JP2000173910A - 投影露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オフ・アクシス式アライメントセンサのベー
スライン変動による計測誤差の影響を小さくし、位置検
出マークの位置を高精度に検出する。 【解決手段】 光源からの照明光をマスクにスリット形
状に照射する照明光学系と、前記マスクに形成されたパ
ターンの像を感光性の基板上に形成する投影光学系と、
前記マスクを第一の方向に平行に走査するマスクステー
ジと、前記感光性の基板を二次元的に位置決めすると共
に前記基板を前記第一の方向に対応する第二の方向に平
行に走査する基板ステージと、前記投影光学系の光軸か
ら離れた位置に検出領域を有し前記感光性の基板上のア
ライメントマークを検出する位置検出装置とを有する走
査型の投影露光装置において、前記位置検出装置を、前
記投影光学系の中心を通り前記スリット形状の長手方向
と直交する軸上あるいは前記軸近傍に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オフ・アクシス方
式の基板アライメント系を備えた投影露光装置に関す
る。本発明は、特に、マスクと感光性基板とを同期して
それぞれ所定の方向に走査することにより、マスク上の
パターンを逐次感光性の基板上に露光する走査型の投影
露光装置に好適に適用される。

【０００２】

【従来の技術】従来半導体素子、液晶表示素子または薄
膜磁気ヘッド等をフォトリソグラフィー工程で製造する
際には、フォトマスクまたはレチクル（以下、レチクル
で代表する）のパターンを感光性の基板ウエハまたはガ
ラスプレート（以下、ウエハで代表する）上に転写する
投影露光装置が提案されている。近年、半導体素子等は
益々パターンが微細化している。これを実現するために
は、投影光学系の解像力を高める必要がある。解像力を
高めるには、露光光の波長を短波長化するか、または投
影光学系の開口数を増大する等の手法がある。

【０００３】一方、半導体素子１個のチップパターンに
ついて見ると、大型化する傾向にある。このため、より
大面積のパターンを露光出来る装置が必要とされてい
る。

【０００４】上記２項目を満足するためには、露光領域
が大きく、かつ解像力の高い投影光学系が必要となる。
しかしながら、露光領域を大きくすればするほど、解像
力を高めれば高めるほど、露光領域全域でのディストー
ション等の結像性能を所定の精度に維持することが困難
となる。

【０００５】そこで現在注目されているのが、走査型露
光装置である。走査型露光装置においては、矩形状また
は円弧状等のスリット状の照明領域に対して、レチクル
およびウエハを相対的に同期して走査しながら、レチク
ルのパターンをウエハに転写する。

【０００６】この方式では、レチクルをスリット状に照
明することで、投影光学系の一部しか使用しない。この
ため、ディストーション等の結像性能を所定の精度に維
持し易いという利点がある。

【０００７】また、レチクルをスリット状に照明するこ
とで、投影光学系の有効露光領域の最大直径を使用出来
るとともに、走査することにより、走査方向には光学系
の制限を受けることなく露光領域を拡大出来るという利
点がある。

【０００８】走査型露光装置、特にウエハ上の各ショッ
ト領域をステッピング方式で走査開始位置に移動した
後、それらショット領域に走査露光方式でレチクルパタ
ーンを露光するステップアンドスキャン方式の投影式走
査型露光装置は、例えば特開平８−７８３４１号公報や
特開平８−１７６４６８号公報に提案されている。

【０００９】特開平８−７８３４１号公報に提案されて
いる投影式走査型露光装置は、レチクルステージ上およ
びウエハレベリングテーブル上の所定位置にそれぞれ基
準プレートを設け、それぞれの基準プレート上に左右対
の基本マークを設け、投影光学系を介し重ね合わせて観
察し、それぞれのＸ方向のズレを計測する。その計測値
より投影倍率の変動を算出するものである。

【００１０】特開平８−１７６４６８に提案されている
投影式走査型露光装置は、レチクルステージ上およびウ
エハステージ上の所定位置にそれぞれ基準プレートを設
け、それぞれの基準プレート上に走査方向に２列の基準
マークを設け、投影光学系を介し重ね合わせて観察し、
それぞれの誤差を計測する。計測結果より座標計測系の
計測誤差の補正を行い、レチクル座標系と、ウエハ座標
系との間の変換パラメータを求めるものである。

【００１１】露光装置におけるウエハとレチクルのアラ
イメントについては、 １．投影光学系を介してウエハのアライメントマークの
位置を測定するＴＴＬ方式 ２．投影光学系を介することなく直接ウエハのアライメ
ントマークの位置を計測するオフ・アクシス方式 ３．投影光学系を介してウエハとレチクルを同時に観察
し、両者の相対位置関係を検出するＴＴＲ方式 等がある。

【００１２】これら各方式のアライメントセンサを使用
して、レチクルとウエハとのアライメントを行う場合、
予めアライメントセンサの計測中心とレチクルのパター
ンの投影像の中心（露光中心）との間隔であるベースラ
イン量が求められている。そして、アライメントセンサ
によってアライメントマークの計測中心からのずれ量が
検出され、このずれ量をベースライン量で補正した距離
だけウエハを移動することによって当該ショット領域の
中心が露光中心に正確に位置合わせされる。ところが、
露光装置を維持して使用する過程で次第にベースライン
量が変動することがある。このようなベースライン量の
変動である所謂ベースライン変動が生じると、アライメ
ント精度（重ね合わせ精度）が低下する。従って、従来
は例えば定期的にアライメントセンサの計測中心と露光
中心との間隔を正確に計測するためのベースラインチェ
ックが行われていた。

【００１３】図６は、従来の投影露光装置のベースライ
ン計測の原理を模式的に示した図である。レチクルＲに
は、図６（ａ）に略示するように、中心Ｃを挟んで対称
な位置にマークＲＭａとＲＭｂが設けられている。レチ
クルＲはレチクルステージ９上に保持され、このレチク
ルステージ９はレチクルＲの中心Ｃを投影光学系１３の
光軸ＡＸと合致させるように移動される。ウエハステー
ジ１４上には、感光基板の表面に形成されたアライメン
トマークと同等の基準マークＦＭを有する基準部材ＦＰ
が感光基板と干渉しない位置に付設され、この基準マー
クＦＭが投影光学系１３の投影視野内の所定位置にくる
ようにウエハステージ１４を位置決めすると、レチクル
Ｒの上方に設けられたＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方
式のマスクアライメント系５０ａによって、レチクルＲ
のマークＲＭａと基準マークＦＭとが同時に検出され
る。また、ウエハステージ１４を別の位置に移動する
と、マスクアライメント系５０ｂによってレチクルＲの
マークＲＭｂと基準マークＦＭを同時に検出することが
できる。

【００１４】投影光学系１３の外側（投影視野外）に
は、オフ・アクシス方式のアライメントセンサ１６が固
設されている。アライメントセンサ１６の光軸は、投影
像面側では投影光学系１３の光軸ＡＸと平行である。そ
してアライメントセンサ１６の内部には、感光基板上の
マークおよび基準マークＦＭをアライメントする際の基
準となる視準マークがガラス板に設けられ、投影像面
（感光基板表面または基準マークＦＭの面）とほぼ共役
に配置されている。

【００１５】図６（ｂ）に示すように、マスクアライメ
ント系５０ａを用いてレチクルＲのマークＲＭａと基準
部材ＦＰ上の基準マークＦＭとがアライメントされたと
きのウエハステージ１４の位置Ｘ１を不図示のレーザ干
渉計等で計測する。同様に、マスクアライメント系５０
ｂを用いてレチクルＲのマークＲＭｂと基準マークＦＭ
とがアライメントされたときのウエハステージ１４の位
置Ｘ２、およびアライメントセンサ１６の指標マークと
基準マークＦＭとがアライメントされたときのウエハス
テージ１４の位置Ｘ４を前記レーザ干渉計等でそれぞれ
計測する。位置Ｘ１とＸ２の中心位置をＸ３とすると、
位置Ｘ３は投影光学系１３の光軸ＡＸ上にあり、レチク
ル中心Ｃと共役な位置である。

【００１６】ベースライン量ＢＬは、差（Ｘ３−Ｘ４）
を計算することで求められる。このベースライン量ＢＬ
は、後で感光基板上のアライメントマークをアライメン
トセンサ１６でアライメントして投影光学系１３の直下
に送り込むときの基準量となるものである。すなわち、
感光基板上の１ショット（被露光領域）の中心と感光基
板上のアライメントマークとの間隔をＸＰ、感光基板上
のアライメントマークがアライメントセンサ１６の指標
マークと合致したときのウエハステージ１４の位置をＸ
５とすると、ショット中心とレチクル中心Ｃとを合致さ
せるためには、ウエハステージ１４を次式の位置に移動
させればよい。 （Ｘ５−ＢＬ−ＸＰ）または（Ｘ５−ＢＬ＋ＸＰ）

【００１７】このように、オフ・アクシス方式のアライ
メントセンサ１６を用いて感光基板上のアライメントマ
ーク位置を検出した後、ベースライン量ＢＬに関連する
一定量だけウエハステージ１４を送り込むだけで、直ち
にレチクルＲのパターンを感光基板上のショット領域に
正確に重ね合わせて露光することができる。なお、ここ
では１次元方向についてのみ考えたが、実際には２次元
で考える必要がある。

【００１８】オフ・アクシス方式の従来例として、特開
平９−２１９３５４号公報に提案されたものがある。特
開平９−２１９３５４号公報では、特に短期的な、アラ
イメントセンサの計測中心の変動に着目し、アライメン
トセンサ対物レンズ部に指標マークを設け、前記指標マ
ークの検出系とウエハ側マークの検出系を極力共通な系
で構成することにより、検出系に対する熱あるいは機械
的振動によるドリフトの影響を低減し、検出精度の向上
を図っている。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ベース
ラインの変動要因はアライメントセンサの計測中心位置
のドリフトだけではなく、投影像の中心に対するアライ
メントセンサ全体の位置の変動あるいは、ウエハステー
ジの駆動精度が挙げられる。投影像の中心からアライメ
ントセンサの計測中心までを距離ＢＬとすると、温度が
変化することにより、投影光学系およびアライメントセ
ンサを支持している構造物の（熱膨張係数）×ＢＬだけ
熱変形が発生する。また、ウエハステージの駆動精度、
例えばヨーイング成分がθ発生すると、θ×ＢＬだけ計
測誤差が発生する。これらがアライメント誤差となる。
特に、オフ・アクシス方式のアライメントセンサはウエ
ハ上のアライメントマークの検出に際して投影光学系を
介さないため、投影光学系を介したＴＴＬ方式等のアラ
イメントセンサに比べてドリフトによる計測誤差の影響
を極力小さくすることが重要である。

【００２０】また、近年、半導体素子等の線幅の微細化
に伴い、露光用の照明光としては高い解像度が得られる
紫外光、更にはＫｒＦエキシマレーザ光やＡｒＦエキシ
マレーザ光のような遠紫外光等の短い波長の照明光が使
用されるようになっている。例えば、エキシマレーザ光
を露光用の照明光として使用する投影露光装置では、Ｔ
ＴＬ方式のアライメントセンサを採用する場合には様々
な技術的困難を伴うので、設計上の自由度が大きく、潜
在能力の高いオフ・アクシス方式のアライメントセンサ
の重要度が高まっている。しかしながら、このようなオ
フ・アクシス方式でアライメントを行う場合、上述のよ
うにドリフトによる計測誤差の影響を小さくしないと、
ＴＴＬ方式等でアライメントを行う場合に比較してアラ
イメント精度が低下する不都合がある。本発明は斯かる
点に鑑み、ベースライン変動による計測誤差の影響を小
さくし、被検物（位置検出マーク）の位置を高精度に検
出できる露光装置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段および作用】上記の目的を
達成するため本発明の第１の局面では、光源からの照明
光をマスクにスリット形状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を感光性の基板上に
形成する投影光学系と、前記マスクを第一の方向に平行
に走査するマスクステージと、前記感光性の基板を二次
元的に位置決めすると共に前記基板を前記第一の方向に
対応する第二の方向に平行に走査する基板ステージと、
前記投影光学系の光軸から離れた位置に検出領域を有し
前記感光性の基板上のアライメントマークを検出する位
置検出装置とを有する走査型露光装置において、前記位
置検出装置は、前記投影光学系の中心を通り前記スリッ
ト形状の長手方向と直交する軸上あるいは前記軸近傍に
配置されていることを特徴とする。

【００２２】この場合、前記位置検出装置は前記軸に対
し前記投影光学系の中心から見て±２５度以内に配置す
ることが好ましい。また、前記投影光学系は、例えば１
あるいは複数の光学部品が、前記スリット形状に対応
し、一方向（スリット長手方向と直交するかあるいはほ
ぼ直交する方向）について前記投影光学系の中心からの
距離が短い形状にすることが好ましい。

【００２３】また、本発明の第２の局面では、光源から
の照明光を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を感光性の基板上に形成する
投影光学系と、前記マスクを保持するマスクステージ
と、前記感光性の基板を二次元的に位置決めする基板ス
テージと、前記投影光学系の光軸から離れた位置に検出
領域を有し、前記感光性の基板上のアライメントマーク
を検出する位置検出装置を有する露光装置において、前
記投影光学系は、前記位置検出装置が配置される方向に
切り欠きを設け、前記位置検出装置と前記投影光学系の
距離を切り欠きが無い場合よりも短く配置していること
を特徴とする。

【００２４】また、本発明の第３の局面では、光源から
の照明光を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を感光性の基板上に形成する
投影光学系と、前記マスクを保持するマスクステージ
と、前記感光性の基板を二次元的に位置決めする基板ス
テージと、前記投影光学系の光軸から離れた位置に検出
領域を有し、前記感光性の基板上のアライメントマーク
を検出する位置検出装置を有する露光装置において、前
記投影光学系は、前記位置検出装置が配置される方向
（側面あるいは下面）に凸部を設けず、前記位置検出装
置と前記投影光学系の距離を凸部が有る場合よりも短く
配置していることを特徴とする。

【００２５】

【作用】本発明は、ドリフトによる計測誤差の影響を小
さくするためには前記ＢＬを極力短くすることが有効で
あるとの知見に基づくもので、本発明の第１の局面は走
査型露光装置に関し、本発明の第２および第３の局面
は、ステップアンドリピート方式の露光装置に関するも
のである。

【００２６】本発明の第１の局面は、走査型露光装置で
は、照明スリットが一方向に短いことに着目し、前記Ｂ
Ｌを極力短くするために、オフ・アクシス方式のアライ
メントセンサを前記スリットの長手方向と直交またはほ
ぼ直交する方向に配置したものである。なお、アライメ
ントセンサは、スリットの長手方向と直交する方向に配
置するのが最も好ましいのであるが、他の部材等との関
係で多少ずらしても構わない。但し、本発明の効果を満
足し得るものとするためには、投影光学系の中心から見
て長手方向と直交する方向から±２５度以内であること
が望ましい。

【００２７】また、本発明の第２および第３の局面に係
るステップアンドリピート方式の露光装置では、投影光
学系をオフ・アクシス方式のアライメントセンサを配置
する方向について切り欠きを設け、ＢＬが短くなるよう
に配置するものである。

【００２８】ＢＬを短くすることにより、投影像の中心
に対するアライメントセンサ全体の位置の熱、振動等に
よる変動あるいは、ウエハステージの駆動精度誤差によ
り従来発生していた計測誤差が低減でき、被検物（位置
検出マーク）の位置を高精度に検出することが出来る。

【００２９】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。 （第１の実施例）本発明の第１の実施例について、図１
および図２により説明する。本実施例は走査型露光装置
に備えられたオフ・アクシス方式のアライメントセンサ
についてのものである。

【００３０】図１は、本実施例で使用される投影露光装
置の概略を示す。図１において、レチクルＲは光源１
と、照明光整形光学系２ないしリレーレンズ８よりなる
照明光学系とにより長方形のスリット状の照明領域２１
により均一な照度で照明され、スリット状の照明領域２
１内のレチクルＲの回路パターン像が投影光学系１３を
介してウエハＷ上に転写される。光源１としては、Ａｒ
Ｆエキシマレーザ若しくはＫｒＦエキシマレーザ等のエ
キシマレーザ光源、金属蒸気レーザ光源、またはＹＡＧ
レーザの高調波発生装置等のパルス光源、あるいは水銀
ランプと楕円反射鏡とを組み合わせた構成等の連続光源
が使用できる。

【００３１】パルス光源の場合、露光のオンまたはオフ
はパルス光源用の電源装置からの供給電力の制御により
切り換えられ、連続光源の場合、露光のオンまたはオフ
は照明光整形光学系２内のシャッタにより切り換えられ
る。但し、本実施例では後述のように可動ブラインド
（可変視野絞り）７が設けられているため、可動ブライ
ンド７の開閉によって露光のオンまたはオフを切り換え
てもよい。

【００３２】図１において、光源１からの照明光は、照
明光整形光学系２により光束径が所定の大きさに設定さ
れてフライアイレンズ３に達する。フライアイレンズ３
の射出面には多数の２次光源が形成され、これら２次光
源からの照明光は、コンデンサーレンズ４によって集光
され、固定の視野絞り５を経て可動ブラインド（可変視
野絞り）７に達する。図１では視野絞り５は可動ブライ
ンド７よりもコンデンサーレンズ５側に配置されている
が、その逆のリレーレンズ系８側へ配置しても構わな
い。

【００３３】視野絞り５には、長方形のスリット状の開
口部が形成され、この視野絞り５を通過した光束は、長
方形のスリット状の断面を有する光束となり、リレーレ
ンズ系８に入射する。スリットの長手方向は紙面に対し
て垂直な方向である。リレーレンズ系８は可動ブライン
ド７とレチクルＲのパターン形成面とを共役にするレン
ズ系であり、可動ブラインド７は後述の走査方向（Ｘ方
向）の幅を規定する２枚の羽根（遮光板）７Ａ，７Ｂお
よび走査方向に垂直な非走査方向の幅を規定する２枚の
羽根（不図示）より構成されている。走査方向の幅を規
定する羽根７Ａおよび７Ｂはそれぞれ駆動部６Ａおよび
６Ｂにより独立に走査方向に移動できるように支持さ
れ、不図示の非走査方向の幅を規定する２枚の羽もそれ
ぞれ独立に駆動できるように支持されている。本実施例
では、固定の視野絞り５により設定されるレチクルＲ上
のスリット状の照明領域２１内において、更に可動ブラ
インド７により設定される所望の露光領域内にのみ照明
光が照射される。リレーレンズ系８は両側テレセントリ
ックな光学系であり、レチクルＲ上のスリット状の照明
領域２１ではテレセントリック性が維持されている。

【００３４】本実施例のレチクルＲはレチクルステージ
９上に載置されており、そのレチクルＲ上のスリット状
の照明領域２１内で且つ可動ブラインド７により規定さ
れた回路パターンの像が、投影光学系１３を介してウエ
ハＷ上に投影露光される。

【００３５】投影光学系１３の光軸に垂直な２次元平面
内で、スリット状の照明領域２１に対するレチクルＲの
走査方向を＋Ｘ方向（または−Ｘ方向）として、投影光
学系１３の光軸に平行な方向をＺ方向とする。

【００３６】この場合、レチクルステージ９はレチクル
ステージ駆動部１０に駆動されてレチクルＲを走査方向
（＋Ｘ方向または−Ｘ方向）に走査し、可動ブラインド
７の駆動部６Ａ，６Ｂ、および非走査方向用の駆動部の
動作は可動ブラインド制御部１１により制御される。レ
チクルステージ駆動部１０および可動ブラインド制御部
１１の動作を制御するのが、装置全体の動作を制御する
主制御系１２である。

【００３７】一方、ウエハＷは不図示のウエハ搬送装置
によりウエハステージ１４に載置される。ウエハステー
ジ１４は、投影光学系１３の光軸に垂直な面内でウエハ
Ｗの位置決めを行うと共にウエハＷを±Ｘ方向に走査す
るＸＹステージ、およびＺ方向にウエハＷの位置決めを
行うＺステージ等より構成されている。ウエハＷ上方に
は、オフ・アクシス方式のアライメントセンサ１６が構
成されている。アライメントセンサ１６により、ウエハ
Ｗ上のアライメントマークが検出され、制御部１７によ
り処理され、主制御系１２に送られる。主制御系１２
は、ウエハステージ駆動部１５を介してウエハステージ
１４の位置決め動作および走査動作を制御する。

【００３８】レチクルＲ上のパターン像をスキャン露光
方式で投影光学系１３を介してウエハＷ上の各ショット
領域に露光する際には、図１の視野絞り５により設定さ
れるスリット状の照明領域２１に対して−Ｘ方向（また
は＋Ｘ方向）に、レチクルＲを速度ＶＲで走査する。ま
た、投影光学系１３の投影倍率をβとして、レチクルＲ
の走査と同期して、＋Ｘ方向（または−Ｘ方向）に、ウ
エハＷを速度ＶＷ（＝β・ＶＲ）で走査する。これによ
り、ウエハＷ上のショット領域にレチクルＲの回路パタ
ーン像が逐次転写される。

【００３９】図２に、アライメントセンサの配置を示
す。図２はウエハ付近について示したものであり、
（ａ）は本発明を適用したもの（第１の実施例）、
（ｂ）は適用しないもの（第１の比較例）について示し
ている。２２はウエハ上のスリット形状およびスリット
の長手方向の向きを示している。図２（ａ）はスリット
の長手方向に直交する方向にアライメントセンサ１６を
配置したものである。アライメントセンサ１６の位置
は、露光光１３ａに干渉しない範囲で投影光学系１３の
光軸に近付けることが出来る。このときのアライメント
センサ１６の計測中心と投影光学系１３の中心までの距
離ＢＬ１がベースラインとなる。一方、図２（ｂ）は、
スリットの長手方向に平行な方向にアライメントセンサ
１６を配置したものである。図２（ａ）と同様に露光光
１３ａに干渉しない範囲で投影光学系１３の光軸に近付
けて配置している。このときのベースラインはＢＬ２で
ある。本発明を適用することにより、スリット形状の長
辺寸法と短辺寸法の差、つまりＢＬ２−ＢＬ１の距離だ
けベースラインを短く配置することが出来る。

【００４０】図２では、アライメントセンサの配置をス
リットの長手方向と直交する軸上に配置して説明した。
スリットの長手方向と直交する軸上に配置する形態が最
も望ましい形態であるが、スペース的な問題でスリット
の長手方向と直交する軸上に配置出来ない場合は、スリ
ットの長手方向と平行な方向に僅かにずらして配置する
ことも可能である。この場合、ベースライン計測時には
スリットの長手方向と平行な方向にアライメントセンサ
がずれて配置された距離だけウエハステージを駆動する
必要がある。新たにウエハステージを駆動することによ
って、駆動方向のピッチング成分が誤差となって発生す
る。従って、アライメントセンサをスリットの長手方向
と平行な方向にずらすことが可能な量は、各方向に対す
る精度配分によって決まるものであるが、たとえば、従
来のウエハステージ駆動のピッチング成分による誤差に
対して、新たに駆動させることにより発生する誤差をそ
の半分程度許容するとすれば、アライメントセンサをス
リットの長手方向と平行な方向にずらす量は、投影光学
系の中心より±２５度の範囲となる。

【００４１】（第２の実施例）第２の実施例について、
図３により説明する。本実施例は、第１の実施例と同様
にスリット形状の縦横の長さの違いに着目したものであ
り、特に短い方向に対して、投影光学系の光学部品をカ
ットすることにより発生するスペースを利用してアライ
メントセンサを投影光学系に近付けて配置し、ベースラ
インを短縮するものである。

【００４２】すなわち、図３は、図２同様ウエハ付近に
ついて示したものであり、図３（ａ）は本発明を適用し
たもの（第２の実施例）、図３（ｂ）は適用しないもの
（第２の比較例）について示している。図３において、
投影光学系１３の最下方には光学部品３０ａ，ｂが構成
されている。光学部品３０ａ，ｂは、保持部品３１ａ，
ｂに保持されボルト３２により投影光学系１３に固定さ
れている。（ａ）では、光学部品３０ａは、スリットの
短辺方向すなわち、長辺方向と直交する方向に露光光と
干渉しない範囲でカットされている。光学部品３０ａを
保持する保持部品３１ａも同様にカットされている。図
３（ａ）では、光学部品３０ａについて平面方向からの
図も示している。この平面方向からの図において他の投
影光学系については図示していない。（ｂ）も同様であ
る。

【００４３】アライメントセンサ１６はスリットの長辺
方向（長手方向）と直交する方向、すなわち光学部品３
１ａがカットされた方向に配置される。この時のベース
ラインはＢＬ３である。なお、本図では光学部品３１ａ
は左右共にカットされているが、アライメントセンサ１
６が配置される側のみカットされていても同様の効果が
得られる。一方（ｂ）は、光学部品３０ｂおよび保持部
品３１ｂがカットされていない。従ってアライメントセ
ンサ１６は、（ａ）に対し投影光学系１３より遠ざかっ
た位置に配置されることになる。この時のベースライン
はＢＬ４となる。本発明を適用することにより、光学部
品３０ａ，３１ａをカットした分、つまりＢＬ４−ＢＬ
３の距離だけベースラインを短く配置することが出来
る。

【００４４】（第３の実施例）第３の実施例について、
図４により説明する。本実施例は、ステップアンドリピ
ート方式の露光装置にも適用可能である。第１および第
２の実施例との相違点は、スリット形状に着目したので
はなく、可能な範囲で投影光学系そのものを一部カット
することにより発生するスペースを利用してアライメン
トセンサを投影光学系に近付けて配置し、ベースライン
を短縮するものである。

【００４５】図４は、図２および図３同様ウエハ付近に
ついて示したものであり、図４（ａ）は本発明を適用し
たもの（第３の実施例）、図４（ｂ）は適用しないもの
（第３の比較例）について示している。

【００４６】図４（ａ）は、投影光学系１３の一部１３
ｂの部分をカットしている。アライメントセンサ１６
は、投影光学系１３がカットされた方向に配置される。
この時のベースラインはＢＬ５である。一方、図４
（ｂ）は、投影光学系１３がカットされていない。従っ
てアライメントセンサ１６は、図４（ａ）に対し投影光
学系１３より遠ざかった位置に配置されることになる。
この時のベースラインはＢＬ６となる。本発明を適用す
ることにより、投影光学系１３をカットした分、つまり
ＢＬ６−ＢＬ５の距離だけベースラインを短く配置する
ことが出来る。

【００４７】（第４の実施例）第４の実施例について、
図５により説明する。本実施例は、第３の実施例同様ス
テップアンドリピート方式の露光装置にも適用可能であ
る。第３の実施例との相違点は、投影光学系そのものを
一部カットするのではなく、投影光学系の下部のスペー
スを使用するために、アライメントセンサが配置される
方向の投影光学系下面部の凸部を無くすことにより、ア
ライメントセンサを投影光学系に近付けて配置し、ベー
スラインを短縮するものである。

【００４８】図５は、図２、３および４同様ウエハ付近
について示したものであり、図５（ａ）は本発明を適用
したもの（第４の実施例）、図５（ｂ）は適用しないも
の（第４の比較例）について示している。

【００４９】図５（ａ）は、保持部品３１の固定用ボル
ト３２の配置を、アライメントセンサ１６と平面的に干
渉しない位置にしたものである。この時のベースライン
はＢＬ７である。一方（ｂ）は、保持部品３１の固定用
ボルト３２の配置が、アライメントセンサ１６と平面的
に干渉しているため、（ａ）に対しアライメントセンサ
１６が投影光学系１３より遠ざかった位置に配置される
ことになる。この時のベースラインはＢＬ８となる。本
発明を適用することにより、ＢＬ８−ＢＬ７の距離だけ
ベースラインを短く配置することが出来る。

【００５０】（デバイス生産方法の実施例）次に上記説
明した露光装置を利用したデバイスの生産方法の実施例
を説明する。図７は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半
導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マ
イクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ１
（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行う。ステ
ップ２（マスク製作）では設計したパターンを形成した
マスクを製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）で
はシリコンやガラス等の材料を用いてウエハを製造す
る。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、
上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技
術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステ
ップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によ
って作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程
であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディン
グ）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含
む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半
導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査
を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、
これが出荷（ステップ７）される。

【００５１】図８は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明した位置検出装置を有す
る露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼
付露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジ
スト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジス
トを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことに
よって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
本実施例の生産方法を用いれば、従来は製造が難しかっ
た高集積度のデバイスを低コストに製造することができ
る。

【００５２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、オフ・ア
クシス方式のアライメントセンサを配置する場合に、ベ
ースラインを短く出来る。このことにより、投影像の中
心に対するアライメントセンサ全体の位置の熱、振動等
による変動あるいは、ウエハステージの駆動精度誤差に
より従来発生していた計測誤差が低減でき、被検物（位
置検出マーク）の位置を高精度に検出することが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用される露光装置の一例を示す概
略図である。

【図２】 本発明の第１の実施例を説明する図である。

【図３】 本発明の第２の実施例を説明する図である。

【図４】 本発明の第３の実施例を説明する図である。

【図５】 本発明の第４の実施例を説明する図である。

【図６】 ベースライン計測の説明図である。

【図７】 微小デバイスの製造の流れを示す図である。

【図８】 図７におけるウエハプロセスの詳細な流れを
示す図である。

【符号の説明】

１：光源、２：照明光整形光学系、３：フライアイレン
ズ、４：コンデンサーレンズ、５：視野絞り、６Ａ，
Ｂ：ブラインド可動部、７：可動ブラインド、８：リレ
ーレンズ、９：レチクルステージ、１０：レチクルステ
ージ駆動部、１１：ブラインド可動部制御部、１２：主
制御部、１３：投影光学系、１３ａ：露光光、１４：ウ
エハステージ、１５：ウエハステージ駆動部、１６：ア
ライメントセンサ、１７：アライメントセンサ処理部、
２１：照明領域、２２：ウエハ上照明領域、３０ａ，
ｂ：光学部品、３１ａ，ｂ：保持部品、３２：ボルト、
５０ａ，ｂ：レチクルアライメント系、ＡＸ：光軸、
Ｒ：レチクル、Ｗ：ウエハ、ＢＬ，ＢＬ１〜８：ベース
ライン、ＦＭ：基準マーク、ＲＭａ，ＲＭｂ：レチクル
マーク、ＦＰ：基準部材。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの照明光をマスクにスリット形
   状に照射する照明光学系と、前記マスクに形成されたパ
   ターンの像を感光性の基板上に形成する投影光学系と、
   前記マスクを第一の方向に平行に走査するマスクステー
   ジと、前記感光性の基板を二次元的に位置決めすると共
   に前記基板を前記第一の方向に対応する第二の方向に平
   行に走査する基板ステージと、前記投影光学系の光軸か
   ら離れた位置に検出領域を有し前記感光性の基板上のア
   ライメントマークを検出する位置検出装置とを有する走
   査型の投影露光装置において、 前記位置検出装置は、前記投影光学系の中心を通り前記
   スリット形状の長手方向と直交する軸上あるいは前記軸
   近傍に配置されていることを特徴とする投影露光装置。
2. 【請求項２】 前記位置検出装置が前記軸に対し前記投
   影光学系の中心から見て±２５度以内に配置されている
   ことを特徴とする請求項１記載の投影露光装置。
3. 【請求項３】 前記投影光学系は、１あるいは複数の光
   学部品が、前記スリット形状に対応し、スリット長手方
   向と直交するかあるいはほぼ直交する一方向について前
   記投影光学系の中心からの距離が短い形状であることを
   特徴とする請求項１または２記載の投影露光装置。
4. 【請求項４】 光源からの照明光を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を感
   光性の基板上に形成する投影光学系と、前記マスクを保
   持するマスクステージと、前記感光性の基板を二次元的
   に位置決めする基板ステージと、前記投影光学系の光軸
   から離れた位置に検出領域を有し前記感光性の基板上の
   アライメントマークを検出する位置検出装置とを有する
   露光装置において、 前記投影光学系は、前記位置検出装置が配置される方向
   に切り欠きを有し、前記位置検出装置は、前記切り欠き
   が無い場合よりも前記投影光学系との距離が短い位置に
   配置されていることを特徴とする投影露光装置。
5. 【請求項５】 光源からの照明光を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を感
   光性の基板上に形成する投影光学系と、前記マスクを保
   持するマスクステージと、前記感光性の基板を二次元的
   に位置決めする基板ステージと、前記投影光学系の光軸
   から離れた位置に検出領域を有し前記感光性の基板上の
   アライメントマークを検出する位置検出装置とを有する
   露光装置において、 前記投影光学系は、その側面あるいは下面の前記位置検
   出装置が配置される方向に凸部を設けられておらず、前
   記位置検出装置は、凸部が有る場合よりも前記投影光学
   系までの距離が短い位置に配置されていることを特徴と
   する投影露光装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の投影露
   光装置によりデバイスを製造することを特徴とするデバ
   イス製造方法。