JPH0715366B2 - 物体位置検出光学装置 - Google Patents
物体位置検出光学装置Info
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- JPH0715366B2 JPH0715366B2 JP60178422A JP17842285A JPH0715366B2 JP H0715366 B2 JPH0715366 B2 JP H0715366B2 JP 60178422 A JP60178422 A JP 60178422A JP 17842285 A JP17842285 A JP 17842285A JP H0715366 B2 JPH0715366 B2 JP H0715366B2
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- light
- pupil plane
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- laser
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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
- 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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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、物体の位置を検出するための光学装置、特に
レーザー光を用いた物体位置検出用の光学装置に関す
る。
レーザー光を用いた物体位置検出用の光学装置に関す
る。
従来、LSI等の半導体素子の構造に用いられる投影型露
光装置において、レチクル（またはマスク）とウエハと
を正確に位置合わせするために、レーザー光を用いたア
ライメント光学系が用いられている。このアライメント
光学系において、ウエハの位置を検出するためには、レ
ーザー光を被検物体としてのウエハ面上に集光し、ウエ
ハ面での反射光を対物レンズの瞳位置あるいは対物レン
ズの瞳と共役な位置に配置された空間フィルターを通し
て受光して、ウエハ面上に形成された所定のアライメン
トマークの位置を検出してウエハの位置を検出してい
る。この空間フィルターは、被検物体面からの正反射光
をカットしてアライメントマークによる散乱回折光のみ
を通過させるためのもので、アライメントマークを暗視
野的に検出することができるため、位置検出の精度をあ
る程度まで高めることが可能であった。
光装置において、レチクル（またはマスク）とウエハと
を正確に位置合わせするために、レーザー光を用いたア
ライメント光学系が用いられている。このアライメント
光学系において、ウエハの位置を検出するためには、レ
ーザー光を被検物体としてのウエハ面上に集光し、ウエ
ハ面での反射光を対物レンズの瞳位置あるいは対物レン
ズの瞳と共役な位置に配置された空間フィルターを通し
て受光して、ウエハ面上に形成された所定のアライメン
トマークの位置を検出してウエハの位置を検出してい
る。この空間フィルターは、被検物体面からの正反射光
をカットしてアライメントマークによる散乱回折光のみ
を通過させるためのもので、アライメントマークを暗視
野的に検出することができるため、位置検出の精度をあ
る程度まで高めることが可能であった。
しかしながら、レーザー光は光軸に平行な光線ばかりで
はなく若干の拡がり角を持っているため、対物レンズの
瞳面上で光の滲みを生じ、瞳面上または瞳と共役な面上
にて空間フィルタリングを行う場合にノイズとなり、正
確な位置検出の障害となっていた。
はなく若干の拡がり角を持っているため、対物レンズの
瞳面上で光の滲みを生じ、瞳面上または瞳と共役な面上
にて空間フィルタリングを行う場合にノイズとなり、正
確な位置検出の障害となっていた。
本発明の目的は、レーザー光を用いた位置検出光学装置
において、レーザー光の拡がり角の存在にも関わらず高
い精度で物体位置を検出し得る物体位置検出光学装置を
提供することにある。
において、レーザー光の拡がり角の存在にも関わらず高
い精度で物体位置を検出し得る物体位置検出光学装置を
提供することにある。
本発明は、レーザー光源と、該レーザー光源からの光束
を対物レンズを通して被検物体面上に集光するための光
学系と、該対物レンズの瞳面または該対物レンズの瞳面
と共役な面上に配置された空間フィルターと、該空間フ
ィルターを介して前記被検物体面からの光束を受光する
受光素子とを有する物体位置検出光学装置において、前
記光学系によって、前記レーザー光源から発するレーザ
ー光束の拡がり角の発散原点を前記対物レンズの瞳面上
に投影する構成としたものである。
を対物レンズを通して被検物体面上に集光するための光
学系と、該対物レンズの瞳面または該対物レンズの瞳面
と共役な面上に配置された空間フィルターと、該空間フ
ィルターを介して前記被検物体面からの光束を受光する
受光素子とを有する物体位置検出光学装置において、前
記光学系によって、前記レーザー光源から発するレーザ
ー光束の拡がり角の発散原点を前記対物レンズの瞳面上
に投影する構成としたものである。
このような構成によれば、レーザー光束の拡がり角を持
った光線が対物レンズの瞳面上にて集光されるため、瞳
面上でのレーザー光束に滲みを生ずることがなく、従っ
て対物レンズの瞳面またはこの瞳面と共役な面上に配置
される空間フィルターによるフィルタリングを良好に行
うことが可能となり、位置検出の精度を向上させるもの
である。
った光線が対物レンズの瞳面上にて集光されるため、瞳
面上でのレーザー光束に滲みを生ずることがなく、従っ
て対物レンズの瞳面またはこの瞳面と共役な面上に配置
される空間フィルターによるフィルタリングを良好に行
うことが可能となり、位置検出の精度を向上させるもの
である。
以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。
第１図は、本発明による物体位置検出光学装置を、LSI
等の半導体素子の製造に用いられる縮小投影型露光装置
のアライメント光学系に適用した実施例の概略構成図で
ある。レーザー光源１から供給されるレーザー光束は、
所定の倍率のビームエキスパンダー２によってビーム幅
が拡大され、ビームスプリッター３を通過してコンデン
サーレンズ４によってレチクルＲ上に集光される。そし
て、投影対物レンズL0に関してレチクルＲと共役関係に
配置されたウエハＷ上にもレーザー光束が集光される。
そして、ウエハＷからの反射光は再び投影対物レンズL0
に入射してレチクルＲ、コンデンサーレンズ４を通り、
ビームスプリッター３で反射されてリレーレンズ５に入
射し、受光器６に達する。投影対物レンズの瞳面P1はコ
ンデンサーレンズ４及びリレーレンズ５によって、フィ
ルターＦの位置に投影されており、このフィルターＦに
よってウエハＷからの反射光束の空間フィルタリングが
行われる。
等の半導体素子の製造に用いられる縮小投影型露光装置
のアライメント光学系に適用した実施例の概略構成図で
ある。レーザー光源１から供給されるレーザー光束は、
所定の倍率のビームエキスパンダー２によってビーム幅
が拡大され、ビームスプリッター３を通過してコンデン
サーレンズ４によってレチクルＲ上に集光される。そし
て、投影対物レンズL0に関してレチクルＲと共役関係に
配置されたウエハＷ上にもレーザー光束が集光される。
そして、ウエハＷからの反射光は再び投影対物レンズL0
に入射してレチクルＲ、コンデンサーレンズ４を通り、
ビームスプリッター３で反射されてリレーレンズ５に入
射し、受光器６に達する。投影対物レンズの瞳面P1はコ
ンデンサーレンズ４及びリレーレンズ５によって、フィ
ルターＦの位置に投影されており、このフィルターＦに
よってウエハＷからの反射光束の空間フィルタリングが
行われる。
ここで、レーザー光源から発するレーザー光束には、光
軸10に平行な光線に付随して点線で示した如く拡がり角
εを持つ光線が存在している。この拡がり角の発散原点
は、光軸に垂直な面P0内に分布しており、あたかもこの
面からレーザー光束が発信されているものとみることが
できる。そこで、この面を「仮想発光面」ということに
する。
軸10に平行な光線に付随して点線で示した如く拡がり角
εを持つ光線が存在している。この拡がり角の発散原点
は、光軸に垂直な面P0内に分布しており、あたかもこの
面からレーザー光束が発信されているものとみることが
できる。そこで、この面を「仮想発光面」ということに
する。
本発明においては、この仮想発光面P0を、ビームエキス
パンダー２及びコンデンサーレンズ４等の光学系を介し
て投影対物レンズL0の瞳面P1上に投影するものである。
即ち、図中に破線で示した如く、仮想発光面P0の一端の
点Ａから発する拡がり角εの光束は、投影対物レンズの
瞳面P1上の点ｂに集光され、また仮想発光面P0の他端の
点Ｂから発する拡がり角εの光束も、投影対物レンズの
瞳面P1上の点ａに集光される。従って、第2A図の投影対
物レンズの瞳面上の平面図に示す如く、投影対物レンズ
の瞳面上にて、レーザー光源からの光束は、明確に円形
領域Ｓ内に存在することとなり滲みを生ずることはな
い。
パンダー２及びコンデンサーレンズ４等の光学系を介し
て投影対物レンズL0の瞳面P1上に投影するものである。
即ち、図中に破線で示した如く、仮想発光面P0の一端の
点Ａから発する拡がり角εの光束は、投影対物レンズの
瞳面P1上の点ｂに集光され、また仮想発光面P0の他端の
点Ｂから発する拡がり角εの光束も、投影対物レンズの
瞳面P1上の点ａに集光される。従って、第2A図の投影対
物レンズの瞳面上の平面図に示す如く、投影対物レンズ
の瞳面上にて、レーザー光源からの光束は、明確に円形
領域Ｓ内に存在することとなり滲みを生ずることはな
い。
仮想発光面P0を投影対物レンズの瞳面上に投影し、仮想
発光面P0から発する拡がり角εの光束を、投影対物レン
ズの瞳面P1上に集光するためには、上記実施例の如くビ
ームエキスパンダーを２つの正レンズ群21,22からなる
所謂ケプラー型アフォーカル系とすることが望ましい。
ビームエキスパンダーとして所謂ガリレオ型アフォーカ
ル系を用いる場合には、仮想発光面を投影対物レンズの
瞳面上に投影する構成とするためには、さらにケプラー
型のアフォーカル系を加える等の複雑な構成が必要とな
り、簡単な構成によってレーザー光の拡がり角に起因す
る光線の滲みを十分に除くことは難しくなる。
発光面P0から発する拡がり角εの光束を、投影対物レン
ズの瞳面P1上に集光するためには、上記実施例の如くビ
ームエキスパンダーを２つの正レンズ群21,22からなる
所謂ケプラー型アフォーカル系とすることが望ましい。
ビームエキスパンダーとして所謂ガリレオ型アフォーカ
ル系を用いる場合には、仮想発光面を投影対物レンズの
瞳面上に投影する構成とするためには、さらにケプラー
型のアフォーカル系を加える等の複雑な構成が必要とな
り、簡単な構成によってレーザー光の拡がり角に起因す
る光線の滲みを十分に除くことは難しくなる。
いま、ウエハＷで反射されて投影対物レンズの瞳面上に
戻ってくる光線の様子をみれば、ウエハＷ上で正反射さ
れる光束が、円形領域Ｓ内に戻り、ウエハＷ上に設けら
れた図示なきアライメントマークのエッジで反射散乱さ
れて投影対物レンズに戻ってくる光線Ｄは、第2A図に示
した如く投影対物レンズの瞳面上にて円形領域Ｓの外側
に戻ってくる。このため、投影対物レンズの瞳面または
それと共役な面上にて、第2B図の平面図に示した如く、
光軸上に直径ｄの遮光領域を有する空間フィルターＦに
より光軸上に戻ってくる正反射光を除去し、暗視野的に
アライメントマークを検出することができる。
戻ってくる光線の様子をみれば、ウエハＷ上で正反射さ
れる光束が、円形領域Ｓ内に戻り、ウエハＷ上に設けら
れた図示なきアライメントマークのエッジで反射散乱さ
れて投影対物レンズに戻ってくる光線Ｄは、第2A図に示
した如く投影対物レンズの瞳面上にて円形領域Ｓの外側
に戻ってくる。このため、投影対物レンズの瞳面または
それと共役な面上にて、第2B図の平面図に示した如く、
光軸上に直径ｄの遮光領域を有する空間フィルターＦに
より光軸上に戻ってくる正反射光を除去し、暗視野的に
アライメントマークを検出することができる。
本発明の構成によれば、上述の如く、投影対物レンズの
瞳面上にてレーザー光束が滲みなく整形されているた
め、ウエハで正反射されて戻ってくる光束の領域Ｓが明
確であるため、空間フィルターの光軸上の遮光領域（直
径ｄの円形領域）の大きさを最も小さくすることができ
る。従って、ウエハ上のアライメントマークからの散乱
反射光を最大限に取り入れることが可能となり、ウエハ
上のアライメントマークの検出信号のS/N比を向上させ
ることが可能となる。
瞳面上にてレーザー光束が滲みなく整形されているた
め、ウエハで正反射されて戻ってくる光束の領域Ｓが明
確であるため、空間フィルターの光軸上の遮光領域（直
径ｄの円形領域）の大きさを最も小さくすることができ
る。従って、ウエハ上のアライメントマークからの散乱
反射光を最大限に取り入れることが可能となり、ウエハ
上のアライメントマークの検出信号のS/N比を向上させ
ることが可能となる。
これに対して、従来のようにレーザー光束の拡がり角に
ついて何ら考慮しない場合には、第3A図に示す如く、投
影対物レンズの瞳面上にて、レーザー光束が破線で示し
た円形領域Ｓ′に滲みを生ずる。このため、空間フィル
ターＦにてウエハからの正反射光を除去するためには光
軸上の直径ｄ′（＞ｄ）の円形遮光領域をかなり大きく
しなければならず、このため検出すべきアライメントマ
ークからの微弱な散乱反射光をも少なからず遮光せざる
を得ず、S/N比の低下が避けられなかったのである。
ついて何ら考慮しない場合には、第3A図に示す如く、投
影対物レンズの瞳面上にて、レーザー光束が破線で示し
た円形領域Ｓ′に滲みを生ずる。このため、空間フィル
ターＦにてウエハからの正反射光を除去するためには光
軸上の直径ｄ′（＞ｄ）の円形遮光領域をかなり大きく
しなければならず、このため検出すべきアライメントマ
ークからの微弱な散乱反射光をも少なからず遮光せざる
を得ず、S/N比の低下が避けられなかったのである。
第4A図及び第4B図は、本発明を縮小投影型露光装置のア
ライメント光学系に用いた第２実施例の例の構成を示す
概略の展開光路図であり、第4A図はサジッタル方向の断
面（Ｘ−Ｚ面）内における光路を示し、第4B図はメリデ
ィオナル方向の断面（Ｙ−Ｚ面）内における光路を示し
ている。図中、前記の第１図と同様の機能を有する部材
には同一の記号を付した。
ライメント光学系に用いた第２実施例の例の構成を示す
概略の展開光路図であり、第4A図はサジッタル方向の断
面（Ｘ−Ｚ面）内における光路を示し、第4B図はメリデ
ィオナル方向の断面（Ｙ−Ｚ面）内における光路を示し
ている。図中、前記の第１図と同様の機能を有する部材
には同一の記号を付した。
第4A図に示す如くサジッタル方向の断面内では、レーザ
ー光源１から供給されるレーザー光束は、２つの正レン
ズ21と22とからなるケプラー型アフォーカル系のビーム
エキスパンダー２によって所定の光束幅に拡大される。
この平行光束は、サジッタル面内で収斂作用を有するシ
リンドリカルレンズLcによって収斂され、第１コンデン
サーレンズ41を通って平行光束となり、ビームスプリッ
ター３を通過して第２コンデンサーレンズ42によってレ
チクルＲ上に集光される。レチクルＲ上に集光されたレ
ーザー光束は、投影対物レンズL0に関して共役なウエハ
Ｗ上に再度集光される。また、第4B図の如く、メリディ
オナル面内ではシリドカルレンズLcが屈折力を持たない
ため、ケプラー型アフォーカル系からなるビームエキス
パンダー２からの平行光束は、そのまま第１コンデンサ
ーレンズ41に入射し、ビームスプリッター３及び第２コ
ンデンサーレンズ42を通って、投影対物レンズL0の瞳P1
の位置に集光され、ウエハＷ面をテレセントリックに照
明する。
ー光源１から供給されるレーザー光束は、２つの正レン
ズ21と22とからなるケプラー型アフォーカル系のビーム
エキスパンダー２によって所定の光束幅に拡大される。
この平行光束は、サジッタル面内で収斂作用を有するシ
リンドリカルレンズLcによって収斂され、第１コンデン
サーレンズ41を通って平行光束となり、ビームスプリッ
ター３を通過して第２コンデンサーレンズ42によってレ
チクルＲ上に集光される。レチクルＲ上に集光されたレ
ーザー光束は、投影対物レンズL0に関して共役なウエハ
Ｗ上に再度集光される。また、第4B図の如く、メリディ
オナル面内ではシリドカルレンズLcが屈折力を持たない
ため、ケプラー型アフォーカル系からなるビームエキス
パンダー２からの平行光束は、そのまま第１コンデンサ
ーレンズ41に入射し、ビームスプリッター３及び第２コ
ンデンサーレンズ42を通って、投影対物レンズL0の瞳P1
の位置に集光され、ウエハＷ面をテレセントリックに照
明する。
従って、ウエハＷ面上で、レーザー光束が第５図に示す
如く、メリディオナル方向（Ｙ方向）に延びた形状のビ
ームB1となっている。また投影対物レンズL0の瞳P1上
で、レーザー光束は、第６図に示す如く、サジッタル方
向（Ｘ方向）に伸びた形状のビームB2となっている。
如く、メリディオナル方向（Ｙ方向）に延びた形状のビ
ームB1となっている。また投影対物レンズL0の瞳P1上
で、レーザー光束は、第６図に示す如く、サジッタル方
向（Ｘ方向）に伸びた形状のビームB2となっている。
尚、シリンドリカルLcと第１コンデンサーレンズ41との
間でレーザー光束が光軸と交わる位置には、サジッタル
方向に伸びたスリット７が配置されている。このスリッ
ト７によってガウス分布的な強度分布を有するレーザー
光束のメリディオナル方向の周辺部を遮光して、物体面
上に集光されるレーザービームの長手方向の強度分布の
均一化を図っている。
間でレーザー光束が光軸と交わる位置には、サジッタル
方向に伸びたスリット７が配置されている。このスリッ
ト７によってガウス分布的な強度分布を有するレーザー
光束のメリディオナル方向の周辺部を遮光して、物体面
上に集光されるレーザービームの長手方向の強度分布の
均一化を図っている。
ところで、ウエハＷ上には、第７図の平面図に示した如
くアライメントマークが形成されている。このアライメ
ントマークは、Ｙ方向の一直線上に沿って配列された複
数の正方形の段差パターンC1，C2，C3等からなってお
り、このアライメントマークに対してＹ方向に伸びた線
状のレーザビームB1が相対的に走査する。従って、レー
ザービームB1がアライメントマークの位置を照射する
と、先ず各マークのＹ方向のエッジによってＸ方向の散
乱光が発生する。また、段差パターンC1，C2，C3のＸ方
向のエッジは実質的に回折格子溝として機能するため、
これらＸ方向のエッジによりＹ方向の回折光が生ずる。
くアライメントマークが形成されている。このアライメ
ントマークは、Ｙ方向の一直線上に沿って配列された複
数の正方形の段差パターンC1，C2，C3等からなってお
り、このアライメントマークに対してＹ方向に伸びた線
状のレーザビームB1が相対的に走査する。従って、レー
ザービームB1がアライメントマークの位置を照射する
と、先ず各マークのＹ方向のエッジによってＸ方向の散
乱光が発生する。また、段差パターンC1，C2，C3のＸ方
向のエッジは実質的に回折格子溝として機能するため、
これらＸ方向のエッジによりＹ方向の回折光が生ずる。
そして、投影対物レンズL0の瞳P1と共役な位置に配置さ
れたフィルターＦは、第８図の如く、Ｘ方向の散乱光を
通過させるためにＸ方向にほぼ対称な軸外の位置に配置
された開口A11及びA12を有している。従って、ウエハＷ
上に設けられた第７図の如きアライメントマークのＹ方
向エッジから生ずるＸ方向の散乱光がフィルターＦのＸ
方向に設けられた開口A11及びA12を通過を通過する。そ
こで、これらのＸ方向の散乱光及びＹ方向の回折光をそ
れぞれ検出することによって、マークのエッジを検出で
き、ウエハの位置検出を行うことが可能である。即ち、
フィルターＦを通過するＸ方向の散乱光を受光すること
によって、第９図の如き出力を得ることができ、この信
号によってアライメントマークの位置すなわちウエハの
位置を検出することが可能である。
れたフィルターＦは、第８図の如く、Ｘ方向の散乱光を
通過させるためにＸ方向にほぼ対称な軸外の位置に配置
された開口A11及びA12を有している。従って、ウエハＷ
上に設けられた第７図の如きアライメントマークのＹ方
向エッジから生ずるＸ方向の散乱光がフィルターＦのＸ
方向に設けられた開口A11及びA12を通過を通過する。そ
こで、これらのＸ方向の散乱光及びＹ方向の回折光をそ
れぞれ検出することによって、マークのエッジを検出で
き、ウエハの位置検出を行うことが可能である。即ち、
フィルターＦを通過するＸ方向の散乱光を受光すること
によって、第９図の如き出力を得ることができ、この信
号によってアライメントマークの位置すなわちウエハの
位置を検出することが可能である。
尚、各段差パターンC1，C2，C3のＸ方向のエッジによる
回折光は、投影対物レンズL0の瞳面及びこれと共役な面
上にて、Ｙ方向の光±D1，±D2として光軸外に分布す
る。そこで、Ｙ方向の回折光を通過させるために、Ｙ方
向にほぼ対称な軸外の位置に配置された開口を持つフィ
ルターを配置して、アライメントマークのＸ方向エッジ
から生ずるこれらＹ方向の回折光を独立に検出すること
によってもアライメントマークの位置検出を行うことが
可能である。このようなアライメントマークによるウエ
ハの位置検出については、本願と同一出願人による特願
昭59-249291号に詳述されているので、ここでは省略す
る。
回折光は、投影対物レンズL0の瞳面及びこれと共役な面
上にて、Ｙ方向の光±D1，±D2として光軸外に分布す
る。そこで、Ｙ方向の回折光を通過させるために、Ｙ方
向にほぼ対称な軸外の位置に配置された開口を持つフィ
ルターを配置して、アライメントマークのＸ方向エッジ
から生ずるこれらＹ方向の回折光を独立に検出すること
によってもアライメントマークの位置検出を行うことが
可能である。このようなアライメントマークによるウエ
ハの位置検出については、本願と同一出願人による特願
昭59-249291号に詳述されているので、ここでは省略す
る。
上記の如きアライメントマークを用いたアライメント光
学系において、レーザー光束の拡がり角を何ら考慮しな
い場合には、第10図に示す如く、投影対物レンズの瞳位
置にて、第3A図に示した場合と同様に、光の滲みB2′が
発生するため、第11図に示す如くＸ方向の散乱光のみを
通過させるための開口A11及びA12に、アライメントマー
クの直接反射光D0の周辺光D0′が混入する。このため、
Ｘ方向の散乱光を受光すべき受光素子の出力に第９図に
点線で示した如くノイズを発生し、位置検出精度を低下
させてしまう。
学系において、レーザー光束の拡がり角を何ら考慮しな
い場合には、第10図に示す如く、投影対物レンズの瞳位
置にて、第3A図に示した場合と同様に、光の滲みB2′が
発生するため、第11図に示す如くＸ方向の散乱光のみを
通過させるための開口A11及びA12に、アライメントマー
クの直接反射光D0の周辺光D0′が混入する。このため、
Ｘ方向の散乱光を受光すべき受光素子の出力に第９図に
点線で示した如くノイズを発生し、位置検出精度を低下
させてしまう。
上記の第２実施例の如く、シリンドリカルレンズを用い
て被検物体面上に線状スポットを形成するアライメント
光学系においても、シリンドリカルレンズの屈折力を持
つ面内にてレーザーの仮想発光面を対物レンズの瞳面上
に投影する構成とすることによって、空間フィルターリ
ングの精度を向上させることができる。そして、この場
合にも、ビームエキスパンダーとして所謂ケプラー型の
アフォーカル系を用いることが望ましい。
て被検物体面上に線状スポットを形成するアライメント
光学系においても、シリンドリカルレンズの屈折力を持
つ面内にてレーザーの仮想発光面を対物レンズの瞳面上
に投影する構成とすることによって、空間フィルターリ
ングの精度を向上させることができる。そして、この場
合にも、ビームエキスパンダーとして所謂ケプラー型の
アフォーカル系を用いることが望ましい。
以上の如く、本発明の物体位置検出装置によれば、レー
ザー光の拡がり角の存在にも関わらず良好に空間フィル
タリングを行うことができ、高い精度で物体位置を検出
することが可能となる。従って、半導体素子の製造に必
要な投影型露光装置のアライメント精度の向上を促進
し、一層微細化が進む半導体素子の生産に寄与するもの
である。
ザー光の拡がり角の存在にも関わらず良好に空間フィル
タリングを行うことができ、高い精度で物体位置を検出
することが可能となる。従って、半導体素子の製造に必
要な投影型露光装置のアライメント精度の向上を促進
し、一層微細化が進む半導体素子の生産に寄与するもの
である。
第１図は本発明による第１実施例の構成を示す概略光路
図、第2A図は第１実施例における投影対物レンズの瞳面
上の光束の状態を示す平面図、第2B図は第１実施例にお
けるフィルターＦの平面図、第3A図は本発明によらない
場合の投影対物レンズの瞳面上の光束の状態を示す平面
図、第3B図は本発明によらない場合のフィルターＦの平
面図、第4A図及び第4B図は、本発明の第２実施例の構成
を示す概略の展開光路図であり、第4A図はサジッタル方
向の断面内における光路図、第4B図はメリディオナル方
向の断面内における光路図であり、第５図は第２実施例
における被検物体面上に集光される光束の形状を示す平
面図、第６図は第２実施例における投影対物レンズの瞳
面上における光束の状態を示す平面図、第７図は第２実
施例に用いられるアライメントマークとレーザービーム
との位置関係の例を示す平面図、第８図は第２実施例に
用いられるフィルター面上での光束の状態を示す平面
図、第９図は受光器の出力波形の例、第10図は第２実施
例において本発明によらない場合の投影対物レンズの瞳
面上での光束の状態を示す平面図、第11図は第２実施例
において本発明によらない場合のフィルター面上での光
束の状態を示す平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １……レーザー光源 ２……ビームエキスパンダー L0……対物レンズ P0……レーザーの拡がり角の発散原点（仮想発光面） P1……対物レンズの瞳面
図、第2A図は第１実施例における投影対物レンズの瞳面
上の光束の状態を示す平面図、第2B図は第１実施例にお
けるフィルターＦの平面図、第3A図は本発明によらない
場合の投影対物レンズの瞳面上の光束の状態を示す平面
図、第3B図は本発明によらない場合のフィルターＦの平
面図、第4A図及び第4B図は、本発明の第２実施例の構成
を示す概略の展開光路図であり、第4A図はサジッタル方
向の断面内における光路図、第4B図はメリディオナル方
向の断面内における光路図であり、第５図は第２実施例
における被検物体面上に集光される光束の形状を示す平
面図、第６図は第２実施例における投影対物レンズの瞳
面上における光束の状態を示す平面図、第７図は第２実
施例に用いられるアライメントマークとレーザービーム
との位置関係の例を示す平面図、第８図は第２実施例に
用いられるフィルター面上での光束の状態を示す平面
図、第９図は受光器の出力波形の例、第10図は第２実施
例において本発明によらない場合の投影対物レンズの瞳
面上での光束の状態を示す平面図、第11図は第２実施例
において本発明によらない場合のフィルター面上での光
束の状態を示す平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １……レーザー光源 ２……ビームエキスパンダー L0……対物レンズ P0……レーザーの拡がり角の発散原点（仮想発光面） P1……対物レンズの瞳面
Claims (2)
- 【請求項１】レーザー光源と、該レーザー光源からの光
束を対物レンズを通して被検物体面上に集光するための
光学系と、該対物レンズの瞳面または該対物レンズの瞳
面と共役な面上に配置された空間フィルターと、該空間
フィルターを介した前記被検物体面からの光束を受光す
る受光素子とを有する物体位置検出光学装置において、
前記光学系によって、前記レーザー光源から発するレー
ザー光束の拡がり角の発散原点を前記対物レンズの瞳面
上に投影する構成としたことを特徴とする物体位置検出
光学装置。 - 【請求項２】前記レーザー光源からの光束を対物レンズ
を通して被検物体面上に集光するための前記光学系は、
ケプラー型のアフォーカル系からなるビームエキスパン
ダーを有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の物体位置検出光学装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60178422A JPH0715366B2 (ja) | 1985-08-13 | 1985-08-13 | 物体位置検出光学装置 |
| US06/894,840 US4789242A (en) | 1985-08-13 | 1986-08-08 | Optical apparatus for detecting the position of an object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60178422A JPH0715366B2 (ja) | 1985-08-13 | 1985-08-13 | 物体位置検出光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6238303A JPS6238303A (ja) | 1987-02-19 |
| JPH0715366B2 true JPH0715366B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=16048223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60178422A Expired - Lifetime JPH0715366B2 (ja) | 1985-08-13 | 1985-08-13 | 物体位置検出光学装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4789242A (ja) |
| JP (1) | JPH0715366B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2514037B2 (ja) * | 1987-07-02 | 1996-07-10 | キヤノン株式会社 | 検知光学系 |
| US5059810A (en) * | 1990-03-28 | 1991-10-22 | Honeywell Inc. | Distance independent gauging system |
| TWI279052B (en) * | 2001-08-31 | 2007-04-11 | Semiconductor Energy Lab | Laser irradiation method, laser irradiation apparatus, and method of manufacturing a semiconductor device |
| US7387922B2 (en) * | 2003-01-21 | 2008-06-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation method, method for manufacturing semiconductor device, and laser irradiation system |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53135654A (en) * | 1977-05-01 | 1978-11-27 | Canon Inc | Photoelectric detecting device |
| JPS5453562A (en) * | 1977-10-05 | 1979-04-26 | Canon Inc | Photoelectric detector |
| US4630927A (en) * | 1983-02-15 | 1986-12-23 | General Electric Company | Optical projector |
-
1985
- 1985-08-13 JP JP60178422A patent/JPH0715366B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-08-08 US US06/894,840 patent/US4789242A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4789242A (en) | 1988-12-06 |
| JPS6238303A (ja) | 1987-02-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |