JPH07128035A - 水平位置検出装置 - Google Patents
水平位置検出装置Info
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- JPH07128035A JPH07128035A JP27149893A JP27149893A JPH07128035A JP H07128035 A JPH07128035 A JP H07128035A JP 27149893 A JP27149893 A JP 27149893A JP 27149893 A JP27149893 A JP 27149893A JP H07128035 A JPH07128035 A JP H07128035A
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 検出領域の反射特性が変化することによっ
て、光電検出器から出力される光電信号の強度（レベ
ル）が変化しても、所定の基準面に対する基板の傾きを
常に高精度に検出する。 【構成】 光源（１１）から基板（３）上の所定の検出
領域に平行光束を照射し、その反射光を受光手段（２
０、３０）に設けられた光電検出器（２２）によって受
光する。光電検出器（２２）からの光電信号に基づいて
予め定められた基準面に対する基板の傾きを検出する
際、調整手段（３１、３５）は検出領域の反射特性の変
化に対応して光電信号の強度の調整を行う。
て、光電検出器から出力される光電信号の強度（レベ
ル）が変化しても、所定の基準面に対する基板の傾きを
常に高精度に検出する。 【構成】 光源（１１）から基板（３）上の所定の検出
領域に平行光束を照射し、その反射光を受光手段（２
０、３０）に設けられた光電検出器（２２）によって受
光する。光電検出器（２２）からの光電信号に基づいて
予め定められた基準面に対する基板の傾きを検出する
際、調整手段（３１、３５）は検出領域の反射特性の変
化に対応して光電信号の強度の調整を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェハ等の基板
の表面を正確に所定の基準平面に合わせ込むために、基
準平面に対する基板表面の傾きを検出する水平位置検出
装置に関するものである。
の表面を正確に所定の基準平面に合わせ込むために、基
準平面に対する基板表面の傾きを検出する水平位置検出
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、集積回路製造用の縮小投影型露
光装置における投影対物レンズには大きな開口数（N.
A.）を有する投影対物レンズが用いられており、許容焦
点深度が非常に小さい。このため、ウェハの露光領域
（ショット領域）を投影対物レンズの光軸に対して正確
な垂直位置に維持することが必要であり、このショット
領域の投影対物レンズの結像面（レチクルパターンの投
影結像面）に対する傾き（以下、「水平位置」と記す）
を検出するための水平位置検出装置が露光装置内に組み
込まれている。
光装置における投影対物レンズには大きな開口数（N.
A.）を有する投影対物レンズが用いられており、許容焦
点深度が非常に小さい。このため、ウェハの露光領域
（ショット領域）を投影対物レンズの光軸に対して正確
な垂直位置に維持することが必要であり、このショット
領域の投影対物レンズの結像面（レチクルパターンの投
影結像面）に対する傾き（以下、「水平位置」と記す）
を検出するための水平位置検出装置が露光装置内に組み
込まれている。
【０００３】従来、この種の装置は特開昭５８−１１３
７０６号公報に開示されているように、被検物体である
ウェハ上の１つのショット領域内のほぼ全面に平行光束
を照射する。ウェハ表面で反射した光束は集光レンズに
よって集光され、４分割受光素子に入射する。反射光を
受光した４分割受光素子は、反射光の受光位置に応じた
検出信号を出力し、その検出信号に基づいてウェハ上の
ショット領域の水平位置を検出するものである。
７０６号公報に開示されているように、被検物体である
ウェハ上の１つのショット領域内のほぼ全面に平行光束
を照射する。ウェハ表面で反射した光束は集光レンズに
よって集光され、４分割受光素子に入射する。反射光を
受光した４分割受光素子は、反射光の受光位置に応じた
検出信号を出力し、その検出信号に基づいてウェハ上の
ショット領域の水平位置を検出するものである。
【０００４】また、通常１つのショット領域内には複数
個の回路パターン（ＩＣチップ）が作られるため、例え
ばウェハの周縁部に位置してその一部が欠けたショット
領域であっても、当該ショット内に１つ以上のＩＣチッ
プが欠けることなく存在していれば、この欠けショット
に対してもレチクルのパターンを重ね合わせ露光するこ
とがある。このとき、上記のような一部が欠けたショッ
ト領域の水平位置を検出するための技術が特開平１−１
６４０３３号公報に開示されている。
個の回路パターン（ＩＣチップ）が作られるため、例え
ばウェハの周縁部に位置してその一部が欠けたショット
領域であっても、当該ショット内に１つ以上のＩＣチッ
プが欠けることなく存在していれば、この欠けショット
に対してもレチクルのパターンを重ね合わせ露光するこ
とがある。このとき、上記のような一部が欠けたショッ
ト領域の水平位置を検出するための技術が特開平１−１
６４０３３号公報に開示されている。
【０００５】これはウェハ上に平行光束を照射する照射
光学系内に、形状または大きさの異なる複数の視野絞り
を有するターレット板を設け、ショット領域内のＩＣチ
ップが欠けることなく存在している領域のほぼ全面に平
行光束を照射するものである。
光学系内に、形状または大きさの異なる複数の視野絞り
を有するターレット板を設け、ショット領域内のＩＣチ
ップが欠けることなく存在している領域のほぼ全面に平
行光束を照射するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の如
き従来技術において、ウェハの材質やウェハ上に塗布さ
れている下地（金属膜や絶縁膜等）の種類、及びその下
地の上に塗布されているレジストの種類等が変化して光
の反射率（ウェハの反射率）が変化すると、光電検出器
に入射する反射光の光強度（光量）が変化する。また、
光源としてコヒレンシーが比較的高い光を用いると、レ
ジストの表面で反射した光とレジストの下面（上述の下
地）で反射した光とが干渉しやすくなる。従って、レジ
ストの厚さが微小量変化しただけで光電検出器に入射す
る反射光の光強度が大きく変化してしまう。また、ショ
ット領域内に形成された回路パターンの構造によっても
光電検出器に入射する反射光の光強度が変化してしま
う。さらにウェハ上に照射する平行光束の照射領域の形
状、又は大きさが変化することにより、光電検出器に入
射する反射光の光強度が変化してしまう。
き従来技術において、ウェハの材質やウェハ上に塗布さ
れている下地（金属膜や絶縁膜等）の種類、及びその下
地の上に塗布されているレジストの種類等が変化して光
の反射率（ウェハの反射率）が変化すると、光電検出器
に入射する反射光の光強度（光量）が変化する。また、
光源としてコヒレンシーが比較的高い光を用いると、レ
ジストの表面で反射した光とレジストの下面（上述の下
地）で反射した光とが干渉しやすくなる。従って、レジ
ストの厚さが微小量変化しただけで光電検出器に入射す
る反射光の光強度が大きく変化してしまう。また、ショ
ット領域内に形成された回路パターンの構造によっても
光電検出器に入射する反射光の光強度が変化してしま
う。さらにウェハ上に照射する平行光束の照射領域の形
状、又は大きさが変化することにより、光電検出器に入
射する反射光の光強度が変化してしまう。
【０００７】上述のように、ウェハの反射率、ショット
領域内に存在する回路パターンの構造、照射領域の形状
や大きさ等（以下、これらを総称して「反射特性」と記
す）が変化することによって、例えば光電検出器に入射
する光束の光強度が小さくなると、光電検出器から出力
される光電信号のＳ／Ｎ比が落ちて水平位置の検出結果
に誤差が生じてしまうという問題が生じる。
領域内に存在する回路パターンの構造、照射領域の形状
や大きさ等（以下、これらを総称して「反射特性」と記
す）が変化することによって、例えば光電検出器に入射
する光束の光強度が小さくなると、光電検出器から出力
される光電信号のＳ／Ｎ比が落ちて水平位置の検出結果
に誤差が生じてしまうという問題が生じる。
【０００８】本発明は上記の如き問題に鑑み、ショット
領域の反射特性が変化することによって、光電検出器か
ら出力される光電信号の強度値（レベル）が変化して
も、所定の基準面に対する基板の傾きを常に高精度に検
出することができる水平位置検出装置を提供することで
ある。
領域の反射特性が変化することによって、光電検出器か
ら出力される光電信号の強度値（レベル）が変化して
も、所定の基準面に対する基板の傾きを常に高精度に検
出することができる水平位置検出装置を提供することで
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】かかる問題点を解決する
ため本発明においては光源（１１）からの光束を基板
（３）上の所定の検出領域（例えばショット領域の全面
もしくはその一部）に平行光束として投射する投光手段
（１０）と、基板表面で反射した光を受光する光電検出
器（２２）を有するとともに、光電検出器からの光電信
号（Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄ）に基づいて、反射光の受
光位置の変化に応じた検出信号を出力する受光手段（２
０、３０）とを有し、上記検出信号に基づいて、予め定
められた基準面（１９）に対する基板表面の傾きを検出
する水平位置検出装置において、検出領域の反射特性の
変化に対応して光電信号（Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄ）の
強度を調整する調整手段（３１、３５）を設けることと
した。
ため本発明においては光源（１１）からの光束を基板
（３）上の所定の検出領域（例えばショット領域の全面
もしくはその一部）に平行光束として投射する投光手段
（１０）と、基板表面で反射した光を受光する光電検出
器（２２）を有するとともに、光電検出器からの光電信
号（Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄ）に基づいて、反射光の受
光位置の変化に応じた検出信号を出力する受光手段（２
０、３０）とを有し、上記検出信号に基づいて、予め定
められた基準面（１９）に対する基板表面の傾きを検出
する水平位置検出装置において、検出領域の反射特性の
変化に対応して光電信号（Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄ）の
強度を調整する調整手段（３１、３５）を設けることと
した。
【００１０】
【作用】本発明においては、ショット領域の反射特性の
変化によって光電検出器に入射する光束の光強度、すな
わち光電検出器からの光電信号の強度値（レベル）が変
化して、ウェハの水平位置検出の結果に誤差が生じてし
まうようなとき、調整手段によって検出誤差を生じない
程度にその光電信号のレベルを所定の許容範囲内に調整
する。従ってショット領域の反射特性が変化してもその
ショット領域の水平位置を正確に検出することができ
る。
変化によって光電検出器に入射する光束の光強度、すな
わち光電検出器からの光電信号の強度値（レベル）が変
化して、ウェハの水平位置検出の結果に誤差が生じてし
まうようなとき、調整手段によって検出誤差を生じない
程度にその光電信号のレベルを所定の許容範囲内に調整
する。従ってショット領域の反射特性が変化してもその
ショット領域の水平位置を正確に検出することができ
る。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について図１を参照し
て説明する。図１は本発明の一実施例による水平位置検
出装置の概略的な構成を示す図である。図１においてレ
チクル２とウェハ３は夫々投影対物レンズ１に関して共
役な位置に維持されており、レチクル２上のパターンが
不図示の照明光学系によって照明され、ウェハ３上に縮
小投影される。ウェハ３は支持装置３４上によって保持
されており、支持装置３４はティルティングステージ３
３上に配置されている。ティルティングステージ３３は
ウェハ３の表面上におけるショット領域の傾きを補正す
るように、支持装置３４を移動させる。これらのウェハ
３、支持装置３４、ティルティングステージ３３は、図
１の紙面に垂直な方向（ＸＹ方向）に移動可能なステー
ジ５上に設置されている。また、ステージ５の位置は干
渉計４１によって計測されており、その座標値が主制御
系３１に送られる。また、主制御系３１にはウェハ３の
径、ウェハ３上のショット領域の配列マップ等のデータ
が予め設定されている。
て説明する。図１は本発明の一実施例による水平位置検
出装置の概略的な構成を示す図である。図１においてレ
チクル２とウェハ３は夫々投影対物レンズ１に関して共
役な位置に維持されており、レチクル２上のパターンが
不図示の照明光学系によって照明され、ウェハ３上に縮
小投影される。ウェハ３は支持装置３４上によって保持
されており、支持装置３４はティルティングステージ３
３上に配置されている。ティルティングステージ３３は
ウェハ３の表面上におけるショット領域の傾きを補正す
るように、支持装置３４を移動させる。これらのウェハ
３、支持装置３４、ティルティングステージ３３は、図
１の紙面に垂直な方向（ＸＹ方向）に移動可能なステー
ジ５上に設置されている。また、ステージ５の位置は干
渉計４１によって計測されており、その座標値が主制御
系３１に送られる。また、主制御系３１にはウェハ３の
径、ウェハ３上のショット領域の配列マップ等のデータ
が予め設定されている。
【００１２】次にウェハ表面の水平位置検出装置につい
て説明する。この水平位置検出装置は照射光学系１０及
び集光光学系２０から構成される。本実施例における水
平位置検出装置の基本構成は特開平１−１６４０３３号
公報と同一であり、詳しい説明はここでは省略する。照
射光学系１０は光源（例えば発光ダイオード）１１、コ
ンデンサーレンズ１２、微小円形開口を有する視野絞り
１３、ミラー１４、第１リレーレンズ１５、検出範囲
（ウェハ上に照射される光束の照射領域）を制限する視
野絞り１６、第２リレーレンズ１７及び照射対物レンズ
１８からなる。
て説明する。この水平位置検出装置は照射光学系１０及
び集光光学系２０から構成される。本実施例における水
平位置検出装置の基本構成は特開平１−１６４０３３号
公報と同一であり、詳しい説明はここでは省略する。照
射光学系１０は光源（例えば発光ダイオード）１１、コ
ンデンサーレンズ１２、微小円形開口を有する視野絞り
１３、ミラー１４、第１リレーレンズ１５、検出範囲
（ウェハ上に照射される光束の照射領域）を制限する視
野絞り１６、第２リレーレンズ１７及び照射対物レンズ
１８からなる。
【００１３】光源１１からの光はコンデンサーレンズ１
２によって絞り１３上に照射される。絞り１３の開口を
通過した光は第１リレーレンズ１５によって平行光束と
なり、ミラー１４を介して視野絞り１６に供給される。
この視野絞り１６は図３に示すようにターレット板４上
に形状、大きさ、及び開口の位置等が異なる１６個の視
野絞り（Ａ１〜Ａ１６）が設けられている。視野絞り１
６を通過した光は第２リレーレンズ１７及び照射対物レ
ンズ１８を介してウェハ３上に平行光束として照射され
る。視野絞り１６と結像面１９とは第２リレーレンズ１
７及び照射対物レンズ１８に関して共役な位置にある。
また、駆動手段４４はターレット板４の中心を回転軸と
してターレット板４を回転させる。
２によって絞り１３上に照射される。絞り１３の開口を
通過した光は第１リレーレンズ１５によって平行光束と
なり、ミラー１４を介して視野絞り１６に供給される。
この視野絞り１６は図３に示すようにターレット板４上
に形状、大きさ、及び開口の位置等が異なる１６個の視
野絞り（Ａ１〜Ａ１６）が設けられている。視野絞り１
６を通過した光は第２リレーレンズ１７及び照射対物レ
ンズ１８を介してウェハ３上に平行光束として照射され
る。視野絞り１６と結像面１９とは第２リレーレンズ１
７及び照射対物レンズ１８に関して共役な位置にある。
また、駆動手段４４はターレット板４の中心を回転軸と
してターレット板４を回転させる。
【００１４】集光光学系２０は、受光対物レンズ２１及
び光電検出器２２とからなる。そして、照射光学系１０
の光軸と集光光学系２０の光軸とは投影対物レンズ１の
光軸に対して対称となっており、光電検出器２２は、結
像面１９の傾きとウェハ３の上面（表面）の傾きとが一
致したときに照射光学系１０からの光束が光電検出器２
２の中心位置に集光されるような位置に予め設定されて
いる。
び光電検出器２２とからなる。そして、照射光学系１０
の光軸と集光光学系２０の光軸とは投影対物レンズ１の
光軸に対して対称となっており、光電検出器２２は、結
像面１９の傾きとウェハ３の上面（表面）の傾きとが一
致したときに照射光学系１０からの光束が光電検出器２
２の中心位置に集光されるような位置に予め設定されて
いる。
【００１５】また、図２に示すように光電検出器２２の
受光面は４つの受光領域（例えばフォトダイオード）２
２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄからなり、夫々の受光領
域はウェハ３からの反射光を受光すると、受光した反射
光の光強度（光量）に応じた電流を発生する。これらの
電流値を夫々ｉａ、ｉｂ、ｉｃ、ｉｄとする。この４つ
の電流はオペアンプ２３、２４、２５、２６によって夫
々の電流値に応じた４つの光電信号となって信号処理装
置３０に出力される。これらの光電信号の電圧値を夫々
Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄとする。信号処理装置３０は光
電検出器２２からの光電信号に基づいて、夫々の電圧値
の総和（Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）、及び反射光束の受
光位置に対応する検出信号を主制御系３１に出力する。
主制御系３１は信号処理装置３０からの検出信号に基づ
いて、駆動装置３２と光源制御装置３５に対して指令信
号を出力する。駆動装置３２は主制御系３２からの指令
信号を入力すると、ティルティングステージ３３を駆動
してウェハ３の表面の傾きを調整する。また、光源制御
装置３５は主制御系３１からの指令信号を入力すると、
その指令信号に基づいて光源（発光ダイオード）１１に
与えるドライブ電流の値を調整することによって、発光
強度を制御する。また、主制御系３１は駆動装置３２及
び光源制御装置３５を制御する他、装置全体を統括制御
する。
受光面は４つの受光領域（例えばフォトダイオード）２
２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄからなり、夫々の受光領
域はウェハ３からの反射光を受光すると、受光した反射
光の光強度（光量）に応じた電流を発生する。これらの
電流値を夫々ｉａ、ｉｂ、ｉｃ、ｉｄとする。この４つ
の電流はオペアンプ２３、２４、２５、２６によって夫
々の電流値に応じた４つの光電信号となって信号処理装
置３０に出力される。これらの光電信号の電圧値を夫々
Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄとする。信号処理装置３０は光
電検出器２２からの光電信号に基づいて、夫々の電圧値
の総和（Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）、及び反射光束の受
光位置に対応する検出信号を主制御系３１に出力する。
主制御系３１は信号処理装置３０からの検出信号に基づ
いて、駆動装置３２と光源制御装置３５に対して指令信
号を出力する。駆動装置３２は主制御系３２からの指令
信号を入力すると、ティルティングステージ３３を駆動
してウェハ３の表面の傾きを調整する。また、光源制御
装置３５は主制御系３１からの指令信号を入力すると、
その指令信号に基づいて光源（発光ダイオード）１１に
与えるドライブ電流の値を調整することによって、発光
強度を制御する。また、主制御系３１は駆動装置３２及
び光源制御装置３５を制御する他、装置全体を統括制御
する。
【００１６】次に、視野絞り１６の切り換え及び水平位
置検出の動作について説明する。図４（ａ）はウェハ３
上のショット領域の配置の一例を示す模式図である。こ
の図４（ａ）において、Ｓ１〜Ｓ８はショット領域を示
し、各ショット領域内には図４（ｂ）に示すように、例
えば４つのＩＣ素子ａ、ｂ、ｃ、ｄが形成されるものと
する。
置検出の動作について説明する。図４（ａ）はウェハ３
上のショット領域の配置の一例を示す模式図である。こ
の図４（ａ）において、Ｓ１〜Ｓ８はショット領域を示
し、各ショット領域内には図４（ｂ）に示すように、例
えば４つのＩＣ素子ａ、ｂ、ｃ、ｄが形成されるものと
する。
【００１７】ここで、例えば水平位置検出すべきショッ
ト領域がＳ８のように、ウェハ３の周縁部によって欠け
ることなくウェハ３上に位置しているときには、主制御
系３１はウェハ３上に照射する光束の照射領域を図４
（ａ）の斜線部分で示すようにショット領域全体に一致
するような正方形に設定する。すなわち、主制御系３１
は駆動手段４４を駆動して図３に示した視野絞りＡ１を
照射光学系１０の光路中に配置する。
ト領域がＳ８のように、ウェハ３の周縁部によって欠け
ることなくウェハ３上に位置しているときには、主制御
系３１はウェハ３上に照射する光束の照射領域を図４
（ａ）の斜線部分で示すようにショット領域全体に一致
するような正方形に設定する。すなわち、主制御系３１
は駆動手段４４を駆動して図３に示した視野絞りＡ１を
照射光学系１０の光路中に配置する。
【００１８】次に主制御系３１は光源１１から光束を照
射する。ウェハ３からの反射光を受光した光電検出器２
２は光電信号（電圧値）Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄを信号
処理装置３０に出力する。そして信号処理装置３０はこ
の４つの電圧値の総和（Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）と、
光電検出器２２の受光面上における反射光の受光位置
（反射光の光量分布の重心位置）に応じた検出信号とを
主制御系３１に出力する。上記の電圧値の総和（Ｖａ＋
Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）は反射光の光量に対応する光電信号
のレベルである（以下この電圧値の総和（Ｖａ＋Ｖｂ＋
Ｖｃ＋Ｖｄ）を、単に「光電信号のレベル」と記す）。
射する。ウェハ３からの反射光を受光した光電検出器２
２は光電信号（電圧値）Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄを信号
処理装置３０に出力する。そして信号処理装置３０はこ
の４つの電圧値の総和（Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）と、
光電検出器２２の受光面上における反射光の受光位置
（反射光の光量分布の重心位置）に応じた検出信号とを
主制御系３１に出力する。上記の電圧値の総和（Ｖａ＋
Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）は反射光の光量に対応する光電信号
のレベルである（以下この電圧値の総和（Ｖａ＋Ｖｂ＋
Ｖｃ＋Ｖｄ）を、単に「光電信号のレベル」と記す）。
【００１９】主制御系３１は光電信号のレベル（Ｖａ＋
Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）を入力すると、予め設定されている
許容範囲内にそのレベルが入るように、光源制御装置３
５を介して光源１１の発光強度を制御する。この許容範
囲としては、例えば水平位置検出に誤差が生じないよう
な光電信号のレベルの下限、及び上限を予め定めてお
き、常に安定した検出結果が得られるような範囲とす
る。
Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）を入力すると、予め設定されている
許容範囲内にそのレベルが入るように、光源制御装置３
５を介して光源１１の発光強度を制御する。この許容範
囲としては、例えば水平位置検出に誤差が生じないよう
な光電信号のレベルの下限、及び上限を予め定めてお
き、常に安定した検出結果が得られるような範囲とす
る。
【００２０】ここで、例えば上述の光電信号のレベルが
許容範囲の下限よりも低い値のとき、主制御系３１は光
電信号のレベルが許容範囲内に入るように光源制御装置
３５に指令信号を出力して、光源１１の発光強度を上げ
る。そして、光電信号のレベルが許容範囲内に入ると、
主制御系３１はウェハの水平位置検出に計算誤差が生じ
ないと判断し、そのときの光源１１の発光強度を維持す
るとともに信号処理装置３０からの検出信号（反射光の
受光位置に応じた検出信号）に基づいてショット領域Ｓ
８の水平位置（結像面１９に対するショット領域Ｓ８の
傾き）を検出する。そして主制御系３１は反射光の受光
位置が光電検出器２２の中心位置に照射されるように、
すなわちショット領域Ｓ８が結像面１９と一致するよう
に、駆動装置３２を介してティルティングステージ３３
の駆動を制御する。
許容範囲の下限よりも低い値のとき、主制御系３１は光
電信号のレベルが許容範囲内に入るように光源制御装置
３５に指令信号を出力して、光源１１の発光強度を上げ
る。そして、光電信号のレベルが許容範囲内に入ると、
主制御系３１はウェハの水平位置検出に計算誤差が生じ
ないと判断し、そのときの光源１１の発光強度を維持す
るとともに信号処理装置３０からの検出信号（反射光の
受光位置に応じた検出信号）に基づいてショット領域Ｓ
８の水平位置（結像面１９に対するショット領域Ｓ８の
傾き）を検出する。そして主制御系３１は反射光の受光
位置が光電検出器２２の中心位置に照射されるように、
すなわちショット領域Ｓ８が結像面１９と一致するよう
に、駆動装置３２を介してティルティングステージ３３
の駆動を制御する。
【００２１】また、光電信号のレベルが上述の許容範囲
内にある場合は、そのまま信号処理装置３０からの検出
信号に基づいてショット領域Ｓ８の水平位置検出すると
ともに、ショット領域Ｓ８と結像面１９とを一致させ
る。次に、ショット領域がウェハ３の周縁部に位置し、
ショット領域の一部が欠けてしまっている場合、すなわ
ち、ショット領域が例えば図４（ａ）のＳ１又はＳ２の
位置にある場合、ＩＣ素子全体が形成されるのは図４
（ｂ）に示すｂ及びｃの素子である。従って、水平位置
の検出領域もこのＩＣ素子全体が形成されている領域に
ほぼ一致するような形状に設定すればよい。この場合に
は、主制御系３１は駆動手段４４を駆動して図３におけ
る視野絞りＡ５を照射光学系１０の光路中に配置する。
内にある場合は、そのまま信号処理装置３０からの検出
信号に基づいてショット領域Ｓ８の水平位置検出すると
ともに、ショット領域Ｓ８と結像面１９とを一致させ
る。次に、ショット領域がウェハ３の周縁部に位置し、
ショット領域の一部が欠けてしまっている場合、すなわ
ち、ショット領域が例えば図４（ａ）のＳ１又はＳ２の
位置にある場合、ＩＣ素子全体が形成されるのは図４
（ｂ）に示すｂ及びｃの素子である。従って、水平位置
の検出領域もこのＩＣ素子全体が形成されている領域に
ほぼ一致するような形状に設定すればよい。この場合に
は、主制御系３１は駆動手段４４を駆動して図３におけ
る視野絞りＡ５を照射光学系１０の光路中に配置する。
【００２２】次に主制御系３１は光源１１から光束を照
射する。このとき、光電検出器２２上に入射する光束の
光量は、基準となる大きさの視野絞り（視野絞りＡ１）
が選択されたときの約半分となってしまう。従って光電
検出器２２から出力される光電信号のレベルが上述の許
容範囲からはずれている可能性が高い。しかし、主制御
系３１は上述した光源１１の制御と同様に、光電信号の
レベルが上述の許容範囲内に入るように、光源制御装置
３５を介して光源１１の発光強度を制御する。そして、
光電信号のレベルが許容範囲内に入ると、そのときの光
源１１の発光強度を維持するとともに、信号処理装置３
０からの検出信号に基づいて各ショット領域を結像面１
９と一致させる。
射する。このとき、光電検出器２２上に入射する光束の
光量は、基準となる大きさの視野絞り（視野絞りＡ１）
が選択されたときの約半分となってしまう。従って光電
検出器２２から出力される光電信号のレベルが上述の許
容範囲からはずれている可能性が高い。しかし、主制御
系３１は上述した光源１１の制御と同様に、光電信号の
レベルが上述の許容範囲内に入るように、光源制御装置
３５を介して光源１１の発光強度を制御する。そして、
光電信号のレベルが許容範囲内に入ると、そのときの光
源１１の発光強度を維持するとともに、信号処理装置３
０からの検出信号に基づいて各ショット領域を結像面１
９と一致させる。
【００２３】同様に、水平位置検出すべきショット領域
がＳ４、又はＳ５の位置の場合には、主制御系３１は図
３に示す視野絞りＡ２を照射光学系１０の光路中に配置
する。このときも先の光源１１の制御と同様の制御を行
って水平位置検出を行う。なお、ショット領域がＳ３、
Ｓ６、Ｓ７の位置にある場合には、ＩＣチップａ、ｂ、
ｃ、ｄはいずれもウェハ３の周縁部によって欠けてしま
うので、水平位置検出操作は省略される。
がＳ４、又はＳ５の位置の場合には、主制御系３１は図
３に示す視野絞りＡ２を照射光学系１０の光路中に配置
する。このときも先の光源１１の制御と同様の制御を行
って水平位置検出を行う。なお、ショット領域がＳ３、
Ｓ６、Ｓ７の位置にある場合には、ＩＣチップａ、ｂ、
ｃ、ｄはいずれもウェハ３の周縁部によって欠けてしま
うので、水平位置検出操作は省略される。
【００２４】このように、光源１１の制御は各ショット
領域ごとに行ってもよいが、例えばショット領域Ｓ８の
ように全体がウェハ３上に位置しているショット領域に
ついては、最初に制御したときの光源１１の発光強度を
主制御系３１が記憶しておき、全体がウェハ３上に位置
している他のショット領域の水平位置を検出するとき
は、その発光強度によって水平位置検出を行うようにし
ても良い。また、１つのロット内の複数のウェハにおい
ては、１枚目のウェハでの各ショット領域と光源１１の
発光強度とを対応付けて記憶しておき、２枚目以降は各
ショット領域に対して記憶した発光強度で水平位置検出
を行うようにしても良い。
領域ごとに行ってもよいが、例えばショット領域Ｓ８の
ように全体がウェハ３上に位置しているショット領域に
ついては、最初に制御したときの光源１１の発光強度を
主制御系３１が記憶しておき、全体がウェハ３上に位置
している他のショット領域の水平位置を検出するとき
は、その発光強度によって水平位置検出を行うようにし
ても良い。また、１つのロット内の複数のウェハにおい
ては、１枚目のウェハでの各ショット領域と光源１１の
発光強度とを対応付けて記憶しておき、２枚目以降は各
ショット領域に対して記憶した発光強度で水平位置検出
を行うようにしても良い。
【００２５】上述のような構成及び動作によって、ウェ
ハ上の複数の検出領域において反射特性（ウェハの反射
率や照射領域の大きさ等）が変化しても、光電検出器に
入射する反射光の光強度（光量）に対応する光電信号の
レベルが常に所定の許容範囲内にあるため、各検出領域
の水平位置を検出の際、検出誤差が生じなくなる。本実
施例において、主制御系３１は実際に光電検出器２２に
光束が入射したときの、光電検出器２２からの光電信号
のレベルに基づいて光源１１の発光強度を制御している
が、予めウェハ上の各検出領域の反射特性を計測してお
き、照射領域の大きさ（面積）に対応づけて光電信号の
レベルを予測し、そのレベルが所定の許容範囲内に入る
ように予め光源１１の発光強度を調整して水平位置検出
を行うようにしてもよい。
ハ上の複数の検出領域において反射特性（ウェハの反射
率や照射領域の大きさ等）が変化しても、光電検出器に
入射する反射光の光強度（光量）に対応する光電信号の
レベルが常に所定の許容範囲内にあるため、各検出領域
の水平位置を検出の際、検出誤差が生じなくなる。本実
施例において、主制御系３１は実際に光電検出器２２に
光束が入射したときの、光電検出器２２からの光電信号
のレベルに基づいて光源１１の発光強度を制御している
が、予めウェハ上の各検出領域の反射特性を計測してお
き、照射領域の大きさ（面積）に対応づけて光電信号の
レベルを予測し、そのレベルが所定の許容範囲内に入る
ように予め光源１１の発光強度を調整して水平位置検出
を行うようにしてもよい。
【００２６】また本実施例においては、光電検出器２２
に入射する光束の光量を可変とするために、光源１１か
ら発光する光束の発光強度を可変としたが、照射光学系
１０（集光光学系２０でもよい）の光路中に、例えば液
晶表示素子やエレクトロミック素子等を配置し、それら
に与える電圧値を主制御系３１によって制御して光の透
過率を変更し、透過光量を変更するようにしても良い。
また、透過率の異なるＮＤフィルターを変更可能に照射
光学系の光路中に配置するような機構を設け、主制御系
によって所望の透過率のＮＤフィルターを選択し、透過
光量を変更するようにしても良い。
に入射する光束の光量を可変とするために、光源１１か
ら発光する光束の発光強度を可変としたが、照射光学系
１０（集光光学系２０でもよい）の光路中に、例えば液
晶表示素子やエレクトロミック素子等を配置し、それら
に与える電圧値を主制御系３１によって制御して光の透
過率を変更し、透過光量を変更するようにしても良い。
また、透過率の異なるＮＤフィルターを変更可能に照射
光学系の光路中に配置するような機構を設け、主制御系
によって所望の透過率のＮＤフィルターを選択し、透過
光量を変更するようにしても良い。
【００２７】また、本実施例のように光源制御装置３５
によって光電検出器２２に入射する光束の光量を調整す
るのではなく、光電検出器からの光電信号を調整しても
よい。即ち、光電検出器２２からの電流値ｉａ、ｉｂ、
ｉｃ、ｉｄを電圧値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄにする際の
ゲイン（増幅率）を可変にしても良い。図２に示すよう
に、光電検出器２２から出力される電流値はオペアンプ
２３、２４、２５、２６によって電圧値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖ
ｃ、Ｖｄとなって信号処理装置３１に出力される。この
ときのゲインは夫々のオペアンプに接続された抵抗の抵
抗値Ｒ1 により決まる。この抵抗を可変抵抗として、主
制御系３１によってその抵抗値を制御することにより、
光電信号のレベル（Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）を所定の
許容範囲内に入れることができ、本実施例と同様の効果
を得ることができる。また、４つの抵抗を可変抵抗にす
るのではなく、スイッチ等によって抵抗を切り換えて、
所望の抵抗値を選択できるようにしてもよい。さらに、
このようなオペアンプのゲインの調整と、光源１１の発
光量の調整とを組み合わせて、光電検出器からの光電信
号の強度を調整するようにしてもよい。
によって光電検出器２２に入射する光束の光量を調整す
るのではなく、光電検出器からの光電信号を調整しても
よい。即ち、光電検出器２２からの電流値ｉａ、ｉｂ、
ｉｃ、ｉｄを電圧値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄにする際の
ゲイン（増幅率）を可変にしても良い。図２に示すよう
に、光電検出器２２から出力される電流値はオペアンプ
２３、２４、２５、２６によって電圧値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖ
ｃ、Ｖｄとなって信号処理装置３１に出力される。この
ときのゲインは夫々のオペアンプに接続された抵抗の抵
抗値Ｒ1 により決まる。この抵抗を可変抵抗として、主
制御系３１によってその抵抗値を制御することにより、
光電信号のレベル（Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ＋Ｖｄ）を所定の
許容範囲内に入れることができ、本実施例と同様の効果
を得ることができる。また、４つの抵抗を可変抵抗にす
るのではなく、スイッチ等によって抵抗を切り換えて、
所望の抵抗値を選択できるようにしてもよい。さらに、
このようなオペアンプのゲインの調整と、光源１１の発
光量の調整とを組み合わせて、光電検出器からの光電信
号の強度を調整するようにしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、基板の反
射率が各基板によって異なっているときや、基板上に照
射する光束の照射領域を変更しても、光電検出器から出
力される光電信号の強度が常に所定の許容範囲内にある
ため、所定の基準面に対する基板の傾きを常に高精度に
検出することができる
射率が各基板によって異なっているときや、基板上に照
射する光束の照射領域を変更しても、光電検出器から出
力される光電信号の強度が常に所定の許容範囲内にある
ため、所定の基準面に対する基板の傾きを常に高精度に
検出することができる
【図１】本発明の一実施例による水平位置検出装置の概
略的な構成を示す図である。
略的な構成を示す図である。
【図２】光電検出器２２から出力される光電信号を説明
する回路図である。
する回路図である。
【図３】視野絞り１６を示す平面図である。
【図４】図４（ａ）ウェハとショット領域の配置の一例
を示す模式図、図４（ｂ）は１つのショット領域におけ
るＩＣの領域を示す図である。
を示す模式図、図４（ｂ）は１つのショット領域におけ
るＩＣの領域を示す図である。
３・・・ウェハ １０・・・照射光学系 １６・・・視野絞り ２０・・・集光光学系 ２２・・・光電検出器 ２３、２４、２５、２６・・・オペアンプ ３０・・・信号処理装置 ３１・・・主制御系 ３２、４４・・・駆動装置 ３５・・・光源制御装置
Claims (4)
- 【請求項１】 光源からの光束を基板上の所定の検出領
域に平行光束として投射する投光手段と、 前記基板表面で反射した光を受光する光電検出器を有す
るとともに、前記光電検出器からの光電信号に基づい
て、前記反射光の受光位置の変化に応じた検出信号を出
力する受光手段とを有し、 前記検出信号に基づいて、予め定められた基準面に対す
る前記基板表面の傾きを検出する水平位置検出装置にお
いて、 前記検出領域の反射特性の変化に対応して前記光電信号
の強度を調整する調整手段を備えたことを特徴とする水
平位置検出手段。 - 【請求項２】 前記投光手段は、前記基板上における前
記平行光束の照射領域の形状、又は大きさを変更するた
めの視野絞りを有し、 前記調整手段は、該視野絞りによって前記照射領域の形
状又は大きさにが変更されるたびに、前記光電信号の強
度を調整することを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記調整手段は、前記基板表面、又は前
記光電検出器に入射する光の強度を可変とする光強度可
変手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載
の装置。 - 【請求項４】 前記光強度可変手段は、前記光源から射
出される光束の光強度を制御する光源制御手段と、前記
投光手段、又は前記受光手段中に配置され、前記光束に
対する透過率を変更可能な光学部材との少なくとも一方
を有することを特徴とする請求項３に記載の装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27149893A JPH07128035A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 水平位置検出装置 |
| US08/330,826 US5473166A (en) | 1993-10-29 | 1994-10-27 | Inclination detecting apparatus having an intensity adjusting unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27149893A JPH07128035A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 水平位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07128035A true JPH07128035A (ja) | 1995-05-19 |
Family
ID=17500899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27149893A Pending JPH07128035A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 水平位置検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5473166A (ja) |
| JP (1) | JPH07128035A (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08145645A (ja) * | 1994-11-28 | 1996-06-07 | Nikon Corp | 傾き検出装置 |
| US5827629A (en) * | 1995-05-11 | 1998-10-27 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Position detecting method with observation of position detecting marks |
| US5965307A (en) * | 1995-05-11 | 1999-10-12 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Position detecting method with observation of position detecting marks |
| US5969820A (en) * | 1996-06-13 | 1999-10-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Surface position detecting system and exposure apparatus using the same |
| KR100274605B1 (ko) * | 1997-12-05 | 2000-12-15 | 윤종용 | 웨이퍼 노광설비의 칩 레벨링 장치 |
| US8450597B2 (en) * | 2008-07-03 | 2013-05-28 | Mh Solar Co., Ltd. | Light beam pattern and photovoltaic elements layout |
| US8646227B2 (en) * | 2008-07-03 | 2014-02-11 | Mh Solar Co., Ltd. | Mass producible solar collector |
| US20100000517A1 (en) * | 2008-07-03 | 2010-01-07 | Greenfield Solar Corp. | Sun position tracking |
| US20100000594A1 (en) * | 2008-07-03 | 2010-01-07 | Greenfield Solar Corp. | Solar concentrators with temperature regulation |
| US8345255B2 (en) * | 2008-07-03 | 2013-01-01 | Mh Solar Co., Ltd. | Solar concentrator testing |
| US8253086B2 (en) | 2008-07-03 | 2012-08-28 | Mh Solar Co., Ltd. | Polar mounting arrangement for a solar concentrator |
| US8229581B2 (en) * | 2008-07-03 | 2012-07-24 | Mh Solar Co., Ltd. | Placement of a solar collector |
| CN109596640B (zh) * | 2018-12-05 | 2021-09-03 | 京东方科技集团股份有限公司 | 异物检测方法及装置 |
| JP7210367B2 (ja) * | 2019-04-23 | 2023-01-23 | 株式会社ディスコ | 厚み計測装置、及び厚み計測装置を備えた加工装置 |
| KR20220041170A (ko) * | 2019-08-30 | 2022-03-31 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 하전 입자 빔 시스템의 레벨 변동을 측정하기 위한 자기 차별화 공초점 틸트 센서 |
| JP7358185B2 (ja) | 2019-10-15 | 2023-10-10 | 株式会社ディスコ | 厚み計測装置、及び厚み計測装置を備えた加工装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58113706A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-06 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 水平位置検出装置 |
| US4902900A (en) * | 1987-12-21 | 1990-02-20 | Nikon Corporation | Device for detecting the levelling of the surface of an object |
| JP2679186B2 (ja) * | 1988-12-05 | 1997-11-19 | 株式会社ニコン | 露光装置 |
-
1993
- 1993-10-29 JP JP27149893A patent/JPH07128035A/ja active Pending
-
1994
- 1994-10-27 US US08/330,826 patent/US5473166A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5473166A (en) | 1995-12-05 |
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