JPH021241B2 - - Google Patents
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- JPH021241B2 JPH021241B2 JP54169182A JP16918279A JPH021241B2 JP H021241 B2 JPH021241 B2 JP H021241B2 JP 54169182 A JP54169182 A JP 54169182A JP 16918279 A JP16918279 A JP 16918279A JP H021241 B2 JPH021241 B2 JP H021241B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- substrate
- lens
- focusing
- light emitting
- 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.)
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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
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/40—Optical focusing aids
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は露光装置、特にIC（半導体集積回路）
の製造工程において使用する露光装置内に導入し
て好適な焦点制御装置に関する。
の製造工程において使用する露光装置内に導入し
て好適な焦点制御装置に関する。
ICの製造工程においては、微細なパターン形
成のために光学的手法が多用される。たとえばマ
スクの乾板面にパターニングのための露光をする
とか、感光剤を塗布した基板表面上にパターニン
グのための露光をする場合である。このような光
学的手法による場合は、必ずレンズ系の助けを借
りなければならないから、常に正確な焦点位置の
設定という操作が伴う。この焦点位置の設定、す
なわち、焦点合せを行うのが本発明の主題であ
る。
成のために光学的手法が多用される。たとえばマ
スクの乾板面にパターニングのための露光をする
とか、感光剤を塗布した基板表面上にパターニン
グのための露光をする場合である。このような光
学的手法による場合は、必ずレンズ系の助けを借
りなければならないから、常に正確な焦点位置の
設定という操作が伴う。この焦点位置の設定、す
なわち、焦点合せを行うのが本発明の主題であ
る。
一般的な焦点制御装置は、基板表面上の所定の
焦点合せ点に対し、一方から光を照射すると共に
他方においてその反射光を受光し、その受光光量
から焦点合せを行うという手法が採られている
（後に詳述）。しかしながら、その受光光量は、単
に位置変化に応じて変化するのみならず、その基
板表面の面粗さによつても変化してしまう。した
がつて、その面粗さに基づく要因が加わることに
より真実の焦点合せが困難になるという問題があ
つた、特にこの問題は、基板上に既にパターニン
グされたエツチング部分が、ある一定の方向に沿
つて多数配列されるような場合に顕著である。
焦点合せ点に対し、一方から光を照射すると共に
他方においてその反射光を受光し、その受光光量
から焦点合せを行うという手法が採られている
（後に詳述）。しかしながら、その受光光量は、単
に位置変化に応じて変化するのみならず、その基
板表面の面粗さによつても変化してしまう。した
がつて、その面粗さに基づく要因が加わることに
より真実の焦点合せが困難になるという問題があ
つた、特にこの問題は、基板上に既にパターニン
グされたエツチング部分が、ある一定の方向に沿
つて多数配列されるような場合に顕著である。
したがつて本発明の目的は、上記問題を解決す
るのに有効な焦点制御装置を備えた露光装置を提
案することである。
るのに有効な焦点制御装置を備えた露光装置を提
案することである。
上記目的に従い本発明は、感光剤を表面に塗布
した基板に、レンズを介して露光用の光を照射し
てその表面に所望のパターンを露光するための装
置であつて、前記基板表面上の所定の焦点合せ点
に対して、相互に異なる径路から焦点合せ用の光
を照射する複数の発光素子と、前記基板表面で反
射した前記焦点合せ用の光を受けるために、該複
数の発光素子のそれぞれと対をなして設けられる
複数の発光素子とを有してなり、前記複数の受光
素子の出力和が最大となるように前記レンズと前
記基板との間の相対的位置を設定して前記基板表
面を前記レンズの焦点位置に合せる焦点制御装置
を備えることを特徴とするものである。
した基板に、レンズを介して露光用の光を照射し
てその表面に所望のパターンを露光するための装
置であつて、前記基板表面上の所定の焦点合せ点
に対して、相互に異なる径路から焦点合せ用の光
を照射する複数の発光素子と、前記基板表面で反
射した前記焦点合せ用の光を受けるために、該複
数の発光素子のそれぞれと対をなして設けられる
複数の発光素子とを有してなり、前記複数の受光
素子の出力和が最大となるように前記レンズと前
記基板との間の相対的位置を設定して前記基板表
面を前記レンズの焦点位置に合せる焦点制御装置
を備えることを特徴とするものである。
以下図面に従つて本発明を説明する。
第１図は一般的な露光装置における焦点制御装
置の原理を説明するための概形図である。本図に
おいて、１１は焦点制御の対象となる基板、いわ
ゆるウエーハである。この基板の表面に対し、レ
ンズ１２を含む鏡筒１３より所望のパターンを露
光する。したがつてその表面上には露光用の光
（たとえば紫外線）に反応する感光剤が薄い皮膜
をもつて塗布される。この場合、基板の表面は正
しくレンズ１２の焦点位置ｆになければならな
い。この焦点位置設定を行うのが焦点制御装置で
あり、原理的には発光素子１４および受光素子１
５からなり、必要に応じてミラー１６および１７
と協働する。基板表面が正しく焦点位置ｆに合つ
ていれば、発光素子１４からの焦点合せ用の光
（たとえば赤外線）は図中実線矢印の径路をたど
つて正しく受光素子１５に入射され、その受光光
量（出力OUT）は最大となる。ところが基板１
１が図中の点線あるいは一点鎖線のごとくｆから
後方又は前方にあるときは、光の径路が点線矢印
又は一点鎖線矢印のごとくなり受光素子１５に正
しく受光されないから、その光量は減少し、焦点
合せが正しく行なわれていないことが分る。
置の原理を説明するための概形図である。本図に
おいて、１１は焦点制御の対象となる基板、いわ
ゆるウエーハである。この基板の表面に対し、レ
ンズ１２を含む鏡筒１３より所望のパターンを露
光する。したがつてその表面上には露光用の光
（たとえば紫外線）に反応する感光剤が薄い皮膜
をもつて塗布される。この場合、基板の表面は正
しくレンズ１２の焦点位置ｆになければならな
い。この焦点位置設定を行うのが焦点制御装置で
あり、原理的には発光素子１４および受光素子１
５からなり、必要に応じてミラー１６および１７
と協働する。基板表面が正しく焦点位置ｆに合つ
ていれば、発光素子１４からの焦点合せ用の光
（たとえば赤外線）は図中実線矢印の径路をたど
つて正しく受光素子１５に入射され、その受光光
量（出力OUT）は最大となる。ところが基板１
１が図中の点線あるいは一点鎖線のごとくｆから
後方又は前方にあるときは、光の径路が点線矢印
又は一点鎖線矢印のごとくなり受光素子１５に正
しく受光されないから、その光量は減少し、焦点
合せが正しく行なわれていないことが分る。
ところで、第１図の露光装置にあつては、基板
表面の表面状態が鏡面のごとき場合、その焦点合
せ精度は極めて高い。しかしながら、実際には、
エツチング等により、その表面状態は粗く、凹凸
がある。この凹凸は、基板の場合、すだれ状に多
数平行して現れることが多い。このため、受光素
子１５の受光光量が正確に変化しないことがあ
る。この様子を示したのが第２Ａ図および第２Ｂ
図である。ただし、両図は第１図の平面図に当
る。なお両図において第１図と同一の参照番号が
付されたものは相互に同一の構成要素である。
又、各図の中央における黒丸は焦点合せ点を示
す。第２Ａ図の場合、前記凹凸（図中多数の平行
な横線）は光の径路に対して平行に現れる。この
場合には焦点合せ精度はかなり高い。一方、第２
Ｂ図の場合、前記凹凸（図中多数の平行な縦線）
は光の径路に対し直交する。この結果、光は凹部
の谷部分、あるいは凸部の山部分で反射され、不
要な反射光Ｐを生じ、受光素子１５の受光光量は
減少してしまう。実際にこのような凹凸は光の径
路に対していかなる角度で現れるかはその都度調
べてみなければ分らないし、又、凹凸に対し光の
径路を平行にするような調整あるいは光の径路に
対しその凹凸を平行にするような調整は、量産工
程上不利になる。
表面の表面状態が鏡面のごとき場合、その焦点合
せ精度は極めて高い。しかしながら、実際には、
エツチング等により、その表面状態は粗く、凹凸
がある。この凹凸は、基板の場合、すだれ状に多
数平行して現れることが多い。このため、受光素
子１５の受光光量が正確に変化しないことがあ
る。この様子を示したのが第２Ａ図および第２Ｂ
図である。ただし、両図は第１図の平面図に当
る。なお両図において第１図と同一の参照番号が
付されたものは相互に同一の構成要素である。
又、各図の中央における黒丸は焦点合せ点を示
す。第２Ａ図の場合、前記凹凸（図中多数の平行
な横線）は光の径路に対して平行に現れる。この
場合には焦点合せ精度はかなり高い。一方、第２
Ｂ図の場合、前記凹凸（図中多数の平行な縦線）
は光の径路に対し直交する。この結果、光は凹部
の谷部分、あるいは凸部の山部分で反射され、不
要な反射光Ｐを生じ、受光素子１５の受光光量は
減少してしまう。実際にこのような凹凸は光の径
路に対していかなる角度で現れるかはその都度調
べてみなければ分らないし、又、凹凸に対し光の
径路を平行にするような調整あるいは光の径路に
対しその凹凸を平行にするような調整は、量産工
程上不利になる。
そこで本発明は、凹凸の伸びる方向と光の径路
がいかなる角度をもつて配置されようとも焦点合
せ精度を劣化させない焦点制御装置を備えた露光
装置を提案する。その基本となる考え方は、基板
表面での反射光量を、方向性によらず平均化する
ことである。第３Ａ図はその考え方を実現した第
１実施例を示す平面図、第３Ｂ図はその考え方を
実現した第２実施例を示す平面図である。第３Ａ
図において、３１は発光素子群、３２は受光素子
群であり、各々複数の発光素子および受光素子か
らなり、さらに又、これら発光素子は、焦点合せ
点を中心にして、相手方受光素子と対をなすごと
く対称配置且つ分散配置される。図からも明らか
なごとく、光の径路は相互に異なつて多方向に分
散し、この結果、全受光素子の出力和からなる受
光光量は常に平均的な量となり、凹凸の方向性を
実質的に無視できる。第３Ｂ図は第３Ａ図におけ
る発光素子群３１を３１−１および３１−２とし
て２分割し、同様に受光素子群３２を３２−１お
よび３２−２として２分割したものである。な
お、この分割数は２でも３でも４でも構わない。
かくして光の径路は多方向に分散される。
がいかなる角度をもつて配置されようとも焦点合
せ精度を劣化させない焦点制御装置を備えた露光
装置を提案する。その基本となる考え方は、基板
表面での反射光量を、方向性によらず平均化する
ことである。第３Ａ図はその考え方を実現した第
１実施例を示す平面図、第３Ｂ図はその考え方を
実現した第２実施例を示す平面図である。第３Ａ
図において、３１は発光素子群、３２は受光素子
群であり、各々複数の発光素子および受光素子か
らなり、さらに又、これら発光素子は、焦点合せ
点を中心にして、相手方受光素子と対をなすごと
く対称配置且つ分散配置される。図からも明らか
なごとく、光の径路は相互に異なつて多方向に分
散し、この結果、全受光素子の出力和からなる受
光光量は常に平均的な量となり、凹凸の方向性を
実質的に無視できる。第３Ｂ図は第３Ａ図におけ
る発光素子群３１を３１−１および３１−２とし
て２分割し、同様に受光素子群３２を３２−１お
よび３２−２として２分割したものである。な
お、この分割数は２でも３でも４でも構わない。
かくして光の径路は多方向に分散される。
以上説明したように本発明によれば、基板表面
のパターンに全く影響を受けることなく、常に高
精度にレンズと基板との間の相対的位置を設定し
得る焦点制御装置を備えた露光装置が実現され
る。
のパターンに全く影響を受けることなく、常に高
精度にレンズと基板との間の相対的位置を設定し
得る焦点制御装置を備えた露光装置が実現され
る。
第１図は一般的な露光装置における焦点制御装
置の原理を説明するための概形図、第２Ａ図およ
び第２Ｂ図はそれぞれ本発明の原理を説明するた
めに用いる第１図の平面図、第３Ａ図は本発明の
第１実施例を示す平面図、第３Ｂ図は本発明の第
２実施例を示す平面図である。 図において、１１は基板、１２はレンズ、１４
は発光素子、１５は受光素子、３１，３１−１，
３１−２はそれぞれ発光素子群、３２，３２−
１，３２−２はそれぞれ受光素子群である。
置の原理を説明するための概形図、第２Ａ図およ
び第２Ｂ図はそれぞれ本発明の原理を説明するた
めに用いる第１図の平面図、第３Ａ図は本発明の
第１実施例を示す平面図、第３Ｂ図は本発明の第
２実施例を示す平面図である。 図において、１１は基板、１２はレンズ、１４
は発光素子、１５は受光素子、３１，３１−１，
３１−２はそれぞれ発光素子群、３２，３２−
１，３２−２はそれぞれ受光素子群である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 感光剤を表面に塗布した基板に、レンズを介
して、露光用の光を照射してその表面に所望のパ
ターンを露光するための装置であつて、 前記基板表面上の所定の焦点合せ点に対して、
相互に異なる径路から焦点合せ用の光を照射する
複数の発光素子と、 前記基板表面で反射した前記焦点合せ用の光を
受けるために、該複数の発光素子のそれぞれと対
をなして設けられる複数の受光素子とを有してな
り、 前記複数の受光素子の出力和が最大となるよう
に前記レンズと前記基板との間の相対的位置を設
定して前記基板表面を前記レンズの焦点位置に合
せる焦点制御装置を備えることを特徴とする露光
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16918279A JPS5696203A (en) | 1979-12-27 | 1979-12-27 | Detection device for optical position |
| EP80304570A EP0031680B1 (en) | 1979-12-27 | 1980-12-17 | Focusing apparatus |
| DE8080304570T DE3067592D1 (en) | 1979-12-27 | 1980-12-17 | Focusing apparatus |
| US06/219,495 US4363962A (en) | 1979-12-27 | 1980-12-23 | Focussing apparatus with plural emitter-detector pairs |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16918279A JPS5696203A (en) | 1979-12-27 | 1979-12-27 | Detection device for optical position |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5696203A JPS5696203A (en) | 1981-08-04 |
| JPH021241B2 true JPH021241B2 (ja) | 1990-01-10 |
Family
ID=15881755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16918279A Granted JPS5696203A (en) | 1979-12-27 | 1979-12-27 | Detection device for optical position |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4363962A (ja) |
| EP (1) | EP0031680B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5696203A (ja) |
| DE (1) | DE3067592D1 (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2504281A1 (fr) * | 1981-04-16 | 1982-10-22 | Euromask | Appareil de projection a dispositif de mise au point |
| DD159377A1 (de) * | 1981-05-28 | 1983-03-02 | Reiner Hesse | Anordnung zur positionierung |
| JPS59121932A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-14 | Fujitsu Ltd | 自動焦点制御装置 |
| JPS6174338A (ja) * | 1984-09-20 | 1986-04-16 | Hitachi Ltd | 縮小投影露光装置およびその方法 |
| US4708484A (en) * | 1984-10-24 | 1987-11-24 | Hitachi, Ltd. | Projection alignment method and apparatus |
| US4690561A (en) * | 1985-01-18 | 1987-09-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Particle analyzing apparatus |
| NL8600253A (nl) * | 1986-02-03 | 1987-09-01 | Philips Nv | Optisch afbeeldingssysteem voorzien van een opto-elektronisch fokusfoutdetektiestelsel. |
| JPH07105327B2 (ja) * | 1986-06-27 | 1995-11-13 | キヤノン株式会社 | 面位置検知装置 |
| JPH0621878B2 (ja) * | 1986-07-21 | 1994-03-23 | 株式会社日立製作所 | 異物検査方法 |
| NL8802689A (nl) * | 1988-11-03 | 1990-06-01 | Koninkl Philips Electronics Nv | Inrichting voor het met optische straling aftasten van een stralingsreflekterend oppervlak. |
| US4945220A (en) * | 1988-11-16 | 1990-07-31 | Prometrix Corporation | Autofocusing system for microscope having contrast detection means |
| NL9000503A (nl) * | 1990-03-05 | 1991-10-01 | Asm Lithography Bv | Apparaat en werkwijze voor het afbeelden van een maskerpatroon op een substraat. |
| US5008705A (en) * | 1990-04-23 | 1991-04-16 | General Signal Corporation | Autofocus system for microlithography |
| JPH07111340B2 (ja) * | 1990-10-31 | 1995-11-29 | 信越半導体株式会社 | パターンシフト測定方法 |
| JPH0527177A (ja) * | 1991-07-25 | 1993-02-05 | Fuji Photo Film Co Ltd | 走査型顕微鏡 |
| US5216235A (en) * | 1992-04-24 | 1993-06-01 | Amray, Inc. | Opto-mechanical automatic focusing system and method |
| FR2726496B1 (fr) * | 1994-11-09 | 1997-01-17 | Aerospatiale | Procede de localisation spatiale du point focal d'un faisceau laser d'une machine d'usinage et outillage pour la mise en oeuvre de ce procede |
| US10112258B2 (en) * | 2012-03-30 | 2018-10-30 | View, Inc. | Coaxial distance measurement via folding of triangulation sensor optics path |
| JP2018138990A (ja) | 2016-12-08 | 2018-09-06 | ウルトラテック インク | 再構成ウェハーのリソグラフィ処理のための焦点制御のための走査方法 |
| CN114557152B (zh) * | 2019-10-29 | 2024-09-24 | 松下知识产权经营株式会社 | 部件安装装置以及安装基板的制造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1231461B (de) * | 1965-02-15 | 1966-12-29 | Voigtlaender Ag | Scharfeinstellvorrichtung eines optischen Geraetes auf ein lichtdurchlaessiges Objekt, wobei eine Kontrollstrahlung vorgesehen ist |
| US3645623A (en) * | 1970-09-25 | 1972-02-29 | Raymond A Patten | Apparatus for monitoring film thickness by reflecting a light beam from the film surface |
| DE2225972A1 (de) * | 1972-05-27 | 1973-12-13 | Agfa Gevaert Ag | Automatische fokussiervorrichtung |
| US3819265A (en) * | 1972-08-02 | 1974-06-25 | Bell Telephone Labor Inc | Scanning projection printer apparatus and method |
| US4230940A (en) * | 1977-07-22 | 1980-10-28 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Automatic focusing apparatus |
| FR2445512A1 (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-25 | Thomson Csf | Position detecting system for image forming appts. - includes two part photodiode providing two signals with difference proportional to position error |
-
1979
- 1979-12-27 JP JP16918279A patent/JPS5696203A/ja active Granted
-
1980
- 1980-12-17 EP EP80304570A patent/EP0031680B1/en not_active Expired
- 1980-12-17 DE DE8080304570T patent/DE3067592D1/de not_active Expired
- 1980-12-23 US US06/219,495 patent/US4363962A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0031680B1 (en) | 1984-04-18 |
| EP0031680A2 (en) | 1981-07-08 |
| JPS5696203A (en) | 1981-08-04 |
| DE3067592D1 (en) | 1984-05-24 |
| EP0031680A3 (en) | 1982-02-17 |
| US4363962A (en) | 1982-12-14 |
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