JPH0654751B2 - Focus detection method - Google Patents
Focus detection methodInfo
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- JPH0654751B2 JPH0654751B2 JP62271388A JP27138887A JPH0654751B2 JP H0654751 B2 JPH0654751 B2 JP H0654751B2 JP 62271388 A JP62271388 A JP 62271388A JP 27138887 A JP27138887 A JP 27138887A JP H0654751 B2 JPH0654751 B2 JP H0654751B2
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- focus
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は焦点検出方法に関し、特にIC,LSI等の集
積回路の製作において、マスク若しくはレチクル面上の
パターンを投影光学系によりウエハ面上に高精度に焦点
合わせをして投影露光する際に好適な焦点検出方法に関
するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a focus detection method, and particularly in the manufacture of integrated circuits such as IC and LSI, a pattern on a mask or reticle surface is projected onto a wafer surface by a projection optical system. The present invention relates to a focus detection method suitable for performing projection exposure with high precision focusing.
(従来の技術) 近年、微細な回路パターンを露光転写する装置として縮
小型の投影露光装置(所謂ステッパー)がICやLSI
等の半導体装置の生産現場に多数使用されてきた。この
縮小型の投影露光装置はレチクル(マスク)に描かれた
回路パターンの像を投影光学系により縮小して半導体ウ
エハ上のフォトレジスト(感光剤)の層に露光するもの
である。(Prior Art) In recent years, a reduction type projection exposure apparatus (so-called stepper) has been used as an IC or an LSI as an apparatus for exposing and transferring a fine circuit pattern.
Have been widely used in the production site of semiconductor devices such as. This reduction type projection exposure apparatus reduces an image of a circuit pattern drawn on a reticle (mask) by a projection optical system to expose a layer of photoresist (photosensitive agent) on a semiconductor wafer.
最近は、投影露光装置における焼付パターンの更なる微
細化が要求されている。Recently, further miniaturization of the printing pattern in the projection exposure apparatus has been required.
従来より知られた関係として焼付パターンの線幅をW、
その焦点探度をd、露光波長をλ、投影光学系の開口数
をNAとするとき W=k1λ/NA d=k2λ/(NA)2 (但し、k1,k2は定数) なる関係が成立する。As a conventionally known relationship, the line width of the printing pattern is W,
When the focus search is d, the exposure wavelength is λ, and the numerical aperture of the projection optical system is NA, W = k 1 λ / NA d = k 2 λ / (NA) 2 (where k 1 and k 2 are constants ) Is established.
この為、焼付パターンの線幅の微細化の為に波長を短
く、又は開口数を大きくすると、それに伴い焦点深度が
比例、又は2乗に比例して小さくなってくる。そうする
と、例えば次のような原因による焦点位置変動が大きな
問題点となってくる。For this reason, if the wavelength is shortened or the numerical aperture is increased in order to reduce the line width of the printing pattern, the depth of focus becomes smaller in proportion to it or in proportion to the square. Then, for example, focus position fluctuation due to the following causes becomes a big problem.
即ち、投影光学系が屈折系であるとき硝材の屈折率が周
囲の温度や空気の気圧等の変化により変わり焦点位置が
変動してくる。That is, when the projection optical system is a refraction system, the refractive index of the glass material changes due to changes in the ambient temperature, the atmospheric pressure of the air, etc., and the focal position fluctuates.
又、近年エキシマレーザーを光源とする投影露光装置が
種々と提案されているが、このうちスペクトル幅の狭帯
域化を図ったエキシマレーザーの場合には発振波長が経
時的に変化し、これにより焦点位置が変動してくる。In recent years, various projection exposure apparatuses using an excimer laser as a light source have been proposed. Among them, in the case of an excimer laser whose spectrum width is narrowed, the oscillation wavelength changes with time, which results in a focal point. The position is changing.
このような問題点を解消する為には、露光の直前に露光
光によって焦点位置の検出を行い、その都度調整すれば
良いが、最近のレジストプロセスでは多層レジストが露
光光を吸収する性質を有している為、焦点検出に伴う信
号を効果的に検出するのが難しくなっている。In order to solve such a problem, the focus position may be detected by the exposure light immediately before the exposure and the focus position may be adjusted each time, but in the recent resist process, the multilayer resist has a property of absorbing the exposure light. Therefore, it is difficult to effectively detect a signal associated with focus detection.
この為、精度良く焦点位置を検出し、高い解像力の焼付
パターン像を得るのが大変困難になっている。Therefore, it is very difficult to detect the focus position with high accuracy and obtain a printing pattern image with high resolution.
(発明が解決しようとする問題点) 本発明はレチクル面上のパターンを投影光学系を介して
ウエハ面上に投影し、露光する際、周囲の温度や気圧等
の環境条件が変化し、又、光源の発振波長が多少変動
し、焦点位置の変動があっても常に高精度に焦点位置に
ウエハを位置させることができ、高い解像力が容易に得
られる焦点検出方法の提供を目的とする。(Problems to be Solved by the Invention) In the present invention, when a pattern on a reticle surface is projected onto a wafer surface through a projection optical system and exposed, environmental conditions such as ambient temperature and atmospheric pressure change, and An object of the present invention is to provide a focus detection method that can always position a wafer at a focal position with high accuracy even if the oscillation wavelength of a light source fluctuates slightly and the focal position fluctuates, and that a high resolution can be easily obtained.
(問題点を解決するための手段) 本発明の焦点検出方法は、第1物体上に形成されている
パターンを、可動ステージ上に載置され感光体層が塗布
された第2物体上に投影する投影光学系の合焦状態を検
出する焦点検出方法において、前記第1物体上に形成さ
れたパターンに光を照射する照射工程と; 前記可動ステージを前記投影光学系の光軸方向と前記光
軸方向に対し直交する方向とにステップ移動する移動工
程と; 前記照射工程と前記移動工程とを順次行うことにより、
前記感光体層上の異なる位置に合焦状態の異なる前記パ
ターンの像を露光転写する工程と; 観察系により未現像である前記パターン像を観察する工
程と; 観察された複数の前記パターン像に基づいて、焦点位置
を決定する工程と を有することを特徴としている。(Means for Solving Problems) In the focus detection method of the present invention, a pattern formed on a first object is projected on a second object placed on a movable stage and coated with a photosensitive layer. An irradiation step of irradiating a pattern formed on the first object with light in the focus detection method for detecting the focus state of the projection optical system; A step of moving in a direction orthogonal to the axial direction; and a step of sequentially performing the irradiation step and the moving step,
Exposing and transferring images of the patterns having different in-focus states to different positions on the photoconductor layer; observing the undeveloped pattern image with an observation system; And a step of determining the focal position based on the above.
(実施例) 第1図は本発明の一実施例に係る焦点検出方法の全体の
概略図である。同図において、照明光学系1を発した光
は第1の物体としてレチクル2を照射し、そのパターン
を投影光学系3によって第2の物体としてのウエハ4上
に転写する。ウエハ4は感光体としてレジストが塗布さ
れており、定盤16上に配置された可動ステージ5の上
に固定されている。(Embodiment) FIG. 1 is an overall schematic view of a focus detection method according to an embodiment of the present invention. In the figure, the light emitted from the illumination optical system 1 irradiates the reticle 2 as the first object, and the pattern thereof is transferred onto the wafer 4 as the second object by the projection optical system 3. The wafer 4 is coated with a resist as a photoconductor and is fixed on a movable stage 5 arranged on a surface plate 16.
可動ステージ5は不図示の駆動系によってX,Y及びZ
方向(投影光学系3の光軸方向)に移動できるようにな
っており、その移動量はそれぞれX,Y及びZ各方向用
のレーザー測定器でモニターされている。第1図はおい
てはX方向用のレーザー測定器8が現われており、Y方
向、Z方向用のレーザー測定器は現われていない。この
レーザー測定器8の光軸の高さはアッベの誤差の排除の
ため、ウエハ4の面と同じ高さになっている。The movable stage 5 is driven by a drive system (not shown) to move X, Y and Z.
Direction (optical axis direction of the projection optical system 3), and the amount of movement is monitored by a laser measuring instrument for each of the X, Y and Z directions. In FIG. 1, the laser measuring device 8 for the X direction is shown, but the laser measuring device for the Y direction and the Z direction is not shown. The height of the optical axis of the laser measuring device 8 is the same as the surface of the wafer 4 in order to eliminate Abbe's error.
6は積算露光計であり、積算露光計からの露光量を示す
信号は遂次コントローラ100 へ入力され、所定の露光量
に達したことが確認されると、光学系1のシャッタをコ
ントローラ100 からの信号にもとづいて閉じ、露光を停
止する。Reference numeral 6 denotes an integrating exposure meter. A signal indicating the exposure amount from the integrating exposure meter is sequentially input to the controller 100, and when it is confirmed that a predetermined exposure amount has been reached, the shutter of the optical system 1 is controlled by the controller 100. The signal is closed and the exposure is stopped.
焦点検出用パターンをレジストに転写する際、パターン
を照明する露光量が変動すると、たとえインフォーカス
の状態でパターンが転写されていてもパターンの状態が
露光量変化に従い変化し、インフォーカスが否か、若し
くはデフォーカス量が正確に検出できなくなるのを防止
している。When the focus detection pattern is transferred to the resist, if the exposure amount that illuminates the pattern fluctuates, the pattern state changes according to the change in the exposure amount even if the pattern is transferred in the in-focus state. Alternatively, it prevents the defocus amount from being not accurately detected.
7は照明光学系1内のマスキング機構であり、通常露光
するときはマスキングを外している。そしてウエハ5面
上の一領域にレチクル2面上の焦点検出用のパターン9
を投影し、ウエハ4のレジスト面上の一領域にパターン
9の像を形成するときにはマスキングを入れ、レチクル
2面上の焦点検出用のパターン9の近傍のみを照明する
ようにしている。Reference numeral 7 denotes a masking mechanism in the illumination optical system 1, which is removed during normal exposure. Then, a pattern 9 for focus detection on the surface of the reticle 2 is formed in an area on the surface of the wafer 5.
Is projected, and masking is applied when an image of the pattern 9 is formed on one area on the resist surface of the wafer 4 so that only the vicinity of the focus detection pattern 9 on the reticle 2 surface is illuminated.
尚、このときのマスキングはレチクル2の直上、又は直
下に配置しても良い。The masking at this time may be arranged directly above or below the reticle 2.
10は観察系でありレチクル4面上のレジスト面に形成
された焦点検出用のパターン9の潜像である未現像のパ
ターン像を観察するものである。11は光源でありレジ
ストに感光しない波長の光束を発している。光源11は
レンズ12で対物レンズ13の瞳位置近傍に結像されて
いる。光源11からの光束はレンズ12、ハーフミラー
15そして対物レンズ13を介してウエハ4面上を照明
している。そして照明されたウエハ4面上の一領域から
の光束を対物レンズ13、ハーフミラー15を介してT
Vカメラ14に導光し、観察している。An observation system 10 is for observing an undeveloped pattern image which is a latent image of the focus detection pattern 9 formed on the resist surface on the reticle 4 surface. Reference numeral 11 denotes a light source, which emits a light flux having a wavelength that is not sensitive to the resist. The light source 11 is imaged by the lens 12 near the pupil position of the objective lens 13. The light flux from the light source 11 illuminates the surface of the wafer 4 through the lens 12, the half mirror 15 and the objective lens 13. Then, the light flux from one area on the surface of the illuminated wafer 4 is passed through the objective lens 13 and the half mirror 15 to T
The light is guided to the V camera 14 for observation.
本実施例において、ウエハ4面上にレチク2に設けた焦
点検出用のパターン9のパターン像を投影露光し形成す
るときは、まずステージ駆動手段110 によりステージ5
を移動させてウエハ5面上のパターン像形成位置を投影
光学系3の直下に位置させる。In the present embodiment, when the pattern image of the focus detection pattern 9 provided on the reticle 2 is formed by projection exposure on the surface of the wafer 4, first, the stage drive means 110 is used to form the stage 5
Is moved to position the pattern image forming position on the surface of the wafer 5 directly below the projection optical system 3.
そしてマスキング機構7をコントローラ100 で制御する
ことにより、照明光の光路中にマスキングを入れパター
ン9を選択的に照明光学系1により照明し、投影光学系
3によりウエハ4のレジスト面上にパターン9を形成す
る。そして、再度ステージ駆動手段110 によりウエハス
テージ5を移動させ、観察系10の真下に未現像のパタ
ーン像が位置する如く設定する。このときの未現像のパ
ターン像の結像状態をTVカメラ14を用いて観察して
いる。Then, by controlling the masking mechanism 7 by the controller 100, masking is provided in the optical path of the illumination light, and the pattern 9 is selectively illuminated by the illumination optical system 1, and the projection optical system 3 patterns 9 on the resist surface of the wafer 4. To form. Then, the wafer stage 5 is moved again by the stage driving means 110 so that the undeveloped pattern image is positioned directly below the observation system 10. The image formation state of the undeveloped pattern image at this time is observed using the TV camera 14.
TVカメラ14でとらえた未現像のパターン像はコント
ローラ100 内のコンピュータで処理することにより、例
えばパターン像のコントラストや原パターンと比較した
大きさ等から焦点位置からのずれ量δを求めている。こ
のとき上述のコンピュータ内に予め所定のパターン像の
コントラスト若しくは大きさ対ずれ量δとの換算式が記
憶されており、未現像のパターン像の画像から計算した
コントラストから焦点位置のずれ量δを求めている。The undeveloped pattern image captured by the TV camera 14 is processed by a computer in the controller 100 to determine the shift amount δ from the focus position from the contrast of the pattern image or the size compared with the original pattern. At this time, the conversion formula of the contrast of the predetermined pattern image or the size-deviation amount δ is stored in advance in the computer, and the shift amount δ of the focus position is calculated from the contrast calculated from the image of the undeveloped pattern image. Looking for.
そして、このときのずれ量δを補正する方向に例えばウ
エハ4を上下方向(z方向)に移動させて焦点位置に合
致させ、その後マスキングを外してレチクル2面上の実
素子パターンの投影露光を開始している。Then, for example, the wafer 4 is moved in the vertical direction (z direction) in the direction for correcting the deviation amount δ to match the focus position, and then the masking is removed to perform projection exposure of the actual element pattern on the reticle 2 surface. It has started.
以上のシーケンスのフローチャートを参考の為、第2図
に示す。The flow chart of the above sequence is shown in FIG. 2 for reference.
尚、本実施例において、ウエハステージ駆動手段110
により所定のステップでウエハ4を上下方向に移動させ
ながら、更にステージ5を左右にステップ移動させ、ウ
エハ4面上にパターン9を露光転写することにより、ウ
エハ4面上の異なる位置にパター9の異なる合焦状態の
複数のパターン像が形成される。そして未現像のそのパ
ターン像をTVカメラで観察すると、第4図に示すよう
に、各々合焦状態が異なる(光軸方向の異なる位置で露
光される)為、ぼけの状態が異なるパターン像が得ら
れ、それぞれ異なる画像信号が得られる。In this embodiment, the wafer stage driving means 110
By moving the wafer 4 in the vertical direction by a predetermined step, the stage 5 is further moved leftward and rightward, and the pattern 9 is exposed and transferred onto the surface of the wafer 4, so that the pattern 9 is moved to a different position on the surface of the wafer 4. A plurality of pattern images in different focused states are formed. When the undeveloped pattern image is observed with a TV camera, as shown in FIG. 4, since the focus states are different (exposure is performed at different positions in the optical axis direction), pattern images having different blur states are formed. Thus, different image signals are obtained.
そして、上記結果より、画像信号のコントラストとウエ
ハ表面の光軸方向位置との関係は第5図のようになり、
パターン像のコントラストが最大となるウエハ表面の光
軸方向の位置を最良焦点位置として求めることができ
る。From the above results, the relationship between the contrast of the image signal and the position of the wafer surface in the optical axis direction is as shown in FIG.
The position in the optical axis direction on the wafer surface where the contrast of the pattern image is maximum can be obtained as the best focus position.
特に光源をエキシマレーザ等のように発光時間の非常に
短いパルスレーザを用いれば、各々のパターン像の露光
位置で、その都度ステージ5を停止させなくても連続送
りでパターン像の形成が可能となりスルーブットを向上
させることができる。In particular, if a pulse laser such as an excimer laser whose light emission time is very short is used as a light source, pattern images can be formed by continuous feeding at each exposure position of each pattern image without stopping the stage 5 each time. Through-but can be improved.
本実施例においては、パターン9の未現像のパターン像
を利用してレチクル2とウエハ4の位置合わせや投影光
学系3の倍率検出等を観察光学系10を介して合焦検出
と同時に行っても良い。In the present embodiment, the undeveloped pattern image of the pattern 9 is used to perform the alignment between the reticle 2 and the wafer 4, the magnification detection of the projection optical system 3 and the like simultaneously with the focus detection through the observation optical system 10. Is also good.
焦点位置の合わせ方法としては、ウエハ4の上下移動の
他に、例えばレチクル2の上下移動や投影光学系3及び
その一部の部材の移動、そして投影光学系3内の環境を
変化させる事等で行っても良い。As the focus position adjusting method, in addition to the vertical movement of the wafer 4, for example, the vertical movement of the reticle 2, the movement of the projection optical system 3 and some of its members, and the change of the environment in the projection optical system 3 are performed. You may go in.
又、光源として狭帯域化したエキシマレーザのように波
長可変レーザを用いて狭帯域化素子の一部であるミラー
やエチロン等の角度を調整して波長を変えて焦点位置合
わせを行っても良い。Alternatively, a wavelength tunable laser such as a narrow band excimer laser may be used as a light source to adjust the angle of a mirror, an ethylon or the like, which is a part of the narrow band element, to change the wavelength to perform focus alignment. .
以上説明した実施例は、ウエハ4上のレジストに焦点検
出用パターン9のパターン像をレジストに形成する。所
謂潜像形成法を用いたものである。In the embodiment described above, the pattern image of the focus detection pattern 9 is formed on the resist on the wafer 4. The so-called latent image forming method is used.
次に示す実施例は、潜像形成法とは全く別異の方法であ
り、レジストに潜像を形成する代わりに光磁気記録媒
体、フォトクロミックなど書き込み及び消去が自由に出
来る光記録媒体を用いる。The following embodiment is a method completely different from the latent image forming method, and instead of forming a latent image on a resist, an optical recording medium such as a magneto-optical recording medium and photochromic which can be freely written and erased is used.
第3図は本発明の別の実施例を示す部分的構成図であ
り、第1図に示した装置のウエハステージ5を含む部分
と観察系10′を示している。同図において、20は光
磁気記録媒体、21は媒体21の記録面に垂直なバイア
ス磁界を印加する磁界発生手段で永久磁石等から成る。
又、観察系10′は第1図の観察系10とは異なり、偏
光顕微鏡で構成されている。尚、他の符号が第1図に示
す符号と同一部材を指していることは言うまでもなく、
ここでは説明を省略する。FIG. 3 is a partial constitutional view showing another embodiment of the present invention, and shows a portion including the wafer stage 5 of the apparatus shown in FIG. 1 and an observation system 10 '. In the figure, 20 is a magneto-optical recording medium, 21 is a magnetic field generating means for applying a bias magnetic field perpendicular to the recording surface of the medium 21, and is composed of a permanent magnet or the like.
The observation system 10 'is different from the observation system 10 shown in FIG. 1 and is composed of a polarization microscope. Needless to say, other reference numerals indicate the same members as those shown in FIG.
The description is omitted here.
第3図に示すウエハステージ5も、コントローラからの
制御信号に従ってステージ駆動手段により高精度にX,
Y,Z方向に移動可能である。又、Z軸を回転軸として
回転させることもできる様構成されている。The wafer stage 5 shown in FIG. 3 also has a high precision X,
It can be moved in the Y and Z directions. Further, the Z axis can be rotated about the rotation axis.
本実施例においても、焦点検出用パターンのパターン像
を光磁気記録媒体20上に形成する。この時、記録媒体
20の記録面とウエハ4上のレジスト面とがほぼ高さが
一致する様に、光磁気記録媒体20は配設される。Also in this embodiment, the pattern image of the focus detection pattern is formed on the magneto-optical recording medium 20. At this time, the magneto-optical recording medium 20 is arranged so that the recording surface of the recording medium 20 and the resist surface on the wafer 4 are substantially flush with each other.
光磁気記録媒体20のパターン像が形成された部分は、
光熱効果により媒体を構成する垂直磁化像の磁化方向が
反転する。従って、パターン像のフォーカス状態に応じ
た記録パターンが光磁気記録媒体20に記録されること
になる。The portion of the magneto-optical recording medium 20 on which the pattern image is formed is
Due to the photothermal effect, the magnetization direction of the perpendicular magnetization image forming the medium is reversed. Therefore, the recording pattern corresponding to the focus state of the pattern image is recorded on the magneto-optical recording medium 20.
一方、パターンが記録された光磁気記録媒体20は偏光
顕微鏡から成る観察光学系10′によりそのパターンの
記録状態を観察される。即ち、パターンに応じて磁化反
転が生じた部分に入射し反射して戻ってくる直線偏光光
の偏光方向と磁化反転しなかった部分に入射し反射して
戻ってくる直線偏光光の偏光方向とは異なる為、パター
ンからの反射光を検光子等を介して選択的にとり出して
観察することにより、記録媒体に形成された記録パター
ンの状態、即ちパターンのぼけ具合や大きさを知ること
が可能である。On the other hand, the recording state of the pattern of the magneto-optical recording medium 20 on which the pattern is recorded is observed by the observation optical system 10 'including a polarization microscope. That is, the polarization direction of the linearly polarized light that is incident on the portion where the magnetization reversal occurs according to the pattern and is reflected and returned, and the polarization direction of the linearly polarized light that is incident on the portion that has not been magnetized reversal and is reflected and returned. Since it is different, it is possible to know the state of the recording pattern formed on the recording medium, that is, the blurring degree and size of the pattern, by selectively extracting the reflected light from the pattern via an analyzer etc. and observing it. Is.
以上の観察を行う際のシーケンスは第1図に示す実施例
とほぼ同様である為、ここでは説明を略す。Since the sequence for performing the above observation is almost the same as that of the embodiment shown in FIG. 1, its explanation is omitted here.
又、フォーカス検知終了後は、光磁気記録媒体の記録面
に垂直な方向から所定強度の磁場を印加することによ
り、磁化反転を生じた部分をその磁化状態にもどすこと
ができ、次の計測に使用できる。After the focus detection is completed, by applying a magnetic field of a predetermined intensity from the direction perpendicular to the recording surface of the magneto-optical recording medium, the part where the magnetization reversal occurs can be returned to its magnetization state, and the next measurement can be performed. Can be used.
この様に書き込み、消去可能な光記録媒体を用いること
により、レジストに消像を形成する潜像形成法と異なり
常に同一記録媒体を用いて、フォーカス検知ができると
いう格別の効果を得ることが可能である。By using the writable and erasable optical recording medium in this way, unlike the latent image forming method of forming an image on the resist, it is possible to obtain the special effect that the same recording medium is always used for focus detection. Is.
又、この様の書き込み、消去可能な光記録媒体として
は、光磁気記録媒体20の他にも、前述のフォトクロミ
ック材料、結晶−非結晶の間で相転移を生ずるアモルフ
ァス材料等、各種光記録媒体を使用できる。As the writable and erasable optical recording medium, various optical recording media such as the above-mentioned photochromic material, amorphous material which causes a phase transition between crystalline and non-crystalline, in addition to the magneto-optical recording medium 20. Can be used.
フォトクロミック材料を記録媒体として使用する場合
は、第3図の20をフォトクロミック材料で構成し、2
1を冷却手段とした構成にするのが良い。フォトクロミ
ック材料は通常低温になる程、着色、脱色の速度が速ま
る為、焦点検出用パターン像形成速度、或いは使用済の
パターン像の消去速度を冷却手段21の作用で速めた
り、或いは遅くしたり任意に制御できる。When the photochromic material is used as the recording medium, 20 in FIG.
It is preferable that 1 is the cooling means. The lower the temperature of the photochromic material is, the faster the coloring and decoloring speeds are. Therefore, the focus detecting pattern image forming speed or the used pattern image erasing speed can be increased or decreased by the action of the cooling means 21. Can be controlled.
(発明の効果) 本発明によればレチクル面上の合焦用のパターンを投影
光学系によってウエハ面上に形成し、このときの未現像
のパターン像を観察光学系により観察して焦点位置を検
出し、焦点合わせをすることによって投影光学系の焦点
位置の変動に影響されずに常に高精度に焦点位置にウエ
ハを位置させることができる焦点検出方法を達成するこ
とができる。(Effect of the Invention) According to the present invention, a focusing pattern on the reticle surface is formed on the wafer surface by the projection optical system, and the undeveloped pattern image at this time is observed by the observation optical system to determine the focus position. By performing detection and focusing, it is possible to achieve a focus detection method that can always position the wafer at the focus position with high accuracy without being affected by variations in the focus position of the projection optical system.
第1図は本発明の一実施例の概略図、第2図は本発明に
おいて焦点合わせを行う場合の一実施例のフローチャー
トの説明図である。第3図は本発明の一実施例の要部説
明図である。第4図は本発明に係るウエハ面上のパター
ンと画像信号との関係を示す説明図、第5図はウエハ表
面の光軸方向の位置に対するパターン像のコントラスト
との関係を示す説明図である。 図中、1は照明光学系、2はレチクル、3は投影光学
系、4はウエハ、5は可動ステージ、6は積算露光計、
7はマスキング機構、8はレーザー測長器、9は焦点検
出用のパターン、10は観察系、11は光源、13は対
物レンズ、14はTVカメラである。FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view of a flow chart of an embodiment when focusing is performed in the present invention. FIG. 3 is an explanatory view of essential parts of an embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory view showing the relationship between the pattern on the wafer surface and the image signal according to the present invention, and FIG. 5 is an explanatory view showing the relationship between the position of the wafer surface in the optical axis direction and the contrast of the pattern image. . In the figure, 1 is an illumination optical system, 2 is a reticle, 3 is a projection optical system, 4 is a wafer, 5 is a movable stage, 6 is an integrating exposure meter,
7 is a masking mechanism, 8 is a laser length measuring device, 9 is a pattern for focus detection, 10 is an observation system, 11 is a light source, 13 is an objective lens, and 14 is a TV camera.
Claims (3)
可動ステージ上に載置され感光体層が塗布された第2物
体上に投影する投影光学系の合焦状態を検出する焦点検
出方法において、 前記第1物体上に形成されたパターンに光を照射する照
射工程と; 前記可動ステージを前記投影光学系の光軸方向と前記光
軸方向に対し直交する方向とにステップ移動する移動工
程と; 前記照射工程と前記移動工程とを順次行うことにより、
前記感光体層上の異なる位置に合焦状態の異なる前記パ
ターンの像を露光転写する工程と; 観察系により未現像である前記パターン像を観察する工
程と; 観察された複数の前記パターン像に基づいて、焦点位置
を決定する工程と を有することを特徴とする焦点検出方法。1. A pattern formed on a first object,
A focus detection method for detecting a focus state of a projection optical system which is mounted on a movable stage and projects onto a second object coated with a photosensitive layer, comprising irradiating a pattern formed on the first object with light. An irradiation step of: moving the movable stage stepwise in an optical axis direction of the projection optical system and in a direction orthogonal to the optical axis direction; and by performing the irradiation step and the moving step sequentially,
Exposing and transferring images of the patterns having different in-focus states to different positions on the photoconductor layer; observing the undeveloped pattern image with an observation system; And a step of determining a focus position based on the focus detection method.
像のコントラスト計測する工程を有することを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の焦点検出方法。2. The focus detecting method according to claim 1, wherein the observing step includes a step of measuring a contrast of the observed pattern image.
像の大きさを計測する工程を有することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の焦点検出方法。3. The focus detecting method according to claim 1, wherein the observing step includes a step of measuring a size of the observed pattern image.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62271388A JPH0654751B2 (en) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | Focus detection method |
| EP88305405A EP0295860B1 (en) | 1987-06-15 | 1988-06-14 | An exposure apparatus |
| US07/206,490 US4875076A (en) | 1987-06-15 | 1988-06-14 | Exposure apparatus |
| DE3888876T DE3888876T2 (en) | 1987-06-15 | 1988-06-14 | Exposure device. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62271388A JPH0654751B2 (en) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | Focus detection method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01112727A JPH01112727A (en) | 1989-05-01 |
| JPH0654751B2 true JPH0654751B2 (en) | 1994-07-20 |
Family
ID=17499374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62271388A Expired - Fee Related JPH0654751B2 (en) | 1987-06-15 | 1987-10-27 | Focus detection method |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JPH0654751B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| NL2005424A (en) * | 2009-10-30 | 2011-05-02 | Asml Netherlands Bv | Lithographic method and apparatus. |
-
1987
- 1987-10-27 JP JP62271388A patent/JPH0654751B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01112727A (en) | 1989-05-01 |
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