DE4101750A1 - Justierverfahren und -vorrichtung - Google Patents

Justierverfahren und -vorrichtung

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Description

Die Erfindung betrifft ein Justierverfahren und eine entsprechende Vorrichtung, insbesondere ein Justier­ verfahren (registration method) für die Justierung oder Ausrichtung bei einer (einem) in einem VLSI-Fertigungs­ prozeß eingesetzten Schrittschalteinheit bzw. sog. Stepper sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
In den letzten Jahren hat sich auf verschiedenen Ge­ bieten ein großer Bedarf nach (verbesserten) Justier­ techniken, deren Genauigkeitsgrade je nach dem jewei­ ligen technischen Gebiet variieren, ergeben. Beispiels­ weise ist bei einem in einem VLSI-Fertigungsprozeß ein­ gesetzten Stepper eine Justier- oder auch Deckungs­ gleichheits-Genauigkeit in der Größenordnung von 1 µm oder weniger erforderlich.
Als hochpräzise Justiermethode ist eine "Schwingschlitz­ methode" ("vibration slit method") bekannt. Im folgen­ den ist die allgemeine relative Justierung (oder Aus­ richtung) zwischem einem Plättchentisch und einem Reticle in einem diese "Schwingschlitzmethode" anwen­ denden Stepper kurz erläutert.
In einem Stepper ist im allgemeinen ein Plättchentisch unterhalb einer Projektionslinse angeordnet, wobei ein ein Übertragungsmuster aufweisendes Reticle über der Projektionslinse angeordnet ist. Auf dem Plättchentisch ist eine als Justierreferenz dienende Reflexions-Be­ zugsmarke oder -markierung geformt, während auf dem Reticle eine als Justierreferenz dienende Reflexions- Reticlemarke vorgesehen ist. Da sich die Projektions­ linse zwischen dem Plättchentisch und dem Reticle be­ findet, ist zum Justieren oder Ausrichten von Plätt­ chentisch und Reticle zueinander eine Beleuchtung mit Licht derselben Wellenlänge wie der des Belichtungs­ lichts erforderlich. Zu diesem Zweck wird z. B. ein halbdurchlässiger Spiegel oder Halbspiegel benutzt, um die Bezugsmarke über die Projektionslinse von oben her mit Licht derselben Wellenlänge wie der des Belich­ tungslichts zu beleuchten. Das von der Bezugsmarke re­ flektierte und durch die Projektionslinse zurücküber­ tragene Licht wird durch eine über dem Halbspiegel an­ geordnete Photodiode abgegriffen. Bei der "Schwing­ schlitzmethode" dient das Zentrum der Lichtempfangs­ fläche der Photodiode als Justier-Referenzposition. Bei dieser Methode ist eine Schlitzplatte (slit board) der Photodiode vorgeschaltet. Wenn diese Schlitzplatte mit einer vorbestimmten Amplitude und einer vorbestimmten Schwingfrequenz in bezug auf die Referenzposition als Zentrum in Schwingung versetzt wird, ändert sich das Ausgangssignal von der Photodiode entsprechend einer Differenz zwischen der Referenzposition und der Lage eines Bezugsmarkenbilds. Wenn die Lage des Bezugsmar­ kenbilds mit der Referenzposition koinzidiert bzw. über­ einstimmt, wird eine Schlitzschwingfrequenzkomponente im Ausgangssignal von der Photodiode gleich Null. Unter Nutzung dieser Erscheinung wird der Plättchentisch so verschoben, daß die Schlitzschwingfrequenzkomponente im Ausgangssignal von der Photodiode zu Null und damit die Bezugsmarke mit der Referenzposition in Flucht ge­ bracht, d. h. darauf justiert wird. Hierbei wird die Lage oder Stellung des Plättchentisches mittels eines Laser-Interferometers o. dgl. gemessen, und der Meßwert wird als Nullpunkt des Plättchentisches gespeichert.
Auf die gleiche Weise, wie oben beschrieben, werden die Reticlemarke auf die Referenzposition ausgerichtet, die Lage des Reticles mittels des Laser-Interferometers o. dgl. gemessen und der Meßwert als Nullpunkt (origin) des Reticles gespeichert. Mittels der beschriebenen Maßnahmen erfolgt die Relativausrichtung oder -justie­ rung zwischen Plättchentisch und Reticle.
Die beschriebene "Schwingschlitzmethode" wirft die fol­ genden Probleme auf: Da nämlich die Justierung unter Überwachung des Ausgangssignals von der Photodiode vor­ genommen werden muß, läßt sich eine Justierung dann nicht durchführen, wenn sich die Beleuchtungsintensi­ tät oder Lichtstärke der Beleuchtung als Funktion der Zeit, d. h. zeitabhängig ändert, wenn nämlich z. B. ein gepulster Laserstrahl zur Beleuchtung benutzt werden muß. Zur Erhöhung der Justierauflösung muß der Vergröße­ rungs- oder Abbildungsmaßstab eines Maskenbilds ver­ größert werden. Dabei nimmt aber die Lichtstärke des Maskenbilds ab, so daß in nachteiliger Weise der Laser­ strahl nicht als (Beleuchtungs-)Lichtquelle eingesetzt werden kann.
Die herkömmliche "Schwingschlitzmethode", die als eine Justierung mit vergleichsweise hoher Genauigkeit ermög­ lichend bekannt ist, kann (mithin) nicht angewandt wer­ den, wenn die Lichtstärke (lighting) stark zeitabhängig variiert oder die Lichstärke bzw. Helligkeit des Mar­ kenbilds gering ist.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, die eine Justierung mit hoher Genauigkeit gewährleisten.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die Schaf­ fung eines Justierverfahrens und einer -vorrichtung vor, wobei eine Justiermarke auf einem Zieljustierob­ jekt bzw. zu justierenden Objekt ausgebildet ist und die Justierung (registration) des Zieljustierobjekts unter Heranziehung dieser Marke in bezug auf eine Re­ ferenzposition erfolgt.
Gegenstand der Erfindung ist mithin ein Justierverfah­ ren mit den Schritten: Beleuchten eines Bereichs mit einer Marke eines Zieljustierobjekts; Empfangen oder Abnehmen des so gewonnenen Markenbilds für eine belie­ bige Zeitspanne mittels eines Speichertyp-Sensors mit Elementen, deren Lagenbeziehung in bezug auf die Refe­ renzposition bekannt ist; Ermitteln (obtaining) einer Mittenposition einer Beleuchtungsintensitäts- oder Lichtstärkeänderung auf dem Speichertyp-Sensor in einer Markenbild-Positionierrichtung in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Elemente des genannten Sensors; Ermitteln (obtaining) einer Strecke oder eines Abstands zwischen der so ermittelten Mittenposition und der Re­ ferenzposition in der Positionierrichtung; und Ver­ schieben des Zieljustierobjekts in Übereinstimmung mit der (dem) so ermittelten Strecke bzw. Abstand.
Beim erfindungsgemäßen Justierverfahren wird das durch Beleuchtung erhaltene Markenbild vom Speichertyp-Sensor empfangen bzw. abgenommen. Letzterer besteht z. B. aus einer Ladungsverschiebe- oder CCD-Vorrichtung; diese wandelt eine Lichtstärke (oder auch Beleuchtungsinten­ sität) des Markenbilds in Photoelektronen um und spei­ chert diese in ihren Elementen. Die Menge der Photo­ elektronen hängt dabei von der Stärke oder Intensität des auf jedes Element fallenden Lichts und der Licht­ empfangszeit ab. Wenn die Lichtstärke des Markenbilds niedrig ist, wird die Lichtempfangszeit (oder Licht­ einfallszeit) verlängert, um ein Markenbildsignal eines hohen Rauschabstands (Signal/Rauschen-Verhältnisses) zu gewinnen. Das erfindungsgemäße Justierverfahren kann somit in ausreichendem Maße ein Markenbild eines ver­ größerten Abbildungsmaßstabs unter Erhöhung der Ju­ stierauflösung berücksichtigen.
Aufgrund der Verwendung des Speichertyp- oder spei­ chernden Sensors, der die Markenbildinformation zu speichern vermag, ergeben sich keinerlei Probleme auch bei Anwendung von pulsierendem Licht für die Beleuch­ tung. Da das Markenbild von dem speichernden Sensor abgenommen wird, der Elemente aufweist, deren Lagen­ beziehung gegenüber der Referenzposition bekannt ist, und die Mittenposition der Intensitäts- oder (Licht-) Stärkeänderung oder-variation auf diesem Sensor in der Markenbild-Positionierrichtung anhand der Ausgangssi­ gnale von den Elementen dieses Sensors ermittelt wird, kann die Mittenposition des Markenbilds mit einer die Lagendetektionsempfindlichkeit des genannten Sensors übersteigenden Auflösung mit vergleichsweise einfacher Signalverarbeitung ermittelt oder bestimmt werden. Hierdurch kann die Justiergenauigkeit verbessert wer­ den.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1A ein allgemeines Ablaufdiagramm für ein Aus­ führungsbeispiel eines (einer) Justiersy­ stems oder -vorrichtung zur Durchführung eines Justierverfahrens gemäß der Erfindung,
Fig. 1B ein detailliertes Ablaufdiagramm eines Ope­ rationsprozesses (P20) nach den Fig. 1A und 2,
Fig. 2 ein allgemeines Funktions-Ablaufdiagramm für ein anderes Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Justierverfahrens,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrich­ tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Justierverfahrens, speziell zur Veranschau­ lichung einer Ausführungsform eines Justier­ systems zum gegenseitigen Ausrichten eines Plättchentisches und eines Reticles in einem sog. Stepper,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Aus­ führungsbeispiels einer auf dem Plättchen­ tisch (wafer table) oder dem Reticle vorge­ sehenen Justiermarke,
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Anordnung eines Photoelementteils eines CCD-Bildsen­ sors, der einen Teil des Justiersystems nach Fig. 3 bildet, und
Fig. 6 bis 12 (schematische bzw. graphische) Dar­ stellungen zur Verdeutlichung des Prozesses zur Bestimmung einer Verschiebung oder eines Versatzes im System gemäß Fig. 3.
Die Fig. 1A und 1B veranschaulichen in Ablaufdiagrammen die einzelnen Schritte eines Justierverfahrens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Ein Justierverfahren zum Justieren oder Ausrichten eines Zieljustierobjekts in bezug auf eine Referenz­ position unter Heranziehung einer auf diesem Objekt geformten Justiermarke umfaßt einen Schritt (S10A) des Abnehmens eines Markenbilds während einer willkürlichen oder beliebigen Zeitspanne mittels eines Sensors bei gleichzeitiger Beleuchtung eines die Marke enthaltenden Zieljustierobjektbereichs sowie des Messens einer Be­ leuchtungsintensität oder Lichtstärke des Markenbilds; einen noch näher zu erläuternden Prozeß (P20) des Mes­ sens einer Mittenposition des Markenbilds; einen Schritt (S30) des Berechnens einer Strecke oder eines Abstands zwischen der im Prozeß P20 ermittelten Marken­ bild-Mittenposition und der Referenzposition; einen Be­ stimmungsschritt (S45) des Beendens einer Reihe von Justiervorgängen, wenn die im Schritt S30 ermittelte Strecke zu Null bestimmt wird; und einen Schritt (S50) des Verschiebens des Zieljustierobjekts um eine im Schritt S30 ermittelte Strecke, wenn die Strecke nicht gleich Null ist.
Der Prozeß (P20) als Unterprogramm oder Subroutine zum Messen der Mittenposition des Markenbilds umfaßt die drei Operationsschritte gemäß Fig. 1B. Die Verarbeitung im Zusammenhang mit der Lichtstärke (oder Beleuchtungs­ intensität) des Markenbilds in einer großen Zahl von ein Photoelement (Elementsubstrat) bildenden Elementen erfolgt in einer beliebigen Abtastrichtung, z. B. in waagerechter Richtung, in der im folgenden angegebenen Reihenfolge.
Ein Element mit einem Höchstwert der Beleuchtungsin­ tensität bzw. Lichtstärke des Markenbilds in einer vor­ bestimmten Abtastrichtung wird erfaßt (detected), und es wird ein(e) Strecke oder Abstand L zwischen dem er­ faßten Element und der Referenzposition berechnet (Schritt S21).
Eine Summe S1 der Bildintensitäten (image intensities) bezüglich mehrerer linker Elemente, eine Summe S2 der Bildintensitäten bezüglich mehrerer rechter Elemente und eine kleine Differenz zwischen der Grundlinie und dem Zentrum des Bilds, d. h. Δ1=S1-S2, werden be­ rechnet (Schritt S22).
Eine Verschiebung (Abweichung oder Versatz) (auf einer gegebenen Abtastlinie) ε=L+Δ1 wird auf der Grund­ lage der Strecke L und der kleinen Differenz Δ1 be­ rechnet (Schritt S23) .
Entsprechend der Schrittfolge beim erfindungsgemäßen Verfahren, wie sie in der noch zu beschreibenden Vor­ richtung nach Fig. 3 ausgeführt wird, wird das beleuch­ tete oder Beleuchtungs-Markenbild von einem Speicher­ typ-Sensor 14 empfangen bzw. abgenommen. Eine als Spei­ chertyp-Sensor 14 dienende Ladungsverschiebe- oder CCD-Vorrichtung wandelt die Lichtstärke (lighting intensity) des Markenbilds in Photoelektronen um, die in den CCD-Elementen gespeichert werden. Die Menge der Photoelektronen hängt von der Intensität bzw. Stärke des auf jedes Element fallenden Lichts und der Licht­ empfangs- oder -einfallszeit ab. Wenn die Lichtstärke (oder Intensität) des Markenbilds niedrig ist, wird die Lichtempfangszeit verlängert, um ein Markenbildsignal eines großen Rauschabstands zu gewinnen. Dies bedeutet, daß mit diesem Verfahren ein Markenbild eines vergrößer­ ten Abbildungsmaßstabs unter Erhöhung einer Justierauf­ lösung ausreichend berücksichtigt werden kann. Da ein Speichertyp-Sensor, der die Markenbildinformation zu speichern vermag, benutzt wird, ergibt sich auch dann kein Problem, wenn die Beleuchtung mit gepulstem oder pul­ sierendem Licht erfolgt. Da das Markenbild von dem Speichertyp-Sensor mit Elementen, deren Lagenbeziehung in bezug auf die Referenzposition bekannt ist, abgenom­ men und die Mittenposition der (Licht-)Stärke- oder Intensitätsänderung auf diesem Sensor in der Marken­ bild-Positionierrichtung anhand der Ausgangssignale von diesem Sensor ermittelt wird, kann mittels vergleichs­ weise einfacher Signalverarbeitung die Mittenposition des Markenbilds mit einer Auflösung ermittelt werden, die größer ist als eine Lagendetektionsempfindlichkeit des Speichertyp-Sensors. Mit dem Verfahren und der Vor­ richtung gemäß der Erfindung kann somit die Erfindungs­ aufgabe bezüglich der Durchführung einer Justierung mit hoher Genauigkeit sicher gelöst werden.
Ein Justierverfahren gemäß einem zweiten Ausführungs­ beispiel der Erfindung umfaßt gemäß den Fig. 2 und 1B die folgenden Verarbeitungsschritte:
Einen Schritt (S10B) zum Messen einer Beleuchtungsin­ tensität bzw. Lichtstärke eines Markenbilds, das kumu­ lativ in einem zweidimensionalen Speichertyp-Sensor innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne gespeichert worden ist, während welcher ein eine bandförmige Marke (oder Markierung) aufweisender Bereich eines Zielju­ stierobjekts (d. h. zu justierenden Objekts) beleuchtet wird; den vorher im einzelnen beschriebenen Prozeß (P20) zum Messen einer Mittenposition (Koordinaten) (i, εi) des i-ten Markenbilds in einer beliebigen Ab­ tastrichtung; einen Schritt (S25) zum Bestimmen, ob Messungen der Mittenpositionen der Marken in Richtung aller der ersten i-ten bis N-ten (first-ith-Nth) (i : 1 bis N) Abtastlinien oder -zeilen beendet sind; einen Schritt (S30) zum Ermitteln oder Bestimmen einer durch die Mittenposition von (i, εi)l-(i, εi)i-(i, εi)N ver­ laufenden Linie nach der Methode der Annäherung klein­ ster Quadrate nach Beendigung der obengenannten Be­ stimmung; einen Schritt (S40) zum Berechnen eines Schnittpunkts zwischen der in Schritt S30 ermittelten Linie und der y-Achse als Grundlinie der Abtastrich­ tung und einer Strecke zwischen dem Nullpunkt und der Linie; und einen Bestimmungsschritt (S45) zum Beenden einer Reihe von Justieroperationen, wenn die im Schritt S30 ermittelte Strecke (distance) gleich Null ist.
Die Hauptunterschiede zwischen dem ersten Ausführungs­ beispiel (Fig. 1A) und dem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 2) sind folgende:
  • 1. Es wird eine bandförmige (oder streifenförmige) Justiermarke benutzt, und das von dieser Marke re­ flektierte Licht wird von dem zweidimensionalen Speichertyp-Sensor abgenommen. Eine innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne kumulativ gewonnene Größe wird als Lichtstärke oder -intensität (der Marke) bestimmt.
  • 2. Der Prozeß P20 des Messens der Mittenposition des Markenbilds wird für jeweils eine beliebige Zahl von Abtastzeilen wiederholt.
  • 3. Zur Bestimmung einer durch die Mittenposition der Markenbilder verlaufenden Linie als Ergebnis der unter 2. genannten Operation berechnet eine Rechen­ einheit (z. B. eine Zentraleinheit oder CPU) die Linie nach der Methode der Annäherung kleinster Quadrate (in accordance with the minimum square approximate).
Diese Operationen werden später anhand der Fig. 4 bis 12 noch näher erläutert werden.
Ein in den Fig. 3 und 4 dargestellter Stepper wendet das erfindungsgemäße Verfahren an und bildet eine Justiervorrichtung zum Justieren oder Ausrichten eines Zieljustierobjekts in bezug auf eine Referenzposition unter Heranziehung einer auf dem Zieljustierobjekt ge­ formten Justiermarke nach dem erfindungsgemäßen Verfah­ ren. Für die Durchführung einer Relativjustierung oder -ausrichtung zwischen einem Plättchentisch und einem Reticle besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung den im folgenden beschriebenen Aufbau.
Ein Plättchentisch (wafer table) 2 zum Halten bzw. Auf­ spannen eines Plättchens als lichtempfindlicher Körper ist unter einer (einem) Projektionslinse oder -objektiv 1 angeordnet. Ein ein Übertragungsmuster aufweisendes Reticle 3 ist über der Projektionslinse 1 angeordnet.
Der Plättchentisch 2 und das Reticle 3 sind durch einen nicht dargestellten Trag- oder Supportmechanismus in x- und y-Richtungen verschiebbar gehaltert. Der Plättchen­ tisch 2 wird durch einen Plättchentisch-Treiber 4 für Verschiebung in der x-y-Ebene gesteuert. Das Reticle 3 wird durch einen Reticle-Treiber 5 zur Verschiebung in der x-y-Ebene gesteuert. Auf der Oberseite des Plätt­ chentisches 2 ist eine als Justierreferenz dienende Be­ zugsmarke oder -markierung 6 geformt. Eine als Justier­ referenz dienende Reticlemarke 7 ist auf ähnliche Weise auf dem Reticle 3 vorgesehen.
Gemäß Fig. 4 besteht jede Bezugsmarke 6 bzw. Reticle­ marke 7 aus einem durchsichtigen Teil 8 und einem Mar­ kenteil 9 in Form einer reflektierenden Fläche.
Der Markenteil 9 besteht im wesentlichen aus einer kreuzförmigen oder L-förmigen Marke, die eine Justie­ rung sowohl in x- als auch in y-Richtung erlaubt. Zur Vereinfachung der Beschreibung sei angenommen, daß sich die Beschreibung auf die y-Richtungs-Justierung be­ zieht, wobei sich der Markenteil 9 als langgestrecktes Band oder Streifen in x-Richtung erstreckt.
Oberhalb des Reticles 3 ist ein Halbspiegel 10 unter 45° zu einer optischen Achse geneigt angeordnet. Eine Lichtquelle (n Einheit) 11 zum Aussenden der für Justie­ rung erforderlichen Beleuchtungs- oder Lichtstrahlen ist in einer dem Halbspiegel 10 gegenüberstehenden Lage angeordnet. Die Lichtquelle 11 emittiert Licht dersel­ ben Wellenlänge wie der des Belichtungslichts. Das von der Lichtquelle 11 emittierte Licht 12 fällt über den Halbspiegel 10 in die Projektionslinse. Bei dieser Aus­ führungsform dient ein eigentlich für Belichtung be­ nutzter Excimerlaserstrahler als Lichtquelle 11. Bei der Durchführung der eigentlichen Belichtung wird der Halbspiegel 10 durch einen (Voll-)Spiegel ersetzt. Ein Excimerlaserstrahler (excited dimer Laser) stellt eine Art einer Impulslichtquelle dar; er emittiert einen Lichtimpuls beim jedesmaligen Einspeisen eines Start­ befehlssignals R1.
Oberhalb des Halbspiegels 10 befindet sich eine Ver­ größerungs-Linse 13, über der ein Speichertyp-Sensor 14 (CCD- oder Ladungsverschiebevorrichtungs-Bildsensor bei der dargestellten Ausführungsform) angeordnet ist. Die Lichtempfangs- oder -einfallsfläche dieses Sensors 14 ist der Projektionslinse 1 zugewandt. Nahe der Licht­ empfangsfläche des CCD-Bildsensors 14 ist eine Blende 15 angeordnet.
Der CCD-Bildsensor 14 umfaßt einen Photoelementteil mit einer Vielzahl von in einer Matrixform mit einer Tei­ lung in der Größenordnung von einigen 10 µm angeordne­ ten Elementen zum Umwandeln optischer Information in Photoelektronen und zum Speichern derselben, einen mit dem Photoelementteil korrespondierend angeordneten Schieberegisterteil, der die in den jeweiligen Elemen­ ten des Photoelementteils gespeicherten Photoelektronen zu speichern und zu halten vermag, und einen zwischen Schieberegisterteil und Photoelementteil angeordneten Gatter- oder Torschaltungsteil.
Der Photoelementteil F gemäß Fig. 5 ist durch zweidi­ mensional angeordnete (Ny×Nx) Elemente E, d. h. Ny Elemente in y-Richtung und Nx Elemente in x-Richtung, gebildet. Dabei sind Ny und Nx jeweils gerade Zahlen. Eine als Justierreferenz in y-Richtung dienende Grund­ linie 16 ist längs einer Grenzlinie (boundary) zwi­ schen den Ny/2 Elementen und den (Ny/2+1) Elementen in y-Richtung geformt. Eine als Justierreferenz in x- Richtung dienende Grundlinie 17 ist längs einer Grenz­ linie zwischen den Nx/2 Elementen und den (Nx/2+1) Elementen in x-Richtung festgelegt.
Eine Ausleseoperation am CCD-Bildsensor 14 wird durch eine Steuerschaltung 18 gesteuert. Wenn die Steuerschal­ tung 18 von einer noch näher zu erläuternden Ausgabe­ schaltung einen Operationsstartbefehl R2 empfängt, lie­ fert sie ein Torsteuersignal (gate signal) zum Tor­ schaltungsteil des CCD-Bildsensors 14, um gleichzeitig die in den jeweiligen Elementen E des Photoelementteils F gespeicherten Photoelektronen zum Schieberegisterteil zu verschieben. Danach liefert die Steuerschaltung 18 einen Übertragungsimpuls zum Schieberegister(teil), um Bit-Photoelektronen als Zeitreihenspannungssignal vom Schieberegisterteil auszugeben. Dieses Ausgangssignal wird einer Zentraleinheit (CPU) 20 über eine Eingabe­ einheit 19 eingegeben.
Die Zentraleinheit 20 verarbeitet das Eingangssignal in Übereinstimmung mit einer noch zu beschreibenden Se­ quenz. Schrägstellung und Versatz (Abweichung) der Mar­ kenteile 9 sowohl der Bezugsmarke 6 als auch der Re­ ticlemarke 7 gegenüber der Grundlinie 16 werden berech­ net. Die resultierenden Positions- oder Lagendaten für die Bezugsmarke 6 werden über einen Schalter 21 dem Plättchentisch-Treiber 4 zugeführt, während die resul­ tierenden Lagendaten für die Reticlemarke 7 über einen Schalter 22 dem Reticle-Treiber 5 eingespeist werden. Vor den obigen Operationen gibt die Zentraleinheit 20 einen Startbefehl R3 zur Ausgabeeinheit 23 aus.
Die Ausgabeeinheit 23 dient zum Steuern der Operations- oder Betriebszeittakte der einzelnen Schaltungsbautei­ le. Wenn die Ausgabeeinheit 23 den Startbefehl R3 von der Zentraleinheit 20 empfängt, liefert sie einen Trei­ ber- oder Ansteuerbefehl R4 zu einem Blenden-Treiber 24. Die Ausgabeeinheit 23 liefert auch das Startbefehls­ signal R1 zur Lichtquelle 11, wenn die Blende (oder auch Verschluß) 15 bei Betätigung des Blenden-Treibers 24 geöffnet wird. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit­ spanne nach Ausgabe des Signals R1 beendet die Ausgabe­ einheit 23 die Ausgabe des Ansteuerbefehls R4, um dann den Operationsstartbefehl R2 zur Steuerschaltung 18 auszugeben.
Die Operationen der jeweiligen Schaltungsbauteile zur Durchführung der Relativjustierung zwischen dem Plätt­ chentisch 2 und dem Reticle 3 sind nachstehend im ein­ zelnen beschrieben.
Wie erwähnt, sei angenommen, daß jeder der Markenteile 9 sowohl der Bezugsmarke 6 als auch der Reticlemarke 7 sich bandartig in x-Richtung erstreckt und daß diese Markenteile 9 mit der auf dem CCD-Bildsensor 14 vorge­ sehenen Grundlinie 16 ausgefluchtet sind.
Um zunächst den Plättchentisch 2 auszurichten oder zu justieren, wird das Reticle 3 lagenmäßig in y- oder x- Richtung verschoben, um eine Beleuchtung der Reticle­ marke 7 zu vermeiden.
Mittels einer nicht dargestellten Grobjustiereinheit wird die Stellung des Plättchentisches 2 in der Weise grob eingestellt, daß die Bezugsmarke 6 des Plättchen­ tisches 2 mit dem Licht 12 bestrahlt oder beleuchtet wird.
Wenn in diesem Zustand der Schalter 21 geschlossen wird, setzt die Operation der Zentraleinheit (CPU) 20 ein. Letztere gibt den Startbefehl R3 zur Ausgabeein­ heit 23 aus. Bei Empfang des Startbefehls R3 gibt die Ausgabeeinheit 23 den Ansteuerbefehl R4 zum Blenden- Treiber 24 aus, der daraufhin zum Öffnen der Blende wirksam wird. Anschließend wird das Startbefehlssignal R1 zur Lichtquelle 11 geliefert, die daraufhin Impuls­ licht emittiert. Das Licht 12 von der Lichtquelle 11 tritt über den Halbspiegel 10 in die Projektionslinse 1 ein, passiert diese und beleuchtet eine(n) die Bezugs­ marke 6 aufweisende(n) Bereich oder Fläche des Plätt­ chentisches 2. Das auf die Bezugsmarke 6 auftreffende Licht wird von dem aus der reflektierenden Fläche ge­ bildeten Markenteil 9 reflektiert und fällt über die Projektionslinse 1, den Halbspiegel 10 und die Linse 13 auf die Lichtempfangsfläche, d. h. den Photoelementteil F des CCD-Bildsensors 14.
Wie durch den schraffierten Abschnitt in Fig. 6 ange­ deutet, wird ein Markenbild 9a des Markenteils 9 auf dem Photoelementteil F des CCD-Bildsensors 14 erzeugt oder abgebildet.
Wie durch eine ausgezogene Linie in Fig. 7 dargestellt, besitzt eine Intensitätsänderung oder -variation in Breitenrichtung des Markenbilds 9a, z. B. eine auf der i-ten Abtastzeile erhaltene Intensitätsänderung, eine Gaußsche Verteilung. Auch wenn die Verteilung des Re­ flexionsgrads (Durchlaßgrad) des Markenteils 9 eine Rechteckform aufweist, wie durch die doppelt strich­ punktierten Linien in Fig. 9 bzw. 7 angegeben, wird stets eine Gaußsche Verteilung aufgrund einer Beugungs­ erscheinung o. dgl. unter der Voraussetzung erhalten, daß die Breite des Markenteils 9 nahe an der Wellen­ länge des Lichts 12 liegt. In dieser Verteilung koin­ zidiert eine Höchstwertposition P mit der Mittenposi­ tion des Markenbilds 9a (Markenteils 9) in Quer- oder Breitenrichtung.
Die Intensitätsänderung (intensity variation) des auf dem Photoelementteil F des CCD-Bildsensors (im folgen­ den einfach als "Sensor" bezeichnet) 14 erzeugten Mar­ kenbilds 9a wird durch die betreffenden, die Abbil­ dungsfläche für das Markenbild 9a bildenden Elemente E in Photoelektronen umgewandelt, die in allen Elementen E gespeichert werden.
Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne wird die Blende 15 geschlossen. Die Ausgabeeinheit 23 gibt so­ dann den Operationsstartbefehl R2 zur Steuerschaltung 18 aus, welche daraufhin ein Torsteuersignal zum Tor­ schaltungsteil des Sensors 14 ausgibt und gleichzeitig die in den jeweiligen Elementen E des Photoelement­ teils F gespeicherten Photoelektronen zum Schiebere­ gisterteil überträgt bzw. überführt.
Die Steuerschaltung 18 gibt einen Übertragungsimpuls zum Schieberegisterteil aus, um die Bit-Photoelektronen auf Zeitreihenbasis aus dem Schieberegisterteil auszu­ geben. Diese Bit-Photoelektronen werden über die Einga­ beeinheit 19 der Zentraleinheit 20 zugespeist.
Die Zentraleinheit 20 verarbeitet das Eingangssignal nach den folgenden Prozeduren (1) bis (8), nämlich:
  • 1) Ein mit dem Photoelementteil F des Sensors 14 identisches Einzelbild (frame) wird im eingebauten Rechner erzeugt, und die aus dem Schieberegisterteil ausgelesenen Signalkomponenten werden in Pixelspeicher­ elementen, welche das Einzelbild bilden, auf die glei­ che Weise wie im Photoelementteil F (ab)gespeichert.
  • 2) Das erzeugte Einzelbild wird längs einer gege­ benen waagerechten oder Horizontal-Abtastzeile abgeta­ stet, um ein Pixel Pm aufzufinden, dessen Bildintensi­ tät einen Höchstwert Imax auf der gegebenen Abtastzeile aufweist (vgl. Fig. 8).
    Fig. 11 veranschaulicht eine Beziehung zwischen einer tatsächlichen oder Ist-Intensitätsänderung (intensity variation) des Markenbilds 9a auf der i-ten Horizontal- Abtastzeile und einer Intensitätsänderung der i-ten Ab­ tastzeile des Einzelbilds, die von jedem Element erhal­ ten wird. Da jedes Element eine gegebene Breite auf­ weist, koinzidiert die Ist-Intensitätsänderung des Mar­ kenbilds 9a nicht mit der von jedem Element erhaltenen Intensitätsänderung. Es ist jedoch ersichtlich, daß eine Mittenposition P der Intensitätsänderung des Mar­ kenbilds 9a in der y-Richtungsbreite des Elements Pm, den Höchstwert Pmax repräsentierend, vorliegt.
  • 3) Gemäß Fig. 10 bestimmt sich eine Strecke Lmax zwischen der Grundlinie 16 und einem Grenzlinienpunkt M zwischen dem Element Pm und einem Element Pm+1 unmit­ telbar rechts vom Element Pm zu Lmax=(Pm-Ny/2) × Δy, worin Δy für eine y-Richtungsbreite eines Ele­ ments steht. Wenn nämlich die y-Richtungsbreite des Photoelementteils F des Sensors 14 zu Dy definiert wird, ergibt sich die Beziehung Δy=Dy/Ny.
  • 4) Eine kleine Strecke Δ1 zwischen dem Grenzlinien­ punkt M und der Mittenposition P (Mittenposition des Markenbilds 9a) der Ist-Intensitätsänderung des Marken­ bilds 9a wird anhand eines Bildintensitätssignals (Bildlichtstärkensignals) berechnet. Wie insbesondere durch die ausgezogene Linie (Kurve) in Fig. 10 ange­ deutet, werden Bilddaten so normiert, daß der von den Elementen erhaltene Höchstwert Imax zu 1 wird (d. h. ein Intensitätsänderungsmuster erhalten wird). Eine Bild­ datennormierung kann einen Einfluß der Absolutgrößen der Bildintensitäten ausschalten.
  • 5) Die folgenden Gleichungen, in denen die normier­ ten Bilddaten als Ij (j-te Bilddaten in y-Richtung) ausgedrückt sind, werden berechnet bzw. aufgelöst: Integrale Größen der rechten und linken q Pixel in bezug auf den Grenzlinienpunkt M werden abgeleitet.
  • 6) Die Länge (Strecke) Δ1 wird anhand der Beziehung zwischen (S2-S1) und Δ1 gemäß Fig. 11 berechnet. Das durch die gestrichelte Linie (Kurve) in Fig. 10 angege­ bene Intensitätsänderungsmuster wird für Δ1=0 er­ mittelt.
  • 7) Auf der Grundlage der beschriebenen Prozeduren oder Arbeitsgänge (3) bis (6) wird eine Größe εi=Lmax +Δ1 ermittelt. Auf ähnliche Weise werden Größen oder Werte εi für alle der ersten bis Nx-ten Horizontal- Abtastzeilen ermittelt.
  • 8) Gemäß Fig. 12 wird eine Linie 31 nach der Methode der Annäherung kleinster Quadrate für die berechneten Koordinaten (i, εi) (i=1, 2, 3, . . ., Nx) ermittelt. Diese Linie 31 ist durch eine Gleichung y=ax+b ge­ geben; ein Schnittpunkt b zwischen dieser Linie 31 und der y-Achse wird als Verschiebung oder Abweichung b von der Grundlinie 16 ermittelt.
Mittels der beschriebenen Operationen können die Schräg­ lagen und Verschiebungen oder Abweichungen b des Mar­ kenteils 9 der Bezugsmarke 6 gegenüber der Grundlinie 16 durch die Zentraleinheit 20 ermittelt werden. Diese Lagendaten werden über den Schalter 21 dem Plättchen­ tisch-Treiber 4 zugespeist, der daraufhin die Stellung des Plättchentisches 2 so steuert, daß das Zentrum des Markenteils 9 der Bezugsmarke 6 mit der Grundlinie 16 koinzidiert. Als Ergebnis wird der Plättchentisch 2 gegenüber der Grundlinie 16 justiert. Die Stellung des justierten Plättchentisches 2 wird mittels eines Laser- Interferometers o. dgl. gemessen, und der Meßwert wird als Nullpunkt in y-Richtung in z. B. einem Speicher ge­ speichert.
Der Markenteil 9 der Reticlemarke 7 wird ebenfalls auf die gleiche Weise, wie oben beschrieben, gegenüber der Grundlinie 16 justiert. Die Stellung oder Lage des ju­ stierten Reticles 3 wird mittels eines Laser-Interfero­ meters o. dgl. gemessen, und der Meßwert wird als Null­ punkt in y-Richtung in z. B. einem Speicher gespeichert. Mittels der beschriebenen Justieroperationen kann eine Relativjustierung oder -ausrichtung zwischen dem Plätt­ chentisch 2 und dem Reticle 3 in y-Richtung erreicht werden.
Wie erwähnt, wird der CCD-Bildsensor 14 als Speicher­ typ-Sensor zum Detektieren oder Erfassen des Marken­ bilds 9a benutzt. Dabei ergibt sich keinerlei Problem, auch wenn das Licht 12, wie bei der beschriebenen Aus­ führungsform, pulsierendes Licht oder Impulslicht ist. Die in den jeweiligen Elementen E des Sensors 14 ge­ speicherten Photoelektronen werden durch die Intensi­ tät bzw. Stärke des auf jedes Element E fallenden Lichts und die Lichtempfangszeit beeinflußt. Wenn die Beleuchtungsintensität bzw. Lichtstärke (lighting intensity) des Markenbilds 9a gering wird, wird die Lichtempfangszeit verlängert. Dies bedeutet, daß die Öffnungsperiode der Blende 15 verlängert wird, um ein Markenbildsignal eines großen Rauschabstands zu erhal­ ten. Das beschriebene Verfahren vermag somit in aus­ reichender Weise ein Markenbild 9a eines vergrößerten Abbildungsmaßstabs unter Erhöhung der Justierauflösung zu berücksichtigen.
Aufgrund der Anwendung eines Verfahrens zum Empfangen oder Abnehmen des Markenbilds 9a durch einen CCD-Bild­ sensor 14 mit Elementen E, deren Lagenbeziehung in bezug auf die Referenzposition bekannt ist, kann die Ände­ rungscharakteristik wirksam genutzt werden, wenn die Intensitätsänderung des Markenbilds 9a in der Justier­ richtung eine Gaußsche Verteilung zeigt. Demzufolge kann eine Verschiebung (d. h. Abweichung oder Versatz) mit einer höheren Auflösung als der Lagendetektionsauf­ lösung (d. h. Auflösung, einschließlich derjenigen der Vergrößerungslinse) des CCD-Bildsensors mittels einer vergleichsweise einfachen Signalverarbeitung detektiert oder erfaßt werden. Damit läßt sich eine Justierung mit hoher Genauigkeit erreichen.
Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, wird eine lineare Regressionsmethode angewandt, um eine Verschie­ bung b mit guter Bildreproduzierbarkeit zu ermitteln oder zu bestimmen, auch wenn eine Marke oder Markierung in z-Richtung schräggestellt ist oder die Breite des Markenteils und der Reflexionsgrad abhängig von der Fertigungsgenauigkeit der Marke variieren.
Im Stepper muß neben der beschriebenen y-Richtungsju­ stierung auch eine x-Richtungsjustierung vorgenommen werden. In diesem Fall kann jeder der Markenteile der Bezugs- und Reticlemarken eine kreuzförmige oder L- förmige Marke aufweisen. Beispielsweise erfolgt die y-Richtungsjustierung unter Heranziehung der einen Seite der Marke, während die x-Richtungsjustierung anhand einer anderen Seite, die senkrecht zu der für y-Richtungsjustierung benutzten Seite verläuft, durch­ geführt werden kann.
Die Erfindung ist keineswegs auf das beschriebene Aus­ führungsbeispiel beschränkt, sondern den im folgenden beschriebenen Abwandlungen (1) bis (5) zugänglich.
  • 1) Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der CCD-Bildsensor als Speichertyp-Sensor benutzt. Es kann jedoch auch ein Vidicon (Handelsbezeichnung) oder ein Speichersensor eines Zeilensensortyps mit einer Anzahl linear angeordneter Elemente verwendet werden.
  • 2) Ein Speichertyp-Sensor kann aus zwei Elementen, z. B. einer Photodiode und einem Photoelektronen-Spei­ cherkondensator, durch Teilen einer Sensorfläche in Po­ sitionierrichtung erhalten, bestehen. In diesem Fall werden Ausgangssignale von diesen Elementen einem Diffe­ rentialverstärker zur Berechnung einer Differenz (S2- S1) eingespeist, wobei ein Linearanalysator ein der Differenz Δ1 proportionales Signal ausgibt, wodurch der Aufbau der Zentraleinheit vereinfacht wird.
  • 3) Bei Verwendung eines CCD-Sensors als Speicher­ typ-Sensor wird dieser zur Weglassung der Blende 15 mit einer Hochgeschwindigkeits-Blindeinspeisungsbeseiti­ gungsverarbeitung kombiniert.
  • 4) Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht der Markenteil jeder Marke aus einer reflektierenden Fläche, er kann jedoch auch aus einer lichtdurchläs­ sigen Fläche bestehen. In diesem Fall wird der CCD- Bildsensor unter dem Plättchentisch angeordnet.
  • 5) Die Erfindung ist nicht auf die Justierung in einem Stepper beschränkt, sondern ersichtlicherweise ohne jede Abwandlung auf eine Vielzahl von Justier- oder Ausrichtvorrichtungen anwendbar.
Mit der Erfindung werden somit ein Justierverfahren zur Gewährleistung einer hochpräzisen Justierung ohne un­ günstige Beeinflussung durch Intensität (oder Licht­ stärke) und Art des Beleuchtungslichts (lighting) und eine Vorichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ge­ schaffen.

Claims (12)

1. Justierverfahren zum Justieren oder Ausrichten eines Soll- oder Zieljustierobjekts, d. h. zu ju­ stierenden Objekts, in bezug auf eine vorbestimmte Referenzposition unter Verwendung einer auf dem Zieljustierobjekt geformten Justiermarke, gekenn­ zeichnet durch
einen Lichtstärke- oder Intensitätsmeßschritt (S10A) zum Abnehmen eines Markenbilds während einer vorbestimmten Zeitspanne durch einen Speichertyp- Sensor bei gleichzeitiger Beleuchtung eines die Marke enthaltenden Bereichs des Zieljustierobjekts, wobei der Speichertyp-Sensor Elemente aufweist, deren Lagenbeziehung in bezug auf das Markenbild bekannt ist,
einen Prozeß (P20) zum Ermitteln einer Mitten­ position des Markenbilds auf dem Speichertyp-Sensor in einer Positionierrichtung nach Maßgabe der im Intensitätsmeßschritt (S10A) gewonnenen Ausgangs­ signale von den Elementen des Speichertyp-Sensors, einen Abstands- oder Streckenberechnungsschritt (S30) zum Berechnen einer Strecke zwischen der Re­ ferenzposition und der im Prozeß (P20) ermittelten Mittenposition sowie
einen Verschiebungsschritt (S50) zum Verschie­ ben des Zieljustierobjekts über eine Strecke ent­ sprechend der im Streckenberechnungsschritt (S30) ermittelten Strecke.
2. Justierverfahren zum Justieren eines Zieljustier­ objekts innerhalb orthogonaler Referenzkoordinaten unter Verwendung einer auf dem Zieljustierobjekt geformten bandförmigen Justiermarke, gekennzeich­ net durch
einen Lichtstärke- oder Intensitätsmeßschritt (S10B) zum Abnehmen eines Markenbilds während einer vorbestimmten Zeitspanne durch einen zweidimensio­ nalen Speichertyp-Sensor bei gleichzeitiger Beleuch­ tung eines die Justiermarke enthaltenden Bereichs des Zieljustierobjekts, wobei der zweidimensionale Speichertyp-Sensor eine Anzahl von Elementen auf­ weist, die zweidimensional in den orthogonalen Re­ ferenzkoordinaten angeordnet sind und eine bekannte Lagenbeziehung in diesen aufweisen, sowie zum kumu­ lativen Speichern von Lichtstrahlen von Markenbil­ dern und Messen einer Beleuchtungsintensität oder Lichtstärke (lighting intensity) des Markenbilds,
einen Mittenpositionsmeßprozeß (S20) zum Messen einer Mittenposition (Koordinaten) des Markenbilds bezüglich einer willkürlichen oder beliebigen Ab­ tastzeile in der Abtastrichtung auf der Grundlage der im Intensitätsmeßschritt (S10B) ermittelten Lichtstärke,
einen Linienberechnungsschritt (S30) zur Durch­ führung einer Annäherung nach der Methode kleinster Quadrate für die Koordinatenwerte der im Mittenpo­ sitionsmeßprozeß (S20) ermittelten Mittenpositionen und zur Ermittlung einer in den orthogonalen Refe­ renzkoordinaten gezogenen, die Mittenpositionen passierenden Linie sowie,
einen Abstands- oder Streckenberechnungsschritt (S40) zum Berechnen eines Schnittpunkts zwischen einer Grundlinie der Abtastrichtung und der in der Referenzposition gezogenen Linie nach einer Glei­ chung für die im Linienberechnungsschritt (S30) er­ mittelte Linie sowie einer Strecke bzw. eines Ab­ stands zwischen einem Nullpunkt und der Linie.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Linienberechnungsschritt (S30) folgendes umfaßt: Ermitteln einer Linie, repräsentiert durch eine Gleichung für eine Linie, die durch eine Mit­ tenposition einer Intensitätsänderung eines Marken­ bilds auf einer ersten, als Grundlinienachse einer Abtastzeile dienenden Grundlinie verläuft, nach einer Methode der Annäherung kleinster Quadrate, Berechnung eines Schnittpunkts zwischen der Linie und der ersten Grundlinie als Verschiebung oder Versatz von einer zweiten, senkrecht zur Achse der Abtastzeile verlaufenden Grundlinie sowie Ermitteln einer Schräglage und einer Verschiebung oder eines Versatzes der Linie in bezug auf die zweite Grund­ linie.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittenpositionsberechnungsprozeß (P20) fol­ gendes umfaßt: Nutzung der Tatsache, daß eine In­ tensitätsänderung in einer Positionierrichtung des Markenbilds um ein Zentrum in der Positionierrich­ tung des Markenbilds symmetrisch ist, Abtasten(las­ sen) des Speichertyp-Sensors in der Positionier­ richtung und Normierung einer Ausgangs(signal)ver­ teilung längs Abtastzeilen sowie Gewinnen einer normierten Verteilung unter Benutzung einer Diffe­ renz zwischen zwei integralen Werten von zwei Ele­ menten innerhalb gegenüberliegender Bereiche mit jeweils einer Breite (entsprechend) einer vorbe­ stimmten Zahl von Elementen in bezug auf eine Grenz­ linie der beiden Elemente, bestehend aus einem ge­ gebenen Element entsprechend einem Abschnitt, der einen Ausgangs(signal)pegel der Ausgangsverteilung mit einer Änderung von einer "Erhöhung" auf eine "Verringerung" oder von einer "Verringerung" auf eine "Erhöhung" repräsentiert, und einem dem gege­ benen Element benachbarten Element.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittenpositionsberechnungsprozeß (P20) fol­ gendes umfaßt: Nutzung der Tatsache, daß eine In­ tensitätsänderung in einer Positionierrichtung des Markenbilds um ein Zentrum in der Positionierrich­ tung des Markenbilds symmetrisch ist, Abtasten(las­ sen) des Speichertyp-Sensors in der Positionier­ richtung und Normierung einer Ausgangs(signal)ver­ teilung längs Abtastzeilen sowie Gewinnen einer normierten Verteilung unter Benutzung einer Diffe­ renz zwischen zwei integralen Werten von zwei Ele­ menten innerhalb gegenüberliegender Bereiche mit jeweils einer Breite (entsprechend) einer vorbe­ stimmten Zahl von Elementen in bezug auf eine Grenz­ linie der beiden Elemente, bestehend aus einem ge­ gebenen Element entsprechend einem Abschnitt, der einen Ausgangs(signal)pegel der Ausgangsverteilung mit einer Änderung von einer "Erhöhung" auf eine "Verringerung" oder von einer "Verringerung" auf eine "Erhöhung" repräsentiert, und einem dem gege­ benen Element benachbarten Element.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittenpositionsmeßprozeß (S20) umfaßt:
einen Schritt (S21) zum Detektieren eines Ele­ ments mit einem Beleuchtungsintensitäts- oder Lichtstärke-Höchstwert einer Beleuchtungs- oder Lichtstärkeänderung des Markenbilds in einer vor­ bestimmten Abtastrichtung und Berechnen einer Strecke oder eines Abstands L zwischen dem detek­ tierten Element und einer Grundlinie des Marken­ bilds,
einen Schritt (S22) zum Berechnen einer Summe S1 der Bildintensitäten (oder -lichtstärken) mehrerer links vom detektierten Element liegender Elemente und einer Summe S2 der Bildintensitäten mehrerer rechts vom detektierten Element liegender Elemente und Berechnen einer Verschiebung oder eines Ver­ satzes Δ1(=S1-S2), die bzw. der eine Diffe­ renz zwischen den Summen S1 und S2 repräsentiert, sowie
einen Schritt (S23) zum Berechnen von Mitten­ positionskoordinatenwerten oder -größen (L+Δ1) in der Abtastrichtung des Markenbilds.
7. Justiervorrichtung zum Justieren oder Ausrichten eines Zieljustierobjekts in bezug auf eine vorbe­ stimmte Referenzposition unter Verwendung einer auf dem Zieljustierobjekt geformten Justiermarke, ge­ kennzeichnet durch
eine Beleuchtungseinheit (11) zum Beleuchten eines die Justiermarke enthaltenden Bereich des Zieljustierobjekts,
einen Speichertyp-Sensor (14) mit einer Anzahl von Elementen, deren Lagenbeziehung zur Referenz­ position bekannt ist, zum Abnehmen eines Marken­ bilds, das bei Beleuchtung durch die Beleuchtungs­ einheit (11) während einer vorbestimmten Zeitspanne erhalten wird,
eine Mittenpositionsberechnungseinheit (20) zum Berechnen einer Mittenposition des Markenbilds auf dem Speichertyp-Sensor (14) in einer Positionier­ richtung nach Maßgabe von Ausgangssignalen von den Elementen des Speichertyp-Sensors (14),
eine Abstands- oder Streckenberechnungseinheit (20) zum Berechnen eines Abstands oder einer Strecke zwischen der durch die Mittenpositions­ berechnungseinheit (20) ermittelten Mittenposi­ tion und der Referenzposition auf dem Speichertyp- Sensor (14) in der Positionierrichtung sowie
eine Einheit (4) zum Verschieben des Zieljustier­ objekts entsprechend der durch die Streckenberech­ nungseinheit (20) berechneten Strecke.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Beleuchtungseinheit (11) eine gepulste Excimerlaser-Lichtquelle ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Speichertyp-Sensor (14) ein CCD-Bild­ sensor als Ladungsverschiebevorrichtung, ein Vidi­ con oder ein Zeilensensor ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mittenpositionsberechnungseinheit (20) einen Tisch mit einer Grundlinie als Justierrefe­ renz, einer Bezugsmarke und einer Reticlemarke auf­ weist, wobei Bezugs- und Reticlemarke jeweils einen durchsichtigen Teil und einen lichtreflektierenden Teil aufweisen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mittenpositionsberechnungseinheit (20) einen Tisch mit halbdurchlässigen Bezugs- und Reticlemarken, die jeweils aus einem durchsichti­ gen Teil und einem lichtreflektierenden Teil be­ stehen, aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Streckenberechnungseinheit (20) eine arithmetische Steuereinheit (z. B. CPU bzw. Zen­ traleinheit) zum Berechnen von Markenpositions­ daten (z. B. Schrägstellung und Verschiebung oder Versatz) nach einer linearen Regressionsmethode zur Ermittlung einer Linie nach der Methode der Annähe­ rung kleinster Quadrate aufweist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0589160A1 (de) * 1992-07-10 1994-03-30 Erich Netzsch GmbH & Co. Holding KG Verfahren und Anlage zum Entgraten und Weiterbearbeiten von Werkstücken, insbesondere aus keramischem Material
DE19545721A1 (de) * 1995-12-07 1997-06-12 Deutsche Telekom Ag Verfahren zur Herstellung und Justierung von Mikrolinsen auf Faser- und Laser-Enden

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6197481B1 (en) 1998-09-17 2001-03-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Wafer alignment marks protected by photoresist
KR20080040694A (ko) * 2005-07-07 2008-05-08 엠케이에스 인스트루먼츠, 인코포레이티드 공정 환경에서 동적 파라미터를 모니터하기 위한 자기 보정다변량 분석
WO2013005833A1 (ja) * 2011-07-06 2013-01-10 富士フイルム株式会社 X線撮影装置およびそのキャリブレーション方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4275306A (en) * 1978-02-27 1981-06-23 Canon Kabushiki Kaisha Alignment apparatus
DE2822269C2 (de) * 1978-05-22 1983-12-01 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zur automatischen Ausrichtung von zwei aufeinander einzujustierenden Objekten
GB2139348A (en) * 1983-03-26 1984-11-07 Disco Abrasive Systems Ltd Automatic alignment system
US4636626A (en) * 1983-01-14 1987-01-13 Nippon Kogaku K.K. Apparatus for aligning mask and wafer used in semiconductor circuit element fabrication

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS562284A (en) * 1979-06-21 1981-01-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Mounting fixed ballast on boat
US4629313A (en) * 1982-10-22 1986-12-16 Nippon Kogaku K.K. Exposure apparatus
JPH0727853B2 (ja) * 1983-08-10 1995-03-29 日本電信電話株式会社 縮小投影露光方法
JPS6298725A (ja) * 1985-10-25 1987-05-08 Canon Inc 信号検出装置
JP2773147B2 (ja) * 1988-08-19 1998-07-09 株式会社ニコン 露光装置の位置合わせ装置及び方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4275306A (en) * 1978-02-27 1981-06-23 Canon Kabushiki Kaisha Alignment apparatus
DE2822269C2 (de) * 1978-05-22 1983-12-01 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zur automatischen Ausrichtung von zwei aufeinander einzujustierenden Objekten
US4636626A (en) * 1983-01-14 1987-01-13 Nippon Kogaku K.K. Apparatus for aligning mask and wafer used in semiconductor circuit element fabrication
GB2139348A (en) * 1983-03-26 1984-11-07 Disco Abrasive Systems Ltd Automatic alignment system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KHOURY, H.A.: 2-D area array solid-state feedback automatic wafer aligument system. In: IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 17, No. 10, 1975, S. 2890-2892 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0589160A1 (de) * 1992-07-10 1994-03-30 Erich Netzsch GmbH & Co. Holding KG Verfahren und Anlage zum Entgraten und Weiterbearbeiten von Werkstücken, insbesondere aus keramischem Material
DE19545721A1 (de) * 1995-12-07 1997-06-12 Deutsche Telekom Ag Verfahren zur Herstellung und Justierung von Mikrolinsen auf Faser- und Laser-Enden
DE19545721C2 (de) * 1995-12-07 2003-02-20 Deutsche Telekom Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen und präzisen Positionieren von optischen Mikrokomponenten auf einer über einer optischen Einrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
US5442445A (en) 1995-08-15
JPH03232215A (ja) 1991-10-16
DE4101750C2 (de) 2002-11-07

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