JPS61134021A - 投影露光装置 - Google Patents
投影露光装置Info
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- JPS61134021A JPS61134021A JP59255588A JP25558884A JPS61134021A JP S61134021 A JPS61134021 A JP S61134021A JP 59255588 A JP59255588 A JP 59255588A JP 25558884 A JP25558884 A JP 25558884A JP S61134021 A JPS61134021 A JP S61134021A
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7065—Production of alignment light, e.g. light source, control of coherence, polarization, pulse length, wavelength
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野Ｊ
本発明は、原版と担体とを高精度に位置合せして原版上
のパターン像を担体上に投影し露光する装置、例えばレ
チクルのパターン像複数個を屈折光学系を介してウェハ
上に順次縮小投影し露光す□ るいわゆるステッパ装
置等の投影露光装置に関する。
のパターン像を担体上に投影し露光する装置、例えばレ
チクルのパターン像複数個を屈折光学系を介してウェハ
上に順次縮小投影し露光す□ るいわゆるステッパ装
置等の投影露光装置に関する。
［発明の背景］
この種の投影露光装置における位置合せ方法の１つとし
ていわφるＴＴＬ （スルー ザ レンズ）方式が知ら
れている。このＴＴＬ方式は、レチクル上に第４図（ａ
）に示すようなアライメントマークＭ１ 、Ｍ２ 、Ｍ
３．、Ｍ４を形成し、かつウェハ上には同図（ｂ）に示
すようなアライメントマークＷｌ 、Ｗ２を形成し、こ
れらのマークＭとＷを同図（Ｃ）に示すように露光用の
投影レンズを介して重ね合せてレチクルとウェハとの相
対的な位置合せを行なうものである。
ていわφるＴＴＬ （スルー ザ レンズ）方式が知ら
れている。このＴＴＬ方式は、レチクル上に第４図（ａ
）に示すようなアライメントマークＭ１ 、Ｍ２ 、Ｍ
３．、Ｍ４を形成し、かつウェハ上には同図（ｂ）に示
すようなアライメントマークＷｌ 、Ｗ２を形成し、こ
れらのマークＭとＷを同図（Ｃ）に示すように露光用の
投影レンズを介して重ね合せてレチクルとウェハとの相
対的な位置合せを行なうものである。
この状態において、光走査櫟構を用いてレーザビームで
アライメントマークＭ、Ｗ上を走査線Ａに沿って走査す
ると、レーザビームは各マークＭ。
アライメントマークＭ、Ｗ上を走査線Ａに沿って走査す
ると、レーザビームは各マークＭ。
Ｗにより散乱され、受光部ではその散乱光に基づいて第
４図（ｄ）に示すような各エレメントマークＭｌ 、Ｗ
ｌ 、Ｍ２ 、Ｍ３ 、Ｗ２ 、Ｍ４の位置に相当する
走査位置にパルス信号が得られる。このパルス信号をコ
ンパレータにより適当なスレッシホールド電圧でスライ
スし、同図（ｅ）に示すような矩形波形のパルス列を求
め、このパルス列の時間的な間隔からアライメントマー
クＭ、Ｗ同士の位置関係を算出して各マークＭ、Ｗの相
対的な偏位量を判定し、駆動系による位置合せ、すなわ
ち整合を行なうのである。従来、このレーザビームは、
露光光の光軸とほぼ平行方向からレチクル上に結像させ
て投影レンズに入射させていた。
４図（ｄ）に示すような各エレメントマークＭｌ 、Ｗ
ｌ 、Ｍ２ 、Ｍ３ 、Ｗ２ 、Ｍ４の位置に相当する
走査位置にパルス信号が得られる。このパルス信号をコ
ンパレータにより適当なスレッシホールド電圧でスライ
スし、同図（ｅ）に示すような矩形波形のパルス列を求
め、このパルス列の時間的な間隔からアライメントマー
クＭ、Ｗ同士の位置関係を算出して各マークＭ、Ｗの相
対的な偏位量を判定し、駆動系による位置合せ、すなわ
ち整合を行なうのである。従来、このレーザビームは、
露光光の光軸とほぼ平行方向からレチクル上に結像させ
て投影レンズに入射させていた。
ところで、投影レンズは、一般に露光光に対して最良の
結像状態となるように調節されているため、露光光と異
なる波長のレーザビームで走査した場合１色収差によっ
てウェハ上のレーザビーム像がぼけてしまい、マークＷ
を走査した場合の散乱光の検出信号のパルス幅が広がっ
て位置精度が低下するという不都合があった。例えば露
光光として超高圧水銀灯のｑ線（，４３６ｎｍ）を、そ
してＡＡ光として安定な＠ｅ−Ｎｅレーザ（６３３ｎｍ
）を用いるものとすれば、焦点位置は０．５〜０．６Ｉ
ＩＩ１１ずれる。
結像状態となるように調節されているため、露光光と異
なる波長のレーザビームで走査した場合１色収差によっ
てウェハ上のレーザビーム像がぼけてしまい、マークＷ
を走査した場合の散乱光の検出信号のパルス幅が広がっ
て位置精度が低下するという不都合があった。例えば露
光光として超高圧水銀灯のｑ線（，４３６ｎｍ）を、そ
してＡＡ光として安定な＠ｅ−Ｎｅレーザ（６３３ｎｍ
）を用いるものとすれば、焦点位置は０．５〜０．６Ｉ
ＩＩ１１ずれる。
上記問題点に対処する目的で、下記のように、種々の提
案がなされている。例えば、 ■いわゆる２波長補正を施してアライメント用のレーザ
ビーム（以下、ＡＡ光という）と露光光との結像位置を
一致させた投影レンズを用いる ■アライメント時は、露光光とＡＡ光とのそれぞれに対
する結像関係弁だけウェハ、レチクルまたは投影レンズ
の位置を補正する ■露光光と同一または近似した波長のＡＡ光を用いる しかし、■の場合、露光光の波長の近傍における波長対
焦点距離の傾きが大きくなるため、超高圧水銀灯７）ｇ
線等のように、単波長でなく広がりを持った光で露光を
行なうと、解像力が低下する。
案がなされている。例えば、 ■いわゆる２波長補正を施してアライメント用のレーザ
ビーム（以下、ＡＡ光という）と露光光との結像位置を
一致させた投影レンズを用いる ■アライメント時は、露光光とＡＡ光とのそれぞれに対
する結像関係弁だけウェハ、レチクルまたは投影レンズ
の位置を補正する ■露光光と同一または近似した波長のＡＡ光を用いる しかし、■の場合、露光光の波長の近傍における波長対
焦点距離の傾きが大きくなるため、超高圧水銀灯７）ｇ
線等のように、単波長でなく広がりを持った光で露光を
行なうと、解像力が低下する。
また、■の場合、露光前に例えばウェハをＡＡ位置への
シフトすることと、露光位置へ戻すことの２動作が追加
されるため、装置のスルーブツトが低下する。さらに、
■の場合、誤って露光領域を走査するとその部分が露光
されて半導体製品としての特性上重大な影響を及ぼす他
、解像度を向上させるため最近多用されている多層レジ
ストにおいてはウェハからの反射光量が極端に少ないた
めアライメントが困難ないしは不可能であり、また、エ
キシマレーザ（例えば２０８ｎｍ）等のさらに短波長の
露光光に対しては上記Ｑ線に対するＨｅ−Ｃｄレーザ（
４３６ｎｍ）のように同一または近似波長の連続光を発
生する適当な手段が見当らない等の不都合がある。
シフトすることと、露光位置へ戻すことの２動作が追加
されるため、装置のスルーブツトが低下する。さらに、
■の場合、誤って露光領域を走査するとその部分が露光
されて半導体製品としての特性上重大な影響を及ぼす他
、解像度を向上させるため最近多用されている多層レジ
ストにおいてはウェハからの反射光量が極端に少ないた
めアライメントが困難ないしは不可能であり、また、エ
キシマレーザ（例えば２０８ｎｍ）等のさらに短波長の
露光光に対しては上記Ｑ線に対するＨｅ−Ｃｄレーザ（
４３６ｎｍ）のように同一または近似波長の連続光を発
生する適当な手段が見当らない等の不都合がある。
［発明の目的］
本発明は、上述の従来形における問題点に鑑みてなされ
たもので、アライメント時、露光光と異なる波長の光ビ
ームを用いて位置合せマークを高速かつ高精度に検出で
きるようにした投影露光装置を提供することを目的とす
る。
たもので、アライメント時、露光光と異なる波長の光ビ
ームを用いて位置合せマークを高速かつ高精度に検出で
きるようにした投影露光装置を提供することを目的とす
る。
［実施例の説明］
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図は、本発明の一実施例゛に係る投影露光装置の光
学系の構成図を示す。同図において、１はレチクル、２
はウェハでありて、ウェハ２はつエバステージ３上に載
置されている。４は投影レンズで、内部に不図示の１／
４波長板を備えている。
学系の構成図を示す。同図において、１はレチクル、２
はウェハでありて、ウェハ２はつエバステージ３上に載
置されている。４は投影レンズで、内部に不図示の１／
４波長板を備えている。
レチクル１とウェハ２上には、第４図（ａ）。
（ｂ）に示すアライメントマークＭ、Ｗが描かれており
、これらは、投影レンズ４を介してマークＭをウェハ２
上に投影し、またはマークＷをレチクル１上に逆投影し
たとき、第４図（Ｃ）に示すように互いに重なり合う状
態で配置されている。
、これらは、投影レンズ４を介してマークＭをウェハ２
上に投影し、またはマークＷをレチクル１上に逆投影し
たとき、第４図（Ｃ）に示すように互いに重なり合う状
態で配置されている。
５はこの装置全体の動作を所定のシーケンスに従って制
御する制御部である。
御する制御部である。
１０はレーザ光源であり、所定の偏光例えば偏光面が紙
面に対して平行なｐＨ光を発生する。１１は印加される
電圧に応じて入射光の偏光面を回転させる第１の電気光
学的偏光面回転素子で、制御部５から電圧が印加されな
いときはレーザ光源１０からのＰ偏光をそのまま出射し
、一方、制御部５から所定の電圧が印加されたときはレ
ーザ光源１０からのＰ偏光の偏光面を９０°回転させて
偏光面が紙面に垂直なＳ偏光として出射する。すなわち
、この偏光面回転素子１１はある電圧〈以下、半波長電
圧という）が印加された状態でのみλ／２板として機能
する。この偏光面回転素子１１としては、例えばモトロ
ーラ社から９０６５の製品名でシャッタ■として市販さ
れている電気光学セラミックス（ＰＬＺＴ）で、両面に
くし形電極を有するものを使用することができる。ＰＬ
ＺＴ９０６５の半波長電圧は、規格値を基に算出すると
５５６．８ （Ｖ ）である。
面に対して平行なｐＨ光を発生する。１１は印加される
電圧に応じて入射光の偏光面を回転させる第１の電気光
学的偏光面回転素子で、制御部５から電圧が印加されな
いときはレーザ光源１０からのＰ偏光をそのまま出射し
、一方、制御部５から所定の電圧が印加されたときはレ
ーザ光源１０からのＰ偏光の偏光面を９０°回転させて
偏光面が紙面に垂直なＳ偏光として出射する。すなわち
、この偏光面回転素子１１はある電圧〈以下、半波長電
圧という）が印加された状態でのみλ／２板として機能
する。この偏光面回転素子１１としては、例えばモトロ
ーラ社から９０６５の製品名でシャッタ■として市販さ
れている電気光学セラミックス（ＰＬＺＴ）で、両面に
くし形電極を有するものを使用することができる。ＰＬ
ＺＴ９０６５の半波長電圧は、規格値を基に算出すると
５５６．８ （Ｖ ）である。
この第１の偏光面回転素子（以下、ＰＬＺＴという）１
１から出射される偏光の進路に沿って、Ｐ偏光を透過し
Ｓ偏光を反射することにより入射光を２つの光路のいず
れかに択一的に分岐する第１の偏光ビームスプリッタ１
２、第１の偏光ビームスプリッタ１２を透過したｐＨａ
光の光路を構成する反射ミラー１３および第１のシリン
ドリカルレンズ１４、第１の偏光ビームスプリッタ１２
で反射された８１！光の光路を構成する反射ミラー１５
および第２のシリンドリカルレンズ１６、Ｐ＠光を透過
しＳ１！！光を反射することにより上記２つの光路を経
て入射するＰまたはＳ偏光を同一方向に出射する第２の
偏光ビームスプリッタ１１が配置されている。ここで、
上記第１のシリンドリカルレンズ１４と第２のシリンド
リカルレンズ１Ｇとは、その集光能力を持つ軸が紙面に
対し４５度傾くとともに互いに直交している。
１から出射される偏光の進路に沿って、Ｐ偏光を透過し
Ｓ偏光を反射することにより入射光を２つの光路のいず
れかに択一的に分岐する第１の偏光ビームスプリッタ１
２、第１の偏光ビームスプリッタ１２を透過したｐＨａ
光の光路を構成する反射ミラー１３および第１のシリン
ドリカルレンズ１４、第１の偏光ビームスプリッタ１２
で反射された８１！光の光路を構成する反射ミラー１５
および第２のシリンドリカルレンズ１６、Ｐ＠光を透過
しＳ１！！光を反射することにより上記２つの光路を経
て入射するＰまたはＳ偏光を同一方向に出射する第２の
偏光ビームスプリッタ１１が配置されている。ここで、
上記第１のシリンドリカルレンズ１４と第２のシリンド
リカルレンズ１Ｇとは、その集光能力を持つ軸が紙面に
対し４５度傾くとともに互いに直交している。
また、第２の偏光ビームスプリッタ１７から出射される
スリット状レーザビームＬの進路に沿って、第１のＰＬ
ＺＴＩＩおよび第１の偏光ビームスプリッタ１２と同様
に機能しその入射光を所定の２つの光路のいずれかに択
一的に分岐する第２のＰＬＺＴ１８および第３の偏光ビ
ームスプリッタ１９、偏光ビームスプリッタ１９を透過
したスリット状Ｐ偏光の光路に介挿されたレチクル用集
光レンズ２０、偏光ビームスプリッタ１９で反射したス
リット状Ｓ偏光の光路を構成する反射ミラー２１、ウェ
ハ用集光レンズ２２および反射ミラー２３、上記第２の
偏光ビームスプリッタ１７と同様に機能しそれぞれ集光
レンズ２０および２２を含む２つの光路を経たスリット
状偏光を同一方向に出射する第４の偏光ビームスプリッ
タ２４、その偏光面回転能をＰＬＺＴＩＩおよび１８と
同期して制御されることにより入射光の偏光面を同一方
向に一致させて出射する第３のＰＬＺＴ２５、結像レン
ズ２６、ならびに回転多面１ｉ２７が配置されている。
スリット状レーザビームＬの進路に沿って、第１のＰＬ
ＺＴＩＩおよび第１の偏光ビームスプリッタ１２と同様
に機能しその入射光を所定の２つの光路のいずれかに択
一的に分岐する第２のＰＬＺＴ１８および第３の偏光ビ
ームスプリッタ１９、偏光ビームスプリッタ１９を透過
したスリット状Ｐ偏光の光路に介挿されたレチクル用集
光レンズ２０、偏光ビームスプリッタ１９で反射したス
リット状Ｓ偏光の光路を構成する反射ミラー２１、ウェ
ハ用集光レンズ２２および反射ミラー２３、上記第２の
偏光ビームスプリッタ１７と同様に機能しそれぞれ集光
レンズ２０および２２を含む２つの光路を経たスリット
状偏光を同一方向に出射する第４の偏光ビームスプリッ
タ２４、その偏光面回転能をＰＬＺＴＩＩおよび１８と
同期して制御されることにより入射光の偏光面を同一方
向に一致させて出射する第３のＰＬＺＴ２５、結像レン
ズ２６、ならびに回転多面１ｉ２７が配置されている。
ここで、レチクル用集光レンズ２０は、偏光ビームスプ
リッタ１９により偏光されたスリット状ビームＬをレチ
クル１上に結像させるためのものであり、ウェハ用集光
レンズ２２は、偏光ビームスプリッタ１９により偏光さ
れたスリット状ビームＬをウェハ２上に結像させるため
のものである。
リッタ１９により偏光されたスリット状ビームＬをレチ
クル１上に結像させるためのものであり、ウェハ用集光
レンズ２２は、偏光ビームスプリッタ１９により偏光さ
れたスリット状ビームＬをウェハ２上に結像させるため
のものである。
さらに、この回転多面鏡２７により偏向走査されたレー
ザビームＬの光軸に沿って、「−θレンズ３１、フィー
ルドレンズ３２、およびレーザビームＬを直交方向に反
射させて２つの方向に分けかつ走査角に従って順次に偏
向するためのダハプリズム３３が構設されている。また
、このプリズム３３の両側には対称的に２系列の光学系
が設けられており、偏向されたレーザビームＬの進行順
に沿って、レーザビームＬを偏向する反射ミラー３４ａ
、 ３４ｂ、ウェハ２からの反射光ＭＷを第１の光電
検出光学系に偏光するための偏光ビームスプリッタ３５
ａ。
ザビームＬの光軸に沿って、「−θレンズ３１、フィー
ルドレンズ３２、およびレーザビームＬを直交方向に反
射させて２つの方向に分けかつ走査角に従って順次に偏
向するためのダハプリズム３３が構設されている。また
、このプリズム３３の両側には対称的に２系列の光学系
が設けられており、偏向されたレーザビームＬの進行順
に沿って、レーザビームＬを偏向する反射ミラー３４ａ
、 ３４ｂ、ウェハ２からの反射光ＭＷを第１の光電
検出光学系に偏光するための偏光ビームスプリッタ３５
ａ。
３５ｂ１中間レンズ３６ａ 、 ３６ｂ 、レチクル１
からの直接反射光をＭＤを第２の光電検出光学系に偏光
するための反射率の低いハーフミラ−３７ａ 、 ３７
ｂ １絞り３８ａ 、 ３８ｂ １対物レンズ３９ａ
、 ３９ｂがそれぞれ配置されている。
からの直接反射光をＭＤを第２の光電検出光学系に偏光
するための反射率の低いハーフミラ−３７ａ 、 ３７
ｂ １絞り３８ａ 、 ３８ｂ １対物レンズ３９ａ
、 ３９ｂがそれぞれ配置されている。
また、復路においてハーフミラ−３７ａ 、 ３７ｂに
より分離される反射光の光軸上には、対称的にそれぞれ
偏光ビームスプリッタ４５ａ 、 ４５ｂ １結像レン
ズ４６ａ 、 ４６ｂ １中央部のみを遮光部とした部
分遮光板４７ａ 、 ４７ｂ 、Ｄンデンサレンズ４８
ａ 、 ４８ｂおよび光電変換器４９ａ 、 ４９ｂか
らなる第２の充電無検出系がそれぞれ配列され、さらに
、偏光ビームスプリッタ３５ａ 、 ３５ｂにより分離
される反射光の光軸上には、対称的にそれぞれ結像レン
ズ４０ａ 。
より分離される反射光の光軸上には、対称的にそれぞれ
偏光ビームスプリッタ４５ａ 、 ４５ｂ １結像レン
ズ４６ａ 、 ４６ｂ １中央部のみを遮光部とした部
分遮光板４７ａ 、 ４７ｂ 、Ｄンデンサレンズ４８
ａ 、 ４８ｂおよび光電変換器４９ａ 、 ４９ｂか
らなる第２の充電無検出系がそれぞれ配列され、さらに
、偏光ビームスプリッタ３５ａ 、 ３５ｂにより分離
される反射光の光軸上には、対称的にそれぞれ結像レン
ズ４０ａ 。
４０ｂ 、中央部のみを遮光部とした部分遮光板４１ａ
。
。
４１ｂ１コンデンサレンズ４２ａ 、 ４２ｂ ＃よび
光電変換器４３ａ 、 ４３ｂからなる第２の充電無検
出系がそれぞれ配列され、これらにより左右対称の光電
検出系が形成されている。
光電変換器４３ａ 、 ４３ｂからなる第２の充電無検
出系がそれぞれ配列され、これらにより左右対称の光電
検出系が形成されている。
第１図における制御部５は、光電変換器４３ａ。
４３ｂ 、 ４９ａ 、 ４９ｂで得られた出力信号を
基に走査面上でレーザビームＬの傾きおよび結像位置の
制御を行なうもので、第２図に示すように、波形整形回
路５１、計数回路５２、時限回路５３、演算回路５４、
制御回路５５および駆動回路５６を具備している。光電
変換器４３ａ 、 ４３ｂ 、 ４９ａ 、 ４９ｂの
出力は波形整形回路５１および計数回路５２を経て制御
回路５５に接続されている。１ｉｌＪ ’ｍ回路５５に
は時限回路５３の出力も接続されており、制御回路５５
の出力は駆動回路５６を経由してＰＬＺＴｌｌ、１８お
よび２５に接続されている。また、演算回路５４には波
形整形回路５１で得られたパルス信号が出力され、演算
回路５４において整合状態が演算される。アライメント
時、この制御部５は、ＰＬＺＴＩＩ、１８および２５に
印加する電圧を、検出すべきマークの傾きおよびそのマ
ークがレチクル１上のマークＭであるかまたはウェハ２
上のマークＷであるかに従って下表のように制御する。
基に走査面上でレーザビームＬの傾きおよび結像位置の
制御を行なうもので、第２図に示すように、波形整形回
路５１、計数回路５２、時限回路５３、演算回路５４、
制御回路５５および駆動回路５６を具備している。光電
変換器４３ａ 、 ４３ｂ 、 ４９ａ 、 ４９ｂの
出力は波形整形回路５１および計数回路５２を経て制御
回路５５に接続されている。１ｉｌＪ ’ｍ回路５５に
は時限回路５３の出力も接続されており、制御回路５５
の出力は駆動回路５６を経由してＰＬＺＴｌｌ、１８お
よび２５に接続されている。また、演算回路５４には波
形整形回路５１で得られたパルス信号が出力され、演算
回路５４において整合状態が演算される。アライメント
時、この制御部５は、ＰＬＺＴＩＩ、１８および２５に
印加する電圧を、検出すべきマークの傾きおよびそのマ
ークがレチクル１上のマークＭであるかまたはウェハ２
上のマークＷであるかに従って下表のように制御する。
表において、Ｏは半波長電圧を印加した状態、Ｘは電圧
を印加しない状態を示す。
を印加しない状態を示す。
ＰＬＺＴｌｌ ＰＬＺＴ１８ ＰＬＺＴ２５Ｍｌ
ｘ ｘ
ｘＷｌ ｘ Ｏ０
第２ Ｘ Ｘ
ＸＭ３ ０ ０
ＸＷ２ ０ Ｘ
０第４ ０ ０
Ｘ本発明の実施例は上述の構成を有
するので、ＰＬＺＴｌｌに電圧が印加されていなければ
、レーザ光源１０ ｔ）１ら出射したＰ偏光１ｏは、Ｐ
ＬＺＴＩＩで偏光面を回転されることなくそのままＰ偏
光として出射され、第１の偏光ビームスプリッタ１２を
透過し、反射ミラー１３で図上左向きに折り曲げられ、
第１のシリンドリカルレンズ１４によりアライメントマ
ークＭｌ 、Ｗｌ 、第２の傾き角に相当する傾きを有
するスリット状のレーザビーム（Ｐ偏光）Ｌｌとされ、
第２の偏光ビームスプリッタ−１７に入射してここを透
過し、さらに第２のＰＬＺＴ１８に入射する。一方、Ｐ
ＬＺＴＩＩに半波長電圧が印加されていれば、レーザ光
１ｉ１０から出射したＰ＆Ｉ光ＬＯは、Ｐ Ｌ Ｚ Ｔ
１１で偏光面を９０°回転されてＳ偏光となるため偏
光ビームスプリッタ１２で反射され、さらに反射ミラー
１５で図上下向きに折り曲げられる。反射ミラー１５で
反射されたＳ偏光のレーザビームは、第２のシリンドリ
カルレンズ１６により、ビームＬ１と互いに直交する方
向のすなわちアライメントマークＭ３ 、Ｗ２ 、第４
の傾き角に相当する傾きを有するスリット状のレーザビ
ーム（Ｓ偏光）１２となり、第２の偏光ビームスプリッ
タ１７に入射し、ここでビームＬ１と同一の光軸上を同
一方向に反射され、第２のＰＬＺＴ１８に入射する。
ｘ ｘ
ｘＷｌ ｘ Ｏ０
第２ Ｘ Ｘ
ＸＭ３ ０ ０
ＸＷ２ ０ Ｘ
０第４ ０ ０
Ｘ本発明の実施例は上述の構成を有
するので、ＰＬＺＴｌｌに電圧が印加されていなければ
、レーザ光源１０ ｔ）１ら出射したＰ偏光１ｏは、Ｐ
ＬＺＴＩＩで偏光面を回転されることなくそのままＰ偏
光として出射され、第１の偏光ビームスプリッタ１２を
透過し、反射ミラー１３で図上左向きに折り曲げられ、
第１のシリンドリカルレンズ１４によりアライメントマ
ークＭｌ 、Ｗｌ 、第２の傾き角に相当する傾きを有
するスリット状のレーザビーム（Ｐ偏光）Ｌｌとされ、
第２の偏光ビームスプリッタ−１７に入射してここを透
過し、さらに第２のＰＬＺＴ１８に入射する。一方、Ｐ
ＬＺＴＩＩに半波長電圧が印加されていれば、レーザ光
１ｉ１０から出射したＰ＆Ｉ光ＬＯは、Ｐ Ｌ Ｚ Ｔ
１１で偏光面を９０°回転されてＳ偏光となるため偏
光ビームスプリッタ１２で反射され、さらに反射ミラー
１５で図上下向きに折り曲げられる。反射ミラー１５で
反射されたＳ偏光のレーザビームは、第２のシリンドリ
カルレンズ１６により、ビームＬ１と互いに直交する方
向のすなわちアライメントマークＭ３ 、Ｗ２ 、第４
の傾き角に相当する傾きを有するスリット状のレーザビ
ーム（Ｓ偏光）１２となり、第２の偏光ビームスプリッ
タ１７に入射し、ここでビームＬ１と同一の光軸上を同
一方向に反射され、第２のＰＬＺＴ１８に入射する。
第２ （７） Ｐ Ｌ Ｚ Ｔ １８オよび第３１７）
ＰＬＺＴ２５においてもそれぞれ制御部５からの印加電
圧に応じて入射光の偏光方向を制御する。そして、この
ＰＬＺＴＨＪから出射されるスリット状ビームＬ（シ１
またはＬ２）は、Ｐ偏光であれば、第３の偏光ビームス
プリッタ１９を透過し、レチクル用集光レンズ２０およ
び第４の偏光ビームスプリッタ２４を通過し、ＰＬＺＴ
２５および結像レンズ２６を経て回転多面鏡２γの振れ
原点Ｂに入射する。一方、Ｓ偏光であれば、偏光ビーム
スプリッタ１９で図上下向きに反射され、反射ミラー２
１で図上左向きに折り曲げられてウェハ用集光レンズ２
２を通り、さらに反射ミラー２３で図上上向きに折り曲
げられ、偏光ビームスプリッタ２４に入射し、ここでＰ
偏光と同一の光軸上を同一方向に反射され、ＰＬＺＴ２
５および結像レンズ２６を経て回転多面鏡２７の振れ原
点Ｂに入射する。なお、このＰ Ｌ Ｚ Ｔ １８から
の出射光みよびＰＬＺＴ２５への入射光がＳ偏光の場合
は、制御部５からＰＬＺＴ２５へ半波長電圧が印加され
ており、このＰＬＺＴ２５へ入射してＳ偏光は、その偏
光面を９０°回転されてＰ偏光とされる。従って、回転
多面鏡２１への入射光は常にＰ偏光となる。
ＰＬＺＴ２５においてもそれぞれ制御部５からの印加電
圧に応じて入射光の偏光方向を制御する。そして、この
ＰＬＺＴＨＪから出射されるスリット状ビームＬ（シ１
またはＬ２）は、Ｐ偏光であれば、第３の偏光ビームス
プリッタ１９を透過し、レチクル用集光レンズ２０およ
び第４の偏光ビームスプリッタ２４を通過し、ＰＬＺＴ
２５および結像レンズ２６を経て回転多面鏡２γの振れ
原点Ｂに入射する。一方、Ｓ偏光であれば、偏光ビーム
スプリッタ１９で図上下向きに反射され、反射ミラー２
１で図上左向きに折り曲げられてウェハ用集光レンズ２
２を通り、さらに反射ミラー２３で図上上向きに折り曲
げられ、偏光ビームスプリッタ２４に入射し、ここでＰ
偏光と同一の光軸上を同一方向に反射され、ＰＬＺＴ２
５および結像レンズ２６を経て回転多面鏡２７の振れ原
点Ｂに入射する。なお、このＰ Ｌ Ｚ Ｔ １８から
の出射光みよびＰＬＺＴ２５への入射光がＳ偏光の場合
は、制御部５からＰＬＺＴ２５へ半波長電圧が印加され
ており、このＰＬＺＴ２５へ入射してＳ偏光は、その偏
光面を９０°回転されてＰ偏光とされる。従って、回転
多面鏡２１への入射光は常にＰ偏光となる。
マークＭ１の検出時、レーザ光源１０から出射されたＰ
偏光１ｏは、ＰＬＺＴｌｌへの印加電圧が零であるから
、ここをＰ偏光のまま通過して第１のシリンドリカルレ
ンズ１４でスリット状ビームＬ１とされ、ざらにＰＬＺ
Ｔ１８への印加電圧も零であるから、ここでもＰ偏光の
まま出射されてレチクル用集光レンズ２０を通り、さら
に電圧を印加されていないＰＬＺＴ２５をＰ偏光のまま
通過した後、回転多面＠２７の振れ原点Ｂに入射する。
偏光１ｏは、ＰＬＺＴｌｌへの印加電圧が零であるから
、ここをＰ偏光のまま通過して第１のシリンドリカルレ
ンズ１４でスリット状ビームＬ１とされ、ざらにＰＬＺ
Ｔ１８への印加電圧も零であるから、ここでもＰ偏光の
まま出射されてレチクル用集光レンズ２０を通り、さら
に電圧を印加されていないＰＬＺＴ２５をＰ偏光のまま
通過した後、回転多面＠２７の振れ原点Ｂに入射する。
この回転多面鏡２７により偏向走査されたレーザビーム
しすなわちＬｌは、レンズ３１．３２を通過した後にプ
リズム３３の端面３３ａに入射し、ここで左方向に偏向
され、次いで反射ミラー３４ａにより下方向に偏向され
、さらに偏光ビームスプリッタ３５ａ１中闇レンズ３６
ａ、ハーフミラ−３７ａ１絞り３８ａおよび対物レンズ
３９ａを介してレチクル１上の一点に結像し照射する。
しすなわちＬｌは、レンズ３１．３２を通過した後にプ
リズム３３の端面３３ａに入射し、ここで左方向に偏向
され、次いで反射ミラー３４ａにより下方向に偏向され
、さらに偏光ビームスプリッタ３５ａ１中闇レンズ３６
ａ、ハーフミラ−３７ａ１絞り３８ａおよび対物レンズ
３９ａを介してレチクル１上の一点に結像し照射する。
このレチクル１上を照射したスリット状ビームＬ１は、
さらに投影レンズ４を介してウェハ２上を照射するが、
投影レンズ４の色収差のため、ウェハ２上のビーム上１
像はぼけて拡散したものとなっている。また、レチクル
１上を照射にするビームはＰ偏光であるが、ウェハ２上
を照射するビームは投影レンズ４内の１／４波長板を通
過する際、円偏光に変換されている。
さらに投影レンズ４を介してウェハ２上を照射するが、
投影レンズ４の色収差のため、ウェハ２上のビーム上１
像はぼけて拡散したものとなっている。また、レチクル
１上を照射にするビームはＰ偏光であるが、ウェハ２上
を照射するビームは投影レンズ４内の１／４波長板を通
過する際、円偏光に変換されている。
レチクル１上に結像したこのビームＬ１は、第３図（ａ
）に示す」のように、アライメントマークＭｌ 、Ｗｌ
、Ｍ２と平行なスリット光としてレチクル１およびウ
ェハ２の面上の第１のアライメントマーク群を照射する
ことになる。
）に示す」のように、アライメントマークＭｌ 、Ｗｌ
、Ｍ２と平行なスリット光としてレチクル１およびウ
ェハ２の面上の第１のアライメントマーク群を照射する
ことになる。
この状態においてスリット光Ｊが走査線Ａに沿って右方
向に走査されると、先ず、アライメントマークＭ１に対
応する位置で散乱が生じる。第３図＜ｂ）に示す出力信
号Ｓ１は、スリット光Ｊの７一クＭ１における散乱反射
光ＭＯが、第１図の対物レンズ３９ａおよび絞り３８ａ
の復路を戻り、ハーフミラ−３’７ａで反射され、さら
に偏光ビームスプリツタ４５ａ１結像レンズ４６ａ１部
分遮光板４７ａおよびコンデンサレンズ４８ａを経由し
て光電変換器４９ａに入射することにより得られる。な
お、この走査の際は、マークＭ１とＷｌとが極め−Ｃ近
接したり、あるいは走査方向に対する位置関係が逆転し
ている場合であっても、上述のように、ウェハ２上に照
射されるスリット光」は拡散したものとなっているため
、マークＷ１における散乱反射光の検出信号８２′は、
極めて低レベルかつブロードであり、これをマークＭ１
として誤検出するおそれは極めて少ない。この傾向は、
投影レンズ４の色収差が大きい程、すなわち露光光とＡ
Ａ光との波長差が大きい程顕著である。さらに、ここで
は、第１図の投影レンズ４内の１／４波長板の作用によ
り、ウェハ２上に照射されるスリット光Ｊを円偏光に変
化し、かつマークＷ１における散乱反射光を直線偏光（
Ｓ偏光）に変換して、偏光ビームスプリッタ４５ａで反
射させ、このマークＷ１の第２の光電検出系への侵入を
防止している。
向に走査されると、先ず、アライメントマークＭ１に対
応する位置で散乱が生じる。第３図＜ｂ）に示す出力信
号Ｓ１は、スリット光Ｊの７一クＭ１における散乱反射
光ＭＯが、第１図の対物レンズ３９ａおよび絞り３８ａ
の復路を戻り、ハーフミラ−３’７ａで反射され、さら
に偏光ビームスプリツタ４５ａ１結像レンズ４６ａ１部
分遮光板４７ａおよびコンデンサレンズ４８ａを経由し
て光電変換器４９ａに入射することにより得られる。な
お、この走査の際は、マークＭ１とＷｌとが極め−Ｃ近
接したり、あるいは走査方向に対する位置関係が逆転し
ている場合であっても、上述のように、ウェハ２上に照
射されるスリット光」は拡散したものとなっているため
、マークＷ１における散乱反射光の検出信号８２′は、
極めて低レベルかつブロードであり、これをマークＭ１
として誤検出するおそれは極めて少ない。この傾向は、
投影レンズ４の色収差が大きい程、すなわち露光光とＡ
Ａ光との波長差が大きい程顕著である。さらに、ここで
は、第１図の投影レンズ４内の１／４波長板の作用によ
り、ウェハ２上に照射されるスリット光Ｊを円偏光に変
化し、かつマークＷ１における散乱反射光を直線偏光（
Ｓ偏光）に変換して、偏光ビームスプリッタ４５ａで反
射させ、このマークＷ１の第２の光電検出系への侵入を
防止している。
この光電変換器４９ａの出力信号Ｓ１は、制御部５の波
形整形回路５１に入力し、ここで一定レベルでカットさ
れたクロスポイント位ｌをパルス幅として、第３図（ｄ
）に示すように矩形波状パルスＰ１に整形される。この
パルスＰ１による出力は、計数回路５２および演算回路
５４に送信され、計数回路５２ではこのパルス信号を制
御回路５５に送信する。
形整形回路５１に入力し、ここで一定レベルでカットさ
れたクロスポイント位ｌをパルス幅として、第３図（ｄ
）に示すように矩形波状パルスＰ１に整形される。この
パルスＰ１による出力は、計数回路５２および演算回路
５４に送信され、計数回路５２ではこのパルス信号を制
御回路５５に送信する。
１ｉ１Ｊ Ｗ４回路５５はこのパルス信号を・受信する
と、駆動回路５６に傾き・結像位置切換信号を発してＰ
ＬＺＴｌｇおよび２５に半波長電圧を印加させる。これ
により、ＰＬＺＴｌｇは、偏光ビームスプリッタ１７か
らのスリット状ビームし１ （Ｐ偏光）の偏光面を９
０°回転して５ｌｌｉ光として出射し、偏光ビームスプ
リッタ１９は、このＳ偏光を反射することによりビーム
し１の光路を切換え、反射ミラー２１を介してウェハ用
集光レンズ２２に出射する。従って、今度は、スリット
光Ｊがウェハ２上に結像される。
と、駆動回路５６に傾き・結像位置切換信号を発してＰ
ＬＺＴｌｇおよび２５に半波長電圧を印加させる。これ
により、ＰＬＺＴｌｇは、偏光ビームスプリッタ１７か
らのスリット状ビームし１ （Ｐ偏光）の偏光面を９
０°回転して５ｌｌｉ光として出射し、偏光ビームスプ
リッタ１９は、このＳ偏光を反射することによりビーム
し１の光路を切換え、反射ミラー２１を介してウェハ用
集光レンズ２２に出射する。従って、今度は、スリット
光Ｊがウェハ２上に結像される。
この状態においてスリット光Ｊが走査線Ａに沿ってさら
に右方向に走査されると、次に、アライメントマークＷ
１に対応する位置で散乱が生じる。
に右方向に走査されると、次に、アライメントマークＷ
１に対応する位置で散乱が生じる。
第３図（Ｃ）に示す出力信号Ｓ２は、スリット光」のマ
ークＷ１における散乱反射光ＭＷが、第１図の投影レン
ズ４、対物レンズ３９ａ、絞り３８ａ、ハーフミラ−３
７ａおよび中間レンズ３６ａの復路を戻り、偏光ビーム
スプリッタ３５ａで反射され、さらに結像レンズ４０ａ
、部分遮光板４１ａおよびコンデンサレンズ４２ａを経
由して光電変換器４３ａに入射することにより得られる
。なお、この場合、レチクル２上に照射されるスリット
光１はぼけて拡散しているため、レチクル２上のマーク
Ｍ１またはＭ２を誤って走査してもレチクル２からの直
接反射光ＭＤによる検出信号ＳＭ または８３’ は、
極めて低レベルかつブロードであり、これをマークＷ１
として誤検出するおそれは極めて少ない。
ークＷ１における散乱反射光ＭＷが、第１図の投影レン
ズ４、対物レンズ３９ａ、絞り３８ａ、ハーフミラ−３
７ａおよび中間レンズ３６ａの復路を戻り、偏光ビーム
スプリッタ３５ａで反射され、さらに結像レンズ４０ａ
、部分遮光板４１ａおよびコンデンサレンズ４２ａを経
由して光電変換器４３ａに入射することにより得られる
。なお、この場合、レチクル２上に照射されるスリット
光１はぼけて拡散しているため、レチクル２上のマーク
Ｍ１またはＭ２を誤って走査してもレチクル２からの直
接反射光ＭＤによる検出信号ＳＭ または８３’ は、
極めて低レベルかつブロードであり、これをマークＷ１
として誤検出するおそれは極めて少ない。
さらに、この直接反射光ＭＤはＰ偏光であるため、偏光
ビームスプリッタ３５ａを透過して第１の光電検出系へ
の侵入をほぼ完全に防止することができる。
ビームスプリッタ３５ａを透過して第１の光電検出系へ
の侵入をほぼ完全に防止することができる。
この光電変換器４３ａの出力信＠Ｓ２は、制御部５の波
形整形回路５１で第３図（ｄ）に示すように矩形波状パ
ルスＰ２に整形され、計数回路５２Ｉ３よび演算回路５
４に送信される。計数回路５２ではこのパルス信号を制
御回路５５に送信し、１ｉｌＪ御回路５５はこのパルス
信号を受信すると１駆動回路５６に傾き・結像位置切換
信号を発してｐｌｚ「１８および２５への印加電圧を零
にする。この状態は、上記マークＭ１を走査する際と同
一であり、これにより、スリット光Ｊがレチクル１上に
結像され、次の７一クＭ２が走査され、検出される。
形整形回路５１で第３図（ｄ）に示すように矩形波状パ
ルスＰ２に整形され、計数回路５２Ｉ３よび演算回路５
４に送信される。計数回路５２ではこのパルス信号を制
御回路５５に送信し、１ｉｌＪ御回路５５はこのパルス
信号を受信すると１駆動回路５６に傾き・結像位置切換
信号を発してｐｌｚ「１８および２５への印加電圧を零
にする。この状態は、上記マークＭ１を走査する際と同
一であり、これにより、スリット光Ｊがレチクル１上に
結像され、次の７一クＭ２が走査され、検出される。
上述において、スリット光Ｊは、アライメントマークＭ
ｌ 、Ｗｌ 、Ｍ２にほぼ重なることにより検出するの
で、従来の単なるスポット光よりもその検出感度は高く
検出精度は良好となる。また、レチクル１またはウェハ
２の平滑面で反射された非散乱光は部分遮光板４１ａま
たは４７ａの中央部に結像し、ここで遮光され光電変換
器４３ａに到達することはない。
ｌ 、Ｗｌ 、Ｍ２にほぼ重なることにより検出するの
で、従来の単なるスポット光よりもその検出感度は高く
検出精度は良好となる。また、レチクル１またはウェハ
２の平滑面で反射された非散乱光は部分遮光板４１ａま
たは４７ａの中央部に結像し、ここで遮光され光電変換
器４３ａに到達することはない。
このマークＭ２を走査すると、制御部５においては、制
御回路５５が駆動回路５６に傾き・結像位置切換信号を
発してＰＬＺＴｌｌおよび１８に半波長電圧を印加させ
る。これにより、ＰＬＺＴｌｌは、レーザ光源１０から
のＰ偏光の偏光面を９０°回転してＳ偏光として出射し
、偏光ビームスプリッタ１２は、このＳ偏光を反射する
ことによりレーザビームの光路を切換え、反射ミラー１
５を介して第２のシリンドリカルレンズ１６に出射する
。第２のシリンドリカルレンズ１６は、第１のシリンド
リカルレンズ１４に対して所定の角度で配置されている
ので、レチクル１およびウェハ２でのスリット光の傾き
は変り、レチクル１およびウェハ２の面上では第３図（
ａ）の１′に示すようにアライメントマークＭ３ 、Ｗ
２ 、Ｍ４と平行な傾き方向に切換えられる。また、こ
のときは、ＰＬＺＴ１８にも半波長電圧が印加されてい
るので、第２のシリンドリカルレンズ１６を経たＳｉＩ
光は、ＰＬＺＴ１８でＰ偏光に変換され、レチクル用集
光レンズ２０に偏光され、スリット光１′はレチクル１
上に結像される。
御回路５５が駆動回路５６に傾き・結像位置切換信号を
発してＰＬＺＴｌｌおよび１８に半波長電圧を印加させ
る。これにより、ＰＬＺＴｌｌは、レーザ光源１０から
のＰ偏光の偏光面を９０°回転してＳ偏光として出射し
、偏光ビームスプリッタ１２は、このＳ偏光を反射する
ことによりレーザビームの光路を切換え、反射ミラー１
５を介して第２のシリンドリカルレンズ１６に出射する
。第２のシリンドリカルレンズ１６は、第１のシリンド
リカルレンズ１４に対して所定の角度で配置されている
ので、レチクル１およびウェハ２でのスリット光の傾き
は変り、レチクル１およびウェハ２の面上では第３図（
ａ）の１′に示すようにアライメントマークＭ３ 、Ｗ
２ 、Ｍ４と平行な傾き方向に切換えられる。また、こ
のときは、ＰＬＺＴ１８にも半波長電圧が印加されてい
るので、第２のシリンドリカルレンズ１６を経たＳｉＩ
光は、ＰＬＺＴ１８でＰ偏光に変換され、レチクル用集
光レンズ２０に偏光され、スリット光１′はレチクル１
上に結像される。
また、Ｐ Ｌ Ｚ−７１１に半波長電圧を印加した状態
（オン）のままＰＬＺＴ１８をオフ、ＰＬＺＴ２５をオ
ンにすれば、レーザビームＬ２はウェハ用集光レンズ２
０に偏光され、スリット光Ｊ′はウェハ２上に結像され
る。次はさらに、Ｐ Ｌ Ｚ Ｔ １１をオンのまま、
ＰＬＺＴ１８をオン、ＰＬＺＴ２５をオフにしてスリッ
ト光１′をレチクル１上に結像させる。
（オン）のままＰＬＺＴ１８をオフ、ＰＬＺＴ２５をオ
ンにすれば、レーザビームＬ２はウェハ用集光レンズ２
０に偏光され、スリット光Ｊ′はウェハ２上に結像され
る。次はさらに、Ｐ Ｌ Ｚ Ｔ １１をオンのまま、
ＰＬＺＴ１８をオン、ＰＬＺＴ２５をオフにしてスリッ
ト光１′をレチクル１上に結像させる。
このように傾き切換後のスリット光Ｊ′の結像位置を順
次切換えながらアライメントマークＭ３゜Ｗ２ 、Ｍ４
を走査することにより、光電変換器４９ａｅよび４３ａ
からは第３図（ｂ）、ｔ５よび（Ｃ）に示す出力信号８
４．３５．３６が得られ、波形整形回路５１により第３
図（Ｃ）に示すパルスＰ４゜Ｐ５ 、Ｐ６が求められ、
＠１の７ライメントマ一ク群の検出が終了する。そして
、演算回路５４において先に検出したパルスｐＴ 、Ｐ
２ 、Ｐ３とともに必要に応じて演算処理される。
次切換えながらアライメントマークＭ３゜Ｗ２ 、Ｍ４
を走査することにより、光電変換器４９ａｅよび４３ａ
からは第３図（ｂ）、ｔ５よび（Ｃ）に示す出力信号８
４．３５．３６が得られ、波形整形回路５１により第３
図（Ｃ）に示すパルスＰ４゜Ｐ５ 、Ｐ６が求められ、
＠１の７ライメントマ一ク群の検出が終了する。そして
、演算回路５４において先に検出したパルスｐＴ 、Ｐ
２ 、Ｐ３とともに必要に応じて演算処理される。
レーザビームＬがさらに偏向走査されて、プリズム３３
の側面３３ｔｌに達すると、今度はビームしはプリズム
３３により右側に偏向され、反射ミラー３４ｂ、偏光ビ
ームスプリツタ３５ｂ１中間レンズ３６ｂ１ハーフミラ
−３１ｂ１絞り３８ｂ１対物レンズ３９ｂを経てレチク
ル１およびウェハ２の面上の第２の７ライメントマ一ク
群を先の説明と同様に検出することになる。
の側面３３ｔｌに達すると、今度はビームしはプリズム
３３により右側に偏向され、反射ミラー３４ｂ、偏光ビ
ームスプリツタ３５ｂ１中間レンズ３６ｂ１ハーフミラ
−３１ｂ１絞り３８ｂ１対物レンズ３９ｂを経てレチク
ル１およびウェハ２の面上の第２の７ライメントマ一ク
群を先の説明と同様に検出することになる。
なお、アライメントマーク検出に先立ってマーク位置を
模索する際は、１つのスリット光例えば前述のマーク１
１．Ｍ２を検出する際に用いたレチクル１上に結像する
ビームＬ１だけで走査すればよい。
模索する際は、１つのスリット光例えば前述のマーク１
１．Ｍ２を検出する際に用いたレチクル１上に結像する
ビームＬ１だけで走査すればよい。
［実施例の変形例Ｊ
なお、本発明は上述の実７７１ｇ４に限定されることな
く適宜変形して実施することができる。例えば、上述の
実ＩＭ＠においては、走査光としてスリット状のと−ム
を用いているが、従前のスポット状ビームを用いた場合
にも木兄圓は有効である。また、上述においては、露光
光として超高圧水銀灯の９線を、そしてＡＡ光として安
定なＨｅ−Ｎ ｅレーザまたはＨＩ３−Ｃｄレーザをと
いうように比較的近似した波長の露光光とＡＡ光を用い
る場合にも対応し得るように、原版と担体との間に１／
４波長板を配置することにより走査光による原版からの
直接反射光と担体からの反射光とのざらなる分離を図っ
ているが、例えば露光光としてエキシマレーザ、ＡＡ光
としてＨｅ−Ｎ ｅレーザを用いる場合のように、露光
光とＡＡ光との波長が大幅に異なる場合は、結像位置の
切換のみで上記分離は充分に行ない得る。従って、この
場合、１／４波長板および偏光ビームスプリッタ４５ａ
、 ４５ｂを省略し、さらには偏光ビームスプリッタ
３５ａ ＋’ ３５ｂをハ−フミラーで置き換えること
ができる。さらに、上述においては、電気的偏光面回転
素子と偏光ビームスプリッタとの組み合せによりレーザ
ビームを所望の光路に切換えるようにしているが、この
光路切換は音響光学素子（ＡＯ素子）により行なうよう
にしてもよい。さらに、上述においては、原版上の位置
合せマークを走査するときはこの原版上に走査ビームを
結像させるように切換えているが、特に縮小投影系にお
いては、走査ビームの結像位置を担体上に固定するよう
にしてもよい。この場合、原版上は常時ピンボケ状態の
ビームで走査することとなるが、原版上の位置精度は、
担体上では縮小倍率倍に縮小されるので、特に、露光光
とＡＡ光との色収差が比較的小さいときは充分な精度を
確保することができる。
く適宜変形して実施することができる。例えば、上述の
実ＩＭ＠においては、走査光としてスリット状のと−ム
を用いているが、従前のスポット状ビームを用いた場合
にも木兄圓は有効である。また、上述においては、露光
光として超高圧水銀灯の９線を、そしてＡＡ光として安
定なＨｅ−Ｎ ｅレーザまたはＨＩ３−Ｃｄレーザをと
いうように比較的近似した波長の露光光とＡＡ光を用い
る場合にも対応し得るように、原版と担体との間に１／
４波長板を配置することにより走査光による原版からの
直接反射光と担体からの反射光とのざらなる分離を図っ
ているが、例えば露光光としてエキシマレーザ、ＡＡ光
としてＨｅ−Ｎ ｅレーザを用いる場合のように、露光
光とＡＡ光との波長が大幅に異なる場合は、結像位置の
切換のみで上記分離は充分に行ない得る。従って、この
場合、１／４波長板および偏光ビームスプリッタ４５ａ
、 ４５ｂを省略し、さらには偏光ビームスプリッタ
３５ａ ＋’ ３５ｂをハ−フミラーで置き換えること
ができる。さらに、上述においては、電気的偏光面回転
素子と偏光ビームスプリッタとの組み合せによりレーザ
ビームを所望の光路に切換えるようにしているが、この
光路切換は音響光学素子（ＡＯ素子）により行なうよう
にしてもよい。さらに、上述においては、原版上の位置
合せマークを走査するときはこの原版上に走査ビームを
結像させるように切換えているが、特に縮小投影系にお
いては、走査ビームの結像位置を担体上に固定するよう
にしてもよい。この場合、原版上は常時ピンボケ状態の
ビームで走査することとなるが、原版上の位置精度は、
担体上では縮小倍率倍に縮小されるので、特に、露光光
とＡＡ光との色収差が比較的小さいときは充分な精度を
確保することができる。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、屈折投影光学系を
挟んで配置された原板および担体上の位置合せマークを
露光光と異なる波長の光ビームで走査し検出するに際し
、走査光を検出すべき位置合せマークが形成されている
側にのみ結像させるようにしているため、走査光をより
絞り込むことが可能となり、位置合せマークの検出精度
を向上させることができる。また、投影光学系の色収差
をむしろ積極的に利用することにより、特に原版上のマ
ークの直接反射光と担体を介しての反射光との干渉を防
止することができ、この面においても検出精度の向上を
図ることができる。さらに、上記結像位置の切換を電気
的に行なうようにすれば、マーク検出の前後にウェハ等
を移動する必要をなくすることができ、位ば整合の高速
化を図ることができる。
挟んで配置された原板および担体上の位置合せマークを
露光光と異なる波長の光ビームで走査し検出するに際し
、走査光を検出すべき位置合せマークが形成されている
側にのみ結像させるようにしているため、走査光をより
絞り込むことが可能となり、位置合せマークの検出精度
を向上させることができる。また、投影光学系の色収差
をむしろ積極的に利用することにより、特に原版上のマ
ークの直接反射光と担体を介しての反射光との干渉を防
止することができ、この面においても検出精度の向上を
図ることができる。さらに、上記結像位置の切換を電気
的に行なうようにすれば、マーク検出の前後にウェハ等
を移動する必要をなくすることができ、位ば整合の高速
化を図ることができる。
第１図は本発明の一実施例に係る位置合せ信号検出装置
の光学系構成図、第２図は第１図の装置の制御系のブロ
ック回路図、第３図は作動状態の説明図、ｊＩＪ図は従
来のアライメントマークの検出方法の説明図である。 １ニレチクル、２：ウェハ、４：投影レンズ、５：制御
部、１０：レーザ光源、１１．１８．２５：偏光面回転
素子、１２．１７．１９．２４：偏光ビームスプリッタ
、１４．１６＋シリンドリカルレンズ、２０ニレチクル
用集光レンズ、２２；ウェハ用集光レンズ、２７：回転
多面鏡、４３ａ 、 ４３ｂ 、 ４９ａ 。 ４９ｂ：光電変換器。
の光学系構成図、第２図は第１図の装置の制御系のブロ
ック回路図、第３図は作動状態の説明図、ｊＩＪ図は従
来のアライメントマークの検出方法の説明図である。 １ニレチクル、２：ウェハ、４：投影レンズ、５：制御
部、１０：レーザ光源、１１．１８．２５：偏光面回転
素子、１２．１７．１９．２４：偏光ビームスプリッタ
、１４．１６＋シリンドリカルレンズ、２０ニレチクル
用集光レンズ、２２；ウェハ用集光レンズ、２７：回転
多面鏡、４３ａ 、 ４３ｂ 、 ４９ａ 。 ４９ｂ：光電変換器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、原版上に形成された位置合せマークと担体上に形成
された位置合せマークとを露光光に対しほぼ最良結像状
態の投影レンズを介して露光光と異なる波長の光ビーム
で走査し、これらの原版と担体との相対位置を検出して
位置合せした後、原版上のパターン像を担体上に投影し
露光する投影露光装置であって、上記走査のための光ビ
ームを照射する照明系が、該光ビームの結像位置を上記
原版上の位置合せマークを検出するときは該原版上に、
かつ上記担体上の位置合せマークを検出するときは該担
体上に切換える二重焦点光学系を具備することを特徴と
する投影露光装置。 ２、前記二重焦点光学系が、前記光ビームをそれぞれ上
記原版および担体上に合焦させる第１および第２の光学
系と、該光ビームを上記第１および第２の光学系のいず
れかへ択一的に偏光する光路切換手段とを具備する特許
請求の範囲第１項記載の投影露光装置。 ３、前記光路切換を、音響光学素子により行なう特許請
求の範囲第２項記載の投影露光装置。 ４、前記光ビームが偏光ビームであり、前記光路切換手
段が、該偏光ビームの偏光面を電気光学的に回転させる
偏光間回転素子と、該偏光間回転素子に与える電気量を
制御して偏光方向の異なる２種類の偏光ビームを切換え
出力させる制御手段と、該偏光間回転素子から出力され
る偏光ビームの一方を透過し他方を反射して前記第１お
よび第２の光学系に偏光する第１の偏光ビームスプリッ
タと、前記第１および第２の光学系を通過した２種類の
偏光ビームの一方を透過し他方を反射することにより同
一方向に出力する第２の偏光ビームスプリッタとを具備
する特許請求の範囲第２項記載の投影露光装置。 ５、前記光ビームがスポット状ビームである特許請求の
範囲第１〜４項のいずれか１つに記載の投影露光装置。 ６、前記光ビームは、傾きが検出すべき前記位置合せマ
ークの傾き方向と合致するように切換えられるスリット
状ビームである特許請求の範囲第１〜４項のいずれか１
つに記載の投影露光装置。 ７、前記スリット状ビームを発生する手段が、偏光発生
手段と、該偏光発生手段から出力される偏光の偏光面を
電気光学的に回転させる第２の偏光面回転素子と、該偏
光面回転素子に与える電気量を制御して偏光方向の異な
る２種類の偏光を切換え出力させる第２の制御手段と、
該第２の偏光面回転素子から出力される偏光の一方を透
過し他方を反射して別々の光路に導く第３の偏光ビーム
スプリッタと、各光路に導入された偏光をそれぞれ前記
マークの傾き方向のそれぞれに相当する傾きのスリット
状に集光する集光手段と、各集光手段から出力されるス
リット状の光を偏光方向に応じて一方を透過し他方を反
射することにより同一方向に出力する第４の偏光ビーム
スプリッタとを具備する特許請求の範囲第６項記載の投
影露光装置。 ８、前記偏光面回転素子が、印加される電圧に応じて入
射光の偏光面を回転させる電気光学セラミックスである
特許請求の範囲第６または７項記載の投影露光装置。 ９、原版上に形成された位置合せマークと担体上に形成
された位置合せマークとを露光光に対しほぼ最良結像状
態の投影レンズを介して露光光と異なる波長の光ビーム
で走査し、これらの原版と担体との相対位置を検出して
位置合せした後、原版上のパターン造を担体上に投影し
露光する投影露光装置であつて、上記走査のための光ビ
ームを照射する照明系が、該光ビームを、上記原版上の
結像状態に関わりなく、上記担体上に結像させるもので
あることを特徴とする投影露光装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59255588A JPS61134021A (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | 投影露光装置 |
| US07/319,820 US4937459A (en) | 1984-11-16 | 1989-03-06 | Alignment signal detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59255588A JPS61134021A (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | 投影露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61134021A true JPS61134021A (ja) | 1986-06-21 |
| JPH0479128B2 JPH0479128B2 (ja) | 1992-12-15 |
Family
ID=17280805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59255588A Granted JPS61134021A (ja) | 1984-11-16 | 1984-12-05 | 投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61134021A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63107139A (ja) * | 1986-10-24 | 1988-05-12 | Nikon Corp | 感光基板のアライメント方法 |
| US4880310A (en) * | 1986-07-28 | 1989-11-14 | Nikon Corporation | Optical device for alignment in a projection exposure apparatus |
| JP2016539356A (ja) * | 2013-10-09 | 2016-12-15 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 偏光非依存干渉計 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8094784B2 (en) | 2003-04-25 | 2012-01-10 | Rapiscan Systems, Inc. | X-ray sources |
| GB0525593D0 (en) | 2005-12-16 | 2006-01-25 | Cxr Ltd | X-ray tomography inspection systems |
| GB0803644D0 (en) | 2008-02-28 | 2008-04-02 | Rapiscan Security Products Inc | Scanning systems |
-
1984
- 1984-12-05 JP JP59255588A patent/JPS61134021A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4880310A (en) * | 1986-07-28 | 1989-11-14 | Nikon Corporation | Optical device for alignment in a projection exposure apparatus |
| JPS63107139A (ja) * | 1986-10-24 | 1988-05-12 | Nikon Corp | 感光基板のアライメント方法 |
| JP2016539356A (ja) * | 2013-10-09 | 2016-12-15 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 偏光非依存干渉計 |
| US9927726B2 (en) | 2013-10-09 | 2018-03-27 | Asml Netherlands B.V. | Polarization independent interferometer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0479128B2 (ja) | 1992-12-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |