JPS61117831A - 焦点合せ装置 - Google Patents

焦点合せ装置

Info

Publication number
JPS61117831A
JPS61117831A JP59238348A JP23834884A JPS61117831A JP S61117831 A JPS61117831 A JP S61117831A JP 59238348 A JP59238348 A JP 59238348A JP 23834884 A JP23834884 A JP 23834884A JP S61117831 A JPS61117831 A JP S61117831A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample surface
detection
slit
sample
image
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
Application number
JP59238348A
Other languages
English (en)
Inventor
Minoru Yoshida
実 吉田
Tsutomu Tanaka
勉 田中
Nobuyuki Akiyama
秋山 伸幸
Yoshisada Oshida
良忠 押田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP59238348A priority Critical patent/JPS61117831A/ja
Publication of JPS61117831A publication Critical patent/JPS61117831A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、レンズの焦点に試料面を合せる装置に係夛、
特に縮小投影露光装置の縮小レンズの焦点に試料面を合
せるための焦点合せ装置に関するO〔発明の背景〕 従来の焦点合せ装置としては、特開昭56−42205
号記載の装置がある。即ち、断面が細長い一本の光束を
試料面に斜めから照射し、この反射光を光電変換して信
号とし、試料面の焦点位置からのメレ量を検出するよう
な装置となっていたO この装置によると試料面上の小さい領域に一本の光束を
照射している九め、試料面上に凹・凸部があったシ、反
シやうねシ等があって、このうねp等に光束が照射する
と、これらの影響を受けて正確な焦点合せが難かしいと
いう問題かおった。
又、細長い光束を得るためにスリット像を試料面に投影
し、試料面からのこの反射偉を受光素子前面に設は几略
同形の検出スリットに結像させ、この検出スリットを相
対的に振動させることにより変論された光信号を位相検
波して焦点合せ用の検出信号を得ていた。
この装置によると、検出スリットを振動させる可動部が
あった)、位相検波部があったシして構成が複雑化し、
検出信号の精度が低く、迅速で高精度の焦点合せができ
ないという問題もあった。
〔発明の目的〕
本発明は、上記問題に鑑み創案されたものであり、その
目的線、試料面の表面形状にかかわらず高a度の焦点検
出、焦点合せを可能にした光学的な焦点合せ装置を提供
することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、上記目的を達成するために、露光用の縮小レ
ンズに対向して設けられたテーブルと、このテーブル上
に載置され九つェへ等の試料と、この試料面に斜めから
複数のスリット像をなす光束を照射する照射手段と、こ
れら光束の反射光を複数スリットを有するの検出スリッ
ト上に微小角傾けて結像させてモワレ縞を発生し、この
モワレ縞を受光し試料面の前記絢小レンズに対する距離
を検出する検出手段と、その検出信号に従い前記縮小レ
ンズと前記試料面との距離をl!l!!整するvI4整
手段とを設け、試料面が縮小レンズの焦点距離に位置し
たときの前記モワレ縞の結像を前記検出手段に記憶し、
該試料面が焦点距離から移動した場合、該検出手段によ
ル検出した検出信号が記憶された結像信号と一致するよ
うに前記調整手段により、該試料面を前記焦点距離に調
整するようKした焦点合せ装置を特徴とし友ものである
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明するO まず、本実施例の概要を説明する〇 第1図に示すように1照射手段100の光源6から出九
光束はスリット8を通り、ウエノ・等の試料面2に斜め
から照射し、この試料面2から反射する。検出手段10
1はこの反射光束を検出スリット15上に結像する。こ
の検出スリット13を第2図に示すように、微小角Ij
eだけ傾けると同図に示すようなモワレ縞20が生ずる
。このモワレ縞20を第1図の対物レンズ151Cよ)
拡大し、受光素子17例えばエリア形、又はリニア形光
センサに結像させ、とのモワレ縞20の像を検出するよ
うにする■調整手段102は、検出され友信号に従い試
料2を載置するテーブル4の矢印り方向(縮小レンズ1
の軸方向)への移動量をpl整するO 以上の構成によ〕、予め縮小レンズ1に対する試料面2
が焦点距離に保持され几とき、受光素子17上のモワレ
縞20のgRを記憶しておき、この位置から試料2がメ
したときテーブル4を移動させて焦点合せを行っている
◇従って高精度の焦点合せが可能となる〇 次に、本実施例を更に詳しく説明する。
第1図に示すように、1は縮小露光装置の縮小レンズで
う夛、この縮小レンズ1に対向してウェハ等の試料2を
載置するテーブル4が設けられている。この試料2μ縮
小レンズ10光軸に対して直交する平面上にあり、試料
2は公知のウェハチャック5を介してテーブル4上に保
持されている。
照射手段100は、光源6から出る光束を拡大レンズ7
によ)拡大しスリット8に入射する。スリット8には第
2図に示すように開口部8a、$jへい部8bがWのピ
ッチで複数個平行に格子状に形成されている。このスリ
ット8t−略垂直に通過した光束は格子像となってレン
ズ9t−通シ、鏡10から反射されて試料表?102(
ウェハ)上に斜めに照射される。一方テーブル4はモー
タ5により縮小レンズ1の方向に離隔接近可能になって
いる・試料2の表面から反射した格子像の光束は検出手
段1010入射用の鏡11及びレンズ12を通シ、検出
スリット15に略垂直に投影される。この検出スリット
13は第2図に示すように開ロ$13aト遮へい部15
bがWのピッチで複数偽平行に形成されている。前記ス
リット8と同形の検出スリット15は第2図に示すよう
に、スリット8の投影する格子像の光束の長平方向に対
して角度θだけ傾いている。従って、格子像の光束と検
出スリット15の開口部13aとはモワレ縞20’i発
生させ、そのピッチWはW=w/25in(#/2)と
なp1−が充分小さい場合(Iはラジアン)W=w/1
の近似式が成立する。これはモワレ縞2oの間隔Wがこ
れらスリットのピッチWを1/#(#<<1)倍したも
のに1′!ぼ等しい。
ここで鏡10から試料表面2上に照射されろ光束は試料
表?i]2とψの傾き角をなすので、試料表面2から、
反射する光束は纂2図に示すように横力向に格子像が拡
がる、その拡がシ量はSin 2ψ/sinψ倍となっ
ている。従って、同図に示すように試料表面2が距離l
だけ縮小レンズ1から軸方向に移動すると、鏡11から
出る反射格子像の光束はb L =(ain 2ψ/s
inψ)−/だけ横に移動する。ここでL=Wとなると
モワレ縞20は距離W移動する。
次に1スリツト8の格子状の光束と検出スリット15と
の作るモワレ縞2oの映像は検出スリット13の膏後光
軸上に設けられた対物レンズ15により拡大され、拡大
されたモワレ縞2oは受光素子17に結像される。14
は検出スリット13と対物レンズ15との中に介在する
圧縮用レンズであり、16は受光素子17前面に設けら
れた圧縮用レンズである◎受光素子17はリニアセンサ
であるがエリアセンサを使用することもできる。
第3図に示すように、スリット8の形状を18で示す範
囲だとすると、試料面2上では横方向に拡大されて19
で示す広い範囲となる。次にこの反射光を検出スリット
15に投射して作られるモワレ縞は20で示す範囲とな
るが、この範囲20は対物レンズ15の視野よシ大きく
逸脱する光束ができるため、圧縮レンズ14で縦方向に
縮小圧縮し21で示す範囲として対物レンズ15に入射
する。さらに対物レンズ15で全方向に拡大され九モワ
レ縞はそのtまでは受光素子17としてのエリア形セン
サに入力きれないため、今度は圧縮用レンズ16で横方
向に縮小圧縮して範囲22として全光束を入射させる。
次に、調整手段102は前記の受光素子17と、この受
光素子から充電変換された映像信号を入力する検出器1
05と、この検出器105からの差信号を入力しモータ
5に駆動信号を発生する指令器104とから構成されて
いる◇検出器13内のメモリには、縮小レンズ1に対し
て試料面2が焦点位置にあるときの基準モワレ縞の映像
信号が記憶されている。
上記の構成により、スリット8を通過した格子儂の光束
はウェハ等の試料7ili2から反射し、試料面2が縮
小レンズIK対する所定の焦点位置から移動すると、検
出スリット13を出てモワレ縞Zを作った光束像は増大
されて移動する。ウェハ等の試料2を無光のため交換す
る場合にテーブル4を縮小レンズ1から離した後再度焦
点合せをするからである0又スリツト8と検出スリット
13との作る明暗のモワレ縞20は、一般に格子を作る
これらエリア)8,13の相対移動に較べて大きく移動
する◇ この装置において扛スリッ)8.13は固定となってい
るが反射面である試料面2の上下移動が前述したように
拡大されてスリット8の移動となって検出スリット13
上に投射され移動し九モワレ縞20が作られる。
従りて、検出器105に記憶され次基準モワレ縞20の
映像信号と試料2交換後におけるモワレ縞の映像信号と
が検出器105により比較される。
もしこれらの映像信号が互いにズしてい九場合には、こ
の時ズレの方向性も判別されるので、指令器104によ
りモータ5が駆動されテーブル4を所定方向に移動する
。縮小レンズ1に対する試料面2が焦点位置に合うと、
前記モワレ縞20の映像信号が一致し、七〜り5は停止
しテーブル4とともにウェハ等試料2も焦点位置に停止
され、縮小レンズ1によるウェハ上への縮小露光が行な
われる。
第4図に示すよりに、2本以上の開口部を肩するスリッ
ト8の格子像の光束19を面範囲として試料1lkI2
上に投射し、これら格子像と検出スリット13とにより
モワレ縞を作ることにより、試料面2が段差部を有する
場合(イ)もしくは反シの形状(ロ)でろっても、試料
面2に関する平均化し良熱点位置が設定できるため従来
の装置に較べて高装置の焦点合せが可能となる。
本実施例扛、上述のようにウェハ等の試料面に多数のス
リット(格子儂)を投影して、投影するスリットと同形
で微小角回動させ几他方の検出スリットに、反射格子儂
を投射しモワレ縞を発生させる。このモワレ縞の移動量
を検出するようにした焦点合せ装置とじ7を次め、ウェ
ハ等の表面形状を平均化して検出でき、ウェハ等の表面
形状Kかかわらず安定した高精度の検出、焦点位置合せ
か可能となる◎又従来のような振動源かなく電気的に動
作される比誤差発生要因が少なく、安定した焦点合せが
行われる。
なお、検出スリットの代わシに、格子蛍の結偉位置に2
次元固体アレイセンサを設置すれは、同様にモワレ縞を
発生させることができ同様な効果か得られる。
〔発明の効果〕
以上の説明によって明らかのように、本発明によれは±
12μm以下の高n度の焦点合せが可能となシ、また、
ウェハ表面のパターンの形状に影41t−受けにくい焦
点合<が司能となる。したがりて高屏像で歩留夛向上の
よい露光ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発F!AK係る焦点合せ装置の構成図、第2
図はモワレ縞の発生原理−1第5図はスリット(格子)
像の各位置における大きさを示す構成図、第4図は多数
スリットが試料面に投射される説BA図である。 1・・・趣小レンズ   2・・・ウェハ(試料)4・
・・テーブル    5・・・モータ6・・・光源  
    8・・・スリット9.12・・・レンズ  1
0.11・・・鏡15・・・検出スリット 14.16
・・・圧總用レンズ15・・・対物レンズ  17・・
・受光素子20・・・モワレ縞   100・・・照射
手段101・・・検出手段  102・・・vI4整手
段。 第1図 zX ず3図 す4図 (イ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  露光用の縮小レンズに対向して設けられウェハ等の試
    料が載置されるテーブルと、この試料面に斜めから複数
    のスリット像をなす光束を照射する照射手段と、これら
    光束の反射光が投射されてモワレ縞を発生させる複数の
    スリットを有する検出スリットと、このモワレ縞を受光
    し前記試料面の前記縮小レンズに対する距離を検出する
    検出手段と、その検出信号に従い該距離を前記テーブル
    を移動して調整する調整手段とを備え、前記試料面が前
    記縮小レンズの焦点距離に位置したときの前記モワレ縞
    の映像を前記検出手段に記憶し、前記試料面が該焦点距
    離から移動した場合、前記検出手段により検出した検出
    信号が該記憶された映像信号と一致するように前記調整
    手段により、前記試料面を該焦点距離に調整するように
    した焦点合せ装置。
JP59238348A 1984-11-14 1984-11-14 焦点合せ装置 Pending JPS61117831A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59238348A JPS61117831A (ja) 1984-11-14 1984-11-14 焦点合せ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59238348A JPS61117831A (ja) 1984-11-14 1984-11-14 焦点合せ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61117831A true JPS61117831A (ja) 1986-06-05

Family

ID=17028861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59238348A Pending JPS61117831A (ja) 1984-11-14 1984-11-14 焦点合せ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61117831A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997037267A1 (en) * 1996-04-03 1997-10-09 Mrs Technology, Inc. Lens focus shift sensor
CN104965395A (zh) * 2015-07-21 2015-10-07 合肥芯硕半导体有限公司 一种用于光刻直写系统的混合调焦装置
CN105466359A (zh) * 2015-12-30 2016-04-06 中国科学院微电子研究所 一种精密面型测量装置
CN108106561A (zh) * 2016-11-25 2018-06-01 上海微电子装备(集团)股份有限公司 线扫描表面形貌测量装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997037267A1 (en) * 1996-04-03 1997-10-09 Mrs Technology, Inc. Lens focus shift sensor
US5991004A (en) * 1996-04-03 1999-11-23 Mrs Technology, Inc. Lens focus shift sensor
CN104965395A (zh) * 2015-07-21 2015-10-07 合肥芯硕半导体有限公司 一种用于光刻直写系统的混合调焦装置
CN105466359A (zh) * 2015-12-30 2016-04-06 中国科学院微电子研究所 一种精密面型测量装置
CN108106561A (zh) * 2016-11-25 2018-06-01 上海微电子装备(集团)股份有限公司 线扫描表面形貌测量装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4356392A (en) Optical imaging system provided with an opto-electronic detection system for determining a deviation between the image plane of the imaging system and a second plane on which an image is to be formed
US4636626A (en) Apparatus for aligning mask and wafer used in semiconductor circuit element fabrication
JP2001512237A5 (ja)
JP3227106B2 (ja) 内径測定方法および内径測定装置
US6088083A (en) Optical image recording arrangement and method of using the same
JP3509088B2 (ja) 3次元形状計測用光学装置
JPS61117831A (ja) 焦点合せ装置
US4708484A (en) Projection alignment method and apparatus
JPS6161178B2 (ja)
KR100334636B1 (ko) 노출된 시료의 표면 상에 부분적인 불균일이 있는 경우에도 고도로 정밀한 노출을 할 수 있는 대전 입자빔 노출 장치 및 노출 방법
JPS61128522A (ja) 焦点合せ装置
JP3048895B2 (ja) 近接露光に適用される位置検出方法
JP2003083723A (ja) 3次元形状測定光学系
JP3101582B2 (ja) 斜光軸光学系を用いた位置検出装置及び方法
JPS6174338A (ja) 縮小投影露光装置およびその方法
JPH07234527A (ja) 露光方法
JPH1138298A (ja) 光学系調整方法
JPH11201719A (ja) 位置測定装置及びレーザ加工装置
JPH01164031A (ja) アライメント装置
US4685805A (en) Small gap measuring apparatus
JPH0739955B2 (ja) 表面変位検出装置
JP2004317480A (ja) 角度測定装置及び光ピックアップレンズの傾き測定装置
JPH1138299A (ja) 共焦点光学系の調整方法
JP2636017B2 (ja) 傾き検出ヘッド
JP3344370B2 (ja) 高精度パターンの外観検査装置及びその検査方法