(57)【要約】【課題】画像のコントラストを向上させ、マスクとウエハとの高精度の位置合わせを実現する。【解決手段】露光装置におけるマスクとウエハの位置合わせ装置に関する。マスクに設けられた第１のマークと、ウエハパレット又はウエハに設けられた第２のマークとを直交する方向から同時に撮像するとともに、第１と第２のマークにピントを合わせる２つの結像光学系と、照明用の光学系とを有する顕微鏡撮像装置。同心円状で外側部分のみ遮光状態となっている第一の絞り板と、同心円状で内側部分のみ遮光状態となっている第二の絞り板とを取り付け可能となっている。第１の結像光学系及び／又は第２の結像光学系において、対物レンズの物点位置と共役な位置に、第一の絞り板と前記第二の絞り板との内の一方が配されるとともに、照明用の光学系において、対物レンズの物点位置と共役な位置に他方が配される。【選択図】　　　図５
2004128394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハにマスクを近接配置し、該マスクに形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト層に転写する露光装置におけるマスクとウエハの位置合わせ装置において、
前記マスクに設けられた位置合わせ用の第１のマークと、前記ウエハが搭載されるパレット又は前記ウエハに設けられた位置合わせ用の第２のマークとを各マークが設けられた面と直交する方向から同時に撮像するとともに、前記第１のマークにピントを合わせることができる第１の結像光学系と、前記第２のマークにピントを合わせることができる第２の結像光学系と、前記第１のマークと第２のマークとを照明する照明用の光学系とを有する顕微鏡撮像装置であって、
前記照明用の光学系には、前記マスクの透過率特性に対応する所定の波長帯域の光のみを透過させる狭帯域フィルタが設けられていることを特徴とするマスクとウエハの位置合わせ装置。
【請求項２】
ウエハにマスクを近接配置し、該マスクに形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト層に転写する露光装置におけるマスクとウエハの位置合わせ装置において、
前記マスクに設けられた位置合わせ用の第１のマークと、前記ウエハが搭載されるパレット又は前記ウエハに設けられた位置合わせ用の第２のマークとを各マークが設けられた面と直交する方向から同時に撮像するとともに、前記第１のマークにピントを合わせることができる第１の結像光学系と、前記第２のマークにピントを合わせることができる第２の結像光学系と、前記第１のマークと第２のマークとを照明する照明用の光学系と、前記第１の結像光学系、第２の結像光学系及び照明用の光学系に共通して用いられる対物レンズと、を有する顕微鏡撮像装置であって、
前記照明用の光学系において、前記対物レンズの開口絞りと共役な位置には、第一の絞り板が配設可能となっているとともに、
前記第１の結像光学系及び／又は前記第２の結像光学系において、前記対物レンズの開口絞りと共役な位置には、第二の絞り板が配設可能となっており、
前記第一の絞り板は外径Ｄ１、内径Ｄ２の輪状の遮光部を有しており、
前記第二の絞り板は外径Ｄ３の円状の遮光部を有しており、
前記第一の絞り板及び第二の絞り板を前記対物レンズの開口絞り位置に対応させた際に、前記Ｄ３の値が前記Ｄ２の値以上であることを特徴とするマスクとウエハの位置合わせ装置。
【請求項３】
ウエハにマスクを近接配置し、該マスクに形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト層に転写する露光装置におけるマスクとウエハの位置合わせ装置において、
前記マスクに設けられた位置合わせ用の第１のマークと、前記ウエハが搭載されるパレット又は前記ウエハに設けられた位置合わせ用の第２のマークとを各マークが設けられた面と直交する方向から同時に撮像するとともに、前記第１のマークにピントを合わせることができる第１の結像光学系と、前記第２のマークにピントを合わせることができる第２の結像光学系と、前記第１のマークと第２のマークとを照明する照明用の光学系と、前記第１の結像光学系、第２の結像光学系及び照明用の光学系に共通して用いられる対物レンズと、を有する顕微鏡撮像装置であって、
前記照明用の光学系において、前記対物レンズの開口絞りと共役な位置には、第三の絞り板が配設可能となっているとともに、
前記第１の結像光学系及び／又は前記第２の結像光学系において、前記対物レンズの開口絞りと共役な位置には、第四の絞り板が配設可能となっており、
前記第三の絞り板は外径Ｄ５の円状の遮光部を有しており、
前記第四の絞り板は外径Ｄ６、内径Ｄ７の輪状の遮光部を有しており、
前記第三の絞り板及び第四の絞り板を前記対物レンズの開口絞り位置に対応させた際に、前記Ｄ５の値が前記Ｄ７の値以上であることを特徴とするマスクとウエハの位置合わせ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマスクとウエハの位置合わせ装置に係り、特に半導体ウエハに近接配置されたマスクのマスクパターンをウエハ上のレジスト層に等倍転写する露光装置に好適に使用できるマスクとウエハの位置合わせ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の位置合わせ装置が適用される露光装置として、電子ビーム近接露光装置が提案されている（特許文献１等。）。
【０００３】
図１４は上記電子ビーム近接露光装置の基本構成を示す図である。この電子ビーム近接露光装置１０は、主として電子ビーム１５を発生する電子ビーム源１４、電子ビーム１５を平行ビームにするレンズ１６及び整形アパーチャ１８を含む電子銃１２と、主偏向器２２、２４及び副偏向器２６、２８を含み、電子ビームを光軸に平行に走査する走査手段２０と、マスク３０とから構成されている。
【０００４】
前記マスク３０は、表面にレジスト層４２が形成されたウエハ４０に近接するように（マスク３０とウエハ４０との隙間が、たとえば５０μｍとなるように）配置される。この状態で、マスク３０に垂直に電子ビームを照射すると、マスク３０のマスクパターンを通過した電子ビームがウエハ４０上のレジスト層４２に照射される。
【０００５】
また、走査手段２０は、図１５示されるように電子ビーム１５がマスク３０の全面を走査するように電子ビームを偏向制御する。これにより、マスク３０のマスクパターンがウエハ４０上のレジスト層４２に等倍転写される。
【０００６】
この電子ビーム近接露光装置１０は、図１６に示されるように真空チャンバ５０内に設けられている。また、真空チャンバ５０内には、ウエハ４０を吸着するために静電チャック６０と、この静電チャック６０に吸着されたウエハ４０を水平の直交２軸方向（Ｘ方向及びＹ方向）に移動させるとともに、水平面内で回転させるためのウエハステージ７０が設けられている。ウエハステージ７０は、マスクパターンの等倍転写が終了するごとにウエハ４０を所定量移動させ、これにより１枚のウエハ４０に複数のマスクパターンが転写できるようにしている。なお、８０は、マスク３０をＸ方向及びＹ方向に移動させることができるマスクステージである。
【０００７】
ところで、ウエハはそれぞれマスクパターンの異なる複数のマスクを用いて複数回露光され、これにより集積回路が形成される。そして、各マスクパターンの露光時には、露光するマスクパターンが、既に露光済みのマスクパターンと所定の位置関係になるようにマスクとウエハとを相対的に位置合わせを行う必要がある。
【０００８】
一方、従来のマスクとウエハの位置合わせ方法として、斜方検出法が知られている（特許文献２等。）。この　斜方検出法は、撮影光軸がウエハに近接配置されたマスク面に対して斜めになるように光学系を配置し、ウエハに設けられた位置合わせ用のウエハマークと、マスクに設けられた位置合わせ用のマスクマークとを同時に撮像し、その撮像した画像から各マーク間の位置ずれを検出し、この位置ずれがゼロになるようにマスクとウエハとを位置合わせするようにしている。
【０００９】
この斜方検出法は、露光を遮らないように顕微鏡撮像装置を配置することができ、露光中に光学系を退避させる必要がなく、露光中でも各マークを撮像することができるという利点があるが、１つの顕微鏡撮像装置によってウエハマークとマスクマークとの一方向（すなわち、ｘ方向及びｙ方向のうちの一方の方向）の位置ずれ量しか測定することができず、その結果、複数の顕微鏡撮像装置を配設しなけらばならないという問題がある。
【００１０】
この問題に対処すべく、マスクマークとウエハマークとを、各マークが設けられた面と直交する方向から同時に撮像する２組の結像光学系を有する顕微鏡撮像装置によって同時に撮像する方法が考えられる。
【００１１】
【特許文献１】
米国特許第５８３１２７２号（日本特許第２９５１９４７号に対応）
【００１２】
【特許文献２】
特開平１１−２４３０４８号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記２組の結像光学系を有する顕微鏡撮像装置によった場合、マスクマークとウエハマークとのコントラストが得られにくいという問題がある。
【００１４】
図１７は、マスクとして使用されるＳｉＣ膜の分光透過率を示すグラフである。膜の厚さは０．３μｍである。同図に示されるように、透過率は光の波長によって大きく異なり、極大の箇所Ｓ、極小の箇所Ｐ、その中間的な箇所Ｒで相違している。
【００１５】
図１８は、マスクに入射した光の、マスク面及びウエハ面での反射の状態を示す概念図である。同図において、マスク面での反射成分はＲｍで表され、マスク面で透過し、ウエハ面で反射され、再度マスク面で透過した成分はＴｍで表される。
【００１６】
以上より、マスクマークとウエハマークとのコントラストを計算してみる。先ず、マスクがない場合のコントラストは、次の式１と仮定する。ここで、ａ及びｂは、それぞれ０．６、０．３のような適当な値を与える。
【００１７】
【数１】
Ｉ＝ａ＋ｂ・Ｓｉｎθｄ…（式１）
コントラストｃは、ｃ＝ｂ／ａで得られ、この場合、コントラストは０．５となる。なお、式１は、正弦波の強度分布をもつ物体を仮定したものであり、各座標位置Ｘでの強度は、２πＸ／Ｐとなる。
【００１８】
次に、マスクがある場合のコントラストは、次の式２と式３を合計した式４で計算できる。
【００１９】
【数２】
Ｉｍ＝Ｒｍ…（式２）
【００２０】
【数３】
Ｉｗ＝Ｔｍ２　・（ａ＋ｂ・Ｓｉｎθ）…（式３）
【００２１】
【数４】
Ｉ＝Ｉｍ＋Ｉｗ＝Ｒｍ＋Ｔｍ２　・ａ＋Ｔｍ２　・ｂ・Ｓｉｎθ…（式４）
すなわち、式４は、マスクがある場合に、光学系で測定する像の強度分布であり、式４よりコントラストｃは、ｃ＝Ｔｍ２　・ｂ／（Ｒｍ＋Ｔｍ２　・ａ）で得られる。この場合、前記分光透過率のマスクに、波長５５０ｎｍの光を照射すると、ＴｍとＲｍはそれぞれ０．６、０．４となり、この値を前記式に代入すると、コントラストは１８％になる。一方、前記分光透過率のマスクに、波長６３０ｎｍの光を照射すると、ＴｍとＲｍはそれぞれ０．３、０．７となり、この値を前記式に代入すると、コントラストは４％になる。
【００２２】
このように、マスクの構成（材質、膜厚、等）によっては、十分なコントラストが得られず、マークが設けられた面と直交する方向から同時に撮像する２組の結像光学系を有する顕微鏡撮像装置によって同時に撮像する方法のメリットが生かしきれない。
【００２３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、マークが設けられた面と直交する方向から同時に撮像する２組の結像光学系を有する顕微鏡撮像装置によって同時に撮像する装置において、画像のコントラストを向上させ、マスクとウエハとの高精度の位置合わせを実現することができるマスクとウエハの位置合わせ装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、ウエハにマスクを近接配置し、該マスクに形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト層に転写する露光装置におけるマスクとウエハの位置合わせ装置において、前記マスクに設けられた位置合わせ用の第１のマークと、前記ウエハが搭載されるパレット又は前記ウエハに設けられた位置合わせ用の第２のマークとを各マークが設けられた面と直交する方向から同時に撮像するとともに、前記第１のマークにピントを合わせることができる第１の結像光学系と、前記第２のマークにピントを合わせることができる第２の結像光学系と、前記第１のマークと第２のマークとを照明する照明用の光学系とを有する顕微鏡撮像装置であって、前記照明用の光学系には、前記マスクの透過率特性に対応する所定の波長帯域の光のみを透過させる狭帯域フィルタが設けられていることを特徴とするマスクとウエハの位置合わせ装置を提供する。
【００２５】
本発明によれば、マスクの構成（材質、膜厚、等）による透過率特性に対応する所定の波長帯域の光のみを透過させる狭帯域フィルタが照明用の光学系に設けられる。したがって、マスク面での光の反射成分を極力低下することができ、その結果、画像のコントラストを向上させ、マスクとウエハとの高精度の位置合わせを実現することができる。
【００２６】
また、本発明は、ウエハにマスクを近接配置し、該マスクに形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト層に転写する露光装置におけるマスクとウエハの位置合わせ装置において、前記マスクに設けられた位置合わせ用の第１のマークと、前記ウエハが搭載されるパレット又は前記ウエハに設けられた位置合わせ用の第２のマークとを各マークが設けられた面と直交する方向から同時に撮像するとともに、前記第１のマークにピントを合わせることができる第１の結像光学系と、前記第２のマークにピントを合わせることができる第２の結像光学系と、前記第１のマークと第２のマークとを照明する照明用の光学系と、前記第１の結像光学系、第２の結像光学系及び照明用の光学系に共通して用いられる対物レンズと、を有する顕微鏡撮像装置であって、前記照明用の光学系において、前記対物レンズの開口絞りと共役な位置には、第一の絞り板が配設可能となっているとともに、前記第１の結像光学系及び／又は前記第２の結像光学系において、前記対物レンズの開口絞りと共役な位置には、第二の絞り板が配設可能となっており、前記第一の絞り板は外径Ｄ１、内径Ｄ２の輪状の遮光部を有しており、前記第二の絞り板は外径Ｄ３の円状の遮光部を有しており、前記第一の絞り板及び第二の絞り板を前記対物レンズの開口絞り位置に対応させた際に、前記Ｄ３の値が前記Ｄ２の値以上であることを特徴とするマスクとウエハの位置合わせ装置を提供する。
【００２７】
本発明によれば、第一の絞り板と第二の絞り板との組み合わせにより、いわゆる０次光がカットできる。その結果、画像のコントラストを向上させ、マスクとウエハとの高精度の位置合わせを実現することができる。
【００２８】
なお、「前記第一の絞り板及び第二の絞り板を前記対物レンズの開口絞り位置に対応させた際」とは、結像光学系と照明用の光学系とでは各光学系に配されるレンズの倍率が異なり、各絞り板における実際の径Ｄ同士を比較しても意味がないことより、それぞれの絞り板の共役位置である対物レンズの開口絞り位置に投影させた場合の径Ｄ同士のサイズで比較することを意味する（以下、同じ）。
【００２９】
また、本発明は、ウエハにマスクを近接配置し、該マスクに形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト層に転写する露光装置におけるマスクとウエハの位置合わせ装置において、前記マスクに設けられた位置合わせ用の第１のマークと、前記ウエハが搭載されるパレット又は前記ウエハに設けられた位置合わせ用の第２のマークとを各マークが設けられた面と直交する方向から同時に撮像するとともに、前記第１のマークにピントを合わせることができる第１の結像光学系と、前記第２のマークにピントを合わせることができる第２の結像光学系と、前記第１のマークと第２のマークとを照明する照明用の光学系と、前記第１の結像光学系、第２の結像光学系及び照明用の光学系に共通して用いられる対物レンズと、を有する顕微鏡撮像装置であって、前記照明用の光学系において、前記対物レンズの開口絞りと共役な位置には、第三の絞り板が配設可能となっているとともに、前記第１の結像光学系及び／又は前記第２の結像光学系において、前記対物レンズの開口絞りと共役な位置には、第四の絞り板が配設可能となっており、前記第三の絞り板は外径Ｄ５の円状の遮光部を有しており、前記第四の絞り板は外径Ｄ６、内径Ｄ７の輪状の遮光部を有しており、前記第三の絞り板及び第四の絞り板を前記対物レンズの開口絞り位置に対応させた際に、前記Ｄ５の値が前記Ｄ７の値以上であることを特徴とするマスクとウエハの位置合わせ装置を提供する。
【００３０】
本発明によれば、第三の絞り板と第四の絞り板との組み合わせにより、いわゆる暗視野照明系が構成できる。その結果、画像のコントラストを向上させ、マスクとウエハとの高精度の位置合わせを実現することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るマスクとウエハの位置合わせ装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００３２】
図１は本発明に係るマスクとウエハの位置合わせ装置の実施の形態のアライメント機構系を含む電子ビーム近接露光装置の要部縦断面図であり、図２は図１に示した電子ビーム近接露光装置の要部上面図である。なお、電子ビーム近接露光装置としての主要な構成は、図１４乃至図１６に示したものと同様のため、その詳細な説明は省略する。
【００３３】
図１及び図２に示されるように、この電子ビーム近接露光装置には、１つのアライメントユニット（顕微鏡撮像装置）１５０が、顕微鏡ステージ８４によってＸ方向及びＹ方向に移動できるようになっている。各図において、１０２は電子光学鏡筒である。
【００３４】
顕微鏡撮像装置１５０の照明手段を構成するランプハウス１１０は、真空チャンバ５０の外側に配設され、このランプハウス１１０から出射される照明光は、光ファイバ１１１、照明用の光学系１１２、及び真空チャンバ５０の天板に設けられた窓５４、及び光ファイバ１１３を介して顕微鏡撮像装置１５０内に導かれるようになっている。また、この顕微鏡撮像装置１５０は、電子光学鏡筒１０２とマスク３２との間に顕微鏡先端の対物レンズ等が挿入できるように構成されている。
【００３５】
マスクステージ８２に取り付けられたマスク３２は移動せず、顕微鏡撮像装置１５０が顕微鏡ステージ８４によってＸ方向及びＹ方向に移動できるようになっている。
【００３６】
図３はマスク３２の平面図である。このマスク３２は、８インチマスクであり、４種類のマスクパターンＰ１〜Ｐ４が形成されている。また、各マスクパターンの左右の位置には、位置合わせ用のマスクマークが形成されており、各マスクパターンとマスクマークとは一定の関係をもって形成されている。なお、図３上で、Ｍ１、Ｍ２は、マスクパターンＰ１の左右の位置に形成されたマスクマークを示している。
【００３７】
顕微鏡撮像装置１５０によってマスクマークＭ１を観察する場合には、このマスクマークＭ１が顕微鏡撮像装置１５０の視野Ｖに入るように顕微鏡ステージ８４を移動させる。なお、この顕微鏡ステージ８４の位置（ｘ、ｙ）は、レーザ干渉計ＬＸＭ、ＬＹＭ（図１０参照）によって測定できるようになっている。
【００３８】
一方、ウエハ４０は、図４に示されるようにウエハパレット４４上に図示しない電磁チャックによって吸着固定される。このウエハパレット４４は、図１６に示したウエハステージ７０の電磁チャック６０上に搭載され固定される。なお、図１６は、ウエハパレット４４を使用せずに、ウエハ４０が直接電磁チャック６０上に搭載されている場合に関して示している。
【００３９】
ウエハパレット４４は、図４に示されるようにパレットマークＷＰ１、ＷＰ２が設けられている。これらのパレットマークＷＰ１、ＷＰ２は、ウエハ４０の上面と面一の位置にマークが形成されている。
【００４０】
また、ウエハ４０には、各種のマスクパターンの転写等によって複数のダイＤが形成されるが、これらのダイＤの位置合わせ用のダイマークＤＭがウエハ４０上に形成されている。なお、パレットマークＷＰ１、ＷＰ２と、各ダイマークＤＭとの位置関係は、ウエハ４０をウエハパレット４４に搭載した後、別途測定されデータとして保存されている。したがって、ウエハステージ７０上でのパレットマークＷＰ１、ＷＰ２の位置が検知できれば、各ダイマークＤＭの位置は前記パレットマークＷＰ１、ＷＰ２と各ダイマークＤＭとの位置関係から計算で求めることができる。なお、ウエハステージ７０の位置（Ｘ、Ｙ）は、レーザ干渉計ＬＸＷ、ＬＹＷ（図１０参照）によって測定できるようになっている。
【００４１】
図１及び図２に示した顕微鏡撮像装置１５０は、マスク３２のマスクマークＭ１又はＭ２と、パレットマークＷＰ１又はＷＰ２とを同時に観察し、各マーク間の位置ずれ量を測定するもので、マスク面及びウエハパレット面（ウエハ面）と直交する方向から同時に撮像するとともに、高さ（Ｚ方向の位置）が異なる各マークに同時にピントを合わせることが可能な２組の結像光学系を有している。
【００４２】
図５は上記顕微鏡撮像装置１５０の詳細を示す光学部品配置図である。同図に示されるように顕微鏡撮像装置１５０の結像光学系は、対物レンズ１２０を共通にして３つの光路に分岐している。すなわち、顕微鏡撮像装置１５０は、マスクマークを固体撮像素子（ＣＣＤ）１３０に結像させるマスクマーク撮像用光学系（請求項１、２における第１の結像光学系）と、パレットマークをＣＣＤ１３１に結像させるパレットマーク撮像用光学系（請求項１、２における第２の結像光学系）と、マスクマークをＣＣＤ１３２に結像させるオートフォーカス用光学系とを有している。
【００４３】
マスクマーク撮像用光学系は、対物レンズ１２０、ハーフミラー１２１、１２２、リレーレンズ１２９及びマスクマーク結像用リレーレンズ１２３から構成され、パレットマーク撮像用光学系は、対物レンズ１２０、ハーフミラー１２１、１２２、１２４、リレーレンズ１２９及びパレットマーク結像用リレーレンズ１２５から構成され、オートフォーカス用光学系は、対物レンズ１２０、ハーフミラー１２１、１２２、１２４、リレーレンズ１２９及びフォーカス用レンズ１２６から構成されている。なお、図中の絞り板１８２、１８４については、後で説明する。
【００４４】
顕微鏡撮像装置１５０は、対物レンズ１２０、ハーフミラー１２１、全反射ミラー１２７、レンズ１２８、光ファイバ１１３、光学系１１２及び光ファイバ１１１からなる照明用光学系と、この明用光学系を介して照明光を出射するランプハウス１１０とからなる照明手段を有している。照明光学系内の光学系１１２は、ＮＡ可変絞り１１２Ａ、レンズ１１２Ｂ、及び視野可変絞り１１２Ｃから構成されている。なお、図中の絞り板１８０については、後で説明する。
【００４５】
対物レンズ１２０及びパレットマーク結像用リレーレンズ１２５は、それぞれ光軸方向に微小量移動できるようになっており、対物レンズ１２０をたとえばピエゾ素子によって移動させることによって、マスクマークがＣＣＤ１３０に結像するようにピント調整が行われ、パレットマーク結像用リレーレンズ１２５を移動させることによって、パレットマークがＣＣＤ１３１に結像するようにピント調整が行われる。
【００４６】
すなわち、対物レンズ１２０は、オートフォーカス用光学系を介して、マスクマークを撮像するＣＣＤ１３２の出力信号のコントラストが最大になるように、自動的にレンズ位置が制御される。ここで、オートフォーカス用光学系及びマスクマーク撮像用光学系は、マスクマークがＣＣＤ１３２に結像されるときに、ＣＣＤ１３０にも結像されるように予め調整されている。したがって、ＣＣＤ１３２にマスクマークが結像するように対物レンズ１２０を移動させることにより、ＣＣＤ１３０にマスクマークを結像させることができる。なお、オートフォーカス用光学系は、ピント調整が容易にできるように、マスクマーク撮像用光学系よりも撮影倍率が低くなっている。
【００４７】
また、ＣＣＤ１３１は、マスク４０からたとえば５０μｍ下側に配置されるウエハ（パレットマーク）が結像するようにパレットマーク結像用リレーレンズ１２５の位置が調整されているが、マスクとウエハとの隙間が変更される場合にもパレットマークが結像できるように、パレットマーク結像用リレーレンズ１２５は、たとえば超音波モータなどによって光軸方向に微小量移動できるようになっている。
【００４８】
なお、この実施の形態では、対物レンズ１２０とパレットマーク結像用リレーレンズ１２５とがそれぞれピント調整用に光軸方向に移動できるようになっているが、これに限らず、対物レンズ１２０、マスクマーク結像用リレーレンズ１２３及びパレットマーク結像用リレーレンズ１２５のうちの少なくとも２つが光軸方向に移動できるように構成すれば、マスクマーク及びパレットマークにそれぞれピントを合わせることができる。また、この顕微鏡撮像装置１５０は、瞳位置に図示しない位相差板が着脱できるようになっており、位相差顕微鏡としての機能を備えている。更に、この顕微鏡撮像装置１５０に適用される照明手段は、落射照明又は臨界照明に手動で切り替えられるように構成されている。
【００４９】
また、この実施の形態では、マスクマークとパレットマークとがそれぞれ結像される２つのＣＣＤ（ＣＣＤ１３０、１３１）を設けるようにしているが、２組の結像光学系の光路をミラーやハーフミラーを介して合流させ、マスクマークとパレットマークとを１つのＣＣＤに結像させるようにしてもよい。
【００５０】
図６はマスクマークとパレットマークとを１つのＣＣＤに結像させる顕微鏡撮像装置１５０’の光学部品配置図である。なお、図５と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。また、図中の絞り板１８２、１８４については、後で説明する。
【００５１】
図６に示されるように、この顕微鏡撮像装置１５０’のマスクマーク撮像用光学系は、対物レンズ１２０、ハーフミラー１４０、１４１、リレーレンズ１２９、反射ミラー１４３、マスクマーク結像用リレーレンズ１２３、及びハーフミラー１４４から構成され、パレットマーク撮像用光学系は、対物レンズ１２０、ハーフミラー１４０、１４１、リレーレンズ１２９、パレットマーク結像用リレーレンズ１２５、ハーフミラー１４２、及びハーフミラー１４４から構成されている。また、オートフォーカス用光学系は、対物レンズ１２０、ハーフミラー１４０、１４１、リレーレンズ１２９、パレットマーク結像用リレーレンズ１２５、ハーフミラー１４２、及びフォーカス用レンズ１２６から構成されている。
【００５２】
上記構成のマスクマーク撮像用光学系及びパレットマーク撮像用光学系は、同一のアライメント用ＣＣＤ１４５にマスクマークとパレットマークとを同時に結像させることができる。
【００５３】
次に、画像のコントラストを向上させ、マスクとウエハとの高精度の位置合わせを実現するために採用される、マスク面での光の反射成分を低下させる構成（第１の実施態様）について説明する。この構成は、請求項１に係る発明に該当する。
【００５４】
既述の図５に示される顕微鏡撮像装置１５０において、照明用光学系のレンズ１２８の上流側には狭帯域フィルタ１７８が設けられている。この狭帯域フィルタ１７８は着脱可能となっており、マスクの透過率特性に対応した最適な波長帯域のものが使用される。
【００５５】
すなわち、たとえば、図１７に示される分光透過率を示すマスクに対しては、５５０ｎｍ（図のＳ点）及びその前後の所定幅（たとえば、±３０ｎｍ）の波長の光のみを透過させる狭帯域フィルタ１７８を設ける。これにより、マスクマーク撮像用光学系及びパレットマーク撮像用光学系で使用される光の、マスクでの反射は大幅に減少し、画像のコントラストが向上する。
【００５６】
なお、この実施態様においては、図５における絞り板１８２、１８４等、及び、図６における絞り板１８２、１８４等は不要である。
【００５７】
次に、画像のコントラストを向上させ、マスクとウエハとの高精度の位置合わせを実現するために採用される、第一の絞り板と第二の絞り板との組み合わせにより、いわゆる０次光がカットできる構成（第２の実施態様）について説明する。この構成は、請求項２に係る発明に該当する。
【００５８】
既述の図５に示される顕微鏡撮像装置１５０において、照明用光学系のレンズ１２８の上流側の所定の位置１９２には、第一の絞り板１８０が設けられている。第一の絞り板１８０は、図７（ａ）に示されるような、同心円状であって外側部分のみ遮光状態となっている。この第一の絞り板１８０中央の透光部分１８０Ａの開口数（以下、ＮＡと称す）は、たとえば、０．２とできる。外側の遮光部分１８０ＢのＮＡは、たとえば、０．２〜０．４５とできる。
【００５９】
また、図５において、マスクマーク撮像用光学系及びパレットマーク撮像用光学系の、マスクマーク結像用リレーレンズ１２３及びパレットマーク結像用リレーレンズ１２５のそれぞれの上流側の所定の位置１９４、１９６には、第二の絞り板１８２、１８４がそれぞれ設けられている。第二の絞り板１８２、１８４は、図７（ｂ）に示されるような、同心円状であって内側部分のみ遮光状態となっている。この第二の絞り板１８２、１８４中央の遮光部分１８２Ａの開口数（以下、ＮＡと称す）は、たとえば、０．２とできる。外側の透光部分１８２Ｂ、１８４ＢのＮＡは、たとえば、０．２〜０．４５とできる。
【００６０】
絞り板の絞りの大きさを開口数（ＮＡ）で表示した場合、対物レンズ１２０の瞳の大きさは、対物レンズ１２０のＮＡに対応している。対物レンズ１２０のＮＡを０．４５とした場合に、瞳の半径をＮＡ＝０．４５と表示する。対物レンズ１２０の瞳に共役（光学系により物点と像点との関係になる）な絞り位置では、対物レンズ１２０の瞳の半径に光学系の倍率を乗じた大きさがＮＡ＝０．４５ということになる。第一の絞りの半径をＮＡ＝０．２とするには、対物レンズ１２０の瞳の半径に光学系の倍率を乗じた大きさに対して０．２／０．４５の比率で絞りの半径を小さくすることを意味する。
【００６１】
第一の絞り板１８０及び第二の絞り板１８２、１８４の配される位置は、いずれも対物レンズ１２０の開口絞り位置１９０と共役な位置であることが求められる。すなわち、照明用の光学系における所定の位置１９２は、対物レンズ１２０の開口絞り位置１９０と共役な関係にあり、マスクマーク撮像用光学系の所定の位置１９４は対物レンズ１２０の開口絞り位置１９０と共役な関係にあり、パレットマーク撮像用光学系の所定の位置１９６は対物レンズ１２０の開口絞り位置１９０と共役な関係にある。
【００６２】
このように、照明用の光学系において、ランプハウス１１０からの光が対物レンズ１２０の開口絞り位置１９０と共役な位置１９２にある第一の絞り板１９２を経由して、対物レンズ１２０を通り、被検出物であるマークを照射する。被検出物であるマークからの反射光は、対物レンズ１２０を通り、マスクマーク撮像用光学系において、対物レンズ１２０の開口絞り位置１９０と共役な位置１９４にある第二の絞り板１９４を経由して、ＣＣＤ１３０に結像される。同様に、被検出物であるマークからの反射光は、対物レンズ１２０を通り、パレットマーク撮像用光学系において、対物レンズ１２０の開口絞り位置１９０と共役な位置１９６にある第二の絞り板１９６を経由して、ＣＣＤ１３１に結像される。
【００６３】
以上の光路において、第一の絞り板１８０と第二の絞り板１８２との組み合わせ、及び、第一の絞り板１８０と第二の絞り板１８４との組み合わせにより、いわゆる０次光がカットされる。その結果、画像のコントラストを向上させ、マスクとウエハとの高精度の位置合わせを実現することができる。
【００６４】
なお、第一の絞り板１８０の遮光部分１８０Ｂ、及び、第二の絞り板１８２、１８４の遮光部分１８２Ａ、１８４Ａは完全な遮光性能（透過率０％）が必須な訳ではなく、所定の遮光性能（たとえば、透過率１６％）を有するものであってもよい。
【００６５】
次に、画像のコントラストを向上させ、マスクとウエハとの高精度の位置合わせを実現するために採用される、第三の絞り板と第四の絞り板との組み合わせにより、いわゆる暗視野照明系とする構成（第３の実施態様）について説明する。この構成は、請求項３に係る発明に該当する。
【００６６】
既述の図５に示される顕微鏡撮像装置１５０において、照明用光学系のレンズ１２８の上流側の所定の位置１９２には、第三の絞り板１８６（以下、図５において、各絞り板の番号の図示は略す。）が設けられている。第三の絞り板１８６は、図８（ａ）に示されるような、同心円状であって内側部分のみ遮光状態となっている。この第三の絞り板１８６中央の遮光部分１８６Ａの開口数（以下、ＮＡと称す）は、たとえば、０．３とできる。外側の透光部分１８６ＢのＮＡは、たとえば、０．３〜０．４５とできる。
【００６７】
また、図５において、マスクマーク撮像用光学系及びパレットマーク撮像用光学系の、マスクマーク結像用リレーレンズ１２３及びパレットマーク結像用リレーレンズ１２５のそれぞれの上流側の所定の位置１９４、１９６には、第四の絞り板１８７、１８８がそれぞれ設けられている。第四の絞り板１８７、１８８は、図８（ｂ）に示されるような、同心円状であって外側部分のみ遮光状態となっている。この第四の絞り板１８７、１８８中央の透光部分１８７Ａ、１８８Ａの開口数（以下、ＮＡと称す）は、たとえば、０．３とできる。外側の遮光部分１８７Ｂ、１８８ＢのＮＡは、たとえば、０．３〜０．４５とできる。
【００６８】
第三の絞り板１８６及び第四の絞り板１８７、１８８の配される位置は、いずれも第２の実施態様の場合と同様である。したがって、説明は省略する。
【００６９】
このように、照明用の光学系において、ランプハウス１１０からの光が対物レンズ１２０の開口絞り位置１９０と共役な位置１９２にある第三の絞り板１８６を経由して、対物レンズ１２０を通り、被検出物であるマークを照射する。被検出物であるマークからの反射光は、対物レンズ１２０を通り、マスクマーク撮像用光学系において、対物レンズ１２０の開口絞り位置１９０と共役な位置１９４にある第四の絞り板１８７を経由して、ＣＣＤ１３０に結像される。同様に、被検出物であるマークからの反射光は、対物レンズ１２０を通り、パレットマーク撮像用光学系において、対物レンズ１２０の開口絞り位置１９０と共役な位置１９６にある第四の絞り板１８８を経由して、ＣＣＤ１３１に結像される。
【００７０】
以上の光路において、第三の絞り板１８６と第四の絞り板１８７との組み合わせ、及び、第三の絞り板１８６と第四の絞り板１８８との組み合わせにより、いわゆる暗視野照明系が構成される。通常の顕微鏡における暗視野照明系は、照明光を、対物レンズの上方に配置されたドーナツ状のミラーで折り曲げ、結像光学系の外側を通って試料を照射させるものであるが、第３の実施態様の構成によっても略同様の機能が得られる。その結果、画像のコントラストを向上させ、マスクとウエハとの高精度の位置合わせを実現することができる。
【００７１】
なお、第２の実施態様の場合と同様に、第三の絞り板１８６の遮光部分１８６Ａ、及び、第四の絞り板１８７、１８８の遮光部分１８７Ｂ、１８８Ｂは完全な遮光性能（透過率０％）が必須な訳ではなく、所定の遮光性能（たとえば、透過率１６％）を有するものであってもよい。
【００７２】
以上に説明した、第２の実施態様及び第３の実施態様は、図５に示される構成の顕微鏡撮像装置１５０のみならず、図６に示される構成の顕微鏡撮像装置１５０’にも同様に適用できる。ただし、両者は同様の光学系なので、図６の構成における詳細な説明は省略する。すなわち、図６における第二の絞り板１８２、１８４及び所定の位置（共役な位置）１９４、１９６は、図５に示される構成と同様である。また、第三の絞り板１８６及び第四の絞り板１８７、１８８においても同様に適用できる。
【００７３】
以上に説明した、第２の実施態様及び第３の実施態様は、略同様の構成を採用し、略同様の効果が得られるが、光源（図５ではランプハウス１１０）の低輝度化という点では、第２の実施態様の方が好ましい。すなわち、露光装置において、低輝度で済めば、マスク及びウエハへの光照射エネルギーを低くでき、装置内部での温度上昇を抑制できる。したがって、熱膨張による精度低下を最小限にできる効果が得られる。
【００７４】
次に、マスクマークとパレットマークとの位置ずれ量の検出方法について説明する。図９は顕微鏡撮像装置１５０の視野Ｖ内にマスクマークＭと、パレットマークＷＰとを入れた場合に関して示している。
【００７５】
マスクマークＭは、マスクのＸ方向の位置を検出するための５×２個の開口からなるマスクマークＭＸ　と、マスクのＹ方向の位置を検出するための５×２個の開口からなるマスクマークＭＹ　とから構成されており、パレットマークＷＰは、ウエハパレットのＸ方向の位置を検出するための５本の凸部（又は凹部）からなるパレットマークＷＰＸ　と、ウエハパレットのＹ方向の位置を検出するための５本の凸部（又は凹部）からなるパレットマークＷＰＹ　とから構成されている。
【００７６】
このマスク３２は、マスク３２の下方に位置するパレットマークＷＰを観察できる程度の膜厚に形成されている。したがって、パレットマークＷＰは実線で表示してある。
【００７７】
マスクマークＭとパレットマークＷＰとの位置ずれ量を求める場合には、マスクマークＭが結像されるＣＣＤ１３０から得られる画像信号を信号処理し、マスクマークＭＸ　の中心位置とマスクマークＭＹ　の中心位置をそれぞれ求める。同様にしてパレットマークＷＰが結像されるＣＣＤ１３１から得られる画像信号を信号処理し、パレットマークＷＰＸ　の中心位置とパレットマークＷＰＹ　の中心位置をそれぞれ求める。
【００７８】
上記のようにして求めたマスクマークＭの中心位置を示すＣＣＤ１３０上の画素位置と、パレットマークＷＰの中心位置を示すＣＣＤ１３１上の画素位置との画素位置の差分に基づいてマスクマークＭとパレットマークＷＰとの位置ずれ量を測定する。そして、測定した位置ずれ量がゼロになるように、ウエハステージ７０又はマスクステージ８０を移動させ、マスクマークＭが示す位置とパレットマークＷＰが示す位置とを一致させる。
【００７９】
なお、図９は、マスクマークＭが示す位置とパレットマークＷＰが示す位置とが一致している場合に関して示している。また、顕微鏡撮像装置１５０の対物レンズ１２０が微小量移動すると、撮影倍率が変動するが、図９に示される形状のマスクマークＭが示す位置及びパレットマークＷＰが示す位置は、顕微鏡撮像装置１５０の撮影倍率が変動しても変化量が極めて少ない。
【００８０】
なお、図９に示されるマスクマークＭと、パレットマークＷＰの形状は、一例であり、このパターン以外の各種パターンのマークが採用できる。
【００８１】
図１０は電子ビーム近接露光装置の制御部の実施の形態を示すブロック図である。同図において、中央処理装置（ＣＰＵ）２００は、装置全体を統括制御するもので、マスクとウエハとの位置合わせ時の処理、露光時の電子ビームの偏向制御等を行う。顕微鏡撮像装置１５０での撮像によって得られたマスクマークＭ及びパレットマークＷＰを示す各画像信号は、信号処理回路２０２に加えられる。信号処理回路２０２は、入力した各画像信号に基づいてマスクマークＭとパレットマークＷＰとの位置ずれ量を算出する。
【００８２】
ＣＰＵ２００は、信号処理回路２０２から入力する位置ずれ量がゼロになるようにステージ駆動回路２０４を介してウエハステージ７０を移動させ、又はステージ駆動回路２０６を介してマスクステージ８０を移動させる。
【００８３】
また、ＣＰＵ２００は、マスクマークＭとパレットマークＷＰとが一致したときのウエハステージ７０のＸ方向及びＹ方向の位置（Ｘ、Ｙ）を、レーザ干渉計ＬＸＷ、ＬＹＷから取り込み、同様にマスクステージ８０のＸ方向及びＹ方向の位置（ｘ、ｙ）を、レーザ干渉計ＬＸＭ、ＬＹＭから取り込み、メモリ２０３に記憶させる。
【００８４】
また、メモリ２０３には、図４で説明したようにパレットマークＷＰ１、ＷＰ２と、各ダイマークＤＭとの位置関係を示すデータが保存されている。なお、メモリ２０３に記憶したウエハステージ７０やマスクステージ８０の位置等に基づくマスクとウエハとの位置合わせ制御の詳細については後述する。
【００８５】
更に、ＣＰＵ２００は、マスクを走査する際の偏向量データとともにマスクの歪みに応じた補正データをデジタル演算回路２０５に供給し、デジタル演算回路２０５は偏向量データに基づいてマスクを走査するためのデジタル信号を主ＤＡＣ／ＡＭＰ２０８に出力し、補正データに基づいてマスクの歪みを補正するためのデジタル信号を副ＤＡＣ／ＡＭＰ２１０に出力する。
【００８６】
主ＤＡＣ／ＡＭＰ２０８は、入力したデジタル信号をアナログ信号に変換したのち増幅し、これを図１４に示される主偏向器２２、２４に出力する。これにより、電子ビーム１５は、光軸と平行な状態を維持したまま、図１５に示されるようにマスクの全面を走査するように偏向される。また、副ＤＡＣ／ＡＭＰ２１０は、入力したデジタル信号をアナログ信号に変換したのち増幅し、これを図１４に示される副偏向器２６、２８に出力する。これにより、電子ビーム１５のマスクへの入射角度が制御され、マスクが歪んでいてもマスクパターンを正規の位置に転写できるようにしている。
【００８７】
図１１は、マスクとウエハの位置合わせ方法を含む電子ビーム近接露光方法の動作手順を示すフローチャートである。まず、マスク３２をマスクステージ８２にロードし（ステップＳ１００）、続いて、マスクマークＭ１が顕微鏡撮像装置１５０の視野に入るように顕微鏡ステージ８４を移動させる（ステップＳ１０２）。また、ウエハパレット４４をウエハステージ７０にロードし、パレットマークＷＰ１が顕微鏡撮像装置１５０の視野に入るようにウエハステージ７０を移動させる（ステップＳ１０４）。
【００８８】
顕微鏡撮像装置１５０は、視野内のマスクマークＭ１及びパレットマークＷＰ１にそれぞれピントが合うように対物レンズ１２０やパレットマーク結像用対物レンズ１２５を移動させる（ステップＳ１０６）。
【００８９】
次に、パレットマークＷＰ１を基準にしてマスクマークＭ１、Ｍ２を測定し、その測定結果に基づいてマスク３２の回転量θＭ　を計算する（ステップＳ１０８）。
【００９０】
図１２は上記ステップＳ１０８の詳細を示すフローチャートである。同図に示されるように顕微鏡撮像装置１５０の視野内のマスクマークＭ１とパレットマークＷＰ１との位置ずれ量を顕微鏡撮像装置１５０から得られる画像信号を処理することによって測定する（ステップＳ１０８Ａ）。この測定した位置ずれ量がゼロか否かを判別し（ステップＳ１０８Ｂ）、位置ずれ量≠０の場合には、位置ずれ量がゼロに近づく方向にウエハステージ７０を移動させ（ステップＳ１０８Ｃ）、ステップＳ１０８Ａで再びマスクマークＭ１とパレットマークＷＰ１との位置ずれ量を測定する。そして、位置ずれ量＝０になるまでステップＳ１０８Ａ、Ｓ１０８Ｂ、Ｓ１０８Ｃの処理を繰り返す。
【００９１】
ステップＳ１０８Ｃで位置ずれ量＝０と判別されると、そのときのウエハステージ７０の移動位置（Ｘ１　、Ｙ１　）をレーザ干渉計ＬＸＷ、ＬＹＷから読み取ってメモリ２０３に記憶させる（ステップＳ１０８Ｄ）。
【００９２】
次に、マスク３２のマスクマークＭ２が顕微鏡撮像装置１５０の視野に入るように顕微鏡ステージ８４を移動させる（ステップＳ１０８Ｅ）。なお、電子光学鏡筒１０２とマスク３２との隙間は狭いため、マスクマークＭ２を視野に入れるように顕微鏡撮像装置１５０を移動させることができない場合が考えられるが、この場合にはマスクマークＭ２を観察するための他の顕微鏡撮像装置を設ける必要がある。
【００９３】
その後、上記と同様にしてマスクマークＭ２とパレットマークＷＰ１との位置ずれ量がゼロになるようにウエハステージ７０を移動させる（ステップＳ１０８Ｆ、Ｓ１０８Ｇ、Ｓ１０８Ｈ）。そして、ステップＳ１０Ｇで位置ずれ量＝０と判別されたときのウエハステージ７０の移動位置（Ｘ２　、Ｙ２　）を、レーザ干渉計ＬＸＷ、ＬＹＷから読み取ってメモリ２０３に記憶させる（ステップＳ１０８Ｉ）。
【００９４】
上記のようにして測定されたマスクマークＭ１、Ｍ２がそれぞれパレットマークＷＰ１と一致したときのウエハステージ７０の位置（Ｘ１　、Ｙ１　）、（Ｘ２　、Ｙ２　）からマスク３２の回転量θＭ　を計算する（ステップＳ１０８Ｊ）。
【００９５】
図１１に戻って、ステップＳ１１０では、マスクマークＭ２を基準にしてパレットマークＷＰ１、ＷＰ２を測定し、その測定結果に基づいてウエハパレット４４の回転量θＰ　を計算する。
【００９６】
図１３は上記ステップＳ１１０の詳細を示すフローチャートである。前記ステップＳ１０８の処理が終了した時点では、パレットマークＷＰ１とマスクマークＭ２とが一致している状態にあり、また、このときのウエハステージ７０の位置（Ｘ１　、Ｙ１　）及びマスクステージ８０の位置（ｘ２　、ｙ２　）は測定済みである。
【００９７】
図１３のステップＳ１１０Ａでは、ウエハパレット４４のパレットマークＷＰ２が顕微鏡撮像装置１５０の視野に入るようにウエハステージ７０を移動させ、顕微鏡撮像装置１５０の視野内のマスクマークＭ２とパレットマークＷＰ２との位置ずれ量を顕微鏡撮像装置１５０から得られる画像信号を処理することによって測定する。この測定した位置ずれ量がゼロか否かを判別し（ステップＳ１１０Ｂ）、位置ずれ量≠０の場合には、位置ずれ量がゼロに近づく方向にウエハステージ７０を移動させ（ステップＳ１１０Ｃ）、ステップＳ１１０Ａで再びマスクマークＭ２とパレットマークＷＰ２との位置ずれ量を測定する。そして、位置ずれ量＝０になるまでステップＳ１１０Ａ、Ｓ１１０Ｂ、Ｓ１１０Ｃの処理を繰り返す。
【００９８】
ステップＳ１１０Ｂで位置ずれ量＝０と判別されると、そのときのウエハステージ７０の移動位置（Ｘ２　、Ｘ２　）をレーザ干渉計ＬＸＭ、ＬＹＭから読み取ってメモリ２０３に記憶させる（ステップＳ１１０Ｄ）。
【００９９】
上記のようにして測定されたパレットマークＷＰ１、ＷＰ２がそれぞれマスクマークＭ２と一致したときのウエハステージ７０の位置（Ｘ１　、Ｙ１　）、（Ｘ２　、Ｙ２　）からウエハパレット４４の回転量θＰ　を計算する（ステップＳ１１０Ｅ）。尚、ウエハステージ７０の位置（Ｘ１　、Ｙ１　）は、図１２のステップＳ１０８Ｄで既に測定されている。
【０１００】
次に、図１１に戻って、顕微鏡ステージ８４を駆動して顕微鏡撮像装置１５０を転写領域から退避させる（ステップＳ１１２）。続いて、マスク３２に対してウエハ４０の各ダイＤを位置合わせするための各ダイＤの位置（ウエハステージ７０の位置（Ｘ、Ｙ）とウエハステージ７０の回転量θ）を計算する（ステップＳ１１４）。
【０１０１】
上記のようにして計算した各ダイＤの位置（ウエハステージ７０の位置（Ｘ、Ｙ）とウエハステージ７０の回転量θ）に基づいてウエハステージ７０を移動させるとともに、ウエハステージ７０を回転させる（ステップＳ１１６）。
【０１０２】
次に、電子ビームによってマスク３２に形成されたマスクパターンをウエハに転写する（ステップＳ１１８）。続いて、全てのダイの転写が終了したか否かを判別し（ステップＳ１２０）、終了していない場合にはステップＳ１１６に戻って他のダイの位置合わせを行い、再びマスクパターンの転写を行う。このようにして全てのダイの転写が終了すると、ウエハをアンロードして終了する。
【０１０３】
なお、この実施の形態では、マスクマークとパレットマークとの位置ずれ量がゼロになるようにマスクステージ又はウエハステージを移動させ、そのときのマクスステージ及びウエハステージの移動位置を測定するようにしたが、これに限らず、マスクマークとパレットマークとの位置ずれ量を顕微鏡撮像装置の画面上の位置ずれ量から測定するとともに、この測定時におけるマクスステージ及びウエハステージの移動位置を測定し、これらの測定結果に基づいてマスクマークとパレットマークとの位置ずれ量がゼロになるときのマスクステージ及びウエハステージの移動位置を算出するようにしてもよい。
【０１０４】
また、この実施の形態では、ウエハ３２がウエハパレット４４に搭載され、更にウエハパレット４４がウエハステージ７０（ウエハステージ７０の電磁チャック６０）に搭載される例について説明したが、これに限らず、本発明はウエハ３２を直接ウエハステージ７０上の電磁チャック６０に吸着させる場合にも適用できる。この場合には、ウエハパレット４４のパレットマークＷＰ１、ＷＰ２の位置を測定する代わりに、ウエハ３２上の少なくとも２つのダイマークＤＭの位置を測定する。
【０１０５】
また、第一の絞り板１８０、第二の絞り板１８２、１８４、第三の絞り板１８６、第四の絞り板１８７、１８８等に設けられる遮光部を低反射性能の膜とする構成も採用できる。このような低反射性能の膜が遮光部に採用されると、遮光部での反射によるハレーションを生じにくくなり、画像のコントラストが一層向上する。
【０１０６】
【実施例】
以上に説明した顕微鏡撮像装置１５０を使用して、第２の実施態様における、いわゆる０次光カットの構成、及び、第３の実施態様における、いわゆる暗視野照明系の構成での画像のコントラストを測定した。比較例として、同様の条件で絞り板を使用しない従来例の構成での画像のコントラストを測定した。
【０１０７】
第２の実施態様において第二の絞り板１８２、１８４のＮＡ（同心円の内側のＮＡ、以下同じ）を０．２とした場合（条件１）、第２の実施態様において第二の絞り板１８２、１８４のＮＡを０．３とした場合（条件２）、第３の実施態様で暗視野とした場合（条件３）、及び、従来例の構成（条件４）での画像のコントラストを比較した。
【０１０８】
結果は、条件１から順に、１０．６、４．５、１１．４、４．１（いずれも％）であった。これより、条件１及び条件３が、従来例に比べて顕著な効果を示し、条件２は従来例に比べて若干の効果を示した。
【０１０９】
次に、顕微鏡撮像装置１５０を使用して、第２の実施態様における、いわゆる０次光カットの構成、及び、第３の実施態様における、いわゆる暗視野照明系の構成での測定時の照度を測定した。具体的には、図５におけるハーフミラー１２４の上方５０ｍｍの位置で照度を測定した。
【０１１０】
第２の実施態様において第二の絞り板１８２、１８４のＮＡを０．２とした場合（条件１１）、第２の実施態様において第二の絞り板１８２、１８４のＮＡを０．３とした場合（条件１２）、第３の実施態様で暗視野とした場合（条件３）で照度を測定し、比較した。
【０１１１】
結果は、条件１１から順に、３４００、６０００、２０８００（いずれもルックス）であった。これより、条件１１及び条件１２の０次光カットの構成は、条件１３の暗視野の構成に比べて低輝度とでき、マスク及びウエハへの光照射エネルギーを低くでき、装置内部での温度上昇を抑制できることが確認できた。
【０１１２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、マスクの構成（材質、膜厚、等）による透過率特性に対応する所定の波長帯域の光のみを透過させる狭帯域フィルタが照明用の光学系に設けられる。したがって、マスク面での光の反射成分を極力低下することができ、その結果、画像のコントラストを向上させ、マスクとウエハとの高精度の位置合わせを実現することができる。
【０１１３】
請求項２に記載の発明によれば、第一の絞り板と第二の絞り板との組み合わせにより、いわゆる０次光がカットできる。その結果、画像のコントラストを向上させ、マスクとウエハとの高精度の位置合わせを実現することができる。
【０１１４】
請求項３に記載の発明によれば、第三の絞り板と第四の絞り板との組み合わせにより、いわゆる暗視野照明系が構成できる。その結果、画像のコントラストを向上させ、マスクとウエハとの高精度の位置合わせを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマスクとウエハの位置合わせ装置が適用される電子ビーム近接露光装置の要部縦断面図
【図２】図１に示した電子ビーム近接露光装置の要部上面図
【図３】図１に示した電子ビーム近接露光装置に使用されるマスクの平面図
【図４】ウエハが搭載されたウエハパレットの平面図
【図５】本発明に適用される顕微鏡撮像装置の詳細を示す光学部品配置図
【図６】本発明に適用される顕微鏡撮像装置の他の実施の形態を示す光学部品配置図
【図７】本発明に適用される絞り板の平面図
【図８】本発明に適用される絞り板の平面図
【図９】顕微鏡撮像装置によってマスクマークとパレットマークとの位置ずれ量を検出する方法を説明するために用いた図
【図１０】電子ビーム近接露光装置の制御部の実施の形態を示すブロック図
【図１１】電子ビーム近接露光方法の実施の形態の動作手順を示すフローチャート
【図１２】図１１に示したフローチャート中の一部の詳細な処理手順を示すフローチャート
【図１３】図１１に示したフローチャート中の一部の詳細な処理手順を示すフローチャート
【図１４】電子ビーム近接露光装置の基本構成を示す図
【図１５】電子ビームによるマスクの走査を説明するために用いた図
【図１６】電子ビーム近接露光装置の全体構成図
【図１７】マスクとして使用されるＳｉＣ膜の分光透過率を示すグラフ
【図１８】マスクに入射した光の、マスク面及びウエハ面での反射の状態を示す概念図
【符号の説明】
１５…電子ビーム、２２、２４…主偏向器、２６、２８…副偏向器、３２…マスク、４０…ウエハ、４４…ウエハパレット、７０…ウエハステージ、８０…マスクステージ、８４…顕微鏡ステージ、１１０…ランプハウス、１２０…対物レンズ、１２３…マスクマーク結像用リレーレンズ、１２５…パレットマーク結像用リレーレンズ、１３０、１３１、１４５…ＣＣＤ、１５０、１５０’…顕微鏡撮像装置、１８０…第一の絞り板、１８２、１８４…第二の絞り板、１８６…第三の絞り板、１８７、１８８…第四の絞り板、１９０…開口絞り位置、１９２…共役な位置、１９４、１９６…共役な位置、２００…ＣＰＵ、２０３…メモリ、２０４、２０６…ステージ駆動回路、ＬＸＭ、ＬＹＭ、ＬＸＷ、ＬＹＷ…レーザ干渉計、Ｍ、Ｍ１、Ｍ２…マスクマーク、ＷＰ、ＷＰ１、ＷＰ２…パレットマーク、Ｄ…ダイ、ＤＭ…ダイマーク
【図１】
2004128394.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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