JP3448673B2 - 投影露光装置 - Google Patents
投影露光装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体素子又は
液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する際
に使用される投影露光装置に関し、特に投影光学系を介
してレチクルアライメント、重ね合わせ精度、又は投影
光学系の結像特性の計測等を行う機能を備えた投影露光
装置に適用して好適なものである。
液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する際
に使用される投影露光装置に関し、特に投影光学系を介
してレチクルアライメント、重ね合わせ精度、又は投影
光学系の結像特性の計測等を行う機能を備えた投影露光
装置に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子又は液晶表示素子等を製造す
るためのフォトリソグラフィ工程で、フォトマスク又は
レチクル（以下、一例として「レチクル」を使用する）
のパターンの像を投影光学系を介して、フォトレジスト
が塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上に露光
する投影露光装置が使用されている。斯かる投影露光装
置では、露光に先だってウエハが載置されたウエハステ
ージに対するレチクルの位置合わせ（レチクルアライメ
ント）を正確に行うために、レチクル上に形成されたア
ライメントマークとウエハステージ上に形成された基準
マークとを投影光学系を介して同時に観察するアライメ
ント系が使用されている。
るためのフォトリソグラフィ工程で、フォトマスク又は
レチクル（以下、一例として「レチクル」を使用する）
のパターンの像を投影光学系を介して、フォトレジスト
が塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上に露光
する投影露光装置が使用されている。斯かる投影露光装
置では、露光に先だってウエハが載置されたウエハステ
ージに対するレチクルの位置合わせ（レチクルアライメ
ント）を正確に行うために、レチクル上に形成されたア
ライメントマークとウエハステージ上に形成された基準
マークとを投影光学系を介して同時に観察するアライメ
ント系が使用されている。
【０００３】図１２（ａ）に示す４個の直線パターンか
らなる基準マークＦＭ１は、レチクルアライメントを行
う場合に使用されるウエハステージ上の基準マークの一
例であり、図１２（ｂ）に示す十字型のアライメントマ
ークＲＭ１が、それに対応するレチクル上のマークの一
例である。基準マークＦＭ１は、互いに直交するＸ方向
及びＹ方向の位置の基準として使用される。この場合、
例えばレチクル上から２次元撮像素子により投影光学系
を介して基準マークを観察すると、レチクル上の観察視
野内では図１３（ａ）に示すようにアライメントマーク
ＲＭ１と基準マーク像ＦＭ１Ｐとが重なって観察され
る。そこで、例えばその図１３（ａ）上のＸ軸に平行な
走査線ＳＬに対応する撮像素子上の走査線に沿って撮像
信号を読み出すと、図１３（ｂ）に示す信号が得られ、
この信号から基準マーク像ＦＭ１Ｐに対するアライメン
トマークＲＭ１のＸ方向の位置ずれ量が求められる。同
様に、Ｙ方向への位置ずれ量も求められる。このように
して求められたアライメントマークＲＭ１の位置ずれ量
を所定の値に追い込むことにより、レチクルアライメン
トが行われる。
らなる基準マークＦＭ１は、レチクルアライメントを行
う場合に使用されるウエハステージ上の基準マークの一
例であり、図１２（ｂ）に示す十字型のアライメントマ
ークＲＭ１が、それに対応するレチクル上のマークの一
例である。基準マークＦＭ１は、互いに直交するＸ方向
及びＹ方向の位置の基準として使用される。この場合、
例えばレチクル上から２次元撮像素子により投影光学系
を介して基準マークを観察すると、レチクル上の観察視
野内では図１３（ａ）に示すようにアライメントマーク
ＲＭ１と基準マーク像ＦＭ１Ｐとが重なって観察され
る。そこで、例えばその図１３（ａ）上のＸ軸に平行な
走査線ＳＬに対応する撮像素子上の走査線に沿って撮像
信号を読み出すと、図１３（ｂ）に示す信号が得られ、
この信号から基準マーク像ＦＭ１Ｐに対するアライメン
トマークＲＭ１のＸ方向の位置ずれ量が求められる。同
様に、Ｙ方向への位置ずれ量も求められる。このように
して求められたアライメントマークＲＭ１の位置ずれ量
を所定の値に追い込むことにより、レチクルアライメン
トが行われる。
【０００４】また、投影露光装置においては、レチクル
の２次元的な位置のみならず、ウエハステージ上の座標
系に対するレチクルの傾き（レチクルローテーション）
を所定の許容範囲内に収める必要があるため、以下のよ
うに所謂ステージ発光型のＩＳＳ（Imaging Slit Sense
r)系によりレチクルローテーションの計測が行われてい
た。この場合、ウエハステージ側には図１４（ａ）に示
すように、Ｙ方向に沿ってスリット状の開口パターンよ
りなるＩＳＳマークＦＭ２が形成され、レチクル上には
それに対応して図１４（ｂ）に示すように直線パターン
状のアライメントマークＲＭ２が形成されている。
の２次元的な位置のみならず、ウエハステージ上の座標
系に対するレチクルの傾き（レチクルローテーション）
を所定の許容範囲内に収める必要があるため、以下のよ
うに所謂ステージ発光型のＩＳＳ（Imaging Slit Sense
r)系によりレチクルローテーションの計測が行われてい
た。この場合、ウエハステージ側には図１４（ａ）に示
すように、Ｙ方向に沿ってスリット状の開口パターンよ
りなるＩＳＳマークＦＭ２が形成され、レチクル上には
それに対応して図１４（ｂ）に示すように直線パターン
状のアライメントマークＲＭ２が形成されている。
【０００５】このとき、ＩＳＳマークＦＭ２を底面側か
ら照明した状態で、ウエハステージをＸ方向に走査する
と、レチクル上では図１５（ａ）に示すように、明るい
ＩＳＳマーク像ＦＭ２ＰがＸ方向にアライメントマーク
ＲＭ２を横切るように移動する。そこで、レチクルを透
過した光束を受光して光電変換すると、図１５（ｂ）に
示すように、ウエハステージのＸ方向の位置に応じて変
化する信号が得られ、その信号が最小になるときの位置
からアライメントマークＲＭ２の位置が計測される。更
に、例えばレチクル上でＹ方向に離れて形成された第２
のアライメントマークのＸ方向の位置を求めると、２つ
のアライメントマークの位置の差分からウエハステージ
上のＹ軸に対するレチクルの傾斜角が計測される。
ら照明した状態で、ウエハステージをＸ方向に走査する
と、レチクル上では図１５（ａ）に示すように、明るい
ＩＳＳマーク像ＦＭ２ＰがＸ方向にアライメントマーク
ＲＭ２を横切るように移動する。そこで、レチクルを透
過した光束を受光して光電変換すると、図１５（ｂ）に
示すように、ウエハステージのＸ方向の位置に応じて変
化する信号が得られ、その信号が最小になるときの位置
からアライメントマークＲＭ２の位置が計測される。更
に、例えばレチクル上でＹ方向に離れて形成された第２
のアライメントマークのＸ方向の位置を求めると、２つ
のアライメントマークの位置の差分からウエハステージ
上のＹ軸に対するレチクルの傾斜角が計測される。
【０００６】同様に、ウエハステージ側の基準マークと
して、図１６（ａ）に示すようなＸ軸に沿ってスリット
状の開口パターンからなるＩＳＳマークＦＭ３を使用す
ることにより、ウエハステージ上のＸ軸に対するレチク
ルローテーションが計測され、図１６（ｂ）に示すよう
に、基準マークとして十字型の開口パターンよりなるＩ
ＳＳマークＦＭ４を使用すると、Ｘ軸及びＹ軸に対する
レチクルローテーションが計測される。
して、図１６（ａ）に示すようなＸ軸に沿ってスリット
状の開口パターンからなるＩＳＳマークＦＭ３を使用す
ることにより、ウエハステージ上のＸ軸に対するレチク
ルローテーションが計測され、図１６（ｂ）に示すよう
に、基準マークとして十字型の開口パターンよりなるＩ
ＳＳマークＦＭ４を使用すると、Ｘ軸及びＹ軸に対する
レチクルローテーションが計測される。
【０００７】また、一般にフォトリソグラフィ工程で
は、ウエハ上の異なる層への露光が異なる投影露光装置
を用いて行われることがあるため、それら異なる層間の
重ね合わせ誤差を許容範囲内に収めるためには、各投影
露光装置に備えられた投影光学系のディストーションを
それぞれ所定の許容範囲内に収める必要がある。そのた
め従来は、例えばテストレチクルのパターンを実際に投
影光学系を介してウエハ上に２重に露光し、得られた像
の各点での位置ずれを所謂レーザ・ステップ・アライメ
ント方式（以下、「ＬＳＡ方式」という）で計測するこ
とにより、投影光学系のディストーションを計測してい
た。
は、ウエハ上の異なる層への露光が異なる投影露光装置
を用いて行われることがあるため、それら異なる層間の
重ね合わせ誤差を許容範囲内に収めるためには、各投影
露光装置に備えられた投影光学系のディストーションを
それぞれ所定の許容範囲内に収める必要がある。そのた
め従来は、例えばテストレチクルのパターンを実際に投
影光学系を介してウエハ上に２重に露光し、得られた像
の各点での位置ずれを所謂レーザ・ステップ・アライメ
ント方式（以下、「ＬＳＡ方式」という）で計測するこ
とにより、投影光学系のディストーションを計測してい
た。
【０００８】そのテストレチクルとしては、図１８に示
すように、それぞれ一辺の幅ｄ（ｄは例えば２０μｍ）
の正方形のドットパターンを一列に配列してなる評価用
マークＲＭ３が縦横に所定のピッチで配列されたレチク
ルが使用されていた。そして、１回目の露光では、その
テストレチクルの全面のパターンが主尺として露光さ
れ、２回目の露光ではウエハステージをステッピング駆
動しながら、ウエハ上の各点にそれぞれテストレチクル
上の所定の評価用マークの像が副尺として露光されてい
た。その後、ＬＳＡ方式では、ウエハ上の各点に露光さ
れた２つのマークをスリット状の光スポットで走査し、
各マークからの回折光を検出することにより、各点での
２つのマークの位置ずれ量を検出していた。更に、この
ような二重露光方式により、ウエハ上の異なる層に露光
される２つのパターンの重ね合わせ精度も計測されてい
た。
すように、それぞれ一辺の幅ｄ（ｄは例えば２０μｍ）
の正方形のドットパターンを一列に配列してなる評価用
マークＲＭ３が縦横に所定のピッチで配列されたレチク
ルが使用されていた。そして、１回目の露光では、その
テストレチクルの全面のパターンが主尺として露光さ
れ、２回目の露光ではウエハステージをステッピング駆
動しながら、ウエハ上の各点にそれぞれテストレチクル
上の所定の評価用マークの像が副尺として露光されてい
た。その後、ＬＳＡ方式では、ウエハ上の各点に露光さ
れた２つのマークをスリット状の光スポットで走査し、
各マークからの回折光を検出することにより、各点での
２つのマークの位置ずれ量を検出していた。更に、この
ような二重露光方式により、ウエハ上の異なる層に露光
される２つのパターンの重ね合わせ精度も計測されてい
た。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
投影露光装置においては、種々のマークの位置検出又は
投影が、投影光学系を介して行われていた。これに関し
て、最近投影光学系の瞳面（フーリエ変換面）付近に所
定の透過率分布特性及び位相分布特性を有する光学的フ
ィルタ（以下、「瞳フィルタ」という）を設置すること
により、所定のパターンを露光する際の投影光学系の結
像性能を向上させる試みがなされている。例えばコンタ
クトホールパターンのような孤立的パターンを露光する
際の解像度、及び焦点深度を改善するためには、一例と
して特開平４−１７９９５８号公報に開示されているよ
うに、投影光学系の瞳面付近に光軸付近の円形領域を遮
光する遮光型の瞳フィルタを設置するとよいことが分か
っている。
投影露光装置においては、種々のマークの位置検出又は
投影が、投影光学系を介して行われていた。これに関し
て、最近投影光学系の瞳面（フーリエ変換面）付近に所
定の透過率分布特性及び位相分布特性を有する光学的フ
ィルタ（以下、「瞳フィルタ」という）を設置すること
により、所定のパターンを露光する際の投影光学系の結
像性能を向上させる試みがなされている。例えばコンタ
クトホールパターンのような孤立的パターンを露光する
際の解像度、及び焦点深度を改善するためには、一例と
して特開平４−１７９９５８号公報に開示されているよ
うに、投影光学系の瞳面付近に光軸付近の円形領域を遮
光する遮光型の瞳フィルタを設置するとよいことが分か
っている。
【００１０】図１７（ａ）は、遮光型の瞳フィルタの作
用の原理説明図であり、この図１７（ａ）において、レ
チクル１上の微細なコンタクトホールパターン２の像が
投影光学系３を介してウエハ５上に露光される。この際
に、投影光学系３の瞳面ＦＰ上に光軸を中心として半径
ｒの円形領域を遮光する瞳フィルタ４が配置されてい
る。投影光学系３の瞳の半径をａとすると、半径ｒは例
えば０．８ａである。この場合、レチクル１に露光光Ｉ
Ｌが照射されると、コンタクトホールパターン２から射
出される回折光の投影光学系３の瞳面ＦＰでの強度分布
は、分布曲線６で示すように瞳の外部の領域でも比較的
大きな値を有する分布となる。そのため、単にその瞳全
体を通過する光を用いてコンタクトホールパターン２の
像を結像させると、得られる像の解像度は悪くなる。
用の原理説明図であり、この図１７（ａ）において、レ
チクル１上の微細なコンタクトホールパターン２の像が
投影光学系３を介してウエハ５上に露光される。この際
に、投影光学系３の瞳面ＦＰ上に光軸を中心として半径
ｒの円形領域を遮光する瞳フィルタ４が配置されてい
る。投影光学系３の瞳の半径をａとすると、半径ｒは例
えば０．８ａである。この場合、レチクル１に露光光Ｉ
Ｌが照射されると、コンタクトホールパターン２から射
出される回折光の投影光学系３の瞳面ＦＰでの強度分布
は、分布曲線６で示すように瞳の外部の領域でも比較的
大きな値を有する分布となる。そのため、単にその瞳全
体を通過する光を用いてコンタクトホールパターン２の
像を結像させると、得られる像の解像度は悪くなる。
【００１１】それに対して、図１７（ａ）に示すように
その瞳面ＦＰに瞳フィルタ４を設置すると、アポダイゼ
ーション効果により、ウエハ５上に得られる像の強度分
布をＸ方向に拡大した図は１７（ｂ）の曲線７のように
なり、像のピークから最初の零点までの間隔が短くな
る。即ち、解像度が向上し、このとき同時に焦点深度の
増大効果も得られる。
その瞳面ＦＰに瞳フィルタ４を設置すると、アポダイゼ
ーション効果により、ウエハ５上に得られる像の強度分
布をＸ方向に拡大した図は１７（ｂ）の曲線７のように
なり、像のピークから最初の零点までの間隔が短くな
る。即ち、解像度が向上し、このとき同時に焦点深度の
増大効果も得られる。
【００１２】このように、投影光学系３の瞳面ＦＰ上に
遮光型の瞳フィルタ４を設置すると、コンタクトホール
パターンに対する投影光学系３の結像特性を向上させる
ことができる。しかしながら、このように瞳フィルタ４
が挿入された投影光学系３を介して図１２（ａ）に示す
基準マークＦＭ１を検出して、レチクルアライメントを
行うものとすると、基準マークＦＭ１からの光の多くが
瞳フィルタ４に遮られて光量が低下し、結果としてレチ
クルアライメントを高精度に行うことができないという
不都合があった。同様に、図１４（ａ）に示すＩＳＳマ
ークＦＭ２からの光を、瞳フィルタ４が挿入された投影
光学系３を介してレチクル側に導こうとしても、そのＩ
ＳＳマークＦＭ２からの光の多くが瞳フィルタ４に遮ら
れてしまい、レチクルローテーションを高精度に求める
ことができないという不都合があった。
遮光型の瞳フィルタ４を設置すると、コンタクトホール
パターンに対する投影光学系３の結像特性を向上させる
ことができる。しかしながら、このように瞳フィルタ４
が挿入された投影光学系３を介して図１２（ａ）に示す
基準マークＦＭ１を検出して、レチクルアライメントを
行うものとすると、基準マークＦＭ１からの光の多くが
瞳フィルタ４に遮られて光量が低下し、結果としてレチ
クルアライメントを高精度に行うことができないという
不都合があった。同様に、図１４（ａ）に示すＩＳＳマ
ークＦＭ２からの光を、瞳フィルタ４が挿入された投影
光学系３を介してレチクル側に導こうとしても、そのＩ
ＳＳマークＦＭ２からの光の多くが瞳フィルタ４に遮ら
れてしまい、レチクルローテーションを高精度に求める
ことができないという不都合があった。
【００１３】また、図１８に示すようなドットパターン
列状のアライメントマークＲＭ３の像を、瞳フィルタ４
が挿入された投影光学系３を介してウエハ上に露光しよ
うとしても、そのアライメントマークＲＭ３からの光の
多くが瞳フィルタ４に遮られてしまい、ウエハ上にその
アライメントマークの容易に計測できる像が結像しない
という不都合があった。そのため、瞳フィルタ４が挿入
された投影光学系３のディストーション特性の計測が困
難であり、且つその投影光学系３を備えた投影露光装置
の重ね合わせ誤差の計測も困難であるという不都合があ
った。
列状のアライメントマークＲＭ３の像を、瞳フィルタ４
が挿入された投影光学系３を介してウエハ上に露光しよ
うとしても、そのアライメントマークＲＭ３からの光の
多くが瞳フィルタ４に遮られてしまい、ウエハ上にその
アライメントマークの容易に計測できる像が結像しない
という不都合があった。そのため、瞳フィルタ４が挿入
された投影光学系３のディストーション特性の計測が困
難であり、且つその投影光学系３を備えた投影露光装置
の重ね合わせ誤差の計測も困難であるという不都合があ
った。
【００１４】本発明は斯かる点に鑑み、瞳フィルタが挿
入された投影光学系を介して所定のマークの観察又は投
影を行う場合に、そのマークの観察又は投影を良好に行
うことができる投影露光装置を提供することを目的とす
る。
入された投影光学系を介して所定のマークの観察又は投
影を行う場合に、そのマークの観察又は投影を良好に行
うことができる投影露光装置を提供することを目的とす
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明による第１の投影
露光装置は、例えば図１に示すように、マスク（１）上
のパターンを投影光学系（４）を介して、この投影光学
系の光軸に垂直な平面内で移動自在な基板ステージ（１
３）上に保持された感光基板（５）上に投影する投影露
光装置において、投影光学系（３）の瞳面又はこの瞳面
の近傍に配置された瞳フィルタ（光学補正板）（４）
と、基板ステージ（１３）上にその瞳フィルタの形状に
応じた微細度で形成された基準マーク（２２）と、照明
光でその基準マークを照明する照明手段（２３〜２５，
２６Ａ，２７，３）と、その照明光で照明されたその基
準マーク（２２）から発生した光を、投影光学系（３）
を経て受光する受光手段（２７，２６Ａ，２６Ｂ，２９
Ｘ，２９Ｙ）と、を有し、その基準マークは、この基準
マークから発生したその光がその瞳フィルタの周囲を通
過するような微細度で形成されているものである。な
お、本発明において、その基準マークとして、その基準
マークから発生した光が、その瞳フィルタのうち光学的
な特質が同一の領域内を通過するような微細度で形成さ
れているマークを用いてもよい。
露光装置は、例えば図１に示すように、マスク（１）上
のパターンを投影光学系（４）を介して、この投影光学
系の光軸に垂直な平面内で移動自在な基板ステージ（１
３）上に保持された感光基板（５）上に投影する投影露
光装置において、投影光学系（３）の瞳面又はこの瞳面
の近傍に配置された瞳フィルタ（光学補正板）（４）
と、基板ステージ（１３）上にその瞳フィルタの形状に
応じた微細度で形成された基準マーク（２２）と、照明
光でその基準マークを照明する照明手段（２３〜２５，
２６Ａ，２７，３）と、その照明光で照明されたその基
準マーク（２２）から発生した光を、投影光学系（３）
を経て受光する受光手段（２７，２６Ａ，２６Ｂ，２９
Ｘ，２９Ｙ）と、を有し、その基準マークは、この基準
マークから発生したその光がその瞳フィルタの周囲を通
過するような微細度で形成されているものである。な
お、本発明において、その基準マークとして、その基準
マークから発生した光が、その瞳フィルタのうち光学的
な特質が同一の領域内を通過するような微細度で形成さ
れているマークを用いてもよい。
【００１６】次に、本発明による第２の投影露光装置
は、例えば図９に示すように、マスク（４６）上のパタ
ーンを投影光学系（３）を介して、この投影光学系の光
軸に垂直な平面内で移動自在な基板ステージ（１３）上
に保持された感光基板（５）上に投影する投影露光装置
において、その投影光学系の瞳面又はこの瞳面の近傍に
配置された瞳フィルタ（４）と、そのマスク上に瞳フィ
ルタ（４）の形状に応じた微細度で形成された基準マー
ク（Ｍij）を照明光で照明する照明手段（１０〜１２）
と、その照明光で照明されたその基準マークから発生し
た光を、投影光学系（４）を経て受光する受光手段（４
８，４９）と、を有し、そのマスクとして、その基準マ
ークから発生したその光がその瞳フィルタの周囲を通過
するような微細度で形成された基準マークを備えたマス
クを使用するものである。なお、本発明において、その
マスクとして、その基準マークから発生した光が、その
瞳フィルタのうち光学的な特質が同一の領域内を通過す
るような微細度で形成された基準マークを備えたマスク
を使用してもよい。
は、例えば図９に示すように、マスク（４６）上のパタ
ーンを投影光学系（３）を介して、この投影光学系の光
軸に垂直な平面内で移動自在な基板ステージ（１３）上
に保持された感光基板（５）上に投影する投影露光装置
において、その投影光学系の瞳面又はこの瞳面の近傍に
配置された瞳フィルタ（４）と、そのマスク上に瞳フィ
ルタ（４）の形状に応じた微細度で形成された基準マー
ク（Ｍij）を照明光で照明する照明手段（１０〜１２）
と、その照明光で照明されたその基準マークから発生し
た光を、投影光学系（４）を経て受光する受光手段（４
８，４９）と、を有し、そのマスクとして、その基準マ
ークから発生したその光がその瞳フィルタの周囲を通過
するような微細度で形成された基準マークを備えたマス
クを使用するものである。なお、本発明において、その
マスクとして、その基準マークから発生した光が、その
瞳フィルタのうち光学的な特質が同一の領域内を通過す
るような微細度で形成された基準マークを備えたマスク
を使用してもよい。
【００１７】これらの場合、それら基準マーク（２２，
Ｍij）を所定の計測方向の位置を示すマークとした場
合、それら基準マークの明部（反射型では反射部、透過
型で光透過部）のその所定の計測方向に垂直な非計測方
向への積分値の分布を均一化することが望ましい。
Ｍij）を所定の計測方向の位置を示すマークとした場
合、それら基準マークの明部（反射型では反射部、透過
型で光透過部）のその所定の計測方向に垂直な非計測方
向への積分値の分布を均一化することが望ましい。
【００１８】
【作用】斯かる本発明の第１の投影露光装置によれば、
例えば瞳フィルタ（４）が光軸付近の光を遮光する中心
遮光型の瞳フィルタである場合には、基板ステージ（１
３）上の基準マーク（２２）を図２（ａ）に示すように
微細なドットパターンの集合体から形成する。これによ
り、基準マーク（２２）から発生する回折光の多くが投
影光学系（３）の瞳面で光軸から離れた領域を通過する
ようになり、受光手段では基準マーク（２２）からの光
を十分な光量で受光できる。従って、瞳フィルタ（４）
が配置されていても、基準マーク（２２）を正確に検出
できる。
例えば瞳フィルタ（４）が光軸付近の光を遮光する中心
遮光型の瞳フィルタである場合には、基板ステージ（１
３）上の基準マーク（２２）を図２（ａ）に示すように
微細なドットパターンの集合体から形成する。これによ
り、基準マーク（２２）から発生する回折光の多くが投
影光学系（３）の瞳面で光軸から離れた領域を通過する
ようになり、受光手段では基準マーク（２２）からの光
を十分な光量で受光できる。従って、瞳フィルタ（４）
が配置されていても、基準マーク（２２）を正確に検出
できる。
【００１９】このように基準マーク（２２）を例えばド
ットパターンから構成した場合、基準マーク（２２）の
計測方向を図２（ａ）に示すようにＸ方向とすると、基
準マーク（２２）のＸ軸用のマーク（２２Ｘ）の明部の
非計測方向への積分値が、例えば図３の分布曲線（４
３）で示すように均一化するように分布を設定する。そ
して、マーク（２２Ｘ）の位置を検出する際には、例え
ばＸ方向に多数回繰り返してマーク（２２Ｘ）の像を走
査し、この走査結果を平均化する。これにより、マーク
（２２Ｘ）のＸ方向の位置を高い再現性で高精度に検出
できる。
ットパターンから構成した場合、基準マーク（２２）の
計測方向を図２（ａ）に示すようにＸ方向とすると、基
準マーク（２２）のＸ軸用のマーク（２２Ｘ）の明部の
非計測方向への積分値が、例えば図３の分布曲線（４
３）で示すように均一化するように分布を設定する。そ
して、マーク（２２Ｘ）の位置を検出する際には、例え
ばＸ方向に多数回繰り返してマーク（２２Ｘ）の像を走
査し、この走査結果を平均化する。これにより、マーク
（２２Ｘ）のＸ方向の位置を高い再現性で高精度に検出
できる。
【００２０】次に、本発明の第２の投影露光装置によれ
ば、例えば瞳フィルタ（４）が光軸付近の光を遮光する
中心遮光型の瞳フィルタである場合には、マスク（４
６）上の基準マーク（Ｍij）を図１０（ａ）に示すよう
に微細なドットパターンの集合体から形成する。これに
より、基準マーク（Ｍij）から発生する回折光の多くが
投影光学系（３）の瞳面で光軸から離れた領域を通過す
るようになり、受光手段では基準マークからの光を十分
な光量で受光できる。従って、瞳フィルタ（４）が配置
されていても、基準マーク（Ｍij）を正確に検出でき
る。
ば、例えば瞳フィルタ（４）が光軸付近の光を遮光する
中心遮光型の瞳フィルタである場合には、マスク（４
６）上の基準マーク（Ｍij）を図１０（ａ）に示すよう
に微細なドットパターンの集合体から形成する。これに
より、基準マーク（Ｍij）から発生する回折光の多くが
投影光学系（３）の瞳面で光軸から離れた領域を通過す
るようになり、受光手段では基準マークからの光を十分
な光量で受光できる。従って、瞳フィルタ（４）が配置
されていても、基準マーク（Ｍij）を正確に検出でき
る。
【００２１】このように基準マーク（Ｍij）を例えばド
ットパターンから構成した場合も、基準マーク（Ｍij）
の計測方向を図１０に示すようにＸ方向とすると、その
基準マークのＸ軸用のマークの明部の非計測方向への積
分値が均一化するように分布を設定することにより、そ
のマークのＸ方向の位置を高い再現性で高精度に検出で
きる。
ットパターンから構成した場合も、基準マーク（Ｍij）
の計測方向を図１０に示すようにＸ方向とすると、その
基準マークのＸ軸用のマークの明部の非計測方向への積
分値が均一化するように分布を設定することにより、そ
のマークのＸ方向の位置を高い再現性で高精度に検出で
きる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明による投影露光装置の第１実施
例につき図１〜図３を参照して説明する。本実施例は、
投影光学系を介してレチクルアライメントを行う場合に
本発明を適用したものである。図１は、本実施例の投影
露光装置を示し、この図１において、レチクル１はコン
タクトホールパターン用の原版であり、レチクル１のパ
ターン領域には所定の配列でコンタクトホールパターン
の原画パターンが形成され、そのパターン領域のＸ方向
の近傍に２つのアライメントマーク８Ａ及び８Ｂが形成
されている。アライメントマーク８Ｂ（８Ａも同じ）
は、図２（ｂ）に示すように反射膜（遮光膜）からなる
十字型のマークであり、その周囲は透過部となってい
る。
例につき図１〜図３を参照して説明する。本実施例は、
投影光学系を介してレチクルアライメントを行う場合に
本発明を適用したものである。図１は、本実施例の投影
露光装置を示し、この図１において、レチクル１はコン
タクトホールパターン用の原版であり、レチクル１のパ
ターン領域には所定の配列でコンタクトホールパターン
の原画パターンが形成され、そのパターン領域のＸ方向
の近傍に２つのアライメントマーク８Ａ及び８Ｂが形成
されている。アライメントマーク８Ｂ（８Ａも同じ）
は、図２（ｂ）に示すように反射膜（遮光膜）からなる
十字型のマークであり、その周囲は透過部となってい
る。
【００２３】レチクル１のパターンを露光する際には、
不図示の露光用の光源からの露光光ＩＬ１（水銀ランプ
のｉ線、又はエキシマレーザ光等）が、フライアイレン
ズ１０に入射し、フライアイレンズ１０の射出面に形成
された多数の２次光源からの露光光が、ミラー１１及び
コンデンサーレンズ１２を介してレチクル１のパターン
領域を照明する。その露光光のもとで、レチクル１のパ
ターン領域内のパターンの投影光学系３を介した像が、
ウエハステージ１３上に保持されたウエハ５の各ショッ
ト領域に露光される。
不図示の露光用の光源からの露光光ＩＬ１（水銀ランプ
のｉ線、又はエキシマレーザ光等）が、フライアイレン
ズ１０に入射し、フライアイレンズ１０の射出面に形成
された多数の２次光源からの露光光が、ミラー１１及び
コンデンサーレンズ１２を介してレチクル１のパターン
領域を照明する。その露光光のもとで、レチクル１のパ
ターン領域内のパターンの投影光学系３を介した像が、
ウエハステージ１３上に保持されたウエハ５の各ショッ
ト領域に露光される。
【００２４】その投影光学系３のレチクル１のパターン
形成面に対するフーリエ変換面（瞳面）ＦＰ上に、投影
光学系３の光軸ＡＸを中心として所定半径の円形領域の
光を遮光する遮光型の瞳フィルタ（光学補正板）４が配
置されている。これにより、コンタクトホールパターン
の像が高い解像度で、且つ深い焦点深度でウエハ５上に
投影露光される。
形成面に対するフーリエ変換面（瞳面）ＦＰ上に、投影
光学系３の光軸ＡＸを中心として所定半径の円形領域の
光を遮光する遮光型の瞳フィルタ（光学補正板）４が配
置されている。これにより、コンタクトホールパターン
の像が高い解像度で、且つ深い焦点深度でウエハ５上に
投影露光される。
【００２５】ここで、投影光学系３の光軸ＡＸに平行に
Ｚ軸を取り、Ｚ軸に垂直な２次元平面の直交座標系をＸ
軸及びＹ軸とすると、ウエハステージ１３は、Ｚ軸に垂
直なＸＹ平面内でウエハ５の位置決めを行うＸＹステー
ジ、及びＺ軸方向のウエハ５の位置を調整するＺステー
ジ等から構成されている。また、ウエハステージ１３の
端部に移動鏡１４が固定され、この移動鏡１４及び外部
に設置されたレーザ干渉計１５により、ウエハステージ
１３のＸ座標及びＹ座標が常時計測され、計測された座
標が主制御系１６及び演算部１７に供給される。主制御
系１６は、計測された座標に基づいてウエハステージ駆
動部１８を介して、ウエハステージ１３の移動座標を制
御する。
Ｚ軸を取り、Ｚ軸に垂直な２次元平面の直交座標系をＸ
軸及びＹ軸とすると、ウエハステージ１３は、Ｚ軸に垂
直なＸＹ平面内でウエハ５の位置決めを行うＸＹステー
ジ、及びＺ軸方向のウエハ５の位置を調整するＺステー
ジ等から構成されている。また、ウエハステージ１３の
端部に移動鏡１４が固定され、この移動鏡１４及び外部
に設置されたレーザ干渉計１５により、ウエハステージ
１３のＸ座標及びＹ座標が常時計測され、計測された座
標が主制御系１６及び演算部１７に供給される。主制御
系１６は、計測された座標に基づいてウエハステージ駆
動部１８を介して、ウエハステージ１３の移動座標を制
御する。
【００２６】また、投影光学系３の側方に、光軸ＡＸに
対して斜めに投影光学系３の露光フィールド内の所定の
計測点にスリットパターン像を投影する投射光学系１９
と、その計測点からの反射光を受光してそのスリットパ
ターン像を再結像し、この再結像された位置の基準位置
からのずれ量に応じたフォーカス信号を生成して主制御
系１６に供給する受光系２０とからなるオートフォーカ
スセンサが設けられている。この場合、その計測点が投
影光学系３の結像面（ベストフォーカス面）に合致して
いる状態で、そのフォーカス信号が０になるようにキャ
リブレーションが行われており、そのフォーカス信号の
値から例えばウエハ５の露光面のベストフォーカス面か
らの位置ずれ量を検出できる。
対して斜めに投影光学系３の露光フィールド内の所定の
計測点にスリットパターン像を投影する投射光学系１９
と、その計測点からの反射光を受光してそのスリットパ
ターン像を再結像し、この再結像された位置の基準位置
からのずれ量に応じたフォーカス信号を生成して主制御
系１６に供給する受光系２０とからなるオートフォーカ
スセンサが設けられている。この場合、その計測点が投
影光学系３の結像面（ベストフォーカス面）に合致して
いる状態で、そのフォーカス信号が０になるようにキャ
リブレーションが行われており、そのフォーカス信号の
値から例えばウエハ５の露光面のベストフォーカス面か
らの位置ずれ量を検出できる。
【００２７】更に、ウエハステージ１３上のウエハ５の
近傍にガラス基板よりなる基準マーク板２１が固定さ
れ、この基準マーク板２１の表面に、基準マーク２２が
形成されている。レチクルアライメント時にはオートフ
ォーカスセンサを用いて、基準マーク板２１の表面は、
投影光学系３の結像面と同じ高さに設定される。図２
（ａ）はその基準マーク２２の拡大図であり、この図２
（ａ）に示すように、基準マーク２２は、Ｘ方向に離れ
て形成された２つのＸ軸基準マーク２２Ｘ、及びＹ方向
に離れて形成された２つのＹ軸基準マーク２２Ｙより形
成されている。また、Ｘ軸基準マーク２２Ｘは、反射膜
よりなる微小なドットパターン４２をそれぞれＹ方向に
長い２箇所の矩形領域に分布させたもの、Ｙ軸基準マー
ク２２Ｙは、反射膜よりなる微小なドットパターン４２
をそれぞれＸ方向に長い２箇所の矩形領域に分布させた
ものであり、ドットパターン４２以外の領域は無反射性
である。言い換えると、本実施例の基準マーク２２は、
図１２（ａ）に示す従来の基準マークＦＭ１の矩形領域
にそれぞれドットパターン４２を所定の配列で分布させ
たものである。
近傍にガラス基板よりなる基準マーク板２１が固定さ
れ、この基準マーク板２１の表面に、基準マーク２２が
形成されている。レチクルアライメント時にはオートフ
ォーカスセンサを用いて、基準マーク板２１の表面は、
投影光学系３の結像面と同じ高さに設定される。図２
（ａ）はその基準マーク２２の拡大図であり、この図２
（ａ）に示すように、基準マーク２２は、Ｘ方向に離れ
て形成された２つのＸ軸基準マーク２２Ｘ、及びＹ方向
に離れて形成された２つのＹ軸基準マーク２２Ｙより形
成されている。また、Ｘ軸基準マーク２２Ｘは、反射膜
よりなる微小なドットパターン４２をそれぞれＹ方向に
長い２箇所の矩形領域に分布させたもの、Ｙ軸基準マー
ク２２Ｙは、反射膜よりなる微小なドットパターン４２
をそれぞれＸ方向に長い２箇所の矩形領域に分布させた
ものであり、ドットパターン４２以外の領域は無反射性
である。言い換えると、本実施例の基準マーク２２は、
図１２（ａ）に示す従来の基準マークＦＭ１の矩形領域
にそれぞれドットパターン４２を所定の配列で分布させ
たものである。
【００２８】そのドットパターン４２の大きさは、レチ
クル１のパターン領域内のコンタクトホールパターンの
ウエハ５上への投影像と同程度の大きさであり、形状は
円形、又は矩形等の何れでもよい。ドットパターン４２
が円形である場合、その径の一例は０．３μｍ程度であ
り、そのＸ方向及びＹ方向への配列ピッチは例えば０．
７５μｍ程度である。
クル１のパターン領域内のコンタクトホールパターンの
ウエハ５上への投影像と同程度の大きさであり、形状は
円形、又は矩形等の何れでもよい。ドットパターン４２
が円形である場合、その径の一例は０．３μｍ程度であ
り、そのＸ方向及びＹ方向への配列ピッチは例えば０．
７５μｍ程度である。
【００２９】そのドットパターンの分布としては、図２
（ａ）に示すように、Ｘ軸基準マーク２２Ｘでは、ドッ
トパターン４２をＹ方向（非計測方向）に積分して得ら
れる分布が均一になるような分布が選ばれ、Ｙ軸基準マ
ーク２２Ｙでは、ドットパターン４２をＸ方向（非計測
方向）に積分して得られる分布が均一になるような分布
が選ばれている。即ち、Ｘ軸基準マーク２２Ｘでは、ド
ットパターン４２は、計測方向であるＸ軸に平行な多数
の直線に沿って配列され、各直線上のドットパターン４
２の位置は互いにランダムである。また、Ｙ軸基準マー
ク２２Ｙでは、ドットパターンは、計測方向であるＹ軸
に平行な多数の直線に沿って配列され、各直線上のドッ
トパターンの位置は互いにランダムである。
（ａ）に示すように、Ｘ軸基準マーク２２Ｘでは、ドッ
トパターン４２をＹ方向（非計測方向）に積分して得ら
れる分布が均一になるような分布が選ばれ、Ｙ軸基準マ
ーク２２Ｙでは、ドットパターン４２をＸ方向（非計測
方向）に積分して得られる分布が均一になるような分布
が選ばれている。即ち、Ｘ軸基準マーク２２Ｘでは、ド
ットパターン４２は、計測方向であるＸ軸に平行な多数
の直線に沿って配列され、各直線上のドットパターン４
２の位置は互いにランダムである。また、Ｙ軸基準マー
ク２２Ｙでは、ドットパターンは、計測方向であるＹ軸
に平行な多数の直線に沿って配列され、各直線上のドッ
トパターンの位置は互いにランダムである。
【００３０】次に、本実施例では、レチクル１の上方か
らアライメントマーク８Ｂ及び基準マーク２２の位置関
係を観察するためのアライメント顕微鏡が設けられてい
る。このアライメント顕微鏡を用いてレチクルアライメ
ントを行う際には、光ファイバ２３を介して露光用の光
源（不図示）から露光光ＩＬ１と同じ波長の照明光ＩＬ
２が導かれる。光ファイバ２３から射出された照明光Ｉ
Ｌ２は、コリメータレンズ２４によりほぼ平行光束化さ
れ、ビームスプリッター２５により反射された後、対物
レンズ２６Ａ及び光路折り曲げ用のミラー２７を経て、
レチクル１のアライメントマーク８Ｂの近傍を照明す
る。
らアライメントマーク８Ｂ及び基準マーク２２の位置関
係を観察するためのアライメント顕微鏡が設けられてい
る。このアライメント顕微鏡を用いてレチクルアライメ
ントを行う際には、光ファイバ２３を介して露光用の光
源（不図示）から露光光ＩＬ１と同じ波長の照明光ＩＬ
２が導かれる。光ファイバ２３から射出された照明光Ｉ
Ｌ２は、コリメータレンズ２４によりほぼ平行光束化さ
れ、ビームスプリッター２５により反射された後、対物
レンズ２６Ａ及び光路折り曲げ用のミラー２７を経て、
レチクル１のアライメントマーク８Ｂの近傍を照明す
る。
【００３１】この場合、アライメントマーク８Ｂとほぼ
共役な位置にウエハステージ１３側の基準マーク２２が
設定されているものとして、アライメントマーク８Ｂの
周囲を透過した照明光ＩＬ２は、投影光学系３を経て基
準マーク板２１上の基準マーク２２上を照明する。本実
施例では、投影光学系３の瞳面ＦＰ上に瞳フィルタ４が
設置されているため、アライメントマーク８Ｂを照明す
る照明光ＩＬ２の開口数（拡がり角）は、その瞳フィル
タ（遮光部）４の周囲の領域までも達するような大きい
値である必要がある。
共役な位置にウエハステージ１３側の基準マーク２２が
設定されているものとして、アライメントマーク８Ｂの
周囲を透過した照明光ＩＬ２は、投影光学系３を経て基
準マーク板２１上の基準マーク２２上を照明する。本実
施例では、投影光学系３の瞳面ＦＰ上に瞳フィルタ４が
設置されているため、アライメントマーク８Ｂを照明す
る照明光ＩＬ２の開口数（拡がり角）は、その瞳フィル
タ（遮光部）４の周囲の領域までも達するような大きい
値である必要がある。
【００３２】その基準マーク２２からの反射光、散乱
光、及び回折光が投影光学系３の瞳フィルタ（遮光部）
４の周囲を通過してレチクル１に戻る。この際に基準マ
ーク２２は、微小なドットパターンの集合体であるた
め、回折光の回折角が大きい。従って、基準マーク２２
からの回折光の多くが瞳フィルタ４の周囲を通過してレ
チクル１に戻るため、基準マーク２２の像を明るい像と
して高いＳＮ比で観察できる利点がある。レチクル１を
通過した基準マーク２２からの光、及びレチクル１のア
ライメントマーク８Ｂで直線反射、散乱、又は回折され
た光が、共にミラー２７を経て対物レンズ２６Ａに戻
る。対物レンズ２６Ａに戻された光は、ビームスプリッ
ター２５、結像レンズ２６Ｂ、及びビームスプリッター
２８を経て、それぞれ２次元ＣＣＤよりなるＸ軸用の撮
像素子２９Ｘ、及びＹ軸用の撮像素子２９Ｙの撮像面に
アライメントマーク８Ｂの像と基準マーク２２の像とを
重ねて結像する。
光、及び回折光が投影光学系３の瞳フィルタ（遮光部）
４の周囲を通過してレチクル１に戻る。この際に基準マ
ーク２２は、微小なドットパターンの集合体であるた
め、回折光の回折角が大きい。従って、基準マーク２２
からの回折光の多くが瞳フィルタ４の周囲を通過してレ
チクル１に戻るため、基準マーク２２の像を明るい像と
して高いＳＮ比で観察できる利点がある。レチクル１を
通過した基準マーク２２からの光、及びレチクル１のア
ライメントマーク８Ｂで直線反射、散乱、又は回折され
た光が、共にミラー２７を経て対物レンズ２６Ａに戻
る。対物レンズ２６Ａに戻された光は、ビームスプリッ
ター２５、結像レンズ２６Ｂ、及びビームスプリッター
２８を経て、それぞれ２次元ＣＣＤよりなるＸ軸用の撮
像素子２９Ｘ、及びＹ軸用の撮像素子２９Ｙの撮像面に
アライメントマーク８Ｂの像と基準マーク２２の像とを
重ねて結像する。
【００３３】図３は、図１のアライメント顕微鏡による
アライメントマーク８Ｂ付近の観察視野を示し、この図
３において、アライメントマーク８ＢのＹ方向に長いＸ
軸マーク８ＢＸを挟むように基準マーク２２内のＸ軸基
準マークの像２２ＸＰが結像され、Ｘ方向に長いＹ軸マ
ーク８ＢＹを挟むようにＹ軸基準マークの像２２ＹＰが
結像されている。そして、Ｘ方向に長い矩形の領域３０
Ｘの像が図１の撮像素子２９Ｘにより撮像され、Ｙ方向
に長い矩形の領域３０Ｙの像が撮像素子２９Ｙにより撮
像される。更に、撮像素子２９Ｘでは、Ｘ軸に平行な走
査線３１1 〜３１N(Ｎは２以上の整数）と共役な走査線
に沿って２次元の画素から撮像信号を読み出し、撮像素
子２９Ｙでは、Ｙ軸に平行な走査線３２1 〜３２N と共
役な走査線に沿って２次元の画素から撮像信号を読み出
すようにする。このように読み出された撮像信号が図１
の演算部１７に供給され、演算部１７では、供給された
撮像信号からアライメントマーク８Ｂの、基準マーク２
２の像に対するＸ方向及びＹ方向への位置ずれ量を算出
する。
アライメントマーク８Ｂ付近の観察視野を示し、この図
３において、アライメントマーク８ＢのＹ方向に長いＸ
軸マーク８ＢＸを挟むように基準マーク２２内のＸ軸基
準マークの像２２ＸＰが結像され、Ｘ方向に長いＹ軸マ
ーク８ＢＹを挟むようにＹ軸基準マークの像２２ＹＰが
結像されている。そして、Ｘ方向に長い矩形の領域３０
Ｘの像が図１の撮像素子２９Ｘにより撮像され、Ｙ方向
に長い矩形の領域３０Ｙの像が撮像素子２９Ｙにより撮
像される。更に、撮像素子２９Ｘでは、Ｘ軸に平行な走
査線３１1 〜３１N(Ｎは２以上の整数）と共役な走査線
に沿って２次元の画素から撮像信号を読み出し、撮像素
子２９Ｙでは、Ｙ軸に平行な走査線３２1 〜３２N と共
役な走査線に沿って２次元の画素から撮像信号を読み出
すようにする。このように読み出された撮像信号が図１
の演算部１７に供給され、演算部１７では、供給された
撮像信号からアライメントマーク８Ｂの、基準マーク２
２の像に対するＸ方向及びＹ方向への位置ずれ量を算出
する。
【００３４】この際に、演算部１７では、例えば図３の
走査線３１1 〜３１N に対応する走査線上の撮像信号を
平均化して得られた信号に基づいて、Ｘ軸基準マークの
像２２ＸＰに対するＸ軸マーク８ＢＸの位置ずれ量を算
出する。但し、それら走査線の内でほぼ全範囲で高レベ
ルとなる領域、即ちＹ軸基準マークの像８ＢＹ内の領域
の信号は除かれる。このとき本実施例では、Ｘ軸基準マ
ークの像２２ＸＰの明部をＹ方向（非計測方向）に積分
して得られる分布は、分布曲線４３で示すように、Ｘ方
向の両端のエッジが鋭く中間部のレベルが均一な分布と
なる。従って、Ｘ軸基準マークの像２２ＸＰの位置の計
測結果の再現性は良好であり、基準マーク２２の像に対
するアライメントマーク８ＢのＸ方向への位置ずれ量が
高精度、且つ高い再現性で計測される。同様に、アライ
メントマーク８ＢのＹ方向への位置ずれ量も高い再現性
で計測される。
走査線３１1 〜３１N に対応する走査線上の撮像信号を
平均化して得られた信号に基づいて、Ｘ軸基準マークの
像２２ＸＰに対するＸ軸マーク８ＢＸの位置ずれ量を算
出する。但し、それら走査線の内でほぼ全範囲で高レベ
ルとなる領域、即ちＹ軸基準マークの像８ＢＹ内の領域
の信号は除かれる。このとき本実施例では、Ｘ軸基準マ
ークの像２２ＸＰの明部をＹ方向（非計測方向）に積分
して得られる分布は、分布曲線４３で示すように、Ｘ方
向の両端のエッジが鋭く中間部のレベルが均一な分布と
なる。従って、Ｘ軸基準マークの像２２ＸＰの位置の計
測結果の再現性は良好であり、基準マーク２２の像に対
するアライメントマーク８ＢのＸ方向への位置ずれ量が
高精度、且つ高い再現性で計測される。同様に、アライ
メントマーク８ＢのＹ方向への位置ずれ量も高い再現性
で計測される。
【００３５】演算部１７は、そのように算出した位置ず
れ量にウエハステージ１３の現在の座標値をオフセット
として加算して得た値を、主制御系１６に供給する。こ
れにより、ウエハステージ１３が所定の基準位置に設定
されている場合の基準マーク２２に対するアライメント
マーク８Ｂの位置ずれ量が計測される。同様に、図１の
レチクル１上のアライメントマーク８Ａの基準マーク２
２（又は別の基準マーク）に対する位置ずれ量が、アラ
イメントマーク８Ａ上に配置されたアライメント顕微鏡
（不図示）により計測される。それらアライメントマー
ク８Ａ及び８Ｂの位置ずれ量を所定の許容範囲内に収め
るようにレチクル１の位置決めを行うことにより、レチ
クルアライメントが完了する。
れ量にウエハステージ１３の現在の座標値をオフセット
として加算して得た値を、主制御系１６に供給する。こ
れにより、ウエハステージ１３が所定の基準位置に設定
されている場合の基準マーク２２に対するアライメント
マーク８Ｂの位置ずれ量が計測される。同様に、図１の
レチクル１上のアライメントマーク８Ａの基準マーク２
２（又は別の基準マーク）に対する位置ずれ量が、アラ
イメントマーク８Ａ上に配置されたアライメント顕微鏡
（不図示）により計測される。それらアライメントマー
ク８Ａ及び８Ｂの位置ずれ量を所定の許容範囲内に収め
るようにレチクル１の位置決めを行うことにより、レチ
クルアライメントが完了する。
【００３６】上述のように本実施例によれば、ウエハス
テージ１３上の基準マーク２２として微小なドットパタ
ーンの集合体を用いているため、基準マーク２２からの
回折光の回折角が大きくなっている。従って、投影光学
系３の瞳面に遮光型の瞳フィルタ４が設置されていて
も、レチクル１の上方のアライメント顕微鏡により投影
光学系３を介して基準マーク２２を正確に観察できる。
このため、レチクルアライメントを高精度に実行でき
る。
テージ１３上の基準マーク２２として微小なドットパタ
ーンの集合体を用いているため、基準マーク２２からの
回折光の回折角が大きくなっている。従って、投影光学
系３の瞳面に遮光型の瞳フィルタ４が設置されていて
も、レチクル１の上方のアライメント顕微鏡により投影
光学系３を介して基準マーク２２を正確に観察できる。
このため、レチクルアライメントを高精度に実行でき
る。
【００３７】なお、上述実施例では、演算部１７は例え
ば領域３０Ｘに対応する撮像信号を平均化しているが、
その他に、領域３０Ｘに対応する画像データに画像処理
により２次元的なローパスフィルタリング処理を施し、
Ｘ軸基準マークの像２２ＸＰの平均的な像を求めてもよ
い。この場合、この平均的な像の位置を基準としてアラ
イメントマークの位置が検出される。
ば領域３０Ｘに対応する撮像信号を平均化しているが、
その他に、領域３０Ｘに対応する画像データに画像処理
により２次元的なローパスフィルタリング処理を施し、
Ｘ軸基準マークの像２２ＸＰの平均的な像を求めてもよ
い。この場合、この平均的な像の位置を基準としてアラ
イメントマークの位置が検出される。
【００３８】なお、上述実施例では基準マーク２２とし
てドットパターンの集合体を使用しているが、基準マー
ク２２として図４に示すように、配列ピッチの小さなラ
イン・アンド・スペースパターンを使用してもよい。図
４は、この場合にアライメント顕微鏡により観察される
レチクル上の観察視野を示し、この図４において、Ｘ軸
基準マークの像３３ＸＰは、Ｙ方向に小さなピッチで配
列されたライン・アンド・スペースパターン、Ｙ軸基準
マークの像３３ＹＰは、Ｘ方向に小さなピッチで配列さ
れたライン・アンド・スペースパターンである。従っ
て、図１のウエハステージ１３上で形成される基準マー
クは、それらの像３３ＸＰ及び３３ＹＰに投影光学系３
の投影倍率βを乗じて得られる大きさのマークである。
てドットパターンの集合体を使用しているが、基準マー
ク２２として図４に示すように、配列ピッチの小さなラ
イン・アンド・スペースパターンを使用してもよい。図
４は、この場合にアライメント顕微鏡により観察される
レチクル上の観察視野を示し、この図４において、Ｘ軸
基準マークの像３３ＸＰは、Ｙ方向に小さなピッチで配
列されたライン・アンド・スペースパターン、Ｙ軸基準
マークの像３３ＹＰは、Ｘ方向に小さなピッチで配列さ
れたライン・アンド・スペースパターンである。従っ
て、図１のウエハステージ１３上で形成される基準マー
クは、それらの像３３ＸＰ及び３３ＹＰに投影光学系３
の投影倍率βを乗じて得られる大きさのマークである。
【００３９】図４のような基準マークを使用した場合で
も、その基準マークからの回折光の多くが投影光学系３
の瞳フィルタ４の外側の領域を通過してレチクル１に戻
るため、その基準マークの位置を正確に検出できる。ま
た、図４の場合でも、例えば領域３０Ｘ内の走査線に対
応させて撮像面上を走査して得られる撮像信号の平均化
を行うことにより、基準マークの位置を高精度に且つ高
い再現性で検出できる。
も、その基準マークからの回折光の多くが投影光学系３
の瞳フィルタ４の外側の領域を通過してレチクル１に戻
るため、その基準マークの位置を正確に検出できる。ま
た、図４の場合でも、例えば領域３０Ｘ内の走査線に対
応させて撮像面上を走査して得られる撮像信号の平均化
を行うことにより、基準マークの位置を高精度に且つ高
い再現性で検出できる。
【００４０】次に、本発明の第２実施例につき図５〜図
８を参照して説明する。本実施例は、レチクルローテー
ションを計測する場合に本発明を適用したものであり、
図５において図１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５は、本実施例の投影露光
装置を示し、この図５において、レチクルホルダ９上に
保持されたレチクル３４のパターン領域（コンタクトホ
ールパターンの原画パターンが形成された領域）の外側
にＹ方向に長い直線状のアライメントマーク３５Ａ及び
３５Ｂが形成されている。また、ウエハステージ１３上
のウエハ５の近傍に設置されたガラス基板よりなる基準
マーク板３６上の遮光膜（クロム膜等）中にＸ軸用のＩ
ＳＳマーク３７Ｘが形成されている。
８を参照して説明する。本実施例は、レチクルローテー
ションを計測する場合に本発明を適用したものであり、
図５において図１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５は、本実施例の投影露光
装置を示し、この図５において、レチクルホルダ９上に
保持されたレチクル３４のパターン領域（コンタクトホ
ールパターンの原画パターンが形成された領域）の外側
にＹ方向に長い直線状のアライメントマーク３５Ａ及び
３５Ｂが形成されている。また、ウエハステージ１３上
のウエハ５の近傍に設置されたガラス基板よりなる基準
マーク板３６上の遮光膜（クロム膜等）中にＸ軸用のＩ
ＳＳマーク３７Ｘが形成されている。
【００４１】図６（ａ）はそのＩＳＳマーク３７Ｘを拡
大して示し、この図６（ａ）において、ＩＳＳマーク３
７ＸはＹ方向に長い矩形領域に微小開口よりなる光透過
性のドットパターン４４を所定の配列で分布させたもの
である。言い換えると、本実施例のＩＳＳマーク３７Ｘ
は、図１４（ａ）の従来のＩＳＳマークＦＭ２の開口内
にドットパターン４４を分布させたものであり、ドット
パターン４４の大きさはウエハ５上に瞳フィルタ４付き
の投影光学系３を介して露光されるコンタクトホールパ
ターンと同程度である。
大して示し、この図６（ａ）において、ＩＳＳマーク３
７ＸはＹ方向に長い矩形領域に微小開口よりなる光透過
性のドットパターン４４を所定の配列で分布させたもの
である。言い換えると、本実施例のＩＳＳマーク３７Ｘ
は、図１４（ａ）の従来のＩＳＳマークＦＭ２の開口内
にドットパターン４４を分布させたものであり、ドット
パターン４４の大きさはウエハ５上に瞳フィルタ４付き
の投影光学系３を介して露光されるコンタクトホールパ
ターンと同程度である。
【００４２】また、そのＩＳＳマーク３７Ｘの計測方向
はＸ方向であり、ドットパターン４４を非計測方向であ
るＹ方向に積分して得られる分布は、図６（ａ）の分布
曲線４５で示すように、Ｘ方向の両端部で鋭く立ち上が
り中間部で均一な分布となる。即ち、ドットパターン４
４は、Ｘ軸に平行な多数の直線に沿って配列され、各直
線上のドットパターンの位置は互いにランダムである。
はＸ方向であり、ドットパターン４４を非計測方向であ
るＹ方向に積分して得られる分布は、図６（ａ）の分布
曲線４５で示すように、Ｘ方向の両端部で鋭く立ち上が
り中間部で均一な分布となる。即ち、ドットパターン４
４は、Ｘ軸に平行な多数の直線に沿って配列され、各直
線上のドットパターンの位置は互いにランダムである。
【００４３】一方、図６（ｂ）は、レチクル３４上の一
方のアライメントマーク３５Ｂの形状を示し、この図６
（ｂ）に示すようにアライメントマーク３５Ｂは遮光膜
を直線状に形成したパターンである。この場合、ＩＳＳ
マーク３７Ｘを投影光学系３を介して逆にレチクル３４
側に投影して得られる像の輪郭のＸ方向の幅は、アライ
メントマーク３５ＢのＸ方向の幅と同程度に設定されて
いる。
方のアライメントマーク３５Ｂの形状を示し、この図６
（ｂ）に示すようにアライメントマーク３５Ｂは遮光膜
を直線状に形成したパターンである。この場合、ＩＳＳ
マーク３７Ｘを投影光学系３を介して逆にレチクル３４
側に投影して得られる像の輪郭のＸ方向の幅は、アライ
メントマーク３５ＢのＸ方向の幅と同程度に設定されて
いる。
【００４４】図５に戻り、本実施例では光ファイバ２３
を介して露光用の光源から露光光ＩＬ１と同じ波長の照
明光ＩＬ２が、ウエハステージ１３の内部に導かれてい
る。そして、光ファイバ２３から射出された照明光ＩＬ
２が、集光レンズ３８を介して基準マーク板３６の底面
側からＩＳＳマーク３７Ｘを照明する。ＩＳＳマーク３
７Ｘが投影光学系３のイメージフィールド内にある場合
には、ＩＳＳマーク３７Ｘからの回折光が、投影光学系
３の瞳フィルタ４の周辺を通過してレチクル３４のパタ
ーン形成面にＩＳＳマーク３７Ｘの像を結像する。この
際に、ＩＳＳマーク３７Ｘはドットパターンの集合体で
あり、回折光の回折角が大きいため、ＩＳＳマーク３７
Ｘからの回折光の多くが瞳フィルタ４の外部の領域を通
過し、レチクル３４上にはＩＳＳマーク３７Ｘの良好な
像が結像される。
を介して露光用の光源から露光光ＩＬ１と同じ波長の照
明光ＩＬ２が、ウエハステージ１３の内部に導かれてい
る。そして、光ファイバ２３から射出された照明光ＩＬ
２が、集光レンズ３８を介して基準マーク板３６の底面
側からＩＳＳマーク３７Ｘを照明する。ＩＳＳマーク３
７Ｘが投影光学系３のイメージフィールド内にある場合
には、ＩＳＳマーク３７Ｘからの回折光が、投影光学系
３の瞳フィルタ４の周辺を通過してレチクル３４のパタ
ーン形成面にＩＳＳマーク３７Ｘの像を結像する。この
際に、ＩＳＳマーク３７Ｘはドットパターンの集合体で
あり、回折光の回折角が大きいため、ＩＳＳマーク３７
Ｘからの回折光の多くが瞳フィルタ４の外部の領域を通
過し、レチクル３４上にはＩＳＳマーク３７Ｘの良好な
像が結像される。
【００４５】ＩＳＳマーク３７Ｘからの回折光は、レチ
クル３４を透過した後、コンデンサーレンズ１２、ミラ
ー１１を経てビームスプリッター３９に達し、ビームス
プリッター３９で分離された光が集光レンズ４０により
光電変換素子４１の受光面に集光される。光電変換素子
４１で受光した光を光電変換して得られた検出信号Ｓ３
が演算部１７Ａに供給される。演算部１７Ａには、レー
ザ干渉計１５で計測されたウエハステージ１３のＸ座標
及びＹ座標も供給され、演算部１７Ａでは、後述のよう
にＩＳＳマーク３７Ｘの像とアライメントマーク３５Ｂ
とが合致するときのＸ座標を検出して主制御系１６に供
給する。同様に演算部１７Ａでは、Ｙ軸用のＩＳＳマー
クの像とＹ軸用のアライメントマークとが合致するとき
のＹ座標を検出して主制御系１６に供給する。他の構成
は図１と同様である。
クル３４を透過した後、コンデンサーレンズ１２、ミラ
ー１１を経てビームスプリッター３９に達し、ビームス
プリッター３９で分離された光が集光レンズ４０により
光電変換素子４１の受光面に集光される。光電変換素子
４１で受光した光を光電変換して得られた検出信号Ｓ３
が演算部１７Ａに供給される。演算部１７Ａには、レー
ザ干渉計１５で計測されたウエハステージ１３のＸ座標
及びＹ座標も供給され、演算部１７Ａでは、後述のよう
にＩＳＳマーク３７Ｘの像とアライメントマーク３５Ｂ
とが合致するときのＸ座標を検出して主制御系１６に供
給する。同様に演算部１７Ａでは、Ｙ軸用のＩＳＳマー
クの像とＹ軸用のアライメントマークとが合致するとき
のＹ座標を検出して主制御系１６に供給する。他の構成
は図１と同様である。
【００４６】本実施例でレチクルローテーションを計測
する際には、照明光ＩＬ２でＩＳＳマーク３７Ｘを照明
した状態で、ウエハステージ１３をＸ方向に駆動して、
ＩＳＳマーク３７Ｘの像でアライメントマーク３５Ｂを
Ｘ方向に走査する。これによりレチクル３４のパターン
形成面では、図７（ａ）に示すように、ＩＳＳマーク３
７Ｘの明るい像３７ＸＰがＸ方向に遮光膜よりなるアラ
イメントマーク３５Ｂを横切ることになる。従って、図
５の光電変換素子４１から出力される検出信号Ｓ３は、
図７（ｂ）に示すようにＩＳＳマークの像３７ＸＰがア
ライメントマーク３５Ｂと合致したときに最小となるた
め、そのときのＸ座標が検出できる。
する際には、照明光ＩＬ２でＩＳＳマーク３７Ｘを照明
した状態で、ウエハステージ１３をＸ方向に駆動して、
ＩＳＳマーク３７Ｘの像でアライメントマーク３５Ｂを
Ｘ方向に走査する。これによりレチクル３４のパターン
形成面では、図７（ａ）に示すように、ＩＳＳマーク３
７Ｘの明るい像３７ＸＰがＸ方向に遮光膜よりなるアラ
イメントマーク３５Ｂを横切ることになる。従って、図
５の光電変換素子４１から出力される検出信号Ｓ３は、
図７（ｂ）に示すようにＩＳＳマークの像３７ＸＰがア
ライメントマーク３５Ｂと合致したときに最小となるた
め、そのときのＸ座標が検出できる。
【００４７】同様に、図５において、例えばアライメン
トマーク３５Ｂに対してＹ方向（図５の紙面に垂直な方
向）に離れたＸ軸用のアライメントマークの位置をＩＳ
Ｓマーク３７Ｘを用いて検出し、２つのアライメントマ
ークのＸ座標の差分からウエハステージ１３側のＹ軸に
対するレチクル３４の回転角を求める。同様にして、Ｘ
方向に長いＹ軸用のＩＳＳマークでＸ方向に長いアライ
メントマークをＹ方向に走査することにより、レチクル
３４のＸ軸に対する回転角が求められる。
トマーク３５Ｂに対してＹ方向（図５の紙面に垂直な方
向）に離れたＸ軸用のアライメントマークの位置をＩＳ
Ｓマーク３７Ｘを用いて検出し、２つのアライメントマ
ークのＸ座標の差分からウエハステージ１３側のＹ軸に
対するレチクル３４の回転角を求める。同様にして、Ｘ
方向に長いＹ軸用のＩＳＳマークでＸ方向に長いアライ
メントマークをＹ方向に走査することにより、レチクル
３４のＸ軸に対する回転角が求められる。
【００４８】このようにＸ方向に長いＹ軸用のＩＳＳマ
ークとしては、図８（ａ）に示すように、Ｘ方向に長い
矩形領域内に微小開口よりなるドットパターンを分布さ
せたものである。また、Ｘ軸用のＩＳＳマークとＹ軸用
のＩＳＳマークとを合わせたマークとして、図８（ｂ）
に示すように、十字型の領域内に微小開口よりなるドッ
トパターンを分布させたＩＳＳマーク３７を使用しても
よい。
ークとしては、図８（ａ）に示すように、Ｘ方向に長い
矩形領域内に微小開口よりなるドットパターンを分布さ
せたものである。また、Ｘ軸用のＩＳＳマークとＹ軸用
のＩＳＳマークとを合わせたマークとして、図８（ｂ）
に示すように、十字型の領域内に微小開口よりなるドッ
トパターンを分布させたＩＳＳマーク３７を使用しても
よい。
【００４９】次に、本発明の第３実施例につき図９及び
図１０を参照して説明する。本実施例は、投影光学系の
ディストーション計測を行う場合に本発明を適用したも
のであり、この図９において図１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９は本実施
例の投影露光装置を示し、この図９において、レチクル
ホルダ９上に評価用マークＭij（ｉ＝１，２，…；ｊ＝
１，２，…）が規則的に形成されたテストレチクル４６
が保持されている。評価用マークＭijの一部の拡大図を
図１０（ａ）に示すが、この図１０（ａ）に示すよう
に、評価用マークＭijはＸ方向及びＹ方向に所定ピッチ
で配列され、且つ各評価用マークＭijは、遮光膜中で十
字型の領域内に微小開口よりなるドットパターンを分布
させたものである。各ドットパターンの大きさは、図９
の瞳フィルタ４付きの投影光学系３を介して露光される
コンタクトホールパターンの大きさと同程度である。ま
た、各評価用マークＭijのＹ方向に長い矩形領域（Ｘ軸
用のマーク部）内のドットパターンの分布は、Ｙ方向へ
の積分値が均一になるような分布であり、Ｘ方向に長い
矩形領域（Ｙ軸用のマーク部）内のドットパターンの分
布は、Ｘ方向への積分値が均一になるような分布であ
る。
図１０を参照して説明する。本実施例は、投影光学系の
ディストーション計測を行う場合に本発明を適用したも
のであり、この図９において図１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９は本実施
例の投影露光装置を示し、この図９において、レチクル
ホルダ９上に評価用マークＭij（ｉ＝１，２，…；ｊ＝
１，２，…）が規則的に形成されたテストレチクル４６
が保持されている。評価用マークＭijの一部の拡大図を
図１０（ａ）に示すが、この図１０（ａ）に示すよう
に、評価用マークＭijはＸ方向及びＹ方向に所定ピッチ
で配列され、且つ各評価用マークＭijは、遮光膜中で十
字型の領域内に微小開口よりなるドットパターンを分布
させたものである。各ドットパターンの大きさは、図９
の瞳フィルタ４付きの投影光学系３を介して露光される
コンタクトホールパターンの大きさと同程度である。ま
た、各評価用マークＭijのＹ方向に長い矩形領域（Ｘ軸
用のマーク部）内のドットパターンの分布は、Ｙ方向へ
の積分値が均一になるような分布であり、Ｘ方向に長い
矩形領域（Ｙ軸用のマーク部）内のドットパターンの分
布は、Ｘ方向への積分値が均一になるような分布であ
る。
【００５０】図９に戻り、ウエハステージ１３上の基準
マーク板３６上には開口パターン４７Ｘ及び４７Ｙ（図
１０（ｂ）参照）が形成されている。図１０（ｂ）に拡
大図で示すように、開口パターン４７ＸはＹ方向に長い
スリット状の開口パターン、開口パターン４７ＹはＸ方
向に長いスリット状の開口パターンである。そして、テ
ストレチクル４６上の評価用マークＭijのウエハステー
ジ１３上への投影像の輪郭の幅が、開口パターン４７Ｘ
及び４７Ｙの幅とほぼ等しく設定されている。
マーク板３６上には開口パターン４７Ｘ及び４７Ｙ（図
１０（ｂ）参照）が形成されている。図１０（ｂ）に拡
大図で示すように、開口パターン４７ＸはＹ方向に長い
スリット状の開口パターン、開口パターン４７ＹはＸ方
向に長いスリット状の開口パターンである。そして、テ
ストレチクル４６上の評価用マークＭijのウエハステー
ジ１３上への投影像の輪郭の幅が、開口パターン４７Ｘ
及び４７Ｙの幅とほぼ等しく設定されている。
【００５１】図９において、基準マーク板３６の底部に
順に、集光レンズ４８及び光電変換素子４９が配置さ
れ、基準マーク板３６上の開口パターンを通過した光が
集光レンズ４８により光電変換素子４９の受光面に集光
される。光電変換素子４９から出力される検出信号が演
算部１７Ｂに供給される。演算部１７Ｂには、レーザ干
渉計１５により計測されたウエハステージ１３のＸ座標
及びＹ座標も供給され、演算部１７Ｂでは、供給された
情報に基づいて投影光学系３のディストーションを求め
る。その他の構成は図１と同様である。
順に、集光レンズ４８及び光電変換素子４９が配置さ
れ、基準マーク板３６上の開口パターンを通過した光が
集光レンズ４８により光電変換素子４９の受光面に集光
される。光電変換素子４９から出力される検出信号が演
算部１７Ｂに供給される。演算部１７Ｂには、レーザ干
渉計１５により計測されたウエハステージ１３のＸ座標
及びＹ座標も供給され、演算部１７Ｂでは、供給された
情報に基づいて投影光学系３のディストーションを求め
る。その他の構成は図１と同様である。
【００５２】本実施例で投影光学系３の瞳フィルタ４が
装着された状態でのディストーションを計測する場合に
は、レチクルホルダ９上にテストレチクル４６を設置し
た状態でコンデンサーレンズ１２を介して露光光ＩＬ１
をテストレチクル９に照射する。これにより、テストレ
チクル４６上の評価用マークＭijの像が投影光学系３の
イメージフィールド内に投影される。この状態で、ウエ
ハステージ１３をステッピング駆動して、基準マーク板
３６の開口パターン４７Ｘで各評価用マークＭ ijの像を
Ｘ方向に走査すると共に、開口パターン４７Ｙで各評価
用マークＭijの像をＹ方向に走査する。この際、開口パ
ターン４７Ｘが各評価用マークＭijの像とＸ方向に合致
する位置で光電変換素子４９の検出信号が大きくなり、
開口パターン４７Ｙが各評価用マークＭijの像とＹ方向
に合致する位置で光電変換素子４９の検出信号が大きく
なることから、演算部１７Ｂでは各評価用マークＭijの
投影像のＸ座標及びＹ座標を検出する。この検出結果を
ディストーションが無い場合のデータと比較することに
より、投影光学系３のディストーション特性が計測され
る。
装着された状態でのディストーションを計測する場合に
は、レチクルホルダ９上にテストレチクル４６を設置し
た状態でコンデンサーレンズ１２を介して露光光ＩＬ１
をテストレチクル９に照射する。これにより、テストレ
チクル４６上の評価用マークＭijの像が投影光学系３の
イメージフィールド内に投影される。この状態で、ウエ
ハステージ１３をステッピング駆動して、基準マーク板
３６の開口パターン４７Ｘで各評価用マークＭ ijの像を
Ｘ方向に走査すると共に、開口パターン４７Ｙで各評価
用マークＭijの像をＹ方向に走査する。この際、開口パ
ターン４７Ｘが各評価用マークＭijの像とＸ方向に合致
する位置で光電変換素子４９の検出信号が大きくなり、
開口パターン４７Ｙが各評価用マークＭijの像とＹ方向
に合致する位置で光電変換素子４９の検出信号が大きく
なることから、演算部１７Ｂでは各評価用マークＭijの
投影像のＸ座標及びＹ座標を検出する。この検出結果を
ディストーションが無い場合のデータと比較することに
より、投影光学系３のディストーション特性が計測され
る。
【００５３】この場合、本実施例では投影光学系３の瞳
面に瞳フィルタ４が配置されているが、テストレチクル
４６上の各評価用マークＭijはドットパターンの集合体
であるため、各評価用マークＭijからの露光光ＩＬ１に
よる回折光の回折角が大きい。従って、各評価用マーク
Ｍijからの回折光の多くが投影光学系３内の瞳面で瞳フ
ィルタ４の周囲の領域を通過し、ウエハステージ１３側
には各評価用マークＭ ijの像が正確に結像されるため、
それら各評価用マークＭijの像の位置を高精度に検出で
きる。その結果、投影光学系３の瞳フィルタ４が設置さ
れた状態でのディストーション特性を高精度に計測でき
る利点がある。
面に瞳フィルタ４が配置されているが、テストレチクル
４６上の各評価用マークＭijはドットパターンの集合体
であるため、各評価用マークＭijからの露光光ＩＬ１に
よる回折光の回折角が大きい。従って、各評価用マーク
Ｍijからの回折光の多くが投影光学系３内の瞳面で瞳フ
ィルタ４の周囲の領域を通過し、ウエハステージ１３側
には各評価用マークＭ ijの像が正確に結像されるため、
それら各評価用マークＭijの像の位置を高精度に検出で
きる。その結果、投影光学系３の瞳フィルタ４が設置さ
れた状態でのディストーション特性を高精度に計測でき
る利点がある。
【００５４】次に、本発明の第４実施例につき図１１を
参照して説明する。本実施例では例えば図９の投影露光
装置を使用して、二重露光により瞳フィルタ４が装着さ
れた状態での投影光学系３のディストーション特性を計
測する。このため、先ず図９のテストレチクル４６上の
各評価用マークＭijの代わりに、図１１（ａ）に示すよ
うに、微小開口よりなるドットパターン５１の集合体か
らなるＸ軸の評価用マーク５０、及びこの評価用マーク
５０を９０°回転して得られるＹ軸の評価用マークを用
いる。
参照して説明する。本実施例では例えば図９の投影露光
装置を使用して、二重露光により瞳フィルタ４が装着さ
れた状態での投影光学系３のディストーション特性を計
測する。このため、先ず図９のテストレチクル４６上の
各評価用マークＭijの代わりに、図１１（ａ）に示すよ
うに、微小開口よりなるドットパターン５１の集合体か
らなるＸ軸の評価用マーク５０、及びこの評価用マーク
５０を９０°回転して得られるＹ軸の評価用マークを用
いる。
【００５５】Ｘ軸の評価用マーク５０は、Ｙ方向に所定
ピッチで部分パターン５０Ａを配列したものであり、各
部分パターン５０Ａはそれぞれほぼ正方形の領域内にド
ットパターン５１を規則的に配列したものである。言い
換えると、評価用マーク５０は、図１８に示す従来の評
価用マークＲＭ３の各正方形のパターン内にそれぞれ微
小なドットパターン５１を分布させたものと等価であ
り、ドットパターン５１の大きさは、瞳フィルタ４付き
の投影光学系３で露光できるコンタクトホールパターン
の原画パターンと同程度の大きさである。
ピッチで部分パターン５０Ａを配列したものであり、各
部分パターン５０Ａはそれぞれほぼ正方形の領域内にド
ットパターン５１を規則的に配列したものである。言い
換えると、評価用マーク５０は、図１８に示す従来の評
価用マークＲＭ３の各正方形のパターン内にそれぞれ微
小なドットパターン５１を分布させたものと等価であ
り、ドットパターン５１の大きさは、瞳フィルタ４付き
の投影光学系３で露光できるコンタクトホールパターン
の原画パターンと同程度の大きさである。
【００５６】本実施例では先ず、Ｘ軸の評価用マーク５
０及びＹ軸の評価用マークからなる評価用マークが規則
的に配置されたテストレチクルの全パターンを、図９の
投影露光装置において瞳フィルタ４付きの投影光学系３
を介してウエハ５上に露光する。その後、それらの内の
所定の評価用マークの像を、ウエハステージ１３をステ
ッピング駆動しながらウエハ５上に露光し、現像後に二
重露光により形成された２つのマーク（レジストパター
ン）の位置ずれ量を計測する。この際には、例えば投影
光学系を介しないオフ・アクシス方式で、且つＬＳＡ
（レーザ・ステップ・アライメント）方式のアライメン
ト系を用いて、スリット状のスポット光でそれら２つの
マークを走査し、所定の方向に発生する回折光を検出し
て２つのマークの位置を検出する。得られた計測データ
の処理方法は従来と同様である。
０及びＹ軸の評価用マークからなる評価用マークが規則
的に配置されたテストレチクルの全パターンを、図９の
投影露光装置において瞳フィルタ４付きの投影光学系３
を介してウエハ５上に露光する。その後、それらの内の
所定の評価用マークの像を、ウエハステージ１３をステ
ッピング駆動しながらウエハ５上に露光し、現像後に二
重露光により形成された２つのマーク（レジストパター
ン）の位置ずれ量を計測する。この際には、例えば投影
光学系を介しないオフ・アクシス方式で、且つＬＳＡ
（レーザ・ステップ・アライメント）方式のアライメン
ト系を用いて、スリット状のスポット光でそれら２つの
マークを走査し、所定の方向に発生する回折光を検出し
て２つのマークの位置を検出する。得られた計測データ
の処理方法は従来と同様である。
【００５７】本実施例でも、テストレチクル上の評価用
マーク５０が微小なドットパターンの集合体であり、発
生する回折光の回折角が大きいため、瞳フィルタ４が装
着された投影光学系３を使用しても、ウエハ上にはその
評価用マーク５０の正確な像が露光される。従って、そ
の投影光学系３のディストーション特性を正確に評価で
きる。しかも、オフ・アクシス方式の計測装置として従
来の計測装置がそのまま使用できる利点もある。
マーク５０が微小なドットパターンの集合体であり、発
生する回折光の回折角が大きいため、瞳フィルタ４が装
着された投影光学系３を使用しても、ウエハ上にはその
評価用マーク５０の正確な像が露光される。従って、そ
の投影光学系３のディストーション特性を正確に評価で
きる。しかも、オフ・アクシス方式の計測装置として従
来の計測装置がそのまま使用できる利点もある。
【００５８】なお、図１１（ａ）のＸ軸の評価用マーク
５０の代わりに、図１１（ｂ）に示すような配列ピッチ
の小さなライン・アンド・スペースパターンよりなるＸ
軸の評価用マーク５２を使用してもよい。このＸ軸の評
価用マーク５２は、Ｙ方向に所定ピッチで部分パターン
５２Ａを配列したものであり、各部分パターン５２Ａは
それぞれほぼ正方形の領域内にＹ方向に微細なピッチで
ライン・アンド・スペースパターン５３を配列したもの
である。言い換えると、評価用マーク５２は、図１８に
示す従来の評価用マークＲＭ３の各正方形のパターン内
にそれぞれ微細なピッチのライン・アンド・スペースパ
ターン５３を分布させたものと等価であり、ライン・ア
ンド・スペースパターン５３のピッチは、瞳フィルタ４
付きの投影光学系３で露光できるコンタクトホールパタ
ーンの原画パターンの配列ピッチと同程度の大きさであ
る。図１１（ｂ）のような評価用マーク５２を使用した
場合でも、発生する回折光の回折角が大きく、発生する
回折光の多くが投影光学系３内の瞳フィルタ４の外側の
領域を通過する。従って評価用マーク５２の像がウエハ
上に正確に露光され、投影光学系のディストーション計
測が高精度に行われる。
５０の代わりに、図１１（ｂ）に示すような配列ピッチ
の小さなライン・アンド・スペースパターンよりなるＸ
軸の評価用マーク５２を使用してもよい。このＸ軸の評
価用マーク５２は、Ｙ方向に所定ピッチで部分パターン
５２Ａを配列したものであり、各部分パターン５２Ａは
それぞれほぼ正方形の領域内にＹ方向に微細なピッチで
ライン・アンド・スペースパターン５３を配列したもの
である。言い換えると、評価用マーク５２は、図１８に
示す従来の評価用マークＲＭ３の各正方形のパターン内
にそれぞれ微細なピッチのライン・アンド・スペースパ
ターン５３を分布させたものと等価であり、ライン・ア
ンド・スペースパターン５３のピッチは、瞳フィルタ４
付きの投影光学系３で露光できるコンタクトホールパタ
ーンの原画パターンの配列ピッチと同程度の大きさであ
る。図１１（ｂ）のような評価用マーク５２を使用した
場合でも、発生する回折光の回折角が大きく、発生する
回折光の多くが投影光学系３内の瞳フィルタ４の外側の
領域を通過する。従って評価用マーク５２の像がウエハ
上に正確に露光され、投影光学系のディストーション計
測が高精度に行われる。
【００５９】なお、この実施例は投影光学系のディスト
ーション計測用のマークの微細度を従来例と変えたもの
であるが、通常のコンタクトホールパターン露光用のレ
チクルのパターン領域に、例えば微小なドットパターン
の集合体として次工程用のアライメントマークを形成し
ておいてもよい。この場合、コンタクトホールパターン
の露光と並行して、そのアライメントマークも正確にウ
エハ上に露光されるため、その上層に次の回路パターン
を露光する際にはそのアライメントマークを使用するこ
とにより、重ね合わせ精度を高めることができる。
ーション計測用のマークの微細度を従来例と変えたもの
であるが、通常のコンタクトホールパターン露光用のレ
チクルのパターン領域に、例えば微小なドットパターン
の集合体として次工程用のアライメントマークを形成し
ておいてもよい。この場合、コンタクトホールパターン
の露光と並行して、そのアライメントマークも正確にウ
エハ上に露光されるため、その上層に次の回路パターン
を露光する際にはそのアライメントマークを使用するこ
とにより、重ね合わせ精度を高めることができる。
【００６０】また、上述の各実施例では、基準マーク２
２、ＩＳＳマーク３７Ｘ、評価用マークＭij、評価用マ
ーク５０、評価用マーク５２等が使用されているが、こ
れらのマークの明暗（又は透過／非透過）を反転させた
マークを使用してもよいことは言うまでもない。また、
基準マークとしては、互いに可干渉な２光束の回折光を
同一方向に射出するための所謂２光束干渉方式で検出対
象とされる回折格子状マークも使用されるが、このよう
な回折格子状マークに対しても本発明を適用して微細度
を高めることにより、瞳フィルタが設置されている場合
でも検出が容易となる。
２、ＩＳＳマーク３７Ｘ、評価用マークＭij、評価用マ
ーク５０、評価用マーク５２等が使用されているが、こ
れらのマークの明暗（又は透過／非透過）を反転させた
マークを使用してもよいことは言うまでもない。また、
基準マークとしては、互いに可干渉な２光束の回折光を
同一方向に射出するための所謂２光束干渉方式で検出対
象とされる回折格子状マークも使用されるが、このよう
な回折格子状マークに対しても本発明を適用して微細度
を高めることにより、瞳フィルタが設置されている場合
でも検出が容易となる。
【００６１】更に、上述の各実施例の用途の他に、ウエ
ハステージ１３上の基準マーク板（例えば２１）上に形
成された基準マークを使用することにより、種々のＴＴ
Ｌ（スルー・ザ・レンズ）方式のアライメント系の検出
中心と、実際の露光位置との差（ベースライン）を求め
るベースライン計測も行われる。この場合のマークとし
ても、上述実施例のように微細度を向上させたマークを
使用することにより、投影光学系の瞳面付近に瞳フィル
タが配置されていても高精度にベースライン計測が行わ
れる。
ハステージ１３上の基準マーク板（例えば２１）上に形
成された基準マークを使用することにより、種々のＴＴ
Ｌ（スルー・ザ・レンズ）方式のアライメント系の検出
中心と、実際の露光位置との差（ベースライン）を求め
るベースライン計測も行われる。この場合のマークとし
ても、上述実施例のように微細度を向上させたマークを
使用することにより、投影光学系の瞳面付近に瞳フィル
タが配置されていても高精度にベースライン計測が行わ
れる。
【００６２】次に、コンタクトホールパターンのような
微細な孤立的パターンの結像特性を改善するための瞳フ
ィルタとしては、上述のような遮光型の瞳フィルタのみ
ならず、特願平４−２６３５２１号、特願平４−２７１
７２３号で提案されているように投影光学系の瞳面付近
において、例えば中心部の透過光と周辺部の透過光との
間の可干渉性を低減させた所謂ＳＦＩＮＣＳ方式の瞳フ
ィルタ、及び１９９１年春季応用物理学会の予稿集２９
ａ−ＺＣ−８，９で発表された、例えば投影光学系の瞳
面の中心部の透過光と周辺部の透過光との位相を反転さ
せる所謂Ｓｕｐｅｒ ＦＬＥＸＳ方式の瞳フィルタ等が
ある。このような瞳フィルタが投影光学系の瞳面付近に
設置された場合にも、投影光学系を介してマークの観察
を行うか、または投影光学系を介して計測用のマークを
投影する際には、その瞳フィルタにより良好な結像が妨
げられる恐れがある。
微細な孤立的パターンの結像特性を改善するための瞳フ
ィルタとしては、上述のような遮光型の瞳フィルタのみ
ならず、特願平４−２６３５２１号、特願平４−２７１
７２３号で提案されているように投影光学系の瞳面付近
において、例えば中心部の透過光と周辺部の透過光との
間の可干渉性を低減させた所謂ＳＦＩＮＣＳ方式の瞳フ
ィルタ、及び１９９１年春季応用物理学会の予稿集２９
ａ−ＺＣ−８，９で発表された、例えば投影光学系の瞳
面の中心部の透過光と周辺部の透過光との位相を反転さ
せる所謂Ｓｕｐｅｒ ＦＬＥＸＳ方式の瞳フィルタ等が
ある。このような瞳フィルタが投影光学系の瞳面付近に
設置された場合にも、投影光学系を介してマークの観察
を行うか、または投影光学系を介して計測用のマークを
投影する際には、その瞳フィルタにより良好な結像が妨
げられる恐れがある。
【００６３】そこで、このような場合にも、観察対象又
は投影対象のマークの微細度を変更して、そのマークか
らの光がその投影光学系の瞳面付近の瞳フィルタ内の透
過率が大きく、且つ位相分布もほぼ一定の領域を通過で
きるようにすることにより、そのマークの観察又は投影
が良好に行われる。換言すれば、瞳フィルタのうち光学
的な作用（特質）が同一の領域内をマークからの光が通
るようにその微細度を決定すればよい。更に、ライン・
アンド・スペースパターン等の比較的密集した周期的パ
ターンの露光を行う場合に解像度及び焦点深度を向上さ
せる瞳フィルタとして、１９９１年秋季応用物理学会の
予稿集１２ａ−ＺＦ−７、及び１９９２年春季応用物理
学会の予稿集３０ｐ−ＮＡ−５等において、光軸を中心
とする円形領域とその周辺の輪帯状の領域とで透過率を
異ならせた瞳フィルタも提案されている。このような瞳
フィルタを使用する場合には、投影光学系を介してマー
クの観察を行うか、または投影光学系を介して計測用の
マークを露光する際には、その瞳フィルタにより良好な
結像が妨げられる恐れがある。
は投影対象のマークの微細度を変更して、そのマークか
らの光がその投影光学系の瞳面付近の瞳フィルタ内の透
過率が大きく、且つ位相分布もほぼ一定の領域を通過で
きるようにすることにより、そのマークの観察又は投影
が良好に行われる。換言すれば、瞳フィルタのうち光学
的な作用（特質）が同一の領域内をマークからの光が通
るようにその微細度を決定すればよい。更に、ライン・
アンド・スペースパターン等の比較的密集した周期的パ
ターンの露光を行う場合に解像度及び焦点深度を向上さ
せる瞳フィルタとして、１９９１年秋季応用物理学会の
予稿集１２ａ−ＺＦ−７、及び１９９２年春季応用物理
学会の予稿集３０ｐ−ＮＡ−５等において、光軸を中心
とする円形領域とその周辺の輪帯状の領域とで透過率を
異ならせた瞳フィルタも提案されている。このような瞳
フィルタを使用する場合には、投影光学系を介してマー
クの観察を行うか、または投影光学系を介して計測用の
マークを露光する際には、その瞳フィルタにより良好な
結像が妨げられる恐れがある。
【００６４】そこで、このような場合にも、観察対象又
は投影対象のマークの微細度を高めて、そのマークから
の光がその投影光学系の瞳面付近の瞳フィルタ内の透過
率が大きい領域を通過できるようにすることにより、そ
のマークの観察又は投影が良好に行われる。通常、周期
パターン用の瞳フィルタは中心の円形領域の透過率が周
辺の輪帯領域の透過率よりも小さくなっている。従っ
て、この場合はマークからの光が周辺の輪帯領域を通る
ようにマークの微細度を決定すればよい。また、例えば
図１において投影光学系３の実効的な瞳面のうち、特に
周辺部（瞳フィルタの光学的な特質が同一の領域）内
を、マークからの光が通過するようにマークの微細度を
決定するとき、瞳面の実効径、すなわち投影光学系３の
開口数を考慮する必要がある。つまり、マークの微細度
（ピッチ等）を小さくすると、マークからの光の一部が
投影光学系３に入射しなくなるためである。このように
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。
は投影対象のマークの微細度を高めて、そのマークから
の光がその投影光学系の瞳面付近の瞳フィルタ内の透過
率が大きい領域を通過できるようにすることにより、そ
のマークの観察又は投影が良好に行われる。通常、周期
パターン用の瞳フィルタは中心の円形領域の透過率が周
辺の輪帯領域の透過率よりも小さくなっている。従っ
て、この場合はマークからの光が周辺の輪帯領域を通る
ようにマークの微細度を決定すればよい。また、例えば
図１において投影光学系３の実効的な瞳面のうち、特に
周辺部（瞳フィルタの光学的な特質が同一の領域）内
を、マークからの光が通過するようにマークの微細度を
決定するとき、瞳面の実効径、すなわち投影光学系３の
開口数を考慮する必要がある。つまり、マークの微細度
（ピッチ等）を小さくすると、マークからの光の一部が
投影光学系３に入射しなくなるためである。このように
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。
【００６５】
【発明の効果】本発明の第１の投影露光装置によれば、
投影光学系の瞳面付近の瞳フィルタの形状に応じて、基
板ステージ上の基準マークから発生した光（回折光等）
の多くがその瞳面付近を通過できるようにその基準マー
クの微細度を調整している。従って、瞳フィルタが設け
られた投影光学系を介して、その基準マークからの光を
十分に受光でき、その基準マークを良好に検出（観察）
できる利点がある。
投影光学系の瞳面付近の瞳フィルタの形状に応じて、基
板ステージ上の基準マークから発生した光（回折光等）
の多くがその瞳面付近を通過できるようにその基準マー
クの微細度を調整している。従って、瞳フィルタが設け
られた投影光学系を介して、その基準マークからの光を
十分に受光でき、その基準マークを良好に検出（観察）
できる利点がある。
【００６６】また、第２の投影露光装置によれば、投影
光学系の瞳面付近の瞳フィルタの形状に応じて、マスク
上の基準マークから発生した光（回折光等）の多くがそ
の瞳面付近を通過できるようにその基準マークの微細度
を調整している。従って、瞳フィルタが設けられた投影
光学系を介して、その基準マークからの光を十分に受光
でき、その基準マークを良好に検出（観察）できる利点
がある。
光学系の瞳面付近の瞳フィルタの形状に応じて、マスク
上の基準マークから発生した光（回折光等）の多くがそ
の瞳面付近を通過できるようにその基準マークの微細度
を調整している。従って、瞳フィルタが設けられた投影
光学系を介して、その基準マークからの光を十分に受光
でき、その基準マークを良好に検出（観察）できる利点
がある。
【００６７】これらの場合、それら基準マークの明部の
非計測方向への積分値の分布を均一化したときには、そ
の基準マークを非計測方向に繰り返し計測し、計測結果
を平均化することにより、その基準マークの位置の計測
結果の再現性が高まり、位置の計測精度が向上する。
非計測方向への積分値の分布を均一化したときには、そ
の基準マークを非計測方向に繰り返し計測し、計測結果
を平均化することにより、その基準マークの位置の計測
結果の再現性が高まり、位置の計測精度が向上する。
【図１】本発明による投影露光装置の第１実施例を示す
構成図である。
構成図である。
【図２】（ａ）は図１中の基準マーク２２を示す拡大平
面図、（ｂ）は図１中のアライメントマーク８Ｂを示す
拡大平面図である。
面図、（ｂ）は図１中のアライメントマーク８Ｂを示す
拡大平面図である。
【図３】図１のアライメント顕微鏡により観察される画
像を示す拡大平面図である。
像を示す拡大平面図である。
【図４】第１実施例で基準マーク２２を別の基準マーク
に変えた場合にアライメント顕微鏡により観察される画
像を示す拡大平面図である。
に変えた場合にアライメント顕微鏡により観察される画
像を示す拡大平面図である。
【図５】本発明の第２実施例の投影露光装置を示す一部
を切り欠いた構成図である。
を切り欠いた構成図である。
【図６】（ａ）は図５のＩＳＳマーク３７Ｘを示す拡大
平面図、（ｂ）は図５のアライメントマーク３５Ｂを示
す拡大平面図である。
平面図、（ｂ）は図５のアライメントマーク３５Ｂを示
す拡大平面図である。
【図７】図５の投影露光装置においてステージ発光方式
でアライメントマーク３５Ｂの位置検出を行う場合の説
明図である。
でアライメントマーク３５Ｂの位置検出を行う場合の説
明図である。
【図８】（ａ）はＹ軸用のＩＳＳマーク３７Ｙを示す拡
大平面図、（ｂ）は十字型のＩＳＳマーク３７を示す拡
大平面図である。
大平面図、（ｂ）は十字型のＩＳＳマーク３７を示す拡
大平面図である。
【図９】本発明の第３実施例の投影露光装置を示す一部
を切り欠いた構成図である。
を切り欠いた構成図である。
【図１０】（ａ）は図９の評価用マークの一部を示す拡
大平面図、（ｂ）は図９の基準マーク板３６上に形成さ
れた開口パターンを示す拡大平面図である。
大平面図、（ｂ）は図９の基準マーク板３６上に形成さ
れた開口パターンを示す拡大平面図である。
【図１１】（ａ）は本発明の第４実施例で使用される評
価用マーク５０を示す拡大平面図、（ｂ）はその第４実
施例で使用される評価用マークの変形例を示す拡大平面
図である。
価用マーク５０を示す拡大平面図、（ｂ）はその第４実
施例で使用される評価用マークの変形例を示す拡大平面
図である。
【図１２】従来のレチクルアライメントで使用される基
準マーク及びアライメントマークを示す拡大平面図であ
る。
準マーク及びアライメントマークを示す拡大平面図であ
る。
【図１３】図１２のマークを使用した場合の位置検出の
原理説明図である。
原理説明図である。
【図１４】従来のレチクルローテーション計測で使用さ
れるステージ発光型のＩＳＳマーク及び対応するアライ
メントマークを示す拡大平面図である。
れるステージ発光型のＩＳＳマーク及び対応するアライ
メントマークを示す拡大平面図である。
【図１５】図１４のマークを使用した場合の位置検出の
原理説明図である。
原理説明図である。
【図１６】従来のＩＳＳマークの他の例を示す拡大平面
図である。
図である。
【図１７】（ａ）は従来の瞳フィルタを挿入した投影光
学系による結像状態を示す説明図、（ｂ）はその投影光
学系による投影像の強度分布を示す拡大図である。
学系による結像状態を示す説明図、（ｂ）はその投影光
学系による投影像の強度分布を示す拡大図である。
【図１８】従来の二重露光方式のディストーション計測
で使用されるマークを示す拡大平面図である。
で使用されるマークを示す拡大平面図である。
１，３４ レチクル
３ 投影光学系
４ 瞳フィルタ
５ ウエハ
８Ａ，８Ｂ アライメントマーク
９ レチクルホルダ
１３ ウエハステージ
１５ レーザ干渉計
１６ 主制御系
１７ 演算部
２２ 基準マーク
２３ 光ファイバ
２９Ｘ，２９Ｙ 撮像素子
３７Ｘ，３７Ｙ，３７ ＩＳＳマーク
４１ 受光素子
４２ ドットパターン
Ｍij 評価用マーク
４６ テストレチクル
４７Ｘ，４７Ｙ 開口パターン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｌ 21/30 ５２６Ａ
(56)参考文献 特開 平５−206004（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−326372（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−352412（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−315214（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−5490（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/027
G03B 27/32
G03F 7/20 521
G03F 9/00
Claims (16)
- 【請求項１】 マスク上のパターンを投影光学系を介し
て、該投影光学系の光軸に垂直な平面内で移動自在な基
板ステージ上に保持された感光基板上に投影する投影露
光装置において、 前記投影光学系の瞳面又は該瞳面の近傍に配置された瞳
フィルタと、 前記基板ステージ上に前記瞳フィルタの形状に応じた微
細度で形成された基準マークと、 照明光で前記基準マークを照明する照明手段と、前記照明光で照明された前記 基準マークから発生した光
を、前記投影光学系を経て受光する受光手段と、を有
し、 前記基準マークは、該基準マークから発生した前記光が
前記瞳フィルタの周囲を通過するような微細度で形成さ
れている ことを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項２】 マスク上のパターンを投影光学系を介し
て、該投影光学系の光軸に垂直な平面内で移動自在な基
板ステージ上に保持された感光基板上に投影する投影露
光装置において、 前記投影光学系の瞳面又は該瞳面の近傍に配置された瞳
フィルタと、 前記マスク上に前記瞳フィルタの形状に応じた微細度で
形成された基準マークを照明光で照明する照明手段と、前記照明光で照明された前記 基準マークから発生した光
を、前記投影光学系を経て受光する受光手段と、を有
し、 前記マスクとして、前記基準マークから発生した前記光
が前記瞳フィルタの周囲を通過するような微細度で形成
された基準マークを備えたマスクを使用する ことを特徴
とする投影露光装置。 - 【請求項３】 前記瞳フィルタは、前記投影光学系の光
軸中心を含む円形領域を遮光する遮光型の瞳フィルタで
あることを特徴とする請求項１又は２に記載の投影露光
装置。 - 【請求項４】 マスク上のパターンを投影光学系を介し
て、該投影光学系の光軸に垂直な平面内で移動自在な基
板ステージ上に保持された感光基板上に投影する投影露
光装置において、 前記投影光学系の瞳面又は該瞳面の近傍に配置された瞳
フィルタと、 前記基板ステージ上に前記瞳フィルタの形状に応じた微
細度で形成された基準マークと、 照明光で前記基準マークを照明する照明手段と、前記照明光で照明された前記 基準マークから発生した光
を、前記投影光学系を経て受光する受光手段と、を有
し、 前記基準マークは、該基準マークから発生した前記光
が、前記瞳フィルタのうち光学的な特質が同一の領域内
を通過するような微細度で形成されている ことを特徴と
する投影露光装置。 - 【請求項５】 マスク上のパターンを投影光学系を介し
て、該投影光学系の光軸に垂直な平面内で移動自在な基
板ステージ上に保持された感光基板上に投影する投影露
光装置において、 前記投影光学系の瞳面又は該瞳面の近傍に配置された瞳
フィルタと、 前記マスク上に前記瞳フィルタの形状に応じた微細度で
形成された基準マークを照明光で照明する照明手段と、前記照明光で照明された前記 基準マークから発生した光
を、前記投影光学系を経て受光する受光手段と、を有
し、 前記マスクとして、前記基準マークから発生した前記光
が、前記瞳フィルタのうち光学的な特質が同一の領域内
を通過するような微細度で形成された基準マークを備え
たマスクを使用する ことを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項６】 前記瞳フィルタは、前記投影光学系の光
軸中心を含む中心領域の透過光と、その周辺領域の透過
光との間の可干渉性を低減させる作用を与える瞳フィル
タであることを特徴とする請求項４又は５に記載の投影
露光装置。 - 【請求項７】 前記瞳フィルタは、前記投影光学系の光
軸中心を含む中心領域の透過光の位相と、その周辺領域
の透過光の位相とを反転させる作用を与える瞳フィルタ
であることを特徴とする請求項４又は５に記載の投影露
光装置。 - 【請求項８】 前記瞳フィルタは、前記投影光学系の光
軸中心を含む円形領域と、その周辺の輪帯状の領域とで
透過率を異ならせる作用を与える瞳フィルタであること
を特徴とする請求項４又は５に記載の投影露光装置。 - 【請求項９】 前記輪帯状の領域の透過率は、前記円形
領域の透過率よりも大きいことを特徴とする請求項８に
記載の投影露光装置。 - 【請求項１０】 前記基準マークから発生した回折光が
前記透過率の大きい方の領域を通過するような微細度
で、前記基準マークが形成されていることを特徴とする
請求項８又は９に記載の投影露光装置。 - 【請求項１１】 前記基準マークを所定の計測方向の位
置を示すマークとした場合、前記基準マークの明部の前
記所定の計測方向に垂直な非計測方向への積分値の分布
が均一になるようにしたことを特徴とする請求項１又は
４に記載の投影露光装置。 - 【請求項１２】 前記受光手段の受光結果に基づいて、
前記マスクの前記基板ステージに対する位置ずれ量を算
出する演算手段と、 前記算出された位置ずれ量に基づいて、前記マスクの位
置決めを行う位置決め手段と、を有することを特徴とす
る請求項１又は４に記載の投影露光装置。 - 【請求項１３】 前記受光手段の受光結果に基づいて、
前記マスクの前記基板ステージに対する回転量を算出す
る演算手段を更に有することを特徴とする請求項１又は
４に記載の投影露光装置。 - 【請求項１４】 前記受光手段の受光結果に基づいて、
アライメント系の検出中心と実際の露光位置と差である
ベースライン計測を行うことを特徴とする請求項１又は
４に記載の投影露光装置。 - 【請求項１５】 前記受光手段の受光結果に基づいて、
前記投影光学系のディストーション特性を計測する計測
手段を更に有することを特徴とする請求項２又は５に記
載の投影露光装置。 - 【請求項１６】 前記基準マークは、微細なドットパタ
ーンの集合体から形成されていることを特徴とする請求
項１〜１５の何れか一項に記載の投影露光装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03222494A JP3448673B2 (ja) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | 投影露光装置 |
| KR1019950004259A KR950033689A (ko) | 1994-03-02 | 1995-03-02 | 노광장치 및 이를 이용한 회로패턴 형성방법 |
| US08/826,063 US6118516A (en) | 1994-03-02 | 1997-03-24 | Projection exposure apparatus having a filter arranged in its projection optical system and method for protecting circuit patterns |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03222494A JP3448673B2 (ja) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | 投影露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07240367A JPH07240367A (ja) | 1995-09-12 |
| JP3448673B2 true JP3448673B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=12352994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03222494A Expired - Fee Related JP3448673B2 (ja) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | 投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3448673B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999031462A1 (fr) * | 1997-12-18 | 1999-06-24 | Nikon Corporation | Platine et appareil d'exposition |
| US6897963B1 (en) | 1997-12-18 | 2005-05-24 | Nikon Corporation | Stage device and exposure apparatus |
| US6867846B2 (en) | 2003-01-15 | 2005-03-15 | Asml Holding Nv | Tailored reflecting diffractor for EUV lithographic system aberration measurement |
| US7268891B2 (en) | 2003-01-15 | 2007-09-11 | Asml Holding N.V. | Transmission shear grating in checkerboard configuration for EUV wavefront sensor |
| DE102008004762A1 (de) | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Carl Zeiss Smt Ag | Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einer Messeinrichtung |
| JP6298345B2 (ja) * | 2014-04-08 | 2018-03-20 | キヤノン株式会社 | 計測方法、露光装置及び物品の製造方法 |
-
1994
- 1994-03-02 JP JP03222494A patent/JP3448673B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07240367A (ja) | 1995-09-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030528 |
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