JP3095038B2 - Exposure method and apparatus, device manufacturing method using the method, and device manufactured using the exposure apparatus - Google Patents

Exposure method and apparatus, device manufacturing method using the method, and device manufactured using the exposure apparatus

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JP3095038B2
JP3095038B2 JP04098793A JP9879392A JP3095038B2 JP 3095038 B2 JP3095038 B2 JP 3095038B2 JP 04098793 A JP04098793 A JP 04098793A JP 9879392 A JP9879392 A JP 9879392A JP 3095038 B2 JP3095038 B2 JP 3095038B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えばレチクル(マス
ク)上に形成されたパターンをウエハ上に転写する投影
光学系を備えた投影露光装置のアライメント系に適用し
て好適なアライメント装置に関し、特に、レチクルのパ
ターンをウエハ上に転写するための露光光とは異なる波
長帯のアライメント光を用いてレチクルとウエハとの相
対的な位置合わせを行うアライメント装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alignment apparatus suitable for application to, for example, an alignment system of a projection exposure apparatus having a projection optical system for transferring a pattern formed on a reticle (mask) onto a wafer. In particular, the present invention relates to an alignment apparatus that performs relative positioning between a reticle and a wafer by using alignment light having a wavelength band different from that of exposure light for transferring a reticle pattern onto a wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子又は液晶表示素子等をフォト
リソグラフィ技術を用いて製造する際に、レチクルのパ
ターンを投影光学系を介してウエハ上に転写する投影露
光装置が使用されている。一般に、半導体素子等はウエ
ハ上に多数層の回路パターンを形成して製造されるた
め、既にパターンが形成されたウエハに新たなレチクル
のパターンを転写する工程では、今回転写するパターン
と既に形成されたパターンとの位置合わせ、即ちレチク
ルとウエハとのアライメントを正確に行う必要がある。
近時、転写するパターンの微細度が一層向上するにつれ
て、そのアライメントの精度をより向上することと、投
影光学系の結像性能を向上させることが最も重要な課題
となっている。
2. Description of the Related Art When manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal display device using a photolithography technique, a projection exposure apparatus for transferring a reticle pattern onto a wafer via a projection optical system is used. In general, semiconductor devices and the like are manufactured by forming a multi-layer circuit pattern on a wafer, and therefore, in a process of transferring a new reticle pattern onto a wafer on which a pattern has already been formed, a pattern to be transferred this time and a pattern already formed are already formed. It is necessary to accurately perform the alignment with the formed pattern, that is, the alignment between the reticle and the wafer.
Recently, as the fineness of a pattern to be transferred has been further improved, it has become the most important issues to further improve the accuracy of alignment and to improve the imaging performance of a projection optical system.

【0003】前者のアライメント精度の向上のために
は、レチクル及び投影光学系を介してアライメントを行
う所謂TTR(スルー・ザ・レチクル)方式が、最も原
理的に高い精度を達成できるものとして期待されてい
る。一方、後者の投影光学系の結像性能の向上のために
は、近時は、投影光学系の各投影レンズの性能向上のみ
ならず、レチクルの露光対象とするパターンの微細度等
に応じて、フライアイレンズ等の照明2次光源と投影光
学系との開口数の比である所謂σ値を最適化することが
提案されている。更に、光源からの光束を複数に分割し
た上で、同じく複数に分割したフライアイレンズ等に照
射することにより、照明2次光源を複数に分割すると共
に、それら複数の照明2次光源の形状や配置を変えるこ
とができる機構を有する投影露光装置が提案されてい
る。
In order to improve the alignment accuracy of the former, a so-called TTR (through-the-reticle) system for performing alignment through a reticle and a projection optical system is expected to achieve the highest accuracy in principle. ing. On the other hand, in order to improve the imaging performance of the latter projection optical system, recently, not only the performance of each projection lens of the projection optical system but also the fineness of a pattern to be exposed by a reticle has been increased. It has been proposed to optimize a so-called σ value which is a ratio of a numerical aperture between a secondary illumination light source such as a fly-eye lens and a projection optical system. Furthermore, by dividing the light beam from the light source into a plurality of parts and irradiating the light to a fly-eye lens or the like which is also divided into a plurality of parts, the secondary illumination light source is divided into plural parts, A projection exposure apparatus having a mechanism capable of changing the arrangement has been proposed.

【0004】図11は、そのように複数の照明2次光源
の形状や配置を変えることができる投影露光装置として
本出願人が特願平3−231531号で提案したものを
示し、この図11において、42aは水銀灯等の光源で
ある。光源42aより放射される露光光は楕円鏡42b
で焦光され、折り曲げミラー43及びインプットレンズ
44によりほぼ平行光束となって、断面がV字型の凹部
を持つ第1の多面体プリズム45に入射する。この第1
の多面体プリズム45からV字状に射出される光束は、
断面がV字型の凸部を持つ第2の多面体プリズム46に
より光軸から離れた領域を光軸に平行に通過する2個の
光束に変換される。
FIG. 11 shows a projection exposure apparatus proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. Hei 3-231531 as a projection exposure apparatus capable of changing the shape and arrangement of a plurality of secondary illumination light sources. Is a light source such as a mercury lamp. Exposure light emitted from the light source 42a is an elliptical mirror 42b.
, And becomes a substantially parallel light beam by the bending mirror 43 and the input lens 44, and is incident on a first polyhedral prism 45 having a V-shaped concave section. This first
The light beam emitted in a V-shape from the polyhedral prism 45 of
The second polyhedral prism 46 having a V-shaped cross section converts the light beam into two light beams that pass through a region away from the optical axis in parallel with the optical axis.

【0005】第2の多面体プリズム46から射出される
2個の光束は、光軸に対して軸対称に配置された2個の
第2フライアイレンズ47a及び47bに入射する。た
だし、第2フライアイレンズの個数は2個に限らず任意
であり、これら第2フライアイレンズの個数と多面体プ
リズム45及び46よりなる光分割光学系の光束の分割
数とは等しいことが望ましい。例えば第2フライアイレ
ンズの個数が4個であるときには、多面体プリズム45
及び46の代わりに、それぞれ4角錐型(ピラミッド
型)の凹部を有する第1の多面体プリズム及び4角錐型
の凸部を有する第2の多面体プリズムを使用するとよ
い。
[0005] The two light beams emitted from the second polyhedral prism 46 are incident on two second fly-eye lenses 47a and 47b arranged symmetrically with respect to the optical axis. However, the number of the second fly-eye lenses is not limited to two and is arbitrary, and it is desirable that the number of these second fly-eye lenses is equal to the number of light beams divided by the light dividing optical system including the polyhedral prisms 45 and 46. . For example, when the number of the second fly-eye lenses is four, the polyhedral prism 45
And 46, a first polyhedral prism having a pyramid-shaped concave portion and a second polyhedral prism having a quadrangular pyramid-shaped convex portion may be used.

【0006】第2フライアイレンズ47a及び47bを
射出した光束はそれぞれガイド光学系48a及び48b
を介して第1フライアイレンズ49a及び49bに入射
する。第1フライアイレンズと第2フライアイレンズと
は1対1で対応する。そして、第1フライアイレンズ4
9a及び49bを射出した光束(露光光)は、可変開口
絞り50の各開口部を通過した後に、コンデンサーレン
ズ51、折り曲げミラー52及び主コンデンサーレンズ
53を介してレチクル6の下面側に形成されたパターン
を照明する。このパターンを透過した露光光及びこのパ
ターンで回折された露光光は、投影光学系21の可変開
口絞り28を経てウエハ9上に照射され、これによりウ
エハ9上にレチクル6のパターンが転写される。その可
変開口絞り28は、投影光学系21の瞳面、即ちレチク
ル6のパターン形成面に対するフーリエ変換面に配置さ
れている。
The light beams emitted from the second fly-eye lenses 47a and 47b are guided by guide optical systems 48a and 48b, respectively.
And enters the first fly-eye lenses 49a and 49b. The first fly-eye lens and the second fly-eye lens correspond one-to-one. Then, the first fly-eye lens 4
Light beams (exposure light) emitted from 9a and 49b are formed on the lower surface side of the reticle 6 via the condenser lens 51, the bending mirror 52, and the main condenser lens 53 after passing through each opening of the variable aperture stop 50. Light the pattern. The exposure light transmitted through this pattern and the exposure light diffracted by this pattern are irradiated onto the wafer 9 through the variable aperture stop 28 of the projection optical system 21, whereby the pattern of the reticle 6 is transferred onto the wafer 9. . The variable aperture stop 28 is disposed on the pupil plane of the projection optical system 21, that is, on the Fourier transform plane with respect to the pattern forming surface of the reticle 6.

【0007】図11において、光源42a〜インプット
レンズ44までの光学系を光源22、第1のプリズム体
45〜可変開口絞り50までの光学系を照明2次光源系
23b、コンデンサーレンズ51〜主コンデンサーレン
ズ53までの光学系をコンデンサーレンズ系24とみな
すことができる。そして、レチクル6のパターンは、コ
ンデンサーレンズ系24の光軸に対して主光線がそれぞ
れ対称に傾斜した2つの光束により照明されている。こ
のように主光線がコンデンサーレンズ系24の光軸に対
して傾斜した光束で照明することにより、投影光学系2
1の所定の方向のパターンに対する解像度を向上できる
と共に、焦点深度を深くできることが分かっている。ま
た、レチクル6のパターンの線幅、パターンピッチ等に
応じて主光線の傾斜角等にはそれぞれ最適な値がある。
In FIG. 11, an optical system from a light source 42a to an input lens 44 is a light source 22, an optical system from a first prism body 45 to a variable aperture stop 50 is an illumination secondary light source system 23b, a condenser lens 51 to a main condenser. The optical system up to the lens 53 can be regarded as the condenser lens system 24. The pattern of the reticle 6 is illuminated by two light beams whose principal rays are respectively symmetrically inclined with respect to the optical axis of the condenser lens system 24. By illuminating the principal ray with a light beam inclined with respect to the optical axis of the condenser lens system 24, the projection optical system 2
It has been found that the resolution for a pattern in one predetermined direction can be improved and the depth of focus can be increased. Further, the inclination angle of the principal ray has an optimum value according to the line width of the pattern of the reticle 6, the pattern pitch, and the like.

【0008】そこで、レチクル6のパターンに対する露
光光の傾斜角を可変にするために、第1の多面体プリズ
ム45と第2の多面体プリズム46との間隔を変化させ
ると共に、第2フライアイレンズ47a,47b及び第
1フライアイレンズ49a,49bの光軸からの間隔を
も変化させることができる駆動系56が備えられてい
る。54は装置全体の動作を制御するための主制御系を
示し、オペレータはキーボード55等を介してレチクル
の線幅、パターンピッチ等の情報を主制御系54に知ら
せる。これに応じて主制御系54は、駆動系56を動作
させて多面体プリズム45及び46の間隔を所定の値に
設定すると同時に、第2フライアイレンズ47a,47
b及び第1フライアイレンズ49a,49bの光軸から
の間隔を所定の値に設定する。
Therefore, in order to change the inclination angle of the exposure light with respect to the pattern of the reticle 6, the distance between the first polyhedral prism 45 and the second polyhedral prism 46 is changed, and the second fly-eye lens 47a, A drive system 56 is provided that can also change the distance between the 47b and the first fly-eye lenses 49a, 49b from the optical axis. Reference numeral 54 denotes a main control system for controlling the operation of the entire apparatus. An operator notifies the main control system 54 of information such as the reticle line width and pattern pitch via a keyboard 55 or the like. In response to this, the main control system 54 operates the driving system 56 to set the interval between the polyhedral prisms 45 and 46 to a predetermined value, and at the same time, the second fly-eye lenses 47a and 47.
b and the distance from the optical axis of the first fly-eye lenses 49a and 49b are set to predetermined values.

【0009】上述のような高分解能の露光が可能な装置
では、それにみあってアライメント精度も上げる必要が
あるが、その要求のためにはTTR方式のアライメント
が高精度であるとして期待されている。このように投影
光学系を介してウエハ上のアライメントマークを検出す
ることによりレチクルとウエハとのアライメントを行う
方式においては、露光光と異なる波長帯のアライメント
光を用いることにより、ウエハ上に塗布されたレジスト
が感光しないような配慮がなされている。
In an apparatus capable of high-resolution exposure as described above, it is necessary to increase the alignment accuracy accordingly. However, for such a demand, it is expected that the alignment of the TTR method is highly accurate. . In the method of performing alignment between the reticle and the wafer by detecting the alignment mark on the wafer through the projection optical system, the alignment light having a wavelength band different from that of the exposure light is used. Care is taken to prevent the exposed resist from being exposed.

【0010】しかしながら、露光光とは異なる波長帯の
アライメント光に基づいてアライメントを行う場合に
は、投影光学系によりアライメント光に対して色収差及
び倍率色収差が発生する問題がある。なお、本願で言う
倍率色収差とは横方向の色収差の事であり、これは、投
影光学系を通過することによってガウス像面上で結像す
る露光光と同じ波長の軸外光と、投影光学系を通過する
ことによって上記ガウス像面又はこれの前後で結像する
露光光とは別波長のアライメント光との双方の主光線
が、上記ガウス像面上で交差する際の各交差位置間のず
れを定義するものである。
However, when performing alignment based on alignment light in a wavelength band different from the exposure light, there is a problem that chromatic aberration and chromatic aberration of magnification occur in the alignment light due to the projection optical system. Note that the lateral chromatic aberration referred to in the present application is lateral chromatic aberration, which is an off-axis light having the same wavelength as the exposure light that forms an image on a Gaussian image plane by passing through a projection optical system, and a projection optical system. By passing through the system, the chief rays of both the Gaussian image plane or the exposure light that forms an image before and after the Gaussian image plane and the alignment light of a different wavelength intersect at each intersection position when they cross on the Gaussian image plane. This is to define the deviation.

【0011】そして、倍率色収差量(横の色収差量)Δ
Tとは、投影光学系を通過することによってガウス像面
上で結像する露光光と同じ波長の軸外光における主光線
が上記ガウス像面で交差する交差位置から上記ガウス像
面上での投影光学系の光軸位置までの距離をδ1、投影
光学系を通過することによって上記ガウス像面又はこれ
の前後で結像する露光光とは別波長のアライメント光に
おける主光線が上記ガウス像面で交差する交差位置から
上記ガウス像面上での投影光学系の光軸位置までの距離
をδ2とするとき、ΔT=|δ2−δ1|で定義される
ものである。
The chromatic aberration of magnification (lateral chromatic aberration) Δ
T means that the principal ray of the off-axis light having the same wavelength as the exposure light that forms an image on the Gaussian image plane by passing through the projection optical system intersects the Gaussian image plane from the intersection position. The distance to the optical axis position of the projection optical system is δ1, and the principal ray in the Gaussian image plane or in the alignment light of a different wavelength from the exposure light to be imaged before and after the Gaussian image plane by passing through the projection optical system is the Gaussian image plane If the distance from the intersection position where the intersection is made to the optical axis position of the projection optical system on the Gaussian image plane is δ2, it is defined by ΔT = | δ2-δ1 |.

【0012】本出願人は特願平3−129563号にお
いて、アライメント光に対する投影光学系による色収差
及び倍率色収差を補償したアライメント装置を提案して
いる。図9は、その特願平3−129563号において
開示されたアライメント装置を示し、この図9におい
て、レチクル6のパターン面とウエハ9の露光面とは露
光光の下で両側テレセントリックの投影光学系21に対
して共役に配置されている。投影光学系21は、例えば
エキシマレーザー光よりなる露光光に対して良好に色収
差が補正されているか、又は狭帯化された特定の波長で
のみ良好な収差特性をもつ。また、レチクル6上にはア
ライメント用の回折格子状のレチクルマークRMが形成
され、ウエハ9の上にもアライメント用の回折格子状の
ウエハマーク10が形成されている。そのウエハ9は、
水平面内でX方向及びY方向に移動でき、水平面内で微
少回転できると共に、投影光学系21の光軸に平行なZ
方向に移動できる図示省略したウエハステージ上に吸着
されており、レチクル6の上方には図示省略した露光光
用の照明光学系が配置されている。
The present applicant has proposed, in Japanese Patent Application No. 3-129563, an alignment apparatus which compensates for chromatic aberration and chromatic aberration of magnification of an alignment light by a projection optical system. FIG. 9 shows an alignment apparatus disclosed in Japanese Patent Application No. 3-129563. In FIG. 9, the pattern surface of the reticle 6 and the exposure surface of the wafer 9 are both side telecentric projection optical systems under exposure light. It is arranged conjugate to 21. The projection optical system 21 has good chromatic aberration corrected with respect to exposure light composed of, for example, excimer laser light, or has good aberration characteristics only at a narrow band specific wavelength. A reticle mark RM in the form of a diffraction grating for alignment is formed on the reticle 6, and a wafer mark 10 in the form of a diffraction grating for alignment is formed on the wafer 9. The wafer 9 is
It can move in the X direction and the Y direction in the horizontal plane, can rotate slightly in the horizontal plane, and can move in the Z direction parallel to the optical axis of the projection optical system 21
An illumination optical system for exposure light (not shown) is disposed above the reticle 6 and is attracted onto a wafer stage (not shown) that can move in the direction.

【0013】図9のアライメント系において、31は露
光光とは異なる波長帯のアライメント光を発生するアラ
イメント用の光源を示し、アライメント光としては例え
ば波長が633nmのHe−Neレーザー光が使用され
る。光源31から射出された光束は半透過鏡32により
第1の光束4aと第2の光束4bとに分割され、第1の
光束4aは第1の音響光学変調素子34aを経て半透過
鏡35に向かい、第2の光束4bは折り曲げミラー33
及び第2の音響光学変調素子34bを経て半透過鏡35
に向かう。音響光学変調素子34a及び34bはそれぞ
れ周波数f1及びf2(f2=f1−Δf)の高周波信
号で駆動され、音響光学変調素子34a及び34bをそ
れぞれ通過した光束(回折光)4a及び4bの周波数は
Δfだけ異なっている。この場合、f1≫Δf、f2≫
Δfであることが望ましく、Δfの上限は後述のアライ
メント用の光電検出器41a〜41cの応答性によって
決まる。
In the alignment system shown in FIG. 9, reference numeral 31 denotes an alignment light source for generating alignment light in a wavelength band different from that of the exposure light. As the alignment light, for example, a He-Ne laser light having a wavelength of 633 nm is used. . The light beam emitted from the light source 31 is split into a first light beam 4a and a second light beam 4b by the semi-transmissive mirror 32, and the first light beam 4a is transmitted to the semi-transmissive mirror 35 via the first acousto-optic modulator 34a. In the opposite direction, the second light beam 4 b is
And a semi-transmissive mirror 35 via the second acousto-optic modulator 34b
Head for. The acousto-optic modulators 34a and 34b are driven by high-frequency signals of frequencies f1 and f2 (f2 = f1−Δf), respectively, and the frequencies of the light beams (diffraction light) 4a and 4b passing through the acousto-optic modulators 34a and 34b respectively are Δf Only different. In this case, f1≫Δf, f2≫
Δf is desirable, and the upper limit of Δf is determined by the responsiveness of the photoelectric detectors 41a to 41c for alignment described later.

【0014】半透過鏡35で反射された光束4a及び4
bは、集光レンズ36によって図9の紙面に平行な方向
に所定ピッチで形成された参照用の基準の回折格子37
上に集光される。相対的な周波数差がΔfの2つの光束
4a及び4bにより、回折格子37上には流れる干渉縞
が形成され、回折格子37を通過した回折光が光電検出
器38に入射する。光電検出器38から出力される参照
信号は、回折格子37上に形成された流れる干渉縞の明
暗変化の周期に応じた正弦波状の交流信号(光ビート信
号)となる。
The light beams 4a and 4 reflected by the transflective mirror 35
b is a reference reference diffraction grating 37 formed at a predetermined pitch by a condenser lens 36 in a direction parallel to the plane of FIG.
Focused on top. An interference fringe flowing on the diffraction grating 37 is formed by the two light beams 4a and 4b having a relative frequency difference Δf, and the diffracted light passing through the diffraction grating 37 is incident on the photoelectric detector 38. The reference signal output from the photoelectric detector 38 is a sinusoidal AC signal (optical beat signal) corresponding to the period of the change in brightness of the interference fringes flowing on the diffraction grating 37.

【0015】一方、半透過鏡35を透過した2つの光束
4a及び4bは、アライメント用の対物レンズ39及び
ミラー40を経てレチクル6の露光領域外に設けられた
レチクルマークRM上に集光される。このとき、レチク
ルマークRM上には光束4a及び4bの周波数の差Δf
で流れるように変化する干渉縞が形成される。レチクル
マークRMは図9の紙面に平行な方向に所定ピッチで形
成された回折格子より形成され、そのレチクルマークR
Mに隣接した位置にアライメント光を透過させるための
レチクル窓RWが形成されている。
On the other hand, the two light beams 4a and 4b transmitted through the semi-transmissive mirror 35 are focused on a reticle mark RM provided outside the exposure area of the reticle 6 via an objective lens 39 for alignment and a mirror 40. . At this time, the difference Δf between the frequencies of the light beams 4a and 4b is displayed on the reticle mark RM.
An interference fringe that changes so as to flow is formed. The reticle mark RM is formed by a diffraction grating formed at a predetermined pitch in a direction parallel to the paper surface of FIG.
A reticle window RW for transmitting alignment light is formed at a position adjacent to M.

【0016】アライメント系の対物レンズ39によって
レチクル6上に集光される光束4a及び4bは、レチク
ルマークRMのみならず、レチクル窓RWをも同時にカ
バーするように所定の交差角でレチクル6を2方向から
照明する。そして、一方の光束4aがレチクルマークR
Mを斜めに照射すると、他方の光束4bの光路を逆に辿
る方向(正反射方向)に0次光が反射され、光束4aの
光路を逆に辿る方向に+1次回折光が発生する。同様
に、他方の光束4bがレチクルマークRMを斜めに照射
すると、一方の光束4aの光路を逆に辿る方向に0次光
が反射され、光束4bの光路を逆に辿る方向に−1次回
折光が発生する。
The luminous fluxes 4a and 4b focused on the reticle 6 by the objective lens 39 of the alignment system cover the reticle 6 at a predetermined intersection angle so as to simultaneously cover not only the reticle mark RM but also the reticle window RW. Light from the direction. Then, one light beam 4a has the reticle mark R
When M is irradiated obliquely, the 0th-order light is reflected in a direction (specular reflection direction) following the optical path of the other light beam 4b in the reverse direction, and a + 1st-order diffracted light is generated in the direction following the optical path of the light beam 4a in the opposite direction. Similarly, when the other light beam 4b obliquely irradiates the reticle mark RM, the 0th-order light is reflected in the direction that follows the optical path of the one light beam 4a in the reverse direction, and the −1st-order diffracted light is reflected in the direction that follows the optical path of the light beam 4b in the opposite direction. Occurs.

【0017】この場合、レチクルマークに入射する光束
4a及び4bは図9の紙面に平行な面内に存在し、光束
4a及び4bのレチクルマークに対する入射角をθR
び−θR として、レチクルマークの図9の紙面に平行な
方向のピッチをPR 、光束4a及び4bの波長をλとす
ると(ただし、厳密にはλから僅かにずれている)、s
in2θR =λ/PR の関係を満足するように、入射角
及びピッチが設定されている。
In this case, the light beams 4a and 4b incident on the reticle mark exist in a plane parallel to the paper surface of FIG. 9, and the incident angles of the light beams 4a and 4b with respect to the reticle mark are defined as θ R and −θ R , respectively. Assuming that the pitch in the direction parallel to the plane of FIG. 9 in FIG. 9 is P R and the wavelength of the light beams 4a and 4b is λ (however, strictly, it is slightly deviated from λ), s
The incident angle and the pitch are set so as to satisfy the relationship of in2θ R = λ / P R.

【0018】従って、レチクルマークRMからの一方の
光束4aの+1次光と他方の光束4bの0次光とは、互
いに平行にミラー40及び対物レンズ39を経て半透過
鏡35に戻り、この半透過鏡35で反射されて対物レン
ズ39の瞳と共役な位置に配置された光電検出器41a
に入射する。同様に、レチクルマークRMからの一方の
光束4aの0次光と他方の光束4bの−1次光とは、互
いに平行にミラー40及び対物レンズ39を経て半透過
鏡35に戻り、この半透過鏡35で反射されて対物レン
ズ39の瞳と共役な位置に配置された光電検出器41b
に入射する。これら光電検出器41a及び41bにおい
て、レチクルマークRMの位置に対応する光ビート信号
が検出される。
Accordingly, the + 1st-order light of one light beam 4a and the 0th-order light of the other light beam 4b from the reticle mark RM return to the semi-transmissive mirror 35 via the mirror 40 and the objective lens 39 in parallel to each other, and The photoelectric detector 41a reflected by the transmission mirror 35 and arranged at a position conjugate with the pupil of the objective lens 39
Incident on. Similarly, the 0th-order light of one light beam 4a and the -1st-order light of the other light beam 4b from the reticle mark RM return to the semi-transmissive mirror 35 via the mirror 40 and the objective lens 39 in parallel with each other. Photoelectric detector 41b reflected by mirror 35 and arranged at a position conjugate with the pupil of objective lens 39
Incident on. These photoelectric detectors 41a and 41b detect an optical beat signal corresponding to the position of the reticle mark RM.

【0019】次に、レチクルマークRMに隣接したレチ
クル窓RWを所定の交差角(2θR)で2方向から照明
した光束4a及び4bは、レチクル窓RWをそのまま通
過し、投影光学系21に対して軸外から入射する。投影
光学系21は露光光の波長に対して十分に色収差が小さ
くなるようにされているものの、露光光と異なる波長帯
のアライメント光に対しては大きな色収差が発生する。
そこで、投影光学系21の瞳面には透明部材5が配置さ
れ、この透明部材5上に投影光学系21の光軸の中心を
通る計測方向であるX方向に沿って、それぞれ互いに異
なるピッチを有する3個の偏向用の補正光学素子として
の位相型の回折格子1a〜1cが配置されている。そし
て、回折格子1cは、投影光学系21の光軸上に、回折
格子1a及び1bは投影光学系21の光軸に対して左右
対称にそれぞれ配置されている。また、各回折格子1a
〜1cは、回折格子1b,1c,1aの順に回折格子の
ピッチが密となるようにX方向に沿って配列されてい
る。
Next, the light beams 4a and 4b that illuminate the reticle window RW adjacent to the reticle mark RM from the two directions at a predetermined intersection angle (2θ R ) pass through the reticle window RW as it is and Incident off the axis. Although the projection optical system 21 is designed so that chromatic aberration is sufficiently reduced with respect to the wavelength of the exposure light, large chromatic aberration is generated with respect to alignment light in a wavelength band different from that of the exposure light.
In view of this, the transparent member 5 is disposed on the pupil plane of the projection optical system 21, and different pitches are provided on the transparent member 5 along the X direction, which is a measurement direction passing through the center of the optical axis of the projection optical system 21. The phase type diffraction gratings 1a to 1c as three correction optical elements for deflection are provided. The diffraction grating 1c is arranged on the optical axis of the projection optical system 21, and the diffraction gratings 1a and 1b are arranged symmetrically with respect to the optical axis of the projection optical system 21. In addition, each diffraction grating 1a
To 1c are arranged along the X direction such that the pitch of the diffraction gratings becomes closer in the order of the diffraction gratings 1b, 1c, and 1a.

【0020】図9において、投影光学系21に対して軸
外から入射して、投影光学系21の瞳(入射瞳)に入射
した光束4a及び4bは、それぞれ回折格子1b及び1
aにより、各々の補正角θ1及びθ2だけ補正されるよ
うに偏向(回折)されて、ウエハ9上に形成されている
ウエハマーク10を所定の交差角で2方向から照射す
る。ウエハマーク10上にも2光束の差の周波数Δfで
流れるように変化する干渉縞が形成される。ウエハマー
ク10は、各ショット領域外のストリートライン上にお
いて、計測方向であるX方向に所定ピッチで形成された
回折格子より構成されている。
In FIG. 9, light beams 4a and 4b which are incident on the projection optical system 21 from off-axis and enter the pupil (entrance pupil) of the projection optical system 21 are diffraction gratings 1b and 1b, respectively.
As a result, the wafer mark 10 formed on the wafer 9 is deflected (diffracted) so as to be corrected by the correction angles θ1 and θ2, and is irradiated from two directions at a predetermined intersection angle. An interference fringe that changes so as to flow at the frequency Δf of the difference between the two light beams is also formed on the wafer mark 10. The wafer mark 10 is formed of a diffraction grating formed at a predetermined pitch in the X direction, which is the measurement direction, on a street line outside each shot area.

【0021】このように光束4a及び4bがウエハマー
ク10を所定の交差角で照射することにより、一方の光
束4aの−1次光と他方の光束4bの+1次光とが、ウ
エハ9の露光面に対し法線方向(投影光学系21の光軸
と平行な方向)に発生する。この場合、ウエハマーク1
0のピッチをPW 、アライメント光の波長をλ、光束4
a及び4bのウエハ上での交差角をθW とするとき、s
inθW =λ/PWの関係を満足するようにピッチ及び
交差角が設定されている。
As described above, the light beams 4a and 4b irradiate the wafer mark 10 at a predetermined crossing angle, so that the -1st-order light of one light beam 4a and the + 1st-order light of the other light beam 4b are exposed to the wafer 9. It occurs in the direction normal to the plane (the direction parallel to the optical axis of the projection optical system 21). In this case, the wafer mark 1
The pitch of 0 is P W , the wavelength of the alignment light is λ, and the light flux 4
When the intersection angle of a and 4b on the wafer is θ W , s
The pitch and the intersection angle are set so as to satisfy the relationship of inθ W = λ / P W.

【0022】ウエハマーク10の法線方向に発生する光
束4aの−1次光及び光束4bの−1次光は、互いに平
行にビート干渉光4cとして投影光学系21の主光線の
光路を進行し、投影光学系21の瞳の中心に設けられた
回折格子1cにより補正角θ3だけ偏向(回折)された
後、再びレチクル6のレチクル窓RW、ミラー40、対
物レンズ39及び半透過鏡35を経て対物レンズ39の
瞳と共役な位置に配置された光電検出器41cに入射す
る。この光電検出器41cでは、ウエハマーク10の位
置に対応する光ビート信号が検出される。上述の光電検
出器41a及び41bから出力されるレチクルマークR
Mの位置情報を含む信号とその光電検出器41cから出
力されるウエハマーク10の位置情報を含む信号とよ
り、レチクル6とウエハ9との相対的な位置関係を正確
に検出することができる。
The -1st-order light of the light beam 4a and the -1st-order light of the light beam 4b generated in the normal direction of the wafer mark 10 travel along the optical path of the principal ray of the projection optical system 21 as beat interference light 4c in parallel with each other. After being deflected (diffracted) by the correction angle θ3 by the diffraction grating 1c provided at the center of the pupil of the projection optical system 21, the light again passes through the reticle window RW of the reticle 6, the mirror 40, the objective lens 39, and the semi-transmissive mirror 35. The light enters the photoelectric detector 41c arranged at a position conjugate with the pupil of the objective lens 39. In the photoelectric detector 41c, an optical beat signal corresponding to the position of the wafer mark 10 is detected. Reticle mark R output from photoelectric detectors 41a and 41b described above.
The relative positional relationship between the reticle 6 and the wafer 9 can be accurately detected from the signal including the position information of M and the signal including the position information of the wafer mark 10 output from the photoelectric detector 41c.

【0023】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6とウエハ9との基準状態からの位置
ずれが、レチクルマークRMの1ピッチ以内且つウエハ
マーク10の1/2ピッチ以内であれば、静止状態であ
っても高分解能で正確にその位置ずれ量を検出すること
ができる。従って、レチクル6のパターンをウエハ9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・ループ方式の位置サーボをかける
場合の位置信号として用いるのに好適である。この検出
方式では、レチクルマークRMからの光ビート信号の位
相とウエハマーク10からの光ビート信号の位相とが所
定の値になるようにレチクル6又はウエハ9を移動させ
てアライメントを完了させた後、引続きそのアライメン
ト位置でレチクル6とウエハ9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。
This detection method is called a so-called optical heterodyne method. If the positional deviation between the reticle 6 and the wafer 9 from the reference state is within one pitch of the reticle mark RM and within 1 / pitch of the wafer mark 10, In addition, even in a stationary state, the amount of displacement can be accurately detected with high resolution. Therefore, it is suitable for use as a position signal when a closed-loop position servo is applied so that a minute positional deviation does not occur during the exposure of the pattern of the reticle 6 to the resist on the wafer 9. In this detection method, the alignment is completed by moving the reticle 6 or the wafer 9 such that the phase of the optical beat signal from the reticle mark RM and the phase of the optical beat signal from the wafer mark 10 become a predetermined value. Then, servo lock can be applied so that the reticle 6 and the wafer 9 do not relatively move at the alignment position.

【0024】このように図9のアライメント装置におい
ては、投影レンズ21のほぼ瞳位置に設けられた透明部
材5上に配置された位相型の回折格子1a,1b,1c
によって、アライメントの為の照射光(光束4a,4
b)と検出光(ビート干渉光4c)とによって投影光学
系21で発生する色収差及び倍率色収差に対応するよう
になっている。なお、位相型の回折格子1a〜1cの代
わりに、偏角プリズム等の補正光学素子を使用すること
ができる。
As described above, in the alignment apparatus shown in FIG. 9, the phase type diffraction gratings 1a, 1b, 1c disposed on the transparent member 5 provided substantially at the pupil position of the projection lens 21.
Irradiation light for alignment (light fluxes 4a, 4a)
b) and detection light (beat interference light 4c) correspond to chromatic aberration and chromatic aberration of magnification generated in the projection optical system 21. Note that a correction optical element such as a deflection prism can be used in place of the phase type diffraction gratings 1a to 1c.

【0025】これらの位相型の回折格子(位相格子)等
の補正光学素子においては、その特願平3−12596
3号でも述べているように、露光光の波面に影響を与え
その結果投影光学系21の結像性能に悪影響を及ぼすこ
とがないような工夫がなされている。例えば、位相格子
の場合には、位相格子のエッチングの深さを露光光の波
長の整数倍にするか、又は位相格子上に露光光を反射さ
せてアライメント光を透過させる波長選択機能を有する
薄膜を蒸着等により形成するなどの工夫がなされてい
る。
The correction optical element such as a phase type diffraction grating (phase grating) is disclosed in Japanese Patent Application No. Hei 3-12596.
As described in No. 3, a device is devised so as not to affect the wavefront of the exposure light and thereby adversely affect the imaging performance of the projection optical system 21. For example, in the case of a phase grating, the etching depth of the phase grating is set to an integral multiple of the wavelength of the exposure light, or a thin film having a wavelength selection function of reflecting the exposure light on the phase grating and transmitting the alignment light. Is formed by vapor deposition or the like.

【0026】また、従来の投影露光装置には、照明2次
光源の大きさ及び投影光学系の開口数を可変にできる機
構を有するものがある。図10はそのような可変機構を
有する投影露光装置を示し、この図10において、光源
22から射出された露光光はフライアイレンズよりなる
照明2次光源系23aに入射し、この照明2次光源系2
3aの射出側に面光源状の2次光源が形成される。ま
た、照明2次光源系23aの2次光源形成面に可変開口
絞り27が配置され、この可変開口絞り27の開口部を
照明2次光源とみなすことができ、可変開口絞り27の
開口径を調整することにより、その照明2次光源の大き
さを調整することができる。その照明2次光源から射出
された露光光は、コンデンサーレンズ系24により適度
に集光されてレチクル6のパターン領域を照明する。
Some conventional projection exposure apparatuses have a mechanism capable of changing the size of a secondary illumination light source and the numerical aperture of a projection optical system. FIG. 10 shows a projection exposure apparatus having such a variable mechanism. In FIG. 10, exposure light emitted from a light source 22 enters a secondary illumination light source system 23a composed of a fly-eye lens. System 2
A secondary light source in the form of a surface light source is formed on the emission side of 3a. Further, a variable aperture stop 27 is disposed on the secondary light source forming surface of the secondary illumination light source system 23a, and the opening of the variable aperture stop 27 can be regarded as a secondary illumination light source. By adjusting, the size of the illumination secondary light source can be adjusted. Exposure light emitted from the illumination secondary light source is appropriately condensed by the condenser lens system 24 and illuminates the pattern area of the reticle 6.

【0027】また、レチクル6のパターンは投影光学系
21を介してウエハ9の露光面に転写される。その投影
光学系21のほぼ瞳面には可変開口絞り28が配置され
ている。投影光学系21の開口数に比例して可変開口絞
り28の開口径は変化する。26は結像条件を制御する
主制御系を示し、この主制御系26は駆動系29及び3
0を介してそれぞれ可変開口絞り27及び28の開口部
の形状を所定の状態に設定する。この場合、露光光の下
で照明2次光源系23a側の可変開口絞り27の配置面
と投影光学系21側の瞳面(ほぼ可変開口絞り28が配
置されている面と等しい)とは共役であり、投影光学系
21の瞳面に可変開口絞り27の開口部、即ち照明2次
光源の直接像が結像される。従って、可変開口絞り27
の口径を変化させることにより、投影光学系21の瞳面
における照明2次光源の直接像の大きさも変化する。
The pattern of the reticle 6 is transferred to the exposure surface of the wafer 9 via the projection optical system 21. A variable aperture stop 28 is arranged almost on the pupil plane of the projection optical system 21. The aperture diameter of the variable aperture stop 28 changes in proportion to the numerical aperture of the projection optical system 21. Reference numeral 26 denotes a main control system for controlling the imaging conditions.
Through 0, the shapes of the apertures of the variable aperture stops 27 and 28 are set to a predetermined state. In this case, under the exposure light, the arrangement surface of the variable aperture stop 27 on the side of the secondary illumination light source system 23a and the pupil surface of the projection optical system 21 (substantially equal to the surface on which the variable aperture stop 28 is arranged) are conjugate. The aperture of the variable aperture stop 27, that is, a direct image of the illumination secondary light source is formed on the pupil plane of the projection optical system 21. Therefore, the variable aperture stop 27
, The size of the direct image of the secondary illumination light source on the pupil plane of the projection optical system 21 also changes.

【0028】[0028]

【発明が解決しようとする課題】上述の本出願人の先願
に係る投影露光装置においては、例えば図9において投
影光学系21の瞳面に設けられた透明部材(石英等)5
上の位相格子1a〜1c等の補正光学素子が露光光の波
面を乱すことが少ないように以下のような工夫がなされ
ている。位相格子のエッチングの深さを露光光の波長
の整数倍にすることにより、位相格子が露光光には影響
を与えないようにする。位相格子等の上に、露光光を
反射させて、アライメント光を透過させる波長選択機能
を有する薄膜を蒸着等により形成する。
In the projection exposure apparatus according to the prior application of the present applicant, for example, a transparent member (such as quartz) 5 provided on the pupil plane of the projection optical system 21 in FIG.
The following contrivance has been made so that the correction optical elements such as the phase gratings 1a to 1c do not disturb the wavefront of the exposure light. By making the etching depth of the phase grating an integral multiple of the wavelength of the exposure light, the phase grating does not affect the exposure light. A thin film having a wavelength selecting function of reflecting exposure light and transmitting alignment light is formed on a phase grating or the like by vapor deposition or the like.

【0029】しかしながら、前者のの方法において
は、エッチングの深さの制御精度には限界があり、また
一般にエッチングされた透明部材上の面は完全に平滑に
はできないので、多少は露光光の波面に影響を与えてし
まう不都合がある。この現象が投影光学系の結像性能に
与える影響は、レチクル上のパターンで回折されて強度
の落ちた光の成分よりも、強度の大きな照明光源の直接
像の光束が上述の不完全な位相格子等の補正光学素子を
通過した時により大きく働く。
However, in the former method, there is a limit in the control accuracy of the etching depth, and in general, the surface on the etched transparent member cannot be completely smooth. Has the disadvantage of affecting The effect of this phenomenon on the imaging performance of the projection optical system is that the luminous flux of the direct image of the illumination light source having a high intensity is higher than that of the imperfect phase described above, than the component of the light whose intensity is diffracted by the pattern on the reticle. It works more when passing through a correction optical element such as a grating.

【0030】また後者のの方法においても、特に強度
の大きな照明光源の直接像がその露光光を反射する薄膜
が被着された補正光学素子に照射された場合、その反射
光が再び投影光学系中の投影レンズ面やレチクル等の面
で反射されウエハ面に達して所謂フレア等の原因となる
不都合がある。更に、結像に関与する光束の内の強度の
大きな成分が欠落することで、投影光学系の結像能力に
悪影響を及ぼす可能性があるなどの不都合がある。
Also in the latter method, when a direct image of an illumination light source having a particularly high intensity is applied to a correction optical element on which a thin film for reflecting the exposure light is applied, the reflected light is again applied to the projection optical system. There is an inconvenience that the light is reflected by a projection lens surface or a reticle surface inside and reaches the wafer surface, causing a so-called flare or the like. Further, the lack of a component having a high intensity in the light beam involved in the image formation has a disadvantage that the image forming ability of the projection optical system may be adversely affected.

【0031】本発明は斯かる点に鑑み、投影光学系のア
ライメント光に対する色収差及び倍率色収差を補正する
ための補正光学素子を使用する場合に、これら補正光学
素子により投影光学系の結像性能が劣化しないような
光方法及び露光装置を提供することを目的とする。さら
に本発明は、そのような露光方法を用いたデバイスの製
造方法及びそのような露光装置を用いて製造されるデバ
イスを提供することをも目的とする。
According to the present invention, in view of the above, when a correction optical element for correcting chromatic aberration and chromatic aberration of magnification with respect to alignment light of a projection optical system is used, the imaging performance of the projection optical system is improved by these correction optical elements. Dew that does not deteriorate
It is an object to provide an optical method and an exposure apparatus . Further
However, the present invention provides a method for manufacturing a device using such an exposure method.
Manufacturing method and device manufactured using such an exposure apparatus
It is also intended to provide chairs.

【0032】[0032]

【課題を解決するための手段】本発明による露光装置
は、マスク(6)上に形成された所定パターンを露光光
で照明し、投影光学系(21)を介してその露光光で基
板(9)を露光する露光装置であって、そのマスク上に
その露光光を照射する照明系(23,24,50)と、
その照明系内の、その投影光学系の実質的な瞳面(3)
とほぼ共役な面(規定手段(50)の配置面)上におけ
るその露光光の強度分布を、その照明系の光軸を含む第
1領域(補正手段(12)の配置領域と共役な領域)よ
りも、その光軸を含まない第2領域の方を大きくするよ
う規定する規定手段(50)と、その露光光とは異なる
波長帯のアライメント光を使用し、その投影光学系を介
してその基板上に形成されたマークを検知する検知手段
(11)と、その投影光学系のその実質的な瞳面上の、
その第2領域とほぼ共役な領域(13a〜13d)とは
異なる領域(補正手段(12)の配置領域)上に配置さ
れ、そのアライメント光に対して発生する色収差を補正
する補正手段(12)とを有するものである。 また、本
発明によるデバイスは、その検知手段の検知結果に基づ
いてそのマスクとの相対的な位置関係が調整されたその
基板上に、その所定パターンを、本発明の露光装置を用
いて転写する工程を経て製造されたものである。 次に、
本発明による露光方法は、マスク(6)上に形成された
所定パターンを露光光で照明し、投影光学系(21)を
介してその露光光で基板(9)を露光する露光方法にお
いて、そのマスク上にその露光光を照射する照明系(2
3,24,50)内の、その投影光学系の実質的な瞳面
とほぼ共役な面(規定手段(50)の配置面)上におけ
るその露光光の強度分布を、その照明系の光軸を含む第
1領域(補正部材(12)の配置領域と共役な領域)よ
りも、その光軸を含まない第2領域の方を大きくするよ
う規定し、その露光光とは異なる波長帯のアライメント
光を使用してその投影光学系を介してその基板上に形成
されたマークを検知し、その投影光学系の実質的な瞳面
上の、その第2領域とほぼ共役な領域(13a〜13
d)とは異なる領域(補正部材(12)の配置領域)上
に、そのアライメント光に対して発生する色収差を補正
する補正部材(12)を配置するものである。 また、本
発明によるデバイスの製造方法は、その基板上に形成さ
れたマークの検知結果に基づいてそのマスクとの相対的
な位置関係が調整されたその基板上に、その所定パター
ンを、本発明の露光方法を用いて転写する工程を含むも
のである。
An exposure apparatus according to the present invention.
Exposes a predetermined pattern formed on the mask (6) with an exposure light
Illuminated by the projection optical system (21).
An exposure apparatus for exposing a plate (9), wherein
An illumination system (23, 24, 50) for irradiating the exposure light;
A substantial pupil plane of the projection optics in the illumination system (3)
On the plane almost conjugate with the plane (placement plane of the defining means (50))
The intensity distribution of the exposure light, including the optical axis of the illumination system.
One region (a region conjugate to the arrangement region of the correction means (12))
In the second region not including the optical axis,
Different from the defining means (50) for defining the exposure light
Uses alignment light in the wavelength band and passes through the projection optical system.
Detecting means for detecting marks formed on the substrate
(11) and on the substantial pupil plane of the projection optics,
What are the regions (13a to 13d) almost conjugate to the second region?
It is arranged on a different area (the arrangement area of the correction means (12)).
To correct the chromatic aberration generated for the alignment light
Correction means (12). Also book
The device according to the invention is based on the detection result of the detection means.
And the relative positional relationship with the mask has been adjusted
The predetermined pattern is formed on the substrate by using the exposure apparatus of the present invention.
And is manufactured through a process of transferring. next,
The exposure method according to the present invention comprises the steps of:
A predetermined pattern is illuminated with exposure light, and the projection optical system (21) is
Exposure method for exposing the substrate (9) with the exposure light through
And an illumination system (2) for irradiating the mask with the exposure light.
3, 24, 50), the substantial pupil plane of the projection optics
On the plane almost conjugate with the plane (placement plane of the defining means (50))
The intensity distribution of the exposure light, including the optical axis of the illumination system.
1 region (region conjugate to the arrangement region of the correction member (12))
In the second region not including the optical axis,
Alignment in a wavelength band different from the exposure light
Formed on its substrate through its projection optics using light
Of the projected mark, and the effective pupil plane of the projection optical system
The upper region (13a-13) substantially conjugate to the second region
On an area different from d) (area where correction member (12) is arranged)
To correct the chromatic aberration generated for the alignment light
And a correction member (12) to be provided. Also book
The method of manufacturing a device according to the invention comprises the steps of:
Relative to the mask based on the detection result of the
The predetermined pattern is placed on the substrate whose positional relationship has been adjusted.
Transfer using the exposure method of the present invention.
It is.

【0033】[0033]

【0034】ここで直接像(2,13a〜13d)と
は、通常はマスク(6)の0次光による像を意味する
が、マスク(6)がいわゆる位相シフトレチクル等の場
合には、直接像とはその位相シフトレチクル等からの量
も強い光である所定次数の回折光により形成される投影
光学系の瞳面での強度分布像を意味する。
Here, the direct image (2 , 13a to 13d ) usually means an image of the mask (6) by the zero-order light, but when the mask (6) is a so-called phase shift reticle or the like, the direct image (2 , 13a to 13d ) is used. The image means an intensity distribution image on a pupil plane of the projection optical system formed by diffracted light of a predetermined order, which is light having a strong amount from a phase shift reticle or the like.

【0035】[0035]

【0036】[0036]

【0037】[0037]

【作用】本発明によれば、投影光学系(21)の瞳面と
ほぼ共役な照明系内の面上における露光光の強度分布
を、その照明系の光軸を含む第1領域よりも、その光軸
を含まない第2領域の方を大きくするような照明方法を
使用して露光する際に、アライメント光に対して発生す
る色収差(軸上色収差及び倍率色収差)を補正(相殺
する補正手段(12)を、投影光学系の瞳面上のその第
2領域とほぼ共役な領域(13a〜13d)以外の領域
(補正手段(12)の配置領域)上に配置するように構
成したので、露光光の強度が大きい領域はその補正手段
を通過しない。このため、投影光学系(21)の結像性
能はほとんど劣化することがない。
According to the present invention, the pupil plane of the projection optical system (21) is
Exposure light intensity distribution on a surface in a nearly conjugate illumination system
Is smaller than the first region including the optical axis of the illumination system.
A lighting method that enlarges the second area that does not include
Corrects ( cancels ) chromatic aberration (on-axis chromatic aberration and chromatic aberration of magnification) generated with respect to alignment light during exposure using
Correcting means (12) for performing the correction on the pupil plane of the projection optical system.
Regions other than the regions (13a to 13d) substantially conjugate to the two regions
(Arrangement area of the correction means (12)).
Therefore, the region where the intensity of the exposure light is large does not pass through the correction means . Therefore , the imaging performance of the projection optical system (21) hardly deteriorates.

【0038】[0038]

【0039】[0039]

【実施例】以下、本発明の第1実施例につき図1及び図
2を参照して説明する。本実施例は、図10の投影露光
装置において、可変開口絞り27の代わりに開口径が固
定された開口絞りが使用されている場合、即ち単一領域
よりなる照明2次光源が使用されている場合に、本発明
を適用したものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the present embodiment, in the projection exposure apparatus of FIG. 10, an aperture stop having a fixed aperture diameter is used instead of the variable aperture stop 27, that is, an illumination secondary light source having a single area is used. In this case, the present invention is applied.

【0040】図1は本実施例の投影光学系の瞳面に配置
された透明部材上に形成される位相型の回折格子等の補
正光学素子の配置を示し、この図1において、実線の円
周に囲まれた領域3が投影光学系の瞳面内で、且つ開口
絞りにより制限されている領域である。即ち、投影光学
系の開口数をNApとすると、開口数単位でその領域3
の直径はその開口数NApに等しい。また、その透明部
材は、その領域3より少し大きな円形の平行平面板等よ
り構成されている。
FIG. 1 shows the arrangement of a correction optical element such as a phase type diffraction grating formed on a transparent member arranged on the pupil plane of the projection optical system of the present embodiment. A region 3 surrounded by the circumference is a region within the pupil plane of the projection optical system and limited by the aperture stop. That is, assuming that the numerical aperture of the projection optical system is NAp, the area 3 in numerical aperture units is used.
Is equal to its numerical aperture NAp. The transparent member is formed of a circular parallel flat plate slightly larger than the region 3.

【0041】領域3の内部で2点鎖線で囲まれ斜線が施
された領域2が、照明2次光源の直接像(フーリエ変換
像)が形成される領域である。照明光学系、即ち図10
のコンデンサーレンズ系24の射出側の開口数をNA
i、投影光学系の縮小倍率をαとすると、開口数単位で
その領域2の直径はα・NAiに等しい。また、補正光
学素子1は12個の補正光学素子をまとめて示し、本例
ではそれら12個の補正光学素子1を照明2次光源の直
接像が形成される領域2の外側に配置する。これら12
個の補正光学素子1は、領域2に外接する正方形よりも
僅かに大きい正方形の各辺に沿って3個ずつ配列されて
いる。また、これら12個の補正光学素子1は、その正
方形の1辺の中央の補正光学素子とその対辺の両側の補
正光学素子との3個ずつにグループ分けされており、同
じ図形で示された3個の補正光学素子がそれぞれ同一の
グループに属する。例えば黒丸で示された3個の補正光
学素子1a〜1cは同一のグループに属している。
A hatched area 2 surrounded by a two-dot chain line inside the area 3 is an area where a direct image (Fourier transform image) of the secondary illumination light source is formed. Illumination optical system, ie, FIG.
NA of the exit side of the condenser lens system 24
i, assuming that the reduction magnification of the projection optical system is α, the diameter of the area 2 in units of numerical aperture is equal to α · NAi. The correction optical element 1 collectively shows 12 correction optical elements. In this example, the 12 correction optical elements 1 are arranged outside the area 2 where a direct image of the secondary illumination light source is formed. These 12
The three correction optical elements 1 are arranged three by three along each side of a square slightly larger than the square circumscribing the area 2. The twelve correction optical elements 1 are grouped into three groups: a correction optical element at the center of one side of the square and a correction optical element on both sides of the opposite side, and are shown by the same figure. The three correction optical elements belong to the same group. For example, three correction optical elements 1a to 1c indicated by black circles belong to the same group.

【0042】図2を参照して本実施例におけるアライメ
ント時の構成例につき説明する。図2において、図10
に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省
略する。図2に示すように、投影光学系21の瞳面には
12個の補正光学素子が形成された透明部材5が配置さ
れており、投影光学系21により露光光の下でレチクル
6の矩形の露光エリア7の内部のパターンの像がウエハ
9のレジストに転写される。そのレチクル6の露光エリ
ア7を囲む4辺の各辺に隣接してそれぞれ図3(c)に
示すように、回折格子よりなるレチクルマーク8b及び
窓部8aよりなるアライメントマーク8が形成されてい
る。
Referring to FIG. 2, an example of the configuration at the time of alignment in this embodiment will be described. In FIG. 2, FIG.
The same reference numerals are given to the portions corresponding to and the detailed description thereof will be omitted. As shown in FIG. 2, on the pupil plane of the projection optical system 21, a transparent member 5 on which twelve correction optical elements are formed is arranged, and the projection optical system 21 forms a rectangular shape of the reticle 6 under exposure light. The image of the pattern inside the exposure area 7 is transferred to the resist on the wafer 9. As shown in FIG. 3C, a reticle mark 8b composed of a diffraction grating and an alignment mark 8 composed of a window 8a are formed adjacent to the four sides surrounding the exposure area 7 of the reticle 6, respectively. .

【0043】図2に戻り、露光エリア7を囲む各辺に隣
接するアライメントマークに対してそれぞれ1個(合計
で4個)のアライメント用顕微鏡11が用意されてい
る。そのレチクル6の露光エリア7を囲む4辺の内の1
辺に隣接する領域C2のアライメントマークを用いた場
合のアライメント動作の一例を説明する。その領域C2
のアライメントマークに対しては、透明部材5上の黒丸
で示す3個の補正光学素子1a〜1cが使用される。そ
して、アライメント用顕微鏡11からレチクル6上の領
域C2のアライメントマークに対して2本のアライメン
ト光の光束4a及び4bが所定の交差角で照射される。
2本の光束4a及び4bの周波数は互いに異なってい
る。
Returning to FIG. 2, one alignment microscope 11 (a total of four alignment marks) is prepared for each alignment mark adjacent to each side surrounding the exposure area 7. One of the four sides surrounding the exposure area 7 of the reticle 6
An example of the alignment operation when the alignment mark of the region C2 adjacent to the side is used will be described. The area C2
The three correction optical elements 1a to 1c indicated by black circles on the transparent member 5 are used for the alignment mark. Then, the alignment marks 11 in the region C2 on the reticle 6 are irradiated with the two alignment light beams 4a and 4b at a predetermined intersection angle from the alignment microscope 11.
The frequencies of the two light beams 4a and 4b are different from each other.

【0044】この場合、領域C2のアライメントマーク
の窓部を透過した光束4a及び4bは、それぞれ投影光
学系21の内部の透明部材5上の補正光学素子1a及び
1bに入射して収差補正が行われる。即ち、補正光学素
子1a及び1bでそれぞれ偏向(回折)された光束4a
及び4bは、ウエハ9の所定のショット領域の近傍の回
折格子状のウエハマーク10に照射される。そして、そ
のウエハマーク10からの2本の回折光よりなるビート
干渉光4cが、透明部材5上の補正光学素子1cに入射
し、この補正光学素子1cにより収差補正が行われたビ
ート干渉光4cがレチクル6の領域C2の窓部を透過し
てアライメント用顕微鏡11に入射する。従って、2個
の補正光学素子1a及び1bは照射用の補正光学素子、
1個の補正光学素子1cは検出用の補正光学素子とみな
すことができる。ヘテロダイン方式の詳細な検出方法
は、図9のアライメント装置について説明した方法と同
様であるため、説明を省略する。
In this case, the luminous fluxes 4a and 4b transmitted through the window of the alignment mark in the area C2 enter the correction optical elements 1a and 1b on the transparent member 5 inside the projection optical system 21 to correct aberration. Will be That is, the light beam 4a deflected (diffracted) by the correction optical elements 1a and 1b, respectively.
And 4b are applied to a diffraction grating wafer mark 10 near a predetermined shot area of the wafer 9. Then, the beat interference light 4c composed of two diffracted lights from the wafer mark 10 is incident on the correction optical element 1c on the transparent member 5, and the beat interference light 4c corrected for aberration by the correction optical element 1c. Is transmitted through the window in the area C2 of the reticle 6 and enters the alignment microscope 11. Therefore, the two correction optical elements 1a and 1b are the correction optical elements for irradiation,
One correction optical element 1c can be regarded as a correction optical element for detection. The detailed detection method of the heterodyne method is the same as the method described for the alignment apparatus in FIG.

【0045】このとき、図2に示すように、投影光学系
21のサジタル方向(矢視A2の方向)にレチクル6と
ウエハ9との位置関係の計測が行われるものとする。そ
して、アライメント用の光束4a及び4bは、図3
(a)に示すように、投影光学系21のメリジオナル方
向に角度θr1 で傾けられている。その角度θr1 は、
図1に示すように、開口数単位で表示した投影光学系2
1の瞳面(フーリエ面)での座標(中心との距離で「瞳
座標」と呼ばれる。)dと、投影光学系21の縮小倍率
αとによって、次式で与えられる。 θr1 =sin-1(d/α) (1)
At this time, as shown in FIG. 2, it is assumed that the positional relationship between the reticle 6 and the wafer 9 is measured in the sagittal direction of the projection optical system 21 (the direction of arrow A2). The light beams 4a and 4b for alignment are shown in FIG.
As shown in (a), the projection optical system 21 is inclined at an angle θr 1 in the meridional direction. The angle θr 1 is
As shown in FIG. 1, the projection optical system 2 displayed in numerical aperture units
The coordinate d on the pupil plane (Fourier plane) (the distance from the center is referred to as “pupil coordinate”) d and the reduction magnification α of the projection optical system 21 are given by the following equation. θr 1 = sin −1 (d / α) (1)

【0046】また、図3(b)に示すように、アライメ
ント用の光束4a及び4bは、投影光学系21のサジタ
ル方向に角度θr2 で互いに逆方向に傾斜してレチクル
6のアライメントマークに入射している。そのサジタル
方向の傾き角θr2 は、ウエハ9上のウエハマーク10
の格子ピッチp及びアライメント光の波長λを用いて、
次式で与えられる。 θr2 ×α=sin-1(λ/p) (2)
As shown in FIG. 3B, the alignment light beams 4a and 4b are inclined in the sagittal direction of the projection optical system 21 in directions opposite to each other at an angle θr 2 and are incident on the alignment marks of the reticle 6. doing. The inclination angle θr 2 in the sagittal direction is determined by the wafer mark 10 on the wafer 9.
Using the grating pitch p and the wavelength λ of the alignment light,
It is given by the following equation. θr 2 × α = sin -1 (λ / p) (2)

【0047】そして、図1に示すように、開口数単位で
表した入射光用の2個の補正光学素子1a及び1bの瞳
面上での距離をd′とすると、次の関係がある。 d′/2=sin(θr2 ×α) (3) 即ち、レチクル6に入射するアライメント光を非計測方
向であるメリジオナル方向に角度θr1 だけ傾けること
により、投影光学系21内の瞳面に置かれた補正光学素
子の位置を、その角度θr1 の正弦(sin)に比例し
て中心から離れた場所に移すことができる。
As shown in FIG. 1, if the distance on the pupil plane between the two correction optical elements 1a and 1b for incident light expressed in numerical aperture units is d ', the following relationship is obtained. d ′ / 2 = sin (θr 2 × α) (3) That is, by tilting the alignment light incident on the reticle 6 by the angle θr 1 in the meridional direction which is the non-measurement direction, the pupil plane in the projection optical system 21 is tilted. The position of the placed correction optic can be shifted away from the center in proportion to the sine of its angle θr 1 .

【0048】従って、その補正光学素子1の位置が領域
2の照明2次光源の直接像と重ならないようにするため
には、照明2次光源のコンデンサーレンズ系24の開口
数NAiに対して、次式が成立するようにアライメント
系を構成すればよい。 NAi/α<sinθr1 (4) ただし、実際には、補正光学素子1の大きさも考慮する
必要がある。
Therefore, in order to prevent the position of the correction optical element 1 from overlapping with the direct image of the secondary illumination light source in the area 2, the numerical aperture NAi of the condenser lens system 24 of the secondary illumination light source must be The alignment system may be configured so that the following equation is satisfied. NAi / α <sin θr 1 (4) However, it is actually necessary to consider the size of the correction optical element 1.

【0049】次に、本発明の第2実施例につき図4〜図
6を参照して説明する。本実施例は、図11に示すよう
に、照明2次光源が複数に分割されている投影露光装置
に本発明を適用したものである。ただし、図11の場合
には照明2次光源は2つに分割されているが、本例では
照明2次光源は4個に分割されているものとする。ま
た、図4〜図6において、図1〜図3に対応する部分に
は同一符号を付してその詳細説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, as shown in FIG. 11, the present invention is applied to a projection exposure apparatus in which a secondary illumination light source is divided into a plurality of parts. However, in the case of FIG. 11, the secondary illumination light source is divided into two, but in this example, the secondary illumination light source is divided into four. 4 to 6, parts corresponding to those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0050】図4は、この第2実施例の投影光学系の瞳
面に配置された透明部材上に形成される補正光学素子の
配置を示し、この図4において、領域3が投影光学系の
瞳面内で、且つ開口絞りにより制限されている領域であ
る。領域3の内部において、2点鎖線で囲まれて斜線が
施されそれぞれ独立した矩形の4個の領域13a〜13
dが、照明2次光源の直接像(フーリエ変換像)が形成
される領域である。本例では光軸の周囲の領域には照明
2次光源の直接像は形成されていない。また、12は1
2個の補正光学素子をまとめて示し、それら12個の補
正光学素子12を照明2次光源の直接像が形成される4
個の領域13a〜13dの外側の領域に配置する。
FIG. 4 shows the arrangement of correction optical elements formed on a transparent member disposed on the pupil plane of the projection optical system of the second embodiment. In FIG. This is an area within the pupil plane and limited by the aperture stop. Inside the area 3, four independent rectangular areas 13 a to 13 surrounded by two-dot chain lines and hatched.
d is a region where a direct image (Fourier transform image) of the secondary illumination light source is formed. In this example, no direct image of the secondary illumination light source is formed in a region around the optical axis. Also, 12 is 1
The two correction optical elements are shown collectively, and the twelve correction optical elements 12 are used to form a direct image of the illumination secondary light source.
It arrange | positions in the area | region outside this area | region 13a-13d.

【0051】本実施例において、これら12個の補正光
学素子12は、領域13a〜13dに囲まれた領域内
で、直交する2辺に沿って軸対称に配列されている。ま
た、これら12個の補正光学素子12は、その直交する
2辺の交点付近の1個の補正光学素子とその2辺の内の
1辺の両側の2個の補正光学素子との3個ずつにグルー
プ分けされており、同じ図形で示された3個の補正光学
素子がそれぞれ同一のグループに属する。例えば黒丸で
示された3個の補正光学素子12a〜12cは同一のグ
ループに属している。
In the present embodiment, these twelve correction optical elements 12 are arranged axially symmetric along two orthogonal sides in a region surrounded by the regions 13a to 13d. Each of the twelve correction optical elements 12 includes three correction optical elements near an intersection of two orthogonal sides and two correction optical elements on both sides of one side of the two sides. The three correction optical elements shown by the same figure belong to the same group. For example, the three correction optical elements 12a to 12c indicated by black circles belong to the same group.

【0052】図5を参照して本実施例におけるアライメ
ント時の構成例につき説明する。図5に示すように、投
影光学系21の瞳面には12個の補正光学素子が形成さ
れた透明部材5が配置されている。また、レチクル6の
露光エリア7を囲む4辺の各辺に隣接してそれぞれ図6
(c)に示すように、回折格子よりなるレチクルマーク
8b及び窓部8aよりなるアライメントマーク8が形成
されている。
An example of the configuration at the time of alignment in this embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, on the pupil plane of the projection optical system 21, a transparent member 5 in which twelve correction optical elements are formed is arranged. In addition, adjacent to each of the four sides surrounding the exposure area 7 of the reticle 6, FIG.
As shown in (c), a reticle mark 8b made of a diffraction grating and an alignment mark 8 made of a window 8a are formed.

【0053】図5において、露光エリア7を囲む各辺に
隣接するアライメントマークに対してそれぞれ1個(合
計で4個)のアライメント用顕微鏡11が用意されてい
る。そのレチクル6の露光エリア7を囲む4辺の内の1
辺に隣接する領域C5のアライメントマークを用いた場
合のアライメント動作の一例を説明する。その領域C5
のアライメントマークに対しては、透明部材5上の黒丸
で示す3個の補正光学素子12a〜12cが使用され
る。そして、アライメント用顕微鏡11からレチクル6
上の領域C5のアライメントマークに対して2本のアラ
イメント用の光束4a及び4bが所定の交差角で照射さ
れる。2本の光束4a及び4bの周波数は互いに異なっ
ている。
In FIG. 5, one (a total of four) alignment microscopes 11 are prepared for each alignment mark adjacent to each side surrounding the exposure area 7. One of the four sides surrounding the exposure area 7 of the reticle 6
An example of the alignment operation when the alignment mark of the region C5 adjacent to the side is used will be described. The area C5
For the alignment mark, three correction optical elements 12a to 12c indicated by black circles on the transparent member 5 are used. Then, from the alignment microscope 11 to the reticle 6
Two alignment light beams 4a and 4b are applied to the alignment mark in the upper region C5 at a predetermined intersection angle. The frequencies of the two light beams 4a and 4b are different from each other.

【0054】この場合、領域C5のアライメントマーク
の窓部を透過した光束4a及び4bは、それぞれ投影光
学系21の内部の透明部材5上の補正光学素子12a及
び12bに入射して収差補正が行われる。即ち、補正光
学素子12a及び12bでそれぞれ偏向(回折)された
光束4a及び4bは、ウエハ9の所定のショット領域の
近傍の回折格子状のウエハマーク10に照射される。そ
して、そのウエハマーク10からの2本の回折光よりな
るビート干渉光4cが、透明部材5上の中央部の補正光
学素子12cに入射し、この補正光学素子12cにより
収差補正(角度偏向)が行われたビート干渉光4cがレ
チクル6の領域C5の窓部を透過してアライメント用顕
微鏡11に入射する。従って、2個の補正光学素子12
a及び12bは照射用の補正光学素子、1個の補正光学
素子12cは検出用の補正光学素子とみなすことができ
る。
In this case, the light beams 4a and 4b transmitted through the window of the alignment mark in the area C5 are incident on the correction optical elements 12a and 12b on the transparent member 5 inside the projection optical system 21, respectively, and the aberration is corrected. Will be That is, the light beams 4a and 4b deflected (diffracted) by the correction optical elements 12a and 12b, respectively, irradiate a diffraction grating wafer mark 10 near a predetermined shot area of the wafer 9. Then, the beat interference light 4c composed of two diffracted lights from the wafer mark 10 is incident on the correction optical element 12c at the center on the transparent member 5, and aberration correction (angle deflection) is performed by the correction optical element 12c. The performed beat interference light 4c passes through the window in the area C5 of the reticle 6, and enters the alignment microscope 11. Therefore, the two correction optical elements 12
a and 12b can be regarded as correction optical elements for irradiation, and one correction optical element 12c can be regarded as a correction optical element for detection.

【0055】このとき、図5に示すように、投影光学系
21のサジタル方向(矢視A5の方向)にレチクル6と
ウエハ9との位置関係の計測が行われるものとする。そ
して、アライメント用の光束4a及び4bは、図6
(a)に示すように、投影光学系21のメリジオナル方
向には垂直に入射している。また、図6(b)に示すよ
うに、アライメント用の光束4a及び4bは、投影光学
系21のサジタル方向に角度θr2 で互いに逆方向に傾
斜してレチクル6のアライメントマークに入射してい
る。そのサジタル方向の傾き角θr2 に対するアライメ
ント光の波長λ、ウエハ9上のウエハマーク10の格子
ピッチp及び開口数単位で表した入射光用の2個の補正
光学素子の瞳面上での距離d′等の量との関係は、第1
実施例の場合と同じである。
At this time, as shown in FIG. 5, it is assumed that the positional relationship between the reticle 6 and the wafer 9 is measured in the sagittal direction of the projection optical system 21 (the direction of arrow A5). The light beams 4a and 4b for alignment are shown in FIG.
As shown in (a), the light enters the meridional direction of the projection optical system 21 vertically. Further, as shown in FIG. 6B, the light beams 4a and 4b for alignment are incident on the alignment mark of the reticle 6 while being inclined in the sagittal direction of the projection optical system 21 in directions opposite to each other at an angle θr 2 . . The wavelength λ of the alignment light with respect to the inclination angle θr 2 in the sagittal direction, the lattice pitch p of the wafer mark 10 on the wafer 9, and the distance on the pupil plane of the two correction optical elements for the incident light expressed in units of numerical aperture. The relationship with the quantity such as d '
This is the same as in the embodiment.

【0056】即ち、図4に示すように、照明2次光源の
直接像が分割された領域13a〜13dのようなもので
ある場合には、アライメント光をメリジオナル方向には
傾けずに垂直に入射するようにアライメント系を構成し
ておけば、補正光学素子12を投影光学系21の瞳面上
でその中心近くに集めることができる。これにより、照
明2次光源の直接像(フーリエ像)とそれら補正光学素
子12とが重ならないように配置することが可能にな
る。
That is, as shown in FIG. 4, when the direct image of the secondary illumination light source is in the divided areas 13a to 13d, the alignment light is incident vertically without tilting in the meridional direction. If the alignment system is configured to perform the correction, the correction optical element 12 can be gathered on the pupil plane of the projection optical system 21 near the center thereof. This makes it possible to arrange the direct image (Fourier image) of the secondary illumination light source and the correction optical elements 12 so as not to overlap.

【0057】次に、本発明の第3実施例につき図7を参
照して説明する。本実施例は、図10に示すように、照
明光学系において可変開口絞り27が使用されている場
合に本発明を適用したものである。図7は、この第3実
施例の投影光学系の瞳面に配置された透明部材上に形成
される補正光学素子の配置を示し、この図7において、
領域3が投影光学系の瞳面内で、且つ投影光学系側の開
口絞りにより制限されている領域(瞳)である。領域3
の内部において、2点鎖線で囲まれて斜線が施された領
域2が、照明2次光源の直接像(フーリエ像)が形成さ
れる領域である。ただし、図1の実施例とは異なり、本
例においてはその領域2は半径方向に可変である。照明
2次光源の開口数の可変範囲は、図7ではフーリエ像の
外周の境界を表す2点鎖線が動く範囲として矢印で示し
てある。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the present invention is applied when a variable aperture stop 27 is used in an illumination optical system. FIG. 7 shows an arrangement of correction optical elements formed on a transparent member arranged on a pupil plane of the projection optical system according to the third embodiment.
Region 3 is a region (pupil) within the pupil plane of the projection optical system and restricted by the aperture stop on the projection optical system side. Area 3
Inside, the area 2 surrounded by the two-dot chain line and shaded is the area where the direct image (Fourier image) of the secondary illumination light source is formed. However, unlike the embodiment of FIG. 1, the region 2 is variable in the radial direction in this embodiment. In FIG. 7, the variable range of the numerical aperture of the illumination secondary light source is indicated by an arrow as a range in which a two-dot chain line representing the boundary of the outer periphery of the Fourier image moves.

【0058】また、15は12個の補正光学素子を全体
として示し、その領域2の最大の範囲の近傍にそれら補
正光学素子15が配置されている。補正光学素子の役割
及びアライメント系の構成方法等は、第1実施例と同様
である。この場合補正光学素子15は、できる限り瞳座
標の大きな場所、即ち中心から離れた外側に配置してお
くことが望ましい。これによって照明2次光源の開口数
を変化させたときに、そのフーリエ像と補正光学素子と
が重なる場合が少なくなるからである。
Reference numeral 15 denotes 12 correction optical elements as a whole, and these correction optical elements 15 are arranged near the maximum range of the area 2. The role of the correction optical element and the configuration method of the alignment system are the same as in the first embodiment. In this case, it is desirable that the correction optical element 15 is arranged at a place where the pupil coordinates are as large as possible, that is, at an outer side far from the center. This is because when the numerical aperture of the secondary illumination light source is changed, the case where the Fourier image and the correction optical element overlap with each other is reduced.

【0059】実際には、補正光学素子の瞳座標を無制限
に大きくすることはできない。そのように瞳座標を無制
限に大きくすると、以下のような不都合が生じるからで
ある。補正光学素子の瞳座標を大きくすることは、ア
ライメント光のメリジオナル方向の傾き角度の増大、従
ってアライメント用の顕微鏡の対物レンズの大口径化を
招き、4個のアライメント用の顕微鏡同士が接触して配
置できなくなる。アライメント光のメリジオナル方向
の角度があまりに大きくなると、レチクルにゴミの付着
防止などの目的で貼り付けられることがあるペリクルの
枠でアライメント光がケラれる。
In practice, the pupil coordinates of the correction optical element cannot be increased without limit. This is because if the pupil coordinates are increased indefinitely, the following inconvenience occurs. Increasing the pupil coordinates of the correction optical element increases the angle of inclination of the alignment light in the meridional direction, and thus increases the diameter of the objective lens of the alignment microscope, and the four alignment microscopes come into contact with each other. Cannot be placed. If the angle of the alignment light in the meridional direction is too large, the alignment light is vignetted in the pellicle frame that may be attached to the reticle for the purpose of preventing dust from adhering.

【0060】しかしながら、補正光学素子15を可能な
限り外側に配置しておけば、照明2次光源の開口数の可
変範囲の中で補正光学素子15がその直接像と重なるこ
とがあっても、その場合には照明2次光源の大きさ(開
口数、瞳面では面積)も大きくなっている。故に、補正
光学素子15と領域2の照明2次光源の直接像との重な
りをその面積の比でみれば、その重なった部分の面積比
は照明2次光源の開口数が小さいときよりも小さくなっ
ており、このことによって補正光学素子15が投影光学
系の結像性能に与える影響は無視できる程度にまで小さ
くすることが可能となる。
However, if the correction optical element 15 is arranged as far as possible outside, even if the correction optical element 15 may overlap with its direct image in the variable range of the numerical aperture of the secondary illumination light source, In that case, the size (numerical aperture, area in the pupil plane) of the secondary illumination light source is also large. Therefore, if the overlap between the correction optical element 15 and the direct image of the illumination secondary light source in the area 2 is viewed in terms of the area ratio, the area ratio of the overlapping portion is smaller than when the numerical aperture of the illumination secondary light source is small. Thus, the influence of the correction optical element 15 on the imaging performance of the projection optical system can be reduced to a negligible level.

【0061】次に、本発明による第4実施例につき図8
を参照して説明する。本実施例は、単一領域よりなる照
明2次光源と複数の分割された照明2次光源とを切り換
えて使用することができる投影露光装置に本発明を適用
したものである。図8は本例の投影露光装置を示し、こ
の図8において、光源22から照明2次光源系23a又
は23bに露光光が供給される。これら照明2次光源系
23a及び23bはそれぞれ図10のフライアイレンズ
23a及び図11の照明2次光源系23bと同様に構成
され、2つの照明2次光源系23a及び23bは駆動系
25により例えばターレット方式で切り換えられる。ま
た、照明2次光源系23a及び23bの射出側には可変
開口絞り50及び27が配置され、これら可変開口絞り
50及び27の開口部が照明2次光源となる。
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. In this embodiment, the present invention is applied to a projection exposure apparatus capable of switching and using a secondary illumination light source composed of a single area and a plurality of divided secondary illumination light sources. FIG. 8 shows a projection exposure apparatus according to this embodiment. In FIG. 8, exposure light is supplied from a light source 22 to a secondary illumination light source system 23a or 23b. These illumination secondary light source systems 23a and 23b are configured in the same manner as the fly-eye lens 23a of FIG. 10 and the illumination secondary light source system 23b of FIG. 11, respectively. It can be switched by turret method. Further, variable aperture stops 50 and 27 are arranged on the emission side of the secondary illumination light source systems 23a and 23b, and the openings of these variable aperture stops 50 and 27 serve as secondary illumination light sources.

【0062】そして、照明2次光源系23a又は23b
の照明2次光源からの露光光が、コンデンサーレンズ系
24により適度に集光されてレチクル6を照明し、レチ
クル6のパターンが投影光学系21を介してウエハ9上
に転写される。また、投影光学系21の瞳面には、駆動
系16により多数の透明部材5a,5b,‥‥,5xの
内の任意の1つの透明部材を配置することができるよう
に構成されている。この場合、第1の透明部材5aには
図1の例と同じ配置で12個の補正光学素子1が配置さ
れ、第2の透明部材5bには図4の例と同じ配置で12
個の補正光学素子12が配置され、他の透明部材にはそ
れぞれ異なる配置で補正光学素子が配置されている。
The secondary illumination light source system 23a or 23b
Exposure light from the illumination secondary light source is appropriately condensed by the condenser lens system 24 to illuminate the reticle 6, and the pattern of the reticle 6 is transferred onto the wafer 9 via the projection optical system 21. The drive system 16 is arranged on the pupil plane of the projection optical system 21 so that any one of a large number of transparent members 5a, 5b,..., 5x can be disposed. In this case, 12 correction optical elements 1 are arranged on the first transparent member 5a in the same arrangement as in the example of FIG. 1, and 12 correction optical elements 1 are arranged on the second transparent member 5b in the same arrangement as in the example of FIG.
Correction optical elements 12 are arranged, and the correction optical elements are arranged in different arrangements on the other transparent members.

【0063】そして、単一の照明2次光源を生成する照
明2次光源系23aが光源22とコンデンサーレンズ系
24との間に配置された場合には、主制御系26は、駆
動系16を介して図1の配列の第1の透明部材5aを投
影光学系21の瞳面に配置し、複数の領域に分割された
照明2次光源を生成する照明2次光源系23bが光源2
2とコンデンサーレンズ系24との間に配置された場合
には、主制御系26は、駆動系16を介して図4の配列
の第2の透明部材5bを投影光学系21の瞳面に配置す
る。この機構により、照明2次光源がどちらのタイプの
ものになってもアライメント装置は投影光学系21にと
って最適の補正光学素子の配置を保つことができる。
When the illumination secondary light source system 23a for generating a single illumination secondary light source is disposed between the light source 22 and the condenser lens system 24, the main control system 26 controls the drive system 16 1 are arranged on the pupil plane of the projection optical system 21 via the light source 2 and the illumination secondary light source system 23b for generating an illumination secondary light source divided into a plurality of areas is provided.
When the second transparent member 5 b having the arrangement shown in FIG. 4 is arranged on the pupil plane of the projection optical system 21 via the drive system 16, the main control system 26 I do. With this mechanism, the alignment apparatus can maintain the optimal arrangement of the correction optical elements for the projection optical system 21 irrespective of the type of the secondary illumination light source.

【0064】なお、上述実施例では、レチクル6として
通常のレチクルが使用されているので、照明2次光源の
直接像とはそのレチクル6をそのまま透過した0次光の
露光光による照明2次光源の像である。しかしながら、
レチクル6として例えば位相シフトレチクルを使用した
場合には、照明2次光源の直接像とは、位相シフトレチ
クルから1次回折光として射出された露光光による照明
2次光源の像である。これ以外にも、レチクルとして0
次光以外に強い回折光が射出されるタイプのものが使用
されている場合には、照明2次光源の直接像とはその強
い回折光による照明2次光源の像を意味する。
In the above-described embodiment, since a normal reticle is used as the reticle 6, the direct image of the secondary illumination light source is a secondary illumination light source by the exposure light of the zero-order light transmitted through the reticle 6 as it is. It is an image of. However,
When, for example, a phase shift reticle is used as the reticle 6, the direct image of the illumination secondary light source is an image of the illumination secondary light source using exposure light emitted as primary diffraction light from the phase shift reticle. In addition to this, 0
When a type that emits strong diffracted light in addition to the secondary light is used, the direct image of the secondary illumination light source means an image of the secondary illumination light source by the strong diffraction light.

【0065】なお、本発明は上述実施例に限定されず本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得るこ
とは勿論である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can adopt various configurations without departing from the gist of the present invention.

【0066】[0066]

【発明の効果】本発明によれば、露光光の強度が大きい
領域(照明光源の直接像)と、補正手段の配置領域とを
重ならないようにすることができる。従って、露光光の
強度の大きい領域が補正手段を通過して波面が歪められ
た状態で基板に到達したり、又は補正手段上に露光光を
反射する薄膜が付されているときには、そこで露光光の
大きな強度領域(照明光源からの直接像が反射されて
フレアの原因になったりすることがなくなり、投影光学
系の結像性能が劣化することがない利点がある。また、
特に、補正手段上に光学薄膜が付けられている場合に
は、そこに露光光の大きな強度領域(照明光源からの直
接像を照射しないことにより、露光光の集光点ができ
ることによる光学薄膜又は補正手段の損傷を防止するこ
とができる。
According to the present invention, the intensity of the exposure light is high.
The region ( direct image of the illumination light source ) and the region where the correction unit is arranged can be prevented from overlapping. Therefore, the exposure light
Or reach the substrate in a state where a large area of the strength wavefront distorted by passing through the correction means, or when a thin film for reflecting exposure light onto the correction means are assigned, where the exposure light
There is an advantage that a large intensity region ( a direct image from the illumination light source ) is not reflected and causes flare, and the imaging performance of the projection optical system is not deteriorated. Also,
In particular, when an optical thin film is provided on the correction means , the optical thin film is formed by not irradiating a large intensity area of the exposure light ( a direct image from the illumination light source ) to thereby form a focal point of the exposure light. Alternatively, it is possible to prevent the correction means from being damaged.

【0067】[0067]

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

【図1】本発明の第1実施例において、単一の照明2次
光源を有する投影露光装置に適したアライメント光用の
補正光学素子の投影光学系の瞳面内での配置を示す模式
図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an arrangement in a pupil plane of a projection optical system of a correction optical element for alignment light suitable for a projection exposure apparatus having a single illumination secondary light source in a first embodiment of the present invention. It is.

【図2】図1の補正光学素子の配置に対応するアライメ
ント系の構成例を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration example of an alignment system corresponding to the arrangement of the correction optical elements in FIG.

【図3】(a)は図2の矢視A2方向から見た光路図、
(b)は図2の矢視B2方向から見た光路図、(c)は
図2の領域C2を拡大して示す斜視図である。
FIG. 3A is an optical path diagram viewed from the direction of arrow A2 in FIG. 2;
2B is an optical path diagram viewed from the direction of arrow B2 in FIG. 2, and FIG. 3C is an enlarged perspective view showing a region C2 in FIG. 2.

【図4】本発明の第2実施例において、分割型の照明2
次光源を有する投影露光装置に適したアライメント光用
の補正光学素子の投影光学系の瞳面内での配置を示す模
式図である。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention;
FIG. 11 is a schematic diagram showing an arrangement of a correction optical element for alignment light suitable for a projection exposure apparatus having a next light source in a pupil plane of a projection optical system.

【図5】図4の補正光学素子の配置に対応するアライメ
ント系の構成例を示す斜視図である。
5 is a perspective view showing a configuration example of an alignment system corresponding to the arrangement of the correction optical elements in FIG.

【図6】(a)は図5の矢視A5方向から見た光路図、
(b)は図5の矢視B5方向から見た光路図、(c)は
図5の領域C5を拡大して示す斜視図である。
FIG. 6A is an optical path diagram viewed from the direction of arrow A5 in FIG. 5;
(B) is an optical path diagram viewed from the direction of arrow B5 in FIG. 5, and (c) is an enlarged perspective view showing a region C5 in FIG.

【図7】本発明の第3実施例において、単一領域ではあ
るが開口数が可変である照明2次光源を有する投影露光
装置に適したアライメント光用の補正光学素子の投影光
学系の瞳面内での配置を示す模式図である。
FIG. 7 shows a pupil of a projection optical system of a correction optical element for alignment light suitable for a projection exposure apparatus having a secondary illumination light source having a single area but a variable numerical aperture in a third embodiment of the present invention. It is a schematic diagram which shows arrangement | positioning in a plane.

【図8】本発明の第4実施例の、単一領域の照明2次光
源と分割領域の照明2次光源との2種類の照明2次光源
を切り換えられると共に、それに適したアライメント系
を有する投影露光装置を示す構成図である。
FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention, which can switch between two types of illumination secondary light sources, that is, an illumination secondary light source of a single area and an illumination secondary light source of a divided area, and has an alignment system suitable for it. FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a projection exposure apparatus.

【図9】投影光学系の瞳面内に設けられた補正光学素子
によりアライメント用の照射光及び検出光に対する投影
光学系の色収差を補償するように構成されたアライメン
ト装置を示す構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating an alignment apparatus configured to compensate for chromatic aberration of the projection optical system with respect to irradiation light and detection light for alignment by a correction optical element provided in a pupil plane of the projection optical system.

【図10】照明2次光源及び投影光学系の開口数可変機
構を有する投影露光装置を示す構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram illustrating a projection exposure apparatus having a secondary illumination light source and a variable numerical aperture mechanism of a projection optical system.

【図11】分割された照明2次光源を有する投影露光装
置を示す構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram showing a projection exposure apparatus having a divided illumination secondary light source.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a,1b,1c 位相格子等の補正光学素子 2 投影光学系の瞳面における照明2次光源の直接像
(フーリエ像) 3 投影光学系の瞳面の領域 4a,4b アライメント用の光束 4c ビート干渉光 5,5a,5b〜5x 平行平面板等の透明部材 6 レチクル 8 レチクルのアライメントマーク 8a レチクルマーク 8b 窓部 9 ウエハ 10 ウエハマーク 11 アライメント用の顕微鏡 21 投影光学系 22 露光光の光源 23a,23b 照明2次光源系 24 コンデンサーレンズ系
1, 1a, 1b, 1c Correction optical element such as phase grating 2 Direct image (Fourier image) of illumination secondary light source on pupil plane of projection optical system 3 Area of pupil plane of projection optical system 4a, 4b Light flux 4c for alignment Beat interference light 5, 5a, 5b to 5x Transparent member such as a parallel plane plate 6 Reticle 8 Reticle alignment mark 8a Reticle mark 8b Window 9 Wafer 10 Wafer mark 11 Alignment microscope 21 Projection optical system 22 Exposure light source 23a , 23b Illumination secondary light source system 24 Condenser lens system

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 9/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03F 9/00

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 マスク上に形成された所定パターンを露
光光で照明し、投影光学系を介して前記露光光で基板を
露光する露光装置であって、 前記マスク上に前記露光光を照射する照明系と、 前記照明系内の、前記投影光学系の実質的な瞳面とほぼ
共役な面上における前記露光光の強度分布を、前記照明
系の光軸を含む第1領域よりも、該光軸を含まない第2
領域の方を大きくするよう規定する規定手段と、 前記露光光とは異なる波長帯のアライメント光を使用
し、前記投影光学系を介して前記基板上に形成されたマ
ークを検知する検知手段と、 前記投影光学系の前記実質的な瞳面上の、前記第2領域
とほぼ共役な領域とは異なる領域上に配置され、前記ア
ライメント光に対して発生する色収差を補正する補正手
段と、を有することを特徴とする露光装置。
1. A illuminates a predetermined pattern formed on a mask with exposure light, an exposure apparatus that exposes a substrate with the exposure light through the projection optical system, irradiates the exposure light onto the mask An illumination system, the intensity distribution of the exposure light on a plane substantially conjugate with a substantial pupil plane of the projection optical system in the illumination system, the intensity distribution of the exposure light is more than the first region including the optical axis of the illumination system, Second without optical axis
Defining means for defining the area to be larger, using alignment light in a wavelength band different from the exposure light, and detecting means for detecting a mark formed on the substrate via the projection optical system, Correction means arranged on an area different from the area substantially conjugate to the second area on the substantial pupil plane of the projection optical system, and correcting chromatic aberration generated with respect to the alignment light. An exposure apparatus comprising:
【請求項2】 前記実質的な瞳面上の前記第2領域とほ
ぼ共役な領域は、前記露光光の照射により前記マスクか
ら発生する光のうち、最も強い光である所定次数の回折
光により強度分布像が形成される領域であることを特徴
とする請求項1記載の露光装置。
2. A substantially conjugate region and the second region on the substantial pupil plane of the light generated from the mask by the irradiation of the exposure light, a predetermined order diffracted light is the most intense light The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure apparatus is an area where an intensity distribution image is formed.
【請求項3】 前記規定手段は、前記露光光を、前記第
1領域以外の独立した複数の領域に分布せしめるよう
に、該露光光の分布を規定することを特徴とする請求項
1又は2記載の露光装置。
3. The apparatus according to claim 1 , wherein said defining means defines a distribution of the exposure light so as to distribute the exposure light to a plurality of independent areas other than the first area. Exposure apparatus according to the above.
【請求項4】 前記補正手段は、前記瞳面上において、
前記第2領域と共役な領域よりも、前記投影光学系の光
軸寄りに配置されていることを特徴とする請求項1〜3
の何れか一項記載の露光装置。
4. The correction means according to claim 1 , wherein:
4. The projection optical system according to claim 1, wherein the projection optical system is disposed closer to an optical axis than a region conjugate with the second region. 5.
The exposure apparatus according to claim 1.
【請求項5】 前記規定手段及び補正手段をそれぞれ第
1の規定手段及び第1の補正手段として、前記共役な面
上における前記露光光の強度分布を、前記第2領域より
も前記第1領域で大きくする第2の規定手段を前記第1
の規定手段と切り換え可能に設け、 前記切り換えに応じて、前記第1の補正手段を、前記投
影光学系の前記瞳面上の前記第1領域とほぼ共役な領域
とは異なる位置に配置された第2の補正手段で切り換え
ることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項記載の露
光装置。
5. The method according to claim 1, wherein the defining means and the correcting means are used as a first defining means and a first correcting means, respectively, and the intensity distribution of the exposure light on the conjugate plane is set in the first area rather than the second area. The second defining means for increasing the
The first correction unit is disposed at a position different from a region substantially conjugate with the first region on the pupil plane of the projection optical system in accordance with the switching. 5. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the switching is performed by a second correction unit.
【請求項6】 前記第1の規定手段は、前記第2領域に
相当する形状の開口部を有する前記共役な面上に配置さ
れた第1絞り部材を含み、前記第2の規定手段は、前記
第1領域に相当する形状の開口部を有する前記共役な面
上に配置された第2絞り部材を含み、 前記第1の補正手段は、前記投影光学系の前記実質的な
瞳面上の前記第1領域とほぼ共役な領域上に配置される
第1透明部材を含み、前記第2の補正手段は前記実質的
な瞳面上の前記第2領域とほぼ共役な領域上に配置され
る第2透明部材を含み、 前記第1絞り部材が前記照明系内の光路上に配置される
ときには、前記第1透明部材を前記実質的な瞳面上に配
置せしめ、前記第2絞り部材が前記光路上に配置される
ときには、前記第2透明部材を前記実質的な瞳面上に配
置せしめるよう、前記第1及び第2の捕正手段を切換制
御する制御手段を更に有することを特徴とする請求項5
記載の露光装置。
Wherein said first defining means comprises a first diaphragm member disposed on the conjugate plane with an opening having a shape corresponding to the second region, said second defining means, A second aperture member disposed on the conjugate plane having an opening having a shape corresponding to the first region, wherein the first correction unit is disposed on the substantial pupil plane of the projection optical system. A first transparent member disposed on a region substantially conjugate with the first region, wherein the second correction unit is disposed on a region substantially conjugate with the second region on the substantial pupil plane; A second transparent member, wherein when the first stop member is disposed on an optical path in the illumination system, the first transparent member is disposed on the substantial pupil plane; When being arranged on the optical path, the second transparent member is arranged on the substantial pupil plane. Cormorants, claim and further comprising a control means for switching control of the first and second ToTadashi means 5
Exposure apparatus according to the above.
【請求項7】 前記補正手段は、透明部材上に形成され
た位相型の回折格子を含むことを特徴とする請求項1〜
6の何れか一項記載の露光装置。
7. The apparatus according to claim 1, wherein said correction means includes a phase type diffraction grating formed on a transparent member.
7. The exposure apparatus according to claim 6.
【請求項8】 前記検知手段は、前記アライメント光を
前記投影光学系を介して前記マークに照射する照射系
と、該照射により前記マークから発生した光を前記投影
光学系を介して受光する受光系とを含み、 前記補正手段は、前記照射系の光路中の前記実質的な瞳
面上に配置された第1補正部材と、前記受光系の光路中
の前記実質的な瞳面上に配置された第2補正部材とを含
むことを特徴とする請求項1〜7の何れか一項記載の露
光装置。
Wherein said detecting means includes an illumination system for irradiating the alignment light on the mark through the projection optical system, light that receives the light generated from the mark by the irradiation through the projection optical system A first correction member disposed on the substantial pupil plane in the optical path of the irradiation system, and disposed on the substantial pupil plane in the optical path of the light receiving system. The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 7, further comprising a second correction member.
【請求項9】 前記検知手段は、前記アライメント光を
前記マスク上に形成されたマスクマークに照射し、該マ
スクマークから発生した光を受光する手段を更に有し、 前記検知手段は、前記マスクマークからの光の受光結果
と、前記基板上の前記マークからの光の受光結果とに基
づいて、前記マスクと前記基板との相対的な位置関係に
関する情報を求めることを特徴とする請求項8記載の露
光装置。
9. The detecting means further includes means for irradiating the alignment light on a mask mark formed on the mask and receiving light generated from the mask mark, and wherein the detecting means comprises: 9. The method according to claim 8, wherein information on a relative positional relationship between the mask and the substrate is obtained based on a result of receiving light from a mark and a result of receiving light from the mark on the substrate. Exposure apparatus according to the above.
【請求項10】 前記検知手段の検知結果に基づいて前
記マスクとの相対的な位置関係が調整された前記基板上
に、前記所定パターンを、請求項1〜8の何れか一項記
載の露光装置を用いて転写する工程を経て製造されたこ
とを特徴とするデバイス。
To wherein said detecting means a detection result of the relative positional relationship is adjusted the said substrate and said mask based on a predetermined pattern, exposure of any one of claims 1 to 8 A device manufactured through a step of transferring using an apparatus.
【請求項11】 マスク上に形成された所定パターンを
露光光で照明し、投影光学系を介して前記露光光で基板
を露光する露光方法であって、 前記マスク上に前記露光光を照射する照明系内の、前記
投影光学系の実質的な瞳面とほぼ共役な面上における前
記露光光の強度分布を、前記照明系の光軸を含む第1領
域よりも、前記光軸を含まない第2領域の方を大きくす
るよう規定し、 前記露光光とは異なる波長帯のアライメント光を使用し
て、前記投影光学系を介して前記基板上に形成されたマ
ークを検知し、 前記投影光学系の実質的な瞳面上の、前記第2領域とほ
ぼ共役な領域とは異なる領域上に、前記アライメント光
に対して発生する色収差を補正する補正部材を配置する
ことを特徴とする露光方法。
11. An exposure method for illuminating a predetermined pattern formed on a mask with exposure light, and exposing a substrate with the exposure light via a projection optical system, wherein the exposure light is applied to the mask. In the illumination system, the intensity distribution of the exposure light on a plane substantially conjugate with the substantial pupil plane of the projection optical system does not include the optical axis more than the first region including the optical axis of the illumination system. Defining the second region to be larger, detecting alignment marks formed on the substrate via the projection optical system using alignment light of a wavelength band different from the exposure light, An exposure method comprising: disposing a correction member for correcting chromatic aberration generated with respect to the alignment light on a region different from a region substantially conjugate to the second region on a substantial pupil plane of the system. .
【請求項12】 前記実質的な瞳面上の前記第2領域と
ほぼ共役な領域は、前記露光光の照射により前記マスク
から発生する光のうち、最も強い光である所定次数の回
折光により強度分布像が形成される領域であることを特
徴とする請求項11記載の露光方法。
12. substantially conjugate region and the second region on the substantial pupil plane of the light generated from the mask by the irradiation of the exposure light, a predetermined order diffracted light is the most intense light The exposure method according to claim 11, wherein the area is an area where an intensity distribution image is formed.
【請求項13】 前記ほぼ共役な面上において、前記露
光光が、前記第1領域以外の独立した複数の領域に分布
するように、該露光光の分布を規定することを特徴とす
る請求項11又は12記載の露光方法。
13. A distribution of the exposure light is defined such that the exposure light is distributed on a plurality of independent areas other than the first area on the substantially conjugate plane. 13. The exposure method according to 11 or 12.
【請求項14】 前記補正部材を、前記瞳面上における
前記第2領域とほぼ共役な領域よりも、前記投影光学系
の光軸寄りに配置することを特徴とする請求項11〜1
3の何れか一項記載の露光方法。
14. The projection optical system according to claim 11, wherein said correction member is disposed closer to the optical axis of said projection optical system than a region substantially conjugate with said second region on said pupil plane.
4. The exposure method according to claim 3.
【請求項15】 前記補正部材は、透明部材上に形成さ
れた位相型の回折格子を含むことを特徴とする請求項1
1〜14の何れか一項記載の露光方法。
15. The apparatus according to claim 1, wherein the correction member includes a phase type diffraction grating formed on a transparent member.
The exposure method according to any one of claims 1 to 14.
【請求項16】 前記補正部材は、前記アライメント光
を前記投影光学系を介して前記マークに照射する照射系
の光路中の前記実質的な瞳面上に配置された第1補正部
材と、該照射により前記マークから発生した光を前記投
影光学系を介して受光する受光系の光路中の前記実質的
な瞳面上に配置された第2補正部材と、を含むことを特
徴とする請求項11〜15の何れか一項記載の露光方
法。
16. A first correction member disposed on the substantial pupil plane in an optical path of an irradiation system for irradiating the mark with the alignment light via the projection optical system; A second correction member disposed on the substantial pupil plane in an optical path of a light receiving system that receives light generated from the mark by irradiation through the projection optical system by irradiation. The exposure method according to any one of claims 11 to 15.
【請求項17】 前記アライメント光を前記マスク上に
形成されたマスクマークに照射することにより該マスク
マークから発生した光を受光し、 前記マスクマークからの光の受光結果と、前記基板上の
マークからの光の受光結果とに基づいて、前記マスクと
前記基板との相対的な位置関係に関する情報を求めるこ
とを特徴とする請求項16記載の露光方法。
17. A method of irradiating a mask mark formed on the mask with the alignment light to receive light generated from the mask mark, and receiving the light from the mask mark and a mark on the substrate. 17. The exposure method according to claim 16, wherein information on a relative positional relationship between the mask and the substrate is obtained based on a result of receiving light from the light source.
【請求項18】 前記基板上に形成されたマークの検知
結果に基づいて前記マスクとの相対的な位置関係が調整
された前記基板上に、前記所定パターンを、請求項11
〜17の何れか一項記載の露光方法を用いて転写する工
程を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。
18. The method according to claim 11 , wherein the predetermined pattern is formed on the substrate whose relative positional relationship with the mask is adjusted based on a result of detecting a mark formed on the substrate.
18. A method for manufacturing a device, comprising a step of transferring using the exposure method according to any one of claims 17 to 17.
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