JPH05113657A

JPH05113657A - フオトマスク及び露光装置

Info

Publication number: JPH05113657A
Application number: JP30120691A
Authority: JP
Inventors: Naomasa Shiraishi; 直正白石
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1991-10-22
Filing date: 1991-10-22
Publication date: 1993-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】フォトマスク側の位相シフトパターンによる
位置合せマークを、ウエハステージ上からの基準発光を
利用して良好に検出するとともに、より高精度なフォト
マスクとウエハとの位置合せを行う。【構成】ウエハステージ３２に設けられた基準発光部
５４から出力される照明光の発散角は、開口絞り６４に
よって設定される。レチクル２６の位置合せマークが位
相シフトパターンで形成されているときは、発散角の正
弦が投影光学系３０の開口数の０．１〜０．３倍となる
ように減少して設定される。この照明光は、投影光学系
３０を介してレチクル２６に入射する。発散角が小さく
なっているので、レチクル２６の位置合わせマーク上で
の照明光による空間的可干渉性は増大することになる。
このため、位相シフトパターンも良好に検出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路等のパ
ターン露光転写技術にかかり、特に、位相シフト法によ
るパターン露光に好適なフォトマスク及びその露光装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】露光装置としては、種々のものが提案さ
れ、また実用化されているが、ウエハステージ側に発光
部を設け、これから射出された光を利用してウエハステ
ージ側とフォトマスク（レチクル）側とのアライメント
を行うものがある。図５には、そのような露光装置の概
略が示されている。

【０００３】同図において、ウエハホルダ１００を有す
るウエハステージ１０２上の基準発光部１０４から射出
された所定の断面形状の光束は、矢印Ｆ１００で示すよ
うに投影光学系１０６に入射し、矢印Ｆ１０２で示すよ
うに投影光学系１０６を透過してレチクル１０８に入射
する。そして、レチクル１０８を透過した光は検出器１
１０に入射し、ここで光電変換される。

【０００４】他方、レチクル１０８には適宜の位置に位
置合せマーク１１２が形成されており、レチクル１０８
を相対的に矢印Ｆ１０４の方向、即ちＸ方向に移動させ
ると位置合せマーク１１２が光を遮るようになる。この
ような位置合せマーク１１２による光の遮断は、検出器
１１０により入射光量の減少として検出される。又、こ
のときのウエハステージ１０２とレチクル１０８の位置
は、図示しないレーザ干渉計などの位置検出器によって
計測されている。従って、それらの検出データを用い
て、ウエハステージ１０２とレチクル１０８とのＸ方向
の位置関係が把握できることになる。なお、Ｙ方向につ
いても同様である。

【０００５】このような従来のレチクル１０８では、回
路等のパターンは透過部と遮光部とから成っており、遮
光部は通常クロムを用いて形成されている。位置合せマ
ーク１１２についても同様である。従って、基準発光部
１０４から出力された光の検出においては、位置合せマ
ーク１１２によって遮られたかどうかが問題となる。こ
のため、基準発光部１０４からの射出光の発散角は比較
的大きく（位置合わせマークの遮光部によって光量の減
少が生じるので、ある程度発散角を大きくして位置合わ
せマーク上での輝度を高くしておく必要がある）、投影
光学系１０６の開口数の０．５倍程度となっている。す
なわち、基準発光部１０４から出力された光が投影光学
系１０６を介してレチクル１０８の位置合わせマーク１
１２を照明するσ値（コヒーレンシーファクター）も、
０．５程度である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】他方、最近は、光透過
部の特定の箇所に透過光の位相を変化させる位相シフト
部材を付加したいわゆる位相シフトレチクルが提案され
ている。このような位相シフトレチクルを使用すると、
従来よりも投影像のコントラストを向上させることがで
き、解像度を高めることができる。ところが、位相シフ
トレチクルの作製には、通常、遮光部材（クロム等）の
パターニングと、位相シフト部材（誘電体膜等）のパタ
ーニングという２回のパターニング工程が必要である。

【０００７】そこで、１回のパターニングで位相シフト
レチクルを形成できるクロムレス位相シフトレチクルが
提案されている。このクロムレス位相シフトレチクルで
は、従来の遮光部に相当する箇所が微細格子状の位相シ
フトパターン（透過部と位相シフト部が投影光学系の解
像限界を超える微細なピッチで配列されている）で形成
されている。このためクロムによる遮光部のパターニン
グを省くことができ、１回のパターニングで位相シフト
レチクルが作製できる。

【０００８】しかし、クロムのパターニング工程が存在
しないため、従来のようなクロムの遮光部による位置合
わせマーク１１２を作り込むことができない。なお、大
面積の遮光，例えば露光エリアの外周部分の遮光を行う
ために、極めて低精度にクロムによる遮光部をパータニ
ングすることはあるが、低精度であるために、位置合わ
せマークとして利用することはできない。位置合わせマ
ークとして使用するには、位相シフト部材によって形成
される回路パターンに対して正しい位置関係を有する必
要がある。このような理由により、クロムレスレチクル
においては、位置合わせマークもまた位相シフトパター
ン（透過部と位相シフト部からなるパターン）として形
成する方が、製造工程の観点からも合理的となる。

【０００９】ところで、上述したように、従来の露光装
置では基準発光部１０４から出力される光束が投影光学
系１０６を介してレチクル１０８の位置合わせマーク１
１２を照明するコヒーレンス・ファクタσ値は比較的大
きく、０．５程度となっている。しかし、σ値が０．５
程度に大きいと、被照明物上における空間的可干渉性は
低いものとならざるを得ない。従って、位置合わせマー
ク１１２を位相シフトパターンによって形成した場合に
は、透過部透過光と、位相シフト部透過光との間に干渉
による相殺効果が生じにくくなり、マークを十分な暗部
として検出することができなくなるという不都合が生ず
る。

【００１０】なお、クロムレス位相シフトレチクルに対
して、位置合わせマークや大面積遮光部用にクロムを高
精度でパターニングすることも考えられる。しかし、こ
の方法では、回路パターン自体は位相シフトパターンで
あるために解像度が高く微細化が可能であるにもかかわ
らず、位置合わせマークが従来通りであるために解像度
が十分でない、すなわち十分な位置検出分解能を得るこ
とができない。

【００１１】本発明は、これらの点に着目したもので、
フォトマスク側の位相シフトパターンによる位置合せマ
ークを、ウエハステージ上からの基準発光を利用して良
好に検出するとともに、より高精度な位置合せを行うこ
とができるフォトマスク及びその露光装置を提供するこ
とを、その目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によるフォトマス
クは、回路パターンを前記感応基板に転写するために必
要とされる位置合せ用マークが、光透過部と透過光の位
相を変化させる位相シフト部とによって構成されてい
る。

【００１３】また本発明による露光装置は、フォトマス
クに形成されたパターンを感応基板上に投影する投影光
学系と、前記感応基板が載置される２次元移動可能なス
テージと、該ステージ上に配置され、前記投影光学系を
介して前記フォトマスクに形成された位置合せ用マーク
を照明する発光手段と、前記位置合せ用マークを透過し
た前記発光手段からの光束を受光する受光手段とを有
し、更に、前記発光手段から射出される光束の発散角
を、前記位置合せ用マークの態様に応じて設定するため
の制御手段が備えられている。本発明の主要な態様によ
れば、前記発散角の正弦が前記投影光学系の開口数の
０．１〜０．３倍となるように設定される。

【００１４】

【作用】本発明において、ステージ上に設けられた発光
手段から出力される光の発散角は、フォトマスクに設け
られた位置合せ用マークの態様に応じて設定される。た
とえば位置合せ用マークが位相シフトパターンによって
形成されているときは、発散角を減少させる。このた
め、その光束によって照明されるフォトマスクの位置合
わせマーク上での空間的可干渉性は増大することにな
り、位相シフトパターンも良好に検出可能となる。

【００１５】また、位置合わせマークとして位相シフト
パターンが使用可能となることにより、位置合わせマー
クの解像度、すなわち位置検出分解能が向上し、より高
精度な位置合わせが可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を、添付図面を参照し
ながら説明する。図１には、本実施例にかかる投影露光
装置が示されている。同図において、照明光源であるラ
ンプ１０から出力された光束は、直接又は楕円鏡１２で
反射されてミラー１４に入射するようになっている。ミ
ラー１４の光出力側には、インプットレンズ１６，フラ
イアイレンズ１８，コンデンサレンズ２０，ハーフミラ
ー２２，コンデンサレンズ２４が各々設けられており、
これらによって均一化された光束がレチクル２６に照射
されるようになっている。なお、フライアイレンズ１８
の射出側は、レチクル２６のパターン面に対するフーリ
エ変換面に相当し、この位置に開口絞り２８が設けられ
ている。これによって、照明光束のσ値を可変とするこ
とができる。

【００１７】次に、レチクル２６の光透過側には投影光
学系３０が設けられており、更にその結像側には、ウエ
ハステージ３２が配置されている。このウエハステージ
３２は、２次元的に移動可能な架台３４上に設けられて
おり、ステージ上にはウエハ３６を保持するためのウエ
ハホルダ３８が設けられている。なお、上述したレチク
ル２６についても同様であり、レチクル２６はレチクル
ステージ４０に保持されており、レチクルステージ４０
は、２次元的に移動可能なレチクル架台４２上に設けら
れている。レチクルステージ４０の移動範囲は数ｍｍ以
下と狭くてもよく、移動しない構成としてもよい。

【００１８】次に、ウエハステージ３２及びレチクルス
テージ４０には、反射鏡４４，４６が各々端部に設けら
れており、これらにレーザ干渉計４８，５０からレーザ
光が照射されている。このレーザ干渉計４８，５０によ
って各ステージ３２，４０の位置が計測されるようにな
っている。なお、レチクル側のレーザ干渉計５０を省略
するようにしてもよい。これらのレーザ干渉計４８，５
０の測定結果は、信号処理部５２に対して出力されるよ
うになっている。

【００１９】次に、上述したウエハステージ３２上には
基準発光部５４が設けられている。この基準発光部５４
は、その上面に微細な透過パターンが形成されており、
その照明系はウエハステージ３２内に設けられている。
すなわち、ランプ５６から出力された照明光は、直接又
は楕円鏡５８で反射されてミラー６０に入射するように
なっている。ミラー６０の反射光出力側には、インプッ
トレンズ６２，開口絞り６４，コンデンサーレンズ６６
が各々設けられており、これらを介して照明光が基準発
光部５４に入射するようになっている。

【００２０】次に、上述した信号処理部５２には、アラ
イメント検出系６８が接続されており、このアライメン
ト検出系６８から出力された光は、ミラー７０で反射さ
れて投影光学系３０に入射するとともに、ウエハ３６上
に投射されてその位置合わせマーク（図示せず）を検出
するようになっている。また、上述した基準発光部５４
から出力された照明光のハーフミラー２２の透過側に
は、コンデンサレンズ７２，検出器７４が各々配置され
ており、検出器７４の出力側は信号処理部５２に接続さ
れている。

【００２１】以上の各部のうち、レチクル２６上の位置
合わせマークは、たとえば図２に示すような構成となっ
ており、斜線部は位相シフタ部，他は透過部を各々表わ
す。同図（Ａ）は、線状の位相シフトパターン２６Ａの
例であり、前記基準発光部５４からの照明光（透過パタ
ーンの投影像）５４Ｌが矢印１０で示す方向に相対的に
走査する。この走査は、基準発光部５４の移動，すなわ
ちウエハステージ３２の移動で行ってもよいし、位相シ
フトパターン２６Ａの移動、すなわちレチクルステージ
４０の移動によって行ってもよい。

【００２２】この走査に伴う検出器７４からの光量検出
信号は、レーザ干渉計４８，５０からの位置信号ととも
に信号処理部５２に入力され、ここで所要の信号処理が
行われて位相シフトパターン２６Ａ，すなわちレチクル
２６の位置合わせマークの位置検出が行われるようにな
っている。

【００２３】なお、位相シフトパターンの形状として
は、同図（Ｂ）に示す格子状パターン２６Ｂ，同図
（Ｃ）に示す十字状パターン２６Ｃであってもよい。ま
た、同図（Ｄ）に示すように、位相シフタ部２６Ｄと透
過部２６Ｅとの境界部２６Ｆを位置合せマークとするも
のであってもよい。

【００２４】また、同図中（Ａ），（Ｂ），（Ｄ）に示
すパターンは、いずれも一次元方向にのみ検出可能であ
るが、同図（Ｃ）十字状パターン２６Ｃによれば二次元
方向の検出が可能である。更に、後述するように、基準
発光部５４上面における透過パターンが互いに直交する
パターンであれば、同図中（Ａ），（Ｂ），（Ｄ）に示
すパターンであっても二次元方向の位置合わせに用いる
ことができる。

【００２５】次に、図３を参照しながら、基準発光部５
４について説明する。基準発光部５４の上面には、同図
に示すように、遮光部５４Ａ中に透過パターン５４Ｘ，
５４Ｙが各々形成されている。また、開口絞り６４は、
コンデンサレンズ６６によって、基準発光部５４上面の
透過パターン５４Ｘ，５４Ｙとほぼフーリエ変換の関係
で結ばれている。従って、開口絞り６４の開口部６４Ａ
の径の大きさによって透過パターン５４Ｘ，５４Ｙに対
する照明光の入射角の範囲を設定することができる。開
口部６４Ａの径が小くなれば入射角の範囲は狭くなり、
径が大きくなれば入射角の範囲は広くなる。

【００２６】たとえば、透過パターン５４Ｘ，５４Ｙの
線幅は、投影光学系３０の解像度≒０．７λ／ＮＡ（た
だし、λは露光波長，ＮＡは投影光学系３０の開口数）
に比べて１０倍程度の大きさである。このため、線幅は
７λ／ＮＡとなり、これに対する透過光の回折による広
がりは、ほぼ±ＮＡ／７［ｒａｄ］程度となる。透過光
の発散角は、この回折による広がりと入射する光束の角
度幅の和である。

【００２７】従って、θ_inを入射角の片幅とすると、ＮＡ／７＋θ_in≦０．３ＮＡ ………………（１）程度であれば、基準発光部５４から出力された照明光束
はレチクル２６の位置合わせマーク上において十分な空
間的可干渉性を持つことになる。前記（１）式から計算
すると、 θ_in≦０．３ＮＡ−ＮＡ／７ θ_in≦０．１６ＮＡ ………………（２）程度であればよい。本実施例では、このθ_inの条件を満
たすように開口絞り６４の開口部６４Ａの径が設定され
ている。

【００２８】例えば、投影光学系３０の開口数が０．５
であるとき、解像限界は水銀灯のｉ線に対して（０．７
×０．３６５）／０．５＝０．５１μｍとなる。基準発
生部５４の透過パターン５４Ｘ，５４Ｙの幅が５μｍで
あるとすると、発散角を０．５×０．３以下程度とする
には、 θ_in＋０．３６５／５．０≦０．５×０．３ θ_in≦０．０７７ ………………（３）と設定する。

【００２９】また、コンデンサレンズ６６の焦点距離を
ｆとすると、透過パターン５４Ｘ，５４Ｙと開口絞り６
４との間はフーリエ変換の関係にあるので、開口絞り６
４の開口部６４Ａの径を２×ｆ・θ_inとすればよい。な
お、開口絞り６４Ｂについては、後述する。

【００３０】次に、図１に戻って、アライメント検出系
６８から出力される光束は露光波長とは異なる波長，一
般には露光波長よりも長い波長に設定されており、例え
ば、Ｈｅ−Ｎｅレーザなどが用いられる。これは、この
アライメント光束によってウエハ３６上のフォトレジス
トが感光することを防止するためである。

【００３１】投影光学系３０に色収差が存在すると、露
光光（例えば水銀灯のｉ線）と異なる波長の光を用いた
場合には、ウエハ３６上のマークの像がレチクル２６上
に結像しない。このため、本実施例では、ミラー７０を
レチクル２６と投影光学系３０との間に設け、これによ
って外部にアライメント光束を取り出す構成となってい
る。

【００３２】なお、このアライメント光束のウエハ３６
上における位置は、厳密には既知ではないので、後述す
るように計測を行う必要がある。この場合において、基
準発光部５４から出力される照明光による誤動作が生じ
ないように、その照明光がアライメント検出系６８に入
射しないようにする。たとえば、アライメント検出系６
８の前にアライメント波長の光のみを通過させるような
干渉フィルタあるいはシャープカットフィルタを付加す
る。また、このアライメント光束位置の検出時には、基
準発光部５４からの光束を遮断するようにしてもよい。

【００３３】次に、以上のように構成させた本実施例の
作用について、図４を参照しながら説明する。まず、ラ
ンプ１０による露光処理に先だって、各部の位置計測，
位置合せの処理が行われる。まず、基準発光部５４によ
る照明光によってレチクル２６の位置合せマーク（図２
参照）の照明が行われる。すなわち、図３に示した透過
パターン５４Ｘ，５４Ｙで基準発光部５４を透過した照
明光は、投影光学系３０を介してレチクル２６の位置合
せマーク付近に入射する。そして、レチクル２６を透過
した照明光は、コンデンサレンズ２４，ハーフミラー２
２，コンデンサレンズ７２を各々透過して検出器７４に
入射する。

【００３４】図４には、かかる場合における照明光５４
Ｌと位置合せマーク２６Ｆとの相対走査の様子と、受光
器７４における光量信号の変化が各々示されている。同
図中で、（Ａ）は本実施例の場合であり、（Ｂ）は上述
した従来の場合である。

【００３５】まず、同図（Ａ）の本実施例の場合は、基
準発光部５４から出力される照明光５４Ｌの発散角が小
さいため、入射角の範囲φも小さくなる。このため、レ
チクル２６上における照明光５４Ｌの空間的可干渉性が
高く、透過部２６Ｅを透過する光（位相＝０（基準）：
振幅＝ｅｘｐ（ｏｉ）＝＋１）と、位相シフタ部２６Ｄ
に入射する光（位相π：振幅＝ｅｘｐ（πｉ）＝−１）
とは相殺し合う，すなわち振幅的に加算される関係とな
る。従って、検出器７４に入射する光量は、同図にグラ
フＧＡで示すように、位置合せマーク２６Ｆの部分にお
いて十分小さくなる。

【００３６】他方、同様の位相シフトパターンを有する
レチクル２６に従来の基準発光部１０４（図５参照）に
よる照明を行った場合は、同図に示すように照明光１０
４Ｌの入射角の範囲φが大きくなる。従って、レチクル
２６上における照明光の可干渉性も低くなって、位相シ
フタ部２６Ｄと透過部２６Ｅにおける透過光は相殺され
ない（可干渉性が低いため、振幅的には加算されず、光
量（強度）的に加算される）。従って、同図にグラフＧ
Ｂで示すように、位置合せマーク２６Ｆの部分において
も検出器７４の光量はあまり減少せず、位置合せマーク
２６Ｆを正確に検出することは困難となる。

【００３７】なお、以上の説明では、図２中の（Ｄ）を
例としたが、（Ａ）〜（Ｃ）のパターンであっても同様
である。また、Ｘ方向のみならずＹ方向についても同様
である。

【００３８】以上のように、本実施例によれば、検出器
７４における光量変化が従来の場合と比較して非常に大
きくなる。従って、従来よりも高い精度で位置合せマー
クの検出を行うことが可能となる。

【００３９】更に、以上の動作中における基準発光部５
４，すなわちウエハステージ３２とレチクル２６の位置
関係は、レーザ干渉計４８，６０の出力に基づいて計測
されており、その結果は検出器７４による検出結果とと
もに信号処理部５２に入力されている。信号処理部５２
では、これらの入力データに基づいて基準発光部５４の
透過パターン５４Ｘ，５４Ｙとレチクル２６の位置合せ
マークとの位置関係が求められる。

【００４０】次に、アライメント光学系を利用して基準
発光部５４の透過パターン５４Ｘ，５４Ｙとウエハ３６
の位置合せマークとの位置関係が求められる。最初に、
上述した基準発光部５４上の透過パターン５４Ｘ，５４
Ｙがアライメント検出系６８から出力されたアライメン
ト光束によって検出され、信号処理部５２において基準
発光部５４に対するアライメント光束の位置が決定され
る。なお、この検出動作では、遮光部５４Ａと透過パタ
ーン５４Ｘ，５４Ｙとの反射率の差を利用して行われ
る。この検出の後に、そのアライメント光束を使用して
ウエハ３６上の位置合わせマーク（図示せず）が検出さ
れる。これらの検出動作でも、各部の位置座標はレーザ
干渉計４８，５０によって測定されている。

【００４１】以上の動作によって、基準発光部５４の透
過パターン５４Ｘ，５４Ｙとウエハ３６の位置合せマー
クとの位置関係が求められる。上述したように、レチク
ル２６の位置合せマークと基準発光部５４の透過パター
ン５４Ｘ，５４Ｙとの位置関係は既に求められている。
従って、それらの関係から、レチクル２６及びウエハ３
６の位置合せマーク間の位置関係が求められることにな
る。また、いずれも位置検出時の位置座標はレーザ干渉
計４８，５０によって計測されているので、レーザ干渉
計４８，５０によってそれらの座標管理が可能となる。

【００４２】なお、レチクル２６の回路パターンとウエ
ハ３６との位置関係は、それらの位置合せマークの設計
値より求められるので、それらのマークの座標値に関す
るデータをあらかじめ信号処理部５２に入力しておくよ
うにする。

【００４３】次に、以上のような位置関係の測定の後、
ウエハステージ３２あるいはレチクルステージ４０が所
定量移動し、ウエハ３６上の所定位置にレチクル２６の
回路パターンの露光が行われる。ランプ１０から出力さ
れた露光光は、直接又は楕円鏡１２で反射されてミラー
１４に入射する。そして、ミラー１４で反射された露光
光は、インプットレンズ１６，フライアイレンズ１８に
より均一化され、開口絞り２８，コンデンサレンズ２
０，ハーフミラー２２，コンデンサレンズ２４の作用に
よってレチクル２６に入射し、その回路パターンの照明
が行われる。

【００４４】レチクル２６を透過，回折した露光光は、
投影光学系３０により集光結像し、ウエハ３６上の所定
位置にレチクル２６の回路パターンの像が投影形成され
る。この動作は、必要に応じてウエハ３６を移動しなが
ら複数回繰り返される。

【００４５】なお、本発明は、何ら上記実施例に限定さ
れるものではなく、たとえば次のような構成をとっても
良い。まず、光源１０，５６として、レーザを用いても
よい。また、これらから出力される光の光路中に、ダイ
クロイックミラーやバンドパスフィルタ等の単一波長化
部材を設けるようにしてもよい。また、前記実施例で
は、ランプ５６及び楕円鏡５８をウエハステージ３２中
に設けたが、それらをウエハステージ３２の外部に取り
出すとともに、光ファイバ等のライトガイドでウエハス
テージ３２内に導くようにしてもよい。また、ランプ１
０，５６を共通に構成し、露光光の光路から一部を取り
出して基準発光部５４の照明光として使用するようにし
てもよい。

【００４６】投影光学系３０が色収差を有する場合、一
般にそれを通過する光束は単色または準単色化される。
この場合には、それに応じて基準発光部５４から出力さ
れる照明光も単色化，又は準単色化する必要がある。こ
のときは、ウエハステージ３２中の照明光路中にバンド
パスフィルタなどの単色化部材を加えるようにする。こ
の場合に基準発光部５４から出力される照明光の波長
は、レチクル２６に照射される露光光の波長と同一とす
る。

【００４７】また、上記においては、位置合せマークが
位相シフトパターンからなる場合を例にとって説明した
が、図３に示すように、従来のクロムによる遮光パター
ンを位置合せマークとして有するレチクル用として、発
散角が０．５ＮＡ程度となるような開口の大きい開口絞
り６４Ｂを設け、これと前記実施例の開口絞り６４とを
交換して使用する構成としてもよい。また、レチクル２
６の位置合せマークの種類を自動的に判別する手段を設
け、これによる判別結果に応じて対応する開口絞りを自
動的に選択するようにしてもよい。この際、レチクル２
６の位置合せマークが位相シフトパターンである場合に
選択される開口絞りは、上述した基準発光部５４から出
力される照明光５４Ｌの発散角の正弦が投影光学系３０
の開口数のほぼ０．１〜０．３倍となるように開口の大
きさが設定されていることが好ましい。複数の開口絞り
を用意する代わりに単一の可変開口絞りを設け、照明光
５４Ｌの発散角を調整しても良いことは言うまでもな
い。

【００４８】また、前記実施例では、レチクル２６の位
相シフト部２６Ｄの透過光の位相が透過部２６Ｅよりも
π異なるようにしたが、一般的に（２ｍ＋１）π（だだ
しｍ＝０，１，２，……）異なるように位相シフト部２
６Ｄを形成するようにしてもよいことは言うまでもな
い。その他、露光系，アライメント系など、同様の作用
を奏するように種々設計変更が可能であり、それらのも
のも本発明に含まれる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、ステージ側からレチクルの位相合わせマークを照明
する光束の発散角が位置合わせマークの態様に応じて設
定されるので、次のような効果を奏する。

【００５０】（１）位置合わせマークが光透過部と位相
シフト部とで構成されている場合でもマークを正確に検
出することができ、遮光部を含まないいわゆるクロムレ
ス位相シフトレチクルについても、高い精度でレチクル
−ウエハ間の位置合わせを行なうことができる。

【００５１】（２）クロムレス位相シフトレチクルにお
いて、クロムなどによる位置合わせ用の遮光パターンを
高精度で形成する必要がなくなり、低コストで実用的な
クロムレスレチクルを得ることができる。

【００５２】（３）位置合わせマークを位相シフトパタ
ーンで構成することにより、位置合わせマーク検出の際
の分解能が従来に比べて向上し、クロムレス位相シフト
レチクルが有する高解像度という利点を発揮するに足る
十分に高い精度で位置合わせを行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による露光装置の一実施例を示す構成図
である。

【図２】本発明によるフォトマスクの実施例を示す説明
図である。

【図３】前記実施例における基準発光部を示す斜視図で
ある。

【図４】前記実施例の作用を示す説明図で、同図中
（Ａ）は本実施例の場合であり、同図中（Ｂ）は従来の
場合である。

【図５】基準発光部によるフォトマスクのマーク検出の
様子を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０，５６…ランプ、１２，５８…楕円鏡、１４，６
０，７０…ミラー、１６，６２…インプットレンズ、１
８…フライアイレンズ、２０，２４，６６，７２…コン
デンサレンズ、２２…ハーフミラー、２６…レチクル、
２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｆ…位相シフタ部、２
８，６４…開口絞り、３０…投影光学系、３２…ウエハ
ステージ、３４…架台、３６…ウエハ、３８…ウエハホ
ルダ、４０…レチクルステージ、４２…レチクル架台、
４４，４６…反射鏡、４８，５０…レーザ干渉計、５２
…信号処理部、５４…基準発光部、５４Ｌ…照明光、５
４Ｘ，５４Ｙ…透過パターン、６８…アライメント検出
系、７４…検出器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 7352−4ＭＨ０１Ｌ 21/30 ３１１Ｍ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感応基板上に投影転写すべきパターン
と、このパターンを前記感応基板に位置合わせするため
の位置合せ用マークとが形成されたフォトマスクにおい
て、前記位置合せ用マークが、光透過部と透過光の位相
を変化させる位相シフト部とによって構成されたことを
特徴とするフォトマスク。
【請求項２】フォトマスクに形成されたパターンを感
応基板上に投影する投影光学系と、前記感応基板が載置
される２次元移動可能なステージと、該ステージ上に設
けられ、前記投影光学系を介して前記フォトマスクに形
成された位置合せ用マークを照明する発光手段と、前記
位置合せ用マークを透過した前記発光手段からの光束を
受光する受光手段とを有する露光装置において、前記発
光手段から射出される光束の発散角を、前記位置合せ用
マークの態様に応じて設定するための制御手段を備えた
ことを特徴とする露光装置。
【請求項３】請求項２記載の露光装置において、前記
フォトマスクは請求項１記載のフォトマスクであり、前
記発散角の正弦が前記投影光学系の開口数の０．１〜
０．３倍となるように設定されたことを特徴とする露光
装置。