JPH06244080A - 半導体露光装置 - Google Patents
半導体露光装置Info
- Publication number
- JPH06244080A JPH06244080A JP5053205A JP5320593A JPH06244080A JP H06244080 A JPH06244080 A JP H06244080A JP 5053205 A JP5053205 A JP 5053205A JP 5320593 A JP5320593 A JP 5320593A JP H06244080 A JPH06244080 A JP H06244080A
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- JP
- Japan
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- semiconductor substrate
- ultrasonic
- optical system
- projection optical
- semiconductor
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration 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 Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 半導体基板の露光光方向の位置の測定を正確
に行えるようにする。 【構成】 原版に形成されたパターンを照明し、投影光
学系を介してそのパターンを半導体基板上に露光転写す
る半導体露光装置において、超音波発振子１０３により
半導体基板面１０１に向けて超音波を発することにより
半導体基板表面と超音波発振子との間で共振を発生さ
せ、その共振周波数を検出し、その検出値に基づき投影
光学系に対する半導体基板の位置を求める位置計測手段
と、この計測値に基づき露光のための焦点合せを行う手
段とを具備する。
に行えるようにする。 【構成】 原版に形成されたパターンを照明し、投影光
学系を介してそのパターンを半導体基板上に露光転写す
る半導体露光装置において、超音波発振子１０３により
半導体基板面１０１に向けて超音波を発することにより
半導体基板表面と超音波発振子との間で共振を発生さ
せ、その共振周波数を検出し、その検出値に基づき投影
光学系に対する半導体基板の位置を求める位置計測手段
と、この計測値に基づき露光のための焦点合せを行う手
段とを具備する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体露光装置に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体露光装置では、ウエハステ
ージの露光光方向の位置を測定するため、図３に示すよ
うに、レーザ発行素子３１４からのレーザ光をウエハ１
０１上のレジスト３１５の表面に対して斜めから照射
し、その反射光をＰＳＤ（position-sense-diode）受光
素子３１６により受光し、そして、受光した光の重心位
置からウエハステージの位置を検出する。
ージの露光光方向の位置を測定するため、図３に示すよ
うに、レーザ発行素子３１４からのレーザ光をウエハ１
０１上のレジスト３１５の表面に対して斜めから照射
し、その反射光をＰＳＤ（position-sense-diode）受光
素子３１６により受光し、そして、受光した光の重心位
置からウエハステージの位置を検出する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例で
は、ウエハ表面が完全に平坦で完全に光を反射すること
を前提としている。実際はこれと異なり、ウエハ１０１
上にレジスト３１５が塗布された場合はレジスト３１５
により照射された光をすべて反射せず一部を透過させ
る。透過した一部の光はレジスト３１５内部を透過し、
ウエハ１０１表面上で反射し、ＰＳＤ受光素子３１６に
受光される。このとき、レジスト表面とウエハ表面で反
射した光は、反射した位置が異なるため、ＰＳＤ受光素
子３１６上での受光位置が変化し計測値が、誤ったもの
となる。
は、ウエハ表面が完全に平坦で完全に光を反射すること
を前提としている。実際はこれと異なり、ウエハ１０１
上にレジスト３１５が塗布された場合はレジスト３１５
により照射された光をすべて反射せず一部を透過させ
る。透過した一部の光はレジスト３１５内部を透過し、
ウエハ１０１表面上で反射し、ＰＳＤ受光素子３１６に
受光される。このとき、レジスト表面とウエハ表面で反
射した光は、反射した位置が異なるため、ＰＳＤ受光素
子３１６上での受光位置が変化し計測値が、誤ったもの
となる。
【０００４】また、ウエハの製造プロセスが進み、露光
しようとするウエハ表面に凹凸が設けられた場合には、
凹凸等の物理的特性により、ＰＳＤ受光素子３１６へ向
けて反射される光が散乱し、計測誤りを発生させやす
い。
しようとするウエハ表面に凹凸が設けられた場合には、
凹凸等の物理的特性により、ＰＳＤ受光素子３１６へ向
けて反射される光が散乱し、計測誤りを発生させやす
い。
【０００５】また、従来の方法では、計測する場所がレ
ーザのスポットである狭い部分であるため、その場所が
他の場所に比べて特異な場所であった場合に測定誤りが
発生する。
ーザのスポットである狭い部分であるため、その場所が
他の場所に比べて特異な場所であった場合に測定誤りが
発生する。
【０００６】本発明の目的は、この従来技術の問題点に
鑑み、半導体露光装置において、ウエハ等の半導体基板
の露光光方向の位置の測定を正確に行えるようにするこ
とにある。
鑑み、半導体露光装置において、ウエハ等の半導体基板
の露光光方向の位置の測定を正確に行えるようにするこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明では、原版に形成されたパターンを照明し、投影
光学系を介してそのパターンを半導体基板上に露光転写
する半導体露光装置において、超音波発振子により半導
体基板面に向けて超音波を発することにより半導体基板
表面と超音波発振子との間で共振を発生させ、その共振
周波数を検出し、その検出値に基づき投影光学系に対す
る半導体基板の位置を求める位置計測手段と、この計測
値に基づき露光のための焦点合せを行う焦点合せ手段と
を具備することを特徴とする。
本発明では、原版に形成されたパターンを照明し、投影
光学系を介してそのパターンを半導体基板上に露光転写
する半導体露光装置において、超音波発振子により半導
体基板面に向けて超音波を発することにより半導体基板
表面と超音波発振子との間で共振を発生させ、その共振
周波数を検出し、その検出値に基づき投影光学系に対す
る半導体基板の位置を求める位置計測手段と、この計測
値に基づき露光のための焦点合せを行う焦点合せ手段と
を具備することを特徴とする。
【０００８】焦点合せ手段としては、例えば、半導体基
板の前記投影光学系の光軸方向の位置決めを行う位置決
め手段が該当する。
板の前記投影光学系の光軸方向の位置決めを行う位置決
め手段が該当する。
【０００９】位置計測手段は、例えば、投影光学系下部
に半導体基板に対向させて取り付けた前記超音波発振
子、および前記共振周波数を検出するために音波を電気
信号に変換する超音波受信子を有する。
に半導体基板に対向させて取り付けた前記超音波発振
子、および前記共振周波数を検出するために音波を電気
信号に変換する超音波受信子を有する。
【００１０】
【作用】本発明では、半導体基板表面位置の計測手段と
して、超音波の共振周波数の測定値を利用することによ
り、前記課題を解決している。すなわち、半導体基板面
に対向して設けられた超音波振動子等から発せられた超
音波が半導体基板面で反射され戻ることで、半導体基板
面と超音波振動子との間で共振が発生するが、この共振
周波数は半導体基板面の位置と相関関係にある。したが
って、この共振周波数を測定することにより、超音波振
動子すなわちこれと一定の位置関係にある投影光学系に
対する半導体基板面の位置が求まる。その際、超音波
は、超音波振動子と半導体基板面間の距離に比して広い
範囲で発せられ超音波受信子により受信され、面として
の位置計測が行われるため、半導体基板表面の微小な凹
凸、特異点等による計測誤りが防止される。また、半導
体基板表面のレジスト等は超音波の完全反射体であるた
め、レジスト表面を基準とした正確な位置計測が行われ
る。
して、超音波の共振周波数の測定値を利用することによ
り、前記課題を解決している。すなわち、半導体基板面
に対向して設けられた超音波振動子等から発せられた超
音波が半導体基板面で反射され戻ることで、半導体基板
面と超音波振動子との間で共振が発生するが、この共振
周波数は半導体基板面の位置と相関関係にある。したが
って、この共振周波数を測定することにより、超音波振
動子すなわちこれと一定の位置関係にある投影光学系に
対する半導体基板面の位置が求まる。その際、超音波
は、超音波振動子と半導体基板面間の距離に比して広い
範囲で発せられ超音波受信子により受信され、面として
の位置計測が行われるため、半導体基板表面の微小な凹
凸、特異点等による計測誤りが防止される。また、半導
体基板表面のレジスト等は超音波の完全反射体であるた
め、レジスト表面を基準とした正確な位置計測が行われ
る。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の一実施例に係る半導体露光装
置のウエハ表面位置計測手段の概略の構成を示す模式図
である。図に示すように、この手段は、超音波を発生す
る超音波振動子１０３、超音波振動子１０３が発する超
音波を受信する超音波受信機１０４、および超音波制御
回路１０５を備える。また、図１において、１０１はウ
エハ、１０２はウエハ１０１を載せるウエハステージ、
１０６はウエハステージ１０２を移動させるステージ駆
動回路、１０７はウエハ１０１上に露光転写すべき像を
投影する投影レンズ１０７である。超音波制御回路１０
５は、超音波振動子１０３から超音波を発生させ、投影
レンズ１０７とウエハ１０１との間で定在波を形成さ
せ、そしてその共振周波数を検波することによって、共
振周波数と距離との相関関係から投影レンズ１０７とウ
エハ１０１との間隔を検出するものである。
置のウエハ表面位置計測手段の概略の構成を示す模式図
である。図に示すように、この手段は、超音波を発生す
る超音波振動子１０３、超音波振動子１０３が発する超
音波を受信する超音波受信機１０４、および超音波制御
回路１０５を備える。また、図１において、１０１はウ
エハ、１０２はウエハ１０１を載せるウエハステージ、
１０６はウエハステージ１０２を移動させるステージ駆
動回路、１０７はウエハ１０１上に露光転写すべき像を
投影する投影レンズ１０７である。超音波制御回路１０
５は、超音波振動子１０３から超音波を発生させ、投影
レンズ１０７とウエハ１０１との間で定在波を形成さ
せ、そしてその共振周波数を検波することによって、共
振周波数と距離との相関関係から投影レンズ１０７とウ
エハ１０１との間隔を検出するものである。
【００１２】図２は、超音波制御回路１０５の概略を示
すブロック図である。同図に示すように、超音波制御回
路１０５は、超音波の基準周波数の信号を発生させる高
精度オシレータ２０７、この信号を増幅して超音波振動
子１０３へ供給することにより超音波振動子１０３を駆
動するパワーアンプ２０８、場の音波を受けてピックア
ップ（超音波受信機）１０４が出力する信号を増幅する
アンプ２０９、アンプ２０９の出力から必要な周波数成
分のみを取り出すバンドパスフィルタ２１０、フィルタ
２１０の出力とオシレータ２０７の出力との差分をとる
加算アンプ２１１、加算アンプ２１１の出力を整形する
ローパスフィルタ２１２、およびローパスフィルタ２１
２の出力波数をカウントするカウンタ２１３を有する。
すブロック図である。同図に示すように、超音波制御回
路１０５は、超音波の基準周波数の信号を発生させる高
精度オシレータ２０７、この信号を増幅して超音波振動
子１０３へ供給することにより超音波振動子１０３を駆
動するパワーアンプ２０８、場の音波を受けてピックア
ップ（超音波受信機）１０４が出力する信号を増幅する
アンプ２０９、アンプ２０９の出力から必要な周波数成
分のみを取り出すバンドパスフィルタ２１０、フィルタ
２１０の出力とオシレータ２０７の出力との差分をとる
加算アンプ２１１、加算アンプ２１１の出力を整形する
ローパスフィルタ２１２、およびローパスフィルタ２１
２の出力波数をカウントするカウンタ２１３を有する。
【００１３】この構成において、超音波振動子１０３の
直径を３０［ｍｍ］、ウエハ１０１と発振器（超音波振
動子１０３）との間の距離ＬをＬ0 ＝３．２０００［ｍ
ｍ］とし、雰囲気中の温度および気圧を一定すると、基
本波の固有周波数ｆは一般に f=c/2*((Unm/π/30e-3) 2 +(1/3.2e-3)2)0.5 である。但し、ｃは音速である。したがって、今、音速
ｃを約０℃における３３０ｍ／ｓ、Ｕｎｍをｎ＝０，ｍ
＝１の場合の２．４０５とすると、その場合の固有周波
数ｆ0 は、 ｆ0 ＝５１７３４．１２１Ｈｚ となる。ここで、距離ＬがＬ1 ＝３．２００５［ｍｍ］
に変化したとすると、固有周波数ｆは ｆ1 ＝５１７２６．０９２Ｈｚ 周波数の変化は ｆ1 −ｆ0 ＝８．０２９Ｈｚ となり、現在の時間測定技術で、１．０ｅ-7〜１．０ｅ
-12 程度の時間基準精度を持ち得れば、１秒間の時間ゲ
ートを用いれば、１Ｈｚ単位での周波数変動を確認する
ことができる。したがって、０．０００５［ｍｍ］＝
０．５［μｍ］より細かい精度で、ウエハ１０１表面の
位置を測定することが可能となる。
直径を３０［ｍｍ］、ウエハ１０１と発振器（超音波振
動子１０３）との間の距離ＬをＬ0 ＝３．２０００［ｍ
ｍ］とし、雰囲気中の温度および気圧を一定すると、基
本波の固有周波数ｆは一般に f=c/2*((Unm/π/30e-3) 2 +(1/3.2e-3)2)0.5 である。但し、ｃは音速である。したがって、今、音速
ｃを約０℃における３３０ｍ／ｓ、Ｕｎｍをｎ＝０，ｍ
＝１の場合の２．４０５とすると、その場合の固有周波
数ｆ0 は、 ｆ0 ＝５１７３４．１２１Ｈｚ となる。ここで、距離ＬがＬ1 ＝３．２００５［ｍｍ］
に変化したとすると、固有周波数ｆは ｆ1 ＝５１７２６．０９２Ｈｚ 周波数の変化は ｆ1 −ｆ0 ＝８．０２９Ｈｚ となり、現在の時間測定技術で、１．０ｅ-7〜１．０ｅ
-12 程度の時間基準精度を持ち得れば、１秒間の時間ゲ
ートを用いれば、１Ｈｚ単位での周波数変動を確認する
ことができる。したがって、０．０００５［ｍｍ］＝
０．５［μｍ］より細かい精度で、ウエハ１０１表面の
位置を測定することが可能となる。
【００１４】今、ウエハ１０１と投影レンズ１０７との
距離Ｌ′を求めるために、オシレータ２０７の周波数を
ｆ0 近辺のｆ0 ′にすると、距離Ｌ′に対して超音波制
御回路１０５によってｆ0 近辺で共振周波数ｆ′の定在
波が形成される。したがってカウンタ２１３の出力から ｆ′−ｆ0 ＝ｎ（ｆ1 −ｆ0 ） なるｎ（ｎ：整数）を求め、これから、 Ｌ′＝Ｌ0 ±０．５μ×ｎ を計算してＬ′を検出する。
距離Ｌ′を求めるために、オシレータ２０７の周波数を
ｆ0 近辺のｆ0 ′にすると、距離Ｌ′に対して超音波制
御回路１０５によってｆ0 近辺で共振周波数ｆ′の定在
波が形成される。したがってカウンタ２１３の出力から ｆ′−ｆ0 ＝ｎ（ｆ1 −ｆ0 ） なるｎ（ｎ：整数）を求め、これから、 Ｌ′＝Ｌ0 ±０．５μ×ｎ を計算してＬ′を検出する。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体基板はもちろんレジスト等も超音波の完全反射体で
あるため、レジストの光透過性による影響を受けず、レ
ジスト表面を基準とした正確な位置計測を行うことがで
きる。また、超音波は、超音波振動子と半導体基板面間
の距離に比して広い範囲で発せられため、ある一箇所で
なく面としての位置計測が行われるため、半導体基板表
面の微小な凹凸や特異点等による計測誤りを防止するこ
とができる。したがって、露光に際しての焦点合せを正
確に行うことができる。
導体基板はもちろんレジスト等も超音波の完全反射体で
あるため、レジストの光透過性による影響を受けず、レ
ジスト表面を基準とした正確な位置計測を行うことがで
きる。また、超音波は、超音波振動子と半導体基板面間
の距離に比して広い範囲で発せられため、ある一箇所で
なく面としての位置計測が行われるため、半導体基板表
面の微小な凹凸や特異点等による計測誤りを防止するこ
とができる。したがって、露光に際しての焦点合せを正
確に行うことができる。
【図１】 本発明の一実施例に係る半導体露光装置のウ
エハ表面位置計測手段の概略の構成を示す模式図であ
る。
エハ表面位置計測手段の概略の構成を示す模式図であ
る。
【図２】 図１の装置における超音波制御回路の概略を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図３】 従来例に係る半導体露光装置における、ウエ
ハステージの露光光方向の位置を測定する方法を示すた
めの説明図である。
ハステージの露光光方向の位置を測定する方法を示すた
めの説明図である。
１０１：ウエハ、１０２：ウエハをのせるウエハステー
ジ、１０３：超音波発振子、１０４：超音波受信機、１
０５：超音波制御回路、１０６：ステージ駆動回路、１
０７：投影レンズ、２０７：オシレータ、２０８：パワ
ーアンプ、２０９：アンプ、２１０：バンドパスフィル
タ、２１１：加算アンプ、２１２：ローパスフィルタ、
２１３：カウンタ、３１４：レーザ発光素子、３１５：
レジスト、３１６：ＰＳＤ受光素子。
ジ、１０３：超音波発振子、１０４：超音波受信機、１
０５：超音波制御回路、１０６：ステージ駆動回路、１
０７：投影レンズ、２０７：オシレータ、２０８：パワ
ーアンプ、２０９：アンプ、２１０：バンドパスフィル
タ、２１１：加算アンプ、２１２：ローパスフィルタ、
２１３：カウンタ、３１４：レーザ発光素子、３１５：
レジスト、３１６：ＰＳＤ受光素子。
Claims (3)
- 【請求項１】 原版に形成されたパターンを照明し、投
影光学系を介してそのパターンを半導体基板上に露光転
写する半導体露光装置において、半導体基板面で反射す
る超音波の定在波を形成してその共振周波数を検出し、
その検出値に基づき投影光学系に対する半導体基板の位
置を求める位置計測手段と、この計測値に基づき露光の
ための焦点合せを行う焦点合せ手段とを具備することを
特徴とする半導体露光装置。 - 【請求項２】 位置計測手段は、投影光学系下部に半導
体基板に対向させて取り付けた、超音波発振子および超
音波受信子を有し、超音波発振子は半導体基板へ向けて
超音波を発することにより半導体基板表面と超音波発振
子との間で共振を発生させるものであり、超音波受信子
はその共振周波数を検出するために音波を電気信号に変
換するものであることを特徴とする請求項１記載の半導
体露光装置。 - 【請求項３】 原版に形成されたパターンを照明し、投
影光学系を介してそのパターンを半導体基板上に露光転
写する半導体露光装置において、超音波発振子により半
導体基板面に向けて超音波を発することにより半導体基
板表面と超音波発振子との間で共振を発生させ、その共
振周波数を検出し、その検出値に基づき投影光学系に対
する半導体基板の位置を求める位置計測手段と、この計
測値に基づき半導体基板の前記光軸方向の位置決めを行
う位置決め手段とを具備することを特徴とする半導体露
光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5053205A JPH06244080A (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 半導体露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5053205A JPH06244080A (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 半導体露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06244080A true JPH06244080A (ja) | 1994-09-02 |
Family
ID=12936370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5053205A Pending JPH06244080A (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 半導体露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06244080A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009302549A (ja) * | 2005-03-30 | 2009-12-24 | Asml Netherlands Bv | データフィルタ処理を利用したリソグラフィ装置及びデバイス製造法 |
-
1993
- 1993-02-19 JP JP5053205A patent/JPH06244080A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009302549A (ja) * | 2005-03-30 | 2009-12-24 | Asml Netherlands Bv | データフィルタ処理を利用したリソグラフィ装置及びデバイス製造法 |
| US8508715B2 (en) | 2005-03-30 | 2013-08-13 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method utilizing data filtering |
| US9846368B2 (en) | 2005-03-30 | 2017-12-19 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method utilizing data filtering |
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