JPS6348042B2 - - Google Patents
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- JPS6348042B2 JPS6348042B2 JP53110651A JP11065178A JPS6348042B2 JP S6348042 B2 JPS6348042 B2 JP S6348042B2 JP 53110651 A JP53110651 A JP 53110651A JP 11065178 A JP11065178 A JP 11065178A JP S6348042 B2 JPS6348042 B2 JP S6348042B2
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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
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は追従焦点装置に係り、ことに露光装置
に配置されるホトマスクとウエハとの位置合わせ
精度の向上を図りうる露光装置における追従焦点
装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a follow-up focus device, and more particularly to a follow-up focus device in an exposure apparatus that can improve the alignment accuracy between a photomask and a wafer arranged in the exposure apparatus.
従来の露光装置において、重ねて配設されたホ
トマスクとウエハとを顕微鏡を用いて位置合わせ
をおこない、焼付する手順は次のとおりである。
すなわちホトマスクとウエハを20〜40μmの距離
だけ離しておき、この状態のままホトマスクかウ
エハのどちらか一方を水平方向に移動させて位置
合わせをおこなう。次にウエハをホトマスクに密
着させ、あるいは近接させる。ここで位置合わせ
精度の確認、すなわち適正な位置合わせがおこな
われているかどうかがチエツクされる。このチエ
ツクの結果が望ましいものであれば露光がおこな
われる。このチエツクの結果が望ましいものでな
ければ、ホトマスクとウエハとを以前のように20
〜40μm離し、同様の操作がくり返される。 In a conventional exposure apparatus, the following steps are used to align a photomask and a wafer that are placed one on top of the other using a microscope, and then perform printing.
That is, the photomask and the wafer are separated by a distance of 20 to 40 μm, and in this state, either the photomask or the wafer is moved in the horizontal direction for alignment. Next, the wafer is brought into close contact with or close to the photomask. At this point, the accuracy of alignment is checked, that is, it is checked whether proper alignment is being performed. If the result of this check is desirable, exposure is performed. If the results of this check are not as desired, the photomask and wafer should be replaced as before.
The same operation is repeated with a distance of ~40 μm.
ところでホトマスクとウエハとを20〜40μm離
した状態にある時には、顕微鏡の対物レンズのピ
ントをホトマスクとウエハの2物体に同時に合致
させることはできない。このためコントラストの
低いウエハにピントを合わせるか、ウエハとホト
マスクの中間位置にピントを合わせる操作がおこ
なわれる。しかしこのようにするとホトマスクと
ウエハのシヤープな像を同時には得られないの
で、精度の良い位置合わせを実現させることが困
難となる。そこでこの位置合わせ精度を高めるた
めに、ホトマスクとウエハの近接あるいは密着時
の位置合わせ精度のチエツクと、20〜40μm離し
た状態での位置合わせ操作を数回くり返さなけれ
ばならない。それ故、時間がかかつて能率が悪
く、さらにホトマスクとウエハの接触回数が増
え、ホトマスクとウエハが損傷しやすい不具合が
ある。 By the way, when the photomask and the wafer are separated by 20 to 40 μm, the objective lens of the microscope cannot be focused on the photomask and the wafer at the same time. For this reason, an operation is performed to focus on a wafer with low contrast or to a position midway between the wafer and the photomask. However, in this case, sharp images of the photomask and the wafer cannot be obtained at the same time, making it difficult to achieve accurate alignment. Therefore, in order to improve the alignment accuracy, it is necessary to check the alignment accuracy when the photomask and wafer are close to each other or in close contact with each other, and to repeat the alignment operation several times when the photomask and the wafer are separated by 20 to 40 μm. Therefore, this method is time consuming and inefficient, and the number of times the photomask and wafer come into contact increases, resulting in a problem that the photomask and wafer are easily damaged.
またこのホトマスクとウエハの位置合わせを手
動的に、つまり人間がおこなう場合には、仮に時
間的な制約を受けないとしたならば、その都度ピ
ントを微調整すれば良く、目の分解能の範囲での
位置合わせが可能である。しかしその位置合わせ
の精度には当然限度がある。 In addition, when aligning the photomask and wafer manually, that is, when humans do it, assuming there are no time constraints, the focus can be finely adjusted each time, and within the resolution of the eye. alignment is possible. However, there are naturally limits to the accuracy of this alignment.
一方ホトマスクとウエハのパターンを光電検出
して位置合わせを自動的におこなう場合には、従
来技術にあつてはピントが固定されていることか
ら上述したようにシヤープな像が得られ難く、位
置合わせ精度に制約を受けていた。なおこのよう
に自動的に位置合わせをおこなう場合、従来対物
レンズに焦点深度の深い対物レンズあるいは照明
を用いて、ホトマスクとウエハにピントを合わせ
る試みもなされているが、レンズ開口数の大きい
明るい対物レンズを使用できないので解像力に限
度があり、結局位置合わせ精度を高めることがで
きなかつた。 On the other hand, when aligning automatically by photoelectrically detecting the patterns on the photomask and wafer, the focus is fixed in the conventional technology, which makes it difficult to obtain a sharp image as described above. Accuracy was limited. When performing automatic positioning in this way, conventional attempts have been made to focus on the photomask and wafer by using an objective lens with a deep focal depth or illumination; Since a lens cannot be used, there is a limit to the resolution, and in the end it was not possible to improve the alignment accuracy.
このように従来技術にあつては、ピントが精度
良く合わない場合、あるいは結像光学系の解像力
が低い場合には低コントラストのウエハを光電検
出した信号のSN比は悪く、位置合わせ精度を向
上できないばかりでなく、自動位置合わせが不能
となつたり、不適正な位置合わせがおこなわれる
ことがあるという不具合があつた。 In this way, with conventional technology, if the focus is not accurate or the resolution of the imaging optical system is low, the signal-to-noise ratio of the photoelectrically detected signal of a low-contrast wafer is poor, and it is difficult to improve alignment accuracy. Not only is this not possible, but there are also problems in that automatic positioning may become impossible or incorrect positioning may occur.
本発明は上記した従来技術の実状に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところはホトマスク
とウエハとの位置合わせの精度向上を図ることが
できるとともに、ウエハパターンを検出する能力
を高めることができて、半導体の歩留りの向上を
図ることのできる露光装置における追従焦点装置
を提供することにある。 The present invention has been made in view of the actual state of the prior art described above, and its purpose is to improve the accuracy of alignment between a photomask and a wafer, and to improve the ability to detect a wafer pattern. It is an object of the present invention to provide a tracking focus device in an exposure apparatus that can improve the yield of semiconductors.
この目的を達成するために本発明は、マスクと
ウエハとの位置合わせパターンの像を光電検出す
る顕微鏡を具備し、重ねて配設されたマスクとウ
エハのパターンを合致させて焼付を行なう露光装
置の追従焦点装置において、ウエハを保持するウ
エハチヤツクをウエハブロツクに支持する上下板
ばねを加圧手段によつて変形させ、上記ウエハを
マスク保持手段によつて保持されたマスクに対し
て接触状態、近接状態及び間隙形成状態へと上下
方向に移動させるウエハ移動手段と、該ウエハ移
動手段の加圧手段を作動させてウエハをマスクに
接触させた基準位置から、上記ウエハチヤツクの
移動量を検出する変位計から得られる電気信号に
基いてウエハの移動量を電気信号に変換して出力
する移動量・信号変換手段と、上記顕微鏡の対物
レンズの位置を、上記マスク上のパターン面であ
る基準位置に合焦点状態にしておいた状態から上
記移動量・信号変換手段から得られる移動量と同
じ量下方に移動させて、上記顕微鏡が上記近接状
態及び間隙形成状態においてウエハ表面の位置合
せパターンの像を合焦点状態にて光電検出すべく
制御する対物レンズ移動手段とを備えたことを特
徴とする露光装置における追従焦点装置である。 In order to achieve this object, the present invention provides an exposure apparatus that is equipped with a microscope that photoelectrically detects an image of an alignment pattern between a mask and a wafer, and performs printing by matching the patterns of the mask and wafer that are arranged one above the other. In this tracking focusing device, upper and lower leaf springs that support a wafer chuck holding a wafer on a wafer block are deformed by a pressurizing means, and the wafer is brought into contact with or close to a mask held by a mask holding means. wafer moving means for vertically moving the wafer to a state and a gap forming state, and a displacement meter that detects the amount of movement of the wafer chuck from a reference position where the wafer is brought into contact with the mask by activating the pressurizing means of the wafer moving means. a movement amount/signal conversion means for converting the amount of movement of the wafer into an electric signal and outputting the electric signal based on an electric signal obtained from the wafer, and aligning the position of the objective lens of the microscope with the reference position, which is the pattern surface on the mask. The microscope is moved downward from the focused state by an amount equal to the amount of movement obtained from the movement amount/signal conversion means, and the microscope aligns the images of the alignment pattern on the wafer surface in the close state and gap forming state. This is a follow-up focus device for an exposure apparatus, characterized in that it is equipped with objective lens moving means for controlling photoelectric detection in a focused state.
以下、本発明の追従焦点装置を図に基づいて詳
述する。第1,2図は本発明の一実施例を示す説
明図で、ことに第1図はウエハ移動手段と対物レ
ンズ移動手段を示す構成図、第2図はウエハ移動
量を電気信号に変換して出力する移動量・信号変
換手段を示すブロツク図である。 Hereinafter, the tracking focus device of the present invention will be explained in detail based on the drawings. Figures 1 and 2 are explanatory diagrams showing an embodiment of the present invention. In particular, Figure 1 is a configuration diagram showing a wafer moving means and an objective lens moving means, and Figure 2 is a diagram showing a configuration of a wafer moving amount to an electrical signal. FIG. 2 is a block diagram showing movement amount/signal converting means for outputting a signal.
第1図において1はマスク保持手段に保持され
たホトマスク、2はホトマスク1の下方に配設し
たウエハ、3はウエハ2を保持するウエハチヤツ
クである。4はウエハチヤツク3の球面座が載置
されるチヤツクシリンダ、5はチヤツクシリンダ
4の上部側面に装着した上板ばね、6はチヤツク
シリンダ4の下部側面に装着した下板ばねであ
る。チヤツクシリンダ4はこの上板ばね5と下板
ばね6とによつて支持されている。また上板ばね
5と下板ばね6はチヤツクブロツク15に取付け
られている。チヤツクブロツク15はいわゆる
XY水平方向、およびθ傾斜方向への移動が可能
に構成されている。下板ばね6とチヤツクシリン
ダ4の下面部30と、チヤツクブロツク15の平
面部31とによつて一つの部屋32が形成され、
チヤツクブロツク15に設けた導孔33はこの部
屋32に連通している。上記したウエハチヤツク
3、チヤツクシリンダ4、上板ばね5、下板ばね
6、チヤツクブロツク15はウエハ2を顕微鏡の
光軸方向すなわち矢印34方向に移動させるウエ
ハ移動手段を構成している。 In FIG. 1, 1 is a photomask held by mask holding means, 2 is a wafer disposed below the photomask 1, and 3 is a wafer chuck for holding the wafer 2. In FIG. 4 is a chuck cylinder on which the spherical seat of the wafer chuck 3 is placed; 5 is an upper plate spring attached to the upper side of the chuck cylinder 4; and 6 is a lower plate spring attached to the lower side of the chuck cylinder 4. The chuck cylinder 4 is supported by the upper leaf spring 5 and the lower leaf spring 6. Further, the upper leaf spring 5 and the lower leaf spring 6 are attached to the chuck block 15. Chuck block 15 is called
It is configured to be movable in the XY horizontal direction and the θ tilt direction. One chamber 32 is formed by the lower leaf spring 6, the lower surface 30 of the chuck cylinder 4, and the flat surface 31 of the chuck block 15.
A guide hole 33 provided in the chuck block 15 communicates with this chamber 32. The above-mentioned wafer chuck 3, chuck cylinder 4, upper plate spring 5, lower plate spring 6, and chuck block 15 constitute wafer moving means for moving the wafer 2 in the optical axis direction of the microscope, that is, in the direction of arrow 34.
このように構成したウエハ移動手段にあつて
は、チヤツクブロツク15の導孔33から流入す
る圧力pが矢印35に示すように増加すると、下
板ばね6がたわんで部屋32は膨張し、チヤツク
シリンダ4が上方向に移動し、同時にウエハチヤ
ツク3に保持されたウエハ2がホトマスク1に近
づく方向に移動する。また圧力pが減少すると、
これとは逆の作用によつてチヤツクシリンダ4が
下方向に移動しウエハ2も同様にホトマスク1か
ら離れる方向に移動する。 In the wafer moving means constructed as described above, when the pressure p flowing from the guide hole 33 of the chuck block 15 increases as shown by the arrow 35, the lower plate spring 6 is bent, the chamber 32 expands, and the chuck cylinder 4 moves upward, and at the same time, the wafer 2 held in the wafer chuck 3 moves in a direction closer to the photomask 1. Also, when the pressure p decreases,
By the opposite action, the chuck cylinder 4 moves downward and the wafer 2 similarly moves away from the photomask 1.
また14はパルス信号によつて駆動するパルス
モータ、13はパルスモータ14の出力軸に固定
されたピニオン、12はこのピニオン13とかみ
合うギヤ、11はこのギヤ12の下方に固定した
ねじ軸である。8は顕微鏡の対物レンズ、9は対
物レンズ8の上部に係着され、対物レンズ8を下
方に付勢するコイルばね、10はレバーで、この
レバー10は支点36を中心に回動自在になつて
おり、一端がねじ軸11の先端に、他端が対物レ
ンズ8を構成する筒体に設けた突出部に当接して
いる。これらのパルスモータ14、ピニオン1
3、ギヤ12、ねじ軸11、レバー10は対物レ
ンズを移動させる対物レンズ移動手段を構成して
いる。 Further, 14 is a pulse motor driven by a pulse signal, 13 is a pinion fixed to the output shaft of the pulse motor 14, 12 is a gear that meshes with this pinion 13, and 11 is a screw shaft fixed below this gear 12. . 8 is an objective lens of the microscope; 9 is a coil spring that is attached to the upper part of the objective lens 8 and urges the objective lens 8 downward; 10 is a lever, and this lever 10 is rotatable about a fulcrum 36; One end is in contact with the tip of the screw shaft 11, and the other end is in contact with a protrusion provided on a cylindrical body constituting the objective lens 8. These pulse motor 14, pinion 1
3, the gear 12, the screw shaft 11, and the lever 10 constitute an objective lens moving means for moving the objective lens.
このように構成した対物レンズ移動手段にあつ
ては、パルスモータ14の回転によつてピニオン
13およびギヤ12が回転し、ねじ軸11が上下
動する。そしてねじ軸11の上下動に応じてレバ
ー10が回動し、これによつて対物レンズ8が矢
印37に示すように光軸方向に移動する。なお対
物レンズ8にはコイルばね9が係着されているの
で、移動に際しバツクラツシが良好に防止され
る。 In the objective lens moving means configured in this way, the pinion 13 and gear 12 are rotated by the rotation of the pulse motor 14, and the screw shaft 11 is moved up and down. Then, the lever 10 rotates in response to the vertical movement of the screw shaft 11, thereby moving the objective lens 8 in the optical axis direction as shown by an arrow 37. Note that since a coil spring 9 is attached to the objective lens 8, breakage is effectively prevented during movement.
また7は変位計プローブで、チヤツクシリンダ
4の中腹に設けた切欠部の上面38に常時当接さ
れるようになつている。この変位計プローブ7は
第2図に示す変位計回路16に接続されている。
なお第2図において17は圧力計回路、18はコ
ンタクト位置検出回路、19はコンタクト位置記
憶回路、20はアツプダウンカウンタ、21はパ
ルスモータ駆動回路、22は中央制御回路であ
る。なおパルスモータ駆動回路21は第1図に示
すパルスモータ14に接続されている。上記した
変位計プローブ7、回路16,17,18,1
9,21,22およびアツプダウンカウンタ20
は、ウエハ2の顕微鏡の光軸方向移動量を検知
し、この移動量を電気信号に変換して出力する移
動量・信号変換手段を構成している。この移動
量・信号変換手段における動作は後述する。 Reference numeral 7 denotes a displacement meter probe, which is always in contact with the upper surface 38 of a notch provided in the middle of the chuck cylinder 4. This displacement meter probe 7 is connected to a displacement meter circuit 16 shown in FIG.
In FIG. 2, 17 is a pressure gauge circuit, 18 is a contact position detection circuit, 19 is a contact position storage circuit, 20 is an up-down counter, 21 is a pulse motor drive circuit, and 22 is a central control circuit. Note that the pulse motor drive circuit 21 is connected to the pulse motor 14 shown in FIG. The above-mentioned displacement meter probe 7, circuits 16, 17, 18, 1
9, 21, 22 and up/down counter 20
constitutes a movement amount/signal conversion means that detects the amount of movement of the wafer 2 in the optical axis direction of the microscope, converts this movement amount into an electrical signal, and outputs the electric signal. The operation of this movement amount/signal conversion means will be described later.
次に対物レンズ8をチヤツクシリンダ4の移
動、すなわちウエハ2の顕微鏡の光軸方向の移動
に追従して移動させ対物レンズ8のピントを常に
ウエハ2に合わせる操作について説明する。まず
対物レンズ8のピントをホトマスク1のパターン
形成面であるS面にあらかじめ設定しておく。そ
して位置合わせされる新しいウエハ2をウエハチ
ヤツク3に載せ、圧力pを増し、チヤツクシリン
ダ4を上方に移動させ、ウエハ2をホトマスク1
に接触させる。この接触位置は圧力の増加に対し
てチヤツクシリンダ4の移動量が比例しなくな
り、移動量が微小になることから検知できる。こ
れを基準位置としてコンタクト位置記憶回路19
に記憶させておき、その後位置合わせのためにホ
トマスク1とウエハ2を分離した時のウエハ2の
上下方向移動量、すなわちチヤツクシリンダ4の
上下方向移動量と上記基準位置との差を求める。
この差に応じて後述するようにパルス信号が発せ
られ、パルスモータ14が駆動し対物レンズ8が
移動する。そしてウエハ2をホトマスク1から離
した状態でチヤツクブロツク15を水平方向に移
動させて位置合わせがおこなわれるが、この位置
合わせの完了とともに圧力pを増加させ、チヤツ
クシリンダ4を上昇させてウエハ2をホトマスク
1に近接した状態(ウエハ2とホトマスク1との
距離が2μm程度になるまで近接させる状態)さ
せる操作がおこなわれる。この時チヤツクシリン
ダ4は上板ばね5および下板ばね6で支えられて
はいるが、直上には上昇せず、わずかに蛇行して
上昇する。このために上記した位置合わせ状態わ
そのままに保つことはできない。また対物レンズ
8のピントはウエハ2に合わされているので、ウ
エハ2をホトマスク1から離した状態(間隙形成
状態)における位置合わせ精度は十分ではない。
そこでウエハ2をホトマスク1に近接させた状態
で再びチヤツクブロツク15を水平方向に移動さ
せて位置合わせをおこなう必要がある。この時ウ
エハ2はホトマスク1からわずかに2μm位離れ
た状態にあるので、実用上十分な程度でホトマス
ク1にもピントが合致し、精度の高い位置合わせ
をおこなうことができる。その後ウエハ2をホト
マスク1に密着させる操作がおこなわれるが、こ
の時のチヤツクシリンダ4の上昇量はきわめてわ
ずかであり、チヤツクシリンダ4の蛇行が位置合
わせ精度に及ぼす影響を最少に押えることができ
る。 Next, the operation of moving the objective lens 8 to follow the movement of the chuck cylinder 4, that is, the movement of the wafer 2 in the optical axis direction of the microscope, so that the objective lens 8 is always focused on the wafer 2 will be explained. First, the focus of the objective lens 8 is set in advance on the S plane, which is the pattern forming surface of the photomask 1. Then, a new wafer 2 to be aligned is placed on the wafer chuck 3, the pressure p is increased, the chuck cylinder 4 is moved upward, and the wafer 2 is placed on the photomask 1.
contact with. This contact position can be detected because the amount of movement of the chuck cylinder 4 is no longer proportional to the increase in pressure, and the amount of movement becomes minute. The contact position memory circuit 19 uses this as a reference position.
Then, when the photomask 1 and wafer 2 are separated for alignment, the vertical movement amount of the wafer 2, that is, the difference between the vertical movement amount of the chuck cylinder 4 and the reference position is determined.
According to this difference, a pulse signal is generated as described later, and the pulse motor 14 is driven to move the objective lens 8. Then, with the wafer 2 separated from the photomask 1, positioning is performed by moving the chuck block 15 in the horizontal direction. Upon completion of this positioning, the pressure p is increased and the chuck cylinder 4 is raised to move the wafer 2. An operation is performed to bring the wafer 2 close to the photomask 1 (a state in which the wafer 2 and the photomask 1 are brought close to each other until the distance between them is about 2 μm). At this time, the chuck cylinder 4 is supported by the upper leaf spring 5 and the lower leaf spring 6, but does not rise directly upward, but rises in a slightly meandering manner. For this reason, the alignment state described above cannot be maintained as it is. Furthermore, since the objective lens 8 is focused on the wafer 2, the positioning accuracy is not sufficient when the wafer 2 is separated from the photomask 1 (gap formation state).
Therefore, it is necessary to move the chuck block 15 in the horizontal direction again while bringing the wafer 2 close to the photomask 1 for alignment. At this time, since the wafer 2 is only about 2 μm away from the photomask 1, the photomask 1 is also brought into focus to a degree sufficient for practical use, and highly accurate positioning can be achieved. Thereafter, an operation is performed to bring the wafer 2 into close contact with the photomask 1, but the amount of rise of the chuck cylinder 4 at this time is extremely small, and it is possible to minimize the influence of the meandering of the chuck cylinder 4 on the alignment accuracy. can.
上記したホトマスク1とウエハ2の接触位置は
変位計回路16の出力信号と圧力計回路17の出
力信号とに基づきコンタクト位置検出回路18で
求められ、デイジタル量に変換されてコンタクト
位置記憶回路19に基準値(基準位置)として記
憶される。チヤツクシリンダ4が上下方向に移動
すると変位計プローブ7を介して変位計回路16
の出力信号が変化するが、中央制御回路22はこ
の信号を受け、デイジタル量に変換し、コンタク
ト位置記憶回路19の基準値との差、すなわちホ
トマスク1とウエハ2の距離を計算する。なおア
ツプダウンカウンタ20においては、対物レンズ
8のピントをホトマスク1のS面に合致させたと
きにあらかじめリセツトされて、「0」になつて
いる。中央制御回路22では上記した基準値との
差およびこのアツプダウンカウンタ20の内容を
確認し、差がある場合には1つのパルス信号を発
し、パルスモータ駆動回路21とアツプダウンカ
ウンタ20に入力する。このパルス信号によつて
パルスモータ駆動回路21はパルスモータ14を
1パルス分だけ回転させる。なおこのパルスモー
タ14の回転方向は対物レンズ8がチヤツクシリ
ンダ4と同じ方向に移動するような方向である。
同時にアツプダウンカウンタ20は、あらかじめ
決められた回転方向とカウント方向の約束に従つ
てアツプあるいはダウンカウントする。中央制御
回路22は、ホトマスク1とウエハ2との距離が
アツプダウンカウンタの値、すなわち対物レンズ
8がホトマスク1のS面にピントが合つている基
準位置からの対物レンズ8の移動量に一致したと
きにパルスの発生を停止する。したがつて対物レ
ンズ8も移動を停止する。このようにして対物レ
ンズ8をチヤツクシリンダ4の上下動、すなわち
ウエハ2の移動に追従して自動的に移動させるこ
とができる。 The contact position between the photomask 1 and the wafer 2 described above is determined by the contact position detection circuit 18 based on the output signal of the displacement meter circuit 16 and the output signal of the pressure gauge circuit 17, and is converted into a digital quantity and stored in the contact position storage circuit 19. It is stored as a reference value (reference position). When the chuck cylinder 4 moves in the vertical direction, the displacement meter circuit 16 passes through the displacement meter probe 7.
The central control circuit 22 receives this signal, converts it into a digital value, and calculates the difference from the reference value of the contact position storage circuit 19, that is, the distance between the photomask 1 and the wafer 2. The up-down counter 20 is reset in advance to "0" when the objective lens 8 is brought into focus on the S plane of the photomask 1. The central control circuit 22 checks the difference with the above reference value and the contents of the up-down counter 20, and if there is a difference, it issues one pulse signal and inputs it to the pulse motor drive circuit 21 and the up-down counter 20. . This pulse signal causes the pulse motor drive circuit 21 to rotate the pulse motor 14 by one pulse. The rotation direction of the pulse motor 14 is such that the objective lens 8 moves in the same direction as the chuck cylinder 4.
At the same time, the up-down counter 20 counts up or down in accordance with a predetermined rotation direction and counting direction. The central control circuit 22 determines that the distance between the photomask 1 and the wafer 2 matches the value of the up-down counter, that is, the amount of movement of the objective lens 8 from the reference position where the objective lens 8 is focused on the S surface of the photomask 1. When the pulse stops generating. Therefore, the objective lens 8 also stops moving. In this way, the objective lens 8 can be automatically moved following the vertical movement of the chuck cylinder 4, that is, the movement of the wafer 2.
なお、上記した移動量・信号変換手段とは別
に、変位計回路16が単位移動量当り1つのパル
ス信号と移動方向を弁別する信号を発するように
し、またパルスモータ駆動回路21に1つのパル
ス信号を入力した時、上記単位移動量と同じ量だ
け対物レンズ8が移動するようにし、変位計回路
16の出力するパルス信号と方向弁別信号を直
接、パルスモータ駆動回路21に入力するように
構成しても良く、このようにした場合も上記同様
の追従制御をおこなうことができる。このように
構成した移動量・信号変換手段にあつては前述し
たものよりその構成が簡単となるので、経済的に
も有利となる。 In addition to the above-mentioned movement amount/signal conversion means, the displacement meter circuit 16 is configured to emit one pulse signal per unit movement amount and a signal for discriminating the movement direction, and the pulse motor drive circuit 21 is configured to emit one pulse signal per unit movement amount. When input, the objective lens 8 is moved by the same amount as the unit movement amount, and the pulse signal and direction discrimination signal output from the displacement meter circuit 16 are directly input to the pulse motor drive circuit 21. Even in this case, the same follow-up control as described above can be performed. The movement/signal converting means constructed in this manner has a simpler construction than the one described above, and is therefore economically advantageous.
以上述べたように本発明の追従焦点装置は、ウ
エハを顕微鏡光軸方向に移動させるウエハ移動手
段と、このウエハ移動量を電気信号に変換して出
力する移動量・信号変換手段と、電気信号に基づ
いて対物レンズを移動させる対物レンズ移動手段
とを備えた構成となつていることから以下に列挙
するような顕著な効果を奏する。 As described above, the tracking focus device of the present invention includes a wafer moving means for moving the wafer in the optical axis direction of the microscope, a moving amount/signal converting means for converting the wafer moving amount into an electrical signal and outputting the electrical signal, and Since the objective lens moving means for moving the objective lens based on the above-described structure is provided, remarkable effects as listed below can be achieved.
従来にあつては新しいウエハがウエハチヤツ
クに装着されるごとにピント微調整をくり返し
ていたが、この煩雑さを軽減し、位置合わせ作
業工数が低減する。 In the past, fine focus adjustments were made repeatedly every time a new wafer was loaded onto the wafer chuck, but this complication is alleviated and the number of man-hours required for alignment work is reduced.
位置合わせの時も、ウエハをホトマスクに密
着させた時もウエハのパターンのシヤープな像
が得られるので位置合わせ精度が著しく向上す
る。 Even during alignment, a sharp image of the wafer pattern can be obtained when the wafer is brought into close contact with the photomask, so alignment accuracy is significantly improved.
従来の固定焦点方式の装置に使用されている
対物レンズよりも解像力の高い対物レンズが使
用できる。したがつてこの点からもシヤープで
かつコントラストの良い像が得られ、ことに低
コントラストのパターン観察に都合が良い。 Objective lenses with higher resolution than those used in conventional fixed-focus devices can be used. Therefore, from this point of view as well, a sharp image with good contrast can be obtained, which is especially convenient for observing patterns with low contrast.
「」のことからSN比の良い検出信号が得
られ、従来不可能であつたコントラストのきわ
めて低いウエハを自動的に位置合わせすること
ができる。 Because of this, a detection signal with a good signal-to-noise ratio can be obtained, making it possible to automatically align wafers with extremely low contrast, which was previously impossible.
位置合わせ精度の向上による歩留り向上と、
自動化による歩留り向上とを併せて実現でき
る。 Improved yield by improving alignment accuracy,
It is also possible to improve yield through automation.
第1,2図は本発明の一実施例を示す説明図
で、ことに第1図はウエハ移動手段と対物レンズ
移動手段を示す構成図、第2図はウエハ移動量を
電気信号に変換して出力する移動量・信号変換手
段を示すブロツク図である。
1……ホトマスク、2……ウエハ、3……ウエ
ハチヤツク、4……チヤツクシリンダ、5……上
板ばね、6……下板ばね、7……変位計プロー
ブ、8……対物レンズ、9……コイルばね、10
……レバー、11……ねじ軸、12……ギヤ、1
3……ピニオン、14……パルスモータ、15…
…チヤツクブロツク、16……変位計回路、17
……圧力計回路、18……コンタクト位置検出回
路、19……コンタクト位置記憶回路、20……
アツプダウンカウンタ、21……パルスモータ駆
動回路、22……中央制御回路。
Figures 1 and 2 are explanatory diagrams showing an embodiment of the present invention. In particular, Figure 1 is a configuration diagram showing a wafer moving means and an objective lens moving means, and Figure 2 is a diagram showing a configuration of a wafer moving amount to an electrical signal. FIG. 2 is a block diagram showing movement amount/signal converting means for outputting a signal. 1...Photomask, 2...Wafer, 3...Wafer chuck, 4...Chuck cylinder, 5...Upper plate spring, 6...Lower plate spring, 7...Displacement meter probe, 8...Objective lens, 9 ...Coil spring, 10
... Lever, 11 ... Screw shaft, 12 ... Gear, 1
3...Pinion, 14...Pulse motor, 15...
...Chuck block, 16...Displacement meter circuit, 17
... Pressure gauge circuit, 18 ... Contact position detection circuit, 19 ... Contact position memory circuit, 20 ...
Up-down counter, 21...Pulse motor drive circuit, 22...Central control circuit.
Claims (1)
光電検出する顕微鏡を具備し、重ねて配設された
マスクとウエハのパターンを合致させて焼付を行
なう露光装置の追従焦点装置において、ウエハを
保持するウエハチヤツクをウエハブロツクに支持
する上下板ばねを加圧手段によつて変形させ、上
記ウエハをマスク保持手段によつて保持されたマ
スクに対して接触状態、近接状態及び間隙形成状
態へと上下方向に移動させるウエハ移動手段と、
該ウエハ移動手段の加圧手段を作動させてウエハ
をマスクに接触させた基準位置から、上記ウエハ
チヤツクの移動量を検出する変位計から得られる
電気信号に基いてウエハの移動量を電気信号に変
換して出力する移動量・信号変換手段と、上記顕
微鏡の対物レンズの位置を、上記マスク上のパタ
ーン面である基準位置に合焦点状態にしておいた
状態から上記移動量・信号変換手段から得られる
移動量と同じ量下方に移動させて、上記顕微鏡が
上記近接状態及び間隙形成状態においてウエハ表
面の位置合せパターンの像を合焦点状態にて光電
検出すべく制御する対物レンズ移動手段とを備え
たことを特徴とする露光装置における追従焦点装
置。1. The wafer is held in a follow-up focusing device of an exposure device that is equipped with a microscope that photoelectrically detects the image of the alignment pattern between the mask and wafer, and performs printing by matching the patterns of the overlapping mask and wafer. The upper and lower leaf springs that support the wafer chuck on the wafer block are deformed by a pressurizing means, and the wafer is vertically brought into contact with, in close proximity to, and in a gap-forming state with respect to the mask held by the mask holding means. a wafer moving means for moving;
Converting the amount of movement of the wafer into an electric signal based on an electric signal obtained from a displacement meter that detects the amount of movement of the wafer chuck from a reference position where the pressurizing means of the wafer moving means is activated to bring the wafer into contact with the mask. The movement amount/signal conversion means outputs the output from the movement amount/signal conversion means from a state where the objective lens of the microscope is focused on the reference position, which is the pattern surface on the mask. objective lens moving means for controlling the microscope to photoelectrically detect an image of the alignment pattern on the wafer surface in the focused state in the close state and gap forming state by moving the objective lens downward by the same amount as the moving amount by which the microscope is in the close state and in the gap forming state. A tracking focus device in an exposure apparatus, characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11065178A JPS5538505A (en) | 1978-09-11 | 1978-09-11 | Follow-up focusing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11065178A JPS5538505A (en) | 1978-09-11 | 1978-09-11 | Follow-up focusing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5538505A JPS5538505A (en) | 1980-03-18 |
| JPS6348042B2 true JPS6348042B2 (en) | 1988-09-27 |
Family
ID=14541064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11065178A Granted JPS5538505A (en) | 1978-09-11 | 1978-09-11 | Follow-up focusing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5538505A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005222889A (en) * | 2004-02-09 | 2005-08-18 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Objective lens drive |
-
1978
- 1978-09-11 JP JP11065178A patent/JPS5538505A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5538505A (en) | 1980-03-18 |
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