JPS6220312A

JPS6220312A - 照明装置

Info

Publication number: JPS6220312A
Application number: JP60158121A
Authority: JP
Inventors: Naoto Nakajima; 直人中島; Yoshisada Oshida; 良忠押田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-07-19
Filing date: 1985-07-19
Publication date: 1987-01-28

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、％に縮小投影露光装置におけるアライメント
に必要なパターン照明や、縮小投影露光装置の光源とし
ての照明装置、に関する。

〔発明の背景〕

レーザ光を用いる照明は、レーザ光の持つ可干渉性、指
向性、エネルギー密度等の諸物件から、被加工物表面の
工業計測、加工等に良く用いられている。これを半導体
ウェノ・等の被加工物表面に設けられたパターンの位置
計測に適用した例は、例えば、特開昭５７−１３８１５
４　　に示される装置が知られている。この装置によれ
ば、スリット状に紋り込んだレーザ光を走査Ｌ、その間
の反射光変化よりパターン位置を検出するため、検出範
囲内における照明強度の均一性を高め得る効果がある。

しかしながら、本装置へは、被加工物表面の微小な凹凸
からの反射光が干渉を起し、ランダムな明暗の縞（これ
をスペックルノイズと言う。）を生じ、照明強度が不均
一になる点については、解消し得るものではなく、粗面
の被加工物では、パターンの検出精度が損なわれる。さ
らに、パターン検出に際して、スリット状のレーザ光を
走査する必要性から、パルス発振のレーザ光には適用が
難しいという問題点を有している。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、ウェハ
上に存在する微小な凹凸に関係なく、スペックルノイズ
を低減して、照明強度の均一性を高めたレーザ光による
照明装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的を達成するために、レーザ光の持つ
空間的コヒーレンシーを低下させてスペックルノイズを
低減させることにある。具体的には、照明位置を変えな
いで、レーザ光の入射角度を変化させ、その間の画像を
蓄積してパターンを検出する方法が効果的である。特に
本発明は、入射角を離散的に変化させることで同様の効
果を得るものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第１図乃至第５図に示す実施例にもとづ
いて説明する。

本発明をウェハ縮小投影露光装置のウェハパターン検出
部に適用した一実施例について説明する。装置全体構成
は、第２図に示すように、レチクル１のパターンを縮小
投影レンズ２に」：リウェハ３上へ投影し、ウェハ６を
載置しているウェハステージ４を所定間隔だけ送りレチ
クルパターンを焼付けることを繰シ返すことで、ウェハ
３全面を露光する構成となっている。ウェハ露光に際し
て、ウェハ」二のパターンとレチクルパターンの位置合
せ（これをアライメントと言う。）を行う必要があり、
パターン検出部５により、ウェハ上に設けられた位置合
せ用のアライメントパターンの位置を検出し、上記アラ
イメントを行う。６は、レーザ光の光源であり、ミラー
７、ビームスプリッタ８によりレーザ光９をパターン検
出部５に導いている。

続いて、パターン検出部５の構成を第１図によシ説明す
る。まず、レーザ光９は、パターン検出部５内の遅延光
路ｌＯに入射し、例えば５本に分岐したあと、相互に異
なる角度で、視野絞、　３　。

す１１を通過する。その後、レーザ光９は、ビームスプ
リッタ】２、リレーレンズ１３．ミラー１４を経て、レ
チクル１の下面で反射し、縮小投影レンズ２を通如、縮
小投影レンズフィールドに対して円周方向では垂直でか
つ半径方向について互いに異なる角度でウェハ６の表面
に入射する。

さらに、ウェハ３からの戻シ光は、縮小投影レンズ２に
よりレチクル側へ逆投影され、ミラ・〜１４、　’ＩＪ
　レーレンズ１３を経て、ビームスプリッタ−１２で上
方に反射され、拡大１／ンズ１６により拡大されて、Ｔ
Ｖカメラ１７に紋り、ウェハ３のパターンが画像として
検出される構成となっている。

遅延光路１０の詳細な構成を第６図により説明する。遅
延光路１０は、まず、レーザ光９をビームスプリッタ１
９により計５本に分岐し、さらに、ｔ、２１．・・・、
４１だけ長い光路を経由させ、かつ、各々異なる角度で
、視野絞りｌ】へ入射させる構成となっている。

続いて、本実施例の動作について第４図、及、　４　。

び第５図により説明する。

マス、パルス幅Δｔ、のパルスレーザ光を本装置に入射
させた場合について説明する。５本のパルスレーザ光９
ａ〜９−は、第４図に示すように、ウェハ３表面の同一
領域に異なる角度で入射する。ここで、遅延光路１ｏに
よる位相遅れｔは、ｔ≧　Ｃ・Δｔただし、ｃは光速である。

となり、パルスレーザ光の空間的長さ以上の長さとなっ
ているため、各レーザ光９α〜９−は個別にウェハ３表
面に入射する。このとき、各入射角に対するウェハ３の
画像は、スペックルノイズによシ、第５図ｆＡ１θ。〜
θ２に示すようなノイズの多いものとな一す、アライメ
ントパターン５ｈの位置検出には不適切である。しかＬ
１全レーザ光９α〜９−による画像を、固体撮像素子Ｔ
Ｖカメラのような蓄積型のセンサーで積算して検出子れ
ば、積算値として示されるようなスペックルノイズが少
なく、アライメントパターン３ｈの検出に適し、た、均
一　な照明強度分布を得ることができる。

なお、本実施例において、連続発掘の１７−ザ光を用い
る場合には、位相遅れが可干渉距離内であると各入射角
のレーザ光が相互に干渉を生じ、均一な照明強度分布を
得ることは不可能である。しかし、遅延光路１０による
遅れＬを可干渉距離以上とすることにより、前述の説明
と同様、均一な照明弾、ＩＣ分布を得ることができる。

さらに、本発明の別の実施例についご第６図により説明
する。

本実施例は、パルスレーザ光を用いる露光装置に適用し
たものであり、第６図にその光学系の構成を示す。すな
わち、パルスレーザ光源３３より発振されたレーザ光は
、−Ｍ延光路３ｏに入射し、分岐、遅延、偏向され、　
ｌ／ンズあ、２６ｈよびミラー２５より成る照明系に入
射する。この照明系により、レチクル２３は、５方向（
６方向図示１紙面力向に偏った２方向は図省略）より、
順次照明される。この照明光により、１／チクル２：＋
−Ｊ二の回路パター＝ンは、縮小投影１／ンズ２２αに
対し、て結像関係となっているウアノ−２１の表面に、
５方向から順次露光１、焼付らノ１．る構成となっ′Ｃ
１いる。

本実施例も、前述の実施例と同様に、ウェハ２１の同一
領域に対し°Ｃ５複数の方向から、逐次、ｌ／−ザ光に
よる照明を加えることで、スペックルノイズを・低減し
、露光部分に関Ｉ、て、均一な露光強度分布を得るもの
である。その上で、本実施例においても、パルス発振の
１７・−ザに限定されるものではなく、遅延光路の遅れ
を調整するととにより、連続発振レーザも適用可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によりば、遅延光路により遅
延を力えることで相互の干渉性を低下させた複数の方向
のレーザ光により、捺加工物の同一領域を照明すること
により、スペックルノイズあるいはレーザ光相互の干渉
を抑えることができるので、均一な強度分布のレーザ光
、　７　。

照明を実現し得る効果がある。さらに、この効果は、パ
ルス発掘、連続発振いずれのレーザ光に対しても有効で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る縮小投影露光装置のパターン検出
部に適用した一実施例を示す縦断面図、第２図は第１図
に示す実施例の全体構成を示す斜視図、第３図は第１図
に示す遅延光路の構成を示す断面図、第４図は第５図に
示す実施例によるレーザ光入射の模式図、第５図はこの
実施例の効果を示す模式図％第６図は本発明に係る縮小
投影露光装置の光源として適用した他の一実施例の構成
を示す縦断面図である。１・・・レチクル　　　　　２・・・縮小レンズ３・・
・ウェハ　　　　　　　５・・・パターン検出部６・・
・レーザ光源　　　　９，９１１〜９−・・・レーザ光
１０・・・遅延光路　　　　　１Ｎ・・・視野絞υ１２
．１９・・・ビームスプリッタ１３・・・リレーレンズ　　　１４．２０・・・ミ７−
２１・・・ウェハ　　　　　　２２・・・縮小レンズ、
　８．

Claims

【特許請求の範囲】１、複数の光路を、相互にある一定量以上の光路長差を
備え、かつ、この複数の光路を経たレーザ光が相異なる
角度でウェハのほぼ同一領域に入射するように照明光学
系を設けたことを特徴とする照明装置。２、ある一定量以上の光路長差を、ほぼレーザ光の可干
渉距離以上の長さとすることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の照明装置。３、レーザ光をパルス状のレーザ光で形成し、ある一定
量以上の光路長差を、レーザ光の空間的な長さ以上とし
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の照明装
置。