JPS60181745A - 光学装置 - Google Patents
光学装置Info
- Publication number
- JPS60181745A JPS60181745A JP59036164A JP3616484A JPS60181745A JP S60181745 A JPS60181745 A JP S60181745A JP 59036164 A JP59036164 A JP 59036164A JP 3616484 A JP3616484 A JP 3616484A JP S60181745 A JPS60181745 A JP S60181745A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- optical element
- light
- sensor
- optical
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く技術分野〉
本発明は光学素子の位置切替え手段を有する光学装置、
特に光学素子の位置調整をクローズトループ制御により
行なう光学装置に関する。
特に光学素子の位置調整をクローズトループ制御により
行なう光学装置に関する。
〈従来技術〉
一般にこの種の光学装置の例として、第１図に半導体焼
付位置に於けるマスク及びウェハの観察用光学系の一例
を示す。第１図で、マスク１とウェハ２とを位置合せし
ようとする場合には、レーザー光［１１から出たレーザ
ビームをスキャン用のポリゴンミラー１０、ハーフミラ
−９、対物レンズ８、ミラー５、を介してマスクｌに入
射する。この光は、投影レンズ３を経てウェハ２上で反
射され、再びミラー５、対物レンズ８、ハーフミラ−９
を経て光電検出器に入る。ウェハ２及びマスク１１のレ
ーザビームＬの光路」−には整合用のマークがある。こ
の、マークからの信号を光電検出器１２で検出し、ウエ
ノ＼２とマスクｌのずれ量をめ、ドライバー（不図示）
によって移動ステージ１３を動かし、マスクｌとウニｌ
＼２とを整合させるわけである。さて、このようにして
ウエノ＼ｌ及びマスク２の位置が合ったならば１次に露
光用数１１装置４のシャッター（不図示）を開き、露光
するのである。ところが、この時ミラー５が第１図の位
置ａにあると、ミラー５の影がマスクｌ上に出来、マス
ク１上に焼付られない部分、又は照度むらが発生する。
付位置に於けるマスク及びウェハの観察用光学系の一例
を示す。第１図で、マスク１とウェハ２とを位置合せし
ようとする場合には、レーザー光［１１から出たレーザ
ビームをスキャン用のポリゴンミラー１０、ハーフミラ
−９、対物レンズ８、ミラー５、を介してマスクｌに入
射する。この光は、投影レンズ３を経てウェハ２上で反
射され、再びミラー５、対物レンズ８、ハーフミラ−９
を経て光電検出器に入る。ウェハ２及びマスク１１のレ
ーザビームＬの光路」−には整合用のマークがある。こ
の、マークからの信号を光電検出器１２で検出し、ウエ
ノ＼２とマスクｌのずれ量をめ、ドライバー（不図示）
によって移動ステージ１３を動かし、マスクｌとウニｌ
＼２とを整合させるわけである。さて、このようにして
ウエノ＼ｌ及びマスク２の位置が合ったならば１次に露
光用数１１装置４のシャッター（不図示）を開き、露光
するのである。ところが、この時ミラー５が第１図の位
置ａにあると、ミラー５の影がマスクｌ上に出来、マス
ク１上に焼付られない部分、又は照度むらが発生する。
このため、露先に先だって、ミラー５を焼付光の当らな
い位置すへ、移動する必要がある。そして焼付が終った
ならば、再び次の焼付のための位置合せを行なうべく、
ミラー５を位置ａへもどす、この位置ａの再現性は重要
で。
い位置すへ、移動する必要がある。そして焼付が終った
ならば、再び次の焼付のための位置合せを行なうべく、
ミラー５を位置ａへもどす、この位置ａの再現性は重要
で。
ミラー５のわずかの傾きの狂いによってもレーザビーム
Ｌの入射経路が変わり、マスクｌとウニ／＼２のずれ量
の測定に誤差を与える。
Ｌの入射経路が変わり、マスクｌとウニ／＼２のずれ量
の測定に誤差を与える。
従来、このようなミラー５の駆動はフォトスイッチ（不
図示）による位置検出、又はパルスモータ７等によるオ
ープンループの制御によって行なわれていた。
図示）による位置検出、又はパルスモータ７等によるオ
ープンループの制御によって行なわれていた。
しかし、このような制御では、振動、ガタ等に対する機
械的な安定性、経時的な安定性、フォトスイッチの精度
、更には組立て調整に非常に精密な調整が必要となる等
の問題点があった。
械的な安定性、経時的な安定性、フォトスイッチの精度
、更には組立て調整に非常に精密な調整が必要となる等
の問題点があった。
〈目的〉
本発明の目的は、上記問題点を解消し、光学素子の位置
決め精度を高め、かつ常に安定した位置調整が可能な光
学装置を提供することにある。
決め精度を高め、かつ常に安定した位置調整が可能な光
学装置を提供することにある。
上記目的を達成するために２本発明に係わイ）光学装置
は、少なくとも第１の位置と第２の位置とを取り得る光
学素子に光を与え、その反射光又は透過光を、少なくと
も一次元方向の光の入射位置を読取ることができる光電
変換手段で検出することにより前記光学素子の位置を知
り、該検出に基・いて位置調整手段が前記光学素子の位
置を適切に制御する、すなわちクローズトループ制御を
行なうようにしたものである。
は、少なくとも第１の位置と第２の位置とを取り得る光
学素子に光を与え、その反射光又は透過光を、少なくと
も一次元方向の光の入射位置を読取ることができる光電
変換手段で検出することにより前記光学素子の位置を知
り、該検出に基・いて位置調整手段が前記光学素子の位
置を適切に制御する、すなわちクローズトループ制御を
行なうようにしたものである。
〈実施例）
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。
明する。
第２図は本発明の一実施例で、第１図のレーザービーム
Ｌの光路上に、ノ＼−フミラー１４が更に１つ追加され
ている。ミラー５で反射されてマスクｌを通り投影レン
ズ３によりウニｌ＼２に当った光は、ウェハ２面上に反
射し、再びミラー５、対物レンズ８、ハーフミラ−９を
介して光電検出器１２へ向う、その際途中でハーフミラ
−１４によって・ 一部の光路が変えられ、新たにもう
けられたセンサー１５へ入る。センサー１５は第３図（
ｉ）の様な分割型のセンサーで、２つの受光面Ｃとｄ、
及び３つの電極ｅ、ｆ、ｇを有している。ここで、電極
ｆは共通のバイアス電極で、電極ｅからは受光面に入射
した光量に比例した電気信号が、電極ｇから受光面ｄに
入射した光量に比例した電気信号が、各々独立に取り出
せるようになっている。このＷｍｅ、ｆ、ｇはアンプ１
Ｂに接続されており、アンプ１Ｂは電極ｅ及びｇの信号
を各々等しいゲインで増幅し、各々信号り、ｉとして演
算回路１６へ送る。
Ｌの光路上に、ノ＼−フミラー１４が更に１つ追加され
ている。ミラー５で反射されてマスクｌを通り投影レン
ズ３によりウニｌ＼２に当った光は、ウェハ２面上に反
射し、再びミラー５、対物レンズ８、ハーフミラ−９を
介して光電検出器１２へ向う、その際途中でハーフミラ
−１４によって・ 一部の光路が変えられ、新たにもう
けられたセンサー１５へ入る。センサー１５は第３図（
ｉ）の様な分割型のセンサーで、２つの受光面Ｃとｄ、
及び３つの電極ｅ、ｆ、ｇを有している。ここで、電極
ｆは共通のバイアス電極で、電極ｅからは受光面に入射
した光量に比例した電気信号が、電極ｇから受光面ｄに
入射した光量に比例した電気信号が、各々独立に取り出
せるようになっている。このＷｍｅ、ｆ、ｇはアンプ１
Ｂに接続されており、アンプ１Ｂは電極ｅ及びｇの信号
を各々等しいゲインで増幅し、各々信号り、ｉとして演
算回路１６へ送る。
ミラー５が正規の位置にあれば、センサー１５には第３
図（ｉｉ）で示すような中央の位置に、ミラー５からの
反射光Ｒが当る。この時、受光面Ｃ及びｄの受光量は等
しく、アンプ１８の出力り及びｉの大きさも等しい。次
に、ミラー５が正規の位置よりある値だけずれたとする
と、そのずれ量に対応してセンサー１５の受光面に当る
ミラー５からの反射光Ｒも、第３図（ｉｉｉ）で示す様
な中央からはずれた位置へ移動する。この時、アンプ１
８の出力り及び量は等しくなくなり、その差はミラー５
の正規の位置からのずれ量に対応している。演算回路１
６は、この２つの信号り及びｉからミラー５の位置をめ
る。そして、信号りとｉの大きさが等しくなるべく、す
なわち反射光Ｒが第３図（ｉｉ）に示す様な受光状態に
なる様に、ドライバ１７を介してパルスモータ７を駆動
する。すなわち、クローズトループ制御を行なう、なお
、パルスモータ７はミラー５の回転軸６と噛合しており
、パルスモータフの回転でミラー５の角度が変化する。
図（ｉｉ）で示すような中央の位置に、ミラー５からの
反射光Ｒが当る。この時、受光面Ｃ及びｄの受光量は等
しく、アンプ１８の出力り及びｉの大きさも等しい。次
に、ミラー５が正規の位置よりある値だけずれたとする
と、そのずれ量に対応してセンサー１５の受光面に当る
ミラー５からの反射光Ｒも、第３図（ｉｉｉ）で示す様
な中央からはずれた位置へ移動する。この時、アンプ１
８の出力り及び量は等しくなくなり、その差はミラー５
の正規の位置からのずれ量に対応している。演算回路１
６は、この２つの信号り及びｉからミラー５の位置をめ
る。そして、信号りとｉの大きさが等しくなるべく、す
なわち反射光Ｒが第３図（ｉｉ）に示す様な受光状態に
なる様に、ドライバ１７を介してパルスモータ７を駆動
する。すなわち、クローズトループ制御を行なう、なお
、パルスモータ７はミラー５の回転軸６と噛合しており
、パルスモータフの回転でミラー５の角度が変化する。
ここで、ミラー５を第２図の位置すから位置ａへ移動す
る場合について説明する。ミラー５が位置すから位置ａ
へ向う間は、演算回路１６は、ドライ／＜１７を介して
、パルスモータ７を所定パルス分だけオープンループで
粗動する。そして、該駆動によりミラー５を位置ａ近傍
の所定の範囲内、すなわちミラー５からの反射光Ｒをセ
ンサー１５で検出できる範囲内に移動させる。その後、
センサー１５の信号り及びｉを調べて、第３図で示した
ような精密な位置制御に入り、ミラー５を正規の位置ａ
に安定させる。この場合、所定のパルスをパルスモータ
７に加える代わりに、ミラー５からの反射光Ｒがセンサ
ー１５の検出範囲内にあることを、センサー１５自身で
検知するようにして、該検知があった時にパルスモータ
７に加えるパルスを停止するようにすることもできる。
る場合について説明する。ミラー５が位置すから位置ａ
へ向う間は、演算回路１６は、ドライ／＜１７を介して
、パルスモータ７を所定パルス分だけオープンループで
粗動する。そして、該駆動によりミラー５を位置ａ近傍
の所定の範囲内、すなわちミラー５からの反射光Ｒをセ
ンサー１５で検出できる範囲内に移動させる。その後、
センサー１５の信号り及びｉを調べて、第３図で示した
ような精密な位置制御に入り、ミラー５を正規の位置ａ
に安定させる。この場合、所定のパルスをパルスモータ
７に加える代わりに、ミラー５からの反射光Ｒがセンサ
ー１５の検出範囲内にあることを、センサー１５自身で
検知するようにして、該検知があった時にパルスモータ
７に加えるパルスを停止するようにすることもできる。
更には、ミラー５の大まかな位置を検知するためのセン
サーを別個に設けてもよい。すなわち、センサー１５を
用いてクローズトループで精密にミラー５を制御できる
位置まで、ミラー５をオープンループで粗動することが
できればよい。
サーを別個に設けてもよい。すなわち、センサー１５を
用いてクローズトループで精密にミラー５を制御できる
位置まで、ミラー５をオープンループで粗動することが
できればよい。
なお本実施例では、ミラー５の位置すは特に精度を必要
としないので、該位Ｍｂは一般のフォトスイッチ（不図
示）等で検出すれば足りる。もしａ及びｂのいずれとも
精度を必要とする場合であっても、上述したセンサー１
５等を用いて、同様に検出、制御できることはもちろん
である。
としないので、該位Ｍｂは一般のフォトスイッチ（不図
示）等で検出すれば足りる。もしａ及びｂのいずれとも
精度を必要とする場合であっても、上述したセンサー１
５等を用いて、同様に検出、制御できることはもちろん
である。
なお上記実施例で、ミラー５の移動手段としてはパルス
モータに限った事ではなく、エンコーダ（＝ｌ Ｄ Ｃ
モータのような回転角や位置を制御出来るものであれば
良い。
モータに限った事ではなく、エンコーダ（＝ｌ Ｄ Ｃ
モータのような回転角や位置を制御出来るものであれば
良い。
またセンサーは、第３図のように２分割型のものに限ら
ず、第４図に示す様な４分割型のセンサー２０を用いれ
ば、更にもう一軸方向の制御が出来る。更に、センサー
は分割型のものに限らず、−次元又は２次元のポジショ
ンセンサー、イメージセンサ−等でもかまわない。
ず、第４図に示す様な４分割型のセンサー２０を用いれ
ば、更にもう一軸方向の制御が出来る。更に、センサー
は分割型のものに限らず、−次元又は２次元のポジショ
ンセンサー、イメージセンサ−等でもかまわない。
更に、ミラー５の位置決め手段として、第２図ではパル
スモータ７をパルス駆動する場合を示したが、第５図に
示すようにピエゾ素子３０を使用することもできる。す
なわち同図では、第２図の演算回路１６からの信号に基
づき、ピエゾ駆動回路３１を介して、積層されたピエゾ
素子３０を駆動することにより、可動部３２を矢印方向
に微小移動させるものである。′−−−−降救棄４ ここで、可動部３２はミ ラー５と当接し、ミラー５の位置決め用のストッパとし
て作用して、微小かつ正確な位置制御をｏｌ能とする。
スモータ７をパルス駆動する場合を示したが、第５図に
示すようにピエゾ素子３０を使用することもできる。す
なわち同図では、第２図の演算回路１６からの信号に基
づき、ピエゾ駆動回路３１を介して、積層されたピエゾ
素子３０を駆動することにより、可動部３２を矢印方向
に微小移動させるものである。′−−−−降救棄４ ここで、可動部３２はミ ラー５と当接し、ミラー５の位置決め用のストッパとし
て作用して、微小かつ正確な位置制御をｏｌ能とする。
また、第２図では光源としてマスクｌとウェハ２との位
置合せ用のレーザ光の一部を使用したものであるが、別
個の光源を新たに設けて使用してもよい。
置合せ用のレーザ光の一部を使用したものであるが、別
個の光源を新たに設けて使用してもよい。
なお、上述した実施例は半導体焼付装置について示した
が、光学素子の位置切替手段を有するいずれの光学装置
においても、本発明を適用することができる。
が、光学素子の位置切替手段を有するいずれの光学装置
においても、本発明を適用することができる。
〈効果）
以」二説明した様に、本発明は、光学素子の位置、又は
姿勢を光電変換手段を用いて検出し、クローズトループ
制御する事により、光学素子の正確な位置可成性、及び
経時的に安定した光学系を得る事が出来る。更に、本発
明により装置の組立て、調整及び保守時にも、特に精密
な調整は、不要となり、装置を一層安定したものとする
事が出来る。
姿勢を光電変換手段を用いて検出し、クローズトループ
制御する事により、光学素子の正確な位置可成性、及び
経時的に安定した光学系を得る事が出来る。更に、本発
明により装置の組立て、調整及び保守時にも、特に精密
な調整は、不要となり、装置を一層安定したものとする
事が出来る。
第１図は従来の半導体焼付装置におけるマスク及びウェ
ハの観察用光学系の概略図、第２図は本発明の一実施例
を示す概略図、第３図（ｉ）は本発明で使用される分割
型センサーの一例を示す斜視図、第３図（ｉｉ）及び（
ｉｉｉ）は第３図（ｉ）の分割型センサーの平面図、第
４図は分割型センサーの他の例を示す平面図、第５図は
本発明に係る位置調整手段の他の実施例を示す概略図で
ある。 ５−ｍ−ミラー ６−−−回転軸 ７−−−パルスモータ １１−−−レーザ光源 １４−ｍ−ハーフミラー １５−ｍ−分割型のセンサー １Ｂ−ｍ−演算回路 １７−−− ドライバ １８−ｍ−アンプ ２０−−−４分割型のセンサー ３０−−−ピエゾ素子 ３１−−−ピエゾ駆動回路 ３２−ｍ−可動部 特許出願人 キャノン株式会社 第１図 第 ２ 図 （ｉｉ） 第 ３ 〜ｊ ２Ｃ 第 ４ 図 ３゜ 屹 モ 第 ５ 図 （ｉｉｉ） 図
ハの観察用光学系の概略図、第２図は本発明の一実施例
を示す概略図、第３図（ｉ）は本発明で使用される分割
型センサーの一例を示す斜視図、第３図（ｉｉ）及び（
ｉｉｉ）は第３図（ｉ）の分割型センサーの平面図、第
４図は分割型センサーの他の例を示す平面図、第５図は
本発明に係る位置調整手段の他の実施例を示す概略図で
ある。 ５−ｍ−ミラー ６−−−回転軸 ７−−−パルスモータ １１−−−レーザ光源 １４−ｍ−ハーフミラー １５−ｍ−分割型のセンサー １Ｂ−ｍ−演算回路 １７−−− ドライバ １８−ｍ−アンプ ２０−−−４分割型のセンサー ３０−−−ピエゾ素子 ３１−−−ピエゾ駆動回路 ３２−ｍ−可動部 特許出願人 キャノン株式会社 第１図 第 ２ 図 （ｉｉ） 第 ３ 〜ｊ ２Ｃ 第 ４ 図 ３゜ 屹 モ 第 ５ 図 （ｉｉｉ） 図
Claims (3)
- （１）光学素子が少なくとも第１の位置と第２の位置と
を取り得る光学装置において、前記光学素子に光を与え
るための光源と、該光源からの光を前記光学素子を介し
て受け、前記光学素子の位置を検出するための、少なく
とも一次元方向の光の入射位置を読み取れる光電変換手
段と、該光電変換手段で得られた検出信号により前記光
学素子の位置を調整する位置調整手段とを具備したこと
を特徴とする光学装置。 - （２）前記位置調整手段が、前記光学素子を所定の位置
までオープンループで移動させた後に、前記光電変換手
段の検出信号により前記光学素子の位置を調整すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光学装置。 - （３）前記位置調整手段が、前記光電変換手段により前
記光学素子が検知されるまで、前記光学素子をオープン
ループで移動させた後に、前記光電変換手段の検出記号
により前記光学素子の位置を調整することを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59036164A JPS60181745A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59036164A JPS60181745A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60181745A true JPS60181745A (ja) | 1985-09-17 |
| JPH0358528B2 JPH0358528B2 (ja) | 1991-09-05 |
Family
ID=12462122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59036164A Granted JPS60181745A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60181745A (ja) |
-
1984
- 1984-02-29 JP JP59036164A patent/JPS60181745A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0358528B2 (ja) | 1991-09-05 |
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