JPH0972710A - パターン位置測定装置 - Google Patents
パターン位置測定装置Info
- Publication number
- JPH0972710A JPH0972710A JP7230081A JP23008195A JPH0972710A JP H0972710 A JPH0972710 A JP H0972710A JP 7230081 A JP7230081 A JP 7230081A JP 23008195 A JP23008195 A JP 23008195A JP H0972710 A JPH0972710 A JP H0972710A
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- Japan
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- pattern
- pattern position
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パターンの位置を精度良く測定することが可
能なパターン位置測定装置を提供する。 【解決手段】 レーザ光源およびレーザ光源のレーザ光
を試料１に結像させる対物レンズ３を有する光学系２、
３と、対物レンズ中央部の下方に設けられ試料１からの
乱反射光を検出するディテクタ４と、試料１を光学系
２、３に対して相対的に移動させるステージ５と、ディ
テクタ４からの検出信号に基づいてパターン位置を算出
する算出回路７とを備える。
能なパターン位置測定装置を提供する。 【解決手段】 レーザ光源およびレーザ光源のレーザ光
を試料１に結像させる対物レンズ３を有する光学系２、
３と、対物レンズ中央部の下方に設けられ試料１からの
乱反射光を検出するディテクタ４と、試料１を光学系
２、３に対して相対的に移動させるステージ５と、ディ
テクタ４からの検出信号に基づいてパターン位置を算出
する算出回路７とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料にレーザ光を
入射させたときの試料からの乱反射光を検出して試料上
のパターンの位置を測定するパターン位置測定装置に関
する。
入射させたときの試料からの乱反射光を検出して試料上
のパターンの位置を測定するパターン位置測定装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来のパターン位置測定装置（従
来技術１）を示す。この装置はレーザ光源（不図示）の
レーザ光をレクチルなどの試料１０１に結像させる対物
レンズ１０３と、試料１０１が載置され水平面内に移動
可能に設けられたステージ１０５と、対物レンズ１０３
の外側に設けられた左右一対のディテクタ１０４ａ、１
０４ｂと、ディテクタ１０４ａ、１０４ｂからの信号に
よってパターン位置を算出する図示しない演算回路を備
える。ステージ１０５を図３において左右方向に移動さ
せると、パターン１１１のエッジ１１１ａ、１１１ｂ
（図４）で乱反射されたレーザ光がディテクタ１０４
ａ、１０４ｂで検出される。ディテクタ１０４ａ、１０
４ｂの信号波形を示す図４で明らかなように、ディテク
タ１０４ａの信号Ａは左エッジ１１１ｂに対応する波形
が右エッジ１１１ａに対応する波形よりも大きく、反対
にディテクタ１０４ｂの信号Ｂは右エッジ１１１ａに対
応する波形が左エッジ１１１ｂに対応する波形よりも大
きくなる。信号Ｃは信号Ａと信号Ｂとを加算して得られ
たもので左右のピークがほぼ同一である。この信号Ｃを
ステージ１０５の位置を測定する干渉計（不図示）のパ
ルスでサンプリングした後、波形処理を行ないピークの
位置を算出する。パターン１１１の左右の幅寸法Ｌ１は
このピーク位置の差として測定される。
来技術１）を示す。この装置はレーザ光源（不図示）の
レーザ光をレクチルなどの試料１０１に結像させる対物
レンズ１０３と、試料１０１が載置され水平面内に移動
可能に設けられたステージ１０５と、対物レンズ１０３
の外側に設けられた左右一対のディテクタ１０４ａ、１
０４ｂと、ディテクタ１０４ａ、１０４ｂからの信号に
よってパターン位置を算出する図示しない演算回路を備
える。ステージ１０５を図３において左右方向に移動さ
せると、パターン１１１のエッジ１１１ａ、１１１ｂ
（図４）で乱反射されたレーザ光がディテクタ１０４
ａ、１０４ｂで検出される。ディテクタ１０４ａ、１０
４ｂの信号波形を示す図４で明らかなように、ディテク
タ１０４ａの信号Ａは左エッジ１１１ｂに対応する波形
が右エッジ１１１ａに対応する波形よりも大きく、反対
にディテクタ１０４ｂの信号Ｂは右エッジ１１１ａに対
応する波形が左エッジ１１１ｂに対応する波形よりも大
きくなる。信号Ｃは信号Ａと信号Ｂとを加算して得られ
たもので左右のピークがほぼ同一である。この信号Ｃを
ステージ１０５の位置を測定する干渉計（不図示）のパ
ルスでサンプリングした後、波形処理を行ないピークの
位置を算出する。パターン１１１の左右の幅寸法Ｌ１は
このピーク位置の差として測定される。
【０００３】別のパターン位置測定装置（従来技術２）
として図５に示すものが知られている。この装置は対物
レンズ１０３の上方に配置されたディテクタ１０８と、
試料１０１からの正反射光をディテクタ１０８に集光す
るレンズ１０９とを備える。図６の波形は、ステージ１
０５を図５で左右方向に移動させたときに、試料１０１
からの正反射光を受けたディテクタ１０８の出力波形で
ある。この波形をステージ１０５の位置を測定する干渉
計のパルスでサンプリングした後、波形処理を行ない、
エッジ１１１ａ、１１１ｂの位置を検出する。
として図５に示すものが知られている。この装置は対物
レンズ１０３の上方に配置されたディテクタ１０８と、
試料１０１からの正反射光をディテクタ１０８に集光す
るレンズ１０９とを備える。図６の波形は、ステージ１
０５を図５で左右方向に移動させたときに、試料１０１
からの正反射光を受けたディテクタ１０８の出力波形で
ある。この波形をステージ１０５の位置を測定する干渉
計のパルスでサンプリングした後、波形処理を行ない、
エッジ１１１ａ、１１１ｂの位置を検出する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来のパターン
位置測定装置には以下の問題がある。まず従来技術１の
装置では左右のディテクタ１０４ａ、１０４ｂの信号の
ピーク位置が若干ずれることが分かっており、例えばエ
ッジ１１１ａに起因する２つの信号ＡおよびＢのピーク
位置は互いにわずかにずれているため、加算して得た信
号Ｃのピークは２つのピークの中間に来る。しかしこの
ピーク位置は信号ＡおよびＢの大きさにより変動してし
まう。エッジ１１１ｂに起因する信号のピークも同様の
理由で変動するため、エッジ１１１ａ、１１１ｂの間の
距離の測定精度が低下する。従来技術２の装置において
も、信号の大きさによりエッジの検出位置が変動するこ
とが知られており、このような変動により測定精度が低
下してしまう。
位置測定装置には以下の問題がある。まず従来技術１の
装置では左右のディテクタ１０４ａ、１０４ｂの信号の
ピーク位置が若干ずれることが分かっており、例えばエ
ッジ１１１ａに起因する２つの信号ＡおよびＢのピーク
位置は互いにわずかにずれているため、加算して得た信
号Ｃのピークは２つのピークの中間に来る。しかしこの
ピーク位置は信号ＡおよびＢの大きさにより変動してし
まう。エッジ１１１ｂに起因する信号のピークも同様の
理由で変動するため、エッジ１１１ａ、１１１ｂの間の
距離の測定精度が低下する。従来技術２の装置において
も、信号の大きさによりエッジの検出位置が変動するこ
とが知られており、このような変動により測定精度が低
下してしまう。
【０００５】本発明の目的は、パターンの位置を精度良
く測定することが可能なパターン位置測定装置を提供す
ることにある。
く測定することが可能なパターン位置測定装置を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図１
に対応づけて説明すると、請求項１に記載の発明は、レ
ーザ光源およびレーザ光源のレーザ光を試料１に結像さ
せる対物レンズ３を有する光学系２、３と、対物レンズ
中央部の下方に設けられ試料１からの乱反射光を検出す
る検出手段４と、試料１を光学系２、３に対して相対的
に移動させる移動手段５と、検出手段４からの検出信号
に基づいてパターン位置を算出する算出回路とを備える
ものである。請求光２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、検出手段４を対物レンズ３の光軸上に
設けるものである。
に対応づけて説明すると、請求項１に記載の発明は、レ
ーザ光源およびレーザ光源のレーザ光を試料１に結像さ
せる対物レンズ３を有する光学系２、３と、対物レンズ
中央部の下方に設けられ試料１からの乱反射光を検出す
る検出手段４と、試料１を光学系２、３に対して相対的
に移動させる移動手段５と、検出手段４からの検出信号
に基づいてパターン位置を算出する算出回路とを備える
ものである。請求光２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、検出手段４を対物レンズ３の光軸上に
設けるものである。
【０００７】請求項１に記載の発明では、検出手段４が
試料１のほぼ正面方向から試料１から反射する乱反射光
を検出する。請求項２に記載の発明では、検出手段４が
試料面の正反射光を受けない。
試料１のほぼ正面方向から試料１から反射する乱反射光
を検出する。請求項２に記載の発明では、検出手段４が
試料面の正反射光を受けない。
【０００８】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施の形態に限定されるものではない。
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施の形態に限定されるものではない。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明によるパターン位置
測定装置の一実施の形態を示す。このパターン位置測定
装置はレーザ光源（不図示）と、レーザ光源から照射さ
れたレーザ光を試料（レチクル）１に向けて反射するミ
ラー２と、この反射光を試料１に結像させる対物レンズ
３と、対物レンズ３の光軸上であって対物レンズ３の下
方に設けられ、試料１からの乱反射光を検出するディテ
クタ４と、試料１を水平面内に走査するステージ５とを
有する。ステージ５の位置はレーザ干渉計（不図示）に
より測定される。図１（ｂ）に示すように、ディテクタ
４はレーザ光に対してほぼ透明なガラス基板３２に取付
けられ、このガラス基板３２は対物レンズ３のレンズ鏡
筒３１に接着剤を介して固定されている。なお、本実施
の形態では接着剤を用いてガラス基板３２を固定してい
るが、ガラス基板を鏡筒にねじこむようにしてもよい。
また、ガラス基板に代えて他の材質の透明基板を使用し
てもよい。
測定装置の一実施の形態を示す。このパターン位置測定
装置はレーザ光源（不図示）と、レーザ光源から照射さ
れたレーザ光を試料（レチクル）１に向けて反射するミ
ラー２と、この反射光を試料１に結像させる対物レンズ
３と、対物レンズ３の光軸上であって対物レンズ３の下
方に設けられ、試料１からの乱反射光を検出するディテ
クタ４と、試料１を水平面内に走査するステージ５とを
有する。ステージ５の位置はレーザ干渉計（不図示）に
より測定される。図１（ｂ）に示すように、ディテクタ
４はレーザ光に対してほぼ透明なガラス基板３２に取付
けられ、このガラス基板３２は対物レンズ３のレンズ鏡
筒３１に接着剤を介して固定されている。なお、本実施
の形態では接着剤を用いてガラス基板３２を固定してい
るが、ガラス基板を鏡筒にねじこむようにしてもよい。
また、ガラス基板に代えて他の材質の透明基板を使用し
てもよい。
【００１０】図１においてステージ５を左右方向に走査
すると、ディテクタ４は、図２に示すように試料（レチ
クル）１のパターン１１のエッジ１１ａ、１１ｂに対応
する２つのピーク６１ａ、６１ｂを有する信号波形６を
出力する。この信号波形６をステージ５のレーザ干渉計
のパルスでサンプリングした後、さらに波形処理を行な
いピーク位置が算出される。パターン１１のエッジ１１
ｂからエッジ１１ａまでの距離６３はピーク６１ａ、６
１ｂの位置の差として測定される。
すると、ディテクタ４は、図２に示すように試料（レチ
クル）１のパターン１１のエッジ１１ａ、１１ｂに対応
する２つのピーク６１ａ、６１ｂを有する信号波形６を
出力する。この信号波形６をステージ５のレーザ干渉計
のパルスでサンプリングした後、さらに波形処理を行な
いピーク位置が算出される。パターン１１のエッジ１１
ｂからエッジ１１ａまでの距離６３はピーク６１ａ、６
１ｂの位置の差として測定される。
【００１１】本実施の形態のパターン位置測定装置にお
いては、パターンのエッジからの乱反射を捉えるディテ
クタを単独のものとしたので、複数のディテクタの信号
を合成する従来の装置（従来技術１）のように、ディテ
クタの感度のばらつきにより測定精度が劣化するという
おそれがない。また、ディテクタ４を対物レンズ３中央
部の下方（対物レンズの瞳位置）に設けているので、対
物の位置が上下に変化した場合も、ディテクタ４の信号
波形の変化は波形のピーク位置に対して、左右対称な波
形となる。このため、エッジの測定位置は波形のピーク
位置と常に一致し、エッジの測定位置がずれることなく
高精度に検出することができる。
いては、パターンのエッジからの乱反射を捉えるディテ
クタを単独のものとしたので、複数のディテクタの信号
を合成する従来の装置（従来技術１）のように、ディテ
クタの感度のばらつきにより測定精度が劣化するという
おそれがない。また、ディテクタ４を対物レンズ３中央
部の下方（対物レンズの瞳位置）に設けているので、対
物の位置が上下に変化した場合も、ディテクタ４の信号
波形の変化は波形のピーク位置に対して、左右対称な波
形となる。このため、エッジの測定位置は波形のピーク
位置と常に一致し、エッジの測定位置がずれることなく
高精度に検出することができる。
【００１２】また、ディテクタ４が対物レンズの光軸上
に設けられているので、ディテクタ４が自らの影を作
り、例えば試料としてレチクルを用いた場合、レチクル
のガラス面やパターン面の正反射光はディテクタ４に入
射せずパターンのエッジでの散乱光のみを検出すること
ができる。したがって、正反射光による信号の強度の変
化がエッジの検出位置を変動させる現象（従来技術２に
みられる現象）が排除できる。
に設けられているので、ディテクタ４が自らの影を作
り、例えば試料としてレチクルを用いた場合、レチクル
のガラス面やパターン面の正反射光はディテクタ４に入
射せずパターンのエッジでの散乱光のみを検出すること
ができる。したがって、正反射光による信号の強度の変
化がエッジの検出位置を変動させる現象（従来技術２に
みられる現象）が排除できる。
【００１３】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、パター
ンのエッジからの乱反射の検出に単独の検出手段を用い
ているので、複数のディテクタの信号を合成する従来の
装置のように検出手段の感度のばらつきに起因する測定
精度の劣化がない。また、本発明によるパターン位置測
定装置では、検出手段を対物レンズ中央部の下方に設け
ているので、対物レンズの上下方向のずれによるエッジ
の検出位置の変動が小さく、高い精度でパターン位置を
測定することができる。請求項２に記載の発明によれ
ば、検出手段が対物レンズの光軸上に設けられているの
で、対物の上下の変化による波形の変化が、波形のピー
ク位置に対して、左右対称な波形となるため、エッジの
検出精度の劣化が生じない。
ンのエッジからの乱反射の検出に単独の検出手段を用い
ているので、複数のディテクタの信号を合成する従来の
装置のように検出手段の感度のばらつきに起因する測定
精度の劣化がない。また、本発明によるパターン位置測
定装置では、検出手段を対物レンズ中央部の下方に設け
ているので、対物レンズの上下方向のずれによるエッジ
の検出位置の変動が小さく、高い精度でパターン位置を
測定することができる。請求項２に記載の発明によれ
ば、検出手段が対物レンズの光軸上に設けられているの
で、対物の上下の変化による波形の変化が、波形のピー
ク位置に対して、左右対称な波形となるため、エッジの
検出精度の劣化が生じない。
【図１】本発明のパターン位置測定装置の一実施の形態
を示す図であり、（ａ）は、一実施の形態の全体構成を
示す図、（ｂ）は、ディテクタの取付け部分の構成を示
す図。
を示す図であり、（ａ）は、一実施の形態の全体構成を
示す図、（ｂ）は、ディテクタの取付け部分の構成を示
す図。
【図２】図１に示すパターン位置測定装置の測定原理を
示す図。
示す図。
【図３】従来技術１のパターン位置測定装置を示す図。
【図４】図３に示すパターン位置測定装置の測定原理を
示す図。
示す図。
【図５】従来技術２のパターン位置測定装置を示す図。
【図６】図５に示すパターン位置測定装置の測定原理を
示す図。
示す図。
１ 試料 ３ 対物レンズ ４ ディテクタ ５ ステージ ７ 算出回路
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザ光源およびレーザ光源のレーザ光
を試料に結像させる対物レンズを有する光学系と、 前記対物レンズ中央部の下方に設けられ前記試料からの
乱反射光を検出する検出手段と、 前記試料を前記光学系に対して相対的に移動させる移動
手段と、 前記検出手段からの検出信号に基づいてパターン位置を
算出する算出回路とを備えることを特徴とするパターン
位置測定装置。 - 【請求項２】 前記検出手段は前記対物レンズの光軸上
に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のパ
ターン位置測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7230081A JPH0972710A (ja) | 1995-09-07 | 1995-09-07 | パターン位置測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7230081A JPH0972710A (ja) | 1995-09-07 | 1995-09-07 | パターン位置測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0972710A true JPH0972710A (ja) | 1997-03-18 |
Family
ID=16902258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7230081A Pending JPH0972710A (ja) | 1995-09-07 | 1995-09-07 | パターン位置測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0972710A (ja) |
-
1995
- 1995-09-07 JP JP7230081A patent/JPH0972710A/ja active Pending
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