JPH0722100B2

JPH0722100B2 - 投影光学装置

Info

Publication number: JPH0722100B2
Application number: JP60181422A
Authority: JP
Inventors: 宗▲やす▼ 横田; 博貴立野
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1985-08-19
Filing date: 1985-08-19
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPS6242422A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の技術分野）本発明はマスクに形成されたパターンの像を投影光学系
により感光基板上に投影露光する装置、例えばステップ
・アンド・リピート方式の露光装置に関する。

（発明の背景）近年、超LSI等の半導体素子の製造に、縮小投影型露光
装置、所謂ステッパーが多数使われるようになってき
た。ステッパーは、回路パターン等の描れたレチクルを
装置の所定位置に正確にセットし、感光基板としての半
導体ウェハを載置するステージをxy方向に一定量だけス
テッピングさせては回路パターンの投影露光を行なうこ
とを繰り返すものである。この場合、投影光学系として
の投影レンズによる露光像が、ウェハ上の所定の位置に
精密に位置合わせ（アライメント）される必要がある。
このアライメントの方式としてオフ・アクシス・アライ
メント法が知られている。オフ・アクシス・アライメン
ト法とは、投影レンズとは異なる位置に別設したウェハ
アライメント用の顕微鏡を用いて、ウェハ上のアライメ
ントマークを検出し、ウェハをその顕微鏡に位置合わせ
した後、その位置を基準として一定量だけウェハ（ステ
ージ）を移動させて投影レンズの下に送り込み、そこで
ステップ・アンド・リピート方式の露光を行なうもので
ある。この場合、ウェハ上の任意の点とレクチル上の基
準点の投影位置との間の距離を正確に求めておかない
と、精度の高い重ね合わせ露光が行なえない。その距離
を正確に求めるためには、オフ・アクシス方式の顕微鏡
の光軸位置と、レチクル上の基準点（アライメントマー
ク等）の位置を検出するための観察系、所謂レチクルア
ライメント用の顕微鏡の光軸位置との間の距離（以下ベ
ースライン測定値と呼ぶ）が正しく測定されていること
が前提となる。ベースライン測定は、ステージ上に設け
られた基準マークを用い、オフ・アクシス方式のウェハ
アライメント顕微鏡がその基準マークを検出したときの
ステージの位置と、レチクルアライメント顕微鏡が投影
レンズを介して基準マークを検出したときのステージの
位置とを、ステージ位置計測用のレーザ光波干渉測長器
（以下、レーザ干渉計と呼ぶ）を使って計測することに
よって行なわれる。

一般にレチクルアライメント顕微鏡は、ウェハへの露光
動作に先立ってレチクルをアライメントする際に使われ
るものであり、露光用の照明光をレチクル全面に照射
し、レチクルの周辺付近に設けられた基準点としてのレ
チクルアライメントマークの像を観察するものである。
このレチクルアライメント時には、ステージ上にウェハ
を載置することが禁止されている。このように、レチク
ルアライメント時に、レチクル全面に露光用の照明光を
照射する形式のものにおいては、上述のベースライン測
定時にも同様に照明光が投影レンズを介してステージ上
の基準マークを照射し、基準マークの像を再び投影レン
ズを介してレチクルアライメント顕微鏡で観察すること
になる。

ところでこの種の投影レンズは、露光用の照明光が入射
することによって、その光の一部を熱として吸収し、焦
点位置や結像倍率などの結像特性が変化する。このため
ベースライン測定時又はレチクルアライメント時に、投
影レンズに露光用の照明光を多量に入射させた状態で
は、計測したベースライン測定値の精度又はレチクルア
ライメント精度が悪化してしまうといった欠点があっ
た。

（発明の目的）本発明はこれら欠点を解決し、ベースライン測定値の精
度、レチクルアライメント精度を高めることにより、露
光すべき投影像の感光基板上でのアライメント精度、あ
るいは重ね合わせ露光におけるアライメント精度等を良
好にした投影光学装置を得ることを目的とする。

（発明の概要）本発明は、マスク（レチクル）のほぼ全面を一様に照明
し得る照明手段と、投影レンズ等の投影光学系と、照明
手段によるマスクの照明によって、マスクに設けられた
位置合わせ（アライメント）用のパターン、あるいは投
影光学系を介して結像面に位置する物体のアライメント
用のパターンを光学的に検出する検出光学系（本発明の
実施例におけるレチクル・アライメント顕微鏡）とを備
えた装置において、その検出光学系の検出動作（パター
ンの観察、又は光電検出）に影響を与えない程度に投影
光学系に入射する照明光の量を低下（光強度の一様な低
下、又は入射面積の低下）させる減光手段（シャッタ
ー、又は照明視野絞り）を設けることを技術的要点とし
ている。

本発明の別の態様は、光源（１）と、光源からの照明光
束を入射して、多数の２次光源を形成し、その各２次光
源からの光をマスク（レチクル）上に一様に集光するた
めのオプチカル・インテグレータ（５）とを含み、所定
のマスクパターンが形成されたマスクのほぼ全面を一様
に照明し得る照明手段を備えた投影光学装置において、
光源と前記オプチカル・インテグレータとの間に設けら
れ、照明光束の一部を遮光してオプカル・インテグレー
タに入射する照明光の量を調整する調光手段（４）を設
けた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概
略的な構成を示す図である。光源としての水銀ランプ１
からの光は楕円鏡２で集光され、ダイクロイックミラー
３で反射された後、４枚の羽根を有するロータリーシャ
ッターに至る。シャッター４を通過した光束はフライア
イ・レンズ等を含むオプチカル・インテグレータ５に入
射し、多数の２次光源像を形成する。オプチカル・イン
テグレータ５から射出した光は、ダイクロイックミラー
６で反射され、メイン・コンデンサレンズ７に入射す
る。コンデンサレンズ７の下方には４枚の独立可動のブ
レードを有する照明視野絞りとしてのレチクルブライン
ド８が設けられている。コンデンサレンズ７からの光
は、マスクとしてのレチクル12を均一な光強度で一様に
照明する。コンデンサレンズ７とレチクルブラインド８
との間には、レチクル12を装置本体に対して位置合わせ
するための検出光学系としてのレチクルアライメント顕
微鏡（以下Ｒ−Micと呼ぶ）９が設けられている。第１
図ではＲ−Mic9しか示していないが、実際にはレチクル
12のｘ方向とそれに直交するｙ方向との２次元的な位置
ずれを、レチクル12の十字状マークを検出して求めるた
めの顕微鏡Rxy−Mic9aと、十字状マークとは異なる位置
に設けられた線状のマークを検出して、レチクル12の回
転方向の位置ずれを求めるための顕微鏡Ｒθ−Mic9bと
の２本が用意されている。さて、レチクル12に描かれた
回路パターン等の像は、縮小投影レンズ21によって所定
の結像面内に形成される。結像面内に位置するウェハ16
はｘ、ｙ方向に２次元移動するステージ17上に保持さ
れ、ステージ17はモータ19によって駆動される。そして
ステージ17の座標位置は、レーザ干渉計18によって常に
計測されている。このステージ17上には各種アライメン
ト顕微鏡間のベースラインを計測するときに使われる基
準マークFMを備えたマーク板15が固定されている。マー
ク板15はガラス基板の表面にクロム等の光反射性の層を
形成し、その層の一部分をエッチングして基準マークFM
を設けたものである。このマーク板15の表面はベースラ
イン測定時には、投影レンズ21の結像面と一致するよう
に高さ方向の調整が行なわれる。

さらに本実施例の装置には、レチクル12上に設けられた
ダイ・バイ・ダイ・アライメント用のマークと、ウェハ
16上に設けられたダイ・バイ・ダイ・アライメント用の
マークの投影レンズ21による逆投影像（拡大像）とを重
ね合わせて観察するためのステップ・アライメント顕微
鏡（以下Ｓ−Micと呼ぶ）11が、レチクル12の直上の露
光光路内に進退可能に配置されている。Ｓ−Mic11は第
１図では１つしか示していないが、レチクル12上の異な
る２ケ所に設けられたｘ方向用のステップ・マークとｙ
方向用のステップ・マークの夫々を別々に検出するよう
に、顕微鏡Sx−Mic11aと顕微鏡Sy−Mic11bとの２本が設
けられている。またレチクル12の下方から投影レンズ21
内にレーザ光束29を入射することによって、投影レンズ
21の結像面内にシート状のスポット光を形成するととも
に、そのスポット光がウェハ16上のマークを照射したと
きに発生する光情報（回折光、散乱光等）を投影レンズ
21を介して受光し、ウェハ16の位置を検出するレーザ・
ステップ・アライメント系（以下LSと呼ぶ）35が設けら
れている。このLS系35も、実際にはｘ方向に伸びたスポ
ット光を発生し、ウェハ16のｙ方向の位置を検出するＹ
−LS系35aと、ｙ方向に伸びたスポット光を発生し、ウ
ェハ16のｘ方向の位置を検出するＸ−LS系35bとの２組
で構成される。このLS系35のレーザ光束29はウェハ16に
塗布されたフォトレジストを感光させないような波長に
定められている。

さて、投影レンズ21の周辺にはオフ・アクシス方式のウ
ェハアライメントのために、３本のウェハ・アライメン
ト顕微鏡（以下Ｗ−Micと呼ぶ）13a、13b、13cが所定の
間隔で設けられている。ただし第１図ではＷ−Mic13cは
図示していない。この３本のＷ−Mic13a、13b、13cの配
置については、詳しくは特開昭56−102823号公報に開示
されているので、ここでは説明を省略する。

上記Ｒ−Mic9a、9b、Ｓ−Mic11a、11b、LS系35、及びＷ
−Mic13a、13b、13cのアライメントセンサーはともに、
夫々が検出したマークに応じた光電信号を出力するため
の光電素子を備えており、それら光電信号は制御ユニッ
ト20に入力する。ユニット20は、各アライメントセンサ
ーが検出したマークの位置ずれを検出し、その位置ずれ
が補正されるように、あるいは所定位置にステージ７を
位置決めするようにモータ19等を制御する。またユニッ
ト20はシャッター４の開閉を制御するとともに、レーザ
干渉計18からの座標位置情報も入力する。

さて第２図は上記各アライメントセンサーの結像面上で
の配置とレチクル１の投影像との関係を模式的に示す平
面図である。第２図において、破線で示した円形の領域
は投影レンズ21のイメージフィールドIfであり、それと
ほぼ同じ大きさの正方形の領域はレチクル12の外形であ
る。レチクル12のパターン領域PAはイメージフィールド
If内に納まるような寸法に決められている。イメージフ
ィールドIfの中心、すなわち投影レンズ21の光軸を原点
CCとするように座標系xyを定めると、Rxy−Mic9aの検出
中心90aはｘ軸上に位置し、Ｒθ−Mic9bの検出中心90b
はｙ軸上に位置する。検出中心90a、はレチクル12上の
十字状マークを挾み込むような、Rxy−Mic9a内の指標マ
ークの２次元的な中心であり、検出中心90bはレチクル1
2上のｘ方向に伸びた線状マークを挟み込むような、Ｒ
θ−Mic9b内の指標マークの中心である。ただしＲθ−M
ic9b内には検出中心90bをｙ方向に微小量だけ変位させ
て、検出中心90aとｙ方向の間隔Y₁を調整するための光
軸補正機構が組み込まれている。また、Ｒθ−Mic9bの
原点CCを挟んだ反対側にはSx−Mic11aがｙ軸上に位置
し、Rxy−Mic9aの原点CCを挟んだ反対側にはSy−Mic11b
がｘ軸上に位置している。さらに、イメージフイールド
If内で、かつパターン領域PAの外側のｘ軸上には、Ｙ−
LS系35aによるシート状のスポット光SPyがｘ方向に細長
く伸びて位置し、同様に、パターン領域PAの外側のｙ軸
状にはＸ−LS系35bによるスポット光SPxがｙ方向に細長
く伸びて位置している。そしてＷ−Mic13aはウェハ16
上、又はマーク板15上のｘ方向に伸びたマークのｙ方向
の位置を検出するための検出中心130yを有し、この中心
130yは検出中心90aからｙ方向にWyだけ離れたｙ軸上に
位置している。同様に、Ｗ−Mic13bはｙ方向に伸びたマ
ークのｘ方向の位置を検出するための検出中心130xを有
し、この中心130xは検出中心90aからｘ方向にWxだけ離
れたｘ軸上に位置している。またＷ−Mic13cはＷ−Mic1
3aと同様に機能する検出中心130θを有し、Ｗ−Mic13a
と共同して、ウェハ16上の離れた２ケ所のマークを同時
に観察して、ウェハ16の回転誤差を検出するものであ
る。ところでステージ17上のマーク板15の表面には、第
２図に示すような十字状の基準マークFMが設けられる
が、ｙ方向に伸びた線状マークをFMx、ｘ方向に伸びた
線状マークをFMyとする。この基準マークFMは、各アラ
イメントセンサーの検出中心90a、90b、130y、130x、13
0θとスポット光SPx、SPy、及びSx−Mic11a、Sy−Mic11
bによってともに検出され得るものであり、ベースライ
ン測定時には各アライメントセンサーで検出されるよう
に動き回わる。

第３図は上記の装置におけるレチクルアライメント顕微
鏡Ｒ−Mic9の具体的な構成を示す光学配置図である。Ｒ
−Mic9の先端にはプリズムブロックG₀が設けられ、コン
デンサレンズ７からの照明光LBは、このプリズムブロッ
クG₀を透過して、レチクル12を照明する。レチクル12の
パターン面PT上のマークからの光は、プリズムブロック
G₀の斜面ｇで反射した後、第１対物レンズG₁に入射して
平行光となり、第２対物レンズG₂によって所定の結像面
FPに収束し、マークの拡大像が形成される。結像面FPに
は、第２図中に示したような検出中心90a又は90bを表わ
す指標マークを持ったガラス板が配置され、さらにその
後方には、不図示ではあるが指標マークとレチクル12上
のマーク等を重ね合わせて観察するための接眼部（テレ
ビカメラ）や、指標マークとレチクルマーク等とのずれ
を光電的に検出する光電素子等が設けられている。尚第
３図において、一点鎖線l₁はＲ−Mic9の光軸を表わし、
実線l₂は主光線を表わす。主光線l₂は投影レンズ21の入
射瞳の中心を通るように定められている。このＲ−Mic9
はレチクル12のパターン面PTに合焦するように構成され
ている。このため、投影レンズ21の結像面内に基準マー
クFMが位置すると、その像は投影レンズ21を介してパタ
ーン面PT上に結像されることになり、結局Ｒ−Mic9の結
像面FP上に基準マークFMの像が合焦して形成される。ま
た第３図に示した系は、Rxy−Mic9aに関しては装置に対
して光軸が固定されているが、Ｒθ−Mic9bに関しては
前述のような光軸補正機構が組み込まれている。

次に本実施例のベースライン測定の一連の流れを説明す
る。本実施例では、レチクルアライメント顕微鏡の使用
時における減光手段としてシャッター４を用いるものと
する。第１図〜第３図に示した装置では、ベースライン
測定値の管理は、第２図に示したRxy−Mic9aの検出中心
90aが基準となる。まずレチクル12を装置にセットす
る。このとき、レチクル12上のレチクルアライメント用
の十字状マークRMが第４図に示すようにRxy−Mic9aの検
出中心90aを表わす指標マークから所定方向にはずれる
ように位置決めする。次にレチクルブラインド８の４枚
のブレードを、第３図に示すようにほぼ全開にしてRxy
−Mic9a、Ｒθ−Mic9bがともにレチクルアライメントマ
ークを観察できるようにする。そして、第５図に示すよ
うに、シャッター４を半開にする。従来では、このシャ
ッター４を全開して、照明光束LB′を全て通過させ、レ
チクル21のほぼ全面に露光時と同等の光量を与えてい
た。しかしながら本実施例ではシャッター４を半開し
て、照明光束LB′の一部を通過させ、残りを遮光するよ
うにしたので、レチクル21を照明する光量、すなわち投
影レンズ21に入射する光量は、露光時の光量とくらべて
格段に低くなる。ここでシャッター４の半開とは、必ら
ずしも照明光束LB′の半分が通過するという意味に限定
されるものではない。レチクル12を照明する光量（強
度）をどこまで低下させるこができるかは、Ｒ−Mic9内
の光電素子の感度による。すなわちマーク検出時に光電
信号の信号対雑音（S/N）比が、必要なだけ得られる範
囲内で照明光強度を低下させるように、シャッター４の
回転角度位置を決定する。

次に、ステージ17を移動させて、第４図のように基準マ
ークFMがRxy−Mic9aの検出中心90aと一致するように位
置決めを行なう。制御ユニット20は、このときのステー
ジ17の座標値（X₀,Y₀）をレーザ干渉計18から読み込み
記憶する。この座標値（X₀,Y₀）がステージ17の移動平
面（xy座標系）内におけるRxy−Mic9a（中心90a）の投
影位置である。尚、このときRxy−Mic9aはレチクル12の
透明部を介して基準マークFMの投影レンズ12による逆投
影像を検出している。これはＲ−Mic9がレチクル12の裏
面のパターン面PTに合焦するように構成されているから
である。

次に制御ユニット20はステージ17を移動させて、基準マ
ークFMをＲθ−Mic9bの検出中心90bが、設計上位置する
べき位置に配置する。これはレーザ干渉計18が読み取る
座標値のみに基づいて、モータ19を制御することによっ
て行なわれる。このときの基準マークFMの位置は、先の
座標値（X₀,Y₀）に対して、第２図に示したように、検
出中心90bと検出中心90aとの設計上の間隔（X₁,Y₁）を
加えたものであり、座標値（X₀＋X₁,Y₀＋Y₁）である。
基準マークFMが位置決めされると、Ｒθ−Mic9bの検出
中心90bと基準マークFMのｘ方向に伸びた線状マークFMy
とがｙ方向で一致するように、前述の光軸補正機構を調
整する。これによって２本のレチクルアライメント顕微
鏡はステージ17の座標系に関して正確にアライメントさ
れたことになる。

次に、上記Rxy−Mic9aの検出中心90aとレチクル12のマ
ークRMとが一致し、Ｒθ−Mic9bの検出中心90bと、もう
１つのレチクルマークとが一致するように、レチクル12
を微動して位置決め（レチクルアライメント）を行な
う。このとき具体的にはマーク板15の基準マークFMのな
い反射面が、Rxy−Mic9aの視野内にくるようにステージ
17を位置決めした状態で、十字状マークRMが検出中心90
aに一致するように、レチクル12のｘ方向とｙ方向との
位置を調整する。その後、マーク板15の反射面がＲθ−
Mic9bの視野内にくるようにステージ17を位置決めした
状態で、線状マークが検出中心90bに一致するように、
マークRMをほぼ中心としてレチクル12を微小回転させ
る。以上の動作によって、レチクル12もステージ17の座
標系に関して正確にアライメントされたことになる。

このレチクルアライメントが終了した時点で、シャッタ
ー４は照明光束LB′を遮断する。シャッター４が閉じる
までの間、照明光はレチクル12を介して投影レンズ21に
入射し続けることになるが、シャッター４を半開きにし
たため、その入射エネルギー自体は格段に低く、投影レ
ンズ21の結像特性（焦点位置、投影倍率等）の変動は十
分に小さく押えられる。結像特性に変動が生じると、以
後に述べる各種ベースライン測定時に誤差が生じること
になる。

次にステップ・アライメント顕微鏡Sx−Mic11a、Sy−Mi
c11bの投影位置を基準マークFMを用いて検出する。この
とき、レチクル12はすでに正確にアライメントされてい
るので、Sx−Mic11aの視野内には、第６図に示すよう
に、レチクル12のパターン領域PAの周辺に設けられたス
テップ・マークSxMが観察可能に位置する。ステップ・
マークSxMは透明な矩形の窓状に形成されている。設計
上ステップマークSxMの投影位置は予めわかっているの
で、制御ユニット20はステージ17を移動させて、第６図
のように窓の中心に基準マークFMのｙ方向に伸びた線状
マークFMxが挟み込まれるように位置決めを行なう。具
体的には、ステップ・マークSxMの窓内に線状マークFMx
が位置した状態で、Sx−Mic11a内の光電素子からの光電
信号に基づいて、線状マークFMxの窓内でのｘ方向の位
置ずれΔx₁,Δx₂を検出し、左右振り分けの中心、すな
わちΔx₁＝Δx₂となるようにステージ17をｘ方向に微動
させることによって位置決めが完了する。制御ユニット
20はこのときのステージ17のｘ方向の位置X₃をレーザ干
渉計18から読み込み、記憶する。同様にSx−Mic11bを用
いて、レチクル12上のステップマークSyM（不図示）と
基準マークFMのｘ方向に伸びた線状マークFMyとをアラ
イメントし、そのときのステージ17のｙ方向の位置Y₃を
検出する。これによって、ステップ・アライメント顕微
鏡Sx−Mic11aのベースライン測定値SXはSX＝X₃−X₀とし
て計測され、Sy−Mic11bのベースライン測定値SYはSY＝
Y₃−Y₀として計測されたことになる。尚、Δx₁＝Δx₂に
なるようにマークFMxを追い込まなくても、ステップ・
マークSxMの中心位置は求めることができる。

次にレーザ・ステップ・アライメント系、Ｙ−LS系35
a、Ｘ−LS系35bの各スポット光SPy、SPxの投影位置を基
準マークFMを用いて検出する。まず第７図に示すよう
に、スポット光SPxと基準マークFMの線状マークFMxとが
平行に整列するようにステージ17を位置決めした後、基
準マークFMを矢印のようにｘ方向に移動させる。Ｘ−LS
系35bはスポット光SPxが線状マークFMxからの光情報を
光電変換し、制御ユニット20はその光電信号に基づい
て、スポット光SPxとマークFMxとが一致したときのステ
ージ17のｘ方向の位置X₄を検出して記憶する。同様に制
御ユニット20は、基準マークFMの線状マークFMyをｙ方
向に走らせて、スポット光SPyとマークFMyとが一致した
ときのステージ17のｙ方向の位置Y₄を検出して記憶す
る。これによってレーザ・ステップ・アライメント系、
Ｙ−LS系35aのベースライン測定値LSYはLSY＝Y₄−Y₀と
して計測され、Ｘ−LS系35bのベースライン測定値LSXは
LSX＝X₄−X₀として計測されたことになる。

そして最後に、ウエハアライメント顕微鏡Ｗ−Mic13a、
13bの投影位置を基準マークFMを用いて検出する。まず
制御ユニット20は、基準マークFMの線状マークFMyをＷ
−Mic13aの検出中心130yと一致させるようにステージ17
を位置決めし、そのときのステージ17のｙ方向の位置Y₅
を検出して記憶する。次に制御ユニット20は線状マーク
FMxをＷ−Mic13bの検出中心130xと一致させるようにス
テージ17を位置決めし、そのときのステージ17のｘ方向
の位置X₅を検出して記憶する。これによってウェハアラ
イメント顕微鏡Ｗ−Mic13aのベースライン測定値WyはWy
＝Y₅−Y₀として計測され、Ｗ−Mic13bのベースライン測
定値WxはWx＝X₅−X₀として計測されたことになる。

以上のようにして計測された各種ベースライン測定値
（SX,SY）、（LSX,LSY）、（Wx,Wy）に基づいて、ステ
ップ・アンド・リピート方式によるウェハ16の位置決め
及び露光が行なわれる。

このように本実施例によれば、レチクルアライメント顕
微鏡を用いる際に、シャッター４を半開きにして、投影
レンズ21に入射するエネルギーを低下させたため、レチ
クルアライメント後の各種ベースライン測定時に、投影
レンズ21を介在とするアライメント系（検出光学系）の
検出中心の投影点の位置がxy方向に変動する量が極めて
小さくなり、この結果ステップ・アンド・リピート方式
によるウェハ16の位置決め精度、及び重ね合わせ露光の
精度が向上するといった効果が得られる。

次に本発明の第２の実施例を第８図を用いて説明する。
本実施例ではレチクルアライメント顕微鏡を使用する際
の照明光の減光手段として、レチクルブラインド８を用
いる。ブラインド８は第８図に示すように４枚の矩形状
のブレード8a、8b、8c、8dから成り、ブレード8a、8bは
ｙ方向に直線移動可能であり、ブレード8c、8dはｘ方向
に直線移動可能である。第８図に示すように、レチクル
アライメント顕微鏡Rxy−Mic9a、Ｒθ−Mic9bを使用す
る際は、Ｒθ−Mic9b側に位置するブレード8aはほぼ全
開にされ、Ｒθ−Mic9bの反対側に位置するブレード8b
はRxy−Mic9aの視野を遮断しない位置まで繰り出され、
Rxy−Mic9a側に位置するブレード8dはほぼ全開にされ、
そしてRxy−Mic9aの反対側に位置するブレード8cはＲθ
−Mic9bの視野を遮断しない位置まで繰り出される。本
実施例の場合、シャッター４を全開にしてレチクル12を
照明したときの投影レンズ21への入射エネルギーは、ブ
ラインド８を全開にしたときの入射エネルギーにくらべ
ると、照明面積がほぼ1/4に絞られたことにより、その
分だけ低下し、投影レンズ21の結像特性の変動も極めて
小さくなる。

また本実施例の場合、シャッター４は全開にしてよいの
で、Rxy−Mic9a、Ｒθ−Mic9b内の光電素子からの光電
信号は当然S/N比が高く、マークの検出精度もそれなり
に良好になる。しかしながらレチクルブラインド８を第
８図のように絞った状態で、先の第１実施例のようなシ
ャッター４の半開動作を併用すると、投影レンズ21に入
射するエネルギーは格段に低下し、さらに効果的であ
る。

尚、本発明の各実施例の他に、レチクルアライメント顕
微鏡を使用するときのみ、水銀ランプ１からレチクル12
までに至る照明光路内に減光用のフィルターを挿入する
ような構成を設けても、同様の効果が得られる。

（発明の効果）以上、本発明によれば、各種アライメント系（顕微鏡
等）のベースライン測定値に含まれる投影光学系の結像
特性変動に起因した誤差が低減されるので、そのベース
ライン測定値を基準にした感光基板（ウェハ等）の位置
合わせがより高精度になるといった効果が得られる。

また、本発明の別の態様によれば、オプチカル・インテ
グレータに入射する照明光量を調整する手段を設けたの
で、照明光量を簡単に調整することが可能となるといっ
た効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による縮小投影型露光装置の概
略的な構成を示す図、第２図は第１図に示した装置の各
種アライメントセンサーの投影像面内での配置関係を示
す平面図、第３図はレチクル・アライメント顕微鏡の構
成を示す光学配置図、第４図はレチクル・アライメント
顕微鏡によるアライメントの一例を示す平面図、第５図
は減光手段としてのシャッターの構成を示す平面図、第
６図はステップ・アライメント顕微鏡によるベースライ
ン測定時のアライメントの様子を示す平面図、第７図は
レーザ・ステップ・アライメント系によるベースライン
測定時のアライメントの様子を示す平面図、第８図は本
発明の第２の実施例による減光手段としてのレチクルブ
ラインドの構成を示す平面図である。〔主要部分の符号の説明〕１……水銀ランプ、４……シャッター、８……レチクル
・ブラインド、９……検出光学系としてのレチクル・ア
ライメント顕微鏡、11……ステップ・アライメント顕微
鏡、12……レチクル、13……ウェハ・アライメント顕微
鏡、15……基準マーク板、16……ウェハ、17……ステー
ジ、18……レーザ干渉計、20……制御ユニット、35……
レーザ・ステップ・アライメント系。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定のパターンが形成されたマスクのほぼ
全面を一様に照明し得る照明手段と、前記パターンの像
を所定の結像面に形成するための投影光学系と、前記マ
スク上の照明領域を任意に定めるための複数の独立可動
のブレードを有する照明視野絞りと、前記照明手段によ
る前記マスクの照明によって、前記マスクに設けられた
位置合わせ用のパターンの像の位置、あるいは前記結像
面に位置する物体上に形成された位置合わせ用のパター
ンの像の位置を検出する検出系とを備えた装置におい
て、前記位置合わせ用のパターンを含む前記マスク上の領域
を照明し得るように、前記ブレードを制御する制御手段
を有し、前記検出系によって前記パターンの像の位置を検出する
際、前記制御手段は、前記検出系の視野を遮光しないよ
うに前記照明領域を絞って、前記照明手段からの照明光
の前記マスク上での照明領域を低下させることを特徴と
する投影光学装置。
【請求項２】前記マスクは位置合わせ用のパターンを少
なくとも２つ有し、前記制御手段は、前記少なくとも２つの位置合わせ用の
パターンを含む前記マスク上の領域を照明し得るよう
に、前記ブレードを制御することを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の装置。
【請求項３】前記照明手段は、前記照明光の一部を遮光
する光制限部材を有し、該光制限部材は、前記マスクへの前記照明光の強度を低
下させることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の装置。