JPS63201505A - パタ−ン検出方法及びその装置 - Google Patents
パタ−ン検出方法及びその装置Info
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- JPS63201505A JPS63201505A JP62033271A JP3327187A JPS63201505A JP S63201505 A JPS63201505 A JP S63201505A JP 62033271 A JP62033271 A JP 62033271A JP 3327187 A JP3327187 A JP 3327187A JP S63201505 A JPS63201505 A JP S63201505A
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体ウェハ等層構造を成すパターンの検出方
法及び検出装置に係り、特にレジストの塗布層の厚さむ
ら等により検出波形が非対称となるパターンに対し、対
称性を向上せしめるのに好適なパターン検出方法および
その装置に関する。
法及び検出装置に係り、特にレジストの塗布層の厚さむ
ら等により検出波形が非対称となるパターンに対し、対
称性を向上せしめるのに好適なパターン検出方法および
その装置に関する。
ミクロンメートル、或いはサブミクロンメートルの微細
パターンの露光にはスペクトル幅の狭い光（例えば水銀
のｇ線やｉ線）を露光光源とし、一つの波長（狭いスペ
クトル幅の光）で解像する縮小レンズにより行なわれて
いる。このレンズは露光光と波長が異なる光、または露
光波長或いは他の波長でもスペクトル幅の広い光に対し
ては、色収差が発生する。通常前者では異なる結像面に
猛いて、それぞれの波長の光に対し結像し、また後者に
対しては解像度が著しく低下する。この様な縮小レンズ
を用いて、原画となる十数種類のマスク（レチクル）を
次々に変えて、ウェハ上のチップにパターンを０．５〜
０．２μｍ の精度で重ね露光するには、縮小レンズを
通して（ＴＴＬ）、ウェハ上のチップに形成されている
合せマークを検出し、レチクルとの相対位置を求め、ウ
ェハ又はレチクルを微動し、合せ（アライメント）を実
行しなければ上記の高精度の重ね合せ露光が実現しない
。
パターンの露光にはスペクトル幅の狭い光（例えば水銀
のｇ線やｉ線）を露光光源とし、一つの波長（狭いスペ
クトル幅の光）で解像する縮小レンズにより行なわれて
いる。このレンズは露光光と波長が異なる光、または露
光波長或いは他の波長でもスペクトル幅の広い光に対し
ては、色収差が発生する。通常前者では異なる結像面に
猛いて、それぞれの波長の光に対し結像し、また後者に
対しては解像度が著しく低下する。この様な縮小レンズ
を用いて、原画となる十数種類のマスク（レチクル）を
次々に変えて、ウェハ上のチップにパターンを０．５〜
０．２μｍ の精度で重ね露光するには、縮小レンズを
通して（ＴＴＬ）、ウェハ上のチップに形成されている
合せマークを検出し、レチクルとの相対位置を求め、ウ
ェハ又はレチクルを微動し、合せ（アライメント）を実
行しなければ上記の高精度の重ね合せ露光が実現しない
。
このようなＴＴＬアライメント方式を採用してもウェハ
に塗布されているレジスト膜を一様な厚さで塗布するこ
とはウェハ径が大きくなるに従い困難になってくるし、
特にレジスト塗布時のレジスト材の流れに伴ない、合せ
マークのパターンに対称に塗布することが困難になるた
め、この縮小レンズで解像する単色光で検出しようとす
ると、検出波形が、ウェハ上で形状が変ったり、検出波
たが、ＬＳＩの微細化が進むにつれ、重ね合せの要求精
度が厳しくなり、大きな技術課題となって来た。
に塗布されているレジスト膜を一様な厚さで塗布するこ
とはウェハ径が大きくなるに従い困難になってくるし、
特にレジスト塗布時のレジスト材の流れに伴ない、合せ
マークのパターンに対称に塗布することが困難になるた
め、この縮小レンズで解像する単色光で検出しようとす
ると、検出波形が、ウェハ上で形状が変ったり、検出波
たが、ＬＳＩの微細化が進むにつれ、重ね合せの要求精
度が厳しくなり、大きな技術課題となって来た。
この課題の解決法として従来水銀ランプの輝線スペクト
ルであるｅ線やｄ線で検出し、その検出波形を合成した
信号を新たな検出信号とする方法が特開昭６０−８０２
２３号公報に示されている。この方法は、単波長で検出
する場合に比べ効果がある。
ルであるｅ線やｄ線で検出し、その検出波形を合成した
信号を新たな検出信号とする方法が特開昭６０−８０２
２３号公報に示されている。この方法は、単波長で検出
する場合に比べ効果がある。
上記従来技術はウェハ上の塗布レジスト厚（通常１〜３
μｍ）の総ての範囲で十分な効果が有る訳ではなく、限
られた膜厚に対してしか効果がないと云う問題があった
。巣２図囚はレジスト膜厚ｄ（μｍ）を変えた時に、従
来のｅ線（λ１＝ ５４６ｎｍ ）とｄ線（λｔ： ５
７７ｎｍ ）の検出信号の合成による干渉検出強度がど
の様に変化するかを示したものである。この図からＯ，
＆−１，５μｍ及び３．０−３．８μｍのレジスト膜厚
の変化に対しのみ有効で他の領域では干渉強１４度が大
きく変化していることが分る。このような大きな干渉強
度振幅が存在すればこの領域での塗布むらによるわずか
な膜厚変化ζこ依りても検出波形の非対称性が大きく現
われる。第２図（Ｃ）は、第２図（８）に示すレジスト
の流れ（矢印Ｆ）に伴なう塗布むらΔｄｌ＝０．１μｍ
に対し、得られる検出波形をシミュレーションにより求
めたものであり、検出波形の対称中心位置（点線）を求
めると、真の中心位置（一点鎖線）からΔｘ１即ち０．
１６μｍ以上もずれ、正確な重ね合せが不可能となる。
μｍ）の総ての範囲で十分な効果が有る訳ではなく、限
られた膜厚に対してしか効果がないと云う問題があった
。巣２図囚はレジスト膜厚ｄ（μｍ）を変えた時に、従
来のｅ線（λ１＝ ５４６ｎｍ ）とｄ線（λｔ： ５
７７ｎｍ ）の検出信号の合成による干渉検出強度がど
の様に変化するかを示したものである。この図からＯ，
＆−１，５μｍ及び３．０−３．８μｍのレジスト膜厚
の変化に対しのみ有効で他の領域では干渉強１４度が大
きく変化していることが分る。このような大きな干渉強
度振幅が存在すればこの領域での塗布むらによるわずか
な膜厚変化ζこ依りても検出波形の非対称性が大きく現
われる。第２図（Ｃ）は、第２図（８）に示すレジスト
の流れ（矢印Ｆ）に伴なう塗布むらΔｄｌ＝０．１μｍ
に対し、得られる検出波形をシミュレーションにより求
めたものであり、検出波形の対称中心位置（点線）を求
めると、真の中心位置（一点鎖線）からΔｘ１即ち０．
１６μｍ以上もずれ、正確な重ね合せが不可能となる。
本発明の目的は上述の従来の問題を解決し、通常のレジ
スト塗布膜厚の広い範囲番こ亘り、レジスト塗布むらが
発生しても正しく合せマークの中心を検出できる方法お
よび装置を提供することにある。
スト塗布膜厚の広い範囲番こ亘り、レジスト塗布むらが
発生しても正しく合せマークの中心を検出できる方法お
よび装置を提供することにある。
上記目的は少くとも２つの波長を検出光として用い、そ
れぞれの波長の元の主光線をウェハ上の合せマークに対
し、垂直に入射するだけではなく、傾斜を付けて入射さ
せることにより、達成される。
れぞれの波長の元の主光線をウェハ上の合せマークに対
し、垂直に入射するだけではなく、傾斜を付けて入射さ
せることにより、達成される。
即ちどの波長の光に対しても垂直と傾斜を組み合１・せ
ることにより、成るいは、成る波長の光は垂直、他の波
長の光は傾斜させることにより、上記目的が達成される
。
ることにより、成るいは、成る波長の光は垂直、他の波
長の光は傾斜させることにより、上記目的が達成される
。
上述の手段を施すことにより、単に２つの波長の光を垂
直に入射した場合に比べ、干渉による検出強度の膜厚に
伴なう変動を大幅に低減することが可能となり、塗布む
らによる検出波形の非対称性が著しく小さくなり、パタ
ーン位置検出精度が顕著に向上する。
直に入射した場合に比べ、干渉による検出強度の膜厚に
伴なう変動を大幅に低減することが可能となり、塗布む
らによる検出波形の非対称性が著しく小さくなり、パタ
ーン位置検出精度が顕著に向上する。
以下、本発明の一実施例を＠１図囚、 （Ｂ） 、 （
Ｃ） 。
Ｃ） 。
ＣＤ）により説明する。レチクル３の下面には回路パタ
ーン３１と窓パターン３０１ｗが描画されている。
ーン３１と窓パターン３０１ｗが描画されている。
レチクル上の回路パターン３１は縮小レンズ５によリウ
エハ４上のチップ４１に位置合せする。以下に示すウェ
ハパターン検出が実施されると、ウェハの位置が分る。
エハ４上のチップ４１に位置合せする。以下に示すウェ
ハパターン検出が実施されると、ウェハの位置が分る。
従ってレチクルを微動し、レチクル上に描画されている
合せマークあ及びｄをレチ９．ｌクル照明系５及びｂ′
で照明し、レチクル位置検出゛系６５及び６５′により
その位置を読み取りながらレチクル位置を制御すること
により、レチクルの像がウェハ上の回路パターンに所望
の位置精度で重なる。ここでレチクル上方にある露光照
明系（図示せず）より露光照明光をレチクルに照射し、
重ね露光が終了する。
合せマークあ及びｄをレチ９．ｌクル照明系５及びｂ′
で照明し、レチクル位置検出゛系６５及び６５′により
その位置を読み取りながらレチクル位置を制御すること
により、レチクルの像がウェハ上の回路パターンに所望
の位置精度で重なる。ここでレチクル上方にある露光照
明系（図示せず）より露光照明光をレチクルに照射し、
重ね露光が終了する。
ここで本発明のウェハパターン検出の一実施例を説明す
る。光源１１及び１２からは波長がλ８及びλｔの狭ス
ペクトル光が出射されており、シャッタ２２１及び２２
２を制御回路ωにより駆動することにより、所望の時刻
にλ、とλ、の波長の光を取出すことが可能である。波
長選択ミラー２１は波長λ１の光を透過、λ、の光を反
射させ、光偏向器（ガルバノミラ−）２に入射せしめる
。光偏向器で反射した光はビームスプリッタ２１で反射
されレンズ２２及びミラー器を経て、窓パターン（資）
を通過後、縮小レンズ５に入射する。光源１１及び戊が
レーザの場合、縮小レンズに入射するレーザ光は、縮小
レンズの入射瞳５１上ではこの瞳径に比べ十分小さな領
域を照明しているため、ウェハへの入射光の指向性は高
い。
る。光源１１及び１２からは波長がλ８及びλｔの狭ス
ペクトル光が出射されており、シャッタ２２１及び２２
２を制御回路ωにより駆動することにより、所望の時刻
にλ、とλ、の波長の光を取出すことが可能である。波
長選択ミラー２１は波長λ１の光を透過、λ、の光を反
射させ、光偏向器（ガルバノミラ−）２に入射せしめる
。光偏向器で反射した光はビームスプリッタ２１で反射
されレンズ２２及びミラー器を経て、窓パターン（資）
を通過後、縮小レンズ５に入射する。光源１１及び戊が
レーザの場合、縮小レンズに入射するレーザ光は、縮小
レンズの入射瞳５１上ではこの瞳径に比べ十分小さな領
域を照明しているため、ウェハへの入射光の指向性は高
い。
ガルバノミラ−２のミラー面はレンズｎと縮小レンズに
より、ウェハ面と共役な位置関係で配置されているため
、ガルバノミラ−を偏向すると、レーザ光の機上の位置
が変り、ウェハ４上の合せマーク４０１ （４０２）へ
の入射角度が第１図（Ｂ）に示すように００．θ１の様
に変化する。この際上述の共役関係が成り立つためウェ
ハ上の合せマーク４０１の照射位置は不変となる。ウェ
ハ上の合せマーク４０１で反射した光は、往路と逆方向
に、縮小レンズ５、レチクル上窓パターン園、ミラー囚
、レンズｎを経た後、ビームスプリッタ２１を透過して
、結像レンズ６１により、撮像素子６の撮像面上にウェ
ハ上合せマークの像を結像する。なおレンズ四と結像レ
ンズ６１は縮小レンズのλ８．λ、に対する色収差を補
正している。撮像素子６で得られる電気信号は制御回路
ωに送られる。
より、ウェハ面と共役な位置関係で配置されているため
、ガルバノミラ−を偏向すると、レーザ光の機上の位置
が変り、ウェハ４上の合せマーク４０１ （４０２）へ
の入射角度が第１図（Ｂ）に示すように００．θ１の様
に変化する。この際上述の共役関係が成り立つためウェ
ハ上の合せマーク４０１の照射位置は不変となる。ウェ
ハ上の合せマーク４０１で反射した光は、往路と逆方向
に、縮小レンズ５、レチクル上窓パターン園、ミラー囚
、レンズｎを経た後、ビームスプリッタ２１を透過して
、結像レンズ６１により、撮像素子６の撮像面上にウェ
ハ上合せマークの像を結像する。なおレンズ四と結像レ
ンズ６１は縮小レンズのλ８．λ、に対する色収差を補
正している。撮像素子６で得られる電気信号は制御回路
ωに送られる。
次に本発明の２波長と複数の照射角を用いる検出法につ
いて第１図（Ｃ） 、 （Ｄ）を用いて説明する。図の
グラフはλ、及びλ、の光（レーザ光）のウェハ上の合
せマーク４０１への入射角（揺動角）の時間的変化を表
わしている。即ちガルバノミラ−２とシャッタ２２１及
び２２２を用い、θ＝θ。と０１の２つの入射角で順次
ウェハを照射する。λ１の光とλ、の光の照射の順序は
任意であり、両党の結像倍率が完全に一致している時に
は同時に検出することも可能である。このようにして２
つの波長λ１とλ、に対し入射角θ。と０１で照射した
マークの像は処理回路ωにそれぞれの４つのパターン信
号として得られる。このようにして得られた信号の和を
取ることにより、第２図（Ｂｌに示すようなレジスト塗
布むら（左側のエツジ部のレジスト４３が右側のそれに
比べΔｄ厚くなっている）に対して、対称な、即ち下地
４２のパターン形状に忠実な信号波形を得ることができ
る。ここで上述の対称波形が得られる理由を第３図を用
いて説明する。レジスト４３に入射角θｉで入射する波
長λｊの光はＡ点でレジストの屈折率ｎで決まる屈折角
ψで屈折し、下地４２の表面Ｂで反射後、レジスト表面
Ｃを通り再び大気中に抜ける。この光路を通る光と、Ｃ
に直接入射し、Ｃで反射する光とが干渉を起すが、この
２つの光線、ＡＢＣ及びＡ’ Ｃ（Ａ’は人よりＡ′を
通る光線におるした足）の光路長の差Δｔλｊが両党の
干渉強度Ｉｉｊに影響を与える。光路長差Δｔλは次式
で与えられる。
いて第１図（Ｃ） 、 （Ｄ）を用いて説明する。図の
グラフはλ、及びλ、の光（レーザ光）のウェハ上の合
せマーク４０１への入射角（揺動角）の時間的変化を表
わしている。即ちガルバノミラ−２とシャッタ２２１及
び２２２を用い、θ＝θ。と０１の２つの入射角で順次
ウェハを照射する。λ１の光とλ、の光の照射の順序は
任意であり、両党の結像倍率が完全に一致している時に
は同時に検出することも可能である。このようにして２
つの波長λ１とλ、に対し入射角θ。と０１で照射した
マークの像は処理回路ωにそれぞれの４つのパターン信
号として得られる。このようにして得られた信号の和を
取ることにより、第２図（Ｂｌに示すようなレジスト塗
布むら（左側のエツジ部のレジスト４３が右側のそれに
比べΔｄ厚くなっている）に対して、対称な、即ち下地
４２のパターン形状に忠実な信号波形を得ることができ
る。ここで上述の対称波形が得られる理由を第３図を用
いて説明する。レジスト４３に入射角θｉで入射する波
長λｊの光はＡ点でレジストの屈折率ｎで決まる屈折角
ψで屈折し、下地４２の表面Ｂで反射後、レジスト表面
Ｃを通り再び大気中に抜ける。この光路を通る光と、Ｃ
に直接入射し、Ｃで反射する光とが干渉を起すが、この
２つの光線、ＡＢＣ及びＡ’ Ｃ（Ａ’は人よりＡ′を
通る光線におるした足）の光路長の差Δｔλｊが両党の
干渉強度Ｉｉｊに影響を与える。光路長差Δｔλは次式
で与えられる。
Δｔ２−２ ｄ ｎ −−（１１従って両党の干
渉強度工は次式で与えられる。
渉強度工は次式で与えられる。
ＩＩｊ−曾（ｌ＋ｃｌａｓ ２．４ ） −＝−（
２１」 但しここでαは１以下の正数であり、レジスト及び下地
物質の複素屈折率で決まる値である。（２）式より一種
類の波長λ１の光を固定の一方向θ１から入射すると、
レジスト厚ｄに対し、次式 １式％（２） で決まる検出信号が得られるため、塗布むら等により第
３図（Ｂ）に示すようにｄのわずかな変化で検出信号レ
ベルが大きく変化し、検出パターンの非対称性が生じて
しまう。しかるに本発明で得られる検出信号工は、第１
図（Ｃ）、の）に示す２種の入射角を用いるならば、次
式となる。
２１」 但しここでαは１以下の正数であり、レジスト及び下地
物質の複素屈折率で決まる値である。（２）式より一種
類の波長λ１の光を固定の一方向θ１から入射すると、
レジスト厚ｄに対し、次式 １式％（２） で決まる検出信号が得られるため、塗布むら等により第
３図（Ｂ）に示すようにｄのわずかな変化で検出信号レ
ベルが大きく変化し、検出パターンの非対称性が生じて
しまう。しかるに本発明で得られる検出信号工は、第１
図（Ｃ）、の）に示す２種の入射角を用いるならば、次
式となる。
但し工ｉｙＪは（２）式
これを下記の条件で図示するとレジスト厚ｄの変化に対
し、第４図囚に示される干渉検出信号レベル（干渉強度
に比例する。）となる。
し、第４図囚に示される干渉検出信号レベル（干渉強度
に比例する。）となる。
このためレジスト塗布膜厚がウェハ合せマークの左右の
エツジ部で異なる場合（Δｄ−０，１μｍ）でも第４図
ｆＢ１に示すように波形の非対称性が大幅に低減され、
波形の中心位置と真の中心位置との誤差ΔＸが０．０４
μｍとなる。同一パターンに対する２波長垂直入射の場
合の第２図（Ｃ） （Δｘ＝０．１６μｍ） 及び、
１波長の光のみを用いて２傾角照明する場合の第５図（
Ｂ）（Δｘ＝０．２５μｍ）と比べれば、この効果は明
瞭である。なお第５図（４）は５１５ｎｍの光を２傾斜
角（θ１ ”” ＋θげ２２° ）照明する時に生ずる
干渉強度である。
エツジ部で異なる場合（Δｄ−０，１μｍ）でも第４図
ｆＢ１に示すように波形の非対称性が大幅に低減され、
波形の中心位置と真の中心位置との誤差ΔＸが０．０４
μｍとなる。同一パターンに対する２波長垂直入射の場
合の第２図（Ｃ） （Δｘ＝０．１６μｍ） 及び、
１波長の光のみを用いて２傾角照明する場合の第５図（
Ｂ）（Δｘ＝０．２５μｍ）と比べれば、この効果は明
瞭である。なお第５図（４）は５１５ｎｍの光を２傾斜
角（θ１ ”” ＋θげ２２° ）照明する時に生ずる
干渉強度である。
次に本発明の一実施例を第６図を用いて示す。
第６図では第１図と同一の光学系であり、制御回路口に
よりガルバノミラ−の偏向を第６図囚、（Ｂ）に示すよ
うに上述の実施レリと変えている。即ちλ１の波長の０
１とθ、の入射角での照射時間を変え、異なる重みで加
えている。波長λｊの入射角θｉの重みをｗ（ｉ、ｊ）
とすると、上記（４）の条件でｗ（１，１）ｍｌ ｗ（１，２）＝２ Ｗ（２，１）−２ Ｗ（２，２）！１ としている。この結果得られるレジスト厚の変化に伴な
う検出信号レベル（干渉強度）工は第６図（Ｃ）に示す
ように、実用レジスト厚１μ〜４μｍの範囲で、レジス
ト厚変化に伴なう検出信号レベルの変化は前述の実施例
第５図ＣＢ）と比べても広い範囲で一様化されているこ
とが分る。第６図■）はレジスト塗布膜厚のむらΔｄが
０．１μｍの場合の検出波形であり、第２図（Ｃ）と比
較して、検出波形の対称性が大幅に向上し、誤差ΔＸが
０．０４μｍとなることが分る。
よりガルバノミラ−の偏向を第６図囚、（Ｂ）に示すよ
うに上述の実施レリと変えている。即ちλ１の波長の０
１とθ、の入射角での照射時間を変え、異なる重みで加
えている。波長λｊの入射角θｉの重みをｗ（ｉ、ｊ）
とすると、上記（４）の条件でｗ（１，１）ｍｌ ｗ（１，２）＝２ Ｗ（２，１）−２ Ｗ（２，２）！１ としている。この結果得られるレジスト厚の変化に伴な
う検出信号レベル（干渉強度）工は第６図（Ｃ）に示す
ように、実用レジスト厚１μ〜４μｍの範囲で、レジス
ト厚変化に伴なう検出信号レベルの変化は前述の実施例
第５図ＣＢ）と比べても広い範囲で一様化されているこ
とが分る。第６図■）はレジスト塗布膜厚のむらΔｄが
０．１μｍの場合の検出波形であり、第２図（Ｃ）と比
較して、検出波形の対称性が大幅に向上し、誤差ΔＸが
０．０４μｍとなることが分る。
第７図は本発明の一実施例で５３２ｎｍでは入射角θ、
（θ、−〇）で照明、５４３．５ｎｍ では０度の場合
のレジストＮ、ｄと干渉強度の関係を示している。この
場合第７図（５）のθ−θ°ではレジスト厚が２．２μ
ｍ〜３．２μｍの範囲で干渉強度の変化が小さくなって
いる。
（θ、−〇）で照明、５４３．５ｎｍ では０度の場合
のレジストＮ、ｄと干渉強度の関係を示している。この
場合第７図（５）のθ−θ°ではレジスト厚が２．２μ
ｍ〜３．２μｍの範囲で干渉強度の変化が小さくなって
いる。
そこで５３２ｎｍの入射角を変化させると第７図（Ｂ）
。
。
（Ｅ）の様に干渉強度変化が小さくなるレジスト厚ｄが
変化する。即ち、本実施例ではレジスト厚ｄがあらかじ
め分っていると、この厚さに応じて一方の波長の光の入
射角を変化させれば干渉強度を小さくすることが可能で
ある。
変化する。即ち、本実施例ではレジスト厚ｄがあらかじ
め分っていると、この厚さに応じて一方の波長の光の入
射角を変化させれば干渉強度を小さくすることが可能で
ある。
次に本発明の一実施例を第８図に示す。本実施例では照
明光として水銀ランプ或いはＸｅランプ１０を用いてい
る。第８図の部品番号と第１図のそれが一致するものは
同一物を表わしている。本図の実施例ではレチクル面上
のクロム面般を同図（Ｂ）に示すように中央部が全面ク
ロムミラー面３７とし、周辺部に双曲線グレーティング
３６を設けている。
明光として水銀ランプ或いはＸｅランプ１０を用いてい
る。第８図の部品番号と第１図のそれが一致するものは
同一物を表わしている。本図の実施例ではレチクル面上
のクロム面般を同図（Ｂ）に示すように中央部が全面ク
ロムミラー面３７とし、周辺部に双曲線グレーティング
３６を設けている。
ミラー面３７はウェハからの反射光を下方に反射し、検
出系に導く役割を担う。他方双曲線グレーティングは本
発明者らが特願昭５ｇ −２０５８１７にその詳細を示
しているが、レーザ照明光２１１をこれに照射するとほ
ぼウェハ像位置にその回折像を形成する。
出系に導く役割を担う。他方双曲線グレーティングは本
発明者らが特願昭５ｇ −２０５８１７にその詳細を示
しているが、レーザ照明光２１１をこれに照射するとほ
ぼウェハ像位置にその回折像を形成する。
従ってウェハ像とレチクル回折像を同一の検出光学系で
検出することにより、ウェハ又はレチクルを微動し、相
対合せが実現可能となる。本実施例を第８図を用い更に
詳細に説明する。
検出することにより、ウェハ又はレチクルを微動し、相
対合せが実現可能となる。本実施例を第８図を用い更に
詳細に説明する。
Ｘｅランプ１０から出射する光は干渉フィルタス。
あ′により２つの狭スペクトル（約ｓｎｍ幅）の互に異
なる波長λ１．λ、の光となり、ファイバ１１ 、１１
’に入射する。ファイバの出口には、種々の形状を有す
る開口が配置されている可動開口四が有る。第８図（Ｂ
ｌは、この可動開口加の一実施例であり、２ケの円形開
口１００ 、１０１に波長λ、の光２５１が照射されて
いる。この開口はレンズ２２により縮小レンズ５の瞳上
に結像される。従って第８図（Ｃ）に示すように瞳５１
のＡ点、Ｂ点を照明光２００と２０１が一定の広がりを
もって通過する。このため第８図の）に示すように縮小
レンズ５を通過後、瞳の中心人を通る光２００はウェハ
４に垂直に、Ｂを通る光２０１はウェハ４に傾きを持っ
て照射する。即ち本実施例では２つの傾きの入射角を持
つ照明を同時に行なうことになる。可動開口加を移動す
ることにより、例えば第８図（Ｂ）の右側の開口をファ
イバーの出口に設置すれば、縮小レンズの瞳上には一ケ
所照明することになるため、ウェハには一方向から照射
する（厳密に云えば、一方向と、その方向の近傍の方向
から照射する）。第８図（４）に示すようにガルバノミ
ラ−２を偏向するか、可動開口加を移動することにより
このウェハへの入射角をコントロールし、時系列的に複
数の入射角を得ることができる。
なる波長λ１．λ、の光となり、ファイバ１１ 、１１
’に入射する。ファイバの出口には、種々の形状を有す
る開口が配置されている可動開口四が有る。第８図（Ｂ
ｌは、この可動開口加の一実施例であり、２ケの円形開
口１００ 、１０１に波長λ、の光２５１が照射されて
いる。この開口はレンズ２２により縮小レンズ５の瞳上
に結像される。従って第８図（Ｃ）に示すように瞳５１
のＡ点、Ｂ点を照明光２００と２０１が一定の広がりを
もって通過する。このため第８図の）に示すように縮小
レンズ５を通過後、瞳の中心人を通る光２００はウェハ
４に垂直に、Ｂを通る光２０１はウェハ４に傾きを持っ
て照射する。即ち本実施例では２つの傾きの入射角を持
つ照明を同時に行なうことになる。可動開口加を移動す
ることにより、例えば第８図（Ｂ）の右側の開口をファ
イバーの出口に設置すれば、縮小レンズの瞳上には一ケ
所照明することになるため、ウェハには一方向から照射
する（厳密に云えば、一方向と、その方向の近傍の方向
から照射する）。第８図（４）に示すようにガルバノミ
ラ−２を偏向するか、可動開口加を移動することにより
このウェハへの入射角をコントロールし、時系列的に複
数の入射角を得ることができる。
以上の実施例で説明したものは２波長を用いる構成であ
るが、３波長以上を用いて複数の入射角で照明しても効
果は大きい。但し、多数の波長を用いると、縮小レンズ
等の色収差を補正する光学系、及び多数の波長の光を発
生させる光学系を構成することが難しく、コスト高にな
る。従って上記の実施例に示したように２波長を用い、
一方を垂直、他方を最大可能な入射角以内の最適角度を
選択することにより、実効的に４波長を用いる方法が効
果、コストの点で比較的有利である。
るが、３波長以上を用いて複数の入射角で照明しても効
果は大きい。但し、多数の波長を用いると、縮小レンズ
等の色収差を補正する光学系、及び多数の波長の光を発
生させる光学系を構成することが難しく、コスト高にな
る。従って上記の実施例に示したように２波長を用い、
一方を垂直、他方を最大可能な入射角以内の最適角度を
選択することにより、実効的に４波長を用いる方法が効
果、コストの点で比較的有利である。
上記実施例では、検出対象パターンとして反射形のもの
を用いて説明したが、透過形のものにおいても同様な作
用、効果が得られることは明らかである。
を用いて説明したが、透過形のものにおいても同様な作
用、効果が得られることは明らかである。
本発明によればＬ８Ｉ露光用縮小レンズ等の単波長にの
み解像補正されているため、連続スペクトル成分、或い
は多数のスペクトルを有する光に対して検出系を構成す
ることが困難なパターン検出系において、パターンをお
おっている破検物の透明被膜の影響を受けることがない
ため、パターンの位置や２次元（平面）形状を正確に検
出する上で非常に効果がある。例えば縮小露光装置のア
ライメントに用いた場合、従来法では０．１−０．３μ
ｍ程度の検出ずれが発生することがあるが、本方式を用
いることにより、 ０．０５μｍ程度の検出ずれに押
えられる。
み解像補正されているため、連続スペクトル成分、或い
は多数のスペクトルを有する光に対して検出系を構成す
ることが困難なパターン検出系において、パターンをお
おっている破検物の透明被膜の影響を受けることがない
ため、パターンの位置や２次元（平面）形状を正確に検
出する上で非常に効果がある。例えば縮小露光装置のア
ライメントに用いた場合、従来法では０．１−０．３μ
ｍ程度の検出ずれが発生することがあるが、本方式を用
いることにより、 ０．０５μｍ程度の検出ずれに押
えられる。
＠１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は従来の２
波長検出の例を示す図、第３図は干渉検出光の原理を説
明する図、第４図は本発明の一実施例を説明するための
図、纂５図は従来例の２傾角照明法を示す図、第６図は
本発明の他の一実施例で２傾角の各角度に重みを持たし
た場合について説明するための図、第７図は本発明の他
の一実施例で一波長は垂直、他の波長は傾角し、傾角を
レジスト厚に応じて最適化する場合を説明するための図
、＠８図は第１図とは異なる本発明の他の一実施例であ
る水銀ランプを用いた場合を示した図である。 １１ 、１２は光源（レーザ）、２は偏向器、３はレチ
クル、４はウェハ、４０１，４０２は合せマーク、５は
縮小レンズ、６は検出器、印は制御回路、加。 Ｗは可動開口、１０はランプ、２４ 、２４’は干渉フ
ィルタ、５１は縮小レンズの瞳である。 代理人 弁理士 小 川 勝 男 晃 １ 図 （ハ） ｌ−ζ′ １２図 （Ａ） しｖｐトＲｃＬＣＰｍ） ＜Ｃ〕 Ｊｆｌ、屓（７＾＾川ン ３３ 口 （Ａ） （Ｒ） しリスト薄Ｕ炉ｍ） 第４１！１ ｔＡ） （＋３） Ｊｉエ （Ｐ＋−） 第５図 （Ａ） しシ゛スト居ｃｉ（ｐｍ） 変位０ｔｙｎノ 第６図 （Ｃ） しシ゛ス！−屑（ｑμｍ） 安位ｃμｍ） 第７０
波長検出の例を示す図、第３図は干渉検出光の原理を説
明する図、第４図は本発明の一実施例を説明するための
図、纂５図は従来例の２傾角照明法を示す図、第６図は
本発明の他の一実施例で２傾角の各角度に重みを持たし
た場合について説明するための図、第７図は本発明の他
の一実施例で一波長は垂直、他の波長は傾角し、傾角を
レジスト厚に応じて最適化する場合を説明するための図
、＠８図は第１図とは異なる本発明の他の一実施例であ
る水銀ランプを用いた場合を示した図である。 １１ 、１２は光源（レーザ）、２は偏向器、３はレチ
クル、４はウェハ、４０１，４０２は合せマーク、５は
縮小レンズ、６は検出器、印は制御回路、加。 Ｗは可動開口、１０はランプ、２４ 、２４’は干渉フ
ィルタ、５１は縮小レンズの瞳である。 代理人 弁理士 小 川 勝 男 晃 １ 図 （ハ） ｌ−ζ′ １２図 （Ａ） しｖｐトＲｃＬＣＰｍ） ＜Ｃ〕 Ｊｆｌ、屓（７＾＾川ン ３３ 口 （Ａ） （Ｒ） しリスト薄Ｕ炉ｍ） 第４１！１ ｔＡ） （＋３） Ｊｉエ （Ｐ＋−） 第５図 （Ａ） しシ゛スト居ｃｉ（ｐｍ） 変位０ｔｙｎノ 第６図 （Ｃ） しシ゛ス！−屑（ｑμｍ） 安位ｃμｍ） 第７０
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、少くとも２つの波長の異なる光を検出光として用い
、それぞれの波長の光の被検物のパターンへの入射角を
異なる角度で照射せしめるか、もしくはそれぞれの波長
の光の被検物のパターンへの入射角が異なる様に照射せ
しめ、得られる信号を実効的に足し合せることにより検
出信号波形を得ることを特徴とするパターン検出方法。 ２、上記検出光は２つの波長とし、それぞれの波長の光
の被検物パターンへの入射角は、１つは実効的に垂直入
射角、他の１つは所望の傾斜角を有することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のパターン検出方法。 ３、上記検出光は２つの波長とし、１つの波長の光は実
効的に垂直入射角、他の１つの波長の光は所望の傾斜角
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
パターン検出方法。 ４、上記検出光は２つの波長とし、それぞれの波長の被
検物のパターンへの入射角は所望の異なる複数種類のモ
ードを有し、上記それぞれの波長に於る信号を実効的に
足し合せることにより得られる検出波形をそれぞれのモ
ードに於て評価し、最良或いは最良に近い検出波形を選
択し、当該選択波形を検出波形と見做すことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のパターン検出方法。 ５、実効的に異なる２つ以上の波長の光を発生せしめる
光源手段と、当該光源手段より得られる上記２つ以上の
波長の光を被検物のパターンに導く照明手段と、被検物
のパターンで反射もしくは透過した光を受光し、検出器
に導く検出光学系と、当該検出器とから成り、上記照明
手段は、それぞれの波長の光の上記被検物のパターンへ
の入射角が所望の１つ以上の入射角とならしめる照射角
制御手段を具備し、かつ上記２つ以上の波長で得られる
信号を実効的に足し合せる手段を具備することを特徴と
するパターン検出装置。 ６、上記照射角制御手段は、それぞれの波長の光の被検
物のパターンへの入射角を異なる角度で照射せしめるか
、もしくはそれぞれの波長の光の被検物のパターンへの
入射角が異なるごとく入射角制御が可能なことを特徴と
する特許請求の範囲第４項記載のパターン検出装置。 ７、上記入射角制御は２つの波長に対し施され、それぞ
れの波長の光の被検物パターンへの入射角は、１つは実
効的に垂直入射角、他の１つは所望の傾斜角を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のパターン検
出装置。 ８、上記入射角制御は１つの波長の光は実効的に垂直入
射角、他の１つの波長の光は所望の傾斜角を有すること
を特徴とする特許請求の範囲第５項記載のパターン検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62033271A JP2555051B2 (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | パタ−ン検出方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62033271A JP2555051B2 (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | パタ−ン検出方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63201505A true JPS63201505A (ja) | 1988-08-19 |
| JP2555051B2 JP2555051B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=12381861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62033271A Expired - Lifetime JP2555051B2 (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | パタ−ン検出方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2555051B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02211615A (ja) * | 1989-02-13 | 1990-08-22 | Hitachi Ltd | パターン検出方法及びその装置並びに投影露光装置 |
| WO2008105460A1 (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-04 | Nikon Corporation | 観察方法、検査装置および検査方法 |
| JP2012169617A (ja) * | 2011-02-11 | 2012-09-06 | Asml Netherlands Bv | 検査装置および方法、リソグラフィ装置、リソグラフィ処理セル、およびデバイス製造方法 |
-
1987
- 1987-02-18 JP JP62033271A patent/JP2555051B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02211615A (ja) * | 1989-02-13 | 1990-08-22 | Hitachi Ltd | パターン検出方法及びその装置並びに投影露光装置 |
| WO2008105460A1 (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-04 | Nikon Corporation | 観察方法、検査装置および検査方法 |
| JPWO2008105460A1 (ja) * | 2007-02-28 | 2010-06-03 | 株式会社ニコン | 観察方法、検査装置および検査方法 |
| JP2012169617A (ja) * | 2011-02-11 | 2012-09-06 | Asml Netherlands Bv | 検査装置および方法、リソグラフィ装置、リソグラフィ処理セル、およびデバイス製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2555051B2 (ja) | 1996-11-20 |
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