JPH04214613A - 投影型露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は投影型露光装置に関し、
特に投影レンズの像面湾曲による解像度の劣化を軽減し
た投影型露光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路の集積度の向上に
伴い、より高い解像度，より高い重ね合せ精度およびよ
り大きなスループットなどを得るために、縮小投影型露
光装置が半導体集積回路の製造装置として広く使われる
ようになってきている。

【０００３】このような縮小投影型露光装置は、原板で
あるレチクルと基板であるウエハとの間に設けられた投
影レンズを用いて、前記レチクル上に形成された回路パ
ターンを前記ウエハ上に所定の縮小率（通常、１／５　
または　１／１０）で結像することにより、前記ウエハ
に前記回路パターンの縮小像であるパターン像を形成す
るものである。また、このような縮小投影型露光装置で
は、一回の露光によりウエハ全体にパターン像を形成す
る一括露光方式よりも、一回の露光が終了するたびに前
記ウエハを移動し、複数回の露光により前記ウエハ全体
に前記パターン像を配列して形成するステップアンドリ
ピート露光方式が一般的に採用されている。

【０００４】しかし、半導体集積回路のさらなる高集積
化に対応するためには、縮小投影型露光装置を用いて単
に回路パターンを縮小投影するだけでは解像度に限界が
あるので、露光光の短波長化および投影レンズの高ＮＡ
化による解像度の向上が必要となる。ただし、この場合
には、投影レンズの高ＮＡ化による焦点深度の減少、お
よび回路パターンの微細化によるレチクルとウエハとの
位置合せの高精度化により、投影レンズが露光光の一部
を吸収することにより生じる該投影レンズの結像性能劣
化（たとえば、焦点位置の変動，結像倍率の変動および
像面湾曲の変動など）が無視できなくなってくる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の縮小投影型露光装置では、投影レンズの焦点位
置および結像倍率の変動に関しては、次の（イ）および
（ロ）に示すような対策を施すことによりその変動分を
補正して、ある程度良好な状態でレチクル上の回路パタ
ーンをウエハ上に転写しているが、投影レンズの像面湾
曲の変動については何ら対策がなされていない。

【０００６】（イ）焦点位置の変動に対する対策……ウ
エハが載置されているステージを上下に移動させて、ウ
エハと投影レンズとの間隔を投影レンズの焦点位置の変
動に応じて調節する。

【０００７】（ロ）結像倍率の変動に対する対策……投
影レンズを構成する複数レンズ間の特定空間に密閉空間
を設けて、該密閉空間の空気圧を投影レンズの結像倍率
の変動に応じて調節する（特開昭６０ー０７８４５４号
公報）。または、レチクルと投影レンズとの間隔あるい
は投影レンズを構成する各レンズの間隔を、結像倍率の
変動に応じて調節する。

【０００８】したがって、このような従来の縮小投影型
露光装置では、たとえば２０ｍｍ角まで露光領域が拡大
されてきたウエハを使用した場合に、投影レンズの像面
湾曲の変動量により、前記ウエハの露光領域全面でベス
トフォーカスの状態を維持することが難しいために、高
解像度化に限界が生じてくるという問題がある。

【０００９】本発明の目的は、投影レンズの像面湾曲に
よる影響を軽減し、高解像度化が図れる投影型露光装置
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の投影型露光装置
は、原板と基板との間に設けられた投影レンズを用いて
、前記原板上に形成されたパターンを前記基板上に所定
の倍率で結像することにより、前記基板にパターン像を
形成する投影型露光装置であって、前記投影レンズを通
過してくる露光光により、前記原板上に形成された複数
個の検出用マークの各像面位置を計測する像面位置計測
手段と、前記基板の前記検出用マークが転写される各部
分を該基板の露光面と垂直方向に変位させて、該基板の
露光面を湾曲させる湾曲手段を有する基板保持装置と、
該基板保持装置の湾曲手段を、前記像面位置計測手段で
計測した前記検出用マークの各像面位置に応じて駆動す
る駆動手段とを具備する。

【００１１】ここで、前記像面位置計測手段が、像面位
置計測時に前記投影レンズと前記基板との間に挿入され
る、該投影レンズを通過してくる露光光を直角に反射す
る反射ミラーと、該反射ミラーで反射された露光光のう
ち、前記原板上に形成された複数個の検出用マークを透
過した各露光光を受光する受光手段と、該受光手段を、
前記反射ミラーで反射された露光光の光軸方向に移動さ
せる移動手段と、前記受光手段の前記光軸方向の位置を
検出する位置検出手段と、該位置検出手段および前記受
光手段の出力信号から前記検出用マークの各像面位置を
計測して、該検出用マークの一つである基準検出用マー
クの像面位置と他の前記検出用マークの像面位置との各
差分量を駆動手段に出力する演算手段とを有するもので
あってもよい。

【００１２】なお、前記検出用マークは、サジタル方向
およびメリジオナル方向にそれぞれ形成されたバーチャ
ートであってもよい。

【００１３】

【作用】本発明の投影型露光装置では、複数個の検出用
マークを原板上に形成し、該検出用マークの各像面位置
を像面位置計測手段で計測することにより、投影レンズ
の像面湾曲の変動を検出することができる。また、基板
の前記検出用マークが転写される各部分を該基板の露光
面と垂直方向に変位させて、該基板の露光面を湾曲させ
る湾曲手段を、基板保持装置に設けるとともに、前記像
面位置計測手段で計測した前記検出用マークの各像面位
置に応じて前記基板保持装置の湾曲手段を駆動手段で駆
動することにより、前記投影レンズの像面湾曲の変動を
打消すように前記基板の露光面を湾曲させることができ
る。

【００１４】ここで、検出用マークの各像面位置の計測
に際し、投影レンズを通過してくる露光光を用いるＴＴ
Ｌ（Ｔｈｒｏｕｇｈ　Ｔｈｅ　Ｌｅｎｓ）方式を採用す
ることにより、実際の露光時と同じ投影光学系全体の特
性を反映させることができる。

【００１５】また、投影レンズを通過してくる露光光を
直角に反射する反射ミラーを、像面位置計測時に前記投
影レンズと基板との間に挿入し、該反射ミラーで反射さ
れた露光光のうち、原板上に形成された複数個の検出用
マークを透過した各露光光を受光手段で受光することに
より、前記ＴＴＬ方式を容易に実現することができる。

【００１６】さらに、反射ミラーで反射された露光光の
光軸方向に受光手段を移動手段で移動させるとともに、
該受光手段の前記光軸方向の位置を位置検出手段で検出
し、演算手段で、前記位置検出手段および前記受光手段
の出力信号から複数個の検出用マークの各像面位置を計
測して、該検出用マークの一つである基準検出用マーク
の像面位置と他の該検出用マークの像面位置との各差分
量を求め、該各差分量を駆動手段に出力することにより
、基板保持装置の湾曲手段で、前記検出した像面湾曲の
変動を打消すように基板を湾曲させることができる。

【００１７】なお、検出用マークとして、サジタル方向
およびメリジオナル方向にそれぞれ形成されたバーチャ
ートを用いることにより、投影レンズの前記両方向の像
面湾曲に対応させることができる。

【００１８】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１９】図１は、本発明の投影型露光装置の第１の
実施例を示す、半導体集積回路製造用の縮小投影型露光
装置の概略構成図である。

【００２０】この縮小投影型露光装置は、露光系と、オ
ート・フォーカス系と、像面湾曲補正系とからなる。

【００２１】露光系は、露光光である紫外光を発する照
明装置１と、回路パターンが形成された、原板であるレ
チクル１０と、前記回路パターンの縮小像であるパター
ン像が形成される、基板であるウエハ２と、レチクル１
０とウエハ２との間に設けられた、前記回路パターンを
ウエハ２上に所定の縮小率で結像する投影レンズ３と、
ウエハ２が真空吸着されて保持される、基板保持装置で
あるウエハ保持装置２０と、ウエハ保持装置２０が固定
された、図示Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向にそれぞれ移動可能なス
テージ４とから構成されている。

【００２２】図２に示すように、レチクル１０には、９
個の検出用マーク１１１　〜１１９　が、図示Ｘ軸方向
（メリジオナル方向）および図示Ｙ軸方向（サジタル方
向）にそれぞれ３列ずつ等間隔に、回路パターン（不図
示）内部に形成されている。また、図３に示すように、
検出用マーク１１１　は、６本の幅約３．５μｍのバー
チャート１２１　〜１２６　が前記メリジオナル方向お
よび前記サジタル方向にそれぞれ３本ずつ形成されたも
のであり、他の検出用マーク１１２　〜１１９　も同様
である。

【００２３】図４（Ａ）に示すように、ウエハ保持装置
２０のチャック面２２（ウエハ２が吸着される面）の検
出用マーク１１１　〜１１９　が転写される各部分には
、ウエハ２を真空吸着するための吸引口２３が配設され
ている。すなわち、図４（Ａ）の中央部右上に示す９個
の吸引口２３３１〜２３３３，２３４１〜２３４３，２
３５１〜２３５３が設けられている各部分は、一回の露
光で９個の検出用マーク１１１　〜１１９　がそれぞれ
転写される部分に該当する。また、図４（Ｂ）に一部を
断面図で示すように、ウエハ保持装置２０の本体２１内
部には、各吸引口２３５１〜２３５５と不図示の真空発
生源とをそれぞれ接続するように分岐された排気管２５
が設けられており、ウエハ２は、その裏面が前記真空発
生源で真空吸着されることによりウエハ保持装置２０に
吸着・保持される。さらに、ウエハ２の検出用マーク１
１１　〜１１９　が転写される各部分を図示Ｚ軸方向（
ウエハ２の露光面と垂直方向）に変位させて、ウエハ２
の露光面を湾曲させるために、ウエハ保持装置２０は次
のように構成されている。

【００２４】（イ）ウエハ保持装置２０の本体２１は、
ＰＺＴ磁器などの圧電性の部材からなっている。

【００２５】（ロ）図４（Ｂ）に一部を断面図で示すよ
うに、各吸引口２３５１〜２３５５の径と同じ外径を有
するドーナッツ形状のアドレス電極２４５１〜２４５５
が、各吸引口２３５１〜２３５５の底面にそれぞれ接着
されている。

【００２６】（ハ）各アドレス電極２４５１〜２４５５
と後述する第２の駆動回路４３（図１参照）とをそれぞ
れ接続するリード線２６５１〜２６５５が、排気管２５
の内部に通されている。

【００２７】（ニ）共通電極２７が、本体２１の底面全
面に接着されている。

【００２８】すなわち、たとえば、第２の駆動回路４３
からリード線２６５１を介してアドレス電極２４５１に
印加する電圧を変化させると、アドレス電極２４５１と
共通電極２７との間の部分の本体２１が前記電圧の変化
に応じて伸縮するため、ウエハ２の吸引口２３５１に吸
着されている部分を図示Ｚ軸方向に変位させることがで
きる。

【００２９】オート・フォーカス系は、公知のオフ・ア
クシス方式によるものであり、図１に示すように、ウエ
ハ保持装置２０に真空吸着されたウエハ２の露光面に非
露光光を投射する投光光学装置３１と、ウエハ２の露光
面から反射してくる前記非露光光を受光する受光光学装
置３２と、受光光学装置３２の出力信号よりウエハ２の
図示Ｚ軸方向の位置ずれを検出するＡＦ制御回路３３と
、ＡＦ制御回路３３の出力信号に応じてステージ４を図
示Ｚ軸方向に移動させる第１の駆動回路３４とからなる
。

【００３０】像面湾曲補正系は、投影レンズ３を通過し
てくる露光光により、レチクル１０上に形成された検出
用マーク１１１　〜１１９　の各像面位置を計測する像
面位置計測手段である、反射ミラー４１，受光装置５０
および演算回路４２と、ウエハ保持装置２０の湾曲手段
を、前記像面位置計測手段で計測した検出用マーク１１
１　〜１１９　の各像面位置に応じて駆動する駆動手段
である第２の駆動回路４３とからなる。

【００３１】ここで、反射ミラー４１は、前記像面位置
計測時に投影レンズ３とウエハ２との間に挿入され、投
影レンズ３を通過してくる露光光を直角に反射して受光
装置５０に入射させる。

【００３２】図５に示すように、受光装置５０は、固定
台５９と、反射ミラー４１で反射された露光光の光軸方
向（図示Ｘ軸方向）に摺動自在に固定台５９に取付けら
れた微動ステージ５８と、微動ステージ５８に載置され
た、前記反射された露光光が入射される顕微鏡５７およ
び顕微鏡５７を通過した前記露光光が入射される受光板
５１と、微動ステージ５８を前記光軸方向に移動させる
ことにより、受光板５１を前記光軸方向に移動させる、
移動手段であるアクチュエータ５５と、固定台５９に取
付けられた、受光板５１の前記光軸方向の位置を検出す
る、位置検出手段であるレーザリニアエンコーダ５６と
からなる。

【００３３】図６に示すように、受光板５１には、９個
のＣＣＤイメージセンサ５２１　〜５２９　が、反射ミ
ラー４１で反射され、顕微鏡５７を通過した露光光のう
ち、検出用マーク１１１　〜１１９　を透過した各露光
光を受光できる位置にそれぞれ設けられている。なお、
顕微鏡５７は、６本の幅約３．５μｍのバーチャート１
２１　〜１２６　からなる検出用マーク１１１　〜１１
９　（図３参照）を各ＣＣＤイメージセンサ５２１　〜
５２９　で検出できる大きさに拡大するために設けられ
ている。

【００３４】演算回路４２（第１図参照）は、レーザリ
ニアエンコーダ５６およびＣＣＤイメージセンサ５２１
　〜５２９　の出力信号から検出用マーク１１１　〜１
１９　の各像面位置を計測して、検出用マーク１１１　
〜１１９　の一つである基準検出用マーク（検出用マー
ク１１５　）の像面位置と他の検出用マーク１１１　〜
１１４　，１１６　〜１１９　の像面位置との各差分量
を第２の駆動回路４３に出力する演算手段として機能す
る。すなわち、演算回路４２は、レーザリニアエンコー
ダ５６およびＣＣＤイメージセンサ５２５　の出力信号
から、受光板５１の前記光軸方向の各位置ごとに検出用
マーク１１５　のコントラストを算出して、図７に曲線
５３５　で示す検出用マーク１１５　のコントラストプ
ロフィールを求め、前記コントラストが最大となる受光
板５１の位置を前記基準検出用マークの像面位置として
記憶する。同様にして、レーザリニアエンコーダ５６お
よび残りの各ＣＣＤイメージセンサ５２１　〜５２４，
５２６　〜５２９　の出力信号から、図７に曲線５３１
　〜５３４，５３６　〜５３９　で示す各コントラスト
プロフィールを求め、コントラストが最大となる受光板
５１の各位置を検出用マーク１１１　〜１１４　，１１
６　〜１１９　の各像面位置とし、該各像面位置の前記
基準検出用マークの像面位置からの各差分量ΔＸ１〜Δ
Ｘ４　，ΔＸ６　〜ΔＸ９　を求める。

【００３５】ここで、前記各コントラストプロフィール
は、各ＣＣＤイメージセンサ５２１　〜５２９　で受光
した各検出用マーク１１１　〜１１９　の明部と暗部と
の光量から算出することができる。

【００３６】次に、この縮小投影型露光装置の動作につ
いて、図１を用いて説明する。

【００３７】この縮小投影型露光装置では、次に示す動
作手順により一回の露光が行われる。

【００３８】（イ）投影レンズ３の像面湾曲の変動によ
る解像度の劣化を防ぐための像面湾曲補正動作（ロ）ウ
エハ２の露光面を投影レンズ３の焦点位置に合せるため
のオート・フォーカス動作 （ハ）レチクル１０上に形成された回路パターンをウエ
ハ２に転写するための露光動作 上記（ロ）のオート・フォーカス動作および上記（ハ）
の露光動作は、公知のものと同じであるため、その説明
は省略し、上記（イ）の像面湾曲補正動作についてのみ
説明する。

【００３９】像面湾曲補正動作が開始されると、反射ミ
ラー４１が投影レンズ３とウエハ２との間に挿入された
のち、照明装置１から露光光である紫外光が発せられる
。該露光光は反射ミラー４１により直角に反射されて受
光装置５０に入射するが、レチクル１０上に形成された
検出用マーク１１１　〜１１９　（図２参照）を透過し
てきた各露光光のみが、受光装置５０の受光板５１に設
けられたＣＣＤイメージセンサ５２１　〜５２９　（図
６参照）によりそれぞれ受光される。このとき、受光板
５１は、レーザリニアエンコーダ５６によりその位置が
検出されながら、アクチュエータ５５により図１図示Ｘ
軸方向に移動させられる（図５参照）。演算回路４２は
、レーザリニアエンコーダ５６およびＣＣＤイメージセ
ンサ５２１　〜５２９　出力信号より算出した図７に曲
線５３１　〜５３９　で示す各コントラストプロフィー
ルから、基準検出用マークの像面位置である検出用マー
ク１１５　の像面位置と残りの検出用マーク１１１　〜
１１４，１１６　〜１１９の像面位置との各差分量ΔＸ
１　〜ΔＸ４　，ΔＸ６　〜ΔＸ９　を求め、第２の駆
動回路４３に出力する。

【００４０】ここで、たとえば、図４（Ａ）に示すウエ
ハ保持装置２０の９つの吸引口２３３１〜２３３３，２
３４１〜２３４３，２３５１〜２３５３が含まれる領域
を露光する場合に、演算回路４２で求めた前記各差分量
ΔＸ１　〜ΔＸ４　，ΔＸ６　〜ΔＸ９　のうち、３つ
の差分量ΔＸ３，ΔＸ６，ΔＸ９　以外がすべて０であ
ったとすると、第２の駆動回路４３は、該差分量ΔＸ３
，ΔＸ６，ΔＸ９　に応じた電圧を３本のリード線２６
５１，２６５２，２６５３にそれぞれ出力する。このと
き、前記各リード線２６５１，２６５２，２６５３が接
続された３個のアドレス電極２４５１，２４５２，２４
５３と共通電極２７との間に印加される電圧の変化に応
じて、ウエハ保持装置２０の本体２１の３つの吸引口２
３５１，２３５２，２３５３が設けられている各部分が
伸縮し、ウエハ保持装置２０のチャック面２２に真空吸
着されている部分がウエハ２の露光面と垂直方向に変位
するため、投影レンズ３の像面湾曲の変動を打消すよう
にウエハ２の露光面を湾曲させることができる。

【００４１】以上のようにして、像面湾曲補正動作が終
了すると、上記（ロ）のオート・フォーカス動作が行わ
れ、ウエハ２の露光面を投影レンズ３の焦点位置に合せ
たのち、上記（ハ）の露光動作が行われることにより、
前記吸引口２３３１〜２３３３，２３４１〜２３４３，
２３５１〜２３５３により真空吸着されているウエハ２
の領域に、レチクル１０上に形成された回路パターンが
転写されて、一回の露光が終了する。

【００４２】なお、多少スループットを犠牲にしても常
に理想的な結像性能を得たい場合には、ステージ４を図
１図示Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動させて露光領域を
変えるごとに、上記（イ）〜（ハ）の動作を繰返せばよ
い。一方、多少結像性能を犠牲にしてもスループットを
上げたい場合には、ウエハ２を交換するごとに、上記（
イ）の像面湾曲補正動作および上記（ロ）のオート・フ
ォーカス動作を行ったのち、上記（ハ）の露光動作を繰
返して、ウエハ２の全領域に前記回路パターンを転写す
ればよい。

【００４３】図８は、レチクル上に形成された検出用マ
ークの他の配置を示す図である。

【００４４】図１に示した実施例においては、図２に示
すように、９個の検出用マーク１１１　〜１１９　をレ
チクル１０上に形成して投影レンズ３の像面湾曲を検出
した。しかし、検出用マークは必ずしも９個である必要
はなく、たとえば、投影レンズ３の像面湾曲が回転に対
して９０度の対称性をもつと近似できる場合には、図８
に示すように、４個の検出用マーク７１１〜７１４　を
レチクル７０の左上側に形成して前記像面湾曲を検出し
てもよい。この場合には、図９に示すように、各検出用
マーク７１１　〜７１４　の像面位置を検出するための
受光板８１に設けるＣＣＤイメジセンサ８２１　〜８２
４　の数も４個でよいため、前記像面位置の演算を行う
演算回路４２における処理が容易になり、スループット
の向上が図れる。

【００４５】図１０（Ａ），（Ｂ）は、それぞれウエハ
保持装置の他の構成を示す概略構成図である。

【００４６】このウエハ保持装置９０では、本体９１は
剛性の大きい部材からなるとともに外周壁９１１　を有
し、ロッド状の金属からなるピン９４がチャック面９２
の検出用マーク１１１　〜１１９　が転写される各部分
に設けられており、ウエハ９８は、その裏面が外周壁９
１１　および各ピン９４に接触した状態で吸着・保持さ
れる。 なお、ウエハ９８を真空吸着するために、チャック面９
２の中央部に対象性よく配設された８個の吸引口９３１
　〜９３８　と真空発生源（不図示）とを接続する排気
管９６が、本体９１の内部に設けられている。

【００４７】また、投影レンズ３の像面湾曲を打消すよ
うにウエハ９８の露光面を湾曲させる湾曲手段として、
図１０（Ｂ）に一部分を示すように、ピエゾ素子のよう
な微小変位可能なアクチュエータ９５５１〜９５５５が
、各ピン９４とチャック面９２との間に設けられている
。

【００４８】次に、図１に示した縮小型投影露光装置に
おいて、このウエハ保持装置９０を図４に示したウエハ
保持装置２０の代わりに用いたときの像面湾曲補正動作
について説明する。

【００４９】この縮小型投影露光装置においては、各ア
クチュエータ９５５１〜９５５５は、不図示のリード線
で図１に示す第２の駆動回路４３に接続され、第２の駆
動回路４３により、その変位量が制御される。

【００５０】像面湾曲補正動作が開始されると、反射ミ
ラー４１が投影レンズ３とウエハ２との間に挿入された
のち、照明装置１から露光光である紫外光が発せられる
。該露光光は反射ミラー４１により直角に反射されて受
光装置５０に入射するが、レチクル１０上に形成された
検出用マーク１１１　〜１１９　（図２参照）を透過し
てきた各露光光のみが、受光装置５０の受光板５１に設
けられたＣＣＤイメージセンサ５２１　〜５２９　（図
６参照）によりそれぞれ受光される。このとき、受光板
５１は、レーザリニアエンコーダ５６によりその位置が
検出されながら、アクチュエータ５５により図１図示Ｘ
軸方向に移動させられる（図５参照）。演算回路４２は
、レーザリニアエンコーダ５６およびＣＣＤイメージセ
ンサ５２１　〜５２９　出力信号より算出した図７に曲
線５３１　〜５３９　で示す各コントラストプロフィー
ルから、基準検出用マークの像面位置である検出用マー
ク１１５　の像面位置と残りの検出用マーク１１１　〜
１１４，１１６　〜１１９の像面位置との各差分量ΔＸ
１　〜ΔＸ４　，ΔＸ６　〜ΔＸ９　を求め、第２の駆
動回路４３に出力する。

【００５１】ここで、たとえば、図１０（Ａ）に示すウ
エハ保持装置９０の９つのピン９４３１〜９４３３，９
４４１〜９４４３，９４５１〜９４５３が含まれる領域
を露光する場合に、演算回路４２で求めた前記各差分量
ΔＸ１　〜ΔＸ４　，ΔＸ６　〜ΔＸ９　のうち、３つ
の差分量ΔＸ３，ΔＸ６，ΔＸ９　以外がすべて０であ
ったとすると、第２の駆動回路４３は、該差分量ΔＸ３
，ΔＸ６，ΔＸ９　に応じた電圧を図１０（Ｂ）に示す
３つのアクチュエータ９５５１，　９５５２，　９５５
３にそれぞれ出力する。このとき、該各アクチュエータ
９５５１，　９５５２，　９５５３は、前記電圧の変化
に応じて伸縮し、ウエハ保持装置９０の３つのピン９４
５１，　９４５２，　９４５３に接触している部分がウ
エハ９８の露光面と垂直方向に変位するため、投影レン
ズ３の像面湾曲の変動を打消すようにウエハ９８の露光
面を湾曲させることができる。

【００５２】以上の実施例においては、レーザリニアエ
ンコーダ５６を用いて、受光板５１の位置を検出したが
、検出精度を高めるためにレーザ干渉計を用いてもよい
。

【００５３】また、本発明の投影型露光装置は、前記２
つの実施例において示した半導体集積回路製造用の縮小
投影型露光装置に限らず、原板と基板との間に設けられ
た投影レンズを用いて、前記原板上に形成されたパター
ンを前記基板上に所定の倍率で結像することにより、前
記基板にパターン像を形成するいかなる種類の投影型露
光装置にも適用可能である。

【００５４】

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。

【００５５】本発明の投影型露光装置では、複数個の検
出用マークを原板上に形成し、該検出用マークの各像面
位置を像面位置計測手段で計測して、投影レンズの像面
湾曲の変動を検出し、また、基板の前記検出用マークが
転写される各部分を該基板の露光面と垂直方向に変位さ
せて、該基板の露光面を湾曲させる湾曲手段を、基板保
持装置に設けるとともに、前記像面位置計測手段で計測
した前記検出用マークの各像面位置に応じて前記基板保
持装置の湾曲手段を駆動手段で駆動して、前記投影レン
ズの像面湾曲の変動を打消すように前記基板の露光面を
湾曲させることにより、前記投影レンズの像面湾曲によ
る影響を軽減し、高解像度化が図れるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の投影型露光装置の第１の実施例を示す
、半導体集積回路製造用の縮小投影型露光装置の概略構
成図である。

【図２】図１に示したレチクル上に形成された検出用マ
ークの配置を示す図である。

【図３】図２に示した検出用マークを示す図である。

【図４】図１に示したウエハ保持装置の概略構成図であ
り、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡーＡ線に
沿う一部断面図である。

【図５】図１に示した受光装置の概略構成図である。

【図６】図５に示した受光板に設けられたＣＣＤイメー
ジセンサの配置を示す図である。

【図７】図１に示したずれ検出回路で求められるコント
ラストプロフィールの一例を示すグラフである。

【図８】レチクル上に形成された検出用マークの他の配
置を示す図である。

【図９】図８に示したレチクルを使用時の受光板に設け
られたＣＣＤイメージセンサの配置を示す図である。

【図１０】ウエハ保持装置の他の構成を示す概略構成図
であり、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡーＡ
線に沿う一部断面図である。

【符号の説明】

１　　　　　　　　　照明装置 ２，９８　　　ウエハ ３　　　　　　　　　投影レンズ ４　　　　　　　　　ステージ １０，７０　　　レチクル １１１　〜１１９　，７１１　〜７１４　　　　　検出
用マーク１２１　〜１２６　　　　　バーチャート２０
，９０　　　ウエハ保持装置 ２１，９１　　　本体 ２２，９２　　　チャック面 ２３，２３３１〜２３３３，２３４１〜２３４３，２３
５１〜２３５５，９３１　〜９３２　　　吸引口 ２４，２４５１〜２４５５　　　アドレス電極２５，９
６　　　　排気管 ２６５１〜２６５５　　　リード線 ２７　　　　　　　　　共通電極 ３１　　　　　　　　　投光光学装置 ３２　　　　　　　　　受光光学装置 ３３　　　　　　　　　ＡＦ制御回路 ３４　　　　　　　　　第１の駆動回路４１　　　　　
　　　　反射ミラー ４２　　　　　　　　　演算回路 ４３　　　　　　　　　第２の駆動回路５０　　　　　
　　　　受光装置 ５１，８１　　　受光板 ５２１　〜５２９　，８２１　〜８２４　　　　ＣＣＤ
イメージセンサ ５３１　〜５３９　　　　コントラストプロフィール５
５，９５３１〜９５３３，９５４１〜９５４３，９５５
１〜９５５３　　　　アクチュエータ ５６　　　　　　　　　レーザリニアエンコーダ５７　
　　　　　　　　顕微鏡 ５８　　　　　　　　　微動ステージ ５９　　　　　　　　　固定台 ９１１　　　　　　　　外周壁 ９４３１〜９４３３，９４４１〜９４４３，９４５１〜
９４５３　　　　　　ピン Ｘ，Ｙ，Ｚ　　　　　軸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　原板と基板との間に設けられた投影レ
   ンズを用いて、前記原板上に形成されたパターンを前記
   基板上に所定の倍率で結像することにより、前記基板に
   パターン像を形成する投影型露光装置において、前記投
   影レンズを通過してくる露光光により、前記原板上に形
   成された複数個の検出用マークの各像面位置を計測する
   像面位置計測手段と、前記基板の前記検出用マークが転
   写される各部分を該基板の露光面と垂直方向に変位させ
   て、該基板の露光面を湾曲させる湾曲手段を有する基板
   保持装置と、該基板保持装置の湾曲手段を、前記像面位
   置計測手段で計測した前記検出用マークの各像面位置に
   応じて駆動する駆動手段とを具備することを特徴とする
   投影型露光装置。
2. 【請求項２】　　像面位置計測手段が、像面位置計測時
   に投影レンズと基板との間に挿入される、該投影レンズ
   を通過してくる露光光を直角に反射する反射ミラーと、
   該反射ミラーで反射された露光光のうち、原板上に形成
   された複数個の検出用マークを透過した各露光光を受光
   する受光手段と、該受光手段を、前記反射ミラーで反射
   された露光光の光軸方向に移動させる移動手段と、前記
   受光手段の前記光軸方向の位置を検出する位置検出手段
   と、該位置検出手段および前記受光手段の出力信号から
   前記検出用マークの各像面位置を計測して、該検出用マ
   ークの一つである基準検出用マークの像面位置と他の前
   記検出用マークの像面位置との各差分量を駆動手段に出
   力する演算手段とを有することを特徴とする請求項第１
   項記載の投影型露光装置。
3. 【請求項３】　　検出用マークが、サジタル方向および
   メリジオナル方向にそれぞれ形成されたバーチャートで
   あることを特徴とする請求項第２項記載の投影型露光装
   置。