JP3197629B2 - 光投影露光装置 - Google Patents
光投影露光装置Info
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光投影露光装置に関わ
り、とくに半導体ウェハにおけるマスクの位置合わせ精
度を向上することのできる光投影露光装置に関する。
り、とくに半導体ウェハにおけるマスクの位置合わせ精
度を向上することのできる光投影露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光投影露光装置においては、投影光学系
を介してステップアンドリピート法により、２次元に移
動可能なステージ上に載置された半導体ウェハ（ウェ
ハ）表面の感光剤（レジスト）にマスクパターンを転写
するようにしている。上記転写においては、ウェハ上に
既に転写されたパタ−ンに次ぎのマスクのパタ−ン像を
正確に重ね合わせる必要上、２次元のアライメント精度
には約０．２μｍ程度以下が要求されている。
を介してステップアンドリピート法により、２次元に移
動可能なステージ上に載置された半導体ウェハ（ウェ
ハ）表面の感光剤（レジスト）にマスクパターンを転写
するようにしている。上記転写においては、ウェハ上に
既に転写されたパタ−ンに次ぎのマスクのパタ−ン像を
正確に重ね合わせる必要上、２次元のアライメント精度
には約０．２μｍ程度以下が要求されている。
【０００３】上記アライメントには種々の方式が検討さ
れているが、現在では、ウェハにマスクのパタ−ン像を
投影する投影レンズを通してウェハ上のマークに光ビ−
ムを照射してマークからの反射光を投影レンズを介して
検出するＴＴＬ（Through The Lens）方式が主流になっ
ている。ＴＴＬ方式では、マスクパタ−ンの投影とウェ
ハマークの検出を共通の投影レンズを介して行うため、
倍率等の投影レンズの光学的特性の変化の影響が比較的
少ないことが特徴となっている。
れているが、現在では、ウェハにマスクのパタ−ン像を
投影する投影レンズを通してウェハ上のマークに光ビ−
ムを照射してマークからの反射光を投影レンズを介して
検出するＴＴＬ（Through The Lens）方式が主流になっ
ている。ＴＴＬ方式では、マスクパタ−ンの投影とウェ
ハマークの検出を共通の投影レンズを介して行うため、
倍率等の投影レンズの光学的特性の変化の影響が比較的
少ないことが特徴となっている。
【０００４】特開昭６０−８０２２３や特開平１−２２
７４３１号公報に開示のように、上記ＴＴＬ方式の光学
系は通常の光学顕微鏡と同様であり、落射照明による反
射光を検出するようにしている。図２は上記ＴＴＬ方式
によるパターン検出装置の光学系斜視図である。アライ
メント光源３０の光は光ファイバ２９を介してファイバ
端面２６よりパターン検出装置内へ導光される。ファイ
バ端面２６の出射光は集光レンズ２５，ハーフプリズム
２２，対物レンズ２１，取り込みミラー２０を介して、
投影レンズ２の入射瞳４０にファイバ端面２６の像を結
像され、ウェハ３上の合わせマーク４に集光落射照明さ
れる。
７４３１号公報に開示のように、上記ＴＴＬ方式の光学
系は通常の光学顕微鏡と同様であり、落射照明による反
射光を検出するようにしている。図２は上記ＴＴＬ方式
によるパターン検出装置の光学系斜視図である。アライ
メント光源３０の光は光ファイバ２９を介してファイバ
端面２６よりパターン検出装置内へ導光される。ファイ
バ端面２６の出射光は集光レンズ２５，ハーフプリズム
２２，対物レンズ２１，取り込みミラー２０を介して、
投影レンズ２の入射瞳４０にファイバ端面２６の像を結
像され、ウェハ３上の合わせマーク４に集光落射照明さ
れる。
【０００５】上記ファイバ端面像を入射瞳４０上に結像
させることにより、ウェハ３には平行ビームが照射され
る。これは一般的に顕微鏡等の照明光学系で採用されて
いる方法である。ウェハ３からの反射光は、投影レンズ
２を介してマスク１側に合わせマーク４の逆投影像を結
び、取り込みミラー２０によりパターン検出装置内へ導
かれ、対物レンズ２１，結像レンズ２３により像拡大さ
れて光検出器２４上に再結像される。光検出器２４は上
記再結像の検出信号よりウェハ３の位置を正確に検出す
る。
させることにより、ウェハ３には平行ビームが照射され
る。これは一般的に顕微鏡等の照明光学系で採用されて
いる方法である。ウェハ３からの反射光は、投影レンズ
２を介してマスク１側に合わせマーク４の逆投影像を結
び、取り込みミラー２０によりパターン検出装置内へ導
かれ、対物レンズ２１，結像レンズ２３により像拡大さ
れて光検出器２４上に再結像される。光検出器２４は上
記再結像の検出信号よりウェハ３の位置を正確に検出す
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】最近の半導体装置の微
細化に伴って、光投影露光装置のパターン検出精度は上
記０．２μｍから０．０４μｍ以下が要求されるように
なっている。このため、光投影露光装置のレンズの開口
数（Ｎ．Ａ）を上げ、同時に照明のコヒーレンシをあげ
て光学系の解像力を最大限に向上する努力が重ねられて
いる。
細化に伴って、光投影露光装置のパターン検出精度は上
記０．２μｍから０．０４μｍ以下が要求されるように
なっている。このため、光投影露光装置のレンズの開口
数（Ｎ．Ａ）を上げ、同時に照明のコヒーレンシをあげ
て光学系の解像力を最大限に向上する努力が重ねられて
いる。
【０００７】しかし、このような光学系では、僅かな温
度変化や外的ショックにより光軸変化が起こり、パター
ン検出装置の像が歪むことが大きな問題であった。図３
は上記光軸変化の影響を説明する光学系断面図である。
通常、投影レンズ２は、瞳位置４０と出射側主平面４１
の間隔が投影レンズ２の焦点距離ｆと一致するテレセン
トリックな光学系となっている。このため、ファイバ端
面２６の像を瞳４０上に結像させると、瞳４０上の点光
源はウェハ３に平行ビームとなって照明される。
度変化や外的ショックにより光軸変化が起こり、パター
ン検出装置の像が歪むことが大きな問題であった。図３
は上記光軸変化の影響を説明する光学系断面図である。
通常、投影レンズ２は、瞳位置４０と出射側主平面４１
の間隔が投影レンズ２の焦点距離ｆと一致するテレセン
トリックな光学系となっている。このため、ファイバ端
面２６の像を瞳４０上に結像させると、瞳４０上の点光
源はウェハ３に平行ビームとなって照明される。
【０００８】また、テレセントリックな光学系の場合、
ウェハ３への照明主光軸の入射角ψは、瞳４０上の位置
により決定されるので、瞳４０の中心に照射された光は
ウェハ３に垂直に照明される。図３（ａ）において、入
射光ａiは垂直入射の場合、入射光ｂi５１は垂直でない
場合を示している。通常の光学系ではウェハ３に対する
照明入射角は垂直である。入射光がｂiのように傾く
と、光ビ−ムは近軸でなくなる結果、光学系収差による
歪が発生する。
ウェハ３への照明主光軸の入射角ψは、瞳４０上の位置
により決定されるので、瞳４０の中心に照射された光は
ウェハ３に垂直に照明される。図３（ａ）において、入
射光ａiは垂直入射の場合、入射光ｂi５１は垂直でない
場合を示している。通常の光学系ではウェハ３に対する
照明入射角は垂直である。入射光がｂiのように傾く
と、光ビ−ムは近軸でなくなる結果、光学系収差による
歪が発生する。
【０００９】図３（ｂ）は合わせマーク４上に入射光ａ
i（垂直入射）を走査した場合における光検出器２４の
出力信号波形例であり、下側に伸びるパルス波形は合わ
せマーク４のエッジ部で反射光が減衰することを示して
いる。合わせマーク４の断面形状は対称であるので上記
検出信号もパルス波形も良好な対称性を示している。こ
れに対して同図（ｂ）では、入射光ｂiが合わせマーク
４に斜め入射するので、上記パルス波形は著しい非対称
性を示すようになる。合わせマーク４の位置は上記二つ
のパルス波形の中心位置として認識されるので、同図
（ｂ）のような非対称性が発生すると上記中心位置にず
れが発生したように誤認識される。
i（垂直入射）を走査した場合における光検出器２４の
出力信号波形例であり、下側に伸びるパルス波形は合わ
せマーク４のエッジ部で反射光が減衰することを示して
いる。合わせマーク４の断面形状は対称であるので上記
検出信号もパルス波形も良好な対称性を示している。こ
れに対して同図（ｂ）では、入射光ｂiが合わせマーク
４に斜め入射するので、上記パルス波形は著しい非対称
性を示すようになる。合わせマーク４の位置は上記二つ
のパルス波形の中心位置として認識されるので、同図
（ｂ）のような非対称性が発生すると上記中心位置にず
れが発生したように誤認識される。
【００１０】図４（ａ）に示すように、入射光ａi（垂
直入射）の場合にウェハ３がａの位置からｂの位置へΔ
ｄだけずれてフォーカスされると、投影レンズ２により
逆投影される像のフォーカス位置は、ａ′からｂ′へΔ
ｄ′だけ変化するが、この変化は光軸上の位置変化であ
るため、光検出器２４上の位置変化にはならない。しか
し、図４（ｂ）のように、入射光ｂi（斜め入射）では
反射光も傾いて光検出器２４に入射されるので、ウェハ
３の位置がａからｂに変化すると、光検出器２４上の投
影像の位置ずれ、即ち像シフトが発生する。本発明の目
的は、上記ウエハ入射光の傾きによるマーク検出の位置
ずれを自動的に補正することのできる光投影露光装置を
提供することにある。
直入射）の場合にウェハ３がａの位置からｂの位置へΔ
ｄだけずれてフォーカスされると、投影レンズ２により
逆投影される像のフォーカス位置は、ａ′からｂ′へΔ
ｄ′だけ変化するが、この変化は光軸上の位置変化であ
るため、光検出器２４上の位置変化にはならない。しか
し、図４（ｂ）のように、入射光ｂi（斜め入射）では
反射光も傾いて光検出器２４に入射されるので、ウェハ
３の位置がａからｂに変化すると、光検出器２４上の投
影像の位置ずれ、即ち像シフトが発生する。本発明の目
的は、上記ウエハ入射光の傾きによるマーク検出の位置
ずれを自動的に補正することのできる光投影露光装置を
提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、投影レンズの瞳位置と光学的に共役な関
係になっているアライメント光源の出射端からのアライ
メント照明光を上記投影レンズの瞳に入射してウエハ等
の被露光体にほぼ垂直入射し、その反射光を上記投影レ
ンズを介して光検出器に導いて被露光体上の合わせマー
クの位置を検出する光投影露光装置であって、上記アラ
イメント光源の出射端から出射されるアライメント照明
光の上記投影レンズに対する主光軸のズレを自動調整す
る手段を設け、該手段を、上記アライメント光源の出射
端からのアライメント照明光を投影レンズの瞳に入射し
て被露光体の合わせマークに照明した状態で、上記被露
光体にその高さ方向の位置変化を繰り返し与えて、その
都度、上記合わせマークからの反射光を上記投影レンズ
に入射して結像される光像についての上記光検出器上に
おける上記合わせマークの検出方向に対応する位置変化
を上記光検出器で検出し、該検出される位置変化を基に
上記アライメント光源の出射端の上記合わせマークの検
出方向に対応する位置を調整して上記光検出器上での位
置変化をゼロに収斂させるように構成したことを特徴と
する。また、本発明は、上記手段は、所望の範囲内にお
ける被露光体の高さ変化に対応させて上記光検出器から
検出される上記位置変化量を算出し、該算出される位置
変化量が所定の基準値を越える場合には上記位置変化量
を基に上記アライメント光源の出射端の位置補正量を算
出する算出手段と、該算出手段によって算出されたアラ
イメント光源の出射端の位置補正量に基いて上記アライ
メント光源の出射端の上記位置を補正する補正手段とで
構成したことを特徴とする。
に、本発明は、投影レンズの瞳位置と光学的に共役な関
係になっているアライメント光源の出射端からのアライ
メント照明光を上記投影レンズの瞳に入射してウエハ等
の被露光体にほぼ垂直入射し、その反射光を上記投影レ
ンズを介して光検出器に導いて被露光体上の合わせマー
クの位置を検出する光投影露光装置であって、上記アラ
イメント光源の出射端から出射されるアライメント照明
光の上記投影レンズに対する主光軸のズレを自動調整す
る手段を設け、該手段を、上記アライメント光源の出射
端からのアライメント照明光を投影レンズの瞳に入射し
て被露光体の合わせマークに照明した状態で、上記被露
光体にその高さ方向の位置変化を繰り返し与えて、その
都度、上記合わせマークからの反射光を上記投影レンズ
に入射して結像される光像についての上記光検出器上に
おける上記合わせマークの検出方向に対応する位置変化
を上記光検出器で検出し、該検出される位置変化を基に
上記アライメント光源の出射端の上記合わせマークの検
出方向に対応する位置を調整して上記光検出器上での位
置変化をゼロに収斂させるように構成したことを特徴と
する。また、本発明は、上記手段は、所望の範囲内にお
ける被露光体の高さ変化に対応させて上記光検出器から
検出される上記位置変化量を算出し、該算出される位置
変化量が所定の基準値を越える場合には上記位置変化量
を基に上記アライメント光源の出射端の位置補正量を算
出する算出手段と、該算出手段によって算出されたアラ
イメント光源の出射端の位置補正量に基いて上記アライ
メント光源の出射端の上記位置を補正する補正手段とで
構成したことを特徴とする。
【００１２】
【作用】上記アライメント光の入射角調節により被露光
体に対するアライメント光が垂直入射に近づくにつれ、
光検出器の合わせマ−ク検出信号波形の対称性が向上
し、合わせマ−クの位置情報誤差が減少する。投影レン
ズに対するアライメント光入射位置を変えることによ
り、被露光体に対する上記アライメント光の入射角度が
変化する。
体に対するアライメント光が垂直入射に近づくにつれ、
光検出器の合わせマ−ク検出信号波形の対称性が向上
し、合わせマ−クの位置情報誤差が減少する。投影レン
ズに対するアライメント光入射位置を変えることによ
り、被露光体に対する上記アライメント光の入射角度が
変化する。
【００１３】また、アライメント光を導く光ファイバの
端部の位置を変えることにより投影レンズに対するアラ
イメント光入射位置が変化する。また、被露光体と投影
レンズ間の距離を変えることにより合わせマ−ク検出信
号波形が非対称に変化する。また、被露光体と投影レン
ズ間の距離を変えることにより得られる複数の合わせマ
−ク検出信号波形より投影レンズに対するアライメント
光の入射位置補正量が算出される。
端部の位置を変えることにより投影レンズに対するアラ
イメント光入射位置が変化する。また、被露光体と投影
レンズ間の距離を変えることにより合わせマ−ク検出信
号波形が非対称に変化する。また、被露光体と投影レン
ズ間の距離を変えることにより得られる複数の合わせマ
−ク検出信号波形より投影レンズに対するアライメント
光の入射位置補正量が算出される。
【００１４】
【実施例】まず、図５を用いて本発明による光投影露光
装置のパターン検出装置の動作を原理的に説明する。ウ
ェハ３はＺステージ５２上に載置され、その位置は常に
Ｘ／Ｙ測長系１１とＺ測長系１１′とにより位置制御さ
れる。なお、ステージはＸステージ６，Ｙステージ７、
Ｚステージ５１，５２により３方向に移動可能に構成さ
れている。また、ファイバ端面２６と、投影レンズ２の
瞳位置４０とは光学的に共役となっている。
装置のパターン検出装置の動作を原理的に説明する。ウ
ェハ３はＺステージ５２上に載置され、その位置は常に
Ｘ／Ｙ測長系１１とＺ測長系１１′とにより位置制御さ
れる。なお、ステージはＸステージ６，Ｙステージ７、
Ｚステージ５１，５２により３方向に移動可能に構成さ
れている。また、ファイバ端面２６と、投影レンズ２の
瞳位置４０とは光学的に共役となっている。
【００１５】ウェハ３がａの位置にある場合には、ウエ
ハ３からの反射光は実線で示すようにａ′，ａ″で結像
を繰り返して光検出器２４で位置検知される。同様に、
ウェハ３がｂの位置になると、点線で示すようにｂ′，
ｂ″と結像して、最終的に若干ディフォーカスしながら
光検出器２４で位置検知される。ウェハ３に対する入射
光が図３のｂiのように傾斜している場合には、上記ウ
ェハ３のＺ方向位置変化Δｄに対応して光検出器２４上
の結像位置が変化する。
ハ３からの反射光は実線で示すようにａ′，ａ″で結像
を繰り返して光検出器２４で位置検知される。同様に、
ウェハ３がｂの位置になると、点線で示すようにｂ′，
ｂ″と結像して、最終的に若干ディフォーカスしながら
光検出器２４で位置検知される。ウェハ３に対する入射
光が図３のｂiのように傾斜している場合には、上記ウ
ェハ３のＺ方向位置変化Δｄに対応して光検出器２４上
の結像位置が変化する。
【００１６】そこで本発明では、上記光検出器２４上の
位置変化を減少させるようにファイバ端面２６の位置を
調整する。このため、ウェハ３にＺ方向の位置変化Δｄ
を繰り返し与えて、その都度、光検出器２４上の位置変
化を検出してファイバ端面２６の位置を調整し、光検出
器２４上の位置変化をゼロに収斂させるようにする。
位置変化を減少させるようにファイバ端面２６の位置を
調整する。このため、ウェハ３にＺ方向の位置変化Δｄ
を繰り返し与えて、その都度、光検出器２４上の位置変
化を検出してファイバ端面２６の位置を調整し、光検出
器２４上の位置変化をゼロに収斂させるようにする。
【００１７】なお、本発明においては原理的にアライメ
ント光源３０の出射光の位置を制御できればよいのであ
るから、上記ファイバ端面２６の位置を調整する代わり
にアライメント光源３０の出射端位置を調整できる他の
光学的手段を用いようにすることもできる。この他、光
検出器２４出力の歪量の変化から照明光軸の傾きを検知
する方法も考えられるが、上記歪は合わせマーク４の非
対称性や検出光軸のズレ等によっても発生するので、こ
の方法には要因の区別が困難という問題が伴う。
ント光源３０の出射光の位置を制御できればよいのであ
るから、上記ファイバ端面２６の位置を調整する代わり
にアライメント光源３０の出射端位置を調整できる他の
光学的手段を用いようにすることもできる。この他、光
検出器２４出力の歪量の変化から照明光軸の傾きを検知
する方法も考えられるが、上記歪は合わせマーク４の非
対称性や検出光軸のズレ等によっても発生するので、こ
の方法には要因の区別が困難という問題が伴う。
【００１８】図１は本発明による光投影露光装置のパタ
ーン検出装置実施例の斜視図である。実際の光投影露光
装置では、互いに直交する２軸のパターン検出装置によ
りウェハ３を２次元的に位置決めしているが、各軸に対
する位置決め方法は同様なので、図１では１軸分のみを
表現している。ウェハ３を載置するステージは、駆動モ
ータ、Ｙモータ１０，Ｘモータ９，Ｚモータ８等により
それぞれ駆動されるＹステージ７，Ｘステージ６，Ｚス
テージ５１，５２により３方向に移動可能となってい
る。
ーン検出装置実施例の斜視図である。実際の光投影露光
装置では、互いに直交する２軸のパターン検出装置によ
りウェハ３を２次元的に位置決めしているが、各軸に対
する位置決め方法は同様なので、図１では１軸分のみを
表現している。ウェハ３を載置するステージは、駆動モ
ータ、Ｙモータ１０，Ｘモータ９，Ｚモータ８等により
それぞれ駆動されるＹステージ７，Ｘステージ６，Ｚス
テージ５１，５２により３方向に移動可能となってい
る。
【００１９】また、Ｚステージ５２上には棒ミラー１
２，１２′が配置され、それぞれの位置が光学的な測長
系１１により計測される。なお、Ｚ方向にも同様な測長
系が設けられるが、図１では省略されている。以下、本
発明によるアライメントの手順について説明する。アラ
イメント光源３０からの光は光ファイバ２９を介しその
ファイバ端面２６より出射される。
２，１２′が配置され、それぞれの位置が光学的な測長
系１１により計測される。なお、Ｚ方向にも同様な測長
系が設けられるが、図１では省略されている。以下、本
発明によるアライメントの手順について説明する。アラ
イメント光源３０からの光は光ファイバ２９を介しその
ファイバ端面２６より出射される。
【００２０】ファイバ端面２６の像は、集光レンズ２
５，ハーフプリズム２２，対物レンズ２１、取り込みミ
ラー２０を介して、投影レンズ２の瞳位置４０上に結像
し、ウェハ３の合わせマーク４上に集光照射される。マ
ーク４からの反射検出光は、取り込みミラー２０により
パターン検出装置内へ導かれ、対物レンズ２１，結像レ
ンズ２３により拡大されて光検出器２４上に結像され
る。
５，ハーフプリズム２２，対物レンズ２１、取り込みミ
ラー２０を介して、投影レンズ２の瞳位置４０上に結像
し、ウェハ３の合わせマーク４上に集光照射される。マ
ーク４からの反射検出光は、取り込みミラー２０により
パターン検出装置内へ導かれ、対物レンズ２１，結像レ
ンズ２３により拡大されて光検出器２４上に結像され
る。
【００２１】上記光検出器２４の出力信号はＡ／Ｄ回路
５０によりディジタル変換され、演算回路５１により合
わせマーク４の位置が検出される。ＣＰＵ５５は上記合
わせマーク４の位置信号よりファイバ端面２６を取りつ
けた光源ステージ２７の位置補正信号を生成し、光源モ
ータ駆動回路５２を介して光源ステージ駆動用のモータ
２８を制御する。図１において、ウェハ３に対する照明
主光軸が傾いていると、点線で示すようにファイバ端面
２６の中心と投影レンズ２の瞳４０中心がｂ点にデセン
ターする。
５０によりディジタル変換され、演算回路５１により合
わせマーク４の位置が検出される。ＣＰＵ５５は上記合
わせマーク４の位置信号よりファイバ端面２６を取りつ
けた光源ステージ２７の位置補正信号を生成し、光源モ
ータ駆動回路５２を介して光源ステージ駆動用のモータ
２８を制御する。図１において、ウェハ３に対する照明
主光軸が傾いていると、点線で示すようにファイバ端面
２６の中心と投影レンズ２の瞳４０中心がｂ点にデセン
ターする。
【００２２】図６は上記光軸の補正手順を示すフローチ
ャ−トである。まず、ウェハ３上の合わせマーク４を光
学系の検出視野内に移動し、ウェハ３の高さＺｉを初期
状態＋５μｍ相当位置に位置決めする。次いで、合わせ
マーク４の位置を検出して検出結果Ｘｉを得、Ｚｉとと
もにＸｉをＣＰＵ５５にデータセーブする。次いで、Ｚ
位置を所定ステップ（例えば１μｍ）づつ−５μｍ迄変
化させて、各Ｚ位置のＸｉを対応するＺｉとともにＣＰ
Ｕ５５にデータセーブする。
ャ−トである。まず、ウェハ３上の合わせマーク４を光
学系の検出視野内に移動し、ウェハ３の高さＺｉを初期
状態＋５μｍ相当位置に位置決めする。次いで、合わせ
マーク４の位置を検出して検出結果Ｘｉを得、Ｚｉとと
もにＸｉをＣＰＵ５５にデータセーブする。次いで、Ｚ
位置を所定ステップ（例えば１μｍ）づつ−５μｍ迄変
化させて、各Ｚ位置のＸｉを対応するＺｉとともにＣＰ
Ｕ５５にデータセーブする。
【００２３】ＣＰＵ５５は上記Ｚｉ，Ｘｉの全データよ
り、上記Ｚ位置変化に対応するＸｉの変化量α、すなわ
ちウェハ３のフォーカス変化による位置検出結果の変化
量を算出し、このα値が所定の基準値Ａを越える場合に
は光源位置補正量βを算出する。光源位置補正量βは、
ファイバ端面２６と瞳位置４０間の光学倍率を用いて算
出式することができる。
り、上記Ｚ位置変化に対応するＸｉの変化量α、すなわ
ちウェハ３のフォーカス変化による位置検出結果の変化
量を算出し、このα値が所定の基準値Ａを越える場合に
は光源位置補正量βを算出する。光源位置補正量βは、
ファイバ端面２６と瞳位置４０間の光学倍率を用いて算
出式することができる。
【００２４】ＣＰＵ５５は光源位置補正量βにより光源
モータ駆動回路５２を介してモータ２８を駆動し、ファ
イバ端面２６の位置を補正する。この結果、光軸はｂ点
から実線で示す瞳４０の中心ａに移動する。次いで、ウ
ェハ３のＺ位置を初期化して、Ｘｉの変化量αを再度求
めて光軸が正しく補正されたか否かを確認し、不十分で
あれば上記の補正手順をα＜Ａとなる迄くり返すように
する。なお、上記の説明においては、Ｘ方向の光軸補正
のみについて説明したが、Ｙ方向に付いても同様の補正
を行う。
モータ駆動回路５２を介してモータ２８を駆動し、ファ
イバ端面２６の位置を補正する。この結果、光軸はｂ点
から実線で示す瞳４０の中心ａに移動する。次いで、ウ
ェハ３のＺ位置を初期化して、Ｘｉの変化量αを再度求
めて光軸が正しく補正されたか否かを確認し、不十分で
あれば上記の補正手順をα＜Ａとなる迄くり返すように
する。なお、上記の説明においては、Ｘ方向の光軸補正
のみについて説明したが、Ｙ方向に付いても同様の補正
を行う。
【００２５】
【発明の効果】本発明により、ウエハ等の試料に照射さ
れる合わせマ−ク検出光の光軸状態を自動的に正しく補
正し合わせマ−ク検出信号の波形歪を低減できるので、
合わせマ−クの位置検出誤差を大幅に低減した光投影露
光装置のパターン検出装置を提供することができる。ま
た上記光軸の自動補正により、温度変化や機械的ショッ
ク等により発生する合わせマ−クの位置検出誤差を低減
できるので、光投影露光装置の解像度を向上することが
できる。
れる合わせマ−ク検出光の光軸状態を自動的に正しく補
正し合わせマ−ク検出信号の波形歪を低減できるので、
合わせマ−クの位置検出誤差を大幅に低減した光投影露
光装置のパターン検出装置を提供することができる。ま
た上記光軸の自動補正により、温度変化や機械的ショッ
ク等により発生する合わせマ−クの位置検出誤差を低減
できるので、光投影露光装置の解像度を向上することが
できる。
【図１】本発明による光投影露光装置実施例の斜視図で
ある。
ある。
【図２】従来の光投影露光装置におけるパターン検出装
置の斜視図である。
置の斜視図である。
【図３】光投影露光装置におけるパターン検出光の光軸
ずれを説明する光学系断面図と合わせマ−ク検出波形図
である。
ずれを説明する光学系断面図と合わせマ−ク検出波形図
である。
【図４】（ａ）光投影露光装置におけるパターン検出光
のフォーカス変化の影響を説明する光学系断面図であ
る。
のフォーカス変化の影響を説明する光学系断面図であ
る。
【図５】 本発明による光投影露光装置のパターン検出
装置の断面図である。
装置の断面図である。
【図６】 本発明による光軸の自動補正手順を示すフロ
ーチャ−トである。
ーチャ−トである。
１…マスク、２…投影レンズ、３…ウェハ、４…合わせ
マーク、５１、５２…Ｚステージ、８…Ｚモータ、１１
…測長系、２１…対物レンズ、２３…結像レンズ、２４
…光検出器、２６…ファイバ端面、２７…光源ステー
ジ、２８…光源駆動モータ、２９…光ファイバ、５１…
演算回路、５２…光源モータ駆動回路、５３…Ｚモータ
駆動回路、５５…ＣＰＵ。
マーク、５１、５２…Ｚステージ、８…Ｚモータ、１１
…測長系、２１…対物レンズ、２３…結像レンズ、２４
…光検出器、２６…ファイバ端面、２７…光源ステー
ジ、２８…光源駆動モータ、２９…光ファイバ、５１…
演算回路、５２…光源モータ駆動回路、５３…Ｚモータ
駆動回路、５５…ＣＰＵ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青柳 正美 茨城県勝田市市毛882番地の２ 日立計 測エンジニアリング株式会社内 審査官 星野 浩一 (56)参考文献 特開 平２−47822（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 9/02
Claims (2)
- 【請求項１】投影レンズの瞳位置と光学的に共役な関係
になっているアライメント光源の出射端からのアライメ
ント照明光を上記投影レンズの瞳に入射してウエハ等の
被露光体にほぼ垂直入射し、その反射光を上記投影レン
ズを介して光検出器に導いて被露光体上の合わせマーク
の位置を検出する光投影露光装置であって、上記アライメント光源の出射端から出射されるアライメ
ント照明光の上記投影レンズに対する主光軸のズレを自
動調整する手段を設け、該手段を、上記アライメント光
源の出射端からのアライメント照明光を投影レンズの瞳
に入射して被露光体の合わせマークに照明した状態で、
上記被露光体にその高さ方向の位置変化を繰り返し与え
て、その都度、上記合わせマークからの反射光を上記投
影レンズに入射して結像される光像についての上記光検
出器上における上記合わせマークの検出方向に対応する
位置変化を上記光検出器で検出し、該検出される位置変
化を基に上記アライメント光源の出射端の上記合わせマ
ークの検出方向に対応する位置を調整して上記光検出器
上での位置変化をゼロに収斂させるように構成した こと
を特徴とする光投影露光装置。 - 【請求項２】請求項１記載の手段は、所望の範囲内にお
ける被露光体の高さ変化に対応させて上記光検出器から
検出される上記位置変化量を算出し、該算出される位置
変化量が所定の基準値を越える場合には上記位置変化量
を基に上記アライメント光源の出射端の位置補正量を算
出する算出手段と、該算出手段によって算出されたアラ
イメント光源の出射端の位置補正量に基いて上記アライ
メント光源の出射端の上記位置を補正する補正手段とで
構成したことを特徴とする光投影露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28037292A JP3197629B2 (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 光投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28037292A JP3197629B2 (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 光投影露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06132197A JPH06132197A (ja) | 1994-05-13 |
| JP3197629B2 true JP3197629B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=17624101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28037292A Expired - Fee Related JP3197629B2 (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 光投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3197629B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1398670A3 (en) * | 2002-09-13 | 2009-03-25 | ASML Netherlands B.V. | A method of aligning a substrate, a computer program and a device manufacturing method |
| TWI234189B (en) | 2002-09-13 | 2005-06-11 | Asml Netherlands Bv | A method of aligning a substrate, a computer readable medium, a device manufacturing method and a device manufactured thereby |
-
1992
- 1992-10-20 JP JP28037292A patent/JP3197629B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06132197A (ja) | 1994-05-13 |
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