JPH06163349A

JPH06163349A - 投影露光装置

Info

Publication number: JPH06163349A
Application number: JP4310000A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Umagome; 伸貴馬込
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1992-11-19
Filing date: 1992-11-19
Publication date: 1994-06-10

Abstract

(57)【要約】【目的】位相シフター、又は半透明部材で形成された
アライメントマークの位置を検出可能とする。【構成】レチクルＲ上のアライメントマークＲＹ₁か
ら発生する光を受光する光電検出器２０の受光面近傍に
可変開口絞り１８を配置する。この受光面はレチクルＲ
のパターン面とフーリエ変換の関係で結ばれている。主
制御系１５は、アライメントマークの種類（材質、ピッ
チ等）に応じて可変開口絞り１８を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子や液晶デバ
イス製造のリソグラフィ工程で使用される投影露光装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、投影露光装置（例えばステッパ
ー）ではフォトマスク（レチクル）上に描画された回路
パターンの像が、投影光学系を介して半導体ウエハ等の
基板上に結像投影される。この種の装置で使用されるレ
チクルは、露光用照明光（ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザ
等）に対してほぼ透明な基板（石英等のガラス基板）
に、遮光層としてクロム等の金属薄膜を蒸着したもの
で、光透過部（基板裸面部）と遮光部とで構成された回
路パターンが基板上に転写される。基板上には感光性の
フォトレジストが塗布されており、照射光像、すなわち
レチクルパターンの透明部分のパターン形状に応じて、
フォトレジストに回路パターンが転写される。

【０００３】図２０は従来の投影露光装置の概略構成を
示す図、図２１は図２０の装置で使用されるレチクルの
構成の一例を示す図である。図２０において、照明系
（不図示）からの照明光（ｉ線等）ＩＬはダイクロイッ
クミラーＤＣＭで反射され、レチクルステージＲＳに載
置されたレチクルＲをほぼ均一な照度で照明する。レチ
クルＲのパターン領域ＰＡを通過した照明光ＩＬは両側
テレセントリックな投影光学系ＰＬに入射し、投影光学
系ＰＬは回路パターンの像をウエハ（不図示）上に結像
投影する。ここで、ダイクロイックミラーＤＣＭはレチ
クルＲの上方に４５°で斜設され、露光用照明光ＩＬの
波長に対しては９０％以上の反射率を有し、アライメン
ト用照明光の波長（通常、露光光よりも長波長）に対し
ては５０％以上の透過率を有するものである。

【０００４】図２１に示すように、レチクルＲにはパタ
ーン領域ＰＡを囲む一定幅の遮光帯（クロム層）ＬＳＢ
の中に４組のアライメントマークＲＸ₁、ＲＸ₂、ＲＹ
₁、ＲＹ₂が形成されている。アライメントマークＲＸ
₁、ＲＸ₂は共に透明窓内でＹ方向に延びた遮光性のバ
ーマークであり、アライメントマークＲＹ₁、ＲＹ₂は
共に透明窓内でＸ方向に延びた遮光性のバーマークであ
る。さらに、レチクルＲの周辺部には２組のレチクルマ
ーク（遮光性の十字マーク）ＲＭ₁、ＲＭ₂も形成され
ている。

【０００５】図２０中の２組のレチクルアライメント系
ＲＡ₁、ＲＡ₂はミラーＭＲ₁、ＭＲ₂を介してレチク
ルマークＲＭ₁、ＲＭ₂を検出するもので、レチクルＲ
の中心と投影光学系ＰＬの光軸ＡＸとがほぼ一致するよ
うに、レチクルアライメント系ＲＡ₁、ＲＡ₂からの検
出信号に基づいてレチクルステージＲＳを微動し、レチ
クルＲの位置決めを行う。尚、レチクルアライメント系
ＲＡ₁、ＲＡ₂の構成は、例えば特開昭６１−１２１４
３７号公報に開示されている。さらに４組のアライメン
トセンサーＡＳ_X1、ＡＳ_X2、ＡＳ_Y1、ＡＳ_Y2は共に、レ
チクル上のアライメントマークとウエハ上のショット領
域周辺に形成されたアライメントマークとを同時に検出
するものであり、４組のアライメントマークＲＸ₁、Ｒ
Ｘ₂、ＲＹ₁、ＲＹ₂の各々に対応して配置されてい
る。尚、この種のアライメントセンサーの構成は、例え
ば特開平４−７８１４号公報に開示されている。

【０００６】ところで、上記構成の装置において、例え
ばスポット光ＳＰを用いてレチクル上のレチクルマー
ク、アライメントマークを検出する場合、図２２（Ａ）
に示すようにスポット光ＳＰとレチクルマークＡＬ₈と
を短手方向（Ｙ方向）に相対走査する。このとき、レチ
クルを透過した光を光電検出器にて受光すると、光電検
出器は図２２（Ｂ）に示すような光電信号を出力し、所
定の波形処理によりマーク位置を検出することが可能と
なっている。従って、レチクル上の複数のレチクルマー
クの各位置を検出することで、所定の基準位置に対する
レチクルのＸ、Ｙ、及び回転方向のずれ量を算出し、当
該ずれ量を補正することによりレチクルを精度良くアラ
イメントすることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近では高
解像度、大焦点深度のパターン露光を可能とするため、
金属膜のみで形成されたレチクル（以下、通常レチクル
と呼ぶ）の代わりに、レチクルの回路パターンの透過部
分のうち特定部分からの透過光の位相を、他の透過部か
らの透過光に対してπ(rad) だけずらす位相シフター
（誘電体薄膜等）を備えた位相シフトレチクルを使用す
ることが提案されている。位相シフトレチクルについて
はこれまでに種々の方式が提案されているが、代表的な
ものは空間周波数変調型、シフター遮光型、ハーフトー
ン型である。空間周波数変調型位相シフトレチクルは、
例えば特公昭６２−５０８１１号公報に開示されてお
り、一定ピッチで配列された遮光パターンを挟む透過部
のいずれか一方に位相シフターを被着したものである。
また、シフター遮光型位相シフトレチクルは、例えば特
開平４−１６５３５２号公報に開示されており、投影光
学系の解像限界程度以下の幅の位相シフトパターンのみ
を被着したものである。さらにハーフトーン型位相シフ
トレチクルは、例えば特開平４−１６２０３９号公報に
開示されており、透過光の位相をπ(rad) だけずらし、
かつ透過率が１５％程度に定められた半透明パターンを
被着したものである。

【０００８】しかしながら、位相シフトレチクル、特に
シフター遮光型やハーフトーン型において、回路パター
ンと同一工程でレチクルマークを形成すると、従来のレ
チクルアライメント系やアライメントセンサーではレチ
クルマークの位置検出が困難になるといった問題があ
る。つまり、図２３（Ａ）に示すレチクルマークＡＰＬ
は、シフター遮光型にあっては位相シフターで、ハーフ
トーン型にあっては半透明部材で形成されることにな
る。従って、スポット光ＳＰとレチクルマークＡＰＬと
を相対走査したとき、光電検出器から出力される光電信
号は図２３（Ｂ）のようになる。すなわち、レチクルマ
ークＡＰＬのエッジでのみ透過光量が低下するだけで、
スポット光ＳＰがマークＡＰＬと重なっていても、マー
クＡＰＬ以外の部分と同等の透過光量が得られることに
なる。このため、位相シフトレチクルを使用する場合、
従来の投影露光装置ではレチクル上のマーク位置を正確
に検出することができず、レチクルアライメント、レチ
クルとウエハとのアライメント、あるいはベースライン
計測等の各種精度が低下するという問題がある。これを
防止するためには、回路パターンの形成工程とは別の工
程でクロム等によりレチクルマークを形成したり、ある
いは専用の計測装置を設ける必要があるが、いずれの場
合にも製造コストが上昇するという問題がある。

【０００９】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、透明部材（位相シフター等）でアライメントマーク
が形成されたレチクルであっても、簡便にマーク位置を
検出可能な投影露光装置を提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明では、第１照明光（ＩＬ）をマスク（Ｒ）に形
成されたパターンに照射する照明系（１、３、ＤＣＭ）
と、マスクのパターンの像を基板（Ｗ）上に結像投影す
る投影光学系（ＰＬ）と、マスクに形成された基準マー
ク（ＡＬ₁〜ＡＬ₇)に第２照明光（ＭＬ）を照射し、基
準マークから発生する光を受光するマーク検出手段（１
０〜１２、ＦＭ、３、２、２０、又は１０〜１２、Ｆ
Ｍ、ＭＲ₁、３１〜３３）とを備えた投影露光装置にお
いて、マーク検出手段は、基準マークから発生する光を
光電検出器（２０、又は３３）に導く受光光学系（３、
又は３１、３２）と、受光光学系中の基準マークに対す
るフーリエ変換面（Ｅｐ')、もくしはその近傍面内に配
置される可変開口絞り（１８、又は３０）とを有し、基
準マークの種類に応じて可変開口絞りの開口径、及び／
又は開口位置を制御する制御手段（１５）とを設けるこ
ととした。

【００１１】

【作用】本発明では、マスク上の基準マークを検出する
マーク検出手段に可変開口絞りを設け、基準マークの種
類（例えば遮光部材、位相シフター、又は半透明部材）
に応じて可変開口絞りの開口径、及び／又は開口位置を
制御する。このため、位相シフトレチクル、特にシフタ
ー遮光型やハーフトーン型であっても、位相シフター、
又は半透明部材で形成された基準マークを検出すること
が可能となる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の第１実施例による投影露光装
置の概略的な構成を示す図である。図１において、不図
示の光源から射出された露光用照明光ＩＬは平行光束と
なってフライアイレンズ１に入射し、さらにビームスプ
リッター２、コンデンサーレンズ３、及びダイクロイッ
クミラーＤＣＭを介して、レチクルステージＲＳに載置
されたレチクルＲをほぼ均一な照度で照明する。レチク
ルステージＲＳは、駆動系４によって投影光学系ＰＬの
光軸ＡＸと垂直な面内で２次元移動、及び微小回転可能
であり、その端部にはレーザ干渉計５からのレーザビー
ムを反射する移動鏡６が設けられている。レチクルステ
ージＲＳの２次元的な位置はレーザ干渉計５によって、
０．０１μｍ程度の分解能で常時検出されている。尚、
レチクルＲの構成は図２１と同一であるものとする。

【００１３】また、２組のレチクルアライメント系ＲＡ
₁、ＲＡ₂(ＲＡ₁のみ図示）は光軸ＡＸに関して対称に
配置されており、十字状のレチクルマークＲＭ₁、ＲＭ
₂(図２１）を検出してその検出信号を主制御系１５に出
力する。主制御系１５は、この検出信号に基づいてレチ
クルＲのＸ、Ｙ、及び回転方向のずれ量を算出し、ステ
ージコントローラ１４は当該ずれ量がほぼ零となるよう
に、干渉計５からの位置情報を用いて駆動系４を制御す
る。これにより、レチクルＲの中心と光軸ＡＸとがほぼ
一致する。尚、レチクルアライメント系の構成は、例え
ば特開昭６１−１２１４３７号公報に開示されている。

【００１４】さて、レチクルＲのパターン領域ＰＡを通
過した照明光ＩＬは両側テレセントリックな投影光学系
ＰＬに入射し、投影光学系ＰＬは回路パターンの像をウ
エハＷ上に結像投影する。ウエハＷは、駆動系９によっ
て投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと垂直な面内で２次元移動
可能なウエハステージＷＳ上に載置されており、その端
部にはレーザ干渉計７からのレーザビームを反射する移
動鏡８が設けられている。ウエハステージＷＳの２次元
的な位置は干渉計７によって、０．０１μｍ程度の分解
能で常時検出される。

【００１５】また、ウエハステージＷＳ上には基準部材
（石英等のガラス基板）ＦＭが設けられている。図２に
示すように基準部材ＦＭの表面には、２組の光透過性の
バーマーク（スリットマーク）ＳＸ、ＳＹが形成されて
いる。光源ＬＳは露光光ＩＬとほぼ同一波長域の照明光
ＭＬを発生し、照明光ＭＬは光ファイバー（ライトガイ
ド）１０、レンズ系１１、及びミラー１２を介して基準
部材ＦＭを下面から照明する。基準部材ＦＭ上のスリッ
トマーク（例えばＳＹ）を透過した光は投影光学系ＰＬ
を介してレチクルＲに達し、その下面（パターン面）に
はスリットマークＳＹの像が結像される。さらにレチク
ルＲ（アライメントマークＲＹ₁)を透過した照明光は、
ダイクロイックミラーＤＣＭ、及びコンデンサーレンズ
３を介してビームスプリッター２で反射され、可変開口
絞り１８を介して光電検出器２０に入射する。光電検出
器（フォトマルチプライヤ等）２０は入射光の強度に応
じた光電信号を信号処理回路１６に出力し、信号処理回
路１６は干渉計７からの位置情報も入力して、所定の演
算処理によりアライメントマークの位置（すなわち、干
渉計７によって規定される直交座標系ＸＹ上での座標
値）を算出する。

【００１６】ここで、図４に示すように可変開口絞り１
８は、４枚の可動ブレード１８Ａ〜１８Ｄから構成され
ており、駆動系１９によって各ブレードは独立に駆動さ
れる。これによって、可変開口絞り１８の開口径、形
状、位置を任意に変更することが可能となっている。ま
た、可変開口絞り１８は光電検出器２０の受光面に極近
接して配置されており、光電検出器２０の受光面は投影
光学系ＰＬの瞳面（フーリエ変換面）Ｅｐと共役な面、
すなわちレチクルＲのパターン面に対するフーリエ変換
面Ｅｐ’内に配置されている。尚、図１では露光用光源
とは別に光源ＬＳを設けていたが、例えば特開昭６４−
１０１０５号公報に開示されているように、露光用照明
光学系中にビームスプリッターを設け、ここで露光光Ｉ
Ｌの一部を分岐して光ファイバー、またはミラー等によ
り基準部材ＦＭまで導くように構成しても良い。

【００１７】さて、上記構成の投影露光装置（図１）で
は使用するレチクルにより、アライメントマークの種類
（材質、ピッチ等）が異なることが予想され、特にシフ
ター遮光型やハーフトーン型の位相シフトレチクルでは
マーク検出が困難になり得る。従って、本実施例ではい
かなるレチクルであってもマーク検出を可能とするた
め、レチクル毎にマークに対して検出条件が最適となる
ように、駆動系１９により可変開口絞り１８の開口径等
を変更するようにする。駆動系１９は主制御系１５の動
作指令により動作するが、このときの開口径等の設定条
件はバーコードリーダー１７によりレチクルＲ上のバー
コードパターンＢＣを読み、その情報に基づいて設定を
行うようにする。尚、オペレータがキーボードにより上
記情報を主制御系１５に入力するようにしても良い。

【００１８】ここで、レチクルＲ上のバーコードパター
ンＢＣに上記設定条件を記入しておいても良いし、ある
いは主制御系１５はレチクル名とそれに対応する設定条
件とを予め記憶（入力）しておき、バーコードパターン
ＢＣに記されたレチクル名と上記記憶内容とを照合し
て、最適な設定条件を選び出すようにしても良い。ま
た、上記設定条件の代わりにレチクル上のマークの種類
（材質）や形成条件（線幅、ピッチ等）をバーコードパ
ターンＢＣに記入する、あるいは主制御系１５に記憶す
るようにしても良い。この場合、主制御系１５は上記種
類や形成条件から可変開口絞り１８の設定条件を決定す
ることになる。

【００１９】ところで、主制御系１５はレチクルＲのマ
ークに応じて可変開口絞り１８の開口径等を変更する
他、装置全体を統括制御する。ステージコントローラ１
３は、主制御系１５からの位置決め目標値（座標値）に
従い、干渉計７からの位置情報を用いて駆動系９をサー
ボ制御する。次に、本実施例による装置の動作、特にレ
チクルアライメント動作を簡単に説明する。本実施例で
はシフター遮光型の位相シフトレチクルを用いることと
し、アライメントマークとしては位相シフター（位相シ
フト透過部）と光透過部とが交互に配列された回折格子
マークが形成されているものとする。ここで、図３中に
回折格子マークの一例を示す。回折格子マークＡＬ₁(例
えば図１中のマークＲＹ₁に相当）は、Ｘ方向に延びた
直線状の位相シフターがピッチＰ_RでＹ方向に配列され
たものである。また、位相シフターはその透過光の位相
が光透過部の透過光に対してほぼ（２ｎ＋１）π(rad)
だけずれるような膜厚で形成されている。尚、基準部材
ＦＭ上のスリットマークＳＹのＹ方向の幅、又は回折格
子マークＡＬ₁のピッチＰ_Rは、図３に示すようにスリ
ットマークＳＹの投影像ＳＹ’のＹ方向の幅Ｗ_Yがピッ
チＰ_Rと同程度以上となるように定められているものと
する。

【００２０】図１において、レチクルＲがレチクルステ
ージＲＳにローディングされる際、バーコードリーダー
１７はバーコードパターンＢＣを読み、パターンＢＣに
記された情報を主制御系１５に出力する。主制御系１５
は当該情報、すなわちレチクル上のマークの種類や形成
条件に基づいて、マーク位置を検出可能とするための可
変開口絞り１８の設定条件を決定する。

【００２１】ここで、本実施例では図３中の回折格子マ
ークＡＬ₁をアライメントマークとして使用することと
した。このため、図３の如くスリットマークＳＹの投影
像ＳＹ’と回折格子マークＡＬ₁とをＹ方向に相対移動
したとき、回折格子マークＡＬ₁からは０次光がほとん
ど発生しない。従って、回折格子マークＡＬ₁から発生
する１次以上の回折光を可変開口絞り１８で遮光する
と、光電検出器２０からは図３の如き光電信号が出力さ
れることになる。すなわち、位相シフターで構成された
マークＡＬ₁であっても、その位置を検出することが可
能となる。

【００２２】そこで、図５を参照して可変開口絞り１８
の設定方法を詳しく説明する。図５は、投影光学系ＰＬ
から光電検出器２０までの光路を模式的に表した図であ
る。図５において、アライメントマークＡＬ₁に照明光
ＭＬ（投影像ＳＹ')が照射されると、マークＡＬ₁から
は±１次回折光Ｄｐ、Ｄｍが発生する。このとき、照明
光ＭＬの波長をλとすると、１次光の回折角θは sinθ
＝λ／Ｐ_Rとなる。

【００２３】ところで、アライメントマークＡＬ₁から
発生する光を光電検出器２０に導く受光光学系（図では
コンデンサーレンズ３のみ）の実質的な開口数ＮＡは、
コンデンサーレンズ３の開口数と瞳共役面Ｅｐ’内での
光電検出器２０の受光面２０Ａの大きさとで一義的に定
められる。ここで、可変開口絞り１８を設けない場合、
開口数ＮＡはＮＡ＝ sinψと表される。従って、ＮＡ＞
sinθなる関係が成り立つため、±１次回折光Ｄｐ、Ｄ
ｍは受光面２０Ａに入射することになる。

【００２４】以上のことから、本実施例では±１次回折
光Ｄｐ、Ｄｍが受光面２０Ａに入射しない、すなわちＮ
Ａ＜ sinθなる関係が成り立つように可変開口絞り１８
の開口径を決定する。この結果、図５に示すように±１
次回折光Ｄｐ、Ｄｍは可変開口絞り１８で遮光されるこ
とになり、光電検出器２０からは図３の如き光電信号が
得られる。

【００２５】さて、主制御系１５は前述の如く可変開口
絞り１８の設定条件（開口径）を決定した後、駆動系１
９によって可変開口絞り１８の各可動ブレードを駆動す
る。次に、ウエハステージＷＳをＹ方向に微動して、ス
リットマークＳＹの投影像とアライメントマークＡＬ
₁(ＲＹ₁)とを相対移動させる。このとき、信号処理回路
１６は光電検出器２０からの光電信号と干渉計７からの
位置信号とを入力し、所定の演算処理、例えば図３の如
く所定のスライスレベルＳＬで波形処理を行うことによ
りアライメントマークＲＹ₁のＹ方向の位置（座標値Ｙ
₀)を算出する。以下、上記と全く同様の動作で残り３つ
のアライメントマークＲＹ₂、ＲＸ₁、ＲＸ₂の各位置
を求め、これらの座標値に基づいて直交座標系ＸＹに対
するレチクルＲのＸ、Ｙ、及び回転方向のずれ量を算出
する。しかる後、各ずれ量が零となるようにレチクルス
テージＲＳを微動する。これにより、レチクルアライメ
ントが終了する。

【００２６】以上の通り本実施例では、レチクルＲ上の
アライメントマークの種類（材質、ピッチ等）に応じて
可変開口絞り１８の開口径を調整するため、シフター遮
光型やハーフトーン型の位相シフトレチクルであって、
かつ回路パターンと同一工程で形成されたアライメント
マークをそのまま用いても、当該マークを精度良く検出
することができる。尚、本実施例ではシフター遮光型の
位相シフトレチクルについて述べたが、例えば通常レチ
クルを用いる場合には、遮光性の回折格子マークから発
生する０次光と１次回折光とが共に光電検出器２０に入
射するように、可変開口絞り１８の開口径を制御すれば
良い。また、本実施例ではレチクルアライメントについ
て説明したが、例えば特開昭６４−１０１０５号公報に
開示されているように、ベースライン計測時にレチクル
上のマークを検出する場合にも、上記と全く同様の動作
で可変開口絞り１８を駆動すると良い。

【００２７】ところで、本実施例では基準部材ＦＭに照
明光ＭＬを照射する照明系（ＬＳ、１０〜１２）のコヒ
ーレンスファクター（σ値）について何も述べていなか
ったが、σ値は０．１〜０．４程度に定めておくことが
望ましい。このことについて、図６を参照して説明す
る。図６は図５中の可変開口絞り１８をレチクル側から
見た様子を示しており、図６（Ａ）はσ値が０．２のと
き、図６（Ｂ）はσ値が０．６のときである。

【００２８】図６（Ａ）では、可変開口絞り１８（瞳共
役面Ｅｐ')上で±１次回折光Ｄｐ、Ｄｍと０次光（実際
には発生しない）Ｄ₀とが分離している。これに対して
図６（Ｂ）では、±１次回折光Ｄｐ、Ｄｍと０次光Ｄ₀
とが一部重畳している。すなわち、アライメントマーク
のピッチにも依るが、σ値が大きい（例えば０．５以上
である）と、上記実施例の如く可変開口絞り１８の開口
径を調整しても、光電検出器２０に±１次回折光Ｄｐ、
Ｄｍの一部が混入し、光電信号のコントラストが低下し
得る。このため、可変開口絞り１８の駆動に連動して照
明系のσ値を０．１〜０．４程度に定めると良い。

【００２９】図７はσ可変機構を備えた照明系の一例を
模式的に示す図であり、図１と同じ部材には同一の符号
を付している。図７において、光ファイバー１０の射出
面は投影光学系ＰＬの瞳面Ｅｐと共役な面Ｅｐ''内に配
置されており、この射出面に極近接して可変開口絞り２
１が設けられている。可変開口絞り２１は、例えば可変
開口絞り１８（図４）と同一の構成であり、駆動系２２
によって各可動ブレードを独立に駆動することで、開口
径を任意に調整することが可能となっている。従って、
主制御系１５はバーコードパターンＢＣの情報からレチ
クルが位相シフトレチクルであると判断したとき、可変
開口絞り１８（図１）の駆動に連動して可変開口絞り２
１を駆動してσ値を変更する。このとき、アライメント
マークのピッチまでも考慮し、変更前のσ値では０次光
と１次回折光とが重畳し得るときのみ、可変開口絞り２
１を駆動してσ値を変更するようにしても良い。

【００３０】尚、上記の如きσ可変機構（２１、２２）
を設ける代わりに、σ値を変更せずとも０次光と１次回
折光とが重畳しないように、予め照明系のσ値に応じて
アライメントマークのピッチを微細に形成しておくだけ
でも良い。また、可変開口絞り１８、２１は共に４枚の
可動ブレードから構成するものとしたが、その構成は任
意で良い。さらに、開口径や開口位置が互いに異なる複
数の絞りをターレット板やスライダーに設け、複数の絞
りの各々を交換可能に、光電検出器２０の受光面近傍に
配置するように構成しても良い。

【００３１】次に、図８〜図１２を参照して上記装置
（図１）に好適なアライメントマークについて説明す
る。図８〜図１２のアライメントマークはいずれも回路
パターンと同一工程で、レチクル（ガラス基板）に位相
シフター、又は半透明部材を被着して形成したものであ
る。また、位相シフターや半透明部材の透過光の位相
は、光透過部（基板裸面部）の透過光に対してπ(rad)
だけずれるものとする。

【００３２】図８（Ａ）において、十字状のアライメン
トマークＡＬ₂はＸ、Ｙ方向のマーク幅が共に等しく、
かつマーク幅ｔがマーク検出系（図１中のＬＳ、１０〜
１２、ＦＭ、ＰＬ、３、２、１８、２０）の検出分解能
より小さくなるように定められている。換言すれば、マ
ーク幅ｔはスリットマークの投影像ＳＹ’のＹ方向の幅
より狭くなるように定めれており、特に投影像ＳＹ’の
幅の１／２以下にすることが望ましい。

【００３３】さて、図１の装置においてアライメントマ
ークＡＬ₂と投影像ＳＹ’とをＹ方向に相対走査したと
き、マークＡＬ₂からは０次光が発生せず、かつＸ方向
に延びたエッジから発生する散乱光は可変開口絞り１
８、特に可動ブレード１８Ａ、１８Ｂで遮光されること
になる。従って、光電検出器２０から出力される光電信
号は図８（Ｂ）のようになる。この結果、位相シフター
や半透明部材でアライメントマークを形成した場合で
も、遮光部材でアライメントマークを形成した場合と同
様に、簡易にアライメントマークの位置を検出すること
ができる。

【００３４】図９（Ａ）に示すように、アライメントマ
ークＡＬ₃はＸ、Ｙ方向の各々にドットマークをピッチ
Ｐ_gで配列した十字状の回折格子マークである。尚、
Ｘ、Ｙ方向のマーク幅ｔは任意の値で良いが、投影像Ｓ
Ｙ’の幅と同程度、もしくはそれ以下に定めることが望
ましい。さて、図１の装置においてアライメントマーク
ＡＬ₃と投影像ＳＹ’とをＹ方向に相対走査したとき、
マークＡＬ₃からは０次光が発生せず、Ｘ方向に延びた
エッジから発生する散乱光、及びＹ方向に延びたエッジ
から発生する回折光は共に可変開口絞り１８で遮光され
る。従って、光電検出器２０から出力される光電信号は
図９（Ｂ）のようになり、精度良くアライメントマーク
の位置を検出することが可能となっている。

【００３５】ところで、マーク検出系（受光光学系）の
開口数をＮＡ、照明光ＭＬの波長をλとし、アライメン
トマークＡＬ₃のピッチＰ_gを、Ｐ_g＜λ／ＮＡなる関
係を満足するように定めると、マークＡＬ₃から発生す
る１次回折光は光電検出器２０（受光面）に入射しな
い。すなわち、可変開口絞り１８を設けなくても、図９
（Ｂ）の如き光電信号を得ることができ、正確なアライ
メントマークの位置検出が可能となる。また、アライメ
ントマークＡＬ₃に照明光を照射する照明系のσ値は
０．１〜０．４程度に定めることが望ましい。これはσ
値が小さいと、位相シフター、又は半透明部材を透過し
た光とガラス基板のみを透過した光との可干渉性が向上
するためである。従って、光電信号のコントラストが高
くなり、検出精度を向上させることが可能となる。実験
によれば、σ値を０．４以下にすると、光電信号のコン
トラストが向上し、さらにσ値を０．２〜０．３に設定
した場合、最もコントラストの高い光電信号を得ること
ができた。

【００３６】また、図１０（Ａ）に示すようにアライメ
ントマークＡＬ₄は、Ｘ、Ｙ方向の各々にバーマークを
ピッチＰ_Rで配列した十字状の回折格子マークであり、
基本構成は図３中のアライメントマークＡＬ₁と同一で
ある。ここで、上記実施例では可変開口絞り１８を用い
てアライメントマークＡＬ₁から発生する１次以上の回
折光を遮光するため、当該マークＡＬ₁のピッチＰ_Rは
任意の値で構わない。そこで、逆にアライメントマーク
ＡＬ₁又はＡＬ₄のピッチＰ_Rを、Ｐ_R＜λ／ＮＡなる
関係に定めると、マークＡＬ₄から発生する１次以上の
回折光は光電検出器２０（受光面）に入射しない。すな
わち、可変開口絞り１８を設けなくても、図１０（Ｂ）
の如き光電信号を得ることができ、正確なアライメント
マークの位置検出が可能となる。

【００３７】以上の説明では、レチクル上のアライメン
トマークに対して照明光を照射し、当該マークを透過し
た光を光電検出していたが、当然ながらアライメントマ
ークで反射した光を光電検出するようにしても構わな
い。但し、アライメントマークからの反射光を受光する
場合、当該マークからは０次光がほとんど発生せず、し
かもマーク以外、すなわち光透過部（基板裸面部）から
の正反射光の強度も低い。従って、上記実施例の如くア
ライメントマーク（ＡＬ₁、ＡＬ₃、ＡＬ₄)からの１次
回折光（Ｄｐ、Ｄｍ）を遮光してしまうと、光電信号の
コントラストは非常に低くなり、アライメントマークの
位置を正確に検出することができなくなる。そこで、こ
のような場合にはレチクルから発生する光のうち１次回
折光は遮光せず、正反射光（０次光）のみを遮光するよ
うに、可変開口絞り１８の開口径、開口位置の調整を行
うようにする。これにより、マーク検出系が反射光を受
光するような系であっても、アライメントマークの位置
を正確に検出することが可能となる。但し、アライメン
トマークＡＬ₁のピッチＰ_Rは、Ｐ_R≧λ／ＮＡなる関
係を満足するように定める必要がある。

【００３８】さて、上記装置（図１）に好適なアライメ
ントマークの説明を続ける。図１１（Ａ）に示すよう
に、アライメントマークＡＬ₅は２つの矩形状パターン
ＡＬ_5a、ＡＬ_5bを組み合わせたものである。すなわちア
ライメントマークＡＬ₅は、矩形状パターンＡＬ_5aの一
辺と矩形状パターンＡＬ_5bの一辺とが共に走査方向（Ｙ
方向）と直交する方向（Ｘ方向）に延びた同一の直線上
に存在し、かつ当該直線に関して矩形状パターンＡＬ_5a
とＡＬ_5bとが左右に分かれて配置されている。

【００３９】従って、アライメントマークＡＬ₅と投影
像ＳＹ’とをＹ方向に相対走査すると、光電検出器２０
から出力される光電信号は図１１（Ｂ）のようになる。
図１１（Ｂ）から明らかなように、光電信号はアライメ
ントマークＡＬ₅の両端のエッジに比べて、矩形状パタ
ーンＡＬ_5aとＡＬ_5bとの境界部のエッジで信号レベルが
大幅に下がっている。この結果、上記境界部付近での信
号波形を用いることで、精度良くアライメントマークの
位置を検出することが可能となる。

【００４０】ここで、図１１（Ａ）では２つの矩形状パ
ターンＡＬ_5a、ＡＬ_5bを点対称に配置している。従っ
て、例えばアライメントマークＡＬ₅に対して主光線が
傾いた状態で照明光が入射しても、その影響を２つの矩
形状パターンＡＬ_5a、ＡＬ_5bの境界部のエツジ間で打ち
消し合うことができ、マーク位置の検出精度の低下を防
止できる。

【００４１】また、図１２（Ａ）に示すようにアライメ
ントマークＡＬ₆は、５つの矩形状パターンＡＬ_6a〜Ａ
Ｌ_6eを組み合わせたものである。すなわちアライメント
マークＡＬ₆は、図１１（Ａ）のアライメントマークＡ
Ｌ₅と同一条件で、５つの矩形状パターンＡＬ_6a〜ＡＬ
_6eを走査方向（Ｙ方向）に繰り返して配置したものであ
る。従って、アライメントマークＡＬ₆と投影像ＳＹ’
とをＹ方向に相対走査すると、光電検出器２０から出力
される光電信号は図１２（Ｂ）のようになる。図１２
（Ｂ）から明らかなように、光電信号は５つの矩形状パ
ターンＡＬ_6a〜ＡＬ_6eの４つの境界部のエッジの各々で
信号レベルが大幅に低下している。この結果、の両端の
エッジに比べて、矩形状パターンＡＬ_5aとＡＬ_5bとの境
界部のエッジで信号レベルが大幅に下がっている。そこ
で、本例では各境界部付近での信号波形を用いて４つの
エッジの位置を検出し、この４つのエッジ位置からマー
ク位置を決定する。この結果、図１１（Ａ）のアライメ
ントマークＡＬ₅に比べてマーク位置の検出精度が向上
し、しかも計測再現性までも向上させることが可能とな
る。

【００４２】以上、図１の装置に好適なアライメントマ
ークについて説明したが、図８（Ａ）、図９（Ａ）、図
１０（Ａ）ではＸ、Ｙ方向の位置検出に適用可能とする
ため、アライメントマークＡＬ₂〜ＡＬ₄を十字状マー
クとした。しかしながら、アライメントマークの形状は
任意で良く、例えば図３の如き直線状マークとしても良
い。

【００４３】さらにアライメントマークＡＬ₃を直線状
マークとし、かつ当該マークを走査方向に所定ピッチで
複数本配列したマルチマークを用いるようにしても良
い。このとき、複数本の直線状マークの配置間隔は、マ
ーク検出系の検出分解能と同程度以上、換言すれば投影
像ＳＹ’の幅と同程度以上に定めることが望ましい。
尚、アライメントマークＡＬ₂、又はＡＬ₄を直線状マ
ークとしてマルチマークを構成しても良い。

【００４４】また、図１１（Ａ）では矩形状パターンＡ
Ｌ_5aの一辺と矩形状パターンＡＬ_5bの一辺とを同一直線
上に配置するものとしたが、マーク検出系の検出分解能
（すなわち投影像ＳＹ’の幅）以下の範囲内であれば、
両者を走査方向に離して配置しても良い。この場合、２
つの矩形状パターンＡＬ_5a、ＡＬ_5bを走査方向と直交す
る方向（Ｘ方向）にずらして配置する必要はなく、両者
を走査方向に並べて配置しても良い。

【００４５】次に、本発明の第２実施例による投影露光
装置について説明する。本実施例では、撮像素子を用い
てレチクル上のマークを検出するものとし、ここでは第
１実施例との差異のみ説明する。第１実施例との差異
は、基準部材ＦＭ及びマーク検出系（受光光学系）の構
成であり、他の構成は第１実施例（図１）と全く同様で
ある。図１３は本実施例で使用する基準部材ＦＭの構成
を示す図、図１４は図１３中の透明窓ＷＹの具体的な構
成を示す図、図１５は本実施例におけるマーク検出系、
特に受光光学系の具体的な構成を示す図である。

【００４６】図１３に示すように、基準部材ＦＭ上には
２組の透明窓ＷＸ、ＷＹが形成されており、さらに各窓
内には遮光部材（クロム等）によって２組の回折格子マ
ークが形成されている。ここで、図１４を参照して透明
窓ＷＹの具体的な構成について説明する。透明窓ＷＹ内
には、２組の回折格子マークＭＹ₁、ＭＹ₂が計測方向
（Ｙ方向）に所定間隔だけ離れて配置されている。回折
格子マークＭＹ₁、ＭＹ₂は共に、Ｘ方向に延びた３本
のバーマークをピッチＰ_fでＹ方向に配列したもので、
ピッチＰ_fは十分に大きな値（例えば４μｍ程度）に定
められている。尚、透明窓ＷＸ、ＷＹは第１実施例と全
く同様に、照明系（ＬＳ、１０〜１２）からの照明光Ｍ
Ｌによってその下面から照明される。

【００４７】ここで、本実施例では第１実施例と同様
に、アライメントマークＲＹ₁として図３中のマークＡ
Ｌ₁を用いるものとする。さらにアライメントマークＲ
Ｙ₁の上方にミラーＭＲを４５°に斜設し、レチクルＲ
を透過した光をミラーＭＲで垂直に折り曲げてマーク検
出系に導くように構成する。但し、図１５では説明を分
かり易くするため、マーク検出系（受光光学系３０〜３
３）をレチクルＲの上方に延ばして示している。

【００４８】さて、透明窓ＷＹを透過した光は投影光学
系ＰＬを介してレチクルＲに達し、そのパターン面に透
明窓ＷＹの像を結像する。さらにアライメントマークＲ
Ｙ₁を透過した光はミラーＭＲで反射した後、リレーレ
ンズ系３１、３２、及び可変開口絞り３０によって撮像
素子（ＣＣＤ等）３３の受光面に導かれる。可変開口絞
り３０は投影光学系ＰＬの瞳面Ｅｐと共役な面Ｅｐ’内
に配置されており、その構成は図４中の可変開口絞り１
８と同一である（図１６参照）。従って、駆動系３４に
よって可変開口絞り３０の各可動ブレードを独立に駆動
することで、面Ｅｐ’内での開口径、開口位置等を任意
に変更することができる。また、撮像素子３３（受光
面）はリレーレンズ系３１、３２に関してレチクルＲの
パターン面と共役な面内に配置されている。

【００４９】次に、本実施例のレチクルアライメント動
作について簡単に説明する。ここで、受光光学系（３０
〜３３）の開口数の最大値をＮＡ_maxとすると、本実施
例ではアライメントマークＲＹ₁をＰ_R≧λ／ＮＡ_max
なる関係を満足するようなピッチＰ_Rで形成しているも
のとする。従って、アライメントマークＲＹ₁からの±
１次回折光Ｄｐ、Ｄｍは必ず瞳共役面Ｅｐ’を通過する
ことになっている。また、本実施例では透明窓ＷＹ内に
２組の回折格子マークＭＹ₁、ＭＹ₂を形成している。
従って、図１６に示すように瞳共役面Ｅｐ’では、アラ
イメントマークＲＹ₁から発生する光、すなわち±１次
回折光Ｄｐ、Ｄｍの間を、回折格子マークＭＹ₁、ＭＹ
₂から発生する０次光ＲＤ₀、及び±１次回折光ＲＤ
ｐ、ＲＤｍが通過することになる。

【００５０】このため、本実施例では±１次回折光Ｄ
ｐ、Ｄｍのみを遮光するように、アライメントマークＲ
Ｙ₁のピッチＰ_R及び回折格子マークＭＹ₁、ＭＹ₂の
ピッチＰ_fに基づいて、可変開口絞り３０の設定条件
（開口径、開口位置等）を決定することになる。但し、
透明窓ＷＹを照明する照明系のσ値は０．２に定められ
ているものとする。また、両者のピッチＰ_R、Ｐ_fはＰ
_R＜Ｐ_f／Ｍ（Ｍ：投影光学系ＰＬの倍率）なる関係を
満足するように、例えば２Ｐ_R＝Ｐ_f／Ｍなる関係で形
成されているものとする。従って、瞳共役面Ｅｐ’内で
２つのマークからの光が部分的でも重畳することはなく
なる。

【００５１】以上のことから、アライメントマークＲＹ
₁が位相シフター、又は半透明部材のみで構成されてい
ても、撮像素子３３は回折格子マークＭＹ₁、ＭＹ₂と
共に当該マークＲＹ₁までも検出することが可能となっ
ている。このとき、アライメントマークＲＹ₁は撮像素
子３３によって、１本の太い暗像として検出されること
になる。

【００５２】さて、主制御系１５はバーコードリーダー
１７からの情報（アライメントマークの材質、ピッチ
等）に基づいて、前述の如く可変開口絞り３０の設定条
件を決定する。さらに、この決定した条件に従って、駆
動系３４により可変開口絞り３０の各可動ブレードを駆
動する。このとき、照明系（ＬＳ、１０〜１２）のσ値
が大きければ、図７中の可変開口絞り２１を駆動してσ
値を０．２程度に設定する。しかる後、ウエハステージ
ＷＳを移動して、アライメントマークＲＹ₁に対して透
明窓ＷＹを位置決めする。

【００５３】次に、基準部材ＦＭに対して照明光ＭＬを
照射し、透明窓ＷＹを透過した光でアライメントマーク
ＲＹ₁を照明する。レチクルＲを透過した光はミラーＭ
Ｒで反射し、さらにリレーレンズ系３１、３２、及び可
変開口絞り３０を介して撮像素子３３に導かれ、その受
光面上にはアライメントマークＲＹ₁の像ＲＹ₁'と回折
格子マークＭＹ₁、ＭＹ₂の像ＭＹ₁'、ＭＹ₂'とが結像
される（図１７（Ａ))。図１７（Ａ）ではマーク像ＲＹ
₁'の５本のバーマークが分離しているが、実際には１本
の太いマーク（暗像）として観察される。撮像素子３３
からの画像信号（図１７（Ｂ))は信号処理回路１６に送
られ、ここでアライメントマークＲＹ₁と回折格子マー
クＭＹ₁、ＭＹ₂とのＹ方向の位置ずれ量が算出され
る。

【００５４】主制御系１５は、当該位置ずれ量と干渉計
７からの位置信号とから、アライメントマークＲＹ₁の
Ｙ方向の位置（座標値）を決定する。以下、上記と全く
同様の動作で残り３つのアライメントマークＲＹ₂、Ｒ
Ｘ₁、ＲＸ₂の各位置を求め、これらの座標値に基づい
て直交座標系ＸＹに対するレチクルＲのＸ、Ｙ、及び回
転方向のずれ量を算出する。しかる後、各ずれ量が零と
なるようにレチクルステージＲＳを微動する。これによ
り、レチクルアライメントが終了する。

【００５５】以上の通り本実施例では、シフター遮光型
やハーフトーン型の位相シフトレチクルであって、かつ
回路パターンと同一工程で形成されたアライメントマー
クをそのまま用いても、撮像素子を備えたマーク検出系
によってアライメントマークの位置を精度良く検出する
ことができる。尚、本実施例では図１４の如き透明窓Ｗ
Ｙに２組の回折格子マークＭＹ₁、ＭＹ₂を形成してい
た。しかしながら、回折格子マークＭＹ₁、ＭＹ₂を形
成せず、透明窓ＷＹの両端のＸ方向に延びた２本のエッ
ジを用いて上記の如き位置ずれ検出を行うようにしても
良い。

【００５６】ここで、本実施例においてアライメントマ
ークＲＹ₁のピッチＰ_Rを、Ｐ_R＜λ／ＮＡなる関係を
満足するように定めれば、当該マークＲＹ₁からの±１
次回折光Ｄｐ、Ｄｍはマーク検出系（撮像素子３３）に
入射しない。すなわち、可変開口絞り３０を設けずと
も、撮像素子３３からは図１７（Ｂ）の如き画像信号を
得ることができる。また、基準部材ＦＭ上に図１８
（ａ）の如き光透過性のスリットマークＳＭを形成し、
かつアライメントマークＲＹ₁として図１８（Ｂ）の如
きアライメントマークＡＬ₇を形成する。そして、両者
の像を撮像素子３３で検出し、信号処理回路１６は両者
の重なり部分のＸ方向の間隔を算出する。さらに主制御
系１５は、上記間隔から両者のＹ方向の位置ずれ量を算
出する。この結果、第２実施例に比べて位置ずれ量の計
測精度を向上させることが可能となる。尚、上記の如き
計測方法については、例えば特開平４−２０９５１８号
公報に開示されている。

【００５７】また、第１実施例では可変開口絞り１８を
用いていたが、光電検出器２０の代わりに、例えば図１
９に示すように複数個（図では５個）の受光面４０Ａ〜
４０Ｅを備えた光電検出器４０を設ければ、可変開口絞
り１８を設けずとも、アライメントマークの位置を精度
良く検出することができる。図１９の光電検出器４０を
用いる場合、アライメントマークＲＹ₁から発生する±
１次回折光Ｄｐ、Ｄｍは、図６（Ａ）から明らかなよう
に受光面４０Ｂ、４０Ｃに入射し、マーク以外の光透過
部を通過した光は受光面４０Ａに入射する。すなわち、
受光面４０Ａから出力される光電信号は図３のようにな
る。そこで、アライメントマークの種類（材質、ピッチ
等）に応じて使用すべき受光面を選択し、当該受光面か
ら光電信号のみを用いるようにすれば、第１実施例と同
様にアライメントマークの位置を正確に検出することが
できる。このとき、主制御系１５はバーコードパターン
ＢＣの情報（ピッチ等）に基づいて使用すべき受光面を
決定し、信号処理回路１６は先に決定された受光面から
の光電信号を用いてアライメントマークの位置を検出す
ることになる。

【００５８】以上の第１、第２実施例では、レチクルア
ライメントやベースライン計測に使用されるマーク検出
系に対して本発明を適用した場合について述べたが、レ
チクル上のマークを検出する系であれば、いかなる検出
方式の系であっても本発明を適用して同様の効果を得る
ことができる。例えばレチクル上のマークとウエハ上の
マークとを同時に検出するＴＴＲ(Through The Reticl
e) 方式のアライメントセンサーに本発明を適用しても
構わない。また、特開昭５９−９４０３２号公報に開示
されているように、ウエハステージＷＳに設けられた光
電検出器を用いてレチクル上のマーク像を検出するよう
な系に対しても、本発明をそのまま適用して同様の効果
を得ることできる。尚、アライメントマークに対して投
影光学系を介して照明光を照射する、あるいはアライメ
ントマークから発生した光を投影光学系を介して受光す
る場合には、基準部材に照射する照明光は露光用照明光
とほぼ同一波長域であることが望ましい。それ以外の場
合は、マーク検出系において露光波長と異なる照明光を
使用しても構わない。

【００５９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、シフター
遮光型やハーフトーン型の位相シフトレチクルであっ
て、回路パターンと同一工程で位相シフター、又は半透
明部材で形成されたマークであっても、当該マークの位
置を正確に検出することが可能となる。また、本発明は
マーク検出系に可変開口絞りを設けるだけなので、既に
製造ラインで使用されている投影露光装置でも、簡単な
改造を行うだけでマーク検出が可能となるといった利点
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による投影露光装置の概略
的な構成を示す図。

【図２】図１中の基準部材の具体的な構成を示す図。

【図３】第１実施例で使用されるアライメントマークの
構成、及び当該マークを用いたときに得られる光電信号
を示す図。

【図４】図１中の可変開口絞りの具体的な構成を示す
図。

【図５】第１実施例で使用されるマーク検出系、特に受
光光学系の具体的な構成を示す図。

【図６】（Ａ）はσ値が小さいときの図５中の可変開口
絞り近傍での光束分布を示す図、（Ｂ）はσ値が大きい
ときの図５中の可変開口絞り近傍での光束分布を示す
図。

【図７】基準部材に照明光を照射する照明系のσ可変機
構の構成を示す図。

【図８】（Ａ）は第１実施例の投影露光装置に好適なア
ライメントマークの別の構成を示す図、（Ｂ）は（Ａ）
のマークを用いたときに得られる光電信号を示す図。

【図９】（Ａ）は第１実施例の投影露光装置に好適なア
ライメントマークの別の構成を示す図、（Ｂ）は（Ａ）
のマークを用いたときに得られる光電信号を示す図。

【図１０】（Ａ）は第１実施例の投影露光装置に好適な
アライメントマークの別の構成を示す図、（Ｂ）は
（Ａ）のマークを用いたときに得られる光電信号を示す
図。

【図１１】（Ａ）は第１実施例の投影露光装置に好適な
アライメントマークの別の構成を示す図、（Ｂ）は
（Ａ）のマークを用いたときに得られる光電信号を示す
図。

【図１２】（Ａ）は第１実施例の投影露光装置に好適な
アライメントマークの別の構成を示す図、（Ｂ）は
（Ａ）のマークを用いたときに得られる光電信号を示す
図。

【図１３】本発明の第２実施例による投影露光装置で使
用される基準部材の構成を示す図。

【図１４】図１３中の透明窓の具体的な構成を示す図。

【図１５】本発明の第２実施例で使用されるマーク検出
系の構成を示す図。

【図１６】図１５中の可変開口絞り近傍での光束分布を
示す図。

【図１７】（Ａ）は撮像素子で検出されるマーク像を示
す図、（Ｂ）は撮像素子からの画像信号の一例を示す
図。

【図１８】（Ａ）は第２実施例の投影露光装置に好適な
基準部材上のマークの構成を示す図、（Ｂ）は（Ａ）の
マークを使用するときにレチクルに形成すべきマークの
構成を示す図。

【図１９】図１の投影露光装置で使用可能な光電検出器
の構成を示す図。

【図２０】従来の投影露光装置の概略的な構成を示す
図。

【図２１】図２０中のレチクルの具体的な構成を示す
図。

【図２２】（Ａ）は遮光部材で形成されたアライメント
マークを示す図、（Ｂ）は遮光マークをスポット光で走
査したときに得られる光電信号を示す図。

【図２３】（Ａ）は位相シフターで形成されたアライメ
ントマークを示す図、（Ｂ）は位相シフトマークをスポ
ット光で走査したときに得られる光電信号を示す図。

【符号の説明】

１０光ファイバー１５主制御系１６信号処理回路１８、２１、３０可変開口絞り２０、４０光電検出器３３撮像素子ＦＭ基準部材ＰＬ投影光学系ＲレチクルＷウエハＷＳウエハステージＡＬ₁〜ＡＬ₇ アライメントマーク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１照明光をマスクに形成されたパター
ンに照射する照明系と、前記マスクのパターンの像を基
板上に結像投影する投影光学系と、前記マスクに形成さ
れた基準マークに第２照明光を照射し、前記基準マーク
から発生する光を受光するマーク検出手段とを備えた投
影露光装置において、前記マーク検出手段は、前記基準マークから発生する光
を光電検出器に導く受光光学系と、該受光光学系中の前
記基準マークに対するフーリエ変換面、もくしはその近
傍面内に配置される可変開口絞りとを有し；前記基準マ
ークの種類に応じて前記可変開口絞りの開口径、及び／
又は開口位置を制御する制御手段とを備えたことを特徴
とする投影露光装置。
【請求項２】前記基準マークは、前記第１照明光に対
して所定の透過率を有する透過部と、該透過部を透過す
る光束に対してほぼ（２ｎ＋１）π（但し、ｎは整数）
の位相差を与える位相シフト透過部とを有し；前記制御
手段は、前記基準マークから発生する散乱光、又は回折
光が前記可変開口絞りで遮光されるように前記可変開口
絞りを制御することを特徴とする請求項１に記載の投影
露光装置。
【請求項３】前記基準マークは、前記第１照明光に対
して所定の透過率を有する透過部と、該透過部を透過す
る光束に対してほぼ（２ｎ＋１）π（但し、ｎは整数）
の位相差を与える位相シフト透過部とを有し；前記制御
手段は、前記基準マークから発生する散乱光、又は回折
光のみが前記光電検出器に入射するように前記可変開口
絞りを制御することを特徴とする請求項１に記載の投影
露光装置。
【請求項４】前記基準マークは、前記透過部と前記位
相シフト透過部とが交互に配列された回折格子状マーク
であることを特徴とする請求項２、又は３に記載の投影
露光装置。