JPH0458250A

JPH0458250A - オートフォーカス方法

Info

Publication number: JPH0458250A
Application number: JP2168573A
Authority: JP
Inventors: Norio Moriyama; 森山　徳生; Kazuhiro Yamashita; 和博山下
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd; Miyazaki Oki Electric Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd; Miyazaki Oki Electric Co Ltd
Priority date: 1990-06-28
Filing date: 1990-06-28
Publication date: 1992-02-25

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】（産業上の利用分野）本発明は、ＬＳＩ造工程中で使用される投影露光装置に
おけるオートフォーカス方法に関するものである。

（従来の技術）従来、このような分野の技術としては、例えば以下に示
すようなものがあった。

第５図は、かかる従来の投影露光装置におけるオートフ
ォーカス方式の一例を示す図である。

この図に示すように、ｘ−Ｙステージ３上にあるウェハ
チャック８によってウェハ７が固定され、そのウェハ７
に対し、斜めの方向から、オートフォーカス光発光部４
より発光されたオートフォーカス光６が入射し、ウェハ
７面上で反射されたオートフォーカス光６がオートフォ
ーカス光受光部５に照射される方式となっている。

ここでフォーカシング動作は、ウェハチャック８によっ
てウェハ７を上下動させると、オートフォーカス受光部
５に照射されるオートフォーカス光６の量が変化するこ
とを利用して行われ、オートフォーカス受光部５に照射
されるオートフォーカス光６が最大となるウェハ７の位
置をベストフォーカスと決める方式である。

（発明が解決しようとする課題）しかし、以上述べた従来の方式では、オートフォーカス
系と露光光学系が独立に存在するため、オートフォーカ
スの再現性は良いが、レチクル１及び投影レンズ２を透
過した露光光９によって結像されるレチクル像１のベス
トフォーカス位置、つまり、露光光学系のベストフォー
カス位置と、オートフォーカス系のベストフォーカス位
置のずれが生じ、解像力低下などが発生する。また、そ
のずれ量を補正するため、定期的にずれ量を測定する必
要がある。このずれ量の測定は人手によって行われるた
め、装置の稼働時間の低下及び補正ミス等が発生する。

本発明は、以上述べたオートフォーカス系と露光光学系
のフォーカス位置ずれによる解像力低下及び、ずれ量補
正作業による装置稼働時間低下の問題を除去するため、
オートフォーカス系と露光光学系のフォーカス位置ずれ
量検出機構を設け、ずれ量の自動補正が可能なオートフ
ォーカス方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記目的を達成するために、投影露光装置に
おけるオートフォーカス方法において、レチクルマスク
上にスリット状補正用パターンをセットし、Ｘ−Ｙステ
ージ上にレチクルマスク上のスリット状補正用パターン
による投影パターンと同等の形状・寸法のマスクパター
ンをセットし、該マスクパターンに近接して受光機をセ
ラ）・し、前記マスクパターン及び前記受光機を投影光
軸方向に移動させて、露光光学系のベストフォーカス位
置を求め、発光機と受光機をセットし、オートフォーカ
ス系のベストフォーカスが得られるＸ・Ｙステージの位
置を求め、前記露光光学系のベストフォーカス位置と、
前記オートフォーカス系のベストフォーカス位置との比
較を行うようにしたものである。

また、前記露光光学系のベストフォーカス位置に一致す
るようにオートフォーカス系のベストフォーカス位置が
得られるように補正するようにしたものである。

（作用）本発明によれば、上記のように、露光光学系のベストフ
ォーカス位置を求め、発光機と受光機をセットし、オー
トフォーカス系のベストフォーカスが得られるｘ−Ｙス
テージの位置を求め、前記露光光学系のベストフォーカ
ス位置と、前記オートフォーカス系のベストフォーカス
位置との比較を行って、両者の差を求めることができる
。

更に、前記露光光学系のベストフォーカス位置と、前記
オートフォーカス系のベストフォーカス位置との差に基
づいて、前記露光光学系のベストフォーカス位置に一致
するようにオートフォーカス系のベストフォーカス位置
を補正する。

従って、露光光学系のベストフォーカス位置とオートフ
ォーカス系のベストフォーカス位置のずれを自動的に補
正することができるので、解像力低下を防止することが
できると共に、補正ミスの防止、装置稼働時間の向上を
図ることができる。

（実施例）以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明の実施例を示すオートフォーカス方法の
説明図である。

この図において、１１はレチクルマスク、１２は投影レ
ンズ、１３はＸ−Ｙステージ、１４はオートフォーカス
光発光部、１５はオートフォーカス光受光部、１６はオ
ートフォーカス光、１７は補正用パターン（レチクル側
）であり、通常マスクと同様にクロムマスクでよい、　
１Ｂは補正用受光部であり、補正用パターン１７の投影
形状に合わせて形成する。投影倍率が１１５なら、１１
５に形成する。この補正用パターン１７は、石英ガラス
上にクロムのパターンを形成して得られる。１９は露光
光、１７ａは補正用パターンスリット幅（レチクル側）
であり、実際の配線の最小パターン幅と同一であること
が好ましいが、それよりやや大きめでもよい、また、パ
ターンが縦方向と横方向の両方向に形成されているのは
、レンズ収差（縦と横とで若干フォーカスが異なる）に
よるバランスをとるためである。

１８ａは補正用パターンスリット幅（ステージ側）であ
る、なお、ウェハ（図示なし）は補正用受光部１８を覆
わない（外した）位置にセットされる。

この図に示すように、オートフォーカス機構のベストフ
ォーカス位置ずれ補正方法として、レチクルマスクｌｌ
上に作成したスリット形状の補正用パターン１７に露光
光１９を照射し、投影レンズ１２によって、Ｘ−Ｙステ
ージ１３上に作成した補正用受光部１８上に結像させる
機構を付加する。Ｘ−Ｙステージ１３上の補正用受光部
１８のスリット幅１８ａは、レチクル側補正パターン１
７のスリット幅１７ａを投影した寸法程度とする。

第２図はＸ−Ｙステージ上の補正用受光部の詳細な構成
図である。

この図に示すように、補正用受光部１８は、補正用受光
部マスク１８ｂ、補正用受光機１８ｃ、補正用受光部上
下駆動部２０より構成されている。ここで、補正用受光
機１８ｃとしては、例えばＣＣＤを用いる。当然補正用
受光機１８ｃはウェハで覆われない（外れた）位置にセ
ットされる。レチクル上の補正用パターン１７の補正用
受光部マスク１８ｂ上への投影像は、第３図（ａ）、第
３図（ｃ）に示すように、受光部の位置を補正用受光部
上下駆動部２０によって、上下に移動させることによっ
て変化する。この投影像は、補正用受光機１８ｃ上では
補正用受光部マスク１８ｂのスリットによって、第３図
（ｂ）、第３図（ｄ）に示すようになる。このような投
影像を補正用受光１１１８ｃによって積分処理すること
によって、補正用受光部１８の上下位置と、投影像のイ
ンテンシテイの関係が第３図（ｅ）に示すように上に凸
な曲線として求まる。そして、このインテンシテイの最
も高くなる位置ａがベストフォーカス位置となる。

この時、オートフォーカス光発光部１４よりオートフォ
ーカス光１６を補正用受光部マスク１８ｂへ照射し、反
射光をオートフォーカス光受光部１５で検出することに
より、第４図に示すように、補正用受光部１８の上下位
置とインテンシテイの関係が同様に上に凸な曲線として
求まる。ここで、補正用受光部１８の位置すがベストフ
ォーカス位置となる。

これらのベストフォーカス位置ａとｂはそれぞれコント
ローラ２１のメモリに記憶する。

そこで、上記補正用パターンによるインテンシテイ曲線
より求めたベストフォーカス位置ａと、オートフォーカ
ス光によるインテンシテイ曲線より求められるベストフ
ォーカス位置すをコントローラ２１において、比較する
ことによって、オートフォーカス機構のベストフォーカ
ス位置ずれ量を検出することができる。

次に、この両者の位置ずれ量を一致させる場合には、以
下のような方法を用いることができる。

（１）コントローラ２１におけるソフト処理による補正オートフォーカス光の受光インテンシテイ特性（第４図
参照）を微分処理すると、第６図に示すような受光イン
テンシテイ変化率特性が得られる。

ここで、オートフォーカス系のベストフォーカス位置決
めを、インテンシテイ最大の位置でなく、インテンシテ
イ変化率の予め決められた値へ追い込む方法をとるよう
にする。

更に、現在までのオートフォーカス系のベストフォーカ
ス位置すでのインテンシテイ変化率ｘ１を露光光学系の
ベストフォーカス位置ａでのインテンシテイ変化率Ｘ、
へ置き換え、以降このインテンシテイ変化率Ｘ、を目標
にオートフォーカス系のベストフォーカスの位置を検出
するようにする。

（２）オートフォーカス光受光部１５の位置を移動させ
て、露光光学系のベストフォーカス位置ａにおいて、オ
ートフォーカス系のベストフォーカス位置すがａになる
位置にオートフォーカス光受光部１５を設定する。

また、上記実施例においては、斜入射型検出方式による
オートフォーカス機構について説明したが、エアマイク
ロ方式に対しても通用可能である。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、それら
を本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果）以上、詳細に説明したように、本発明によれば、露光光
学系のベストフォーカス位置とオートフォーカス系のベ
ストフォーカス位置のずれを検出することができる。

また、その両者の位置のずれ量に基づき、オートフォー
カス系のベストフォーカス位置を自動的に補正すること
ができるので、解像力低下を防止することができると共
に、補正ミスの防止、装置稼働時間の向上を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すオートフォーカス方法の
説明図、第２図はＸ−Ｙステージ上の補正用受光部の詳
細な構成図、第３図は補正パターン投影像のインテンシ
テイ特性図、第４図はオートフォーカス光受光インテン
シテイ特性図、第５図は従来の投影露光装置のオートフ
ォーカス方法の説明図、第６図はオートフォーカス光受
光インテンシテイ変化率特性図である。１１・・・レチクルマスク、１２・・・投影レンズ、１
３・・・Ｘ−Ｙステージ、１４・・・オートフォーカス
光発光部、１５・・・オートフォーカス光受光部、１６
・・・オートフォーカス光、１７・・・補正用パターン
（レチクル側）、Ｌ７ａ・・・補正用パターンスリット
幅（レチクル側）、１８・・・補正用受光部、１８ａ・
・・補正用パターンスリット幅（ステージ側）、１８ｂ
・・・補正用受光部マスク、１８ｃ・・・補正用受光機
、１９・・・露光光、２０・・・補正用受光部上下駆動
部、２１・・・コントローラ。特許出願人　宮崎沖電気株式会社（外１名）代理人　弁
理士　　清　水　　守（外１名）本発明０莢橢ｄり１も
示すオートフォー刀スオ法。書１明図第１図 ×Ｙステージ上の補正用◆Ｌ＠市斜番田な構威因第２図り争（象のオート７オーカ又方法のｔ巨呵図第５図受光＃４力屋材−トフォーηス」（艶尤４ンテ、シ〉う・イ噌［４ヒ
沸−り１性図ａ”　　Ｑ　　ｆｉｇ月

Claims

【特許請求の範囲】

（１）投影露光装置におけるオートフォーカス方法にお
いて、（ａ）レチクルマスク上にスリット状補正用パターンを
セットし、（ｂ）Ｘ・Ｙステージ上にレチクルマスク上のスリット
状補正用パターンによる投影パターンと同等の形状・寸
法のマスクパターンをセットし、（ｃ）該マスクパター
ンに近接して受光機をセットし、（ｄ）前記マスクパターン及び前記受光機を投影光軸方
向に移動させて、露光光学系のベストフォーカス位置を
求め、（ｅ）発光機と受光機をセットし、オートフォーカス系
のベストフォーカスが得られるＸ・Ｙステージの位置を
求め、（ｆ）前記露光光学系のベストフォーカス位置と、前記
オートフォーカス系のベストフォーカス位置との比較を
行うことを特徴とするオートフォーカス方法。
（２）投影露光装置におけるオートフォーカス方法にお
いて、（ａ）レチクルマスク上にスリット状補正用パターンを
セットし、（ｂ）Ｘ・Ｙステージ上にレチクルマスク上のスリット
状補正用パターンによる投影パターンと同等の形状・寸
法のマスクパターンをセットし、（ｃ）該マスクパター
ンに近接して受光機をセットし、（ｄ）前記マスクパターン及び前記受光機を投影光軸方
向に移動させて、露光光学系のベストフォーカス位置を
求め、（ｅ）発光機と受光機をセットし、オートフォーカス系
のベストフォーカスが得られるＸ・Ｙステージの位置を
求め、（ｆ）前記露光光学系のベストフォーカス位置と、前記
オートフォーカス系のベストフォーカス位置との比較を
行い、（ｇ）前記露光光学系のベストフォーカス位置に一致す
るようにオートフォーカス系のベストフォーカス位置が
得られるように補正することを特徴とするオートフォー
カス方法。