JPS62237726A - 投影式露光装置 - Google Patents
投影式露光装置Info
- Publication number
- JPS62237726A JPS62237726A JP61079913A JP7991386A JPS62237726A JP S62237726 A JPS62237726 A JP S62237726A JP 61079913 A JP61079913 A JP 61079913A JP 7991386 A JP7991386 A JP 7991386A JP S62237726 A JPS62237726 A JP S62237726A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alignment pattern
- wafer
- exposure apparatus
- liquid crystal
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、マスク上の回路パターンをウェハ上に重ね露
光する半導体露光装置に係り、特に、ウェハアライメン
トパターンの高コントラスト検出を図り、高精度なアラ
イメントを行う半導体露光装置に関する。
光する半導体露光装置に係り、特に、ウェハアライメン
トパターンの高コントラスト検出を図り、高精度なアラ
イメントを行う半導体露光装置に関する。
第2図に半導体製造に用いられる縮小投影露光装置の構
成を示す。マスク(又はレチクル)15に描画された回
路パターン16を縮小レンズ18により数分の11こ縮
小し、ウェハ19上に1チツプずつ露光するものである
7、一般に、半導体は数種類の回路パターンを順次重ね
焼きして形成される。そこで、露光時にマスク15上の
回路パターン16とウェハ19上に既に形成されている
回路パターン20との重ね合せを行う念めの検出系1が
あり、マスク15上のマスクアライメントパターン17
とウェハ19上のウェハアライメントパターン21の検
出を行い位置ずれを補正している。ウエノ・アライメン
トパターン21はM3図に示すように凹又は凸の立体構
造をとっている。ここで、35はレジストである。ウニ
・・アライメントパターン20こ光を照射すると段差エ
ツジ部で光が散乱52.52’ する。これをレンズ
50で取込むことによりパターン検出を行っている。と
ころで、半導体回路パターンの微細化が進むとウェハア
ライメントパターン21の段差dが小さい工程も生じて
くる。この場合、散乱光32.52’が正反射光成分3
1に比べて極度に小さくなるため、第4図55のように
検出信号のコントラストが低下する。ここで、Xはウェ
ハ上の位R,Iは信号強度、36は段差dの大きい場合
の検出18号である。
成を示す。マスク(又はレチクル)15に描画された回
路パターン16を縮小レンズ18により数分の11こ縮
小し、ウェハ19上に1チツプずつ露光するものである
7、一般に、半導体は数種類の回路パターンを順次重ね
焼きして形成される。そこで、露光時にマスク15上の
回路パターン16とウェハ19上に既に形成されている
回路パターン20との重ね合せを行う念めの検出系1が
あり、マスク15上のマスクアライメントパターン17
とウェハ19上のウェハアライメントパターン21の検
出を行い位置ずれを補正している。ウエノ・アライメン
トパターン21はM3図に示すように凹又は凸の立体構
造をとっている。ここで、35はレジストである。ウニ
・・アライメントパターン20こ光を照射すると段差エ
ツジ部で光が散乱52.52’ する。これをレンズ
50で取込むことによりパターン検出を行っている。と
ころで、半導体回路パターンの微細化が進むとウェハア
ライメントパターン21の段差dが小さい工程も生じて
くる。この場合、散乱光32.52’が正反射光成分3
1に比べて極度に小さくなるため、第4図55のように
検出信号のコントラストが低下する。ここで、Xはウェ
ハ上の位R,Iは信号強度、36は段差dの大きい場合
の検出18号である。
ウェハからの正反射光成分31をRvFTし、散乱光で
ある高次回折光成分のみを検出すると第5図のようにコ
ントラストが向上する。特開昭53−135653号公
報などζこ公知例がある。ところで、実際の露光では、
ウェハ上に複数個のウェハアライメントパターンが設け
られており、工程によってこの内の一つ(例えば1.J
!2g21’)を選択する2、検出系1とマスクアライ
メントパターン17が固定の場合には、アライメント後
ウェハを露光位置に移染させる必要があるため(ポスト
・アライメント)スルーブツトとアライメント精度を低
下させてしまう。従って、マスクアライメントパターン
17′や検出系1をT方向(縮小レンズに対し接線方向
)に移動し、アライメント後、直ちに無光することが必
要になってきた。ところで、第6図は、検出系1をT方
向に旬かした時のウェハ19からリニアセ/す14まで
の系を展開したものである。15はレチクル、18は縮
小レンズ、6は前群11と後群11′に分割されたリレ
ーレンズ、12は拡大レンズ、13は/リントリカルレ
ンズである。縮小レンズが片テレセンドリンク系の場合
、正反射光の光路50は縮小レンズ18で曲げられ検出
系1′に入射するが、正反射光成分を遮断し散乱光であ
る高次回折光51のみを検出するための空間フィルタ9
は従来固定であったために検出系1のT方向移動に対応
できなかった。
ある高次回折光成分のみを検出すると第5図のようにコ
ントラストが向上する。特開昭53−135653号公
報などζこ公知例がある。ところで、実際の露光では、
ウェハ上に複数個のウェハアライメントパターンが設け
られており、工程によってこの内の一つ(例えば1.J
!2g21’)を選択する2、検出系1とマスクアライ
メントパターン17が固定の場合には、アライメント後
ウェハを露光位置に移染させる必要があるため(ポスト
・アライメント)スルーブツトとアライメント精度を低
下させてしまう。従って、マスクアライメントパターン
17′や検出系1をT方向(縮小レンズに対し接線方向
)に移動し、アライメント後、直ちに無光することが必
要になってきた。ところで、第6図は、検出系1をT方
向に旬かした時のウェハ19からリニアセ/す14まで
の系を展開したものである。15はレチクル、18は縮
小レンズ、6は前群11と後群11′に分割されたリレ
ーレンズ、12は拡大レンズ、13は/リントリカルレ
ンズである。縮小レンズが片テレセンドリンク系の場合
、正反射光の光路50は縮小レンズ18で曲げられ検出
系1′に入射するが、正反射光成分を遮断し散乱光であ
る高次回折光51のみを検出するための空間フィルタ9
は従来固定であったために検出系1のT方向移動に対応
できなかった。
このように上記従来技術は固定された空間フィルタに問
題があった。これを解決するために第6図に示すように
、検出系1のT方向移動に応じて空間フィルタ9から9
′に移動させる必要がある。
題があった。これを解決するために第6図に示すように
、検出系1のT方向移動に応じて空間フィルタ9から9
′に移動させる必要がある。
しかし、墾間フィルタを機械的に移動させると、検出系
1の安定性を阻害する要因となるために好ましくない。
1の安定性を阻害する要因となるために好ましくない。
本発明の目的は、検出系の安定性を増し、高精度のアラ
イメントが実現できるようにした半導体露光装置を提供
することにある。
イメントが実現できるようにした半導体露光装置を提供
することにある。
上記目的は、投影式露光装置において、ストライプ状に
配置された電極(セル)を有する液晶素子(液晶空間フ
ィルタ)と検光子を検出系の光路内に設置し、検出系の
移動に応じたウエノ・アライメントパターンからの正反
射光のみを遮断するよう(こ、このストライプ状の電極
(セル)をオン・オフ制御し、空間フィルタを機械的に
移動させることなくウェハアライメントパターンの高次
回折光のみを検出できるように構成したことにより達成
される。
配置された電極(セル)を有する液晶素子(液晶空間フ
ィルタ)と検光子を検出系の光路内に設置し、検出系の
移動に応じたウエノ・アライメントパターンからの正反
射光のみを遮断するよう(こ、このストライプ状の電極
(セル)をオン・オフ制御し、空間フィルタを機械的に
移動させることなくウェハアライメントパターンの高次
回折光のみを検出できるように構成したことにより達成
される。
〔作用〕
液晶素子40は、第7図に示すように、透明電極41
、41’を印刷した二枚のガラス42.42’とシール
43の間に液晶44を充てんさせたものである。第8図
に示すように、直線偏光を入射すると、電気的にオフの
状態では液晶素子40は旋光子として働き、偏光方向を
90度回転させる。オンの状態にすると旋光が生じない
。この性質を利用し、液晶素子の後に検光子45を設け
れば、光の遮断、透過を電気的に行うことが可能である
。そこで、電極をストライプ状にいくつかのセルに分割
し、検出系の移動に伴ない正反射光のみを遮断するよう
にセルのオン・オフを行い、可動部のない位置可変の空
間フィルタを実現し、検出系の安定性を増し、高精度の
アライメントを可能にしたこと薔こある。
、41’を印刷した二枚のガラス42.42’とシール
43の間に液晶44を充てんさせたものである。第8図
に示すように、直線偏光を入射すると、電気的にオフの
状態では液晶素子40は旋光子として働き、偏光方向を
90度回転させる。オンの状態にすると旋光が生じない
。この性質を利用し、液晶素子の後に検光子45を設け
れば、光の遮断、透過を電気的に行うことが可能である
。そこで、電極をストライプ状にいくつかのセルに分割
し、検出系の移動に伴ない正反射光のみを遮断するよう
にセルのオン・オフを行い、可動部のない位置可変の空
間フィルタを実現し、検出系の安定性を増し、高精度の
アライメントを可能にしたこと薔こある。
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。本図
は、特願昭58−245866に記載された検出系を変
形させたものである。レーザ照明光2(S偏光)をガル
バノミラ−3で反射させ、コリメータレンズ4.偏光ビ
ームスプリッタ8,1/4波長板7.リレーレンズの前
群11.ミラー5.マスクの回路パターンに隣接して設
けられたマスクアライメントパターン17の金属部、縮
小レンズ18を通してウェハ19上のウェハアライメン
トパターン20こ照射する0ここで、ガルバノミラ−3
とウェハアライメントパターン21は共役関係にあるた
め、ウェハアライメントパターンには位置不変で照射角
のみ変化するスポット光が照射される。ウェハアライメ
ントパターンからの散乱光は、リレーレンズ前群11ま
で照明光の光路を逆にたどり、1/4波長板71こより
P偏光に変えられ念後、偏光ビームスプリンタ8を通り
、液晶空間フィルタ9゜検光子10.リレーレンズ後群
11テ拡大レンズ12ヲ経て、シリンドリカルレンズ1
5で検出方向と直角な方向(アライメントパターンの長
手方向)を圧縮し、撮像手段であるリニアセンサ14上
に結像させる。分離形のリレーレンズ6(前群11と後
群11′)の間の無限遠系の光路中に液晶素子を用いた
液晶空間フィルタが設けられている。液晶空間フィルタ
9は第9図に示すようなストライプ状lこ配置された電
極を有する。51は交流電源、52はスイッチング系、
53.53’は電極セルである。尚、液晶をはさむ2
つの電極の内、他の一方は、一様に共通接地するものと
する。電極セルは、大形セル53′ と小形セル53か
ら成り、検出系の移動に伴ない、正反射光成分が通過す
る全領域に微小ピッチPを持つ小形セルが配置され、そ
の左右に大形セルが配置されている。電極の存在しない
部分では、光が旋光するため、I!1図10の検光子は
第8図に示すようlこ旋光の結果であるS偏光を遮断す
る方向に設けられる。これにより、第9図でスイッチを
オンにしたセルでのみ光が透過するため、第10図のよ
うに正反射光成分の通過する付近のセル55を除き、他
のセルをオンにすれば、散乱光である高次回折光成分の
みが通過する。
は、特願昭58−245866に記載された検出系を変
形させたものである。レーザ照明光2(S偏光)をガル
バノミラ−3で反射させ、コリメータレンズ4.偏光ビ
ームスプリッタ8,1/4波長板7.リレーレンズの前
群11.ミラー5.マスクの回路パターンに隣接して設
けられたマスクアライメントパターン17の金属部、縮
小レンズ18を通してウェハ19上のウェハアライメン
トパターン20こ照射する0ここで、ガルバノミラ−3
とウェハアライメントパターン21は共役関係にあるた
め、ウェハアライメントパターンには位置不変で照射角
のみ変化するスポット光が照射される。ウェハアライメ
ントパターンからの散乱光は、リレーレンズ前群11ま
で照明光の光路を逆にたどり、1/4波長板71こより
P偏光に変えられ念後、偏光ビームスプリンタ8を通り
、液晶空間フィルタ9゜検光子10.リレーレンズ後群
11テ拡大レンズ12ヲ経て、シリンドリカルレンズ1
5で検出方向と直角な方向(アライメントパターンの長
手方向)を圧縮し、撮像手段であるリニアセンサ14上
に結像させる。分離形のリレーレンズ6(前群11と後
群11′)の間の無限遠系の光路中に液晶素子を用いた
液晶空間フィルタが設けられている。液晶空間フィルタ
9は第9図に示すようなストライプ状lこ配置された電
極を有する。51は交流電源、52はスイッチング系、
53.53’は電極セルである。尚、液晶をはさむ2
つの電極の内、他の一方は、一様に共通接地するものと
する。電極セルは、大形セル53′ と小形セル53か
ら成り、検出系の移動に伴ない、正反射光成分が通過す
る全領域に微小ピッチPを持つ小形セルが配置され、そ
の左右に大形セルが配置されている。電極の存在しない
部分では、光が旋光するため、I!1図10の検光子は
第8図に示すようlこ旋光の結果であるS偏光を遮断す
る方向に設けられる。これにより、第9図でスイッチを
オンにしたセルでのみ光が透過するため、第10図のよ
うに正反射光成分の通過する付近のセル55を除き、他
のセルをオンにすれば、散乱光である高次回折光成分の
みが通過する。
第11図に一実施例を示すように、計算機61によりパ
ルス発生器62を制御し、シフトレジスタ63にオン/
オフデータを書き込み、アナログスイッチ64により液
晶空間フィルタ9の各セル65をオン/オフすれば、任
意の位置に置かれた検出系に対して最適な空間フィルタ
を設けることができる。
ルス発生器62を制御し、シフトレジスタ63にオン/
オフデータを書き込み、アナログスイッチ64により液
晶空間フィルタ9の各セル65をオン/オフすれば、任
意の位置に置かれた検出系に対して最適な空間フィルタ
を設けることができる。
尚、本発明の液晶空間フィルタと検光子は、分離形リレ
ーレンズの無限遠系内に限らず、検出系の光路中の空間
周波数領域であれば、任意の位置に適用し、設置できる
。また、液晶に限らず、光の旋光や透過率を電気的に高
速処理できる素子であれば、同様に使用できる。
ーレンズの無限遠系内に限らず、検出系の光路中の空間
周波数領域であれば、任意の位置に適用し、設置できる
。また、液晶に限らず、光の旋光や透過率を電気的に高
速処理できる素子であれば、同様に使用できる。
一方、空間フィルタとして液晶を用いることにより、P
LZT(電気光学結晶)に比べ微細構造が作りやすく、
安価であり、駆動電圧が低く、寿命も長く、他の光空間
変調器に比べ、許容入射角も大きいという効果がある。
LZT(電気光学結晶)に比べ微細構造が作りやすく、
安価であり、駆動電圧が低く、寿命も長く、他の光空間
変調器に比べ、許容入射角も大きいという効果がある。
また、他の実施例として、ウェハアライメントパターン
からの回折光の空間周波数領域に、第12図に示すよう
な細かいストライプ状の多数の電極セルを有する液晶空
間フィルタと検光子を配置し、各電極セルへの電源供給
を個々にオン・オフすることにより、ウェハアライメン
トパターンの構造(こ応じて、最適な空間変調器を電気
的な制御により作ることができる。第12図の実施例で
は、電極セルの幅は100μm、セルとセルのすき間は
10μmである。たとえば、従来の方式の方がコントラ
ストの高い検出波形が得られるならば、液晶空間フィル
タと検光子により、光を全面通過するようにすることも
できるし、第15図に示すように、ウェハアライメント
パターンの回折光の空間周波数領域に斜線部のようなノ
イズなどをこより波形が乱れている部分を取り除きたい
場合には、その位置化対応する部分の光を液晶空間フィ
ルタと検光子lこより遮断し、最適な空間変調を行うこ
とができる。
からの回折光の空間周波数領域に、第12図に示すよう
な細かいストライプ状の多数の電極セルを有する液晶空
間フィルタと検光子を配置し、各電極セルへの電源供給
を個々にオン・オフすることにより、ウェハアライメン
トパターンの構造(こ応じて、最適な空間変調器を電気
的な制御により作ることができる。第12図の実施例で
は、電極セルの幅は100μm、セルとセルのすき間は
10μmである。たとえば、従来の方式の方がコントラ
ストの高い検出波形が得られるならば、液晶空間フィル
タと検光子により、光を全面通過するようにすることも
できるし、第15図に示すように、ウェハアライメント
パターンの回折光の空間周波数領域に斜線部のようなノ
イズなどをこより波形が乱れている部分を取り除きたい
場合には、その位置化対応する部分の光を液晶空間フィ
ルタと検光子lこより遮断し、最適な空間変調を行うこ
とができる。
以上説明したように本発明によれば、検出系の移動に応
じて、ウェハアライメントパターンの正反射光成分を遮
断するための実効的な空間フィルタ位置を機械的な動作
を伴なうことなく電気的に変化させることができるため
、検出系の安定性が増し、高いアライメント精度が得ら
れるという効果がある。
じて、ウェハアライメントパターンの正反射光成分を遮
断するための実効的な空間フィルタ位置を機械的な動作
を伴なうことなく電気的に変化させることができるため
、検出系の安定性が増し、高いアライメント精度が得ら
れるという効果がある。
第1図は本発明の実施例を示す装置の斜視図、第2図は
半導体露光装置の構成図、第3図はウェハアライメント
パターンの構造図、第4図及び第5図は検出波形図、第
6図は、検出系移動時の展開図、第7図は液晶素子の構
造図、第8図は液晶素子の旋光方向図、第9図、第10
図及び第11図は本発明の液晶空間フィルタの構造図と
旋光方向図と駆動方法の実施例を示す図、第12図は本
発明の実施例であり液晶空間フィルタの構造図、第15
図は空間周波数領域における光強度分布を示す図である
。 1・・・検出系 9・・・液晶空間フィルタ1
0・・・検光子 6・・・リレーレンズ7・・
・1/4波長板 8・・・偏光ビームスプリッタ 13・・・シリンドリカルレンズ 14・・・リニアセンサ 15・・・マスク18・・
・縮小レンズ19・・・ウェハ21・・・ウェハアライ
メントパターン22・・・ウェハテーブル 3 1 日 ZD 菫 4 図 メ 、f=5 図 7.4.a 38 記 (α) (し)駕 9
回 扇 10 0 届 12− II 7 13 回 X′
半導体露光装置の構成図、第3図はウェハアライメント
パターンの構造図、第4図及び第5図は検出波形図、第
6図は、検出系移動時の展開図、第7図は液晶素子の構
造図、第8図は液晶素子の旋光方向図、第9図、第10
図及び第11図は本発明の液晶空間フィルタの構造図と
旋光方向図と駆動方法の実施例を示す図、第12図は本
発明の実施例であり液晶空間フィルタの構造図、第15
図は空間周波数領域における光強度分布を示す図である
。 1・・・検出系 9・・・液晶空間フィルタ1
0・・・検光子 6・・・リレーレンズ7・・
・1/4波長板 8・・・偏光ビームスプリッタ 13・・・シリンドリカルレンズ 14・・・リニアセンサ 15・・・マスク18・・
・縮小レンズ19・・・ウェハ21・・・ウェハアライ
メントパターン22・・・ウェハテーブル 3 1 日 ZD 菫 4 図 メ 、f=5 図 7.4.a 38 記 (α) (し)駕 9
回 扇 10 0 届 12− II 7 13 回 X′
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、マスクとこのマスクに記録されたパターンをウェハ
に結像する結像光学系と、このマスクに露光照明光を射
出する露光照明系とを備えた半導体露光装置において、
アライメント用のウェハアライメントパターンを照明す
るスペクトル幅の狭い照明光を照射するアライメントパ
ターン照明系を設け、アライメントパターンからの散乱
光の空間周波数領域に、ストライプ状に複数設けられた
電極板を有する液晶空間フィルタと検光子を配置し、各
電極板への電源供給を個々にオン・オフすることにより
、所望の空間周波数領域を選択的に抽出し、上記アライ
メントパターン照明系によつて照明されたウェハ上のア
ライメントパターンの像を上記結像光学系を介して検出
する検出系を備え付けたことを特徴とする半導体露光装
置。 2、上記液晶空間フィルタと検光子は、電極板電圧印加
状態で、光がこの検光子を通過する関係にあることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体露光装置。 3、上記ストライプ状の電極板を有する液晶空間フィル
タは、ウェハアライメントパターンの位置に応じてその
検出系を縮小レンズに対して接線方向に移動する時、ウ
ェハのアライメントパターンからの正反射光成分を常に
遮断するように、オン・オフの制御を行う位置可変フィ
ルタであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の半導体露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61079913A JPH0638390B2 (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | 投影式露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61079913A JPH0638390B2 (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | 投影式露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62237726A true JPS62237726A (ja) | 1987-10-17 |
| JPH0638390B2 JPH0638390B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=13703527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61079913A Expired - Lifetime JPH0638390B2 (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | 投影式露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0638390B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01114034A (ja) * | 1987-10-28 | 1989-05-02 | Hitachi Ltd | 半導体露光装置 |
| JPH0521315A (ja) * | 1991-07-11 | 1993-01-29 | Nec Yamagata Ltd | 露光装置における位置決め装置 |
| WO2021210052A1 (ja) * | 2020-04-13 | 2021-10-21 | 株式会社ニコン | 計測装置、露光装置、および計測方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6165251A (ja) * | 1984-09-07 | 1986-04-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 露光装置 |
-
1986
- 1986-04-09 JP JP61079913A patent/JPH0638390B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6165251A (ja) * | 1984-09-07 | 1986-04-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 露光装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01114034A (ja) * | 1987-10-28 | 1989-05-02 | Hitachi Ltd | 半導体露光装置 |
| JPH0521315A (ja) * | 1991-07-11 | 1993-01-29 | Nec Yamagata Ltd | 露光装置における位置決め装置 |
| WO2021210052A1 (ja) * | 2020-04-13 | 2021-10-21 | 株式会社ニコン | 計測装置、露光装置、および計測方法 |
| JPWO2021210052A1 (ja) * | 2020-04-13 | 2021-10-21 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0638390B2 (ja) | 1994-05-18 |
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