JPH05259020A

JPH05259020A - 投影露光装置

Info

Publication number: JPH05259020A
Application number: JP4051354A
Authority: JP
Inventors: Naomasa Shiraishi; 直正白石
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1992-03-10
Filing date: 1992-03-10
Publication date: 1993-10-08

Abstract

(57)【要約】【目的】小型、低コストの照明光学系を実現する。【構成】照明光学系中のその光軸と垂直な面内に配置
された平行平板１１Ａの下面（レチクル側の面）にマイ
クロプリズム１１Ｂを形成し、レチクル１７を通過した
基準マークＦＭからの照明光ＳＬをマイクロプリズム１
１Ｂで屈折して平行平板１１Ａに傾けて入射させる。照
明光ＳＬは、平行平板１１Ａ内で内面反射を繰り返し、
その内部を伝搬して照明光路外へ導かれ、光電検出器１
５にて受光される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路や液晶
デバイス等のパターン形成に使用される投影露光装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子製造のフォトリソグラフィ工
程で使用される投影露光装置（例えばステッパー）で
は、レチクル（マスク）上に描画された転写すべき回路
パターンの像が、投影光学系を介して基板（ウエハ）上
に結像投影される。ウエハは２次元移動可能なウエハス
テージ上に載置されており、このウエハステージ上には
基準マーク（フィデュシャルマーク）を備えた基準部材
（ガラス基板）が、ウエハ表面とほぼ一致するように設
けられている。このフィデュシャルマークは、例えば特
開昭５９−９４０３２号公報、特開平１−２６２６２４
号公報等に開示されているように、レチクルアライメン
ト、投影光学系の結像特性、あるいは露光動作に先立っ
て行われるレチクル上のアライメントマーク、またはレ
チクルの上方に配置されたレチクルアライメントマーク
検出用のセンサーのマーク検出位置と、ＴＴＬ方式、ま
たはオフアクシス方式のウエハアライメントマーク検出
用のセンサーのマーク検出位置との相対距離（ベースラ
イン）の計測等に用いられる。

【０００３】フィデュシャルマークとしては、例えば石
英ガラス上にクロムをパターニングして形成した反射型
のマークが用いられ、アライメントセンサーで当該マー
クを検出することによりそのマーク検出位置が求められ
る。あるいは、フィデュシャルマークを光透過型のスリ
ットマークとし、その下（ウエハステージ側）に光量セ
ンサーを設ける方式、もしくはフィデュシャルマーク自
体を受光面とした光量センサーを用いる方式もある。こ
れらの方式では、光量センサーによって受光される光量
（レチクルマークの像、アライメントセンサーの照明光
束の光量）から、レチクルマークやアライメントセンサ
ーのマーク検出位置が求められる。

【０００４】しかしながら、光量センサーにてレチクル
マークの像を検出する場合、レチクルマークを照明する
照明光学系（露光用照明光学系）はマーク部のみなら
ず、広いエリアを照明するので、フィデュシャルマーク
（例えばスリットパターン）上にはレチクル上のマーク
部以外からの光もフレアーとして到達し、これにより計
測精度が低下し得る。そこで、例えば特開昭６４−１０
１０５号公報に開示されているように発光型のフィデュ
シャルマークを用いる、すなわち光ファイバー、ミラー
等により基準部材の下まで伝送した露光用照明光によっ
てフィデュシャルマークを照射し、レチクルの下面（パ
ターン面）に結像される投影像とレチクルマークとを相
対移動させることによって、レチクルマークを通過した
照明光の透過光量を照明光学系中で検出する方法が提案
されている。

【０００５】ところで、上記透過光を検出するための光
量センサーは、レチクルに照射される露光用照明光を遮
ってはならないので、従来では照明光学系中にビームス
プリッタ（ハーフミラー）を設け、レチクルマークを透
過した照明光を、照明光路外に配置された光量センサー
に導くように構成していた。従って、従来装置の照明光
学系中には、このハーフミラーを設けるための数１０cm
ものレンズ間隔（スペース）が必要であった。特にレチ
クルマークの配置される場所（形成位置）に依存せず、
常に同一配置（構成）でレチクルマークの透過光を検出
するためには、照明光学系中のレチクルパターン面に対
するフーリエ変換面近傍にハーフミラーを配置すること
が必要であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】最近になって、投影光
学系の解像度及び焦点深度を改善する方法として、輪帯
照明や変形光源が注目されている。これはレチクルパタ
ーンへ入射する照明光を特定の角度だけ傾けるものであ
る。従って、従来装置に比べて照明光学系の開口数（レ
チクルへの照明光束の入射角度の正弦）がより一層大き
な照明光学系が要求されることになる。このような大開
口数の照明光学系は設計、製造が困難である上、装置全
体の大型化、高コスト化が避けられない。特に前述の如
きハーフミラー用のスペース（レンズ間隔）は、さらな
る照明光学系の大型化の要因となる。

【０００７】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、輪帯照明法や変形光源法等の新露光技術に対応
し、かつ従来の基準マークをそのまま使用した各種計測
にも対応可能な小型、低コストの照明光学系を備えた投
影露光装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】かかる問題点を解決するた
め本発明においては、照明光学系中のその光軸とほぼ垂
直な面内に配置され、基準パターンから発生する光を照
明光学系の光路外へ偏向させる光束偏向部材を設け、こ
こで偏向された基準パターンからの光を検出することと
した。また、照明光学系中のその光軸とほぼ垂直な面内
に配置され、照明光に対してほぼ透明な基板と、この基
板に関してマスク側に配置され、基準パターンから発生
する光を透明基板に対して傾けて入射させる光束偏向部
材とを設け、基板内部を伝搬して照明光学系の光路外へ
導かれる基準パターンからの光を検出することとした。

【０００９】

【作用】本発明では、基板ステージ上の基準部材を用い
て各種計測（マスクのアライメントマークの位置計測
等）を行う際には、照明光学系の光軸と垂直な面内に配
置した光束偏向部材によって、基準パターンから発生す
る光を照明光学系の光路外へ偏向させて検出手段に導く
ようにした。従って、照明光学系が小さくて済み、しか
も従来通り基準部材を用いた各種計測を行うことが可能
となる。一方、露光時には光束偏向部材を照明光学系の
光路中から取り除くため、マスクに照射すべき露光用照
明光に対しては何ら悪影響を与えない。特に光束偏向部
材は、例えば厚さ数mm程度の平板で良く、照明光学系を
構成する光学素子の間に大きな間隔を設ける必要がな
い。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の実施例による投影露光装置の
概略的な構成を示す図である。図１において、水銀ラン
プ等の光源１より放射される照明光は楕円鏡２で反射さ
れた後、折り曲げミラー３、リレーレンズ４、シャッタ
ー５、リレーレンズ７、及び折り曲げミラー８を介して
リレーレンズ（インプットレンズ）９によりほぼ平行光
束となってオプチカルインテグレータ（フライアイレン
ズ）１０に入射する。フライアイレンズ１０は、レチク
ル１７のパターン面での照明光束の照度（強度分布）を
均一化するためのものであり、そのレチクル側（射出面
側）焦点面がレチクル１７のパターン面に対する光学的
なフーリエ変換面（以下、照明光学系の瞳面と称す）、
もしくはその近傍面内に配置されている。

【００１１】フライアイレンズ１０を射出した照明光
は、コンデンサーレンズ群１６によってレチクル１７の
下面側に形成された回路パターンを照明する。ここでは
コンデンサーレンズ群１６として、照明光束の強度分布
均一化のために高度に収差補正された光学系が用いられ
ている。レチクル１７には回路パターンとともに、その
パターンに付随してレチクルマーク１８が描画されてい
る。レチクル１７を透過、回折した光は投影光学系１９
により集光結像され、ウエハ２１上に回路パターンの像
を形成する。図１中では、レチクルマーク１８の投影位
置に基準部材２０が配置されている。

【００１２】ウエハ２１は、架台２３上を２次元移動可
能なウエハステージ２２上に、その表面が投影光学系１
９の結像面とほぼ一致するように保持されており、ウエ
ハステージ２２の位置はレーザ干渉計２８によって計測
される。ウエハステージ２２の端部には、レーザ干渉計
２８からのレーザビームを反射する反射鏡（移動鏡）２
４が固定されている。

【００１３】さらにウエハステージ２２上には、例えば
特開平１−２６２６２４号公報に開示されているよう
に、基準マーク（フィデュシャルマーク）ＦＭを有する
基準部材（石英等のガラス基板）２０が、ウエハ表面と
ほぼ一致するように設けられている。光ファイバー２６
は光源１から放射される露光用照明光（または一部）を
基準部材２０の下まで導き、この照明光はレンズ系２５
を介して下方（ウエハステージ２２の内部）より基準マ
ークＦＭに照射される。基準マークＦＭは光透過性のス
リットマークであって、基準マークＦＭを透過した光は
投影光学系１９を介してレチクル１７のパターン面に基
準マークＦＭの投影像を結像する。さらに、レチクル１
７を透過した光ＳＬはコンデンサーレンズ群１６を通っ
た後、照明光学系の光軸とほぼ垂直な面内に配置された
偏向部材１１によって偏向され、照明光学系の光路外に
配置された光電検出器１５に入射する。

【００１４】偏向部材１１は、モータ１２によって照明
光学系の光路中から退避可能に構成されており、ウエハ
２１に対するパターン露光が行われているときには、レ
チクル１７に照射される照明光を遮らないように、偏向
部材１１を照明光路外へ退避させる。または、基準部材
２０を用いた各種計測を行うときのみ、偏向部材１１を
照明光路中に配置する。このとき、偏向部材１１は照明
光学系の光軸と垂直な方向にほぼ沿って照明光路への出
し入れが行われる。この動作は、主制御系２９からの指
令に基づいて行われる。偏向部材１１の具体的な構成に
ついては、後で詳しく述べる。

【００１５】ところで、光電検出器１５は偏向部材１１
で偏向された透過光ＳＬの光量（強度）に応じた光電信
号を主制御系２９に出力する。この光電信号はウエハス
テージ２２の位置、すなわちレチクル１７の下面に結像
される基準マークＦＭの投影像とレチクルマーク１８と
の相対的な位置関係に応じて変化する。例えば、レチク
ルマーク１８が遮光部中に透過部が形成されたスリット
マークであれば、両者が正確に一致したときに光電信号
のレベルが最大となる。従って、光電検出器１５からの
光電信号のレベル変化に基づいて、レチクルマーク１８
と基準マークＦＭとの相対的な位置関係、すなわちレチ
クルマーク１８の位置（干渉計２８にて規定される座標
系内での座標値）が求められることになる。主制御系２
９は、光電検出器１５からの光電信号とともにレーザ干
渉計２８からの位置信号も入力し、この２つの信号を用
いてレチクルマーク１８の位置（座標値）を算出する。

【００１６】また、図１中にはオフアクシス方式のアラ
イメントセンサー３０が設けられている。アライメント
センサー３０は画像処理方式を採用しており、撮像素子
（ＣＣＤカメラ等）によってウエハ２１上のアライメン
トマーク、または基準マークＦＭと、ウエハ表面と共役
な面内に固定された指標マークとを同時に観察し、指標
マークに対するアライメントマーク等の位置ずれを検出
するものである。主制御系２９は、アライメントセンサ
ー３０からの位置ずれ情報と干渉計２８からの位置情報
とに基づいて、アライメントマークや基準マークの位置
（座標値）を算出する。尚、アライメントセンサー３０
で基準マークＦＭを検出したときの位置がセンサー３０
のマーク検出位置である。このとき、基準マークＦＭは
反射型のマークとして作用すれば良く、マークＦＭ自体
を発光させる必要はない。以上のように基準マークＦＭ
を用いて計測されるレチクルマークの位置とアライメン
トセンサー３０のマーク検出位置との間隔（距離）がベ
ースライン量である。

【００１７】次に、図２を参照して本実施例に適用され
る偏向部材について説明する。図２（ａ）は、露光用照
明光に対してほぼ透明な平行平板（石英等のガラス基
板）１１Ａの下面（照明光学系の光路中に配置された状
態ではレチクル１７側の面）に、マイクロプリズム１１
Ｂを形成したものである。レチクルマーク１８に遮られ
ることなくレチクル１７を透過した基準マークＦＭから
発生する照明光ＳＬは、マイクロプリズム１１Ｂによっ
て屈折し、平行平板１１Ａに対して傾いて入射する。さ
らに平行平板１１Ａ内において内面反射を繰り返してそ
の内部を伝搬することで、照明光学系の光路外へ導か
れ、平行平板１１Ａの端面から射出した後、光電検出器
１５にて受光されることになる。

【００１８】図２（ａ）に示した偏向部材はそれ自体が
薄く、かつ照明光学系の光軸に対してほぼ垂直に配置さ
れるとともに、さらに平行平板１１Ａの内部伝搬を利用
して、照明光ＳＬを照明光学系の光軸とほぼ垂直な方向
（基板面に沿った方向）に導くことが可能である。この
ため、偏向部材１１を配置すべき空間、すなわちフライ
アイレンズ１１とコンデンサーレンズ群１６との間隔が
狭くて済み、照明光学系を小型化することが可能とな
る。

【００１９】図２（ｂ）は、平行平板１１Ａの下面に回
折格子１１Ｃを形成したものである。回折格子１１Ｃで
回折された照明光ＳＬは、図２（ａ）と全く同様に平行
平板１１Ａの内部を伝搬して照明光路外へ導かれ、その
端面から射出して光電検出器１５に入射することにな
る。回折格子１１Ｃのピッチは任意で良い。また、回折
格子１１Ｃは位相型でも振幅型でも良く、さらにフレネ
ルゾーンプレート等を始めとして照明光ＳＬを回折（散
乱）するものであれば何でも良い。図２（ｂ）では透過
型の回折格子１１Ｃを用いたが、反射型の回折格子を用
いるようにしても良い。この場合、平行平板１１Ａの上
面（レチクル１７の反対側の面）に反射型回折格子を形
成する必要がある。

【００２０】図２（ｃ）は、平行平板１１Ｄの下面をサ
ンドブラストして照明光ＳＬを散乱させるようにしたも
のである。図２（ｃ）でも、図２（ａ）、（ｂ）と同様
に下面で散乱された照明光ＳＬは、平行平板１１Ｄの内
部を伝搬して照明光路外へ導かれることになる。尚、平
行平板１１Ｄの上面をサンドブラストしておき、ここで
散乱されてレチクル１７側に戻る光を平行平板１１Ｄ内
で内面反射させるようにしても良い。また、図２
（ｂ）、（ｃ）に示した偏向部材では、その下面（また
は上面）で回折、または散乱された光が平行平板の左右
の端面の各々から射出されるため、２組の光電検出器を
各端面に対応して配置しておき、例えば各出力を加算し
たものを用いるようにしても良い。

【００２１】図２では、平行平板の下面（レチクル側の
面）に形成した偏向部材により照明光ＳＬを偏向（回
折、散乱）させ、平行平板に傾けて入射させることで内
面反射を利用することとしたが、照明光を偏向させる部
材はいかなるものであっても良い。また、偏向部材１１
による照明光ＳＬの偏向角度（平行平板に入射する照明
光の傾斜角）や平行平板の厚さは任意で良く、要は平行
平板内を照明光が内面反射するように定めれば良い。さ
らに、平行平板の上面（レチクルと反対側の面）にその
全面にわたって遮光層を形成し、光電検出器１５へ入射
する光量の損失を低減するようにしても良い。また、偏
向部材１１は照明光学系の光軸に対して多少傾いても良
く、偏向部材１１を配置すべきスペース（図１ではフラ
イアイレンズ１０とコンデンサーレンズ群１６との間
隔）にも依るが、上記光量損失を少しでも低減するた
め、積極的に偏向部材１１を光軸に対して傾けても良
い。さらに、平行平板の下面に設けた蛍光物質に照明光
ＳＬを照射させ、ここで発生する蛍光（または燐光）を
光電検出器１５にて検出するようにしても、上記と全く
同様の効果を得ることができる。

【００２２】以上の通り本実施例における偏向部材は、
いずれも平行平板の厚さが数mm程度で良く、従って従来
に比べて照明光学系に対する制約が大幅に緩和される。
ところで、偏向部材１１を配置すべき位置は照明光学系
中のどこであっても構わないが、照明光学系中のレチク
ルパターン面に対する光学的なフーリエ変換面、もしく
はその近傍面内であることが望ましい。これは、偏向部
材１１をフーリエ変換面近傍に配置すると、レチクル上
でのアライメントマークの形成位置に関係なく、レチク
ルマーク１８（基準マークＦＭ）からの照明光束は常に
偏向部材１１上の同じ位置に到達するためである。従っ
て、偏向部材１１が小さくて済み、しかも常に偏向部材
１１上の同一位置を使用することとなり、偏向部材（１
１Ｂ、１１Ｃ等）の場所による形状等の不均一性がレチ
クルマークの計測に誤差を与えることがないといった利
点がある。図１中では、上記条件を満たすフライアイレ
ンズ１０の射出面（フーリエ変換面）近傍に偏向部材１
１を配置した。尚、平行平板１１Ａの下面においてその
全面に渡って回折格子１１Ｃ等を形成しておく必要はな
く、例えばレチクルマーク１８からの光のうち０次光が
照射される領域に相当する部分だけに回折格子１１Ｃ等
を形成するようにしても良い。

【００２３】また、フライアイレンズ１０の射出面と偏
向部材１１との間にリレーレンズ系を設け、両者を結像
関係で結んでも良い。このとき、フライアイレンズ１０
の射出面と偏向部材１１とは、いずれもレチクルパター
ンのフーリエ変換面近傍に配置されることになる。ま
た、このようなリレーレンズ系を使用する場合、リレー
レンズ系内にレチクルパターン面との共役面が生じるた
め、ここに視野絞り等を設けることもできる。

【００２４】さて、図２に示した偏向部材は平行平板１
１Ａの下面にマイクロプリズム１１Ｂや回折格子１１Ｃ
等を形成していたが、図３に示すように平行平板１１Ａ
と、例えば回折格子１１Ｅ、１１Ｈとを所定間隔だけ光
軸方向に離して配置しても良い。図３（ａ）は透過型回
折格子１１Ｅを用いた例であり、ここで回折された光は
平行平板１１Ａに対して傾いて入射し、その内部を伝搬
して照明光路外へ導かれることになる。図３（ｂ）は反
射型回折格子１１Ｈを用いた例であり、平行平板１１Ａ
を透過した照明光ＳＬは回折格子１１Ｈで回折された
後、平行平板１１Ａに対して傾いて再度入射し、その内
部を伝搬して照明光路外へ導かれることになる。図３
（ａ）、（ｂ）でも、光電検出器１５は平行平板１１Ａ
の端面に近接して配置される。

【００２５】また、例えば特開平１−２６２６２４号公
報、特開平１−２７３３１８号公報には、照明光学系の
瞳面（フーリエ変換面）で基準マークＦＭから発生する
光を２分割し、この分割された光を個別に検出すること
で投影光学系の焦点位置を検出する技術が開示されてい
る。このように照明光学系の瞳面で光束を２分割する装
置に対しても、本発明をそのまま適用して同様の効果を
得ることができる。すなわち上記公報に開示された装置
では、図４（ａ）に示すような偏向部材を照明光学系の
瞳面近傍に配置すれば良い。図４（ａ）は、平行平板１
１Ａの下面に２組のマイクロプリズム１１Ｆ₁、１１Ｆ
₂を形成したものである。図４（ｂ）は、図４（ａ）を
レチクル側から見た様子を示しており、照明光ＳＬはマ
イクロプリズム１１Ｆ₁と１１Ｆ₂の各々で屈折し、プ
リズム１１Ｆ₁と１１Ｆ₂との境界部を分割線として２
分割され、それぞれ紙面内左右方向に向かって内面反射
を繰り返していくことになる。従って、平行平板１１Ａ
の左右の端面の各々に対応して２組の光電検出器を配置
しておけば、上記公報と全く同様に投影光学系の焦点位
置を求めることができる。

【００２６】図５は、光電検出器へ入射する光束の光量
損失を低減する上で有効な偏向部材の一例を示し、平行
平板１１Ａの上面（レチクルと反対側の面）はその全面
に遮光層（クロム等）ＬＳＢが形成されている。一方、
平行平板１１Ａの下面には、レチクル１７を透過した照
明光ＳＬのうち、特に０次光が照射される領域を除いて
遮光層ＬＳＢが形成されるとともに、上記照射領域内に
は透過型回折格子１１Ｇが形成されている。このため、
平行平板１１Ａ内で内面反射を繰り返している間に外部
へ射出する光がなくなり、回折格子１１Ｇで回折されて
平行平板１１Ａに入射した光は全て２組の光電検出器１
５ａ、１５ｂで受光されることになる。従って、２組の
光電検出器１５ａ、１５ｂの各出力を加算して用いるこ
とによりシャープな信号波形が得られ、計測精度を向上
させることが可能となる。尚、光電検出器は１組でも良
く、このときは光電検出器が配置されない平行平板１１
Ａの一方の端面にも遮光層を形成しておくと良い。

【００２７】図６は、偏向部材として、照明光学系の光
軸に対して所定角度だけ傾けた平行平板１１Ａのみを用
いる例を示しており、平行平板１１Ａの上面、及び下面
の半分には遮光層ＬＳＢが形成されている。平行平板１
１Ａの傾斜角は、照明光学系のスペース（図１ではフラ
イアイレンズ１０とコンデンサーレンズ群１６との間
隔）に応じて定めれば良い。

【００２８】以上の実施例では、平行平板内での内面反
射を利用して偏向部材を挟む２組の光学素子の間隔（光
軸方向の距離）を短くする、逆に言えば２組の光学素子
の間隔が小さくても偏向部材を配置可能とした。しかし
ながら、偏向部材を挟む２組の光学素子の間隔によって
は平行平板を用いずに、例えば透過型、または反射型の
回折格子（デューティ比１：１）のみを照明光学系の光
路中に配置するだけでも構わない。このとき、回折格子
で回折された光（１次回折光）が隣接した光学素子（図
１ではフライアイレンズ１０等）でケラレないように格
子ピッチを定め、光電検出器では１次回折光を受光すれ
ば良い。また、回折格子のデューティ比を変える、例え
ば１：３に設定することによって、２次回折光を光電検
出器で受光するようにしても構わない。さらに、液晶表
示素子やエレクトロクロミック素子等で回折格子（図２
（ｂ）の１１Ｃ等）を構成し、基準マークを用いた計測
を行うときのみ回折格子を形成すれば、照明光路への回
折格子板（偏向部材）の出し入れを行う必要がなくな
る。

【００２９】また、基準マークを反射型とし、レチクル
側から露光用照明光を基準マークに照射し、ここで反射
した光をレチクルを介して光電検出するような系に対し
ても同様に本発明を適用できる。このとき、基準マーク
の代わりにウエハ上のアライメントマークに照明光を照
射することで、レチクルマークとウエハマークとの相対
位置関係も求めることができる。

【００３０】さらに輪帯照明法や変形光源法を採用する
にあたっては、光源１（フライアイレンズ１０の２次光
源）からの照明光を、所定の角度範囲を有し、かつ光軸
ＡＸに対して傾いてレチクルパターンに入射する少なく
とも１つの光束に変換する光束変換部材を設ける必要が
ある。光束変換部材は、照明光学系の瞳面内での照明光
の強度分布を、光軸ＡＸを含まない少なくとも１ヶ所の
領域（但し、輪帯照明法では光軸ＡＸを中心とする輪帯
状の領域）に制限するものであり、例えば照明光学系の
瞳面（フライアイレンズ１０の射出面）近傍に配置した
絞り（空間フィルター）が用いられる。光束変換部材と
しては絞り以外にも、光ファイバー、多面体プリズム
（またはコーンプリズム）、ミラー等を用いて良く、特
に絞りを用いる場合には、その中央部（光軸近傍の領
域）に反射型の回折格子等を設け、ここで反射した光を
平行平板に傾けて入射させるように構成しても良い。

【００３１】尚、図１に示した装置においてフライアイ
レンズ１０からレチクル１７までの間に折り曲げミラー
を配置しても良い。この場合でも、折り曲げミラーはレ
チクル近傍であって良いため、従来のフーリエ変換面近
傍にハーフミラーを配置する場合に比べ、照明光学系の
設計が容易で、小型化が可能となる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、マスクを
通過した基準マークからの照明光を照明光学系の一部を
介して検出する投影露光装置であっても、照明光学系に
対する制約を大幅に低減でき、小型で低コストの照明光
学系を実現できる。また、最近注目されている輪帯照明
や変形光源用の開口数の大きな照明光学系に対しても、
高精度の各種計測を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による投影露光装置の構成を示
す図。

【図２】図１中の偏向部材の具体的な構成の一例を示す
図。

【図３】図１に示した投影露光装置に好適な偏向部材の
他の例を示す図。

【図４】図１に示した投影露光装置に好適な偏向部材の
他の例を示す図。

【図５】図１に示した投影露光装置に好適な偏向部材の
他の例を示す図。

【図６】図１に示した投影露光装置に好適な偏向部材の
他の例を示す図。

【符号の説明】

１光源１０フライアイレンズ１１偏向部材１１Ａ平行平板１５光電検出器１６コンデンサーレンズ群１７レチクル１８レチクルマーク１９投影光学系２０基準部材２１ウエハ２２ウエハステージ２６光ファイバー２９主制御系３０アライメントセンサーＦＭ基準マーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 7352−4ＭＨ０１Ｌ 21/30 ３１１Ｓ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの照明光をほぼ均一な強度分布
に成形してマスクに照射する照明光学系と、前記マスク
に形成されたパターンの像が転写される感光基板を保持
して移動可能な基板ステージと、該基板ステージ上に設
けられ、所定形状の基準パターンを有する基準部材と、
該基準部材に前記照明光を照射する照射手段と、前記マ
スクを通過する前記基準パターンから発生した光を検出
する検出手段とを備えた投影露光装置において、前記照明光学系中のその光軸とほぼ垂直な面内に配置さ
れ、前記基準パターンから発生する光を前記照明光学系
の光路外へ偏向させる光束偏向部材を備え、該光束偏向部材は、前記マスクのパターンを前記感光基
板に転写するときには前記照明光学系の光路中から取り
除かれることを特徴とする投影露光装置。
【請求項２】光源からの照明光をほぼ均一な強度分布
に成形してマスクに照射する照明光学系と、前記マスク
に形成されたパターンの像が転写される感光基板を保持
して移動可能な基板ステージと、該基板ステージ上に設
けられ、所定形状の基準パターンを有する基準部材と、
該基準部材に前記照明光を照射する照射手段と、前記マ
スクを通過する前記基準パターンから発生した光を検出
する検出手段とを備えた投影露光装置において、前記照明光学系中のその光軸とほぼ垂直な面内に配置さ
れ、前記照明光に対してほぼ透明な基板と；該透明基板
の近傍に配置され、前記基準パターンから発生する光を
前記透明基板に対して傾けて入射させる光束偏向部材と
を備え、該光束偏向部材は、前記マスクのパターンを前記感光基
板に転写するときには前記照明光学系の光路中から取り
除かれるとともに、前記検出手段は、前記基板の内部を
伝搬して前記照明光学系の光路外へ導かれる前記基準パ
ターンからの光を検出することを特徴とする投影露光装
置。
【請求項３】前記光束偏向部材は、前記透明基板の前
記マスク側の面に一体に設けられていることを特徴とす
る請求項２に記載の投影露光装置。
【請求項４】前記光束偏向部材は、前記照明光学系中
の前記マスクのパターンに対する光学的なフーリエ変換
面、もしくはその近傍面内に配置されることを特徴とす
る請求項２、又は３に記載の投影露光装置。