JPH0943862A - Projection aligner - Google Patents

Projection aligner

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JPH0943862A
JPH0943862A JP7212695A JP21269595A JPH0943862A JP H0943862 A JPH0943862 A JP H0943862A JP 7212695 A JP7212695 A JP 7212695A JP 21269595 A JP21269595 A JP 21269595A JP H0943862 A JPH0943862 A JP H0943862A
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JP
Japan
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pattern
reticle
light
lens
mirror
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7212695A
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Japanese (ja)
Inventor
Michio Kono
道生 河野
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of JPH0943862A publication Critical patent/JPH0943862A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • G03F9/7003Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7023Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
    • G03F9/7026Focusing
    • 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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection aligner constituted so that a precise focusing position is detected and a high-resolution pattern image is easily obtained by illuminating a previously selected acutal element pattern with focus detection light and detecting a focusing state. SOLUTION: A reticle pattern 83 formed on a reticle is illuminated with an exposure light beam transmitted through a half mirror 80. Then, luminous flux reflected from the pattern 83 is reflected on the mirror 80 and guided to a focal plane detection optical system 81. The optical system 81 is constituted of an objective lens 13, an aperture diaphragm 82 arranged on the back focal plane thereof and a CCD array sensor 86 through a relay lens 15. Then, the image of the pattern 83 is formed on the sensor 86. Besides, a similarly constituted focal plane detection optical system 81 is provided left. By such constitution, the precise focusing position is detected and the high-resolution pattern image is easily obtained even in the case that the precise focusing position cannot be measured even when a TTLAF mark provided outside an actual element area is used.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、投影露光装置に関し、
特に半導体素子製造の分野において、半導体ウエハー表
面にレチクルの回路パターンを繰り返し縮小投影露光す
る際の自動ピント調整機能所謂オートフォーカス機能を
有するステッパーと呼ばれる投影露光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure apparatus,
In particular, in the field of semiconductor device manufacturing, the present invention relates to a projection exposure apparatus called a stepper having an automatic focus adjustment function, a so-called autofocus function, when a reticle circuit pattern is repeatedly reduced and projected and exposed on the surface of a semiconductor wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体素子,LIS素子,超LS
I素子等のパターンの微細化、高集積化の要求により、
投影露光装置において高い解像力を有した結像(投影)
光学系が必要とされてきている為、結像光学系の高NA
化が進み結像光学系の焦点深度は浅くなりつつある。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor elements, LIS elements, super LS
Due to the demand for finer patterns and higher integration of I-elements,
Imaging (projection) with high resolution in projection exposure equipment
Since the optical system is required, the high NA of the imaging optical system
The depth of focus of imaging optics is becoming shallower.

【0003】又、ウエハには、平面加工技術の点から、
ある程度の厚さのばらつきと曲りを許容しなければなら
ない。通常ウエハ曲りの矯正については、サブミクロン
のオーダで平面度を保証する様に加工されたウエハチャ
ック上にウエハを載せ、ウエハの背面をバキューム吸着
することにより平面矯正を行っている。しかしながら、
ウエハ1枚の中での厚さのばらつきや吸着手法、更には
プロセスが進む事によって生ずるウエハの変形について
は、いくらウエハの平面を矯正しようとしても矯正不能
である。
[0003] In addition, the wafer has a planar processing technology,
Some thickness variation and bending must be tolerated. Usually, for the correction of the wafer bending, the wafer is placed on a wafer chuck that is processed so as to guarantee the flatness on the order of submicron, and the back surface of the wafer is vacuum-sucked to correct the flatness. However,
The thickness variation within one wafer, the suction method, and the deformation of the wafer caused by the progress of the process cannot be corrected no matter how much the plane of the wafer is corrected.

【0004】この為、レチクルパターンが縮小投影露光
される画面領域内でウエハが凹凸を持つ為、実効的な光
学系の焦点深度は、さらに浅くなってしまう。
[0004] For this reason, the effective depth of focus of the optical system is further reduced because the wafer has irregularities in the screen area where the reticle pattern is reduced and exposed.

【0005】従って縮小投影露光装置に於いては、ウエ
ハ面を焦点面に(投影光学系の像面)に合致させる為の
有効な自動焦点合わせ方法が重要なテーマとなってい
る。
Therefore, in the reduction projection exposure apparatus, an effective automatic focusing method for matching the wafer surface with the focal plane (the image plane of the projection optical system) has become an important theme.

【0006】従来の縮小投影露光装置のウエハ面位置検
出方法としては、エアマイクロセンサを用いる方法と、
投影露光光学系を介さずにウエハ面に斜め方向から光束
を入射させその反射光の位置ずれ量を検出する方法(光
学方式)が知られている。
As a method of detecting a wafer surface position in a conventional reduction projection exposure apparatus, a method using an air microsensor,
There is known a method (optical method) in which a light beam is incident on a wafer surface in an oblique direction without passing through a projection exposure optical system and a positional deviation amount of the reflected light is detected.

【0007】一方、この種の投影露光装置では、投影光
学系の周囲温度変化、大気圧変化、投影光学系に照射さ
れる光線による温度上昇、あるいは投影光学系を含む装
置の発熱による温度上昇などによりピント位置(像面位
置)が移動し、これを補正しなければならない。従っ
て、周囲の温度変化、大気圧変化を検出器によって計測
したり、投影光学系内の一部の温度変化、大気圧変化を
検出器により計測したりすることにより、投影光学系の
ピント位置を計算し、補正を行っていた。
On the other hand, in this type of projection exposure apparatus, a change in the ambient temperature of the projection optical system, a change in the atmospheric pressure, a temperature rise due to a light beam applied to the projection optical system, or a temperature rise due to heat generation in an apparatus including the projection optical system. Causes the focus position (image plane position) to move, which must be corrected. Therefore, the focus position of the projection optical system is measured by measuring the ambient temperature change and the atmospheric pressure change with a detector, or measuring part of the temperature change and the atmospheric pressure change in the projection optical system with the detector. Calculated and corrected.

【0008】しかしながら、この方法では、投影光学系
のピント位置を直接計測していない為、温度、大気圧を
計測する検出器の検出誤差、また温度変化量、大気圧変
化量より、投影光学系のピント位置を計算し補正する際
の、近似式である計算式に含まれる誤差により、高精度
の投影光学系のピント位置検出が難しいという欠点があ
った。
However, in this method, since the focus position of the projection optical system is not directly measured, the projection optical system is determined from the detection error of the detector that measures temperature and atmospheric pressure, and the amount of temperature change and atmospheric pressure change. There is a drawback that it is difficult to detect the focus position of the projection optical system with high accuracy due to an error included in the calculation formula which is an approximate formula when the focus position is calculated and corrected.

【0009】このような問題を克服する方式として露光
レンズを直に通してそのピント面を検出する、いわゆ
る、スルーザレンズオートフォーカスシステム(TTL
AF)という方式が考案されている。
As a method of overcoming such a problem, a so-called through-the-lens auto-focus system (TTL) is used in which the exposure lens is directly passed through to detect the focus surface.
AF) has been devised.

【0010】図12は特開平1−286418号公報で
開示されている投影露光装置の概略図である。図12に
おいて、7はレチクルであり、レチクルステージ70に
保持されている。レチクル7上の回路パターンが縮小投
影レンズ8によって、xyzステージ10上のウエハ9
上に1/5に縮小されて結像し、露光が行われる。図1
2では、ウエハ9に隣接する位置に、ウエハ9の上面と
ミラー面がほぼ一致する基準平面ミラー17が配置され
ている。
FIG. 12 is a schematic diagram of a projection exposure apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-286418. In FIG. 12, 7 is a reticle, which is held on the reticle stage 70. The circuit pattern on the reticle 7 is transferred to the wafer 9 on the xyz stage 10 by the reduction projection lens 8.
The image is reduced to ⅕ and imaged, and exposure is performed. FIG.
In No. 2, a reference plane mirror 17 whose upper surface and the mirror surface of the wafer 9 are substantially aligned is arranged at a position adjacent to the wafer 9.

【0011】又、xyzステージ10は投影レンズ8の
光軸方向(z)及びこの方向に直交する面内(x、y)
で移動可能であり、もちろん光軸のまわりに回転させる
ことも出来る。
Further, the xyz stage 10 has an optical axis direction (z) of the projection lens 8 and an in-plane (x, y) orthogonal to this direction.
It can be moved with, and of course it can be rotated around the optical axis.

【0012】レチクル7は、同図の要素1〜6で示され
る照明光学系によって、回路パターンの転写が行われる
画面領域内を照明されている。
The reticle 7 is illuminated within the screen area where the circuit pattern is transferred by the illumination optical system shown by elements 1 to 6 in FIG.

【0013】露光用の光源である水銀ランプ1の発光部
は楕円ミラー2の第一焦点に位置しており、水銀ランプ
1より発光した光は、楕円ミラー2の第二焦点位置に集
光している。楕円ミラー2の第二焦点位置にその光入射
面を位置付けたオプティカルインテグレーター3が置か
れており、オプティカルインテグレーター3の光出射面
は2次光源を形成する。この2次光源をなすオプティカ
ルインテグレーター3より発する光は、コンデンサーレ
ンズ4を介し、ミラー5により光軸(光路)が90°を
折り曲げられる。
The light emitting portion of the mercury lamp 1 which is a light source for exposure is located at the first focal point of the elliptical mirror 2, and the light emitted from the mercury lamp 1 is condensed at the second focal point of the elliptic mirror 2. ing. An optical integrator 3 having its light incident surface positioned at the second focal position of the elliptical mirror 2 is provided, and the light exit surface of the optical integrator 3 forms a secondary light source. The light emitted from the optical integrator 3 serving as the secondary light source has its optical axis (optical path) bent at 90 ° by the mirror 5 via the condenser lens 4.

【0014】尚、55は露光波長の光を選択的にとり出
す為のフィルターで、56は露光の制御を行う為のシャ
ッターである。このミラー5により反射された露光光
は、フィールドレンズ6を介し、レチクル7上の、回路
パターンの転写が行われる画面領域内を照明している。
ミラー5は露光光を例えば5〜10%という様に部分的
に透過する構成となっている。ミラー5を通過した光は
レンズ52、露光波長を透過し光電検出に余分な光をカ
ットするフィルター51を介して、光源1からの光量の
ゆらぎ等をモニターする為の光検出器50に到達する。
Incidentally, 55 is a filter for selectively taking out light having an exposure wavelength, and 56 is a shutter for controlling exposure. The exposure light reflected by the mirror 5 passes through the field lens 6 and illuminates the screen area on the reticle 7 where the circuit pattern is transferred.
The mirror 5 is configured to partially pass the exposure light, for example, 5 to 10%. The light passing through the mirror 5 reaches a photodetector 50 for monitoring fluctuations in the amount of light from the light source 1 through a lens 52 and a filter 51 that transmits the exposure wavelength and cuts excess light for photoelectric detection. .

【0015】同図において要素11〜12は、公知のオ
フアクシスのオートフォーカス光学系を形成している。
11は投光光学系であり、投光光学系11より発せられ
た非露光光である光束は、縮小投影レンズ8の光軸と交
わる。基準平面ミラー17上の点(あるいはウエハ9の
上面)に集光し反射されるものとする。この基準平面ミ
ラー17で反射された光束は、検出光学系12に入射す
る。
In the figure, elements 11 to 12 form a known off-axis autofocus optical system.
Reference numeral 11 denotes a light projecting optical system, and the light flux which is the non-exposure light emitted from the light projecting optical system 11 intersects the optical axis of the reduction projection lens 8. It is assumed that the light is condensed and reflected on a point on the reference plane mirror 17 (or the upper surface of the wafer 9). The light beam reflected by the reference plane mirror 17 enters the detection optical system 12.

【0016】図示は略したが、検出光学系12内には位
置検出用受光素子が配されており、位置検出用受光素子
と基準平面ミラー17上の光束の反射点は、共役となる
様配置されており、基準平面ミラー17の縮小投影レン
ズ8の光軸方向の位置ズレは、検出光学系12内の位置
検出用受光素子上での入射光束の位置ズレとして計測さ
れる。
Although illustration is omitted, a position detecting light receiving element is arranged in the detection optical system 12, and the position detecting light receiving element and the reflection point of the light flux on the reference plane mirror 17 are arranged to be conjugate. The positional deviation of the reduction projection lens 8 of the reference plane mirror 17 in the optical axis direction is measured as the positional deviation of the incident light beam on the position detecting light receiving element in the detection optical system 12.

【0017】この検出光学系12により計測された基準
平面ミラー17の所定の基準面よりの位置ズレは、オー
トフォーカス制御系19に伝達される。オートフォーカ
ス制御系19は、基準平面ミラー17が固設されたxy
zステージ10を駆動する処の駆動系20にz方向への
移動の指令を与える。又、TTLでフォーカス位置を検
知する時、オートフォーカス制御系19は基準ミラー1
7を所定の基準位置の近傍で投影レンズ8の光軸方向
(z方向)に上下に駆動を行うものとする。また、露光
の際のウエハ9の位置制御(第12図の基準平面ミラー
17の位置にウエハ9が配置される)もオートフォーカ
ス制御系19により行われる。
The positional deviation of the reference plane mirror 17 measured by the detection optical system 12 from a predetermined reference plane is transmitted to the autofocus control system 19. The auto focus control system 19 includes an xy with the reference plane mirror 17 fixed.
A command to move in the z direction is given to the drive system 20 that drives the z stage 10. Also, when detecting the focus position by TTL, the autofocus control system 19 uses the reference mirror 1
7 is driven up and down in the optical axis direction (z direction) of the projection lens 8 near a predetermined reference position. The position control of the wafer 9 during exposure (the wafer 9 is arranged at the position of the reference plane mirror 17 in FIG. 12) is also performed by the autofocus control system 19.

【0018】縮小投影レンズ8のピント位置検出光学系
について説明する。
The focus position detecting optical system of the reduction projection lens 8 will be described.

【0019】図13、図14において7はレチクル、2
1はレチクル7上に形成されたパターン部で遮光性をも
つものとする。又、22はパターン部21に挟まれた遮
光部である。ここで、縮小投影レンズ8のピント位置
(像面位置)の検出を行う時は、xyzステージ10は
縮小投影レンズ8の光軸方向に移動する。
In FIGS. 13 and 14, 7 is a reticle, 2
A pattern portion 1 formed on the reticle 7 has a light-shielding property. Reference numeral 22 denotes a light shielding portion sandwiched between the pattern portions 21. Here, when the focus position (image plane position) of the reduction projection lens 8 is detected, the xyz stage 10 moves in the optical axis direction of the reduction projection lens 8.

【0020】基準平面ミラー17は縮小投影レンズ8の
光軸上に位置しており、レチクル7は、図12の照明光
学系1〜6により照明されているものとする。
The reference plane mirror 17 is positioned on the optical axis of the reduction projection lens 8, and the reticle 7 is illuminated by the illumination optical systems 1 to 6 shown in FIG.

【0021】始めに、基準平面ミラー17が縮小投影レ
ンズ8のピント面にある場合について図13を用いて説
明する。レチクル7上の透過部22を通った露光光は、
縮小投影レンズ8を介して、基準平面ミラー17上に集
光し反射される。反射された露光光は、往路と同一の光
路をたどり、縮小投影レンズ8を介しレチクル7に集光
し、レチクル7上のパターン部21間の透光部22を通
過する。この時、露光光は、レチクル7上のパターン部
21にケラレることなく、全部の光束がパターン部21
の透過部を通過する。
First, the case where the reference plane mirror 17 is on the focus surface of the reduction projection lens 8 will be described with reference to FIG. The exposure light that has passed through the transmission part 22 on the reticle 7 is
It is condensed and reflected on the reference plane mirror 17 via the reduction projection lens 8. The reflected exposure light follows the same optical path as the outward path, is focused on the reticle 7 via the reduction projection lens 8, and passes through the light transmitting portion 22 between the pattern portions 21 on the reticle 7. At this time, the exposure light does not eclipse the pattern portion 21 on the reticle 7, and the entire light flux is
Passing through the transparent part of.

【0022】次に、基準平面ミラー17が縮小投影レン
ズ8のピント面よりズレた位置にある場合について図1
4を用いて説明する。レチクル7上のパターン部21の
透過部を通った露光光は、縮小投影レンズ8を介し、基
準平面ミラー17上に達するが、基準平面ミラー17
は、縮小投影レンズ8のピント面にないので、露光光
は、広がった光束として基準平面ミラー17で反射され
る。
Next, the case where the reference plane mirror 17 is at a position displaced from the focusing surface of the reduction projection lens 8 is shown in FIG.
4 will be described. The exposure light passing through the transmission portion of the pattern portion 21 on the reticle 7 reaches the reference plane mirror 17 via the reduction projection lens 8, but the reference plane mirror 17
Is not on the focus surface of the reduction projection lens 8, the exposure light is reflected by the reference plane mirror 17 as a spread light beam.

【0023】即ち、反射された露光光は往路と異なる光
路をたどり、縮小投影レンズ8を通り、レチクル7上に
集光することなく、基準平面ミラー17の縮小投影レン
ズ8のピント面からのズレ量に対応した広がりをもった
光束となってレチクル7上に達する。この時露光光はレ
チクル7上のパターン部21によって一部の光束がケラ
レを生じ全部の光束が透光部22を通過することはでき
ない。即ちピント面に合致した時とそうでない時にはレ
チクルを通しての反射光量に差が生じるのである。
That is, the reflected exposure light follows an optical path different from the outward path, passes through the reduction projection lens 8 and is not condensed on the reticle 7, and is displaced from the focus surface of the reduction projection lens 8 of the reference plane mirror 17. It reaches the reticle 7 as a light beam having a spread corresponding to the amount. At this time, part of the exposure light is vignetted by the pattern portion 21 on the reticle 7, and all the light beams cannot pass through the light transmitting portion 22. That is, there is a difference in the amount of light reflected through the reticle when the focus surface is matched and when it is not.

【0024】図13、図14において説明した、基準平
面ミラー17で反射された露光光の光束がレチクル7を
通過した後の光路を、図12を用いて説明する。
The optical path after the light flux of the exposure light reflected by the reference flat mirror 17 described in FIGS. 13 and 14 passes through the reticle 7 will be described with reference to FIG.

【0025】レチクル7を透過した露光光は、フィール
ドレンズ6を通りミラー5に達する。ミラー5は前述の
様に露光光に対して5〜10%程度の透過率をもってい
るので、ミラー5に達した露光光の一部はミラー5を通
過し、結像レンズ13を介し視野絞り14の面上に集光
する。この時、レチクル7のパターンの存在する面と視
野絞り14とは、フィールドレンズ6と結像レンズ13
を介し、共役な位置にある。
The exposure light transmitted through the reticle 7 reaches the mirror 5 through the field lens 6. Since the mirror 5 has a transmittance of about 5 to 10% with respect to the exposure light as described above, part of the exposure light reaching the mirror 5 passes through the mirror 5 and passes through the imaging lens 13 and the field stop 14. On the surface of. At this time, the surface of the reticle 7 on which the pattern is present and the field stop 14 are separated by the field lens 6 and the imaging lens
It is in a conjugate position through.

【0026】視野絞り14の開口部を通過した露光光
は、集光レンズ15によって受光素子16に入光する。
The exposure light that has passed through the opening of the field stop 14 enters the light receiving element 16 through the condenser lens 15.

【0027】受光素子16の前面には、必要な場合は露
光光のみを選択的に透過するフィルター51を配置する
ものとし、入射した露光光の光量に応じた電気信号を出
力する。
If necessary, a filter 51 for selectively transmitting only the exposure light is provided on the front surface of the light receiving element 16, and an electric signal corresponding to the amount of the incident exposure light is output.

【0028】以下に、この受光素子16の信号出力を用
いて、縮小投影レンズ8のピント位置(像面位置)を検
出する方法について説明する。
A method of detecting the focus position (image plane position) of the reduction projection lens 8 using the signal output of the light receiving element 16 will be described below.

【0029】駆動系20により基準平面ミラー17の載
ったxyzステージ10を縮小投影レンズ8の光軸方向
に、オフアクシスオートフォーカス検出系12で予め設
定される計測の零点を中心に駆動させるものとする。
The drive system 20 drives the xyz stage 10 on which the reference plane mirror 17 is mounted in the optical axis direction of the reduction projection lens 8 around the zero point of measurement preset by the off-axis autofocus detection system 12. To do.

【0030】この時、各位置でのオートフォーカス検出
系12が計測する基準平面ミラー17の光軸方向の位置
信号(オートフォーカス計測値z)と、基準平面ミラー
17で反射された露光光を受光素子16で受光し、電気
信号に変換することにより焦点面(像面)検出系18か
ら得られる出力の関係は、図8に示す様になる。この
時、検出系18の信号は光源1のゆらぎの影響を除く
為、ミラー5を通過した光源1からの光を光源光量モニ
ター光学系(52、51)を介して光検出器50で検出
して、基準光量検出系53で光源光量モニター信号を発
生させる。そしてこのモニター信号によって焦点面検出
系18の信号を規格化することによって補正している。
At this time, the position signal in the optical axis direction of the reference plane mirror 17 (autofocus measurement value z) measured by the autofocus detection system 12 at each position and the exposure light reflected by the reference plane mirror 17 are received. The relationship between the outputs obtained from the focal plane (image plane) detection system 18 by receiving light by the element 16 and converting it into an electric signal is as shown in FIG. At this time, the signal of the detection system 18 eliminates the influence of the fluctuation of the light source 1, so that the light from the light source 1 that has passed through the mirror 5 is detected by the photodetector 50 via the light source light amount monitoring optical system (52, 51). Then, the reference light amount detection system 53 generates a light source light amount monitor signal. Then, the signal of the focal plane detection system 18 is standardized by this monitor signal to correct it.

【0031】基準平面ミラー17が縮小投影レンズ8の
ピント面に位置した場合に焦点面検出系18の出力はピ
ーク値を示す。この時のオートフォーカス計測値z0
もってして、縮小投影レンズ8を用いて、ウエハ9に露
光を行う際の縮小投影レンズ8のピント位置とする。
(又は計測値z0 に基づいて予め設定しておいたピント
位置を補正する。) この様にして決まった縮小投影レンズ8のピント位置に
オフアクシスオートフォーカス検出系10、12、19
の基準位置を設定する。実際のウエハの焼付最良位置は
この基準位置からウエハの塗布厚や段差量等の値を考慮
した分だけオフセットを与えた値となる。例えば多層レ
ジストプロセスを用いてウエハを露光する場合には多層
の一番上の部分だけを焼けば良いのでウエハのレジスト
表面と基準位置はほぼ一致する。
When the reference plane mirror 17 is located on the focus plane of the reduction projection lens 8, the output of the focal plane detection system 18 shows a peak value. The autofocus measurement value z 0 at this time is used as the focus position of the reduction projection lens 8 when the wafer 9 is exposed using the reduction projection lens 8.
(Or, the preset focus position is corrected based on the measured value z 0. ) The off-axis auto focus detection system 10, 12, 19 is set at the focus position of the reduction projection lens 8 thus determined.
Set the reference position of. The actual best printing position of the wafer is a value obtained by giving an offset from the reference position by an amount in consideration of the values such as the coating thickness of the wafer and the step amount. For example, when exposing a wafer using a multi-layer resist process, only the uppermost portion of the multi-layer needs to be burned, so that the resist surface of the wafer and the reference position substantially coincide.

【0032】一方、単層レジストで露光光が基板に十分
到達する様な場合、ウエハのピントはレジスト表面では
なく基板面に合致するので、この場合レジスト表面と基
準位置の間に1μm以上のオフセットが存在する事も稀
ではない。こうしたオフセット量はプロセス固有のもの
で投影露光装置とは別のオフセットとして与えられるも
のである。装置自体としては上述の1方法で縮小投影レ
ンズ8自体のピント位置を正確に求められれば充分であ
り、上記オフセット量は、必要な場合にのみオートフォ
ーカス制御系19や駆動系20に対して投影露光装置の
不図示のシステムコントローラを介して予め入力してや
れば良い。
On the other hand, when the exposure light reaches the substrate sufficiently with the single-layer resist, the focus of the wafer matches the substrate surface, not the resist surface. In this case, an offset of 1 μm or more is provided between the resist surface and the reference position. It is not rare that there exists. Such an offset amount is specific to the process and is given as an offset different from that of the projection exposure apparatus. It suffices for the apparatus itself to accurately obtain the focus position of the reduction projection lens 8 itself by the above-described one method, and the offset amount is projected on the autofocus control system 19 and the drive system 20 only when necessary. It may be input in advance via a system controller (not shown) of the exposure apparatus.

【0033】このピント位置z0 の検出は、焦点面検出
系18の出力のピークをもって決定してもよいが、その
他にも色々な手法が考えられる。例えばより検出の敏感
度を上げるために、ピーク出力に対してある割合のスラ
イスレベルSLを設定し、このスライスレベルSLの出
力を示す時のオートフォーカス計測値z1 、z2 を知る
ことによりピント位置を
The detection of the focus position z 0 may be determined by the peak of the output of the focal plane detection system 18, but various other methods are possible. For example, in order to further increase the detection sensitivity, a slice level SL is set to a certain ratio with respect to the peak output, and the focus value is obtained by knowing the autofocus measurement values z 1 and z 2 when the output of this slice level SL is shown. Position

【0034】[0034]

【数1】 として決定しても良いし、又、ピーク位置を微分法を使
って求める等の手法も考えられる。
[Equation 1] Alternatively, a method of finding the peak position using a differential method may be considered.

【0035】このようなTTLのオートフォーカスシス
テムの長所は、投影露光光学系の周囲の温度変化、大気
圧変化、露光光線による投影光学系の温度上昇と、それ
に伴って生じるピントの経時変化を常時計測し補正をか
けらるという点である。
The advantage of such a TTL autofocus system is that the ambient temperature change of the projection exposure optical system, the atmospheric pressure change, the temperature rise of the projection optical system due to the exposure light beam, and the accompanying temporal change of the focus occur. The point is that measurement and correction are applied.

【0036】[0036]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このT
TLAF方式でも実用化する上では次の様な問題点があ
った。
However, this T
The TLAF method has the following problems in practical use.

【0037】図12、図13の例ではいかにもTTLA
Fマークを露光レンズの光軸に設けてオートフォーカス
しているように記述されているが、実際のレチクルでは
このようなマーク配置は許されない。なぜなら、露光レ
ンズの転写特性は一般に光軸上が最も良く、そのため実
際のレチクル上の実素子パターンは光軸を含む所定の露
光領域内に設けられる。したがって、TTLAFマーク
としては、図8のような出力特性を最も出しやすいマー
ク(基準マーク)を予め決定しておき、それを前記実素
子領域外の所定像高に配置しなければならない。(図1
6中KM、KS)このことは次のような欠点をもってい
る。
In the example of FIGS. 12 and 13, TTLA
Although it is described that the F mark is provided on the optical axis of the exposure lens for autofocusing, such mark arrangement is not allowed in an actual reticle. This is because the transfer characteristic of the exposure lens is generally best on the optical axis, and therefore the actual element pattern on the actual reticle is provided within a predetermined exposure area including the optical axis. Therefore, as the TTLAF mark, a mark (reference mark) that is most likely to produce the output characteristics as shown in FIG. 8 must be determined in advance and placed at a predetermined image height outside the actual element region. (Figure 1
6 KM, KS) This has the following drawbacks.

【0038】図12に示したTTLAF方式では検出光
が露光レンズを往復2回通過する。そのためにレンズの
持つ縦収差(球面収差、非点収差、像面湾曲、軸上色収
差等)は2倍発生し、その影響を受けて図8に示した焦
点面の検出出力曲線が歪みやすい。更に、露光が進むに
つれてレンズには熱負荷が累積していくが、このような
状態では特にレンズの軸外収差が変動しやすいという傾
向がある。
In the TTLAF method shown in FIG. 12, the detection light passes through the exposure lens twice reciprocally. Therefore, the longitudinal aberration (spherical aberration, astigmatism, curvature of field, axial chromatic aberration, etc.) of the lens occurs twice, and the detection output curve of the focal plane shown in FIG. 8 is easily distorted due to the influence thereof. Further, the heat load is accumulated on the lens as the exposure progresses, but in such a state, the off-axis aberration of the lens tends to vary.

【0039】この際、収差がサジタル方向、メリディオ
ナル方向で差がある場合、若しくは収差が変動しサジタ
ル方向、メリディオナル方向で大きな差が生じた場合、
例えば、図16のように軸外のある位置に基準マークと
してサジタルマーク(KS)とメリディオナルマーク
(KM)とを同時に配し、これらに共通のピントを検出
しようとした場合、それぞれのベストピントは図17で
示すように位置ZSと位置ZMとに分離してしまい、そ
の結果、その合成出力はダブルピークを持つ。そして、
スライス値SLに対して4つの交点をもってしまい、ピ
ント中心が求められない、といった問題が起きうる。
At this time, if there is a difference between the aberrations in the sagittal direction and the meridional direction, or if there is a large difference between the sagittal direction and the meridional direction due to fluctuations in the aberration,
For example, as shown in FIG. 16, when a sagittal mark (KS) and a meridional mark (KM) are simultaneously arranged as a reference mark at a certain position off the axis, and it is attempted to detect a common focus for them, the best of each of them is detected. The focus is separated into the position ZS and the position ZM as shown in FIG. 17, and as a result, the combined output thereof has a double peak. And
There may be a problem that the center of focus cannot be obtained because there are four intersections with the slice value SL.

【0040】本発明は、実素子領域外に設けられたTT
LAFマークを使用しても正確なピント位置が測定出来
ない場合でも正確なピント位置を検出して高解像力のパ
ターン像が容易に得られる投影露光装置の提供を目的と
する。
According to the present invention, the TT provided outside the actual element region
An object of the present invention is to provide a projection exposure apparatus capable of easily obtaining a high-resolution pattern image by detecting an accurate focus position even when the LAF mark cannot be used to measure the accurate focus position.

【0041】[0041]

【課題を解決する為の手段】本発明の投影露光装置は、
焦点検出光によって照明されているレチクル面上に設け
た検出用マークからの光を少なくとも1回露光レンズを
通過させ光検出器で受け、この光検出器からの出力によ
り焦点状態を検出するオートフォーカス検出系を有する
投影露光装置に於いて、前記焦点検出光で前記検出用マ
ークとして使用可能な実素子マークを照明可能とするた
め、前もって実素子パターンの中から所望の実素子パタ
ーンを選定し、その選定された実素子パターンを焦点検
出光で照明し焦点状態を検出することを特徴としてい
る。
The projection exposure apparatus of the present invention comprises:
Light from a detection mark provided on the reticle surface illuminated by the focus detection light passes through the exposure lens at least once and is received by the photodetector, and the focus state is detected by the output from the photodetector. In a projection exposure apparatus having a detection system, in order to illuminate the actual element mark that can be used as the detection mark with the focus detection light, select a desired actual element pattern from the actual element pattern in advance, The feature is that the selected actual element pattern is illuminated with focus detection light to detect the focus state.

【0042】特に、前記選定は投影露光装置に設定され
ているレチクルの実素子パターンを検査することによっ
て行なわれることや、前記選定は投影露光装置に設定さ
れる前のレチクルの実素子パターンを検査することによ
って行なわれること等を特徴としている。
In particular, the selection is performed by inspecting the actual element pattern of the reticle set in the projection exposure apparatus, and the selection is performed by inspecting the actual element pattern of the reticle before being set in the projection exposure apparatus. It is characterized by being performed by doing.

【0043】[0043]

【実施例】図1は本発明の実施例1の要部概略図であ
る。
FIG. 1 is a schematic view of a main part of a first embodiment of the present invention.

【0044】本実施例は逐次露光方式(ステッパー)に
おいて、レチクル上の実素子パターンを用いたTTLA
F方式の概略構成を示している。レチクルの照明系(水
銀ランプ1からフィールドレンス6に至る経路)は図1
2と概ね同じであるので説明は省略する。また、レチク
ル7から露光レンズ8を介してウエハー9、ないし、基
準平面ミラー17上に露光光やTTLAF検出光が集光
される経路、そしてウエハーステージ10の高さを検出
し、Z駆動する機構20等も同じである。
In this embodiment, in the sequential exposure method (stepper), TTLA using an actual element pattern on the reticle is used.
The schematic configuration of the F method is shown. The reticle illumination system (path from mercury lamp 1 to field lens 6) is shown in Fig. 1.
The description is omitted because it is almost the same as 2. Further, a mechanism for detecting the path through which the exposure light and the TTLAF detection light are focused on the wafer 9 or the reference plane mirror 17 from the reticle 7 through the exposure lens 8 and the height of the wafer stage 10 to perform the Z drive. The same is true for 20 mag.

【0045】本実施例ではハーフミラー80を透過した
露光光線でレチクル上の実素子パターン83を照明す
る。そして、このパターン83からの反射光束はハーフ
ミラー80で反射して焦点面検出光学系81に導光され
る。焦点面検出光学系81は対物レンズ13、その後焦
点面に置かれた開口絞り82、そして、リレーレンズ1
5を経てCCDアレーセンサー86で構成され、パター
ン83はCCD86上に結像される。又同様の構成の焦
点面検出光学系81は左にも設けられている。
In this embodiment, the exposure light beam transmitted through the half mirror 80 illuminates the actual element pattern 83 on the reticle. Then, the reflected light flux from this pattern 83 is reflected by the half mirror 80 and guided to the focal plane detection optical system 81. The focal plane detection optical system 81 includes the objective lens 13, an aperture stop 82 placed on the focal plane thereafter, and the relay lens 1.
After that, the pattern 83 is formed by the CCD array sensor 86, and the pattern 83 is imaged on the CCD 86. A focal plane detection optical system 81 having a similar structure is also provided on the left side.

【0046】以下に焦点面検出に先立って行なわれる最
適パターンの自動模索方法を説明する。ハード構成は図
1に、模索シーケンスは図9に示す。
The method for automatically searching for the optimum pattern prior to the focal plane detection will be described below. The hardware configuration is shown in FIG. 1, and the search sequence is shown in FIG.

【0047】CCDアレーセンサー86は図9のステッ
プ1でパターン(レチクルパターン)83の二次元画像
データを読み取り画像判定回路100に転送する。この
画像判定回路100は送られた画像データを解析し、そ
れまでにすでに判っている最適パターンと一致度を計算
する(ステップ2)。ここでいう最適パターンとは、例
えばレンズ8にサジタル方向とメリディオナル方向の収
差の差が有っても図8の出力曲線が最も滑らかでピント
中心を算出しやすいパターンの事を意味する。
The CCD array sensor 86 transfers the two-dimensional image data of the pattern (reticle pattern) 83 to the read image determination circuit 100 in step 1 of FIG. The image judgment circuit 100 analyzes the sent image data and calculates the optimum pattern and the degree of coincidence which have already been known by then (step 2). The optimum pattern here means a pattern in which the output curve in FIG. 8 is the smoothest and the focus center can be easily calculated even if the lens 8 has a difference in aberration in the sagittal direction and the aberration in the meridional direction, for example.

【0048】最適パターンとの一致度が低く、TTLA
Fの計測には不適切なパターンと判定された場合(ステ
ップ3)にはその信号がコントローラ84に送られる。
コントローラ84はレチクル上で別の実素子パターンを
判定するために検出光学駆動系(駆動系)85に指令し
て(ステップ4)、焦点面検出光学系(検出系)81を
レチクル7の上面に沿ってxy方向に移動させる。検出
系81の模索駆動は駆動系85にすでに設定されている
移動モードに従って模索駆動が行なわれる。このような
パターン模索を何回か行なって最適パターンを発見する
と、コントローラ84はその位置で焦点面検出光学系8
1を固定する。そして、焦点面検出光学系18に指令
し、焦点面の計測動作にはいる(ステップ5)。この計
測動作は図12とほぼ同様である。
Since the degree of coincidence with the optimum pattern is low, TTLA
When it is determined that the pattern is inappropriate for F measurement (step 3), the signal is sent to the controller 84.
The controller 84 commands the detection optical drive system (drive system) 85 to determine another actual element pattern on the reticle (step 4), and sets the focal plane detection optical system (detection system) 81 on the reticle 7. Along the xy direction. The search drive of the detection system 81 is performed according to the movement mode already set in the drive system 85. When the optimum pattern is found by performing such pattern searching several times, the controller 84 detects the optimum pattern at that position.
Fix 1 Then, the focal plane detection optical system 18 is instructed to start the focal plane measurement operation (step 5). This measurement operation is almost the same as in FIG.

【0049】オートフォーカス信号としては、レチクル
パターン83の透過光束が露光レンズ8の作用で一旦基
準ミラー17(ウエハー面と同一高さにある)上に集光
した後、反射して再び露光レンズ8を通過してパターン
83を抜けていく際の全透過光量(即ち、CCD86上
の全積分光量に相当)を用いると良い。すなわち、CC
D86は図12の受光素子16と同様の機能を行う。本
実施例では、光源1の出力変動を補正するために、別経
路でミラー87を含む基準光量検出系53を構成してい
る。具体的な作用は図12のそれと同じである。焦点面
検出光学系18はこの信号を元にCCD86の信号を校
正する。あるいは、CCD86上にはパターン83の像
が結像しているので、この像のコントラストを計測した
り、パターンエッジ部の立ち上がりを評価量にとっても
よい。
As an auto-focus signal, the transmitted light flux of the reticle pattern 83 is once focused on the reference mirror 17 (at the same height as the wafer surface) by the action of the exposure lens 8 and then reflected and exposed again. It is preferable to use the total transmitted light amount when passing through the pattern 83 and the pattern 83 (that is, the total integrated light amount on the CCD 86). That is, CC
D86 performs the same function as the light receiving element 16 of FIG. In this embodiment, in order to correct the output fluctuation of the light source 1, the reference light amount detection system 53 including the mirror 87 is configured in another path. The specific operation is the same as that of FIG. The focal plane detection optical system 18 calibrates the signal of the CCD 86 based on this signal. Alternatively, since the image of the pattern 83 is formed on the CCD 86, the contrast of this image may be measured or the rising of the pattern edge portion may be used as the evaluation amount.

【0050】図2はレチクル7上で実素子パターンの中
からTTLAF用の最適パターンを模索する様子を示す
平面図である。X軸とY軸との交点が露光レンズ8の光
軸と一致する。焦点面検出光学系81、81’は左右に
一対設けられているが、最低どちらか一個でも良い。
FIG. 2 is a plan view showing how an optimum pattern for TTLAF is searched for from the actual element patterns on the reticle 7. The intersection of the X axis and the Y axis coincides with the optical axis of the exposure lens 8. A pair of focal plane detection optical systems 81 and 81 'are provided on the left and right, but at least one of them may be provided.

【0051】まず、その視野をマークP1に合わせる。
このマークP1はX軸上に配置された縦線(メリヂオナ
ルマーク)であるが、検出系の視野内にスクライブ線が
存在する。スクライブとはレチクル内に複数の実素子領
域(チップ)を作成する時の境界線に当たるものである
が、実素子領域に比べて段差を持っている。したがっ
て、もしこのパターンを用いてオートフォーカスする
と、その分実素子の最良ピント面がずれてしまう。
First, the field of view is aligned with the mark P1.
The mark P1 is a vertical line (meridional mark) arranged on the X axis, but a scribe line exists in the visual field of the detection system. The scribe corresponds to a boundary line when a plurality of real element regions (chips) are formed in the reticle, but has a step as compared with the real element region. Therefore, if auto-focusing is performed using this pattern, the best focus surface of the real element will be displaced by that amount.

【0052】本実施例ではレチクルパターンの直接の画
像判定を行っているが、これは最適パターンでは無いと
装置が判定する。そして、駆動系85が作用し、光学系
はマークP2、P3、P4、そして、マークP5の位置
に移動し、同様なパターンマッチングを行い、焦点面検
出が良好に出来る最良の実素子パターンを選定してい
る。
Although the image of the reticle pattern is directly determined in this embodiment, the apparatus determines that this is not the optimum pattern. Then, the drive system 85 operates, the optical system moves to the positions of the marks P2, P3, P4, and the mark P5, the same pattern matching is performed, and the best actual element pattern capable of good focal plane detection is selected. are doing.

【0053】以上のように本実施例では実素子領域外に
比べて露光レンズ8の収差状態の良い実素子領域でTT
LAFを行っている。すなわち実素子パターンの中から
AFマークとして使用出来るパターンを前もって検出
し、そのパターンを使用してピント位置を検出する構成
によって良好なる焦点検出を行っている。
As described above, in the present embodiment, TT is set in the real element area where the aberration state of the exposure lens 8 is better than in the area outside the real element area.
We are doing LAF. That is, good focus detection is performed by a configuration in which a pattern that can be used as an AF mark is detected in advance from the actual element pattern and the focus position is detected using the pattern.

【0054】図3は本発明の実施例2の要部概略図であ
る。
FIG. 3 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 2 of the present invention.

【0055】基本的な構成は図1の実施例1と同じであ
り、本実施例でも最適なTTLAFパターンを模索する
為に、レチクルパターンを直接観察している。図1の実
施例1がレチクルの画像情報を利用して判定しているの
と異なり、本実施例では、その回折光の分布情報を元に
パターンの判定をしている。
The basic configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, and in this embodiment as well, the reticle pattern is directly observed in order to find the optimum TTLAF pattern. Unlike the first embodiment shown in FIG. 1 in which the image information of the reticle is used for determination, in this embodiment, the pattern is determined based on the distribution information of the diffracted light.

【0056】ファイバー90から発した検出用の照明光
束は第一のハーフミラー91で反射し、照明レンズ92
の作用で第二のハーフミラー93で反射後、対物レンズ
96の後側焦点面94に集光される。ここには開口絞り
95がおかれていて、光束を制限している。後側焦点面
94を焦点面とする対物レンズ96を通過後はミラー9
7で反射した後、レチクルパターン83を平行光束とな
ってケーラー照明する。
The illumination luminous flux for detection emitted from the fiber 90 is reflected by the first half mirror 91, and the illumination lens 92
After being reflected by the second half mirror 93, the light is focused on the rear focal plane 94 of the objective lens 96. An aperture stop 95 is placed here to limit the luminous flux. After passing through the objective lens 96 having the rear focal plane 94 as the focal plane, the mirror 9
After being reflected at 7, the reticle pattern 83 is converted into a parallel light beam for Koehler illumination.

【0057】レチクルパターン83からのパターン回折
反射光はこの照明光束と同じ光路を戻る。つまり、対物
レンズ96の後側焦点面94に回折パターンが形成され
る。この回折パターンは照明レンズ92によってハーフ
ミラー91を透過後、二次元センサー(CCD)98上
に再結像される。このCCD98によって回折パターン
は読み取られる。
The pattern diffraction reflection light from the reticle pattern 83 returns along the same optical path as this illumination light flux. That is, a diffraction pattern is formed on the back focal plane 94 of the objective lens 96. After passing through the half mirror 91 by the illumination lens 92, this diffraction pattern is re-imaged on the two-dimensional sensor (CCD) 98. The diffraction pattern is read by the CCD 98.

【0058】回折パターン解析回路110はCCD98
によって読み取られたパターン回折光の分布を計測し、
それまでにすでに判っている最適パターンの回折光の分
布と比較して、その一致度を計算する。
The diffraction pattern analysis circuit 110 is the CCD 98.
Measure the distribution of the pattern diffracted light read by
The degree of coincidence is calculated by comparing with the distribution of the diffracted light of the optimum pattern which has already been known.

【0059】図4(A)〜(D)は実素子パターンとそ
の回折パターンの例の説明図である。縦方向の繰り返し
パターン111や横方向の繰り返しパターン112は最
も顕著な回路パターンである。これらの回折光の分布は
そのパターン長手方向と直交方向に一次元的に分布す
る。113と114はCCDアレーセンサー上でそれら
の回折パターンが分布する状態を示している。115は
コンタクトホール配列であり、その回折パターンは11
6の様に二次元的に分布する。117は45度方向の斜
めの繰り返しパターンであり、その回折パターン118
は斜方向に分布する。実素子の線幅の微細なものはメモ
リーセルとしてチップ中央部に配列されるし、比較的太
い線幅のものは配線パターンとしてチップ周辺部に存在
する。これらの実素子パターンの配列方向、ピッチ、線
幅により、その回折パターンの分布方向、間隔等が異な
り、この分布差を読み取ることによって、所望の実素子
を選択している。
FIGS. 4A to 4D are explanatory views of examples of actual element patterns and their diffraction patterns. The vertical repeating pattern 111 and the horizontal repeating pattern 112 are the most prominent circuit patterns. The distribution of these diffracted lights is one-dimensionally distributed in the direction orthogonal to the pattern longitudinal direction. Reference numerals 113 and 114 indicate a state in which their diffraction patterns are distributed on the CCD array sensor. 115 is a contact hole array, and its diffraction pattern is 11
It is two-dimensionally distributed like 6. Reference numeral 117 denotes an obliquely repeating pattern in the direction of 45 degrees, and its diffraction pattern 118.
Is distributed diagonally. The fine line widths of the actual elements are arranged as memory cells in the central portion of the chip, and the relatively thick line widths are present as a wiring pattern in the peripheral portion of the chip. The distribution direction, the interval, etc. of the diffraction pattern differ depending on the arrangement direction, pitch, and line width of these actual element patterns, and a desired actual element is selected by reading the difference in distribution.

【0060】図10は図3の実施例2のレチクルパター
ン模索シーケンスを示している。ステップ6により、C
CD98により取り込んだ回折光パターン像に対してス
テップ7により回折パターン回折回路110でマッチン
グを行う。その結果、予め求められた最適パターンとの
一致度が低く、TTLAFの計測には不適切なパターン
とステップ8で判定された場合にはその信号がコントロ
ーラ84に送られる。ステップ9でコントローラ84は
レチクル上で別の実素子パターンを判定するために検出
光学駆動系85に指令して、検出系を移動させる。この
ようなパターン模索を何回かおこなって最適パターンを
発見すると、コントローラ84はその位置で検出光学系
を固定する。そして、焦点面検出光学系81に指令し、
焦点面の計測動作にはいる。
FIG. 10 shows a reticle pattern searching sequence of the second embodiment shown in FIG. According to step 6, C
The diffracted light pattern image captured by the CD 98 is matched by the diffracted pattern diffraction circuit 110 in step 7. As a result, when the degree of coincidence with the optimum pattern obtained in advance is low and it is determined in step 8 that the pattern is inappropriate for TTLAF measurement, the signal is sent to the controller 84. In step 9, the controller 84 commands the detection optical drive system 85 to determine another actual element pattern on the reticle, and moves the detection system. When the optimum pattern is found by performing such pattern searching several times, the controller 84 fixes the detection optical system at that position. Then, the focal plane detection optical system 81 is instructed,
Enter the measurement operation of the focal plane.

【0061】本実施例で焦点面計測用の照明光束にはフ
ァイバー40からの光を用いる。受光する光束は図1の
実施例1と同じで基準平面ミラー17で反射し、再度レ
チクルパターン83を透過してもどってくる光束を用い
る。この光束は対物レンズ96と開口絞り95を通過
後、ハーフミラー93を通過しリレーレンズ15の作用
で一旦視野絞り120面上に結像する。この視野絞り1
20はレチクル面上で計測すべきパターン領域を制限し
ている。その開口形状は正方形、矩形、円形等問わな
い。その透過発散光束は集光レンズ121の作用で再び
収れん光束となり、光量センサー122に受光される。
その後の計測動作は図1の実施例と同じである。
In this embodiment, the light from the fiber 40 is used as the illumination light flux for measuring the focal plane. The light beam to be received is the same as that in the first embodiment of FIG. 1, and the light beam that is reflected by the reference plane mirror 17 and returns through the reticle pattern 83 is used. After passing through the objective lens 96 and the aperture stop 95, this light flux passes through the half mirror 93 and is once focused on the surface of the field stop 120 by the action of the relay lens 15. This field stop 1
Reference numeral 20 limits the pattern area to be measured on the reticle surface. The shape of the opening may be square, rectangular or circular. The transmitted and divergent light flux becomes a convergent light flux again by the action of the condenser lens 121, and is received by the light quantity sensor 122.
Subsequent measurement operations are the same as in the embodiment of FIG.

【0062】尚、本実施例では基準光としてファイバー
90の一部でハーフミラー91を透過した光を用いてい
る。この光を素子50で受け、基準光量検出系53で検
出していることは図1の実施例と同じである。
In the present embodiment, the light which is transmitted through the half mirror 91 by a part of the fiber 90 is used as the reference light. This light is received by the element 50 and detected by the reference light amount detection system 53 as in the embodiment of FIG.

【0063】ちなみに、ファイバー90から導光される
光の波長としては、パターン模索用には露光光でもそれ
以外の波長でもよい。但し、焦点面計測用には露光光を
用いる。
Incidentally, the wavelength of the light guided from the fiber 90 may be the exposure light or another wavelength for pattern searching. However, exposure light is used for focal plane measurement.

【0064】図5は本発明の実施例3の要部概略図であ
る。基本的なシステム構成は図1や図3の各実施例と同
じである。
FIG. 5 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 3 of the present invention. The basic system configuration is the same as that of each embodiment shown in FIGS.

【0065】但し、以下の点が異なる。図1や図3の実
施例ではレチクルパターンを模索するためにパターンの
直接画像や回折光情報を取り込み、それらを予めTTL
AF波形の良いと判っているパターン(最適パターン)
と比較している。本実施例ではこれらと異なり、パター
ン模索段階でも焦点面検出系の出力を取る。そして、図
8のような出力曲線を求めて、最もピント中心を求めや
すい曲線が得られた場合、そのパターンを選択し、それ
以降のAFマークとする。
However, the following points are different. In the embodiment of FIGS. 1 and 3, a direct image of a pattern and diffracted light information are taken in order to search for a reticle pattern, and these are preliminarily acquired by TTL.
Pattern known to have good AF waveform (optimal pattern)
Compared to In the present embodiment, unlike these, the output of the focal plane detection system is taken even at the pattern searching stage. Then, when an output curve as shown in FIG. 8 is obtained, and a curve in which the focus center can be obtained most easily is obtained, that pattern is selected and used as the AF mark after that.

【0066】より具体的には、基準平面ミラー17から
の反射光を光量センサー122で受け、焦点面検出系1
8の出力を図11のステップ11で取り込む。AF出力
曲線判定回路には出力曲線の理想的な形状を予めテンプ
レートとして記憶されており、ステップ12に於いて、
取り込まれたAF出力曲線と記憶された理想曲線とのマ
ッチングが行なわれる。マッチング度が十分でない場
合、ステップ13で判定され、ステップ14にて、コン
トローラ84を介して、検出光学駆動系85で焦点面検
出光学系81を移動させ、次の実素子パターン83を測
定する。マッチング度の良い場合はステップ15により
直ちに焦点面検出光学系18からの出力がオートフォー
カス検出系19に入力され、基準フォーカス位置が設定
される。
More specifically, the light quantity sensor 122 receives the reflected light from the reference plane mirror 17, and the focal plane detection system 1
The output of 8 is fetched in step 11 of FIG. The ideal shape of the output curve is stored in advance in the AF output curve determination circuit as a template.
Matching between the captured AF output curve and the stored ideal curve is performed. If the degree of matching is not sufficient, the determination is made in step 13, and in step 14, the focal plane detection optical system 81 is moved by the detection optical drive system 85 via the controller 84, and the next actual element pattern 83 is measured. If the degree of matching is good, the output from the focal plane detection optical system 18 is immediately input to the auto focus detection system 19 in step 15, and the reference focus position is set.

【0067】図6は本発明の実施例4の要部概略図であ
る。この実施例4の模索方式は図5の実施例3とほぼ同
様である。その特徴とする所は露光照明系内部にレチク
ルと共役面を設け、そこに開口を制限した視野絞りを配
置している点にある。そして、その開口部を移動させ
て、レチクル上のパターン照明領域を選択することによ
って所望の実素子パターンを選択している。
FIG. 6 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 4 of the present invention. The searching method of the fourth embodiment is almost the same as that of the third embodiment shown in FIG. The feature is that a reticle and a conjugate surface are provided inside the exposure illumination system, and a field stop whose aperture is limited is arranged therein. Then, the opening is moved to select a pattern illumination area on the reticle, thereby selecting a desired actual element pattern.

【0068】図6において300は視野絞りであり、照
明系レンズ4、フィールドレンズ6に関してレチクル7
と共役な面に配置している。この視野絞り300の開口
部によってレチクル7の実素子パターンの一部が光源1
によって照明されている。レチクル7を通過した光は露
光レンズ8を通過し、ミラー17に到達する。基準平面
ミラー17で反射した光は再度、露光レンズ8とレチク
ルパターン83を透過する。そして、フィールドレンズ
6と照明系レンズ4の作用で再び視野絞り300上に結
像する。この開口部を通過した光束は今度はハーフミラ
ー301を透過した後、集光光学系121の働きにより
光量センサー122上に収れんし、光電変換される。
In FIG. 6, reference numeral 300 is a field stop, and the reticle 7 with respect to the illumination system lens 4 and the field lens 6.
It is placed on the plane conjugate with. Due to the opening of the field stop 300, a part of the actual element pattern of the reticle 7 becomes a light source
Is illuminated by The light passing through the reticle 7 passes through the exposure lens 8 and reaches the mirror 17. The light reflected by the reference plane mirror 17 again passes through the exposure lens 8 and the reticle pattern 83. Then, an image is formed again on the field diaphragm 300 by the action of the field lens 6 and the illumination system lens 4. The light flux that has passed through this opening passes through the half mirror 301 this time, and then is converged on the light amount sensor 122 by the function of the condensing optical system 121 and photoelectrically converted.

【0069】光量センサー122の出力は焦点面検出系
18に入力される。これ以降の信号処理は先に説明した
図11のシーケンスに従って処理される。ただし図11
の先の説明ではステップ14で焦点面検出光学系を駆動
していたが、図6の実施例では視野絞り駆動系302に
よって視野絞り300を駆動している。
The output of the light amount sensor 122 is input to the focal plane detection system 18. The subsequent signal processing is processed according to the sequence of FIG. 11 described above. However, FIG.
Although the focal plane detection optical system was driven in step 14 in the above description, the field stop driving system 302 drives the field stop 300 in the embodiment of FIG.

【0070】本実施例で示した視野絞り300はレチク
ル上の露光領域を限定するために実際のステッパーに用
いられている、いわゆるマスキングブレードなるものを
本目的のために流用してもよい。このように露光照明系
内部の結像系を利用することによって焦点面検出光学系
81を簡素にすることができるという長所がある。
As the field stop 300 shown in this embodiment, a so-called masking blade used in an actual stepper for limiting the exposure area on the reticle may be used for this purpose. As described above, there is an advantage that the focal plane detection optical system 81 can be simplified by using the image forming system inside the exposure illumination system.

【0071】図7は本発明の実施例5の要部概略図であ
る。
FIG. 7 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 5 of the present invention.

【0072】これまでの実施例では露光装置に配置され
たレチクル上で予め指定された座標にあるパターンの中
から最適パターンを選んでいた。これに対して実施例5
ではレチクル全体を走査レーザービームで検査し、図3
の実施例2の様にそのパターン回折光を解析する事によ
って、最適パターンを探しだしている。
In the above-described embodiments, the optimum pattern is selected from the patterns at the coordinates designated in advance on the reticle arranged in the exposure apparatus. On the other hand, Example 5
Now inspect the entire reticle with a scanning laser beam,
The optimum pattern is sought by analyzing the pattern diffracted light as in the second embodiment.

【0073】図7においてレチクルライブラリー310
から搬出されたレチクル7は、露光位置に送り込まれる
前に、最適パターン選定ユニット320でTTLAF用
の最適パターンを検出される。
In FIG. 7, reticle library 310 is shown.
The reticle 7 carried out from the reticle 7 is detected by the optimum pattern selection unit 320 before it is sent to the exposure position.

【0074】選定ユニット320を説明する。レーザ3
11から発したレーザービームはピンホール312とビ
ームエキスパンダー313によって所定のビーム径に成
形された後、ポリゴンミラー314に入射する。ポリゴ
ンミラー314は紙面と直交する面内で回転する事によ
って、その反射光はミラー315、走査レンズ316の
作用により、レチクル7上に集光し、紙面と直交する方
向に走査される。その透過回折光は受光レンズ317に
より、同レンズ317の後焦点面に回折光分布(図4参
照。)を生じる。この面にCCDアレーセンサー97を
配置し、回折光の分布を判定する。解析回路110によ
り最適なTTLAF用マーク(実素子)の回折光の分布
と測定された分布の一致度が測定される。
The selection unit 320 will be described. Laser 3
The laser beam emitted from 11 is shaped into a predetermined beam diameter by a pinhole 312 and a beam expander 313, and then enters a polygon mirror 314. The polygon mirror 314 rotates in a plane orthogonal to the paper surface, and the reflected light is condensed on the reticle 7 by the action of the mirror 315 and the scanning lens 316, and is scanned in the direction orthogonal to the paper surface. The transmitted diffracted light produces a diffracted light distribution (see FIG. 4) on the back focal plane of the lens 317 by the light receiving lens 317. A CCD array sensor 97 is arranged on this surface to determine the distribution of diffracted light. The analysis circuit 110 measures the degree of coincidence between the optimal diffracted light distribution of the TTLAF mark (actual element) and the measured distribution.

【0075】レチクル7はビーム走査と同期してこれと
交差する方向(紙面内でS方向)に移動する。その結
果、レチクル全面が検査される。これによりレチクル7
の全面の所望のTTLAF実素子マークが判別され、こ
のマークのレチクル上の座標位置を同定するために、不
図示の同期センサーの出力を元にしてビームの走査位置
とレチクル6の移動位置を算出する。所望実素子マーク
位置の情報はコントローラ84に送られる。レチクル7
が図7の左側に示されている露光装置に移送された際、
コントローラ84に送られている所望実素子マーク位置
信号に基づいて焦点面検出系81は移動して所望実素子
マークを使用して焦点面検出を以前の実施例と同様に行
う。
The reticle 7 moves in a direction intersecting with the beam scanning (direction S in the drawing) in synchronization with the beam scanning. As a result, the entire surface of the reticle is inspected. This makes reticle 7
A desired TTLAF real element mark on the entire surface of the reticle is discriminated, and in order to identify the coordinate position of this mark on the reticle, the scanning position of the beam and the moving position of the reticle 6 are calculated based on the output of a synchronization sensor (not shown). To do. Information on the desired actual element mark position is sent to the controller 84. Reticle 7
Is transferred to the exposure apparatus shown on the left side of FIG.
Based on the desired actual element mark position signal sent to the controller 84, the focal plane detection system 81 moves to perform the focal plane detection using the desired actual element mark as in the previous embodiment.

【0076】以上の説明において、ビームの走査系と回
折光受光系はそれぞれレチクル7に対して天地反転して
も良い。また、上から照明して上から受光する構成を取
っても良いし、逆に、下から照明して下から受光する構
成を取っても良い。斜入射の光学系も本発明の範囲内で
ある。ビームの集光状態としては、一般的には、レチク
ルのパターン面(図中下面)に集光する方が位置分解能
は上がるが、必ずしも、それにかぎらない。
In the above description, the beam scanning system and the diffracted light receiving system may be turned upside down with respect to the reticle 7. Further, it may be configured to illuminate from above and receive light from above, or conversely, to illuminate from below and receive light from below. Oblique incidence optical systems are also within the scope of the present invention. As for the focused state of the beam, in general, focusing on the pattern surface of the reticle (lower surface in the drawing) improves the positional resolution, but this is not necessarily the case.

【0077】つまり、わざとぼかしたり平行ビームで検
査する事によって、ビーム径内のより広い領域で回折パ
ターンを一時に平均的に測定できるのでより効果的な場
合もある。特別な場合として、この検査ビーム径をその
後の焦点面検出の際の信号取り込み視野の大きさと一致
させる事と良い。
That is, by intentionally blurring or inspecting with a parallel beam, the diffraction pattern can be measured evenly in a wider region within the beam diameter at one time, which is more effective in some cases. As a special case, it is advisable to match this inspection beam diameter with the size of the field of view for signal acquisition at the time of subsequent focal plane detection.

【0078】本実施例によると、レチクル前面からTT
LAF用の最適マークとなる実素子パターンを選べるの
で、より精度の良い焦点面検出が可能となる。
According to this embodiment, the TT from the front surface of the reticle is
Since the actual element pattern serving as the optimum mark for LAF can be selected, more accurate focal plane detection can be performed.

【0079】図18は本発明の実施例6の要部概略図で
ある。
FIG. 18 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 6 of the present invention.

【0080】これまでの実施例では最終的なAF検出用
光路は露光レンズ8を往復2回通過していた。実施例6
は図6の実施例5で使用している露光レンズ8を1回し
か通らない構成を用いている。
In the above-described embodiments, the final AF detection optical path passes through the exposure lens 8 twice. Example 6
Uses a configuration in which the exposure lens 8 used in Example 5 in FIG. 6 can be passed only once.

【0081】すなわち、図6においてミラー301を含
む照明系1〜6から発した光束は選定されたレチクルパ
ターン83を通過後、露光レンズ8により基準平面ミラ
ー17上に集光する。基準平面ミラー17上には透過部
と不透過部とでパターニングされたマーク400(基準
マーク)が形成されている。この基準マーク400の形
状はたとえば図4のパターンのうちいずれかを用いる。
レチクルパターン83と基準マーク400の両方を通過
した光束のみが集光光学系81で集光され、受光素子1
22で検出される。そして、その光量は両者の合焦状態
に依存して変化するので焦点面検出系81により焦点面
が検出される。
That is, in FIG. 6, the light beams emitted from the illumination systems 1 to 6 including the mirror 301 pass through the selected reticle pattern 83, and then are condensed on the reference plane mirror 17 by the exposure lens 8. On the reference flat mirror 17, a mark 400 (reference mark) patterned by a transmissive portion and a non-transmissive portion is formed. As the shape of the reference mark 400, for example, one of the patterns shown in FIG. 4 is used.
Only the light flux passing through both the reticle pattern 83 and the reference mark 400 is condensed by the condensing optical system 81, and the light receiving element 1
Detected at 22. The amount of light changes depending on the in-focus state of both, so the focal plane detection system 81 detects the focal plane.

【0082】尚、視野絞り300を移動模索する際、基
準ミラー17の実素子パターン像の位置は基準ミラー1
7上で移動する。前述の各実施例では基準ミラー17は
全面ミラーであった為、問題がなかったが、本実施例で
は基準ミラー17の一部にパターン400が設けられて
いる為、視野絞り300の移動に同期して基準ミラー1
7をパターン400上に実素子パターン像が一致する様
に移動させる必要性がある。
When the field stop 300 is searched for, the position of the actual element pattern image of the reference mirror 17 is set to the reference mirror 1.
Move on 7. In each of the above-described embodiments, since the reference mirror 17 was a full-face mirror, there was no problem. However, in this embodiment, since the pattern 400 is provided in a part of the reference mirror 17, it is synchronized with the movement of the field stop 300. Then the reference mirror 1
It is necessary to move 7 on the pattern 400 so that the actual element pattern images match.

【0083】又本実施例の場合、基準マーク110の形
状が決まっているので、必然的にこれに近い形状の実素
子パターンが選択されやすい。そしてこの選択された実
素子パターンを使用して上記のAF検出が行われる。
Further, in the case of the present embodiment, since the shape of the reference mark 110 is fixed, it is inevitably easy to select an actual element pattern having a shape close to this. Then, the AF detection is performed using the selected actual element pattern.

【0084】尚、本実施例では、レチクルの上から照明
し、ウエハーと概ね共役な面(基準マーク面)側で受光
しているが、本発明の範囲はこの構成にかぎらない。逆
に、ウエハー側から照明して、レチクル側で受光しても
よい。
In this embodiment, the reticle is illuminated from above and the light is received on the surface (reference mark surface) substantially conjugate with the wafer, but the scope of the present invention is not limited to this structure. Conversely, the wafer side may be illuminated and the reticle side may receive light.

【0085】図19は本発明の実施例7の要部概略図で
ある。
FIG. 19 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 7 of the present invention.

【0086】これまでの各実施例ではAF検出用光路は
レチクルを透過した光束が露光レンズ8を往復2回通過
した後、再びレチクルを透過して受光されていた。
In each of the above embodiments, the light path for the AF detection is such that the light beam passing through the reticle passes through the exposure lens 8 twice and then passes through the reticle again to be received.

【0087】本実施例では逆に検出用光束がウエハー側
から露光レンズ8を往復し、ウエハー側で受光される。
すなわち、図5の焦点面検出光学系81が図19ではウ
エハーステージ10の内部に設けられている。又、基準
ミラー17は図18の実施例6と同様にパターン400
を有している。このパターン400からの光は露光レン
ズ8を通過してレチクル下面にパターン400の像を形
成し、レチクル7により反射され再び基準ミラー17上
に戻りパターン400の再結像を形成する。
On the contrary, in the present embodiment, the detecting light beam reciprocates from the wafer side to the exposure lens 8 and is received by the wafer side.
That is, the focal plane detection optical system 81 shown in FIG. 5 is provided inside the wafer stage 10 in FIG. The reference mirror 17 has a pattern 400 as in the sixth embodiment shown in FIG.
have. The light from the pattern 400 passes through the exposure lens 8 to form an image of the pattern 400 on the lower surface of the reticle, is reflected by the reticle 7 and returns to the reference mirror 17 again to form a re-image of the pattern 400.

【0088】すなわち、レチクル7の実素子パターンは
単に反射面(若しくは素ヌケ面)としての機能が期待さ
れているので、レチクル7の下面に形成されるパターン
400の像と少なくとも同じ大きさの反射面(若しくは
素ヌケ面)パターンであることが望まれる。この様な実
素子パターンが得られるまでステージ10はx、y方向
に移動し、所望のパターン位置を決定する。
That is, since the actual element pattern of the reticle 7 is expected to have a function merely as a reflecting surface (or a bare surface), a reflection of at least the same size as the image of the pattern 400 formed on the lower surface of the reticle 7 is expected. It is desirable that the pattern is a surface (or a blank surface) pattern. The stage 10 moves in the x and y directions until a real element pattern like this is obtained, and determines the desired pattern position.

【0089】尚、この際、AF出力判定回路はレチクル
7の下面に形成されるパターン400の像の大きさに占
める反射面(若しくは素ヌケ面)の割り合い、すなわち
反射光量の多少を判断することによって行っている。
At this time, the AF output determination circuit determines the proportion of the reflection surface (or the bare surface) in the image size of the pattern 400 formed on the lower surface of the reticle 7, that is, the amount of reflected light. I am doing it.

【0090】所望の実素子パターンが定められた以降の
AF検出はステージ10をz方向移動させ、パターン4
00とその再結像の一致を見て測定するのは前述の実施
例と同様に行っている。
AF detection after the desired actual element pattern is determined, the stage 10 is moved in the z direction, and pattern 4
00 and its re-imaging coincidence are measured in the same manner as in the above-mentioned embodiment.

【0091】本実施例の場合、TTLAF用マーク40
0は基準平面ミラー17上に形成されていて、レチクル
面はこの像の単なる反射面としての機能しかない。した
がって、レチクルの最適パターンとなりうるのはパター
ンの無い完全なクロム反射面である。そのような反射面
がレチクル上に無い場合には、できるだけ焦点面計測に
影響をあたえない実素子領域を最適パターンとして選択
する。
In the case of this embodiment, the TTLAF mark 40 is used.
0 is formed on the reference plane mirror 17, and the reticle surface functions only as a reflecting surface of this image. Therefore, a perfect chrome reflective surface without a pattern can be the optimum pattern of the reticle. If such a reflecting surface is not present on the reticle, an actual element region that does not affect the focal plane measurement as much as possible is selected as the optimum pattern.

【0092】[0092]

【発明の効果】以上説明してきた様に、本発明によれば
実素子領域外に設けられたTTLAFマークを使用して
も正確なピント位置が測定出来ない場合でも正確なピン
ト位置を検出して高解像力のパターン像が容易に得られ
る投影露光装置を達成することができる。
As described above, according to the present invention, even if the accurate focus position cannot be measured even if the TTLAF mark provided outside the actual element region is used, the accurate focus position can be detected. A projection exposure apparatus that can easily obtain a pattern image with high resolution can be achieved.

【0093】特に本発明によれば実素子パターンの中か
らTTLAF用に最適なパターンを模索して選択し、そ
れを用いて焦点面検出を行う手段を持つ事によって以下
の効果がえられる。
In particular, according to the present invention, the following effects can be obtained by providing a means for searching for and selecting the optimum pattern for TTLAF from the actual element patterns and performing the focal plane detection using it.

【0094】(イ)露光レンズの収差の小さい低像高で
TTLAFできるので、高精度の焦点面検出が可能とな
る。特に、(ロ)露光負荷をかけていった時に熱によっ
て発生する収差(熱収差)の影響を受けにくくなるの
で、その間生じるレンズのピント変化を精度良く追随
し、検出できる。
(B) Since TTLAF can be performed at a low image height with a small aberration of the exposure lens, highly accurate focal plane detection can be performed. In particular, (b) it is less likely to be affected by aberration (thermal aberration) generated by heat when an exposure load is applied, so that a focus change of the lens occurring during that time can be accurately followed and detected.

【0095】(ハ)実際の回路パターンのピントをとら
えられるので、別に設けたマークでAFする場合に比べ
て、オフセット(検出した焦点面と実際にウエハー上に
パターンを焼き付けて測定した焦点面とのずれ量)が格
段に小さい。
(C) Since the focus of the actual circuit pattern can be captured, the offset (the detected focal plane and the focal plane measured by actually printing the pattern on the wafer are compared to the case where AF is performed with a separately provided mark). Deviation amount) is extremely small.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1の要部概略図FIG. 1 is a schematic view of a main part of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のレチクル上でのパターン模索を示す図FIG. 2 is a diagram showing pattern searching on the reticle shown in FIG.

【図3】本発明の実施例2の要部概略図FIG. 3 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 2 of the present invention.

【図4】本発明に係る実素子とその回折パターンを示す
説明図
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an actual element according to the present invention and its diffraction pattern.

【図5】本発明の実施例3の要部概略図FIG. 5 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 3 of the present invention.

【図6】本発明の実施例4の要部概略図FIG. 6 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 4 of the present invention.

【図7】本発明の実施例5の要部概略図FIG. 7 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 5 of the present invention.

【図8】本発明に係る焦点面検出系の出力を示す説明図FIG. 8 is an explanatory diagram showing the output of the focal plane detection system according to the present invention.

【図9】本発明の実施例1におけるレチクルパターンの
模索シーケンスを示す図
FIG. 9 is a diagram showing a reticle pattern searching sequence according to the first embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施例2におけるレチクルパターン
の模索シーケンスを示す図
FIG. 10 is a diagram showing a reticle pattern searching sequence according to the second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施例3,4におけるレチクルパタ
ーンの模索シーケンスを示す図
FIG. 11 is a diagram showing a reticle pattern searching sequence in the third and fourth embodiments of the present invention.

【図12】従来の投影露光装置の要部概略図FIG. 12 is a schematic view of a main part of a conventional projection exposure apparatus.

【図13】図12の一部分の説明図13 is an explanatory diagram of a part of FIG.

【図14】図12の一部分の説明図14 is an explanatory view of a part of FIG.

【図15】図12の一部分の説明図FIG. 15 is an explanatory diagram of a part of FIG.

【図16】従来のTTLAFマークのレチクル上の配置
説明図
FIG. 16 is an explanatory view of a layout of a conventional TTLAF mark on a reticle.

【図17】くずれた焦点面検出系出力の説明図FIG. 17 is an explanatory diagram of a collapsed focal plane detection system output.

【図18】本発明の実施例6の要部概略図FIG. 18 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 6 of the present invention.

【図19】本発明の実施例7の要部概略図FIG. 19 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 7 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 4 照明系レンズ 6 フィールドレンズ 7 レチクル 8 露光レンズ 9 ウエハ 10 ウエハステージ 17 基準平面ミラー 18 焦点面検出系 19 オートフォーカス検出系 20 駆動系 50 受光器 53 基準光量検出系 81 焦点面検出光学系 83 レチクルパターン 84 コントローラー 85 検出光学駆動系 86 CCDアレイセンサー 111,112,115,117 パターン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 light source 4 illumination system lens 6 field lens 7 reticle 8 exposure lens 9 wafer 10 wafer stage 17 reference plane mirror 18 focal plane detection system 19 auto focus detection system 20 drive system 50 light receiver 53 reference light amount detection system 81 focal plane detection optical system 83 reticle pattern 84 controller 85 detection optical drive system 86 CCD array sensor 111, 112, 115, 117 pattern

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 焦点検出光によって照明されているレチ
クル面上に設けた検出用マークからの光を少なくとも1
回露光レンズを通過させ光検出器で受け、この光検出器
からの出力により焦点状態を検出するオートフォーカス
検出系を有する投影露光装置に於いて、前記焦点検出光
で前記検出用マークとして使用可能な実素子マークを照
明可能とするため、前もって実素子パターンの中から所
望の実素子パターンを選定し、その選定された実素子パ
ターンを焦点検出光で照明し焦点状態を検出することを
特徴とする投影露光装置。
1. At least one light from a detection mark provided on a reticle surface illuminated by focus detection light.
Can be used as the detection mark with the focus detection light in a projection exposure apparatus that has an autofocus detection system that passes through a double exposure lens, receives it with a photodetector, and detects the focus state by the output from this photodetector. In order to make it possible to illuminate a real element mark, a desired real element pattern is selected from the real element patterns in advance, and the selected real element pattern is illuminated with focus detection light to detect the focus state. Projection exposure system.
【請求項2】 前記選定は投影露光装置に設定されてい
るレチクルの実素子パターンを検査することによって行
なわれることを特徴とする請求項1の投影露光装置。
2. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the selection is performed by inspecting an actual element pattern of a reticle set in the projection exposure apparatus.
【請求項3】 前記選定は投影露光装置に設定される前
のレチクルの実素子パターンを検査することによって行
なわれることを特徴とする請求項1の投影露光装置。
3. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the selection is performed by inspecting an actual element pattern of the reticle before being set in the projection exposure apparatus.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006184303A (en) * 2004-12-24 2006-07-13 Olympus Corp Image inspecting device
CN104776978A (en) * 2015-04-23 2015-07-15 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 Array element splicing method based on image cross correlation
US11022772B2 (en) 2016-03-23 2021-06-01 United Kingdom Research And Innovation Laser-chain alignment

Cited By (3)

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