JPH05160001A - アライメント装置 - Google Patents
アライメント装置Info
- Publication number
- JPH05160001A JPH05160001A JP4136669A JP13666992A JPH05160001A JP H05160001 A JPH05160001 A JP H05160001A JP 4136669 A JP4136669 A JP 4136669A JP 13666992 A JP13666992 A JP 13666992A JP H05160001 A JPH05160001 A JP H05160001A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- projection lens
- chromatic aberration
- reticle
- alignment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7049—Technique, e.g. interferometric
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】比較的簡素な構成であるにもかかわらず、投影
レンズの軸上色収差を補正すると同時に倍率色収差をコ
ントロールすることにより、アライメント光学系の配置
を容易にしながら、投影レンズの設計及び製造を容易で
きる高性能なアライメント装置の実現を図る。 【構成】レチクルのパターンを基板に転写する投影レン
ズを備えた露光装置に設けられたアライメント装置にお
いて、上記レチクルと基板との間に、アライメント光に
対して、軸上色収差を補正しながら倍率色収差をコント
ロールする機能を有する補正光学素子を配置した。
レンズの軸上色収差を補正すると同時に倍率色収差をコ
ントロールすることにより、アライメント光学系の配置
を容易にしながら、投影レンズの設計及び製造を容易で
きる高性能なアライメント装置の実現を図る。 【構成】レチクルのパターンを基板に転写する投影レン
ズを備えた露光装置に設けられたアライメント装置にお
いて、上記レチクルと基板との間に、アライメント光に
対して、軸上色収差を補正しながら倍率色収差をコント
ロールする機能を有する補正光学素子を配置した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レチクル（マスク）上
に形成されたパターンをウエハ上を転写する投影レンズ
を備えた半導体露光装置のアライメント（位置合わせ）
装置に関するものであり、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のアラ
イメント光により、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ものである。
に形成されたパターンをウエハ上を転写する投影レンズ
を備えた半導体露光装置のアライメント（位置合わせ）
装置に関するものであり、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のアラ
イメント光により、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ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来において、投影対物レンズを通して
ウエハ上のアライメントマークを検出して、レチクルと
ウエハとのアライメントを行う装置は、露光光と異なる
波長光のアライメント光により、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た。
ウエハ上のアライメントマークを検出して、レチクルと
ウエハとのアライメントを行う装置は、露光光と異なる
波長光のアライメント光により、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た。
【０００３】しかしながら、露光光とは異なる波長のア
ライメント光に基づいてアライメントを行っているた
め、投影レンズにより色収差が発生する問題があり、こ
の色収差を補正するためのものとして、特開平3-3224号
公報、特公平1-40490 号公報が提案されている。特開平
3-3224号公報では、投影レンズの入射瞳位置の光軸中心
に１枚の補正レンズを配置することにより、露光光とは
異なる波長光のアライメント光による色収差を補正して
いる。これにより、ウエハマークからの±１次回折光を
検出してアライメントを行っている。
ライメント光に基づいてアライメントを行っているた
め、投影レンズにより色収差が発生する問題があり、こ
の色収差を補正するためのものとして、特開平3-3224号
公報、特公平1-40490 号公報が提案されている。特開平
3-3224号公報では、投影レンズの入射瞳位置の光軸中心
に１枚の補正レンズを配置することにより、露光光とは
異なる波長光のアライメント光による色収差を補正して
いる。これにより、ウエハマークからの±１次回折光を
検出してアライメントを行っている。
【０００４】また、特公平1-40490 号公報では、レチク
ルと投影レンズとの間の露光光路外あるいは露光光路内
に補正光学系を配置して、アライメント光が投影レンズ
を介することによる色収差を補正している。そして、投
影レンズを介してウエハ上に形成されるレチクルマーク
像とウエハマークとを検出してアライメントを行ってい
る。
ルと投影レンズとの間の露光光路外あるいは露光光路内
に補正光学系を配置して、アライメント光が投影レンズ
を介することによる色収差を補正している。そして、投
影レンズを介してウエハ上に形成されるレチクルマーク
像とウエハマークとを検出してアライメントを行ってい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平3-3224号公
報では、投影レンズの入射瞳の中心に色収差補正用の補
正レンズを配置し、この補正レンズは露光光に対し悪影
響を及ばさない程度に小さく構成されている。しかしな
がら、アライメント精度を向上させるためには、ウエハ
マークを構成する回折格子のピッチをより微細にする必
要があるにも係わらず、投影レンズの入射瞳では、ウエ
ハマーク（回折格子）のピッチを小さくすればする程、
検出光としての±１次光の間隔が広がるため、補正レン
ズを小さくすることができないという原理的に欠点を有
している。その結果、補正レンズが露光光に対して悪影
響を及ぼす程大きくなってしまう。よって、より高精度
なアライメントには対応できない問題を抱えている。
報では、投影レンズの入射瞳の中心に色収差補正用の補
正レンズを配置し、この補正レンズは露光光に対し悪影
響を及ばさない程度に小さく構成されている。しかしな
がら、アライメント精度を向上させるためには、ウエハ
マークを構成する回折格子のピッチをより微細にする必
要があるにも係わらず、投影レンズの入射瞳では、ウエ
ハマーク（回折格子）のピッチを小さくすればする程、
検出光としての±１次光の間隔が広がるため、補正レン
ズを小さくすることができないという原理的に欠点を有
している。その結果、補正レンズが露光光に対して悪影
響を及ぼす程大きくなってしまう。よって、より高精度
なアライメントには対応できない問題を抱えている。
【０００６】また、上記特公平1-40490 号公報では、レ
チクルと投影レンズとの間の露光光路外あるいは露光光
路内に補正光学系を配置することによって、投影レンズ
の軸上色収差を補正することが原理的に可能としてい
る。しかしながら、アライメント光は露光光よりも波長
が長いため、投影レンズを介してウエハマークの像を見
ると、投影レンズの倍率色収差によって、レチクル上で
は露光領域内にウエハマーク像が入り込んでしまう場合
がある。この場合には、レチクルと投影レンズとの間で
の露光光路外に設けられた傾角可変な平行平面板によ
り、投影レンズの倍率色収差を補正してウエハマーク像
を露光領域外へシフトさせることが可能である。ところ
が、この平行平面板が露光の１部を遮光してしまうた
め、この場合には対応できない。
チクルと投影レンズとの間の露光光路外あるいは露光光
路内に補正光学系を配置することによって、投影レンズ
の軸上色収差を補正することが原理的に可能としてい
る。しかしながら、アライメント光は露光光よりも波長
が長いため、投影レンズを介してウエハマークの像を見
ると、投影レンズの倍率色収差によって、レチクル上で
は露光領域内にウエハマーク像が入り込んでしまう場合
がある。この場合には、レチクルと投影レンズとの間で
の露光光路外に設けられた傾角可変な平行平面板によ
り、投影レンズの倍率色収差を補正してウエハマーク像
を露光領域外へシフトさせることが可能である。ところ
が、この平行平面板が露光の１部を遮光してしまうた
め、この場合には対応できない。
【０００７】さらに、レチクル及び投影レンズを介して
アライメントを行う、所謂スルーザレチクル（ＴＴＲ）
方式、あるいは投影レンズを介してアライメントを行
う、所謂スルーザレンズ（ＴＴＬ）方式を採用する際に
は、レチクル上方あるいは下方に配置された反射鏡を介
して基板（ウエハ）のアライメントマークからの光を取
り出しているものの、投影レンズの倍率色収差によって
レチクル側の露光領域内側へウエハマーク像がシフトす
る傾向がある場合には、上記反射鏡等が露光光の１部を
遮ってしまう恐れがあり、アライメント光学系の配置条
件が厳しくなる。
アライメントを行う、所謂スルーザレチクル（ＴＴＲ）
方式、あるいは投影レンズを介してアライメントを行
う、所謂スルーザレンズ（ＴＴＬ）方式を採用する際に
は、レチクル上方あるいは下方に配置された反射鏡を介
して基板（ウエハ）のアライメントマークからの光を取
り出しているものの、投影レンズの倍率色収差によって
レチクル側の露光領域内側へウエハマーク像がシフトす
る傾向がある場合には、上記反射鏡等が露光光の１部を
遮ってしまう恐れがあり、アライメント光学系の配置条
件が厳しくなる。
【０００８】また、投影レンズは露光波長光に対しては
十分に色収差（軸上色収差と倍率色収差）が補正されて
いるものの、露光光とは別波長のアライメント光に対す
る色収差（軸上色収差と倍率色収差）まで補正すると、
投影レンズの設計及び製造がより困難なものとなる。特
に、エキシマ光源を露光光としするエキシマ用の投影レ
ンズでは、石英、蛍石等の極限られた硝材に制約され、
しかもエキシマ光源の出力が高く、色収差のために、石
英、蛍石等の硝材を接合することが困難であり、露光光
とは異なる波長のアライメント光に対する色収差まで補
正することが難しく、投影レンズの設計及び製造をより
困難なものとしていた。
十分に色収差（軸上色収差と倍率色収差）が補正されて
いるものの、露光光とは別波長のアライメント光に対す
る色収差（軸上色収差と倍率色収差）まで補正すると、
投影レンズの設計及び製造がより困難なものとなる。特
に、エキシマ光源を露光光としするエキシマ用の投影レ
ンズでは、石英、蛍石等の極限られた硝材に制約され、
しかもエキシマ光源の出力が高く、色収差のために、石
英、蛍石等の硝材を接合することが困難であり、露光光
とは異なる波長のアライメント光に対する色収差まで補
正することが難しく、投影レンズの設計及び製造をより
困難なものとしていた。
【０００９】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、比較的簡素な構成であるにもかかわらず、
投影レンズの軸上色収差を補正すると同時に倍率色収差
をコントロールすることにより、アライメント光学系の
配置を容易にしながら、投影レンズの設計及び製造を容
易できる高性能なアライメント装置を提供することを目
的としている。
ものであり、比較的簡素な構成であるにもかかわらず、
投影レンズの軸上色収差を補正すると同時に倍率色収差
をコントロールすることにより、アライメント光学系の
配置を容易にしながら、投影レンズの設計及び製造を容
易できる高性能なアライメント装置を提供することを目
的としている。
【００１０】なお、本発明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、投影レンズを通過するこ
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、投影レンズを通過することによって上記ガウ
ス像面もしく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
上で交差する各交差位置間のズレを定義するものであ
る。そして、倍率色収差量（横の色収差量）ΔＴとは、
投影レンズ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
投影対物レンズの光軸位置までの距離をδ 1 、投影レン
ズを通過することによって上記ガウス像面もしくはこれ
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対物レンズの光軸位置までの
距離をδ2 とするとき、ΔＴ＝｜δ2−δ1 ｜で定義さ
れるものである。
の色収差の事であり、これは、投影レンズを通過するこ
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、投影レンズを通過することによって上記ガウ
ス像面もしく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
上で交差する各交差位置間のズレを定義するものであ
る。そして、倍率色収差量（横の色収差量）ΔＴとは、
投影レンズ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
投影対物レンズの光軸位置までの距離をδ 1 、投影レン
ズを通過することによって上記ガウス像面もしくはこれ
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対物レンズの光軸位置までの
距離をδ2 とするとき、ΔＴ＝｜δ2−δ1 ｜で定義さ
れるものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１による発明は、上記の目的を達成するた
めに、レチクル上に形成された所定のパターンを露光光
によって基板上に転写する投影レンズを備えた露光装置
に設けられ、前記レチクルと前記基板との相対的な位置
合わせを行うアライメント装置において、前記露光光と
は異なる波長光のアライメント光を前記投影レンズを介
して前記基板上に形成されたアライメントマークに照射
する光照射手段と、該アライメントマークからの光を前
記投影レンズを介して検出する検出手段とを有し、前記
レチクルと前記基板との間に、照射光に対して投影レン
ズの軸上色収差と倍率色収差とは反対方向の軸上色収差
と倍率色収差とを発生させる照射光補正光学素子と、検
出光に対して投影レンズの倍率色収差とは反対方向の倍
率色収差を発生させる検出光補正光学素子とを設け、前
記照射光補正光学素子は、前記照射光のもとで前記アラ
イメントマークの仮想的な像が投影レンズにより前記レ
チクル側に投影される第１の位置での前記投影レンズの
軸上色収差量と同等な軸上色収差量を発生させるととも
に前記第１の位置での前記投影レンズの倍率色収差量以
上の倍率色収差量を発生させて、前記露光光のもとで前
記アライメントマーク像が投影レンズにより前記レチク
ル上に投影される第２の位置を境界として含む非露光領
域の周辺側へ照射光路を偏向させ、検出光補正光学素子
は、前記第１の位置での前記投影レンズの倍率色収差量
以上の倍率色収差量を発生させて、前記第２の位置を境
界として含む非露光領域の周辺側へ検出光路を偏向させ
るようにしたものである。
めに、請求項１による発明は、上記の目的を達成するた
めに、レチクル上に形成された所定のパターンを露光光
によって基板上に転写する投影レンズを備えた露光装置
に設けられ、前記レチクルと前記基板との相対的な位置
合わせを行うアライメント装置において、前記露光光と
は異なる波長光のアライメント光を前記投影レンズを介
して前記基板上に形成されたアライメントマークに照射
する光照射手段と、該アライメントマークからの光を前
記投影レンズを介して検出する検出手段とを有し、前記
レチクルと前記基板との間に、照射光に対して投影レン
ズの軸上色収差と倍率色収差とは反対方向の軸上色収差
と倍率色収差とを発生させる照射光補正光学素子と、検
出光に対して投影レンズの倍率色収差とは反対方向の倍
率色収差を発生させる検出光補正光学素子とを設け、前
記照射光補正光学素子は、前記照射光のもとで前記アラ
イメントマークの仮想的な像が投影レンズにより前記レ
チクル側に投影される第１の位置での前記投影レンズの
軸上色収差量と同等な軸上色収差量を発生させるととも
に前記第１の位置での前記投影レンズの倍率色収差量以
上の倍率色収差量を発生させて、前記露光光のもとで前
記アライメントマーク像が投影レンズにより前記レチク
ル上に投影される第２の位置を境界として含む非露光領
域の周辺側へ照射光路を偏向させ、検出光補正光学素子
は、前記第１の位置での前記投影レンズの倍率色収差量
以上の倍率色収差量を発生させて、前記第２の位置を境
界として含む非露光領域の周辺側へ検出光路を偏向させ
るようにしたものである。
【００１２】また、同じように上記目的を達成するた
め、請求項２による発明は、レチクル上に形成された所
定のパターンを露光光によって基板上に転写する投影レ
ンズを備えた露光装置に設けられ、前記レチクルと前記
基板との相対的な位置合わせを行うアライメント装置に
おいて、前記露光光とは異なる波長光のアライメント光
を前記投影レンズを介して前記基板上に形成されたアラ
イメントマークに照射する光照射手段と、該アライメン
トマークからの光を前記投影レンズを介して検出する検
出手段とを有し、前記レチクルと前記基板との間に、照
射光に対して投影レンズの倍率色収差とは反対方向の倍
率色収差を発生させる照射光補正光学素子と、検出光に
対して投影レンズの軸上色収差と倍率色収差とは反対方
向の軸上色収差と倍率色収差とを発生させる検出光補正
光学素子とを設け、前記照射光補正光学素子は、前記照
射光のもとで前記アライメントマークの仮想的な像が投
影レンズにより前記レチクル側に投影される第１の位置
での前記投影レンズの倍率色収差量以上の倍率色収差量
を発生させて、前記露光光のもとで前記アライメントマ
ーク像が投影レンズにより前記レチクル上に投影される
第２の位置を境界として含む非露光領域の周辺側へ照射
光路を偏向させ、検出光補正光学素子は、前記第１の位
置での前記投影レンズの軸上色収差量と同等な軸上色収
差量を発生させるとともに前記第１の位置での前記投影
レンズの倍率色収差量以上の倍率色収差量を発生させ
て、前記第２の位置を境界として含む非露光領域の周辺
側へ検出光路を偏向させるようにしたものである。
め、請求項２による発明は、レチクル上に形成された所
定のパターンを露光光によって基板上に転写する投影レ
ンズを備えた露光装置に設けられ、前記レチクルと前記
基板との相対的な位置合わせを行うアライメント装置に
おいて、前記露光光とは異なる波長光のアライメント光
を前記投影レンズを介して前記基板上に形成されたアラ
イメントマークに照射する光照射手段と、該アライメン
トマークからの光を前記投影レンズを介して検出する検
出手段とを有し、前記レチクルと前記基板との間に、照
射光に対して投影レンズの倍率色収差とは反対方向の倍
率色収差を発生させる照射光補正光学素子と、検出光に
対して投影レンズの軸上色収差と倍率色収差とは反対方
向の軸上色収差と倍率色収差とを発生させる検出光補正
光学素子とを設け、前記照射光補正光学素子は、前記照
射光のもとで前記アライメントマークの仮想的な像が投
影レンズにより前記レチクル側に投影される第１の位置
での前記投影レンズの倍率色収差量以上の倍率色収差量
を発生させて、前記露光光のもとで前記アライメントマ
ーク像が投影レンズにより前記レチクル上に投影される
第２の位置を境界として含む非露光領域の周辺側へ照射
光路を偏向させ、検出光補正光学素子は、前記第１の位
置での前記投影レンズの軸上色収差量と同等な軸上色収
差量を発生させるとともに前記第１の位置での前記投影
レンズの倍率色収差量以上の倍率色収差量を発生させ
て、前記第２の位置を境界として含む非露光領域の周辺
側へ検出光路を偏向させるようにしたものである。
【００１３】
【作 用】露光光とは異なる波長光のアライメント光
（レーザ光）を投影レンズを介してウエハ上のアライメ
ントマーク（回折格子）に照射し、ウエハ上のアライメ
ントマークからの回折光を投影レンズを介して検出する
際に、投影レンズには軸上色収差と倍率色収差とが発生
する。このため、本発明では、レチクルとウエハとの間
に、照射用のアライメント光と検出用のアライメント光
の内、一方のアライメント光に対する軸上色収差を補正
しながら倍率色収差をコントロールする第１光学素子
と、他方のアライメント光に対する倍率色収差をコント
ロールする第２光学素子とを独立に設けている。
（レーザ光）を投影レンズを介してウエハ上のアライメ
ントマーク（回折格子）に照射し、ウエハ上のアライメ
ントマークからの回折光を投影レンズを介して検出する
際に、投影レンズには軸上色収差と倍率色収差とが発生
する。このため、本発明では、レチクルとウエハとの間
に、照射用のアライメント光と検出用のアライメント光
の内、一方のアライメント光に対する軸上色収差を補正
しながら倍率色収差をコントロールする第１光学素子
と、他方のアライメント光に対する倍率色収差をコント
ロールする第２光学素子とを独立に設けている。
【００１４】これにより、アライメント光に対する投影
レンズの軸上色収差を補正しながら倍率色収差のコント
ロールが可能となるので、投影レンズではアライメント
光に対する色収差の補正の必要が原理的になくなり、投
影レンズの設計及び製造が格段に容易となる。しかも、
投影レンズに倍率色収差が存在していてもアライメント
光路を露光光路外へ任意に偏向できるため、アライメン
ト光学系の配置の条件を緩和させることができる。
レンズの軸上色収差を補正しながら倍率色収差のコント
ロールが可能となるので、投影レンズではアライメント
光に対する色収差の補正の必要が原理的になくなり、投
影レンズの設計及び製造が格段に容易となる。しかも、
投影レンズに倍率色収差が存在していてもアライメント
光路を露光光路外へ任意に偏向できるため、アライメン
ト光学系の配置の条件を緩和させることができる。
【００１５】また、ウエハマークの回折格子のピッチを
微細にして高精度なアライメントを行う際にも、上記の
補正光学素子が露光光路中に占める割合を格段に小さく
することが原理的に可能となるため、露光光に対して悪
影響を及ぼすことない。よって、レチクル上の微細なパ
ターンがウエハ上に忠実に転写させることが可能とな
る。
微細にして高精度なアライメントを行う際にも、上記の
補正光学素子が露光光路中に占める割合を格段に小さく
することが原理的に可能となるため、露光光に対して悪
影響を及ぼすことない。よって、レチクル上の微細なパ
ターンがウエハ上に忠実に転写させることが可能とな
る。
【００１６】
【実施例】さて、図１は本発明による第１実施例の概略
構成図を示しており、図１を参照しながら、本発明の第
１実施例を説明する。所定の回路パターンが形成された
レチクル（マスク）２とウエハ（基板）４とは、露光光
のもとで投影レンズ（投影対物レンズ）１に関して共役
に配置されており、レチクル２及びウエハ４は、不図示
の２次元的に移動可能なステージに保持されている。不
図示ではあるが投影レンズ１の上方には、照明光学系が
設けられており、この照明光学系からは露光光として、
例えばエキシマ光（λ=249nm:KrF又はλ=193nm:ArF）が
レチクル２上を均一照明し、レチクル２上の回路パター
ンが投影レンズ１によりウエハ上に転写される。
構成図を示しており、図１を参照しながら、本発明の第
１実施例を説明する。所定の回路パターンが形成された
レチクル（マスク）２とウエハ（基板）４とは、露光光
のもとで投影レンズ（投影対物レンズ）１に関して共役
に配置されており、レチクル２及びウエハ４は、不図示
の２次元的に移動可能なステージに保持されている。不
図示ではあるが投影レンズ１の上方には、照明光学系が
設けられており、この照明光学系からは露光光として、
例えばエキシマ光（λ=249nm:KrF又はλ=193nm:ArF）が
レチクル２上を均一照明し、レチクル２上の回路パター
ンが投影レンズ１によりウエハ上に転写される。
【００１７】ここで、投影レンズ１はレチクル側とウエ
ハ側とでテレセントリックとなるように構成されている
とともに、露光光としてのエキシマ光に対して良好に色
収差が補正されている。レチクル２及びウエハ４上に
は、アライメント用の回折格子マークＲＭX ，ＷＭX が
それぞれ形成されている。
ハ側とでテレセントリックとなるように構成されている
とともに、露光光としてのエキシマ光に対して良好に色
収差が補正されている。レチクル２及びウエハ４上に
は、アライメント用の回折格子マークＲＭX ，ＷＭX が
それぞれ形成されている。
【００１８】さて、ウェハ４はステップアンドリピート
方式で２次元移動する不図示のステージ上に吸着され、
ウェハ４上の１つのショット領域に対するレチクル２の
転写露光が終了すると、次のショット位置までステッピ
ングされる。不図示のレチクルステージの一部には、レ
チクル２の水平面内でのＸ方向、Ｙ方向及び回転（θ）
方向の位置を検出するためのレーザ光波干渉式測長器
（以下、干渉計とする）からのレーザビームを反射する
移動鏡が固定されている。この干渉計はＸ方向、Ｙ方
向、θ方向の位置を独立に検出するために３本の測長用
レーザビームを有するが、ここでは説明を簡単にするた
め図示を省略してある。レチクルステージの移動ストロ
ークは数ミリメートル以下であり、干渉計の検出分解能
は、例えば０．０１μｍ程度に定められている。
方式で２次元移動する不図示のステージ上に吸着され、
ウェハ４上の１つのショット領域に対するレチクル２の
転写露光が終了すると、次のショット位置までステッピ
ングされる。不図示のレチクルステージの一部には、レ
チクル２の水平面内でのＸ方向、Ｙ方向及び回転（θ）
方向の位置を検出するためのレーザ光波干渉式測長器
（以下、干渉計とする）からのレーザビームを反射する
移動鏡が固定されている。この干渉計はＸ方向、Ｙ方
向、θ方向の位置を独立に検出するために３本の測長用
レーザビームを有するが、ここでは説明を簡単にするた
め図示を省略してある。レチクルステージの移動ストロ
ークは数ミリメートル以下であり、干渉計の検出分解能
は、例えば０．０１μｍ程度に定められている。
【００１９】一方、不図示のウェハステージの一部にも
ウェハ４の水平面内でのＸ方向、Ｙ方向の位置を検出す
るための干渉計からのレーザビームを反射する移動鏡が
固定されている。この干渉計もＸ方向、Ｙ方向の位置を
独立に検出するために２本の測長用レーザビームを有す
るが、ここでは説明を簡単にするため図示を省略してあ
る。レチクルステージのＸ方向、Ｙ方向、θ方向の駆動
は不図示の駆動モータで行なわれ、ウェハステージの２
次元移動もレチクルステージの駆動モータとは独立の駆
動モータで行なわれる。
ウェハ４の水平面内でのＸ方向、Ｙ方向の位置を検出す
るための干渉計からのレーザビームを反射する移動鏡が
固定されている。この干渉計もＸ方向、Ｙ方向の位置を
独立に検出するために２本の測長用レーザビームを有す
るが、ここでは説明を簡単にするため図示を省略してあ
る。レチクルステージのＸ方向、Ｙ方向、θ方向の駆動
は不図示の駆動モータで行なわれ、ウェハステージの２
次元移動もレチクルステージの駆動モータとは独立の駆
動モータで行なわれる。
【００２０】次に、図１に示した露光装置のアライメン
ト系について説明する。アライメント用の照射光は、露
光光とは異なる波長光を発するレーザ光源10、例えば63
3nmの光を発するHe-Ne レーザから射出される光束は、
光路分割部材としての半透過鏡11により光束ＬＢ1 と光
束ＬＢ2 とにそれぞれ分割される。半透過鏡11を透過し
た光束ＬＢ1 は、第１光変調器としての第１音響光学素
子13a(以下、ＡＯＭ13a と称する。）を介する一方で、
半透過鏡11を反射した光束ＬＢ2 は、反射鏡12を介した
後、第２光変調器としての第２音響光学素子13b(以下、
ＡＯＭ13b と称する。）を介する。
ト系について説明する。アライメント用の照射光は、露
光光とは異なる波長光を発するレーザ光源10、例えば63
3nmの光を発するHe-Ne レーザから射出される光束は、
光路分割部材としての半透過鏡11により光束ＬＢ1 と光
束ＬＢ2 とにそれぞれ分割される。半透過鏡11を透過し
た光束ＬＢ1 は、第１光変調器としての第１音響光学素
子13a(以下、ＡＯＭ13a と称する。）を介する一方で、
半透過鏡11を反射した光束ＬＢ2 は、反射鏡12を介した
後、第２光変調器としての第２音響光学素子13b(以下、
ＡＯＭ13b と称する。）を介する。
【００２１】ここで、ＡＯＭ13a は、周波数ｆ1 の高周
波信号でドライブされ、ＡＯＭ13bは、周波数ｆ2 （ｆ
2 ＝ｆ1 −Δｆ）の高周波信号でドライブされる。そし
て、ドライブ周波数ｆ1 、ｆ2 と周波数差Δｆとの関係
は、ｆ1 ＞＞Δｆ、ｆ2 ＞＞Δｆであるのが望ましく、
Δｆの上限は後述するアライメント用の光電検出器の応
答性によって決まる。
波信号でドライブされ、ＡＯＭ13bは、周波数ｆ2 （ｆ
2 ＝ｆ1 −Δｆ）の高周波信号でドライブされる。そし
て、ドライブ周波数ｆ1 、ｆ2 と周波数差Δｆとの関係
は、ｆ1 ＞＞Δｆ、ｆ2 ＞＞Δｆであるのが望ましく、
Δｆの上限は後述するアライメント用の光電検出器の応
答性によって決まる。
【００２２】さて、ＡＯＭ13a 及びＡＯＭ13b を介した
光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 は、半透過鏡14により各々透過光と
反射光とに分割され、この半透過鏡14を反射した各光束
ＬＢ 1 ，ＬＢ2 は集光レンズ15によって集光される。こ
の集光位置には、紙面方向にピッチを有する参照用の基
準の回折格子16上が配置されており、相対的な周波数差
がΔｆとなる２つの光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 によって、回折
格子16上には流れる干渉縞が形成される。そして、回折
格子16を介した回折光が光電検出器17にて光電検出され
る。この検出された参照信号（基準信号）は、回折格子
16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。
光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 は、半透過鏡14により各々透過光と
反射光とに分割され、この半透過鏡14を反射した各光束
ＬＢ 1 ，ＬＢ2 は集光レンズ15によって集光される。こ
の集光位置には、紙面方向にピッチを有する参照用の基
準の回折格子16上が配置されており、相対的な周波数差
がΔｆとなる２つの光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 によって、回折
格子16上には流れる干渉縞が形成される。そして、回折
格子16を介した回折光が光電検出器17にて光電検出され
る。この検出された参照信号（基準信号）は、回折格子
16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。
【００２３】一方、半透過鏡14を通過した２つの光束Ｌ
Ｂ1 ，ＬＢ2 は、アライメント用対物レンズ18，反射鏡
19を介して、レチクル２の露光領域外に設けられたレチ
クルマークＲＭX 上に集光される。このとき、レチクル
マークＲＭX 上には光束ＬＢ 1 ，ＬＢ2 との周波数差Δ
ｆにより流れる干渉縞が形成される。レチクルマークＲ
ＭX は、図２に示す如く、レチクル２の露光領域２ａの
外において、Ｘ方向（計測方向）にピッチを有する回折
格子で構成されている。また、レチクルマークＲＭX と
隣接した位置に透過窓ＷＩ（以下、レチクル窓と称す
る。）が形成されている。
Ｂ1 ，ＬＢ2 は、アライメント用対物レンズ18，反射鏡
19を介して、レチクル２の露光領域外に設けられたレチ
クルマークＲＭX 上に集光される。このとき、レチクル
マークＲＭX 上には光束ＬＢ 1 ，ＬＢ2 との周波数差Δ
ｆにより流れる干渉縞が形成される。レチクルマークＲ
ＭX は、図２に示す如く、レチクル２の露光領域２ａの
外において、Ｘ方向（計測方向）にピッチを有する回折
格子で構成されている。また、レチクルマークＲＭX と
隣接した位置に透過窓ＷＩ（以下、レチクル窓と称す
る。）が形成されている。
【００２４】従って、アライメント系の対物レンズ18に
よってレチクル上に集光する照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 は、
レチクルマークＲＭX のみならず、レチクル窓ＷＩも同
時にカバーするように所定の交差角を持った２方向で照
明する。ここで、まずレチクルマークＲＭX を所定の交
差角で照明する光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 ついて図３を参照し
ながら説明する。光束ＬＢ1 がレチクルマークＲＭX を
斜めに照射すると、光束ＬＢ2 の光路を逆に辿る方向
（正反射方向）に光束ＬＢ 1 の０次光ＤＢR1(0) が点線
で示す如く発生し、また光束ＬＢ1 の光路を逆に辿る方
向に光束ＬＢ1 の１次光ＤＢR1（＋1)が点線で示す如く
発生する。
よってレチクル上に集光する照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 は、
レチクルマークＲＭX のみならず、レチクル窓ＷＩも同
時にカバーするように所定の交差角を持った２方向で照
明する。ここで、まずレチクルマークＲＭX を所定の交
差角で照明する光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 ついて図３を参照し
ながら説明する。光束ＬＢ1 がレチクルマークＲＭX を
斜めに照射すると、光束ＬＢ2 の光路を逆に辿る方向
（正反射方向）に光束ＬＢ 1 の０次光ＤＢR1(0) が点線
で示す如く発生し、また光束ＬＢ1 の光路を逆に辿る方
向に光束ＬＢ1 の１次光ＤＢR1（＋1)が点線で示す如く
発生する。
【００２５】一方、光束ＬＢ2 がレチクルマークＲＭX
を斜めに照射すると、光束ＬＢ1 の光路を逆に辿る方向
（正反射方向）に光束ＬＢ2 の０次光ＬＢR2(0) が一点
鎖線で示す如く発生し、また光束ＬＢ2 の光路を逆に辿
る方向に光束ＬＢ2 の−１次光ＬＢR2（−1)が一点鎖線
で示す如く発生する。ここで、レチクルマークＲＭX の
ピッチＰR は、アライメント光の波長をλとし、照射光
ＬＢ1 ，ＬＢ2 の交差角２θR とするとき、sin2θR ＝
λ／ＰR の関係を満足するように設定されている。な
お、図１及び図３中には、０次光ＤＢR2(0) と＋１次光
ＤＢR1（＋1)とを検出光ＤＢR1として示し、０次光ＤＢ
R1(0) と−１次光ＤＢR2（−1)とを検出光ＤＢR2として
示している。
を斜めに照射すると、光束ＬＢ1 の光路を逆に辿る方向
（正反射方向）に光束ＬＢ2 の０次光ＬＢR2(0) が一点
鎖線で示す如く発生し、また光束ＬＢ2 の光路を逆に辿
る方向に光束ＬＢ2 の−１次光ＬＢR2（−1)が一点鎖線
で示す如く発生する。ここで、レチクルマークＲＭX の
ピッチＰR は、アライメント光の波長をλとし、照射光
ＬＢ1 ，ＬＢ2 の交差角２θR とするとき、sin2θR ＝
λ／ＰR の関係を満足するように設定されている。な
お、図１及び図３中には、０次光ＤＢR2(0) と＋１次光
ＤＢR1（＋1)とを検出光ＤＢR1として示し、０次光ＤＢ
R1(0) と−１次光ＤＢR2（−1)とを検出光ＤＢR2として
示している。
【００２６】再び図１に戻って、光束ＬＢ1 の光路を逆
に辿る検出光ＤＢR1（１次光ＬＢR1（＋1)及び０次光Ｌ
ＢR2(0) ）は、再び反射鏡19、対物レンズ18、半透過鏡
13を介した後、対物レンズ18の瞳と共役な位置に設けら
れた光電検出器20ａに達する。そして、この光電検出器
20ａにてレチクルマークＲＭX からの位置信号（光ビー
ト信号）が検出される。これと同時に、光束ＬＢ2 の光
路を逆に辿る検出光ＤＢR2（−１次光ＤＢR2（−1)と０
次光ＤＢR1(0) ）は、再び反射鏡19、対物レンズ18、半
透過鏡14を介した後、対物レンズ18の瞳と共役な位置に
設けられた光電検出器20ｂに達する。そして、この光電
検出器20ｂにてレチクルマークＲＭX からの位置信号
（光ビート信号）が検出される。ここで、光電検出器20
ａ，20ｂにて、この検出されたレチクル２の位置信号
は、レチクルマークＲＭX 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。
に辿る検出光ＤＢR1（１次光ＬＢR1（＋1)及び０次光Ｌ
ＢR2(0) ）は、再び反射鏡19、対物レンズ18、半透過鏡
13を介した後、対物レンズ18の瞳と共役な位置に設けら
れた光電検出器20ａに達する。そして、この光電検出器
20ａにてレチクルマークＲＭX からの位置信号（光ビー
ト信号）が検出される。これと同時に、光束ＬＢ2 の光
路を逆に辿る検出光ＤＢR2（−１次光ＤＢR2（−1)と０
次光ＤＢR1(0) ）は、再び反射鏡19、対物レンズ18、半
透過鏡14を介した後、対物レンズ18の瞳と共役な位置に
設けられた光電検出器20ｂに達する。そして、この光電
検出器20ｂにてレチクルマークＲＭX からの位置信号
（光ビート信号）が検出される。ここで、光電検出器20
ａ，20ｂにて、この検出されたレチクル２の位置信号
は、レチクルマークＲＭX 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。
【００２７】次に、レチクルマークＲＭX に隣接して設
けられたレチクル窓ＷＩを所定の交差角を持った２方向
で照明する光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 ついて説明する。レチク
ル窓ＷＩを所定の交差角θR を持った２方向で照明する
光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 は、図１に示す如く、レチクル窓Ｗ
Ｉをそのまま通過し、投影レンズ３に対し軸外から入射
する。
けられたレチクル窓ＷＩを所定の交差角を持った２方向
で照明する光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 ついて説明する。レチク
ル窓ＷＩを所定の交差角θR を持った２方向で照明する
光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 は、図１に示す如く、レチクル窓Ｗ
Ｉをそのまま通過し、投影レンズ３に対し軸外から入射
する。
【００２８】ここで、投影レンズ３は露光光に対して十
分に色収差補正されているものの、露光光と異なる波長
のアライメント光に対しては色収差補正されていない。
このため、投影レンズ３の瞳（入射瞳）面Ｐ上には、図
４に示す如く、投影レンズ３の光軸の中心を通る計測方
向（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つの回折格子ＧXA1 〜ＧXA3(補正光学素子）が
透明な円形状の基板１上に配置されている。回折格子Ｇ
XA3 は投影レンズ３の光軸Ａｘ0 上に、回折格子ＧXA1
及びＧXA2 は回折格子ＧXA3(投影レンズ３の光軸）に関
して左右対称にそれぞれ設けられている。そして、各回
折格子ＧXA1 〜ＧXA3 は、ＧXA2 ，ＧXA 3 ，ＧXA1 の順
に回折格子のピッチが密となるように計測方向（Ｘ方
向）に沿って配列されている。なお、本実施例における
回折格子ＧXA1 〜ＧXA3(補正光学素子）の具体的な構成
及び機能については後で詳述する。
分に色収差補正されているものの、露光光と異なる波長
のアライメント光に対しては色収差補正されていない。
このため、投影レンズ３の瞳（入射瞳）面Ｐ上には、図
４に示す如く、投影レンズ３の光軸の中心を通る計測方
向（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つの回折格子ＧXA1 〜ＧXA3(補正光学素子）が
透明な円形状の基板１上に配置されている。回折格子Ｇ
XA3 は投影レンズ３の光軸Ａｘ0 上に、回折格子ＧXA1
及びＧXA2 は回折格子ＧXA3(投影レンズ３の光軸）に関
して左右対称にそれぞれ設けられている。そして、各回
折格子ＧXA1 〜ＧXA3 は、ＧXA2 ，ＧXA 3 ，ＧXA1 の順
に回折格子のピッチが密となるように計測方向（Ｘ方
向）に沿って配列されている。なお、本実施例における
回折格子ＧXA1 〜ＧXA3(補正光学素子）の具体的な構成
及び機能については後で詳述する。
【００２９】さて、図１に戻って、投影レンズ３に対し
て軸外から入射して、投影レンズの瞳（入射瞳）に達し
た照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 は、それぞれ回折格子ＧXA1 及
びＧ XA2(照射光補正光素子）により、各々の補正角
θ1 ，θ2 だけ補正するように偏向（回折）されて、ウ
エハ４上に形成されているウエハマークＷＭx を所定の
交差角を持った２方向で照射する。すると、ウエハマー
クＷＭx 上には、流れる干渉縞が形成される。ここで、
ウエハマークＷＭx は、図５に示す如く、１ショット領
域ＷＭx 外のストリートラインＳＬ上において、Ｘ方向
（計測方向）にピッチを有する回折格子で構成されてい
る。
て軸外から入射して、投影レンズの瞳（入射瞳）に達し
た照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 は、それぞれ回折格子ＧXA1 及
びＧ XA2(照射光補正光素子）により、各々の補正角
θ1 ，θ2 だけ補正するように偏向（回折）されて、ウ
エハ４上に形成されているウエハマークＷＭx を所定の
交差角を持った２方向で照射する。すると、ウエハマー
クＷＭx 上には、流れる干渉縞が形成される。ここで、
ウエハマークＷＭx は、図５に示す如く、１ショット領
域ＷＭx 外のストリートラインＳＬ上において、Ｘ方向
（計測方向）にピッチを有する回折格子で構成されてい
る。
【００３０】さて、図６に示す如く、照射光ＬＢ1 ，Ｌ
Ｂ2 がウエハマークＷＭx を所定の交差角を持った照射
することにより、照射光ＬＢ1 の−１次光ＤＢW1（−1)
と照射光ＬＢ2 の＋１次光ＤＢW2（＋1)とが、ウエハ４
面に対し法線方向（投影レンズ６の光軸と平行な方向）
に発生する。ここで、ウエハマークＷＭx のピッチＰW
は、アライメント光の波長をλとし、照射光ＬＢ1 ，Ｌ
Ｂ2 の交差角２θW とするとき、sin θW ＝λ／ＰW の
関係を満足するように設定されている。なお、図１及び
図６中では、−１次光ＤＢW1（−1)と＋１次光ＤＢ
W2（＋1)とを検出光ＤＢW として示している。
Ｂ2 がウエハマークＷＭx を所定の交差角を持った照射
することにより、照射光ＬＢ1 の−１次光ＤＢW1（−1)
と照射光ＬＢ2 の＋１次光ＤＢW2（＋1)とが、ウエハ４
面に対し法線方向（投影レンズ６の光軸と平行な方向）
に発生する。ここで、ウエハマークＷＭx のピッチＰW
は、アライメント光の波長をλとし、照射光ＬＢ1 ，Ｌ
Ｂ2 の交差角２θW とするとき、sin θW ＝λ／ＰW の
関係を満足するように設定されている。なお、図１及び
図６中では、−１次光ＤＢW1（−1)と＋１次光ＤＢ
W2（＋1)とを検出光ＤＢW として示している。
【００３１】図１に戻って、ウエハマークＷＭx の法線
方向に発生する検出光ＤＢW （−１次光ＬＢＷ1(−1)及
び＋１次光ＬＢＷ2(＋1)）は、投影レンズ３の主光線の
光路上を進行し、投影レンズ６の瞳Ｐの中心に設けられ
た回折格子ＧXA3(検出光補正光学素子）により補正角θ
3 だけ偏向（回折）された後、再びレチクル窓ＷＩ、反
射鏡19、対物レンズ18、半透過鏡14を介して光電検出器
21に達する。なお、光電検出器21は、上述した光電検出
器20a,20b と同様に対物レンズ18（あるいは投影レンズ
３）の瞳共役な位置に設けられている。
方向に発生する検出光ＤＢW （−１次光ＬＢＷ1(−1)及
び＋１次光ＬＢＷ2(＋1)）は、投影レンズ３の主光線の
光路上を進行し、投影レンズ６の瞳Ｐの中心に設けられ
た回折格子ＧXA3(検出光補正光学素子）により補正角θ
3 だけ偏向（回折）された後、再びレチクル窓ＷＩ、反
射鏡19、対物レンズ18、半透過鏡14を介して光電検出器
21に達する。なお、光電検出器21は、上述した光電検出
器20a,20b と同様に対物レンズ18（あるいは投影レンズ
３）の瞳共役な位置に設けられている。
【００３２】以上の如く、本発明の第１実施例における
基本構成によって、光電検出器17にて得られた参照信
号、光電検出器20a,20b にて得られたレチクル２の位置
情報を含んだレチクル位置信号と、光電検出器21にて得
られたウエハ４の位置情報を含んだウエハ位置信号とが
それぞれ検出される。そこで、レチクル２とウエハ４と
の相対的な位置合わせについて説明する。光電検出器17
からの光電信号（正弦波交流信号）を基本信号として、
光電検出器20a,20b にて得られるレチクルマークＲＭX
からの回折光の光電信号（正弦波交流信号）との位相差
φr を不図示の位相検出系で検出する。同様にして、光
電検出器20にて得られるウエハマークＷＭx からの回折
光の光電信号と基本信号との位相差φw を位相検出系に
て検出する。そして、位相差φr とφw の差を求めれ
ば、レチクル２とウェハ４のＸ方向のずれ量がわかる。
この検出方式は所謂光ヘテロダイン方式と呼ばれ、レチ
クル２とウエハ４とが、レチクルマークの１ピッチ以内
かつウエハマークの１／２ピッチ以内の位置誤差範囲内
であれば、静止状態であっても高分解能で位置ずれ検出
できるため、レチクル２のパターンをウェハ４のレジス
トへ露光している間に微小な位置ずれが生じないように
クローズド・ループの位置サーボをかけるのに好都合で
ある。この検出方式では、φr −φw が零（又は所定
値）になるようにレチクル２又はウェハ４を移動させて
アライメントを完了させた後、引き続きそのアライメン
ト位置でレチクル２とウェハ４とが相対移動しないよう
にサーボ・ロックをかけることができる。
基本構成によって、光電検出器17にて得られた参照信
号、光電検出器20a,20b にて得られたレチクル２の位置
情報を含んだレチクル位置信号と、光電検出器21にて得
られたウエハ４の位置情報を含んだウエハ位置信号とが
それぞれ検出される。そこで、レチクル２とウエハ４と
の相対的な位置合わせについて説明する。光電検出器17
からの光電信号（正弦波交流信号）を基本信号として、
光電検出器20a,20b にて得られるレチクルマークＲＭX
からの回折光の光電信号（正弦波交流信号）との位相差
φr を不図示の位相検出系で検出する。同様にして、光
電検出器20にて得られるウエハマークＷＭx からの回折
光の光電信号と基本信号との位相差φw を位相検出系に
て検出する。そして、位相差φr とφw の差を求めれ
ば、レチクル２とウェハ４のＸ方向のずれ量がわかる。
この検出方式は所謂光ヘテロダイン方式と呼ばれ、レチ
クル２とウエハ４とが、レチクルマークの１ピッチ以内
かつウエハマークの１／２ピッチ以内の位置誤差範囲内
であれば、静止状態であっても高分解能で位置ずれ検出
できるため、レチクル２のパターンをウェハ４のレジス
トへ露光している間に微小な位置ずれが生じないように
クローズド・ループの位置サーボをかけるのに好都合で
ある。この検出方式では、φr −φw が零（又は所定
値）になるようにレチクル２又はウェハ４を移動させて
アライメントを完了させた後、引き続きそのアライメン
ト位置でレチクル２とウェハ４とが相対移動しないよう
にサーボ・ロックをかけることができる。
【００３３】尚、本実施例ではステップアンドリピート
方式の露光時、ウェハ上の各ショット領域へのウェハス
テージの移動は、干渉系の計測値に基づいて行ない、２
つの光束ＬＢ1 、ＬＢ2 の照射領域内にウエハマークＷ
Ｍx が±１／２ピッチの精度で位置決めされたら、不図
示の位相検出系からの情報のみに基づいてレチクルステ
ージ、又はウェハステージを不図示のサーボ系でサーボ
制御することができる。このときレチクルステージやウ
ェハステージの駆動をＤＣモータで行ない、位相差φr
−φw に対応したアナログ電圧をＤ／Ａコンバータ等で
作り出し、このアナログ電圧をＤＣモータのサーボ回路
に偏差電圧として直接印加することもできる。このサー
ボは、そのショット領域の露光終了時まで行なわれる。
方式の露光時、ウェハ上の各ショット領域へのウェハス
テージの移動は、干渉系の計測値に基づいて行ない、２
つの光束ＬＢ1 、ＬＢ2 の照射領域内にウエハマークＷ
Ｍx が±１／２ピッチの精度で位置決めされたら、不図
示の位相検出系からの情報のみに基づいてレチクルステ
ージ、又はウェハステージを不図示のサーボ系でサーボ
制御することができる。このときレチクルステージやウ
ェハステージの駆動をＤＣモータで行ない、位相差φr
−φw に対応したアナログ電圧をＤ／Ａコンバータ等で
作り出し、このアナログ電圧をＤＣモータのサーボ回路
に偏差電圧として直接印加することもできる。このサー
ボは、そのショット領域の露光終了時まで行なわれる。
【００３４】このようにすると、干渉計の計測値に応じ
たサーボではないので、干渉計のビーム光路の空気密度
のゆらぎ等によるステージの微小ゆらぎを低減させるこ
とが可能である。そのため、不図示の位相検出系からサ
ーボ制御が可能な位相差情報が得られた時点で、ウェハ
ステージ側の干渉計の計測値をウェハステージ側のサー
ボ系から切り離してウェハステージのモータへの印加電
圧を零にし、上述のアナログ電圧をレチクルステージ側
のサーボ系に印加する。
たサーボではないので、干渉計のビーム光路の空気密度
のゆらぎ等によるステージの微小ゆらぎを低減させるこ
とが可能である。そのため、不図示の位相検出系からサ
ーボ制御が可能な位相差情報が得られた時点で、ウェハ
ステージ側の干渉計の計測値をウェハステージ側のサー
ボ系から切り離してウェハステージのモータへの印加電
圧を零にし、上述のアナログ電圧をレチクルステージ側
のサーボ系に印加する。
【００３５】このようにすると露光動作中に、特にウェ
ハステージ側で発生する微小ゆらぎは押えられ、ゆるや
かなドリフト的な微動にすることができ、レチクルステ
ージを高速に追従移動させることで、レチクルとウェハ
との相対位置ずれをほぼ零に保つことが可能である。こ
のため露光されたパターンの線幅の太りや解像低下がな
く、極めて忠実な転写が達成される。
ハステージ側で発生する微小ゆらぎは押えられ、ゆるや
かなドリフト的な微動にすることができ、レチクルステ
ージを高速に追従移動させることで、レチクルとウェハ
との相対位置ずれをほぼ零に保つことが可能である。こ
のため露光されたパターンの線幅の太りや解像低下がな
く、極めて忠実な転写が達成される。
【００３６】なお、光電検出器20a,20b にて得られる干
渉ビート信号の周波数の２つの交流信号は、信号の性質
上はどちらも同じものであり、これらの内、どちらを不
図示の位相検出系へ送ってもよい。ただし、本実施例で
のレチクルからの光情報は、光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 との０
次回折光と１次回折光との干渉で作られることから、１
次光と０次光の光強度（光量）が大きく異なると位相差
計測時にオフセットが生じることも考えられる。そこ
で、光電検出器20a,20b からの２つの信号の和（又は
差）を演算するアナログ回路を通した後に、光電検出器
17からの基準信号との間で位相差φr を計測するとよ
い。もちろん、光電検出器20a,20b からの２つの信号又
は両者を合成した信号のうちのいずれか１つを使うよう
に切換え式にしてもよい。
渉ビート信号の周波数の２つの交流信号は、信号の性質
上はどちらも同じものであり、これらの内、どちらを不
図示の位相検出系へ送ってもよい。ただし、本実施例で
のレチクルからの光情報は、光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 との０
次回折光と１次回折光との干渉で作られることから、１
次光と０次光の光強度（光量）が大きく異なると位相差
計測時にオフセットが生じることも考えられる。そこ
で、光電検出器20a,20b からの２つの信号の和（又は
差）を演算するアナログ回路を通した後に、光電検出器
17からの基準信号との間で位相差φr を計測するとよ
い。もちろん、光電検出器20a,20b からの２つの信号又
は両者を合成した信号のうちのいずれか１つを使うよう
に切換え式にしてもよい。
【００３７】次に本発明の第１実施例の特徴的な構成で
ある回折格子ＧXA1 〜ＧXA3(補正光学素子）の具体的な
構成、並びに機能について説明する。
ある回折格子ＧXA1 〜ＧXA3(補正光学素子）の具体的な
構成、並びに機能について説明する。
【００３８】図１に示す如く、投影レンズ３の瞳位置に
は、回折格子ＧXA1 〜ＧXA3 が計測方向（Ｘ方向）に沿
って配列されているが、今、回折格子ＧXA1 〜ＧXA3 が
配列されていない場合について考える。投影レンズ３
は、露光光に対する色収差補正はなされているものの、
レーザ光源10からの露光光とは別波長のアライメント光
に対する色収差補正はなされていない。そこで、ウエハ
マークＷＭx 上の位置Ａを所定の交差角を持った２方向
で照射する光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 の投影レンズ８に対する
結像関係ついて見る。
は、回折格子ＧXA1 〜ＧXA3 が計測方向（Ｘ方向）に沿
って配列されているが、今、回折格子ＧXA1 〜ＧXA3 が
配列されていない場合について考える。投影レンズ３
は、露光光に対する色収差補正はなされているものの、
レーザ光源10からの露光光とは別波長のアライメント光
に対する色収差補正はなされていない。そこで、ウエハ
マークＷＭx 上の位置Ａを所定の交差角を持った２方向
で照射する光束ＬＢ1 ，ＬＢ2 の投影レンズ８に対する
結像関係ついて見る。
【００３９】今、アライメント光のもとで投影レンズ３
によりレチクル側に逆投影されるウエハマークＷＭx の
位置Ａの仮想的な像を考えると、照射光束ＬＢ1 ，ＬＢ
2 の光路を逆方向に進行する光線、及び照射光束Ｌ
Ｂ1 ，ＬＢ2 により得られる検出光（回折光）の光路Ｄ
ＢW を進行する光線は、点線で示す如く、投影レンズ３
による色収差によってレチクル２の上方の位置Ｂ1 で交
差し、この交差位置にウエハマークＷＭx の位置Ａの仮
想的な像が形成される。
によりレチクル側に逆投影されるウエハマークＷＭx の
位置Ａの仮想的な像を考えると、照射光束ＬＢ1 ，ＬＢ
2 の光路を逆方向に進行する光線、及び照射光束Ｌ
Ｂ1 ，ＬＢ2 により得られる検出光（回折光）の光路Ｄ
ＢW を進行する光線は、点線で示す如く、投影レンズ３
による色収差によってレチクル２の上方の位置Ｂ1 で交
差し、この交差位置にウエハマークＷＭx の位置Ａの仮
想的な像が形成される。
【００４０】一方、露光光のもとで投影レンズ３により
レチクル側に逆投影されるウエハマークＷＭx の位置Ａ
の像を考えると、このウエハマークＷＭx の像は位置Ｂ
0 に形成される。従って、露光光によるウエハマークＷ
Ｍx の像の結像位置Ｂ0 に対して、Ｚ方向（投影レンズ
の光軸方向）には、投影レンズ３の軸上色収差（以下、
単に軸上色収差と称する。）がΔＬだけ発生しており、
Ｘ方向（投影レンズ３の光軸Ａｘ 0 に垂直な方向）に
は、投影レンズ３の倍率色収差（以下、単に倍率色収差
と称する。）が露光領域側へΔＴだけ発生している。
レチクル側に逆投影されるウエハマークＷＭx の位置Ａ
の像を考えると、このウエハマークＷＭx の像は位置Ｂ
0 に形成される。従って、露光光によるウエハマークＷ
Ｍx の像の結像位置Ｂ0 に対して、Ｚ方向（投影レンズ
の光軸方向）には、投影レンズ３の軸上色収差（以下、
単に軸上色収差と称する。）がΔＬだけ発生しており、
Ｘ方向（投影レンズ３の光軸Ａｘ 0 に垂直な方向）に
は、投影レンズ３の倍率色収差（以下、単に倍率色収差
と称する。）が露光領域側へΔＴだけ発生している。
【００４１】但し、倍率色収差量（横の色収差量）ΔＴ
は、図１に示す如く、投影レンズ３を通過することによ
ってガウス像面（レチクル２）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（レチ
クル２）で交差する交差位置Ｂ0 から上記ガウス像面
（レチクル２）上での投影対物レンズ３の光軸位置ｏま
での距離をδ1 、投影レンズ３を通過することによって
上記ガウス像面（レチクル２）もしくはこれの前後で結
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（レチクル２）で交差する交差位置
Ｂ1 から上記ガウス像面（レチクル２）上での投影対物
レンズ３の光軸位置ｏまでの距離をδ2 とするとき、Δ
Ｔ＝｜δ2 −δ1 ｜で定義されるものである。
は、図１に示す如く、投影レンズ３を通過することによ
ってガウス像面（レチクル２）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（レチ
クル２）で交差する交差位置Ｂ0 から上記ガウス像面
（レチクル２）上での投影対物レンズ３の光軸位置ｏま
での距離をδ1 、投影レンズ３を通過することによって
上記ガウス像面（レチクル２）もしくはこれの前後で結
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（レチクル２）で交差する交差位置
Ｂ1 から上記ガウス像面（レチクル２）上での投影対物
レンズ３の光軸位置ｏまでの距離をδ2 とするとき、Δ
Ｔ＝｜δ2 −δ1 ｜で定義されるものである。
【００４２】従って、軸上色収差によりアライメント光
学系の振動や傾きが大きな検出誤差となり、高精度かつ
安定したアライメントを達成することかできなくなるば
かりか、レチクルマークＲＭX に隣接して設けられたレ
チクル窓ＷＩを大きくせざるを得なくなる。また、位置
Ｂ1 は、倍率色収差によって位置Ｂ0 に対して左側（露
光領域側）にΔＴだけシフトしているため、レチクル２
を真上から見た時には、交差位置Ｂ1 はレチクルの露光
領域内に入り込んでしまう。この結果、ウエハマークＷ
ＭX からのアライメント光の取り出しが困難となる。
学系の振動や傾きが大きな検出誤差となり、高精度かつ
安定したアライメントを達成することかできなくなるば
かりか、レチクルマークＲＭX に隣接して設けられたレ
チクル窓ＷＩを大きくせざるを得なくなる。また、位置
Ｂ1 は、倍率色収差によって位置Ｂ0 に対して左側（露
光領域側）にΔＴだけシフトしているため、レチクル２
を真上から見た時には、交差位置Ｂ1 はレチクルの露光
領域内に入り込んでしまう。この結果、ウエハマークＷ
ＭX からのアライメント光の取り出しが困難となる。
【００４３】本発明は以上の問題を克服するために、第
１実施例では、まず照射光（ＬＢ1,ＬＢ2 ）に対する軸
上色収差（ΔＬ）と倍率色収差（ΔＴ）とを同時に補正
する機能を有する回折格子ＧXA1 ，ＧXA2 （照射光補正
光学素子）を投影レンズの瞳（入射瞳）面の中心に対称
となる位置に設けている。回折格子ＧXA1 ，ＧXA2 （照
射光補正光学素子）は、互いに異なるピッチを有するよ
うに形成されている。従って、ウエハマークＷＭX へ向
かう照射光ＬＢ1 は、回折格子ＧXA1 にて回折されるこ
とにより補正角θ1 だけ偏向され、同じくウエハマーク
ＷＭX に向かう照射光ＬＢ2 は、回折格子ＧXA2 にて回
折されることにより、補正角θ2 だけ偏向される。但
し、各補正角の関係は、θ2 ＜θ1 である。
１実施例では、まず照射光（ＬＢ1,ＬＢ2 ）に対する軸
上色収差（ΔＬ）と倍率色収差（ΔＴ）とを同時に補正
する機能を有する回折格子ＧXA1 ，ＧXA2 （照射光補正
光学素子）を投影レンズの瞳（入射瞳）面の中心に対称
となる位置に設けている。回折格子ＧXA1 ，ＧXA2 （照
射光補正光学素子）は、互いに異なるピッチを有するよ
うに形成されている。従って、ウエハマークＷＭX へ向
かう照射光ＬＢ1 は、回折格子ＧXA1 にて回折されるこ
とにより補正角θ1 だけ偏向され、同じくウエハマーク
ＷＭX に向かう照射光ＬＢ2 は、回折格子ＧXA2 にて回
折されることにより、補正角θ2 だけ偏向される。但
し、各補正角の関係は、θ2 ＜θ1 である。
【００４４】この結果、照射光ＬＢ1 と照射光ＬＢ2 と
の光路とが補正されるため、照射光ＬＢ1,ＬＢ2 はレチ
クル窓ＷＩ上のみならずウエハマークＷＭX 上でも所定
の交差角が維持された状態で交差する。よって、露光光
とは別波長の照射光（ＬＢ1,ＬＢ2 ）に対しても投影レ
ンズ３に関して見掛け上、レチクル２とウエハ４との共
役関係が維持される。
の光路とが補正されるため、照射光ＬＢ1,ＬＢ2 はレチ
クル窓ＷＩ上のみならずウエハマークＷＭX 上でも所定
の交差角が維持された状態で交差する。よって、露光光
とは別波長の照射光（ＬＢ1,ＬＢ2 ）に対しても投影レ
ンズ３に関して見掛け上、レチクル２とウエハ４との共
役関係が維持される。
【００４５】また、ウエハマークＷＭX からの回折した
検出光ＤＢW に対する倍率色収差（ΔＴ）を補正するよ
うな回折格子ＧXA3（検出光補正光学素子）が投影レン
ズ３の瞳面Ｐの中心位置に設けられている。これによ
り、投影レンズ３の主光線の光路上を進行してレチクル
窓ＷＩに向かうウエハマークＷＭX からの検出光ＤＢW
は回折格子ＧXA3 にて回折されることによって補正角θ
3 だけ偏向される。この結果、検出光ＤＢW の光路が補
正されるため、検出光ＤＢW は、テレセントリック性が
維持された状態でレチクル窓ＷＩを垂直に入射した後、
レチクル窓ＷＩでの照射光ＬＢ1,ＬＢ2 の交差位置を通
過して、アライメント用対物レンズ19の光軸上に沿って
進行し、最終的に光電検出器21に達する。なお、各補正
角の関係は、θ2＜θ3 ＜θ1 となる。
検出光ＤＢW に対する倍率色収差（ΔＴ）を補正するよ
うな回折格子ＧXA3（検出光補正光学素子）が投影レン
ズ３の瞳面Ｐの中心位置に設けられている。これによ
り、投影レンズ３の主光線の光路上を進行してレチクル
窓ＷＩに向かうウエハマークＷＭX からの検出光ＤＢW
は回折格子ＧXA3 にて回折されることによって補正角θ
3 だけ偏向される。この結果、検出光ＤＢW の光路が補
正されるため、検出光ＤＢW は、テレセントリック性が
維持された状態でレチクル窓ＷＩを垂直に入射した後、
レチクル窓ＷＩでの照射光ＬＢ1,ＬＢ2 の交差位置を通
過して、アライメント用対物レンズ19の光軸上に沿って
進行し、最終的に光電検出器21に達する。なお、各補正
角の関係は、θ2＜θ3 ＜θ1 となる。
【００４６】以上にて説明した如く、補正光学素子とし
ての回折格子ＧXA1 〜ＧXA3 の回折作用によって、投影
レンズ３の色収差（軸上色収差や倍率色収差）を良好に
補正するように各アライメント光の光路をそれぞれ所定
の角度（補正角）θ1 ，θ2 ，θ3 だけ偏向させてい
る。これにより、投影レンズ３の倍率色収差によってレ
チクル２の露光領域内に入り込んでしまう問題や軸上色
収差による問題を解消できるため、投影レンズの設計及
び製造を容易にしながらも、アライメント光学系の配置
の自由度の格段なる向上が達成できる高性能なアライメ
ント装置が実現できる。
ての回折格子ＧXA1 〜ＧXA3 の回折作用によって、投影
レンズ３の色収差（軸上色収差や倍率色収差）を良好に
補正するように各アライメント光の光路をそれぞれ所定
の角度（補正角）θ1 ，θ2 ，θ3 だけ偏向させてい
る。これにより、投影レンズ３の倍率色収差によってレ
チクル２の露光領域内に入り込んでしまう問題や軸上色
収差による問題を解消できるため、投影レンズの設計及
び製造を容易にしながらも、アライメント光学系の配置
の自由度の格段なる向上が達成できる高性能なアライメ
ント装置が実現できる。
【００４７】ここで、補正光学素子としての回折格子Ｇ
XA1 〜ＧXA3 のピッチをそれぞれＰ XA1 ，ＰXA2 ，Ｐ
XA3 とし、アライメント光の波長をλa とするとき、補
正角と各回折格子のピッチとには以下の関係が成立す
る。 ＰXA1 ＝ｍλa ／sin θ1 ・・・・・ （１） ＰXA2 ＝ｍλa ／sin θ2 ・・・・・ （２） ＰXA3 ＝ｍλa ／sin θ3 ・・・・・ （３） 但し、ｍは回折光の次数（整数）である。
XA1 〜ＧXA3 のピッチをそれぞれＰ XA1 ，ＰXA2 ，Ｐ
XA3 とし、アライメント光の波長をλa とするとき、補
正角と各回折格子のピッチとには以下の関係が成立す
る。 ＰXA1 ＝ｍλa ／sin θ1 ・・・・・ （１） ＰXA2 ＝ｍλa ／sin θ2 ・・・・・ （２） ＰXA3 ＝ｍλa ／sin θ3 ・・・・・ （３） 但し、ｍは回折光の次数（整数）である。
【００４８】従って、回折格子ＧXA1 〜ＧXA3 による補
正角θ1 ，θ2 ，θ3 は、図１から明らかな如く、θ2
＜θ3 ＜θ1 の関係となっており、上記（１）式〜
（３）式より、回折格子ＧXA1 〜ＧXA3 のピッチは、Ｐ
XA2 ＞ＰXA3 ＞ＰXA1 の関係となっている。よって、本
実施例では、図２に示す如く、回折格子ＧXA2 ，回折格
子ＧXA3 ，回折格子ＧXA1 の順で格子のピッチが密とな
るように構成されている。
正角θ1 ，θ2 ，θ3 は、図１から明らかな如く、θ2
＜θ3 ＜θ1 の関係となっており、上記（１）式〜
（３）式より、回折格子ＧXA1 〜ＧXA3 のピッチは、Ｐ
XA2 ＞ＰXA3 ＞ＰXA1 の関係となっている。よって、本
実施例では、図２に示す如く、回折格子ＧXA2 ，回折格
子ＧXA3 ，回折格子ＧXA1 の順で格子のピッチが密とな
るように構成されている。
【００４９】また、透明な円形状の基板１上に形成され
る補正光学素子としての回折格子Ｇ XA1 〜ＧXA3 は、石
英ガラス等の材質の基板１をエッチング処理して、位相
型回折格子となるように構成されている。この時、アラ
イメント光路を偏向させるｍ次回折光の回折効率を高く
するには、位相型回折格子の段差ｄは、アライメント光
の波長をλa とし、アライメント波長光に対する基板の
屈折率をｎa 、整数をｍとすると、 ｄ＝（２ｍ＋１）λa ／２（ｎa −１）・・・・・・（４） を満足するように構成することが望ましい。
る補正光学素子としての回折格子Ｇ XA1 〜ＧXA3 は、石
英ガラス等の材質の基板１をエッチング処理して、位相
型回折格子となるように構成されている。この時、アラ
イメント光路を偏向させるｍ次回折光の回折効率を高く
するには、位相型回折格子の段差ｄは、アライメント光
の波長をλa とし、アライメント波長光に対する基板の
屈折率をｎa 、整数をｍとすると、 ｄ＝（２ｍ＋１）λa ／２（ｎa −１）・・・・・・（４） を満足するように構成することが望ましい。
【００５０】この場合、回折格子は、露光光に対しても
回折作用を持つので、投影レンズ３の結像機能に悪影響
を及ぼす恐れがある。このため、回折格子上には、露光
光を反射させて、アライメント光を透過させる波長分別
機能を有する薄膜を蒸着等により形成することがより好
ましい。また、アライメント光に対する回折効率が若干
低下するものの、露光光に対する回折効率をほぼ零にす
るには、位相型回折格子の段差ｄは、露光光の波長をλ
e とし、露光光に対する基板の屈折率をｎe 、整数をｍ
とすると、 ｄ＝λｍe ／（ｎe −１）・・・・・・（５） を満足するように構成することが望ましい。
回折作用を持つので、投影レンズ３の結像機能に悪影響
を及ぼす恐れがある。このため、回折格子上には、露光
光を反射させて、アライメント光を透過させる波長分別
機能を有する薄膜を蒸着等により形成することがより好
ましい。また、アライメント光に対する回折効率が若干
低下するものの、露光光に対する回折効率をほぼ零にす
るには、位相型回折格子の段差ｄは、露光光の波長をλ
e とし、露光光に対する基板の屈折率をｎe 、整数をｍ
とすると、 ｄ＝λｍe ／（ｎe −１）・・・・・・（５） を満足するように構成することが望ましい。
【００５１】このように、本発明による第１実施例で
は、ウエハマークＷＭX を２方向で照射する照射光ＬＢ
1 ，ＬＢ2 に対し投影レンズ３の軸上色収差と倍率色収
差とを補正する回折格子ＧXA1 ，ＧXA2 と、ウエハマー
クＷＭX からの検出光ＤＢW に対し投影レンズ３の倍率
色収差を補正する回折格子ＧXA3 とを投影対物レンズ３
の瞳位置あるいはそれの近傍の同一平面上に独立に配置
している。
は、ウエハマークＷＭX を２方向で照射する照射光ＬＢ
1 ，ＬＢ2 に対し投影レンズ３の軸上色収差と倍率色収
差とを補正する回折格子ＧXA1 ，ＧXA2 と、ウエハマー
クＷＭX からの検出光ＤＢW に対し投影レンズ３の倍率
色収差を補正する回折格子ＧXA3 とを投影対物レンズ３
の瞳位置あるいはそれの近傍の同一平面上に独立に配置
している。
【００５２】このため、仮にウエハマークＷＭX の位置
を計測方向（Ｘ方向）に対して垂直方向（Ｙ方向）にず
らしてウエハマークＷＭX を打ち変えるために、アライ
メント光学系をＹ方向へ移動させた場合、あるいは異な
る露光領域サイズのレチクルを使用することによってレ
チクル上でのレチクルマークＲＭX 及びレチクル窓ＷＩ
の位置が計測方向（Ｘ方向）に移動する場合にも、常に
アライメントのための照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 とウエハマ
ークＷＭX からの検出光ＤＢW とが、投影レンズ３の瞳
（入射瞳）位置を通過する位置は不変とすることが原理
的に可能である。よって、本実施例における補正光学素
子ＧXA1 〜ＧXA3 は、ウエハマークＷＭ X を打ち変え及
び異なるサイズのレチクルを使用した場合にも、十分に
対応することが可能となる。
を計測方向（Ｘ方向）に対して垂直方向（Ｙ方向）にず
らしてウエハマークＷＭX を打ち変えるために、アライ
メント光学系をＹ方向へ移動させた場合、あるいは異な
る露光領域サイズのレチクルを使用することによってレ
チクル上でのレチクルマークＲＭX 及びレチクル窓ＷＩ
の位置が計測方向（Ｘ方向）に移動する場合にも、常に
アライメントのための照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 とウエハマ
ークＷＭX からの検出光ＤＢW とが、投影レンズ３の瞳
（入射瞳）位置を通過する位置は不変とすることが原理
的に可能である。よって、本実施例における補正光学素
子ＧXA1 〜ＧXA3 は、ウエハマークＷＭ X を打ち変え及
び異なるサイズのレチクルを使用した場合にも、十分に
対応することが可能となる。
【００５３】また、補正光学素子としての回折格子Ｇ
XA1 〜ＧXA3 は、照射光ＬＢ1 ，ＬＢ 2 と検出光ＤＢW
とが投影レンズの瞳位置を通過する部分だけに形成すれ
ば良い。従って、補正光学素子としての回折格子ＧXA1
〜ＧXA3 は、露光光に対する影響を殆ど無視できる程、
投影レンズの瞳面において占める割合を極めて小さくす
ることが原理的に可能となる。
XA1 〜ＧXA3 は、照射光ＬＢ1 ，ＬＢ 2 と検出光ＤＢW
とが投影レンズの瞳位置を通過する部分だけに形成すれ
ば良い。従って、補正光学素子としての回折格子ＧXA1
〜ＧXA3 は、露光光に対する影響を殆ど無視できる程、
投影レンズの瞳面において占める割合を極めて小さくす
ることが原理的に可能となる。
【００５４】さらに、より高い精度のアライメントを行
うために、ウエハマークＷＭX （回折格子）のピッチを
微細にするとレチクルマークＲＭX 及びウエハマークＷ
ＭX を２方向から照射する照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 の交差
角が大きくなるが、この場合、アライメント光学系中の
対物レンズ18とＡＯＭ13a との間の照射光ＬＢ1 の光
路、及びアライメント光学系中の対物レンズ18とＡＯＭ
13b との間の照射光ＬＢ 2 の光路中に交差角可変手段と
しての傾角可変な平行平面板を各々配置し、この平行平
面板の傾角を変化させれば、交差角を可変にすることが
可能となる。このとき、投影レンズ３の瞳面Ｐを通過す
る照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 の位置が、図１においては計測
方向（Ｘ方向）において変化ため、これに対応できる補
正光学素子を有する別の透明の円形基板と交換可能に設
けても良い。
うために、ウエハマークＷＭX （回折格子）のピッチを
微細にするとレチクルマークＲＭX 及びウエハマークＷ
ＭX を２方向から照射する照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 の交差
角が大きくなるが、この場合、アライメント光学系中の
対物レンズ18とＡＯＭ13a との間の照射光ＬＢ1 の光
路、及びアライメント光学系中の対物レンズ18とＡＯＭ
13b との間の照射光ＬＢ 2 の光路中に交差角可変手段と
しての傾角可変な平行平面板を各々配置し、この平行平
面板の傾角を変化させれば、交差角を可変にすることが
可能となる。このとき、投影レンズ３の瞳面Ｐを通過す
る照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 の位置が、図１においては計測
方向（Ｘ方向）において変化ため、これに対応できる補
正光学素子を有する別の透明の円形基板と交換可能に設
けても良い。
【００５５】なお、本実施例では説明を簡単にするため
に、Ｘ方向をアライメントする例を示しているが、レチ
クルマークＲＭX とレチクル窓ＷＩとが設けられている
非露光領域と隣合った非露光領域にＹ方向にピッチを有
するレチクルマークとこれに隣接してレチクル窓とを設
け、これらの上方に第２のアライメント光学系を設けれ
ば、Ｙ方向でのアライメントができることは言うまでも
ない。このとき、補正光学素子としての回折格子は、Ｙ
方向に沿って上記回折格子ＧXA1 〜ＧXA3 と同様な回折
格子を設ければ良い。
に、Ｘ方向をアライメントする例を示しているが、レチ
クルマークＲＭX とレチクル窓ＷＩとが設けられている
非露光領域と隣合った非露光領域にＹ方向にピッチを有
するレチクルマークとこれに隣接してレチクル窓とを設
け、これらの上方に第２のアライメント光学系を設けれ
ば、Ｙ方向でのアライメントができることは言うまでも
ない。このとき、補正光学素子としての回折格子は、Ｙ
方向に沿って上記回折格子ＧXA1 〜ＧXA3 と同様な回折
格子を設ければ良い。
【００５６】さらに、本実施例では、照射光ＬＢ1 ，Ｌ
Ｂ2と検出光ＤＢW とに対応する回折格子ＧXA1 〜Ｇ
XA3 を設けているが、各々の回折格子においてピッチ方
向に沿って次第にピッチを異ならせしてめて、個々の照
射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 と検出光ＤＢW とをレチクルと共役
な位置で各々集光させる構成を採用しても良い。この構
成は、以下に述べる各実施例でも採用することができ
る。次に、本発明による第２実施例を図７を参照しなが
ら説明する。図７〜図１０において、第１実施例と同一
の機能を有する部材には同じ符号を付している。図７の
（ａ）は、Ｘ方向（メリジオナル方向）と平行なＸＺ平
面側から投影レンズ３を見た時の投影レンズ３を介する
アライメント光の様子を示したものでり、図７の（ｂ）
は、図７の（ａ）と垂直な方向、すなわち計測方向（Ｙ
方向あるいはサジタル方向）と平行なＹＺ平面側から投
影レンズを見た時の投影レンズ３を介するアライメント
光の様子を示したものである。
Ｂ2と検出光ＤＢW とに対応する回折格子ＧXA1 〜Ｇ
XA3 を設けているが、各々の回折格子においてピッチ方
向に沿って次第にピッチを異ならせしてめて、個々の照
射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 と検出光ＤＢW とをレチクルと共役
な位置で各々集光させる構成を採用しても良い。この構
成は、以下に述べる各実施例でも採用することができ
る。次に、本発明による第２実施例を図７を参照しなが
ら説明する。図７〜図１０において、第１実施例と同一
の機能を有する部材には同じ符号を付している。図７の
（ａ）は、Ｘ方向（メリジオナル方向）と平行なＸＺ平
面側から投影レンズ３を見た時の投影レンズ３を介する
アライメント光の様子を示したものでり、図７の（ｂ）
は、図７の（ａ）と垂直な方向、すなわち計測方向（Ｙ
方向あるいはサジタル方向）と平行なＹＺ平面側から投
影レンズを見た時の投影レンズ３を介するアライメント
光の様子を示したものである。
【００５７】第２実施例におけるレチクル２上の回折格
子のウエハマークＷＭY 及びこれに隣接したレチクル窓
ＷＩは、図８の如く、第１実施例のそれらと比べると、
同じ露光領域２ａ外に設けられているものの、ウエハマ
ークＷＭY の回折格子の配列方向（ピッチ方向）は、第
１実施例と直交したＹ方向となっている。つまり、本実
施例では、Ｙ方向を計測方向としている例を示してい
る。
子のウエハマークＷＭY 及びこれに隣接したレチクル窓
ＷＩは、図８の如く、第１実施例のそれらと比べると、
同じ露光領域２ａ外に設けられているものの、ウエハマ
ークＷＭY の回折格子の配列方向（ピッチ方向）は、第
１実施例と直交したＹ方向となっている。つまり、本実
施例では、Ｙ方向を計測方向としている例を示してい
る。
【００５８】不図示であるが、レチクル２の上方には、
レチクルマークＲＭY 及びウエハマークＷＭY を照射及
び検出するための第１実施例と同様な構成のアライメン
ト光学系が設けられている。また、投影レンズの瞳（入
射瞳）位置には、補正光学素子としての回折格子
Ｇ YA1 ，ＧYA2 ，ＧYA3 を有する透明な円形状の基板１
上が設けられている。そして、照射光補正光学素子とし
ての回折格子ＧYA1，ＧYA2 は、計測方向（Ｙ方向）に
沿って、瞳中心を挟んで互いに反対方向を向くように形
成されており、また検出光補正光学素子としての回折格
子ＧYA3 は、非計測方向（Ｘ方向）にピッチを有するよ
うに瞳中心に形成されている。
レチクルマークＲＭY 及びウエハマークＷＭY を照射及
び検出するための第１実施例と同様な構成のアライメン
ト光学系が設けられている。また、投影レンズの瞳（入
射瞳）位置には、補正光学素子としての回折格子
Ｇ YA1 ，ＧYA2 ，ＧYA3 を有する透明な円形状の基板１
上が設けられている。そして、照射光補正光学素子とし
ての回折格子ＧYA1，ＧYA2 は、計測方向（Ｙ方向）に
沿って、瞳中心を挟んで互いに反対方向を向くように形
成されており、また検出光補正光学素子としての回折格
子ＧYA3 は、非計測方向（Ｘ方向）にピッチを有するよ
うに瞳中心に形成されている。
【００５９】なお、レチクルマークＲＭY 及びウエハマ
ークＷＭY への照射、及びこれらからの回折光による検
出については、第１実施例と同様なので説明を省略す
る。さて、本発明では、図７の（ｂ）に示す如く、アラ
イメント光学系からの２つの照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 は、
所定の交差角を持った２方向でレチクル窓ＷＩを照射さ
れると、投影レンズ３の瞳面Ｐ上に形成された回折格子
ＧYA1 ，ＧYA2 による回折作用により互いに反対方向へ
補正角θ1 だけ偏向されて、ウエハマークＷＭY 上を所
定の２方向で照射することになる。ここで、ウエハマー
クＷＭY は、図１０に示す如く、ウエハ上の１ショット
領域４ａの外のストリートラインＳＬ上に形成されてお
り、ウエハ４のＹ方向の位置を計測するためにＹ方向に
ピッチを有している。
ークＷＭY への照射、及びこれらからの回折光による検
出については、第１実施例と同様なので説明を省略す
る。さて、本発明では、図７の（ｂ）に示す如く、アラ
イメント光学系からの２つの照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 は、
所定の交差角を持った２方向でレチクル窓ＷＩを照射さ
れると、投影レンズ３の瞳面Ｐ上に形成された回折格子
ＧYA1 ，ＧYA2 による回折作用により互いに反対方向へ
補正角θ1 だけ偏向されて、ウエハマークＷＭY 上を所
定の２方向で照射することになる。ここで、ウエハマー
クＷＭY は、図１０に示す如く、ウエハ上の１ショット
領域４ａの外のストリートラインＳＬ上に形成されてお
り、ウエハ４のＹ方向の位置を計測するためにＹ方向に
ピッチを有している。
【００６０】ウエハマークＷＭY に対して法線方向に発
生する回折光ＤＢW は、投影レンズの瞳面Ｐの中心に設
けられた回折格子ＧYA3 、レチクル窓ＷＩを介して、不
図示ではあるが図１に示す如きアライメント光学系の検
出系に達する。一方、図７の（ｂ）と垂直な方向では、
図７の（ａ）に示す如く、アライメント光学系からの２
つの照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 は、同一光路上を進行するよ
うに投影レンズ３に対し軸外から入射し、投影レンズ３
の瞳面Ｐの中心に達する。この位置には、回折格子Ｇ
YA1 ，ＧYA2 ，ＧYA3 は計測方向（Ｙ方向）に沿って配
列されているため、図７の（ａ）では、これらが同一な
位置に設けられたように見えるが、照射光ＬＢ1 ，ＬＢ
2 は、回折格子ＧYA1 ，ＧYA2 により補正角θ2 だけ偏
向されて、軸外に設けられたウエハマークＷＭY を垂直
に照射する。そして、ウエハマークＷＭY から垂直方向
に発生する検出用の回折光ＤＢW は、投影レンズの瞳面
の中心に設けられた回折格子ＧＸＡ3により再び補正角
θ2 だけ偏向されて、レチクル窓ＷＩを介して、不図示
のアライメント光学系の検出系に達する。
生する回折光ＤＢW は、投影レンズの瞳面Ｐの中心に設
けられた回折格子ＧYA3 、レチクル窓ＷＩを介して、不
図示ではあるが図１に示す如きアライメント光学系の検
出系に達する。一方、図７の（ｂ）と垂直な方向では、
図７の（ａ）に示す如く、アライメント光学系からの２
つの照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 は、同一光路上を進行するよ
うに投影レンズ３に対し軸外から入射し、投影レンズ３
の瞳面Ｐの中心に達する。この位置には、回折格子Ｇ
YA1 ，ＧYA2 ，ＧYA3 は計測方向（Ｙ方向）に沿って配
列されているため、図７の（ａ）では、これらが同一な
位置に設けられたように見えるが、照射光ＬＢ1 ，ＬＢ
2 は、回折格子ＧYA1 ，ＧYA2 により補正角θ2 だけ偏
向されて、軸外に設けられたウエハマークＷＭY を垂直
に照射する。そして、ウエハマークＷＭY から垂直方向
に発生する検出用の回折光ＤＢW は、投影レンズの瞳面
の中心に設けられた回折格子ＧＸＡ3により再び補正角
θ2 だけ偏向されて、レチクル窓ＷＩを介して、不図示
のアライメント光学系の検出系に達する。
【００６１】このように、照射光補正光学素子として機
能する回折格子ＧYA1 ，ＧYA2 は、計測方向（Ｙ方向）
と平行なＹＺ平面側から見た時には、照射光ＬＢ1 ，Ｌ
Ｂ2 を補正角θ1 だけ偏向させ、これと同時にＸ方向と
平行なＸＺ平面側から見た時には、補正角θ2 だけ偏向
させる機能を有している。これを換言すれば、回折格子
ＧYA1 ，ＧYA2 は、投影レンズ３の軸上色収差量ΔＬを
補正するするように、Ｙ方向（計測方向）側では照射光
ＬＢ1 ，ＬＢ2 を補正角θ1 だけ偏向させ、これと同時
に投影レンズ３の倍率色収差量ΔＴを補正するように、
Ｘ方向では照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 を補正角θ2 だけ偏向
さている。
能する回折格子ＧYA1 ，ＧYA2 は、計測方向（Ｙ方向）
と平行なＹＺ平面側から見た時には、照射光ＬＢ1 ，Ｌ
Ｂ2 を補正角θ1 だけ偏向させ、これと同時にＸ方向と
平行なＸＺ平面側から見た時には、補正角θ2 だけ偏向
させる機能を有している。これを換言すれば、回折格子
ＧYA1 ，ＧYA2 は、投影レンズ３の軸上色収差量ΔＬを
補正するするように、Ｙ方向（計測方向）側では照射光
ＬＢ1 ，ＬＢ2 を補正角θ1 だけ偏向させ、これと同時
に投影レンズ３の倍率色収差量ΔＴを補正するように、
Ｘ方向では照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 を補正角θ2 だけ偏向
さている。
【００６２】また、検出光補正光学素子として機能する
回折格子ＧYA3 は、投影レンズ３の倍率色収差量ΔＴを
補正するように、Ｘ方向において検出光ＤＢW を補正角
θ2 だけ偏向さている。次に、本実施例における補正光
学素子としての回折格子ＧYA1 ，ＧYA2 ，ＧYA 3 の配置
について説明する。本実施例の回折格子ＧYA1 ，
ＧYA2 ，ＧYA3 が第１実施例と異なる点は、まず、これ
らが配列されている方向がＹ方向であり、また照射光補
正光学素子としての回折格子ＧYA1 ，ＧYA2 のピッチが
等しく、両者の格子の配列方向が互いに反対方向に傾い
ている点である。これは照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 を、Ｙ方
向（計測方向）側において互いに反対方向に補正角θ1
だけ偏向させ、Ｘ方向側において補正角θ2 だけ偏向さ
せるためである。
回折格子ＧYA3 は、投影レンズ３の倍率色収差量ΔＴを
補正するように、Ｘ方向において検出光ＤＢW を補正角
θ2 だけ偏向さている。次に、本実施例における補正光
学素子としての回折格子ＧYA1 ，ＧYA2 ，ＧYA 3 の配置
について説明する。本実施例の回折格子ＧYA1 ，
ＧYA2 ，ＧYA3 が第１実施例と異なる点は、まず、これ
らが配列されている方向がＹ方向であり、また照射光補
正光学素子としての回折格子ＧYA1 ，ＧYA2 のピッチが
等しく、両者の格子の配列方向が互いに反対方向に傾い
ている点である。これは照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 を、Ｙ方
向（計測方向）側において互いに反対方向に補正角θ1
だけ偏向させ、Ｘ方向側において補正角θ2 だけ偏向さ
せるためである。
【００６３】ここで、回折格子ＧYA1 〜ＧYA3 のピッチ
をそれぞれＰYA1 ，ＰYA2 ，ＰYA3 とし、アライメント
光の波長をλa 、Ｙ方向に対する回折格子ＧYA1 ＧYA2
の傾きをθ4 とするとき、補正角と各回折格子のピッチ
とには以下の関係が成立する。 tan θ4 ＝sin θ2 ／sin θ1 ・・・・・・ （６） ＰYA1 ＝ＰYA2 ＝ｍλa cos θ4 ／sin θ1 ・・・・・・（７） ＰYA3 ＝ｍλa ／sin θ2 ・・・・・・（８） 但し、ｍは回折次数（整数）である。
をそれぞれＰYA1 ，ＰYA2 ，ＰYA3 とし、アライメント
光の波長をλa 、Ｙ方向に対する回折格子ＧYA1 ＧYA2
の傾きをθ4 とするとき、補正角と各回折格子のピッチ
とには以下の関係が成立する。 tan θ4 ＝sin θ2 ／sin θ1 ・・・・・・ （６） ＰYA1 ＝ＰYA2 ＝ｍλa cos θ4 ／sin θ1 ・・・・・・（７） ＰYA3 ＝ｍλa ／sin θ2 ・・・・・・（８） 但し、ｍは回折次数（整数）である。
【００６４】本実施例における補正光学素子の回折格子
ＧYA1 〜ＧYA3 も、第１実施例と同様に、投影レンズ３
の瞳（入射瞳）面Ｐ上に配置されているため、瞳面Ｐの
大きさに対してこれらの大きさを極めて小さくすること
が可能であるため、露光光に対する影響を無視すること
ができるが、これらの格子の段差が上述の条件（４）あ
るいは条件（５）を満足することが望ましい。
ＧYA1 〜ＧYA3 も、第１実施例と同様に、投影レンズ３
の瞳（入射瞳）面Ｐ上に配置されているため、瞳面Ｐの
大きさに対してこれらの大きさを極めて小さくすること
が可能であるため、露光光に対する影響を無視すること
ができるが、これらの格子の段差が上述の条件（４）あ
るいは条件（５）を満足することが望ましい。
【００６５】以上の如く、第２実施例においても第１実
施例と同様に、投影レンズ３の色収差（軸上色収差や倍
率色収差）を補正するように照射光及び検出光の光路を
独立にコントロールできるため、第１実施例と同様な効
果を達成することができる。なお、第２実施例では説明
を簡単にするために、Ｙ方向をアライメントする例を示
しているが、レチクルマークＲＭY とレチクル窓ＷＩと
が設けられている非露光領域と隣合った非露光領域にＸ
方向にピッチを有するレチクルマークとこれに隣接して
レチクル窓とを設け、これらの上方に第２のアライメン
ト光学系を設ければ、Ｘ方向でのアライメントができる
ことは言うまでもない。このとき、補正光学素子として
の回折格子は、Ｘ方向に沿って上記回折格子ＧYA1 〜Ｇ
YA3 と同様な回折格子を設ければ良い。
施例と同様に、投影レンズ３の色収差（軸上色収差や倍
率色収差）を補正するように照射光及び検出光の光路を
独立にコントロールできるため、第１実施例と同様な効
果を達成することができる。なお、第２実施例では説明
を簡単にするために、Ｙ方向をアライメントする例を示
しているが、レチクルマークＲＭY とレチクル窓ＷＩと
が設けられている非露光領域と隣合った非露光領域にＸ
方向にピッチを有するレチクルマークとこれに隣接して
レチクル窓とを設け、これらの上方に第２のアライメン
ト光学系を設ければ、Ｘ方向でのアライメントができる
ことは言うまでもない。このとき、補正光学素子として
の回折格子は、Ｘ方向に沿って上記回折格子ＧYA1 〜Ｇ
YA3 と同様な回折格子を設ければ良い。
【００６６】次に、本発明による第３実施例は、第１実
施例と第２実施例との補正光学素子を組み合わせた例を
示しており、図１１を参照しながら説明する。図１１に
示す如く、レチクル２は、露光領域２ａの外側におい
て、Ｘ方向の検出用のレチクルマークＲＭXA、Ｙ方向の
検出用のレチクルマークＲＭYA及びこれらに隣接して設
けられたレチクル窓ＷＩ1 からなる第１のレチクルマー
ク群を有している。
施例と第２実施例との補正光学素子を組み合わせた例を
示しており、図１１を参照しながら説明する。図１１に
示す如く、レチクル２は、露光領域２ａの外側におい
て、Ｘ方向の検出用のレチクルマークＲＭXA、Ｙ方向の
検出用のレチクルマークＲＭYA及びこれらに隣接して設
けられたレチクル窓ＷＩ1 からなる第１のレチクルマー
ク群を有している。
【００６７】一方、このレチクル２は、この第１のレチ
クルマーク群（ＲＭXA，ＲＭYA，ＷＩ1 ）と対向する露
光領域２ａの外側にも、Ｘ方向の検出用のレチクルマー
クＲＭXB、Ｙ方向の検出用のレチクルマークＲＭYB及び
これらに隣接して設けられたレチクル窓ＷＩ2 からなる
第２のレチクルマーク群を有している。そして、不図示
であるが、各マーク群に対してアライメント光を照射す
るための第１及び第２のアライメント光学系が各マーク
群に対応して２つ設けられておいる。ここで、不図示の
第１のアライメント光学系について第１実施例の図１を
基本として説明すれば、レチクル２とウエハ４とに対す
る各々ＸＹ方向の２次元的な位置情報を得るために、ま
ず図１の紙面と直交した方向にもう１組のＡＯＭを配置
されており、レーザ光源10からの光束を４分割して、こ
の各々の光束を２組のＡＯＭへ導くように構成されてい
る。そして、各ＡＯＭにより、互いに光周波数を持った
２組の照射光を半透過鏡14、対物レンズ18、反射鏡19を
介して第１のレチクルマーク群に対して、所定の交差角
を持った４方向で照射される。一方、図１に示した検出
系（20a,20b,21) は、本実施例においては、図１２に示
す如き構成を有している。光電検出器20a 及び20b はＸ
方向検出用のレチクルマークＲＭXAからの検出光を、光
電検出器20c 及び20d はＹ方向検出用のレチクルマーク
ＲＭYAからの検出光をそれぞれ検出するように構成され
ている。また、光電検出器21a は図１４に示す如きＸ方
向検出用のウエハマークＷＭXAからの検出光を、光電検
出器21b はＹ方向検出用のウエハマークＷＭYAからの検
出光をそれぞれ検出するように構成されている。
クルマーク群（ＲＭXA，ＲＭYA，ＷＩ1 ）と対向する露
光領域２ａの外側にも、Ｘ方向の検出用のレチクルマー
クＲＭXB、Ｙ方向の検出用のレチクルマークＲＭYB及び
これらに隣接して設けられたレチクル窓ＷＩ2 からなる
第２のレチクルマーク群を有している。そして、不図示
であるが、各マーク群に対してアライメント光を照射す
るための第１及び第２のアライメント光学系が各マーク
群に対応して２つ設けられておいる。ここで、不図示の
第１のアライメント光学系について第１実施例の図１を
基本として説明すれば、レチクル２とウエハ４とに対す
る各々ＸＹ方向の２次元的な位置情報を得るために、ま
ず図１の紙面と直交した方向にもう１組のＡＯＭを配置
されており、レーザ光源10からの光束を４分割して、こ
の各々の光束を２組のＡＯＭへ導くように構成されてい
る。そして、各ＡＯＭにより、互いに光周波数を持った
２組の照射光を半透過鏡14、対物レンズ18、反射鏡19を
介して第１のレチクルマーク群に対して、所定の交差角
を持った４方向で照射される。一方、図１に示した検出
系（20a,20b,21) は、本実施例においては、図１２に示
す如き構成を有している。光電検出器20a 及び20b はＸ
方向検出用のレチクルマークＲＭXAからの検出光を、光
電検出器20c 及び20d はＹ方向検出用のレチクルマーク
ＲＭYAからの検出光をそれぞれ検出するように構成され
ている。また、光電検出器21a は図１４に示す如きＸ方
向検出用のウエハマークＷＭXAからの検出光を、光電検
出器21b はＹ方向検出用のウエハマークＷＭYAからの検
出光をそれぞれ検出するように構成されている。
【００６８】なお、第２のアライメント光学系も第１の
アライメント光学系と同様に構成されており、図１１中
において、Ａｘ1 は第１のアライメント光学系の光軸、
Ａｘ 2 は第２のアライメント光学系の光軸をそれぞれ示
している。さて、第１アライメント光学系からの照射光
ＬＢXA1 ，ＬＢXA2 は、レチクルマークＲＭXAに対して
所定の交差角を持つように第１のレチクルマーク群をカ
バーするように照射され、同じく第１アライメント光学
系からの照射光ＬＢYA1 ，ＬＢYA2 は、レチクルマーク
ＲＭYAに対して所定の交差角を持つように第１のレチク
ルマーク群をカバーするように照射される。この時、照
射光ＬＢXA1 ，ＬＢXA2 を含む平面と照射光ＬＢYA1 ，
ＬＢYA2 を含む平面とは互いに直交している。
アライメント光学系と同様に構成されており、図１１中
において、Ａｘ1 は第１のアライメント光学系の光軸、
Ａｘ 2 は第２のアライメント光学系の光軸をそれぞれ示
している。さて、第１アライメント光学系からの照射光
ＬＢXA1 ，ＬＢXA2 は、レチクルマークＲＭXAに対して
所定の交差角を持つように第１のレチクルマーク群をカ
バーするように照射され、同じく第１アライメント光学
系からの照射光ＬＢYA1 ，ＬＢYA2 は、レチクルマーク
ＲＭYAに対して所定の交差角を持つように第１のレチク
ルマーク群をカバーするように照射される。この時、照
射光ＬＢXA1 ，ＬＢXA2 を含む平面と照射光ＬＢYA1 ，
ＬＢYA2 を含む平面とは互いに直交している。
【００６９】そして、各照射光ＬＢXA1 ，ＬＢXA2 の逆
光路を辿る各レチクルマークＲＭXAからの回折光、及び
各照射光ＬＢYA1 ，ＬＢYA2 の逆光路を辿る各レチクル
マークＲＭYAからの回折光は、図１２に示す如く、不図
示のアライメント光学系中の対物レンズの瞳（入射瞳）
と共役な位置に設けられた光電検出器(20a,20b,20c,20
d) にて検出することにより、レチクル２のＸＹ方向の
２次元的な位置情報が得られる。
光路を辿る各レチクルマークＲＭXAからの回折光、及び
各照射光ＬＢYA1 ，ＬＢYA2 の逆光路を辿る各レチクル
マークＲＭYAからの回折光は、図１２に示す如く、不図
示のアライメント光学系中の対物レンズの瞳（入射瞳）
と共役な位置に設けられた光電検出器(20a,20b,20c,20
d) にて検出することにより、レチクル２のＸＹ方向の
２次元的な位置情報が得られる。
【００７０】一方、第２アライメント光学系からの照射
光ＬＢXB1 ，ＬＢXB2 は、レチクルマークＲＭXBに対し
て所定の交差角を持つように第２のレチクルマーク群を
カバーするように照射され、同じく第２アライメント光
学系からの照射光ＬＢYB1 ，ＬＢYB2 は、レチクルマー
クＲＭYBに対して所定の交差角を持つように第１のレチ
クルマーク群をカバーするように照射される。この時、
照射光ＬＢXB1 ，ＬＢ XB2 を含む平面と照射光Ｌ
ＢYB1 ，ＬＢYB2 を含む平面とは互いに直交している。
そして、各照射光ＬＢXB1 ，ＬＢXB2 の逆光路を辿る各
レチクルマークＲＭXBからの回折光、及び各照射光ＬＢ
YB1 ，ＬＢYB2 の逆光路を辿る各レチクルマークＲＭYB
からの回折光は、図１２に示す如く、不図示のアライメ
ント光学系中の対物レンズの瞳と共役な位置に設けられ
た各々光電検出器(20a,20b,20c,20d) にてレチクル２の
ＸＹ方向の２次元的な位置情報が検出される。
光ＬＢXB1 ，ＬＢXB2 は、レチクルマークＲＭXBに対し
て所定の交差角を持つように第２のレチクルマーク群を
カバーするように照射され、同じく第２アライメント光
学系からの照射光ＬＢYB1 ，ＬＢYB2 は、レチクルマー
クＲＭYBに対して所定の交差角を持つように第１のレチ
クルマーク群をカバーするように照射される。この時、
照射光ＬＢXB1 ，ＬＢ XB2 を含む平面と照射光Ｌ
ＢYB1 ，ＬＢYB2 を含む平面とは互いに直交している。
そして、各照射光ＬＢXB1 ，ＬＢXB2 の逆光路を辿る各
レチクルマークＲＭXBからの回折光、及び各照射光ＬＢ
YB1 ，ＬＢYB2 の逆光路を辿る各レチクルマークＲＭYB
からの回折光は、図１２に示す如く、不図示のアライメ
ント光学系中の対物レンズの瞳と共役な位置に設けられ
た各々光電検出器(20a,20b,20c,20d) にてレチクル２の
ＸＹ方向の２次元的な位置情報が検出される。
【００７１】さて、レチクル窓ＷＩ1 を通過した照射光
ＬＢXA1 ，ＬＢXA2 及び照射光ＬＢ YA1 ，ＬＢYA2 は、
不図示の投影レンズの瞳面Ｐに達する。これと同時に、
レチクル窓ＷＩ2 を通過した照射光ＬＢXB1 ，ＬＢXB2
及び照射光ＬＢYB1 ，ＬＢYB 2 も、不図示の投影レンズ
の瞳面Ｐに達する。投影レンズの瞳面Ｐには、図１３に
示す如く、透過性の円形基板１上において照射光補正光
学素子としての回折格子が瞳中心に対し対称となるよう
にＸ，Ｙ方向に沿って並列的に形成されている。
ＬＢXA1 ，ＬＢXA2 及び照射光ＬＢ YA1 ，ＬＢYA2 は、
不図示の投影レンズの瞳面Ｐに達する。これと同時に、
レチクル窓ＷＩ2 を通過した照射光ＬＢXB1 ，ＬＢXB2
及び照射光ＬＢYB1 ，ＬＢYB 2 も、不図示の投影レンズ
の瞳面Ｐに達する。投影レンズの瞳面Ｐには、図１３に
示す如く、透過性の円形基板１上において照射光補正光
学素子としての回折格子が瞳中心に対し対称となるよう
にＸ，Ｙ方向に沿って並列的に形成されている。
【００７２】そして、回折格子ＧXA1 ，ＧXA2 は、第１
実施例と同様に投影レンズの軸上色収差と倍率色収差を
補正するように、第１のアライメント光学系からの照射
光ＬＢXA1 ，ＬＢXA2 をそれぞれ偏向させるとともに、
回折格子ＧXB1 ，ＧXB2も、第１実施例と同様に投影レ
ンズの軸上色収差と倍率色収差を補正するように、第２
のアライメント光学系からの照射光ＬＢXB1 ，ＬＢXB2
をそれぞれ偏向させる。また、回折格子ＧYA1 ，ＧYA2
は、第２実施例と同様に投影レンズの軸上色収差と倍率
色収差を補正するように、第１のアライメント光学系か
らの照射光ＬＢ YA1 ，ＬＢYA2 をそれぞれ偏向させると
ともに、回折格子ＧYB1 ，ＧYB2 も、第２実施例と同様
に投影レンズの軸上色収差と倍率色収差を補正するよう
に、第２のアライメント光学系からの照射光ＬＢYB1 ，
ＬＢYB2 をそれぞれ偏向させる機能を有している。
実施例と同様に投影レンズの軸上色収差と倍率色収差を
補正するように、第１のアライメント光学系からの照射
光ＬＢXA1 ，ＬＢXA2 をそれぞれ偏向させるとともに、
回折格子ＧXB1 ，ＧXB2も、第１実施例と同様に投影レ
ンズの軸上色収差と倍率色収差を補正するように、第２
のアライメント光学系からの照射光ＬＢXB1 ，ＬＢXB2
をそれぞれ偏向させる。また、回折格子ＧYA1 ，ＧYA2
は、第２実施例と同様に投影レンズの軸上色収差と倍率
色収差を補正するように、第１のアライメント光学系か
らの照射光ＬＢ YA1 ，ＬＢYA2 をそれぞれ偏向させると
ともに、回折格子ＧYB1 ，ＧYB2 も、第２実施例と同様
に投影レンズの軸上色収差と倍率色収差を補正するよう
に、第２のアライメント光学系からの照射光ＬＢYB1 ，
ＬＢYB2 をそれぞれ偏向させる機能を有している。
【００７３】ここで、第１及び第２のアライメント光学
系からのＸ方向を検出のための照射光（ＬＢXA1 ，ＬＢ
XA2 ，ＬＢXB1，ＬＢXB2 ）に対して偏向機能を有する
各回折格子とピッチとの関係は、回折格子ＧXA1 のピッ
チをＧＰXA1 とし、回折格子ＧXA2 のピッチをＧ
ＰXA2 、回折格子ＧXB1 のピッチをＧＰXB1 、回折格子
ＧXB 2のピッチをＧＰXB2 とするとき、以下の如くな
る。
系からのＸ方向を検出のための照射光（ＬＢXA1 ，ＬＢ
XA2 ，ＬＢXB1，ＬＢXB2 ）に対して偏向機能を有する
各回折格子とピッチとの関係は、回折格子ＧXA1 のピッ
チをＧＰXA1 とし、回折格子ＧXA2 のピッチをＧ
ＰXA2 、回折格子ＧXB1 のピッチをＧＰXB1 、回折格子
ＧXB 2のピッチをＧＰXB2 とするとき、以下の如くな
る。
【００７４】 ＧＰXA1(＝ＧＰXB1)＜ＧＰXA2(＝ＧＰXB2)・・・・・・（９） また、第１及び第２のアライメント光学系からのＹ方向
を検出のための照射光（ＬＢYA1 ，ＬＢYA2 ，Ｌ
ＢYB1 ，ＬＢYB2 ）に対して偏向機能を有する各回折格
子のピッチ方向は、投影レンズの瞳中心に対して互いに
反対方向に傾いている。
を検出のための照射光（ＬＢYA1 ，ＬＢYA2 ，Ｌ
ＢYB1 ，ＬＢYB2 ）に対して偏向機能を有する各回折格
子のピッチ方向は、投影レンズの瞳中心に対して互いに
反対方向に傾いている。
【００７５】従って、図１３に示した如き照射光補正光
学素子としての回折格子の配置によって、各アライメン
ト光学系からの照射光の光路補正されて、ウエハ上に形
成された各ウエハマークを所定の２方向で照射すること
になる。すなわち、第１のアライメント光学系からの照
射光ＬＢXA1 ，ＬＢXA2 は、図１３に示す如く、ウエハ
マークＷＭXAを２方向で照射し、第１のアライメント光
学系からの照射光ＬＢYA1 ，ＬＢYA2 は、ウエハマーク
ＷＭYAを所定の２方向で照射する。これによって、各ウ
エハマークＷＭXA，ＷＭYAからの回折光の内で検出用の
回折光が投影レンズの瞳中心へ向かう。
学素子としての回折格子の配置によって、各アライメン
ト光学系からの照射光の光路補正されて、ウエハ上に形
成された各ウエハマークを所定の２方向で照射すること
になる。すなわち、第１のアライメント光学系からの照
射光ＬＢXA1 ，ＬＢXA2 は、図１３に示す如く、ウエハ
マークＷＭXAを２方向で照射し、第１のアライメント光
学系からの照射光ＬＢYA1 ，ＬＢYA2 は、ウエハマーク
ＷＭYAを所定の２方向で照射する。これによって、各ウ
エハマークＷＭXA，ＷＭYAからの回折光の内で検出用の
回折光が投影レンズの瞳中心へ向かう。
【００７６】一方、第２のアライメント光学系からの照
射光ＬＢXB1 ，ＬＢXB2 は、ウエハマークＷＭXBを照射
し、第２のアライメント光学系からの照射光ＬＢYB1 ，
ＬＢ YB2 は、ウエハマークＷＭYBを所定の２方向で照射
する。これによって、各ウエハマークＷＭXA，ＷＭYAか
らの回折光の内で検出用の回折光が投影レンズの瞳中心
へ向かう。
射光ＬＢXB1 ，ＬＢXB2 は、ウエハマークＷＭXBを照射
し、第２のアライメント光学系からの照射光ＬＢYB1 ，
ＬＢ YB2 は、ウエハマークＷＭYBを所定の２方向で照射
する。これによって、各ウエハマークＷＭXA，ＷＭYAか
らの回折光の内で検出用の回折光が投影レンズの瞳中心
へ向かう。
【００７７】投影レンズの瞳中心には、図１３に示す如
く、Ｘ方向にピッチを有する検出光補正光学素子として
の回折格子Ｇ3 が設けられており、この回折格子Ｇ
3 は、投影レンズの倍率色収差を補正するように、ウエ
ハマークＷＭXA，ＷＭYAからの検出用の回折光と、ウエ
ハマークＷＭXA，ＷＭYAからの回折光の内で検出用の回
折光とを偏向させて、各アライメント光学系へ導く。従
って、これらの検出光は、図１２に示す如く、不図示の
各アライメント光学系の対物レンズの瞳共役に設けられ
た光電検出器（21a,21b)にてウエハマークのＸＹ方向の
２次元的な位置情報が検出される。
く、Ｘ方向にピッチを有する検出光補正光学素子として
の回折格子Ｇ3 が設けられており、この回折格子Ｇ
3 は、投影レンズの倍率色収差を補正するように、ウエ
ハマークＷＭXA，ＷＭYAからの検出用の回折光と、ウエ
ハマークＷＭXA，ＷＭYAからの回折光の内で検出用の回
折光とを偏向させて、各アライメント光学系へ導く。従
って、これらの検出光は、図１２に示す如く、不図示の
各アライメント光学系の対物レンズの瞳共役に設けられ
た光電検出器（21a,21b)にてウエハマークのＸＹ方向の
２次元的な位置情報が検出される。
【００７８】以上の如く、第３実施例においても第１及
び第２実施例と同様に、投影レンズ３の色収差（軸上色
収差や倍率色収差）を補正するように照射光及び検出光
の光路を独立にコントロールできるため、第１及び第２
実施例と同様な効果を達成することができる。なお、本
実施例においても、補正光学素子としての各回折格子
（ＧXA1,ＧXA2,ＧXB1,ＧXB2)は、上記段差の条件（４）
あるいは条件（５）を満足することが望ましい。
び第２実施例と同様に、投影レンズ３の色収差（軸上色
収差や倍率色収差）を補正するように照射光及び検出光
の光路を独立にコントロールできるため、第１及び第２
実施例と同様な効果を達成することができる。なお、本
実施例においても、補正光学素子としての各回折格子
（ＧXA1,ＧXA2,ＧXB1,ＧXB2)は、上記段差の条件（４）
あるいは条件（５）を満足することが望ましい。
【００７９】次に、本発明による第４実施例を図１５を
参照しながら説明する。本実施例では、照射光補正光学
素子の回折格子ＧXA1 ，ＧXA2 と検出光補正光学素子の
回折格子ＧXA3 が配置される位置は実施例１と同様であ
るが、各回折格子のピッチが第１実施例のものよりも小
さく構成されており、これにより、照射光路と検出光路
とをより露光領域外へ偏向させている。
参照しながら説明する。本実施例では、照射光補正光学
素子の回折格子ＧXA1 ，ＧXA2 と検出光補正光学素子の
回折格子ＧXA3 が配置される位置は実施例１と同様であ
るが、各回折格子のピッチが第１実施例のものよりも小
さく構成されており、これにより、照射光路と検出光路
とをより露光領域外へ偏向させている。
【００８０】ここで、第１５図中におけるＢ1 はアライ
メント光のもとでウエハマークＷＭ X 上の位置Ａが投影
レンズ３により仮想的に結像される位置（軸上色収差と
倍率色収差とが発生した状態）、Ｂ0は露光光のもとで
ウエハマークＷＭX 上の位置Ａが投影レンズ３により結
像される位置（色収差が発生していない状態）、Ｂ2 は
投影レンズ３の軸上色収差を補正しながら、これの倍率
色収差を過剰に補正している状態でウエハマークＷＭX
上の位置Ａが投影レンズ３により結像される位置であ
る。
メント光のもとでウエハマークＷＭ X 上の位置Ａが投影
レンズ３により仮想的に結像される位置（軸上色収差と
倍率色収差とが発生した状態）、Ｂ0は露光光のもとで
ウエハマークＷＭX 上の位置Ａが投影レンズ３により結
像される位置（色収差が発生していない状態）、Ｂ2 は
投影レンズ３の軸上色収差を補正しながら、これの倍率
色収差を過剰に補正している状態でウエハマークＷＭX
上の位置Ａが投影レンズ３により結像される位置であ
る。
【００８１】以上にて説明した第１〜第３実施例では、
照射光補正光学素子の回折格子ＧXA 1 ，ＧXA2 及び検出
光補正光学素子の回折格子ＧXA3 は、ともに倍率色収差
を補正するように照射光と検出光を偏向させているが、
第４実施例では、照射光補正光学素子の回折格子
ＧXA1 ，ＧXA2 及び検出光補正光学素子の回折格子Ｇ
XA3 は、投影レンズ３の倍率色収差量ΔＴ以上の倍率色
収差量ΔＴ’を発生させるように、照射光ＬＢ1 ，ＬＢ
2 と検出光ＤＢW を偏向させている。すなわち、照射光
補正光学素子の回折格子ＧXA1 ，ＧXA2 は、投影レンズ
３の軸上色収差量ΔＬと同等の軸上色収差量を発生させ
る（投影レンズ３の軸上色収差を補正する）とともに、
投影レンズ３の倍率色収差量ΔＴ以上の倍率色収差量Δ
Ｔ’を発生させる（投影レンズ３の倍率色収差を過剰補
正する）ように、照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 をレチクル上で
のより露光領域の外側の位置Ｂ2 へそれぞれ補正角
θ1 ’，θ2 ’だけ偏向させている。また、検出光補正
光学素子の回折格子ＧXA3 は、投影レンズの倍率色収差
量以上の倍率色収差量ΔＴ’を発生させる（投影レンズ
の倍率色収差を過剰補正する）ように、検出光ＤＢW を
レチクル上でのより露光領域外側の位置Ｂ2 へ補正角θ
3 ’だけ偏向させている。
照射光補正光学素子の回折格子ＧXA 1 ，ＧXA2 及び検出
光補正光学素子の回折格子ＧXA3 は、ともに倍率色収差
を補正するように照射光と検出光を偏向させているが、
第４実施例では、照射光補正光学素子の回折格子
ＧXA1 ，ＧXA2 及び検出光補正光学素子の回折格子Ｇ
XA3 は、投影レンズ３の倍率色収差量ΔＴ以上の倍率色
収差量ΔＴ’を発生させるように、照射光ＬＢ1 ，ＬＢ
2 と検出光ＤＢW を偏向させている。すなわち、照射光
補正光学素子の回折格子ＧXA1 ，ＧXA2 は、投影レンズ
３の軸上色収差量ΔＬと同等の軸上色収差量を発生させ
る（投影レンズ３の軸上色収差を補正する）とともに、
投影レンズ３の倍率色収差量ΔＴ以上の倍率色収差量Δ
Ｔ’を発生させる（投影レンズ３の倍率色収差を過剰補
正する）ように、照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 をレチクル上で
のより露光領域の外側の位置Ｂ2 へそれぞれ補正角
θ1 ’，θ2 ’だけ偏向させている。また、検出光補正
光学素子の回折格子ＧXA3 は、投影レンズの倍率色収差
量以上の倍率色収差量ΔＴ’を発生させる（投影レンズ
の倍率色収差を過剰補正する）ように、検出光ＤＢW を
レチクル上でのより露光領域外側の位置Ｂ2 へ補正角θ
3 ’だけ偏向させている。
【００８２】これにより、レチクルマークＲＭX 及びレ
チクルＷＩをより露光領域外側へ設けることができ、ア
ライメント光路を偏向させるための反射鏡18が露光領域
を遮光しないための配置条件を緩和させることができ
る。さらに、本実施例では、以下に述べる利点を有す
る。スルーザレチクル（ＴＴＲ）方式では、レチクル上
のレチクルマークＲＭX を回路パターン領域の極近傍に
設けるとともに、ウエハ上のウエハマークＷＭX をショ
ット領域（例えばストリートラインＳＴ内）に設けて、
アライメント位置と露光位置とを一致させたダイ・バイ
・ダイ（Ｄ／Ｄ）アライメント法が容易に実現できる。
この場合、ウエハ上のマークＷＭX をアライメントする
時には、レジストの感光が起こらないものの、露光時に
は、ウエハマークＷＭX からのアライメント光を取り出
すためのレチクル窓を介した露光光がウエハ上のマーク
上のレジストを感光させてしまう恐れがある。その結
果、現像後にプロセスに通すと、ウエハマークＷＭX が
破壊されてしまい、次の露光工程では、そのマークを使
用することができない場合がある。
チクルＷＩをより露光領域外側へ設けることができ、ア
ライメント光路を偏向させるための反射鏡18が露光領域
を遮光しないための配置条件を緩和させることができ
る。さらに、本実施例では、以下に述べる利点を有す
る。スルーザレチクル（ＴＴＲ）方式では、レチクル上
のレチクルマークＲＭX を回路パターン領域の極近傍に
設けるとともに、ウエハ上のウエハマークＷＭX をショ
ット領域（例えばストリートラインＳＴ内）に設けて、
アライメント位置と露光位置とを一致させたダイ・バイ
・ダイ（Ｄ／Ｄ）アライメント法が容易に実現できる。
この場合、ウエハ上のマークＷＭX をアライメントする
時には、レジストの感光が起こらないものの、露光時に
は、ウエハマークＷＭX からのアライメント光を取り出
すためのレチクル窓を介した露光光がウエハ上のマーク
上のレジストを感光させてしまう恐れがある。その結
果、現像後にプロセスに通すと、ウエハマークＷＭX が
破壊されてしまい、次の露光工程では、そのマークを使
用することができない場合がある。
【００８３】これに対し、第４実施例では、レチクル窓
ＷＩをより露光領域外側へ設けることが原理的に可能と
なり、ウエハマークＷＭX の保護ができる。なお、第４
実施例でも、補正光学素子が投影レンズの瞳面に設けら
れているため、第１実施例〜第３実施例と同様な効果を
達成できることは言うまでもない。さらに、本実施例に
おいても、補正光学素子としての各回折格子（ＧXA1,Ｇ
XA2,ＧXA3)は、条件（４）もしくは条件（５）の段差の
条件を満足することが好ましい。
ＷＩをより露光領域外側へ設けることが原理的に可能と
なり、ウエハマークＷＭX の保護ができる。なお、第４
実施例でも、補正光学素子が投影レンズの瞳面に設けら
れているため、第１実施例〜第３実施例と同様な効果を
達成できることは言うまでもない。さらに、本実施例に
おいても、補正光学素子としての各回折格子（ＧXA1,Ｇ
XA2,ＧXA3)は、条件（４）もしくは条件（５）の段差の
条件を満足することが好ましい。
【００８４】次に、本発明による第５実施例を図１６を
参照しながら説明する。露光光とは異なる波長光を発す
るレーザ光源30からの光束は反射鏡31、対物レンズ32、
反射鏡33を介して、レチクル２上を斜入射する。レチク
ル上には、図１７に示す如く、レチクル窓ＷＩと、これ
と隣接して設けられた透過型の回折格子ＧR が設けられ
ている。また、レチクル２と投影レンズ３との間には、
図１８の（ａ）に示す如く、照射光補正光学素子の回折
格子ＧXA11が形成された円形状の透過型の基板１ａが配
置されており、投影レンズ３の瞳位置には、図１８の
（ｂ）に示す如く、検出光補正光学素子の回折格子Ｇ
XA12, ＧXA13が瞳中心に対し対称となるようにＸ方向に
沿って形成された円形状の透過型の基板１ｂが配置され
ている。
参照しながら説明する。露光光とは異なる波長光を発す
るレーザ光源30からの光束は反射鏡31、対物レンズ32、
反射鏡33を介して、レチクル２上を斜入射する。レチク
ル上には、図１７に示す如く、レチクル窓ＷＩと、これ
と隣接して設けられた透過型の回折格子ＧR が設けられ
ている。また、レチクル２と投影レンズ３との間には、
図１８の（ａ）に示す如く、照射光補正光学素子の回折
格子ＧXA11が形成された円形状の透過型の基板１ａが配
置されており、投影レンズ３の瞳位置には、図１８の
（ｂ）に示す如く、検出光補正光学素子の回折格子Ｇ
XA12, ＧXA13が瞳中心に対し対称となるようにＸ方向に
沿って形成された円形状の透過型の基板１ｂが配置され
ている。
【００８５】さて、レーザ光源３０からの光束ＬＢは、
レチクル上のレチクル窓ＷＩを介し、照射光補正光学素
子の回折格子ＧXA11により、投影レンズの倍率色収差量
以上の倍率色収差量ΔＴ’を発生させるように、補正角
θ11だけ偏向される。その後、投影レンズ３の瞳中心を
介して、ウエハ４上に形成されたウエハマークＷＭX を
垂直に照射する。そして、このウエハマークから発生す
る±１次回折光ＤＢ（＋１),ＤＢ（−1)は、それぞれ投
影レンズ３の瞳面Ｐに達する。そして、検出光補正光学
素子の回折格子ＧXA12，ＧXA13により、投影レンズ３の
軸上色収差量ΔＬと倍率色収差量ΔＴに対し同等の軸上
色収差量ΔＬと倍率色収差量ΔＴとを発生させる（投影
レンズ３の軸上色収差と倍率色収差とを補正する）よう
に、＋１次回折光ＤＢ（＋１）と−１次回折光ＤＢ（−
1)とをそれぞれ補正角θ12，θ13だけ偏向させる。その
後、＋１次回折光ＤＢ（＋１）と−１次回折光ＤＢ(-1)
とはレチクル２上に形成された透過型の回折格子ＧR 上
を所定の２方向で照射し、この回折格子ＧR によって回
折される。そして、＋１次回折光ＤＢ（＋１）と−１次
回折光ＤＢ（−1)との照射により、回折格子ＧR の法線
方向に発生する回折光同士が互いに干渉しながら反射鏡
33，対物レンズ32を介して、光検出器34にて光電検出さ
れる。
レチクル上のレチクル窓ＷＩを介し、照射光補正光学素
子の回折格子ＧXA11により、投影レンズの倍率色収差量
以上の倍率色収差量ΔＴ’を発生させるように、補正角
θ11だけ偏向される。その後、投影レンズ３の瞳中心を
介して、ウエハ４上に形成されたウエハマークＷＭX を
垂直に照射する。そして、このウエハマークから発生す
る±１次回折光ＤＢ（＋１),ＤＢ（−1)は、それぞれ投
影レンズ３の瞳面Ｐに達する。そして、検出光補正光学
素子の回折格子ＧXA12，ＧXA13により、投影レンズ３の
軸上色収差量ΔＬと倍率色収差量ΔＴに対し同等の軸上
色収差量ΔＬと倍率色収差量ΔＴとを発生させる（投影
レンズ３の軸上色収差と倍率色収差とを補正する）よう
に、＋１次回折光ＤＢ（＋１）と−１次回折光ＤＢ（−
1)とをそれぞれ補正角θ12，θ13だけ偏向させる。その
後、＋１次回折光ＤＢ（＋１）と−１次回折光ＤＢ(-1)
とはレチクル２上に形成された透過型の回折格子ＧR 上
を所定の２方向で照射し、この回折格子ＧR によって回
折される。そして、＋１次回折光ＤＢ（＋１）と−１次
回折光ＤＢ（−1)との照射により、回折格子ＧR の法線
方向に発生する回折光同士が互いに干渉しながら反射鏡
33，対物レンズ32を介して、光検出器34にて光電検出さ
れる。
【００８６】ここで、ウエハ４の位置検出は、不図示の
ウエハ４を載置しているウエハステージを走査させるこ
とにより、光検出器34では、ウエハ４の位置に対応した
強度信号が得られ、この強度信号を検出することにより
ウエハの位置決めが達成される。以上の如く、本実施例
では、照射光補正光学素子の回折格子ＧXA11と検出光補
正光学素子の回折格子ＧXA12，ＧXA13とで発生させてい
る倍率色収差量を異ならせしめているため、照射光と検
出光との分離を容易にすることができる。
ウエハ４を載置しているウエハステージを走査させるこ
とにより、光検出器34では、ウエハ４の位置に対応した
強度信号が得られ、この強度信号を検出することにより
ウエハの位置決めが達成される。以上の如く、本実施例
では、照射光補正光学素子の回折格子ＧXA11と検出光補
正光学素子の回折格子ＧXA12，ＧXA13とで発生させてい
る倍率色収差量を異ならせしめているため、照射光と検
出光との分離を容易にすることができる。
【００８７】また、本実施例においても第１〜第４実施
例と同様に、補正光学素子としての回折格子ＧXA11〜Ｇ
XA13は、照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 と検出光ＤＢW とが通過
する部分だけに形成すれば良いので、補正光学素子とし
ての回折格子ＧXA11〜ＧXA13は、露光光に対する影響を
殆ど無視できる程、投影レンズの瞳面において占める割
合を極めて小さくすることが原理的に可能となる。さら
に、回折格子ＧXA11〜ＧXA13は、前述した段差の条件
（４）または条件（５）を満足することがより好まし
い。
例と同様に、補正光学素子としての回折格子ＧXA11〜Ｇ
XA13は、照射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 と検出光ＤＢW とが通過
する部分だけに形成すれば良いので、補正光学素子とし
ての回折格子ＧXA11〜ＧXA13は、露光光に対する影響を
殆ど無視できる程、投影レンズの瞳面において占める割
合を極めて小さくすることが原理的に可能となる。さら
に、回折格子ＧXA11〜ＧXA13は、前述した段差の条件
（４）または条件（５）を満足することがより好まし
い。
【００８８】なお、第１実施例〜第４実施例では、互い
に異なる光周波数の回折光を被検マークに対し２方向で
照射して、このマークから回折されるビート干渉光を光
電検出してアライメントを行う、所謂ヘテロダインアラ
イメント方式を採用しているが、第５実施例に示した如
く、被検マークに対し光を照射して、このマークから回
折される２つの回折光を干渉させて、ウエハの位置に応
じた光強度を光電検出してアライメントを行う、所謂ホ
モダインアライメント方式を採用した場合にも、本発明
は有効であることは言うまでもない。また、第５実施例
のレーザ光源を、例えば互いに直交した方向で僅かに異
なる光周波数差を持った光束を供給するゼーマンレーザ
に交換し、ビート干渉光を光電検出するヘテロダイン方
式のアライメントを行っても良い。
に異なる光周波数の回折光を被検マークに対し２方向で
照射して、このマークから回折されるビート干渉光を光
電検出してアライメントを行う、所謂ヘテロダインアラ
イメント方式を採用しているが、第５実施例に示した如
く、被検マークに対し光を照射して、このマークから回
折される２つの回折光を干渉させて、ウエハの位置に応
じた光強度を光電検出してアライメントを行う、所謂ホ
モダインアライメント方式を採用した場合にも、本発明
は有効であることは言うまでもない。また、第５実施例
のレーザ光源を、例えば互いに直交した方向で僅かに異
なる光周波数差を持った光束を供給するゼーマンレーザ
に交換し、ビート干渉光を光電検出するヘテロダイン方
式のアライメントを行っても良い。
【００８９】さらに、第１実施例〜第４実施例では、照
射光補正光学素子と検出光補正光学素子とを、レチクル
とウエハとの間で分離して設け、照射光と検出光とに対
し独立に機能するようしているが、被検マークに対し２
方向で照射している照射光路を逆に辿るビート干渉光
（照射光ＬＢ1 の０次光と照射光ＬＢ2 の−２次光また
は照射光ＬＢ2 の０次光と照射光ＬＢ2 の＋２次光）を
光電検出するようにすれば、検出光補正光学素子を省略
することも可能である。
射光補正光学素子と検出光補正光学素子とを、レチクル
とウエハとの間で分離して設け、照射光と検出光とに対
し独立に機能するようしているが、被検マークに対し２
方向で照射している照射光路を逆に辿るビート干渉光
（照射光ＬＢ1 の０次光と照射光ＬＢ2 の−２次光また
は照射光ＬＢ2 の０次光と照射光ＬＢ2 の＋２次光）を
光電検出するようにすれば、検出光補正光学素子を省略
することも可能である。
【００９０】また、第１実施例〜第５実施例では、ＴＴ
Ｒ方式のアライメントを行っているが、本発明はこれに
限るものではなく、例えば、レチクル２と投影レンズ３
との間に反射鏡を配置するとともにこの反射鏡の反射方
向にアライメント光学系を配置して、投影レンズ３を介
してウエハマークをアライメントするＴＴＲ方式のアラ
イメントを行えることは言うまでもない。
Ｒ方式のアライメントを行っているが、本発明はこれに
限るものではなく、例えば、レチクル２と投影レンズ３
との間に反射鏡を配置するとともにこの反射鏡の反射方
向にアライメント光学系を配置して、投影レンズ３を介
してウエハマークをアライメントするＴＴＲ方式のアラ
イメントを行えることは言うまでもない。
【００９１】また、本実施例による第１実施例〜第５実
施例では、照射光路と検出光路とのアライメント光路を
コントロールする補正光学素子として回折格子を設けて
いるが、これの代わりに、楔上の微小なプリズムを設け
ても良い。このとき、露光光に対するプリズムによる影
響を軽減させるためには、露光光が照明される側のプリ
ズム面には、露光光を反射させ、アライメント光を透過
させる波長分別機能を持つ薄膜を蒸着させることが望ま
しい。
施例では、照射光路と検出光路とのアライメント光路を
コントロールする補正光学素子として回折格子を設けて
いるが、これの代わりに、楔上の微小なプリズムを設け
ても良い。このとき、露光光に対するプリズムによる影
響を軽減させるためには、露光光が照明される側のプリ
ズム面には、露光光を反射させ、アライメント光を透過
させる波長分別機能を持つ薄膜を蒸着させることが望ま
しい。
【００９２】また、補正光学素子としてフレネルゾーン
プレートとして機能させるように構成しても良い。例え
ば図４，図９に示した如き補正光学素子ＧXA11〜ＧXA13
をそれぞれ図１９，図２０に示す如くＲを中心とした同
心円状のフレネルゾーンプレートとして構成しても良
い。ここで、図１９，図２０に示す各補正光学素子ＧXA
11〜ＧXA13は中心Ｒから半径方向に離れるに従ってピッ
チが密となるように構成されているため、レンズ作用を
有している。これにより、レチクル窓でのビームの広が
りを抑えることができる。この場合、フレネルゾーンプ
レートは、先に述べた条件（４）または条件（５）を満
足することが好ましい。
プレートとして機能させるように構成しても良い。例え
ば図４，図９に示した如き補正光学素子ＧXA11〜ＧXA13
をそれぞれ図１９，図２０に示す如くＲを中心とした同
心円状のフレネルゾーンプレートとして構成しても良
い。ここで、図１９，図２０に示す各補正光学素子ＧXA
11〜ＧXA13は中心Ｒから半径方向に離れるに従ってピッ
チが密となるように構成されているため、レンズ作用を
有している。これにより、レチクル窓でのビームの広が
りを抑えることができる。この場合、フレネルゾーンプ
レートは、先に述べた条件（４）または条件（５）を満
足することが好ましい。
【００９３】なお、図１９，図２０に示した補正光学素
子ＧXA11〜ＧXA13を応用して図１３の如く組み合わせて
も良い。さて、次に本発明による第６実施例について図
２１及び図２２を参照しながら説明する。
子ＧXA11〜ＧXA13を応用して図１３の如く組み合わせて
も良い。さて、次に本発明による第６実施例について図
２１及び図２２を参照しながら説明する。
【００９４】本実施例は、先に述べた第１乃至第５実施
例のレーザ干渉によるアライメントと異なり、ウエハマ
ークＷＭx の像を検出する画像アライメント系に応用し
た例を示す。先に説明した図１に示す第１実施例に対し
て本実施例が異なる点は、半透過鏡14の反射方向に照明
光学系（40〜45）を設け、半透過鏡14の反射方向に像検
出光学系(46,47) を設けた点である。
例のレーザ干渉によるアライメントと異なり、ウエハマ
ークＷＭx の像を検出する画像アライメント系に応用し
た例を示す。先に説明した図１に示す第１実施例に対し
て本実施例が異なる点は、半透過鏡14の反射方向に照明
光学系（40〜45）を設け、半透過鏡14の反射方向に像検
出光学系(46,47) を設けた点である。
【００９５】図２１に示す如く、光源30から発する例え
ば可視光は、σ絞り41、フィルター42を介することによ
り所定の波長域の光にされた後、レンズ43，視野絞り4
4, レンズ34，半透過鏡14，対物レンズ18、反射鏡19，
レチクル窓ＷＩ及び投影レンズ３を介してウエハ４上の
ウエハマークＷＭx を均一に照明する。そして、このウ
エハマークＷＭx からの反射光は、投影レンズ３，レチ
クル窓ＷＩ，反射鏡19，対物レンズ18、半透過鏡14，結
像レンズ46を介してＣＣＤまたは撮像管等の像検出器47
上に結像される。
ば可視光は、σ絞り41、フィルター42を介することによ
り所定の波長域の光にされた後、レンズ43，視野絞り4
4, レンズ34，半透過鏡14，対物レンズ18、反射鏡19，
レチクル窓ＷＩ及び投影レンズ３を介してウエハ４上の
ウエハマークＷＭx を均一に照明する。そして、このウ
エハマークＷＭx からの反射光は、投影レンズ３，レチ
クル窓ＷＩ，反射鏡19，対物レンズ18、半透過鏡14，結
像レンズ46を介してＣＣＤまたは撮像管等の像検出器47
上に結像される。
【００９６】ここで、本実施例の投影レンズ３の瞳位置
Ｐには、図４に示した如き回折格子ＧXA1 ，ＧXA2 ，Ｇ
XA3 が配置されており、これらによってアライメント光
に対する投影レンズの軸上色収差並びに倍率色収差が補
正される。具体的には、投影レンズ３の光軸Ａｘ0 に対
し偏心した位置（軸外の位置）に設けられた第１の回折
格子ＧXA1 ，ＧXA2 は、投影レンズ３の軸上色収差量Δ
Ｌと同等な軸上色収差量を補正する共に、投影レンズ３
の倍率色収差ΔＴを補正するように、ウエハマークＷＭ
x からの広がる反射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 をそれぞれθ 1 ，
θ2 だけ偏向させている。また、投影レンズ３の光軸Ａ
ｘ0 に対し偏心した位置（軸上の位置）に設けられた第
２の回折格子ＧXA3 は、投影レンズ３の倍率色収差ΔＴ
を補正するように、ウエハマークＷＭx から垂直方向に
進む反射光ＬＢ3 をθ3 だけ偏向させている。
Ｐには、図４に示した如き回折格子ＧXA1 ，ＧXA2 ，Ｇ
XA3 が配置されており、これらによってアライメント光
に対する投影レンズの軸上色収差並びに倍率色収差が補
正される。具体的には、投影レンズ３の光軸Ａｘ0 に対
し偏心した位置（軸外の位置）に設けられた第１の回折
格子ＧXA1 ，ＧXA2 は、投影レンズ３の軸上色収差量Δ
Ｌと同等な軸上色収差量を補正する共に、投影レンズ３
の倍率色収差ΔＴを補正するように、ウエハマークＷＭ
x からの広がる反射光ＬＢ1 ，ＬＢ2 をそれぞれθ 1 ，
θ2 だけ偏向させている。また、投影レンズ３の光軸Ａ
ｘ0 に対し偏心した位置（軸上の位置）に設けられた第
２の回折格子ＧXA3 は、投影レンズ３の倍率色収差ΔＴ
を補正するように、ウエハマークＷＭx から垂直方向に
進む反射光ＬＢ3 をθ3 だけ偏向させている。
【００９７】従って、補正位置Ｂ0 （露光光のもとでウ
エハマークＷＭx の像が投影レンズ３により逆投影され
る位置）には、回折格子ＧXA1 ，ＧXA2 ，ＧXA3 によっ
て補正されたウエハマークＷＭx の像が形成されるた
め、像検出器47によって高精度なアライメントが達成で
きる。ここで、本実施例による画像アライメント系を図
２２を参照しながら簡単に説明する。
エハマークＷＭx の像が投影レンズ３により逆投影され
る位置）には、回折格子ＧXA1 ，ＧXA2 ，ＧXA3 によっ
て補正されたウエハマークＷＭx の像が形成されるた
め、像検出器47によって高精度なアライメントが達成で
きる。ここで、本実施例による画像アライメント系を図
２２を参照しながら簡単に説明する。
【００９８】図２２（ａ）に示す如く、レチクル２上の
レチクル窓ＷＩ内にはウエハマークＷＭx の像が形成さ
れており、この時、像検出器47では図２２（ｂ）に示す
如き信号が得られる。このため、レチクル窓ＷＩ内に形
成されるウエハマークＷＭx 像の中心ｃに対するレチク
ル窓Ｗの両端間の中心ｅとのずれ量Δがレチクル２とウ
エハ４とのズレに対応する。
レチクル窓ＷＩ内にはウエハマークＷＭx の像が形成さ
れており、この時、像検出器47では図２２（ｂ）に示す
如き信号が得られる。このため、レチクル窓ＷＩ内に形
成されるウエハマークＷＭx 像の中心ｃに対するレチク
ル窓Ｗの両端間の中心ｅとのずれ量Δがレチクル２とウ
エハ４とのズレに対応する。
【００９９】従って、このずれ量Δが零となるようにウ
エハ２を保持している不図示のウエハステージを移動さ
せることにより、アライメントが達成される。以上の如
く、回折格子ＧXA1 ，ＧXA2 ，ＧXA3 によってウエハマ
ークＷＭx の像の位置を補正できるため、像検出器47に
よる高精度な画像アライメントが達成できる。
エハ２を保持している不図示のウエハステージを移動さ
せることにより、アライメントが達成される。以上の如
く、回折格子ＧXA1 ，ＧXA2 ，ＧXA3 によってウエハマ
ークＷＭx の像の位置を補正できるため、像検出器47に
よる高精度な画像アライメントが達成できる。
【０１００】尚、本実施例による画像アライメントは、
図１５の如く、投影レンズ３の倍率色収差量ΔＴ以上の
倍率色収差量ΔＴ’を発生させて、ウエハマークＷＭx
からの反射光ＬＢ1 〜ＬＢ3 をより露光領域外へ偏向さ
せる機能を回折格子ＧXA1 ，ＧXA2 ，ＧXA3 に持たせた
場合にも適応できることは言うまでもない。
図１５の如く、投影レンズ３の倍率色収差量ΔＴ以上の
倍率色収差量ΔＴ’を発生させて、ウエハマークＷＭx
からの反射光ＬＢ1 〜ＬＢ3 をより露光領域外へ偏向さ
せる機能を回折格子ＧXA1 ，ＧXA2 ，ＧXA3 に持たせた
場合にも適応できることは言うまでもない。
【０１０１】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、比較的簡
素な構成であるにもかかわらず、投影レンズの軸上色収
差を補正しながら、倍率色収差をコントロールできるた
め、アライメント光学系の配置を容易にしながら、投影
レンズの設計及び製造を容易できる高性能なアライメン
ト装置を達成することができる。
素な構成であるにもかかわらず、投影レンズの軸上色収
差を補正しながら、倍率色収差をコントロールできるた
め、アライメント光学系の配置を容易にしながら、投影
レンズの設計及び製造を容易できる高性能なアライメン
ト装置を達成することができる。
【図１】本発明による第１実施例の概略構成図。
【図２】本発明による第１実施例のレチクルの様子を示
す平面図。
す平面図。
【図３】本発明による第１実施例のレチクルマークに光
を照射した時に回折光が発生する様子を示す図。
を照射した時に回折光が発生する様子を示す図。
【図４】本発明による第１実施例の投影レンズの瞳面上
に形成されている回折格子の様子を示す平面図
に形成されている回折格子の様子を示す平面図
【図５】本発明による第１実施例のウエハマークに光を
照射した時に回折光が発生する様子を示す図。
照射した時に回折光が発生する様子を示す図。
【図６】本発明による第１実施例のレチクルにより露光
されるウエハ上のショット領域の様子を示す平面図。
されるウエハ上のショット領域の様子を示す平面図。
【図７】本発明による第２実施例の概略構成図。
【図８】本発明による第２実施例のレチクルの様子を示
す平面図。
す平面図。
【図９】本発明による第２実施例の投影レンズの瞳面上
に形成されている回折格子の様子を示す平面図
に形成されている回折格子の様子を示す平面図
【図１０】本発明による第２実施例のレチクルにより露
光されるウエハ上のショット領域の様子を示す平面図。
光されるウエハ上のショット領域の様子を示す平面図。
【図１１】本発明による第３実施例におけるアライメン
ト系の１部を示す斜示図。
ト系の１部を示す斜示図。
【図１２】本発明による第３実施例における検出器の様
子を示す平面図。
子を示す平面図。
【図１３】本発明による第３実施例の投影レンズの瞳面
上に形成されている回折格子の様子を示す平面図。
上に形成されている回折格子の様子を示す平面図。
【図１４】本発明による第３実施例のレチクルにより露
光されるウエハ上のショット領域の様子を示す平面図。
光されるウエハ上のショット領域の様子を示す平面図。
【図１５】本発明による第４実施例の概略構成図。
【図１６】本発明による第５実施例の概略構成図。
【図１７】本発明による第５実施例のレチクルの様子を
示す平面図。
示す平面図。
【図１８】本発明による第５実施例におけるレチクルと
ウエハとの間に設けられている回折格子の様子を示す平
面図。
ウエハとの間に設けられている回折格子の様子を示す平
面図。
【図１９】図４に示した補正光学素子をフレネルゾーン
プレートとした場合の構成を示す平面図。
プレートとした場合の構成を示す平面図。
【図２０】図９に示した補正光学素子をフレネルゾーン
プレートとした場合の構成を示す平面図。
プレートとした場合の構成を示す平面図。
【図２１】本発明による第６実施例の概略構成図。
【図２２】本実施例による第６実施例の画像アライメン
トを説明するための図。
トを説明するための図。
１,1a,1b・・・・透明基板、２・・・・レチクル、３・・・・投影レ
ンズ、10,30・・・・ レーザ光源、11, 14・・・・半透過鏡、13
a,13b ・・・・光変調器（ＡＯＭ1,ＡＯＭ2)、15・・・・集光レ
ンズ、16・・・・基準回折格子、18・・・・対物レンズ、12,19,
31,33・・・・ 反射鏡、17,20a,20b,20c,20d,21,21a,21b,34
・・・・光電検出器、2a・・・・露光領域、4a・・・・ショット領
域、ＷＩ, ＷＩ1,ＷＩ2 ・・・・レチクル窓、ＲＭXA, ＲＭ
YA, ＲＭXB, ＲＭYB・・・・レチクルマーク、ＷＭXA, ＷＭ
YA, ＷＭXB, ＷＭYB・・・・ウエハマーク、ＧXA1,ＧXA2,Ｇ
YA1,ＧYA2,ＧXB1,ＧXB2,ＧYB1,ＧYB2,ＧXA11, ＧXA12・・
・・照射光補正光学素子、ＧXA3,Ｇ3,ＧYA13・・・・検出光補
正光学素子、ＬＢ1,ＬＢ2,ＬＢXA1,ＬＢXA2,ＬＢYA1,Ｌ
ＢYA2,ＬＢXB1,ＬＢXB2,ＬＢYB1,ＬＢYB2 ・・・・照射光、
ＤＢR , ＤＢW ・・・・検出光
ンズ、10,30・・・・ レーザ光源、11, 14・・・・半透過鏡、13
a,13b ・・・・光変調器（ＡＯＭ1,ＡＯＭ2)、15・・・・集光レ
ンズ、16・・・・基準回折格子、18・・・・対物レンズ、12,19,
31,33・・・・ 反射鏡、17,20a,20b,20c,20d,21,21a,21b,34
・・・・光電検出器、2a・・・・露光領域、4a・・・・ショット領
域、ＷＩ, ＷＩ1,ＷＩ2 ・・・・レチクル窓、ＲＭXA, ＲＭ
YA, ＲＭXB, ＲＭYB・・・・レチクルマーク、ＷＭXA, ＷＭ
YA, ＷＭXB, ＷＭYB・・・・ウエハマーク、ＧXA1,ＧXA2,Ｇ
YA1,ＧYA2,ＧXB1,ＧXB2,ＧYB1,ＧYB2,ＧXA11, ＧXA12・・
・・照射光補正光学素子、ＧXA3,Ｇ3,ＧYA13・・・・検出光補
正光学素子、ＬＢ1,ＬＢ2,ＬＢXA1,ＬＢXA2,ＬＢYA1,Ｌ
ＢYA2,ＬＢXB1,ＬＢXB2,ＬＢYB1,ＬＢYB2 ・・・・照射光、
ＤＢR , ＤＢW ・・・・検出光
Claims (3)
- 【請求項１】レチクル上に形成された所定のパターンを
露光光によって基板上に転写する投影レンズを備えた露
光装置に設けられ、前記レチクルと前記基板との相対的
な位置合わせを行うアライメント装置において、 前記露光光とは異なる波長光のアライメント光を前記投
影レンズを介して前記基板上に形成されたアライメント
マークに照射する光照射手段と、該アライメントマーク
からの光を前記投影レンズを介して検出する検出手段と
を有し、 前記レチクルと前記基板との間に、照射光に対して投影
レンズの軸上色収差と倍率色収差とは反対方向の軸上色
収差と倍率色収差とを発生させる照射光補正光学素子
と、検出光に対して投影レンズの倍率色収差とは反対方
向の倍率色収差を発生させる検出光補正光学素子とを設
け、 前記照射光補正光学素子は、前記照射光のもとで前記ア
ライメントマークの仮想的な像が投影レンズにより前記
レチクル側に投影される第１の位置での前記投影レンズ
の軸上色収差量と同等な軸上色収差量を発生させるとと
もに前記第１の位置での前記投影レンズの倍率色収差量
以上の倍率色収差量を発生させて、前記露光光のもとで
前記アライメントマーク像が投影レンズにより前記レチ
クル上に投影される第２の位置を境界として含む非露光
領域の周辺側へ照射光路を偏向させ、 検出光補正光学素子は、前記第１の位置での前記投影レ
ンズの倍率色収差量以上の倍率色収差量を発生させて、
前記第２の位置を境界として含む非露光領域の周辺側へ
検出光路を偏向させることを特徴とするアライメント装
置。 - 【請求項２】レチクル上に形成された所定のパターンを
露光光によって基板上に転写する投影レンズを備えた露
光装置に設けられ、前記レチクルと前記基板との相対的
な位置合わせを行うアライメント装置において、 前記露光光とは異なる波長光のアライメント光を前記投
影レンズを介して前記基板上に形成されたアライメント
マークに照射する光照射手段と、該アライメントマーク
からの光を前記投影レンズを介して検出する検出手段と
を有し、 前記レチクルと前記基板との間に、照射光に対して投影
レンズの倍率色収差とは反対方向の倍率色収差を発生さ
せる照射光補正光学素子と、検出光に対して投影レンズ
の軸上色収差と倍率色収差とは反対方向の軸上色収差と
倍率色収差とを発生させる検出光補正光学素子とを設
け、 前記照射光補正光学素子は、前記照射光のもとで前記ア
ライメントマークの仮想的な像が投影レンズにより前記
レチクル側に投影される第１の位置での前記投影レンズ
の倍率色収差量以上の倍率色収差量を発生させて、前記
露光光のもとで前記アライメントマーク像が投影レンズ
により前記レチクル上に投影される第２の位置を境界と
して含む非露光領域の周辺側へ照射光路を偏向させ、 検出光補正光学素子は、前記第１の位置での前記投影レ
ンズの軸上色収差量と同等な軸上色収差量を発生させる
とともに前記第１の位置での前記投影レンズの倍率色収
差量以上の倍率色収差量を発生させて、前記第２の位置
を境界として含む非露光領域の周辺側へ検出光路を偏向
させることを特徴とするアライメント装置。 - 【請求項３】前記照射光補正光学素子と前記検出光補正
光学素子とは、前記投影レンズの瞳面内もしくはその近
傍の面内に配置されていることを特徴とする請求項１ま
たは請求項２記載のアライメント装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13666992A JP3221057B2 (ja) | 1991-05-31 | 1992-05-28 | アライメント装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12956391 | 1991-05-31 | ||
| JP3-129563 | 1991-05-31 | ||
| JP13666992A JP3221057B2 (ja) | 1991-05-31 | 1992-05-28 | アライメント装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05160001A true JPH05160001A (ja) | 1993-06-25 |
| JP3221057B2 JP3221057B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=26464917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13666992A Expired - Fee Related JP3221057B2 (ja) | 1991-05-31 | 1992-05-28 | アライメント装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3221057B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5572288A (en) * | 1993-12-16 | 1996-11-05 | Nikon Corporation | Exposure apparatus with variable alignment optical system |
| JPH09153452A (ja) * | 1995-11-29 | 1997-06-10 | Nikon Corp | 投影露光装置 |
| US5861320A (en) * | 1995-03-10 | 1999-01-19 | Nikon Corporation | Position detection mark and position detection method |
| US5995198A (en) * | 1995-06-01 | 1999-11-30 | Nikon Corporation | Exposure apparatus |
| EP1383007A1 (en) * | 2002-07-16 | 2004-01-21 | ASML Netherlands B.V. | Lithographic apparatus, and device manufacturing method |
| EP1385058A1 (en) * | 2002-07-16 | 2004-01-28 | ASML Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103163747B (zh) * | 2011-12-14 | 2015-03-25 | 上海微电子装备有限公司 | 基于区域照明的小光斑离轴对准系统 |
-
1992
- 1992-05-28 JP JP13666992A patent/JP3221057B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5572288A (en) * | 1993-12-16 | 1996-11-05 | Nikon Corporation | Exposure apparatus with variable alignment optical system |
| US5861320A (en) * | 1995-03-10 | 1999-01-19 | Nikon Corporation | Position detection mark and position detection method |
| US6582978B2 (en) | 1995-03-10 | 2003-06-24 | Nikon Corporation | Position detection mark and position detection method |
| US5995198A (en) * | 1995-06-01 | 1999-11-30 | Nikon Corporation | Exposure apparatus |
| JPH09153452A (ja) * | 1995-11-29 | 1997-06-10 | Nikon Corp | 投影露光装置 |
| EP1383007A1 (en) * | 2002-07-16 | 2004-01-21 | ASML Netherlands B.V. | Lithographic apparatus, and device manufacturing method |
| EP1385058A1 (en) * | 2002-07-16 | 2004-01-28 | ASML Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| US6963391B2 (en) | 2002-07-16 | 2005-11-08 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| US7505116B2 (en) | 2002-07-16 | 2009-03-17 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3221057B2 (ja) | 2001-10-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5204535A (en) | Alignment device having irradiation and detection light correcting optical elements | |
| US6153886A (en) | Alignment apparatus in projection exposure apparatus | |
| JP2658051B2 (ja) | 位置合わせ装置，該装置を用いた投影露光装置及び投影露光方法 | |
| US5184196A (en) | Projection exposure apparatus | |
| US5734478A (en) | Projection exposure apparatus | |
| JPH047814A (ja) | 位置合わせ方法及び装置 | |
| US9885558B2 (en) | Interferometric apparatus for detecting 3D position of a diffracting object | |
| JPH0642448B2 (ja) | 位置合わせ方法 | |
| CN111045302B (zh) | 测量装置及方法、曝光装置及方法、以及器件制造方法 | |
| US5568257A (en) | Adjusting device for an alignment apparatus | |
| JPH06177012A (ja) | アライメント装置 | |
| US5751403A (en) | Projection exposure apparatus and method | |
| JP3713354B2 (ja) | 位置測定装置 | |
| JP3221057B2 (ja) | アライメント装置 | |
| JPH07335529A (ja) | 投影露光装置 | |
| JP2808619B2 (ja) | 位置合わせ装置，露光装置及び素子製造方法 | |
| JP3367187B2 (ja) | アライメント装置 | |
| JP2803667B2 (ja) | 露光方法 | |
| JPH06120116A (ja) | ベストフォーカス計測方法 | |
| JP3548665B2 (ja) | 位置測定装置 | |
| JPH09119811A (ja) | 位置合わせ装置、露光装置及び露光方法 | |
| JP3713355B2 (ja) | 位置測定装置 | |
| JP2787698B2 (ja) | アライメント装置および位置検出装置 | |
| JPH06310402A (ja) | アライメント装置 | |
| JPH01209721A (ja) | 投影露光装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070817 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100817 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |