特許 6481034 デフォーカス検知方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6481034

(24)【登録日】2019年2月15日

(45)【発行日】2019年3月13日

(54)【発明の名称】デフォーカス検知方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/00 20060101AFI20190304BHJP

   G01B 11/26 20060101ALI20190304BHJP

   G03F 9/00 20060101ALN20190304BHJP

   H01L 21/027 20060101ALN20190304BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/00 A

   G01B11/26 G

   !G03F9/00 H

   !H01L21/30 526A

【請求項の数】9

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-528539(P2017-528539)

(86)(22)【出願日】2015年11月26日

(65)【公表番号】特表2017-537319(P2017-537319A)

(43)【公表日】2017年12月14日

(86)【国際出願番号】CN2015095627

(87)【国際公開番号】WO2016082772

(87)【国際公開日】20160602

【審査請求日】2017年7月19日

(31)【優先権主張番号】201410697616.9

(32)【優先日】2014年11月27日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】309012351

【氏名又は名称】シャンハイ マイクロ エレクトロニクス イクイプメント（グループ）カンパニー リミティド

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】ジュアン ヤージェン

【審査官】 九鬼 一慶

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−３０２１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６７７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２０３８３４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウェハーテーブルのデフォーカス量を検知するフォーカシング・レベリング装置を用いたデフォーカス検知方法であって、
前記フォーカシング・レベリング装置は、
光源、
照明ユニット、
投影スリット、
フロントレンズグループ、
リアレンズグループ、
振幅モニタシステム、
検知スリット、及び、
光検出器、
を備え、
前記振幅モニタシステムは、
スキャンミラーと、
前記スキャンミラーを単振動するように駆動する制御モジュールと、
を備え、
前記スキャンミラーは、リアルタイムで前記スキャンミラーの振動角度を測定するための格子スケールを備え、
前記振幅モニタシステムにおいて、前記スキャンミラーは、単振動で定期的に振動することによって光信号を変調するように、構成され、
前記デフォーカス検知方法において、
前記スキャンミラーで変調される前記光信号は、前記光検出器で受け取られて、信号プロセッサによって復調及び復調補正を受け、
前記デフォーカス検知方法は、以下のステップ
１）前記スキャンミラーの振幅を理論的な振幅値θ０に調整して、前記光検出器から出力される、相当する理論的な電圧値を記録すること；
２）複数の補正されたリアルタイム復調結果Ｓｉを計算するために、複数回、前記スキャンミラーの前記振幅を調整して、前記スキャンミラーの複数のリアルタイム振幅値θｉと前記光検出器から出力された複数のリアルタイム電圧値とをサンプリングし、段階的に前記ウェハーテーブルを変位させて、前記ウェハーテーブルの複数のリアルタイムデフォーカス量Ｈｉを記録すること（ここで、ｉは、１からＮの範囲の自然数である）；
３）前記ウェハーテーブルを変位させた後に、前記複数の補正されたリアルタイム復調結果Ｓｉ、及び、前記ウェハーテーブルの前記複数のリアルタイムデフォーカス量Ｈｉに基づいて、データベースを構築すること；及び、
４）実際の測定において、補正されたリアルタイム復調結果Ｓｋを計算するために、前記スキャンミラーの実際の振幅値θｋと前記光検出器から出力された実際の電圧値とをリアルタイムでサンプリングし、前記データベースを検索することによって、前記ウェハーテーブルの実際のデフォーカス量Ｈｋを見つけること（ｋは１からＮの範囲の自然数である）
を備える、デフォーカス検知方法。

【請求項2】

前記ステップ２）において、前記ウェハーテーブルを変位させる前に、前記ウェハーテーブルは、正のデフォーカス制限位置又は負のデフォーカス制限位置に移動される、請求項１に記載のデフォーカス検知方法。

【請求項3】

前記ステップ３）において、線形関係を定める、前記複数の補正されたリアルタイム復調結果から選ばれる補正されたリアルタイム復調結果と、前記複数のリアルタイムデフォーカス量Ｈｉから選ばれるリアルタイムデフォーカス量とに基づいて、前記データベースは構築される、請求項１又は２に記載のデフォーカス検知方法。

【請求項4】

前記ステップ４）において、前記データベースは、線形補間方法（ｌｉｎｅａｒ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ）を用いて検索される、請求項１乃至３の何れか一項に記載のデフォーカス検知方法。

【請求項5】

前記スキャンミラーの振幅値θは、θ＝｜α−β｜／２に従って、前記スキャンミラーのサンプルされた振動角度α及びβから得られ、
ここで、前記振動角度α及びβは、それぞれ、前記スキャンミラーのフィードバック矩形波（ｆｅｅｄｂａｃｋ ｓｑｕａｒｅ ｗａｖｅ）の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに相当し、前記光検出器から出力される電圧値は、それぞれ、前記スキャンミラーの前記フィードバック矩形波の前記立ち上がりエッジ及び前記立ち下がりエッジに相当する電圧値Ａ及びＢを含む、請求項１乃至４の何れか一項に記載のデフォーカス検知方法。

【請求項6】

前記ステップ２）において、前記複数の補正されたリアルタイム復調結果Ｓｉを計算するために、複数回、前記スキャンミラーの前記振幅を調整して、前記スキャンミラーの複数のリアルタイム振幅値θｉと、前記光検出器から出力される前記複数のリアルタイム電圧値Ａｉ及びＢｉとをサンプリングすることは：
下限から上限に向かって（中央値は前記理論的な振幅値θ０である）単調に前記スキャンミラーの振幅を変えること、及び、それぞれの変化後において、前記スキャンミラーの現在のリアルタイム振幅値θｉと、前記光検出器から出力される現在のリアルタイム電圧値Ａｉ及びＢｉとをサンプリングすること；
Ｍｉ＝θｉ／θ０とＮｉ＝（Ａｉ＋Ｂｉ）／（Ａ０＋Ｂ０）とを計算すること、及び、多項式Ｎｉ＝ｆ（Ｍｉ）を得るために、従属変数としてのＮｉに対して独立変数としてのＭｉをフィッティングすること、ここで、Ａ０及びＢ０は、前記光検出器から出力される理論的な電圧値である；及び
θｉ、Ａｉ、Ｂｉ、θ０、Ａ０、Ｂ０と多項式の係数に基づいて、Ｓｉ＝（Ａｉ−Ｂｉ）＊ｆ（θｉ／θ０）／（Ａｉ＋Ｂｉ）に従って、前記補正されたリアルタイム復調結果Ｓｉを計算すること、
を備える、請求項５に記載のデフォーカス検知方法。

【請求項7】

前記格子スケールは、格子と、前記格子と共に用いられる格子読み取りヘッドを備える、請求項１に記載のデフォーカス検知方法。

【請求項8】

前記格子は、前記スキャンミラーの振動シャフトに刻設される、請求項７に記載のデフォーカス検知方法。

【請求項9】

前記制御モジュールは、駆動ラインを介して一定の周波数で振動するように前記スキャンミラーを駆動し、
前記格子読み取りヘッドは、リアルタイムで前記スキャンミラーの前記振動角度を読み込み、フィードバックラインを介して前記振動角度を前記制御モジュールにフィードバックするように、構成される、請求項８に記載のデフォーカス検知方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光検知技術分野に関し、特に、振幅モニタシステム、フォーカシング・レベリング装置、及び、デフォーカス検知方法に関する。

【背景技術】

【0002】

投影フォトリソグラフィー・ツールは、投影対物レンズによって、マスク・パターンのイメージをウェハーに投影する装置である。ウェハー上で比較的高い精度で投影イメージを作るために、正確に、オートフォーカシング・レベリング装置を用いる指定された露光位置に、ウェハーを持ってくることが必要である。

【0003】

米国特許第４５５８９４９号明細書は、図１に示すように、フォーカシング及びレベリングのための検知装置を記載している。当該検知装置は：照明ユニット１０１、投影スリット１０２、第１の平面反射器１０３、第２の平面反射器１０５、スキャンミラー１０６、検知スリット１０７と光検出器１０８を備える。照明ユニット１０１から出射された光は、投影スリット１０２を通過して、それからウェハー面１０４上へ第１の平面反射器１０３により反射され、そして、その上に投影スポットを形成する。次に、ウェハー面１０４は、第２の平面反射器１０５上へ光を反射し、第２の平面反射器１０５は、スキャンミラー１０６へ当該光を反射する。スキャンミラー１０６は、光信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）を向上するため、定期的に単振動することによって、光信号を変調する。スキャンミラー１０６からの光は、検知スリット１０７を通過して、光検出器１０８に入射し、光検出器１０８は、受信した光の強さに相当する電圧信号を出力する。よって、スキャンミラー１０６による変調の影響によって、光検出器１０８から出力された信号出力は、定期的に変化する動的な電圧信号である。最後に、ウェハー面１０４のデフォーカスを検出するために、スキャンミラーからのフィードバック矩形波と結合された動的な電圧信号は分析及び処理される。
フォーカシング・レベリング・システムのための変調基準のため、スキャンミラーは長時間動作する必要があるが、熱、圧力、湿気及び他の要因に影響されやすいためにその操作安定性が損なわれ、これにより、検知装置のウェハー面のデフォーカス検知精度を低下させる可能性がある。

【0004】

図２は、理論的な振幅値及び実際の振幅値における復調結果、対、デフォーカスプロフィールを示す。図２に示すプロフィールは、位相差検知方法から得られる。図から明らかであるように、スキャンミラーの振幅安定性は、デフォーカス検知に大きな影響を有する。したがって、この方法は、特定の限界を被っている。当業者は、そのような検知装置のため、ウェハー面デフォーカス測定の精度を増加する解決策を探していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許第４５５８９４９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、振幅モニタシステム、フォーカシング・レベリング装置、及び、デフォーカス検知方法を提供することにより、従来の検知装置の使用において生じる、長時間オペレーションの後において走査ミラーの安定性が低下することによって、ウェハー面デフォーカス測定の精度が低くなるという問題を扱うことである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

そのために、本発明は、スキャンミラーと、前記スキャンミラーを単振動するように駆動する制御モジュールと、を備える振幅モニタシステムを提供する。前記スキャンミラーは、リアルタイムでスキャンミラーの振動角度を測定するための格子スケールを備える。

【0008】

好ましくは、前記振幅モニタシステムでは、前記格子スケールは、格子と、前記格子と共に用いられる格子読み取りヘッドを備える。

【0009】

好ましくは、前記振幅モニタシステムでは、前記格子は、前記スキャンミラーの振動シャフトに刻設される。

【0010】

好ましくは、前記振幅モニタシステムでは、前記制御モジュールは、駆動ラインを介して一定の周波数で振動するように前記スキャンミラーを駆動し、格子読み取りヘッドは、リアルタイムで前記スキャンミラーの前記振動角度を読み込み、フィードバックラインを介して前記振動角度を前記制御モジュールにフィードバックするように、構成される。

【0011】

本発明は、また、光源、照明ユニット、投影スリット、フロントレンズグループ、リアレンズグループ、上記で定められる振幅モニタシステム、検知スリット、及び、光検出器、を備え、前記振幅モニタシステムにおいて、前記スキャンミラーは、単振動で定期的に振動することによって光信号を変調するように、構成される、ウェハーテーブルのデフォーカス量を検知するフォーカシング・レベリング装置を提供する。

【0012】

本発明は、また、以下のステップ：
１）スキャンミラーの振幅を理論的な振幅値θ０に調整して、光検出器から出力される、相当する理論的な電圧値を記録すること；
２）複数の補正されたリアルタイム復調結果Ｓｉを計算するために、複数回、前記スキャンミラーの前記振幅を調整して、前記スキャンミラーの複数のリアルタイム振幅値θｉと前記光検出器から出力された複数のリアルタイム電圧値とをサンプリングし、段階的に前記ウェハーテーブルを変位させて、前記ウェハーテーブルの複数のリアルタイムデフォーカス量Ｈｉを記録すること（ここで、ｉは、１からＮの範囲の自然数である）；
３）前記ウェハーテーブルを変位させた後に、前記複数の補正されたリアルタイム復調結果Ｓｉ、及び、前記ウェハーテーブルの前記複数のリアルタイムデフォーカス量Ｈｉに基づいて、データベースを構築すること；及び、
４）実際の測定において、補正されたリアルタイム復調結果Ｓｋを計算するために、前記スキャンミラーの実際の振幅値θｋと前記光検出器から出力された実際の電圧値とをリアルタイムでサンプリングし、前記データベースを検索することによって、ウェハーテーブルの実際のデフォーカス量Ｈｋを見つけること（ｋは１からＮの範囲の自然数である）
を備え、
前記スキャンミラーで変調される前記光信号は、前記光検出器で受け取られて、信号プロセッサによって復調及び復調補正を受ける、上記に定められるフォーカシング・レベリング装置を用いたデフォーカス検知方法を提供する。

【0013】

好ましくは、前記デフォーカス検知方法において、前記ステップ２）において、前記ウェハーテーブルを変位させる前に、前記ウェハーテーブルは、正のデフォーカス制限位置又は負のデフォーカス制限位置に移動される。

【0014】

好ましくは、前記デフォーカス検知方法において、前記ステップ３）において、線形関係を定める、前記複数の補正されたリアルタイム復調結果から選ばれる補正されたリアルタイム復調結果と、前記複数のリアルタイムデフォーカス量Ｈｉから選ばれるリアルタイムデフォーカス量とに基づいて、データベースは構築される。

【0015】

好ましくは、前記デフォーカス検知方法において、前記ステップ４）において、データベースは、線形補間方法（ｌｉｎｅａｒ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ）を用いて検索される。

【0016】

好ましくは、前記デフォーカス検知方法において、前記スキャンミラーのそれぞれの振幅値θは、θ＝｜α−β｜／２に従って、前記スキャンミラーのサンプルされた振動角度α及びβから得られる。ここで、前記振動角度α及びβは、それぞれ、前記スキャンミラーのフィードバック矩形波（ｆｅｅｄｂａｃｋ ｓｑｕａｒｅ ｗａｖｅ）の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに相当し、前記光検出器から出力される電圧値は、それぞれ、前記スキャンミラーの前記フィードバック矩形波の前記立ち上がりエッジ及び前記立ち下がりエッジに相当する電圧値Ａ及びＢを含む。

【0017】

好ましくは、前記デフォーカス検知方法において、前記ステップ２）において、前記複数の補正されたリアルタイム復調結果Ｓｉを計算するために、複数回、前記スキャンミラーの前記振幅を調整して、前記スキャンミラーの複数のリアルタイム振幅値θｉと、前記光検出器から出力される前記複数のリアルタイム電圧値Ａｉ及びＢｉとをサンプリングすることは：
下限から上限に向かって（中央値は前記理論的な振幅値θ０である）単調に前記スキャンミラーの振幅を変えること、及び、それぞれの変化後において、前記スキャンミラーの現在のリアルタイム振幅値θｉと、前記光検出器から出力される現在のリアルタイム電圧値Ａｉ及びＢｉとをサンプリングすること；
Ｍｉ＝θｉ／θ０とＮｉ＝（Ａｉ＋Ｂｉ）／（Ａ０＋Ｂ０）とを計算すること、及び、多項式Ｎｉ＝ｆ（Ｍｉ）を得るために、従属変数としてのＮｉに対して独立変数としてのＭｉをフィッティングすること、ここで、Ａ０及びＢ０は、前記光検出器から出力される理論的な電圧値である；及び
θｉ、Ａｉ、Ｂｉ、θ０、Ａ０、Ｂ０と多項式の係数に基づいて、Ｓｉ＝（Ａｉ−Ｂｉ）＊ｆ（θｉ／θ０）／（Ａｉ＋Ｂｉ）に従って、前記補正されたリアルタイム復調結果Ｓｉを計算すること、
を備える。

【0018】

本発明に係る、振幅モニタシステム、フォーカシング・レベリング装置、デフォーカス検知方法において、スキャンミラーの振幅は調整され、スキャンミラーのリアルタイム振幅値と光検出器のリアルタイム出力電圧値はサンプリングされる。それから、補正されたリアルタイム復調結果Ｓｉは計算され、ウェハーテーブルのリアルタイムデフォーカス量Ｈｉが記録される。それから、補正されたリアルタイム復調結果Ｓｉとウェハーテーブルのリアルタイムデフォーカス量Ｈｉとに基づいて、データベースは構築される。実際の測定において、補正された実際の復調結果Ｓｋの計算のために、スキャンミラーの実際の振幅値と光検出器の実際の出力電圧値はリアルタイムでサンプリングされる。線形補間方法は、ウェハーテーブルの実際のデフォーカス量Ｈｋを得るために、データベースを検索するのに用いられる。これにより、長時間オペレーションに起因するスキャンミラーの安定性の低下によって、フォーカシング・レベリング装置のウェハー面のデフォーカス測定精度が低下するのを防止する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、米国特許第４５５８９４９号明細書に記載された、フォーカシング及びレベリングのための検知装置を示す。

【図2】図２は、スキャンミラーの理論的及び実際の振幅値における、復調結果対デフォーカスプロファイルを示す。

【図3】図３は、振幅モニタシステムの構造概略図である。

【図4】図４は、スキャンミラーによって変調され、異なる時間間隔で形成される光スポットと検知スリットとの関係を示す図である。

【図5】図５は、スキャンミラーのフィードバック矩形波、光検出器のリアルタイム出力電圧値、及び、スキャンミラーのリアルタイム振幅値θｉのシミュレーションされた関係を示す図である。

【図6】図６は、本発明の実施形態に係るデフォーカス検知方法を説明するフローチャートである。

【図7】図７は、フォーカシング・レベリング装置を用いた補正されたリアルタイム復調結果Ｓｉを計算するプロセスを説明するフローチャートである。

【図8】図８は、データベースを構築するプロセスを説明するフローチャートである。

【図9】図９は、デフォーカス検知方法の適用前で得られるデフォーカス精度と適用後で得られるデフォーカス精度との比較結果を説明する図である。

【図10】図１０は、本発明の実施形態に係るフォーカシング・レベリング装置の略図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明に係る、振幅モニタシステム、フォーカシング・レベリング装置、及び、デフォーカス検知方法は、添付の図面と特定の実施形態を参照して、より詳細に記述される。発明の特徴および効果は、以下の詳しい説明から、並びに、添付の特許請求の範囲からより明らかになるであろう。なお、図面は、実施形態の説明における簡便さ及び明確さのために、寸法を提示する必要のない非常に単純化された形式で提供されたものである。

【0021】

図３は、本発明に係る振幅モニタシステムの構造概略図である。この図に示されるように、単振動で動作するようにスキャンミラー２０１を駆動するため、振幅モニタシステムは、スキャンミラー２０１と制御モジュール２００を備える。スキャンミラー２０１は、スキャンミラーのリアルタイム振動角度を測定するように構成される格子スケール２０４を、備えている。

【0022】

本実施形態において、格子スケール２０４は、格子２０３と、格子２０３と共に用いられる格子読み取りヘッド２０２を備える。格子２０３は、スキャンミラー２０１の振動シャフトに刻設される。制御モジュール２００は、駆動ラインを介してスキャンミラー２０１を一定の周波数で振動するように駆動する。格子読み取りヘッド２０２は、スキャンミラー２０１のリアルタイム振動角度を読み込み、それから、フィードバックラインを介して当該リアルタイム振動角度を制御モジュール２００にフィードバックするように、構成される。

【0023】

あるいは、半導体装置製造の分野に加えて、光学的検知装置がスキャンミラーを使う必要がある他の分野に、スキャンミラーは、適用されてもよい。

【0024】

本実施形態では、図１０に示すように、ウェハーテーブル３０５のデフォーカス量を検知するフォーカシング・レベリング装置も提供される。フォーカシング・レベリング装置は、基本的に、光源３０１、照明ユニット３０２、投影スリット３０３、フロントレンズグループ３０４、リアレンズグループ３０６、上記で定められる振幅モニタシステム３０７（当該図において、振幅モニタシステムのスキャンミラーだけ概略的に図示されている）、検知スリット３０８、及び、光検出器３０９を備える。図３と共に参照して、振幅モニタシステム３０７のスキャンミラー２０１は、単振動で定期的に振動することによって、光信号を変調する。

【0025】

したがって、本実施形態において、上記のフォーカシング・レベリング装置を用いるデフォーカス検知方法も提供される。スキャンミラー２０１によって変調される光信号は、光検出器で受け取られて、それから、信号プロセッサで行われる復調と復調補正を受ける。ここで、図６には、本発明の実施形態に係るデフォーカス検知方法を示すフローチャートが示されている。図６に示すように、デフォーカス検知方法は、特に下記のようにステップを含む。

【0026】

まず、ステップＳ１において、スキャンミラーの振幅が理論的な値に調整され、そして、光検出器の相当する理論的な出力電圧値が記録される。

【0027】

次に、ステップＳ２において、スキャンミラーの振幅は修正され、そして、スキャンミラーのリアルタイム振幅値と光検出器のリアルタイム出力電圧値はサンプリングされ、補正されたリアルタイム復調結果Ｓｉを計算するのに用いられる。次に、ウェハーテーブルは段階的に変位され、そして、ウェハーテーブルのリアルタイムデフォーカス量Ｈｉが記録される。ここで、ウェハーテーブルの段階的に変位させる前に、ウェハーテーブルは、正のデフォーカス制限位置又は負のデフォーカス制限位置へ移動される。段階的に変位させることによって、ウェハーテーブルは、正のデフォーカス制限位置と負のデフォーカス制限位置との間の位置に移動される。

【0028】

本実施形態では、スキャンミラーのそれぞれの振幅値θは、θ＝｜α−β｜／２（α及びβは、それぞれ、スキャンミラーのフィードバック矩形波の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジと一致する）に従って、相当する、サンプリングされた振動角度α及びβから得られる。光検出器の出力電圧値は、フィードバック矩形波の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジとにそれぞれ相当する値ＡとＢを含む。

【0029】

図５は、スキャンミラーのフィードバック矩形波、光検出器のリアルタイム出力電圧値、及び、スキャンミラーのリアルタイム振幅値θｉのシミュレーションされた関係を示す図である。ここで、フィードバック矩形波は、同期矩形波（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｓｑｕａｒｅ ｗａｖｅ）である。光検出器のリアルタイム出力電圧値は、Ａｉ及びＢｉによって示され、スキャンミラーの振幅θｉにおいて（ここで、θｉ＝｜αｉ−βｉ｜／２である。）、フィードバック矩形波の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジと一致する。図５は、スキャンミラーのフィードバック矩形波の１サイクル分のみを示している。

【0030】

図５、さらに図７を参照すると、図７は、フォーカシング・レベリング装置を用いて、補正されたリアルタイム復調結果Ｓｉを計算するプロセス（すなわち、図６のステップＳ２）を示すフローチャートである。図７に示すように、スキャンミラーの振幅を調整して、スキャンミラーの振幅のリアルタイム値と光検出器のリアルタイム出力電圧とをサンプリングし、補正されたリアルタイム復調結果Ｓｉを計算するプロセスは、下記のステップを含む。

【0031】

まず、ステップＳ１００において、スキャンミラーの振幅を、理論的な振幅θ０を中央値として、下限から上限に段階的に変化させる。それぞれのステップにおいて、スキャンミラーの現在の振幅値θｉと光検出器の現在の出力電圧値Ａｉ及びＢｉは、リアルタイムでサンプリングされる。

【0032】

次に、ステップＳ１０１において、ＭｉはＭｉ＝θｉ／θ０に従って計算され、ＮｉはＮｉ＝（Ａｉ＋Ｂｉ）／（Ａ０＋Ｂ０）に従って計算され、そして、多項式Ｎｉ＝ｆ（Ｍｉ）を得るために、独立変数としてのＭｉは従属変数としてのＮｉに対してフィッティングされる。ここで、Ａ０とＢ０は、θ０の振幅値におけるスキャンミラーのフィードバック矩形波の立ち上がりエッジ及び立ち下りエッジにそれぞれ相当する、光検出器の理論的な出力電圧値である。

【0033】

次に、ステップＳ１０２において、Ａｉ、Ｂｉ、θ０、Ａ０、Ｂ０と多項式の係数に基づいて、補正されたリアルタイム復調結果Ｓｉは、（Ａｉ−Ｂｉ）＊ｆ（θｉ／θ０）／（Ａｉ＋Ｂｉ）として計算される。

【0034】

次に、ステップＳ３において、ウェハーテーブルを段階的に変位させた後、データベースは、選ばれた補正されたリアルタイム復調結果Ｓｉとウェハーテーブルのリアルタイムデフォーカス量Ｈｉとに基づいて、構築される。

【0035】

好ましくは、選ばれた補正されたリアルタイム復調結果Ｓｉとウェハーテーブルのリアルタイムデフォーカス量Ｈｉとは（これらに基づいてデータベースが構築される）、線形関係を定める。

【0036】

ここで、図８は、データベースを構築するプロセスを示すフローチャートである。まず、図８に示すように、ステップＳ２００において、ウェハーテーブルは、理想的なデフォーカス量Ｈ０に基づいて、正のデフォーカス制限位置又は負のデフォーカス制限位置に移動される。次に、ステップＳ２０１において、ウェハーテーブルは段階的に変位され、補正されたリアルタイム復調結果Ｓｉが計算される。次に、ステップＳ２０２において、ウェハーテーブルのリアルタイムデフォーカス量Ｈｉ（すなわち、高さの値Ｈｉ）が読み込まれる。次に、ステップＳ２０３において、読み込んだリアルタイムデフォーカス量Ｈｉが理想的な量Ｈ０に関連する測定範囲を超えるか否かが決定される。当該決定が否定的である場合、ステップＳ２０１は繰り返される。当該決定がポジティブである場合、当該方法はステップＳ２０４へ進み、線形関係を定める、補正されたリアルタイム復調結果Ｓｉとリアルタイムデフォーカス量とが、データベースを構築するために選ばれる。

【0037】

次に、ステップＳ４において、実際の補正されたリアルタイム復調結果Ｓｋを計算するために、実際の測定が実行され、スキャンミラーの実際の振幅値と光検出器の実際の出力電圧値がサンプリングされ、これらに基づいて、ウェハーテーブルの実際のデフォーカス量Ｈｋは、線形補間方法を使用してデータベースから見つけられる。

【0038】

具体的には、実際のデフォーカス測定では、実際の補正されたリアルタイム復調結果ＳｋはステップＳ１００−Ｓ１０２の結果に基づいて計算され、実際のデフォーカス量Ｈｋは、線形補間方法を使用して、構築されたデータベースから見つけられる。ステップＳ３で構築さたるデータベースに基づいてＨｋが得られるため、デフォーカス測定精度の改善が成し遂げられる。好ましくは、ここで図９を参照すると、デフォーカス検知方法の適用前で得られるデフォーカス精度と適用後で得られるデフォーカス精度との比較結果を説明する図である。図９から明らかなように、デフォーカス精度の変動は低減され、開示したデフォーカス検知方法の使用によって、デフォーカス検知精度に著しい改善が示された。

【0039】

測定精度に対するスキャンミラーの振幅の不安定性の影響を最小にするために、ここで、図４を参照すると、当該図は、スキャンミラーによって変調され、異なる時間間隔で形成される光スポットと検知スリットとの関係を示す図である。図４に示すように、検知スリットが幅ｄ及び長さＬを有し、ウェハーのデフォーカスが検知スリットと関連して投影スポットのオフセットΔｄを引き起こすと仮定すると、スキャンミラーで変調される投影スポットは、±ｄ／２の範囲内で幅ｄの方向に沿って、検知スリットに関して垂直に振動し、異なる時間間隔における検知スリットと光スポットとの位置関係が当該図に概略的に示される。一般に、スキャンミラーが高い周波数で振動するため、１つの振動サイクルにおいて、位置Ａがフィードバック矩形波の立ち上がりエッジでサンプリングされる値に相当し、位置Ｂがフィードバック矩形波の立ち下がりエッジでサンプリングされる値に相当すると仮定すると、位置Ａと位置Ｂにおけるスキャンミラーの振動角度は、符号が逆の同じ大きさを持つと考えることができる。このように、スキャンミラーの振幅θにおける変化は、（Ａ−Ｂ）には影響を与えず、（Ａ＋Ｂ）にのみ影響を与える。さらに、スキャンミラーの理論的な振幅値θ０に対するスキャンミラーのリアルタイム振幅値θｉの比率Ｍｉは、理論的な電圧値（Ａ０＋Ｂ０）に対する実際の電圧値（Ａｉ＋Ｂｉ）の比に一意的にマップされる。したがって、ＭｉとＮｉとの間の関数を、すなわち、フィッティングされた多項式Ｎｉ＝ｆ（Ｍｉ）を、スキャンミラーのリアルタイム振幅θｉのリアルタイム・モニタリングから前もって得ることができる。そのため、その後の自身較正測定において、スキャンミラーのモニタされたリアルタイム振幅値θｉと実際にサンプリングされたリアルタイム電圧値（Ａｉ＋Ｂｉ）に基づいて、多項式Ｎｉ＝ｆ（Ｍｉ）から、理想的な電圧値（Ａ＋Ｂ）を得ることができる。これにより、測定精度に対するスキャンミラー振幅不安定性の影響を除去することができる。

【0040】

要約すると、本発明に係る振幅モニタシステム、フォーカシング・レベリング装置、及び、デフォーカス検知方法において、スキャンミラーの振幅が調整され、スキャンミラーのリアルタイム振幅値と光検出器のリアルタイム出力電圧値とがサンプリングされる。それから、補正されたリアルタイム復調結果Ｓｉが計算され、ウェハーテーブルのリアルタイムデフォーカス量Ｈｉが記録される。それから、補正されたリアルタイム復調結果Ｓｉとウェハーテーブルのリアルタイムデフォーカス量Ｈｉとに基づいてデータベースが構築される。実際の測定において、補正された実際の復調結果Ｓｋを計算するために、スキャンミラーの実際の振幅値と光検出器の実際の出力電圧値はリアルタイムでサンプリングされる。ウェハーテーブルの実際のデフォーカス量Ｈｋを得るために、データベースを検索するのに線形補間方法が用いられる。これにより、長時間オペレーションに起因するスキャンミラーの安定性の低下によって、フォーカシング・レベリング装置のウェハー面のデフォーカス測定精度が低下するのを防止する。

【0041】

前述の説明は、単に本発明の２、３の好ましい実施形態を提示するものであり、いかなる意味においてもその範囲を制限しない。当業者によって上記記載を考慮してなされるすべての変更又は修正は、添付の特許請求の範囲に記載された保護範囲に入る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】