JPS61258423A - 自動焦点合わせ装置 - Google Patents
自動焦点合わせ装置Info
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- JPS61258423A JPS61258423A JP60099511A JP9951185A JPS61258423A JP S61258423 A JPS61258423 A JP S61258423A JP 60099511 A JP60099511 A JP 60099511A JP 9951185 A JP9951185 A JP 9951185A JP S61258423 A JPS61258423 A JP S61258423A
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- nozzles
- air
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- 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
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7023—Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
- G03F9/7026—Focusing
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/30—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
- G02B7/32—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line using active means, e.g. light emitter
-
- 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
- G03F7/20—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
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- G03F9/7049—Technique, e.g. interferometric
- G03F9/7053—Non-optical, e.g. mechanical, capacitive, using an electron beam, acoustic or thermal waves
- G03F9/7057—Gas flow, e.g. for focusing, leveling or gap setting
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
“本発明は、ＩＣ，ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の半導体回路素
子製造用の投影焼付装置に適用される自動焦点合わせ装
置に関し、特にマスクの一部の像または全体の像をウェ
ハ上に形成する結像光学系に対し、マスクとウェハを所
定の位置に、精度よく位置合わせするに先立ち、投影光
学系の結像面と物体面との距離を最適に検出する自動焦
点合わせ装置に関する。
子製造用の投影焼付装置に適用される自動焦点合わせ装
置に関し、特にマスクの一部の像または全体の像をウェ
ハ上に形成する結像光学系に対し、マスクとウェハを所
定の位置に、精度よく位置合わせするに先立ち、投影光
学系の結像面と物体面との距離を最適に検出する自動焦
点合わせ装置に関する。
［従来技術の説明］
半導体回路素子はその算出パターンの最小寸法が微細化
しており、このため投影焼付装置においても高い分解能
が必要とされる。高い分解能を得るためには、マスクお
よびウェハを結像光学系の互に共役な光学基準面位置に
、正確に位置決めしなければならない。
しており、このため投影焼付装置においても高い分解能
が必要とされる。高い分解能を得るためには、マスクお
よびウェハを結像光学系の互に共役な光学基準面位置に
、正確に位置決めしなければならない。
第２図は、従来例であり本発明の適用対象例でもある投
影焼付装置の縮少投影レンズおよびエアマイクロセンサ
部分の断面図である。同図において、１は縮少投影レン
ズ、２〜５はエアマイクロセンサ（以下、エアセンサと
いう。）のノズル、６はウェハである。第２図において
、エアセンサノズルは２と４のみが現われているが、第
４図に示すように２〜５の４本が設けられている。エア
センサ２〜５によるウェハ６の表面までの距離の測定は
、図示しないマイクロプロセッサにより制御されている
。
影焼付装置の縮少投影レンズおよびエアマイクロセンサ
部分の断面図である。同図において、１は縮少投影レン
ズ、２〜５はエアマイクロセンサ（以下、エアセンサと
いう。）のノズル、６はウェハである。第２図において
、エアセンサノズルは２と４のみが現われているが、第
４図に示すように２〜５の４本が設けられている。エア
センサ２〜５によるウェハ６の表面までの距離の測定は
、図示しないマイクロプロセッサにより制御されている
。
第２図に示すように、縮小投影レンズ端面からウェハ表
面までの距離を測定するためにはエアセンサを使用する
ことが多い。エアセンサのノズルは、例えば縮小投影レ
ンズの周囲に４本取り付けられており、ウェハが上下す
ることによりそれらのノズルから吹き出す空気の流量ま
たは圧力の変化が起きる。本来、空気は流体であるから
、その圧力の変化は直ちにエアセンサには伝わらない。
面までの距離を測定するためにはエアセンサを使用する
ことが多い。エアセンサのノズルは、例えば縮小投影レ
ンズの周囲に４本取り付けられており、ウェハが上下す
ることによりそれらのノズルから吹き出す空気の流量ま
たは圧力の変化が起きる。本来、空気は流体であるから
、その圧力の変化は直ちにエアセンサには伝わらない。
第３図に、エアセンサの構造を示す。同図において、そ
の圧力の変化は、管路９を伝わりダイヤフラム８を通し
て差動トランス７から電気信号として出力される。ダイ
ヤフラム８が落ち着き、さらにノズルから吹き出す空気
の流量が一定になると、エアセンサの出力電圧も次第に
安定する。従来はエアセンサの安定時期を無視して、−
律の遅延（ディレィ）時間後に計測を行なっていたため
、各ショット位置によっては、計測を行なうタイミング
が早すぎたり、または、遅すぎたりすることがあった。
の圧力の変化は、管路９を伝わりダイヤフラム８を通し
て差動トランス７から電気信号として出力される。ダイ
ヤフラム８が落ち着き、さらにノズルから吹き出す空気
の流量が一定になると、エアセンサの出力電圧も次第に
安定する。従来はエアセンサの安定時期を無視して、−
律の遅延（ディレィ）時間後に計測を行なっていたため
、各ショット位置によっては、計測を行なうタイミング
が早すぎたり、または、遅すぎたりすることがあった。
すなわち、計測が早すぎる場合はエアセンサの出力電圧
が安定する前に計測してしまうので、計測値の精度が悪
くなり、逆に計測が遅すぎる場合は無駄な時間がかかる
ため、投影焼付装置としてのスループットを落とすとい
う欠点があった。
が安定する前に計測してしまうので、計測値の精度が悪
くなり、逆に計測が遅すぎる場合は無駄な時間がかかる
ため、投影焼付装置としてのスループットを落とすとい
う欠点があった。
［発明の目的］
本発明は、上述の従来形の問題点、および、特にスルー
プットを向上させることに鑑み、自動焦点合わせ装置に
おいて、投影光学系の結像面とウェハ等平板状物体の物
体面との距離を測定するエアセンサ等位置検知手段から
の出力が安定する前に測定した測定値から、位置情報を
予測するという構想に基づき、その予測値を基にウェハ
等を焦点位置に、精度よく、しかもより短い時間で位置
合わせする自動焦点合わせ装置を提供することを目的と
する。
プットを向上させることに鑑み、自動焦点合わせ装置に
おいて、投影光学系の結像面とウェハ等平板状物体の物
体面との距離を測定するエアセンサ等位置検知手段から
の出力が安定する前に測定した測定値から、位置情報を
予測するという構想に基づき、その予測値を基にウェハ
等を焦点位置に、精度よく、しかもより短い時間で位置
合わせする自動焦点合わせ装置を提供することを目的と
する。
［発明の算出］
以下、図面に従って本発明の詳細な説明する。
第４図は、縮小投影レンズ１とエアセンサのノズルおよ
びウェハ６の上面図を示す。２〜５は縮小投影レンズに
取付けられた４ケのエアセンサのノズルであり、ウェハ
６の表面までの距離を測定している。ノズル２〜５で測
定した縮小投影レンズの端面からウェハ６の表面までの
距離を各々ｄｌ 、ｄ２ 、ｄ３ 、ｄ４とすると、そ
の平均距離は （ｄｌ ＋ｄ２ ＋ｄ３ ＋ｄ４ ）／４とな
る。所定の縮小投影レンズ１の結像面位置と縮小投影レ
ンズ１の端面間の距離をｄＯとすると、結像面位置にウ
ェハを移動させるのにはΔｄ＝ｄｏ−（ｄｌ ＋ｄ２
＋ｄ３ ＋ｄ４ ）／４なる量Δｄだけウェハ６を移動
させれば良い。この結果、ウェハの平均面が結像面位置
となる。
びウェハ６の上面図を示す。２〜５は縮小投影レンズに
取付けられた４ケのエアセンサのノズルであり、ウェハ
６の表面までの距離を測定している。ノズル２〜５で測
定した縮小投影レンズの端面からウェハ６の表面までの
距離を各々ｄｌ 、ｄ２ 、ｄ３ 、ｄ４とすると、そ
の平均距離は （ｄｌ ＋ｄ２ ＋ｄ３ ＋ｄ４ ）／４とな
る。所定の縮小投影レンズ１の結像面位置と縮小投影レ
ンズ１の端面間の距離をｄＯとすると、結像面位置にウ
ェハを移動させるのにはΔｄ＝ｄｏ−（ｄｌ ＋ｄ２
＋ｄ３ ＋ｄ４ ）／４なる量Δｄだけウェハ６を移動
させれば良い。この結果、ウェハの平均面が結像面位置
となる。
第５図は、ウェハ６上のショット配列、縮小投影レンズ
１およびエアセンサノズル２〜５の配置を示した図であ
る。同図において、Ｐ、Ｑ、Ｒで示した領域は１シヨツ
トで露光されるパターン領域である。ステップアンドリ
ピートタイプの投影焼付装置は、このように、ウェハ６
をＸＹ軸方向にステップ移動させて分割焼付を行なう。
１およびエアセンサノズル２〜５の配置を示した図であ
る。同図において、Ｐ、Ｑ、Ｒで示した領域は１シヨツ
トで露光されるパターン領域である。ステップアンドリ
ピートタイプの投影焼付装置は、このように、ウェハ６
をＸＹ軸方向にステップ移動させて分割焼付を行なう。
ところで、領域Ｑを焼付ける場合、ウェハ６に対して縮
小投影レンズ１およびエアセンサノズル２〜５は図のよ
うに位置しているので、エアセンサノズル３．４および
５はウェハ表面位置を検知測定できるが、エアセンサノ
ズル２はウェハ表面位置を検知測定できない。そこで、
測定を制御するマイクロブ０セツサは、エアセンサノズ
ル３．４および５の測定値ｄ２ 、ｄ３およびｄ４の値
を取り出し平均して、ウェハ６までの平均距離を （ｄ２ ＋ｄ３ ＋ｄ４ ）／３ として算出する。焦点位置合わせは、この算出値を基に
行なわれる。
小投影レンズ１およびエアセンサノズル２〜５は図のよ
うに位置しているので、エアセンサノズル３．４および
５はウェハ表面位置を検知測定できるが、エアセンサノ
ズル２はウェハ表面位置を検知測定できない。そこで、
測定を制御するマイクロブ０セツサは、エアセンサノズ
ル３．４および５の測定値ｄ２ 、ｄ３およびｄ４の値
を取り出し平均して、ウェハ６までの平均距離を （ｄ２ ＋ｄ３ ＋ｄ４ ）／３ として算出する。焦点位置合わせは、この算出値を基に
行なわれる。
第６図は、第５図と同様なウェハ上面図である。
同図において、領域Ｓを焼きつける場合、ウェハ６に対
して縮少投影レンズ１、エアセンサノズル２〜５は図の
ように位置しているのでエアセンサノズル２〜５はすべ
てウェハ表面を検知測定できる。そこで測定を制御する
プロセッサはエアセンサノズル２〜５の測定値ｄ１〜ｄ
４の値をすべて取り出し平均して、ウェハ６までの平均
距離を（ｄｌ ＋ｄ２ ＋ｄ３ ＋ｄ４ ）／４として
算出する。各ショット位置におけるエアセンサノズルの
有効／無効情報は、本体装置の操作を制御しているコン
ソールで計算処理される。
して縮少投影レンズ１、エアセンサノズル２〜５は図の
ように位置しているのでエアセンサノズル２〜５はすべ
てウェハ表面を検知測定できる。そこで測定を制御する
プロセッサはエアセンサノズル２〜５の測定値ｄ１〜ｄ
４の値をすべて取り出し平均して、ウェハ６までの平均
距離を（ｄｌ ＋ｄ２ ＋ｄ３ ＋ｄ４ ）／４として
算出する。各ショット位置におけるエアセンサノズルの
有効／無効情報は、本体装置の操作を制御しているコン
ソールで計算処理される。
次に、各ショット間におけるエアセンサの追従波形につ
いて説明する。第５図において、Ｑの露光終了時にはエ
アセンサノズル２が測定不能であったが、Ｒの露光パタ
ーン領域の露光を行なう場合、エアセンサノズル２は測
定可能となる。ウェハ６が移動して、次の露光領域Ｒが
縮小投影レンズ１の下に位置すると、新たにエアセンサ
でウェハ６までの距離を測定する。
いて説明する。第５図において、Ｑの露光終了時にはエ
アセンサノズル２が測定不能であったが、Ｒの露光パタ
ーン領域の露光を行なう場合、エアセンサノズル２は測
定可能となる。ウェハ６が移動して、次の露光領域Ｒが
縮小投影レンズ１の下に位置すると、新たにエアセンサ
でウェハ６までの距離を測定する。
第７図は、このときの出力電圧波形、すなわちエアセン
サノズル２の下にウェハが入り込む際の、エアセンサ２
の出力電圧の波形である。時刻０でウェハをのせたＸＹ
ステージがステップ移動を開始し、そのときの出力電圧
はＶＢ２である。エアセンサは時刻ｔ６０で応答を開始
し、ＸＹステージの移動は時刻ｔ６１で完了する。エア
センサの出力電圧は、やがて時刻ｔ６３で安定時期に入
り、その安定時期における出力電圧はＶＳ２となる。Ｘ
Ｙステージが移動完了後エアセンサの出力電圧が安定す
るまでの時間は（ｔ ６３− ｔ ６１）秒となる。従
って、ＸＹステージの移動が完了して（ｔ ６３− ｔ
６１）秒後に計測を行なうと、正しい計測値Ｖ６３が
得られる。従来、各ショットでＸＹステージ移動完了後
は、−律にｔ秒優に計測値Ｖ６２を得ていたため、その
計測値は正確な計測値から、（ＶＳ２−ＶＳ２）だけず
れてしまっていた。
サノズル２の下にウェハが入り込む際の、エアセンサ２
の出力電圧の波形である。時刻０でウェハをのせたＸＹ
ステージがステップ移動を開始し、そのときの出力電圧
はＶＢ２である。エアセンサは時刻ｔ６０で応答を開始
し、ＸＹステージの移動は時刻ｔ６１で完了する。エア
センサの出力電圧は、やがて時刻ｔ６３で安定時期に入
り、その安定時期における出力電圧はＶＳ２となる。Ｘ
Ｙステージが移動完了後エアセンサの出力電圧が安定す
るまでの時間は（ｔ ６３− ｔ ６１）秒となる。従
って、ＸＹステージの移動が完了して（ｔ ６３− ｔ
６１）秒後に計測を行なうと、正しい計測値Ｖ６３が
得られる。従来、各ショットでＸＹステージ移動完了後
は、−律にｔ秒優に計測値Ｖ６２を得ていたため、その
計測値は正確な計測値から、（ＶＳ２−ＶＳ２）だけず
れてしまっていた。
次に、第６因に示す領域Ｓを焼付ける場合、ウェハ６に
対して縮小投影レンズ１およびエアセンサノズル２〜５
は図のように位置しているので、エアセンサノズル２〜
５はすべてのウェハ表面位置を検知測定できる。ウェハ
６が移動して露光領域Ｔが縮小投影レンズ１の下に位置
すると、エアセンサでウェハ６の表面までの距離を測定
する。
対して縮小投影レンズ１およびエアセンサノズル２〜５
は図のように位置しているので、エアセンサノズル２〜
５はすべてのウェハ表面位置を検知測定できる。ウェハ
６が移動して露光領域Ｔが縮小投影レンズ１の下に位置
すると、エアセンサでウェハ６の表面までの距離を測定
する。
第８図は、このときウェハが移動を始めてからのエアセ
ンサの出力電圧の波形である。時刻０でＸＹステージが
移動を開始し、そのときのエアセンサの出力電圧はＶ７
１である。エアセンサは時刻ｔ７０で応答を開始し、ｘ
Ｙステージの移動は時刻ｔ７１で完了する。エアセンサ
の出力電圧は、やがて時刻ｔ７３で安定時期に入り、そ
の安定時期における出力電圧はＶ７２となる。ＸＹステ
ージが移動完了後、エアセンサの出力電圧が安定するま
での時間は（ｔ ７３− ｔ ７１）秒となる。従って
、ＸＹステージの移動が完了して（ｔ ７３− ｔ ７
１）秒後に計測を行なうと、正しい計測値Ｖ７２が得ら
れる。従来は、ＸＹステージの移動を完了して一定時間
を秒後に計測値Ｖ７２を得ている。そのときのＶ７２は
、エアセンサの正しい計測値ではあるが、出力電圧が安
定後（ｔ７１＋ｔ−ｔ７３）秒経過しているので、無駄
な時間を生じる。このことは、投影焼付装置としてのス
ルーブツトを落とす原因となっている。
ンサの出力電圧の波形である。時刻０でＸＹステージが
移動を開始し、そのときのエアセンサの出力電圧はＶ７
１である。エアセンサは時刻ｔ７０で応答を開始し、ｘ
Ｙステージの移動は時刻ｔ７１で完了する。エアセンサ
の出力電圧は、やがて時刻ｔ７３で安定時期に入り、そ
の安定時期における出力電圧はＶ７２となる。ＸＹステ
ージが移動完了後、エアセンサの出力電圧が安定するま
での時間は（ｔ ７３− ｔ ７１）秒となる。従って
、ＸＹステージの移動が完了して（ｔ ７３− ｔ ７
１）秒後に計測を行なうと、正しい計測値Ｖ７２が得ら
れる。従来は、ＸＹステージの移動を完了して一定時間
を秒後に計測値Ｖ７２を得ている。そのときのＶ７２は
、エアセンサの正しい計測値ではあるが、出力電圧が安
定後（ｔ７１＋ｔ−ｔ７３）秒経過しているので、無駄
な時間を生じる。このことは、投影焼付装置としてのス
ルーブツトを落とす原因となっている。
ただし、ウェハの形状、ＸＹステージの送り精度および
その他の原因が、エアセンサの出力電圧に影響を与える
ため、各ショットで出力電圧が安定するまでの時間は異
なる。例えば、実験的に、ある種のエアマイクロセンサ
ではノズルがウェハからはずれたショット位置から入り
込んできたとき、安定するまでの時間は０．５〜０．６
秒であり、ノズルがはずれないショット位置の場合は０
．１〜０．２秒かかることが知られている。これらのこ
とから、例えば、ノズルがウェハからはずれたショット
位置から入り込んできたときは、測定時点ま゛での遅延
（ディレィ）時間を、−律に０．６秒に設定し、ノズル
がウェハ上をはずれない移動の場合は、ディレィ時間を
一律に０．２秒に設定することにより、安定したエアセ
ンサの出力電圧計測値を得ることができることがわかる
。
その他の原因が、エアセンサの出力電圧に影響を与える
ため、各ショットで出力電圧が安定するまでの時間は異
なる。例えば、実験的に、ある種のエアマイクロセンサ
ではノズルがウェハからはずれたショット位置から入り
込んできたとき、安定するまでの時間は０．５〜０．６
秒であり、ノズルがはずれないショット位置の場合は０
．１〜０．２秒かかることが知られている。これらのこ
とから、例えば、ノズルがウェハからはずれたショット
位置から入り込んできたときは、測定時点ま゛での遅延
（ディレィ）時間を、−律に０．６秒に設定し、ノズル
がウェハ上をはずれない移動の場合は、ディレィ時間を
一律に０．２秒に設定することにより、安定したエアセ
ンサの出力電圧計測値を得ることができることがわかる
。
本発明は、投影焼付装置としてのスルーブツトを大幅に
向上させ、さらに位置合わせの精度の向上を可能にする
ものであり、具体的には、ウェハ等の物体のステップ移
動後、エアセンサの出力電圧が安定する前に計測を行な
い、その計測値から出力電圧の安定値を予測し、それを
基に投影光学系の結像面とウェハ面とを位置合わせする
ものである。
向上させ、さらに位置合わせの精度の向上を可能にする
ものであり、具体的には、ウェハ等の物体のステップ移
動後、エアセンサの出力電圧が安定する前に計測を行な
い、その計測値から出力電圧の安定値を予測し、それを
基に投影光学系の結像面とウェハ面とを位置合わせする
ものである。
本発明の概要を示すと、
１）予測関数を決定する。
２）工、アセンサで一定間隔にサンプリングした計測値
を予測関数にあてはめることで予測値を算出する。
を予測関数にあてはめることで予測値を算出する。
第３図に示したエアセンサの構造図において、空気源か
らの高圧の空気はノズル２〜５から吹き出し、その背圧
でダイヤフラム８を膨張、収縮させて出力変位ｙを変化
させる。ノズル２〜５の前のウェハ６が２方向（ウェハ
面に垂直な方向）に変位すると、ノズル２〜５からの吹
き出しの抵抗が変化し、それにつれて、エアセンサの圧
力も変化するので、ダイヤフラム８の出力変位ｙが変化
する。管部およびエアセンサ中の空気の温度Ｔと′
体積Ｖが一定と仮定すれば、この内部の圧力ｐは空気の
質量ｍと気体定数Ｒについて、 ｐＶ＝ｍＲＴ の関係がある。一方、ウェハの２方向の微小変位Ｘに伴
う微小な圧力変化ｐは、空気の吹き出しを質量変化で考
えると線型モデル化が可能で、ｄｍ／ｄ ｔ＝に＋
ｅ Ｘ−に２・Ｉ）ｋ、、に２ ：定数 と書ける。
らの高圧の空気はノズル２〜５から吹き出し、その背圧
でダイヤフラム８を膨張、収縮させて出力変位ｙを変化
させる。ノズル２〜５の前のウェハ６が２方向（ウェハ
面に垂直な方向）に変位すると、ノズル２〜５からの吹
き出しの抵抗が変化し、それにつれて、エアセンサの圧
力も変化するので、ダイヤフラム８の出力変位ｙが変化
する。管部およびエアセンサ中の空気の温度Ｔと′
体積Ｖが一定と仮定すれば、この内部の圧力ｐは空気の
質量ｍと気体定数Ｒについて、 ｐＶ＝ｍＲＴ の関係がある。一方、ウェハの２方向の微小変位Ｘに伴
う微小な圧力変化ｐは、空気の吹き出しを質量変化で考
えると線型モデル化が可能で、ｄｍ／ｄ ｔ＝に＋
ｅ Ｘ−に２・Ｉ）ｋ、、に２ ：定数 と書ける。
ダイヤフラムは圧力の変化に比例して、その出力変位を
変えるから、 Ｖ＝に３・ｐ、に３：定数 と書ける。
変えるから、 Ｖ＝に３・ｐ、に３：定数 と書ける。
以上を整理すれば、入力変位Ｘと出力変位ｙの閤には、
次の線型微分方程式の関係がある。
次の線型微分方程式の関係がある。
ｄｙ／ｄｔ−Ｋ＜ ・Ｘ （ｉ）＋Ｋｓ −”Ｗ （
ｉ）Ｋ４ 、 Ｋｓ ：定数 、 ｔ：時間を示す変
数このことから、予測関数ｙ（ｔ）は、次の指数関数で
書ける。
ｉ）Ｋ４ 、 Ｋｓ ：定数 、 ｔ：時間を示す変
数このことから、予測関数ｙ（ｔ）は、次の指数関数で
書ける。
ｙ（ｔ＞＝Ａ＋８−ｅｘｐ （−Ｃｔ）ただし、Ａ、
ＢおよびＣはパラメータである。
ＢおよびＣはパラメータである。
この予測関数に、実際の測定値をあてはめ、パラメータ
Ａ、ＢおよびＣを決める。そのとき、予測値は、 となる。すなわち、予測値は３点の計測値からＡを算出
することで得られる。ここで、パラメータＣは数多くの
データから一定であることが知られているので、Ｃの値
をエアマイクロセンサ特有の定数としてあらかじめ決定
しておくことができる。
Ａ、ＢおよびＣを決める。そのとき、予測値は、 となる。すなわち、予測値は３点の計測値からＡを算出
することで得られる。ここで、パラメータＣは数多くの
データから一定であることが知られているので、Ｃの値
をエアマイクロセンサ特有の定数としてあらかじめ決定
しておくことができる。
従って、計測値をサンプリングする時点をあらかじめ定
めておけば、指数関数の計算は一切必要でなく、連立方
程式を解くことによりＡとＢを求めることができる。こ
れは、指数関数の計算をしないので計算時間の短縮につ
ながる。たとえば、測定値ｙ（１）およびｙ（２）が得
られたときには、次の連立方程式を解けばＡおよびＢが
得られる。
めておけば、指数関数の計算は一切必要でなく、連立方
程式を解くことによりＡとＢを求めることができる。こ
れは、指数関数の計算をしないので計算時間の短縮につ
ながる。たとえば、測定値ｙ（１）およびｙ（２）が得
られたときには、次の連立方程式を解けばＡおよびＢが
得られる。
ｙ （１） ＝Ａ＋Ｂ−ｅｘｐ （−Ｃ）ｙ （２）
−Ａ＋Ｂ−ｅｘｐ （−２０）ただし、Ｃは定数と
する。
−Ａ＋Ｂ−ｅｘｐ （−２０）ただし、Ｃは定数と
する。
次に、第１図のフローチャートを参照しながら、本実施
例に係る自動焦点合わせ装置の動作を説明する。まず、
ステップアンドリピートの処理に入ると、ｘＹステージ
が次ショット位置へステップ移動しくステップ１０１）
、それが完了する（ステップ１０２）。次に、エアセン
サの計測を行ない、その計測値をｙ（１）としてメモリ
に書き込む（ステップ１０３）。そして、タイマを起動
して（ステップ１０４ ） 、極めて短がい一定時１ｉ
Ｊ ｉ ＋（−数ｍｓ〜十数ｍｓ）経過するまで待機す
る（ステップ１０５）。２回目のエアセンサの計測を行
ない、その計測値をｙ（２）としてメモリに書き込む（
ステップ１０６）。ｙ（１）とｙ（２）より連立方程式
を解き予測値を算出する（ステップ１０１）。さらに、
すべてのノズルに対して、予測値の算出が終了したとき
（ステップ１０８ ） 、予測値の平均値を算出する（
ステップ１ｏ９）。そして、その平均値を基にフォーカ
ス駆動を行ない（ステップｉｉｏ ） 、露光に入る（
ステップ１１１）。これらのステップを１ウエハのすべ
ての処理が完了するまでステップアンドリピートする（
ステップ１１２）。これらの１シヨツトあたりの計算時
間は従来の一律のディレィ時間に対して約１１５程度で
ある。
例に係る自動焦点合わせ装置の動作を説明する。まず、
ステップアンドリピートの処理に入ると、ｘＹステージ
が次ショット位置へステップ移動しくステップ１０１）
、それが完了する（ステップ１０２）。次に、エアセン
サの計測を行ない、その計測値をｙ（１）としてメモリ
に書き込む（ステップ１０３）。そして、タイマを起動
して（ステップ１０４ ） 、極めて短がい一定時１ｉ
Ｊ ｉ ＋（−数ｍｓ〜十数ｍｓ）経過するまで待機す
る（ステップ１０５）。２回目のエアセンサの計測を行
ない、その計測値をｙ（２）としてメモリに書き込む（
ステップ１０６）。ｙ（１）とｙ（２）より連立方程式
を解き予測値を算出する（ステップ１０１）。さらに、
すべてのノズルに対して、予測値の算出が終了したとき
（ステップ１０８ ） 、予測値の平均値を算出する（
ステップ１ｏ９）。そして、その平均値を基にフォーカ
ス駆動を行ない（ステップｉｉｏ ） 、露光に入る（
ステップ１１１）。これらのステップを１ウエハのすべ
ての処理が完了するまでステップアンドリピートする（
ステップ１１２）。これらの１シヨツトあたりの計算時
間は従来の一律のディレィ時間に対して約１１５程度で
ある。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、エアセンサ等の
位置検知手段からの出力が安定する前に測定した測定値
から、投影光学系の結像面とウェハ等の物体面との距離
の予測値を算出する演算手段を備えているため、各ショ
ット毎のエアセンサの出力電圧の安定値は、予測によっ
て極めて短時間に得ることができる。従って、従来方式
よりは、高い精度で焦点位置の位置合わせをすることが
でき、投影焼付装置としてのスルーブツトも大幅に向上
させることができる。
位置検知手段からの出力が安定する前に測定した測定値
から、投影光学系の結像面とウェハ等の物体面との距離
の予測値を算出する演算手段を備えているため、各ショ
ット毎のエアセンサの出力電圧の安定値は、予測によっ
て極めて短時間に得ることができる。従って、従来方式
よりは、高い精度で焦点位置の位置合わせをすることが
でき、投影焼付装置としてのスルーブツトも大幅に向上
させることができる。
第１図は、本発明の一実施例に係る自動焦点合わせ装置
における処理手順を示すフローチャート、第２図は、従
来例であり本発明の適用対象例でもある投影焼付装置の
縮小投影レンズおよびエアセンサ部分の断面図、 第３図は、エアセンサの構造図、 第４図は、縮小投影レンズとエアセンサのノズルおよび
ウェハの上面図、 第５図および第６図は、ウェハ上のショット配列に対す
る縮小投影レンズおよびエアセンサノズルの配置を示す
図、 第７図は、エアセンサノズルがウェハからはずれた位置
からウェハ上に移動したときのエアセンサの出力電圧を
示す図、 第８図は、エアセンサノズルがウェハからはずれない位
置でウェハ上を移動したときの出力電圧を示す図である
。 １・・・縮小投影レンズ、 ２〜５・・・エアセンサノズル、 ６・・・ウェハ、 ７・・・差動トランス、 ８・・・ダイヤフラム、 ９・・・管路、 ＶＢ２． Ｖ７１・・・ＸＹステージ移動前のエアセン
サの出力電圧、 ＶＢ２・・・ＸＹステージ移動完了後を抄機のエアセン
サの出力電圧、 ＶＳ２． Ｖ７２・・・エアセンサの安定時期の出力電
圧、ｔ６０．ｔ７０・・・エアセンサが応答を開始する
時刻、ｔ６１．ｔ７１・・・ＸＹステージが移動を完了
する時刻、 ｔ６３．ｔ７３・・・エアセンサの出力電圧が安定する
時刻。
における処理手順を示すフローチャート、第２図は、従
来例であり本発明の適用対象例でもある投影焼付装置の
縮小投影レンズおよびエアセンサ部分の断面図、 第３図は、エアセンサの構造図、 第４図は、縮小投影レンズとエアセンサのノズルおよび
ウェハの上面図、 第５図および第６図は、ウェハ上のショット配列に対す
る縮小投影レンズおよびエアセンサノズルの配置を示す
図、 第７図は、エアセンサノズルがウェハからはずれた位置
からウェハ上に移動したときのエアセンサの出力電圧を
示す図、 第８図は、エアセンサノズルがウェハからはずれない位
置でウェハ上を移動したときの出力電圧を示す図である
。 １・・・縮小投影レンズ、 ２〜５・・・エアセンサノズル、 ６・・・ウェハ、 ７・・・差動トランス、 ８・・・ダイヤフラム、 ９・・・管路、 ＶＢ２． Ｖ７１・・・ＸＹステージ移動前のエアセン
サの出力電圧、 ＶＢ２・・・ＸＹステージ移動完了後を抄機のエアセン
サの出力電圧、 ＶＳ２． Ｖ７２・・・エアセンサの安定時期の出力電
圧、ｔ６０．ｔ７０・・・エアセンサが応答を開始する
時刻、ｔ６１．ｔ７１・・・ＸＹステージが移動を完了
する時刻、 ｔ６３．ｔ７３・・・エアセンサの出力電圧が安定する
時刻。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 平板状物体を水平方向にステップ移動させる移動手段と
、投影光学系の結像面と上記物体面との距離を測定する
位置検知手段と、該位置検知手段の測定値出力から算出
される位置情報を設定駆動量として上記物体または上記
投影光学系を光軸方向に駆動する駆動手段とを備え、各
ステップ移動後、該物体面の各領域を順次投影光学系の
結像面に一致することを可能とする自動焦点合わせ装置
であって、 上記位置検知手段からの出力が安定する前に測定した測
定値から、上記位置情報の予測値を算出する演算手段を
具備することを特徴とする自動焦点合わせ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60099511A JPS61258423A (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | 自動焦点合わせ装置 |
| US06/843,392 US4714331A (en) | 1985-03-25 | 1986-03-24 | Method and apparatus for automatic focusing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60099511A JPS61258423A (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | 自動焦点合わせ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61258423A true JPS61258423A (ja) | 1986-11-15 |
Family
ID=14249280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60099511A Pending JPS61258423A (ja) | 1985-03-25 | 1985-05-13 | 自動焦点合わせ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61258423A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63228719A (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 縮小露光装置 |
| US7978339B2 (en) | 2005-10-04 | 2011-07-12 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus temperature compensation |
-
1985
- 1985-05-13 JP JP60099511A patent/JPS61258423A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63228719A (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 縮小露光装置 |
| US7978339B2 (en) | 2005-10-04 | 2011-07-12 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus temperature compensation |
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