JPS61290414A - 焦点合せ方法及びその装置 - Google Patents
焦点合せ方法及びその装置Info
- Publication number
- JPS61290414A JPS61290414A JP60131758A JP13175885A JPS61290414A JP S61290414 A JPS61290414 A JP S61290414A JP 60131758 A JP60131758 A JP 60131758A JP 13175885 A JP13175885 A JP 13175885A JP S61290414 A JPS61290414 A JP S61290414A
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- reflected light
- mask
- reflectance
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は物体の位置検出、位置合せに係る装置、特に半
導体のマスク、レチクルあるいはプリント基板のマスク
などの検査装置、寸法測定装置、露光装置などの焦点検
出、焦点合せに好適な装置に関するものである。
導体のマスク、レチクルあるいはプリント基板のマスク
などの検査装置、寸法測定装置、露光装置などの焦点検
出、焦点合せに好適な装置に関するものである。
従来のこの種の焦点合せ装置では、特開昭５６−４２２
０５号公報に記載されているように、被観察物に細長い
光束を斜めから照射する手段が用いられている。このよ
うな焦点検出手段では、被観察物の表面状態に影響され
易く、検出精度が低下するなどの理由によシ、種々の工
夫が施されている。その解決策の一手段として、被観察
物に照射するスリット像をＩＣなどのパターンの方向と
異なるように、例えば４５’に交差するように配置する
ことが考慮される。また、別の手段としては、特開昭５
７−５３９２５号公報に記載されているよ５Ｋ、被観察
物の表面粗さの影響を少くするため、被観察物に照射す
る入射角を８５°程度にしてＳ（偏光）／ル（屈折率）
の向上をはかるようにした手段がある。
０５号公報に記載されているように、被観察物に細長い
光束を斜めから照射する手段が用いられている。このよ
うな焦点検出手段では、被観察物の表面状態に影響され
易く、検出精度が低下するなどの理由によシ、種々の工
夫が施されている。その解決策の一手段として、被観察
物に照射するスリット像をＩＣなどのパターンの方向と
異なるように、例えば４５’に交差するように配置する
ことが考慮される。また、別の手段としては、特開昭５
７−５３９２５号公報に記載されているよ５Ｋ、被観察
物の表面粗さの影響を少くするため、被観察物に照射す
る入射角を８５°程度にしてＳ（偏光）／ル（屈折率）
の向上をはかるようにした手段がある。
ところが、上記手段では、被観察物は該基材と屈折率の
異なる物質によりパターンが形成されているも、の、例
えば半導体のレチクルなどのようにガラス基板上にＣｒ
パターンが描かれている場合、適当な角度で斜めから光
束を照射しただけでは、ガラス面とＣｒ面とで反射率が
大幅に異なシネ都合が生じる。即ち焦点合せ装置の場合
、反射率が異なると、反射強度の強い個所と弱い個所で
は、検出器からの出力が当然具なるため、反射率の低い
個所ではＳ／Ｎが悪くなるから、検出精度は低下する。
異なる物質によりパターンが形成されているも、の、例
えば半導体のレチクルなどのようにガラス基板上にＣｒ
パターンが描かれている場合、適当な角度で斜めから光
束を照射しただけでは、ガラス面とＣｒ面とで反射率が
大幅に異なシネ都合が生じる。即ち焦点合せ装置の場合
、反射率が異なると、反射強度の強い個所と弱い個所で
は、検出器からの出力が当然具なるため、反射率の低い
個所ではＳ／Ｎが悪くなるから、検出精度は低下する。
上記のような従来技術では、反射光の強度の違いにより
、検出精度が劣化するという問題について考慮されてい
なかった。
、検出精度が劣化するという問題について考慮されてい
なかった。
一方、被観察物がガラスなどのように光を透過する場合
、表面で反射する光束と、内部に進入して下の層（裏面
）で反射して再び出てくる光束とがあシ、該両光束が合
成されると、検出精度は悪くなる恐れがあった。
、表面で反射する光束と、内部に進入して下の層（裏面
）で反射して再び出てくる光束とがあシ、該両光束が合
成されると、検出精度は悪くなる恐れがあった。
本発明は上記のような従来技術の問題点を解消し、被観
察物の表面反射率の違いおよび被観察物の裏面の反射が
あっても、高精度の焦点検出と焦点合せが可能である焦
点合せ装置を提供することを目的とする。
察物の表面反射率の違いおよび被観察物の裏面の反射が
あっても、高精度の焦点検出と焦点合せが可能である焦
点合せ装置を提供することを目的とする。
本発明は上記目的を達成するために、基材と屈折率の異
なる物質とによシバターンなどが形成されている被観察
物に光束を斜めから照射しその反射光を受光して被観察
物の位置を検出する装置において、前記被観察物を構成
する両物質の各反射率が一様になるような入射角で光束
を入射させる手段と、該光束の反射光を受光する手段と
、前記被観察物を移動させる手段を備え、前記反射光の
光軸の位置を検出し、該位置に応じて被観察物を移動さ
せることを特徴とする。
なる物質とによシバターンなどが形成されている被観察
物に光束を斜めから照射しその反射光を受光して被観察
物の位置を検出する装置において、前記被観察物を構成
する両物質の各反射率が一様になるような入射角で光束
を入射させる手段と、該光束の反射光を受光する手段と
、前記被観察物を移動させる手段を備え、前記反射光の
光軸の位置を検出し、該位置に応じて被観察物を移動さ
せることを特徴とする。
以下、本発明の一実施例を図面について説明する。
第１図は本実施例の構成を示す概略図で、１は対物レン
ズであり、移動可能に設けられたＺステージ１２上忙載
置された被観察物、例えばマスクまたはレチクル２と対
向するように設置されている。３はレーザ光源、４はビ
ームエキスパンダ、５はスリット、６，９は第１、第２
レンズ、７，８は第１、第２反射ミラー、１０は位置検
出器、例えばリニアイメージセンサ（以下ＣＣＤと称す
）、１１は円筒レンズである。前記マスクまたはレチク
ルは、基材（ガラス）の表面に屈折率の異なるクロムが
７００〜１０００オングストロームの厚さに蒸着されて
いる。
ズであり、移動可能に設けられたＺステージ１２上忙載
置された被観察物、例えばマスクまたはレチクル２と対
向するように設置されている。３はレーザ光源、４はビ
ームエキスパンダ、５はスリット、６，９は第１、第２
レンズ、７，８は第１、第２反射ミラー、１０は位置検
出器、例えばリニアイメージセンサ（以下ＣＣＤと称す
）、１１は円筒レンズである。前記マスクまたはレチク
ルは、基材（ガラス）の表面に屈折率の異なるクロムが
７００〜１０００オングストロームの厚さに蒸着されて
いる。
本実施例は上記のような諸機器からなり、レーザ光源３
から発光されるレーザビームは、ビームエキスパンダ４
により拡大されてスリット５に入射する。該スリット５
を通過した像は、第２レンズ９を経て第１反射ミラー７
に投射され、該反射ミラー７で光路を曲げられた後、マ
スク２上に斜め方向から投影結像される。該結像は第２
反射ミラー８で光路を曲げられ、さらに第２レンズ９を
介してＣＣＤ１０上に投影結像される。該ＣＣＩ）１０
の開口部は幅が狭いため、円筒レンズ１１を用いて全て
のスリット５像を圧縮しＣＣＤ１０の画素上に投影結像
されるようにする。
から発光されるレーザビームは、ビームエキスパンダ４
により拡大されてスリット５に入射する。該スリット５
を通過した像は、第２レンズ９を経て第１反射ミラー７
に投射され、該反射ミラー７で光路を曲げられた後、マ
スク２上に斜め方向から投影結像される。該結像は第２
反射ミラー８で光路を曲げられ、さらに第２レンズ９を
介してＣＣＤ１０上に投影結像される。該ＣＣＩ）１０
の開口部は幅が狭いため、円筒レンズ１１を用いて全て
のスリット５像を圧縮しＣＣＤ１０の画素上に投影結像
されるようにする。
次に被観察物の基材と屈折率の異なる物質の各反射率を
一様にする入射角について説明する。
一様にする入射角について説明する。
屈折率の異なる物質の境界、例えば空気とガラスとの境
界における反射率は偏光を考慮しなければならない。こ
の場合の反射率についてはフレネルの式を用い、また厚
さが光の波長位の薄膜の上面と下面からの反射率につい
ては、薄膜の反射の法則を用いる。
界における反射率は偏光を考慮しなければならない。こ
の場合の反射率についてはフレネルの式を用い、また厚
さが光の波長位の薄膜の上面と下面からの反射率につい
ては、薄膜の反射の法則を用いる。
前述したように、マスクおよびレチクルの場合、ガラス
の表面に７００〜１０００オンゲストａ−ムの厚さのク
ロムが蒸着されておシ、ガラス表面における反射率とク
ロム表面における反射率は、入射角度と光の波長によシ
異なる。
の表面に７００〜１０００オンゲストａ−ムの厚さのク
ロムが蒸着されておシ、ガラス表面における反射率とク
ロム表面における反射率は、入射角度と光の波長によシ
異なる。
このため−例として、ガラスおよびクロムの反射率につ
いて光を斜めから照射する自動焦点方式に上記原理を適
用する場合を第２図に示すｄ。
いて光を斜めから照射する自動焦点方式に上記原理を適
用する場合を第２図に示すｄ。
ガラス１３の反射率Ｒは公知のフレネルの方式によれば
、入射角をｉ、屈折角をｉｌとすると、Ｓ偏光、Ｐ偏光
の場合の前記反射率Ｒ，，、Ｒｐ、はそれぞれ下記（１
１、ｆ２１式で表わされる。
、入射角をｉ、屈折角をｉｌとすると、Ｓ偏光、Ｐ偏光
の場合の前記反射率Ｒ，，、Ｒｐ、はそれぞれ下記（１
１、ｆ２１式で表わされる。
また、第５図に示すクロム（Ｃｒ）１４における反射の
場合、Ｃｒ膜の上面への入射角をｌＯ＋屈接角を’ｔｒ
ｃ丁膜の下面の媒質（ガラス）１３へ出てい〈角をｉ３
．Ｃｒ（Ｊ４）膜上面の反射率をγ、下面の反射率をγ
′とすれば、該反射率γ、γ′のＰ、Ｓ成分は、公知の
薄膜の反射の方式によると、下記（３１，（５１および
（４） （６１式で表わされる。
場合、Ｃｒ膜の上面への入射角をｌＯ＋屈接角を’ｔｒ
ｃ丁膜の下面の媒質（ガラス）１３へ出てい〈角をｉ３
．Ｃｒ（Ｊ４）膜上面の反射率をγ、下面の反射率をγ
′とすれば、該反射率γ、γ′のＰ、Ｓ成分は、公知の
薄膜の反射の方式によると、下記（３１，（５１および
（４） （６１式で表わされる。
ついで上記ｃｒ（１４膜上面の反射率をγ、下面の反射
率をγ′としたときの薄膜の反射光の強さくｒけ となるから、この式のγ、γ′に夫々上記γア、γ、。
率をγ′としたときの薄膜の反射光の強さくｒけ となるから、この式のγ、γ′に夫々上記γア、γ、。
γ；、γ；を代入すると、ｐ、Ｓ偏光の場合の夫々の反
射光の強さは、下記式（７） （８１のととくになる。
射光の強さは、下記式（７） （８１のととくになる。
２π
ただし、ε−］了（２ｎｃＬｃａｉ龜、）ＬＳＩのホト
マスクとレチクルに用いられているガラスの屈折率は、
可視光の場合には１４〜１．６であり、クロムの屈折率
は１５〜五〇である。
マスクとレチクルに用いられているガラスの屈折率は、
可視光の場合には１４〜１．６であり、クロムの屈折率
は１５〜五〇である。
光源に波長６３３ ｎｙｘのＨｇ−Ｎ−レーザ光を用い
ると、ガラスの屈折率は１５程度、クロムの屈折率は３
．０程度である。
ると、ガラスの屈折率は１５程度、クロムの屈折率は３
．０程度である。
上記屈接率をｆｉｌ 、 （２１、（７） ＃ （８）
式に代入して。
式に代入して。
各反射率を求めて図示すると第４図に示すような曲線と
なる。該曲線は、表面が理想状態のときの結果であるが
、実際にはガラスおよびクロムの表面状態によシ理想値
と異なるため、必ずしも第４図に示すような結果にはな
らない。しかし、Ｐ偏光による反射率をガラスおよび、
クロム膜について着目すると、反射率が同一になる入射
角が存在することが分かる。
なる。該曲線は、表面が理想状態のときの結果であるが
、実際にはガラスおよびクロムの表面状態によシ理想値
と異なるため、必ずしも第４図に示すような結果にはな
らない。しかし、Ｐ偏光による反射率をガラスおよび、
クロム膜について着目すると、反射率が同一になる入射
角が存在することが分かる。
第５図は実際のレチクルを用いた場合のガラスとクロム
の反射率の測定結果を図示したものである。同図の曲線
はＰ偏光による実験結果であるが、該曲線は第４図に示
す理論値のＰ偏光の曲面とやや異なるけれども、入射角
８０°程度における反射率は一致していることが容易に
理解できる。
の反射率の測定結果を図示したものである。同図の曲線
はＰ偏光による実験結果であるが、該曲線は第４図に示
す理論値のＰ偏光の曲面とやや異なるけれども、入射角
８０°程度における反射率は一致していることが容易に
理解できる。
これはクロムに限定されず、屈折率がガラスよフ大きい
物質の場合、入射角を７０’以上に設定すると、反射率
の差も±２０チ程度であるから焦点の検出には好適であ
る。
物質の場合、入射角を７０’以上に設定すると、反射率
の差も±２０チ程度であるから焦点の検出には好適であ
る。
前記入射角（７０＠以上）により焦点合せなしたときの
ＣＣＤ １０の出力は、第６図に示すとおりである。こ
の場合、マスク検査装置の焦点合せは、パターン信号を
検出して合焦点位置を求め、該位置にマスク２をＺステ
ージ１２によシ位置決めして行う。
ＣＣＤ １０の出力は、第６図に示すとおりである。こ
の場合、マスク検査装置の焦点合せは、パターン信号を
検出して合焦点位置を求め、該位置にマスク２をＺステ
ージ１２によシ位置決めして行う。
すなわち最も解像状態が良好な時のマスク２の位置をＣ
ＣＤ １０上のスリット像５′の番地で記憶しておく。
ＣＤ １０上のスリット像５′の番地で記憶しておく。
そして新しくセットしたマスク２上に投影結像し、ＣＣ
Ｄ １０上に結像されたスリット像５′が前記番地に等
しくなるように、Ｚステージ１２を上下動させて対物レ
ンズ１の焦点位置にマスク２を位置合せする（第１図参
照）。
Ｄ １０上に結像されたスリット像５′が前記番地に等
しくなるように、Ｚステージ１２を上下動させて対物レ
ンズ１の焦点位置にマスク２を位置合せする（第１図参
照）。
なお、スリット像５′の位置は第６図に示すように、Ｃ
ＣＤ １０の出力に対して閾値を設定し、該閾値に相当
するＣＣＤ １０の画素１３を求め、該画素１３の中央
値がスリット像５′の位置に設定される。
ＣＤ １０の出力に対して閾値を設定し、該閾値に相当
するＣＣＤ １０の画素１３を求め、該画素１３の中央
値がスリット像５′の位置に設定される。
第７図は光を透過する場合、例えばマスク２の裏面で反
射するスリット像５１の例を示したものである。マスク
２の裏面の反射の光軸１６は、入射角度ｉとマスク２の
厚さｔが決まれば、マスク２の屈接率からマスク２の表
面反射の光軸１５より距離！だけ離れているため、スリ
ット５０幅を！の１／３程度小さくすれば、リニアイメ
ージセンサＣＣＤ １０上の出力が分離される。
射するスリット像５１の例を示したものである。マスク
２の裏面の反射の光軸１６は、入射角度ｉとマスク２の
厚さｔが決まれば、マスク２の屈接率からマスク２の表
面反射の光軸１５より距離！だけ離れているため、スリ
ット５０幅を！の１／３程度小さくすれば、リニアイメ
ージセンサＣＣＤ １０上の出力が分離される。
しかも上記光軸１５．１６のずれ方向も決定されている
ため、マスク２の表面反射と裏面反射を容易に区別する
ことができる。例えば第８図（α）に示すよ５ Ｋ Ｃ
ＣＤ １０の画素１３上に１表面反射と裏面反射の各ス
リット像５’、５’が結像される場合、同図（，６＞に
示す最初に表われ°る表面反射の中央値肩が表面反射の
スリット像５′の反射出力法に表われる裏面反射の中央
値ルが裏面反射のスリット像５′の反射出力であるため
、前記中央値ｍを用いて焦点合せなすればよい。
ため、マスク２の表面反射と裏面反射を容易に区別する
ことができる。例えば第８図（α）に示すよ５ Ｋ Ｃ
ＣＤ １０の画素１３上に１表面反射と裏面反射の各ス
リット像５’、５’が結像される場合、同図（，６＞に
示す最初に表われ°る表面反射の中央値肩が表面反射の
スリット像５′の反射出力法に表われる裏面反射の中央
値ルが裏面反射のスリット像５′の反射出力であるため
、前記中央値ｍを用いて焦点合せなすればよい。
以上説明したように、本発明によれば、被観察物を構成
する屈折率の相異なる両物質の反射率が一様になるよう
な入射角で光束を照射することＫよ９１反射光の強度を
一様にし、ガの少ない安定した焦点検出精度が得られる
。
する屈折率の相異なる両物質の反射率が一様になるよう
な入射角で光束を照射することＫよ９１反射光の強度を
一様にし、ガの少ない安定した焦点検出精度が得られる
。
また、反射光の位置検出器にリニアセンサを用いること
によシ、光を透過する被観察物の表面と裏面のそれぞれ
の反射を容易に区別することができると共に、焦点検出
を正確に行うことが可能である。
によシ、光を透過する被観察物の表面と裏面のそれぞれ
の反射を容易に区別することができると共に、焦点検出
を正確に行うことが可能である。
第１図は本発明の焦点合せ装置の一実施例の構成を示す
概略図、第２図および第３図はガラスおよびクロム膜の
それぞれの反射を説明する図、第４図はガラスとクロム
の反射率を示す図。 第５図は実際のマスクにおける反射率を示す図、第６図
は受光素子上に投影されたスリット像の出力を示す図、
第７図はガラスの裏面反射を示す図、第８図は第７図の
受光素子上に投影されたスリットａの出力を示す図であ
る。 ２・・・・・・・・・・・・マスク ３・・・・・・・・−・・レーザ光源 ５・・・・・−・・・・・スリット ６．９・・・・・・第１、第２レンズ ７．８・・・・・・反射ミラー
概略図、第２図および第３図はガラスおよびクロム膜の
それぞれの反射を説明する図、第４図はガラスとクロム
の反射率を示す図。 第５図は実際のマスクにおける反射率を示す図、第６図
は受光素子上に投影されたスリット像の出力を示す図、
第７図はガラスの裏面反射を示す図、第８図は第７図の
受光素子上に投影されたスリットａの出力を示す図であ
る。 ２・・・・・・・・・・・・マスク ３・・・・・・・・−・・レーザ光源 ５・・・・・−・・・・・スリット ６．９・・・・・・第１、第２レンズ ７．８・・・・・・反射ミラー
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、被観察物の基材と屈折率の異なる物質によりパター
ンが形成されている該被観察物に光束を斜めから照射し
、その反射光を受光して該被観察物の位置を検出する位
置において、前記被観察物を構成する物質の反射率が実 質同一になる入射角で光束を入射させる手段と、該入射
光束の反射光を受光する手段と、前記被観察物を移動さ
せる手段を備え、前記反射光の光軸の位置を検出し、該
位置に応じて被観察物を移動させることを特徴とする焦
点合せ装置。 ２、上記被観察物に入射する光束の入射角を７０°以上
８５°以下に設定することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の焦点合せ装置。 ３、上記被観察物が光を透過する物質である場合、反射
光の位置検出器にリニアセンサを用い、前記物質の表面
あるいは裏面の反射光を検出することを特徴とする特許
請求の範囲第１項または第２項記載の焦点合せ装置。 ４、上記被観察物としてＬＳＩ用マスク、レチクルある
いはプリント基板のマスクを用いることを特徴とする特
許請求の範囲第１項ないし第３項のうちの任意の、項記
載の焦点合せ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13175885A JPH0610695B2 (ja) | 1985-06-19 | 1985-06-19 | 焦点合せ方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13175885A JPH0610695B2 (ja) | 1985-06-19 | 1985-06-19 | 焦点合せ方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61290414A true JPS61290414A (ja) | 1986-12-20 |
| JPH0610695B2 JPH0610695B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=15065491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13175885A Expired - Lifetime JPH0610695B2 (ja) | 1985-06-19 | 1985-06-19 | 焦点合せ方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610695B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01178809A (ja) * | 1988-01-08 | 1989-07-17 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 光学式位置検出方法 |
| US5379082A (en) * | 1992-01-18 | 1995-01-03 | Eastman Kodak Company | Method of automatically focusing glass-mounted and glassless slides in slide projectors |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5632114A (en) * | 1979-06-12 | 1981-04-01 | Philips Nv | Optical image forming system |
| JPS56101112A (en) * | 1980-01-16 | 1981-08-13 | Fujitsu Ltd | Exposure method |
| JPS5760205A (en) * | 1980-09-30 | 1982-04-12 | Jeol Ltd | Exposure be electron beam |
-
1985
- 1985-06-19 JP JP13175885A patent/JPH0610695B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5632114A (en) * | 1979-06-12 | 1981-04-01 | Philips Nv | Optical image forming system |
| JPS56101112A (en) * | 1980-01-16 | 1981-08-13 | Fujitsu Ltd | Exposure method |
| JPS5760205A (en) * | 1980-09-30 | 1982-04-12 | Jeol Ltd | Exposure be electron beam |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01178809A (ja) * | 1988-01-08 | 1989-07-17 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 光学式位置検出方法 |
| US5379082A (en) * | 1992-01-18 | 1995-01-03 | Eastman Kodak Company | Method of automatically focusing glass-mounted and glassless slides in slide projectors |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0610695B2 (ja) | 1994-02-09 |
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