JP2862558B2 - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
- Publication number
- JP2862558B2 JP2862558B2 JP1083705A JP8370589A JP2862558B2 JP 2862558 B2 JP2862558 B2 JP 2862558B2 JP 1083705 A JP1083705 A JP 1083705A JP 8370589 A JP8370589 A JP 8370589A JP 2862558 B2 JP2862558 B2 JP 2862558B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample surface
- circuit
- light
- output
- sample
- 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
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、半導体製造装置等に装填されるウエハやマ
スク等の試料の面の高さ及び傾きを光学的に検出する位
置検出装置に関する。
スク等の試料の面の高さ及び傾きを光学的に検出する位
置検出装置に関する。
（従来の技術） 近年、LSI素子の高密度実装技術の進歩に伴って、半
導体製造装置に装填されるマスクやウエハ等の試料に対
する高い位置決め精度が要求されるようになってきた。
例えば、マイクロリソグラフィ用縮小投影露光装置及び
検査装置等においては、高NAレンズの使用により焦点深
度が浅くなる傾向にあるため、装填試料であるウエハや
マスクの面の高さ位置検出には、より高精度な検出が要
求されている。
導体製造装置に装填されるマスクやウエハ等の試料に対
する高い位置決め精度が要求されるようになってきた。
例えば、マイクロリソグラフィ用縮小投影露光装置及び
検査装置等においては、高NAレンズの使用により焦点深
度が浅くなる傾向にあるため、装填試料であるウエハや
マスクの面の高さ位置検出には、より高精度な検出が要
求されている。
特にS/R（ステップ・アンド・リピート）方式の縮小
投影露光装置の場合、ウエハ面に投影露光されたマスク
の微細なパターンが露光の各ステップ毎に露光領域の全
面にわたって解像しないことがある。これは、ウエハの
反りや他の要因により、ウエハ面の高さや傾きが露光の
各ステップ毎にウエハ面の露光領域内で投影露光レンズ
の焦点深度の範囲を超えて変動するためである。それ
故、露光の各ステップ毎にウエハ面の露光領域内での高
さ及び傾きを検出することによって、これらの量が許容
範囲内にあるように補正し、微細パターンが露光領域内
の全面に亘って解像するようにしなければならない。
投影露光装置の場合、ウエハ面に投影露光されたマスク
の微細なパターンが露光の各ステップ毎に露光領域の全
面にわたって解像しないことがある。これは、ウエハの
反りや他の要因により、ウエハ面の高さや傾きが露光の
各ステップ毎にウエハ面の露光領域内で投影露光レンズ
の焦点深度の範囲を超えて変動するためである。それ
故、露光の各ステップ毎にウエハ面の露光領域内での高
さ及び傾きを検出することによって、これらの量が許容
範囲内にあるように補正し、微細パターンが露光領域内
の全面に亘って解像するようにしなければならない。
ウエハ面露光領域内の高さの検出は光学的テコ方式を
利用して行われることが多く、例えば従来技術として、
特開昭56−42205号の「焦点検出方法」及び特開昭56−2
632号の「パターン書込み装置」等が知られている。
利用して行われることが多く、例えば従来技術として、
特開昭56−42205号の「焦点検出方法」及び特開昭56−2
632号の「パターン書込み装置」等が知られている。
しかしながら、これらの技術では、テーブル上に載置
された試料に光ビームが正しく照射されている場合には
問題はないが例えば光ビームの照射位置が試料面のエッ
ジ部に差し掛かった場合、或は試料がテーブルの上に載
置されていない場合等は、検出器に反射光が戻ってこな
いことがある。この場合、試料面の高さを検出するセン
サの出力値が異常な値になり、種々の問題が生じた。
された試料に光ビームが正しく照射されている場合には
問題はないが例えば光ビームの照射位置が試料面のエッ
ジ部に差し掛かった場合、或は試料がテーブルの上に載
置されていない場合等は、検出器に反射光が戻ってこな
いことがある。この場合、試料面の高さを検出するセン
サの出力値が異常な値になり、種々の問題が生じた。
例えば上記検出器の出力値が常に“0"点を示すような
試料面の高さを維持するようにサーボをかけてテーブル
の高さを制御している場合、テーブルのステップ・アン
ド・リピートによって試料面のエッジに差し掛かったと
きには、反射光が得らなくなってテーブルが暴走してし
まうという問題が生じる。また、検出器の測定範囲外に
試料面がある場合も、現状の状態を知ることが出来ず操
作上問題があった。
試料面の高さを維持するようにサーボをかけてテーブル
の高さを制御している場合、テーブルのステップ・アン
ド・リピートによって試料面のエッジに差し掛かったと
きには、反射光が得らなくなってテーブルが暴走してし
まうという問題が生じる。また、検出器の測定範囲外に
試料面がある場合も、現状の状態を知ることが出来ず操
作上問題があった。
（発明が解決しようとする課題） このように、上述した従来の位置検出装置では、試料
面のエッジ部や測定範囲を超えた場合、検出器へ反射光
が戻ってこなくなり、正常な制御が行われず、テーブル
が暴走するという問題点があった。また、このような理
由からウエハ等の試料をエッジ部まで露光することがで
きず、試料の有効活用を図ることができないという問題
があった。
面のエッジ部や測定範囲を超えた場合、検出器へ反射光
が戻ってこなくなり、正常な制御が行われず、テーブル
が暴走するという問題点があった。また、このような理
由からウエハ等の試料をエッジ部まで露光することがで
きず、試料の有効活用を図ることができないという問題
があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、試料
面のエッジ部及び測定範囲外等において、検出器へ反射
光が戻ってこない場合でもテーブルを常に正常に制御す
ることが可能で、ウエハ等の試料の有効活用も図れる位
置検出装置を提供することを目的とする。
面のエッジ部及び測定範囲外等において、検出器へ反射
光が戻ってこない場合でもテーブルを常に正常に制御す
ることが可能で、ウエハ等の試料の有効活用も図れる位
置検出装置を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明に係る位置検出装置は、試料面上に光ビームを
照射しその反射光を検出する光位置検出手段と、この光
位置検出手段で検出された反射光に基づいて前記試料面
の位置情報を出力する制御回路とを備えた位置検出装置
において、前記制御回路は、外部機器からの指示によっ
て動作して任意でかつ一定のデータを保持する保持回路
と、前記光位置検出手段が反射光を正しく検出できない
ときに前記保持回路の出力を選択して出力する選択回路
とを具備してなることを特徴としている。
照射しその反射光を検出する光位置検出手段と、この光
位置検出手段で検出された反射光に基づいて前記試料面
の位置情報を出力する制御回路とを備えた位置検出装置
において、前記制御回路は、外部機器からの指示によっ
て動作して任意でかつ一定のデータを保持する保持回路
と、前記光位置検出手段が反射光を正しく検出できない
ときに前記保持回路の出力を選択して出力する選択回路
とを具備してなることを特徴としている。
（作用） 本発明によれば、外部機器からの指示によって動作す
る保持回路に制御系の暴走を防止し得る一定のデータを
保持し、検出エラーが生じた時点で上記一定のデータを
選択するように動作をする。このため、この位置検出位
置を、例えばS/R方式を採用して縮小投影露光装置の試
料面（ウェハ面）位置検出系に適用したときには、テー
ブルの暴走をなくすことができ、テーブルの制御系の構
成を簡単にすることができる。また、このようにテーブ
ル制御系の暴走を防止できることにより、試料面のエッ
ジ部まで露光を行うことができるので、試料面全域にわ
たって露光を行うことができ、試料の有効活用を図るこ
とができる。
る保持回路に制御系の暴走を防止し得る一定のデータを
保持し、検出エラーが生じた時点で上記一定のデータを
選択するように動作をする。このため、この位置検出位
置を、例えばS/R方式を採用して縮小投影露光装置の試
料面（ウェハ面）位置検出系に適用したときには、テー
ブルの暴走をなくすことができ、テーブルの制御系の構
成を簡単にすることができる。また、このようにテーブ
ル制御系の暴走を防止できることにより、試料面のエッ
ジ部まで露光を行うことができるので、試料面全域にわ
たって露光を行うことができ、試料の有効活用を図るこ
とができる。
（実施例） 以下、添付の図面に基づいて本発明の実施例について
説明する。
説明する。
第１図及び第２図は本発明の一実施例に係る位置検出
装置を説明するための図で、第２図は検出装置の全体構
成、第１図は信号処理回路の詳細を夫々示している。
装置を説明するための図で、第２図は検出装置の全体構
成、第１図は信号処理回路の詳細を夫々示している。
まず、第２図に基づき説明する。試料面１に対向して
配置された投影露光レンズ等の光学系２はテーブル３に
よって支持され、移動可能に設置されている。この光学
系２には、以下に述べる光位置検出機構10が一体的に設
けられている。即ち、光源11からの光束はアパーチャ12
によって整形され、ミラー13,14で反射され集光レンズ1
5で集光された後、更にミラー16を介して試料面１に所
定の角度で照射される。また、試料面１からの反射光
は、ミラー17を介してレンズ18,19にて集光され、光電
センサ20で検出される。
配置された投影露光レンズ等の光学系２はテーブル３に
よって支持され、移動可能に設置されている。この光学
系２には、以下に述べる光位置検出機構10が一体的に設
けられている。即ち、光源11からの光束はアパーチャ12
によって整形され、ミラー13,14で反射され集光レンズ1
5で集光された後、更にミラー16を介して試料面１に所
定の角度で照射される。また、試料面１からの反射光
は、ミラー17を介してレンズ18,19にて集光され、光電
センサ20で検出される。
この構成によれば、試料面１が上下方向に移動するこ
とによって光束は光電センサ20上で図中左右方向に移動
し、その移動量を測定することにより、試料面１の位置
を検出することができる。光電センサ20としては、位置
検出が容易なように例えばPSDを用いるのが好適であ
る。また、ミラー16を振動させて試料面１の反射率のバ
ラツキを平均化するようにしても良い。
とによって光束は光電センサ20上で図中左右方向に移動
し、その移動量を測定することにより、試料面１の位置
を検出することができる。光電センサ20としては、位置
検出が容易なように例えばPSDを用いるのが好適であ
る。また、ミラー16を振動させて試料面１の反射率のバ
ラツキを平均化するようにしても良い。
しかして、光電センサ20からの出力は、制御回路30に
入力される。即ち、センサ出力は、まず受光光量を示す
和信号と、位置を示す差信号とを得るため、加算器31及
び減算器32に入力される。続いて光量に対し、位置出力
信号を正規化するため割算器33に入力される。その後、
平均化処理回路34及び試料面の上下位置として換算する
位置測定回路35を経て、最終的な試料面位置が出力され
る。
入力される。即ち、センサ出力は、まず受光光量を示す
和信号と、位置を示す差信号とを得るため、加算器31及
び減算器32に入力される。続いて光量に対し、位置出力
信号を正規化するため割算器33に入力される。その後、
平均化処理回路34及び試料面の上下位置として換算する
位置測定回路35を経て、最終的な試料面位置が出力され
る。
本実施例では、第１図に示すように、加算器31からの
出力と任意に設定したレベルとをコンパレータ40によっ
て比較し、加算器31の出力が設定値以下になった場合、
又は設定値以上になった場合にエラー信号を発生させる
ようにしている。割算器33からの出力は平均化回路341
に入力され、ここで、適当に設定された時間でデータの
平均化が行われる。平均化されたデータは、エラー信号
が発生していない状態ではラッチ回路343に入力され、
スイッチ344を介して位置測定回路35に入力される。し
かし、エラー信号が発生した場合には、ラッチ回路342
が平均化回路341の出力データをホールドして一定の出
力値を出力する。この場合、スイッチ344は図示したよ
うにラッチ回路342の出力のみを通過させる。データの
ホールド形態は種々考えられ、目的に応じて選択でき
る。例えば前述したように“0"点サーボを行っている場
合は、エラー信号の発生と同時にデータを“0"にセット
すれば良いし、平均化回路341からの出力をホールドし
て出力する場合は平均化回路341からの出力を受け付け
る状態にしておけば良い。また、ホールドするデータ
は、直前のデータに限らず、任意の時間前のデータでも
良い。この場合は、目的に応じて必要なデータをメモリ
等に格納し、適宜取出すようにすれば良い。更には、例
えばホストCPUからの指令に基づいてデータをセットす
ることも考えられる。
出力と任意に設定したレベルとをコンパレータ40によっ
て比較し、加算器31の出力が設定値以下になった場合、
又は設定値以上になった場合にエラー信号を発生させる
ようにしている。割算器33からの出力は平均化回路341
に入力され、ここで、適当に設定された時間でデータの
平均化が行われる。平均化されたデータは、エラー信号
が発生していない状態ではラッチ回路343に入力され、
スイッチ344を介して位置測定回路35に入力される。し
かし、エラー信号が発生した場合には、ラッチ回路342
が平均化回路341の出力データをホールドして一定の出
力値を出力する。この場合、スイッチ344は図示したよ
うにラッチ回路342の出力のみを通過させる。データの
ホールド形態は種々考えられ、目的に応じて選択でき
る。例えば前述したように“0"点サーボを行っている場
合は、エラー信号の発生と同時にデータを“0"にセット
すれば良いし、平均化回路341からの出力をホールドし
て出力する場合は平均化回路341からの出力を受け付け
る状態にしておけば良い。また、ホールドするデータ
は、直前のデータに限らず、任意の時間前のデータでも
良い。この場合は、目的に応じて必要なデータをメモリ
等に格納し、適宜取出すようにすれば良い。更には、例
えばホストCPUからの指令に基づいてデータをセットす
ることも考えられる。
また、スイッチ344からの出力は、検出器としての測
定範囲を設定したリミット回路351,352に入力される。
これによって、もし平均化処理回路34の出力データが上
限又は下限を超えていれば、上限又は下限のデータでホ
ールドされて出力される。
定範囲を設定したリミット回路351,352に入力される。
これによって、もし平均化処理回路34の出力データが上
限又は下限を超えていれば、上限又は下限のデータでホ
ールドされて出力される。
このような構成によれば、試料面の高さを“0"点サー
ボによって制御している際に何らかのエラー信号が発生
した場合、例えば試料面のエッジで測定不能となった場
合や、試料面上の反射率が異常に低下し、高さの測定が
不可能になった場合、“0"を出力することによってテー
ブルの暴走を防止し、テーブルの制御回路を複雑化する
のを避けることができる。
ボによって制御している際に何らかのエラー信号が発生
した場合、例えば試料面のエッジで測定不能となった場
合や、試料面上の反射率が異常に低下し、高さの測定が
不可能になった場合、“0"を出力することによってテー
ブルの暴走を防止し、テーブルの制御回路を複雑化する
のを避けることができる。
また、例えば、電子ビーム描画装置等では、試料面の
高さを測定し、その高さに応じて電子ビームを合焦させ
て描画している。試料の固定するカセット等によって試
料面の高さを測定することが不可能な外周においても、
直前のデータのホールドによって試料面の高さを推定し
て描画を続けることができる。このため、試料面を有効
に利用することができる。
高さを測定し、その高さに応じて電子ビームを合焦させ
て描画している。試料の固定するカセット等によって試
料面の高さを測定することが不可能な外周においても、
直前のデータのホールドによって試料面の高さを推定し
て描画を続けることができる。このため、試料面を有効
に利用することができる。
更には、上限及び下限等のリミット回路を設けること
により、このデータをホールドすることによって試料が
どの状態にあるかを直ちに判断することができ、操作性
が向上する。
により、このデータをホールドすることによって試料が
どの状態にあるかを直ちに判断することができ、操作性
が向上する。
なお、本発明は、例示した光学系及び信号処理の構
成、並びに測定方法に限定されるものではない。例えば
S/R時において、次のステップへ移動するとかなり高い
確率で測定上のエラーが発生することが前もって判って
いる場合、ホストCPUを通して任意のデータを設定でき
るようにしておく。これによってエラー発生時の制御系
に与える影響を排除して試料を有効に活用することがで
きる。
成、並びに測定方法に限定されるものではない。例えば
S/R時において、次のステップへ移動するとかなり高い
確率で測定上のエラーが発生することが前もって判って
いる場合、ホストCPUを通して任意のデータを設定でき
るようにしておく。これによってエラー発生時の制御系
に与える影響を排除して試料を有効に活用することがで
きる。
更には、上記実施例では光学系の構成として１軸（即
ち１点の測定）しか示さなかったが、最近では試料面の
傾きをも測定できるように、３軸を持った測定装置も考
案されている。このような光学系においても本発明を適
用可能である。
ち１点の測定）しか示さなかったが、最近では試料面の
傾きをも測定できるように、３軸を持った測定装置も考
案されている。このような光学系においても本発明を適
用可能である。
［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、試料面のエッジ
部又は測定範囲外等の検出によって光位置検出手段から
の出力値が異常値になった場合でも、保持回路に保持さ
れた正常のデータが出力されるので、後段の制御に支障
を来たすことがない。
部又は測定範囲外等の検出によって光位置検出手段から
の出力値が異常値になった場合でも、保持回路に保持さ
れた正常のデータが出力されるので、後段の制御に支障
を来たすことがない。
第１図は本発明の一実施例に係る位置検出装置における
制御回路の構成を示すブロック図、第２図は同装置の全
体構成を示すブロック図である。 １……試料面、２光学系、３……テーブル、10……光位
置検出機構、11……光源、12……アパーチャ、13,14,1
6,17……ミラー、15,18,19……レンズ、20……光電セン
サ、30……制御回路、31……加算器、32……減算器、33
……割算器、34……平均化処理回路、35……位置測定回
路、40……コンパレータ、341……平均化回路、342,343
……ラッチ回路、344……スイッチ、351,352……リミッ
ト回路。
制御回路の構成を示すブロック図、第２図は同装置の全
体構成を示すブロック図である。 １……試料面、２光学系、３……テーブル、10……光位
置検出機構、11……光源、12……アパーチャ、13,14,1
6,17……ミラー、15,18,19……レンズ、20……光電セン
サ、30……制御回路、31……加算器、32……減算器、33
……割算器、34……平均化処理回路、35……位置測定回
路、40……コンパレータ、341……平均化回路、342,343
……ラッチ回路、344……スイッチ、351,352……リミッ
ト回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 国義 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 長友 志郎 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−238508（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−134502（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−9212（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−2632（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−46443（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01C 3/00 - 3/32 G01B 11/00 - 11/30
Claims (1)
- 【請求項１】試料面上に光ビームを照射しその反射光を
検出する光位置検出手段と、この光位置検出手段で検出
された反射光に基づいて前記試料面の位置情報を出力す
る制御回路とを備えた位置検出装置において、前記制御
回路は、外部機器からの指示によって動作して任意でか
つ一定のデータを保持する保持回路と、前記光位置検出
手段が反射光を正しく検出できないときに前記保持回路
の出力を選択して出力する選択回路とを具備してなるこ
とを特徴とする位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1083705A JP2862558B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1083705A JP2862558B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02262004A JPH02262004A (ja) | 1990-10-24 |
| JP2862558B2 true JP2862558B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=13809909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1083705A Expired - Lifetime JP2862558B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2862558B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6428171B1 (en) | 1997-05-16 | 2002-08-06 | Olympus Optical Co., Ltd. | Height measuring apparatus |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP1083705A patent/JP2862558B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02262004A (ja) | 1990-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1139441A (en) | Optical imaging system provided with an opto-electronic detection system for determining a deviation between the image plane of the imaging system and a second plane on which an image is to be formed | |
| US5209813A (en) | Lithographic apparatus and method | |
| JPS61287122A (ja) | マスク検査方法 | |
| JPH0244137B2 (ja) | ||
| JP2019523905A (ja) | 基板上のターゲット構造の位置を決定するための方法及び装置、並びに、基板の位置を決定するための方法及び装置 | |
| US6018395A (en) | Alignment system | |
| JP2960746B2 (ja) | ビーム照射方法および電子ビーム描画方法とビーム照射装置並びに電子ビーム描画装置 | |
| US8111379B2 (en) | Automated determination of height and tilt of a substrate surface within a lithography system | |
| US6226087B1 (en) | Method for measuring the positions of structures on a mask surface | |
| KR20190026709A (ko) | 노광 장치, 노광 방법, 및 물품의 제조 방법 | |
| JP2862558B2 (ja) | 位置検出装置 | |
| JP2001143991A (ja) | 面位置検出装置およびデバイス製造方法 | |
| JPH0258766B2 (ja) | ||
| KR940010150B1 (ko) | 전자빔노광방법 및 그 장치 | |
| US10133177B2 (en) | Exposure apparatus, exposure method, and article manufacturing method | |
| JP3139023B2 (ja) | 電子線装置及び電子線装置の焦点調整方法 | |
| JPH06104158A (ja) | 位置検出装置 | |
| JPH088167A (ja) | ステージ原点位置決定方法及び装置並びにステージ位置検出器原点決定方法及び装置 | |
| US7394523B2 (en) | Exposure apparatus and method of controlling exposure apparatus | |
| US20240069444A1 (en) | Information processing apparatus, information processing method, storage medium, exposure apparatus, exposure method, and article manufacturing method | |
| JP2865164B2 (ja) | 粒子線描画装置 | |
| JP2798961B2 (ja) | 位置検出装置 | |
| JP2010073870A (ja) | 荷電粒子ビーム描画装置および荷電粒子ビーム描画方法 | |
| JP3673625B2 (ja) | 微細パターンの形成方法 | |
| JP3211806B2 (ja) | 露光装置及び露光方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071211 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081211 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091211 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091211 Year of fee payment: 11 |