JPH01263610A - 焦点合せ装置 - Google Patents
焦点合せ装置Info
- Publication number
- JPH01263610A JPH01263610A JP63093044A JP9304488A JPH01263610A JP H01263610 A JPH01263610 A JP H01263610A JP 63093044 A JP63093044 A JP 63093044A JP 9304488 A JP9304488 A JP 9304488A JP H01263610 A JPH01263610 A JP H01263610A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- imaging lens
- image forming
- vibrating mirror
- focusing device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7023—Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
- G03F9/7026—Focusing
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は焦点合せ装置、特に、半導体の縮少投影露光装
置の縮少投影レンズの焦点合せに適用しうる焦点合せ装
置に関する。
置の縮少投影レンズの焦点合せに適用しうる焦点合せ装
置に関する。
従来の技術としては、例えば、特開昭６１−３００３４
に示されているように焦点合せ装置がある。
に示されているように焦点合せ装置がある。
従来の焦点合せ装置は結像レンズの結像位置に配置され
る縞状パターンと、前記縞状パターンを結像レンズを通
して被観察物上に投影する手段と、被観察物上の縞状パ
ターン像を検出する受光素子と、前記受光素子の出力よ
り結像レンズの合焦点位置を検出して焦点合せする手段
とを含んで構成される。
る縞状パターンと、前記縞状パターンを結像レンズを通
して被観察物上に投影する手段と、被観察物上の縞状パ
ターン像を検出する受光素子と、前記受光素子の出力よ
り結像レンズの合焦点位置を検出して焦点合せする手段
とを含んで構成される。
次に従来の焦点合せ装置について図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
第４図は従来の焦点合せの一例を示す模式図である。
ガラス１３の両面に不透明ライン１４ａとスペース１４
ｂを両面交互に配して成る２重縞パターン１４を結像レ
ンズ１５の結像位置に配置する。
ｂを両面交互に配して成る２重縞パターン１４を結像レ
ンズ１５の結像位置に配置する。
また、結像光路の途中にハーフミラ−１６を挿入して光
路を分岐し、その結像位置にＣＣＤ １．７を配置する
。
路を分岐し、その結像位置にＣＣＤ １．７を配置する
。
照明系１８により２重縞パターン１４を結像レンズ１５
を通して被観察物であるウェハ１９上に投影し、その反
射光を再び結像レンズ１５を通してハーフミラ−１６を
介しＣＣＤ １７により検出し、２重縞パターン］４像
のコントラストを測定する。
を通して被観察物であるウェハ１９上に投影し、その反
射光を再び結像レンズ１５を通してハーフミラ−１６を
介しＣＣＤ １７により検出し、２重縞パターン］４像
のコントラストを測定する。
２重縞パターン１４の両面のラインアンドスペースのコ
ントラストが相等しくなったときが合焦点位置にあると
きである。
ントラストが相等しくなったときが合焦点位置にあると
きである。
上述した従来の焦点合せ装置はウェハに投影された像の
コントラストを検出する構成になっているので、プロセ
スによるウェハの反射率の変化の影響をうけやすい欠点
があった。特に、反射率が低くなるとコントラストが低
下し、検出感度が悪くなるという欠点があった。
コントラストを検出する構成になっているので、プロセ
スによるウェハの反射率の変化の影響をうけやすい欠点
があった。特に、反射率が低くなるとコントラストが低
下し、検出感度が悪くなるという欠点があった。
本発明の焦点合せ装置は結像レンズの結像面に配置した
振動ミラーと、前記振動ミラー面で焦点を結び前記振動
ミラーで反射され結像レンズを通り被観察物に投影され
るビームを放射する光源と、結像レンズの結像面に配置
され被観察物によって反射された前記光源からのビーム
を検出する検出器と、前記検出器の出力より結像レンズ
の合焦点位置を検出し焦点合せを行う機構を含んで構成
される。
振動ミラーと、前記振動ミラー面で焦点を結び前記振動
ミラーで反射され結像レンズを通り被観察物に投影され
るビームを放射する光源と、結像レンズの結像面に配置
され被観察物によって反射された前記光源からのビーム
を検出する検出器と、前記検出器の出力より結像レンズ
の合焦点位置を検出し焦点合せを行う機構を含んで構成
される。
次に、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す模式図である。
第】図に示す焦点合せ装置は、結像レンズ１の結像面に
配置された振動ミラー２と、振動ミラー２によって反射
され結像レンズ１を通ってウェハ３に照射されるビーム
の光源４と、光源４から放射されるビームを振動ミラー
２上で焦点を結ばせる集光レンズ５と、ウェハ３で反射
され再び結像レンズ１を通ったビームを入射光路がら分
岐せしめるハーフミラ−６と、結像レンズ】、の結像面
に配置されハーフミラ−６により分岐されたウェハ３か
らの反射ビームを検出する２分割センサ７と、ウェハ３
を保持しウェハ３を結像レンズ１の合焦点位置に位置決
めするためウェハ３を光軸方向に移動せしめるウェハス
テージ８とを含んで構成される。
配置された振動ミラー２と、振動ミラー２によって反射
され結像レンズ１を通ってウェハ３に照射されるビーム
の光源４と、光源４から放射されるビームを振動ミラー
２上で焦点を結ばせる集光レンズ５と、ウェハ３で反射
され再び結像レンズ１を通ったビームを入射光路がら分
岐せしめるハーフミラ−６と、結像レンズ】、の結像面
に配置されハーフミラ−６により分岐されたウェハ３か
らの反射ビームを検出する２分割センサ７と、ウェハ３
を保持しウェハ３を結像レンズ１の合焦点位置に位置決
めするためウェハ３を光軸方向に移動せしめるウェハス
テージ８とを含んで構成される。
光源４から放射されたビームは集光レンズ５により振動
ミラー２上に結像し、振動ミラー２によって偏向され結
像レンズ１に入射される。振動ミラー２は結像レンズ１
の結像面にあるので、ウェハ３が結像レンズ１の合焦点
位置にあると、結像レンズ１に偏向され入射されたビー
ムはウェハ３上の１点に集光され、さらにウェハ３で反
射されたビームは再び結像レンズ１を通り、ハーフミラ
−６を介して結像レズ１の結像面上にある２分割センサ
７上の１点に集光する。
ミラー２上に結像し、振動ミラー２によって偏向され結
像レンズ１に入射される。振動ミラー２は結像レンズ１
の結像面にあるので、ウェハ３が結像レンズ１の合焦点
位置にあると、結像レンズ１に偏向され入射されたビー
ムはウェハ３上の１点に集光され、さらにウェハ３で反
射されたビームは再び結像レンズ１を通り、ハーフミラ
−６を介して結像レズ１の結像面上にある２分割センサ
７上の１点に集光する。
ウェハ３が結像レンズ１の合焦点位置にない場合、ウェ
ハ３からの反射ビームは振動ミラー２に同期して２分割
センサ７上を走査する。したがって、２分割センサ７の
出力の差を演算した結果の交流成分がゼロになるところ
が結像レンズ１の合焦点位置である。
ハ３からの反射ビームは振動ミラー２に同期して２分割
センサ７上を走査する。したがって、２分割センサ７の
出力の差を演算した結果の交流成分がゼロになるところ
が結像レンズ１の合焦点位置である。
第２図（ａ）〜（ｃ）は本実施例における２分割センサ
７により検出される信号の様子を示す模式図である。
７により検出される信号の様子を示す模式図である。
第２図（ｂ）はウェハ３が結像レンズ１の合焦点位置に
あるときのウェハ３により反射されたビ−ムの様子を示
している。ウェハ３は結像レンズ１の合焦点位置にある
ので、結像レンズ１を通してウェハ３に照射されたビー
ムは１点に集光する。したがって、ウェハ３で反射され
たビームは結像レンズ１の結像面にある２分割センサ７
の１点に集まるので、ビームを振動ミラー２で偏向して
も２分割センサ７の出力は変化しない。
あるときのウェハ３により反射されたビ−ムの様子を示
している。ウェハ３は結像レンズ１の合焦点位置にある
ので、結像レンズ１を通してウェハ３に照射されたビー
ムは１点に集光する。したがって、ウェハ３で反射され
たビームは結像レンズ１の結像面にある２分割センサ７
の１点に集まるので、ビームを振動ミラー２で偏向して
も２分割センサ７の出力は変化しない。
第２図（ａ）はウェハ３が結像レンズ１の合焦点位置よ
り遠くにある場合で、振動ミラー２によるビームの偏向
によってウェハ３上をビームが走査する。したがって、
ウェハ３からの反射ビームは振動ミラー２に同期して２
分割センサ７上を走査するので、２分割センサ７の出力
の差を運算すると振動ミラー２と同じ周波数の交流信号
が得られる。
り遠くにある場合で、振動ミラー２によるビームの偏向
によってウェハ３上をビームが走査する。したがって、
ウェハ３からの反射ビームは振動ミラー２に同期して２
分割センサ７上を走査するので、２分割センサ７の出力
の差を運算すると振動ミラー２と同じ周波数の交流信号
が得られる。
第２図（ｃ）はウェハ３が結像レンズ１．の合焦点位置
より近くにある場合で、第２図（ａ）の場合と同様に、
振動ミラー２に同期して２分割センサ７上をビームが走
査するが、第２図（ａ）の場合とは位相が１８０°ずれ
る。
より近くにある場合で、第２図（ａ）の場合と同様に、
振動ミラー２に同期して２分割センサ７上をビームが走
査するが、第２図（ａ）の場合とは位相が１８０°ずれ
る。
したがって、振動ミラー２の駆動信号を参照信号とし、
２分割センサ７の出力の差を入力信号としてロックイン
アンプで同期検波すれば、焦点からのずれ量に対して８
字カーブの焦点ずれ信号が得られる。
２分割センサ７の出力の差を入力信号としてロックイン
アンプで同期検波すれば、焦点からのずれ量に対して８
字カーブの焦点ずれ信号が得られる。
第１図は自動焦点合せを実現するための信号処理系を含
めて示している。信号処理系は２分割センサの２つの出
力ａおよびｂの差を演算する差動増幅器９と、振動ミラ
ー２を所定の周波数で駆動させる振動ミラー駆動信号Ｃ
を発生する発振器１０と、前記差動増幅器９の出力ｄを
入力信号とし前記振動ミラー駆動信号Ｃを参照信号とし
て同期検波を行うロックインアンプ１１と、前記ロック
インアンプ１１の出力ｅをもとにウェハステージ８を駆
動する°ドライバ１２を含んで構成される。
めて示している。信号処理系は２分割センサの２つの出
力ａおよびｂの差を演算する差動増幅器９と、振動ミラ
ー２を所定の周波数で駆動させる振動ミラー駆動信号Ｃ
を発生する発振器１０と、前記差動増幅器９の出力ｄを
入力信号とし前記振動ミラー駆動信号Ｃを参照信号とし
て同期検波を行うロックインアンプ１１と、前記ロック
インアンプ１１の出力ｅをもとにウェハステージ８を駆
動する°ドライバ１２を含んで構成される。
第３図はウェハ３の焦点位置からのずれ量とロックイン
アンプ１１の出力信号ｅの関係を示すグラフである。
アンプ１１の出力信号ｅの関係を示すグラフである。
８字カーブの焦点ずれ信号が得られるので、第１図に示
す構成により自動焦点合せ機構が実現できる。
す構成により自動焦点合せ機構が実現できる。
本発明の焦点合せ装置は、ウェハに投影された像のコン
トラストを検出する代りに、振動ミラーにより偏向され
たビームをウェハに照射し、反射ビームの走査により得
られる信号の位相変化により焦点ずれを検出するので、
ウェハの反射率の変化に影響されずに高精度の焦点ずれ
検出ができるという効果がある。
トラストを検出する代りに、振動ミラーにより偏向され
たビームをウェハに照射し、反射ビームの走査により得
られる信号の位相変化により焦点ずれを検出するので、
ウェハの反射率の変化に影響されずに高精度の焦点ずれ
検出ができるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す模式図、第２図（ａ）
、（ｂ）、（ｃ）は第１図に示す焦点合せ装置における
２分割センサにより検出される信号の様子を示す模式図
、第３図は第１図に示す焦点合せ装置における焦点ずれ
量とロックインアンプ出力の関係を示すグラフ、第４図
は従来の一例を示す模式図である。 １．１５・・・結像レンズ、２・・・振動ミラー、３゜
１９・・・ウェハ、４・・・光源、５・・・集光レンズ
、６゜１６・・・ハーフミラ−１７・・・２分割センサ
、８・・・ウェハステージ、９・・・差動増幅器、１０
・・・発振器、１１・・・ロックインアンプ、１２・・
・ドライバ、１３・・・ガラス、１４・・・２重縞パタ
ーン、１７・・・ＣＣＤ。
、（ｂ）、（ｃ）は第１図に示す焦点合せ装置における
２分割センサにより検出される信号の様子を示す模式図
、第３図は第１図に示す焦点合せ装置における焦点ずれ
量とロックインアンプ出力の関係を示すグラフ、第４図
は従来の一例を示す模式図である。 １．１５・・・結像レンズ、２・・・振動ミラー、３゜
１９・・・ウェハ、４・・・光源、５・・・集光レンズ
、６゜１６・・・ハーフミラ−１７・・・２分割センサ
、８・・・ウェハステージ、９・・・差動増幅器、１０
・・・発振器、１１・・・ロックインアンプ、１２・・
・ドライバ、１３・・・ガラス、１４・・・２重縞パタ
ーン、１７・・・ＣＣＤ。
Claims (5)
- （１）結像レンズの第１の結像面に配置した振動ミラー
と、前記振動ミラー面で焦点を結び前記振動ミラーで反
射され前記結像レンズを通り被観察物に投影されるビー
ムを放射する光源と、前記結像レンズの第２の結像面に
配置され前記被観察物によって反射された前記光源から
のビームを検出する検出器と、前記検出器の出力より前
記結像レンズの合焦点位置を検出し焦点合せを行う機構
とを含むことを特徴とする焦点合せ装置。 - （２）検出器が振動ミラーと結像レンズとの間に配置さ
れた光路分岐手段によって分岐された光路を経た被観察
物からの反射ビームを検出する請求項１記載の焦点合せ
装置。 - （３）検出器が２分割センサである請求項１および２記
載の焦点合せ装置。 - （４）２分割センサの出力の差を演算する差動増幅器と
、振動ミラーの駆動信号を参照信号として前記差動増幅
器の出力を位相検波するロックインアンプを含む請求項
１、２および３記載の焦点合せ装置。 - （５）検出器がリニアイメージセンサである請求項１、
２、３および４記載の焦点合せ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63093044A JPH01263610A (ja) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | 焦点合せ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63093044A JPH01263610A (ja) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | 焦点合せ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01263610A true JPH01263610A (ja) | 1989-10-20 |
Family
ID=14071507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63093044A Pending JPH01263610A (ja) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | 焦点合せ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01263610A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001082926A (ja) * | 1999-09-14 | 2001-03-30 | Sony Corp | 焦点位置制御機構及び方法、並びに、半導体ウェハの検査装置及び方法 |
| JP2008233088A (ja) * | 2007-03-21 | 2008-10-02 | Mitsutoyo Corp | 表面高さ検出方法および装置 |
| CN110530293A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-03 | 中国计量大学 | 一种基于相位测量偏折的晶圆翘曲度非接触式测量装置 |
-
1988
- 1988-04-15 JP JP63093044A patent/JPH01263610A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001082926A (ja) * | 1999-09-14 | 2001-03-30 | Sony Corp | 焦点位置制御機構及び方法、並びに、半導体ウェハの検査装置及び方法 |
| JP2008233088A (ja) * | 2007-03-21 | 2008-10-02 | Mitsutoyo Corp | 表面高さ検出方法および装置 |
| CN110530293A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-03 | 中国计量大学 | 一种基于相位测量偏折的晶圆翘曲度非接触式测量装置 |
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