JPH05259031A - 傾き検出装置 - Google Patents

傾き検出装置

Info

Publication number
JPH05259031A
JPH05259031A JP4087471A JP8747192A JPH05259031A JP H05259031 A JPH05259031 A JP H05259031A JP 4087471 A JP4087471 A JP 4087471A JP 8747192 A JP8747192 A JP 8747192A JP H05259031 A JPH05259031 A JP H05259031A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
light
reflected
detector
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
JP4087471A
Other languages
English (en)
Inventor
Takechika Nishi
健爾 西
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.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon 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 Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP4087471A priority Critical patent/JPH05259031A/ja
Publication of JPH05259031A publication Critical patent/JPH05259031A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来になく精度が高く、色分散の影響が少な
い傾き検出装置を得る。 【構成】 被検物面上に斜め方向から照明光を照明する
照明光学系と、被検物面上で反射された照明反射光をリ
レースするリレー光学系と、被検物面と共役な位置に配
置され、前記反射光を再び被検物面上へもどす反射部材
と、被検物面の瞳位置と共役な位置に配置され、再度被
検物面で反射された再帰反射光を検出する検出手段とを
備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば投影露光装置に
おける投影光学系の結像面に対するウエハ等の被露光面
の傾きを検出するための傾き検出装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】被検出面が所定の基準面に対してどれだ
け傾いているかを検出し、最終的にその傾きを調整する
ために使用される傾き検出装置は、投影露光装置におけ
るレベリング機構等に用いられている。従来のこの種の
装置として、図4に示すような投影露光装置のレベリン
グ機構がある(例えば特開昭58ー113706号公
報)。この装置は、レチクル21上のパターンの投影レ
ンズ22を介した投影像面と被露光ウエハ23面を一致
させる為のものである。
【0003】該装置におけるレベリング機構を以下に説
明する。開口絞り(アパーチャ)25を透過した光源
(不図示)からのレーザビームは、レンズ26を介して
ウエハ23上を斜め方向から照射する。このウエハ23
面上で反射された照明反射光は、レンズ27によってア
パーチャ25と共役な位置に配置された4分割ディテク
タ28上に結像する。
【0004】ここで、予め、レチクル21のパターンの
投影像面とウエハ23面とが一致する(ウエハ面が基準
面と一致している)場合には4分割ディテクタ28の中
心位置にビームスポットが形成されるように設定してあ
る。
【0005】ウエハ23面がθだけ基準面に対して傾い
ているとすると、その瞳位置に形成されるビームスポッ
トの位置は、4分割ディテクタ28の中心位置に対して
傾きθに応じた横ズレを生じる。従って、4分割ディテ
クタ28の各ディテクタ面A,B,C,Dにおける検出
光量に差が生じる。
【0006】そこで、各々の光量差が一定の許容範囲内
に入るまでウエハ面23の傾きを調整することによっ
て、レチクル21面上のパターンの投影面とウエハ23
面とをはぼ一致させることができるわけである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
より高いレベリング機構が求められており、上記の如き
従来のものでは不充分となっている。また、ウエハ上の
レジストとウエハ面との干渉(図3(a))による検出
誤差を抑えるために傾き検出用の照射ビームとして広波
長帯域のものを用いる方向にあるが、従来技術において
広波長帯域のビームを使用する場合にはさらに考慮すべ
き新たな問題が生じる。
【0008】即ち、図3(b)に示すように、基準面の
設定におけるビームスポットの位置調整(ビームスポッ
トが4分割ディテクタの中心位置に来るように調整す
る)の手段として平行平板20を用いる場合には、広波
長帯域のビームが平行平板20を透過すると、各々の波
長によって少しずつ異なる位置に結像するという色分散
が生じてしまう。
【0009】従って、平行平板20がウエハ面の瞳位置
に存在すると、ウエハ面に対する入射角が各波長帯に応
じて異なり、レジスト表面とウエハ面との干渉条件によ
ってはディテクタ(受光面)DP上で本来検出されるべ
きシフト量と異なる結果しか得られないという問題があ
る。
【0010】本発明は、上記問題を解消し、色分散の影
響が小さく、より精度の高い傾き検出装置を得ることを
目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明に係る傾き検出装置では、被
検物面の傾きを光学的に検出する傾き検出装置におい
て、光源からの照明光を前記被検物面上に斜め方向から
照射する照明光学系と、前記被検物面で反射された前記
照明光の反射光を前記被検物面とほぼ共役な第1の面内
に結像するリレー光学系と、前記第1の面内に配置さ
れ、前記反射光を再び前記リレー光学系を介して前記被
検物面上へもどすように再帰反射する反射部材と、前記
照明光学系中の前記被検物面に対する光学的なフーリエ
変換面もしくはその相当面となる第2の面内に配置さ
れ、前記被検物面によって再度反射された前記再帰反射
光を検出する検出手段とを備えた。
【0012】
【作用】本発明は、被検物面の傾きを光学的に検出する
傾き検出装置において、照明光を被検物面上に斜め方向
から照射し、その反射光を前記被検物面と共役な第1の
面内に配置した反射部材によって再び被検物面上へもど
すよう再帰反射し、ここで再度反射された再帰反射光を
前記被検物面に対する光学的なフーリエ変換面もしくは
その相当面となる第2の面内に配置した検出手段によっ
て検出するものである。
【0013】ここで、本発明の作用を図2に示す傾き検
出光学系を例に説明する。図においては傾き検出用照明
光の光路を主光線のみで示す。光源(記載せず)からの
照明光はビームスプリッタBSおよびレンズL1 を透過
したのち被検物面X1 を斜め方向から照射し、反射され
る。
【0014】この反射光は、リレーレンズ系L2 を介し
て被検物面と共役な第1の面内に配置されている反射ミ
ラーMに達し、再び被検物面上にもどるよう再帰反射さ
れる。再度被検物面上で反射された再帰反射光はビーム
スプリッタBSで反射され、被検物面に対する光学的な
フーリエ変換面(以下瞳面と記す)もしくはその相当面
(第2の面)、レンズL1 の後側(光源側)焦点面内に
配置されているディテクタDDで検出される。
【0015】被検物面X1 が基準面X0 と一致している
場合、照明光は図中主光線を実線で示した光路を進み、
ディテクタDDの中心位置にビームスポットを形成す
る。被検物面(点線)X1 が基準面X0 に対して角度θ
だけ傾いている場合、照明光の主光線は点線で示した光
路を進むが、リレーレンズ系L2 中の被検物面の瞳位置
で形成されるビームスポットは実線に対して距離lだけ
シフトしており、反射ミラーMに対して角度2θをもっ
て入射する。
【0016】反射ミラーMおよび被検物面X1 で再度反
射された再帰反射光は実線に対して4θ傾いており、デ
ィテクタDD上において、その中心位置から距離2lだ
けシフトした位置にビームスポットを形成する。したが
って、以上のような構成の傾き検出装置では、従来技術
の倍の感度で被検物面の傾き検出ができる。
【0017】さらに、上記構成の傾き検出装置では、平
行平板等のビームスポット基準位置調整用の手段を用い
る場合に生じる広波長帯域ビームの色分散の問題がほぼ
解消される。これは、色分散を生じたビームが再びほぼ
同じ光路を戻るためである。以上説明した如く、本発明
においては、色分散の影響を小さくし、より精度の高い
傾き検出が可能である。
【0018】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を説明する。図1
は、レチクル71のパターンの投影レンズ2を介した投
影像面とウエハ3面とを一致させるための投影露光装置
のレベリング機構を示すものである。
【0019】広波長帯域照明光源4からの照明光は、フ
ァイバー5を介してアパーチャ6を照射する。アパーチ
ャ6を透過した照明光は、ハーフプリズム(ビームスプ
リッタ)7を透過し、ミラー8で反射され、レンズ9を
介してウエハ3面上を斜め方向から照射する。なお、図
1中には示していないが、ファイバー5の射出面とアパ
ーチャ6との間にはリレー光学系と、ウエハ3面と共役
な面内に配置された可変視野絞りとが設けられており、
可変視野絞りによってウエハ面3上の照明視野の大き
さ、形状を任意に変更することが可能となっている。
【0020】ウエハ3面で反射されは光はレンズ10を
透過し、ミラー11で反射され、さらにレンズ12を透
過した後ミラー板13に達する。このミラー板13は、
ウエハ3面と共役な面(第1の面)内に配置されてお
り、ミラー板13に達する光は、ウエハ3の傾きに応じ
た傾き角をもって入射する。
【0021】ここで反射された光は、ほぼ同じ光路を戻
ってウエハ3面上に戻る。再度ウエハ3面で反射された
戻り光は、再びレンズ9、ミラー8を介してハーフプリ
ズム7で反射され、ウエハ3面の瞳面(またはその共役
面)、もしくはその相当面内に配置された4分割ディテ
クタ15上に集光してビームスポットを形成する。ここ
で、相当面とは、図1中に示す如くハーフプリズム7に
よって形成される仮想的な瞳面のことを指す。
【0022】この光学系は、予め、ウエハ3面が前述の
レチクルパターンの投影像面と一致した場合には、前記
ビームスポットが4分割ディテクタ15の中心位置に形
成されるよう設定されている。本実施例では、ミラー板
13の角度を回転機構14によって制御することで調整
を行なっている。
【0023】ウエハ3面が、一致すべき投影像面に対し
て傾いている場合、その傾き角に応じた分だけ4分割デ
ィテクタ15の中心位置からシフトした位置にビームス
ポットが形成される。したがって、4分割ディテクタ1
5の各ディテクタ面で受光される光量差が信号処理系1
6で検出され、その検出結果が制御装置17にフィード
バックされる。そこで、前記光量差が所定の許容範囲内
になるまでウエハステージ18が制御装置17によって
制御され、ウエハ3面の傾きが投影像面にほぼ一致する
ように調整される。
【0024】また、ビームスポット位置調整に平行平板
を用いた場合、広波長帯域の照明光に色分散が生じる
が、本実施例においては、この問題ははぼ解消される。
これは、色分散を生じた光がほぼ同じ光路を戻るためで
あり、例えウエハ面に傾きがあるとしても、通常その幅
は、色分散に関して言えば十分その影響が小さくできる
程度の範囲内であると思われる。
【0025】
【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、色分散の
影響が小さいと共に、より感度の高い傾き検出が可能で
ある。
【0026】また、本発明の広帯域波長を用いた機構
は、レベリング機構のみならずフォーカス機構(特開昭
56ー32114)等の技術においても同様に色分散を
除去することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る投影露光装置のレベリ
ング機構を説明する概略構成図である。
【図2】色分散を説明する図である。
【図3】本発明の作用を説明する光学系の概略構成図で
ある。
【図4】従来の傾き検出装置の概略構成図である。
【符号の説明】
1,21:レチクル 2,22:投影レンズ 3,23:ウエハ 4:広波長帯域照明光源 6,25:視野絞り 8,11:ミラー 9,10,12,26,27:レンズ 13:ミラー板 14:回転機構 15,28:4分割ディテクタ 16:信号処理系 17:制御装置 18:ウエハステージ 20:平行平板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検物面の傾きを光学的に検出する傾き
    検出装置において、光源からの照明光を前記被検物面上
    に斜め方向から照射する照明光学系と、前記被検物面で
    反射された前記照明光の反射光を前記被検物面とほぼ共
    役な第1の面内に結像するリレー光学系と、前記第1の
    面内に配置され、前記反射光を再び前記リレー光学系を
    介して前記被検物面上へもどすように再帰反射する反射
    部材と、前記照明光学系中の前記被検物面に対する光学
    的なフーリエ変換面もしくはその相当面となる第2の面
    内に配置され、前記被検物面によって再度反射された前
    記再帰反射光を検出する検出手段とを備えたことを特徴
    とする傾き検出装置。
JP4087471A 1992-03-12 1992-03-12 傾き検出装置 Pending JPH05259031A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4087471A JPH05259031A (ja) 1992-03-12 1992-03-12 傾き検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4087471A JPH05259031A (ja) 1992-03-12 1992-03-12 傾き検出装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05259031A true JPH05259031A (ja) 1993-10-08

Family

ID=13915829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4087471A Pending JPH05259031A (ja) 1992-03-12 1992-03-12 傾き検出装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05259031A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996038709A1 (fr) * 1995-05-31 1996-12-05 Omron Corporation Procede et appareil d'observation d'objet
KR100275672B1 (ko) * 1998-02-18 2000-12-15 윤종용 웨이퍼 노광설비의 레벨링 방법 및 그 장치
KR20020039018A (ko) * 2000-11-20 2002-05-25 황인길 웨이퍼 표면검사장치의 잔류빔 제거장치
WO2010104265A3 (ko) * 2009-03-09 2010-10-28 주식회사 쓰리비 시스템 결점 검사를 위한 검사장치
EP2239632B1 (en) * 2004-08-16 2021-05-05 ASML Netherlands B.V. Apparatus for calculating variations in substrate tilt

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996038709A1 (fr) * 1995-05-31 1996-12-05 Omron Corporation Procede et appareil d'observation d'objet
KR100275672B1 (ko) * 1998-02-18 2000-12-15 윤종용 웨이퍼 노광설비의 레벨링 방법 및 그 장치
KR20020039018A (ko) * 2000-11-20 2002-05-25 황인길 웨이퍼 표면검사장치의 잔류빔 제거장치
EP2239632B1 (en) * 2004-08-16 2021-05-05 ASML Netherlands B.V. Apparatus for calculating variations in substrate tilt
US11525786B2 (en) 2004-08-16 2022-12-13 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
WO2010104265A3 (ko) * 2009-03-09 2010-10-28 주식회사 쓰리비 시스템 결점 검사를 위한 검사장치
US20110317156A1 (en) * 2009-03-09 2011-12-29 Je Sun Lee Inspection device for defect inspection
CN102348955A (zh) * 2009-03-09 2012-02-08 3Bsystem股份有限公司 用于缺陷检测的检测设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5048967A (en) Detection optical system for detecting a pattern on an object
US4356392A (en) Optical imaging system provided with an opto-electronic detection system for determining a deviation between the image plane of the imaging system and a second plane on which an image is to be formed
US5202748A (en) In situ process control system for steppers
US5241188A (en) Apparatus for detecting a focussing position
US4952815A (en) Focusing device for projection exposure apparatus
US4901109A (en) Alignment and exposure apparatus
US4395117A (en) Printing apparatus having an in-focus detector
US6376329B1 (en) Semiconductor wafer alignment using backside illumination
US5048968A (en) Alignment mark detecting optical system
US4886974A (en) Mark detecting device for detecting the center of a mark by detecting its edges
JPH04273008A (ja) 表面状態検査装置
JPS59100805A (ja) 物体観察装置
US4952970A (en) Autofocusing system for a projecting exposure apparatus
US5323207A (en) Projection exposure apparatus
JP3372728B2 (ja) 面位置検出装置
US4880310A (en) Optical device for alignment in a projection exposure apparatus
JP2797250B2 (ja) 投影露光装置
US4626103A (en) Focus tracking system
JPH083576B2 (ja) 光学式結像装置及びマスクパタ−ン結像装置
JPH05259031A (ja) 傾き検出装置
JP3351051B2 (ja) 水平検出装置及びそれを用いた露光装置
JP3265031B2 (ja) 表面形状検出方法および投影露光装置
JP3143514B2 (ja) 面位置検出装置及びこれを有する露光装置
JP2555051B2 (ja) パタ−ン検出方法及びその装置
US4739158A (en) Apparatus for the detection of pattern edges