JPH09283423A - 露光装置及び露光方法 - Google Patents
露光装置及び露光方法Info
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- JPH09283423A JPH09283423A JP8112061A JP11206196A JPH09283423A JP H09283423 A JPH09283423 A JP H09283423A JP 8112061 A JP8112061 A JP 8112061A JP 11206196 A JP11206196 A JP 11206196A JP H09283423 A JPH09283423 A JP H09283423A
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- 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
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- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体露光装置において投影光学系の変化に
も対処できるように、焼き付け位置で投影光学系を通し
てウエハ面の合焦状態を検出すること。 【解決手段】 半導体露光装置の合焦状態を投影光学系
を介して検出に関して、非点収差法と２次元ＣＣＤを組
み合わせることで、投影光学系に対するウエハの合焦状
態を検出し、該検出値に基づいて補正を行うことを特徴
とする半導体露光装置。
も対処できるように、焼き付け位置で投影光学系を通し
てウエハ面の合焦状態を検出すること。 【解決手段】 半導体露光装置の合焦状態を投影光学系
を介して検出に関して、非点収差法と２次元ＣＣＤを組
み合わせることで、投影光学系に対するウエハの合焦状
態を検出し、該検出値に基づいて補正を行うことを特徴
とする半導体露光装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は露光装置及び露光方
法に関し、特に半導体素子製造用の露光装置のように物
体に対して精密な焦点合わせを行う装置に好適なもので
ある。
法に関し、特に半導体素子製造用の露光装置のように物
体に対して精密な焦点合わせを行う装置に好適なもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年半導体集積回路はますます微細化さ
れる傾向にあるが、その製造工程の中で最も重要な工程
の一つがマスク上に形成された回路パタ−ンをウエハ上
に転写するフォト工程である。フォト工程に用いられる
装置が半導体露光装置と呼ばれるもので、現在光学的露
光方式が主力として用いられている。
れる傾向にあるが、その製造工程の中で最も重要な工程
の一つがマスク上に形成された回路パタ−ンをウエハ上
に転写するフォト工程である。フォト工程に用いられる
装置が半導体露光装置と呼ばれるもので、現在光学的露
光方式が主力として用いられている。
【０００３】光学的露光方式にはマスクとウエハを接触
させて焼き付けるコンタクト方式、マスクとウエハを数
十μｍのギャップで離して影絵焼きする近接露光方式、
高解像度のレンズを用いてパタ−ンの露光転写とステッ
プ状の送り工程を繰り返すステップ＆リピ−ト、あるい
はスキャン＆リピ−ト方式等がある。この中でも特にス
テップ＆リピ−ト、あるいはスキャン＆リピ−ト方式は
現在及び次代の有力な方式として多用されている。
させて焼き付けるコンタクト方式、マスクとウエハを数
十μｍのギャップで離して影絵焼きする近接露光方式、
高解像度のレンズを用いてパタ−ンの露光転写とステッ
プ状の送り工程を繰り返すステップ＆リピ−ト、あるい
はスキャン＆リピ−ト方式等がある。この中でも特にス
テップ＆リピ−ト、あるいはスキャン＆リピ−ト方式は
現在及び次代の有力な方式として多用されている。
【０００４】光学露光方式におけるフォ−カス方向の位
置合わせではウエハ焼き付け位置と別の場所で基準から
ウエハまでの距離を計測し、それに基づいてウエハ焼き
付け位置で位置出しを行う方法が用いられている。この
方式はフォ−カスの検出に投影光学系を介在させないの
でオフアクシス方式とでも言うべきものである。その際
の計測法には空気流をウエハに噴射し空気の背圧を測っ
てウエハまでの距離を検出するエアセンサ方式、ウエハ
と検出装置間の電気容量を測る方式、超音波を使用して
測距する方式、ウエハ表面へ斜めに光線を投射し、反射
光の位置ずれを検出する方式などがある。
置合わせではウエハ焼き付け位置と別の場所で基準から
ウエハまでの距離を計測し、それに基づいてウエハ焼き
付け位置で位置出しを行う方法が用いられている。この
方式はフォ−カスの検出に投影光学系を介在させないの
でオフアクシス方式とでも言うべきものである。その際
の計測法には空気流をウエハに噴射し空気の背圧を測っ
てウエハまでの距離を検出するエアセンサ方式、ウエハ
と検出装置間の電気容量を測る方式、超音波を使用して
測距する方式、ウエハ表面へ斜めに光線を投射し、反射
光の位置ずれを検出する方式などがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらオフアク
シス方式の場合、装置に対するウエハの光軸方向の位置
は原理的に管理することができるが、マスク像の真にピ
ントのあった位置にウエハ表面が位置しているか否かの
検出を行うことはできない。これはウエハ焼き付け中の
照明光の熱蓄積や周囲の環境温度の変動で投影光学系の
ピント位置が基準に対し一定ではなく移動するからであ
る。これらの外的要因によって投影光学系自体が変化を
起こした場合は、ウエハをオフアクシス方式でしかるべ
き位置に設定しても、実際にはデフォ−カスした像しか
形成されないのである。
シス方式の場合、装置に対するウエハの光軸方向の位置
は原理的に管理することができるが、マスク像の真にピ
ントのあった位置にウエハ表面が位置しているか否かの
検出を行うことはできない。これはウエハ焼き付け中の
照明光の熱蓄積や周囲の環境温度の変動で投影光学系の
ピント位置が基準に対し一定ではなく移動するからであ
る。これらの外的要因によって投影光学系自体が変化を
起こした場合は、ウエハをオフアクシス方式でしかるべ
き位置に設定しても、実際にはデフォ−カスした像しか
形成されないのである。
【０００６】従ってこのような投影光学系の変化にも対
処できるように、焼き付け位置で、投影光学系を通して
ウエハ面をフォ−カシングすることが可能な方法が求め
られている。このような観点から見ると、例えばエアセ
ンサ方式は測定対象物の角度特性があり、対象物表面に
凹凸があった場合、その測定値にばらつきが出る。従っ
てウエハ表面のように数ミクロン程度の凹凸がある場合
には正確にフォ−カスできない可能性があり、精密なフ
ォ−カス方式の候補からは除外される。
処できるように、焼き付け位置で、投影光学系を通して
ウエハ面をフォ−カシングすることが可能な方法が求め
られている。このような観点から見ると、例えばエアセ
ンサ方式は測定対象物の角度特性があり、対象物表面に
凹凸があった場合、その測定値にばらつきが出る。従っ
てウエハ表面のように数ミクロン程度の凹凸がある場合
には正確にフォ−カスできない可能性があり、精密なフ
ォ−カス方式の候補からは除外される。
【０００７】更に今後回路の大型化が進むと１チップ分
の面積が大きくなるため、従来のステップ＆リピ−ト方
式ではなく、レチクルとウエハをスキャンしながら露光
するスキャン露光方式が主流になるといわれている。そ
の場合、ウエハの全面にわたって高速でピントを合わせ
なければならない。
の面積が大きくなるため、従来のステップ＆リピ−ト方
式ではなく、レチクルとウエハをスキャンしながら露光
するスキャン露光方式が主流になるといわれている。そ
の場合、ウエハの全面にわたって高速でピントを合わせ
なければならない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
本発明ではフォ−カス検出に非点収差法を用い、投影光
学系を通して焼き付け位置のフォ−カス位置を検出する
ことを特徴としている。またこの方法はエアセンサを用
いた時のようにウエハのレジスト塗布面を見るだけでな
く、その下の回路パタ−ンそのものにもピントを合わせ
ることが可能なので、露光時にどちらの面にピントを合
わせるかを選択できるというメリットも持っている。
本発明ではフォ−カス検出に非点収差法を用い、投影光
学系を通して焼き付け位置のフォ−カス位置を検出する
ことを特徴としている。またこの方法はエアセンサを用
いた時のようにウエハのレジスト塗布面を見るだけでな
く、その下の回路パタ−ンそのものにもピントを合わせ
ることが可能なので、露光時にどちらの面にピントを合
わせるかを選択できるというメリットも持っている。
【０００９】特に本発明の露光装置では、第１物体の像
を第２物体上に投影光学系を用いて露光転写を行う露光
装置において、該投影光学系を介して合焦検出光を第２
物体上に照射し、該合焦検出光の非点収差の発生状態に
より合焦状態を検出して、合焦状態の制御を行うことを
特徴としている。
を第２物体上に投影光学系を用いて露光転写を行う露光
装置において、該投影光学系を介して合焦検出光を第２
物体上に照射し、該合焦検出光の非点収差の発生状態に
より合焦状態を検出して、合焦状態の制御を行うことを
特徴としている。
【００１０】又、本発明の露光方法では、第１物体の像
を第２物体上に投影光学系を用いて露光転写を行う露光
方法において、該投影光学系を介して合焦検出光を第２
物体上に照射し、該合焦検出光の非点収差の発生状態に
より合焦状態を検出して、合焦状態の制御を行うことを
特徴としている。
を第２物体上に投影光学系を用いて露光転写を行う露光
方法において、該投影光学系を介して合焦検出光を第２
物体上に照射し、該合焦検出光の非点収差の発生状態に
より合焦状態を検出して、合焦状態の制御を行うことを
特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態１の要部
概略図である。同図では合焦検出装置を具備したスキャ
ンアンドリピ−ト法の半導体露光装置の構成図を示し、
本発明の基本形をなすものである。同図で１はレ−ザダ
イオ−ド、２はレンズ、３及び４はダイクロイックハ−
フミラ−、５は集光レンズ、６はシリンドリカルレン
ズ、７は２次元ＣＣＤ、８は露光レンズ（投影光学
系）、９はレチクル（第１物体）、１０はレチクルステ
−ジ、１１はウエハ（第２物体）、１２はウエハステ−
ジ、一点鎖線で示した１３は照明光（露光光）、１４は
合焦検出光を示している。
概略図である。同図では合焦検出装置を具備したスキャ
ンアンドリピ−ト法の半導体露光装置の構成図を示し、
本発明の基本形をなすものである。同図で１はレ−ザダ
イオ−ド、２はレンズ、３及び４はダイクロイックハ−
フミラ−、５は集光レンズ、６はシリンドリカルレン
ズ、７は２次元ＣＣＤ、８は露光レンズ（投影光学
系）、９はレチクル（第１物体）、１０はレチクルステ
−ジ、１１はウエハ（第２物体）、１２はウエハステ−
ジ、一点鎖線で示した１３は照明光（露光光）、１４は
合焦検出光を示している。
【００１２】スキャンアンドリピ−トによる露光では、
レチクル９上に露光によって転写される基パタ−ンがあ
り、該基パタ−ンが照明光１３で照明される。この固定
された照明光に対して、レチクルステ−ジ１０が矢印で
示したＸ方向に移動してレチクル９上にあるパタ−ンが
すべて照明される。照明された光は露光レンズ８を通し
てウエハ１１にパタ−ンを縮小して焼き付ける。その
際、ウエハ１１を載せたウエハステ−ジ１２も矢印で示
したＸ方向、及び紙面に垂直なＹ方向に動き、ウエハ１
１全面にわたってパタ−ンが焼き付けられる。
レチクル９上に露光によって転写される基パタ−ンがあ
り、該基パタ−ンが照明光１３で照明される。この固定
された照明光に対して、レチクルステ−ジ１０が矢印で
示したＸ方向に移動してレチクル９上にあるパタ−ンが
すべて照明される。照明された光は露光レンズ８を通し
てウエハ１１にパタ−ンを縮小して焼き付ける。その
際、ウエハ１１を載せたウエハステ−ジ１２も矢印で示
したＸ方向、及び紙面に垂直なＹ方向に動き、ウエハ１
１全面にわたってパタ−ンが焼き付けられる。
【００１３】一方、合焦検出光１４はレ−ザダイオ−ド
１からレンズ２を通ってダイクロイックハ−フミラ−３
で反射し、露光光束１３に合流する。合流後、合焦検出
光１４はもう一つのダイクロイックハ−フミラ−４を透
過して露光レンズ８に入射する。ダイクロイックハ−フ
ミラ−３、４は波長選択性があり、合焦検出光の波長に
のみハ−フミラ−として働き、露光用の照明光１３の波
長の光に対しては影響を及ぼさず、ただ透過させるのみ
である。
１からレンズ２を通ってダイクロイックハ−フミラ−３
で反射し、露光光束１３に合流する。合流後、合焦検出
光１４はもう一つのダイクロイックハ−フミラ−４を透
過して露光レンズ８に入射する。ダイクロイックハ−フ
ミラ−３、４は波長選択性があり、合焦検出光の波長に
のみハ−フミラ−として働き、露光用の照明光１３の波
長の光に対しては影響を及ぼさず、ただ透過させるのみ
である。
【００１４】露光レンズ８に入射した合焦検出光１４は
露光レンズ８を出た後、照明光１３によりレチクル９上
のパタ−ンが結像されているウエハ１１上の位置よりも
横に少しだけずれた場所に集光される。集光される位置
はパタ−ンの結像されている位置と露光レンズ８の光軸
方向に対しては同一であるが、横方向についてはスキャ
ンで露光する位置の少し手前となるように設定される。
例えば図１（ａ）のようにウエハステ−ジ１２が右方向
に動いている場合は、照明光１３による結像位置よりも
合焦検出光１４を左側に集光させる。ウエハ１１の表面
が照明光１３による結像位置にない、即ちピント外れの
場合はウエハステ−ジ１２を露光レンズ８の光軸である
Ｚ方向（上下方向）に駆動してピントを合わせなければ
ならない。合焦検出光１４の集光位置を横方向に故意に
ずらしておけば、照明光１３で露光される前にウエハ１
１の上下方向の位置を検出できるため、検出から信号処
理して駆動までにかかるフィ−ドバックの時間を取るこ
とができピントのあった結像制御を行える。
露光レンズ８を出た後、照明光１３によりレチクル９上
のパタ−ンが結像されているウエハ１１上の位置よりも
横に少しだけずれた場所に集光される。集光される位置
はパタ−ンの結像されている位置と露光レンズ８の光軸
方向に対しては同一であるが、横方向についてはスキャ
ンで露光する位置の少し手前となるように設定される。
例えば図１（ａ）のようにウエハステ−ジ１２が右方向
に動いている場合は、照明光１３による結像位置よりも
合焦検出光１４を左側に集光させる。ウエハ１１の表面
が照明光１３による結像位置にない、即ちピント外れの
場合はウエハステ−ジ１２を露光レンズ８の光軸である
Ｚ方向（上下方向）に駆動してピントを合わせなければ
ならない。合焦検出光１４の集光位置を横方向に故意に
ずらしておけば、照明光１３で露光される前にウエハ１
１の上下方向の位置を検出できるため、検出から信号処
理して駆動までにかかるフィ−ドバックの時間を取るこ
とができピントのあった結像制御を行える。
【００１５】また合焦検出光１４でウエハ１１の表面の
角度が所定の角度よりずれていると判断された場合も、
上下方向の補正と同じくウエハステ−ジ１２でウエハ１
１をチルト駆動させる必要がある。この場合にも合焦検
出光１４の集光位置を露光する位置の手間側に置いて事
前検出すれば、チルトの補正・駆動に要するフィ−ドバ
ックの時間を取ることができ、良好なチルト制御を行う
ことができる。
角度が所定の角度よりずれていると判断された場合も、
上下方向の補正と同じくウエハステ−ジ１２でウエハ１
１をチルト駆動させる必要がある。この場合にも合焦検
出光１４の集光位置を露光する位置の手間側に置いて事
前検出すれば、チルトの補正・駆動に要するフィ−ドバ
ックの時間を取ることができ、良好なチルト制御を行う
ことができる。
【００１６】合焦検出光１４をウエハ１１に入射させる
際にはその集光点をウエハ１１のどの部分に集光させる
かを選択することが可能である。図１（ａ）に示したの
は集光位置をウエハ１１のレジスト塗布面に合わせた場
合、図１（ｂ）はレジスト層の下の基板に合わせた場合
で、本実施形態の構成ではどちらでも選択が可能であ
る。これはレジストと基板面で光に反射率が異なること
を利用したもので、後に説明する２次元ＣＣＤで光量の
差を判別することが可能なためである。
際にはその集光点をウエハ１１のどの部分に集光させる
かを選択することが可能である。図１（ａ）に示したの
は集光位置をウエハ１１のレジスト塗布面に合わせた場
合、図１（ｂ）はレジスト層の下の基板に合わせた場合
で、本実施形態の構成ではどちらでも選択が可能であ
る。これはレジストと基板面で光に反射率が異なること
を利用したもので、後に説明する２次元ＣＣＤで光量の
差を判別することが可能なためである。
【００１７】ウエハ１１に入射し、反射した合焦検出光
１４はウエハ１１が前記所定の角度に一致し、かつ合焦
状態である場合にはレ−ザダイオ−ド１からの入射光路
をそのまま逆に進み、ダイクロイックミラ−４で反射し
て検出光学系に入る。検出光学系では集光レンズ５、シ
リンドリカルレンズ６を通った後、２次元ＣＣＤ７に入
射し、スポット像が形成される。この場合、基準状態に
おいては、予め２次元ＣＣＤ７の中心位置に円形スポッ
トが結ぶように設定が行われる。図１は２次元ＣＣＤ上
でのスポットの形状を示しており、スポット形状の縦の
大きさをｄ１、横の大きさをｄ２とする。基準状態はｄ
１＝ｄ２で、この条件が満足された時が合焦と判別され
る。また集光されたスポットの位置はウエハの角度ずれ
に対応する。スポットの位置が２次元ＣＣＤ７の中心に
あることが、ウエハ１１の表面が所定の角度に一致する
ことを示している。
１４はウエハ１１が前記所定の角度に一致し、かつ合焦
状態である場合にはレ−ザダイオ−ド１からの入射光路
をそのまま逆に進み、ダイクロイックミラ−４で反射し
て検出光学系に入る。検出光学系では集光レンズ５、シ
リンドリカルレンズ６を通った後、２次元ＣＣＤ７に入
射し、スポット像が形成される。この場合、基準状態に
おいては、予め２次元ＣＣＤ７の中心位置に円形スポッ
トが結ぶように設定が行われる。図１は２次元ＣＣＤ上
でのスポットの形状を示しており、スポット形状の縦の
大きさをｄ１、横の大きさをｄ２とする。基準状態はｄ
１＝ｄ２で、この条件が満足された時が合焦と判別され
る。また集光されたスポットの位置はウエハの角度ずれ
に対応する。スポットの位置が２次元ＣＣＤ７の中心に
あることが、ウエハ１１の表面が所定の角度に一致する
ことを示している。
【００１８】図２、３はこれに対し焦点ずれをした場合
である。図２は合焦検出光１４の集光位置がウエハ１１
よりも上にある場合、即ち後ピン状態で、かつウエハ１
１の角度が所定の角度と一致していた場合である。この
場合、ウエハ１１で反射した合焦検出光１４の戻り光１
４’は点線のような光路を戻るため、シリンドリカルレ
ンズ６の効果で２次元ＣＣＤ７上に横長のスポットをＣ
ＣＤ７の中心位置に結ぶ。この場合にはｄ２＞ｄ１であ
る。
である。図２は合焦検出光１４の集光位置がウエハ１１
よりも上にある場合、即ち後ピン状態で、かつウエハ１
１の角度が所定の角度と一致していた場合である。この
場合、ウエハ１１で反射した合焦検出光１４の戻り光１
４’は点線のような光路を戻るため、シリンドリカルレ
ンズ６の効果で２次元ＣＣＤ７上に横長のスポットをＣ
ＣＤ７の中心位置に結ぶ。この場合にはｄ２＞ｄ１であ
る。
【００１９】図３は合焦検出光１４の集光位置がウエハ
１１よりも下にある場合、即ち前ピン状態で、かつウエ
ハ１１の角度が所定の角度と一致していた場合である。
この場合ウエハ１１で反射した合焦検出光１４の戻り光
１４’は点線のような光路を戻り、シリンドリカルレン
ズ６の効果で２次元ＣＣＤ７に縦長のスポットをＣＣＤ
７の中心位置に結ぶ。この場合にはｄ２＜ｄ１である。
１１よりも下にある場合、即ち前ピン状態で、かつウエ
ハ１１の角度が所定の角度と一致していた場合である。
この場合ウエハ１１で反射した合焦検出光１４の戻り光
１４’は点線のような光路を戻り、シリンドリカルレン
ズ６の効果で２次元ＣＣＤ７に縦長のスポットをＣＣＤ
７の中心位置に結ぶ。この場合にはｄ２＜ｄ１である。
【００２０】このようにシリンドリカルレンズを用いた
非点収差法ではＣＣＤ上に結んだスポットの長径と短径
の大きさを比較検出ことでｄ１＝ｄ２ならば合焦、図２
のようにｄ２＞ｄ１ならば後ピン状態、図３のようにｄ
２＜ｄ１ならば前ピン状態と焦点合わせの状態が容易に
判別できる。
非点収差法ではＣＣＤ上に結んだスポットの長径と短径
の大きさを比較検出ことでｄ１＝ｄ２ならば合焦、図２
のようにｄ２＞ｄ１ならば後ピン状態、図３のようにｄ
２＜ｄ１ならば前ピン状態と焦点合わせの状態が容易に
判別できる。
【００２１】図４はウエハ１１が合焦状態ではあるが、
所定の角度からずれて配置されている場合である。合焦
検出光１４のウエハ１１への集光点付近の拡大図が図４
（ａ）である。この場合、戻り光１４’はウエハ１１の
傾きに応じてやや右方向にずれて露光レンズ８に再入射
する。そのため２次元ＣＣＤ７上ではウエハ１１表面が
所定の角度になっていた場合と比較してやや下方向にス
ポット光がずれ、２次元ＣＣＤ７の中心位置から離れた
位置にスポット光の重心が形成される。角度ずれは２次
元的なものなので、図４の２次元ＣＣＤ７の矢視図にお
いては縦方向のずれｄｚと横方向のずれｄｙとなって現
われる。しかしウエハ１１に角度ずれはあってもスポッ
ト光の形は円形でｄ１＝ｄ２であるため、合焦状態であ
ることは判別可能である。
所定の角度からずれて配置されている場合である。合焦
検出光１４のウエハ１１への集光点付近の拡大図が図４
（ａ）である。この場合、戻り光１４’はウエハ１１の
傾きに応じてやや右方向にずれて露光レンズ８に再入射
する。そのため２次元ＣＣＤ７上ではウエハ１１表面が
所定の角度になっていた場合と比較してやや下方向にス
ポット光がずれ、２次元ＣＣＤ７の中心位置から離れた
位置にスポット光の重心が形成される。角度ずれは２次
元的なものなので、図４の２次元ＣＣＤ７の矢視図にお
いては縦方向のずれｄｚと横方向のずれｄｙとなって現
われる。しかしウエハ１１に角度ずれはあってもスポッ
ト光の形は円形でｄ１＝ｄ２であるため、合焦状態であ
ることは判別可能である。
【００２２】ウエハ１１表面の角度と２次元ＣＣＤ中心
からスポット光重心までの位置関係は１対１に対応して
いる。従って、予め角度が既知の平板等とＣＣＤ上のス
ポット光との対応を調べて装置側をキャリブレ−ション
しておけば、表面の角度が不明なウエハに対しても合焦
状態の判別と角度の測定を同時に行うことが可能であ
る。
からスポット光重心までの位置関係は１対１に対応して
いる。従って、予め角度が既知の平板等とＣＣＤ上のス
ポット光との対応を調べて装置側をキャリブレ−ション
しておけば、表面の角度が不明なウエハに対しても合焦
状態の判別と角度の測定を同時に行うことが可能であ
る。
【００２３】図５は本発明の実施形態２の要部概略図で
ある。同図は半導体露光装置を示している。同図で実施
形態１と同じ部材については同じ番号が付けられてい
る。図中１５はハ−フミラ−、１６はケ−スである。図
１では合焦検出光の照明光束１３への導入と戻り光１
４’の分離をダイクロイックミラ−３、４で行っていた
が、本実施形態は戻り光１４’の分離の位置を実施形態
１と異なった位置に配置したハ−フミラ−で行ったもの
である。即ち本実施形態では入射光と戻り光の分離をレ
−ザダイオ−ド１から光が出たすぐのところで行うのが
特徴となっている。分離する場所近辺では照明光１３と
光束が重なっていないため、実施形態１に比べて小さな
ハ−フミラ−１５を配置することで目的が達成される。
更にこの配置ではレ−ザダイオ−ド１とレンズ２、ハ−
フミラ−１５及び合焦検出部（集光レンズ５、シリンド
リカルレンズ６、２次元ＣＣＤ７）の位置がお互いに近
づくので、ケ−ス１６によりこれらの部分を囲むことに
よって合焦検出に必要な全ての部品を含むユニットをコ
ンパクトにまとめることが可能である。
ある。同図は半導体露光装置を示している。同図で実施
形態１と同じ部材については同じ番号が付けられてい
る。図中１５はハ−フミラ−、１６はケ−スである。図
１では合焦検出光の照明光束１３への導入と戻り光１
４’の分離をダイクロイックミラ−３、４で行っていた
が、本実施形態は戻り光１４’の分離の位置を実施形態
１と異なった位置に配置したハ−フミラ−で行ったもの
である。即ち本実施形態では入射光と戻り光の分離をレ
−ザダイオ−ド１から光が出たすぐのところで行うのが
特徴となっている。分離する場所近辺では照明光１３と
光束が重なっていないため、実施形態１に比べて小さな
ハ−フミラ−１５を配置することで目的が達成される。
更にこの配置ではレ−ザダイオ−ド１とレンズ２、ハ−
フミラ−１５及び合焦検出部（集光レンズ５、シリンド
リカルレンズ６、２次元ＣＣＤ７）の位置がお互いに近
づくので、ケ−ス１６によりこれらの部分を囲むことに
よって合焦検出に必要な全ての部品を含むユニットをコ
ンパクトにまとめることが可能である。
【００２４】
【発明の効果】以上述べてきたように本発明では半導体
露光装置の合焦状態を投影光学系を介して検出する機能
に関して、非点収差法と２次元ＣＣＤ等の２次元画像素
子を組み合わせることで、投影光学系に対するウエハの
合焦状態を検出することが可能となり、該検出値に基づ
いてウエハを駆動補正することによりピントのあった状
態で露光を行うことを可能とした。該検出値はウエハの
合焦状態と共に角度ずれも同時に検出できるため、ウエ
ハの駆動補正が投影光学系の光軸方向だけでなく、傾き
であるチルト補正にも行うことが可能となった。
露光装置の合焦状態を投影光学系を介して検出する機能
に関して、非点収差法と２次元ＣＣＤ等の２次元画像素
子を組み合わせることで、投影光学系に対するウエハの
合焦状態を検出することが可能となり、該検出値に基づ
いてウエハを駆動補正することによりピントのあった状
態で露光を行うことを可能とした。該検出値はウエハの
合焦状態と共に角度ずれも同時に検出できるため、ウエ
ハの駆動補正が投影光学系の光軸方向だけでなく、傾き
であるチルト補正にも行うことが可能となった。
【図１】 本発明の実施形態１の露光装置の要部概略図
【図２】 本発明の実施形態１で後ピンのデフォ−カス
状態での検出状態を示す要部概略図
状態での検出状態を示す要部概略図
【図３】 本発明の実施形態１で前ピンのデフォ−カス
状態での検出状態を示す要部概略図
状態での検出状態を示す要部概略図
【図４】 本発明の実施形態１でウエハ表面が傾いた状
態での検出状態を示す要部概略図
態での検出状態を示す要部概略図
【図５】 本発明の実施形態２の露光装置の要部概略図
１ レ−ザダイオ−ド ２ レンズ ３ ダイクロイックハ−フミラ− ４ ダイクロイックハ−フミラ− ５ 集光レンズ ６ シリンドリカルレンズ ７ ２次元ＣＣＤ ８ 露光レンズ ９ レチクル １０ レチクルステ−ジ １１ ウエハ １２ ウエハステ−ジ １３ 照明光 １４ 合焦検出光 １５ ハ−フミラ− １６ ケ−ス
Claims (13)
- 【請求項１】 第１物体の像を第２物体上に投影光学系
を用いて露光転写を行う露光装置において、該投影光学
系を介して合焦検出光を第２物体上に照射し、該合焦検
出光の非点収差の発生状態により合焦状態を検出して、
合焦状態の制御を行うことを特徴とする露光装置。 - 【請求項２】 前記合焦検出光が前記第１物体の像を前
記第２物体上に露光転写を行う際の露光光と共通光路を
持つことを特徴とする請求項１記載の露光装置。 - 【請求項３】 前記合焦状態の検出を２次元画像検出素
子で行うことを特徴とする請求項２記載の露光装置。 - 【請求項４】 前記２次元画像素子上に形成される前記
合焦検出光の位置により前記第２物体の角度ずれを検出
することを特徴とする請求項４記載の露光装置。 - 【請求項５】 前記露光装置がスキャンアンドリピ−ト
での露光方法を採用したものであることを特徴とする請
求項４記載の露光装置。 - 【請求項６】 前記合焦検出光が露光を行う照明光の結
像位置よりずれた位置に集光され、該合焦検出光による
検出値をもとに前記第２物体の位置を制御することを特
徴とする請求項５記載の露光装置。 - 【請求項７】 第１物体の像を第２物体上に投影光学系
を用いて露光転写を行う露光方法において、該投影光学
系を介して合焦検出光を第２物体上に照射し、該合焦検
出光の非点収差の発生状態により合焦状態を検出して、
合焦状態の制御を行うことを特徴とする露光方法。 - 【請求項８】 前記合焦検出光が前記第１物体の像を前
記第２物体上に露光転写を行う際の露光光と共通光路を
持つことを特徴とする請求項７記載の露光方法。 - 【請求項９】 前記合焦検出光が前記第２物体上で検出
する位置を前記合焦検出光の集光位置により選択できる
ことを特徴とする請求項８記載の露光方法。 - 【請求項１０】 前記合焦状態の検出を２次元画像検出
素子で行うことを特徴とする請求項９記載の露光方法。 - 【請求項１１】 前記２次元画像素子上に形成される前
記合焦検出光の位置により前記第２物体の角度ずれを検
出することを特徴とする請求項１０記載の露光方法。 - 【請求項１２】 前記露光装置がスキャンアンドリピ−
トであることを特徴とする請求項１１記載の露光方法。 - 【請求項１３】 前記合焦検出光が露光を行う照明光の
結像位置よりずれた位置に集光され、該合焦検出光によ
る検出値をもとに前記第２物体の位置を制御することを
特徴とする請求項１２記載の露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8112061A JPH09283423A (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 露光装置及び露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8112061A JPH09283423A (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 露光装置及び露光方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09283423A true JPH09283423A (ja) | 1997-10-31 |
Family
ID=14577073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8112061A Pending JPH09283423A (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 露光装置及び露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09283423A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100444263B1 (ko) * | 1999-07-05 | 2004-08-11 | 캐논 가부시끼가이샤 | 노광장치 및 디바이스의 제조방법 |
| US6861614B1 (en) | 1999-07-08 | 2005-03-01 | Nec Corporation | S system for the formation of a silicon thin film and a semiconductor-insulating film interface |
| JP2006179907A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-07-06 | Asml Netherlands Bv | 自動焦点システムを備えたリソグラフィ機器 |
| JP2009192850A (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Yokogawa Electric Corp | 自動焦点制御システム |
| JP2009302549A (ja) * | 2005-03-30 | 2009-12-24 | Asml Netherlands Bv | データフィルタ処理を利用したリソグラフィ装置及びデバイス製造法 |
-
1996
- 1996-04-09 JP JP8112061A patent/JPH09283423A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100444263B1 (ko) * | 1999-07-05 | 2004-08-11 | 캐논 가부시끼가이샤 | 노광장치 및 디바이스의 제조방법 |
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| US7312418B2 (en) | 1999-07-08 | 2007-12-25 | Nec Corporation | Semiconductor thin film forming system |
| JP2006179907A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-07-06 | Asml Netherlands Bv | 自動焦点システムを備えたリソグラフィ機器 |
| JP2009302549A (ja) * | 2005-03-30 | 2009-12-24 | Asml Netherlands Bv | データフィルタ処理を利用したリソグラフィ装置及びデバイス製造法 |
| US8508715B2 (en) | 2005-03-30 | 2013-08-13 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method utilizing data filtering |
| US9846368B2 (en) | 2005-03-30 | 2017-12-19 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method utilizing data filtering |
| JP2009192850A (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Yokogawa Electric Corp | 自動焦点制御システム |
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