JPH11509690A - リソグラフィ装置の放射線量決定方法、及び該方法実施用テストマスク及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 パターンを基板（Ｗ）上に、マスクパターン（Ｃ）を介して又は介さずに形成する方法及び装置に関する。製造放射（ＰＢ）により基板上の放射感応層に形成した新非対称テストマーク（ＴＭ）の潜像を装置内に予め存在する又はこれと関連する光学アライメント装置により測定することにより放射線量を精密に且つ高信頼度に測定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 リソグラフィ装置の放射線量決定方法、及び該方法 実施用テストマスク及び装置 本発明は、基板テーブルに設けられた基板上にパターンを形成する装置内の製 造放射線量を測定する方法に関するものであり、この方法は、 放射感応層を有する基板を基板テーブルに設けるステップと、 少なくとも１つの基板テストマークを放射感応層に製造放射により付与するス テップと、 基板テストマークを、基板アライメントマークを基準アライメントマークに対 しアライメントさせる光学アライメント装置により検出するステップとを具え、 基板テストマークは、基準アライメントマークの周期に実効的に等しい周期を 有するとともに照射ストリップと無照射ストリップの非対称分布を有する周期構 造を有し、前記テストマークの検出ステップは、 最初に、基板テストマークを基準アライメントマークに対しアライメントさせ るステップと、 次に、製造放射線量に依存する基板テストマークの非対称性を、アライメント 装置により基板テストマークのオフセットとして検出するステップとからなる。 本発明は、この方法に使用するのに特に好適なテストマーク、及びこの方法を 実行することができるパターン形成装置にも関するものである。 パターンの形成はここではこのようなパターン、例えばＩＣパターン、を放射 感応層に付与することを意味する。これは、対応するマスクパターンを放射感応 層に、投影システム、光学リソグラフィの場合には投影レンズ系、を用いて投影 することにより実現することができる。マスクパターンの像は、マスクを放射感 応層に数μm の距離に密接させ、このマスクを製造放射で照明することにより実 現することもできる。また、放射感応層を所望のパターンに従って細いビームで 走査することによりテストマークを放射感応層に直接書き込むこともできる。 製造放射は、放射線量測定のような検査測定及び試験の実行後に、ＩＣパター ンのような所望のパターンを製造基板に付与するのに使用される放射である。製 造放射は、ＩＣマスクパターンの像を基板上にステップ原理に従って、又はステ ップアンドスキャン原理に従って繰り返し形成する光学リソグラフィ装置に使用 される電磁放射、例えば遠紫外線にすることができる。ステップ法では、ＩＣマ スクパターンを基板上の第１ＩＣ区域に結像する。次に、基板をマスクパターン に対し移動させて、基板の第２ＩＣ区域をマスクパターンの下に位置させ、この パターンをこの区域に結像する。次に基板を再び移動させ、以下同様にして、マ スクパターンの像を基板の全ＩＣ区域に形成する。ステップアンドスキャン法で は、ＩＣパターンを１動作で結像しないで、例えば細い投影ビームを用いてビー ム断面に対応するパターンの部分を結像するとともに、マスクパターンと基板を このビームに対し移動させ、このビームがＩＣパターンを走査し、ＩＣパターン の完全な像を基板の第１区域に形成する。次に、基板を、第２ＩＣ区域がマスク パターンの下に位置するまで移動させ、走査結像のプロセスを繰り返し、以下同 様にする。 製造放射は光ビームのみならず、電子ビーム又はイオンビームのような荷電粒 子ビームにすることもでき、この場合には、適当な投影システムを用いて、又は 用いないで、マスクパターンの像をこの放射に感応する層に形成することができ る。即ち、このようなビームはこの層内に、光学的に検出可能な変化に変換する ことができる屈折率変化又は化学変化のような材料変化を生ぜしめる。 以上から明らかなように、投影システムは光学レンズ系にすることができるが 、電子ビーム結像に使用される電子レンズ系のような異なるシステムにすること もできる。 論文 "Latent Image Metrology for Production Wafer Steppers"，SPIE，Vol .2440，p.701，1995に、頭書に記載したステップを具え、フォトリソグラフィ装 置内の投影レンズ系の最適フォーカス設定を決定するとともに装置の他の種々の パラメータを決定する方法が開示されている。この論文においては、原理的に、 得られた検出信号を最適露光線量を決定するのに使用しうる点に注意されたい。 その理由は、固定のフォーカス設定における検出信号は露光線量の変化に応じて 変化するためである。同時に、この目的のために最適テストマークがサーチされ る点にも注意されたい。 前記論文に記載されているように、既知のマスクアライメントマークから取り 出されるがここでは非対称にされるマスクテストマークを基板の光感応層に、製 造プロセスにも使用される素子、即ち投影レンズ系及び投影ビームの形態の製造 放射により結像する。この場合には、このテストマークの潜像、即ち未現像の像 が装置内に存在する光学アライメント装置により検出される。 潜像検出の利点は、像を製造装置自体内で測定することができ、基板テストマ ークを有する基板を、例えば走査電子顕微鏡により検査するために装置から取り 出す必要がない点にある。前記テストマークの使用の利点は、装置に別個の像検 出装置を設ける必要がない点にある。 最適フォーカス設定を決定するのに最適なテストマークはアライメントマーク に対応する透明及び不透明中間ストリップ構造を有するが、テストマークの透明 ストリップは、部分的に透明であり、投影ビーム放射に対し交互に透明及び不透 明の複数のサブストリップからなるストリップと置換する。 この方法では、アライメント装置が、２つの対称アライメントマークが互いに アライメントした状態において、２つの対称アライメントマークの一方の中心が 他方の対称アライメントマークの中心と一致することを決定するとともに、この 装置が、非対称基板テストマークが対称マスクアライメントマークに対しアライ メントした状態において、非対称基板テストマークの中心が対称マスクアライメ ントマークの中心又は重心に対しオフセットすることを示すという事実を利用す る。 原理的には、上述の非対称テストマークは露光線量を決定するのに使用するこ ともできる。しかし、こうして得られる露光線量信号はかなり弱く、製造装置に 使用するには好ましくない。本発明の目的は、上述の原理に基づく放射線量測定 を最適化するとともに最適なテストマークを提供することにある。本発明方法は 、基板テストマークが、周期毎に、少なくとも２つの異なるサブ製造放射線量に より形成された少なくとも２つの照射ストリップを有することを特徴とする。 基板テストマークの各周期内に、無照射ストリップに加えて、異なる放射線量 を受信した２以上の照射ストリップ（互いに隣接する又は隣接しない）が存在す るため、このテストマークは非対称である。テストマークはアライメント装置の 基準アライメントマークと実効的に同一の周期を有するため、このテストマーク はこの装置により検出することができ、その非対称性を決定することができる。 テストマークの周期と基準マークの周期が実効的に同一であることは、テストマ ークを基準マーク上に結像する倍率だけ増倍したテストマークの周期が基準マー クの周期に等しいことを意味する。テストマークからの放射のうち、テストマー クにより回折された一次放射のみを検出器に通す次数フィルタをアライメント装 置内に使用することができる。アライメント装置は基準アライメントマークの周 期により決まる周期を有する正弦波信号を出力する。テストマークの検出時に、 このような正弦波信号の移相を測定する。この移相はテストマークの非対称性に 依存する。 基板へのテストマークの付与に関するかぎり、本発明方法には種々の実施例が 存在する。第１の実施例では、基板テストマークは、このマークを放射感応層に 荷電粒子放射の細いビームで書き込むことにより形成することを特徴とする。 イオン、電子又はＸ線放射を製造放射として使用するリソグラフィ装置には、 この目的のために、ＡＳＭリソグラフィ社がウエファステッパとして知られてい るリソグラフィ装置に使用しているような、光学アライメント装置が設けられて いる。荷電粒子放射によれば極めて微細なパターンを書き込むことができるため 、この放射は基板テストマークを直接書き込むのにも好適である。この放射は基 板上の感応層に局部的材料変化を生ぜしめ、この変化が屈折率変化のような光学 的変化を生ずる。これらの変化のパターンは、このパターンと実効的に同一の周 期を有する基準アライメントマークが設けられた光学アライメント装置により検 出することができる。 本発明の第２の実施例では、基板テストマークは、少なくとも１つのマスクテ ストマーク及び１つのマスクアライメントマークが存在するマスクを結像するこ とにより形成し、マスクアライメントマークは基準アライメントマークを構成し 、マスクテストマークは製造放射に対し交互に透過性ストリップ及び非透過性中 間ストリップを有するとともにマスクアライメントマークの周期に等しい周期を 有する周期構造からなり、前記透過性ストリップは１／４周期以下の幅を有し、 且つ前記マスクの結像は、マスクテストマークのｎ個のサブ像を、マスクと基板 を順次のサブ像形成間にストリップと直交する方向に、放射感応層内の照射スト リップの幅に少なくとも等しい距離だけ相対的に移動させるながら、ｎ個の異な るサブ放射線量でそれぞれ形成することにより実行し、ｎは２以上の整数である ことを特徴とする。 各放射線量測定において、比較的狭い透過性ストリップを有するマスクテスト マークがｎ回結像されるため、マスクアライメントマークと同一周期を有するが 受信放射分布に非対称を示す、従って材料変化に非対称性を示す基板テストマー クが得られる。マスクテストマークの総合像に対する放射線量が変化すると、こ の非対称性が変化し、換言すれば基板テストマーク内の、例えば屈折率分布の重 心が変位する。 この方法は、更に、マスクテストマークの結像のために、マスクを基板に近接 配置し、マスクを製造放射で照射することができる。 この場合、マスクテストマークの等倍コピーが基板上の放射感応層に形成され る。 この実施例は、マスクテストマークの結像に、マスクと基板との間に配置され た投影システムを使用するようにすることもできる。 この場合には、マスクテストマークを基板の放射感応層に投影する。フォトリ ソグラフィでは、投影像を使用するのが好ましい。その理由は、この場合には製 造マスクパターンの縮小像を形成することができるので、マスクパターンの細部 を基板パターンの対応する細部より大きくすることができるからである。このよ うなマスクパターンは、等倍コピーを形成する１対１結像用に好適なマスクパタ ーンより容易に且つ低コストに実現することができる。これはマスクテストマー クにもあてはまること勿論である。 既に述べたように、アライメント装置が基板テストマークを検出する際、この マークの非対称性の変化は基準に対するこのマークのオフセットとして解釈され る。この基準は、テストマークの検出前に、例えば基板とマスクを、マスク及び 基板に予め存在するグローバルアライメントマークとアライメント装置とにより 互いに精密のアライメントさせ、次にテストマークを、マスクテーブルに対する 基板テーブルの移動を測定するために光学リソグラフィ装置内に予め存在する多 軸干渉計システムにより精密な変位測定及び検査を実行しながら、アライメント ビームに向け移動させることにより得られる。テストマーク像の検出位置と前記 基準位置との比較により、テストマーク像の見かけの変位がアライメント信号の ゼロオフセットの効果を得る。このゼロオフセットは製造放射線量に依存する。 本発明方法は潜像にのみならず、現像処理で位相構造に変換された現像像にも 有利に使用することができる。現像像の検出は、０．２５μm 程度の極めて細い 線幅を有するＩＣマスク像を実現しうる遠紫外領域内の波長の照射に対し特に好 適な光感応層を使用する際に特に重要である。 ”潜像”は、放射のみにより得られる屈折率変化のような材料変化のパターン を含むのみならず、より強い材料変化が化学反応により発生し、より強い光学効 果が発生するように放射後に加熱したこのようなパターンも含む。この加熱潜像 を露光後ベーク（ＰＥＢ）像という。 基板テストマークをマスクテストマークの投影により得る本発明方法の好適実 施例では、ｎ＝２とし、順次のサブ像形成間においてマスクと基板を基板テスト マークの周期の１／４に等しい距離だけ相対的に移動させることを特徴とする。 この場合には、照射ストリップが無照射ストリップと同一の幅を有し、アライ メントマークと同一の幾何形状を有するが、非対称の受信放射分布を有する基板 テストマークが得られる。 この場合にはサブ像の数が最少になるとともに、放射線量測定に要する時間も 最少になるが、測定は依然として十分に精密である。ｎは３、４、５等にするこ ともできる。ｎを増大すると、放射分布のより精密な調整が可能になり、より精 密な測定値が得られるが、放射線量測定に要する間が増大する。 正しい放射線量を比較により決定可能にするために、本発明方法では、更に、 同一のテストマークを基板上の異なる位置にｍ回付与し、ｍ個のテストマークの 形成のために、各々ｎ個のサブ放射線量を有するｍ個の異なる放射線量を使用し 、且つ正しい放射線量をｍ個の基板テストマークの非対称性を比較することによ り決定することを特徴とする。 この方法は、更に、受信サブ放射線量間の比をｍ個の基板テストマークに対し 一定にすることを特徴とする。 この場合、ｎ個のサブ放射線量をｍ個の像の放射線量の変化に従って変化させ ることができる。 或いは又、この方法においては、更に、ｍ個の基板テストマークに対するサブ 放射線量の１つを変化させるが、他のサブ放射線量は一定にすることもできる。 テストマーク検出に関し、本発明方法は種々の実施例が存在する。この方法の 第１の実施例では、放射感応層へのテストマークの付与後に、この層に形成され た潜像をアライメント装置により検出することを特徴とする。 第２の実施例では、更に、放射感応層へのテストマークの付与後に、基板を基 板テーブルから取り外し、現像した後に、再び基板テーブル上に配置し、その後 に現像基板テストマークをアライメント装置により検出することを特徴とする。 このようにすると、大きな振幅を有する検出信号を得ることができる。 両実施例とも、基板テストマークが、これらのテストマークを形成した装置と 同一又は類似の装置内で測定され、且つ測定を光学顕微鏡又は電子顕微鏡を使用 する場合より遙に高速に実行することができる利点を有する。また、基板テスト マーク第１装置内で付与し、これらのテストマークを同一タイプの第２装置内で 検出することもできる。 テストマークに対する良好な基準信号が得られる本発明方法の実施例では、更 に、放射感応層に、前記テストマークと、同一の幅の照射ストリップ及び無照射 ストリップを交互に有するとともにテストマークの周期に等しい周期を有する周 期構造を有する関連するアライメントマークとからなるダブルマークを設けるこ とを特徴とする。 基準信号が取り出されるアライメントマークはテストマークに近接して位置す るため、基準信号はテストマークから大きく離れて存在するアライメントマーク から取り出される場合より遙に信頼できるものとなる。 マスクテストマークの投影により得られる基板テストマークを限定数の測定に 使用するだけである場合には、本発明方法においては、更に、少なくとも１つの テストマークが設けられた製造マスクを使用することができる。 基板上のテストマーク像の位置の選択に大きな自由度を得るため及び従って測 定の可能性に大きな自由度を得るために、本発明方法においては、更に、少なく とも１つのテストマークが設けられたテストマスクを使用することができる。 本発明は上述した方法用の新規なテストマスクにも関するものである。このテ ストマスクは、少なくとも１つのテストマークと、少なくとも１つのアライメン トマークとを具え、アライメントマークとテストマークが製造ビーム照射に対し 透過性のストリップと不透明の中間ストリップとを交互に有する周期構造を有し 、両者の周期が等しいものにおいて、テストマークの透過性ストリップが最大で １／４周期の幅を有することを特徴とする。 前記アライメントマークは、投影すべき製造マスクのＩＣパターンの外部に存 在する、該マスクの基板に対するアライメント用のグローバルアライメントマー クにより形成することができる。このアライメントマークと、基板テーブルを規 定の如く移動させる極めて精密な干渉計システムとを用いて、アライメントさせ た状態でテストマークをアライメント装置の測定ビーム内に案内することができ る。 しかし、テストマスクが、更に、前記のタイプの別のアライメントマークをテ ストマークに近接して具えている場合には、一層精密且つ高速のテストマーク検 出を実現することができる。 ここで、近接とは、基板のレベルにおけるアライメントマークとテストマーク との間の距離がＩＣ区域の寸法より小さい、即ち投影リソグラフィの場合には、 投影レンズのイメージフィールドの寸法の一部分であることを意味する。投影レ ンズが歪みを示す場合には、歪みは両マークの像に対しほぼ同一になる。 テストマスクは、更に、中心に加えて、少なくとも４隅にもテストマークを具 えることを特徴とする。 このテストマスクは、基板上のＩＣ区域全域の放射の均一性を測定する可能性 をもたらし、投影リソグラフィの場合には、投影レンズのイメージフィールド内 の均一性を測定する可能性をもたらす。 テストマスクの他の実施例では、各テストマークが複数の部分を具える格子で あり、１つの部分の格子ストリップの方向が他の部分の格子ストリップの方向と 直交することを特徴とする。 このようなテストマスクの場合には、互いに直交する２方向に測定することが できる。 他の特徴によよるテストマスクでは、更に、テストマークは、製造放射により 形成されたその像が、製造マスクパターンを結像すべき２つの区域間に位置する 基板上の中間区域に適合するサイズを有することを特徴とする。 短持続時間の放射線量測定に特に好適なテストマスクは、更に、テストマーク のストリップの幅が構造周期の１／４に等しいことを特徴とする。 本発明は上述した本発明方法を実行する装置にも関するものである。本発明は 、製造放射を供給する放射源ユニットと、基板テーブルと、基板マークを基準ア ライメントマークに対しアライメントさせる光学アライメント装置と、放射線量 測定装置とを具える装置において、前記放射線量測定装置を前記アライメント装 置により構成し、且つ前記放射線量測定装置は、各放射線量測定中に、基板テス トマークと基板アライメントマークの両マークの像を検出するよう構成するとと もに、前記放射線量測定装置に両マークの像の観測アライメント位置間の差を決 定する手段を設けたことを特徴とする。 この装置は、更に、テストマスクを収納するマスクテーブルと、マスクテーブ ルと基板テーブルとの間に配置された投影システムとを具えることを特徴とする 。 本発明のこれらの特徴及び他の特徴は以下に記載する実施例の説明から一層明 らかになる。図面において、 図１はマスクパターンを基板上に繰り返し結像する光学装置の一実施例を線図 的に示し、 図２はこのような装置に使用される既知のアライメントマークの一実施例を示 し、 図３はこのような装置に使用される既知のアライメント装置の一実施例を示し 、 図４は本発明による非対称テストマークの一実施例を示し、 図５は基板に形成されたこのテストマークの像を示し、 図６は使用露光線量の関数としての潜像検出信号の変化を示し、 図７はテストマスクの一実施例を示し、 図８はテストマーク及びこれと反対の非対称性を有する関連する基準マークを 示し、 図９はＩＣのスクライブライン内に設けるのに好適なテストマークを示す。 図１はマスクパターンを基板上にステップ原理に従って繰り返し結像する装置 の既知の一実施例を線図的に示す。この装置の主要な構成素子は、結像すべきマ スクパターンＣを投影する投影コラム及び基板をマスクパターンＣに対し位置決 めしうる可動基板テーブルＷＴである。 投影コラムは、例えばレーザＬＡ，ビームエクスパンダーＥx 、投影ビームＰ Ｂ内の光分布を一様にする積分器とも称される素子ＩＮと、コンデンサレンズＣ Ｏとを具える照明系を収納する。投影ビームＰＢはマスクテーブルＭＴ上に配置 されたマスクＭＡ内に存在するマスクパターンＣを照明する。 マスクパターンＣを通過したビームＰＢは投影コラム内に配置された投影レン ズ系ＰＬ（線図的にのみ示す）を通過し、この投影レンズ系がパターンＣの像を 基板Ｗ上に形成する。投影レンズ系は、例えば倍率Ｍ＝１／５又はＭ＝１／４、 開口数ＮＡ＝０．６及び２２ｍｍの直径を有する回折制限イメージフィールドを 有する。 基板Ｗは、例えばエアーベアリングにより支持された基板テーブルＷＴ上に配 置される。投影レンズ系ＰＬと基板テーブルＷＴはハウジングＨＯ内に配置され 、その底面は、例えば花崗岩製の底板ＢＰにより閉じられ、その上面はマスクテ ーブルＭＴにより閉じられている。 図１に示すように、マスクＭＡは、例えば２つのアライメントマークＭ₁及び Ｍ₂を具える。これらのマークは回折格子で構成するのが好ましいが、対称構造 を有する他のマークで構成することもできる。これらのアライメントマークは２ 次元構造にするのが好ましく、即ちそれらの格子ストリップが互いに直交する２ 方向（図１のＸ及びＹ方向）に延在するものとするのが好ましい。基板Ｗ、例え ばパターンＣを互いに隣接して次々に多数回結像する必要がある半導体基板は、 複数のアライメントマーク（同様に２次元回折格子が好ましい）を具え、これら のアライメントマークのうちの２つＰ₁及びＰ₂が図１に示されている。マークＰ₁ 及びＰ₂はパターンＣの像を形成する必要がある製造基板Ｗの区域の外部に位置 する。格子マークＰ₁及びＰ₂は位相格子として構成するのが好ましく、格 子マークＭ₁及びＭ₂は振幅格子として構成するのが好ましい。 図２は２つの同一の基板位相格子の一つの一例を拡大して示す。この位相格子 は４つのサブ格子を具え、そのうちの２つ、Ｐ_1b及びＰ_1d、がＸ方向のアライメ ントに使用され、他の２つ、Ｐ_1a及びＰ_1c、がＹ方向のアライメントに使用され る。２つのサブ格子Ｐ_1b及びＰ_1cは、例えば１６μm の格子周期を有し、サブ格 子Ｐ_1a及びＰ_1dは、例えば１７．６μm の格子周期を有する。各サブ格子は、例 えば２００×２００μm の大きさにすることができる。この格子と、好適な光学 系とによれば、原理的には０．１μm 以下のアライメント精度を達成することが できる。アライメント装置のキャプチャレンジを増大するように異なる格子周期 が選択されている。 図３は製造マスクを製造基板に対し位置合わせするのに使用される装置の光学 素子を示す。この装置は投影レンズ系ＰＬの光軸ＡＡ’に対し対称に配置された ２つの個別の同一のアライメントシステムＡＳ₁及びＡＳ₂からなるダブルアライ メント検出システムを具える。アライメントシステムＡＳ₁はマスクアライメン トマークＭ₂と関連し、アライメントシステムＡＳ₂はマスクアライメントマーク Ｍ₁と関連する。２つのアライメントシステムの対応する素子は同一の番号で示 すが、システムＡＳ₂の素子はプライム符号によりシステムＡＳ₁の素子と区別し ている。 アライメントシステムＡＳ₁の構造を以下に説明するとともに、マスクアライ メントマークＭ₂と例えば基板アライメントマークＰ₁との相互位置をこのシステ ムにより決定する方法を以下に説明する。 アライメントシステムＡＳ₁はアライメントビームｂを放出する光源１、例え ばヘイリウム−ネオンレーザを具える。このビームはビームスプリッタ２により 基板Ｗに向け反射される。ビームスプリッタは半透鏡又は半透過性プリズムで構 成することができるが、λ／４板３（λはビームｂの波長）が後置された偏光分 割プリズムで構成するのが好ましい。投影レンズ系ＰＬはビームｂを基板Ｗ上に １ｍｍ程度の直径を有する小さな光スポットＶに収束する。この基板はこのビー ムの一部分をビームｂ₁としてマスクＭＡに向け反射する。このビームｂ₁は投影 レンズ系ＰＬを通過し、このレンズ系が光スポットＶをマスク上に結像する。 基板を照明装置内に配置する前に、装置に結合されたプリアライメントステーシ ョン、例えば欧州特許出願０１６４１６５に開示されているようなステーション 内において光スポットＶが基板マークＰ₂上に位置するようにプリアライメント しておく。この場合このマークがビームｂ₁によりマスクマークＭ₂上に結像され る。投影レンズ系の倍率Ｍを考慮に入れると、マスクマークＭ₂の寸法が基板マ ークＰ₂の寸法に適合し、両マークが互いに正しく位置するときはマークＰ₂の像 がマークＭ₂と正確に一致する。 ビームｂ及びｂ₁は基板Ｗへの及びからのその光路上でλ／４板３を２回通過 し、このλ／４板は光源１により放出される直線偏光ビームｂの偏光方向に対し ４５°の角度をなす光軸を有する。この場合、λ／４板を通過するビームｂ₁は ビームｂに対し９０°回転した偏光方向を有するため、ビームｂ₁は偏光分割プ リズム２を通過する。偏光分割プリズムとλ／４板の組合せの使用は、アライメ ントビームをアライメントシステムの光路に結合する際の光損失が最少になる利 点をもたらす。 アライメントマークＭ₂を通過したビームｂ₁はプリズム１１により反射され、 更に例えば他の反射プリズム１２により光感応検出器１３に向け反射される。こ の検出器は、例えば図２のサブ格子の数に従って４つの個別の光感応区域を有す る複合フォトダイオードとする。これらの検出器の出力信号はマークＭ₂と基板 マークＰ₂の像との一致の尺度である。これらの信号を電子的に処理して、駆動 システム（図示せず）によりマスクを基板に対し、マークＰ₂の像がマークＭ₂と 一致するように移動させるのに使用することができる。こうして自動アライメン ト装置が得られる。 例えば半透過性プリズムの形態のビームスプリッタ１４をプリズム１１と検出 器１３との間に配置し、このプリズムでビームｂ₁の一部分をビームｂ₂として分 割することができる。この分割ビームｂ₂は、例えば２つのレンズ１５及び１６ を経てモニタ（図示せず）に結合されたテレビジョンカメラ１７に入射し、その モニタ上にアライメントマークＰ₂及びＭ₂を投影装置の使用者のために可視表示 する。この場合、使用者は２つのマークが一致するかどうか確かめ、マニュピレ ータにより基板Ｗを移動させて両マークを一致させることができる。 マークＭ₂及びＰ₂につき述べたと同様にして、マークＭ₁及びＰ₂、及びマーク Ｍ₁及びＰ₁を互いに整列させることができる。最後の２つのアライメントにはア ライメントシステムＡＳ₂を使用する。 これらのアライメントシステムによるアライメントプロシージャの詳細につい ては米国特許４，７７８，２７５を参照されたい。この特許にも記載されている ように、アライメントシステムＡＳ₁及びＡＳ₂はアライメントプロシージャ中の マスクに対する基板の変位を測定する極めて精密な２次元変位測定システムと極 めて密接に協働する。この場合、アライメントマークＰ₁及びＰ₂、Ｍ₁及びＭ₂の 位置及びそれらの相互間隔は変位測定システムにより決まる座標系内で固定する ことができる。図１にＩＦで示す変位測定システムは、例えば米国特許４，２５ １，１６０に記載されている干渉計システムである。 投影レンズ系ＰＬは、所望の大きな分解能のためにできるだけ短くする必要が あり、従ってアライメントビームの波長と大きく相違しうる投影ビームＰＢの波 長に対し設計されるため、アライメントマークＰ₁、Ｐ₂及びＭ₁、Ｍ₂を互いの上 に結像するためにこのレンズ系ＰＬを使用すると、偏差が発生しうる。この場合 には、基板アライメントマークＰ₁、Ｐ₂がマスクアライメントマークが位置する マスクパターンの平面に結像されないでそこから所定の距離の位置に結像され、 この距離は投影ビームの波長とアライメントビームの波長との差及び両波長に対 する投影レンズ素子の材料の屈折率の差に依存する。例えば、投影ビームが２４ ８ｎｍの波長を有し、アライメントビームが６３３ｎｍの波長を有する場合、こ の距離は２ｎｍになりうる。更に、前記波長の差のために、基板アライメントマ ークがマスクアライメントマーク上に所望の倍率と相違する倍率で結像され、こ の偏差は波長の差の増大につれて増大する。 前記偏差を補正するために、追加のレンズ、又は補正レンズ２５を投影コラム ＰＬ内に配置することができる。図３に示すものと異なり、この場合にはアライ メントビームは投影レンズの上方で装置内に結合しないで、レンズホルダの窓を 通し、くさびのような屈折素子により補正レンズの下及びそのすぐ近くで結合す る。補正レンズは、一方では、補正レンズの平面における基板アライメントマー クにより形成されたアライメントビームの種々の回折次数のサブビームがこれら のサブビームを個別に制御しうるように十分に離間され、他方ではこの補正レン ズが投影ビーム及びこれにより形成されるマスク像に無視しうる影響を与えるよ うに、投影コラム内に所定の高さに配置する。投影レンズは投影レンズ系の後焦 点面に位置させるのが好ましい。このレンズ系が基板側でテレセントリック系で ある場合には、この焦点面はこのレンズ系の射出瞳の平面と一致する。図３に示 すように、補正レンズ２５が、アライメントビームｂ及びｂ’の主光線が互いに 交差する平面２４内に位置する場合には、このレンズを両アライメントビームの 補正に同時に使用することができる。 補正レンズは、格子により回折された一次のサブビームの方向を、これらのサ ブビームの主光線がマスクアライメントマークＭ₂の平面で互いに交差するよう に変化させる度を有する。更に、補正レンズは、マークＰ₂により一次のサブビ ームより大きな角度に偏向された高次のサブビームがこのレンズを通らないよう に小さい直径にする。補正レンズは、更に、零次のサブビームｂ(0),b'(0)が補 正レンズを通過しないようにする素子も具える。この素子はアライメントビーム を投影レンズ系内に結合するのに使用するくさびにより構成することができる。 これらの手段により、一次のサブビームのみを格子Ｐ₂を格子Ｍ₂上に結像するの に使用することが達成されるので、幾つかの追加の利点が得られる。 零次のサブビームを抑圧することにより、Ｐ₂の像のコントラストを増大させ ることができる。これにより、アライメント装置が後述する潜像検出用に特に好 適なものとなる。その理由は、潜像自体は比較的低いコントラストを有するため である。また、二次以上のサブビームが抑圧されるため、格子Ｐ₂内の不規則性 がアライメント信号に何の影響も与えない。一次のサブビームのみを使用すると 、格子Ｐ₂の第２高調波がそのまま結像される。換言すれば、投影レンズ系ＰＬ の倍率Ｍは別にして、Ｐ₂の像は格子Ｐ₂の周期の１／２の周期を有する。格子Ｍ₂ の格子周期をＰ₂の像の周期、即ち格子Ｐ₂の格子周期のＭ／２倍に等しくすれ ば、格子Ｍ₂とＰ₂とのアライメント精度がフルビームｂを用いて像を形成する場 合の２倍になる。 マスクアライメントマークＭ₂を基板アライメントマークに対しアライメント するのに使用されるアライメントシステムＡＳ₁について説明したので、マスク アライメントマークＭ₁を基板アライメントマークに対しアライメントするのに 使用されるアライメントシステムＡＳ₂についてはこれ以上説明しない。システ ムＡＳ₂はシステムＡＳ₁と同様の素子を具え、同一の動作する。図３に既に示し たように、システムＡＳ₁及びシステムＡＳ₂は補正レンズ２５を共通に有してい る。ダブルアライメント装置の代わりに、この投影装置は、例えばＵＳＰ４，２ ５１，１６０に記載されているような単一アライメント装置を具えるものとする こともできる。 投影装置は、更に、フォーカスサーボ装置を具え、このサーボ装置は製造マス クを製造基板上に繰り返し結像する間中投影レンズ系の像面と製造基板の平面と の偏差を検出するフォーカスエラー検出装置を具える。このような偏差が発生す ると、フォーカスエラー検出装置により供給される信号により、例えば投影レン ズをその光軸に沿って変位させることによりフォーカシングを補正することがで きる。 基板テーブルのＸ及びＹ位置を極めて精密に決定するために、投影装置は、例 えば２つのユニットからなる複合干渉計システムを具える。ユニットＩＦ₁が１ 以上のビームをＹ方向に基板テーブルの反射側面に向け放射するとともに反射ビ ームを受信する。これによりテーブルのＸ位置を決定することができる。同様に 、基板テーブルのＹ位置は第２干渉計ユニットにより検出することができる。干 渉計システムはＵＳＰ４，２５１，１６０に記載されているように実現すること ができ、この場合には２ビームで動作する。この２軸干渉計システムの代わりに 、ＵＳＰ４，７３７，８２３に記載されているような３軸システム又は欧州特許 出願０４９８４９９に記載されているような多軸システムを使用することもでき る。 基板テーブル位置検出装置又は干渉計システムを用いて、アライメントマーク Ｐ₁及びＰ₂及びＭ₁及びＭ₂の位置及びそれらの相互間隔をアライメント中に干渉 計システムにより決まる座標系内で固定することができる。この場合、投影装置 の枠又はこの枠の一部分を基準にする必要がないので、例えば温度変化、機械的 クリープ等によるこの枠の変化が測定結果に影響を与えることがない。 所定の厚さの光感応層では、この光感応層に形成されるＩＣマスクパターンの 像のコントラストは、光感応層により吸収されこの層を活性化する光エネルギー の量に依存する。この層に供給されるエネルギーの量は放射源ＬＡ（図１）の放 射パワーと、投影装置内に存在するシャッターの開放時間とに依存する。光感応 層により吸収されるこのエネルギーの量は、一般に複数のサブ層からなるこの層 の組成に依存し、例えば光感応層の厚さ及び反射係数に依存する。この反射係数 が大きいと、この層内の光活性成分を活性化するのに有効なエネルギーが少なく なる。この層の光学的厚さ、即ちその物理的厚さとその屈折率との積によっても 反射係数が決まる。投影装置によりマスクパターンの満足な像を形成可能にする には、露光線量及び従って光感応層により吸収されるエネルギーの量を満足に設 定するとともに周期的に測定する必要がある。 この測定を実行するために、少なくとも１つのテストマークを有するマスクを 投影装置内に設け、このテストマークを基板の光感応層に結像させる。このマス クは特別のテストマークとすることができる。しかし、テストマークは製造マス クのＩＣマスクパターンＣの外部に設けることもできる。 本発明では、テストマークＭ３は非対称パターンを有するものとし、その一例 を図４に示す。このパターンＴＭは図４の右上部にＡＭで示すアライメントマー クのパターンと相違し、光透過ストリップ３６は中間ストリップの幅ｄ₂より小 さい幅ｄ₁を有する。図４の実施例では、幅ｄ₁はテストマークの周期ＰＥの１／ ４に等しい。このパターンを基板上に、幅ｄ₁と周期ＰＥとの比により決まる回 数結像し、順次の結像間においてマスクと基板をストリップの幅方向に、例えば 幅ｄ₁に等しい距離だけ相対的に移動させるとともに、順次の像の形成に異なる サブ露光線量を用いる。図４の実施例では、２つの異なるサブ露光線量Ｅ１及び Ｅ２により２つの像を形成する。従って、光感応層に形成される総合像４０（図 ５）はアライメントマークと同一の幾何形状を有するが、アライメントマークの ストリップ３５に対応するこの像内のストリップ４１は異なるサブ露光線量Ｅ１ 及びＥ２を受光した２つのサブストリップ４２及び４３からなる。従って、この 像４０はアライメントマークに対し非対称性を示す。 Ｅ１がＥ２より大きい場合、Ｅ１及びＥ２が低い間はストリップ４２の材料が ストリップ４３の材料より強く活性化されるため、屈折率変化のような材料変化 の重心はストリップ４２に位置する。Ｅ１／Ｅ２＝一定の条件を維持したまま露 光線量を増大させると、ストリップ４２の材料は飽和し、ストリップ４３の材料 はまだ飽和しない状態になる。露光線量を更に増大させると、ストリップ４３の 材料も飽和し、重心はストリップ４２と４３との間の中心に変位する。従って、 露光線量は光感応層に形成されるテストマークの像内の屈折率分布の重心の位置 に変換され、従ってこの像の見かけの変位に変換され、この変位はアライメント 装置により検出することができる。 テストマークの光透過トリップ３６の幅は周期ＰＥの１／４の代わりに１／６ 、１／８等にすることもできる。この場合には、このテストマークの像をそれぞ れ３回、４回等を形成する必要がある。順次のサブ像形成間の移動は、例えばス トリップ３６の幅に常に等しくする。サブ像の数を増大すると、一方では、総合 像内に一層細かいサブ分布が得られるため、測定を高感度で実行することができ るが、他方では、総合像の形成に必要とされる時間が増大する。 サブ像形成間の移動はストリップ３６の幅に等しくする必要はなく、それより 大きくすることもできる。この場合には、照射ストリップ３６間に非照明ストリ ップが位置する像が得られる。２以上のサブ露光により結像するとき、順次のサ ブ露光線量は増大する強度又は減少する強度を有するものとするが、異なる強度 分布も可能である。サブ露光の強度分布、サブ露光の数及び照射ストリップ３６ の位置は自由に選択することができる。形成される総合像の周期をアライメント マークの周期に等しくすることのみが重要である テストマークの総合像を得るための順次のサブ露光間における基板に対するマ スクの極めて精密な移動を実現するには、装置内に既に存在する極めて精密な干 渉計システムを使用するのが有利である。 テストマークのすべてのストリップ３６は同一の縮小幅を有すること勿論であ る。原理的には、露光線量を決定するには一方向に測定する必要があるだけであ り、テストマークは図４の格子部分Ｐ_1.dのような線形格子で構成することがで きる。直交する２方向に測定するためにテストマークが図４の格子部分Ｐ_1.a及 びＰ_1.dのような２つの線形格子を具える場合には、両格子部分のストリップを 同一の縮小幅を有するものとする。４つの格子部分Ｐ_1.a、Ｐ_1.b、Ｐ_1.c及び Ｐ_1.dからなるテストマークを使用する場合には、すべての格子部分のすべての ストリップを同一の縮小幅を有するものとする。 ２次元構造を有するテストマークを使用する場合には、サブ像形成間の移動を テストマークパターンに対し対角方向に変化させることができる。 アライメント装置の第１の機能は基板アライメントマークの位置をマスクアラ イメントマークに対し固定することにある。投影レンズ系の倍率及び一次絞りの 存在（もしあれば）を考慮すると、これらのアライメントマークが同一の周期構 造を有し、且つこれらのアライメントマークが互いに満足にアライメントしてい る場合には、アライメント検出器１３、１３’により供給される信号は、例えば 最少になる。図４のテストマークの潜像のような基板マークが非対称構造を有す る場合には、このマークはもはやマスクマークと合致しないため、この基板マー クがマスクマークに対し正しくアライメントしても、アライメント信号はもはや 最少にならない。この潜像の非対称性が、アライメント装置によりその基準マー ク、従ってアライメントマークに対するこの像のオフセットとして解釈される。 非対称のためにアライメント信号又は潜像検出信号が一般にオフセットというゼ ロオフセットを受ける。 非対称の程度、従ってアライメント信号のオフセットは露光線量に依存するこ とが確かめられた。図６から明らかなように、低線量では、このオフセットが大 きく、高線量ではこのオフセットが低い。この図には、オフセットＯＡの値（ｎ ｍ単位）が所定の投影装置及び所定の基板に対する露光線量Ｅ１（ｍｊ／ｃｍ単 位）の関数として示されている。 図６の曲線は、光透過ストリップの幅が周期の１／４であるテストマークを２ つの露光ステップにおいてそれぞれ露光線量Ｅ１及びＥ２で結像した場合（比Ｅ １／Ｅ２は一定）に相当する。Ｅ１，Ｅ２に対し与えられる値はそれぞれ比Ｅ１ ／Ｅ２＝一定の条件を満足する。 しかし、Ｅ２を一定に維持し、Ｅ１のみを変化させることもできる。 ３以上のサブ像を使用する場合には、これらのサブ露光線量間の比を一定に維 持することができ、また１つのサブ露光の線量を一定に維持し、他のサブ露光の 線量を総合露光線量の変化に従って変化させることができる。 極めて多数の素子を有するＩＣの製造においては、投影ビームは極めて短い波 長、例えば２４０ｎｍ程度の波長を有する必要がある。このような波長を有する 放射は遠紫外線と称されている。遠紫外線用レジストとして既知の特殊のフォト レジストが開発されており、これらのフォトレジストは、例えば３６５ｎｍのよ うな長波長の投影ビーム光に対し使用される慣例のフォトレジストと異なる組成 を有する。遠紫外線用レジスト層に満足な潜像を得るには、このようなフォトレ ジストを照明後に加熱して、所望の屈折率の差、従って光学距離の差がフォトレ ジストに一層強い程度に発生しうるようにするのが好ましい。この処理は”露光 後ベーク”（ＰＢＥ）として既知であり、得られる像（まだ潜像である）はＰＥ Ｂ像として知られている。本発明の方法はこのようなＰＥＢ像に対し使用するこ ともできる。 本発明は、基板を照明後に投影装置から取り出し、現像して照明による屈折率 変化を高低プロファイル、従って位相構造に変換し、次にこれを装置内に再び配 置することにより得られるテストマーク像にも使用することができ、かかる後に テストマーク像を検出し、検査することができる。この場合には、テストマーク 像を、この像を形成したのと同一の装置内で測定することができる利点が維持さ れる。この処理は、例えば光学顕微鏡又は電子顕微鏡を用いる慣例の測定処理よ り遙に高速である。現像テストマーク像を測定する場合には、潜像テストマーク を測定する場合に得られる信号より大きな振幅を有する検出信号が得られる。現 像テストマーク像の測定は、遠紫外線用レジストを使用する場合に特に重要であ る。 テストマーク像の非対称度を検出する前に、この像を、最初に、アライメント 装置内に正しく位置させる、即ちアライメントさせる必要がある。マスク内のテ ストマークの位置が既知である場合には、マスク内のグローバルアライメントマ ークＭ₁，Ｍ₂及び基板内のグローバルアライメントマーク及びＰ₁，Ｐ₂をこのア ライメントに使用することができる。マスクと基板をこれらのマークを用いて図 ３につき述べたように互いにアライメントさせた後に、テストマークをフォトレ ジスト層に結像する。次に、基板テーブルを極めて精密な干渉計システムの制御 の下で、アライメント状態で形成された（潜像又は現像された）テストマー ク像がマスクのグローバルアライメントマークの下方に位置するように移動させ る。 しかし、テストマークの例えば潜像をアライメントさせるには、テストマーク に近接して位置するテストマークと関連する追加のアライメントマークを使用す るのが好ましい。この追加のアライメントマークをテストマークと同時に結像し て、テストマークの潜像のみならず追加のアライメントマークの潜像（潜在アラ イメントマーク）もフォトレジスト層に形成する。この潜在アライメントマーク をマスク内の関連する追加のアライメントマークに対しアライメントさせた後に 、基板テーブルを１ｍｍ程度の小距離に亘って移動させてテストマークの潜像を 前記追加のアライメントマークに対し正しく位置させればよい。この処理も現像 された又はＰＥＢテストマーク像とアライメントマーク像を用いて実行すること ができること勿論である。 図７はテストマークＴＭに近接して追加のアライメントマークＡＭが設けられ たテストマスクＴＭＡを示す。これらのマークは例えばマスクの中心部ＣＥに設 ける。 潜像検出信号ＡＯＳの所定値、従ってアライメント信号のオフセットＡＯの所 定値が各露光線量と関連することを定期的測定に利用し、必要に応じ、製造投影 プロセス中の露光線量を補正する。この目的のために、マスクパターンのテスト 像を異なる露光線量でフォトレジスト層に形成し、このレジスト層を現像し、こ の像をＳＥＭにより検出することにより慣例の方法で得られる最適露光線量を基 準として用いる。この場合、アライメント信号のどのオフセットＡＯが最適露光 線量と関連するか確かめることができる。製造投影プロセス中に、このオフセッ トが達成されたか否かを規則正しい瞬時に検査することができる。達成されない 場合には、露光線量を既知のように調整することができる。 特に潜像検出信号が小さい場合に露光線量のもっと高信頼度の測定を得るには 、慣例のテスト像測定においてＳＥＭにより得られたデータから種々の露光線量 及び像内の関連する線幅のテーブルを作成し、投影装置の信号処理ユニット内に 記憶することができる。このようなテーブルを使用すれば、潜像検出により得ら れたオフセット値に露光線量を割り当て、所望の露光線量に対する偏差を決定す ることができる。 潜像検出の利点の一つは、これらの像を形成した装置内でこれらの像を測定す る点にある。この利点は、フォトレジスト付き基板をテストマークの像の形成後 に現像し、再び投影装置内に配置して現像した像をアライメント装置により測定 するする場合にも維持される。このプロセスは、一方では、慣例の測定プロセス より高速であり、他方では、純粋な潜像からの信号より大きい振幅を有する検出 信号を供給する。 テストマーク像を第１装置で形成し、その潜像又は現像した像を第２の同様の 装置により検出することもできる。 テストマーク用の基準マークは上述した追加の対称アライメントマークのみな らず、テストマークの非対称性と反対の非対称性を有する非対称マークにするこ ともできる。図８は基板に形成されたこのような基準マークＲＭ及び関連するテ ストマークＴＭを示す。図に線影を付して示すように照射ストリップ４１及び４ １ａがそれぞれ２つのサブストリップ４２ａ，４３ａ及び４２，４３からなる場 合には、基準マークのストリップ構造はテストマークのストリップ構造のＹ軸に 対し鏡面対称構造である。像検出において、これらの各マークを最初に対称アラ イメントマーク、例えばグローバルアライメントマークに対しアライメントし、 次にアライメント信号のオフセットを各マークに対し決定する。２つの非対称マ ークの検出信号を減算することにより、テストマークの非対称による変化がテス トマークのみを非対称にする場合より、原理的に２倍大きい信号が得られる。テ ストマークが１周期につき３以上の照射サブストリップを有する場合にも、非対 称基準マークを使用することができる。 図９は基板のスクライブラインに結像するのが特に好適なテストマークの例を 示す。このマークは方形の代わりに細長形状であり、Ｙ方向よりＸ方向に又はそ の逆に大寸法を有する。基板テストマークは、例えば長さ２２０μm 及び幅８０ μm にして、この像がスクライブラインに満足に合致するようにする。１／５縮 小の投影では、マスクテストマークを５倍の大きさにする。 二次元テストマークをこのマークがスクライブラインに合致するように実現す ることもできる。 以上、本発明を光学投影装置に適用した場合について説明した。しかし、本発 明は、基板上のマスクパターンの像を投影によらずに接触転写又は近接結像によ り得る光学リソグラフィ装置に使用することもできる。この場合には、投影レン ズを使用せず、マスクを基板上に置き、又は密接させ、このマスクを原理的には 平行な幅広ビームにより照明する。本発明を使用可能にするためには、このよう な装置に上述したような光学アライメント装置を設ける必要がある。電磁放射で はなく荷電粒子放射（電子、イオン又はＸ線放射）をマスクパターンの結像に使 用するリソグラフィ装置にも、上述したような光学アライメント装置を付加すれ ば、本発明を使用することができる。この場合にも像形成は接触転写、近接印刷 又は投影により実現することができる。後者の場合には、適応した投影系、例え ば電子レンズ系、を使用する必要があること勿論である。これらのすべての場合 において、マスクアライメントマークを基準アライメントマークとして使用する 。本発明を、所望のパターンを基板に直接書き込み、マスクを使用しないリソグ ラフィ装置にも使用することができる。このタイプの装置では、主として荷電粒 子放射が使用されている。本発明を使用する場合には、テストマークも基板に直 接書き込み、上述の光学アライメント装置を付加して基板テストマークを検出す る。この場合には、基準アライメントマークをアライメント装置に組み込む。 本発明は集積回路を製造するためにマスクパターンを基板上に繰り返し結像す る及び／又は走査する装置に使用する場合について説明した。このような装置は 集積光学装置又はプレーナ光学装置、磁気ドメインメモリ用の導波及び検出パタ ーン又は液晶ディスプレイパネルの構造を製造するのに使用することもできる。 本発明は主としてこれらの装置に使用するが、これらに限定されない。本発明は 、一般に、所定のパネルを精密に規定された放射線量を用いて形成する必要があ る装置に使用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 テナー マンフレッド ハヴァイン オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．基板テーブルに設けられた基板上にパターンを形成する装置内の製造放射線 量を測定する方法であって、 放射感応層を有する基板を基板テーブルに設けるステップと、 少なくとも１つの基板テストマークを放射感応層に製造放射により付与する ステップと、 基板テストマークを、基板アライメントマークを基準アライメントマークに 対しアライメントさせる光学アライメント装置によって検出するステップとを具 え、 基板テストマークは、基準アライメントマークの周期に実効的に等しい周期 を有するとともに照射ストリップと無照射ストリップの非対称分布を有する周期 構造を有し、前記テストマークの検出ステップは、 最初に、基板テストマークを基準アライメントマークに対しアライメントさ せるステップと、 次に、製造放射線量に依存する基板テストマークの非対称性を、アライメン ト装置により基板テストマークのオフセットとして検出するステップとからなる 放射線量測定方法において、 基板テストマークは、周期毎に、少なくとも２以上の異なるサブ製造放射線 量により形成された少なくとも２つの照射ストリップを有することを特徴とする パターン形成装置内の製造放射線量測定方法。 ２．基板テストマークは、前記マークを細い荷電粒子放射ビームにより放射感応 層に直接書き込むことにより付与することを特徴とする請求項１に記載の方法。 ３．基板テストマークは、少なくとも１つのマスクテストマーク及び１つのマス クアライメントマークが存在するマスクを結像することにより付与し、マスクア ライメントマークは基準アライメントマークを構成し、マスクテストマークは製 造放射に対し交互に透過性ストリップ及び非透過性中間ストリップを有するとと もにマスクアライメントマークの周期に等しい周期を有する周期構造からなり、 前記透過性ストリップは多くとも１／４周期の幅を有し、且つ前記マ スクの結像は、マスクテストマークのｎ個のサブ像（ｎは２以上の整数）を、マ スクと基板を順次のサブ像形成間にストリップと直交する方向に、放射感応層内 の照射ストリップの幅に少なくとも等しい距離だけ相対的に移動させながら、ｎ 個の異なるサブ放射線量で形成することにより実現することを特徴とする請求項 １に記載の方法。 ４．マスクテストマークの結像のために、マスクを基板に近接配置し、マスクを 製造放射で照射することを特徴とする請求項３に記載の方法。 ５．マスクテストマークの結像に、マスクと基板との間に配置された投影系を使 用することを特徴とする請求項３に記載の方法。 ６．ｎ＝２であり、順次のサブ像形成間においてマスクと基板を基板テストマー クの周期の１／４に等しい距離だけ相対的に移動させることを特徴とする請求項 ３、４又は５に記載の方法。 ７．同一のテストマークを基板上の異なる位置にｍ回付与し、ｍ個のテストマー クの形成のために、各々ｎ個のサブ放射線量を有するｍ個の異なる放射線量を使 用し、且つ正しい放射線量をｍ個の基板テストマークの非対称性を比較すること により決定することを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６に記載の方法 。 ８．受信サブ放射線量間の比をｍ個の基板テストマークに対し一定にすることを 特徴とする請求項７に記載の方法。 ９．ｍ個の基板テストマークに対するサブ放射線量の１つを変化させるが、他の サブ放射線量は一定にすることを特徴とする請求項７に記載の方法。 10．放射感応層へのテストマークの付与後に、この層に形成された潜像をアライ メント装置により検出することを特徴とする請求項１−９の何れかに記載の方法 。 11．放射感応層へのテストマークの付与後に、基板を基板テーブルから取り外し 、現像した後に、再び基板テーブル上に配置し、その後に現像基板テストマーク をアライメント装置により検出することを特徴とする請求項１−９の何れかに記 載の方法。 12．放射感応層に、前記テストマークと、同一の幅の照射ストリップ及び無照射 ストリップを交互に有するとともにテストマークの周期に等しい周期を有する周 期構造を有する関連するアライメントマークとからなるダブルマークを付与する ことを特徴とする請求項１−１１の何れかに記載の方法。 13．少なくとも１つのテストマークが設けられた製造マスクを使用することを特 徴とする請求項３−１２の何れかに記載の方法。 14．少なくとも１つのテストマークが設けられたテストマスクを使用することを 特徴とする請求項３−１２の何れかに記載の方法。 15．少なくとも１つのテストマークと、少なくとも１つのアライメントマークと を具え、アライメントマークとテストマークが製造ビーム照射に対し透過性のス トリップと不透明の中間ストリップとを交互に有する周期構造を有し、両周期構 造の周期が互いに等しい請求項３に記載の方法に使用するテストマスクにおいて 、テストマークの透過性ストリップが多くとも１／４周期の幅を有することを特 徴とするテストマスク。 16．前記タイプの別のアライメントマークをテストマークに近接して具えている ことを特徴とする請求項１５に記載のテストマスク。 17．テストマスクは、中心のテストマークに加えて、少なくとも４隅にもテスト マークを具えることを特徴とする請求項１５又は１６に記載のテストマスク。 18．各テストマークが複数の部分を具える格子であり、１つの部分の格子ストリ ップの方向が他の部分の格子ストリップの方向と直交することを特徴とする請求 項１５、１６又は１７に記載のテストマスク。 19．テストマークは、投影ビームにより形成されるその像が、製造マスクパター ンを結像すべき２つの区域間に位置する基板上の中間区域に適合するサイズを有 することを特徴とする請求項１５、１６、１７又は１８に記載のテストマスク。 20．テストマークのストリップの幅が構造周期の１／４に等しいことを特徴とす る請求項１５−１９の何れかに記載のテストマスク。 21．製造放射を供給する放射源ユニットと、基板テーブルとを順に具え、更に基 板マークを基準アライメントマークに対しアライメントさせる光学アライメント 装置と、放射線量測定装置とを具え、前記放射線量測定装置は前記アライメ ント装置により構成され、且つ前記放射線量測定装置は、各放射線量測定中に、 基板テストマークと基板アライメントマークの両マークの像を検出するよう構成 されるとともに、両マークの像の観測アライメント位置間の差を決定する手段が 設けられているたことを特徴とする請求項１記載の方法を実行する装置。 22．マスクテーブルと、マスクテーブルと基板テーブルとの間に配置された投影 系とを更に具えることを特徴とする請求項２１に記載の装置。