JPH10270335A - Apparatus for focusing - Google Patents

Apparatus for focusing

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JPH10270335A
JPH10270335A JP7564997A JP7564997A JPH10270335A JP H10270335 A JPH10270335 A JP H10270335A JP 7564997 A JP7564997 A JP 7564997A JP 7564997 A JP7564997 A JP 7564997A JP H10270335 A JPH10270335 A JP H10270335A
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JP
Japan
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focus
sensor
light
focusing
irradiation
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JP7564997A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Yabuta
光男 藪田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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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
    • 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
    • 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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an apparatus for focusing of simple structure which can be adjusted relatively easily and can precisely focus even on a substrate surface with steps. SOLUTION: An apparatus for focusing including a focus sensor 5 irradiating a substrate 4 with sensor light, a focus detector 6 receiving the reflected light of the sensor light irradiated by the focus sensor 5, a focus calculation unit 7 detecting the height of thickness direction of the substrate 4 with the quantity of the reflected light of the sensor light received by the focus detector 6 and calculating the focal position is provided with one focus sensor 5, one focus detector 6, and even a means for scanning irradiation position scanning the irradiation position of the focus sensor 5 in the irradiated area in a grid pattern.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リソグラフィプロ
セス等におけるフォーカシング装置に関し、ことにその
平均高さの検出精度を高くしたフォーカシング装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a focusing apparatus in a lithography process or the like, and more particularly to a focusing apparatus having a high average height detection accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体基板上にレジストパターンを構成
するリソグラフィプロセスにおいて、回路パターンを半
導体基板上のレジスト層に露光転写する場合に転写像の
焦点を半導体基板表面に正確に結像させるため、一般に
図1に示したような構成が採られている。この構成で
は、フォーカスセンサー5からセンサー光を半導体基板
4に照射し、反射してきたセンサー光をフォーカス検出
素子6で検知し、Z軸方向(光軸方向)の位置情報とし
てフォーカス検出信号を得て、ベストフォーカスをフォ
ーカス算出ユニット7にて算出し、算出結果を半導体基
板4を載置したZ軸ステージ3に伝達し、Z軸アクチュ
エータを光軸方向に駆動して転写像の焦点と半導体基板
4表面とを合致させる。
2. Description of the Related Art In a lithography process for forming a resist pattern on a semiconductor substrate, when a circuit pattern is exposed and transferred to a resist layer on the semiconductor substrate, a focus of a transferred image is generally formed accurately on the surface of the semiconductor substrate. The configuration as shown in FIG. 1 is employed. In this configuration, sensor light is emitted from the focus sensor 5 to the semiconductor substrate 4, the reflected sensor light is detected by the focus detection element 6, and a focus detection signal is obtained as positional information in the Z-axis direction (optical axis direction). The best focus is calculated by the focus calculation unit 7, the calculation result is transmitted to the Z-axis stage 3 on which the semiconductor substrate 4 is mounted, and the Z-axis actuator is driven in the optical axis direction to transfer the focus of the transferred image and the semiconductor substrate 4. Match with the surface.

【0003】このとき、半導体基板4の表面は完全に平
坦な表面ではなく、工程を経るにしたがって半導体基板
4表面は凹凸を持った表面となる。したがって、従来の
固定したフォーカスセンサーでベストフォーカスを得る
のには少なからず困難があった。
[0003] At this time, the surface of the semiconductor substrate 4 is not a completely flat surface, but the surface of the semiconductor substrate 4 becomes a surface having irregularities as the process proceeds. Therefore, it has been somewhat difficult to obtain the best focus with the conventional fixed focus sensor.

【0004】例えば図2に示すサンプルにおいて問題点
を挙げる。図2では感覚的に分かりやすいように、Z軸
を拡大してデフォルムして示している。このサンプルは
ショット(1回の露光で照射される領域)当たりの構造
を示しており、スクライブ面を基準にして最も高い位置
にその表面を有しているA部分と、スクライブ面とこの
A部分表面との中間の高さの表面を有しているB部分か
ら構成されている。
[0004] For example, a problem is raised in the sample shown in FIG. In FIG. 2, the Z-axis is enlarged and deformed so as to be intuitively understandable. This sample shows a structure per shot (a region irradiated by one exposure). A portion having the surface at the highest position with respect to the scribe surface, a scribe surface and this A portion It is composed of a portion B having a surface at an intermediate height from the surface.

【0005】このような半導体基板を従来の方法でフォ
ーカスシングする場合のセンサの照射位置の例を図3の
従来例A〜従来例Cに示し、さらに、その方式で図2の
サンプルのフォーカス検出を行った場合の、サンプル上
の検出数の結果を図4の従来例A〜従来例Cに示した。
Examples of the irradiation position of the sensor when such a semiconductor substrate is focused by a conventional method are shown in Conventional Examples A to C of FIG. The results of the number of detections on the sample in the case of performing the above are shown in Conventional Examples A to C of FIG.

【0006】図3および図4で、従来例Aはショット中
心の1ポイント検出の場合、従来例Bはショット対角線
上の5ポイント検出の場合、従来例Cはショット中心と
4隅の5ポイントを検出する場合である。
3 and 4, conventional example A detects one point at the center of the shot, conventional example B detects five points on the diagonal of the shot, and conventional example C detects five points at the shot center and four corners. This is the case when detecting.

【0007】図3および図4に重複して示したように従
来のフォーカスセンサーでは、予め決められた限られた
数の点でのフォーカス検出であるため、算出された従来
のフォーカスセンサーでのベストフォーカスの平均高さ
は、その理想値と懸け離れた値になっている。これは、
例えば図2に示したサンプルで、A部分に当たるフォー
カス情報が、従来例Aや従来例Bではまったくなく、従
来例Cでは僅かに1ポイントだけしか得られていないた
め、算出されたベストフォーカスの平均高さが理想値と
異なってくるためのものである。
As shown in FIGS. 3 and 4, the conventional focus sensor detects the focus at a predetermined limited number of points. The average focus height is far from its ideal value. this is,
For example, in the sample shown in FIG. 2, the focus information corresponding to the portion A is not obtained at all in the conventional example A or the conventional example B, and only one point is obtained in the conventional example C. This is because the height is different from the ideal value.

【0008】このようにかけ離れた数値のベストフォー
カス値を用いて、回路パターンを露光転写した場合は、
当然のことながらデフォーカスが発生し、ショット内全
面を寸法精度良く転写することができず、寸法の太りや
細りを引き起こす。
When the circuit pattern is exposed and transferred using the best focus values which are far apart from each other,
As a matter of course, defocus occurs, and the entire surface within the shot cannot be transferred with high dimensional accuracy, resulting in an increase or decrease in dimension.

【0009】昨今の露光装置のレンズ開口数の増大や、
半導体基板の複雑化、半導体基板段差の増大によってフ
ォーカスマージンは狭くなる傾向にあるため、寸法精度
の良いパターンを得るためには理想値にできるだけ近い
ベストフォーカスが求められることが必要である。
An increase in the numerical aperture of a lens of a recent exposure apparatus,
Since the focus margin tends to be narrowed due to the complexity of the semiconductor substrate and an increase in the level difference of the semiconductor substrate, it is necessary to obtain a best focus as close as possible to an ideal value in order to obtain a pattern with good dimensional accuracy.

【0010】このような問題を解決して高精度のフォー
カス制御を行う方法として、例えば特開平8−2504
06では半導体基板を固定した状態で複数の固定のオー
トフォーカス点での高さを求め、さらに半導体基板を走
査して固定位置の平均高さを求め、これらから得られた
高さ情報の値を元にして、現在行おうとしている露光工
程でどの段差面にフォーカスを合わせるべきかを設定し
ている。
As a method of solving such a problem and performing high-precision focus control, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
In step 06, the height at a plurality of fixed autofocus points is determined with the semiconductor substrate fixed, and further the average height of the fixed position is determined by scanning the semiconductor substrate, and the value of the height information obtained from these is determined. Based on this, it is set which step surface should be focused in the exposure process that is currently being performed.

【0011】しかし、この方法ではフォーカスセンサー
とフォーカス検出素子を複数組用いているので、装置構
成が複雑で調整が容易ではなく、また確実に1ショット
分をフォーカス検出しているとはいえない点があるなど
の問題がある。
However, in this method, since a plurality of sets of focus sensors and focus detection elements are used, the device configuration is complicated, adjustment is not easy, and it cannot be said that focus detection for one shot is reliably performed. There are problems such as.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
フォーカシング装置では段差を有している基板に対して
正確なフォーカスが検出できず、また装置構成が複雑で
調整が煩雑である等の問題があった。
As described above, the conventional focusing apparatus cannot detect an accurate focus on a substrate having a step, and the apparatus configuration is complicated and adjustment is complicated. was there.

【0013】本発明はこの点を改良して、比較的調整が
容易な簡単な装置で、段差を有する基板面に対しても正
確なフォーカシングが可能なフォーカシング装置の実現
を課題とする。
It is an object of the present invention to improve this point and to realize a focusing apparatus which is a simple apparatus which is relatively easy to adjust and which can perform accurate focusing even on a substrate surface having a step.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、基板上にセンサー光を照射するセンサー
光照射手段と、このセンサー光照射手段が照射した前記
センサー光の反射光を受光する反射光受光手段と、この
受光手段が受光する前記センサー光の反射光量から前記
基板の厚み方向の高さを検出し焦点位置を計算する演算
手段とを有するフォーカシング装置において、前記セン
サー光照射手段と前記反射光受光手段とはそれぞれ1個
づつで構成され、前記センサー光照射手段の照射位置を
照射対象領域内で格子状に走査する照射位置走査手段を
具備することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a sensor light irradiating means for irradiating a sensor light onto a substrate, and receiving a reflected light of the sensor light irradiated by the sensor light irradiating means. A focusing light detecting means for detecting a height in the thickness direction of the substrate from a reflected light amount of the sensor light received by the light receiving means and calculating a focal position, wherein the sensor light irradiating means is provided. And the reflected light receiving means are each provided one by one, and are provided with irradiation position scanning means for scanning the irradiation position of the sensor light irradiation means in a grid pattern within the irradiation target area.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるフォーカシ
ング装置を添付図面を参照にして詳細に説明する。図1
は、本発明の実施の形態が用いられる投影露光装置の概
略の構成を示すブロック図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a focusing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus to which an embodiment of the present invention is applied.

【0016】図1において、1は照明光源からの照明光
が照射されて透過し透過像を形作る単位フォトマスクで
あるレチクル、2はレチクル1の透過像を縮小する縮小
投影レンズ、3は半導体基板を載置し光軸方向であるZ
軸方向に移動するZ軸ステージ、4はZ軸ステージ3に
固定された対象となる半導体基板、5は縮小投影レンズ
の脇から半導体基板上に光を投入するフォーカス検出の
光源となるフォーカスセンサ、6は半導体基板からの反
射光を受けてその光量を検出するフォーカス検出素子、
7はフォーカス検出素子6からの出力を取り込んでフォ
ーカス位置を計算すると共にZ軸ステージ3を移動させ
てフォーカスを調整するCPUなどからなるフォーカス
算出ユニットである。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a reticle which is a unit photomask which is illuminated with illumination light from an illumination light source and transmits the illumination light to form a transmission image. And Z which is the direction of the optical axis
A Z-axis stage that moves in the axial direction; 4 a target semiconductor substrate fixed to the Z-axis stage 3; 5 a focus sensor serving as a light source for focus detection for inputting light onto the semiconductor substrate from the side of the reduction projection lens; 6 is a focus detection element that receives reflected light from the semiconductor substrate and detects the amount of the reflected light;
Reference numeral 7 denotes a focus calculation unit including a CPU for taking in an output from the focus detection element 6, calculating a focus position, and moving the Z-axis stage 3 to adjust the focus.

【0017】本発明の第1の実施の形態では、まず照射
スポットが1mmのフォーカスセンサー5を用いて半導
体基板4上に1mm径の照射スポットを1mm間隔でス
テップアンドリピートする。したがって、1つのショッ
ト(1回の露光で照射される領域)内で400ポイント
を格子状に走査して、ショット内の全面のフォーカスを
検知する。この場合のセンサの位置を図3の本発明例A
に、その例を用いて図2のサンプルでフォーカス検出を
行った場合の検出数とその分布の結果を図4の本発明例
Aに示した。
In the first embodiment of the present invention, first, an irradiation spot having a diameter of 1 mm is step-and-repeat on a semiconductor substrate 4 at intervals of 1 mm using a focus sensor 5 having an irradiation spot of 1 mm. Therefore, 400 points are scanned in a grid in one shot (the area irradiated by one exposure) to detect the focus of the entire surface in the shot. The position of the sensor in this case is shown in FIG.
FIG. 4 shows Example A of the present invention in FIG. 4 showing the number of detections and the distribution when focus detection was performed on the sample in FIG.

【0018】フォーカスセンサー5の走査方法として
は、半導体基板4を載置したZ軸ステージのさらに下方
に設けられた図示しないXYステージを1mm間隔でス
テップ移動させて半導体基板4を移動させる方法か、フ
ォーカスセンサー5からの光の照射角度を逐次可変させ
て、これによりセンサー光を半導体基板4上で1mm間
隔おきに移動させる方法が採れる。このような方法によ
り、フォーカス情報は図2のサンプルで、A部分で40
0ポイント中の96ポイント、B部分で400ポイント
中の304ポイントが得られ、算出された平均高さとし
て理想の値に近いものが得られる。
The scanning method of the focus sensor 5 may be a method of moving the semiconductor substrate 4 by step-moving an XY stage (not shown) provided further below the Z-axis stage on which the semiconductor substrate 4 is mounted at intervals of 1 mm. A method is adopted in which the irradiation angle of the light from the focus sensor 5 is sequentially changed, and thereby the sensor light is moved on the semiconductor substrate 4 at intervals of 1 mm. By such a method, the focus information is the sample of FIG.
96 points out of 0 points and 304 points out of 400 points in the B portion are obtained, and a calculated average height close to the ideal value is obtained.

【0019】この実施の形態によれば、1組のフォーカ
スセンサー5とフォーカス検出素子6を使って対象領域
を格子状に走査するようにしたので、比較的簡単な構成
で素子の調整も容易であり、段差を有する基板面に対し
ても正確なフォーカシングが可能なフォーカシング装置
を実現することができる。
According to this embodiment, the target area is scanned in a grid pattern using one set of the focus sensor 5 and the focus detecting element 6, so that the element can be easily adjusted with a relatively simple configuration. In addition, it is possible to realize a focusing device capable of performing accurate focusing even on a substrate surface having a step.

【0020】また、フォーカスセンサー5のスポット径
をXYステージが走査する格子間隔に等しく設定してい
るので、走査が輻輳して検出値に誤差が発生しフォーカ
シング精度が悪化したり、輻輳走査のために必要以上に
時間がかかったりすることがなく、正確なフォーカシン
グが可能である。
Further, since the spot diameter of the focus sensor 5 is set to be equal to the grid interval for scanning by the XY stage, the scanning becomes congested, an error occurs in the detection value, and the focusing accuracy deteriorates. Accurate focusing is possible without taking longer than necessary.

【0021】さらに、走査を基板を載置するステージを
XY方向に平面移動することで行ったり、センサー光の
照射角度を可変することで行ったりできるので、状況に
応じた選択が可能で、XYステージが利用可能な場合は
XYステージを用い、XYステージの利用が不可能な場
合は、照射角度を可変する方法で、比較的簡単に高速に
走査を行うことができる。
Further, the scanning can be performed by moving the stage on which the substrate is placed in a plane in the X and Y directions or by changing the irradiation angle of the sensor light, so that selection according to the situation is possible. When the stage is available, the XY stage is used, and when the XY stage is not available, high-speed scanning can be performed relatively easily by changing the irradiation angle.

【0022】このように、本実施の形態では、精度の高
い検出が比較的簡略な装置によって実現できるメリット
があるが、常に走査を行わねばならないので従来例に比
較して検出に時間がかかるという欠点がある。
As described above, this embodiment has an advantage that high-accuracy detection can be realized by a relatively simple device, but since scanning must always be performed, it takes a longer time to detect as compared with the conventional example. There are drawbacks.

【0023】本発明の第2の実施の形態では、照射スポ
ットの径が2mmのフォーカスセンサー5を用いて、半
導体基板4上に2mm径の照射スポットを4.5mm間
隔でステップアンドリピートして1つのショット内に2
5ポイントを格子状に走査して、ショット内でこの25
点のフォーカスを検知する。また、この場合のセンサの
照射点の位置を図3の本発明例Bに、その例を用いて図
2のサンプルのフォーカス検出を行った場合の検出数と
その分布の結果を図4の本発明例Bに示した。また、図
5に、本実施の形態で図2のサンプルに対して行うセン
サー照射スポットの配置状態を示した。
In the second embodiment of the present invention, an irradiation spot having a diameter of 2 mm is step-and-repeated at 4.5 mm intervals on a semiconductor substrate 4 using a focus sensor 5 having an irradiation spot diameter of 2 mm. 2 in one shot
5 points are scanned in a grid and this 25
Detects point focus. Further, the position of the irradiation point of the sensor in this case is shown in Example B of the present invention in FIG. 3, and the number of detections and the result of the distribution when the focus detection of the sample in FIG. This is shown in Invention Example B. FIG. 5 shows an arrangement state of sensor irradiation spots performed on the sample of FIG. 2 in the present embodiment.

【0024】フォーカスセンサー5の走査方法として
は、半導体基板4を載置したZ軸ステージのさらに下方
に設けられた図示しないXYステージを4.5mm間隔
でステップ移動させて半導体基板4を移動させる方法
や、フォーカスセンサー5からの光の照射角度を逐次可
変させてこれによりセンサー光を半導体基板4上で4.
5mm間隔おきに移動させる方法がある。
As a method of scanning the focus sensor 5, a method is used in which the XY stage (not shown) provided further below the Z-axis stage on which the semiconductor substrate 4 is mounted is moved stepwise at intervals of 4.5 mm to move the semiconductor substrate 4. Alternatively, the irradiation angle of the light from the focus sensor 5 is sequentially changed, so that the sensor light is transmitted on the semiconductor substrate 4.
There is a method of moving at intervals of 5 mm.

【0025】図4の本発明例Bおよび図5に示されたよ
うに、この方法で、A部分で25ポイント中の6ポイン
トのフォーカス情報が、B部分で25ポイント中の19
ポイントのフォーカス情報が得られ、この割合は本発明
例Aの場合に等しいので、算出される平均高さとしては
理想の値に近いものが得られる。
As shown in the present invention example B of FIG. 4 and FIG. 5, in this method, the focus information of 6 points out of 25 points in the part A is changed to 19 points out of the 25 points in the part B.
Since the focus information of the point is obtained and this ratio is equal to that of the example A of the present invention, the calculated average height can be obtained close to the ideal value.

【0026】この方式は、1組のフォーカスセンサー5
とフォーカス検出素子6を使って理想に近い平均高さの
算出が可能で、精度の高い検出が比較的簡略な装置によ
って実現できる。さらに、フォーカスセンサー5のスポ
ット径をXYステージが走査する格子間隔よりも小さく
設定しているので、走査が輻輳して検出値に誤差が発生
しフォーカシング精度が悪化したり、輻輳走査のために
必要以上に時間がかかったりすることはなく、本発明例
Aの場合より走査点数を減らしているので、走査にに要
する時間を短くすることができる。
This method uses a set of focus sensors 5
The average height close to the ideal can be calculated using the focus detection element 6 and the focus detection element 6, and highly accurate detection can be realized by a relatively simple device. Further, since the spot diameter of the focus sensor 5 is set smaller than the grid interval for scanning by the XY stage, the scanning is congested, an error occurs in the detection value, and the focusing accuracy is deteriorated. It does not take much time as described above, and the number of scanning points is smaller than in the case of Example A of the present invention, so that the time required for scanning can be shortened.

【0027】以上の説明では半導体基板4のサンプルと
して、図2に示したサンプルを用いて説明したが、対象
となる基板はこれに限られるものでないことはいうまで
もない。また、単なる平均高さだけでなく、高さの分布
も正確に求めることができるので、分布の割合から加工
対象となる該当平面の高さをも正確に算出することがで
きる。
In the above description, the sample shown in FIG. 2 has been described as a sample of the semiconductor substrate 4, but it is needless to say that the target substrate is not limited to this. Since not only the average height but also the height distribution can be accurately obtained, the height of the plane to be processed can be accurately calculated from the distribution ratio.

【0028】本発明では、フォーカシングの検出精度が
向上し正確に加工面の高さが測定できるため、各ショッ
ト毎に高さを測定する必要がそれほどなく、隣接するシ
ョットのフォーカス情報を参照して露光転写が可能であ
る。したがってウェハ内で全ショットについてフォーカ
シングする必要がないので、その分だけ高速に処理を行
うことができ、スループットを向上することができる。
In the present invention, since the height of the processed surface can be accurately measured by improving the detection accuracy of focusing, it is not necessary to measure the height of each shot, and the focus information of adjacent shots is referred to. Exposure transfer is possible. Therefore, since it is not necessary to focus all shots in the wafer, the processing can be performed at a correspondingly high speed, and the throughput can be improved.

【0029】ところで、本実施の形態を図3および図4
の従来例B(以下従来例と呼ぶ)と比較すると次の諸点
で異なっている。
The present embodiment is described with reference to FIGS.
Compared with Conventional Example B (hereinafter referred to as Conventional Example), the following points are different.

【0030】1)フォーカスセンサーの使用個数 本実施の形態では、フォーカスセンサーとフォーカス検
出素子を1組しか使用していないのに対し、従来例で
は、複数のオートフォーカス点を基準にしてその点から
走査を行っているので、フォーカスセンサーとフォーカ
ス検出素子は複数組必要である。このように、フォーカ
スセンサーとフォーカス検出素子を複数組用いているの
で従来例では複数のセンサーのセンサー感度を互いに等
しい値に調整するのが煩雑であるが、本実施の形態では
フォーカスセンサーとフォーカス検出素子を1組しか使
用していないのでセンサー感度の調整の必要がない。
1) Number of Used Focus Sensors In the present embodiment, only one set of a focus sensor and a focus detection element is used. Since scanning is performed, a plurality of sets of focus sensors and focus detection elements are required. As described above, since a plurality of sets of the focus sensor and the focus detection element are used, it is complicated to adjust the sensor sensitivities of the plurality of sensors to the same value in the conventional example, but in the present embodiment, the focus sensor and the focus detection Since only one set of elements is used, there is no need to adjust the sensor sensitivity.

【0031】2)スキャン領域 図3、図4の従来例Bで示したように、斜め配置の5点
フォーカスセンサーを用いてサンプリングを行った場
合、センサーが斜めに配置されてことにより、図6に示
されるように、フォーカスセンサーは左右のショットに
も広がり、サンプリングされるスキャン領域は厳密には
1ショット当たりではなくなってしまう。また、最外周
のショットをフォーカシングする場合では、片側が未処
理のウェハエッジをスキャンすることになるため、フォ
ーカスエラーとなって結果的に露光したいショットのフ
ォーカス値が得られないことがある。この点、本発明は
1ショット内を均一に走査できるので、サンプリングさ
れたフォーカス情報は正確に1ショット内に規格化さ
れ、正確なフォーカス値が得られる。
2) Scanning area As shown in the conventional example B of FIGS. 3 and 4, when sampling is performed using a five-point focus sensor arranged diagonally, the sensor is arranged diagonally, and as shown in FIG. As shown in (2), the focus sensor extends to the left and right shots, and the scan area to be sampled is not strictly per shot. Further, when focusing the outermost shot, one side scans an unprocessed wafer edge, so that a focus error may occur, and as a result, a focus value of a shot to be exposed may not be obtained. In this regard, since the present invention can uniformly scan one shot, the sampled focus information is accurately standardized within one shot, and an accurate focus value can be obtained.

【0032】3)スキャン方法 本発明では、フォーカスセンサーの走査方法として、半
導体基板を載置しているステージを移動してスキャンす
る方法のほかに、従来例と異なる方法としてフォーカス
センサーの照射角度を可変する方法も提起しているの
で、状況に応じた選択が可能である。
3) Scanning Method In the present invention, as a method for scanning the focus sensor, in addition to the method of moving the stage on which the semiconductor substrate is mounted to scan, the irradiation angle of the focus sensor is different from the conventional example. Since a variable method is also proposed, it is possible to select according to the situation.

【0033】このように本発明では、1組のフォーカス
センサー5とフォーカス検出素子6を用いて半導体基板
上の1ショット照射対象領域を格子状に走査するように
しているので、装置の構成が比較的簡単であり、かつ素
子の調整が容易であり、段差を有する基板面に対しても
正確なフォーカス情報が得られる。したがって、本発明
のフォーカシング装置を用いることによって、半導体基
板上に集積回路などの高精密な加工を行うことができ
る。
As described above, in the present invention, the one-shot irradiation target area on the semiconductor substrate is scanned in a grid pattern using one set of the focus sensor 5 and the focus detection element 6, so that the configuration of the apparatus is comparatively small. It is simple and easy to adjust the element, and accurate focus information can be obtained even on a substrate surface having a step. Therefore, by using the focusing apparatus of the present invention, highly accurate processing of an integrated circuit or the like can be performed on a semiconductor substrate.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように本発明では、1組の
センサー光照射手段と反射光受光手段で対象領域を格子
状に走査するようにしたので、比較的簡単な構成で素子
の調整も容易であり、段差を有する基板面に対しても正
確なフォーカシングが可能なフォーカシング装置を実現
することができる。
As described above, in the present invention, the target area is scanned in a grid pattern by one set of sensor light irradiating means and reflected light receiving means, so that the element can be adjusted with a relatively simple structure. It is possible to realize a focusing device that is easy and can perform accurate focusing even on a substrate surface having a step.

【0035】また、センサー光照射手段のスポット径を
照射位置走査手段が走査する格子間隔に等しいか、また
は、この格子間隔よりも小さくするので、走査が輻輳し
てフォーカシング精度が悪化したり、走査に必要以上に
時間がかかったりすることがない。
Further, since the spot diameter of the sensor light irradiating means is equal to or smaller than the lattice spacing scanned by the irradiation position scanning means, the scanning becomes congested and the focusing accuracy deteriorates. It does not take longer than necessary.

【0036】さらに、フォーカシングの検出精度が向上
するため、隣接するショットのフォーカス情報を参照し
て露光転写を行うことが可能である。したがってウェハ
内で全ショットについてフォーカシングを行う必要がな
いので、その分だけ高速に処理を行うことができる。
Furthermore, since the accuracy of focusing detection is improved, it is possible to perform exposure transfer with reference to focus information of adjacent shots. Therefore, since it is not necessary to perform focusing for all shots in the wafer, processing can be performed at a correspondingly high speed.

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

【図1】本発明が用いられる投影露光装置の概略の構成
を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus to which the present invention is applied.

【図2】フォーカス情報を取得するサンプルの一例の構
成図。
FIG. 2 is a configuration diagram of an example of a sample for acquiring focus information.

【図3】本発明の実施の形態および従来例でのセンサー
の照射位置、センサー数等を示した説明図表。
FIG. 3 is an explanatory chart showing irradiation positions of sensors, the number of sensors, and the like in the embodiment of the present invention and a conventional example.

【図4】本発明の実施の形態および従来例での図2に示
したサンプル上での検出数を示した説明図表。
FIG. 4 is an explanatory chart showing the number of detections on the sample shown in FIG. 2 in the embodiment of the present invention and the conventional example.

【図5】本発明の第2の実施の形態で図2のサンプルに
対するセンサー照射スポットの配置状態を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing an arrangement state of sensor irradiation spots with respect to the sample of FIG. 2 in the second embodiment of the present invention.

【図6】従来の斜め配置の5点フォーカスセンサーを用
いた場合のショットに対するサンプリング位置を示す
図。
FIG. 6 is a diagram showing a sampling position for a shot when a conventional five-point focus sensor arranged obliquely is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……レチクル、2……投影レンズ、3……Z軸ステー
ジ、4……半導体基板、5……フォーカスセンサー、6
……フォーカス検出素子、7……フォーカス算出ユニッ
ト。
1 reticle, 2 projection lens, 3 Z-axis stage, 4 semiconductor substrate, 5 focus sensor, 6
... Focus detection element, 7... Focus calculation unit.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上にセンサー光を照射するセンサー
光照射手段と、このセンサー光照射手段が照射した前記
センサー光の反射光を受光する反射光受光手段と、この
受光手段が受光する前記センサー光の反射光量から前記
基板の厚み方向の高さを検出し焦点位置を計算する演算
手段とを有するフォーカシング装置において、 前記センサー光照射手段と前記反射光受光手段とはそれ
ぞれ1個づつで構成され、 前記センサー光照射手段の照射位置を照射対象領域内で
格子状に走査する照射位置走査手段を具備することを特
徴とするフォーカシング装置。
1. A sensor light irradiating means for irradiating a sensor light onto a substrate, a reflected light receiving means for receiving a reflected light of the sensor light irradiated by the sensor light irradiating means, and the sensor receiving the reflected light by the light receiving means A focusing device having a calculating means for detecting a height in the thickness direction of the substrate from a reflected light amount of light and calculating a focal position, wherein the sensor light irradiating means and the reflected light receiving means are each constituted by one each. A focusing apparatus comprising: an irradiation position scanning unit that scans an irradiation position of the sensor light irradiation unit in a lattice shape in an irradiation target area.
【請求項2】 前記センサー光照射手段のスポット径を
前記照射位置走査手段が走査する格子間隔に等しいか、
または、この格子間隔よりも小さく設定したことを特徴
とする請求項1記載のフォーカシング装置。
2. The method according to claim 1, wherein a spot diameter of the sensor light irradiating means is equal to a grid interval scanned by the irradiation position scanning means.
2. The focusing device according to claim 1, wherein the distance is set smaller than the lattice spacing.
【請求項3】 前記照射位置走査手段は前記基板を載置
するステージをXY方向に平面移動することで走査を行
うことを特徴とする請求項1または請求項2記載のフォ
ーカシング装置。
3. The focusing apparatus according to claim 1, wherein said irradiation position scanning means performs scanning by moving a stage on which said substrate is mounted in a plane in XY directions.
【請求項4】 前記照射位置走査手段は前記センサー光
照射手段のセンサー光の照射角度を可変することで走査
を行うことを特徴とする請求項1または請求項2記載の
フォーカシング装置。
4. The focusing apparatus according to claim 1, wherein the irradiation position scanning unit performs scanning by changing an irradiation angle of the sensor light of the sensor light irradiation unit.
【請求項5】 平面的に配置された複数の単位素子に対
しては隣接の単位素子に対するフォーカシング値を用い
て対処することを特徴とする請求項1ないし請求項4の
いずれかに記載のフォーカシング装置。
5. The focusing device according to claim 1, wherein a plurality of unit elements arranged in a plane are dealt with by using a focusing value for an adjacent unit element. apparatus.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007225886A (en) * 2006-02-23 2007-09-06 Nikon Corp Exposure apparatus and exposure method

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