JPS6220311A - 間隙検出装置 - Google Patents
間隙検出装置Info
- Publication number
- JPS6220311A JPS6220311A JP60158114A JP15811485A JPS6220311A JP S6220311 A JPS6220311 A JP S6220311A JP 60158114 A JP60158114 A JP 60158114A JP 15811485 A JP15811485 A JP 15811485A JP S6220311 A JPS6220311 A JP S6220311A
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- JP
- Japan
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- gap
- wafer
- mask
- pattern
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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
- G03F9/703—Gap setting, e.g. in proximity printer
-
- 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
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)
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、近接して置かれた２物体の相対的な間隙を検
出する装置に関ｊ−２特に集積回路のマスクバクーンを
半導体等のウェハ上に転写するＸ線露光装置におけるマ
スクとウェハー間の微小間隙検出装置に関する。
出する装置に関ｊ−２特に集積回路のマスクバクーンを
半導体等のウェハ上に転写するＸ線露光装置におけるマ
スクとウェハー間の微小間隙検出装置に関する。
従来の装置は、特開昭５９−１７４７０７号公報に記載
のように、マスクに焦点を合わせる光学系Ａとウェハー
に焦点を合わせる光学系Ｂの２式を用意してそれぞれが
合焦点になるように光学系Ａ、Ｂを制御することによっ
て５間接的に、予じめ設定した間隙を作り出すものであ
った。
のように、マスクに焦点を合わせる光学系Ａとウェハー
に焦点を合わせる光学系Ｂの２式を用意してそれぞれが
合焦点になるように光学系Ａ、Ｂを制御することによっ
て５間接的に、予じめ設定した間隙を作り出すものであ
った。
従ってＡの測定系の誤差と１３の１ｉｌｌｌ定糸の誤差
が０口わるｋ、めに５間隙の設定精度が低下することま
た同公報に開示されている焦点合せ方式は。
が０口わるｋ、めに５間隙の設定精度が低下することま
た同公報に開示されている焦点合せ方式は。
スポット光を投影し、そのスポット径が合焦点のときに
最も小寧くなることを利用している。
最も小寧くなることを利用している。
しかしながら、スポット径の最゛小を高分解能で検出す
ることが田面ｔであイ〕。壕だ、スポット径の最大値全
尿める／Ｃめには、山登り法のような方式を用いること
になるが、高速応答、高感度なものを得ることは困難で
あＺＩＩ。
ることが田面ｔであイ〕。壕だ、スポット径の最大値全
尿める／Ｃめには、山登り法のような方式を用いること
になるが、高速応答、高感度なものを得ることは困難で
あＺＩＩ。
まだ、他の方法としでは、静電容量センサー等でそれぞ
れマスク、及びウエノゝ−の位置を検出する方法もある
が、露光位置で検出することが困難で、そのため、高精
度化をはかれない欠点を有していた。
れマスク、及びウエノゝ−の位置を検出する方法もある
が、露光位置で検出することが困難で、そのため、高精
度化をはかれない欠点を有していた。
本発明の目的は、−ヒ記従来システムの欠点をなくシ、
非接触で直接的に高精度で間隙を測定する方式を提供す
ることにある。
非接触で直接的に高精度で間隙を測定する方式を提供す
ることにある。
微小段差部にスリット光を投影すると、その段差部で光
は折れまがる。いわゆる光切断である。この光線の斜方
向から見た時の軌跡を追跡すれば段差形状がわかる。
は折れまがる。いわゆる光切断である。この光線の斜方
向から見た時の軌跡を追跡すれば段差形状がわかる。
本発明によれば、Ｘ線アライナにおけるマスクとウェハ
ーの間の間隙を微小段差とみなせるように光学系を配置
し、また、マスク、及びウェハー上に、検出に適したパ
ターンを作ることにより１間隙を高精度に、かつ非接触
で、一度に検出できるものである。
ーの間の間隙を微小段差とみなせるように光学系を配置
し、また、マスク、及びウェハー上に、検出に適したパ
ターンを作ることにより１間隙を高精度に、かつ非接触
で、一度に検出できるものである。
以下本発明の一実施例を第１図以下により説明する。
第１図は、本発明を利用する微小間隙の検出装置の全体
構成である。
構成である。
レーザ光源１から出た光りは、ビームエキスパンダ２に
より平行光となり、アパーチャ３を通す結像レンズ４．
ミラー５によりマスク６゜ウェハー７、上にアパーチャ
像８を結像する。
より平行光となり、アパーチャ３を通す結像レンズ４．
ミラー５によりマスク６゜ウェハー７、上にアパーチャ
像８を結像する。
この像８、をミラー９．対物レンズ１０によりリニヤセ
ンサ１１に結像する。マスク６は、ウェハー７と１０〜
２０μｍ程度の微小な間隙をもって相対している。第１
図では、たとえば、平行Ｘ線による露光用光源を省略し
ているが、以上のような、プロキシミテイ露光装置の間
隙検出装置としての実施例である。第１図のように５斜
から投影、検出系を配置することによって、露光光との
干渉を除去し、露光位置での間隙検出が可能なようにな
っている。
ンサ１１に結像する。マスク６は、ウェハー７と１０〜
２０μｍ程度の微小な間隙をもって相対している。第１
図では、たとえば、平行Ｘ線による露光用光源を省略し
ているが、以上のような、プロキシミテイ露光装置の間
隙検出装置としての実施例である。第１図のように５斜
から投影、検出系を配置することによって、露光光との
干渉を除去し、露光位置での間隙検出が可能なようにな
っている。
第２図は、マスク、６がウェハー、７．と間隙ｇたけ相
対的に離れて平行に位置している状況の断面を表わした
もので、マスク乙のパターンは金等で作られておりこの
金パターン１２．のついている部分は、光、及びＸ線に
対して不透明で、それ以外の部分は透明である。金パタ
ーン１２は光をその上面で反射する。また、ウェハー７
もその表面は、鏡面状態であるのでこの部・ ３ ・ 分も光を反射する。アパーチャ、乙の形状をラインアン
ドストライプとすると、この結像パターンは、上から観
察すると、第３図のように、金パターン及びウェハーの
鏡面部で反射してストライプパターンが見える。ストラ
イプパターンの投影刃角度を、マスク、及びウェハー面
に対してθだけ傾いているとすれば、マスク６上の金パ
ターン１２．と間隙ｆだけ相対しているので、金パター
ン１２で反射されるアパーチャ３゜の像１４と、ウェハ
ー、７上で反射されるアパーチャ、３の像１５は、光切
断作用によって第６図に示すように、投影角度θと間隙
ｆに比例しだ値だけずれだ位置に結像する。従って、こ
のアパーチャ３の像のマスク６上の像１４ト、ウェハー
上の像１５、との位置ずれを測定すれば、θは光学系で
一定になっているので、間隙ｇを測定できる。すなわち
、第４図に示すように、マスク上のパターン１４と、ウ
ェハー鏡面上のパターン１３との位置ずれの値ｄの間に
は ｄ ＝ ｐ ｔａｎθ なる関係式が成立するので、ｆ ＝ ｄ ／ ｍθで求
めることができる。
対的に離れて平行に位置している状況の断面を表わした
もので、マスク乙のパターンは金等で作られておりこの
金パターン１２．のついている部分は、光、及びＸ線に
対して不透明で、それ以外の部分は透明である。金パタ
ーン１２は光をその上面で反射する。また、ウェハー７
もその表面は、鏡面状態であるのでこの部・ ３ ・ 分も光を反射する。アパーチャ、乙の形状をラインアン
ドストライプとすると、この結像パターンは、上から観
察すると、第３図のように、金パターン及びウェハーの
鏡面部で反射してストライプパターンが見える。ストラ
イプパターンの投影刃角度を、マスク、及びウェハー面
に対してθだけ傾いているとすれば、マスク６上の金パ
ターン１２．と間隙ｆだけ相対しているので、金パター
ン１２で反射されるアパーチャ３゜の像１４と、ウェハ
ー、７上で反射されるアパーチャ、３の像１５は、光切
断作用によって第６図に示すように、投影角度θと間隙
ｆに比例しだ値だけずれだ位置に結像する。従って、こ
のアパーチャ３の像のマスク６上の像１４ト、ウェハー
上の像１５、との位置ずれを測定すれば、θは光学系で
一定になっているので、間隙ｇを測定できる。すなわち
、第４図に示すように、マスク上のパターン１４と、ウ
ェハー鏡面上のパターン１３との位置ずれの値ｄの間に
は ｄ ＝ ｐ ｔａｎθ なる関係式が成立するので、ｆ ＝ ｄ ／ ｍθで求
めることができる。
第１図では、アパーチャ６の像８を対物レンズ１０で拡
大してリニヤセンサー１で受像している。リニヤセンサ
ー１は、第４図の位置ずれｄが読みとることができるよ
うに第４図の結像位置に対しては、上下方向に設置して
いる。シリンドリカルレンズは、第４図における左右方
向の信号を圧縮して検出感度を上げるために使用してい
るものである。第５図は、さらに詳細説明のために、信
号の検出部分を示したもので、距離ｄ離れた投影パター
ン１４、と１５は、リニヤセンサー１によって１７ 、
１８ 、として検出される。
大してリニヤセンサー１で受像している。リニヤセンサ
ー１は、第４図の位置ずれｄが読みとることができるよ
うに第４図の結像位置に対しては、上下方向に設置して
いる。シリンドリカルレンズは、第４図における左右方
向の信号を圧縮して検出感度を上げるために使用してい
るものである。第５図は、さらに詳細説明のために、信
号の検出部分を示したもので、距離ｄ離れた投影パター
ン１４、と１５は、リニヤセンサー１によって１７ 、
１８ 、として検出される。
この信号の間隔ｄ２は対物レンズの倍率ｍとするとｍｄ
＝ｃｌｚであるので、 ｅ１２を測定すれば、間隙ｆが
測定できる。
＝ｃｌｚであるので、 ｅ１２を測定すれば、間隙ｆが
測定できる。
以上の説明は、アパーチャパターンを１個として説明し
たが、複数個のパターンを用いることによって、検出精
度は、平均化されるため、より精度よく検出できる。こ
の場合、ストライプパターンのピッチは、それぞれが区
別可能なように選ぶこと−もちろんである、。
たが、複数個のパターンを用いることによって、検出精
度は、平均化されるため、より精度よく検出できる。こ
の場合、ストライプパターンのピッチは、それぞれが区
別可能なように選ぶこと−もちろんである、。
厳密には、マスク上のパターン１４トウエバー上のパタ
ーン１５は、結像位Ｗが異なるので、一方に焦点を合わ
せれば、他方は若干焦点がぼけるが、Ｘ線露光装置への
実施例では、間隙は。
ーン１５は、結像位Ｗが異なるので、一方に焦点を合わ
せれば、他方は若干焦点がぼけるが、Ｘ線露光装置への
実施例では、間隙は。
たかだか十ミクロン前後に設定されるので、両者に焦点
深度の範囲で像を結１象することは可能である。また、
焦点がはずれると、第５図での検出信号１７ 、１８は
、ピークが平坦になっでくるが巾のある信号の中央値を
パターン位置と考えて、十分高精度で検出可能である。
深度の範囲で像を結１象することは可能である。また、
焦点がはずれると、第５図での検出信号１７ 、１８は
、ピークが平坦になっでくるが巾のある信号の中央値を
パターン位置と考えて、十分高精度で検出可能である。
以」二、本発明によれば、直接露光位置で、マスクとウ
ェハーの間隙を測定できる。感らに。
ェハーの間隙を測定できる。感らに。
従来技術のマスク、ウェハーの両者の合焦魚信１置を求
めて間隙を検出する方式に比べ、より直接的であり、誤
差要因が少ないのでより高精度に間隙を測定できる。ま
た、測定時間も、一度で検出可能なために、高速検出が
可能である。
めて間隙を検出する方式に比べ、より直接的であり、誤
差要因が少ないのでより高精度に間隙を測定できる。ま
た、測定時間も、一度で検出可能なために、高速検出が
可能である。
第１図は本発明の一実施例の間隙１ｉｔｌｌ定装置４の
構成図、第２図は、マスク、ウェハーの設置状況図、第
３図は、本発明の間隙測定の原理図、第４図は、斜から
パターンを投影した時の間隙部分でのパターンの見え方
の説明図、第５図は第１図の検出部分の詳細説明図であ
る。 １・・・レーザ光源 ２・・ビーメエキスパン
ダ ６・・・アパーチャ ４・・・結像レンズ５・
・・ミラー ６中マスク７・・・ウェハ
ー ８・・・アパーチャ像９・・・ミラー
１ｏ・・・対物レンズ１１・・・リニャ
センッ゛ １６・・シリンドリカルレンズ １２・・・金パターン １６・・・ウェハー鏡
面１４・・・マスク上結像パターン １５・・つ、ｒ、 バー ５ 結像パターン。
構成図、第２図は、マスク、ウェハーの設置状況図、第
３図は、本発明の間隙測定の原理図、第４図は、斜から
パターンを投影した時の間隙部分でのパターンの見え方
の説明図、第５図は第１図の検出部分の詳細説明図であ
る。 １・・・レーザ光源 ２・・ビーメエキスパン
ダ ６・・・アパーチャ ４・・・結像レンズ５・
・・ミラー ６中マスク７・・・ウェハ
ー ８・・・アパーチャ像９・・・ミラー
１ｏ・・・対物レンズ１１・・・リニャ
センッ゛ １６・・シリンドリカルレンズ １２・・・金パターン １６・・・ウェハー鏡
面１４・・・マスク上結像パターン １５・・つ、ｒ、 バー ５ 結像パターン。
Claims (1)
- １、濃淡コントラストのついたパターンを斜方向から、
間隙あるいは段差のある部分に投影し、この段差上部の
パターンと段差下部パターンの位置ずれを測定する手段
を設け、この位置を測定することによつて、段差、ある
いは間隙を測定することを特徴とする間隙検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60158114A JPS6220311A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | 間隙検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60158114A JPS6220311A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | 間隙検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6220311A true JPS6220311A (ja) | 1987-01-28 |
| JPH0464453B2 JPH0464453B2 (ja) | 1992-10-15 |
Family
ID=15664609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60158114A Granted JPS6220311A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | 間隙検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6220311A (ja) |
-
1985
- 1985-07-19 JP JP60158114A patent/JPS6220311A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0464453B2 (ja) | 1992-10-15 |
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