JPH06104158A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
- Publication number
- JPH06104158A JPH06104158A JP4249545A JP24954592A JPH06104158A JP H06104158 A JPH06104158 A JP H06104158A JP 4249545 A JP4249545 A JP 4249545A JP 24954592 A JP24954592 A JP 24954592A JP H06104158 A JPH06104158 A JP H06104158A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- wafer
- imaging optical
- lens
- optical
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- Pending
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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
- 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
-
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Projection-Type Copiers In General (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】
【目的】結像光学系に対する被処理物体の光軸方向の位
置を検出する際、光検出器と結像光学系との位置に変化
の発生しない光検出器の配置構成とすることを目的とす
る。 【構成】本発明では、参照光を縮小レンズの焦点側のレ
ンズエレメント表面で反射させる構成とした。 【効果】結像光学系に対してウェーハ等の位置を検出す
る際、結像光学系と光方式位置検出装置の位置関係は、
常に変化無く一定にすることが出来るので、被露光物ま
たは、被測定物の位置を非常に高精度に検出することが
出来、その結果、当該物体を所望の位置に高精度に位置
決めすることが可能となった。
置を検出する際、光検出器と結像光学系との位置に変化
の発生しない光検出器の配置構成とすることを目的とす
る。 【構成】本発明では、参照光を縮小レンズの焦点側のレ
ンズエレメント表面で反射させる構成とした。 【効果】結像光学系に対してウェーハ等の位置を検出す
る際、結像光学系と光方式位置検出装置の位置関係は、
常に変化無く一定にすることが出来るので、被露光物ま
たは、被測定物の位置を非常に高精度に検出することが
出来、その結果、当該物体を所望の位置に高精度に位置
決めすることが可能となった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子製造のリソ
グラフィ工程や測定評価において用いられる半導体製造
装置及び測定評価装置に係わり、特に光学的な方法で微
細なパターンを露光転写する装置、あるいは寸法測定す
る装置に関する。
グラフィ工程や測定評価において用いられる半導体製造
装置及び測定評価装置に係わり、特に光学的な方法で微
細なパターンを露光転写する装置、あるいは寸法測定す
る装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子製造のリソグラフィ工
程においては、半導体素子回路の原画であるレティクル
を縮小投影レンズにおいてウェーハ上に縮小投影露光す
る、縮小投影露光装置が主流となっている。この縮小投
影露光装置において、縮小投影レンズの解像性能は、１
μｍ以下の所謂サブミクロンパターンである。従って、
該縮小投影レンズの焦点を結ぶ範囲である焦点深度は、
結像面全面で約１μｍと非常に浅い。このため縮小投影
レンズと被露光物であるウェーハとの距離を正確に保つ
必要がある。
程においては、半導体素子回路の原画であるレティクル
を縮小投影レンズにおいてウェーハ上に縮小投影露光す
る、縮小投影露光装置が主流となっている。この縮小投
影露光装置において、縮小投影レンズの解像性能は、１
μｍ以下の所謂サブミクロンパターンである。従って、
該縮小投影レンズの焦点を結ぶ範囲である焦点深度は、
結像面全面で約１μｍと非常に浅い。このため縮小投影
レンズと被露光物であるウェーハとの距離を正確に保つ
必要がある。
【０００３】従来、縮小投影露光装置においては、図３
に示すごとく縮小レンズ１の焦点位置にウェーハ３を光
軸方向に位置決めするために、縮小レンズ１に対するウ
ェーハ表面の位置を検出する光方式検出器が一般に用い
られている。
に示すごとく縮小レンズ１の焦点位置にウェーハ３を光
軸方向に位置決めするために、縮小レンズ１に対するウ
ェーハ表面の位置を検出する光方式検出器が一般に用い
られている。
【０００４】本方式は、発明者らが既に特開平3−40417
号「投影露光装置」にて開示したごとく、ウェーハ表面
に斜めに入射したレーザ光４のウェーハ表面からの反射
光と本体側に固定された反射鏡２０に入射する参照光６
とで形成される干渉縞の位相変化を測定することによっ
てウェーハ表面の位置を検出するものである。また、同
時に当該干渉縞のピッチ変化を測定することによってウ
ェーハ表面の傾きを検出するものである。
号「投影露光装置」にて開示したごとく、ウェーハ表面
に斜めに入射したレーザ光４のウェーハ表面からの反射
光と本体側に固定された反射鏡２０に入射する参照光６
とで形成される干渉縞の位相変化を測定することによっ
てウェーハ表面の位置を検出するものである。また、同
時に当該干渉縞のピッチ変化を測定することによってウ
ェーハ表面の傾きを検出するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来装置では、基
準と成る参照光の反射鏡２０は縮小レンズ１側の本体部
分に取り付ける構成と成っており、参照鏡が微小な位置
変化を起こすと、ウェーハ３の位置の検出値にドリフト
成分として位置変化が生じウェーハ３の位置を正確に測
定することが出来ない。そこで、縮小レンズ１のハウジ
ングに参照鏡を一体的に付けたとしても、熱膨張変化に
より参照鏡が動いてしまうことも考えられ高精度な検出
が出来ないといった欠点があった。
準と成る参照光の反射鏡２０は縮小レンズ１側の本体部
分に取り付ける構成と成っており、参照鏡が微小な位置
変化を起こすと、ウェーハ３の位置の検出値にドリフト
成分として位置変化が生じウェーハ３の位置を正確に測
定することが出来ない。そこで、縮小レンズ１のハウジ
ングに参照鏡を一体的に付けたとしても、熱膨張変化に
より参照鏡が動いてしまうことも考えられ高精度な検出
が出来ないといった欠点があった。
【０００６】本発明の目的は、これらの欠点をなくすた
め、光方式位置検出器の参照光が縮小レンズを基準とす
るように配置構成することである。
め、光方式位置検出器の参照光が縮小レンズを基準とす
るように配置構成することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、参照光を縮小レンズの焦点側のレンズ
エレメント表面で反射させる構成とした。
め、本発明では、参照光を縮小レンズの焦点側のレンズ
エレメント表面で反射させる構成とした。
【０００８】
【作用】本発明になる参照光を縮小レンズのレンズエレ
メント表面で反射させる構成をとることによって、参照
光は必ず縮小レンズと一体になっており参照光の位置変
化はありえず、非常に高精度な位置計測が可能になる。
これによって従来の方式で発生していたドリフト等の位
置変化誤差は発生しなくなり、非常に安定して焦点合わ
せ、またはウェーハの傾き合わせのための検出が可能と
なった。
メント表面で反射させる構成をとることによって、参照
光は必ず縮小レンズと一体になっており参照光の位置変
化はありえず、非常に高精度な位置計測が可能になる。
これによって従来の方式で発生していたドリフト等の位
置変化誤差は発生しなくなり、非常に安定して焦点合わ
せ、またはウェーハの傾き合わせのための検出が可能と
なった。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を示す。図１は、本発
明を縮小投影露光装置に適用した場合の構成を示したも
のである。縮小投影露光装置は、縮小レンズ１により半
導体素子回路の原画であるレティクル２を紫外線を用い
て感光剤が塗布されたウェーハ３の上に縮小露光転写す
るものである。この縮小レンズは、一般に１μｍ以下の
所謂サブミクロン領域の微細パターンを解像することが
出来、例えば０.５μｍライン／スペースのパターンの
場合の焦点深度は約１μｍである。
明を縮小投影露光装置に適用した場合の構成を示したも
のである。縮小投影露光装置は、縮小レンズ１により半
導体素子回路の原画であるレティクル２を紫外線を用い
て感光剤が塗布されたウェーハ３の上に縮小露光転写す
るものである。この縮小レンズは、一般に１μｍ以下の
所謂サブミクロン領域の微細パターンを解像することが
出来、例えば０.５μｍライン／スペースのパターンの
場合の焦点深度は約１μｍである。
【００１０】本光方式位置検出装置は、図においてレー
ザ光１２をプリズム１３によって２分割し、一方のレー
ザ光４をウェーハの表面に斜めから入射させるようにプ
リズム３と反射鏡５を配置する。また、もう一方のレー
ザ光６は、縮小レンズのレンズエレメント７の表面に向
かうようにプリズム３と反射鏡５を配置する。このレー
ザ光を参照光とする。なお、縮小レンズ１のレンズエレ
メント７のレーザ光６が反射する面は、平面で構成され
るようにレンズ設計されている。
ザ光１２をプリズム１３によって２分割し、一方のレー
ザ光４をウェーハの表面に斜めから入射させるようにプ
リズム３と反射鏡５を配置する。また、もう一方のレー
ザ光６は、縮小レンズのレンズエレメント７の表面に向
かうようにプリズム３と反射鏡５を配置する。このレー
ザ光を参照光とする。なお、縮小レンズ１のレンズエレ
メント７のレーザ光６が反射する面は、平面で構成され
るようにレンズ設計されている。
【００１１】この構成によって、ウェーハ３で反射され
たレーザ光４と縮小レンズ１のレンズエレメント７の表
面で反射されたレーザ光６は、点８で交差し干渉縞を発
生させる。この干渉縞を結像光学系９でＣＣＤよりなる
光検出器１０で検出し、信号処理回路１１によってウェ
ーハの光軸方向位置と傾きを演算する。つまり、干渉縞
の位相は光軸方向の位置を示し、ピッチは傾きを示す。
いずれも予め校正した基準からの位置の変化分として求
める。
たレーザ光４と縮小レンズ１のレンズエレメント７の表
面で反射されたレーザ光６は、点８で交差し干渉縞を発
生させる。この干渉縞を結像光学系９でＣＣＤよりなる
光検出器１０で検出し、信号処理回路１１によってウェ
ーハの光軸方向位置と傾きを演算する。つまり、干渉縞
の位相は光軸方向の位置を示し、ピッチは傾きを示す。
いずれも予め校正した基準からの位置の変化分として求
める。
【００１２】本装置においてウェーハ３を縮小レンズ１
の焦点位置に位置決めするには、光方式によってウェー
ハ表面を検出し、予め校正しておいた位置にウェーハ表
面が来るように光軸方向の位置決めステージ１８及びチ
ルトステージ１４によって位置決めする。
の焦点位置に位置決めするには、光方式によってウェー
ハ表面を検出し、予め校正しておいた位置にウェーハ表
面が来るように光軸方向の位置決めステージ１８及びチ
ルトステージ１４によって位置決めする。
【００１３】なお、この他の実施例として図２に示すよ
うに、結像光学系である光学顕微鏡を用いた微細パター
ンの寸法及びパターンの配置座標の測定装置がある。こ
の光学顕微鏡を用いた微細パターンの寸法及びパターン
の配置座標の測定装置においては、被測定物３を光学顕
微鏡１５の焦点位置に位置決めするために、当該光方式
位置検出装置を用い、参照光６を光学顕微鏡１５の焦点
側のレンズエレメント７の表面で反射させて、光方式位
置検出器と光学顕微鏡との位置変化が生じないように構
成してある。
うに、結像光学系である光学顕微鏡を用いた微細パター
ンの寸法及びパターンの配置座標の測定装置がある。こ
の光学顕微鏡を用いた微細パターンの寸法及びパターン
の配置座標の測定装置においては、被測定物３を光学顕
微鏡１５の焦点位置に位置決めするために、当該光方式
位置検出装置を用い、参照光６を光学顕微鏡１５の焦点
側のレンズエレメント７の表面で反射させて、光方式位
置検出器と光学顕微鏡との位置変化が生じないように構
成してある。
【００１４】本測定装置では、光学顕微鏡１５の焦点位
置に被測定物３が位置決めされると、光学顕微鏡で、例
えばＣＣＤなどの光検出器１７上に拡大投影され、パタ
ーンの寸法を測定する。また、パターンの配置座標は、
光学顕微鏡で拡大投影されたパターンを光検出器１７の
基準位置に位置決めした後、被測定物が載っているステ
ージ１８のＸＹ座標を例えばレーザ測長器１９で測定す
ることによって得られる。
置に被測定物３が位置決めされると、光学顕微鏡で、例
えばＣＣＤなどの光検出器１７上に拡大投影され、パタ
ーンの寸法を測定する。また、パターンの配置座標は、
光学顕微鏡で拡大投影されたパターンを光検出器１７の
基準位置に位置決めした後、被測定物が載っているステ
ージ１８のＸＹ座標を例えばレーザ測長器１９で測定す
ることによって得られる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によって、結像光学系に対してウ
ェーハ等の位置を検出する際、結像光学系と光方式位置
検出装置の位置関係は、常に変化無く一定にすることが
出来るので、被露光物または、被測定物の位置を非常に
高精度に検出することが出来、その結果、当該物体を所
望の位置に高精度に位置決めすることが可能となった。
ェーハ等の位置を検出する際、結像光学系と光方式位置
検出装置の位置関係は、常に変化無く一定にすることが
出来るので、被露光物または、被測定物の位置を非常に
高精度に検出することが出来、その結果、当該物体を所
望の位置に高精度に位置決めすることが可能となった。
【図１】本発明の実施例である縮小投影露光装置の構成
図である。
図である。
【図２】本発明の第二の実施例である光学顕微鏡を用い
た微細パターンの寸法及びパターンの配置座標の測定装
置の構成図である。
た微細パターンの寸法及びパターンの配置座標の測定装
置の構成図である。
【図３】従来の位置検出装置を示す図である。
１…縮小レンズ、２…レティクル、３…ウェーハ、４…
測定光、５…反射鏡、６…参照光、７…レンズエレメン
ト、８…干渉点、９…結像光学系、１０…光検出器、１
１…信号処理回路、１２…レーザ光、１３…プリズム、
１４…チルトステージ、１５…光学顕微鏡、１７…光検
出器、１８…ステージ、１９…レーザ測長器。
測定光、５…反射鏡、６…参照光、７…レンズエレメン
ト、８…干渉点、９…結像光学系、１０…光検出器、１
１…信号処理回路、１２…レーザ光、１３…プリズム、
１４…チルトステージ、１５…光学顕微鏡、１７…光検
出器、１８…ステージ、１９…レーザ測長器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/207 Ｈ 9122−2Ｈ
Claims (3)
- 【請求項１】結像光学系を有する光学装置において、該
結像光学系の焦点位置に置かれた基板の位置を該結像光
学系の焦点側の光学素子を基準に検出することを特徴と
する位置検出装置。 - 【請求項２】請求項１記載の結像光学系を有する光学装
置が、原画となる第１の基板を第２の基板上に投影露光
する投影露光装置であることを特徴とする位置検出装
置。 - 【請求項３】請求項１記載の結像光学系を有する光学装
置が、パターン寸法測定機であることを特徴とする位置
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4249545A JPH06104158A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4249545A JPH06104158A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06104158A true JPH06104158A (ja) | 1994-04-15 |
Family
ID=17194588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4249545A Pending JPH06104158A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06104158A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008042183A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-02-21 | Nikon Corp | 面位置検出装置、露光装置及びデバイスの製造方法 |
| JP2008533483A (ja) * | 2005-03-18 | 2008-08-21 | サジェム デファンス セキュリテ | 光学的三角測量を利用した光学測定装置 |
| KR20090046781A (ko) * | 2006-07-14 | 2009-05-11 | 가부시키가이샤 니콘 | 면위치 검출 장치, 노광 장치 및 디바이스의 제조 방법 |
| WO2009093594A1 (ja) * | 2008-01-24 | 2009-07-30 | Nikon Corporation | 面位置検出装置、露光装置、およびデバイス製造方法 |
| CN106933070A (zh) * | 2015-12-30 | 2017-07-07 | 上海微电子装备有限公司 | 一种调焦调平***及其调焦调平方法 |
| CN107560562A (zh) * | 2016-06-30 | 2018-01-09 | 上海微电子装备（集团）股份有限公司 | 一种干涉式微观形貌测量***及方法 |
-
1992
- 1992-09-18 JP JP4249545A patent/JPH06104158A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008533483A (ja) * | 2005-03-18 | 2008-08-21 | サジェム デファンス セキュリテ | 光学的三角測量を利用した光学測定装置 |
| JP4885942B2 (ja) * | 2005-03-18 | 2012-02-29 | サジェム デファンス セキュリテ | 光学的三角測量を利用した光学測定装置 |
| JP2008042183A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-02-21 | Nikon Corp | 面位置検出装置、露光装置及びデバイスの製造方法 |
| KR20090046781A (ko) * | 2006-07-14 | 2009-05-11 | 가부시키가이샤 니콘 | 면위치 검출 장치, 노광 장치 및 디바이스의 제조 방법 |
| US8599387B2 (en) | 2006-07-14 | 2013-12-03 | Nikon Corporation | Surface position detecting apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
| WO2009093594A1 (ja) * | 2008-01-24 | 2009-07-30 | Nikon Corporation | 面位置検出装置、露光装置、およびデバイス製造方法 |
| CN106933070A (zh) * | 2015-12-30 | 2017-07-07 | 上海微电子装备有限公司 | 一种调焦调平***及其调焦调平方法 |
| CN107560562A (zh) * | 2016-06-30 | 2018-01-09 | 上海微电子装备（集团）股份有限公司 | 一种干涉式微观形貌测量***及方法 |
| CN107560562B (zh) * | 2016-06-30 | 2019-10-25 | 上海微电子装备（集团）股份有限公司 | 一种干涉式微观形貌测量***及方法 |
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