JPH03262902A - Focusing method - Google Patents

Focusing method

Info

Publication number
JPH03262902A
JPH03262902A JP2061484A JP6148490A JPH03262902A JP H03262902 A JPH03262902 A JP H03262902A JP 2061484 A JP2061484 A JP 2061484A JP 6148490 A JP6148490 A JP 6148490A JP H03262902 A JPH03262902 A JP H03262902A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
mask
light
mark
projection lens
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.)
Pending
Application number
JP2061484A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoriyuki Ishibashi
石橋 頼幸
Mitsuo Tabata
光雄 田畑
Tatsuhiko Touki
達彦 東木
Toru Tojo
徹 東條
Toshikazu Yoshino
芳野 寿和
Susumu Saito
晋 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Topcon Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Topcon Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Topcon Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2061484A priority Critical patent/JPH03262902A/en
Publication of JPH03262902A publication Critical patent/JPH03262902A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To accurately detect the defocusing of a projection lens on the surface of a wafer by converging light beams from masks which are generated by light irradiation on wafer marks formed on the wafer and causing them to interfere with each other, and detecting the reflected and diffracted light. CONSTITUTION:Mask marks 11 and 12 provided on a mask 10 at a specific distance l are irradiated with 1st and 2nd light beams and the two diffracted light beams generated by the marks 11 and 12 are converged on a mark 31 on a wafer 30 through a projection lens 20 to interfere with each other; and the diffracted light from the mark 31 is detected to obtain a 1st optical heterodyne detection signal of frequency (f1-f2), and the position shift between the mark and wafer can be detected. Further, while the position shift is corrected, one mark 12 of the mask 10 is irradiated with a 3rd light beam and an intermediate point between the marks 11 and 12 is irradiated with a 4th light beam; and the diffracted light from the mark 12 and the 4th light beam are converged on the mark 31 through a lens 20 to interfere with each other and thus a 2nd optical heterodyne detection signal of frequency (f1-f2) is obtained to detect the defocusing on the wafer surface.

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、マスクに形成されたパターンをウェハ上に投
影露光する投影露光装置において、投影レンズに対する
ウェハの焦点ずれを光学的に検出して補正する焦点合わ
せ方法に関する。
Detailed Description of the Invention [Objective of the Invention] (Industrial Field of Application) The present invention is a projection exposure apparatus that projects and exposes a pattern formed on a mask onto a wafer. This invention relates to a focusing method that detects and corrects the

(従来の技術) 従来、パターン転写に供される投影露光装置において、
レンズ系1こ対するウェハの焦点ずれを検出する方法と
しては、第3図に示す方法が知られている。この方法で
は、光源から出た光がウェハ表面に斜めに入射したとき
、その反射光がPSD (半導体装置検出器)で受光さ
れる。
(Prior Art) Conventionally, in a projection exposure apparatus used for pattern transfer,
As a method for detecting the defocus of a wafer with respect to a lens system, the method shown in FIG. 3 is known. In this method, when light emitted from a light source is obliquely incident on the wafer surface, the reflected light is received by a PSD (semiconductor device detector).

ウェハ面の上下方向の移動に伴い、PSD上での反射光
の位置が変化する。従って、PSDの出力が変化するの
で、ウェハ面の上下方向の位置が検出できる。なお、図
中1はマスク(レチクル)、2は投影レンズ、3はウェ
ハ、4は光源、5 ハP S D 、 6 ハZ テー
ブル、7は2方向アクチユエータ、8はXテーブルを示
している。
As the wafer surface moves in the vertical direction, the position of the reflected light on the PSD changes. Therefore, since the output of the PSD changes, the vertical position of the wafer surface can be detected. In the figure, 1 is a mask (reticle), 2 is a projection lens, 3 is a wafer, 4 is a light source, 5 is a PSD, 6 is a Z table, 7 is a two-direction actuator, and 8 is an X table.

しかしながら、この種の方法にあっては次のような問題
があった。即ち、上下方向の位置検出に用いる光は、投
影レンズを通すことなくウェハに直接入射させ、その反
射光をPSDで直接検出している。このため、検出光学
系に対するウェハの上下位置は検出できるものの、投影
レンズの結像点に対しての位置ずれ(焦点ずれ)が確実
に測定できているとはいえない。従って、マスクパター
ンをウェハに解像度良く転写することは困難である。
However, this type of method has the following problems. That is, the light used for vertical position detection is directly incident on the wafer without passing through a projection lens, and the reflected light is directly detected by the PSD. Therefore, although the vertical position of the wafer with respect to the detection optical system can be detected, it cannot be said that the positional deviation (focal deviation) with respect to the imaging point of the projection lens can be reliably measured. Therefore, it is difficult to transfer a mask pattern onto a wafer with good resolution.

(発明が解決しようとする課題) このように従来、ウェハ表面に斜めに光を照射しその反
射光をPSDで検出して焦点ずれを求める方法では、ウ
ェハ面が正確に投影レンズの結像位置にあるか判断する
ことはできず、ウェハ面に解像性の良いパターンを転写
することは困難であった。
(Problem to be Solved by the Invention) In this conventional method, the wafer surface is irradiated with light obliquely and the reflected light is detected by a PSD to determine the focal shift. It was difficult to transfer a pattern with good resolution onto the wafer surface.

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、投影レンズに対するウェハ面の焦点
ずれを正確に検出することができ、パターン転写精度の
向上等に寄与し得る焦点合わせ方法を提供することにあ
る。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to accurately detect the defocus of the wafer surface with respect to the projection lens, and to provide a focal point that can contribute to improving pattern transfer accuracy, etc. The goal is to provide a matching method.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明の骨子は、投影レンズを通さず間接的にウェハ面
の焦点ずれを検出するのではなく、T T L (Th
rough The Lens)方式でウェハ面の焦点
ずれを直接的に検出することにある。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The gist of the present invention is to detect defocus on the wafer surface indirectly without passing through a projection lens, but to
The purpose of this method is to directly detect defocus on a wafer surface using a rough the lens method.

即ち本発明は、マスク上に形成されたパターンを投影レ
ンズを介してウェハ上に投影露光するに先立ち、投影レ
ンズに対するウェハの焦点ずれを光学的に検出して焦点
ずれを補正する焦点合わせ方法において、マスク・ウェ
ハの相対位置を合わせた状態で、異なる周波数f1゜f
2で変調した第1及び第2の光をマスク上の異なる位置
に異なる入射角で照射し、且つ少なくとも一方はマスク
に形成された回折格子からなるマスクマークに照射し、
これらの光照射によるマスクからの光を投影レンズを介
してそれぞれウェハ上に形成された回折格子からなるウ
ェハマークに集光・干渉させ、ウェハマークからの反射
回折光を検出して(f+   f2)の周波数を持った
光ヘテロダイン検出信号を求め、この検出信号に基づい
てウェハの焦点ずれ情報を求めるようにした方法である
That is, the present invention provides a focusing method that optically detects the defocus of the wafer with respect to the projection lens and corrects the defocus prior to projecting and exposing the pattern formed on the mask onto the wafer through the projection lens. , with the relative positions of the mask and wafer aligned, different frequencies f1゜f
irradiating the first and second lights modulated by 2 at different positions on the mask at different incident angles, and at least one of the lights being irradiated onto a mask mark consisting of a diffraction grating formed on the mask,
The light from the mask resulting from these light irradiations is focused and interfered with each wafer mark made of a diffraction grating formed on the wafer through a projection lens, and the reflected diffracted light from the wafer mark is detected (f + f2). In this method, an optical heterodyne detection signal having a frequency of 1 is obtained, and wafer defocus information is obtained based on this detection signal.

また本発明は、マスク上に形成されたパターンを投影レ
ンズを介してウェハ上に投影露光するに先立ち、投影レ
ンズに対するウェハの焦点ずれを光学的に検出して焦点
ずれを補正する焦点合わせ方法において、ウェハに回折
格子からなるウェハマークを設けると共に、マスクの少
なくとも2箇所にそれぞれ回折格子からなる第1及び第
2のマスクマークを設け、異なる周波数ft、f2て変
調した第1及び第2の光をマスクの異なるマークに同じ
角度で入射すると共に、第2の光と同じ周波数f2で偏
波面の異なる第3の光を第2の光と同じ角度で同じ位置
に入射し、第1の光と同じ周波数f1で第3の光と同じ
偏波面の第4の光を第1及び第2の光の中間位置に入射
し、第1及び第2の光の照射による各マスクマークから
の回折光の一部を投影レンズを介してそれぞれウェハマ
ーク上に集光・干渉させ、ウェハマークからの反射回折
光を検出して(fl   f2)の周波数を持った第1
の光ヘテロダイン検出信号を求め、この光ヘテロダイン
検出信号に基づいて各マークの相対位置ずれ情報を求め
、第3及び第4の光の照射によるマスクからの光を投影
レンズを介してそれぞれウェハマーク上に集光・干渉さ
せ、ウェハマークからの反射回折光を検出して(flf
2)の周波数を持った第2の光ヘテロダイン検出信号を
求め、前記第1及び第2の光ヘテロダイン検出信号に基
づいてウェハの焦点ずれ情報を求めるようにした方法で
ある。
The present invention also provides a focusing method that optically detects the defocus of the wafer with respect to the projection lens and corrects the defocus prior to projecting and exposing the pattern formed on the mask onto the wafer through the projection lens. A wafer mark made of a diffraction grating is provided on the wafer, and first and second mask marks made of diffraction gratings are provided at at least two locations on the mask, respectively, and the first and second lights modulated at different frequencies ft and f2 are provided. are incident on different marks on the mask at the same angle, and a third light with the same frequency f2 as the second light and a different plane of polarization is made incident on the same position at the same angle as the second light. A fourth light beam having the same frequency f1 and the same polarization plane as the third light beam is incident on an intermediate position between the first and second light beams, and the diffracted light from each mask mark due to the irradiation of the first and second light beams is A portion of the light is focused and interfered on each wafer mark through a projection lens, and the reflected diffracted light from the wafer mark is detected and a first beam having a frequency of (fl f2) is detected.
Based on this optical heterodyne detection signal, the relative positional shift information of each mark is determined, and the light from the mask caused by the third and fourth light irradiation is applied to each wafer mark through a projection lens. The reflected and diffracted light from the wafer mark is detected (flf
In this method, a second optical heterodyne detection signal having the frequency 2) is obtained, and wafer defocus information is obtained based on the first and second optical heterodyne detection signals.

(作用) 本発明によれば、TTL方式でウェハ面の焦点ずれを検
出しているので、PSDを用いた従来方法に比較してず
れ検出を正確に行うことができる。即ち、従来方法では
検出光学系に対するウェハ面の上下方向位置は正確に検
出できるが、検出光学系と投影レンズ系との位置合わせ
ずれ(上下方向のずれ)があると、このすれによりウェ
ハ面の上下方向位置検出に誤差が生じる。これに対し本
発明はTTL方式であることから、その原理からして上
記誤差は発生しない。
(Function) According to the present invention, since the defocus on the wafer surface is detected by the TTL method, the defocus can be detected more accurately than the conventional method using PSD. In other words, the conventional method can accurately detect the vertical position of the wafer surface with respect to the detection optical system, but if there is misalignment (vertical misalignment) between the detection optical system and the projection lens system, this misalignment will cause the wafer surface to change. An error occurs in vertical position detection. On the other hand, since the present invention uses the TTL method, the above-mentioned error does not occur due to its principle.

従って本発明で、ウェハ面の焦点ずれを正確に検出する
ことが可能となる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to accurately detect defocus on the wafer surface.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例方法に使用した縮小投影露光
装置を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a reduction projection exposure apparatus used in a method according to an embodiment of the present invention.

図中10は所定パターンが形成されたマスク(レチクル
)であり、マスクのパターンは投影レンズ20によりウ
ェハ30上に縮小投影されるものとなっている。マスク
10には回折格子からなるマーク11.12が形成され
ている。
In the figure, reference numeral 10 denotes a mask (reticle) on which a predetermined pattern is formed, and the pattern of the mask is reduced and projected onto a wafer 30 by a projection lens 20. Marks 11 and 12 consisting of diffraction gratings are formed on the mask 10.

このマスクマークとしては、第2図に示す如く1次元、
2次元又は市松模様のものを用いればよい。ウェハ30
にも、回折格子からなるマーク31が形成されている。
This mask mark is one-dimensional, as shown in Figure 2.
A two-dimensional or checkered pattern may be used. wafer 30
Also, a mark 31 made of a diffraction grating is formed.

ウェハ30は、Zテーブル41.zアクチュエータ42
及びXYテーブル43からなる試料台40上に載置され
ており、XY方向及びZ方向に移動可能となっている。
The wafer 30 is placed on a Z table 41. z actuator 42
It is placed on a sample stage 40 consisting of an XY table 43 and an XY table 43, and is movable in the XY direction and the Z direction.

位置合わせのための第1の光(p波)はAOM (音響
向学変調器)51により周波数fr  (例えばHMt
(z )で変調されたのちマスクマーク11に照射され
、同様に第2の光(p波)はAOM52によりflとは
異なる周波数f2(例えば80.1MHz )で変調さ
れたのちマスクマーク12に照射される。ここで、マス
クマーク11.12に対する第1及び第2の光の入射角
度は同じである。マスクマーク11,12からの透過回
折光は投影レンズ20を通してウェハマーク31に照射
される。
The first light (p wave) for alignment is transmitted by an AOM (acoustic optical modulator) 51 to a frequency fr (for example, HMt
Similarly, the second light (p wave) is modulated by the AOM 52 at a frequency f2 (e.g. 80.1 MHz) different from fl, and then irradiated onto the mask mark 12. be done. Here, the incident angles of the first and second lights with respect to the mask marks 11, 12 are the same. The transmitted diffracted light from the mask marks 11 and 12 is irradiated onto the wafer mark 31 through the projection lens 20.

つ二ハマーク31からの反射回折光はミラー54で反射
され、さらに偏光ビームスプリッタ55及びミラー56
を介して受光素子57で検出される。これにより、(f
l−f2)の周波数を持った第1の先ヘテロダイン検出
信号か得られる。この第1の光ヘテロダイン検出信号は
位相計61に供給され、マーク位置情報を持たない参照
信号と比較される。
The reflected and diffracted light from the two-way mark 31 is reflected by a mirror 54, and is further reflected by a polarizing beam splitter 55 and a mirror 56.
The light is detected by the light receiving element 57 via the light receiving element 57. This gives (f
A first pre-heterodyne detection signal having a frequency of l-f2) is obtained. This first optical heterodyne detection signal is supplied to the phase meter 61 and compared with a reference signal having no mark position information.

参照信号としては、例えばマスクマーク11゜12で反
射回折した光を用いればよい。位相計61で得られた位
相差は、後述するようにマスク・ウェハの位置ずれに相
当するものである。
As the reference signal, for example, light reflected and diffracted by the mask marks 11 and 12 may be used. The phase difference obtained by the phase meter 61 corresponds to the positional deviation of the mask and wafer, as will be described later.

そして、位相計61の出力がコントローラ62を介して
モータ63に供給され、これによりマスク・ウェハの位
置ずれが補正されるものとなっている。
The output of the phase meter 61 is supplied to the motor 63 via the controller 62, thereby correcting the positional deviation of the mask and wafer.

一方、焦点合わせのための第3の光(S波)は、第1及
び第2の光とはその偏波面が異なるものであり、AOM
52により変調されたのちマスクマーク12に照射され
る。そして、マーク12からの透過回折光は投影レンズ
20を介してウェハマーク31に照射される。ここで、
第2及び第3の光はハーフミラ−59により1つの光束
に合成されている。また、焦点合わせのための第4の光
(S波)は、AOM53により周波数f1で変調された
後、マーク11゜12の中間位置に照射され、投影レン
ズ20を介してウェハマーク31に照射される。
On the other hand, the third light (S wave) for focusing has a different plane of polarization from the first and second lights, and the AOM
After being modulated by 52, it is irradiated onto the mask mark 12. Then, the transmitted diffracted light from the mark 12 is irradiated onto the wafer mark 31 via the projection lens 20. here,
The second and third lights are combined into one beam by a half mirror 59. Further, the fourth light (S wave) for focusing is modulated by the AOM 53 at a frequency f1, and then is irradiated to the intermediate position between the marks 11° and 12, and is irradiated to the wafer mark 31 via the projection lens 20. Ru.

第3及び第4の光の照射によるウェハマーク31からの
反射回折光はミラー54で反射され、偏光ビームスプリ
ッタ55を介して受光素子58で検出される。これによ
り、(ft   f2)の周波数を持った第2の光ヘテ
ロダイン検出信号が得られる。この第2の光ヘテロダイ
ン検出信号は位相計64に供給され、マーク位置情報を
持たない参照信号と比較される。位相計64で得られた
位相差は、後述するようにマスク・ウェハの位置ずれ及
びウェハ面の焦点ずれに相当するものである。そして、
位相計64の出力がコントローラ65を介してZアクチ
ュエータ42に供給され、これによりウェハ面の焦点ず
れが補正されるものとなっている。
The reflected and diffracted light from the wafer mark 31 resulting from the irradiation of the third and fourth lights is reflected by the mirror 54 and detected by the light receiving element 58 via the polarizing beam splitter 55. As a result, a second optical heterodyne detection signal having a frequency of (ft f2) is obtained. This second optical heterodyne detection signal is supplied to the phase meter 64 and compared with a reference signal having no mark position information. The phase difference obtained by the phase meter 64 corresponds to the positional deviation of the mask and wafer and the defocus of the wafer surface, as will be described later. and,
The output of the phase meter 64 is supplied to the Z actuator 42 via the controller 65, thereby correcting the defocus on the wafer surface.

次に、上記構成された装置を用いた位置合わせ及び焦点
合わせの作用を説明する。
Next, the operation of positioning and focusing using the apparatus configured as described above will be explained.

まず、マスク・ウェハの位置ずれ検出方法について説明
する。
First, a method for detecting a mask/wafer positional shift will be described.

レチクル10上の所定距離pだけ離れたマーク11.1
2にAOM51.52で変調された第1及び第2の光(
周波数はf1、f2で共にp波)が入射し、+1次と一
1次方向に回折した光が投影レンズ20を通り、ウェハ
30上に集光する。ウェハ30上のマーク31で+1次
は一1次の回折とし、−1次は+1次の回折として、各
々0次光となる。これらは、次式で表わすことができる
Marks 11.1 on the reticle 10 separated by a predetermined distance p
2, the first and second lights modulated by AOM51.52 (
P-waves at frequencies f1 and f2 are incident, and the light diffracted in the +1st and 11th order directions passes through the projection lens 20 and is focused on the wafer 30. At the mark 31 on the wafer 30, the +1st order becomes 11th order diffraction, and the -1st order becomes +1st order diffraction, each becoming 0th order light. These can be expressed by the following formula.

ると求まる。It is found that

但し、Δf−f2−f、である。従って、位相は次式と
なる。
However, Δf−f2−f. Therefore, the phase becomes the following equation.

ここで、al+J!2は定数、 Z−(nλ/p2)z
、X■(2π/p)ΔXであり、pはウェハ上の格子の
ピッチ、2はデフォーカス、ΔXはレチクルとウェハと
の位置ずれ量、aは入射角、L、−L2は各々の光(f
t、f2)がレチクルとウェハ間で経由する光路長であ
る。
Here, al+J! 2 is a constant, Z-(nλ/p2)z
, (f
t, f2) is the length of the optical path passing between the reticle and the wafer.

PflとPr2の干渉光は次式で与えられる。The interference light between Pfl and Pr2 is given by the following equation.

P−Pf’l+Pf2         −@また、P
の強度IPはlp−1p12で計算すここで、L、−L
2であるので、ψF −2Xとなる。従って、参照先に
対する位相ψPを計測すれば、レチクル10とウェハ3
0との位置すれが検出できることになる。
P-Pf'l+Pf2 -@Also, P
The intensity IP of is calculated as lp-1p12, where L, -L
2, so ψF −2X. Therefore, if the phase ψP with respect to the reference target is measured, the reticle 10 and the wafer 3
This means that positional deviation from 0 can be detected.

次に、ウェハ面の焦点ずれ(デフォーカス)検出方法に
ついて説明する。
Next, a method for detecting defocus on the wafer surface will be described.

AOM53で変調された第4の光(周波数f1+  s
波)はレチクル10上の2つのマーク11.12の中心
に入射し、一方AOM52で変調された第3の光(周波
数f2.s波)はレチクル10上の右のマーク12に入
射する。flの光はレチクル10を透過して投影レンズ
10を通り、ウェハマーク31て0次の反射回折をし、
f2光はレチクル10で1次の回折をして投影レンズ2
0を通りウェハマーク31で+1次の回折をして0次光
となる。これらは、次式%式% IPと同様にして、SflとSF3の干渉光Sの強度I
5を求めると、次式となる。
The fourth light modulated by AOM53 (frequency f1+s
wave) is incident on the center of the two marks 11, 12 on the reticle 10, while the third light modulated by the AOM 52 (frequency f2.s wave) is incident on the right mark 12 on the reticle 10. The light fl passes through the reticle 10, passes through the projection lens 10, undergoes zero-order reflection and diffraction at the wafer mark 31, and
The f2 light undergoes first-order diffraction at the reticle 10 and passes through the projection lens 2.
0 and undergoes +1st order diffraction at the wafer mark 31 to become 0th order light. These can be calculated using the following formula % formula % Intensity I of the interference light S of Sfl and SF3
5 becomes the following formula.

ここで、fl光がレチクルとウェハ間で経由する光路長
をり。とすると、 2 π ψP wmX+−e zlISln α     ・・
・■ここで、Ip  (p波)とIs  (S波)は、
偏光ビームスプリッタ55により分けられ、別々のセン
サ57.58で受光される。
Here, the optical path length that the fl light passes between the reticle and the wafer is Then, 2 π ψP wmX+-e zlISln α ・・
・■Here, Ip (p wave) and Is (S wave) are
The light is split by a polarizing beam splitter 55 and received by separate sensors 57 and 58.

ψ、は位置すれとデフォーカスの関数であるため、最初
に位置ずれが零になるようレチクル10或いはウェハ3
0を微動し、次にψPを計測することにより、ウェハ面
の焦点ずれが検出される。
Since ψ is a function of positional deviation and defocus, the reticle 10 or wafer 3 is first adjusted so that the positional deviation becomes zero.
By slightly moving 0 and then measuring ψP, the defocus on the wafer surface is detected.

かくして本実施例方法によれば、マスク10上に所定距
離だけ離れた位置に設けた一対のマスクマーク11,1
2に第1及び第2の光(周波数f1、f2で、共にp波
)を照射し、マスクマーク11.12から生じた2本の
回折光を投影レンズ20を介してウェハ30上のマーク
31に集光・干渉させ、ウェハマーク31からの回折光
を検出して(fl f2)の周波数の第1の光ヘテロダ
イン検出信号を得ることにより、前記第5式からマスク
・ウェハの位置ずれを検出することができる。
Thus, according to the method of this embodiment, the pair of mask marks 11, 1 provided on the mask 10 at positions separated by a predetermined distance
2 is irradiated with first and second light (both p-waves at frequencies f1 and f2), and the two diffracted lights generated from the mask marks 11 and 12 are projected onto the mark 31 on the wafer 30 through the projection lens 20. By converging and interfering with the wafer mark 31 and detecting the diffracted light from the wafer mark 31 to obtain a first optical heterodyne detection signal with a frequency of (fl f2), the positional deviation of the mask and wafer is detected from the fifth equation. can do.

さらに、マスク・ウェハの位置ずれを補正した状態で、
マスク10の一方のマーク12に第3の光(周波数f2
.s波)を照射すると共に、マーク11.12の中間に
第4の光(周波数f1、s波)を照射し、マスクマーク
12からの回折光と第4の光とを投影レンズ20を介し
てウェハマーク31に集光・干渉させることにより、(
f+   f2)の周波数の第2の光ヘテロダイン検出
信号を得ることにより、前記第9式からウェハ面の焦点
ずれを検出することができる。
Furthermore, with the positional deviation of the mask and wafer corrected,
The third light (frequency f2
.. At the same time, a fourth light (frequency f1, S wave) is irradiated to the middle of the marks 11 and 12, and the diffracted light from the mask mark 12 and the fourth light are transmitted through the projection lens 20. By focusing and interfering with the wafer mark 31, (
By obtaining the second optical heterodyne detection signal having a frequency of f+f2), it is possible to detect the defocus on the wafer surface from the ninth equation.

そしてこの場合、従来のPSDを用いた焦点ずれ検出と
は異なり、ウェハ面の焦点ずれを正確に検出することが
できるので、ウェハ面ヲ露光光学系の焦点位置に正確に
合わせることができ、パターン転写精度の向上をはかる
ことができる。
In this case, unlike defocus detection using a conventional PSD, it is possible to accurately detect defocus on the wafer surface, so the wafer surface can be accurately aligned with the focal position of the exposure optical system, and the pattern Transfer accuracy can be improved.

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施す
ることができる。実施例では、fl(s波)がマスク及
び投影レンズを通る場合を説明したが、第1図に破線で
示すように、センサの直前のハーフミラ−でf2  (
s波)と干渉するようになっていてもよい。また、また
、f1、f2の2つの光を発生するゼーマンレーザを用
いることにより、AOMを省略することも可能である。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof. In the embodiment, the case where fl (S wave) passes through the mask and the projection lens has been explained, but as shown by the broken line in FIG. 1, f2 (
may interfere with the s-wave). Furthermore, it is also possible to omit the AOM by using a Zeeman laser that generates two lights, f1 and f2.

その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形し
て実施することができる。
In addition, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、投影レンズを通さ
ず間接的にウェハ面の焦点ずれを検出するのではなく、
T T L (Through The Lens)方
式でウェハ面の焦点ずれを直接的に検出しているので、
投影レンズに対するウェハ面の焦点ずれを正確に検出す
ることができ、パターン転ず精度の向上等に寄与し得る
焦点合わせ方法を実現することが可能となる。
[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, instead of detecting the defocus of the wafer surface indirectly without passing through the projection lens,
Since the defocus on the wafer surface is directly detected using the TTL (Through The Lens) method,
It is possible to accurately detect the defocus of the wafer surface with respect to the projection lens, and to realize a focusing method that can contribute to improving pattern shift accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例方法に使用した縮小投影露光
装置を示す概略構成図、第2図はマスク上に形成する回
折格子マーク形状を示す図、第3図は従来の2方向検出
方法を説明するための図である。 10・・・マスク(レチクル)、 11.12・・・マスクマーク、 20・・・投影レンズ、 30・・・ウェハ、 31・・・ウェハマーク、 40・・・試料台、 51.52.53・・・AOM。 54、   56  ・・・ ミ  ラ −55・・・
偏光ビームスプリッタ、 57.58・・・受光素子、 59・・・ハーフミラ− 61,64・・・位相計。 (a)
Fig. 1 is a schematic configuration diagram showing a reduction projection exposure apparatus used in an embodiment method of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the shape of a diffraction grating mark formed on a mask, and Fig. 3 is a conventional two-direction detection method. FIG. 3 is a diagram for explaining the method. 10... Mask (reticle), 11.12... Mask mark, 20... Projection lens, 30... Wafer, 31... Wafer mark, 40... Sample stage, 51.52.53 ...AOM. 54, 56... Mira -55...
Polarizing beam splitter, 57.58... Light receiving element, 59... Half mirror 61, 64... Phase meter. (a)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)マスク上に形成されたパターンを投影レンズを介
してウェハ上に投影露光するに先立ち、投影レンズに対
するウェハの焦点ずれを光学的に検出して焦点ずれを補
正する焦点合わせ方法において、 マスク・ウェハの相対位置を合わせた状態で、異なる周
波数f_1、f_2で変調された第1及び第2の光をマ
スク上の異なる位置に異なる入射角で照射し、且つ少な
くとも一方はマスクに形成された回折格子からなるマス
クマークに照射し、これらの光照射によるマスクからの
光を投影レンズを介してそれぞれウェハ上に形成された
回折格子からなるウェハマークに集光・干渉させ、ウェ
ハマークからの反射回折光を検出して(f_1−f_2
)の周波数を持った光ヘテロダイン検出信号を求め、こ
の検出信号に基づいてウェハの焦点ずれ情報を求めるこ
とを特徴とする焦点合わせ方法。
(1) In a focusing method that optically detects the defocus of the wafer with respect to the projection lens and corrects the defocus prior to projecting and exposing the pattern formed on the mask onto the wafer through the projection lens, the mask・With the relative positions of the wafers aligned, first and second lights modulated at different frequencies f_1 and f_2 are irradiated at different positions on the mask at different incident angles, and at least one of them is formed on the mask. A mask mark made of a diffraction grating is irradiated, and the light emitted from the mask is focused and interfered with the wafer mark made of a diffraction grating formed on the wafer through a projection lens, and the light is reflected from the wafer mark. Detect the diffracted light (f_1-f_2
) A focusing method is characterized in that an optical heterodyne detection signal having a frequency is obtained, and wafer defocus information is obtained based on this detection signal.
(2)マスク上に形成されたパターンを投影レンズを介
してウェハ上に投影露光するに先立ち、投影レンズに対
するウェハの焦点ずれを光学的に検出して焦点ずれを補
正する焦点合わせ方法において、 ウェハに回折格子からなるウェハマークを設けると共に
、マスクの少なくとも2箇所にそれぞれ回折格子からな
る第1及び第2のマスクマグを設け、 異なる周波数f_1、f_2で変調された第1及び第2
の光をマスクの異なるマークに同じ角度で入射すると共
に、第2の光と同じ周波数f_2で偏波面の異なる第3
の光を第2の光と同じ角度で同じ位置に入射し、第1の
光と同じ周波数f_1で第3の光と同じ偏波面の第4の
光を第1及び第2の光の中間位置に入射し、 第1及び第2の光の照射による各マスクマークからの回
折光の一部を投影レンズを介してそれぞれウェハマーク
上に集光・干渉させ、ウェハマークからの反射回折光を
検出して(f_1−f_2)の周波数を持った第1の光
ヘテロダイン検出信号を求め、この先ヘテロダイン検出
信号に基づいて各マークの相対位置ずれ情報を求め第3
及び第4の光の照射によるマスクからの光を投影レンズ
を介してそれぞれウェハマーク上に集光・干渉させ、ウ
ェハマークからの反射回折光を検出して(f_1−f_
2)の周波数を持った第2の光ヘテロダイン検出信号を
求め、前記第1及び第2の光ヘテロダイン検出信号に基
づいてウェハの焦点ずれ情報を求めることを特徴とする
焦点合わせ方法。
(2) In a focusing method that optically detects the defocus of the wafer with respect to the projection lens and corrects the defocus before projecting and exposing the pattern formed on the mask onto the wafer through the projection lens, A wafer mark made of a diffraction grating is provided on the mask, and first and second mask mugs each made of a diffraction grating are provided at at least two locations on the mask, and the first and second mask mugs are modulated with different frequencies f_1 and f_2.
incident on different marks on the mask at the same angle, and a third light with the same frequency f_2 and a different polarization plane as the second light.
A fourth light with the same frequency f_1 as the first light and the same polarization plane as the third light is incident on the same position at the same angle as the second light. A part of the diffracted light from each mask mark due to the irradiation of the first and second lights is focused and interfered on each wafer mark through a projection lens, and the reflected diffracted light from the wafer mark is detected. Then, a first optical heterodyne detection signal having a frequency of (f_1-f_2) is obtained, and a third optical heterodyne detection signal is then obtained based on the relative positional deviation information of each mark based on the heterodyne detection signal.
The light from the mask caused by the irradiation of the fourth light is focused on and interferes with the wafer mark through the projection lens, and the reflected diffracted light from the wafer mark is detected (f_1-f_
2) A focusing method characterized in that a second optical heterodyne detection signal having the frequency is determined, and wafer defocus information is determined based on the first and second optical heterodyne detection signals.
JP2061484A 1990-03-13 1990-03-13 Focusing method Pending JPH03262902A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2061484A JPH03262902A (en) 1990-03-13 1990-03-13 Focusing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2061484A JPH03262902A (en) 1990-03-13 1990-03-13 Focusing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03262902A true JPH03262902A (en) 1991-11-22

Family

ID=13172404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2061484A Pending JPH03262902A (en) 1990-03-13 1990-03-13 Focusing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03262902A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5214489A (en) Aligning device for exposure apparatus
JP2658051B2 (en) Positioning apparatus, projection exposure apparatus and projection exposure method using the apparatus
JP3128827B2 (en) Projection exposure apparatus, projection exposure method, device manufacturing method using the projection exposure method, and device manufactured by the device manufacturing method
JP2893823B2 (en) Positioning method and apparatus
JPH07208923A (en) Position deviation detector
JPH08167559A (en) Method and device for alignment
US5585923A (en) Method and apparatus for measuring positional deviation while correcting an error on the basis of the error detection by an error detecting means
JPH03216519A (en) Displacement detector
US6535272B2 (en) Position transducer and exposure apparatus with same
JPH10267613A (en) Position measuring instrument
JPH04361103A (en) Method and apparatus for detecting relative position
JPH02133913A (en) Alignment apparatus
JPH03262902A (en) Focusing method
JPH08186069A (en) Aligner
JPH0997758A (en) Aligning method
JP2539047B2 (en) Alignment method
JP2888233B2 (en) Position detecting apparatus, exposure apparatus and method
JPH10122815A (en) Device and method for position detection
JP2787698B2 (en) Alignment device and position detection device
JPH09293663A (en) Position detecting device and aligner provided with this device
JP2691298B2 (en) Positioning device and exposure apparatus including the same
JPH08227846A (en) Projection aligner
JP2883385B2 (en) Alignment method and their devices
JP3111556B2 (en) Fine pattern forming equipment
JPH08124830A (en) Projection exposure device