JPH0650389B2 - マスク及び該マスクを用いる露光装置 - Google Patents
マスク及び該マスクを用いる露光装置Info
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- JPH0650389B2 JPH0650389B2 JP19358985A JP19358985A JPH0650389B2 JP H0650389 B2 JPH0650389 B2 JP H0650389B2 JP 19358985 A JP19358985 A JP 19358985A JP 19358985 A JP19358985 A JP 19358985A JP H0650389 B2 JPH0650389 B2 JP H0650389B2
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- 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
- G03F9/7073—Alignment marks and their environment
- G03F9/7076—Mark details, e.g. phase grating mark, temporary mark
-
- 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
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
Description
【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は半導体素子製造のフォトリソグラフィ工程で使
われるマスク、及びそのマスクを用いた露光装置に関
し、特にマスクの露光装置への位置合わせと、露光装置
によって露光される半導体ウェハとマスクとの位置合わ
せに於いて改良された露光装置に関する。
われるマスク、及びそのマスクを用いた露光装置に関
し、特にマスクの露光装置への位置合わせと、露光装置
によって露光される半導体ウェハとマスクとの位置合わ
せに於いて改良された露光装置に関する。
（発明の背景） 大規模集積回路（ＬＳＩ）パターンの微細化は年々進行
しているが、微細化に対する要求を満たし、且つ生産性
の高い回路パターン焼付け装置として縮小投影型露光装
置が普及してきている。従来より用いられてきたこれら
の装置においては、シリコンウェハに焼付けされるべき
パターンの何倍か（例えば５倍）のレチクルパターンが
投影レンズによって縮小投影され、１回の露光で焼付け
されるのはウェハ上で対角長２１mmの矩形よりも小さい
程度の領域である。従って直径１２５mm位のウェハ全面
にパターンを焼付けるには、ウェハをステージに載せて
一定距離移動させては露光を繰返す、いわゆるステップ
アンドリピート方式を採用している。
しているが、微細化に対する要求を満たし、且つ生産性
の高い回路パターン焼付け装置として縮小投影型露光装
置が普及してきている。従来より用いられてきたこれら
の装置においては、シリコンウェハに焼付けされるべき
パターンの何倍か（例えば５倍）のレチクルパターンが
投影レンズによって縮小投影され、１回の露光で焼付け
されるのはウェハ上で対角長２１mmの矩形よりも小さい
程度の領域である。従って直径１２５mm位のウェハ全面
にパターンを焼付けるには、ウェハをステージに載せて
一定距離移動させては露光を繰返す、いわゆるステップ
アンドリピート方式を採用している。
ＬＳＩの製造においては、数層以上のパターンがウェハ
上に順次形成されていくが、異なる層間のパターンの重
ね合せ誤差（位置ずれ）を一定値以下にしておかなけれ
ば、層間の導電または絶縁状態が意図するものでなくな
り、ＬＳＩの機能を果すことができなくなる。例えば１
μｍの最小線幅の回路に対しては、せいぜい0.2μｍ程
度の位置ずれしか許されない。
上に順次形成されていくが、異なる層間のパターンの重
ね合せ誤差（位置ずれ）を一定値以下にしておかなけれ
ば、層間の導電または絶縁状態が意図するものでなくな
り、ＬＳＩの機能を果すことができなくなる。例えば１
μｍの最小線幅の回路に対しては、せいぜい0.2μｍ程
度の位置ずれしか許されない。
一般に縮小投影型露光方式では、レティクル上のパター
ンの投影像と既に形成されたウェハ上のパターンとを重
ね合せるために、まず、レティクルを露光装置本体に位
置合せ（アライメント）して、その後にアライメントさ
れたレティクルに対して、ウェハのアライメントを行な
う。ウェハをアライメントする方法の一つにスルー・ザ
・レンズ（ＴＴＬ）方式が知られている。
ンの投影像と既に形成されたウェハ上のパターンとを重
ね合せるために、まず、レティクルを露光装置本体に位
置合せ（アライメント）して、その後にアライメントさ
れたレティクルに対して、ウェハのアライメントを行な
う。ウェハをアライメントする方法の一つにスルー・ザ
・レンズ（ＴＴＬ）方式が知られている。
ＴＴＬ方式の例として、露光波長の照明光を用いて、レ
ティクル上のアライメントマークとそれに対応したウェ
ハ上のアライメントマークを直接観察し、両マークの位
置合わせ度を計測する方法がある。
ティクル上のアライメントマークとそれに対応したウェ
ハ上のアライメントマークを直接観察し、両マークの位
置合わせ度を計測する方法がある。
従来のこの種の装置について第１０図をもって説明す
る。まず、レティクルアライメント光学系について述べ
る。レティクルＲ上には、レティクルをアライメントす
るためのレティクルアライメントマークＲｍが（十字マ
ーク）ある。露光波長の照明光４０は、ハーフミラー４
１を透過してレティクルアライメントマークＲｍを照明
する。レティクルアライメントマークの結像光は縮小投
影レンズＬｏを通り、ウェハＷと共役な位置におかれた
鏡面部ＰＰに結像し、反射してレティクルＲ上に再結像
する。この結像光はハーフミラー４１で反射して、結像
レンズ４２を通り又ハーフミラー４３で反射してスリッ
ト板４４上で結像する。このスリット４４を通過した光
は光電検出器４５に入る。この光電信号を用いてレティ
クルのアライメントを行なう。又、レティクルをアライ
メントする様子はＩＴＶカメラ４６によってモニタする
事が出来る。
る。まず、レティクルアライメント光学系について述べ
る。レティクルＲ上には、レティクルをアライメントす
るためのレティクルアライメントマークＲｍが（十字マ
ーク）ある。露光波長の照明光４０は、ハーフミラー４
１を透過してレティクルアライメントマークＲｍを照明
する。レティクルアライメントマークの結像光は縮小投
影レンズＬｏを通り、ウェハＷと共役な位置におかれた
鏡面部ＰＰに結像し、反射してレティクルＲ上に再結像
する。この結像光はハーフミラー４１で反射して、結像
レンズ４２を通り又ハーフミラー４３で反射してスリッ
ト板４４上で結像する。このスリット４４を通過した光
は光電検出器４５に入る。この光電信号を用いてレティ
クルのアライメントを行なう。又、レティクルをアライ
メントする様子はＩＴＶカメラ４６によってモニタする
事が出来る。
次に、ＴＴＬ（ステップ）アライメント光学系について
述べる。露光波長と同じ波長の照明光が、ライト・ガイ
ド５０に導かれ、集光レンズ５１によって視野絞り５２
を照明する視野絞り５２によって制限を受けた照明光は
ハーフミラー５３、リレーレンズ５４、ミラー５５を介
して、レティクル上を照明する。この光は投影レンズＬ
ｏを通ってウェハＷ上をも照明する。レティクル上にあ
るＴＴＬアライメントマークＳｍとウェハ上にあるＴＴ
ＬアライメントマークＷｍは共に結像位置関係にあるの
で、ミラー５５、レンズ系５４、ハーフミラー５３を通
ってＩＴＶカメラ５６上に結像される。そしてＴＶモニ
タ上のアライメントマークＳｍ、Ｗｍの像の相対位置関
係を求める事によって、レティクルとウェハを直接アラ
イメントする事が出来る。
述べる。露光波長と同じ波長の照明光が、ライト・ガイ
ド５０に導かれ、集光レンズ５１によって視野絞り５２
を照明する視野絞り５２によって制限を受けた照明光は
ハーフミラー５３、リレーレンズ５４、ミラー５５を介
して、レティクル上を照明する。この光は投影レンズＬ
ｏを通ってウェハＷ上をも照明する。レティクル上にあ
るＴＴＬアライメントマークＳｍとウェハ上にあるＴＴ
ＬアライメントマークＷｍは共に結像位置関係にあるの
で、ミラー５５、レンズ系５４、ハーフミラー５３を通
ってＩＴＶカメラ５６上に結像される。そしてＴＶモニ
タ上のアライメントマークＳｍ、Ｗｍの像の相対位置関
係を求める事によって、レティクルとウェハを直接アラ
イメントする事が出来る。
このように、従来レティクルアライメントの光学系とＴ
ＴＬアライメント光学系とは各々独立に、すなわち２系
統の光学系を必要とした。このため多くの光学系を設置
しなければならないという欠点があった。また、これら
光学系を置ける数も、位置と光学系の大きさの関係から
レティクル上、前後左右の４ケ所でその中で、２系統の
光学系で分配したため十分な数を設置出来ないという欠
点があった。さらにレティクルに設けるマークも、レテ
ィクルアライメント用のマークとＴＴＬ・アライメント
用のマークを２ケ所置かなければならないという不便が
あるのみならず、レティクル上に各種マークを形成する
のに各マークの配置を正確に管理しなければならなかっ
た。また、レティクルアライメント光学系とＴＴＬアラ
イメント光学系とが全く独立した光学系で構成されてい
るため、各光学系の配置誤差や機械的なドリフトに対し
て何らかの対策を考えておく必要があり、このことは装
置のアライメントシーケンスを複雑にする原因にもなっ
ていた。
ＴＬアライメント光学系とは各々独立に、すなわち２系
統の光学系を必要とした。このため多くの光学系を設置
しなければならないという欠点があった。また、これら
光学系を置ける数も、位置と光学系の大きさの関係から
レティクル上、前後左右の４ケ所でその中で、２系統の
光学系で分配したため十分な数を設置出来ないという欠
点があった。さらにレティクルに設けるマークも、レテ
ィクルアライメント用のマークとＴＴＬ・アライメント
用のマークを２ケ所置かなければならないという不便が
あるのみならず、レティクル上に各種マークを形成する
のに各マークの配置を正確に管理しなければならなかっ
た。また、レティクルアライメント光学系とＴＴＬアラ
イメント光学系とが全く独立した光学系で構成されてい
るため、各光学系の配置誤差や機械的なドリフトに対し
て何らかの対策を考えておく必要があり、このことは装
置のアライメントシーケンスを複雑にする原因にもなっ
ていた。
（発明の目的） 本発明はこれらの欠点を解決し、簡潔な構造で、理想的
な位置に、必要な数だけアライメント光学系が配置でき
るように、マスク（レティクル）アライメントマークと
ステップ（ＴＴＬ）アライメントマークとの配置の同一
化を計ったマスク（レティクル）を得ること、及びその
ような各マークが検出可能な露光装置を得ることを目的
とする。
な位置に、必要な数だけアライメント光学系が配置でき
るように、マスク（レティクル）アライメントマークと
ステップ（ＴＴＬ）アライメントマークとの配置の同一
化を計ったマスク（レティクル）を得ること、及びその
ような各マークが検出可能な露光装置を得ることを目的
とする。
（発明の概要） 本発明は、フォトリソグラフィ用の露光装置に位置合わ
せするためのマスク・アライメントマーク（ＲＹ、Ｒ
Ｔ、ＲＸ）が形成される第１領域（ＭＡ）と、前記露光
装置によって露光される基板（ウェハＷ）上に形成され
たアライメントマーク（ＷＳ）と同時に検出し得るステ
ップ・アライメントマーク（ＳＹ、ＳＴ、ＳＸ）が形成
される第２領域（ＳＡ）とを有するマスク（レチクル
Ｒ）であって、前記第１領域内の所定位置に前記第２領
域を設けることを技術的要点とし、さらにそのマスクと
前記基板（ウェハＷ）とを相対的に位置合わせする露光
装置であって、前記マスク・アライメントマークとステ
ップ・アライメントマークとを共通に観察する対物光学
系（７、８、９、１０）と； 該対物光学系を介して前記マスク・アライメントマーク
の像を光電検出するための第１の検出光学系（１１、１
２、１３、１４、１５、１６）と； 前記対物光学系を介して前記ステップ・アライメントマ
ークの像を光電検出するための第２の検出光学系
（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｐ１、Ｇ２、Ｐ２、２０、
２１、２２、２３、２４）と； 前記ステップ・アライメントマークの検出時に、前記対
物光学系を介して前記第２領域のみを照明し得る照明光
学系（１、２、３、４、５、６）とを設けることを技術
的要点としている。
せするためのマスク・アライメントマーク（ＲＹ、Ｒ
Ｔ、ＲＸ）が形成される第１領域（ＭＡ）と、前記露光
装置によって露光される基板（ウェハＷ）上に形成され
たアライメントマーク（ＷＳ）と同時に検出し得るステ
ップ・アライメントマーク（ＳＹ、ＳＴ、ＳＸ）が形成
される第２領域（ＳＡ）とを有するマスク（レチクル
Ｒ）であって、前記第１領域内の所定位置に前記第２領
域を設けることを技術的要点とし、さらにそのマスクと
前記基板（ウェハＷ）とを相対的に位置合わせする露光
装置であって、前記マスク・アライメントマークとステ
ップ・アライメントマークとを共通に観察する対物光学
系（７、８、９、１０）と； 該対物光学系を介して前記マスク・アライメントマーク
の像を光電検出するための第１の検出光学系（１１、１
２、１３、１４、１５、１６）と； 前記対物光学系を介して前記ステップ・アライメントマ
ークの像を光電検出するための第２の検出光学系
（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｐ１、Ｇ２、Ｐ２、２０、
２１、２２、２３、２４）と； 前記ステップ・アライメントマークの検出時に、前記対
物光学系を介して前記第２領域のみを照明し得る照明光
学系（１、２、３、４、５、６）とを設けることを技術
的要点としている。
（実施例） 第１図は本発明の実施例による縮小投影型露光装置のア
ライメント光学系の概略的な構造を示す斜視図である。
第１図において、本発明の一実施例でもあるレチクルＲ
は、その中心ＲＣが投影レンズＬｏの光軸ＡＸと一致す
るように位置決めされているものとする。レチクルＲに
は露光すべき回路パターン等が描かれた矩形のパターン
領域ＰＡと、その周辺の３ケ所にレチクルアライメント
のためのマークＲＹ、ＲＸ、ＲＴが設けられたマーク領
域ＭＡとが形成されている。ここでレチクルＲ上のマー
ク領域ＭＡ内のアライメントマークの配置について、第
２図を参照して詳述する。第２図においては代表してマ
ークＲＹのみについて図示するが、他のマークについて
も同様である。マーク領域ＭＡはレチクルＲ上でほぼ５
mm×５mm角の正方形な領域であり、そのｙ方向の中心位
置に、ｘ方向に線状に伸びたマークＲＹが形成される。
マーク領域ＭＡはレチクルＲの光透過部として形成さ
れ，その周辺に斜線で示した部分はクロム等を蒸着した
遮光層である。この遮光層は必ずしも必要なものではな
い。マークＲＹもクロム等の遮光層として作られてい
る。このマーク領域ＭＡが本発明における第１領域であ
る。そしてマークＲＹの延長線はレチクルＲの中心ＲＣ
を通るように定められている。この線状のマークＲＹの
中央部（マーク領域ＭＡ内の中心部）は、本発明の第２
領域としてのステップ・アライメントマーク領域ＳＡに
よって二分されている。マーク領域ＳＡはレチクルＲ上
で２５０μｍ×２５０μｍ角の寸法である。第３図はス
テップ・アライメントマーク領域ＳＡの拡大図であり、
マーク領域ＳＡは正方形の遮光層による枠ＦＬで区画さ
れており、その枠ＦＬ内に２本の挾み込み用のステップ
マークＳＹａ、ＳＹｂが平行に設けられている。このマ
ーク領域ＳＡの中心点ＣＣを通り、直交座票系ｘｙのＸ
軸と平行な線をｌ３とし、Ｙ軸と平行な線をｌ４とする
と、線ｌ３はレチクルアライメントマークＲＹの中心線
でもあり、その延長線上にレチクルＲの中心ＲＣが位置
する。またマーク領域ＳＡの中心点ＣＣは、本実施例で
はマーク領域ＭＡの中心点と一致するように定められて
いる。アライメントマークＳＹａ、ＳＹｂは線ｌ３に対
して線対称に配置されるとともに、先端部は階段状に先
細るような形状となっている。これはウェハ上のマーク
等をマークＳＹａ、ＳＹｂによって挾み込んで目視観察
する際に、挾み込み状態の判断を容易にするためであ
る。尚、マーク領域ＳＡ内には投影レンズを介した焦点
合わせチェックのために、ライン・アンド・スペース状
のパターンＦＣが形成されている。
ライメント光学系の概略的な構造を示す斜視図である。
第１図において、本発明の一実施例でもあるレチクルＲ
は、その中心ＲＣが投影レンズＬｏの光軸ＡＸと一致す
るように位置決めされているものとする。レチクルＲに
は露光すべき回路パターン等が描かれた矩形のパターン
領域ＰＡと、その周辺の３ケ所にレチクルアライメント
のためのマークＲＹ、ＲＸ、ＲＴが設けられたマーク領
域ＭＡとが形成されている。ここでレチクルＲ上のマー
ク領域ＭＡ内のアライメントマークの配置について、第
２図を参照して詳述する。第２図においては代表してマ
ークＲＹのみについて図示するが、他のマークについて
も同様である。マーク領域ＭＡはレチクルＲ上でほぼ５
mm×５mm角の正方形な領域であり、そのｙ方向の中心位
置に、ｘ方向に線状に伸びたマークＲＹが形成される。
マーク領域ＭＡはレチクルＲの光透過部として形成さ
れ，その周辺に斜線で示した部分はクロム等を蒸着した
遮光層である。この遮光層は必ずしも必要なものではな
い。マークＲＹもクロム等の遮光層として作られてい
る。このマーク領域ＭＡが本発明における第１領域であ
る。そしてマークＲＹの延長線はレチクルＲの中心ＲＣ
を通るように定められている。この線状のマークＲＹの
中央部（マーク領域ＭＡ内の中心部）は、本発明の第２
領域としてのステップ・アライメントマーク領域ＳＡに
よって二分されている。マーク領域ＳＡはレチクルＲ上
で２５０μｍ×２５０μｍ角の寸法である。第３図はス
テップ・アライメントマーク領域ＳＡの拡大図であり、
マーク領域ＳＡは正方形の遮光層による枠ＦＬで区画さ
れており、その枠ＦＬ内に２本の挾み込み用のステップ
マークＳＹａ、ＳＹｂが平行に設けられている。このマ
ーク領域ＳＡの中心点ＣＣを通り、直交座票系ｘｙのＸ
軸と平行な線をｌ３とし、Ｙ軸と平行な線をｌ４とする
と、線ｌ３はレチクルアライメントマークＲＹの中心線
でもあり、その延長線上にレチクルＲの中心ＲＣが位置
する。またマーク領域ＳＡの中心点ＣＣは、本実施例で
はマーク領域ＭＡの中心点と一致するように定められて
いる。アライメントマークＳＹａ、ＳＹｂは線ｌ３に対
して線対称に配置されるとともに、先端部は階段状に先
細るような形状となっている。これはウェハ上のマーク
等をマークＳＹａ、ＳＹｂによって挾み込んで目視観察
する際に、挾み込み状態の判断を容易にするためであ
る。尚、マーク領域ＳＡ内には投影レンズを介した焦点
合わせチェックのために、ライン・アンド・スペース状
のパターンＦＣが形成されている。
さて、第１図の説明に戻って、レチクルＲ上の３ケ所の
マーク領域ＭＡ内には、第２図、第３図に示したような
マーク領域ＳＡが同様に形成されている。そしてレチク
ルアライメントマークＲＹとＲＴはレチクルＲの中心Ｒ
Ｃを通る直線（第３図中のｌ３）上に設けられる。また
マークＲＸはその直線と直交し、中心ＲＣを通る直線上
に設けられる。いずれのマークＲＹ、ＲＴ、ＲＸも中心
ＲＣから放射方向に伸びた線状である。
マーク領域ＭＡ内には、第２図、第３図に示したような
マーク領域ＳＡが同様に形成されている。そしてレチク
ルアライメントマークＲＹとＲＴはレチクルＲの中心Ｒ
Ｃを通る直線（第３図中のｌ３）上に設けられる。また
マークＲＸはその直線と直交し、中心ＲＣを通る直線上
に設けられる。いずれのマークＲＹ、ＲＴ、ＲＸも中心
ＲＣから放射方向に伸びた線状である。
各マーク領域ＭＡは同様のアライメント光学系によって
観察され、マーク検出される。ただし、第１図では図面
を簡略化するため、マークＲＸを検出するアライメント
光学系は大部分を省略した。レチクルＲの露光用の照明
光と同一波長の照明光はオプチカルファイバー１から射
出し、集光レンズ２により視野絞り３上に集光される。
視野絞り３にはスリット状の開口部３ａと、小さな矩形
状の開口部３ｂとが設けられ、レチクルＲのアライメン
ト時には開口部３ａが、レチクルＲとウェハとのステッ
プ・アライメント時には開口部３ｂが選択されるように
可動となっている。視野絞り３を透過した照明光は反射
鏡４、リレーレンズ５を経て半透過鏡６で反射された
後、リレーレンズ７、反射鏡７、対物レンズ９、及び反
射鏡１０によってレチクルＲ上のマーク領域ＭＡに集光
される。視野絞り３の各開口部３ａ又は３ｂの像はリレ
ーレンズ５、７と対物レンズ９によって、レチクルＲの
裏面（投影レンズＬｏ側）であるパターン面に結像され
る。ここで開口部３ａはレチクルアライメントマークＲ
Ｙ、ＲＴ、ＲＸの長手方向と一致するようなスリット状
であり、マークＲＹ、ＲＴ、ＲＸをほぼ一様に照明し得
るような寸法に定められている。そして開口部３ｂは、
ステップ・アライメントマーク領域ＳＡのみを照明する
だけの形状寸法に定められている。尚，第３図に示した
枠ＦＬの幅は、開口部３ｂのレチクル上でのボケ量や，
絞り３の設定精度に見合って決定される。さて、レチク
ルアライメントマークＲＹ、ＲＴ、ＲＸからの光（厳密
には投影レンズを通り、鏡面で反射して戻ってきた光）
は反射鏡１０、対物レンズ９、反射鏡８、及びリレーレ
ンズ７の順に進み、半透過鏡６を透過した後リレーレン
ズ１１を通り、半透過鏡１２で２分割される。尚、レチ
クルアライメントマークＲＴを検出するアライメント光
学系には、リレーレンズ１１の後に平行平板ガラス（プ
レーンパラレル）Ｈが設けられる。このプレーンパラレ
ルＨは、マークＲＴを検出するアライメント光学系の検
出中心をレチクルＲ上でＹ方向に微調整するために設け
られたものである。
観察され、マーク検出される。ただし、第１図では図面
を簡略化するため、マークＲＸを検出するアライメント
光学系は大部分を省略した。レチクルＲの露光用の照明
光と同一波長の照明光はオプチカルファイバー１から射
出し、集光レンズ２により視野絞り３上に集光される。
視野絞り３にはスリット状の開口部３ａと、小さな矩形
状の開口部３ｂとが設けられ、レチクルＲのアライメン
ト時には開口部３ａが、レチクルＲとウェハとのステッ
プ・アライメント時には開口部３ｂが選択されるように
可動となっている。視野絞り３を透過した照明光は反射
鏡４、リレーレンズ５を経て半透過鏡６で反射された
後、リレーレンズ７、反射鏡７、対物レンズ９、及び反
射鏡１０によってレチクルＲ上のマーク領域ＭＡに集光
される。視野絞り３の各開口部３ａ又は３ｂの像はリレ
ーレンズ５、７と対物レンズ９によって、レチクルＲの
裏面（投影レンズＬｏ側）であるパターン面に結像され
る。ここで開口部３ａはレチクルアライメントマークＲ
Ｙ、ＲＴ、ＲＸの長手方向と一致するようなスリット状
であり、マークＲＹ、ＲＴ、ＲＸをほぼ一様に照明し得
るような寸法に定められている。そして開口部３ｂは、
ステップ・アライメントマーク領域ＳＡのみを照明する
だけの形状寸法に定められている。尚，第３図に示した
枠ＦＬの幅は、開口部３ｂのレチクル上でのボケ量や，
絞り３の設定精度に見合って決定される。さて、レチク
ルアライメントマークＲＹ、ＲＴ、ＲＸからの光（厳密
には投影レンズを通り、鏡面で反射して戻ってきた光）
は反射鏡１０、対物レンズ９、反射鏡８、及びリレーレ
ンズ７の順に進み、半透過鏡６を透過した後リレーレン
ズ１１を通り、半透過鏡１２で２分割される。尚、レチ
クルアライメントマークＲＴを検出するアライメント光
学系には、リレーレンズ１１の後に平行平板ガラス（プ
レーンパラレル）Ｈが設けられる。このプレーンパラレ
ルＨは、マークＲＴを検出するアライメント光学系の検
出中心をレチクルＲ上でＹ方向に微調整するために設け
られたものである。
さて、半透過鏡１２で反射したマークＲＹ、ＲＴ、ＲＸ
の像光は振動鏡１３で反射された後、フィールドレンズ
１４を透過して、スリットＳＳを有するスリット板１５
上に結像される。このスリット板１５上にはマークＲ
Ｙ、ＲＴ、ＲＸの像がスリットＳＳと平行になるように
結像し、振動鏡１３によってスリットＳＳの長手方向と
直交する方向に微小振動している。そしてスリットＳＳ
を透過したマークＲＹ、ＲＴ、ＲＸの像光はフォトマル
チプライヤ等の光電検出器１６に受光され、受光光量に
応じた電気信号に変換される。その電気信号を振動鏡１
３の駆動周波数（交流信号）で同期検波することによっ
て、スリットＳＳに対する各マークＲＹ、ＲＴ、ＲＸの
相対位置が正確に検出される。この検出方式は所謂光電
顕微鏡と呼ばれる公知の方式である。ここで、反射鏡１
０、対物レンズ９、反射鏡８、リレーレンズ７、半透過
鏡６、及びリレーレンズ１１によって、本発明の対物光
学系が構成され、振動鏡１３、フィールドレンズ１４、
スリット板１５、及び光電検出器１６によって本発明の
第１の検出光学系が構成され、オプチカルファイバー
１、集光レンズ２、視野絞り３、反射鏡４、及びリレー
レンズ５によって本発明の照明光学系が構成される。
の像光は振動鏡１３で反射された後、フィールドレンズ
１４を透過して、スリットＳＳを有するスリット板１５
上に結像される。このスリット板１５上にはマークＲ
Ｙ、ＲＴ、ＲＸの像がスリットＳＳと平行になるように
結像し、振動鏡１３によってスリットＳＳの長手方向と
直交する方向に微小振動している。そしてスリットＳＳ
を透過したマークＲＹ、ＲＴ、ＲＸの像光はフォトマル
チプライヤ等の光電検出器１６に受光され、受光光量に
応じた電気信号に変換される。その電気信号を振動鏡１
３の駆動周波数（交流信号）で同期検波することによっ
て、スリットＳＳに対する各マークＲＹ、ＲＴ、ＲＸの
相対位置が正確に検出される。この検出方式は所謂光電
顕微鏡と呼ばれる公知の方式である。ここで、反射鏡１
０、対物レンズ９、反射鏡８、リレーレンズ７、半透過
鏡６、及びリレーレンズ１１によって、本発明の対物光
学系が構成され、振動鏡１３、フィールドレンズ１４、
スリット板１５、及び光電検出器１６によって本発明の
第１の検出光学系が構成され、オプチカルファイバー
１、集光レンズ２、視野絞り３、反射鏡４、及びリレー
レンズ５によって本発明の照明光学系が構成される。
ところで半透過鏡１２を透過したマーク領域ＭＡからの
像光のうち、ステップ・アライメントマーク領域ＳＡの
像光を観察して、ウェハ上のマーク等とステップ・マー
クＳＹａ、ＳＹｂ等との整合状態を検出するための第２
の検出光学系が設けられる。レチクルＲ上のマークＲＴ
内に設けられたステップ・アライメントマーク領域ＳＡ
からの像光は、第１リレーレンズＬ１と第２リレーレン
ズＬ２との収斂作用及びこれらの間に配置されたペンタ
ゴナルダハプリズムＰ１の反射作用を受け、視野合成プ
リズムとしての直角プリズムＰ２の一方の斜面で反射さ
れて焦点板２０上の右半分に結像する。一方、レチクル
Ｒ上のマークＲＹ内に設けられたステップ・アライメン
トマーク領域ＳＡからの像光は、第３リレーレンズＬ３
と第４リレーレンズＬ４との収斂作用、及びこれらの間
に設けられた反射鏡Ｍ２の反射作用を受けて、視野合成
プリズムＰ２の他方の斜面で反射されて焦点板２０上の
左半分に結像する。焦点板２０上にできた２つのマーク
領域ＳＡの像は、リレーレンズ２１、反射鏡２２及びリ
レーレンズ２３を介して、テレビカメラ等の撮像装置２
４の撮像面に再結像される。撮像装置２４の撮像面上に
おいて、マーク領域ＳＡの像は、その中心ＣＣを通る線
ｌ４が走査線と平行になるように結像される。この撮像
装置２４からの画像信号に基づいて、ステップ・マーク
ＳＹａ、ＳＹｂとウェハ上のマーク等との走査方向にお
ける相対的な位置関係が検出され、レチクルとウェハと
を直接合わせ込む所謂ＴＴＬアライメントが達成され
る。第１図において、第１リレーレンズＬ１、第２リレ
ーレンズＬ２、第３リレーレンズＬ３、第４リレーレン
ズＬ４、ペンタゴナルダハプリズムＰ１、反射鏡Ｍ２、
視野合成プリズムＰ２、焦点板２０、リレーレンズ２
１、２３、反射鏡２２及び撮像装置２４によって、本発
明の第２の検出光学系が構成される。尚、上記焦点板２
０とリレーレンズ２１とは一体に、その光軸方向に可動
であり、撮像装置２４の撮像面にマーク領域ＳＡの像を
常に合焦状態で結像させることができる。
像光のうち、ステップ・アライメントマーク領域ＳＡの
像光を観察して、ウェハ上のマーク等とステップ・マー
クＳＹａ、ＳＹｂ等との整合状態を検出するための第２
の検出光学系が設けられる。レチクルＲ上のマークＲＴ
内に設けられたステップ・アライメントマーク領域ＳＡ
からの像光は、第１リレーレンズＬ１と第２リレーレン
ズＬ２との収斂作用及びこれらの間に配置されたペンタ
ゴナルダハプリズムＰ１の反射作用を受け、視野合成プ
リズムとしての直角プリズムＰ２の一方の斜面で反射さ
れて焦点板２０上の右半分に結像する。一方、レチクル
Ｒ上のマークＲＹ内に設けられたステップ・アライメン
トマーク領域ＳＡからの像光は、第３リレーレンズＬ３
と第４リレーレンズＬ４との収斂作用、及びこれらの間
に設けられた反射鏡Ｍ２の反射作用を受けて、視野合成
プリズムＰ２の他方の斜面で反射されて焦点板２０上の
左半分に結像する。焦点板２０上にできた２つのマーク
領域ＳＡの像は、リレーレンズ２１、反射鏡２２及びリ
レーレンズ２３を介して、テレビカメラ等の撮像装置２
４の撮像面に再結像される。撮像装置２４の撮像面上に
おいて、マーク領域ＳＡの像は、その中心ＣＣを通る線
ｌ４が走査線と平行になるように結像される。この撮像
装置２４からの画像信号に基づいて、ステップ・マーク
ＳＹａ、ＳＹｂとウェハ上のマーク等との走査方向にお
ける相対的な位置関係が検出され、レチクルとウェハと
を直接合わせ込む所謂ＴＴＬアライメントが達成され
る。第１図において、第１リレーレンズＬ１、第２リレ
ーレンズＬ２、第３リレーレンズＬ３、第４リレーレン
ズＬ４、ペンタゴナルダハプリズムＰ１、反射鏡Ｍ２、
視野合成プリズムＰ２、焦点板２０、リレーレンズ２
１、２３、反射鏡２２及び撮像装置２４によって、本発
明の第２の検出光学系が構成される。尚、上記焦点板２
０とリレーレンズ２１とは一体に、その光軸方向に可動
であり、撮像装置２４の撮像面にマーク領域ＳＡの像を
常に合焦状態で結像させることができる。
さて第４図は、アライメントマーク光学系の反射鏡１０
の配置を詳述するための概略的な装置構成を示す図であ
る。反射鏡１０は対物レンズ９の光軸ＡＬを垂直に折り
曲げ、投影レンズＬｏの光軸ＡＸと平行にする。投影レ
ンズＬｏの物体（レチクルＲ）側が非テレセントリック
系である場合、マークＲＹ、ＲＴを通り投影レンズＬｏ
の瞳ＥＰの中心を通る対物レンズ９の主光線ｌ１は、レ
チクルＲと投影レンズＬｏとの間では光軸ＡＸに対して
傾いている。またパターン領域ＰＡの最外端を通る主光
線ｌ２も光軸ＡＸに対して傾いたものとなるが、反射鏡
１０は露光時にパターン領域ＰＡを遮光しないような位
置に固定されている。すなわちマークＲＹ、ＲＴ等のマ
ーク領域ＭＡをパターン領域ＰＡからわずかに離して形
成しておく。パターン領域ＰＡの投影像はウェハＷ上に
投影露光されるが、この露光の際は、第１図に示したオ
プチカルファイバー１からの照明光の照射は遮断され
る。ウェハＷはステップ・アンド・リピート方式のステ
ージＳＴに載置される。このステージＳＴ上にはアライ
メント光学系の配置関係を計測したり、第１図に示した
プレーンパラレルＨの角度調整を行なうために使われる
基準マーク板ＦＭが設けられている。基準マーク板ＦＭ
の表面は反射率の高い鏡面であり、そこに２本の線状の
基準マークが夫々ｘ方向とｙ方向とに伸びて、低反射部
として形成されている。その表面は投影レンズＬｏの結
像面と一致するように配置されている。もちろん基準マ
ークは、第１図に示したアライメント光学系によって検
出可能である。
の配置を詳述するための概略的な装置構成を示す図であ
る。反射鏡１０は対物レンズ９の光軸ＡＬを垂直に折り
曲げ、投影レンズＬｏの光軸ＡＸと平行にする。投影レ
ンズＬｏの物体（レチクルＲ）側が非テレセントリック
系である場合、マークＲＹ、ＲＴを通り投影レンズＬｏ
の瞳ＥＰの中心を通る対物レンズ９の主光線ｌ１は、レ
チクルＲと投影レンズＬｏとの間では光軸ＡＸに対して
傾いている。またパターン領域ＰＡの最外端を通る主光
線ｌ２も光軸ＡＸに対して傾いたものとなるが、反射鏡
１０は露光時にパターン領域ＰＡを遮光しないような位
置に固定されている。すなわちマークＲＹ、ＲＴ等のマ
ーク領域ＭＡをパターン領域ＰＡからわずかに離して形
成しておく。パターン領域ＰＡの投影像はウェハＷ上に
投影露光されるが、この露光の際は、第１図に示したオ
プチカルファイバー１からの照明光の照射は遮断され
る。ウェハＷはステップ・アンド・リピート方式のステ
ージＳＴに載置される。このステージＳＴ上にはアライ
メント光学系の配置関係を計測したり、第１図に示した
プレーンパラレルＨの角度調整を行なうために使われる
基準マーク板ＦＭが設けられている。基準マーク板ＦＭ
の表面は反射率の高い鏡面であり、そこに２本の線状の
基準マークが夫々ｘ方向とｙ方向とに伸びて、低反射部
として形成されている。その表面は投影レンズＬｏの結
像面と一致するように配置されている。もちろん基準マ
ークは、第１図に示したアライメント光学系によって検
出可能である。
次に上記装置によるレチクルＲのアライメントの動作と
ステップアライメントの動作とを説明する。まずレチク
ルアライメントのシーケンスを第５図に示したフローチ
ャート図に基づいて説明する。
ステップアライメントの動作とを説明する。まずレチク
ルアライメントのシーケンスを第５図に示したフローチ
ャート図に基づいて説明する。
まず、第１図に示すようなレチクルＲを装置本体にロー
ディング（ステップ１００）し、機械的なプリアライメ
ント（ステップ１０１）を行なう。このプリアライメン
トが終わった時点でスリット板３は開口部３ａが選択さ
れるように切替えられる。そして、このプリアライメン
トによって、開口部３ａによるレチクルＲ上での照明光
像がレチクルアライメントマーク領域ＭＡの透明部に位
置するように、レチクルＲがセットされる。尚、スリッ
ト板３の開口部３ａへの切替えは、プリアライメント終
了時に限られるものではない。次に３ケ所のアライメン
ト光学系の初期設定を行なう（ステップ１０２）。この
設定はステージＳＴ上の基準マークを使って行なわれ
る。まずｘ方向に伸びた基準マークがマークＲＹを検出
するレチクルアライメント光学系によって位置合わせさ
れるように、ステージＳＴを位置決めする。その基準マ
ークがｙ方向に位置合わせされたら、そのときのステー
ジＳＴのｙ座標値を記憶し，さらにその値を保ったま
ま、ステージＳＴをｘ方向に一定距離（投影結像面にお
けるマークＲＹとＲＴのｘ方向の間隔分）だけ移動さ
せ、マークＲＴを検出するレチクルアライメント光学系
によって、同一の基準マークを検出する。このとき第１
図中に示したプレーンパラレルＨの回転角を調整して、
基準マークが位置合わせされるように、その基準マーク
の像を微小量シフトさせる。これによってマークＲＹと
ＲＴを検出する２つのアライメント光学系の平行出しが
完了する。次にｙ方向に伸びた基準マークが、マークＲ
Ｘを検出するレチクルアライメント光学系によって位置
合わせされるようにステージＳＴを位置決めし、そのと
きのステージＳＴのｘ座標値を記憶する。以上によって
レチクルアライメント光学系の初期設定が完了する。
ディング（ステップ１００）し、機械的なプリアライメ
ント（ステップ１０１）を行なう。このプリアライメン
トが終わった時点でスリット板３は開口部３ａが選択さ
れるように切替えられる。そして、このプリアライメン
トによって、開口部３ａによるレチクルＲ上での照明光
像がレチクルアライメントマーク領域ＭＡの透明部に位
置するように、レチクルＲがセットされる。尚、スリッ
ト板３の開口部３ａへの切替えは、プリアライメント終
了時に限られるものではない。次に３ケ所のアライメン
ト光学系の初期設定を行なう（ステップ１０２）。この
設定はステージＳＴ上の基準マークを使って行なわれ
る。まずｘ方向に伸びた基準マークがマークＲＹを検出
するレチクルアライメント光学系によって位置合わせさ
れるように、ステージＳＴを位置決めする。その基準マ
ークがｙ方向に位置合わせされたら、そのときのステー
ジＳＴのｙ座標値を記憶し，さらにその値を保ったま
ま、ステージＳＴをｘ方向に一定距離（投影結像面にお
けるマークＲＹとＲＴのｘ方向の間隔分）だけ移動さ
せ、マークＲＴを検出するレチクルアライメント光学系
によって、同一の基準マークを検出する。このとき第１
図中に示したプレーンパラレルＨの回転角を調整して、
基準マークが位置合わせされるように、その基準マーク
の像を微小量シフトさせる。これによってマークＲＹと
ＲＴを検出する２つのアライメント光学系の平行出しが
完了する。次にｙ方向に伸びた基準マークが、マークＲ
Ｘを検出するレチクルアライメント光学系によって位置
合わせされるようにステージＳＴを位置決めし、そのと
きのステージＳＴのｘ座標値を記憶する。以上によって
レチクルアライメント光学系の初期設定が完了する。
次にレチクルＲを不図示の微動機構により、レチクルア
ライメント光学系に対して位置決めする（ステップ１０
３）。このとき３ケ所のレチクルアライメントマークＲ
Ｙ、ＲＴ、ＲＸの夫々が、各アライメント光学系によっ
て検出されるように微動される。この際マークＲＹ、Ｒ
Ｔ、ＲＸは第２図に示すようにステップ・アライメント
マーク領域ＳＡよりも十分に長く、かつ光電顕微鏡の検
出部としてのスリットＳＳもマークＲＹ、ＲＴ、ＲＸの
像とほぼ同じ長さに定められているため、マーク領域Ｓ
Ａが存在することにより、マークＲＹ、ＲＴ、ＲＸが検
出できなくなることはない。
ライメント光学系に対して位置決めする（ステップ１０
３）。このとき３ケ所のレチクルアライメントマークＲ
Ｙ、ＲＴ、ＲＸの夫々が、各アライメント光学系によっ
て検出されるように微動される。この際マークＲＹ、Ｒ
Ｔ、ＲＸは第２図に示すようにステップ・アライメント
マーク領域ＳＡよりも十分に長く、かつ光電顕微鏡の検
出部としてのスリットＳＳもマークＲＹ、ＲＴ、ＲＸの
像とほぼ同じ長さに定められているため、マーク領域Ｓ
Ａが存在することにより、マークＲＹ、ＲＴ、ＲＸが検
出できなくなることはない。
次に、アライメント光学系のレチクルＲのパターン面
（裏面）に対する精密な合焦動作を行なう（ステップ１
０４）。この合焦動作の際、スリット板３は開口部３ｂ
が選ばれるように切り換えてもよい。ただしこの合焦動
作のときは、特にウェハＷとのアライメントを行なう訳
ではないので、開口部３ａを選択したままでもよい。そ
れは開口部３ａによる照明光がマーク領域ＳＡも同時に
照明するからである。この合焦動作は、レチクルＲのマ
ーク領域ＳＡ内に形成されたパターンＦＣを撮像装置２
４で観察し、そのコントラストが最大となるように，第
１図に示した焦点板２０とリレーレンズ２１とを移動さ
せることによって行なわれる。このようなパターンＦＣ
を用いた合焦動作の一例は、例えば特開昭６０−１０１
５４０号公報に詳細に開示されている。
（裏面）に対する精密な合焦動作を行なう（ステップ１
０４）。この合焦動作の際、スリット板３は開口部３ｂ
が選ばれるように切り換えてもよい。ただしこの合焦動
作のときは、特にウェハＷとのアライメントを行なう訳
ではないので、開口部３ａを選択したままでもよい。そ
れは開口部３ａによる照明光がマーク領域ＳＡも同時に
照明するからである。この合焦動作は、レチクルＲのマ
ーク領域ＳＡ内に形成されたパターンＦＣを撮像装置２
４で観察し、そのコントラストが最大となるように，第
１図に示した焦点板２０とリレーレンズ２１とを移動さ
せることによって行なわれる。このようなパターンＦＣ
を用いた合焦動作の一例は、例えば特開昭６０−１０１
５４０号公報に詳細に開示されている。
次に基準マーク板ＦＭの表面を撮像レンズＬｏの結像面
と精密に一致させるＦＭ合焦動作を行なう（ステップ１
０５）。このため基準マーク板ＦＭの表面にはレチクル
Ｒ上のパターンＲＣと同様のパターンが形成されてい
て、そのパターンがマーク領域ＳＡ内の光透過部を介し
て撮像装置２４によって観察されるようにステージＳＴ
の位置決めが行なわれる。そしてコントラストが最大と
なるように、ステージＳＴの上下位置（光軸ＡＸに沿っ
た位置）を調整する。このステップ１０５のＦＭ合焦動
作は、特開昭６０−１０１５４０号公報に開示されてい
るように、ウェハへの露光動作中に働く別の焦点検出系
（斜入射光式又はエアマイクロメータ式）のキャリブレ
ーション時に必要な動作である。
と精密に一致させるＦＭ合焦動作を行なう（ステップ１
０５）。このため基準マーク板ＦＭの表面にはレチクル
Ｒ上のパターンＲＣと同様のパターンが形成されてい
て、そのパターンがマーク領域ＳＡ内の光透過部を介し
て撮像装置２４によって観察されるようにステージＳＴ
の位置決めが行なわれる。そしてコントラストが最大と
なるように、ステージＳＴの上下位置（光軸ＡＸに沿っ
た位置）を調整する。このステップ１０５のＦＭ合焦動
作は、特開昭６０−１０１５４０号公報に開示されてい
るように、ウェハへの露光動作中に働く別の焦点検出系
（斜入射光式又はエアマイクロメータ式）のキャリブレ
ーション時に必要な動作である。
次に装置に対して位置決めされたレチクルＲの回転誤差
をより精密に検出する（ステップ１０６）。このための
方法はいくつかあるが、以下にそのうちの２つの方法を
説明する。第１の方法は、レチクルアライメント光学系
を本来の使用方法通りに使うものであり、第２の方法は
ステップ・アライメント光学系と基準マーク板ＦＭを使
うものである。第１の方法については、レチクルアライ
メントマークＲＹ、ＲＴを検出するアライメント光学系
の光電検出器１６からの光電信号を同期検波した検波信
号（所謂Ｓカーブ信号）が零点からどれぐらいずれてい
るかを検出すればよい。レチクルアライメント時には、
その検波信号が零点になるようにレチクルＲが微動さ
れ、零点になった時点でレチクルＲを載置するレチクル
・ステージをコラムに真空吸着する。この吸着時に、わ
ずかにレチクルＲが動いてしまうこともある。レチクル
Ｒがｘ方向、又はｙ方向にのみ平行に動いてしまうなら
ば、ウェハＷへのステップ・アンド・リピート方式によ
る焼き付けの際、ステージＳＴのステッピング位置を
ｘ、又はｙ方向に補正するだけでよい。ところがレチク
ルＲに微小な回転誤差（ローテーション・エラー）が生
じると，ウェハＷ上に焼き付けられた各ショットが全て
回転してしまうといった問題が生じる。そこで本実施例
のようにレチクルＲのローテーションをチェックするわ
けである。
をより精密に検出する（ステップ１０６）。このための
方法はいくつかあるが、以下にそのうちの２つの方法を
説明する。第１の方法は、レチクルアライメント光学系
を本来の使用方法通りに使うものであり、第２の方法は
ステップ・アライメント光学系と基準マーク板ＦＭを使
うものである。第１の方法については、レチクルアライ
メントマークＲＹ、ＲＴを検出するアライメント光学系
の光電検出器１６からの光電信号を同期検波した検波信
号（所謂Ｓカーブ信号）が零点からどれぐらいずれてい
るかを検出すればよい。レチクルアライメント時には、
その検波信号が零点になるようにレチクルＲが微動さ
れ、零点になった時点でレチクルＲを載置するレチクル
・ステージをコラムに真空吸着する。この吸着時に、わ
ずかにレチクルＲが動いてしまうこともある。レチクル
Ｒがｘ方向、又はｙ方向にのみ平行に動いてしまうなら
ば、ウェハＷへのステップ・アンド・リピート方式によ
る焼き付けの際、ステージＳＴのステッピング位置を
ｘ、又はｙ方向に補正するだけでよい。ところがレチク
ルＲに微小な回転誤差（ローテーション・エラー）が生
じると，ウェハＷ上に焼き付けられた各ショットが全て
回転してしまうといった問題が生じる。そこで本実施例
のようにレチクルＲのローテーションをチェックするわ
けである。
またローテーション・チェックの第２の方法としては、
まず基準マーク板ＦＭ上のｘ方向に伸びた基準マークＦ
Ｍｙが、第６図に示したようにステップ・マークＳＹ
ａ、ＳＹｂに挾み込まれるようにステージＳＴを位置決
めする。そして撮像装置２４からの画像信号に基づい
て、ステップ・マークＳＹａとＳＹｂとの中心（線
ｌ３）と基準マークＦＭｙのｙ方向の中心とのｙ方向の
ずれ量Δｙ１を検出する。そして次にステージＳＴのｙ
座標を保ったまま、レチクルアライメントマークＲＴの
内部に存在するステップ・マークＳＴａ、ＳＴｂに、基
準マークＦＭｙが挾み込まれるように、ステージＳＴを
ｘ方向に位置決めする。その状態で、同様に撮像装置２
４からの画像信号に基づいて、ステップ・マークＳＴａ
とＳＴｂの中心（線ｌ３）と基準マークＦＭｙのｙ方向
の中心とのｙ方向におけるずれ量Δｙ２を検出する。こ
のずれ量Δｙ２が先に検出したずれ量Δｙ１と同じ値
で、同じ方向であれば、レチクル・ローテーション・エ
ラーはないことになるが、Δｙ１とΔｙ２に差があれ
ば、その差分がローテーション・エラーに相当する。
まず基準マーク板ＦＭ上のｘ方向に伸びた基準マークＦ
Ｍｙが、第６図に示したようにステップ・マークＳＹ
ａ、ＳＹｂに挾み込まれるようにステージＳＴを位置決
めする。そして撮像装置２４からの画像信号に基づい
て、ステップ・マークＳＹａとＳＹｂとの中心（線
ｌ３）と基準マークＦＭｙのｙ方向の中心とのｙ方向の
ずれ量Δｙ１を検出する。そして次にステージＳＴのｙ
座標を保ったまま、レチクルアライメントマークＲＴの
内部に存在するステップ・マークＳＴａ、ＳＴｂに、基
準マークＦＭｙが挾み込まれるように、ステージＳＴを
ｘ方向に位置決めする。その状態で、同様に撮像装置２
４からの画像信号に基づいて、ステップ・マークＳＴａ
とＳＴｂの中心（線ｌ３）と基準マークＦＭｙのｙ方向
の中心とのｙ方向におけるずれ量Δｙ２を検出する。こ
のずれ量Δｙ２が先に検出したずれ量Δｙ１と同じ値
で、同じ方向であれば、レチクル・ローテーション・エ
ラーはないことになるが、Δｙ１とΔｙ２に差があれ
ば、その差分がローテーション・エラーに相当する。
上記第１の方法、又は第２の方法によってローテーショ
ンチェックを行ない、許容範囲以上の誤差がある場合
は，レチクルアライメント光学系の平行出しを補正する
（ステップ１０７）。このステップ１０７では先のステ
ップ１０１と同じようにレチクルＲをｘ方向とｙ方向に
少しずらし、基準マークＦＭｙを用いて、プレーン・パ
ラレルＨをローテーション・エラーがなくなるように回
転させる。尚、プレーン・パラレルＨを補正する代り
に、マークＲＴを検出するレチクルアライメント光学系
からのＳカーブ信号にオフセット電圧を加えてもよい。
ンチェックを行ない、許容範囲以上の誤差がある場合
は，レチクルアライメント光学系の平行出しを補正する
（ステップ１０７）。このステップ１０７では先のステ
ップ１０１と同じようにレチクルＲをｘ方向とｙ方向に
少しずらし、基準マークＦＭｙを用いて、プレーン・パ
ラレルＨをローテーション・エラーがなくなるように回
転させる。尚、プレーン・パラレルＨを補正する代り
に、マークＲＴを検出するレチクルアライメント光学系
からのＳカーブ信号にオフセット電圧を加えてもよい。
こうして補正されたレチクルアライメント光学系に対し
て、再度レチクルＲをアライメントする（ステップ１０
８）。そして上記ステップ１０６、１０７、１０８を所
定回数（例えば３回）繰り返す。
て、再度レチクルＲをアライメントする（ステップ１０
８）。そして上記ステップ１０６、１０７、１０８を所
定回数（例えば３回）繰り返す。
ステップ１０６のローテーションチェックの結果、エラ
ーが許容範囲内であれば、次に装置のベースライン測定
を行なう（ステップ１０９）。この測定は第１図、第４
図の構成上には示していないが、投影レンズＬｏを介し
てウェハＷ上のアライメントマークを検出するためのレ
ーザ・スポット光の照射位置と、各アライメント光学系
の検出中心位置とのｘ又はｙ方向の間隔を基準マーク板
ＦＭを用いて計測するものである。
ーが許容範囲内であれば、次に装置のベースライン測定
を行なう（ステップ１０９）。この測定は第１図、第４
図の構成上には示していないが、投影レンズＬｏを介し
てウェハＷ上のアライメントマークを検出するためのレ
ーザ・スポット光の照射位置と、各アライメント光学系
の検出中心位置とのｘ又はｙ方向の間隔を基準マーク板
ＦＭを用いて計測するものである。
次に、オフ・アクシス方式のウェハグローバルアライメ
ント光学系（不図示）が設けられている場合は、各ウェ
ハ・アライメント光学系の初期設定を基準マーク板ＦＭ
を用いて行なう（ステップ１１０）。このとき、ウェハ
・アライメント光学系の検出中心位置と、第１図に示し
たアライメント光学系の検出中心位置とのｘ、又はｙ方
向の間隔（ベースライン測定値）も計測される。
ント光学系（不図示）が設けられている場合は、各ウェ
ハ・アライメント光学系の初期設定を基準マーク板ＦＭ
を用いて行なう（ステップ１１０）。このとき、ウェハ
・アライメント光学系の検出中心位置と、第１図に示し
たアライメント光学系の検出中心位置とのｘ、又はｙ方
向の間隔（ベースライン測定値）も計測される。
次に計測された各種ベースライン測定値に基づいて、ス
テージＳＴをステッピングさせて、ウェハＷ上にレチク
ルＲのパターン領域ＰＡの投影像を順次露光する（ステ
ップ１１１）。この露光がウェハＷへの重ね合わせ露光
の場合は、１ショット毎、又は特定のショットについ
て、ウェハＷ上の重ね合わせ露光領域に設けられたアラ
イメントマークとレチクルＲ上のステップ・マークとを
アライメント（ステップ・アライメント）とすることが
ある。その様子を第７図に示す。第７図において、ＣＰ
はパターン領域ＰＡの投影像が重ね合わされる露光領域
であり、その周辺に隣接して、ステップ・アライメント
用のマークＷＳｘ、ＷＳｙが設けられている。マークＷ
Ｓｘは露光領域ＣＰの中心をｘｙ座票系の原点としたと
き、ｙ軸上にｙ方向に伸びた線状マークであり、マーク
ＷＳｙはＸ軸上にｘ方向に伸びた線状マークである。と
ころで、第４図に示したように、アライメント光学系の
反射鏡１０はパターン領域ＰＡを遮光しないように配置
されているため、ステップ・アライメントマーク領域Ｓ
Ａの各投影像ＳＡｘ′、ＳＡｙ′は第７図のように、露
光すべき位置ではずれている。露光領域ＣＰの中心（ｘ
ｙ座票系の原点）が光軸ＡＸと一致した露光位置におい
て、露光領域ＣＰの中心から投影像ＳＡｘ′、ＳＡｙ′
までの各距離はＹ′、Ｘ′として一定のものである。そ
こでステップ・アライメントする際は、投影像ＳＡｘ′
とマークＷＳｘとが重なり合うように、ウェハＷをｙ方
向に一定距離だけずらし、そこでオプチカルファイバー
１からの照明光の照射を行ない、ステップ・アライメン
トマークＳＸａ、ＳＸｂとマークＷＳｘとの挾み込み状
態を検出し、ｘ方向の位置ずれを撮像装置２４からの画
像信号に基づいて求める。その後、投影像ＳＡｘ′を形
成するオプチカルファイバー１の照射を中断し、次に投
影像ＳＡｙ′とマークＷＳｙとが重なり合うようにウェ
ハを一定距離だけ動かし、同様にステップ・マークＳＹ
ａ、ＳＹｂとマークＷＳｙとのｙ方向の位置ずれを求め
る。尚、このステップ・アライメントの際は、視野絞り
３の開口部３ｂが選択されている。
テージＳＴをステッピングさせて、ウェハＷ上にレチク
ルＲのパターン領域ＰＡの投影像を順次露光する（ステ
ップ１１１）。この露光がウェハＷへの重ね合わせ露光
の場合は、１ショット毎、又は特定のショットについ
て、ウェハＷ上の重ね合わせ露光領域に設けられたアラ
イメントマークとレチクルＲ上のステップ・マークとを
アライメント（ステップ・アライメント）とすることが
ある。その様子を第７図に示す。第７図において、ＣＰ
はパターン領域ＰＡの投影像が重ね合わされる露光領域
であり、その周辺に隣接して、ステップ・アライメント
用のマークＷＳｘ、ＷＳｙが設けられている。マークＷ
Ｓｘは露光領域ＣＰの中心をｘｙ座票系の原点としたと
き、ｙ軸上にｙ方向に伸びた線状マークであり、マーク
ＷＳｙはＸ軸上にｘ方向に伸びた線状マークである。と
ころで、第４図に示したように、アライメント光学系の
反射鏡１０はパターン領域ＰＡを遮光しないように配置
されているため、ステップ・アライメントマーク領域Ｓ
Ａの各投影像ＳＡｘ′、ＳＡｙ′は第７図のように、露
光すべき位置ではずれている。露光領域ＣＰの中心（ｘ
ｙ座票系の原点）が光軸ＡＸと一致した露光位置におい
て、露光領域ＣＰの中心から投影像ＳＡｘ′、ＳＡｙ′
までの各距離はＹ′、Ｘ′として一定のものである。そ
こでステップ・アライメントする際は、投影像ＳＡｘ′
とマークＷＳｘとが重なり合うように、ウェハＷをｙ方
向に一定距離だけずらし、そこでオプチカルファイバー
１からの照明光の照射を行ない、ステップ・アライメン
トマークＳＸａ、ＳＸｂとマークＷＳｘとの挾み込み状
態を検出し、ｘ方向の位置ずれを撮像装置２４からの画
像信号に基づいて求める。その後、投影像ＳＡｘ′を形
成するオプチカルファイバー１の照射を中断し、次に投
影像ＳＡｙ′とマークＷＳｙとが重なり合うようにウェ
ハを一定距離だけ動かし、同様にステップ・マークＳＹ
ａ、ＳＹｂとマークＷＳｙとのｙ方向の位置ずれを求め
る。尚、このステップ・アライメントの際は、視野絞り
３の開口部３ｂが選択されている。
こうして、ｘ方向とｙ方向とのずれ量が求まったら、そ
のずれ量が補正されるようにステージＳＴを位置決めし
て、露光を行なう。
のずれ量が補正されるようにステージＳＴを位置決めし
て、露光を行なう。
上記シーケンス中のステップ１０６において、許容範囲
内であるが、レチクル・ローテーション誤差が残留した
場合、その残留ローテーション量、ステップ・アライメ
ントマークＳＹａ、ＳＹｂの中心のｙ方向の座標値、お
よびレチクルアライメントマークＲＸとともに設けられ
たステップ・アライメントマークＳＸａ、ＳＸｂ（不図
示）の中心のｘ方向の座標値とに基づいて、計算によっ
てレチクルＲの中心ＲＣの投影点の座標値が算出できる
ので、その中心ＲＣの投影点位置をベースライン測定値
の原点（レチクル側座標値）としてもよい。
内であるが、レチクル・ローテーション誤差が残留した
場合、その残留ローテーション量、ステップ・アライメ
ントマークＳＹａ、ＳＹｂの中心のｙ方向の座標値、お
よびレチクルアライメントマークＲＸとともに設けられ
たステップ・アライメントマークＳＸａ、ＳＸｂ（不図
示）の中心のｘ方向の座標値とに基づいて、計算によっ
てレチクルＲの中心ＲＣの投影点の座標値が算出できる
ので、その中心ＲＣの投影点位置をベースライン測定値
の原点（レチクル側座標値）としてもよい。
さて、第８図はステップ・アライメントマークの目合わ
せとしての利用方法を示し、この場合ウェハＷ上には目
合わせ用の線状のマークＭＳｙが形成されている。この
マークＭＳｙの幅は、撮像装置２４で観察したとき、ス
テップマークＳＹａ、ＳＹｂにぴったり挾み込まれるよ
うな寸法に定められる。そして目合わせの際は、ステッ
プマークＳＹａ、ＳＹｂの階段状の部分に着目して、こ
の部分の挾み込み状態を観察すればよい。
せとしての利用方法を示し、この場合ウェハＷ上には目
合わせ用の線状のマークＭＳｙが形成されている。この
マークＭＳｙの幅は、撮像装置２４で観察したとき、ス
テップマークＳＹａ、ＳＹｂにぴったり挾み込まれるよ
うな寸法に定められる。そして目合わせの際は、ステッ
プマークＳＹａ、ＳＹｂの階段状の部分に着目して、こ
の部分の挾み込み状態を観察すればよい。
第９図は本発明によるレチクルＲ上の各マークの変形例
を示す平面図である。第９図（Ａ）はステップ・アライ
メントマークＳＹａ、ＳＹｂのみを、レチクルアライメ
ントマークＲＹの中央部分に設けたものであり、第３図
に示したように枠ＦＬ、パターンＦＣ等を省略したもの
である。第１図に示したような視野絞り３の開口部３ａ
の製造精度や切り替え時の設定精度が良好であれば、第
３図のような枠ＦＬは不要である。第９図（Ｂ）はステ
ップ・アライメントマークを矩形の枠とし、その内側の
４辺のエッジＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４をアライメントに
使うものである。そして、ウェハ上には、矩形の枠内に
おさまる矩形状のマークＷＳを形成しておき、第９図
（Ｂ）に示すようにアライメントする。この場合、エッ
ジＥ３、Ｅ４と平行なマークＷＳのエッジの間隔を検出
することによって前述の各実施例と同様のアライメント
動作が出来るとともに、エッジＥ１、Ｅ２に平行なマー
クＷＳのエッジの間隔を検出することによって、中心線
ｌ３に沿った方向のレチクルＲとウェハＷとの位置ずれ
が求まる。そして投影レンズＬｏの光軸ＡＸを挾んだ反
対側のステップ・アライメントマークについて同様に中
心線ｌ３方向の位置ずれを求めると、それら２つの位置
ずれからウェハの伸縮を含んだ投影倍率誤差が求められ
る。第９図（Ｃ）は第３図に示したステップ・マークの
枠５０のうち、中心線ｌ３と平行な２辺を成す部分を中
心線ｌ３と直交する方向に左右に延長して遮光部ＬＳと
したものである。
を示す平面図である。第９図（Ａ）はステップ・アライ
メントマークＳＹａ、ＳＹｂのみを、レチクルアライメ
ントマークＲＹの中央部分に設けたものであり、第３図
に示したように枠ＦＬ、パターンＦＣ等を省略したもの
である。第１図に示したような視野絞り３の開口部３ａ
の製造精度や切り替え時の設定精度が良好であれば、第
３図のような枠ＦＬは不要である。第９図（Ｂ）はステ
ップ・アライメントマークを矩形の枠とし、その内側の
４辺のエッジＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４をアライメントに
使うものである。そして、ウェハ上には、矩形の枠内に
おさまる矩形状のマークＷＳを形成しておき、第９図
（Ｂ）に示すようにアライメントする。この場合、エッ
ジＥ３、Ｅ４と平行なマークＷＳのエッジの間隔を検出
することによって前述の各実施例と同様のアライメント
動作が出来るとともに、エッジＥ１、Ｅ２に平行なマー
クＷＳのエッジの間隔を検出することによって、中心線
ｌ３に沿った方向のレチクルＲとウェハＷとの位置ずれ
が求まる。そして投影レンズＬｏの光軸ＡＸを挾んだ反
対側のステップ・アライメントマークについて同様に中
心線ｌ３方向の位置ずれを求めると、それら２つの位置
ずれからウェハの伸縮を含んだ投影倍率誤差が求められ
る。第９図（Ｃ）は第３図に示したステップ・マークの
枠５０のうち、中心線ｌ３と平行な２辺を成す部分を中
心線ｌ３と直交する方向に左右に延長して遮光部ＬＳと
したものである。
このように遮光部ＬＳを設けると、この遮光部ＬＳ自体
がレチクルアライメントマークＲＹの存在を表わす目安
すとなり得る。
がレチクルアライメントマークＲＹの存在を表わす目安
すとなり得る。
さて、第９図（Ｄ）は、ステップ・アライメントマーク
領域ＳＡの周囲に、かなり大きな範囲で遮光部ＬＳを形
成し、ウェハで反射して投影レンズＬｏに逆入射してき
た照明光の一部が、レチクルＲの内部で多重反射して迷
光となるのを防止するためのマーク形状を示す平面図で
ある。第４図にも示したように、投影レンズＬｏがレチ
クル側で非テレセントリック系である場合、レチクル上
の各マーク領域を照明する光束の主光線は、レチクルＲ
のパターン面に対して垂直ではないため、ウェハで反射
してレチクルＲのパターン面に戻ってくる光束の主光線
も、同様にパターン面に対して傾いている。このため、
戻り光がレチクルＲの透明部分、特にステップアライメ
ントマークＳＹａ、ＳＹｂが形成された窓部を通ると
き、そこでレチクルＲのガラス面の上下面で多重反射し
てからステップ・アライメント光学系に入射することに
なる。この多重反射による光は、特にウェハ上のステッ
プ・マークＷＳｙ、ＷＳｘの、撮像装置２４による観察
像の像質を悪化させる。
領域ＳＡの周囲に、かなり大きな範囲で遮光部ＬＳを形
成し、ウェハで反射して投影レンズＬｏに逆入射してき
た照明光の一部が、レチクルＲの内部で多重反射して迷
光となるのを防止するためのマーク形状を示す平面図で
ある。第４図にも示したように、投影レンズＬｏがレチ
クル側で非テレセントリック系である場合、レチクル上
の各マーク領域を照明する光束の主光線は、レチクルＲ
のパターン面に対して垂直ではないため、ウェハで反射
してレチクルＲのパターン面に戻ってくる光束の主光線
も、同様にパターン面に対して傾いている。このため、
戻り光がレチクルＲの透明部分、特にステップアライメ
ントマークＳＹａ、ＳＹｂが形成された窓部を通ると
き、そこでレチクルＲのガラス面の上下面で多重反射し
てからステップ・アライメント光学系に入射することに
なる。この多重反射による光は、特にウェハ上のステッ
プ・マークＷＳｙ、ＷＳｘの、撮像装置２４による観察
像の像質を悪化させる。
そこで、ステップ・アライメントマークＳＹａ、ＳＹｂ
の形成される窓部をマーク検出に支障ない程度に小さく
（例えば１５０×１５０μｍ角程度）するとともに、そ
のまわりのかなり大きな範囲を遮光部ＬＳでおおうこと
にする。この遮光部ＬＳは特にレチクルＲの中心ＲＣの
方に大きくはり出し、レチクルＲ上で一辺が７００〜８
００μｍ程度の矩形に定められている。尚、遮光部ＬＳ
としては低反射クロム等が望ましい。尚、投影レンズＬ
ｏが両側テレセントリック系においても、ウェハで反射
して投影レンズＬｏに逆入射してきた照明光の一部がレ
チクルＲの内部で多重反射して迷光となる。この迷光を
防止するため、投影レンズＬｏが両側テレセントリック
系の場合にも片側テレセントリック系の場合と同様に遮
光部ＬＳをレチクルＲに設けることが望ましい。
の形成される窓部をマーク検出に支障ない程度に小さく
（例えば１５０×１５０μｍ角程度）するとともに、そ
のまわりのかなり大きな範囲を遮光部ＬＳでおおうこと
にする。この遮光部ＬＳは特にレチクルＲの中心ＲＣの
方に大きくはり出し、レチクルＲ上で一辺が７００〜８
００μｍ程度の矩形に定められている。尚、遮光部ＬＳ
としては低反射クロム等が望ましい。尚、投影レンズＬ
ｏが両側テレセントリック系においても、ウェハで反射
して投影レンズＬｏに逆入射してきた照明光の一部がレ
チクルＲの内部で多重反射して迷光となる。この迷光を
防止するため、投影レンズＬｏが両側テレセントリック
系の場合にも片側テレセントリック系の場合と同様に遮
光部ＬＳをレチクルＲに設けることが望ましい。
以上、本発明の各実施例においては、レチクルアライメ
ントマークの中心（線ｌ３）とステップ・アライメント
マークの中心とを一致させるようにしたが、これは第１
図に示したアライメント光学系の反射鏡１０や対物レン
ズ９が固定されているため、対物レンズ９の光軸ＡＬ
（第４図参照）がともにレチクルアライメントマークの
中心とステップアライメントマークの中心を通るように
するための必要条件だからである。ただし、対物レンズ
９はレチクルアライメントマーク領域ＭＡの全域を観察
可能であるから、ステップ・アライメントマーク領域Ｓ
Ａはマーク領域ＭＡ内のどこに配置してもよい訳である
が、それだけ対物レンズ９のディストーション等の影響
を受けることにもなる。またステップ・アライメントマ
ークとレチクルアライメントマークの両中心を一致させ
ることによって、アライメント時に用いるマーク位置等
のレチクル情報が一元化され、装置が記憶すべき情報が
少なくて済むといった利点もある。
ントマークの中心（線ｌ３）とステップ・アライメント
マークの中心とを一致させるようにしたが、これは第１
図に示したアライメント光学系の反射鏡１０や対物レン
ズ９が固定されているため、対物レンズ９の光軸ＡＬ
（第４図参照）がともにレチクルアライメントマークの
中心とステップアライメントマークの中心を通るように
するための必要条件だからである。ただし、対物レンズ
９はレチクルアライメントマーク領域ＭＡの全域を観察
可能であるから、ステップ・アライメントマーク領域Ｓ
Ａはマーク領域ＭＡ内のどこに配置してもよい訳である
が、それだけ対物レンズ９のディストーション等の影響
を受けることにもなる。またステップ・アライメントマ
ークとレチクルアライメントマークの両中心を一致させ
ることによって、アライメント時に用いるマーク位置等
のレチクル情報が一元化され、装置が記憶すべき情報が
少なくて済むといった利点もある。
（発明の効果） 以上、本発明によればマスク・アライメントマークを検
出するアライメント光学系でもってステップ・アライメ
ントマークを検出可能にマスク・アライメントマークと
ステップ・アライメントマークとをマスク上に配置した
ので、マスク上のマーク領域を小さくできるという効果
を有する。またレチクルアライメントマークとステップ
・アライメントマークとが単一のアライメント光学系を
介して観察又は検出できるので従来のように複数の光学
系間の配置誤差やドリフト等の影響を受けずアライメン
ト精度が向上するといった効果が得られる。さらに、マ
スク・アライメントマークとステップ・アライメントマ
ークとを検出する時、アライメント光学系を可動する必
要がないので、アライメント光学系の一部を可動にした
従来装置のように可動部から発生するチリやゴミが皆無
になるといった利点もある。
出するアライメント光学系でもってステップ・アライメ
ントマークを検出可能にマスク・アライメントマークと
ステップ・アライメントマークとをマスク上に配置した
ので、マスク上のマーク領域を小さくできるという効果
を有する。またレチクルアライメントマークとステップ
・アライメントマークとが単一のアライメント光学系を
介して観察又は検出できるので従来のように複数の光学
系間の配置誤差やドリフト等の影響を受けずアライメン
ト精度が向上するといった効果が得られる。さらに、マ
スク・アライメントマークとステップ・アライメントマ
ークとを検出する時、アライメント光学系を可動する必
要がないので、アライメント光学系の一部を可動にした
従来装置のように可動部から発生するチリやゴミが皆無
になるといった利点もある。
第１図は本発明の実施例による縮小投影型露光装置のア
ライメント光学系の配置を示す斜視図、第２図はレチク
ル上のレチクルアライメントマークとその領域を示す平
面図、第３図はステップ・アライメントマークとその領
域を示す平面図、第４図は第１図に示したアライメント
光学系の光軸と主光線との関係を示す平面図、第５図
は、アライメント動作の概要を示すフローチャート図、
第６図はステップ・アライメントによる基準マークの検
出の様子を示すマーク配置図、第７図はウェハとの重ね
合わせ露光時のステップ・アライメントの様子を示す
図、第８図は目合わせによるステップ・アライメントの
様子を示すマーク配置図、第９図（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）、（Ｄ）はアライメントマークの他の実施例を示
す平面図、第１０図は従来のアライメント光学系を有す
る投影型露光装置の概略的な構成を示す平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １……オプチカルファイバー、 ３……照明用の視野絞り、９……対物レンズ １０……反射鏡、１２……半透過鏡 １３……振動鏡、１５……スリット板 １６……光電検出器、 Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４……リレーレンズ Ｐ２……視野合成プリズム ２０……焦点板、２４……撮像装置 Ｌｏ……投影レンズ、Ｒ……レチクル ＲＹ、ＲＴ、ＲＸ……レチクルアライメントマーク ＭＡ……レチクル・アライメントマーク領域 ＳＡ……ステップ・アライメントマーク領域 ＳＹａ、ＳＹｂ……ステップ・アライメントマーク
ライメント光学系の配置を示す斜視図、第２図はレチク
ル上のレチクルアライメントマークとその領域を示す平
面図、第３図はステップ・アライメントマークとその領
域を示す平面図、第４図は第１図に示したアライメント
光学系の光軸と主光線との関係を示す平面図、第５図
は、アライメント動作の概要を示すフローチャート図、
第６図はステップ・アライメントによる基準マークの検
出の様子を示すマーク配置図、第７図はウェハとの重ね
合わせ露光時のステップ・アライメントの様子を示す
図、第８図は目合わせによるステップ・アライメントの
様子を示すマーク配置図、第９図（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）、（Ｄ）はアライメントマークの他の実施例を示
す平面図、第１０図は従来のアライメント光学系を有す
る投影型露光装置の概略的な構成を示す平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １……オプチカルファイバー、 ３……照明用の視野絞り、９……対物レンズ １０……反射鏡、１２……半透過鏡 １３……振動鏡、１５……スリット板 １６……光電検出器、 Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４……リレーレンズ Ｐ２……視野合成プリズム ２０……焦点板、２４……撮像装置 Ｌｏ……投影レンズ、Ｒ……レチクル ＲＹ、ＲＴ、ＲＸ……レチクルアライメントマーク ＭＡ……レチクル・アライメントマーク領域 ＳＡ……ステップ・アライメントマーク領域 ＳＹａ、ＳＹｂ……ステップ・アライメントマーク
Claims (5)
- 【請求項１】露光装置の投影光学系を介して基板上に露
光される所定のパターン領域と、前記露光装置のアライ
メント光学系の検出領域に対応した大きさを有し、前記
パターン領域の外側に設けられた透明領域である第１領
域と、前記第１領域内の一部に設けられた第２領域とを
有するマスクであって、 前記第１領域内に設けられ、前記露光装置に対して前記
マスクを位置合わせするための遮光性のマスク・アライ
メントマークと； 前記基板上に形成されたアライメントマークと同時に検
出し得るように前記第２領域内に設けられた遮光性のス
テップ・アライメントマークとを有し、 前記マスク・アライメントマークは前記第２領域外の前
記第１領域内に設けられていることを特徴とするマス
ク。 - 【請求項２】前記第２領域は前記第１領域を等分する直
線上に設けられ、前記マスク・アライメントマークと前
記ステップ・アライメントマークとは該直線に沿って設
けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載のマスク。 - 【請求項３】前記第２領域は遮光性の枠領域により前記
第１領域内で区画されていることを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載のマスク。 - 【請求項４】所定のパターン領域と、前記パターン領域
の外側に設けられた透明領域である第１領域と、前記第
１領域内の一部に設けられた第２領域とを有するマスク
であって、前記第２領域外の前記第１領域内に設けられ
フォトリソグラフィ用の露光装置に位置合わせするため
の遮光性のマスク・アライメントマークと、前記パター
ン領域が転写される基板上に形成されたアライメントマ
ークと同時に検出し得るように前記第２領域内に設けら
れた遮光性のステップ・アライメントマークとを有する
マスクを用いて、該マスクと前記基板とを相対的に位置
合わせするとともに、前記パターン領域を露光光で照明
して前記パターン領域を投影光学系を介して前記基板上
に露光する露光装置であって、 前記第１領域に対応した検出領域を有し、前記マスク・
アライメントマークと前記ステップ・アライメントマー
クとを同時に観察し得るように配置されたアライメント
光学系と； 前記アライメント光学系を介して前記マスク・アライメ
ントマークの像を光電検出するための第１の検出光学系
と； 前記アライメント光学系を介して前記ステップ・アライ
メントマークの像を光電検出するための第２の検出光学
系と； 前記マスク・アライメントマークの検出時に、前記アラ
イメント光学系を介して前記マスク・アライメントマー
クを照明し得る第１の照明光学系と； 前記ステップ・アライメントマークの検出時に、前記ア
ライメント光学系を介して前記第２領域のみを照明し得
る第２の照明光学系とを備えたことを特徴とする露光装
置。 - 【請求項５】前記アライメント光学系は前記パターン領
域への前記露光光の照明範囲外に設けられていることを
特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の露光装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19358985A JPH0650389B2 (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | マスク及び該マスクを用いる露光装置 |
| US06/901,587 US4801208A (en) | 1984-11-19 | 1986-08-29 | Projection type exposing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19358985A JPH0650389B2 (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | マスク及び該マスクを用いる露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6254263A JPS6254263A (ja) | 1987-03-09 |
| JPH0650389B2 true JPH0650389B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=16310482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19358985A Expired - Lifetime JPH0650389B2 (ja) | 1984-11-19 | 1985-09-02 | マスク及び該マスクを用いる露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650389B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2574619B2 (ja) * | 1993-01-29 | 1997-01-22 | 松下電器産業株式会社 | 露光装置 |
| CN115167086B (zh) * | 2022-08-05 | 2023-12-12 | 度亘激光技术（苏州）有限公司 | 定位标记、掩膜板及光刻定位方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5788451A (en) * | 1980-11-25 | 1982-06-02 | Hitachi Ltd | Photomask |
| JPS57138134A (en) * | 1981-02-20 | 1982-08-26 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Positioning device |
-
1985
- 1985-09-02 JP JP19358985A patent/JPH0650389B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6254263A (ja) | 1987-03-09 |
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