JPH0469409B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0469409B2 JPH0469409B2 JP58243845A JP24384583A JPH0469409B2 JP H0469409 B2 JPH0469409 B2 JP H0469409B2 JP 58243845 A JP58243845 A JP 58243845A JP 24384583 A JP24384583 A JP 24384583A JP H0469409 B2 JPH0469409 B2 JP H0469409B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- light
- optical system
- light beam
- photoresist film
- 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.)
- Expired - Lifetime
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、少なくとも上下方向に移動するステ
ージ上に搭載されたウエハ面に塗布された感光膜
上に露光光学系により露光して所望パターンを形
成するパターン露光装置に関するものである。
ージ上に搭載されたウエハ面に塗布された感光膜
上に露光光学系により露光して所望パターンを形
成するパターン露光装置に関するものである。
従来の縮小投影露光装置の焦点検出方法として
はエアマイクロを用いる方法と、本発明と同様に
ウエハ面に斜め方向から光束を入光させ、その反
射光のズレ量を受光素子により検出する方法があ
る。
はエアマイクロを用いる方法と、本発明と同様に
ウエハ面に斜め方向から光束を入光させ、その反
射光のズレ量を受光素子により検出する方法があ
る。
エアマイクロによる方法は、エアマイクロのノ
ズルとウエハ面との間隔を50〜60μｍ程度にしな
ければ、高精度の検出ができず、作業性等に問題
があつた。
ズルとウエハ面との間隔を50〜60μｍ程度にしな
ければ、高精度の検出ができず、作業性等に問題
があつた。
一方、光方式の場合、第１図に示す様に1/10の
縮小レンズ１のワーキング・デイスタンス（W.
D）は約10mm程度であり、光束２は縮小レンズ１
と干渉しない様にするには、ウエハ３面に対して
約５〜10°の傾きで入射することになる。光束２
の光源にはレーザ４を用いており、ウエハ３面上
のレジスト５に入射する時、反射光線は直線偏光
になつていると考えられる。直線偏光はウエハ３
面に垂直方向に振幅を持つＰ偏光と、平行方向の
振幅を持つＳ偏光に分けられる。ウエハ３面に対
して5°の傾きで入射した光束は、レジスト５の屈
折率を1.6とした場合の反射率はＰ偏光では49％、
Ｓ偏光では76％、10°の傾きで入射した場合の反
射率はＰ偏光では23％、Ｓ偏光では57％となる。
縮小レンズ１のワーキング・デイスタンス（W.
D）は約10mm程度であり、光束２は縮小レンズ１
と干渉しない様にするには、ウエハ３面に対して
約５〜10°の傾きで入射することになる。光束２
の光源にはレーザ４を用いており、ウエハ３面上
のレジスト５に入射する時、反射光線は直線偏光
になつていると考えられる。直線偏光はウエハ３
面に垂直方向に振幅を持つＰ偏光と、平行方向の
振幅を持つＳ偏光に分けられる。ウエハ３面に対
して5°の傾きで入射した光束は、レジスト５の屈
折率を1.6とした場合の反射率はＰ偏光では49％、
Ｓ偏光では76％、10°の傾きで入射した場合の反
射率はＰ偏光では23％、Ｓ偏光では57％となる。
ウエハ３面に対して5°の傾きで、しかもＳ偏光
とした場合でも反射率は76％となり、残りの24％
はレジスト５を通過し、ウエハ３表面で反射し、
第２図に示す様に再びレジスト５外に出て行く光
束２と反射する光束２に分割され減衰して行く。
この光束３を受光器６で検出した時の出力も同図
の様になる。この様に２次、３次の反射光は強度
的には弱いものであるが、信号処理上、誤差要因
となることが考えられ、正確な小点検出が出来な
ことがある。従つて、縮小レンズに対するウエハ
の焦点合せの精度が向上せず、解像度がもう一歩
上がらないといつた問題があつた。
とした場合でも反射率は76％となり、残りの24％
はレジスト５を通過し、ウエハ３表面で反射し、
第２図に示す様に再びレジスト５外に出て行く光
束２と反射する光束２に分割され減衰して行く。
この光束３を受光器６で検出した時の出力も同図
の様になる。この様に２次、３次の反射光は強度
的には弱いものであるが、信号処理上、誤差要因
となることが考えられ、正確な小点検出が出来な
ことがある。従つて、縮小レンズに対するウエハ
の焦点合せの精度が向上せず、解像度がもう一歩
上がらないといつた問題があつた。
本発明の目的は、露光光学系とウエハとのワー
キングデイスタンスが微小である状態で、露光光
学系によりウエハ面に塗布された感光膜上に露光
して所望パターンを形成するパターン露光装置に
おいて、感光膜の下面であるウエハ面の高さを高
精度に焦点合わせることができるようにしたパタ
ーン露光装置を提供することにある。
キングデイスタンスが微小である状態で、露光光
学系によりウエハ面に塗布された感光膜上に露光
して所望パターンを形成するパターン露光装置に
おいて、感光膜の下面であるウエハ面の高さを高
精度に焦点合わせることができるようにしたパタ
ーン露光装置を提供することにある。
本発明は、感光膜を塗布したウエハを搭載して
少なくとも上下方向に移動するステージと、前記
ウエハに塗布された感光膜上に露光して所望パタ
ーンを形成する露光光学系とを備えたパターン露
光装置において、前記露光光学系の外側に設置さ
れた光源と、該光源より出射された光を横方向に
向けて前記露光光学系と前記ウエハとの間に導く
照射光学系と、該露光光学系の外形より内側の下
側で、且つ前記ウエハとの間に設置され、前記光
源よりウエハ面に対して浅い角度で導かれた光を
反射させて前記ウエハに入射する入射角がほぼブ
リユスター角でＰ偏光で前記ウエハに照射せしめ
るブリユスター角入射用反射手段と、前記露光光
学系の外形より内側の下側で、且つ前記ウエハと
の間に設置され、前記感光膜を透過してウエハ面
から反射して感光膜を透過して出射される反射光
束を反射させてウエハ面に対して浅い角度で導き
出す反射手段と、該反射手段で反射されて導き出
された光束を更に導く検出光学系と、該検出光学
系で導かれて入射された光束を受光する受光素子
と、該受光素子から得られる信号に基づいて前記
ステージを上下方向に移動制御して感光膜の下の
ウエハ面の高さを焦点合わせる移動制御手段とを
備えたことを特徴とするパターン露光装置であ
る。また、本発明は、前記パターン露光装置にお
いて、前記検出光学系には、前記受光素子に入射
する光束を一定周期で振動させる光束振動手段を
備え、前記移動制御手段は、前記光束振動手段で
受光素子への入射光束位置が変化することにより
受光素子から得られる周期信号に基づいて前記ス
テージを上下方向に移動制御するように構成した
ことを特徴とする。
少なくとも上下方向に移動するステージと、前記
ウエハに塗布された感光膜上に露光して所望パタ
ーンを形成する露光光学系とを備えたパターン露
光装置において、前記露光光学系の外側に設置さ
れた光源と、該光源より出射された光を横方向に
向けて前記露光光学系と前記ウエハとの間に導く
照射光学系と、該露光光学系の外形より内側の下
側で、且つ前記ウエハとの間に設置され、前記光
源よりウエハ面に対して浅い角度で導かれた光を
反射させて前記ウエハに入射する入射角がほぼブ
リユスター角でＰ偏光で前記ウエハに照射せしめ
るブリユスター角入射用反射手段と、前記露光光
学系の外形より内側の下側で、且つ前記ウエハと
の間に設置され、前記感光膜を透過してウエハ面
から反射して感光膜を透過して出射される反射光
束を反射させてウエハ面に対して浅い角度で導き
出す反射手段と、該反射手段で反射されて導き出
された光束を更に導く検出光学系と、該検出光学
系で導かれて入射された光束を受光する受光素子
と、該受光素子から得られる信号に基づいて前記
ステージを上下方向に移動制御して感光膜の下の
ウエハ面の高さを焦点合わせる移動制御手段とを
備えたことを特徴とするパターン露光装置であ
る。また、本発明は、前記パターン露光装置にお
いて、前記検出光学系には、前記受光素子に入射
する光束を一定周期で振動させる光束振動手段を
備え、前記移動制御手段は、前記光束振動手段で
受光素子への入射光束位置が変化することにより
受光素子から得られる周期信号に基づいて前記ス
テージを上下方向に移動制御するように構成した
ことを特徴とする。
以下、本発明の一実施例を図に従つて説明す
る。第３図は縮小投影露光装置の焦点合せ装置の
構成を示すものである。ウエハ３は上下方向にも
移動可能なステージ７の上に搭載されている。ウ
エハ３の上方には縮小レンズ１を設置している。
焦点合せの光学系は、レーザ４（その他、短波長
のLED８等でも良い）から出射された光束２は
スリツト(1)９により形状を成形し、その像をレン
ズ系(1)１０により、ウエハ３面上に結像する。こ
こで垂直に降された光束２は反射鏡(1)１１により
光路を変え、ウエハ３面上に導くが、全ての光束
２がレジスト５中へ透過する様にプリズム(1)１２
によりブリユスター角で入射させる。レジスト５
の屈曲率を1.6とすると、ブリユスター角は58°と
なる。ウエハ３面に対しては32°となる。もし仮
にプリズム(1)１２を用いなければ縮小レンズ１の
ワーキングデイスタンスは約10mmであるため、ウ
エハ３の中央部に向かつて32°の角度で入射する
と、縮小レンズ１の鏡筒と干渉する。
る。第３図は縮小投影露光装置の焦点合せ装置の
構成を示すものである。ウエハ３は上下方向にも
移動可能なステージ７の上に搭載されている。ウ
エハ３の上方には縮小レンズ１を設置している。
焦点合せの光学系は、レーザ４（その他、短波長
のLED８等でも良い）から出射された光束２は
スリツト(1)９により形状を成形し、その像をレン
ズ系(1)１０により、ウエハ３面上に結像する。こ
こで垂直に降された光束２は反射鏡(1)１１により
光路を変え、ウエハ３面上に導くが、全ての光束
２がレジスト５中へ透過する様にプリズム(1)１２
によりブリユスター角で入射させる。レジスト５
の屈曲率を1.6とすると、ブリユスター角は58°と
なる。ウエハ３面に対しては32°となる。もし仮
にプリズム(1)１２を用いなければ縮小レンズ１の
ワーキングデイスタンスは約10mmであるため、ウ
エハ３の中央部に向かつて32°の角度で入射する
と、縮小レンズ１の鏡筒と干渉する。
従つて、反射鏡(1)１１からはウエハ３の面に対
して２〜3°の浅い角度で光束２を折り返し、プリ
ズム（ブリユスター角入射用反射手段）(1)１２に
より、ブリユスター角32°で、レジスト５表面に
向かつて入射させる。
して２〜3°の浅い角度で光束２を折り返し、プリ
ズム（ブリユスター角入射用反射手段）(1)１２に
より、ブリユスター角32°で、レジスト５表面に
向かつて入射させる。
第４図は、上記した縮小レンズ１先端部におけ
る詳細図である。ここで、プリズム(1)１２は縮小
レンズ１の光束１３と干渉しない位置で、縮小レ
ンズの下側で、且つウエハ３との間に設置する必
要がある。
る詳細図である。ここで、プリズム(1)１２は縮小
レンズ１の光束１３と干渉しない位置で、縮小レ
ンズの下側で、且つウエハ３との間に設置する必
要がある。
レジスト５に入射した光束２はウエハ３表面で
反射し、再びレジスト５を透過し、入射角と同じ
角度で出射する。以後の光学系も入射光路と同様
にプリズム(2)１４を介し、ガルバー１５で微小回
転が可能な反射鏡(2)１６、レンズ系(2)１７、スリ
ツト(2)１８を通り、ホトダイオード１９に入光す
る。なお、スリツト(2)１８は、迷光を遮光してノ
イズを低減するために設けられたものである。ま
た第４図に、ブリユスター角でレジスト５表面に
入射した際、レジスト５表面での反射をなくして
レジスト５を通過してウエハ３表面に入射するこ
とが記載されており、そのためには周知の如く、
Ｐ偏光であることが好ましいことは明らかであ
る。
反射し、再びレジスト５を透過し、入射角と同じ
角度で出射する。以後の光学系も入射光路と同様
にプリズム(2)１４を介し、ガルバー１５で微小回
転が可能な反射鏡(2)１６、レンズ系(2)１７、スリ
ツト(2)１８を通り、ホトダイオード１９に入光す
る。なお、スリツト(2)１８は、迷光を遮光してノ
イズを低減するために設けられたものである。ま
た第４図に、ブリユスター角でレジスト５表面に
入射した際、レジスト５表面での反射をなくして
レジスト５を通過してウエハ３表面に入射するこ
とが記載されており、そのためには周知の如く、
Ｐ偏光であることが好ましいことは明らかであ
る。
次に第５図、第６図を用いて、焦点合せ手段を
説明する。第５図はホトダイオード１９とスリツ
ト(2)１８を通り、ホトダイオード１９上に投影さ
れた光束２を示す概念図である。ガルバー１４を
振ると光束２はホトダイオード１９上を−−
−−の順に移動し、１サイクルが完了す
る。第６図にこの時のホトダイオード１９の出力
を示す。
説明する。第５図はホトダイオード１９とスリツ
ト(2)１８を通り、ホトダイオード１９上に投影さ
れた光束２を示す概念図である。ガルバー１４を
振ると光束２はホトダイオード１９上を−−
−−の順に移動し、１サイクルが完了す
る。第６図にこの時のホトダイオード１９の出力
を示す。
ここで、出力の最大値と最小値の平均値を合焦
点位置になる様に光学系をあらかじめ設定して置
く。実際の合焦点位置はステージ７を上下動させ
て、各点において露光し、最も解像状態が良く露
光された位置とし、その時、スリツト(2)１６を通
つた光束２がホトダイオード１８の中央に来る様
に光学系を調整する。
点位置になる様に光学系をあらかじめ設定して置
く。実際の合焦点位置はステージ７を上下動させ
て、各点において露光し、最も解像状態が良く露
光された位置とし、その時、スリツト(2)１６を通
つた光束２がホトダイオード１８の中央に来る様
に光学系を調整する。
この様にすると、光束の−−の周期と
−−の周期が等しくなる。即ち合焦点位置に
しきい値を入れた時、Ａ＝Ｂとなる。一方、ウエ
ハ３が焦点位置にない時はA′≠B′となる。この
時、Ａ＝Ｂとなる様にステージ７を上下動させ、
ウエハ３を縮小レンズ１の焦点位置に持つて来
る。
−−の周期が等しくなる。即ち合焦点位置に
しきい値を入れた時、Ａ＝Ｂとなる。一方、ウエ
ハ３が焦点位置にない時はA′≠B′となる。この
時、Ａ＝Ｂとなる様にステージ７を上下動させ、
ウエハ３を縮小レンズ１の焦点位置に持つて来
る。
以上説明したように本発明によれば、露光光学
系とウエハとワーキングデイスタンスが微小であ
る状態で、露光光学系によりウエハ面に塗布され
た光学膜上に露光して所望パターンを形成するパ
ターン露光装置におて、レジストである感光膜を
塗布したウエハ面に高さを正確に、しかも再現性
よく焦点合わせることができて、より高解像で
LSIパターン等の露光を実現することができる効
果を奏する。
系とウエハとワーキングデイスタンスが微小であ
る状態で、露光光学系によりウエハ面に塗布され
た光学膜上に露光して所望パターンを形成するパ
ターン露光装置におて、レジストである感光膜を
塗布したウエハ面に高さを正確に、しかも再現性
よく焦点合わせることができて、より高解像で
LSIパターン等の露光を実現することができる効
果を奏する。
第１図は従来の光方式焦点合せ装置を示す構成
図、第２図はレジストを塗布したウエハに低角度
で光束を入射した場合の光束の進行方向を示す断
面図および受光器の出力状況を示す図、第３図は
本発明による焦点合せ装置を示す構成図、第４図
は第３図のＡ部の詳細図、第５図はホトダイオー
ドと光束の移動を示す概念図、第６図は第５図の
光束の挙動に対するホトダイオードの出力状況を
示す図である。 １……縮小レンズ、２……光束、３……ウエ
ハ、４……レーザ、５……レジスト、６……受光
器、１０，１７…ステージ、……レンズ系(1)、１
１……プリズム(1)、１７……スリツト(2)、１８…
…ホトダイオード。
図、第２図はレジストを塗布したウエハに低角度
で光束を入射した場合の光束の進行方向を示す断
面図および受光器の出力状況を示す図、第３図は
本発明による焦点合せ装置を示す構成図、第４図
は第３図のＡ部の詳細図、第５図はホトダイオー
ドと光束の移動を示す概念図、第６図は第５図の
光束の挙動に対するホトダイオードの出力状況を
示す図である。 １……縮小レンズ、２……光束、３……ウエ
ハ、４……レーザ、５……レジスト、６……受光
器、１０，１７…ステージ、……レンズ系(1)、１
１……プリズム(1)、１７……スリツト(2)、１８…
…ホトダイオード。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 感光膜を塗布したウエハを搭載して少なくと
も上下方向に移動するステージと、前記ウエハに
塗布された感光膜上に露光して所望パターンを形
成する露光光学系とを備えたパターン露光装置に
おいて、前記露光光学系の外側に設置された光源
と、該光源より出射された光を横方向に向けて前
記露光光学系と前記ウエハとの間に導く照射光学
系と、該露光光学系の外形より内側の下側で、且
つ前記ウエハとの間に設置され、前記光源よりウ
エハ面に対して浅い角度で導かれた光を反射させ
て前記ウエハに入射する入射角がほぼブリユスタ
ー角でＰ偏光で前記ウエハに照射せしめるブリユ
スター角入射用反射手段と、前記露光光学系の外
形より内側の下側で、且つ前記ウエハとの間に設
置され、前記感光膜を透過してウエハ面から反射
して感光膜を透過して出射される反射光束を反射
させてウエハ面に対して浅い角度で導き出す反射
手段と、該反射手段で反射されて導き出された光
束を更に導く検出光学系と、該検出光学系で導か
れて入射された光束を受光する受光素子と、該受
光素子から得られる信号に基づいて前記ステージ
を上下方向に移動制御して感光膜の下のウエハ面
の高さを焦点合わせる移動制御手段とを備えたこ
とを特徴とするパターン露光装置。 ２ 前記検出光学系には、前記受光素子に入射す
る光束を一定周期で振動させる光束振動手段を備
え、前記移動制御手段は、前記光束振動手段で受
光素子への入射光束位置が変化することにより受
光素子から得られる周期信号に基づいて前記ステ
ージを上下方向に移動制御するように構成したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のパタ
ーン露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58243845A JPS60136311A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | パターン露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58243845A JPS60136311A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | パターン露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60136311A JPS60136311A (ja) | 1985-07-19 |
| JPH0469409B2 true JPH0469409B2 (ja) | 1992-11-06 |
Family
ID=17109802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58243845A Granted JPS60136311A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | パターン露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60136311A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6094268A (en) * | 1989-04-21 | 2000-07-25 | Hitachi, Ltd. | Projection exposure apparatus and projection exposure method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56101112A (en) * | 1980-01-16 | 1981-08-13 | Fujitsu Ltd | Exposure method |
-
1983
- 1983-12-26 JP JP58243845A patent/JPS60136311A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60136311A (ja) | 1985-07-19 |
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