JPH073898B2 - 光ビ−ム位置ぎめ装置 - Google Patents
光ビ−ム位置ぎめ装置Info
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- JPH073898B2 JPH073898B2 JP61271667A JP27166786A JPH073898B2 JP H073898 B2 JPH073898 B2 JP H073898B2 JP 61271667 A JP61271667 A JP 61271667A JP 27166786 A JP27166786 A JP 27166786A JP H073898 B2 JPH073898 B2 JP H073898B2
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- reflector
- axis
- positioning device
- galvanometer
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- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
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- G02—OPTICS
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光ビームを遠隔点に対して１軸線のまわりに回
動させる装置に関し，特に半導体ウエハーを走査するた
めにレーザービームをテレセントリックレンズを経て２
個の軸線内を１点を中心として回動させる装置に関す
る。
動させる装置に関し，特に半導体ウエハーを走査するた
めにレーザービームをテレセントリックレンズを経て２
個の軸線内を１点を中心として回動させる装置に関す
る。
従来の技術 固定の光源からの光ビームを所要の目標に反射させるた
めに回動可能の鏡がしばしば使用される。例えばペイス
ー（Peisue）“精密，対物鏡後,2軸線，ガルバノメータ
走査"SPIE Vol 390（1983）の記載は複数のガルバノメ
ータを使用して急速正確に１個の鏡を第１の軸線を中心
として回動させ他の鏡を他の軸線を中心として回動させ
てレーザービームを２軸線内に動かし目標上の任意の所
要位置に導く。テラダイン社の既知のM118−Ｍメモリー
修正装置は２個のガルバノメータを使用して２個の鏡を
回動させ，半導体ウエハーの前に位置ぎめされたテレセ
ントリックレンズにレーザービームを導きビームは２個
の鏡の間のレンズのバックピューピルを通ってレンズの
軸線に対して可変角度で通りレンズ軸線にほぼ平行なウ
エハー上の目標位置に導かれる。
めに回動可能の鏡がしばしば使用される。例えばペイス
ー（Peisue）“精密，対物鏡後,2軸線，ガルバノメータ
走査"SPIE Vol 390（1983）の記載は複数のガルバノメ
ータを使用して急速正確に１個の鏡を第１の軸線を中心
として回動させ他の鏡を他の軸線を中心として回動させ
てレーザービームを２軸線内に動かし目標上の任意の所
要位置に導く。テラダイン社の既知のM118−Ｍメモリー
修正装置は２個のガルバノメータを使用して２個の鏡を
回動させ，半導体ウエハーの前に位置ぎめされたテレセ
ントリックレンズにレーザービームを導きビームは２個
の鏡の間のレンズのバックピューピルを通ってレンズの
軸線に対して可変角度で通りレンズ軸線にほぼ平行なウ
エハー上の目標位置に導かれる。
発明の概要 本発明のよって，ビームを横に移動させる装置と，回動
可能の反射器とを設けて光ビームを１軸線内に回動さ
せ，反射器の回動位置に応答する制御装置を設けて横移
動 装置のビーム移動量を反射器からの光ビームを遠隔
点に反射させるための所要量とする。
可能の反射器とを設けて光ビームを１軸線内に回動さ
せ，反射器の回動位置に応答する制御装置を設けて横移
動 装置のビーム移動量を反射器からの光ビームを遠隔
点に反射させるための所要量とする。
好適な実施例によって，第２の回動可能の反射器を第１
の回動可能の反射器の軸線に垂直の軸線を中心として回
動可能に取付け，最初の入力ビームに平行とし遠隔点を
通り光ビームを遠隔点を中心とする２軸線内に回動させ
る。回動可能の平らな屈折素子を使用してビームを移動
させ，ビーム拡大望遠鏡が移動量を増大する。テレセン
トリックレンズを使用して半導体ウエハーを走査し，遠
隔点はテレセントリック走査レンズのバックピューピル
の中心とする。本発明の利点はテレセントリック走査レ
ンズの能力を改良し，レーザーエネルギの焦点を走査分
野全部に亘って均等とするにある。
の回動可能の反射器の軸線に垂直の軸線を中心として回
動可能に取付け，最初の入力ビームに平行とし遠隔点を
通り光ビームを遠隔点を中心とする２軸線内に回動させ
る。回動可能の平らな屈折素子を使用してビームを移動
させ，ビーム拡大望遠鏡が移動量を増大する。テレセン
トリックレンズを使用して半導体ウエハーを走査し，遠
隔点はテレセントリック走査レンズのバックピューピル
の中心とする。本発明の利点はテレセントリック走査レ
ンズの能力を改良し，レーザーエネルギの焦点を走査分
野全部に亘って均等とするにある。
実施例 本発明を例示とした実施例並びに図面について説明す
る。
る。
第１図に示すレーザービーム位置ぎめ装置10は1.06ミク
ロンのビーム14を発生するネオジムYAGレーザー源12
と，ビームトランスレータ16と，ビーム拡大望遠鏡18
と,X軸線回動反射器20と,Y軸線回動反射器22と，テレセ
ントリックレンズ走査レンズ24と，メモリー回路28を有
する半導体ウエハー26を支持する可動のウエハー支持装
置25とを有する。テレセントリック走査レンズ24の特性
はイメージビームの主放射線が走査の全長に亘って焦点
面に垂直である。
ロンのビーム14を発生するネオジムYAGレーザー源12
と，ビームトランスレータ16と，ビーム拡大望遠鏡18
と,X軸線回動反射器20と,Y軸線回動反射器22と，テレセ
ントリックレンズ走査レンズ24と，メモリー回路28を有
する半導体ウエハー26を支持する可動のウエハー支持装
置25とを有する。テレセントリック走査レンズ24の特性
はイメージビームの主放射線が走査の全長に亘って焦点
面に垂直である。
ビームトランスレータ16は平らな屈折用光学素子30,即
ち平な硝子部材，をガルバノメータ32に回動可能に取付
ける。屈折素子30はビーム14の垂直軸線に対して傾斜し
て取付け，この理由は後述する。回動反射器20,22は夫
々ガルバノメータ42,44の軸線38,40を中心として回動可
能に取付けた鏡34,36を有する。ガルバノメータ32,42,4
4はゼネラルスキャニング社から市販され，前述の文献
に記載され，低い質量のため急速に鏡を所要位置に動か
し，組込みのアナログフィードバックループによって正
確に所要角度位置を得る。
ち平な硝子部材，をガルバノメータ32に回動可能に取付
ける。屈折素子30はビーム14の垂直軸線に対して傾斜し
て取付け，この理由は後述する。回動反射器20,22は夫
々ガルバノメータ42,44の軸線38,40を中心として回動可
能に取付けた鏡34,36を有する。ガルバノメータ32,42,4
4はゼネラルスキャニング社から市販され，前述の文献
に記載され，低い質量のため急速に鏡を所要位置に動か
し，組込みのアナログフィードバックループによって正
確に所要角度位置を得る。
第２図において，テレセントリックレンズ24のバックピ
ューピル45の中心点56は鏡36上にあり，水平断面で示す
鏡34とレーザービーム14は自動的に調節されて反射した
ビーム47は鏡34の回動位置に無関係に中心点56に向き，
後述する。
ューピル45の中心点56は鏡36上にあり，水平断面で示す
鏡34とレーザービーム14は自動的に調節されて反射した
ビーム47は鏡34の回動位置に無関係に中心点56に向き，
後述する。
第３図の簡単にしたブロック線図において，レーザービ
ーム位置ぎめ装置10を組込んだメモリー修正装置46は外
部計算機48によって制御され，ウエハー移動機構50を有
してウエハー26の大きな動きを行い，各メモリー回路28
は第１図の焦点のレーザービームによって走査される位
置となる。ガルバノメータ制御回路54はディジタル制御
信号をガルバノメータ用のアナログ位置信号に変換させ
る。
ーム位置ぎめ装置10を組込んだメモリー修正装置46は外
部計算機48によって制御され，ウエハー移動機構50を有
してウエハー26の大きな動きを行い，各メモリー回路28
は第１図の焦点のレーザービームによって走査される位
置となる。ガルバノメータ制御回路54はディジタル制御
信号をガルバノメータ用のアナログ位置信号に変換させ
る。
作動について説明する。
作動に際して，メモリー回路28を有するウエハー26を焦
点のレーザービーム52に露出して修正するために支持装
置25に取付ける。レーザービームに露出すべき夫々のポ
リシリコンリンクの位置は支持装置25に取付ける前に定
めて計算機48に供給し，又は支持装置25に取付けた後に
テラダイン社の商品名M118−Ｍ修正装置等の図示しない
試験探針と回路を使用してメモリー回路28によって定め
る。ウエハー移動機構50はウエハー支持装置25上の各メ
モリー回路28をテレセントリック走査レンズ24に一致さ
せガルバノメータ32,42,44を使用して焦点ビーム52を一
致させ，修正すべき夫々のメモリー回路28上の切断すべ
きポリシリコンリンクに急速正確に向ける。
点のレーザービーム52に露出して修正するために支持装
置25に取付ける。レーザービームに露出すべき夫々のポ
リシリコンリンクの位置は支持装置25に取付ける前に定
めて計算機48に供給し，又は支持装置25に取付けた後に
テラダイン社の商品名M118−Ｍ修正装置等の図示しない
試験探針と回路を使用してメモリー回路28によって定め
る。ウエハー移動機構50はウエハー支持装置25上の各メ
モリー回路28をテレセントリック走査レンズ24に一致さ
せガルバノメータ32,42,44を使用して焦点ビーム52を一
致させ，修正すべき夫々のメモリー回路28上の切断すべ
きポリシリコンリンクに急速正確に向ける。
ガルバノメータ42は凡て計算機48の制御下に鏡34を回動
させて焦点ビーム52をウエハー26上をＸ方向に動かし，
ガルバノメータ44は鏡36を回動させて焦点ビーム52をＹ
方向に動かす。鏡34の回動位置に応じてガルバノメータ
32は屈折用光学素子30を調節してビーム14を所要量だけ
横に移動させビームは鏡34から反射してピューピル45の
中心点56に一致させる。即ち，反射ビーム47は中心点56
を中心として軸線内を回動する。第２図に示す通り，鏡
34がビーム14に対して45°の回動位置にあれば，ビーム
14は最初は鏡34の位置58で反射し，反射ビーム47として
中心点56に向かう。鏡34が角度αだけ回動して点線位置
34′となれば，ビーム14は移動位置14′となり鏡34の位
置58′で反射して反射ビーム47′として中心点56に向か
う。ビーム14が移動しなければ，鏡34の角度変化によっ
て点56の左片に向く。反射ビーム47を中心点56に向ける
に必要なビーム14の移動量Ｔは次式に示す。
させて焦点ビーム52をウエハー26上をＸ方向に動かし，
ガルバノメータ44は鏡36を回動させて焦点ビーム52をＹ
方向に動かす。鏡34の回動位置に応じてガルバノメータ
32は屈折用光学素子30を調節してビーム14を所要量だけ
横に移動させビームは鏡34から反射してピューピル45の
中心点56に一致させる。即ち，反射ビーム47は中心点56
を中心として軸線内を回動する。第２図に示す通り，鏡
34がビーム14に対して45°の回動位置にあれば，ビーム
14は最初は鏡34の位置58で反射し，反射ビーム47として
中心点56に向かう。鏡34が角度αだけ回動して点線位置
34′となれば，ビーム14は移動位置14′となり鏡34の位
置58′で反射して反射ビーム47′として中心点56に向か
う。ビーム14が移動しなければ，鏡34の角度変化によっ
て点56の左片に向く。反射ビーム47を中心点56に向ける
に必要なビーム14の移動量Ｔは次式に示す。
Ｔ＝H Sin 2α ここにＨは鏡34が角度45°の時のビーム14の反射点58か
ら中心点56までの距離，αは鏡34の45°からの回動角度
である。
ら中心点56までの距離，αは鏡34の45°からの回動角度
である。
ビーム拡大器18はビーム14を最初の1/8in（約3.2mm）か
ら1in（25mm）の直径に拡大する。焦点ビーム52の直径
はテレセントリックレンズ24に入るビームの直径に逆比
例するため，ビーム直径を大きくすれば焦点ビームの点
寸法は小さくなる。更に，ビーム拡大器18は回動屈折用
光学素子30による移動を拡大する。この拡大は重要であ
り，屈折用光学素子30のみによる移動は通常は硝子の厚
さと回動角度の実際値に対して過少である。屈折用光学
素子30と鏡34の回動の実際の関係は実験的に定めて計算
機48内に記憶させる。
ら1in（25mm）の直径に拡大する。焦点ビーム52の直径
はテレセントリックレンズ24に入るビームの直径に逆比
例するため，ビーム直径を大きくすれば焦点ビームの点
寸法は小さくなる。更に，ビーム拡大器18は回動屈折用
光学素子30による移動を拡大する。この拡大は重要であ
り，屈折用光学素子30のみによる移動は通常は硝子の厚
さと回動角度の実際値に対して過少である。屈折用光学
素子30と鏡34の回動の実際の関係は実験的に定めて計算
機48内に記憶させる。
ビーム47を中心点56を通る２本の軸線内に回動させるこ
とによって，ピューピル45はビーム直径と同程度の大き
さとする必要がある。テラダイン社のM118−Ｍ装置では
ピューピルは２個の鏡の間に位置し，第１の鏡が回動す
る時にビームはピューピルを横切って移動するためピュ
ーピルはビーム直径より大きくする必要がある。ビーム
をピューピルと同程度の大きさとする能力は所定のレン
ズ直径に対して大きなビーム直径，従って焦点ビーム52
の小さな点の寸法を可能にし，他の点を等しくすれば，
レンズ直径を小さくできる。テレセントリックレンズは
直径が大きくなれば著しく複雑高価になる。
とによって，ピューピル45はビーム直径と同程度の大き
さとする必要がある。テラダイン社のM118−Ｍ装置では
ピューピルは２個の鏡の間に位置し，第１の鏡が回動す
る時にビームはピューピルを横切って移動するためピュ
ーピルはビーム直径より大きくする必要がある。ビーム
をピューピルと同程度の大きさとする能力は所定のレン
ズ直径に対して大きなビーム直径，従って焦点ビーム52
の小さな点の寸法を可能にし，他の点を等しくすれば，
レンズ直径を小さくできる。テレセントリックレンズは
直径が大きくなれば著しく複雑高価になる。
２個の回動反射器20,22とビームトランスレータ装置16
とは２個の軸線を中心として回動する機構を有する１個
の反射装置に代替可能であるが，この種装置は複雑であ
り，本発明のガルバノメータによる急速正確な位置ぎめ
はできない。
とは２個の軸線を中心として回動する機構を有する１個
の反射装置に代替可能であるが，この種装置は複雑であ
り，本発明のガルバノメータによる急速正確な位置ぎめ
はできない。
本発明に他の利点は，例えばウエハー26の面から反射し
たレーザービームを感知してガルバノメータの制御信号
に組込むための修正値を得る。ピューピルが２個の鏡の
間にある時はビームはこれ横切って動き，焦点ビームは
ウエハーに垂直に入射せず，レンズを経て検出部材に反
射する光の損失を生ずる。検出部材はビーム拡大器18と
反射器34との間に取付けた図示しないビーム分割器から
の光を受ける図示しないホトダイオードである。上述の
装置の中心点56を中心としてビームを回動させることに
よって，焦点ビーム52はウエハー26に垂直になる。屈折
用光学素子30はレーザービーム14に対する垂直から僅か
に傾斜するためウエハーから反射した光の屈折用光学素
子からの僅かな反射は屈折用光学素子30のどの角度位置
でもホトダイオードに達しない。
たレーザービームを感知してガルバノメータの制御信号
に組込むための修正値を得る。ピューピルが２個の鏡の
間にある時はビームはこれ横切って動き，焦点ビームは
ウエハーに垂直に入射せず，レンズを経て検出部材に反
射する光の損失を生ずる。検出部材はビーム拡大器18と
反射器34との間に取付けた図示しないビーム分割器から
の光を受ける図示しないホトダイオードである。上述の
装置の中心点56を中心としてビームを回動させることに
よって，焦点ビーム52はウエハー26に垂直になる。屈折
用光学素子30はレーザービーム14に対する垂直から僅か
に傾斜するためウエハーから反射した光の屈折用光学素
子からの僅かな反射は屈折用光学素子30のどの角度位置
でもホトダイオードに達しない。
屈折用光学素子30のビームトランスレーター角度の微細
調節はテレセントリック走査レンズのウエハー支持装置
25での焦点面に鏡を置いて行う。両ビームトランスレー
ターガルバノメータ32とＸ軸線ガルバノメータ42が正確
に回動すれば入射反射ビーム間に相対移動は生じない。
ビームトランスレーター角度を調節して凡ての対応する
Ｘ軸線ガルバノメータ42の位置において反射エネルギを
一定に保つ。
調節はテレセントリック走査レンズのウエハー支持装置
25での焦点面に鏡を置いて行う。両ビームトランスレー
ターガルバノメータ32とＸ軸線ガルバノメータ42が正確
に回動すれば入射反射ビーム間に相対移動は生じない。
ビームトランスレーター角度を調節して凡ての対応する
Ｘ軸線ガルバノメータ42の位置において反射エネルギを
一定に保つ。
本発明は種々の実施例が可能である。例えば，レーザー
ビームを焦点レンズの前で２軸線内に回動させることは
他の用途に好適であり，例えば，厚いフィルムの抵抗ト
リミング，ホトタイプセッティング，非接触型リプログ
ラフィック装置等に使用する。
ビームを焦点レンズの前で２軸線内に回動させることは
他の用途に好適であり，例えば，厚いフィルムの抵抗ト
リミング，ホトタイプセッティング，非接触型リプログ
ラフィック装置等に使用する。
第１図は本発明によるレーザービーム位置ぎめ装置の線
図とした斜視図，第２図は第１図の装置の回動反射器に
よるビーム位置を示す図，第３図は第１図のレーザービ
ーム位置ぎめ装置に組合せるメモリー修正装置の線図で
ある。 10……レーザービーム位置ぎめ装置 12……レーザー源、14……ビーム 16……ビームトランスレータ、18……ビーム拡大器 20,22……回動反射装置 24……テレセントリック走査レンズ、26……ウエハー 28……メモリー回路、30……屈折用光学素子 32,42,44……ガルバノメータ、34,36……鏡 45……バックピューピル、48……計算機 54……ガルバノメータ制御回路、56……中心点
図とした斜視図，第２図は第１図の装置の回動反射器に
よるビーム位置を示す図，第３図は第１図のレーザービ
ーム位置ぎめ装置に組合せるメモリー修正装置の線図で
ある。 10……レーザービーム位置ぎめ装置 12……レーザー源、14……ビーム 16……ビームトランスレータ、18……ビーム拡大器 20,22……回動反射装置 24……テレセントリック走査レンズ、26……ウエハー 28……メモリー回路、30……屈折用光学素子 32,42,44……ガルバノメータ、34,36……鏡 45……バックピューピル、48……計算機 54……ガルバノメータ制御回路、56……中心点
Claims (9)
- 【請求項１】光ビームを遠隔点に対して１軸線のまわり
に回動させる装置において、光ビームを横に移動させる
ためのトランスレータ装置と、トランスレータ装置から
の光ビームを受光するように位置ぎめされ第１の軸線を
中心として回動可能に取付けてトランスレータ装置から
のビームの経路から変化角度で光ビームを反射させる第
１の反射器と、第１の反射器の回動位置に応答して自動
的に該トランスレータ装置によって光ビームの角度を横
に移動させて第１の反射器からの光ビームを第１の反射
器の回動位置に無関係に固定の遠隔点に反射させるに必
要な量とする制御装置とを備えることを特徴とする光ビ
ーム位置ぎめ装置。 - 【請求項２】前記遠隔点を通る第２の軸線を中心として
回動し該遠隔点で光ビームを反射する第２の回動可能の
反射器を備え、該光ビームを該遠隔点を通る２個の軸線
内を回動させることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の光ビーム位置ぎめ装置。 - 【請求項３】前記トランスレータ装置に回動可能の平ら
な屈折用光学素子を設けることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の光ビーム位置ぎめ装置。 - 【請求項４】前記経路に沿って位置ぎめされたビームの
該横移動を増幅するビーム拡大望遠鏡を設けることを特
徴とする特許請求の範囲第３項に記載の光ビーム位置ぎ
め装置。 - 【請求項５】ビームのバックピューピルが該遠隔点の位
置となるように位置ぎめしたテレセントリック走査レン
ズを設けることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記
載の光ビーム位置ぎめ装置。 - 【請求項６】第１の反射器を第１の軸線を中心として回
動させる取付けとした第１のガルバノメータを設けるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光ビーム
位置ぎめ装置。 - 【請求項７】第１の反射器を第１の軸線を中心として回
動させる取付けとした第１のガルバノメータと、第２の
反射器を第２の軸線を中心として回動させる取付けとし
た第２のガルバノメータとを設けることを特徴とする特
許請求の範囲第５項に記載の光ビーム位置ぎめ装置。 - 【請求項８】前記トランスレータ装置に回動可能の平ら
な屈折用光学素子を設け、更に前記経路に沿って位置ぎ
めされたビームの該横移動を増幅するビーム拡大望遠鏡
を設けることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載
の光ビーム位置ぎめ装置。 - 【請求項９】第１の反射器を第１の軸線を中心として回
動させる取付けとした第１のガルバノメータと、第２の
反射器を第２の軸線を中心として回動させる取付けとし
た第２のガルバノメータと、前記平らな屈折用光学素子
を回動させる取付けとした第３のガルバノメータを設け
ることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の光ビ
ーム位置ぎめ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/798,584 US4685775A (en) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | Light beam positioning apparatus |
| US798584 | 1985-11-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62125646A JPS62125646A (ja) | 1987-06-06 |
| JPH073898B2 true JPH073898B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=25173780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61271667A Expired - Lifetime JPH073898B2 (ja) | 1985-11-15 | 1986-11-14 | 光ビ−ム位置ぎめ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4685775A (ja) |
| JP (1) | JPH073898B2 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8727252D0 (en) * | 1987-11-20 | 1987-12-23 | British Aerospace | Beam pointing elements |
| US4851656A (en) * | 1988-01-11 | 1989-07-25 | The Gerber Scientific Instrument Company | Method and apparatus for enhancing optical photoplotter accuracy |
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-
1986
- 1986-11-14 JP JP61271667A patent/JPH073898B2/ja not_active Expired - Lifetime
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