JPH07502380A - アライメント装置を用いた潜像検出方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 アライメント装置を用いた潜像検出方法及び装置発明の分野 本発明はフォトリソグラフィーにおけるマスクパターンの像形成用の光学系に関 し、特にこの型式の装置における最大シャープネスをもって像面を決定する方法 及び装置に関する。

従来技術 近年の技術開発状況において、フォトリソグラフィーの効率限界は未だ開発途上 にあるとされる。従来、集積半導体装置の大量生産に見合わせて、とりわけ、Ｘ 線、電子又はイオンリソグラフィーが使用されてきた。最近の大量生産の開発に おいて、以下にＮＡと記される開口数の範囲０．４５〜０．５６を有するととも に波長３６５ｎｍの紫外線を用いた投影装置を介して従来形式のクロムマスクの 内容を転送する、いわゆるウェハステッパによりハーフミクロン構造体が製造さ れてきた。いわゆるグローバルアライメント装置を用いて、いわゆるマスクフィ ーチャもしくはマスクマーカ及びウェハマーカ間を直接的に相互保障して種々の マスク間相互のオーバレイ位置の精度の改善が図られた。工程において、アライ メント検出装置からの光にウェハを露光した際に発生される光信号の光学フィル ター処理が行われる。

構造体の幅の低減化を図るために、開口数ＮＡを更に増大するとともに紫外（Ｕ ■）領域における波長を更に低減することが考慮されてきた。しかしながら、こ の方法は鮮鋭度をかなり低下させることとなった。この状況は位相シフト手段又 は露光方法により像を改善することによっても有効に変更することができなかっ た。

大量生産において、構造精度を更にうまく向上させ得る新しい技術の適用を可能 とするには、処理しようとするウェハ上の重ね合わせ誤差及びライン幅のバラツ キ等のリソグラフィーパラメータを更に低減させることが要求される。これらは 、本来、写真材料又はレジストに投入されたエネルギーのバラツキ、したがって レノストにおける空間像の焦点ぼけ等の像の不鮮明さによって定まる。その結果 、レジスト（焦点ぼけ）内の最良鮮明度を有する空間像位置に対する技術的要因 の影響を少なくすることが重要になってくる。それ故、レジスト内の空間像の最 適位置ならびに照射エネルギーの位置依存変動を潜像によって決定し修正する試 みがなされた。

集積回路測定法、検査と工程管理ｖ　（１９９］、）、ｐｐ２２５〜２５７およ びｐｐ２９４等に関する刊行物“５ＰＩＦ、第１４６４巻”に、投影システムを 備えた測定装置に関する記述がある。これらは、等間隔な線と溝を備えた格子の 潜像から回折された光を吸収するという原理に基ずいて構成されたものであり、 その像は非化学光線がレジストに露光されると同時に結ばれる。これは焦点の位 置を推定する際に用いることができ、投影システムのフォトリソグラフや像のパ ラメータを決定することができる。ウェハ上のレジストにおいて、いわゆるステ ッパを用いてマツチングマスク構造の像を結ばすことにより、格子を発生させる 。格子の像により回折された光を記録するため、光学的欠陥に対する厳しい制限 を暖めることなく、比較的高いＮＡを有する対物レンズを用いることが可能であ る。従って、レジスト内の吸収および反射条件の非常に小さな変化に対しても、 確実に測定可能な信号が得られる。この場合、第］の欠点は余分な装置が必要で あること、すなわち余分なコストがかかることである。第２の欠点は、かなり遅 れて最適焦点位置などの必要情報が得るれることてあり、この装置はテストウェ ハにしか使用てきないことである。そのため、この装置ではオンラインおよび現 場での必要技術的チェックが不可能であり、したがって生産ウェハ上の露光パラ メータを直接測定し管理することが不可能である。

ｌｉ′ｉｊ述の著書“５ＰＴＥ、ｐｐ２８６〜２９７”第１２６１巻に技術的記 述が掲載されており、それによると溝などのアライメントマーカーの複数像が、 焦点ぼけの変合いが様々な状態で段階的にレジスト層内でまず結ばれる。溝の潜 像の解像力がアライメント装置により測定され、焦点ぼけの度合いが比較される 。この場合、アライメント装置は光学測定装置から構成される。最強の光測コン トラストを発生させる焦点の設定は、最適基板高さくまたは焦点）により定まる 。そのためアライメント用ステッパに用いる測定装置は、反射角測定のためにも 使用可能である。従って、この場合それ以外の装置は不要である。しがしながら 、重畳システムが化学光線で作動することが欠点である。従来のレジストは、化 学光線を基本的にかなり吸収するという事実を示している。その結果、半導体基 板により反射する光学信号すなわち測定信号は弱い。しかも測定時間は長く、測 定精度は低い。

実際上、この技術は限定された品質のテストウェハにしか使用できない。その上 、レジストおよびいわゆる技術的層構造の層厚、すなわち最大反射領域の厚さを 厳しく監視する必要が生じる。

その上、装置幅を減少させるための技術的改善がさらに進捗していることから、 半導体技術に上記装置を用いることがより一層困難になっている。レジストを着 色する場合、干渉効果を抑制するため非反射層を用いる場合、またはコントラス ト強調層を採用する場合等には、特に上述の事実が当てはまる。装置が複雑にな ればなる程欠陥も増してくる。その上、生産ウェハ上の焦点を現場でチェックす ることが実際上不可能である。

新式アライメント装置を有するウェハステッパが５Ｊｉｔｔｅｋｏｅｋ、Ｊ、ｖ 、ｄ、Ｗｅｒｆ　）Ｒ９＾、　Ｇｅｏｒｇｅの著書に記述され、カリフォルニヤ のサンタクララで催された光学マイクロリソグラフィＩＶに関する５ＰＩＥシン ポジウム（１９８５年３月１０日〜１５Ｅｉ開催）で展示された。これらの装置 は、アライメントマーカから発する信号の濾過技術に基ずいて作動するものであ る。先行技術の光線を用いる方法は、これらウェハステッパには使用不可能であ る。前述のステッパで指定されたアライメントマーカのように段階的に焦点ぼけ した像を結ばせた場合、アライメント信号の強さを測定すると、弱（て無作意に 変動する値しか得られない。マーカの露光時に基板高さを設定する場合に、これ らの値からは何のヒントも得られない。

その理由は、露光中あるいはアライメント中のマーカの焦点ぼけが検出信号に、 すなわちアライメント精度にできるだけ影響を及ぼさないように、重畳マーカと アライメント装置が設計されているからである。アライメントマーカよりも高い 位置周波数を有する格子を用いると、実質的に重畳信号は得られない。その理由 は、この構造により回折された光波が光学アライメント装置の影像ビーム経路に 存在するエツジフィルターによって濾過されるからである。低位置周波数格子状 構造を有するこの種アライメント装置は、重畳信号を抽出するための光学濾過技 術に応用される。しかしながら、これまでに、オンライン方式、すなわち、その 場で基板の最適高さとか基板表面に対し最適な像鮮明度を有する面の傾きを決定 する方式のアライメント装置に対し何ら技術的な解決手段が見出されていなかっ た。

本発明の目的は上述の欠点を解決手段を提供することにあり、そのために、本発 明の投影装置のアライメント系に光学フィルターと格子形アライメントマーカを 備える。

本発明の構成 本発明の潜像検出装置は、投影光線によって基板上の感光層内にマスクパターン の像を結像させるものであって、マスクホルダー、基板ホルダー、該マスクホル ダーと基板ホルダー間に配置された投影レンズ系、及び投影光線により基板上の 感光層内に形成された未現像のマスクパターンの像を測定する潜像検出器により 構成される。上記潜像検出装置は、非化学線を使用し、投影レンズ系を介して基 板に対するマスクパターンのアライメントを行うとともにマスクアライメントマ ークと基板アライメントマークとの一致性の検出を行うように設計されたアライ メント装置を備える。上記アライメント装置は電子信号処理回路と接続した放射 線感度検出器を備え、該電子信号処理回路において潜像検出のために当該検出装 置への入射光線のうち上記感光層内に形成されたマスクパターン像の潜像から発 せられた放射線の振幅を判定するとともに上記アライメント装置の解像力よりも 十分に大きくかつ上記投影レンズ系の有効解像力にほぼ等しい空間周波数を判定 するようになっている。

本発明の一実施例において、マスクアライメントマークがラスターとされかつ基 板アライメントマークが位相ラスターとされ、ラスターマークの１つにより回折 された１次回折光のみがアライメント装置の検出系に到達するようにされ、感光 層内に形成された像がラスターマークを有し、このマークは基板アライメントマ ークの周期と投影レンズ系の解像力にほぼ等しい周期とを重畳することにより得 た周期を有するようにされる。該アライメント装置は、例えばラスターマークの 一つにより偏向された１次回折光のみを感光検出器に伝送する１次ダイヤフラム により構成される。

本発明の別の実施例では、潜像検出器がサブストラフチャから成る少なくとも１ つのマーカを有するものとされる。

例えば、潜像検出器の少な（とも１つのマーカが格子、例えば繰り返し格子を形 成する。

］実施例では、マーカは個別の位置周波数を有する２つの矩形格子から成り、そ の周波数は分離可能限界位置周波数のオーダーであり、かつアライメントに用い る格子の基本位置周波数に相当する差異を有することを特徴としている。

本発明装置の別の実施例では、基本アライメント装置の構造はアナグロ要素、特 に矩形格子を構成する等間隔バーおよび溝を交互配置することにより形成される 。

本発明装置のさらに別の実施例によれば、上記アナグロ要素の交互配置をドラフ トボード状エレメントならびに矩形格子形状によりそれぞれ形成するように、分 割を行う。

それ故、本発明による装置では、像コントラストが最大になる基本高さの決定が オンラインおよび現場で可能となる。本発明は次に述べるような考え方に基すい ている。すなわち、本アライメント装置は実際上非常に高い精度と信頼性をもっ て作動することがわかっているが、投影レンズ系の解像力よりかなり小さい空間 周波数を有する検出アライメントラスター用に設計されたものである。それ故、 例えば基板上の感光層に対して投影レンズ系の結像面の最適位置を測定するには 不適である。それにもかかわらず、本アライメント装置は上記の目的に合致する ものである。そのため、空間周波数を有するマスクパターンが付加的に用いられ る。その周波数は、投影レンズの有効解像力にほぼ匹敵する周波数とアライメン ト装置の解像力にほぼ等しい周波数とを重畳ものである。検出信号の振幅は、上 記信号のゼロ交点ではなく、装置内で決定される。

上記空間周波数が確保できる内容を有するなら、ラスターマークの代りに別のマ ークを用いてもよい。

最適結像面位置の確以外に、投影光線の最適線量の確定に本発明を適用できる。

さらに、例えば鏡借力場曲率、非点収差および像の傾き等投影レンズ系の収差を 測定するために本発明を用いることができる。これらの偏差を測定するため、感 光層上の各点に多数のマスクパターンの潜像を形成する必要がある。

本発明は、さらに前述の装置の使用法に関するものである。使用にあたり、上記 第１光源から発する光のプロジェクタを用いて少なくとも１つのマーカにより像 を結ばせ、上記第２光源から発する光を感光層内の細部形状の上に入射させて回 折光線強さをオプトエレクトロニクス装置によって確定する。

本発明は、さらにマスクパターンと感光層の像を基板上に結ばせる方法に関する ものである。投影レンズ系の有効解像力にほぼ等しくかつ測定装置の解像力より かなり大きい空間周波数を発生するマスクパターンを使用し、上記マスクは感光 層の上に配置されている。投影レンズ系を用いて第１波長を有する投影光線によ り、マスクパターンの像を感光層内に結ばせる。感光層の露光部分は光学測定装 置のビーム経路内に移動され、この測定装置は感光層には感光しない第２波長の 光線を使用している。マスクパターンの感光層内潜像は測定装置により検出され 、測定された信号の振幅は、潜像のコントラストの関数である。測定装置が供給 した測定信号により示される像パラメータの瞬間値は、上記パラメータの希望値 と比べられ、前述の像パラメータが設定され、感光層内の少なくとも１箇所にマ スクパターンの像が結ばれる。

以下の詳細な記述から、さらに別の利点や特徴が明らかとなろう。

図面の簡単な説明 第１図は、ウェハステッパにおけるアライメント装置の説明線図である。

第２図は、本発明による結像面測定構造の説明線図である。

第３図は、結像面サブストラフチャの第１実施例の説明線図である。

第４図は、第３図の一部分の詳細線図である。

第５図は、第３図のさらに別の部分の詳細図である。　第６図は、結像面サブス トラフチャの第２実施例の説明線図である。

第７図は、結像面サブストラフチャの第三実施例の説明線図である。

第８図は、結像面サブストラフチャの第四実施例の説明線図である。

第９図は、結像面ザブストラクチャの第五実施例の説明線図である。

実施例の説明 第１図は光学システムを線図形式で示し、つ；ハスチッパにより処理すべきウェ ハが内蔵されている。光学システムはレンズ一式から成り、これらのレンズは入 射光線のビーム経路、たとえば光線ビーム１ｏ内に配置されている。入射光線１ ０はレンズ１，２（選択可能）を介してその下流側に位置するウェハ３に当たる ようになっている。ウェハ３は、例えば従来のシリコン基板で構成されていてキ ャリヤ２上に！かれ、ウェハの底面がそこに当接している。ウェハ３の上面は、 交互に突出するリブと介在スロットを配列してできた特定の形状を有する。光学 システム、特に光学システムの入射側に配置したマスク４によりこの形状は異な る。

マスクはある形状を有しこれは上記光線ビーム１ｏにより光学システムを介して ウェハ３の上面に転写される。さらに関連する詳細部分を以下に説明する。放射 光線１０の一部は、ウェハ３に当たると回折角に応じてウェハにより反射される 。

されにアライメント信号を測定するために検出装置、特にエレクトロニクス装置 を設けである。アライメントマーカーで回折された反射光の不要周波数を消去す るため一次ダイヤフラム７を少なくとも１個戻り光線の経路に備えである。

さらに、アライメントマークまＩ；はアライメントマーカ８を少な（とも１個ウ ェハーの上に設けである。上記少なくとも１つのアライメントマーカはウェハ３ の上記シリコン基板内に配置した、例えば２個の位相格子から構成されている。

上記位相格子は、例えば基本位置周波数６２．５ｍｍ−１を有する連続したほぼ 等間隔なリブ１１とスロット１２から成っている。露光波長３６５ｎｍに対しレ ンズのＮＡは０゜５０である。さらに、露光レンズ５が備えてあり、光線例えば 波長６３３＋＋＋ｍを有する非化学光線がマーカー８に直角に入射できるように 露光レンズを配置しである。

前述の光線は格子において回折される。このため、上記の光波Ａｔｎの変化が起 こる、ここでｎ＝０．・・・、Ｎ０光波は角度βｎでマーカーを離れレンズ１を 通過する（簡単のため第１図では１個の単一レンズを線図で表しである）。その 結果、対物レンズ内に存在するダイヤフラム７を通過した後、−次オーダーを除 いた高次オーダーの光波Ａｎは消去される。ウェハマーカ格子の像が位置周波数 の一致によりマスクマーカ格子内に結ばれた結果、マスク面に光の分散が発生す る。

上記光の分散は、重畳測定システムに対するウェハ３の横移動によりウェハ面内 で走査される。ウェハ位置座標の関数であるマスクマーカ後面の移行光線の変調 は、上記電子検出装置６によって測定される。座標に対する一致点位置は、次の 条件に基ずいて定める。すなわち、測定で得た移行光線が２個の格子に対し異な る個別周波数を有すること、同一であること、および実質的にゼロであること、 の３条件による。マスクマーカ格子を通過する光線の変調は、ウェハマーカの横 方向移動または移行中に測定される。この場合、光線は一次のオーダーの回折波 の強さを推定する手段である。従って上記光線は関連する測定量であり、この量 は本発明による問題解決の手段に以後応用される。

次に、レジスト内に結像面を鮮明に確定する方法について述べる。これは、第１ 図に示す光学システムの光軸上の最適基板高さをめることを意味する。

結像面測定構造（ＩＰＭＳ）の像は、感光層（例えばフォトレジスト）によって 覆われている基板３の上に段階的に結ばれる。光軸に沿って基板高さを変化させ ながら像が結ばれる。もし好ましくないないなら、露光量を変えながら行なうこ とも可能である。そうすることにより、レジストの光学特性、吸収量そして特に 屈折率が変化する。従って、光学的改良を促進する目的で化学処理のための化学 的手段を提供することが可能となる。

従って基板３は段階的な移行を行ない、それにより結像面測定構造がアライメン ト装置の走査窓のゾーンに到達する。走査窓の内側で結像面測定構造が移動する と同時に、検出装置６によってマスクマーカ４を通過する光線の変調が測定され る。次に、上記変調の内容はステッパのメモリー内に記録され保存され、その値 は光軸上の基板高さに付加される。

その後、周知のいわゆるｃｕｒｖｅ　ｆｉｔｔｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓを測定し た機能依存値ＳＳ（ΔＺ）に適用する（ここでＺ＝二次多項式でめた基板高さの 変化）。次にＳＳの極値に相当する基板高さΔＺｆが結像面測定構造の設計用参 考値として計算される。この極値は、レノスト内で空間像の最適鮮明度を得るた めの基板高さの点を表す。上記極値は、レジスト内の潜像の最大鮮明度に対して 、最適リングラフ焦点に正確に付加できる限定された手段である。

第２図は、本発明による結像面測定構造を示す。例えば結像面ＩＰＭＳ３０の測 定構造の正方形表面が線図で示しである。本発明によれば、これは少な（とも２ 種類のサブストラフチャ３１および３２に分割される。サブストラフチャは両方 とも例えば、正方形になっており、幾何学的比例係数が互いに相異するだけであ る。従ってマスク上に現れるサブストラフチャの−・例につき以下詳細に説明す る。

このようなサブストラフチャを第３図および第６図〜第９図に示す。本発明では 、各サブストラフチャはさらに部分サブストラフチャに分けられる。部分サブス トラフチャ造１１．３１２の配列の周期は、基本位置周波数の半分に合致するの が望ましい。この場合、各周期はサブストラフチャ３１の一辺に対し平行に延び る縞模様で構成され、基本格子のリブとスロットの数に合致する数により決まる 。図の例によれば、部分サブストラフチャ３１１および３１２のストリップ幅は 異なる。しかしそれらの比は自由に選べる。

第４図および第５図の詳細図は、部分サブストラフチャ３１１．３１２がさらに 細部形状３１１１．３１１２．３１２１．３１２２に分けられる状態を示す。

上記細部形状は、例えば線形または矩形になっている。もちろん別の形状も可能 である。しかしながら、本発明の細部形状の基本条件は、部分サブストラフチャ ３１１または３１２のうち少なくとも一方の細部形状の寸法が、投影システムの 解像限界の大きさと同じオーダーでなければならないことである。本発明によれ ば、細部形状の配列は位置周波数ゼロを有する周期的格子で構成される（極端な 場合）。第４図の詳細図では、部分サブストラフチャ３１１は、透明および不透 明な（例えばクローム皮覆した）正方形３１１１および３１１２から構成される 市松模様を有している。正方形３１１１のサイズは例えば０・３〜１λ／ＮＡの 範囲であり、今の場合は０・５５（λ／ＮＡ）となっている。

一方、サブストラフチャ３１２は、例えば大きさが１０００ｍｍ−１のオーダー の位置周波数を有する等間隔リブおよびスロットを備えた矩形格子がら構成され る。

各種サブストラフチャの幅は約８μｍであることが望ましく、その長さは少なく とも基本アライメントマーク８の長さと同じでなければならない。

サブストラフチャの細部形状として、単一格子の代わりに位置周波数の異なる数 個の格子を用いることも可能である。この場合、サブストラフチャ３１は二方向 に分割される。言い換えれば、基本格子のリブとスロットに対し直角に分割する と共に、少な（とも−組のサブストラフチャに対しリブとスロットに平行な分割 が行われる。図示の例では、細部形状として３個の矩形格子が設けてあり、これ らは１０００〜１５００ｍｍ−１の範囲にある位置周波数を有する。更に、サブ ストラフチャ３１１の細部形状として、市松模様の代わりに２ｏＯｈ−一１の位 置周波数を有する格子を設けてもよい。この場合、基本格子８のリブに対し直角 のリブを配設する。結像面ＩＰＭＳの測定構造に関する本実施例では、一つの影 像高さに対する結像面測定マークの照射を少なくとも２段階で行い、各々基準照 射量の半分を用いるのが望ましい。このようにすれば、ウェハは基本格子８のリ ブに平行に移行して、−回目の照射時に照射されなかった細部形状３１２の領域 が、二回目の照射時に照射されて好都合である。

第６図は本発明によるサブストラフチャの実施例を示す。これは解像限界付近の 周波数ｖ１及び■２を有する２つの矩形格子の透明度を付加することによって得 たものであり、画周波数の差Ｖは基本格子の位置周波数の半分に正確に一致する 。

単一測定マークに３つの格子の組合わせを用いることも可能である。更に、本発 明によれば、基本格子のリブに対し直角方向にサブストラフチャ３１の細部形状 ３１１を設けることもできる。この場合も、それぞれの位置周波数ｖ１．　ｖ２ ．　ｖ３が解像限界に近い矩形格子の配列で構成されるサブストラフチャ３１を 設けるこができる。リブとスロットの幅に対し等距離に矩形格子を配置すること が望ましいことは一般論的に事実である。本発明によれば、サブストラフチャは 光学的に均質な領域、すなわち非構造物、被覆または非被覆領域として設計され る。

特定の応用例に関して述べた上記プロセスは、鏡像力場の中心部以外に、特に鏡 像力場の周端部を含んだ複数の結像点の場合にも同様に適用される。これは、光 軸またはウェハ表面に対し最も鮮明な像を結ぶ面の傾きを決定し修正することが 、本発明によって可能となることを示すものである。そのＦ、両開−座機に関し 結像面測定マークの像を結びそれらを測定することにより、投影光学系の非点収 差を確定するために用いることも可能である。

これらの応用により、いわゆる技術的層状構造の使用も可能となる。本発明によ れば、上述の測定マークを例えばエツチングスロット（いわゆるスクライブライ ン）に露光することもできる。さらに、例えば本発明を用いて生産ウェハを実際 に露光する前に、最適鮮明度を得るための焦点設定が確定できる。この最適鮮明 度の設定において、実際のマスク内容が生産ウェハ上に露光される。こうして、 生産ウェハへの現場測定やウェハ高さの現場修正、すなわち望ましいオンライン 監視やオンライン修正が可能となる。

フロントページの続き （７２）発明者　セルトマン、ロルフ ドイツ国　デー−８０１０ドレスデン、ホーエ　シュトラッセ　２１番

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．マスクホルダー、基板ホルダー、該マスクホルダーと基板ホルダー間に配置 された投影レンズ系、及び投影光線により基板上の感光層内に形成された未現像 のマスクパターンの像を測定する潜像検出器により構成された、投影光線によっ て基板上の感光層内にマスクパターンの像を結像させる、潜像検出装置において 、上記潜像検出装置は、非化学線を使用し、投影レンズ系を介して基板に対する マスクパターンのアライメントを行うとともにマスクアライメントマークと基板 アライメントマークとの一致性の検出を行うように設計されたアライメント装置 を備え、 上記アライメント装置は電子信号処理回路と接続した放射線感度検出器を備え、 該電子信号処理回路において潜像検出のために当該検出装置への入射光線のうち 上記感光層内に形成されたマスクパターン像の潜像から発せられた放射線の振幅 を判定するとともに上記アライメント装置の解像力よりも十分に大きくかつ上記 投影レンズ系の有効解像力にほぼ等しい空間周波数を判定するようにしたことを 特徴とする、潜像検出装置。
2. ２．マスクアライメントマークがラスターでありかつ基板アライメントマークが 位相ラスターであり、ラスターマークの１つにより回折された１次回折光のみが アライメント装置の検出系に到達するようにされ、感光層内に形成された像がラ スターマークを有し、このマークは基板アライメントマークの周期と投影レンズ 系の解像力にほぼ等しい周期とを重畳することにより得た周期を有することを特 徴とする第１項記載の装置。
3. ３．アライメント装置がラスターマークの一つにより偏向された１次回折光のみ を感光検出器に伝送する１次ダイヤフラムにより構成した、第２項記載の装置。
4. ４．さらに、マスクマークの基板に一連の像を形成するために、感光層に対する 投影レンズ系の像面位置を変更する手段を備え、該像面位置変更手段を電子信号 処理回路と同期させてそれぞれが関連する像のコントラストを示す一連の信号を 発生させるとともに最適像面位置を示す極限値信号を判別するようにした、第１ 項〜第３項のいずれかに記載の装置。
5. ５．マスクパターンの感光層内に一連の像を結ばせる目的で投影光線のエネルギ ーを変えるための手段から成なり；該手段は電子信号処理回路と同期しているの で、本回路はそれぞれが関連影像のコントラストを示す一連の信号を発信するこ とが可能であり、かつ最適投影エネルギーを示す極値信号を確定するようにした 、第１項〜第３項のいずれかに記載の装置。
6. ６．潜像検出器ガサブストラクチャから成る少なくとも１つのマーカを有する、 第１項記載の装置。
7. ７．潜像検出器の少なくとも１つのマーカが格子を形成するようにした、第６項 記載の装置。
8. ８．各サブストラクチャがサブマークにより形成された、第６項又は第７項記載 の装置。
9. ９．サブストラクチャの配列が周期的に縁り返されるものである、第８項記載の 装置。
10. １０．各サブストラクチャが微細サブマークにより形成され、該微細サブマーク の寸法は該サブストラクチャパラメータが露光器に対し最小解像力を有するよう な大きさとした、第８項又は第９項記載の装置。
11. １１．２次入射光線が回折されて該回析光の少なくとも一部が位置検出器の測定 チャンネルに到達し、そこで光電変換手段を介して回析光強度が検出可能となる ように、各微細マークの分布を定めた、第１０項記載の装置。
12. １２．サブストラクチャ表面がそれぞれ位置周波数Ｖ１及びＶ２を有する２つの 互いに平行な矩形格子の配列により形成された、第６項〜第１１項のいずれかに 記載の装置。
13. １３．位置周波数Ｖ１及びＶ２が露光器による分離限界位置周波数であり、両位 置周波数間の差が基本格子の位置周波数に相当するものである、第１２項記載の 装置。
14. １４．サブマークが市松模様と矩形格子の繰り返しにより形成されたものであり 、その形状寸法は露光器の解像限界範囲内の大きさである、第６項〜第１３項の いずれかに記載の装置。
15. １５．少なくとも１つのサブストラクチャが透明あるいは不透明である、第６項 〜第１４項のいずれかに記載の装置。
16. １６．基板の上面に少なくとも１つのマーカを配置した、第６項〜第１５項のい ずれかに記載の装置。
17. １７．感光層上に少なくとも１つのマスクマークを有するマスクを配置し、上記 感光層内に投影レンズ系及び第１波長を有する投影光線によりマスクパターンの 影像を形成し、上記感光層の露光部分を、該感光層が感光しない第２波長を有す る光線を使用する光学測定系のビーム経路内に移送し、上記感光層内のマスクパ ターンを形成した潜像を測定器により検出し、上記測定器からの測定信号で示さ れる像パラメータの瞬間値を該像パラメータの基準値と比較し、上記像パラメー タを設定し、上記感光層内の少なくとも１固所にマスクパターンの像を形成する ことにより、基板上にマスクパターンと感光層の像を形成するにあたり、投影レ ンズ系の解像力とほぼ同じで測定装置の解像力よりかなり大きい空間周波数を発 生させるマスクマークを使用し、測定信号の振幅が影像のコントラストの関数と したことを特徴とする、潜像検出方法。
18. １８．マスクマークの像を複数工程をもって形成し、感光層に対する投影レンズ 系の像面位置が連続した２工程間で変更されるとともに該基板がそれ自体の像面 位置に移動され、このようにして形成された一連の像を使用して上記感光層に対 する投影レンズ系の結像面の最適位置を誘導設定するようにした、第１７項記載 の方法。
19. １９．マスクマークの像を複数工程をもって形成し、該各工程において投影放射 線エネルギーを異ならしめ、連続した２工程間で基板をそれ自体の像面位置に移 動し、このようにして形成された一連の像を使用して最適の投影放射線エネルギ ーを誘導設定するようにした、第１７項記載の方法。
20. ２０．第１項〜第１６項に記載される構成した、潜像検出装置。
21. ２１．第１項〜第１６項に記載される装置において第２０項に記載される装置を 使用する方法。