JPS62278402A - アライメント装置 - Google Patents

アライメント装置

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JPS62278402A
JPS62278402A JP61123008A JP12300886A JPS62278402A JP S62278402 A JPS62278402 A JP S62278402A JP 61123008 A JP61123008 A JP 61123008A JP 12300886 A JP12300886 A JP 12300886A JP S62278402 A JPS62278402 A JP S62278402A
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西 建爾
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (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。

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 (産業上の利用分野) 本発明は半導体基板等のアライメントを行なう装置に関
し、特に露光装置に組み込んで好適なアライメント装置
に関する。
(従来の技術) 近年、半導体素子(超LSI等)は増々高集積度化、微
細化が進み、これを製造するための露光装置においても
より高精度なアライメント精度が要求されている。この
アライメントとしてはマスクやレチクルと半導体ウェハ
との相対的な位置合わせ、マスクやレチクルの露光装置
に対する位置決め、ウェハの露光位置に対する位置決め
等が含まれているが、いずれの場合もある基準点に対す
る物体の位置合わせという点においては同じ意味である
。投影型露光装置の場合、ウェハ上に予め形成されたア
ライメント用のマークを光学的に検出し、そのマークの
位置を計測することによって、投影光学系によるマスク
パターン投影像との位置関係を検出する作業があるが、
この作業も広義にはアライメントと呼ばれている。この
アライメントを自動化するためにはウェハ上のマークを
光学的に拡大して、その像を光電検出すればよい訳であ
る。しかしながら露光プロセスのウェハには、その表面
にフォトレジストが一定の膜厚で形成されているため、
マークの検出はレジストを介して行なわれることになる
。レジストを介したマーク検出は、レジストの薄膜(通
常1〜5μm程度)としての光学特性の影響を強く受け
、像検出が不安定になることから必ずしも良好なアライ
メント精度が得られるとは限らなかった。そこで薄膜の
影響、例えばレジスト表面と地下表面との双方の反射光
による干渉を低減するために、アライメントマークへの
照明光の波長を複数の異なるスペクトルにする方法が考
えられる。
(発明が解決しようとする問題点) 異なる複数のスペクトルの照明光を同時にウェハに照射
する場合、レジストの膜厚はウェハ上のどの点でも均一
であることは少なく、場所によっては干渉効果を低減さ
せることが難しい。特に段差の大きいマーク近傍では顕
著である。
また各スペクトルの照明光を別々に照射して、夫々の照
明状態でのマーク像を個別に光電検出することも考えら
れるが、マーク像の信号解析が複雑になるといった問題
がある。
(問題点を解決する為の手段) 本発明は基板上のアライメントパターンを光学的に検出
して、基準位置に対する基板のアライメント状態を認識
する装置に関するものである。アライメントパターンの
像はパターン検出光学系(18、16,14,20,2
4,26,28)によって検出面([TV等の受光面、
スリット面、等)に形成される。このパターン検出光学
系は少なくとも基板(ウェハW)側がテレセントリック
な光学系であり、基板表面(アライメントパターン)側
には検出面と共役な焦点面(F P)がある。
そして基板表面と焦点面(F P)とを相対的に光軸方
向に変位させる焦点調整手段(2,4、又は20.22
)が設けられ、基板表面と焦点面(FP)とを所定量だ
けずらした第1状態(焦点深度外にデフォーカスさせた
状態)において、検出面上のパターン像を光電検出する
手段(ITV等のイメージセンサ−30)と、その光電
信号に基づいてアライメント誤差(位置ずれ)を検出す
るずれ検出手段(処理回路40)が設けられる。
(作 用) 本発明では、微細なパターン構造を高倍率の光学系で観
察する際、合焦状態から非合焦状態(所定の焦点深度外
の状態)にした場合でも、非合焦量によってはパターン
像(完全にボケでいる)がコントラストよく解像される
現象、例えばOTF特性上で位相が反転している領域で
の解像を利用して、パターン像の光電検出を行ない、ア
ライメントを行なうものである。このように非合焦域で
パターン像の解像が起る現象を、本発明では擬解像と呼
ぶことにする。この擬解像の状態ではアライメントパタ
ーンの微細な構造を検出することはできない。合焦状態
での画像信号と擬解像での画像信号を比較すると、合焦
状態では高周波成分が多く、基板表面の光学的な特質の
影響を強く受けるのに対し、擬解像では、そのような高
周波成分はほとんど現われず、パターン形状をそのまま
表わすような単純な基本波的成分になる。
このため信号処理が非常に簡単になるとともに、パター
ンの全体的なプロフィールがよく再現されるため、アラ
イメント精度の向上が期待できる。
本発明では非合焦(デフォーカス)状態でアライメント
パターンの光電検出を行なうため、パターン検出光学系
の物体(Mvi)側はテレセンドリンク系である必要が
ある。テレセンドリンク系であれば合焦状態の像とデフ
ォーカス状態の像との間での倍率誤差がなく、パターン
像の中心ずれが生じないからである。
(実施例) 以下本発明の実施例を第1図を参照して説明する。ホル
ダーRHに保持され、回路パターン等を有するレチクル
Rは不図示の照明系からの露光光によって照射される。
投影レンズ1はレチクルRのパターン、もしくはレチク
ル上のアライメントマークRMの像を所定の焦点面FP
内に形成する。
ウェハWは焦点面FPと一致するようにZステージ2上
に保持される。Zステージ2はXYステージ3上にZ方
向(投影レンズ1の光軸方向)に微動可能に設けられ、
駆動モータ4によって上下動する。ウェハW上にはアラ
イメント用のマークWMが形成されているものとする。
本発明の7ライメント装置は、本実施例ではウェハWの
グローバル・アライメント用に設けられたオフ・アクシ
ス方式のアライメント系であり、ウェハW上のマークW
Mを拡大観察するものである。ライトガイド(光ファイ
バー)10からは、所定の波長幅を有する照明光が照出
される。この照明光はレンズ系12を介してビームスプ
リッタ14に入射し、ビームスプリッタ14を通過した
後、ミラー16で反射され対物し、ンズ18に入射する
。照明光としては水銀放電灯、ハロゲンランプ等からの
光が利用でき、アライメント検出に必要な波長域に対し
てブロードなスペクトル分布がよ あるもの、又は複数の女鋭なスペクトルがあるもののい
ずれであってもよい。特に異なる複数のスペクトルを同
時に発生するレーザー光源を用いると、光量が大きくな
るので光電検出時のS/N比が上がる。また対物レンズ
18は、少なくとも物体側(ウェハ側)がテレセンドリ
ンク系であり、照明光の波長域に関して色消しく収差補
正)されており、その焦点位置は通常焦点面FPと一敗
するように設定されている。尚、照明光はウェハW上の
レジストに対して極めて怒度の低い波長(非感光波長)
になるように選ばれている。対物レンズ18の焦点面F
Pに位置する物体のパターンからの光は、ミラー16を
介して一度結像面FP′に結像され、ビームスプリンタ
14を介してレンズ系(リレー系)20.24に入射す
る。レンズ系20.24は結像面FP′に形成された空
間像を指標マーク26aが形成された指標板(焦点板)
26に再結像する。レンズ系28は焦点面FP内の物体
の像と指標マーク26aとを同時にテレビカメラ(IT
V)等のイメージセンサ−30の受光面(検出面)上に
結像する。従ってイメージセンサ−30からの画像信号
に基づいて、ウェハW上のマークWMと指標マーク26
aとのアライメント状態を検出することができる。尚、
上記レンズ系20.24.28も対物レンズ18と同様
に色消しされていることが望ましい。またレンズ系20
は指標板26 (又はイメージセンサ−30の受光面)
に形成されたマークWMの結像状態を調整できるように
光軸方向に移動可能であり、その駆動はモータ22によ
って制御される。
画像信号処理回路(以下単に処理回路とする)40はイ
メージセンサ−30からの画像信号を人力して、その信
号波形を解析してマークWMと指標マーク26aとの位
置ずれを検出し、その検出結果を主制御系42にアライ
メント誤差として出力する。また処理回路40は画像信
号の波形に基づいて像のコントラストを検出し、そのコ
ントラスト情報に基づいて、自動、又は手動でモータ2
2を駆動する機能も有する。第1図には示していないが
、画像信号は表示用のブラウン管モニターに印加され、
モニター上でマークWMと指標マーク26aとの位置合
わせ状態や、像質(コントラスト)が確認できるように
なっている。主制御系42はアライメント誤差に基づく
XYステージ3の位置決めの制御、あるいはZステージ
2の位置決めの制御を行なうものである。特に処理回路
40で検出されたコントラスト情報、又は別設されたエ
ア・マイクロ方式や斜入射方式のギャップセンサーから
の情報に基づいて主制御系42を介してモータ4をサー
ボ制御すれば、対物レンズ18に対するウェハWの自動
焦点合わせ機能が実現できる。さらに主制御系42は対
物レンズ18の焦点面FPとウェハ面とを一致させるよ
うにZステージ2を制御するだけでなく、任意に所定距
離だけ焦点面FPとウェハ面とをずらすための制御も行
なう。本発明ではこの制御を処理回路40が画像信号を
入力する際に行なってお(ことを大きな特徴としている
。すなわちマークWMの像をデフォーカス状態で光電検
出し、その信号をアライメントのために使うことを要点
としている。これは従来のような、アライメント時にフ
ォーカスを正確に合わせるという考え方に反するもので
ある。
本発明は、アライメントマーク等の微細なパターン構造
を高倍率の対物レンズで観察する場合、レンズ系の収差
やOTF特性によって所定のデフォーカス位置でもコン
トラストの高い像(ボケではいる)が得られる現象、所
謂緊解像を利用してアライメントマークの検出を行なう
ものである。
尚、第1図において、ライトガイド10、レンズ12、
ビームスプリッタ14、ミラー16、及び対物レンズ1
8によって照明光の送光光学系が構成され、対物レンズ
18、ミラー8、ビームスプリッタ14、及びレンズ系
20,24.28によって本発明のパターン検出光学系
が構成され、処理回路40によって本発明のずれ検出手
段が構成される。
また本実施例では5.ライトガイド10の射出端が対物
レンズ18の瞳と共役に定められ、その瞳面に光源像が
形成されるケーラー照明法を用いるものとする。
第2図は処理回路40の具体的な回路構成を示すブロッ
ク図である。イメージセンサ−30からの画像信号S1
はアナログ−デジタル変換器(ADC)400に入力し
て、走査線上の各画素毎のレベルをデジタル値に変換す
る。このデジタル値は画素毎に番地指定されるメモリ4
01と402のいずれかに入力する。リード・ライト信
号Stはメモリ401.402の夫々を書き込みモード
と読み出しモードとに択一的に切替えるものである。
セレクタ404は選択信号S3に応答してメモリ401
に記憶された画像情報とメモリ402に記憶された画像
情報とのいずれか一方を選択して演算処理ユニット40
5に送出する。演算処理ユニット405は画像情報に基
づいて指標マーク26とマークWMとの位置ずれ量を求
め、それをアライメント情報ALMとして出力する。さ
らに処理ユニット405は画像情報のコントラストを検
出して、それに応じた情報CZを出力する。このコント
ラスト情fIaCZはモータ22を自動的に制御する場
合は必要であるが、モニター画面上の像質を目視によっ
て確認しつつモータ22を制御する場合は不要である。
第3図はイメージセンサ−30の受光面(検出面)30
aに形成されるマークWMと指標マーク26aとのアラ
イメント状態の一例を示す図である。マークWMとマー
ク26aはともに平行な線状パターンであり、マーク2
6aはマークWMを挾み込むように2本用意されている
。走査線SLはマーク26a1マークWMの長手方向と
直交する方向に定められる。基本的なアライメント検出
は、2本のマーク26aの夫々の中心の間隔をXlで2
等分した中心線C1をアライメントすべき基準点とした
とき、マークWMの中心線C2と中心線C1との走査方
向のずれ量ΔXをアライメント誤差(アライメント情報
ALM)とするように行なわれる。またコントラスト検
出は、本実施例の場合、ウェハW上のマークWMのみに
ついて行なえばよく、例えばマークWMの走査線SLと
直交するエツジ位置に対応した波形上の立上り(又は立
下り)の程度、波形上のピークとボトムの差等の値から
コントラスト情報CZを作り出せばよい。
尚、本実施例の場合、指標板26は、照明光のウェハ表
面からの反射光によって透過照明されるため、指標マゴ
゛り26aが遮光性のパターンであると、モニター画面
上でマーク26aは暗部として見える。
次に本実施例のアライメント動作を第4図を参照して説
明する。
まずウェハW上のマークWMを対物レンズ18の視野内
に導びき、マークWMがマーク26aに挟み込まれるよ
うにXYステージ3を位置決めする。そしてテレビモニ
ターを見ながら、Zステージ2を上下動させるか、又は
適当な焦点検出系を用いたサーボ1bll ’<T5に
よりZステージ2を上下動させ、第1図に示すように対
物レンズ18の焦点面FPとウェハ表面とを一致させる
。この状態(本発明の第2状態)においてメモリ401
を書き込みモードにし、ADC400を介して画像信号
S。
を読み込む。次に第4図に示すように、対物レンズ18
の焦点面FPに対してウェハ表面が上方に一定量dだけ
デフォーカスした状態(本発明の第1状態)になるよう
にZステージ2を上方に駆動させる。この一定量dは対
物レンズ18の光学的特性(収差、倍率、OTF等)や
、観察している対象物のパターン構造によって必らずし
も一義的に決められるものではない。さてウェハ表面を
デフォーカスしていくと、像としては多少ポケているが
コントラスト(信号波形)が合焦状態よりも大きく得ら
れる点がある。そこでメモリ402を書き込みモードに
し、デフォーカス状態での画像信号S、を記憶する。イ
ンフォーカス状態(第2状態)での信号検出とデフォー
カス状態での信号検出との間でウェハW上のマークWM
は指標マーク26aに対して変動しないようにしておい
た方が望ましい。以上のようにして取り込まれたメモリ
401.402内の波形は模式的に示すと第5図のよう
になる。第5図(a)はインフォーカス状態での波形を
示し、第5図(b)はデフォーカス状態での波形を示し
、横軸は走査位置を、縦軸は信号レベルを表わす。第5
図(a)、(b)において、指標マーク26aに関する
波形(両脇のボトム波形)はインフォーカス状態、デフ
ォーカス状態を問わず安定している。インフォーカス状
態でのマークWMに対応した波形はウェハ表面の光学的
特性の影響をそのまま受けることになり、波形上の特@
(ピークやボトム)が多くなり電気処理的には難しいも
のになっている。ただしマークWMの両脇のエツジでは
信号波形上ボトムになるので、ボトムの検出からマーク
WMの中心C2を求めることは可能である。ところが波
形上の特徴が明確に出ていなかったり、逆に特徴が顕著
すぎたりする場合は、ずれ量ΔXの検出処理自体に大き
な誤差が発生したり、最悪の場合検出不能になったりす
る。
一方、デフォーカス状態でのマークWMに対応した波形
は、所謂擬解像によるため、波形上の特徴は少ないがレ
ベル(コントラスト)の大きな単純波形になる傾向があ
り、マーク位置検出の処理が節単になり、誤差の発生も
極めて少ない。このようにデフォーカス状態での波形を
使う場合、対物レンズ18の物体側はテレセントリック
である必要がある。非テレセンドリンク系であると、イ
ンフォーカス時とデフォーカス時とでマークWMの像の
横ずれが往じるからである。実際の検出処理としては所
定のスライスレベル■、を設定して2値化し、その2値
化波形上の立上りと立下りの中心を求める方法、又は原
信号上のピーク位置を求める方法等が利用できる。
さて、オペレータはメモリ401と402内の2つの波
形をモニター画面上に表示させ、どちらを使うかを決定
した後に選択信号S3をセレクタ404に印加する。尚
、この決定は自動的に行なうことも可能であり、波形の
S/N比、特徴の発生状態を評価する波形解析装置を用
いで、所定の条件を満足している方の波形を選ぶように
すればよい。
また本実施例ではインフォーカス状態での波形も検出す
るようにしたが、これは必ずしも必要なことではなく、
デフォーカス状態での波形のみに基づいてアライメント
を行なうようにしてもよい。
さらにデフォーカス状態の波形からマークWMの位置を
特定し、この特定された位置を基準にしてインフォーカ
ス状態の波形の特徴をザーチするようにすれば、インフ
ォーカス状態の波形のS/N比が悪化している場合でも
誤検出が低減されるといった利点がある。
以上のようにしてずれ量ΔXが検出されたら、そのとき
のXYステージ3の走査方向に関する位置X0を別の測
長器(レーザ干渉計等)によって精密に検出し、位置X
oとずれ量へXとの和(又は差)をアライメント位置と
して記憶する。このアライメント位置は、指標マーク2
6aの中心にマークWMを位置決めしたときのXYステ
ージ3の位置にほかならない。従って、このアライメン
ト位置が求まることによって、ウェハW上の任意の領域
と投影レンズlの露光視野との相対的な位置関係が規定
される。
第6図は、第1図に示したパターン検出光学系を用いて
ウェハW上に形成された3本の平行な線状パターンを観
察したときに実際に得られた画像信号の波形を示す。3
本の線状パターンは走査位置上、A+ 、Az 、A2
に存在し、第6図(a)は第4図と同一方向(Zステー
ジ2の上方移動)でのデフォーカス状態における波形、
第6図(b)はインフォーカス状態における波形、そし
て第6図(C)は第4図の場合と逆方向のデフォーカス
状態における波形である。デフォーカス状態でも前ピン
側と後ピン側とでは波形が異なるが、いずれの場合もイ
ンフォーカス状態における波形と較べるとレベルの大き
な単純波形となっており、どちらのデフォーカス状態に
おいても信嵜検出は十分可能である。尚第6図の各縦軸
の信号レベルは同一のアンプゲインのもとで検出された
値を表わす。また第6図(a)と(c)とで波形の位相
(白黒)が反転しているが、これは擬解像固有の現象で
ある。そこで前ピン側と後ピン側の両者の波形に基づい
てアライメントのためのマーク位置検出を行なってもよ
い。
ところで第1図においてレンズ系20はモータ22によ
って可動となっているが、これはデフォーカス状態にし
たとき、イメージセンサ−30の受光面上での像コント
ラストを調整するためのものである。Zステージ2を距
離dだけずらしたとき、観察対象物によっては必ずしも
良好なコントラストが得られるとは限らない。そこでコ
ントラスト情報CZを自動、又はマニュアルにて評価し
、より大きなコントラストが得られるように調整するも
のである。このレンズ系20の調整はイメージセンサ−
30の受光面と共役になる焦点面FPの位置をZ方向に
変えることに他ならない。従って極端な場合、Zステー
ジ2は上下動させずに、レンズ系20のみを光軸方向に
シフトさせるだけで、ウェハ表面と焦点面FPとを凝解
像が得られる程度にずらすことができる。また本実施例
ではライトガイド10を用いた均一照明としたが、レー
ザ光を対物レンズ18を介してウェハW上に照射し、ウ
ェハW上でスポット光(帯状ビーム)にし、このレーザ
光を振動又は等速走査し、ウェハ表面からの反射光を、
イメージセンサ−30の代りに配置されたフォトディテ
クタ(フォトダイオード、フォトマル等)で光量検出し
てもよい。この場合、レーザスポット光の走査に応じて
光電信号をサンプリングすれば、画像信号の波形が検出
できる。
以上本実施例はオフ・アクシス方式のアライメント系と
して説明したが、レチクルR上のマークRMとウェハW
上のマークWMjを投影レンズ1を介して同時に観察す
るアライメント系、所謂TTLアライメント系において
も全く同様に適用可能である。TTLアライメント系は
第1図に示したパターン検出光学系をそのままレチクル
Rの上方に配置した構成であるが、レチクルRのマーク
RMが指標マークとなるので指標板26に相当する部材
は不要である。そしてこの場合、投影レンズ1がウェハ
Wに対する対物光学系を兼ねることになる。投影レンズ
1のウェハ側はテレセンドリンク系になっており、対物
レンズ18によるウェハWの観察と全く同様の観察がで
きる。通常この種の投影レンズは単一波長に対して色収
差補正されているため、TTLアライメント系ではその
単一波長スペクトルの光をアライメント用の照明光とし
ている。しかしながら単一波長スペクトルの光では、デ
フォーカス状態にしても単にコントラストが低下してい
くのみであり、擬解像を得ることはできない。そこで例
えば第7図に示すように、投影レンズの色消しされてい
る波長λ。を中心に所定の帯域幅Δノを有する照明光を
用いると、同様に凝解像を得ることができる。この場合
、帯域幅Δλを大きくしすぎると、波長λ。に対するイ
ンフォーカス状態においてマークWMを観察しても像質
が悪化するので適当な幅に定めておく必要がある。また
投影レンズそのものが異なる2波長に対して収差補正さ
れている場合は、その2波長のスペクトルを同時にアラ
イメント用の照明光として使うようにすればよい。
(発明の効果) 以上本発明によれば、デフォーカス状態(検出光学系の
焦点深度外に対象物を配置した状B)でも解像が起る現
象(例えば擬解像)を利用し、デフォーカス状態でパタ
ーン像の光電検出を行なうようにしたので、基板表面の
光学的な特性の影響(干渉等)を低減させ、パターン自
体のプロフィールをよく表わしたS/N比の良い信号が
得られ、アライメント精度の向上が可能である。また本
発明は、基板上に形成された”複数のパターン(マーク
)の間隔を計測する装置、あるいはフォトレジスト中に
形成された潜像(反射率が周囲と異なる)の検出、又は
その潜像とレジスト下地に形成されたパターンとの間隔
計測を行なう装置に適用しても同様の効果が得られる。
さらに前ピン側と後ピン側との両者における擬解像によ
り、パターン位置を検出し、その両者を比較して横ずれ
を求めることにより、検出光学系のテレセン性(主光線
と光軸との平行度)をチェックすることができるといっ
た利点もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例によるアライメント装置の構成
を示す図、第2図は信号処理回路の回路ブロック図、第
3図はアライメント状態の一例を示す平面図、第4図は
デーフォーカス状態を説明する図、第5図(a)はイン
フォーカス状態での画像信号の波形図、第5図(b)は
デフォーカス状態での画像信号の波形図、第6図はマル
チ(3本)マークから得られた実際の画像信号の波形図
である。 〔主要部分の符号の説明〕 W・・・ウェハ、       R・・・レチクル、2
・・・Zステージ、    10・・・ライトガイド、
14・・・ビームスプリフタ、 18・・・対物レンズ、 20.24・・・リレー系、  26・・・指標板、3
0・・・イメージセンサ− 40・・・処理回路(ずれ検出手段)、FP・・・焦点

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板上の所定位置に形成されたアライメント用の
    パターンを光学的に検出することにより、基準位置に対
    する基板のアライメント状態を認識する装置において、 少なくとも前記基板側がテレセントリックな光学系であ
    り、所定の焦点面に前記アライメント用パターンを位置
    させたとき、該パターンの像を所定の検出面に形成する
    パターン検出光学系と;該パターン検出光学系の所定焦
    点面と前記基板とを相対的に光軸方向に変位させる焦点
    調整手段と;前記所定焦点面と前記基板の表面とを光軸
    方向に所定量だけずらした第1状態において、前記検出
    面に形成された前記パターン像の第1情報を光電検出す
    る光電検出手段と;該光電検出された信号に基づいて前
    記アライメント用パターンの前記基準位置からのずれを
    検出するずれ検出手段とを備えたことを特徴とするアラ
    イメント装置。
  2. (2)前記光電検出手段は、さらに前記所定焦点面と前
    記基板表面とをほぼ一致させた第2状態において、前記
    検出面に形成された前記パターン像の第2情報を光電検
    出し、前記ずれ検出手段は、前記第1情報による信号と
    前記第2情報による信号とを比較し、少なくとも一方の
    信号を前記ずれ検出のために選択する選択手段を含むこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の装置。
  3. (3)前記パターン検出光学系は、前記アライメント用
    パターンを所定の波長幅を有する照明光で照明するため
    の送光光学系と、該照明光に対して色収差補正され、前
    記基板側でテレセントリックな対物光学系とを含むこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の装置。
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