マーク検出時のＳ／Ｎ比が
低下してしまったり、アライメントが可能となるまでに
時間がかかったりする問題や、基板マーク上の感光剤が
感光してしまうと後工程で基板マークが変質し、基板マ
ークの検出が不可能となったり誤検出となったりする可
能性がでてくる問題などが起こる。
【０００５】したがって、この種のアライメント方式で
は、露光光とは異なる波長を有するアライメント光を用
いるとともに、投影光学系で発生するアライメント光の
収差を補正する収差補正光学系を設け、収差を補正した
状態でマスクと基板とのアライメントを行っている。
は、露光光とは異なる波長を有するアライメント光を用
いるとともに、投影光学系で発生するアライメント光の
収差を補正する収差補正光学系を設け、収差を補正した
状態でマスクと基板とのアライメントを行っている。
【０００６】図８、図９は、従来の露光装置におけるア
ライメント系を説明する図である。図８に示すアライメ
ント系は、マスクＭと投影光学系７１との間に設けら
れ、光源７３から出射されるアライメント光の投影光学
系７１で発生する色収差を補正する色収差補正光学系７
２を備えている。そして、光源７３からのアライメント
光は色収差補正光学系７２及び投影光学系７１を介し、
露光光は投影光学系７１のみを介して基板Ｐに達するよ
うに構成されている。こうして、露光光とアライメント
光との色収差を補正した状態で、マスクＭと基板Ｐとの
アライメントを行う。
ライメント系を説明する図である。図８に示すアライメ
ント系は、マスクＭと投影光学系７１との間に設けら
れ、光源７３から出射されるアライメント光の投影光学
系７１で発生する色収差を補正する色収差補正光学系７
２を備えている。そして、光源７３からのアライメント
光は色収差補正光学系７２及び投影光学系７１を介し、
露光光は投影光学系７１のみを介して基板Ｐに達するよ
うに構成されている。こうして、露光光とアライメント
光との色収差を補正した状態で、マスクＭと基板Ｐとの
アライメントを行う。
【０００７】一方、図９に示すように、例えば反射屈折
タイプの投影光学系８１を用いた露光装置では、露光光
とアライメント光との色収差が少ないので、アライメン
ト光用の色収差補正光学系を設ける必要はない。そし
て、マスクＭ及び基板Ｐの双方がアライメント光学系の
焦点深度内に入るように構成し、マスクＭと基板Ｐとの
アライメントを同時に行う。
タイプの投影光学系８１を用いた露光装置では、露光光
とアライメント光との色収差が少ないので、アライメン
ト光用の色収差補正光学系を設ける必要はない。そし
て、マスクＭ及び基板Ｐの双方がアライメント光学系の
焦点深度内に入るように構成し、マスクＭと基板Ｐとの
アライメントを同時に行う。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
示した反射屈折タイプの投影光学系８１においてアライ
メントを行う際に、単一波長のアライメント光を用いた
場合には発生する色収差は少ないが、アライメント光と
して複数の波長を有する光を用いた場合には色収差が発
生するので、アライメント精度が低下するといった問題
がある。
示した反射屈折タイプの投影光学系８１においてアライ
メントを行う際に、単一波長のアライメント光を用いた
場合には発生する色収差は少ないが、アライメント光と
して複数の波長を有する光を用いた場合には色収差が発
生するので、アライメント精度が低下するといった問題
がある。
【０００９】また、ＴＴＭアライメント方式によってア
ライメントを行う際、マスクマークはガラス板上にＣｒ
エッチング等によって形成されているのに対し、基板マ
ークは感光基板にレジストによって形成されているの
で、この基板マークは現像処理等の各プロセス処理によ
ってエッジ形状が鈍ってしまったり、レジスト塗布時の
影響や基板マークの下地の影響を受けてしまったりし
て、状態が一様でない場合がある。この場合、基板マー
ク側での測定誤差が発生しやすいので、例えば、図８に
示したような色収差補正光学系７２は、基板マーク位置
での色収差を補正するように設定されている。このと
き、マスクマーク側ではこの基板マークに合わせて設定
されたアライメント系によりアライメント処理が行われ
ることになるので、マスクマークがアライメント系によ
って精度良く検出されない場合があり、したがって、ア
ライメント精度が低下するといった問題がある。
ライメントを行う際、マスクマークはガラス板上にＣｒ
エッチング等によって形成されているのに対し、基板マ
ークは感光基板にレジストによって形成されているの
で、この基板マークは現像処理等の各プロセス処理によ
ってエッジ形状が鈍ってしまったり、レジスト塗布時の
影響や基板マークの下地の影響を受けてしまったりし
て、状態が一様でない場合がある。この場合、基板マー
ク側での測定誤差が発生しやすいので、例えば、図８に
示したような色収差補正光学系７２は、基板マーク位置
での色収差を補正するように設定されている。このと
き、マスクマーク側ではこの基板マークに合わせて設定
されたアライメント系によりアライメント処理が行われ
ることになるので、マスクマークがアライメント系によ
って精度良く検出されない場合があり、したがって、ア
ライメント精度が低下するといった問題がある。
【００１０】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、複数の波長を有するアライメント光によって
アライメント処理を行った際にも、アライメントマーク
を安定して検出することができるとともに、発生する色
収差を良好に補正して、精度良くアライメント処理を行
うことができるアライメント方法及びアライメント装
置、露光方法及び露光装置を提供することを目的とす
る。
たもので、複数の波長を有するアライメント光によって
アライメント処理を行った際にも、アライメントマーク
を安定して検出することができるとともに、発生する色
収差を良好に補正して、精度良くアライメント処理を行
うことができるアライメント方法及びアライメント装
置、露光方法及び露光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】上記の課題を解決するた
め本発明は、実施の形態に示す図１〜図１０に対応付け
した以下の構成を採用している。本発明のアライメント
方法は、マスク（Ｍ）に形成されたパターンの像を露光
光を用いて投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｐ）上に
転写するに際し、マスク（Ｍ）及び投影光学系（ＰＬ）
を介して基板にアライメント光を照射することによりマ
スク（Ｍ）と基板（Ｐ）とのアライメントを行うアライ
メント方法において、アライメント光は露光光の波長と
は異なる複数の波長を有しており、投影光学系（ＰＬ）
で発生するアライメント光の色収差のうち、複数の波長
に起因して発生する色収差（Δ1＋Δ2）を補正し、かつ
マスク（Ｍ）からの光と基板（Ｐ）からの光とを共通の
光路を介して検出してアライメント処理を行うことを特
徴とする。
め本発明は、実施の形態に示す図１〜図１０に対応付け
した以下の構成を採用している。本発明のアライメント
方法は、マスク（Ｍ）に形成されたパターンの像を露光
光を用いて投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｐ）上に
転写するに際し、マスク（Ｍ）及び投影光学系（ＰＬ）
を介して基板にアライメント光を照射することによりマ
スク（Ｍ）と基板（Ｐ）とのアライメントを行うアライ
メント方法において、アライメント光は露光光の波長と
は異なる複数の波長を有しており、投影光学系（ＰＬ）
で発生するアライメント光の色収差のうち、複数の波長
に起因して発生する色収差（Δ1＋Δ2）を補正し、かつ
マスク（Ｍ）からの光と基板（Ｐ）からの光とを共通の
光路を介して検出してアライメント処理を行うことを特
徴とする。
【００１２】本発明によれば、露光光の波長とは異なる
複数の波長を有するアライメント光を用いた場合におい
て、この複数の波長に起因して投影光学系で発生する色
収差（Δ1＋Δ2）を補正することにより、精度良く安定
したアライメント処理を行うことができる。このとき、
マスク（Ｍ）及び基板（Ｐ）に照射したアライメント光
の情報を検出する際、マスク（Ｍ）からのアライメント
光と基板（Ｐ）からのアライメント光とを共通の光路を
介して検出することにより、簡易な構成でアライメント
処理を行うことができるとともに、検出誤差を最小限に
抑えることができるので、高精度なアライメント処理を
実現することができる。
複数の波長を有するアライメント光を用いた場合におい
て、この複数の波長に起因して投影光学系で発生する色
収差（Δ1＋Δ2）を補正することにより、精度良く安定
したアライメント処理を行うことができる。このとき、
マスク（Ｍ）及び基板（Ｐ）に照射したアライメント光
の情報を検出する際、マスク（Ｍ）からのアライメント
光と基板（Ｐ）からのアライメント光とを共通の光路を
介して検出することにより、簡易な構成でアライメント
処理を行うことができるとともに、検出誤差を最小限に
抑えることができるので、高精度なアライメント処理を
実現することができる。
【００１３】このようなアライメント方法は、マスク
（Ｍ）に形成されたパターンの像を露光光を用いて投影
光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｐ）上に転写するに際
し、マスク（Ｍ）及び投影光学系（ＰＬ）を介して基板
（Ｐ）にアライメント光を照射することによりマスク
（Ｍ）と基板（Ｐ）とのアライメントを行うアライメン
ト装置において、アライメント光は露光光の波長とは異
なる複数の波長を有しており、アライメント光を投光す
る投光部（Ｆ）と、マスク（Ｍ）で反射したアライメン
ト光の反射光及び基板（Ｐ）で反射したアライメント光
の反射光を共通の光路を介して検出する検出部（Ｄｅ
ｃ）と、検出部（Ｄｅｃ）とマスク（Ｍ）との間に設け
られ、投影光学系（ＰＬ）で生じるアライメント光の色
収差のうち、複数の波長に起因して発生する色収差（Δ
1＋Δ2）を補正する色収差補正光学系（１０）とを備え
ることを特徴とするアライメント装置（ＡＬ）によって
行うことができる。
（Ｍ）に形成されたパターンの像を露光光を用いて投影
光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｐ）上に転写するに際
し、マスク（Ｍ）及び投影光学系（ＰＬ）を介して基板
（Ｐ）にアライメント光を照射することによりマスク
（Ｍ）と基板（Ｐ）とのアライメントを行うアライメン
ト装置において、アライメント光は露光光の波長とは異
なる複数の波長を有しており、アライメント光を投光す
る投光部（Ｆ）と、マスク（Ｍ）で反射したアライメン
ト光の反射光及び基板（Ｐ）で反射したアライメント光
の反射光を共通の光路を介して検出する検出部（Ｄｅ
ｃ）と、検出部（Ｄｅｃ）とマスク（Ｍ）との間に設け
られ、投影光学系（ＰＬ）で生じるアライメント光の色
収差のうち、複数の波長に起因して発生する色収差（Δ
1＋Δ2）を補正する色収差補正光学系（１０）とを備え
ることを特徴とするアライメント装置（ＡＬ）によって
行うことができる。
【００１４】このとき、色収差（Δ1＋Δ2）を補正する
ための色収差補正光学系（１０）を、検出部（Ｄｅｃ）
とマスク（Ｍ）との間に設ける構成とすることにより、
この色収差補正光学系（１０）の設置性を向上させるこ
とができる。
ための色収差補正光学系（１０）を、検出部（Ｄｅｃ）
とマスク（Ｍ）との間に設ける構成とすることにより、
この色収差補正光学系（１０）の設置性を向上させるこ
とができる。
【００１５】本発明のアライメント方法は、マスク
（Ｍ）に形成されたパターンの像を投影光学系（ＰＬ）
を介して基板（Ｐ）上に転写するに際し、マスク（Ｍ）
に形成されたマスクアライメントマーク（１）に照射し
たアライメント光の反射光及び基板（Ｐ）に形成された
基板アライメントマーク（２）に投影光学系（ＰＬ）を
介して照射したアライメント光の反射光を検出すること
によって、マスク（Ｍ）と基板（Ｐ）とのアライメント
を行うアライメント方法において、アライメント光は複
数の波長を有しており、投影光学系（ＰＬ）で発生する
アライメント光の色収差のうち、複数の波長に起因して
発生する色収差（Δ1＋Δ2）を補正し、マスクアライメ
ントマーク（１）及び基板アライメントマーク（２）か
らのそれぞれの反射光を検出する際、前記色収差の補正
量に応じて、マスクアライメントマーク（１）の線幅を
設定することを特徴とする。
（Ｍ）に形成されたパターンの像を投影光学系（ＰＬ）
を介して基板（Ｐ）上に転写するに際し、マスク（Ｍ）
に形成されたマスクアライメントマーク（１）に照射し
たアライメント光の反射光及び基板（Ｐ）に形成された
基板アライメントマーク（２）に投影光学系（ＰＬ）を
介して照射したアライメント光の反射光を検出すること
によって、マスク（Ｍ）と基板（Ｐ）とのアライメント
を行うアライメント方法において、アライメント光は複
数の波長を有しており、投影光学系（ＰＬ）で発生する
アライメント光の色収差のうち、複数の波長に起因して
発生する色収差（Δ1＋Δ2）を補正し、マスクアライメ
ントマーク（１）及び基板アライメントマーク（２）か
らのそれぞれの反射光を検出する際、前記色収差の補正
量に応じて、マスクアライメントマーク（１）の線幅を
設定することを特徴とする。
【００１６】本発明によれば、複数の波長を有するアラ
イメント光を用いた場合において、この複数の波長に起
因して投影光学系（ＰＬ）で発生する色収差（Δ1＋
Δ2）を補正した際、補正量に応じてマスクアライメン
トマーク（１）の線幅を設定することにより、基板アラ
イメントマーク（２）及びマスクアライメントマーク
（１）のそれぞれの検出を精度良く行うことができる。
すなわち、アライメント光が複数の波長を有しているこ
とに起因する色収差（Δ1＋Δ2）の補正が、基板アライ
メントマーク（２）を良好に検出可能とするために行わ
れた場合においても、この補正量に応じてマスクアライ
メントマーク（１）の線幅を設定することにより、マス
クアライメントマーク（１）も安定して検出することが
できる。したがって、精度良く安定したアライメント処
理を実現することができる。
イメント光を用いた場合において、この複数の波長に起
因して投影光学系（ＰＬ）で発生する色収差（Δ1＋
Δ2）を補正した際、補正量に応じてマスクアライメン
トマーク（１）の線幅を設定することにより、基板アラ
イメントマーク（２）及びマスクアライメントマーク
（１）のそれぞれの検出を精度良く行うことができる。
すなわち、アライメント光が複数の波長を有しているこ
とに起因する色収差（Δ1＋Δ2）の補正が、基板アライ
メントマーク（２）を良好に検出可能とするために行わ
れた場合においても、この補正量に応じてマスクアライ
メントマーク（１）の線幅を設定することにより、マス
クアライメントマーク（１）も安定して検出することが
できる。したがって、精度良く安定したアライメント処
理を実現することができる。
【００１７】このようなアライメント方法は、マスク
（Ｍ）に形成されたパターンの像を投影光学系（ＰＬ）
を介して基板（Ｐ）上に転写するに際し、マスク（Ｍ）
に形成されたマスクアライメントマーク（１）に照射し
たアライメント光の反射光及び基板（Ｐ）に形成された
基板アライメントマーク（２）に投影光学系（ＰＬ）を
介して照射したアライメント光の反射光を検出すること
によって、マスク（Ｍ）と基板（Ｐ）とのアライメント
を行うアライメント装置において、アライメント光は複
数の波長を有しており、アライメント光を投光する投光
部（Ｆ）と、マスクアライメントマーク（１）からの反
射光及び基板アライメントマーク（２）からの反射光を
検出する検出部（Ｄｅｃ）と、検出部（Ｄｅｃ）とマス
ク（Ｍ）との間に設けられ、投影光学系（ＰＬ）で生じ
るアライメント光の色収差のうち、複数の波長に起因し
て発生する色収差（Δ1＋Δ2）を補正する色収差補正光
学系（１０）とを備え、この色収差補正光学系（１０）
によって設定される補正量に応じて、マスクアライメン
トマーク（１）の線幅が設定されていることを特徴とす
るアライメント装置（ＡＬ）によって行うことができ
る。
（Ｍ）に形成されたパターンの像を投影光学系（ＰＬ）
を介して基板（Ｐ）上に転写するに際し、マスク（Ｍ）
に形成されたマスクアライメントマーク（１）に照射し
たアライメント光の反射光及び基板（Ｐ）に形成された
基板アライメントマーク（２）に投影光学系（ＰＬ）を
介して照射したアライメント光の反射光を検出すること
によって、マスク（Ｍ）と基板（Ｐ）とのアライメント
を行うアライメント装置において、アライメント光は複
数の波長を有しており、アライメント光を投光する投光
部（Ｆ）と、マスクアライメントマーク（１）からの反
射光及び基板アライメントマーク（２）からの反射光を
検出する検出部（Ｄｅｃ）と、検出部（Ｄｅｃ）とマス
ク（Ｍ）との間に設けられ、投影光学系（ＰＬ）で生じ
るアライメント光の色収差のうち、複数の波長に起因し
て発生する色収差（Δ1＋Δ2）を補正する色収差補正光
学系（１０）とを備え、この色収差補正光学系（１０）
によって設定される補正量に応じて、マスクアライメン
トマーク（１）の線幅が設定されていることを特徴とす
るアライメント装置（ＡＬ）によって行うことができ
る。
【００１８】この場合においても、色収差（Δ1＋Δ2）
を補正するための色収差補正光学系（１０）を、検出部
（Ｄｅｃ）とマスク（Ｍ）との間に設ける構成とするこ
とにより、この色収差補正光学系（１０）の設置性を向
上させることができる。
を補正するための色収差補正光学系（１０）を、検出部
（Ｄｅｃ）とマスク（Ｍ）との間に設ける構成とするこ
とにより、この色収差補正光学系（１０）の設置性を向
上させることができる。
【００１９】このとき、マスクアライメントマーク
（１）の線幅を基板アライメントマーク（２）の線幅よ
り大きく設定することによって、マスクアライメントマ
ーク（１）の検出は安定して行われる。
（１）の線幅を基板アライメントマーク（２）の線幅よ
り大きく設定することによって、マスクアライメントマ
ーク（１）の検出は安定して行われる。
【００２０】そして、詳しくは、マスクアライメントマ
ーク（１）からの反射光により形成されるマーク像のＭ
ＴＦが０．３以上になるようにマスクアライメントマー
ク（１）の線幅を設定することにより、マスクアライメ
ントマーク（１）の検出を精度良く安定して行うことが
できる。
ーク（１）からの反射光により形成されるマーク像のＭ
ＴＦが０．３以上になるようにマスクアライメントマー
ク（１）の線幅を設定することにより、マスクアライメ
ントマーク（１）の検出を精度良く安定して行うことが
できる。
【００２１】前記色収差は軸上色収差（ΔＰ1＋ΔＰ2）
であり、この軸上色収差を投影光学系（ＰＬ）のアライ
メント光のもとでの焦点深度（ＤＯＦ）の範囲内に収め
るように前記補正を行うことによって、精度良いアライ
メント処理を行うことができる。
であり、この軸上色収差を投影光学系（ＰＬ）のアライ
メント光のもとでの焦点深度（ＤＯＦ）の範囲内に収め
るように前記補正を行うことによって、精度良いアライ
メント処理を行うことができる。
【００２２】上述した各アライメント方法において、ア
ライメント光の中心波長（λ0）が露光光の波長とは異
なることに起因して投影光学系（ＰＬ）から色収差（Δ
0）が発生する際、この色収差（Δ0）を、マスク（Ｍ）
及び基板（Ｐ）の少なくともいずれか一方の投影光学系
（ＰＬ）の光軸方向の位置を変更することによって補正
することが可能であり、このような構成とすることによ
り、アライメント光が複数の波長を有していることに起
因して発生する色収差（Δ1＋Δ2）と、アライメント光
の中心波長（λ0）が前記露光光の波長とは異なること
に起因して発生する色収差（Δ0）との双方の色収差を
補正することができる。
ライメント光の中心波長（λ0）が露光光の波長とは異
なることに起因して投影光学系（ＰＬ）から色収差（Δ
0）が発生する際、この色収差（Δ0）を、マスク（Ｍ）
及び基板（Ｐ）の少なくともいずれか一方の投影光学系
（ＰＬ）の光軸方向の位置を変更することによって補正
することが可能であり、このような構成とすることによ
り、アライメント光が複数の波長を有していることに起
因して発生する色収差（Δ1＋Δ2）と、アライメント光
の中心波長（λ0）が前記露光光の波長とは異なること
に起因して発生する色収差（Δ0）との双方の色収差を
補正することができる。
【００２３】このようなアライメント方法は、上述した
各アライメント装置（ＡＬ）において、マスク（Ｍ）を
支持するマスク支持装置（ＭＳ）と、基板（Ｐ）を支持
する基板支持装置（ＰＳ）と、アライメント光の中心波
長（λ0）が露光光の波長とは異なることに起因して投
影光学系（ＰＬ）から発生する色収差（Δ0）を補正す
るように、マスク支持装置（ＭＳ）及び基板支持装置
（ＰＳ）の少なくともいずれか一方を投影光学系（Ｐ
Ｌ）の光軸方向に移動可能な移動装置（ＰＳａ）とを備
えることを特徴とするアライメント装置（ＡＬ）によっ
て行うことができる。
各アライメント装置（ＡＬ）において、マスク（Ｍ）を
支持するマスク支持装置（ＭＳ）と、基板（Ｐ）を支持
する基板支持装置（ＰＳ）と、アライメント光の中心波
長（λ0）が露光光の波長とは異なることに起因して投
影光学系（ＰＬ）から発生する色収差（Δ0）を補正す
るように、マスク支持装置（ＭＳ）及び基板支持装置
（ＰＳ）の少なくともいずれか一方を投影光学系（Ｐ
Ｌ）の光軸方向に移動可能な移動装置（ＰＳａ）とを備
えることを特徴とするアライメント装置（ＡＬ）によっ
て行うことができる。
【００２４】本発明の露光方法は、マスク（Ｍ）に露光
光を照明し、このマスク（Ｍ）に形成されたパターンの
像を投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｐ）上に転写す
る露光方法において、上述したいずれかのアライメント
方法によってアライメント処理を行った後、転写処理を
行うことを特徴とする。
光を照明し、このマスク（Ｍ）に形成されたパターンの
像を投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｐ）上に転写す
る露光方法において、上述したいずれかのアライメント
方法によってアライメント処理を行った後、転写処理を
行うことを特徴とする。
【００２５】また、本発明の露光装置は、マスク（Ｍ）
に露光光を照明し、このマスク（Ｍ）に形成されたパタ
ーンの像を投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｐ）上に
転写する露光装置において、上述したいずれかのアライ
メント装置を備えていることを特徴とする。
に露光光を照明し、このマスク（Ｍ）に形成されたパタ
ーンの像を投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｐ）上に
転写する露光装置において、上述したいずれかのアライ
メント装置を備えていることを特徴とする。
【００２６】本発明によれば、精度良くアライメントマ
ークを検出することによって高精度なアライメント処理
を行った後に露光処理が行われるので、この露光処理の
精度も向上させることができる。
ークを検出することによって高精度なアライメント処理
を行った後に露光処理が行われるので、この露光処理の
精度も向上させることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】《第１実施形態》以下、本発明の
アライメント方法及びアライメント装置、露光方法及び
露光装置の一実施形態について図面を参照しながら説明
する。図１は本発明の第１実施形態に係るアライメント
装置ＡＬを備えた露光装置Ｅを説明するための概略構成
図である。
アライメント方法及びアライメント装置、露光方法及び
露光装置の一実施形態について図面を参照しながら説明
する。図１は本発明の第１実施形態に係るアライメント
装置ＡＬを備えた露光装置Ｅを説明するための概略構成
図である。
【００２８】図１において、露光装置Ｅは、所定のパタ
ーンを備えたマスクＭに露光光を照明する照明光学系
（不図示）と、照明光学系からの露光光に基づいて、マ
スクＭに形成されたパターンの正立正像をレジストが塗
布された基板Ｐ上に投影露光する投影光学系ＰＬと、マ
スクＭと基板Ｐとの位置合わせを行うためのアライメン
ト系（アライメント装置）ＡＬと、マスクＭを載置させ
るマスクステージ（マスク支持装置）ＭＳと、基板Ｐを
載置する基板ステージ（基板支持装置）ＰＳとを備えて
いる。また、基板Ｐを支持している基板ステージＰＳ
は、移動装置ＰＳａを介して、ＸＹ方向及びＺ方向（投
影光学系ＰＬの光軸方向）に移動可能となっている。本
実施形態における露光装置Ｅは走査型露光装置であっ
て、マスクＭ及び基板Ｐは、露光処理時において、投影
光学系ＰＬに対して同一方向に移動（走査）する。な
お、図１では、マスクＭと基板Ｐとが移動する方向（走
査方向）をＸ方向、マスクＭの平面内でＸ方向と直交す
る方向をＹ方向、マスクＭの法線方向をＺ方向としてい
る。
ーンを備えたマスクＭに露光光を照明する照明光学系
（不図示）と、照明光学系からの露光光に基づいて、マ
スクＭに形成されたパターンの正立正像をレジストが塗
布された基板Ｐ上に投影露光する投影光学系ＰＬと、マ
スクＭと基板Ｐとの位置合わせを行うためのアライメン
ト系（アライメント装置）ＡＬと、マスクＭを載置させ
るマスクステージ（マスク支持装置）ＭＳと、基板Ｐを
載置する基板ステージ（基板支持装置）ＰＳとを備えて
いる。また、基板Ｐを支持している基板ステージＰＳ
は、移動装置ＰＳａを介して、ＸＹ方向及びＺ方向（投
影光学系ＰＬの光軸方向）に移動可能となっている。本
実施形態における露光装置Ｅは走査型露光装置であっ
て、マスクＭ及び基板Ｐは、露光処理時において、投影
光学系ＰＬに対して同一方向に移動（走査）する。な
お、図１では、マスクＭと基板Ｐとが移動する方向（走
査方向）をＸ方向、マスクＭの平面内でＸ方向と直交す
る方向をＹ方向、マスクＭの法線方向をＺ方向としてい
る。
【００２９】照明光学系からマスクＭに照明される露光
光には、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０４ｎｍ）、ｉ
線（３６５ｎｍ）等が用いられる。
光には、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０４ｎｍ）、ｉ
線（３６５ｎｍ）等が用いられる。
【００３０】投影光学系ＰＬは、マスクＭに形成された
パターンの１次像を形成する第１反射屈折型結像光学系
Ｋ1と、この１次像からの光に基づいて基板Ｐ上にパタ
ーンの正立正像を形成する第２反射屈折型結像光学系Ｋ
2とを備えている。
パターンの１次像を形成する第１反射屈折型結像光学系
Ｋ1と、この１次像からの光に基づいて基板Ｐ上にパタ
ーンの正立正像を形成する第２反射屈折型結像光学系Ｋ
2とを備えている。
【００３１】第１反射屈折型結像光学系Ｋ1は、直角プ
リズムＲ1と、レンズ群Ｇ1と、第１凹面反射鏡Ｍ1とを
備えている。また、第２反射屈折型結像光学系Ｋ2は、
第１反射屈折型結像光学系Ｋ1と同様、直角プリズムＲ2
と、レンズ群Ｇ2と、第２凹面反射鏡Ｍ2とを備えてい
る。
リズムＲ1と、レンズ群Ｇ1と、第１凹面反射鏡Ｍ1とを
備えている。また、第２反射屈折型結像光学系Ｋ2は、
第１反射屈折型結像光学系Ｋ1と同様、直角プリズムＲ2
と、レンズ群Ｇ2と、第２凹面反射鏡Ｍ2とを備えてい
る。
【００３２】第１反射屈折型結像光学系Ｋ1により形成
されるマスクＭのパターンの１次像形成位置には、基板
Ｐでの投影領域を規定する視野絞りＦＳが設けられてい
る。
されるマスクＭのパターンの１次像形成位置には、基板
Ｐでの投影領域を規定する視野絞りＦＳが設けられてい
る。
【００３３】アライメント系ＡＬは、マスクＭに形成さ
れたパターンの像を投影光学系ＰＬを介して基板Ｐ上に
転写するに際し、マスクＭに形成されたマスクアライメ
ントマーク（以下、「マスクマーク」と称する）１に照
射したアライメント光の反射光及び基板Ｐに形成された
基板アライメントマーク（以下、「基板アライメントマ
ーク」と称する）２に投影光学系ＰＬを介して照射した
アライメント光の反射光を検出することによって、マス
クＭと基板Ｐとのアライメントを行うものであって、ア
ライメント光を投光するための光源（不図示）に連結し
たランダムライトガイド（投光部）Ｆと、マスクマーク
１からの反射光及び基板マーク２からの反射光を検出す
る検出器（検出部）Ｄｅｃと、投影光学系ＰＬで生じる
アライメント光の色収差を補正する色収差補正光学系
（アライメント観察系）１０（１０Ａ、１０Ｂ）とを備
えている。
れたパターンの像を投影光学系ＰＬを介して基板Ｐ上に
転写するに際し、マスクＭに形成されたマスクアライメ
ントマーク（以下、「マスクマーク」と称する）１に照
射したアライメント光の反射光及び基板Ｐに形成された
基板アライメントマーク（以下、「基板アライメントマ
ーク」と称する）２に投影光学系ＰＬを介して照射した
アライメント光の反射光を検出することによって、マス
クＭと基板Ｐとのアライメントを行うものであって、ア
ライメント光を投光するための光源（不図示）に連結し
たランダムライトガイド（投光部）Ｆと、マスクマーク
１からの反射光及び基板マーク２からの反射光を検出す
る検出器（検出部）Ｄｅｃと、投影光学系ＰＬで生じる
アライメント光の色収差を補正する色収差補正光学系
（アライメント観察系）１０（１０Ａ、１０Ｂ）とを備
えている。
【００３４】アライメント光は、露光光の波長（４３６
ｎｍ、４０４ｎｍ、及び３６５ｎｍ）とは異なる５４０
〜６６０ｎｍの波長帯域を有しており、不図示の光源か
ら射出される。この光源から出射したアライメント光
は、ランダムライトガイドＦを介して伝達され、ランダ
ムライトガイドＦの射出端に面光源を形成する。なお、
ランダムライトガイドＦは、複数の光ファイバの素線を
入射端と射出端とで配列がランダムになるように束ねた
ものである。
ｎｍ、４０４ｎｍ、及び３６５ｎｍ）とは異なる５４０
〜６６０ｎｍの波長帯域を有しており、不図示の光源か
ら射出される。この光源から出射したアライメント光
は、ランダムライトガイドＦを介して伝達され、ランダ
ムライトガイドＦの射出端に面光源を形成する。なお、
ランダムライトガイドＦは、複数の光ファイバの素線を
入射端と射出端とで配列がランダムになるように束ねた
ものである。
【００３５】ランダムライトガイドＦからのアライメン
ト光は、レンズ群１１，ハーフミラーＨＭ、アライメン
ト第１対物レンズ（色収差補正光学系）１０Ａ及び光路
折り曲げミラーＦＬを通してマスクＭ上に形成されたマ
スクマーク１を照明する。ここで、ランダムライトガイ
ドＦの射出端は、レンズ群１１及びアライメント第１対
物レンズ１０Ａからなる照明系の瞳位置に位置決めされ
ており、マスクマーク１はケーラー照明される。そし
て、マスクマーク１を通過した光は、投影光学系ＰＬを
通過した後、基板Ｐ上の基板マーク２を照明する。この
とき、アライメント第１対物レンズ１０Ａは、ランダム
ライトガイドＦの射出端とマスクＭとの間に設置された
構成となっている。
ト光は、レンズ群１１，ハーフミラーＨＭ、アライメン
ト第１対物レンズ（色収差補正光学系）１０Ａ及び光路
折り曲げミラーＦＬを通してマスクＭ上に形成されたマ
スクマーク１を照明する。ここで、ランダムライトガイ
ドＦの射出端は、レンズ群１１及びアライメント第１対
物レンズ１０Ａからなる照明系の瞳位置に位置決めされ
ており、マスクマーク１はケーラー照明される。そし
て、マスクマーク１を通過した光は、投影光学系ＰＬを
通過した後、基板Ｐ上の基板マーク２を照明する。この
とき、アライメント第１対物レンズ１０Ａは、ランダム
ライトガイドＦの射出端とマスクＭとの間に設置された
構成となっている。
【００３６】マスクＭ上のマスクマーク１からの反射光
は、光路折り曲げミラーＦＬ、アライメント第１対物レ
ンズ１０Ａ、ハーフミラーＨＭ、及びアライメント第２
対物レンズ（色収差補正光学系）１０Ｂを経由して、例
えばＣＣＤ等の撮像素子からなる検出器Ｄｅｃに達する
ようになっており、また、基板Ｐ上の基板マーク２から
の反射光は、投影光学系ＰＬを介してマスクＭを通過し
た後、マスクマーク１からの反射光と同様に、光路折り
曲げミラーＦＬ、アライメント第１対物レンズ１０Ａ、
ハーフミラーＨＭ、及びアライメント第２対物レンズ１
０Ｂを経由して検出器Ｄｅｃに達するようになってい
る。すなわち、検出器Ｄｅｃは、マスクマーク１で反射
したアライメント光の反射光及び基板マーク２で反射し
たアライメント光の反射光を共通の光路を介して検出す
るようになっている。また、このとき、アライメント第
１、第２対物レンズ（色収差補正光学系）１０Ａ、１０
Ｂは、検出器ＤｅｃとマスクＭとの間に設置された構成
となっている。
は、光路折り曲げミラーＦＬ、アライメント第１対物レ
ンズ１０Ａ、ハーフミラーＨＭ、及びアライメント第２
対物レンズ（色収差補正光学系）１０Ｂを経由して、例
えばＣＣＤ等の撮像素子からなる検出器Ｄｅｃに達する
ようになっており、また、基板Ｐ上の基板マーク２から
の反射光は、投影光学系ＰＬを介してマスクＭを通過し
た後、マスクマーク１からの反射光と同様に、光路折り
曲げミラーＦＬ、アライメント第１対物レンズ１０Ａ、
ハーフミラーＨＭ、及びアライメント第２対物レンズ１
０Ｂを経由して検出器Ｄｅｃに達するようになってい
る。すなわち、検出器Ｄｅｃは、マスクマーク１で反射
したアライメント光の反射光及び基板マーク２で反射し
たアライメント光の反射光を共通の光路を介して検出す
るようになっている。また、このとき、アライメント第
１、第２対物レンズ（色収差補正光学系）１０Ａ、１０
Ｂは、検出器ＤｅｃとマスクＭとの間に設置された構成
となっている。
【００３７】ここで、アライメント第１対物レンズ１０
Ａ及びアライメント第２対物レンズ１０Ｂからなるアラ
イメント観察系１０は、アライメント波長のもとでマス
クＭのパターン面（マスクマーク形成面）と検出器Ｄｅ
ｃとを共役にしている。そして、このアライメント観察
系１０は、アライメント光が所定幅の波長域を有するこ
とに起因して投影光学系ＰＬで発生する色収差を補正す
る機能を有している。以下、図２を参照しながらその原
理について説明する。
Ａ及びアライメント第２対物レンズ１０Ｂからなるアラ
イメント観察系１０は、アライメント波長のもとでマス
クＭのパターン面（マスクマーク形成面）と検出器Ｄｅ
ｃとを共役にしている。そして、このアライメント観察
系１０は、アライメント光が所定幅の波長域を有するこ
とに起因して投影光学系ＰＬで発生する色収差を補正す
る機能を有している。以下、図２を参照しながらその原
理について説明する。
【００３８】図２は、投影光学系ＰＬによって発生する
色収差と、アライメント観察系１０（１０Ａ、１０Ｂ）
の色収差補正状態とを示す図である。まず、図２（ａ）
は、アライメント観察系１０が、アライメント光が所定
幅の波長域を有することに起因して投影光学系ＰＬで発
生する色収差を補正する機能を有していない状態を示す
図である。ここで、図中の実線はアライメント光の中心
波長λ0の光線を示し、破線は所定波長域のアライメン
ト光における短波長端の波長λ1の光線を示し、一点鎖
線は所定波長域のアライメント光おける長波長端の波長
λ2の光線を示す。
色収差と、アライメント観察系１０（１０Ａ、１０Ｂ）
の色収差補正状態とを示す図である。まず、図２（ａ）
は、アライメント観察系１０が、アライメント光が所定
幅の波長域を有することに起因して投影光学系ＰＬで発
生する色収差を補正する機能を有していない状態を示す
図である。ここで、図中の実線はアライメント光の中心
波長λ0の光線を示し、破線は所定波長域のアライメン
ト光における短波長端の波長λ1の光線を示し、一点鎖
線は所定波長域のアライメント光おける長波長端の波長
λ2の光線を示す。
【００３９】なお、図２（ａ）〜（ｃ）において、投影
光学系ＰＬは、露光光の波長のもとで第１面２０にある
物体の像を第２面３０に結像させる機能を有している。
光学系ＰＬは、露光光の波長のもとで第１面２０にある
物体の像を第２面３０に結像させる機能を有している。
【００４０】図２（ａ）では、第２面３０に基板Ｐが位
置している状態を示し、このとき、アライメント光の波
長域内のどの波長も露光光より長波長であるため、中心
波長λ0によるマスクマーク像形成面４０、波長λ1によ
るマスクマーク像形成面４１，及び波長λ2によるマス
クマーク像形成面４２は、共に第１面２０よりも投影光
学系ＰＬから離れた位置に形成される。具体的には、中
心波長λ0によるマスクマーク像形成面４０は第１面２
０から距離Δ0だけ離れた位置に形成され、波長λ1によ
るマスクマーク像形成面４１は面４０から距離Δ1だけ
離れた位置に形成され、波長λ2によるマスクマーク像
形成面４２は面４０から距離Δ2だけ離れた位置に形成
される。
置している状態を示し、このとき、アライメント光の波
長域内のどの波長も露光光より長波長であるため、中心
波長λ0によるマスクマーク像形成面４０、波長λ1によ
るマスクマーク像形成面４１，及び波長λ2によるマス
クマーク像形成面４２は、共に第１面２０よりも投影光
学系ＰＬから離れた位置に形成される。具体的には、中
心波長λ0によるマスクマーク像形成面４０は第１面２
０から距離Δ0だけ離れた位置に形成され、波長λ1によ
るマスクマーク像形成面４１は面４０から距離Δ1だけ
離れた位置に形成され、波長λ2によるマスクマーク像
形成面４２は面４０から距離Δ2だけ離れた位置に形成
される。
【００４１】これらの面４０〜４２に形成されたマスク
マーク像は、アライメント観察系１０により検出器Ｄｅ
ｃ側に導かれて再結像する。図２（ａ）ではアライメン
ト観察系１０が投影光学系ＰＬの色収差分を補正する機
能を有していないため、再結像された各々の像は、検出
器Ｄｅｃの検出面５０よりもアライメント観察系１０か
ら離れた位置に形成される。ここで、中心波長λ0によ
る面４０の再結像面６０は検出面５０からΔＤ0だけ離
れた位置に形成され、波長λ1による面４１の再結像面
６１は再結像面６０からΔＤ1だけ離れた位置に形成さ
れ、波長λ2による面４２の再結像面６２は再結像面６
０からΔＤ2だけ離れた位置に形成される。
マーク像は、アライメント観察系１０により検出器Ｄｅ
ｃ側に導かれて再結像する。図２（ａ）ではアライメン
ト観察系１０が投影光学系ＰＬの色収差分を補正する機
能を有していないため、再結像された各々の像は、検出
器Ｄｅｃの検出面５０よりもアライメント観察系１０か
ら離れた位置に形成される。ここで、中心波長λ0によ
る面４０の再結像面６０は検出面５０からΔＤ0だけ離
れた位置に形成され、波長λ1による面４１の再結像面
６１は再結像面６０からΔＤ1だけ離れた位置に形成さ
れ、波長λ2による面４２の再結像面６２は再結像面６
０からΔＤ2だけ離れた位置に形成される。
【００４２】このとき、アライメント観察系１０の横倍
率をβ10とすると、 ΔＤ0 ＝ β10 2 × Δ0 （１） の関係にある。
率をβ10とすると、 ΔＤ0 ＝ β10 2 × Δ0 （１） の関係にある。
【００４３】図２（ｂ）は、アライメント光の中心波長
λ0が露光光の波長とな異なることに起因して投影光学
系ＰＬから発生する軸上色収差（Δ0）を補正するため
に基板Ｐの位置を変更した状態を示す図である。図２
（ｂ）において、基板Ｐは投影光学系ＰＬよりも第２面
３０からの距離ΔＰ0だけ離れた位置に設定されてい
る。
λ0が露光光の波長とな異なることに起因して投影光学
系ＰＬから発生する軸上色収差（Δ0）を補正するため
に基板Ｐの位置を変更した状態を示す図である。図２
（ｂ）において、基板Ｐは投影光学系ＰＬよりも第２面
３０からの距離ΔＰ0だけ離れた位置に設定されてい
る。
【００４４】このとき、投影光学系ＰＬの横倍率をβPL
とすると、 ΔＰ0 ＝ βPL 2 × Δ0 （２） の関係にある。
とすると、 ΔＰ0 ＝ βPL 2 × Δ0 （２） の関係にある。
【００４５】したがって、中心波長λ0によるマスクマ
ーク像形成面４０は第１面２０上に形成される。このと
き、図２（ａ）の状態と同様に、波長λ1によるマスク
マーク像形成面４１は面４０から距離Δ1だけ離れた位
置に形成され、波長λ2によるマスクマーク像形成面４
２は面４０から距離Δ2だけ離れた位置に形成される。
ーク像形成面４０は第１面２０上に形成される。このと
き、図２（ａ）の状態と同様に、波長λ1によるマスク
マーク像形成面４１は面４０から距離Δ1だけ離れた位
置に形成され、波長λ2によるマスクマーク像形成面４
２は面４０から距離Δ2だけ離れた位置に形成される。
【００４６】そして、アライメント観察系１０（１０
Ａ、１０Ｂ）は、アライメント光の中心波長λ0のもと
で第１面２０と検出面５０とを共役にするため、中心波
長λ0のもとでのアライメント観察系１０によるマスク
マーク像の再結像面６０は、検出面５０上に形成され
る。
Ａ、１０Ｂ）は、アライメント光の中心波長λ0のもと
で第１面２０と検出面５０とを共役にするため、中心波
長λ0のもとでのアライメント観察系１０によるマスク
マーク像の再結像面６０は、検出面５０上に形成され
る。
【００４７】なお、図２（ｂ）の状態においても、アラ
イメント観察系１０が、アライメント光が所定幅の波長
域を有することに起因して投影光学系ＰＬで発生する色
収差を補正する機能を有していないため、アライメント
観察系１０により再結像される各々のマスクマーク像再
結像面６１、６２は、それぞれ再結像面６０から距離Δ
Ｄ1、ΔＤ2だけ離れた位置に形成される。
イメント観察系１０が、アライメント光が所定幅の波長
域を有することに起因して投影光学系ＰＬで発生する色
収差を補正する機能を有していないため、アライメント
観察系１０により再結像される各々のマスクマーク像再
結像面６１、６２は、それぞれ再結像面６０から距離Δ
Ｄ1、ΔＤ2だけ離れた位置に形成される。
【００４８】図２（ｃ）は、本実施形態に係るアライメ
ント観察系１０（１０Ａ、１０Ｂ）を示し、このアライ
メント観察系１０（１０Ａ、１０Ｂ）は、アライメント
光が所定幅の波長域を有することに起因して投影光学系
ＰＬで発生する色収差（Δ1＋Δ2）を補正する機能を有
している。つまり、アライメント観察系１０（１０Ａ、
１０Ｂ）は、波長が短い光（波長λ1）については結像
距離を長くし、波長の長い光（波長λ2）については結
像距離を短くする機能を有する。なお、図１の例では、
アライメント第１対物レンズ１０Ａ及びアライメント第
２対物レンズ１０Ｂがその機能を有する色収差補正光学
系となっている。
ント観察系１０（１０Ａ、１０Ｂ）を示し、このアライ
メント観察系１０（１０Ａ、１０Ｂ）は、アライメント
光が所定幅の波長域を有することに起因して投影光学系
ＰＬで発生する色収差（Δ1＋Δ2）を補正する機能を有
している。つまり、アライメント観察系１０（１０Ａ、
１０Ｂ）は、波長が短い光（波長λ1）については結像
距離を長くし、波長の長い光（波長λ2）については結
像距離を短くする機能を有する。なお、図１の例では、
アライメント第１対物レンズ１０Ａ及びアライメント第
２対物レンズ１０Ｂがその機能を有する色収差補正光学
系となっている。
【００４９】このため、距離Δ1だけ第１面２０（面４
０）から離れたマスクマーク像形成面４１を検出面５０
上に再結像させるとともに、距離Δ2だけ第１面（面４
０）から離れたマスクマーク像形成面４２を検出面５０
上に再結像させることが可能となる。
０）から離れたマスクマーク像形成面４１を検出面５０
上に再結像させるとともに、距離Δ2だけ第１面（面４
０）から離れたマスクマーク像形成面４２を検出面５０
上に再結像させることが可能となる。
【００５０】なお、図２（ｂ）及び（ｃ）の例では、基
板Ｐを移動させることによって、第１面２０と基板Ｐと
をアライメント中心波長λ0のもとで共役位置に設定し
たが、その代わりに、マスクＭ及びアライメント系ＡＬ
を移動させてもよい。
板Ｐを移動させることによって、第１面２０と基板Ｐと
をアライメント中心波長λ0のもとで共役位置に設定し
たが、その代わりに、マスクＭ及びアライメント系ＡＬ
を移動させてもよい。
【００５１】また、上記図２（ｃ）の例では、アライメ
ント光が所定幅の波長を有することに起因して投影光学
系ＰＬで発生する色収差（Δ1＋Δ2）をアライメント観
察系１０で完全に補正、すなわち、再結像面６０〜６２
を検出面５０と完全に一致（ΔＤ1＋ΔＤ2＝０）させた
が、これは完全に補正する（一致させる）必要はなく、
アライメント観察系１０の色収差残存量が投影光学系Ｐ
Ｌの焦点深度に対応する量以内であれば良い。
ント光が所定幅の波長を有することに起因して投影光学
系ＰＬで発生する色収差（Δ1＋Δ2）をアライメント観
察系１０で完全に補正、すなわち、再結像面６０〜６２
を検出面５０と完全に一致（ΔＤ1＋ΔＤ2＝０）させた
が、これは完全に補正する（一致させる）必要はなく、
アライメント観察系１０の色収差残存量が投影光学系Ｐ
Ｌの焦点深度に対応する量以内であれば良い。
【００５２】図２（ｄ）は、アライメント観察系１０の
色収差残存量と投影光学系ＰＬの焦点深度との関係を示
す図である。図２（ｄ）においては、検出面５０を物体
として、この検出面５０から所定波長域を有するアライ
メント光をアライメント観察系１０及び投影光学系ＰＬ
を介して第２面３０からΔＰ0だけ離れた基板Ｐへ投影
している。このとき、アライメント光の中心波長λ0に
よる像は基板Ｐ上に形成されるが、この中心波長λ0よ
りも短い波長の波長λ1の光（アライメント波長域の短
波長端）による像は基板Ｐの面からΔＰ1だけ離れた面
３１に形成され、中心波長λ0よりも長い波長の波長λ2
の光（アライメント波長域の長波長端）による像は基板
Ｐの面からΔＰ2だけ離れた面３２に形成される。
色収差残存量と投影光学系ＰＬの焦点深度との関係を示
す図である。図２（ｄ）においては、検出面５０を物体
として、この検出面５０から所定波長域を有するアライ
メント光をアライメント観察系１０及び投影光学系ＰＬ
を介して第２面３０からΔＰ0だけ離れた基板Ｐへ投影
している。このとき、アライメント光の中心波長λ0に
よる像は基板Ｐ上に形成されるが、この中心波長λ0よ
りも短い波長の波長λ1の光（アライメント波長域の短
波長端）による像は基板Ｐの面からΔＰ1だけ離れた面
３１に形成され、中心波長λ0よりも長い波長の波長λ2
の光（アライメント波長域の長波長端）による像は基板
Ｐの面からΔＰ2だけ離れた面３２に形成される。
【００５３】ここで、アライメント光が所定の波長帯域
を有することによる軸上色収差量はΔＰ1＋ΔＰ2とな
り、この軸上色収差量ΔＰ1＋ΔＰ2が投影光学系ＰＬの
アライメント光の波長のもとでの焦点深度ＤＯＦの範囲
内であれば、実質上において軸上色収差が発生していな
いと見なすことができる。
を有することによる軸上色収差量はΔＰ1＋ΔＰ2とな
り、この軸上色収差量ΔＰ1＋ΔＰ2が投影光学系ＰＬの
アライメント光の波長のもとでの焦点深度ＤＯＦの範囲
内であれば、実質上において軸上色収差が発生していな
いと見なすことができる。
【００５４】なお、投影光学系ＰＬの焦点深度は、Ｚを
焦点深度とし、λを波長（この場合はアライメント光の
中心波長λ0）、ＮＡを投影光学系ＰＬの開口数（この
場合、アライメント光の基板Ｐ側での開口数となるた
め、アライメント観察系１０のマスク側開口数に投影光
学系ＰＬの横倍率で徐した値が対応する）、ｋ2を定数
とするとき、 Ｚ ＝ ｋ2λ／ＮＡ2 （３） で表される。
焦点深度とし、λを波長（この場合はアライメント光の
中心波長λ0）、ＮＡを投影光学系ＰＬの開口数（この
場合、アライメント光の基板Ｐ側での開口数となるた
め、アライメント観察系１０のマスク側開口数に投影光
学系ＰＬの横倍率で徐した値が対応する）、ｋ2を定数
とするとき、 Ｚ ＝ ｋ2λ／ＮＡ2 （３） で表される。
【００５５】以上の説明では、光線を検出面５０側から
逆追跡した場合を例に取り説明したが、光線逆行の原理
より、基板Ｐ側から光線を追跡した場合においても、光
学系の倍率を考慮すれば実質的に同じ結果となるため、
ここでの説明は省略する。
逆追跡した場合を例に取り説明したが、光線逆行の原理
より、基板Ｐ側から光線を追跡した場合においても、光
学系の倍率を考慮すれば実質的に同じ結果となるため、
ここでの説明は省略する。
【００５６】このように、図２（ｄ）の例では、アライ
メント観察系１０により完全に色収差を補正していない
ため、アライメント観察系１０への負荷が小さくなって
いる。
メント観察系１０により完全に色収差を補正していない
ため、アライメント観察系１０への負荷が小さくなって
いる。
【００５７】以上のようにして投影光学系ＰＬで発生す
るアライメント光の色収差のうち、複数の波長に起因し
て発生する色収差Δ1＋Δ2を補正したら、マスクＭと基
板Ｐとのアライメントを行った後、このマスクＭに形成
されたパターンの像を露光光を用いて投影光学系ＰＬを
介して基板Ｐ上に転写する。
るアライメント光の色収差のうち、複数の波長に起因し
て発生する色収差Δ1＋Δ2を補正したら、マスクＭと基
板Ｐとのアライメントを行った後、このマスクＭに形成
されたパターンの像を露光光を用いて投影光学系ＰＬを
介して基板Ｐ上に転写する。
【００５８】以上説明したように、露光光の波長とは異
なる複数の波長を有するアライメント光を用いた場合に
おいて、この複数の波長に起因して投影光学系ＰＬで発
生する色収差を補正することにより、精度良く安定した
アライメント処理を行うことができる。このとき、マス
クＭ及び基板Ｐに照射したアライメント光のそれぞれの
反射光を検出器Ｄｅｃによって検出する際、マスクＭ
（マスクマーク１）からのアライメント光と基板Ｐ（基
板マーク２）からのアライメント光とを共通の光路を介
して検出する構成としたことにより、簡易な構成でアラ
イメント処理を行うことができるとともに、検出誤差を
最小限に抑えることができるので、高精度なアライメン
ト処理を実現することができる。
なる複数の波長を有するアライメント光を用いた場合に
おいて、この複数の波長に起因して投影光学系ＰＬで発
生する色収差を補正することにより、精度良く安定した
アライメント処理を行うことができる。このとき、マス
クＭ及び基板Ｐに照射したアライメント光のそれぞれの
反射光を検出器Ｄｅｃによって検出する際、マスクＭ
（マスクマーク１）からのアライメント光と基板Ｐ（基
板マーク２）からのアライメント光とを共通の光路を介
して検出する構成としたことにより、簡易な構成でアラ
イメント処理を行うことができるとともに、検出誤差を
最小限に抑えることができるので、高精度なアライメン
ト処理を実現することができる。
【００５９】すなわち、本実施形態のように各アライメ
ントマークからの反射光を共通の光路を介して検出する
構成としないで、異なる光路（バイパス光路を設ける
等）で検出する構成とすると、コストの上昇を招くとと
もに、バイパス光路間で製造誤差があった場合に基板マ
ーク検出光路とマスクマーク検出光路とで異なる影響が
生じ、アライメント精度が低下するといった問題が生ず
る恐れがある。しかしながら、本実施形態のように、基
板マーク検出光路とマスクマーク検出光路とを共通化す
ることにより、各光路間に製造誤差等があった場合で
も、検出器Ｄｅｃ上の基板マーク像とマスクマーク像と
の影響がほぼ同じとなるのでアライメント精度が低下し
にくいといった利点が得られる。
ントマークからの反射光を共通の光路を介して検出する
構成としないで、異なる光路（バイパス光路を設ける
等）で検出する構成とすると、コストの上昇を招くとと
もに、バイパス光路間で製造誤差があった場合に基板マ
ーク検出光路とマスクマーク検出光路とで異なる影響が
生じ、アライメント精度が低下するといった問題が生ず
る恐れがある。しかしながら、本実施形態のように、基
板マーク検出光路とマスクマーク検出光路とを共通化す
ることにより、各光路間に製造誤差等があった場合で
も、検出器Ｄｅｃ上の基板マーク像とマスクマーク像と
の影響がほぼ同じとなるのでアライメント精度が低下し
にくいといった利点が得られる。
【００６０】色収差補正光学系１０を、検出器Ｄｅｃと
マスクＭとの間に設ける構成としたことにより、この色
収差補正光学系１０の設置性を向上させることができ
る。
マスクＭとの間に設ける構成としたことにより、この色
収差補正光学系１０の設置性を向上させることができ
る。
【００６１】すなわち、マスクＭ（マスクステージＭ
Ｓ）と投影光学系ＰＬとの間の光路は狭く、特に、等倍
の投影光学系においては、縮小倍率の投影光学系とマス
クとの光路のように広い間隔を確保することができな
い。しかしながら、本実施形態のように、色収差補正光
学系１０を、アライメント系ＡＬにおける検出器Ｄｅｃ
とマスクＭとの間に設ける構成としたことにより、色収
差補正光学系１０を安定して設置することができる。
Ｓ）と投影光学系ＰＬとの間の光路は狭く、特に、等倍
の投影光学系においては、縮小倍率の投影光学系とマス
クとの光路のように広い間隔を確保することができな
い。しかしながら、本実施形態のように、色収差補正光
学系１０を、アライメント系ＡＬにおける検出器Ｄｅｃ
とマスクＭとの間に設ける構成としたことにより、色収
差補正光学系１０を安定して設置することができる。
【００６２】色収差補正光学系１０によって、アライメ
ント波長が所定の波長帯域を有することによって起因し
て投影光学系ＰＬから発生する色収差Δ1＋Δ2を補正す
るようにしたことにより、例えば、基板Ｐのレジストの
薄膜干渉による精度低下を避けるためにアライメント光
を広帯域化しても基板マーク２の像の像質劣化を防いで
アライメント精度の向上が図れる。なお、この場合の色
収差とは、軸上色収差のみならず、球面収差の色による
収差を含むものである。
ント波長が所定の波長帯域を有することによって起因し
て投影光学系ＰＬから発生する色収差Δ1＋Δ2を補正す
るようにしたことにより、例えば、基板Ｐのレジストの
薄膜干渉による精度低下を避けるためにアライメント光
を広帯域化しても基板マーク２の像の像質劣化を防いで
アライメント精度の向上が図れる。なお、この場合の色
収差とは、軸上色収差のみならず、球面収差の色による
収差を含むものである。
【００６３】アライメント光の中心波長λ0が露光光の
波長とは異なることに起因しても投影光学系ＰＬからは
色収差Δ0が発生するが、この色収差Δ0を、マスクＭ及
び基板Ｐの少なくともいずれか一方のＺ方向の位置を変
更することによって補正することが可能である。すなわ
ち、基板ステージＰＳをＺ方向に移動可能な移動装置Ｐ
Ｓａを介して移動することにより、色収差Δ0を補正す
ることができる。このような構成とすることにより、ア
ライメント光が複数の波長を有していることに起因して
発生する色収差Δ1＋Δ2と、アライメント光の中心波長
λ0が露光光の波長とは異なることに起因して発生する
色収差Δ0との双方の色収差を補正することができる。
なお、色収差補正光学系１０中の少なくとも一部の光学
素子を駆動して色収差補正量を制御可能な構成とし、か
つ基板またはアライメント系を上下動する構成とした場
合、投影光学系ＰＬの視野内でアライメント系の観察位
置を変更したときには、像面湾曲の色による収差を補正
することが可能である。
波長とは異なることに起因しても投影光学系ＰＬからは
色収差Δ0が発生するが、この色収差Δ0を、マスクＭ及
び基板Ｐの少なくともいずれか一方のＺ方向の位置を変
更することによって補正することが可能である。すなわ
ち、基板ステージＰＳをＺ方向に移動可能な移動装置Ｐ
Ｓａを介して移動することにより、色収差Δ0を補正す
ることができる。このような構成とすることにより、ア
ライメント光が複数の波長を有していることに起因して
発生する色収差Δ1＋Δ2と、アライメント光の中心波長
λ0が露光光の波長とは異なることに起因して発生する
色収差Δ0との双方の色収差を補正することができる。
なお、色収差補正光学系１０中の少なくとも一部の光学
素子を駆動して色収差補正量を制御可能な構成とし、か
つ基板またはアライメント系を上下動する構成とした場
合、投影光学系ＰＬの視野内でアライメント系の観察位
置を変更したときには、像面湾曲の色による収差を補正
することが可能である。
【００６４】《第２実施形態》次に、本発明のアライメ
ント方法及びアライメント装置の第２実施形態について
図３を参照しながら説明する。図３は本実施形態に係る
アライメント装置ＡＬを備えた露光装置Ｅを説明するた
めの概略構成図である。ここで、前述した第１実施形態
と同一もしくは同等の構成部分については、同一の符号
を用いるとともに、その説明を簡略もしくは省略するも
のとする。
ント方法及びアライメント装置の第２実施形態について
図３を参照しながら説明する。図３は本実施形態に係る
アライメント装置ＡＬを備えた露光装置Ｅを説明するた
めの概略構成図である。ここで、前述した第１実施形態
と同一もしくは同等の構成部分については、同一の符号
を用いるとともに、その説明を簡略もしくは省略するも
のとする。
【００６５】本実施形態では、アライメント系ＡＬよる
検出を安定して行うことができるマスクマーク１の線幅
の設定方法について説明する。つまり、上記第１実施形
態では、基板マーク２について良好な検出像を得ること
について説明しているが、この場合、マスクマーク１の
像をアライメント光の中心波長λ0で検出しない限り、
検出器Ｄｅｃ上での色収差の影響を受けるため、細い線
幅のマスクマーク１だと検出不可能となる。そこで、本
実施形態においては、アライメント系ＡＬが安定して検
出可能なマスクマークの線幅を設定する方法について説
明する。
検出を安定して行うことができるマスクマーク１の線幅
の設定方法について説明する。つまり、上記第１実施形
態では、基板マーク２について良好な検出像を得ること
について説明しているが、この場合、マスクマーク１の
像をアライメント光の中心波長λ0で検出しない限り、
検出器Ｄｅｃ上での色収差の影響を受けるため、細い線
幅のマスクマーク１だと検出不可能となる。そこで、本
実施形態においては、アライメント系ＡＬが安定して検
出可能なマスクマークの線幅を設定する方法について説
明する。
【００６６】本実施形態に係る露光装置の投影光学系Ｐ
Ｌは、図３に示すように、マスクＭに形成されたパター
ンの１次像を形成する第１反射屈折型結像光学系Ｋ
1と、この１次像からの光に基づいて感光基板Ｐ上にパ
ターンの正立正像（２次像）を形成する第２反射屈折型
結像光学系Ｋ2とを備えている。そして、この露光装置
Ｅは、第１実施形態同様、マスクＭと基板Ｐとの位置合
わせを行うためのアライメント系ＡＬを備えている。
Ｌは、図３に示すように、マスクＭに形成されたパター
ンの１次像を形成する第１反射屈折型結像光学系Ｋ
1と、この１次像からの光に基づいて感光基板Ｐ上にパ
ターンの正立正像（２次像）を形成する第２反射屈折型
結像光学系Ｋ2とを備えている。そして、この露光装置
Ｅは、第１実施形態同様、マスクＭと基板Ｐとの位置合
わせを行うためのアライメント系ＡＬを備えている。
【００６７】第１反射屈折型結像光学系Ｋ1は、マスク
Ｍの面（ＸＹ面）に対して４５°で斜設された反射面Ｒ
1a及びＲ1bを有する直角プリズムＲ1と、正の屈折力を
有する第１正レンズ群Ｇ1Pと、負の屈折力を有する第１
負レンズ群Ｇ1Nとから構成される第１屈折光学系Ｓ
1と、第１凹面反射鏡Ｍ1とを備えている。
Ｍの面（ＸＹ面）に対して４５°で斜設された反射面Ｒ
1a及びＲ1bを有する直角プリズムＲ1と、正の屈折力を
有する第１正レンズ群Ｇ1Pと、負の屈折力を有する第１
負レンズ群Ｇ1Nとから構成される第１屈折光学系Ｓ
1と、第１凹面反射鏡Ｍ1とを備えている。
【００６８】第１正レンズ群Ｇ1Pは、蛍石からなり正の
屈折力を有する両凸形状の正レンズＬ1P1と、合成石英
からなり負の屈折力を有し第１凹面反射鏡Ｍ1側に凸面
を向けたメニスカス形状の負レンズＬ1P2と、蛍石から
なり正の屈折力を有する両凸形状の正レンズＬ1P3とか
ら構成されている。
屈折力を有する両凸形状の正レンズＬ1P1と、合成石英
からなり負の屈折力を有し第１凹面反射鏡Ｍ1側に凸面
を向けたメニスカス形状の負レンズＬ1P2と、蛍石から
なり正の屈折力を有する両凸形状の正レンズＬ1P3とか
ら構成されている。
【００６９】第１負レンズ群Ｇ1Nは、蛍石からなり第１
凹面反射鏡Ｍ1側に凹面を向けたメニスカス形状で負の
屈折力を有する負レンズＬ1N1と、第１凹面反射鏡Ｍ1側
に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ1N2とから
構成されている。
凹面反射鏡Ｍ1側に凹面を向けたメニスカス形状で負の
屈折力を有する負レンズＬ1N1と、第１凹面反射鏡Ｍ1側
に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ1N2とから
構成されている。
【００７０】また、第２反射屈折型結像光学系Ｋ2は、
第１反射屈折型結像光学系Ｋ1の同一である。すなわ
ち、基板Ｐの面（ＸＹ平面）に対して４５°で斜設され
た反射面Ｒ2a及びＲ2bを有する直角プリズムＲ2と、正
の屈折力を有する第２正レンズ群Ｇ2Pと、負の屈折力を
有する第２負レンズ群Ｇ2Nとから構成される第２屈折系
Ｓ 2と、第２凹面反射鏡Ｍ2とを備えている。
第１反射屈折型結像光学系Ｋ1の同一である。すなわ
ち、基板Ｐの面（ＸＹ平面）に対して４５°で斜設され
た反射面Ｒ2a及びＲ2bを有する直角プリズムＲ2と、正
の屈折力を有する第２正レンズ群Ｇ2Pと、負の屈折力を
有する第２負レンズ群Ｇ2Nとから構成される第２屈折系
Ｓ 2と、第２凹面反射鏡Ｍ2とを備えている。
【００７１】第２正レンズ群Ｇ2Pは、蛍石からなり正の
屈折力を有する両凸形状の正レンズ（第３の正レンズ）
Ｌ2P1と、合成石英からなり負の屈折力を有し第２凹面
反射鏡Ｍ2側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ
Ｌ2P2と、蛍石からなり正の屈折力を有する両凸形状の
正レンズＬ2P3とから構成されている。
屈折力を有する両凸形状の正レンズ（第３の正レンズ）
Ｌ2P1と、合成石英からなり負の屈折力を有し第２凹面
反射鏡Ｍ2側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ
Ｌ2P2と、蛍石からなり正の屈折力を有する両凸形状の
正レンズＬ2P3とから構成されている。
【００７２】第２負レンズ群Ｇ2Nは、蛍石からなり第２
凹面反射鏡Ｍ2側に凹面を向けたメニスカス形状で負の
屈折力を有する負レンズＬ2N1と、第２凹面反射鏡Ｍ2側
に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ2N2とから
構成されている。
凹面反射鏡Ｍ2側に凹面を向けたメニスカス形状で負の
屈折力を有する負レンズＬ2N1と、第２凹面反射鏡Ｍ2側
に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ2N2とから
構成されている。
【００７３】第１反射屈折型結像光学系Ｋ1により形成
されるパターンの１次像形成位置には、基板Ｐでの投影
領域を規定する視野絞りＦＳが設けられている。
されるパターンの１次像形成位置には、基板Ｐでの投影
領域を規定する視野絞りＦＳが設けられている。
【００７４】露光光を射出する光源（不図示）は、第１
実施形態同様、所定の複数の波長、すなわちｇ線（４３
６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）
を含む光束を射出する。一方、アライメント系ＡＬから
は、第１実施形態同様、露光光の波長とは異なる複数の
波長を有するアライメント光が射出される。
実施形態同様、所定の複数の波長、すなわちｇ線（４３
６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）
を含む光束を射出する。一方、アライメント系ＡＬから
は、第１実施形態同様、露光光の波長とは異なる複数の
波長を有するアライメント光が射出される。
【００７５】マスクＭを介した光（露光光、アライメン
ト光）は、−Ｚ方向で表される方向に進行し、直角プリ
ズムＲ１の反射面Ｒ1aにより９０°偏向されて図中＋Ｘ
方向に向けて進行し、前記第１正レンズ群Ｇ1P（Ｌ1P1
〜Ｌ1P3）に入射する。第１正レンズ群Ｇ1Pに入射した
光は、第１負レンズ群Ｇ1N（Ｌ1N1〜Ｌ1N2）を介して第
１凹面反射鏡Ｍ1に達する。ここで、第１凹面反射鏡Ｍ1
は、第１屈折光学系Ｓ1（Ｇ1P、Ｇ1N）の後側焦点位置
の近傍に配置される。
ト光）は、−Ｚ方向で表される方向に進行し、直角プリ
ズムＲ１の反射面Ｒ1aにより９０°偏向されて図中＋Ｘ
方向に向けて進行し、前記第１正レンズ群Ｇ1P（Ｌ1P1
〜Ｌ1P3）に入射する。第１正レンズ群Ｇ1Pに入射した
光は、第１負レンズ群Ｇ1N（Ｌ1N1〜Ｌ1N2）を介して第
１凹面反射鏡Ｍ1に達する。ここで、第１凹面反射鏡Ｍ1
は、第１屈折光学系Ｓ1（Ｇ1P、Ｇ1N）の後側焦点位置
の近傍に配置される。
【００７６】次に、第１凹面反射鏡Ｍ1にて反射された
光は、第１負レンズ群Ｇ1N及び第１正レンズ群Ｇ1Pを介
して図中−Ｘ方向に沿って進行して直角プリズムＲ1の
反射面Ｒ1bに向かう。そして、直角プリズムＲ1の反射
面Ｒ1bに達する光は、反射面Ｒ1bにて略９０°偏向され
て図中−Ｚ方向に沿って進行し、視野絞りＦＳの位置に
一次像を形成する。この１次像においては、Ｘ方向にお
ける横倍率は略１倍であり、且つＹ方向における横倍率
が略−１倍である。１次像からの光は、第２反射屈折型
結像光学系Ｋ２を介して、基板Ｐ上に２次像を形成す
る。ここで、この２次像のＸ方向及びＹ方向における横
倍率は略１倍である。すなわち、基板Ｐ上に形成される
２次像は、正立正像である。なお、第２反射屈折型結像
光学系Ｋ2の有する機能は、前記第１反射屈折型結像光
学系Ｋ1の機能と同等であるため、説明を略す。
光は、第１負レンズ群Ｇ1N及び第１正レンズ群Ｇ1Pを介
して図中−Ｘ方向に沿って進行して直角プリズムＲ1の
反射面Ｒ1bに向かう。そして、直角プリズムＲ1の反射
面Ｒ1bに達する光は、反射面Ｒ1bにて略９０°偏向され
て図中−Ｚ方向に沿って進行し、視野絞りＦＳの位置に
一次像を形成する。この１次像においては、Ｘ方向にお
ける横倍率は略１倍であり、且つＹ方向における横倍率
が略−１倍である。１次像からの光は、第２反射屈折型
結像光学系Ｋ２を介して、基板Ｐ上に２次像を形成す
る。ここで、この２次像のＸ方向及びＹ方向における横
倍率は略１倍である。すなわち、基板Ｐ上に形成される
２次像は、正立正像である。なお、第２反射屈折型結像
光学系Ｋ2の有する機能は、前記第１反射屈折型結像光
学系Ｋ1の機能と同等であるため、説明を略す。
【００７７】ここで、投影光学系ＰＬは、露光光として
いる所定の複数の波長（ｇ線、ｈ線、ｉ線）の光に対し
て色収差補正が施されている。また、アライメント系Ａ
Ｌに設けられた色収差補正光学系１０によって、投影光
学系ＰＬで発生するアライメント光の色収差のうち、複
数の波長に起因して発生する色収差が補正されている。
そして、この補正量に応じて、マスクマーク１の線幅を
設定する。
いる所定の複数の波長（ｇ線、ｈ線、ｉ線）の光に対し
て色収差補正が施されている。また、アライメント系Ａ
Ｌに設けられた色収差補正光学系１０によって、投影光
学系ＰＬで発生するアライメント光の色収差のうち、複
数の波長に起因して発生する色収差が補正されている。
そして、この補正量に応じて、マスクマーク１の線幅を
設定する。
【００７８】すなわち、アライメント系ＡＬの色収差補
正光学系１０は、アライメント光が複数の波長を有する
ことに起因して投影光学系から発生する基板マーク２で
の色収差を補正するように設定されており、マスクマー
ク１における色収差は補正されておらず、マスクマーク
１は基板マーク２に対する補正量分の収差が発生するこ
とになる。したがって、アライメント系ＡＬがマスクマ
ーク１を安定して検出するために、マスクマーク１を前
記補正量に応じて所定の線幅以上に設定する必要があ
る。次に、マスクマーク１の線幅の設定を行う方法につ
いて説明する。
正光学系１０は、アライメント光が複数の波長を有する
ことに起因して投影光学系から発生する基板マーク２で
の色収差を補正するように設定されており、マスクマー
ク１における色収差は補正されておらず、マスクマーク
１は基板マーク２に対する補正量分の収差が発生するこ
とになる。したがって、アライメント系ＡＬがマスクマ
ーク１を安定して検出するために、マスクマーク１を前
記補正量に応じて所定の線幅以上に設定する必要があ
る。次に、マスクマーク１の線幅の設定を行う方法につ
いて説明する。
【００７９】図３に示した投影光学系ＰＬの物体面（マ
スク位置）に、図４に示すような分布を有するマスクマ
ーク１を配置し、このマスクマーク１にアライメント光
を照射したとする。ここで、図４の縦軸は光強度を正規
化した値であり、横軸はマークの線幅方向の位置をこの
線幅で正規化した値である。
スク位置）に、図４に示すような分布を有するマスクマ
ーク１を配置し、このマスクマーク１にアライメント光
を照射したとする。ここで、図４の縦軸は光強度を正規
化した値であり、横軸はマークの線幅方向の位置をこの
線幅で正規化した値である。
【００８０】そして、図５、図６は、図４に示したよう
なマスクマークに５４０ｎｍ〜６６０ｎｍの波長を有す
るアライメント光を照射した際に、このアライメント波
長のもとでの投影光学系ＰＬの像面に形成される光強度
分布（像強度分布）を示している。
なマスクマークに５４０ｎｍ〜６６０ｎｍの波長を有す
るアライメント光を照射した際に、このアライメント波
長のもとでの投影光学系ＰＬの像面に形成される光強度
分布（像強度分布）を示している。
【００８１】このうち、図５は投影光学系を理想光学系
とした場合の空間像シミュレーション結果であり、図６
は投影光学系を図３に示したような投影光学系ＰＬとし
た場合の空間像シミュレーション結果である。ここで、
それぞれの図の縦軸は光強度（像強度）を正規化した値
であり、横軸はマークの像の線幅方向の位置をこの線幅
で正規化した値である。
とした場合の空間像シミュレーション結果であり、図６
は投影光学系を図３に示したような投影光学系ＰＬとし
た場合の空間像シミュレーション結果である。ここで、
それぞれの図の縦軸は光強度（像強度）を正規化した値
であり、横軸はマークの像の線幅方向の位置をこの線幅
で正規化した値である。
【００８２】なお、図５の理想光学系における像強度と
は、アライメント波長での投影光学系で発生する色収差
を無収差とした場合の像強度、あるいは、例えば色収差
補正光学系で物体面（マスクマーク１）における色収差
の補正を行った場合の像強度である。一方、図６の像強
度とは、図３に示したようにアライメント系ＡＬの色収
差補正光学系１０で基板マーク２における色収差の補正
を行い、物体面（マスクマーク１）における色収差の補
正は行っていない状態での像強度である。
は、アライメント波長での投影光学系で発生する色収差
を無収差とした場合の像強度、あるいは、例えば色収差
補正光学系で物体面（マスクマーク１）における色収差
の補正を行った場合の像強度である。一方、図６の像強
度とは、図３に示したようにアライメント系ＡＬの色収
差補正光学系１０で基板マーク２における色収差の補正
を行い、物体面（マスクマーク１）における色収差の補
正は行っていない状態での像強度である。
【００８３】そして、アライメント系ＡＬがマスクマー
ク１を精度良く検出可能であるためには、少なくとも、
投影光学系を理想光学系とした場合においてマスクマー
ク１の線幅がこの投影光学系（理想光学系）の解像限界
Ｒ以上でなければならない。この解像限界Ｒは、 Ｒ ≒ ０．５λ／ＮＡ （４） ＮＡ：投影光学系の開口数 λ：アライメント光の波長 である。
ク１を精度良く検出可能であるためには、少なくとも、
投影光学系を理想光学系とした場合においてマスクマー
ク１の線幅がこの投影光学系（理想光学系）の解像限界
Ｒ以上でなければならない。この解像限界Ｒは、 Ｒ ≒ ０．５λ／ＮＡ （４） ＮＡ：投影光学系の開口数 λ：アライメント光の波長 である。
【００８４】本実施形態では、ＮＡ＝０．１、λ＝５４
０ｎｍ〜６６０ｎｍであるので、（４）式より、解像限
界Ｒは約３μｍとなる。すなわち、たとえ、投影光学系
が理想光学系（無収差光学系）であっても、アライメン
ト系ＡＬがマスクマーク１を検出可能であるためには、
図５に示すように、線幅が３μｍであるマスクマークか
ら得られる光強度（像強度）が必要である。このとき、
図５より、理想光学系において線幅３μｍから得られる
光強度は約０．５である。
０ｎｍ〜６６０ｎｍであるので、（４）式より、解像限
界Ｒは約３μｍとなる。すなわち、たとえ、投影光学系
が理想光学系（無収差光学系）であっても、アライメン
ト系ＡＬがマスクマーク１を検出可能であるためには、
図５に示すように、線幅が３μｍであるマスクマークか
ら得られる光強度（像強度）が必要である。このとき、
図５より、理想光学系において線幅３μｍから得られる
光強度は約０．５である。
【００８５】したがって、実際の投影光学系（この場
合、図３に示した投影光学系ＰＬ）においても、マスク
マーク１からの光強度（像強度）は少なくとも０．５必
要である。このとき、図３の投影光学系ＰＬにおいて光
強度が０．５であるためのマスクマークの線幅は、図６
より８μｍである。
合、図３に示した投影光学系ＰＬ）においても、マスク
マーク１からの光強度（像強度）は少なくとも０．５必
要である。このとき、図３の投影光学系ＰＬにおいて光
強度が０．５であるためのマスクマークの線幅は、図６
より８μｍである。
【００８６】ところで、図７は、空間周波数（単位：ｌ
ｉｎｅ／ｍｍ）と、マスクマークからの反射光により形
成されるマスクマークの像のＭＴＦとの関係を示したシ
ミュレーション結果であって、鎖線は投影光学系を理想
光学系とした場合の結果であり、実線は図３に示した投
影光学系ＰＬとした場合の結果である。
ｉｎｅ／ｍｍ）と、マスクマークからの反射光により形
成されるマスクマークの像のＭＴＦとの関係を示したシ
ミュレーション結果であって、鎖線は投影光学系を理想
光学系とした場合の結果であり、実線は図３に示した投
影光学系ＰＬとした場合の結果である。
【００８７】そして、線幅が８μｍのマスクマーク１に
対応する空間周波数は６２．５なので、図７より、図３
の投影光学系ＰＬにおけるマスクマーク１の像のＭＴＦ
の値は０．３となる。したがって、マスクマーク１から
の反射光により形成されるマーク像のＭＴＦが０．３以
上になるようにマスクマーク１の線幅を設定することに
よって、アライメント系ＡＬは、マスクマーク１の検出
も安定して行うことができる。
対応する空間周波数は６２．５なので、図７より、図３
の投影光学系ＰＬにおけるマスクマーク１の像のＭＴＦ
の値は０．３となる。したがって、マスクマーク１から
の反射光により形成されるマーク像のＭＴＦが０．３以
上になるようにマスクマーク１の線幅を設定することに
よって、アライメント系ＡＬは、マスクマーク１の検出
も安定して行うことができる。
【００８８】以上説明したように、複数の波長を有する
アライメント光を用いた場合において、この複数の波長
に起因して投影光学系ＰＬで発生する色収差を補正した
際、補正量に応じてマスクマーク１の線幅を設定するこ
とにより、マスクマーク１及び基板マーク２のそれぞれ
の検出を精度良く行うことができる。すなわち、アライ
メント光が複数の波長を有していることに起因する色収
差の補正が、基板マークを良好に検出可能とするために
行われた場合においても、この補正量に応じてマスクマ
ークの線幅を設定することにより、マスクマークも安定
して検出することができる。したがって、精度良く安定
したアライメント処理を実現することができる。
アライメント光を用いた場合において、この複数の波長
に起因して投影光学系ＰＬで発生する色収差を補正した
際、補正量に応じてマスクマーク１の線幅を設定するこ
とにより、マスクマーク１及び基板マーク２のそれぞれ
の検出を精度良く行うことができる。すなわち、アライ
メント光が複数の波長を有していることに起因する色収
差の補正が、基板マークを良好に検出可能とするために
行われた場合においても、この補正量に応じてマスクマ
ークの線幅を設定することにより、マスクマークも安定
して検出することができる。したがって、精度良く安定
したアライメント処理を実現することができる。
【００８９】そして、少なくとも、マスクマーク１の線
幅を基板マーク２の線幅より大きく設定することによっ
てマスクマーク１の検出は安定して行われる。この場
合、上述したように、マスクマーク１からの反射光によ
り形成されるマーク像のＭＴＦが０．３以上になるよう
にマスクマーク１の線幅を設定することにより、マスク
マーク１の検出を精度良く安定して行うことができる。
幅を基板マーク２の線幅より大きく設定することによっ
てマスクマーク１の検出は安定して行われる。この場
合、上述したように、マスクマーク１からの反射光によ
り形成されるマーク像のＭＴＦが０．３以上になるよう
にマスクマーク１の線幅を設定することにより、マスク
マーク１の検出を精度良く安定して行うことができる。
【００９０】なお、図６、図７に示したような投影光学
系ＰＬのＭＴＦ曲線は、露光装置の製造時に求めること
ができる。そして、この求めたＭＴＦ曲線に基づいて、
ＭＴＦ＝０．３以上となるように、予めマスクマークを
設計するようにすればよい。
系ＰＬのＭＴＦ曲線は、露光装置の製造時に求めること
ができる。そして、この求めたＭＴＦ曲線に基づいて、
ＭＴＦ＝０．３以上となるように、予めマスクマークを
設計するようにすればよい。
【００９１】本実施形態における空間像シミュレーショ
ンでは、直接的にアライメント系の空間像をシミュレー
トしていないが、投影光学系の空間像をシミュレーショ
ンして得られたＭＴＦは、アライメント系のマスクマー
ク像のＭＴＦとほぼ等価な結果を示す。これは、本実施
形態のアライメント系では、投影光学系が有する色収差
をキャンセルできるような色収差を有している、すなわ
ち、投影光学系の色収差とは逆の色収差を有しているた
め、単に長波長と短波長とが入れ替わるだけで収差の傾
向は相似となり、像のＭＴＦは実質的に同じと見なすこ
とができるからである。
ンでは、直接的にアライメント系の空間像をシミュレー
トしていないが、投影光学系の空間像をシミュレーショ
ンして得られたＭＴＦは、アライメント系のマスクマー
ク像のＭＴＦとほぼ等価な結果を示す。これは、本実施
形態のアライメント系では、投影光学系が有する色収差
をキャンセルできるような色収差を有している、すなわ
ち、投影光学系の色収差とは逆の色収差を有しているた
め、単に長波長と短波長とが入れ替わるだけで収差の傾
向は相似となり、像のＭＴＦは実質的に同じと見なすこ
とができるからである。
【００９２】上記各実施形態の露光装置Ｅとして、マス
クＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを
露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・ア
ンド・リピート型の露光装置にも適用することができ
る。
クＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを
露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・ア
ンド・リピート型の露光装置にも適用することができ
る。
【００９３】露光装置Ｅの用途としては半導体製造用の
露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラス
プレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露
光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置に
も広く適当できる。
露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラス
プレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露
光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置に
も広く適当できる。
【００９４】上記各実施形態の露光装置Ｅの光源は、ｇ
線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０４ｎｍ）、ｉ線（３６５
ｎｍ）のみならず、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎ
ｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２レー
ザ（１５７ｎｍ）などを用いることができる。
線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０４ｎｍ）、ｉ線（３６５
ｎｍ）のみならず、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎ
ｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２レー
ザ（１５７ｎｍ）などを用いることができる。
【００９５】投影光学系ＰＬの倍率は等倍系のみならず
縮小系および拡大系のいずれでもよい。
縮小系および拡大系のいずれでもよい。
【００９６】投影光学系ＰＬとしては、エキシマレーザ
などの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石な
どの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ２レーザなどの
真空紫外域を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光
学系とすればよい。
などの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石な
どの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ２レーザなどの
真空紫外域を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光
学系とすればよい。
【００９７】基板ステージＰＳやマスクステージＭＳに
リニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用いた
エア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を
用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ステ
ージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガ
イドを設けないガイドレスタイプでもよい。
リニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用いた
エア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を
用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ステ
ージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガ
イドを設けないガイドレスタイプでもよい。
【００９８】ステージの駆動装置として平面モ−タを用
いる場合、磁石ユニット（永久磁石）と電機子ユニット
のいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電
機子ユニットの他方をステージの移動面側（ベース）に
設ければよい。
いる場合、磁石ユニット（永久磁石）と電機子ユニット
のいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電
機子ユニットの他方をステージの移動面側（ベース）に
設ければよい。
【００９９】基板ステージＰＳの移動により発生する反
力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されている
ように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃
がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光
装置においても適用可能である。
力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されている
ように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃
がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光
装置においても適用可能である。
【０１００】マスクステージＭＳの移動により発生する
反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載されてい
るように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に
逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露
光装置においても適用可能である。
反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載されてい
るように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に
逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露
光装置においても適用可能である。
【０１０１】以上のように、本願実施形態の露光装置
は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む
各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、
光学的精度を保つように、組み立てることで製造され
る。これら各種精度を確保するために、この組み立ての
前後には、各種光学系については光学的精度を達成する
ための調整、各種機械系については機械的精度を達成す
るための調整、各種電気系については電気的精度を達成
するための調整が行われる。各種サブシステムから露光
装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機
械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等
が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組
み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程
があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光
装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行わ
れ、露光装置全体としての各種精度が確保される。な
お、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理さ
れたクリーンルームで行うことが望ましい。
は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む
各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、
光学的精度を保つように、組み立てることで製造され
る。これら各種精度を確保するために、この組み立ての
前後には、各種光学系については光学的精度を達成する
ための調整、各種機械系については機械的精度を達成す
るための調整、各種電気系については電気的精度を達成
するための調整が行われる。各種サブシステムから露光
装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機
械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等
が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組
み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程
があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光
装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行わ
れ、露光装置全体としての各種精度が確保される。な
お、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理さ
れたクリーンルームで行うことが望ましい。
【０１０２】半導体デバイスは、図１０に示すように、
デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この
設計ステップに基づいたマスクを製作するステップ２０
２、シリコン材料からウエハ（基板）を製造するステッ
プ２０３、前述した実施形態の露光装置によりマスクの
パターンを基板に露光する基板処理ステップ２０４、デ
バイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディン
グ工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ
２０６等を経て製造される。
デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この
設計ステップに基づいたマスクを製作するステップ２０
２、シリコン材料からウエハ（基板）を製造するステッ
プ２０３、前述した実施形態の露光装置によりマスクの
パターンを基板に露光する基板処理ステップ２０４、デ
バイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディン
グ工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ
２０６等を経て製造される。
【０１０３】
【発明の効果】本発明のアライメント方法及びアライメ
ント装置、露光方法及び露光装置は、以下のような効果
を有するものである。本発明のアライメント方法及びア
ライメント装置によれば、露光光の波長とは異なる複数
の波長を有するアライメント光を用いた場合において、
この複数の波長に起因して投影光学系で発生する色収差
を補正することにより、精度良く安定したアライメント
処理を行うことができる。このとき、マスク及び基板に
照射したアライメント光の情報を検出する際、マスクか
らのアライメント光と基板からのアライメント光とを共
通の光路を介して検出することにより、簡易な構成でア
ライメント処理を行うことができる。また、異なる光路
を介して検出する場合に比べて検出誤差を抑えることが
できるので、高精度なアライメント処理を実現すること
ができる。
ント装置、露光方法及び露光装置は、以下のような効果
を有するものである。本発明のアライメント方法及びア
ライメント装置によれば、露光光の波長とは異なる複数
の波長を有するアライメント光を用いた場合において、
この複数の波長に起因して投影光学系で発生する色収差
を補正することにより、精度良く安定したアライメント
処理を行うことができる。このとき、マスク及び基板に
照射したアライメント光の情報を検出する際、マスクか
らのアライメント光と基板からのアライメント光とを共
通の光路を介して検出することにより、簡易な構成でア
ライメント処理を行うことができる。また、異なる光路
を介して検出する場合に比べて検出誤差を抑えることが
できるので、高精度なアライメント処理を実現すること
ができる。
【０１０４】本発明のアライメント方法及びアライメン
ト装置によれば、複数の波長を有するアライメント光を
用いた場合において、この複数の波長に起因して投影光
学系で発生する色収差を補正した際、補正量に応じてマ
スクアライメントマークの線幅を設定することにより、
基板アライメントマーク及びマスクアライメントマーク
のそれぞれの検出を精度良く行うことができる。すなわ
ち、アライメント光が複数の波長を有していることに起
因する色収差の補正が、基板アライメントマークを良好
に検出可能とするために行われた場合においても、この
補正量に応じてマスクアライメントマークの線幅を設定
することにより、マスクアライメントマークも安定して
検出することができる。したがって、精度良く安定した
アライメント処理を実現することができる。このとき、
マスクアライメントマークからの反射光により形成され
るマーク像のＭＴＦが０．３以上になるようにマスクア
ライメントマークの線幅を設定することにより、マスク
アライメントマークの検出を精度良く安定して行うこと
ができる。
ト装置によれば、複数の波長を有するアライメント光を
用いた場合において、この複数の波長に起因して投影光
学系で発生する色収差を補正した際、補正量に応じてマ
スクアライメントマークの線幅を設定することにより、
基板アライメントマーク及びマスクアライメントマーク
のそれぞれの検出を精度良く行うことができる。すなわ
ち、アライメント光が複数の波長を有していることに起
因する色収差の補正が、基板アライメントマークを良好
に検出可能とするために行われた場合においても、この
補正量に応じてマスクアライメントマークの線幅を設定
することにより、マスクアライメントマークも安定して
検出することができる。したがって、精度良く安定した
アライメント処理を実現することができる。このとき、
マスクアライメントマークからの反射光により形成され
るマーク像のＭＴＦが０．３以上になるようにマスクア
ライメントマークの線幅を設定することにより、マスク
アライメントマークの検出を精度良く安定して行うこと
ができる。
【０１０５】本発明の露光方法及び露光装置によれば、
アライメントマークを安定して検出することによって精
度良いアライメント処理を行った後に露光処理が行われ
るので、この露光処理の精度も向上させることができ
る。
アライメントマークを安定して検出することによって精
度良いアライメント処理を行った後に露光処理が行われ
るので、この露光処理の精度も向上させることができ
る。
【図１】本発明の第１実施形態に係るアライメント装置
を備えた露光装置を説明するための概略構成図である。
を備えた露光装置を説明するための概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るアライメント方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るアライメント装置
を備えた露光装置を説明するための概略構成図である。
を備えた露光装置を説明するための概略構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態の係るアライメント方法
を説明するための図であって、投影光学系の物体面に配
置されたマスクマークの特性を説明するための図であ
る。
を説明するための図であって、投影光学系の物体面に配
置されたマスクマークの特性を説明するための図であ
る。
【図５】投影光学系を理想光学系とした場合の空間像シ
ミュレーション結果である。
ミュレーション結果である。
【図６】投影光学系を図３に示したものとした場合の空
間像シミュレーション結果である。
間像シミュレーション結果である。
【図７】空間周波数とＭＴＦとの関係を説明するための
図である。
図である。
【図８】従来のアライメント装置を備えた露光装置を説
明するための図である。
明するための図である。
【図９】従来のアライメント装置を備えた露光装置を説
明するための図である。
明するための図である。
【図１０】 半導体デバイスの製造工程の一例を示すフ
ローチャート図である。
ローチャート図である。
１ マスクアライメントマーク（マスクマーク） ２ 基板アライメントマーク（基板マーク） １０ 色収差補正光学系（観察系） ＡＬ アライメント装置 Ｄｅｃ 検出部 ＤＯＦ 焦点深度 Ｅ 露光装置 Ｆ 投光部 Ｍ マスク ＭＳ マスクステージ（マスク支持装置） Ｐ 基板 ＰＳ 基板ステージ（基板支持装置） ＰＳａ 移動装置 ＰＬ 投影光学系
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA07 AA14 BB01 BB28 CC20 DD00 DD04 FF01 GG18 GG23 HH04 HH13 HH15 JJ03 JJ26 LL03 LL10 LL12 LL19 MM03 NN06 PP12 RR02 RR07 UU07 5F046 ED01 FA06 FB08 FB10 FB12 FB17
Claims (13)
- 【請求項１】 マスクに形成されたパターンの像を露光
光を用いて投影光学系を介して基板上に転写するに際
し、前記マスク及び前記投影光学系を介して前記基板に
アライメント光を照射することにより前記マスクと前記
基板とのアライメントを行うアライメント方法におい
て、 前記アライメント光は前記露光光の波長とは異なる複数
の波長を有しており、 前記投影光学系で発生する前記アライメント光の色収差
のうち、前記複数の波長に起因して発生する色収差を補
正し、かつ前記マスクからの光と前記基板からの光とを
共通の光路を介して検出して前記アライメント処理を行
うことを特徴とするアライメント方法。 - 【請求項２】 マスクに形成されたパターンの像を投影
光学系を介して基板上に転写するに際し、前記マスクに
形成されたマスクアライメントマークに照射したアライ
メント光の反射光及び前記基板に形成された基板アライ
メントマークに前記投影光学系を介して照射した前記ア
ライメント光の反射光を検出することによって、前記マ
スクと前記基板とのアライメントを行うアライメント方
法において、 前記アライメント光は複数の波長を有しており、 前記投影光学系で発生する前記アライメント光の色収差
のうち、前記複数の波長に起因して発生する色収差を補
正し、 前記マスクアライメントマーク及び基板アライメントマ
ークからのそれぞれの反射光を検出する際、前記色収差
の補正量に応じて、前記マスクアライメントマークの線
幅を設定することを特徴とするアライメント方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載のアライメント方法にお
いて、 前記マスクアライメントマークの線幅を前記基板アライ
メントマークの線幅より大きく設定することを特徴とす
るアライメント方法。 - 【請求項４】 請求項２又は３に記載のアライメント方
法において、 前記マスクアライメントマークからの反射光により形成
されるマーク像のＭＴＦが０．３以上になるように前記
マスクアライメントマークの線幅を設定することを特徴
とするアライメント方法。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一項に記載のア
ライメント方法において、 前記アライメント光の中心波長が前記露光光の波長とは
異なることに起因して前記投影光学系から発生する色収
差を、前記マスク及び前記基板の少なくともいずれか一
方の前記投影光学系の光軸方向の位置を変更することに
よって補正することを特徴とするアライメント方法。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか一項に記載のア
ライメント方法において、 前記色収差は軸上色収差であり、該軸上色収差を前記投
影光学系の前記アライメント光のもとでの焦点深度の範
囲内に収めるように前記補正を行うことを特徴とするア
ライメント方法。 - 【請求項７】 マスクに形成されたパターンの像を露光
光を用いて投影光学系を介して基板上に転写するに際
し、前記マスク及び前記投影光学系を介して前記基板に
アライメント光を照射することにより前記マスクと前記
基板とのアライメントを行うアライメント装置におい
て、 前記アライメント光は前記露光光の波長とは異なる複数
の波長を有しており、 前記アライメント光を投光する投光部と、 前記マスクで反射した前記アライメント光の反射光及び
前記基板で反射した前記アライメント光の反射光を共通
の光路を介して検出する検出部と、 前記検出部と前記マスクとの間に設けられ、前記投影光
学系で生じる前記アライメント光の色収差のうち、前記
複数の波長に起因して発生する色収差を補正する色収差
補正光学系とを備えることを特徴とするアライメント装
置。 - 【請求項８】 マスクに形成されたパターンの像を投影
光学系を介して基板上に転写するに際し、前記マスクに
形成されたマスクアライメントマークに照射したアライ
メント光の反射光及び前記基板に形成された基板アライ
メントマークに前記投影光学系を介して照射した前記ア
ライメント光の反射光を検出することによって、前記マ
スクと前記基板とのアライメントを行うアライメント装
置において、 前記アライメント光は複数の波長を有しており、 前記アライメント光を投光する投光部と、 前記マスクアライメントマークからの反射光及び前記基
板アライメントマークからの反射光を検出する検出部
と、 前記検出部と前記マスクとの間に設けられ、前記投影光
学系で生じる前記アライメント光の色収差のうち、前記
複数の波長に起因して発生する色収差を補正する色収差
補正光学系とを備え、 該色収差補正光学系によって設定される補正量に応じ
て、前記マスクアライメントマークの線幅が設定されて
いることを特徴とするアライメント装置。 - 【請求項９】 請求項８に記載のアライメント装置にお
いて、 前記マスクアライメントマークからの反射光により形成
されるマーク像のＭＴＦが０．３以上になるように前記
マスクアライメントマークの線幅が設定されていること
を特徴とするアライメント装置。 - 【請求項１０】 請求項７〜９のいずれか一項に記載の
アライメント装置において、 前記マスクを支持するマスク支持装置と、 前記基板を支持する基板支持装置と、 前記アライメント光の中心波長が前記露光光の波長とは
異なることに起因して前記投影光学系から発生する色収
差を補正するように、前記マスク支持装置及び前記基板
支持装置の少なくともいずれか一方を前記投影光学系の
光軸方向に移動可能な移動装置とを備えることを特徴と
するアライメント装置。 - 【請求項１１】 請求項７〜１０のいずれか一項に記載
のアライメント装置において、 前記色収差は軸上色収差であり、 前記色収差補正光学系は、前記軸上色収差を前記投影光
学系の前記アライメント光のもとでの焦点深度の範囲内
に収めるように前記補正を行うことを特徴とするアライ
メント装置。 - 【請求項１２】 マスクに露光光を照明し、該マスクに
形成されたパターンの像を投影光学系を介して前記基板
上に転写する露光方法において、 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のアライメン
ト方法によってアライメント処理を行った後、前記転写
処理を行うことを特徴とする露光方法。 - 【請求項１３】 マスクに露光光を照明し、該マスクに
形成されたパターンの像を投影光学系を介して前記基板
上に転写する露光装置において、 請求項７〜請求項１１のいずれか一項に記載のアライメ
ント装置を備えていることを特徴とする露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000159080A JP2001338863A (ja) | 2000-05-29 | 2000-05-29 | アライメント方法及びアライメント装置、露光方法及び露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000159080A JP2001338863A (ja) | 2000-05-29 | 2000-05-29 | アライメント方法及びアライメント装置、露光方法及び露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001338863A true JP2001338863A (ja) | 2001-12-07 |
Family
ID=18663454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000159080A Withdrawn JP2001338863A (ja) | 2000-05-29 | 2000-05-29 | アライメント方法及びアライメント装置、露光方法及び露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001338863A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104583714A (zh) * | 2012-07-25 | 2015-04-29 | 西门子公司 | 尤其在透明的散射表面情况下用于3d测量的颜色编码 |
-
2000
- 2000-05-29 JP JP2000159080A patent/JP2001338863A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104583714A (zh) * | 2012-07-25 | 2015-04-29 | 西门子公司 | 尤其在透明的散射表面情况下用于3d测量的颜色编码 |
| JP2015522826A (ja) * | 2012-07-25 | 2015-08-06 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 特に透過性かつ散乱性の表面における三次元測定のためのカラーコーディング |
| US9404741B2 (en) | 2012-07-25 | 2016-08-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Color coding for 3D measurement, more particularly for transparent scattering surfaces |
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