JPH0781824B2 - Alignment device - Google Patents

Alignment device

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JPH0781824B2
JPH0781824B2 JP61271885A JP27188586A JPH0781824B2 JP H0781824 B2 JPH0781824 B2 JP H0781824B2 JP 61271885 A JP61271885 A JP 61271885A JP 27188586 A JP27188586 A JP 27188586A JP H0781824 B2 JPH0781824 B2 JP H0781824B2
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Japan
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alignment
light
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plate
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裕二 今井
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、例えば縮小投影露光装置などで使用される
アライメント装置にかかるものであり、特に少なくとも
2組のアライメント光学系を有するアライメント装置の
改良に関するものである。
The present invention relates to an alignment apparatus used in, for example, a reduction projection exposure apparatus, and in particular, an improvement of an alignment apparatus having at least two sets of alignment optical systems. It is about.

[従来の技術] 縮小投影型の露光装置では、マスクとウエハとに対し
て、高精度の位置合せないしアライメントが必要とさ
れ、例えばX,Y,θの各軸に対してアライメントが必要と
される。
[Prior Art] A reduction projection type exposure apparatus requires highly accurate alignment or alignment with respect to a mask and a wafer, for example, alignment with respect to each of X, Y, and θ axes. It

しかし、アライメント装置全体で単一のアライメント用
の光源が使用されており、この光源から出力される照明
光が分割されて上述した3方向のアライメントに各々使
用される。
However, a single alignment light source is used in the entire alignment apparatus, and the illumination light output from this light source is divided and used for the above-described three-direction alignment.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら以上のような従来のアライメント装置で
は、単一光源の照明光を複数のアライメント光学系に分
割して導くために、該照明光の光量の減衰が大きく、場
合によってはアライメントに必要な十分な光量を得るこ
とができないという不都合がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional alignment apparatus as described above, since the illumination light of a single light source is divided and guided to a plurality of alignment optical systems, the light amount of the illumination light is greatly attenuated. However, in some cases, there is an inconvenience that a sufficient amount of light necessary for alignment cannot be obtained.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、単一
の光源から出力されるアライメント用の照明光を有効に
活用することによって、複数のアライメント光学系にお
けるアライメント精度の向上を図ることができるアライ
メント装置を提供することを、その目的とするものであ
る。
The present invention has been made in view of the above points, and it is possible to improve the alignment accuracy in a plurality of alignment optical systems by effectively utilizing the illumination light for alignment output from a single light source. It is an object of the present invention to provide an alignment device that can be used.

[問題点を解決するための手段] この発明は、単一の光源から出力されたアライメント用
の偏光照明光の偏光方向を回転させる偏光方向回転手段
と、この偏光回転手段を透過した照明光を、偏光方向に
応じていづれかのアライメント光学系に送出する光路切
換手段とを具備することにより上記問題点を解決したも
のである。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides a polarization direction rotating means for rotating the polarization direction of the polarized illumination light for alignment output from a single light source, and an illumination light transmitted through the polarization rotating means. The above problem is solved by providing an optical path switching means for sending to any alignment optical system depending on the polarization direction.

[作用] この発明においては、単一の光源から出力された照明光
は、その偏光方向が、偏光回転手段によって回転する。
[Operation] In the present invention, the polarization direction of the illumination light output from the single light source is rotated by the polarization rotating means.

そして、この照明光は、光路切換手段によって、偏光方
向に対応したアライメント光学系に送出される。
Then, this illumination light is sent to the alignment optical system corresponding to the polarization direction by the optical path switching means.

すなわち、照明光は、その偏光方向に応じて、いずれか
のアライメント光学系に分割されることなく入射する。
That is, the illumination light is incident on one of the alignment optical systems without being divided according to the polarization direction.

[実施例] 以下、本発明の実施例を、添付図面を参照しながら詳細
に説明する。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

第1図には、本発明の一実施例が示されている。この図
において、光源としてのレーザ発振器10は、直線偏光の
アライメント光LAを出力するもので、出力されたアライ
メント光LAは、第一の四分の一波長板(以下、「λ/4
板」という)12に入力されるようになっている。アライ
メント光LAは、このλ/4板12によって、直線偏光から円
偏光のアライメント光LBになる。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In this figure, a laser oscillator 10 as a light source outputs linearly polarized alignment light LA, and the output alignment light LA is a first quarter-wave plate (hereinafter, referred to as “λ / 4
It is designed to be input to 12). The alignment light LA is changed from linearly polarized light to circularly polarized light LB by the λ / 4 plate 12.

次に、この円偏光のアライメント光LBは、第二のλ/4板
14に入射するようになっている。アライメント光LBは、
この第二のλ/4板14の光軸の傾きによって、任意の角度
の偏光面を有する直線偏光のアライメント光LCとなる。
Next, this circularly polarized alignment light LB is generated by the second λ / 4 plate.
It is supposed to be incident on 14. The alignment light LB is
Due to the inclination of the optical axis of the second λ / 4 plate 14, the linearly polarized alignment light LC having a polarization plane of an arbitrary angle is obtained.

かかる第二のλ/4板14の光軸は、モータ16によって回転
可能になっており、このモータ16の回転は、制御回路18
によって制御されるようになっている。
The optical axis of the second λ / 4 plate 14 is rotatable by the motor 16, and the rotation of the motor 16 is controlled by the control circuit 18
Is controlled by.

従って、制御回路18による指令に基いて、モータ16を一
定回転させると、入射アライメント光LBの偏光方向が一
定周期で変化し、一定時間毎に、S偏光とP偏光のアラ
イメント光LCS,LCPを得ることができる。
Therefore, when the motor 16 is constantly rotated based on a command from the control circuit 18, the polarization direction of the incident alignment light LB changes at a constant cycle, and the S-polarized and P-polarized alignment lights LCS and LCP are changed at regular intervals. Obtainable.

次に、アライメント光LCは、偏光ビームスプリッタ20に
入射するようになっている。この偏光ビームスプリッタ
20は、例えば、P偏光の入射アライメント光LCPをほと
んど透過し、S偏光の入射アライメント光LCSをほとん
ど反射する機能を有している。
Next, the alignment light LC enters the polarization beam splitter 20. This polarization beam splitter
20 has a function of, for example, almost transmitting the P-polarized incident alignment light LCP and almost reflecting the S-polarized incident alignment light LCS.

次に、偏光ビームスプリッタ20のアライメント光出力方
向には、ビーム整形手段22、24を各々介してプリズム2
6、28が各々配置されており、これらのプリズム26、28
の光出力側には、レンズ系30、32を各々介してミラー3
4、36が各々配置されている。これらのミラー34、36
は、アライメント光LCP、LCSを投影光学系38の方向に導
くためのものである。
Next, in the alignment light output direction of the polarization beam splitter 20, the prism 2 is passed through the beam shaping means 22 and 24, respectively.
6 and 28 are arranged respectively, and these prisms 26 and 28
On the light output side of the mirror 3 through the lens systems 30 and 32, respectively.
4 and 36 are arranged respectively. These mirrors 34, 36
Is for guiding the alignment lights LCP and LCS in the direction of the projection optical system 38.

投影光学系38の下方には、アライメント対象であるウエ
ハWが配置されている。このウエハWは、ステージ40上
に載置されている。
Below the projection optical system 38, a wafer W to be aligned is arranged. The wafer W is placed on the stage 40.

以上の各部のうち、ビーム整形手段22、プリズム26、レ
ンズ系30、ミラー34によって、第一のアライメント光学
系Aが構成されている。また、ビーム整形手段24、プリ
ズム28、レンズ系32、ミラー36によって、第二のアライ
メント光学系Bが構成されている。
Of the above parts, the beam shaping means 22, the prism 26, the lens system 30, and the mirror 34 form a first alignment optical system A. Further, the beam shaping means 24, the prism 28, the lens system 32, and the mirror 36 constitute a second alignment optical system B.

次に、上記実施例の全体的動作について説明する。Next, the overall operation of the above embodiment will be described.

レーザ発振器10から出力された直線偏光のアライメント
光LAは、第一のλ/4板12を透過して、円偏光のアライメ
ント光LBとなり、第2のλ/4板14に入射する。
The linearly polarized alignment light LA output from the laser oscillator 10 passes through the first λ / 4 plate 12, becomes circularly polarized alignment light LB, and enters the second λ / 4 plate 14.

この第2のλ/4板14は、制御回路18の指令により、上述
したアライメント光学系A、Bの計測タイミングに同期
して、その光軸のモータ16による回転が制御される。す
なわち、アライメント計測の行われるアライメント光学
系に対応して、S偏光またはP偏光のアライメント光が
第二のλ/4板14から出力される。
The rotation of the optical axis of the second λ / 4 plate 14 by the motor 16 is controlled by a command from the control circuit 18 in synchronization with the measurement timing of the alignment optical systems A and B described above. That is, S-polarized or P-polarized alignment light is output from the second λ / 4 plate 14 in accordance with the alignment optical system in which the alignment measurement is performed.

例えば、アライメント光学系Aによって、計測が行われ
るときは、制御回路18による制御によってモータ16が駆
動され、P偏光のアライメント光LCPがλ/4板14から出
力される。
For example, when measurement is performed by the alignment optical system A, the motor 16 is driven by the control of the control circuit 18, and the P-polarized alignment light LCP is output from the λ / 4 plate 14.

このアライメント光LCPは、第2図に示すように、偏光
ビームスプリッタ20を透過して、アライメント光学系A
に入射し、アライメントが行われる。
This alignment light LCP passes through the polarization beam splitter 20 as shown in FIG.
And is aligned.

他方、アライメント光学系Bによって、計測が行われる
ときは、制御回路18による制御によってモータ16が駆動
され、S偏光のアライメント光LCSがλ/4板14から出力
される。
On the other hand, when measurement is performed by the alignment optical system B, the motor 16 is driven by the control of the control circuit 18, and the S-polarized alignment light LCS is output from the λ / 4 plate 14.

このアライメント光LCSは、第3図に示すように、偏光
ビームスプリッタ20で反射されて、アライメント光学系
Bに入射し、アライメントが行われる。
As shown in FIG. 3, the alignment light LCS is reflected by the polarization beam splitter 20, enters the alignment optical system B, and is aligned.

以上のように、λ/4板14の光軸回転制御により、レーザ
発振器20から出力されたアライメント光LAは、アライメ
ント光学系A、Bのいずれかに入射し、各アライメント
光学系に分割されて入射することはない。従って、アラ
イメント光を有効に活用することができ、光量の大きい
アライメント光によって大きな被測定物からの検出光を
得て、検出感度の向上を図ることができる。
As described above, by the optical axis rotation control of the λ / 4 plate 14, the alignment light LA output from the laser oscillator 20 enters one of the alignment optical systems A and B and is divided into each alignment optical system. It does not enter. Therefore, the alignment light can be effectively used, and the detection light from a large object to be measured can be obtained by the alignment light having a large light amount, and the detection sensitivity can be improved.

また、逆に、被測定物からの検出光が強すぎる場合に
は、λ/4板14を回転させることにより、アライメント光
LCの偏光面を制御し、偏光ビームスプリツタ20の出力ア
ライメント光LCP又はLCSの光量を調整するようにすると
都合がよい。
On the contrary, if the detected light from the DUT is too strong, rotate the λ / 4 plate 14 to adjust the alignment light.
It is convenient to control the polarization plane of the LC and adjust the light quantity of the output alignment light LCP or LCS of the polarization beam splitter 20.

なお、本発明は何ら上記実施例に限定されるものではな
く、例えば上記実施例では2軸ないし2方向のアライメ
ント光学系について示したが、3軸以上のアライメント
光学系についても、同様に本発明は適用されるものであ
る。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments at all, and for example, in the above-mentioned embodiments, a biaxial or bidirectional alignment optical system has been shown. Is what applies.

また、アライメント光の偏光方向の回転手段も上記実施
例に限定されるものではなく、例えばファラデー回転素
子を用いるようにしてもよい。
Further, the rotating means for the polarization direction of the alignment light is not limited to the above embodiment, and for example, a Faraday rotating element may be used.

更に、光源としては、直線偏光のレーザ光を出力するレ
ーザ発振器の他に、偏光板、波長板その他の光学素子を
利用して適宜光源の光を偏光するようにしてもよい。
Further, as the light source, in addition to a laser oscillator that outputs a linearly polarized laser beam, a polarizing plate, a wavelength plate or other optical elements may be used to appropriately polarize the light of the light source.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、単一の光源から
出力されたアライメント用の偏光光の偏光方向を回転さ
せるとともに、この偏光方向に対応して行路を切換え、
いずれかのアライメント光学系にアライメント光を分割
(等分に分離)することなく導くこととしたので、単一
の光源から出力されるアライメント用の照明光を有効に
活用することができ、これによって、複数のアライメン
ト光学系におけるアライメント精度の向上を図ることが
できるという効果がる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the polarization direction of polarized light for alignment output from a single light source is rotated, and the path is switched in accordance with this polarization direction.
Since the alignment light is guided to one of the alignment optics without being split (equal division), the alignment illumination light output from a single light source can be effectively used. Therefore, it is possible to improve the alignment accuracy in the plurality of alignment optical systems.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例の構成を示す斜視図、第2図
及び第3図は第1図の装置の作用を示す説明図である。 10……レーザ発振器、12,14……λ/4板、16……モー
タ、18……制御回路、20……偏光ビームスプリツタ、38
……投影光学系、A,B……アライメント光学系、LA,LB,L
C,LCP,LCS……アライメント光。
FIG. 1 is a perspective view showing the construction of an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are explanatory views showing the operation of the apparatus of FIG. 10 …… Laser oscillator, 12,14 …… λ / 4 plate, 16 …… Motor, 18 …… Control circuit, 20 …… Polarization beam splitter, 38
…… Projection optics, A, B …… Alignment optics, LA, LB, L
C, LCP, LCS …… Alignment light.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも2組のアライメント光学系を有
し、これらのアライメント光学系の各々に、単一の光源
から出力されたアライメント用の偏光照明光を送出する
アライメント装置において、 前記照明光の偏光方向を回転させる偏光回転手段と、 この偏光回転手段を透過した照明光を、その偏光方向に
応じて上記アライメント光学系のいづれかに送出する光
路切換手段とを具備したことを特徴とするアライメント
装置。
1. An alignment apparatus which has at least two sets of alignment optical systems, and sends out polarized illumination light for alignment output from a single light source to each of these alignment optical systems. An alignment apparatus comprising: a polarization rotating means for rotating the polarization direction; and an optical path switching means for sending the illumination light transmitted through the polarization rotating means to either of the alignment optical systems according to the polarization direction. .
【請求項2】前記偏光回転手段は、2枚の4分の1波長
板、又はフアラデー回転素子のいづれかで構成されてい
るとことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のアラ
イメント装置。
2. The alignment apparatus according to claim 1, wherein the polarization rotating means is constituted by either one of two quarter-wave plates or a Faraday rotating element.
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