JPH0888171A - 多機能光検出器 - Google Patents

多機能光検出器

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JPH0888171A
JPH0888171A JP7214918A JP21491895A JPH0888171A JP H0888171 A JPH0888171 A JP H0888171A JP 7214918 A JP7214918 A JP 7214918A JP 21491895 A JP21491895 A JP 21491895A JP H0888171 A JPH0888171 A JP H0888171A
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photodetector
stage
mask
projection lens
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JP7214918A
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Sang-Cheol Kim
相哲 金
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Hanwha Aerospace Co Ltd
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Samsung Aerospace Industries Ltd
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    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • HELECTRICITY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 露光光源の光均一度、投影レンズの倍率変化
感知、両ステージの動きにおける平行度検出及び投影レ
ンズの焦点位置を自動的に検出できる多機能光検出器を
提供する。 【解決手段】 露光光が入って来るマスクステージに置
かれたマスクには両ステージの動きの平行度を検出する
ための第1マークと、前記第1マークと共に動作して投
影レンズの倍率変化を測定するための第2マークと、投
影レンズの焦点位置を決定するための第3マークが刻ま
れている。その下には投影レンズと結像用のワークピー
スステージが位置し、前記ワークピースステージの上に
は各マークの動作を補助する第4マークが刻まれ、第1
光検出部と第5マークが刻まれており、露光光を検出す
るための第2光検出部が置かれている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は露光装置等に用いる光検
出器に係り、より詳しくは、装置を組み立てる際や、組
み立てられた装置を再整備する際に、露光光源の光均一
度、投影レンズの倍率変化感知、ステージの動きにおけ
る平行度検出及び投影レンズの焦点位置を自動的に検出
できる多機能光検出器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の光検出器の作用系の構成を図1に
示す。
【0003】この図に示されるように、従来の光検出器
は、露光装置からの入射光(S1)を受け入れてマスク
が置かれる第1ステージ100と、前記入射光を受け入
れて結像を行うための結像レンズ101と、像が結像さ
れる第2ステージ103と、前記第2ステージ103上
において左右に移動し、入射光の強度分布を測定して調
整するための光検出部102から構成される。
【0004】上記構成による従来の光検出器の動作を以
下に示す。
【0005】カメラの電源が印加されると、前記構成に
よる従来の光検出器の作用系の動作が始まる。
【0006】動作が始まると、入射光(S1)が第1ス
テージ100を通じて入り、結像レンズ101を通じて
第2ステージ103に結像される。この際、光検出部1
02は前記第2ステージ103の左から右に移動し、さ
らに右から左に移動し、入射光の強度分布の測定値を利
用して露光光源の光均一度を調整する。
【0007】また、従来においては、露光装置の組立及
び再整備の際に、投影レンズの焦点位置にワークピース
が置かれるようにするため、任意の位置にワークピース
を置いて露光を行った後に現像過程を経て焦点を確認
し、さらにワークピースを光軸方向に移動させた後露光
を行ない、現像過程を経て再度目視により焦点を確認す
る。このように、同じような過程を数回にわたって繰り
返すことで正確な焦点位置を決定している。
【0008】そこで、露光装置が実際に作動される際に
は、露光の際毎に前記方法で決定した焦点位置に常にワ
ークピースが置かれるようにする。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光検出器の機能は、前記のとおり露光強度の均一度を調
整するという単一の機能しかない。従って、焦点を合わ
せるためには繰返し手作業を行う必要があり、使用する
には不便であるという問題点が残されいた。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、単一の光検出器をもって露光光源の光均
一度、投影レンズの倍率変化の感知、両ステージの動き
における平行度検出及び投影レンズの焦点位置を自動的
に検出できる多機能光検出器を提供することを目的とす
る。
【0011】前記目的を達成しようとする本発明の構成
は、光が入射するマスクステージと、入射光を受けて結
像を行うための投影レンズと、前記投影レンズからの像
が結像されるワークピースステージと、前記マスクステ
ージの上に置かれて、前記各ステージの動きの平行度を
検出するための第1マークと、前記第1マークと共に動
作して投影レンズの倍率変化を測定するための第2マー
クと、前記投影レンズの焦点位置を決定するための第3
マークがそれぞれ刻まれたマスクと、前記第1マーク、
第2マークとの動作を補助する第4マークが刻まれてお
り、前記ワークピースステージの上に置かれて入射光を
検出するための第1光検出部と、前記第3マークの動作
を補助する第5マークが刻まれており、前記ワークピー
スステージの上に置かれて入射光を検出する第2光検出
部と、からなる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明を容易に実施できる好適な実施の形態を添説明する。
【0013】図2は、本発明の実施の形態の一例に基づ
く多数機能光検出器の斜視図、図3は、本発明の実施の
形態に基づく多機能光検出器の光検出部の説明図、図4
は、本発明の実施の形態に基づく多機能光検出器のマス
クの説明図、図5は、本発明の実施の形態に基づく多機
能光検出器において両ステージの動きの平行度を測定す
る方法の説明図であり、図6は、本発明の実施の形態に
基づく多機能光検出器において投影レンズの倍率変化を
測定する方法の説明図、図7は、本発明の実施の形態に
基づく多機能光検出器において投影レンズの焦点位置を
決定する方法の説明図、図8は、本発明の実施の形態に
基づく多機能光検出器において光検出器の他の構成の説
明図、図9は、本発明の実施の形態に基づく多機能光検
出器において光検出部のその他の構成の説明図である。
【0014】図2に図示されているとおり、本発明の実
施の形態に基づく多機能光検出器の構成は、露光光源か
らの光が入って来るマスクステージ1に置かれたマスク
2には、両ステージの動きの平行度を検出するための第
1マーク3と、上記第1マークと共に動作して投影レン
ズ6の倍率変化を測定するための第2マーク4と、投影
レンズ6の焦点を決定するための第3マーク5とが刻ま
れている。
【0015】前記マスクステージ1の下には、前記入射
光を受け入れて結像を行うための投影レンズ6が位置
し、その下には前記結像されるワークピースステージ7
が位置し、前記ワークピースステージ7の上には前記第
1マーク3と第2マーク4の動作を助けるための第4マ
ーク8が刻まれている。また、前記ワークピースステー
ジ7の上には、その上に置かれて入射光を検出するため
の第1光検出部10、前記第3マーク5の動作を補助す
るための第5マーク9が刻まれており、前記ワークピー
スステージ7の上に置かれて入射光を検出するための第
2光検出部11が置かれている構造からなる。
【0016】前記第1及び第2光検出部10、11の詳
細な構造は図3に図示されており、前記マスク2の詳細
な構造は図4に図示されている。
【0017】前記ワークピースステージ7と光検出部1
0、11は、図8に図示されるように、ワークピースス
テージ7の縁に第1光検出部10と第2光検出部11と
を位置させた構造からなることもできる。
【0018】前記ワークピースステージ7と光検出部1
0、11は、図9に図示されるように、ワークピースス
テージ7には第1光検出部10、第2光検出部11のみ
を位置させ、第4マーク8、第5マーク9は別途の第2
マスク12に刻んで前記第2マスク12をワークピース
ステージ7の上に置いた構造からなることもできる。
【0019】前記構成による本発明の実施の形態に基づ
く多機能光検出器の作用は次のとおりである。
【0020】第1に、本発明の実施の形態に基づく多機
能光検出器を利用して入射光の強度を検出する動作は次
のとおりである。
【0021】先ず、マスクステージ1に置かれたマスク
2を除去し、ワークピースステージ7に置かれている第
1光検出部10、第2光検出部11のみを利用して従来
の方法のとおり露光光源からの入射光の強度を検出す
る。
【0022】第2に、マスクステージ1とワークピース
ステージ7の動きの平行度を測定する動作は次のとおり
である。
【0023】図5に図示されているように、先ずマスク
2に刻まれている第1マーク3とワークピースステージ
7にある第4マーク8を利用して両ステージ1、7の座
標値を定める。かかる座標値を定める方法は次のとおり
である。
【0024】第1マーク3、第4マーク8の間に投影レ
ンズ6が位置してマスク2に刻まれた第1マーク3をワ
ークピースステージ7の第4マーク8上に結像させ、整
列を行って両ステージの相対的な座標値を定める。
【0025】マスクステージ1とワークピースステージ
7を任意の方向に移動させ、さらに整列を行って第1マ
ーク3、第4マーク8が重畳される程度に従う光強度変
化を第1光検出部10から検出して、それぞれの相対的
な位置を決定することができる。
【0026】前記のような方法で定めたマスクステージ
1の座標値を(x,y)=(0,0)とし、ワークピー
スステージ7の座標値を(X,Y)=(0,0)とす
る。
【0027】さらに両ステージ1、7を一定距離だけ移
動させて各ステージ1、7の相対的な座標値を得る。こ
の際マスクステージ1の座標値は(x,y)=(a,
b)であり、ワークピースステージ7の座標値は(X,
Y)=(A,B)である。
【0028】tanθ=(A−a)/B 前記式に置いてtanθの値が0であれば両ステージ
1、7は平行であり、0以外の任意の値であれば両ステ
ージ1、7は平行でない状態にある。従って、両ステー
ジ1、7における平行位置からのずれ量をオフセット値
で与えると常に平行な運動が行える。
【0029】第3に、投影レンズ6の倍率変化を測定す
る方法は次のとおりである。
【0030】図6に図示されているとおり、先ず前記マ
スクステージ1とワークピースステージ7の動きの平行
度を測定する方法でワークピースステージ7にある第4
マーク8をマスク2に刻まれた第1マーク3について整
列して相対的な位置座標を定める。
【0031】次に、ワークピースステージ7を動かして
第4マーク8をマスク2の第2マーク4の下に移動させ
てさらに第2マーク4との相対的な座標値を定める。
【0032】前記両座標値が示すワークピースステージ
7が動いた距離とマスク2において両マーク3、4の間
の距離Rを比較して投影レンズの倍率変化を感知する。
【0033】第4に、投影レンズ6の焦点位置を決定す
る方法は次のとおりである。
【0034】図7に図示されているとおり、ワークピー
スステージ7を投影レンズ6の焦点近所に置いて第3マ
ーク5を投影レンズ6を通じて第5マーク9上に結像さ
せる。この際ワークピースステージ7を右方向(X軸の
正方向)に走査させるとサインカーブ(sine curve)形態
の光強度変化が第2光検出部11から得られる。
【0035】さらに、ワークピースステージを光軸Z方
向に微小に移動させ左方向(X軸の負の方向)に走査さ
せる。この際には整列信号の線幅が変わる。かかる過程
を繰り返してこの中で整列信号の線幅の位置が一番小さ
い時のワークピースステージ7の位置が投影レンズ6の
焦点位置Pとなる。
【0036】前記多機能光検出器において、図8に示さ
れたワークピースステージ7と光検出部10、11の他
の構成の動作は同じであり、この場合にはワークピース
ステージ7の最大移動距離が大きくなければならない。
【0037】上記多機能光検出器において、図9に図示
した前記ワークピースステージ7と光検出部10、11
のまた他の構成の動作は同じであり、この場合にはマス
クステージ1にマスク2を乗せながら同時にワークピー
スステージ7に第2マスク12を乗せなければならな
い。
【0038】また、第2マスク12に刻まれた第4マー
ク8、第5マーク9が正確にワークピースステージ7の
第1光検出部10、第2光検出部11上に置かなければ
ならない。
【0039】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、単一の光
検出器をもって露光光源の光均一度、投影レンズの倍率
変化感知、両ステージの動きにおける平行度検出及び投
影レンズの焦点位置を自動的に検出できる多機能光検出
器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の光検出器の作用系の構成図である。
【図2】本発明の実施の形態に基づく多機能光検出器の
斜視図である。
【図3】本発明の実施の形態に基づく多機能光検出器の
光検出部の説明図である。
【図4】本発明の実施の形態に基づく多機能光検出器の
マスク説明図である。
【図5】本発明の実施の形態に基づく多機能光検出部に
おいて両ステージの動きの平行度を測定する方法の説明
図である。
【図6】本発明の実施の形態に基づく多機能光検出器に
おいて投影レンズの倍率変化を測定する方法を示した説
明図である。
【図7】本発明の実施の形態に基づく多機能光検出器に
おいて投影レンズの焦点位置を決定する方法を示した説
明図である。
【図8】本発明の実施の形態に基づく多機能光検出器か
ら光検出器の他の構成の構成図である。
【図9】本発明の実施の形態に基づく多機能光検出器か
ら光検出器のまた他の構成を示した構成図である。
【符号の説明】
1…マスクステージ 2…マスクステージに置かれたマスク 3…第1マーク 4…第2マーク 5…第3マーク 6…投影レンズ 7…ワークピースステージ 8…第4マーク 9…第5マーク 10…第1光検出部 11…第2光検出部 12…第2マスク

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 露出光源からの光が入射するマスクステ
    ージと、 入射光を受けて結像を行うための投影レンズと、 前記投影レンズからの像が結像されるワークピースステ
    ージと、 前記マスクステージの上に置かれて、前記各ステージの
    動きの平行度を検出するための第1マークと、 前記第1マークと共に動作して投影レンズの倍率変化を
    測定するための第2マークと、 前記投影レンズの焦点位置を決定するための第3マーク
    がそれぞれ刻まれたマスクと、 前記第1マーク、第2マークとの動作を補助する第4マ
    ークが刻まれており、 前記ワークピースステージの上に置かれて入射光を検出
    するための第1光検出部と、 前記第3マークの動作を補助する第5マークが刻まれて
    おり、 前記ワークピースステージの上に置かれて入射光を検出
    する第2光検出部と、を有することを特徴とする多機能
    光検出器。
  2. 【請求項2】 前記ワークピースステージとワークピー
    スステージの縁に第1光検出部と第2光検出部とを位置
    させた構造からなることを特徴とする請求項1記載の多
    機能光検出器。
  3. 【請求項3】 前記ワークピースステージには第1光検
    出部、第2光検出部のみを位置させ、第4マーク、第5
    マークは別途の第2マスクに刻んで、前記第2マスクを
    前記ワークピースステージの上に置いた構造からなるこ
    とを特徴とする請求項1記載の多機能光検出器。
  4. 【請求項4】 前記マスクは第1マーク、第2マーク、
    第3マークが刻まれており、両ステージの動きの平行度
    を検出し、投影レンズの倍率変化を測定し、投影レンズ
    の焦点位置を決定する役割を果たすことを特徴とする請
    求項1記載の多機能光検出器。
  5. 【請求項5】 前記第1光検出部、第2光検出部の上に
    置かれた第4マーク、第5マークの代わりに第4マー
    ク、第5マークが刻まれた別途の第2マスクを用いるこ
    とを特徴とする請求項1または2記載の多機能光検出
    器。
  6. 【請求項6】 前記第1光検出部、第2光検出部の位置
    をワークピースステージの中心に置いてワークピースス
    テージの最大移動距離を減らすことを特徴とする請求項
    1記載の多機能光検出器。
  7. 【請求項7】 倍率補正、ステージの動きの平行度測定
    と投影レンズの焦点位置を決定するのにそれぞれ他の独
    立の第1マーク、第2マーク、第3マークを用いること
    を特徴とする請求項1記載の多機能光検出器。
  8. 【請求項8】 前記第1マーク、第2マークは投影レン
    ズの焦点位置を決定するためスリット構造を有するマー
    クと光検出器を用いることを特徴とする請求項1記載の
    多機能光検出器。
  9. 【請求項9】 前記マークと光検出器はステージの動き
    の平行度を検出し、投影レンズの倍率変化を測定するた
    め非周期的な配列のスリット構造を有するマークと光検
    出器を用いることを特徴とする請求項1記載の多機能光
    検出器。
JP7214918A 1994-08-24 1995-08-23 多機能光検出器 Pending JPH0888171A (ja)

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