JPH07142310A - Aligner and manufacture of semiconductor chip using the device - Google Patents

Aligner and manufacture of semiconductor chip using the device

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JPH07142310A
JPH07142310A JP5179927A JP17992793A JPH07142310A JP H07142310 A JPH07142310 A JP H07142310A JP 5179927 A JP5179927 A JP 5179927A JP 17992793 A JP17992793 A JP 17992793A JP H07142310 A JPH07142310 A JP H07142310A
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light
alignment
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Hirohiko Shinonaga
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Abstract

PURPOSE:To correct the deviation of a mark image caused by a color generated on a detecting surface by lighting the second body with detecting light, whose wavelength is different from that of exposing light, detecting mark information on the second body, and aligning the relative positions of the first body and the second body. CONSTITUTION:A light source 14 is a light source for detecting an AA mark (alignment mark) and emits the luminous flux, whose wavelength is different from the wavelength of exposing light. The detecting light emitted from the light source 14 illuminates the AA mark 4 on a wafer 3 through a beam splitter 16, a mirror M1 and the like. The observed image information of the AA mark is formed on a CCD camera 22 through the mirror M1 and a mirror M2. Coma abberation generated in an observing microscope 11 is corrected with a lens group 13. Meanwhile, with respect to a reference mark 17, the image of the light emitted from a mark lighting light source is focused on the CCD camera 22 through a beam splitter 20 and the mirror M2. The accurate position information is obtained by comparing the positions of both images on the CCD camera 22, and alignment is performed in this way.

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(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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus and a semiconductor chip manufacturing method using the same, and more particularly to a projection lens system for forming a fine electronic circuit pattern such as IC or LSI formed on a reticle (mask) surface. An exposure apparatus having a function of projecting light onto a wafer surface by a (projection optical system) and observing the state on the wafer surface through a projection lens system with light having a wavelength different from the light for this exposure, and 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。
2. Description of the Related Art In a minute projection type exposure apparatus for semiconductor manufacturing, a circuit pattern of a reticle as a first object is projected onto a wafer as a second object by a projection lens system and exposed. The alignment mark on the wafer is detected by observing the wafer surface using an observation device (detection means), and based on the detection result, the reticle and the wafer are aligned, that is, so-called alignment is performed.

【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】従来より、露光装置において、ウエハ面に
形成したアライメントマークを観察顕微鏡系によって観
察し、投影された画像信号を用いてアライメントマーク
の位置を検出し、ウエハの位置情報を得ることが良く行
われている。
Conventionally, in an exposure apparatus, the alignment mark formed on the wafer surface is often observed by an observation microscope system, and the position of the alignment mark is detected using the projected image signal to obtain wafer position information. Has been done.

【0005】特に近年、主に次の2つの理由から非露光
光で比較的波長幅の広い光が観察用照明光として用いら
れるようになってきた。
Particularly in recent years, non-exposure light having a relatively wide wavelength range has been used as observation illumination light mainly for the following two reasons.

【0006】第一の理由は、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、露光波長で吸収が多
いため、露光波長では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きた
り、さらに、露光光でアライメントマークを観察しよう
とすると、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り、非露光光による検出方式
が望まれている。
The first reason is that when observing the alignment mark formed on the wafer surface, in many cases, a photosensitive material (resist) for transferring an electronic circuit pattern is applied on the wafer surface. Since the resist usually absorbs a lot at the exposure wavelength, it becomes difficult to detect the alignment mark on the wafer through the resist film at the exposure wavelength. There is a problem that the resist is exposed to light and the detection of the alignment mark becomes unstable, or the detection becomes impossible. Therefore, a detection method using non-exposure light is desired.

【0007】第二の理由は、非露光光の観察用の照明光
として、例えばハロゲンランプによる比較的波長幅の広
い光を用いると、He−Neレーザ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、レジスト膜や半導体プロセスに用いる種々の機能膜
の膜厚ムラ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なえるというものである。
The second reason is that, when light having a relatively wide wavelength range, such as a halogen lamp, is used as the illumination light for observing the non-exposure light, a monochromatic light source such as a He--Ne laser is used on the wafer. It is possible to reduce interference fringes, which tend to occur when observing the AA mark, due to film thickness unevenness of the resist film and various functional films used in the semiconductor process, and it is possible to perform better alignment.

【0008】このような理由から、アライメントマーク
の観察顕微鏡系としては、非露光光で比較的波長幅の広
い観察用照明光に対して各種収差を補正して、良好なア
ライメントマークの検出が行なえるようにしている。
For these reasons, the alignment mark observing microscope system can correct various aberrations with respect to the illumination light for observation having a relatively wide wavelength width by the non-exposure light, and can perform good alignment mark detection. I am trying to do it.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
観察用の照明光として波長幅の広い光を用いた場合に、
観察顕微鏡全体で発生しているコマ収差を補正するため
に、例えばコマ収差調整用のレンズを用い、該レンズを
光軸から偏心させると、いわゆるプリズム効果により色
ずれが発生し、検出面上に投影された画像信号の位置が
色によって異なった位置に投影されるという問題点が生
じてくる。
However, when light with a wide wavelength width is used as the illumination light for observation in this way,
In order to correct the coma aberration occurring in the entire observation microscope, for example, when a lens for adjusting coma aberration is used and the lens is decentered from the optical axis, a color shift occurs due to the so-called prism effect, and a color shift occurs on the detection surface. The problem arises that the position of the projected image signal is projected at different positions depending on the color.

【0010】又、観察用の照明光として波長幅の広い光
を用いると、図9(A),(B),(C)に示すように
観察顕微鏡系の各要素の加工誤差あるいは組立て誤差な
どの誤差、具体的にはプリズムのくさび成分や光軸に対
する傾き、レンズの偏心誤差などにより検出面上に投影
された画像信号の位置が色によって異なった位置に投影
されるという問題点が生じてくる。図9(A),
(B),(C)はそれぞれプリズム91のくさび成分、
プリズム91の光軸に対する傾き、レンズの偏心誤差に
より投影画面上で色ずれが発生する様子を示している。
Further, when light having a wide wavelength width is used as the illumination light for observation, as shown in FIGS. 9A, 9B and 9C, a processing error or an assembly error of each element of the observation microscope system, etc. Error, specifically, the wedge component of the prism, the inclination with respect to the optical axis, and the eccentricity error of the lens, the position of the image signal projected on the detection surface is projected at different positions depending on the color. come. FIG. 9 (A),
(B) and (C) are the wedge components of the prism 91,
The figure shows how color deviation occurs on the projection screen due to the inclination of the prism 91 with respect to the optical axis and the eccentricity error of the lens.

【0011】その結果、ウエハ面上に塗布したレジスト
の膜厚や半導体プロセスに用いる種々の機能膜の膜厚、
ウエハ面上に形成したアライメントマークの膜厚などが
変化した場合、例えば図10に示すようにウエハ面に形
成したアライメントマーク検出信号の分光特性の変化に
伴って、検出面上に投影される画像信号の位置が変化し
てアライメント誤差となり、アライメント精度を劣化さ
せるという問題点が生じてくる。
As a result, the film thickness of the resist applied on the wafer surface and the film thickness of various functional films used in the semiconductor process,
When the film thickness of the alignment mark formed on the wafer surface changes, for example, as shown in FIG. 10, an image projected on the detection surface due to a change in the spectral characteristic of the alignment mark detection signal formed on the wafer surface. There is a problem in that the position of the signal changes to cause an alignment error, which deteriorates the alignment accuracy.

【0012】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。
The present invention has been improved in that it is possible to detect the position of a mark image with high accuracy 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 having a mark detection function and a semiconductor chip manufacturing method using the same.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の露光装置は、 (1−1)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物体上のマーク情報を
検出し、これより該第1物体と第2物体との相対的位置
合わせを行う検出手段とを有しており、該検出手段は色
収差の補正された光学要素を光軸から偏心させることに
より、該検出手段で発生したコマ収差を補正しているこ
とを特徴としている。
In the exposure apparatus of the present invention, (1-1) the projection lens system for projecting the pattern of the first object onto the second object by the exposure light and the wavelength of the exposure light are different from each other. The second object is illuminated with the detection light, the mark information on the second object is detected, and the detection means performs relative alignment between the first object and the second object. The detecting means is characterized by correcting the coma aberration generated by the detecting means by decentering the optical element whose chromatic aberration has been corrected from the optical axis.

【0014】特に、前記光学要素は分散の異なる材質よ
り成る2つのレンズを接合した貼合わせレンズより構成
していることを特徴としている。
In particular, the optical element is characterized by being a cemented lens in which two lenses made of materials having different dispersions are cemented.

【0015】(1−2)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物体上の
マーク情報を検出し、これより該第1物体と第2物体と
の相対的位置合わせを行う検出手段とを有しており、該
検出手段は検出面上で発生する色によるマーク像のずれ
を補正する光学部材を有していることを特徴としてい
る。
(1-2) A projection lens system for projecting the pattern of the first object on the second object with the exposure light, and the second object with the detection light having a wavelength different from that of the exposure light to illuminate the second object. A mark image based on a color generated on the detection surface, and a detection unit that detects mark information on the object and performs relative alignment between the first object and the second object based on the detected mark information. It is characterized by having an optical member for correcting the deviation of

【0016】特に、前記光学部材をくさび板より又は分
散の異なる材質の2つのくさび板より又は分散の異なる
材質の2つのレンズより構成したことを特徴としてい
る。
In particular, it is characterized in that the optical member is constituted by a wedge plate or two wedge plates made of different dispersion materials or two lenses made of different dispersion materials.

【0017】又、本発明の半導体チップの製造方法は (2−1)ウエハを感光させない検出光を用い該ウエハ
上の位置合わせ用のマークを検出手段で検出し、該検出
に基づき得られるマーク像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、該検出手段は色収差
の補正された光学要素を光軸から偏心させることによ
り、該検出手段で発生したコマ収差を補正していること
を特徴としている。
Further, the method of manufacturing a semiconductor chip of the present invention is (2-1) a mark obtained based on the detection is detected by the detection means using the detection light which does not expose the wafer to the alignment mark on the wafer. The wafer is aligned according to the image position information, and the circuit pattern of the mask is illuminated with the exposure light that exposes the wafer to project and transfer the image of the circuit pattern onto the wafer through the projection lens system. When the semiconductor chip is manufactured, the detecting means corrects the coma aberration generated by the detecting means by decentering the optical element whose chromatic aberration has been corrected from the optical axis.

【0018】(2−2)ウエハを感光させない検出光を
用い該ウエハ上の位置合わせ用のマークを検出手段で検
出し、該検出に基づき得られるマーク像の位置情報によ
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
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
手段は検出面上で発生する色によるマーク像のずれを補
正する光学部材を有していることを特徴としている。
(2-2) The detection mark that does not expose the wafer to light is used to detect the alignment mark on the wafer by the detection means, and the alignment of the wafer is performed based on the position information of the mark image obtained based on the detection. When the semiconductor chip is manufactured, the image of the circuit pattern is projected and transferred onto the wafer through a projection lens system by illuminating the circuit pattern of the mask with exposure light that exposes the wafer. The means is characterized by having an optical member for correcting the deviation of the mark image due to the color generated on the detection surface.

【0019】[0019]

【実施例】図1は本発明を半導体素子製造用の露光装置
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。
FIG. 1 is a schematic view of a main part of an optical system of Example 1 when the present invention is applied to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device.

【0020】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。
In the figure, numeral 8 is a reticle as a first object, which is mounted on the reticle stage 10. 3 is the second
It is a wafer as an object, and alignment marks (AA marks) 4 are provided on the surface thereof. Reference numeral 5 denotes a projection optical system including a projection lens system and a reticle (mask).
The circuit patterns on the 8th surface are projected on the 3rd surface of the wafer. The projection lens system 5 is a telecentric system on both the reticle 8 side and the wafer 3 side.

【0021】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をレーザ干渉計7でモニターし
ている。
An illumination system 9 illuminates the reticle 8 with exposure light. Reference numeral 2 denotes a θ, Z stage on which the wafer 3 is placed, and θ rotation and focus adjustment of the wafer 3, that is, Z
We are adjusting the direction. The θ, Z stage 2 is mounted on the XY stage 1 for performing the step operation with high accuracy. An optical square (bar mirror) 6 that serves as a reference for measuring the stage position is placed on the XY stage 1.
The optical square 6 is monitored by a laser interferometer 7.

【0022】本実施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。
The alignment between the reticle 8 and the wafer 3 in this embodiment is performed indirectly by aligning each with a reference mark 17, which will be described later, whose positional relationship has been obtained. Alternatively, the resist image pattern or the like is actually aligned and exposed, the error (offset) is measured, and offset processing is performed in consideration of the value thereafter.

【0023】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。
Next, each element of the detecting means 101 for detecting the position of the mark 4 on the surface of the wafer 3 will be described.

【0024】11は観察顕微鏡であり、非露光光でウエ
ハ3面上のAAマーク4を観察している。
An observation microscope 11 observes the AA mark 4 on the surface of the wafer 3 with non-exposure light.

【0025】本実施例では投影レンズ5を介さないでア
ライメントを行なうオフアクシス方式を用いている。
In this embodiment, an off-axis method is used in which alignment is performed without the projection lens 5.

【0026】14はAA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
ハロゲンランプから成っている。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。
A light source 14 for detecting the AA mark 4 is composed of a halogen lamp which emits a light flux (non-exposure light) having a wavelength different from the wavelength of the exposure light. 15 is a lens,
The light flux (detection light) from the light source 14 is condensed and made incident on the beam splitter 16 for illumination. Reference numeral 12 is an objective lens.

【0027】13は光学要素としてのレンズ群であり、
観察顕微鏡11で発生したコマ収差を補正する為に光軸
Sから偏心可能となるように構成している。
Reference numeral 13 denotes a lens group as an optical element,
In order to correct the coma aberration generated in the observation microscope 11, the optical axis S can be decentered.

【0028】尚、本実施例においてレンズ群13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、色収差も補正するようにしている。
In this embodiment, the lens group 13 is composed of two lenses, a positive lens and a negative lens, which are made of materials having different dispersions, and corrects chromatic aberration.

【0029】ビームスプリッター16で反射したレンズ
15からの検出光はミラーM1 で反射させ、レンズ群1
3と対物レンズ12を介してウエハ3面上のAAマーク
4に導光して照明している。
The detection light from the lens 15 reflected by the beam splitter 16 is reflected by the mirror M 1 and the lens group 1
The light is guided to the AA mark 4 on the surface of the wafer 3 via 3 and the objective lens 12 to illuminate it.

【0030】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
てミラーM2 を介し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AAマーク4を各々CCDカメラ22の撮像
面に結像している。本実施例における検出手段101は
以上の各要素を有している。
Reference numeral 19 is a light source for illuminating the reference mark 17
It consists of ED etc. Reference numeral 18 is a lens. Light source 19
The light flux from is condensed by the lens 18, guided to the reference mark 17, and illuminated. Reference numeral 20 denotes a beam splitter for the reference mark, which reflects the light beam from the reference mark 17 and makes it enter the erector lens 21 via the mirror M 2 . The erector lens 21 images the reference mark 17 and the AA mark 4 on the surface of the wafer 3 on the image pickup surface of the CCD camera 22, respectively. The detecting means 101 in this embodiment has each of the above elements.

【0031】本実施例において光源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、ミラーM1 、レンズ群13、対物レンズ12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、順にレンズ群13、
対物レンズ12、ミラーM1 、ビームスプリッター1
6、ビームスプリッター20、ミラーM2 、エレクター
レンズ21を経てCCDカメラ22上に結像する。
In this embodiment, the non-exposure light (detection light) emitted from the light source 14 passes through the lens 15, the beam splitter 16, the mirror M 1 , the lens group 13 and the objective lens 12 in this order, and the AA mark 4 on the wafer 3 is detected. Illuminate. Wafer 3
The observation image information of the upper AA mark 4 is the lens group 13,
Objective lens 12, mirror M 1 , beam splitter 1
6, an image is formed on the CCD camera 22 through the beam splitter 20, the mirror M 2 , and the erector lens 21.

【0032】本実施例においては観察顕微鏡11で発生
したコマ収差を後述するように光軸Sから偏心可能に設
けたレンズ群13で補正している。これにより良好なA
A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。
In the present embodiment, the coma aberration generated in the observation microscope 11 is corrected by the lens group 13 which is decentered from the optical axis S as described later. This gives a good A
An observation image of the A mark 4 is formed on the CCD camera 22.

【0033】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20、ミ
ラーM2 を介しエレクターレンズ21を経てCCDカメ
ラ22上に結像する。
On the other hand, the reference mark 17 is obtained by illuminating light emitted from a light source 19 formed of an LED for illuminating the reference mark with a lens 18.
The light is condensed and illuminated by the laser beam and is focused on the CCD camera 22 through the beam splitter 20, the mirror M 2 and the erector lens 21.

【0034】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。
The position of the observed image of the AA mark 4 on the wafer 3 formed on the CCD camera 22 on the CCD camera 22 is measured by a signal processing device (not shown), and the CCD camera 22 is also measured by the signal processing device. Accurate position information of the XY stage 1 is obtained by comparing the position of the projected image of the reference mark 17 which is imaged on the upper side and is always fixed, and thereby highly accurate alignment is performed.

【0035】次に本実施例のコマ収差調整用のレンズ群
13の光学的作用について図2を用いて説明する。
Next, the optical action of the lens group 13 for adjusting the coma aberration of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0036】本実施例のレンズ群13は分散の異なる2
つのレンズを接合してレンズ群13で発生する色収差を
補正した接合色補正レンズを光軸から偏心させるように
構成して、検出面22上に色による像ずれを発生させな
いで観察顕微鏡11全体で発生しているコマ収差を補正
できるようにしている。
The lens group 13 of this embodiment has two different dispersions.
A cemented color correction lens that cements two lenses and corrects the chromatic aberration generated in the lens group 13 is configured to be decentered from the optical axis, and the entire observation microscope 11 does not generate an image shift due to color on the detection surface 22. The coma that is occurring can be corrected.

【0037】図2(A)は顕微鏡用結像レンズにより検
出面上に像を形成している様子を示したもので、図2
(B)は1枚のレンズ13を光軸から偏心させたとき
に、いわゆるプリズム効果による色ずれが発生している
様子を示している。
FIG. 2A shows a state in which an image is formed on the detection surface by the microscope imaging lens.
(B) shows a state in which a color shift due to a so-called prism effect occurs when one lens 13 is decentered from the optical axis.

【0038】図2(C)は分散の異なる2つのレンズを
接合して色収差を補正した接合色補正レンズ13により
検出面上に像を形成している様子を示している。
FIG. 2C shows a state in which an image is formed on the detection surface by the cemented color correction lens 13 in which two lenses having different dispersions are cemented to correct chromatic aberration.

【0039】図2(D)は図2(C)の接合色補正レン
ズ13を光軸から偏心させたときに、検出面上に色によ
る像ずれが発生しないことを示している。
FIG. 2D shows that when the cemented color correction lens 13 of FIG. 2C is decentered from the optical axis, no color image shift occurs on the detection surface.

【0040】本実施例では以上のようにレンズ群13を
構成することにより、観察顕微鏡11全体で発生するコ
マ収差を補正し、検出面(CCDカメラ22の撮像面)
に良好なるAAマーク4の像を形成している。
In the present embodiment, by composing the lens group 13 as described above, the coma aberration generated in the entire observation microscope 11 is corrected and the detection surface (the image pickup surface of the CCD camera 22).
A good image of the AA mark 4 is formed.

【0041】又、本実施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。
Further, in this embodiment, as the non-exposure light, a light source (for example, 633 ± 30 nm) having a central wavelength different from the wavelength of the exposure light from the halogen lamp and having a relatively wide wavelength is used, and a He-Ne laser like The interference fringes due to the resist film, which tend to occur when observing the AA mark on the wafer using a monochromatic light source, are reduced, and thereby good alignment is performed.

【0042】図3は本発明を半導体素子製造用の露光装
置に適用したときの実施例2の光学系の要部概略図であ
る。図3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。
FIG. 3 is a schematic view of the essential parts of an optical system of Example 2 when the present invention is applied to an exposure apparatus for manufacturing semiconductor elements. In FIG. 3, the same members as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0043】本実施例は図1の実施例1に比べて、ウエ
ハ3上のAAマーク4を投影レンズ5を介した光を用い
て観察している点が異っており、即ちTTL方式でアラ
イメントを行っている点と光学系24を用いた点が異っ
ており、その他の構成は略同じである。
The present embodiment is different from the embodiment 1 of FIG. 1 in that the AA mark 4 on the wafer 3 is observed by using the light passing through the projection lens 5, that is, the TTL method. The difference is that alignment is performed and the point that the optical system 24 is used, and other configurations are substantially the same.

【0044】図3において光学系24は投影レンズ5で
発生した収差(例えば非点収差)を補正する為の平行平
面板より成っている。
In FIG. 3, the optical system 24 comprises a plane-parallel plate for correcting the aberration (eg, astigmatism) generated in the projection lens 5.

【0045】本実施例においてハロゲンランプ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
ー16、レンズ群13、対物レンズ12、光学系24、
ミラー23、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。
In this embodiment, the non-exposure light emitted from the halogen lamp 14 is the lens 15, the beam splitter 16, the lens group 13, the objective lens 12, the optical system 24, in that order.
The AA mark 4 on the wafer 3 is illuminated through the mirror 23 and the projection lens system 5.

【0046】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23、光学系24、対物レン
ズ12、レンズ群13、ビームスプリッター16、ビー
ムスプリッター20、エレクターレンズ21を経てCC
D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。
The observation image information of the AA mark 4 on the wafer 3 is passed through the projection lens 5, the mirror 23, the optical system 24, the objective lens 12, the lens group 13, the beam splitter 16, the beam splitter 20, and the erector lens 21 in this order to the CC.
An image is formed on the D camera 22. At this time, the projection lens system 5
Shows the electronic circuit pattern drawn on the reticle 8 on the wafer 3
Since the image is projected on the upper side, the aberration is well corrected for the exposure light. Therefore, when the non-exposure light passes through the projection lens 5,
Aberration occurs.

【0047】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等を対物レンズ12で補正
し、同じくコマ収差を光軸から偏心可能に設けたレンズ
群13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。
In this embodiment, the spherical aberration and the axial chromatic aberration generated in the projection lens system 5 are corrected by the objective lens 12, and the coma aberration is also corrected by the lens group 13 which can be decentered from the optical axis. It is configured such that a good observation image of the AA mark 4 is formed on the CCD camera 22.

【0048】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20、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。
On the other hand, the reference mark 17 is illuminated by condensing the light emitted from the LED light source 19 for illuminating the reference mark by the lens 18, and forms an image on the CCD camera 22 through the beam splitter 20 and the objective erector lens 21. .

【0049】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。
The position of the observed image of the AA mark 4 on the wafer 3 formed on the CCD camera 22 on the CCD camera 22 is measured by a signal processing device (not shown), and the CCD camera 22 is also measured by the signal processing device. Accurate position information of the stage is obtained by comparing the position of the projected image of the reference mark 17 which is imaged on the upper side and is always fixed, and thereby highly accurate alignment is performed.

【0050】以上のように実施例1,2においてはウエ
ハ上のAAマークを非露光光で観察してアライメントを
行う際、観察顕微鏡全体で発生しているコマ収差を補正
するための光学系要素を色収差の補正された光学系要素
で構成することで、観察顕微鏡全体で発生しているコマ
収差を補正した際、検出面上に色による像ずれを防止し
ている。
As described above, in Examples 1 and 2, when the AA mark on the wafer is observed by the non-exposure light for alignment, an optical system element for correcting the coma aberration generated in the entire observation microscope. By constructing the optical system element whose chromatic aberration is corrected, the image shift due to color on the detection surface is prevented when the coma aberration generated in the entire observation microscope is corrected.

【0051】これによりウエハ面上に塗布したレジスト
の膜厚や半導体プロセスに用いる種々の機能膜の膜厚、
ウエハ面上に形成したアライメントマークの膜厚などが
変化した場合、ウエハ面に形成したアライメントマーク
検出信号の分光特性の変化に伴って、検出面上に投影さ
れる画像信号の位置が変化したときのアライメント誤差
を少なくし、アライメント精度の向上を図っている。
As a result, the film thickness of the resist applied on the wafer surface, the film thickness of various functional films used in the semiconductor process,
When the position of the image signal projected on the detection surface changes due to the change in the spectral characteristics of the alignment mark detection signal formed on the wafer surface, when the film thickness of the alignment mark formed on the wafer surface changes. The alignment error is reduced to improve the alignment accuracy.

【0052】図4は本発明を半導体素子製造用の露光装
置に適用したときの実施例3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。
FIG. 4 is a schematic view of the essential parts of an optical system of Example 3 when the present invention is applied to an exposure apparatus for manufacturing semiconductor elements. 4, the same members as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0053】本実施例は図1の実施例1に比べて、CC
Dカメラ22の前方に後述するように少なくとも2つの
透明な楔形プリズムより成る光学部材41を配置し、観
察顕微鏡11の各光学要素の誤差等により発生した色に
よるAAマーク像のCCDカメラ22面上での位置ずれ
を補正していること、そしてコマ収差補正のレンズ群1
3を省略していることが異っており、その他の構成は略
同じである。
Compared to the first embodiment shown in FIG. 1, this embodiment has CC
An optical member 41 composed of at least two transparent wedge prisms is arranged in front of the D camera 22 as described later, and an AA mark image of a color generated by an error or the like of each optical element of the observation microscope 11 is on the CCD camera 22 surface. Correcting the positional deviation at 1, and coma aberration correction lens group 1
3 is omitted, and other configurations are substantially the same.

【0054】次に本実施例の構成について図1の説明と
一部重複するが順次説明する。
Next, the structure of this embodiment will be described in order, although it partially overlaps with the description of FIG.

【0055】本実施例においてハロゲンランプ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、ミラーM1 、対物レンズ12を経てウエハ3上の
AAマーク4を照明する。
In this embodiment, the non-exposure light emitted from the halogen lamp 14 illuminates the AA mark 4 on the wafer 3 through the lens 15, the beam splitter 16, the mirror M 1 and the objective lens 12 in order.

【0056】ウエハ3上のAAマーク4の観察像情報は
順に対物レンズ12、ミラーM1 、ビームスプリッター
16、ビームスプリッター20、ミラーM2 、エレクタ
ーレンズ21、光学部材41を経てCCDカメラ22上
に結像する。
The observation image information of the AA mark 4 on the wafer 3 is transferred to the CCD camera 22 through the objective lens 12, the mirror M 1 , the beam splitter 16, the beam splitter 20, the mirror M 2 , the erector lens 21 and the optical member 41 in this order. Form an image.

【0057】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20、ミラーM
2 、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。
On the other hand, the reference mark 17 is illuminated by condensing the light emitted from the LED light source 19 for illuminating the reference mark by the lens 18, and the beam splitter 20 and the mirror M.
2 , CCD camera 22 through the objective erector lens 21
Image on top.

【0058】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。
The position of the observed image of the AA mark 4 on the wafer 3 formed on the CCD camera 22 on the CCD camera 22 is measured by a signal processing device (not shown), and the CCD camera 22 is also measured by the signal processing device. Accurate position information of the stage is obtained by comparing the position of the projected image of the reference mark 17 which is imaged on the upper side and is always fixed, and thereby highly accurate alignment is performed.

【0059】本実施例では実施例1と同様に非露光光と
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。
In this embodiment, similarly to the first embodiment, a light source having a relatively wide wavelength width (for example, 633 ±
(30 nm) and a monochromatic light source such as a He-Ne laser is used to reduce interference fringes due to the resist film, which tends to occur when observing an AA mark on a wafer, thereby performing good alignment.

【0060】次に本実施例の光学部材41の光学的作用
について図5を用いて説明する。
Next, the optical action of the optical member 41 of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0061】本実施例において光学部材41は2枚のく
さび板41a,41bを用いて観察顕微鏡系11の光学
系要素の誤差等によって発生した色による投影像の位置
ずれを補正している。
In this embodiment, the optical member 41 uses two wedge plates 41a and 41b to correct the positional deviation of the projected image due to the color generated by the error of the optical system element of the observation microscope system 11.

【0062】図5(A)は1枚のくさび板51のいわゆ
るプリズム効果により色ずれが発生している様子を示し
ている。
FIG. 5A shows a state in which color shift occurs due to the so-called prism effect of one wedge plate 51.

【0063】図5(B)は観察顕微鏡系11の光学系要
素の誤差等によって発生した色による投影像の位置ずれ
の様子を示している。
FIG. 5B shows how the projected image is displaced due to a color generated by an error in the optical system elements of the observation microscope system 11.

【0064】図5(C)は2枚のくさび板41a,41
bを用いて図5(B)に示した投影像の位置ずれを補正
したもので、2枚のくさび板41a,41bの設定角度
を調整して、任意の方向と大きさに発生している色によ
る投影像の位置ずれを補正可能としている。
FIG. 5C shows two wedge plates 41a, 41.
The positional deviation of the projected image shown in FIG. 5 (B) is corrected by using b. It is generated in an arbitrary direction and size by adjusting the set angles of the two wedge plates 41a and 41b. It is possible to correct the positional deviation of the projected image due to color.

【0065】図6,図7は本発明の実施例4,5の一部
分の光学部材41に関する説明図である。
FIGS. 6 and 7 are explanatory views related to a part of the optical member 41 of Examples 4 and 5 of the present invention.

【0066】実施例4,5では図4の実施例3に比べて
光学部材41の構成が異っているだけで、その他の構成
は同じである。
The fourth and fifth embodiments are different from the third embodiment shown in FIG. 4 only in the structure of the optical member 41, and the other structures are the same.

【0067】図6の実施例4では光学部材41として分
散の異なる2つのくさび板41a1,41a2(41b
1,41b2)を接合した2つの平行平面板41a,4
1bを用いて、図4で示す観察顕微鏡11の光学系要素
の誤差等によって発生した色による投影像(AAマーク
像)の位置ずれを補正している。
In Example 4 of FIG. 6, two wedge plates 41a1 and 41a2 (41b) having different dispersions are used as the optical member 41.
1, 41b2) two parallel plane plates 41a, 4 joined together
1b is used to correct the positional deviation of the projected image (AA mark image) due to the color generated by the error of the optical system element of the observation microscope 11 shown in FIG.

【0068】本実施例では2組のくさび板の設定角度を
調整して、任意の方向と大きさに発生している色による
投影像の位置ずれを補正可能としている。特に本実施例
において、分散の異なる2枚のくさび板41a1,41
a2(41b1,41b2)を構成する硝材をアライメ
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2枚のくさび板は波長λ0 に対して屈折力を
持たないので、色による投影像の位置ずれを補正するた
めに光路中にくさび板を挿入した際に、CCDカメラ2
2上に結像した観察像の光軸が変化しないという特長が
ある。
In the present embodiment, the set angles of the two sets of wedge plates can be adjusted to correct the positional deviation of the projected image due to the color generated in any direction and size. Particularly in this embodiment, two wedge plates 41a1 and 41a having different dispersions are used.
If the glass materials forming the a2 (41b1, 41b2) have the same refractive index but different dispersion at one wavelength (for example, the central wavelength λ 0 ) of the illumination wavelength used for alignment, these two wedge plates will have different wavelengths. Since it has no refractive power with respect to λ 0 , when the wedge plate is inserted in the optical path to correct the positional deviation of the projected image due to color, the CCD camera 2
2 has the feature that the optical axis of the observation image formed on the image does not change.

【0069】図7の実施例5では光学部材41として、
分散の異なる材質より成る2つのレンズ41c,41d
を接合した、全体として平行平面板となるようにしたも
のを用いており、これにより図4で示した観察顕微鏡系
11の光学系要素の誤差等によって発生した色による投
影像の位置ずれを補正するようにしている。
In Example 5 of FIG. 7, as the optical member 41,
Two lenses 41c and 41d made of materials having different dispersions
Is used to form a plane-parallel plate as a whole, thereby correcting the positional deviation of the projected image due to the color caused by the error of the optical system element of the observation microscope system 11 shown in FIG. I am trying to do it.

【0070】本実施例ではレンズの偏心方向と偏心量を
調整して、任意の方向と大きさに発生している色による
投影像の位置ずれを補正可能としている。
In this embodiment, the eccentricity of the lens and the amount of eccentricity can be adjusted to correct the positional deviation of the projected image due to the color generated in any direction and size.

【0071】特に本実施例において、分散の異なる材質
より成る2枚のレンズ41c,41dを構成する硝材
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2枚のレンズ波長λ0 に対し
て屈折力を持たないので、色による投影像の位置ずれを
補正するために光路中にレンズを挿入した際に、CCD
カメラ22上に結像した観察像の光軸が変化しないとい
う特長がある。
Particularly in this embodiment, the glass materials forming the two lenses 41c and 41d made of materials having different dispersions have the same refractive index at one wavelength (for example, the central wavelength λ 0 ) of the illumination wavelength used for alignment. If they have different dispersions, they have no refractive power with respect to these two lens wavelengths λ 0 , so when the lens is inserted in the optical path to correct the positional deviation of the projected image due to color, the CCD
It has a feature that the optical axis of the observation image formed on the camera 22 does not change.

【0072】図8は本発明を半導体素子製造用の露光装
置に適用したときの実施例6の光学系の要部概略図であ
る。図8において図4に示した部材と同じ部材に同一符
番を付している。
FIG. 8 is a schematic view of the essential parts of an optical system of Example 6 when the present invention is applied to an exposure apparatus for manufacturing semiconductor devices. 8, the same members as those shown in FIG. 4 are designated by the same reference numerals.

【0073】本実施例は図4の実施例3に比べて、ウエ
ハ3上のAAマーク4を投影レンズ5を介した光を用い
て観察している点が異っており、即ちTTL方式でアラ
イメントを行っている点が異っており、その他の構成は
略同じである。
The present embodiment is different from the third embodiment in FIG. 4 in that the AA mark 4 on the wafer 3 is observed by using the light passing through the projection lens 5, that is, the TTL method. The difference is that alignment is performed, and other configurations are almost the same.

【0074】本実施例においてハロゲンランプ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12、ミラーM1 、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。
In this embodiment, the non-exposure light emitted from the halogen lamp 14 illuminates the AA mark 4 on the wafer 3 through the lens 15, the beam splitter 16, the objective lens 12, the mirror M 1 and the projection lens system 5 in this order.

【0075】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M1 、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20、エレク
ターレンズ21、光学部材41を経てCCDカメラ22
上に結像する。
The observation image information of the AA mark 4 on the wafer 3 passes through the projection lens 5, the mirror M 1 , the objective lens 12, the beam splitter 16, the beam splitter 20, the erector lens 21, the optical member 41, and the CCD camera 22 in order.
Image on top.

【0076】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20、対物エレク
ターレンズ21、光学部材41を経てCCDカメラ22
上に結像する。
On the other hand, the reference mark 17 is illuminated by condensing the light emitted from the LED light source 19 for illuminating the reference mark by the lens 18, and passes through the beam splitter 20, the objective elector lens 21, the optical member 41, and the CCD camera 22.
Image on top.

【0077】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。
The position of the observed image of the AA mark 4 on the wafer 3 formed on the CCD camera 22 on the CCD camera 22 is measured by a signal processing device (not shown), and the CCD camera 22 is also measured by the signal processing device. Accurate position information of the stage is obtained by comparing the position of the projected image of the reference mark 17 which is imaged on the upper side and is always fixed, and thereby highly accurate alignment is performed.

【0078】以上のように実施例3〜6ではウエハ面上
のAAマークを非露光光で観察してアライメントを行う
際、検出面上に発生した色による像ずれを補正する光学
部材を有することで、ウエハ面上に塗布したレジストや
半導体プロセスに用いる種々の機能膜やウエハ面上に形
成したアライメントマークの膜厚などが変化した場合、
ウエハ面に形成したアライメントマーク検出信号の分光
特性の変化に伴って、検出面上に投影される画像信号の
位置が変化したときのアライメント誤差を少なくし、ア
ライメント精度の向上を図っている。
As described above, in Examples 3 to 6, when the AA mark on the wafer surface is observed by non-exposure light for alignment, an optical member for correcting the image shift due to the color generated on the detection surface is provided. When the resist applied on the wafer surface, various functional films used in the semiconductor process, and the film thickness of the alignment mark formed on the wafer surface are changed,
The alignment error is reduced when the position of the image signal projected on the detection surface changes due to the change in the spectral characteristic of the alignment mark detection signal formed on the wafer surface, thereby improving the alignment accuracy.

【0079】[0079]

【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な
行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。
According to the present invention, by setting each element as described above, the mark can be detected through the projection lens system with the detection light (alignment light) having a wavelength different from that of the exposure light. It is possible to achieve an exposure apparatus having an improved mark detection function, which can detect the position of an image with high accuracy, and a semiconductor chip manufacturing method using the exposure apparatus.

【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の光学系の要部
概略図
FIG. 1 is a schematic view of a main part of an optical system according to a first embodiment of an exposure apparatus of the present invention.

【図2】 図1の観察顕微鏡のコマ収差を補正する一実
施例の説明図
2 is an explanatory diagram of an embodiment for correcting coma aberration of the observation microscope of FIG.

【図3】 本発明の露光装置の実施例2の光学系の要部
概略図
FIG. 3 is a schematic view of a main part of an optical system according to a second embodiment of the exposure apparatus of the present invention.

【図4】 本発明の露光装置の実施例3の光学系の要部
概略図
FIG. 4 is a schematic view of a main part of an optical system according to a third embodiment of an exposure apparatus of the present invention.

【図5】 図4の色によるAAマーク像の位置ずれの補
正を示す説明図
FIG. 5 is an explanatory diagram showing correction of positional deviation of the AA mark image by the colors of FIG.

【図6】 図4の色によるAAマーク像の位置ずれの補
正を示す説明図
6 is an explanatory diagram showing correction of positional deviation of the AA mark image by the colors of FIG.

【図7】 図4の色によるAAマーク像の位置ずれの補
正を示す説明図
FIG. 7 is an explanatory diagram showing correction of positional deviation of the AA mark image by the colors of FIG.

【図8】 本発明の露光装置の実施例4の光学系の要部
概略図
FIG. 8 is a schematic view of a main part of an optical system of Example 4 of the exposure apparatus of the invention.

【図9】 従来の装置における色によるAAマーク像の
位置ずれの説明図
FIG. 9 is an explanatory diagram of positional deviation of an AA mark image due to color in a conventional device.

【図10】 膜厚による分光反射率変化を示す説明図FIG. 10 is an explanatory diagram showing a change in spectral reflectance with film thickness.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 XYステージ 2 θステージ 3 ウエハ 4 ウエハ上にあるアライメントマーク(AAマーク) 5 投影レンズ 6 バーミラー 7 XYステージの位置を計測するレーザ干渉計 8 レチクル 9 露光用照明系 10 レチクルのステージ 11 色による投影像の位置ずれを補正する光学系 12 対物レンズ 13 非露光光によるウエハ上のAAマークを観察する
観察光学系 14 照明用のハロゲンランプ光源 15 照明用レンズ 16 照明用のビームスプリッタ 17 基準マーク 18 基準マーク照明用のレンズ 19 基準マーク照明用のLED光源 20 基準マーク用のビームスプリッタ 21 エレクターレンズ 22 CCDカメラ
1 XY stage 2 θ stage 3 Wafer 4 Alignment mark (AA mark) on the wafer 5 Projection lens 6 Bar mirror 7 Laser interferometer for measuring XY stage position 8 Reticle 9 Exposure illumination system 10 Reticle stage 11 Color projection Optical system for correcting image displacement 12 Objective lens 13 Observation optical system for observing AA mark on wafer by non-exposure light 14 Halogen lamp light source for illumination 15 Illumination lens 16 Beam splitter for illumination 17 Reference mark 18 Reference Lens for mark illumination 19 LED light source for reference mark illumination 20 Beam splitter for reference mark 21 Erector lens 22 CCD camera

Claims (6)

【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物体上のマーク情
報を検出し、これより該第1物体と第2物体との相対的
位置合わせを行う検出手段とを有しており、該検出手段
は色収差の補正された光学要素を光軸から偏心させるこ
とにより、該検出手段で発生したコマ収差を補正してい
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, And a detection unit that detects the mark information and performs relative alignment between the first object and the second object, and the detection unit decenters the chromatic-aberration-corrected optical element from the optical axis. By so doing, the coma aberration generated by the detecting means is corrected.
【請求項2】 前記光学要素は分散の異なる材質より成
る2つのレンズを接合した貼合わせレンズより構成して
い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 optical element is composed of a cemented lens in which two lenses made of materials having different dispersions are cemented.
【請求項3】 ウエハを感光させない検出光を用い該ウ
エハ上の位置合わせ用のマークを検出手段で検出し、該
検出に基づき得られるマーク像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、該検出手段は色
収差の補正された光学要素を光軸から偏心させることに
より、該検出手段で発生したコマ収差を補正しているこ
とを特徴とする半導体チップの製造方法。
3. A detection means detects a position alignment mark on the wafer using detection light that does not expose the wafer, and the position of the wafer is aligned based on the position information of the mark image obtained based on the detection. By illuminating the circuit pattern of the mask with the exposure light that exposes the wafer, the image of the circuit pattern is projected and transferred onto the wafer through the projection lens system, and when the semiconductor chip is manufactured, the detection means uses chromatic aberration. A method of manufacturing a semiconductor chip, wherein the corrected optical element is decentered from the optical axis to correct the coma aberration generated by the detection means.
【請求項4】 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物体上のマーク情
報を検出し、これより該第1物体と第2物体との相対的
位置合わせを行う検出手段とを有しており、該検出手段
は検出面上で発生する色によるマーク像のずれを補正す
る光学部材を有していることを特徴とする露光装置。
4. 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. It has a detection means for detecting the mark information and for performing the relative alignment between the first object and the second object from the mark information, and the detection means detects the deviation of the mark image due to the color generated on the detection surface. An exposure apparatus having an optical member for correction.
【請求項5】 前記光学部材をくさび板より又は分散の
異なる材質の2つのくさび板より又は分散の異なる材質
の2つのレンズより構成したことを特徴とする請求項4
の露光装置。
5. The optical member is composed of a wedge plate or two wedge plates made of different dispersion materials or two lenses made of different dispersion materials.
Exposure equipment.
【請求項6】 ウエハを感光させない検出光を用い該ウ
エハ上の位置合わせ用のマークを検出手段で検出し、該
検出に基づき得られるマーク像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、該検出手段は検
出面上で発生する色によるマーク像のずれを補正する光
学部材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。
6. A detection mark is used to detect alignment marks on the wafer by using detection light that does not expose the wafer, and the alignment of the wafer is performed based on the position information of the mark image obtained based on the detection. By illuminating the circuit pattern of the mask with the exposure light that exposes the wafer, the image of the circuit pattern is projected and transferred onto the wafer through the projection lens system, and when the semiconductor chip is manufactured, the detection means detects A method of manufacturing a semiconductor chip, comprising: an optical member for correcting the deviation of the mark image due to the color generated on the surface.
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