JPH0787173B2 - 面位置検知方法 - Google Patents
面位置検知方法Info
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- JPH0787173B2 JPH0787173B2 JP28112585A JP28112585A JPH0787173B2 JP H0787173 B2 JPH0787173 B2 JP H0787173B2 JP 28112585 A JP28112585 A JP 28112585A JP 28112585 A JP28112585 A JP 28112585A JP H0787173 B2 JPH0787173 B2 JP H0787173B2
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- wafer
- incident
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- 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)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、物体表面の基準面からの隔りを検知する面位
置検知装置に関する。このような面位置検知装置は、例
えば半導体製造の分野において、半導体ウエハ表面にレ
チクルパターンを繰返し縮小投影露光するステッパと呼
ばれる露光装置の自動焦点制御装置用として上記ウエハ
表面とレチクルパターン結像面とのずれを検知するため
に好適に用いられる。
置検知装置に関する。このような面位置検知装置は、例
えば半導体製造の分野において、半導体ウエハ表面にレ
チクルパターンを繰返し縮小投影露光するステッパと呼
ばれる露光装置の自動焦点制御装置用として上記ウエハ
表面とレチクルパターン結像面とのずれを検知するため
に好適に用いられる。
［従来の技術］ 従来の縮少投影露光装置のウエハ面位置検出方法として
は、エアマイクロセンサを用いる方法と、ウエハ面に斜
め方向から光束を入射させ、その反射光の位置ずれ量を
検出する方法（光学方式）とが知られている。
は、エアマイクロセンサを用いる方法と、ウエハ面に斜
め方向から光束を入射させ、その反射光の位置ずれ量を
検出する方法（光学方式）とが知られている。
しかしながら、エアマイクロにセンサよる方法では、 パターン焼き付け部が直接に測長できない、 応答性が光学式に比べて遅い、 エアマイクロセンサのノズルとウエハ面の間隔を50
〜60μｍ程度に近接させなければ、高精度の検出ができ
ない。
〜60μｍ程度に近接させなければ、高精度の検出ができ
ない。
などという問題があった。
一方、光学方式の場合は、パターン焼き付け部が直接に
測長でき、応答性も早いが、ウエハ上に塗布されたレジ
ストの存在によってレジスト表面で反射した光とウエハ
表面で反射した光とが干渉を起し、検出誤差を生じるた
め高精度の位置検出が困難であるという問題があった。
測長でき、応答性も早いが、ウエハ上に塗布されたレジ
ストの存在によってレジスト表面で反射した光とウエハ
表面で反射した光とが干渉を起し、検出誤差を生じるた
め高精度の位置検出が困難であるという問題があった。
［発明の目的］ 本発明の目的は、上述の従来形における問題点に鑑み、
光学方式の面位置検出装置において、波長の異なる複数
の光束を入射することにより、被検出面およびその近傍
（フォトレジストを塗布した半導体ウエハであればレジ
スト表面およびウエハ表面）で反射した検出光の干渉作
用を平均化させ、検出光の干渉作用による検出誤差を軽
減するという構想に基づき、面位置検知精度を向上させ
ることにある。
光学方式の面位置検出装置において、波長の異なる複数
の光束を入射することにより、被検出面およびその近傍
（フォトレジストを塗布した半導体ウエハであればレジ
スト表面およびウエハ表面）で反射した検出光の干渉作
用を平均化させ、検出光の干渉作用による検出誤差を軽
減するという構想に基づき、面位置検知精度を向上させ
ることにある。
［実施例の説明］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
第１図は、本発明の一実施例に係る縮小投影露光装置用
自動焦点制御装置の構成を示す。同図において、１は縮
小投影レンズであり、その下方にウエハ２が位置してい
る。ウエハ２は上下方向に移動可能なステージ３に乗っ
ている。自動焦点制御装置の光学系は複数の光源4,5を
有している（第１図においては、簡単の為、複数光源と
して２つの光源のみ描いてある）。光源としては、波長
の異なるレーザあるいはLED等を用いる。この光源４お
よび５より出た光束（検出光）は、ビームスプリッタ
（またはハーフミラーでもよい）６により同一の光路を
形成し、レンズ７を経た後、ミラー８で反射されウエハ
２上の反射点に結像する。
自動焦点制御装置の構成を示す。同図において、１は縮
小投影レンズであり、その下方にウエハ２が位置してい
る。ウエハ２は上下方向に移動可能なステージ３に乗っ
ている。自動焦点制御装置の光学系は複数の光源4,5を
有している（第１図においては、簡単の為、複数光源と
して２つの光源のみ描いてある）。光源としては、波長
の異なるレーザあるいはLED等を用いる。この光源４お
よび５より出た光束（検出光）は、ビームスプリッタ
（またはハーフミラーでもよい）６により同一の光路を
形成し、レンズ７を経た後、ミラー８で反射されウエハ
２上の反射点に結像する。
この時、検出光のウエハ面への入射角を80°以上、すな
わちウエハ面と入射光束とのなす角θを10°以下とし、
また、検出光をウエハに対してＳ偏光となる様にする
と、レジスト表面からの反射光強度が支配的となりウエ
ハ基板よりの反射光の影響を小さくする事ができる。
わちウエハ面と入射光束とのなす角θを10°以下とし、
また、検出光をウエハに対してＳ偏光となる様にする
と、レジスト表面からの反射光強度が支配的となりウエ
ハ基板よりの反射光の影響を小さくする事ができる。
ウエハ２で反射した光束はミラー９で反射され、レンズ
10を通り、偏光板11（または偏光ビームスプリッタ）を
通った後、ポジションセンサダイオード12（または分割
センサ等）に入光、結像する。
10を通り、偏光板11（または偏光ビームスプリッタ）を
通った後、ポジションセンサダイオード12（または分割
センサ等）に入光、結像する。
偏光板11（または偏光ビームスプリッタ）は、ウエハで
反射した光束中のＳ偏光成分のみをポジションセンサダ
イオード12に到達させることにより、検出光中のウエハ
基板での反射成分をさらに少なくするためのものであ
る。
反射した光束中のＳ偏光成分のみをポジションセンサダ
イオード12に到達させることにより、検出光中のウエハ
基板での反射成分をさらに少なくするためのものであ
る。
この自動焦点制御装置においては、ウエハ面上の光束の
反射点と受光素子上の入射点を結像関係に保つことによ
り、ウエハの上下方向の位置ずれを受光素子上の光束の
入光位置として検知し、投影レンズの焦点位置の自動制
御を行なうようにしている。
反射点と受光素子上の入射点を結像関係に保つことによ
り、ウエハの上下方向の位置ずれを受光素子上の光束の
入光位置として検知し、投影レンズの焦点位置の自動制
御を行なうようにしている。
光学方式の焦点位置検知装置における位置ずれ検出誤差
の原因として、ウエハの傾き、およびウエハ上に塗布さ
れた光透過物体であるレジストの存在が考えられるが、
前者のウエハの傾きにより生じる検出誤差は、上述のよ
うに、ウエハ上の反射点と受光素子上の光束の入射点と
を結像関係に保つことにより原理的に除くことができ
る。
の原因として、ウエハの傾き、およびウエハ上に塗布さ
れた光透過物体であるレジストの存在が考えられるが、
前者のウエハの傾きにより生じる検出誤差は、上述のよ
うに、ウエハ上の反射点と受光素子上の光束の入射点と
を結像関係に保つことにより原理的に除くことができ
る。
一方、後者のレジストの存在は、レジスト表面での反射
光とウエハ表面での反射光との間に干渉が生じることに
より、受光素子上に結像した光束の強度の重心のずれと
なって現われる。すなわち、レジストの厚み、あるいは
検出光として用いる光の波長によって検出される位置が
異なることを意味する。
光とウエハ表面での反射光との間に干渉が生じることに
より、受光素子上に結像した光束の強度の重心のずれと
なって現われる。すなわち、レジストの厚み、あるいは
検出光として用いる光の波長によって検出される位置が
異なることを意味する。
従って、より高精度の位置検出を可能とするためには、
この検出光に対するレジストの干渉効果を除くことがぜ
ひとも必要となる。
この検出光に対するレジストの干渉効果を除くことがぜ
ひとも必要となる。
次に、第２図および第３図を用いて検出光に対するレジ
ストの干渉効果による検出誤差の軽減について説明す
る。
ストの干渉効果による検出誤差の軽減について説明す
る。
第２図は、レジスト14の塗布されたウエハ２上に、一定
のビーム径をもち、ビーム径内で一様の強度をもつ光束
13が結像した状態で入射し、レジスト14の表面およびウ
エハ２の表面で反射することにより、ビーム径内で異な
った強度の分布を示す光束15を形成する状態を示した模
式図である。また、第３図は、このレジスト14およびウ
エハ２の表面で反射し形成された光束15が光学系により
受光素子上に結像された状態での強度の分布を示すグラ
フである。
のビーム径をもち、ビーム径内で一様の強度をもつ光束
13が結像した状態で入射し、レジスト14の表面およびウ
エハ２の表面で反射することにより、ビーム径内で異な
った強度の分布を示す光束15を形成する状態を示した模
式図である。また、第３図は、このレジスト14およびウ
エハ２の表面で反射し形成された光束15が光学系により
受光素子上に結像された状態での強度の分布を示すグラ
フである。
第２図において、一定のビーム径をもちビーム径内で一
様の強度の分布を示す光束13がレジスト14の塗布された
ウエハ２上に斜め方向から入射する。この時、光束13
は、レジスト14の表面で反射する成分と、レジスト14を
透過してウエハ２の表面とレジスト14の表面との間で多
重反射を繰り返した後、再びレジスト14外に出て行く成
分とに分けられる。この様にレジスト14表面で反射され
た成分とウエハ２表面で反射された成分とは合成され、
第３図に示すようにビーム径内で異なった強度分布を示
す光束15が形成されることになる。この光束15は、第１
図のミラー９、レンズ10および偏光板11を通って受光素
子12上に結像される。
様の強度の分布を示す光束13がレジスト14の塗布された
ウエハ２上に斜め方向から入射する。この時、光束13
は、レジスト14の表面で反射する成分と、レジスト14を
透過してウエハ２の表面とレジスト14の表面との間で多
重反射を繰り返した後、再びレジスト14外に出て行く成
分とに分けられる。この様にレジスト14表面で反射され
た成分とウエハ２表面で反射された成分とは合成され、
第３図に示すようにビーム径内で異なった強度分布を示
す光束15が形成されることになる。この光束15は、第１
図のミラー９、レンズ10および偏光板11を通って受光素
子12上に結像される。
第３図において、グラフはある波長λ１を検出光とし
て用いた場合の受光素子上の光強度分布を示す。また、
グラフおよびは各々異なった波長λ２，λ３を検出
光として用いた場合の受光素子上での光強度分布を示
す。さらに、グラフは複数の波長λ１〜λｎを検出光
として用いた場合の受光素子上での光強度分布を示す。
て用いた場合の受光素子上の光強度分布を示す。また、
グラフおよびは各々異なった波長λ２，λ３を検出
光として用いた場合の受光素子上での光強度分布を示
す。さらに、グラフは複数の波長λ１〜λｎを検出光
として用いた場合の受光素子上での光強度分布を示す。
検出光として、単色（または準単色）の光源を用いた場
合の受光素子上での検出光の強度分布は、グラフ，
，に示される様に、レジスト14の表面で反射した成
分とウエハ２表面で反射した成分の干渉のために複雑な
強度分布を示す。また、この強度の分布状態は検出光の
波長およびレジスト14の厚みによって異なる。また、受
光素子によって検出光の強度分布の重心16,17,18が位置
信号として出力されるわけであるが、検出光の波長また
はレジスト14の厚みが変わると干渉状態が変化し、重心
16,17,18の位置も変化し、検出誤差となって現われる。
合の受光素子上での検出光の強度分布は、グラフ，
，に示される様に、レジスト14の表面で反射した成
分とウエハ２表面で反射した成分の干渉のために複雑な
強度分布を示す。また、この強度の分布状態は検出光の
波長およびレジスト14の厚みによって異なる。また、受
光素子によって検出光の強度分布の重心16,17,18が位置
信号として出力されるわけであるが、検出光の波長また
はレジスト14の厚みが変わると干渉状態が変化し、重心
16,17,18の位置も変化し、検出誤差となって現われる。
ところで、これは本発明者等が種々検討の末、知見した
ことであるが、複数の単色（または準単色）の光源を検
出光として用いた場合の受光素子上での検出光の強度分
布は、グラフに示される様に、多波長の光源を用いる
ことによりレジストの存在に伴う干渉効果が平均化さ
れ、検出光の強度分布の重心19もレジストの膜厚にかか
わらず安定した値を示す。それ故、このような多波長の
光源を用いて光学方式のウエハ表面位置を検出すればレ
ジストの存在に伴う位置の検出誤差を除くことが可能と
なる。
ことであるが、複数の単色（または準単色）の光源を検
出光として用いた場合の受光素子上での検出光の強度分
布は、グラフに示される様に、多波長の光源を用いる
ことによりレジストの存在に伴う干渉効果が平均化さ
れ、検出光の強度分布の重心19もレジストの膜厚にかか
わらず安定した値を示す。それ故、このような多波長の
光源を用いて光学方式のウエハ表面位置を検出すればレ
ジストの存在に伴う位置の検出誤差を除くことが可能と
なる。
また、第１図に示した様に波長の異なる複数の光源を用
いるとともに、ウエハへの入射光がウエハとなす角θを
10°以下にすること、および検出光としてウエハに対す
るＳ偏光を用いることにより、ウエハ表面での反射光が
減少し、本発明の効果を、さらに大ならしめることがで
きる。
いるとともに、ウエハへの入射光がウエハとなす角θを
10°以下にすること、および検出光としてウエハに対す
るＳ偏光を用いることにより、ウエハ表面での反射光が
減少し、本発明の効果を、さらに大ならしめることがで
きる。
上記干渉効果の平均化は、上記複数波長の光を混合して
ウエハ上に同時に照射し、その反射光を検出することに
よっても達成されるが、本発明では、これらの各光（第
１と第２の光）を、例えば時分割（順次）で照射する等
により、個々（第１と第２の反射光を）独立に検出し、
得られた複数個の検出信号（第１と第２の信号）を演算
処理することにより行なう。ウエハで反射した複数波長
の光を受光素子で同時に検出する場合には、ある波長の
光の強度が他の波長の光のそれよりも大きいと、強度が
大きな波長の光が面位置の検出結果に対して支配的にな
り、上記干渉効果の平均化が薄れてしまい誤差が生じ易
いが、本発明のように受光素子で各波長の光を独立に検
出し、得られた複数の信号を演算処理するようにすれ
ば、このような問題は生じず、上記干渉効果の平均化を
効果的に受けた、面位置検出が行なえる。また、本発明
のように各波長の光を時分割で照射するようにすれば、
各波長の光に対して共通の受光素子を設けることがで
き、検出系を簡便にできるだけでなく、検出精度の向上
も図れる。さらに、本発明の方式によると、調整誤差等
による各光ごとの照射光路のずれまでも含めて処理する
ことができる。これは、予めレジストを塗布しない基準
ウエハを用いて各光源を１つずつ発光させながら、各光
源に対応する受光位置を測定し、実際のウエハ表面位置
は各光源の発光に同期してこれらの受光位置を基準また
は参照位置として測定するようにすればよい。このよう
な処理は、マイクロプロセッサ等の中央処理装置（CP
U）を用いることにより、当業者ならば容易に実施する
ことができる。
ウエハ上に同時に照射し、その反射光を検出することに
よっても達成されるが、本発明では、これらの各光（第
１と第２の光）を、例えば時分割（順次）で照射する等
により、個々（第１と第２の反射光を）独立に検出し、
得られた複数個の検出信号（第１と第２の信号）を演算
処理することにより行なう。ウエハで反射した複数波長
の光を受光素子で同時に検出する場合には、ある波長の
光の強度が他の波長の光のそれよりも大きいと、強度が
大きな波長の光が面位置の検出結果に対して支配的にな
り、上記干渉効果の平均化が薄れてしまい誤差が生じ易
いが、本発明のように受光素子で各波長の光を独立に検
出し、得られた複数の信号を演算処理するようにすれ
ば、このような問題は生じず、上記干渉効果の平均化を
効果的に受けた、面位置検出が行なえる。また、本発明
のように各波長の光を時分割で照射するようにすれば、
各波長の光に対して共通の受光素子を設けることがで
き、検出系を簡便にできるだけでなく、検出精度の向上
も図れる。さらに、本発明の方式によると、調整誤差等
による各光ごとの照射光路のずれまでも含めて処理する
ことができる。これは、予めレジストを塗布しない基準
ウエハを用いて各光源を１つずつ発光させながら、各光
源に対応する受光位置を測定し、実際のウエハ表面位置
は各光源の発光に同期してこれらの受光位置を基準また
は参照位置として測定するようにすればよい。このよう
な処理は、マイクロプロセッサ等の中央処理装置（CP
U）を用いることにより、当業者ならば容易に実施する
ことができる。
前記の実施例において、光源としてはLEDまたはレーザ
等を用いることができる。また、受光素子としては、ポ
ジションセンサディテクタ（PSD）、分割センサディテ
クタおよびCCDなどの位置検出能力をもつ光電変換素子
を用いることができる。
等を用いることができる。また、受光素子としては、ポ
ジションセンサディテクタ（PSD）、分割センサディテ
クタおよびCCDなどの位置検出能力をもつ光電変換素子
を用いることができる。
特に、受光素子にポジションセンサディテクタを用いる
場合は、ポジションセンサディテクタにおける基準点の
時間変化に伴う位置信号の検出誤差をなくすために、第
４図に示すように、基準信号検出系を用いることが考え
られる。
場合は、ポジションセンサディテクタにおける基準点の
時間変化に伴う位置信号の検出誤差をなくすために、第
４図に示すように、基準信号検出系を用いることが考え
られる。
同図において、基準光源20より発せられた光束は、レン
ズ21を経てビームスプリッタ（またはハーフミラー）22
により方向を変えられた後、ポジションセンサディテク
タ12上に結像する。
ズ21を経てビームスプリッタ（またはハーフミラー）22
により方向を変えられた後、ポジションセンサディテク
タ12上に結像する。
ここで、本装置では、組み立て調整する際に、基準光源
20からの基準光をポジションセンサディテクタ12に入射
させるとともに、複数の光源４、５からの光束を順次基
準ウエハを介してポジションセンサディテクタ12に入射
させ、それら３つの光の入射位置に対応するポジション
センサディテクタ12の出力を基準位置信号として得る。
ただしここでは、それら３つの入射位置がすべてポジシ
ョンセンサディテクタ12における基準点（出力がゼロと
なる点）に一致するように、すなわち各基準位置信号が
すべてゼロになるように、光学系の光軸およびポジショ
ンセンサディテクタ12の基準点が調整されているものと
する。
20からの基準光をポジションセンサディテクタ12に入射
させるとともに、複数の光源４、５からの光束を順次基
準ウエハを介してポジションセンサディテクタ12に入射
させ、それら３つの光の入射位置に対応するポジション
センサディテクタ12の出力を基準位置信号として得る。
ただしここでは、それら３つの入射位置がすべてポジシ
ョンセンサディテクタ12における基準点（出力がゼロと
なる点）に一致するように、すなわち各基準位置信号が
すべてゼロになるように、光学系の光軸およびポジショ
ンセンサディテクタ12の基準点が調整されているものと
する。
次に、第４図の装置において、実際にウエハ２を投影レ
ンズ１の焦点面に位置合せする場合を考える。この時ポ
ジションセンサディテクタ12が、初めの調整時点より、
基準点が経時変化Δを生じているとしても、ウエハ２に
対する検出光を検出する前に、先ず、基準光源20を発光
させ、その位置信号を検出することにより、ポジション
センサディテクタ12の基準点の経時変化Δを計測するこ
とができる。
ンズ１の焦点面に位置合せする場合を考える。この時ポ
ジションセンサディテクタ12が、初めの調整時点より、
基準点が経時変化Δを生じているとしても、ウエハ２に
対する検出光を検出する前に、先ず、基準光源20を発光
させ、その位置信号を検出することにより、ポジション
センサディテクタ12の基準点の経時変化Δを計測するこ
とができる。
次に、調整時に得た基準位置信号（ここではゼロ）を参
照して得られる。ウエハ２に対する各検出光の強度の重
心を示す位置信号Ｓを順次検出する。この時、基準点の
経時変化Δと位置信号Ｓを測定する時間間隔は、ポジシ
ョンセンサディテクタ12の基準点の経時変化が生じない
程の小なる時間内で行なうものとする。この位置信号Ｓ
はポジションセンサディテクタ12の基準点の経時変化Δ
を含むものであるので、上記基準光源20を発光させた時
の位置信号Δを引いてやることにより、高精度の位置検
出が可能となる。そこで、ウエハ２の焦点合せに先立
ち、予め、異なる上下方向ウエハ位置において焼き付け
たパターン像等を評価することによりウエハを投影レン
ズ１の焦点位置に位置させ、光源４および５ならびに基
準光源20からの各光についての位置信号の値a1およびb1
ならびにδ１を得、そしてこれらの値に基づき、焦点面
の位置ｆ＝［（a1＋b1）/2］−δ１を得る。そして、ウ
エハ２の焦点合せに際しては、ウエハ２について同様に
各光についての位置信号の値a2、b2、δ２を得、それら
の値に基づくウエハ２の面位置ｗ＝［（a2＋b2）/2］−
δ２が焦点面の位置ｆに一致するように、ウエハ２の上
下方向位置を調整する。これにより、ポジションセンサ
ディテクタ12の基準点の経時変化を含まない、高精度の
焦点合せを行うことができる。
照して得られる。ウエハ２に対する各検出光の強度の重
心を示す位置信号Ｓを順次検出する。この時、基準点の
経時変化Δと位置信号Ｓを測定する時間間隔は、ポジシ
ョンセンサディテクタ12の基準点の経時変化が生じない
程の小なる時間内で行なうものとする。この位置信号Ｓ
はポジションセンサディテクタ12の基準点の経時変化Δ
を含むものであるので、上記基準光源20を発光させた時
の位置信号Δを引いてやることにより、高精度の位置検
出が可能となる。そこで、ウエハ２の焦点合せに先立
ち、予め、異なる上下方向ウエハ位置において焼き付け
たパターン像等を評価することによりウエハを投影レン
ズ１の焦点位置に位置させ、光源４および５ならびに基
準光源20からの各光についての位置信号の値a1およびb1
ならびにδ１を得、そしてこれらの値に基づき、焦点面
の位置ｆ＝［（a1＋b1）/2］−δ１を得る。そして、ウ
エハ２の焦点合せに際しては、ウエハ２について同様に
各光についての位置信号の値a2、b2、δ２を得、それら
の値に基づくウエハ２の面位置ｗ＝［（a2＋b2）/2］−
δ２が焦点面の位置ｆに一致するように、ウエハ２の上
下方向位置を調整する。これにより、ポジションセンサ
ディテクタ12の基準点の経時変化を含まない、高精度の
焦点合せを行うことができる。
また、この時、検出側のレンズ系10の受光素子側主点よ
り、レンズ系10の焦点距離だけ受光素子側にずらした位
置にストッパ23を設けることにより、パターンのあるウ
エハ上のレジスト表面より反射される反射光の高次の回
折光成分をカットするものとする。このことにより、パ
ターンのあるウエハに対して位置検出を行う際にも、高
次の回折光成分による検出光の光重心の変化をうけない
で済む。すなわち、パターンのあるウエハに対しても、
高精度の位置検出が可能となる。
り、レンズ系10の焦点距離だけ受光素子側にずらした位
置にストッパ23を設けることにより、パターンのあるウ
エハ上のレジスト表面より反射される反射光の高次の回
折光成分をカットするものとする。このことにより、パ
ターンのあるウエハに対して位置検出を行う際にも、高
次の回折光成分による検出光の光重心の変化をうけない
で済む。すなわち、パターンのあるウエハに対しても、
高精度の位置検出が可能となる。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、波長の異なる複数
個の光を用い、かつこれらの光による面位置検出信号を
波長ごとに個々独立に検出してこれらの信号を基に面位
置を求めるようにしているため、レジストを塗布したウ
エハ面の様に検出光束に対する反射面が複数面ある場合
の検出光の干渉による検出誤差を軽減し、正確にしかも
再現性良くウエハ等の面位置を検出することができる。
個の光を用い、かつこれらの光による面位置検出信号を
波長ごとに個々独立に検出してこれらの信号を基に面位
置を求めるようにしているため、レジストを塗布したウ
エハ面の様に検出光束に対する反射面が複数面ある場合
の検出光の干渉による検出誤差を軽減し、正確にしかも
再現性良くウエハ等の面位置を検出することができる。
また、本発明は、特に高精度の焦点検出の要求される縮
小投影露光装置の縮小投影レンズの焦点合せに有効であ
る。この場合、高精度の焦点検出が出来ため、高解像の
パターンが形成可能になり、より集積度の高い回路を作
成できるという効果がある。
小投影露光装置の縮小投影レンズの焦点合せに有効であ
る。この場合、高精度の焦点検出が出来ため、高解像の
パターンが形成可能になり、より集積度の高い回路を作
成できるという効果がある。
第１図は、本発明の一実施例に係る自動焦点制御装置を
示す構成図、 第２図は、レジストを塗布したウエハ上に低角度で光束
を入射、結像させた場合のレジスト表面およびウエハ表
面での光束の反射状態を示す断面図、 第３図は、レジストを塗布したウエハ上で反射された光
束が受光素子上に入光し結像した状態での検出光の強度
の分布を示すグラフ、 第４図は、受光素子としてポジションセンサディテクタ
を用い、基準信号検出系を具備したところの本発明の他
の実施例に係る自動焦点制御装置を示す構成図である。 １……縮小投影レンズ、２……ウエハ、３……ステー
ジ、4,5,20……レーザ（またはLED）、６……ビームス
プリッタ（またはハーフミラー）、7,10,21……レンズ
系、8,9……ミラー、11,22……偏光板（または偏光ビー
ムスプリッタ）、12……ポジションセンサダイオード
（または分割センサーダイオードもしくはCCD）、13…
…光束（入射光束）、14……レジスト、15……光束（反
射光束）、16,17,18,19……強度分布の重心、23……ス
トッパ。
示す構成図、 第２図は、レジストを塗布したウエハ上に低角度で光束
を入射、結像させた場合のレジスト表面およびウエハ表
面での光束の反射状態を示す断面図、 第３図は、レジストを塗布したウエハ上で反射された光
束が受光素子上に入光し結像した状態での検出光の強度
の分布を示すグラフ、 第４図は、受光素子としてポジションセンサディテクタ
を用い、基準信号検出系を具備したところの本発明の他
の実施例に係る自動焦点制御装置を示す構成図である。 １……縮小投影レンズ、２……ウエハ、３……ステー
ジ、4,5,20……レーザ（またはLED）、６……ビームス
プリッタ（またはハーフミラー）、7,10,21……レンズ
系、8,9……ミラー、11,22……偏光板（または偏光ビー
ムスプリッタ）、12……ポジションセンサダイオード
（または分割センサーダイオードもしくはCCD）、13…
…光束（入射光束）、14……レジスト、15……光束（反
射光束）、16,17,18,19……強度分布の重心、23……ス
トッパ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 博義 神奈川県川崎市中原区今井上町53番地 キ ヤノン株式会社小杉事業所内 (56)参考文献 特開 昭57−60205（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−54908（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−79527（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−80223（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】レジストが塗布された被測定ウエハーに光
を照射し、該ウエハーで反射した反射光を光電変換手段
の受光面に入射させ、その入射位置に対応する該光電変
換手段からの信号に基づいて該ウエハーの上下方向に関
する面位置を検知する方法において、 基準光を上記受光面上に入射させ、その入射位置に対応
する第１の基準信号を得るとともに、互いに波長が異な
る第１および第２の光を順次、基準板上で反射させて上
記受光面上に入射させ、これらの入射位置に対応する第
２および第３の基準信号を得る段階と、 上記基準光を上記受光面上に入射させ、その入射位置に
対応する第１の測定信号を得るとともに、上記第１およ
び第２の光を順次、被測定ウエハー上で反射させて上記
受光面上に入射させ、それらの入射位置に対応する第２
および第３の測定信号を得る段階と、 上記第１の基準信号および第１の測定信号が示す、上記
第２および第３の基準信号に対応する入射位置の経時変
化を考慮しつつ、上記第２および第３の基準信号ならび
に上記第２および第３の測定信号に基づいて上記被測定
ウエハーの面位置を得る段階とを具備することを特徴と
する面位置検知方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28112585A JPH0787173B2 (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 面位置検知方法 |
| US07/657,950 US5162642A (en) | 1985-11-18 | 1991-02-21 | Device for detecting the position of a surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28112585A JPH0787173B2 (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 面位置検知方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62140419A JPS62140419A (ja) | 1987-06-24 |
| JPH0787173B2 true JPH0787173B2 (ja) | 1995-09-20 |
Family
ID=17634710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28112585A Expired - Lifetime JPH0787173B2 (ja) | 1985-11-18 | 1985-12-16 | 面位置検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0787173B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5760205A (en) * | 1980-09-30 | 1982-04-12 | Jeol Ltd | Exposure be electron beam |
| JPS5954908A (ja) * | 1982-09-22 | 1984-03-29 | Fujitsu Ltd | 表面位置検出方法 |
| JPS5979527A (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-08 | Hitachi Ltd | パタ−ン検出装置 |
| JPH0732109B2 (ja) * | 1983-10-07 | 1995-04-10 | 株式会社日立製作所 | 光露光方法 |
-
1985
- 1985-12-16 JP JP28112585A patent/JPH0787173B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62140419A (ja) | 1987-06-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |