JP2886957B2 - 自動焦点合せ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は自動焦点合せ方法に関し、特に、半導体デバ
イス製造用の縮小投影露光装置（ステツパー）におい
て、ウエハーステージ上に戴置された半導体ウエハーの
各被露光領域を、縮小投影レンズ系の焦平面に合焦せし
める為に使用される自動焦点合せ方法に関する。

〔従来技術〕

現在、超LSIの高集積化に応じて回路パターンの微細
化が進んでおり、これに伴なってステツパーの縮小投影
レンズ系は、より高NA化されて、回路パターンの転写工
程におけるレンズ系の許容深度は狭くなっている。又、
縮小投影レンズ系により露光するべき被露光領域の大き
さも大型化される傾向にある。

この様な事情を鑑みると、大型化された被露光領域全
体に亘って良好な回路パターンの転写を可能にする為に
は、縮小投影レンズ系の許容深度内に、確実に、ウエハ
ーの被露光領域（シヨツト）全体を位置付ける必要があ
る。

これを達成する為には、ウエハー表面の、縮小投影レ
ンズ系の焦平面、即ちレチクルの回路パターン像がフオ
ーカスする平面に対する位置と傾きを高精度に検出し、
ウエハー表面の位置や傾きを調整してやることが重要で
ある。

ステツパーにおけるウエハー表面の位置の検出方法と
しては、エアマイクロセンサを用いてウエハー表面の複
数箇所の面位置を検出した結果に基づいてウエハー表面
の位置を求める方法、或いは、ウエハー表面に光束を斜
め入射させ、ウエハー表面からの反射光の反射点の位置
ずれをセンサ上への反射光の位置ずれとして検出する検
出光学系を用いて、ウエハー表面の位置を検出する方法
が知られている。

従来のステツパーは、ウエハーステージの変位量をレ
ーザ干渉計により測定しながら、ウエハーステージをサ
ーボ駆動により目標位置まで移動させることにより、ウ
エハー上の被露光領域を投影レンズ系の真下に送り込
み、ウエハーステージ停止後、前述のような方法で被露
光領域表面の面位置を検出し、被露光領域表面の位置を
調整している。即ち、ウエハーステージの駆動−停止−
面位置の検出−面位置の調整といった動作を順次行なっ
ており、投影レンズ系の焦平面に被露光領域を合焦させ
るまでに費やす時間が比較的長く、装置のスループツト
を落とす要因となっていた。

〔発明の概要〕

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、本
発明の目的は短時間で合焦動作を行なうことが可能な自
動焦点合せ方法を提供することにある。

この目的をための本発明の自動焦点合せ方法は、複数
の被露光領域を有する平板上物体を移動して、順次、前
記複数の被露光領域を投影光学系の露光位置に位置付
け、露光する投影露光装置に用いられる自動焦点合せ方
法において、 第１の被露光領域を前記露光位置に位置付け露光する段
階と、前記第１の被露光領域を露光後、第２の被露光領
域を前記露光位置に位置付けるために前記平板状物体を
移動させる間に、前記投影光学系の焦平面に対する前記
平板状物体の姿勢を検出し、検出結果に基づいた前記平
板状物体の姿勢の調整を完了する段階とを有することを
特徴とする。それにより、従来に比べ、短時間で合焦動
作を行うことができ、ステツパーのスループットを向上
させることが可能となる。

本発明において、検出器による検出に基づいて平板状
物体の所定面を投影光学系の焦平面に合焦させる為に
は、周知の様々な方法が適用される。例えば、ステージ
を投影光学系の光軸方向に動かして所定面の面位置や傾
きを調整する方法、投影光学系を光軸方向に動かした
り、投影光学系の焦点距離を変えたりして、焦平面の位
置を調整する方法、などである。また、投影光学系の焦
点距離（屈折力）を変える時には、投影用の光の波長を
変更したり、投影光学系を構成するレンズ要素を光軸方
向に動かしたり、投影光学系を構成する一対のレンズ要
素間に空気室を設けて、この室の圧力を調整したりすれ
ば良い。

また、本発明における検出器には、前述のエアーセン
サー、光学式センサーが使用できることはもちろんのこ
と、静電容量センサーや、他の形態の光学式センサー
等、周知の各種センサーが使用される。尚、平板状物体
の所定面の傾きを検出する為には、前述のエアーセンサ
ーや光学式センサーを複数個用いて、所定面上の相異な
る点に関する高さ（面位置）を測定したり、所定面上に
平行光を照射し、所定面で反射した平行光を集光し、集
光された光の光検出器への入射位置を測定したりする。

本発明の幾つかの特徴と具体的な構成は、以下に示す
実施例により明らかにされる。

〔実施例〕

第１図は本発明の自動焦点合せ装置を備えた縮小投影
露光装置の部分的概略図である。

第１図において、１は縮小投影レンズ系であり、その
光軸は図中AXで示されている。縮小投影レンズ系１は不
図示のレチクルの回路パターンを1/5に縮小して投影
し、その焦平面に回路パターン像を形成する。又、光軸
AXは図中のＺ軸方向と平行な関係にある。２は表面にレ
ジストが塗布されたウエハーであり、先の露光工程で互
いに同じパターンが形成された、多数個の被露光領域
（シヨツト）が配列してある。３はウエハー２を戴置す
るステージで、ウエハー２はウエハーステージ３に吸着
され固定される。ウエハーステージ３はｘ軸方向に動く
Ｘステージと、ｙ軸方向に動くＹステージと、Ｚ軸方向
及びｘ、ｙ、ｚ軸方向に平行な軸のまわりに回転するＺ
ステージで構成されている。又、ｘ、ｙ、ｚ軸は互いに
直交する様に設定してある。従って、ウエハーステージ
３を駆動することにより、ウエハー２の表面の位置を縮
小投影レンズ系１の光軸AX方向及び光軸AXに直交する平
面に沿った方向に調整でき、更に焦平面即ち回路パター
ン像に対する傾きも調整できる。

第１図における符番４〜11は、ウエハー２の表面位置
及び傾きを検出する為に設けた検出光学系の各要素を示
している。４は発光ダイオード、半導体レーザなどの高
輝度光源、５は照明用レンズである。光源４から射出し
た光は照明用レンズによって平行な光束となり、複数個
のピンホールが形成されたマスク６を照明する。マスク
６の各ピンホールを通過した複数個の光束は、結像レン
ズ７を経て折り曲げミラー８に入射し、折り曲げミラー
８で方向を変えられた後、ウエハー２の表面に入射す
る。ここで結像レンズ７と折り曲げミラー８はウエハー
２上にピンホールの像を形成している。複数個の光束
は、第２図に示す様にウエハー２の被露光領域100の中
央部を含む５箇所（21〜25）を照射し、各々の箇所で反
射される。即ち、本実施例ではマスク６にピンホールを
５個形成し、被露光領域100内で、その中央部を含む５
箇所の測定点の位置を測定する。

ウエハー２の各測定点で反射した光束は、折り曲げミ
ラー９により方向を変えられた後、検出レンズ10を介し
て２次元位置検出素子11上に入射する。ここで、検出レ
ンズ10は結像レンズ７、折り曲げミラー８、ウエハー
２、折り曲げミラー９と協力して、マスク６のピンホー
ルの像を２次元位置検出素子11上に形成している。従っ
て、マスク６とウエハー２と２次元位置検出素子11は互
いに光学的に共役な位置にある。

２次元位置検出素子11はCCDなどから成り、複数個の
光束の素子11の受光面への入射位置を各々独立に検知す
ることが可能である。ウエハー２の縮小投影レンズ系１
の光軸AX方向の位置の変化は、２次元位置検出素子11上
の複数の光束の入射位置のズレとして検出できる為、ウ
エハー２上の被露光領域100内の５つの測定点41〜45に
おける、ウエハー表面の光軸AX方向の位置が、２次元位
置検出素子11からの出力信号に基づいて検出できる。
又、この２次元位置検出素子11からの出力信号は信号線
を介して制御装置13へ入力される。

ウエハーステージ３のｘ軸及びｙ軸方向の変位は基準
ミラー15とレーザ干渉計14を用いて周知の方法により測
定され、ウエハーステージ３の変位量を示す信号がレー
ザ干渉計14から信号線を介して制御装置13へ入力され
る。又、ウエハーステージ３の移動はステージ駆動装置
12により制御され、ステージ駆動装置12は、信号線を介
して制御装置13からの指令信号を受け、この信号に応答
してウエハーステージ３をサーボ駆動する。

ステージ駆動装置12は第１駆動手段と第２駆動手段を
有し、第１駆動手段によりウエハー２の光軸AXと直交す
る面内における位置（ｘ、ｙ）と回転（θ）とを調整
し、第２駆動手段によりウエハー２の光軸AX方向の位置
（ｚ）と傾き（φ_x,y）とを調整する。

制御装置13は、２次元位置検出素子11からの出力信号
（面位置データ）を後述する方法で処理し、ウエハー２
の表面の位置を検出する。そして、この検出結果に基づ
いて所定の指令信号をステージ駆動装置12に入力する。
この指令信号に応答して、ステージ駆動装置12の第２駆
動手段が差動し、第２駆動手段がウエハー２の光軸AX方
向の位置と傾きを調整する。

最初に、第２図に示す様に被露光領域100内に５つの
測定点21〜25を設定する。測定点21は被露光領域100の
ほぼ中央部にあり、面位置検出時には光軸AXと交わる。
又、残りの測定点22〜25は被露光領域100の周辺部にあ
り、測定点21がｘ−ｙ座標上の点（ｘ、ｙ）にあるとす
ると、各測定点22〜25の位置は各々（ｘ＋Δｘ、ｙ＋Δ
ｙ）、（ｘ−Δｘ、ｙ＋Δｙ）、（ｘ−Δｘ、ｙ−Δ
ｙ）、（ｘ＋Δｘ、ｙ−Δｙ）なる点にあることにな
る。又、被露光領域100は第３図に示す様にウエハー２
上にｘ軸及びｙ軸に沿って規則正しく並べられている。

次に、ウエハーステージ３を目標位置まで移動させ
て、ウエハー２上の被露光領域（シヨツト）100をレチ
クルパターンに位置合わせした時、被露光領域100の各
測定点21〜25上にマスク６の各ピンホールの像が投射さ
れるように、第１図の検出光学系（４〜11）のセツテイ
ングを行なう。この時、被露光領域100は縮小投影レン
ズ系１の真下（露光位置）に位置付けられており、測定
点21は光軸AXと交差する。

本実施例では、ウエハー２上の第１被露光領域100aが
縮小投影レンズ系１の真下にくるようにウエハーステー
ジ３を動かし、レチクルパターンに対して第１被露光領
域100aを位置合わせする。位置合わせ終了前、ウエハー
ステージ３の移動中に検出光学系（４〜11）により第１
被露光領域100aの５つの測定点（21〜25）の面位置検出
を行ない、２次元位置検出素子11からの出力信号に基づ
いて制御装置13内で各測定点の面位置データを形成す
る。

制御装置13は、この５個の面位置データZi（ｉ＝１〜
５）に基づいて第１被露光領域100aの最少自乗平面（の
位置）を求め、この最小自乗平面とレチクルパターン像
との光軸AX方向の間隔及びウエハー２の傾き方向と傾き
量を算出する。尚、最少自乗平面の位置ｚは を満たすものである。

制御装置13はこの算出結果に応じた指令信号をステー
ジ駆動装置12へ入力し、ステージ駆動装置によりウエハ
ーステージ２上のウエハー２の光軸AX方向の位置と傾き
が調整（補正）される。これによって、フテージ移動中
に、ウエハー２の表面即ち第１被露光領域100aを縮小投
影レンズ系１の最良結像面（焦平面）に位置付ける。そ
の後、ウエハーステージ３の目標位置への移動が完了す
る。

そして、この面位置の調整終了後、第１被露光領域10
0aを露光して回路パターン像の転写を行なう。

第１被露光領域100aに対する露光が終了したら、ウエ
ハー２上の第２被露光領域100bが縮小投影レンズ系１の
真下（露光位置）にくるようにウエハーステージ３を駆
動し、上記同様、ステージ移動中における面位置検出と
面位置調整、ステージ移動完了後の露光動作を実行す
る。

第４図は、第１被露光領域100a露光終了後、第２被露
光領域100bが縮小投影レンズ系１の真下（露光位置）へ
くるようにウエハーステージ３を駆動した時の５つの測
定点21〜25に対応する５本の光ビームによる２次元位置
検出素子11からの各出力信号の一例を示している。

時刻T₀でウエハーステージ３が移動を開始し、その時
の各測定点21〜25の測定値はZ_i0（ｉ＝１〜５）であ
る。検出光学系（４〜11）は、５本の光ビームで第１被
露光領域100aから第２被露光領域100bの間のウエハー２
の面形状を常に測定する。今、時刻T₁でウエハー２上の
第２被露光領域100bが縮小投影レンズ系１の真下の位置
（光軸AXと領域100bの中心が一致する位置）から約５μ
ｍ手前に位置し、時刻T₂で第２被露光領域100bが縮小投
影レンズ系１の真下へ位置し、ウエハーステージ３の移
動が完了する。尚、図中の時刻Tsで、真下の位置から10
0μｍ手前に領域100bが位置している。時刻T₁で５本の
光ビームにより照射される５つの測定点は、目標位置
（領域100b上の測定点21〜25）から約５μｍ手前に位置
するが、その各点に関する測定値Z_i1（ｉ＝１〜５）
が、ウエハーステージ３の移動が完了した時の測定点21
〜25に関する測定値Z_i2（ｉ＝１〜５）に収束していく
様子が解る。T₁の位置が５μｍ位に相当する場合、測定
値Z_i1は測定値Z_i2とほぼ同等値であり、測定値としては
有効である。

本発明は、第４図に示されるような、ウエハーステー
ジ３の移動が完了するまでの動作中における姿勢の連続
性に着目したものであり、動いている時のウエハーステ
ージ３の姿勢が目標位置に到達する直前では、静止状態
の姿勢とほぼ等しくなっている事を利用し、ウエハース
テージ３の移動中に面位置の測定を行なうものである。

従って、本実施例では、検出光学系（４〜11）による
被露光領域100に関する測定を、ウエハーステージ３の
移動中であって、ウエハーステージ３が目標位置より所
定距離（５μｍ）だけ離れた位置を通過する時刻T₁に行
ない、この時刻T₁における測定で検出された５つの測定
点の測定値Z_i1（ｉ＝１〜５）に基づいて、投影レンズ
系１の焦平面に対する被露光領域100の最小自乗平面の
位置と傾き方向及び傾き量を決定している。従って、従
来のウエハーステージ３の移動が完了した時刻T₂におい
て測定を行なっていた装置に比べ、（T₂−T₁）秒だけ時
間が短縮される。

また、被露光領域100の面位置及び傾きの調整をウエ
ハーステージ３の移動中に開始し、ウエハーステージ３
の移動完了時点では、調整が終了するようにしている。
本実施例では、以上のような合焦動作を行なうことで、
装置のスループツトを大幅に向上させた。

第１図に示す装置を用いて合焦動作を行なう時の他の
実施例を、第５図及び第６図のフローチャート図を用い
て各々説明する。尚、以下に示す実施例を行なう為に
は、上記実施例に対して、制御装置14に設定するプログ
ラムを変更するだけでいい。

最初に第５図のフローチャート図に示される手順を説
明する。

ステツプ501で、ウエハー２がウエハーステージ３上
に搬入され、ウエハー２がウエハーステージ３のＺステ
ージのチヤツクに固定される。ステツプ502で、ウエハ
ーステージ３の駆動が始まり、ウエハー２上の第１被露
光領域が縮小投影レンズ系１の真下（露光位置）にくる
ようにウエハーステージ３が目標位置に向かって移動せ
しめられる。ステツプ502′で、ウエハーステージ３
は、目標位置から予め決めた距離100μｍ手前にある所
定位置（第４図の時刻Tsの位置）を通過する。尚、ウエ
ハーステージ３の位置はレーザ干渉計14の出力により検
出される。この時、ステツプ503に示す通り、検出光学
系（４〜11）によって、５つの測定点の面位置の測定を
行ない、得られた測定値Z_i0（ｉ＝１〜５）を制御装置1
3のメモリーに格納する。また、ステツプ504に示す通
り、制御装置13は、そのカウンターの値をｊ＝１とし、
これに応答して、ステツプ505で、検出光学系（４〜1
1）によって、移動中のウエハー２上の、時刻Ts＋Δｔ
の時の、５つの測定点の面位置の測定を行ない、得られ
た測定値Z_i1（ｉ＝１〜５）を制御装置13のメモリーに
格納する。

そして、ステツプ506で、今回の測定値Z_i1（ｉ＝１〜
５）と前回の測定値Z_i0（ｉ＝１〜５）の差、Δ₁＝Z₁₁
−Z₁₀、Δ₂＝Z₂₁−Z₂₀、Δ₃＝Z₃₁−Z₃₀、Δ₄＝Z₄₁−
Z₄₀、Δ₅＝Z₅₁−Z₅₀が、いずれも、予め決めた値ε以下
であるか否か、判別する。この５つの測定点に関する測
定時間の差Δｉ（ｉ＝１〜５）が全てε以下となる場合
には、今回の測定値Z_i1（ｉ＝１〜５）を有効測定値と
して定め、ステツプ508に移る。一方、この５つの測定
点に関する測定値間の差Δｉ（ｉ＝１〜５つの測定点に
関する測定値間の差Δｉ（ｉ＝１〜５）の少なくとも１
つがεを越える場合には、ステツプ507に移り、制御装
置13のカウンターをｊ＝２にし、ステツプ505の測定を
再度実行する。そして、Δｉ（ｉ＝１〜５）が全てε以
下となるまで、ステツプ505〜507が繰り返される。

ステツプ508では、有効測定値Z_ij（ｉ＝１〜５）を使
用して、最小自乗平面を計算する。そして、この最小自
乗平面と投影レンズ系１の焦平面との間隔及び第１被露
光領域の傾き方向と傾き量が検出され、制御装置13は、
この間隔及び傾き方向、傾き量に応じた指令信号を、ス
テージ駆動装置12に入力する。ステツプ509で、ステー
ジ駆動装置12によりＺステージを駆動し、ウエハー２の
光軸AX方向に関する位置と焦平面に対する傾きが補正さ
れる。

その後、ステツプ511で、ウエハーステージ３が目標
位置まで達し、ウエハーステージ３の移動が完了する。
この時、制御装置13は、レーザ干渉計14の出力に基づい
て、ウエハーステージ３が目標位置に達したことを検知
し、その後ステツプ511で示す露光が開始されるよう
に、露光装置を制御する。ステツプ511では、ウエハー
２上の第１被露光領域が回路パターン像で露光され、こ
の領域のレジストに回路パターンが転写せしめられる。

次に、ステツプ512で、ウエハー２上の全ての被露光
領域に対して露光が行なわれたか否かが判別され、もし
露光が終了していればステツプ513へ移り、ウエハーが
搬出される。一方、ステツプ512で、未露光の被露光領
域があると判断されると、ステツプ502へ移り、例え
ば、第２被露光領域を縮小投影レンズ系１の真下（露光
位置）へ送り込む為にウエハーステージ３が駆動され
る。こうして、ウエハー上の各被露光領域が全て露光さ
れるまで、ステツプ501〜512が繰り返される。

次に、第６図のフローチャート図に示される手順を説
明する。

本実施例では、ウエハーステージ３が目標位置に達し
た時点におけるウエハー２上の被露光領域の各測定点の
面位置をステージ移動中での測定により得られた測定値
を使用して予測する手法を示す。

第６図において、ステツプ601、602は、第５図のステ
ツプ501、502と同じであり、ステツプ610〜614は、第５
図のステツプ509〜513と同じであるので、これらのステ
ツプに関する説明は省略し、ステツプ602′〜ステツプ6
09に関して以下に説明する。

第６図において、ステツプ602′の所定位置は、ウ
エハー２の面精度やウエハーステージ３の移動中の姿勢
変化等の挙動等から、その位置から目標位置までステー
ジが移動する間、検出光学系（４〜11）により順次得ら
れる測定値間にほぼ線型性が保たれると予測される位置
に設定され、ステツプ606の所定位置は、ステツプ611
で示すウエハーステージ３の移動完了前にステツプ608
で最小自乗平面を計算し、ステツプ610で合焦動作を完
了できるような位置に設定される。

さて、ステツプ602′でウエハーステージ３が所定位
置を通過する時、ステツプ603で検出光学系（４〜1
1）により５つの測定点の面位置の測定を行ない、得ら
れた測定値Z_i0（ｉ＝１〜５）を、制御装置13のメモリ
ーに格納する。また同時に制御装置13は、レーザ干渉計
14の出力に基づいてウエハーステージ３の位置を検出
し、そのデータをメモリーに格納する。

次に、ステツプ604で制御装置13は、そのカウンター
をｊ＝１にし、これに応答して、ステツプ602′の時刻
からΔｔ秒たった所定の位置で、ステツプ605に示すよ
うに、検出光学系（４〜11）により５つの測定点の面位
置の測定を行ない、得られた測定値Z_ij（ｉ＝１〜５）
を制御装置13のメモリーに格納すると同時に、この時の
ウエハーステージ３の位置を検出し、そのデータもメモ
リーに格納する。

ステツプ606では、ウエハーステージ３が所定位置
を通過したか否かを、レーザ干渉計14の出力に基づいて
判別し、もし、まだ通過していなければ、ステツプ607
に移り、カウンターをｉ＝２し、再度ステツプ605の測
定を行なう。このようにして、所定位置から所定位置
までウエハーステージ３が移動する間に、検出光学系
（４〜11）により、Ｎ回の面位置及びステージ位置測定
を行ない、Ｎ組の測定値Z_ij（ｉ＝１〜５）を得る。そ
して、ステツプ606で、ウエハーステージ３が所定位置
を通過したことが検出されると、ステツプ608で、メ
モリーに格納されているＮ組の測定値Z_i0〜Z_ij（ｉ＝１
〜５、ｊ＝Ｎ−１）とＮ個の位置データを使用し、横軸
にステージの位置座標、縦軸に面位置の測定値の座標を
取り、Ｎ個の位置データとＮ組の測定値とをプロツトし
て描かれる直線（１次関数）や曲線（２次関数）から、
目標位置における面位置の測定値Z_i（ｉ＝１〜５）を、
外挿によって求めるのと等価な数値計算を行ない、ステ
ージ移動完了時の測定値Z_i（ｉ＝１〜５）を予測する。
その後、ステツプ609で、これらの値Z_i（ｉ＝１〜５）
に基づいて、ウエハー２の被露光領域の最小自乗平面を
計算する。

以上説明した第５図で示す手順、第６図で示す手順に
おいて、ステツプ509、ステツプ610を実行する為にステ
ージ駆動装置12に対して指令信号を入力するか否かを、
例えば、第４図で示す時刻T₁、即ち目標位置の手前５μ
ｍの位置で検出光学系（４〜11）により得られる５つの
測定値に基づいて判断するようにすれば、ウエハーステ
ージ３の移動完了直前で、被露光領域の面位置に大きな
変化が生じた場合に、対処が可能となる。具体的には、
５つの測定値が示す面位置が、先のステツプで決定され
た最小自乗平面から殆どずれていない時には、ステージ
駆動装置12に先のステツプに基づいた指令信号を入力
し、５つの測定値が示す面位置が先のステツプで決定さ
れた最小自乗平面から許容できない程度ずれている時に
は、この５つの測定値により計算された最小自乗平面と
投影レンズ系１の焦平面の間隔及び被露光領域の傾き方
向と傾き量に応じた指令信号を、ステージ駆動装置12に
入力する。

また、上記各実施例において、露光を行なうまで、検
出光学系（４〜11）を常に駆動しておき、露光の対象と
なっている被露光領域の面位置をモニターし続けておく
のが好ましい。

上記各実施例では、ウエハー２の表面の面位置及び傾
きを検出し、補正しているが、本発明は、ウエハー２の
表面の面位置を検出し、補正するだけの装置や、逆にウ
エハー２の表面の傾きを検出し、補正するだけの装置に
も、当然適用される。また、ウエハー２の表面の面位置
や傾きを検出する検出器は、第１図に示す検出光学系
（４〜11）以外の周知の検出器を使用することもでき
る。更に、ウエハー２の表面を投影レンズ系の焦平面に
焦点させる機構も、ウエハーステージ３のＺステージを
動かす以外に、投影レンズ系１の焦点距離を変えたり、
投影レンズ系１と不図示のレチクルとを光軸AX方向に上
下動させたりする機構も採り得る。

以上説明した各実施例では、本発明を縮小投影露光装
置に適用しているが、本発明は、第１図に示した装置以
外のタイプの露光装置、例えば投影ミラー系によりパタ
ーン像を投影する装置や、レンズ及びミラーで構成した
投影光学系によりパターン像を投影する装置等に適用で
きる。また、本発明は、光学式の露光装置以外の、例え
ば電子ビームと電子レンズとを使用して、回路パターン
を描画したり或いは回路パターンを投影したりする電子
ビーム露光装置や、Ｘ線露光装置にも適用できる。

また、本発明は、露光装置以外の自動焦点合わせが要
求される光学機器に適用されうる。

〔発明の効果〕

以上、本発明によれば、ウエハー等の平板状物体を戴
置するステージの移動中に、平板状物体の表面の位置検
出や傾き検出を行い、その検出結果に基づいた平板状物
体の表面の位置や傾きの調整を完了するので、合焦動作
が短縮化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した縮小投影露光装置の一例を示
す部分的概略図、 第２図は被露光領域中に設定した各測定点の配置を示す
説明図、 第３図はウエハー上の被露光領域（シヨツト）の配列状
態を示す平面図、 第４図はウエハーステージ移動中の各測定点の測定値の
一例を示すグラフ図、 第５図は第１図の装置による合焦動作の一例を示すフロ
ーチャート図、 第６図は第１図の装置による合焦動作の他の例を示すフ
ローチャート図である。 １…縮小投影レンズ系 ２…ウエハー ３…ウエハーステージ ４…高輝度光源 ５…照明用レンズ ６…ピンホールをもつマスク ７…結像レンズ ８、９…折り曲げミラー 10…検出レンズ 11…２次元位置検出素子 12…ステージ駆動装置 13…制御装置 14…レーザ干渉計 21〜25…測定点 100…被露光領域（シヨツト）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−350925（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−102518（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−105232（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/027

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の被露光領域を有する平板上物体を移
   動して、順次、前記複数の被露光領域を投影光学系の露
   光位置に位置付け、露光する投影露光装置に用いられる
   自動焦点合せ方法において、 第１の被露光領域を前記露光位置に位置付け露光する段
   階と、 前記第１の被露光領域を露光後、第２の被露光領域を前
   記露光位置に位置付けるために前記平板状物体を移動さ
   せる間に、前記投影光学系の焦平面に対する前記平板状
   物体の姿勢を検出し、検出結果に基づいた前記平板状物
   体の姿勢の調整を完了する段階と を有することを特徴とする自動焦点位置合せ方法。