JPH04177104A - 音響光学素子を用いた光学装置 - Google Patents
音響光学素子を用いた光学装置Info
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- JPH04177104A JPH04177104A JP2306414A JP30641490A JPH04177104A JP H04177104 A JPH04177104 A JP H04177104A JP 2306414 A JP2306414 A JP 2306414A JP 30641490 A JP30641490 A JP 30641490A JP H04177104 A JPH04177104 A JP H04177104A
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
にパターン転写に用いられるマスクとウェハとのアライ
メント調整等のために、これらに設けられたマークを位
置合わせすることに好適な位置合わせ装置に関する。
伴い、パターン転写手段として、高解像性能を有する光
学式投影露光装置が広く使用されている。この装置を用
いて転写を行う場合、露光に先立ってマスクとウェハと
を高精度で位置合わせ(アライメント)する必要がある
。
る他の光学系(OFF−AXIS顕微鏡)を用いて、ウ
ェハ上に予め形成したマークを検出してウェハを位置決
めし、その後ウェハを投影光学系の視野内の所定の位置
に高精度に移動させて予め正確に位置決めされたマスク
との位置合わせを行う0FF−AXIS方式と、マスク
とウェハの双方に予め形成された位置合わせマークを投
影光学系を通して検出し、直接マスクとウェハを位置合
わせするTTL (Through The Lene
)方式とがある。
いため、アライメントに要する時間が少なく、スルーブ
ツト(処理速度)が大きいと言う利点を持つ。
正確な距離だけ移動させる必要があり、他に絶対測長系
を設けなければならず、誤差要因が増加し、実際上高い
精度で位置合わせをすることが難しい。このような状況
から、最近では、より高精度なアライメントを行うため
に、TTL方式のようにマスク及びウェハに設けられた
マークを投影光学系を通して検出し、直接アライメント
する方式がより優れていると認められている。
レーティングマークを重ね合わせる方法(文献 G、D
ubroeucq、 1980. ME、 W、
RTrutna、Jr。
ように、レチクル111上に一次元グレーティングマー
ク101が設けられ、ウェハ112上に二次元グレーテ
ィングマーク102が設られる。アライメント光源10
4からの光によりレチクル111上のマーク101を証
明し、透過回折光は投影レンズ103を通ってウェハ1
12上のマーク102へ導かれる。マーク102による
反射回折光は再び投影レンズ103を通り、レチクル1
11上のグレーティングマーク101で再度回折されで
光電検出器105に入る。そして、光電検出器105に
入射する回折光の強度を測定することにより、レチクル
111とウェハ112の相対位置を検出するという方法
である。
、周波数の僅かに異なる三光束の干渉を利用した光ヘテ
ロダイン方式が採用されている。
に、周波数の僅かに異なる三光束からなるアライメント
光(例えばHe−Neレーザ光)を得るために、AOM
すなわち音響光学素子120.122が一般的に用いら
れている。具体的には、He−Neレーザ光源104か
ら出たレーザビームを三光束に分離し、それぞれを個々
の音響光学素子120.122に入れ数百KHz程度の
周波数の差を持つ三光束をつくる。
ンズ103、ウェハ112上のマーク102、そして再
び投影レンズ103を通して、検出信号として、この三
光束の干渉による検出ビート信号を光束検出器105に
よって検出している。ここで得られたビート信号は、レ
チクル111とウェハ112の相対位置が変わると、そ
れに応じて位相が変わる。そこで、光電検出器105に
よって得られる三光束のビート信号を、レチクル111
とウェハ112の相対位置情報を含まない位置から取り
出し、これを参照ビート信号とする。この参照ビート信
号と上記検出信号の位相差を読むことによって、レチク
ル111とウェハ112の相対位置の変化を検出する。
にするために、第7図に示すように、入射レーザ光の光
軸と、射出される一次回折光の光軸との間に、ブラッグ
回折角を満足する角度2αの角度ずれ(例えば、15
mrad= 0.85°)を生じさせなければならない
。従って、音響光学素子を含む光学系を組み込んだ装置
においては、音響光学素子の前方又は後方で、一定基準
面すなわち基準軸線、例えば光学系取付はベースの平面
や縁端に対し平行でもなく垂直でもない光軸を設立しな
ければならず、該装置の組み立てが困難であり、また高
精度の調整が非効率的になるという問題があった。
消し、音響光学素子を含む位置合わせ装置の大部分の光
軸を基準軸線に対し垂直又は平行として、該装置の効率
的で低コストな組み立て及び高精度な調整を可能とする
位置合わせ装置を提供することを目的とする。
光学素子で変調する光学装置において、音響光学素子を
基準軸線に対しブラッグ回折角αだけ傾斜させて配置し
たことを特徴とする音響光学素子を用いた光学装置であ
る。
式投影露光装置を図に基づいて説明する。
に、TTL方式位置合わせ装置を有する。
射鏡3及びビームスプリッタ−2が配置される。
響光学素子4が配置され、ビームスプリッタ−2で反射
されさらに反射鏡6で反射された光軸0.上には第2の
音響光学素子8が配置される。
接続され、各音響光学素子4.8からはそれぞれ周波数
f、、f、の変調光が出力される。
び第2音響光学素子4.8のブラッグ回折角をαとする
とき、反射鏡3で反射された光軸O1は、第1及び第2
音響光学素子4.8の射出光軸oo、oo2に対しそれ
ぞれ2α傾斜するように、反射鏡3、第1及び第2音響
光学素子4.8が配置されている。すなわち、第1音響
光学素子4の基準軸mm’の垂線を光軸0.に対してα
だけ傾斜させる。同様に、第2音響光学素子8の基準軸
nn’の垂線を光軸03に対してαだけ傾斜させる。
.8等を取付けた取付はベース9の縁端に対し射出光軸
O○1.00□を平行とすることにより、装置の多くの
部品を基準軸線に対して平行又は垂直とすることができ
る。
前方には、それぞれビームスプリッタ−10,12が配
置される。ビームスプリッタ−10,12の反射光軸0
4、○、上には、第1及び第2光東変位光学系14.1
6が配置される。
であって、第3図に示すように、光軸04(05)上に
、偏角θd=1°、プリズム頂角θ、=約2°、屈折率
n=1.51462(θd−(n−1> ・0w)の
楔形プリズム2個101.102を光軸0 、 (Os
)を中心に回転可能に配置し、さらにこの前方に2個の
ブレーンパラレル104.106を配置する。ブレーン
パラレル104は光軸0 = (Os>と直交する水平
軸線xx′を中心に回転可能に保持され、ブレーンパラ
レル106は光軸0 、 (05)と直交する水平軸線
YY’を中心に回転可能に保持される。
2光束変位光学系14.16を通過後、マスク20上に
設けられたピッチP8の回折格子からなる第1位置合わ
せマーク22に達する。ここでピッチPiは、第1及び
第2音響光学素子4.8の±1次回折光が第1位置合わ
せマーク22に入射するように決定される。
20を焼付けるべきウェハ26が配置される。第1位置
合わせマーク22を通過した光軸04.05は縮小投影
レンズ24を通過して、ウェハ26に設けられたピッチ
P、の回折格子からなる第2位置合わせマーク30に達
する。ここで、ピッチP、は、光軸04.0.にそって
入射した光束の第2位置合わせマーク30による1次回
折光が縮小投影レンズ24の垂直な光軸と合致するよう
に決定される。
小投影レンズ24に関し第2位置合わせマーク22と共
役な位置に、反射鏡40が配置される。第2位置合わせ
マーク22から反射鏡40に至り反射鏡40によって反
射される光軸06上には、反射鏡40の前方に位置合わ
せ信号検出器42が配置される。
はビームスプリッタ−60が配置され、一方光軸03上
でビームスプリッタ−12の前方には反射鏡61が配置
され、ビームスプリッタ−60の反射光軸と透過光軸は
合致して光軸07となる。光軸07上でビームスプリッ
タ−60の前方にはリファレンス信号検出器62が配置
される。
ァレンス信号検出器62によって検出される信号は、周
波数差△f=1f1−f21のビートを持つビート信号
である。例えば、f、=80M)Iz 、 f 2 =
79.9MH2である場合△f = 180MHz −
79,9MHz 1=100 KHzである。
によって検出されるビート信号の位相をφ5、リファレ
ンス信号検出器42によって検出されるビート信号の位
相をφ、とする。位相φ1、φ、の位相差△φ=φ、−
φ1から、光ヘテロダインにより第1位置合わせマーク
22と第2位置合わせマーク30の光学的相対位置を演
算することができる。
及び第2音響光学素子4.6から射出された変調光を、
第1位置合わせマーク22、縮小投影レンズ24の入射
瞳(図示せず)、第2位置合わせマーク30に正確に入
射させることにより第2位置合わせマーク30による回
折光を適切に重ね合わせ、十分なレベルの位置合わせ信
号を得なければならない。
光束が入射角α1で第2位置合わせマーク30のマーク
領域を過不足なく照射し、周波数f2のレーザー光束が
入射角α2 (−α1)で、該第2位置合わせマーク3
0をマーク領域を過不足なく照射し、それぞれの反射回
折光束がウェハ26と垂直をなす方向に反射され、十分
なレベルの位置合わせ信号が得られる。
ー光束が第2位置合わせマーク30によって十分なレベ
ルの位置合わせ信号が得られない場合、楔形ブリスム1
01.102を光軸○2.05を中心に回転させること
によって光束を偏向させることができる。
れぞれの偏角方向のなす角度を20、屈折率をnとする
。これら楔形プリズム101.102を光軸04.05
を通過するレーザー光束は、楔形プリスム101.10
2を光軸04.05の偏角方向の中間方向に、 角度δ=(n=1)・A・2Slnθ だけ偏向させられる。
、yy’を中心に回転させることによって光束を平行移
動すなわちシフトさせることができる。例えば、ブレー
ンパラレルの回転角度をθ、厚さt1屈折率nとすると
きのシフト量りは、n で求められる。
光学素子付近の拡大図に示すが、第1実施例の構成に対
応する構成については第1実施例と同一の符号を付して
その説明を省略する。He−Neレーザー光源1から発
せられたレーザービームは、取付はベース9の縁端と平
行な光軸0.に沿って反射鏡3、ビームスプリッタ−2
、反射鏡200を経て第1及び第2音響光学素子4.8
に入る。第1及び第2音響光学素子4.8の基準軸mm
’ 、nn’は、その入射光軸0□、03に対してそれ
ぞれ2α傾斜して配置されている。従って、第1及び第
2音響光学素子4.8の射出光軸001、○02は、取
付はベース9の縁端に対し2αの傾斜をなす。射出光軸
008.00□にはそれぞれ反射鏡202.204が配
置され、反射鏡202.204の反射光軸は、取付はベ
ース9の縁端と平行となる。
大部分の光軸を一定基準面に対し垂直又は平行とするこ
とができ、該装置の効率的で低コストの組み立て及び高
精度の調整を可能とする。
だ光学式投影露光装置の光学斜視図、第2図は第1図の
装置の音響光学素子付近の拡大図、第3図は光束変位光
学系の光学斜視図、第4図は位置合わせ信号の位相差を
示す説明図、第5図はレーザー光束が第1位置合わせマ
ーク22に入射する状況の側面説明図、第6図は従来の
位置合わせ光学装置の原理説明図、第7図は音響光学素
子の説明図、第8図は本発明の第2実施例の音響光学素
子付近の説明図である。 1・・・・・・レーザー光源 4・・・−・・第1音響光学素子 8・・・・・・第2音響光学素子 10.12・・・・・・ビームスプリッタ−14・・・
・・・第1光束変位光学系 16・・・・・・第2光束変位光学系 20・・・・・・レチクル 22・・・・・・第1位置合わせマーク24・・・・・
・微小投影レンズ 26・・・−・・ウェハ 30・・・・・・第2位置合わせマーク42・・・・・
・位置合わせ信号検出器62・・・・・・リファレンス
信号検出器101.102・・・・・・楔形プリズム1
04.106・・・・・・プレーンパラレル第1図 第5図
Claims (5)
- (1)光ヘテロダイン方式で使用する二光束を音響光学
素子で変調する光学装置において、音響光学素子を基準
軸線に対しブラッグ回折角αだけ傾斜させて配置したこ
とを特徴とする音響光学素子を用いた光学装置。 - (2)上記音響光学素子に基準軸線に対し2αだけ傾斜
させて測定光束を入射させた請求項1記載の音響光学素
子を用いた光学装置。 - (3)上記音響光学素子に基準軸線と平行に測定光束を
入射させ、上記音響光学素子から射出光軸を基準軸線と
平行又は垂直に屈折させた請求項1記載の音響光学素子
。 - (4)上記音響光学素子が一対対称に配置されている請
求項1記載の音響光学素子。 - (5)上記測定光束が同一光源でつくられたHe−Ne
レーザー光である請求項1記載の音響光学素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2306414A JP2947920B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 音響光学素子を用いた光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2306414A JP2947920B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 音響光学素子を用いた光学装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04177104A true JPH04177104A (ja) | 1992-06-24 |
JP2947920B2 JP2947920B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=17956735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2306414A Expired - Lifetime JP2947920B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 音響光学素子を用いた光学装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2947920B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008053738A1 (fr) * | 2006-10-30 | 2008-05-08 | Osaka University | Système de portillonnage optique utilisant un phénomène de moiré |
CN113219683A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-08-06 | 华中科技大学 | 一种基于单个声光偏转的平行激光分束装置及调节方法 |
-
1990
- 1990-11-13 JP JP2306414A patent/JP2947920B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2008053738A1 (fr) * | 2006-10-30 | 2008-05-08 | Osaka University | Système de portillonnage optique utilisant un phénomène de moiré |
US7936512B2 (en) | 2006-10-30 | 2011-05-03 | Osaka University | Optical gating system using moiré effect |
CN113219683A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-08-06 | 华中科技大学 | 一种基于单个声光偏转的平行激光分束装置及调节方法 |
CN113219683B (zh) * | 2021-04-12 | 2023-06-02 | 华中科技大学 | 一种基于单个声光偏转的平行激光分束装置及调节方法 |
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---|---|
JP2947920B2 (ja) | 1999-09-13 |
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