JPH07297101A - Projection aligner - Google Patents

Projection aligner

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JPH07297101A
JPH07297101A JP6084476A JP8447694A JPH07297101A JP H07297101 A JPH07297101 A JP H07297101A JP 6084476 A JP6084476 A JP 6084476A JP 8447694 A JP8447694 A JP 8447694A JP H07297101 A JPH07297101 A JP H07297101A
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JP
Japan
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mark
light
optical system
projection optical
illumination
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6084476A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobutaka Umagome
伸貴 馬込
Yasuaki Tanaka
康明 田中
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to US08/826,063 priority patent/US6118516A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70308Optical correction elements, filters or phase plates for manipulating imaging light, e.g. intensity, wavelength, polarisation, phase or image shift

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To detect or project a predetermined mark accurately even if a pupil filter is inserted when the mark is observed or projected through a projection optical system. CONSTITUTION:The band ring opening of a shade 25 is illuminated collectively through a cone prism 24 with an illumination light IL2 introduced through an optical fiber 23. The transmitted illumination light is then projected through a condenser lens 26 onto an ISS mark 22 put on a reference mark plate 21. Zero order light transmitted through the ISS mark 22 then passes on the outside of the shade part of a pupil filter 4 in a projection optical system 3 and illuminates an alignment mark 8B on a reticle 1. The illumination light transmitted through the reticle 1 then impinges on a photoelectric conversion element 29 with sufficient quantity of light.

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、例えば半導体素子又は
液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する際
に使用される投影露光装置に関し、特に投影光学系を介
してレチクルアライメント、又は投影光学系の結像特性
の計測等を行う機能を備えた投影露光装置に適用して好
適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure apparatus used, for example, in manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal display device in a photolithography process, and more particularly to a reticle alignment or a projection optical system via a projection optical system. It is suitable to be applied to a projection exposure apparatus having a function of measuring the image forming characteristics of the above.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子又は液晶表示素子等を製造す
るためのフォトリソグラフィ工程で、フォトマスク又は
レチクル(以下、一例として「レチクル」を使用する)
のパターンの像を投影光学系を介して、フォトレジスト
が塗布されたウエハ(又はガラスプレート等)上に露光
する投影露光装置が使用されている。斯かる投影露光装
置では、露光に先だってウエハが載置されたウエハステ
ージに対するレチクルの位置合わせ(レチクルアライメ
ント)を正確に行うために、レチクル上に形成されたア
ライメントマークとウエハステージ上に形成された基準
マークとを投影光学系を介して同時に観察するアライメ
ント系が使用されている。
2. Description of the Related Art In a photolithography process for manufacturing a semiconductor device, a liquid crystal display device, or the like, a photomask or reticle (hereinafter, "reticle" is used as an example).
There is used a projection exposure apparatus which exposes the image of the pattern (1) on a wafer (or a glass plate etc.) coated with a photoresist through a projection optical system. In such a projection exposure apparatus, an alignment mark formed on a reticle and a wafer stage are formed in order to accurately perform reticle alignment (reticle alignment) with respect to a wafer stage on which a wafer is placed prior to exposure. An alignment system is used that simultaneously observes the reference mark and the projection optical system.

【0003】図11(a)に示す4個の直線パターンか
らなる基準マークFM1は、レチクルアライメントを行
う場合に使用されるウエハステージ上の基準マークの一
例であり、図11(b)に示す十字型のアライメントマ
ークRM1が、それに対応するレチクル上のマークの一
例である。基準マークFM1は、互いに直交するX方向
及びY方向の位置の基準として使用される。この場合、
例えばレチクル上から2次元撮像素子により投影光学系
を介して基準マークを観察すると、レチクル上の観察視
野内では図12(a)に示すようにアライメントマーク
RM1と基準マーク像FM1Pとが重なって観察され
る。そこで、例えばその図12(a)上のX軸に平行な
走査線SLに対応する撮像素子上の走査線に沿って撮像
信号を読み出すと、図12(b)に示す信号が得られ、
この信号から基準マーク像FM1Pに対するアライメン
トマークRM1のX方向の位置ずれ量が求められる。同
様に、Y方向への位置ずれ量も求められる。このように
して求められたアライメントマークRM1の位置ずれ量
を所定の値に追い込むことにより、レチクルアライメン
トが行われる。
A reference mark FM1 consisting of four linear patterns shown in FIG. 11A is an example of a reference mark on a wafer stage used when performing reticle alignment, and a cross shown in FIG. 11B. The mold alignment mark RM1 is an example of a corresponding mark on the reticle. The reference mark FM1 is used as a reference for positions in the X direction and the Y direction that are orthogonal to each other. in this case,
For example, when the reference mark is observed from above the reticle through the projection optical system by the two-dimensional image sensor, the alignment mark RM1 and the reference mark image FM1P are observed overlapping each other in the observation field of view on the reticle as shown in FIG. To be done. Therefore, for example, when the image pickup signal is read out along the scanning line on the image pickup element corresponding to the scanning line SL parallel to the X axis in FIG. 12A, the signal shown in FIG.
From this signal, the amount of misalignment of the alignment mark RM1 with respect to the reference mark image FM1P in the X direction is obtained. Similarly, the amount of positional deviation in the Y direction is also obtained. The reticle alignment is performed by pushing the positional deviation amount of the alignment mark RM1 thus obtained to a predetermined value.

【0004】また、投影露光装置においては、レチクル
の2次元的な位置のみならず、ウエハステージ上の座標
系に対するレチクルの回転(レチクルローテーション)
を所定の許容範囲内に収める必要があるため、以下のよ
うに所謂ステージ発光型のISS(Imaging Slit Sense
r)系によりレチクルローテーションの計測が行われてい
た。この場合、ウエハステージ側には図13(a)に示
すように、Y方向に沿ってスリット状の開口パターンよ
りなISSマークFM2が形成され、レチクル上にはそ
れに対応して図13(b)に示すように直線パターン状
のアライメントマークRM2が形成されている。
Further, in the projection exposure apparatus, not only the two-dimensional position of the reticle but also the rotation of the reticle with respect to the coordinate system on the wafer stage (reticle rotation).
Therefore, the so-called stage emission type ISS (Imaging Slit Sense) is used as follows.
The reticle rotation was measured by the r) system. In this case, as shown in FIG. 13A, an ISS mark FM2 having a slit-shaped opening pattern is formed along the Y direction on the wafer stage side, and the ISS mark FM2 is correspondingly formed on the reticle as shown in FIG. 13B. As shown in, a linear pattern-shaped alignment mark RM2 is formed.

【0005】このとき、ISSマークFM2を底面側か
ら照明した状態で、ウエハステージをX方向に走査する
と、レチクル上では図14(a)に示すように、明るい
ISSマーク像FM2PがX方向にアライメントマーク
RM2を横切るように移動する。そこで、レチクルを透
過した光束を受光して光電変換すると、図14(b)に
示すように、ウエハステージのX方向の位置に応じて変
化する信号が得られ、その信号が最小になるときの位置
からアライメントマークRM2の位置が計測される。更
に、例えばレチクル上でY方向に離れて形成された第2
のアライメントマークのX方向の位置を求めると、2つ
のアライメントマークの位置の差分からウエハステージ
上のY軸に対するレチクルの回転角が計測される。
At this time, when the wafer stage is scanned in the X direction with the ISS mark FM2 illuminated from the bottom side, a bright ISS mark image FM2P is aligned in the X direction on the reticle as shown in FIG. 14 (a). Move across the mark RM2. Therefore, when the light beam that has passed through the reticle is received and photoelectrically converted, a signal that changes according to the position of the wafer stage in the X direction is obtained, as shown in FIG. The position of the alignment mark RM2 is measured from the position. Further, for example, the second formed on the reticle so as to be separated in the Y direction.
When the position of the alignment mark in the X direction is obtained, the rotation angle of the reticle with respect to the Y axis on the wafer stage is measured from the difference between the positions of the two alignment marks.

【0006】同様に、ウエハステージ側の基準マークと
して、図15(a)に示すようなX軸に沿ってスリット
状の開口パターンからなるISSマークFM3を使用す
ることにより、ウエハステージ上のX軸に対するレチク
ルローテーションが計測され、図15(b)に示すよう
に、基準マークとして十字型の開口パターンよりなるI
SSマークFM4を使用すると、X軸及びY軸に対する
レチクルローテーションが計測される。
Similarly, as the reference mark on the wafer stage side, by using the ISS mark FM3 having a slit-shaped opening pattern along the X axis as shown in FIG. The reticle rotation with respect to is measured, and as shown in FIG.
Using the SS mark FM4, the reticle rotation about the X axis and the Y axis is measured.

【0007】また、一般にフォトリソグラフィ工程で
は、ウエハ上の異なる層への露光が異なる投影露光装置
を用いて行われることがあるため、それら異なる層間の
重ね合わせ誤差を許容範囲内に収めるためには、各投影
露光装置に備えられた投影光学系のディストーションを
それぞれ所定の許容範囲内に収める必要がある。そのた
め従来は、例えば特開昭59−94032号公報で開示
されているように、テストレチクル上の評価用マークを
実際に投影光学系を介してウエハ上に投影し、投影され
たマーク像に対してウエハステージ側の受光スリットを
走査して、そのマーク像の位置を計測することにより、
投影光学系のディストーションを計測していた。
In general, in the photolithography process, different layers on the wafer may be exposed by using different projection exposure apparatuses. Therefore, in order to keep the overlay error between the different layers within an allowable range. It is necessary that the distortion of the projection optical system provided in each projection exposure apparatus be within a predetermined allowable range. Therefore, conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-94032, an evaluation mark on a test reticle is actually projected onto a wafer through a projection optical system, and a projected mark image is formed. By scanning the light receiving slit on the wafer stage side and measuring the position of the mark image,
I was measuring the distortion of the projection optical system.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
投影露光装置においては、種々のマークの位置検出又は
投影が投影光学系を介して行われていた。これに関し
て、最近投影光学系の瞳面(フーリエ変換面)付近に所
定の透過率分布特性及び位相分布特性を有する光学フィ
ルタ板(以下、「瞳フィルタ」という)を設置すること
により、所定のパターンを露光する際の投影光学系の結
像性能を向上させる試みがなされている。例えばコンタ
クトホールパターンのような孤立的パターンを露光する
際の解像度、及び焦点深度を改善するためには、一例と
して特開平4−179958号公報に開示されているよ
うに、投影光学系の瞳面付近に光軸付近の円形領域を遮
光する遮光型の瞳フィルタを設置すると良いことが分か
っている。
As described above, in the conventional projection exposure apparatus, the position detection or projection of various marks is performed via the projection optical system. In this regard, recently, by installing an optical filter plate (hereinafter referred to as “pupil filter”) having a predetermined transmittance distribution characteristic and a phase distribution characteristic near the pupil plane (Fourier transform surface) of the projection optical system, a predetermined pattern is obtained. Attempts have been made to improve the imaging performance of the projection optical system during exposure of the. For example, in order to improve the resolution and the depth of focus when exposing an isolated pattern such as a contact hole pattern, a pupil plane of a projection optical system is disclosed, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-179958. It has been found that a light-shielding type pupil filter that shields a circular region near the optical axis may be installed in the vicinity.

【0009】図16(a)は、遮光型の瞳フィルタの作
用の原理説明図であり、この図16(a)において、レ
チクル1上の微細なコンタクトホールパターン2の像が
投影光学系3を介してウエハ5上に露光される。この際
に、投影光学系3の瞳面FP上に光軸を中心として半径
rの円形の遮光部を有する瞳フィルタ4が配置されてい
る。瞳フィルタ4は、例えばガラス基板上に円形に遮光
膜を形成したものであり、図16(a)ではその遮光部
だけを示している。投影光学系3の瞳の半径をaとする
と、半径rは例えば0.8aである。この場合、レチク
ル1に露光光ILが照射されると、コンタクトホールパ
ターン2から射出される回折光の投影光学系3の瞳面F
Pでの強度分布は、分布曲線6で示すように瞳の外部の
領域でも比較的大きな値を有する分布となる。そのた
め、単にその瞳全体を通過する光を用いてコンタクトホ
ールパターン2の像を結像させると、得られる像の解像
度は悪くなる。
FIG. 16A is an explanatory view of the principle of the action of the light-shielding pupil filter. In FIG. 16A, the image of the fine contact hole pattern 2 on the reticle 1 is projected onto the projection optical system 3. The wafer 5 is exposed to light through the above. At this time, on the pupil plane FP of the projection optical system 3, the pupil filter 4 having a circular light shielding portion with a radius r centered on the optical axis is arranged. The pupil filter 4 is, for example, a circular light-shielding film formed on a glass substrate, and only the light-shielding portion is shown in FIG. 16A. When the radius of the pupil of the projection optical system 3 is a, the radius r is 0.8a, for example. In this case, when the reticle 1 is irradiated with the exposure light IL, the diffracted light emitted from the contact hole pattern 2 is projected onto the pupil plane F of the projection optical system 3.
The intensity distribution at P has a relatively large value in the area outside the pupil as shown by the distribution curve 6. Therefore, when the image of the contact hole pattern 2 is formed by simply using the light that passes through the entire pupil, the resolution of the obtained image becomes poor.

【0010】それに対して、その瞳面FPに瞳フィルタ
4を設置すると、アポダイゼーション効果により、ウエ
ハ5上に得られる像の強度分布をX方向に拡大した図は
16(b)の曲線7のようになり、像のピークから最初
の零点までの間隔が短くなる。即ち、解像度が向上し、
このとき同時に焦点深度の増大効果も得られる。このよ
うに、投影光学系3の瞳面FP上に遮光型の瞳フィルタ
4を設置すると、コンタクトホールパターンに対する投
影光学系3の結像特性を向上させることができる。しか
しながら、このように瞳フィルタ4が挿入された投影光
学系3を介して図11(a)に示す基準マークFM1を
検出して、レチクルアライメントを行うものとすると、
基準マークFM1からの光の多くが瞳フィルタ4の遮光
部に遮られて光量が低下し、結果としてレチクルアライ
メントを高精度に行うことができないという不都合があ
った。同様に、図13(a)に示すISSマークFM2
からの光を、瞳フィルタ4が挿入された投影光学系3を
介してレチクル側に導こうとしても、そのISSマーク
FM2からの光の多くが瞳フィルタ4の遮光部に遮られ
てしまい、レチクルローテーションが高精度に計測でき
ないという不都合があった。
On the other hand, when the pupil filter 4 is installed on the pupil plane FP, the intensity distribution of the image obtained on the wafer 5 is enlarged in the X direction by the apodization effect, and a diagram 7 (b) shows a curve 7. And the interval from the peak of the image to the first zero becomes short. That is, the resolution is improved,
At the same time, the effect of increasing the depth of focus is also obtained. As described above, when the light-shielding pupil filter 4 is installed on the pupil plane FP of the projection optical system 3, the image forming characteristic of the projection optical system 3 with respect to the contact hole pattern can be improved. However, assuming that the reticle alignment is performed by detecting the reference mark FM1 shown in FIG. 11A via the projection optical system 3 in which the pupil filter 4 is thus inserted,
Most of the light from the reference mark FM1 is blocked by the light blocking portion of the pupil filter 4 to reduce the light amount, and as a result, reticle alignment cannot be performed with high accuracy. Similarly, the ISS mark FM2 shown in FIG.
Even if an attempt is made to guide the light from the ISS mark FM2 to the reticle side through the projection optical system 3 in which the pupil filter 4 is inserted, most of the light from the ISS mark FM2 is blocked by the light blocking portion of the pupil filter 4, and the reticle is blocked. There was an inconvenience that rotation could not be measured with high accuracy.

【0011】同様に、瞳フィルタ4が設置された投影光
学系3のディストーション特性を計測するために、テス
トレチクルの評価用マークをその投影光学系3を介して
投影しようとしても、その評価用マークの結像光束の多
くが瞳フィルタ4の遮光部により遮られてその評価用マ
ークの良好な像が得られないという不都合があった。本
発明は斯かる点に鑑み、瞳フィルタが挿入された投影光
学系を介して所定のマークの検出又は投影を行う場合
に、そのマークの検出又は投影を正確に行うことができ
る投影露光装置を提供することを目的とする。
Similarly, even if an evaluation mark of the test reticle is projected through the projection optical system 3 in order to measure the distortion characteristic of the projection optical system 3 in which the pupil filter 4 is installed, the evaluation mark is not measured. Most of the image-forming light flux of (3) is blocked by the light-shielding portion of the pupil filter 4, and a good image of the evaluation mark cannot be obtained. In view of such a point, the present invention provides a projection exposure apparatus capable of accurately detecting or projecting a predetermined mark when detecting or projecting a predetermined mark via a projection optical system in which a pupil filter is inserted. The purpose is to provide.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明による投影露光装
置は、例えば図1に示すように、マスク(1)のパター
ンを感光基板(5)上に所定の結像特性で投影する投影
光学系(3)と、この投影光学系の物体面側、又は像面
側に配置される基準マーク(22)をその投影光学系を
介して検出するマーク検出系とを備えた投影露光装置に
おいて、投影光学系(3)の結像光路中に形成されるフ
ーリエ変換面(FP)、又はその近傍面に配置され、そ
の結像特性を改善するために結像光束の透過特性が部分
的に異なる光学補正板(4)を有し、そのマーク検出系
は、基準マーク(22)から発生して投影光学系(3)
に入射する光の内少なくとも0次光が光学補正板(4)
上のその透過特性が同一である特定領域を通るように、
基準マーク(22)に照明光を照射する照明系(23〜
26)と、光学補正板(4)上の特定領域を通過する照
明光を受光する光電検出器(29)と、を有するもので
ある。
A projection exposure apparatus according to the present invention is, for example, as shown in FIG. 1, a projection optical system for projecting a pattern of a mask (1) onto a photosensitive substrate (5) with a predetermined image forming characteristic. (3) and a mark detection system for detecting the reference mark (22) arranged on the object plane side or the image plane side of the projection optical system via the projection optical system. An optical system which is arranged on the Fourier transform plane (FP) formed in the image forming optical path of the optical system (3) or a surface in the vicinity thereof, and which has partially different transmission characteristics of the image forming light beam in order to improve the image forming characteristics. It has a correction plate (4), the mark detection system of which is generated from the reference mark (22), and the projection optical system (3).
At least the zero-order light incident on the optical correction plate (4)
To pass through a specific area whose transmission properties are the same,
An illumination system (23-) that illuminates the reference mark (22) with illumination light.
26) and a photoelectric detector (29) for receiving illumination light passing through a specific area on the optical correction plate (4).

【0013】この場合、その光学補正板(4)の一例
は、中心の円形領域とその外側の輪帯領域とで透過特性
を異ならしめ、その0次光がその円形領域、又はその輪
帯領域を通るものである。この場合に適した照明系の一
例は、例えば図4(b)に示すように、0次光がその輪
帯領域を通るように、基準マーク(22a)に対してそ
の照明光を傾けて照射するものである。
In this case, in one example of the optical correction plate (4), the transmission characteristics are made different between the central circular area and the outer annular zone, and the 0th order light is the circular area or the annular zone. It passes through. An example of an illuminating system suitable for this case is, for example, as shown in FIG. 4B, irradiating the reference mark (22a) with the illuminating light so that the 0th-order light passes through the annular zone. To do.

【0014】更に、その照明系の他の例は、基準マーク
(22)と所定面(25)とをフーリエ変換の関係にす
る変換光学系(26)を有し、所定面(25)を通過す
る照明光を輪帯領域、又は変換光学系(26)の光軸か
ら偏心した少なくとも1つの局所領域に規定するもので
ある。また、例えば図8に示すように、マスク(42)
を照明する照明光学系(10〜12,47)が、そのマ
ーク検出系の照明系を兼用するようにしてもよい。
Further, another example of the illumination system has a conversion optical system (26) which brings the reference mark (22) and the predetermined surface (25) into a Fourier transform relationship, and passes through the predetermined surface (25). The illuminating light is defined as a ring zone or at least one local zone decentered from the optical axis of the conversion optical system (26). Further, for example, as shown in FIG. 8, a mask (42)
The illumination optical system (10 to 12, 47) for illuminating the mark may also serve as the illumination system of the mark detection system.

【0015】[0015]

【作用】斯かる本発明の投影露光装置によれば、例えば
図1に示すように、光学補正板(4)が投影光学系
(3)の光軸を中心とする所定範囲の領域を遮光する遮
光型の瞳フィルタである場合には、マーク検出系の照明
系(23〜26)では、基準マーク(22)を通過する
0次光が瞳フィルタの遮光部の外側の輪帯領域(透過領
域)を通過するように、照明光で基準マーク(22)を
照明する。これにより、基準マーク(22)から発生し
た光が、投影光学系(3)を経ても十分な光量で光電検
出器(29)に受光され、基準マーク(22)が正確に
検出できる。
According to the projection exposure apparatus of the present invention as described above, for example, as shown in FIG. 1, the optical correction plate (4) shields an area within a predetermined range centered on the optical axis of the projection optical system (3). In the case of the light-shielding type pupil filter, in the illumination system (23 to 26) of the mark detection system, the 0th-order light passing through the reference mark (22) is outside the light-shielding portion of the pupil filter. ), The reference mark (22) is illuminated with illumination light. Thereby, the light generated from the reference mark (22) is received by the photoelectric detector (29) with a sufficient amount of light even after passing through the projection optical system (3), and the reference mark (22) can be accurately detected.

【0016】なお、光学補正板(4)が例えば透過率が
大きい円形領域と、その周囲の透過率が小さい輪帯領域
とを有する場合には、マーク検出系の照明系(23〜2
6)では、基準マーク(22)を通過する0次光がその
透過率の大きい円形領域を通過するように基準マーク
(22)を照明する。これにより、基準マーク(22)
から発生した光が、投影光学系(3)を経ても十分な光
量で光電検出器(29)に受光される。逆に、周囲の輪
帯領域の透過率が小さい場合には、基準マーク(22)
を通過する0次光がその透過率の大きい輪帯領域を通過
するように基準マーク(22)を照明することにより、
基準マーク(22)が正確に検出できる。
When the optical correction plate (4) has, for example, a circular area having a large transmittance and an annular area having a small transmittance around it, the illumination system (23 to 2) of the mark detecting system.
In 6), the reference mark (22) is illuminated so that the 0th-order light passing through the reference mark (22) passes through a circular region having a high transmittance. As a result, the reference mark (22)
The light generated by the photodetector (29) is received by the photoelectric detector (29) in a sufficient amount even after passing through the projection optical system (3). On the contrary, when the transmittance of the surrounding ring zone is small, the reference mark (22)
By illuminating the reference mark (22) so that the 0th-order light that passes through the ring zone region having a large transmittance,
The reference mark (22) can be accurately detected.

【0017】また、マーク検出系の照明系からの照明光
による基準マーク(22)からの0次光が、例えば投影
光学系(3)のフーリエ変換面上で輪帯状の領域を通過
するようにするには、大別して2通りの手法がある。先
ず、図4(b)に示すように、基準マーク(22a)に
対して照明光を傾けて照射する場合には、照明効率が高
い。一方、輪帯状の開口を有する遮光板(25)を一度
照明し、この遮光板(25)を透過した光を変換光学系
(26)を介して基準マーク(22)に照射する場合に
は、その輪帯状の領域の全体を活用でき、結像特性が向
上する。
Further, the 0th-order light from the reference mark (22) due to the illumination light from the illumination system of the mark detection system may pass through a ring-shaped region on the Fourier transform plane of the projection optical system (3), for example. There are roughly two ways to do this. First, as shown in FIG. 4B, the illumination efficiency is high when the illumination light is emitted while being inclined with respect to the reference mark (22a). On the other hand, when the light shield plate (25) having a ring-shaped opening is illuminated once and the light transmitted through the light shield plate (25) is applied to the reference mark (22) through the conversion optical system (26), The entire ring-shaped region can be utilized, and the imaging characteristics are improved.

【0018】また、例えば図8に示すように、検出対象
又は投影対象とする基準マーク(M ij)がマスク(4
2)側にある場合等には、マスク(42)を照明する照
明光学系(10〜12,47)が、そのマーク検出系の
照明系を兼用できることがある。これにより、全体の光
学系が簡略化される。
Further, for example, as shown in FIG.
Alternatively, the reference mark (M ij) Is the mask (4
2) When it is on the side, the light that illuminates the mask (42)
The bright optical system (10 to 12, 47) is the mark detection system.
In some cases, the lighting system can also be used. This allows the whole light
The academic system is simplified.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明による投影露光装置の第1実施
例につき図1〜図3を参照して説明する。本実施例は、
レチクルアライメントを行うため、ISS(Imaging Sl
itSenser)方式で投影光学系を介してレチクルの位置又
は回転角を検出する場合に本発明を適用したものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the projection exposure apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In this example,
In order to perform reticle alignment, ISS (Imaging Sl
The present invention is applied to the case of detecting the position or rotation angle of the reticle through the projection optical system by the itSenser method.

【0020】図1は、本実施例の投影露光装置を示し、
この図1において、レチクル1はコンタクトホールパタ
ーン用の原版であり、レチクル1のパターン領域には所
定の配列でコンタクトホールパターンの原画パターンが
形成され、そのパターン領域のX方向の近傍に2つのア
ライメントマーク8A及び8Bが形成されている。アラ
イメントマーク8A及び8Bは、図2に示すようにガラ
ス基板部(透過部)中に形成された十字型の遮光パター
ンである。
FIG. 1 shows a projection exposure apparatus of this embodiment,
In FIG. 1, a reticle 1 is an original plate for a contact hole pattern, an original pattern of contact hole patterns is formed in a predetermined array in a pattern area of the reticle 1, and two alignments are provided in the vicinity of the pattern area in the X direction. Marks 8A and 8B are formed. The alignment marks 8A and 8B are cross-shaped light-shielding patterns formed in the glass substrate portion (transmissive portion) as shown in FIG.

【0021】レチクル1のパターンを露光する際には、
不図示の露光用の光源からの露光光IL1(水銀ランプ
のi線、又はエキシマレーザ光等)が、フライアイレン
ズ10に入射し、フライアイレンズ10の射出面に形成
された多数の2次光源からの露光光が、ミラー11及び
コンデンサーレンズ12を介してレチクル1のパターン
領域を照明する。その露光光のもとで、レチクル1のパ
ターン領域内のパターンの投影光学系3を介した像が、
ウエハステージ13上に保持されたウエハ5の各ショッ
ト領域に露光される。
When exposing the pattern of the reticle 1,
Exposure light IL1 (i-line of a mercury lamp, excimer laser light, or the like) from a light source for exposure (not shown) enters the fly-eye lens 10 and a large number of secondary surfaces formed on the exit surface of the fly-eye lens 10. The exposure light from the light source illuminates the pattern area of the reticle 1 via the mirror 11 and the condenser lens 12. Under the exposure light, the image of the pattern in the pattern area of the reticle 1 through the projection optical system 3 is
Each shot area of the wafer 5 held on the wafer stage 13 is exposed.

【0022】投影光学系3のレチクル1のパターン形成
面に対するフーリエ変換面(瞳面)FP上に、投影光学
系3の光軸AXを中心として所定半径の円形領域の光を
遮光する遮光型の瞳フィルタ4が配置されている。瞳フ
ィルタ4は、ガラス基板上に光軸AXを中心としてその
所定半径の遮光部を形成したものであるが、図1ではそ
の遮光部のみを表している。瞳フィルタ4により、コン
タクトホールパターンの像が高い解像度で、且つ深い焦
点深度でウエハ5上に投影露光される。また、不図示で
あるが、その瞳面FP上には開口絞りが配置され、この
開口絞りによりその瞳面FPを通過する結像光束の外半
径が規定されている。
On the Fourier transform surface (pupil surface) FP of the projection optical system 3 with respect to the pattern forming surface of the reticle 1, a light-shielding type which shields light in a circular area having a predetermined radius with the optical axis AX of the projection optical system 3 as the center. The pupil filter 4 is arranged. The pupil filter 4 is formed by forming a light-shielding portion having a predetermined radius around the optical axis AX on the glass substrate, but FIG. 1 shows only the light-shielding portion. The image of the contact hole pattern is projected and exposed on the wafer 5 with a high resolution and a deep depth of focus by the pupil filter 4. Although not shown, an aperture stop is arranged on the pupil plane FP, and the outer radius of the imaging light flux passing through the pupil plane FP is defined by the aperture stop.

【0023】ここで、投影光学系3の光軸AXに平行に
Z軸を取り、Z軸に垂直な2次元平面の直交座標系をX
軸及びY軸とすると、ウエハステージ13は、Z軸に垂
直なXY平面内でウエハ5の位置決めを行うXYステー
ジ、及びZ軸方向のウエハ5の位置を調整するZステー
ジ等から構成されている。また、ウエハステージ13の
端部に移動鏡14が固定され、この移動鏡14及び外部
に設置されたレーザ干渉計15により、ウエハステージ
13のX座標及びY座標が常時計測され、計測された座
標が主制御系16及び演算部17に供給される。主制御
系16は、計測された座標に基づいてウエハステージ駆
動部18を介して、ウエハステージ13の移動座標を制
御する。
Here, the Z axis is taken parallel to the optical axis AX of the projection optical system 3, and the orthogonal coordinate system of a two-dimensional plane perpendicular to the Z axis is defined as X.
Assuming the axis and the Y-axis, the wafer stage 13 is composed of an XY stage for positioning the wafer 5 in an XY plane perpendicular to the Z-axis, a Z stage for adjusting the position of the wafer 5 in the Z-axis direction, and the like. . Further, a movable mirror 14 is fixed to the end of the wafer stage 13, and the X coordinate and Y coordinate of the wafer stage 13 are constantly measured by the movable mirror 14 and a laser interferometer 15 installed outside, and the measured coordinates are measured. Is supplied to the main control system 16 and the calculation unit 17. The main control system 16 controls the moving coordinates of the wafer stage 13 via the wafer stage driving unit 18 based on the measured coordinates.

【0024】また、投影光学系3の側方に、光軸AXに
対して斜めに投影光学系3の露光フィールド内の所定の
計測点にスリットパターン像を投影する投射光学系19
と、その計測点からの反射光を受光してそのスリットパ
ターン像を再結像し、この再結像された位置の基準位置
からのずれ量に応じたフォーカス信号を生成して主制御
系16に供給する受光系20とからなるオートフォーカ
スセンサが設けられている。この場合、その計測点が投
影光学系3の結像面(ベストフォーカス面)に合致して
いる状態で、そのフォーカス信号が0になるようにキャ
リブレーションが行われており、そのフォーカス信号の
値から例えばウエハ5の露光面のベストフォーカス面か
らの位置ずれ量(デフォーカス量)を検出できる。
Further, a projection optical system 19 for projecting a slit pattern image laterally of the projection optical system 3 obliquely with respect to the optical axis AX to a predetermined measurement point in the exposure field of the projection optical system 3.
And the reflected light from the measurement point is received to re-image the slit pattern image, and a focus signal corresponding to the amount of deviation of the re-imaged position from the reference position is generated to generate the main control system 16 An autofocus sensor including a light receiving system 20 for supplying the In this case, calibration is performed so that the focus signal becomes 0 in the state where the measurement point matches the image forming plane (best focus plane) of the projection optical system 3, and the value of the focus signal From this, for example, the amount of positional deviation (defocus amount) of the exposure surface of the wafer 5 from the best focus surface can be detected.

【0025】更に、ウエハステージ13上のウエハ5の
近傍にガラス基板よりなる基準マーク板21が固定さ
れ、この基準マーク板21の表面に、ISSマーク22
が形成されている。レチクルアライメント時にはオート
フォーカスセンサを用いて、基準マーク板21の表面
は、投影光学系3の結像面と同じ高さに設定される。I
SSマーク22は、図3に示すように、遮光膜中に形成
されたY方向に長いX軸スリットマーク22a、及びX
方向に長いY軸スリットマーク22bよりなる十字型の
開口パターンであり、基準マーク22の大きさは、アラ
イメントマーク8A又は8Bの投影光学系3による投影
像の大きさと同程度である。
Further, a reference mark plate 21 made of a glass substrate is fixed near the wafer 5 on the wafer stage 13, and the ISS mark 22 is formed on the surface of the reference mark plate 21.
Are formed. At the time of reticle alignment, the surface of the reference mark plate 21 is set at the same height as the image forming plane of the projection optical system 3 by using an auto focus sensor. I
As shown in FIG. 3, the SS mark 22 includes an X-axis slit mark 22a and an X-axis slit mark 22a formed in the light-shielding film and long in the Y direction.
It is a cross-shaped opening pattern composed of Y-axis slit marks 22b that are long in the direction, and the size of the reference mark 22 is about the same as the size of the projection image of the alignment mark 8A or 8B by the projection optical system 3.

【0026】図1において、本実施例では、基準マーク
板21の底面側からISSマーク22及びアライメント
マーク8B(又は8A)を照明するためのステージ発光
型の照明系が設けられている。この照明系を用いてレチ
クルの位置又は回転角の検出を行う際には、光ファイバ
23を介して露光用の光源(不図示)から露光光IL1
と同じ波長の照明光IL2が導かれる。光ファイバ23
から射出された照明光IL2は、コーンプリズム24に
よりほぼ輪帯状に分布する光束となって遮光板25に入
射する。
In FIG. 1, in the present embodiment, a stage emission type illumination system for illuminating the ISS mark 22 and the alignment mark 8B (or 8A) from the bottom surface side of the reference mark plate 21 is provided. When the position or the rotation angle of the reticle is detected using this illumination system, the exposure light IL1 is emitted from the exposure light source (not shown) via the optical fiber 23.
Illumination light IL2 having the same wavelength as is guided. Optical fiber 23
The illumination light IL2 emitted from the light source is converted into a luminous flux distributed in a substantially annular shape by the cone prism 24 and is incident on the light shielding plate 25.

【0027】図3は、図1中のステージ発光型の照明系
を示し、この図3において、遮光板25には、この照明
系の光軸(図1の投影光学系3の光軸AXに平行な軸)
を中心とした輪帯状開口25aが形成されている。輪帯
状開口25aから射出された照明光IL3が、集光レン
ズ26を介して基準マーク板21上のISSマーク22
の底部に照射される。この際に、コーンプリズム24の
作用により光ファイバ23から射出された照明光は、効
率的に遮光板25の輪帯状開口25aを照明し、且つ輪
帯状開口25aの形成面と、ISSマーク22の形成面
とは集光レンズ26に関してフーリエ変換の関係にあ
る。従って、ISSマーク22から射出される0次光の
分布は、その照明系の光軸を中心として円錐状に傾斜し
ている。
FIG. 3 shows the stage emission type illumination system shown in FIG. 1. In FIG. 3, the light shielding plate 25 has an optical axis (the optical axis AX of the projection optical system 3 shown in FIG. 1) of the illumination system. Parallel axes)
A ring-shaped opening 25a is formed around the center. The illumination light IL3 emitted from the ring-shaped opening 25a is passed through the condenser lens 26 and the ISS mark 22 on the reference mark plate 21.
Is irradiated to the bottom of the. At this time, the illumination light emitted from the optical fiber 23 by the action of the cone prism 24 efficiently illuminates the ring-shaped opening 25a of the light shielding plate 25, and the surface on which the ring-shaped opening 25a is formed and the ISS mark 22. The forming surface has a Fourier transform relationship with respect to the condenser lens 26. Therefore, the distribution of the 0th-order light emitted from the ISS mark 22 is conically inclined about the optical axis of the illumination system.

【0028】更に、図1に戻り、ISSマーク22が投
影光学系3の像面に合致しているときに、ISSマーク
22の形成面と、投影光学系3の瞳面FPとはフーリエ
変換の関係にあり、従って、瞳面FP(瞳フィルタ4の
配置面)と遮光板25の配置面とは共役である。そこ
で、本実施例では遮光板25の輪帯状開口25aの内半
径を、瞳フィルタ4の遮光部の遮光板25上での共役像
の半径と等しく設定し、輪帯状開口25aの外半径を瞳
面FP上の開口絞り(不図示)の半径と等しく設定す
る。言い換えると、輪帯状開口25aの投影光学系3の
瞳面FPでの共役像は、その瞳面FP上で結像光束が通
過できる領域(即ち、瞳フィルタ4の透過部)と重なっ
ている。従って、ISSマーク22をそのまま通過する
照明光(0次光)は、全て投影光学系3の瞳面FP上で
瞳フィルタ4の遮光部と開口絞りとの間の領域を通過し
て、レチクル1側に向かう。
Further, returning to FIG. 1, when the ISS mark 22 matches the image plane of the projection optical system 3, the formation surface of the ISS mark 22 and the pupil plane FP of the projection optical system 3 are Fourier transformed. Therefore, the pupil plane FP (the arrangement surface of the pupil filter 4) and the arrangement surface of the light shielding plate 25 are conjugate with each other. Therefore, in this embodiment, the inner radius of the ring-shaped aperture 25a of the light blocking plate 25 is set equal to the radius of the conjugate image of the light blocking portion of the pupil filter 4 on the light blocking plate 25, and the outer radius of the ring-shaped aperture 25a is set to the pupil. It is set equal to the radius of the aperture stop (not shown) on the surface FP. In other words, the conjugate image of the ring-shaped aperture 25a on the pupil plane FP of the projection optical system 3 overlaps with the region on the pupil plane FP through which the image-forming light flux can pass (that is, the transmission part of the pupil filter 4). Therefore, all the illumination light (zero-order light) that passes through the ISS mark 22 as it is passes through the area between the light blocking portion of the pupil filter 4 and the aperture stop on the pupil plane FP of the projection optical system 3, and the reticle 1 Head to the side.

【0029】図1において、ISSマーク22をそのま
ま通過した0次光、及びISSマーク22から発生した
回折光の多くは、投影光学系3の瞳面FP上で瞳フィル
タ4の遮光部の外部の領域を通過した後、投影光学系3
によりレチクル1のパターン形成面にISSマーク22
の像を結像する。そのようにISSマーク22から発生
してレチクル1を透過した照明光は、光路折り曲げ用の
ミラー27により反射された後、集光レンズ28を介し
て光電変換素子29の受光面に集光される。光電変換素
子29において受光された光を光電変換して得られた検
出信号が演算部17に供給される。演算部17では、供
給された検出信号が最小値を取るときのウエハステージ
13のX座標又はY座標から、例えばISSマーク22
の像がアライメントマーク8Bと合致するときのX座標
又はY座標を求めて主制御系16に供給する(詳細後
述)。
In FIG. 1, most of the 0th-order light that has passed through the ISS mark 22 and the diffracted light generated from the ISS mark 22 are on the pupil plane FP of the projection optical system 3 outside the light shielding portion of the pupil filter 4. After passing through the area, the projection optical system 3
ISS mark 22 on the pattern formation surface of reticle 1 by
Form an image of. The illumination light thus generated from the ISS mark 22 and transmitted through the reticle 1 is reflected by the mirror 27 for bending the optical path, and then is condensed on the light receiving surface of the photoelectric conversion element 29 via the condenser lens 28. . A detection signal obtained by photoelectrically converting the light received by the photoelectric conversion element 29 is supplied to the calculation unit 17. In the calculation unit 17, for example, the ISS mark 22 is calculated from the X coordinate or the Y coordinate of the wafer stage 13 when the supplied detection signal has the minimum value.
The X-coordinate or the Y-coordinate at which the image of (1) matches the alignment mark 8B is obtained and supplied to the main control system 16 (details will be described later).

【0030】次に、本実施例でレチクルアライメントを
行う場合の動作の一例につき説明する。図1において、
先ず露光光IL1を遮断した状態で、レチクル1をレチ
クルホルダ9上で大まかに位置決めして固定する。その
後、光ファイバ23から照明光IL2を射出させた状態
で、ウエハステージ13を動作させて基準マーク板21
上のISSマーク22を、レチクル1のアライメントマ
ーク8Bと共役な位置に対して+X方向の側に移動させ
る。ISSマーク22を透過した照明光(0次光、及び
回折光等)は、投影光学系3内で瞳フィルタ4の遮光部
の周囲を通ってレチクル1のアライメントマーク8Bの
+X方向側にISSマーク22の像を結ぶ。
Next, an example of the operation when performing reticle alignment in this embodiment will be described. In FIG.
First, with the exposure light IL1 blocked, the reticle 1 is roughly positioned and fixed on the reticle holder 9. After that, in a state where the illumination light IL2 is emitted from the optical fiber 23, the wafer stage 13 is operated to operate the fiducial mark plate 21.
The upper ISS mark 22 is moved to the + X direction side with respect to the position conjugate with the alignment mark 8B of the reticle 1. The illumination light (0th-order light, diffracted light, etc.) that has passed through the ISS mark 22 passes around the light-shielding portion of the pupil filter 4 in the projection optical system 3 to the + X direction side of the alignment mark 8B of the reticle 1 and the ISS mark. Connect 22 images.

【0031】この状態でウエハステージ13を−X方向
(第1の計測方向)に走査して、ISSマーク22から
発生して投影光学系3及びレチクル1を経た照明光を光
電変換素子29で受光し、演算部17でその検出信号を
モニタする。ウエハステージ13の走査によって、IS
Sマーク22のX軸スリットマーク22a(図3参照)
がアライメントマーク8BのY方向に長い遮光部と合致
したときには、X軸スリットマーク22aがアライメン
トマーク8Bによって遮光された状態となるため、光電
変換素子29により受光される光量は小さくなる。演算
部17では、このときのウエハステージ13のX座標
を、アライメントマーク8BのX座標として保持して主
制御系16に供給する。
In this state, the wafer stage 13 is scanned in the -X direction (first measurement direction), and the photoelectric conversion element 29 receives the illumination light generated from the ISS mark 22 and passing through the projection optical system 3 and the reticle 1. Then, the calculation unit 17 monitors the detection signal. By scanning the wafer stage 13, the IS
X-axis slit mark 22a of the S mark 22 (see FIG. 3)
When is aligned with the long light-shielding portion of the alignment mark 8B in the Y direction, the X-axis slit mark 22a is shielded by the alignment mark 8B, so that the amount of light received by the photoelectric conversion element 29 is small. The calculation unit 17 holds the X coordinate of the wafer stage 13 at this time as the X coordinate of the alignment mark 8B and supplies it to the main control system 16.

【0032】同様に、ウエハステージ13をY方向に走
査することにより、ISSマーク22のY軸スリットマ
ーク22bがアライメントマーク8BのX方向に長い遮
光部と合致したときのウエハステージ13のY座標が得
られる。また、図1のレチクル1のアライメントマーク
8Aの上方にも受光系(不図示)が配置され、この受光
系を用いて、ISSマーク22の像がアライメントマー
ク8Aと合致するときのウエハステージ13のX座標及
びY座標が計測される。これら2点の座標からレチクル
1の回転角も計測される。このようにして計測されたア
ライメントマーク8A及び8Bの座標を所定の基準座標
に追い込むことにより、レチクル1のアライメントが行
われる。
Similarly, by scanning the wafer stage 13 in the Y-direction, the Y-coordinate of the wafer stage 13 when the Y-axis slit mark 22b of the ISS mark 22 coincides with the long light-shielding portion of the alignment mark 8B in the X-direction is obtained. can get. A light receiving system (not shown) is also arranged above the alignment mark 8A of the reticle 1 in FIG. 1, and this light receiving system is used to move the wafer stage 13 when the image of the ISS mark 22 matches the alignment mark 8A. The X and Y coordinates are measured. The rotation angle of the reticle 1 is also measured from the coordinates of these two points. By aligning the coordinates of the alignment marks 8A and 8B measured in this way with predetermined reference coordinates, the reticle 1 is aligned.

【0033】この場合、本実施例では、ISSマーク2
2を通った0次光は、ステージ発光型の照明系の光軸に
対し所定の角度で交差している。ステージ発光型の照明
系の光軸と投影光学系3の光軸AXとは平行であるた
め、ISSマーク22からの0次光は投影光学系3の光
軸AXに対しても所定の角度で交差することになる。そ
の所定の角度とは、この投影光学系3で投影しようとす
る大きさのコンタクトホールパターンに適した瞳フィル
タ4の遮光部に対応する回折角とほぼ等しい。即ち、I
SSマーク22からの0次光は投影光学系3の瞳面FP
において、瞳フィルタ4の遮光部の周辺部(瞳フィルタ
4の透過部)を通り、その瞳フィルタ4の遮光部によっ
ては遮光されない。これにより、ISSマーク22から
の光の内で光量の大きい0次光が投影光学系3内を通過
するので、レチクル1のパターン形成面上に結像される
ISSマーク22の像は十分明るいものとなる。従っ
て、ISSマーク22から発生した後、投影光学系3及
びレチクル1を通過した光を光電変換素子29で受光す
る際に、ISSマーク22がレチクル1上のアライメン
トマーク8Bにより遮光されたときと遮光されないとき
との光量変化が大きくなり、高いSN比で且つ高精度
に、ISSマーク22がアライメントマーク8Bと合致
するときの座標を計測できる。
In this case, in this embodiment, the ISS mark 2
The 0th-order light passing through 2 intersects the optical axis of the stage emission type illumination system at a predetermined angle. Since the optical axis of the stage emission type illumination system and the optical axis AX of the projection optical system 3 are parallel to each other, the 0th-order light from the ISS mark 22 is also at a predetermined angle with respect to the optical axis AX of the projection optical system 3. You will cross. The predetermined angle is substantially equal to the diffraction angle corresponding to the light shielding portion of the pupil filter 4 suitable for the contact hole pattern of the size to be projected by the projection optical system 3. That is, I
The 0th order light from the SS mark 22 is the pupil plane FP of the projection optical system 3.
In, the light passes through the peripheral portion of the light shielding portion of the pupil filter 4 (transmission portion of the pupil filter 4) and is not shielded by the light shielding portion of the pupil filter 4. As a result, the 0th-order light having a large amount of light from the ISS mark 22 passes through the projection optical system 3, so that the image of the ISS mark 22 formed on the pattern formation surface of the reticle 1 is sufficiently bright. Becomes Therefore, when the photoelectric conversion element 29 receives the light that has been generated from the ISS mark 22 and has passed through the projection optical system 3 and the reticle 1, the light is shielded when the ISS mark 22 is shielded by the alignment mark 8B on the reticle 1. The amount of change in the light amount when the ISS mark 22 does not occur becomes large, and the coordinates when the ISS mark 22 matches the alignment mark 8B can be measured with a high SN ratio and with high accuracy.

【0034】また、本実施例では光ファイバ23から射
出される照明光IL2が、軸対称のコーンプリズム24
を介して集中的に遮光板25内の輪帯状開口25a内に
照射されている。従って、光ファイバ23で導かれた照
明光IL2の利用効率が高いという利点もある。なお、
第1実施例において、遮光板25中の輪帯状開口25a
の大きさは、投影光学系3の瞳面FP上で瞳フィルタ4
の遮光部の周囲の透過領域と共役な領域と同じ大きさで
あるが、その輪帯状開口25aの内半径をその瞳フィル
タ4の遮光部の共役像の半径より或る程度狭くしてもよ
く、又は或る程度広くしてもよい。更に、その輪帯状開
口25aの外半径をその瞳面FP上の開口絞りの共役像
の半径より或る程度広くしてもよく、又は或る程度狭く
してもよい。この場合、輪帯状開口25aの大きさを、
投影光学系3の瞳面FP上で瞳フィルタ4の周囲の透過
部と共役な領域より広くすることにより、ISSマーク
22から射出されたより高次の回折光がその瞳フィルタ
4の遮光部の周囲の領域を通過するようになり、ISS
マーク22の像の解像度が高まる。
Further, in this embodiment, the illumination light IL2 emitted from the optical fiber 23 has the axially symmetric cone prism 24.
It is radiated intensively into the ring-shaped opening 25a in the light shielding plate 25 via. Therefore, there is also an advantage that the utilization efficiency of the illumination light IL2 guided by the optical fiber 23 is high. In addition,
In the first embodiment, the ring-shaped opening 25a in the light shield plate 25 is formed.
Of the pupil filter 4 on the pupil plane FP of the projection optical system 3.
Although it has the same size as the area conjugate with the transmissive area around the light-shielding portion, the inner radius of the ring-shaped opening 25a may be made somewhat smaller than the radius of the conjugate image of the light-shielding portion of the pupil filter 4. Or, it may be made wider to some extent. Further, the outer radius of the ring-shaped aperture 25a may be made somewhat wider or narrower than the radius of the conjugate image of the aperture stop on the pupil plane FP. In this case, the size of the annular opening 25a is
By making the area on the pupil plane FP of the projection optical system 3 that is conjugate with the transmissive portion around the pupil filter 4 higher, the higher order diffracted light emitted from the ISS mark 22 surrounds the light shielding portion of the pupil filter 4. The ISS
The resolution of the image of the mark 22 is increased.

【0035】また、第1実施例では、遮光板25により
照明光を傾斜させているが、例えば光ファイバ23の射
出端を輪帯状にして、この射出端を集光レンズ26の前
側焦点面に配置してもよい。これにより、コーンプリズ
ム24及び遮光板25を省くことができ、構成が簡略化
される。なお、上述実施例ではISSマークは十字型の
2次元マークであるが、図4(a)及び(b)に示すよ
うにスリット状開口よりなる1次元マークを使用しても
よい。この場合、ステージ発光型の照明系の構成もそれ
に応じて変更している。
Further, in the first embodiment, the illumination light is inclined by the light shielding plate 25. However, for example, the exit end of the optical fiber 23 is formed into a ring shape, and this exit end is the front focal plane of the condenser lens 26. You may arrange. Thereby, the cone prism 24 and the light shielding plate 25 can be omitted, and the configuration is simplified. Although the ISS mark is a cross-shaped two-dimensional mark in the above embodiment, a one-dimensional mark having a slit-shaped opening may be used as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). In this case, the configuration of the stage emission type illumination system is also changed accordingly.

【0036】先ず、図4(a)の変形例では、基準マー
ク板21上にY方向に長いX軸スリットマーク22aが
形成されている。そして、基準マーク板21の下方に順
に、集光レンズ26、遮光板31、2分割のコーンプリ
ズム30、及び光ファイバ23が配置されている。遮光
板31上にはこの照明系の光軸に関してX方向に対称に
2つの開口31a及び31bが形成されている。この例
でも、X軸スリットマーク22aの形成面は集光レンズ
26に関して遮光板31の開口形成面とフーリエ変換の
関係にある。また、図4(a)の照明系を図1の基準マ
ーク板21の照明系の代わりに配置したときに、2つの
開口31a及び31bは、投影光学系3の瞳面FP上で
瞳フィルタ4の遮光部の外部で且つ開口絞り(不図示)
の内部の透過領域と遮光板31上で共役な領域中に位置
する。
First, in the modification of FIG. 4A, the X-axis slit mark 22a that is long in the Y direction is formed on the reference mark plate 21. Then, a condenser lens 26, a light shielding plate 31, a two-divided cone prism 30, and an optical fiber 23 are sequentially arranged below the reference mark plate 21. Two openings 31a and 31b are formed on the light shielding plate 31 symmetrically in the X direction with respect to the optical axis of the illumination system. In this example as well, the surface on which the X-axis slit mark 22a is formed has a Fourier transform relationship with the surface on which the light-shielding plate 31 is formed with respect to the condenser lens 26. Further, when the illumination system of FIG. 4A is arranged in place of the illumination system of the reference mark plate 21 of FIG. 1, the two openings 31 a and 31 b are provided on the pupil plane FP of the projection optical system 3 with the pupil filter 4. Outside the light-shielding part of the aperture and aperture stop (not shown)
It is located in a conjugate area on the light-shielding plate 31 with the transparent area inside.

【0037】そして、光ファイバ23から射出された照
明光は、2分割のコーンプリズム30により2方向に分
割されて、遮光板31の開口31a及び31bを集中的
に照明し、開口31a及び31bをそれぞれ通過した照
明光IL4及びIL5が、集光レンズ26を介してX軸
スリットマーク22a上に交差するように照射される。
このX軸スリットマーク22aから射出される0次光及
び所定の回折光が、図1の投影光学系3内で瞳フィルタ
4の遮光部の外側の領域を通過してレチクル1に達し、
更にレチクル1を透過した光が光電変換素子29により
受光される。そして、ウエハステージ13をX方向に走
査することにより、X軸スリットマーク22aとアライ
メントマーク8Bとが合致したときのX座標が検出され
る。
Then, the illumination light emitted from the optical fiber 23 is divided into two directions by the two-division cone prism 30 and intensively illuminates the openings 31a and 31b of the light shielding plate 31, thereby opening the openings 31a and 31b. The illumination lights IL4 and IL5 that have respectively passed through the condenser lens 26 are emitted so as to intersect the X-axis slit mark 22a.
The 0th-order light and the predetermined diffracted light emitted from the X-axis slit mark 22a reach the reticle 1 through the region outside the light shielding portion of the pupil filter 4 in the projection optical system 3 of FIG.
Further, the light transmitted through the reticle 1 is received by the photoelectric conversion element 29. Then, by scanning the wafer stage 13 in the X direction, the X coordinate when the X-axis slit mark 22a and the alignment mark 8B match each other is detected.

【0038】この場合でも、開口31a及び31bから
の光は、ステージ発光型の照明系の光軸に対して所定の
角度でX軸スリットマーク22aを照明する。従って、
X軸スリットマーク22aを通過した光の0次光は、投
影光学系3の瞳面FPの瞳フィルタ4の遮光部によって
遮光されることなく、十分な光量をもってレチクル1の
パターン形成面上にそのマーク22aの像を結像する。
従って、レチクルの位置又は回転角計測を精度良く行う
ことができる。
Also in this case, the light from the openings 31a and 31b illuminates the X-axis slit mark 22a at a predetermined angle with respect to the optical axis of the stage emission type illumination system. Therefore,
The 0th-order light of the light that has passed through the X-axis slit mark 22a is not blocked by the light-shielding portion of the pupil filter 4 of the pupil plane FP of the projection optical system 3 and has a sufficient amount of light on the pattern-formed surface of the reticle 1. The image of the mark 22a is formed.
Therefore, the position or rotation angle of the reticle can be accurately measured.

【0039】次に、図4(b)の変形例でも、基準マー
ク板21上にX軸スリットマーク22aが形成されてい
る。そして、基準マーク板21の下方に斜めに、集光レ
ンズ33、及び光ファイバ23が配置され、光ファイバ
23の射出面とX軸スリットマーク22aとが集光レン
ズ33に関してほぼフーリエ変換の関係にある。即ち、
基準マーク板21の法線(投影光学系3の光軸AXに平
行な軸)に対して、光ファイバ23及び集光レンズ33
よりなる照明系の光軸が所定の角度だけX方向に(XZ
平面内で)傾斜している。この場合の所定の角度とは、
X軸スリットマーク22aからの0次光と、X軸スリッ
トマーク22aからの+1次光又は−1次光の何れか一
方とが、図1の投影光学系3の光軸AXに対しほぼ対称
に入射し、且つそれら2つの光が投影光学系3の瞳面F
Pで瞳フィルタ4の透過部を通るように定められてい
る。
Next, also in the modification of FIG. 4B, the X-axis slit mark 22a is formed on the reference mark plate 21. Then, the condenser lens 33 and the optical fiber 23 are arranged obliquely below the reference mark plate 21, and the exit surface of the optical fiber 23 and the X-axis slit mark 22a are in a substantially Fourier transform relationship with respect to the condenser lens 33. is there. That is,
The optical fiber 23 and the condenser lens 33 are arranged with respect to the normal line of the fiducial mark plate 21 (the axis parallel to the optical axis AX of the projection optical system 3).
The optical axis of the illumination system is composed of a predetermined angle in the X direction (XZ
Inclined (in the plane). The predetermined angle in this case is
The 0th-order light from the X-axis slit mark 22a and either the + 1st-order light or the -1st-order light from the X-axis slit mark 22a are substantially symmetrical with respect to the optical axis AX of the projection optical system 3 in FIG. The incident light and those two lights are the pupil plane F of the projection optical system 3.
It is defined to pass through the transmission part of the pupil filter 4 at P.

【0040】この例では、光ファイバ23から射出され
た照明光は、集光レンズ33を介して照明光IL6とし
てX軸スリットマーク22a上に斜めに照射される。こ
のX軸スリットマーク22aから射出される0次光及び
+1回折光又は−1次回折光の一方が、図1の投影光学
系3内で瞳フィルタ4の透過部を通過してレチクル1に
達し、更にレチクル1を透過した光が光電変換素子29
により受光される。そして、ウエハステージ13をX方
向に走査することにより、X軸スリットマーク22aと
アライメントマーク8Bとが合致したときのX座標が検
出される。この場合でも、X軸スリットマーク22aか
ら射出される0次光及び+1回折光又は−1次回折光の
一方が、投影光学系3の瞳面FPの瞳フィルタ4の遮光
部によって遮光されることなく、十分な光量をもってレ
チクル1のパターン形成面上にそのマーク22aの像を
結像する。従って、レチクルの位置又は回転角計測を精
度良く行うことができる。
In this example, the illumination light emitted from the optical fiber 23 is obliquely applied to the X-axis slit mark 22a as the illumination light IL6 through the condenser lens 33. One of the 0th-order light and the + 1st-order diffracted light or the -1st-order diffracted light emitted from the X-axis slit mark 22a reaches the reticle 1 through the transmission part of the pupil filter 4 in the projection optical system 3 of FIG. Further, the light transmitted through the reticle 1 is converted into the photoelectric conversion element 29.
Is received by. Then, by scanning the wafer stage 13 in the X direction, the X coordinate when the X-axis slit mark 22a and the alignment mark 8B match each other is detected. Even in this case, one of the 0th-order light and the + 1st-order diffracted light or the −1st-order diffracted light emitted from the X-axis slit mark 22a is not blocked by the light-shielding portion of the pupil filter 4 of the pupil plane FP of the projection optical system 3. The image of the mark 22a is formed on the pattern formation surface of the reticle 1 with a sufficient light amount. Therefore, the position or rotation angle of the reticle can be accurately measured.

【0041】次に、本発明の第2実施例につき図5〜図
7を参照して説明する。本実施例は、ISS系を用い
て、投影光学系の像面位置(ベストフォーカス位置)を
計測する場合に本発明を適用したものであり、図5にお
いて図1及び図4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。また、本実施例は、特開平1
−262624号公報に開示されている合焦装置に本発
明を適用したものでもある。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the present invention is applied to the case where the image plane position (best focus position) of the projection optical system is measured by using the ISS system, and the portion corresponding to FIGS. Are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. In addition, this embodiment is disclosed in
The present invention is also applied to the focusing device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 262624.

【0042】図5は、本実施例の投影露光装置を示し、
この図5において、レチクルホルダ9上に保持されたレ
チクル34のパターン領域(コンタクトホールパターン
の原画パターンが形成された領域)の外側の遮光膜内
に、Y方向に長い直線状の開口パターンからなるアライ
メントマーク35が形成されている。また、ウエハステ
ージ13上の基準マーク板21上にX軸スリットマーク
22aが形成されている。
FIG. 5 shows the projection exposure apparatus of this embodiment.
In FIG. 5, in the light-shielding film outside the pattern region of the reticle 34 held on the reticle holder 9 (the region where the original image pattern of the contact hole pattern is formed), a linear opening pattern that is long in the Y direction is formed. An alignment mark 35 is formed. Further, an X-axis slit mark 22a is formed on the reference mark plate 21 on the wafer stage 13.

【0043】このX軸スリットマーク22aの底部に
は、図4(a)と同様の照明系が配置されているが、こ
の図5では遮光板31上に偏光板36A及び36Bが配
置されている点が異なっている。この場合、光ファイバ
23から射出された偏光状態がランダムの照明光IL2
は、2分割のコーンプリズム30を経て集中的に遮光板
31中の2つの開口31a及び31b(図6参照)を照
明する。それら開口31a及び31bを覆うように、図
6に示すように、互いに偏光方向が直交する偏光板36
A及び36Bが配置されている。本実施例では後述のよ
うに偏光ビームスプリッター38を使用するが、偏光板
36Aを通過した照明光の直線偏光の状態は偏光ビーム
スプリッター38に対してS偏光であり、偏光板36B
を通過した照明光の直線偏光の状態は偏光ビームスプリ
ッター38に対してP偏光である。
An illumination system similar to that shown in FIG. 4A is arranged at the bottom of the X-axis slit mark 22a, but in FIG. 5, polarizing plates 36A and 36B are arranged on the light shielding plate 31. The points are different. In this case, the illumination light IL2 emitted from the optical fiber 23 has a random polarization state.
Illuminates the two openings 31a and 31b (see FIG. 6) in the light shielding plate 31 in a concentrated manner via the two-division cone prism 30. As shown in FIG. 6, a polarizing plate 36 having polarization directions orthogonal to each other so as to cover the openings 31a and 31b.
A and 36B are arranged. In this embodiment, the polarization beam splitter 38 is used as described later, but the linearly polarized state of the illumination light that has passed through the polarizing plate 36A is S polarization with respect to the polarizing beam splitter 38, and the polarizing plate 36B.
The linearly polarized state of the illumination light that has passed through is the P-polarized state with respect to the polarization beam splitter 38.

【0044】図5に戻り、偏光板36Aを通過した照明
光IL4、及び偏光板36Bを通過した照明光IL5
は、集光レンズ26を介してX軸スリットマーク22a
上に交差するように集光され、X軸スリットマーク22
aから射出された照明光IL4及びIL5の0次光及び
所定の回折光が、投影光学系3の瞳フィルタ4の遮光部
の外部を通過してレチクル34上にX軸スリットマーク
22aの共役像を結ぶ。X軸スリットマーク22aから
射出された後、投影光学系3及びレチクル34を経た照
明光は、コンデンサーレンズ12、ミラー11を経てビ
ームスプリッター37に達し、ビームスプリッター37
で反射された照明光が、偏光ビームスプリッター38に
入射する。そして、S偏光の照明光IL4は偏光ビーム
スプリッター38により反射されて第1の光電変換素子
39Aの受光面に入射し、P偏光の照明光IL5は偏光
ビームスプリッター38を透過して第2の光電変換素子
39Bの受光面に入射する。
Returning to FIG. 5, the illumination light IL4 having passed through the polarizing plate 36A and the illumination light IL5 having passed through the polarizing plate 36B.
Is the X-axis slit mark 22a through the condenser lens 26.
The X-axis slit mark 22 is focused so that it intersects with the top.
The 0th-order light and the predetermined diffracted light of the illumination lights IL4 and IL5 emitted from a pass through the outside of the light shielding portion of the pupil filter 4 of the projection optical system 3 and form a conjugate image of the X-axis slit mark 22a on the reticle 34. Tie After being emitted from the X-axis slit mark 22 a, the illumination light that has passed through the projection optical system 3 and the reticle 34 reaches the beam splitter 37 via the condenser lens 12 and the mirror 11, and reaches the beam splitter 37.
The illumination light reflected by is incident on the polarization beam splitter 38. Then, the S-polarized illumination light IL4 is reflected by the polarization beam splitter 38 and enters the light receiving surface of the first photoelectric conversion element 39A, and the P-polarized illumination light IL5 passes through the polarization beam splitter 38 and passes through the second photoelectric conversion element 39A. The light enters the light receiving surface of the conversion element 39B.

【0045】光電変換素子39A及び39Bの検出信号
は演算部17Aに供給される。演算部17Aにはレーザ
干渉計15により計測されたウエハステージ13のX座
標及びY座標も供給され、演算部17Aは、供給された
検出信号及び座標に基づいて投影光学系3のベストフォ
ーカス位置を求め、このベストフォーカス位置の情報を
主制御系16に供給する。
The detection signals of the photoelectric conversion elements 39A and 39B are supplied to the arithmetic unit 17A. The X coordinate and the Y coordinate of the wafer stage 13 measured by the laser interferometer 15 are also supplied to the calculation unit 17A, and the calculation unit 17A determines the best focus position of the projection optical system 3 based on the supplied detection signal and coordinates. The information on the best focus position is obtained and supplied to the main control system 16.

【0046】次に、本実施例で投影光学系3のベストフ
ォーカス位置を求める際の動作の一例につき説明する。
このような動作は、例えば投射光学系19と、受光系2
0とよりなるオートフォーカスセンサのキャリブレーシ
ョンを行う場合に実行される。先ず、ウエハステージ1
3内のZステージの現在のZ座標をZ1 として、Zステ
ージの高さを固定した状態で、ウエハステージ13を駆
動して、レチクル34上のアライメントマーク35の共
役像が投影される領域の+X方向にずれた位置に基準マ
ーク板21上のX軸スリットマーク22aを設定する。
その後、光ファイバ23から照明光IL2を照射させた
状態で、ウエハステージ13を駆動してX軸スリットマ
ーク22aを−X方向に走査し、光電変換素子39A及
び39Bの検出信号をモニタする。
Next, an example of the operation for obtaining the best focus position of the projection optical system 3 in this embodiment will be described.
Such an operation is performed by, for example, the projection optical system 19 and the light receiving system 2
It is executed when calibrating the autofocus sensor consisting of 0. First, the wafer stage 1
With the current Z coordinate of the Z stage in 3 as Z 1 , the wafer stage 13 is driven in a state where the height of the Z stage is fixed and the area of the reticle 34 on which the conjugate image of the alignment mark 35 is projected is projected. The X-axis slit mark 22a on the reference mark plate 21 is set at a position displaced in the + X direction.
After that, in a state where the illumination light IL2 is emitted from the optical fiber 23, the wafer stage 13 is driven to scan the X-axis slit mark 22a in the −X direction, and the detection signals of the photoelectric conversion elements 39A and 39B are monitored.

【0047】この場合、遮光板31の一方の開口31a
を通過した後、X軸スリットマーク22aから射出され
るS偏光の照明光(0次光及び回折光を含む)IL4に
よるX軸スリットマーク22aの共役像が、アライメン
トマーク35と合致すると、光電変換素子39Aの検出
信号が最小になることから、そのときのX座標XS1を記
憶する。これと並行して、遮光板31の他方の開口31
bを通過した後、X軸スリットマーク22aから射出さ
れるP偏光の照明光(0次光及び回折光を含む)IL5
によるX軸スリットマーク22aの共役像が、アライメ
ントマーク35と合致すると、光電変換素子39Bの検
出信号が最小になることから、そのときのX座標XP1
記憶する。
In this case, one opening 31a of the light shielding plate 31
When the conjugate image of the S-polarized illumination light (including 0th-order light and diffracted light) IL4 emitted from the X-axis slit mark 22a after passing through the optical axis matches the alignment mark 35, photoelectric conversion is performed. Since the detection signal of the element 39A is minimized, the X coordinate X S1 at that time is stored. In parallel with this, the other opening 31 of the light shielding plate 31
Il5 of P-polarized illumination light (including 0th-order light and diffracted light) emitted from the X-axis slit mark 22a after passing through b
When the conjugate image of the X-axis slit mark 22a according to the above coincides with the alignment mark 35, the detection signal of the photoelectric conversion element 39B becomes the minimum, so the X coordinate X P1 at that time is stored.

【0048】そのX軸スリットマーク22aから射出さ
れるS偏光の照明光IL4の中心の光束は、基準マーク
板21の法線に対して所定角度(これを角度θ1 とす
る)で交差し、X軸スリットマーク22aから射出され
るP偏光の照明光IL5の中心の光束は、基準マーク板
21の法線に対して角度−θ1 で交差する。従って、Z
座標Z1 がベストフォーカス位置Z0 からΔZ1 だけず
れているものとすると、計測されるX座標XS1及びXP1
は、図7に示すように、本来の位置X0 からそれぞれΔ
1・tan θ1 及び−ΔZ1・tan θ1 だけずれたものとな
る。
The central light flux of the S-polarized illumination light IL4 emitted from the X-axis slit mark 22a intersects with the normal line of the reference mark plate 21 at a predetermined angle (this is referred to as an angle θ 1 ), The central light flux of the P-polarized illumination light IL5 emitted from the X-axis slit mark 22a intersects the normal line of the reference mark plate 21 at an angle −θ 1 . Therefore, Z
Assuming that the coordinate Z 1 is deviated from the best focus position Z 0 by ΔZ 1 , the measured X coordinates X S1 and X P1
As shown in FIG. 7, Δ from the original position X 0
The difference is Z 1 tan θ 1 and −ΔZ 1 tan θ 1 .

【0049】次に、ウエハステージ13内のZステージ
のZ座標をZ2 に移動させて、同様にウエハステージ1
3をX方向に走査し、光電変換素子39A及び39Bの
検出信号をモニタすることにより、照明光IL4による
X軸スリットマーク22aの共役像が、アライメントマ
ーク35と合致するときのX座標XS2、及び照明光IL
5によるX軸スリットマーク22aの共役像が、アライ
メントマーク35と合致するときのX座標XP2を求め
る。Z座標Z2 が、例えばベストフォーカス位置Z0
関してZ座標Z1 と反対側にあるものとすると、X座標
S2、及びX座標XP2は、図7のようになる。
Next, the Z coordinate of the Z stage in the wafer stage 13 is moved to Z 2 , and the wafer stage 1 is similarly moved.
3 is scanned in the X direction and the detection signals of the photoelectric conversion elements 39A and 39B are monitored to detect the X coordinate X S2 when the conjugate image of the X axis slit mark 22a by the illumination light IL4 matches the alignment mark 35, And illumination light IL
X-coordinate X P2 when the conjugate image of the X-axis slit mark 22 a by 5 matches the alignment mark 35 is obtained. Assuming that the Z coordinate Z 2 is on the opposite side of the Z coordinate Z 1 with respect to the best focus position Z 0 , the X coordinate X S2 and the X coordinate X P2 are as shown in FIG. 7.

【0050】そこで、図7において、(Z座標,X座
標)の中で(Z1 ,XS1)及び(Z2,XS2)を通る直
線40と、(Z1 ,XP1)及び(Z2 ,XP2)を通る直
線41との交点のZ座標Z0 が、投影光学系3のベスト
フォーカス位置となる。このようなベストフォーカス位
置の求め方が、特開平1−262624号公報に開示さ
れている。
Therefore, in FIG. 7, a straight line 40 passing through (Z 1 , X S1 ) and (Z 2 , X S2 ) in (Z coordinates, X coordinates) and (Z 1 , X P1 ) and (Z The Z coordinate Z 0 of the intersection with the straight line 41 passing through ( 2 , X P2 ) is the best focus position of the projection optical system 3. A method of obtaining such a best focus position is disclosed in JP-A-1-262624.

【0051】この場合、本実施例では、遮光板31上に
開口31a及び31bを設け、開口31a及び31bを
通過した光束によるX軸スリットマーク22aからの0
次光が、投影光学系3の瞳面FP上で瞳フィルタ4の遮
光部の外側の領域を通過するようにしている。従って、
瞳フィルタ4が設置されている状態でも、X軸スリット
マーク22aの明るい共役像(デフォーカスされている
状態も含む)がレチクル34上に形成され、瞳フィルタ
4が設置された投影光学系3のベストフォーカス位置を
高精度に計測できる。
In this case, in this embodiment, the openings 31a and 31b are provided on the light shielding plate 31, and the light from the X-axis slit mark 22a caused by the light flux passing through the openings 31a and 31b is zero.
The next light passes through the area outside the light blocking portion of the pupil filter 4 on the pupil plane FP of the projection optical system 3. Therefore,
Even when the pupil filter 4 is installed, a bright conjugate image of the X-axis slit mark 22a (including a defocused state) is formed on the reticle 34, and the projection optical system 3 of the projection optical system 3 in which the pupil filter 4 is installed is formed. The best focus position can be measured with high accuracy.

【0052】次に、本発明の第3実施例につき図8〜図
10を参照して説明する。本実施例は、投影光学系のデ
ィストーション計測を行う場合に本発明を適用したもの
であり、この図8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。図8は本実施例
の投影露光装置を示し、この図8において、レチクルホ
ルダ9上に評価用マークMij(i=1,2,…;j=
1,2,…)が規則的に形成されたテストレチクル42
が保持されている。評価用マークMijの一部の拡大図を
図10(a)に示すが、この図10(a)に示すよう
に、評価用マークMijはX方向及びY方向に所定ピッチ
で配列され、且つ各評価用マークMijは、遮光膜中に形
成された十字型の開口パターンである。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment applies the present invention to the case where the distortion measurement of the projection optical system is performed. In FIG. 8, the portions corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the detailed description thereof will be omitted. FIG. 8 shows the projection exposure apparatus of this embodiment. In FIG. 8, an evaluation mark M ij (i = 1, 2, ...; j =) is formed on the reticle holder 9.
1, 2, ...) are regularly formed on the test reticle 42.
Is held. FIG. 10A shows an enlarged view of a part of the evaluation marks M ij . As shown in FIG. 10A, the evaluation marks M ij are arranged at a predetermined pitch in the X direction and the Y direction. Moreover, each evaluation mark M ij is a cross-shaped opening pattern formed in the light-shielding film.

【0053】図8に戻り、ウエハステージ13上の基準
マーク板43上には開口パターン44a及び44b(図
10(b)参照)が形成されている。図10(b)に拡
大図で示すように、開口パターン44aはY方向に長い
スリット状の開口パターン、開口パターン44bはX方
向に長いスリット状の開口パターンである。そして、テ
ストレチクル42上の評価用マークMijのウエハステー
ジ13上への投影像の輪郭の幅が、開口パターン44a
及び44bの幅とほぼ等しく設定されている。
Returning to FIG. 8, opening patterns 44a and 44b (see FIG. 10B) are formed on the reference mark plate 43 on the wafer stage 13. As shown in an enlarged view in FIG. 10B, the opening pattern 44a is a slit-shaped opening pattern that is long in the Y direction, and the opening pattern 44b is a slit-shaped opening pattern that is long in the X direction. Then, the width of the contour of the projected image of the evaluation mark M ij on the test reticle 42 onto the wafer stage 13 is determined by the opening pattern 44a.
And 44b are set to be substantially equal to the width.

【0054】図8において、基準マーク板43の底部に
順に、集光レンズ45及び光電変換素子46が配置さ
れ、基準マーク板43上の開口パターンを通過した光が
集光レンズ45により光電変換素子46の受光面に集光
される。光電変換素子46から出力される検出信号が演
算部17Bに供給される。演算部17Bには、レーザ干
渉計15により計測されたウエハステージ13のX座標
及びY座標も供給され、演算部17Bでは、供給された
情報に基づいて投影光学系3のディストーションを求め
る。
In FIG. 8, a condenser lens 45 and a photoelectric conversion element 46 are sequentially arranged at the bottom of the reference mark plate 43, and the light passing through the opening pattern on the reference mark plate 43 is converted by the condenser lens 45 into the photoelectric conversion element. It is condensed on the light receiving surface of 46. The detection signal output from the photoelectric conversion element 46 is supplied to the calculation unit 17B. The X-coordinate and the Y-coordinate of the wafer stage 13 measured by the laser interferometer 15 are also supplied to the calculation unit 17B, and the calculation unit 17B calculates the distortion of the projection optical system 3 based on the supplied information.

【0055】また、フライアイレンズ10の射出面に駆
動モータ48により回転自在にターレット板47が配置
されている。このターレット板47の配置面は、テスト
レチクル42のパターン形成面に対してフーリエ変換の
関係にあり、ターレット板47の配置面は、投影光学系
3の瞳面(瞳フィルタ4の配置面)と共役である。
A turret plate 47 is rotatably arranged on the exit surface of the fly-eye lens 10 by a drive motor 48. The arrangement surface of the turret plate 47 has a Fourier transform relationship with the pattern formation surface of the test reticle 42, and the arrangement surface of the turret plate 47 is the same as the pupil surface of the projection optical system 3 (the arrangement surface of the pupil filter 4). It is conjugate.

【0056】図9は、そのターレット板47のパターン
を示し、この図9において、ターレット板47にはほぼ
等角度間隔で、輪帯状開口49aを有する照明系開口絞
り49、通常の円形開口50aを有する照明系開口絞り
50、輪帯部の幅が輪帯状開口49aより狭い輪帯状開
口を有する照明系開口絞り51、直径が円形開口50a
より小さい円形開口を有する照明系開口絞り52、4個
の円形開口を有する所謂変形光源法用の照明系開口絞り
53、及び2個の円形開口を有する照明系開口絞り54
が形成されている。この場合、照明系開口絞り49の輪
帯状開口49aは、図8の投影光学系3の瞳面上の瞳フ
ィルタ4の透過部のターレット板47上での共役像と同
じ大きさに設定されている。
FIG. 9 shows the pattern of the turret plate 47. In FIG. 9, the turret plate 47 is provided with an illumination system aperture stop 49 having a ring-shaped aperture 49a and a normal circular aperture 50a at substantially equal angular intervals. The illumination system aperture stop 50, the illumination system aperture stop 51 having a ring-shaped aperture having a narrower zone width than the ring-shaped aperture 49a, and the circular aperture 50a.
Illumination system aperture stop 52 having a smaller circular aperture, illumination system aperture stop 53 having a so-called modified light source method having four circular apertures, and illumination system aperture stop 54 having two circular apertures.
Are formed. In this case, the ring-shaped aperture 49a of the illumination system aperture stop 49 is set to the same size as the conjugate image on the turret plate 47 of the transmission part of the pupil filter 4 on the pupil plane of the projection optical system 3 in FIG. There is.

【0057】本実施例において、投影光学系3のディス
トーションを計測する際には、図8においてフライアイ
レンズ8の射出面に照明系開口絞り49を設定し、照明
系開口絞り49の輪帯状開口を通過した露光光IL7に
よりテストレチクル42の全面を照明する。これにより
テストレチクル42上の全部の評価用マークMijの像が
ウエハステージ13側に投影される。この状態で、ウエ
ハステージ13を駆動して基準マーク板43をX方向及
びY方向に走査すると、開口パターン44aが評価用マ
ークMijのX軸マーク部(Y方向に長いスリット部)の
像と合致したとき、及び開口パターン44bが評価用マ
ークMijのY軸マーク部の像と合致したときにそれぞれ
光電変換素子46の受光量がピークになることから、演
算部17Bでは、評価用マークMijの像のX座標及びY
座標を求めることができる。このように求められた座標
を、投影光学系3にディストーションがない場合の設計
上の座標と比較することにより、投影光学系3のディス
トーションが計測できる。
In the present embodiment, when measuring the distortion of the projection optical system 3, the illumination system aperture stop 49 is set on the exit surface of the fly-eye lens 8 in FIG. 8, and the annular aperture of the illumination system aperture stop 49 is set. The entire surface of the test reticle 42 is illuminated by the exposure light IL7 that has passed through. As a result, the images of all the evaluation marks M ij on the test reticle 42 are projected onto the wafer stage 13 side. In this state, when the wafer stage 13 is driven to scan the reference mark plate 43 in the X and Y directions, the opening pattern 44a forms an image of the X axis mark portion (slit portion long in the Y direction) of the evaluation mark M ij. When they match, and when the opening pattern 44b matches the image of the Y-axis mark portion of the evaluation mark M ij , the amount of light received by the photoelectric conversion element 46 reaches a peak. X coordinate and Y of image of ij
The coordinates can be obtained. The distortion of the projection optical system 3 can be measured by comparing the coordinates thus obtained with the designed coordinates when the projection optical system 3 has no distortion.

【0058】この際に、本実施例では、テストレチクル
42を照明するために露光用のレチクルを照明するため
の照明光学系が兼用されているため、光学系の構成が簡
略である。また、テストレチクル42は、輪帯状開口を
有する照明系開口絞り49を介して照明されているた
め、テストレチクル42上の評価用マークMijからの0
次光及び所定の回折光は投影光学系3の瞳面上で瞳フィ
ルタ4の遮光部の外部の領域(透過部)を通過して基準
マーク板43側に達する。従って、光電変換素子46で
は光量の大きな0次光を受光できるため、各評価用マー
クMijの像の座標を正確に計測でき、瞳フィルタ4が装
着された投影光学系3のディストーションを正確に計測
できる。
At this time, in this embodiment, since the illumination optical system for illuminating the exposure reticle for illuminating the test reticle 42 is also used, the structure of the optical system is simple. Further, since the test reticle 42 is illuminated through the illumination system aperture stop 49 having a ring-shaped aperture, 0 from the evaluation mark M ij on the test reticle 42.
The next light and the predetermined diffracted light pass through the area (transmission portion) outside the light shielding portion of the pupil filter 4 on the pupil surface of the projection optical system 3 and reach the reference mark plate 43 side. Therefore, since the photoelectric conversion element 46 can receive the 0th-order light having a large light amount, the coordinates of the image of each evaluation mark M ij can be accurately measured, and the distortion of the projection optical system 3 in which the pupil filter 4 is mounted can be accurately measured. Can be measured.

【0059】なお、上述の各実施例では、ISSマーク
22、アライメントマーク8B、評価用マークMij、開
口パターン44a等が使用されているが、これらのマー
ク又はパターンの明暗(又は透過/非透過)を反転させ
たマーク又はパターンを使用してもよいことは言うまで
もない。更に、上述の各実施例の用途の他に、ウエハス
テージ13上の基準マーク板(例えば21)上に形成さ
れたマークを使用することにより、種々のTTL(スル
ー・ザ・レンズ)方式のアライメント系の検出中心と、
実際の露光位置との差(ベースライン)を求めるベース
ライン計測も行われる。この場合にも、そのマークを照
明するための照明光を投影光学系3の光軸に対して傾斜
させることにより、投影光学系の瞳面付近に瞳フィルタ
が配置されていても高精度にベースライン計測が行われ
る。
Although the ISS mark 22, the alignment mark 8B, the evaluation mark M ij , the opening pattern 44a and the like are used in each of the above-mentioned embodiments, the darkness (or transmission / non-transmission) of these marks or patterns is used. It is needless to say that a mark or pattern in which) is inverted may be used. Further, in addition to the use of each of the above-described embodiments, by using a mark formed on a reference mark plate (for example, 21) on the wafer stage 13, various TTL (through the lens) type alignments are performed. The detection center of the system,
Baseline measurement is also performed to find the difference (baseline) from the actual exposure position. Even in this case, the illumination light for illuminating the mark is tilted with respect to the optical axis of the projection optical system 3 so that even if a pupil filter is arranged in the vicinity of the pupil plane of the projection optical system, the base can be accurately measured. Line measurement is performed.

【0060】次に、コンタクトホールパターンのような
微細な孤立的パターンの結像特性を改善するための瞳フ
ィルタとしては、上述のような遮光型の瞳フィルタのみ
ならず、特願平4−263521号、特願平4−271
723号で提案されているように投影光学系の瞳面付近
において、例えば中心部の透過光と周辺部の透過光との
間の可干渉性を低減させた所謂SFINCS方式の瞳フ
ィルタ、及び1991年春季応用物理学会の予稿集29
a−ZC−8,9で発表された、例えば投影光学系の瞳
面の中心部の透過光と周辺部の透過光との位相を反転さ
せる所謂Super FLEXS方式の瞳フィルタ等が
ある。このような瞳フィルタが投影光学系の瞳面付近に
設置された場合にも、投影光学系を介してマークの観察
を行うか、または投影光学系を介して計測用のマークを
投影する際には、その瞳フィルタにより良好な結像が妨
げられる恐れがある。
Next, as a pupil filter for improving the imaging characteristics of a fine isolated pattern such as a contact hole pattern, not only the above-mentioned light-shielding type pupil filter but also Japanese Patent Application No. 4-263521. Issue, Japanese Patent Application No. 4-271
No. 723, a so-called SFINCS-type pupil filter that reduces coherence between the transmitted light in the central portion and the transmitted light in the peripheral portion near the pupil plane of the projection optical system, and 1991. Spring Society of Applied Physics, Proceedings 29
For example, there is a so-called Super FLEXS type pupil filter, which is disclosed in a-ZC-8, 9 and which reverses the phase of the transmitted light in the central portion and the transmitted light in the peripheral portion of the pupil plane of the projection optical system. Even when such a pupil filter is installed near the pupil plane of the projection optical system, when observing the mark through the projection optical system or when projecting the measurement mark through the projection optical system. , The pupil filter may prevent good imaging.

【0061】そこで、このような場合にも、観察対象又
は投影対象のマークを照明するための照明光の傾斜角を
調整して、そのマークからの0次光がその投影光学系の
瞳面付近の瞳フィルタ内の透過率が大きく、且つ位相分
布もほぼ一定の領域を通過できるようにすることによ
り、そのマークの観察又は投影が良好に行われる。更
に、ライン・アンド・スペースパターン等の比較的密集
した周期的パターンの露光を行う場合に解像度及び焦点
深度を向上させる瞳フィルタとして、1991年秋季応
用物理学会の予稿集12a−ZF−7、及び1992年
春季応用物理学会の予稿集30p−NA−5等におい
て、光軸を中心とする円形領域とその周辺の輪帯状の領
域とで透過率を変えた瞳フィルタも提案されている。こ
のような瞳フィルタの中で例えば中心部の透過率を周辺
の透過率より小さくしたタイプのフィルタを使用する場
合には、投影光学系を介してマークの観察を行うか、ま
たは投影光学系を介して計測用のマークを露光する際に
は、その瞳フィルタにより良好な結像が妨げられる恐れ
がある。
Therefore, even in such a case, the tilt angle of the illumination light for illuminating the mark to be observed or projected is adjusted so that the 0th-order light from the mark is near the pupil plane of the projection optical system. By allowing an area having a large transmittance and a substantially constant phase distribution in the pupil filter to observe, the mark can be observed or projected well. Further, as a pupil filter for improving resolution and depth of focus when exposing a relatively dense periodic pattern such as a line-and-space pattern, a proceedings 12a-ZF-7 of the Autumn Applied Physics Society of 1991, and In 1992 Spring Society of Applied Physics, Proceedings 30p-NA-5 and the like, a pupil filter in which the transmittance is changed between a circular region centered on the optical axis and a ring-shaped region around it is also proposed. When using a filter of such a type that the transmittance of the central portion is made smaller than the transmittance of the peripheral portion in such a pupil filter, the marks are observed through the projection optical system, or the projection optical system is changed. When the measurement mark is exposed via the pupil filter, the pupil filter may interfere with good image formation.

【0062】そこで、このような場合にも、観察対象又
は投影対象のマークを照明するための照明光の傾斜角を
調整し、そのマークからの0次光がその投影光学系の瞳
面付近の瞳フィルタ内の透過率が大きい領域を通過でき
るようにすることにより、そのマークの観察又は投影が
良好に行われる。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。
Therefore, even in such a case, the tilt angle of the illumination light for illuminating the mark of the observation target or the projection target is adjusted so that the 0th-order light from the mark is near the pupil plane of the projection optical system. By allowing the region having high transmittance in the pupil filter to pass therethrough, the mark can be observed or projected well. 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.

【0063】[0063]

【発明の効果】本発明の投影露光装置によれば、マーク
検出系の照明系により、基準マークから発生した0次光
が、投影光学系の瞳面付近の光学補正板上の透過特性が
同一である特定領域を通過するようにその基準マークを
照明している。従って、光学補正板(瞳フィルタ等)が
設けられた投影光学系を介して、その基準マークからの
光を十分に受光でき、その基準マークを正確に検出(観
察)できる利点がある。
According to the projection exposure apparatus of the present invention, the 0-order light generated from the reference mark has the same transmission characteristic on the optical correction plate near the pupil plane of the projection optical system by the illumination system of the mark detection system. The fiducial mark is illuminated so that it passes through a certain area. Therefore, there is an advantage that the light from the reference mark can be sufficiently received and the reference mark can be accurately detected (observed) through the projection optical system provided with the optical correction plate (pupil filter or the like).

【0064】また、その光学補正板が、中心の円形領域
とその外側の輪帯領域とで透過特性が異なるものである
ときに、その照明系から照射された後、その基準マーク
を通過した0次光がその円形領域、又はその輪帯領域を
通るようにすることにより、その基準マークを正確に検
出できる。この場合、その照明系が、その0次光がその
輪帯領域を通るように、その基準マークに対して照明光
を傾けて照射するものであると、照明効率が高い利点が
ある。
When the optical correction plate has different transmission characteristics in the central circular area and the outer annular area, it is emitted from the illumination system and then passes through the reference mark. By allowing the next light to pass through the circular area or the annular area, the reference mark can be accurately detected. In this case, if the illumination system irradiates the reference mark with the illumination light inclined such that the 0th-order light passes through the ring zone region, the illumination efficiency is high.

【0065】一方、その照明系が、その基準マークと所
定面とをフーリエ変換の関係にする変換光学系を有し、
その所定面を通過する照明光を輪帯領域、又はその変換
光学系の光軸から偏心した少なくとも1つの局所領域に
規定する場合には、その所定面での照明光の通過領域を
調整することにより、容易にその基準マークを通過した
0次光の通過領域を所望の領域に設定できる。
On the other hand, the illumination system has a conversion optical system that makes the reference mark and the predetermined surface a Fourier transform relationship.
When defining the illumination light passing through the predetermined surface in the ring zone area or at least one local area decentered from the optical axis of the conversion optical system, adjust the passage area of the illumination light on the predetermined surface. This makes it possible to easily set the passage area of the 0th-order light that has passed through the reference mark to a desired area.

【0066】更に、マスクを照明する照明光学系が、そ
のマーク検出系の照明系を兼用する場合には、全体の光
学系が簡略化される。
Further, when the illumination optical system for illuminating the mask also serves as the illumination system for the mark detecting system, the entire optical system is simplified.

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

【図1】本発明による投影露光装置の第1実施例を示す
一部を切り欠いた構成図である。
FIG. 1 is a partially cutaway block diagram showing a first embodiment of a projection exposure apparatus according to the present invention.

【図2】図1のレチクル1上のアライメントマーク8A
及び8Bを示す平面図である。
FIG. 2 is an alignment mark 8A on the reticle 1 of FIG.
And FIG. 8B is a plan view showing 8B.

【図3】図1のステージ発光型の照明系の構成を示す拡
大斜視図である。
FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a configuration of a stage emission type illumination system of FIG.

【図4】(a)は図3のステージ発光型の照明系の第1
の変形例を示す斜視図、(b)はその図3のステージ発
光型の照明系の第2の変形例を示す斜視図である。
FIG. 4A is a first stage emission type illumination system of FIG.
FIG. 4B is a perspective view showing a modified example of FIG. 3B, and FIG. 6B is a perspective view showing a second modified example of the stage emission type illumination system of FIG.

【図5】本発明の第2実施例の投影露光装置を示す一部
を切り欠いた構成図である。
FIG. 5 is a partially cutaway block diagram showing a projection exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図6】図5の遮光板31及び偏光板36A,36Bの
位置関係を示す拡大平面図である。
6 is an enlarged plan view showing the positional relationship between the light shielding plate 31 and the polarizing plates 36A and 36B of FIG.

【図7】図5の投影露光装置において投影光学系3のベ
ストフォーカス位置を計測する場合の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram for measuring the best focus position of the projection optical system 3 in the projection exposure apparatus of FIG.

【図8】本発明の第3実施例の投影露光装置を示す一部
を切り欠いた構成図である。
FIG. 8 is a partially cutaway block diagram showing a projection exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図9】図8のターレット板47上に形成された照明系
開口絞り49〜54の形状を示す拡大図である。
9 is an enlarged view showing the shapes of illumination system aperture stops 49 to 54 formed on the turret plate 47 of FIG.

【図10】(a)は図8の評価用マークの一部を示す拡
大平面図、(b)は図8の基準マーク板43上に形成さ
れた開口パターンを示す拡大平面図である。
10A is an enlarged plan view showing a part of the evaluation mark in FIG. 8, and FIG. 10B is an enlarged plan view showing an opening pattern formed on the reference mark plate 43 in FIG.

【図11】従来のレチクルアライメントで使用される基
準マーク及びアライメントマークを示す拡大平面図であ
る。
FIG. 11 is an enlarged plan view showing reference marks and alignment marks used in conventional reticle alignment.

【図12】図11のマークを使用した場合の位置検出の
原理説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of the principle of position detection when the mark of FIG. 11 is used.

【図13】従来のレチクルローテーション計測で使用さ
れるステージ発光型のISSマーク及び対応するアライ
メントマークを示す拡大平面図である。
FIG. 13 is an enlarged plan view showing a stage emission type ISS mark and a corresponding alignment mark used in conventional reticle rotation measurement.

【図14】図13のマークを使用した場合の位置検出の
原理説明図である。
FIG. 14 is an explanatory view of the principle of position detection when the mark of FIG. 13 is used.

【図15】従来のISSマークの他の例を示す拡大平面
図である。
FIG. 15 is an enlarged plan view showing another example of a conventional ISS mark.

【図16】(a)は従来の瞳フィルタを挿入した投影光
学系による結像状態を示す説明図、(b)はその投影光
学系による投影像の強度分布を示す拡大図である。
16A is an explanatory view showing an image formation state by a projection optical system in which a conventional pupil filter is inserted, and FIG. 16B is an enlarged view showing an intensity distribution of a projected image by the projection optical system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,34 レチクル 3 投影光学系 4 瞳フィルタ 5 ウエハ 8A,8B アライメントマーク 9 レチクルホルダ 13 ウエハステージ 15 レーザ干渉計 16 主制御系 17,17A,17B 演算部 22 ISSマーク 23 光ファイバ 24 軸対称のコーンプリズム 25,31 遮光板 26,33 集光レンズ 29,39A,39B 光電変換素子 30 2分割のコーンプリズム 35 アライメントマーク Mij 評価用マーク 42 テストレチクル 44a,44b 開口パターン1,34 Reticle 3 Projection optical system 4 Pupil filter 5 Wafer 8A, 8B Alignment mark 9 Reticle holder 13 Wafer stage 15 Laser interferometer 16 Main control system 17, 17A, 17B Computational unit 22 ISS mark 23 Optical fiber 24 Axisymmetric cone Prism 25, 31 Light-shielding plate 26, 33 Condensing lens 29, 39A, 39B Photoelectric conversion element 30 Divided cone prism 35 Alignment mark M ij Evaluation mark 42 Test reticle 44a, 44b Opening pattern

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03F 9/00 H ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G03F 9/00 H

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マスクのパターンを感光基板上に所定の
結像特性で投影する投影光学系と、該投影光学系の物体
面側、又は像面側に配置される基準マークを前記投影光
学系を介して検出するマーク検出系とを備えた投影露光
装置において、 前記投影光学系の結像光路中に形成されるフーリエ変換
面、又はその近傍面に配置され、前記結像特性を改善す
るために結像光束の透過特性が部分的に異なる光学補正
板を有し;前記マーク検出系は、前記基準マークから発
生して前記投影光学系に入射する光の内少なくとも0次
光が前記光学補正板上の前記透過特性が同一である特定
領域を通るように、前記基準マークに照明光を照射する
照明系と、前記光学補正板上の特定領域を通過する前記
照明光を受光する光電検出器と、を有することを特徴と
する投影露光装置。
1. A projection optical system for projecting a pattern of a mask on a photosensitive substrate with a predetermined image forming characteristic, and a reference mark arranged on the object plane side or the image plane side of the projection optical system. In a projection exposure apparatus provided with a mark detection system for detecting through, a Fourier transform surface formed in an image forming optical path of the projection optical system, or a surface in the vicinity thereof, for improving the image forming characteristics. Has an optical correction plate in which the transmission characteristics of the image forming light beam are partially different; the mark detection system corrects at least the 0th order light of the light generated from the reference mark and incident on the projection optical system. An illumination system that illuminates the reference mark with illumination light so as to pass through a specific region having the same transmission characteristics on the plate, and a photoelectric detector that receives the illumination light that passes through the specific region on the optical correction plate. And having Projection exposure apparatus.
【請求項2】 前記光学補正板は、中心の円形領域とそ
の外側の輪帯領域とで前記透過特性を異ならせ、前記0
次光が前記円形領域、又は前記輪帯領域を通ることを特
徴とする請求項1に記載の投影露光装置。
2. The optical correction plate is configured so that the transmission characteristic is different between a circular region at the center and an annular region outside thereof,
The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the next light passes through the circular area or the annular area.
【請求項3】 前記照明系は、前記0次光が前記輪帯領
域を通るように、前記基準マークに対して前記照明光を
傾けて照射することを特徴とする請求項2に記載の投影
露光装置。
3. The projection system according to claim 2, wherein the illumination system illuminates the illumination light with an inclination with respect to the reference mark so that the zero-order light passes through the ring zone region. Exposure equipment.
【請求項4】 前記照明系は、前記基準マークと所定面
とをフーリエ変換の関係にする変換光学系と、前記所定
面を通過する前記照明光を輪帯領域、又は前記変換光学
系の光軸から偏心した少なくとも1つの局所領域に規定
する光学部材を有することを特徴とする請求項3に記載
の投影露光装置。
4. The conversion system for converting the reference mark and the predetermined surface into a Fourier transform relationship, and the illumination light for passing the illumination light through the predetermined surface into a ring zone or a light of the conversion optical system. 4. The projection exposure apparatus according to claim 3, further comprising an optical member that defines at least one local area decentered from the axis.
【請求項5】 前記マスクを照明する照明光学系が、前
記マーク検出系の照明系を兼用するようにしたことを特
徴とする請求項1、2又は3に記載の投影露光装置。
5. The projection exposure apparatus according to claim 1, 2 or 3, wherein an illumination optical system for illuminating the mask also serves as an illumination system for the mark detection system.
JP6084476A 1994-03-02 1994-04-22 Projection aligner Withdrawn JPH07297101A (en)

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KR1019950004259A KR950033689A (en) 1994-03-02 1995-03-02 Exposure apparatus and circuit pattern forming method using the same
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