JP3239449B2 - 露光装置及びそれを用いた半導体チップの製造方法 - Google Patents
露光装置及びそれを用いた半導体チップの製造方法Info
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は露光装置及びそれを用い
た半導体チップの製造方法に関し、特にレチクル（マス
ク）面上に形成されているＩＣ，ＬＳＩ等の微細な電子
回路パターンを投影レンズ系（投影光学系）によりウエ
ハ面上に投影し露光すると共に、この露光の為の光とは
波長が異なる光で投影レンズ系を介してウエハ面上の状
態を観察する機能を有する露光装置及びそれを用いた半
導体チップの製造方法に関する。
た半導体チップの製造方法に関し、特にレチクル（マス
ク）面上に形成されているＩＣ，ＬＳＩ等の微細な電子
回路パターンを投影レンズ系（投影光学系）によりウエ
ハ面上に投影し露光すると共に、この露光の為の光とは
波長が異なる光で投影レンズ系を介してウエハ面上の状
態を観察する機能を有する露光装置及びそれを用いた半
導体チップの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造用の微少投影型の露光装置で
は、第１物体としてのレチクルの回路パターンを投影レ
ンズ系により第２物体としてのウエハ上に投影し露光す
るが、この投影露光に先立って観察装置（検出手段）を
用いてウエハ面を観察することによりウエハ上のアライ
メントマークを検出し、この検出結果に基づいてレチク
ルとウエハとの位置整合、所謂アライメントを行ってい
る。
は、第１物体としてのレチクルの回路パターンを投影レ
ンズ系により第２物体としてのウエハ上に投影し露光す
るが、この投影露光に先立って観察装置（検出手段）を
用いてウエハ面を観察することによりウエハ上のアライ
メントマークを検出し、この検出結果に基づいてレチク
ルとウエハとの位置整合、所謂アライメントを行ってい
る。
【０００３】このときのアライメント精度は観察装置の
光学性能に大きく依存している。この為、観察装置の性
能は露光装置において重要な要素となっている。
光学性能に大きく依存している。この為、観察装置の性
能は露光装置において重要な要素となっている。
【０００４】従来より露光装置では、ウエハ面上の位置
情報を得るためのウエハアライメントマークの観察方式
として、主に次の３通りの方式が用いられている。 （１−イ）非露光光を用い、かつ投影レンズ系を通さな
い方式（OFF-AXIS方式) （１−ロ）露光光を用い、かつ投影レンズ系を通す方式
（露光光TTL 方式） （１−ハ）非露光光を用い、かつ投影レンズ系を通す方
式（非露光光TTL 方式） 例えば本出願人は特開昭５８−２５６３８号公報で、非
露光光ＴＴＬ方式の観察装置を利用してアライメント系
を提案している。
情報を得るためのウエハアライメントマークの観察方式
として、主に次の３通りの方式が用いられている。 （１−イ）非露光光を用い、かつ投影レンズ系を通さな
い方式（OFF-AXIS方式) （１−ロ）露光光を用い、かつ投影レンズ系を通す方式
（露光光TTL 方式） （１−ハ）非露光光を用い、かつ投影レンズ系を通す方
式（非露光光TTL 方式） 例えば本出願人は特開昭５８−２５６３８号公報で、非
露光光ＴＴＬ方式の観察装置を利用してアライメント系
を提案している。
【０００５】同公報ではｇ線（４３６ｎｍ）の光（露光
光）を用いて投影レンズ系によりレチクルの回路パター
ンをウエハ上に投影露光する一方、アライメント系にＨ
ｅ−Ｃｄレーザーから放射される波長４４２ｎｍの光
（アライメント光）を用い、レチクルとウエハの各々の
アライメントマークを検出している。
光）を用いて投影レンズ系によりレチクルの回路パター
ンをウエハ上に投影露光する一方、アライメント系にＨ
ｅ−Ｃｄレーザーから放射される波長４４２ｎｍの光
（アライメント光）を用い、レチクルとウエハの各々の
アライメントマークを検出している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ＩＣ，ＬＳＩの微細化
が年々進み、これら半導体素子の集積度を上げるために
露光装置の露光波長の短波長化が進んできている。この
為、従来、光源として高圧水銀ランプのｇ線（４３６ｎ
ｍ）を露光波長として使用してきたが、次第にｉ線（３
６５ｎｍ）やエキシマレーザー、例えばＫｒＦレーザー
（２４８ｎｍ）が露光光として用いられるようになって
きている。
が年々進み、これら半導体素子の集積度を上げるために
露光装置の露光波長の短波長化が進んできている。この
為、従来、光源として高圧水銀ランプのｇ線（４３６ｎ
ｍ）を露光波長として使用してきたが、次第にｉ線（３
６５ｎｍ）やエキシマレーザー、例えばＫｒＦレーザー
（２４８ｎｍ）が露光光として用いられるようになって
きている。
【０００７】前記（１−イ）のOFF-AXIS方式のアライメ
ントは、投影レンズ系を通さない方式であり、投影レン
ズ系の露光波長に左右されない。従って観察光学系の設
計が比較的容易という特徴がある。
ントは、投影レンズ系を通さない方式であり、投影レン
ズ系の露光波長に左右されない。従って観察光学系の設
計が比較的容易という特徴がある。
【０００８】しかし、OFF-AXIS方式は、観察光学系と投
影レンズ系との幾何学的な制約のため、一般的にアライ
メント位置と露光位置が大きく異なり、アライメント終
了後露光位置までＸＹステージを駆動する必要がある。
影レンズ系との幾何学的な制約のため、一般的にアライ
メント位置と露光位置が大きく異なり、アライメント終
了後露光位置までＸＹステージを駆動する必要がある。
【０００９】このアライメント位置と露光位置までの距
離（以下ベースライン）が、常時安定していれば問題は
ないが、装置の置かれている環境（温度や気圧、あるい
は装置自体の振動に伴うメカの安定性等）の影響で、経
時変化が起きるという問題点がある。
離（以下ベースライン）が、常時安定していれば問題は
ないが、装置の置かれている環境（温度や気圧、あるい
は装置自体の振動に伴うメカの安定性等）の影響で、経
時変化が起きるという問題点がある。
【００１０】その為、ＯＦＦ−ＡＸＩＳ方式では、ある
一定の時間間隔でベースラインを計測し、補正するのが
一般的である。
一定の時間間隔でベースラインを計測し、補正するのが
一般的である。
【００１１】このように、ＯＦＦ−ＡＸＩＳ方式は、
「ベースラインの経時的変動」という誤差要因を抱えて
いるため、この計測、補正に時間がかかり、スループッ
トが低下するという欠点がある。
「ベースラインの経時的変動」という誤差要因を抱えて
いるため、この計測、補正に時間がかかり、スループッ
トが低下するという欠点がある。
【００１２】更に、ＯＦＦ−ＡＸＩＳ方式では、投影レ
ンズ系を通さない方式であることから、投影レンズ系の
挙動（例えば露光による倍率・焦点位置変化、気圧によ
る倍率・焦点位置変化等）に追従しない、という欠点が
ある。
ンズ系を通さない方式であることから、投影レンズ系の
挙動（例えば露光による倍率・焦点位置変化、気圧によ
る倍率・焦点位置変化等）に追従しない、という欠点が
ある。
【００１３】一方、ＴＴＬ方式は、投影レンズ系を通し
てアライメントする方式であるから、前記した投影レン
ズ系の挙動に追従、という点からも有利であるしベース
ラインの問題も、発生しないかあるいは、発生してもＯ
ＦＦ−ＡＸＩＳ方式と比較して、一般に一桁以上短く、
環境変動の影響を受けにくい、という特長を有する。
てアライメントする方式であるから、前記した投影レン
ズ系の挙動に追従、という点からも有利であるしベース
ラインの問題も、発生しないかあるいは、発生してもＯ
ＦＦ−ＡＸＩＳ方式と比較して、一般に一桁以上短く、
環境変動の影響を受けにくい、という特長を有する。
【００１４】しかし、投影レンズ系は、露光波長に対し
て投影露光が最適となるよう収差補正してあり露光波長
以外の波長の光をアライメント光として用いた場合、投
影レンズ系で発生する収差は非常に大きいものになって
くる。
て投影露光が最適となるよう収差補正してあり露光波長
以外の波長の光をアライメント光として用いた場合、投
影レンズ系で発生する収差は非常に大きいものになって
くる。
【００１５】前述（１−ロ）の露光光ＴＴＬ方式によれ
ば、アライメント光として露光光を用いるために、投影
レンズ系の収差は良好に補正してあり、良好な観察光学
系が得られる。
ば、アライメント光として露光光を用いるために、投影
レンズ系の収差は良好に補正してあり、良好な観察光学
系が得られる。
【００１６】ところが、ウエハ面に形成したアライメン
トマークを観察する際、多くの場合、ウエハ面上には電
子回路パターンを転写される感光材（レジスト）が塗布
されている。レジストは通常、短波長で吸収が多いた
め、前述のように露光波長の短波長化が進んで来ると、
露光波長でウエハ上のアライメントマークをレジスト膜
を通して検出することが困難になってくる。
トマークを観察する際、多くの場合、ウエハ面上には電
子回路パターンを転写される感光材（レジスト）が塗布
されている。レジストは通常、短波長で吸収が多いた
め、前述のように露光波長の短波長化が進んで来ると、
露光波長でウエハ上のアライメントマークをレジスト膜
を通して検出することが困難になってくる。
【００１７】更に、露光光でアライメントマークを観察
すると、露光光によりレジストが感光してアライメント
マークの検出が不安定になったり、検出できなくなった
りする、という問題点がある。
すると、露光光によりレジストが感光してアライメント
マークの検出が不安定になったり、検出できなくなった
りする、という問題点がある。
【００１８】この為、露光光の短波長化に伴って、次第
に、非露光光によるＴＴＬ方式が望まれる様になってき
ている。
に、非露光光によるＴＴＬ方式が望まれる様になってき
ている。
【００１９】前述（１−ハ）の非露光光ＴＴＬ方式は、
前記したように、露光波長以外の波長の光をアライメン
ト光として用いるため、投影レンズ系で大きい収差が発
生する。このため、従来から、この非露光光ＴＴＬ方式
によりアライメントする場合は、一般に投影レンズ系で
発生した収差を補正する補正光学系を介してアライメン
トマークの検出をするように構成している。
前記したように、露光波長以外の波長の光をアライメン
ト光として用いるため、投影レンズ系で大きい収差が発
生する。このため、従来から、この非露光光ＴＴＬ方式
によりアライメントする場合は、一般に投影レンズ系で
発生した収差を補正する補正光学系を介してアライメン
トマークの検出をするように構成している。
【００２０】この補正光学系としては、例えば特開昭６
３−２７４１３５号公報では光軸に対して傾けた三枚の
平行平面板を用いて、投影レンズ系で発生した非点収差
及びコマ収差を補正し、更に補正レンズ系を用いて、投
影レンズで発生した球面収差を補正するようにしてい
る。
３−２７４１３５号公報では光軸に対して傾けた三枚の
平行平面板を用いて、投影レンズ系で発生した非点収差
及びコマ収差を補正し、更に補正レンズ系を用いて、投
影レンズで発生した球面収差を補正するようにしてい
る。
【００２１】この他、本出願人は特願平３−２０２３９
８号公報において光軸に対して傾けた一枚の平行平面板
を用いて、投影レンズ系で発生した非点収差、コマ収差
及び倍率色収差等を補正し、更に補正レンズ系を用い
て、投影レンズで発生した球面収差及び軸上色収差を補
正するようにした露光装置を提案している。
８号公報において光軸に対して傾けた一枚の平行平面板
を用いて、投影レンズ系で発生した非点収差、コマ収差
及び倍率色収差等を補正し、更に補正レンズ系を用い
て、投影レンズで発生した球面収差及び軸上色収差を補
正するようにした露光装置を提案している。
【００２２】このように、非露光光ＴＴＬ方式におい
て、投影レンズ系で発生したコマ収差の補正には、光軸
に対して傾けた平行平面板を用いて行っていた。
て、投影レンズ系で発生したコマ収差の補正には、光軸
に対して傾けた平行平面板を用いて行っていた。
【００２３】ところが前述のように、露光波長がｇ線
（４３６ｎｍ）からｉ線（３６５ｎｍ）やエキシマレー
ザー例えば、ＫｒＦレーザー（２４８ｎｍ）と短波長化
が進んで来ると、投影レンズ系で発生する非露光光に対
する収差が次第に大きくなり、前記補正手段では十分な
補正が難しくなり、又、十分なＮＡがとれなくなった
り、更には現実的な補正系の構成が難しくなる、という
問題点が生じてきた。
（４３６ｎｍ）からｉ線（３６５ｎｍ）やエキシマレー
ザー例えば、ＫｒＦレーザー（２４８ｎｍ）と短波長化
が進んで来ると、投影レンズ系で発生する非露光光に対
する収差が次第に大きくなり、前記補正手段では十分な
補正が難しくなり、又、十分なＮＡがとれなくなった
り、更には現実的な補正系の構成が難しくなる、という
問題点が生じてきた。
【００２４】例えば投影レンズ系より発生する色の非点
収差について図９を用いて説明する。投影レンズ系５で
色の非点収差が発生するということは、異なる波長λ
1 ，λ2 について、投影レンズ系５で発生する非点収差
量が異なることを意味する。
収差について図９を用いて説明する。投影レンズ系５で
色の非点収差が発生するということは、異なる波長λ
1 ，λ2 について、投影レンズ系５で発生する非点収差
量が異なることを意味する。
【００２５】図９（Ａ）において、ＡＳλ1 は波長λ1
について投影レンズ系５で発生する非点収差量を、ＡＳ
λ2 は波長λ2 について投影レンズ系５で発生する非点
収差量を表しており、色の非点収差をΔＡＳで表わす
と、ΔＡＳ＝ＡＳλ2 −ＡＳλ1 なる関係で示される量
である。
について投影レンズ系５で発生する非点収差量を、ＡＳ
λ2 は波長λ2 について投影レンズ系５で発生する非点
収差量を表しており、色の非点収差をΔＡＳで表わす
と、ΔＡＳ＝ＡＳλ2 −ＡＳλ1 なる関係で示される量
である。
【００２６】つまり、波長λ1 について投影レンズ系５
で発生した非点収差を、例えば従来例で述べられている
ような光軸に対して傾けた二枚の平行平面板を用いて補
正したとき図９（Ｂ）に示すように、波長λ2 における
非点収差ΔＡＳが残存してしまい、ＡＡマーク観察像の
コントラストが低下するという現象を生じてしまう。
で発生した非点収差を、例えば従来例で述べられている
ような光軸に対して傾けた二枚の平行平面板を用いて補
正したとき図９（Ｂ）に示すように、波長λ2 における
非点収差ΔＡＳが残存してしまい、ＡＡマーク観察像の
コントラストが低下するという現象を生じてしまう。
【００２７】特に近年、ＡＡマークの観察像の検出精度
を高めるために観察用照明光として複数の波長が用いら
れるようになってきたため、色の非点収差の影響はこの
ような新たな問題を起こしている。例えば、非露光光の
観察用照明光として、ハロゲンランプによる比較的波長
幅の広い光源（例えば６３３±３０ｎｍ）を用いると、
Ｈｅ−Ｎｅレーザーのような単色光源を用いてウエハ上
のＡＡマークを観察した時に発生しがちな、レジスト膜
による干渉縞を低減することができ、より良好なアライ
メントが行えるという特長がある。
を高めるために観察用照明光として複数の波長が用いら
れるようになってきたため、色の非点収差の影響はこの
ような新たな問題を起こしている。例えば、非露光光の
観察用照明光として、ハロゲンランプによる比較的波長
幅の広い光源（例えば６３３±３０ｎｍ）を用いると、
Ｈｅ−Ｎｅレーザーのような単色光源を用いてウエハ上
のＡＡマークを観察した時に発生しがちな、レジスト膜
による干渉縞を低減することができ、より良好なアライ
メントが行えるという特長がある。
【００２８】しかしながら、この際に前記したような色
の非点収差が発生していると、ＡＡマーク観察像のコン
トラストが低下してしまい、その結果、ＡＡマークの検
出誤差が大きくなるという問題点があった。
の非点収差が発生していると、ＡＡマーク観察像のコン
トラストが低下してしまい、その結果、ＡＡマークの検
出誤差が大きくなるという問題点があった。
【００２９】又、非点収差の残存量が大きい場合には、
ＡＡマークのエッジで生じる干渉縞の影響が検出信号に
混じって検出誤差を大きくしてしまうという問題点もあ
る。又、投影レンズ系によって発生した倍率色収差を補
正する手段としては、例えば光軸に対して傾けた平行平
面板あるいは楔板の分散を、材質の選択により補正する
ようにしていたが、投影レンズ系によって発生した倍率
色収差の量が多い場合には、前記手段では補正しきれな
いという問題点が発生する場合があった。又、投影光学
系でコマ収差が発生し、その補正が十分でないと非点収
差の場合と同様にＡＡマーク観察像のコントラストが低
下し、ＡＡマークの検出誤差が発生してくるという問題
点があった。
ＡＡマークのエッジで生じる干渉縞の影響が検出信号に
混じって検出誤差を大きくしてしまうという問題点もあ
る。又、投影レンズ系によって発生した倍率色収差を補
正する手段としては、例えば光軸に対して傾けた平行平
面板あるいは楔板の分散を、材質の選択により補正する
ようにしていたが、投影レンズ系によって発生した倍率
色収差の量が多い場合には、前記手段では補正しきれな
いという問題点が発生する場合があった。又、投影光学
系でコマ収差が発生し、その補正が十分でないと非点収
差の場合と同様にＡＡマーク観察像のコントラストが低
下し、ＡＡマークの検出誤差が発生してくるという問題
点があった。
【００３０】本発明は露光光と波長が異なる検出光（ア
ライメント光）で投影レンズ系を介してマークの検出を
行なう場合にマーク像の位置を高精度に検出することが
可能な、改良されたマーク検出機能を有する露光装置及
びそれを用いた半導体チップの製造方法の提供を目的と
する。
ライメント光）で投影レンズ系を介してマークの検出を
行なう場合にマーク像の位置を高精度に検出することが
可能な、改良されたマーク検出機能を有する露光装置及
びそれを用いた半導体チップの製造方法の提供を目的と
する。
【００３１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の露光装
置は、露光光で第１物体のパターンを第２物体上に投影
する投影レンズ系と、該露光光とは波長が異なる検出光
で第２物体を照明し、該第２物体からの該検出光を該投
影レンズ系を介して受けて該第２物体上のマークの像を
検出する検出手段を有し、該検出手段は該投影レンズ系
で発生した色の非点収差を補正するシリンドリカル面を
有する偏心可能に構成した接合レンズを有していること
を特徴としている。
置は、露光光で第１物体のパターンを第２物体上に投影
する投影レンズ系と、該露光光とは波長が異なる検出光
で第２物体を照明し、該第２物体からの該検出光を該投
影レンズ系を介して受けて該第２物体上のマークの像を
検出する検出手段を有し、該検出手段は該投影レンズ系
で発生した色の非点収差を補正するシリンドリカル面を
有する偏心可能に構成した接合レンズを有していること
を特徴としている。
【００３２】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記色補正レンズはシリンドリカル面を接合面とし
た全体として平行平面のレンズより成っていることを特
徴としている。請求項３の発明は請求項１の発明におい
て、前記色補正レンズを前記検出手段の瞳位置近傍に配
置していることを特徴としている。
て、前記色補正レンズはシリンドリカル面を接合面とし
た全体として平行平面のレンズより成っていることを特
徴としている。請求項３の発明は請求項１の発明におい
て、前記色補正レンズを前記検出手段の瞳位置近傍に配
置していることを特徴としている。
【００３３】請求項４の発明の半導体チップの製造方法
は、ウエハを感光させない検出光を用い投影レンズ系を
介して該ウエハ上の位置合わせマークの像を検出手段で
検出し、該検出に基づき得られる該ウエハの位置情報に
より該ウエハの位置合わせを行ない、該ウエハを感光さ
せる露光光でマスクの回路パターンを照明することによ
り該投影レンズ系を介して該回路パターンの像を該ウエ
ハ上に投影して転写し、半導体チップを製造する際、該
検出手段は該投影レンズ系で発生した色の非点収差を補
正するシリンドリカル面を有する偏心可能に構成した接
合レンズを有していることを特徴としている。
は、ウエハを感光させない検出光を用い投影レンズ系を
介して該ウエハ上の位置合わせマークの像を検出手段で
検出し、該検出に基づき得られる該ウエハの位置情報に
より該ウエハの位置合わせを行ない、該ウエハを感光さ
せる露光光でマスクの回路パターンを照明することによ
り該投影レンズ系を介して該回路パターンの像を該ウエ
ハ上に投影して転写し、半導体チップを製造する際、該
検出手段は該投影レンズ系で発生した色の非点収差を補
正するシリンドリカル面を有する偏心可能に構成した接
合レンズを有していることを特徴としている。
【００３４】請求項５の発明は請求項４の発明におい
て、前記検出光は前記露光光とは中心波長が異なる所定
のバンド幅を有していることを特徴としている。
て、前記検出光は前記露光光とは中心波長が異なる所定
のバンド幅を有していることを特徴としている。
【００３５】請求項６の発明は請求項１の発明におい
て、前記検出光は前記露光光とは中心波長が異なる所定
のバンド幅を有していることを特徴としている。請求項
７の発明は請求項１の発明において、前記接合レンズは
特定の一波長において屈折率が同じで分散が異なるもの
を接合したことを特徴としている。
て、前記検出光は前記露光光とは中心波長が異なる所定
のバンド幅を有していることを特徴としている。請求項
７の発明は請求項１の発明において、前記接合レンズは
特定の一波長において屈折率が同じで分散が異なるもの
を接合したことを特徴としている。
【００３６】請求項８の発明は請求項４の発明におい
て、前記接合レンズは特定の一波長において屈折率が同
じで分散が異なるものを接合したことを特徴としてい
る。
て、前記接合レンズは特定の一波長において屈折率が同
じで分散が異なるものを接合したことを特徴としてい
る。
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【実施例】図１は半導体素子製造用の露光装置の参考例
１の光学系の要部概略図である。
１の光学系の要部概略図である。
【００４３】同図において８は第１物体としてのレチク
ルでレチクルステージ１０に載置されている。３は第２
物体としてのウエハであり、その面上にはアライメント
用のマーク（ＡＡマーク）４が設けられている。５は投
影光学系で投影レンズ系よりなり、レチクル（マスク）
８面上の回路パターン等をウエハ３面上に投影してい
る。投影レンズ系５はレチクル８側とウエハ３側で共に
テレセントリック系となっている。
ルでレチクルステージ１０に載置されている。３は第２
物体としてのウエハであり、その面上にはアライメント
用のマーク（ＡＡマーク）４が設けられている。５は投
影光学系で投影レンズ系よりなり、レチクル（マスク）
８面上の回路パターン等をウエハ３面上に投影してい
る。投影レンズ系５はレチクル８側とウエハ３側で共に
テレセントリック系となっている。
【００４４】９は照明系であり、露光光でレチクル８を
照明している。２はθ，Ｚステージでウエハ３を載置し
ており、ウエハ３のθ回転及びフォーカス調整、即ちＺ
方向の調整を行っている。θ，Ｚステージ２はステップ
動作を高精度に行う為のＸＹステージ１上に載置されて
いる。ＸＹステージ１にはステージ位置計測の基準とな
る光学スクウェアー（バーミラー）６が置かれており、
この光学スクウェアー６をレーザー干渉計７でモニター
している。
照明している。２はθ，Ｚステージでウエハ３を載置し
ており、ウエハ３のθ回転及びフォーカス調整、即ちＺ
方向の調整を行っている。θ，Ｚステージ２はステップ
動作を高精度に行う為のＸＹステージ１上に載置されて
いる。ＸＹステージ１にはステージ位置計測の基準とな
る光学スクウェアー（バーミラー）６が置かれており、
この光学スクウェアー６をレーザー干渉計７でモニター
している。
【００４５】本参考例におけるレチクル８とウエハ３と
の位置合わせ（アライメント）は予め位置関係が求めら
れている後述する基準マーク１７に対して各々位置合わ
せを行うことにより間接的に行なっている。又は実際レ
ジスト像パターン等をアライメントを行なって露光を行
ない、その誤差（オフセット）を測定し、それ以後のそ
の値を考慮してオフセット処理している。
の位置合わせ（アライメント）は予め位置関係が求めら
れている後述する基準マーク１７に対して各々位置合わ
せを行うことにより間接的に行なっている。又は実際レ
ジスト像パターン等をアライメントを行なって露光を行
ない、その誤差（オフセット）を測定し、それ以後のそ
の値を考慮してオフセット処理している。
【００４６】次にウエハ３面のマーク４の位置検出を行
なう検出手段１０１の各要素について説明する。
なう検出手段１０１の各要素について説明する。
【００４７】１４はマーク４の検出用の光源で、露光光
の波長とは異なる波長の光束（非露光光）を発するＨｅ
−Ｎｅレーザから成っている。１５はレンズであり、光
源１４からの光束（検出光）を集光して照明用のビーム
スプリッター１６に入射させている。１２は対物レンズ
である。ビームスプリッター１６で反射したレンズ１５
からの検出光は対物レンズ１２で集光し、ミラー１１で
反射させ、投影レンズ系５を介してウエハ３面上のマー
ク４に導光して照明している。対物レンズ１２は投影レ
ンズ系５のコマ収差を補正する為の光軸Ｓに対して偏心
可能なレンズ群１３を有している。
の波長とは異なる波長の光束（非露光光）を発するＨｅ
−Ｎｅレーザから成っている。１５はレンズであり、光
源１４からの光束（検出光）を集光して照明用のビーム
スプリッター１６に入射させている。１２は対物レンズ
である。ビームスプリッター１６で反射したレンズ１５
からの検出光は対物レンズ１２で集光し、ミラー１１で
反射させ、投影レンズ系５を介してウエハ３面上のマー
ク４に導光して照明している。対物レンズ１２は投影レ
ンズ系５のコマ収差を補正する為の光軸Ｓに対して偏心
可能なレンズ群１３を有している。
【００４８】尚、本参考例においてレンズ群１３は単一
のレンズ又は分散の異なる材質の正レンズと負レンズの
２つのレンズより成り、色補正レンズも併用して構成し
てもよい。
のレンズ又は分散の異なる材質の正レンズと負レンズの
２つのレンズより成り、色補正レンズも併用して構成し
てもよい。
【００４９】１９は基準マーク１７の照明用の光源でＬ
ＥＤ等から成っている。１８はレンズである。光源１９
からの光束はレンズ１８で集光し、基準マーク１７に導
光し、照明している。２０は基準マーク用のビームスプ
リッターであり、基準マーク１７からの光束を反射させ
てエレクターレンズ２１に入射している。エレクターレ
ンズ２１は基準マーク１７及びウエハ３面上のマーク４
を各々ＣＣＤカメラ２２の撮像面に結像している。本参
考例における検出手段１０１は以上の各要素を有してい
る。
ＥＤ等から成っている。１８はレンズである。光源１９
からの光束はレンズ１８で集光し、基準マーク１７に導
光し、照明している。２０は基準マーク用のビームスプ
リッターであり、基準マーク１７からの光束を反射させ
てエレクターレンズ２１に入射している。エレクターレ
ンズ２１は基準マーク１７及びウエハ３面上のマーク４
を各々ＣＣＤカメラ２２の撮像面に結像している。本参
考例における検出手段１０１は以上の各要素を有してい
る。
【００５０】本参考例において光源１４から出射した非
露光光（検出光）は順にレンズ１５、ビームスプリッタ
ー１６、対物レンズ１２、ミラー１１、投影レンズ系５
を経て、ウエハ３上のＡＡマーク４を照明する。ウエハ
３上のＡＡマーク４の観察像情報は、順に投影レンズ
５、ミラー１１、対物レンズ１２、ビームスプリッター
１６、ビームスプリッター１８、エレクターレンズ２１
を経てＣＣＤカメラ２２上に結像する。
露光光（検出光）は順にレンズ１５、ビームスプリッタ
ー１６、対物レンズ１２、ミラー１１、投影レンズ系５
を経て、ウエハ３上のＡＡマーク４を照明する。ウエハ
３上のＡＡマーク４の観察像情報は、順に投影レンズ
５、ミラー１１、対物レンズ１２、ビームスプリッター
１６、ビームスプリッター１８、エレクターレンズ２１
を経てＣＣＤカメラ２２上に結像する。
【００５１】投影レンズ系５はレチクル８上に描かれた
電子回路のパターンをウエハ３上に投影する為に、露光
光に対して良好に補正されている。この為非露光光が投
影レンズ系５を通過した際、各種の収差が発生する。
電子回路のパターンをウエハ３上に投影する為に、露光
光に対して良好に補正されている。この為非露光光が投
影レンズ系５を通過した際、各種の収差が発生する。
【００５２】本参考例においては投影レンズ系５で発生
した球面収差を対物レンズ１２で補正し、同じくコマ収
差を対物レンズ１２内にある対物レンズ１２の光軸Ｓか
ら偏心可能に設けたレンズ１３で補正している。これに
より良好なＡＡマーク４の観察像がＣＣＤカメラ２２上
に形成されるようにしている
した球面収差を対物レンズ１２で補正し、同じくコマ収
差を対物レンズ１２内にある対物レンズ１２の光軸Ｓか
ら偏心可能に設けたレンズ１３で補正している。これに
より良好なＡＡマーク４の観察像がＣＣＤカメラ２２上
に形成されるようにしている
【００５３】尚、投影レンズ系５の非点収差を補正する
必要がある場合は図２に示すように光軸Ｓに対して２つ
の平行平面板１０２ａ，１０２ｂをハの字型に構成した
一対の平行平面板１０２を、例えばミラー１１と対物レ
ンズ１２の間に構成するか、あるいは図３に示すように
シリンドリカルレンズ１０３を同じくミラー１１と対物
レンズ１２の間に構成するのが良い。
必要がある場合は図２に示すように光軸Ｓに対して２つ
の平行平面板１０２ａ，１０２ｂをハの字型に構成した
一対の平行平面板１０２を、例えばミラー１１と対物レ
ンズ１２の間に構成するか、あるいは図３に示すように
シリンドリカルレンズ１０３を同じくミラー１１と対物
レンズ１２の間に構成するのが良い。
【００５４】一方、基準マーク１７は基準マーク照明用
のＬＥＤより成る光源１９から出射した光をレンズ１８
により集光して照明され、ビームスプリッター１８、エ
レクターレンズ２１を経てＣＣＤカメラ２２上に結像す
る。
のＬＥＤより成る光源１９から出射した光をレンズ１８
により集光して照明され、ビームスプリッター１８、エ
レクターレンズ２１を経てＣＣＤカメラ２２上に結像す
る。
【００５５】このＣＣＤカメラ２２上に結像したウエハ
３上のＡＡマーク４の観察像のＣＣＤカメラ２２上の位
置を不図示の信号処理装置で計測し、同じく信号処理装
置で計測したＣＣＤカメラ２２上に結像し、常に固定さ
れている基準マーク１７の投影像の位置とを比較するこ
とによって正確なＸＹステージ１の位置情報を得て、こ
れにより高精度のアライメントを行っている。
３上のＡＡマーク４の観察像のＣＣＤカメラ２２上の位
置を不図示の信号処理装置で計測し、同じく信号処理装
置で計測したＣＣＤカメラ２２上に結像し、常に固定さ
れている基準マーク１７の投影像の位置とを比較するこ
とによって正確なＸＹステージ１の位置情報を得て、こ
れにより高精度のアライメントを行っている。
【００５６】図４は半導体素子製造用の露光装置に適用
したときの参考例２の光学系の要部概略図である。図４
において図１で示した部材と同じ部材には同一符番を付
している。
したときの参考例２の光学系の要部概略図である。図４
において図１で示した部材と同じ部材には同一符番を付
している。
【００５７】本参考例の特徴はＡＡマーク４の照明用の
光源にハロゲンランプ１４ａを用いたこと、コマ収差を
補正する為に光軸から偏心させるレンズ群１３ａを色収
差補正をした接合レンズ１３ａであること、対物レンズ
１２ａが色収差補正をしていることである。
光源にハロゲンランプ１４ａを用いたこと、コマ収差を
補正する為に光軸から偏心させるレンズ群１３ａを色収
差補正をした接合レンズ１３ａであること、対物レンズ
１２ａが色収差補正をしていることである。
【００５８】本参考例においてハロゲンランプ１４ａか
ら出射した非露光光は順にレンズ１５、ビームスプリッ
タ１６、対物レンズ１２ａ、ミラー１１、投影レンズ系
５を経てウエハ３上のＡＡマーク４を照明する。
ら出射した非露光光は順にレンズ１５、ビームスプリッ
タ１６、対物レンズ１２ａ、ミラー１１、投影レンズ系
５を経てウエハ３上のＡＡマーク４を照明する。
【００５９】ウエハ３上のＡＡマーク４の観察像情報は
順に投影レンズ５、ミラー１１、対物レンズ１２ａ、ビ
ームスプリッター１６、ビームスプリッター１８、エレ
クターレンズ２１を経てＣＣＤカメラ２２上に結像す
る。このとき、投影レンズ系５はレチクル８上に描かれ
た電子回路パターンをウエハ３上に投影する為に露光光
に対して良好に収差補正されている。この為、非露光光
が投影レンズ５を通過した際、収差が発生する。
順に投影レンズ５、ミラー１１、対物レンズ１２ａ、ビ
ームスプリッター１６、ビームスプリッター１８、エレ
クターレンズ２１を経てＣＣＤカメラ２２上に結像す
る。このとき、投影レンズ系５はレチクル８上に描かれ
た電子回路パターンをウエハ３上に投影する為に露光光
に対して良好に収差補正されている。この為、非露光光
が投影レンズ５を通過した際、収差が発生する。
【００６０】本参考例においては投影レンズ系５で発生
した球面収差と軸上色収差を対物レンズ１２ａで補正
し、同じくコマ収差と倍率色収差を対物レンズ１２ａ内
にある光軸から偏心可能に設けたレンズ１３ａで補正す
るように構成し、良好なＡＡマーク４の観察像がＣＣＤ
カメラ２２上に形成されるようにしている。
した球面収差と軸上色収差を対物レンズ１２ａで補正
し、同じくコマ収差と倍率色収差を対物レンズ１２ａ内
にある光軸から偏心可能に設けたレンズ１３ａで補正す
るように構成し、良好なＡＡマーク４の観察像がＣＣＤ
カメラ２２上に形成されるようにしている。
【００６１】尚、非点収差を補正する必要がある場合は
図１の参考例１と同様に図２に示すように光軸Ｓに対し
て２つの平行平面板１０２ａ，１０２ｂをハの字型に構
成した一対の平行平面板１０２を、例えばミラー１１と
対物レンズ１２ａの間に構成するか、あるいは図３に示
すようにシリンドリカルレンズ１０３を同じくミラー１
１と対物レンズ１２ａの間に構成するのが良い。
図１の参考例１と同様に図２に示すように光軸Ｓに対し
て２つの平行平面板１０２ａ，１０２ｂをハの字型に構
成した一対の平行平面板１０２を、例えばミラー１１と
対物レンズ１２ａの間に構成するか、あるいは図３に示
すようにシリンドリカルレンズ１０３を同じくミラー１
１と対物レンズ１２ａの間に構成するのが良い。
【００６２】一方、基準マーク１７は基準マーク照明用
のＬＥＤ光源１９から出射した光をレンズ１８により集
光して照明され、ビームスプリッター１８、対物エレク
ターレンズ２１を経てＣＣＤカメラ２２上に結像する。
のＬＥＤ光源１９から出射した光をレンズ１８により集
光して照明され、ビームスプリッター１８、対物エレク
ターレンズ２１を経てＣＣＤカメラ２２上に結像する。
【００６３】このＣＣＤカメラ２２上に結像したウエハ
３上のＡＡマーク４の観察像のＣＣＤカメラ２２上の位
置を不図示の信号処理装置で計測し、同じく信号処理装
置で計測したＣＣＤカメラ２２上に結像し、常に固定さ
れている基準マーク１７の投影像の位置とを比較するこ
とによって正確なステージの位置情報を得て、これによ
り高精度のアライメントを行っている。
３上のＡＡマーク４の観察像のＣＣＤカメラ２２上の位
置を不図示の信号処理装置で計測し、同じく信号処理装
置で計測したＣＣＤカメラ２２上に結像し、常に固定さ
れている基準マーク１７の投影像の位置とを比較するこ
とによって正確なステージの位置情報を得て、これによ
り高精度のアライメントを行っている。
【００６４】本参考例では非露光光としてハロゲンラン
プによる露光光の波長より中心波長が異なり、かつ比較
的波長幅の広い光源（例えば６３３±３０ｎｍ）を用
い、Ｈｅ−Ｎｅレーザーのような単色光源を用いてウエ
ハ上のＡＡマークを観察するときに発生しがちなレジス
ト膜による干渉縞を低減し、これにより良好なアライメ
ントを行っている。
プによる露光光の波長より中心波長が異なり、かつ比較
的波長幅の広い光源（例えば６３３±３０ｎｍ）を用
い、Ｈｅ−Ｎｅレーザーのような単色光源を用いてウエ
ハ上のＡＡマークを観察するときに発生しがちなレジス
ト膜による干渉縞を低減し、これにより良好なアライメ
ントを行っている。
【００６５】図５は半導体素子製造用の露光装置に適用
したときの参考例３の光学系の要部概略図である。図５
において図１で示した部材と同じ部材には同一符号を付
している。
したときの参考例３の光学系の要部概略図である。図５
において図１で示した部材と同じ部材には同一符号を付
している。
【００６６】参考例３はコマ収差を補正する為に光軸か
ら偏心するレンズ１３ｂを投影レンズ系５の上部でミラ
ー１１との間に配置し、対物レンズ１２ｂ内のレンズは
偏心させていない。
ら偏心するレンズ１３ｂを投影レンズ系５の上部でミラ
ー１１との間に配置し、対物レンズ１２ｂ内のレンズは
偏心させていない。
【００６７】本参考例においてＨｅ−Ｎｅレーザより成
る光源１４から出射した非露光光は順にレンズ１５、ビ
ームスプリッタ１６、対物レンズ１２ｂ、ミラー１１、
コマ収差を補正する為に光軸から偏心するレンズ１３
ｂ、投影レンズ５を経て、ウエハ３上のＡＡマーク４を
照明する。
る光源１４から出射した非露光光は順にレンズ１５、ビ
ームスプリッタ１６、対物レンズ１２ｂ、ミラー１１、
コマ収差を補正する為に光軸から偏心するレンズ１３
ｂ、投影レンズ５を経て、ウエハ３上のＡＡマーク４を
照明する。
【００６８】ウエハ３上のＡＡマーク４の観察像情報は
投影レンズ５、コマ収差を補正する為に光軸から偏心可
能に構成したレンズ１３、ミラー１１、対物レンズ１２
ｂ、ビームスプリッター１６、ビームスプリッター１
８、エレクターレンズ２１を経てＣＣＤカメラ２２上に
結像する。
投影レンズ５、コマ収差を補正する為に光軸から偏心可
能に構成したレンズ１３、ミラー１１、対物レンズ１２
ｂ、ビームスプリッター１６、ビームスプリッター１
８、エレクターレンズ２１を経てＣＣＤカメラ２２上に
結像する。
【００６９】このとき投影レンズ５はレチクル８上に描
かれた電子回路のパターンをウエハ３上に投影する為に
露光光に対して良好に収差補正されている。この為、非
露光光が投影レンズ５を通過した際、収差が発生する。
かれた電子回路のパターンをウエハ３上に投影する為に
露光光に対して良好に収差補正されている。この為、非
露光光が投影レンズ５を通過した際、収差が発生する。
【００７０】本参考例においては投影レンズ系５で発生
したコマ収差を投影レンズ系５の上部でミラー１１との
間に配置し、光軸から偏心可能に設けたレンズ１３ｂで
補正している。又同じく球面収差を対物レンズ１２ｂで
補正するように構成し、良好なＡＡマーク４の観察像が
ＣＣＤカメラ２２上に形成されるようにしている。
したコマ収差を投影レンズ系５の上部でミラー１１との
間に配置し、光軸から偏心可能に設けたレンズ１３ｂで
補正している。又同じく球面収差を対物レンズ１２ｂで
補正するように構成し、良好なＡＡマーク４の観察像が
ＣＣＤカメラ２２上に形成されるようにしている。
【００７１】尚、非点収差を補正する必要がある場合は
図１の参考例と同様に図２に示すように光軸Ｓに対して
２つの平行平面板１０２ａ，１０２ｂをハの字型に構成
した一対の平行平面板１０２を、例えばミラー１１と対
物レンズ１２ｂの間に構成するか、あるいは図３に示す
ようにシリンドリカルレンズ１０３を同じくミラー１１
と対物レンズ１２ｂの間に構成するのが良い。
図１の参考例と同様に図２に示すように光軸Ｓに対して
２つの平行平面板１０２ａ，１０２ｂをハの字型に構成
した一対の平行平面板１０２を、例えばミラー１１と対
物レンズ１２ｂの間に構成するか、あるいは図３に示す
ようにシリンドリカルレンズ１０３を同じくミラー１１
と対物レンズ１２ｂの間に構成するのが良い。
【００７２】一方、基準マーク１７は基準マーク照明用
のＬＥＤ光源１９から出射した光をレンズ１８により集
光して照明され、ビームスプリッター１８、エレクター
レンズ２１を経て、ＣＣＤカメラ２２上に結像する。
のＬＥＤ光源１９から出射した光をレンズ１８により集
光して照明され、ビームスプリッター１８、エレクター
レンズ２１を経て、ＣＣＤカメラ２２上に結像する。
【００７３】このＣＣＤカメラ２２上に結像したウエハ
３上のＡＡマーク４の観察像のＣＣＤカメラ２２上の位
置を、不図示の信号処理装置で計測し、同じく信号処理
装置で計測したＣＣＤカメラ２２上に結像し、常に固定
されている基準マーク１７の投影像の位置とを比較する
ことによって正確なステージの位置情報を得て、これに
より高精度のアライメントを行っている。
３上のＡＡマーク４の観察像のＣＣＤカメラ２２上の位
置を、不図示の信号処理装置で計測し、同じく信号処理
装置で計測したＣＣＤカメラ２２上に結像し、常に固定
されている基準マーク１７の投影像の位置とを比較する
ことによって正確なステージの位置情報を得て、これに
より高精度のアライメントを行っている。
【００７４】本参考例では投影レンズ系５の上部にコマ
収差を補正する為に光軸から偏心可能に設けたレンズ１
３ｂを配置し、これによりウエハ上のＡＡマークの観察
像情報が投影レンズと該レンズ３ｂを通過した後の光束
を細くし、特に露光光に対して収差補正された投影レン
ズ系５を非露光光が通過した後の光束が太い場合に補正
光学系の実装を容易にしたり、全長を短くすることがで
きる、という特長を得ている。
収差を補正する為に光軸から偏心可能に設けたレンズ１
３ｂを配置し、これによりウエハ上のＡＡマークの観察
像情報が投影レンズと該レンズ３ｂを通過した後の光束
を細くし、特に露光光に対して収差補正された投影レン
ズ系５を非露光光が通過した後の光束が太い場合に補正
光学系の実装を容易にしたり、全長を短くすることがで
きる、という特長を得ている。
【００７５】図６は半導体製造用の露光装置に適用した
ときの参考例４の光学系の要部概略図である。図６にお
いて図１で示した要素と同一要素には同符番を付してい
る。
ときの参考例４の光学系の要部概略図である。図６にお
いて図１で示した要素と同一要素には同符番を付してい
る。
【００７６】図１の参考例１では対物レンズ１２の一部
に偏心可能なレンズ群１３を用いてコマ収差を補正して
いる。
に偏心可能なレンズ群１３を用いてコマ収差を補正して
いる。
【００７７】これに対して本参考例では対物レンズ１２
の一部にシリンドリカル面を有した全体として平行平面
となる色補正レンズ６１を設けて投影レンズ系５で発生
した色の非点収差を補正し、平行平面板６３で投影レン
ズ系５で発生したコマ収差と倍率色収差を補正している
点が異なり、その他の構成は参考例１と略同じである。
の一部にシリンドリカル面を有した全体として平行平面
となる色補正レンズ６１を設けて投影レンズ系５で発生
した色の非点収差を補正し、平行平面板６３で投影レン
ズ系５で発生したコマ収差と倍率色収差を補正している
点が異なり、その他の構成は参考例１と略同じである。
【００７８】投影レンズ系５はレチクル８上に描かれた
電子回路のパターンをウエハ３上に良好に投影する為に
露光光に対して補正されているので、非露光光が投影レ
ンズ系５を通過した際、収差が発生する。
電子回路のパターンをウエハ３上に良好に投影する為に
露光光に対して補正されているので、非露光光が投影レ
ンズ系５を通過した際、収差が発生する。
【００７９】本参考例においては投影レンズ系５で発生
した球面収差と軸上色収差を対物レンズ１２で補正し、
同じくコマ収差と倍率色収差を光軸Ｓに対して傾けた平
行平面板６３で補正し、色の非点収差を接合シリンドリ
カル面を含む平行平面より成る色補正レンズ６１で補正
するように構成している。これにより良好なＡＡマーク
４の観察像がＣＣＤカメラ２２上に形成されるようにし
ている。
した球面収差と軸上色収差を対物レンズ１２で補正し、
同じくコマ収差と倍率色収差を光軸Ｓに対して傾けた平
行平面板６３で補正し、色の非点収差を接合シリンドリ
カル面を含む平行平面より成る色補正レンズ６１で補正
するように構成している。これにより良好なＡＡマーク
４の観察像がＣＣＤカメラ２２上に形成されるようにし
ている。
【００８０】図７（Ａ），（Ｂ）は接合シリンドリカル
面６１ｃを含む全体として平行平面より成る色補正レン
ズ６３の構成と作用を示したものである。尚、色補正レ
ンズ６１を観察光学系の瞳位置近傍に設定すると色補正
レンズ６１自身で発生する倍率色収差を小さくすること
ができるので設計が容易になるという特長がある。
面６１ｃを含む全体として平行平面より成る色補正レン
ズ６３の構成と作用を示したものである。尚、色補正レ
ンズ６１を観察光学系の瞳位置近傍に設定すると色補正
レンズ６１自身で発生する倍率色収差を小さくすること
ができるので設計が容易になるという特長がある。
【００８１】更に、この色補正レンズ６１を構成する２
つのシリンドリカルレンズ６１ａ，６１ｂの硝材をアラ
イメントに用いる照明波長のうちある一波長（例えば中
心波長λ0 ）において屈折率が同じで分散が異なるもの
にすれば、この色補正レンズ６１はλ0 に対して屈折力
を持たないので設計はますます容易と成るので好まし
い。
つのシリンドリカルレンズ６１ａ，６１ｂの硝材をアラ
イメントに用いる照明波長のうちある一波長（例えば中
心波長λ0 ）において屈折率が同じで分散が異なるもの
にすれば、この色補正レンズ６１はλ0 に対して屈折力
を持たないので設計はますます容易と成るので好まし
い。
【００８２】図７（Ｂ）は波長λ1 とλ2 において非点
収差、色の非点収差が補正された状態を示している。図
中７１は色の非点収差補正光学系であり、７２は非点収
差補正光学系である。
収差、色の非点収差が補正された状態を示している。図
中７１は色の非点収差補正光学系であり、７２は非点収
差補正光学系である。
【００８３】又、本参考例において非点収差を補正する
必要がある場合は図２に示すように光軸に対してハの字
型に構成した一対の平行平面板１０２を、例えばミラー
１１と対物レンズ１２の間に構成するか、あるいは図３
に示すようにシリンドリカルレンズを同じくミラー１１
と対物レンズ１２の間に構成するようにすれば良い。
必要がある場合は図２に示すように光軸に対してハの字
型に構成した一対の平行平面板１０２を、例えばミラー
１１と対物レンズ１２の間に構成するか、あるいは図３
に示すようにシリンドリカルレンズを同じくミラー１１
と対物レンズ１２の間に構成するようにすれば良い。
【００８４】図８は本発明を半導体製造用の露光装置に
適用したときの実施例１の光学系の要部概略図である。
図８において図６で示した要素と同一要素には同符番を
付している。
適用したときの実施例１の光学系の要部概略図である。
図８において図６で示した要素と同一要素には同符番を
付している。
【００８５】本実施例は図６の参考例４に比べて接合シ
リンドリカル面を有する全体として平行平面よりなる色
補正レンズ６１を対物レンズ１２の光軸Ｓに対して偏心
可能となるように構成し、これにより色の非点収差と共
に倍率色収差を良好に補正している点が異なっており、
その他の構成は略同じである。
リンドリカル面を有する全体として平行平面よりなる色
補正レンズ６１を対物レンズ１２の光軸Ｓに対して偏心
可能となるように構成し、これにより色の非点収差と共
に倍率色収差を良好に補正している点が異なっており、
その他の構成は略同じである。
【００８６】即ち、本実施例においては投影レンズ系５
で発生した球面収差と軸上色収差を対物レンズ１２で補
正し、同じくコマ収差と倍率色収差を光軸Ｓに対して傾
けた平行平面板６３で補正し、色の非点収差を接合シリ
ンドリカル面を含む全体として平行平面よりなる色補正
レンズ６１で補正し、更に前記光軸Ｓに対して傾けた平
行平面板６３で補正しきれない倍率色収差を、接合シリ
ンドリカル面を含む色補正レンズ６１を観察光学系の光
軸Ｓから偏心することにより補正するように構成してい
る。これにより良好なＡＡマーク４の観察像がＣＣＤカ
メラ２２上に形成されるようにしている。
で発生した球面収差と軸上色収差を対物レンズ１２で補
正し、同じくコマ収差と倍率色収差を光軸Ｓに対して傾
けた平行平面板６３で補正し、色の非点収差を接合シリ
ンドリカル面を含む全体として平行平面よりなる色補正
レンズ６１で補正し、更に前記光軸Ｓに対して傾けた平
行平面板６３で補正しきれない倍率色収差を、接合シリ
ンドリカル面を含む色補正レンズ６１を観察光学系の光
軸Ｓから偏心することにより補正するように構成してい
る。これにより良好なＡＡマーク４の観察像がＣＣＤカ
メラ２２上に形成されるようにしている。
【００８７】
【発明の効果】本発明によれば以上のように各要素を設
定することにより、露光光と波長が異なる検出光（アラ
イメント光）で投影レンズ系を介してマークの検出を行
なう場合にマーク像の位置を高精度に検出することが可
能な、改良されたマーク検出機能を有する露光装置及び
それを用いた半導体チップの製造方法を達成することが
できる。
定することにより、露光光と波長が異なる検出光（アラ
イメント光）で投影レンズ系を介してマークの検出を行
なう場合にマーク像の位置を高精度に検出することが可
能な、改良されたマーク検出機能を有する露光装置及び
それを用いた半導体チップの製造方法を達成することが
できる。
【００８８】
【００８９】この他、検出手段の一部にシリンドリカル
面を含む全体として平行平面より成る色補正レンズを設
けることにより、投影レンズ系から発生した色の非点収
差を補正し、更に必要に応じて該色補正レンズを検出手
段の光軸から偏心させることにより、投影レンズ系によ
って発生した倍率色収差を補正することで良好なアライ
メントマークの観察を可能とし、その結果、高精度のア
ライメントを実現できるという効果がある。
面を含む全体として平行平面より成る色補正レンズを設
けることにより、投影レンズ系から発生した色の非点収
差を補正し、更に必要に応じて該色補正レンズを検出手
段の光軸から偏心させることにより、投影レンズ系によ
って発生した倍率色収差を補正することで良好なアライ
メントマークの観察を可能とし、その結果、高精度のア
ライメントを実現できるという効果がある。
【図１】 露光装置の参考例１の光学系の要部概略図
【図２】 図１の投影光学系の非点収差を補正する説
明図
明図
【図３】 図１の投影光学系の非点収差を補正する説
明図
明図
【図４】 露光装置の参考例２の光学系の要部概略図
【図５】 露光装置の参考例３の光学系の要部概略図
【図６】 露光装置の参考例４の光学系の要部概略図
【図７】 図６の一部分の説明図
【図８】 本発明の露光装置の実施例１の光学系の要
部概略図
部概略図
【図９】 投影レンズ系の色の非点収差の説明図
１ ＸＹステージ ２ θステージ ３ ウエハ ４ アライメントマーク ５ 投影レンズ系 ６ バーミラー ７ レーザー干渉計 ８ レチクル ９ 照明系 １０ レチクルステージ １１ ミラー １２，１２ａ，１２ｂ 対物レンズ １３，１３ａ，１３ｂ レンズ群 １４，１４ａ，１４ｂ 光源 １５ レンズ １６，２０ ハーフミラー １７ 基準マーク １８ レンズ １９ 光源 ２１ エレクターレンズ ２２ ＣＣＤカメラ ６１ 色補正レンズ ６１ａ シリンドリカルレンズ ６１ｂ シリンドリカルレンズ ６１ｃ シリンドリカル面 ６３ 平行平面板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−89240（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−61802（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−154018（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−155514（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−7512（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 9/00
Claims (8)
- 【請求項１】 露光光で第１物体のパターンを第２物体
上に投影する投影レンズ系と、 該露光光とは波長が異なる検出光で第２物体を照明し、
該第２物体からの該検出光を該投影レンズ系を介して受
けて該第２物体上のマークの像を検出する検出手段を有
し、該検出手段は該投影レンズ系で発生した色の非点収
差を補正するシリンドリカル面を有する偏心可能に構成
した接合レンズを有していることを特徴とする露光装
置。 - 【請求項２】 前記色補正レンズはシリンドリカル面を
接合面とした全体として平行平面のレンズより成ってい
ることを特徴とする請求項１の露光装置。 - 【請求項３】 前記色補正レンズを前記検出手段の瞳位
置近傍に配置していることを特徴とする請求項１の露光
装置。 - 【請求項４】 ウエハを感光させない検出光を用い投影
レンズ系を介して該ウエハ上の位置合わせマークの像を
検出手段で検出し、該検出に基づき得られる該ウエハの
位置情報により該ウエハの位置合わせを行ない、該ウエ
ハを感光させる露光光でマスクの回路パターンを照明す
ることにより該投影レンズ系を介して該回路パターンの
像を該ウエハ上に投影して転写し、半導体チップを製造
する際、該検出手段は該投影レンズ系で発生した色の非
点収差を補正するシリンドリカル面を有する偏心可能に
構成した接合レンズを有していることを特徴とする半導
体チップの製造方法。 - 【請求項５】 前記検出光は前記露光光とは中心波長が
異なる所定のバンド幅を有していることを特徴とする請
求項４の半導体チップの製造方法。 - 【請求項６】 前記検出光は前記露光光とは中心波長が
異なる所定のバンド幅を有していることを特徴とする請
求項１の露光装置。 - 【請求項７】 前記接合レンズは特定の一波長において
屈折率が同じで分散が異なるものを接合したことを特徴
とする請求項１の露光装置。 - 【請求項８】 前記接合レンズは特定の一波長において
屈折率が同じで分散が異なるものを接合したことを特徴
とする請求項４の半導体チップの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18450792A JP3239449B2 (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 露光装置及びそれを用いた半導体チップの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18450792A JP3239449B2 (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 露光装置及びそれを用いた半導体チップの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065494A JPH065494A (ja) | 1994-01-14 |
| JP3239449B2 true JP3239449B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=16154407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18450792A Expired - Fee Related JP3239449B2 (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 露光装置及びそれを用いた半導体チップの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3239449B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5428349B2 (ja) * | 2009-01-19 | 2014-02-26 | 株式会社ニコン | 結像光学系及び面形状測定装置 |
-
1992
- 1992-06-17 JP JP18450792A patent/JP3239449B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH065494A (ja) | 1994-01-14 |
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