DE4101750A1 - Justierverfahren und -vorrichtung - Google Patents
Justierverfahren und -vorrichtungInfo
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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.
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.
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.
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.
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.
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.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2027087A JPH03232215A (ja) | 1990-02-08 | 1990-02-08 | 位置合せ方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4101750A1 true DE4101750A1 (de) | 1991-08-22 |
DE4101750C2 DE4101750C2 (de) | 2002-11-07 |
Family
ID=12211296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4101750A Expired - Fee Related DE4101750C2 (de) | 1990-02-08 | 1991-01-22 | Justierverfahren und -vorrichtung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5442445A (de) |
JP (1) | JPH03232215A (de) |
DE (1) | DE4101750C2 (de) |
Cited By (2)
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)
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)
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)
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 |
-
1990
- 1990-02-08 JP JP2027087A patent/JPH03232215A/ja active Pending
-
1991
- 1991-01-22 DE DE4101750A patent/DE4101750C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-12-27 US US08/173,879 patent/US5442445A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
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)
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)
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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