JPH05275312A - Aligner - Google Patents

Aligner

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JPH05275312A
JPH05275312A JP4098795A JP9879592A JPH05275312A JP H05275312 A JPH05275312 A JP H05275312A JP 4098795 A JP4098795 A JP 4098795A JP 9879592 A JP9879592 A JP 9879592A JP H05275312 A JPH05275312 A JP H05275312A
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JP
Japan
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alignment
light
optical system
mask
reticle
Prior art date
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Pending
Application number
JP4098795A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kensho Tokuda
憲昭 徳田
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP4098795A priority Critical patent/JPH05275312A/en
Publication of JPH05275312A publication Critical patent/JPH05275312A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent diffusion of alignment light at a pellicle mounted on a reticle when an optical element for correcting color aberration is employed. CONSTITUTION:Two set of correction optical elements 1 having different correction amount of magnification color aberration with respect to an alignment light are arranged on the outside of a region 2, through which zero order diffraction light from a secondary light source passes, in the region 3 of the pupil surface of a projection optical system. Two set of correction optical elements are used properly depending on the size of the exposure region of a reticle.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

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

【0002】[0002]

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

【0003】従来、アライメント精度に関しては、投影
光学系を介してウエハ上のアライメントマークを検出し
てレチクルとウエハとのアライメントを行う所謂TTL
(スルー・ザ・レンズ)方式が原理的に最も高い精度を
達成できるものとして期待されている。また、TTL方
式に含まれるものであるが、レチクル及び投影光学系の
両方を介してウエハを参照する所謂TTR(スルー・ザ
・レチクル)方式も更に高い精度を達成できるものとし
て期待されている。このように投影光学系を介してウエ
ハ上のアライメントマークを検出する方式においては、
露光光と異なる波長帯のアライメント光を用いることに
より、ウエハ上に塗布されたレジストが感光しないよう
な配慮がなされている。
Conventionally, regarding the alignment accuracy, a so-called TTL for detecting the alignment mark on the wafer through the projection optical system to align the reticle and the wafer.
(Through the lens) method is expected to achieve the highest accuracy in principle. Further, a so-called TTR (through the reticle) method, which is included in the TTL method and refers to a wafer through both a reticle and a projection optical system, is expected to achieve higher accuracy. Thus, in the method of detecting the alignment mark on the wafer via the projection optical system,
By using alignment light having a wavelength band different from that of the exposure light, consideration is given so that the resist applied on the wafer is not exposed.

【0004】しかしながら、露光光とは異なる波長帯の
アライメント光に基づいてアライメントを行う場合に
は、投影光学系によりアライメント光に対して軸上色収
差及び倍率色収差が発生する問題がある。なお、本願で
言う倍率色収差とは横方向の色収差の事であり、これ
は、投影光学系を通過することによってガウス像面上で
結像する露光光と同じ波長の軸外光と、投影光学系を通
過することによって上記ガウス像面又はこれの前後で結
像する露光光とは別波長のアライメント光との双方の主
光線が、上記ガウス像面上で交差する際の各交差位置間
のずれを定義するものである。
However, when performing alignment based on alignment light in a wavelength band different from the exposure light, there is a problem that axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration occur with respect to the alignment light by the projection optical system. Note that the chromatic aberration of magnification referred to in the present application means lateral chromatic aberration. This means off-axis light having the same wavelength as the exposure light that is imaged on the Gaussian image plane by passing through the projection optical system and the projection optics. Both the chief rays of the exposure light, which is imaged at the Gaussian image plane or before and after the Gaussian image plane by passing through the system, and the alignment light having a different wavelength, are between the intersecting positions when intersecting on the Gaussian image plane. It defines the deviation.

【0005】そして、倍率色収差量(横の色収差量)Δ
Tとは、投影光学系を通過することによってガウス像面
上で結像する露光光と同じ波長の軸外光における主光線
が上記ガウス像面で交差する交差位置から上記ガウス像
面上での投影光学系の光軸位置までの距離をδ1、投影
光学系を通過することによって上記ガウス像面又はこれ
の前後で結像する露光光とは別波長のアライメント光に
おける主光線が上記ガウス像面で交差する交差位置から
上記ガウス像面上での投影光学系の光軸位置までの距離
をδ2とするとき、ΔT=|δ2−δ1|で定義される
ものである。
Then, the amount of lateral chromatic aberration (horizontal chromatic aberration amount) Δ
T is a value on the Gauss image plane from a crossing position where a chief ray in the off-axis light having the same wavelength as the exposure light imaged on the Gauss image plane by passing through the projection optical system intersects on the Gauss image plane. The distance to the optical axis position of the projection optical system is δ1, and the principal ray of the alignment light having a wavelength different from that of the Gaussian image plane or the exposure light imaged before and after passing through the projection optical system is the Gaussian image plane. When the distance from the crossing position intersecting with each other to the optical axis position of the projection optical system on the Gaussian image plane is δ2, it is defined by ΔT = | δ2-δ1 |.

【0006】本出願人は特願平3−129563号にお
いて、アライメント光に対する投影光学系による軸上色
収差及び倍率色収差を補正したアライメント装置を提案
している。図7は、その特願平3−129563号にお
いて開示されたアライメント装置を示し、この図7にお
いて、レチクル6のパターン面とウエハ9の露光面とは
露光光のもとで両側テレセントリックの投影光学系21
に対して共役に配置されている。投影光学系21は、例
えばエキシマレーザー光よりなる露光光に対して良好に
色収差が補正されている。また、レチクル6上にはアラ
イメント用の回折格子状のレチクルマークRMが形成さ
れ、ウエハ9の上にもアライメント用の回折格子状のウ
エハマーク10が形成されている。そのウエハ9は、水
平面内でX方向及びY方向に移動でき、水平面内で回転
できると共に、投影光学系21の光軸に平行なZ方向に
移動できる図示省略したウエハステージ上に吸着されて
おり、レチクル6の上方には図示省略した露光光用の照
明光学系が配置されている。
The applicant of the present application has proposed in Japanese Patent Application No. 3-129563 an alignment apparatus in which axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration are corrected by a projection optical system for alignment light. FIG. 7 shows an alignment apparatus disclosed in the Japanese Patent Application No. 3-129563. In FIG. 7, the pattern surface of the reticle 6 and the exposure surface of the wafer 9 are both side telecentric projection optics under the exposure light. System 21
Are arranged to be conjugate to. The projection optical system 21 is satisfactorily corrected for chromatic aberration with respect to exposure light such as excimer laser light. A reticle mark RM in the form of a diffraction grating for alignment is formed on the reticle 6, and a wafer mark 10 in the form of a diffraction grating for alignment is also formed on the wafer 9. The wafer 9 is adsorbed on a wafer stage (not shown) that can move in the X and Y directions in the horizontal plane, rotate in the horizontal plane, and move in the Z direction parallel to the optical axis of the projection optical system 21. An illumination optical system for exposure light (not shown) is arranged above the reticle 6.

【0007】図7のアライメント系において、31は露
光光とは異なる波長帯のアライメント光を発生するアラ
イメント用の光源を示し、アライメント光としては例え
ば波長が633nmのHe−Neレーザー光が使用され
る。光源31から射出された光束は半透過鏡32により
第1の光束4aと第2の光束4bとに分割され、第1の
光束4aは第1の音響光学変調素子34aを経て半透過
鏡35に向かい、第2の光束4bは折り曲げミラー33
及び第2の音響光学変調素子34bを経て半透過鏡35
に向かう。音響光学変調素子34a及び34bはそれぞ
れ周波数f1及びf2(f2=f1−Δf)の高周波信
号で駆動され、音響光学変調素子34a及び34bをそ
れぞれ通過した光束4a及び4bの周波数はΔfだけ異
なっている。この場合、f1》Δf、f2》Δfである
ことが望ましく、Δfの上限は後述のアライメント用の
光電検出器51a〜51cの応答性によって決まる。
In the alignment system shown in FIG. 7, reference numeral 31 denotes an alignment light source for generating alignment light having a wavelength band different from that of the exposure light. As the alignment light, for example, He-Ne laser light having a wavelength of 633 nm is used. .. The light beam emitted from the light source 31 is split into a first light beam 4a and a second light beam 4b by a semi-transmissive mirror 32, and the first light beam 4a passes through a first acousto-optic modulator 34a to a semi-transmissive mirror 35. The second light beam 4b faces the bending mirror 33.
And the semi-transmissive mirror 35 via the second acousto-optic modulator 34b.
Head to. The acousto-optic modulators 34a and 34b are driven by high-frequency signals of frequencies f1 and f2 (f2 = f1-Δf), respectively, and the frequencies of the light beams 4a and 4b passing through the acousto-optic modulators 34a and 34b differ by Δf. .. In this case, it is desirable that f1 >> Δf and f2 >> Δf, and the upper limit of Δf is determined by the responsiveness of alignment photoelectric detectors 51a to 51c described later.

【0008】半透過鏡35で反射された光束4a及び4
bは、集光レンズ36によって図9の紙面に平行な方向
に所定ピッチで形成された参照用の基準回折格子37上
に集光される。相対的な周波数差がΔfの2つの光束4
a及び4bにより、回折格子37上には流れる干渉縞が
形成され、回折格子37を通過した回折光が光電検出器
38に入射する。光電検出器38から出力される参照信
号は、回折格子37上に形成された流れる干渉縞の明暗
変化の周期に応じた正弦波状の交流信号(光ビート信
号)となる。
Light fluxes 4a and 4 reflected by the semi-transmissive mirror 35
The light b is condensed by a condenser lens 36 on a reference standard diffraction grating 37 formed at a predetermined pitch in a direction parallel to the paper surface of FIG. Two beams 4 with relative frequency difference Δf
An interference fringe that flows on the diffraction grating 37 is formed by a and 4b, and the diffracted light that has passed through the diffraction grating 37 enters the photoelectric detector 38. The reference signal output from the photoelectric detector 38 becomes a sinusoidal AC signal (optical beat signal) corresponding to the cycle of the change in brightness of the interference fringes formed on the diffraction grating 37.

【0009】一方、半透過鏡35を透過した2つの光束
4a及び4bは、アライメント用の対物レンズ39及び
ミラー50を経てレチクル6の露光領域外に設けられた
レチクルマークRM上に集光される。このとき、レチク
ルマークRM上には光束4a及び4bの周波数の差Δf
で流れるように変化する干渉縞が形成される。レチクル
マークRMは図7の紙面に平行な方向に所定ピッチで形
成された回折格子より形成され、そのレチクルマークR
Mに隣接した位置にアライメント光を透過させるための
レチクル窓RWが形成されている。
On the other hand, the two light beams 4a and 4b which have passed through the semi-transmissive mirror 35 are focused on the reticle mark RM provided outside the exposure area of the reticle 6 through the alignment objective lens 39 and the mirror 50. .. At this time, on the reticle mark RM, the difference Δf in frequency between the light beams 4a and 4b.
An interference fringe that changes so as to flow is formed. The reticle mark RM is formed by a diffraction grating formed at a predetermined pitch in a direction parallel to the paper surface of FIG.
A reticle window RW for transmitting alignment light is formed at a position adjacent to M.

【0010】アライメント系の対物レンズ39によって
レチクル6上に集光される光束4a及び4bは、レチク
ルマークRMのみならず、レチクル窓RWをも同時にカ
バーするように所定の交差角でレチクル6を2方向から
照明する。そして、一方の光束4aがレチクルマークR
Mを斜めに照射すると、他方の光束4bの光路を逆に辿
る方向(正反射方向)に0次光が反射され、光束4aの
光路を逆に辿る方向に+1次回折光が発生する。同様
に、他方の光束4bがレチクルマークRMを斜めに照射
すると、一方の光束4aの光路を逆に辿る方向に0次光
が反射され、光束4bの光路を逆に辿る方向に−1次回
折光が発生する。
The light beams 4a and 4b focused on the reticle 6 by the objective lens 39 of the alignment system cover the reticle 6 at a predetermined crossing angle so as to cover not only the reticle mark RM but also the reticle window RW at the same time. Illuminate from the direction. Then, one of the light beams 4a is reticle mark R.
When M is obliquely irradiated, the 0th order light is reflected in the direction (regular reflection direction) of the other light beam 4b in the opposite direction, and the + 1st order diffracted light is generated in the direction of the other light beam 4a in the opposite direction. Similarly, when the other light beam 4b obliquely irradiates the reticle mark RM, the 0th order light is reflected in a direction that follows the optical path of the one light beam 4a in the opposite direction, and the −1st order diffracted light in the direction that follows the optical path of the light beam 4b in the opposite direction. Occurs.

【0011】この場合、レチクルマークに入射する光束
4a及び4bは図7の紙面に平行な面内に存在し、光束
4a及び4bのレチクルマークに対する入射角をそれぞ
れθR 及び−θR として、レチクルマークの図7の紙面
に平行な方向のピッチをPR、光束4a及び4bの波長
をλとすると(ただし、厳密にはλから僅かにずれてい
る)、sin2θR =λ/PR の関係を満足するよう
に、入射角及びピッチが設定されている。
In this case, the light beams 4a and 4b incident on the reticle mark exist in a plane parallel to the paper surface of FIG. 7, and the incident angles of the light beams 4a and 4b with respect to the reticle mark are set to θ R and −θ R , respectively. If the pitch of the marks in the direction parallel to the paper surface of FIG. 7 is P R and the wavelengths of the light beams 4a and 4b are λ (however, strictly speaking, they are slightly deviated from λ), sin2θ R = λ / P R The incident angle and the pitch are set so as to satisfy

【0012】従って、レチクルマークRMからの一方の
光束4aの+1次光と他方の光束4bの0次光とは、互
いに平行にミラー50及び対物レンズ39を経て半透過
鏡35に戻り、この半透過鏡35で反射されて対物レン
ズ39の瞳と共役な位置に配置された光電検出器51a
に入射する。同様に、レチクルマークRMからの一方の
光束4aの0次光と他方の光束4bの−1次光とは、互
いに平行にミラー50及び対物レンズ39を経て半透過
鏡35に戻り、この半透過鏡35で反射されて対物レン
ズ39の瞳と共役な位置に配置された光電検出器51b
に入射する。これら光電検出器51a及び51bにおい
て、レチクルマークRMの位置に対応する光ビート信号
が検出される。
Therefore, the + 1st-order light of one light beam 4a from the reticle mark RM and the 0th-order light of the other light beam 4b return to the semitransparent mirror 35 through the mirror 50 and the objective lens 39 in parallel with each other. Photoelectric detector 51a reflected by the transmission mirror 35 and arranged at a position conjugate with the pupil of the objective lens 39.
Incident on. Similarly, the 0th-order light of one light beam 4a from the reticle mark RM and the -1st-order light of the other light beam 4b return to the semi-transmissive mirror 35 through the mirror 50 and the objective lens 39 in parallel with each other, and this semi-transmissive light is transmitted. Photoelectric detector 51b reflected by the mirror 35 and arranged at a position conjugate with the pupil of the objective lens 39
Incident on. An optical beat signal corresponding to the position of the reticle mark RM is detected by these photoelectric detectors 51a and 51b.

【0013】次に、レチクルマークRMに隣接したレチ
クル窓RWを所定の交差角(2θR)で2方向から照明
した光束4a及び4bは、レチクル窓RWをそのまま通
過し、投影光学系21に対して軸外から入射する。投影
光学系21は露光光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帯のアライメント光に対
しては色収差補正されていない。そこで、投影光学系2
1の瞳面には透明部材5が配置され、この透明部材5上
に投影光学系21の光軸の中心を通る計測方向であるX
方向に沿って、それぞれ互いに異なるピッチを有する3
個の補正光学素子としての位相型の回折格子1a〜1c
が配置されている。そして、回折格子1cは、投影光学
系21の光軸上に、回折格子1a及び1bは投影光学系
21の光軸に対して左右対称にそれぞれ配置されてい
る。また、各回折格子1a〜1cは、回折格子1b,1
c,1aの順に回折格子のピッチが密となるようにX方
向に沿って配列されている。
Next, the light beams 4a and 4b obtained by illuminating the reticle window RW adjacent to the reticle mark RM from two directions at a predetermined crossing angle (2θ R ) pass through the reticle window RW as they are, and are projected onto the projection optical system 21. Incident from off-axis. The projection optical system 21 is sufficiently chromatic aberration-corrected for the exposure light, but is not chromatic-aberration-corrected for the alignment light in the wavelength band different from the exposure light. Therefore, the projection optical system 2
A transparent member 5 is arranged on the pupil plane of No. 1, and X is a measurement direction passing through the center of the optical axis of the projection optical system 21 on the transparent member 5.
3 with different pitches along the direction
Phase type diffraction gratings 1a to 1c as individual correction optical elements
Are arranged. The diffraction grating 1c is arranged on the optical axis of the projection optical system 21, and the diffraction gratings 1a and 1b are arranged symmetrically with respect to the optical axis of the projection optical system 21. In addition, each of the diffraction gratings 1a to 1c includes the diffraction gratings 1b and 1b.
The diffraction gratings are arranged in the order of c and 1a along the X direction so that the pitches of the diffraction gratings become dense.

【0014】図7において、投影光学系21に対して軸
外から入射して、投影光学系21の瞳(入射瞳)に入射
した光束4a及び4bは、それぞれ回折格子1b及び1
aにより、各々の補正角θ1及びθ2だけ補正されるよ
うに偏向(回折)されて、ウエハ9上に形成されている
ウエハマーク10を所定の交差角で2方向から照射す
る。ウエハマーク10上にも2光束の差の周波数Δfで
流れるように変化する干渉縞が形成される。ウエハマー
ク10は、各ショット領域外のストリートライン上にお
いて、計測方向であるX方向に所定ピッチで形成された
回折格子より構成されている。
In FIG. 7, light beams 4a and 4b which are incident on the projection optical system 21 from off-axis and are incident on the pupil (incident pupil) of the projection optical system 21 are diffraction gratings 1b and 1 respectively.
The wafer mark 10 formed on the wafer 9 is deflected (diffracted) by a so as to be corrected by each of the correction angles θ1 and θ2, and is irradiated from two directions at a predetermined crossing angle. Interference fringes that change so as to flow at the frequency Δf of the difference between the two light fluxes are also formed on the wafer mark 10. The wafer mark 10 is composed of a diffraction grating formed at a predetermined pitch in the X direction, which is the measurement direction, on the street line outside each shot area.

【0015】このように光束4a及び4bがウエハマー
ク10を所定の交差角で照射することにより、一方の光
束4aの−1次光と他方の光束4bの+1次光とが、ウ
エハ9の露光面に対し法線方向(投影光学系21の光軸
と平行な方向)に発生する。この場合、ウエハマーク1
0のピッチをPW 、アライメント光の波長をλ、光束4
a及び4bの交差角を2θW とするとき、sinθW
λ/PW の関係を満足するようにピッチ及び交差角が設
定されている。
By thus irradiating the wafer mark 10 with the light beams 4a and 4b at a predetermined intersection angle, the −1st-order light of one light beam 4a and the + 1st-order light of the other light beam 4b are exposed on the wafer 9. It occurs in the normal direction to the surface (direction parallel to the optical axis of the projection optical system 21). In this case, the wafer mark 1
The pitch of 0 is P W , the wavelength of the alignment light is λ, and the luminous flux 4
When the crossing angle of a and 4b is 2θ W , sin θ W =
The pitch and the crossing angle are set so as to satisfy the relationship of λ / P W.

【0016】ウエハマーク10の法線方向に発生する光
束4aの−1次光及び光束4bの+1次光は、互いに平
行にビート干渉光4cとして投影光学系21の主光線の
光路を進行し、投影光学系21の瞳の中心に設けられた
回折格子1cにより補正角θ3だけ偏向(回折)された
後、再びレチクル6のレチクル窓RW、ミラー50、対
物レンズ39及び半透過鏡35を経て対物レンズ39の
瞳と共役な位置に配置された光電検出器51cに入射す
る。この光電検出器51cでは、ウエハマーク10の位
置に対応する光ビート信号が検出される。上述の光電検
出器51a及び51bから出力されるレチクルマークR
Mの位置情報を含む信号とその光電検出器51cから出
力されるウエハマーク10の位置情報を含む信号とよ
り、レチクル6とウエハ9との相対的な位置関係を正確
に検出することができる。
The −1st-order light of the light beam 4a and the + 1st-order light of the light beam 4b generated in the normal direction of the wafer mark 10 travel in parallel with each other as beat interference light 4c on the optical path of the principal ray of the projection optical system 21, After being deflected (diffracted) by the correction angle θ3 by the diffraction grating 1c provided at the center of the pupil of the projection optical system 21, the objective is passed through the reticle window RW of the reticle 6, the mirror 50, the objective lens 39 and the semi-transmissive mirror 35 again. The light enters a photoelectric detector 51c arranged at a position conjugate with the pupil of the lens 39. The photoelectric detector 51c detects an optical beat signal corresponding to the position of the wafer mark 10. Reticle mark R output from the photoelectric detectors 51a and 51b described above.
The relative positional relationship between the reticle 6 and the wafer 9 can be accurately detected by the signal including the position information of M and the signal including the position information of the wafer mark 10 output from the photoelectric detector 51c.

【0017】この検出方式は所謂光ヘテロダイン方式と
呼ばれ、レチクル6とウエハ9との基準状態からの位置
ずれが、レチクルマークRMの1ピッチ以内且つウエハ
マーク10の1/2ピッチ以内であれば、静止状態であ
っても高分解能で正確にその位置ずれ量を検出すること
ができる。従って、レチクル6のパターンをウエハ9の
レジストへ露光している間に、微小な位置ずれが生じな
いようにクローズド・ループ方式の位置サーボをかける
場合の位置信号として用いるのに好適である。この検出
方式では、レチクルマークRMからの光ビート信号の位
相とウエハマーク10からの光ビート信号の位相とが所
定の値になるようにレチクル6又はウエハ9を移動させ
てアライメントを完了させた後、引続きそのアライメン
ト位置でレチクル6とウエハ9とが相対移動しないよう
にサーボ・ロックをかけることができる。
This detection method is called a so-called optical heterodyne method, and if the positional deviation between the reticle 6 and the wafer 9 from the reference state is within 1 pitch of the reticle mark RM and within 1/2 pitch of the wafer mark 10. Even in the stationary state, the positional deviation amount can be accurately detected with high resolution. Therefore, it is suitable for use as a position signal when a position servo of the closed loop system is applied so as not to cause a minute position shift while the pattern of the reticle 6 is exposed on the resist of the wafer 9. In this detection method, after the reticle 6 or the wafer 9 is moved so that the phase of the optical beat signal from the reticle mark RM and the phase of the optical beat signal from the wafer mark 10 become predetermined values, alignment is completed. The servo lock can be continuously applied so that the reticle 6 and the wafer 9 do not move relative to each other at the alignment position.

【0018】このように図7のアライメント装置におい
ては、投影レンズ21のほぼ瞳位置に設けられた透明部
材5上に配置された位相型の回折格子1a,1b,1c
によって、アライメントの為の照射光(光束4a,4
b)と検出光(ビート干渉光4c)との投影光学系21
による軸上色収差及び倍率色収差が補正されるようにな
っている。なお、位相型の回折格子1a〜1cの代わり
に、偏角プリズム等の補正光学素子を使用することがで
きる。
As described above, in the alignment apparatus of FIG. 7, the phase type diffraction gratings 1a, 1b and 1c are arranged on the transparent member 5 provided at the pupil position of the projection lens 21.
The alignment light (light fluxes 4a, 4
Projection optical system 21 of b) and detection light (beat interference light 4c)
Axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration due to are corrected. Incidentally, a correction optical element such as a deflection prism can be used instead of the phase type diffraction gratings 1a to 1c.

【0019】これら位相型の回折格子(位相格子)等の
補正光学素子においては、その特願平3−129563
号でも述べているように、露光光の波面に影響を与えそ
の結果投影光学系21の結像性能に悪影響を及ぼすこと
がないような工夫がなされている。例えば、位相格子の
場合には、位相格子のエッチングの深さを露光光の波長
の整数倍にするか、又は位相格子上に露光光を反射させ
てアライメント光を透過させる波長選択機能を有する薄
膜を蒸着等により形成するなどの工夫がなされている。
更に、補正光学素子による結像性能への悪影響をより低
減するためには、投影光学系の瞳面上の位相格子等の補
正光学素子に、照明2次光源の0次回折光が当たらない
ように構成することが望ましく、そのように工夫された
アライメント装置も提案されている。
In the correction optical element such as the phase type diffraction grating (phase grating), the Japanese Patent Application No. 3-129563 is used.
As described in the publication, measures are taken so as not to affect the wavefront of the exposure light and, as a result, adversely affect the imaging performance of the projection optical system 21. For example, in the case of a phase grating, the etching depth of the phase grating is an integral multiple of the wavelength of the exposure light, or a thin film having a wavelength selection function of reflecting the exposure light on the phase grating and transmitting the alignment light. Have been devised such as forming by vapor deposition.
Furthermore, in order to further reduce the adverse effect of the correction optical element on the imaging performance, the correction optical element such as the phase grating on the pupil plane of the projection optical system should be prevented from hitting the 0th-order diffracted light of the illumination secondary light source. It is desirable to configure it, and an alignment device devised in such a way has been proposed.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】上述の本出願人の先願
に係るアライメント装置においては、アライメント光は
補正光学素子によって倍率方向の色収差が補正され、レ
チクル上では転写対象となる半導体素子等のパターンが
存在する露光領域のすぐ外側に設けられその露光領域を
限定するための所謂遮光帯の外側(又はその内部)の領
域をウエハへのアライメント光及びウエハ側からのアラ
イメント光が通過するようになっている。
In the alignment apparatus according to the above-mentioned prior application of the present applicant, chromatic aberration in the magnification direction of the alignment light is corrected by the correction optical element, and a semiconductor element or the like to be transferred on the reticle. The alignment light to the wafer and the alignment light from the wafer side pass through a region outside (or inside) a so-called light-shielding band which is provided just outside the exposure region where the pattern exists and limits the exposure region. Is becoming

【0021】しかしながら、レチクルの遮光帯の外側の
領域には、レチクルの露光領域へのゴミ等の付着を防ぐ
ために使用される薄膜であるペリクルを支える枠、即ち
ペリクルフレームが取り付けられることがある。図5は
そのようなペリクルフレームが取り付けられたレチクル
6を示し、この図5において、レチクル6の下面、即ち
投影光学系21側の面にペリクルフレーム41が貼着さ
れ、このペリクルフレーム41の内側のレチクル6の下
面にペリクル42が取り付けられている。この場合、レ
チクル窓の位置、即ちアライメント光としての光束4a
及び4bが通過する位置が例えばペリクルフレーム41
から離れている場合には、入射する光束4aはそのまま
投影光学系21に入射すると共に、ウエハマークからの
光束4bはそのままレチクル1を通過する。
However, a frame that supports a pellicle, which is a thin film used to prevent adhesion of dust or the like to the exposure area of the reticle, that is, a pellicle frame may be attached to an area outside the light-shielding band of the reticle. FIG. 5 shows a reticle 6 to which such a pellicle frame is attached. In FIG. 5, a pellicle frame 41 is attached to the lower surface of the reticle 6, that is, the surface on the side of the projection optical system 21, and the inside of the pellicle frame 41. A pellicle 42 is attached to the lower surface of the reticle 6. In this case, the position of the reticle window, that is, the light beam 4a as the alignment light
And the position where 4b passes is, for example, the pellicle frame 41.
When the light beam 4a is away from, the incident light beam 4a directly enters the projection optical system 21, and the light beam 4b from the wafer mark passes through the reticle 1 as it is.

【0022】ところが、レチクル窓の位置がペリクルフ
レーム41に近づいて、レチクル窓を通過するアライメ
ント光が光束4a′になると、この光束4a′はそのペ
リクルフレーム41によって遮られてしまう。即ち、従
来のアライメント装置ではレチクル窓の位置によっては
アライメント光の光路がそのペリクルフレーム41によ
ってケラレてしまうという不都合がある。特に、図7に
示すように、アライメント光としての光束4a及び4b
が図7の紙面に平行な面であるメリジオナル面内におい
てレチクル6から斜めに射出されてテレセントリック性
が崩れている場合には、そのテレセントリック性の崩れ
方が大きい程にそれら光束4a及び4bはそのペリクル
フレーム41によって遮られ易い。
However, when the position of the reticle window approaches the pellicle frame 41 and the alignment light passing through the reticle window becomes a light beam 4a ', this light beam 4a' is blocked by the pellicle frame 41. That is, the conventional alignment apparatus has a disadvantage that the optical path of the alignment light is eclipsed by the pellicle frame 41 depending on the position of the reticle window. In particular, as shown in FIG. 7, the luminous fluxes 4a and 4b as alignment light are
When the telecentricity is broken by being obliquely ejected from the reticle 6 in the meridional plane that is a plane parallel to the paper surface of FIG. 7, the luminous fluxes 4a and 4b are distributed as much as the way of breaking the telecentricity. It is easily blocked by the pellicle frame 41.

【0023】これに関して、補正光学素子によって発生
される倍率色収差の量、即ちレチクル6上でのアライメ
ント光のメリジオナル方向への飛ばし量(距離)dを図
5の場合よりも更に大きくして、図6に示すように、ア
ライメント光を入射及び射出させるレチクル窓の位置を
ペリクルフレーム41の外側に配置すれば、一応アライ
メント光のケラレは無くなる。この図6において、ペリ
クルフレーム41の外側を通過する光束4a及び4b
は、最大露光領域に対応するレチクル窓を通過している
アライメント光を示している。
In this regard, the amount of lateral chromatic aberration generated by the correction optical element, that is, the amount (distance) d of the alignment light on the reticle 6 in the meridional direction is made larger than in the case of FIG. As shown in FIG. 6, if the position of the reticle window for entering and emitting the alignment light is arranged outside the pellicle frame 41, the vignetting of the alignment light is temporarily eliminated. In FIG. 6, light fluxes 4a and 4b that pass outside the pellicle frame 41.
Indicates the alignment light passing through the reticle window corresponding to the maximum exposure area.

【0024】ところで実際に計算した結果、その飛ばし
量dは、補正光学素子の格子定数等を決めてしまうと、
アライメントマークの像高yに殆ど依存しない定数にな
ってしまうことが分かっている。従って、先に述べたよ
うに、最大露光領域に対応するレチクル窓をペリクルフ
レーム41の外側の位置にまで飛ばすように飛ばし量d
を設定すると、使用するレチクルの露光領域がこれより
小さくなったときには、再び、図6の光束4a′で示す
ように、レチクル窓を通過するアライメント光がペリク
ルフレーム41に遮られる場合がある。
By the way, as a result of actual calculation, if the flying amount d determines the lattice constant of the correction optical element,
It is known that the alignment mark becomes a constant that hardly depends on the image height y of the alignment mark. Therefore, as described above, the reticle window corresponding to the maximum exposure area is skipped to the position outside the pellicle frame 41 by the skip amount d.
If the exposure area of the reticle to be used becomes smaller than this, the alignment light passing through the reticle window may be blocked by the pellicle frame 41 again as shown by a light beam 4a ′ in FIG.

【0025】またこれとは別に、レチクル6の最大露光
領域を囲む遮光帯のすぐ外側をアライメント光が通過す
るように飛ばし量dを設定した場合には、次のような別
の不都合が生じる。一般に、紫外又は真空紫外域用の投
影光学系に、アライメント光としてHe−Neレーザー
光のような長波長でウエハの感光材に感光しない光を通
した場合、その倍率は長波長でみたときの方が小さくな
り、この倍率も殆ど像高に依存しない定数である。その
ため、補正光学素子による倍率色収差の補正は、アライ
メント光の光路を像高の大きい方向へ飛ばす形で行われ
るが、露光波長でみたときとアライメント光の波長でみ
たときとの差(距離)は像高が小さい所ほど小さくな
る。
Separately from this, when the skip amount d is set so that the alignment light passes just outside the light-shielding band that surrounds the maximum exposure area of the reticle 6, the following other inconvenience occurs. Generally, when a light having a long wavelength, such as a He-Ne laser beam, which is not exposed to a photosensitive material of a wafer, is passed through a projection optical system for the ultraviolet or vacuum ultraviolet region as an alignment light, the magnification is as long as the wavelength. The magnification is smaller, and this magnification is a constant that hardly depends on the image height. Therefore, the correction of the chromatic aberration of magnification by the correction optical element is performed by skipping the optical path of the alignment light in the direction in which the image height is large, but the difference (distance) between the exposure wavelength and the alignment light wavelength is The smaller the image height, the smaller the image height.

【0026】従って、補正光学素子による飛ばし量を、
レチクル6の最大露光領域のアライメント光が最大露光
領域の遮光帯のすぐ外側を通るように設定してしまう
と、同じ補正光学素子をより小さな露光領域のアライメ
ントに使用した場合、アライメント光は遮光帯から離れ
た所を通ってしまう。この場合、アライメント光が入射
及び射出するレチクル窓をメリジオナル方向に幅広く形
成しておけば、ある程度の露光領域の縮小に対してはそ
の幅の中で対応できる。しかしながら、レチクル窓は無
制限には大きく作れないので限界があり、露光領域が小
さくなったときにはレチクル窓を遮光帯から離して配置
するなどの設計上の制限が必要となり、実際の使用上の
混乱や間違を招く虞がある。
Therefore, the flying amount by the correction optical element is
If the alignment light of the maximum exposure area of the reticle 6 is set so as to pass just outside the shading zone of the maximum exposure area, when the same correction optical element is used for the alignment of a smaller exposure area, the alignment light is shaded. Passes away from. In this case, if the reticle window on which the alignment light enters and exits is formed wide in the meridional direction, the exposure area can be reduced to some extent within its width. However, there is a limit because the reticle window cannot be made large without limitation, and when the exposure area becomes small, design restrictions such as arranging the reticle window away from the light-shielding band are required, and confusion in actual use and There is a risk of making a mistake.

【0027】本発明は斯かる点に鑑み、マスクのパター
ンを感光基板に投影する投影光学系のアライメント光に
対する色収差を補正するための補正光学素子を使用する
アライメント装置において、そのマスクの所定領域にア
ライメント光を遮るような部材が設けられていても、比
較的簡単な構成でその部材によるアライメント光のケラ
レを防止できるようにすることを目的とする。
In view of the above point, the present invention provides an alignment apparatus using a correction optical element for correcting chromatic aberration with respect to alignment light of a projection optical system that projects a mask pattern onto a photosensitive substrate, in a predetermined area of the mask. Even if a member that blocks the alignment light is provided, it is an object of the present invention to prevent the vignetting of the alignment light by the member with a relatively simple configuration.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】本発明によるアライメン
ト装置は、例えば図2に示す如く、照明光源からの露光
光をマスク(6)上に照射する照明光学系(図示省略)
とこのマスク上に形成された所定のパターンをその照明
光学系からの露光光によって感光基板(9)上に転写す
る投影光学系(21)とを備えた投影露光装置に設けら
れ、そのマスク及びその感光基板にそれぞれ形成された
アライメントマーク(8b,10)にその露光光とは異
なる波長帯のアライメント光を照射してそのマスクとそ
の感光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、そのマスク(6)とその感光基板(9)
との間に配され、そのマスク及び投影光学系を介してそ
の感光基板に向かうそのアライメント光(4aA,4b
A)に対してそれぞれその投影光学系により発生する軸
上色収差を相殺すると共に、その投影光学系による倍率
色収差とはそれぞれ反対方向で且つ互いに異なる量の倍
率色収差を発生させて、そのアライメント光をそれぞれ
その感光基板のアライメントマーク(10)に導く複数
個の照射用の補正光学素子(図1の1aA,1bA及び
1aB,1bB)と、そのマスクとその感光基板との間
に配され、その感光基板のアライメントマーク(10)
からその投影光学系を介してそのマスクに向かうそのア
ライメント光(4cA)に対してそれぞれその投影光学
系により発生する軸上色収差を相殺すると共に、その投
影光学系による倍率色収差とはそれぞれ反対方向で且つ
互いに異なる量の倍率色収差を発生する複数個の検出用
の補正光学素子(図1の1cA及び1cB)とを有す
る。
The alignment apparatus according to the present invention is, for example, as shown in FIG. 2, an illumination optical system (not shown) for irradiating the mask (6) with exposure light from an illumination light source.
And a projection optical system (21) for transferring a predetermined pattern formed on the mask onto the photosensitive substrate (9) by exposure light from the illumination optical system. In an alignment apparatus for irradiating alignment marks (8b, 10) respectively formed on the photosensitive substrate with alignment light having a wavelength band different from the exposure light to perform relative alignment between the mask and the photosensitive substrate, The mask (6) and the photosensitive substrate (9)
And the alignment light (4aA, 4b) directed to the photosensitive substrate through the mask and the projection optical system.
A), the axial chromatic aberration generated by the projection optical system is canceled out, and the chromatic aberration of magnification caused by the projection optical system in the directions opposite to each other and different from each other are generated, thereby aligning the alignment light. A plurality of irradiation correction optical elements (1aA, 1bA and 1aB, 1bB in FIG. 1) for guiding the alignment marks (10) on the photosensitive substrate, and the mask and the photosensitive substrate, respectively, are arranged between the photosensitive elements. Substrate alignment mark (10)
To the alignment light (4 cA) directed to the mask via the projection optical system, the axial chromatic aberration generated by the projection optical system is canceled, and the lateral chromatic aberration caused by the projection optical system is opposite to each other. Further, it has a plurality of correction optical elements for detection (1cA and 1cB in FIG. 1) that generate different amounts of lateral chromatic aberration.

【0029】更に、本発明によるアライメント装置は、
アライメント光(4aA,4bA)をそのマスク側のア
ライメントマーク(8b)の近傍を透過させた後、それ
ら複数個の照射用の補正光学素子の何れか及びその投影
光学系を介して照射する照射手段(11)と、その何れ
かの照射用の補正光学素子によりその感光基板(9)の
アライメントマーク(10)に照射されこのアライメン
トマークで反射されたアライメント光(4cA)をそれ
ら複数個の検出用の補正光学素子の何れか及びそのマス
クのアライメントマークの近傍を介して受光すると共
に、そのマスクのアライメントマーク(8b)からのア
ライメント光をも受光する検出手段(11)とを有し、
そのマスク(6)のパターン(7)の大きさに応じてそ
れら複数個の照射用の補正光学素子及びそれら複数個の
検出用の補正光学素子を使い分けるようにしたものであ
る。
Further, the alignment apparatus according to the present invention is
Irradiation means for transmitting alignment light (4aA, 4bA) in the vicinity of the alignment mark (8b) on the mask side, and then irradiating the alignment light (4aA, 4bA) through any one of the plurality of correction optical elements for irradiation and its projection optical system. (11) and the alignment light (4 cA) irradiated on the alignment mark (10) of the photosensitive substrate (9) by any one of the correction optical elements for irradiation and reflected by the alignment mark (4 cA) for detecting a plurality of them. And a detection means (11) for receiving the alignment light from the alignment mark (8b) of the mask as well as receiving the light via any of the correction optical elements and the vicinity of the alignment mark of the mask.
The plurality of correction optical elements for irradiation and the plurality of correction optical elements for detection are selectively used according to the size of the pattern (7) of the mask (6).

【0030】この場合、それら複数個の照射用の補正光
学素子及びそれら複数個の検出用の補正光学素子をそれ
ぞれ並列にその投影光学系(21)の瞳面の近傍の面
(3)内に配置してもよい。
In this case, the plurality of correction optical elements for irradiation and the plurality of correction optical elements for detection are arranged in parallel in the plane (3) near the pupil plane of the projection optical system (21). You may arrange.

【0031】[0031]

【作用】斯かる本発明によれば、それぞれ倍率色収差の
補正量が異なる照射用の補正光学素子(図1の1aA,
1bA及び1aB,1bA)が複数個設けられ、それぞ
れ倍率色収差の補正量が異なる検出用の補正光学素子
(図1の1cA、1cB)も複数個設けられている。従
って、マスク(6)の露光領域が広い場合には、その広
い露光領域に応じた窓部を介して入射させたアライメン
ト光の色収差を例えば第1の検出用の補正光学素子(1
aA,1bA)及び第1の検出用の補正光学素子(1c
A)を用いて補正する。そして、マスク(6)の露光領
域が狭い場合には、その狭い露光領域に応じた窓部を介
して入射させたアライメント光の色収差を例えば第2の
検出用の補正光学素子(1aB,1bB)及び第2の検
出用の補正光学素子(1cB)を用いて補正する。
According to the present invention, the correction optical elements for irradiation (1aA in FIG. 1,
1bA and 1aB, 1bA), and a plurality of correction optical elements (1cA, 1cB in FIG. 1) for detection having different amounts of correction of lateral chromatic aberration are also provided. Therefore, when the exposure area of the mask (6) is large, the chromatic aberration of the alignment light incident through the window corresponding to the wide exposure area is corrected by, for example, the first correction optical element (1) for detection.
aA, 1bA) and the first detection correction optical element (1c
Correct using A). When the exposure area of the mask (6) is narrow, the chromatic aberration of the alignment light incident through the window corresponding to the narrow exposure area is corrected by, for example, the second detection correction optical element (1aB, 1bB). And the correction optical element (1cB) for the second detection.

【0032】この場合、マスク(6)の所定領域にアラ
イメント光を遮るような遮光部材が設けられていても、
それら複数の検出用の補正光学素子及び複数の検出用の
補正光学素子から適当な補正光学素子を選択することに
より、そのマスク(6)の露光領域に応じた窓部の位置
をその遮光部材から離れた位置に配置することができ
る。従って、比較的簡単な構成でその遮光部材によるア
ライメント光のケラレを防止することができる。
In this case, even if a light blocking member for blocking the alignment light is provided in a predetermined region of the mask (6),
By selecting an appropriate correction optical element from the plurality of detection correction optical elements and the plurality of detection correction optical elements, the position of the window portion corresponding to the exposure area of the mask (6) is changed from the light shielding member. Can be placed in remote locations. Therefore, it is possible to prevent vignetting of alignment light due to the light shielding member with a relatively simple structure.

【0033】また、それら複数個の照射用の補正光学素
子及びそれら複数個の検出用の補正光学素子がそれぞれ
並列にその投影光学系(21)の瞳面の近傍の面(3)
内に配置されている場合には、光学系の構成がより単純
化される。
Further, the plurality of irradiation correction optical elements and the plurality of detection correction optical elements are arranged in parallel, and the surface (3) near the pupil plane of the projection optical system (21).
If it is arranged inside, the structure of the optical system is further simplified.

【0034】[0034]

【実施例】以下、本発明によるアライメント装置の一実
施例につき図1〜図3を参照して説明する。本実施例
は、投影露光装置に本発明を適用したものであり、図1
〜図3において図6に対応する部材には同一符号を付し
てその詳細説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the alignment apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In this embodiment, the present invention is applied to a projection exposure apparatus.
3 to 3, members corresponding to those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0035】図1は本実施例の投影光学系の瞳面に配置
された透明部材上に形成される位相型の回折格子等の補
正光学素子の配置を示し、この図1において、実線の円
周に囲まれた領域3が投影光学系の瞳面内で、且つ開口
絞りにより制限されている領域(瞳)である。即ち、投
影光学系の開口数をNApとすると、開口数単位でその
領域3の直径はその開口数NApに等しい。また、その
透明部材は、その領域3より少し大きな円形の平行平面
板等より構成されている。
FIG. 1 shows the arrangement of a correction optical element such as a phase type diffraction grating formed on a transparent member arranged on the pupil plane of the projection optical system of this embodiment. A region 3 surrounded by the circumference is a region (pupil) within the pupil plane of the projection optical system and limited by the aperture stop. That is, when the numerical aperture of the projection optical system is NAp, the diameter of the region 3 is equal to the numerical aperture NAp in units of numerical aperture. The transparent member is composed of a circular parallel plane plate or the like which is slightly larger than the area 3.

【0036】領域3の内部で2点鎖線で囲まれた領域2
が、照明2次光源の0次回折光(フーリエ変換像)が照
射される領域である。照明光学系の射出側(レチクル
側)の開口数をNAi、投影光学系の縮小倍率をαとす
ると、開口数単位でその領域2の直径はα・NAiに等
しい。また、1は24個の補正光学素子をまとめて示
し、本例ではそれら24個の補正光学素子1を照明2次
光源の0次回折光が通過する領域2の外側に配置する。
これにより、強い露光光が補正光学素子に照射されるこ
とがなくなり、投影光学系の結像性能の劣化が防止され
る。
Region 2 surrounded by a two-dot chain line inside region 3
Is an area irradiated with the 0th-order diffracted light (Fourier transform image) of the secondary illumination light source. When the numerical aperture on the exit side (reticle side) of the illumination optical system is NAi and the reduction magnification of the projection optical system is α, the diameter of the region 2 is equal to α · NAi in numerical aperture units. Reference numeral 1 denotes 24 correction optical elements collectively. In this example, these 24 correction optical elements 1 are arranged outside the region 2 through which the 0th order diffracted light of the illumination secondary light source passes.
This prevents strong exposure light from irradiating the correction optical element, and prevents deterioration of the imaging performance of the projection optical system.

【0037】それら24個の補正光学素子1は、領域2
に外接する正方形よりも僅かに大きい第1の正方形の各
辺に沿って3個ずつ配列された12個の第1組の補正光
学素子と、その第1の正方形よりも大きい第2の正方形
の各辺に沿って3個ずつ配列された12個の第2組の補
正光学素子とから構成されている。これら第1組の補正
光学素子と第2組の補正光学素子とはアライメント光に
対して発生させる倍率色収差の量が互いに異なってい
る。
These 24 correction optical elements 1 are arranged in the area 2
Of a first square of twelve correction optics arranged three by three along each side of the first square slightly larger than the square circumscribing to, and a second square larger than the first square. It is composed of twelve second sets of correction optical elements arranged three by three along each side. The first set of correction optical elements and the second set of correction optical elements differ from each other in the amount of lateral chromatic aberration generated with respect to the alignment light.

【0038】また、その第1の正方形の各辺に沿って配
列された第1組の12個の補正光学素子は、その正方形
の1辺の中央の補正光学素子(例えば1cA)とその対
辺の両側の補正光学素子(例えば1aA,1bA)との
3個ずつにグループ分けされており、同じ図形で示され
た3個の補正光学素子がそれぞれ同一のグループに属す
る。同様に、第2の正方形の各辺に沿って配列された第
2組の12個の補正光学素子は、その正方形の1辺の中
央の補正光学素子(例えば1cB)とその対辺の両側の
補正光学素子(例えば1aB,1bB)との3個ずつに
グループ分けされており、同じ図形で示された3個の補
正光学素子がそれぞれ同一のグループに属する。このよ
うに、第1組の補正光学素子には符号Aを付して示し、
第2組の補正光学素子には符号Bを付して示す。
The first set of twelve correction optical elements arranged along each side of the first square includes a correction optical element at the center of one side of the square (for example, 1 cA) and an opposite side thereof. The correction optical elements on both sides (for example, 1aA and 1bA) are divided into three groups, and the three correction optical elements shown in the same figure belong to the same group. Similarly, the second set of twelve correction optics arranged along each side of the second square includes a correction optic at the center of one side of the square (eg, 1 cB) and correction on both sides of the opposite side. Optical elements (for example, 1aB and 1bB) are divided into three groups, and three correction optical elements shown in the same figure belong to the same group. In this way, the first set of correction optical elements is designated by the reference numeral A,
The second set of correction optical elements is designated by reference numeral B.

【0039】図2を参照して本実施例におけるアライメ
ント時の構成例につき説明する。ここでは24個の補正
光学素子の内の第1組の12個の補正光学素子を用いた
場合のアライメントについて説明するので、図2におい
ては、簡単のため第1組の12個の補正光学素子だけを
示す。投影光学系21の瞳面の領域3にはその第1組の
12個の補正光学素子が形成された透明部材5が配置さ
れており、投影光学系21により露光光のもとでレチク
ル6の矩形の露光エリア7の内部のパターンの像がウエ
ハ9のレジストに転写される。そのレチクル6の露光エ
リア7を囲む4辺の各辺に隣接してそれぞれ図3(c)
に示すように、回折格子よりなるレチクルマーク8b及
び窓部8aよりなるアライメントマーク8が形成されて
いる。
An example of the configuration at the time of alignment in this embodiment will be described with reference to FIG. Here, the alignment in the case of using the first set of 12 correction optical elements out of the 24 correction optical elements will be described. Therefore, in FIG. 2, for simplicity, the first set of 12 correction optical elements will be described. Show only. A transparent member 5 on which a first set of twelve correction optical elements is formed is arranged in a pupil plane region 3 of the projection optical system 21, and the projection optical system 21 causes the reticle 6 of the reticle 6 to be exposed under exposure light. The image of the pattern inside the rectangular exposure area 7 is transferred to the resist on the wafer 9. Adjacent to each of the four sides surrounding the exposure area 7 of the reticle 6 is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, a reticle mark 8b made of a diffraction grating and an alignment mark 8 made of a window 8a are formed.

【0040】図2に戻り、露光エリア7を囲む各辺に隣
接するアライメントマークに対してそれぞれ1個(合計
で4個)のアライメント用顕微鏡11が用意されてい
る。そのレチクル6の露光エリア7を囲む4辺の内の1
辺に隣接する領域C2のアライメントマークを用いた場
合のアライメント動作の一例を説明する。その領域C2
のアライメントマークに対しては、透明部材5上の黒丸
で示す3個の補正光学素子1aA〜1cAが使用され
る。そして、アライメント用顕微鏡11からレチクル6
上の領域C2のアライメントマークに対して2本のアラ
イメント用の光束4aA及び4bAが所定の交差角で照
射される。2本の光束4aA及び4bAの周波数は互い
に異なっている。
Returning to FIG. 2, one (four in total) alignment microscope 11 is prepared for each alignment mark adjacent to each side surrounding the exposure area 7. 1 of the 4 sides surrounding the exposure area 7 of the reticle 6
An example of the alignment operation when the alignment mark of the region C2 adjacent to the side is used will be described. The area C2
For the alignment mark of, the three correction optical elements 1aA to 1cA indicated by black circles on the transparent member 5 are used. Then, from the alignment microscope 11 to the reticle 6
The two alignment light beams 4aA and 4bA are emitted to the alignment mark in the upper region C2 at a predetermined crossing angle. The frequencies of the two light beams 4aA and 4bA are different from each other.

【0041】この場合、領域C2のアライメントマーク
の窓部を透過した光束4aA及び4bAは、それぞれ投
影光学系21の内部の透明部材5上の補正光学素子1a
A及び1bAに入射して収差補正が行われる。即ち、補
正光学素子1aA及び1bAでそれぞれ偏向(回折)さ
れた光束4aA及び4bAは、ウエハ9の所定のショッ
ト領域の近傍の回折格子状のウエハマーク10に照射さ
れる。そして、そのウエハマーク10からの2本の回折
光よりなるビート干渉光4cAが、透明部材5上の補正
光学素子1cAに入射し、この補正光学素子1cAによ
り収差補正が行われたビート干渉光4cAがレチクル6
の領域C2の窓部を透過してアライメント用顕微鏡11
に入射する。従って、2個の補正光学素子1aA及び1
bAは照射用の補正光学素子、1個の補正光学素子1c
Aは検出用の補正光学素子とみなすことができる。ヘテ
ロダイン方式の詳細な検出方法は、図7のアライメント
装置について説明した方法と同様であるため、説明を省
略する。
In this case, the light beams 4aA and 4bA transmitted through the window of the alignment mark in the area C2 are respectively corrected optical elements 1a on the transparent member 5 inside the projection optical system 21.
Aberration correction is performed upon incidence on A and 1bA. That is, the light beams 4aA and 4bA deflected (diffracted) by the correction optical elements 1aA and 1bA are applied to the diffraction grating wafer mark 10 in the vicinity of a predetermined shot area of the wafer 9. Then, beat interference light 4cA composed of two diffracted lights from the wafer mark 10 is incident on the correction optical element 1cA on the transparent member 5, and the beat interference light 4cA subjected to aberration correction by the correction optical element 1cA. Reticle 6
Of the alignment microscope 11 through the window of the region C2 of
Incident on. Therefore, the two correction optical elements 1aA and 1a
bA is a correction optical element for irradiation, one correction optical element 1c
A can be regarded as a correction optical element for detection. The detailed detection method of the heterodyne method is the same as the method described for the alignment device in FIG.

【0042】このとき、図2に示すように、投影光学系
21のサジタル方向(矢視A2の方向)にレチクル6と
ウエハ9との位置関係の計測が行われるものとする。そ
して、アライメント用の光束4aA及び4bAは、図3
(a)に示すように、投影光学系21のメリジオナル方
向に角度θr1Aで傾けられている。その角度θr1Aは、
図1に示すように、開口数単位で表示した投影光学系2
1の瞳面(フーリエ面)での座標(中心との距離で「瞳
座標」と呼ばれる。)LAと、投影光学系21の縮小倍
率αとによって、次式で与えられる。 θr1A=sin-1(LA/α) (1)
At this time, as shown in FIG. 2, it is assumed that the positional relationship between the reticle 6 and the wafer 9 is measured in the sagittal direction of the projection optical system 21 (direction of arrow A2). Then, the luminous fluxes 4aA and 4bA for alignment are shown in FIG.
As shown in (a), the projection optical system 21 is inclined in the meridional direction at an angle θr 1A . The angle θr 1A is
As shown in FIG. 1, the projection optical system 2 is displayed in numerical aperture units.
It is given by the following equation by the coordinate LA on the pupil plane (Fourier plane) of 1 (called the “pupil coordinate” at the distance from the center) and the reduction magnification α of the projection optical system 21. θr 1A = sin −1 (LA / α) (1)

【0043】また、図3(b)に示すように、アライメ
ント用の光束4aA及び4bAは、投影光学系21のサ
ジタル方向に角度θr2 で互いに逆方向に傾斜してレチ
クル6のアライメントマークに入射している。そのサジ
タル方向の傾き角θr2 は、ウエハ9上のウエハマーク
10の格子ピッチp及びアライメント光の波長λを用い
て、次式で与えられる。 θr2 ×α=sin-1(λ/p) (2)
Further, as shown in FIG. 3B, the light beams 4aA and 4bA for alignment are incident on the alignment mark of the reticle 6 while being inclined in the sagittal direction of the projection optical system 21 at angles θr 2 in opposite directions. is doing. The tilt angle θr 2 in the sagittal direction is given by the following equation using the grating pitch p of the wafer mark 10 on the wafer 9 and the wavelength λ of the alignment light. θr 2 × α = sin −1 (λ / p) (2)

【0044】そして、図1に示すように、開口数単位で
表した入射光用の2個の補正光学素子1aA及び1bA
の瞳面上での距離をLDとすると、次の関係がある。 LD/2=sin(θr2 ×α) (3)
Then, as shown in FIG. 1, two correction optical elements 1aA and 1bA for incident light expressed in a numerical aperture unit are used.
Let LD be the distance on the pupil plane of the following relationship. LD / 2 = sin (θr 2 × α) (3)

【0045】また、第2組の12個の補正光学素子もそ
の役割は上記の第1組の補正光学素子と同じであるが、
第1組と第2組とではレチクル6上でのメリジオナル方
向のアライメント光の飛ばし量dの設定値が異なる。図
1に示すように、第2組の補正光学素子の瞳座標はLB
であり、第2組の補正光学素子の内の同一グループに属
する素子の瞳面上での距離はLDである。この場合、第
2組の補正光学素子1aB及び1bBに対するアライメ
ント光のレチクル上でのメリジオナル方向の傾き角をθ
1Bとすると、(1)式との対応から次式が得られる。 θr1B=sin-1(LB/α) (4) 従って、どちらの組の補正光学素子を用いるかに応じて
メリジオナル方向の傾き角を使い分けることになる。
The role of the second set of 12 correction optical elements is the same as that of the first set of correction optical elements,
The first group and the second group have different set values of the amount d of alignment light projection on the reticle 6 in the meridional direction. As shown in FIG. 1, the pupil coordinates of the second set of correction optical elements are LB.
And the distance on the pupil plane of the elements belonging to the same group of the second set of correction optical elements is LD. In this case, the tilt angle of the alignment light on the reticle with respect to the second set of correction optical elements 1aB and 1bB in the meridional direction is θ.
Assuming r 1B , the following equation is obtained from the correspondence with the equation (1). θr 1B = sin −1 (LB / α) (4) Therefore, the tilt angle in the meridional direction is properly used depending on which set of correction optical elements is used.

【0046】本実施例ではメリジオナル方向へのアライ
メント光の飛ばし量を2種類準備するとして、その2種
類の飛ばし量の決定方法には以下のような方法がある。 [第1の決定方法]一般に、レチクル6の最大露光領域
及び少し小さい露光領域に対応するアライメントマーク
では、遮光帯とペリクルフレームとの間隔が狭く、メリ
ジオナル方向にテレンセントリック性を崩したアライメ
ント光を通しにくい。そこで、レチクル6の最大露光領
域及び少し小さい露光領域に対応するアライメントマー
クは、大きく外側に振って、ペリクルフレームの外側の
適当な位置に配置する。このときのアライメント光の飛
ばし量をdAとすし、この飛ばし量dAは、第1組の補
正光学素子(図1の補正光学素子1aA,1bA等)で
実現するものとする。
In this embodiment, it is assumed that two types of flying amounts of alignment light in the meridional direction are prepared, and there are the following methods for determining the two types of flying amounts. [First Determining Method] Generally, in the alignment marks corresponding to the maximum exposure area and the slightly smaller exposure area of the reticle 6, the interval between the light-shielding band and the pellicle frame is narrow, and the alignment light having the terencentricity in the meridional direction is broken. It is difficult to pass through. Therefore, the alignment marks corresponding to the maximum exposure area and the slightly smaller exposure area of the reticle 6 are largely shaken to the outside and arranged at appropriate positions outside the pellicle frame. The flying amount of the alignment light at this time is assumed to be dA, and this flying amount dA is realized by the first set of correction optical elements (correction optical elements 1aA, 1bA, etc. in FIG. 1).

【0047】図6にも示したように、その飛ばし量dA
が対応できる、即ち第1組の補正光学素子が対応できる
のは、レチクル6の最大露光領域のアライメントマーク
から、露光領域の縮小によりアライメント光4a′がペ
リクルフレーム41に接するようになるまでのδだけ離
れたアライメントマークまでである。これ以下の露光領
域のアライメントにおいては、切り換えを実施する露光
領域に対するアライメント光を、例えば先の最大露光領
域に対するアライメント光を通した位置まで飛ばす別の
大きな飛ばし量dB(dA<dB)を設定し、この飛ば
し量dBを第2組の補正光学素子(図1の補正光学素子
1aB,1bB等)で実現する。この第2組の補正光学
素子は、露光領域の縮小によりアライメント光がδだけ
内側にシフトするまで使用する。
As shown in FIG. 6, the flying amount dA
That is, that is, the first set of correction optical elements can correspond to δ from the alignment mark of the maximum exposure area of the reticle 6 until the alignment light 4a ′ comes into contact with the pellicle frame 41 due to the reduction of the exposure area. Only up to the alignment mark. In the alignment of the exposure area below this, another large skip amount dB (dA <dB) for setting the alignment light for the exposure area to be switched to a position where the alignment light for the previous maximum exposure area is passed is set. The skip amount dB is realized by the second set of correction optical elements (correction optical elements 1aB, 1bB in FIG. 1). The correction optical element of the second set is used until the alignment light is shifted inward by δ due to the reduction of the exposure area.

【0048】この場合のレチクル6上のアライメントマ
ークとしては、図4に示すようものが考えられる。図4
のアライメントマークは、レチクル位置検出用の回折格
子よりなるレチクルマーク8bとウエハマーク検出用の
アライメント光が入射及び射出する窓部8aとより構成
されるが、少なくとも窓部8aのメリジオナル方向(m
方向)の幅Hはδ以上設定されている。このようなアラ
イメントマークをレチクル6上に用意しておき、第1組
及び第2組の補正光学素子を使い分けていけば、レチク
ル6の露光領域の大小に拘らず例えばパターン領域に隣
接する遮光帯のすぐ外側のような常に同じ位置にアライ
メントマークを配置しておくことができる。
As the alignment mark on the reticle 6 in this case, the one shown in FIG. 4 can be considered. Figure 4
The alignment mark is composed of a reticle mark 8b made of a diffraction grating for detecting a reticle position and a window 8a through which alignment light for wafer mark detection enters and exits, but at least the window 8a has a meridional direction (m).
The width H of the direction) is set to δ or more. If such alignment marks are prepared on the reticle 6 and the correction optical elements of the first set and the second set are properly used, the light-shielding band adjacent to the pattern region, for example, can be used regardless of the size of the exposure region of the reticle 6. The alignment marks can always be placed in the same position, such as just outside.

【0049】[第2の決定方法]アライメント光のメリ
ジオナル方向へのテレンセントリック性の崩し量が少な
いか又は崩し量が無いときには、アライメント光の光路
とペリクルフレームとの干渉は問題とならない。このよ
うな場合には、レチクル6側のアライメントマークは露
光領域外の遮光帯とペリクルフレームとの間に作ってお
くことが望ましい。これは、ペリクルフレームの外側の
領域は投影露光装置に対してレチクルをアライメントす
るためのマークや、レチクル管理用のバーコードマーク
等を付すために使用されているからである。
[Second Determining Method] When the amount of collapse of the terencentricity of the alignment light in the meridional direction is small or no, there is no problem with the interference between the optical path of the alignment light and the pellicle frame. In such a case, it is desirable to make the alignment mark on the reticle 6 side between the light-shielding band outside the exposure area and the pellicle frame. This is because the area outside the pellicle frame is used to attach marks for aligning the reticle to the projection exposure apparatus, bar code marks for reticle management, and the like.

【0050】そこで、この方法では、レチクル6の最大
露光領域のアライメント光をその遮光帯のすぐ外側を通
るように第1の飛ばし量dAを設定する。前述したよう
に、同じ補正光学素子をより小さな露光領域のアライメ
ントに使用すると、アライメント光は遮光帯から離れた
所を通ってしまう。そこでこの方法でも、その意味は異
なるが、図4に示した例と同様にレチクル6上でアライ
メント光が入射及び射出する窓部8aをメリジオナル方
向(m方向)に幅広く形成しておき、或る程度の露光領
域の縮小に対しては窓部8aのメリジオナル方向の幅の
中で同じ形状のアライメントマーク(窓部8a)を遮光
帯に接して配置することで対応しておく。
Therefore, in this method, the first flying amount dA is set so that the alignment light in the maximum exposure area of the reticle 6 passes just outside the light-shielding band. As mentioned above, if the same correction optical element is used for alignment of a smaller exposure area, the alignment light will pass away from the shading zone. Therefore, also in this method, although the meaning is different, as in the example shown in FIG. 4, the window portion 8a through which the alignment light enters and exits the reticle 6 is formed wide in the meridional direction (m direction). The reduction of the exposure area to some extent is dealt with by arranging the alignment mark (window portion 8a) of the same shape within the width of the window portion 8a in the meridional direction in contact with the light shielding band.

【0051】そして、或る露光領域以下では、別の第2
の飛ばし量dBを持つ第2組の補正光学素子を使用する
こととして、この飛ばし量dBは、この切り換えを行う
露光領域でのアライメント光をその遮光帯のすぐ外側に
飛ばすことができるように設定する。このような工夫に
より、それ程大きくないアライメントマークでも、露光
領域の大小に拘らず常に遮光帯のすぐ外側に配置してお
くだけで使用することができる。
Then, below a certain exposure area, another second
By using the second set of correction optical elements having the skip amount dB, the skip amount dB is set so that the alignment light in the exposure area where this switching is performed can be skipped just outside the light-shielding band. To do. With such a device, even an alignment mark that is not so large can be used simply by always arranging it just outside the light-shielding band regardless of the size of the exposure area.

【0052】上述のように本実施例によれば、それぞれ
異なる倍率色収差を発生させる複数組の補正光学素子を
使い分けることにより、レチクルの露光領域が変更され
ても、例えばアライメント光の光路とペリクルフレーム
とが干渉しないようにすることができる。その他に、例
えばレチクルの遮光帯の外側に配置するだけで良いアラ
イメントマークを使用することもできる。
As described above, according to the present embodiment, even if the exposure area of the reticle is changed, for example, the optical path of the alignment light and the pellicle frame can be changed by properly using a plurality of sets of correction optical elements that respectively generate different magnification chromatic aberrations. You can prevent and from interfering. Alternatively, for example, an alignment mark which can be simply arranged outside the light-shielding band of the reticle can be used.

【0053】なお、アライメント光の光路とペリクルフ
レームとを干渉させないように補正光学素子を使用する
場合には、レチクル側のアライメントマークを常にペリ
クルフレームの外側に配置することができる。従って、
そのアライメントマークの上に配置されるアライメント
用顕微鏡は、常にお互いに離れた状態で各アライメント
マークを観察することができる。そのため、図2に示し
たような4眼配置のアライメント用顕微鏡が、露光領域
の形状、大きさの変更時、又はアライメントマークの打
ち替え時などの移動時に接近又は衝突して配置できなく
なるという問題も同時に解決できるという利点がある。
この利点はペリフルフレームが無い場合でも同様であ
る。なお、上述実施例では2本の照射ビームと1本の反
射ビームとがレチクル上のほぼ同一の領域を通過してい
るが、レチクル上のスペース(回路パターン領域を除
く)によっては2本の照射ビームと1本の反射ビームと
の通過位置を積極的に離すようにしても良い。また、上
述実施例ではアライメント光のテレセントリック性を崩
した場合について述べたが、アライメント光のテレセン
トリック性を崩さない場合(投影光学系の瞳面上で3つ
のスポットが一直線上に並ぶ場合)でも同様の効果が得
られる。
When the correction optical element is used so as not to interfere the optical path of the alignment light with the pellicle frame, the alignment mark on the reticle side can always be arranged outside the pellicle frame. Therefore,
The alignment microscopes arranged on the alignment marks can always observe the alignment marks in a state of being separated from each other. Therefore, the alignment microscope having the four-lens arrangement as shown in FIG. 2 cannot be arranged due to approach or collision when the shape or size of the exposure area is changed or when the alignment mark is moved. Has the advantage that it can be solved at the same time.
This advantage is the same even when there is no perifuru frame. Although the two irradiation beams and the one reflected beam pass through almost the same area on the reticle in the above-described embodiment, two irradiation beams may be emitted depending on the space on the reticle (excluding the circuit pattern area). The passing positions of the beam and one reflected beam may be positively separated. Further, although the case where the telecentricity of the alignment light is destroyed is described in the above-mentioned embodiment, the same applies when the telecentricity of the alignment light is not destroyed (when three spots are aligned on the pupil plane of the projection optical system). The effect of is obtained.

【0054】なお、以上の実施例では補正光学素子の組
数は2個としてきたが、アライメント光の飛ばし量の切
り換えを3段階以上にする場合には、その補正光学素子
の組数を増加させればよい。それによって、対応するレ
チクルの露光領域の範囲を広げるか、又はアライメント
マークをより小さくしたりすることができる。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。
Although the number of sets of correction optical elements is two in the above embodiments, the number of sets of correction optical elements is increased when the switching amount of the alignment light is set to three stages or more. Just do it. Thereby, the range of the exposure area of the corresponding reticle can be widened or the alignment mark can be made smaller. As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be taken without departing from the gist of the present invention.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明のアライメント装置によれば、そ
れぞれ異なる倍率色収差を発生させる複数個の補正光学
素子を使い分けることができるので、マスクの所定領域
にアライメント光を遮るような部材が設けられていて
も、比較的簡単な構成でその部材によるアライメント光
のケラレを防止できるまた、複数個の補正光学素子を投
影光学系の瞳面の近傍の面内に配置した場合には、光学
系の構成がより単純化される。
According to the alignment apparatus of the present invention, it is possible to properly use a plurality of correction optical elements which respectively generate different magnification chromatic aberrations, and therefore a member for blocking the alignment light is provided in a predetermined region of the mask. However, it is possible to prevent the vignetting of the alignment light by the member with a relatively simple structure. Also, when a plurality of correction optical elements are arranged in the plane near the pupil plane of the projection optical system, the optical system configuration Is more simplified.

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

【図1】本発明の一実施例におけるアライメント光用の
2組の補正光学素子の投影光学系の瞳面内での配置を示
す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an arrangement of two sets of correction optical elements for alignment light in a pupil plane of a projection optical system in an embodiment of the present invention.

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

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

【図4】レチクル6側のアライメントマークの一例を示
す拡大平面図である。
FIG. 4 is an enlarged plan view showing an example of an alignment mark on the reticle 6 side.

【図5】メリジオナル方向にテレンセントリック性を崩
したアライメント光がペリクルフレームにケラレる様子
を示す要部の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing a state in which alignment light in which the telecentricity is lost in the meridional direction is eclipsed by the pellicle frame.

【図6】ペリクルフレームの外側までアライメント光を
飛ばした場合を示す要部の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part showing a case where alignment light is emitted to the outside of a pellicle frame.

【図7】投影光学系の瞳面内に設けられた補正光学素子
によりアライメント用の照射光及び検出光に対する投影
光学系の色収差を補正するように構成されたアライメン
ト装置を示す構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing an alignment apparatus configured to correct chromatic aberration of the projection optical system with respect to alignment irradiation light and detection light by a correction optical element provided in a pupil plane of the projection optical system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 24個の補正光学素子 1aA〜1cA,1aB〜1cB 個々の補正光学素子 2 投影光学系の瞳面において照明2次光源の0次回折
光が通過する領域 3 投影光学系の瞳面の領域(瞳) 4aA,4bA アライメント用の光束 4cA ビート干渉光 5 平行平面板等の透明部材 6 レチクル 8 レチクルのアライメントマーク 8a 窓部 8b レチクルマーク 9 ウエハ 10 ウエハマーク 11 アライメント用顕微鏡 21 投影光学系 41 ペリクルフレーム 42 ペリクル
1 24 correction optical elements 1aA to 1cA, 1aB to 1cB individual correction optical elements 2 area on the pupil plane of the projection optical system through which the 0th order diffracted light of the illumination secondary light source passes 3 area of the pupil surface of the projection optical system (pupil ) 4aA, 4bA Luminous flux for alignment 4cA Beat interference light 5 Transparent member such as parallel plane plate 6 Reticle 8 Reticle alignment mark 8a Window 8b Reticle mark 9 Wafer 10 Wafer mark 11 Alignment microscope 21 Projection optical system 41 Pellicle frame 42 Pellicle

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 照明光源からの露光光をマスク上に照射
する照明光学系と該マスク上に形成された所定のパター
ンを前記照明光学系からの露光光によって感光基板上に
転写する投影光学系とを備えた投影露光装置に設けら
れ、前記マスク及び前記感光基板にそれぞれ形成された
アライメントマークに前記露光光とは異なる波長帯のア
ライメント光を照射して前記マスクと前記感光基板との
相対的な位置合わせを行うアライメント装置において、 前記マスクと前記感光基板との間に配され、前記マスク
及び投影光学系を介して前記感光基板に向かう前記アラ
イメント光に対してそれぞれ前記投影光学系により発生
する軸上色収差を相殺すると共に、前記投影光学系によ
る倍率色収差とはそれぞれ反対方向で且つ互いに異なる
量の倍率色収差を発生させて、前記アライメント光をそ
れぞれ前記感光基板のアライメントマークに導く複数個
の照射用の補正光学素子と、 前記マスクと前記感光基板との間に配され、前記感光基
板のアライメントマークから前記投影光学系を介して前
記マスクに向かう前記アライメント光に対してそれぞれ
前記投影光学系により発生する軸上色収差を相殺すると
共に、前記投影光学系による倍率色収差とはそれぞれ反
対方向で且つ互いに異なる量の倍率色収差を発生する複
数個の検出用の補正光学素子と、 前記アライメント光を前記マスク側のアライメントマー
クの近傍を透過させた後、前記複数個の照射用の補正光
学素子の何れか及び前記投影光学系を介して照射する照
射手段と、 前記何れかの照射用の補正光学素子により前記感光基板
のアライメントマークに照射され該アライメントマーク
で反射されたアライメント光を前記複数個の検出用の補
正光学素子の何れか及び前記マスクのアライメントマー
クの近傍を介して受光すると共に、前記マスクのアライ
メントマークからのアライメント光をも受光する検出手
段とを有し、 前記マスクのパターンの大きさに応じて前記複数個の照
射用の補正光学素子及び前記複数個の検出用の補正光学
素子を使い分けるようにした事を特徴とするアライメン
ト装置。
1. An illumination optical system for irradiating an exposure light from an illumination light source onto a mask and a projection optical system for transferring a predetermined pattern formed on the mask onto a photosensitive substrate by the exposure light from the illumination optical system. And a relative alignment between the mask and the photosensitive substrate by irradiating the alignment marks formed on the mask and the photosensitive substrate with alignment light having a wavelength band different from the exposure light, respectively. In an alignment device for performing various alignments, the alignment light, which is arranged between the mask and the photosensitive substrate and is directed to the photosensitive substrate through the mask and the projection optical system, is generated by the projection optical system. Along with canceling the axial chromatic aberration, the chromatic aberration of magnification caused by the projection optical system is opposite to the chromatic aberration of magnification in different directions. A plurality of irradiation correction optical elements for guiding the alignment light to the alignment marks of the photosensitive substrate, and the alignment marks of the photosensitive substrate, and the projection optical elements arranged between the mask and the photosensitive substrate. Axial chromatic aberration generated by the projection optical system with respect to the alignment light directed to the mask through the system is canceled, and chromatic aberration of magnification in directions opposite to the chromatic aberration of magnification by the projection optical system and different from each other. A plurality of correction optical elements for detection, and one of the plurality of correction optical elements for irradiation and the projection optical system after transmitting the alignment light in the vicinity of the alignment mark on the mask side. And an alignment means for irradiating the photosensitive substrate with an irradiating means for irradiating via Alignment light reflected by the alignment mark irradiated on the mask is received via any of the plurality of detection correction optical elements and the vicinity of the alignment mark of the mask, and the alignment light from the alignment mark of the mask is received. And a detection means for receiving light as well, wherein the plurality of correction optical elements for irradiation and the plurality of correction optical elements for detection are selectively used according to the size of the mask pattern. Characteristic alignment device.
【請求項2】 前記複数個の照射用の補正光学素子及び
前記複数個の検出用の補正光学素子をそれぞれ並列に前
記投影光学系の瞳面の近傍の面内に配置した事を特徴と
する請求項1記載のアライメント装置。
2. The plurality of irradiation correction optical elements and the plurality of detection correction optical elements are arranged in parallel in a plane near a pupil plane of the projection optical system. The alignment apparatus according to claim 1.
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