JPH0477745A - 焦点合わせ装置 - Google Patents
焦点合わせ装置Info
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- JPH0477745A JPH0477745A JP2190697A JP19069790A JPH0477745A JP H0477745 A JPH0477745 A JP H0477745A JP 2190697 A JP2190697 A JP 2190697A JP 19069790 A JP19069790 A JP 19069790A JP H0477745 A JPH0477745 A JP H0477745A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 42
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 36
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 17
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 11
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
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
-
- 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
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (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】
（産業上の利用分野）
本発明は、焦点合わせ装置に関するものであり、特に、
半導体ウェハを露光する縮小投影露光装置に好適に適用
される焦点合わせ装置に関するものである。
半導体ウェハを露光する縮小投影露光装置に好適に適用
される焦点合わせ装置に関するものである。
（従来の技術）
縮小投影露光装置に用いる従来の焦点合わせ装置では、
縮小投影レンズに相対向して設けたＺステージ上に半導
体ウェハを搭載し、この半導体ウェハ表面に塗布された
レジスト膜表面に約１〜２゜の浅い角度で入射させたＬ
ＥＤ光の反射光を光検出器で検出して、レジスト膜表面
の位置を算出し、このレジスト膜表面位置からレジスト
膜内部へ一定の長さだけ補正した位置に縮小投影レンズ
の焦点を合わせるように、Ｚステージの位置調整を行っ
ていた。
縮小投影レンズに相対向して設けたＺステージ上に半導
体ウェハを搭載し、この半導体ウェハ表面に塗布された
レジスト膜表面に約１〜２゜の浅い角度で入射させたＬ
ＥＤ光の反射光を光検出器で検出して、レジスト膜表面
の位置を算出し、このレジスト膜表面位置からレジスト
膜内部へ一定の長さだけ補正した位置に縮小投影レンズ
の焦点を合わせるように、Ｚステージの位置調整を行っ
ていた。
（発明が解決しようとする課Ｂ）
この従来の焦点合わせ装置において、レジスト膜の表面
位置から一定の長さだけ補正した位置を焦点位置とする
のは、実際の焦点位置がレジスト表面ではなくレジスト
内部に存在するためである。
位置から一定の長さだけ補正した位置を焦点位置とする
のは、実際の焦点位置がレジスト表面ではなくレジスト
内部に存在するためである。
特に、レジスト膜の膜厚が厚い場合には、レジストの表
面位置と実際の焦点位１との差が大きくなり、補正の必
要が生じる。
面位置と実際の焦点位１との差が大きくなり、補正の必
要が生じる。
従来は、このレジスト膜表面からの補正値は、ウェハの
位置を変えながら実際にレジスト膜を露光する露光実験
を何度も行って求めていた。しかし、露光する半導体ウ
ェハによって、レジスト膜の膜厚及び下地基板の材質等
が異なるため、ウェハかかわる毎に露光実験を行って最
適な焦点位置を求める必要があり、この補正値を求める
ための露光実験に多大な時間と手間がかかっていた。
位置を変えながら実際にレジスト膜を露光する露光実験
を何度も行って求めていた。しかし、露光する半導体ウ
ェハによって、レジスト膜の膜厚及び下地基板の材質等
が異なるため、ウェハかかわる毎に露光実験を行って最
適な焦点位置を求める必要があり、この補正値を求める
ための露光実験に多大な時間と手間がかかっていた。
本発明は、このような問題点を解決して、露光実験を行
う事なく、焦点位置の補正値を算出することができる焦
点合わせ装置を提供しようとするものである。
う事なく、焦点位置の補正値を算出することができる焦
点合わせ装置を提供しようとするものである。
（課題を解決するための手段及び作用）上記課題を解決
するために、本発明の焦点位置検出装置は、基板を搭載
するステージと、前記ステージに出射面を相対向させて
設置した投影レンズと、前記ステージと前記投影レンズ
とを相対的に光軸方向に移動させる手段とを具え、前記
ステージと投影レンズとを相対的に光軸方向に移動させ
て前記投影レンズの焦点合わせを行う装置において、前
記基板表面に塗布された透光性膜の表面を検出位置とす
る第１の検出光学系と、前記第１の検出光学系の入射光
の基板表面に対する入射角度より小さい角度で入射光を
入射させ前記透光性膜の内部を検出位置とする第２の検
出光学系と、前記第１の検出光学系にて検出した透光性
膜の表面位置から、前記基板表面の反射特性及び前記透
光性膜の膜厚に応じて変化する前記第２の検出光学系に
て検出した透光性膜の内部の検出位置までの距離の変化
に応して前記投影レンズの焦点位置の補正値を算出する
手段と、前記算出手段によって算出した補正値に応じて
前記投影レンズと前記ステージとを相対的に光軸方向に
移動させる手段とを具えることを特徴とするものである
。
するために、本発明の焦点位置検出装置は、基板を搭載
するステージと、前記ステージに出射面を相対向させて
設置した投影レンズと、前記ステージと前記投影レンズ
とを相対的に光軸方向に移動させる手段とを具え、前記
ステージと投影レンズとを相対的に光軸方向に移動させ
て前記投影レンズの焦点合わせを行う装置において、前
記基板表面に塗布された透光性膜の表面を検出位置とす
る第１の検出光学系と、前記第１の検出光学系の入射光
の基板表面に対する入射角度より小さい角度で入射光を
入射させ前記透光性膜の内部を検出位置とする第２の検
出光学系と、前記第１の検出光学系にて検出した透光性
膜の表面位置から、前記基板表面の反射特性及び前記透
光性膜の膜厚に応じて変化する前記第２の検出光学系に
て検出した透光性膜の内部の検出位置までの距離の変化
に応して前記投影レンズの焦点位置の補正値を算出する
手段と、前記算出手段によって算出した補正値に応じて
前記投影レンズと前記ステージとを相対的に光軸方向に
移動させる手段とを具えることを特徴とするものである
。
このように、本発明の焦点位置検出装置では、第１の検
出光学系にて基板表面に塗布された透光性膜の表面位置
を検出し、第１の検出光学系の入射光の基板表面に対す
る入射角度より小さい角度で入射光を入射させる第２の
検出光学系にて透光性膜の内部の位置を検出し、第１の
検出光学系で検出した透光性膜の表面位置と第２の検出
光学系で検出した透光性膜の内部の位置の差分に応じて
焦点位置を補正するようにしている。すなわち、第２の
検出光学系で検出する透光性膜の内部の位置は、透光性
膜の膜厚や下地の基板の状態によって異なるものであり
、一方、実際の焦点位置もやはり透光性膜の膜厚及び下
地の基板の状態によって異なる。本発明者が行った実験
によると、第２の検出光学系で検出する透光性膜の内部
の位置の変化の度合と、実際の焦点位置の変化の度合と
はほぼ１：１の関係にあることがわかった。例えば、焦
点位置を暫定的に透光性膜の膜厚の中央に決めたとき一
１透光性膜の膜厚及び下地基板に応じて変化する透光性
膜の表面位置から第２の検出光学系で検出した内部の位
置までの差分の変化の度合は、暫定的に決めた焦点位置
と実際の焦点位置とが透光性膜の膜厚及び下地基板に応
じた変化する度合とほぼ比例する関係にある。したがっ
て、第１の検出光学系で検出した透光性膜の表面位置と
第２の検出光学系で検出した透光性膜の内部位置との差
分を算出して、この差分の変化の度合に応じて焦点位置
を補正するようにすれば、露光すべき半導体基板が変わ
る度に、補正値を求めるための露光実験を行うことなく
、焦点位置の補正値を求めて補正を行うことができる。
出光学系にて基板表面に塗布された透光性膜の表面位置
を検出し、第１の検出光学系の入射光の基板表面に対す
る入射角度より小さい角度で入射光を入射させる第２の
検出光学系にて透光性膜の内部の位置を検出し、第１の
検出光学系で検出した透光性膜の表面位置と第２の検出
光学系で検出した透光性膜の内部の位置の差分に応じて
焦点位置を補正するようにしている。すなわち、第２の
検出光学系で検出する透光性膜の内部の位置は、透光性
膜の膜厚や下地の基板の状態によって異なるものであり
、一方、実際の焦点位置もやはり透光性膜の膜厚及び下
地の基板の状態によって異なる。本発明者が行った実験
によると、第２の検出光学系で検出する透光性膜の内部
の位置の変化の度合と、実際の焦点位置の変化の度合と
はほぼ１：１の関係にあることがわかった。例えば、焦
点位置を暫定的に透光性膜の膜厚の中央に決めたとき一
１透光性膜の膜厚及び下地基板に応じて変化する透光性
膜の表面位置から第２の検出光学系で検出した内部の位
置までの差分の変化の度合は、暫定的に決めた焦点位置
と実際の焦点位置とが透光性膜の膜厚及び下地基板に応
じた変化する度合とほぼ比例する関係にある。したがっ
て、第１の検出光学系で検出した透光性膜の表面位置と
第２の検出光学系で検出した透光性膜の内部位置との差
分を算出して、この差分の変化の度合に応じて焦点位置
を補正するようにすれば、露光すべき半導体基板が変わ
る度に、補正値を求めるための露光実験を行うことなく
、焦点位置の補正値を求めて補正を行うことができる。
（実施例）
第１図は、本発明の焦点合わせ装置の一実施例の構成を
示す図である。
示す図である。
縮小投影露光装置（ステッパ）の縮小投影レンズ１に相
対向してＺステージ２を設け、その上に表面に半透明な
レジスト膜３ａを形成した半導体ウェハ３を搭載する。
対向してＺステージ２を設け、その上に表面に半透明な
レジスト膜３ａを形成した半導体ウェハ３を搭載する。
Ｚステージ２は細小投影レンズ１の光軸方向、すなわち
、第１図における上下方向に移動可能に設けられている
。第１の検出光学系４は、ＬＥＤ光源４ａ、スリット４
ｂ及び受光器４ｃとを具えている。ＬＥＤ光源４ａは、
光源４ａから発せられる赤色光が、レジスト膜３ａの表
面に対して約１〜２°の角度（／θ）で入射する位置に
設けられており、半導体ウェハ３の表面に設けられたレ
ジスト膜３ａ表面で反射される反射光がスワン）４ｂを
介して受光器４Ｃで受光される。
、第１図における上下方向に移動可能に設けられている
。第１の検出光学系４は、ＬＥＤ光源４ａ、スリット４
ｂ及び受光器４ｃとを具えている。ＬＥＤ光源４ａは、
光源４ａから発せられる赤色光が、レジスト膜３ａの表
面に対して約１〜２°の角度（／θ）で入射する位置に
設けられており、半導体ウェハ３の表面に設けられたレ
ジスト膜３ａ表面で反射される反射光がスワン）４ｂを
介して受光器４Ｃで受光される。
一方、第２の検出光学系５は、ＬＥＤ光源５ａ、スリッ
ト５ｂ及び受光器５Ｃとを具え、ＬＥＤ光ｉ５ａは光源
５ａから発せられる赤色光がレジスト膜３ａの表面に対
して約３〜１０°の角度（ψ）で入射する位置に設けら
れて入る。光ｆｉ５ａからの入射光はレジスト膜３ａの
中まで入射し、半導体ウェハ３の基板表面で反射するが
、その反射特性は基板表面の状態によってことなるが、
その反射光の一部をスリット５ｂを介して受光器５ｃで
受光する。このとき、第２の検出光学系５が検出する点
、すなわちスワン１−５ｂを介して受光器５Ｃが睨む位
置がレジスト膜３ａの内部に位置するようにスリット５
ｂ及び受光器５Ｃを設定しておく。
ト５ｂ及び受光器５Ｃとを具え、ＬＥＤ光ｉ５ａは光源
５ａから発せられる赤色光がレジスト膜３ａの表面に対
して約３〜１０°の角度（ψ）で入射する位置に設けら
れて入る。光ｆｉ５ａからの入射光はレジスト膜３ａの
中まで入射し、半導体ウェハ３の基板表面で反射するが
、その反射特性は基板表面の状態によってことなるが、
その反射光の一部をスリット５ｂを介して受光器５ｃで
受光する。このとき、第２の検出光学系５が検出する点
、すなわちスワン１−５ｂを介して受光器５Ｃが睨む位
置がレジスト膜３ａの内部に位置するようにスリット５
ｂ及び受光器５Ｃを設定しておく。
Ｚステージ２に接続したパルスモータ６によって、Ｚス
テージ２を上下方向に駆動する。パルスモータ６には制
御回路７を介してパルスジェネレータ８が接続されてお
り、制御回路７の制御の下に、パルスモータ６の回転数
に応じたパルス数ヲカウンタ９でカウントする。カウン
タ９及び第１及び第２の検出光学系の受光器４ｃ、５ｃ
はそれぞれ位置検出回路１０に接続されており、それぞ
れの出力を位置検出回路１０に供給する。Ｚステージ２
を下方から上方へ向かって移動させて、Ｚステージ２に
搭載したレジスト膜３ａの表面で反射される反射光を受
光器４ｃでとらえた時点においてカウンタ９のカウント
数を位置検出回路１０で検出し、更に、第２の検出光学
系５ａの反射光の一部をスワン１−５ｂを介して受光器
５ｃがとらえたとらえた時点におけるカウンタ９のカウ
ント数を検出する。それぞれのカウント数の差を算出し
て、レジスト膜３ａ表面の位置から受光器５ｃがとらえ
た内部の位置までの距離を算出し、変換回路１１に入力
する。
テージ２を上下方向に駆動する。パルスモータ６には制
御回路７を介してパルスジェネレータ８が接続されてお
り、制御回路７の制御の下に、パルスモータ６の回転数
に応じたパルス数ヲカウンタ９でカウントする。カウン
タ９及び第１及び第２の検出光学系の受光器４ｃ、５ｃ
はそれぞれ位置検出回路１０に接続されており、それぞ
れの出力を位置検出回路１０に供給する。Ｚステージ２
を下方から上方へ向かって移動させて、Ｚステージ２に
搭載したレジスト膜３ａの表面で反射される反射光を受
光器４ｃでとらえた時点においてカウンタ９のカウント
数を位置検出回路１０で検出し、更に、第２の検出光学
系５ａの反射光の一部をスワン１−５ｂを介して受光器
５ｃがとらえたとらえた時点におけるカウンタ９のカウ
ント数を検出する。それぞれのカウント数の差を算出し
て、レジスト膜３ａ表面の位置から受光器５ｃがとらえ
た内部の位置までの距離を算出し、変換回路１１に入力
する。
この距離の変化の度合とと焦点位置の変化の度合はほぼ
１：１の関係になると考えられるため、変換回路１１で
は、差分→補正値の変換アルゴリズムにより表面位置と
内部位置の差分を焦点位置の補正値に変換する。この補
正値を表示装置工２に表示して、この表示に応じて縮小
投影レンズ１の焦点合わせを行う。焦点合わせは手動で
行っても良く、縮小投影レンズ１の駆動装置に変換回路
１１の出力をつないで、自動的に行うようにしてもよい
。
１：１の関係になると考えられるため、変換回路１１で
は、差分→補正値の変換アルゴリズムにより表面位置と
内部位置の差分を焦点位置の補正値に変換する。この補
正値を表示装置工２に表示して、この表示に応じて縮小
投影レンズ１の焦点合わせを行う。焦点合わせは手動で
行っても良く、縮小投影レンズ１の駆動装置に変換回路
１１の出力をつないで、自動的に行うようにしてもよい
。
（発明の効果）
本発明によれば、投影レンズの焦点を実際の焦点位置に
合わせるための補正値を自動的に算出することができる
。従って、半導体ウェハの露光に先立って行っていた焦
点位置の補正値を求めるための露光実験を行う必要がな
く、露光工程にかかる時間の短縮、工程の簡略化、ひい
ては半導体ウェハの製造コストの節減を図ることができ
る。
合わせるための補正値を自動的に算出することができる
。従って、半導体ウェハの露光に先立って行っていた焦
点位置の補正値を求めるための露光実験を行う必要がな
く、露光工程にかかる時間の短縮、工程の簡略化、ひい
ては半導体ウェハの製造コストの節減を図ることができ
る。
第１図は、本発明の焦点合わせ装置の一実施例の構成を
示す図である。 １・・・縮小投影レンズ ３・・・半導体ウェハ ４・・・第１検出光学系 ５・・・第２検出光学系 ４ａ、５ａ・・・光源 ４ｃ、５ｃ・・・受光器 ７・・・制御回路 ９・・・カウンタ １１・・・変換回路 ４ｂ、５ｂ・・・スリット ６・・・パルスモータ ８・・・パルスジェネレータ １０・・・位置検出回路 １２・・・表示装置 ２・・・Ｚステージ ３ａ・・・レジスト膜
示す図である。 １・・・縮小投影レンズ ３・・・半導体ウェハ ４・・・第１検出光学系 ５・・・第２検出光学系 ４ａ、５ａ・・・光源 ４ｃ、５ｃ・・・受光器 ７・・・制御回路 ９・・・カウンタ １１・・・変換回路 ４ｂ、５ｂ・・・スリット ６・・・パルスモータ ８・・・パルスジェネレータ １０・・・位置検出回路 １２・・・表示装置 ２・・・Ｚステージ ３ａ・・・レジスト膜
Claims (1)
- １、基板を搭載するステージと、前記ステージに出射面
を相対向させて設置した投影レンズと、前記ステージと
前記投影レンズとを相対的に光軸方向に移動させる手段
とを具え、前記ステージと投影レンズとを相対的に光軸
方向に移動させて前記投影レンズの焦点合わせを行う装
置において、前記基板表面に塗布された透光性膜の表面
を検出位置とする第１の検出光学系と、前記第１の検出
光学系の入射光の基板表面に対する入射角度より小さい
角度で入射光を入射させ前記透光性膜の内部を検出位置
とする第２の検出光学系と、前記第１の検出光学系にて
検出した透光性膜の表面位置から、前記基板表面の反射
特性及び前記透光性膜の膜厚に応じて変化する前記第２
の検出光学系にて検出した透光性膜の内部の検出位置ま
での距離の変化に応じて前記投影レンズの焦点位置の補
正値を算出する手段と、前記算出手段によって算出した
補正値に応じて前記投影レンズと前記ステージとを相対
的に光軸方向に移動させる手段とを具えることを特徴と
する焦点合わせ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2190697A JPH0477745A (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 焦点合わせ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2190697A JPH0477745A (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 焦点合わせ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0477745A true JPH0477745A (ja) | 1992-03-11 |
Family
ID=16262350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2190697A Pending JPH0477745A (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 焦点合わせ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0477745A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022190564A1 (ja) | 2021-03-12 | 2022-09-15 | 株式会社ジェイエスピー | ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法及びポリプロピレン系樹脂発泡粒子 |
-
1990
- 1990-07-20 JP JP2190697A patent/JPH0477745A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022190564A1 (ja) | 2021-03-12 | 2022-09-15 | 株式会社ジェイエスピー | ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法及びポリプロピレン系樹脂発泡粒子 |
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