JPH0786131A

JPH0786131A - 露光装置

Info

Publication number: JPH0786131A
Application number: JP5226868A
Authority: JP
Inventors: Gen Uchida; 玄内田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1993-09-13
Filing date: 1993-09-13
Publication date: 1995-03-31
Anticipated expiration: 2017-07-22
Also published as: JP3305058B2

Abstract

(57)【要約】【目的】簡略な構成で感光基板上の広い領域の凹凸状
態を正確に計測する。【構成】座標計測用の干渉計４Ｘ内のレーザ光源１２
からのレーザビームＬの一部Ｌ２を、Ｓ偏光のレーザビ
ームＬ３とＰ偏光のレーザビームＬ４とに分離する。レ
ーザビームＬ３を、ハーフプリズム２１で計測ビームＬ
５と参照ビームＬ６とに分割し、計測ビームＬ５を偏光
ビームスプリッター２３及び対物レンズ９等を介してプ
レート２上に照射し、戻された計測ビームＬ５と参照ビ
ームＬ６との干渉光からプレート２のＺ方向の高さを検
出する。レーザビームＬ４をハーフミラー３０、偏光ビ
ームスプリッター２３及び対物レンズ９等を介してプレ
ート２上に照射し、プレート２からの光を光電検出器３
３で受光する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体素子や液
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
使用される露光装置に関し、特に、オフ・アクシス方式
のアライメント系を備えた投影露光装置に適用して好適
なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、フォトリソグラフィ工程において
は、微細パターンを高い解像度で感光性の基板（フォト
レジストが塗布された半導体ウエハやガラスプレート
等）上に転写する装置として、ステップ・アンド・リピ
ート方式の縮小投影型露光装置、所謂ステッパーが多用
されている。このようなステッパーには、感光性の基板
の露光対象とするショット領域の露光面の高さを計測す
る焦点位置検出系と、その基板の高さを投影光学系の結
像面に合わせ込むステージとよりなるオートフォーカス
機構が備えられている。

【０００３】従来の焦点位置検出系の一例は、その基板
上で投影光学系の露光フィールドの中央付近の計測点に
計測用パターン像を投影し、基板からの反射光により再
結像された計測用パターン像の位置から、その計測点で
の投影光学系の光軸方向の位置であるフォーカス位置
（高さ）を検出するものである。この場合、その１個の
計測点のフォーカス位置が合焦の対象となる。また、従
来の焦点位置検出系の他の例は、投影光学系の露光フィ
ールド内の中央付近及び周辺の複数点に計測用パターン
像を投影する多点型の検出系である。このような多点型
の検出系を使用する場合、露光フィールド内の複数点で
のフォーカス位置の計測結果を処理して得られた面のフ
ォーカス位置が、投影光学系の結像面の高さに合焦され
る。

【０００４】また、ステッパーにおいては、従来からフ
ォトマスク又はレチクル（以下、単に「マスク」と総称
する）に形成された回路パターンの投影像と、感光性の
基板上に既に形成されている回路パターンとの位置合わ
せを行う装置、即ちアライメント系が設けられている。
従来のアライメント系は、感光性の基板上に形成されて
いる位置合わせ用のマーク（更に場合によってはマスク
上の位置合わせ用のマークをも）の位置を検出するアラ
イメント光学系と、検出された位置に応じて基板の位置
決めを行うステージ系とより構成されている。そして、
アライメント光学系と焦点位置検出系とは完全に分離さ
れて構成されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、半導体素子等の
パターンの微細化が進むにつれて、ステッパーの解像度
を向上するために投影光学系の開口数が大きくなる傾向
がある。しかしながら、投影光学系の開口数を大きくす
ることにより、結像面からの焦点ずれに対するマージン
である焦点深度は、開口数の２乗に反比例して小さくな
ることは周知の通りである。言い替えると、高開口数の
投影光学系を搭載したステッパーを用いる場合、僅かな
焦点ずれが生じても、微細パターンの解像度は著しく低
下することになる。

【０００６】これに関して、焦点位置検出系として、従
来の露光フィールドの中央付近のみのフォーカス位置を
検出する方式を採用した場合、露光フィールドの外周部
で焦点ずれが生じ易いという不都合がある。一方、焦点
位置検出系として従来の多点型の検出系を使用した場
合、全体の機構部が複雑化するという不都合がある。ま
た、近年の露光フィールドの拡大化と感光性の基板の大
型化とにより、露光フィールド内での基板の露光面の正
確な形状を求める必要性が高まっているが、その形状を
求めるための検出系の機構はできるだけ簡略化すること
が望まれている。

【０００７】本発明は斯かる点に鑑み、簡略な構成で感
光性の基板上の広い面積の領域の凹凸の状態を正確に計
測できる露光装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による露光装置
は、例えば図１及び図２に示すように、感光性の基板
（２）を保持して基板（２）を２次元平面内で位置決め
する基板ステージ（３）と、転写用のパターンが形成さ
れたマスク（１）を基板（２）側に露光光（ＩＬ）で照
明する照明光学系と、基板（２）上の位置合わせ用のマ
ーク（８）の座標を対物レンズ（９）を介して検出する
アライメント系（３１，３２，３３）とを有し、位置合
わせ用のマーク（８）の座標に基づいて基板（２）の位
置決めを行って基板（２）上にマスク（１）のパターン
を露光する装置において、可干渉性の計測光ビーム（Ｌ
５）及び参照光ビーム（Ｌ６）を発生する光ビーム用光
源と、そのアライメント系の対物レンズ（９）を介して
基板（２）上に計測光ビーム（Ｌ５）を照射する照射光
学系（２１，２２，２３）と、対物レンズ（９）を介し
て戻された計測光ビーム（Ｌ５）と参照光ビーム（Ｌ
６）との干渉光を光電変換して得られた信号より基板
（２）の計測光ビーム（Ｌ５）の照射点の高さを算出す
る信号処理手段（２５）と、この信号処理手段で算出さ
れた高さに基づいて基板（２）の高さを調整する高さ調
整手段（３，６）とを設けたものである。

【０００９】この場合、基板ステージ（３）の２次元平
面内での座標を計測する干渉計（４Ｘ）を設け、この干
渉計の光源（１２）をその光ビーム用光源として兼用す
ることが望ましい。

【００１０】

【作用】斯かる本発明によれば、予め対物レンズ（９）
の下方で基板（２）の露光面を２次元的に走査して、こ
の２次元的な走査位置の座標に対して信号処理手段（２
５）で求められた高さをプロットすることにより、基板
（２）の露光面の全面での凹凸の状態を検出する。この
際、基板（２）の露光面の高さは干渉計方式で検出され
るため、その検出精度はきわめて高い。また、対物レン
ズ（９）がアライメント系と共通化されているため、構
成が簡略である。そして、その基板（２）の露光面の全
面の凹凸の状態により定められる所定のショット領域の
平均的な面のフォーカス位置を、高さ調整手段（３，
６）により所定の基準面（例えば投影露光装置であれ
ば、投影光学系の結像面）の高さに合わせ込むことによ
り、基板（２）上に高い解像度でマスクのパターンが露
光される。

【００１１】また、基板ステージ（３）の２次元平面内
での座標を計測する干渉計（４Ｘ）の光源（１２）をそ
の光ビーム用光源として兼用することにより、全体の構
成が更に簡略化される。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明による露光装
置の一実施例につき説明する。本実施例は、オフ・アク
シス方式のアライメントセンサーを備えた投影露光装置
に本発明を適用したものである。図１は本実施例の投影
露光装置の要部の構成を簡略化して示し、この図１にお
いて、図示省略された照明光学系からの露光光ＩＬは、
マスク１のパターン領域ＰＡ内の回路パターンをほぼ均
一な照度で照明する。そのパターン領域ＰＡ内の回路パ
ターンの像は、投影光学系ＰＬを介して、フォトレジス
ト等の感光材が塗布された基板としてのプレート２上の
所定のショット領域ＳＡに投影露光される。このプレー
ト２は、投影光学系ＰＬの光軸に垂直なＸＹ平面内で移
動自在な基板ステージ３上に保持されている。また、基
板ステージ３には、プレート２の投影光学系ＰＬの光軸
方向であるＺ方向の位置を調整するＺステージ、及びプ
レート２の露光面の傾斜角を調整するレベリングステー
ジ等も含まれている。

【００１３】基板ステージ３のＸ方向の側面方向に、Ｘ
軸用のレーザ干渉式測定器（以下、「干渉計」と呼ぶ）
４Ｘ及び参照鏡５Ｘが配置されている。参照鏡５Ｘは実
際には投影光学系ＰＬのＸ方向の側面部に固定されてい
るが、説明の便宜上図１では参照鏡５Ｘを投影光学系Ｐ
Ｌから離して表示している。同様に、基板ステージ３の
Ｙ方向の側面方向に、Ｙ軸用の干渉計４Ｙ及び参照鏡５
Ｙが配置されている。参照鏡５Ｙは実際には投影光学系
ＰＬのＹ方向の側面部に固定されている。尚、参照鏡５
Ｘ，５Ｙは固定されていれば良いため、必ずしも投影光
学系ＰＬに対して固定されなくても良い。この場合、基
板ステージ３のＸ方向及びＹ方向の座標位置は、それぞ
れ干渉計４Ｘ及び４Ｙにより測定される。Ｘ方向の座標
位置、及びＹ方向の座標位置の情報は並行に制御部６に
供給され、制御部６は供給された座標位置に基づいてス
テージ駆動部７を介して、基板ステージ３をＸ方向及び
Ｙ方向に移動させる。

【００１４】また、図１において、投影光学系ＰＬの側
面に対物レンズ９を配し、この対物レンズ９の上方にア
ライメント・フォーカスユニット１０を配置する。アラ
イメント・フォーカスユニット１０は、後述のようにプ
レート２上のアライメントマークの位置検出と、プレー
ト２のＺ方向の位置（フォーカス位置）の検出との２つ
の機構を実行するユニットである。実際には、対物レン
ズ９及びアライメント・フォーカスユニット１０は複数
組設けるが、図１では簡単のため１組のみを図示してい
る。但し、フォーカス位置計測のスループットが低下し
てもよい場合には、アライメント・フォーカスユニット
１０は１個だけでよく、他の対物レンズ（不図示）の上
方に設けるユニットは、通常のアライメントのみを行う
ためのアライメント光学系でよい。

【００１５】対物レンズ９の下方のプレート２上に、Ｙ
方向に所定ピッチで配列された凹凸のドットパターンよ
りなるアライメントマーク８が形成されている。本例の
アライメント・フォーカスユニット１０はそのアライメ
ントマーク８のＸ方向の位置を検出することができる。
また、Ｘ方向に所定ピッチで配列されたドットパターン
よりなるアライメントマーク（不図示）もプレート２上
に形成されているが、このようなアライメントマークの
Ｙ方向の位置も、アライメント・フォーカスユニット１
０（又は単なるアライメント光学系）によって検出され
る。なお、アライメントマークとしては、十字形、Ｌ字
形又は２次元格子状等の凹凸パターンよりなる２次元マ
ークを使用してもよい。この場合、それら十字形又はＬ
字形のパターンは、巨視的に見て十字形又はＬ字形であ
れば良く、ドット等の集合で形成されていても良い。

【００１６】図２は、図１中の干渉計４Ｘ及びアライメ
ント・フォーカスユニット１０の詳細な構成を図１のＹ
方向に見た状態を示し、この図２において、図２の紙面
に垂直な偏光成分をＳ偏光、図２の紙面に平行な偏光成
分をＰ偏光と呼ぶ。図２中の干渉計４Ｘにおいて、レー
ザ光源１２からハーフプリズム１３に対して、Ｓ偏光の
レーザビームと、Ｐ偏光のレーザビームとが１：１の割
合で混じったレーザビームＬが射出される。レーザビー
ムＬの波長は、例えばＨｅ−Ｎｅレーザの波長（６３３
ｎｍ）であり、プレート２上のフォトレジストに対して
非感光性の波長帯である。更に、レーザビームＬ中のＳ
偏光の成分とＰ偏光の成分とは周波数が僅かに異なって
いる。レーザ光源１２としては、ゼーマンレーザ光源等
が使用される。

【００１７】ハーフプリズム１３を透過したレーザビー
ムＬ１にはＳ偏光成分とＰ偏光成分とが１：１で混じっ
ており、レーザビームＬ１は偏光ビームスプリッター１
４によりＳ偏光の参照ビームとＰ偏光の計測ビームとに
分離される。偏光ビームスプリッター１４を透過したＰ
偏光の計測ビームは、１／４波長板１５Ａを介して基板
ステージ３に固定された移動鏡１１Ｘに向かい、移動鏡
１１Ｘで反射された計測ビームは、１／４波長板１５を
経てＳ偏光成分として偏光ビームスプリッター１４で反
射される。一方、レーザビームＬ１の内、偏光ビームス
プリッター１４で反射されたＳ偏光の参照ビームは、１
／４波長板１５Ｂ及びミラー１６を介して投影光学系Ｐ
Ｌ（図１参照）に固定された参照鏡５Ｘに向かい、参照
鏡５Ｘで反射された参照ビームは、ミラー１６及び１／
４波長板１５Ｂを経てＰ偏光成分として偏光ビームスプ
リッター１４を透過する。

【００１８】偏光ビームスプリッター１４から射出され
た計測ビーム及び参照ビームは、アナライザ１７により
可干渉の状態で混合されて光電検出器１８Ａで光電変換
され、光電検出器１８Ａからは参照鏡５Ｘと移動鏡１１
Ｘとの相対変位により周波数変調されたビート信号ＳＸ
が出力され、ビート信号ＳＸは積算回路１８Ｂに供給さ
れる。積算回路１８Ｂには、レーザビームＬから分離し
たレーザビームの内のＰ偏光成分とＳ偏光成分との干渉
光を光電変換して得られる参照ビート信号（不図示）も
供給され、積算回路１８Ｂは、ビート信号ＳＸと参照ビ
ート信号との周波数の差分を所定周期で積算することに
より、基板ステージ３のＸ方向の座標を求めて図１の制
御部６に供給する。

【００１９】即ち、図２の干渉計４Ｘは、ヘテロダイン
方式の干渉計であり、このヘテロダイン方式では移動鏡
１１Ｘにより反射された計測ビームの周波数が、ドップ
ラ効果によって移動速度に比例して変化することを利用
するものである。ヘテロダイン方式の干渉計は、干渉光
の強度の平均値やコントラストの変化には無関係に変位
を安定して測定できるのが最大の特徴で、レーザビーム
Ｌの平均波長をλとして、ヘテロダイン方式の基本的な
測定分解能はλ／２と言われている。勿論、内挿回路を
使用することにより、λ／２以下の測定分解能も得られ
る。

【００２０】次に、干渉計４Ｘ内のハーフプリズム１３
で反射されたレーザビームＬ２にも、Ｐ偏光成分とＳ偏
光成分とが１：１で含まれており、レーザビームＬ２は
アライメント・フォーカスユニット１０内の偏光ビーム
スプリッター１９に入射する。アライメント・フォーカ
スユニット１０において、レーザビームＬ２の内で偏光
ビームスプリッター１９により反射されたＳ偏光のレー
ザビームＬ３は、ミラー（三角プリズムでも可）２０で
反射されてハーフプリズム２１に入射する。

【００２１】ハーフプリズム２１を透過した参照ビーム
Ｌ６は基準固定鏡２４で反射されてハーフプリズム２１
に戻り、ハーフプリズム２１で更に反射された参照ビー
ムＬ６は干渉計ユニット２５に入射する。一方、ハーフ
プリズム２１にて反射された計測ビームＬ５（Ｓ偏光）
はリレーレンズ２２を経て偏光ビームスプリッター２３
にて全部が反射されて、対物レンズ９に向かい、対物レ
ンズ９から射出された計測ビームＬ５は、プレート２上
に所定の大きさのスポットとして照射される。

【００２２】プレート２から反射された計測ビームＬ５
は、対物レンズ９を介して偏光ビームスプリッター２３
に戻るが、計測ビームＬ５はＳ偏光のままであるため全
部が偏光ビームスプリッター２３で反射される。偏光ビ
ームスプリッター２３で反射されて戻された計測ビーム
Ｌ５は、リレーレンズ２２を経てハーフプリズム２１に
戻り、ハーフプリズム２１を透過した部分が干渉計ユニ
ット２５に入射する。

【００２３】干渉計ユニット２５に入射した参照ビーム
Ｌ６及び計測ビームＬ５の干渉光は、干渉計ユニット２
５内の光電検出器により光電変換される。この際に、光
電検出器は例えば２個設けられ、互いに位相が９０°異
なる光電変換信号を出力する。この２相の光電変換信号
をアップダウンカウンタにより積算計数することによ
り、プレート２の計測ビームＬ５の照射点のＺ方向の高
さ（フォーカス位置）が例えばλ／ｍ（ｍは所定の整
数）の分解能で計測され、この計測値も図１の制御部６
に供給される。即ち、アライメント・フォーカスユニッ
ト１０内の干渉計はホモダイン方式でプレート２のフォ
ーカス位置を検出する。

【００２４】また、図２において、入射したレーザビー
ムＬ２の内で、偏光ビームスプリッター１９を透過した
Ｐ偏光のレーザビームＬ４は、ミラー２６、ミラー２
７、及びミラー２８で反射された後、シリンドリカルレ
ンズ２９により集光されて図２の紙面に垂直な方向に伸
びたビームが形成される。そして、再び発散したレーザ
ビームＬ４は、ハーフミラー３０にて反射され、リレー
レンズ３１を経て偏光ビームスプリッター２３に入射す
る。レーザビームＬ４はＰ偏光であるため偏光ビームス
プリッター２３を透過して、対物レンズ９にてプレート
２上に線状のビームスポットとして集束される。

【００２５】図３は、アライメントマーク８とレーザビ
ームＬ４及びＬ５との関係を示し、Ｙ方向に配列された
ドットパターンよりなるアライメントマーク８の近くに
レーザビームＬ４が線状のビームスポットとして照射さ
れ、高さ計測用のレーザビームＬ５は円形のビームスポ
ットとして照射されている。この状態で、図１の制御部
６が、ステージ駆動部７を介して基板ステージ３をＸ方
向に微動させると、図３において、レーザビームＬ４の
線状のビームスポットがアライメントマーク８上を横切
るときに、０次回折光（反射光）と共に、Ｙ方向への各
次数の回折光が発生する。そこで、例えば±１次回折光
の強度が最大になるときの基板ステージ３のＸ座標をア
ライメントマーク８のＸ座標として検出する。

【００２６】図２に戻り、レーザビームＬ４の照射によ
りアライメントマーク８から発生する回折光や散乱光
は、対物レンズ９を介して、偏光ビームスプリッター２
３に戻るが、偏光状態はＰ偏光であるため全部が偏光ビ
ームスプリッター２３を透過する。そして、偏光ビーム
スプリッター２３を透過した光は、リレーレンズ３１を
経てハーフミラー３０に入射し、ハーフミラー３０を透
過した光が、リレーレンズ３２により光電検出器３３の
受光面上に集光される。光電検出器３３の受光面には、
例えばプレート２での直接の反射光（０次回折光）を遮
光するための空間フィルターが設けられており、リレー
レンズ３１及び３２により、対物レンズ９の瞳面（フー
リエ変換面）が光電検出器３３の受光面にリレーされ
る。

【００２７】その光電検出器３３の光電変換信号も図１
の制御部６に供給され、制御部６は光電検出器３３から
の出力信号のピーク値を検出することで、アライメント
マーク８のＸ方向の座標を求める。また、Ｘ方向に伸び
たドットパターンよりなるアライメントマークのＹ方向
の座標を検出するには、図２のアライメント・フォーカ
スユニット１０においてシリンドリカルレンズ２９を略
９０°回転することにより、プレート２上でのレーザビ
ームＬ４の線状のビームスポットの伸長方向を略９０°
回転した状態で、基板ステージ３をＹ方向に微動させつ
つ検出すれば良い。また、レーザビームＬ４を十字状の
ビームスポットとしてプレート２上に照射するようにし
て、基板ステージ３を順次Ｘ方向及びＹ方向に微動して
アライメントマークの座標を検出しても良い。

【００２８】次に、本例の全体の動作の一例につき説明
する。この場合、図１において、プレート２上にはショ
ット領域に対応してアライメントマークが多数規則的に
形成されているものとする。このとき、プレート２をレ
チクル１のパターン像の露光時と同じように基板ステー
ジ３上に吸着保持した状態で、プレート２をＹ方向に所
定ピッチで細分化し、基板ステージ３を駆動することに
より、細分化された部分を順次対物レンズ９の下方でＸ
方向に走査する。この際に、図２の干渉計ユニット２５
からのＺ方向の位置の計測値、及び光電検出器３３の光
電変換信号を図１の制御部６で処理することにより、プ
レート２の露光面の全面のＺ方向の位置の分布、及びプ
レート２上の各アライメントマークのＸ座標が計測され
る。

【００２９】その後、例えば図２のシリンドリカルレン
ズ２９を９０°回転したアライメント・フォーカスユニ
ット１０を使用するか、又は通常のＹ方向への座標検出
用の別のアライメント光学系を使用して、プレート２の
全面を順次Ｙ方向に走査することにより、プレート２上
の各アライメントマークのＹ座標が計測される。このよ
うに計測されたアライメントマークの座標に基づいて、
プレート２上の各ショット領域を順次投影光学系ＰＬの
露光フィールド内の露光位置に設定して露光を行う。

【００３０】また、本例では、プレート２の全面のＺ方
向の高さの分布（フォーカス位置の分布）が求められて
いる。図４は、本例のアライメント・フォーカスユニッ
ト１０によって計測されるプレート２の表面のＺ方向の
高さの分布の一例を示し、図５は、表面が完全に平坦な
プレート２の表面のＺ方向の高さの分布を示す。例えば
図４において、プレート２の各ショット領域のフォーカ
ス位置の分布を平面で近似することにより、各ショット
領域の平均的な面を求める。そして、各ショット領域へ
の露光を行う際に、各ショット領域の平均的な面を投影
光学系ＰＬの結像面に合わせ込む、即ちフォーカス位置
及び傾斜角をその結像面に合わせることにより、各ショ
ット領域への投影像の解像度が全面で良好になる。ま
た、各ショット領域の面積が大型化して、大面積の露光
を行う場合でも、その大面積のショット領域の全面のフ
ォーカス位置の分布が計測されているため、容易にその
平均的な面を結像面に合わせ込むことができる。

【００３１】このように本例によれば、アライメントマ
ークの座標計測の際に、プレート２の全面のフォーカス
位置の計測が行われ、プレート２上の各ショット領域へ
の露光の際には従来のＡＦセンサーによる焦点位置の計
測を行う必要がないため、スループットが改善される。
しかも、図２に示すように、アライメント光学系とプレ
ート２のフォーカス位置検出系とで対物レンズ９が共通
化されているため、光学系が簡略である。また、干渉計
４Ｘ内のレーザ光源１２で発生されたレーザビームの一
部が、アライメント光学系用のレーザビームＬ４及びプ
レート２のフォーカス位置検出系用のレーザビームＬ３
として使用されているため、光源の個数が少なく、全体
の構成がより簡略化されている。

【００３２】なお、上述実施例においては図２の偏光ビ
ームスプリッター１９によって反射されたレーザビーム
Ｌ３をプレート２のＺ方向の変位の測定用に、偏光ビー
ムスプリッター１９を透過したレーザビームＬ４をアラ
イメント光学系用としているが、レーザビームの偏光状
態に応じて種々の変形が可能である。例えば、アライメ
ント・フォーカスユニット１０内の干渉計ユニット２５
はホモダイン方式であるが、その干渉計ユニット２５を
ヘテロダイン方式とすることもできる。

【００３３】また、図１では１個のアライメント・フォ
ーカスユニット１０でプレート２の全面のフォーカス位
置の分布を計測しているが、対物レンズ９以外の対物レ
ンズと組み合わせたアライメント・フォーカスユニット
（不図示）を用いて、複数組で並列にプレート２上のフ
ォーカス位置の分布を計測することにより、計測時間が
短縮されスループットが向上する。

【００３４】また、図２では回折光や散乱光を検出する
手段として光電検出器３３が使用されているが、アライ
メントマーク８の画像をＣＣＤカメラ等の撮像素子で撮
像し、画像処理方式でアライメントマーク８の位置を検
出するようにしても良い。また、本発明は投影光学系を
使用しないプロキシミティ方式の露光装置で、感光性の
基板の面状態を調整する場合にも同様に適用される。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。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、アライメント系の対物
レンズを感光性の基板の高さ分布を計測するための干渉
計の対物レンズと共通化しているため、簡単な構成で基
板をその対物レンズの下方で走査するだけで、基板上の
広い面積の領域の凹凸の状態を正確に計測できる利点が
ある。そして、検出された凹凸（焦点ずれ）の状態に応
じて、高さ調整手段を介してその基板表面の高さを変え
ることにより、露光領域内の基板の平坦度の違いによっ
て焦点ずれが大きい領域を最小にすることができ、転写
精度を向上することができる。特に、液晶表示素子用の
プレート等で大面積のパターンを露光するような場合に
本発明は特に有効である。

【００３６】また、座標計測用の干渉計と光源を共有す
ることにより、全体の構成を更に簡略化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による露光装置の一実施例の概略の構成
を示す斜視図である。

【図２】図１中の干渉計４Ｘ及びアライメント・フォー
カスユニット１０の構成を示す一部を切り欠いた側面図
である。

【図３】実施例においてアライメントマーク８とその近
くに照射されるレーザビームのビームスポットとの関係
を示す拡大平面図である。

【図４】実施例で計測されるプレート２の表面の高さ分
布の一例を示す斜視図である。

【図５】プレート２の表面の理想的な（変形していな
い）面状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１レチクルＰＬ投影光学系２プレート３基板ステージ４Ｘ，４Ｙ干渉計６制御部８アライメントマーク９対物レンズ１０アライメント・フォーカスユニット１２レーザ光源１３，２１ハーフプリズム１４，１９，２３偏光ビームスプリッター２４基準固定鏡２５干渉計ユニット２９シリンドリカルレンズ３３光電検出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光性の基板を保持して前記基板を２次
元平面内で位置決めする基板ステージと、転写用のパタ
ーンが形成されたマスクを前記基板側に露光光で照明す
る照明光学系と、前記基板上の位置合わせ用のマークの
座標を対物レンズを介して検出するアライメント系とを
有し、前記位置合わせ用のマークの座標に基づいて前記
基板の位置決めを行って前記基板上に前記マスクのパタ
ーンを露光する装置において、可干渉性の計測用光ビーム及び参照光ビームを発生する
光ビーム用光源と、前記アライメント系の対物レンズを介して前記基板上に
前記計測用光ビームを照射する照射光学系と、前記対物レンズを介して戻された前記計測用光ビームと
前記参照光ビームとの干渉光を光電変換して得られた信
号より前記基板の前記計測用光ビームの照射点の高さを
算出する信号処理手段と、該信号処理手段で算出された高さに基づいて前記基板の
高さを調整する高さ調整手段と、を設けたことを特徴と
する露光装置。
【請求項２】前記基板ステージの２次元平面内での座
標を計測する干渉計を設け、該干渉計の光源を前記光ビ
ーム用光源として兼用することを特徴とする請求項１記
載の露光装置。