JPH1038513A - 表面高さ計測装置及び、これを用いた露光装置 - Google Patents

表面高さ計測装置及び、これを用いた露光装置

Info

Publication number
JPH1038513A
JPH1038513A JP8210635A JP21063596A JPH1038513A JP H1038513 A JPH1038513 A JP H1038513A JP 8210635 A JP8210635 A JP 8210635A JP 21063596 A JP21063596 A JP 21063596A JP H1038513 A JPH1038513 A JP H1038513A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slit
light
substrate
width
height
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
Application number
JP8210635A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Naraki
剛 楢木
Kazuhiko Hori
和彦 堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP8210635A priority Critical patent/JPH1038513A/ja
Priority to KR1019970033576A priority patent/KR100490685B1/ko
Publication of JPH1038513A publication Critical patent/JPH1038513A/ja
Priority to US09/267,682 priority patent/US6479832B1/en
Pending legal-status Critical Current

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
    • 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
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70608—Monitoring the unpatterned workpiece, e.g. measuring thickness, reflectivity or effects of immersion liquid on resist
    • 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
    • G03F7/20—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
    • 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
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70141—Illumination system adjustment, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of illumination system
    • 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
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • 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
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70653—Metrology techniques
    • G03F7/70675—Latent image, i.e. measuring the image of the exposed resist prior to development
    • 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 Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の表面高さを確実且つ高速で計測するこ
と。 【解決手段】 基板（１６）の表面に対して斜め方向か
ら計測用の光を照射する照射手段（６４）と、計測用の
光をスリット状に成形する光成形手段（６６）と、光成
形手段（６６）を制御することによってスリット状の光
（ＳＬ）の幅を変更する変更手段（６７）とを備える。
そして、変更手段（６７）によって幅変更が施されたス
リット状の光（ＳＬ）を基板表面に照射し、振動制御手
段（７６，８６）によって、反射光をスリット幅方向に
振動させる。振動制御手段で振動されたスリット状の光
（ＳＬ）に基づき、検出手段（８２，９０）によって、
基板（１６）の表面の高さを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は基板の表面高さを計
測する技術に関し、特に、露光装置における感光基板の
表面高さを計測する装置に関する。
【０００２】
【背景技術】半導体デバイスや液晶表示デバイスの製造
に使用される露光装置においては、マスク上に形成され
たパターンを良好な結像状態で感光基板上に転写する必
要がある。このため、現在使用されている露光装置で
は、オートフォーカス機構を用いて感光基板の表面の高
さ、すなわち、投影光学系の光軸方向の位置を計測して
いる。そして、感光基板を載置したステージを所定の駆
動系により投影光学系の光軸方向に移動させ、当該投影
光学系の焦点位置に基板の表面を合わせ込んでいる。オ
ートフォーカス機構としては、スリット状の光を感光基
板に対して斜め方向から照射し、感光基板表面で反射し
た光を検出する形式のものがある。すなわち、感光基板
の表面高さが変わると、それに伴って、基板表面で反射
するスリット状の光の反射方向が変化することを利用し
て、当該感光基板の表面高さを計測している。
【０００３】図６は、液晶表示デバイスの製造に使用さ
れるガラスプレート１００とオートフォーカス機構によ
るスリット状検出光の反射状態を示す。ガラスプレート
１００は透明であるため、入射光はガラスプレート１０
０の表面で反射して反射光Ｒ１になる部分と、底面で反
射して反射光Ｒ２になる部分とが存在する。ガラスプレ
ート１００の表面の位置を計測するためには、表面での
反射光Ｒ１を底面での反射光Ｒ２から分離し、表面での
反射光Ｒ１のみを正確に検出する必要がある。そこで、
検出用のスリット光の幅を狭くし、ガラスプレート１０
０の表面での反射光Ｒ１に底面での反射光Ｒ２が混入し
ないようにしている。
【０００４】ところで、近年、露光装置に使用される基
板として、厚さの異なるものが使用されるようになって
きている。基板の厚さが薄いと、図６の破線で示すよう
に、底面での反射光Ｒ３が表面での反射光Ｒ１に接近す
るため、検出用のスリット光の幅を更に狭くする必要が
ある。すなわち、スリット光の幅を更に狭め、表面での
反射光Ｒ１を底面での反射光Ｒ３から完全に分離するこ
とが要求される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、スリッ
ト光の幅を狭くすると、基板の厚さが変化した場合にも
表面からの反射光Ｒ１と底面からの反射光Ｒ２（Ｒ３）
とを確実に分離することができるが、その反面、例え
ば、同期検波方式等により検出される検出信号（フォー
カス信号）のダイナミックレンジが狭くなってしまう。
すなわち、基板の表面高さを検出できる範囲が狭くなっ
てしまう。その結果、基板の高さが理想位置から比較的
大きくずれている様な場合に、基板の表面高さを検出で
きないことがある。このような状況においては、基板の
高さを調整しつつオートフォーカス系の計測範囲に当該
基板の表面を合わせ込むという所謂サーチ作業を行わな
ければならない。このため、基板の表面高さの計測速度
が著しく低下してしまう。また、露光装置においては、
露光作業全体のスループットの低下につながる。
【０００６】本発明は、上記のような状況に鑑みて成さ
れたものであり、基板の表面高さを確実且つ高速で計測
できる表面高さ計測装置及び、これを用いた露光装置を
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の態様である表面高さ計測装置は、基
板（１６）の表面に対して斜め方向から計測用の光を照
射する照射手段（６４）と；計測用の光をスリット状に
成形する光成形手段（６６）と；光成形手段（６６）を
制御することによってスリット状の光（ＳＬ）の幅を変
更する変更手段（６７）と；変更手段（６７）によって
幅変更が施されたスリット状の光（ＳＬ）を基板表面に
照射し、その反射光をスリット幅方向に振動させる振動
制御手段（７６，８６）と；振動制御手段で振動された
スリット状の光（ＳＬ）に基づいて、基板（１６）の表
面の高さを検出する検出手段（８２，９０）とを備えて
いる。
【０００８】ここで、スリット状の光（ＳＬ）の幅を変
更する変更手段（６７）は、基板（１６）の厚さに応じ
てスリット状の光（ＳＬ）の幅を変更するように構成す
ることができる。例えば、基板（１６）の厚さが厚いほ
どスリット状の光（ＳＬ）の光軸方向の光の幅を広くす
るようにする。また、変更手段は、基板（１６）の高さ
を粗く検出する際にはスリット状の光（ＳＬ）の幅を広
くし、基板（１６）の高さを細かく検出する際にはスリ
ット状の光（ＳＬ）の幅を狭くするように構成すること
もできる。更に、基板（１６）の材質に応じてスリット
状の光（ＳＬ）の幅を変更することもできる。
【０００９】また、好ましくは、基板（１６）の表面で
反射したスリット状の光（ＳＬ）の結像位置に配置され
たスリット板（７８）と；変更手段（６７）によって変
更されたスリット状の光（ＳＬ）の幅に応じ、スリット
状の光（ＳＬ）の振幅を制御する振幅制御手段（８６，
９２，９５）とを更に備え、検出手段（８２，９０）に
おいては、スリット板（７８）を透過したスリット状の
光（ＳＬ）に基づいて基板（１６）の表面の高さを検出
する。
【００１０】本発明の第２の態様は、所定パターンが形
成されたマスク（１２）に露光用の光（ＩＬ）を照射
し、当該パターンの像を投影光学系（１４）を介して感
光基板（１６）の表面に転写する露光装置において、感
光基板（１６）の表面に対して斜め方向から計測用の光
を照射する照射手段（６４）と；計測用の光をスリット
状に成形する光成形手段（６６）と；光成形手段（６
６）を制御することによってスリット状の光（ＳＬ）の
幅を変更する変更手段（６７）と；変更手段（６７）に
よって幅変更が施されたスリット状の光（ＳＬ）を基板
表面に照射し、その反射光をスリット幅方向に振動させ
る振動制御手段（７６，８６）と；振動制御手段で振動
されたスリット状の光（ＳＬ）に基づいて、基板（１
６）の表面の高さを検出する検出手段（８２，９０）
と；検出手段（８２，９０）の検出結果に基づき、露光
用の光（ＩＬ）の合焦位置に感光基板（１６）の表面を
合致させるように、感光基板（１６）を投影光学系（１
４）の光軸方向に駆動する駆動手段（２０，２４）とを
備えている。
【００１１】また、上記のような構成の露光装置におい
ても、基板（１６）の厚さに応じてスリット状の光（Ｓ
Ｌ）の幅を変更することが望ましい。また、基板（１
６）の高さを粗く検出する際にはスリット状の光（Ｓ
Ｌ）の幅を広くし、基板（１６）の高さを細かく検出す
る際にはスリット状の光（ＳＬ）の幅を狭くするように
構成することができる。
【００１２】
【作用】上記のような本発明においては、例えば、感光
基板（１６）をステージ（２０）上にロードし、ＡＦセ
ンサ（３２，３４）のキャリブレーションを行った後、
感光基板（１６）の厚さや材質に関する情報を入力す
る。次に、入力された基板の情報に基づいて、スリット
光（ＳＬ）の適切な幅を算出する。すなわち、基板（１
６）の表面での反射光を底面での反射光から分離できる
ようなスリット光（ＳＬ）の幅を求める。例えば、基板
（１６）の厚さが薄い場合には、スリット光（ＳＬ）の
幅を狭める。一方、基板（１６）の厚さが比較的厚い場
合には、スリット光（ＳＬ）の幅を広くする。スリット
光（ＳＬ）の幅を狭くした場合には、検出手段（９０）
のダイナミックレンジが狭くなるが、基板（１６）の表
面と底面での反射光を確実に分離できると共に、計測精
度が向上する。また、スリット光（ＳＬ）の幅を広くし
た場合には、検出手段（９０）のダイナミックレンジが
広くなり、計測可能範囲が広がる。
【００１３】なお、測定対象物である基板（１６）の表
面にメタルが装着され、入射光が底面に達しないような
場合には、表面と底面での反射光の分離を考慮する必要
がないため、基板（１６）の厚さに関わらずスリット光
（ＳＬ）の幅を広くする。これにより、基板（１６）の
表面高さの計測可能範囲を不要に狭めることがなくな
る。また、基板（１６）の厚さや材質等を考慮した上
で、表面高さを粗く検出する時には、スリット状の光
（ＳＬ）の幅を広くすれば、計測可能範囲が広がり、ロ
ード誤差の比較的大きな１枚目の基板（１６）を計測す
るような場合に、基板（１６）の表面位置を確実にキャ
ッチすることができる。また、基板（１６）の高さを細
かく検出する際には、スリット状の光（ＳＬ）の幅を狭
くするようにすれば、計測精度が向上する。
【００１４】また、上記のように算出されたスリット光
（ＳＬ）の幅に基づいて当該スリット光（ＳＬ）の適切
な振幅（移動量）を求める。そして、例えば、スリット
光（ＳＬ）を反射するミラー（７６）を駆動し、スリッ
ト光（ＳＬ）の振幅を調整する。この時、スリット光
（ＳＬ）の振幅がそれ自体の幅の２倍になるようにする
ことが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を以下
に示す実施例に基づいて説明する。本実施例は、液晶表
示素子製造用の投影露光装置に本発明を適用したもので
ある。
【００１６】
【実施例】最初に、本実施例にかかる投影露光装置の概
略構成を図１を参照して説明する。本実施例の投影露光
装置は、照明系１０から射出される照明光ＩＬによっ
て、レチクル１２上に形成された所定のパターンを投影
光学系１４を介してガラスプレート１６上に転写露光す
るものである。照明系１０から射出される照明光ＩＬ
は、レチクル１２の形状に合わせて整形されると共に、
均一な照度分布を持つように調整されている。ガラスプ
レート１６上には、照明系１０から出力される照明光Ｉ
Ｌに対して感光性を有するフォトレジストが塗布されて
いる。
【００１７】レチクル１２は、レチクルステージ１８に
真空吸着によって固定されている。一方、ガラスプレー
ト１６は、Ｚレベリングステージ２０を介してＸＹステ
ージ２２上に載置されている。Ｚレベリングステージ２
０は、モータ等よりなるＺステージ駆動部２４により、
ガラスプレート１６を投影光学系１４の光軸方向（Ｚ軸
方向）、及びレベリング方向に駆動し、投影光学系１４
に対するガラスプレート１６のフォーカス調整を行うよ
うになっている。また、ＸＹステージ２２は、ＸＹステ
ージ駆動部２６によって、Ｚレベリングステージ２０を
介して、ガラスプレート１６を投影光学系１４の光軸と
垂直な面（ＸＹ平面）内で変位させるようになってい
る。また、Ｚレベリングステージ１６上には、レーザ干
渉計２８から射出されるレーザ光を反射する移動鏡３０
が固定され、レーザ干渉計２８によってガラスプレート
１６（Ｚレベリングステージ２０）のＸＹ平面内の位置
を計測できるようになっている。なお、図においては、
Ｘ軸方向の位置を計測する干渉計２８及び移動鏡３０の
みを示すが、実際には、Ｚレベリングステージ２０のＹ
軸方向の位置を計測する干渉計及び移動鏡が設けられて
いる。
【００１８】投影光学系１４の下方側部には、ガラスプ
レート１６の表面の高さ（Ｚ軸方向の位置）を計測する
ＡＦセンサ（３２、３４）が備えられている。ＡＦセン
サは、スリット状の光ＳＬをガラスプレート１６の表面
に投射する送光系３２と、ガラスプレート１６の表面で
反射したスリット光ＳＬを受光し、当該光信号を電気信
号に変換することによって、ガラスプレート１６表面の
高さを検出する受光系３４とから構成されている。
【００１９】図２は、上述したＡＦセンサ（３２，３
４）の詳細な構成を示す。送光系３２は、ガラスプレー
ト１６の表面に塗布されたフォトレジストを感光させな
い波長の光（例えば、赤外光）を射出する光源６４と、
光源６４によって照明されるスリット板６６と、スリッ
ト板６６を透過したスリット光ＳＬが入射するレンズ６
８と、レンズ６８を透過したスリット光ＳＬを反射する
ミラー７０と、ミラー７０で反射したスリット光ＳＬを
投影光学系１４の結像面Ｐ０内に結像するレンズ７２と
を備えている。
【００２０】スリット板６６は、液晶表示素子で構成さ
れ、中央のスリット状透過部６６ａのみを光が透過する
ように設定されている。例えば、液晶制御部６７によ
り、スリット状透過部６６ａに対応する液晶セルの電極
には電圧を印可せず、それ以外の部分に対応する液晶セ
ルの電極にのみ電圧を印可する。これにより、スリット
状透過部６６ａが透明な状態になり、他の部分が着色さ
れて光を遮光するようになる。このように、スリット板
６６として液晶素子を用いることにより、検出用の光の
形状を任意に設定することができる。なお、スリット板
６６としては、上記のような液晶素子の他にも、スリッ
トの幅が可変であれば、２枚の羽根をモータ等で駆動す
るような機構を採用することもできる。
【００２１】一方、受光系３４は、ガラスプレート１６
の表面からの反射光束を入射するレンズ７４と、レンズ
７４からの光束を反射すると共に、その反射の方向を振
動によって変化させる振動ミラー７６と、レンズ７４か
らの光束の結像位置に設けられたスリット板７８と、ミ
ラー７６とスリット板７８との間に配置された平行平板
ガラス８０と、スリット板７８を透過した光を受光する
受光素子８２とを備えている。
【００２２】スリット板７８の略中央には、スリット光
ＳＬが通過するためのスリット状透過部７８ａが形成さ
れている。スリット板７８は、送光系のスリット板６６
と同様に、液晶表示素子から構成され、液晶制御部７９
によってスリット状透過部７８ａの範囲（透過領域）を
制御できるようになっている。
【００２３】平行平板ガラス８０は、入射光束の光軸を
シフトさせるものであり、紙面と垂直な方向に回転軸を
有し、平行平板駆動部８４によって一定の角度の範囲内
で回転可能になっている。そして、平行平板ガラス８０
の傾斜角（回転角）を調整することによって、レンズ７
４によるスリット像の結像位置が結像面Ｐ０と垂直な方
向に変位する。なお、図ではガラスプレート１６の表面
と結像面Ｐ０とが一致した状態を示す。
【００２４】振動ミラー７６は、紙面と垂直な方向に回
転軸を有し、発振器（ＯＳＣ）８８からの駆動信号によ
って制御される駆動部８６によって一定の角周波数及び
一定の振幅で単振動される。受光素子８２の出力信号が
入力される同期検波回路（ＰＳＤ）９０には、ＯＳＣ８
８から駆動部８６に供給される駆動信号と同じ位相の交
流信号が供給され、この交流信号の位相を基準として同
期整流を行なう。ＰＳＤ９０の検波出力信号（フォーカ
ス信号）は、Ｓカーブ信号と呼ばれ、受光用スリット板
７８のスリット中心とガラスプレート１６からの反射ス
リット像の振動中心とが一致したときにゼロレベルを示
すようになっている。
【００２５】以上のような構成のＡＦセンサ（３２，３
４）において、送光系３２内のスリット板６６（スリッ
ト状透過部６６ａ）を通過したスリット光ＳＬは、ガラ
スプレート１６の表面で一旦結像した後、受光系３４側
のレンズ７４によって再びスリット板７８上に結像す
る。そして、スリット板７８上に結像したスリット像
は、振動ミラー７６によって一定の振幅で往復移動す
る。ここで、ガラスプレート１６の表面が投影光学系１
４の結像面Ｐ０からずれると、それに応じてスリット像
の振動中心もスリット板７８のスリットに対して図中左
右方向に変位する。そして、ガラスプレート１６が結像
面Ｐ０に対して上側に変位しているときには、ＰＳＤ９
０の検波出力信号は正レベルになり、下側に変位してい
るときには負のレベルとなる。
【００２６】図３は、本実施例のオートフォーカス装置
の制御系の構成を示す。この制御系において、各装置の
統括的な制御を行う主制御部９２の入力側には、ＡＦセ
ンサ（３２，３４）のＰＳＤ９０からのフォーカス信号
と、入力部９３からのガラスプレート情報が入力され
る。ガラスプレート情報としては、ガラスプレート１６
の厚さ及び、ガラスプレート１６の材質等が含まれる。
このような情報については、露光装置自体が記憶してい
るデータを読み出しても良く、また、ガラスプレート１
６の前行程でのレシピ（処理データ）から読み出すよう
にしても良い。主制御部９２の出力側には、Ｚレベリン
グステージ２０を駆動するＺステージ駆動部２４、ＡＦ
センサの受光系３４内において平行平板ガラス８０を駆
動する平行平板駆動部８４、ミラー７６を駆動するミラ
ー駆動部８６、スリット板６６，７８のスリット状透過
領域６６ａ，７８ａをそれぞれ制御する液晶制御部６
７，７９とが接続されている。主制御部９２には、ま
た、記憶部９４及び所定の演算を行う演算部９５が接続
されている。
【００２７】主制御部９２は、ＰＳＤ９０からのフォー
カス信号（同期検波出力信号）に基づき、Ｚステージ駆
動部２４を制御することによって、ガラスプレート１６
のＺ軸方向の位置を調整する。また、平行平板駆動部８
４を制御し、平行平板ガラス７８の傾斜角を調整するこ
とにより、ＡＦセンサ（３２，３４）のキャリブレーシ
ョンを行うようになっている。主制御部９２は、更に、
入力部９３からの情報（ガラスプレート１６の厚さ及び
材質）に基づき、液晶制御部６７，７９を制御すること
によって、スリット板６６，７８のスリット状透過部６
６ａ，７８ａの幅を調整すると同時に、ミラー駆動部８
４を制御することによってミラー７６の駆動量、すなわ
ち、スリット光ＳＬの振幅を調整するようになってい
る。
【００２８】次に、上記のような構成の本実施例の全体
の動作について説明する。先ず、露光されるべきガラス
プレート１６をＺレベリングステージ２０上にロード
し、ＡＦセンサ（３２，３４）のキャリブレーションを
行う。すなわち、制御部９２によってＺステージ駆動部
２４を制御し、ガラスプレート１６上の次に露光する領
域の計測点を投影光学系１４の結像面Ｐ０に合わせ込
む。そして、ＡＦセンサ（３２，３４）を作動させ、ガ
ラスプレート１６からの反射光が受光スリット板７８の
スリット状透過部７８ａの振動中心に入射し、ＰＳＤ９
０から出力されるフォーカス信号が０になるように、駆
動部８４を介して平行平板ガラス８０の傾斜角度を調整
する。これによって、ガラスプレート１６が投影光学系
１４の光軸上の結像面Ｐ０に位置する時に、ＰＳＤ９０
からゼロの出力信号が制御部９２に供給されることにな
る。
【００２９】次に、ガラスプレート１６の厚さ及び材質
に関するガラスプレート情報が入力部９３から主制御部
９２に供給されると、その情報は一旦記憶部９４に保持
された後、演算部９５に供給される。演算部９５では、
ガラスプレート１６の厚さ及び材質に基づいて、スリッ
ト光ＳＬの最適幅を算出する。すなわち、スリット光Ｓ
Ｌのガラスプレート１６の表面での反射光と底面での反
射光が重ならないように、スリット板６６，７８のスリ
ット状透過部６６ａ，７８ａの幅を算出する。
【００３０】例えば、ガラスプレート１６の厚さが比較
的薄い場合には、スリット板６６，７８のスリット状透
過部６６ａ，７８ａの幅を狭くし、スリット光ＳＬの幅
を狭める。一方、ガラスプレート１６の厚さが厚い場合
には、スリット板６６，７８のスリット状透過部６６
ａ，７８ａの幅を広くし、スリット光ＳＬの幅を広げ
る。
【００３１】演算部９５は、更に、算出されたスリット
状透過部６６ａ，７８ａの幅に基づき、スリット光ＳＬ
の最適な振幅（移動量）を求める。すなわち、スリット
光ＳＬの振幅がスリット光ＳＬ自体の幅の２倍になるよ
うな振幅を求める。そして、主制御部９２は、演算部９
５によって算出された振幅に基づき、駆動部８６内の振
動子（図示せず）の駆動アンプのゲインを制御し、スリ
ット光ＳＬの振幅を調整する。図４（Ａ），（Ｂ）は、
それぞれスリット光の幅を狭くした場合と広くした場合
の振幅Ｗを示している。また、図５（Ａ），（Ｂ）は、
それぞれスリット光ＳＬの幅を狭くした場合と広くした
場合にＰＳＤ９０から出力されるフォーカス信号の波形
を示す。図より分かるように、スリット光ＳＬの幅を狭
くした場合（図５（Ａ）の場合）には、ガラスプレート
１６の表面で反射する光と底面で反射する光とを確実に
分離できる反面、ダイナミックレンジＤが狭くなり、ガ
ラスプレート１６の表面高さを検出できる範囲が狭くな
る。また、スリット光ＳＬの幅を広くした場合（図５
（Ｂ）の場合）には、ダイナミックレンジＤが広くな
り、ガラスプレート１６の表面高さを検出できる範囲が
広がる。
【００３２】なお、Ｚレベリングステージ２０にロード
されているガラスプレート１６の表面にメタルが装着さ
れ、入射光が底面に達しないような場合には、ガラスプ
レート１６の表面と底面での反射光の分離を考慮する必
要がないため、ガラスプレート１６の厚さに関わらずス
リット光の幅を広くする。すなわち、ガラスプレート１
６の表面での反射光を確実に検出できる範囲内で、でき
る限りスリット光ＳＬの幅を広くすることにより、ガラ
スプレート１６の表面の高さを確実にキャッチすること
が可能となる。
【００３３】スリット光ＳＬの幅と振幅の調整が終わっ
た後は、制御部９２により、ＸＹステージ駆動部２６を
介してＸＹステージ２２を駆動し、ガラスプレート１６
の被露光領域を投影光学系１４の結像位置まで移動す
る。これと同時に、Ｚステージ駆動部２４を介してＺレ
ベリングステージ２０を駆動し、ガラスプレート１６の
Ｚ軸方向の位置を調整する。制御部９２は露光開始のト
リガをオンにして露光を開始する。その後、ガラスプレ
ート１６上の他のショット領域に対して順次露光を行う
際にも、上記と同様のフォーカス制御によってガラスプ
レート１６のＺ軸方向の位置合わせを行う。
【００３４】なお、上記実施例においては、ガラスプレ
ート１６の厚さや材質に基づいて、スリット光ＳＬの幅
を調整しているが、本発明は、このような態様に限定さ
れるものではない。例えば、複数枚（例えば、２５枚）
で構成される１ロットのガラスプレートを露光する場合
について図７を使って説明する。Ｚレベリングステージ
２０にガラスプレート１６の１枚目が載置されたかを主
制御部９２で判断する。最初の１枚目であれば、オート
フォーカス動作は、スリット板６６、７８の幅を広くし
てスリット光ＳＬの幅を比較的広くする。そして、ガラ
スプレート１６の表面高さの検出可能範囲を広げる。こ
れにより、ガラスプレート１６の表面位置を確実にキャ
ッチすることができる。つまり、最初から検出範囲が狭
いとガラスプレート１６のＺ方向位置が検出範囲外にあ
る場合があるからである。そして、ガラスプレート１６
の表面高さを計測した後、Ｚレベリングステージ２０を
投影光学系１４の光軸方向に移動させて粗いオートフォ
ーカスを行う。
【００３５】次に、スリット板６６、７８の幅を狭くし
てスリット光ＳＬの幅を狭め、ＰＳＤ９０の計測精度を
上げた状態で、再びガラスプレート１６の表面高さを計
測し、Ｚレベリングステージ２０を投影光学系１４の光
軸方向に移動させて細かいオートフォーカスを行う。そ
して、マスクパターンをガラスプレート１６に露光す
る。なお、この際にＺレベリングステージ２０の高さを
記憶する。これは、次のガラスプレート１６を位置決め
する時間を短くするためである。
【００３６】ガラスプレート１６を露光した後、そのガ
ラスプレートをＺレベリングステージ２０から排出し、
更に次のガラスプレートをＺレベリングステージ２０に
載置する。この際には、不図示のローダ／アンローダが
ガラスプレート１６を保持しやすいようにＺレベリング
ステージ２０が所定位置に移動する。Ｚレベリングステ
ージ２０に載置された次のガラスプレート１６は、粗く
表面高さを検出することなく、先に記憶されたＺレベリ
ングステージ２０のＺ方向の高さ位置に移動させられ
る。これは、同じロットであればガラスプレート１６の
厚さ等の誤差が微少であるからである。そして、幅を狭
くしたスリット光ＳＬで表面高さを細かく検出する。こ
のような方法で、表面高さを計測すれば、計測時間の短
縮化が図れ、スループットの向上につながる。なお、上
記のような本発明の態様は、ロットの最初のガラスプレ
ートに対してのみならず、途中のガラスプレートに対し
ても同様に適用できる。また、以上ガラスプレートにつ
いて説明してきたが、半導体用の不透明な基板であって
も適用することができる。
【００３７】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に示された本発明の技術的思想とし
ての要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３８】
【発明の効果】以上のように、本発明においては、基板
（１６）の厚さや材質に応じて、検出用のスリット光
（ＳＬ）の幅を調整しているため、基板（１６）の表面
での反射光を確実に検出できるとと同時に、基板（１
６）の表面の高さを確実にキャッチすることが可能とな
る。すなわち、使用する基板（１６）において底面反射
の影響を受けない最大のダイナミックレンジが得られ、
基板（１６）の表面高さの計測時間を短縮させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施例にかかる投影露光装置
の構成を示す概念図（正面図）である。
【図２】図２は、図１に示す本実施例の投影露光装置の
ＡＦセンサの構成を示す構成図（一部ブロック）であ
る。
【図３】図３は、図１に示す本実施例の投影露光装置の
制御系の主要部の構成を示すブロック図である。
【図４】図４（Ａ），（Ｂ）は、本実施例の動作を示す
説明図である。
【図５】図５（Ａ），（Ｂ）は、図４（Ａ），（Ｂ）に
対応した本実施例の動作を示す波形図である。
【図６】図６は、本発明の背景技術を示す説明図であ
る。
【図７】図７は、本発明の他の実施例の動作を示すフロ
ーチャートである。
【符号の説明】
１２・・・レチクル １４・・・投影光学系 １６・・・ガラスプレート ２０・・・Ｚレベリングステージ ２４・・・Ｚステージ駆動部 ３２・・・送光系（ＡＦセンサ） ３４・・・受光系（ＡＦセンサ） ６６，７８・・・スリット板 ６６ａ，７８ａ・・・スリット状透過部 ６７，７９・・・液晶制御部 ７６・・・ミラー ８６・・・ミラー駆動部 ９０・・・ＰＳＤ（同期検波回路） ９２・・・主制御部 ９３・・・入力部 ９４・・・記憶部 ９５・・・演算部 ＳＬ・・・スリット光

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板の表面の高さを計測する表面高さ計測
    装置において、 前記基板の表面に対して斜め方向から計測用の光を照射
    する照射手段と；前記計測用の光をスリット状に成形す
    る光成形手段と；前記光成形手段を制御することによっ
    て前記スリット状の光の幅を変更する変更手段と；前記
    変更手段によって幅変更が施された前記スリット状の光
    を前記基板表面に照射し、その反射光をスリット幅方向
    に振動させる振動制御手段と；前記振動制御手段で振動
    された前記スリット状の光に基づいて、前記基板の表面
    の高さを検出する検出手段とを備えたことを特徴とする
    表面高さ計測装置。
  2. 【請求項２】前記変更手段は、前記基板の厚さに応じて
    前記スリット状の光の幅を変更することを特徴とする請
    求項１に記載の表面高さ計測装置。
  3. 【請求項３】前記変更手段は、前記基板の厚さが厚いほ
    ど前記スリット状の光の光軸方向の光の幅を広くするこ
    とを特徴とする請求項２に記載の表面高さ計測装置。
  4. 【請求項４】前記変更手段は、前記基板の高さを粗く検
    出する際には前記スリット状の光の幅を広くし、前記基
    板の高さを細かく検出する際には前記スリット状の光の
    幅を狭くすることを特徴とする請求項１に記載の表面高
    さ計測装置。
  5. 【請求項５】前記変更手段は、前記基板の材質に応じて
    前記スリット状の光の幅を変更することを特徴とする請
    求項１に記載の表面高さ計測装置。
  6. 【請求項６】前記基板の表面で反射した前記スリット状
    の光の結像位置に配置されたスリット板と；前記変更手
    段によって変更された前記スリット状の光の幅に応じ、
    前記スリット状の光の振幅を制御する振幅制御手段とを
    更に備え、 前記検出手段は、前記スリット板を透過した前記スリッ
    ト状の光に基づいて前記基板の表面の高さを検出するこ
    とを特徴とする請求項１に記載の表面高さ計測装置。
  7. 【請求項７】所定パターンが形成されたマスクに露光用
    の光を照射し、当該パターンの像を投影光学系を介して
    感光基板の表面に転写する露光装置において、 前記感光基板の表面に対して斜め方向から計測用の光を
    照射する照射手段と；前記計測用の光をスリット状に成
    形する光成形手段と；前記光成形手段を制御することに
    よって前記スリット状の光の幅を変更する変更手段と；
    前記変更手段によって幅変更が施された前記スリット状
    の光を前記基板表面に照射し、その反射光をスリット幅
    方向に振動させる振動制御手段と；前記振動制御手段で
    振動された前記スリット状の光に基づいて、前記基板の
    表面の高さを検出する検出手段と；前記検出手段の検出
    結果に基づき、前記露光用の光の合焦位置に前記感光基
    板の表面を合致させるように、前記感光基板を前記投影
    光学系の光軸方向に駆動する駆動手段とを備えたことを
    特徴とする露光装置。
  8. 【請求項８】前記変更手段は、前記基板の厚さに応じて
    前記スリット状の光の幅を変更することを特徴とする請
    求項７に記載の露光装置。
  9. 【請求項９】前記変更手段は、前記基板の高さを粗く検
    出する際には前記スリット状の光の幅を広くし、前記基
    板の高さを細かく検出する際には前記スリット状の光の
    幅を狭くすることを特徴とする請求項７に記載の露光装
    置。
JP8210635A 1996-07-22 1996-07-22 表面高さ計測装置及び、これを用いた露光装置 Pending JPH1038513A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8210635A JPH1038513A (ja) 1996-07-22 1996-07-22 表面高さ計測装置及び、これを用いた露光装置
KR1019970033576A KR100490685B1 (ko) 1996-07-22 1997-07-18 표면높이계측장치및이를이용한노광장치
US09/267,682 US6479832B1 (en) 1996-07-22 1999-03-15 Surface height detecting apparatus and exposure apparatus using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8210635A JPH1038513A (ja) 1996-07-22 1996-07-22 表面高さ計測装置及び、これを用いた露光装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1038513A true JPH1038513A (ja) 1998-02-13

Family

ID=16592585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8210635A Pending JPH1038513A (ja) 1996-07-22 1996-07-22 表面高さ計測装置及び、これを用いた露光装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6479832B1 (ja)
JP (1) JPH1038513A (ja)
KR (1) KR100490685B1 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001066352A1 (en) * 2000-03-09 2001-09-13 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Ink and dampening solution determination in offset printing
JP2004172624A (ja) * 2002-11-19 2004-06-17 Infineon Technologies Ag 露光を実行する装置において基板を位置調整する方法
AU2001237144B2 (en) * 2000-03-09 2006-01-12 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Ink and dampening solution determination in offset printing
KR100915167B1 (ko) * 2006-09-12 2009-09-03 캐논 가부시끼가이샤 표면 높이의 검출 방법, 노광 장치 및 디바이스의 제조방법
JP2015115290A (ja) * 2013-12-13 2015-06-22 オムロン株式会社 光電センサ
JP2016536580A (ja) * 2013-10-09 2016-11-24 ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト カメラによる位置及び方向測定のためのシステム及び方法
JP2017537319A (ja) * 2014-11-27 2017-12-14 シャンハイ マイクロ エレクトロニクス イクイプメント（グループ）カンパニー リミティド 振幅モニタシステム、フォーカシング・レベリング装置、及び、デフォーカス量検知方法
JPWO2020170382A1 (ja) * 2019-02-21 2020-08-27

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005337851A (ja) * 2004-05-26 2005-12-08 Hitachi High-Technologies Corp 欠陥検査方法及びその装置
JP4996856B2 (ja) * 2006-01-23 2012-08-08 株式会社日立ハイテクノロジーズ 欠陥検査装置およびその方法
NL1036125A1 (nl) * 2007-11-08 2009-05-11 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and method.
JP5197198B2 (ja) * 2008-07-04 2013-05-15 キヤノン株式会社 結像光学系、露光装置、及びデバイス製造方法
CN107450287B (zh) * 2016-05-31 2019-10-25 上海微电子装备（集团）股份有限公司 调焦调平测量装置及方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58113706A (ja) * 1981-12-26 1983-07-06 Nippon Kogaku Kk <Nikon> 水平位置検出装置
JPH0616483B2 (ja) * 1983-11-07 1994-03-02 株式会社ニコン 投影光学装置
US4650983A (en) 1983-11-07 1987-03-17 Nippon Kogaku K. K. Focusing apparatus for projection optical system
JPS61210902A (ja) * 1985-03-15 1986-09-19 Toshiba Corp 試料面高さ測定装置
US5218415A (en) * 1988-05-31 1993-06-08 Canon Kabushiki Kaisha Device for optically detecting inclination of a surface
JP3158446B2 (ja) 1990-12-13 2001-04-23 株式会社ニコン 表面位置検出装置及び表面位置検出方法、並びに露光装置、露光方法及び半導体製造方法
US5502311A (en) 1992-01-17 1996-03-26 Nikon Corporation Method of and apparatus for detecting plane position
JPH0774089A (ja) * 1994-03-14 1995-03-17 Nikon Corp 投影露光装置
JP2728368B2 (ja) * 1994-09-05 1998-03-18 株式会社 日立製作所 露光方法
US5744814A (en) 1997-03-24 1998-04-28 Nec Corporation Method and apparatus for scanning exposure having thickness measurements of a film surface

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001066352A1 (en) * 2000-03-09 2001-09-13 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Ink and dampening solution determination in offset printing
US6832550B2 (en) 2000-03-09 2004-12-21 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Ink and dampening solution determination in offset printing
AU2001237144B2 (en) * 2000-03-09 2006-01-12 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Ink and dampening solution determination in offset printing
JP2004172624A (ja) * 2002-11-19 2004-06-17 Infineon Technologies Ag 露光を実行する装置において基板を位置調整する方法
KR100915167B1 (ko) * 2006-09-12 2009-09-03 캐논 가부시끼가이샤 표면 높이의 검출 방법, 노광 장치 및 디바이스의 제조방법
JP2016536580A (ja) * 2013-10-09 2016-11-24 ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト カメラによる位置及び方向測定のためのシステム及び方法
JP2019015739A (ja) * 2013-10-09 2019-01-31 ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト カメラによる位置及び方向測定のためのシステム及び方法
US10197675B2 (en) 2013-10-09 2019-02-05 Hilti Aktiengesellschaft System and method for camera based position and orientation measurement
JP2015115290A (ja) * 2013-12-13 2015-06-22 オムロン株式会社 光電センサ
JP2017537319A (ja) * 2014-11-27 2017-12-14 シャンハイ マイクロ エレクトロニクス イクイプメント（グループ）カンパニー リミティド 振幅モニタシステム、フォーカシング・レベリング装置、及び、デフォーカス量検知方法
JPWO2020170382A1 (ja) * 2019-02-21 2020-08-27
WO2020170382A1 (ja) * 2019-02-21 2020-08-27 株式会社ニコン 面位置検出装置、露光装置、基板処理システム、およびデバイス製造方法
KR20210129077A (ko) * 2019-02-21 2021-10-27 가부시키가이샤 니콘 면 위치 검출 장치, 노광 장치, 기판 처리 시스템 및 디바이스 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US6479832B1 (en) 2002-11-12
KR980011727A (ko) 1998-04-30
KR100490685B1 (ko) 2005-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100365602B1 (ko) 노광방법및장치와반도체디바이스제조방법
JP3634068B2 (ja) 露光方法及び装置
JPH06260391A (ja) 露光方法
JPH1038513A (ja) 表面高さ計測装置及び、これを用いた露光装置
TW201416805A (zh) 偵測裝置、曝光設備及使用其之裝置製造方法
JPH1145846A (ja) 走査型露光方法及び装置
JPH05136023A (ja) 投影露光装置
JP3518826B2 (ja) 面位置検出方法及び装置並びに露光装置
US20060209307A1 (en) Exposure apparatus for manufacturing semiconductor device, method of exposing a layer of photoresist, and method of detecting vibrations and measuring relative position of substrate during an exposure process
JP2580651B2 (ja) 投影露光装置及び露光方法
JPH09134864A (ja) 露光方法
JPH09148236A (ja) 露光装置の基板ステージの移動制御方法及び装置
US6072561A (en) Exposure method and apparatus
JPH1126365A (ja) 投影露光方法および装置
JPH11168050A (ja) 露光方法及び装置
JPH09260259A (ja) 投影露光方法及び装置
JPH1187233A (ja) 投影露光装置
JPH10261567A (ja) 投影露光装置及び投影光学系の光学特性測定方法
JPH09293660A (ja) 投影露光装置
JPH0766115A (ja) 露光装置
JP3378076B2 (ja) 露光装置と露光方法
JPH113855A (ja) 面位置検出方法、面位置調整方法及び投影露光方法
JPH0820208B2 (ja) 位置測定方法
JPH11340125A (ja) 露光方法及び装置
JPH0289305A (ja) リソグラフィ装置