JP2808619B2 - 位置合わせ装置，露光装置及び素子製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体素子等の製造に使用される投影露光
装置の位置合わせ装置に関するものであり、特に原画パ
ターンを有するマスクと、この原画パターンが転写され
る半導体ウェハ等の基板とを相対的に位置合わせする装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の投影露光装置（ステッパー）では、レチクル
（マスク）に形成された回路パターンを、1/5、あるい
は1/10に縮小投影する投影レンズを介して、ウェハ上の
所定位置に回路パターン像を露光している。この際、レ
チクルは水銀放電灯等からの単色光によって照明され、
投影レンズでの色収差の発生を押えている。このため投
影レンズは、露光用の単色照明光の波長近傍（例えばｉ
線、ｇ線等）で最良のディストーション特性となるよう
に、各種収差が補正されている。

また、半導体素子製造時には、ウェハ表面に多数層の
回路パターンを作り込むので、数回〜十数回のマスクワ
ークが必要となる。このマスクワークの主な作業は、新
たに重ね合わせ露光すべきレチクルと、すでにウェハ上
に形成された回路パターン領域とを精密に位置合わせす
る作業、すなわちアライメントである。現在、実用化さ
れている投影露光装置の多くは、レチクルとウェハとを
光学的に自動アライメントする装置を組み込んでおり、
半導体素子製造に多大な成果をあげている。

ところで、この自動アライメント装置には様々の方式
があるが、そのうち最も精度が高いと期待されている方
式の１つに、スルーザレチクル（TTR）方式と呼ばれて
いるものがある。これは、レチクルの回路パターン領域
周辺のアライメントマークと、ウェハ上の１つのショッ
ト領域周辺に形成されたアライメントマークとを、レチ
クルの上方に配置したアライメント光学系（アライメン
ト対物レンズ等）によって同時に検出し、両マークのず
れを直接計測し、レチクル又はウェハを、そのずれ量が
零になるように微動させる方式である。

この場合、両マークを照明するアライメント用照明光
（走査型レーザスポット光、又は均一照明光）は、投影
レンズの色収差を考慮して、露光用照明光と同一波長、
もしくは近傍の波長に定められていた。従って、アライ
メントのために、アライメント用照明光がウェハ上のマ
ークを照射すると、その部分のレジスト層は感光してし
まい、現像後に各種プロセスを通すと、ウェハ上の当該
マークが破壊されてしまい、次の層の重ね合わせ露光の
ときのアライメントに使えないといった問題が生じた。

そこで、その１つの解決法として、第10図に示すよう
に、TTR方式のアライメントをレジスト層に対して非感
光な波長域の照明光で行ない、投影レンズPLによる色収
差は、レチクルＲと投影レンズPLとの間のアライメント
光路中のみに設けられた補正光学系O_P1、あるいはアラ
イメント時のみ、レチクルＲと投影レンズPLとの間に挿
入される補正レンズ系O_P2等によって補正し、露光光以
外の波長域においてもレチクルＲとウェハＷとの共役を
維持する方式が提案されている。

尚、第10図中、RMはレチクルＲのアライメントマーク
（又は単なる透明窓）、WMはウェハＷのアライメントマ
ーク、ALgはアライメント用照明光を送るとともに、マ
ークRM、WMからの光情報を検出するためのアライメント
光学系である。

このように、レチクルＲと投影レンズPLの間に何らか
の色収差補正系を設ける方式は、原理的にはすぐれてい
るが、アライメント時と露光時とで投影像の重ね合わせ
位置が微妙にシフトするといった重大な欠点があること
が知られている。それは色収差補正系の機械的な安定
性、装置製造時の設定誤差、温度ドリフト等が主な原因
である。そこで、レチクルＲと投影レンズPLとの間には
何ら補正系を設けずに、色収差誤差に対応する方法が、
例えば特開昭63−153820号公報に開示されている。この
特開昭63−153820号公報では、レチクルの上方に２焦点
素子を含むアライメント光学系を配置し、レチクル上に
スポット光として結像するビームと、ウェハ上にスポッ
ト光として結像するビームとを、アライメント用レーザ
光源からアライメント対物レンズに至るまで同軸で導び
き、対物レンズを射出したビームの結像面を２焦点化し
ている。このため、ウェハ上に結像すべきスポット光の
ビームはレチクル上では色収差のために大きくデフォー
カスしている。そして２つのビームの同軸性を利用し
て、スキャナーにより２つのビーム（スポット光）を走
査し、レチクルのマークからの光情報とウェハのマーク
からの光情報を、同時に光電検出している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の技術では、いずれにしろレーザ光のスポッ
ト光でウェハ上のマークを走査する方式なので、スポッ
ト走査方式のアライメント系がもつ各種問題は、相変わ
らず未解決のままである。

スポット走査方式では、ウェハ上のマークエッジから
の散乱光や回折光を光電検出するので、スポット光照射
領域（例えば２〜４μｍ幅）内にマークエッジが存在す
るときだけ光電信号のピーク波形が得られる。すなわち
基本的には、単発のピーク波形からマーク位置を求める
ことになり、そのピーク波形に歪みが生じると、それが
直接アライメント精度を左右するといった問題が生じて
いた。

そこで本発明では、このようなスポット走査方式によ
るマーク検出を行なわずに、別波長のアライメント照明
光のもとでより高精度なアライメントを行なうことがで
きる投影露光装置用の位置合わせ装置を得ることを目的
とする。

さらに本発明は、より分解能の高いアライメントを可
能とするために、回折格子マーク等を用いた干渉アライ
メント法を採用し、露光動作中でもマーク検出が可能な
装置を得ることを目的とする。さらに本発明は、マスク
に設けたアライメントマークと感光基板上に設けたアラ
イメントマークとの各々からの光情報が混同しないよう
にした装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明においては、マスク（１）に形成されたパター
ンを投影光学系（３）を介して感光基板（４）上に結像
投影する装置であって、マスクに形成された第１のマー
ク（RM）と感光基板に形成された第２のマーク（WM）と
を光学的に検出することでマスクと感光基板とを位置合
わせする装置において、投影光学系が所定の色収差量を
発生する波長域の可干渉性の照明光を出力する光源（1
0）と、照明光を第１マークに対して２方向から照射す
るように配向するとともに、投影光学系を介して第２マ
ークに対しても２方向から照射するように配向する照明
光配向手段（11、13、15、14、17A、20、21b、21a）
と、第１マークからの０次回折光と第１マークからの高
次回折光とを干渉させた第１光情報（104A、104B）と、
第２マークから発生した回折光のうち、投影光学系を介
してマスクを第１光情報と異なる方向に通過する第２光
情報（105）とを検知するマーク検出光学系（17B、PB
5、50、51、52、54、55、56、57）と、マーク検出光学
系を通った第１光情報と第２光情報とを分離して個別に
光電検出する光電検出手段（53、58A、58B）とを備える
こととした。

また本発明においては、第１物体に形成された第１の
マークを光学的に検出して得られた光情報と第２物体に
形成された第２のマークを光学的に検出して得られた光
情報とを検出することで第１物体と第２物体とを位置合
わせする装置において、光源を含み、可干渉性の２つの
光束を出力する２光束光学系と;2つの光束を互いに異な
る２つの方向から第１マークに照射するとともに、２つ
の光束を互いに異なる２つの方向から第２マークに照射
する光学部材と；第１マーク又は第２マークの一方から
ほぼ同じ方向に発生する２つの第１回折光を干渉させた
第１光情報と、第１マーク又は第２マークの他方からほ
ぼ同じ方向に発生する２つの第２回折光を干渉させた第
２光情報とを検出する検出手段とを備え、第１回折光の
進行方向と前記第２回折光の進行方向とを異ならせた。

また本発明においては、第１物体に形成された第１の
マークを光学的に検出して得られた光情報と第２物体に
形成された第２のマークを光学的に検出して得られた光
情報とを検出することで第１物体と第２物体とを位置合
わせする装置において、光源を含み、可干渉性の２つの
光束を出力する２光束光学系と;2つの光束を互いに異な
る２つの方向から第１マークに照射するとともに、２つ
の光束を互いに異なる２つの方向から第２マークに照射
する光学部材と；第１マーク又は第２マークの一方から
ほぼ同じ方向に発生する２つの回折光を干渉させた第１
光情報と、第１マーク又は第２マークの他方からほぼ同
じ方向に発生する２つの回折光を干渉させた第２光情報
とを検出する検出手段とを備え、第１光情報を得るため
の２つの回折光の回折次数差と第２光情報を得るための
２つの回折光の回折次数差とを異ならせた。

また本発明においては、基板を位置合わせする装置に
おいて、基板に設けられたアライメントマークに可干渉
性の第１光束及び第２光束を照射する照明系と；第１光
束によってアライメントマークから発生する第１回折光
と、第２光束によってアライメントマークから発生する
第２回折光との干渉光を受光する光電検出器と；光電検
出器からの信号に基づいて基板の位置を調整する位置調
整手段とを有し、第１回折光と第２回折光とはアライメ
ントマークからほぼ同一方向に発生するとともに、第１
回折光と第２回折光の回折次数の差を１とした。

また本発明においては、第１物体に形成された第１の
マークと第２物体に形成された第２のマークとを光学的
に検出することで第１物体と第２物体とを位置合わせす
る装置において、光源を含み、可干渉性の２つの光束を
出力する２光束光学系と;2光束光学系からの２つの光束
を互いに異なる２つの方向から第１マークに照射すると
ともに、２光束光学系からの２つの光束を互いに異なる
２つの方向から第２マークに照射する光学部材と；第１
マーク又は第２マークの一方から発生する２つの第１回
折光を干渉させた第１光情報と、第１マーク又は前記第
２マークの他方から発生する２つの第２回折光を干渉さ
せた第２光情報とを検出する検出手段とを備え、検出手
段は、第１回折光と第２回折光との両方が入射する光学
系を含み、第１回折光と第２回折光とは該光学系の瞳面
上の異なる位置を通過することとした。

また本発明においては、マスクに形成された第１のマ
ークの光学的に検出して得られた光情報と基板に形成さ
れた第２のマークを投影光学系を介して光学的に検出し
て得られた光情報を検出することでマスクと基板とを位
置合わせし、マスクのパターンを基板上に露光する露光
装置において、光源を含み、可干渉性の２つの光束を出
力する２光束光学系と;2つの光束を互いに異なる２つの
方向から第１マークに照射するとともに、２つの光束を
互いに異なる２つの方向から第２マークに照射する光学
部材と；第１マーク又は第２マークの一方からほぼ同じ
方向に発生する２つの回折光を干渉させた第１光情報
と、第１マーク又は第２マークの他方からほぼ同じ方向
に発生する２つの回折光を干渉させた第２光情報とを検
出する検出手段とを備えた。

また本発明においては、マスクに形成された第１のマ
ークと基板に形成された第２のマークを光学的に検出し
て得られた光情報に基づいてマスクと基板とを位置合わ
し、マスクのパターンを基板上に露光することで基板上
に半導体素子を形成する素子製造方法において、２つの
光束を互いに異なる２つの方向から第１マークに照射す
るとともに、２つの光束を互いに異なる２つの方向から
第２マークに照射し、第１マーク又は前記第２マークの
一方からほぼ同じ方向に発生する２つの回折光を干渉さ
せた第１光情報と、第１マーク又は第２マークの他方か
らほぼ同じ方向に発生する２つの回折光を干渉させた情
報であって、第１光情報とは異なる方向に進む第２光情
報とに基づいて、マスクと基板とを位置合わせすること
とした。

また本発明においては、マスクに形成された第１のマ
ークと基板に形成された第２のマークとをアライメント
光によって光学的に検出することでマスクと基板とを位
置合わせし、露光用照明光でマスクを照明してマスクの
パターンを基板上に露光する露光方法において、アライ
メント光を互いに異なる２つの方向から第１マークに照
射するとともに、アライメント光を互いに異なる２つの
方向から第２マークに照射し、マスクを覆うように斜設
され、アライメント光と露光用照明光とを同時にマスク
に向けて照射可能とするダイクロイックミラーを介し
て、第１マーク又は第２マークの一方から発生する第１
光情報と、第１マーク又は第２マークの他方から発生す
る第２光情報とを検出することとした。

また本発明においては、マスクに形成された第１の回
折マークを光学的に検出して得られた光情報と基板に形
成された第２の回折マークを投影光学系を介して光学的
に検出して得られた光情報とに基づいてマスクと基板と
を位置合わせし、マスクのパターンを投影光学系を介し
て基板上に露光する露光装置において、光源を含み、可
干渉性の光束を出力する照明光学系と；光束を第１の回
折マークに照射するとともに、光束を前記第２の回折マ
ークに照射する光学部材と；第１の回折マーク又は第２
の回折マークの一方から発生する回折光と、第１の回折
マーク又は第２の回折マークの他方から発生する回折光
とを検出する検出手段とを備え、第１の回折マークのピ
ッチもしくは幅と、第２の回折マークのピッチもしくは
幅とを異ならせた。

〔作 用〕

本発明に於いてはレチクルマークからの信号とウェハ
マークからの信号が混同することがなく、さらにレチク
ル信号はレチクル回折マークによって反射された回折光
のみを使える構造であり、ノイズ成分の少ない高精度ア
ライメントが実現できる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例による位置合わせ装置について
説明するが、その前に本発明の基礎となる技術について
第１図を参照して説明する。

所定の回路パターンとアライメント用の回折格子マー
クとを有するレチクル１は２次元移動可能なレチクルス
テージ２に保持される。レチクル１上の各パターンは両
側テレセントリックな投影レンズ３によって露光光のも
とでウェハ４上に結像される。ただしこの投影レンズ３
は露光用の照明光波長（ｇ線、ｉ線等）に関して良好に
色収差補正されており、その露光用の波長に関してレチ
クル１とウェハ４とが互いに共役になるように配置され
る。またウェハ４上にもレチクル１に形成された格子マ
ークと同様の回折格子マークが形成されている。さて、
ウェハ４はステップアンドリピート方式で２次元移動す
るステージ５上に吸着され、ウェハ４上の１つのショッ
ト領域に対するレチクル１の転写露光が終了すると、次
のショット位置までステッピングされる。レチクルステ
ージ２の一部には、レチクル１の水平面内でのｘ方向、
ｙ方向及び回転（θ）方向の位置を検出するためのレー
ザ光波干渉式測長器（以下、干渉計とする）43からのレ
ーザビームを反射する移動鏡６が固定されている。この
干渉計43はｘ方向、ｙ方向、θ方向の位置を独立に検出
するために３本の測長用レーザビームを有するが、ここ
では説明を簡単にするため図示を一部省略してある。レ
チクルステージ２の移動ストロークは数ミリメートル以
下であり、干渉計43の検出分解能は、例えば0.01μｍ程
度に定められている。一方、ウェハステージ５の一部に
はウェハ４の水平面内でのｘ方向、ｙ方向の位置を検出
するための干渉計45からのレーザビームを反射する移動
鏡７が固定されている。この干渉計45もｘ方向、ｙ方向
の位置を独立に検出するために２本の測長用レーザビー
ムを有するが、ここでは説明を簡単にするため図示を一
部省略してある。レチクルステージ２のｘ方向、ｙ方
向、θ方向の駆動は駆動モータ42で行なわれ、ウェハス
テージ５の２次元移動は駆動モータ46で行なわれる。

ところで露光用の照明系は、水銀ランプ30、楕円鏡3
1、集光レンズや干渉フィルター等を含む入力レンズ群3
2、オプチカルインテグレータ（フライアイレンズ）3
3、ミラー34、メインコンデンサーレンズ35及びダイク
ロイックミラー22等によって構成される。ダイクロイッ
クミラー22はレチクル１の上方に45゜で斜設され、コン
デンサーレンズ35からの露光光を垂直に下方に反射さ
せ、レチクル１を均一に照射する。このダイクロイック
ミラー22は露光光の波長に対しては90％以上の反射率を
有し、アライメント用の照明光の波長（露光光よりも長
波長）に対しては50％以上の透過率を有する。

次にこのステッパーのアライメント系について説明す
る。アライメント用の照射光はレーザ光源10から射出さ
れ、透過型の基準回折格子を放射状に形成したラジアル
・グレイティング11を通り、フーリエ変換レンズ13を介
してフーリエ面（アライメント光学系の瞳面）に配置さ
れた空間フィルター15に達する。ラジアル・グレイティ
ング11はモータ12によってほぼ一定の速度で回転可能に
構成される。このラジアル・グレイティング11に入射し
たレーザ光は０次光、±１次光、±２次光……のように
回折し、それぞれ異なった回折角で広がっていく。第１
図では０次光LB₀、＋１次光＋LB₁及び−１次光−LB₁の
みを示す。これら０次光、±１次光はレンズ系13の作用
でともに主光線が平行になるとともに、フーリエ面に配
置された空間フィルター15上で明確に分離して分布し、
０次光LB₀のみが遮断され、±１次光は透過する。空間
フィルター15を通った±１次光はビームスプリッター14
で反射された後、瞳リレー系17Aを通り、ビームスプリ
ッター20を透過して２焦点光学系21に入射する。２焦点
光学系21は、アライメント系の瞳、すなわち投影レンズ
３の瞳EPと共役に配置された複屈折物質（水晶、方解石
等）21bと顕微鏡用等のテレセントリックな対物レンズ2
1aとを一体に組み合わせたもので構成され、レーザ光の
±１次光の偏光成分（Ｐ偏光とＳ偏光）に応じて異なる
パワーを与えるものである。ここでレーザ光源10は直交
直線偏光のレーザ光を発振するものとする。このため２
焦点光学系21を射出した一方の偏光（例えばＰ偏光）は
レチクル１の上方空間の焦点26aに結像し、他方の偏光
（例えばＳ偏光）はレチクル１の下面のパターン面と一
致した焦点27aに結像する。また２焦点光学系21の他方
の焦点、すなわちレーザ光源10側で焦点26a、27aの夫々
と共役な面は、ラジアル・グレイティング11と一致して
いる。ここで２焦点光学系21の２つの焦点26a、27bの光
軸方向の間隔はアライメント用のレーザ光の波長におけ
る投影レンズ３のレチクル１側での色収差量に対応して
いる。この空間中の焦点面26aは投影レンズ３によって
ウェハ４の表面と一致した結像面26bと共役になり、焦
点面27a（レチクルパターン面）は投影レンズ３によっ
てウェハ４の表面から空間的に下方に離れた結像面27b
と共役になる。結像面26bと27bの間隔は投影レンズ３の
ウェハ４側での色収差量に対応している。ここで結像面
26bと27bの間隔距離をD_w、焦点面26aと27aの間隔距離を
D_r、そして投影レンズ３の投影倍率を1/M（通常Ｍは
１、2.5、５、10のうちいずれか１つ）とすると、一般
的にD_r＝M²・D_wの関係がある。アライメント用のレーザ
光の波長が露光光の波長から離れれば離れる程、投影レ
ンズ３の収差特性に応じてD_w、D_rは大きくなる。この種
の投影レンズの焦点深度は極めて浅く、±１μｍ程度で
あり、アライメント用照明光の波長にもよるが間隔D_wは
数10μｍ程度に達することもある。尚、アライメント用
照明光（レーザ光）はウェハ４に塗布されたレジストに
対してほとんど感度を持たない波長にすることが望しい
が、本発明においては必ずしも満たされるべき条件では
ない。それは投影レンズによって露光光の波長とアライ
メント用照明光の波長とで極端に大きな収差が生じ、特
にウェハ４上の回折格子マークからの光情報自体に大き
な歪みが加えられてしまうからである。このためその収
差との兼ね合いで最適なアライメント用照明光を定める
ことを優先することの方が重要である。従ってアライメ
ント用照明光が長時間（例えば１分以上）レジストを照
射すると、感光させてしまう（現像後に薄減りが生じ
る）ような弱い感度の波長になる場合もある。

さて、アライメント用のレーザ光の±１次光LB₁（Ｓ
偏光）は焦点面27aでレチクル１の回折格子マーク部分
に、＋１次光＋LB₁と−１次光−LB₁との成す角度で２方
向から入射し結像する。またレチクル１の透明部を透過
した焦点面26aからの±１次光LB₁（Ｐ偏光）は、投影レ
ンズ３を介して焦点面26bでウェハ４の回折格子マーク
部分に、＋１次光と−１次光との成す角度で２方向から
入射し結像する。そしてレチクル１の回折格子マークか
らの反射回折光はダイクロイックミラー22、２焦点光学
系21を介してビームスプリッタ20で反射された後、瞳リ
レー系17Bを通って瞳共役面（フーリエ面）に配置され
た空間フィルター23で軸上を進む回折光のみがフィルタ
リングされ、さらに集光レンズ24によって光電検出器25
に達する。またウェハ４の回折格子マークからの反射回
折光は投影レンズ３を介して元の光路を戻り、レチクル
１の透明部を透過してダイクロイックミラー22、２焦点
光学系21、ビームスプリッタ20、瞳リレー系17B、空間
フィルター23、及び集光レンズ24を通って光電検出器25
に達する。空間フィルター23はアライメント光学系の瞳
面と共役な位置、すなわち投影レンズ３の瞳（射出瞳）
と実質共役な位置に配置され、レチクル１、又はウェハ
４からの正反射光を遮断し、レチクル１又はウェハ４の
回折格子に垂直（面の法線方向）に回折される光のみを
通すように定められている。そして光電検出器25の前に
は、２焦点光学系21、瞳リレー系17B、及びレンズ24を
介してレチクル１、ウェハ４の夫々と共役に配置された
アパーチャ板25′が設けられている。

さて光電検出器25から得られる光電信号は、レチクル
１又はウェハ４を２方向から照射する±１次光±LB₁に
よって作られた干渉縞が各回折格子マーク上でピッチ方
向に流れるように照射されることになるので、ラジアル
・グレイティング11の回転速度に応じた周波数の正弦波
状の交流信号となる。ところでラジアル・グレイティン
グ11からの±１次光、０次光は、ビームスプリッタ14を
透過し、瞳（フーリエ面）を像面に変換するレンズ系
（逆フーリエ変換レンズ）16によって参照用回折格子18
上に結像（２方向からのビーム＋LB₁、−LB₁が交差）す
る。この参照用回折格子18は装置上で固定されているも
のである。この回折格子18にも＋１次光＋LB₁と−１次
光−LB₁とが所定の角度で２方向から入射する。光電検
出器19は参照用回折格子18を透過した回折光（又は干渉
光）を受光して、正弦波状の光電信号を出力する。この
光電信号はラジアル・グレイティング11の回転速度に比
例した周波数となり、基準ビーム信号となる。位相検出
系40は、光電検出器25からの光電信号と光電検出器19か
らの光電信号とを入力し、両信号の波形上の位相差を検
出する。検出された位相差（±180゜）はレチクル１、
ウェハ４の夫々に形成された回折格子マークの格子ピッ
チの1/2内の相対位置ずれ量に一義的に対応している。
制御系41は検出された位相差（位置ずれ量）の情報、サ
ーボシステム44を介して得られる干渉計43、45の各々か
らの位置情報等に基づいて駆動モータ42、46を制御し、
レチクル１とウェハ４の相対位置合わせ（アライメン
ト）を行なう。尚、第１図の説明では、２つのビーム＋
LB₁、−LB₁は紙面内で交差するように示したが、実際は
投影レンズ３の軸AXを顔む平面と垂直な面内で互いに傾
いている。

以上の全体構成において、アライメント光学系の一
部、特に２焦点光学系21はレチクル１上のアライメント
マークの配置に応じて任意の位置に可動とされ、どのよ
うなマーク配置であってもマーク検出が可能となってい
る。さらにレチクル１の上方に斜設したダイクロイック
ミラー22によって露光光とアライメント用照明光とを分
離するため、露光動作中であってもマーク検出が可能と
なる。これは露光中において何らかの外乱でレチクル１
とウェハ４とのアライメント状態が狂った場合も、その
時点でただちに検出できることを意味する。さらに位相
検出系40からの位相差情報に基づいて露光動作中であっ
てもレチクルステージ２とウェハステージ５との位置決
めサーボをクローズド・ループで実行できることをも意
味する。このため露光されたレジストパターンの線幅
も、わずかな像ぶれによって太ることがない。尚、露光
光の光源は水銀ランプ以外のエキシマレーザ光源等に置
きかえてもよい。

次に第２図を用いてアライメント系のみの詳細な構
成、及びアライメントの原理を模式的に説明する。第２
図において、ダイクロイックミラー22、空間フィルター
15、ビームスプリッタ14、瞳リレー系17Aは簡単にする
ために省略してあり、第１図中のものと同一の部材には
同じ符号をつけてある。ラジアル・グレイティング（周
波数シフター）11にはレーザ光源10から形成されたレー
ザ光束（ほぼ平行光束）LBが入射する。このレーザ光束
LBの偏光方向は、２焦点光学系21によってＰ偏光とＳ偏
光に分離されて焦点26a、27aに集光するとき、Ｐ偏光と
Ｓ偏光とでその光強度（光量）が所定の比になるように
調整されている。通常、ウェハ４に達する光の方が損失
が多いので、ウェハ４への光量を増やすようにする。そ
のためには、２重焦点素子を光軸の回りに回転させた
り、レーザ光源10とラジアル・グレイティング11の間に
λ/2板を挿入し、それを光軸の回りに回転させたりする
構造を採用すればよい。すなわち、それによってレチク
ル１に達する偏光とウェハ４へ達する偏光との光量比を
最適なものに調整できる。さて、ラジアル・グレイティ
ング11からの±１次光LB₁（平行光束）は、レンズ系13
の作用でテレセントリックな２焦点光学系21の瞳面、す
なわち複屈折物質21b内でスポットとして集光するよう
に入射し、＋１次光＋LB₁は複屈折物質21bのところで偏
光成分によってＰ変更の＋LB_1PとＳ偏光の＋LB_1Sとに分
離され、２焦点光学系21の光軸に対して回折角で決まる
角度だけ傾いた平行光束となってレチクル１に達する。
同様に−１次光−LB₁もＰ偏光の−LB_1PとＳ偏光の−LB
_1Sとに分離され、対物レンズ21aの光軸をはさんで＋１
次光（＋LB_1P、＋LB_1S）と対称的な角度の平行光束とな
ってレチクル１に達する。Ｐ偏光に関しては焦点27aと
ラジアル・グレイティング11とが共役であるため、Ｐ偏
光の１次光＋LB_1P、−LB_1Pは回折格子マークRMのところ
でほぼ平行光束となって交差（結像）する。第２図にお
いてマークRMの格子配列方向は紙面内の左右方向であ
り、１次光＋LB_1P、−LB_1Pの各々の光軸からの傾き方向
も第２図の紙面内に定められる。レチクル１には第３図
（ａ）に示すように回折格子マークRMと透明な窓部P₀と
が形成されており、１次光＋LB_1P、−LB_1Pはともにマー
クRMと窓部P₀とをカバーする大きさでレチクル１を照射
する。第３図（ａ）に示したマークRMはｘ方向（格子配
列方向）の位置検出に使われるものであり、ウェハ４上
の回折格子マークWMも第３図（ｂ）に示すように、これ
と対応している。マークWMはアライメント時（又は露光
時）にレチクル１の窓部P₀の位置に整列するように定め
られている。さて２焦点光学系21を射出したほぼ平行な
Ｓ偏光の１次光＋LB_1S、−LB_1Sは空間上の焦点26aで一
度結像（交差）した後、レチクル１の窓部P₀を透過し、
投影レンズ３の瞳EPで一度スポット光として集光した
後、ウェハ４の回折格子マークWMに互いに異なる２方向
から入射するように結像される。これはＳ偏光に関して
は焦点26a（ウェハ面）とラジアル・グレイティング11
とが共役だからである。投影レンズ３から射出したほぼ
平行なＳ偏光の１次光＋LB_1S、−LB_1Sの各々は、回折格
子マークWMの格子配列方向に関して対称的に傾いて入射
する。ウェハ４に達したＳ偏光の１次光＋LB_1S、−LB_1S
の成す角度は大きくても投影レンズ３の射出（ウェハ）
側の開口数を越えることはない。尚、ラジアル・グレイ
ティング11に対してレチクル１とウェハ４とはそれぞれ
共役に配置されるため、レーザ光束LBが平行光束である
とすると、各光束＋LB_1P、−LB_1P、＋LB_1S、−LB_1Sも平
行光束となる。

ここでＰ偏光の１次光＋LB_1P、−LB_1Pのレチクル１の
マークRMに対するふるまいを第４図を用いて詳述する。
第４図はレチクル１のマークRMを模式的に表わしたもの
で、Ｐ偏光の１次光＋LB_1Pが角度θでマークRMに入射し
ているものとする。このとき１次光＋LB_1Pのレチクル１
での正反射光D_1Pも角度θで反射することになる。光束
＋LB_1Pが角度θで入射することは、光束−LB_1Pについて
も角度θで、正反射光D_1Pと逆向きにレチクル１に入射
することを意味する。そこで回折格子マークRMの格子ピ
ッチをＰ、レーザ光束LBの波長をλ、そしてｎを整数と
して、以下の（１）式を満たすようにピッチＰと角度θ
とを定める。

この（１）式を満足すると、１次光＋LB_1P、−LB_1Pの
照射によりマークRMから発生する特定次数の回折光104
は、レチクル１と垂直な方向、すなわち２焦点光学系21
の光軸に沿った方向に進む。もちろんその他の回折光10
3も発生するが、これは回折光104とは異なる方向に進
む。

ところでレチクル１のマークRMには２方向から光束＋
LB_1P、−LB_1Pが交差するように照射され、その両光束が
同一のレーザ光源10から照出された同一偏光のものであ
ることから、マークRM上には２つの光束＋LB_1Pと−LB_1P
との干渉により、明暗の一次元の縞、所謂干渉縞が生じ
る。仮りにラジアル・グレイティング11が停止している
ものとすると、この干渉縞はマークRMの格子配列方向に
所定のピッチで配列する。干渉縞のピッチとマークRMの
格子ピッチとは必要とされる検出分解能に応じて適宜決
定される。従って、マークRMからの回折光104は、この
干渉縞がマークRMを照射したことによって生じたもので
ある。あるいは、一方の光束＋LB_1Pの照射によってマー
クRMから生じた回折光と、他方の光束−LB_1Pの照射によ
ってマークRMから生じた回折光とが同一光路（２焦点光
学系21の軸上）を戻ることから相互に干渉したものとも
考えられる。このようにマークRM上に異なる２方向から
光束＋LB_1P、−LB_1Pが照射されると、マークRM上には干
渉縞が生じるが、ラジアル・グレイティング11が回転し
ている場合は、その干渉縞がマークRMの格子配列方向に
移動する（流れる）ことになる。これはラジアル・グレ
イティング11の１次光＋LB₁、−LB₁による暗視野像がレ
チクル１のマークRM上に結像していることによる。この
ため、マークRM上を干渉縞（ラジアル・グレイティング
11の２焦点光学系21等によって投影された回折像）が走
査することによって、回折光104は明暗の変化を周期的
に繰り返すことになる。よって光電検出器25からの信号
は、その明暗変化の周期に応じた正弦波状の交流信号と
なる。

以上のことは、ウェハ４上の回折格子マークWMとＳ偏
光の光束＋LB_1S、−LB_1Sとの関係においても全く同様で
あり、マークWMからは回折光105が発生し、これは投影
レンズ３の主光線に沿って進み、レチクル１の窓部P₀を
介して光電検出器25に達する。２焦点光学系21を射出し
たＳ偏光の光束＋LB_1S、−LB_1Sは焦点26aでは交差する
ように結像するが、レチクル１のマークRM、窓部P₀にお
いては大きくデフォーカスしてしまう。

さて、光電検出器25は２焦点光学系21を介してマーク
RMとマークWMの夫々と共役に配置されるとしたが、実際
には第２図に示すように、マークRM、WMの夫々と共役な
位置に、第３図（Ｃ）に示すようなアパーチャ板25′を
設け、このマスク部材25′のアパーチャA_P、A_Sを透過し
た回折光104、105を光電検出するように構成される。こ
こでアパーチャA_Pは、例えばレチクル１のマークRMから
の回折光104による回折像を取り出すものであり、アパ
ーチャA_Sはウェハ１のマークWMからの回折光105による
回折像を取り出すものである。従って光電検出器25の受
光面を各アパーチャA_P、A_Sの後に別個に設けることによ
って、マークRMによるレチクル１の位置検出とマークWM
によるウェハ１の位置検出とが独立に可能となる。尚、
アパーチャA_PにはＰ偏光の光束＋LB_1P、−LB_1Pによって
照射されたレチクル１のマークRMの像ができるが、同時
にＳ偏光の光束＋LB_1S、−LB_1Sの反射回折光もバックグ
ラウンドノイズとして入っている。このためアパーチャ
A_PにはＰ偏光を通す偏光板を設け、アパーチャA_SにはＳ
偏光を通す偏光板を設けるとよい。こうすると、２つの
光電検出器25の夫々で、ウェハからの光とレチクルから
の光とが混在してしまうクロストークは十分に低減され
る。

ここでラジアル・グレイティング11が停止している場
合に、アパーチャA_Pを介してえられる回折光104の光電
信号について解析してみる。先の（１）式でｎ＝±１に
すると、格子ピッチＰはラジアル・グレイティング11の
基準格子のピッチと、レンズ系13、瞳リレー系17A、２
焦点光学系21を通した結像倍率の関係にある。（同様に
してウェハ４上のマークWMの格子ピッチも、マークRMの
格子ピッチＰと投影レンズ３の結像倍率に関連してい
る。）さて、マークRMに入射する光束＋LB_1Pによって生
じる回折光の振幅VR⁺は（２）式で与えられ、光束−LB
_1Pによって生じる回折光の振幅VR^-は（３）式で与えら
れる。

ここでＰはマークRMの格子ピッチであり、ｘはマーク
RMの格子配列方向の変位量である。これら２つの回折光
VR⁺、VR^-が互いに干渉したものが光電検出されるから、
光電信号の変化（回折光104の振幅）は（４）式のよう
に表わされる。

ここでa²＋ａ′^２は信号のバイアス（直流成分）であ
り、2a・ａ′が信号変化の振幅成分である。この（４）
式から明らかなように、光電信号はラジアル・グレイテ
ィング11とマークRMとが格子配列方向に相対的に変位す
ると正弦波状に変化する。その相対変位量ｘが、ｘ＝P/
2（格子ピッチの半分）になるたびに、信号振幅は１周
期だけ変化する。一方、ウェハ４のマークWMからの回折
光105についても全く同様で、（４）式のように表わさ
れる。そこでこの２つの光電信号の位相関係を合致させ
るように、レチクル１又はウェハ４を移動させることに
よってアライメントが完了する。ただし（４）式からも
わかるように各信号は正弦波状であり、検出できる位相
差も±180゜の範囲内であるため、レチクル１とウェハ
４とは予めマークRM、WMの格子ピッチＰの1/2以下の精
度でプリアライメントされている必要がある。このよう
にラジアル・グレイティング11が停止している場合は、
得られる光電信号の振幅レベルはレチクル１又はウェハ
４を移動させることによってはじめて正弦波状に変化す
る。

ところでラジアル・グレイティング11が回転している
と、回折光104、105は周期的（正弦波状）は明暗情報と
なり、得られる光電信号は、レチクル１又はウェハ４が
静止していたとしても、正弦波状の交流信号となる。従
ってこの場合は、第１図中に示した光電検出器19からの
光電信号（正弦波交流信号）を基本信号として、マーク
RMからの回折光104の光電信号（正弦波交流信号）との
位相差φ_ｒを位相検出系40で検出する。同様にして、マ
ークWMからの回折光105の光電信号と基本信号との位相
差φ_ｗを検出する。そして、位相差φ_ｒとφ_ｗの差をを
求めれば、レチクル１とウェハＷのｘ方向のずれ量がわ
かる。この検出方式は所謂光ヘテロダイン方式と呼ば
れ、レチクル１とウェハ４が格子ピッチＰの1/2の位置
誤差範囲内であれば、静止状態であっても高分解で位置
ずれ検出できるため、レチクル１のパターンをウェハ４
のレジストへ露光している間に微小な位置ずれが生じな
いようにクローズド・ループの位置サーボをかけるのに
好都合である。この検出方式では、φ_ｒ−φ_ｗが零（又
は所定値）になるようにレチクル１又はウェハ４を移動
させてアライメントを完了させた後、引き続きそのアラ
イメント位置でレチクル１とウェハ４とが相対移動しな
いようにサーボ・ロックをかけることができる。

尚、本実施例ではステップアンドリピート方式の露光
時、ウェハ上の各ショット領域へのウェハステージの移
動は、干渉系の計測値に基づいて行ない、２つの光束＋
LB_1S、−LB_1Sの照射領域内にマークWMが±1/2ピッチの
精度で位置決めされたら、位相検出系40からの情報のみ
に基づいてレチクルステージ、又はウェハステージをサ
ーボ制御することができる。このときレチクルステージ
やウェハステージの駆動をDCモータで行ない、位相差φ
_ｒ−φ_ｗに対応したアナログ電圧をD/Aコンバータ等で
作り出し、このアナログ電圧をDCモータのサーボ回路に
偏差電圧として直接印加することもできる。このサーボ
は、そのショット領域の露光終了時まで行なわれる。

このようにすると、干渉計の計測値に応じたサーボで
はないので、干渉計のビーム光路の空気密度のゆらぎ等
によるステージの微小ゆらぎを低減させることが可能で
ある。そのため、位相検出系40からサーボ制御が可能な
位相差情報が得られた時点で、ウェハステージ側の干渉
計の計測値をウェハステージ側のサーボ系から切り離し
てウェハステージのモータへの印加電圧を零にし、上述
のアナログ電圧をレチクルステージ側のサーボ系に印加
する。

このようにすると露光動作中に、特にウェハステージ
側で発生する微小ゆらぎは押えられ、ゆるやかなドリフ
ト的な微動にすることができ、レチクルステージを高速
に追従移動させることで、レチクルとウェハとの相対位
置ずれをほぼ零に保つことが可能である。このため露光
されたパターンの線幅の太りや解像低下がなく、極めて
忠実な転写が達成される。

ここで光電検出器19、25からの各光電信号の周波数
は、ラジアル・グレイティング11の回転速度に比較して
おり、位相差検出の分解能、光電検出器19、25の応答性
から、1KHz〜100KHz程度が望ましい。もちろん、光電検
出器19、25に高速応答タイプのものを用いれば、さらに
信号周波数を高められるので、位相差検出によるマーク
位置検出をより高分解能にすることができる。

また原理的には、マークRM以上にできる干渉縞（ラジ
アル・グレイティング11の格子の暗視野像）のピッチは
マークRMのピッチＰの丁度1/2にし、マークWM上にでき
る干渉縞もマークWMのピッチの丁度1/2のピッチに定め
られる。

さらに、第２図からも明らかなように、ラジアル・グ
レイティング11以降のビーム±LB₁（±LB_1S、±LB_1P）
は瞳共役面（フーリエ面）ではすべてスポット光として
集光するので、マークRMからの回折光（干渉ビート信
号）104、マークWMからの回折光（干渉ビート信号）105
もともに瞳面EP、瞳共役面ではスポット光として集光
し、物体（レチクル、ウェハ）面又はそれと共役な像面
では全てほぼ平行光束となっている。

また、２つの光束＋LB_1S（＋LB_1P）と−LB_1S（−L
B_1P）は、ラジアル・グレイティング11の回転速度に応
じて相互に周波数差をもつことになる。従って、ラジア
ル・グレイティング11の代りに、例えば特開昭62−5681
8号公報に開示されたように、音響光学変調器（AOM）を
使って一定の周波数差をもつ２つのビームを作り出して
もよい。

以上、本発明の基礎となる技術について説明したが、
次にこの技術の問題点を第６図（Ａ）を参照して説明す
る。第６図（Ａ）はレチクル１、投影レンズ３、ウェハ
４の関係を模式的に示したもので、レチクル１のマーク
RMのピッチと格子幅のウェハ４への投影像は、ウェハ４
上のマークWMのピッチと格子幅の夫々と等しく定められ
ている。

さて、第６図（Ａ）において、レチクル１のマークRM
が２方向からの光束＋LB_1P、−LB_1Pによって照射される
と、マークRMからは垂直に上方に進行する±１次回折光
LBR±_１（回折光104）と、マークRMと垂直に下方に進む
透過回折光（±１次回折光）LBw±_１とが同時に発生す
る。透過回折光LBw±_１は投影レンズ３の主光線に沿っ
て進むことになるので、ウェハ４へ垂直に達した後に反
射され、再びレチクル１上のマークRMの部分を上から上
へ通過することになり、マークRMからの本来の回折光LB
R±_１と混じることになる。これら回折光LBR±_１、LBw
±_１はともに同一偏光であり、これらが混じると位相検
出の際に位相ずれを生じる可能性がある。尚、第６図
（Ａ）でLB₀は光束−LB_1PのマークRM透過後の０次光の
様子を示し、LB₀′は光束＋LB_1Pのマーク透過後の０次
光の様子を示し、それら０次光LB₀、LB₀′はウェハ４で
反射した後、レチクル１の下面のクロム面C_Rに戻る。ま
たレチクル１とウェハ４は、アライメント用照明光のも
とでは大きくデフォーカスした関係にあるので、回折光
LBw±_１はマークRMの面（焦点27a）では像として結像し
ない。また、レチクル１のマークRMからの回折光104
と、ウェハ４のマークWMからの回折光105とが同じ光軸
方向へ戻ってくるため、アパーチャ板25′を設けても両
者の光信号が混じる可能性もあった。

そこで本発明の実施例では、第５図のようにアライメ
ント系の一部の構成を変更した。ここで、第１図中のも
のと同じ部材は同一の符号にしてあり、ダイクロイック
ミラー22は省略してある。また、この装置上の変更にと
もなって、マークRMとマークWMのピッチ関係を第７図に
示すように変更した。ウェハ４上のマークWMは先の説明
のままであり、ウェハ４上に形成された干渉縞のピッチ
の丁度２倍に定められている。これに対してレチクル１
上のマークRMは、本実施例では、レチクル１上の干渉縞
のピッチと同一になるように定めてある。すなわち、マ
ークRMを、先の場合と異なり、1/2倍のピッチにして回
折角をさらに広げるように（より高周波の回折格子）し
たのである。そこで、このようにマークRMのピッチを1/
2にした場合の回折状態を第６図（Ｂ）を参照して説明
する。

レチクル１のマークRMを２方向から照射する光束＋LB
_1P、−LB_1Pによって、マークRMからは反射方向と透過方
向の夫々に０次光、±１次光が発生する。まず光束＋LB
_1Pの照射により、マークRMから反射した０次光＋LBR₀と
−１次回折光LBR_-1とが、他方向からの光束−LB_1Pと丁
度逆方向に発生する。同様に光束−LB_1Pの照射により、
マークRMからは光束＋LB_1Pと丁度逆方向に進む０次光−
LBR₀と＋１次回折光LBR₊₁とが発生する。

本実施例では、２つの光束＋LB_1P、−LB_1Pの入射角と
レチクル上の干渉縞のピッチ、及びマークRMのピッチを
適当に定めることで、マークRMから発生する±１次回折
光LBR±_１が丁度０次光±LBR₀と一致した方向になるよ
うに決められている。従ってマークRMと垂直な方向に進
む回折光は、理論上は0.5次回折光となり、これの光量
は１次光にくらべるとほとんど無視できる程に小さい。

一方、マークRMの下方（透過側）にも同様に０次光、
±１次光等が発生する。まずマークRMを透過した０次光
LB₀、LB₀′は第６図（Ａ）の場合と全く同様にふるま
う。しかしながら、光束＋LB_P1の照射によりマークRMの
下方へ進む−１次回折光LBw_-1は、光束−BL_1Pの０次光L
B₀と同一の光路を進むことになる。同様に光束−LB_1Pの
照射によりマークRMの下方へ進む＋１次回折光LBw
₊₁は、光束＋LB_1Pの０次光LB₀′と同一の光路を進む。
そして、マークRMと垂直に下方に発生する回折光は理論
上0.5次回折光であり、ほとんど無視できる。また、マ
ークRMからの２次以上の回折光は±１次光よりも広がっ
た角度で発生するため、無視してかまわない。

以上のことから明らかなように、マークRMを透過して
ウェハ４で反射してマークRMの方へ戻ってくる±１次回
折光LBw₊₁、LBw_-1は、０次光LB₀、LB₀′と重なっている
ため、第６図（Ａ）で説明したように、投影レンズ３の
色収差のためにマークRMの両脇のクロム面C_Rで遮光さ
れ、対物レンズ21aの方へ戻らないことになる。

ここで第７図に示すように、マークRMが形成されたク
ロム面C_R中の窓のｘ方向（ピッチ方向）の幅をW_xとし、
第６図（Ｂ）に示すようにウェハ４側での軸上色収差量
をΔＬ、ウェハ４側での２つの光束＋LB_1P（＋LB_1S）、
−LB_1P（−LB_1S）の入射角をθとしたとき、ノイズ成光
となる０次光LB₀、LB₀′と±１次光LBw₊₁、LBw_-1とを有
効に遮光するためには、次の式（５）が成り立つように
すればよい。

W_x≦２・ΔＬ・θ ……（５） 一方、ウェハ４上のマークWMからの０次光、±１次光
とのふるまいは、先の説明と同じであり、マークWMから
の±１次回折光105は、ウェハから垂直方向に投影レン
ズ３の主光線に沿って進み、レチクル上のマークRMの横
の透明窓をデフォーカスして通過し、対物レンズ21aへ
入射する。

従って、本実施例ではマークRMでの反射回折光LBR±
_１（104）と、マークWMでの反射回折光105とは、系の瞳
面、もしくは瞳共役面では互いに横にずれた位置でスポ
ット光として集光することになる。すなわち瞳上で回折
光105は中心に集光し、回折光LBR±_１はその周辺に対称
に位置することになる。

ここで第５図の説明に戻り、本実施例の装置を説明す
る。第５図において、ウェハ４のマークWMからの回折光
（干渉ビーム信号）105はレチクル上のマークRM近傍の
透明部を透過した後、対物レンズ21aの光軸に沿って逆
進し、複屈折物質（凹凸レンズ状にして貼り合わせた部
材）21bを通り、ビームスプリッタ20で反射され瞳リレ
ー系17Bを介して偏光ビームスプリッタPBSに達する。回
折光105はウェハ４へのＳ偏光の光束±LB_1Sの照射によ
り発生したものであり、当然ながらＳ偏光を保存してい
る。従って回折光105の90％以上が偏光ビームスプリッ
タPBSで反射され、レンズ系50、アパーチャ板51、レン
ズ系52を介して光電検出器53に達する。第５図中、破線
は瞳の共役関係を示し、レンズ系50と52の間のアパーチ
ャ板51はレチクル１、すなわちウェハ４のマークWMと共
役になっており、アパーチャ板51にはマークWMの像のみ
を通すアパーチャASだけが形成されている。光電検出器
53の受光面は瞳共役に配置され、回折光105の集光した
スポット光を受光し、その強度変化（干渉ビート信号）
に対応した交流の光電信号S₁を出力する。

一方、第６図（Ｂ）に示したマークRMからの一方の光
情報（−LBR₀、LBR₊₁）104Aと、他方の光情報（＋LB
R₀、LBR_-1）104Bとは、ともに互いに周波数差を有する
０次光と１次光との干渉ビート信号になっており、送光
ビーム＋LB_1P、−LB_1Pの光路を逆進し、２焦点光学系2
1、ビームスプリッタ20、リレー系17Bを介して偏光ビー
ムスプリッタPBSまで達する。第６図（Ｂ）のように、
０次光−LBR₀と＋１次回折光LBR₊₁とは互いに周波数差
を有し、同一方向に重なり合って進むとともに、互いに
同一偏光（Ｐ偏光）成分であるので干渉を起す。０次光
＋LBR₀と−１次回折光LBR_-1についても同様である。こ
のため光情報104A、104Bの90％以上が偏光ビームスプリ
ッタPBSを透過し、レンズ系54、ミラー55、アパーチャ
板56、レンズ系57を介して光電検出器58A、58Bに達す
る。レンズ系54と57の間のアパーチャ板56には、レチク
ルのマークRMの像のみを通すアパーチャAPだけが形成さ
れており、アパーチャAPはレチクル１のパターン面（焦
点27a）と共役になっている。また２つの光電検出器58
A、58Bの受光面な瞳共役に配置され、光情報104A、104B
の各スポット光を受光し、それぞれ干渉ビート信号の周
波数の交流信号S₂、S₃を出力する。この２つの信号S₂、
S₃は信号の性質上はどちらも同じものであり、位相検出
系40へはどちらを送ってもよい。ただし、本実施例では
光情報104A、104Bが、０次回折光と１次回折光との干渉
で作られることから、１次光と０次光の光強度（光量）
が大きく異なると位相差計測時にオフセットが生じるこ
とも考えられる。そこで、信号S₂とS₃の和（又は差）を
演算するアナログ回路を通した後に、光電検出器19から
の基準信号との間で位相差φ_ｒを計測するとよい。もち
ろん、信号S₂、S₃又は合成した信号のうちのいずれか１
つを使うように切換え式にしてもよい。

また光電検出器53からの信号S₁についても基準信号と
の間で位相差φ_ｗを計測し、最終的には位相検出系40で
φ_ｒ−φ_ｗの演算を行ない、レチクル１とウェハ４の位
置ずれを求めればよい。

ここで、第２図の場合と同様に位相関係について考え
てみる。Ｐ偏光の１次光＋LB_1P、−LB_1PのマークRMとの
関係は、先の（１）式で表わされる。そこで、ピッチＰ
を適当に定めて、光束＋LB_1P、−LB_1Pによりレチクル１
上に生じた干渉縞が、マークRMを照射したときの±１次
光（LBR₊₁、LBR_-1）が、光束＋LB_1P、−LB_1Pの方向に再
び戻るように設定する。すなわち光束＋LB_1Pの照射によ
り発生する１次光LBR₊₁を、その光束＋LB_1Pの方向へ戻
すようにする。このように、０次光（−LBR₀、＋BLR₀）
と１次光（LBR₊₁、LBR_-1）との干渉ビートを光電検出す
ることになるため、基準信号（光電検出器19の出力）と
信号S₂（又はS₃、又は合成信号）との位相差は、マーク
RMの相対変位量ＸがピッチＰ（レチクル上の干渉縞のピ
ッチと同じ）だけずれたとき丁度１周期変化する。とこ
ろが、マークRMのピッチは、±LB_1Pと同一方向に±１次
光（LBR±_１）を戻すようにしているため、今までの方
式〔第６図（Ａ）〕とくらべて1/2にしなければならな
い。その結果、基準信号と信号S₁との位相差、基準信号
と信号S₂（又はS₃）との位相差は、ウェハ４の変位量と
レチクル１の変位量とがともに同一のとき、同じ量だけ
変化することになる。このことは位相差φ_ｒと位相差φ
_ｗとを直接差し引きすることができ、何ら特別な換算を
必要としないことを意味する。

以上、本実施例によれば、レチクルのライン・アンド
・スペース状のマークRMのピッチをP_r、ウェハのライン
・アンド・スペース状マークWMのピッチをP_w、２つの光
束±LB_1Pによるレチクル上での干渉縞のピッチをP_f、投
影レンズ３の倍率を1/M（1/5縮小のときはＭ＝５）とし
たとき、次式の関係を満すように定めた。

P_r＝P_r＝1/2・Ｍ・P_w（ただし回折格子のマークRM、W
Mのデューティは1:1）このためアライメント系の瞳、又
はその近傍ではマークWMからの回折光105とマークRMか
らの回折光104A、104Bとを明確に分離させることがで
き、極めてS/N比のよい位相差検出が可能となる。

さらに第１図、第２図に示したように、周波数シフタ
ーとして回転ラジアル・グレイティング11を用いる場合
は、その回転速度に多少のむらがあっても、位相差検出
の際の２つの信号（基準信号と計測信号）同志の周波数
がともに変動するのみで、位相差そのものを変化させる
ことはない。これはラジアル・グレイティング11を回転
させるモータ12の精密な速度制御が不要であることを意
味する。またAOMを使って周波数シフターを構成する場
合は、AOMへの変調波（超音波）を簡単に変化させるこ
とができるので、いくつかの変調周波数に切換えて（光
ビートの周波数を切換えて）、同一のマークに対して順
次位相差を検出した後、所望の分解能のものを選ぶよう
にしてもよい。あるいは必要とするマーク位置検出分解
能に応じて光ビート周波数（２つの光束＋LB₁と−LB₁の
周波数差）を切換えるようにしてもよい。

尚、マークRM（WM）を照射する２つの光束±LB_1P（±
LB_1S）の入射角度は、光束＋LB₁、−LB₁の瞳内での位置
を、瞳中心からともに等しい距離を保つように変化させ
ることで自由に調整できる。このためには、第１図中で
空間フィルター15とビームスプリッタ14との間に、２つ
の光束＋LB₁と−LB₁の間隔を平行を維持したまま可変に
する光学ブロック（平行平面ガラス、くさび状プリズム
等）を設ければよい。また第５図中の光電検出器53は、
アパーチャ板51のアパーチャASの直後に配置してもよ
く、光電検出器58A、58Bはアパーチャ板56の直後に１つ
だけ配置するようにしてもよい。

さらにマークRMと共役なウェハ４上の位置にパターン
（アライメントマーク、実デバイスパターン等）が存在
しても、本実施例によればマークRMからの回折光104A、
104Bと、ウェハ１からの光情報（回折光105等）とは完
全に分離して検出でき、光電検出器58A、58Bはウェハ４
上のパターンを検出しないので、レチクル１のマークRM
位置は次のマークの打ち換え時には共用してもかまわな
い。すなわち第７図において、ある層の露光時のウェハ
上のマークWMは、マークRMの横に位置するように設け、
別の層の露光時のウェハ上のマークWMは、マークRMの直
下に位置させるようにしてもよい。この場合、光電検出
器53、58A、58Bは全て瞳共役面、もしくはその近傍に配
置する必要がある。

以上、第５図に示した本実施例のアライメント系は、
１次元方向の位置計測のみを行なうが、レチクル１の回
路パターン領域の周囲の直交する２辺の夫々に、ｘ方向
用とｙ方向用のマークRMを設け、それぞれに対応したア
ライメント系を配置すれば、レチクル１とウェハ４上の
ショット領域との２次元のアライメントができる。

ところで本実施例のアライメント系は、レチクル１と
投影レンズ３との間の色収差補正用光学系を設けること
なく、別波長でダイ・バイ・ダイ・アライメントが可能
であるとともに、レチクル１の上に設けたダイクロイッ
クミラー22の作用で露光動作中においてもマーク位置検
出、アライメント・サーボ動作を連続して実行できるこ
とを大きな特徴としている。一般にダイ・バイ・ダイ・
アライメントでは、レチクル１の回路パターン領域（ウ
ェハ上のショット領域）の大きさが変わると、それに対
応してアライメント系の一部（ここでは対物レンズ21a
と複屈折物質21b等）を可動させる構成を採用してい
る。また、レチクル１のマークRMは、レチクル基板とし
てのガラス板、石英板を介して光学的に検出されるた
め、本実施例のように光の干渉ビートを検出する方式で
は、レチクル１の上面（ガラス面）で反射した一部の光
と、パターン面（下面）のマークRMから発生した光（＋
LBR₀、−LBR₀、LBR₊₁、LBR_-1）とで干渉を起すことがあ
り、このため回折光（光ビート信号）104A、104Bに位相
オフセットを与えることになる。

そこで第８図、第９図に示すように、レチクル１の厚
みに起因した位相オフセットを予め計測し、そのオフセ
ット分を位相検出系40で補正できるようにする。第８図
（Ａ）は従来のダイ・バイ・ダイ・アライメント系の一
部に、２焦点光学系を設けた場合を示し、先端ミラーＭ
と２焦点光学系21のみを示す。ミラーＭと２焦点光学系
21とは図中矢印の如くマークRMの位置に応じてレチクル
１と平行に可動である。

第８図（Ｂ）はレチクル１のガラス厚の変化により変
動する位相オフセット量Δφの様子を模式的に表わした
もので、同一レチクル内であっても位置による厚みムラ
でオフセット量Δφもわずかに変動している。このわず
かな変動の幅は、平均的な絶対オフセット量Δφ_０にく
らべ小さいことが多いが、干渉を利用したアライメント
法では無視できない場合が多い。そこで実際のアライメ
ント位置で位相オフセット量を計測し、そのデータを第
９図に示した補正データ部40Dにセットする。第９図で
位相差検出部40A、40Bはそれぞれ光電検出器19からの基
準信号S_rに対する信号S₁、S₂、S₃（又はS₂とS₃の合成信
号）の位相差φ_ｒ、φ_ｗを検出し、演算器40Cはφ_ｒ−
φ_ｗの演算とともに、補正すべき位相オフセット量（例
えばΔφ_０）の加算又は減算を行なう。またこの位相オ
フセット量Δφは、アライメントマークRM上部のガラス
の厚みに対応するので、ある厚さD₀のときの位相オフセ
ット量Δφ_０のみを実測により求め、色々なレチクルの
オフセット量Δφ_ｎに関しては、アライメント位置での
ガラス厚D_nを入力し、 Δφ_ｎ＝Ｋ・Δφ_０・D_n/D₀（ただしＫは定数）の近
似演算で求めることも可能である。

またアライメント位置でのオフセット量Δφ_ｎを実測
するには、マークRMの下にウェハステージ５上の基準マ
ーク（格子状）FMを配置し、レチクルマークRMと基準マ
ークFMとを露光光で同時に観察してマークRMと基準マー
クFMとのずれΔX₀を精密に計測する。この場合、露光光
による照明は、２焦点光学系21を介して同軸落射照明法
によってもよいし、基準マークFM自体を露光光で発光さ
せてもよい。露光光による照明のもとで２焦点光学系21
を介してマークRMと基準マークFMとを検出する場合は、
露光光の照明光（又はマークからの結像光）を一方の偏
光成分に制限すればよい。

次に、同じ状態のマークRMと基準マークFMとのずれΔ
X_nを、補正データを零にした状態で位相検出系40で求め
る。ここでΔX₀−ΔX_nを求めれば、それが実測すべき位
相オフセット量Δφ_ｎに対応したものになる。

またレチクル１上のマークRM、あるいはウェハ４上の
マークWMは、１本のバーマーク、又は２〜３本のバーマ
ークとしても同様の効果が得られる。この場合、バーマ
ークからの光情報は方向性の揃った回折光ではなく、あ
る種の散乱光に近いいものであるが、同様に干渉を利用
したアライメント法が可能であり、しかもマーク形成領
域を極めて小さくできるメリットが得られる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によればマスクマークからの光情
報と基板マークからの光情報とを分離して検出できる。

また、基板マークのピッチとマスクマークのピッチと
を変えることによって、テレセンの傾きが生じた場合で
も分離することが可能となる。

さらに、マスクマークを透過した光がウエハに反射し
て戻ってきても、マスク信号がノイズによって変わるこ
とが妨げられ、マスクと基板の高精度なアライメントが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の基礎となる技術を使用した投
影型露光装置の構成を示す図、第２図は第１図中のアラ
イメント系の構成を模式的に示す図、第３図（ａ）、
（ｂ）はレチクルのマークとウェハのマークとの一例を
示す平面図、第３図（ｃ）はアライメント系内のアパー
チャ板の構造を示す平面図、第４図はレチクルのマーク
からの回折光（干渉ビート信号）の発生の様子を示す
図、第５図は本発明の実施例によるアライメント系の構
成を示す図、第６図（Ａ）は基礎技術での問題点を説明
する模式図、第６図（Ｂ）はその問題点を解決した本実
施例の作用を説明する模式図、第７図は本実施例におけ
るレチクルマークとウェハマークとの関係を示す平面
図、第８図はアライメント位置の変化に応じて位相差検
出時にオフセットが発生する状態を説明した図、第10図
はオフセットを補正する位相検出系の構成を示すブロツ
ク図、第10図は従来の投影露光装置のアライメント方法
の一例を説明する図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １、Ｒ……レチクル、 ３、PL……投影レンズ、 ４、Ｗ……ウェハ、 10……レーザ光源、 11……ラジアル・グレイティング、 15……空間フィルター、 17A、17B……リレー系、 18……基準格子、 19、25、53、58A、58B……光電検出器、 21……２焦点光学系、 22……ダイクロイックミラー、 30……露光用光源、 40……位相検出系、 25′、51、57……アパーチャ板、 104、104A、104B……レチクルマークからの回折光、 105……ウェハマークからの回折光、 RM……レチクルマーク、 WM……ウェハマーク、 ＋LB₁、−LB₁……２方向からマークを照射する光束。

Claims (25)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マスクに形成されたパターンを投影光学系
   を介して感光基板上に結像投影する装置であって、マス
   クに形成された第１のマークと前記感光基板に形成され
   た第２のマークとを光学的に検出することで前記マスク
   と前記感光基板とを位置合わせする装置において、 前記投影光学系が所定の色収差量を発生する波長域の可
   干渉性の照明光を出力する光源と； 該照明光を前記第１マークに対して２方向から照射する
   ように配向するとともに、前記投影光学系を介して前記
   第２マークに対しても２方向から照射するように配向す
   る照明光配向手段と； 前記第１マークからの０次回折光と前記第１マークから
   の高次回折光とを干渉させた第１光情報と、前記第２マ
   ークから発生した回折光のうち、前記投影光学系を介し
   て前記マスクを前記第１光情報と異なる方向に通過する
   第２光情報とを検知するマーク検出光学系と； 該マーク検出光学系を通った前記第１光情報と第２光情
   報とを分離して個別に光電検出する光電検出手段とを備
   えたことを特徴とする位置合わせ装置。
2. 【請求項２】前記照明光配向手段は、互いに同じ偏光成
   分を含む第１及び第２照明光を、前記マーク検出光学系
   を介して前記マスクへ照明するように配置され、前記第
   １照明光と第２照明光は、前記マーク検出光学系の瞳面
   では所定の間隔でずれた位置を通るように配向されるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】前記マーク検出光学系は、偏光成分のちが
   いにより前記投影光学系の軸上色収差量に対応した２つ
   の位置に焦点を有する２焦点化素子と、該２焦点化素子
   を瞳面、もしくはその近傍に配置するテレセントリック
   な対物レンズとを含み、前記第１マークを照射する第
   １、第２照明光と、前記投影光学系を介して前記第２マ
   ークを照射する第１、第２照明光とを、前記２焦点化素
   子によって偏光で分離したことを特徴とする請求項２に
   記載の装置。
4. 【請求項４】前記第１マークを形成する透明領域の位置
   計測方向の幅をWx、前記投影光学系の感光基板側での軸
   上色収差量をΔＬ、前記第１照明光と第２照明光とを計
   測方向に対称的に傾けたときの前記感光基板上での入射
   角をθとしたとき、 Wx≦２・ΔＬ・θ を満たすように前記幅Wxを定めたことを特徴とする請求
   項２、又は３に記載の装置。
5. 【請求項５】前記第１マークと第２マークの夫々は、前
   記第１照明光と第２照明光との傾き方向に所定のピッチ
   を有する格子パターンで構成され、前記第１マークを前
   記投影光学系により感光基板上に投影したときの格子像
   のピッチもしくは幅と、前記第２マークのピッチもしく
   は幅とを異ならせたことを特徴とする請求項２に記載の
   装置。
6. 【請求項６】第１物体に形成された第１のマークを光学
   的に検出して得られた光情報と第２物体に形成された第
   ２のマークを光学的に検出して得られた光情報とを検出
   することで前記第１物体と前記第２物体とを位置合わせ
   する装置において、 光源を含み、可干渉性の２つの光束を出力する２光束光
   学系と； 前記２つの光束を互いに異なる２つの方向から前記第１
   マークに照射するとともに、前記２つの光束を互いに異
   なる２つの方向から前記第２マークに照射する光学部材
   と； 前記第１マーク又は前記第２マークの一方からほぼ同じ
   方向に発生する２つの第１回折光を干渉させた第１光情
   報と、前記第１マーク又は前記第２マークの他方からほ
   ぼ同じ方向に発生する２つの第２回折光を干渉させた第
   ２光情報とを検出する検出手段とを備え、 前記第１回折光の進行方向と前記第２回折光の進行方向
   とは異なることを特徴とする位置検出装置。
7. 【請求項７】前記第１マークと前記第２マークとは回折
   パターンで構成され、前記第１マークのピッチもしくは
   幅と、前記第２マークのピッチもしくは幅とを異ならせ
   たことを特徴とする請求項６記載の装置。
8. 【請求項８】前記第１回折光は前記第１マークから発生
   され、前記第２回折光は前記第２マークから発生される
   ものであるとともに、前記第１物体には所定の遮光部が
   設けられ、該遮光部は前記第２マークから発生し前記第
   １物体側に進行する前記第２回折光以外の光を遮光する
   ことを特徴とする請求項６記載の装置。
9. 【請求項９】第１物体に形成された第１のマークを光学
   的に検出して得られた光情報と第２物体に形成された第
   ２のマークを光学的に検出して得られた光情報とを検出
   することで前記第１物体と前記第２物体とを位置合わせ
   する装置において、 光源を含み、可干渉性の２つの光束を出力する２光束光
   学系と； 前記２つの光束を互いに異なる２つの方向から前記第１
   マークに照射するとともに、前記２つの光束を互いに異
   なる２つの方向から前記第２マークに照射する光学部材
   と； 前記第１マーク又は前記第２マークの一方からほぼ同じ
   方向に発生する２つの回折光を干渉させた第１光情報
   と、前記第１マーク又は前記第２マークの他方からほぼ
   同じ方向に発生する２つの回折光を干渉させた第２光情
   報とを検出する検出手段とを備え、 前記第１光情報を得るための２つの回折光の回折次数差
   と前記第２光情報を得るための２つの回折光の回折次数
   差とは異なることを特徴とする位置合わせ装置。
10. 【請求項１０】前記第１光情報を得るための２つの回折
    光の回折次数差は１であり、前記第２光情報を得るため
    の２つの回折光の回折次数差は２であることを特徴とす
    る請求項９に記載の装置。
11. 【請求項１１】前記次数差が１となる２つの回折光は０
    次回折光及び１次回折光であり、前記次数差が２となる
    ２つの回折光は±１次回折光であることを特徴とする請
    求項10記載の装置。
12. 【請求項１２】前記次数差が１となる２つの回折光は前
    記第１マークから発生され、前記次数差が２となる２つ
    の回折光は前記第２マークから発生されることを特徴と
    する請求項11に記載の装置。
13. 【請求項１３】前記第１回折光は前記第１マークから発
    生され、前記第２回折光は前記第２マークから発生され
    るものであるとともに、前記第１物体には所定の遮光部
    が設けられ、該遮光部は前記第２マークから発生し前記
    第１物体側に進行する前記第２回折光以外の光を遮光す
    ることを特徴とする請求項９に記載の装置。
14. 【請求項１４】基板を位置合わせする装置において、 前記基板に設けられたアライメントマークに可干渉性の
    第１光束及び第２光束を照射する照明系と； 前記第１光束によって前記アライメントマークから発生
    する第１回折光と、前記第２光束によって前記アライメ
    ントマークから発生する第２回折光との干渉光を受光す
    る光電検出器と； 前記光電検出器からの信号に基づいて前記基板の位置を
    調整する位置調整手段とを有し、前記第１回折光と前記
    第２回折光とは前記アライメントマークからほぼ同一方
    向に発生するとともに、前記第１回折光と前記第２回折
    光の回折次数の差は１であることを特徴とする位置合わ
    せ装置。
15. 【請求項１５】前記第１回折光は０次光であり、前記第
    ２回折光は１次光であることを特徴とする請求項14に記
    載の装置。
16. 【請求項１６】前記光電検出器は、前記第１光束によっ
    て前記アライメントマークから発生する第３回折光と前
    記第２光束によって前記アライメントマークから発生す
    る第４回折光との干渉光を受光し、前記第３回折光及び
    前記第４回折光は前記基板表面と垂直な方向に関して前
    記第１回折光及び前記第２回折光と対称的に前記アライ
    メントマークから発生するとともに、前記第３回折光と
    前記第４回折光の回折次数の差は１であることを特徴と
    する請求項15に記載の装置。
17. 【請求項１７】前記第１回折光及び前記第４回折光は０
    次光であり、前記第２回折光及び第３回折光は１次光で
    あることを特徴とする請求項16に記載の装置。
18. 【請求項１８】第１物体に形成された第１のマークと第
    ２物体に形成された第２のマークとを光学的に検出する
    ことで前記第１物体と前記第２物体とを位置合わせする
    装置において、 光源を含み、可干渉性の２つの光束を出力する２光束光
    学系と； 前記２光束光学系からの２つの光束を互いに異なる２つ
    の方向から前記第１マークに照射するとともに、前記２
    光束光学系からの２つの光束を互いに異なる２つの方向
    から前記第２マークに照射する光学部材と； 前記第１マーク又は前記第２マークの一方から発生する
    ２つの第１回折光を干渉させた第１光情報と、前記第１
    マーク又は前記第２マークの他方から発生する２つの第
    ２回折光を干渉させた第２光情報とを検出する検出手段
    とを備え、 前記検出手段は、前記第１回折光と前記第２回折光との
    両方が入射する光学系を含み、前記第１回折光と前記第
    ２回折光とは該光学系の瞳面上の異なる位置を通過する
    ことを特徴とする位置合わせ装置。
19. 【請求項１９】前記光学部材は前記２光束光学系からの
    ２つの光束の各々を偏光方向の異なる２つの光束に変換
    する偏光光学部材を含み、前記第１マークに照射される
    ２つの光束と、前記第２マークに照射される２つの光束
    とは互いに偏光方向が異なることを特徴とする請求項18
    に記載の装置。
20. 【請求項２０】前記２光束光学系は、前記２つの光束に
    所定の周波数差を与える周波数変調部材を含みことを特
    徴とする請求項18に記載の装置。
21. 【請求項２１】マスクに形成された第１のマークの光学
    的に検出して得られた光情報と基板に形成された第２の
    マークを投影光学系を介して光学的に検出して得られた
    光情報を検出することで前記マスクと前記基板とを位置
    合わせし、前記マスクのパターンを前記基板上に露光す
    る露光装置において、 光源を含み、可干渉性の２つの光束を出力する２光束光
    学系と； 前記２つの光束を互いに異なる２つの方向から前記第１
    マークに照射するとともに、前記２つの光束を互いに異
    なる２つの方向から前記第２マークに照射する光学部材
    と； 前記第１マーク又は前記第２マークの一方からほぼ同じ
    方向に発生する２つの回折光を干渉させた第１光情報
    と、前記第１マーク又は前記第２マークの他方からほぼ
    同じ方向に発生する２つの回折光を干渉させた第２光情
    報とを検出する検出手段とを備えたことを特徴とする露
    光装置。
22. 【請求項２２】前記第１光情報は前記第１マークから発
    生され、前記第２光情報は前記第２マークから発生され
    るものであるとともに、前記マスクには所定の遮光部が
    設けられ、該遮光部は前記第２マークから発生し前記マ
    スク側に進行する前記第２光情報以外の光情報を遮光す
    ることを特徴とする請求項21記載の装置。
23. 【請求項２３】マスクに形成された第１のマークと基板
    に形成された第２のマークを光学的に検出して得られた
    光情報に基づいてマスクと基板とを位置合わし、マスク
    のパターンを基板上に露光することで基板上に半導体素
    子を形成する素子製造方法において、 ２つの光束を互いに異なる２つの方向から前記第１マー
    クに照射するとともに、２つの光束を互いに異なる２つ
    の方向から前記第２マークに照射し、前記第１マーク又
    は前記第２マークの一方からほぼ同じ方向に発生する２
    つの回折光を干渉させた第１光情報と、前記第１マーク
    又は前記第２マークの他方からほぼ同じ方向に発生する
    ２つの回折光を干渉させた光情報であって、前記第１光
    情報とは異なる方向に進む第２光情報とに基づいて、前
    記マスクと前記基板とを位置合わせすることを特徴とす
    る素子製造方法。
24. 【請求項２４】マスクに形成された第１のマークと基板
    に形成された第２のマークとをアライメント光によって
    光学的に検出することで前記マスクと前記基板とを位置
    合わせし、露光用照明光で前記マスクを照明して前記マ
    スクのパターンを前記基板上に露光する露光方法におい
    て、 前記アライメント光を互いに異なる２つの方向から前記
    第１マークに照射するとともに、前記アライメント光を
    互いに異なる２つの方向から前記第２マークに照射し、 前記マスクを覆うように斜設され、前記アライメント光
    と前記露光用照明光とを同時に前記マスクに向けて照射
    可能とするダイクロイックミラーを介して、前記第１マ
    ーク又は前記第２マークの一方から発生する第１光情報
    と、前記第１マーク又は前記第２マークの他方から発生
    する第２光情報とを検出することを特徴とする露光方
    法。
25. 【請求項２５】マスクに形成された第１の回折マークを
    光学的に検出して得られた光情報と基板に形成された第
    ２の回折マークを投影光学系を介して光学的に検出して
    得られた光情報とに基づいて前記マスクと前記基板とを
    位置合わせし、前記マスクのパターンを前記投影光学系
    を介して前記基板上に露光する露光装置において、 光源を含み、可干渉性の光束を出力する照明光学系と； 前記光束を前記第１の回折マークに照射するとともに、
    前記光束を前記第２の回折マークに照射する光学部材
    と； 前記第１の回折マーク又は前記第２の回折マークの一方
    から発生する回折光と、前記第１の回折マーク又は前記
    第２の回折マークの他方から発生する回折光とを検出す
    る検出手段とを備え、 前記第１の回折マークのピッチもしくは幅と、前記第２
    の回折マークのピッチもしくは幅とを異ならせたことを
    特徴とする投影露光装置。