JPS61116605A - 位置合せ装置 - Google Patents

位置合せ装置

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JPS61116605A
JPS61116605A JP16536685A JP16536685A JPS61116605A JP S61116605 A JPS61116605 A JP S61116605A JP 16536685 A JP16536685 A JP 16536685A JP 16536685 A JP16536685 A JP 16536685A JP S61116605 A JPS61116605 A JP S61116605A
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JP
Japan
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gratings
light
sample
grate
diffraction
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JP16536685A
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Akira Ono
明 小野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は平行配置された2枚の回折格子を有効利用し比
精度の高い位置合せ装置に関する。
近時、2枚の回折格子を用いfF、積置の高い位置合せ
法が、St@wart Au5t1ne D、C,P1
aad@rs*H@ary I、 8m1thら忙よる
著書(1)  ” A new int*rf@rom
*trlc alignmentt@chnique”
Appli@d Phyalcm Latters M
ol 31A7(1977)P、426 (2)  ” Allgnmsnt of X−ray
 lithographymasks uling a
 n@w int@rf@romstria tsch
nlque −Izp@rimetal r@ault
g ” J、 Mac、 8c1. Tsehnol。
15 (3) May/June(1978) P、 
984等に紹介されている。上記文献(υに示されるも
のは、その概略′fc第1図に示すよ5k、平行配置さ
れ念同−格子ピッチPを有する2枚の回折格子1.2¥
C1光源3より発せられた可干渉光を垂直に照射し、前
記回折格子Je2による+n次方向および−n次方向の
透過回折光を受光器4,5にてそれぞれ受光し、その受
光強度を指示器6で表示せんとするものである。この場
合、回折格子J、J間において格子ピッチのずれΔXが
あると上記回折格子J 、 iVcよる各回折光の位相
にずれが生じ、これ釦よって+n次方向および−n次方
向の各回折光がそれぞれ干渉する。この干渉忙よる光強
度の変化を検知することにより、前記2枚の回折格子1
.2間の位置合せを行うものである。
一方、文献(2)に示されるものは、第2図に概略を示
すように2枚の平行配置された回折格子J 、 2Vc
よる反射回折光を利用して文献(1)に示されるものと
同様く位置合せを行うものである。
これら位置合せ法は回折格子1,2の格子ピッチPと可
干渉光の波長λとにより規定される極めて高い精度の位
置合せを行い得る利点を有する。
ところが、この種の従来の装置は、一般に位置合せ毎の
位置合せ結果のバラツキが大きく、精度の高い位置合せ
を行なうことが難しかつ九。
本発明は、上記事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、位置合せ毎の/ぐ2ツキを低減して
、容易に高精度の位置合せを行ない得る位置合せ装置を
提供することにあるO以下、平行配置された同一格子ピ
ッチを有する2枚の回折格子による回折光について解析
し、本発明の実施的を図面を参照し【説明する。尚、以
下の説明は反射回折光を例に行5が、透過回折光忙対し
ても同様である。
第3図は2枚の回折格子11 、 J 2J/Cより回
折された可干渉光を示す模式図である。上記2枚の回折
格子11.12は同一の格子ピッチPを有するもので、
格子11e12の各上表面間の距離をDに設定して平行
配置されている。これらの回折格子11a12に対して
図中上方より可干渉光、例えばレーデ光23が垂直に照
射される。このレーデ光13の前記回折格子11゜12
による+1次方向および−n次方向への回折光の主たる
ものは各々3つある。+1次方向を例にとると、回折格
子111Cより反射されて回折した第1の回折光142
回折格子Iノを透過したのち回折格子12に、工つて正
反射され再び回折格子11を透過して回折した第2の回
折光15、そして回折格子7Jを透過し九のち回折格子
12にて反射回折された第3の回折光J6である。各回
折光J 4 # J 6 a J 6の振幅を亀。
bycで示すとき、第1の回折光14の複素振幅E、+
nは Em” = a           ・−(1)で示
される。またgX2の回折光15の複素振幅Eb“は、
レーデ光13の波長をλを各回折格子11.12の上表
面間距離をd(=D)、そして虚数単位を量としたとき gb+fl  =  b@exp  i(2π丁)  
             −(2)で示される。更に
第3の回折光16の複素振幅Ec”は、回折格子11.
12の格子ピッチ長をP1回折格子11.12間のずれ
景をΔXとしたで示される。従って+1次方向へ向う光
iマ、上記3つの回折光15e16e17の合成光(干
渉光)となり、その強度! は λ λ/P〜O2噛−ζI なる近似を行5こと釦より次のよう忙示される。
I” = l Ea” + Kb” 十Ec” l”4
πd = a + b + c + 2mb cm  。
同様にして−n次方向への回折光17.1’ll。
19の各複素振幅Ea−” e Eb−” e ’He
−”は1a″″n = 、             
・−(5)2d       ・・・(6) Eb−” =b・@xp i (2” J )Ea−”
 = aa*xp i (M−N )      = 
(7)で示される。そしてこれら回折光17.18゜1
9が干渉して−n次方向へ向う光の強度!″″1は次の
ように示される。
4πd 1−” = a2+ b2+ c2+ 2ab ays
 −λ そして、以上の各光強度1+nと1−nとの差分を求め
ると、この差分1−fl−1+nはとなり、この差分か
ら格子間のずれΔxf:検出して、このΔXが0になる
ように格子間の相対位置を!IJmlするようにしてい
る。
とこゐが、本発明者が以上の原理に基づhて実験を行な
い、これにより回折格子の位置ずれに対する受光強度の
差分値の変化特性を求めてみたところ、第4図に示すよ
うになった・同図において、破線Aは±1次回折光、実
線Bは±3次回折光の特性を示すもので、これらの特性
から明らかなように回折格子間の位置ずれかない場合、
つまりOのときに差分出力は確かに0になり、この点を
使用して位置合せを行なうことができる。しかしながら
、図から明らかなように上記格子間の位置すれがOの点
よりも各格子が相互!/cy2ピッチずれた位置のtl
うがシャープな変化特性が得られることが判明した。
本発明はこの点に着目し、第1および第2の回折格子を
、一対の位置合せ対象物間のずれが00状態で格子が捧
ピッチだけずれた状態になるよ5に上記位置′合せ対象
物にそれぞれ固定し。
この状態で位置ずれを検出して位置合せを行なうように
したものである。
fa5図は上記原理に基いて構成された本発明装置の一
実施例を示す概略図である0図において基台21上を移
動自在に設けられた移動テーブル22上には、試料保持
部23を介して試料24例えば半導体クエハが載置され
ている。そして、この試料24の上面には第1の回折格
子27が設けられている。尚上記移動テーブル22はテ
ーブル移動装ri725Vcより位置制御されて移動さ
れる。一方、試料24の上方位置には、支持台29に支
持された状態で基準試料(例えば半導体マスク)が対向
配置され、この基準試料には前記回折格子27と平行に
第2の回折格子28が設げられている。これらの回折格
子27.28は前記テーブル22の移動方向と平行にな
る如く配置され念もので、その格子忙は格子ピッチ長P
が同一であるものが用いられている。また、これら第1
および第2の回折格子27.211は、第6図忙示す如
く上記基準試料と試料24との相対位置が一致している
状態で各格子が相互にAピッチだけずれ次状態になるよ
5にそれぞれ位置決めされている。
この15に配置され次回折格子27.28に対して、レ
ーデ装置30より発せられた所定波長のレーデ光が垂直
に照射される。そして、この照射レーデ光の光軸忙対し
て等角度配置され走光センt31,32FCより、前記
回折格子27.28忙よる+1次方向および−n?X方
向の回折光がそれぞれ受光される。これらの光センナ3
1.32による受光信号は前置増幅器33.34を介し
たのち差動増幅351C人力されてその差分が演算され
る。そして、この差分出力信号は指示器39にて表示さ
れるとともk。
テーブル移動制御情報として前記チーチル移動装置に帰
遠される。
このような構成の装置忙よれば、レーデ光の回折格子2
7 a 2 IIによる+1次方向および−n次方向の
回折光の干渉光が、前記回折格子21.28のずれ忙相
当した強度の信号として光センサ3J、32に受光され
ることは前記し念通りである。そして、その差分が差動
増幅器35にて求められる。この際、同増幅器35の差
動演九作用によって光センサ31.32に混大した外乱
光成分が相殺され、除去される。従りて外乱光忙よる悪
影響を除去することができる。しかるのち外乱光等の不
要成分が除去された差動増幅器35からの差分信号は、
指示器39に供給され、これ釦より前記回折格子27.
211間の位置関係が示される。また上記差分信号値に
従って前記テーブル移動制御装e25はテーブル22を
移動制御して、同信号値が零になるようにテーブル22
の位置決めを行う。このとき、先に述べた如く各回折格
子27.28の相対位置は基準試料に対する試料24の
ずれが00とき格子ピッチのAだけずれた状態に設定さ
れているため、前記第4図忙示した差分信号の強度変化
特性から明らかなよつ忙、試料24と基準試料との位置
ずれが正確に0にならない限り差分信号値は0にならな
い、したがって、この差分信号値がOとなるように試料
24の位置を設定すれば、極めて高精度の位置合せを行
な5ことができる。
かくして本装置によれば、外乱光の影響を受けることが
なく、シかも格子ピッチが捧ずれたとき忙現れるシャー
プな差分信号の変化特性を使用することにより、簡単に
極めて高精度の位置合せを行なうことができるー なお、本発明は上記実施例忙限定されるものではない。
例えば、上記実施例では±nn次回先光用いて位置合わ
せを行な5場合忙ついて示したが、±3次回折光を使用
して行なってもよく、またこれらを併用して例えば±1
次回折光忙て粗調整を行ない、しかるのち±3次回折光
にて微調整を行なうようにしてもよい、このようにすれ
ば、比較的短時間でより高精度の調驚を行なうことがで
きる。その他、可干渉光の種類や差分信号の信号処理方
法、各回折格子の設置手段等についても、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
以上詳述したよ5に本発明によれば、glおよび第2の
回折格子全、一対の位置合せ対象物間の位置すれが0の
状態で格子ピッチが相互に捧だけずれるように上記位置
合せ対象物忙それぞれ設け、この状態で上記各回折格子
による+n次方向の各回折光の干渉強度の差分を求めて
位置合せを行なうようにしたことによって、位置合せ毎
のバラツキが少なく常に高精度の位置合せを行ない得る
位置合せ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ従来の位置合せ原理を説
明するための模式図、第3図は本発明の位置合せ原理を
説明するために模式図、第4図は回折格子のずれに対す
る検出強度の差分信号の変化特性を示す図、第5図は本
発明の一実施例に1?ける位置合せ装置の概略構成図、
第6図は同装置の要部構成図である。 11.12・・・回折格子、13・・・レーデ光(可干
渉光)、74,15.16・・・回折光(+n次方向)
、17,111.19−・・回折光(−n次方向)、2
2−・・移動テーブル、23・・・試料保持部、27.
28・・・回折格子、30・・・レーデ装置、31.3
2・・・光センサ、35…差動増幅器。 39・・・指示器。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦(J)    
                         
 t。 第4図 % 第5図 Cソー 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 相互に対向して平行配置されかつ一対の位置合せ対象物
    間の位置ずれが零の状態で相互の対向状態が格子ピッチ
    の1/2だけずれるようにそれぞれ位置合せ対象物に設
    けられた同一格子ピッチを有する第1および第2の回折
    格子と、これら第1および第2の回折格子に可干渉光を
    垂直に照射する光源と、前記第1の回折格子による回折
    光および前記第2の回折格子による回折光による+n次
    方向の干渉光強度と−n次方向の干渉光強度の差分から
    前記第1および第2の回折格子間の位置ずれを検知する
    手段とを具備したことを特徴とする位置合せ装置。
JP16536685A 1985-07-26 1985-07-26 位置合せ装置 Granted JPS61116605A (ja)

Priority Applications (1)

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JP16536685A JPS61116605A (ja) 1985-07-26 1985-07-26 位置合せ装置

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JP16536685A JPS61116605A (ja) 1985-07-26 1985-07-26 位置合せ装置

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JP1008079A Division JPS55101804A (en) 1979-01-31 1979-01-31 Positioning apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61116605A true JPS61116605A (ja) 1986-06-04
JPH0132441B2 JPH0132441B2 (ja) 1989-06-30

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ID=15811001

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0744457U (ja) * 1994-08-29 1995-11-21 エヌティエヌ株式会社 スライド装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5332759A (en) * 1976-09-08 1978-03-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Precision coordinate position detection and position control unit by composite diffration grating method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5332759A (en) * 1976-09-08 1978-03-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Precision coordinate position detection and position control unit by composite diffration grating method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0744457U (ja) * 1994-08-29 1995-11-21 エヌティエヌ株式会社 スライド装置

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JPH0132441B2 (ja) 1989-06-30

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