JPH08334311A - パターン位置計測装置 - Google Patents
パターン位置計測装置Info
- Publication number
- JPH08334311A JPH08334311A JP7161491A JP16149195A JPH08334311A JP H08334311 A JPH08334311 A JP H08334311A JP 7161491 A JP7161491 A JP 7161491A JP 16149195 A JP16149195 A JP 16149195A JP H08334311 A JPH08334311 A JP H08334311A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- pattern
- moving
- mirror
- substrate
- 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
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 装置の校正を迅速且つ高精度に行うことので
きるパターン位置計測装置を提供すること。 【構成】 被検物である基板の表面に形成されたパター
ンの位置を計測するための装置において、前記基板を支
持し且つ前記基板表面とほぼ平行な所定面内において二
次元的に移動可能なステージ手段と、前記ステージ手段
上に載置された前記基板のパターンを検出するためのパ
ターン検出手段と、前記所定面内において互いに直交す
る第１方向および第２方向に沿って前記ステージ手段の
移動量を測定するための移動量測定手段とを備え、前記
移動量測定手段の校正のために、前記ステージ手段上に
は少なくとも２つの基準マークが形成されている。
きるパターン位置計測装置を提供すること。 【構成】 被検物である基板の表面に形成されたパター
ンの位置を計測するための装置において、前記基板を支
持し且つ前記基板表面とほぼ平行な所定面内において二
次元的に移動可能なステージ手段と、前記ステージ手段
上に載置された前記基板のパターンを検出するためのパ
ターン検出手段と、前記所定面内において互いに直交す
る第１方向および第２方向に沿って前記ステージ手段の
移動量を測定するための移動量測定手段とを備え、前記
移動量測定手段の校正のために、前記ステージ手段上に
は少なくとも２つの基準マークが形成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はパターン位置計測装置に
関し、特に基板上の微細パターンの座標位置を計測する
装置の校正に関する。
関し、特に基板上の微細パターンの座標位置を計測する
装置の校正に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば半導体素子や液晶表示素子の製
造において、基板に形成された微細パターンの座標位置
を計測するのに、パターン位置計測装置が使用されてい
る。従来のパターン位置計測装置では、たとえばスキャ
ナーミラーの作用によりパターンが形成された基板上の
微小領域を光学的に走査し、基板上のパターンからの反
射光に基づいてパターンを検出する。一方、基板が載置
されたステージの移動量を、たとえば測長干渉計で測定
する。こうして、検出したパターンの座標位置を、測定
したステージの移動量に基づいて計測することができ
る。
造において、基板に形成された微細パターンの座標位置
を計測するのに、パターン位置計測装置が使用されてい
る。従来のパターン位置計測装置では、たとえばスキャ
ナーミラーの作用によりパターンが形成された基板上の
微小領域を光学的に走査し、基板上のパターンからの反
射光に基づいてパターンを検出する。一方、基板が載置
されたステージの移動量を、たとえば測長干渉計で測定
する。こうして、検出したパターンの座標位置を、測定
したステージの移動量に基づいて計測することができ
る。
【０００３】なお、従来のこの種のパターン位置計測装
置では、所定距離だけ間隔を隔てた基準マーク（パター
ン）が形成された基準マスクを用いて校正（キャリブレ
ーション）を行っている。すなわち、基準マスクをステ
ージ上に載置して基準マーク間の距離を測定し、測定値
と基準値（所定距離）とに基づいて装置の校正を行っ
て、装置の長期的な安定性を確保している。
置では、所定距離だけ間隔を隔てた基準マーク（パター
ン）が形成された基準マスクを用いて校正（キャリブレ
ーション）を行っている。すなわち、基準マスクをステ
ージ上に載置して基準マーク間の距離を測定し、測定値
と基準値（所定距離）とに基づいて装置の校正を行っ
て、装置の長期的な安定性を確保している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術のように基準マスクを用いて装置の校正を行う
方法では、基準マスクを３点支持するので基準マスクの
たわみを再現することができなかった。換言すれば、基
準マスクに形成された基準マーク間の所定距離が基準マ
スクのたわみ形状に応じて変化するので、いわゆる基準
値の再現性が良くないという不都合があった。また、装
置の校正の度に、被検物である基板をステージ上から取
り外して基準マスクと置換しなければならないという不
都合があった。
従来技術のように基準マスクを用いて装置の校正を行う
方法では、基準マスクを３点支持するので基準マスクの
たわみを再現することができなかった。換言すれば、基
準マスクに形成された基準マーク間の所定距離が基準マ
スクのたわみ形状に応じて変化するので、いわゆる基準
値の再現性が良くないという不都合があった。また、装
置の校正の度に、被検物である基板をステージ上から取
り外して基準マスクと置換しなければならないという不
都合があった。
【０００５】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、装置の校正を迅速且つ高精度に行うことので
きるパターン位置計測装置を提供することを目的とす
る。
のであり、装置の校正を迅速且つ高精度に行うことので
きるパターン位置計測装置を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、被検物である基板の表面に形成
されたパターンの位置を計測するための装置において、
前記基板を支持し且つ前記基板表面とほぼ平行な所定面
内において二次元的に移動可能なステージ手段と、前記
ステージ手段上に載置された前記基板のパターンを検出
するためのパターン検出手段と、前記所定面内において
互いに直交する第１方向および第２方向に沿って前記ス
テージ手段の移動量を測定するための移動量測定手段と
を備え、前記移動量測定手段の校正のために、前記ステ
ージ手段上には少なくとも２つの基準マークが形成され
ていることを特徴とするパターン位置計測装置を提供す
る。
に、本発明においては、被検物である基板の表面に形成
されたパターンの位置を計測するための装置において、
前記基板を支持し且つ前記基板表面とほぼ平行な所定面
内において二次元的に移動可能なステージ手段と、前記
ステージ手段上に載置された前記基板のパターンを検出
するためのパターン検出手段と、前記所定面内において
互いに直交する第１方向および第２方向に沿って前記ス
テージ手段の移動量を測定するための移動量測定手段と
を備え、前記移動量測定手段の校正のために、前記ステ
ージ手段上には少なくとも２つの基準マークが形成され
ていることを特徴とするパターン位置計測装置を提供す
る。
【０００７】本発明の好ましい態様によれば、前記ステ
ージ手段は、線膨張係数が２×１０-7／Ｋ以下の材料で
形成されている。
ージ手段は、線膨張係数が２×１０-7／Ｋ以下の材料で
形成されている。
【０００８】
【作用】本発明のパターン位置計測装置では、パターン
が形成された基板を支持し且つ基板表面とほぼ平行な所
定面内において二次元的に移動可能なステージ上に、少
なくとも２つの校正用基準マークが形成されている。こ
のように、本発明ではステージ上に基準マークが形成さ
れているので、従来技術とは異なり、基準マーク間の距
離に実質的な変動が発生することなく、校正に際してス
テージ上の被検物である基板を基準マスクと置換する必
要もない。したがって、装置の校正すなわちステージの
移動量を測定するための移動量測定手段の校正を、迅速
且つ高精度に行うことができる。
が形成された基板を支持し且つ基板表面とほぼ平行な所
定面内において二次元的に移動可能なステージ上に、少
なくとも２つの校正用基準マークが形成されている。こ
のように、本発明ではステージ上に基準マークが形成さ
れているので、従来技術とは異なり、基準マーク間の距
離に実質的な変動が発生することなく、校正に際してス
テージ上の被検物である基板を基準マスクと置換する必
要もない。したがって、装置の校正すなわちステージの
移動量を測定するための移動量測定手段の校正を、迅速
且つ高精度に行うことができる。
【０００９】なお、温度変化による基準マーク間の距離
の変動を最小限に抑えるために、線膨張係数が小さい材
料でステージを形成することが好ましい。移動量測定手
段は、たとえばステージに取り付けられたｘ方向移動鏡
とｙ方向移動鏡とを有するレーザ干渉計である。この場
合、ｘ方向移動鏡およびｙ方向移動鏡をステージ手段と
一体的に形成することによって、ｘ方向移動鏡とｙ方向
移動鏡との直交度が温度変化や外的衝撃などにより変動
しないようにしてもよい。しかしながら、ｘ方向移動鏡
およびｙ方向移動鏡をステージ手段と別体に形成する場
合には、ｘ方向移動鏡とｙ方向移動鏡との直交度の変動
を考慮に入れた校正を行うために、ステージ上には少な
くとも３つの基準マークを形成するのが好ましい。
の変動を最小限に抑えるために、線膨張係数が小さい材
料でステージを形成することが好ましい。移動量測定手
段は、たとえばステージに取り付けられたｘ方向移動鏡
とｙ方向移動鏡とを有するレーザ干渉計である。この場
合、ｘ方向移動鏡およびｙ方向移動鏡をステージ手段と
一体的に形成することによって、ｘ方向移動鏡とｙ方向
移動鏡との直交度が温度変化や外的衝撃などにより変動
しないようにしてもよい。しかしながら、ｘ方向移動鏡
およびｙ方向移動鏡をステージ手段と別体に形成する場
合には、ｘ方向移動鏡とｙ方向移動鏡との直交度の変動
を考慮に入れた校正を行うために、ステージ上には少な
くとも３つの基準マークを形成するのが好ましい。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の実施例にかかるパターン位置計
測装置の構成を概略的に示す斜視図である。また、図２
は、図１のステージ部分の構成を示す上面図である。図
１の装置は、レーザ光源１を備えている。レーザ光源１
から射出されたビームは、ハーフミラー２に入射する。
そして、ハーフミラー２を透過したビームはｘ方向干渉
計に、ハーフミラー２でｙ方向に反射されたビームはｙ
方向干渉計にそれぞれ導かれる。
する。図１は、本発明の実施例にかかるパターン位置計
測装置の構成を概略的に示す斜視図である。また、図２
は、図１のステージ部分の構成を示す上面図である。図
１の装置は、レーザ光源１を備えている。レーザ光源１
から射出されたビームは、ハーフミラー２に入射する。
そして、ハーフミラー２を透過したビームはｘ方向干渉
計に、ハーフミラー２でｙ方向に反射されたビームはｙ
方向干渉計にそれぞれ導かれる。
【００１１】図１に示すように、ｘ方向干渉計とｙ方向
干渉計とは基本的に同じ構成を有する。したがって、ｘ
方向干渉計とｙ方向干渉計とで基本的に同じ機能を有す
る要素には同じ参照番号を付した上で、ｘ方向干渉計を
構成する要素には参照番号に添字ｘを、ｙ方向干渉計を
構成する要素には参照番号に添字ｙをそれぞれ付してい
る。以下、ｘ方向干渉計に着目して、その構成および動
作を説明する。
干渉計とは基本的に同じ構成を有する。したがって、ｘ
方向干渉計とｙ方向干渉計とで基本的に同じ機能を有す
る要素には同じ参照番号を付した上で、ｘ方向干渉計を
構成する要素には参照番号に添字ｘを、ｙ方向干渉計を
構成する要素には参照番号に添字ｙをそれぞれ付してい
る。以下、ｘ方向干渉計に着目して、その構成および動
作を説明する。
【００１２】ｘ方向干渉計に導かれたビームは、偏光ハ
ーフプリズム３ｘに入射する。そして、偏光ハーフプリ
ズム３ｘの光分割面を透過した光（Ｐ偏光）は測長ビー
ムとなり、対応する１／４波長板６ｘを介して、ステー
ジ１５上に設けられた移動鏡１１ｘに入射する。ステー
ジ１５は、図示を省略したステージ駆動手段によりｘ方
向およびｙ方向にそれぞれ駆動されるようになってい
る。そして、移動鏡１１ｘは、ステージ１５のｘ方向移
動に伴って移動するｙｚ平面に平行な反射面を有する。
因みに、ｙ方向干渉計の移動鏡１１ｙは、ステージ１５
のｙ方向移動に伴って移動するｘｚ平面に平行な反射面
を有する。
ーフプリズム３ｘに入射する。そして、偏光ハーフプリ
ズム３ｘの光分割面を透過した光（Ｐ偏光）は測長ビー
ムとなり、対応する１／４波長板６ｘを介して、ステー
ジ１５上に設けられた移動鏡１１ｘに入射する。ステー
ジ１５は、図示を省略したステージ駆動手段によりｘ方
向およびｙ方向にそれぞれ駆動されるようになってい
る。そして、移動鏡１１ｘは、ステージ１５のｘ方向移
動に伴って移動するｙｚ平面に平行な反射面を有する。
因みに、ｙ方向干渉計の移動鏡１１ｙは、ステージ１５
のｙ方向移動に伴って移動するｘｚ平面に平行な反射面
を有する。
【００１３】移動鏡１１ｘの反射面で反射された測長ビ
ームは、往路を戻るように、再び１／４波長板６ｘに入
射する。１／４波長板６ｘの作用によりＳ偏光となった
測長ビームは、偏光ハーフプリズム３ｘの光分割面で反
射され、上述の往復路よりも−ｙ方向に所定距離だけ平
行移動された後、対応する１／４波長板６ｘに入射す
る。こうして、１／４波長板６ｘを介したビームは、移
動鏡１１ｘに再び入射する。
ームは、往路を戻るように、再び１／４波長板６ｘに入
射する。１／４波長板６ｘの作用によりＳ偏光となった
測長ビームは、偏光ハーフプリズム３ｘの光分割面で反
射され、上述の往復路よりも−ｙ方向に所定距離だけ平
行移動された後、対応する１／４波長板６ｘに入射す
る。こうして、１／４波長板６ｘを介したビームは、移
動鏡１１ｘに再び入射する。
【００１４】移動鏡１１ｘの反射面で再び反射された測
長ビームは、往路を戻るように、再び１／４波長板６ｘ
に入射する。１／４波長板６ｘの作用により再びＰ偏光
となった測長ビームは、偏光ハーフプリズム３ｘの光分
割面を透過した後、直角プリズム（またはコーナーキュ
ーブ）４ｘに入射する。直角プリズム４ｘの作用により
図１中上側（−ｚ方向）に所定距離だけ平行移動されて
射出されたビームは、１／２波長板５ｘの作用によって
Ｓ偏光となり、偏光ハーフプリズム３ｘに入射する。こ
うして、偏光ハーフプリズム３ｘの光分割面で反射され
た測長ビームは、光検出器７ｘに達する。
長ビームは、往路を戻るように、再び１／４波長板６ｘ
に入射する。１／４波長板６ｘの作用により再びＰ偏光
となった測長ビームは、偏光ハーフプリズム３ｘの光分
割面を透過した後、直角プリズム（またはコーナーキュ
ーブ）４ｘに入射する。直角プリズム４ｘの作用により
図１中上側（−ｚ方向）に所定距離だけ平行移動されて
射出されたビームは、１／２波長板５ｘの作用によって
Ｓ偏光となり、偏光ハーフプリズム３ｘに入射する。こ
うして、偏光ハーフプリズム３ｘの光分割面で反射され
た測長ビームは、光検出器７ｘに達する。
【００１５】一方、ｘ方向干渉計に導かれたビームのう
ち偏光ハーフプリズム３ｘの光分割面で反射された光
（Ｓ偏光）は参照ビームとなり、直角プリズム４ｘに入
射する。直角プリズム４ｘの作用により図１中上側（−
ｚ方向）に所定距離だけ平行移動されて射出されたビー
ムは、１／２波長板５ｘの作用によってＰ偏光となり、
偏光ハーフプリズム３ｘに入射する。こうして、偏光ハ
ーフプリズム３ｘの光分割面を透過した参照ビームは、
対応する１／４波長板６ｘを介して、測定プローブ１３
に取り付けられた固定鏡１２ｘに入射する。
ち偏光ハーフプリズム３ｘの光分割面で反射された光
（Ｓ偏光）は参照ビームとなり、直角プリズム４ｘに入
射する。直角プリズム４ｘの作用により図１中上側（−
ｚ方向）に所定距離だけ平行移動されて射出されたビー
ムは、１／２波長板５ｘの作用によってＰ偏光となり、
偏光ハーフプリズム３ｘに入射する。こうして、偏光ハ
ーフプリズム３ｘの光分割面を透過した参照ビームは、
対応する１／４波長板６ｘを介して、測定プローブ１３
に取り付けられた固定鏡１２ｘに入射する。
【００１６】測定プローブ１３は、たとえばステージ１
５上に載置された基板１４上のパターンを検出する光学
系の対物レンズであって、ｘ方向およびｙ方向に固定さ
れている。そして、固定鏡１２ｘは、ｙｚ平面に平行な
反射面を有する。因みに、ｙ方向干渉計の固定鏡１２ｙ
は、ｘｚ平面に平行な反射面を有する。
５上に載置された基板１４上のパターンを検出する光学
系の対物レンズであって、ｘ方向およびｙ方向に固定さ
れている。そして、固定鏡１２ｘは、ｙｚ平面に平行な
反射面を有する。因みに、ｙ方向干渉計の固定鏡１２ｙ
は、ｘｚ平面に平行な反射面を有する。
【００１７】固定鏡１２ｘの反射面で反射された参照ビ
ームは、往路を戻るように、再び１／４波長板６ｘに入
射する。１／４波長板６ｘの作用によりＳ偏光となった
参照ビームは、偏光ハーフプリズム３ｘの光分割面で反
射され、上述の往復路よりも＋ｙ方向に所定距離だけ平
行移動された後、対応する１／４波長板６ｘに入射す
る。こうして、１／４波長板６ｘを介したビームは、再
び固定鏡１２ｘに入射する。
ームは、往路を戻るように、再び１／４波長板６ｘに入
射する。１／４波長板６ｘの作用によりＳ偏光となった
参照ビームは、偏光ハーフプリズム３ｘの光分割面で反
射され、上述の往復路よりも＋ｙ方向に所定距離だけ平
行移動された後、対応する１／４波長板６ｘに入射す
る。こうして、１／４波長板６ｘを介したビームは、再
び固定鏡１２ｘに入射する。
【００１８】固定鏡１２ｘの反射面で再び反射された参
照ビームは、往路を戻るように、再び１／４波長板６ｘ
に入射する。１／４波長板６ｘの作用により再びＰ偏光
となった参照ビームは、偏光ハーフプリズム３ｘの光分
割面を透過した後、光検出器７ｘに達する。光検出器７
ｘでは、移動鏡１１ｘからの戻り光である測長ビームと
固定鏡１２ｘからの戻り光である参照ビームとの干渉に
より形成された干渉縞（ビート信号）をカウントする。
こうして、光検出器７ｘの出力に基づいて、移動鏡１１
ｘのｘ方向移動量を、ひいてはステージ１５（基板１
４）のｘ方向移動量を測定することができる。
照ビームは、往路を戻るように、再び１／４波長板６ｘ
に入射する。１／４波長板６ｘの作用により再びＰ偏光
となった参照ビームは、偏光ハーフプリズム３ｘの光分
割面を透過した後、光検出器７ｘに達する。光検出器７
ｘでは、移動鏡１１ｘからの戻り光である測長ビームと
固定鏡１２ｘからの戻り光である参照ビームとの干渉に
より形成された干渉縞（ビート信号）をカウントする。
こうして、光検出器７ｘの出力に基づいて、移動鏡１１
ｘのｘ方向移動量を、ひいてはステージ１５（基板１
４）のｘ方向移動量を測定することができる。
【００１９】一方、ｙ方向干渉計の光検出器７ｙの出力
に基づいて、移動鏡１１ｙのｙ方向移動量を、ひいては
ステージ１５（基板１４）のｙ方向移動量を測定するこ
とができる。このように、本実施例のパターン位置計測
装置では、測定プローブ１３で基板１４上のパターンを
検出するとともに、ｘ方向干渉計およびｙ方向干渉計に
よって基板１４のｘ方向移動量およびｙ方向移動量を測
定することにより、パターンの座標位置を計測すること
ができる。
に基づいて、移動鏡１１ｙのｙ方向移動量を、ひいては
ステージ１５（基板１４）のｙ方向移動量を測定するこ
とができる。このように、本実施例のパターン位置計測
装置では、測定プローブ１３で基板１４上のパターンを
検出するとともに、ｘ方向干渉計およびｙ方向干渉計に
よって基板１４のｘ方向移動量およびｙ方向移動量を測
定することにより、パターンの座標位置を計測すること
ができる。
【００２０】図１および図２に示すように、ステージ１
５上には、３つの基準マーク２１Ａ〜２１Ｃが形成され
ている。各基準マーク２１Ａ〜２１Ｃは、被検面である
基板１４の表面とほぼ同じ高さ（ｚ方向に沿って）に形
成された、たとえば十字状のパターンである。そして、
基準マーク２１Ａと２１Ｂとはｘ方向に沿って距離Ｌ1
だけ間隔を隔て、基準マーク２１Ｂと２１Ｃとは距離Ｌ
2 だけ間隔を隔て、基準マーク２１Ａと２１Ｃとは距離
Ｌ3 だけ間隔を隔てている。なお、本実施例では、各基
準マーク２１Ａ〜２１Ｃは、ステージ１５と一体的に形
成された各支柱部材の上端面に形成されている。
５上には、３つの基準マーク２１Ａ〜２１Ｃが形成され
ている。各基準マーク２１Ａ〜２１Ｃは、被検面である
基板１４の表面とほぼ同じ高さ（ｚ方向に沿って）に形
成された、たとえば十字状のパターンである。そして、
基準マーク２１Ａと２１Ｂとはｘ方向に沿って距離Ｌ1
だけ間隔を隔て、基準マーク２１Ｂと２１Ｃとは距離Ｌ
2 だけ間隔を隔て、基準マーク２１Ａと２１Ｃとは距離
Ｌ3 だけ間隔を隔てている。なお、本実施例では、各基
準マーク２１Ａ〜２１Ｃは、ステージ１５と一体的に形
成された各支柱部材の上端面に形成されている。
【００２１】以下、基準マークを用いた校正動作につい
て説明する。まず、移動鏡１１ｘおよび移動鏡１１ｙが
線膨張係数の小さいステージ１５と一体的に形成され、
その直交度が初期的に確保されているとともに、温度変
化による熱膨張または熱収縮や衝撃等の外的要因によっ
て直交度が実質的に変動しないような場合には、たとえ
ば２つの基準マーク２１Ａおよび２１Ｃを用いて校正を
行うことができる。
て説明する。まず、移動鏡１１ｘおよび移動鏡１１ｙが
線膨張係数の小さいステージ１５と一体的に形成され、
その直交度が初期的に確保されているとともに、温度変
化による熱膨張または熱収縮や衝撃等の外的要因によっ
て直交度が実質的に変動しないような場合には、たとえ
ば２つの基準マーク２１Ａおよび２１Ｃを用いて校正を
行うことができる。
【００２２】すなわち、ｘ方向干渉計およびｙ方向干渉
計を用いて、２つの基準マーク２１Ａおよび２１Ｃの座
標位置をそれぞれ測定し、測定値として（ｘ1 ，ｙ1 ）
および（ｘ2 , ｙ2 ）を求める。なお、２つの基準マー
ク２１Ａおよび２１Ｃの座標位置の基準値は、（ｘ10，
ｙ10）および（ｘ20, ｙ20）であるものとする。ｘ方向
干渉計のスケール補正係数をδX とし、ｙ方向干渉計の
スケール補正係数をδY とすると、測定値と基準値との
間には次の式（１）および（２）で示す関係が成立す
る。
計を用いて、２つの基準マーク２１Ａおよび２１Ｃの座
標位置をそれぞれ測定し、測定値として（ｘ1 ，ｙ1 ）
および（ｘ2 , ｙ2 ）を求める。なお、２つの基準マー
ク２１Ａおよび２１Ｃの座標位置の基準値は、（ｘ10，
ｙ10）および（ｘ20, ｙ20）であるものとする。ｘ方向
干渉計のスケール補正係数をδX とし、ｙ方向干渉計の
スケール補正係数をδY とすると、測定値と基準値との
間には次の式（１）および（２）で示す関係が成立す
る。
【００２３】 ｘ20−ｘ10＝（１＋δX ）（ｘ2 −ｘ1 ） （１） ｙ20−ｙ10＝（１＋δY ）（ｙ2 −ｙ1 ） （２） こうして、上述の式（１）および（２）で求めたスケー
ル補正係数δX およびδY に基づいて、ｘ方向干渉計お
よびｙ方向干渉計の測定値ｘおよびｙを次の式（３）お
よび（４）にしたがって校正し、補正測定値ＸおよびＹ
を得ることができる。 Ｘ＝（１＋δX ）ｘ （３） Ｙ＝（１＋δY ）ｙ （４）
ル補正係数δX およびδY に基づいて、ｘ方向干渉計お
よびｙ方向干渉計の測定値ｘおよびｙを次の式（３）お
よび（４）にしたがって校正し、補正測定値ＸおよびＹ
を得ることができる。 Ｘ＝（１＋δX ）ｘ （３） Ｙ＝（１＋δY ）ｙ （４）
【００２４】一方、移動鏡１１ｘおよび移動鏡１１ｙが
ステージ１５とは別体に形成され、その直交度が初期的
には確保されていたとしても、温度変化による熱膨張ま
たは熱収縮や衝撃等の外的要因によって直交度が変動す
るような場合には３つの基準マーク２１Ａ〜２１Ｃを用
いて移動鏡１１ｘと移動鏡１１ｙとの直交度の変動を考
慮した校正を行うことができる。。
ステージ１５とは別体に形成され、その直交度が初期的
には確保されていたとしても、温度変化による熱膨張ま
たは熱収縮や衝撃等の外的要因によって直交度が変動す
るような場合には３つの基準マーク２１Ａ〜２１Ｃを用
いて移動鏡１１ｘと移動鏡１１ｙとの直交度の変動を考
慮した校正を行うことができる。。
【００２５】すなわち、ｘ方向干渉計およびｙ方向干渉
計を用いて、３つの基準マーク２１Ａ〜２１Ｃの座標位
置をそれぞれ測定し、測定値として（ｘ1 ，ｙ1 ）、
（ｘ2, ｙ2 ）および（ｘ3 ，ｙ3 ）を求める。なお、
３つの基準マーク２１Ａ〜２１Ｃの座標位置の基準値
は、（ｘ10，ｙ10）、（ｘ20, ｙ20）および（ｘ30, ｙ
30）であるものとする。ｘ方向干渉計のスケール補正係
数をδX とし、ｙ方向干渉計のスケール補正係数をδY
とし、移動鏡１１ｘの回転補正係数（回転変動角）をδ
AXとし、移動鏡１１ｙの回転補正係数（回転変動角）を
δAYとすると、測定値と基準値との間には次の式（５）
〜（８）で示す関係が成立する。
計を用いて、３つの基準マーク２１Ａ〜２１Ｃの座標位
置をそれぞれ測定し、測定値として（ｘ1 ，ｙ1 ）、
（ｘ2, ｙ2 ）および（ｘ3 ，ｙ3 ）を求める。なお、
３つの基準マーク２１Ａ〜２１Ｃの座標位置の基準値
は、（ｘ10，ｙ10）、（ｘ20, ｙ20）および（ｘ30, ｙ
30）であるものとする。ｘ方向干渉計のスケール補正係
数をδX とし、ｙ方向干渉計のスケール補正係数をδY
とし、移動鏡１１ｘの回転補正係数（回転変動角）をδ
AXとし、移動鏡１１ｙの回転補正係数（回転変動角）を
δAYとすると、測定値と基準値との間には次の式（５）
〜（８）で示す関係が成立する。
【００２６】 ｘ20−ｘ10＝（１＋δx ）（ｘ2 −ｘ1 ）＋δAX（ｙ2 −ｙ1 ） （５） ｙ20−ｙ10＝（１＋δY ）（ｙ2 −ｙ1 ）＋δAY（ｘ2 −ｘ1 ） （６） ｘ30−ｘ10＝（１＋δx ）（ｘ3 −ｘ1 ）＋δAX（ｙ3 −ｙ1 ） （７） ｙ30−ｙ10＝（１＋δY ）（ｙ3 −ｙ1 ）＋δAY（ｘ3 −ｘ1 ） （８）
【００２７】こうして、上述の式（５）〜（８）で求め
たスケール補正係数δx およびδy並びに回転補正係数
δAXおよびδAYに基づいて、ｘ方向干渉計およびｙ方向
干渉計の測定値ｘおよびｙを次の式（９）および（10）
にしたがって校正し、補正測定値ＸおよびＹを得ること
ができる。 Ｘ＝（１＋δx ）ｘ＋δAXｙ （９） Ｙ＝（１＋δy ）ｙ＋δAYｘ （10）
たスケール補正係数δx およびδy並びに回転補正係数
δAXおよびδAYに基づいて、ｘ方向干渉計およびｙ方向
干渉計の測定値ｘおよびｙを次の式（９）および（10）
にしたがって校正し、補正測定値ＸおよびＹを得ること
ができる。 Ｘ＝（１＋δx ）ｘ＋δAXｙ （９） Ｙ＝（１＋δy ）ｙ＋δAYｘ （10）
【００２８】このように、本実施例によれば、基準マー
ク２１Ａ〜２１Ｃがステージ１５に形成されているの
で、基準マーク間の距離に実質的な変動が発生すること
なく、校正に際してステージ上の基板を取り外す必要も
ない。したがって、装置の校正すなわちステージの移動
量を測定するための干渉計の校正を、迅速且つ高精度
に、必要に応じて随時行うことができる。
ク２１Ａ〜２１Ｃがステージ１５に形成されているの
で、基準マーク間の距離に実質的な変動が発生すること
なく、校正に際してステージ上の基板を取り外す必要も
ない。したがって、装置の校正すなわちステージの移動
量を測定するための干渉計の校正を、迅速且つ高精度
に、必要に応じて随時行うことができる。
【００２９】なお、以上の説明では基準マーク間の距離
に実質的な変動がないことを前提としている。しかしな
がら、実際には、温度変化による熱膨張または熱収縮に
起因して、基準マーク間の距離すなわち各基準マークの
座標基準値が変動する。ここで、ステージ１５を形成す
る材料の線膨張係数をαとし、その温度変化をΔＴと
し、許容スケール誤差を２ｎｍ／１００ｍｍ（２０ｐｐ
ｂ）とすると、以下の式（11）で示す関係が成立する必
要がある。 α｜ΔＴ｜＜２０ｐｐｂ （11）
に実質的な変動がないことを前提としている。しかしな
がら、実際には、温度変化による熱膨張または熱収縮に
起因して、基準マーク間の距離すなわち各基準マークの
座標基準値が変動する。ここで、ステージ１５を形成す
る材料の線膨張係数をαとし、その温度変化をΔＴと
し、許容スケール誤差を２ｎｍ／１００ｍｍ（２０ｐｐ
ｂ）とすると、以下の式（11）で示す関係が成立する必
要がある。 α｜ΔＴ｜＜２０ｐｐｂ （11）
【００３０】現実的な数値として、ステージ１５の温度
変化の大きさ｜ΔＴ｜が０．１より小さいものとする
と、許容スケール誤差を２０ｐｐｂ以下に抑えるには線
膨張係数αが以下の条件式（12）を満足しなければなら
ない。 α＜２×１０-7／Ｋ （12）
変化の大きさ｜ΔＴ｜が０．１より小さいものとする
と、許容スケール誤差を２０ｐｐｂ以下に抑えるには線
膨張係数αが以下の条件式（12）を満足しなければなら
ない。 α＜２×１０-7／Ｋ （12）
【００３１】なお、上述の実施例においては、ステージ
の移動量を測定する手段として干渉計を用いた例を示し
ているが、たとえば光学式エンコーダのような他の適当
な移動量測定手段を用いた装置にも本発明を適用するこ
とができる。また、上述の実施例においては、ステージ
と一体的に形成された支柱部材の上端面に基準マークが
形成されている例を示しているが、ステージと別体に形
成された支柱部材の上端面に基準マークを形成してもよ
いし、支柱部材を介することなくステージの基板支持面
に基板マークを直接形成してもよい。ただし、基準マー
クが基板表面と同じ高さに形成されている場合、この基
準マークを高さ方向の基準面として利用することができ
る。
の移動量を測定する手段として干渉計を用いた例を示し
ているが、たとえば光学式エンコーダのような他の適当
な移動量測定手段を用いた装置にも本発明を適用するこ
とができる。また、上述の実施例においては、ステージ
と一体的に形成された支柱部材の上端面に基準マークが
形成されている例を示しているが、ステージと別体に形
成された支柱部材の上端面に基準マークを形成してもよ
いし、支柱部材を介することなくステージの基板支持面
に基板マークを直接形成してもよい。ただし、基準マー
クが基板表面と同じ高さに形成されている場合、この基
準マークを高さ方向の基準面として利用することができ
る。
【００３２】
【効果】以上説明したように、本発明のパターン位置計
測装置では、ステージ上に被検物である基板を載置した
まま、装置の校正を迅速且つ高精度に行うことができ
る。したがって、基板パターンの位置計測の直前に装置
の校正を行ったり、位置計測の前後や必要に応じて位置
計測中にも装置の校正を随時行うことができる。その結
果、安定した再現性の高いパターン位置計測が可能とな
る。
測装置では、ステージ上に被検物である基板を載置した
まま、装置の校正を迅速且つ高精度に行うことができ
る。したがって、基板パターンの位置計測の直前に装置
の校正を行ったり、位置計測の前後や必要に応じて位置
計測中にも装置の校正を随時行うことができる。その結
果、安定した再現性の高いパターン位置計測が可能とな
る。
【図１】本発明の実施例にかかるパターン位置計測装置
の構成を概略的に示す斜視図である。
の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１のステージ部分の構成を示す上面図であ
る。
る。
１ レーザ光源 ２ ハーフミラー ３ 偏光ハーフプリズム ４ 直角プリズム ５ １／２波長板 ６ １／４波長板 ７ 光検出器 １１ 移動鏡 １２ 固定鏡 １３ 測定プローブ １４ 基板 １５ ステージ ２１ 基準マーク
Claims (5)
- 【請求項１】 被検物である基板の表面に形成されたパ
ターンの位置を計測するための装置において、 前記基板を支持し且つ前記基板表面とほぼ平行な所定面
内において二次元的に移動可能なステージ手段と、 前記ステージ手段上に載置された前記基板のパターンを
検出するためのパターン検出手段と、 前記所定面内において互いに直交する第１方向および第
２方向に沿って前記ステージ手段の移動量を測定するた
めの移動量測定手段とを備え、 前記移動量測定手段の校正のために、前記ステージ手段
上には少なくとも２つの基準マークが形成されているこ
とを特徴とするパターン位置計測装置。 - 【請求項２】 前記ステージ手段は、線膨張係数が２×
１０-7／Ｋ以下の材料で形成されていることを特徴とす
る請求項１に記載のパターン位置計測装置。 - 【請求項３】 前記移動量測定手段は、 前記パターン検出手段に取り付けられ、前記第１方向に
直交する反射面を有する第１固定鏡手段と、 前記ステージ手段に取り付けられ、前記第１方向に直交
する反射面を有する第１移動鏡手段と、 前記パターン検出手段に取り付けられ、前記第２方向に
直交する反射面を有する第２固定鏡手段と、 前記ステージ手段に取り付けられ、前記第２方向に直交
する反射面を有する第２移動鏡手段とを備え、 前記第１固定鏡手段までの光路を往復した第１参照ビー
ムと前記第１移動鏡手段までの光路を往復した第１測長
ビームとの干渉に基づいて前記ステージ手段の前記第１
方向に沿った移動量を測定し、 前記第２固定鏡手段までの光路を往復した第２参照ビー
ムと前記第２移動鏡手段までの光路を往復した第２測長
ビームとの干渉に基づいて前記ステージ手段の前記第２
方向に沿った移動量を測定することを特徴とする請求項
１または２に記載のパターン位置計測装置。 - 【請求項４】 前記第１移動鏡手段および前記第２移動
鏡手段は、前記ステージ手段と一体的に形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載のパターン位置計測装
置。 - 【請求項５】 前記第１移動鏡手段と前記第２移動鏡手
段との直交度を校正するために、前記ステージ手段上に
は少なくとも３つの基準マークが形成されていることを
特徴とする請求項３に記載のパターン位置計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7161491A JPH08334311A (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | パターン位置計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7161491A JPH08334311A (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | パターン位置計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08334311A true JPH08334311A (ja) | 1996-12-17 |
Family
ID=15736089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7161491A Pending JPH08334311A (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | パターン位置計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08334311A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007085746A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 周波数選択板、その検査方法および検査装置 |
| JPWO2020179336A1 (ja) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | ||
| CN114440849A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-05-06 | 浙江大学 | 用于二维反馈定位框架垂直度校准的方法与装置 |
-
1995
- 1995-06-05 JP JP7161491A patent/JPH08334311A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007085746A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 周波数選択板、その検査方法および検査装置 |
| JPWO2020179336A1 (ja) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | ||
| CN114440849A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-05-06 | 浙江大学 | 用于二维反馈定位框架垂直度校准的方法与装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7450246B2 (en) | Measuring device and method for determining relative positions of a positioning stage configured to be moveable in at least one direction | |
| KR100554886B1 (ko) | 2파장을 갖는 간섭계 시스템 및 그 시스템을 구비한 전사장치 | |
| US6084673A (en) | Lithographic apparatus for step-and-scan imaging of mask pattern with interferometer mirrors on the mask and wafer holders | |
| US6762845B2 (en) | Multiple-pass interferometry | |
| US5801832A (en) | Method of and device for repetitively imaging a mask pattern on a substrate using five measuring axes | |
| US6252667B1 (en) | Interferometer having a dynamic beam steering assembly | |
| US6819434B2 (en) | Multi-axis interferometer | |
| EP1347336A1 (en) | Interferometer system and lithographic apparatus comprising such a system | |
| US4984891A (en) | Laser gauge interferometer and locating method using the same | |
| WO2003064977A2 (en) | Multiple degree of freedom interferometer | |
| JP2003524152A (ja) | 偏光保存光学系を利用する干渉計 | |
| WO2001098839A2 (en) | Dynamic beam steering interferometer | |
| TW561245B (en) | Interferometer system | |
| US8278616B2 (en) | Position detector and exposure apparatus | |
| JP4469604B2 (ja) | 光学干渉分光法 | |
| JP2561861B2 (ja) | 組合わされたスケールと干渉計 | |
| US6856402B2 (en) | Interferometer with dynamic beam steering element | |
| Rommeveaux et al. | The long trace profilers | |
| JPH08334311A (ja) | パターン位置計測装置 | |
| JP4376624B2 (ja) | 複数経路干渉分光法 | |
| JPH09171954A (ja) | 位置測定装置 | |
| JP2003004424A (ja) | 面形状測定方法および装置 | |
| WO2010143652A1 (ja) | 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法 | |
| JP2023100358A (ja) | レーザ干渉装置 | |
| TWI260401B (en) | Interferometry apparatus and multiple-pass interferometry |