JP2000089129A - Method for positioning phase difference imparting member - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for accurately positioning a phase difference imparting member used for a phase microscope in a horizontal direction orthogonal to an optical axis. SOLUTION: As for the method for positioning the phase difference imparting member 23 used for the phase microscope in the horizontal direction orthogonal to the optical axis AX, the method is provided with a process of picking up the image of a pattern WM arranged on the object surface of the phase microscope by image pickup means 26X and 26Y and a process of measuring the shift quantity of the image in the horizontal direction in a state where the defocus quantity of the image picked up by the image pick up means is varied, and the phase difference imparting member 23 is positioned in the horizontal direction based on the relation between the defocus quantity of the image and the shift quantity of the image.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、位相差顕微鏡に用
いられる位相差付与部材を、光軸と直交する横方向につ
いて位置決めするための方法に関し、特に、投影露光装
置に設けられる位置合わせ装置として用いられる位相差
顕微鏡や、重ね合わせ測定装置として用いられる位相差
顕微鏡の位相差付与部材の位置決め方法に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for positioning a phase difference providing member used in a phase contrast microscope in a lateral direction orthogonal to an optical axis, and more particularly, to a method for aligning a projection exposure apparatus. The present invention relates to a phase contrast microscope used and a method for positioning a phase difference providing member of a phase contrast microscope used as an overlay measurement device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】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ために、投影露光装置が用い
られている。この半導体露光装置では、マスク、レチク
ルなどの原版（以下レチクルという。）と、ウエハ、ガ
ラスプレートなどの感光基板（以下ウエハという。）と
のアライメントをした後に、露光光をレチクルに照射
し、レチクル上の回路パターンを投影レンズを介してウ
エハに転写露光する。上記アライメントは、アライメン
トセンサによってウエハ上のアライメントマークの位置
を光電検出し、その位置情報に基づいてレチクルとウエ
ハとの位置合わせを行うものである。2. Description of the Related Art Projection exposure apparatuses have been used to manufacture semiconductor devices, liquid crystal display devices, and the like by a photolithography process. In this semiconductor exposure apparatus, after aligning an original (hereinafter, referred to as a reticle) such as a mask or a reticle with a photosensitive substrate (hereinafter, referred to as a wafer) such as a wafer or a glass plate, the reticle is irradiated with exposure light. The upper circuit pattern is transferred and exposed on a wafer via a projection lens. In the alignment, the position of an alignment mark on a wafer is photoelectrically detected by an alignment sensor, and the reticle and the wafer are aligned based on the position information.

【０００３】アライメントセンサとしては、例えばＦＩ
Ａ（像画像によるアライメントセンサ）がある。このＦ
ＩＡでは、ウエハ上のアライメントマークに広帯域波長
の光を垂直に照射し、アライメントマークからの反射・
回折光を結像光学系で集光して、ＣＣＤ撮像面にアライ
メントマーク像を結像し、その撮像信号を元にアライメ
ントマークの位置検出を行っている。ＦＩＡのようなア
ライメントセンサでは、低段差のアライメントパターン
に対応できるように、特開平３−２７５１５号などに開
示された位相差検出方式が用いられる。As an alignment sensor, for example, FI
A (an alignment sensor based on an image image). This F
In the IA, the alignment mark on the wafer is vertically irradiated with light of a broadband wavelength and reflected from the alignment mark.
The diffracted light is condensed by an imaging optical system to form an alignment mark image on a CCD imaging surface, and the position of the alignment mark is detected based on the imaging signal. In an alignment sensor such as FIA, a phase difference detection method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-27515 is used so as to be able to cope with an alignment pattern having a low step.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】位相差顕微鏡では、位
相差付与部材として位相差板が用いられる。この位相差
板は、物体面のフーリエ変換面（以下瞳という。）に配
置される。そこで従来より行われている位相差板の調整
は、瞳を観察することができるレンズを設け、このレン
ズを介して、瞳面に結像する照明開口絞りに対して、光
軸と直交する横方向についての位相差板の位置を目視で
位置決めしていた。低段差パターンを単に目視にて観察
することを目的とする場合には、位相差板の位置をこの
ように位置決めすることで十分であった。In a phase contrast microscope, a phase difference plate is used as a phase difference providing member. This retardation plate is arranged on a Fourier transform plane (hereinafter referred to as a pupil) of the object plane. Therefore, in the conventional adjustment of the phase difference plate, a lens capable of observing the pupil is provided. Through this lens, a lateral direction orthogonal to the optical axis is provided to the illumination aperture stop which forms an image on the pupil plane. The position of the phase difference plate in the direction has been visually determined. When the purpose is simply to visually observe the low step pattern, it is sufficient to position the phase plate in this manner.

【０００５】ところが、位相差法でパターンの位置検出
を行うことを目的とする場合には、位相差板の位置調整
が不十分であると、正確な位置検出が不可能となる。そ
の理由は、位相差板は瞳に位相分布を付与するものであ
るから、光軸に関して対称となるように位置決めしない
と、光軸に関して非対称な収差を付与していることにな
ってしまうからである。そのため、位相差板を精密に位
置決めする必要があり、従来の方法では十分な位置決め
ができないという問題があった。したがって本発明は、
位相差顕微鏡に用いられる位相差付与部材を、光軸と直
交する横方向について、精度良く位置決めすることがで
きる方法を提供することを課題とする。However, in the case where the position of a pattern is to be detected by the phase difference method, accurate position detection becomes impossible if the position adjustment of the phase difference plate is insufficient. The reason is that the retardation plate imparts a phase distribution to the pupil, and unless it is positioned so as to be symmetrical with respect to the optical axis, an asymmetric aberration is imparted with respect to the optical axis. is there. Therefore, it is necessary to precisely position the retardation plate, and there has been a problem that the conventional method cannot perform sufficient positioning. Therefore, the present invention
It is an object of the present invention to provide a method for accurately positioning a phase difference providing member used in a phase contrast microscope in a lateral direction orthogonal to an optical axis.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、すなわち、位相差顕微
鏡に用いられる位相差付与部材を、光軸と直交する横方
向について位置決めするための方法において、前記位相
差顕微鏡の物体面に配置されたパターンの像を撮像手段
によって撮像する工程と、前記撮像手段によって撮像さ
れる前記像のデフォーカス量を変化させた状態にて、前
記横方向についての前記像のシフト量を測定する工程と
を有し、前記像の第１のフォーカス位置の近傍における
前記デフォーカス量と前記シフト量との関係に基づい
て、前記位相差付与部材の前記横方向についての位置決
めを行うことを特徴とする、位相差付与部材の位置決め
方法である。なお、光軸と直交する横方向についての位
置決めとは、光軸と直交する面内での１次元的な位置決
め及び２次元的な位置決めを意味する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, that is, to position a phase difference providing member used in a phase contrast microscope in a lateral direction orthogonal to an optical axis. In the method, the step of capturing an image of a pattern arranged on the object plane of the phase contrast microscope by an imaging unit, and, while changing the defocus amount of the image captured by the imaging unit, Measuring a shift amount of the image in a direction, and based on a relationship between the defocus amount and the shift amount in the vicinity of a first focus position of the image, A method for positioning a phase difference providing member, characterized by performing positioning in a lateral direction. The positioning in the lateral direction perpendicular to the optical axis means one-dimensional positioning and two-dimensional positioning in a plane perpendicular to the optical axis.

【０００７】本発明はまた、位相差顕微鏡に用いられる
位相差付与部材を、光軸と直交する横方向について位置
決めするための方法において、前記位相差顕微鏡の物体
面に配置された位相パターンの像を撮像手段によって撮
像する工程を有し、前記像の第１のフォーカス位置の近
傍における前記位相パターンの像の非対称性に基づい
て、前記位相差付与部材の前記横方向についての位置決
めを行うことを特徴とする、位相差付与部材の位置決め
方法である。The present invention also provides a method for positioning a phase difference providing member used in a phase contrast microscope in a lateral direction orthogonal to an optical axis, wherein an image of a phase pattern arranged on an object plane of the phase contrast microscope is provided. And imaging the phase difference providing member in the lateral direction based on the asymmetry of the image of the phase pattern in the vicinity of the first focus position of the image. This is a feature of the method for positioning a phase difference providing member.

【０００８】このように本発明では、位相差系のテレセ
ントリシティーや像の非対称性などの光学状態の計測を
行い、その値に基づいて位相差板の位置決めを行う。こ
の位置決め方法を採用することによって、定量的かつ正
確な位相差板の位置調整が可能となり、したがって、低
段差パターンの高精度な位置検出が可能な位置検出装置
及び重ね合わせ測定装置を得ることができる。As described above, according to the present invention, optical states such as telecentricity and image asymmetry of the phase difference system are measured, and the phase difference plate is positioned based on the measured values. By adopting this positioning method, it is possible to quantitatively and accurately adjust the position of the phase difference plate, and thus obtain a position detection device and an overlay measurement device capable of detecting a position of a low step pattern with high accuracy. it can.

【０００９】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面によっ
て説明する。図１は、本発明による位置決め方法によっ
て位置決めしようとする位相差付与部材を備えた位相差
顕微鏡を、位置検出装置（アライメント光学系）として
備えた投影露光装置を示す。原版照明光学系１からの露
光光ＥＬは、レチクルＲのパターン面ＰＡを均一な照度
分布で照明する。原版照明光学系１は、水銀ランプ又は
エキシマレーザ光源等の露光光源、照度分布均一化用の
フライアイレンズ、可変視野絞り、及びコンデンサレン
ズ等を含む。露光光ＥＬのもとで、レチクルＲの照明領
域内の回路パターンＰＡの像が、両側（又はウエハＷ側
に片側）テレセントリックな投影光学系２を介して、所
定の投影倍率（例えば１／４、１／５等）で、投影光学
系２の結像面に配置されたウエハＷ上のレジスト層に転
写される。以下、投影光学系２の光軸ａｘに平行にＺ軸
を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で図１の紙面に平行にＸ軸
を取り、図１の紙面に垂直にＹ軸を取って説明する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a projection exposure apparatus provided with a phase difference microscope provided with a phase difference providing member to be positioned by the positioning method according to the present invention as a position detection device (alignment optical system). The exposure light EL from the original illumination optical system 1 illuminates the pattern surface PA of the reticle R with a uniform illuminance distribution. The original illumination optical system 1 includes an exposure light source such as a mercury lamp or an excimer laser light source, a fly-eye lens for uniforming the illuminance distribution, a variable field stop, and a condenser lens. Under the exposure light EL, an image of the circuit pattern PA in the illumination area of the reticle R is projected at a predetermined projection magnification (for example, 1/4) through the telecentric projection optical system 2 on both sides (or one side on the wafer W side). , 1/5) is transferred to the resist layer on the wafer W arranged on the image plane of the projection optical system 2. Hereinafter, the Z axis is taken parallel to the optical axis ax of the projection optical system 2, the X axis is taken parallel to the plane of FIG. 1 in a plane perpendicular to the Z axis, and the Y axis is taken perpendicular to the plane of FIG. explain.

【００１０】レチクルＲは、レチクルステージ３上に吸
着保持され、レチクルステージ３は、Ｘ方向、Ｙ方向及
びＸＹ面内での回転方向にレチクルＲの位置決めを行
う。レチクルステージ３のＸＹ面内での位置と回転角
は、不図示のレーザ干渉計によってリアルタイムに計測
される。この計測結果は、装置全体の動作を統轄制御す
る主制御系６ｂに送られる。主制御系６ｂからの制御情
報に基づいて、ステージ制御系６ｃがレチクルステージ
３の位置制御を行う。主制御系６ｂには、オペレータが
種々のコマンド等を入力するためのキーボード６ａが接
続されている。The reticle R is held by suction on the reticle stage 3, and the reticle stage 3 positions the reticle R in the X direction, the Y direction, and the rotation direction in the XY plane. The position and rotation angle of the reticle stage 3 in the XY plane are measured in real time by a laser interferometer (not shown). This measurement result is sent to the main control system 6b that controls the operation of the entire apparatus. The stage control system 6c controls the position of the reticle stage 3 based on control information from the main control system 6b. The main control system 6b is connected to a keyboard 6a for the operator to input various commands and the like.

【００１１】一方、ウエハＷはウエハホルダ４上に吸着
保持され、ウエハホルダ４はＺステージ５Ｚ上に固定さ
れ、Ｚステージ５ＺはＸＹステージ５ＸＹ上に固定され
ている。Ｚステージ５Ｚは、オートフォーカス方式で、
ウエハＷの表面が投影光学系２の像面に合致するよう
に、フォーカス位置（Ｚ方向の位置）を制御する。ＸＹ
ステージ５ＸＹは、投影光学系２の像面と平行なＸＹ平
面に沿って２次元移動する。また、不図示であるが、ウ
エハＷの傾斜角を制御するレベリングステージも設けら
れており、これらのＺステージ５Ｚ及びＸＹステージ５
ＸＹ等よりウエハステージが構成されている。Ｚステー
ジ５ＺのＸＹ面内での位置と回転角は、不図示のレーザ
干渉計によってリアルタイムに計測されている。この計
測結果は主制御系６ｂに送られ、主制御系６ｂからの制
御情報に基づいて、スデージ制御系６ｃはＸＹステージ
５ＸＹのステッピング動作の制御を行う。On the other hand, the wafer W is held by suction on a wafer holder 4, the wafer holder 4 is fixed on a Z stage 5Z, and the Z stage 5Z is fixed on an XY stage 5XY. The Z stage 5Z is an auto focus method,
The focus position (position in the Z direction) is controlled so that the surface of the wafer W coincides with the image plane of the projection optical system 2. XY
The stage 5XY moves two-dimensionally along an XY plane parallel to the image plane of the projection optical system 2. Although not shown, a leveling stage for controlling the tilt angle of the wafer W is also provided, and these Z stage 5Z and XY stage 5 are provided.
A wafer stage is composed of XY and the like. The position and the rotation angle of the Z stage 5Z in the XY plane are measured in real time by a laser interferometer (not shown). The measurement result is sent to the main control system 6b, and the storage control system 6c controls the stepping operation of the XY stage 5XY based on the control information from the main control system 6b.

【００１２】そして、露光時には、露光光ＥＬのもと
で、レチクルＲのパターン像がウエハＷ上の１つのショ
ット領域に露光される。その後、ＸＹステージ５ＸＹを
ステッピング駆動して、次のショット領域を投影光学系
２の露光領域に移動して露光を行う。以上の動作がステ
ップ・アンド・リピート方式で繰り返されて、ウエハＷ
上の各ショット領域ヘの露光が行われる。この露光が重
ね合わせ露光である場合には、予めウエハＷ上の各ショ
ット領域の内の所定のショット領域（サンプルショッ
ト）に付設されたウエハマークの位置を検出することに
よって、例えばエンハンスト・グローバル・アライメン
ト（ＥＧＡ）方式で各ショット領域のアライメントを行
っておく必要がある。At the time of exposure, a pattern image of the reticle R is exposed to one shot area on the wafer W under the exposure light EL. After that, the XY stage 5XY is stepped to move the next shot area to the exposure area of the projection optical system 2 to perform exposure. The above operation is repeated in a step-and-repeat manner, and the wafer W
Exposure is performed on each upper shot area. If this exposure is overlay exposure, for example, by detecting the position of a wafer mark attached to a predetermined shot area (sample shot) in each shot area on the wafer W, for example, the enhanced global It is necessary to align each shot area by an alignment (EGA) method.

【００１３】そのため、投影光学系２の側面に、オフ・
アクシス方式で画像処理方式のアライメント光学系１０
が備えられている。そのアライメントには、予め所定の
ウエハマーク（サーチアライメントマーク）の大まかな
位置を検出するためのサーチアライメントと、所定のウ
エハマーク（ファインアライメントマーク）の位置を高
精度に検出するためのファインアライメントとがある。
本例のアライメント光学系１０は、サーチアライメン
ト、及びファインアライメントの何れにも切り換えて使
用できるように構成されている。For this reason, the side of the projection optical system 2
Axis type image processing type alignment optical system 10
Is provided. The alignment includes a search alignment for detecting a rough position of a predetermined wafer mark (search alignment mark) in advance, and a fine alignment for detecting a position of the predetermined wafer mark (fine alignment mark) with high accuracy. There is.
The alignment optical system 10 of the present embodiment is configured so that it can be used by switching to either search alignment or fine alignment.

【００１４】次に、アライメント光学系１０について詳
細に説明する。光ファイバ１１の射出面には、照明開口
絞り１２が配置されている。図２は照明開口絞り１２を
示し、同絞り１２には、輪帯開口状の透光部１２ａが設
けられており、透光部１２ａ以外の領域は遮光部１２ｂ
となっている。照明開口絞り１２の透光部１２ａを通過
した照明光束ＩＬは、コンデンサーレンズ１３を通過し
て照明視野絞り１４を照明する。照明視野絞り１４を通
過した照明光束ＩＬは、照明リレーレンズ１５、ハーフ
プリズム１６、結像開口絞り１７、第１対物レンズ１
８、及び反射プリズム１９を通過して、ウエハＷ上のウ
エハマークＷＭを反射照明する。ウエハマークＷＭから
反射、回折によって発生した結像光束は、反射プリズム
１９、第１対物レンズ１８、及び結像開口絞り１７を通
過してハーフプリズム１６に入射し、ハーフプリズム１
６で反射し、第２対物レンズ２０を通過して指標板２１
上にウエハマークＷＭの像を結像する。指標板２１上に
は、ウエハマークＷＭの位置の基準となる指標マークＩ
Ｍが形成されている。Next, the alignment optical system 10 will be described in detail. An illumination aperture stop 12 is arranged on the exit surface of the optical fiber 11. FIG. 2 shows an illumination aperture stop 12, which is provided with a light-transmitting portion 12a in the form of a ring-shaped aperture, and a region other than the light-transmitting portion 12a is a light-shielding portion 12b.
It has become. The illumination light flux IL that has passed through the light transmitting portion 12a of the illumination aperture stop 12 passes through the condenser lens 13 and illuminates the illumination field stop 14. The illumination light flux IL that has passed through the illumination field stop 14 is converted into an illumination relay lens 15, a half prism 16, an image forming aperture stop 17, and a first objective lens 1.
8 and the reflection prism 19, the wafer mark WM on the wafer W is reflected and illuminated. An image forming light beam generated by reflection and diffraction from the wafer mark WM passes through the reflecting prism 19, the first objective lens 18, and the image forming aperture stop 17, and enters the half prism 16, and the half prism 1
6 and passes through the second objective lens 20 and passes through the index plate 21
An image of the wafer mark WM is formed thereon. An index mark I serving as a reference for the position of the wafer mark WM is provided on the index plate 21.
M is formed.

【００１５】図３（ａ）は、本例のウエハマークＷＭ中
のＸ軸のウエハマークＷＭＸを示す。ウエハマークＷＭ
Ｘは、Ｘ方向に所定ピッチでＹ方向に細長い凹凸のパタ
ーンを形成したライン・アンド・スペースパターンであ
る。不図示であるが、ウエハマークＷＭＸを９０°回転
した形状のＹ軸のウエハマークも形成されている。図３
（ｂ）は、指標板２１上の指標マークＩＭを示す。指標
マークＩＭは、Ｘ方向に対応する方向に所定間隔で配置
された１対の２本の細長い遮光パターンよりなるＸ軸の
指標マークＩＭＸ、及びＹ方向に対応する方向に所定間
隔で配置された１対の２本の細長い遮光パターンよりな
るＹ軸の指標マークＩＭＹより構成されている。この場
合、ファインアライメント時には、Ｘ軸の指標マークＩ
ＭＸの間にＸ軸のウエハマークＷＭＸの像が収まり、Ｙ
軸の指標マークＩＭＹの間にＹ軸のウエハマークの像が
収まるようになる。FIG. 3A shows an X-axis wafer mark WMX in the wafer mark WM of the present embodiment. Wafer mark WM
X is a line and space pattern in which a pattern of concavo-convex elongated in the Y direction is formed at a predetermined pitch in the X direction. Although not shown, a wafer mark on the Y-axis having a shape obtained by rotating the wafer mark WMX by 90 ° is also formed. FIG.
(B) shows the index mark IM on the index plate 21. The index marks IM are X-axis index marks IMX composed of a pair of two elongated light-shielding patterns disposed at predetermined intervals in a direction corresponding to the X direction, and are disposed at predetermined intervals in a direction corresponding to the Y direction. It is composed of a Y-axis index mark IMY composed of a pair of two elongated light-shielding patterns. In this case, at the time of fine alignment, the X-axis index mark I
The image of the wafer mark WMX on the X axis is settled between MX and Y.
The image of the wafer mark on the Y axis falls between the index marks IMY on the axis.

【００１６】図１に戻り、指標板２１を通過した結像光
束は、光軸ＡＸに沿って第１リレーレンズ２２を通過し
て、照明開口絞り１２と実質的に共役な位置に配置され
た位相差板２３に入射する。図４（ａ）は位相差板２３
の平面図を示し、同図（ｂ）は断面図を示す。同図に示
すように、位相差板２３の光軸ＡＸと直交する平面領域
のうち、照明開口絞り１２の透光部１２ａと共役な第１
領域２３ａは、その第１領域２３ａを通過する光束の位
相が、遮光部１２ｂと共役な第２領域２３ｂを通過する
光束の位相に対して、９０°の位相差だけ遅れるように
（又は９０°の位相差だけ進むように）形成されてい
る。Returning to FIG. 1, the image-forming light beam passing through the index plate 21 passes through the first relay lens 22 along the optical axis AX, and is disposed at a position substantially conjugate with the illumination aperture stop 12. The light enters the phase difference plate 23. FIG. 4A shows the phase difference plate 23.
3B shows a plan view, and FIG. 3B shows a cross-sectional view. As shown in the drawing, of the plane area orthogonal to the optical axis AX of the phase difference plate 23, the first conjugate with the light transmitting part 12a of the illumination aperture stop 12 is provided.
The region 23a is such that the phase of the light beam passing through the first region 23a is delayed by 90 ° from the phase of the light beam passing through the second region 23b conjugate to the light shielding portion 12b (or 90 °). ).

【００１７】なお図４において、位相を遅れさせる（又
は進ませる）ということは、該当する部分の位相差板を
厚く（又は薄く）形成するということではない。該当す
る部分の位相差板を薄く（又は厚く）形成しても位相を
遅らせる（又は進ませる）ことが出来る。また、本実施
例では、位相差付与部材として位相差板２３を用いてい
るが、位相差付与部材としては平行平面板に膜を設けた
ものには限られない。例えば、位相差付与部材を設置す
べき位置にレンズがあるときには、そのレンズ表面に膜
を設けても良い。In FIG. 4, delaying (or advancing) the phase does not mean that the phase difference plate of the corresponding portion is formed thick (or thin). The phase can be delayed (or advanced) even if the phase difference plate of the corresponding portion is formed thin (or thick). Further, in this embodiment, the retardation plate 23 is used as the retardation member, but the retardation member is not limited to the parallel plate having the film provided thereon. For example, when a lens is located at a position where the phase difference providing member is to be installed, a film may be provided on the lens surface.

【００１８】位相差板２３を通過した結像光束は、第２
リレーレンズ２４を通過した後、ハーフプリズム２５に
よって２分割され、分割された結像光束は、それぞれＣ
ＣＤ型の２次元のＸ方向撮像素子２６Ｘ及びＹ方向撮像
素子２６Ｙの撮像面にウエハマークＷＭ、及び指標マー
クＩＭの像を形成する。Ｘ方向撮像素子２６Ｘは、図３
（ａ）のＸ方向ウエハマークＷＭＸと、図３（ｂ）のＸ
方向指標マークＩＭＸを読み出す撮像素子であり、Ｙ方
向撮像素子２６Ｙは、Ｙ方向ウエハマークＷＭＹと、Ｙ
方向指標マークＩＭＹを読み出す撮像素子である。撮像
素子２６Ｘ、２６Ｙからの撮像信号は、信号処理系２７
に供給されている。信号処理系２７は、Ｘ方向指標マー
クＩＭＸの中心を基準としたＸ方向ウエハマークＷＭＸ
のＸ方向への位置ずれ量△Ｘと、Ｙ方向指標マークＩＭ
Ｙの中心を基準としたＹ方向ウエハマークＷＭＹのＹ方
向への位置ずれ量△Ｙを求める。この位置ずれ量（△
Ｘ，△Ｙ）は、信号処理系２７から主制御系６ｂに供給
される。主制御系６ｂは、位置ずれ量（△Ｘ、△Ｙ）
に、レーザ干渉計によって計測されるＺステージ５Ｚの
座標（Ｘ、Ｙ）を加算することによって、検出対象のウ
エハマークＷＭのＸ座標とＹ座標を求める。The image forming light flux passing through the phase difference plate 23 is
After passing through the relay lens 24, the light is split into two by the half prism 25,
The images of the wafer mark WM and the index mark IM are formed on the imaging surfaces of the CD-type two-dimensional X-direction imaging device 26X and Y-direction imaging device 26Y. The X-direction imaging device 26X is the same as that shown in FIG.
The X direction wafer mark WMX shown in FIG.
An image sensor for reading the direction index mark IMX. The Y-direction image sensor 26Y includes a Y-direction wafer mark WMY and a Y-direction wafer mark WMY.
An image sensor that reads the direction index mark IMY. Image signals from the image sensors 26X and 26Y are transmitted to a signal processing system 27.
Is supplied to The signal processing system 27 includes an X-direction wafer mark WMX based on the center of the X-direction index mark IMX.
X in the X direction and the Y direction index mark IM
The amount of displacement ΔY in the Y direction of the Y direction wafer mark WMY with respect to the center of Y is determined. This displacement (こ の
X, △ Y) are supplied from the signal processing system 27 to the main control system 6b. The main control system 6b calculates the displacement amount (△ X, △ Y).
Is added to the coordinates (X, Y) of the Z stage 5Z measured by the laser interferometer to obtain the X coordinate and the Y coordinate of the wafer mark WM to be detected.

【００１９】次に、アライメント光学系１０の光学調整
について説明する。以下の説明において、明視野系とは
位相差板２３を光路外に除去した系をいい、位相差系と
は、位相差板２３を光路内に挿入した系をいう。また、
添字１は明視野系を意味し、添字２は位相差系を意味す
る。なお本実施例の照明開口絞り１２は１つしか設けら
れていないが、明視野系で観測するときの照明開口絞り
と、位相差系で観測するときの照明開口絞りとを、各別
に保有する構成とすることもできる。このときには、明
視野系とは、位相差板２３と位相差系用の照明開口絞り
を光路外に除去し、明視野系用の照明開口絞りを光路内
に挿入した系をいい、位相差系とは、位相差板２３と位
相差系用の照明開口絞りを光路内に挿入し、明視野系用
の照明開口絞りを光路外に除去した系をいう。Next, the optical adjustment of the alignment optical system 10 will be described. In the following description, the bright field system refers to a system in which the phase difference plate 23 is removed outside the optical path, and the phase difference system refers to a system in which the phase difference plate 23 is inserted in the optical path. Also,
The subscript 1 means a bright field system, and the subscript 2 means a phase difference system. Although only one illumination aperture stop 12 of the present embodiment is provided, an illumination aperture stop for observation in a bright field system and an illumination aperture stop for observation in a phase difference system are separately provided. It can also be configured. At this time, the bright field system refers to a system in which the phase difference plate 23 and the illumination aperture stop for the phase difference system are removed outside the optical path, and the illumination aperture stop for the bright field system is inserted in the optical path. The term “system” refers to a system in which the phase difference plate 23 and the illumination aperture stop for the phase difference system are inserted into the optical path, and the illumination aperture stop for the bright field system is removed outside the optical path.

【００２０】光学調整は、まず位相差板２３を光路外に
除去した明視野系について、照明開口絞り１２と結像開
口絞り１７の、光軸ＡＸと直交する横方向についての位
置決めを行う。また、位相差系用の照明開口絞りを独自
に持っている場合には、その位置決めも行う。これらの
調整では、例えばテレセントリシティー（像の横方向位
置のフォーカス依存性）の倒れが０となるように位置決
めすることもできるし、また、別の手法として、物体面
に段差繰返しパターンを配置し、このパターンの右エッ
ジの像強度と左エッジの像強度との差が０となるように
位置決めしても良い。この段差は、反射光学系では（２
ｎ＋１）／８・λ（ｎ＝０，１，２，…、λ：中心波
長）、透過光学系では（２ｎ＋１）／４・λとなるもの
が望ましい。テレセントリシティーを計測する際のデフ
ォーカス手段としては、ウエハステージ、アライメント
光学系１０を構成する一部のレンズ、撮像素子２６Ｘ、
２６Ｙなどを光軸方向に移動することで行う。アライメ
ント光学系１０の収差等の調整も、明視野の状態で、例
えば第１対物レンズ１８の一部のレンズをシフト又はチ
ルトさせることによって行う。これらの調整方法につい
ては、特開平９−４９７８１号のように行えばよい。明
視野系での調整が終了した時点で、明視野系の光学状態
を記録しておく。In the optical adjustment, first, in the bright field system in which the retardation plate 23 is removed outside the optical path, the illumination aperture stop 12 and the imaging aperture stop 17 are positioned in the horizontal direction orthogonal to the optical axis AX. If the illumination aperture stop for the phase difference system is independently provided, the positioning is also performed. In these adjustments, for example, positioning can be performed so that the inclination of the telecentricity (the focus dependency of the horizontal position of the image) becomes zero. Alternatively, as another method, a step repeat pattern is arranged on the object plane. Alternatively, the pattern may be positioned so that the difference between the image intensity of the right edge and the image intensity of the left edge of the pattern becomes zero. This step is (2) in the reflection optical system.
(n + 1) / 8 · λ (n = 0, 1, 2,..., λ: center wavelength), and (2n + 1) / 4 · λ in the transmission optical system is desirable. As the defocus means for measuring the telecentricity, a wafer stage, some lenses constituting the alignment optical system 10, the image sensor 26X,
26Y or the like is moved in the optical axis direction. The adjustment of the aberration and the like of the alignment optical system 10 is also performed in a bright field state, for example, by shifting or tilting a part of the first objective lens 18. These adjustment methods may be performed as in JP-A-9-49781. When the adjustment in the bright field system is completed, the optical state of the bright field system is recorded.

【００２１】次に、位相差板２３の横方向の位置調整に
ついて説明する。位相差板２３は理想状態では光軸ＡＸ
に関して対称な位相差を付与するため、位相差板２３が
理想状態から外れていると、瞳空間（第１リレーレンズ
２２と第２リレーレンズ２４との間の空間）で光軸に関
して非対称な位相差を付与することとなる。そこで、位
相差系のテレセントリシティーの倒れが０となるよう
に、位相差板２３の横方向の位置を調整する。Next, the adjustment of the horizontal position of the phase difference plate 23 will be described. The phase difference plate 23 has an optical axis AX in an ideal state.
When the retardation plate 23 deviates from the ideal state, a phase symmetrical with respect to the optical axis in the pupil space (space between the first relay lens 22 and the second relay lens 24) is provided. A phase difference will be provided. Therefore, the horizontal position of the phase difference plate 23 is adjusted so that the tilt of the telecentricity of the phase difference system becomes zero.

【００２２】先ず、このテレセントリシティー曲線Ｘ₂
の倒れの、明視野系での第１のフォーカス位置Ｚ＝ＢＦ
₁での値を求める。ここの第１のフォーカス位置とは、
凹部と凸部の反射率が等しく、デューティー比が１：１
のパターンにおいては、パターンの像の凹部と凸部の強
度が等しくなるフォーカス位置である。明暗パターンに
おいては、コントラストが最大となるフォーカス位置で
ある。次いで、位相差板２３を光路内に挿入した位相差
系について、ウエハマークＷＭの像を撮像素子２６Ｘ、
２６Ｙによって撮像し位置検出を行う。この過程を、像
のデフォーカス量を変化させた状態にて繰り返して、位
相差系のテレセントリシティーを測定する。ウエハマー
クの像のフォーカス方向の位置をＺとし、像の横方向へ
のシフト量をＸ₂として、測定結果をプロットすると、
例えば図５のテレセントリシティー曲線Ｘ₂が得られ
る。次いで、この値が０となるように、すなわち、 （ｄＸ₂／ｄＺ）_BF1→０ ‥‥（１ａ） となるように、位相差板２３の横方向の位置を定める。
以上のように本実施例は、（ｄＸ₂／ｄＺ）_BF1を評価パ
ラメータとし、目標値を０としたものである。First, the telecentricity curve X ₂
First focus position Z = BF in the bright field system of the tilt of
Find the value at ₁ . Here, the first focus position is
The concave portion and the convex portion have the same reflectance, and the duty ratio is 1: 1.
Is the focus position where the intensity of the concave portion and the convex portion of the image of the pattern is equal. In a light and dark pattern, this is a focus position where the contrast becomes maximum. Next, with respect to the phase difference system in which the phase difference plate 23 is inserted in the optical path, the image of the wafer mark WM is captured by the image sensor 26X,
The image is captured by 26Y and the position is detected. This process is repeated while changing the defocus amount of the image, and the telecentricity of the phase difference system is measured. The focus position of the image of the wafer mark is Z, the shift amount in the lateral direction of the image as X _2, when plotting the measurement results,
For example telecentricity curve X ₂ in FIG. 5 is obtained. Next, the horizontal position of the phase difference plate 23 is determined so that this value becomes 0, that is, (dX ₂ / dZ) _BF1 → 0 ‥‥ (1a).
As described above, in the present embodiment, (dX ₂ / dZ) _BF1 is used as an evaluation parameter, and the target value is set to 0.

【００２３】ここで、互いに形状の異なる２つのウエハ
マークＷＭを用意し、上記値（ｄＸ₂／ｄＺ）_BF1の、２
つのウエハマークＷＭについての差Δ（ｄＸ₂／ｄＺ）
_BF1に基づいて、 Δ（ｄＸ₂／ｄＺ）_BF1→０ ‥‥（１ｂ） となるように、位相差板２３の横方向の位置を定めるこ
ともできる。また、互いに形状の異なる複数のウエハマ
ークＷＭを用意し、上記値（ｄＸ₂／ｄＺ）_BF1の、複数
のウエハマークＷＭについての合計Σ（ｄＸ₂／ｄＺ）
_BF1に基づいて、 Σ（ｄＸ₂／ｄＺ）_BF1→０ ‥‥（１ｃ） となるように、位相差板２３の横方向の位置を定めるこ
ともできる。Here, two wafer marks WM having different shapes from each other are prepared, and the value (dX ₂ / dZ) _BF1 of 2
Δ (dX ₂ / dZ) between two wafer marks WM
Based on _BF1 , the lateral position of the phase difference plate 23 can be determined so that Δ (dX ₂ / dZ) _BF1 → 0 ‥‥ (1b). Further, a plurality of wafer marks WM having different shapes are prepared, and the sum of the above value (dX ₂ / dZ) _BF1 for the plurality of wafer marks WMΣ (dX ₂ / dZ)
Based on _BF1 , the lateral position of the phase difference plate 23 can be determined so that Σ (dX ₂ / dZ) _BF1 → 0 ‥‥ (1c).

【００２４】上記（１ａ）〜（１ｃ）式では、目標値を
０としていたが、別の方法として、次の方法をとること
もできる。すなわち、位相差板２３を光路外に除去した
明視野系について、ウエハマークＷＭの像を撮像素子２
６Ｘ、２６Ｙによって撮像し位置検出を行う。この過程
を、像のデフォーカス量を変化させた状態にて繰り返し
て、明視野系のテレセントリシティーを測定する。ウエ
ハマークの像のフォーカス方向の位置をＺとし、像の横
方向へのシフト量をＸ₁として、測定結果をプロットす
ると、例えば図５のテレセントリシティー曲線Ｘ₁が得
られる。このテレセントリシティー曲線Ｘ₁の倒れの、
Ｚ＝ＢＦ₁での値を目標値として、 （ｄＸ₂／ｄＺ）_BF1→（ｄＸ₁／ｄＺ）_BF1 ‥‥（２ａ） となるように、位相差板２３の横方向の位置を定めるこ
ともできる。明視野系と位相差系とのテレセントリシテ
ィー曲線Ｘ₁、Ｘ₂の倒れの差は、位相差板２３の横方向
の位置ずれ量を表わしているから、（２ａ）式のように
位置決めすることで、明視野系の光学調整の残存分に合
わせた調整、すなわち実際の光軸中心に位相差板２３を
合わせる調整が可能となる。In the above equations (1a) to (1c), the target value is set to 0. However, as another method, the following method can be adopted. That is, for the bright field system in which the retardation plate 23 has been removed outside the optical path, the image of the wafer mark WM is captured by the image sensor
Images are picked up by 6X and 26Y to detect the position. This process is repeated with the image defocus amount changed, and the telecentricity of the bright field system is measured. The focus position of the image of the wafer mark is Z, as X ₁ the shift amount in the lateral direction of the image, is plotted measurement results, for example, telecentricity curves X ₁ in FIG. 5 is obtained. Of inclination of the telecentricity curve X _1,
Taking the value at Z = BF ₁ as a target value, the lateral position of the phase difference plate 23 may be determined so that (dX ₂ / dZ) _BF1 → (dX ₁ / dZ) _BF1 ‥‥ (2a) it can. Since the difference in the inclination of the telecentricity curves X ₁ and X ₂ between the bright field system and the phase difference system indicates the amount of lateral displacement of the phase difference plate 23, the positioning is performed as shown in equation (2a). This makes it possible to perform adjustment in accordance with the remaining optical adjustment of the bright field system, that is, adjustment in which the phase difference plate 23 is aligned with the actual optical axis center.

【００２５】なお、（２ａ）式の表記では、簡単のため
に、テレセントリシティー曲線の倒れの値だけを同一に
する旨表記しているが、当然に、テレセントリシティー
曲線の倒れの方向も同一とする必要がある。また、先の
（１ｂ）、（１ｃ）式と同様に、 Δ（ｄＸ₂／ｄＺ）_BF1→Δ（ｄＸ₁／ｄＺ）_BF1 ‥‥（２ｂ） あるいは、 Σ（ｄＸ₂／ｄＺ）_BF1→Σ（ｄＸ₁／ｄＺ）_BF1 ‥‥（２ｃ） となるように、位相差板２３の横方向の位置を定めるこ
ともできる。In the expression (2a), for the sake of simplicity, it is described that only the value of the inclination of the telecentricity curve is the same, but of course, the direction of the inclination of the telecentricity curve is also changed. Must be the same. Further, similarly to the above equations (1b) and (1c), Δ (dX ₂ / dZ) _BF1 → Δ (dX ₁ / dZ) _BF1 ‥‥ (2b) or Σ (dX ₂ / dZ) _BF1 → Σ (DX ₁ / dZ) _BF1 ‥‥ (2c) The lateral position of the phase difference plate 23 can also be determined.

【００２６】上記（１ａ）〜（２ｃ）式の手法では、位
相差系のテレセントリシティーの、明視野系での第１の
フォーカス位置Ｚ＝ＢＦ₁での値を評価パラメータとし
て用いたが、位相差系では位相差板２３を光路内に挿入
するから、位相差系でのテレセントリシティー（ｄＸ₂
／ｄＺ）が位相板の位置ずれを表す位置Ｚ＝ＢＦ₂は、
明視野系での第１のフォーカス位置Ｚ＝ＢＦ₁とは若干
異なる。そこで、位相差系のテレセントリシティーの、
計測中心の第２のフォーカス位置Ｚ＝ＢＦ₂での値を評
価パラメータとすることもできる。この場合の位置決め
方法は、 （ｄＸ₂／ｄＺ）_BF2→０ ‥‥（３ａ） Δ（ｄＸ₂／ｄＺ）_BF2→０ ‥‥（３ｂ） Σ（ｄＸ₂／ｄＺ）_BF2→０ ‥‥（３ｃ） あるいは、 （ｄＸ₂／ｄＺ）_BF2→（ｄＸ₁／ｄＺ）_BF1 ‥‥（４ａ） Δ（ｄＸ₂／ｄＺ）_BF2→Δ（ｄＸ₁／ｄＺ）_BF1 ‥‥（４ｂ） Σ（ｄＸ₂／ｄＺ）_BF2→Σ（ｄＸ₁／ｄＺ）_BF1 ‥‥（４ｃ） となるように、位相差板２３の横方向の位置を定めるこ
ととなる。位相差系でのテレセントリシティー計測中心
第２のフォーカス位置Ｚ＝ＢＦ₂は、予め計算によって
求めておく。また、上記ではテレセントリシティーの求
め方を（ｄＸ ／ｄＺ）_BFとしているが、計測したテレセ
ントリシティーを最小２乗法により線形近似を行い、線
形近似によって得られた直線の傾きを、テレセントリシ
ティーの倒れの値としてもよい。In the methods of the above equations (1a) to (2c),
Phase difference telecentricity, the first in the bright field system
Focus position Z = BF₁Is the evaluation parameter
In the phase difference system, the phase difference plate 23 is inserted in the optical path.
The telecentricity (dX_Two
/ DZ) is the position Z = BF representing the phase shift of the phase plate_TwoIs
First focus position Z = BF in the bright field system₁Is slightly
different. Then, of the phase difference system telecentricity,
Second focus position Z = BF at the center of measurement_TwoEvaluate the value in
It can also be a value parameter. Positioning in this case
The method is (dX_Two/ DZ)_BF2→ 0 ‥‥ (3a) Δ (dX_Two/ DZ)_BF2→ 0 ‥‥ (3b) Σ (dX_Two/ DZ)_BF2→ 0 ‥‥ (3c) or (dX_Two/ DZ)_BF2→ (dX₁/ DZ)_BF1 ‥‥ (4a) Δ (dX_Two/ DZ)_BF2→ Δ (dX₁/ DZ)_BF1 ‥‥ (4b) Σ (dX_Two/ DZ)_BF2→ Σ (dX₁/ DZ)_BF1 It is necessary to determine the horizontal position of the phase difference plate 23 so that ‥‥ (4c).
And Telecentricity measurement center in phase difference system
Second focus position Z = BF_TwoIs calculated in advance
Ask for it. In the above, the request for telecentricity
(DX / DZ)_BFBut the measured telese
Linearity approximation using the least squares method,
The slope of the straight line obtained by shape approximation
The value of the tee may be used.

【００２７】次に、アライメント光学系１０に、コマ収
差などの光軸ＡＸに関して非対称な収差がないときに
は、テレセントリシティー曲線Ｘは、図５に示すように
ほぼ直線の形状となる。しかるにアライメント光学系１
０に、光軸に関して非対称な収差が残存しているときに
は、テレセントリシティー曲線Ｘは、図６、図７に示す
ように湾曲した形状となる。これを利用して、テレセン
トリシティー曲線Ｘの湾曲の程度を定量化し、この値を
用いて位相差板２３の横方向の位置を定めることができ
る。テレセントリシティー曲線Ｘの湾曲の程度について
は、例えば曲率ｄ²Ｘ／ｄＺ²を用いることもできるが、
通常は次の値ｃを用いる。Next, when the alignment optical system 10 has no asymmetrical aberration such as coma with respect to the optical axis AX, the telecentricity curve X has a substantially linear shape as shown in FIG. However, alignment optical system 1
When the aberration asymmetrical with respect to the optical axis remains at 0, the telecentricity curve X has a curved shape as shown in FIGS. By utilizing this, the degree of curvature of the telecentricity curve X can be quantified, and this value can be used to determine the position of the retarder 23 in the horizontal direction. For the degree of curvature of the telecentricity curve X, for example, a curvature d ² X / dZ ² can be used,
Usually, the following value c is used.

【００２８】図６に示すように、ベストフォーカス位置
Ｚ＝ＢＦから、例えば１０μｍだけ上の高さＺ＝ＢＦ＋
１０μｍから、１０μｍだけ下の高さＺ＝ＢＦ−１０μ
ｍまでの範囲内のテレセントリシティー曲線Ｘを最小２
乗近似を用いて直線近似する。その方法としては、例え
ば上記範囲内のテレセントリシティー曲線Ｘの各点か
ら、近似直線Ｌに垂線を降ろし、垂線の長さの自乗を積
算し、その積算値が最小となるように近似直線Ｌを定め
る、という手法を用いることができる。次いで、テレセ
ントリシティー曲線Ｘの各点から、近似直線Ｌに降ろし
た垂線の長さのうち、近似直線Ｌの端部を除いた中央部
に降ろした垂線の長さの最大値をもって、テレセントリ
シティー曲線Ｘの湾曲ｃとする。テレセントリシティー
曲線Ｘの湾曲ｃは、測定するパターンのピッチが小さか
ったり、デューティー比が１／２から外れているよう
な、瞳空間の位相ずれに敏感なパターンで顕著になる。As shown in FIG. 6, the height Z = BF +, which is, for example, 10 μm above the best focus position Z = BF.
Height 10 = 10 μm below Z = BF−10 μm
m, the telecentricity curve X in the range up to m
Linear approximation using the power approximation. As a method, for example, from each point of the telecentricity curve X within the above range, a perpendicular line is dropped on the approximate straight line L, the square of the length of the perpendicular line is integrated, and the approximate straight line L is minimized so that the integrated value is minimized. Can be used. Next, from each point of the telecentricity curve X, the maximum value of the length of the perpendicular drawn down to the center excluding the end of the approximated straight line L among the lengths of the perpendiculars drawn down to the approximated straight line L is defined as the telecentricity. The curvature c of the city curve X is set. The curvature c of the telecentricity curve X becomes prominent in a pattern that is sensitive to a phase shift in the pupil space, such as a case where the pitch of the pattern to be measured is small or the duty ratio is out of ２.

【００２９】しかる後に、図７に示すように、位相差系
のテレセントリシティー曲線Ｘ₂の湾曲ｃ₂の、明視野系
でのｃ₁が極値を持つ第１のフォーカス位置Ｚ＝ＢＦ
₁（明暗パターンではＢＦ₁はコントラスト最大のフォー
カス位置となる）を基準とした値を評価パラメータと
し、明視野系のテレセントリシティー曲線Ｘ₁の湾曲ｃ₁
の、明視野系での第１のフォーカス位置Ｚ＝ＢＦ₁を基
準とした値を目標値として、 （ｃ₂）_BF1→（ｃ₁）_BF1 ‥‥（５ａ） Δ（ｃ₂）_BF1→Δ（ｃ₁）_BF1 ‥‥（５ｂ） あるいは、 Σ（ｃ₂）_BF1→Σ（ｃ₁）_BF1 ‥‥（５ｃ） となるように、位相差板２３の横方向の位置を定めるこ
とができる。Thereafter, as shown in FIG. 7, the first focus position Z = BF in which the curvature c ₂ of the telecentricity curve X ₂ of the phase difference system has the extreme value c ₁ in the bright field system.
_The evaluation parameter is a value based on ₁ (BF ₁ is the focus position where the contrast is the maximum in the light-dark pattern), and the curvature c ₁ of the telecentricity curve X ₁ of the bright field system is used.
(C ₂ ) _{BF 1} → (c ₁ ) _{BF 1} ‥‥ (5a) Δ (c ₂ ) _{BF 1} → Δ, where the target value is a value based on the first focus position Z = BF ₁ in the bright field system. (C ₁ ) _BF1 ‥‥ (5b) or Σ (c ₂ ) _BF1 → Σ (c ₁ ) _BF1 ‥‥ (5c) The horizontal position of the phase difference plate 23 can be determined.

【００３０】また、位相差系のテレセントリシティー曲
線Ｘ₂の湾曲ｃ₂の、位相差系でのｃ ₂が極値をとるフォ
ーカス位置Ｚ＝ＢＦ₂を基準とした値を評価パラメータ
として、 （ｃ₂）_BF2→（ｃ₁）_BF1 ‥‥（６ａ） Δ（ｃ₂）_BF2→Δ（ｃ₁）_BF1 ‥‥（６ｂ） あるいは、 Σ（ｃ₂）_BF2→Σ（ｃ₁）_BF1 ‥‥（６ｃ） となるように、位相差板２３の横方向の位置を定めるこ
ともできる。Further, a telecentricity tune of a phase difference system
Line X_TwoThe curvature c_TwoC in the phase difference system _TwoIs an extreme
Focus position Z = BF_TwoThe value based on the evaluation parameter
As (c_Two)_BF2→ (c₁)_BF1 ‥‥ (6a) Δ (c_Two)_BF2→ Δ (c₁)_BF1 ‥‥ (6b) or Σ (c_Two)_BF2→ Σ (c₁)_BF1 It is necessary to determine the horizontal position of the phase difference plate 23 so that ‥‥ (6c).
Can also be.

【００３１】なお、アライメント光学系１０に光軸ＡＸ
に関して非対称な収差がないときには、テレセントリシ
ティー曲線Ｘは、図５に示すようにほぼ直線の形状とな
る。したがってテレセントリシティー曲線Ｘの倒れは、
明視野系でのベストフォーカス位置Ｚ＝ＢＦ₁で見て
も、位相差系での計測中心フォーカス位置Ｚ＝ＢＦ₂で
見ても大差がない。しかるにアライメント光学系１０
に、光軸に関して非対称な収差が残存しているときに
は、テレセントリシティー曲線Ｘは、図６、図７に示す
ように湾曲した形状となる。したがってテレセントリシ
ティー曲線Ｘの倒れ（ｄＸ₂／ｄＺ）及び湾曲ｃは、明
視野系でのベストフォーカス位置Ｚ＝ＢＦ₁を基準とす
るか、位相差系でのｃ₂が極値を持つ第２フォーカス位
置Ｚ＝ＢＦ₂基準とするかによって、値が異なる。この
場合、（４ａ）〜（４ｃ）及び（６ａ）〜（６ｃ）式の
ように、明視野系のテレセントリシティー曲線Ｘ₂の倒
れ（ｄＸ₁／ｄＺ）及び湾曲ｃ₂は、明視野系での第１の
フォーカス位置Ｚ＝ＢＦ₁を基準とし、位相差系のテレ
セントリシティー曲線Ｘ₂の倒れ（ｄＸ₂／ｄＺ）及び湾
曲ｃ₂は、位相差系での第２のフォーカス位置Ｚ＝ＢＦ₂
を基準とすることが好ましい。It should be noted that the optical axis AX is
When there is no asymmetric aberration with respect to, the telecentricity curve X has a substantially linear shape as shown in FIG. Therefore, the fall of the telecentricity curve X is
Looking at the best focus position Z = BF ₁ in a bright-field system, there is no significant difference even when viewed at the measurement center focus position Z = BF ₂ in the phase difference system. However, the alignment optical system 10
When an asymmetric aberration remains with respect to the optical axis, the telecentricity curve X has a curved shape as shown in FIGS. Therefore, the inclination (dX ₂ / dZ) and the curvature c of the telecentricity curve X are determined based on the best focus position Z = BF ₁ in the bright-field system, or when the c ₂ in the phase difference system has an extreme value. The value differs depending on whether or not 2 focus positions Z = BF ₂ reference. In this case, as shown in the equations (4a) to (4c) and (6a) to (6c), the inclination (dX ₁ / dZ) and the curvature c ₂ of the telecentricity curve X ₂ of the bright field system are determined by the bright field system. The tilt (dX ₂ / dZ) and the curvature c ₂ of the telecentricity curve X ₂ of the phase difference system are based on the first focus position Z = BF ₁ at the second focus position Z in the phase difference system. = BF ₂
Is preferably used as a reference.

【００３２】次に、上記（１ａ）〜（６ｃ）式の手法で
は、像のテレセントリシティーを評価パラメータとして
用いていたが、別の手法として、図８に示すように、物
体面に位相パターンを配置し、この位相パターンの右エ
ッジの像強度と左エッジの像強度との非対称性を評価パ
ラメータとして用いることもできる。具体的には、右エ
ッジの像強度と左エッジの像強度との比βをもって、像
の非対称性とする。このときパターンの段差は、（２ｎ
＋１）／８・λ（ｎ＝０，１，２，…、λ：中心波長）
が望ましい。Next, in the methods of the above equations (1a) to (6c), the telecentricity of the image is used as an evaluation parameter. However, as another method, as shown in FIG. And the asymmetry between the image intensity of the right edge and the image intensity of the left edge of the phase pattern can be used as an evaluation parameter. Specifically, the ratio β between the image intensity of the right edge and the image intensity of the left edge is used as image asymmetry. At this time, the step of the pattern is (2n
+1) / 8 · λ (n = 0, 1, 2,..., Λ: center wavelength)
Is desirable.

【００３３】しかる後に、位相差系の像の非対称性β₂
の、明視野系での第１のフォーカス位置Ｚ＝ＢＦ₁での
値を評価パラメータとし、０を目標値として、 （β₂）_BF1→０ ‥‥（７ａ） Δ（β₂）_BF1→０ ‥‥（７ｂ） あるいは、 Σ（β₂）_BF1→０ ‥‥（７ｃ） となるように、位相差板２３の横方向の位置を定めるこ
とができる。Thereafter, the asymmetry β ₂ of the image of the phase difference system is obtained.
The value at the _first focus position Z = _BF1 in the bright field system is set as an evaluation parameter, and 0 is set as a target value, and (β ₂ ) _BF1 → 0 ‥‥ (7a) Δ (β ₂ ) _BF1 → 0横 (7b) or Σ (β ₂ ) _BF1 → 0 ‥‥ (7c) The horizontal position of the phase difference plate 23 can be determined.

【００３４】また、明視野系の像の非対称性β₁の、明
視野系での第１のフォーカス位置Ｚ＝ＢＦ₁での値を目
標値として、 （β₂）_BF1→（β₁）_BF1 ‥‥（８ａ） Δ（β₂）_BF1→Δ（β₁）_BF1 ‥‥（８ｂ） あるいは、 Σ（β₂）_BF1→Σ（β₁）_BF1 ‥‥（８ｃ） となるように、位相差板２３の横方向の位置を定めるこ
ともできる。Further, assuming that the value of the asymmetry β ₁ of the image of the bright field system at the first focus position Z = BF ₁ in the bright field system is a target value, (β ₂ ) _BF1 → (β ₁ ) _BF1 ‥‥ (8a) Δ (β ₂ ) _BF1 → Δ (β ₁ ) _BF1 ‥‥ (8b) or Σ (β ₂ ) _BF1 → Σ (β ₁ ) _BF1 ‥‥ (8c) The lateral position of the plate 23 can also be determined.

【００３５】更に、位相差系の像の非対称性β₂の、位
相差系での第２のフォーカス位置Ｚ＝ＢＦ₂での値を評
価パラメータとして、 （β₂）_BF2→０ ‥‥（９ａ） Δ（β₂）_BF2→０ ‥‥（９ｂ） Σ（β₂）_BF2→０ ‥‥（９ｃ） あるいは、 （β₂）_BF2→（β₁）_BF1 ‥‥（１０ａ） Δ（β₂）_BF2→Δ（β₁）_BF1 ‥‥（１０ｂ） Σ（β₂）_BF2→Σ（β₁）_BF1 ‥‥（１０ｃ） となるように、位相差板２３の横方向の位置を定めるこ
ともできる。ここでＢＦ₂は、明視野光学系に非対称な
収差が残存していた場合、位相板が光軸中心となる理想
状態で、β₂＝０となるフォーカス位置である。これは
計算で求めることができる。Further, the value of the asymmetry β ₂ of the image of the phase difference system at the second focus position Z = BF ₂ in the phase difference system is used as an evaluation parameter, and (β ₂ ) _BF2 → 0 ‥‥ (9a ) Δ (β ₂ ) _BF2 → 0 ‥‥ (9b) Σ (β ₂ ) _BF2 → 0 ‥‥ (9c) or (β ₂ ) _BF2 → (β ₁ ) _BF1 ‥‥ (10a) Δ (β ₂ ) _BF2 → Δ (β ₁ ) _BF1 ‥‥ (10b) Σ (β ₂ ) _BF2 → Σ (β ₁ ) _BF1 ‥‥ (10c) The lateral position of the phase difference plate 23 can also be determined. . Here, BF ₂ is a focus position where β ₂ = 0 in an ideal state where the phase plate is at the optical axis center when asymmetric aberration remains in the bright field optical system. This can be calculated.

【００３６】次に、上記（７ａ）〜（１０ｃ）式の手法
では、固定のフォーカス位置Ｚ＝ＢＦでの像の非対称性
βを評価パラメータとして用いたが、像のデフォーカス
量を変化させた状態にて像の非対称性βを測定して、像
の非対称性βのフォーカス依存性を評価パラメータとす
ることもできる。すなわち先ず、図９に示すように、位
相差系の像の非対称性β₂のフォーカス依存性の、明視
野系での第１のフォーカス位置Ｚ＝ＢＦ₁での値を評価
パラメータとし、０を目標値として、 （ｄβ₂／ｄＺ）_BF1→０ ‥‥（１１ａ） Δ（ｄβ₂／ｄＺ）_BF1→０ ‥‥（１１ｂ） あるいは、 Σ（ｄβ₂／ｄＺ）_BF1→０ ‥‥（１１ｃ） となるように、位相差板２３の横方向の位置を定めるこ
とができる。Next, in the methods of the above equations (7a) to (10c), the image asymmetry β at the fixed focus position Z = BF is used as the evaluation parameter, but the defocus amount of the image is changed. The asymmetry β of the image can be measured in the state, and the focus dependence of the asymmetry β of the image can be used as an evaluation parameter. That is, first, as shown in FIG. 9, the value of the focus dependence of the asymmetry β ₂ of the image of the phase difference system at the first focus position Z = BF ₁ in the bright field system is used as an evaluation parameter, and 0 is set as an evaluation parameter. As the target value, (dβ ₂ / dZ) _BF1 → 0 ‥‥ (11a) Δ (dβ ₂ / dZ) _BF1 → 0 ‥‥ (11b) or Σ (dβ ₂ / dZ) _BF1 → 0 ‥‥ (11c) The horizontal position of the phase difference plate 23 can be determined so that

【００３７】また、明視野系の像の非対称性β₁のフォ
ーカス依存性の、明視野系での第１のフォーカス位置Ｚ
＝ＢＦ₁での値を目標値として、 （ｄβ₂／ｄＺ）_BF1→（ｄβ₁／ｄＺ）_BF1 ‥‥（１２ａ） Δ（ｄβ₂／ｄＺ）_BF1→Δ（ｄβ₁／ｄＺ）_BF1 ‥‥（１２ｂ） あるいは、 Σ（ｄβ₂／ｄＺ）_BF1→Σ（ｄβ₁／ｄＺ）_BF1 ‥‥（１２ｃ） となるように、位相差板２３の横方向の位置を定めるこ
ともできる。The first focus position Z in the bright field system depends on the focus dependence of the asymmetry β ₁ of the image in the bright field system.
= As a target value the value of at _{BF 1, (dβ 2 / dZ} ) BF1 → (dβ 1 / dZ) BF1 ‥‥ (12a) Δ (dβ 2 / dZ) BF1 → Δ (dβ 1 / dZ) BF1 ‥‥ (12b) Alternatively, the lateral position of the phase difference plate 23 can be determined so that Σ (dβ ₂ / dZ) _BF1 → Σ (dβ ₁ / dZ) _BF1 ‥‥ (12c).

【００３８】更に、位相差系の像の非対称性β₂のフォ
ーカス依存性の、位相差系での第２のフォーカス位置Ｚ
＝ＢＦ₂での値を評価パラメータとして、 （ｄβ₂／ｄＺ）_BF2→０ ‥‥（１３ａ） Δ（ｄβ₂／ｄＺ）_BF2→０ ‥‥（１３ｂ） Σ（ｄβ₂／ｄＺ）_BF2→０ ‥‥（１３ｃ） あるいは、 （ｄβ₂／ｄＺ）_BF2→（ｄβ₁／ｄＺ）_BF1 ‥‥（１４ａ） Δ（ｄβ₂／ｄＺ）_BF2→Δ（ｄβ₁／ｄＺ）_BF1 ‥‥（１４ｂ） Σ（ｄβ₂／ｄＺ）_BF2→Σ（ｄβ₁／ｄＺ）_BF1 ‥‥（１４ｃ） となるように、位相差板２３の横方向の位置を定めるこ
ともできる。以上に提示した各種類の位置決め方法のう
ち、実際にどの位置決め方法を用いるかは、パターンの
種類などに応じて定めることとなる。Further, the second focus position Z in the phase difference system depends on the focus dependence of the asymmetry β ₂ of the image of the phase difference system.
Using the value at BF ₂ as an evaluation parameter, (dβ ₂ / dZ) _BF2 → 0 １３ (13a) Δ (dβ ₂ / dZ) _BF2 → 0 ‥‥ (13b) Σ (dβ ₂ / dZ) _BF2 → 0 (13c) or (dβ ₂ / dZ) _BF2 → (dβ ₁ / dZ) _BF1 ‥‥ (14a) Δ (dβ ₂ / dZ) _BF2 → Δ (dβ ₁ / dZ) _BF1 ‥‥ (14b) Σ (Dβ ₂ / dZ) _BF2 → Σ (dβ ₁ / dZ) _BF1 ‥‥ (14c) The lateral position of the phase difference plate 23 can also be determined. Of the various types of positioning methods presented above, which positioning method is actually used is determined according to the type of pattern and the like.

【００３９】次に図１０は、本発明による位置決め方法
によって位置決めしようとする位相差付与部材を備えた
位相差顕微鏡を備えた重ね合わせ測定装置を示す。光源
５０を射出した照明光は照明開口絞り１２により適当な
照明光束となって、コンデンサーレンズ１３を介して照
明視野絞り１４を均一に照射する。照明視野絞り１４を
射出した照明光は、照明リレーレンズ１５、ハーフプリ
ズム１６、第１対物レンズ１８を介して、ウエハ上のレ
ジストパターン５１と、エッチングパターン５２を照明
する。レジストパターン５１とエッチングパターン５２
は、例えばエッチングパターン５２の内側にレジストパ
ターン５１があるレジストレーションパターンとなって
いる。Next, FIG. 10 shows an overlay measuring apparatus provided with a phase contrast microscope having a phase difference providing member to be positioned by the positioning method according to the present invention. The illumination light emitted from the light source 50 is converted into an appropriate illumination light beam by the illumination aperture stop 12, and uniformly illuminates the illumination field stop 14 via the condenser lens 13. The illumination light emitted from the illumination field stop 14 illuminates the resist pattern 51 on the wafer and the etching pattern 52 via the illumination relay lens 15, the half prism 16, and the first objective lens 18. Resist pattern 51 and etching pattern 52
Is a registration pattern in which the resist pattern 51 is located inside the etching pattern 52, for example.

【００４０】レジストパターン５１とエッチングパター
ン５２から反射した結像光束は、第１対物レンズ１８、
ハーフプリズム１６、第２対物レンズ２０、第１リレー
レンズ２２、結像開口絞り１７、位相差板２３、第２リ
レーレンズ２４を経て、ＣＣＤ２６の撮像面に結像す
る。ＣＣＤ２６から出る撮像信号は、信号処理系２７で
処理されてレジストパターン５１とエッチングパターン
５２の位置情報を主制御系５３に送る。位相差板２３
は、位置検出装置（アライメント光学系１０）のときと
同様に、照明系中の照明開口絞り１２の共役位置近傍に
配置され、照明開口絞り１２と対応するパターンを有
し、第１領域２３ａに対して第２領域２３ｂが位相差を
持っている。第１領域２３ａと第２領域２３ｂとの位相
差は、±λ／４が望ましい。The image forming light flux reflected from the resist pattern 51 and the etching pattern 52 is applied to the first objective lens 18,
The light passes through the half prism 16, the second objective lens 20, the first relay lens 22, the imaging aperture stop 17, the phase difference plate 23, and the second relay lens 24 to form an image on the imaging surface of the CCD 26. The imaging signal output from the CCD 26 is processed by the signal processing system 27 and sends the position information of the resist pattern 51 and the etching pattern 52 to the main control system 53. Phase difference plate 23
Is located near the conjugate position of the illumination aperture stop 12 in the illumination system, has a pattern corresponding to the illumination aperture stop 12, and is located in the first region 23a, as in the case of the position detection device (alignment optical system 10). On the other hand, the second region 23b has a phase difference. The phase difference between the first region 23a and the second region 23b is desirably ± λ / 4.

【００４１】この重ね合わせ測定装置の位相差板２３の
横方向の位置調整についても、上記各実施例と同様に行
うことができる。以上の説明では、パターンを落射照明
する例を示したが、透過照明の場合でも本発明方法を適
用することができる。The horizontal position adjustment of the phase difference plate 23 of the overlay measuring apparatus can be performed in the same manner as in the above embodiments. In the above description, an example of epi-illumination of a pattern has been described, but the method of the present invention can be applied to transmission illumination.

【００４２】[0042]

【発明の効果】以上のように本発明では、像のテレセン
トリシティーや非対称性を用いて位相差板の位置決めを
行うものであるから、定量的かつ正確な位相差板の位置
調整を行うことができる。したがって低段差パターンの
高精度な位置検出が可能な位置検出装置及び重ね合わせ
測定装置を得ることができる。As described above, in the present invention, since the retardation plate is positioned using the telecentricity and asymmetry of the image, it is necessary to quantitatively and accurately adjust the position of the retardation plate. Can be. Therefore, it is possible to obtain a position detection device and an overlay measurement device capable of detecting a position of a low step pattern with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明方法を適用する位相差付与部材を備えた
位相差顕微鏡を、位置検出装置（アライメント光学系）
として備えた投影露光装置を示す図である。FIG. 1 shows a phase difference microscope provided with a phase difference applying member to which the method of the present invention is applied, and a position detection device (alignment optical system).
FIG. 2 is a view showing a projection exposure apparatus provided as a device.

【図２】照明開口絞りを示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing an illumination aperture stop.

【図３】（ａ）ウエハマークを示す平面図と、（ｂ）指
標マークを示す平面図である。3A is a plan view illustrating a wafer mark, and FIG. 3B is a plan view illustrating an index mark.

【図４】位相差板を示す（ａ）平面図と、（ｂ）断面図
である。FIGS. 4A and 4B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a phase difference plate. FIGS.

【図５】光学系に光軸に関して非対称な収差が残存して
いないときの、テレセントリシティー曲線を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing a telecentricity curve when no asymmetric aberration remains with respect to the optical axis in the optical system.

【図６】光学系に光軸に関して非対称な収差が残存して
いるときの、テレセントリシティー曲線の湾曲の程度を
定量化する一手法を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing one method for quantifying the degree of curvature of a telecentricity curve when an aberration asymmetrical with respect to the optical axis remains in the optical system.

【図７】光学系に光軸に関して非対称な収差が残存して
いるときの、テレセントリシティー曲線を示す図であ
る。FIG. 7 is a diagram illustrating a telecentricity curve when an asymmetric aberration remains with respect to the optical axis in the optical system.

【図８】光学系に光軸に関して非対称な収差が残存して
いるときの、像の非対称性を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an image asymmetry when an asymmetric aberration with respect to the optical axis remains in the optical system.

【図９】光学系に光軸に関して非対称な収差が残存して
いるときの、像の非対称性のフォーカス依存性を示す図
である。FIG. 9 is a diagram illustrating focus dependence of image asymmetry when asymmetric aberrations remain with respect to the optical axis in the optical system.

【図１０】本発明方法を適用する位相差付与部材を備え
た位相差顕微鏡を備えた重ね合わせ測定装置を示す図で
ある。FIG. 10 is a view showing an overlay measurement apparatus provided with a phase contrast microscope provided with a phase difference providing member to which the method of the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…原版照明光学系 ＥＬ…露光光 Ｒ…レチクル ＰＡ…パターン面 ２…投影光学系 ａｘ…投影光学系光
軸 ３…レチクルステージ Ｗ…ウエハ ＷＭ…ウエハマーク ＷＭＸ…Ｘ方向ウエ
ハマーク ４…ウエハホルダ ５Ｚ…Ｚステージ ５ＸＹ…ＸＹステージ ６ａ…キーボード ６ｂ…主制御系 ６ｃ…ステージ制御
系 １０…アライメント光学系 ＡＸ…アライメント
光学系光軸 ＩＬ…照明光束 １１…光ファイバ １２…照明開口絞り １２ａ…透光部 １２ｂ…遮光部 １３…コンデンサー
レンズ １４…照明視野絞り １５…照明リレーレ
ンズ １６…ハーフプリズム １７…結像開口絞り １８…第１対物レンズ １９…反射プリズム ２０…第２対物レンズ ２１…指標板 ＩＭ…指標マーク ＩＭＸ…Ｘ方向指標
マーク ＩＭＹ…Ｙ方向指標マーク ２２…第１リレーレ
ンズ ２３…位相差板 ２３ａ…第１領域 ２３ｂ…第２領域 ２４…第２リレーレ
ンズ ２５…ハーフプリズム ２６、２６Ｘ、２６
Ｙ…撮像素子 ２７…信号処理系 ５０…光源 ５１…レジストパタ
ーン ５２…エッチングパターン ５３…主制御系DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Original illumination optical system EL ... Exposure light R ... Reticle PA ... Pattern surface 2 ... Projection optical system ax ... Projection optical system optical axis 3 ... Reticle stage W ... Wafer WM ... Wafer mark WMX ... X direction wafer mark 4 ... Wafer holder 5Z ... Z stage 5XY ... XY stage 6a ... Keyboard 6b ... Main control system 6c ... Stage control system 10 ... Alignment optical system AX ... Alignment optical system optical axis IL ... Illumination light flux 11 ... Optical fiber 12 ... Illumination aperture stop 12a ... Transparent part 12b: Shielding part 13: Condenser lens 14: Illumination field stop 15: Illumination relay lens 16: Half prism 17: Image forming aperture stop 18: First objective lens 19: Reflective prism 20: Second objective lens 21: Indicator plate IM Index mark IMX ... X direction index mark IMY ... Y direction index mark 22 ... First Rerenzu 23 ... retardation plate 23a ... first area 23b ... second region 24: second relay lens 25 ... half prism 26,26X, 26
Y: Image sensor 27: Signal processing system 50: Light source 51: Resist pattern 52: Etching pattern 53: Main control system

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】位相差顕微鏡に用いられる位相差付与部材
を、光軸と直交する横方向について位置決めするための
方法において、 前記位相差顕微鏡の物体面に配置されたパターンの像を
撮像手段によって撮像する工程と、 前記撮像手段によって撮像される前記像のデフォーカス
量を変化させた状態にて、前記横方向についての前記像
のシフト量を測定する工程とを有し、 前記像の第１のフォーカス位置の近傍における前記デフ
ォーカス量と前記シフト量との関係に基づいて、前記位
相差付与部材の前記横方向についての位置決めを行うこ
とを特徴とする、位相差付与部材の位置決め方法。1. A method for positioning a phase difference providing member used in a phase contrast microscope in a lateral direction orthogonal to an optical axis, wherein an image of a pattern arranged on an object plane of the phase contrast microscope is taken by an imaging unit. An image capturing step, and a step of measuring a shift amount of the image in the lateral direction in a state where a defocus amount of the image captured by the image capturing unit is changed. Positioning the phase difference providing member in the lateral direction based on the relationship between the defocus amount and the shift amount near the focus position. 【請求項２】デフォーカス量とシフト量との前記関係
は、デフォーカス量に対するシフト量の勾配であること
を特徴とする、請求項１記載の位相差付与部材の位置決
め方法。2. The method according to claim 1, wherein the relationship between the defocus amount and the shift amount is a gradient of the shift amount with respect to the defocus amount. 【請求項３】デフォーカス量とシフト量との前記関係
は、デフォーカス量に対するシフト量の湾曲の程度であ
ることを特徴とする、請求項１記載の位相差付与部材の
位置決め方法。3. The method according to claim 1, wherein the relationship between the defocus amount and the shift amount is a degree of curvature of the shift amount with respect to the defocus amount. 【請求項４】互いに形状の異なる２つの前記パターンを
用意し、デフォーカス量とシフト量との前記関係の前記
２つのパターンについての差に基づいて、前記位相差付
与部材の前記横方向についての位置決めを行うことを特
徴とする、請求項１、２又は３記載の位相差付与部材の
位置決め方法。4. The method according to claim 1, wherein two patterns having different shapes are prepared, and the phase difference applying member is moved in the horizontal direction based on a difference between the two patterns in the relationship between the defocus amount and the shift amount. 4. The method according to claim 1, wherein the positioning is performed. 【請求項５】互いに形状の異なる複数の前記パターンを
用意し、デフォーカス量とシフト量との前記関係の前記
複数のパターンについての合計に基づいて、前記位相差
付与部材の前記横方向についての位置決めを行うことを
特徴とする、請求項１、２又は３記載の位相差付与部材
の位置決め方法。5. A method according to claim 1, wherein a plurality of patterns having different shapes are prepared, and the phase difference providing member is moved in the lateral direction based on a sum of the plurality of patterns in the relationship between the defocus amount and the shift amount. 4. The method according to claim 1, wherein the positioning is performed. 【請求項６】デフォーカス量とシフト量との前記関係、
該関係の前記差、又は該関係の前記合計がデフォーカス
量に依存しないように、前記位相差付与部材の前記横方
向についての位置決めを行うことを特徴とする、請求項
１〜５のいずれか１項記載の位相差付与部材の位置決め
方法。6. The relationship between a defocus amount and a shift amount,
The positioning of the phase difference providing member in the lateral direction is performed so that the difference of the relationship or the sum of the relationship does not depend on a defocus amount. 2. The method for positioning a phase difference providing member according to claim 1. 【請求項７】前記位相差付与部材を光路外に除去した状
態において、前記デフォーカス量と前記シフト量との関
係を求める工程を更に有し、 前記位相差付与部材を光路内に挿入した状態におけるデ
フォーカス量とシフト量との前記関係、該関係の前記
差、又は該関係の前記合計が、前記位相差付与部材を光
路外に除去した状態における対応する量と一致するよう
に、前記位相差付与部材の前記横方向についての位置決
めを行うことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１
項記載の位相差付与部材の位置決め方法。7. A state in which the phase difference providing member is inserted outside the optical path, further comprising a step of obtaining a relationship between the defocus amount and the shift amount in a state where the phase difference providing member is removed outside the optical path. The relationship between the defocus amount and the shift amount, the difference of the relationship, or the total of the relationship is equal to the corresponding amount when the phase difference providing member is removed from the optical path. The positioning of the phase difference providing member in the horizontal direction is performed.
The method for positioning a phase difference providing member according to any one of the preceding claims. 【請求項８】デフォーカス量とシフト量との前記関係を
求める前記第１のフォーカス位置は、位相差付与部材を
光路外に除去した状態における第２のフォーカス位置と
は異なる位置として定められていることを特徴とする、
請求項１〜７のいずれか１項記載の位相差付与部材の位
置決め方法。8. The first focus position for obtaining the relationship between the defocus amount and the shift amount is set as a position different from the second focus position when the phase difference providing member is removed outside the optical path. Characterized by
The method for positioning a phase difference providing member according to claim 1. 【請求項９】位相差顕微鏡に用いられる位相差付与部材
を、光軸と直交する横方向について位置決めするための
方法において、 前記位相差顕微鏡の物体面に配置された位相パターンの
像を撮像手段によって撮像する工程を有し、 前記像の第１のフォーカス位置の近傍における前記位相
パターンの像の非対称性に基づいて、前記位相差付与部
材の前記横方向についての位置決めを行うことを特徴と
する、位相差付与部材の位置決め方法。9. A method for positioning a phase difference providing member used in a phase contrast microscope in a lateral direction orthogonal to an optical axis, wherein an image of a phase pattern arranged on an object plane of the phase contrast microscope is imaged. And positioning the phase difference providing member in the lateral direction based on the asymmetry of the image of the phase pattern in the vicinity of the first focus position of the image. , A method of positioning a phase difference providing member. 【請求項１０】前記撮像手段によって撮像される前記像
のデフォーカス量を変化させた状態にて、前記像の非対
称性を測定する工程を更に有し、 前記像の第１のフォーカス位置の近傍における前記デフ
ォーカス量と前記非対称性との関係に基づいて、前記位
相差付与部材の前記横方向についての位置決めを行うこ
とを特徴とする、請求項９記載の位相差付与部材の位置
決め方法。10. The method according to claim 10, further comprising the step of measuring the asymmetry of the image in a state in which the amount of defocus of the image picked up by the image pickup means is changed, and in the vicinity of the first focus position of the image. The positioning method of a phase difference providing member according to claim 9, wherein the positioning of the phase difference providing member in the lateral direction is performed based on a relationship between the defocus amount and the asymmetry. 【請求項１１】互いに形状の異なる２つの前記位相パタ
ーンを用意し、前記非対称性の前記２つの位相パターン
についての差に基づいて、又はデフォーカス量と非対称
性との前記関係の前記２つの位相パターンについての差
に基づいて、前記位相差付与部材の前記横方向について
の位置決めを行うことを特徴とする、請求項９又は１０
記載の位相差付与部材の位置決め方法。11. The two phase patterns having different shapes from each other are prepared, and based on a difference between the two phase patterns of the asymmetry or the two phases of the relationship between the defocus amount and the asymmetry. The positioning in the horizontal direction of the phase difference providing member is performed based on a difference in a pattern.
The positioning method of the phase difference providing member as described in the above. 【請求項１２】互いに形状の異なる複数の前記位相パタ
ーンを用意し、前記非対称性の前記複数の位相パターン
についての合計に基づいて、又はデフォーカス量と非対
称性との前記関係の前記複数の位相パターンについての
合計に基づいて、前記位相差付与部材の前記横方向につ
いての位置決めを行うことを特徴とする、請求項９又は
１０記載の位相差付与部材の位置決め方法。12. A plurality of phase patterns having different shapes from each other are prepared, and the plurality of phase patterns having the relationship between the defocus amount and the asymmetry are prepared based on the sum of the plurality of phase patterns having the asymmetry. The positioning method of a phase difference providing member according to claim 9, wherein the positioning of the phase difference providing member in the lateral direction is performed based on a total of the patterns. 【請求項１３】前記非対称性、該非対称性の前記差、若
しくは該非対称性の前記合計が０となるように、又はデ
フォーカス量と非対称性との前記関係、該関係の前記
差、若しくは該関係の前記合計がデフォーカス量に依存
しないように、前記位相差付与部材の前記横方向につい
ての位置決めを行うことを特徴とする、請求項９、１
０、１１又は１２記載の位相差付与部材の位置決め方
法。13. The asymmetry, the difference in the asymmetry, or the sum of the asymmetry is set to 0, or the relationship between the defocus amount and the asymmetry, the difference in the relationship, or the asymmetry. 10. The positioning of the phase difference providing member in the lateral direction so that the sum of the relationships does not depend on the defocus amount.
13. The method for positioning a phase difference providing member according to 0, 11, or 12. 【請求項１４】前記位相差付与部材を光路外に除去した
状態において、前記非対称性、又はデフォーカス量と非
対称性との前記関係を求める工程を更に有し、 前記位相差付与部材を光路内に挿入した状態における前
記非対称性、該非対称性の前記差、若しくは該非対称性
の前記合計、又はデフォーカス量と非対称性との前記関
係、該関係の前記差、若しくは該関係の前記合計が、前
記位相差付与部材を光路外に除去した状態における対応
する量と一致するように、前記位相差付与部材の前記横
方向についての位置決めを行うことを特徴とする、請求
項９、１０、１１又は１２記載の位相差付与部材の位置
決め方法。14. A method for determining the asymmetry or the relationship between the amount of defocus and the asymmetry in a state where the phase difference providing member is removed from the optical path. The asymmetry in the inserted state, the difference in the asymmetry, or the sum of the asymmetry, or the relationship between the defocus amount and the asymmetry, the difference in the relationship, or the sum of the relationship, The positioning in the lateral direction of the phase difference providing member is performed so as to coincide with a corresponding amount in a state where the phase difference providing member is removed outside the optical path, wherein: 13. The method for positioning a phase difference providing member according to item 12. 【請求項１５】前記非対称性を求める前記第１のフォー
カス位置は、位相差付与部材を光路外に除去した状態に
おける第２のフォーカス位置とは異なる位置として定め
られていることを特徴とする、請求項９〜１４のいずれ
か１項記載の位相差付与部材の位置決め方法。15. The method according to claim 15, wherein the first focus position for determining the asymmetry is different from a second focus position in a state where the phase difference providing member is removed outside the optical path. The method for positioning a phase difference providing member according to claim 9. 【請求項１６】請求項１〜１５のいずれか１項記載の位
置決め方法によって位置決めされた位相差付与部材を備
えた位相差顕微鏡。16. A phase contrast microscope comprising a phase difference providing member positioned by the positioning method according to claim 1. Description: 【請求項１７】請求項１６記載の位相差顕微鏡を備えた
位置検出装置若しくは重ね合わせ測定装置、又は請求項
１６記載の位相差顕微鏡を備えた位置検出装置を搭載し
た露光装置。17. An exposure apparatus equipped with a position detecting device or an overlay measuring device provided with the phase contrast microscope according to claim 16, or a position detecting device provided with the phase contrast microscope according to claim 16.