JPS6117904A - パタ−ン検出装置 - Google Patents

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、ＬＳＩ等の製造に使用されるウェーハ等の試
料位置を計測するパターン検出装置に関するものである
。

〔発明の背景〕

ウェーハ上にパターンを形成する露光装置において、ウ
ェーハの位置を求めるための位置検出信号を、高速にお
つ高分解能、高精度で取り込むためには、すでに著者ら
が出願しているような、試料を移動して固定スリット上
に拡大像を走査する手段が有効である（参照：特開昭５
８−１９３５４７号）。

ところが、該検出手段では、ひとつの拡大光学系により
得られる拡大像をスリットの長手方向と直角方向に走査
して、スリット通過光の明暗の変化を検出信号とするた
め、１軸方向の検出しかできず、異なる２方向の位置を
検出するためには、２組の拡大光学系が必要であり、構
成が複雑になるという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、かかる点に着目し、装置構成の藺素化
のために、ひとつの拡大光学系を用いるだけで、異なる
２方向の位置を検出できるパターン検出装置を提供する
ことにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明では、拡大光学系の
結像面に２軸スリットを設け、試料をＸ。

ｙどちらの方向に移動させて拡大像を走査しても、スリ
ット通過光の明暗の変化がそれぞれの走査方向の検出信
号となるように構成したものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を用いて詳細に説明する。

第１図は、ウェーハ等の試料上に形成されているパター
ン位置を計測するための本発明の一実施例を示したもの
である。本発明の検出装置は、試料１を載せたＸ、　Ｙ
ステージ４の位置を計測するレーザ測長系１２．試料上
のパターン３の拡大像を形成するための拡大光学系７．
および十字スリット８を基本構成としている。試料１上
の特定領域２内に含まれるＬ字型の位置検出パターン３
は、光源５により照明される。その反射光は、ハーフミ
ラ−６、拡大光学系７を通して、十字スリット８上にＬ
型のパターン３の拡大像を形成する。

一方、スリット８の通過光は、光電変換素子９゜アンプ
１０により電気信号に変換され、さらに、ステージ４の
移動に伴ってレーザ測長系１２が発生する出力パルスを
タイミングとしてＡ／Ｄ変換し、デジタル信号として記
憶回路１３に格納される。このとき、ステージは、たと
えば第２図（Ａ）に示すように、まずＸ方向に移動させ
て、Ｌ型パターン３の拡大像のうちのＸ方向パターン１
４を、十字スリット８上で矢印１８に示す向きに移動さ
せる。所定量移動した後、第２図（Ｂ）に示すように、
ひきつづきステージをＸ方向に移動させて、Ｌ型パター
ン３の拡大像のうちＸ方向パターン１５を十字スリット
８上で矢印１９の向きに移動させる。十字スリット８は
、スリット１６およびスリット１７で構成されているの
で、検出信号は、各々スリット１６．１７の通過光強度
の和として表ねされる。

したがって、第３図に示すように、縦軸に信号強度、横
軸に記憶回路１３のアドレス、すなわちステージ移動量
をとると、Ｘ方向の検出信号は、スリット１６の通過光
強度成分２３とスリット１７の通過光強度成分２４の和
として、領域２０に示す範囲で得られる。同様にしてＸ
方向の検出信号は、スリット１６の通過光強度成分２６
とスリット１７の通過光強度成分２５との和として、領
域２１に示す範囲で得られる。該検出信号は記憶回路１
３にデジタル値で格納されているので、デジタル信号処
理部３０による演算処理により、Ｘｅ’／方向のパター
ン位置がそれぞれ、記憶回路１３の原点からのアドレス
として求められる。

第３図において、パターン部による信号変化を表わすレ
ベルは、領域２０における２３の成分、および領域２１
における２５の成分である。したがって、信号変化レベ
ルは検出信号レベルの１／２以下である。そこで、本発
明では、更に、第４図に示すように、所望の負の電気信
号を発生させる回路３０を設け、該電気信号を光電変換
素子９およびアンプ１０を経た電気信号に加算部３１で
加算し、加算結果をＡ／Ｄ変換器１１へ入力するように
した。この結果、記憶回路１３に格納される信号は、第
３図の信号成分からレベル２４および２６が差引かれた
信号となり、みかけ上のコントラストが単一スリットに
より得られる信号のコントラストと同等なものとするこ
とができる。

なお、本実施例では、十字スリット８およびＬ型パター
ン３を用いたが、これらスリットやパターンは２軸方向
に線分を有するものであれば、特に実施例で示した形状
をなしていなくても全く同等の効果が得られる。上記実
施例では、試料１を載せたｘＹステージ４を２方向に移
動させているが、パターン３および十字スリット８の２
軸の線分を、ＸＹステージ４の移動方向と平行、垂直以
外の所定の角度で形成しておけば、ＸＹステージ４の移
動を一方向としても上記実施例と同様に２軸の電気的出
力が得られる。また、第１図に示すパターン３と十字ス
リット８の間の結像光学系の途中に一定速度で回転する
回転ミラーを設けて、パターン３の像をスリット８」二
でスリット軸に対して平行、垂直以外の所定の角度をな
す方向に走査し、一方、一定時間ごとにパルスを発生す
る手段を設けて、このパルスを基準としてスリット通過
光を電気的にとり出すように構成しても、前記実施例と
同様に第３図に示すような２軸方向の電気的出力が得ら
れる。

〔発明の効果〕

以−ヒのように、本発明によれば、１個の拡大光学系を
備えるだけで試料の異なる２方向の位置が計測でき、２
軸検出器の光学系の構成が簡素化された。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例になる位置検出装置の構成
を示す図、第２図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ十字スリッ
ト上での拡大像の移動方向を示す図、第３図は得られる
検出信号を示す図、第４図はスリット通過光の光電変換
信号に所望の電気信号を加算する回路を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、位置を測定すべき試料の投影像を形成する手段と、
   該投影像を移動する手段と、該移動量に応じて基準パル
   スを発生する手段と、異なる２方向のスリットに同時に
   試料からの反射光が入射するように構成した固定された
   ２軸スリットとを設け、該基準パルス発生手段の出力パ
   ルスに応じて、２軸スリット通過光の明暗の変化を電気
   的にとり出すように構成することを特徴とするパターン
   検出装置。 ２、前記投影像移動手段として、試料を移動させる手段
   を設け、該移動量を計測して計測量に応じて基準パルス
   を発生する手段を設けることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のパターン検出装置。 ３、前記試料の投影像を形成する手段の中に一定速度で
   回転する回転ミラーを設けた投影像移動手段と、一定時
   間ごとに基準パルスを発生する手段とを設けることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のパターン検出装置
   。 ４、前記２軸スリットの通過光を電気的にとり出す際に
   、該電気的出力に一定値あるいは可変の電気信号を加算
   し、加算結果を電気的出力としてとり出す如く構成した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のパターン
   検出装置。