JPH07106231A

JPH07106231A - プロキシミティ露光装置

Info

Publication number: JPH07106231A
Application number: JP5251371A
Authority: JP
Inventors: Masanori Kato; 正紀加藤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1993-10-07
Filing date: 1993-10-07
Publication date: 1995-04-21
Anticipated expiration: 2017-09-24
Also published as: JP3326446B2

Abstract

(57)【要約】【目的】マスク及び基板の一方又は両方の位置合わせ
を高精度に行えると共に、マスク上の露光エリアの拡大
に伴う露光光の照度低下を極力抑えたプロキシミティ露
光装置を提供する。【構成】マスクＭ上の転写用のパターンを光源１から
の露光光ＩＬ１のもとで基板Ｐ上に転写する。光源１と
同じ光源２２からの光が、光ファイバー束２４Ａ、干渉
フィルター板２５Ａ（又は２６Ａ）、ハーフミラー１０
Ａ、第１対物レンズ１２Ａ等を介してマスクＭ上のアラ
イメントマーク６Ａを照明し、アライメントマーク６Ａ
からの反射光が対物レンズ１２Ａ、ハーフミラー１０
Ａ、第２対物レンズ１３Ａを介して撮像素子１４Ａに入
射する。光源２２からの光でアライメントマークの露光
及びアライメントを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体素子、液
晶表示素子又はプリント基板等をフォトリソグラフィ工
程で製造する際に使用され、マスクに近接又は密着して
配置された感光性の基板上にそのマスクのパターンを焼
き付けるプロキシミティ露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体素子、液晶表示素子又はプ
リント基板等をフォトリソグラフィ工程で製造する際
に、フォトマスク又はレチクル等（以下、「マスク」と
総称する）を露光光で照明し、そのマスクに近接又は密
着して配され感光材が塗布された基板上にそのマスクの
パターンを焼き付けるプロキシミティ露光装置が使用さ
れている。

【０００３】図４は従来の第１のプロキシミティ露光装
置を示し、この図４において、超高圧水銀ランプ等の光
源１からの光は、楕円鏡２により集光されてダイクロイ
ックミラー３に向かう。ダイクロイックミラー３ではフ
ォトレジストを感光させる波長域の露光光が反射され、
この露光光がオプティカル・インテグレータ（フライア
イレンズ等）４に入射する。そして、オプティカル・イ
ンテグレータ４により形成された多数の２次光源からの
露光光が、凹面鏡５により反射されほぼ平行光束となっ
てマスクＭを照明する。マスクＭのパターン形成面に平
行な面をＸＹ平面、照明光学系の光軸をＺ軸として、マ
スクＭは、このマスクＭをＸＹ平面内で位置決めするマ
スクテーブルＭＴ上に保持されている。また、マスクＭ
の下面のパターン形成面に近接又は密着してフォトレジ
ストが塗布された基板（ウエハ、ガラスプレート等）Ｐ
の露光面が配され、基板Ｐは、この基板ＰをＸＹ平面内
で位置決めする基板ステージＰＳ上に保持されている。
凹面鏡５からの露光光のもとで、マスクＭのパターンが
基板Ｐ上に転写される。

【０００４】そのマスクＭの図４の紙面に平行なＸ方向
の両端部にそれぞれ位置合わせ用のアライメントマーク
６Ａ及び６Ｂが形成されている。そのマスクＭの位置合
わせ（アライメント）、又はマスクＭと基板Ｐとの相互
の位置合わせを行うために、マスクＭのアライメントマ
ーク６Ａ及び６Ｂの上方近傍に、それぞれアライメント
系７Ａ及び７Ｂが配されている。一方のアライメント系
７Ａにおいて、アライメント時には、アライメント用の
光源８Ａから射出されたアライメント光は、照明リレー
レンズ９Ａ、ハーフミラー１０Ａ、反射ミラー１１Ａ、
及び第１対物レンズ１２Ａを介してマスクＭのアライメ
ントマーク６Ａ及び基板Ｐ上を照明する。但し、図８は
反射ミラー１１Ａ及び第１対物レンズ１２Ａが−Ｘ方向
に待避されている状態を現している。

【０００５】そのアライメントマーク６Ａからの反射光
（基板Ｐ上にアライメントマークが在る場合には、基板
Ｐ上のアライメントマークからの反射光を含む）が、第
１対物レンズ１２Ａ、反射ミラー１１Ａ、ハーフミラー
１０Ａ、及び第２対物レンズ１３Ａを介して撮像素子１
４Ａの撮像面上に、アライメントマーク６Ａ（及び基板
Ｐ上のアライメントマーク）の像を結像する。他方のア
ライメント系７Ｂも、上述のアライメント系７Ａと対称
的に光源８Ｂ〜撮像素子１４Ｂより構成されている。

【０００６】実際の露光及びアライメントのシーケンス
では、先ずアライメント系７Ａの反射ミラー１１Ａ及び
第１対物レンズ１２Ａをアライメントマーク６Ａ上に移
動させ、アライメント系７Ｂの反射ミラー１１Ｂ及び第
１対物レンズ１２Ｂをアライメントマーク６Ｂ上に移動
させる。そして、アライメントマーク６Ａ，６Ｂの位置
を計測してマスクＭの位置合わせを行った後、一方の反
射ミラー１１Ａ及び第１対物レンズ１２Ａと、他方の反
射ミラー１１Ｂ及び第１対物レンズ１２Ｂとを互いに逆
方向に対避させた状態で、マスクＭのパターンの基板Ｐ
に対する１回目の露光を行う。この露光により、マスク
Ｍ上のアライメントマーク６Ａ及び６Ｂも基板Ｐ上に転
写される。

【０００７】そして、基板Ｐ上のそれまでの工程で形成
されているパターン上に、重ねてマスクＭのパターンを
露光する場合には、一方の反射ミラー１１Ａ及び第１対
物レンズ１２Ａと、他方の反射ミラー１１Ｂ及び第１対
物レンズ１２ＢとをそれぞれマスクＭ上のアライメント
マークの上方に移動させる。そして、基板Ｐ上のアライ
メントマークとマスクＭ上のアライメントマークとを同
時に観察して、マスクＭと基板Ｐとの位置合わせを行っ
た後、再び一方の反射ミラー１１Ａ及び第１対物レンズ
１２Ａと、他方の反射ミラー１１Ｂ及び第１対物レンズ
１２Ｂとをそれぞれ待避させて、マスクＭのパターンを
基板Ｐ上に露光する。また、基板Ｐ上に３層以上のパタ
ーンを露光する際には、２回目以降の露光の際にマスク
Ｍのアライメントマークが基板Ｐ上に重ねて露光されな
いように、マスクＭのパターンを基板Ｐ上に露光する前
に、マークシャッター（図示省略）を用いてマスクＭの
アライメントマークを覆っている。

【０００８】また、図５は従来の第２のプロキシミティ
露光装置を示し、この第２のプロキシミティ露光装置
は、照明光学系が屈折系で構成されている他は図４の従
来技術と同じであり、図５において図４に対応する部分
には同一符号を付してその説明を省略する。即ち、図５
において、露光用の光源１からの光は、コリメータレン
ズ１５を介してオプティカル・インテグレータ４に入射
し、オプティカル・インテグレータ４により形成された
多数の２次光源からの露光光が、コンデンサーレンズ１
６によりほぼ平行光束となってマスクＭを照明する。こ
の場合でも、マスクＭのアライメントマーク６Ａ及び６
Ｂの上方の近傍に待避できるようにそれぞれアライメン
ト系７Ａ及び７Ｂが配され、第１対物レンズ１２Ａ及び
１２ＢとマスクＭとの間にそれぞれマークシャッター１
７Ａ及び１７Ｂが配されている。マークシャッター１７
Ａ及び１７Ｂは、マスクＭのアライメントマーク６Ａ及
び６Ｂが露光光により照明されるのを避ける必要がある
場合に、それぞれアライメントマーク６Ａ及び６Ｂの上
方に移動するものである。その他の構成は図４と同じで
ある。

【０００９】また、近年マスクＭ上の露光エリアの拡大
に伴い、照明光学系の光学要素（図４の凹面鏡５、図５
のコンデンサーレンズ１６等）が大型化する傾向があ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
においては、露光光のテレセントリック性の崩れによる
位置合わせ誤差が生ずるという不都合があった。これに
ついて図６及び図７を参照して説明する。先ず、図４に
おいて、照明光学系は設計上ではマスクＭ側にテレセン
トリックである。即ち、設計上は、凹面鏡５からの露光
光ＩＬの主光線は、平行にマスクＭの全面でそのマスク
Ｍにほぼ垂直に入射するため、各アライメントマーク６
Ａ，６Ｂはそれぞれ垂直下方に基板Ｐ上に転写されるは
ずである。しかしながら、実際には、マスクＭ上の露光
エリアの拡大に伴い、露光エリアの輪郭の近傍では露光
光のテレセントリック性が崩れることがある。

【００１１】図６に示すように、マスクＭの下面と基板
Ｐの露光面とのギャップをＺとして、アライメントマー
ク６Ａを照明する露光光の主光線ＩＬ２が、マスクＭの
法線から角度θだけ傾斜しているものとする。この場
合、アライメントマーク６Ａはその主光線ＩＬ２に沿っ
て基板Ｐ上に転写され、現像後にアライメントマーク１
８Ａが形成される。その露光光によるアライメントマー
ク１８Ａの位置ずれ量をΔとすると、位置ずれ量Δは次
のようになる。

【００１２】Δ＝Ｚ・ｔａｎθ （１）そして、図４のアライメント系７Ａからのアライメント
光ＡＬの主光線が、図６に示すようにマスクＭに垂直で
あるとすると、マスクＭ上のアライメントマーク６Ａと
基板Ｐ上のアライメントマーク１８Ａとの位置ずれ量Δ
が、そのままアライメント誤差となる。

【００１３】具体的に、図４の従来の凹面鏡方式のプロ
キシミティ露光装置において、凹面鏡５の曲率半径を−
１０００ｍｍ、オプティカル・インテグレータ４と凹面
鏡５との距離５００ｍｍ、マスクＭ上の露光エリアを１
００ｍｍ角、マスクＭと基板Ｐとのギャップを１００μ
ｍとしたときの、マスクＭ上のパターンと基板Ｐ上に転
写されるパターンとの位置ずれを図７に示す。図７にお
いて、矩形の枠１９はテレセントリック性が全面で維持
されている場合に基板Ｐ上に転写されるパターンの輪郭
を示し、枠１９上の各点から延びている矢印はそれぞ
れ、実際に露光されるパターン上の対応する点までの位
置ずれを誇張して示すものである。例えば枠１９上の１
つの隅１９ａでは、０．４８μｍの位置ずれが生じてい
る。

【００１４】その（１）式から分かるように、アライメ
ント系７Ａ，７Ｂからのアライメント光の主光線が基板
Ｐに対して垂直である場合には、露光光の主光線の傾斜
角θが変化しても、又は傾斜角θが０でないときにマス
クＭと基板ＰとのギャップＺが変動しても、位置ずれ量
（アライメント誤差）Δが変化することになる。また、
従来はマスクＭ上の露光エリアの拡大に伴って露光光の
照度が低下するという不都合があった。即ち、露光エリ
アが大きくなればなる程、通常露光エリアに外接する領
域内のアライメントマークの露光も行わなければなら
ず、実際に露光すべき領域の面積が更に広くなるため、
露光エリア内の照度が大きく低下してしまうのである。

【００１５】本発明は斯かる点に鑑み、マスク及び基板
の一方又は両方の位置合わせを高精度に行えると共に、
マスク上の露光エリアの拡大に伴う露光光の照度低下を
極力抑えたプロキシミティ露光装置を提供することを目
的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明によるプロキシミ
ティ露光装置は、例えば図１に示す如く、転写用のパタ
ーン及び位置合わせ用のマーク（６Ａ）が形成されたマ
スク（Ｍ）と、そのマスクに対して近接又は密着して配
された感光性の基板（Ｐ）との位置合わせを行った後、
その基板上にそのマスクの転写用のパターンを露光する
プロキシミティ露光装置において、マスク（Ｍ）の転写
用のパターンを感光性の基板（Ｐ）を感光させる第１の
露光光（ＩＬ１）で照明する第１照明光学系（１，２
１，１５，４，１６）を有する。

【００１７】更に本発明は、そのマスクの位置合わせ用
のマーク（６Ａ）を感光性の基板（Ｐ）を感光させる第
２の露光光で照明する第２照明光学系（２２，２４Ａ，
２５Ａ，９Ａ，１２Ａ，１１Ａ）と、感光性の基板
（Ｐ）に対して非感光性の位置検出光を用いて、そのマ
スクの位置合わせ用のマーク（６Ａ）の位置を検出する
アライメント光学系（１１Ａ，１２Ａ，１０Ａ，１３
Ａ，１４Ａ）とを有し、その第２の露光光でそのマスク
の位置合わせ用のマーク（６Ａ）を基板（Ｐ）上に転写
し、その位置検出光でそのマスクの位置合わせ用のマー
ク（６Ａ）の位置を検出するものである。

【００１８】この場合、その第２照明光学系の光源とそ
のアライメント光学系の光源とを共通化し、この共通化
された光源（２２）からの光からその第２の露光光及び
その位置検出光を選択する波長選択手段（２５Ａ，２６
Ａ）を設けるようにしても良い。

【００１９】

【作用】斯かる本発明によれば、マスク（Ｍ）上の転写
用のパターンを露光するための第１照明光学系と、マス
ク（Ｍ）上の位置合わせ用のマーク（６Ａ）を露光する
ための第２照明光学系とが分離されている。従って、マ
スク（Ｍ）上の転写用のパターン（露光エリア）が広く
なっても、その外側の位置合わせ用のマーク（６Ａ）は
別の照明光学系で照明されるため、露光すべき領域の面
積はそれ程広くならず、露光光の照度は大きくは低下し
ない。

【００２０】また、位置合わせ用のマーク（６Ａ）に対
する第２の露光光のテレセントリック性の崩れは、第２
照明光学系の調整だけで容易に補正することができ、ア
ライメント光学系によるアライメント誤差が小さくな
る。且つ、露光中もアライメントができるため、アライ
メント精度は更に向上する。しかも実際の露光光の照度
に影響を与えることなく、アライメントマーク（６Ａ）
の位置の選択の自由度が大きくなっている。

【００２１】また、その第２照明光学系の光源とそのア
ライメント光学系の光源とを共通化し、この共通化され
た光源（２２）からの光からその第２の露光光及びその
位置検出光を選択する波長選択手段（２５Ａ，２６Ａ）
を設けた場合には、光学系が簡略化される。

【００２２】

【実施例】以下、本発明によるプロキシミティ露光装置
の第１実施例につき図１及び図２を参照して説明する。
その図１において、図５に対応する部分には同一符号を
付してその詳細説明を省略する。図１は本実施例のプロ
キシミティ露光装置の概略図であり、この図１におい
て、超高圧水銀ランプ等よりなる光源１からの光の内
で、波長フィルター板２１により抽出されたフォトレジ
ストを感光させる波長域の露光光（例えば波長４３６ｎ
ｍのｇ線、又は波長３６５ｎｍのｉ線等）ＩＬ１がコリ
メータレンズ１５を経てオプティカル・インテグレータ
４に入射する。そして、オプティカル・インテグレータ
４による２次光源からの露光光ＩＬが、コンデンサーレ
ンズ１６を経てマスクテーブルＭＴに保持されたマスク
Ｍをほぼ均一な照度で照明する。露光光ＩＬ１のもと
で、マスクＭのパターンがフォトレジストが塗布された
基板Ｐ上に転写される。基板Ｐは、その露光面がマスク
Ｍに近接又は密着するように基板ステージＰＳ上に吸着
保持されている。

【００２３】マスクＭの露光エリアのＸ方向の外接部に
は、十字マーク等よりなるアライメントマーク６Ａ及び
６Ｂが形成され、アライメントマーク６Ａ及び６Ｂの上
方にそれぞれ反射ミラー１１Ａ及び１１Ｂが、照明光学
系の光軸に平行なＺ軸に対してほぼ４５°で交差するよ
うに外側を向いて配置されている。これら反射ミラー１
１Ａ及び１１Ｂの外側にそれぞれアライメントマーク６
Ａ及び６Ｂ用の露光及びアライメント用の光学系が配置
されている。

【００２４】一方の光学系において、超高圧水銀ランプ
よりなる光源２２からの光がコリメータレンズ２２を経
て第１光ファイバー束２４Ａの一端に入射し、この第１
光ファイバー束２４Ａの他端から射出された光が、第１
干渉フィルター板２５Ａ又は第２干渉フィルター板２６
Ａを透過して照明リレーレンズ９Ａに入射する。本例で
はアライメントマーク６Ａ，６Ｂの観察を行うためのア
ライメント光として、露光光ＩＬ１とは波長域の異なる
基板Ｐ上のフォトレジストに対して非感光性の光（例え
ば波長５００ｎｍ程度以上のｅ線、ｄ線等）が使用され
る。また、光源２２から射出される光には、露光光ＩＬ
１と同じ波長域の光及びそのアライメント光と同じ波長
域の光が混じっている。

【００２５】そこで、第１干渉フィルター板２５Ａで
は、第１の光ファイバー束２４Ａから射出された光か
ら、露光光ＩＬ１及びアライメント光と同じ波長域の光
を通過させ、第２干渉フィルター板２６Ａでは、第１の
光ファイバー束２４Ａから射出された光から、そのアラ
イメント光と同じ波長域の光のみを通過させるようにす
る。そして、切り換え装置２７Ａが、必要に応じて第１
の光ファイバー束２４Ａの射出面の前面に第１干渉フィ
ルター板２５Ａ、又は第２干渉フィルター板２６Ａの何
れかを設定する。

【００２６】干渉フィルター板２５Ａ又は２６Ａを通過
した光ＩＬＡは、照明リレーレンズ９Ａ、ハーフミラー
１０Ａ、第１対物レンズ１２Ａ及び反射ミラー１１Ａを
経てマスクＭ上のアライメントマーク６Ａを照明する。
基板Ｐ上にアライメントマークが形成されている場合に
は、その基板Ｐ上のアライメントマークにも光ＩＬＡが
照射される。

【００２７】そして、マスクＭのアライメントマーク６
Ａ（更に場合によって基板Ｐ上のアライメントマーク）
で反射された光ＩＬＡは、反射ミラー１１Ａで反射され
た後、第１対物レンズ１２Ａ、ハーフミラー１０Ａ、及
び第２対物レンズ１３Ａを経て電荷結合型撮像デバイス
（ＣＣＤ）等よりなる２次元の撮像素子１４Ａの撮像面
に入射する。その撮像素子１４Ａの撮像面には、マスク
Ｍのアライメントマーク６Ａ（更に場合によって基板Ｐ
上のアライメントマーク）の像が結像される。他方のア
ライメント系７Ｂも、アライメント系７Ａと対称的に、
第２光ファイバー束２４Ｂ〜２次元の撮像素子１４Ｂよ
り構成され、光源２２が共通に使用されている。そし
て、光源２２からの射出されて、第１干渉フィルター板
２５Ｂ又は第２干渉フィルター板２６Ｂの何れかを透過
した光ＩＬＢのもとで、マスクＭ上のアライメントマー
ク６Ｂ（更に場合によって基板Ｐ上のアライメントマー
ク）の像が撮像素子１４Ｂの撮像面に結像される。

【００２８】次に、図２を参照して本例の露光装置の動
作につき説明する。図２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図
１の反射ミラー１１Ｂを囲むＡ部の拡大図であり、図２
（ａ）は基板Ｐ上に１回目の露光を行う場合、図２
（ｂ）は基板Ｐ上に２回目の露光を行う際のアライメン
ト時及び露光時を示す。先ず、基板Ｐ上に１回目の露光
を行う際には、図１の第２光ファイバー束２４Ｂの射出
面の前面に第１干渉フィルター板２５Ｂを配して、露光
光ＩＬ１及びアライメント光が混じった光ＩＬＢを反射
ミラー１１Ｂ側に導く。

【００２９】この場合、図２（ａ）において、マスクＭ
のアライメントマーク６Ｂには露光光ＩＬ１及びアライ
メント光が混じった点線で示す光ＩＬＢが照射され、こ
れによりアライメントマーク６Ｂの位置検出が行われる
のと並行して、アライメントマーク６Ｂが基板Ｐ上に露
光される。また、実線で示す本来の露光光ＩＬ１により
マスクＭのパターンが基板Ｐ上に露光される。その基板
Ｐに現像処理等を施すことにより、基板Ｐ上にはアライ
メントマーク２８Ｂが形成される。

【００３０】その後、基板Ｐ上に２回目の露光を行う際
には、図１の第２光ファイバー束２４Ｂの射出面の前面
に第２干渉フィルター板２６Ｂを配して、アライメント
光のみからなる光ＩＬＢを反射ミラー１１Ｂ側に導く。
これにより、図２（ｂ）に示すように、２回目の露光を
行うためのマスクＭのアライメントマーク２９Ｂ及び基
板Ｐ上のアライメントマーク２８Ｂにアライメント光か
らなる光ＩＬＢが照射される。従って、図１の撮像素子
１４Ｂの撮像面にはそれらアライメントマーク２９Ｂ及
び２８Ｂの像が結像され、両マークの位置ずれ量を所定
の関係に設定することにより、マスクＭと基板Ｐとのア
ライメントが行われる。その後、実線で示す本来の露光
光ＩＬ１によりマスクＭのパターンが基板Ｐ上に重ねて
露光される。

【００３１】つまり、本実施例では、基板Ｐへの１回目
の露光の際には、基板Ｐ上のフォトレジストを感光させ
る波長を含む光がマスクＭのアライメントマークに照射
され、基板Ｐへの２回目の露光の際には、そのフォトレ
ジストを感光させない波長の光がマスクＭのアライメン
トマークに照射されるように、干渉フィルター板２５
Ｂ，２６Ｂの選択が行われる。但し、基板Ｐ上に形成さ
れる回路パターンが２層だけであるか、又は基板Ｐ上の
アライメントマークが破壊されてもよい場合には、２回
目の露光の際にもマスクＭ上のアライメントマークに対
して、フォトレジストを感光させる露光光ＩＬ１及びア
ライメント光が混じった光を照射しても良いことは勿論
である。

【００３２】上述のように本実施例によれば、マスクＭ
の転写用のパターンとアライメントマークとが異なる光
源からの露光光で照明されるため、転写用のパターン
（露光エリア）が広くなっても従来に比べて露光面積は
それ程広くならない。従って、転写用のパターンに対す
る露光光の照度が大きく低下することがない。また、本
例ではマスクＭのアライメントマーク６Ａ，６Ｂに対す
る露光光及びアライメント光が共通の対物レンズ１２
Ａ，１２Ｂを介して照射されている。従って、露光光と
アライメント光とでテレセントリック性が等しいため、
露光光のテレセントリック性の崩れによる位置ずれが生
ずることがなく、マスクＭと基板Ｐとの位置合わせを高
精度に行うことができる。

【００３３】また、アライメントマークの露光中もその
アライメントマークの位置を検出することができ、この
点でもアライメント精度が向上する。更に、従来のよう
に露光中にアライメント系の光学系を待避する必要がな
いため、アライメント時間が短縮され、露光工程のスル
ープットが向上する。次に、本発明の第２実施例につき
図３を参照して説明する。本例は、アライメント光の光
源とアライメントマーク用の露光光の光源とを分離した
ものであり、その図３において図１に対応する部分には
同一符号を付してその詳細説明を省略する。

【００３４】図３は本実施例の露光装置を示し、この図
３において、超高圧水銀ランプよりなる光源２２からの
光が第１光ファイバー束２４Ａの他端から射出され、そ
の光から干渉フィルター板２１Ａにより露光光ＩＬ１と
同じ波長域の露光光を選択して照明リレーレンズ９Ａに
導く。照明リレーレンズ９Ａを通過したアライメントマ
ーク用の露光光は、露光光を通過させてアライメント光
を反射するダイクロイックミラー３０Ａを透過した後、
第１対物レンズ１２Ａ及び反射ミラー１１Ａを経てマス
クＭ上のアライメントマーク６Ａを照明する。他方のア
ライメントマーク６Ｂも、対称的に干渉フィルター板２
１Ｂを透過した露光光ＩＬ１と同じ波長帯の光により照
明されている。

【００３５】また、本例ではアライメントマーク６Ａ，
６Ｂの位置検出を行うためのアライメント光を発生する
光源８Ａ及び８Ｂが、露光用の光源２２とは別に設けら
れている。アライメント用の光源８Ａ，８Ｂとしては、
露光光ＩＬ１とは波長域の異なる基板Ｐ上のフォトレジ
ストに対して非感光性のアライメント光（例えば波長５
００ｎｍ以上の光）を発生する例えばハロゲンランプ、
ＬＥＤ、又はＨｅ−Ｎｅレーザ光源等が使用される。

【００３６】光源８Ａからのアライメント光は、照明リ
レーレンズ３１Ａ、ハーフミラー１０Ａを経てダイクロ
イックミラー３０Ａに向かい、ダイクロイックミラー３
０Ａで反射されたアライメント光が第１対物レンズ１２
Ａ及び反射ミラー１１Ａを介してマスクＭ上のアライメ
ントマーク６Ａ（更に場合によって基板Ｐ上のアライメ
ントマーク）を照明する。そして、マスクＭ及び基板Ｐ
からの反射光は、反射ミラー１１Ａ、第１対物レンズ１
２Ａ、ダイクロイックミラー３０Ａ、ハーフミラー１０
Ａ、及び第２対物レンズ１３Ａを経て撮像素子１４Ａに
入射し、撮像素子１４Ａの撮像面にマスクＭのアライメ
ントマーク６Ａ（更に場合によって基板Ｐ上のアライメ
ントマーク）の像が結像される。他方のアライメント用
の光源８Ｂからのアライメント光によるアライメントマ
ークの像も、同様に撮像素子１４Ｂの撮像面に結像され
る。その他の構成は図１と同様である。

【００３７】この図３の実施例では、露光用の光源２２
からの光により、マスクＭ上のアライメントマーク６
Ａ，６Ｂが基板Ｐ上に転写露光され、光源８Ａ，８Ｂか
らのアライメント光によりマスクＭ単体の、又はマスク
Ｍと基板Ｐとのアライメントが行われる。また、本実施
例では、図示省略しているが、光源２２とダイクロイッ
クミラー３０Ａとの間、及び光源２２とダイクロイック
ミラー３０Ｂとの間にそれぞれマークシャッターを配
し、例えば基板Ｐへの２回目の露光の場合のようにアラ
イメントマーク６Ａ，６Ｂの露光を避けたい場合には、
それらマークシャッターによりアライメントマーク６
Ａ，６Ｂへの露光光の照射を避ける必要がある。この第
２実施例においても、マスクＭの転写用のパターンとア
ライメントマークとが異なる光源からの露光光で照明さ
れるため、転写用のパターン（露光エリア）が広くなっ
ても従来に比べて露光面積はそれ程広くならない。従っ
て、転写用のパターンに対する露光光の照度が大きく低
下することがない。

【００３８】なお、上述実施例では、撮像素子１４Ａ，
１４Ｂを用いて位置検出を行っていたが、アライメント
マークとして回折格子マークを用いて、その回折格子マ
ークから戻される１対の回折光の干渉光からその回折格
子マークの位置を検出する２光束干渉方式や、光電顕微
鏡を用いたアライメント系等を使用した場合にも本発明
をそのまま適用できる。

【００３９】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
得ることは勿論である。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、マスクの転写用のパタ
ーンと位置合わせ用のマークとが異なる照明光学系から
の露光光で照明されているため、その転写用のパターン
（露光エリア）が広くなっても全体としての露光面積は
従来例程広くなることがなく、その露光エリアでの照度
はそれ程低下しない。また、マスクの転写用のパターン
に対する露光光及び位置検出光のテレセントリック性を
容易に等しくできるため、マスクと基板との位置合わせ
を高精度に行うことができる利点がある。

【００４１】また、マスクサイズの変更がなく、露光エ
リアを変える場合も、例えば第１の照明光学系中のオプ
ティカル・インテグレータを変えるだけで最適な照度を
得ることもできることになる。更に、アライメントに関
して、露光中も位置検出光を用いて位置合わせを行うこ
とができ、この面からの位置合わせ精度が向上する。ま
た、第２照明光学系の光源とアライメント光学系の光源
とを共通化し、この共通化された光源からの光から第２
の露光光及び位置検出光を選択する波長選択手段を設け
た場合には、光学系が簡略化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプロキシミティ露光装置の第１実
施例を示す概略構成図である。

【図２】それぞれ図１中の反射ミラー１１Ｂを囲むＡ部
を示す光路図であり、（ａ）は基板Ｐへの１回目の露光
時の光路図、（ｂ）はアライメント時及び基板Ｐへの２
回目の露光時の光路図である。

【図３】本発明の第２実施例を示す概略構成図である。

【図４】従来の第１のプロキシミティ露光装置を示す概
略構成図である。

【図５】従来の第２のプロキシミティ露光装置を示す概
略構成図である。

【図６】露光光のテレセントリック性の崩れによるアラ
イメントマークの位置ずれを示す図である。

【図７】露光光のテレセントリック性の崩れによる基板
Ｐ上のパターンの位置ずれの状態の一例を示す平面図で
ある。

【符号の説明】

１露光用の光源４オプティカル・インテグレータＭマスクＰ基板６Ａ，６Ｂアライメントマーク８Ａ，８Ｂアライメント用の光源９Ａ，９Ｂ照明リレーレンズ１０Ａ，１０Ｂハーフミラー１２Ａ，１２Ｂ第１対物レンズ１３Ａ，１３Ｂ第２対物レンズ１４Ａ，１４Ｂ撮像素子１５コリメータレンズ１６コンデンサーレンズ２１，２１Ａ，２１Ｂ干渉フィルター板２２アライメントマーク露光用の光源２４Ａ，２４Ｂ光ファイバー束２５Ａ，２５Ｂ第１フィルター板２６Ａ，２６Ｂ第２フィルター板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転写用のパターン及び位置合わせ用のマ
ークが形成されたマスクと、前記マスクに対して近接又
は密着して配された感光性の基板との位置合わせを行っ
た後、前記基板上に前記マスクの転写用のパターンを露
光するプロキシミティ露光装置において、前記マスクの転写用のパターンを前記感光性の基板を感
光させる第１の露光光で照明する第１照明光学系と、前記マスクの位置合わせ用のマークを前記感光性の基板
を感光させる第２の露光光で照明する第２照明光学系
と、前記感光性の基板に対して非感光性の位置検出光を用い
て、前記マスクの位置合わせ用のマークの位置を検出す
るアライメント光学系と、を有し、前記第２の露光光で前記マスクの位置合わせ用のマーク
を前記基板上に転写し、前記位置検出光で前記マスクの
位置合わせ用のマークの位置を検出することを特徴とす
るプロキシミティ露光装置。
【請求項２】前記第２照明光学系の光源と前記アライ
メント光学系の光源とを共通化し、該共通化された光源
からの光から前記第２の露光光及び前記位置検出光を選
択する波長選択手段を設けたことを特徴とする請求項１
記載のプロキシミティ露光装置。