JPH02119116A - 半導体集積回路装置の製造方法及びそれに使用する露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アライメント技術に関し、特に、半導体装置
の製造における縮小投影露光での原版に対する半導体ウ
ェハのアライメントに適用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造において、レチクルなどの原版に拡大
して形成された集積回路パターンを本来の寸法に縮小１
−て半導体ウェノ・に転写する縮小投影露光におけるア
ライメント技術については、株式会社工業調査会、昭和
５６年１１月１０日発行、［′Ｉｔｉ子材料Ｊ１９８１
年１１月号別冊、Ｐ１０３〜Ｐ１０９に記載されている
。

その概要は、半導体ウェノ・の一部に凹凸をなして形成
されたアライメントマークに対して、縮小投影レンズを
通じて照明光を照射し、この時、アライメントマークか
ら発生され、照明光の光路を逆進する反射光を）・−フ
ミラーなどを介してＴＶカメラに入射させ、この反射光
の光量に基づいて、アライメントマークの形状を反映し
た電気信号の波形を検出することにより、当該アライメ
ントマークの位置を把握し、原版に対する半導体ウェハ
の目的の露光領域の位置決めを行うものである。

この場合、照明光の照射領域における照度を均一にする
などの観点から、従来では、光ファイバなどの同一の点
光源から出た照明光を平行光線束として半導体ウェハに
照射する、いわゆるケーラー照明を用いることが一般的
である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前記のようなケーラー照明では、照明光が同
一の点光源から放射され、しかも平行光として半導体ウ
ェハに照射されるため、強い干渉性を有することとなり
、半導体ウェハの表面に塗布された透明なフォトレジス
ト層からの反射光と半導体ウェハ表面からの反射光とに
よって強い干渉縞を生じ、一方、回転塗布などによって
半導体ウェハの表面に形成されるフォトレジスト層の被
着状態は凹凸をなすアライメントマークの近傍において
非対称であるため、フォトレジスト層による干渉縞はア
ライメントマークの形状を反映しない乱雑な状態となる
。

この結果、アライメントマークの形状を反映した反射光
の強弱に基づく検出信号Ｋ、乱雑な干渉縞による信号が
混入してアライメントマークの検出が困難となり、レチ
クルなどの原版に対する半導体ウェハのアライメント精
度が低下するという問題があることを本発明者は見出し
た。

本発明の１つの目的は、被露光物の原版に対するアライ
メント精度を向上させることが可能なアライメント技術
を提供することにある。

本発明の１つの目的は、不要な干渉縞を除去しうる位置
合せ用単色光学系を有するステッピング露光装置を提供
することにある。

本発明の１つの目的は、ステッピング縮小投影露光にお
けるタイ・パイ・ダイ（Ｄｉｅ−ｂｙ−Ｄｉｅ　）アラ
イメント等の高速化及び高精度化を図ることにある。

本発明の１つの目的は、明視野によるチップ・アライメ
ントの高精度化を図ることにある。

本発明の１つの目的は、半導体ＩＣの製造プロセスにお
いて、露光プロセスのスループット向上を図ることにあ
る。

本発明の１つの目的は、強度の損失が少なくコヒーレン
シーの小さい比較的均一なステッピング投影露光技術に
おけるアライメント用の照明技術を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、縮小投影露光におけるアライメント技術であ
って、光源と、この光源から放射される照明光の光軸の
回りに配設され、照明光を光軸側に反射する反射手段と
を設け、被露光物に凹凸をなして形成されたアライメン
トマークに非平行光線束からなる照明光を照射する非ケ
ーラー照明によってアライメントマークの位置検出を行
うようＫしたものである。

すなわち、この発明は、ｇＭにより縮小ステツピング・
グロジェクション露光する際に、Ｅ線等の単色光により
ウェハ上の位置合せマークをオン・アクシス（０ｎ−Ａ
ｘｉｓ　）でＴ　Ｔ　Ｌ　（ＴｈｒｏｕｇｈＴｈｅ　Ｌ
ｅｎｓ）方式で検出して、ダイ・パイ・ダイ又はそれと
グローバル・アライメントの中間的な方式でレチクルと
ウェハのアライメントを行なうにあたり、検出した上記
位置合せマークのレジスト膜厚のむらに帰因する不要な
干渉パターンを除去するために、ケーラー照明による照
明光の内、投影光学系の入射瞳上で細いリング状をなす
照明光を主に用いてアライメント用の照明を構成するこ
とを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明者らの研究によれば、第７図に示されるように、
被露光物に被着されたフォトレジスト膜における照明光
の干渉強度は、光源２ｏの像を収束レンズ２１によって
縮小投影レンズ２２の前側焦点位置である入射瞳２３の
位置に作り、被露光物２４に対して照明光２５が平行光
線束として照射される第８図のケーラー照明の場合に最
大となリ、光源２０の像を被露光物２４に作り、照明光
２５が収束光として被露光物２４に照射される第９図の
クリティカル照明の場合に最小となることが判明した。

従って、上記した手段によれば、被露光物に形成された
アライメントマークに照射される照明光が非平行光線束
からなる非ケーラー照明であるため、たとえば、被露光
物の表面に乱雑な厚さに形成された透明なフォトレジス
）７８１などにおいて、アライメントマークの形状を反
映しない、複雑で強い干渉縞が発生することが回避され
る。

これにより、アライメントマークの形状を反映した反射
光の強弱に基づく検出信号に、乱雑な干渉縞による信号
が混入することがなく、アライメントマークの位置を明
瞭に検出することができ、アライメントマークに基づく
被露光物の原版に対するアライメント精度を向上させる
ことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例であるアライメント装置を備
えた縮小投影露光装置の要部を示す斜視図であり、第２
図および第３図は、その光源部分を取り出して示す説明
図である。

本実施例における縮小投影露光装置は、たとえば水銀ラ
ンプなどからなる露光光源１と、この露光光源１から放
射される露光光を収束する集光レンズ２と、縮小投影レ
ンズ３とからなる露光光学系を備えている。

水銀ランプその他ステッピング・縮小プロジェクシヨン
・アライナについては、鳳紘一部（はうこういちろう）
著［半導体リングラフィ技術Ｊ第２刷昭和６１年５月３
０日（産業図書株式会社発行）の８１〜１０２頁に説明
されているので、それをもって本願の記載にかえる。

集光レンズ２と縮小投影レンズ３との間には、透明なガ
ラス基板などに、目的の集積回路パターンを所定の倍率
（たとえば５倍）に拡大した図形の遮光膜を被着して製
作されたレチクルなどの原版４が着脱自在に配設されて
いる。

また、縮小投影レンズ３の下方には、Ｘ−Ｙステージに
載置され、水平面内において移動自在にされているとと
もに、前段の塗布工程などにおいて表面に７オトレジス
ト膜５ａが回転塗布などによって被着された半導体ウェ
ノ・５（被露光物）が位置されている。

そして、露光光源１から放射され、原版４を透過した露
光光を縮小投影レンズ３によって所定の倍率（たとえば
１１５）に縮小して半導体ウニ・・５に投影することに
より、半導体ウヱハ５の表面に塗布されたフォトレジス
）［５ａが本来の寸法の集積回路パターンに露光される
ものである。

露光光学系の近傍には、照明光源６が設けられ、この照
明光源６かも放射された単色光からなる照明光７が、該
照明光７を収束する集光レンズ８゜ビームスプリッタ９
．中継レンズ１０１反射鏡１１を経て縮小投影レンズ３
に導かれ、当該縮小投影レンズ３を介して半導体ウェノ
・５の所定の領域が照明されるように構成されている。

ビームスプリッタ９を介して中継レンズ１００光軸に対
向する位置には、ＴＶ左カメラ２が配設されており、半
導体ウエノ・５の照明光７の照射部位から発生され、照
明光７の光路を逆進する反射光７ａが、ビームスプリッ
タ９を介して検出されるものである。

ＴＶ左カメラ２は、信号ケーブル１２ａを介して信号処
理部に接続されており、アライメントマーク５ｂの形状
を反映したＴＶ左カメラ２からの検出信号の波形に基づ
いて当該アライメントマーク５ｂの位置が算出されるよ
うに構成されている。

この場合、照明光源６は、第２図に示されるように、水
銀ランプなどの光源から目的の波長の光を照明光７とし
て導出する光ファイバ６ａ（多点光源）と、この光ファ
イバ６ａの端部に同軸に装着され、内周が円筒面または
円錐面からなる鏡面６Ｃを呈する円筒鏡６ｂ（反射手段
）とで構成されており、光ファイバ６ａの端部かも放射
されて拡散する照明光７を、円筒鏡６ｂの内周で光軸側
に反射した後に外部に射出される構造とされている。

なお、ここで使用する円筒鏡については、それを露光光
学系の照明系に応用した例が８ｈｉｂａらによる日本特
許公開公報昭和６１−２５１８５８号（１９８６年１１
月８日公開、出願番号６０−９２３０２号、出願口１９
８５年５月１日）に示めされているので、これをもって
本願の記載にかえる。

すなわち、第４図援示されるように、本実施例の場合に
は、光７アイパ６ａから放射された照明光７は、円筒鏡
６ｂの内周で反射されることにより、縮小投影レンズ３
における入射１１！！ｉ３ａの位置においてリング状の
光束となり、半導体ウェハ５の目的の領域を、非平行光
線束からなる非干渉性の照明光７によってスポット状に
照明する非ケーラー照明が行われるものである。

以下、本実施例の作用について説明する。

まず、Ｘ−Ｙステージを移動させることによって、照明
光源６の光ファイバ６ａかも放射され、円筒鏡６ｂ、集
光レンズ８．ビームスプリッタ９゜中継レンズ１０．反
射鏡１１および縮小投影レンズ３を経て半導体ウェハ５
に入射する照明光７が、当該牛導体ウェハ５の所定の部
位に形成されたアライメントマーク５ｂを照射するよう
にする。

この時、本実施例の場合には、縮小投影レンズ３０入射
瞳３ａの位置には、第５図に示されるように、照明光源
６の光ファイバ６ａの断面像と、この断面像を取り囲む
リング状光束からなる照明光源６の「虚像」が形成され
、半導体ウェハ５の表面におけるアライメントマーク５
ｂを照射する照明光７は、非平行光線束となり、非干渉
性となる。

このため、半導体ウェハ５の表面に被着されている透明
なフォトレジストＷＸ５ａにおける照明光７の干渉縞の
強度が小さくなり、半導体ウェハ５の表面に凹凸をなし
て形成されたアライメントマーク５ｂの表面から反射さ
れ、当該アライメントマーク５ｂの形状を反映した反射
光７ａがＴＶ右カメラ２に入射することとなる。

この結果、第６図の線図に実線で示される検出信号Ａの
ように、アライメントマーク５ｂの形状を明瞭に反映し
た検出信号が得られ、たとえば、アライメントマーク５
ｂの段差部に対応する検出信号Ａの極小点を検出し、そ
の中点を算出することによって、当該アライメントマー
ク５ｂの位置を正確に把握することができる。

これにより、アライメントマーク５ｂの位置に基づく、
原版４に対する半導体ウェハ５の目的の部位のアライメ
ントを高精度に行うことができ、アライメント精度を向
上させることができる。

一方、照明光７が平行光線束として半導体ウェハ５に照
射される従来のケーラー照明の場合には、フォトレジス
ト膜５ａにおいて強い干渉縞を生じるため、干渉縞によ
る検出信号Ｂが、アライメントマーク５ｂの形状を反映
した検出信号Ａに混入し、アライメントマーク５ｂの形
状を反映しない波形の不明瞭な検出信号Ｃが検出される
こととなる。このためアライメントマーク５−ｂの位置
を正確に把握することが困難となり、原版４に対する半
導体ウェハ５のアライメント精度が低下することは避け
られないものである。

こうして、正確に把握されたアライメントマーク５ｂの
位置に基づいて、半導体ウェハ５の目的の部位が、露光
光学系の光軸上に正確に位置決めされ、その後、露光光
源１から放射され、集光レンズ２．原版４．縮ｌト投影
し／ズ３を経た露光光により、原版４に形成された集積
回路パターンなどが半導体ウェハ５の７オトレジスト膜
５ａに転写される。

以下拠更に、本発明の技術を用いた具体的な半導体集積
回路の製造プロセス及び露光装置の構造及び動作につい
【説明する。

＠１０図は位置合せ用光源６すなわちチッグアライメン
ト光源の波長の分布を示す。この分布は、水銀ランプの
Ｅ線（５４６ｎｍ）のみを透過するようなバンド・パス
・フィルターを介して供給される。

第１１図は、投影用レンズ筒３（十数枚のレンズ群から
なる）及びグローバル・アライメント又はグリアライメ
ント用の一対の光学筒２５ａ　、　ｂとの相互関係を示
す。

第１２図は第１図に示すステッピング・縮小グロジェク
シ四ノ露光装置において、露光光学系の主光線の経路を
示す。この図かられかるように、ウェハすなわち像側か
テレ七ントリックになっていることがわかる。

第１８図は被処理体であるウエノ１上でのプリアライメ
ント・マーク（粗位置合せ及びθ方位合せ用）の位置を
示す。

第１９図は、チップ・アライメント又はファイン・アラ
イメント用の合せマークの配置を示す。

第２０図は、ウェハ上のデバイス面上のスクライブ・ラ
インすなわちストリー）（Ｘ方向）及びアベニ、−（Ｘ
方向）の配置を示す。

第２１図は、ファイン・アライメント及びプリアライメ
ントに用いるスクライプ・ライン上の位置合せマークの
形状を示す。

上記第１１及び１２図並びに第１８〜２１図において、
３は１０：１又は５：１等の縮小投影露光レンズ筒で十
数枚のレンズ（ｇ線又はｉ線等の単色光用）からなり、
２０ｗＸ２０ｆｉ程度のウェハ上の領域をワン・シ璽ッ
トで露光可態である。

２６８１ｂはグローバル・アライメント、又はダイ・パ
イ・ダイ、サイト・パイ・サイト・アライメント等のプ
リアライメント（粗合せ及びθ方位合せ）用の光学筒で
投影筒と軸を共有しない位置に設けられている。このプ
リアライメントは、ノ１０ゲン・ランプ等の可視白色光
源からフィルターにより紫外領域を除去することにより
、レジストが感光しないようにした光を用いて行なわれ
る。

１は線光源としての水銀ラング、２はコンデンサーレン
ズ、３は投影レンズ群（投影レンズ筒）、３ａは入射瞳
面、３ｂは投影レンズの一つの例示である。４はレチク
ル又はマスク、５はウェノ１５ａはレジスト膜、２７は
ステッピング露光用のＸＹステージでレーザー干渉計に
より制御されている。２８は、入射瞳の中心を通る主光
線を示す。

４１ａ、ｂは半導体ウェノ・のデバイス面上のプリアラ
イメント・マーク、４２ａ〜Ｊは同様にチップ・アライ
メント（ファイン・アライメント）用の合せマークで、
これらは全て同じ形状をしており、その詳細は第２１図
示す。これらは、ワン・ショットの面積に１個づつ全つ
ェノ・にわたりスクライブ・ライン（４３はストリート
、４４はアベニュー）上に設けられており、その中から
適宜、選択して使用される。

第２１図において、４４はスクライプ・ライン（アベニ
ュー）で幅は約１５０μｍ、４５ａ及びｂはチップ領域
、４６ａ及びｂはＸ方向の合せパターン要素で幅は２μ
ｍで長さは５０μｍ、　４７　ａ及びｂはＹ方向合せパ
ターン要素でサイズは上記と同じである。４８ａ〜ｄは
その他の斜め方向のパターン要素である。

第１３〜１７図において、５はウェハ　３０はＬＯＣＯ
８酸化膜、３１はゲート酸化膜、３２はＰＳＧ膜（第１
パツシベーシヨンすなわちＰＳＧ・Ｉ）、３３はＷｃ１
層アルミニウム配線（Ａｌ−■）、３３ａは合せマーク
用開口部５０を形成する上記３３と同層のアルミニウム
配線、合せマーク用開口部５０は、たとえば第２１図の
合せパターン要素４７ａに対応する。３４は眉間ＰＳＧ
膜（ＰＳＧ・ｌ［）、３５はポジ型フォトレジスト・フ
ィルムでスピンナにより約１μｍの厚さで塗布されたも
のである。３６はＰＳＧ・■にスルーホールを開口する
ためのレジスト膜の開口部、及び当該スルーホール、３
７は第２層アルミニウム配線（ｉ・■）である。

以下、露光プロセスの説明を２層ＡＪメモリ・プロセス
のＡＩ層間スルホール・コンタクト穴アけを例にとり説
明する。なお、グローバル・アライメント又はブリ・ア
ライメント法の詳細については、申訳ら（Ｎａｋａｚａ
ｗａ　）の日本特許公開昭和５６−１０２８２３号（１
９８１年８月１７日公開）に詳述されており、又、ＤＲ
ＡＭの２層Ａｌプロセス等に関しては清水ら（Ｓｈｉｍ
ｉｚｕ　）の日本特許出願昭和６２−２３５９０６号（
１９８７年９月１９日出願）に説明されているので、そ
れらをもって本願の記述の一部となす。

まず、第１３図のようなレジスト膜を全面に形成したウ
ェハな第１２図に示す如（ＸＹステージ２７上にウェハ
のオリエンテーション・フラットがほぼ一定の配位にな
るように載置吸着する。次に、第１１図のグローバル・
アクイメント用光学系２６ａ、ｂＫより第１８図の如く
一対の合せマーク４１ａｌｂに上記先筒を一致させるこ
とＫより、θ方位とＸＹ位置を１次合せする。これをオ
フ・アクシス・ブリ・アライメントとよぶことＫする。

これにつづいて、ＸＹテーブルを移動させて、第１図に
示すように、ＴＴＬ方弐によりＥ線を用いて非ケーラー
照明により第１９図の各合せマーク４２ａ〜ｊ（８〜１
０個をより多い合せマーク中から選択する）を順次検出
する。各検出は、第２１図に示す４６ａ（Ｘ方向）、４
７ａ（Ｙ方向）を明視野で見ることによって行なわれる
。これらの多点のずれ量を基づいて全チップの合せずれ
が最適になるようにステッピング露光をステージの移動
により順次行なう。露光は第１２図のように行なわれる
。

この露光によりコンタクト・ホール部のレジスト膜のみ
が除去されやすくなり、開口３６が形成され、それを用
いてＰＳＧ・■すなわち３４の選択エツチングにより第
１５図に示すようにＰＳＧ・Ｈの所定の位置にスルーホ
ールが形成される。つづいて、フォトレジスト膜３５が
全面除去され、ＰＳＧ・■上に第２層アルミニウム膜３
７が全面にスパッタリングにより形成される。

なお、照明光源６の構造としては、第２図に示されるも
のに限らず、たとえば第３図に示されるように、円筒鏡
６ｂの両端部に、複数の集光レンズ５ｄ、５ｅを装着し
た構造としてもよく、この場合も、縮小投影レンズ３の
入射瞳上にリング状の光束が結像され、照明光７による
半導体ウェハ５の照明は非干渉性の非ケーラー照明とな
り、前述の円筒鏡６ｂの場合と同様の効果を得ることが
できる。

このように、本実施例においては以下の効果を得ること
ができる。

（１）照明光源６が、光ファイバ６ａなどの多点光源と
、この光ファイバ６ａから放射される照明光７０光軸の
回りに配設され、内周が鏡面６Ｃを呈する円筒＠６ｂと
から構成され、円筒鏡６ｂに反射された後に射出される
照明光７が、縮小投影レンズ３の入射瞳の位置において
リング状の光束となり、非平行光線束の干渉性の低い非
ケーラー照明として半導体ウェハ５の表面を照射するの
で、半導体ウェハ５の表面に被着された透明なフォトレ
ジスト膜５ａによって強い干渉縞などを生じることなく
、アライメントマーク５ｂからの反射光７ａに基づいて
アライメントマーク５ｂの形状を明瞭に反映した検出信
号Ａを得ることができ、当該アライメントマーク５ｂの
位置を正確に把握することが可能となる。

これにより、アライメントマーク５ｂの位置に基づく、
原版４に対する半導体ウェハ５の目的の部位のアライメ
ントを高精度に行うことができ、アライメント精度を向
上させることができる。

（２）前記（１）の結果、半導体ウェハ５に積層して形
成される集積回路パターンの相互における重ね合わせ精
度を向上させることができ、半導体素子の歩留りを向上
させることができる。

（３）前記（１）　、　（２）の結果、半導体装置の型
造におけるウェハ処理工程での生産性を向上させること
ができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、反射手段としては、円筒鏡などに限らず、多
角形柱筒体、多角錐筒体などいかなる形状のものであっ
てもよい。

また、照明光源の光ファイバを露光光源に接続し、露光
光の一部を照明光として利用する構造であってもよい。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体ウェハの縮小
投影露光におけるアライメント技術に適用した場合につ
いて説明したが、これに限定されるものではなく、一般
の縮小投影露光におけるアライメント技術に広く適用で
きる。

〔発明の効果〕

本発明によって得られる効果を簡単に説明すれば、下記
の通りである。

すなわち、縮小投影露光におけるアライメント装置であ
って、光源と、この光源から放射される照明光の光軸の
回りに配設され、前記照明光を前記光軸側に反射する反
射手段とを備え、被露光物に凹凸をなして形成されたア
ライメントマークに非平行光線束からなる前記照明光を
照射する非ケーラー照明によって当該アライメントマー
クの位置検出が行われる構造であるため、被露光物に形
成されたアライメントマークに照射される照明光が非干
渉性となり、たとえば、被露光物の表面に乱雑な厚さに
形成された透明なフォトレジスト層などにおいて、アラ
イメントマークの形状を反映しない、複雑で強い干渉縞
が発生することが回避される。

これＫより、アライメントマークの形状を反映した反射
光の強弱に基づく検出信号に、乱雑な干渉縞による信号
が混入することがなく、アライメントマークの位置を明
瞭に検出することができ、アライメントマークに基づく
被露光物の原版に対するアライメント精度を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるアライメント装置を備
えた縮小投影露光装置の要部を示す研視図、 第２図はその照明光源部分を取り出して示す説明図、 第３図は照明光源の変形例を示す説明図、第４図は非ケ
ーラー照明の原理を説明する説明図、 第５図は縮小投影レンズの入射瞳の位置における虚像を
示す図、 第６図はアライメントマークの形状と検出信号との対応
関係を説明する説明図、 第７図はケーラー照明とクリティカル照明におけるフォ
トレジスト膜での干渉強度の変化を示す線図、 第８図はケーラー照明の原理図、 第９図はクリティカル照明の原理図である。 第１０図は、チップ・アライメントに用いる参照光の波
長構成を示す波長・光強度分布概略図、第１１図はブリ
・アライメントに用いるオフ・アクシス・グローバル・
アライメン）（Ｏｆｆ−Ａｘｉｓ　Ｇｌｏｂａｌ　Ａｌ
ｉｇｎｍｅｎｔ　）用の一対の先筒と投影露光系レンズ
・システムの平面レイアウト図、 第１２図は、露光状態での主光線の経路を示す模式光線
追跡図、 第１３〜１７図は半導体集積回路装置の製造プロセス・
フローの一部を示す断面フロー図、第１８図はグローバ
ル・アライメント用の一対の合せパターンの位置を示す
ウェハの上面図、第１９図はチップ・アライメント用の
合せパターンのうち主要なものの位置を示す模式ウェハ
上面図、 第２０図はウェハ上のスクライブ・ラインの様子を示す
ウェハ上面図、 第２１図は上記グローバル及びチップ・アライメントの
双方に用いる合せマークの形状及び平面レイアウトを示
すウェハ上面図である。 代理人　弁理士　　小　川　勝　男、・′二１−〇 第　　　　１　図 ］・・・先遁 第 図 第 図 第 図 第 図 イす Ｌ 第 図 八〇 装置 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 ｂＱ Ｚ６１） 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、縮小投影露光におけるアライメント方法であって、
   被露光物に凹凸をなして形成されたアライメントマーク
   の位置検出を、非平行光線束からなる照明光を当該アラ
   イメントマークに照射する非ケーラー照明を用いて行う
   ことを特徴とするアライメント方法。 ２、前記照明光が、同一の点光源から放射されることを
   特徴とする請求項第１項記載のアライメント方法。 ３、前記照明光は、縮小投影レンズを通じて前記アライ
   メントマークに照射されるとともに、当該縮小投影レン
   ズに設けられた入射瞳の位置において環状または円弧状
   の光線束となるようにしたことを特徴とする請求項第１
   項記載のアライメント方法。 ４、縮小投影露光におけるアライメント装置であって、
   光源と、この光源から放射される照明光の光軸の回りに
   配設され、前記照明光を前記光軸側に反射する反射手段
   とを備え、被露光物に凹凸をなして形成されたアライメ
   ントマークに非平行光線束からなる前記照明光を照射す
   る非ケーラー照明によって当該アライメノトマークの位
   置検出が行われることを特徴とするアライメント装置。 ５、前記光源が光ファイバからなる多点光源であり、前
   記反射手段は、該光ファイバから放射される前記照明光
   の光軸に同軸に配設され、内周が鏡面をなす円筒鏡であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のアライ
   メント装置。 ６、前記円筒鏡には複数の集光レンズが設けられている
   ことを特徴とする請求項第４項記載のアライメント装置
   。 ７、前記照明光は、縮小投影レンズを通じて前記アライ
   メントマークに照射されるとともに、当該縮小投影レン
   ズに設けられた入射瞳の位置において環状または円弧状
   の光線束となるようにしたことを特徴とする請求項第４
   項記載のアライメント装置。 ８、半導体集積回路装置の製造方法は、以下の工程より
   なる： （ａ）多数のチップパターン、多数の個別位置合せパタ
   ーンがその第１主面に形成された半導体製造用ウェハの
   前記第１の主面上に露光用波長光に感応し、それよりも
   長波長の位置合せ用波長光に感応しないフォトレジスト
   ・フィルムをほぼ全面に形成する工程； （ｂ）前記レジスト・フィルムが形成されたウェハをそ
   の第２の主面により露光装置の所定のステージ上に載置
   する工程； （ｃ）上記ステージ上のウェハの第１主面上の上記多数
   の個別位置合せマークの内少なくとも一つの位置を、上
   記長波長単色光により非ケーラー照明してその反射光を
   ＴＴＬ方式により明視野で観察することにより検出する
   工程； （ｄ）上記検出された少なくとも一つの位置合せパター
   ンの位置情報にもとづいて、各ショットに対応する最適
   座標を算出して、ＸＹステージを対応する座標に移動さ
   せる工程； （ｅ）上記の移動した場所に対応する部分に投影レンズ
   により、レチクル上のパターンを上記短波長光からなる
   露光用単色光により、像側がテレセントリックになるよ
   うに上記ウェハの第１主面上のレジスト膜上に縮小結像
   させることにより、上記レジスト膜を露光する工程；と （ｆ）上記ｄ及びｅの工程を交互に実行してウェハ全面
   の所望の露光を実行する工程。 ９、上記長波長光は、上記投影レンズの入射瞳の位置に
   光軸を中心とする円環状の光帯又は円弧状の光帯をなす
   光束であることを特徴とする請求項第８項記載の製造方
   法。 １０、上記長波長光は、ほぼ点状の光源から円筒内面反
   射により上記円環又は円弧状の領域に変換されたことを
   特徴とする請求項第９項記載の製造方法。 １１、露光用光学系とその露光用光学系の光軸の一部を
   共有する位置合せ用光学系を有する縮小投影露光装置に
   おいて、上記位置合せ用光学系は円筒内面鏡を有するこ
   とを特徴とする。 １２、上記円筒内面鏡はほぼ点光源からなる位置合せ光
   をその内面で軸対称に反射することによって、上記露光
   用光学系の入射瞳の位置に位置合せ光を結像させること
   を特徴とする請求項第１１項記載の露光装置。 １３、レチクル上のパターンを単色光によりウェハ上に
   縮小結像させて、前記ウェハ上のレジスト膜を露光感光
   するための露光装置は以下の構成よりなる： （ａ）上記ウェハ上の位置合せパターンを上記レチクル
   上のパターンをウェハ上に投影結像するためのレンズ系
   の一部を共有する上記又はその他の単色光を用いる位置
   合せ光学系と； （ｂ）上記位置合せ光学系の照明光のコヒーレンシーを
   低下させる手段。 １４、上記手段は、照明光の空間コヒーレンシーを低下
   させることを特徴とする請求項第１３項の露光装置。