JPH0529196A - Exposure apparatus and manufacture of semiconductor chip using same - Google Patents

Exposure apparatus and manufacture of semiconductor chip using same

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JPH0529196A
JPH0529196A JP3202398A JP20239891A JPH0529196A JP H0529196 A JPH0529196 A JP H0529196A JP 3202398 A JP3202398 A JP 3202398A JP 20239891 A JP20239891 A JP 20239891A JP H0529196 A JPH0529196 A JP H0529196A
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projection lens
lens system
light
wafer
aberration
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To accurately align a reticule with a wafer through a projection lens system by a light having a different wavelength from that of in exposure light by so providing one parallel flat surface plate inclined with respect to a meridional section of the lens system as to correct an astigmatism and a coma aberration generated via a projection lens by detecting means. CONSTITUTION:The exposure apparatus comprises a projection lens system 3 for projecting a first object pattern on a second object with an exposure light, and detecting means for illuminating the second object with a detected light having a different wavelength from that of the exposure light, receiving the detected light from the second object through the system 3 and detecting an image of a mark 14 on the second object. The system 3 is so composed as to correct the aberration of the light and to generate a predetermined astigmatism and a predetermined coma aberration for the detected light. One parallel flat surface plate 4 inclined with respect to a meridional section of the system 3 is so provided as to correct the astigmatism and the coma aberration generated by the projection lens by the detecting means.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus and a method of manufacturing a semiconductor chip using the same, and more particularly to a projection lens system (projection optical system) for forming a fine electronic circuit pattern such as IC or LSI formed on a reticle surface. And an exposure apparatus having a function of observing the state on the wafer surface through a projection lens system with light having a wavelength different from the light for this exposure. The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor chip.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体製造用の投影露光装置では、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
の投影露光に先だって観察装置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なっている。
2. Description of the Related Art In a projection exposure apparatus for manufacturing semiconductors, the first
The circuit pattern of the reticle as an object is projected and exposed on the wafer as the second object by the projection lens system. Prior to this projection exposure, the alignment mark on the wafer is detected by observing the wafer surface with the observation device. The position of the reticle and the wafer are aligned, that is, alignment is performed based on the detection result.

【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。
The alignment accuracy at this time largely depends on the optical performance of the observation apparatus. Therefore, the performance of the observation device is an important factor in the exposure device.

【0004】このような観察装置を利用してアライメン
トを行ったものは従来より種々提案されている。例えば
本出願人も特開昭58−25638号公報でこのような
観察装置を利用したアライメント系を提案している。
Various types of devices that perform alignment using such an observation device have been proposed. For example, the present applicant has proposed an alignment system using such an observation device in Japanese Patent Laid-Open No. 58-25638.

【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。
In this publication, the circuit pattern of the reticle is projected and exposed on a wafer by a projection lens system using g-line (436 nm) light (exposure light), while the alignment system is exposed to H light.
The alignment mark of each of the reticle and the wafer is detected using light (alignment light) having a wavelength of 442 nm emitted from the e-Cd laser.

【0006】そして投影レンズ系をレチクル側とウエハ
側の双方でテレセントリックとなるように所謂両テレセ
ントリックな光学系を構成することにより、レチクル側
よりウエハ面上を観察する際、アライメント光の主光線
が常にレチクル面に垂直となるという特徴を利用してい
る。これにより製造するICの種類が変わってレチクル
面上でのパターン寸法が変化してアライメント系の観察
位置を変化させてもレチクル面に入射或いは反射する光
の角度を不変とすることが出来、この性質を利用するこ
とにより高精度なTTL on Axisシステムを構
成している。
By constructing a so-called bi-telecentric optical system so that the projection lens system is telecentric on both the reticle side and the wafer side, when observing the wafer surface from the reticle side, the chief ray of alignment light is generated. It uses the feature that it is always perpendicular to the reticle surface. As a result, even if the type of IC to be manufactured is changed and the pattern size on the reticle surface is changed to change the observation position of the alignment system, the angle of the light incident on or reflected on the reticle surface can be kept unchanged. A highly accurate TTL on Axis system is constructed by utilizing the property.

【0007】尚、TTL on Axisシステムとい
うのは露光する投影光学系を介して、露光する状態のま
までレチクルとウエハとのアライメントを行うことであ
る。
The TTL on Axis system is to align a reticle and a wafer in an exposed state via a projection optical system for exposing.

【0008】上述した公報の装置の如きg線などの露光
光の波長或いはそれと等価な波長の光をアライメント光
に用いたTTL on Axisアライメントシステム
は、アライメントマークの検出精度上好ましい方式の代
表例ではある。
The TTL on Axis alignment system using the light of the wavelength of the exposure light such as the g-line or the light equivalent to it as the alignment light as in the apparatus of the above-mentioned publication is a typical example of the method preferable in the detection accuracy of the alignment mark. is there.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら露光光の
波長(露光波長)とアライメント光の波長(アライメン
ト波長)とを互いに略同一にすると、ウエハ上に塗布し
た多層レジストなどのレジスト層がアライメント光を吸
収してウエハ面上のアライメントマークからの反射光を
減少させ、アライメントマーク検出時のS/N比を低下
させアライメント精度を低下させる原因となってくる。
この為アライメント波長と露光波長を異ならしめてS/
N比の向上を図りアライメント精度を高めることが必要
となってくる。
However, if the wavelength of the exposure light (exposure wavelength) and the wavelength of the alignment light (alignment wavelength) are made substantially equal to each other, a resist layer such as a multi-layered resist coated on the wafer will prevent the alignment light. The absorbed light reduces the reflected light from the alignment mark on the wafer surface, lowers the S / N ratio at the time of detecting the alignment mark, and causes a decrease in alignment accuracy.
For this reason, S /
It is necessary to improve the N ratio and the alignment accuracy.

【0010】アライメント波長と露光波長を異ならしめ
てTTL方式でアライメントマークの検出を行なうと投
影レンズ系は露光波長に対してのみ諸収差が良好に補正
されているので露光波長以外の光では色の諸収差、具体
的には軸上色収差、倍率色収差、この他色のコマ収差、
非点収差、球面収差等が発生し良好なるアライメントマ
ークの検出が出来ずにアライメント精度が低下する原因
となってくる。
When the alignment wavelength and the exposure wavelength are different from each other and the alignment mark is detected by the TTL method, various aberrations are satisfactorily corrected only for the exposure wavelength in the projection lens system. Aberrations, specifically axial chromatic aberration, lateral chromatic aberration, coma of other colors,
Astigmatism, spherical aberration, etc. occur, which makes it impossible to detect a good alignment mark, which causes a decrease in alignment accuracy.

【0011】この為、従来より露光波長以外の光で投影
レンズ系を介してウエハ面を良好に観察する方法が種々
と提案されている。例えばレチクルを介してウエハ面を
観察する際、観察に使用するアライメント光に対して投
影レンズ系で生じる軸上色収差によるピントのずれ量だ
けウエハ面の位置を投影レンズ系の光軸方向にずらして
レチクル面とウエハ面との共軛関係を成立させたり、レ
チクルと投影レンズ系との間に軸上色収差を補正する補
助光学系を設け、この補助光学系と投影レンズ系とでレ
チクル面とウエハ面との共軛関係を成立させたりする方
法が採られている。
Therefore, conventionally, various methods have been proposed for observing the wafer surface satisfactorily through the projection lens system with light having a wavelength other than the exposure wavelength. For example, when observing the wafer surface through a reticle, the position of the wafer surface is shifted in the optical axis direction of the projection lens system by the amount of focus shift due to the axial chromatic aberration that occurs in the projection lens system with respect to the alignment light used for observation. An auxiliary optical system that establishes a shared relationship between the reticle surface and the wafer surface and corrects axial chromatic aberration is provided between the reticle and the projection lens system, and this auxiliary optical system and the projection lens system form a reticle surface and a wafer. The method of establishing a mutual relationship with the face is adopted.

【0012】しかしながら、これらの方法はいずれも投
影レンズ系で生じる他の色収差の補正を行なっていない
為、アライメント光学系はコマ収差や倍率色収差等の非
対称性の収差が発生しない放射状パターンの結像、即ち
サジタル方向の結像のみを用いてアライメントマークの
検出を行なっていた。
However, since none of these methods corrects other chromatic aberrations generated in the projection lens system, the alignment optical system forms an image of a radial pattern in which asymmetrical aberrations such as coma aberration and chromatic aberration of magnification do not occur. That is, the alignment mark is detected using only the image formation in the sagittal direction.

【0013】しかしながらサジタル方向の結像だけを用
いて投影レンズ系を介してマークの検出を行なっている
だけではサブミクロンの微少パターンを高い解像力でウ
エハ上に転写する必要のある露光装置において、高精度
のアライメントや高精度の倍率制御を行なうことが難し
い。
However, if the marks are detected through the projection lens system only by using the image formation in the sagittal direction, it is possible to obtain a high resolution in an exposure apparatus which needs to transfer a submicron minute pattern onto a wafer with high resolution. It is difficult to perform accurate alignment and high-precision magnification control.

【0014】投影レンズ系の倍率は気圧変化等に伴って
変化し、またウエハは現像、エッチング等の処理に伴っ
て部分的に歪む。従って露光装置はこのような倍率変化
やウエハの歪みを検出して、投影レンズ系の倍率を制御
する機能が要求される。
The magnification of the projection lens system changes with changes in atmospheric pressure, and the wafer is partially distorted due to processing such as development and etching. Therefore, the exposure apparatus is required to have a function of detecting such a change in magnification and distortion of the wafer to control the magnification of the projection lens system.

【0015】そこで倍率変化やウエハの歪みを検出する
方法として、投影レンズ系を介してウエハ上のマークの
像を形成し、そのメリジオナル方向(放射方向)に関す
る結像位置の変化を検出することが考えられるが、従来
の放射状パターンの結像、即ちサジタル方向の結像のみ
を用いたマーク像の形成方法では、このようなメリジオ
ナル方向に関する結像位置の変化を正確に検出すること
ができない。
Therefore, as a method of detecting a change in magnification and distortion of the wafer, an image of a mark on the wafer is formed through a projection lens system, and a change in the image forming position in the meridional direction (radiation direction) is detected. It is conceivable, however, that the conventional image forming method of the radial pattern, that is, the mark image forming method using only the image formation in the sagittal direction cannot accurately detect such a change in the image forming position in the meridional direction.

【0016】又、従来の如くサジタル方向の結像のみで
は、1つのアライメント光学系を介して得られるマーク
位置の情報が一次元的なものであり、1つのアライメン
ト光学系を用いて2次元的なマーク位置の情報を正確に
得ることはできなかった。
Further, as in the prior art, only the image formation in the sagittal direction, the information of the mark position obtained through one alignment optical system is one-dimensional, and one alignment optical system is used for two-dimensional information. It was not possible to obtain accurate information on the proper mark position.

【0017】これに対して本出願人は特開昭62−28
1422号公報において、投影レンズ系のメリジオナル
断面に対して1枚の平行平面板を傾けて配置すると共
に、該1枚の平行平面板を傾けた面と直交する面内で2
枚の平行平面板を互いに傾けて配置した全体として3枚
の平行平面板を有する像形成手段を利用することによ
り、露光光とアライメント光の波長の違いより投影レン
ズ系から生ずる非点収差とコマ収差を補正し、レチクル
とウエハとの位置合わせを高精度に行なった露光装置を
提案している。
On the other hand, the applicant of the present invention is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-28.
In Japanese Patent No. 1422, one plane-parallel plate is arranged to be inclined with respect to the meridional section of the projection lens system, and two planes are arranged in a plane orthogonal to the plane in which the plane-parallel plate is inclined.
By utilizing the image forming means having three parallel plane plates as a whole in which the parallel plane plates are inclined with respect to each other, the astigmatism and coma generated from the projection lens system due to the difference in the wavelength of the exposure light and the alignment light are used. We propose an exposure system that corrects aberrations and aligns the reticle and wafer with high accuracy.

【0018】本発明は本出願人の先の出願で提案した露
光装置を更に改良し、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
行なう場合にメリジオナル方向に関するマーク像の位置
を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。
The present invention is a further improvement of the exposure apparatus proposed in the applicant's earlier application, and it is meridional when detecting a mark through a projection lens system with detection light (alignment light) having a wavelength different from that of the exposure light. An object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of detecting the position of a mark image with respect to a direction and having an improved mark detection function, and a method of manufacturing a semiconductor chip using the exposure apparatus.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明の露光装置は、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
検出手段を有する装置において、前記投影レンズ系は前
記露光光に対して収差補正が成されていると共に前記検
出光に対して所定の非点収差と所定のコマ収差を発生す
るよう構成されており、前記検出手段が前記投影レンズ
で発生する前記非点収差と前記コマ収差を補正するよう
前記投影レンズ系のメリジオナル断面に関して傾けた一
枚の平行平面板を備えることを特徴としている。
An exposure apparatus according to the present invention comprises a projection lens system for projecting a pattern of a first object onto a second object with exposure light, and a second detection light system with detection light having a wavelength different from that of the exposure light. In an apparatus having a detection means for illuminating an object and receiving the detection light from the second object via the projection lens system to detect an image of a mark on the second object, the projection lens system includes the exposure device. The aberration correction is performed on the light, and the detection light is configured to generate a predetermined astigmatism and a predetermined coma, and the detection means generates the astigmatism. It is characterized in that it comprises a plane-parallel plate tilted with respect to the meridional section of the projection lens system so as to correct the aberration and the coma.

【0020】この他本発明の露光装置としては、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
手段を有する装置において、前記投影レンズ系は、前記
露光光に対して収差補正が成されていると共に前記検出
光に対して所定の非点収差と所定のコマ収差を発生する
よう構成されており、前記検出手段が前記投影レンズで
発生する前記非点収差と前記コマ収差を補正するよう前
記投影レンズ系のメリジオナル断面に関して傾けた二枚
の平行平面板を備えることや、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
とは中心波長が異なる所定のバンド幅の検出光で第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
検出手段を有する装置において、前記投影レンズ系は前
記露光光に対して収差補正が成されていると共に前記検
出光に対して所定の非点収差と所定のコマ収差と所定の
倍率色収差を発生するよう構成されており、前記検出手
段が前記投影レンズで発生する前記非点収差と前記コマ
収差と前記倍率色収差を補正するよう前記投影レンズ系
のメリジオナル断面に関して傾けた一枚の平行平面板を
備えること、そして露光光で第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、該露光光とは中心波
長が異なる所定のバンド幅の検出光で第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
を有する装置において、前記投影レンズ系は前記露光光
に対して収差補正が成されていると共に前記検出光に対
して所定の非点収差と所定のコマ収差と所定の倍率色収
差を発生するよう構成されており、前記検出手段が前記
投影レンズで発生する前記非点収差と前記コマ収差と前
記倍率色収差を補正するよう前記投影レンズ系のメリジ
オナル断面に関して傾けた二枚の平行平面板を備えるこ
と等を特徴としている。
In addition, the exposure apparatus of the present invention illuminates the second object with a projection lens system for projecting the pattern of the first object onto the second object with the exposure light, and with detection light having a wavelength different from that of the exposure light. Then, in a device having a detection means for receiving the detection light from the second object via the projection lens system and detecting the image of the mark on the second object, the projection lens system is On the other hand, the aberration correction is performed, and the detection light is configured to generate a predetermined astigmatism and a predetermined coma, and the detection means generates the astigmatism and the astigmatism. A projection lens system for projecting a pattern of a first object onto a second object with exposure light, comprising two parallel plane plates tilted with respect to a meridional section of the projection lens system so as to correct the coma aberration; The center wavelength is different from the exposure light A detection unit that illuminates the second object with detection light having a predetermined bandwidth, receives the detection light from the second object via the projection lens system, and detects the image of the mark on the second object. In the apparatus having the projection lens system, the projection lens system is configured to perform aberration correction on the exposure light, and generate predetermined astigmatism, predetermined coma and predetermined chromatic aberration of magnification for the detection light. The detecting means includes a single plane parallel plate inclined with respect to the meridional cross section of the projection lens system so as to correct the astigmatism, the coma and the lateral chromatic aberration generated in the projection lens, and Second pattern of the first object with exposure light
A projection lens system for projecting onto an object and the exposure light illuminates a second object with detection light having a predetermined bandwidth having a different central wavelength, and the detection light from the second object is passed through the projection lens system. In the device having a detecting means for receiving and receiving the image of the mark on the second object, the projection lens system is aberration-corrected with respect to the exposure light and a predetermined non-correction with respect to the detection light. The projection lens is configured to generate a point aberration, a predetermined coma aberration, and a predetermined magnification chromatic aberration, and the detection unit corrects the astigmatism, the coma aberration, and the magnification chromatic aberration generated in the projection lens. It is characterized by having two parallel plane plates inclined with respect to the meridional section of the system.

【0021】又本発明の半導体チップの製造方法として
は、ウエハーを感光させない検出光を用い投影レンズ系
を介して該ウエハー上の位置合わせマークの像を検出
し、該検出に基づき得られる該ウエハーの位置情報によ
り該ウエハーの位置合わせを行ない、該ウエハーを感光
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
エハー上に投影して転写し、半導体チップを製造する方
法において、前記投影レンズ系は前記露光光に対して収
差補正が成されていると共に前記検出光に対して所定の
非点収差と所定のコマ収差を発生するよう構成されてお
り、前記検出の際に前記投影レンズで発生する前記非点
収差と前記コマ収差を前記投影レンズ系のメリジオナル
断面に関して傾けた一枚の平行平面板を用いて補正する
ことや、ウエハー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ー上の位置合わせマークの像を検
出し、該検出に基づき得られる該ウエハーの位置情報に
より該ウエハーの位置合わせを行ない、該ウエハーを感
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
ウエハー上に投影して転写し、半導体チップを製造する
方法において、前記投影レンズ系は前記露光光に対して
収差補正が成されていると共に前記検出光に対して所定
の非点収差と所定のコマ収差を発生するよう構成されて
おり、前記検出の際に前記投影レンズで発生する前記非
点収差と前記コマ収差を前記投影レンズ系のメリジオナ
ル断面に関して傾けた二枚の平行平面板を用いて補正す
ること等を特徴としている。
In the method of manufacturing a semiconductor chip of the present invention, the image of the alignment mark on the wafer is detected through a projection lens system using detection light that does not expose the wafer, and the wafer obtained based on the detection is detected. Position information of the wafer is aligned, and the circuit pattern of the mask is illuminated with exposure light that exposes the wafer to project and transfer the image of the circuit pattern onto the wafer through the projection lens system. Then, in the method of manufacturing a semiconductor chip, the projection lens system is configured to correct aberrations with respect to the exposure light, and to generate predetermined astigmatism and predetermined coma with respect to the detection light. The astigmatism and the coma produced in the projection lens during the detection are tilted with respect to the meridional section of the projection lens system. The image of the alignment mark on the wafer is detected through the projection lens system using the detection light that does not expose the wafer, and the position of the wafer obtained based on the detection. Positioning the wafer according to the information, illuminating the circuit pattern of the mask with exposure light that exposes the wafer to project an image of the circuit pattern onto the wafer through the projection lens system, and transfer the image. In the method of manufacturing a semiconductor chip, the projection lens system is configured to perform aberration correction on the exposure light and generate predetermined astigmatism and predetermined coma aberration with respect to the detection light. And two parallel planes in which the astigmatism and the coma generated in the projection lens during the detection are inclined with respect to the meridional section of the projection lens system. Is characterized such that the corrected using.

【0022】[0022]

【実施例】図1は本発明を半導体製造用の露光装置に適
用したときの一実施例の光学系の概略図である。同図に
おいて1は第1物体としてのレチクルでレチクルステー
ジ28に載置されている。2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14が設
けられている。3は投影光学系で投影レンズ系より成り
レチクル1面上の回路パターン等をウエハ2面上に投影
している。
1 is a schematic view of an optical system of an embodiment when the present invention is applied to an exposure apparatus for semiconductor manufacturing. In the figure, reference numeral 1 denotes a reticle as a first object, which is placed on the reticle stage 28. A wafer 2 is a second object, and an alignment mark 14 is provided on the surface of the wafer. A projection optical system 3 is composed of a projection lens system and projects a circuit pattern or the like on the surface of the reticle 1 onto the surface of the wafer 2.

【0023】21はθ,Zステージでウエハ2を載置し
ており、ウエハ2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21はステップ
動作を高精度に行う為のXYステージ22上に載置され
ている。XYステージ22にはステージ位置計測の基準
となる光学スクウェアー23が置かれており、この光学
スクウェアー23をレーザー干渉計24でモニターして
いる。
Reference numeral 21 denotes a θ, Z stage on which the wafer 2 is mounted, and θ rotation of the wafer 2 and focus adjustment, that is, adjustment in the Z direction are performed. The θ and Z stage 21 is mounted on an XY stage 22 for performing a step operation with high accuracy. An optical square 23, which serves as a reference for measuring the stage position, is placed on the XY stage 22, and the optical square 23 is monitored by a laser interferometer 24.

【0024】本実施例におけるレチクル1とウエハ2と
の位置合わせ(アライメント)は予め位置関係が求めら
れている基準マークに対して各々位置合わせを行なうこ
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おこないその
誤差(オフセット)を測定し、それ以後その値を考慮し
てオフセット処理するとする。
In the present embodiment, the alignment between the reticle 1 and the wafer 2 is performed indirectly by aligning the reference marks whose positional relationship is determined in advance. Alternatively, it is assumed that an actual resist image pattern or the like is aligned and exposed to measure the error (offset), and thereafter the offset processing is performed in consideration of the value.

【0025】次にウエハ2面のマーク14の位置検出を
行なう方法について説明する。63は光源であり、ハロ
ゲンランプ等の白色光源より成っている。光源63から
の光束のうち波長選択フィルター66で露光光とは波長
の異なった所定の波長幅(例えば波長633±20n
m、半値幅40nm)の光束を通過させ、コンデンサー
レンズ62を介して偏光ビームスプリッター67で所定
方向に偏光面を有する直線偏光の光束を反射させてい
る。
Next, a method for detecting the position of the mark 14 on the surface of the wafer 2 will be described. 63 is a light source, which is composed of a white light source such as a halogen lamp. Of the light flux from the light source 63, the wavelength selection filter 66 has a predetermined wavelength width different from that of the exposure light (for example, wavelength 633 ± 20n).
m, half-value width 40 nm), and a linearly polarized light beam having a polarization plane in a predetermined direction is reflected by a polarization beam splitter 67 via a condenser lens 62.

【0026】偏光ビームスプリッター67で反射した光
束をλ/4板65で円偏光とし球面収差や色収差の補正
用の補正レンズ18と後述する光学性質を有し所定方向
に傾斜させた1枚の平行平面板4を介してミラーM1で
反射させた後、投影レンズ系3に入射させている。
The light beam reflected by the polarization beam splitter 67 is converted into circularly polarized light by the λ / 4 plate 65 and a correction lens 18 for correcting spherical aberration and chromatic aberration and one parallel sheet having optical properties described later and inclined in a predetermined direction. After being reflected by the mirror M1 via the plane plate 4, the light is incident on the projection lens system 3.

【0027】ここで平行平面板4は投影レンズ系3のメ
リジオナル断面に対して所定角度傾けて配置して、後述
するように露光光と検出光(アライメント光)の波長の
違いにより投影レンズ系3から発生する非点収差とコマ
収差そして色収差等をバランス良く補正している。投影
レンズ系3に入射した光束は射出後ウエハ2面のマーク
14を照明している。
Here, the plane-parallel plate 4 is arranged at a predetermined angle with respect to the meridional section of the projection lens system 3, and the projection lens system 3 is caused by the difference in the wavelength of the exposure light and the detection light (alignment light) as described later. The astigmatism, coma, chromatic aberration, etc., which occur due to The light flux incident on the projection lens system 3 illuminates the mark 14 on the surface of the wafer 2 after emission.

【0028】ウエハ2面のマーク14からの反射光は順
に投影レンズ系3、ミラーM1、平行平面板4そして補
正光学系18と元の光路を戻り、λ/4板65に入射す
る。λ/4板65を通過した光束は前とは偏光面が90
度回転した直線偏光となり、今度は偏光ビームスプリッ
ター67を通過しCCD(撮像素子)19に入射し、そ
の面上にマーク14の像(マーク像)を形成する。
The reflected light from the mark 14 on the surface of the wafer 2 returns to the projection lens system 3, the mirror M1, the plane-parallel plate 4, the correction optical system 18 and the original optical path in order and enters the λ / 4 plate 65. The light flux that has passed through the λ / 4 plate 65 has a polarization plane of 90
It becomes a linearly polarized light that has been rotated by a degree, and this time it passes through the polarization beam splitter 67 and is incident on the CCD (imaging device) 19, and an image of the mark 14 (mark image) is formed on the surface thereof.

【0029】このときCCD19面上に形成したマーク
像の位置を観察(計測)することによりウエハ2の位置
関係を求めている。例えばマーク像のCCD19面上の
基準位置(基準マーク)からのずれを求めている。
At this time, the positional relationship of the wafer 2 is obtained by observing (measuring) the position of the mark image formed on the surface of the CCD 19. For example, the deviation of the mark image from the reference position (reference mark) on the CCD 19 surface is obtained.

【0030】このように本実施例では要素63,66,
62,67,65,18,4,M1,19を有する検出
手段でウエハ2面のマークの基準マークからのずれを投
影レンズ系3を介して検出している。そしてこのときの
マーク像の検出を要素M1,4,18を有する像形成手
段により該マーク像をCCD19面上に形成することに
より行なっている。
Thus, in this embodiment, the elements 63, 66,
The deviation of the mark on the surface of the wafer 2 from the reference mark is detected through the projection lens system 3 by the detecting means having 62, 67, 65, 18, 4, M1, and 19. Then, the detection of the mark image at this time is performed by forming the mark image on the surface of the CCD 19 by the image forming means having the elements M1, 4, and 18.

【0031】次にレチクル1に設けたマーク1aと本体
に設けた基準マーク64との位置合わせ方法について説
明する。
Next, a method of aligning the mark 1a provided on the reticle 1 with the reference mark 64 provided on the main body will be described.

【0032】光源68からの光束のうち波長選択フィル
ター68で、所定の波長幅の光束を通過させコンデンサ
ーレンズ62で集光し、ハーフミラー61で反射させて
いる。そしてハーフミラーで反射し補正レンズ18とミ
ラー17を介した光束でマーク1aと基準マーク64と
を照明している。マーク1aと基準マーク64からの反
射光は順にミラー17、補正レンズ18と元の光路を戻
り、ハーフミラー61を通過してCCD19面上に入射
し、その面上に双方のマーク像を形成している。このと
きの双方のマーク像の位置関係よりレチクル2の本体に
対する位置合わせを行なっている。
Of the light beam from the light source 68, the wavelength selection filter 68 allows a light beam having a predetermined wavelength width to pass through, is condensed by the condenser lens 62, and is reflected by the half mirror 61. Then, the mark 1a and the reference mark 64 are illuminated by the light flux reflected by the half mirror and passing through the correction lens 18 and the mirror 17. The reflected light from the mark 1a and the reference mark 64 returns to the mirror 17, the correction lens 18 and the original optical path in order, passes through the half mirror 61 and is incident on the CCD 19 surface, and both mark images are formed on the surface. ing. Based on the positional relationship between both mark images at this time, the reticle 2 is aligned with the main body.

【0033】尚、本実施例ではウエハ2面のマークを検
出する検出手段及びレチクルと本体との位置合わせを行
なう光学系を投影レンズ系3の光軸に対して対称に複数
個設けている。
In this embodiment, a plurality of detecting means for detecting marks on the surface of the wafer 2 and an optical system for aligning the reticle with the main body are provided symmetrically with respect to the optical axis of the projection lens system 3.

【0034】本実施例では以上のようにウエハ2面上の
マーク15を検出する際の検出光学系の光路中に前述の
如く1枚の平行平面板4を設けることにより、露光光と
検出光の波長の差により投影レンズ系3より発生する非
点収差、コマ収差をサジタル面内とメリジオナル面内の
双方において補正し、ウエハ2上のマーク14の検出を
良好に行ない、これによりレチクル1とウエハ2との相
対的位置合わせを高精度に行なっている。その後レチク
ル1面のパターンを投影レンズ系3によりウエハ2面に
投影露光し、公知の現像処理等を経て半導体チップを製
造している。
In the present embodiment, as described above, by providing one parallel plane plate 4 in the optical path of the detection optical system for detecting the mark 15 on the surface of the wafer 2, the exposure light and the detection light are detected. Of astigmatism and coma produced by the projection lens system 3 due to the difference in the wavelength of the reticle 1 is corrected in both the sagittal plane and the meridional plane, and the mark 14 on the wafer 2 is satisfactorily detected. The relative alignment with the wafer 2 is performed with high accuracy. After that, the pattern on the surface of the reticle 1 is projected and exposed on the surface of the wafer 2 by the projection lens system 3, and the semiconductor chip is manufactured through known development processing and the like.

【0035】次に本実施例で用いた平行平面板4の光学
的作用について説明する。
Next, the optical function of the plane parallel plate 4 used in this embodiment will be described.

【0036】一般に図2に示すように厚さd、屈折率N
の平行平面板201に対して拡がり角μの光束を、その
主光線PRが角度θ(同図ではθ=45°)となるよう
に入射させたとする。このとき該平行平面板201より
発生する非点収差ASとコマ収差CMはW.Smith
著の”Modern Optical Enginee
ring”に示されているように AS=d・θ2 (N2 −1)/N3 CM=d・μ2 ・θ(N2 −1)/(2N3) となる。
Generally, as shown in FIG. 2, thickness d and refractive index N
It is assumed that a light beam having a divergence angle μ is incident on the plane-parallel plate 201 such that the principal ray PR thereof has an angle θ (θ = 45 ° in the figure). At this time, the astigmatism AS and the coma aberration CM generated from the plane-parallel plate 201 are W. Smith
Author of "Modern Optical Engineer"
As shown in “ring”, AS = d · θ 2 (N 2 −1) / N 3 CM = d · μ 2 · θ (N 2 −1) / (2N 3 ).

【0037】即ち、非点収差ASは入射角θの2乗に、
コマ収差CMは入射角θに比例する。この為図3に示す
ように同じ厚さの2つの平行平面板301,302を主
光線PRに対して角度θと角度−θで配置したとき、非
点収差ASは図2の場合に比べて2倍となるがコマ収差
CMは互いに打ち消し合い0となる。
That is, the astigmatism AS is the square of the incident angle θ,
Coma aberration CM is proportional to the incident angle θ. Therefore, as shown in FIG. 3, when the two parallel plane plates 301 and 302 having the same thickness are arranged at the angle θ and the angle −θ with respect to the principal ray PR, the astigmatism AS is larger than that in the case of FIG. Although it is doubled, the coma aberrations CM cancel each other out and become 0.

【0038】本出願人の先の特開昭62−281422
号公報による露光装置では1枚の平行平面板CMの厚さ
や傾き等を調整してコマ収差を補正し、2枚の平行平面
板AS1,AS2の厚さや傾き等を調整して平行平面板
CMを含め光学系全体から発生する非点収差を補正して
いる。
Applicant's earlier JP-A-62-281422
In the exposure apparatus according to the publication, the coma aberration is corrected by adjusting the thickness and inclination of one parallel plane plate CM, and the thickness and inclination of the two parallel plane plates AS1 and AS2 are adjusted and the plane parallel plate CM is adjusted. Astigmatism generated from the entire optical system including is corrected.

【0039】即ち、1枚の平行平面板CMにより光学系
全体のコマ収差を補正し、2枚の平行平面板AS1,A
S2により、該平行平面板CMで発生した非点収差を含
め光学系全体の非点収差を補正している。
That is, the coma aberration of the entire optical system is corrected by one parallel plane plate CM, and the two parallel plane plates AS1 and A
By S2, the astigmatism of the entire optical system including the astigmatism generated in the plane-parallel plate CM is corrected.

【0040】これに対して本発明では投影レンズ系の諸
収差を適切な値となるように設定することにより、1枚
の平行平面板を用いて露光光と検出光(アライメント
光)の波長の違いにより投影レンズ系から発生する非点
収差、コマ収差そして色収差等を装置全体の小型化を図
りつつ良好に補正している。例えばg線の波長で収差補
正した投影レンズ系にHe−Neレーザからの波長63
2.8nmの光束を用いたときに収差量を許容値内とす
るには屈折系を用いない例えばミラー光学系を用いなけ
れば困難である。
On the other hand, in the present invention, by setting the various aberrations of the projection lens system to appropriate values, the wavelengths of the exposure light and the detection light (alignment light) can be adjusted by using one parallel plane plate. Due to the difference, astigmatism, coma aberration, chromatic aberration, etc. generated from the projection lens system are well corrected while the overall size of the device is reduced. For example, a projection lens system whose aberration is corrected with a wavelength of g-line has a wavelength of 63 from a He-Ne laser.
It is difficult to bring the amount of aberration within an allowable value when using a light flux of 2.8 nm unless a refraction system is used, for example, a mirror optical system is not used.

【0041】これに対して本発明では投影レンズ系のア
ライメントの収差を無くす(許容値内)ことは前述のよ
うにできないが、所定の値となるよう残存収差を有する
ように設計している。例えば図1に示す露光装置では投
影レンズ系の残存収差量が図2で示す1枚の平行平面板
201より発生する非点収差ASとコマ収差CMの異符
号となるようにしている。これより1枚の平行平面板を
用いるだけで非点収差とコマ収差の補正が出来るように
している。
On the other hand, in the present invention, it is impossible to eliminate the alignment aberration of the projection lens system (within the allowable value) as described above, but it is designed to have the residual aberration so as to have a predetermined value. For example, in the exposure apparatus shown in FIG. 1, the residual aberration amount of the projection lens system has different signs of the astigmatism AS and the coma aberration CM generated from the one parallel plane plate 201 shown in FIG. As a result, it is possible to correct astigmatism and coma by using only one plane-parallel plate.

【0042】このように本発明では予め投影レンズ系の
収差量を適切に制御することにより1枚の平行平面板で
波長の違いにより投影レンズ系から生ずる諸収差を補正
しウエハ2面のマーク14の観察を良好に行なってい
る。
As described above, in the present invention, by properly controlling the aberration amount of the projection lens system in advance, various aberrations caused by the projection lens system due to the difference in wavelength are corrected by one parallel plane plate, and the mark 14 on the wafer 2 surface is corrected. Is observed well.

【0043】この他、本発明においてはウエハ2面上の
マーク14を観察する際に投影レンズ系の画角と使用波
長を変数として、これらを変えることにより行なっても
良い。画角を変える方法としてはウエハ2面上のマーク
の照射位置を変える方法がある。又波長を変えるには波
長選択フィルターを変えることにより行なうことができ
る。
In addition, in the present invention, when observing the mark 14 on the surface of the wafer 2, the angle of view of the projection lens system and the wavelength used may be used as variables and changed. As a method of changing the angle of view, there is a method of changing the irradiation position of the mark on the surface of the wafer 2. The wavelength can be changed by changing the wavelength selection filter.

【0044】次に平行平面板を用いたときの具体的な数
値例について示す。
Next, a specific numerical example when a plane parallel plate is used will be shown.

【0045】検出光の波長を632.8nmとし、光束
のNAを0.1(投影レンズ系の結像倍率を1/5とし
縮少側のウエハ側ではNA=0.5、μ=tan
-1(0.1)=5.7°)とする。
The wavelength of the detection light is 632.8 nm, the NA of the light beam is 0.1 (the imaging magnification of the projection lens system is ⅕, and NA = 0.5 and μ = tan on the reduced wafer side).
-1 (0.1) = 5.7 °).

【0046】ここで図2ににおける傾きを角度θ、厚さ
d、屈折率Nが次の値のとき1枚の平行平面板より発生
するコマ収差CMと非点収差ASは次のようになる。
Here, when the inclination in FIG. 2 is the angle θ, the thickness d, and the refractive index N has the following values, the coma aberration CM and astigmatism AS generated from one parallel plane plate are as follows. .

【0047】[0047]

【表1】 BK7:Nd=1.51633 νd=64.1 F6 :Nd=1.63636 νd=35.4 このときのコマ収差CMと非点収差ASを3枚の平行平
面板より得るには(ハ)
[Table 1] BK7: Nd = 1.51633 νd = 64.1 F6: Nd = 1.63636 νd = 35.4 To obtain the coma aberration CM and the astigmatism AS at this time from the three parallel plane plates (C)

【0048】[0048]

【表2】 となる。又1枚の平行平面板を用いたときのコマ収差C
Mと非点収差ASが次のとき
[Table 2] Becomes Coma aberration C when using one parallel plane plate
When M and astigmatism AS are

【0049】[0049]

【表3】 これと同じコマ収差CMと非点収差ASを3枚の平行平
面板より得るには(ホ)
[Table 3] To obtain the same coma aberration CM and astigmatism AS from three parallel plane plates (e)

【0050】[0050]

【表4】 となる、平行平面板を光路中に配置したときの光路長の
長短の目安となるコンパクト性を評価する為に図4に示
すように平行平面板の光軸方向の長さDを定義し、前述
の(ニ),(ホ)を例にとり比較すると(但し(ホ)で
はd=4を用いる。)有効径EAを10,20,30,
40とすると
[Table 4] In order to evaluate compactness, which is a measure of the length of the optical path when the plane-parallel plate is arranged in the optical path, the length D of the plane-parallel plate in the optical axis direction is defined as shown in FIG. Comparing the above (d) and (e) as an example (however, d = 4 is used in (e)), the effective diameter EA is 10, 20, 30,
40

【0051】[0051]

【表5】 となる。即ち(ニ)と(ホ)では1枚の平行平面板のと
きでもEA=24.57以上で(ニ)を用いた方が長さ
Dは短くなり光学系全体が小型化になる。
[Table 5] Becomes That is, in (d) and (e), even when one parallel plane plate is used, EA = 24.57 or more and the use of (d) shortens the length D and downsizes the entire optical system.

【0052】従って(ホ)では実際には平行平面板を3
枚用いている為、長さDに相当する長さは更に長くな
り、光学系は(ニ)の方を用いた方がより小型になるこ
とがわかる。
Therefore, in (e), the parallel plane plate is actually 3
It can be seen that the length corresponding to the length D is further increased because the number of sheets is used, and the optical system of (d) is smaller in size.

【0053】次に投影レンズ系の倍率色収差の補正につ
いて前述の(イ),(ロ)の条件を例をとり説明する。
今、波長域を波長633±20mmとして波長λ=61
3nmと波長λ=653nmの中心波長λ=633nm
からの図4に示す色のずれ量ΔLTを求めると次の如く
になる。
Next, the correction of the chromatic aberration of magnification of the projection lens system will be described by taking the conditions (a) and (b) described above as an example.
Now, assuming that the wavelength range is wavelength 633 ± 20 mm, wavelength λ = 61
Center wavelength λ = 633 nm of 3 nm and wavelength λ = 653 nm
The color shift amount ΔLT shown in FIG.

【0054】[0054]

【表6】 このように硝材が変わると色のずれ量ΔLTが変わる
(アッベ数νdに逆比例する。)。
[Table 6] Thus, when the glass material changes, the color shift amount ΔLT changes (inversely proportional to the Abbe number νd).

【0055】又、前述の(イ),(ロ)で示したように
硝材を変えてもコマ収差CMと非点収差ASは殆ど代わ
らない。そこで本実施例ではまず硝材以外(収差は倍率
色収差以外)を変数により、諸収差を設定し最後に硝材
を決定し倍率色収差を補正するようにしている。
Further, as shown in the above (a) and (b), even if the glass material is changed, the coma aberration CM and the astigmatism AS hardly change. Therefore, in the present embodiment, first, various aberrations are set by variables other than the glass material (the aberration is other than the chromatic aberration of magnification), and finally the glass material is determined to correct the chromatic aberration of magnification.

【0056】このとき投影レンズ系3をコマ収差の方向
と倍率色収差の方向が平行平面板4により補正出来るよ
うにに予め設計している。又平行平面板4での色のずれ
量ΔLTは画角が変わっても一定の為、投影レンズ系3
の限定した像高(マーク14の位置)でしか補正するこ
とが出来ない。この為本実施例では投影レンズ系3をマ
ーク14の位置近傍の少なくともマーク14の幅に相当
する像高範囲において倍率色収差の変化が少なくなるよ
うに設定している。
At this time, the projection lens system 3 is designed in advance so that the direction of coma and the direction of chromatic aberration of magnification can be corrected by the plane-parallel plate 4. Further, since the color shift amount ΔLT on the plane-parallel plate 4 is constant even if the angle of view changes, the projection lens system 3
Can be corrected only at a limited image height (position of the mark 14). For this reason, in this embodiment, the projection lens system 3 is set so that the change of the chromatic aberration of magnification is small in the image height range near the position of the mark 14 and at least corresponding to the width of the mark 14.

【0057】尚、本実施例において検出光としてバンド
幅の狭い光束を用いる場合には倍率の色収差を補正する
必要はない。
When a light beam with a narrow band width is used as the detection light in this embodiment, it is not necessary to correct the chromatic aberration of magnification.

【0058】図1の実施例1では1枚の平行平面板を用
いた場合を示したが、光路長は多少長くなるが2枚の平
行平面板を用いても前述したのと同様の効果を得ること
ができる。
In the first embodiment shown in FIG. 1, the case where one parallel plane plate is used is shown, but the optical path length is somewhat longer, but the use of two parallel plane plates produces the same effect as described above. Obtainable.

【0059】この場合、投影レンズ系にコマ収差がなく
非点収差のみが残存している場合は図1の平行平面板4
の位置に図3に示す如く2つの平行平面板301,30
2を互いに傾けて配置すれば良い。又非点収差の符号が
異なる(メリディオナル像面からサジタル像面を引いた
値が負又は正)場合には図3に示す2つの平行平面板3
01,302を光軸303を中心に90度回転させた状
態で配置すれば良い。
In this case, when the projection lens system has no coma and only astigmatism remains, the plane-parallel plate 4 of FIG.
As shown in FIG. 3, the two parallel plane plates 301, 30
It suffices to arrange the two at an angle. If the signs of astigmatism are different (the value obtained by subtracting the sagittal image plane from the meridional image plane is negative or positive), the two parallel plane plates 3 shown in FIG.
01 and 302 may be arranged in a state of being rotated 90 degrees about the optical axis 303.

【0060】この他、図5に示すように厚さd、傾き角
度θ、屈折率Nが互いに異なる2つの平行平面板50
1,502を用いても良い。この場合、非点収差ASと
コマ収差CMは
In addition, as shown in FIG. 5, two parallel plane plates 50 having different thickness d, inclination angle θ, and refractive index N are used.
1,502 may be used. In this case, astigmatism AS and coma aberration CM are

【0061】[0061]

【数1】 となる。[Equation 1] Becomes

【0062】従って撮影レンズ系の残存収差を考慮し
て、厚さd、傾き角度θ、屈折率Nの異なる2つの平行
平面板を適切に用いれば更に収差補正を良好に行なうこ
とができる。又、平行平面板として透過型の代わりに裏
面を反射面とした裏面反射型ミラーを用いても良い。
Therefore, in consideration of the residual aberration of the taking lens system, if two parallel plane plates having different thickness d, inclination angle θ and refractive index N are properly used, the aberration can be corrected more favorably. Further, as the plane parallel plate, a back surface reflection type mirror having a back surface as a reflection surface may be used instead of the transmission type.

【0063】図6、図7は本発明の実施例2、3の露光
装置の要部概略図である。図6、図7の実施例ではレチ
クル1面のアライメント用のマーク1aが形成されてい
る近傍にウエハ2面のマーク14を投影レンズ系3を介
して結像させ、このときのレチクル1面のマーク1aと
ウエハ2のマーク像の双方を像形成手段によりCCD1
9面上に順次形成している。そして双方のマークの基準
マークに対する位置を観察し(計測し)、これによりレ
チクル1とウエハ2との相対的位置合わせを行なってい
る。この点が図1の実施例1と異なっており、その他の
構成は実施例1と略同じである。
FIGS. 6 and 7 are schematic views of the main parts of the exposure apparatus according to the second and third embodiments of the present invention. In the embodiment shown in FIGS. 6 and 7, the mark 14 on the wafer 2 surface is imaged through the projection lens system 3 in the vicinity of the alignment mark 1a on the reticle 1 surface. Both the mark 1a and the mark image on the wafer 2 are imaged by the CCD 1
It is formed in sequence on 9 surfaces. Then, the positions of both marks with respect to the reference mark are observed (measured), and thereby the relative alignment between the reticle 1 and the wafer 2 is performed. This point is different from the first embodiment of FIG. 1, and other configurations are substantially the same as the first embodiment.

【0064】次に図6の実施例2について図1の実施例
1と異なる構成を中心に説明する。まずウエハ2上のマ
ーク14の観察は後述するレチクル1面のマーク1aの
観察用の光源64からの光束がレチクル1面のマーク1
aを照明していないときに行なっている。この為光源6
4を消灯するかシャッター手段(不図示)等により光束
を遮光している。
Next, the second embodiment of FIG. 6 will be described focusing on the configuration different from the first embodiment of FIG. First, when observing the mark 14 on the wafer 2, the light beam from the light source 64 for observing the mark 1a on the reticle 1 surface, which will be described later, is emitted from the mark 1
This is done when a is not illuminated. Therefore, the light source 6
4 is turned off, or the light flux is blocked by shutter means (not shown) or the like.

【0065】光源63からの光束のうち波長選択フィル
ター66で所定の波長幅の光束(波長633±20n
m、半値幅40nm)を通過させてコンデンサーレンズ
62で集光し、偏光ビームスプリッター43aで所定方
向に偏光している直線偏光を通過させている。そして以
下順にλ/4板65aで円偏光とし、非点収差とコマ収
差を補正する平行平面板4、球面収差と軸上色収差を補
正する補正レンズ45、ミラー45、ハーフミラー41
で反射し、補正レンズ18、ミラー17、レチクル1そ
して投影レンズ系3によりウエハ2面のマーク14を照
明している。
Of the light flux from the light source 63, the light flux of a predetermined wavelength width (wavelength 633 ± 20n) is obtained by the wavelength selection filter 66.
m, full width at half maximum (40 nm) and then condensed by the condenser lens 62, and linearly polarized light polarized in a predetermined direction is passed by the polarization beam splitter 43a. Then, in the following order, circularly polarized light is formed by the λ / 4 plate 65a, the plane parallel plate 4 that corrects astigmatism and coma, the correction lens 45 that corrects spherical aberration and axial chromatic aberration, the mirror 45, and the half mirror 41.
The mark 14 on the wafer 2 surface is illuminated by the correction lens 18, the mirror 17, the reticle 1, and the projection lens system 3.

【0066】ウエハ2面のマーク14からの反射光は元
の光路を戻り、投影レンズ3によりレチクル1のマーク
1aが形成されている近傍にマーク像を結像している。
その後ミラー17、補正レンズ18、ハーフミラー41
で反射し、ミラー44、補正レンズ45、平行平面板
4、λ/4板65aで前とは偏光方向が90度回転した
直線偏光となり、今度は偏光ビームスプリッター43a
で反射し、他方の偏光ビームスプリッター43bで反射
し、CCD19面上にマーク像を結像している。これに
よりCCD19面上に形成したウエハ2面のマーク14
のマーク像を観察している。例えば該マーク像のCCD
面19上の基準マークからのずれ量を検出している。
The reflected light from the mark 14 on the surface of the wafer 2 returns to the original optical path and forms a mark image in the vicinity of the mark 1a of the reticle 1 formed by the projection lens 3.
After that, the mirror 17, the correction lens 18, and the half mirror 41
Reflected by the mirror 44, the correction lens 45, the plane-parallel plate 4, and the λ / 4 plate 65a to become linearly polarized light whose polarization direction is rotated by 90 degrees from the previous one, and this time the polarization beam splitter 43a.
And the other polarization beam splitter 43b, and a mark image is formed on the surface of the CCD 19. As a result, the mark 14 on the wafer 2 surface formed on the CCD 19 surface
Is observing the mark image. For example, CCD of the mark image
The amount of deviation from the reference mark on the surface 19 is detected.

【0067】次にレチクル1面のマーク1aの観察時に
は光源63からの光束がウエハ2面に入射しないように
して行なっている。
Next, when observing the mark 1a on the surface of the reticle 1, the light from the light source 63 is prevented from entering the surface of the wafer 2.

【0068】光源64からの光束のうち波長選択フィル
ター66とは異なる光学特性の波長選択フィルター69
bで所定の波長域の光束(波長680±20nm)のみ
を通過させてコンデンサーレンズ62bで集光し、偏光
ビームスプリッター43bで所定方向に偏光している直
線偏光のみを反射させている。
Of the light flux from the light source 64, a wavelength selection filter 69 having optical characteristics different from those of the wavelength selection filter 66.
In b, only a light beam in a predetermined wavelength range (wavelength 680 ± 20 nm) is passed and condensed by a condenser lens 62b, and only a linearly polarized light polarized in a predetermined direction is reflected by a polarization beam splitter 43b.

【0069】その後、順にλ/4板65bで円偏光と
し、リレーレンズ42、ハーフミラー41を通過し、補
正レンズ18、ミラー17を介してレチクル1面のマー
ク1aを照明している。
Thereafter, the λ / 4 plate 65b is sequentially converted into circularly polarized light, passes through the relay lens 42 and the half mirror 41, and illuminates the mark 1a on the surface of the reticle 1 through the correction lens 18 and the mirror 17.

【0070】レチクル1のマーク1aからの反射光は元
の光路を戻り、即ちミラー17、補正レンズ18、ハー
フミラー41を通過し、リレーレンズ42、λ/4板6
5bで前とは偏光方向が90度回転している直線偏光と
なり、今度は偏光ビームスプリッター43bを通過し、
CCD19面上にマーク1aの像を結像する。
The reflected light from the mark 1a of the reticle 1 returns to the original optical path, that is, passes through the mirror 17, the correction lens 18, and the half mirror 41, the relay lens 42, the λ / 4 plate 6
At 5b, it becomes linearly polarized light whose polarization direction is rotated by 90 degrees, and this time it passes through the polarization beam splitter 43b,
An image of the mark 1a is formed on the surface of the CCD 19.

【0071】尚、このとき光源64からの光束の一部は
レチクル1を通過し、投影レンズ系3を介してウエハ2
面のマーク14を照明する。そしてこのときのマーク1
4からの反射光は元の光路を戻りCCD19面上に入射
してくる。
At this time, a part of the light flux from the light source 64 passes through the reticle 1 and passes through the projection lens system 3 to the wafer 2
Illuminate the mark 14 on the surface. And mark 1 at this time
The reflected light from 4 returns to the original optical path and enters the CCD 19 surface.

【0072】そこで本実施例ではウエハ2面のマーク1
4からの反射光に基づく結像位置がCCD19面から大
きくディフォーカスした位置となり、かつレチクル1の
マーク1aがCCD19面上で良好にピントが合うよう
に投影レンズ系3の軸上色収差を制御している。
Therefore, in this embodiment, the mark 1 on the surface of the wafer 2 is used.
The on-axis chromatic aberration of the projection lens system 3 is controlled so that the image forming position based on the reflected light from the lens 4 is largely defocused from the CCD 19 surface, and the mark 1a of the reticle 1 is well focused on the CCD 19 surface. ing.

【0073】尚、このとき投影レンズ系の収差補正を前
述の如く行なわないときはウエハ2面のマーク14に光
源64からの光束が入射しないようにウエハ2をXYス
テージ22により移動させている。
At this time, when the aberration of the projection lens system is not corrected as described above, the wafer 2 is moved by the XY stage 22 so that the light beam from the light source 64 does not enter the mark 14 on the surface of the wafer 2.

【0074】本実施例ではこのようにしてレチクル1の
マーク1aのCCD19面上におけるマーク像を観察し
ている。例えば該マーク像のCCD面上の基準マークか
らのずれ量を検出している。本実施例では以上のように
してレチクル1とウエハ2との相対的位置合わせを行な
っている。
In this embodiment, the mark image of the mark 1a of the reticle 1 on the CCD 19 surface is observed in this way. For example, the amount of deviation of the mark image from the reference mark on the CCD surface is detected. In this embodiment, the relative alignment between the reticle 1 and the wafer 2 is performed as described above.

【0075】図7の実施例3では投影レンズ系3を入射
側と射出側の双方でテレセントリックとなるように構成
し、ミラー17以下の各要素から成る検出手段701を
投影レンズ系3の光軸に対し直交する方向に移動可能と
なるように構成している。これによりレチクル1面のど
の位置にアライメント用のマーク1aが存在していても
レチクル1とウエハ2との位置合わせが出来るようにし
ている。
In the third embodiment shown in FIG. 7, the projection lens system 3 is configured to be telecentric on both the incident side and the exit side, and the detection means 701 composed of the elements below the mirror 17 is provided as the optical axis of the projection lens system 3. It is configured to be movable in a direction orthogonal to the. This makes it possible to align the reticle 1 and the wafer 2 regardless of the position of the alignment mark 1a on the surface of the reticle 1.

【0076】尚、このとき検出手段701を移動させた
ときの検出手段701の姿勢によりオフセットが生じ
る。例えばミラー17が角度α傾くと投影レンズ系3の
波長633nmの光束のレチクル側での軸上色収差を
L、投影倍率を1/5とすると、Ltan(2α/5)
だけウエハ面換算でオフセットが生じる。この為、本実
施例では波長選択フィルター69bとして投影レンズ径
3で収差補正している露光光と同じ波長(g−lin
e)を通過する光学性質を有するものを用いている。そ
してXYステージ22上にウエハ2と同じ高さにマーク
があるステージ基準マーク20を用いて、このオフセッ
ト(ベースライン)を補正している。
At this time, an offset occurs due to the attitude of the detecting means 701 when the detecting means 701 is moved. For example, when the mirror 17 is tilted at an angle α, assuming that the axial chromatic aberration on the reticle side of the light flux with a wavelength of 633 nm of the projection lens system 3 is L and the projection magnification is 1/5, Ltan (2α / 5)
However, an offset occurs in terms of wafer surface. Therefore, in this embodiment, the wavelength selection filter 69b has the same wavelength (g-lin) as the exposure light whose aberration is corrected by the projection lens diameter 3.
The one having the optical property of passing through e) is used. The offset (baseline) is corrected by using the stage reference mark 20 having a mark on the XY stage 22 at the same height as the wafer 2.

【0077】即ち、露光光(g−line)だけと波長
633±20nmと波長680±20nmの光を使用し
たときレチクル1とステージ基準マーク20との計測の
差をオフセットとしている。
That is, when only the exposure light (g-line) and the light having the wavelength 633 ± 20 nm and the light having the wavelength 680 ± 20 nm are used, the measurement difference between the reticle 1 and the stage reference mark 20 is used as an offset.

【0078】尚、本実施例においてレチクル1とCCD
19との間の結像系であるリレーレンズ42と補正レン
ズ18は露光光及び波長680±20nmで収差補正さ
れている。又ビームスプリッター41bは露光光を通過
するダイクロイック特性を有するものを用いている。こ
のとき波長680nm用のλ/4板65bは露光光では
完全なるλ/4板として作用しない。
In this embodiment, the reticle 1 and CCD
The relay lens 42 and the correction lens 18 which are the image forming system between the lens 19 and 19 are aberration-corrected with the exposure light and the wavelength of 680 ± 20 nm. The beam splitter 41b has a dichroic characteristic that allows exposure light to pass therethrough. At this time, the λ / 4 plate 65b for the wavelength of 680 nm does not act as a complete λ / 4 plate with the exposure light.

【0079】しかしながら完全なるλ/4板として作用
しないことはCCD19面に入射する光量が単に低下す
るだけである。この為、ステージ基準マーク20でしか
使用しない露光光に対して検出可能となる光源64を使
用して、このときの不都合を改善している。
However, the fact that it does not function as a perfect λ / 4 plate is that the amount of light incident on the surface of the CCD 19 simply decreases. Therefore, the light source 64 that can detect the exposure light used only by the stage reference mark 20 is used to improve the inconvenience at this time.

【0080】又、投影レンズ系3の像高を変えるときの
範囲は収差変動が無視できる範囲であり、収差が大きく
変化した場合には非点収差とコマ収差の補正用の平行平
面板4を回転させて傾き角度θを変えたり、又は異なる
厚さ、材質の平行平面板を用いることにより行なってい
る。
The range in which the image height of the projection lens system 3 is changed is such that aberration fluctuations can be ignored, and when the aberration changes significantly, the parallel plane plate 4 for correcting astigmatism and coma is used. The tilt angle θ is changed by rotating, or parallel plane plates having different thickness and materials are used.

【0081】図8は本発明の実施例4の要部概略図であ
る。同図において25はレーザーであり、レーザー25
からの光束をミラー26と投光レンズ27を介してウエ
ハ面2上のアライメント用のマーク15を照射してい
る。
FIG. 8 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 4 of the present invention. In the figure, 25 is a laser, and laser 25
The light beam from the laser beam is emitted to the alignment mark 15 on the wafer surface 2 via the mirror 26 and the light projecting lens 27.

【0082】81はミラー、100は観察光学系であり
投影レンズ系3のメリジオナル断面に対して傾けて配置
した1枚の平行平面板4を有している。
Reference numeral 81 is a mirror, and 100 is an observing optical system, which has a single plane-parallel plate 4 tilted with respect to the meridional section of the projection lens system 3.

【0083】本実施例では、平行平面板4が投影レンズ
系3で生じる色の非点収差とコマ収差を補正せしめる光
学系を構成している。
In this embodiment, the plane-parallel plate 4 constitutes an optical system which corrects the chromatic astigmatism and coma produced in the projection lens system 3.

【0084】10,11,12はミラー、8は補正レン
ズ部である。16はレチクル1側のアライメントマーク
で投影レンズ系3と観察光学系100によってマーク1
5の像が形成される位置に設けられている。
Reference numerals 10, 11, and 12 are mirrors, and 8 is a correction lens unit. Reference numeral 16 is an alignment mark on the reticle 1 side, which is formed by the projection lens system 3 and the observation optical system 100.
5 is provided at a position where an image is formed.

【0085】17はミラー、18aはアライメントスコ
ープ、19はCCDでありレチクル1面とウエハ2面上
の状態を観察している。
Reference numeral 17 is a mirror, 18a is an alignment scope, and 19 is a CCD for observing the state on the reticle 1 surface and the wafer 2 surface.

【0086】このように本実施例では、要素25,2
6,27,4,100,12,17,18,19を備え
た検出手段で、ウエハ2上のアライメント用のマーク1
5を投影レンズ系3を介して検出する。そしてこの検出
は要素4,100,12,17,18を備えた像形成手
段によりマーク15の像をCCD19上に投影すること
により行なわれ、光学系4の作用でマーク15の像のコ
ントラストを向上させている。
As described above, in this embodiment, the elements 25 and 2 are
6, 27, 4, 100, 12, 17, 18, 19 are detection means, and the alignment mark 1 on the wafer 2 is provided.
5 is detected via the projection lens system 3. This detection is performed by projecting the image of the mark 15 onto the CCD 19 by the image forming means having the elements 4, 100, 12, 17, and 18, and the contrast of the image of the mark 15 is improved by the action of the optical system 4. I am letting you.

【0087】本実施例ではレチクル1面上の回路パター
ンをg線(436nm)の露光光で投影レンズ系3によ
りウエハ2面上に投影している。一方ウエハ2面上のマ
ーク15はHe−Neレーザー25からの波長633n
mの検出光で照射され投影レンズ系3と観察光学系10
0によりレチクル1面上のレチクル側のアライメントマ
ークが設けられている近傍にマーク像を形成している。
そしてアライメントスコープ18により双方のマークの
関係を同時に観察している。本実施例においては観察光
学系100をアライメント像高の移動と共に移動させ固
定させる必要はないが以下、簡単の為アライメント像高
を固定したものとして説明する。
In this embodiment, the circuit pattern on the surface of the reticle 1 is projected onto the surface of the wafer 2 by the projection lens system 3 with the exposure light of the g-line (436 nm). On the other hand, the mark 15 on the surface of the wafer 2 has a wavelength of 633n from the He-Ne laser 25.
The projection lens system 3 and the observation optical system 10 are illuminated with m detection light.
By 0, a mark image is formed on the surface of the reticle 1 near the reticle-side alignment mark.
Then, the alignment scope 18 simultaneously observes the relationship between both marks. In the present embodiment, it is not necessary to move and fix the observation optical system 100 along with the movement of the alignment image height, but in the following description, the alignment image height is fixed for simplicity.

【0088】一般に投影レンズ系3はg線の投影波長で
は良好に収差補正されているがアライメント波長では収
差補正が充分になされていない。特に色による諸収差、
例えば軸上色収差、倍率色収差、色の球面収差、色のコ
マ収差、色の非点収差等が多く残存している。
In general, the projection lens system 3 is well corrected for aberrations at the projection wavelength of the g-line, but is not sufficiently corrected at the alignment wavelength. Especially due to chromatic aberrations,
For example, a lot of axial chromatic aberration, lateral chromatic aberration, chromatic spherical aberration, chromatic coma, and chromatic astigmatism remain.

【0089】この為、ウエハ2面を物体面として考えた
ときウエハ2面上のマーク15は多くの場合、諸収差の
為レチクル1面よりも上方に結像する。
Therefore, when the surface of the wafer 2 is considered as the object surface, the mark 15 on the surface of the wafer 2 is imaged above the surface of the reticle 1 in many cases due to various aberrations.

【0090】例えば投影レンズ系3の投影倍率が1/5
倍のときウエハ側での軸上色収差が300μmであった
とするとレチクル側でウエハ2の像は0.3×52
7.5(mm)だけレチクル1の上方に結像する。
For example, the projection magnification of the projection lens system 3 is 1/5.
If the axial chromatic aberration on the wafer side is 300 μm when the magnification is doubled, the image of the wafer 2 on the reticle side is 0.3 × 5 2 =
The image is formed on the reticle 1 by 7.5 (mm).

【0091】この為レチクル1面上のパターンとウエハ
2面上のパターンを同時に観察するのが困難となり、従
来よりレチクルと投影レンズ系との間に双方のパターン
像を合致させる為の種々の補正光学系を配置して補正し
ている。しかしながらこの補正光学系で完全なる収差補
正を行うのは難しく、一般に良好に観察するのは困難で
あった。
Therefore, it becomes difficult to observe the pattern on the surface of the reticle 1 and the pattern on the surface of the wafer 2 at the same time, and various corrections for matching both pattern images between the reticle and the projection lens system have been conventionally performed. The optical system is arranged and corrected. However, it is difficult to perform perfect aberration correction with this correction optical system, and it is generally difficult to make a good observation.

【0092】本実施例ではレチクル1と投影レンズ系3
との間にサジタル方向だけではなくメリジオナル方向も
含めたあらゆる方向にわたって良好に収差補正を行っ
た、特に色による諸収差を良好に補正した観察光学系1
00を配置することによってレチクル1面上のパターン
とウエハ2面上のパターンを合致させて、双方のパター
ンの観察を良好にし、高精度なアライメントを可能とし
ている。
In this embodiment, the reticle 1 and the projection lens system 3
And the observation optical system 1 in which aberrations are satisfactorily corrected not only in the sagittal direction but also in all directions including the meridional direction.
By arranging 00, the pattern on the surface of the reticle 1 and the pattern on the surface of the wafer 2 are matched, the observation of both patterns is made good, and highly accurate alignment is possible.

【0093】[0093]

【発明の効果】本発明によれば以上のような構成を採る
ことにより、投影レンズ系で第1物体のパターンを第2
物体上に投影する時に用いた波長と異なった波長の光で
第2物体上のマークを投影レンズ系を介して検出する
際、投影レンズ系で生じる諸収差を良好に補正し、鮮明
なるマーク像の観察を可能とした露光装置を達成するこ
とが出来る。
According to the present invention, by adopting the above-mentioned structure, the pattern of the first object can be changed to the second pattern by the projection lens system.
When detecting a mark on the second object through the projection lens system with light having a wavelength different from the wavelength used when projecting on the object, various aberrations generated in the projection lens system are corrected well, and a clear mark image is obtained. It is possible to achieve an exposure apparatus capable of observing.

【0094】特に本発明を半導体製造用の露光装置に適
用すればレチクル面とウエハ面の双方を共に鮮明なる像
として観察することが出来、レチクルとウエハのx,
y,θの2次元的なアライメントを高精度に行うことが
出来、これにより高密度の半導体チップを製造すること
ができる半導体チップの製造方法を得ることができる。
In particular, when the present invention is applied to an exposure apparatus for semiconductor manufacturing, both the reticle surface and the wafer surface can be observed as clear images.
It is possible to perform a two-dimensional alignment of y and θ with high accuracy, and thereby obtain a semiconductor chip manufacturing method capable of manufacturing high density semiconductor chips.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の露光装置の実施例1の要部概略図FIG. 1 is a schematic view of a main part of a first embodiment of an exposure apparatus of the present invention.

【図2】 傾いた1枚の平行平面板から発生する諸収差
の説明図
FIG. 2 is an explanatory diagram of various aberrations generated from one inclined plane-parallel plate.

【図3】 傾いた2枚の平行平面板から発生する諸収差
の説明図
FIG. 3 is an explanatory diagram of various aberrations generated from two inclined plane-parallel plates.

【図4】 傾いた平行平面板から生ずる色ずれ量と光路
長を示す説明図
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an amount of color misregistration and an optical path length generated from an inclined plane-parallel plate.

【図5】 傾いた厚さと材質の異なる2枚の平行平面板
から発生する諸収差の説明図
FIG. 5 is an explanatory diagram of various aberrations generated from two parallel plane plates having different inclined thicknesses and different materials.

【図6】 本発明の露光装置の実施例2の要部概略図FIG. 6 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 2 of the exposure apparatus of the present invention.

【図7】 本発明の露光装置の実施例3の要部概略図FIG. 7 is a schematic view of a main part of a third embodiment of an exposure apparatus of the present invention.

【図8】 本発明の露光装置の実施例4の要部概略図FIG. 8 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 4 of the exposure apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レチクル 2 ウエハ 3 投影レンズ系 4 平行平面板 14,15 マーク 18 補正レンズ 19 CCD 25 光源 62 コンデンサーレンズ 63 光源 64 マーク 65,65a,65b λ/4 66,69,69b 波長選択フィルター 1 reticle 2 wafers 3 Projection lens system 4 Parallel plane plate 14,15 mark 18 Correction lens 19 CCD 25 light sources 62 condenser lens 63 light source 64 mark 65, 65a, 65b λ / 4 66,69,69b Wavelength selection filter

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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する装置において、前記
投影レンズ系は前記露光光に対して収差補正が成されて
いると共に前記検出光に対して所定の非点収差と所定の
コマ収差を発生するよう構成されており、前記検出手段
が前記投影レンズで発生する前記非点収差と前記コマ収
差を補正するよう前記投影レンズ系のメリジオナル断面
に関して傾けた一枚の平行平面板を備えることを特徴と
する露光装置。
1. A projection lens system for projecting a pattern of a first object onto a second object with exposure light, and a second object illuminated with detection light having a wavelength different from that of the exposure light. In a device having a detection means for receiving the detection light through the projection lens system and detecting an image of a mark on the second object, the projection lens system is aberration-corrected with respect to the exposure light. Along with the detection light, a predetermined astigmatism and a predetermined coma aberration are generated, and the projection unit corrects the astigmatism and the coma aberration generated by the projection lens by the detection unit. An exposure apparatus comprising a plane-parallel plate tilted with respect to a meridional section of a lens system.
【請求項2】 前記平行平面板は裏面が反射面より成る
裏面反射型ミラーで構成されることを特徴とする請求項
1の露光装置。
2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the plane parallel plate is composed of a back surface reflection type mirror whose back surface is a reflection surface.
【請求項3】 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する装置において、前記
投影レンズ系は、前記露光光に対して収差補正が成され
ていると共に前記検出光に対して所定の非点収差と所定
のコマ収差を発生するよう構成されており、前記検出手
段が前記投影レンズで発生する前記非点収差と前記コマ
収差を補正するよう前記投影レンズ系のメリジオナル断
面に関して傾けた二枚の平行平面板を備えることを特徴
とする露光装置。
3. A projection lens system for projecting a pattern of a first object onto a second object with exposure light, and a second object illuminated with detection light having a wavelength different from that of the exposure light. In a device having a detection means for receiving the detection light through the projection lens system and detecting an image of a mark on the second object, the projection lens system is such that aberration is corrected for the exposure light. In addition, it is configured to generate a predetermined astigmatism and a predetermined coma aberration with respect to the detection light, and the detecting means corrects the astigmatism and the coma aberration generated in the projection lens. An exposure apparatus comprising two plane-parallel plates tilted with respect to a meridional section of a projection lens system.
【請求項4】 前記平行平面板は裏面が反射面より成る
裏面反射型ミラーで構成されることを特徴とする請求項
3の露光装置。
4. The exposure apparatus according to claim 3, wherein the parallel plane plate is composed of a back surface reflection type mirror whose back surface is a reflection surface.
【請求項5】 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、該露光光とは中心波長が
異なる所定のバンド幅の検出光で第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す
る装置において、前記投影レンズ系は前記露光光に対し
て収差補正が成されていると共に前記検出光に対して所
定の非点収差と所定のコマ収差と所定の倍率色収差を発
生するよう構成されており、前記検出手段が前記投影レ
ンズで発生する前記非点収差と前記コマ収差と前記倍率
色収差を補正するよう前記投影レンズ系のメリジオナル
断面に関して傾けた一枚の平行平面板を備えることを特
徴とする露光装置。
5. A projection lens system for projecting a pattern of a first object onto a second object with exposure light, and illuminating the second object with detection light having a predetermined bandwidth whose central wavelength is different from that of the exposure light, In a device having a detection means for receiving the detection light from the second object via the projection lens system and detecting an image of a mark on the second object, the projection lens system has an aberration with respect to the exposure light. The astigmatism generated by the projection lens is corrected and is configured to generate a predetermined astigmatism, a predetermined coma aberration, and a predetermined chromatic aberration of magnification with respect to the detection light. An exposure apparatus comprising a single plane-parallel plate inclined with respect to a meridional section of the projection lens system so as to correct aberration, the coma aberration, and the chromatic aberration of magnification.
【請求項6】 前記平行平面板は裏面が反射面より成る
裏面反射型ミラーで構成されることを特徴とする請求項
5の露光装置。
6. The exposure apparatus according to claim 5, wherein the plane parallel plate is composed of a back surface reflection type mirror whose back surface is a reflection surface.
【請求項7】 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、該露光光とは中心波長が
異なる所定のバンド幅の検出光で第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す
る装置において、前記投影レンズ系は前記露光光に対し
て収差補正が成されていると共に前記検出光に対して所
定の非点収差と所定のコマ収差と所定の倍率色収差を発
生するよう構成されており、前記検出手段が前記投影レ
ンズで発生する前記非点収差と前記コマ収差と前記倍率
色収差を補正するよう前記投影レンズ系のメリジオナル
断面に関して傾けた二枚の平行平面板を備えることを特
徴とする露光装置。
7. A projection lens system for projecting a pattern of a first object onto a second object with exposure light, and illuminating the second object with detection light having a predetermined bandwidth whose central wavelength is different from that of the exposure light, In a device having a detection means for receiving the detection light from the second object via the projection lens system and detecting an image of a mark on the second object, the projection lens system has an aberration with respect to the exposure light. The astigmatism generated by the projection lens is corrected and is configured to generate a predetermined astigmatism, a predetermined coma aberration, and a predetermined chromatic aberration of magnification with respect to the detection light. An exposure apparatus comprising two parallel plane plates tilted with respect to a meridional section of the projection lens system so as to correct aberration, the coma aberration, and the chromatic aberration of magnification.
【請求項8】 前記平行平面板は裏面が反射面より成る
裏面反射型ミラーで構成されることを特徴とする請求項
5の露光装置。
8. The exposure apparatus according to claim 5, wherein the plane parallel plate is a back surface reflection type mirror whose back surface is a reflection surface.
【請求項9】 ウエハー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ー上の位置合わせマークの
像を検出し、該検出に基づき得られる該ウエハーの位置
情報により該ウエハーの位置合わせを行ない、該ウエハ
ー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
像を該ウエハー上に投影して転写し、半導体チップを製
造する方法において、前記投影レンズ系は前記露光光に
対して収差補正が成されていると共に前記検出光に対し
て所定の非点収差と所定のコマ収差を発生するよう構成
されており、前記検出の際に前記投影レンズで発生する
前記非点収差と前記コマ収差を前記投影レンズ系のメリ
ジオナル断面に関して傾けた一枚の平行平面板を用いて
補正することを特徴とする製造方法。
9. An image of an alignment mark on the wafer is detected through a projection lens system using detection light that does not expose the wafer, and the wafer is aligned based on the position information of the wafer obtained based on the detection. In the method for producing a semiconductor chip, the method comprises: illuminating a circuit pattern of a mask with exposure light that exposes the wafer, projecting and transferring an image of the circuit pattern onto the wafer through the projection lens system, The projection lens system is configured to perform aberration correction on the exposure light and to generate a predetermined astigmatism and a predetermined coma aberration with respect to the detection light. The astigmatism and the coma produced in the projection lens are corrected by using one parallel plane plate inclined with respect to the meridional section of the projection lens system. And manufacturing method.
【請求項10】 ウエハー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ー上の位置合わせマーク
の像を検出し、該検出に基づき得られる該ウエハーの位
置情報により該ウエハーの位置合わせを行ない、該ウエ
ハー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
の像を該ウエハー上に投影して転写し、半導体チップを
製造する方法において、前記投影レンズ系は前記露光光
に対して収差補正が成されていると共に前記検出光に対
して所定の非点収差と所定のコマ収差を発生するよう構
成されており、前記検出の際に前記投影レンズで発生す
る前記非点収差と前記コマ収差を前記投影レンズ系のメ
リジオナル断面に関して傾けた二枚の平行平面板を用い
て補正することを特徴とする製造方法。
10. An image of an alignment mark on the wafer is detected through a projection lens system using detection light that does not expose the wafer, and the wafer is aligned based on the position information of the wafer obtained based on the detection. In the method for producing a semiconductor chip, the method comprises: illuminating a circuit pattern of a mask with exposure light that exposes the wafer, projecting and transferring an image of the circuit pattern onto the wafer through the projection lens system, The projection lens system is configured to perform aberration correction on the exposure light and to generate a predetermined astigmatism and a predetermined coma aberration with respect to the detection light. The astigmatism and the coma generated in the projection lens are corrected by using two parallel plane plates inclined with respect to the meridional section of the projection lens system. Manufacturing method.
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