【事件の表示】
　特許第２６６２２３６号「投影露光方法およびその装置」の請求項１ないし２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結論】
　訂正を認める。
　特許第２６６２２３６号の請求項１に係る特許を維持する。
【理由】
１．本件特許第２６６２２３６号は、昭和６３年３月８日に出願され、平成９年６月１３日にその特許権の設定登録がなされ、その後、磯部法子及び菅原益夫よりそれぞれ、特許の異議申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１０年９月２８日に訂正請求がなされ、この訂正請求に対して訂正拒絶理由通知がなされ、その指定期間である平成１１年５月１３日に前記訂正請求についての手続補正書が提出されたものである。
２．本件特許に対し、
（１）異議申立人磯部法子は、甲第１号証として特開昭５９−７４６２５号公報（以下、「第１の引用例」という。）を提示し、請求項１ないし２に係る発明は、第１の引用例に記載されているから、当該発明に係る特許は、特許法第２９条第１項の規定に違反して特許されたものであり、また、請求項１ないし２に係る発明は、第１の引用例に記載された発明に基づいて当業者がきわめて容易に発明をすることができたものであるから、当該発明に係る特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反して特許されたものである旨主張する。
（２）異議申立人菅原益夫は、甲第１号証として前記第１の引用例を、甲第２号証として特開昭５９−９４０３２号公報（以下、「第２の引用例」という。）を、及び甲第３号証として特開昭５９−１６１８１５号公報（以下、「第３の引用例」という。）を提示し、請求項１ないし２に係る発明は、第１の引用例に記載されているから、当該発明に係る特許は、特許法第２９条第１項の規定に違反して特許されたものであり、また、請求項１ないし２に係る発明は、第１の引用例に記載された発明に基づいて当業者がきわめて容易に発明をすることができたものであるから、当該発明に係る特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反して特許されたものであり、さらに、たとえ、特許請求の範囲を実施例に記載されたものに限定したとしても、実施例に記載された事項は前記第２及び第３の引用例に記載されている旨主張する。
３．上記手続補正書により補正がされた訂正請求によって訂正された明細書の請求項１に係る発明（以下、「訂正された特許発明」という。）は、その特許請求の範囲に記載された次のとおりのものである。
「所定波長の露光光を照射する露光光源と、
　投影レンズと、
　半導体ウエハが載置されるＸＹテーブルと、
　上記露光光源と投影レンズとの間にＸ軸及びＹ軸にマトリックス状に繰り返し透過パターンを備えたレチクルのパターンと、上記ＸＹテーブルに設けられたＸ軸及びＹ軸にマトリックス状に繰り返し透過パターンを備えた第１のパターンとの一致を、透過した上記露光光の光量により検出する検出機構と、
　上記露光光とは異なる波長の照明光を上記投影レンズを通して上記ＸＹテーブルに設けられる第２のパターンに照射する光源と、
　上記露光光とは異なる波長の照明光により上記第２のパターンを検出する検出機構とを有することを特徴とする投影露光装置。」
４．上記訂正請求の適否について判断する。
（１）上記訂正は、願書に添付された明細書（以下、「特許明細書」という。）を、以下のａ〜ｃのとおり訂正するものである。
ａ．特許請求の範囲について、
　請求項１を削除する訂正をする。
ｂ．特許請求の範囲について、
　請求項２を請求項１とし、「レチクルのパターンと」及び「ＸＹテーブルに設けた第１のパターン」を、それぞれ「Ｘ軸及びＹ軸にマトリックス状に繰り返し透過パターンを備えたレチクルのパターンと、」及び「ＸＹテーブルに設けられたＸ軸及びＹ軸にマトリックス状に繰り返し透過パターンを備えた第１のパターン」と訂正し、「一致を検出する検出機構」を、「一致を、透過した上記露光光の光量により検出する検出機構」と訂正する。
ｃ．発明の詳細な説明について、
　明細書第３頁１０行から第２９行（特許掲載公報第４コラム２−２８行目）の「すなわち、本発明の投影露光方法は、・・・有するものである。」を、「すなわち、本発明の投影露光装置は、所定波長の露光光を照射する露光光源と、投影レンズと、半導体ウエハが載置されるＸＹテーブルと、上記露光光源と投影レンズとの間にＸ軸及びＹ軸にマトリックス状に繰り返し透過パターンを備えたレチクルのパターンと、上記ＸＹテーブルに設けられたＸ軸及びＹ軸にマトリックス状に繰り返し透過パターンを備えた第１のパターンとの一致を、透過した上記露光光の光量により検出する検出機構と、上記露光光とは異なる波長の照明光を上記投影レンズを通して上記ＸＹテーブルに設けられる第２のパターンに照射する光源と、上記露光光とは異なる波長の照明光により上記第２のパターンを検出する検出機構とを有するものである。」と訂正する。
（２）上記訂正のうち、
　ａの訂正事項についてみると、この訂正は、請求項を削除するものであるから、特許請求の範囲の減縮に相当する。
　ｂの訂正についてみると、「レチクルのパターンと」及び「ＸＹテーブルに設けた第１のパターン」を、それぞれ「Ｘ軸及びＹ軸にマトリックス状に繰り返し透過パターンを備えたレチクルのパターンと、」及び「ＸＹテーブルに設けられたＸ軸及びＹ軸にマトリックス状に繰り返し透過パターンを備えた第１のパターン」とする訂正は、いずれも、「パターン」の構成を具体的な「Ｘ軸及びＹ軸にマトリックス状に繰り返し透過パターンを備えたパターン」と限定するものであるから特許請求の範囲の減縮に相当し、「一致を検出する検出機構」を、「一致を、透過した上記露光光の光量により検出する検出機構」とする訂正は、「検出機構」を、その下位該概念である透過した露光光の光量により検出する検出機構に限定するものであるから、特許請求の範囲の減縮に相当する。
　ｃの訂正事項についてみると、この訂正事項は特許請求の範囲の訂正に伴い、発明の詳細な説明の記載中、［課題を解決するための手段］　の欄をこれに整合させたものであるから、明りょうでない記載の釈明に相当する。
　そして、訂正された特許請求の範囲に記載された「Ｘ軸及びＹ軸にマトリックス状に繰り返し透過パターンを備えたレチクルのパターン」及び「ＸＹテーブルに設けられたＸ軸及びＹ軸にマトリックス状に繰り返し透過パターンを備えた第１のパターン」は、願書に添付した図面の第２図（ａ）及び（ｂ）に、正方形の透過パターンがＸ軸及びＹ軸にマトリックス状に繰り返されたパターンを、レチクルのパターン及びＸＹテーブルに設けられた第１のパターンとしたものが記載されていること、並びに願書に添付した明細書第１２頁４−６行目に「平均結像位置、ベストフォーカス位置、像回転量、像伸縮率、像面傾斜率等が算出される」と記載されていることから、また、訂正された特許請求の範囲に記載された「一致を、透過した上記露光光の光量により検出する検出機構」は、願書に添付した明細書第８頁７−１２行目の「この光量検出機構１３の内部には、反射鏡１５を経て光信号をその光量に対応した電気信号に変換する光電管１６が設けられている。」及び同第１０頁８−１３行目の「これによって試料板１４上には上記レチクル５の透過パターン７が投影され、これに対応して縮小形成された試料板１４上の透過パターン７ａを通過した露光光のみが光量検出機構１３の内部に導かれ、反射鏡１５を経て光電管１６に入射される。」と記載されていることから、それぞれ特許明細書又は図面から直接的かつ一義的に導き出せるものである。
　そうすると、上記訂正事項は、いずれも、願書に添付された明細書又は図面に記載された事項の範囲内のものである。
　そして、これらの訂正によって、発明の目的が変更されるものでもないから、前記訂正事項は、いずれも、実質上特許請求の範囲を拡張するものでもなく、また、変更するものでもない。
（３）次に、独立特許要件について判断する。
　前記第１〜３の引用例には、次の事項が記載されている。
　第１の引用例；光源１からの焼付け光（露光光）でレチクル５を照射し、レチクル５に形成された回路パターンを投影レンズ６によってウエハ上に結像させる投影露光方法及び露光装置に関するものであって、「ウエハ７は２次元的な移動、すなわち図中左右方向（ｘ方向）と、紙面表裏に向かう前後方向（ｙ方向）とに移動可能なステージ８上に載置される。（第３頁右上欄１４−１６行目）」、「次にシャッター２４を開き、マーク２１をランプ２２の光で照明し、マーク２１の投影像がＸマーク２７ａ上に重なるようにＸ−ＡＣＴ１０５やＹ−ＡＣＴ１０６を作動して、ステージ８を移動する。この際、ステージ８をｘ方向に定速度で送り、Ｘマーク２７ａを透過した光を光電素子２８で検出して、マーク２１の投影像の光強度分布を測定する。この強度分布は例えば第６図（ａ）のような波形となる。第６図（ａ）はステージ８のｘ方向の位置に対する光電素子２８の光電信号Ｉの大きさを表したものである。そこでステージ８をｘ方向に送りつつ、Ｘ軸干渉計１１０でＸ方向の位置を計測し、光電信号Ｉが所定のレベルＩｒと交わったときの位置Ｘ１とＸ２を求める。そして、ＣＰＵ１００はこの位置ＸｌとＸ２の中心位置ｘｏ、すなわち光電信号Ｉのピーク位置を演算し、その位置ｘｏにステージ８が停止するようにＸ−ＡＣＴ１０５を制御する。これによってマーク２１の投影位置とステージ８のｘ方向の位置とが対応付けられる。（第５頁右下欄７行目−第６頁左上欄６行目）」、「位置ｘｏにステージ８が停止した後、Ｘ−ＡＬＧ１０３のレーザスポット光の振動中心をＸマーク２７ａに合わせる。この場合、第１図に示すようにＸ−ＡＬＧ１０３の反射ミラー１７から射出するレーザ光束は、ダイクロイックミラー１０で投影レンズ６の方へ反射され、ウエハ７の表面又は基準マーク２７の表面にスポット光として集束される。このスポット光は振動鏡１３によってＸマーク２７ａの延長方向と直交する方向に走査される。そこで、第５図に示した同期検波によるサーボ制御系によって、平行平板ガラス１６を傾ける。この時、スポット光がＸマーク２７ａを照射すると、格子要素から回折光が生じ、光電素子２０は高次回折光のみを受光することになる。尚、基準マーク２７上のスポット光の大きさはＸマーク２７ａ（又はＹマーク２７ｂ）の幅とほぼ等しくなるように定められている。このとき、第５図のＰＳＤ３０２の検波信号Ｓは第６図（ｂ）のような波形を取り得る。そこで検波信号Ｓが零点Ｐになるようにすれば、レチクル５のマーク２１のｇ線又は近似波長の光による投影像と、ＴＴＬ方式のレーザ光によるアライメント系、すなわちＸ−ＡＬＧ１０３の検出中心との位置対応が完全に校正（調整）されたことになる。そして、検波信号Ｓが零点Ｐになったときに、平行平板ガラス１６の傾斜を固定する。以上の動作によって、Ｘ方向をアライメントするレチクル５のマーク２１と、レーザ走査光学系の振動中心とは光学的に共役な位置に合わされる。一方、ｙ方向の校正についても、レチクル５のマーク２１´と基準マーク２７中のＹマーク２７ｂとを用いて全く同様に行われる。この場合、ステージ８はｙ方向に移動する。以上によりＸ−ＡＬＧ１０３、Ｙ−ＡＬＧ１０４の校正が終了する���（第６頁左上欄６行目−左下欄１行目）」、「（２）次に、ウエハ７をレチクル５に対してアライメントする場合を述べる。尚、この段階でウエハ７は例えば図示しないオフ・アクシス方式によるθ軸アライメント系によりステージ８に対する回転誤差が検出され、その回転誤差はθ−ＡＣＴ１０７によって補正されているものとする。さらにウエハ７上には第７図に示すように、前工程で形成された回路パターン領域７ａ以外に、Ｘマーク２７ａ、Ｙマーク２７ｂと同様に、格子要素の集合として設けられたマーク３０、３１が印されているものとする。マーク３０は回路パターン領域７ａの右側縁端部に沿ってｙ方向に格子要素が配列され、ｘ方向のアライメントに用いられる。マーク３１は回路パターン領域７ａの下側縁端部に沿ってｘ方向に格子要素が配列され、ｙ方向のアライメントに用いられる。また、ウエハ７の表面にはフォトレジストが塗布されており、そのフォトレジストを感光させないために、シャッター３と２４は共に閉じている。さて、レチクル５とウエハ７上の回路パターン領域７ａとをアライメントするには、まず基準マーク２７から露光すべき回路パターン領域７ａまでの距離に基づいてステージ８を移動する。この場合、ウエハ７の基準マーク２７に対する位置は、ほぼ一定に再現されるものとする。そこでレーザ走査光学系の振動中心を校正したとき、ＣＰＵ１００がステージ８の位置をｘおよびｙ方向についてＸ軸干渉計１１０とＹ軸干渉計１１１によって計測しておけば、その位置から露光すべき回路パターン領域７ａまでの距離は容易に求められる。それは、ウエハ７の基準マーク２７に対する位置、及びウエハ７上の回路パターン領域の配列が予じめわかっているからである。このようにステージ８を送ると、投影レンズ６による回路パターン像と、ウェハ７上の回路パターン領域７ａとは数十μｍ以下の誤差で重なり合うことになる。次に、レーザ走査光学系によるＸ−ＡＬＧ１０３、ＹＡＬＧ１０４を作動し、ウエハ７上の２つのマーク３０と３１との各々について、第５図に示したＰＳＤ３０２の検波信号から、零点Ｐからのずれを求め、レチクル５の回路パターン像と、ウエハ７とのアライメント誤差を測定する。すなわちレチクル５とウエハ７の相対的な位置ずれを検知する。このとき、Ｘ−ＡＬＧ１０３のレーザスポット光はマーク３０をｘ方向に往復走査し、Ｙ−ＡＬＧ１０４のレーザスポット光はマーク３１をｙ方向に往復走査する。（第６頁左下欄２行目−第７頁左上欄９行目）」、「さて、測定されたアライメント誤差に基づいて、Ｘ−ＡＣＴ１０５とＹ−ＡＣＴ１０６を駆動し、この誤差がなくなるようにステージ８を微動する。そして、その位置でシャッター３が一定時間開き、レチクル５の回路パターン像は、ウエハ７上の回路パターン領域７ａと一致した状態でフォトレジストへ転写される。（第７頁左上欄１０−１６行目）」、「本発明の第２の実施例を以下に説明する。第２の実施例による露光装置の全体構成は第１図とほぼ同じであるが、レチクル５のマーク２０（２１´）のみを照明する光学系（第１図のランプ２２，ハーフミラー２３、シャッター２４、レンズ２５、及び反射ミラー２６）を全て取り除く。そして、露光用照明光学系４によって��チクル５のマーク２１（２１´）を含む領域を同時に照明するように構成する。さらにステージ８上に固定された基準マーク２７の形状も第９図のようにする。（第７頁左下欄１７行目−右下欄６行目）」、「第９図において、斜線部分は遮光部を示し、第１の実施例と同様にＸ方向とｙ方向とに格子要素が配列されたＸマーク２７ａとＹマーク２７ｂの他に、Ｘ方向とｙ方向に細長く延びたスリット状のマーク２７ｃ、２７ｄとが設けられている。マーク２７ｃ、２７ｄは共にレチクル５上のマーク２１、２１´の投影像とほぼ同じ大きさに定められ、マーク２７ｃはマーク２１の投影像のＸ方向の位置を検知し、マーク２７ｄはマーク２１´の投影像のｙ方向の位置を検知する。（第７頁右下欄７−１６行目参照）」、「尚、Ｘマーク２７ａのｙ方向に延びる中心線（幅の中心）はマーク２７ｃのｙ方向に延びる中心線と一致し、Ｙマーク２７ｂのＸ方向に延びる中心線も、マーク２７ｄのＸ方向に延びる中心線と一致する。（第７頁右下欄１７−２１行目）」、「そこで、マーク像３２、３３が回路パターン領域７ａ中に転写されないようにするための第３の実施例を第１１図により説明する。この場合、第９図に示した基準マーク２７中のＸマーク２７ａ、Ｙマーク２７ｄの配置を第１１図のように変更する。このようにすると、レチクル５のマーク２１、２１´は第８図（ａ）のように露光領域５ａの外周域に設けることができる。さて、第１１図において、スリット状のマーク２７ｃ、２７ｄはそれぞれＸマーク２７ａ、Ｙマーク２７ｂと平行に配置され、その間隔はそれぞれｘｄ、ｘｙに定められている。（第８頁左下欄１３行目−右下欄４行目）」、「以上、本発明の各実施例を要約すれば、ステージ８に設けられ、露光波長（焼付け光の波長）又はそれと略等しい波長の光（波長λ１）により投影光学系としての投影レンズ６を介して投影されたマスク（レチクル５）のマーク２１、２１´の像を検出する光電検出器（光電素子２８）と；ステージ８に設けられた基準マーク２７（Ｘマーク２７ａ、Ｙマーク２７ｂ）と；波長λ１とは異なる波長λ２のレーザ・ビームを投影レンズ６を介してウエハ７（被露光物）上のマーク３０、３１（キーマーク）に照射し、該マーク３０、３１をアライメントのための検出中心、すなわちレーザ・ビームの振動中心に合致させるためのアライメント手段（振動鏡１３、ビームスプリッタ１４、収束レンズ１５、平行板ガラス１６、反射ミラー７、フィルター１８、レンズ１９、及び光電素子２０を含むＸ−ＡＬＧ１０３、Ｙ−ＡＬＧ１０４）と；光電素子２８がマーク２１、２１´の像を検出したときのステージ８の位置を基準位置として、波長λ２のレーザ・ビームと基準マーク２７とを相対的に変位させて、アライメント用の検出中心（レーザ・ビームの振動中心）を基準マーク２７に合致させる補正手段としての平行平板ガラス１６の傾き制御系（駆動回路３０１、ＰＳＤ３０２、サーボ回路３０３）とを設けてなるものである。これによって、波長λ１の光、すなわち焼付け光ないしその近似波長の光で検出されたマーク２１、２１´の像の位置に対して、波長λ２の光、すなわちＨｅ−Ｎｅレーザ光のスポットで合致されたアライメント用の検出中心（振動中心）が投影レンズ６の色収差分を補正して対応付けられる。（第１０頁右下欄１３−第１１頁右上欄３行目）」及び「以上に述べたように本発明によれば、マスクに設けられたマークの投影像をステージに設けられた光電検出器（光電素子２８）によって直接検出しているので、マークの投影像を投影光学系を介して反射像として検出する光学系を必要としない。従ってその検出光学系のＯＴＦの影響や設計上現れないフレア等の影響を受けることなく、極めて正確にマスクとステージの位置の対応付けができ、このためマスクと被露光物との相対的な位置合わせが極めて精密にできる効果を有する。（第１１頁右上欄１５行目−左下欄４行目参照）」と記載されている。
第２の引用例；投影露光装置における、投影倍率（像縮小率）や焦点位置等の測定方法及び装置であって、「レチクル５上に２次元的に配置された複数の透過パターンＭｉｊの各々を露光光のもとで投影レンズ６を介してステージ側に投影し、各透過パターンの投影像を移動ステージ上に設けられたスリット開孔８ａ，８ｂを介して光電検出器９によって順次検出し、その各パターンの対応した光電検出器９からの信号とステージの移動位置とに基づいて複数の透過パターンＭｉｊの各々の投影像の位置を求め、それらの位置データを演算することで投影倍率や歪曲収差を求める。（第２図及び第５頁左下欄８行目−第６頁左下欄４行目参照）」こと、及び「投影レンズの結像面の凹凸分布、ベストフォーカス位置、及び露光領域中の像面傾斜に関する測定について、まずレチクル５に形成された複数の透過パターンＭｉｊの投影像の各々をステージの移動によりスリット開口８ａ，８ｂを介して光電検出器９で順次受光し、複数の透過パターンＭｉｊの各投影像毎の光量（コントラスト）を検出し、その検出された信号に基づいて、透過パターンＭｉｊの各々に対応した投影像の光強度分布を求めることによって、投影レンズの有効露光領域（投影視野）中の結像面の凹凸分布、ベストフォーカス位置、及び投影レンズの光軸の倒れ（像面傾斜）を確認する。（第６〜８図及び第６頁右下欄６行目−第７頁左下欄１７行目参照）」ことが記載されている。
　第３の引用例；露光装置において、ウエハ上におけるレチクルの投影像の回転変位（像回転量）を検出する手法及び装置であって、「レチクル上に設けられたマークの像ＲＬ´とＲＲ´とを露光光のもとで投影レンズを介してステージ側に投影し、そのステージ上に設けられたスリット開口８ａを介してマークの像ＲＬ´とＲＲ´を光電検出器９により受光し、そのときの光電信号とウエハステージの移動位置を計測するレーザ干渉計１３からの位置情報とに基づいて、ウエハステージの移動座標系中でのマーク像ＲＬ´及びＲＲ´の各々の位置を検出し、その位置の差分からレチクルの投影像の回転偏位を検出する。（第６図及び第６頁右上欄１８行目−右下欄１６行目）」ことが記載されている。
（４）訂正後の特許発明と前記第１〜３の引用例に記載されたものとを対比すると、
前記各引用例には、いずれにも、訂正後の特許発明の必須の構成である「露光光源と投影レンズとの間にＸ軸及びＹ軸にマトリックス状に繰り返し透過パターンを備えたレチクルのパターンと、上記ＸＹテーブルに設けられたＸ軸及びＹ軸にマトリックス状に繰り返し透過パターンを備えた第１のパターンとの一致を、透過した上記露光光の光量により検出する検出機構」の構成が記載されていないし、かつ示唆もされていない。
　そして、訂正後の請求項１に係る発明は、前記構成により、「マトリックス状に繰り返しパターンを設けておくことにより、各開口部からの合計された、すなわち増加された光量を検出することが可能となり、光のシグナルを検出しやすくできる」という前記各引用例にはない、格別の効果を奏するものである。
　したがって、訂正後の特許発明は、前記第１〜３の引用例に記載された発明と同一であるとも、それらの発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとすることも、できない。以上のとおりであるから、上記訂正請求は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項で準用する第１２６条第２項〜第４項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
５．次に、特許異議の申立てについて判断する。
（１）本件特許の請求項１に係る発明は、訂正された明細書の特許請求の範囲に記載されたとおりのものであって、上記３で認定したとおりのものである。
（２）そして、本件特許の請求項１に係る発明は、上記４（４）で示したように、第１〜３の引用例に記載された発明と同一であるとも、それらの発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものともすることもできない。
６．したがって、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件特許の請求項１に係る発明の特許を取り消すことはできない。
　また、他に、本件特許の請求項１に係る発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１１年５月２４日（１９９９．５．２４）
【訂正の要旨】
　訂正の要旨
ａ．特許請求の範囲について、
　特許請求の範囲の減縮を目的として、請求項１を削除する訂正をする。
ｂ．特許請求の範囲について、
　請求項２を請求項１とし、「レチクルのパターンと」及び「ＸＹテーブルに設けた第１のパターン」を、それぞれ「Ｘ軸及びＹ軸にマトリックス状に繰り返し透過パターンを備えたレチクルのパターンと、」及び「ＸＹテーブルに設けられたＸ軸及びＹ軸にマトリックス状に繰り返し透過パターンを備えた第１のパターン」と訂正し、「一致を検出する検出機構」を、「一致を、透過した上記露光光の光量により検出する検出機構」と、特許請求の範囲の減縮を目的として訂正する。
ｃ．発明の詳細な説明について、
　明細書第３頁１０行から第２９行（特許掲載公報第４コラム２−２８行目）の「すなわち、本発明の投影露光方法は、・・・有するものである。」を、「すなわち、本発明の投影露光装置は、所定波長の露光光を照射する露光光源と、投影レンズと、半導体ウェハが載置されるＸＹテーブルと、上記露光光源と投影レンズとの間にＸ軸及びＹ軸にマトリックス状に繰り返し透過パターンを備えたレチクルのパターンと、上記ＸＹテーブルに設けられたＸ軸及びＹ軸にマトリックス状に繰り返し透過パターンを備えた第１のパターンとの一致を、透過した上記露光光の光量により検出する検出機構と、上記露光光とは異なる波長の照明光を上記投影レンズを通して上記ＸＹテーブルに設けられる第２のパターンに照射する光源と、上記露光光とは異なる波長の照明光により上記第２のパターンを検出する検出機構とを有するものである。」と、明りょうでない記載の釈明を目的として訂正する。
（５４）【発明の名称】
投影露光装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】
　所定波長の露光光を照射する露光光源と、
　投影レンズと、
　半導体ウエハが載置されるＸＹテーブルと、
　上記露光光源と投影レンズとの間にＸ軸及びＹ軸にマトリックス状に繰り返し
透過
、
れた
透過
を備えた
、透過した上記露光光の光量により
　上記露光光とは異なる波長の照明光を上記投影レンズを通して上記ＸＹテーブルに設けられる第２のパターンに照射する光源と、
　上記露光光とは異なる波長の照明光により上記第２のパターンを検出する検出機構とを有することを特徴とする投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
　本発明は、アライメント技術に関し、特に半導体装置製造の際の縮小投影露光工程におけるマスクに対する半導体ウエハ（以下単に、「ウエハ」と略称する）のアライメントに適用して有効な技術に関する。
〔従来の技術〕
　レチクル等のマスク上に遮光膜で形成された回路パターンをウエハ上に転写する技術としては、縮小投影露光装置を用いた技術が一般的であるが、このときのウエハとマスクとの位置合わせは、たとえば以下のようにして行なわれる。
　すなわち、ウエハの表面に凹凸の段差形状によって形成されたアライメントマークに対して、縮小投影レンズを通じて照明光を照射し、上記アライメントマークからの反射光をビームスプリッタなどを介してＴＶカメラに入射させ、この反射光の光量に基づいて電気信号を検出することにより上記アライメントマークの位置を把握し、マスクに対するウエハの目的露光領域の位置決めを行なうものである。このような位置決め技術は、一般にスルー・ザ・レンズ（ＴＴＬ）方式と呼ばれている。
　上記ＴＴＬ方式によるアライメント技術について記載されている例としては、株式会社工業調査会、昭和６１年１１月１８日発行、「電子材料別冊、超ＬＳＩ製造・試験装置ガイドブック」Ｐ１０１〜Ｐ１０９がある。
　ところで、半導体集積回路の回路パターンの微細化にともなって、転写されるパターンも微細化してきており、露光前の光学系の機器調整が高精度な露光を実現する上で必要不可欠となってきている。
　このような機器調整に先だって、露光用プリセット値としてＸＹθ方向のアライメントオフセット値ならびにベストフォーカス値等の各値の測定を行なう必要があるが、前者の測定に際しては、実際のテストウエハ上にバーニアパターンを露光し現像した後に、目視で位置誤差を読取り、この誤差値に基づいて調整を行なっていた。また、後者の測定に際しては、各種の線幅を有するラインパターンをテストウエハ上に露光し現像した後に、最小解像線幅が解像されるフォーカス値を求め、これによって調整を行なっていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
　しかし、上記のように実際のテストウエハ上にテストパターンの露光を行い、作業者の目視測定により最適値を決定する方法では測定誤差が大きく、また複数回のテスト露光を繰り返すために測定時間も長く必要であり、この測定結果に基づく機器設定にも多大な時間を必要としていた。
　本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、その目的はアライメントにおける各種測定を高精度かつ迅速に行い、機器設定を自動化することの可能な技術を提供することにある。
　本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
〔課題を解決するための手段〕
　本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、概ね次の通りである。
　すなわち、本発明の投影露光装置は、
　所定波長の露光光を照射する露光光源と、
　投影レンズと、
　半導体ウエハが載置されるＸＹテーブルと、
　上記露光光源と投影レンズとの間にＸ軸及びＹ軸にマトリックス状に繰り返し
透過
を備えた
、
れた
透過
を備えた
、透過した上記露光光の光量により
　上記露光光とは異なる波長の照明光を上記投影レンズを通して上記ＸＹテーブルに設けられる第２のパターンに照射する光源と、
　上記露光光とは異なる波長の照明光により上記第２のパターンを検出する検出機構とを有するものである。
〔作用〕
　上記した手段によれば、露光光源からの光の他に、その露光光源からの光とは波長の異なる光を投影レンズを通して照射し、パターンの検出および投影露光を行うことにより、実際のテストウエハによる露光工程を行なうことなく高精度かつ短時間で最適な各種の露光用プリセット値を算出することができる。
　この結果、露光装置における機器設定を自動化でき、回路パターンの露光を効率的かつ高精度に行なうことができる。
〔実施例〕
　第１図は本発明の一実施例である露光装置を示す概略説明図、第２図（ａ），（ｂ）および（ｃ）は本実施例で用いられる透過パターンを示す説明図、第３図は本実施例の処理手順を示すフロー図、第４図（ａ）および（ｂ）は光電管によるＸＹＺ方向の電圧変動を示す説明図である。
　本実施例の縮小投影露光装置１は、図示されないフィルタ等によりＧ線（４３６ｎｍ）波長を放射する水銀ランプからなる露光光源２と、この露光光源２から照射される露光光を集束する集光レンズ３と、縮小投影レンズ４とからなる露光光学系を有している。
　上記集光レンズ３と縮小投影レンズ４との間には、透明な石英ガラス基板等にクロム（Ｃｒ）等の遮光膜６で集積回路パターンを形成したレチクル５（原版）が着脱可能に配置されている。本実施例で用いられるレチクル５はアライメント専用のテストマスクであり、透明の石英ガラスの一面にクロム（Ｃｒ）等の蒸着で形成された遮光膜６により、第２図（ａ）に例示される透過パターン７が形成されているものである。
　なお、上記レチクル５は、図示されない回転駆動機構によりθ方向への所定量の回転が可能となっている。
　一方、上記縮小投影レンズ４の下方には、ＸＹ方向駆動源８により制御されたＸＹテーブル１０が載置されており、該ＸＹテーブル１０の主面上にはウエハチャック１１に固定されたウエハ１２および光量検出機構１３がそれぞれ設けられている。上記ウエハチャック１１は、近傍に設けられたレーザ測長器９により、ＸＹテーブル１０の移動量等が測定されるようになっている。
　光量検出機構１３はその上面に試料板１４を載置する構造とされており、当該試料板１４は上記レチクル５と同様な透過パターン７ａ（第２図（ｂ））を有している。当該透過パターン７ａは上記縮小投影レンズ４の縮小率に対応した大きさで形成されており、上記透過パターン７ａの近傍には第２図（ｃ）で示されるような十字形状の第２の透過パターン７ｂが設けられている。
　この光量検出機構１３の内部には、反射鏡１５を経て光信号をその光量に対応した電気信号に変換する光電管１６が設けられている。上記光電管１６は光電変換した電気信号を第１図中において破線で囲まれた制御部１７に送出する構造となっている。
　上記に説明したＸＹテーブル１０は装置基体１８上に載置されており、該装置基体１８よりＬ字状に上方に延設されたスタンド２０にはＺ軸駆動モータ２１によって上下動を制御される前述の露光光学系が取付けられている。
　この露光光学系は、その側方にアライメント光学系を備えている。該アライメント光学系は、上記露光光源２と共通あるいはそれから独立した水銀ランプあるいはキセノンランプ等からなる検出光源２２を有しており、該検出光源２２から放出された照射光がフィルタ２３を通過してＥ線（５４６ｎｍ）あるいはＤ線（５８９ｎｍ）からなる検出光としてコンデンサレンズ２４およびハーフミラーで構成されたビームスプリッタ２５に入射される。ビームスプリッタ２５により屈折された上記検出光は、中継レンズ２６および反射鏡２７を経て露光光学系に進み、縮小投影レンズ４を経て上記光量検出機構１３上の試料板１４を照射する。上記試料板１４の透過パターン７ａを通過した検出光は光量検出機構１３の内部で入射方向に対して反射され、この反射光は上記光路を逆進して縮小投影レンズ４、反射鏡２７、中継レンズ２６を介してビームスプリッタ２５に入射される。ここでビームスプリッタ２５に入射された反射光はそのまま直進して画像認識手段としてのＴＶカメラ２８に入射される構造となっている。
　次に、本実施例の作用について説明する。
　まず、ウエハ１２の露光に先だって、本実施例における機器調整のための各値を測定する必要がある。
　露光光学系が光量検出機構１３の上方に位置された状態で、露光光源２より露光光が放射されると、当該露光光は集光レンズ３を経てレチクル５を通過し、さらに縮小投影レンズ４によって１／５に縮小されて光量検出機構１３上の試料板１４に照射される。これによって試料板１４上には上記レチクル５の透過パターン７が投影され、これに対応して縮小形成された試料板１４上の透過パターン７ａを透過した露光光のみが光量検出機構１３の内部に導かれ、反射鏡１５を経て光電管１６に入射される。このようにして光電管１６に入射された露光光は、アナログ電気信号に変換されて制御部１７の光量検出回路１７ａに入力される。該光量検出回路１７ａでは上記アナログ電気信号をデジタル信号にＤ／Ａ変換し、マイクロプロセッサ等で構成される制御回路１７ｂに入力する。制御回路１７ｂでは、上記検出光量に基づいてＸＹＺ駆動回路１７ｃを通じてＸＹ方向駆動源８およびＺ軸駆動モータ２１を駆動してＸ，Ｚ，Ｙ方向に縮小変位を繰り返しながら光電管１６からの検出光量が最大となるＸＯ，ＹＯ，ＺＯの座標位置を算出する。このときの検出電圧と各方向の座標位置との関係を示したものが第４図（ａ）である。
　ここで、検出光量が最大となる位置は、露光光学系上において、上記レチクル５の透過パターン７と試料板１４の透過パターン７ａとが一致している場合であり、この場合には露光光の透過量は最大値となる。
　上記の最大光量検出のための手順を第３図によってさらに具体的に説明すると、ＸＹＺそれぞれの方向への移動時の電圧変化を検出し（第３図ステップ３０１）、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向へのそれぞれの目標移動量値を演算する（ステップ３０２）。このときの各方向への検出電圧の変動と座標値との関係を示したものが第４図（ｂ）である。上記により算出された各方向への目標移動量値に基づいてＸＹＺ駆動回路１７ｃを通じてＸＹ方向駆動源８およびＺ軸駆動モータ２１を駆動制御する。以上の処理をあらかじめ設定された回数（ｎ回）分だけ繰り返して（ステップ３０３）各領域におけるＸＭＡＸ，ＹＭＡＸ，ＺＭＡＸをそれぞれ算出する。これらの各領域での算出値に基づいて、平均結像位置、ベストフォーカス位置、像回転量、像縮小率、像面傾斜率等の各値が算出される。
　このようにして得られた各値より、各方向についてのずれ量が調整される。当該調整は、たとえば平均結像位置についてはＸＹテーブル１０を駆動することにより行なわれ、ベストフォーカス位置についてはＺ軸駆動モータ２１を制御することにより行なわれる。また、像回転量の調整については、図示されないレチクル５アライメント機構により、レチクル５を所定量だけ回転させて像回転誤差の補正を行なう。像縮小率に関しては、図示されない縮小倍率補正機構を駆動してたとえばレチクル５と縮小投影レンズ４との距離を調整する等の方法を利用して、適正値となるよう補正する。像面傾斜率の補正については、ウエハ１２を載置するウエハチャック１１自体の傾斜方向を変化させることにより行なわれる。このように、光学像の各算出値による誤差が最小となるように補正を行なうことにより、実際のウエハ１２上に転写されるパターンの合わせ精度と解像度を向上させることができる。
　上記の各値が調整された後に、今度はアライメント光学系の較正が行なわれる。当該較正は、まず検出光源２２からの検出光の照射によって、十字形状の第２の透過パターン７ｂをＴＶカメラ２８によって認識し、この認識画像より当該透過パターン７の座標値を検出する。続いて、この座標値を上記の露光光学系の調整の際の算出値により得られた平均結像位置と比較して補正値を加えてアライメント光学系のオフセット値を得る。
　次に、本実施例における露光工程について説明する。
　まず、レチクル５が実際の集積回路パターンを備えたものと交換されて、ＸＹテーブル１０の移動によって、縮小投影レンズ４の直下にウエハ１２が位置された状態となると、検出光源２２より検出光が照射され、これがフィルタ２３、コンデンサレンズ２４、ビームスプリッタ２５、中継レンズ２６、反射鏡２７、縮小投影レンズ４を経てウエハ１２の所定領域を照射する。このウエハ１２からの反射光は上記光路を逆進してビームスプリッタ２５よりＴＶカメラ２８に入射される。ＴＶカメラ２８で認識された上記ウエハ１２の所定領域の画像は、図示されない信号処理部により処理されて、ウエハ１２の位置認識、および位置修正が行なわれる。
　このようにウエハ１２が位置決めされた状態で、今度は露光光源２が点灯されて、レチクル５および縮小投影レンズ４を経た露光光がウエハ１２上の所定領域に照射されると、レチクル５の集積回路パターンに対応したパターン形状がウエハ１２上のフォトレジスト膜上に転写される。
　以上のようにして各領域での集積回路パターンの転写を順次繰り返して露光工程を完了する。
　以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
　たとえば、透過パターンについては第２図に示した形状のものに限られず如何なる形状であってもよい。
　以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその利用分野である、いわゆる半導体装置の製造に用いられる縮小投影露光装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の投影露光装置にも広く適用可能である。
〔発明の効果〕
　本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
　すなわち、本発明によれば、実際のテストウエハによる露光工程を行なうことなく高精度かつ短時間で最適な各種の露光用プリセット値を算出することができる。この結果、露光装置における機器設定を自動化でき、回路パターンの露光を効率的かつ高精度に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例である露光装置を示す概略説明図、第２図（ａ），（ｂ）および（ｃ）は本実施例で用いられる透過パターンを示す説明図、
第３図は本実施例の処理手順を示すフロー図、
第４図（ａ）および（ｂ）は本実施例における光電管によるＸＹＺ方向の電圧変動を示す説明図である。
１……縮小投影露光装置、２……露光光源、３……集光レンズ、４……縮小投影レンズ、５……レチクル（原版）、６……遮光膜、７，７ａ，７ｂ……透過パターン、８……ＸＹ方向駆動源、９……レーザ測長器、１０……ＸＹテーブル、１１……ウエハチャック、１２……ウエハ、１３……光量検出機構、１４……試料板、１５……反射鏡、１６……光電管、１７……制御部、１７ａ……光量検出回路、１７ｂ……制御回路、１７ｃ……ＸＹＺ駆動回路、１８……装置基体、２０……スタンド、２１……Ｚ軸駆動モータ、２２……検出光源、２３……フィルタ、２４……コンデンサレンズ、２５……ビームスプリッタ、２６中継レンズ、２７……反射鏡、２８……ＴＶカメラ。