JP2003295460A

JP2003295460A - 投影露光方法及び投影露光装置

Info

Publication number: JP2003295460A
Application number: JP2002104772A
Authority: JP
Inventors: Susumu Komoriya; 進小森谷; Masahiko Nakada; 匡彦中田; Takuro Hosoe; 卓朗細江; Ryoji Nemoto; 亮二根本
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2002-04-08
Filing date: 2002-04-08
Publication date: 2003-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】段差量の大きな傾斜面に精度よく投影露光を
行う。【解決手段】投影光学系ユニット４０内には、等ピッ
チに配置された複数の投影光学系が設けられており、投
影光学系ユニット４０は、マスク２０のパターンの異な
る位置の等倍正立像を同時に投影する。ウェーハ１０及
びマスク２０の相対位置を一定としたまま、ウェーハ１
０及びマスク２０を移動すると、各投影光学系の投影露
光領域がウェーハ１０上を相対的に移動して走査を行
う。各投影光学系は、凹面鏡と組み合わせレンズとを含
んで構成されている。組み合わせレンズは、単一光学ガ
ラスからなる凹レンズと、異なる光学ガラスからなる３
種類のレンズで構成されたアクロマート凸レンズとを含
む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
配線パターン等を投影露光する投影露光方法及び投影露
光装置に係り、特に段差量の大きな傾斜面への投影露光
に好適な投影露光方法及び投影露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイスのプリント配線基
板への実装において、高密度化が急速に進んでいる。高
密度化は、半導体デバイスのチップ面上に、プリント配
線基板へ接続するための配線を直接施す技術に支えられ
ており、このような技術は、ウェーハ・プロセス・パッ
ケージ（ＷＰＰ）と呼ばれている。

【０００３】図１７は、ウェーハ・プロセス・パッケー
ジの基本構造を示す図である。また、図１８は、ウェー
ハ・プロセス・パッケージの製造工程の概略を示すフロ
ーチャートである。シリコン基板１の表面に半導体回路
２及びボンディングパッド３を形成する工程は、従来の
リードフレームとワイヤーボンダーを用いた半導体パッ
ケージと同様である。ボンディングパッド３の周辺は、
ＳｉＯ₂等の無機質の絶縁膜４でカバーする。図１８で
は、これらの工程は省略されている。

【０００４】ウェーハ・プロセス・パッケージにおいて
は、絶縁膜４の上に、感光性ポリイミド（ＰＩＱ）等の
有機質の絶縁膜５を形成する（ステップ１０１）。そし
て、絶縁膜５にボンディングパッド３の部分のホールを
作成した後（ステップ１０２〜１０３）、絶縁膜５の上
にさらに応力緩和層６を形成する（ステップ１０４〜１
０５）。続いて、ボンディングパッド３から応力緩和層
６の表面へＣｕ／Ｎｉ配線７を形成する（ステップ１０
６〜１１２）。さらに、ハンダボール９を設置する部分
を除いてポリイミド等の配線保護膜８を形成し（ステッ
プ１１３〜１１４）、ハンダボールを搭載する（ステッ
プ１１５〜１１７）。最後に、リフローした後（ステッ
プ１１８）、ダイシングして完成する（ステップ１１
９）。

【０００５】応力緩和層６の厚さは一般に７５μｍ以上
であり、厚い程半導体デバイスをプリント配線基板へ実
装する際に応力を緩和する効果が高くなる。また、ボン
ディングパッド３から応力緩和層６の表面へＣｕ／Ｎｉ
配線７を形成するためのレジスト塗布工程（ステップ１
０７）で塗布されるレジストは、厚さが約１０〜１８μ
ｍ、膜厚ばらつきが８μｍ程度である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図１８に示したウェー
ハ・プロセス・パッケージの製造工程において、ボンデ
ィングパッド３から応力緩和層６の表面へＣｕ／Ｎｉ配
線７を形成するための配線パターン感光工程（ステップ
１０８）では、段差量７５μｍ以上の傾斜を有する応力
緩和層６の表面に塗布された厚さ約１０〜１８μｍのレ
ジストに、精密なパターンを転写しなければならない。
本発明は、このような段差量の大きな傾斜面に精度よく
投影露光を行うことを目的とする。

【０００７】また、絶縁膜５にボンディングパッド３の
部分のホールを作成するためのホールパターン感光工程
（ステップ１０３）では、前工程で形成されたターゲッ
トパターンを用いて、ウェーハとマスクとの位置合わせ
を精度よく行う必要がある。

【０００８】前工程で使用する露光装置は、ステップア
ンドリピート方式の縮小投影露光装置である。この縮小
投影露光装置では、４倍又は５倍のレチクルと呼ばれる
マスクパターンが使用され、またレーザー測長フィード
バックの高精度ＸＹステージが装備されている。レチク
ルとウェーハは、それぞれ独立に位置検出が行われアラ
イメントされる。このため、ウェーハ上のターゲットパ
ターンにレチクルのアライメントパターンが転写される
ことはない。

【０００９】図１９（ａ）はターゲットパターンの配置
を示す図、図１９（ｂ）は代表的なターゲットパターン
を示す図である。ウェーハ上の各半導体チップ１１の間
には、ダイシングのためのスクライブライン領域１３が
設けられており、ターゲットパターン１２は、スクライ
ブライン領域１３内に設置される。スクライブライン領
域１３内に挿入可能なターゲットパターン１２のサイズ
は制限され、一般にターゲットパターンの幅Ｗは７０μ
ｍ以下である。さらに、スクライブライン領域１３には
数々の電気特性評価用のテスト回路が設置されるので、
ターゲットパターン１２を設置できる空きスペースは少
ない。

【００１０】本発明は、スクライブライン領域内に設け
られたターゲットパターンを用いて、露光面とマスクと
の位置合わせを精度よく行うことを目的とする。

【００１１】さらに、ホールパターン感光工程（ステッ
プ１０３）では、ウェーハの周辺部を感光してはならな
いという制約条件がある。一方、半導体チップの取得数
を多くするためには、ウェーハの周辺ぎりぎりまで露光
しなければならない。図２０は、露光不可領域を示す図
である。図２０は露光ショットサイズが半導体チップサ
イズの２倍（面積４倍）の場合の例を示しており、図中
の太い線で囲まれた四角形の部分が露光ショットの範囲
を示している。図２０のように、ウェーハ１の周辺ぎり
ぎりまで露光ショットの範囲を取ると、ウェーハの周辺
部では露光ショットの範囲内に露光不可領域が含まれて
しまう。

【００１２】露光不可領域を露光することなく広い範囲
を露光するためには、露光ショットサイズと半導体チッ
プサイズを一致させる方法か、またはウェーハ前面を一
括露光する方法が考えられる。しかしながら、露光ショ
ットサイズと半導体チップサイズを一致させる方法は、
露光ショット数が大幅に増加し、スル−プットが低下す
る。一方、ウェーハ前面を一括露光する方法は、スル−
プットが向上するものの、ウェーハサイズ以上の巨大な
投影光学系が必要となる。

【００１３】本発明は、露光不可領域を露光することな
く、広い範囲を露光することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の主な特徴は、次の通りである。（１）凹面鏡と、単一光学ガラスからなる凹レンズ及び
異なる光学ガラスからなる３種類のレンズで構成された
アクロマート凸レンズを含む組み合わせレンズとを備え
た投影光学系を用いて、マスクのパターンの等倍正立像
を露光面へ投影し、露光面及びマスクと、投影光学系と
を相対的に移動して、マスクのパターンの等倍正立像を
露光面で走査する。

【００１５】凹面鏡と組み合わせレンズとを備えた投影
光学系を用いることにより、必要なレンズ枚数が減少し
て、レンズによる光の吸収や反射が少なくなる。また、
アクロマート凸レンズにより色収差を補正して、より多
くの波長を用いた投影露光が可能となる。従って、高い
照度で高コントラストな投影露光を行うことができる。
また、凹面鏡と組み合わせレンズの構成により、深い焦
点深度で投影露光を行うことができる。従って、段差量
の大きな傾斜面に精度よく投影露光を行うことができ
る。

【００１６】また、マスクのパターンの等倍正立像を露
光面へ投影し、露光面及びマスクと、投影光学系とを相
対的に移動して、マスクのパターンの等倍正立像を露光
面で走査することにより、露光不可領域を露光すること
なく、広い範囲を露光することができる。

【００１７】（２）投影光学系を複数用いて、マスクの
パターンの異なる位置の等倍正立像を同時に投影する。
マスクのパターンの異なる位置の等倍正立像を同時に投
影することにより、必要な走査回数が減少し、スループ
ットを向上することができる。

【００１８】（３）両面が平行な透明板を光路中に挿入
し、挿入した透明板の角度を調整することにより、マス
クのパターンの等倍正立像の位置を調整する。光路中に
挿入した透明板を用いて、マスクのパターンの等倍正立
像の位置を精度よく調整することができる。

【００１９】（４）マスクのパターンの等倍正立像を露
光面へ投影する前に、露光面に設けられたアライメント
用のパターンと、マスクに設けられたアライメント用の
パターンとをそれぞれ独立に検出し、両者の検出結果に
基づいて、露光面とマスクとの相対位置誤差を補正す
る。

【００２０】露光面のアライメント用のパターンと、マ
スクのアライメント用のパターンとをそれぞれ独立に検
出して露光面とマスクとの相対位置誤差を補正するの
で、スクライブライン領域内に設けられたアライメント
用のターゲットパターンを用いて、露光面とマスクとの
位置合わせを精度よく行うことができる。

【００２１】（５）マスクのパターンの等倍正立像を露
光面へ投影する前に、露光面に設けられたアライメント
用のパターンを検出する検出光学系を用いて、露光面に
形成されたパターンの位置を検出し、検出されたパター
ンの中心位置を、露光面に設けられたアライメント用の
パターンを検出する検出光学系の中心位置へ移動し、露
光面に設けられたアライメント用のパターンを検出する
検出光学系の中心位置と同じ中心位置のＺ方向位置検出
用の検出光学系を用いて、検出されたパターンのＺ方向
位置を検出し、検出されたパターンのＺ方向位置の検出
結果に基づいて、露光面のＺ方向位置を調整する。

【００２２】パターンの中心位置を露光面に設けられた
アライメント用のパターンを検出する検出光学系の中心
位置へ移動した後、露光面に設けられたアライメント用
のパターンを検出する検出光学系の中心位置と同じ中心
位置のＺ方向位置検出用の検出光学系を用いて、パター
ンのＺ方向位置を検出することにより、段差量の大きな
パターンが形成されたウェーハの表面のＺ方向誤差を、
常に同じ条件で精度よく検出することができる。

【００２３】（６）マスクのパターンの等倍正立像を投
影する投影光学系を用いて、マスク面の高さに設置した
スリットパターンの投影像を、露光面の高さに設置した
スリットパターンへ投影し、露光面の高さに設置したス
リットパターンを通過した光量を検出することにより、
マスクのパターンの等倍正立像を投影する投影光学系の
投影像位置誤差を検出し、投影像位置誤差の検出結果に
基づいて、光路中に挿入した透明板の角度を調整する。
透明板の角度を調整して投影光学系の投影像位置誤差を
補正することにより、投影露光されたパターンの重ね合
わせ精度を向上することができる。

【００２４】（７）マスクのパターンの等倍正立像を投
影する投影光学系を用いて、マスク面の高さに設置した
スリットパターンの投影像を、露光面の高さに設置した
スリットパターンへ投影し、露光面の高さに設置したス
リットパターンを通過した光量を検出することにより、
マスク面の高さに設置したスリットパターンの投影像位
置を検出し、投影像位置の検出結果に基づいて、マスク
面の高さに設置したスリットパターンの投影像位置と、
露光面の高さに設置したスリットパターンの位置とを一
致させた後、露光面に設けられたアライメント用のパタ
ーンを検出する検出光学系で露光面の高さに設置したス
リットパターンの位置を検出し、マスクに設けられたア
ライメント用のパターンを検出する検出光学系でマスク
面の高さに設置したスリットパターンの位置を検出し、
両者の検出結果に基づいて、両検出光学系の相対位置誤
差を補正する。

【００２５】露光面に設けられたアライメント用のパタ
ーンを検出する検出光学系と、マスクに設けられたアラ
イメント用のパターンを検出する検出光学系との相対位
置誤差を補正するので、露光面とマスクとの位置合わせ
精度を向上することができ、投影露光されたパターンの
重ね合わせ精度を向上することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。図１は、本発明の一実施の形態
による投影露光装置の概略構成を示す図である。防振ユ
ニット９０ｂの上に、ベース９０ａが設置されている。
ベース９０ａ上にはガイド９０ｅが設置されており、ガ
イド９０ｅ上にはウェーハ用のＹステージ９５が搭載さ
れている。同様に、Ｙステージ９５上にもガイド９５ａ
が設置されており、ガイド９５ａ上にはウェーハ用のＸ
ステージ９４が搭載されている。Ｘステージ９４上には
θステージ９３が設置され、さらにその上にＺ・チルト
ステージ９２が設置されている。そして、ウェーハ１０
を搭載したウェーハチャック９１が、Ｚ・チルトステー
ジ９２の上に設置されている。ウェーハチャック９１
が、Ｘステージ９４、Ｙステージ９５、Ｚ・チルトステ
ージ９２及びθステージ９３により、Ｘ方向、Ｙ方向、
Ｚ方向、θ方向、及びチルト方向へ移動されることによ
って、ウェーハ１０の位置合わせ及びフォーカス調整が
行われる。

【００２７】ベース９０ａには支柱９０ｃが設置されて
おり、支柱９０ｃにはさらに支柱９０ｄが設置されてい
る。支柱９０ｃには投影光学系ユニット４０が固定され
ており、支柱９０ｄには露光照明ユニット３０が固定さ
れている。投影光学系ユニット４０には、ウェーハ検出
光学系７１、マスク検出光学系７６、及びＺセンサー８
０が取り付けられている。

【００２８】また、支柱９０ｃ上にはガイド９０ｆが設
置されており、ガイド９０ｆ上にはマスク用のＹステー
ジ９７が搭載されている。同様に、Ｙステージ９７上に
もガイド９７ａが設置されており、ガイド９７ａ上には
マスク用のＸステージ９６が搭載されている。Ｘステー
ジ９６にはマスクホルダー９８が設置され、マスクホル
ダー９８にマスク２０が固定されている。マスクホルダ
ー９８が、Ｘステージ９６及びＹステージ９７により、
Ｘ方向及びＹ方向に移動されることによって、マスク２
０の位置合わせが行われる。

【００２９】露光照明ユニット３０からマスク２０へ照
射された露光用の照明光は、マスク２０を透過して投影
光学系ユニット４０へ入射する。投影光学系ユニット４
０は、マスク２０のパターンの投影像を、ウェーハ１０
へ投影する。

【００３０】投影光学系ユニット４０が、ウェーハ１０
の表面に形成された段差量の大きな傾斜面に精度よく投
影露光を行うためには、（１）焦点深度の深い投影光学
系、及び（２）段差量の大きな傾斜面に適したオートフ
ォーカス機構が必要である。また、膜厚の大きなレジス
トを感光するために、高い照度で高コントラストな投影
露光を行う必要がある。

【００３１】レンズを用いた投影光学系では、フィール
ドサイズを大型化する程、レンズ枚数が増加し、レンズ
の厚さが増加する。レンズの表面での光の反射及びレン
ズの内部での光の吸収は光量を減少させ、また散乱光が
ウェーハ面に到達してコントラストを低下させる。従っ
て、高い照度で高コントラストな投影露光を行うために
は、小型でレンズ枚数が少なく、かつ、広い範囲を露光
できる投影光学系が必要となる。

【００３２】図２は、本発明の一実施の形態による投影
光学系の概略構成を示す図である。一般に、露光用の光
源には水銀ランプが用いられる。水銀ランプの光のうち
露光に寄与する波長は、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４
０４ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）の３波長である。そこ
で、本実施の形態では、より高い照度を得るために、ｇ
線、ｈ線、ｉ線の３波長が使用できる等倍正立像の投影
光学系を使用する。

【００３３】投影光学系ユニット４０内には、等ピッチ
に配置された複数の投影光学系が設けられている。各投
影光学系は、三角ミラー４１ａ，４１ｂ、組み合わせレ
ンズ４２ａ，４２ｂ、ＮＡ絞り４３ａ，４３ｂ、凹面鏡
４４ａ，４４ｂ、ＸＹ補正板４５ａ，４５ｂ、及び露光
領域絞り４６を含んで構成されている。組み合わせレン
ズ４２ａ，４２ｂは、それぞれレンズ筒４８ａ，４８ｂ
内に取り付けられており、レンズ筒４８ａ，４８ｂの可
動部の先端には、それぞれ凹面鏡４４ａ，４４ｂが取り
付けられている。レンズ筒４８ａ，４８ｂは、支持ブロ
ック４７で支持されている。

【００３４】本実施の形態による投影光学系の基本特性
は、組み合わせレンズ４２ａ，４２ｂ及び凹面鏡４４
ａ，４４ｂの加工精度と、相対位置とで決まる。従っ
て、それぞれのレンズ筒４８ａ，４８ｂ単位で、光学的
な精密調整が実施される。図３は、本発明の一実施の形
態による投影光学系の相対位置を示す図である。本実施
の形態では、一例として、Ｇ＝４９．５ｍｍ、Ｈ＝７５
ｍｍ、Ｊ＝４５ｍｍ、Ｋ＝１ｍｍ、Ｌ＝４５０ｍｍとす
る。

【００３５】図２及び図３において、マスク面から入射
した露光用の照明光は、三角ミラー４１ａで反射し、組
み合わせレンズ４２ａ及びＮＡ絞り４３ａを通って、凹
面鏡４４ａへ到達する。凹面鏡４４ａで反射した照明光
は、ＮＡ絞り４３ａ及び組み合わせレンズ４２ａを通っ
て、三角ミラー４１ａに到達する。三角ミラー４１ａで
反射した照明光は、ＸＹ補正板４５ａを通って、第１結
像面で結像する。凹面鏡４４ａは第１瞳面に配置されて
おり、マスク面と第１結像面は、第１瞳面に対して対象
に配置されている。

【００３６】第１結像面には露光領域絞り４６が設置さ
れており、露光領域絞り４６を通った照明光は、ＸＹ補
正板４５ｂを通って、三角ミラー４１ｂで反射し、組み
合わせレンズ４２ｂ及びＮＡ絞り４３ｂを通って、凹面
鏡４４ｂへ到達する。凹面鏡４４ｂで反射した照明光
は、ＮＡ絞り４３ｂ及び組み合わせレンズ４２ｂを通っ
て、三角ミラー４１ｂに到達する。三角ミラー４１ｂで
反射した照明光は、第２結像面で結像する。凹面鏡４４
ｂは第２瞳面に配置されており、ウェーハ面は第２結像
面に配置されている。第１結像面とウェーハ面（第２結
像面）は、第２瞳面に対して対象に配置されている。

【００３７】投影光学系において、レンズの代わりに凹
面鏡を用いると、照明光の波長の差による色収差が発生
しない。従って、より多くの波長を用いた投影露光が可
能となる。しかしながら、凹面鏡は球面収差があり、そ
のままでは照明光のスポットの半径方法と円周方向とで
焦点位置誤差が発生する。そこで本実施の形態では、組
み合わせレンズにより焦点位置誤差を補正している。

【００３８】図４は、本発明の一実施の形態による組み
合わせレンズ及び凹面鏡の構成を示す図である。組み合
わせレンズ４２ａ，４２ｂは、単一光学ガラスからなる
凹レンズ５１と、凸レンズ５２とで構成されている。凸
レンズ５２は、異なる光学ガラスからなる３種類のレン
ズ５３，５４，５５で構成されたアクロマートレンズで
ある。本実施の形態では、一例として、各レンズ及び凹
面鏡４４ａ，４４ｂの厚さ及び曲率半径を、Ｇ＝４９．５ｍｍ、Ｇ１＝Ｇ２＝Ｇ３＝Ｇ５＝９ｍｍ、Ｇ４＝１３．５ｍｍ、Ｒ１＝１２０．４００５ｍｍ、Ｒ２＝１２５．００００ｍｍ、Ｒ３＝−３１２．１９５３ｍｍ、Ｒ４＝６２７．４２７８ｍｍ、Ｒ５＝−８２．９４０４ｍｍ、Ｒ６＝−１０８．３６６７ｍｍＲ７＝−６０６．２８７７ｍｍとする。

【００３９】また、レンズ５１及びレンズ５４のｇ線に
対する屈折率を１．４３９８６、ｈ線に対する屈折率を
１．４４１８７、ｉ線に対する屈折率を１．４４５２
３、レンズ５３のｇ線に対する屈折率を１．５２７５
８、ｈ線に対する屈折率を１．５３１１６、ｉ線に対す
る屈折率を１．５３７１８、レンズ５５のｇ線に対する
屈折率を１．５２９８４、ｈ線に対する屈折率を１．５
３４４７、ｉ線に対する屈折率を１．５４２５２とす
る。

【００４０】組み合わせレンズ４２ａ，４２ｂは、レン
ズ筒４８ａ，４８ｂ内で光軸方向に移動可能となってお
り、組み合わせレンズ４２ａ，４２ｂを構成する各レン
ズの間隔を調整することにより、フォーカス位置と投影
倍率を調整することができる。上述した例の設計位置に
調整された場合、ベストフォーカスで倍率は完全に１
倍、コマ収差等の非対称な収差は零となる。

【００４１】本実施の形態によれば、凹面鏡で生じる焦
点位置誤差を組み合わせレンズにより補正し、かつ、組
み合わせレンズの凸レンズを異なる光学ガラスからなる
３種類のレンズで構成されたアクロマート凸レンズとす
ることにより、色収差を補正することができる。

【００４２】図５は、本発明の一実施の形態による投影
光学系の光線軌跡を示す図である。これは、フィールド
サイズを直径４８ｍｍ（像高さ２４ｍｍ）とした例で、
実線は開口数ＮＡが−０．０６（ｒａｄ）の場合、破線
は開口数ＮＡが０．０６（ｒａｄ）の場合である。図５
から、開口数ＮＡが±０．０６でフィールドサイズが直
径４８ｍｍの場合の光線の広がり範囲は、直径６６ｍｍ
以内に収まることが分かる。

【００４３】マスク面（光軸方向距離０）で像高方向距
離２４ｍｍの点からの光線は、第１結像面で像高方向距
離−２４ｍｍの点に結像し、ウェーハ面（第２結像面）
で像高方向距離２４ｍｍの点に結像する。即ち、第１結
像面で得られる像は等倍倒立像であり、ウェーハ面（第
２結像面）で得られる像は等倍正立像である。従って、
本実施の形態による投影光学系では、等倍正立像を投影
することができる。

【００４４】以上説明した実施の形態によれば、凹面鏡
と組み合わせレンズを併用して等倍正立像を投影するこ
とにより、必要なレンズ枚数が減少して、レンズによる
光の吸収や反射が少なくなる。また、アクロマート凸レ
ンズにより色収差を補正して、ｇ線、ｈ線、ｉ線の全て
の波長を使用することができる。従って、高い照度で高
コントラストな投影露光を行うことができる。また、凹
面鏡と組み合わせレンズの構成により、深い焦点深度で
投影露光を行うことができる。従って、段差量の大きな
傾斜面に精度よく投影露光を行うことができる。

【００４５】なお、オートフォーカス機構については、
段差量の大きな傾斜面では、縮小投影露光装置で採用さ
れているようなリアルタイムオートフォーカス機構は適
さない。同じパターン位置においては、オートフォーカ
スの計測値は同じ値を示す。従って、パターン位置を認
識した上でオートフォーカスの計測を行うと、計測は離
散的になるが、計測値を平面又は曲面近似することによ
って、段差量の大きな傾斜面にオートフォーカスを行う
ことができる。

【００４６】図６は、本発明の一実施の形態による投影
光学系の投影露光領域を示す図である。投影光学系は凹
面鏡を用いるため、投影露光可能領域が半円形となる。
半円形のうち、円の中心線から所定距離Ｅの範囲は、三
角ミラー４１ａ，４１ｂの境界線の影ができるので、投
影露光可能領域から外している。露光領域絞り４６は、
投影露光可能領域のうちから、図６に示すような台形の
投影露光領域を設定する。本実施の形態では、一例とし
て、Ａ＝３９ｍｍ、Ｂ＝４３ｍｍ、Ｃ＝４７ｍｍ、Ｄ＝
９．５ｍｍ、Ｅ＝４．５ｍｍ、Ｒ＝２４ｍｍ（直径４８
ｍｍ）とする。露光領域絞り４６は、第１結像面に設置
されており、ＸＹ方向に移動可能となっている。露光領
域絞り４６をＸＹ方向に移動することにより、投影露光
領域の位置を調整することができる。

【００４７】図７は、本発明の一実施の形態による投影
光学装置の動作を説明する図である。投影光学系ユニッ
ト４０には複数の投影光学系が設けられ、各投影光学系
は等ピッチで配置されている。図７は、６つの投影光学
系が設けられた例を示している。図１において、ウェー
ハ１０及びマスク２０の相対位置を一定としたまま、Ｙ
ステージ９５，９７によりウェーハ１０及びマスク２０
をＹ方向へ移動すると、各投影光学系の投影露光領域が
ウェーハ１０上を相対的に移動して走査を行う。図７の
例では、１回目の走査で、完全に露光される完全露光範
囲と、中間的に露光される半露光範囲と、露光されない
未露光範囲とが得られる。図６において、投影露光領域
のうち幅Ａの領域が走査した部分が１回目の走査の完全
露光範囲、投影露光領域のうち残りの領域が走査した部
分が１回の走査の半露光範囲である。

【００４８】次に、Ｘステージ９４，９６によりウェー
ハ１０及びマスク２０を走査方向と直角のＸ方向へ半ピ
ッチ移動する。移動する距離は、図６に示した寸法Ｂと
同じである。そして、ウェーハ１０及びマスク２０の相
対位置を一定としたまま、Ｙステージ９５，９７により
ウェーハ１０及びマスク２０をＹ方向へ移動し、２回目
の走査を行う。２回目の走査では、１回目の走査の未露
光範囲が完全に露光され、１回目の走査の半露光範囲が
重ねて露光され、１回目の走査の完全露光範囲は露光さ
れない。１回目の走査の半露光範囲は、２回目の走査で
重ねて露光されるため、最終的には完全に露光される。
結果的に、２回の走査でウェーハ１０の全面が一様に露
光される。

【００４９】なお、図７は投影光学系ユニット４０内に
６つの投影光学系が設けられた例を示しているが、５つ
以下又は７つ以上の投影光学系を設けてもよい。また、
走査回数は、各投影光学系を配置するピッチを変えるこ
とにより変更することができる。走査回数を減らすと、
スループットが向上するが、必要な投影光学系の数が多
くなる。逆に、走査回数を増やすと、スループットが低
下するが、必要な投影光学系の数が少なくなる。

【００５０】本実施の形態によれば、１回又は数回の走
査で、ウェーハ全面を露光することができる。従って、
小型の投影光学系を用いて、露光不可領域を露光するこ
となく、広い範囲を露光することができる。

【００５１】図８は、ＸＹ補正板の動作を説明する図で
ある。ＸＹ補正板４５ａ，４５ｂは、両面が平行な透明
板で構成されている。ＸＹ補正板４５ａ，４５ｂを構成
する透明板の屈折率をＮ₂とし、ＸＹ補正板４５ａ，４
５ｂを光軸と直角の方向から角度θ１だけ傾けたとき、
投影像位置の変位量Ｘは、図８に示すようになる。

【００５２】図９は、ＸＹ補正板の角度と投影像位置の
変位量の関係を示す図である。図９の実線はｇ線（４３
６ｎｍ）の場合、破線はｈ線（４０４ｎｍ）の場合であ
る。図９から、ｇ線もｈ線も共に、投影像位置の変位量
がＸＹ補正板の角度に比例して変化することが分かる。

【００５３】図１０は、本発明の一実施の形態によるＸ
Ｙ補正板の角度調整機構を示す図である。パルスモータ
６１の回転軸にねじ６２が取り付けられており、ねじ６
２にはナット６３がかみ合わされている。ＸＹ補正板４
５ａ，４５ｂは、取付具６７によりＬ字型の板ばね６５
に取り付けられている。板ばね６５の一端はナット６３
に取り付けられており、他端は固定具６６により固定さ
れている。パルスモータ６１にパルスが供給されてパル
スモータ６１が回転すると、ナット６３が移動して板ば
ね６５が変位し、ＸＹ補正板４５ａ，４５ｂの角度が変
化する。

【００５４】ストッパー６４は、ナット６３の移動範囲
を制限している。板ばね６５の基準位置の設定は、電源
投入時にナット６３をストッパー６４に所定のトルクで
押し当てることで行われる。そして、ＸＹ補正板４５
ａ，４５ｂの角度は、板ばね６５が基準位置にある状態
から、パルスモータ６１へ供給するパルス数によって調
整される。

【００５５】本実施の形態によれば、ＸＹ補正板４５
ａ，４５ｂの角度を調整することによって、投影光学系
の投影像位置をＸＹ方向に調整することができる。そし
て、パルスモータ６１へ供給するパルス数を制御するこ
とにより、ＸＹ補正板４５ａ，４５ｂの角度を精度よく
調整することができる。

【００５６】図１１は、本発明の一実施の形態による露
光照明ユニットの概略構成を示す図である。水銀ランプ
３１で発生した照明光は、コンデンサーレンズ群３２
ａ，３２ｂを通ってミラー３３ａ，３３ｂで反射し、フ
ライアイレンズ３４ａ，３４ｂ及び絞り３５ａ，３５ｂ
を通って、照明レンズ３６ａ，３６ｂから照射される。
フライアイレンズ３４ａ，３４ｂは、照明光の照度分布
を均一化するものである。

【００５７】本実施の形態によれば、１つの水銀ランプ
を用いて２つの投影光学系へ照明光を供給することがで
きる。また、フライアイレンズ３４ａ，３４ｂの断面形
状を長方形とすることによって、効果的に長方形の照明
領域を形成することができる。

【００５８】露光工程においては、まず図１の投影露光
装置のマスクホルダー９８へ、図示しないマスクローダ
ーからマスク２０が供給され、マスク用のＸステージ９
６及びＹステージ９７によって、マスク２０の位置決め
が行われる。マスク２０の位置決めが終了した後、マス
ク検出光学系７６は、マスク２０上に設けられたアライ
メント用のパターンを検出する。アライメント用のパタ
ーンは、ウェーハの場合と同様に、図１９（ｂ）に示し
たターゲットパターンを用い、ウェーハのスクライブラ
イン領域に対応する位置に設置する。この方法は、縮小
投影露光装置や一般の露光装置とは異なり、アライメン
ト用の特殊な専用パターンの挿入が不要で、マスクの製
作が容易となる。

【００５９】マスク検出光学系７６によるターゲットパ
ターンの検出では、マスク２０を搭載しているＸステー
ジ９６及びＹステージ９７の座標系に対するターゲット
パターンの座標を認識するのみで、何かの基準に対して
位置調整を行うわけではない。２点以上のターゲットパ
ターンを検出することにより、検出結果からマスク２０
のＸＹ位置誤差、回転誤差、倒れ誤差、ＸＹピッチ誤差
等が計算される。

【００６０】次に、図１の投影露光装置のウェーハチャ
ック９１へ、図示しないウェーハローダーからウェーハ
１０が供給される。そして、Ｚセンサー８０がウェーハ
１０の表面の複数の点でのＺ方向誤差を検出する。

【００６１】図１２は、本発明の一実施の形態によるウ
ェーハ検出光学系及びＺセンサーの概略構成を示す図で
ある。ウェーハ検出光学系７１は、光源７２、ビームス
プリッタ７３、対物レンズ７４、及び検出器７５を含ん
で構成されている。光源７２からの光は、ビームスプリ
ッタ７３で反射し、対物レンズ７４を通って、ウェーハ
１０へ照射される。ウェーハ１０の表面で反射した光
は、対物レンズ７４及び及びビームスプリッタ７３を通
って、ＣＣＤカメラ等からなる検出器７５で検出され
る。

【００６２】一方、Ｚセンサー８０は、スリット照明光
源８１、ミラー８２，８３、及び検出器８４を含んで構
成されている。スリット照明光源８１からのスリット状
の光は、ミラー８２で反射し、ウェーハ１０へ照射され
る。このとき、スリット状の光の照射位置は、ウェーハ
検出光学系７１の中心位置に正確に合わせられている。
ウェーハ１０の表面で反射した光は、ミラー８３で反射
して、１次元ＣＣＤセンサー等からなる検出器８４で検
出される。

【００６３】図１２において、まず、ウェーハ検出光学
系７１でウェーハ１０の表面に形成された段差パターン
１４のＸＹ位置を検出し、ウェーハ用のＸステージ９４
及びＹステージ９５を移動して、段差パターン１４の中
心位置をウェーハ検出光学系７１の中心位置に合わせ
る。そして、Ｚセンサー８０で段差パターン１４のＺ方
向位置を検出する。ウェーハ１０上の同一仕様の複数の
段差パターンについてＺ方向位置の検出を行い、検出結
果に基づいてＺ・チルトステージ９２を駆動して、ウェ
ーハ１０のＺ方向位置と傾斜を調整する。

【００６４】本実施の形態によれば、段差量の大きなパ
ターンが形成されたウェーハの表面のＺ方向誤差を、常
に同じ条件で精度よく検出することができる。

【００６５】ウェーハ１０のＺ方向位置と傾斜の調整が
終了した後、ウェーハ検出光学系７１は、ウェーハ１０
のスクライブライン領域内に設けられたターゲットパタ
ーンを検出する。ターゲットパターンの検出では、ウェ
ーハ１０を搭載しているＸステージ９４及びＹステージ
９５の座標系に対するターゲットパターンの座標が認識
される。２点以上のターゲットパターンを検出すること
により、検出結果からウェーハ１０のＸＹ位置誤差、回
転誤差、直行度誤差、ＸＹスケール誤差等が計算され
る。

【００６６】ウェーハ１０の回転誤差の補正は、θステ
ージ９３を駆動して、マスク２０の回転誤差と一致させ
ることにより行う。ウェーハ１０のＸＹ位置誤差の補正
は、ウェーハ用のＸステージ９４及びＹステージ９５を
移動して、マスク２０のＸＹ位置誤差と一致させること
により行う。ウェーハ１０のＹスケール誤差の補正は、
走査動作中のＹステージ９５の位置を補正して、マスク
２０のスケールと一致させることにより行う。ウェーハ
１０のＸスケール誤差及び直行度誤差の補正は、投影光
学系内のＸＹ補正板４５ａ，４５ｂの角度調整により行
う。これらの補正により、マスク２０の投影像とウェー
ハ１０との相対位置が完全に補正される。これらの補正
動作は、図７で説明した走査露光と同時に行う。Ｙスケ
ール誤差がない場合は、マスク用のＹステージ９７とウ
ェーハ用のＹステージ９５は、完全に同期して移動す
る。

【００６７】本実施の形態によれば、ウェーハのターゲ
ットパターンと、マスクのターゲットパターンとをそれ
ぞれ独立に検出してウェーハとマスクとの相対位置誤差
を補正するので、スクライブライン領域内に設けられた
アライメント用のターゲットパターンを用いて、露光面
とマスクとの位置合わせを精度よく行うことができる。

【００６８】図１に示した投影露光装置において、ウェ
ーハ検出光学系７１とマスク検出光学系７６との相対位
置が経年変化すると、ウェ−ハとマスクとの位置合わせ
精度が低下し、投影露光されたパターンの重ね合わせ精
度が低下する。また、投影光学系ユニット４０の投影像
位置が経年変化しても、投影露光されたパターンの重ね
合わせ精度が低下する。

【００６９】図１３は、本発明の一実施の形態による投
影像位置の補正方法を説明する図である。マスク２０の
マスク面の高さと同じ位置に、基準マスク７７をマスク
２０と同期して移動可能に設置する。また、ウェーハ１
０の表面の高さと同じ位置に、基準マスク７８をウェー
ハ１０と同期して移動可能に設置する。基準マスク７８
の下には、フォトセンサー７９をウェーハ１０と同期し
て移動可能に設置する。図１の投影露光装置のＹスージ
９５，９７による走査のストロークエンド近傍で、露光
照明ユニット３０及び投影光学系ユニット４０は、基準
マスク７７，７８の中心位置へ移動する。なお、図１３
では、ウェーハチャック９１とＸステージ９４の間のＺ
・チルトステージ９２及びθステージ９３が省略されて
いる。

【００７０】図１４（ａ）は本発明の一実施の形態によ
る基準マスクの上面図、図１４（ｂ）は基準マスクの各
スリットパターンの拡大図である。基準マスク７７，７
８は、投影光学系ユニット４０内の投影光学系の数に対
応した複数のスリットパターンで構成されている。フォ
トセンサー７９は、各スリットパターンに対応して複数
設けられている。

【００７１】図１３において、露光照明ユニット３０か
ら照射され、基準マスク７７のスリットパターンを通っ
た照明光は、投影光学系ユニット４０により、基準マス
ク７８の表面にスリットパターンの投影像を結像する。
結像したスリットパターンの投影像は、基準マスク７８
のスリットパターンを通って、フォトセンサー７９で検
出される。ウェーハ用のＸステージ９４及びＹステージ
９５を移動すると、移動に応じてフォトセンサー７９の
出力が変化する。フォトセンサー７９の出力は、基準マ
スク７７のスリットパターンの投影像位置と、基準マス
ク７８のスリットパターンの位置とが一致したときに最
大となる。図１５は、フォトセンサーの出力の一例を示
す図である。図１５に示すようなフォトセンサー７９の
出力波形から、容易に基準マスク７７のスリットパター
ンの投影像位置を計算することができる。

【００７２】次に、基準マスク７７のスリットパターン
の投影像位置と、基準マスク７８のスリットパターンの
位置とを一致させた状態で、Ｘステージ９４，９６及び
Ｙステージ９５，９７を同期して移動し、ウェーハ検出
光学系７１で基準マスク７７のパターン位置を検出し、
マスク検出光学系７６で基準マスク７８のパターン位置
を検出する。これらの検出結果から、ウェーハ検出光学
系７１とマスク検出光学系７６の相対位置誤差を計算
し、補正量を決定する。

【００７３】また、各フォトセンサー７９の出力から、
投影光学系ユニット４０内の各投影光学系相互の投影像
位置誤差と、各投影光学系の投影倍率誤差を計算する。
各投影光学系相互の投影像位置誤差、または各投影光学
系の投影倍率誤差が規定値から外れている場合は、投影
光学系内のＸＹ補正板４５ａ，５６ｂの角度調整により
補正する。

【００７４】本実施の形態によれば、ウェーハ検出光学
系とマスク検出光学系の相対位置誤差を検出して補正す
ることができるので、ウェ−ハとマスクとの位置合わせ
精度が向上する。また、投影光学系ユニット内の各投影
光学系相互の投影像位置誤差、及び各投影光学系の投影
倍率誤差を検出し、補正することができる。従って、投
影露光されたパターンの重ね合わせ精度を向上すること
ができる。

【００７５】なお、本実施の形態では、基準マスク７
７，７８のスリットパターン及びフォトセンサー７９
を、投影光学系ユニット４０内の投影光学系の数に対応
して複数設けていたが、投影光学系ユニット４０内の投
影光学系の数より少ない数だけ設け、ウェーハ用のＸス
テージ９４及びＹステージ９５を移動することによっ
て、各投影光学系によるスリットパターンの投影像を順
次検出してもよい。

【００７６】図１６は、本発明の一実施の形態による投
影露光システムの概略構成を示す図である。投影露光シ
ステムは、塗布装置１００、投影露光装置２００、現像
装置３００、重ね合わせ精度測定装置４００、及び重ね
合わせ誤差分析装置５００を含んで構成されている。投
影露光装置２００には、図１に示した投影露光装置を使
用する。

【００７７】重ね合わせ精度測定装置４００は、投影露
光装置２００で投影露光され、現像装置３００で現像さ
れたパターンの重ね合わせ誤差を測定する。重ね合わせ
誤差分析装置５００は、重ね合わせ精度測定装置４００
の測定結果及び投影露光装置２００の露光条件から、ピ
ッチング・ローリング補正、ＸＹスケーリング補正、倒
れ補正、回転オフセット補正、ＸＹオフセット補正等の
各補正項目の補正量を決定し、投影露光装置２００へフ
ィードバックする。

【００７８】特に重要な補正項目は、ピッチング・ロー
リング補正である。これは、ウェーハ用のＹステージ９
５及びマスク用のＹステージ９７の走査動作時のピッチ
ング・ローリング誤差に伴う投影像のＸＹ位置誤差であ
り、走査位置によって非線形に変化する。このような非
線形の位置誤差については、各走査位置に対応した補正
データテーブルを作成し、データ間は補間式を用いて補
正を行う。

【００７９】本実施の形態によれば、パターンの重ね合
わせ精度をさらに向上することができる。

【００８０】以上説明した実施の形態では、投影光学系
ユニットを固定して、ウェーハ及びマスクを移動するこ
とにより、ウェーハ及びマスクと、投影光学系ユニット
とを相対的に移動していたが、ウェーハ及びマスクを固
定して、投影光学系ユニットを移動してもよい。

【００８１】

【発明の効果】本発明によれば、次の効果がある。（１）段差量の大きな傾斜面に精度よく投影露光を行う
ことができ、かつ、露光不可領域を露光することなく、
広い範囲を露光することができる。

【００８２】（２）さらに、マスクのパターンの異なる
位置の等倍正立像を同時に投影することにより、必要な
走査回数が減少し、スループットを向上することができ
る。

【００８３】（３）さらに、光路中に挿入した透明板の
角度を調整することにより、マスクのパターンの等倍正
立像の位置を精度よく調整することができる。

【００８４】（４）さらに、露光面のアライメント用の
パターンと、マスクのアライメント用のパターンとをそ
れぞれ独立に検出して露光面とマスクとの相対位置誤差
を補正することによって、スクライブライン領域内に設
けられたアライメント用のターゲットパターンを用い
て、露光面とマスクとの位置合わせを精度よく行うこと
ができる。

【００８５】（５）さらに、パターンの中心位置を露光
面に設けられたアライメント用のパターンを検出する検
出光学系の中心位置へ移動した後、露光面に設けられた
アライメント用のパターンを検出する検出光学系の中心
位置と同じ中心位置のＺ方向位置検出用の検出光学系を
用いて、パターンのＺ方向位置を検出することにより、
段差量の大きなパターンが形成されたウェーハの表面の
Ｚ方向誤差を、常に同じ条件で精度よく検出することが
できる。

【００８６】（６）さらに、マスクのパターンの等倍正
立像を投影する投影光学系を用いて、マスク面の高さに
設置したスリットパターンの投影像を、露光面の高さに
設置したスリットパターンへ投影し、露光面の高さに設
置したスリットパターンを通過した光量を検出すること
により、マスクのパターンの等倍正立像を投影する投影
光学系の投影像位置誤差を検出し、投影像位置誤差の検
出結果に基づいて、光路中に挿入した透明板の角度を調
整することにより、投影露光されたパターンの重ね合わ
せ精度を向上することができる。

【００８７】（７）さらに、マスクのパターンの等倍正
立像を投影する投影光学系を用いて、マスク面の高さに
設置したスリットパターンの投影像を、露光面の高さに
設置したスリットパターンへ投影し、露光面の高さに設
置したスリットパターンを通過した光量を検出すること
により、マスク面の高さに設置したスリットパターンの
投影像位置を検出し、投影像位置の検出結果に基づい
て、マスク面の高さに設置したスリットパターンの投影
像位置と、露光面の高さに設置したスリットパターンの
位置とを一致させた後、露光面に設けられたアライメン
ト用のパターンを検出する検出光学系で露光面の高さに
設置したスリットパターンの位置を検出し、マスクに設
けられたアライメント用のパターンを検出する検出光学
系でマスク面の高さに設置したスリットパターンの位置
を検出し、両者の検出結果に基づいて、両検出光学系の
相対位置誤差を補正することにより、露光面とマスクと
の位置合わせ精度を向上することができ、投影露光され
たパターンの重ね合わせ精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による投影露光装置の
概略構成を示す図である。

【図２】本発明の一実施の形態による投影光学系の概
略構成を示す図である。

【図３】本発明の一実施の形態による投影光学系の相
対位置を示す図である。

【図４】本発明の一実施の形態による組み合わせレン
ズ及び凹面鏡の構成を示す図である。

【図５】本発明の一実施の形態による投影光学系の光
線軌跡を示す図である。

【図６】本発明の一実施の形態による投影光学系の投
影露光領域を示す図である。

【図７】本発明の一実施の形態による投影光学装置の
動作を説明する図である。

【図８】ＸＹ補正板の動作を説明する図である。

【図９】ＸＹ補正板の角度と投影像位置の変位量の関
係を示す図である。

【図１０】本発明の一実施の形態によるＸＹ補正板の
角度調整機構を示す図である。

【図１１】本発明の一実施の形態による露光照明ユニ
ットの概略構成を示す図である。

【図１２】本発明の一実施の形態によるウェーハ検出
光学系及びＺセンサーの概略構成を示す図である。

【図１３】本発明の一実施の形態による投影像位置の
補正方法を説明する図である。

【図１４】図１４（ａ）は本発明の一実施の形態によ
る基準マスクの上面図、図１４（ｂ）は基準マスクの各
スリットパターンの拡大図である。

【図１５】フォトセンサーの出力の一例を示す図であ
る。

【図１６】本発明の一実施の形態による投影露光シス
テムの概略構成を示す図である。

【図１７】ウェーハ・プロセス・パッケージの基本構
造を示す図である。

【図１８】ウェーハ・プロセス・パッケージの製造工
程の概略を示すフローチャートである。

【図１９】図１９（ａ）はターゲットパターンの配置
を示す図、図１９（ｂ）は代表的なターゲットパターン
を示す図である。

【図２０】露光不可領域を示す図である。

【符号の説明】

１０…ウェーハ、２０…マスク、３０…露光照明ユニッ
ト、４０…投影光学系ユニット、４１ａ，４１ｂ…三角
ミラー、４２ａ，４２ｂ…組み合わせレンズ、４３ａ，
４３ｂ…ＮＡ絞り、４４ａ，４４ｂ…凹面鏡、４５ａ，
４５ｂ…ＸＹ補正板、４６…露光領域絞り、５１…凹レ
ンズ、５２…凸レンズ、７１…ウェーハ検出光学系、７
６…マスク検出光学系、７７，７８…基準マスク、８０
…Ｚセンサー

フロントページの続き (72)発明者細江卓朗東京都渋谷区東３丁目16番３号日立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者根本亮二東京都渋谷区東３丁目16番３号日立電子エンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 2H097 BA01 GB01 KA03 KA28 KA38 LA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】凹面鏡と、単一光学ガラスからなる凹レ
ンズ及び異なる光学ガラスからなる３種類のレンズで構
成されたアクロマート凸レンズを含む組み合わせレンズ
とを備えた投影光学系を用いて、マスクのパターンの等
倍正立像を露光面へ投影し、露光面及びマスクと、投影光学系とを相対的に移動し
て、マスクのパターンの等倍正立像を露光面で走査する
ことを特徴とする投影露光方法。
【請求項２】投影光学系を複数用いて、マスクのパタ
ーンの異なる位置の等倍正立像を同時に投影することを
特徴とする請求項１に記載の投影露光方法。
【請求項３】両面が平行な透明板を光路中に挿入し、挿入した透明板の角度を調整することにより、マスクの
パターンの等倍正立像の位置を調整することを特徴とす
る請求項１に記載の投影露光方法。
【請求項４】マスクのパターンの等倍正立像を露光面
へ投影する前に、露光面に設けられたアライメント用のパターンと、マス
クに設けられたアライメント用のパターンとをそれぞれ
独立に検出し、両者の検出結果に基づいて、露光面とマスクとの相対位
置誤差を補正することを特徴とする請求項１に記載の投
影露光方法。
【請求項５】マスクのパターンの等倍正立像を露光面
へ投影する前に、露光面に設けられたアライメント用のパターンを検出す
る検出光学系を用いて、露光面に形成されたパターンの
位置を検出し、検出されたパターンの中心位置を、露光面に設けられた
アライメント用のパターンを検出する検出光学系の中心
位置へ移動し、露光面に設けられたアライメント用のパターンを検出す
る検出光学系の中心位置と同じ中心位置のＺ方向位置検
出用の検出光学系を用いて、検出されたパターンのＺ方
向位置を検出し、検出されたパターンのＺ方向位置の検出結果に基づい
て、露光面のＺ方向位置を調整することを特徴とする請
求項４に記載の投影露光方法。
【請求項６】マスクのパターンの等倍正立像を投影す
る投影光学系を用いて、マスク面の高さに設置したスリ
ットパターンの投影像を、露光面の高さに設置したスリ
ットパターンへ投影し、露光面の高さに設置したスリットパターンを通過した光
量を検出することにより、マスクのパターンの等倍正立
像を投影する投影光学系の投影像位置誤差を検出し、投影像位置誤差の検出結果に基づいて、光路中に挿入し
た透明板の角度を調整することを特徴とする請求項３に
記載の投影露光方法。
【請求項７】マスクのパターンの等倍正立像を投影す
る投影光学系を用いて、マスク面の高さに設置したスリ
ットパターンの投影像を、露光面の高さに設置したスリ
ットパターンへ投影し、露光面の高さに設置したスリットパターンを通過した光
量を検出することにより、マスク面の高さに設置したス
リットパターンの投影像位置を検出し、投影像位置の検出結果に基づいて、マスク面の高さに設
置したスリットパターンの投影像位置と、露光面の高さ
に設置したスリットパターンの位置とを一致させた後、露光面に設けられたアライメント用のパターンを検出す
る検出光学系で露光面の高さに設置したスリットパター
ンの位置を検出し、マスクに設けられたアライメント用のパターンを検出す
る検出光学系でマスク面の高さに設置したスリットパタ
ーンの位置を検出し、両者の検出結果に基づいて、両検出光学系の相対位置誤
差を補正することを特徴とする請求項４に記載の投影露
光方法。
【請求項８】凹面鏡と、単一光学ガラスからなる凹レ
ンズ及び異なる光学ガラスからなる３種類のレンズで構
成されたアクロマート凸レンズを含む組み合わせレンズ
とを備え、マスクのパターンの等倍正立像を露光面へ投
影する投影光学系と、露光面及びマスクと、前記投影光学系とを相対的に移動
して、マスクのパターンの等倍正立像を露光面で走査す
る手段とを備えたことを特徴とする投影露光装置。
【請求項９】前記投影光学系を複数備えたことを特徴
とする請求項８に記載の投影露光装置。
【請求項１０】光路中に設けられた両面が平行な透明
板と、前記透明板の角度を調節する角度調節手段とを備えたこ
とを特徴とする請求項８に記載の投影露光装置。
【請求項１１】露光面に設けられたアライメント用の
パターンを検出する第１の検出光学系と、マスクに設けられたアライメント用のパターンを前記第
１の検出光学系と独立して検出する第２の検出光学系
と、前記第１及び第２の検出光学系の検出結果に基づいて、
露光面とマスクとの相対位置誤差を補正する手段とを備
えたことを特徴とする請求項８に記載の投影露光装置。
【請求項１２】中心位置が前記第１の検出光学系の中
心位置と同じで、露光面のＺ方向位置を検出する第３の
検出光学系と、前記第３の検出光学系の検出結果に基づいて、露光面の
Ｚ方向位置を調整する手段とを備えたことを特徴とする
請求項１１に記載の投影露光装置。
【請求項１３】マスク面の高さに設置された第１のス
リットパターンと、露光面の高さに設置された第２のス
リットパターンと、前記投影光学系による前記第１のスリットパターンの投
影像が前記第２のスリットパターンを通過した光量を検
出する検出手段とを備えたことを特徴とする請求項８に
記載の投影露光装置。
【請求項１４】マスク面の高さに設置された第１のス
リットパターンと、露光面の高さに設置された第２のス
リットパターンと、前記投影光学系による前記第１のスリットパターンの投
影像が前記第２のスリットパターンを通過した光量を検
出する検出手段とを備え、前記角度調節手段は、前記検出手段の検出結果に基づい
て前記透明板の角度を調整することを特徴とする請求項
１０に記載の投影露光装置。