JP3023893B2 - 角度ずれ検出方法およびその装置と露光装置 - Google Patents
角度ずれ検出方法およびその装置と露光装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、入射光の光強度を検出する検出器と、該検
出器への入射光を制限するための入射光制限手段とを備
える角度ずれ検出装置に関する。
出器への入射光を制限するための入射光制限手段とを備
える角度ずれ検出装置に関する。
露光装置においては、露光パターンが形成されたマス
クと露光がなされるウエハとをきわめて高い精度で位置
決めする必要がある。
クと露光がなされるウエハとをきわめて高い精度で位置
決めする必要がある。
第15図は露光装置の概略図である。
同図において、1501はマスク、1502はレジストが塗布
されたウエハ、1503はウエハ1502を保持して移動可能な
移動台、1504はマスク1501とウエハ1502上に描かれたパ
ターンの位置ずれを検出するアライメント光学系、1505
はマスク1501、アライメント光学系1504、ウエハ移動台
1503その他を取り付けた架台である。1506はシンクロト
ロン放射光等の露光に供される照明光束の主光線の１部
を示す。
されたウエハ、1503はウエハ1502を保持して移動可能な
移動台、1504はマスク1501とウエハ1502上に描かれたパ
ターンの位置ずれを検出するアライメント光学系、1505
はマスク1501、アライメント光学系1504、ウエハ移動台
1503その他を取り付けた架台である。1506はシンクロト
ロン放射光等の露光に供される照明光束の主光線の１部
を示す。
第16図は第15図に示した装置の一部の拡大図である。
同図において、1601はマスク1501上のマスクパターン
であり、例えば、照明光源がＸ線であるとすれば、金の
吸収体で構成される。1602はウエハ1502上に既に形成さ
れたパターンであり、1603はその上に塗布されたレジス
トである。マスク1051上のパターン1601とウエハ1502上
のパターン1602とが正しく重なり合うように露光される
ためには、照明光束1506の方向によって定まるマスクパ
ターンの転写位置と、ウエハに形成されているパターン
とのずれδ１がゼロとなるように、ウエハ1502とマスク
1501の位置が調整されなければならない。したがって、
第15図のアライメント光学系1504の計測の基準（光軸）
は照明光束1506の方向と一致しているのが望ましいが、
もし一致していなくても、次のような補正をすることに
よって、照明光束1506の方向によって定められるずれ量
を計測することが可能である。
であり、例えば、照明光源がＸ線であるとすれば、金の
吸収体で構成される。1602はウエハ1502上に既に形成さ
れたパターンであり、1603はその上に塗布されたレジス
トである。マスク1051上のパターン1601とウエハ1502上
のパターン1602とが正しく重なり合うように露光される
ためには、照明光束1506の方向によって定まるマスクパ
ターンの転写位置と、ウエハに形成されているパターン
とのずれδ１がゼロとなるように、ウエハ1502とマスク
1501の位置が調整されなければならない。したがって、
第15図のアライメント光学系1504の計測の基準（光軸）
は照明光束1506の方向と一致しているのが望ましいが、
もし一致していなくても、次のような補正をすることに
よって、照明光束1506の方向によって定められるずれ量
を計測することが可能である。
すなわち、第16図に示すように、アライメント光学系
の計測の基準となるべき直線1604と、照明光束1506の方
向を示す直線1605とがなす角をθとし、ウエハ1502とマ
スク1501との距離（プロキシミティギャップ）をＧとす
ると、 δ＝θ・Ｇ なるδを用いて、アライメント光学系によって計測され
たずれ量δ２を補正することにより、照明光束の方向に
よって定まるずれ量δ１に換算することができる。
の計測の基準となるべき直線1604と、照明光束1506の方
向を示す直線1605とがなす角をθとし、ウエハ1502とマ
スク1501との距離（プロキシミティギャップ）をＧとす
ると、 δ＝θ・Ｇ なるδを用いて、アライメント光学系によって計測され
たずれ量δ２を補正することにより、照明光束の方向に
よって定まるずれ量δ１に換算することができる。
δ１＋δ２＝δ しかしながら、この場合、プロキシミティギャップＧ
の値は既知でなくてはならず、このＧの見積り誤差Δｇ
がある場合は ε＝θ・Δｇ なるεは、補正できない誤差の１つとなる。
の値は既知でなくてはならず、このＧの見積り誤差Δｇ
がある場合は ε＝θ・Δｇ なるεは、補正できない誤差の１つとなる。
例えばΔｇ＝２μｍの場合、｜ε｜＜0.002μｍとな
るためには、 ｜θ｜≦1mrad でなければならない。
るためには、 ｜θ｜≦1mrad でなければならない。
第17図は転写を行なうための位置決め用の光もしくは
露光光の光軸が露光装置の基準軸と一致しているかどう
かを検出する機構の従来例の構成を示す図である。中央
部に直径ｄのピンホールがそれぞれ設けられた２個のピ
ンホール板1701,1702を各ピンホール板1701,1702に設け
られたピンホールと露光装置の基準軸とが一致するよう
に所定の距離Ｌ離して設け、各ピンホール板1701,1702
を通った光を検出器1703にて検出し、その出力強度から
位置決め用の光の光軸や露光光の光軸のずれ量を検出す
るものである。
露光光の光軸が露光装置の基準軸と一致しているかどう
かを検出する機構の従来例の構成を示す図である。中央
部に直径ｄのピンホールがそれぞれ設けられた２個のピ
ンホール板1701,1702を各ピンホール板1701,1702に設け
られたピンホールと露光装置の基準軸とが一致するよう
に所定の距離Ｌ離して設け、各ピンホール板1701,1702
を通った光を検出器1703にて検出し、その出力強度から
位置決め用の光の光軸や露光光の光軸のずれ量を検出す
るものである。
第18図は非測定光軸と露光装置の基準軸とがなす角度
θと検出器1703の出力強度とを示す図である。検出器17
03の出力強度は、被測定光軸と上記基準軸とが一致し、
角度θが０であるときに最大値となり、角度θが生じた
ときには、その出力強度は低下し、その出力強度曲線は
上記最大値を中心とした対照的なものとなる。
θと検出器1703の出力強度とを示す図である。検出器17
03の出力強度は、被測定光軸と上記基準軸とが一致し、
角度θが０であるときに最大値となり、角度θが生じた
ときには、その出力強度は低下し、その出力強度曲線は
上記最大値を中心とした対照的なものとなる。
上述した従来の角度決め機構においては、最大値以外
（角度θが生じた場合）の所定の出力値となる角度が２
通りある。このため、検出器の出力値からだけでは各光
軸のずれ量およびずれの向きがわからず、露光装置の姿
勢調整が困難であり、検出器出力から入射角を得ようと
する場合には、角度決め機構を全体に角度を振って最大
値をとる角度を求める必要があり、煩雑であるという問
題点がある。また、検出精度を高める場合には、d/Lの
値（ここで、Ｌは各ピンホール板の間の距離、ｄはピン
ホールの直径）を小さくする必要があるが、この値を小
さくすると露光装置の基準軸に合わせることが困難にな
るという問題点がある。
（角度θが生じた場合）の所定の出力値となる角度が２
通りある。このため、検出器の出力値からだけでは各光
軸のずれ量およびずれの向きがわからず、露光装置の姿
勢調整が困難であり、検出器出力から入射角を得ようと
する場合には、角度決め機構を全体に角度を振って最大
値をとる角度を求める必要があり、煩雑であるという問
題点がある。また、検出精度を高める場合には、d/Lの
値（ここで、Ｌは各ピンホール板の間の距離、ｄはピン
ホールの直径）を小さくする必要があるが、この値を小
さくすると露光装置の基準軸に合わせることが困難にな
るという問題点がある。
本発明は上記従来技術が有する問題点に鑑みてなされ
たものであって、検出器出力から露光装置の基準軸と光
軸のずれ量および向きを容易に判断することができる角
度ずれ検出機構を実現することを目的とする。
たものであって、検出器出力から露光装置の基準軸と光
軸のずれ量および向きを容易に判断することができる角
度ずれ検出機構を実現することを目的とする。
本発明の角度ずれ検出方法は、 入射光の光強度を検出する検出器の出力に基づいて入
射光の角度ずれを検出する方法であって、くさび型スリ
ットを用いて入射光の制限をし、予め定められる角度ず
れ検出領域においては、前記入射光の光軸と基準軸とが
成す入射角度に応じて入射光量を連続的に増加または減
少させ、角度ずれ検出領域外においては、入射光の光軸
が角度ずれ検出領域のいずれの方向にずれているかによ
り入射光量を遮蔽または所定の光量にすることを特徴と
する。
射光の角度ずれを検出する方法であって、くさび型スリ
ットを用いて入射光の制限をし、予め定められる角度ず
れ検出領域においては、前記入射光の光軸と基準軸とが
成す入射角度に応じて入射光量を連続的に増加または減
少させ、角度ずれ検出領域外においては、入射光の光軸
が角度ずれ検出領域のいずれの方向にずれているかによ
り入射光量を遮蔽または所定の光量にすることを特徴と
する。
本発明の角度ずれ検出装置は、入射光の光強度を検出
する検出器と、該検出器への入射光を制限するための入
射光制限手段とが設けられており、 入射光の入射方向順に設けられた、入射光の光軸と直
交する面に沿った第１方向に関して入射光の制限を行う
ための開口が設けられたスリットと、開口部の前記面に
沿った第２方向の大きさが前記第１方向の位置に応じて
増加または減少するくさび型スリットによって入射光制
限手段が構成されている。
する検出器と、該検出器への入射光を制限するための入
射光制限手段とが設けられており、 入射光の入射方向順に設けられた、入射光の光軸と直
交する面に沿った第１方向に関して入射光の制限を行う
ための開口が設けられたスリットと、開口部の前記面に
沿った第２方向の大きさが前記第１方向の位置に応じて
増加または減少するくさび型スリットによって入射光制
限手段が構成されている。
この場合、前記入射光制限手段を介することなく入射
光強度を検出する第２の検出器が設けられていることと
してもよい。
光強度を検出する第２の検出器が設けられていることと
してもよい。
上記のいずれの方法または装置において、前記入射光
はＸ線であることとしてもよい。
はＸ線であることとしてもよい。
本発明の露光装置は、上記のいずれかに記載の角度ず
れ検出装置を有し、該角度ずれ検出装置によってマスク
とウエハとの位置合わせ用の光、あるいは実際に露光を
行う露光光の入射角度ずれを検出することを特徴とす
る。
れ検出装置を有し、該角度ずれ検出装置によってマスク
とウエハとの位置合わせ用の光、あるいは実際に露光を
行う露光光の入射角度ずれを検出することを特徴とす
る。
本発明の露光装置は、上記のいずれかに記載の角度ず
れ検出装置を有し、該角度ずれ検出装置によってマスク
とウエハとの位置合わせ用の光、あるいは実際に露光を
行う露光光の入射角度ずれを検出することを特徴とす
る。
れ検出装置を有し、該角度ずれ検出装置によってマスク
とウエハとの位置合わせ用の光、あるいは実際に露光を
行う露光光の入射角度ずれを検出することを特徴とす
る。
検出器に入射される入射光量は、入射光制限手段によ
って角度ずれ検出領域に入射されるときには、入射光の
光軸と基準軸とが成す入射角度に応じて連続的に増加ま
たは減少したものとなるので、検出器の出力強度によっ
て入射光の入射角度を判断することができる。角度ずれ
検出領域から外れて入射される場合には、そのずれてい
る方向に応じて入射光量が制限されるため、ずれている
方向を判断することができる。
って角度ずれ検出領域に入射されるときには、入射光の
光軸と基準軸とが成す入射角度に応じて連続的に増加ま
たは減少したものとなるので、検出器の出力強度によっ
て入射光の入射角度を判断することができる。角度ずれ
検出領域から外れて入射される場合には、そのずれてい
る方向に応じて入射光量が制限されるため、ずれている
方向を判断することができる。
また、ピンホール板と角度検出型の検出器とを用いる
場合には、ピンホール板に設けられた孔と検出器におけ
る検出角度から入射光の入射角度を判断することができ
る。
場合には、ピンホール板に設けられた孔と検出器におけ
る検出角度から入射光の入射角度を判断することができ
る。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は本発明の第１の参考例の要部構成を示す図で
ある。
ある。
図中、１はナイフエッジ、２は略中央部に高さ方向の
長さがＷである矩形状の開口2aを有し、ナイフエッジ１
とともに入射光制限手段を構成するスリット、３は検出
器である。
長さがＷである矩形状の開口2aを有し、ナイフエッジ１
とともに入射光制限手段を構成するスリット、３は検出
器である。
ナイフエッジ１は、そのエッジ部分が露光装置の基準
軸４上となるように設けられ、スリット２はナイフエッ
ジ１と間隔Ｌを有し、その開口2aの中心を基準軸４が通
るように設けられている。このため、角度決め用の光や
露光光である入射光５が基準軸４と一致している場合の
検出器３の出力強度は、ナイフエッジ１が設けられない
ときの出力強度I0の1/2となる。
軸４上となるように設けられ、スリット２はナイフエッ
ジ１と間隔Ｌを有し、その開口2aの中心を基準軸４が通
るように設けられている。このため、角度決め用の光や
露光光である入射光５が基準軸４と一致している場合の
検出器３の出力強度は、ナイフエッジ１が設けられない
ときの出力強度I0の1/2となる。
第２図は、基準軸４と入射光５とが成す入射角度θ
と、検出器３の出力強度の関係を示す図である。
と、検出器３の出力強度の関係を示す図である。
入射光５のビーム径が開口2aの長さＷよりも十分大き
なものとし、第１図中の上方への傾きを正方向とする。
この場合、検出器３の出力強度は入射角度θが−W/LとW
/Lの間において０からI0まで直線的に増加し、入射角度
θが−W/L以下の場合の出力強度は０、入射角度θがW/L
以上の傾きの場合の出力強度はI0となる。このため、入
射角度θが角度ずれ検出領域となる±W/Lの間であれば
検出器３の出力強度から入射角度θを求めることがで
き、また、入射角度θが±W/Lの範囲外であっても、正
負いずれの方向にずれているかを判断することができ
る。
なものとし、第１図中の上方への傾きを正方向とする。
この場合、検出器３の出力強度は入射角度θが−W/LとW
/Lの間において０からI0まで直線的に増加し、入射角度
θが−W/L以下の場合の出力強度は０、入射角度θがW/L
以上の傾きの場合の出力強度はI0となる。このため、入
射角度θが角度ずれ検出領域となる±W/Lの間であれば
検出器３の出力強度から入射角度θを求めることがで
き、また、入射角度θが±W/Lの範囲外であっても、正
負いずれの方向にずれているかを判断することができ
る。
このような角度検出を行なうときの検出範囲は、長さ
Ｗを1mm、間隔Ｌを100mmとすると±10mardとなる。ま
た、このときの検出精度は検出器３の精度に依存するも
のとなり、例えば検出器３の精度が±１％であれば±0.
1mradの精度にて角度検出を行なうことが可能となる。
Ｗを1mm、間隔Ｌを100mmとすると±10mardとなる。ま
た、このときの検出精度は検出器３の精度に依存するも
のとなり、例えば検出器３の精度が±１％であれば±0.
1mradの精度にて角度検出を行なうことが可能となる。
本参考例においては、１方向のみの角度検出を行なう
ものについて示したが、パターン転写角度ずれを２次元
方向で小さくするためには入射光の入射角度を２方向で
検出する必要がある。このような場合には、第１図に示
したものを直交するように２組設置することにより、２
方向の角度検出を行なうことができる。
ものについて示したが、パターン転写角度ずれを２次元
方向で小さくするためには入射光の入射角度を２方向で
検出する必要がある。このような場合には、第１図に示
したものを直交するように２組設置することにより、２
方向の角度検出を行なうことができる。
第３図乃至第５図のそれぞれは、第１図に示したよう
な角度ずれ検出機構33を、シンクロトロン放射光による
露光が行なわれるＸ線露光装置に組込んだ構成例を示す
ものである。
な角度ずれ検出機構33を、シンクロトロン放射光による
露光が行なわれるＸ線露光装置に組込んだ構成例を示す
ものである。
第３図乃至第５図のいずれに示したものにおいても、
不図示のシンクロトロン放射光装置にて発生したシンク
ロトロン放射光31によって露光が行なわれるものであ
り、露光に関わる動作はいずれも同様であるため、露光
動作についての主要部には同一の番号を付して以下に説
明を行なう。
不図示のシンクロトロン放射光装置にて発生したシンク
ロトロン放射光31によって露光が行なわれるものであ
り、露光に関わる動作はいずれも同様であるため、露光
動作についての主要部には同一の番号を付して以下に説
明を行なう。
シンクロトロン放射光31は、Ｘ線透過窓32を介して露
光チャンバ39に入射する。露光チャンバ39内のシンクロ
トロン放射光31の入射領域には、マスクチャック34,ウ
エハチャック40にそれぞれ吸着保持されるマスク35,ウ
エハ36が角度するように構成されている。上記のマスク
チャック34,ウエハチャック40のそれぞれは、マスクス
テージ37,ウエハステージ38上に設けられており、移動
可能とされている。
光チャンバ39に入射する。露光チャンバ39内のシンクロ
トロン放射光31の入射領域には、マスクチャック34,ウ
エハチャック40にそれぞれ吸着保持されるマスク35,ウ
エハ36が角度するように構成されている。上記のマスク
チャック34,ウエハチャック40のそれぞれは、マスクス
テージ37,ウエハステージ38上に設けられており、移動
可能とされている。
第３図に示したものにおいては、角度ずれ検出機構33
はマスクチャック34の外周部に露光チャンバ39の基準軸
と平行に設けられている。露光はマスク25の中心部を通
る光によってなされるため、このような構成とした場合
には露光動作中にも角度決め用の光（不図示）やシンク
ロトロン放射光31等の入射光と上記基準軸との角度ずれ
量や角度ずれの方向を検出することができる。なお、第
３図中のＸ線透過窓32は、角度ずれ検出装置33にもシン
クロトロン放射光31が照射されるように通常のものより
も面積の大きなものが用いられている。
はマスクチャック34の外周部に露光チャンバ39の基準軸
と平行に設けられている。露光はマスク25の中心部を通
る光によってなされるため、このような構成とした場合
には露光動作中にも角度決め用の光（不図示）やシンク
ロトロン放射光31等の入射光と上記基準軸との角度ずれ
量や角度ずれの方向を検出することができる。なお、第
３図中のＸ線透過窓32は、角度ずれ検出装置33にもシン
クロトロン放射光31が照射されるように通常のものより
も面積の大きなものが用いられている。
第４図に示したものにおいては、角度ずれ検出機構33
は取付板41に固設されている。露光チャンバ39の据えつ
け調整時にマスク35またはウエハ36の代わりにマスクチ
ャック34またはウエハチャック40にチャッキングされて
角度ずれ検出を行なうものであり、第４図にはマスクチ
ャック34にチャッキングされた状態が示されている。角
度ずれ検出が行なわれた後の実際の露光動作時には取り
外される。このような構成とした場合には、露光チャン
バ39に特別な手段を構じる必要がない（例えば、Ｘ線透
過窓32として通常の大きさのものを用いることができ
る）。
は取付板41に固設されている。露光チャンバ39の据えつ
け調整時にマスク35またはウエハ36の代わりにマスクチ
ャック34またはウエハチャック40にチャッキングされて
角度ずれ検出を行なうものであり、第４図にはマスクチ
ャック34にチャッキングされた状態が示されている。角
度ずれ検出が行なわれた後の実際の露光動作時には取り
外される。このような構成とした場合には、露光チャン
バ39に特別な手段を構じる必要がない（例えば、Ｘ線透
過窓32として通常の大きさのものを用いることができ
る）。
第５図に示したものにおいては、角度ずれ検出機構33
1,332がシンクロトロン放射光装置と露光チャンバとを
結ぶビームライン51に露光チャンバ39の基準軸と平行に
設けられている。角度ずれ検出機構331はＸ線透過窓32
とシンクロトロン放射光装置との間に設けられ、角度ず
れ検出機構332はＸ線透過窓32と露光チャンバ39との間
に設けられている。これらの各角度ずれ検出機構331,33
2はいずれか一方のみを設ければよいが、いずれの場合
においても露光装置の状態に拘らずにシンクロトロン放
射光31の角度ずれ検出を行なうことができる。また、角
度ずれ検出機構331のようにシンクロトロン放射光装置
とＸ線透過窓32の間に設けた場合には、第４図示のもの
と同様にＸ線透過窓32として通常の大きさのものを用い
ることができる。なお、角度ずれ検出機構は必ずしも露
光装置の基準軸と平行に設ける必要はなく、該基準軸に
対して角度を有する場合には、角度に応じて検出器出力
を補正してもよい。
1,332がシンクロトロン放射光装置と露光チャンバとを
結ぶビームライン51に露光チャンバ39の基準軸と平行に
設けられている。角度ずれ検出機構331はＸ線透過窓32
とシンクロトロン放射光装置との間に設けられ、角度ず
れ検出機構332はＸ線透過窓32と露光チャンバ39との間
に設けられている。これらの各角度ずれ検出機構331,33
2はいずれか一方のみを設ければよいが、いずれの場合
においても露光装置の状態に拘らずにシンクロトロン放
射光31の角度ずれ検出を行なうことができる。また、角
度ずれ検出機構331のようにシンクロトロン放射光装置
とＸ線透過窓32の間に設けた場合には、第４図示のもの
と同様にＸ線透過窓32として通常の大きさのものを用い
ることができる。なお、角度ずれ検出機構は必ずしも露
光装置の基準軸と平行に設ける必要はなく、該基準軸に
対して角度を有する場合には、角度に応じて検出器出力
を補正してもよい。
第６図は本発明の第１の実施例の要部構成を示す図で
ある。
ある。
本実施例は、スリット61、スリット61とともに入射光
制限手段を構成するくさび型スリット62および検出器63
により構成されて入射光65の角度ずれ検出を行なうもの
で、これらは基準軸64に沿って順に設けられている。ス
リット61には入射光65の高さ方向を制限する細長い開口
が設けられ、くさび型スリット62には、検出器63の出力
強度を入射光65の入射角度θに応じたものとするための
高さがｈであり、上方が広く、下方が狭まる逆三角形状
の開口が設けられている。スリット61およびくさび型ス
リット62は、間隔Ｌを有し、また、基準軸64がそれぞれ
の開口の中心を通るように配置されている。
制限手段を構成するくさび型スリット62および検出器63
により構成されて入射光65の角度ずれ検出を行なうもの
で、これらは基準軸64に沿って順に設けられている。ス
リット61には入射光65の高さ方向を制限する細長い開口
が設けられ、くさび型スリット62には、検出器63の出力
強度を入射光65の入射角度θに応じたものとするための
高さがｈであり、上方が広く、下方が狭まる逆三角形状
の開口が設けられている。スリット61およびくさび型ス
リット62は、間隔Ｌを有し、また、基準軸64がそれぞれ
の開口の中心を通るように配置されている。
第７図は、入射光65の入射角度θと検出器63の出力強
度の関係を示す図である。
度の関係を示す図である。
検出器63の出力強度は、入射角度θが角度ずれ検出領
域となる−h/Lとh/Lの間においてはI0から０まで直線的
に減少し、入射角度θが−h/L以下であればI0、入射角
度θがh/L以上であれば０となる。このため、第１の実
施例のものと同様に、検出器63の出力強度から入射角度
θの大きさや、入射光65がいずれの方向にずれているか
を判断することができる。
域となる−h/Lとh/Lの間においてはI0から０まで直線的
に減少し、入射角度θが−h/L以下であればI0、入射角
度θがh/L以上であれば０となる。このため、第１の実
施例のものと同様に、検出器63の出力強度から入射角度
θの大きさや、入射光65がいずれの方向にずれているか
を判断することができる。
第６図に示した実施例においては、くさび型スリット
62は逆三角形状の開口を有するものとして説明したが、
この開口部の形状を異ならせることにより、検出器63の
入射角度θに対する出力強度特性を異ならせることがで
きる。
62は逆三角形状の開口を有するものとして説明したが、
この開口部の形状を異ならせることにより、検出器63の
入射角度θに対する出力強度特性を異ならせることがで
きる。
第８図（ａ）にはＶ字状の切欠きが一部設けられたく
さび型スリット81が示され、第８図（ｂ）には切欠き部
の辺が曲線状に加工されたくさび型スリット82が示され
ている。第９図（ａ），（ｂ）はそれぞれ第６図中のく
さび型スリット62の代わりに第８図（ａ），（ｂ）に示
した各くさび型スリット81,82を用いた場合の検出器63
の入射角度θに対する出力強度特性を示す図である。
さび型スリット81が示され、第８図（ｂ）には切欠き部
の辺が曲線状に加工されたくさび型スリット82が示され
ている。第９図（ａ），（ｂ）はそれぞれ第６図中のく
さび型スリット62の代わりに第８図（ａ），（ｂ）に示
した各くさび型スリット81,82を用いた場合の検出器63
の入射角度θに対する出力強度特性を示す図である。
各くさび型スリット81,82の切欠き部の高さをW1とす
ると、くさび型スリット81を用いた場合においては、検
出器63の出力強度は、入射角度θが−W1/LとW1/Lの間で
は第９図（ａ）に示すようにI0から０まで直線的に減少
する。くさび型スリット82を用いた場合においては、検
出器63の出力強度は、入射角度θが−W1/LとW1/Lの間で
はI0から０まで連続的に減少するが、その減少の度合は
第９図（ｂ）に示すように部分的に異なるものとなる。
これはくさび型スリット82の切欠き部の辺が曲線状に加
工され、該切欠き部の横方向の長さが非線形に変化する
ことによる。このように構成されたくさび型スリット82
を用いて角度ずれ検出を行なう場合には、入射光65と基
準軸64との角度ずれが０となる付近での検出強度の変化
が急激なものとなり、この付近での角度検出精度を向上
することができる。
ると、くさび型スリット81を用いた場合においては、検
出器63の出力強度は、入射角度θが−W1/LとW1/Lの間で
は第９図（ａ）に示すようにI0から０まで直線的に減少
する。くさび型スリット82を用いた場合においては、検
出器63の出力強度は、入射角度θが−W1/LとW1/Lの間で
はI0から０まで連続的に減少するが、その減少の度合は
第９図（ｂ）に示すように部分的に異なるものとなる。
これはくさび型スリット82の切欠き部の辺が曲線状に加
工され、該切欠き部の横方向の長さが非線形に変化する
ことによる。このように構成されたくさび型スリット82
を用いて角度ずれ検出を行なう場合には、入射光65と基
準軸64との角度ずれが０となる付近での検出強度の変化
が急激なものとなり、この付近での角度検出精度を向上
することができる。
第10図は本発明の第２の参考例の要部構成を示す図で
ある。
ある。
第１図および第６図に示したものにおいては、検出強
度から角度ずれ検出を行なうものであるため、入射光強
度が変動した場合には角度ずれ検出にも誤差が生じてし
まう。この入射光強度の変動は、第３図乃至第５図にそ
れぞれ示したような、露光光としてシンクロトロン放射
光を用いるＸ線露光装置で生じやすいものであるため、
特に問題となる。
度から角度ずれ検出を行なうものであるため、入射光強
度が変動した場合には角度ずれ検出にも誤差が生じてし
まう。この入射光強度の変動は、第３図乃至第５図にそ
れぞれ示したような、露光光としてシンクロトロン放射
光を用いるＸ線露光装置で生じやすいものであるため、
特に問題となる。
本参考例は、入射光強度をモニタし、これに対する検
出強度の割合いから角度ずれ検出を行なうものである。
出強度の割合いから角度ずれ検出を行なうものである。
第10図中のナイフエッジ101,スリット1021,検出器103
1および基準軸1041のそれぞれは、第１図中のナイフエ
ッジ1,スリット2,検出器３および基準軸４のそれぞれと
同様に構成され、配置されている。本参考例においては
これらのもののほかに、第２の検出器としてスリット10
21および検出器1031のそれぞれと同様のものであり、基
準軸1041と平行な基準軸1042に対して設けられたスリッ
ト1022および検出器1032が設けられている。
1および基準軸1041のそれぞれは、第１図中のナイフエ
ッジ1,スリット2,検出器３および基準軸４のそれぞれと
同様に構成され、配置されている。本参考例においては
これらのもののほかに、第２の検出器としてスリット10
21および検出器1031のそれぞれと同様のものであり、基
準軸1041と平行な基準軸1042に対して設けられたスリッ
ト1022および検出器1032が設けられている。
検出器1031においては第１図に示した第１の参考例で
行なわれる角度ずれ検出と同様の光検出が行なわれ、検
出器1032においては、入射光（不図示）の強度検出が、
その入射角度θに依存することなく行なわれる。
行なわれる角度ずれ検出と同様の光検出が行なわれ、検
出器1032においては、入射光（不図示）の強度検出が、
その入射角度θに依存することなく行なわれる。
本参考例のものにおいては、検出器1031の出力を検出
器1032の出力にて割った結果の値（以下、角度ずれ値と
称す）により角度ずれ検出が行なわれる。
器1032の出力にて割った結果の値（以下、角度ずれ値と
称す）により角度ずれ検出が行なわれる。
第11図は、上記の角度ずれ値と入射角度θとの関係を
示す図である。
示す図である。
本実施例のものにおいては、入射光強度が変動して
も、角度ずれ検出精度を変わらないものとすることがで
き、常に高精度な角度ずれ検出を行なうことができる。
も、角度ずれ検出精度を変わらないものとすることがで
き、常に高精度な角度ずれ検出を行なうことができる。
なお、入射光強度は実際に検出器により検出するもの
として説明したが、間接的に入射光強度を検出する（例
えば、管球Ｘ線ならば加速電圧、電流等をモニタする
等）ものとしてもよい。
として説明したが、間接的に入射光強度を検出する（例
えば、管球Ｘ線ならば加速電圧、電流等をモニタする
等）ものとしてもよい。
第12図は本発明の第２の実施例の要部構成を示す図で
ある。
ある。
本実施例は、第２の参考例における入射光強度をモニ
タする代わりに、検出強度の入射角依存性が相補的に異
なる検出器を２つ組合わせて使用することにより、入射
光強度の変動による角度ずれ検出誤差をなくするもので
ある。
タする代わりに、検出強度の入射角依存性が相補的に異
なる検出器を２つ組合わせて使用することにより、入射
光強度の変動による角度ずれ検出誤差をなくするもので
ある。
本実施例は、基準軸1241に対して順に設けられたスリ
ット1211,くさび型スリット1221および検出器1231と、
基準軸1241と平行な基準軸1242に対して順に設けられた
スリット1212,くさび型スリット1222および検出器1232
から構成されている。各スリット1211,1212と各くさび
型スリット1221,1222とは第６図に示した第２の実施例
と同様に間隔Ｌを離して設置される。各くさび型スリッ
ト1221,1222には高さがｈである開口が設けられている
が、くさび型スリット1221に設けられる開口は、上方が
広く、下方に狭まる逆三角形状のものであり、くさび型
スリット1222に設けられる開口は、下方が広く、上方に
狭まる三角形状のものである。各くさび型スリット12
21,1222に設けられる各開口は、その横幅の和が各高さ
において一定となるように形成されているため、各検出
器1231,1232にて検出される入射光（不図示）の検出強
度の和も入射角度θに関わずに一定となる。
ット1211,くさび型スリット1221および検出器1231と、
基準軸1241と平行な基準軸1242に対して順に設けられた
スリット1212,くさび型スリット1222および検出器1232
から構成されている。各スリット1211,1212と各くさび
型スリット1221,1222とは第６図に示した第２の実施例
と同様に間隔Ｌを離して設置される。各くさび型スリッ
ト1221,1222には高さがｈである開口が設けられている
が、くさび型スリット1221に設けられる開口は、上方が
広く、下方に狭まる逆三角形状のものであり、くさび型
スリット1222に設けられる開口は、下方が広く、上方に
狭まる三角形状のものである。各くさび型スリット12
21,1222に設けられる各開口は、その横幅の和が各高さ
において一定となるように形成されているため、各検出
器1231,1232にて検出される入射光（不図示）の検出強
度の和も入射角度θに関わずに一定となる。
本実施例は、検出器1232（検出器1231でもよい）の検
出強度を、各検出器1231,1232の検出強度の和によって
割った結果の角度ずれ値により角度ずれ検出を行なうも
のであり、第13図は該角度ずれ値と入射角度θとの関係
を示す図である。
出強度を、各検出器1231,1232の検出強度の和によって
割った結果の角度ずれ値により角度ずれ検出を行なうも
のであり、第13図は該角度ずれ値と入射角度θとの関係
を示す図である。
本実施例のものにおいても第10図に示した第２の参考
例と同様、入射光強度の変動に関わずに高精度な角度ず
れ検出を行なうことができる。
例と同様、入射光強度の変動に関わずに高精度な角度ず
れ検出を行なうことができる。
以上述べた参考例または実施例中の検出器には、可視
光あるいは紫外光を検出するものとしてはフォトダイオ
ード、光電子増倍管等を用いることができ、Ｘ線を検出
するものとしては比例計数管、半導体検出器、光電子増
倍管、マイクロチャンネルプレート等を用いることがで
きるため、各種露光装置の角度決めを行なうことができ
る。
光あるいは紫外光を検出するものとしてはフォトダイオ
ード、光電子増倍管等を用いることができ、Ｘ線を検出
するものとしては比例計数管、半導体検出器、光電子増
倍管、マイクロチャンネルプレート等を用いることがで
きるため、各種露光装置の角度決めを行なうことができ
る。
第14図は本発明の第３の参考例の要部構成を示す図で
ある。
ある。
本参考例は、入射光143の進行方向に順に設置された
中央部に小孔が設けられたピンホール板141と２次元的
にアレイ化された角度検出型の検出器142を用いて角度
ずれ検出を行なうものである。
中央部に小孔が設けられたピンホール板141と２次元的
にアレイ化された角度検出型の検出器142を用いて角度
ずれ検出を行なうものである。
ピンホール板141と検出器142とは露光装置の基準軸
（不図示）と平行に間隔Ｌを離して設置されている。こ
の場合、ピンホール板141に設けられる小孔の径および
検出器142の角度分解能を10μｍとし、間隔Ｌを100mmと
すると、入射光143の２方向に関する入射角度を0.1mrad
の精度で検出することができる。
（不図示）と平行に間隔Ｌを離して設置されている。こ
の場合、ピンホール板141に設けられる小孔の径および
検出器142の角度分解能を10μｍとし、間隔Ｌを100mmと
すると、入射光143の２方向に関する入射角度を0.1mrad
の精度で検出することができる。
本参考例のものにおいては、２個の構成部品で２次元
の角度ずれ検出を行なうことができるため、角度ずれ検
出機構を小型化かつ簡略化することができる。また、上
記のような角度検出器としては、CCD,PSD（角度検出型
フォトダイオード）、マルチアノード比例計数管等があ
り、いずれを用いてもよい。
の角度ずれ検出を行なうことができるため、角度ずれ検
出機構を小型化かつ簡略化することができる。また、上
記のような角度検出器としては、CCD,PSD（角度検出型
フォトダイオード）、マルチアノード比例計数管等があ
り、いずれを用いてもよい。
本発明は以上説明したように構成されているので、以
下に記載するような効果を奏する。
下に記載するような効果を奏する。
請求項１に記載の方法および請求項２にそれぞれ記載
のものにおいては、検出器と、該検出器への入射光量を
入射角度および向きに応じて制限する入射光制限手段を
設けたことにより、検出器の出力強度から入射光の角度
ずれ量およびずれている方向を検出することができる効
果がある。
のものにおいては、検出器と、該検出器への入射光量を
入射角度および向きに応じて制限する入射光制限手段を
設けたことにより、検出器の出力強度から入射光の角度
ずれ量およびずれている方向を検出することができる効
果がある。
請求項６に記載のものにおいては、小型化かつ簡略化
された角度ずれ検出機構を備える露光装置を実現するこ
とができる効果がある。
された角度ずれ検出機構を備える露光装置を実現するこ
とができる効果がある。
第１図は本発明の第１の参考例の要部構成を示す図、第
２図は第１の参考例における入射角度θと検出器３の出
力強度の関係を示す図、第３図乃至第５図のそれぞれ
は、第１の参考例を露光装置に組み込んだ構成例を示す
図、第６図は本発明の第１の実施例の要部構成を示す
図、第７図は第１の実施例におけるθと検出器63の出力
強度との関係を示す図、第８図（ａ），（ｂ）はそれぞ
れ第６図中のくさび型スリット62の変形例であるくさび
型スリット81,82の形状を示す図、第９図（ａ），
（ｂ）はそれぞれ第８図（ａ），（ｂ）に示した各くさ
び型スリット81,82を使用した場合の入射角度θと検出
器63の出力強度の関係を示す図、第10図は本発明の第２
の参考例の要部構成を示す図、第11図は第２の参考例に
おける入射角度θと角度ずれ値との関係を示す図、第12
図は本発明の第２の実施例の要部構成を示す図、第13図
は第２の実施例における入射角度θと角度ずれ値との関
係を示す図、第14図は本発明の第３の参考例の要部構成
を示す図、第15図は従来の露光装置の概略構成を示す
図、第16図は従来の角度ずれ検出の検出原理を説明する
ための図、第17図は角度ずれ検出器項の従来例の構成を
示す図、第18図は従来例における入射角度θと検出器17
03の出力強度の関係を示す図である。 1,101……ナイフエッジ、 2,61,1021,1022,1211,1212……スリット、 3,63,1031,1032,1231,1232,142……検出器、 4,64,1041,1042,1241,1242……基準軸、 5,65,143……入射光、 62,81,82,1221,1222……くさび型スリット、 141……ピンホール板。
２図は第１の参考例における入射角度θと検出器３の出
力強度の関係を示す図、第３図乃至第５図のそれぞれ
は、第１の参考例を露光装置に組み込んだ構成例を示す
図、第６図は本発明の第１の実施例の要部構成を示す
図、第７図は第１の実施例におけるθと検出器63の出力
強度との関係を示す図、第８図（ａ），（ｂ）はそれぞ
れ第６図中のくさび型スリット62の変形例であるくさび
型スリット81,82の形状を示す図、第９図（ａ），
（ｂ）はそれぞれ第８図（ａ），（ｂ）に示した各くさ
び型スリット81,82を使用した場合の入射角度θと検出
器63の出力強度の関係を示す図、第10図は本発明の第２
の参考例の要部構成を示す図、第11図は第２の参考例に
おける入射角度θと角度ずれ値との関係を示す図、第12
図は本発明の第２の実施例の要部構成を示す図、第13図
は第２の実施例における入射角度θと角度ずれ値との関
係を示す図、第14図は本発明の第３の参考例の要部構成
を示す図、第15図は従来の露光装置の概略構成を示す
図、第16図は従来の角度ずれ検出の検出原理を説明する
ための図、第17図は角度ずれ検出器項の従来例の構成を
示す図、第18図は従来例における入射角度θと検出器17
03の出力強度の関係を示す図である。 1,101……ナイフエッジ、 2,61,1021,1022,1211,1212……スリット、 3,63,1031,1032,1231,1232,142……検出器、 4,64,1041,1042,1241,1242……基準軸、 5,65,143……入射光、 62,81,82,1221,1222……くさび型スリット、 141……ピンホール板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−72611（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−163637（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−75835（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−78451（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−68149（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−117721（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027
Claims (6)
- 【請求項１】入射光の光強度を検出する検出器の出力に
基づいて入射光の角度ずれを検出する方法であって、く
さび型スリットを用いて入射光の制限をし、予め定めら
れる角度ずれ検出領域においては、前記入射光の光軸と
基準軸とが成す入射角度に応じて入射光量を連続的に増
加または減少させ、角度ずれ検出領域外においては、入
射光の光軸が角度ずれ検出領域のいずれの方向にずれて
いるかにより入射光量を遮蔽または所定の光量にするこ
とを特徴とする角度ずれ検出方法。 - 【請求項２】入射光の光強度を検出する検出器と、該検
出器への入射光を制限するための入射光制限手段とが設
けられており、 入射光の入射方向順に設けられた、入射光の光軸と直交
する面に沿った第１方向に関して入射光の制限を行うた
めの開口が設けられたスリットと、開口部の前記面に沿
った第２方向の大きさが前記第１方向の位置に応じて増
加または減少するくさび型スリットによって入射光制限
手段が構成されている角度ずれ検出装置。 - 【請求項３】請求項２記載の角度ずれ検出装置におい
て、 前記入射光制限手段を介することなく入射光強度を検出
する第２の検出器が設けられている角度ずれ検出装置。 - 【請求項４】前記入射光はＸ線である請求項１記載の角
度ずれ検出方法。 - 【請求項５】前記入射光はＸ線である請求項２または請
求項３のいずれかに記載の角度ずれ検出装置。 - 【請求項６】請求項２または請求項３のいずれかに記載
の角度ずれ検出装置を有し、該角度ずれ検出装置によっ
てマスクとウエハとの位置合わせ用の光、あるいは実際
に露光を行う露光光の入射角度ずれを検出することを特
徴とする露光装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2202531A JP3023893B2 (ja) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | 角度ずれ検出方法およびその装置と露光装置 |
| EP91307008A EP0469880B1 (en) | 1990-08-01 | 1991-07-31 | Angle detecting device and optical apparatus, such as exposure apparatus, employing the same |
| DE69126378T DE69126378T2 (de) | 1990-08-01 | 1991-07-31 | Winkelmesseinrichtung und optische Geräte, wie Belichtungsvorrichtungen, die diese verwenden |
| US08/277,352 US5400386A (en) | 1990-08-01 | 1994-07-19 | Angle detecting device and optical apparatus, such as exposure apparatus, employing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2202531A JP3023893B2 (ja) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | 角度ずれ検出方法およびその装置と露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0488621A JPH0488621A (ja) | 1992-03-23 |
| JP3023893B2 true JP3023893B2 (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=16459041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2202531A Expired - Fee Related JP3023893B2 (ja) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | 角度ずれ検出方法およびその装置と露光装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5400386A (ja) |
| EP (1) | EP0469880B1 (ja) |
| JP (1) | JP3023893B2 (ja) |
| DE (1) | DE69126378T2 (ja) |
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| JP3540174B2 (ja) * | 1998-10-12 | 2004-07-07 | ウシオ電機株式会社 | 斜めから光を照射するプロキシミティ露光方法 |
| JP2009302399A (ja) | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Canon Inc | 露光装置およびデバイス製造方法 |
| US10386313B2 (en) | 2016-09-29 | 2019-08-20 | Bruker Jv Israel Ltd. | Closed-loop control of X-ray knife edge |
| US10634628B2 (en) | 2017-06-05 | 2020-04-28 | Bruker Technologies Ltd. | X-ray fluorescence apparatus for contamination monitoring |
| CN111198093B (zh) * | 2018-11-16 | 2021-11-26 | 志圣工业股份有限公司 | 曝光光角量测设备 |
| US11740356B2 (en) * | 2020-06-05 | 2023-08-29 | Honeywell International Inc. | Dual-optical displacement sensor alignment using knife edges |
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|---|---|---|---|---|
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| US3508833A (en) * | 1967-01-11 | 1970-04-28 | Honeywell Inc | Aim assessment apparatus |
| US3935450A (en) * | 1974-07-12 | 1976-01-27 | Eli Lilly And Company | Apparatus and method for aligning x-ray diffraction camera |
| US4018532A (en) * | 1975-09-24 | 1977-04-19 | Nasa | Sun direction detection system |
| JPS57127821A (en) * | 1981-01-30 | 1982-08-09 | Hitachi Ltd | Spectrophotometer |
| US4636080A (en) * | 1984-05-07 | 1987-01-13 | At&T Bell Laboratories | Two-dimensional imaging with line arrays |
| FR2565451B1 (fr) * | 1984-05-30 | 1986-08-22 | Thomson Cgr | Procede de controle de la position du foyer d'un tube radiogene et dispositif de controle mettant en oeuvre ce procede |
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