JPH03192341A - ステッパー投影レンズのオートフォーカス方法 - Google Patents
ステッパー投影レンズのオートフォーカス方法Info
- Publication number
- JPH03192341A JPH03192341A JP1331086A JP33108689A JPH03192341A JP H03192341 A JPH03192341 A JP H03192341A JP 1331086 A JP1331086 A JP 1331086A JP 33108689 A JP33108689 A JP 33108689A JP H03192341 A JPH03192341 A JP H03192341A
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- JP
- Japan
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- resist film
- focus
- stepper
- thickness
- measuring means
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- Pending
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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
- 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
-
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Projection-Type Copiers In General (AREA)
- Variable Magnification In Projection-Type Copying Machines (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (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】
〔概 要〕
半導体装置などの製造工程で用いられる光露光装置であ
るステッパーに関し、より詳しくは、ステッパーのオー
トフォーカス（自動焦点）方法に関し、 レジスト膜の膜厚に応じて投影レンズ焦点設定位置を変
更できるようにして、容易にペストフォーカス状態にす
るオートフォーカス方法を提供することを目的とし、 第１測定手段によってレジスト膜の表面高さを検出し、
第２測定手段によって前記レジスト膜下の下地基板表面
高さを検出し、これら検出結果から前記レジスト膜の膜
厚を求め、この膜厚のほぼ中央の位置にステッパー投影
レンズの焦点が来るように構成する。
るステッパーに関し、より詳しくは、ステッパーのオー
トフォーカス（自動焦点）方法に関し、 レジスト膜の膜厚に応じて投影レンズ焦点設定位置を変
更できるようにして、容易にペストフォーカス状態にす
るオートフォーカス方法を提供することを目的とし、 第１測定手段によってレジスト膜の表面高さを検出し、
第２測定手段によって前記レジスト膜下の下地基板表面
高さを検出し、これら検出結果から前記レジスト膜の膜
厚を求め、この膜厚のほぼ中央の位置にステッパー投影
レンズの焦点が来るように構成する。
本発明は、半導体装置などの製造工程で用いられる光露
光装置であるステッパーに関し、より詳しくは、ステッ
パーのオートフォーカス（自動焦点）方法に関する。
光装置であるステッパーに関し、より詳しくは、ステッ
パーのオートフォーカス（自動焦点）方法に関する。
近年の半導体装置の高集積化・微細加工化に応じて、フ
ォトリングラフィでのレジストの焼き付け（露光）パタ
ーンの微細化が求められている。
ォトリングラフィでのレジストの焼き付け（露光）パタ
ーンの微細化が求められている。
さらに、レジストパターンの形状に関しても、露光段階
から形状コントロールが要求されている。
から形状コントロールが要求されている。
そのために、ステッパーの投影レンズの焦点をしシスト
膜に適切に合わせて（フォーカス精度を上げ）、解像度
向上および形状コントロール向上を図る必要がある。
膜に適切に合わせて（フォーカス精度を上げ）、解像度
向上および形状コントロール向上を図る必要がある。
従来のステッパーにおけるフォーカシングでは、主に投
影レンズの下方の１／シスト表面に傾めから赤外線を当
て、その反射光を検知してレジスト表面高さ（レベル）
を測定し、所定設定高さの投影レンズ保持具とレジスト
表面との距離を算出し、この算出値と投影レンズ焦点距
離とを比較して、投影レンズの焦点がレジスト表面に来
るように投影レンズ位置（高さ）を調整している。この
従来フォーカシングを図解すると、第３図のように、赤
外線発光部１より赤外線２を下地基板３上のレジスト膜
４に照射し、その反射光２を赤外線受光部５にて検知し
てレジスト膜４表面と投影レンズ保持具６との距離ａを
求める。そして、投影レンズの焦点ｆを、第４図に示す
ように、レジスト膜４表面に合わせる。なお、投影レン
ズの焦点深度すを破線にて示す。
影レンズの下方の１／シスト表面に傾めから赤外線を当
て、その反射光を検知してレジスト表面高さ（レベル）
を測定し、所定設定高さの投影レンズ保持具とレジスト
表面との距離を算出し、この算出値と投影レンズ焦点距
離とを比較して、投影レンズの焦点がレジスト表面に来
るように投影レンズ位置（高さ）を調整している。この
従来フォーカシングを図解すると、第３図のように、赤
外線発光部１より赤外線２を下地基板３上のレジスト膜
４に照射し、その反射光２を赤外線受光部５にて検知し
てレジスト膜４表面と投影レンズ保持具６との距離ａを
求める。そして、投影レンズの焦点ｆを、第４図に示す
ように、レジスト膜４表面に合わせる。なお、投影レン
ズの焦点深度すを破線にて示す。
上述したように従来のフォーカシングではレジスト膜表
面で焦点を合わせており、レジスト膜厚が変わるとベス
トフォーカスがずれてくる。このことは膜厚が厚いど、
第４図に示したようにレジスト膜下部が焦点深度外にな
るので、パターン寸法のばらつきやパターン形状のコン
トロールがむずかしくなる（すなわち、再現性に乏しく
なる）。
面で焦点を合わせており、レジスト膜厚が変わるとベス
トフォーカスがずれてくる。このことは膜厚が厚いど、
第４図に示したようにレジスト膜下部が焦点深度外にな
るので、パターン寸法のばらつきやパターン形状のコン
トロールがむずかしくなる（すなわち、再現性に乏しく
なる）。
そのため、イオン注入用マスクレジスト、高反射基板用
レジスト、高解像用レジストなど、用途やパターンによ
ってレジスト膜厚が異なり、膜厚毎にベストフォーカス
にすることが求められているので、膜厚に応じて作業者
がフォーカスオフセットを設定してやる必要があり、こ
のことはスルーブツトの低下を招く。
レジスト、高解像用レジストなど、用途やパターンによ
ってレジスト膜厚が異なり、膜厚毎にベストフォーカス
にすることが求められているので、膜厚に応じて作業者
がフォーカスオフセットを設定してやる必要があり、こ
のことはスルーブツトの低下を招く。
本発明の目的は、レジスト膜の膜厚に応じて投影レンズ
焦点設定位置を変更できるようにして、容易にベストフ
ォーカス状態にするオートフォーカス方法を提供するこ
とである。
焦点設定位置を変更できるようにして、容易にベストフ
ォーカス状態にするオートフォーカス方法を提供するこ
とである。
上述の目的が、第１測定手段によってレジスト膜の表面
高さを検出し、第２測定手段によって前記レジスト膜下
の下地基板表面高さを検出し、これら検出結果から前記
レジスト膜の膜厚を求め、この膜厚のほぼ中央の位置に
ステッパー投影レンズの焦点が来るようにすることを特
徴とするステッパー投影レンズのオートフォーカス方法
によって達成される。
高さを検出し、第２測定手段によって前記レジスト膜下
の下地基板表面高さを検出し、これら検出結果から前記
レジスト膜の膜厚を求め、この膜厚のほぼ中央の位置に
ステッパー投影レンズの焦点が来るようにすることを特
徴とするステッパー投影レンズのオートフォーカス方法
によって達成される。
第１測定手段には従来と同じ赤外線利用のレジスト膜表
面高さ測定手段を用いて、第２測定手段にはＣＣＤセン
サーなどを利用したコントラスト検出器であってコント
ラスト強度変化から下地基板表面までの距離を算出する
器具を用いるのが好ましい。
面高さ測定手段を用いて、第２測定手段にはＣＣＤセン
サーなどを利用したコントラスト検出器であってコント
ラスト強度変化から下地基板表面までの距離を算出する
器具を用いるのが好ましい。
本発明では、２つの測定手段を用いて、レジスト膜表面
高さと下面高さ（下地基板表面高さ）とを検出し、所定
設定高さのステッパー投影レンズ保持具との距離（ａ、
Ｃ）をそれぞれ算出し、得られた２つの距離の差（ａ−
ｃ＝ｈ）からレジスト膜厚さ（ｈ）を自動的に算出する
ことができる。
高さと下面高さ（下地基板表面高さ）とを検出し、所定
設定高さのステッパー投影レンズ保持具との距離（ａ、
Ｃ）をそれぞれ算出し、得られた２つの距離の差（ａ−
ｃ＝ｈ）からレジスト膜厚さ（ｈ）を自動的に算出する
ことができる。
そして、レジスト膜厚さのほぼ中央（半分（′″Ａｈ）
が望ましい）に焦点位置（ａ＋％ｈ）を設定し、この位
置に投影レンズ焦点を自動的に持って来る（ｗＡ整）す
る。このようにして、焦点がレジスト膜厚の中央に合わ
されるので、焦点前後での焦点深度すを有効に利用する
ことができ、レジスト膜厚毎にベストフォーカス状態に
することができる。
が望ましい）に焦点位置（ａ＋％ｈ）を設定し、この位
置に投影レンズ焦点を自動的に持って来る（ｗＡ整）す
る。このようにして、焦点がレジスト膜厚の中央に合わ
されるので、焦点前後での焦点深度すを有効に利用する
ことができ、レジスト膜厚毎にベストフォーカス状態に
することができる。
さらに、焦点位置をレジスト膜中央でなく任意位置に設
定することもでき、レジスト膜断面の形状コントロール
も可能である。
定することもでき、レジスト膜断面の形状コントロール
も可能である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施態様例によっ
て本発明をより詳しく説明する。
て本発明をより詳しく説明する。
第１図に本発明に係るステッパー投影レンズのオートフ
ォーカス方法の概略説明図であり、第１測定手段（従来
例で説明した赤外線発光部１および受光部５）に加えて
、投影レンズ保持具６に第２測定手段７を付設している
。この第２測定手段７はＣＣＤセンサーを利用したコン
トラスト検出器であって、そのレンズを通った画像をＣ
ＣＤ素子で受け、レンズフォーカスを移動させていき出
力信号がピークとなったときに（すなわち、コントラス
トが最大になったときに）、下地基板３表面高さがわか
り検出器７ （実質的に投影レンズ保持具６）との距離
Ｃを算出することができる。−方、第１測定手段１．５
を用いて、従来例で説明したようにレジスト膜４表面と
投影レンズ保持具６との距離ａが算出できる。これら距
離ａおよびＣの差（ａ−Ｃ）からレジスト膜４の厚さｈ
を算出する。次に、このレジスト膜厚さｈの中央（各厚
さ）のところを焦点設定位置に決め、第２図に示すよう
に投影レンズの焦点ｆをその位置に合わせる。これら一
連の工程はステッパーに備えた自動制御器にて自動的に
行なえる。第２図に示したようにレンズ固有の焦点深度
を焦点の上下（前後）にて有効に利用することができ、
ベストフォーカス状態である。パターン露光毎に、この
ようにして焦点を固定したところでステッパーによる光
露光を行なう。さらに、レジスト膜の厚さが用途に応じ
、レジスト膜塗布条件によって異なったとしても、ステ
ッパー自身が上述したように最適なオートフォーカスに
設定することができる。
ォーカス方法の概略説明図であり、第１測定手段（従来
例で説明した赤外線発光部１および受光部５）に加えて
、投影レンズ保持具６に第２測定手段７を付設している
。この第２測定手段７はＣＣＤセンサーを利用したコン
トラスト検出器であって、そのレンズを通った画像をＣ
ＣＤ素子で受け、レンズフォーカスを移動させていき出
力信号がピークとなったときに（すなわち、コントラス
トが最大になったときに）、下地基板３表面高さがわか
り検出器７ （実質的に投影レンズ保持具６）との距離
Ｃを算出することができる。−方、第１測定手段１．５
を用いて、従来例で説明したようにレジスト膜４表面と
投影レンズ保持具６との距離ａが算出できる。これら距
離ａおよびＣの差（ａ−Ｃ）からレジスト膜４の厚さｈ
を算出する。次に、このレジスト膜厚さｈの中央（各厚
さ）のところを焦点設定位置に決め、第２図に示すよう
に投影レンズの焦点ｆをその位置に合わせる。これら一
連の工程はステッパーに備えた自動制御器にて自動的に
行なえる。第２図に示したようにレンズ固有の焦点深度
を焦点の上下（前後）にて有効に利用することができ、
ベストフォーカス状態である。パターン露光毎に、この
ようにして焦点を固定したところでステッパーによる光
露光を行なう。さらに、レジスト膜の厚さが用途に応じ
、レジスト膜塗布条件によって異なったとしても、ステ
ッパー自身が上述したように最適なオートフォーカスに
設定することができる。
以上説明したように、本発明によれば、レジスト膜（膜
厚）毎に焦点位置をレジスト膜中央（ないし任意地点）
に設定して、そこへ投影レンズの焦点を合わせるオート
フォーカス方式なので、焦点深度を有効に利用してフォ
ーカスマージンの拡大、パターン解像度の均一化などの
効果がある。
厚）毎に焦点位置をレジスト膜中央（ないし任意地点）
に設定して、そこへ投影レンズの焦点を合わせるオート
フォーカス方式なので、焦点深度を有効に利用してフォ
ーカスマージンの拡大、パターン解像度の均一化などの
効果がある。
さらに、ステッパーによるレジスト膜厚毎にベストフォ
ーカス露光を容易に行なうことができて、半導体装置の
製造工程の安定化に寄与する。
ーカス露光を容易に行なうことができて、半導体装置の
製造工程の安定化に寄与する。
第１図は、本発明に係るオートフォーカス方法を実施す
るためのレジスト膜、測定器および投影レンズ保持具の
概略図であり、 第２図は、ステッパー投影レンズ焦点をレジスト膜中央
に合わせたときの模式図であり、第３図は、従来のオー
トフォーカス方法を実施するためのレジスト膜、測定器
および投影レンズ保持具の概略図であり、 第４図は、ステッパー投影レンズ焦点をレジスト膜表面
に合わせたときの模式図である。 １・・・赤外線発光部、 ２・・・赤外線、３・・・下
地基板、 ４・・・レジスト膜、５・・・赤外線
受光部、 ６・・・投影レンズ保持具、７・・・第２測
定手段、 ａ・・・投影レンズ保持具とレジスト表面との距離、ｂ
・・・焦点深度、 Ｃ・・・投影レンズ保持具と下地基板との距離、ｆ・・
・焦点、 ｈ・・・レジスト膜厚。 本発明の距離測定を説明する概略図 第１国 焦点をレジスト膜中央に合わせた模式図第２図 ｈ・・・レジスト膜厚
るためのレジスト膜、測定器および投影レンズ保持具の
概略図であり、 第２図は、ステッパー投影レンズ焦点をレジスト膜中央
に合わせたときの模式図であり、第３図は、従来のオー
トフォーカス方法を実施するためのレジスト膜、測定器
および投影レンズ保持具の概略図であり、 第４図は、ステッパー投影レンズ焦点をレジスト膜表面
に合わせたときの模式図である。 １・・・赤外線発光部、 ２・・・赤外線、３・・・下
地基板、 ４・・・レジスト膜、５・・・赤外線
受光部、 ６・・・投影レンズ保持具、７・・・第２測
定手段、 ａ・・・投影レンズ保持具とレジスト表面との距離、ｂ
・・・焦点深度、 Ｃ・・・投影レンズ保持具と下地基板との距離、ｆ・・
・焦点、 ｈ・・・レジスト膜厚。 本発明の距離測定を説明する概略図 第１国 焦点をレジスト膜中央に合わせた模式図第２図 ｈ・・・レジスト膜厚
Claims (1)
- １、第１測定手段によってレジスト膜の表面高さを検出
し、第２測定手段によって前記レジスト膜下の下地基板
表面高さを検出し、これら検出結果から前記レジスト膜
の膜厚を求め、この膜厚のほぼ中央の位置にステッパー
投影レンズの焦点が来るようにすることを特徴とするス
テッパー投影レンズのオートフォーカス方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1331086A JPH03192341A (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | ステッパー投影レンズのオートフォーカス方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1331086A JPH03192341A (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | ステッパー投影レンズのオートフォーカス方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03192341A true JPH03192341A (ja) | 1991-08-22 |
Family
ID=18239696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1331086A Pending JPH03192341A (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | ステッパー投影レンズのオートフォーカス方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03192341A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012022241A (ja) * | 2010-07-16 | 2012-02-02 | Ushio Inc | 投影レンズとワーク間の距離調整方法 |
| CN108788929A (zh) * | 2018-06-26 | 2018-11-13 | 北京理工大学 | 一种精确控制非透明工件厚度的加工方法 |
-
1989
- 1989-12-22 JP JP1331086A patent/JPH03192341A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012022241A (ja) * | 2010-07-16 | 2012-02-02 | Ushio Inc | 投影レンズとワーク間の距離調整方法 |
| CN108788929A (zh) * | 2018-06-26 | 2018-11-13 | 北京理工大学 | 一种精确控制非透明工件厚度的加工方法 |
| CN108788929B (zh) * | 2018-06-26 | 2019-08-02 | 北京理工大学 | 一种精确控制非透明工件厚度的加工方法 |
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