JPH06224101A - 二重焦点レンズ及び位置合せ装置 - Google Patents
二重焦点レンズ及び位置合せ装置Info
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- JPH06224101A JPH06224101A JP5010935A JP1093593A JPH06224101A JP H06224101 A JPH06224101 A JP H06224101A JP 5010935 A JP5010935 A JP 5010935A JP 1093593 A JP1093593 A JP 1093593A JP H06224101 A JPH06224101 A JP H06224101A
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- wafer
- optical axis
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 任意のキャップ間隔に対しても、マスク／ウ
エハ上の位置合せマーク像を同時に取り込める対物レン
ズ及び位置合せ装置を提供する。 【構成】 同心円状に焦点距離の異なるレンズを形成し
た二重焦点レンズにおいて、第１の焦点距離を有する第
１のレンズと、略円環形状を有し、光軸を一致させて環
内に前記第１のレンズが緩挿され、第２の焦点距離を有
する第２のレンズと、第１又は第２のレンズの少なくと
も一方を各レンズの共通する光軸方向に駆動する駆動手
段と、を備える。また、合焦手段は第１及び第２の位置
合せマーク上に第１のレンズまたは第２のレンズを排他
的に合焦させ、撮像手段により第１及び第２の位置合せ
マークの像を同時に撮像し、制御手段により撮像データ
に基づき各位置合せマークのずれ量、方向を検出し駆動
制御信号を出力し、駆動制御信号に基づき駆動手段は第
１、第２の位置合せ対象物の位置合せを行なう。
エハ上の位置合せマーク像を同時に取り込める対物レン
ズ及び位置合せ装置を提供する。 【構成】 同心円状に焦点距離の異なるレンズを形成し
た二重焦点レンズにおいて、第１の焦点距離を有する第
１のレンズと、略円環形状を有し、光軸を一致させて環
内に前記第１のレンズが緩挿され、第２の焦点距離を有
する第２のレンズと、第１又は第２のレンズの少なくと
も一方を各レンズの共通する光軸方向に駆動する駆動手
段と、を備える。また、合焦手段は第１及び第２の位置
合せマーク上に第１のレンズまたは第２のレンズを排他
的に合焦させ、撮像手段により第１及び第２の位置合せ
マークの像を同時に撮像し、制御手段により撮像データ
に基づき各位置合せマークのずれ量、方向を検出し駆動
制御信号を出力し、駆動制御信号に基づき駆動手段は第
１、第２の位置合せ対象物の位置合せを行なう。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体露光装置の位置合
せに用いられる二重焦点レンズ及びこの二重焦点レンズ
を用いた位置合せ装置に関する。
せに用いられる二重焦点レンズ及びこの二重焦点レンズ
を用いた位置合せ装置に関する。
【０００２】半導体露光方法としてプロキシミティ露光
法が従来より知られている。このプロキシミティ露光法
は露光用の等倍マスクとレジストを塗布したウェハとを
微小間隔（数１０μｍ）を隔てて平行になるように設置
し、露光照明光を等倍マスク側から照射する露光方法で
ある。
法が従来より知られている。このプロキシミティ露光法
は露光用の等倍マスクとレジストを塗布したウェハとを
微小間隔（数１０μｍ）を隔てて平行になるように設置
し、露光照明光を等倍マスク側から照射する露光方法で
ある。
【０００３】近年の半導体装置の微細化に伴い、露光照
明光としてＸ線等を用いることが行なわれており、プロ
キシミティ露光法における等倍マスクとウェハとのより
正確な位置合せ技術が望まれている。
明光としてＸ線等を用いることが行なわれており、プロ
キシミティ露光法における等倍マスクとウェハとのより
正確な位置合せ技術が望まれている。
【０００４】
【従来の技術】半導体露光装置の位置合せ手法は、種々
の方法が提案され実用化されている。顕微鏡を用いて位
置合せマークの像をＣＣＤ等の撮像素子上に結像させ、
画像処理の手法を用いて位置合せマーク位置を検出する
手法もその一つである。
の方法が提案され実用化されている。顕微鏡を用いて位
置合せマークの像をＣＣＤ等の撮像素子上に結像させ、
画像処理の手法を用いて位置合せマーク位置を検出する
手法もその一つである。
【０００５】この手法は、照明光として白色インコヒー
レント光を用いることが可能なため、位置合せマーク像
が位置合せマーク及びその上面のレジストの位相的性質
の影響を受けることがない点で優れている。
レント光を用いることが可能なため、位置合せマーク像
が位置合せマーク及びその上面のレジストの位相的性質
の影響を受けることがない点で優れている。
【０００６】また、これに対して、レーザ光等のコヒー
レント光を用いた他の位置合せ手法では、レジスト表面
と位置合せマーク記録位置の差が照明光波長の２分の１
近傍の値を採るときには、レジスト表面からの反射光と
位置合せマーク記録位置からの反射光が干渉し、位置合
せマークの像の強度が極度に弱くなるという課題があ
る。また、レジストは通常スピンコート法で塗布される
ため、位置合せマーク上面でのレジストプロファイルが
粘性流体の特徴的な性質により非対称に歪むこととな
る。これにより、コヒーレント光を照射すると、レジス
ト表面と位置合せマーク表面で多重反射した光が互いに
干渉するため、位置合せマーク像も非対称に歪むことに
なるため、位置合せ誤差の原因となる。
レント光を用いた他の位置合せ手法では、レジスト表面
と位置合せマーク記録位置の差が照明光波長の２分の１
近傍の値を採るときには、レジスト表面からの反射光と
位置合せマーク記録位置からの反射光が干渉し、位置合
せマークの像の強度が極度に弱くなるという課題があ
る。また、レジストは通常スピンコート法で塗布される
ため、位置合せマーク上面でのレジストプロファイルが
粘性流体の特徴的な性質により非対称に歪むこととな
る。これにより、コヒーレント光を照射すると、レジス
ト表面と位置合せマーク表面で多重反射した光が互いに
干渉するため、位置合せマーク像も非対称に歪むことに
なるため、位置合せ誤差の原因となる。
【０００７】上述した問題点は、露光照明光として白色
インコヒーレント光を用いることにより解決することが
できるため、先に述べた（位置合せ）マーク像結像型の
位置合せ手法が注目されている。
インコヒーレント光を用いることにより解決することが
できるため、先に述べた（位置合せ）マーク像結像型の
位置合せ手法が注目されている。
【０００８】プロキシミティ露光法の位置合せは、マス
ク上の位置合せマーク位置と、ウェハ上の位置合せマー
ク位置の双方を検出しなければならないため、顕微鏡の
焦点をマスク上及びウェハ上の双方に合せる必要があ
る。しかしながら、マスクとウェハ間のギャップは上述
したように数１０μｍであり、一般に倍率４０〜６０倍
のものが用いられている顕微鏡対物レンズの焦点深度よ
りはるかに大きいため、両アラインメントマークを同時
に取込むことができない。
ク上の位置合せマーク位置と、ウェハ上の位置合せマー
ク位置の双方を検出しなければならないため、顕微鏡の
焦点をマスク上及びウェハ上の双方に合せる必要があ
る。しかしながら、マスクとウェハ間のギャップは上述
したように数１０μｍであり、一般に倍率４０〜６０倍
のものが用いられている顕微鏡対物レンズの焦点深度よ
りはるかに大きいため、両アラインメントマークを同時
に取込むことができない。
【０００９】従って、焦点合せの最も簡単な方法は、顕
微鏡筒を機械的にマスク／ウェハに垂直な方向に移動さ
せ、双方に焦点を合せる方法であるが、顕微鏡筒の移動
前後でマスクあるいはウェハに平行に移動してしまう可
能性があり、位置合せ誤差が発生してしまうという問題
点があった。
微鏡筒を機械的にマスク／ウェハに垂直な方向に移動さ
せ、双方に焦点を合せる方法であるが、顕微鏡筒の移動
前後でマスクあるいはウェハに平行に移動してしまう可
能性があり、位置合せ誤差が発生してしまうという問題
点があった。
【００１０】上記問題点を解決する方法として、二重焦
点レンズを用いる方法がある。二重焦点レンズ１Ｐは、
図５に示すように、焦点距離の異なるレンズを同心円状
に形成したものであり、二つの焦点距離の差を物面１／
物面２（マスク／ウェハ）間のギャップと等しくすれ
ば、物面１（マスク）上の位置合せマークと物面２（ウ
ェハ）上の位置合せマークを同一像面に同時に結像させ
て位置合せを行なえることとなる。
点レンズを用いる方法がある。二重焦点レンズ１Ｐは、
図５に示すように、焦点距離の異なるレンズを同心円状
に形成したものであり、二つの焦点距離の差を物面１／
物面２（マスク／ウェハ）間のギャップと等しくすれ
ば、物面１（マスク）上の位置合せマークと物面２（ウ
ェハ）上の位置合せマークを同一像面に同時に結像させ
て位置合せを行なえることとなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところでプロキシミテ
ィ露光法の場合、露光照明光はマスクパターンで回折去
れるため、その解像度はマスク／ウェハ間ギャップの大
きさに依存することとなる。すなわち、マスクパターン
が微細になるほど回折角は大きくなるため、より微細な
パターンをウェハ上に形成するためにはマスク／ウェハ
間ギャップを小さく設定する必要がある。従って、プロ
キシミティ露光法を行なうためには、露光すべきマスク
パターンに合わせてマスク／ウェハ間ギャップを設定す
る必要があり、設定可能なマスク／ウェハ間ギャップ数
１０μｍ程度の範囲が必要となる。
ィ露光法の場合、露光照明光はマスクパターンで回折去
れるため、その解像度はマスク／ウェハ間ギャップの大
きさに依存することとなる。すなわち、マスクパターン
が微細になるほど回折角は大きくなるため、より微細な
パターンをウェハ上に形成するためにはマスク／ウェハ
間ギャップを小さく設定する必要がある。従って、プロ
キシミティ露光法を行なうためには、露光すべきマスク
パターンに合わせてマスク／ウェハ間ギャップを設定す
る必要があり、設定可能なマスク／ウェハ間ギャップ数
１０μｍ程度の範囲が必要となる。
【００１２】このため、二重焦点レンズを用いる方法
は、二重レンズが一定のギャップに対してしか適用でき
ないため、汎用性がなくなってしまうという問題点があ
った。そこで、本発明の目的は、任意のキャップ間隔に
対しても、マスク上並びにウエハ上の位置合せマーク像
を同時に取り込む事が出来る対物レンズとそれを用いた
結像型の位置合せ装置を提供することにある。
は、二重レンズが一定のギャップに対してしか適用でき
ないため、汎用性がなくなってしまうという問題点があ
った。そこで、本発明の目的は、任意のキャップ間隔に
対しても、マスク上並びにウエハ上の位置合せマーク像
を同時に取り込む事が出来る対物レンズとそれを用いた
結像型の位置合せ装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第１の発明は、同心円状に焦点距離の異なるレンズ
を形成した二重焦点レンズにおいて、第１の焦点距離を
有する第１のレンズと、略円環形状を有し、光軸を一致
させて環内に前記第１のレンズが緩挿されるとともに、
第２の焦点距離を有する第２のレンズと、前記第１のレ
ンズまたは前記第２のレンズの少なくとも一方を前記レ
ンズの共通する光軸方向に駆動する駆動手段と、を備え
て構成する。
め、第１の発明は、同心円状に焦点距離の異なるレンズ
を形成した二重焦点レンズにおいて、第１の焦点距離を
有する第１のレンズと、略円環形状を有し、光軸を一致
させて環内に前記第１のレンズが緩挿されるとともに、
第２の焦点距離を有する第２のレンズと、前記第１のレ
ンズまたは前記第２のレンズの少なくとも一方を前記レ
ンズの共通する光軸方向に駆動する駆動手段と、を備え
て構成する。
【００１４】また、第２の発明は、第１の位置合せ対象
物上の第１の位置合せマーク上及び第２の位置合せ対象
物上の第２の位置合せマーク上に前記第１のレンズまた
は前記第２のレンズを排他的に合焦させる合焦手段と、
前記合焦された前記第１の位置合せマークの像及び前記
第２の位置合せマークの像を同時に撮像し、撮像データ
を出力する撮像手段と、前記撮像データに基づいて前記
第１、第２の位置合せマークのずれ量、ずれ方向を検出
して駆動制御信号を出力する制御手段と、前記駆動制御
信号に基づいて前記第１、第２の位置合せ対象物の相対
的位置関係を変更し、位置合せを行なう駆動手段と、を
備えて構成する。
物上の第１の位置合せマーク上及び第２の位置合せ対象
物上の第２の位置合せマーク上に前記第１のレンズまた
は前記第２のレンズを排他的に合焦させる合焦手段と、
前記合焦された前記第１の位置合せマークの像及び前記
第２の位置合せマークの像を同時に撮像し、撮像データ
を出力する撮像手段と、前記撮像データに基づいて前記
第１、第２の位置合せマークのずれ量、ずれ方向を検出
して駆動制御信号を出力する制御手段と、前記駆動制御
信号に基づいて前記第１、第２の位置合せ対象物の相対
的位置関係を変更し、位置合せを行なう駆動手段と、を
備えて構成する。
【００１５】
【作用】第１の発明によれば、駆動手段は、第１のレン
ズまたは第２のレンズの少なくとも一方を前記レンズの
共通する光軸方向に駆動し、相対的に第１のレンズを第
２のレンズの環内で移動させる。
ズまたは第２のレンズの少なくとも一方を前記レンズの
共通する光軸方向に駆動し、相対的に第１のレンズを第
２のレンズの環内で移動させる。
【００１６】この結果、両レンズの焦点位置関係を容易
に変更することができる。また、第２の発明によれば、
合焦手段は、第１の位置合せ対象物上の第１の位置合せ
マーク上及び第２の位置合せ対象物上の第２の位置合せ
マーク上に第１のレンズまたは第２のレンズを排他的に
合焦させる。
に変更することができる。また、第２の発明によれば、
合焦手段は、第１の位置合せ対象物上の第１の位置合せ
マーク上及び第２の位置合せ対象物上の第２の位置合せ
マーク上に第１のレンズまたは第２のレンズを排他的に
合焦させる。
【００１７】これにより撮像手段は、合焦された第１の
位置合せマークの像及び第２の位置合せマークの像を同
時に撮像し、撮像データを制御手段に出力する。この結
果、制御手段は撮像データに基づいて第１、第２の位置
合せマークのずれ量、ずれ方向を検出して駆動制御信号
を駆動手段に出力して、第１、第２の位置合せ対象物の
相対的位置関係を変更させ位置合せを行なわせる。
位置合せマークの像及び第２の位置合せマークの像を同
時に撮像し、撮像データを制御手段に出力する。この結
果、制御手段は撮像データに基づいて第１、第２の位置
合せマークのずれ量、ずれ方向を検出して駆動制御信号
を駆動手段に出力して、第１、第２の位置合せ対象物の
相対的位置関係を変更させ位置合せを行なわせる。
【００１８】従って、第１の位置合せマークと第２の位
置合せマークの光軸方向の相対的位置関係が変更されて
も、容易にそれぞれの位置合せマークに焦点を合せるこ
とができ、位置合せを確実に行なうことができる。
置合せマークの光軸方向の相対的位置関係が変更されて
も、容易にそれぞれの位置合せマークに焦点を合せるこ
とができ、位置合せを確実に行なうことができる。
【００１９】
【実施例】次に図面を参照して本発明の好適な実施例を
説明する。図１に二重焦点対物レンズの構成例を示す。
説明する。図１に二重焦点対物レンズの構成例を示す。
【００２０】図１においては、二重焦点レンズ１を構成
する２枚のレンズのうち、外側レンズ２が可動レンズと
なり、内側レンズ３が固定レンズとなっており、外側レ
ンズ２の焦点はウェハ４上に合焦し、内側レンズ３の焦
点はマスク５上に合焦している。
する２枚のレンズのうち、外側レンズ２が可動レンズと
なり、内側レンズ３が固定レンズとなっており、外側レ
ンズ２の焦点はウェハ４上に合焦し、内側レンズ３の焦
点はマスク５上に合焦している。
【００２１】図１の破線で示すようにウェハ４’の位置
にウェハが存在し、ウェハ４の場合と比較して、マスク
／ウェハ間ギャップが変化した場合には、レンズの前焦
点から物面までの距離（以下、物面距離という。）ｚと
後焦点から像面までの距離（以下、像面距離という。）
ｚ’の関係式である次式、 ｚ・ｚ’＝ｆ2 （ｆは外側レンズの焦点距離） を満たすように外側レンズ２を移動（図中外側レンズ
２’で示す。）することによって、ウェハ４’上のパタ
ーンを同一像面６に結像させることができる。
にウェハが存在し、ウェハ４の場合と比較して、マスク
／ウェハ間ギャップが変化した場合には、レンズの前焦
点から物面までの距離（以下、物面距離という。）ｚと
後焦点から像面までの距離（以下、像面距離という。）
ｚ’の関係式である次式、 ｚ・ｚ’＝ｆ2 （ｆは外側レンズの焦点距離） を満たすように外側レンズ２を移動（図中外側レンズ
２’で示す。）することによって、ウェハ４’上のパタ
ーンを同一像面６に結像させることができる。
【００２２】この場合において、対物レンズの倍率ｍ
は、 ｍ＝ｚ’／ｚ であるので、物面距離ｚと像面距離ｚ’を変化させるこ
とにより倍率ｍも変化することを考慮する必要がある。
は、 ｍ＝ｚ’／ｚ であるので、物面距離ｚと像面距離ｚ’を変化させるこ
とにより倍率ｍも変化することを考慮する必要がある。
【００２３】例えば、初期状態において、可動部である
外側レンズ２の倍率が４０倍で像面距離ｚ’＝１６０ｍ
ｍの場合、ウェハ４の位置（物面距離ｚ）が１０μｍ変
化した場合（ウェハ４’の位置）、外側レンズ２を合焦
させるためには外側レンズ２を９．７μｍ移動させた、
外側レンズ２’の位置に移動させる必要がある。この時
の倍率ｍ’は３９．９９５倍となる。
外側レンズ２の倍率が４０倍で像面距離ｚ’＝１６０ｍ
ｍの場合、ウェハ４の位置（物面距離ｚ）が１０μｍ変
化した場合（ウェハ４’の位置）、外側レンズ２を合焦
させるためには外側レンズ２を９．７μｍ移動させた、
外側レンズ２’の位置に移動させる必要がある。この時
の倍率ｍ’は３９．９９５倍となる。
【００２４】ここで位置合せの概要動作について説明す
る。位置合せを行なう場合には、マスク上の位置合せマ
ークとウェハ上の位置合せマークとの対物レンズの光軸
に垂直な投影面（仮想的な投影面）上の相対位置関係を
検出し、その差が零となるようにマスクを載置している
マスクステージあるいはウェハを載置しているウェハス
テージを移動させる。
る。位置合せを行なう場合には、マスク上の位置合せマ
ークとウェハ上の位置合せマークとの対物レンズの光軸
に垂直な投影面（仮想的な投影面）上の相対位置関係を
検出し、その差が零となるようにマスクを載置している
マスクステージあるいはウェハを載置しているウェハス
テージを移動させる。
【００２５】上述したように倍率に誤差（誤差１／２０
０）が含まれる場合、検出した相対位置の差が零となる
ようにいずれかのステージを移動させても、実際的な相
対位置は零とはならない。しかしながら、同様の操作を
数回繰返すことにより、実際的な相対位置の差も零に収
束してゆくこととなる。上述した程度の誤差（誤差１／
２００）であれば、急激に収束することとなる。
０）が含まれる場合、検出した相対位置の差が零となる
ようにいずれかのステージを移動させても、実際的な相
対位置は零とはならない。しかしながら、同様の操作を
数回繰返すことにより、実際的な相対位置の差も零に収
束してゆくこととなる。上述した程度の誤差（誤差１／
２００）であれば、急激に収束することとなる。
【００２６】ところで、上記機構を実際に構成する場
合、可動部として外側レンズをシリンダ状のガイドに格
納してスライドさせる機構とすれば、固定部である内側
レンズの光軸に垂直な方向へのずれ量をほとんど無くす
ことが可能である。
合、可動部として外側レンズをシリンダ状のガイドに格
納してスライドさせる機構とすれば、固定部である内側
レンズの光軸に垂直な方向へのずれ量をほとんど無くす
ことが可能である。
【００２７】しかしながら、移動後の外側レンズの光軸
が内側レンズの光軸に対して傾斜する可能性があり、こ
れを解決するための構成を図２に示す。固定部である内
側レンズ３の光軸方向に固定された光源からの計測用光
線Ｌを可動部である外側レンズ２を通過させ、通過した
後の計測用光線ＬをミラーＭを介して、光軸に対して垂
直な面上の同一円周上に均等に配置した少なくとも３個
のフォトセンサＰＳにより受光し、各フォトセンサＰＳ
の出力信号（Ｉ1 、Ｉ2）に基づいて受光強度の差が無
くなるように可動部である外側レンズ２の傾きを制御
し、調整すればよい。なお、各フォトセンサＰＳの配置
位置は、理想的な位置に設置したレンズのレンズ面から
の距離が等しい位置であれば良い。
が内側レンズの光軸に対して傾斜する可能性があり、こ
れを解決するための構成を図２に示す。固定部である内
側レンズ３の光軸方向に固定された光源からの計測用光
線Ｌを可動部である外側レンズ２を通過させ、通過した
後の計測用光線ＬをミラーＭを介して、光軸に対して垂
直な面上の同一円周上に均等に配置した少なくとも３個
のフォトセンサＰＳにより受光し、各フォトセンサＰＳ
の出力信号（Ｉ1 、Ｉ2）に基づいて受光強度の差が無
くなるように可動部である外側レンズ２の傾きを制御
し、調整すればよい。なお、各フォトセンサＰＳの配置
位置は、理想的な位置に設置したレンズのレンズ面から
の距離が等しい位置であれば良い。
【００２８】これにより、可動部である外側レンズ２の
光軸と固定部である内側レンズ３の光軸を一致させるこ
とができ、正確な位置合せを行なうことができる。次に
より具体的な実施例を図３を参照して説明する。
光軸と固定部である内側レンズ３の光軸を一致させるこ
とができ、正確な位置合せを行なうことができる。次に
より具体的な実施例を図３を参照して説明する。
【００２９】位置合せ装置１０は、固定部である内側レ
ンズ１１を備えており、この内側レンズ１１はガイド筒
２８に固定された状態で支持部２９により顕微鏡筒１６
に固定されている。
ンズ１１を備えており、この内側レンズ１１はガイド筒
２８に固定された状態で支持部２９により顕微鏡筒１６
に固定されている。
【００３０】可動部である外側レンズ１２は、支持部１
３を介して板バネ１４により顕微鏡筒１６に保持されて
いる。支持部１３にはピエゾアクチュエータ１５が取付
けられており、ピエゾアクチュエータ１５が支持部１３
を押圧することにウェハ２６側にガイド筒２８に沿って
移動し、板バネ１４の弾性により光源側の基準位置に復
帰する。この外側レンズ１２の必要可動範囲は上述した
とおり１０μｍであり、ピエゾアクチュエータ１５の可
動範囲となっている。
３を介して板バネ１４により顕微鏡筒１６に保持されて
いる。支持部１３にはピエゾアクチュエータ１５が取付
けられており、ピエゾアクチュエータ１５が支持部１３
を押圧することにウェハ２６側にガイド筒２８に沿って
移動し、板バネ１４の弾性により光源側の基準位置に復
帰する。この外側レンズ１２の必要可動範囲は上述した
とおり１０μｍであり、ピエゾアクチュエータ１５の可
動範囲となっている。
【００３１】また、図示していないがピエゾアクチュエ
ータ１５は、外側レンズ１２の傾斜補正（姿勢制御）の
ため、少なくとも３個は設ける必要がある。この傾斜補
正に用いる傾斜補正光は、外側レンズ１２を透過後、ハ
ーフミラー１７により反射され、スリット１８を介し
て、フォトセンサ１９により受光されて、その光強度に
応じた出力はコントローラ２４により補正制御データと
して演算され、ピエゾアクチュエータ１５が駆動され
て、全てのフォトセンサ１９の出力が等しくなるように
傾斜補正が行なわれることとなる。この場合において、
傾斜補正光の光軸は、内側レンズ１１の光軸と一致する
ように調整されているものとする。
ータ１５は、外側レンズ１２の傾斜補正（姿勢制御）の
ため、少なくとも３個は設ける必要がある。この傾斜補
正に用いる傾斜補正光は、外側レンズ１２を透過後、ハ
ーフミラー１７により反射され、スリット１８を介し
て、フォトセンサ１９により受光されて、その光強度に
応じた出力はコントローラ２４により補正制御データと
して演算され、ピエゾアクチュエータ１５が駆動され
て、全てのフォトセンサ１９の出力が等しくなるように
傾斜補正が行なわれることとなる。この場合において、
傾斜補正光の光軸は、内側レンズ１１の光軸と一致する
ように調整されているものとする。
【００３２】傾斜補正後、実際の位置合せが行なわれ
る。具体的には、まず、内側レンズ１１の焦点をマスク
２５の位置合せマーク３０に合せる。この焦点合せは、
通常のオートフォーカス機構により実現される。同様に
して外側レンズ１２の焦点をウェハ２６の位置合せマー
ク３１に合せる。
る。具体的には、まず、内側レンズ１１の焦点をマスク
２５の位置合せマーク３０に合せる。この焦点合せは、
通常のオートフォーカス機構により実現される。同様に
して外側レンズ１２の焦点をウェハ２６の位置合せマー
ク３１に合せる。
【００３３】次に位置合せマーク３０及び位置合せマー
ク３１の像はＣＣＤカメラ２１により取込まれて、その
取得画像は画像処理装置２２により画像処理されて、解
析され、両位置合せマーク３０、３１の相対位置関係、
すなわち、ずれ量が検出される。
ク３１の像はＣＣＤカメラ２１により取込まれて、その
取得画像は画像処理装置２２により画像処理されて、解
析され、両位置合せマーク３０、３１の相対位置関係、
すなわち、ずれ量が検出される。
【００３４】この検出されたずれ量に対応する制御デー
タが画像処理装置２２からステージ制御装置２３に出力
され、ずれ量に対応して、ステージ２７を駆動する。こ
の段階では、上述したようにレンズの倍率の誤差により
ずれ量は零にはならないので、位置合せマーク像取込み
からステージ駆動までの処理を数回繰返すことにより、
ずれ量は零に収束し、位置合せが完了する。
タが画像処理装置２２からステージ制御装置２３に出力
され、ずれ量に対応して、ステージ２７を駆動する。こ
の段階では、上述したようにレンズの倍率の誤差により
ずれ量は零にはならないので、位置合せマーク像取込み
からステージ駆動までの処理を数回繰返すことにより、
ずれ量は零に収束し、位置合せが完了する。
【００３５】以上の説明のように、本実施例によれば、
マスク／ウェハ間のギャップが変更されても、二重焦点
レンズの焦点位置を容易に変更して、正確な位置合せを
行なうことができる。
マスク／ウェハ間のギャップが変更されても、二重焦点
レンズの焦点位置を容易に変更して、正確な位置合せを
行なうことができる。
【００３６】以上の説明においては、外側レンズを可動
部としている場合について述べたが、図４の正面図に示
すように、外側レンズ１２’の一部を切り取って、固定
治具Ｆにより固定するとともに、内側レンズ１１’を支
持する支持部１１ａを設けて、この支持部１３ａを駆動
するようにして内側レンズ１３’側を可動部とすること
も可能である。
部としている場合について述べたが、図４の正面図に示
すように、外側レンズ１２’の一部を切り取って、固定
治具Ｆにより固定するとともに、内側レンズ１１’を支
持する支持部１１ａを設けて、この支持部１３ａを駆動
するようにして内側レンズ１３’側を可動部とすること
も可能である。
【００３７】また、以上の説明においては、外側レンズ
２の傾斜補正光として、位置合せ用の照明光とは別個の
光源を用いていたが、位置合せ用の照明光を用いること
も可能である。また、顕微鏡用の照明光とは異なるレー
ザ光源等を用いることも可能である。
２の傾斜補正光として、位置合せ用の照明光とは別個の
光源を用いていたが、位置合せ用の照明光を用いること
も可能である。また、顕微鏡用の照明光とは異なるレー
ザ光源等を用いることも可能である。
【００３８】さらにまた、以上の説明においては、ウェ
ハ用ステージを駆動して位置合せを行なう場合について
のみ述べたが、ウェハ用ステージを固定し、マスク用の
ステージを駆動したり、両者ともに駆動するように構成
することも可能である。
ハ用ステージを駆動して位置合せを行なう場合について
のみ述べたが、ウェハ用ステージを固定し、マスク用の
ステージを駆動したり、両者ともに駆動するように構成
することも可能である。
【００３９】
【発明の効果】第１の発明によれば、駆動手段は、第１
のレンズまたは第２のレンズの少なくとも一方を前記レ
ンズの共通する光軸方向に駆動し、相対的に第１のレン
ズを第２のレンズの環内で移動させるので、両レンズの
焦点位置関係を容易に変更することができ、合焦するべ
き２つの対象物の位置関係が変化しても対応することが
できる。
のレンズまたは第２のレンズの少なくとも一方を前記レ
ンズの共通する光軸方向に駆動し、相対的に第１のレン
ズを第２のレンズの環内で移動させるので、両レンズの
焦点位置関係を容易に変更することができ、合焦するべ
き２つの対象物の位置関係が変化しても対応することが
できる。
【００４０】また、第２の発明によれば、合焦手段は、
第１の位置合せ対象物上の第１の位置合せマーク上及び
第２の位置合せ対象物上の第２の位置合せマーク上に第
１のレンズまたは第２のレンズを排他的に合焦させ、撮
像手段は、合焦された第１の位置合せマークの像及び第
２の位置合せマークの像を同時に撮像し、撮像データを
制御手段に出力し、制御手段は撮像データに基づいて第
１、第２の位置合せマークのずれ量、ずれ方向を検出し
て駆動制御信号を駆動手段に出力して、第１、第２の位
置合せ対象物の相対的位置関係を変更させ位置合せを行
なわせるので、、第１の位置合せマークと第２の位置合
せマークの光軸方向の相対的位置関係が変更されても、
容易にそれぞれの位置合せマークに焦点を合せることが
でき、位置合せを確実に行なうことができ、露光法にお
いては、より精密な露光を行なうことができる。
第１の位置合せ対象物上の第１の位置合せマーク上及び
第２の位置合せ対象物上の第２の位置合せマーク上に第
１のレンズまたは第２のレンズを排他的に合焦させ、撮
像手段は、合焦された第１の位置合せマークの像及び第
２の位置合せマークの像を同時に撮像し、撮像データを
制御手段に出力し、制御手段は撮像データに基づいて第
１、第２の位置合せマークのずれ量、ずれ方向を検出し
て駆動制御信号を駆動手段に出力して、第１、第２の位
置合せ対象物の相対的位置関係を変更させ位置合せを行
なわせるので、、第１の位置合せマークと第２の位置合
せマークの光軸方向の相対的位置関係が変更されても、
容易にそれぞれの位置合せマークに焦点を合せることが
でき、位置合せを確実に行なうことができ、露光法にお
いては、より精密な露光を行なうことができる。
【図１】本発明の二重焦点レンズの原理を説明する図で
ある。
ある。
【図２】二重焦点レンズの傾斜補正を説明する図であ
る。
る。
【図３】位置合せ装置の概要構成を示す図である。
【図４】二重焦点レンズの他の実施例を説明する図であ
る。
る。
【図５】従来の二重焦点レンズの説明図である。
１…二重焦点レンズ ２…外側レンズ ３…内側レンズ ４…ウェハ ５…マスク ６…像面 １０…位置合せ装置 １１、１１’…内側レンズ １１ａ…支持部 １２、１２’…外側レンズ １３…支持部 １４…板バネ １５…ピエゾアクチュエータ １６…顕微鏡筒 １７…ハーフミラー １８…スリット １９…フォトセンサ ２０…ハーフミラー ２１…ＣＣＤカメラ ２２…画像処理装置 ２３…ステージ制御装置 ２４…コントローラ ２５…マスク ２６…ウェハ ２７…ステージ ２８…ガイド筒 ２９…支持部 ３０、３１…位置合せマーク
Claims (5)
- 【請求項１】 同心円状に焦点距離の異なるレンズを形
成した二重焦点レンズにおいて、 第１の焦点距離を有する第１のレンズと、 略円環形状を有し、光軸を一致させて環内に前記第１の
レンズが緩挿されるとともに、第２の焦点距離を有する
第２のレンズと、 前記第１のレンズまたは前記第２のレンズの少なくとも
一方を前記レンズの共通する光軸方向に駆動する駆動手
段と、 を備えたことを特徴とする二重焦点レンズ。 - 【請求項２】 請求項１記載の二重焦点レンズにおい
て、 前記駆動手段は、ピエゾアクチュエータを備えたことを
特徴とする二重焦点レンズ。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の二重焦
点レンズにおいて、 前記第１のレンズまたは前記第２のレンズの一方を基準
として、他方のレンズの傾斜状態を検出し、前記両レン
ズの光軸が等しくなるように補正する傾斜補正制御手段
を備えたことを特徴とする二重焦点レンズ。 - 【請求項４】 請求項３に記載の二重焦点レンズにおい
て、 前記傾斜補正制御手段は、前記第１のレンズまたは前記
第２のレンズの一方を固定する固定手段と、 前記固定されたレンズの光軸に直交する平面上に想定さ
れる円であり、かつ、前記光軸と前記平面が交差する点
を中心とする円の円周上に配置され、前記固定されたレ
ンズの光軸に沿った傾斜補正用光を受光して、その受光
強度に対応する強度信号を出力する少なくとも３個の受
光手段と、 前記複数の受光手段からの強度信号に基づいて、前記他
方のレンズの傾斜を補正するために当該レンズを駆動す
る傾斜補正駆動手段と、 を備えたことを特徴とする二重焦点レンズ。 - 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
の二重焦点レンズを備えた位置合せ装置であって、 第１の位置合せ対象物上の第１の位置合せマークと、第
２の位置合せ対象物上の第２の位置合せマーク上に前記
第１のレンズまたは前記第２のレンズを排他的に合焦さ
せる合焦手段と、 前記合焦された前記第１の位置合せマークの像及び前記
第２の位置合せマークの像を同時に撮像し、撮像データ
を出力する撮像手段と、 前記撮像データに基づいて前記第１、第２の位置合せマ
ークのずれ量、ずれ方向を検出して駆動制御信号を出力
する制御手段と、 前記駆動制御信号に基づいて前記第１、第２の位置合せ
対象物の相対的位置関係を変更し、位置合せを行なう駆
動手段と、 を備えたことを特徴とする位置合せ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5010935A JPH06224101A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 二重焦点レンズ及び位置合せ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5010935A JPH06224101A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 二重焦点レンズ及び位置合せ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06224101A true JPH06224101A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=11764088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5010935A Withdrawn JPH06224101A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 二重焦点レンズ及び位置合せ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06224101A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003075122A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-03-12 | Topcon Corp | 光学測定装置 |
| WO2003094212A1 (fr) * | 2002-05-01 | 2003-11-13 | Sony Corporation | Systeme d'alignement, procede d'alignement et procede de production pour dispositif semi-conducteur |
| WO2007043324A1 (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | V Technology Co., Ltd. | 露光装置 |
| CN103092001A (zh) * | 2013-01-16 | 2013-05-08 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 光束位置和角度的调节装置 |
-
1993
- 1993-01-26 JP JP5010935A patent/JPH06224101A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003075122A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-03-12 | Topcon Corp | 光学測定装置 |
| WO2003094212A1 (fr) * | 2002-05-01 | 2003-11-13 | Sony Corporation | Systeme d'alignement, procede d'alignement et procede de production pour dispositif semi-conducteur |
| WO2007043324A1 (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | V Technology Co., Ltd. | 露光装置 |
| JP2007102094A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | V Technology Co Ltd | 露光装置 |
| CN103092001A (zh) * | 2013-01-16 | 2013-05-08 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 光束位置和角度的调节装置 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000404 |