JPS62116912A - 自動焦点検知装置 - Google Patents
自動焦点検知装置Info
- Publication number
- JPS62116912A JPS62116912A JP60256722A JP25672285A JPS62116912A JP S62116912 A JPS62116912 A JP S62116912A JP 60256722 A JP60256722 A JP 60256722A JP 25672285 A JP25672285 A JP 25672285A JP S62116912 A JPS62116912 A JP S62116912A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measured
- light
- position sensor
- light source
- drift
- 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
- 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
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)
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】
［発明の属する分野］
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する自動焦点検知装置に関
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検知装
置に関する。
製造用の投影焼付装置に適用する自動焦点検知装置に関
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検知装
置に関する。
［従来の技術］
半導体回路素子はその構成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。
その為の焦点位置検知の光学方式の一つの方法として、
従来より、被測定面たるウェハ上に斜め方向より光束を
照射し、その反射光をその結浄位置に応じて２つのアナ
ログ信号を発生するポジションセンサ等により検出し、
信号処理を行なうことによりウェハ表面の焦点位置から
のずれを検知していた。
従来より、被測定面たるウェハ上に斜め方向より光束を
照射し、その反射光をその結浄位置に応じて２つのアナ
ログ信号を発生するポジションセンサ等により検出し、
信号処理を行なうことによりウェハ表面の焦点位置から
のずれを検知していた。
しかし、上記ポジションセンサは、温度や湿度等により
出力がドリフトし、焦点位置検知の為、反射光の微少な
位置変位を検知しようとしても位置検知誤差が増大し、
正しい焦点位置検知ができないという欠点があった。
出力がドリフトし、焦点位置検知の為、反射光の微少な
位置変位を検知しようとしても位置検知誤差が増大し、
正しい焦点位置検知ができないという欠点があった。
［発明の目的］
本発明の目的は、上述従来例の問題点に鑑み、受光素子
例えばポジションセンサのドリフトによる位置検知誤差
があっても、その影響を最小にし、高精度な焦点位置検
知を可能とした自動焦点検知装置を提″供することにあ
る。
例えばポジションセンサのドリフトによる位置検知誤差
があっても、その影響を最小にし、高精度な焦点位置検
知を可能とした自動焦点検知装置を提″供することにあ
る。
［発明の構成および作用］
上記目的を達成するため本発明では、被測定面に斜めか
ら光を照射し、該被測定面からの反射光を該被測定面の
上下位置に応じた信号として受光素子を用いて電気信号
に変換し、この信号より被測定面の焦点位置に対するず
れを検出する自動焦点検知装置において、上記受光素子
の位置信号出力のドリフトによる検出誤差を補正する為
、光を上記被測定面で反射させずに、受光素子の基準位
間へ照射する参照光照明手段を設けたことを特徴とする
。
ら光を照射し、該被測定面からの反射光を該被測定面の
上下位置に応じた信号として受光素子を用いて電気信号
に変換し、この信号より被測定面の焦点位置に対するず
れを検出する自動焦点検知装置において、上記受光素子
の位置信号出力のドリフトによる検出誤差を補正する為
、光を上記被測定面で反射させずに、受光素子の基準位
間へ照射する参照光照明手段を設けたことを特徴とする
。
また、本発明の一実施態様によれば、先ず焦点位置検知
に先立って、被測定面の反射経路を通らずに直接ポジシ
ョンセンサ等に入射する光（以下、参照光という）を照
射し、その時のポジションセンサ等の出力を所定の基準
値と比較してポジションセンサ等の出力ドリフト量を知
り、次に光源より被測定面に斜めから光束を照射し、被
測定面からの反射光の位置をポジションセンサ等で検知
し、その結像位置信号の値から先はど測定したポジショ
ンセンサ等の出力ドリフト量を減じることによって、ポ
ジションセンサ等のドリフトの影響を受けないようにし
ている。
に先立って、被測定面の反射経路を通らずに直接ポジシ
ョンセンサ等に入射する光（以下、参照光という）を照
射し、その時のポジションセンサ等の出力を所定の基準
値と比較してポジションセンサ等の出力ドリフト量を知
り、次に光源より被測定面に斜めから光束を照射し、被
測定面からの反射光の位置をポジションセンサ等で検知
し、その結像位置信号の値から先はど測定したポジショ
ンセンサ等の出力ドリフト量を減じることによって、ポ
ジションセンサ等のドリフトの影響を受けないようにし
ている。
［実施例］
第１図は、本発明の一実施例に係る自動焦点検知装置の
光学系の構成を示す。同図において、光源１（例えばＬ
ＥＤ）から放射された光は集光レンズ２により集光され
、被測定面であるウェハ４に照射される。ウェハ４の被
測定面で反射された光は、結像レンズ５およびハーフミ
ラ−６を通ってポジションセンサ９上に結像され、その
結像位置に応じた電気信号がポジションセンサ９より出
力され、第２図に示す信号処理回路へ伝達される。
光学系の構成を示す。同図において、光源１（例えばＬ
ＥＤ）から放射された光は集光レンズ２により集光され
、被測定面であるウェハ４に照射される。ウェハ４の被
測定面で反射された光は、結像レンズ５およびハーフミ
ラ−６を通ってポジションセンサ９上に結像され、その
結像位置に応じた電気信号がポジションセンサ９より出
力され、第２図に示す信号処理回路へ伝達される。
ポジョンセンサ９には、参照光として、参照光光源８よ
り放射され集光レンズ７により集光されハーフミラ−６
により光路を曲げられた光が照°射されることもあり、
その場合、ポジションセンサ９からは参照先の結像位置
に応じた電気信号が出力される。尚、この参照光の結像
位置は、常に一定であり、以下基準位置と呼ぶことにす
る。
り放射され集光レンズ７により集光されハーフミラ−６
により光路を曲げられた光が照°射されることもあり、
その場合、ポジションセンサ９からは参照先の結像位置
に応じた電気信号が出力される。尚、この参照光の結像
位置は、常に一定であり、以下基準位置と呼ぶことにす
る。
第２図は第１図の装置の信号処理回路を示す。
ポジションセンサ９の光スポツト位置に応じて出力され
る電流ｉ１．ｉ２はプリアンプ２１．２２により電圧Ｖ
＋ 、Ｖ２に変換される。このＶｌ 。
る電流ｉ１．ｉ２はプリアンプ２１．２２により電圧Ｖ
＋ 、Ｖ２に変換される。このＶｌ 。
Ｖ２は減惇器２３に入力され（Ｖｌ −Ｖ２ ）なる信
号となる。また、Ｖｌ 、Ｖ２は同時に加算器２４にも
入力され（Ｖｌ ＋Ｖ２ ）なる信号となる。次に除算
器２５により減算信号（Ｖｌ −Ｖ２ ）は加算信号（
Ｖｌ ＋Ｖ２ ）により正規化され（Ｖｌ −Ｖ２ ）
／ （Ｖｌ ＋Ｖ２ ）なる位置信号が出力される。
号となる。また、Ｖｌ 、Ｖ２は同時に加算器２４にも
入力され（Ｖｌ ＋Ｖ２ ）なる信号となる。次に除算
器２５により減算信号（Ｖｌ −Ｖ２ ）は加算信号（
Ｖｌ ＋Ｖ２ ）により正規化され（Ｖｌ −Ｖ２ ）
／ （Ｖｌ ＋Ｖ２ ）なる位置信号が出力される。
この信号は、ホールド回路２６．２７に入力される。
これらの回路２６．２７におけるサンプル／ホールドの
切換えは、タイミング回路２８より出力されるタイミン
グ信号に従って行なわれ、光ｉｆ！１がオンしている時
は光源１によるウェハ位置信号Ｖｓがホールド回路２６
にホールドされる。また、参照光光源８がオンしている
時には参照光光源８による基準位置信号ＶＲがホールド
回路２７にホールドされる。この切換えのタイミングを
第３図に示す。
切換えは、タイミング回路２８より出力されるタイミン
グ信号に従って行なわれ、光ｉｆ！１がオンしている時
は光源１によるウェハ位置信号Ｖｓがホールド回路２６
にホールドされる。また、参照光光源８がオンしている
時には参照光光源８による基準位置信号ＶＲがホールド
回路２７にホールドされる。この切換えのタイミングを
第３図に示す。
ホールド回路２６．２７の出力ＶＲ，ＶＳは次に減算回
路２９に入力され最終的に光源１による被測定面の位置
信号Ｖｓ−ＶＲが得られる。
路２９に入力され最終的に光源１による被測定面の位置
信号Ｖｓ−ＶＲが得られる。
さらに上記の信号処理による効果を詳しく説明する。
光源１によるウェハ位置信号はＶｓとしてホールド回路
２６より出力されるが、この信号Ｖｓにはポジションセ
ンサ９が温度や湿度等の影響により出力ドリフトを起こ
すことにより発生するドリフト電圧が含まれている。こ
のドリフト電圧の役をＶｏとすると、ウェハ位置信号は
実はＶｓ’＋Ｖｏとなっている。したがって、この信号
をウェハ位置信号として、焦点を求めると、実際の焦点
位置よりもＶｏだけ誤った位置を焦点として検知してし
まう。
２６より出力されるが、この信号Ｖｓにはポジションセ
ンサ９が温度や湿度等の影響により出力ドリフトを起こ
すことにより発生するドリフト電圧が含まれている。こ
のドリフト電圧の役をＶｏとすると、ウェハ位置信号は
実はＶｓ’＋Ｖｏとなっている。したがって、この信号
をウェハ位置信号として、焦点を求めると、実際の焦点
位置よりもＶｏだけ誤った位置を焦点として検知してし
まう。
そこで、参照光光源８による光を基準位置に照射し、あ
る温度・湿度においてホールド回路２７の出力ＶＲが零
となるように、参照光光源８の光軸およびホールド回路
２７を調整しておく。同時に光源１によるウェハ位置信
号が実際のウェハ位置と等しい値になるように光源１の
光軸およびホールド回路２６を調整しておく。
る温度・湿度においてホールド回路２７の出力ＶＲが零
となるように、参照光光源８の光軸およびホールド回路
２７を調整しておく。同時に光源１によるウェハ位置信
号が実際のウェハ位置と等しい値になるように光源１の
光軸およびホールド回路２６を調整しておく。
ポジションセンサ９がドリフトすると基準位置によるホ
ールド回路２７の出力は零でなくなりＶＲなる値となる
。その時、ウェハ位置信号はＶＳ’ ＋ＶＲとなってい
る。したがって、この２つの信号を減算回路２９により
減算すると、（ＶＳ’ ＋ＶＲ）−（ＶＲ）＝Ｖｓ’
となり、減算器２９からは、ドリフト量を含んだウェ
ハ位置信号（Ｖｓ ’ ＋ＶＲ）からドリフト量ＶＲの
影響を除いた真のウェハ位置信号Ｖｓ’ が出力される
。
ールド回路２７の出力は零でなくなりＶＲなる値となる
。その時、ウェハ位置信号はＶＳ’ ＋ＶＲとなってい
る。したがって、この２つの信号を減算回路２９により
減算すると、（ＶＳ’ ＋ＶＲ）−（ＶＲ）＝Ｖｓ’
となり、減算器２９からは、ドリフト量を含んだウェ
ハ位置信号（Ｖｓ ’ ＋ＶＲ）からドリフト量ＶＲの
影響を除いた真のウェハ位置信号Ｖｓ’ が出力される
。
従って、ポジションセンサ９のドリフトの影響が無視で
きることになり、常に正しいウェハ位置を検知すること
が可能となる。
きることになり、常に正しいウェハ位置を検知すること
が可能となる。
また、電圧ＶＯの中には、ポジションセンサ９のドリフ
トの他に、プリアンプ２１．２２、減算器２３、加算器
２４、除算器２５より構成される信号処理回路のドリフ
ト成分が含まれることがあるが、この影響も除かれるこ
とになる。
トの他に、プリアンプ２１．２２、減算器２３、加算器
２４、除算器２５より構成される信号処理回路のドリフ
ト成分が含まれることがあるが、この影響も除かれるこ
とになる。
［変更例］
本実施例において、ポジションセンサのドリフト補正は
、光源１と参照光光源８を時分割で照射しながら実行し
ているが、ポジションセンサのドリフトはかなりゆっく
りした変化であるから、ウェハ位置測定に先だって参照
光を照射しドリフト量を求め、その値をウェハ位置測定
の間、補正量として用いてもよい。
、光源１と参照光光源８を時分割で照射しながら実行し
ているが、ポジションセンサのドリフトはかなりゆっく
りした変化であるから、ウェハ位置測定に先だって参照
光を照射しドリフト量を求め、その値をウェハ位置測定
の間、補正量として用いてもよい。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、参照光を用いるこ
とにより、ポジションセンサ等のドリフト量の影響を受
けずに常に正しい焦点位置検知を行なうことができる。
とにより、ポジションセンサ等のドリフト量の影響を受
けずに常に正しい焦点位置検知を行なうことができる。
また、プリアンプ、減算器、加算器、除算器等より構成
される信号処理回路のドリフトの影響も受けないという
効果がある。
される信号処理回路のドリフトの影響も受けないという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例に係る自動焦点検出装置の
光学系の構成を示す図、 第２図は、第１図の装置の信号処理回路を示すブロック
回路図、 第３図は、第２図の信号処理回路の動作タイミング図で
ある。 １：光源、 ２：集光レンズ、 ４：ウェハ、５：結像
レンズ、 ６：ハーフミラ−，７：集光レンズ、
８：参照光光源、９：ポジションセンサ、 ２１，２２
：プリアンプ、２３、２９：減算器、 ２４：加算器、
２５：除算器、２６．２７：ホールド回路、 ２８：
タイミング回路。 第１図 第３図
光学系の構成を示す図、 第２図は、第１図の装置の信号処理回路を示すブロック
回路図、 第３図は、第２図の信号処理回路の動作タイミング図で
ある。 １：光源、 ２：集光レンズ、 ４：ウェハ、５：結像
レンズ、 ６：ハーフミラ−，７：集光レンズ、
８：参照光光源、９：ポジションセンサ、 ２１，２２
：プリアンプ、２３、２９：減算器、 ２４：加算器、
２５：除算器、２６．２７：ホールド回路、 ２８：
タイミング回路。 第１図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 被測定面に斜め方向から光を照射する第１の光源と、 該被測定面からの反射光を受光してその受光位置に応じ
た電気信号を出力する受光素子と、光を上記被測定面で
反射させることなく上記受光素子の基準位置へ照射する
第２の光源と、上記第１の光源と上記第２の光源とを別
々に点灯する手段と、 上記受光素子の、上記被測定面からの反射光に応じた出
力と上記第２の光源からの照射光による出力とから上記
被測定面の焦点位置に対するずれを検出する電気信号処
理手段と を有することを特徴とする自動焦点検知装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60256722A JPS62116912A (ja) | 1985-11-18 | 1985-11-18 | 自動焦点検知装置 |
| US07/657,950 US5162642A (en) | 1985-11-18 | 1991-02-21 | Device for detecting the position of a surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60256722A JPS62116912A (ja) | 1985-11-18 | 1985-11-18 | 自動焦点検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62116912A true JPS62116912A (ja) | 1987-05-28 |
Family
ID=17296540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60256722A Pending JPS62116912A (ja) | 1985-11-18 | 1985-11-18 | 自動焦点検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62116912A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5963580A (ja) * | 1982-10-04 | 1984-04-11 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 半導体光位置検出器の位置補正装置 |
| JPS59154314A (ja) * | 1983-02-24 | 1984-09-03 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 距離および傾斜角測定装置 |
-
1985
- 1985-11-18 JP JP60256722A patent/JPS62116912A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5963580A (ja) * | 1982-10-04 | 1984-04-11 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 半導体光位置検出器の位置補正装置 |
| JPS59154314A (ja) * | 1983-02-24 | 1984-09-03 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 距離および傾斜角測定装置 |
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