JPH11121351A - 焦点位置検出装置のビーム調整法 - Google Patents
焦点位置検出装置のビーム調整法Info
- Publication number
- JPH11121351A JPH11121351A JP9291754A JP29175497A JPH11121351A JP H11121351 A JPH11121351 A JP H11121351A JP 9291754 A JP9291754 A JP 9291754A JP 29175497 A JP29175497 A JP 29175497A JP H11121351 A JPH11121351 A JP H11121351A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical system
- diffraction grating
- diffraction
- incident
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＡＦビームの位置を主光学系の光軸に合致さ
せるための、焦点位置検出装置のビーム調整法を提供す
る。 【解決手段】 本方法は、ビームを対象面（ウェハ２
４）に斜めから入射する焦点位置検出装置におけるビー
ム入射位置の調整方法である。ウェハ２４と同一面内
に、次の関係を満たす回折格子３１を配置する。Ｐ・Ｓ
ｉｎθ＝ｎ・λ、 ｎ（回折次数）＝＋１、２…、λ：
ビーム波長、Ｐ：回折格子ピッチ、θ：焦点位置検出の
対象となる主光学系の光軸とビームとのなす角。そし
て、この回折格子３１の中心を主光学系（対物レンズ２
２）の光軸上のフォーカス位置に位置させる。そこで、
回折格子３１に、θ方向からビームを入射させ、該回折
格子から発する対象面に垂直に進む回折光と主光学系の
光軸とが合致するようにビームの入射位置を調整する。
せるための、焦点位置検出装置のビーム調整法を提供す
る。 【解決手段】 本方法は、ビームを対象面（ウェハ２
４）に斜めから入射する焦点位置検出装置におけるビー
ム入射位置の調整方法である。ウェハ２４と同一面内
に、次の関係を満たす回折格子３１を配置する。Ｐ・Ｓ
ｉｎθ＝ｎ・λ、 ｎ（回折次数）＝＋１、２…、λ：
ビーム波長、Ｐ：回折格子ピッチ、θ：焦点位置検出の
対象となる主光学系の光軸とビームとのなす角。そし
て、この回折格子３１の中心を主光学系（対物レンズ２
２）の光軸上のフォーカス位置に位置させる。そこで、
回折格子３１に、θ方向からビームを入射させ、該回折
格子から発する対象面に垂直に進む回折光と主光学系の
光軸とが合致するようにビームの入射位置を調整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、オートフォーカス
装置等の焦点位置検出装置のビーム位置の調整方法に関
する。特には、対象面（ウエハ等）上に設けた回折格子
による回折光を用いて、主光学系の光軸（Ｚ軸）に対し
精度良くビーム調整を行うことのできるビーム調整法に
関する。本発明は、レーザリペア装置や半導体デバイス
製造用投影露光装置、あるいは半導体デバイス配線パタ
ーンの線幅測定装置等の、加工（あるいは露光、測定）
用主光学系を有する装置に適用できる。
装置等の焦点位置検出装置のビーム位置の調整方法に関
する。特には、対象面（ウエハ等）上に設けた回折格子
による回折光を用いて、主光学系の光軸（Ｚ軸）に対し
精度良くビーム調整を行うことのできるビーム調整法に
関する。本発明は、レーザリペア装置や半導体デバイス
製造用投影露光装置、あるいは半導体デバイス配線パタ
ーンの線幅測定装置等の、加工（あるいは露光、測定）
用主光学系を有する装置に適用できる。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスのレーザリペア装置にお
ける自動焦点位置合わせの技術を例にとって説明する。
図３は従来の焦点位置検出装置の全体構成を模式的に示
す斜視図である。この装置は、加工対象物であるウエハ
６上に 、加工対物レンズ１６を介してレーザ光を集光
照射して、ウエハ上の半導体デバイスを微細加工するも
のである。
ける自動焦点位置合わせの技術を例にとって説明する。
図３は従来の焦点位置検出装置の全体構成を模式的に示
す斜視図である。この装置は、加工対象物であるウエハ
６上に 、加工対物レンズ１６を介してレーザ光を集光
照射して、ウエハ上の半導体デバイスを微細加工するも
のである。
【０００３】照明光源１から発射された光（ＡＦビー
ム）はコンデンサレンズ２により適当な大きさに集光さ
れる。さらに、送光側スリット３により、細長い長方形
ビームに整形される。スリットを透過した光は反射ミラ
ー４を介して、送光側対物レンズ５により適当な倍率に
縮小され、図中の角度θなる方向から加工対象物（半導
体ウエハ）６上に照射される。ウエハ６は、加工光軸
（加工対物レンズ１６の中心線）方向に対して垂直な方
向（水平面内、ＸＹ方向）に移動可能なＸＹ−ステージ
７、及び加工光軸方向に上下動可能なＺステージ８上に
搭載されている。
ム）はコンデンサレンズ２により適当な大きさに集光さ
れる。さらに、送光側スリット３により、細長い長方形
ビームに整形される。スリットを透過した光は反射ミラ
ー４を介して、送光側対物レンズ５により適当な倍率に
縮小され、図中の角度θなる方向から加工対象物（半導
体ウエハ）６上に照射される。ウエハ６は、加工光軸
（加工対物レンズ１６の中心線）方向に対して垂直な方
向（水平面内、ＸＹ方向）に移動可能なＸＹ−ステージ
７、及び加工光軸方向に上下動可能なＺステージ８上に
搭載されている。
【０００４】ウエハ６表面で、光軸に対して角度θ方向
に反射された光は、受光側対物レンズ９を通って再び拡
大され、折り曲げミラー１０、１１（原理的には無くて
も可）を介して振動ミラー１２に導かれる。該振動ミラ
ーは、一定周波数ｆで、一定振幅で振動している。該振
動ミラーから反射された光は、合焦位置近傍でのみ受光
側スリット１３を通り抜け、さらに集光レンズ１４で集
光され、光検出器１５に導かれる。光検出器１５に導か
れた光信号から、バンドパスフィルター１７により、所
望のＡＣ信号のみが取り出され、さらに後述するように
同期検波回路１８によりＳ字サーボ信号を得る。なお、
図３の例ではＡＦビームは加工対物レンズ１６を通って
いないが、ＡＦ光を対物レンズを通して、斜め方向から
ウエハに入射・反射させて検出する方法でも原理は同じ
である。
に反射された光は、受光側対物レンズ９を通って再び拡
大され、折り曲げミラー１０、１１（原理的には無くて
も可）を介して振動ミラー１２に導かれる。該振動ミラ
ーは、一定周波数ｆで、一定振幅で振動している。該振
動ミラーから反射された光は、合焦位置近傍でのみ受光
側スリット１３を通り抜け、さらに集光レンズ１４で集
光され、光検出器１５に導かれる。光検出器１５に導か
れた光信号から、バンドパスフィルター１７により、所
望のＡＣ信号のみが取り出され、さらに後述するように
同期検波回路１８によりＳ字サーボ信号を得る。なお、
図３の例ではＡＦビームは加工対物レンズ１６を通って
いないが、ＡＦ光を対物レンズを通して、斜め方向から
ウエハに入射・反射させて検出する方法でも原理は同じ
である。
【０００５】次に、自動焦点合わせ機構の信号検出原理
について詳細に説明する。受光スリット１３を抜け、光
検出器１５に導かれた光信号は、次の方法で処理され、
自動焦点合わせが行われる。振動ミラーにて走査され、
受光スリットを通り抜けた信号光の状態を、図４に示
す。図の左半分は受光スリットとＡＦビームとの重なり
具合を模式的に示す。横方向は時系列を示す。ＡＦビー
ムは、図中に示す幅（スリット幅よりも広い）で振動し
ている。図の右半分は、スリット１３を抜けて検出され
た光の光量の変化を時系列的に示す。（１）の状態で
は、ＡＦビームはスリット１３にかかっていない。した
がって検出光量は常に０である。
について詳細に説明する。受光スリット１３を抜け、光
検出器１５に導かれた光信号は、次の方法で処理され、
自動焦点合わせが行われる。振動ミラーにて走査され、
受光スリットを通り抜けた信号光の状態を、図４に示
す。図の左半分は受光スリットとＡＦビームとの重なり
具合を模式的に示す。横方向は時系列を示す。ＡＦビー
ムは、図中に示す幅（スリット幅よりも広い）で振動し
ている。図の右半分は、スリット１３を抜けて検出され
た光の光量の変化を時系列的に示す。（１）の状態で
は、ＡＦビームはスリット１３にかかっていない。した
がって検出光量は常に０である。
【０００６】ビームがスリットに近づくにつれて、光検
出器出力に、振動した信号光の基本周波成分が現れる
（図４（２）〜（３））。さらにスリットに近づくと、
ＡＦビームがスリット１３の下にはみ出すようになっ
て、基本周波成分に混じって倍周波成分が現れる（図４
（４））。完全にスリット中心と一致した時、基本周波
成分は０となり、倍周波成分のみとなる（図４
（５））。ビームがスリットから離れるにつれ、再び倍
周波成分に混じって、基本周波成分が現れる（図４
（６）〜（８））。さらに離れると、ついには信号が現
れなくなる（図４（９））。
出器出力に、振動した信号光の基本周波成分が現れる
（図４（２）〜（３））。さらにスリットに近づくと、
ＡＦビームがスリット１３の下にはみ出すようになっ
て、基本周波成分に混じって倍周波成分が現れる（図４
（４））。完全にスリット中心と一致した時、基本周波
成分は０となり、倍周波成分のみとなる（図４
（５））。ビームがスリットから離れるにつれ、再び倍
周波成分に混じって、基本周波成分が現れる（図４
（６）〜（８））。さらに離れると、ついには信号が現
れなくなる（図４（９））。
【０００７】図５は、このＡＦ検出信号を検波して得ら
れた信号の基本周波成分（Ｓ字サーボ信号）及び倍周波
成分の出力を縦軸に、ビーム位置を横軸にプロットした
ものである。まず、倍周波成分を見ると、下の図５
（Ｂ）のように、スリット中心をピークとする疑似放物
線形状となる。また、基本周波成分を見ると、上の図５
（Ａ）のように、スリット中心で０、その近傍で擬似的
にリニアなＳ字信号となる。まず最初に、倍周波曲線を
モニタし、ある閾値に達したところで基本周波曲線に切
り替えてモニタする。基本周波曲線を見ながらＺステー
ジ８を上下させることにより、焦点合わせを行う。
れた信号の基本周波成分（Ｓ字サーボ信号）及び倍周波
成分の出力を縦軸に、ビーム位置を横軸にプロットした
ものである。まず、倍周波成分を見ると、下の図５
（Ｂ）のように、スリット中心をピークとする疑似放物
線形状となる。また、基本周波成分を見ると、上の図５
（Ａ）のように、スリット中心で０、その近傍で擬似的
にリニアなＳ字信号となる。まず最初に、倍周波曲線を
モニタし、ある閾値に達したところで基本周波曲線に切
り替えてモニタする。基本周波曲線を見ながらＺステー
ジ８を上下させることにより、焦点合わせを行う。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、加工
ビーム光軸と焦点位置検出用ビームの位置を精度よく合
致させる手段がなく、関連機器の機械加工精度がそのま
ま合焦精度になっていた。そのため、実際に加工すべき
位置から誤差分だけずれた位置を焦点として検出するこ
とになり、被加工対象物に微小な凹凸がある場合には、
焦点ずれを生じる可能性があった。
ビーム光軸と焦点位置検出用ビームの位置を精度よく合
致させる手段がなく、関連機器の機械加工精度がそのま
ま合焦精度になっていた。そのため、実際に加工すべき
位置から誤差分だけずれた位置を焦点として検出するこ
とになり、被加工対象物に微小な凹凸がある場合には、
焦点ずれを生じる可能性があった。
【０００９】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、装置全体の構成を複雑にす
ることなくＡＦビームの位置を主光学系の光軸（加工ビ
ーム位置等）に合致させることのできる焦点位置検出装
置のビーム調整法を提供することを目的とする。
鑑みてなされたものであり、装置全体の構成を複雑にす
ることなくＡＦビームの位置を主光学系の光軸（加工ビ
ーム位置等）に合致させることのできる焦点位置検出装
置のビーム調整法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の焦点位置検出装置は、検出光（ビーム）を
対象面に斜めから入射し、該ビームの該面からの反射光
を検出する焦点位置検出装置におけるビーム入射位置の
調整方法であって、対象面と同一面内に、以下の関係を
満たす回折格子を配置し、 Ｐ・Ｓｉｎθ＝ｎ・λ ｎ（回折次数）＝＋１、２…、λ：ビーム波長、Ｐ：回
折格子ピッチ、θ：焦点位置検出の対象となる主光学系
の光軸とビームとのなす角、この回折格子の中心を主光
学系の光軸上のフォーカス位置に位置させ、該回折格子
に、上記θ方向からビームを入射させ、該回折格子から
発する対象面に垂直に進む回折光と主光学系の光軸とが
合致するようにビームの入射位置を調整することを特徴
とする。
め、本発明の焦点位置検出装置は、検出光（ビーム）を
対象面に斜めから入射し、該ビームの該面からの反射光
を検出する焦点位置検出装置におけるビーム入射位置の
調整方法であって、対象面と同一面内に、以下の関係を
満たす回折格子を配置し、 Ｐ・Ｓｉｎθ＝ｎ・λ ｎ（回折次数）＝＋１、２…、λ：ビーム波長、Ｐ：回
折格子ピッチ、θ：焦点位置検出の対象となる主光学系
の光軸とビームとのなす角、この回折格子の中心を主光
学系の光軸上のフォーカス位置に位置させ、該回折格子
に、上記θ方向からビームを入射させ、該回折格子から
発する対象面に垂直に進む回折光と主光学系の光軸とが
合致するようにビームの入射位置を調整することを特徴
とする。
【００１１】以下図面を参照にしつつ、本発明を詳細に
説明する。図１は、本発明の１実施例に係る焦点位置検
出装置のビーム調整法を適用したレーザリペア装置の光
学系の主要構成を模式的に示す斜視図である。この装置
は、加工対象物である半導体ウエハ２４に、加工対物レ
ンズ２２を介してレーザ光を集光照射してウエハ上の半
導体デバイスを微細加工するものである。加工対物レン
ズ２２の左上にレザー光源１９などの照射系が、右上に
振動ミラー２６等の焦点位置検出系が示されている。
説明する。図１は、本発明の１実施例に係る焦点位置検
出装置のビーム調整法を適用したレーザリペア装置の光
学系の主要構成を模式的に示す斜視図である。この装置
は、加工対象物である半導体ウエハ２４に、加工対物レ
ンズ２２を介してレーザ光を集光照射してウエハ上の半
導体デバイスを微細加工するものである。加工対物レン
ズ２２の左上にレザー光源１９などの照射系が、右上に
振動ミラー２６等の焦点位置検出系が示されている。
【００１２】照射系の構成要素は従来技術とほぼ同じで
ある。エキシマレーザなどのレーザ光源１９から射出さ
れたＡＦビームは、コンデンサレンズ２０により適当な
大きさに集光される。さらに、送光側スリット２３によ
り、細長い長方形ビームに整形される。スリットを透過
した光は反射ミラー２１で下方に反射し、ピンホール３
３ａを通過して、対物レンズ２２に入射する。ビーム
は、対物レンズ２２を通って適当な倍率に縮小され、図
中の角度θなる方向から回折光子３１上に照射される。
θは通常１０〜７０°の範囲内であり、焦点位置検出の
分解能の観点からは３０〜４０°が最適である。
ある。エキシマレーザなどのレーザ光源１９から射出さ
れたＡＦビームは、コンデンサレンズ２０により適当な
大きさに集光される。さらに、送光側スリット２３によ
り、細長い長方形ビームに整形される。スリットを透過
した光は反射ミラー２１で下方に反射し、ピンホール３
３ａを通過して、対物レンズ２２に入射する。ビーム
は、対物レンズ２２を通って適当な倍率に縮小され、図
中の角度θなる方向から回折光子３１上に照射される。
θは通常１０〜７０°の範囲内であり、焦点位置検出の
分解能の観点からは３０〜４０°が最適である。
【００１３】ウエハ２４から角度θ方向に反射したＡＦ
ビームは、再び対物レンズ２２を通ってピンホール３３
ｃを抜け、検出角度調整ミラー２５、振動ミラー２６を
介して受光側スリット２７に投影され、スリット透過直
後にある光検出器２８により検出される。検出系及び信
号処理方法は、従来技術で説明したものと同じである。
ビームは、再び対物レンズ２２を通ってピンホール３３
ｃを抜け、検出角度調整ミラー２５、振動ミラー２６を
介して受光側スリット２７に投影され、スリット透過直
後にある光検出器２８により検出される。検出系及び信
号処理方法は、従来技術で説明したものと同じである。
【００１４】被加工対象物２４は、ＸＹステージ２９、
Ｚステージ３０上に搭載されている。Ｚステージ３０上
には、回折格子３１が設けられている。この回折格子３
１は、工具として取り付け・取り外し可能である。回折
格子のＺ方向の高さは、被加工対象物（ウエハ２４）の
加工面の高さと同じである。この回折格子３１は、加工
光軸に対して角度θ方向から斜方入射したＡＦビーム
を、加工対物レンズ２２の光軸に沿う方向にｎ次回折さ
せるものである。すなわち、光源波長λ、回折格子ピッ
チＰ、回折角度θ、回折次数ｎの間には次の関係があ
る。 ｎ・λ ＝ Ｐ・ｓｉｎθ なお、実際には、光量の多い一次回折光を利用するのが
一般的である。
Ｚステージ３０上に搭載されている。Ｚステージ３０上
には、回折格子３１が設けられている。この回折格子３
１は、工具として取り付け・取り外し可能である。回折
格子のＺ方向の高さは、被加工対象物（ウエハ２４）の
加工面の高さと同じである。この回折格子３１は、加工
光軸に対して角度θ方向から斜方入射したＡＦビーム
を、加工対物レンズ２２の光軸に沿う方向にｎ次回折さ
せるものである。すなわち、光源波長λ、回折格子ピッ
チＰ、回折角度θ、回折次数ｎの間には次の関係があ
る。 ｎ・λ ＝ Ｐ・ｓｉｎθ なお、実際には、光量の多い一次回折光を利用するのが
一般的である。
【００１５】対物レンズ２２の上方の加工光軸上には、
回折光入射位置検出用の回折光位置検出手段（工具）３
２が設けられている。この回折光位置検出手段は、ピン
ホール３３と光検出器３４とから構成されている。ピン
ホール３３は、その中心が主光軸と合致し、かつ回折格
子に対して像共役な位置にある。
回折光入射位置検出用の回折光位置検出手段（工具）３
２が設けられている。この回折光位置検出手段は、ピン
ホール３３と光検出器３４とから構成されている。ピン
ホール３３は、その中心が主光軸と合致し、かつ回折格
子に対して像共役な位置にある。
【００１６】ＡＦビームの照射位置の調整は、以下に述
べる手法により行われる。まず回折格子を、ＸＹステー
ジ２９、Ｚステージ３０を動かして、加工対物レンズ軸
の真下でかつ合焦位置に位置させる。次に加工光軸に対
して角度θ方向から、ＡＦビームを回折格子に当てる。
ここで特定次数（ｎ次）の回折光は垂直方向（加工光軸
方向）に回折されるようになっており、回折光は、その
後、対物レンズ２２を透過してピンホール３３ｂを通過
し、該ピンホール３３ｂの上に置かれている光検出器３
４に入射する。このとき次の調整を行う。
べる手法により行われる。まず回折格子を、ＸＹステー
ジ２９、Ｚステージ３０を動かして、加工対物レンズ軸
の真下でかつ合焦位置に位置させる。次に加工光軸に対
して角度θ方向から、ＡＦビームを回折格子に当てる。
ここで特定次数（ｎ次）の回折光は垂直方向（加工光軸
方向）に回折されるようになっており、回折光は、その
後、対物レンズ２２を透過してピンホール３３ｂを通過
し、該ピンホール３３ｂの上に置かれている光検出器３
４に入射する。このとき次の調整を行う。
【００１７】（１）ピンホール３３を透過し、光検出器
３４に入射する回折光の光強度が最大になるように、入
射角度調整ミラー２１の位置と角度を調整する。なお、
ミラー角度を変えると角度θが変わるが、微調整のレベ
ルであるので本質的な作用に影響はない。 （２）ＡＦビームが、（１）の状態において光検出器２
８に最も強く入射するように、検出角度調整ミラー２５
の位置と角度を調整する。
３４に入射する回折光の光強度が最大になるように、入
射角度調整ミラー２１の位置と角度を調整する。なお、
ミラー角度を変えると角度θが変わるが、微調整のレベ
ルであるので本質的な作用に影響はない。 （２）ＡＦビームが、（１）の状態において光検出器２
８に最も強く入射するように、検出角度調整ミラー２５
の位置と角度を調整する。
【００１８】図２は、他の形態の焦点位置検出装置を有
するレーザリペア装置の光学系の主要部を示す模式的斜
視図である。図１の装置との相違点は、焦点位置検出ビ
ームが、加工対物レンズの外側を通っていることであ
る。図３の従来例と同じ符号で示されているものはウエ
ハ面上での反射波に関しては、同じ働きをする部分、部
品を示す。また、図２において、ウエハ面上での回折波
に関しては、図１と同じ符号で示されているものは、同
じ働きをする部分、部品を示す。なお、ピンホール３３
の孔は中心に１個だけ開いている。このように焦点位置
検出ビームが、加工対物レンズの外を通って、対象物に
斜入射される場合にも同様の効果が得られる。
するレーザリペア装置の光学系の主要部を示す模式的斜
視図である。図１の装置との相違点は、焦点位置検出ビ
ームが、加工対物レンズの外側を通っていることであ
る。図３の従来例と同じ符号で示されているものはウエ
ハ面上での反射波に関しては、同じ働きをする部分、部
品を示す。また、図２において、ウエハ面上での回折波
に関しては、図１と同じ符号で示されているものは、同
じ働きをする部分、部品を示す。なお、ピンホール３３
の孔は中心に１個だけ開いている。このように焦点位置
検出ビームが、加工対物レンズの外を通って、対象物に
斜入射される場合にも同様の効果が得られる。
【００１９】回折光位置検出手段は、ピンホール（スリ
ットでもよい）と光検出器による方法以外に、ＣＣＤ等
の画像モニター装置を用いることもできる。また、焦点
位置検出ビームと加工光軸との合致手段としては、上述
の入射・検出角度調整ミラーを微小移動又は回転させる
方法以外に、焦点位置検出装置全体を加工対物レンズに
対して微動させる調整法を用いてもよい。
ットでもよい）と光検出器による方法以外に、ＣＣＤ等
の画像モニター装置を用いることもできる。また、焦点
位置検出ビームと加工光軸との合致手段としては、上述
の入射・検出角度調整ミラーを微小移動又は回転させる
方法以外に、焦点位置検出装置全体を加工対物レンズに
対して微動させる調整法を用いてもよい。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、加工光軸と焦点位置が精度良く合致できるた
め、例えば表面の凹凸が激しい半導体ウエハに精度良く
加工や露光等を行うことができる。
によれば、加工光軸と焦点位置が精度良く合致できるた
め、例えば表面の凹凸が激しい半導体ウエハに精度良く
加工や露光等を行うことができる。
【図１】本発明の１実施例に係る焦点位置検出装置のビ
ーム調整法を適用したレーザリペア装置の光学系の主要
部を示す模式的斜視図である。
ーム調整法を適用したレーザリペア装置の光学系の主要
部を示す模式的斜視図である。
【図２】他の形態の焦点位置検出装置を有するレーザリ
ペア装置の光学系の主要部を示す模式的斜視図である。
ペア装置の光学系の主要部を示す模式的斜視図である。
【図３】従来のレーザリペア装置の焦点位置検出装置の
全体構成を模式的に示す斜視図である。
全体構成を模式的に示す斜視図である。
【図４】振動ミラーにて走査され、受光スリツトを通り
抜けた信号光の状態を示す。
抜けた信号光の状態を示す。
【図５】図４のＡＦ検出信号を検波し、得られた信号の
基本周波成分（Ｓ字サーボ信号）及び倍周波成分の出力
を縦軸に、ビーム位置を横軸にプロットしたグラフであ
る。
基本周波成分（Ｓ字サーボ信号）及び倍周波成分の出力
を縦軸に、ビーム位置を横軸にプロットしたグラフであ
る。
１照明光源 ２、１４、２０
集光レンズ ３、 ２３ 送光側スリット ４、１０、１１
反射ミラー ５ 送光側対物レンズ ６ 加工対象物
（ウエハ） ７、２９ ＸＹステージ ８、３０ Ｚステ
ージ ９ 受光側対物レンズ １２、２６ 振動ミ
ラー １３、２７ 受光側スリット １５、２８光検出器（焦点位置検出用） １６、２２ 加工用対物レンズ １７ バンドパス
フィルター １８ 同期検波回路 １９ レーザ光源 ２１ 入射角度調整ミラー ２４ 加工対象物
（ウエハ） ２５ 検出角度調整ミラー ３１ 回折格子 ３２ 回折光位置検出手段（工具） ３３ ピンホール ３４ 光検出器（回折光位置検出用）
集光レンズ ３、 ２３ 送光側スリット ４、１０、１１
反射ミラー ５ 送光側対物レンズ ６ 加工対象物
（ウエハ） ７、２９ ＸＹステージ ８、３０ Ｚステ
ージ ９ 受光側対物レンズ １２、２６ 振動ミ
ラー １３、２７ 受光側スリット １５、２８光検出器（焦点位置検出用） １６、２２ 加工用対物レンズ １７ バンドパス
フィルター １８ 同期検波回路 １９ レーザ光源 ２１ 入射角度調整ミラー ２４ 加工対象物
（ウエハ） ２５ 検出角度調整ミラー ３１ 回折格子 ３２ 回折光位置検出手段（工具） ３３ ピンホール ３４ 光検出器（回折光位置検出用）
Claims (1)
- 【請求項１】 検出光（以下ビームという）を対象面に
斜めから入射し、該ビームの該面からの反射光を検出す
る焦点位置検出装置におけるビーム入射位置の調整方法
であって、 対象面と同一面内に、以下の関係を満たす回折格子を配
置し、 Ｐ・Ｓｉｎθ＝ｎ・λ ｎ（回折次数）＝＋１、２…、λ：ビーム波長、Ｐ：回
折格子ピッチ、 θ：焦点位置検出の対象となる主光学系の光軸とビーム
とのなす角、 この回折格子の中心を主光学系の光軸上のフォーカス位
置に位置させ、該回折格子に、上記θ方向からビームを
入射させ、該回折格子から発する対象面に垂直に進む回
折光と主光学系の光軸とが合致するようにビームの入射
位置を調整することを特徴とする焦点位置検出装置のビ
ーム調整法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9291754A JPH11121351A (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 焦点位置検出装置のビーム調整法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9291754A JPH11121351A (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 焦点位置検出装置のビーム調整法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11121351A true JPH11121351A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17772992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9291754A Pending JPH11121351A (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 焦点位置検出装置のビーム調整法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11121351A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003075122A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-03-12 | Topcon Corp | 光学測定装置 |
| CN1329766C (zh) * | 2005-06-17 | 2007-08-01 | 哈尔滨工业大学 | 超精密回转轴与激光直写机直写光轴空间对准方法 |
| JP2011507264A (ja) * | 2007-12-17 | 2011-03-03 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 回折ベースのオーバレイメトロロジーツール及びその方法 |
| CN102540778A (zh) * | 2010-12-22 | 2012-07-04 | 上海微电子装备有限公司 | 一种测量系统及使用该测量系统的光刻设备 |
-
1997
- 1997-10-09 JP JP9291754A patent/JPH11121351A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003075122A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-03-12 | Topcon Corp | 光学測定装置 |
| CN1329766C (zh) * | 2005-06-17 | 2007-08-01 | 哈尔滨工业大学 | 超精密回转轴与激光直写机直写光轴空间对准方法 |
| JP2011507264A (ja) * | 2007-12-17 | 2011-03-03 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 回折ベースのオーバレイメトロロジーツール及びその方法 |
| US9909996B2 (en) | 2007-12-17 | 2018-03-06 | Asml Netherlands B.V. | Diffraction based overlay metrology tool and method of diffraction based overlay metrology |
| US10520451B2 (en) | 2007-12-17 | 2019-12-31 | Asml Netherlands B.V. | Diffraction based overlay metrology tool and method of diffraction based overlay metrology |
| US11619595B2 (en) | 2007-12-17 | 2023-04-04 | Asml Netherlands B.V. | Diffraction based overlay metrology tool and method of diffraction based overlay metrology |
| US11644428B2 (en) | 2007-12-17 | 2023-05-09 | Asml Netherlands B.V. | Diffraction based overlay metrology tool and method of diffraction based overlay metrology |
| US11953450B2 (en) | 2007-12-17 | 2024-04-09 | Asml Netherlands B.V. | Diffraction based overlay metrology tool and method of diffraction based overlay metrology |
| CN102540778A (zh) * | 2010-12-22 | 2012-07-04 | 上海微电子装备有限公司 | 一种测量系统及使用该测量系统的光刻设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4636626A (en) | Apparatus for aligning mask and wafer used in semiconductor circuit element fabrication | |
| US4650983A (en) | Focusing apparatus for projection optical system | |
| US5218415A (en) | Device for optically detecting inclination of a surface | |
| US4566795A (en) | Alignment apparatus | |
| JPH11121351A (ja) | 焦点位置検出装置のビーム調整法 | |
| JPS6240656B2 (ja) | ||
| JPH0429213B2 (ja) | ||
| JP2005014050A (ja) | レーザ加工装置 | |
| JPH0616483B2 (ja) | 投影光学装置 | |
| JP2663569B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP2550989B2 (ja) | アライメント装置 | |
| JPH11201719A (ja) | 位置測定装置及びレーザ加工装置 | |
| JPH0677096B2 (ja) | 投影装置の焦点合せ装置 | |
| JPH0453220A (ja) | 投影光学装置 | |
| JP2822698B2 (ja) | 位置合わせ装置及びレーザ加工装置 | |
| JPH07321030A (ja) | アライメント装置 | |
| JPH09201689A (ja) | 焦点位置検出装置及びそれを用いるレーザ加工装置 | |
| JPS6180212A (ja) | 自動焦点検出機構 | |
| US4685805A (en) | Small gap measuring apparatus | |
| JPH0739955B2 (ja) | 表面変位検出装置 | |
| JPH1197341A (ja) | マーク位置検出装置及び方法 | |
| JP2814521B2 (ja) | 位置検出装置 | |
| JPH11304420A (ja) | 光ビーム照射位置検出方法、照射位置検出用プレート、及び異物検出装置 | |
| JPH0429962B2 (ja) | ||
| JPS6347641A (ja) | 表面状態検査装置 |