JPH01407A

JPH01407A - エツジ形状測定装置

Info

Publication number: JPH01407A
Application number: JP62-62065A
Authority: JP
Inventors: 裕二今井
Original assignee: 株式会社ニコン
Filing date: 1987-03-17
Publication date: 1989-01-05

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。

Description

【発明の詳細な説明】（発明の技術分野）本発明は半導体製造装置の縮小投影露光装置において用
いられるアライメント装置によってアライメントされる
マークのエツジ形状を測定する装置に関するものである
。

（発明の背景）アライメントマークの位置検出をする時、マークの有無
を検出する機能が優先されていたので、プロセスウェハ
の様にマークがいろいろのプロセスを経て、マークのエ
ツジ形状が変形した時、マークエツジの歪によりアライ
メント信号も同様に歪んでしまいアライメント精度を悪
くするという欠点があった。従って、マークエツジ形状
の情報によってアライメント信号を補正してやれば、ア
ライメント精度を低下することはないわけである。

（発明の目的）従って、本発明は、マークのエツジ形状を測定する装置
を得ることを目的とする。

（発明の概要）本発明は、被検出エツジ（７０°）を有する物体（７）
上に検出光束（１）を投影する投影手段（２，３，４，
５，６）と、前記光束と前記物体とを相対的に移動し、
前記光束によって前記エツジを走査せしめる走査手段（
８，１２）と、前記光束に基づく前記物体からの光を受
光する受光系を有し、前記エツジからの散乱光の空間的
広がりに対応した検出信号を出力する検出手段（６，５
，４，３，２，９，１０）と、を有することを特徴とす
るエツジ形状測定装置である。

（実施例）第１図は本発明を露光装置に応用した実施例であって、
アライメント光１が送光系（不図示）から送られて来て
ビームスプリッタ２、対物レンズ３、ミラー４を通り位
置Ｐに集光され、さらに、ミラー５で折り曲げられて、
投影レンズ６に入射する。投影レンズ６を通過したアラ
イメント光１は、ウェハ７上に設けられたアライメント
マーク７”を照射する。このとき、対物レンズ３の光軸
が投影レンズ６の入射瞳位置６ａにおいて投影レンズ６
の光軸に交差するようになっている。アライメント光１
は、アライメントマーク７′のエツジ部分（第４図の７
０°）において散乱光を発生する。発生した散乱光は、
投影レンズ６、ミラー５．４、対物レンズ３を通り、ビ
ームスプリッタ２で反射され、投影レンズ６の入射瞳位
置６ａに共役に配設した空間フィルター９へ入射する。

空間フィルター９は正反射光をカットし、散乱光成分の
みを通過させる構造を有している。空間フィルター９を
通過した散乱光は、すぐ後に散乱光の拡がり方向へ長手
方向を有するように配置したラインセンサ１０にて光電
変換される。ラインセンサ１０の光電変換信号は信号処
理ユニット１１へ送られ、信号処理ユニット１１は後述
のような信号処理を行う。信号ユニット１１は、ステー
ジ８を移動する駆動装置１２ヘステージ８の移動制御信
号を入力すると共に、座標検出器１３からステージ８の
座標位置を入力する。光電変換を行うラインセンサ１０
は第３図に示す様に、センサの長手方向に光電変換素子
が並んでいるから、空間フィルター９に対してラインセ
ンサ１０を第２図に示すように配置して、散乱光の広が
りと各光電変換素子上の強度を検出している。空間フィ
ルター９面上での散乱光の広がりは、アライメント光１
がアライメントマーク７′のエツジで発生させる散乱光
の散乱角に対応することができる。従って、信号制御ユ
ニット１１は、駆動装置１２へ移動制御信号を入力して
ステージ８を移動させ、アライメント光１によってアラ
イメントマーク７′上を走査させつつ、アライメント光
１とマーク７”の相対位置関係（座標検出器１３からの
座標位置による）に対するラインセンサ１０上の散乱光
成分の広がりと強度（ラインセンサ１０による）を求め
記憶する。散乱方向に対応するラインセンサの広がりと
マークエツジの傾きを示す散乱光が最も強いラインセン
サのポジションの関係をアライメント光とマークの相対
位置座標上に求めれば、アライメントマークのプロフィ
ールを知ることができる。これは、エツジ（段差）の傾
きが各場所で違う場合、光の散乱角も各場所で異なって
くることによる。すなわち、光が垂直入射の平行光の場
合、散乱角は反射・屈折の法則により決定されるから、
散乱光の広がりが光が照射された断面の傾きのバラツキ
を示し、散乱光の広がりの中で最も強度の高い分布を示
している角度が光が照射された断面の中で同一の傾きを
持つ最も広い面積を占めていることによる。アライメン
トマークのプロフィール（ステージの位置に対するアラ
イメントマークのエツジの傾き）を知ることが出来たら
次にあらかじめコンピュータ上に記憶させであるアライ
メントマークの設計値とを比較し、プロセスを経たこと
によるアライメントマークの崩れを求める。

次にマークの存在を示す散乱信号波形（散乱光の上記相
対位置関係に対する強度分布）から求められるマーク位
置から、アークの崩れによって起る散乱信号波形の歪に
よる誤差を引くことにより、正確なマークの位置座標を
求めることがてきる。

これは例えば、通常アライメントマークの形状は左右対
称なので、ステージの位置に対する信号も対称形になり
その中央部がアライメント位置になるが、マークの崩れ
によって非対称になるため、対称形信号の中央部を求め
る処理回路を通すと、アライメント位置がずれてしまう
から、このずれ量を補正するわけである。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、マークのエツジの形状を
求めることができる。従って、露光装置に適用すれば、
プロセスウェハのように、アライメントマークが崩れた
場合でも、マークの形状を知ることが出来るのみならず
、このマーク形状の崩れから起るアライメント位置の計
測誤差を補正することが出来、アライメント装置の精度
を向上させることが期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の実施例の構成図、第２図は
空間フィルターとラインセンサの位置関係を示す図、第
３図はラインセンサの受光部の拡大図、第４図はアライ
メントマークの被検出エツジによる散乱光の様子を示す
図、である。（主要部分の符号の説明）１・・・アライメント光２・・・ビームスプリンタ３・・・対物レンズ４．５・・・ミラー６・・・縮小投影レンズ７′・・・アライメントマーク８・・・ウェハステージ９・・・空間フィルター１０・・・ラインセンサ１１・・・信号処理ユニット１２・・・駆動装置７０゛・・・被検出エツジ

Claims

【特許請求の範囲】　被検出エッジを有する物体上に検出光束を投影する投
影手段と、前記光束と前記物体とを相対的に移動し、前記光束によ
って前記エッジを走査せしめる走査手段と、前記光束に基づく前記物体からの光を受光する受光系を
有し、前記エッジからの散乱光の空間的広がりに対応し
た検出信号を出力する検出手段と、を有することを特徴
とするエッジ形状測定装置。