JP2541219B2 - Projection optical device - Google Patents

Projection optical device

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JP2541219B2
JP2541219B2 JP62117167A JP11716787A JP2541219B2 JP 2541219 B2 JP2541219 B2 JP 2541219B2 JP 62117167 A JP62117167 A JP 62117167A JP 11716787 A JP11716787 A JP 11716787A JP 2541219 B2 JP2541219 B2 JP 2541219B2
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、投影光学装置にかかるものであり、特に
投影光学系のディストーションないし倍率の測定方法の
改良に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a projection optical apparatus, and more particularly to an improvement in a method for measuring distortion or magnification of a projection optical system.

[従来の技術] 従来、光学装置、特に露光装置に使用される投影光学
系のディストーションを計測する方法としては、例えば
第8図に示すように、半導体ウエハに対するマーク焼き
付けによる方法が行なわれている。
[Prior Art] Conventionally, as a method of measuring the distortion of a projection optical system used in an optical apparatus, in particular, an exposure apparatus, a method of printing a mark on a semiconductor wafer has been performed as shown in FIG. 8, for example. .

この方法は、ウエハステージの座標位置を測定する干
渉計を利用して露光用投影光学系のディストーション量
を短寸法に変換する方法である。
This method is a method of converting the distortion amount of the exposure projection optical system into a short dimension by using an interferometer that measures the coordinate position of the wafer stage.

第8図において、まずレチクルRには、ディストーシ
ョン計測用のパターンP1ないしP5が各々形成されている
(同図(A)参照)。
In FIG. 8, first, on the reticle R, patterns P1 to P5 for distortion measurement are formed respectively (see FIG. 8A).

以上のようなレチクルRを用いて、ウエハWに対し、
パターンP1ないしP5を全面露光によって焼付けする(同
図(B)参照)。
Using the reticle R as described above,
The patterns P1 to P5 are printed by whole surface exposure (see FIG. 3B).

次に、レチクルR上の各マークのうち、中央のマーク
P3を除いてブラインドを施し、再度ウエハWに対して露
光を行なう(同図(C)参照)。
Next, of the marks on the reticle R, the center mark
A blind is applied except for P3, and the wafer W is exposed again (see FIG. 7C).

このとき、あらかじめ解っている設計データに基いて
ステージの座標値を設定し、すでに焼き付けられている
マークPAないしPEにマークP3を重ね焼きする(同図
(D)参照)。
At this time, the coordinate value of the stage is set based on the design data known in advance, and the mark P3 is overprinted on the already burned marks PA or PE (see (D) in the same figure).

以上のようにして、重ね形成したマークは、仮に投影
光学系にディストーションが存在しないものとすると丁
度重なるのであるが、ディストーションが存在するた
め、同図(D)示すように、マーク間にずれ△が生じ
る。この△によって投影光学系のディストーション量を
測定することができる。
As described above, the marks formed by overlapping are exactly overlapped if no distortion exists in the projection optical system. However, since there is distortion, there is a gap Δ between the marks as shown in FIG. Occurs. The amount of distortion of the projection optical system can be measured by this Δ.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら以上のような方法では、ウエハの露光、
現像を二回繰り返し、その後に測定を行なうというプロ
セスを必要とする。このため、測定に手間がかかるとい
う不都合がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the method described above, exposure of the wafer,
It requires a process in which the development is repeated twice, followed by measurement. Therefore, there is an inconvenience that the measurement is troublesome.

また、ステージの停止精度、パターン測定精度等の誤
差要因が直接ディストーションの測定精度に影響するた
め、測定再現性も良好とはいえないという不都合があ
る。
In addition, since error factors such as stage stop accuracy and pattern measurement accuracy directly affect distortion measurement accuracy, there is the inconvenience that the measurement reproducibility is not good.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、短
時間で精度良くディストーションや倍率の測定を行なう
ことができる投影光学装置を提供することをその目的と
するものである。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a projection optical apparatus capable of accurately measuring distortion and magnification in a short time.

[問題点を解決するための手段] 本発明は、マスク上のパターンの投影を行なう投影光
学系の結像面に沿って移動し得るステージと;このステ
ージの位置に応じた位置信号を出力するステージ位置検
出手段と;前記ステージに設けられ、所定形状の発光面
を有する発光手段と;この発光手段の発光面からの光
を、前記投影光学系およびマスクを各々介して受光する
光電検出手段と;そのマスクの所定位置に形成されたマ
ークパターンに対して、前記発光面の投影像が移動する
ように前記ステージを制御し、該移動中に前記光電検出
手段から出力される光電信号と、前記ステージ位置検出
手段から出力される位置信号とに基いて、前記発光面の
投影像前記マクスパターンとの位置関係を検出する位置
検出手段とを備え;前記光電検出手段の受光面のマスク
に対する開口数を、パターン投影時の照明光のマスクに
対する開口数と等しく設定するとともに;前記発光手段
による計測用照明のσ値を1以上に設定したことを技術
的要点とするものである。
[Means for Solving Problems] According to the present invention, a stage that can move along an image plane of a projection optical system that projects a pattern on a mask; and a position signal that corresponds to the position of the stage is output. Stage position detecting means; light emitting means provided on the stage and having a light emitting surface of a predetermined shape; photoelectric detecting means for receiving light from the light emitting surface of the light emitting means through the projection optical system and the mask, respectively. Controlling the stage so that a projected image of the light emitting surface moves with respect to a mark pattern formed at a predetermined position of the mask, and a photoelectric signal output from the photoelectric detection means during the movement; Position detecting means for detecting a positional relationship between the projected image of the light emitting surface and the max pattern based on a position signal output from the stage position detecting means; The numerical aperture of the surface for the mask is set equal to the numerical aperture of the illumination light at the time of pattern projection for the mask; the technical point is that the σ value of the measuring illumination by the light emitting means is set to 1 or more. is there.

[作用] この発明によれば、まず、発光手段からの光を受光す
る光電検出手段の受光面のマスクに対する開口数が、パ
タンー投影時の照明光のマスクに対する開口数と等しく
設定される。
[Operation] According to the present invention, first, the numerical aperture for the mask of the light receiving surface of the photoelectric detection unit that receives the light from the light emitting unit is set equal to the numerical aperture for the mask of the illumination light at the time of pattern projection.

以上の状態で、ステージの移動、すなわち発光手段の
移動が行なわれ、位置検出手段によって、発光手段の投
影像と、マスクパターンとの位置関係が検出される。
In the above state, the stage is moved, that is, the light emitting means is moved, and the position detecting means detects the positional relationship between the projected image of the light emitting means and the mask pattern.

これらの動作によって得られたデータと、設計データ
とが参照され、投影光学系の結像特性が求められる。
The data obtained by these operations and the design data are referred to, and the imaging characteristics of the projection optical system are obtained.

この測定された特性は、マスクパターンが投影されて
いるときの投影光学系の特性と一致する。
This measured characteristic matches the characteristic of the projection optical system when the mask pattern is projected.

[実施例] 以下、本発明の実施例を、添付図面を参照しながら詳
細に説明する。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

実施例の全体構成 第1図には、この発明の一実施例の全体構成が示され
ている。この図において、適宜の露光用の光源(図示せ
ず)から出力された露光用の照明光(例えばg線,i線)
LAは、フライアイレンズ10、低反射率のビームスプリッ
タ12、リレー光学系14を各々介してダイクロイックミラ
ー16に入射するようになっている。
Overall Configuration of Embodiment FIG. 1 shows the overall configuration of an embodiment of the present invention. In this figure, illumination light for exposure (eg g line, i line) output from an appropriate light source for exposure (not shown)
LA is incident on a dichroic mirror 16 via a fly-eye lens 10, a low-reflectance beam splitter 12, and a relay optical system 14, respectively.

このダイクロイックミラー16によって反射された照明
光LAは、コンデンサレンズ18を透過してレクチルRに入
射し、更には、像側がテレセントリックの特性を有する
投影レンズ20を透過してステージ22上のウエハWを照明
するようになっている。
The illumination light LA reflected by the dichroic mirror 16 passes through the condenser lens 18 and enters the reticle R. Further, the illumination light LA passes through the projection lens 20 having a telecentric characteristic on the image side and the wafer W on the stage 22. It is designed to illuminate.

上述したレクチルRの近傍には、レチクルホルダ24上
にセツトされるレチクルRのアライメントや、レチクル
RとウエハWとのアライメントを行なうためのTTLアラ
イメント顕微鏡26と、ウエハアライメント専用のTTLア
ライメント顕微鏡28とが各々配置されている。
In the vicinity of the reticle R described above, a TTL alignment microscope 26 for aligning the reticle R set on the reticle holder 24 and an alignment between the reticle R and the wafer W, and a TTL alignment microscope 28 dedicated for wafer alignment. Are arranged respectively.

また、投影レンズ20の側部には、ウエハないし後述す
るスリット板の合焦位置を検出するためのフオーカスセ
ンサ30と、ウエハアライメント用のオフアクシス顕微鏡
32とが各々配置されている。
Further, a focus sensor 30 for detecting a focus position of a wafer or a slit plate described later, and an off-axis microscope for wafer alignment are provided on the side of the projection lens 20.
32 and 32 are arranged respectively.

次に、上述したステージ22には、ウエハWの表面位置
となるように、スリット板34が設けられている。
Next, the above-mentioned stage 22 is provided with a slit plate 34 at the surface position of the wafer W.

第2図には、かかるスリット板34の部分の断面が拡大
して示されている。この図において、ステージ22は、図
の上下方向であるZ方向に移動可能なZステージ22A
と、Z方向と垂直の方向であるXY方向に移動可能なXYス
テージ22Bと、微小回転可能なθテーブル22Cとによって
構成されている。ウエハWは、θステージ22C上に載置
され、スリット板34は、保持具34AによってZステージ2
2A上に配置保持されている。
FIG. 2 shows an enlarged cross section of the slit plate 34. In this figure, a stage 22 is a Z stage 22A that is movable in the Z direction, which is the vertical direction in the figure.
And an XY stage 22B that is movable in the XY direction that is a direction perpendicular to the Z direction, and a θ table 22C that can be minutely rotated. The wafer W is placed on the θ stage 22C, and the slit plate 34 is held on the Z stage 2 by the holder 34A.
Placed and held on 2A.

また、Zステージ22A内部には、レンズ34B、ミラー34
C、ファイバ34Dが各々配置されており、外部に設けられ
た露光波長と同一波長の光を出力する光源34E(第1図
参照)の光LBがスリット板34をステージ内側から照明す
るような構成となっている。
In addition, inside the Z stage 22A, a lens 34B and a mirror 34
C and a fiber 34D are respectively arranged, and the light LB of the light source 34E (see FIG. 1) that outputs the light having the same wavelength as the exposure wavelength provided outside illuminates the slit plate 34 from the inside of the stage. Has become.

ここで、スリット板34を証明する光LBのスリット板34
に対する開口数が、投影レンズ20のウエハWに対する開
口数よりも大きくなるように、各光学素子の特性、配置
が設定される。
Here, the slit plate 34 of the optical LB that proves the slit plate 34
The characteristics and arrangement of each optical element are set such that the numerical aperture for the projection lens 20 is larger than the numerical aperture for the wafer W of the projection lens 20.

次に、Zステージ22Aの側方には、ステージの座標位
置を測定するためのレーザ干渉計用の移動鏡36が設けら
れており、矢印FAで示すように、スリット板34の高さ位
置とほぼ同じ高さでレーザビームが照射されるようにな
っている。
Next, on the side of the Z stage 22A, a movable mirror 36 for a laser interferometer for measuring the coordinate position of the stage is provided, and as shown by an arrow FA, the height position of the slit plate 34 and The laser beam is irradiated at almost the same height.

次に、第3図を参照しながら、スリット板34について
説明する。スリット板34は、例えば光透過性のガラス板
にクロムなどを用いてスリット上の窓を形成したもの
で、第3図に示す例では、XY両方向用の発光スリットS
X,SYと、各アライメント系に対する基準マークMA,MBと
が各々形成されている。
Next, the slit plate 34 will be described with reference to FIG. The slit plate 34 is, for example, a light-transmissive glass plate in which a window on the slit is formed by using chrome or the like, and in the example shown in FIG.
X and SY and fiducial marks MA and MB for each alignment system are formed respectively.

これらのうち、発光スリットSXは、第4図にレチクル
R上における投影状態を示すように、幅l1,長さl2の矩
形上に形成されている。ここで、l1,l2は、例えばl1=
4μm、l2=100μm程度である。
Of these, the light emitting slit SX is formed in a rectangular shape having a width l1 and a length l2, as shown in the projection state on the reticle R in FIG. Here, l1 and l2 are, for example, l1 =
4 μm, 12 = 100 μm.

他方、上述したレチクルRには、例えば第4図に示す
ように、十字状のレチクルマークMRが形成されている。
このレチクルマークMRは、クロム等の遮光性を有する材
料で形成されている。
On the other hand, a cross-shaped reticle mark MR is formed on the reticle R described above, for example, as shown in FIG.
This reticle mark MR is formed of a material having a light shielding property such as chromium.

次に、第1図に示すように、ステージ22上のスリット
板34を透過した光LBは、投影レンズ20、レチクルR、コ
ンデンサレンズ18を各々透過してダイクロイックミラー
16に入射し、ここで反射される。そして、反射された光
は、リレー光学系14を介してビームスプリッタ12で反射
され、集光レンズ38を透過して光電変換用のディテクタ
40に入射するようになっている。
Next, as shown in FIG. 1, the light LB transmitted through the slit plate 34 on the stage 22 is also transmitted through the projection lens 20, the reticle R, and the condenser lens 18, respectively, and is dichroic mirror.
It is incident on 16 and is reflected here. Then, the reflected light is reflected by the beam splitter 12 via the relay optical system 14, passes through the condenser lens 38, and is a detector for photoelectric conversion.
It is designed to be incident on 40.

なお、集光レンズ38を省略して、ビームスプリッタ12
で反射された後に直接ディテクタ40を配置させてもよ
い。
The condenser lens 38 is omitted and the beam splitter 12
The detector 40 may be directly arranged after being reflected by.

ここで、後に詳述するように、ディテクタ40は、投影
レンズ20の入射瞳epと光学的にほぼ共役な位置に配置さ
れ、その受光面が、該瞳ep全体をカバーする程度の大き
さを有するように構成した方がよい。
Here, as will be described in detail later, the detector 40 is arranged at a position that is substantially conjugate with the entrance pupil ep of the projection lens 20, and its light receiving surface has a size that covers the entire pupil ep. It is better to have it.

また、上述したディテクタ40の受光面がレチクルRに
対してなす開口数は、後述するように、露光用の照明光
LAがレチクルRに対してなす開口数と等しくなるよう
に、上記各光学素子の特性や配置が設定されている。
Further, the numerical aperture formed by the light receiving surface of the detector 40 with respect to the reticle R is the illumination light for exposure as described later.
The characteristics and arrangement of each of the optical elements are set so that LA is equal to the numerical aperture of the reticle R.

次にディテクタ40の光電出力は、アンプ42で増幅され
てアナログ−ディジタル変換器(以下「ADC」という)4
4に入力され、ここでディジタル信号に変換されてメモ
リ46にデータとして入力されるようになっている。
Next, the photoelectric output of the detector 40 is amplified by the amplifier 42 and is converted into an analog-digital converter (hereinafter referred to as “ADC”) 4
The data is input to the memory 4, converted into a digital signal here, and input to the memory 46 as data.

ADC44,メモリ46には、ステージ22の座標位置を示す干
渉計48の位置信号が入力され、かかる位置信号のタイミ
ングでAD変換が行なわれるとともに、該信号で表わされ
るメモリ46のアドレスにADC44の出力データが同期して
格納されるようになっている。
The position signal of the interferometer 48 indicating the coordinate position of the stage 22 is input to the ADC 44 and the memory 46, AD conversion is performed at the timing of the position signal, and the output of the ADC 44 is output to the address of the memory 46 represented by the signal. The data is stored synchronously.

次に、上記メモリ46に格納されたデータの出力は、主
制御装置50に対して行なわれ、主制御装置50は、入力さ
れたデータと、フォーカスセンサ30の出力に基いて、ス
テージ22駆動用のモータ52に駆動信号を出力する機能を
有するように構成されている。
Next, the output of the data stored in the memory 46 is performed to the main controller 50, and the main controller 50 drives the stage 22 based on the input data and the output of the focus sensor 30. The motor 52 has a function of outputting a drive signal.

実施例の概略の作用 次に、上記実施例の概略の作用について説明する。ま
ず、露光用の照明が行われれていない状態において、ス
リット板34の発光スリットSXは、上述したように、矩形
上であるから、レチクルRには、第1図の下方から矩形
の照明が投影レンズ20を介して行なわれることとなる。
General operation of the embodiment Next, the general operation of the above embodiment will be described. First, when the illumination for exposure is not performed, the light emission slit SX of the slit plate 34 has a rectangular shape as described above, and therefore the rectangular illumination is projected on the reticle R from the lower side of FIG. It will be done through the lens 20.

そして、ステージ22が移動するのに伴い、レチクルR
上に投影された発光スリットSXの像も移動する。第4図
の例では、レチクルマークMRに対して矢印FBの方向に発
光スリットSXが移動する。
Then, as the stage 22 moves, the reticle R
The image of the light emission slit SX projected above also moves. In the example of FIG. 4, the light emission slit SX moves in the direction of arrow FB with respect to the reticle mark MR.

この動作により、発光スリットSXの像がレチクルマー
クMRと重なるようになる。この重なりの程度は、第5図
に示すように、ディテクタ40において、光量の減少とし
て感知される。この図の例では、位置XA,XCに対し、位
置XBで最も光量が減少し、この位置で発光スリットSXが
レチクルマークMRとよく重なっていることが解る。
By this operation, the image of the light emission slit SX comes to overlap the reticle mark MR. The degree of this overlap is perceived by the detector 40 as a decrease in the amount of light, as shown in FIG. In the example of this figure, it is understood that the light amount is most reduced at the position XB with respect to the positions XA and XC, and the light emission slit SX is well overlapped with the reticle mark MR at this position.

他方、ステージ22は、干渉計48でその座標位置が検知
され、位置信号がADC44およびメモリ46に各々入力され
ている。この位置信号に同期して、ADC44により、ディ
テクタ40の光電出力がサンプリングされるとともにディ
ジタル信号に変換され、メモリ46の対応アドレスに格納
される。
On the other hand, the coordinate position of the stage 22 is detected by the interferometer 48, and position signals are input to the ADC 44 and the memory 46, respectively. In synchronization with this position signal, the photoelectric output of the detector 40 is sampled by the ADC 44, converted into a digital signal, and stored in the corresponding address of the memory 46.

ところで、投影レンズ20に全くディストーションが無
い場合には、発光スリットSX,SYとレチクルマークとが
重なる位置を設計データから求めることができ、この設
計位置とメモリ46に格納されたディテクタ40の光量減少
位置ないしマーク検出点とは一致する。
By the way, when the projection lens 20 has no distortion at all, the position where the light emitting slits SX, SY and the reticle mark overlap can be obtained from the design data, and the light amount of the detector 40 stored in this design position and the memory 46 can be reduced. The position or the mark detection point coincides.

しかし、投影レンズ20にディストーションが存在する
と、それらが一致せず、設計位置とマーク検出点とが一
致しない。かかる相違の程度が、第2図(D)の△に対
応することとなる。
However, when the projection lens 20 has distortion, they do not match, and the design position and the mark detection point do not match. The degree of such a difference corresponds to Δ in FIG. 2 (D).

従って、投影レンズ20の有効域にわたってレチクルR
上に第4図のパターンをあらかじめ分布させておくこと
により、投影レンズ20のディストーションが測定され
る。投影レンズ20の倍率についても同様である。
Therefore, the reticle R is covered over the effective range of the projection lens 20
By pre-distributing the pattern of FIG. 4 above, the distortion of the projection lens 20 can be measured. The same applies to the magnification of the projection lens 20.

以上のようなデータのサンプリング,格納のためのス
テージ移動は、主制御装置50の制御に基いて行なわれ
る。
The movement of the stage for sampling and storing the data as described above is performed under the control of the main controller 50.

開口数(ないしσ値)の影響 ところで、本実施例では、露光時と反対の方向にパタ
ーン投影を行って投影レンズ20のディストーションを測
定する。
Influence of Numerical Aperture (or σ Value) By the way, in this embodiment, the distortion of the projection lens 20 is measured by performing pattern projection in the direction opposite to that at the time of exposure.

従って、露光時に生ずる投影レンズ20のディストーシ
ョンと、測定時に生ずる投影レンズ20のディストーショ
ンとが一致するように、開口数ないしσ値の設定が行わ
れる。
Therefore, the numerical aperture or σ value is set so that the distortion of the projection lens 20 that occurs during exposure matches the distortion of the projection lens 20 that occurs during measurement.

以下、以上の開口数の関係について詳述する。第6図
(A)には、露光時における主要部の配置と開口数とが
示されている。この図において、露光光源100から出力
された露光光は、コンデンサレンズ102、レチクルRの
パターン面に対応するレチクル面104を各々透過し、更
に投影レンズ106を透過してウエハW表面に対応するウ
エハ面108に入射するものとする。
Hereinafter, the relationship of the above numerical apertures will be described in detail. FIG. 6A shows the arrangement of the main part and the numerical aperture at the time of exposure. In this figure, the exposure light output from the exposure light source 100 is transmitted through the condenser lens 102, the reticle surface 104 corresponding to the pattern surface of the reticle R, and further through the projection lens 106, and the wafer corresponding to the surface of the wafer W. It is assumed that the light is incident on the surface 108.

ここで、露光光のレチクル面104に対する開口数をNA
RL、投影レンズ106のレチクル面104、ウエハ面108に対
する開口数を各々NAR,NAWとする。
Here, the numerical aperture of the exposure light with respect to the reticle surface 104 is NA
Let RL be the numerical apertures of the projection lens 106 with respect to the reticle surface 104 and the wafer surface 108 be NA R and NA W , respectively.

次に同図(B)には、測定時における主要部の配置と
開口数とが示されている。この図において、測定光源11
0から出力された測定光は、コンデンサレンズ112,ウエ
ハ面108を各々透過して投影レンズ106に入射し、更にこ
れを透過した測定光がレチクル面104、コンデンサレン
ズ102を各々透過してディテクタ114に入射するものとす
る。
Next, FIG. 3B shows the arrangement of the main parts and the numerical aperture at the time of measurement. In this figure, the measurement light source 11
The measurement light output from 0 is transmitted through the condenser lens 112 and the wafer surface 108 to enter the projection lens 106, and the measurement light transmitted therethrough is transmitted through the reticle surface 104 and the condenser lens 102, respectively, and the detector 114. Shall be incident on.

ここで、測定光のウエハ面108に対する照明の開口数
をNAWL、ディテクタ114のレチクル面104に対する開口数
をNARDとする。なお、ウエハ面108には、スリット板34
が位置し、そのパターンがレチクルRに投影されること
は、上述した通りである。
Here, the numerical aperture of illumination of the measurement light on the wafer surface 108 is NA WL , and the numerical aperture of the detector 114 on the reticle surface 104 is NA RD . In addition, the slit plate 34 is provided on the wafer surface 108.
Is located and the pattern is projected on the reticle R, as described above.

また、以上のような測定系の各部において設定される
座標系が第7図に示されている。この例では、理解を容
易にするため、一次元の座標系としている。
Further, FIG. 7 shows a coordinate system set in each part of the measurement system as described above. In this example, a one-dimensional coordinate system is used for easy understanding.

上述したように、この実施例ではディテクタ114(第
1図のディテクタ40に対応)の光量変化がステージ22、
すなわちウエハ面108におけるスリット板34の移動位置
に対応して求められる。
As described above, in this embodiment, the change in the light amount of the detector 114 (corresponding to the detector 40 in FIG. 1) is caused by the stage 22,
That is, it is obtained corresponding to the moving position of the slit plate 34 on the wafer surface 108.

従って、かかるディテクタの検出光量を、スリット板
34の移動量の関数として求めることとする。
Therefore, the amount of light detected by such a detector is determined by the slit plate.
It is determined as a function of the movement amount of 34.

まず、ディフラクション ユニット(diffraction un
it)(「フーリエ結像論」(小瀬輝次著、共立出版参
照)を用い、yを第7図に示すように測定光源110にお
ける座標とし、A(y)を測定光源110の強度分布とす
る。また、ウエハ面108上のパターン(スリット板34の
パターンに該当)の振幅透過率のフーリエ成分を、 exp(iηt)・(η) とおく。ここで、ηは該パターンのフーリエ座標であ
り、tは該パターンの移動量、(η)はt=0のとき
のフーリエ成分である。
First, the diffraction un
it) (“Fourier imaging theory” (see Teruzo Kose, Kyoritsu Shuppan)), y is the coordinate in the measurement light source 110 as shown in FIG. 7, and A (y) is the intensity distribution of the measurement light source 110. The Fourier component of the amplitude transmittance of the pattern (corresponding to the pattern of the slit plate 34) on the wafer surface 108 is set as exp (iηt) · (η), where η is the Fourier coordinate of the pattern. Yes, t is the amount of movement of the pattern, and (η) is the Fourier component when t = 0.

測定光源110の座標yの位置からの光は、ウエハ面108
のパターンで回折されて投影レンズ106にx方向に回折
されて入射する。なお、xは方向を示す座標で光軸との
間の角度をθとしたとき、sinθに比例する大きさを有
する。
Light from the position of coordinate y of the measurement light source 110 is emitted from the wafer surface 108.
Then, the light is diffracted in the pattern, and is incident on the projection lens 106 in the x direction. It should be noted that x has a magnitude proportional to sin θ, where θ is the angle between the optical axis and the coordinate indicating the direction.

光が投影レンズ106に入射すると、ここで x=y+η …(1) となる。(「不遊条件とOTFの計算」)(渋谷真人、光
学第13巻第1号(1984)P.P.40〜48参照)。
When light enters the projection lens 106, x = y + η (1) holds. ("Absent condition and OTF calculation") (See Masato Shibuya, Optics 13: No. 1 (1984) PP40-48).

次に、投影レンズ106から射出された測定光は、投影
レンズ106の倍率をβ(=NAW/NAR>0)とすると、その
回折光の方向が、 x′=x/β …(2) となる。この光は、更にレチクル面104上のパターンの
フーリエ成分(ξ)によって回折され、ディテクタ11
4上における座標Sの位置に入射する。
Next, when the magnification of the projection lens 106 is β (= NA W / NA R > 0), the direction of the diffracted light of the measurement light emitted from the projection lens 106 is x ′ = x / β (2 ). This light is further diffracted by the Fourier component (ξ) of the pattern on the reticle surface 104, and the detector 11
It is incident on the position of coordinate S on 4.

ここで、 S=X′−ξ …(3) である。また、ディテクタ114の感度をS(s)、投影
レンズ106の瞳関数をG(x)とおく。
Here, S = X′−ξ (3) Further, the sensitivity of the detector 114 is S (s) and the pupil function of the projection lens 106 is G (x).

今、ディテクタ114上の入射光強度分布I(S,t)を求
めると、上述した(1)〜(3)式、及び測定光源110
の強度分布A(y)がインコヒーレント光源であること
を用いて、 I(S,t)=∫A(y)dy・|∫(η) exp(itη)・G(X).(ξ)d(ξ|2 =∫A(y)dy・|∫(βS+βξ−y) ・exp{it(βs+βξ−y)}・G(βs+βξ) ・(ξ)dξ|2 となる。従って、ディテクタ114で検出される全光量
(t)は、 (t)=∫A(y)dy・∫S(s)ds ・|∫(ξ)・G(βs+βξ) ・exp{it(βs+βξ−y)} ・(βs+βξ−y)dξ|2 …(4) となる。
Now, when the incident light intensity distribution I (S, t) on the detector 114 is obtained, the above-described equations (1) to (3) and the measurement light source 110 are calculated.
The intensity distribution A (y) of is an incoherent light source, and I (S, t) = ∫A (y) dy · | ∫ (η) exp (itη) · G (X). (Ξ) d (ξ | 2 = ∫A (y) dy · | ∫ (βS + βξ−y) · exp {it (βs + βξ−y)} · G (βs + βξ) · (ξ) dξ | 2 Therefore, The total amount of light (t) detected by the detector 114 is (t) = ∫A (y) dy ・ ∫S (s) ds ・ | ∫ (ξ) ・ G (βs + βξ) ・ exp {it (βs + βξ-y) } ((Βs + βξ−y) dξ | 2 (4)

更に、ウエハ面108におけるパターン(スリット板34
のパターンに対応)をW(u)とおくと、 (βs+βξ−y)=C・∫exp {+i(βs+βξ−y)u}W(u)du と表わされる。従って(4)式は、 (t)=C・∫A(y)dy・∫S(s)ds ・∫dξ12.(ξ).(ξ) ・G(βS+βξ)・G(βS+βξ) ・exp{itβ(ξ−ξ)}・∫du1du2・exp {+i(βs+βξ−y)u1}・exp{−i(βs +βξ−y)u2}・W(u1)・W(u2) となる。ここで「」は複素共役を表わす。
Further, the pattern on the wafer surface 108 (slit plate 34
(Corresponding to the pattern) is W (u), it is expressed as (βs + βξ 1 −y) = C · ∫exp {+ i (βs + βξ 1 −y) u} W (u) du. Therefore, the equation (4) is expressed as (t) = C · ∫A (y) dy · ∫S (s) ds · ∫dξ 12.1 ). *2 ) ・ G (βS + βξ 1 ) ・ G * (βS + βξ 2 ) ・ exp {itβ (ξ 1 −ξ 2 )} ・ ∫du 1 du 2・ exp {+ i (βs + βξ 1 −y) u 1 } ・exp becomes {-i (βs + βξ 2 -y ) u 2} · W (u 1) · W * (u 2). Here, " * " represents a complex conjugate.

ところで、上述したように、スリット板34を照明する
光LBのスリット板34に対する開口数は、投影レンズ20の
ウエハ面に対する開口数よりも大きくなるように構成さ
れている。
By the way, as described above, the numerical aperture of the light LB illuminating the slit plate 34 with respect to the slit plate 34 is configured to be larger than the numerical aperture of the projection lens 20 with respect to the wafer surface.

このように、照明が十分大きな開口数でなされている
場合には、A(y)=1とおくことができる。よって、 となり、 (t)=C・∫S(s)ds・∫dξ1 ・(ξ)・(ξ)・G(βs+βξ) ・G(βs+βξ)・∫du・exp {iβ(t+u)(ξ−ξ)}・|W(u)|2 となる。
Thus, if the illumination is performed with a sufficiently large numerical aperture, A (y) = 1 can be set. Therefore, Then, (t) = C · ∫S (s) ds · ∫dξ 12 · (ξ 1 ) · *2 ) · G (βs + βξ 1 ) · G * (βs + βξ 2 ) · ∫du · exp { iβ (t + u) (ξ 1 −ξ 2 )} · | W (u) | 2 .

そして更にt+u=u′とおきかえれば、 (t)=C・∫S(s)ds・∫dξ1 ・(ξ)・(ξ)・G(βs+βξ) ・G(βs+βξ)・∫du′・exp {iβu′(ξ−ξ)}・|W(u′−t)|2
(5) となる。この(5)式の一部を、 Iw(u′)=∫S(s)ds・∫dξ1・(ξ) ・(ξ)・G(βs+βξ)・G(βs +βξ)・exp{iβu′(ξ−ξ)} …(6) とおくと、Iw(u′)は、等価光源S(s)で照射した
レチクル面104上の物体のウエハ面108上の点u′におけ
る強度となる。
Further, when t + u = u ′ is replaced, (t) = C · ∫S (s) ds · ∫dξ 12 · (ξ 1 ) · *2 ) · G (βs + βξ 1 ) · G * ( βs + βξ 2 ) · ∫du ′ · exp {iβu ′ (ξ 1 −ξ 2 )} · | W (u′-t) | 2 ...
(5) Iw (u ′) = ∫S (s) ds ・ ∫dξ 12・ (ξ 1 ) ・*2 ) ・ G (βs + βξ 1 ) ・ G * (βs) + Βξ 2 ) · exp {iβu ′ (ξ 1 −ξ 2 )} (6), Iw (u ′) is the wafer surface 108 of the object on the reticle surface 104 illuminated by the equivalent light source S (s). It is the intensity at the upper point u '.

(5)−(6)式により、 (t)=C・∫du′・Iw(u′) ・|W(u′−t)|2 …(7) が得られる。この(7)式は、ウエハ面108上のパター
ンがt動いたときのウエハ面108上のパターンと、レチ
クル面104上の像の強度分布のコンボリューションとな
っている。
From equations (5)-(6), (t) = C · ∫du ′ · Iw (u ′) · | W (u′-t) | 2 (7) is obtained. The expression (7) is a convolution of the pattern on the wafer surface 108 when the pattern on the wafer surface 108 moves t and the intensity distribution of the image on the reticle surface 104.

ところで、|W(u′−t)|2は既知であるため、上述
した(7)式からIw(u′)を求めることができる。こ
れは、ディテクタ114の形状が露光時の等価光源の形状
と同じであるならば、すなわち第6図(B)に示すディ
テクタ114のレチクル面104に対する開口数NARDと同図
(A)に示す露光光源(100)のレチクル面104に対する
開口数NARLとが等しい場合には、露光時の投影レンズ10
6で結像特性がディテクタ114で測定されることになる。
By the way, since | W (u′−t) | 2 is known, Iw (u ′) can be obtained from the above-mentioned equation (7). If the shape of the detector 114 is the same as the shape of the equivalent light source at the time of exposure, that is, the numerical aperture NA RD of the detector 114 with respect to the reticle surface 104 shown in FIG. When the numerical aperture NA RL of the exposure light source (100) with respect to the reticle surface 104 is equal, the projection lens 10 at the time of exposure
At 6, the imaging characteristics will be measured by the detector 114.

なお、以上の条件を別言すれば、測定時と露光時とに
おけるレチクル面104でのσ値を一致させることに対応
する。また、上記説明では、測定用照明の開口数NA
WL(第6図(B)参照)が十分大きいと仮定したが、投
影レンズ106の開口数(NAW(第6図参照)よりも大きけ
れば、測定光の0次回折光は投影レンズ106を通過する
ので、ほぼ満足する結果が得られる。
It should be noted that, in other words, the above conditions correspond to making the σ values on the reticle surface 104 the same during measurement and during exposure. Further, in the above description, the numerical aperture NA of the measuring illumination is
It is assumed that WL (see FIG. 6 (B)) is sufficiently large, but if it is larger than the numerical aperture (NA W (see FIG. 6)) of the projection lens 106, the zero-order diffracted light of the measurement light passes through the projection lens 106. As a result, almost satisfactory results are obtained.

これは、いわゆる照明のσ値がσ>1であれば、その
結像性能がほぼ同等になることによる(例えば「フーリ
エ結像論」小瀬輝次、共立出版参照)。
This is because if the so-called σ value of illumination is σ> 1, the image forming performances are almost the same (see, for example, “Fourier image formation theory” Teruji Kose, Kyoritsu Shuppan).

更に、スリット板34に相当するウエハ面108上のパタ
ーンとして自己発光物体を使用した場合には、上述した
開口数NAWLが十分大きいことに対応するので、このよう
なものを用いるようにしてもよい。
Furthermore, when a self-luminous object is used as the pattern on the wafer surface 108 corresponding to the slit plate 34, it corresponds to the above-mentioned numerical aperture NA WL being sufficiently large. Good.

以上説明したように、ディテクタ114がコンデンサレ
ンズ102を介してレチクル面104に対してなす開口数NARD
が、露光時に露光光源100がコンデンサレンズ102を介し
てレチクル面104に対してなす開口数NARLに等しく、か
つ、測定光源110がコンデンサレンズ112を介してウエハ
面108になす開口数NAWLが投影レンズ106の開口数NAW
り大きければ、露光時に投影レンズ106において生ずる
ディストーションと測定されるディストーションとが良
好に一致し、精度よく測定が行なわれることとなる。
As described above, the numerical aperture NA RD that the detector 114 makes with respect to the reticle surface 104 via the condenser lens 102.
Is equal to the numerical aperture NA RL that the exposure light source 100 makes with respect to the reticle surface 104 through the condenser lens 102 during exposure, and the numerical aperture NA WL that the measurement light source 110 makes with the wafer surface 108 through the condenser lens 112 is If it is larger than the numerical aperture NA W of the projection lens 106, the distortion generated in the projection lens 106 at the time of exposure and the measured distortion satisfactorily match, and the measurement can be performed accurately.

ところでディテクタ114(第1図の例では、ディテク
タ40に該当)は、光学的にほぼ投影レンズ106の瞳と共
役の配置となっているが、このディテクタ114とレチク
ル面104とが、光学的に共役となる配置であってもよ
い。
By the way, the detector 114 (corresponding to the detector 40 in the example of FIG. 1) is optically arranged substantially conjugate with the pupil of the projection lens 106, but the detector 114 and the reticle surface 104 are optically arranged. The arrangement may be conjugate.

しかしながら、ディテクタ114の感度ムラがあると、
レチクル面104と共役の配置では測定誤差となるので、
投影レンズ106の瞳との共役配置とした方が好ましい。
However, if there is uneven sensitivity of the detector 114,
Since there is a measurement error in the arrangement that is conjugate with the reticle surface 104,
It is preferable to use a conjugate arrangement with the pupil of the projection lens 106.

このため第1図の実施例では、ディテクタ40を投影レ
ンズ20の入射瞳epと共学的にほぼ共役の配置としてい
る。
Therefore, in the embodiment shown in FIG. 1, the detector 40 is arranged so as to be conjugate with the entrance pupil ep of the projection lens 20 so as to be substantially conjugate.

また、第6図ないし第7図では、測定光源110と投影
レンズ106の瞳とがほぼ共役となるように配置している
が、測定光源110とウエハ面108とを共役にしてもよく、
コンデンサレンズ112を省略するようにしてもよい。
Further, in FIGS. 6 to 7, the measurement light source 110 and the pupil of the projection lens 106 are arranged so as to be substantially conjugated, but the measurement light source 110 and the wafer surface 108 may be conjugated,
The condenser lens 112 may be omitted.

しかしながら、そのようにすると、測定光源110の強
度ラムがウエハ面108における照明強度ムラとなるた
め、測定光源110は、投影レンズ106の瞳とほぼ共役にす
る方がよい。これは、ケーラー照明は、臨界照明と比較
して、光源ムラの影響が小さくなるが、他の特性は同一
であるためである(例えば、「光学の原理」(Born and
Wolf、草川、横田訳、東海大学出版会、P.781〜786参
照)。
However, in such a case, the intensity ram of the measurement light source 110 causes uneven illumination intensity on the wafer surface 108. Therefore, it is better to make the measurement light source 110 substantially conjugate with the pupil of the projection lens 106. This is because Koehler illumination is less affected by light source unevenness as compared with critical illumination, but other characteristics are the same (for example, “Principle of optics” (Born and
Wolf, Kusagawa, Yokota translation, Tokai University Press, P.781-786).

第1図の実施例では、ファイバ34Dの端面が投影レン
ズ20の射出瞳(図示せず)とほぼ共役となるように配置
されている。
In the embodiment shown in FIG. 1, the end face of the fiber 34D is arranged so as to be substantially conjugate with the exit pupil (not shown) of the projection lens 20.

また露光照明時のσ値を変えた場合には、検出器のσ
値を変えればよい。例えば、第1図の実施例では、フラ
イアイ射出面10は、ほぼ投影レンズ20の瞳と共役になっ
ており、さらに瞳は、検出器40とも共役になっているの
で、10の射出面に絞りを置き、その大きさを変えてσ値
を変えたときに、検出器40の検出面に絞りをおいて、そ
の大きさも変えることにより、測定のσ値を、露光のσ
値と一致させることができる。原理的には、2つの絞り
の大きさを比例関係で変えればよいが、集光レンズ38の
収差によっては補正を行う必要があるが、その量は設計
時にオフセット量として与えることができる。
When the σ value during exposure illumination is changed, the σ
You can change the value. For example, in the embodiment shown in FIG. 1, the fly-eye exit surface 10 is substantially conjugate with the pupil of the projection lens 20, and the pupil is also conjugated with the detector 40. When a diaphragm is placed and its size is changed to change the σ value, the diaphragm is placed on the detection surface of the detector 40 and the size is also changed, so that the measured σ value is changed to the exposure σ value.
Can match the value. In principle, the sizes of the two diaphragms may be changed in a proportional relationship, but it is necessary to correct depending on the aberration of the condenser lens 38, but the amount can be given as an offset amount at the time of design.

実施例の全体的作用 次に、以上の点をふまえて、上記実施例の全体的作用
を説明する。
Overall Operation of Embodiment Next, the overall operation of the above embodiment will be described based on the above points.

まず、露光が行なわれない状態で、スリット板34がス
テージ内側からディストーション測定用の検出光LBで照
明される。
First, without exposure, the slit plate 34 is illuminated with the detection light LB for distortion measurement from the inside of the stage.

これによってレチクルRには、第1図の下方から矩形
の照明が投影レンズ20を介して行われることとなる。
As a result, the reticle R is illuminated with a rectangular shape from below in FIG. 1 via the projection lens 20.

次に、主制御装置50のモータ52に対する駆動指令によ
りステージ22が移動すると、レチクルR上に投影された
発光スリット像も移動し、レチクルマークMRと重なるよ
うになる。
Next, when the stage 22 is moved by the drive command to the motor 52 of the main controller 50, the light emission slit image projected on the reticle R also moves and overlaps with the reticle mark MR.

この重なりの程度は、第5図に示すように、ディテク
タ40における入射光量の減少として検出される。
The degree of this overlap is detected as a decrease in the amount of incident light on the detector 40, as shown in FIG.

この検出出力は、上述したように、AD変換されてメモ
リ46に格納される。かかるデータと、設計時のデータと
を利用して、投影レンズ20のディストーションの測定が
行われる。
This detection output is AD converted and stored in the memory 46, as described above. The distortion of the projection lens 20 is measured using such data and the data at the time of design.

ところで、上述したように、測定時におけるディテク
タ40がレチクルRに対してなす開口数と、露光時におけ
る露光光のレチクルRに対する開口数とは等しく設定さ
れており、また、測定用照明光のスリット板34に対する
開口数は、投影レンズ20のウエハ面に対する開口数より
も大きく設定されている。
By the way, as described above, the numerical aperture of the detector 40 with respect to the reticle R at the time of measurement and the numerical aperture of the exposure light with respect to the reticle R at the time of exposure are set to be equal, and the slit of the measuring illumination light is set. The numerical aperture for the plate 34 is set larger than the numerical aperture for the wafer surface of the projection lens 20.

このため、測定される投影レンズ20の結像特性と、露
光時における投影レンズ20の結像特性とが良好に一致す
ることとなり、精度のよい測定が行なわれる。
Therefore, the measured image formation characteristic of the projection lens 20 and the image formation characteristic of the projection lens 20 at the time of exposure satisfactorily coincide with each other, and accurate measurement is performed.

実施例の効果 以上説明したように、本実施例によれば、短時間で精
度よくディストーションや倍率を測定することができる
という効果がある。
Effect of Embodiment As described above, according to this embodiment, there is an effect that the distortion and the magnification can be accurately measured in a short time.

また、測定されたデータを装置内部に記憶しているた
め、ウエハ上のアライメントマークの位置と、このマー
クと位置合わせされるレチクル上のアライメントマーク
の位置とが異なる場合などに、ディストーションによる
アライメント誤差分の補正を容易に行なうことができる
という効果がある。
In addition, since the measured data is stored inside the device, when the position of the alignment mark on the wafer and the position of the alignment mark on the reticle aligned with this mark are different, the alignment error due to distortion may occur. There is an effect that the minute can be easily corrected.

他の実施例 なお、本発明は何等上記実施例に限定されるものでは
なく、例えば半導体レーザをステージ(例えばZステー
ジ22A)内に設けてもよい。このようにすると、ファイ
バ34D等を省略することができる。
Other Embodiments The present invention is not limited to the above embodiments, and a semiconductor laser, for example, may be provided in the stage (for example, Z stage 22A). In this way, the fiber 34D and the like can be omitted.

また、スリット板34の位置と、ウエハWの表面の位置
とは、必ずしも一致する必要はなく、測定時にその位置
が投影レンズ20の結像面にあればよい。
Further, the position of the slit plate 34 and the position of the surface of the wafer W do not necessarily have to coincide with each other, and it is sufficient that the position is on the image forming plane of the projection lens 20 at the time of measurement.

更にディテクタ40は、投影レンズ20の結像面に位置し
た物体(例えばウエハ等)の反射光を受けることもでき
るので、該物体の反射率を計測することもできる。
Further, since the detector 40 can also receive the reflected light of an object (for example, a wafer) located on the image plane of the projection lens 20, it is possible to measure the reflectance of the object.

ディストーション、倍率の測定は、XYの平面の両方向
に対して行なう場合が多いが、必要に応じて、一次元の
方向にのみ行なうようにしてもよい。
Although the distortion and the magnification are often measured in both directions of the XY plane, they may be measured only in the one-dimensional direction, if necessary.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、ステージ上に
設けられた発光手段と、マスク上に形成されたマーク手
段とを利用し、露光光のマスクに対する開口数とディテ
クタのマスクに対する開口数とを一致させるとともに、
測定照明の発光手段に対する開口数が投影光学系の投影
対象に対する開口数よりも大きくなるようにしたので、
短時間で精度よくディストーションや倍率の測定を行な
うことができるという効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, by using the light emitting means provided on the stage and the mark means formed on the mask, the numerical aperture of the exposure light with respect to the mask and the detector. While matching the numerical aperture for the mask,
Since the numerical aperture for the light emitting means of the measurement illumination is set to be larger than the numerical aperture for the projection target of the projection optical system,
There is an effect that distortion and magnification can be accurately measured in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例を示す構成図、第2図は上
記実施例におけるステージ部分の詳細な構成例を示す部
分構成図、第3図はスリット板の一例を示す平面図、第
4図はレチクルマークと発光スリットとの重なりの説明
図、第5図はディテクタの光電信号の波形例を示す線
図、第6図は露光時と計測時の主要部分の配置と開口数
を示す説明図、第7図は計測時の主要部分に設定される
座標を示す説明図、第8図は従来の測定方式の説明図で
ある。 [主要部分の符号の説明] 20……投影レンズ、22……ステージ、34……スリット
板、40……ディテクタ、46……メモリ、48……干渉計、
50……主制御装置、52……モータ、MR……レチクルマー
ク、R……レチクル、W……ウエハ、SX,SY……発光ス
リット、NAR,NARD,NARL,NAW,NAWL……開口数。
FIG. 1 is a structural view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial structural view showing a detailed structural example of a stage portion in the above embodiment, and FIG. 3 is a plan view showing an example of a slit plate. FIG. 4 is an explanatory view of the overlap between the reticle mark and the light emitting slit, FIG. 5 is a diagram showing a waveform example of the photoelectric signal of the detector, and FIG. 6 shows the arrangement and the numerical aperture of the main part at the time of exposure and measurement. Explanatory diagram, FIG. 7 is an explanatory diagram showing coordinates set in a main part at the time of measurement, and FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional measuring method. [Explanation of symbols of main parts] 20 ... Projection lens, 22 ... Stage, 34 ... Slit plate, 40 ... Detector, 46 ... Memory, 48 ... Interferometer,
50 ... Main control unit, 52 ... Motor, MR ... Reticle mark, R ... Reticle, W ... Wafer, SX, SY ... Light emission slit, NA R , NA RD , NA RL , NA W , NA WL …… Numerical aperture.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】所望のパターンが形成されたマスクを照明
光学系からの照明光で照明し、該パターンの像を投影光
学系を介して所定の結像面に形成する投影光学装置にお
いて、 前記投影光学系の結像面に沿って移動し得るステージ
と、 該ステージの位置に応じた位置信号を出力するステージ
位置検出手段と、 前記ステージに設けられ、所定形状の発光面を有する発
光手段と、 該発光手段の発光面からの光を、前記投影光学系および
マスクを各々介して受光する光電検出手段と、 該マスクの所定位置に形成されたマークパターンに対し
て、前記発光面の投影像が移動するように前記ステージ
を制御し、該移動中に前記光電検出手段から出力される
光電信号と、前記ステージ位置検出手段から出力される
位置信号とに基いて、前記発光面の投影像と前記マスク
パターンとの位置関係を検出する位置検出手段とを備
え、 前記光電検出手段の受光面のマスクに対する開口数を、
前記照明光のマスクに対する開口数と等しく設定すると
ともに、 前記発光手段による照明のσ値を1以上に設定したこと
を特徴とする投影光学装置。
1. A projection optical apparatus for illuminating a mask on which a desired pattern is formed with illumination light from an illumination optical system to form an image of the pattern on a predetermined image plane via the projection optical system. A stage capable of moving along the image plane of the projection optical system, a stage position detecting means for outputting a position signal according to the position of the stage, and a light emitting means provided on the stage and having a light emitting surface of a predetermined shape. A photoelectric detection means for receiving light from the light emitting surface of the light emitting means through the projection optical system and a mask, and a projected image of the light emitting surface with respect to a mark pattern formed at a predetermined position of the mask. The stage is controlled so as to move, and the projection of the light emitting surface is performed based on a photoelectric signal output from the photoelectric detection unit during the movement and a position signal output from the stage position detection unit. Wherein a position detecting means for detecting a positional relationship between the mask pattern, the numerical aperture with respect to the mask of the light receiving surface of the photoelectric detection means and,
The projection optical device is characterized in that the numerical aperture of the illumination light is set equal to the numerical aperture of the mask, and the σ value of the illumination by the light emitting means is set to 1 or more.
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