JPS58182607A - 自動焦点位置合せ及び測定装置並びに方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

発明の背景 本発明は、光学的焦点合せ、位置合せ（アラインメント
）及び測定システム及び方法、史に詳しくは半導体集積
回路の製造に用いる上記光学システム及び方法に関する
。 集積回路は、シリコノのような半導体材料のウェファか
ら５該ウエフアを一連の加工工程を経て作られる電子的
装置である。ウェファ、即ち基層は感光性物質又はフォ
トレジスト材料で塗布されてマスクと揃えられ、マスク
は、所定の回路パターンに従い、フォトレジスト材料を
露光するように光を受ける。この−パターンは、集積回
路形成に用いる回路素子を開発するのに引続き用いらＪ
する。′が＜シー（回路パターンは、多数の各種のマス
クが集積回路作成に用いられ（二、ウェファへ写真平版
的に転写される。マスクに対して逐次ウェファを位置合
せすることＣ１′ライノメント）は１機能的な集積回路
を保証４″るために重要である。 マスクとウェファが小間際（代表的には１゜ｔｔｍ乃°
至５０１Ｌｍ程度）で離れたグロキシミティ印刷スなわ
ち非接触印刷は、一般的な集積回路の製造技術である。 グロキシミティ印刷すなわち非接触印刷を用いたプロセ
スの歩どまりは、接触印刷を用いて作られたそれより良
い。それは印刷中にマスクとウェファ間に接触がないた
ｔ’７＋、マスクの損傷が少なく、マスクの寿命が改廃
されるからである。グロキシミティすなわちル接触の印
刷方法１．、？　、−５ｔＸ線写真平版で用いらＪ］る
唯一の方法である。 プロキシミテイすなわち非接触印刷は問題がないわけで
はない。マスクとウェファを離隔する間隙は、マスクと
ウェファとの両方の平面の・Ｙ−坦公差を許容するに足
る大きさでなければならないが−投影されるパターンに
おける回折効果を少なくするに足る短かいものでなけれ
ばならない。集積回路は１通常イブ？りＯ＞＃≠＃の範
囲の位置合せの公差を必要とする回路パタンの精密さで
設計されている。位置合せを所要の公差に決めるために
、マスクに対してウェファを位置合わせするのには通例
１００倍乃至１０００倍の倍率の光学素子が用いられる
が、多くの穿孔を有するかかる高倍率の光学素子は。 マスクとウェファを分離する間隙よりは浅い被写界深度
を有する。これはマスク、又はウェファの何れかがある
一時に焦点にあることを意味し、マスクに対しウェファ
を正しく位置合せして位置決めすることが困難となる。 従ってマスクとウェファを位置合せし易くするために、
作業者にマスクと非接触のウェファの両方を拡大して焦
点合せした視野を同時に表示できる光学システムが必要
である。更に、マスクとウェファの隔離間隙をグロキシ
ミテイ印刷すなわち非接触印刷に適する値に測定でき、
ｌＩ・つマスク又はウェファの線巾と他の面の特徴をｆ
ｆ１ｌｌ定できる測定システムが必要である。加えご、
マスクに対しウェファを精密に位置合わせ・１−ること
の出来る位置合わせシステムも必要で多、る。 光学素子の被写界深度より大きく離れた二枚の板に焦点
合せをする光学的方法は従来技術にある。米国特許第３
，４８８．１　’０４号、第３７０９．５７９シ凰第３
．９９０，７９８号は、倒れも特定の間１隙・（１ｋに
対して作られた光学的補償板を用いる二重鉋点装置を開
示している。併し之等の補償板は、間隙値の範囲を容易
に適応させるようには調節できな０・。 米国特許第４，１６５，１７８号舛、は間隙測定装装置
が開示されているが、この装置は隅だけで離隔距離を感
知するように限定されたｇ　ｏ　／ｎ　ｏ　”　ｇ、　
。 ガ学ゲージである。マスクとウェファ間の間隙会・測る
ため一個の可動の集束レンズを用いる′ことが米国特許
第４．Ｑ　７０．１１６号に記載されて　□いる。然し
この特許をよく検討すると間隙測定のため一個の可動の
集束レンズを用いることに固有な問題を表わしている。 関連ある光学方程式は、レンズの焦点距離の逆数が対物
距離と影像距離の逆数の和に等しいことを述べている。 レンズの焦点距離が一定である影像距離が長くなること
は対物距離が短くなることで平均がとられる。１米国特
許第Ｑ７４４１１６号では、マスクとウェファ間の間隙
測定に固定の焦点検出子と可動のレンズが用（・られて
（・る３、マスクの像を、焦点検出子上に焦点合せした
後、レンズは、焦点検出子からウェファの像を焦点検出
子上に焦点合せする位置に動かされる。レンズの位置を
このように移動、又は変更すると、レンズから焦点検出
子への影像距離を長くし、これに対応してレンズより対
物面への対物距離を知かくさせる。この対物距離の減少
により。 レンズの移動量はマスクとウェファの間農隙より良くな
げ才１ばならない。米国特許第４．（１’ｔ’　０．］
　Ｊｌ６号に示す間隙測定の計算は極めて複雑であり、
マスクの影像距離とマスクの対物距＃並びにし・′ズの
移動の知識を必要とする。更に米国特許第４．０７　ｏ
、１１６号は、光学素子の被写界深度Ｙり大きい測定精
度を確立するなんらの対策も開示していない。 光量の変化を感知する焦点検出子も従来技術、こあって
公知である。例えば米国特許第３，３５６，８５４号と
第４，０７０，１１６号をみるとこれには光検出子に取
付けられた光束と信号調整回路が示さＪｌている。 発明の概略 本発明は、レンズの倒れかが光軸に沿って移動ｒｉ丁能
であり、各種の面上で交互にこの可動レー／ズの焦点面
を位置決めすることにより別々の而の像を焦点合せする
一連のレンズを具えた影像装置を供することを目的とす
る。 本発明の他の目的は、マスクの面と基板の面：に交互に
焦点合せをする可動レンズの変位を測定することにより
マスクと基板間の間隙を測定１−ることかできる装置を
供すること、にある。 本発明の他の目的は、基板をマスクに平行でありかつマ
スクから所定の距離にある位置で位置決めする装置と方
法を供するにある。 本発明の他の目的は、表面の平坦度を光学的に測定する
装置を供するにある。 史に本発明の他の目的は、影像光学の被写界深度よりも
大きく離れているマスクと基板とを拡大して、焦点合せ
した視野を同時に供する影像光学の被写界深度より大き
く離れているとき、マスクと基板の両方の平行な領域を
拡大して焦点合せした視野を同時に表示する影像装置を
供するにある。 本発明の他の目的はマスク又は基板の表面の特徴並びに
マスク又は基板の表面の焦点検出の測定をする光ダイオ
ード列を有する改良された焦点検出装置を供するにある
。 之等並びに他の目的は、次にごとく明白になり、本発明
の図示された望ましい実施例によって達成さね、半導体
ウェファ、即ち基板をマイクロ回路特性を有する非接触
すなわち間隙をと一ノだマスクに確実かつ正確に位置合
せして基板：・二写真平版的、又はＸ線による転写を行
なわし、Ｊ）る自動無点合せの光学的位置合せ測定シス
テノ・を供する１、このシステムは、レンズ装置を具え
、レンズの一つは、マスクと基体の像を光ダイオ　ド列
に交互に、焦点合せするための移動＋ｉＪ能な集束レン
ズである。光ダイオード列は、これと組合う信号処理回
路と共に焦点検出器と１−７て働らく。帰還゛信号を供
するために焦点検出器を用いる制御装置は、可動レンズ
の変位をシステムの光学素子の被写界深度より更に正確
にマスクと基板間の離れ、即ち間隙を等しく調節する。 可動レンズは、人間の視覚の応答速度より速くマスクと
基板に交互に焦点合せをする。 顕微僻観察の光学素子とストロボ光は、マスクＺは基板
の伺わかが焦点合せされると閃光するＬう調時されて作
業者をしてマスクと基板の両ツノを重ねて焦点合せして
拡大して見えるようにさせる。 このシステムは、マスク、又は基板の何れかの表面平坦
度を測定するのに用いもねる。更にマスクと基板間の平
行度も測定することができる。基板の位置決め装置は、
写真平版印刷前に作業者にマスクと基板間の間隙すなわ
ち間隙・及び両者の位置合せと平行度を調節させる。 本発明の他の実施例では、マスクと基板の両方の分離し
た横方向に離れた領域の分割した視野の像を観察するた
めに５分離した二組の影像光学素子が設けらハている。 これは、位置合せ方法を簡単にし、之等の区域を同時に
観察し乍ら行なえる能力がある。 実施例の記絨 第１図には、本発明の望ましい実施例による自動焦点合
せ、位置合せ及び測定システムが示さＪｌている。この
システムにおいて、写真平版マスク１０かマスク枠１２
に支持、され−月つ基板支持体１６に増付けらねた半導
体基板１４の−Ｌに位置決めされる。移動可動な集束対
物レンズ１８は、レンズ枠２０に取付けらね、且つ枢表
屯２６の周りを枢動するし・く−２４に作用すルＦＬ電
変換器２２により位置決めされる。第２１ノ１に図示す
るように、可動レンズ１８の運動はト方位置１５４と下
方位置】５２で制限されている。Ｖ／ズ枠２０に取付け
られた可動レンズ１８は［五体２５に取付けられた二個
の撓み片２１と２３により案内される。この撓み片２１
と２３は、上下の位置１５４，１５２の間における可動
レンズ１８の移動を許容するが、他の全てのツノ向−＼
のレンズ移動を阻・屯する。撓み片２１と２３は、変換
器支持体１５６に取付けられた圧市変換器２２の変換器
プランジャ１５にレノ（−２４を接触させて保持するば
ねとして働らく。 し・バー２４は国体２５内の遊び孔１５５を貫通してレ
バー増付点２７でレンズ枠２０に固着さ才する３、 第后図において、可動レンズ１８はマスク焦

【き、位置
１３６で実線で示され、その焦点位置１４２はマスクＩ
Ｏの下面に一致する。可動レンズ１８は基板の焦点位置
１３８で破線で表わされ、この焦点位置１４４はマスク
１０から間隙＋４６だけ部上１ている基板１４の上面と
一致する。マスク焦点位置１３６から基板焦点位置＋３
８−＼の可動レンズの変位置１４０はマスク１０と基板
１４間の間隙１４６に等しい。 可動レンズ１８は、焦点合せレンズの垂直光路１：３２
に沿って可動レンズの光軸と一致さ一αて配置さ才ｌる
。可動レンズ１８の上にはこの垂直光路１；う２に泪っ
てビームスプリッタ２８が置かねて水平観察レンズの光
路１３４を形成する１、集束転写レンズ３２と集束焦点
し／ズ３４を具える焦点合せレンズ組立体３０がビーム
スシリツメ２８の上で垂直光路】：３２上に置か牙１て
マスク１０又は基板１４の拡大像を焦点合せ組立体上の
同一光路に沿って配された光ダイオード列３６上に集点
合せする。光ダイオード列は焦点検出器として働らく。 捧束転写レンズ４０と箒東焦点レンズ４２を有する観察
レンン絹立体３８は、水平観察レンズの光軸】３４に活
って置か第１、観察者にマスク１０又は基板１４の句点
合せされた拡大像を呈する。 第１図において、基板支持１１！１６はチャック１８に
取付けられ、チャック４８はマスク１０の面に垂直な２
方向４９の並進運動と、それぞれ直交軸Ｘ、Ｙの箇りの
γとδ方向５７　、５９に回転運動が可能である。チャ
ック４８はステジ５（）の−トに取付けられ、ステージ
は、マスク１ｏに平行な面において、夫々Ｘ、Ｙ方向５
］。 ５′うに並進可能でありかつＺ軸の周りにθ方向５５に
回転する。基体支持体１６のＺ方向への１駆動は、２位
置の出力信号５Ｂを発する変位変換器信号調整ユニット
５６に電気的に接続された変位変換器５２によって監視
される。基板１４の位置はデジタルコンピュータ９９（
第４図）によって一連のステッパモータ及び制御器を介
して制御される。ステージ５０は、θの運動信号６２に
応答するステッパモータ及び制御５６０（Ｃよりθ方向
５５に回転し、かつＸ、Ｙの運動信号７０と６６、に夫
々応答するＸ、Ｙステツバモ　タ及び制御器６８．６４
によってＸ、Ｙ方向５１．５３に並進運動する。チャッ
ク４８は、２運動信号７４に応答する２ステツパモータ
及び制御器７２により２方向４９に動きがっγとδ運動
信号９５に応答するγとδのステッパモータ及び制御器
９１によってγとδ方向５７と５９に動く。 マスク］０と基板１４を照明するためにスｌ゛ロボ光４
６が設けられている。ストロボ電源７６は、ストロボ光
に結合されてストロボ信号７８ツピング装置を用いたパ
ルス光源が設けらねでもよい。 レンズ１８を動かすための圧電変換器２２は、圧電信号
８２に応答して高圧演算増巾駆動装置８０により駆動さ
れる。代りに、音声コイルのような電磁変換器によりレ
ンズの運動を供してもよい。 毘ダイオーダ列：う６内の各々の光ダイオードは、信号
調整回路８４に接続される。信号調整回路８４は、起動
走査信号８８を受けるとクロック信号９０で定められた
走査割合で各光ダイオードからの電圧出力信号を走査す
る。信号調９　回路８４は、之等の光ダイオードの信号
ヲ、光ダイオード列３６へ衝突する光ノくターンを示４
〜影像アナログ信号８６に変換する。 作業者は、関数形入力信号９４を供するためＪ）テンタ
ルコンピュータ９９（第４図）に結合された電鍵盤９２
を経由して位置合せ及び測定し置の運転モードを選択す
る。デジタルコンヒ。 エース９９は、ステータス出力信号９８により１ｉ１１
４される出力装置９６を経由して作業者と通信する。本
発明の望ましい実施例では出力装置（１６は、陰極線管
表示装置である。 第４図では、デジタルコンピュータ夕９９とこ」１に附
随するイノターフエースは、４０基本制御機能を有する
。即ち、焦点検出、可動レンズの位置決め、ストロボの
閃光、基板の位置決めである。２等制御機能を行なう命
令は、読出し専用メモリ（ＲｏＭ　）１１０に記録され
る。プロセノザＩ（）８はＲＯＭ　＋　１０に記録され
た命令を実行し、かつデータ記録用のラノタ゛ム・アク
セス・メモリ（ＲＡＭ）　Ｉ　１２を用いる。Ｄ／Ａ変
換器１１０、Ａ／Ｄ変換器１０２、デジタル出カポ−１
・１０４、及びデジタル人力／出力ポート１０６は、公
知の方法でデータバス１１４、アトレスハ／（Ｉ　＋　
６　、制御ハス１１８によってプロセツサ］０８、ＲＯ
Ｍ］］０、及びＲＡＭ１１２に接続されて制御機能を行
なうインターフェ　スとなる。 焦点検出制御機能は、第１．５　ａ　、　５　ｂ図並び
に第４図において説明される。マスク１０又は基板１４
の像１６０は、光ダイオード列３６で分るように、マス
ク１０又は基板１４の表面の特徴に対応して比較酌量る
い光１６４と比較的暗い′＃’１６２の区域からなって
いる。光ダイオド列３６の各光ダイオードは、それに衝
突する電の強度に比例した電圧信号を発生する。焦点内
及び焦点外における像１６０に対する光ダイオ　トの信
号は、夫々第５ａ図と第５ｂ図にす３いてプロットで形
成された光ダイオード位置１７０により図示される。こ
の何ねの場合にも明るい区域の光ダイオードは強い信号
１７２を光生し、一方暗い区域の光ダイオードは弱い信
＋！ｉ＋　７４を発生する。２等強弱の信号１７？と１
７４は微分信号を拘束する１、像１６０が、焦点内にあ
るとき、境界１８２と１８６における牟ダイオード信号
の強さ１６６は最大の信号遷移率を有し、微分信号は最
大振巾ＤＦ・を有す。 之に反し像が焦点外にあるとき、境界１８２と１８６に
ある尤ダイオードの信号の強さ１６８は信号遷移率がよ
り小さく、微分信号はより小さい振巾Ｄｕを有する。 運転に当り、デジタルコンピュータ９９は、尤ずデジタ
ル出力ポート１０４で起動走査信号８８と、クロック信
号９０を供し、次いでＡ、１０（換器１０２によ□り変
換されて影像アナログ信号８６を解析することにより焦
点検出制御機能を・行なう。上記微分信号が最大振巾で
あるとき、「なわち境界１８２と１８６における信号遷
移率が最大てル）るとき、像１６０は焦点内にある、１
この点でマスクＩＯ又は基板１４の表面特徴のｒｊ」１
ｓ　４が測定される。 第；３図と第４図において、デジタルコンピュータ９９
は圧電信号８２の太さを制御して可動し／ズ１８の°位
置を制御する９、マスク１０と基板１４間の間隙（この
間隙はレンズの変位蓄に等しい）を測定するためマスク
焦点位置１３６と基板焦点位置３３８が高度の正確さで
決めら才１　ｊ＋げ才１ばならない。マスク１０又は基
＆１４Ｆに単に可動し／ズ１８を焦点合せ−「ると、位
置合せ及び測定装置の光学素子の被写界深度内でレンズ
位置１コ３６又は１３８〆゛正確に決定さ１１る。、然
し乍ら光学素子の被写界深度の中心を決めて史に高度の
正確さが要求され達成される。 光学素子の被写界深度の中心決定に用いる方法を次に第
６図を参照して言已載する。ここでは（マスク、又は基
板の像の明るい区域と、暗い区］〕々で作らＪする）高
低の光ダイオード信号間の微分信号の振１］１６０示可
動レノズの位置１９２（，１２寸してプロットで表わさ
牙する３、このプロットの各点１９４は、光ダイオード
列（第１図）の完全な走査のための微分信号の撮１わ測
定を示す。 「り動しンズの位置１９２が左から右に変わると、測定
さねた微分信号の振巾１９０は゛、非焦点のし・ベル１
８０から焦点のレベル１７８に増加し、４字素子の被写
界深度２０２にわたって、焦点Ｌ→ル１７８で一定に保
たれ、その後に非焦点レベル１８０に減少する。被写界
深度２０２の中心は、しきい値の＄’分信号２００を用
い−（定、−））ら第１、第一のしきい値の位置２０４
と第二の１２きい値の位置２０６を設定する。中心位置
２０８は二のしきい値の位置から計算される。 マスク１０と基板１４を分離する間隙＋４６の測定方法
は、第１〜４図と第７図を参照して説明さ第１る。ここ
ではマスク位置２２６と、こ１＋から離ねている基板の
位＃２２４に対する司動しンズの焦涜面位置２２０が時
間２２２に対してプロットさ゛ねる３、可動レンズ１８
は、駆動さＪｌて、圧電変換器２２によって若干の位置
振動２２８と２３０を行ってマスクの焦点２３２を定め
る。可動レンズの振巾（、ま：基板の焦点２３４が定ま
るまで増加する。間隙１　’４６の測定は先ずデジタル
コンピュータ９９がマスク１０の像を光ダイオード３６
上に最善に位置決めするＦＦ電倍信号該圧電信うはマス
クの焦点２：）２に対応する。）を定め、次いで基板１
−４の像を光ダイオード列３６上に最善に位置決めする
圧電信号（該圧電信号は基板の焦点２３４に対応する）
を定める。次にデジタルコンピュータ９９は、記録され
た校正変換を用いてこれら二個の圧電信号を可動レンズ
の位置に変換する。測定さねた間隙１４．６は、単にレ
ンズの応等位置間の差であり、作業者にデジタル人出ポ
ート１０６を用いてステータス出力信号９８を生ずるよ
う表示される。 圧電信号を可動レンズの位置に変換するために用いる、
この記録された校正変換は、変位変換器５２（第１．図
参照）を用いて決めらねる。 該変換器５２は、本発明の望ましい実施例では線形電圧
変位変換器である。これは、基板１４の像が光ダイオー
ド列３６に最もよく、焦点合せされる位置に、基板１４
と可動レンズ１８を移動することにより達成される。変
位変換器５２は、可動レンズ１８が基板と共に動いて、
焦点内にある限り、基板の変位を直接測定し、かつ用動
しンズの変位を間接に測定する。可動レンズの変位のた
めのこの間接測定技術を用いると、１す動レンズの位置
の履歴すなわち非線形が圧電信号の関数として測定され
、また次の使用のだ、ゾ）ＲＡＭ］１２に記録された校
正変換を発生するように用いられる。 次に第１図と第４図を参照するとデジタルコンピュータ
９９と之に附随するインターフェースで供されるストロ
ボ閃光制御機能が記載されＣいる。ストロボ信号７８と
起動走査信号８８なデジタル出力ポート１０４を介して
同時に送ることにより焦点測定が行なわれる時毎にスト
ロボ光４６は閃光される。閃光継続時間は、光り′イオ
ード列３６を完全に走査するに足る時間長である。可動
レンズ１８の位置の振動が調節されてマスク１０と基板
１４の焦点合せされた像が生ずると、ストロボ光４６は
振動の各ピーク時に閃光される。観察レンズ組立体；３
８を窺く観察者４．４は、位置合せ作業の手助けのため
にマスクｌＯと基板１４の拡大されて重ねら第１た像を
見る。本発明の例では可動レンズ１８は４０、Ｈｌの割
合で振動して観察に対しフリッカのない像を供する。 第１，３，４図と第８図を参照し、デジタルコンピュー
タ９９とこれに附随するインターフェースの基板位置決
め制御機能が記載される。 基板位置決め機能の第一様相は、マスクｌＯと基板１４
間の間隙１４６を所定値に調節することである。これは
第８図に示されており、可動レンズ１８の位置振動と、
所望の基板位置２４８に対する実際の基板位置２４６の
調節が、時間２２２に対してプロットされる。第一の間
隙測定２５０がデジタルコンピュータ９９によってさね
、所望の間隙測定値２５８と比較される８基板１４は２
方向４９に動かされて、第二の間隙測定値が計算され、
所望の間隙測定値２５８と比較される。この方法は必要
により第三の間隙測定値２５４、第四の間隙測定値２５
６、更に多くの間隙測定値で繰返され、その結果実際の
間隙測定値が所望の間隙測定値２４８と等しくなるまで
行なわれる。 基板１４が−たんマスク１０から正しく位置決めされる
と（即ちマスクと基体とが所望の間隙で誰れていると）
、基板の位置決め、又は位置合せの第二様相が始まる。 この具体例では、作業者は、マスク１０と基板１４の重
なり像を観察レンズ組立体３８によって観察しＪ（＠鍵
盤９．１ｉｌ：ａ”Ｃｆジタルコンピュータ９９を指令
し、ステージ５０とそれに支持された基板１４の・運動
を制御する制御信号を発生し、基板１４を位置決めする
。之等の制御信号はＸ運動信号７０、Ｙ運動信号６６、
θ運動信号６２より成り、之等の信号は、ステージ５０
を動作するために、デジタル出力ポート１０４にあって
Ｘ。 Ｙ、Ｚのステッパモータ及び制御器６８　、６４゜７２
を夫々指令する。作業者がマスク１０と基板１４上の対
応する位置合せマークが正しく位置合せされていること
を観察すると、基板】４は正しく位置決めされて次の写
真平版作業の段階に用意ができる。 本発明の自動焦点合せ位置合せ及び測定システムは、基
板Ｉ４の上表面の平坦度の測定にも用いらねる３、この
測定は、基板１４の上表面の間をおいて離した区域の像
を光ダイオード列；３６七に最善焦点合せする連続した
位置に可動レンズ１８を位置決めすることにより行なわ
れる。 基板１４の上表面の之等の間をおいた領域は、ステージ
５０を夫々Ｘ、Ｙ方向５１．５３に動かすことにより焦
点レンズ光学素子の視野内に持込まれる。基板１４の上
表面の平坦度は、上記した連続したよく焦点合せする位
置に可動レンズ１８を確実に置くため可動レンズの変位
する範囲からコンピュータ９９で計算される。 本発明゛の自動焦点合せ、位置合せ及び測定システムは
、マスクと基板とを一緒にＸ方向５」、Ｙ方向５３に夫
々動かして之等の面間間隙（第３図参照）を幾つかの異
った位置で測定することによりマスク１０の下面な基板
】４の近接した上表面間の平行度を測定するのに用いら
れる。 これに附随して基板１４の上表面がマスクの下面に平行
であるように調節されることもできる。 それは別々の場所で測った間隙測定値を等しくする位置
へ基板を直交するｘ、ｙ軸（両軸は可動レンズの光軸に
何れも垂直）の周りにＹ方向５７とδ方向５９に回転さ
せて調節される。 マスク１０と基板１４の近接面間の平行度を決めるため
にマスクと基板を動かし易くするた、ゾ）、マスク枠１
２は第１図で破線図示の選択的に操作されるカップリン
ダ６１で示したように基板支持体１６又はステージ５０
に選択的に固定される。かくして固定弁れるとマスク枠
１２はステージ５０と共にＸ、Ｙ方向５１．５３に動く
１、マスク１゛０と基板１４の近接する面の間の平行度
を決めるために間隙の測“定が行なわれると、マスク枠
１２は基板支持体１６とステージ５０から解除される。 基板支持体１６がｒとδのステッパモータ制御器９１に
よってマスク枠１２に対して基板】４の上表面がマスク
１０の近接下表面に平行である位置に回転さねる３、次
に第９図を参照すると、本発明の自動焦点位置合せ測定
システムの双眼の実施例が示さ才１ていて、これは前記
の単眼の実施例のものより速やかに位置合せするのに用
いらねる。この双眼の例では、右左の集点合せ観察光学
素子２６２と２６４により、作業者に対し、マスク枠１
２で支持されたマスク１０の上で間をおいた右左の位置
合せマーク２６６と２６８の両眼による観察と、マスク
の下で支持された基板の対応する間をおいた右左Ω位置
合せマーク３２０と３２２を両眼で観察させる。これは
作業者に単眼の例の場合に必要であったマスクと基板の
離れである位置合せマークのある区域を観察するためマ
スクと基板を位置換えすることなし１−一マス、りに対
し基板１４の位置合せをＸ、Ｙ、θの方向で視覚的に点
検できるものである。 双眼の例の右左の焦点合せ光学素子２６２゜２６４は、
前記の単眼の例の場合と同じ方法で□十契肘された機能
のものである。従って右左の可動レンズ２７０と２７２
は１．右左の垂直焦１点合は光軸に沿って平行に動くよ
うになっている。 Ｉテのビームスプリッタ２７４は、右側の可動レンズ２
７０の上で右側の垂直焦点合せ光路２７１［−に置かれ
て、右側の水平の観察レンズ光路３２４ケ供し、左のビ
ームスプリッタ２７６も同じく１１：側の可動レンズ２
７２上で左側の垂直焦点合す光路２７３上に置かれて、
右側の水平の観察レンズの光路と平行の左側の水平の観
察レンズ々路を供する。右の光転写レンズ２７８と右の
焦点合せレンズ２８２は、右のビームスブリック２７４
上で、マスクｌＯ又は基板１４の右側１、ン置合せマー
クのある区域の拡大像を右の句点検出器２８６に焦点合
せさせるため右側垂直焦但合せレンズの光路２７１に沿
って置□かね、又二の焦点検出器は右の焦点合せレンズ
２８２の焦点面で右の焦点合笹レンズの光路に沿っても
置かねている。一方他の右側光転写レンズ２９０と右側
焦点合せレンズ２９４が、右側水平観察レンズの光路３
２４に涜って置かれて、同じ右側の位置合せマークを有
する区域の拡大さｈかつ焦点合せられた像を作業者の右
眼２９８に供する３、同様にして左側光転写レンズ２８
０と左側焦点レンズ２８４は、マスク１０又は基板】４
の左側位置合せマークのある区域°の拡大像を左の焦点
検出器２８８に焦点合せさせるため左側ビームスプリッ
タ２７４上で左側垂直焦点合せレンズ光路２７３に沿い
置かれ、又この焦点検出器も左側焦点合せレンズ２８４
の焦点面で左側焦点合せレンズの光路に沿っても置かわ
ている。一方他の左側光転写レンズ２９２と左側焦点合
せレンズ２９６は、左側水平観察レンズの光路３２６に
沿って置かれ、同じく左側の位置合せマークを有する区
域の拡大焦点合せされた像を作業者３００に供する。こ
れは、作業者に、基板１４Ｌの右左の位置合せ＼マーク
３２０゜、３２２をマスク１０の対応する右左の位置合
せマーり２６６と９６８と位置合せして基板をマスク１
０に対して位置合せさせるものである、。 右左の焦点合せと観察光学装置２６２と２６４の各々で
作られた間隙の測定は、マスク１ｏと塾板１４間の離隔
と平行を調節するのに用いらオフ　る　。１ 本発明の他の例によれば第９図に示すように、右側ビー
ムスプリッタ３０４は、右側焦点合せし／ズ２９４と作
業者の観察位置の間で右側の水平観察レンズ光路３２４
に沿って置かれ、更に垂直の右側観察光・路を供する。 左側ビームスノリツタ３０２も左側焦点合せレンズ２９
６と作業者の観察位置の間で左側水平観察レンズ光路３
２６に沿って配置され、更に右側垂直観察光路に平行な
垂直の左側観察光路を供する。右１ｉのテレビジョンカ
メラ３１０と３１２が夫々重置の右左の観察光路に治っ
て配置されてマス　　　　□りｌＯな基板１４の右左の
位置合せマークのある区域の拡大されかつ焦点合せされ
た像を映出する。２等右左のテレビジョンカメラ３１　
（１。 ３１２は、夫々右左のテレビジョンモニタ３１４゜３１
６により従来技術で公知の自動位置合せ認識システム３
１８に結合される。次に更に第Ｘ図において、自動位置
合せ認識システム３１８はＡＤ変換器１０２によってコ
ンピュータ９９に結合される。自動位置合せ認識システ
ム３１８に応答してコンピュータ９９はステージ５０な
確実に移動さぜる。　ｘ　、　Ｙ　、θ運動制御信号を
出して基板１４をマスクに対して位置合せし位置決めを
する。 本発明の他の例によれば、第１図とｖ３　ｐ＋の観察光
学素子３８はテレビジョンカメラとスクリーンに置換え
ることができ、作業者にマスク１０と基板１４の拡大像
の表示を供することができる。第９図の二組の観察光学
素子２９〇−２９６も７台のテレビジョンカメラとスク
リーンで置換えられ、同様にマスク１０と基板１４の右
左の位置合せマークの区域の拡大されかつ焦点合せされ
た像を作業者に分割した視野の表示で供する。 本発明の前記実施例で用いた可動レンズ１８゜２７０．
２７２は、夫々例えば２０Ｈｚの周波数で正弦波駆動の
ツアイスエピプラン（ＺｅｉｓｓＥｐｉｐｌａｎ　）　
４６７２０−９３４２０倍の顕微鏡χ１物レンズより構
成することができる。可動レンズを作動させるための圧
電変換器２２は、バＬ、、　　（Ｂｕｒｌｅｉｇｈ）Ｐ
Ｚ　−４４で構成することが（き、圧電変換器駆動用の
高圧演算増巾器８０はバーレーＰＺ−７０で構成するこ
とができる。 目１１記実施例の焦点レンズと観察レンズの組立体１）
）焦点レンズ３４　、４２　、２８　’２　、２８４　
。 ２９４．２９６は、例えば１０倍の拡大率を提「る。前
記実施例に用いる各焦点検出器３６゜２８６．２８８は
、望ましくは光°ダイオード間の間隔が０００１インチ
（２５，４μｍ）であるレチコン（Ｒｅｔｉｃｏｎ　）
　１０２４Ｇ光ダイオードであり、一方これと組合う信
号調整回路８４は、５００Ｋｔｌｚの走査速度で運転さ
れるレチコンＲＣ［）ＯＢ／ＲＣ１０６信号調整回路で
ある。マスり１０と基板１４を照光するストロボ光４６
は、紫外線フィルター付の１５ワツトのキセノノ′ラン
プであり、これに附随するストロボ電源７６は、０．０
０１秒のパルス時間幅でストロボ光を４０Ｈｚで断続す
るＥＧ％ＧＰＳ−３０２の電源で構成することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による自動焦点合せ光学的
位置合せ及び測定システムと制御機能インターフェース
の略図、第２図は、第１図のシステムの可動レンズを振
動させるための機構の詳細図、第３図は可動レンズの位
置決めと運動を詳細に示す第１図システムの光学部分の
略図、第４図は、第１図のシステムと共に用いられるコ
ンピュータとこれに附随するインターフェースの略図、
第５ａ図と第５ｂ図は、第１図のシステムの光ダイ、オ
ード列が如何に焦点検出器とし・て作動するかを示す図
、第６図は、第１図のシステムがシステムの光学部分の
被写界深度の中心を如何に決めるかを示す図、第７図は
、マスクと、間をとった基板との間の隔離距離を決める
ため第１図のシステムで用いられる間隙測定法を示す図
、第８図は、マスクと、間をおいた基板左の間の隔離距
離を所定値に調節するために、第１図のシステムで用い
られる間隙調節の相互作用を示す図、第９図は、第１図
のシステムの双眼の実施例の略図である。 １０・・・マスク　　　１４・・・基板１６・・・基板
支持体 １８．２７０，２７２・・・対物レンズ２０・・・レン
ズ枠　　２２・・・圧電変換器３２、．４０，２７８，
２８０，２９０゜２９２・・・集束転写レンズ ３０．３８・・・レンズ組立体、 ３４．４２，２８２，２８４，２９４，２９６・・・焦
点レンズ ３６・・・光ダイオード　　４４・・・観察者４６・・
・ストロボ　　　４８・・・チャック５０・・・ステー
ジ ６０・・・θステッパモータ及制御器 ６４・・・Ｙステッパモータ及制御器 ５８・・・ＸステッパモータｆｌｔｌＪ　ａ　器７２・
・２ステツパモータ及制御器 ９１・・・γ、δステッパモータ及制ｆａ１５１３０・
・・第一光軸 １３２・・・第二光軸 】：３４・・・第三光軸 ２８６．２８８・・・焦点検出器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）光軸に沿って移動可能に配置され、物体の該光軸
   に沿って前記物体面からは第一影像手段の反対側に配置
   され、物体面から離りて光軸に渚って第二焦点面で配置
   され、各光ダイオードが投射される光の強度に比例する
   光グイオード列に結合され、該ダイオードからの信号を
   解析して第二焦点面における物体平面の像の焦点を示す
   プロ七゛ス手段と。 前記プロセス手段に結合され、光軸に清つ−Ｃ第一影像
   手段を作動し、第一焦点面を物体面と一致するように位
   置決めする手段 とより成る物体面上の焦点合せ装置。 ・２）　第一の板状物体から有限距離で離れている第二
   の板状物体に対し前記第一板状物体の位置決め装置であ
   って一 光軸に沿って移動可能に配置さｌ、両板状光軸に清って
   両板状物体からは第一影像手段の反対側で配置され、両
   板状物体から離れ板状物体を照光する照光手段と、 光軸に沿って第二焦点面で配装置され、各光ダイオード
   が投影される光の強度に比例する光ダイオー１Ｆ：列に
   結合され、両板状物体の像の焦点を示すために光ダイオ
   ード列の信号を解析するプロセス手段と、 プロセス手段に結合され、第一影像手段を光軸に沿って
   −の位置から他の位置に勅かして第一焦点面を両板状物
   体の近接する面と交互に一致させて位置決めする制御手
   段とよりなり、 前記プロセス手段は、光軸ＫＧつた画板状物体の近接す
   る面の間の隔離距離を決めるｔ二めに、第一影像手段の
   前記位置間の変位を決めるよう作動することを特徴とし
   た位置決め装置。 （３）光軸に平行方向に第１・−板状物体を移動させる
   変位手段と、 前記変位手段と結合し、該板状物体の近接する面の間の
   隔離距離を予め選定した値に調節する制御手段 を更に具えてなる特許請求の範囲第２項に記載の装置。 （４）　　両板状物体の近接する面の間の隔離距離を幾
   つかの位置で決めるために、光軸に垂直な面に対し両板
   状物体を一緒に動かす変位手段と、 第一板状物体を光軸と垂直の直交軸の周りに回転して前
   記位置で決めた隔離距離を等しくして両板状物体の近接
   する面を平行面に位置決めする回転手段 を更に具えてなる特許請求の範囲第２項に記載の装置。 １５ｊ　　第一板状物体を光軸の垂直面で第ニー板状物
   体に対して並進且つ回転させる変位手段と、前記二個の
   板状物体間の位置合せ及び測定のための位置合せ感知手
   段と、 位置合せ感知手段と前記変位手段と結合して第一板状物
   体を第ニー板状物体に位置合せして位置決めするよう第
   一板状物体の並進並びに回転を制御する制御手段、 を更に具えてなφ特許請求の範囲第３項又は第４項に記
   載の装置。 （６）　光軸に沿い移動可能に配置され、平板状物。 体に向けて配置された第一焦点面を供する第一影像手段
   と、 該板状物体とは第一影像手段の反対側で光軸に■って配
   置され、該板状物体から離れて配置さねた第二焦点面を
   供する第二影像手段と、 該板状物体の面を照光する照光手段と、第二焦点面で光
   軸に沿って置かれ、各光ダイオードが投照される光の強
   度に比例する電気信号を発するように作動する光ダイオ
   　ド列と、 該光ダイオード列に結合され、板状物体の像の焦点を第
   二焦点面に示すために光ダイオ〜　１・列からの信号を
   解析するプロセス手段と、第一影像手段の視界内で板状
   物体の面の別個の区域を逐次位置決めするために、板状
   物体を第一焦点面と平行な面で動かす変位手段と。 プロセス手段に結合され、第一焦点面を板状物体の前記
   面の区域と逐次一致させて位置決めするよう第一影像手
   段を動かす制御手段とよりなり、 前記プロセス手段は、板状物体の面の平坦度を決めるた
   め板状物体の前記面の区域に対し第一影像手段の変位範
   囲を決めるよう作動することを特徴とした凡そ板状の物
   体の平坦度を測定する装置。 １７）　　第−光路−に沿い移動可能に配置され、マス
   クと基板に向は配置された第一焦点面を供する第一影像
   手段と、 該マスクと基板からは第一影像手段の反対側で第一光路
   ′に沿い配置され、マスクと基板より離りて配置された
   第二焦点面を供する第ニー、影像手段と、 第一影像手段と第二影像手段の間で第一光路に沿い配置
   されて第二光路な供するビームスフ′すｖ）子々し、 第二光路に沿い配置され、マスクと基板の竿−焦点面で
   第一光路に沿い配置され、各タ゛イオードが投射される
   光の強度に比例する電気信号を発するよう作動する光タ
   ーイオート列と。 光ダイオード列に結合され、マスクと基板の像の焦点を
   示すために、ダイオード列よりの信号を解析するプロセ
   ス手段と、 プロセス手段に結合され、第一焦点面をマスク面及び基
   板の近接する面と交互に位置決めするために、第一光路
   に沿い第一影像手段を一位置から他の位置に動かす制御
   手段を具えることを特徴とした有限距離で基板から離ね
   た回路マスクに対する半導体基板の位置合せ装置。 （８）　　前記照光手段はプロセス手段に結合され、該
   手段に応答してマスク面が第一焦点面と一致した時マス
   ク面を照光し、基板の近接する面が第一焦点面と一致、
   した時読近接する面を照光してなる特許請求の範囲第７
   項に記載の装置３、 （９１基板をマスクに対して位置合せして動かすために
   、第一焦点面に平行な面内で基板をマスクに対して並進
   並びに回転、させる第一の基標変位手段を更に具えてな
   る特許請求の範囲第８項に記載の装置。 １１１１　　プロセス手段は、第一光軸に沿いマスクと
   基板の前記近接する面間の隔離距離を決めるために、第
   一影像手段の前記位置の間の変位を決めるよう作動する
   特許請求の範囲第９項に記載の装置。 ＩＩ　ＩＩ　　基板を第一焦点面に垂直方向に動かす第
   二の基標変位手段と、 ＃１．二基級変位手段並びにプロセス手段と結合し、マ
   スクと基板の前記近接する面の間の隔離距離を予め選定
   した値に調節する手段を史に具えてなる特許請求の範囲
   ｉ１１項に記載の装置。 １１力　　右側の第一光路に沿い移動可能に配置され、
   マスクと基板に向けて配置された右側の第一焦点面を供
   すａ右側の第一影像手段と、右側の第一光路と平行な左
   側の第一光路に活って移動可能に配置さハ、マスク１板
   （で向けて配置された左側の第一焦点面を供する左側の
   第一影像手段と。 マスクと基板からは右側の第一影像手段σ）反対側で右
   側の第一光路に活って配置さね、マスクと基板より離れ
   て配置された右側の第二二焦点面を供する右側の第二影
   像手段と、マスクと基板からは左側の第一　影像手段０
   反対側で左側の第一光路に沿って配置さｈ、マスクと基
   板より離ねて配置された左側の第１Ｔｈ焦点面を供する
   左側の第二影像手段と、右側第三影像手段と右側第二影
   像手段とＬｆ）間で右側第一光路に沿って配置さね、右
   側部−光路から離れて配置された右側第二光路を供する
   右側ビームスブリット手段と、 左側第一影像手段と左側第二影像手段との間で左側第一
   光路に活って配置され、左側第一光路から離れて配置さ
   れた左側第二光路を供スル左側ビームスブリット手段と
   、 右側第二光路に沿って配置さね、マスク面の右区域並び
   に基体の近接面の対応する右区域の像を供する右側第三
   影像手段と、 左側第二光路に沿って配置され、マスク面の左区域並び
   に基板の近接する面の対応する左区域の像を供する左側
   第三影像手段と、マスクと基板の右面区域を照光する右
   側照光手段と、 マスクと基板の左面区域を照光する右側照光手段と、 右側第一光路に沿い右側第二焦点面に配置され、各光ダ
   イオードが投影された光の強度に比例して電気信号を発
   するよう作動する右側光タ゛イオード列と、 左側第一光路に沿い左側第二焦点面に配され、各光ダイ
   オードが投影さＫた光の強度に比例して電気信号を発す
   るよう作用する左側光ダイオード列と、 右左の光ダイオード列に結合され、マスクと基体゛の右
   面区域の像の情点を示すために右側光ダイオード列より
   の信号を解析し月つ、マスクと基板の左面区域の像の焦
   点を示すために左側光ダイオード列よりの信号を解析す
   るプロセス手段と、 プロセス手段と結合し、右側第一焦点面をマスクと基板
   の対応する右面区域と交互に一致させて位置決めするた
   めに、右側第一影像手段を右側第一光路に清い一位置か
   ら他の位置駆動かす右側制御手段と、 プロセス手段と結合上、左側第一焦点面をマスクと基板
   の対応する左面区域と交互に一致させて位置決めするた
   めに左側第一影像手段を左側第一光路に沿い一位置から
   他の位置に動かす左側制御手段 を具えたことを特徴とした半導体基を表から有限距離離
   れた回路マスクに対し前記基精を位置合せする装置。 （１３）　　右側照光手段は、プロセス手段と結合し。 こ牙１に応答してマスクの右面区域が右側第一焦点面と
   一致した時読区域を照光し、基体の右面区域が右側第一
   焦点面と一致した時読区域を照光し、 左側照光手段は、またプロセス手段と結合し、これに応
   答してマスクの左面区域が左側第一焦点面と一致した時
   読区域を照光し、基板の左面区域が左側第一焦点面と一
   致した時読区域を照光してなる特許請求の範囲第１２項
   に記載の装置。 （Ｉ４１基板をマスクに対して動かして位置合せするた
   めに、マスクに対して基板を右左の第一光路に垂直な面
   で並進及び回転させる第一基体変位手段を更に具えてな
   る特許請求の範囲第１３項に記載の装置。 １１５１　　ｍＴ　記プロセス手段は、マスクと基板の
   対応する右面区域の間の右の隔離距離を定めるために、
   右側第一影像手段の前記位置の間の変位を決定し月つマ
   スクと基板の対応する左面区域間の左の隔間距離を定め
   るよう左側第一影像手段の前記位置間の変位を決定する
   よう作動し、 右左の第一光軸に垂直な軸の周りで基板を回転させる第
   二基板変位手段と、 第二基板変位手段とプロセス手段に結合し。 右左の隔離距離を等しからしめるよう基板を位置決めす
   る制御手段を具えてなる特許請求の範囲第１４項に記載
   の装置。 Ｇ６１　　第一影像手段は、何れも単一の集束し／スを
   具えてなる特許請求の範囲第］　＋　２　＋　６　＋７
   又は１２項に記載の装置。 Ｇ７１　　第二影像手段は、何れも集束レンズを具えて
   なる特許請求の範囲第１６項に記載の装置（１８１第二
   影像手段は、更に何れも集束拡大レンズを具えてなる特
   許請求の範囲第１７項にｄピ載の装置１． ０α　各制御手段は、 夫々の第一影像手段と結合し、第一影像手段を印加さ才
   する電圧の大きさに比例して変位させる圧電変換器と。 圧電変換器及びプロセス手段と結合し、プロセス手段が
   像の焦点を示す位置に夫々の第一影像手段を確実に変位
   させるため１に印加された大きな電圧で圧電変換器を駆
   動する駆動手段を具★てなる特許請求の範囲第１，２゜
   ６．７又は１２項に記載の装置。 １２（υ　各第三の影像手段は、マスクと基板の焦点合
   せされかつ拡大された視野を供するために、第−及び第
   二の集束レンズを具えてなる特許請求の範囲第７項又は
   第１２項に記載の装置・（’４Ｉ＋　　前記各第三影像
   手段は、テレビジョンカメラとこねに附随したテレビジ
   ョンモご夕〜を具えてマスクと基板の焦点合せされかつ
   拡大された視野を供してなる特許請求の範囲第７項又は
   第１２項に記載の装置。 １２１、！ｌ　　前記各照光手段は、第一焦点面がマネ
   クの前記面又は基板の前記近接する面と一致した時に閃
   光するよう調時された」トロボ光を具えでなる特許請求
   の範囲第７項又は第１２項に１軟の装置。 ＋ｚ：＋（プロセス手段は、像の焦点の決定において像
   の比較的明−ろい区域を感知する光ダイオードから同じ
   像の比較的暗い区域を感知する光ダイオード−＼の信号
   遷移率に応答してなる特許請求の範囲第１・、２，６．
   ’、７又は１２項に記載された装置。 （２４）　　プロセス手段は、像の句点決別において像
   の比較酌量るい区域を感知する光ダイオードよりと同一
   像の比較的暗い区域を感知するダイオードよりの信号強
   度の差に応答してなる特許請求の範囲第１．２，６．７
   又は１２項に記載の装置。 （２５１板状物体の面の像を焦点面に焦点合せする影像
   手段と、板状物体の面を照光する照光手段と、 前記焦点面に配置され、各光ダイオードが投影された光
   の強度に比例する電気信号を発生するよう作動する光タ
   ーイオード列と、尤ダイオード列と結合し、その信号を
   解析して同一光の強度を感知する光ダイオードの範囲を
   定めることにより板状物体の表面の特徴の寸法を示す制
   御手段を具えたことを特徴とした板状物体の表面の特徴
   の寸法測定装置。 −′１・）　影像手段は、前記焦点面と板状物体との間
   で光軸に清って配置され、板状物体の面で他の焦点面を
   供する第一影像手段と、 前記板状物体とは第一影像手段の反対側で光軸に沿って
   配置さね、前記第一の焦点面を供する第二影像手段を具
   えてなる特許請求の範囲第２５項に記載の装置。 ・２７）　　光タ゛イオード列で物体面の像を感知して
   該像の焦点度合に比例する焦点信号を供し。 焦点信号を、全体的に句点外の像に対応する焦点信号と
   、焦点合せされた像に対応する焦点信号との間の中間の
   大きさのしきい値の信号と比較し、 焦点信号がしきい値の信号に等しく・第一のしきい値の
   位置に光学レンズを移動させ、光学レンズを焦点合せし
   た位置を通して焦点信号がしきい値信号に等しい第二し
   きい値位置に移動させ。 第一と第二力しきい値位置の平均に等しい最良の焦点位
   置に光学レンズが移動せしめることを特徴とした物体面
   の像を光学レンズの被写体深度より正確な精度に焦点合
   せする光学レンズの位置決め方法。 （至）物体面の像を第二光学レンズを通して第二光学レ
   ンズの焦点面に置がれた光グイオード列上に投影し、 物体面の投影像を光ダイオード列で感知して該像の焦点
   度合に比例する焦点信号を供し、該焦点信号を、全体的
   に焦点外の像に対応する焦点信号と焦点合せされた像に
   対応する焦点信号との間の中間の大きさのしきい値の信
   号と比較し、 焦点信号がしきい値信号に等しく・第一しきい値の位置
   に光学レンズを移動させ、 光学し／ズを焦点合せした位置を通して焦点信号がしき
   い値信号に等しい第二限界位置に移動させ 第一と第二のしきい値位置の平均に等しい最良の焦点位
   置に光学し、ノズを移動せしめることを特徴とした第一
   光学レンズの焦点面を第一光学レンズの被写号深度より
   良好な精度で物体面と一致させて位置決めする方法。 １、：Ｉ）　　前記焦点信号は、像の比較酌量るい区域
   を感知する光ダイオードで発生した出力信号の大きさと
   同じ像の比較的暗い区域を感知する蓋夕゛イオ−ドで発
   生した出力信号の大きさとの差から計算されてなる特許
   請求の範囲第２７項又は第２８項に記載の方法。 ・４υ　前記焦点信号は、像の比較酌量る（・区域を感
   知する光ダイオードで発生した出力信号と、同じ像の比
   較的暗い区域を感知する光ダイオドで発生した出力信号
   との間の遷移割合より計算されてなる特許請求の範囲第
   ２７項又は第２８項に記載の方法。 ・（１１第１と第２の板状物体の像が檎二光学レンズの
   焦点面に配置された光ダイオード列に交々−に焦点合せ
   されるよう第一光学レンズをその光軸に泪って振動させ
   、 第一の板状物体の像が第二光学レンズの焦点面；光ダイ
   オード列に焦点合せさり、ると第−＆状物体を照光し、
   第二の板状物体の像が第二光学レンズの焦点面で光ダイ
   オード列に焦点合せされると第二人、ｉｘ　神ｅ物を照
   光し、第一と第二の板状物体の画像の合成物を観察し、
   第一板状物体を第一光学レンズの光軸に垂直な面で動か
   して第一と第二の板状物体の像の合成で指示されるよう
   第一板状物体を第二板状物体に対して位置合せして位置
   決めすることを特徴とした第一板状物体を第二板状物体
   に対して位置合せして位置決めする方法。 Ｅ　　第一と第二の板状物体の間の隔離距離を定めるた
   め、第一板状物体の像が、第二光学レンズの焦点面で光
   ダイオード列に焦点合せされる位置から第二板状物体の
   像が第二光学レンズの焦点面で光ダイオード列に焦点合
   せされる位置に第一光学レンズの移動を測定する］：程
   を更に含んでなる特許請求の範囲第３１項に記載の方法
   。 ［有］　第一板状物体を第一光学レンズの光軸に平行に
   動かして第一と第二の板状物体の間の隔離距離を予め選
   定した値に調節する工程を更に具えてなる特許請求の範
   囲第３３項に記載の方法。 １（１１第一と第二の板状物体の間の隔離距離を複数の
   １れた場所で測定し、 第一板状物体を第一光学レンズの光軸に垂直な直交軸の
   周りで回転させて前記場所で測った隔離距離を等しがら
   しめる工程を具えてなる特許請求の範囲第３２項又は第
   ３３項にｉｊＬ載の方法。 １、（ｊ　　第一と第二の板状物体の像が第二光学レン
   ズを１Φして影像面で交互ｉ焦点合せられるよう第一光
   学レンズをその光軸に清って、振動させ、 第一板状物体の像が影像面で光ダイオード列に焦点合わ
   さ名る時に板状物体を照光し、第１板状物体の像が影像
   面で光ダイオード列に焦点合わされる時に、第二板状物
   体を照光することを特徴とした第一と第二の板状物体の
   合成像を前記映像面に投影する方法。 （刻　第一板状物体が半導体基板を含み、第二板状物体
   が回路マスクを含んでなる特許請求の範囲第３１項又は
   第３２項又は第３３項若しくは第３５項に記載の方法。