JPS6242422A - 投影光学装置 - 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】 （発明の技術分野） 本発明はマスクに形成されたバター／の１３！全投影光
学系により感光基板上に投影露光する装置。

例えばステップ・アンド命リピート方式の露光装置に関
する。

（発明の背景） 近年、超ＬＳＩ等の半導体素子の製造に、縮小投影型露
光装置、所謂ステッパーが多数使われるよりになってき
友。ステッパーは１回路パター７等の描れたレチクル全
装置の嘴定位置に正確にセットし、感光基板としての半
導体ウニノ・全載置するステージｋｘｙ万同に一定量だ
けステッピングさせては回路バター／の投影露光を行な
うことを繰り返すものである。この場合、投影光学系と
しての投影し／ズによる露光家が、ウェハ上の所定の位
置に精密に位置合わせ（アライメント）される必要がお
る。このアライメントの方式としてオフやアクシスｅア
ライメント法が知られている。

オフ・アクシス・アライメント法とは、投影レンズとは
異なる位置に別設したウニノ）アライメント用の顕微ｉ
ｔ用いて、ウェハ上のアライメントマーク金検出し、ウ
ェハ金その顕微鏡に位置合わせした後、その位置を基準
として一定量だけウェハ（ステージ）を移動させて投影
し／ズの下に送す込み、そこでステーノブφア７ド・リ
ピート方式の露光を行なうものである。この場合、ウェ
ハ上の任意の点とレチクル上の基準点の投影位置との間
の距離？正確に求めておかないと、精度の高い重ね合わ
せ露光が行なえない。その距離全正確に求めるためには
、オフ・アクシス方式の顕微鏡の光軸位置と、レチクル
上の基準点（アライメントマーク等）の位置全検出する
ための観察系、所謂レチクルアライメント用の顕微鏡の
光軸位置との間の距離（以下ベースライン測定値と呼ぶ
）が正しく測定されていることが前提となる。ベースラ
イン測定は、ステージ上に設けられ九基準マークを用い
、オフ・アクシス方式のウェハアライメント顕微鏡がそ
の基準マーク全検出したときのステージの位置と、レチ
クルアライメント顕微鏡が投影レンズを介して基準マー
ク全検出したときのステージの位置と金、ステージ位置
計測用のレーザ光子 波干渉副長器（以下、レー？）計と呼ぶ）を使って計測
することによって行なわれる。

一般にレチクルアライメント顕微鏡は、ウェハへの露光
動作に先立ってレチクル全アライメントする際に使われ
るものであり、露光用の照明光をレチクル全面に照射し
、レチクルの周辺付近に設けられ九基準点としてのレチ
クルアライメントマークの１象を観察するものである。

このレチクルアライメント時には、ステージ上にウニノ
Ｓを載置することが禁止されている。このように、レチ
クルアライメント時に、レチクル全面に露光用の照明ｆ
１照射する形式のものにおいては、上述のベースライン
測定時にも同様に照明光が投影し／ズ金介してステージ
上の基準マークを照射し、基準マークの像を再び投影レ
ンズを介してレチクルアライメント顕微鏡で観察するこ
とになる。

ところでこの種の投影レンズは、露光用の照明光が入射
することによって、七の光の−ｓｌ”熱として吸収し、
焦点位置や結１象倍率などの結１象特性が変化する。こ
のためベースライン測定時又はレチクルアライメント時
に、投影レンズに露光用の照明光を多量に入射させた状
態では、計測したベースライン測定値の精度又はレチク
ルアライメント精度が悪化してし１うといった欠点があ
っｔｏ（発明の目的） 本発明はこれら欠点を解決し、ベースライン測定値の精
度、レチクルアライメント精度を高めることにより、露
光すべき投影像の感光基板上でのアライメント精度、あ
るいは重ね合わせ露光におけるアライメント精度等を良
好にした投影光手製［ｋ　？Ｇることを目的とする。

（発明の概要） 本発明は、マスク（レチクル）のほぼ全面全一様に照明
し得る照明手段と、投影レンズ等の投影光学系と、照明
手段によるマスクの照明に工っで、マスクに設けられ友
位置合わせ（アライメント）用のパターン、あるいは投
影光学系を介して結像面に位置する物体のアライメント
用のパターン全光学的に検出する検出光学系（本発明の
実施例におけるレチクル拳アライメント顕微鏡）とｋｍ
えた装置において、その検出光学系の検出動作（バター
／の観察、又は光電検出）に影響全厚えない程度に投影
光学系に入射する照明光のＭｋ低下（光強度の一様な低
下、又は入射面積の低下）させる減光手段（シャッター
、又は照明視野絞り）を設けることを技術的要点として
いる。

（実施例） 第１図は本発明の実施例による縮小投影型露光ダイクロ
イックミラー３で反射された後、４枚の羽根’ｌするロ
ータリーシャッターに至る。シャッター４を通過した光
束はフライアイ・レンズ等？含むオプチカル・インテグ
レータ５に入射し、多数の２次光源像全形成する。オプ
チカル・インテグレータ５から射出し九九は、ダイクロ
イックミラー６で反射され、ダイ／・コンデンサレンズ
７に入射する。コンデノサレンズ７の下方には４枚の独
立可動のブレードを有する照明視野絞りとしてのレチク
ルブラインド８が設けられている。

コンデンサレンズ７からの光は、マスクとしてのレチク
ル１２を均一な光強度で一様に照明する。

コンデンサレンズ７とレチクルブラインド８との間には
、レチクル１２を装置本体に対して位置合わせするため
の検出光学系としてのレチクルアライメ／ト頒微鏡（以
下Ｒ−ＭｉＣと呼ぶ）９が設けられている。第１図では
Ｒ−ＭｉＣ９Ｌか示していないが、実際にはレチクル１
２の、τ方向とそｎに直交するＸ方向との２次元的な位
置ずれ？、Ｖチクル１２の十字状マークを検出して求め
る之めの顕微鏡凡Ｚ　’／　Ｍ　ｉ　Ｃ９ａと、十字状
マークとは異なる位置に設けられた線状のマーク全検出
して、レチクル１２０回転方向の位置ずれ全求めるため
の顕微鏡几θ−Ｍｉｃ９ｂとの２本が用意されている。

さて、レチクル１２に描かれた回路パター７等の１象は
、縮小投影し／ズ２１によって所足の結像面内に形成さ
れる。結１象而内に位置するウニノ・１６はＺ、Ｘ方向
に２次元＃動するステージ１７上に保持さｎ、ステージ
１７はモータ１９に二って゛駆動される。そしてステー
ジ１７の座標位置は、レーザ干渉計１８に工って常に計
測されている。このステージ１７上には各種アライメン
ト顕微鏡間のベースラインを計画するときに使われる基
準マークＦ　Ｍ’ｔ　１ｌｉａｌえ几マーク板１５が固
定されていムマーク板１５はガラス基板の表面にクロム
等の光反射性の層を杉成し、その層の一部分をエツチン
グして基準マークＦＭ’ｅ設は九ものである。このマー
ク板１５の表面はベースライン測定時には、投影レンズ
２１の結像面と一致するように高さ方向の調整が行なわ
れる。

さらに本実施例の装置には、レチクル１２上に設けられ
友ダイ・パイ・ダイ・アライメント用のマークと、ウェ
ハ１６上に設けられたダイ・パイ・ダイ−アライメント
用のマークの投影し／ズ２１による逆投影像（拡大像）
とを重ね合わせて観察する几めのステップ拳アライメ／
ト顕微戊（以下５−ＭｌＣと呼ぷ）１１が、レチクル１
２の直上の露元元路内に進退可能に配置さｎている。３
−Ｍ　１ｃ１１は第１因では１つじρ為示していないが
、レチクル１２上の異なる２ケ所に設けられた２方向用
のステップ・マークとＸ方向用のステップ・マークの夫
々全別々に検出するように、顕微鏡Ｓｘ−Ｍｉｃｌｌａ
と顕微鏡Ｓ　ｙ　−Ｍｉ　ｃｌ　ｌ　ｂとの２本が設け
られている。またレチクル１２の下方から投影レンズ２
１内にレーザ光束２９を入射することによって、投影レ
ンズ２１の結像面内に７−ト状のスポット光を形成する
とともに、そのスボ・ソト′光がウニｌイ・１６上のマ
ークを照射し定ときに発生する光情報（回折光、散乱光
等）を投影し／ズ２１を介して受光し、ウェハ１６の位
ｒｔｔ−検出するレーザ・ステップ・アライメント系（
以下ＬＳと呼ぶ）３５が設けられている。このＬＳ系３
５も、実際にはＸ方向に伸び之スポット光全発生し、ウ
ェハ１６のＸ方向の位置全検出するＹ−ＬＳ系３５ａと
、Ｘ方向に伸びたスポット光を発生し、ウェハ１６のＸ
方向の位＠、全検出するＸ−ＬＳ糸３５ｂとの２組で構
成される。このＬＳ系３５のレーザ光束２９はウェハ１
６に塗布されｔフォトレジスト全感光させないような波
長に定められている。

さて、投影レンズ２１０周辺にはオフ・アクシス方式の
ウェハアライメントの九めに、３本のウェハ・アライメ
ント顕微鏡（以下ｗ−Ｍｔｃと呼ぶ）１３ａ、１３ｂ、
１３ｃが所定の間隔で設けられている。ただし第１図で
はｗ−Ｍｉｃ１３ｃは図示していない。この３本のＷ−
Ｍｌｃｌ３　ａ、１３ｂ。

１３Ｃの配置については、詳しくは特開昭５６−１０２
８２３号公報に開示されているので、ここでは説明全省
略する。

上記Ｒ−Ｍｉｃ９　ａ、　９　ｂ、　５−Ｍｌｃｌ　ｌ
　ａ、１１ｂ。

ＬＳ系３５、及びＷ−Ｍｉｃｌ　３　ａ、　１３　ｂ、
　１３ｃのアライメントセンサーはともに、夫々が検出
し友マークに応じた光電信号を出力するための光電素子
を備えており一それら光電信号は制御ユニット２０に入
力する。ユニット２０は、各アライメントセンサーが検
出し友マークの位置ずれを検出し、その位置ずれが補正
される工うに、おるいは所定位置にステージ７を位置決
めするようにモータ１９等を制御する。−！友ユニット
２０はシャッター４の開閉を制御するとともに、レーザ
干渉計り １８からの座標位置情報會人ヵする。

さて第２図は上記各アライメントセンサーの結像面上で
の配置とレチクル１２の投影像との関係を模式的に示す
平面図である。第２図に３・いて、破線で示し九円形の
領域は投影レンズ２１のイメージフィールドエｆであり
、それとほぼ同じ大きさの正方形の領域はレチクル１２
の外形である。

レチクル１２のパターン領域ＰＡはイメージフィールド
Ｉｆ内に納まるような寸法に決められている。イメージ
フィールドエｆの中心、すなわち投影し／ズ２１の光軸
全原点ＣＣとする工うに座標系ｘｙｋ定めると、　ＲＪ
　ｙ＝、Ｍｉ　ｃ９　ａの検出中心９０３はＸ軸上に位
置し、Ｒθ−Ｍｉｃ９ｂの検出中心９０ｂはｙ軸上に位
置する。検出中心９０ａ。

はレチクル１２上の十字状マークを挾み込むような、Ｒ
ｘｙ−ＭｉＣ９ａ内の指標マークの２次元的な中心で、
１、検出中心９０ｂはレチクル１２上のＸ方向に伸び丸
線状マークを挟み込む呵うな、Ｒθ−ＭｉｃＱｂ内の指
標マークの中心である。ただしＲθ−Ｍｉｃｑｂ内には
検出中心９０ｂをＸ方向に微小量だけ変位させて、検出
中心９０ａとのＸ方向の間隔Ｙ予調整するための光軸補
正機構が組み込まれている。また、Ｒθ−Ｍｉｃ９ｂの
原点ＣＣを挟んだ反対側にはＳｓ　　Ｍｉｃ　１１　ａ
がｙ軸上に位置し、Ｒｒｘｙ−ＭｉＣ９ａの原点ＣＣｔ
−挟んだ反対側にはＳｙ−ＭｉｃｌｌｂがＸ軸上に位置
している。さらに、イメージフィールドＩｆ内で、かつ
パターン領域ＰＡの外側のＸ軸上には、Ｙ−Ｉ、Ｓ系３
５ａＫよるシート状のスポット光ＳＰｙがＸ方向に細長
く伸びて位置し、同様に、パターン領域ＰＡの外側（７
）ｙ軸上［ｔ−ｊ：Ｘ−ＬＳ系３５ｂＫ！るスポット光
ＳＰｘがＸ方向に細長く伸びて位置している。そしてｗ
−Ｍｉｃ１３ａはウェハ１６上、又はマーク板１５上の
Ｘ方向に伸びたマークのＸ方向の位置全検出する几めの
検出中心１３ｏｙｔ−有し、この中心１３０ｙは検出中
心９０ａからＸ方向にＷｙだけ離れ友ｙ軸上に位置して
いる。同様に、Ｗ−Ｍｉｃ１３ｂはｙ１同に伸びたマー
クのＸ方向の位１１検出するための検出中心１３０．２
？’に！し、この中心１３０：ｃは検出中心９０ａから
Ｘ方向にＷ、ｃだけ離れｔｘ細軸上位置している。

まｍＷ−Ｍｉｃ１３ｃはｗ−Ｍｉｃ１３ａと同様に機能
する検出中心１３０θを有し、ｗ−Ｍｉｃ１３ａと共同
して、ウェハ１６上の離れた２ケ所のマーク金同時に観
察して、ウェハ１６０回転誤差全検出するも、のである
。ところでステージ１７上のマーク板１５０表面には、
第２図に示すような十字状の基準マークＦＭが設けられ
るが、Ｘ方向に伸び九線状マークｔＦＭｘ、ｘ方向に伸
びた線状マークｔＦＭｙとする。この基準マークＦ’Ｍ
は、各アライメントセンサーの検出中心９０ａ、９０ｂ
。

１３０ｙ、１３０．ｒ、１３０θとスポット光ＳＰ、２
＝。

ｓｐｙ、及び５５−ＭｌＣ１１ａ、Ｓｙ−ＭｉＣｌｌｂ
によってともに検出され得るものであり、ベースライ／
測定時には各アライメントセンサーで検出されるように
動き回わる。

第３図は上記の装置におけるレチクルアライメント顕微
鏡Ｒ１−Ｍ　ｉ　Ｃ９の具体的な構成を示す光学配置図
でおる。Ｒ−Ｍｉｃ９の先端にはプリズムブロックＧ・
が設けられ、コンデンサレンズ７からの照明光ＬＢは、
このプリズムプロ・７りＧ、ｔ−透過して、レチクル１
２に照明する。レチクル１２のノくターフ面ＰＴ上のマ
ークからの党は、プリズムブロックＧ・の斜面ｇで反射
した後、第１対物レンズＧ、に入射して平行光となシ、
第２対物レンズ缶によって所定の結像面ＦＰに収束し、
マークの拡大像が形成される。結像面ＦＰＫは、第２図
中に示しｆｃ、ような検出中心９０ａ又１ｄ９０　ｂｔ
ｌ−表わす指標マーク金持ったガラス板が配置され、さ
らにその後方には、不図示ではあるが指標マークとレチ
クル１２上のマーク等を重ね合わせて観察する友めの接
眼部（テレビカメラ）や、指標マークとレチクルマーク
等とのずれを光電的に検出する光電素子等が設けられて
いる。尚第３図において、一点鎖線１＋ｎ’ｆ３ａ−Ｍ
ｉｃ　９の光軸を表わし、実線ムは主光線ヲ表わす。主
光線１．は投影し／ズ２１の入射瞳の中心を通る工うに
定められている。このＲ−Ｍｉｃ９はレチクル１２のパ
ターン面ＦＴに合焦する工うに構成されている。この几
め、投影し／ズ２１の結像面内に基準マークＦＭが位置
すると、その像は投影レンズ２１ｆｔ介してバター／面
ＰＴ上に結像されることになり、結局Ｒ−ＭｉＣ９の結
像面ＦＰ上に基準マークＦＭの像が合焦して形成される
。また第３図に示しｔ系は、Ｒｘｙ−Ｍｉｃ９ａに関し
ては装置に対して光軸が固定されているが、Ｒθ−Ｍｉ
ｃ９ｂに関しては前述のような光軸補正機構が組み込ま
れている。

次に本実施例のベースライン測定の一連の流れを説明す
る。本実施例では、レチクルアライメント顕微鏡の使用
時における減光手段としてシャッター４を用いるものと
する。第１図〜第３図に示した装置では、ベースライン
測定値の管理は、第２図に示しｆｌ−Ｒ，ｘ　ｙ　−Ｍ
　ｉ　ｃ　９　ａの検出中心９０ａが基準となる。まず
レチクル１２を装置にセットする。このとき、レチクル
１２上のレチクルアライメ／ト用の十字状マークＲＭが
第４図に示すＬうにＲｒｙ　　Ｍｉ　ｃ　９　ａの検出
中心９０ａｉｆｉわす指標マークから所定方向にはずれ
るように位置決めする。次にレチクルブラインド８の４
枚のブレードを、第３図に示すようにほぼ全開にしてＲ
，ｚｙ−Ｍｉｃ９ａ、Ｒθ−Ｍｉｃ９ｂがともにレチク
ルアライメントマーク全観察できるようにする。そして
、第５図に示すように、シャッター４を半開にする。従
来では、このシャッター４ｔ−全開して。

照明光束ＬＢ’ｆｆｉ全て通過させ、レチクル２１のほ
ぼ全面に露光時と同等の光量？与えていた。しかしなが
ら本実施例ではシャ・ツタ−４全半開して、照明光束Ｌ
「の一部を通過させ、残り？遮光するようにしたので、
レチクル２１ｆｔ照明する光量、すなわち投影し／ズ２
１に入射する光量は、露光時の光量とくらべて格段に低
くなる。ここでシャッター４の半開とは、必らずしも照
明光束ＬＢ’の半分が通過するという意味に限定される
ものではない。レチクル１２を照明する光量（強度）全
ど　８こまで低下させることができるかは、Ｒ−Ｍｉｃ
９内の光電素子の感度による。すなわちマーク検出時に
光電信号の信号対雑音（Ｓ／Ｎ）比が、必要なだけ得ら
れる範囲内で照明光強度を低下させるように、シャッタ
ー４の回転角度位置全決定する。

次に、ステージ１７を移動させて、第４図のように基準
マークＦＭがＲｘｙ　　Ｍｉｃ　９　ａの検出中心９０
ａと一致するように位置決めを行なう。制御ユニー／ト
２０は、このときのステージ１７の座標値（Ｘ・、Ｙ・
）ｆｔレーザ干渉計１８から読み込み記憶する。この座
標値（Ｘ、、Ｙ・）がステージ１７の移動平面（ｚｙ座
標系）内におけるＲｘｙ−ＭｉＣ９ａ（中心９０ａ）の
投影位置である。尚、この（！：＠Ｒｇｙ　　Ｍｉｃ　
９　ａはレチクル１２の透明部を介して基準マークＦＭ
の投影し／ズ１２による逆投影像金検出している。これ
はｌ（、−Ｍｉｃ９がレチクル１２の裏面のパター／面
ＰＴに合焦するように構成されているからである。

次に制御ユニット２０はステージ１７を移動させて、基
準マークＦＭｔ−Ｒθ−ＭｉＣ９ｂの検出中心９０ｂが
、設計上位置するべき位置に配置する。

これはレーザ干渉計１８が読み取る座標値のみに基づい
て、モータ１９金制御することによって行なわれる。こ
のときの基準マークＦＭの位ａは、先の座標値（Ｘ・、
Ｙ・）に対して、第２図に示した工うに、検出中、６９
ｏｂと検出中心９０ａとの設計上の間隔（Ｘ、　、Ｙ、
　）’に加え友ものであり、座標値（Ｘ・＋Ｘ、　、Ｙ
、　十Ｙ、　）である。基準マークＦＭが位置決めされ
ると、Ｒθ−Ｍｉｃ９ｂの検出中心９０ｂと基準マーク
ＦＭのＸ方向に伸びた線状マークＦＭｙとがｙ方向で一
致するように、前述の光軸補正機構全調整する。これに
よって２本のレチクルアライメント顕微鏡はステージ１
７の座標系に関して正確にアライメントされたことにな
る。

次に、上記几ｘｙ−ＭｉＣ９ａの検出中心９０ａとレチ
クル１２のマークＲＭとが一致し、Ｒθ−Ｍｉｃ９ｂの
検出中心９０ｂと、もう１つのレチクルマークとが一致
するように、レチクル１２を微動して位置決め（レチク
ルアライメント）ヲ行なう。このとき具体的ｖｃはマー
ク板１５の基準マークＦＭのない反射面が、Ｒｘｙ　　
ＭＩＣ９ａの視野内にくる二うにステージ１７金位置決
めした状態で、十字状マークＲ，Ｍが検出中心９０ａに
一致する工うに、レチクル１２のＸ方向とｙ方向との位
置ｔ−調整する。その後、マーク板１５０反射面がＲθ
−Ｍｉｃ９ｂの視野内にくる工うにステージ１７を位置
決めした状態で、線状マークか検出中心９０ｂに一致す
るＬうに、マークＲＭｔはぼ中心としてレチクル１２を
微小回転させる。以上の動作によって、レチクル１２も
ステージ１７の座標系に関して正確にアライメントされ
几ことになる。

このレチクルアライメントが終了し友時点で。

シャッター４は照明光束ＬＢ”を遮断する。シャッター
４が閉じるまでの間、照明光はレチクル１２を介して投
影し／ズ２１に入射し続けることになるが、シャッター
４全半開きにしたため、その入射エネルギー自体は格段
に低く、投影し／ズ２１の結像特性（焦点位置、投影倍
率等）の変動は十分に小さく押えられる。結像特注に変
動が生じると、以後に述べる各種ベースライン測定時に
誤差が生じることになる。

次にステ・ツブｅアライメ／ト顕微％Ｓｘ−Ｍｉｃ１１
　ａ、Ｓｙ−Ｍｉｃ　１　ｌ　ｂノ投影位置？基準マー
クＦＭ？用いて検出する。このとき、レチクル１２はす
でに正確にアライメントされているので、５ｇ−Ｍｌｃ
　　ｌ　ｌ　ａの視野内には、第６図に示すように、レ
チクル１２のパターン領域ＰＡの周辺に設けられ友ステ
ップ・マーク８ｘＭが観察可能に位置する。ステップ・
マークＳｘＭは透明な矩形の窓状に形成されている。設
計上ステップマークＳｘＭの投影位置は予めわかってい
るので、制御ユニット２０はステージ１７を移動させて
、第６図の工うに窓の中心に基準マークＦＭのｙ方向に
伸びた線状マークＦＭｘが挟み込まれるように位置決め
を行なう。具体的には、ステップ−マークＳｘＭの窓内
に線状マークＦＭｘが位置した状態で、Ｓｓ　　ＭｉＣ
１１ａＰ’３の光！素子からの光電信号に基づいて、線
状マークＦＭｘの窓内でのＸ方向の位置ずれｌｘｒ＋Δ
ｘ雪ヲ検出し雪庇検出シ分けの中心、すなわちΔｘ１＝
ΔＸ、となるようにステージ１７ｉｘ方向に微動させる
ことに工って位置了 決めが完すする。制御ユニット２０はこのときのステー
ジ１７のＸ方向の位置Ｘ、をレーザ干渉計１８から読み
込み、記憶する。同様に８３’Ｍｉｅ１１ｔｌ用いて、
レチクル１２上のステップマークＳｙＭ　（不図示）と
基準マークＦＭのＸ方向に伸び定線状マークＦＭｙ　と
をアライメントレ、七のときのステージ１７のｙ方向の
位ｔ　Ｙｓｋ検出する。これにぶって、ステ・１ブ・ア
ライメント顕微鏡５５−Ｍ１ｃｌｌａのベースライン測
定値ＳＸは５ｘ＝ｘ、−ｘ、とじて計測され、Ｓｙ−Ｍ
ｉｃｌｌｂのペースライ／測定値ＳＹは５Ｙ＝Ｙ、−Ｙ
ｏ　として計測され友ことになる。尚、Δｘｌ＝ΔＸ、
になるようにマークＦ　Ｍ　ｘ　ｋ追い込まなくても、
ステップ・マーク８ｘＭの中心位置は求めることができ
る。

次にレーザーステップ・アライメント系、Ｙ　−ＬＳ系
３５ａ、Ｘ−Ｌ、Ｓ系３５　ｂ（ＤＧススポット光Ｐｙ
、８Ｐｚの投影位ｍ全基準マークＦＭ金用いて検出する
。まず第７図に示すように、スポット光ＳＰｘと基準マ
ークＦＭの線状マークＦＭｘとが平行に整列するように
ステージ１７を位置決めした後、基準マークＦＭを矢印
のようにＸ方向に移動させる。Ｘ−ＬＳ系３５ｂはスポ
ット光８Ｐｘが線状マークＦ　Ｍ　ｘからの光情報全光
電変換し、制御ユニット２０はその光電信号に基づいて
、スポット光ＳＰｘ　　とマークＦＭｓｃ　　とが一致
しｔときのステージ１７のＸ方向の位ｍｘ、’ｉ検出し
て記憶する。同様に制御ユニット２０は、基準マークＦ
Ｍｖ線状マークＩ”　Ｍ　３１　’ｋ　、ｙ方向に走ら
せて、スポット光ＳＰｙとマークＦＭｙとが一致し友と
きのステージ１７のｙ方向の位置Ｙ、に検出し記憶する
。

これによってレーザーステップ・アライメント系、Ｙ−
ＬＳ系３５ａのベースライン測定値ＬＳＹはＬＳＹ＝Ｙ
、−Ｙ、として計測され、Ｘ−ＬＳ系３５ｂのベースラ
イン測定値ＬＳＸはＬＳＸ＝Ｘ。

−Ｘ−として計測されたことになる。

そして最後に、ウェハアライメント顕微ｍｗ−Ｍｉｃ１
３ａ、１３ｂの投影位置を基準マークＦＭｔ−用いて検
出する。まず制御ユニット２０は、基準マークＦＭの線
状マークＦＭｙ金Ｗ−ＭｉＣ１３ａの検出中心１３０ｙ
と一致させる工うにステージ１７を位置決めし、そのと
きのステージ１７のｙ方向の位置Ｙ、　　’（ｒ検出し
て記憶する。次に制御ユニット２０は線状マークＦＭｘ
をＷ　−Ｍ　ｉ　ｃ１３ｂの検出中心１３０Ｊｃと一致
させるようにステージ１７を位置決めし、そのときのス
テー−７１７のＸ方向の位ｆＩｔＸｌｔ−検出して記憶
する。こＷｔｌｃ！ってウェハアライメント顕微ｆｉｔ
！Ｗ−Ｍｉ　Ｃ１３ａのベースライン測定値ＷｙはＷｙ
＝Ｙｓ　　’１’＊　　として計ｆｉ１１され、Ｗ−Ｍ
ｉｃｉａｂのベースライン測定値ＷｘはＷｘ＝Ｘ−Ｘ・
として計測されたことになる。

以上のようにして計測された各種ベースライン測定（１
！（ＳＸ、ＳＹ）％（ＬＳＩ、ＬＳＹ）、（Ｗｘ、Ｗｙ
）に基づいて、ステップ自アンド参すピート万式による
ウェハ１６の位置決め及び露光が行なわれる。

この工うに本実施例にぶれば、レチクルアライメント顕
微鏡を用いる際に、シャッター４を半開きにして、投影
レンズ２１に入射するエネルギー金低下させたため、レ
チクルアライメント後の各種ベースライ／測定時に、投
影レンズ２１を介在とするアライメント系（検出光学系
）の検出中心の投影点の位置がｘｙ方向に変動する量が
極めて小さくなり、この結果ステップ・ア／ドｅリピー
ト方式によるウェハ１６の位置決めｒｔ度、及び重ね合
わせ露光の精度が向上するといった効果が得られる。

次に本発明の第２の実施例を第８図を用りて説明する。

本実施例ではレチクルアライメント顕微鏡を使用する際
の照明光の減光手段として、レチクルブラインド８を用
いる。ブラインド８は第８図に示すように４枚の矩形状
のブレードｇ　ａ　、８ｂ。

８ｃ、８ｄから成り、ブレード８ａ、８ｂはｙ方向に直
線移動可能であり、ブレード８Ｃ１８ｄはＸ方向に直線
移動可能である。第８図に示すように、レチクルアライ
メント顕微鏡孔ｒｙＭｉｃ９ａ。

Ｒθ−Ｍｉｃ９ｂを使用する際は、Ｒθ−ＭｉＣ９ｂ側
に位置するブレード８ａはほぼ全開にされ、几θ−Ｍｉ
ｃ９ｂの反対側に位置するブレード８ｂは几ｘｙ−Ｍｊ
Ｃ９ａの視野を遮断しない位置まで繰シ出され、　Ｒｒ
ｘｙ−Ｍｔ　ｃ　９　ａ側に位置するブレード８ｄはほ
ぼ全開にされ、そしてＩ（、ｒｙＭｉＣ９ａの反対側に
位置するブレード８ＣはＲθ−ＭｉＣ９ｂの視野全遮断
しない位［まで繰シ出される〇本実節例の場合、シャッ
ター４を全開にしてレチクル１２を照明したときの投影
し／ズ２１への入射エネルギーは、ブラインド８を全開
にし次ときの入射エネルギーにくらべると、照明面積が
ほぼ１／４に絞られ次ことによシ、その分だけ低下し、
投影レンズ２１の結像特性の変動も極めて小さくなる。

ま７を本実施例の場合、シャッター４は全開にしてよい
ので＊　Ｒｒｘｙ−Ｍｉｃ　９　ａ、几θ−Ｍｉｃ９ｂ
内の光電素子からの光電信号は当然Ｓ／Ｎ比が高く、マ
ークの検出精度もそれなりに良好になる。

しかしながらレチクルブライノド８全第８図のように絞
っ次状態で、先の第１実施例のようなシャッター４の半
開動作を併用すると、投影し／ズ２工に入射するエネル
ギーは格段に低下し、さらに効果的である。

尚、本発明の各実施例の他に、レチクルアライメント顕
微鏡全使用するときのみ、水銀ランプ１からレチクル１
２１でに至る照明光路内に減光用のフィルター？挿入す
るような構成を設けても、同様の効果が得られる。

（発明の効果） 以上、本発明によれば、各種アライメ／ト系（顕微鏡等
）のベースライ／測定値に含まれる投影光学系の結像特
性変動に起因し比誤差が低減されるので、そのベースラ
イン測定値全基準にし交感光基板（ウェハ等）の位置合
わせがよシ高精度になるといった効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による縮小投影型露光装置の概
略的な構成？示す図、第２図は第１図に示し次装置の各
種アライメントセンサーの投影像面内での配置関係を示
す平面図、第３図はレチク　。 ル・アライメント顕微鏡の構成を示す光学配置図、第４
図はレチクル・アライメント顕微鏡にＬるアライメント
の一例金示す平面図、第５図は減光手段としてのシャッ
ターの構成を示す平面図、第６図はステップ・アライメ
ント顕微鏡によるベースライン測定時のアライメントの
様子を示す平面図。 第７図はレーザ拳ステ７プーアライメント系によるベー
スライン測定時のアライメントの様子を示す平面図、第
８図は本発明の第２の実施例による減光手段としてのレ
チクルブラインドの構成を示す平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）マスクに形成されたパターンの像を所定の結像面
   に形成するための投影光学系と；該結像のために前記マ
   スクのほぼ全面を一様に照明し得る照明手段と；該照明
   手段によるマスクの照明によって、前記マスクに設けら
   れた位置合わせ用のパターン、あるいは前記投影光学系
   を介して前記結像面に位置する物体上に形成された位置
   合わせ用のパターンを光学的に検出する検出光学系とを
   備えた装置において、該検出光学系によって前記パター
   ンを検出する際、前記検出光学系の検出動作に影響を与
   えない程度に、前記投影光学系に入射する照明光の量を
   低下させる減光手段を設けたことを特徴とする投影光学
   装置。
2. （２）前記照明手段は、光源と、該光源からの照明光束
   を通過又は遮断させるシャッターと、該シャッターを通
   過した照明光束を入射して、多数の２次光源を形成し、
   その各２次光源からの光を前記マスク上に一様に集光す
   るためのオプチカル・インテグレータとを含み、前記シ
   ャッターは前記照明光束の一部を通過させて、前記マス
   クへの照明光の強度を均一に低下させるような減光手段
   として機能することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の装置。
3. （３）前記照明手段は、前記マスク上で均一な照明光分
   布を得るためのオプチカル・インテグレータと、前記マ
   スク上での照明領域を任意に定めるために複数の独立可
   動のブレードを有する照明視野絞りとを含み、該照明視
   野絞りは、前記検出光学系の視野を遮光しないように照
   明領域を絞って、前記照明光のマスク上での照射面積を
   低下させるような減光手段として機能することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の装置。