JPH0787173B2 - Surface position detection method - Google Patents
Surface position detection methodInfo
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- JPH0787173B2 JPH0787173B2 JP28112585A JP28112585A JPH0787173B2 JP H0787173 B2 JPH0787173 B2 JP H0787173B2 JP 28112585 A JP28112585 A JP 28112585A JP 28112585 A JP28112585 A JP 28112585A JP H0787173 B2 JPH0787173 B2 JP H0787173B2
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- G—PHYSICS
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、物体表面の基準面からの隔りを検知する面位
置検知装置に関する。このような面位置検知装置は、例
えば半導体製造の分野において、半導体ウエハ表面にレ
チクルパターンを繰返し縮小投影露光するステッパと呼
ばれる露光装置の自動焦点制御装置用として上記ウエハ
表面とレチクルパターン結像面とのずれを検知するため
に好適に用いられる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface position detecting device for detecting a distance of an object surface from a reference surface. Such a surface position detecting device is used, for example, in the field of semiconductor manufacturing, as an automatic focus control device for an exposure device called a stepper that repeatedly reduces and projects a reticle pattern onto a semiconductor wafer surface. It is preferably used to detect the deviation of
[従来の技術] 従来の縮少投影露光装置のウエハ面位置検出方法として
は、エアマイクロセンサを用いる方法と、ウエハ面に斜
め方向から光束を入射させ、その反射光の位置ずれ量を
検出する方法(光学方式)とが知られている。[Prior Art] As a wafer surface position detecting method of a conventional reduced projection exposure apparatus, a method using an air microsensor, and a method of detecting a positional deviation amount of reflected light by making a light beam incident on a wafer surface in an oblique direction. A method (optical method) is known.
しかしながら、エアマイクロにセンサよる方法では、 パターン焼き付け部が直接に測長できない、 応答性が光学式に比べて遅い、 エアマイクロセンサのノズルとウエハ面の間隔を50
〜60μm程度に近接させなければ、高精度の検出ができ
ない。However, with the method using an air micro sensor, the pattern printing area cannot be measured directly, the response is slower than that of the optical method, and the distance between the air micro sensor nozzle and the wafer surface is 50%.
High precision detection is not possible unless the distance is about 60 μm.
などという問題があった。There was a problem such as.
一方、光学方式の場合は、パターン焼き付け部が直接に
測長でき、応答性も早いが、ウエハ上に塗布されたレジ
ストの存在によってレジスト表面で反射した光とウエハ
表面で反射した光とが干渉を起し、検出誤差を生じるた
め高精度の位置検出が困難であるという問題があった。On the other hand, in the case of the optical method, the pattern printing part can directly measure the length and the response is fast, but the light reflected on the resist surface and the light reflected on the wafer surface interfere due to the presence of the resist applied on the wafer. As a result, there is a problem that it is difficult to detect the position with high accuracy because a detection error occurs.
[発明の目的] 本発明の目的は、上述の従来形における問題点に鑑み、
光学方式の面位置検出装置において、波長の異なる複数
の光束を入射することにより、被検出面およびその近傍
(フォトレジストを塗布した半導体ウエハであればレジ
スト表面およびウエハ表面)で反射した検出光の干渉作
用を平均化させ、検出光の干渉作用による検出誤差を軽
減するという構想に基づき、面位置検知精度を向上させ
ることにある。[Object of the Invention] An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the conventional art.
In an optical surface position detection device, a plurality of light beams having different wavelengths are incident to detect the detection light reflected on the surface to be detected and its vicinity (the resist surface and the wafer surface in the case of a semiconductor wafer coated with a photoresist). It is to improve the surface position detection accuracy based on the concept of averaging the interference action and reducing the detection error due to the interference action of the detection light.
[実施例の説明] 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。Description of Embodiments Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は、本発明の一実施例に係る縮小投影露光装置用
自動焦点制御装置の構成を示す。同図において、1は縮
小投影レンズであり、その下方にウエハ2が位置してい
る。ウエハ2は上下方向に移動可能なステージ3に乗っ
ている。自動焦点制御装置の光学系は複数の光源4,5を
有している(第1図においては、簡単の為、複数光源と
して2つの光源のみ描いてある)。光源としては、波長
の異なるレーザあるいはLED等を用いる。この光源4お
よび5より出た光束(検出光)は、ビームスプリッタ
(またはハーフミラーでもよい)6により同一の光路を
形成し、レンズ7を経た後、ミラー8で反射されウエハ
2上の反射点に結像する。FIG. 1 shows the structure of an automatic focus control apparatus for a reduction projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 is a reduction projection lens, and the wafer 2 is located therebelow. The wafer 2 is mounted on a stage 3 which is vertically movable. The optical system of the automatic focus control device has a plurality of light sources 4 and 5 (only two light sources are shown as the plurality of light sources in FIG. 1 for simplicity). As the light source, lasers or LEDs having different wavelengths are used. The light beams (detection light) emitted from the light sources 4 and 5 form the same optical path by a beam splitter (or may be a half mirror) 6, pass through a lens 7, and then are reflected by a mirror 8 to be reflected at a reflection point on the wafer 2. Image on.
この時、検出光のウエハ面への入射角を80°以上、すな
わちウエハ面と入射光束とのなす角θを10°以下とし、
また、検出光をウエハに対してS偏光となる様にする
と、レジスト表面からの反射光強度が支配的となりウエ
ハ基板よりの反射光の影響を小さくする事ができる。At this time, the incident angle of the detection light on the wafer surface is 80 ° or more, that is, the angle θ between the wafer surface and the incident light flux is 10 ° or less,
When the detection light is S-polarized with respect to the wafer, the intensity of the reflected light from the resist surface becomes dominant, and the influence of the reflected light from the wafer substrate can be reduced.
ウエハ2で反射した光束はミラー9で反射され、レンズ
10を通り、偏光板11(または偏光ビームスプリッタ)を
通った後、ポジションセンサダイオード12(または分割
センサ等)に入光、結像する。The light flux reflected by the wafer 2 is reflected by the mirror 9 and the lens
After passing through 10 and a polarizing plate 11 (or a polarization beam splitter), light is incident on a position sensor diode 12 (or a split sensor or the like) to form an image.
偏光板11(または偏光ビームスプリッタ)は、ウエハで
反射した光束中のS偏光成分のみをポジションセンサダ
イオード12に到達させることにより、検出光中のウエハ
基板での反射成分をさらに少なくするためのものであ
る。The polarizing plate 11 (or the polarization beam splitter) is for making the S-polarized light component of the light beam reflected by the wafer reach the position sensor diode 12, thereby further reducing the reflected component of the detection light on the wafer substrate. Is.
この自動焦点制御装置においては、ウエハ面上の光束の
反射点と受光素子上の入射点を結像関係に保つことによ
り、ウエハの上下方向の位置ずれを受光素子上の光束の
入光位置として検知し、投影レンズの焦点位置の自動制
御を行なうようにしている。In this automatic focus control device, by keeping the reflection point of the light beam on the wafer surface and the incident point on the light receiving element in an image-forming relationship, the positional deviation of the wafer in the vertical direction is set as the light incident position of the light beam on the light receiving element. The focus position of the projection lens is detected and automatically controlled.
光学方式の焦点位置検知装置における位置ずれ検出誤差
の原因として、ウエハの傾き、およびウエハ上に塗布さ
れた光透過物体であるレジストの存在が考えられるが、
前者のウエハの傾きにより生じる検出誤差は、上述のよ
うに、ウエハ上の反射点と受光素子上の光束の入射点と
を結像関係に保つことにより原理的に除くことができ
る。As a cause of the positional deviation detection error in the optical focus position detection device, the inclination of the wafer and the presence of the resist which is a light transmitting object coated on the wafer are considered.
In the former case, the detection error caused by the inclination of the wafer can be removed in principle by keeping the reflection point on the wafer and the incident point of the light beam on the light receiving element in an image forming relationship, as described above.
一方、後者のレジストの存在は、レジスト表面での反射
光とウエハ表面での反射光との間に干渉が生じることに
より、受光素子上に結像した光束の強度の重心のずれと
なって現われる。すなわち、レジストの厚み、あるいは
検出光として用いる光の波長によって検出される位置が
異なることを意味する。On the other hand, the presence of the latter resist appears as a shift of the center of gravity of the intensity of the light flux imaged on the light receiving element due to the interference between the reflected light on the resist surface and the reflected light on the wafer surface. . That is, it means that the detected position is different depending on the thickness of the resist or the wavelength of the light used as the detection light.
従って、より高精度の位置検出を可能とするためには、
この検出光に対するレジストの干渉効果を除くことがぜ
ひとも必要となる。Therefore, in order to enable more accurate position detection,
It is absolutely necessary to eliminate the interference effect of the resist on the detection light.
次に、第2図および第3図を用いて検出光に対するレジ
ストの干渉効果による検出誤差の軽減について説明す
る。Next, the reduction of the detection error due to the interference effect of the resist on the detection light will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
第2図は、レジスト14の塗布されたウエハ2上に、一定
のビーム径をもち、ビーム径内で一様の強度をもつ光束
13が結像した状態で入射し、レジスト14の表面およびウ
エハ2の表面で反射することにより、ビーム径内で異な
った強度の分布を示す光束15を形成する状態を示した模
式図である。また、第3図は、このレジスト14およびウ
エハ2の表面で反射し形成された光束15が光学系により
受光素子上に結像された状態での強度の分布を示すグラ
フである。FIG. 2 shows a light beam having a constant beam diameter on the wafer 2 coated with the resist 14 and having a uniform intensity within the beam diameter.
13 is a schematic diagram showing a state in which a light beam 15 having a distribution of different intensities within the beam diameter is formed by entering 13 in an imaged state and reflecting on the surface of the resist 14 and the surface of the wafer 2. FIG. Further, FIG. 3 is a graph showing the intensity distribution in the state where the light beam 15 reflected and formed on the surface of the resist 14 and the wafer 2 is imaged on the light receiving element by the optical system.
第2図において、一定のビーム径をもちビーム径内で一
様の強度の分布を示す光束13がレジスト14の塗布された
ウエハ2上に斜め方向から入射する。この時、光束13
は、レジスト14の表面で反射する成分と、レジスト14を
透過してウエハ2の表面とレジスト14の表面との間で多
重反射を繰り返した後、再びレジスト14外に出て行く成
分とに分けられる。この様にレジスト14表面で反射され
た成分とウエハ2表面で反射された成分とは合成され、
第3図に示すようにビーム径内で異なった強度分布を示
す光束15が形成されることになる。この光束15は、第1
図のミラー9、レンズ10および偏光板11を通って受光素
子12上に結像される。In FIG. 2, a light beam 13 having a constant beam diameter and a uniform intensity distribution within the beam diameter is obliquely incident on the wafer 2 coated with a resist 14. At this time, the luminous flux 13
Is divided into a component that reflects on the surface of the resist 14 and a component that passes through the resist 14 and repeats multiple reflection between the surface of the wafer 2 and the surface of the resist 14 and then goes out of the resist 14 again. To be In this way, the component reflected on the surface of the resist 14 and the component reflected on the surface of the wafer 2 are combined,
As shown in FIG. 3, a light beam 15 having different intensity distributions within the beam diameter is formed. This luminous flux 15 is the first
An image is formed on the light receiving element 12 through the mirror 9, the lens 10 and the polarizing plate 11 in the figure.
第3図において、グラフはある波長λ1を検出光とし
て用いた場合の受光素子上の光強度分布を示す。また、
グラフおよびは各々異なった波長λ2,λ3を検出
光として用いた場合の受光素子上での光強度分布を示
す。さらに、グラフは複数の波長λ1〜λnを検出光
として用いた場合の受光素子上での光強度分布を示す。In FIG. 3, the graph shows the light intensity distribution on the light receiving element when a certain wavelength λ 1 is used as the detection light. Also,
The graph and show the light intensity distribution on the light receiving element when different wavelengths λ 2 and λ 3 are used as detection light. Furthermore, the graph shows the light intensity distribution on the light receiving element when a plurality of wavelengths λ 1 to λ n are used as the detection light.
検出光として、単色(または準単色)の光源を用いた場
合の受光素子上での検出光の強度分布は、グラフ,
,に示される様に、レジスト14の表面で反射した成
分とウエハ2表面で反射した成分の干渉のために複雑な
強度分布を示す。また、この強度の分布状態は検出光の
波長およびレジスト14の厚みによって異なる。また、受
光素子によって検出光の強度分布の重心16,17,18が位置
信号として出力されるわけであるが、検出光の波長また
はレジスト14の厚みが変わると干渉状態が変化し、重心
16,17,18の位置も変化し、検出誤差となって現われる。The intensity distribution of the detection light on the light receiving element when a monochromatic (or quasi-monochromatic) light source is used as the detection light is shown in the graph,
, Shows a complicated intensity distribution due to the interference between the component reflected on the surface of the resist 14 and the component reflected on the surface of the wafer 2. The distribution state of this intensity varies depending on the wavelength of the detection light and the thickness of the resist 14. In addition, the center of gravity 16, 17, 18 of the intensity distribution of the detection light is output as a position signal by the light receiving element, but if the wavelength of the detection light or the thickness of the resist 14 changes, the interference state changes and the center of gravity changes.
The positions of 16, 17 and 18 also change and appear as a detection error.
ところで、これは本発明者等が種々検討の末、知見した
ことであるが、複数の単色(または準単色)の光源を検
出光として用いた場合の受光素子上での検出光の強度分
布は、グラフに示される様に、多波長の光源を用いる
ことによりレジストの存在に伴う干渉効果が平均化さ
れ、検出光の強度分布の重心19もレジストの膜厚にかか
わらず安定した値を示す。それ故、このような多波長の
光源を用いて光学方式のウエハ表面位置を検出すればレ
ジストの存在に伴う位置の検出誤差を除くことが可能と
なる。By the way, this is what the present inventors have discovered after various studies, but the intensity distribution of the detection light on the light receiving element when a plurality of monochromatic (or quasi monochromatic) light sources is used as the detection light is As shown in the graph, the interference effect due to the presence of the resist is averaged by using the multi-wavelength light source, and the centroid 19 of the intensity distribution of the detection light shows a stable value regardless of the film thickness of the resist. Therefore, if the wafer surface position of the optical system is detected using such a multi-wavelength light source, it is possible to eliminate the position detection error due to the presence of the resist.
また、第1図に示した様に波長の異なる複数の光源を用
いるとともに、ウエハへの入射光がウエハとなす角θを
10°以下にすること、および検出光としてウエハに対す
るS偏光を用いることにより、ウエハ表面での反射光が
減少し、本発明の効果を、さらに大ならしめることがで
きる。Further, as shown in FIG. 1, a plurality of light sources having different wavelengths are used, and the angle θ formed by the light incident on the wafer with the wafer is
By setting the angle to 10 ° or less and using S-polarized light for the wafer as the detection light, the light reflected on the wafer surface is reduced, and the effect of the present invention can be further enhanced.
上記干渉効果の平均化は、上記複数波長の光を混合して
ウエハ上に同時に照射し、その反射光を検出することに
よっても達成されるが、本発明では、これらの各光(第
1と第2の光)を、例えば時分割(順次)で照射する等
により、個々(第1と第2の反射光を)独立に検出し、
得られた複数個の検出信号(第1と第2の信号)を演算
処理することにより行なう。ウエハで反射した複数波長
の光を受光素子で同時に検出する場合には、ある波長の
光の強度が他の波長の光のそれよりも大きいと、強度が
大きな波長の光が面位置の検出結果に対して支配的にな
り、上記干渉効果の平均化が薄れてしまい誤差が生じ易
いが、本発明のように受光素子で各波長の光を独立に検
出し、得られた複数の信号を演算処理するようにすれ
ば、このような問題は生じず、上記干渉効果の平均化を
効果的に受けた、面位置検出が行なえる。また、本発明
のように各波長の光を時分割で照射するようにすれば、
各波長の光に対して共通の受光素子を設けることがで
き、検出系を簡便にできるだけでなく、検出精度の向上
も図れる。さらに、本発明の方式によると、調整誤差等
による各光ごとの照射光路のずれまでも含めて処理する
ことができる。これは、予めレジストを塗布しない基準
ウエハを用いて各光源を1つずつ発光させながら、各光
源に対応する受光位置を測定し、実際のウエハ表面位置
は各光源の発光に同期してこれらの受光位置を基準また
は参照位置として測定するようにすればよい。このよう
な処理は、マイクロプロセッサ等の中央処理装置(CP
U)を用いることにより、当業者ならば容易に実施する
ことができる。The averaging of the interference effect can also be achieved by mixing the light of the plurality of wavelengths and irradiating the wafers at the same time, and detecting the reflected light. However, in the present invention, each of these light (first and (Second light) is detected independently (first and second reflected light) by, for example, irradiating in time division (sequential),
This is performed by processing the obtained plurality of detection signals (first and second signals). When detecting light of multiple wavelengths reflected by the wafer at the same time with a light receiving element, if the intensity of light of a certain wavelength is higher than that of light of other wavelengths, the light of the wavelength with a high intensity is detected as the surface position detection result. However, the averaging of the interference effect is weakened and an error is likely to occur. However, as in the present invention, light of each wavelength is independently detected by the light receiving element and a plurality of obtained signals are calculated. If the processing is performed, such a problem does not occur, and the surface position can be detected by effectively averaging the interference effect. Further, if the light of each wavelength is irradiated in a time-division manner as in the present invention,
Since a common light receiving element can be provided for the light of each wavelength, the detection system can be simplified and the detection accuracy can be improved. Furthermore, according to the method of the present invention, it is possible to process even the deviation of the irradiation optical path for each light due to an adjustment error or the like. This is to measure the light receiving position corresponding to each light source while making each light source emit light one by one using a reference wafer to which no resist is applied in advance, and the actual wafer surface position is synchronized with the light emission of each light source. The light receiving position may be measured as the reference or reference position. Such processing is performed by a central processing unit (CP) such as a microprocessor.
By using U), it can be easily carried out by those skilled in the art.
前記の実施例において、光源としてはLEDまたはレーザ
等を用いることができる。また、受光素子としては、ポ
ジションセンサディテクタ(PSD)、分割センサディテ
クタおよびCCDなどの位置検出能力をもつ光電変換素子
を用いることができる。In the above embodiment, an LED, a laser or the like can be used as the light source. Further, as the light receiving element, a photoelectric conversion element having a position detecting ability such as a position sensor detector (PSD), a split sensor detector, and a CCD can be used.
特に、受光素子にポジションセンサディテクタを用いる
場合は、ポジションセンサディテクタにおける基準点の
時間変化に伴う位置信号の検出誤差をなくすために、第
4図に示すように、基準信号検出系を用いることが考え
られる。In particular, when a position sensor detector is used for the light receiving element, a reference signal detection system as shown in FIG. 4 should be used in order to eliminate the detection error of the position signal due to the time change of the reference point in the position sensor detector. Conceivable.
同図において、基準光源20より発せられた光束は、レン
ズ21を経てビームスプリッタ(またはハーフミラー)22
により方向を変えられた後、ポジションセンサディテク
タ12上に結像する。In the figure, the luminous flux emitted from the reference light source 20 passes through a lens 21 and a beam splitter (or half mirror) 22.
After the direction is changed by, the image is formed on the position sensor detector 12.
ここで、本装置では、組み立て調整する際に、基準光源
20からの基準光をポジションセンサディテクタ12に入射
させるとともに、複数の光源4、5からの光束を順次基
準ウエハを介してポジションセンサディテクタ12に入射
させ、それら3つの光の入射位置に対応するポジション
センサディテクタ12の出力を基準位置信号として得る。
ただしここでは、それら3つの入射位置がすべてポジシ
ョンセンサディテクタ12における基準点(出力がゼロと
なる点)に一致するように、すなわち各基準位置信号が
すべてゼロになるように、光学系の光軸およびポジショ
ンセンサディテクタ12の基準点が調整されているものと
する。Here, in this device, when assembling and adjusting, the reference light source
The reference light from 20 is made incident on the position sensor detector 12, and the light fluxes from the plurality of light sources 4, 5 are made incident on the position sensor detector 12 sequentially through the reference wafer, and the positions corresponding to the incident positions of these three lights are made. The output of the sensor detector 12 is obtained as a reference position signal.
However, here, the optical axes of the optical system are set so that all three incident positions coincide with the reference point (point at which the output becomes zero) in the position sensor detector 12, that is, all the reference position signals become zero. Also, it is assumed that the reference point of the position sensor detector 12 is adjusted.
次に、第4図の装置において、実際にウエハ2を投影レ
ンズ1の焦点面に位置合せする場合を考える。この時ポ
ジションセンサディテクタ12が、初めの調整時点より、
基準点が経時変化Δを生じているとしても、ウエハ2に
対する検出光を検出する前に、先ず、基準光源20を発光
させ、その位置信号を検出することにより、ポジション
センサディテクタ12の基準点の経時変化Δを計測するこ
とができる。Next, consider the case where the wafer 2 is actually aligned with the focal plane of the projection lens 1 in the apparatus shown in FIG. At this time, the position sensor detector 12 is
Even if the reference point changes with time Δ, before the detection light for the wafer 2 is detected, first, the reference light source 20 is caused to emit light and the position signal thereof is detected, so that the reference point of the position sensor detector 12 is changed. The change Δ with time can be measured.
次に、調整時に得た基準位置信号(ここではゼロ)を参
照して得られる。ウエハ2に対する各検出光の強度の重
心を示す位置信号Sを順次検出する。この時、基準点の
経時変化Δと位置信号Sを測定する時間間隔は、ポジシ
ョンセンサディテクタ12の基準点の経時変化が生じない
程の小なる時間内で行なうものとする。この位置信号S
はポジションセンサディテクタ12の基準点の経時変化Δ
を含むものであるので、上記基準光源20を発光させた時
の位置信号Δを引いてやることにより、高精度の位置検
出が可能となる。そこで、ウエハ2の焦点合せに先立
ち、予め、異なる上下方向ウエハ位置において焼き付け
たパターン像等を評価することによりウエハを投影レン
ズ1の焦点位置に位置させ、光源4および5ならびに基
準光源20からの各光についての位置信号の値a1およびb1
ならびにδ1を得、そしてこれらの値に基づき、焦点面
の位置f=[(a1+b1)/2]−δ1を得る。そして、ウ
エハ2の焦点合せに際しては、ウエハ2について同様に
各光についての位置信号の値a2、b2、δ2を得、それら
の値に基づくウエハ2の面位置w=[(a2+b2)/2]−
δ2が焦点面の位置fに一致するように、ウエハ2の上
下方向位置を調整する。これにより、ポジションセンサ
ディテクタ12の基準点の経時変化を含まない、高精度の
焦点合せを行うことができる。Then, it is obtained by referring to the reference position signal (here, zero) obtained at the time of adjustment. The position signal S indicating the center of gravity of the intensity of each detection light with respect to the wafer 2 is sequentially detected. At this time, the time interval Δ for measuring the reference point with respect to time and the time interval for measuring the position signal S are set to such a small time that the reference point of the position sensor detector 12 does not change with time. This position signal S
Is the change in the reference point of the position sensor detector 12 with time Δ
Therefore, it is possible to detect the position with high accuracy by subtracting the position signal Δ when the reference light source 20 is made to emit light. Therefore, prior to the focusing of the wafer 2, the wafer is positioned at the focal position of the projection lens 1 by evaluating the pattern images printed at different vertical wafer positions in advance, and the light sources 4 and 5 and the reference light source 20 Position signal values a 1 and b 1 for each light
And δ 1 , and based on these values, the focal plane position f = [(a 1 + b 1 ) / 2] −δ 1 is obtained. When focusing the wafer 2, the position signal values a 2 , b 2 and δ 2 for each light are similarly obtained for the wafer 2, and the surface position w = [(a 2 + B 2 ) / 2]-
The vertical position of the wafer 2 is adjusted so that δ 2 matches the position f of the focal plane. As a result, highly accurate focusing can be performed without including a change with time of the reference point of the position sensor detector 12.
また、この時、検出側のレンズ系10の受光素子側主点よ
り、レンズ系10の焦点距離だけ受光素子側にずらした位
置にストッパ23を設けることにより、パターンのあるウ
エハ上のレジスト表面より反射される反射光の高次の回
折光成分をカットするものとする。このことにより、パ
ターンのあるウエハに対して位置検出を行う際にも、高
次の回折光成分による検出光の光重心の変化をうけない
で済む。すなわち、パターンのあるウエハに対しても、
高精度の位置検出が可能となる。Further, at this time, by providing the stopper 23 at a position displaced from the principal point on the light-receiving element side of the detection-side lens system 10 to the light-receiving element side by the focal length of the lens system 10, the resist surface on the patterned wafer is removed. The higher-order diffracted light component of the reflected light that is reflected shall be cut. As a result, even when the position detection is performed on the patterned wafer, it is not necessary to change the optical center of gravity of the detection light due to the higher-order diffracted light component. That is, even for patterned wafers,
Highly accurate position detection becomes possible.
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、波長の異なる複数
個の光を用い、かつこれらの光による面位置検出信号を
波長ごとに個々独立に検出してこれらの信号を基に面位
置を求めるようにしているため、レジストを塗布したウ
エハ面の様に検出光束に対する反射面が複数面ある場合
の検出光の干渉による検出誤差を軽減し、正確にしかも
再現性良くウエハ等の面位置を検出することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a plurality of lights having different wavelengths are used, and the surface position detection signals by these lights are detected independently for each wavelength and the signals are used as the basis. Since the surface position is calculated on the wafer surface, the detection error due to the interference of the detection light when there are multiple reflection surfaces for the detection light flux such as the wafer surface coated with resist is reduced, and the wafer is accurately and reproducibly. The surface position of can be detected.
また、本発明は、特に高精度の焦点検出の要求される縮
小投影露光装置の縮小投影レンズの焦点合せに有効であ
る。この場合、高精度の焦点検出が出来ため、高解像の
パターンが形成可能になり、より集積度の高い回路を作
成できるという効果がある。Further, the present invention is particularly effective for focusing the reduction projection lens of the reduction projection exposure apparatus which requires highly accurate focus detection. In this case, high-precision focus detection can be performed, so that a high-resolution pattern can be formed, and there is an effect that a circuit with a higher degree of integration can be created.
第1図は、本発明の一実施例に係る自動焦点制御装置を
示す構成図、 第2図は、レジストを塗布したウエハ上に低角度で光束
を入射、結像させた場合のレジスト表面およびウエハ表
面での光束の反射状態を示す断面図、 第3図は、レジストを塗布したウエハ上で反射された光
束が受光素子上に入光し結像した状態での検出光の強度
の分布を示すグラフ、 第4図は、受光素子としてポジションセンサディテクタ
を用い、基準信号検出系を具備したところの本発明の他
の実施例に係る自動焦点制御装置を示す構成図である。 1……縮小投影レンズ、2……ウエハ、3……ステー
ジ、4,5,20……レーザ(またはLED)、6……ビームス
プリッタ(またはハーフミラー)、7,10,21……レンズ
系、8,9……ミラー、11,22……偏光板(または偏光ビー
ムスプリッタ)、12……ポジションセンサダイオード
(または分割センサーダイオードもしくはCCD)、13…
…光束(入射光束)、14……レジスト、15……光束(反
射光束)、16,17,18,19……強度分布の重心、23……ス
トッパ。FIG. 1 is a block diagram showing an automatic focus control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a resist surface when a light beam is incident and imaged on a resist-coated wafer at a low angle. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the reflection state of the light beam on the wafer surface. FIG. 3 shows the distribution of the intensity of the detected light when the light beam reflected on the resist-coated wafer enters the light receiving element and forms an image. FIG. 4 is a configuration diagram showing an automatic focus control device according to another embodiment of the present invention in which a position sensor detector is used as a light receiving element and a reference signal detection system is provided. 1 ... Reduction projection lens, 2 ... Wafer, 3 ... Stage, 4,5,20 ... Laser (or LED), 6 ... Beam splitter (or half mirror), 7,10,21 ... Lens system , 8,9 …… Mirror, 11, 22 …… Polarizer (or polarization beam splitter), 12 …… Position sensor diode (or split sensor diode or CCD), 13…
… Light flux (incident light flux), 14 …… resist, 15 …… light flux (reflected light flux), 16,17,18,19 …… centroid of intensity distribution, 23 …… stopper.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 博義 神奈川県川崎市中原区今井上町53番地 キ ヤノン株式会社小杉事業所内 (56)参考文献 特開 昭57−60205(JP,A) 特開 昭59−54908(JP,A) 特開 昭59−79527(JP,A) 特開 昭60−80223(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hiroyoshi Kubo Inventor Hiroyoshi Kubo 53 Imaiue-cho, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Canon Inc. Kosugi Plant (56) Reference JP-A-57-60205 (JP, A) JP-A-SHO 59-54908 (JP, A) JP-A-59-79527 (JP, A) JP-A-60-80223 (JP, A)
Claims (1)
を照射し、該ウエハーで反射した反射光を光電変換手段
の受光面に入射させ、その入射位置に対応する該光電変
換手段からの信号に基づいて該ウエハーの上下方向に関
する面位置を検知する方法において、 基準光を上記受光面上に入射させ、その入射位置に対応
する第1の基準信号を得るとともに、互いに波長が異な
る第1および第2の光を順次、基準板上で反射させて上
記受光面上に入射させ、これらの入射位置に対応する第
2および第3の基準信号を得る段階と、 上記基準光を上記受光面上に入射させ、その入射位置に
対応する第1の測定信号を得るとともに、上記第1およ
び第2の光を順次、被測定ウエハー上で反射させて上記
受光面上に入射させ、それらの入射位置に対応する第2
および第3の測定信号を得る段階と、 上記第1の基準信号および第1の測定信号が示す、上記
第2および第3の基準信号に対応する入射位置の経時変
化を考慮しつつ、上記第2および第3の基準信号ならび
に上記第2および第3の測定信号に基づいて上記被測定
ウエハーの面位置を得る段階とを具備することを特徴と
する面位置検知方法。1. A wafer to be measured coated with a resist is irradiated with light, and the reflected light reflected by the wafer is incident on the light receiving surface of the photoelectric conversion means, and a signal from the photoelectric conversion means corresponding to the incident position. In the method for detecting the surface position in the vertical direction of the wafer based on, the reference light is made incident on the light receiving surface to obtain a first reference signal corresponding to the incident position, Sequentially reflecting the second light on the reference plate and making the light incident on the light receiving surface to obtain second and third reference signals corresponding to these incident positions, and the reference light on the light receiving surface. The first measurement signal corresponding to the incident position, the first and second lights are sequentially reflected on the wafer to be measured and incident on the light receiving surface, and the incident positions thereof are measured. Corresponds to The second
And a step of obtaining a third measurement signal, and the first reference signal and the first measurement signal, taking into consideration the change with time of the incident position corresponding to the second and third reference signals, And a second reference signal and a step of obtaining a surface position of the wafer to be measured based on the second and third measurement signals.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28112585A JPH0787173B2 (en) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | Surface position detection method |
| US07/657,950 US5162642A (en) | 1985-11-18 | 1991-02-21 | Device for detecting the position of a surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28112585A JPH0787173B2 (en) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | Surface position detection method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62140419A JPS62140419A (en) | 1987-06-24 |
| JPH0787173B2 true JPH0787173B2 (en) | 1995-09-20 |
Family
ID=17634710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28112585A Expired - Lifetime JPH0787173B2 (en) | 1985-11-18 | 1985-12-16 | Surface position detection method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0787173B2 (en) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5760205A (en) * | 1980-09-30 | 1982-04-12 | Jeol Ltd | Exposure be electron beam |
| JPS5954908A (en) * | 1982-09-22 | 1984-03-29 | Fujitsu Ltd | Surface position detecting method |
| JPS5979527A (en) * | 1982-10-29 | 1984-05-08 | Hitachi Ltd | Pattern detector |
| JPH0732109B2 (en) * | 1983-10-07 | 1995-04-10 | 株式会社日立製作所 | Light exposure method |
-
1985
- 1985-12-16 JP JP28112585A patent/JPH0787173B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62140419A (en) | 1987-06-24 |
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Legal Events
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