JPH07161625A

JPH07161625A - 半導体露光装置及び露光方法

Info

Publication number: JPH07161625A
Application number: JP5338772A
Authority: JP
Inventors: Rikio Ikeda; 利喜夫池田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-12-02
Filing date: 1993-12-02
Publication date: 1995-06-23

Abstract

(57)【要約】【目的】アライメント操作時に、あるいはオートフォー
カス操作時に、レジストを露光することのない半導体露
光装置を提供する。【構成】半導体露光装置は、（イ）レーザ光源１０、
（ロ）非線形光学結晶素子及び光共振器から成る第２高
調波発生装置２０、（ハ）第２高調波発生装置２０から
射出される光の強度の高低を制御するために、光共振器
の共振器長を制御する共振器長制御装置３０、（ニ）投
影光学系６２を具備している。そして、ＴＴＬ方式アラ
イメント検出系４０あるいはオートフォーカス装置を備
え、（Ａ）第２高調波発生装置２０から射出される高強
度の光を投影光学系用光源として用い、（Ｂ）第２高調
波発生装置２０から射出される低強度の光を、ＴＴＬ方
式アライメント検出系用光源あるいはオートフォーカス
装置の光源として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光源からの光で
レチクルに形成された半導体回路パターン等を基板上に
形成されたレジストに転写するための、ＴＴＬ方式アラ
イメント検出系を備えた半導体露光装置、及びオートフ
ォーカス装置を備えた半導体露光装置、並びに露光方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体露光装置においては、半導
体集積回路の集積度を高めるために、短波長の投影光学
系用光源が使用されている。この投影光学系用光源とし
て、例えば超高圧水銀アークランプやエキシマ・レーザ
を挙げることができる。超高圧水銀アークランプにおい
ては、射出光の波長は、４３５．８ｎｍ（ｇ線）、４０
４．７ｎｍ（ｈ線）あるいは３６５ｎｍ（ｉ線）であ
る。然るに、これらの波長の内で最も短波長のｉ線を用
いても、近年の半導体集積回路に要求される０．２５μ
ｍ級の微細パターンを形成することはできない。半導体
集積回路におけるかかる微細加工の限界を越えるために
は、投影光学系用光源から射出される光の波長自体を一
層短くする必要がある。

【０００３】このような要求に対処するための方法の１
つに、エキシマ・レーザを投影光学系用光源として使用
する方法がある。エキシマ・レーザでは、通常希ガスと
ハロゲン系ガスとの組み合せからなる混合気体中の放電
でレーザ発振を行わせる。混合気体としてＫｒＦを用い
た場合には波長２４８ｎｍのレーザ光を、ＡｒＦを用い
た場合には波長１９３ｎｍのレーザ光を得ることができ
る。

【０００４】レジスト露光時、投影光学系用光源から射
出された光によって、レチクルを照射し、レチクルに形
成されたパターンを投影光学系を介して基板上に形成さ
れたレジストに転写する。

【０００５】半導体露光装置においては、レチクル・パ
ターンとウエハ・パターンとの間でアライメントを行う
必要がある。このアライメント方式は、微細パターンを
投影転写する投影光学系を利用するＴＴＬアライメント
方式と、アライメント専用の独立光学系を使用するオフ
アクシス・アライメント方式の２つに大別することがで
きる。また、ＴＴＬアライメント方式は、ＴＴＬオンア
クシス・アライメント方式とＴＴＬオフアクシス・アラ
イメント方式に分類することができる。

【０００６】ここで、オフアクシス・アライメント方式
とは、アライメント専用の独立光学系を使用して、基板
に形成されたアライメントマーク（基板マークと略称す
る）の位置決めを行い、次に、予め求められた独立光学
系と投影光学系との間の距離（ベースライン）だけ基板
を移動させる方式である。このような基板の移動によっ
て、基板の所定の部分が投影光学系の直下に移動させら
れ得る。

【０００７】また、ＴＴＬオンアクシス・アライメント
方式とは、レチクルに形成されたアライメントマーク
（レチクルマークと略称する）と基板マークとを投影光
学系を通して同時に観察し、両者を直接合わせる方式で
ある。一方、ＴＴＬオフアクシス・アライメント方式
は、基板マークを投影光学系によって観察し、レチクル
マークを別の光学系によって観察する方式である。

【０００８】両テレセントリック系、即ち入射瞳と射出
瞳の両方が無限遠に存在する光学系を有する半導体露光
装置においては、レチクルに形成された微細な回路パタ
ーン等を基板に形成されたレジストに転写する前に、以
下に説明するオートフォーカス方式を採用している。

【０００９】即ち、このオートフォーカス方式において
は、図８に模式図を示すように、基板ステージ６６上に
ＳｉやＣｒから成る鏡面反射領域１００を形成してお
く。そして、レジスト露光前に、投影光学系用光源から
の露光光でレチクル６１に形成されたフォーカスモニタ
ーマーク（図示せず）を照射し、縮小投影光学系６２を
介して、かかるフォーカスモニターマークを鏡面反射領
域１００に結像させる。そして、鏡面反射領域１００に
て反射された光を、縮小投影光学系６２、ハーフミラー
１０１を介して光検出部１０２にて検出し、信号処理装
置１０３によって光検出器１０２からの信号の処理を行
う。そして、フォーカスモニターマークが最もシャープ
に観察されるときの縮小投影光学系６２と鏡面反射領域
１００との間の距離を最適焦点基準距離とする。

【００１０】縮小投影光学系６２と鏡面反射領域１００
との間の距離と、縮小投影光学系６２と基板６４（若し
くはレジスト６３）までの距離の差を、オフセット量と
して、予め実験等で求めておく。尚、このオフセット量
は、使用する基板やレジストの種類が決まれば、一定の
値となる。従って、従来のオートフォーカス方式におい
ては、縮小投影光学系６２と鏡面反射領域１００との間
の最適焦点基準距離を求め、かかる最適焦点基準距離と
オフセット量とに基づき、縮小投影光学系６２の実際の
最適焦点位置を決定する。そして、この最適焦点位置が
得られるように、基板ステージ６６をＺ軸方向に移動す
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】エキシマ・レーザを用
いた半導体露光装置において、レジストを露光しない長
波長の光（例えばＨｅ−Ｎｅレーザ光）を用いたＴＴＬ
アライメント方式を採用した場合、投影光学系における
色収差が莫大になり、基板マークの結像位置が大きくず
れるという問題がある。この色収差の問題を解決するた
めには、オフアクシス・アライメント方式の使用、ある
いは、ＴＴＬアライメント方式において投影光学系用光
源とアライメント検出系用光源とを併用する方法やレジ
スト露光光と同程度の波長の光を射出し得る独立したア
ライメント検出系用光源を用いる方法がある。

【００１２】しかしながら、オフアクシス・アライメン
ト方式においては、基板を移動させるために基板ステー
ジを大きく移動させる。従って、基板移動ステージの移
動精度もアライメント精度に含まれることになり、アラ
イメント精度の低下の原因となっている。また、熱ドリ
フト等によるベースラインの値の変動がアライメント精
度の低下の原因となっている。

【００１３】また、従来のオフアクシス・アライメント
方式においては、例えばエキシマ・レーザから構成され
た投影光学系用光源と、Ｈｅ−Ｎｅレーザから構成され
たアライメント検出系用光源の２つの光源が必要とさ
れ、半導体露光装置のコストアップを招いている。しか
も、Ｈｅ−Ｎｅレーザの寿命は１０００〜１５００時間
程度しかなく、Ｈｅ−Ｎｅレーザの頻繁な保守を必要と
し、更には、レーザ管の交換に労力を要し、保守のため
に多くの費用を必要とする。

【００１４】ＴＴＬアライメント方式において、投影光
学系用光源とアライメント検出系用光源とを併用する方
法は、基板マークの検出時、レジストが同時に露光され
てしまい、例えば後のエッチング工程において基板マー
クがエッチングされてしまう。基板マークがエッチング
されてしまうと、重ね合わせ精度が低下する。また、基
板マークのエッチングによって基板に溝が形成され、後
の工程でかかる溝が邪魔になるという問題がある。

【００１５】一方、ＴＴＬアライメント方式において、
レジスト露光光と同程度の波長の光を射出し得る独立し
たアライメント検出系用光源を用いる方法では、投影光
学系用光源とアライメント検出系用光源の２つが必要で
あり、半導体露光装置が複雑になる。また、この方法
は、投影光学系用光源をアライメント検出系用光源と併
用する方法と同様の問題を有する。

【００１６】従来のオートフォーカス方式においては、
オフセット量を予め求めておかなければならない。かか
る作業は煩雑であると同時に多くの労力を必要とする。
尚、鏡面反射領域１００でフォーカスモニターマークを
反射させずに、レチクルに形成されたフォーカスモニタ
ーマークを直接レジスト６３が形成された基板６４に結
像させたのでは、レジスト６３が露光されてしまい、例
えば後のエッチング工程において基板がエッチングされ
てしまう。その結果、基板に溝が形成され、後の工程で
かかる溝が邪魔になるという問題がある。

【００１７】従って、本発明の第１の目的は、ＴＴＬ方
式アライメント検出系のための照明光源を独立して設け
る必要がなく、高いアライメント精度を有し、しかもア
ライメント操作時にレジストを露光することのない、Ｔ
ＴＬ方式アライメント検出系を備えた半導体露光装置、
及び露光方法を提供することにある。

【００１８】また、本発明の第２の目的は、オフセット
量を予め求めておく必要がなく、高いオートフォーカス
精度を有し、しかも最適焦点位置を直接的に得ることが
でき、この際レジストを露光することのない、オートフ
ォーカス装置を備えた半導体露光装置、及び露光方法を
提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の第１の目的は、
（イ）レーザ光源、（ロ）非線形光学結晶素子及び光共
振器から成り、レーザ光源から射出された光が入射され
そしてこの入射光の第２高調波に基づいた波長を有する
光を射出する第２高調波発生装置、（ハ）第２高調波発
生装置から射出される光の強度の高低を制御するため
に、光共振器の共振器長を制御する共振器長制御装置、
（ニ）投影光学系、及び、（ホ）ＴＴＬ方式アライメン
ト検出系、を具備した半導体露光装置であって、（Ａ）
第２高調波発生装置から射出される光が高強度の状態に
おける第２高調波発生装置並びにレーザ光源を、投影光
学系用光源として用い、（Ｂ）第２高調波発生装置から
射出される光が低強度の状態における第２高調波発生装
置並びにレーザ光源を、ＴＴＬ方式アライメント検出系
用光源として用いることを特徴とする本発明の第１の態
様に係る半導体露光装置によって達成することができ
る。

【００２０】上記第１の目的は、また、レーザ光源から
射出された光の第２高調波に基づいた波長を有する光を
用いた露光方法であって、第２高調波に基づいた波長を
有する光の強度の高低を制御し、第２高調波に基づいた
波長を有する光が高強度の状態においてレジストを露光
し、第２高調波に基づいた波長を有する光が低強度の状
態においてアライメントを行うことを特徴とする本発明
の第１の態様に係る露光方法によって達成することがで
きる。

【００２１】上記の第２の目的は、（イ）レーザ光源、
（ロ）非線形光学結晶素子及び光共振器から成り、レー
ザ光源から射出された光が入射されそしてこの入射光の
第２高調波に基づいた波長を有する光を射出する第２高
調波発生装置、（ハ）第２高調波発生装置から射出され
る光の強度の高低を制御するために、光共振器の共振器
長を制御する共振器長制御装置、（ニ）投影光学系、及
び、（ホ）オートフォーカス装置、を具備した半導体露
光装置であって、（Ａ）第２高調波発生装置から射出さ
れる光が高強度の状態における第２高調波発生装置並び
にレーザ光源を、投影光学系用光源として用い、（Ｂ）
第２高調波発生装置から射出される光が低強度の状態に
おける第２高調波発生装置並びにレーザ光源を、オート
フォーカス装置の光源として用いることを特徴とする本
発明の第２の態様に係る半導体露光装置によって達成す
ることができる。

【００２２】上記の第２の目的は、また、レーザ光源か
ら射出された光の第２高調波に基づいた波長を有する光
を用いた露光方法であって、第２高調波に基づいた波長
を有する光の強度の高低を制御し、第２高調波に基づい
た波長を有する光が高強度の状態においてレジストを露
光し、第２高調波に基づいた波長を有する光が低強度の
状態においてオートフォーカスを行うことを特徴とする
本発明の第２の態様に係る露光方法によって達成するこ
とができる。

【００２３】本発明の第１及び第２の態様に係る半導体
露光装置においては、レーザ光源は、レーザダイオー
ド、Ｎｄ：ＹＡＧから成る固体レーザ媒質及び非線形光
学結晶素子から成る、第２高調波を射出し得るＬＤ励起
固体レーザから構成することができ、第２高調波発生装
置を構成する非線形光学結晶素子は光共振器の光路内に
配置することができる。

【００２４】

【作用】本発明の半導体露光装置及び露光方法において
は、第２高調波発生装置から射出される光が低強度の状
態における第２高調波発生装置並びにレーザ光源を、Ｔ
ＴＬ方式アライメント検出系用光源あるいはオートフォ
ーカス装置の光源として用いるので、光源を独立して設
ける必要がなく、しかもアライメント操作時あるいはオ
ートフォーカス操作時に、レジストを露光することがな
い。

【００２５】

【実施例】以下、図面を参照して、実施例に基づき本発
明を説明する。

【００２６】（実施例１）実施例１は、本発明の第１の
態様に係る半導体露光装置及び本発明の第１の態様に係
る露光方法に関する。半導体露光装置はＴＴＬ方式アラ
イメント検出系を備えている。即ち、この半導体露光装
置は、図１に概要図を示すように、レーザ光源１０と、
第２高調波発生装置２０と、共振器長制御装置３０と、
縮小投影光学系６２と、ＴＴＬ方式アライメント検出系
４０を具備している。実施例１におけるＴＴＬ方式アラ
イメント検出系４０は、ＴＴＬオンアクシス・アライメ
ント方式の検出系である。

【００２７】第２高調波発生装置２０は、非線形光学結
晶素子２１及び光共振器２２から成り、レーザ光源１０
から射出された光が入射されそしてこの入射光の第２高
調波に基づいた波長を有する光を射出する。共振器長制
御装置３０は、第２高調波発生装置２０から射出される
光の強度の高低を制御するために、光共振器２２の共振
器長を制御する。

【００２８】実施例１においては、図５に概要図を示す
ように、レーザ光源１０は、レーザダイオード１１、Ｎ
ｄ：ＹＡＧから成る固体レーザ媒質１２及び非線形光学
結晶素子１３から構成された、第２高調波を射出し得る
ＬＤ励起固体レーザから成る。また、第２高調波発生装
置２０を構成する非線形光学結晶素子２１は光共振器２
２の光路内に配置されている。レーザ光源１０、第２高
調波発生装置２０及び共振器長制御装置３０の詳細につ
いては後述する。共振器長制御装置３０による第２高調
波発生装置２０から射出される光の強度の高低の制御の
詳細についても後述する。

【００２９】図２に示すように、レジスト露光時には、
第２高調波発生装置２０から射出される光が高強度の状
態における第２高調波発生装置２０並びにレーザ光源１
０を、投影光学系用光源として用いる。そして、第２高
調波に基づいた波長を有する光の強度の高低を制御し、
第２高調波に基づいた波長を有する光が高強度の状態に
おいてレジストを露光する。即ち、レジスト露光時に
は、第２高調波発生装置２０から射出された高強度の光
は、レチクル６１を照射し、レチクル６１に形成された
パターンを縮小投影光学系６２を介して基板６４上に形
成されたレジスト６３に転写する。レチクル６１に形成
されたパターンは、レジスト６３上に形成すべきパター
ンが例えば５倍に拡大されたものである。縮小投影光学
系６２は、入射した光を透過し、例えば１／５に縮小し
た光学像を基板６４に形成されたレジスト６３に投影す
る。これによって、レジスト６３には微細パターンが形
成される。

【００３０】一方、図１に示すように、アライメント操
作時には、第２高調波発生装置２０から射出される光が
低強度の状態における第２高調波発生装置２０並びにレ
ーザ光源１０を、ＴＴＬ方式アライメント検出系用光源
として用いる。そして、第２高調波に基づいた波長を有
する光の強度の高低を制御し、第２高調波に基づいた波
長を有する光が低強度の状態においてアライメントを行
う。尚、レジスト露光時の高強度の状態における第２高
調波発生装置２０から射出される光の光強度を１００と
したとき、アライメント操作時の低強度の状態における
第２高調波発生装置２０から射出される光の光強度は
０．１〜１０程度である。この低強度における光強度
は、レジストの露光状態及び基板マークの観察状態に基
づき決定すればよい。

【００３１】このように、低強度の光を用いてアライメ
ント操作を行うことによって、レジストの感光を防止す
ることができる。しかも、投影光学系用光源と同じ波長
の光を用い且つＴＴＬ方式アライメントであるが故、高
い精度でアライメント操作を行うことができる。また、
２種類の光源を用意する必要がない。

【００３２】ＴＴＬ方式アライメント検出系４０は、基
板マーク６５からの反射光（０次の回析光）を検出する
第１の光検出器４１（明視野像の検出）、基板マーク６
５による±１次の回析光を検出する第２の光検出器４２
（暗視野像の検出）、基板マーク６５で反射された反射
光を第１の光検出器４１に入射させるためのハーフミラ
ー４３、基板マーク６５で回析された±１次の回析光を
第２の光検出器４２に入射させるための反射ミラー４
４、光検出器４１，４２からの信号出力を処理する信号
処理装置４５から構成されている。基板マーク６５は、
例えばグレーティングから成る。

【００３３】レチクル６１に形成されたレチクルマーク
は、例えば開口（窓）形状を有する。ＴＴＬ方式アライ
メント検出系用光源から射出されそしてレチクルマーク
を透過し更に縮小投影光学系６２を通過した光は、基板
マーク６５で回析、散乱、屈折反射される。光が基板マ
ーク６５に衝突した場合は、基板マーク６５によって多
くの光が散乱される。その結果、基板マーク６５で反射
され、縮小投影光学系６２を通過し、ハーフミラー４３
によって反射され、第１の光検出器４１で検出された光
（０次の回析光）の強度は低い。光が基板マーク６５に
衝突しない場合には、第１の光検出器４１で検出された
光（０次の回析光）の強度は大きい。

【００３４】反射光を受光した第１の光検出器４１から
の出力信号を信号処理装置４５で信号処理することによ
って、明視野像を得ることができる。この明視野像をＣ
ＲＴにて観察する。明視野像は、信号の重ね合わせ処理
を行うことによって得ることができ、一般に、信号出力
の平均化効果により再現性の良い像を得ることができる
が、アライメントマーク検出分解能は低い。

【００３５】ＴＴＬ方式アライメント検出系用光源から
の光を、例えば多面回転ミラー（ポリゴンミラー）（図
示せず）を用いることによって、基板６４上をスキャン
させる。これによって、基板６４に形成されたグレーテ
ィングから成る基板マーク６５からの±１次回析光を得
ることができる。この±１次回析光は、縮小投影光学系
６２を通過し、反射ミラー４４によって反射され、第２
の光検出器４２で検出される。受光した第２の光検出器
４２からの出力信号を信号処理装置４５で信号処理する
ことによって、暗視野像を得ることができる。明視野像
と比較して、この暗視野像はアライメントマーク検出分
解能が高いが、像の再現性が低い。回析角が基板マーク
６５の形状等に大きく依存するからである。

【００３６】図１に、基板６４に形成された基板マーク
６５が観察されたときの第１及び第２の光検出器４１，
４２からの信号出力を模式的に示した。明視野像及び暗
視野像を組み合わせることによって、基板マーク６５を
高い精度で検出することができる。そして、基板マーク
６５の観察結果を基に、基板マーク６５がレチクルマー
クと一致するように、基板６４が載置された基板ステー
ジ６６を移動させる。これによって、レチクルマークと
基板マーク６５とが光学的に一致する。

【００３７】（実施例２）実施例１においては、ＴＴＬ
オンアクシス・アライメント方式のＴＴＬ方式アライメ
ント検出系を備えた半導体露光装置を説明した。実施例
２は、ＴＴＬオフアクシス・アライメント方式のＴＴＬ
方式アライメント検出系を備えた半導体露光装置に関す
る。図３に示すように、第２高調波発生装置２０から射
出された光は、ハーフミラー４６、反射ミラー４７を介
してＴＴＬオフアクシス・アライメント検出系４０Ａを
経由して、縮小投影光学系６２に入射させられる。実施
例１と異なり、ＴＴＬ方式アライメント検出系用光源に
よってレチクル６１を照射しない。別の光学系（図示せ
ず）によって、レチクル６１に形成されたレチクルマー
クを観察する。実施例２の半導体露光装置の他の構成要
素は実施例１にて説明した半導体露光装置と同様であ
り、詳細な説明は省略する。

【００３８】（実施例３）実施例３は、本発明の第２の
態様に係る半導体露光装置及び本発明の第２の態様に係
る露光方法に関する。半導体露光装置は、オートフォー
カス装置を備えている。即ち、この半導体露光装置は、
図４に概要図を示すように、レーザ光源１０と、第２高
調波発生装置２０と、共振器長制御装置３０と、投影光
学系６２と、オートフォーカス装置５０を具備してい
る。

【００３９】第２高調波発生装置２０は、非線形光学結
晶素子２１及び光共振器２２から成り、レーザ光源１０
から射出された光が入射されそしてこの入射光の第２高
調波に基づいた波長を有する光を射出する。共振器長制
御装置３０は、第２高調波発生装置２０から射出される
光の強度の高低を制御するために、光共振器２２の共振
器長を制御する。

【００４０】実施例１と同様に、実施例３においても、
図５に概要図を示すように、レーザ光源１０は、レーザ
ダイオード１１、Ｎｄ：ＹＡＧから成る固体レーザ媒質
１２及び非線形光学結晶素子１３から構成された、第２
高調波を射出し得るＬＤ励起固体レーザから成る。ま
た、第２高調波発生装置２０を構成する非線形光学結晶
素子２１は光共振器２２の光路内に配置されている。レ
ーザ光源１０、第２高調波発生装置２０及び共振器長制
御装置３０の詳細については後述する。共振器長制御装
置３０による第２高調波発生装置から射出される光の強
度の高低の制御の詳細についても後述する。

【００４１】レジスト露光時には、実施例１と同様に、
第２高調波発生装置２０から射出される光が高強度の状
態における第２高調波発生装置２０並びにレーザ光源１
０を、投影光学系用光源として用いる。そして、第２高
調波に基づいた波長を有する光の強度の高低を制御し、
第２高調波に基づいた波長を有する光が高強度の状態に
おいてレジストを露光する。

【００４２】一方、レジスト露光前のオートフォーカス
操作時には、第２高調波発生装置２０から射出される光
が低強度の状態における第２高調波発生装置２０並びに
レーザ光源１０を、オートフォーカス装置５０の光源と
して用いる。そして、第２高調波に基づいた波長を有す
る光の強度の高低を制御し、第２高調波に基づいた波長
を有する光が低強度の状態においてオートフォーカスを
行う。尚、レジスト露光時の高強度の状態における第２
高調波発生装置２０から射出される光の光強度を１００
としたとき、オートフォーカス操作時の低強度の状態に
おける第２高調波発生装置２０から射出される光の光強
度は０．１〜１０程度である。この低強度における光強
度は、レジストの露光状態及びフォーカスモニターマー
クの観察状態に基づき決定すればよい。

【００４３】このように、低強度の光を用いてオートフ
ォーカス操作を行うことによって、レジストの感光を防
止することができる。しかも、オフセット量を予め求め
ておく必要がなく、更には、最適焦点位置を直接的に得
ることができる。また、２種類の光源を用意する必要が
ない。

【００４４】レチクル６１に形成されたフォーカスモニ
ターマーク（図示せず）は、オートフォーカス装置５０
用の光源からの光によって、縮小投影光学系６２を介し
て基板６４に投影され、そして、基板６４で反射され、
再び縮小投影光学系６２を介してオートフォーカス装置
５０に到達する。

【００４５】オートフォーカス装置５０は、基板６４か
らのかかる反射光を検出する光検出器５１、基板６４で
反射された反射光を光検出器５１に入射させるためのハ
ーフミラー５２、光検出器５１からの信号出力を処理す
る信号処理装置５３から構成されている。

【００４６】基板６４からの反射光が最もシャープとな
るような縮小投影光学系６２と基板６４（若しくはレジ
スト６３）との間の距離が、縮小投影光学系６２と基板
６４（若しくはレジスト６３）との間の最適焦点位置に
相当する。基板ステージ６６をＺ軸方向に移動させて、
基板６４からの反射光をオートフォーカス装置５０によ
って測定することで、この最適焦点位置を得ることがで
きる。

【００４７】具体的には、基板６４からの反射光を受光
した光検出器５１からの出力信号を信号処理装置５３で
信号処理することによって、反射光の強度曲線を得るこ
とができる。基板ステージ６６のＺ軸方向を移動させて
種々の反射光を測定し、最もシャープなコントラスト
（最も高いピークを有する強度曲線及び／又は最も狭い
半値幅を有する強度曲線）が得られる基板ステージ６６
のＺ軸方向の位置が、最適焦点位置に相当する。

【００４８】本発明の半導体露光装置のレーザ光源１
０、第２高調波発生装置２０及び共振器長制御装置３０
のより詳しい構成図を図５、図６及び図７に示す。

【００４９】図５に示すように、本発明のレーザ光源１
０は、第２高調波を射出し得るＬＤ励起固体レーザから
成る。即ち、レーザ光源１０は、複数のレーザダイオー
ド１１（射出光の波長：８０８ｎｍ）、Ｎｄ：ＹＡＧか
ら成る固体レーザ媒質１２（射出光の波長：１０６４ｎ
ｍ）、及びＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ₄）から成る非線形光
学結晶素子１３から構成されている。固体レーザ媒質１
２は、端面励起方式である。このような構成により、レ
ーザ光源１０からは、Ｎｄ：ＹＡＧから成る固体レーザ
媒質の第２高調波である５３２ｎｍの光が射出される。
レーザ光源１０には、Ｎｄ：ＹＡＧから成る固体レーザ
媒質１２の前方に１／４波長板１４が配置されている。
これによって、レーザ光源において、所謂ホールバーニ
ング効果による多モード発振を抑制することができる。

【００５０】非線形光学結晶素子１３は、平面鏡１５及
び凹面鏡１６から成る光共振器の光路内に配置されてお
り、所謂外部ＳＨＧ方式（レーザ発振器の外部に構成し
た光共振器中に配置する方式）を構成する。平面鏡１５
は光の殆どを反射する。また、凹面鏡１６はＮｄ：ＹＡ
Ｇから成る固体レーザ媒質の第２高調波の殆どを透過
し、その他の波長を有する光を殆ど反射する。凹面鏡１
６は、例えばダイクロイックミラーで構成することがで
きる。

【００５１】図５に示すように、第２高調波発生装置２
０は、例えばＢＢＯ（β−ＢａＢ₂Ｏ₄）から成る非線形
光学結晶素子２１、及び光共振器２２から構成されてい
る。第２高調波発生装置２０を構成する非線形光学結晶
素子２１は、光共振器２２の光路内に配置されている。
即ち、第２高調波発生装置２０は、所謂外部ＳＨＧ方式
である。この光共振器２２においては、所謂フィネス値
（共振のＱ値に相当する）を例えば１００〜１０００程
度と大きくして、光共振器２２内部の光密度を、光共振
器２２に入射される光の光密度の数百倍とすることによ
って、光共振器２２内に配置された非線形光学結晶素子
２１の非線形効果を有効に利用することができる。

【００５２】光共振器２２は、一対の凹面鏡２３，２４
及び一対の平面鏡２５，２６から構成されている。第２
高調波発生装置２０に入射した光（例えば、５３２ｎｍ
の波長を有する光）は、第１の凹面鏡２３を透過し、非
線形光学結晶素子２１を透過して少なくとも一部が第２
高調波（例えば、波長２６６ｎｍの光）にされた後、第
２の凹面鏡２４によって反射され、次に、平面鏡２５，
２６によって反射され、更には、第１の凹面鏡２３によ
って反射される。このような状態において、第２の凹面
鏡２４に入射した光（例えば、波長２６６ｎｍの光）の
少なくとも一部が第２の凹面鏡２４を透過し、第２高調
波発生装置２０から射出される。また、平面鏡２６から
第１の凹面鏡２３へと入射した光の一部分（例えば、波
長５３２ｎｍの光）は、第１の凹面鏡２３を透過し、後
述する共振器長制御装置３０へと入射する。尚、第１及
び第２の凹面鏡２３，２４、平面鏡２５，２６は、以上
の説明のように光を反射・透過させるように設計する。
第２の凹面鏡２４は、例えばダイクロイックミラーで構
成することができる。

【００５３】第２高調波発生装置２０から射出された光
の波長は、第２高調波発生装置２０に入射する光を基準
とすれば、かかる入射光の第２高調波である。即ち、本
発明においては、第２高調波発生装置２０に入射する入
射光の波長は５３２ｎｍであり、第２高調波発生装置２
０から射出する光は２６６ｎｍである。尚、Ｎｄ：ＹＡ
Ｇから成る固体レーザ媒質１２から射出されるレーザ光
の波長（１０６４ｎｍ）を基準とすれば、第２高調波発
生装置２０から射出される光は第４高調波に相当する。
第２高調波発生装置２０からは、波長２６６ｎｍの狭帯
域を有するレーザ光が連続的に射出され、かかる光のモ
ード均一性は高い。

【００５４】光共振器２２の共振器長（Ｌ）は、共振器
長制御装置３０によって変化させられる。この光共振器
２２の共振器長（Ｌ）を変化させることにより、第２高
調波発生装置２０から射出される射出光の強度の高低が
制御される。即ち、共振器長ＬがＬ₀のとき、第２高調
波発生装置２０は高強度の光を射出する。一方、共振器
長ＬがＬ₀＋ΔＬ₀（又はＬ₀−ΔＬ₀）のとき、第２高調
波発生装置２０は低強度の光を射出する。高強度の光の
強度を１００％とした場合、この低強度の光の強度は
０．１〜１０％程度である。尚、、共振器長（Ｌ）は、
第１の凹面鏡２３、第２の凹面鏡２４、平面鏡２５、平
面鏡２６、及び第１の凹面鏡２３のそれぞれの反射面を
結んだ光路長に相当する。

【００５５】第２高調波発生装置２０から射出される射
出光の波長をλとしたとき、Ｌ₀が、λ＝Ｌ₀／Ｎ（但
し、Ｎは正数）を満足するとき（ロック状態とも呼
ぶ）、光共振器２２は共振し、第２高調波発生装置２０
は高強度の光を射出する。言い換えれば、光共振器２２
における光路位相差Δが２πの整数倍のとき、第２高調
波発生装置を構成する光共振器２２は共振状態となる。
即ち、ロック状態となる。ここで、非線形光学結晶素子
２１の屈折率をｎ、厚さをｌとしたとき、光路位相差Δ
は（４πｎｌ／λ）で表わすことができる。

【００５６】また、Ｌ₀±ΔＬ₀が、λ≠（Ｌ₀±ΔＬ₀）
／Ｎ’（但し、Ｎ’は正数）のとき（アンロック状態と
も呼ぶ）、第２高調波発生装置２０は低強度の光を射出
する。言い換えれば、光共振器２２における光路位相差
Δが２πの整数倍からずれたとき、第２高調波発生装置
を構成する光共振器２２は非共振状態となる。即ち、ア
ンロック状態となる。

【００５７】光共振器２２の共振器長（Ｌ）の変化は、
具体的には、共振器長制御装置３０の制御によって、第
１の凹面鏡２３と第２の凹面鏡２４とを結ぶ光軸上で、
第１の凹面鏡２３を移動させたり、かかる光軸に対する
第１の凹面鏡２３の配置角度を変化させることで、得る
ことができる。

【００５８】この共振器長制御装置３０は、本出願人が
平成４年３月２日付で特許出願した「レーザ光発生装
置」（特開平５−２４３６６１号）に詳述されている。

【００５９】この形式の共振器長制御装置３０は、フォ
トダイオード等の光検出器３１、ボイスコイルモータ
（ＶＣＭ）３２、ボイスコイルモータ制御回路（ＶＣＭ
制御回路）３３、位相変調器３４から構成される。位相
変調器３４は、レーザ光源１０と第２高調波発生装置２
０との間の光路内に配置されており、レーザ光源１０か
ら射出された光を位相変調する所謂ＥＯ（電気光学）素
子やＡＯ（音響光学）素子から成る。位相変調器３４と
第２高調波発生装置２０との間には、集光レンズ３５が
配置されている。ボイスコイルモータ３２には、光共振
器２２を構成する第１の凹面鏡２３が取り付けられてい
る。

【００６０】図６に模式図を示すように、ボイスコイル
モータ３２は、磁性材料から成る基体３２０、１つ以上
の電磁石（所謂ボイスコイル）３２２、磁性体から成る
ヨーク３２３、及び少なくとも１つのコイルバネ（ある
いは渦巻き状の板バネ）３２１から構成された電磁アク
チュエータである。コイルバネ３２１は、その一端が基
体３２０に取り付けられ、そして他端がヨーク３２３に
取り付けられている。また、ヨーク３２３には、第１の
凹面鏡２３及び電磁石３２２が取り付けられている。電
磁石３２２に電流を流すと、磁界が形成され、ヨーク３
２３と基体３２０との間の距離が変化する。その結果、
第１の凹面鏡２３の位置を移動させることができる。即
ち、電磁石３２２に流す電流を制御することによって、
光共振器２２の共振器長（Ｌ）を変化させることができ
る。ボイスコイルモータ３２に対して、サーボ制御が行
われる。

【００６１】ボイスコイルモータ３２の駆動電流は数十
〜数百ｍＡ程度である。従って、駆動回路構成を安価に
作製することができる。しかも、サーボループの複共振
の周波数を数十ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ以上とすることが
でき、位相回りの少ない周波数特性を有するため、サー
ボ帯域を数十ＭＨｚと広帯域化することができ、安定し
た制御を得ることができる。

【００６２】光共振器２２がロック状態にあるとき、例
えば第１の凹面鏡２３から射出され光検出器３１に到達
する光の強度が極小となり、また、かかる光の位相が大
きく変化する。このような変化を利用して光共振器の制
御を行うことが、例えば、R.W.P.Drever, et al. "Lase
r Phase and Frequency Stabilization Using an Optic
al Resonator", Applied Physics B31. 97-105(1983)に
開示されている。光共振器２２のロック状態の制御は、
基本的にはこの技術を応用している。

【００６３】即ち、例えば第１の凹面鏡２３を透過し、
光検出器３１に到達する光の強度が常に極小値（例えば
０）となるように、ＶＣＭ制御回路３３によってボイス
コイルモータ３２を駆動して第１の凹面鏡２３の位置を
変化させれば、光共振器２２のロック状態を安定して保
持することができる。言い換えれば、レーザ光源１０か
ら射出された光を位相変調信号に基づき位相変調を施し
て、第２高調波発生装置２０に入射させ、第２高調波発
生装置２０からの戻り光を光検出器３１によって検出す
ることで検出信号を得る。そして、かかる検出信号を、
位相変調信号にて同期検波し、誤差信号を取り出す。こ
の誤差信号が０となるようにＶＣＭ制御回路３３によっ
て、ボイスコイルモータ３２を駆動して第１の凹面鏡２
３の位置を変化させる。

【００６４】ＶＣＭ制御回路３３は、図７に構成図を示
すように、例えば、発振器３３０、位相変調器駆動回路
３３１、同期検波回路３３２、ローパスフィルタ３３
３、及びボイスコイルモータ駆動回路（ＶＣＭ駆動回
路）３３４から構成されている。

【００６５】発振器３３０から出力された周波数ｆ
_m（例えば１０ＭＨｚ）の変調信号は、位相変調器駆動
回路３３１を介して位相変調器３４に送られる。位相変
調器３４においては、レーザ光源１０から射出された光
（周波数ｆ_O。１０¹⁴Ｈｚオーダー）に位相変調が施さ
れ、周波数ｆ_O±ｆ_mのサイドバンドが生成される。

【００６６】光共振器２２を構成する第１の凹面鏡２３
を通過して光共振器２２の系外に射出された光（周波
数：ｆ_O及びｆ_O±ｆ_m）は、光検出器３１によって検出
される。このような周波数（ｆ_O及びｆ_O±ｆ_m）を有す
る光の間のビートを検出するＦＭサイドバンド法によっ
て、極性を有する誤差信号を得ることができ、かかる誤
差信号に基づき光共振器２２の共振器長（Ｌ）を制御す
る。

【００６７】即ち、この光検出器３１から出力された信
号は、同期検波回路３３２に送られる。この信号は、周
波数ｆ_Oの光の強度信号と、周波数ｆ_mの変調信号に対応
する信号とが重畳された信号である。同期検波回路３３
２には、発振器３３０から出力された変調信号も（必要
に応じて波形整形や位相遅延等が施されて）供給され
る。光検出器３１から出力された信号と変調信号とは同
期検波回路３２２において乗算され、同期検波が行われ
る。同期検波回路３３２から出力された検波出力信号は
ローパスフィルタ３３３に入力され、ローパスフィルタ
３３３においてこの検波出力信号から変調信号成分を除
去することで、光共振器２２の共振器長の誤差信号が生
成される。ここで、誤差信号とは、光共振器２２の設定
共振器長（Ｌ₀）に対する測定共振器長（Ｌ₀±ΔＬ₀）
の差（±ΔＬ₀）を表わす信号である。

【００６８】この誤差信号はＶＣＭ駆動回路３３４に送
られ、かかる誤差信号に基づきボイスコイルモータ３２
が駆動され（具体的には、電磁石３２２に流れる電流を
制御し）、第１の凹面鏡２３を透過しそして光検出器３
１に到達する光が極小値となるように（言い換えれば、
光共振器２２の共振器長がＬ₀となり、誤差信号が０と
なるように）、光共振器２２の共振器長（Ｌ）が調整さ
れる。

【００６９】光共振器２２の共振器長（Ｌ）がＬ₀に設
定されている場合（即ち、ロック状態においては）、共
振器長制御装置３０の制御によって、光共振器２２の共
振器長（Ｌ）の経時的な変動（具体的には、例えば、凹
面鏡２３，２４、平面鏡２５，２６の位置の変動）を、
第２高調波発生装置２０に入射する光の波長の１／１０
００〜１／１００００に抑えることができる。

【００７０】光共振器２２をアンロック状態とするため
には、ＶＣＭ駆動回路３３４から所定の電流をボイスコ
イルモータ３２の電磁石３２２に流す。これによって、
第１の凹面鏡２３と第２の凹面鏡２４とを結ぶ光軸上
で、第１の凹面鏡２３を移動させたり、かかる光軸に対
する第１の凹面鏡２３の配置角度を変化させる。その結
果、λ≠（Ｌ₀±ΔＬ₀）／Ｎ’となり、光共振器２２の
共振器長が共振条件を満足しなくなる。その結果、第２
高調波発生装置２０から射出される光の強度が低下す
る。

【００７１】以上、本発明を好ましい実施例に基づき説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。ＴＴＬ方式アライメント検出系やオートフォー
カス装置の構造は例示であり、適宜変更することができ
る。

【００７２】固体レーザ媒質は、Ｎｄ：ＹＡＧ以外に
も、Ｎｄ：ＹＶＯ₄、Ｎｄ：ＢＥＬ、ＬＮＰ等から構成
することができる。レーザダイオードによる固体レーザ
媒質の励起方式も、端面励起方式だけでなく、側面励起
方式や表面励起方式とすることができ、更にはスラブ固
体レーザを用いることもできる。また、非線形光学結晶
素子として、ＫＴＰやＢＢＯの他にも、ＬＮ、ＱＰＭ
ＬＮ、ＬＢＯ、ＫＮ等、入射光や射出光に要求される光
の波長に依存して適宜選定することができる。

【００７３】レーザ光源１０、第２高調波発生装置２０
及び共振器長制御装置３０の構造は例示であり、適宜設
計変更することができる。

【００７４】一対の反射鏡から成る光共振器の光路内に
固体レーザ媒質と非線形光学結晶素子が配置された、所
謂内部ＳＨＧ方式のレーザ光源を用いることもできる。
また、固体レーザ媒質１２からの射出光を非線形光学結
晶素子１３に通すような構造（即ち、平面鏡１５及び凹
面鏡１６から成る光共振器を省略する構造）とすること
もできる。更には、レーザ光源として、ＬＤ励起固体レ
ーザの代わりに、例えば青色半導体レーザを使用し、か
かる半導体レーザの射出光を第２高調波発生装置に直接
入射させることもできるし、かかる半導体レーザと非線
形光学結晶素子とを組み合わせた所謂内部ＳＨＧ方式か
ら成るレーザ光源と第２高調波発生装置との組み合わせ
構造とすることもできる。また、平面鏡１５及び凹面鏡
１６から成る光共振器の共振器長の制御のために、共振
器長制御装置３０を別途設けることもできる。

【００７５】第２高調波発生装置２０における光共振器
２２の構造を、例えば、凹面鏡と平面鏡から構成された
ファブリ−ペロー型共振器とすることもできる。この場
合、第２高調波発生装置２０に入射する入射光を透過
し、そして第２高調波発生装置２０からの戻り光を反射
する反射鏡を、第２高調波発生装置２０の手前に配置
し、かかる反射鏡で反射された光を光検出器３１で検出
すればよい。光共振器２２の共振器長を変えるために
は、第１の凹面鏡２３を移動させるだけでなく、他の鏡
を移動させてもよい。

【００７６】共振器長制御装置３０の別の態様として、
ＰＺＴ等から成る共振器長制御装置を挙げることができ
る。即ち、光共振器２２を構成する第１の凹面鏡２３を
移動させるために、ＰＺＴ等から成る積層圧電素子及び
共振器長（Ｌ）の長さ変化に比例した信号をこの積層圧
電素子に供給する制御装置から成る共振器長制御装置を
用い、かかる信号をフィードバックしてサーボループを
構成する。これによって、光共振器２２の共振器長の制
御を行い、第２高調波発生装置２０から射出される射出
光の強度制御を行うこともできる。

【００７７】第２高調波発生装置から射出される光は、
レーザ光源からの入射光の第２高調波に基づいた波長を
有する光であるが、この第２高調波発生装置から射出さ
れる光の波長は、実施例にて説明したように、固体レー
ザ媒質の射出する光を基準とした第４高調波だけでな
く、第５高調波とすることもできる。この場合には、例
えばＮｄ：ＹＡＧから成る固体レーザ媒質から射出され
る光（波長：１０６４ｎｍ）と、第２高調波発生装置２
０から射出される光（波長：２６６ｎｍ）とを合成し
て、再び別の第２高調波発生装置２０（例えば、非線形
光学結晶素子として有機結晶の urea ＣＯ（ＮＨ₂）₂
を用いる）を通すことによって、Ｎｄ：ＹＡＧから成る
固体レーザ媒質の第５高調波（波長：２１３ｎｍ）を生
成することができる。

【００７８】また、本発明の半導体露光装置は、上述し
た実施例のような屈折系の光学系を用いた投影露光装置
にのみ限定されるものでなく、例えば反射系の光学系や
近接露光装置にも応用することができる。

【００７９】基板としては、シリコン半導体基板や、Ｇ
ａＡｓ等の化合物半導体基板、ＴＦＴ等を形成するため
のガラス基板等を例示することができる。

【００８０】本発明においては、第２高調波発生装置２
０を構成する光共振器２２の共振器長を変化させること
によって第２高調波発生装置２０から射出される光の強
度を制御するが、第２高調波発生装置２０から射出され
る光の強度制御として他の方法を挙げることができる。

【００８１】例えば、レーザ光源１０を構成するレーザ
ダイオード１１の出力を制御することによって、光共振
器２２の共振器長を変えることなく、第２高調波発生装
置２０から射出される光の強度を制御することができ
る。

【００８２】あるいは又、例えば、レーザ光源１０を構
成する固体レーザ媒質１２と凹面鏡１６の間にエタロン
を配置し、固体レーザ媒質１２からの射出光のエタロン
への入射角を変化させることによって、レーザ光源から
射出される光の波長を選択的に変える。このような方法
により、光共振器２２へ入射する入射光の波長を変化さ
せることによって、光共振器２２の共振器長を変えるこ
となく、光共振器２２のロック状態・アンロック状態を
得ることができる。即ち、光共振器２２の共振器長を一
定にしておき、第２高調波発生装置２０への入射光の波
長λ’をλ’＋Δλ’（あるいは、λ’−Δλ’）に変
えることによって、光共振器２２の共振状態が変わる。
その結果、第２高調波発生装置２０から射出される光の
強度を制御することができる。尚、エタロンを光共振器
２２内に配置してもよい。

【００８３】

【発明の効果】本発明においては、第２高調波発生装置
から射出される光が低強度の状態における第２高調波発
生装置並びにレーザ光源を、ＴＴＬ方式アライメント検
出系用光源あるいはオートフォーカス装置の光源として
用いるので、光源を独立して設ける必要がなく、しかも
アライメント操作時あるいはオートフォーカス操作時
に、レジストを露光することがない。

【００８４】また、本発明の半導体露光装置は、ＴＴＬ
オンアクシス・アライメント方式あるいはＴＴＬオフア
クシス・アライメント方式を採用しており、しかも、レ
ジスト露光時の光の波長と同じ波長を有する光を用いて
アライメント操作を行うので、高いアライメント精度を
達成することができる。

【００８５】更には、本発明の半導体露光装置は、オフ
セット量を予め求めておく必要がなく、高いオートフォ
ーカス精度を有し、しかも最適焦点位置を直接的に得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の半導体露光装置におけるアライメン
ト操作の概要を示す図である。

【図２】実施例１の半導体露光装置におけるレジスト露
光操作の概要を示す図である。

【図３】実施例２の半導体露光装置におけるアライメン
ト操作の概要を示す図である。

【図４】実施例３の半導体露光装置におけるオートフォ
ーカス操作の概要を示す図である。

【図５】レーザ光源、第２高調波発生装置及び共振器長
制御装置の模式図である。

【図６】ボイスコイルモータの模式図である。

【図７】共振器長制御装置を構成するＶＣＭ制御回路の
構成図である。

【図８】従来のオートフォーカス方式を説明するための
図である。

【符号の説明】

１０レーザ光源１１レーザダイオード１２固体レーザ媒質１３非線形光学結晶素子１４１／４波長板１５平面鏡１６凹面鏡２０第２高調波発生装置２１非線形光学結晶素子２２光共振器２３第１の凹面鏡２４第２の凹面鏡２５，２６平面鏡３０共振器長制御装置３１光検出器３２ボイスコイルモータ３２０基体３２１コイルバネ３２２電磁石３２３ヨーク３３ＶＣＭ制御回路３３０発振機３３１位相変調器駆動回路３３２同期検波回路３３３ローパスフィルタ３３４ＶＣＭ駆動回路３４位相変調器３５集光レンズ４０ＴＴＬ方式アライメント検出系４１，４２光検出器４３，４６ハーフミラー４４，４７反射ミラー４５信号処理装置５０オートフォーカス装置５１光検出器５２ハーフミラー５３信号処理装置６１レチクル６２縮小投影光学系６３レジスト６４基板６５基板マーク６６基板ステージ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 7352−4Ｍ５１４Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（イ）レーザ光源、（ロ）非線形光学結晶素子及び光共振器から成り、該レ
ーザ光源から射出された光が入射されそして該光の第２
高調波に基づいた波長を有する光を射出する第２高調波
発生装置、（ハ）第２高調波発生装置から射出される光の強度の高
低を制御するために、該光共振器の共振器長を制御する
共振器長制御装置、（ニ）投影光学系、及び、（ホ）ＴＴＬ方式アライメント検出系、を具備した半導体露光装置であって、（Ａ）第２高調波発生装置から射出される光が高強度の
状態における第２高調波発生装置並びにレーザ光源を、
投影光学系用光源として用い、（Ｂ）第２高調波発生装置から射出される光が低強度の
状態における第２高調波発生装置並びにレーザ光源を、
ＴＴＬ方式アライメント検出系用光源として用いること
を特徴とする半導体露光装置。
【請求項２】（イ）レーザ光源、（ロ）非線形光学結晶素子及び光共振器から成り、該レ
ーザ光源から射出された光が入射されそして該光の第２
高調波に基づいた波長を有する光を射出する第２高調波
発生装置、（ハ）第２高調波発生装置から射出される光の強度の高
低を制御するために、該光共振器の共振器長を制御する
共振器長制御装置、（ニ）投影光学系、及び、（ホ）オートフォーカス装置、を具備した半導体露光装置であって、（Ａ）第２高調波発生装置から射出される光が高強度の
状態における第２高調波発生装置並びにレーザ光源を、
投影光学系用光源として用い、（Ｂ）第２高調波発生装置から射出される光が低強度の
状態における第２高調波発生装置並びにレーザ光源を、
オートフォーカス装置の光源として用いることを特徴と
する半導体露光装置。
【請求項３】前記レーザ光源は、レーザダイオード、Ｎ
ｄ：ＹＡＧから成る固体レーザ媒質及び非線形光学結晶
素子から構成された、第２高調波を射出し得るＬＤ励起
固体レーザから成り、第２高調波発生装置を構成する非
線形光学結晶素子は光共振器の光路内に配置されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体
露光装置。
【請求項４】レーザ光源から射出された光の第２高調波
に基づいた波長を有する光を用いた露光方法であって、第２高調波に基づいた波長を有する該光の強度の高低を
制御し、第２高調波に基づいた波長を有する該光が高強度の状態
においてレジストを露光し、第２高調波に基づいた波長を有する該光が低強度の状態
においてアライメントを行うことを特徴とする露光方
法。
【請求項５】レーザ光源から射出された光の第２高調波
に基づいた波長を有する光を用いた露光方法であって、第２高調波に基づいた波長を有する該光の強度の高低を
制御し、第２高調波に基づいた波長を有する該光が高強度の状態
においてレジストを露光し、第２高調波に基づいた波長を有する該光が低強度の状態
においてオートフォーカスを行うことを特徴とする露光
方法。