JP2811127B2

JP2811127B2 - 色収差２重焦点装置

Info

Publication number: JP2811127B2
Application number: JP3135335A
Authority: JP
Inventors: 勤宮武
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1991-05-13
Filing date: 1991-05-13
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: JPH04336415A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、微小距離離間した第
１の物体と第２の物体の相対位置を検出する軸上色収差
を利用した２重焦点装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】本件発明者は、近接露光におけるＸ線マ
スクとウエハの相対位置の検出装置を「微小距離離れた
２物体の位置検出装置」として特願昭６２−１９６１７
４号を出願し既に実施している。以下、この先行技術を
簡単に説明する。

【０００３】図１１は、対物レンズの近軸領域における
結像状態を示す図で、対物レンズＬの前にはＳだけ離れ
た光軸Ｏ上の位置にＸ線マスクＭが、さらにδ離れた位
置にはウエハＷが置かれているとする。ここで、２つの
異なる波長α，βの光に対して対物レンズＬの軸上色収
差の量を、Ｘ線マスクＭとウエハＷ間のギャップδに等
しくすると、光軸Ｏ上のＢ，Ｃ点およびＣ，Ｄ点にウエ
ハＷとＸ線マスクＭの像がそれぞれ生じることになる。
ここで、中央のＣ点には、波長αの光によるＸ線マスク
Ｍの像と波長βの光によるウエハＷの像が同時にできて
おり、同一光軸Ｏ上に２つの物点と一つの結像点をもつ
光学系が実現する。

【０００４】一方、光軸Ｏ上のＢ，Ｄ点に結像する光束
はＣ点の結像に重畳し、Ｃ点に生じた結像の解像度を低
下してしまう。また、光軸Ｏ上のＣ点において、波長
α，βの光による結像は同一平面上にできるため、干渉
のために互いに結像コントラストを低下させてしまう。
そこで、Ｂ，Ｄ点に結像する光束を取り除くために図１
２に示すような中央を波長αの光だけを透過させるフィ
ルターａとこの両側に波長βの光だけを透過するフィル
ターｂを組合せたパターンバリアフィルター２０を手前
に設置してＣ点の結像に不必要な光束を取り除くように
するのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記原理に基づく軸上
色収差２重焦点装置のスペックを表１に示す。

【０００６】

【表１】

【０００７】この軸上色収差２重焦点装置の光路図を図
１３に示す。タンタル（Ｔａ）のマスクマーク１４を有
するＸ線マスク８と段差マークからなるウエハマーク１
５を有するウエハ９は平行に微小間隔δをおいて水平に
それぞれのステージ上に載置される。軸上色収差を有す
る２重焦点検出装置の対物レンズ７は、前述した波長α
の光と波長βの光がＸ線マスク８とウエハ９の微小間隔
δだけの軸上色収差を有するように設計されたレンズ系
である。従って、例えば超高圧水銀ランプの光源１７か
ら射出される光束をコリメートして照明用フィルター１
６ａ，１６ｂにより波長α［α＝５４６ｎｍ（ｅ
線）］，波長β［β＝５７３ｎｍ（ｄ線）］の照明光を
取り出し、ハーフミラー６を介して検出光学系に導入
し、軸上色収差対物レンズ７を介してＸ線マスク８上の
マスクマーク１４およびウエハ９上のウエハマーク１５
をそれぞれ照明するように構成されている。

【０００８】波長αの照明光により照明されたＸ線マス
ク８のマスクマーク１４と波長βの照明光により照明さ
れたウエハ９のウエハマーク１５は軸上色収差対物レン
ズ７により同一位置にその像を結像する。この近傍に図
１２に示すパターンバリアフィルター２０を配置し、こ
の像をリレーレンズ１１によりＣＣＤカメラ１３の結像
面に結像させるようになっている。

【０００９】パターンバリアフィルター２０は、中央の
ａ領域が波長αの光だけを透過するフィルターであり、
この両側のｂ領域が波長βの光だけを透過するフィルタ
ーを境界面ｃで貼り合わせることによって形成されてお
り、マスクマーク１４の像は中央部のａ領域をウエハマ
ーク１５の像はｂ領域をそれぞれ透過させることにより
にじみを生じさせるような不必要な光を除去するように
なっている。

【００１０】次に、このようなパターンバリアフィルタ
ー２０の外径寸法およびその分光特性を図１４および図
１５に示す。また、実際のパターンバリアフィルター２
０の構成を図１６の斜視図に拡大して示す。このパター
ンバリアフィルターを構成する干渉フィルターに要求さ
れる仕様は、ｅ線，ｄ線とも半値幅が１．２ｎｍで、ａ
領域とｂ領域の境界部重なり代が０．１ｎｍ以下等の厳
しい条件が課せられている。そして、このような要求を
満足させるため、最終的には図１６の斜視図に示すよう
に干渉フィルターおよび反射防止膜の２１〜２５の５枚
を重ね合せた複雑な構成を採らなければ作成できなくな
っている。その分光特性は図１５に示されるように半値
幅が２．２ｎｍ，短波長および長波長がきれいにカット
された干渉フィルターとしては非常に高いレベルのフィ
ルターが要求されていた。

【００１１】次に、この理由をさらに詳しく説明する。
上述したように２つの単波長の光を使用して微小距離離
間したＸ線マスク８およびウエハ９をその像点近くに配
置したパターンバリアフィルター２０のみによって観察
するための光の波長を選択することは原理的には何ら問
題がないが、パターンバリアフィルターの製作上におい
て極めて厳しい技術的困難さとコスト的な困難さを合わ
せもつことが明らかになった。即ち、上記のような色収
差２重焦点装置において、Ｘ線マスク８を単色光（ｅ
線）、ウエハ９を帯域光（６３０ｎｍ〜７５０ｎｍ）で
照明した場合について考えてみる。なお、このウエハ９
に帯域光を使用するのは、特開平２−８１６号公報に示
されるようにウエハにはレジスト膜や透明膜等が形成さ
れ、これによって生じる光の干渉に基づく定在波効果に
より、ウエハ上のアライメントマークの反射強度が正弦
波状に変化して、同マークを検出する信号光の相対強度
が大きく変動してしまうからである。

【００１２】上記仕様を満足するパターンバリアフィル
ターのウエハ結像領域（ｂ領域）の分光透過特性を図２
２に、マスク結像領域（ａ領域）の分光透過特性を図２
３に示す。

【００１３】単色光用光源としてｅ線に高輝度を有する
超高圧水銀ランプを使用し、帯域光用光源として可干渉
性が極めて低いハロゲンランプを使用したとする。これ
らの光源の相対分光特性は図２４および図２５に示すと
おりである。２つの光源とも広い可視領域において発光
していることが判る。

【００１４】次に、図１３に示す色収差２重焦点装置に
おいて、ＣＣＤカメラ１３の受光素子に応答性の高いラ
インセンサーを用いるとする。このラインセンサーの分
光感度特性は、図２６に示すように２００ｎｍ以下の短
波長から１１００ｎｍの長波長領域に亘り広い感度特性
を有している。

【００１５】図２４および図２５から、広い波長領域を
もつ光束がパターンバリアフィルター２０を透過した結
像を受光するためのラインセンサーが広い分光感度特性
をもつことから、色収差２重焦点装置のパターンバリア
フィルター２０に要求される分光透過特性における始点
波長λ₁ と終点波長λ₂は、λ₁ ＝２００ｎｍ（２００
ｎｍ以下の光はレンズにより吸収される。）、およびλ
₂ ＝１１００ｎｍ（１１００ｎｍ以上はラインセンサー
が感度をもたない。）となる。このことから、パターン
バリアフィルター２０は広い波長領域の透過特性を考慮
した干渉フィルターでなければならないことが判る。

【００１６】次に、干渉フィルターについて説明する。
一般に干渉フィルターは薄膜中での光の干渉現象を利用
して必要とする波長の光だけを透過するようにガラス基
板に多層膜をコーティングして形成したものである。こ
の薄膜設計上および製作上の難易度を決定する要因とし
て、主に（１）透過光束の半値全幅、（２）対象とする
波長領域、（３）透過率の３項目が挙げられる。

【００１７】上記（１）の半値全幅は狭くなる程多層を
必要とし、上記（２）の波長領域が広がる程多層が必要
になり、そして上記（３）の透過率は多層になる程低下
してしまうことになる。これらの３項目に付随して、
（４）光学特性の再現性、（５）薄膜特性の経時変化、
（６）品質劣化、（７）加工性、（８）取り扱い性、
（９）製造コスト、（１０）光学性能等が付加される。

【００１８】さて、ここで、例えば図１３に示す色収差
２重焦点検出装置のパターンバリアフィルター２０の中
央部分（Ｘ線マスク結像領域）の部分を薄膜設計したと
すると、５４６ｎｍ±５ｎｍの透過性（半値全幅＝１０
ｎｍ）だけを考慮しても、一般的には６０層以上の超多
層膜が必要となってしまう。

【００１９】さらに、これだけでは図２７に示すように
薄膜設計上から光を通したくない領域に光が透過してし
まういわゆるリップル領域ｑが生じてしまう。このリッ
プル成分ｑを消去するためにはさらに膜数を増加しなけ
ればならない。この膜数の増加によりさらに透過率が低
下し、上記（１）〜（１０）の条件が低下してしまうこ
とになる。

【００２０】従って、一般的にはパターンバリアフィル
ターの中央部分の分光透過特性としては、図２３に示す
ように半値全幅が１０ｎｍ前後と狭いことと対象波長領
域が２００ｎｍ〜１１００ｎｍと広いことから、少なく
とも２枚以上の干渉フィルターの貼り合わせにより実現
することが可能となる。また、このことはパターンバリ
アフィルターの両側のウエハ結像領域についてもいえ
る。この帯域光の分光特性を図２２に示す。

【００２１】具体的に本件発明者の試作したパターンバ
リアフィルターは、図１６に示すように５枚構成となっ
ている。即ち、２１および２２は短波長成分カットフィ
ルター、２３および２４は５４６ｎｍ±５ｎｍの光束の
透過フィルター、２５は長波長成分カットフィルターで
ある。

【００２２】このようなフィルターで性能特性上問題に
なったのは、上記（５）薄膜特性の経時変化、（６）加
工性、（７）品質劣化、（８）取り扱い性、（９）製造
コストおよび（１０）光学性能の６項目に及んでいる。

【００２３】以上の説明から、色収差２重焦点装置にお
いて、パターンバリアフィルターの作用をパターンバリ
アフィルターのみで達成することは、現時点におけるパ
ターンバリアフィルターの製造技術上から極めて困難な
ものであることが判る。

【００２４】従って、このパターンバリアフィルターの
製造技術上の負担を軽減し実用的な技術とするために
は、本件発明者はパターンバリアフィルターの作用の一
部を照明用フィルターに分担させることが最も簡単で実
用的な手段であることを見出した。

【００２５】次に、上記のように構成された検出光学系
によりＣＣＤカメラ１３の受像面に結像されるマスクマ
ークとウエハマークのパターンの様子を説明する。な
お、この場合は帯域光の代りに表１に示すｄ線を使用し
た例で説明する。

【００２６】図１７に模式的に示すように、中央部のａ
領域はｅ線結像領域であり、この中央に垂直のＸ線マス
ク８のマスクマーク１４の像１４′が結像する。この両
側にはパターンバリアフィルター２０のフィルター接合
面である境界面ｃの像ｃ′が形成される。そして、この
両外側にはｄ線結像領域であるｂ領域があり、これらの
中央にウエハ９上のウエハマーク１５の像１５′がそれ
ぞれ形成される。

【００２７】このようにしてＣＣＤカメラ１３の受像面
に形成されたモニターのフォーカスセンターで行ったと
き、即ち、パターンバリアフィルターの中央部分である
Ｘ線マスク結像領域をフォーカスした際の全景の様子
（写真）を線図として示したものを図１８に示す。この
ときの倍率は１４０倍である。そして、このセンター結
像を拡大して接写したときの写真を線図として示したも
のが図１９である。また、モニターのフォーカスをパタ
ーンバリアフィルターのウエハマークに対応するように
光軸方向に５１μｍ移動させて観察を行ったときの全景
の様子（写真）を線図として示したものが図２０であ
り、このサイド結像を拡大して接写したときの写真を線
図として示したものを図２１に示す。

【００２８】これらの図１８ないし図２１から次のこと
が判る。

【００２９】（１）パターンバリアフィルター２０の境
界面ｃの像ｃ′が占める面積の割合が比較的に大きい。

【００３０】（２）パターンバリアフィルター２０内で
ｅ線およびｄ線による結像光束が多重反射干渉を起し、
スペックルパターンを生じさせている。

【００３１】（３）パターンバリアフィルター２０内で
結像光束が拡散し、解像度およびコントラストが共に低
下している。

【００３２】上記（１），（２），（３）の原因として
は、パターンバリアフィルター２０は図１６に示すよう
に５枚のフィルターを重ね合わせて構成しているので、
貼り合せ枚数が多いためにフィルターの接合代がそれだ
け大きくなっていることに起因している。また、５枚の
干渉フィルターの接合により構成されるパターンバリア
フィルター２０の貼り合わせ面に使用される接着剤が多
くなり、これが不具合を生じさせる原因となっている。
そして、各干渉フィルターの平面度や表面粗さが数が多
い分影響することになり、これらを十分精密に作成しな
ければならない。さらにｅ線およびｄ線に対する反射防
止膜が不十分であったことが原因として挙げられる。

【００３３】このように、パターンバリアフィルターの
良否がこの軸上色収差２重焦点装置の解像度やコントラ
ストを大きく左右する重要なポイントであり、その製作
に要求される仕様は極めて厳しいものとなっていた。

【００３４】この発明は、このような点に鑑みてなされ
たもので、パターンバリアフィルターの製作負担を大幅
に軽減させる改良された軸上色収差２重焦点装置を提供
することを目的とする。

【００３５】

【課題を解決するための手段】この発明は、光軸方向に
微小距離離間した第１の物体と第２の物体を同時に観察
する軸上色収差を有するレンズ系を用いた光学装置にお
いて、照明系に第１と第２の異なる波長の光を透過する
照明用フィルターを検出光学系にカラーフィルターから
なるパターンバリアフィルターをそれぞれ配置し、第１
の波長の光による第２の物体の像に基づく結像面での軸
上色収差のにじみと、第２の波長の光による第１の物体
像に基づく結像面での軸上色収差のにじみをそれぞれ効
率的に除去するようにしたことを特徴とする軸上色収差
２重焦点装置である。

【００３６】

【実施例】以下、図面に基づいてこの発明の実施例を説
明する。図１は軸上色収差２重焦点装置の構成を示す光
路図である。照明系は２つの光源１および光源２からの
射出光束を照明用フィルター３および照明用フィルター
４をそれぞれ介して波長α［α＝４３６ｎｍ（ｇ線）］
の照明光と波長β［β＝５４０〜６５０ｎｍ（帯域
光）］の照明光を作り、これらの光束をコリメートレン
ズ１８，１９を通してダイクロイックミラー５で合わせ
てハーフミラー６，対物レンズ７を介してＸ線マスク面
８とウエハ面９をそれぞれ落射照明するように構成され
ている。

【００３７】波長αの光で照明されたＸ線マスク８上の
マスクマーク１４と、波長βの光で照明されたウエハ９
上のウエハマーク１５は軸上色収差対物レンズ７により
同一位置１０に結像される。この像はリレーレンズ１１
およびパターンバリアフィルター１２を透過してＣＣＤ
カメラ１３の受像面に結像され、電気信号に変換され
る。

【００３８】この例では、照明用フィルター３および４
とパターンバリアフィルター１２とを組み合せることに
より、前述した図１１おいて同一位置のＣ点の結像を妨
げるＢ点およびＤ点に結像する光束を遮断するようにな
っている。即ち、照明用カラーフィルター３，４により
検出光学系に入射する波長αおよびβの２光束を選択す
るようにしている。

【００３９】パターンバリアフィルター１２の特性は、
波長α，βの２光束に対し、α＜γ＜βなる波長γを仮
定すると、図４において両側のｂ領域のフィルターは波
長γ以上の光を透過させるカラーフィルターであり、中
央のａ領域のフィルターは波長γ以下の光を透過するカ
ラーフィルターである。そして、これらの２種のカラー
フィルターは図６に示すようにｂ，ａ，ｂの３枚のフィ
ルターを境界ｃで貼り合わせて１枚のパターンバリアフ
ィルター１２を構成するのである。

【００４０】図７にこのように形成されたパターンバリ
アフィルター１２の分光波長特性を示す。これは、パタ
ーンバリアフィルター１２を構成する領域ａ，ｂのフィ
ルターは最も一般的な分光特性を有するカラーフィルタ
ーであり、従来のように複数枚の干渉フィルターを重ね
合わせて構成することなくそれぞれ１枚のフィルターで
問題なく作成することが可能となる。

【００４１】次に、図１に戻って上記のことを踏まえて
波長の異なる２光束によりマスクマークおよびウエハマ
ークがそれぞれ照明されて良好に結像されることを詳し
く説明する。光源１から射出された光束はコリメートさ
れ、照明用フィルター３により波長αの光だけ透過して
選択される。そして、コリメートレンズ１８によりコリ
メートされダイクロイックミラー５を透過してハーフミ
ラー６により検出光学系に取り入れられる。一方、光源
２から射出された光束は照明用フィルター４を透過する
ことにより波長βだけの光が透過して選択され、コリメ
ートレンズ１９によりコリメートされダイクロイックミ
ラー５で反射して上記波長αの光と合わさりハーフミラ
ー６により検出光学系に取り入れられる。

【００４２】これらの波長α，βの２光束は、軸上色収
差対物レンズ７により軸上色収差分だけ離れた点に焦点
を結ぶことになる。即ち、図１で波長αの照明光はＸ線
マスク面８に、波長βの照明光はウエハ面９にそれぞれ
集光するように照明する。

【００４３】これらのＸ線マスク面８およびウエハ面９
は、近接露光におけるＸ線マスクとウエハの位置状態を
想定してそれらの間隔δが例えば４０μｍに設定されて
いる。

【００４４】図２にＸ線マスク８上のマスクマーク１４
の拡大図を示す。これは自己支持膜（エンブレム）から
なるＸ線マスク８上に例えばタンタル（Ｔａ）を直線状
に設けて形成されている。

【００４５】図３にウエハ９上のウエハマーク１５の拡
大図を示す。これはウエハ９上に垂直に平行な２本の段
差マークを形成したものである。

【００４６】Ｘ線マスク面８およびウエハ面９に波長
α，βの照明光が軸上色収差対物レンズ７によりそれぞ
れ焦結されて照明されると、マスクマーク１４およびウ
エハマーク１５の像は軸上色収差対物レンズ７により同
一位置１０に重なって結像される。この像は、リレーレ
ンズ１１により中間倍率が掛けられ、パターンバリアフ
ィルター１２により不必要な光が遮断されてからＣＣＤ
カメラ１３の受像面に結像する。

【００４７】図４は、パターンバリアフィルター１２の
構成を示す正面図である。即ち、中央のａ領域はＸ線マ
スク８のマスクマーク１４を透過させる波長αの光を含
む光を透過させるカラーフィルターであり、境界面ｃを
挟んで両側のｂ領域はウエハ９上のウエハマーク１５を
透過させる波長βの光を含む光を透過させるカラーフィ
ルターである。これらを境界面ｃで貼り合わせて１枚で
構成するのである。

【００４８】図５にＣＣＤカメラ１３の受像面に結像さ
れるパターンの状態を示す。中央のマスクマーク１４の
像１４′の両側にパターンバリアフィルター１２の境界
ｃの像ｃ′が、さらにその両側にウエハマーク１５の像
１５′が平行に結像されている。そして、像１４′はマ
スクマーク１４の波長αの光による結像であり、像１
５′はウエハマーク１５の波長βの光による結像であ
る。

【００４９】次に、実際に製作した軸上色収差２重焦点
装置の仕様を表２に示す。

【００５０】

【表２】

【００５１】この仕様をもつ軸上色収差２重焦点装置の
外観を図９に示す。即ち、照明用フィルターにより選択
された２つの光束は光ファイバーにより導かれ、ファイ
バー照明部２６に入射される。この光束は軸上色収差対
物レンズ７により２つの物点、即ち、Ｘ線マスク８のマ
スクマーク１４とウエハ９上のウエハマーク１５をそれ
ぞれ照明し、これらのマークを軸上色収差対物レンズ７
によりＣＣＤカメラ１３の受像面に結像させている。

【００５２】図８に、実際に使用されたパターンバリア
フィルター１２の分光特性の実測値を示す。ａ，ｂ領域
ともこれらの特性を有する１枚のカラーフィルターで形
成されており、これらを貼り合わせて構成されている。

【００５３】次に、図１に示す軸上色収差２重焦点装置
を使用して実際にマスクマークおよびウエハマークを観
察した結果を説明する。

【００５４】図１０にＣＣＤカメラで観察したモニター
の写真を線図として示す。図５に示した各マークの状態
が良く再現されている。モニターの中央に見えるのがｇ
線の光により結像したマスクマーク１４の像１４′およ
びこの両側にパターンバリアフィルターの境界面ｃの像
ｃ′が、さらにこの両側に帯域光により照明されたウエ
ハマーク１５の像１５′がそれぞれ鮮明に結像されてお
り、図１９，図２１に示されたスペックルパターンおよ
びコントラストや解像度を低下させるような現象は何ら
生じていない。

【００５５】以上説明したとおり、この発明ではパター
ンバリアフィルターの作用を照明用フィルターと分担さ
せることにより、パターンバリアフィルター製造技術上
の困難さを克服した色収差２重焦点装置となる。

【００５６】次に、改善されたパターンバリアフィルタ
ーの製造技術上の問題点を纒めて説明する。

【００５７】（１）透過中心波長を一定値とするために
は膜厚制御を精密に行う必要があり、かつ多層膜になる
程厳しくなり、光学特性の再現性が低下するするように
なっていた。これを照明用フィルターに分担させること
により、パターンバリアフィルターを構成する膜数を減
少させ、膜生成時の再現性が高くなる。特に上記実施例
に示した吸収フィルターを使用した場合、この問題点は
完全に解決される。

【００５８】（２）パターンバリアフィルターの作用を
照明用フィルターと分担させることにより膜数を減らす
ことが可能になり、薄膜特性の経時変化を小さくするこ
とができる。この問題点も実施例のように吸収フィルタ
ーを使用した場合には完全に解決される。

【００５９】（３）パターンバリアフィルターの作用を
照明用フィルターと分担させることにより、膜数が減り
貼り合わせる枚数も減少するため、パターンバリアフィ
ルターの加工性は格段に向上する。特に、実施例に示す
ように１枚構成にすると、加工性に関しては全く問題な
いレベルに達する。

【００６０】（４）パターンバリアフィルターは膜数が
少なくできるため、薄膜中の残留応力が小さくなるた
め、膜の剥れや膜の割れを抑えることが容易になり、品
質劣化を小さくすることができる。

【００６１】（５）パターンバリアフィルターの膜数が
減少するため取り扱い性が向上する。

【００６２】（６）膜数が減ることと、加工性が向上す
ること等から、その製造コストが大幅に安くなる。

【００６３】（７）パターンバリアフィルターの作用を
パターンバリアフィルターのみによって達成させるため
には、前述したように問題が山積みされたままである
が、これを照明用フィルターと分担させることにより、
光学性能の劣化を最終性能に問題ないレベルまで抑える
ことが可能になった。

【００６４】なお、色収差２重焦点装置の場合、その像
性能は色収差の補正に大きく左右される。これは図２２
および図２３に示す分光特性において、透過曲線の立ち
上がりおよび立ち下がりの急峻さが結像性能に大きく影
響することを意味している。つまり、透過曲線がなだら
かになる程色収差が残るため、像点における解像度が低
下することになる。この急峻さをパターンバリアフィル
ターが要求することがさらにその製造技術を難しいもの
としているのである。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の軸上色
収差２重焦点装置によれば、照明系に２つの波長の光だ
けを取り出す照明用フィルターを用い、従来のパターン
バリアフィルターの作用を照明用フィルターに分担させ
ることにより、パターンバリアフィルターの製作上にお
いて拘えていた諸問題が一挙に解決され、しかも軸上色
収差２重焦点装置の性能を飛躍的に向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の軸上色収差２重焦点装置の
構成を示す光路図、

【図２】Ｘ線マスクのマスクマークを拡大して示す正面
図、

【図３】ウエハマークを拡大して示す正面図、

【図４】パターンバリアフィルターを拡大して示す正面
図、

【図５】ＣＣＤカメラの受像面に形成されるパターンの
状態を示す線図、

【図６】パターンバリアフィルターの構成を示す斜視
図、

【図７】パターンバリアフィルターの分光透過率を示す
グラフ、

【図８】実際に製作されたパターンバリアフィルターの
分光透過率曲線を示すグラフ、

【図９】実際に製作された軸上色収差２重焦点装置の斜
視図、

【図１０】ＣＣＤカメラに受像したパターンをモニター
した写真を線図化して示した説明図、

【図１１】軸上色収差対物レンズの近軸領域における結
像状態を説明するための線図、

【図１２】先行技術のパターンバリアフィルターの拡大
して示す正面図、

【図１３】先行技術の軸上色収差２重焦点装置の構成を
示す光路図、

【図１４】先行技術のパターンバリアフィルターの構成
を示す正面図、

【図１５】先行技術のパターンバリアフィルターの分光
波長特性図、

【図１６】先行技術のパターンバリアフィルターの構成
を示す斜視図、

【図１７】ＣＣＤカメラに受像されるパターンの模式
図、

【図１８】モニターのセンター結像における写真を示す
線図、

【図１９】図１８の写真を拡大して示す線図、

【図２０】モニターのサイド結像における写真を示す線
図、

【図２１】図２０の写真を拡大して示す線図、

【図２２】パターンバリアフィルターのウエハ結像領域
の分光透過特性を示すグラフ、

【図２３】パターンバリアフィルターのマスク結像領域
の分光透過特性を示すグラフ、

【図２４】超高圧水銀ランプの相対分光分布を示すグラ
フ、

【図２５】ハロゲンランプの相対分光分布を示すグラ
フ、

【図２６】ラインセンサーの分光感度特性を示すグラ
フ、

【図２７】干渉フィルターのリップルを説明するための
グラフである。

【符号の説明】

１，２光源３，４照明用フィルター５ダイクロイックミラー６ハーフミラー７軸上色収差対物レンズ８Ｘ線マスク面９ウエハ面１０結像面１１リレーレンズ１２パターンバリアフィルター１３ＣＣＤカメラ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光軸方向に微小距離離間した第１の物体
と第２の物体を同時に観察する軸上色収差を有するレン
ズ系を用いた光学装置において、照明系に第１と第２の
異なる波長の光を透過する照明用フィルターを検出光学
系にカラーフィルターからなるパターンバリアフィルタ
ーをそれぞれ配置し、第１の波長の光による第２の物体
の像に基づく結像面での軸上色収差のにじみと、第２の
波長の光による第１の物体像に基づく結像面での軸上色
収差のにじみをそれぞれ効率的に除去するようにしたこ
とを特徴とする軸上色収差２重焦点装置。