JPH10326741A - 露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 物体面上に形成されているアライメントマー
クの位置を精密に測定し、微細な電子回路パターンを逐
次作成する際に好適な露光装置及びそれを用いたデバイ
スの製造方法を得ること。 【解決手段】 レジストを塗布した被露光物体の位置情
報を検出するファインアライメント系からの信号を用い
て該被露光物体の位置合わせをして、その面上にパター
ンを形成する際、該ファインアライメント系は該被露光
物体又はそれを載置している基板に設けたアライメント
マークに励起光を照射する照射手段、該アライメントマ
ークの近傍に励起された近接場と相互作用させるプロー
ブ、該近接場に存在する近接場光をプローブを用いて受
光する光検出器、該光検出器からの信号を利用して該被
露光物体の位置情報を求める制御手段、そして該制御手
段からの信号に基づいて該被露光物体を駆動させて位置
合わせを行う駆動手段とを有していること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は露光装置及びそれを
用いたデバイスの製造方法に関するものであり、特に半
導体ＩＣ，ＬＳＩ，ＣＣＤ，液晶パネル，磁気ヘッド等
の各種のデバイスを製造するステップアンドリピート方
式又はステップアンドスキャン方式を用いた投影露光装
置のようにマスクやウエハ等の物体に設けたアライメン
トマークの像を観察して該物体の位置情報を高精度に検
出し、該検出した位置情報に基づいて物体の位置合わせ
を行い、デバイスを製造する装置に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】最近のデバイス製造用の露光装置におい
ては、投影パターン像の解像力の向上に伴って、露光装
置におけるウエハとレチクルを相対位置合わせするアラ
イメントについても高精度なアライメント系が必要とさ
れている。特に露光装置には高解像度の投影パターンが
得られると同時に高精度な位置情報が得られることが要
求されている。

【０００３】従来より物体面（シリコン面）上に電子回
路パターンを逐次形成してデバイスを製造する光加工機
（微細加工機）や物体面上の分子構造等の微細構造を高
精度に検査する検査機等においては物体の位置情報を検
出する位置検出装置を用い、それより得られた位置情報
を利用して該物体を駆動制御している。

【０００４】デバイス製造用の位置検出装置として、例
えば特開平４−２６７５３６号公報，特開平４−１８６
７１６号公報、特開平８−３２１４５４号公報等では物
体面上にアライメントマークを設け、該アライメントマ
ークをアライメント光で照射し、該アライメントマーク
の光学像を観察系（ＴＶカメラ等）で検出し、画像処理
を行うことによって、該物体の位置情報を検出してい
る。

【０００５】又、特開平７−２７０１２３号公報では物
体面上に回折格子を設け、該回折格子より生じる±ｎ次
回折光を利用することによって物体の位置情報を検出し
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】物体面上に設けたアラ
イメントマークの位置を光学的に検出して物体の位置情
報を得る位置検出装置においては、アライメント光の波
長による光学像の拡がり，アライメント検出系の製造誤
差，アライメント光学系の収差等によって検出精度に限
界があり、例えばナノメートル以下とするのが大変困難
である。

【０００７】本発明は、物体面上に設けたアライメント
マークに励起光を照射したときにその物体面上に形成さ
れる近接場にプローブを接近させ、このとき得られる近
接場光に基づく散乱光を検出することによって該物体の
位置情報を高精度に検出することができる半導体素子等
のデバイス製造用の微細加工機として好適な露光装置及
びそれを用いたデバイスの製造方法の提供を目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の露光装置は、 (1-1) レジストを塗布した被露光物体の位置情報をファ
インアライメント系で検出し、該ファインアライメント
系からの信号を用いて該被露光物体の位置合わせをし
て、その面上に露光光を照射してパターンを形成する露
光装置において、該ファインアライメント系は該被露光
物体又は該被露光物体を載置している基板に設けたアラ
イメントマークに励起光を照射する照射手段、該アライ
メントマークの近傍に励起された近接場と相互作用させ
るプローブ、該近接場に存在する近接場光をプローブを
用いて受光する光検出器、該光検出器からの信号を利用
して該被露光物体の位置情報を求める制御手段、そして
該制御手段からの信号に基づいて該被露光物体を駆動さ
せて位置合わせを行う駆動手段とを有していることを特
徴としている。

【０００９】特に、 (1-1-1) 前記露光装置は前記ファインアライメント系に
よって前記被露光物体の位置情報を検出することができ
る検出可能範囲内に該被露光物体を追い込むプリアライ
メント系を有していること。

【００１０】(1-1-2) 前記プローブは微小粒子から成っ
ていること。

【００１１】(1-1-3) 前記微小粒子を光タラップにより
制御していること。

【００１２】(1-1-4) 前記ファインアライメント系と前
記プリアライメント系は同一のアライメントマークを用
いて位置検出を行っていること。

【００１３】(1-1-5) 前記アライメントマークの一部が
微小ドットパターンからなること。

【００１４】(1-1-6) 前記励起光の波長が前記レジスト
のレジスト膜厚より長いこと。

【００１５】(1-1-7) 前記露光光が紫外光であること。

【００１６】(1-1-8) 前記露光光がＸ線であること。

【００１７】(1-1-9) 前記露光光が電子線であること。

【００１８】(1-1-10)前記被露光物体がＳｉウエハであ
ること。

【００１９】(1-1-11)前記被露光物体が透明基板である
こと。等を特徴としている。

【００２０】本発明のデバイスの製造方法は、 (2-1) 構成(1-1) の露光装置を用いて回路パターンを転
写した露光基板を現像処理工程を介してデバイスを製造
していることを特徴としている。

【００２１】本発明のデバイスは、 (3-1) 構成(1-1) の露光装置を用いて製造したことを特
徴としている。

【００２２】本発明の微細構造素子は、 (4-1) 構成(1-1) の露光装置を用いて製造したことを特
徴としている。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の露光装置に用いて
いる位置検出装置のファインアライメント系の検出原理
を示す要部概略図である。本発明で用いているファイン
アライメント系はアライメント光として励起光を物体面
（例えばウエハ面又はレチクル面）上に照射して、その
領域に近接場を形成している。光照射により物体中に生
じた分極の場は、物質構造によって形成される不均質で
非放射な局在電磁場であり、近接場とよばれ、その分極
間の局所的相互作用を光として表現したものが近接場光
である。このような近接場光は物体の表面近傍に該光の
波長オーダーの範囲に広がる。この近接場光に微小物体
を近づけると近接場が変化し、散乱光が生じる。

【００２４】本実施形態ではこのときの散乱光を検出す
ることによって物体の光学情報分布を得ることにより、
分子オーダーの分解能を持って物体の位置情報を検出し
ている。

【００２５】本実施形態ではこのときの各要素よりファ
インアライメント系を構成している。このファインアラ
イメント系の分解能は近づける微小物体（プローブ）の
大きさで決まり、光の波長によらず、波長よりはるかに
小さいものまで分解できる。

【００２６】本実施形態ではこのファインアライメント
系と、その位置検出可能な範囲内に物体を送り込むプリ
アライメント系とを利用して物体の位置情報をナノメー
トル以下の精度で検出して、これらのアライメント系を
有する位置検出装置によって物体の位置合わせを高精度
に行っている。

【００２７】図１は近接場光を利用したファインアライ
メント系の検出原理を示している。位置検出をしたい物
体（ウエハ）５上にアライメントマーク１を設けてい
る。

【００２８】同図におけるアライメントマーク１の周辺
領域を励起光（アライメント光）６で照射する光照射手
段（照射手段）１１，プローブ２，集光レンズ（レン
ズ）３、そして検出器４等の各要素で構成される近接場
光学系１０でアライメントマーク１近傍の近接場８の光
分布を画像（近接場光学像）として検出している。

【００２９】近接場光学系１０と通常の光学顕微鏡との
違いは物体５面上に設けたアライメントマーク１の上に
微小散乱体（プローブ）２が存在することである。光照
射手段１１からの光（照射光）６は物体５面上に設けた
アライメントマーク１によって回折・散乱し、あるいは
吸収される。そしてアライメントマーク１の近傍に近接
場８が形成される。プローブ２はこの近接場８と相互作
用し、近接場８を変化させ、新しい近接場を形成する。

【００３０】このようにして変化した近接場により、そ
こに存在していた近接場光に基づいて散乱光９を発生さ
せて、レンズ３を通して検出器４で検出している。この
為、レンズ３はプローブ２から散乱される散乱光を集め
るだけであるので、結像機能の必要性はない。

【００３１】分解能は通常の光学系とは異なり、プロー
ブ２の大きさや、そのアライメントマーク１からの距離
等で決まり、レンズ３の像性能にはよらない。このよう
な近接場光学系１０により求めたアライメントマーク１
に基づく画像データを制御装置（制御手段）７により処
理し、解析してアライメントマーク１の位置情報を求
め、これにより物体５の位置情報を検出している。

【００３２】同図においては位置検出したい物体５はス
テージ（ウエハステージ）１２上に置かれ、ステージ駆
動系（駆動手段）１３でその位置を制御している。

【００３３】尚、本実施形態では図１に示すファインア
ライメント系による位置検出に先立ち、ファインアライ
メント系の計測レンジ内（位置検出可能な範囲内）にア
ライメントマークが来るように不図示の従来の光学的画
像処理法を用いたプリアライメント系によりプリアライ
メントを行ない、ステージ制御系１３で送り込んでお
く。

【００３４】本実施形態ではこのようにして、位置決め
された被露光物体を露光光で公知の方法で露光すること
により、ナノメートルオーダーの微細パターンを形成し
ている。

【００３５】図２は図１に示したファインアライメント
系を有する位置検出装置をステップアンドリピート方式
又はステップアンドスキャン方式の露光装置（投影露光
装置）に適用し、デバイスを製造するときの該露光装置
の実施形態１の要部概略図である。

【００３６】ステージ駆動系１３により移動可能となっ
ているウエハステージ１２上にレジスト３３を塗布した
ウエハ（被露光物体）５を載せ、先ず、プリアライメン
ト位置に於いて、プリアライメントを行なう。プリアラ
イメント系はレンズ３９及び検出器４０とを有し、ウエ
ハ５面上に設けたアライメントマーク１の画像を検出器
４０で検出し、そのデータをもとに制御手段７により所
定の位置にアライメントマーク１が来るようにウエハス
テージ１２をステージ駆動系１３により駆動制御する。

【００３７】次に、ステージ駆動系１３によりウエハス
テージ１２を駆動し、該ウエハ５をそこに設けたアライ
メントマーク１がファインアライメント系の近接場光学
系１０の計測領域内に来るように不図示のステージ干渉
計を利用して移動する。そこで、アライメントマーク１
を対象としてファインアライメント系で位置検出を行な
う。

【００３８】このときウエハ５の位置情報を検出する為
に図１で示した位置検出用の励起光（アライメント光）
６を照射する光照射手段１１，プローブ２，集光レンズ
３、そして検出器４で構成される近接場光学系１０を用
いている。光照射手段１１より照射された励起光（照明
光，波長１５５０ｎｍ）６はアライメントマーク１によ
って回折・散乱し、あるいは吸収される。プローブ２は
この近接場８と相互作用し、新しい場（近接場）を形成
する。このようにして変化した近接場に存在する近接場
光に基づく散乱光９をレンズ３を通して検出器４で検出
している。

【００３９】本実施形態における近接場光学系１０によ
りアライメントマーク１を励起光６の波長により、はる
かに短いナノメートルオーダーの分解能で位置検出して
いる。

【００４０】本実施形態ではレジスト３３のレジスト厚
は約１μｍあり、レジスト３３の下のアライメントマー
ク１からの近接場の領域がレジスト表面上の近傍まで広
がるように、アライメント光としてレジスト厚より長波
長の光（励起光）を用いている。

【００４１】本実施形態ではプローブ２は図３に示され
るようなシアフォース制御法により１ｎｍの精度で制御
され、例えば図４に示すような、アライメントマーク１
の像を１ｎｍの位置精度で検出している。そして位置ず
れを１ｎｍの精度で制御している。

【００４２】図３は本実施形態におけるプローブ制御系
の要部概略図である。プローブ制御系はシアフォース制
御用の検出光１７ａを放射する光源１７，検出光１７ａ
の入射位置を検出する位置検出器１８そしてプローブを
駆動させる圧電素子１９、そして各種の要素の駆動制御
をする制御装置７を有している。

【００４３】図３に示す図３のプローブ制御系と図２の
近接場光学系１０は３次元的な配置となっており、アラ
イメントマーク１を中心に紙面の前後に相対的に所定の
角度回転して配置され、両者が機械的に干渉しないよう
に設定されている。プローブ２には先端径が１０ｎｍの
金の針を用いている。プローブ２とアライメントマーク
１との距離をナノメートルの精度で一定にする為、プロ
ーブ２をアライメントマーク１上で圧電素子１９を用
い、微小振動させて共振周波数のずれ量を制御すること
によって、プローブ２とアライメントマーク１との距離
を一定に保っている。

【００４４】シアフォース制御用の検出光１７ａをプロ
ーブ２に垂直に照射し、プローブ２の両端を通過した光
を位置検出器１８に入射させ、位置検出器１８からの信
号を用いることによりプローブ２の振動を計測する方式
をとっている。尚、シアフォース制御用の検出光１７ａ
としては波長は、６３０ｎｍのＬＤ（レーザーダイオー
ド）からの光を用い、位置検出系では不図示のアライメ
ント光の波長のみを透過するフィルターを用いることに
よりアライメント信号へのノイズ低減を図っている。

【００４５】図４はこの時用いたアライメントマーク１
の説明図である。幅２μｍで２０μｍ×２０μｍ角の中
央に幅２μｍの十字マーク１ａがあり、その中央に１５
０ｎｍのドットパターン１ｂが十字状に配列されている
ものである。プリアライメントでは大きな十字パターン
１ａ部分を用い、ファインアライメントに於いては同一
マークの中央のドットパターン１ｂを用いている。尚、
図中下にこの中央のドットパターン１ｂを拡大して示
す。

【００４６】このようにしてプローブ２とアライメント
マーク１とのナノメートルオーダーの位置検出を行な
い、その信号をもとに、ウエハステージ１２をステージ
駆動系１３を用いて所望の位置に駆動させてウエハ５の
位置を制御している。そして露光光をウエハ５に照射す
ることにより、所望のパターン（微細パターン）をウエ
ハ５面上に形成している。

【００４７】図２に戻り、３８はエキシマレーザー，３
６はビームエクスパンダーであり、エキシマレーザ３８
からのレーザ（露光光）を拡大して平行光束として射出
している。３５はミラーで、ビームエクスパンダー３６
からの露光光を反射してレチクル３１に入射させてい
る。３１はレチクルであり、その面上にはウエハ５に転
写すべきパターン３４が形成されている。

【００４８】３２は投影レンズであり、エキシマレーザ
３８からの露光光で照明されたレチクル３１面上のパタ
ーン３４をウエハ５面上のレジスト３３に縮小投影し
て、パターンを形成している。

【００４９】本実施形態の投影露光ではレチクル３１面
上のパターン３４をステップアンドリピート方式又はス
テップアンドスキャン方式によってウエハ５面上に順次
形成している。

【００５０】図５は本実施形態におけるアライメントか
ら露光に至るまでの動作を示すフローチャートである。

【００５１】本実施形態においては近接場光学系１０の
一要素として、金属性のプローブ２を用いて散乱光を検
出する方式を用いたが、ファイバーより成るプローブを
用い、ファイバー先端から近接場光（散乱光）を検出す
る方式を用いても良い。

【００５２】また、ファイバー中から光を照射すると同
時に近接場光を受光する所謂反射検出光モードを用いて
も良い。

【００５３】又、アライメントマークをウエハ面上又は
ステージ（基板）上の複数箇所に設け、それぞれの位置
情報を見ることにより全体の露光ショットの位置を定め
る所謂グローバルアライメント系を用いても良く、これ
によればアライメント精度を向上させることができる。

【００５４】図６は本発明の実施形態２の要部概略図で
ある。本実施形態では図２の実施形態１に比べてプリア
ライメント系とファインファインアライメント系の一部
を共通化することにより、同時に２つの系で計測するこ
とを行なっている点が異なっているだけで、その他の構
成は同じである。

【００５５】即ち本実施形態では対物レンズ３を共有化
し、ハーフミラー４１を介してアライメントマーク１に
基づく光束をプリアライメント系の検出器４０で検出し
ている。又アライメントマーク１近傍のと近接場光をフ
ァインアライメント系の検出器４で検出しており、その
他の構成は同じである。

【００５６】図７は本発明の実施形態３の要部概略図、
図８は本発明の実施形態３におけるプローブ２近傍の拡
大説明図である。図７，図８において図２の実施形態１
で示した要素と同一要素には同符号を付している。

【００５７】本実施形態は実施形態１で用いたプローブ
として微小粒子を光タラップして制御したものを用いて
いる。

【００５８】図７はその微小粒子より成るプローブ２が
光タラップされ、プローブ制御光（光タラップ光）２４
により位置制御用の微小粒子をプローブ２として用いた
場合を示している。この微小粒子を実施形態１のプロー
ブと同様に図７に示すようにアライメントマーク１から
の近接場８中に置くことにより近接場が変化する場合を
示している。この変化した近接場８に存在する近接場光
による散乱光９をレンズ３を通して検出器４で検出して
いる。この微小粒子より成るプローブ２の位置を制御す
る為の光タラップ光学系は光タラップ光源２２，レンズ
２１，ハーフミラー２０、そしてレンズ３等から構成さ
れている。

【００５９】光タラップ光源２２としてＮｄ：ＹＡＧレ
ーザー（波長１．０６μｍ：１００ｍＷ）を用いてい
る。光タラップ光源２２から出射された光タラップ光２
４はレンズ２１により集光され、ハーフミラー２０で折
り曲げられ、近接場光学系１０と共有化したレンズ３を
介し、プローブ２を照射している。プローブ２の微小粒
子として、ポリスチレン１００ｎｍ径の球を用いてい
る。

【００６０】図８は光タラップ光２４と微小粒子より成
るプローブ２に働く力の方向２５を示している。集光さ
れた光タラップ光２４は微小粒子より成るプローブ２に
よって散乱され、プローブ２自身はビーム電場分布の中
心、ビームフォーカス位置に引き寄せられ、方向２５に
動き、フォーカス位置（ビームウエスト）で安定する。

【００６１】ビームウエストの位置がプローブ２の中心
よりやや下方にくるように不図示のフォーカス位置調整
手段により調整すると、プローブ２はアライメントマー
ク１の表面上にわずかに押しつけられる。その結果、プ
ローブ２とアライメントマーク１の表面間の距離は略０
に保つことができる。

【００６２】こうして位置制御されたプローブ２を用
い、不図示のフォーカス位置制御手段により画角５００
ｎｍのスキャンを行なうことにより、アライメントマー
ク１の位置情報をナノメートルの精度で得ている。

【００６３】ウエハ５を大まかな所定の位置にセッティ
ングする前はプローブ２は不図示のフォーカス位置制御
手段によりウエハ５がセットされる位置より僅かに上方
に待機するような構成をとっている。その他の基本構成
は実施形態１と同様である。

【００６４】図９は本発明の実施形態４の要部概略図で
ある。本実施形態で用いているファインアライメント系
及びプリアライメント系は図７の実施形態３と同じであ
る。

【００６５】本実施形態は露光装置としてＸ線を用いた
Ｘ線プロキシミティ露光装置に適用した場合を示してい
る。本実施形態において近接場光学系１０によるアライ
メントマーク１の位置検出方法及び検出精度は図７の実
施形態３のファインアライメント系と同じである。

【００６６】本実施形態では光照射手段１１から波長８
３０ｎｍのアライメント照射光を用いている。レジスト
３３のレジスト厚は約０．５μｍあり、レジスト３３の
下のアライメントマーク１からの近接場の領域がレジス
ト表面上近傍まで広がるように、アライメント光として
レジスト厚より長波長の光を用いている。

【００６７】又、その際プローブ２は実施形態３で示し
たものと同様に微小粒子を光タラップして制御したもの
を用いた。プローブ２としての制御及びファインアライ
メント系については実施形態３と全く同様である。

【００６８】ファインアライメント系はウエハ５上の８
ヵ所に設けたアライメントマークの位置情報から各露光
ショット位置の最適なステージ駆動位置を求め各露光位
置にステージ精度で送り込む、所謂グローバルアライメ
ントを用いている。マスクパターン３４と露光装置との
アライメントは別途不図示のマスクアライメント系によ
って行なっている。

【００６９】ファインアライメントが完了後、露光す
る。露光光はシンクロトロンから放射されるＸ線を用い
ている。波長は７〜１３Åのものを用いた。Ｘ線は途中
不図示のＸ線ミラー系により露光画角５０ｍｍを均一に
照射されるように設計されている。１ショット当たり
０．５秒で露光を行なった。マスクフレーム４２に取り
付けられたＳｉＣより成る厚さ２μｍのマスクメンブレ
ン３１にタングステンの吸収体より成るパターン３４で
構成されたものを用いた。マスクパターン３４とウエハ
５との間隔は１０μｍに不図示のギャップ制御系で制御
し、プロキシミティー露光を行なっている。その後、ウ
エハを公知の現像処理工程を介してこれによりデバイス
を製造している。

【００７０】図１０は本発明の実施形態５の要部概略図
である。本実施形態で用いているファインアライメント
系及びプリアライメント系は図７の実施形態３と同じで
ある。

【００７１】本実施形態では露光装置として電子ビーム
（エレクトーンビームＥＢ）を用いたＥＢ露光装置に適
用した場合を示している。

【００７２】本実施形態において近接場光学系１０によ
るアライメントマーク１の位置検出方法及び検出精度は
図７の実施形態３のファインアライメント系と同じであ
る。

【００７３】本実施形態では光照射手段１１から波長７
８５ｎｍのアライメント照射光を用いている。レジスト
３３のレジスト厚は約０．４μｍあり、レジスト３３の
下のアライメントマーク１からの近接場の領域がレジス
ト表面上近傍まで広がるように、アライメント光として
レジスト厚より長波長の光を用いている。

【００７４】又、その際プローブ２は実施形態３で示し
たものと同様に微小粒子を光タラップして制御したもの
を用いた。プローブ２としての制御及びファインアライ
メント系については実施形態３と全く同様である。

【００７５】ファインアライメント系はウエハ５上の８
ヵ所に設けたアライメントマークの位置情報からＥＢ露
光位置の最適なステージ駆動位置を求めステージ精度で
送り込む、所謂グローバルアライメントを行なってい
る。

【００７６】ファインアライメントが完了後、ＥＢ描画
露光する。ＥＢ光源４７より出射したＥＢは電子レンズ
４３，４４，４５，４６によりレジスト３３上の所定の
位置に露光スポット４８を形成し、その領域のレジスト
を感光する。不図示の電子ビーム制御系から所定の露光
パターンをウエハ上に描画するように指示を受け、対応
するビームを形成するように電子レンズ４３、４４、４
５、４６が作用するようにしている。ＥＢ露光が完了し
たらウエハを公知の現像処理工程を介してこれによりデ
バイスを製造している。

【００７７】前述した各実施形態において、ウエハはＳ
ｉを主素材としたものを用いたが、その他ＧａＡｓを主
成分とするウエハや、ガラスの透明基板でも良く、ウエ
ハの材質によらずに露光可能である。

【００７８】又、本発明による露光装置によりデバイス
としてＢＯ（Ｂｉｎａｒｙ Ｏｐｔｉｃｓ）素子（微細
構造素子）の作成も可能である。透明基板からなるウエ
ハの場合は、アライメント励起光を透明基板内からアラ
イメントマークを全反射状態で照射することも可能であ
る。

【００７９】次に上記説明した露光装置を利用した半導
体デバイスの製造方法の実施例を説明する。

【００８０】図１１は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等
の半導体チップ、或は液晶パネルやＣＣＤ等）の製造の
フローチャートである。

【００８１】本実施例においてステップ１（回路設計）
では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ２
（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマ
スクを製作する。

【００８２】一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。

【００８３】次のステップ５（組立）は後工程と呼ば
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。

【００８４】ステップ６（検査）ではステップ５で作製
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。

【００８５】図１２は上記ステップ４のウエハプロセス
の詳細なフローチャートである。まずステップ１１（酸
化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（Ｃ
ＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。

【００８６】ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。

【００８７】ステップ１７（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

【００８８】尚本実施例の製造方法を用いれば高集積度
のデバイスを容易に製造することができる。

【００８９】

【発明の効果】本発明によれば以上のように、物体面上
に設けたアライメントマークに励起光を照射したときに
その物体面上に形成される近接場にプローブを接近さ
せ、このとき得られる近接場光に基づく散乱光を検出す
ることによって該物体の位置情報を高精度に検出するこ
とができる半導体素子等のデバイス製造用の微細加工機
として好適な露光装置及びそれを用いたデバイスの製造
方法を達成することができる。

【００９０】特に本発明によれば、従来アライメントマ
ークを検出する際、波長オーダーの分解能しかなかった
画像を、近接場光学系を組むことにより波長の１００分
の１以下のナノメートルオーダーの分解能で得ることが
可能となり、サブナノメートルの位置検出が可能とな
り、露光装置に用いることにより高集積度のデバイスを
製造することができる。

【００９１】又、本発明の位置検出装置を有した露光装
置を用いれば、複雑な構造を持つ微細構造素子を、ナノ
メートルオーダーで容易に加工することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の露光装置に用いている位置検出装置の
検出原理の説明図

【図２】本発明の露光装置の実施形態１の要部概略図

【図３】本発明の露光装置の実施形態１におけるプロー
ブ制御の説明図

【図４】図２のアライメントマークの説明図

【図５】本発明の実施形態１における露光プロセスのフ
ローチャート

【図６】本発明の露光装置の実施形態２の要部概略図

【図７】本発明の露光装置の実施形態３の要部概略図

【図８】本発明の露光装置の実施形態３の光タラップの
説明図

【図９】本発明の露光装置の実施形態４の要部概略図

【図１０】本発明の露光装置の実施形態５の要部概略図

【図１１】本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
ト

【図１２】本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
ト

【符号の説明】

１ アライメントマーク ２ プローブ ３ レンズ ４ 検出器 ５ 被露光物体（ウエハ） ６ 励起光（アライメント光） ７ 制御手段 ８ 近接場 ９ 散乱光 １０ 近接場光学系 １１ 光照射手段 １２ ステージ １３ ステージ駆動系 １７ シアフォース制御用検出光源 １８ 位置検出器 １９ 圧電素子 ２０ ハーフミラー ２１ レンズ ２２ 光タラップ光源 ２３ 光タラップ光源制御手段 ２４ 光タラップ光束 ２５ 力の方向 ３１ レチクル ３２ 投影レンズ ３３ レジスト ３４ 吸収体パターン ３５ ミラー ３６ ビームエクスパンダー ３８ エキシマレーザー ３９ レンズ ４０ 検出器 ４１ ハーフミラー ４２ マスクフレーム ４３，４４，４５，４６ 電子レンズ ４７ 電子源 ４８ 露光スポット

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レジストを塗布した被露光物体の位置情
   報をファインアライメント系で検出し、該ファインアラ
   イメント系からの信号を用いて該被露光物体の位置合わ
   せをして、その面上に露光光を照射してパターンを形成
   する露光装置において、該ファインアライメント系は該
   被露光物体又は該被露光物体を載置している基板に設け
   たアライメントマークに励起光を照射する照射手段、該
   アライメントマークの近傍に励起された近接場と相互作
   用させるプローブ、該近接場に存在する近接場光をプロ
   ーブを用いて受光する光検出器、該光検出器からの信号
   を利用して該被露光物体の位置情報を求める制御手段、
   そして該制御手段からの信号に基づいて該被露光物体を
   駆動させて位置合わせを行う駆動手段とを有しているこ
   とを特徴とする露光装置。
2. 【請求項２】 前記露光装置は前記ファインアライメン
   ト系によって前記被露光物体の位置情報を検出すること
   ができる検出可能範囲内に該被露光物体を追い込むプリ
   アライメント系を有していることを特徴とする請求項１
   の露光装置。
3. 【請求項３】 前記プローブは微小粒子から成っている
   ことを特徴とする請求項１又は２の露光装置。
4. 【請求項４】 前記微小粒子を光タラップにより制御し
   ていることを特徴とする請求項３の露光装置。
5. 【請求項５】 前記ファインアライメント系と前記プリ
   アライメント系は同一のアライメントマークを用いて位
   置検出を行っていることを特徴とする請求項２の露光装
   置。
6. 【請求項６】 前記アライメントマークの一部が微小ド
   ットパターンからなることを特徴とする請求項５の露光
   装置。
7. 【請求項７】 前記励起光の波長が前記レジストのレジ
   スト膜厚より長いことを特徴とする請求項１又は２の露
   光装置。
8. 【請求項８】 前記露光光が紫外光であることを特徴と
   する請求項第１又は２の露光装置。
9. 【請求項９】 前記露光光がＸ線であることを特徴とす
   る請求項１又は２の露光装置。
10. 【請求項１０】 前記露光光が電子線であることを特徴
    とする請求項１又は２の露光装置。
11. 【請求項１１】 前記被露光物体がＳｉウエハであるこ
    とを特徴とする請求項１又は２の露光装置。
12. 【請求項１２】 前記被露光物体が透明基板であること
    を特徴とする請求項１又は２の露光装置。
13. 【請求項１３】 請求項１から１２のいずれか１項記載
    の露光装置を用いて回路パターンを転写した露光基板を
    現像処理工程を介してデバイスを製造していることを特
    徴とするデバイスの製造方法。
14. 【請求項１４】 請求項１から１２のいずれか１項記載
    の露光装置を用いて製造したことを特徴とするデバイ
    ス。
15. 【請求項１５】 請求項１から１２のいずれか１項記載
    の露光装置を用いて製造したことを特徴とする微細構造
    素子。