(57)【要約】【課題】アライメント光学系におけるＣＩＳ等の収差を良好に補正する。【解決手段】撮像素子１６の撮像面を所定位置に固定した状態で、光源ユニット８からの複数の光束でそれぞれマーク４を照明しながら撮像素子１６で撮像し、複数の光束でそれぞれ撮像されたマーク４の像のずれを測定する。そして、測定した前記マークの像のずれに基づいてアライメント光学系の収差を補正する。【選択図】図１
2004104028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに波長が異なる複数の光束でアライメント光学系を介してマークを照明し、前記マークの像を前記アライメント光学系を介して撮像素子で観察し、前記アライメント光学系の収差を測定する収差測定方法であって、
前記複数の光束でそれぞれ前記マークを照明して前記撮像素子で前記マークの像を撮像し、前記複数の光束でそれぞれ撮像された前記マークの像間のずれを測定する測定工程を含むことを特徴とする収差測定方法。
【請求項２】
互いに波長が異なる前記複数の光束のいずれか１つの光束を用いた場合における前記マークの像の最適フォーカス位置に前記撮像素子の撮像面を固定した状態で、前記測定工程を実施することを特徴とする請求項１に記載の収差測定方法。
【請求項３】
互いに波長が異なる前記複数の光束を用いた場合における前記複数の光束のそれぞれについての前記マークの像の最適フォーカス位置の平均位置に前記撮像素子の撮像面を固定した状態で、前記測定工程を実施することを特徴とする請求項１に記載の収差測定方法。
【請求項４】
前記アライメント光学系は投影露光装置用であり、前記アライメント光学系は前記投影露光装置の投影光学系を一部に含むことを特徴とする請求項１に記載の収差測定方法。
【請求項５】
前記アライメント光学系は光軸に対して傾斜した平行平面板を有することを特徴とする請求項１に記載の収差測定方法。
【請求項６】
互いに波長が異なる複数の光束でアライメント光学系を介してマークを照明し、前記マークの像を前記アライメント光学系を介して撮像素子で観察し、前記アライメント光学系の収差を補正する収差補正方法であって、
前記複数の光束でそれぞれ前記マークを照明して前記撮像素子で前記マークの像を撮像し、前記複数の光束でそれぞれ撮像された前記マークの像間のずれを測定する測定工程と、
前記測定工程で測定した前記マークの像間のずれに基づいて前記アライメント光学系の収差を補正する補正工程と、
を含むことを特徴とする収差補正方法。
【請求項７】
互いに波長が異なる前記複数の光束のいずれか１つの光束を用いた場合における前記マークの像の最適フォーカス位置に前記撮像素子の撮像面を固定した状態で、前記測定工程を実施することを特徴とする請求項６に記載の収差補正方法。
【請求項８】
互いに波長が異なる前記複数の光束を用いた場合における前記複数の光束のそれぞれについての前記マークの像の最適フォーカス位置の平均位置に前記撮像素子の撮像面を固定した状態で、前記測定工程を実施することを特徴とする請求項６に記載の収差補正方法。
【請求項９】
前記アライメント光学系は投影露光装置用であり、前記アライメント光学系は前記投影露光装置の投影光学系を一部に含むことを特徴とする請求項６に記載の収差補正方法。
【請求項１０】
前記アライメント光学系は光軸に対して傾斜した平行平面板を有することを特徴とする請求項６に記載の収差補正方法。
【請求項１１】
請求項６乃至請求項１０のいずれか１項に記載の収差補正方法によって収差が補正されたアライメント光学系を備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項１２】
請求項６乃至請求項１０のいずれか１項に記載の収差補正方法によって収差が補正されたアライメント光学系を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
デバイスの製造方法であって、
請求項１２に記載の露光装置を用いて、感光剤が塗布された基板を所定のパターンで露光する露光工程と、
前記基板の感光剤を現像する現像工程と、
を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、収差測定方法、収差補正方法、位置検出装置、露光装置、及び、デバイスの製造方法に係り、例えば、レチクル或いはマスク等の原版に形成されているパターンを投影光学系を介して基板に投影し露光する際に原版と基板との位置合わせを高精度に行う露光装置におけるアライメント光学系の収差測定方法及び収差補正方法、そのような方法を適用してアライメント光学系の収差が補正された位置検出装置及び露光装置、並びに、そのような露光装置を利用したデバイスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子製造用の縮小投影型の露光装置では、第１物体としてのレチクル（原版）の回路パターンを投影レンズ系（投影光学系）により第２物体としてのウエハ上に投影し露光する。この際、投影露光に先立って観察装置（検出装置）を用いてウエハ面を観察することによりウエハ（基板）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（アライメント）を行う。
【０００３】
この際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。特に、最近は位相シフトマスクや変形照明等により高集積度の半導体デバイスを製造する種々の露光装置が提案されており、このような露光装置においては、より高いアライメント精度が要望されている。
【０００４】
従来より、露光装置では、ウエハ面上の位置情報を得る為のウエハアライメントマーク（ウエハマーク）の観察方式として、主に次の３つの方式が用いられている。
（１）非露光光を用いて投影レンズ系を通さないでマークを観察する方式（オフアクシス方式）
（２）露光光を用いて投影レンズ系を通してマークを観察する方式（露光光ＴＴＬ方式）
（３）非露光光を用いて投影レンズ系を通してマークを観察する方式（非露光光ＴＴＬ方式）。
【０００５】
本出願人は、特開平３−６１８０２号公報において、非露光光ＴＴＬ方式の観察装置を利用したアライメント系を提案している。同公報に記載された方法では、ウエハ面上のアライメントマーク（ウエハマーク）の光学像をＣＣＤカメラ等の撮像素子上に結像させ、該撮像素子から得られる画像情報を処理してウエハマークの位置を検出する。また、本出願人は、特開昭６２−２３２５０４号公報において、ウエハマークの光学像をＣＣＤカメラに結像させ、該ＣＣＤカメラで得た画像情報を２値化し、その２値化画像中の特定画像パターンに対してテンプレートを用いたテンプレートマッチング処理を行うことによりウエハマークの位置を検出する位置検出装置を提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、光学設計においては、特定のアライメント波長（非露光光、例えば、６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザ発振光）における投影光学系の収差を補正することが可能である。しかしながら、アライメント波長における投影光学系の収差を補正することは、露光波長における投影光学系の仕様（ＮＡ、露光範囲）に対する束縛条件となり、投影光学系の全長を長くしたり構成レンズ枚数を多くしたりすることを余儀なくする。その為、現存する殆どの投影光学系では、アライメント波長において投影光学系を含むアライメント光学系に収差が存在する仕様となっている。特に、そのような収差の１つであるＣＩＳは、アライメント精度と密接な関係がある。ＣＩＳとは、“光アライアンス、２００１．４月号”にも紹介されているように、Ｃｈｒｏｍａｔｉｃ　Ｉｍａｇｅ　Ｓｈｉｆｔの略であり、光学部品の傾き及び加工誤差等により生じる、アライメント光の波長の違いによる撮像面上のアライメントマーク像のずれのことである。
【０００７】
一般的に、ＣＩＳの測定は、波長毎に得られる撮像面上におけるアライメントマークの結像位置の違いを測定することにより行われる。その際、ＣＩＳを測定するための光軸方向における撮像面の設定位置が任意であると、次のような不具合が生じる。
【０００８】
（１）互いに波長が異なる２つのアライメント信号の主光線のテレセントリシティがゼロ（すなわち、２つの光線が平行）である場合、それぞれの波長においてアライメントマークを撮像する際の光軸方向における撮像面の設定位置が異なると、２つの波長間においてアライメントマーク像のボケ量が互いに異なり、ＣＩＳを正確に測定することができない。
【０００９】
（２）互いに波長が異なる２つのアライメント信号の主光線のテレセントリシティがゼロでない場合、それぞれの波長においてアライメントマークを撮像する際の光軸方向における撮像面の設定位置が異なると、ＣＩＳの測定量にはその設定位置の違いに起因する誤差が含まれるので、ＣＩＳの量を正確に測定することができない。
【００１０】
このような問題は、２つの波長のアライメント光を用いる場合のみならず、より多くの種類の波長のアライメント光を用いる場合においても生じる。
【００１１】
本発明は、上記の問題点の認識を契機としてなされたものであり、例えば、アライメント光学系における収差を良好に補正するために好適な収差測定方法及び収差補正方法、そのような方法によってアライメント光学系の収差が補正された位置検出装置及び露光装置、並びに、そのような露光装置を用いて微細なパターンを高精度に重ね合わせることができるデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面は、互いに波長が異なる複数の光束でアライメント光学系を介してマークを照明し、前記マークの像を前記アライメント光学系を介して撮像素子で観察し、前記アライメント光学系の収差を測定する収差測定方法に係り、前記複数の光束でそれぞれ前記マークを照明して前記撮像素子で前記マークの像を撮像し、前記複数の光束でそれぞれ撮像された前記マークの像間のずれを測定する測定工程を含むことを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記測定工程は、前記撮像素子の撮像面を所定位置に固定した状態で実施されうる。この所定位置は、１）互いに波長が異なる前記複数の光束のいずれか１つの光束を用いた場合における前記マークの像の最適フォーカス位置であること、又は、２）互いに波長が異なる前記複数の光束を用いた場合における前記複数の光束のそれぞれについての前記マークの像の最適フォーカス位置の平均位置であることが好ましい。
【００１４】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記アライメント光学系は投影露光装置用であり、前記アライメント光学系は前記投影露光装置の投影光学系を一部に含むことが好ましい。
【００１５】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記アライメント光学系は光軸に対して傾斜した平行平面板を有することが好ましい。
【００１６】
本発明の第２の側面は、互いに波長が異なる複数の光束でアライメント光学系を介してマークを照明し、前記マークの像を前記アライメント光学系を介して撮像素子で観察し、前記アライメント光学系の収差を補正する収差補正方法に係り、前記複数の光束でそれぞれ前記マークを照明して前記撮像素子で前記マークの像を撮像し、前記複数の光束でそれぞれ撮像された前記マークの像間のずれを測定する測定工程と、前記測定工程で測定した前記マークの像のずれに基づいて前記アライメント光学系の収差を補正する補正工程とを含むことを特徴とする。
【００１７】
ここで、前記測定工程は、前記撮像素子の撮像面を所定位置に固定した状態で実施されうる。この所定位置は、１）互いに波長が異なる前記複数の光束のいずれか１つの光束を用いた場合における前記マークの像の最適フォーカス位置であること、又は、２）互いに波長が異なる前記複数の光束を用いた場合における前記複数の光束のそれぞれについての前記マークの像の最適フォーカス位置の平均位置であることが好ましい。
【００１８】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記アライメント光学系は投影露光装置用であり、前記アライメント光学系は前記投影露光装置の投影光学系を一部に含むことが好ましい。
【００１９】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記アライメント光学系は光軸に対して傾斜した平行平面板を有することが好ましい。
【００２０】
本発明の第３の側面は、上記の収差補正方法によって収差が補正されたアライメント光学系を備える位置検出装置に関する。ここで、収差は、前記マークの像のずれが最小化されるように補正されることが好ましい。
【００２１】
本発明の第４の側面は、上記の収差補正方法によって収差が補正されたアライメント光学系を備える露光装置に関する。ここで、収差は、前記マークの像のずれが最小化されるように補正されることが好ましい。
【００２２】
本発明の第５の側面は、半導体デバイス等のデバイスの製造方法に係り、上記の露光装置を用いて、感光剤が塗布された基板を所定のパターンで露光する露光工程と、前記基板の感光剤を現像する現像工程とを含むことを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１〜図３を参照しながら本発明の第１の実施形態を説明する。
【００２４】
先ず、ＣＩＳが発生するメカニズムを説明する。アライメント光学系の構成部品として設置されている平行平面板が傾くと、非点収差（ａｓｔｉｇｍａｔｉｓｍ）やコマ収差（ｃｏｍａ　ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）の発生のみならず、異なる波長のアライメント光を用いて撮像したアライメントマーク像間のずれ（ＣＩＳ）も発生する。ＣＩＳは、図２に示すように平行平面板の傾き角αと硝材の色分散作用により生じる像ずれのことを意味している。図２において、平行平面板１７の波長λ１、λ２に対する屈折率をそれぞれＮ１、Ｎ２とすると、ＣＩＳは、次の式で表現される。
【００２５】
ＣＩＳ＝Ｄ・（ｔａｎα２−ｔａｎα１）ｃｏｓα
ただし、
α１＝ｓｉｎ−１（ｓｉｎα／Ｎ１）
α２＝ｓｉｎ−１（ｓｉｎα／Ｎ２）
図２は、組立て時における部品の傾きによる光軸の偏心が原因でＣＩＳが発生した例であるが、光学部品単体での心取り誤差、角度誤差によってもＣＩＳが発生する。
【００２６】
”Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３６（１９９７）Ｐｔ．１，Ｎｏ．１２Ｂ”において、ある半導体プロセスにおける半導体露光装置のアライメントで発生するオフセット量とＣＩＳとの間に相関があることが判明しており、ＣＩＳをナノメーターオーダーで調整する必要があることが報告されている。ＣＩＳを最小化するために各光学部品を高精度に作製し、無調整で組立てを行うことは非常に困難であり、現実的には、ＣＩＳの量を計測した後に調整機構で対応する必要がある。
【００２７】
図１は、本発明の好適な実施形態の半導体露光装置の構成を概略的に示す図である。同図において、第１物体としてのレチクル（原版）１がレチクルステージ２によって保持されている。レチクル１は、露光時に露光用の照明系３０からの露光光で照明される。第２物体としてのウエハ（基板）３の面上にはアライメント用のマーク４が設けられている。投影光学系５は、レチクル１面上の回路パターン等をウエハ２面上に投影する。
【００２８】
θＺステージ６は、その上に置かれたウエハ３のθ回転、及び、フォーカス調整（即ちＺ方向の調整）を行う。θＺステージ６は、ステップ動作を高精度に行う為のＸＹステージ７上に搭載されている。ＸＹステージ７上には、ステージ位置計測の基準となる光学スクウェアー（不図示）が置かれており、この光学スクウェアーがレーザ干渉計（不図示）を使ってモニターされる。
【００２９】
この実施形態において、レチクル１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基準マークに対してレチクル１とウエハ３をそれぞれ位置合わせすることにより間接的に行なわれる。この際、アライメントを行なった後に実際に露光及び現像を行い、アライメント誤差（オフセット）を測定し、そのアライメント誤差を考慮してオフセット処理をする。
【００３０】
ウエハ３上に配置されているウエハアライメントマーク４の位置検出を行なう方法について説明する。光源ユニット８は、ハロゲンランプ２２及びＨｅ−Ｎｅレーザ２１等の互いに波長の異なる複数の光源を有する。Ｈｅ−Ｎｅレーザ２１からの光を照明光として用いる時は、可動機構を持つ光源切替ミラー２４を、Ｈｅ−Ｎｅレーザ２１からの光をカットしない位置に退避させる。一方、ハロゲンランプ２２を照明光として用いる時は、可動機構を持つ光源切替ミラー２４を光路中に設置するとともに波長切替板２３により所定の波長を切り出して、ミラー２６、光源切替ミラー２４を経て光源ユニット８外に照明光を導き出す。
【００３１】
光源ユニット８から出射される直線偏光を有する光束は、ミラー９、レンズ１０、Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ　Ｂｅａｍ　Ｓｐｌｉｔｔｅｒ１１（以下、ＰＢＳ１１と言う）、レンズ１２、λ／４板１３、ミラー２５、投影光学系５を介して、ウエハ３上のアライメントマーク４を照明する。一方、ウエハアライメントマーク４からのアライメント信号は、投影光学系５、ミラー２５、λ／４板１３、レンズ１２、ＰＢＳ１１、レンズ１４、補正光学素子１５を介してＣＣＤ等の撮像素子１６の検出面に結像される。
【００３２】
次に、図３を用いてＣＩＳを含む各種の収差の補正方法を説明する。図３は、図１の補正光学素子１５の一構成例であり、３枚の平行平面板１８、１９、２０を組み合わせることにより図１のＴＴＬ方式のアライメント光学系における逆補正系を構成した例を示す。
【００３３】
図１の構成例において、投影光学系５で非点収差（ＡＳＰ）、コマ収差（ＣＭＰ）がアライメント波長において発生したと仮定する。まず、図３に示すメリジオナル断面において、平行平面板１８を、コマ収差が−ＣＭＰだけ発生するように傾けて設定する。この際、コマ収差と共にＣＩＳも発生する。このＣＩＳと投影光学系５で発生する倍率色収差が逆の方向に発生していれば、平行平面板１８の厚さ、硝材、傾け角を選択することにより、ＣＩＳの発生を抑えることができる。
【００３４】
一方、平行平面板１８を傾けることで非点収差（ＡＳ１８）も発生するので、サジタル断面での非点収差の量を、−（ＡＳＰ＋ＡＳ１８）／２だけ発生させるように平行平面板１９を設定する。この時、平行平面板１９により、サジタル断面内でコマ収差とＣＩＳが発生する。そこで、平行平面板１９と同じ部品を、平行平面板２０として、平行平面板１９とは逆の傾け角で設定する。
【００３５】
平行平面板２０も平行平面板１９と同じく、−（ＡＳＰ＋ＡＳ１８）／２だけ非点収差が発生するので、平行平面板１９と平行平面板２０で発生する収差を合計した−（ＡＳＰ＋ＡＳ１８）の非点収差を発生させることができ、これにより、投影光学系５と平行平面板１８で発生した非点収差（ＡＳＰ＋ＡＳ１８）を打ち消し、全体で非点収差が存在しないようにアライメント光学系を補正することができる。
【００３６】
平行平面板２０により、サジタル断面内でコマ収差とＣＩＳも発生するが、平行平面板２０の傾け角を平行平面板１９の傾け角の逆にすることにより、平行平面板２０で発生するＣＩＳは、平行平面板１９で発生するＣＩＳと絶対値は等しく正負の符号は逆の値となるため、サジタル断面内で発生するコマ収差とＣＩＳを補正することができる。
【００３７】
この様に、平行平面板１８、１９、２０を使用することにより、−ＡＳＰの非点収差及び−ＣＭＰのコマ収差だけを発生させることができ、投影光学系５で発生したアライメント波長での収差を逆補正することが可能となる。
【００３８】
勿論、投影光学系５を一部に含むアライメント光学系の光路に３枚の平行平面板が挿入されるので、その分の球面収差が発生する。この球面収差を考慮して、投影光学系５を一部に含むアライメント光学系の全体において、設計段階で球面収差を補正しておく必要がある。
【００３９】
上記の方法により収差の補正をする時、特にＣＩＳの測定及び調整をする時、撮像素子１６の検出面上のアライメントマーク像の位置を検出しその検出結果に基づいて補正を行う。この時、図４に示すように、撮像素子１６の検出面の光軸方向ＡＸの設置位置を、アライメント波長λ１における、平行平面板１８〜２０を含む光学系のバックフォーカス位置Ｂｋ１に固定しておき、アライメント波長λ１、λ２におけるＣＩＳの量を測定する。そして、そのＣＩＳが最小になるように、撮像素子１６からの画像信号に基づいて平行平面板１８〜２０の調整及びＣＩＳの測定を繰り返す。この際、撮像素子１６の検出面の光軸方向ＡＸの設置位置は、アライメント波長λ２におけるバックフォーカス位置Ｂｋ２の位置に固定してもよい。
【００４０】
また、アライメント波長λ１におけるバックフォーカス位置をＢｋ１、アライメント波長λ２におけるバックフォーカス位置をＢｋ２とすると、撮像素子１６の検出面の設置位置を、２つのバックフォーカスの平均位置である（Ｂｋ１＋Ｂｋ２）／２にしてもよい。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。この実施形態では、アライメント光学系を含む半導体露光装置の製造段階において発生する収差の補正について述べる。投影光学系５が露光光の波長において徹底的に収差補正され、組み立てられると、非露光光であるアライメント光の波長において発生する収差の量が大きくなる。また、投影光学系５の組立ての調整時に更に様々な収差が発生する。このような収差には、投影光学系５を構成する各レンズの偏心を原因とする収差も含まれる。
【００４２】
このような製造段階での収差補正として、簡単に行うことができるのは球面収差の補正である。製造段階で発生する球面収差の補正は、例えば、設計段階では相応の厚さの平行平面板をアライメント光学系に入れて設計しておき、球面収差を計測した後にその球面収差を補正することができる適切な厚さの平行平面板に交換することにより行うことができる。
【００４３】
図３の例においては、３枚の平行平面板１８、１９、２０の傾け角を変更することにより製造段階で発生する収差を補正することができる。しかしながら、平行平面板１８、１９、２０の傾け角を変更すると、球面収差、非点収差、コマ収差、ＣＩＳの全てが変化する。そこで、予め、各種収差への敏感度が異なる所に、平行平面板の傾け機構を複数個配置し、さらに、各平行平面板の交換部品として厚さ、硝材が異なる複数の平行平面板を用意し、調整前の各種収差量を求めた後、それぞれの傾き機構に対する傾き量及び適切な平行平面板を決定し、それに従ってアライメント光学系を調整（適切な平行平面板への交換を含む）することが好ましい。これにより、製造誤差に起因する全ての収差）を補正することができる。
【００４４】
ＣＩＳの測定及びＣＩＳの調整は、撮像素子１６の検出面上のアライメントマーク像の位置を検出することにより行うことが好ましい。この時、図４に示すように、撮像素子１６の検出面の光軸ＡＸ方向の設置位置を、アライメント波長λ１における、平行平面板１８〜２０を含む光学系のバックフォーカス位置Ｂｋ１に固定しておき、その状態でアライメント波長λ１、λ２のＣＩＳの量を測定し、そのＣＩＳが最小になるように、撮像素子１６からの画像信号に基づいて調整及び測定を繰り返すことが好ましい。この際、撮像素子１６の検出面の光軸方向ＡＸの設置位置は、アライメント波長λ２におけるバックフォーカス位置Ｂｋ２の位置に固定してもよい。
【００４５】
或いは、アライメント波長λ１におけるバックフォーカス位置をＢｋ１、アライメント波長λ２におけるバックフォーカス位置をＢｋ２とすると、撮像素子１６の検出面の設置位置を、例えば２つのバックフォーカスの平均位置である（Ｂｋ１＋Ｂｋ２）／２にしてもよい。
【００４６】
前述した第１、第２の実施形態では、ＣＩＳ等の補正は、補正光学素子１５をアライメント光学系中に配置することにより実現されるが、補正光学素子１５が無い場合でも、投影光学系５の構成部品、あるいはアライメント光学系の構成部品の一部を偏心、あるいは回転させることにより調整を行うことができる。
【００４７】
以上のように、本発明の好適な実施形態によれば、アライメント光として露光光として異なった複数の波長の光束を用いたときに投影光学系５で発生するコマ収差、非点収差、ＣＩＳ等の諸収差を、撮像素子１６の撮像面を所定位置に固定した状態で収差を測定し、測定結果に基づいて諸収差が最小になるように補正光学素子１５により調整することにより、諸収差を良好に補正することができる。
【００４８】
このようなアライメント光学系を備える露光装置によれば、ウエハ面上に設けたアライメントマークの位置情報を高精度に検出し、レチクルとウエハとの相対的位置合わせを高精度に行うことができ、これにより高集積度のデバイスを容易に製造することができる。
【００４９】
特に、本発明の好適な実施の形態によれば、投影光学系で発生するコマ収差、非点収差、ＣＩＳ等を良好に補正することができ、従来は投影光学系を設計するときの制約条件となっていたアライメント基本波長近辺の色収差の変化を大幅に低減することができる。これにより、投影光学系の設計を容易にしながら、良好なアライメント信号を得て高精度な位置合わせを行うことができるという顕著な効果が得られる。
【００５０】
次に、上記の方法により収差が補正された露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図５は、半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。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（マスク作製）では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。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、上記の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。次のステップ５（組み立て）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）等の組立て工程を含む。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、これを出荷（ステップ７）する。
【００５１】
図６は、上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。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（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。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）では上記の露光装置によって回路パターンをウエハに転写する。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像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済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を形成する。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、アライメント光学系における収差を良好に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】非露光光ＴＴＬ方式によるアライメント光学系を備える投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】ＣＩＳが発生するメカニズムを示す図である。
【図３】補正光学系を示す図である。
【図４】補正光学系を示す図である。
【図５】デバイス製造方法を示す図である。
【図６】デバイス製造方法を示す図である。
【符号の説明】
１　レチクル
２　レチクルステージ
３　ウエハ
４　アライメントマーク
５　投影光学系
６　θＺステージ
７　ＸＹステージ
８　光源ユニット
９、２５、２６　ミラー
１０、１２、１４　レンズ
１１　ＰＢＳ
１３　λ／４板
１５　補正光学素子
１６　撮像手段
１７、１８、１９，２０　平行平面板
２１　Ｈｅ−Ｎｅレーザ
２２　ハロゲンランプ
２３　波長切替板
２４　光源切替ミラー
３０　照明系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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