JPS6139518A - 投影露光装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、投影露光装置に係り、特に被露光物上の所望
の位置に、正確に原図パターンを投影露光するための、
原図パターンと被露光物との相対位置ずれ址を検出する
ことのできる投影露光装置に関するものである〇 〔発明の背景〕 投影光学系を通して、直接に、原図パターンと被ｇ光’
！ＩＩ！ｔｅａ対位置ずれを検出し、位置決めする例え
は・特開１１１３５５−１６２２２７号に示す如き通常
の投影“露光装置において妹、一般に第４図に示すより
が検出光学系が用・いられている。すなわち、被露光物
（ウェハ）１上の基準パターン２を投影光学系３を通し
て照明し、逆にその像を投影光学系３を介して、原図パ
ターン基準（レチクル）４に設けられている基ｉパター
ンでスリット）５上に結像させる−その合成像を検出光
学系６を介して、光電検出器７に導き、被露光′物（多
エバ）１１と原図パターシ（レチクル）４の相対ずれ量
を検出′している。いまミ検出光学系６中におかれた、
原、図パターン基板′（レチクル）４を取シ替え、異な
る原図パターンを露光しようとしたとき、この原図パタ
ーン基板の厚さが前の原図パターン基板の厚さと異なる
噛合には、スリットの焦点がレチクル４の下面に結ばな
くなる。すなわち、検出光学系６の光路長が変わるため
、その焦点が下にきてしまい光電検出器７上の検出像に
ボケを生じ、検出精度の得ることができないという欠点
を有している。すなわち、正確な位置検出を行うことが
できないという欠点を有していた。　　。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、正確な位置検出を行なうことのできる
投影露光装置を提供することＫある。

〔発明の概要〕

本発明の原理について、第２図、第３図を用いて説明す
る。すなわち、第２図は、厚さの異なる２つの原図パタ
ーン基板（レチクル）４に対する検出光学系の光路図を
示している。検出光学系の焦点位置がいま、厚さｉｏの
原図パターン基板に調整されているとすると、そ・の焦
点位置は、基板下面ｈ　ｏ点にある。ところが、原図パ
ターン基板を交換し、違った原図を露光する際に、原図
パターン基板の厚さは一定していないため、基板の厚さ
が１０からｔに変化すると、その焦点位置は、１１０点
からＡ１点に移動する。その移動距離Ａ。

Ａｌは原図パターン基板に対する入射角をθ、屈折角な
ψとすると 一ψ　　　　　゛ ＡｏＡｔ＝（ｔ　　ｔｏ）＋１（１）　　　　””（１
）ｔａｎθ で表わされる。一方、第３図に示すように、披露光物（
ウェハ）１上の基準パターンの投影光学系３による焦点
位置は、原図パターン基板下面Ａ（１点にあるため、前
記光電検出器７上の像にボケを生じ、検出結果に誤差を
与える。そのため、被露光物（ウェハ１）上の基準パタ
ーン投影光学系３による焦点位置をＡ１に合致させる必
要がある。

両者の焦点位置を合致させるには、投影光学系３と被露
光物１の距離すをΔｂ変化させれば良い。

その鹸離Δｂは、基板の厚さ１ｏに！１ｌｉｌ！！され
た投影光学系３において、基準４と投影光学系３の主点
までの距離を３１被露光物１と投影光学系３−！ｉでの
距離をｂ１投影光学系３の焦点距離をｆとすると、 で表わされる。この（２）式によシ、基準パターンの相
対位置ずれ址を検出する際に、被露光物１と投影光学系
３の距離を、前記（２）式中に示されるΔｂ変化させる
。すなわち、被露光物１をΔｂだけ下げてやることによ
り、原図パターン基板４の厚さが、調整基準値と異なっ
ても、正確な検出値が得られる。相対ずれ址検出後、投
影露光直前に、被露光物１と投影光学系３の距離を正規
位置に戻すことによシ、露光されたパターンには、何ら
影響を与えることはなくなる。

したがって、本発明は、原図パターン基板の厚さに応じ
た２軸位置決め機構を駆動する駆動信号を記憶した記憶
装置から、原図パターン基板の厚さに対応したアライメ
ント光学系の光路長を選択し、被露光物体を該光路長が
変イμする方向に移動させることにより正確な位置検出
を行なおうというものでおる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

紀１図には、本発明の一実施例が示されている。

図において、Ｘ−Ｙ位置決め機構２４の上に２軸位置決
め機構２１が設けられている。この２軸位置決め機構２
１の上に被露光物（ウエノ・）１０が搭載されている。

この被露光物１は、基準ノくターン１１が形成されてお
り、この−會°°準ノくターンが投影光学系１２を介し
て原図パターン基板１３０基準パターン（スリット）１
４に結像される。この結像状態がミラー１８で曲げられ
、検出光学系１５を介して光電検出器１６に供給される
。この検出光学系１５０間には、検出照明系１７が設け
られている。

一方、原図パターン基板１３の上方にはレンズが、また
その上にはシャッター２５が設けられている。このシャ
ッター２５を介して露光照明系２６がレンズに供給され
ている。また、前記Ｚ軸位置決め機構２１には、Ｚ軸駆
動モーフ２０が設けられておシ、Ｚ軸方向の制御が行な
われるように構成されている。また、この２軸位置決め
機構２１には、２軸位置検出器１９が設置されている。

このＺ軸位置検出器１９には、制御回路２９が接続され
ており、この制御回路２９によって、２軸駆動モータ２
０が制御される。

この制御回路２０には、演算器２２が接続されている。

゛この演算器２２には、Ａ／Ｄ変換器２３を介して光電
検出器が接続されている。また、この演算器２２には記
憶装置選択回路２８が接続されておυ、この記憶装置選
択回路２８には複数の記憶装置が接続されている。

焦点合わせのためのＺ軸位置法め機構２１は、２軸駆動
モータ２０によ如上下に駆動される。また、２軸位置決
め機構２１には、２軸位置検出器１９によって検出され
た値に基づき、それぞれが演算器２３によシ、フィード
バック制御される。

２軸位置決め機構２１上に装着された被露光物１０は、
あらかじめ設定された原図パターン基板１３の厚さ値に
より、前記（１）（２）式より、演算器２２で演算され
た移動量を記憶装置選択回路２８によシ、該当記憶装＠
２７よシ取シ出し、適正位置に、制御回路２９によシ制
御された２軸位置決め機構２１、ｚ軸駆動モータ２０、
ｚ軸位置検出器１９によシ設定される。その後、検出照
明系１７、検出光学系１５及び投影光学系１２により照
明された被露光物上の基準パターン１１が、検出光学系
１５の焦点位置に正しく合致し、光電検出器１６上に明
瞭な像が得られる。この像の信号が、光電検出器１６、
Ａ／Ｄ変換器２３によシ、演算器２２に取り込まれ、原
図パターン１３と被露光物１０の相対位置検出が正確に
行なわれる。

その後再び、Ｚ軸駆動モータ２０ＸＺ軸位置検出器１９
．２軸位置決め機構２１により、投影光学系１２の焦点
位ｔＫ、被露光物１０が設定され、Ｘ−Ｙ位置決め機構
２４により、被−光物１ｏを指示位置に移動し、露光照
明系２６のシャッター２５を開閉し、露光を行なう。

したがって、本実施例によれば、厚さの異なる原図パタ
ーン基板を用いても、原図パターンと被露光物の相対位
置検出において得られるパターン信号に変化を生じない
ため、常に正確な相対位置合わせができ、かつ、被露光
物上に露光される１に光パターンには、何ら影響を及ぼ
さない効果がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、正確な位侭検出
を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す図、第２図は原図パタ
ーン基板部分における検出光学系の光路図、第３図は投
影携学系の光路図、第４図は従来の投影露光装置を示す
概略図である。 １０・・・被露光物、１１・・・基準パターン、１２・
・・投影光学系、１３・・・原図パターン基板、１４・
・・基準パターン、１５・・・検出光学系、１６・・・
光τｔｉ検出器、１７・・・検出照明系、１８・・・ミ
ラー、１９・・・Ｚ軸位置検出器、２０・・・２軸駆動
モータ、２１・・・２軸位置決め機構、２２・・・演算
器、２３・・・Ａ／Ｄ変換器、２４・・・Ｘ−Ｙ位置決
め機構、２５・・・７ヤツター、２６・・・露光照明系
、２７・・・記憶装置、２８・・・記憶装置選択回路、
２９・・・制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、パターンとアライメント用マークが形成されている
   基板と、前記パターンを光照射によりアライメント用マ
   ークを有する被露光体に転写する転写手段と、前記基板
   の光透過を利用して前記両マークの重ね合せ像を予め定
   められた位置に形成するためのアライメント用光学系と
   、このアライメント用光学系の光路長を前記基板の厚さ
   に応じて変える光路長可変手段とを備えたことを特徴と
   する投影露光装置。