JPH0789536B2

JPH0789536B2 - 投影露光装置

Info

Publication number: JPH0789536B2
Application number: JP61202275A
Authority: JP
Inventors: 一正遠藤; 康久松本
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1986-08-28
Filing date: 1986-08-28
Publication date: 1995-09-27
Anticipated expiration: 2010-09-27
Also published as: JPS6356917A; US4758864A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、所定のパターンを有するレティクル（マス
ク）を投影レンズによってレジストが塗布されたウエハ
面上に投影することによって所定のパターンを焼付る装
置、特にこのような装置においてレチクルとウエハとの
位置合わせを行うための所謂アライメント装置の改良に
関する。

〔従来の技術〕

レティクル上のパターンをウエハ上へ投影露光するため
の投影レンズとしては、ウエハ面上での若干の焦点ズレ
に対しても投影倍率の誤差が生じないようにウエハ側で
テレセントリックなレンズを使用するのが一般的であ
る。そして、このような投影露光装置において、レティ
クルとウエハとの相対的な位置合わせ（以下、アライメ
ントという。）方式の１つとして、投影対物レンズを介
してレティクルとウエハとをアライメントするいわゆる
TTL（Through The Lens）アライメント方式がある。

このTTLアライメント方式においてもアライメント光
は、ウエハ側においてテレセントリックになっているこ
とが望ましい。これは、アライメント時にウエハ側のフ
ォーカス誤差によるアライメント精度への影響を受けな
いようにするためである。つまり、フォーカス誤差があ
ってもウエハ上でアライメント光は位置ズレを生じない
からである。

一般に、投影対物レンズはウエハ側ではテレセントリッ
クになっているが、レティクル側においてもテレセント
リックなものや、非テレセントリックなものがある。
（以下、それぞれ両側テレセン投影対物レンズ、片側テ
レセン投影対物レンズと言う。）〔発明が解決しようとする問題点〕片側テレセン投影対物レンズにおいては、光軸以外では
レティクル面に対し主光線は傾きを持ち、この傾きはレ
ティクル上の位置によって異なる。従って、片側テレセ
ン投影対物レンズを介して、レティクルとウエハとの相
対位置を検出する場合、レティクル側主光線は光軸以外
の点ではレティクル面に対して傾きをもっており、この
傾きがアライメントマーク位置、具体的には光軸からの
距離によって異なるため、アライメントにおいてウエハ
側のフォーカス誤差による影響を受けやすい。また、光
信号検出手段の受光面上でウエハからの光信号の結像位
置が移動するために、アライメントが難しくなる傾向に
あった。

また、両側テレセン投影物レンズを介して、レティクル
とウエハとの相対位置を検出する場合であっても、アラ
イメントマーク位置によってテレセントリック性がくず
れることがある。この原因が、いわゆる瞳の収差であ
り、この瞳の収差を有する両側テレセン投影対物レンズ
においては、片側テレセン投影対物レンズと同様にアラ
イメントマーク位置により、テレセントリック性がくず
れるためアライメント精度が低下しがちであった。

そこで本発明の目的は、投影対物レンズが片側テレセン
である場合にも、また両側テレセンの投影対物レンズで
あっても投影対物レンズに瞳の収差がある場合にも、常
に精度良いアライメントを可能とする投影露光装置を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、レティクル上のパターンをウエハ上に投影す
る投影光学系と、前記レティクル及び投影光学系を介し
てウエハ上へ照明光を供給し該投影光学系を介して前記
レティクルとウエハとの位置関係を検出するためのアラ
イメント光学系とを有する投影露光装置を基本としてい
る。そして、アライメント光学系によるレティクル面上
での観察位置を変化させるための移動手段を設けること
によってレティクル上のアライメントマークの位置が変
化してもアライメントが可能となるように構成されてい
る。このような構成において、前記投影光学系による観
察位置と前記アライメント光学系の光軸との相対位置に
関する情報が記録される記録手段と、該記録手段に記録
される前記投影光学系の光軸と前記アライメント光学系
の観察位置との相対位置情報に応じて前記アライメント
光学系から供給する照明光束の主光線の角度を偏向する
ための偏向手段とを設けたものである。

〔作用〕

上記の如き構成によれば、投影光学系の光軸と前記アラ
イメント光学系による観察位置が変化した場合にも、偏
向手段によって照明光束の主光線が常にウエハ側で垂直
に、即ち光軸に平行になるように供給されるため、投影
対物レンズのウエハ側でのテレセントリック性が厳密に
維持され、正確なアライメントを行うことが可能であ
る。従って、レティクル上での位置が異なるアライメン
トマークによってウエハとレティクルとのアライメント
を行う場合にも正確なアライメントが可能となる。

〔実施例〕

かかる目的を達成する為の本発明の実施例を、図面に基
づいて詳細に説明する。

第１図から第15図は本発明の実施例を示しており、第１
図は投影露光装置のアライメント光学装置を示す概略的
な光学系配置図、第２図は第１図のII矢視図で、レティ
クルＲとウェハＷとの位置関係を示している。

第１図に示すアライメント光学装置は、第２図に示すよ
うに、両側テレセン投影対物レンズ１を介してレティク
ルＲとウェハＷとをアライメントするいわゆるTTLアラ
イメント方式を採用している。

第２図に示すように、レティクルＲとウェハＷとは縮小
投影対物レンズ１に関して共役な位置に配置されてい
る。

第３図は、ウェハＷの１つの露光領域W1を拡大して示し
たもので、該露光領域W1の左右端部には、正方形のアラ
イメント領域Ｄ、Ｄが設けられている。このアライメン
ト領域Ｄを拡大して示したのが第４図である。各アライ
メント領域Ｄ内には、ウェハＷ上のアライメントマーク
として正方形の微小パターン列2a,2bからなる十字マー
ク２が設けられている。

一方、レティクルＲ上には、第２図に示すように、矩形
の透過部（矩形のマーク）３、３がアライメントマーク
として設けられている。各矩形の透過部３はクロム面で
作られた遮光部のエッジにより形成されており、該遮光
部エッジの像30は第４図で示すように縮小投影レンズ１
によって十字マーク２上に結像されている。

ここで、第４図は、レティクルＲまたはウェハＷを移動
することにより、十字マーク２の縦マーク2aおよび横マ
ーク2bを遮光部エッジの像30の中心にそれぞれ位置させ
たアライメント完了状態のときの、遮光部エッジの像30
と十字マーク２との位置関係を示している。

第１図に示すアライメント光学装置は、本願と同一出願
人による先願（特願昭61−79399）にて既に開示したも
のに、アライメント光学系中で光束を微小量だけ偏向さ
せるための一対の平行平面板54u、55u、及び54l、55lを
追加したものである。

そこで、第１図〜第４図によりこのアライメント光学系
の概要をまず説明する。

第１図に示すアライメント光学装置には、縮小投影レン
ズ１によって第４図に示すように重ね合わされた遮光部
エッジの像30及び十字マーク２を、帯状縦走査ビームBy
と帯状横走査ビームBxとで交互に走査する縦横走査系Ｓ
と、レティクルＲの上方に配置された２組の顕微鏡系U,
Lとが設けられている。

レーザー10より出た光束は、ビームエキスパンダー11を
通ってミラー12で反射され、楕円状ビームを形成するた
めのシリンドリカルレンズ13及びスキャナー14を通って
ハーフプリズム15に入射する。スキャナ14はシリンドリ
カルレンズ13により形成された楕円状ビームを物体面上
で走査するためのもので、回転ポリゴン鏡，カルバノ
鏡、透過型回転プリズム，反射型振動プリズム等種々と
構成が可能である。

ハーフプリズム15の透過光路中には、３つの反射面から
なる像回転部材が配置されており、これらの反射面によ
って通過光束の向きが90゜回転する。ハーフプリズム15
の反射光路中には反射鏡19,20が配置されており、ハー
フプリズム15の透過光と反射光との一方の光束を交互に
通過させるための回転シャッター羽根がモーター22によ
って回転される。このためハーフプリズム23にはハーフ
プリズム15での反射光と透過光とが交互に入射し、互い
に直交する方向の楕円状ビームが交互に供給される。ハ
ーフプリズム23の透過光はミラー40uで反射されて第１
図中上部の顕微鏡系Ｕに供給され、ハーフプリズム23の
反射光はミラー40lで反射されて第１図中下部の顕微鏡
系Ｌに供給される。上側の顕微鏡系Ｕ及び下側の顕微鏡
系Ｌは、それぞれハーフプリズム23からの縦走査ビーム
及び横走査ビームをレティクルＲ面上で交互に走査する
ように構成され、実質的に等価な光学系となっているた
め、上側の顕微鏡系Ｕについてのみ説明する。尚、第１
図中では両顕微鏡系U,Lの同一の機能を有する部材に
は、同一の図番を付し、添字u,lによって両系を区別し
て示した。

顕微鏡系Ｕは、ハーフプリズム23から交互に供給される
縦走査ビームと横走査ビームとをレティクルＲの上方か
ら垂直に入射される送光系と、縦走査ビームと横走査ビ
ームとによって走査される遮光部エッジ30と十字マーク
２からの反射光束を受光する受光系とから構成されてい
る。送光系では、ハーフプリズム23から交互に供給され
てくる縦及び横走査ビームが、ミラー40uでハーフプリ
ズム41uに向けて反射され、第２対物レンズ42u及びミラ
ー43uを介して、光路長を補正するために光軸に沿って
移動可能な垂直反射鏡を形成するミラー44u,45uで反射
され、ミラー46uの反射を経て、第１対物レンズ47uを通
り、ミラー48uで反射されてレティクルＲ面上に達す
る。ここで、対物レンズ47uとミラー48uとが一体的に光
軸方向（ｘ方向）に移動可能であると共に、これらとミ
ラー46uとがさらに一体的に直交方向（ｙ方向）に移動
可能に設けられており、これらの２つの移動が独立に行
われることによってアライメントを行う観察位置をレテ
ィクル面上で任意に変えることが可能である。そしてこ
れらの移動に対しても像位置及び瞳位置を一定の共役関
係に維持するために、直角反射鏡としてのミラー44u,45
uが一体的に光軸に沿って移動し、光路長を一定状態に
保つのである。尚、このような光路補正については本願
と同一出願人により先に特願昭60−182436号として開示
したのでこれ以上の説明を省略する。

このような構成において、ミラー45uとミラー46uとの間
の平行光束中には、一対の平行平面板54u,55uが配置さ
れ、それぞれは光軸に対して互いに直交する面内で傾き
が変化するように配置されている。これらの平行平面板
の傾き角を変えることによって、対物レンズ47uを射出
する照明光束の主光線の角度を変化させることができ、
投影対物レンズの１のウエハ側にて常に射出主光線がウ
エハに対して垂直になるように、即ち光軸に平行に射出
するように補正することが可能となる。

以下、このような平行平面板の角度変化によってウエハ
側でのテレセントリック性の維持を図るための構成につ
いて詳述する。

第５図は、投影対物レンズ１のレティクル側における軸
外主光線の様子を示すものである。レティクルＲ上で放
射方向に示した矢印は、レティクルＲ側における縮小投
影対物レンズ１の主光線の傾きをベクトルとして扱い、
レティクルＲ上のxy平面上へ正射影したものである。こ
の主光線の傾きは投影対物レンズ１の光軸に対して回転
対称である。

第６図は、横軸にレティクルＲ上での投影対物レンズの
光軸からの距離ｒ、縦軸にレティクルＲ側における主光
線の傾き量つまりテレセントリック性のずれ量ｆ（ｒ）
を示したものである。

第５、６図に示す様に、両側テレセントリックに構成さ
れた投影対物レンズ１が瞳の収差を有している場合、レ
ティクルＲ側においてアライメント光の主光線が光軸に
平行になっていると、ウエハＷ上ではテレセンではなく
なり、アライメント誤差を生じる。そこで本発明では、
アライメントマーク位置に応じてアライメント光の主光
線の傾きをレティクル側で変化させることによってウエ
ハＷ上で常に完全なテレセントリック性を維持すること
を可能とし、投影対物レンズ１が有する瞳の収差による
アライメント精度への影響を受けないようにしたもので
ある。

具体的には、第５図に示した点ａにおいてアライメント
を行なう場合を考える。投影対物レンズ１の主光線をレ
ティクルＲ上のxy平面上へ正射影してできるベクトルを
とする。また、投影対物レンズ１の光軸から見て主光
線の傾きがどの方向を向いているかを表わす単位ベクト
ルとしてを（θ）＝（cosθ、sinθ）｜｜＝１として表わし、投影対物レンズ１の光軸から距離ｒだけ
はなれたレクチル上の点における主光線の傾き量つまり
テレセンからのずれ量をスカラーとして関数ｆ（ｒ）と
するとｆ（ｒ）＝｜｜で表され、またはｒとθの関数として（ｒ、θ）＝ｆ（ｒ）・（θ）で表される。

次に、ｘ軸に平行でｘの正の向きをもつ単位ベクトルを
で表し、ｙ軸に平行でｙの正の向きをもつ単位ベクト
ルをで表す。これらの単位ベクトルを用いることによ
り、は一義的に表すことができるが、と及びと
の内積をとることにより（・）＝Ｘ（・）＝Ｙとして、X,Yというスカラー量で表され、この値から平
行平面板54u、55uをそれぞれどの程度回転させればよい
か求まる。この様子を説明したのが、第７図及び第８図
で、第５図のVII矢視図、VIII矢視図にそれぞれ対応す
る。但し、２枚の平行平面板54u、55uの作用を分かり易
く説明する為に、第７、第８図ではミラー48uを共に省
略し光路を展開して示してた。

初めに、第９図を用いて原理を説明すると、平行平面板
56の厚さをｄ、屈折率をｎとして、この平行平面板56を
光軸に対してθ_１だけ回転したとき、第８図において右
側から入射してくるアライメント光の主光線は、光軸か
らシフトすることになり、この量をｈとするとと表される。また、第１対物レンズ57はアプラナートレ
ンズであり、この焦点距離をｆとすればレティクルＲ上
における主光線の傾きθ_３はｈ＝f sinθ_３（２）なる関係式より求まる。以上の式から、レティクルＲ上
における主光線の傾き角θ_３は、平行平面板56の回転角
θ_１及び厚さｄ、屈折率ｎによって変化すると共に、第
１対物レンズ57の焦点距離にも依存することがわかる。

具体的に、第７、８図において説明すると、図面の上方
より入射してくるアライメント光の主光線は、アライメ
ント顕微鏡系Ｕの光軸上にあるが平行平面板54uを第７
図のごとく回転させるとｘ方向へアライメント光の主光
線をシフトすることができる。同様に平行平面板55uを
第８図のごとく回転させるとｙ方向へアライメント光の
主光線はシフトする。これにより、光線よりシフトした
主光線はアプラナートな第１対物レンズ47uによりレテ
ィクルＲ上で光軸に対してｘ方向でθｘ、ｙ方向でθｙ
だけ傾く。この傾き量は、２枚の平行平面板54u、55uの
回転角、厚さ、屈折率、及び第１対物レンズ47uの焦点
距離によって上記（１）（２）式の如く変化する。この
様にして、レティクルＲ上において、アライメント用照
明光の主光線の傾角をずらすことにより、ウエハ側で主
光線は光軸に平行となってウエハに垂直に入射し、ウェ
ハＷからの反射光は入射してきた光路をそのままもど
り、空間フィルタ51u上へ到達する。この様子を、第５
図において点ａに注目した場合のVII矢視図における光
路の様子を第10図に概念図としてまとめた。

第10図に示す如く、アライメントマーク３の位置が移動
した場合は、その位置におけるテレセンずれ量ｆ（ｒ）
に合わせて２枚のテレセン補正用平行平面板54u、55uの
斜角を変えることによりウェハＷ側では常にテレセント
リックとなり、空間フィルタ51上では、ウェハＷからの
反射光の位置ずれを生じることはない。第10図において
実線で示された照明光束は、平行平面板55uによるシフ
トを受けてウェハＷ側でテレセントリックとなる。そし
て、ウエハからの正反射光は元来た経路に沿って戻り、
ハーフプリズム41uで反射された後、空間フィルターを
有する光信号検出系65に入射する。一方、ウエハ及びレ
ティクルからの散乱・回折光は、ハーフプリズムで反射
され空間フィルターの周辺部に達する。第15図中に破線
で示した光線はレティクルＲからの正反射光であり、空
間フィルタ上では光軸よりずれた位置に達する。

第11図に、第１図、第10図における光信号検出光学系65
uの具体的構成の例を示した。尚、下側顕微鏡系に設け
られた光信号検出系65lも、第11図に示したのと同様構
成及び機能を有している。第11図の光信号検出系65uに
おいて、アライメント光をｘ方向へ走査したときのレテ
ィクルＲからの散乱光を検出するレティクルマーク検出
系Rxは、空間フィルター51R、集光レンズ52R、ディテク
ター53Rによって構成されており、ウェハＷからの回折
光を検出するウエハマーク検出系Wxは空間フィルター51
W、集光レンズ52W、ディテクター53Wで構成されてい
る。他方、ｙ方向へ走査したときのレティクルＲからの
散乱光を検出するレティクルマーク検出系Ryは、空間フ
ィルター61R、集光レンズ62R、ディテクター63Rで構成
され、ウエハからの回折光を検出するウエハマーク検出
系Wyは、空間フィルター61W、集光レンズ62W、ディテク
ター63Wで構成されている。これらの４つの検出系は、
リレーレンズ50uからの光束をハーフプリズム58、59、6
0によって分岐することによって形成されている。

ここで、ウエハマーク検出系Wx及びWyに設けられた空間
フィルター51W（61W）は第12図の平面図に示す如く、周
辺部の上下に一対の開口部H1、H2を有しており、斜線部
は遮光部となっている。第12図中には、ウエハマークか
らの反射光の様子を併記してあり、ウェハＷ上で十字マ
ークを形成する回折格子パターン（十字マークを形成す
る正方形の微小パターン列2a,2bの各辺が全体として回
折格子として機能する。）が帯状走査ビームBxによって
走査された時にウエハから発生する＋１次、＋３次の回
折光をW₊₁、W₊₃と表し、ウェハＷからの０次光（正反射
光）をW₀、または−１次、−３次の回折光をW_-1、W_-3と
表している。

第13図はレティクルマーク検出系Rx、Ryにそれぞれ設け
られた空間フィルター51R（61R）の平面図であり、左右
に設けられた一対の開口部H3、H4のみが光を透過するよ
うになっている。この図にもレティクルマークからの反
射光の様子を併記した。R_OはレティクルＲからの０次光
であり、R_SはレティクルＲ上のエッジによる散乱光であ
る。

ウエハマーク検出系Wxの空間フィルター51W上には、第
４図に示した如き帯状縦走査ビームBxが十字マーク２の
縦に並ぶ正方形の微小パターン列2a上に位置した時に、
第12図に示した如く、縦方向の正方形微小パターン列2a
からの回折光が入射し、０次光以外の回折光、即ち＋１
次、＋３次及び−１次、−３次の回折光がそれぞれ、開
口H1、H2を通過してディテクター53Wに達する。そし
て、レティクルマーク検出系Rxの空間フィルター51R上
には、第４図に示した如き帯状縦走査ビームBxがレティ
クルＲ上のアライメントマークとしての遮光部エッジの
像30に達した時に、遮光部エッジでの散乱光R_Sが入射
し、開口H3、H4を通過してディテクター53Rに達する。

尚、第11図には示されてないが、実際はウェハＷからの
＋１次、＋３次と−１次、−３次とは別々に、即ち、回
折光の正・負に応じて弁別して光信号処理を行うことが
できる。

また、ウエハマーク検出系Wy中の空間フィルター61W及
びレティクルマーク検出系Ry中の空間フィルター61R
は、それぞれ、第12図および第13図に示したｘ方向での
各マーク検出のための空間フィルター51W及び51Rと同一
の構成であり、光学配置上第12図及び第13図に示した位
置に対して90゜回転した方向に配置される点のみ異な
り、機能的には等価であるので詳細な説明は省く。

ところで、第10図に示す様に、投影対物レンズ１が瞳の
収差を有する場合、レティクルＲ側で故意にテレセント
リック性をくずすことによって、ウェハＷ側でのテレセ
ントリック性を厳密に維持することが可能となるが、レ
ティクルＲからの光信号が、各検出系の空間フィルタ51
W（61W）及び51R（61R）でずれてしまい、第14図や第15
図の様にレティクルＲからの０次光R₀が位置ずれを生
じ、ウェハＷからの回折光とまじってしまうことがあ
る。しかし、これは一定のバイアス量として電気的にオ
フセットをかえてやれば良い。このオフセットをかける
ためには、前述の如く、ウエハからの回折光の正・負に
弁別して検出することが有効である。また、ウェハＷ上
での回折パターンのピッチを変えてやることにより、回
折角が変わり空間フィルター上でウェハＷからの０次と
±１次の回折光の位置が分離するため、レティクルＲか
らの０次光を遮光することもできる。第15図において
は、投影対物レンズの瞳の収差を考慮して散乱光を透過
させるパターンを上下方向へ拡げた為、問題ない。この
様にして光信号処理を行うことにより精度良いアライメ
ントが可能となった。

尚、上記の実施例においては、１つの顕微鏡光学系にお
いて、２次の平行平面板54u、55uを用いて補正する構成
としたが、１枚の平行平面板を用いて２軸方向へ回転す
る構成としてもよい。また両側テレセントリックな投影
対物レンズについて説明してきたが、片側テレセントリ
ックな投影対物レンズにおいても有効であることはいう
までもない。

さらに、上記の実施例では、縮小投影対物レンズを有す
る露光装置としたが、縮小投影の場合のみならず、等倍
あるいは拡大投影対物レンズにおいても同様な効果が得
られることも明らかである。

以上の如き、本発明によるアライメント光学系を用いて
実際にアライメントを行う手法について以下に説明す
る。

アライメントを行う手法としては、アライメント光学系
の動作と同時にテレセン補正を行う場合と、任意の位置
へ移動したアライメント光学系の現在位置を検出してそ
れに応じたテレセン補正を行う場合との２通りの手法を
とることができる。

第16図は、あらかじめアライメントマークの位置が分か
っている場合に、自動的にテレセントリック補正を行っ
てアライメントを実行する場合の方法を示すフローチャ
ート図である。アライメント光学系駆動部と、テンセン
補正のための平行平面板の駆動部とは同一のCPUによっ
て管理されている。また、このCPUはメモリ上に、アラ
イメント光学系の光軸位置（投影光学系の光軸に対する
相対位置）に対応するテレセントリック性の補正量を、
アライメント光学系の一定間隔の位置ごとのデータとし
て、記憶している。この補正量の各位置ごとのデータを
以下テレセン補正マップと呼ぶ。

あらかじめアライメントマーク位置がわかっている場合
は、オートアライメントが開始されると、まずアライメ
ントマーク位置に合わせてアライメント光学系の位置を
設定する。この設定した位置が、現在アライメント光学
系のある位置と同じかどうかを判断する。もし、設定位
置と、現在位置が異なっていた場合、CPUに対して、設
定位置を与える。CPUは、アライメント光学系の設定位
置に応じたテンセン補正マップのデータをひろい出し、
テンセン補正のための平行平面板の目標位置（角度）を
算出する。算出が終了すると、アライメント光学系は設
定位置へ、又テレセン補正用平面板は算出された位置へ
同時にCPUにより移動の支持が出される。こうしてテレ
セントリック性の自動補正が行なわれた後、あるいは、
アライメント光学系設定位置が現在位置と等しい場合、
オートアライメントを実行、終了する。

次に、ジョイスティック等のマニュアル動作によってア
ライメント光学系を移動してアライメントマークを探し
た場合の動作を第17図に基づいて説明する。オートアラ
イメントが開始されると、アライメント光学系の現在位
置を検出する。この現在位置に応じたテレセン補正マッ
プデータをひろい出し、テレセン補正用平行平面板の目
標位置を算出する。ここでは次にアライメント光学系は
動作せず、テレセン補正ハービングのみ、算出された位
置へ移動する。その後、オートアライメントを実行、終
了する。

〔効果〕

以上の如く本発明によれば、アライメント光学系による
レティクル面上での観察位置に応じて、レティクルを透
過する照明光束の主光線の傾角を変化させて、常にウエ
ハ側での主光線が投影対物レンズの光軸に対して平行と
なるように維持されるため、投影対物レンズが片側テレ
センである場合にも、また両側テレセンの投影対物レン
ズであって投影対物レンズに瞳の収差がある場合にも、
常に精度良いアライメントを可能とする投影露光装置を
達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるアライメント光学系の概略構成
を示す平面図、第２図は第１図のII矢視図であり投影対
物レンズの光軸に沿った断面図、第３図はウエハの１つ
の露光領域を示す拡大平面図、第４図は１つのアライメ
ント領域とアライメント用走査ビームの位置関係を示す
平面図、第５図は投影対物レンズのレティクル側におけ
る軸外主光線の様子を示す平面図、第６図はレティクル
Ｒ上での投影対物レンズの光軸からの距離ｒに対するテ
レセントリック性のずれ量ｆ（ｒ）を示す図、第７図は
第５図のVII矢視断面図、第８図は第５図におけるVIII
矢視断面図、第９図は照明光束の主光線の傾斜角を変更
するための原理を示す図、第10図は第５図のVII矢視図
における光路の様子を示す概念図、第11図は光信号検出
光学系の具体的構成例を示す概略構成図、第12図はウエ
ハマークの検出系中に配置される空間フィルターとウエ
ハマークからの回折光と位置関係を示す平面図、第13図
はレティクルマークの検出系中に配置される空間フィル
ターとレティクルマークからの散乱光との位置関係を示
す平面図、第14図はウエハマークの検出系中に配置され
る空間フィルター上でのレティクルマークからの正反射
光の位置関係を示す平面図、第15図はレティクルマーク
の検出系中に配置される空間フィルター上でのレティク
ルマークからの正反射光と散乱光との位置関係を示す平
面図、第16図はあらかじめアライメントマークの位置が
分かっている場合のアライメントを実行する方法を示す
フローチャート図、第17図はマニュアル動作によってア
ライメント光学系を移動してアライメントマークを探し
た場合のアライメントを実行する方法を示すフローチャ
ート図である。〔主用部分の符号の説明〕 R:レティクル W:ウエハ 1:投影対物光学系（投影対物レンズ） U,L:顕微鏡系（アライメント光学系） S:縦横走査系（アライメント光学系） 65:光信号検出光学系（アライメント光学系） 54u,55u,54l,55l:偏向手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レティクル上のパターンをウエハ上に投影
する投影光学系と、前記レティクル及び投影光学系を介
してウエハ上へ照明光を供給し該投影光学系を介して前
記レティクルとウエハとの位置関係を検出するためのア
ライメント光学系と、前記アライメント光学系による前
記レティクル面上での観察位置を変えるための移動手
段、前記投影光学系の光軸と前記アライメント光学系に
よるレティクル面上での観察位置との相対位置に関する
情報が記録される記録手段と、該記録手段に記録される
相対位置情報に応じて前記アライメント光学系から供給
する照明光束の主光線の角度を偏向するための偏向手段
を有することを特徴とする投影露光装置。