JPS6257008B2 - - Google Patents

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JPS6257008B2
JPS6257008B2 JP56018004A JP1800481A JPS6257008B2 JP S6257008 B2 JPS6257008 B2 JP S6257008B2 JP 56018004 A JP56018004 A JP 56018004A JP 1800481 A JP1800481 A JP 1800481A JP S6257008 B2 JPS6257008 B2 JP S6257008B2
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JP
Japan
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alignment
mark
image
focusing plate
magnification
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Application number
JP56018004A
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English (en)
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JPS57133428A (en
Inventor
Fujio Kanetani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nippon Kogaku KK
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Publication date
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Publication of JPS57133428A publication Critical patent/JPS57133428A/ja
Publication of JPS6257008B2 publication Critical patent/JPS6257008B2/ja
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Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration 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)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は試料の位置合せのための光学系、特に
半導体焼付装置に用いられるマスクやウエハーの
位置合せのための光学系に関する。
一般に、物体を2次元で位置合せするためには
2ケ所での観察が必要である。そしてICやLSI等
の製造に用いられるウエハーを2次元的に位置決
めするための光学系として、2つの顕微鏡を用
い、さらに必要に応じて観察倍率を高めるために
ズームレンズを用いたものが知られている。第1
図はこのようなアライメント光学系の例を示す配
置図であり、まずこれについて説明する。
第1図において、ICやLSIの基板となるウエハ
ー1はそのパターン面1aに所定のパターンが形
成され、その周辺部に2つのアライメントマーク
3,4が設けられている。そしてステージ2はウ
エハー1を支持するとともに紙面に垂直な水平面
内で自由に移動可能である。アライメントマーク
3及び4からの光線はそれぞれ顕微鏡対物レンズ
7,8で収斂され、ミラー9,10及び直角プリ
ズム11の両斜面12,13で反射されて焦点板
14上に集光される。焦点板14上に形成された
2つのアライメントマーク3,4の像及び焦点板
14上に設けられた基準マーク14a,14b
は、変倍可能なリレーレンズ15により投影され
た後、接眼レンズ16を通して観察される。
接眼レンズ16を通して観察される視野は例え
ば第2図のようである。視野の左側には焦点板1
4上の基準マーク14aの像14a′と対物レンズ
7によるアライメントマーク3の十字線像3′が
あり、視野の右側には焦点板14上の基準マーク
14bの像14b′と対物レンズ8によるアライメ
ントマーク4の直線像4′がある。第2図に示し
た状態ではウエハー1のアライメントは不完全で
ある。ステージ2の移動によりウエハー1を焦点
板14上の基準マーク14a,14bに対して移
動させ、視野が第3図のように、アライメントマ
ーク3′,4′がそれぞれ基準マーク14a′,14
b′と重なつた時、アライメントが完了する。
ところがこのようなアライメント光学系におい
て、アライメントの精度を高めるためにリレーレ
ンズ15の倍率を上げると、第4図のごとく、視
野の中で基準マークの像14a′,14b′が外方へ
移動するとともにアライメントマークの像3′,
4′も外側へ移動して視野から一部外れてしま
い、アライメントが不都合になつてしまう。極端
な場合には基準マーク自体が視野から全く外れて
しまいアライメントが不可能になることもある。
このような状態を避けるために、リレーレンズ
15の倍率を固定し、対物レンズ7,8をズーム
レンズとして倍率を変える構成とすれば、倍率を
変えても基準マークを常に視野内の一定位置に観
察することができる。しかしながらこの場合に
は、対物レンズ7,8の倍率変換に伴つて移動す
るレンズ相互間の偏心が問題となり、焦点板14
に対してウエハー1の位置決めを0.1μ程度の精
度で行いたい場合、レンズの偏心を0.1μ以下に
抑えることは容易ではない。まして、焼付パター
ンの大きさの変化に伴つてひんぱんに変倍を行わ
ねばならないことを考えると、使用に伴う機械的
精度の変化もあつて、レンズの偏心を無くすこと
は不可能に近い。
このように、従来ではアライメント光学系の観
察倍率が変換可能ではあつても、高倍率において
は十分高精度の位置決めが難しく満足できるもの
ではなかつた。
本発明の目的は、観察倍率が変換可能でありな
がら、低倍率から高倍率まで常にアライメントが
容易であり高倍率においては極めて高精度の位置
合せが可能なアライメント光学系を提供すること
にある。
本発明によるアライメント光学系の構成は、被
検物体上に設けられた所定の第1及び第2アライ
メントマークの像をそれぞれ形成するための第1
と第2の対物レンズと、両対物レンズによる2つ
のアライメントマーク像を同一視野に合成するた
めの光路合成部材とを有し、前記各アライメント
マーク像により前記被検物体の位置決めを行うア
ライメント光学系において、 前記第1対物レンズと前記光路合成部材との間
に、位置決め用基準マークを有する第1焦点板
と、該第1焦点板上に形成される前記アライメン
トマークの像と該基準マークとを投影するための
第1リレーレンズとを設け、かつ前記第2対物レ
ンズと前記光路合成部材との間に、位置決め用基
準マークを有する第2焦点板と、該第2焦点板上
に形成される前記アライメントマークの像と該基
準マークとを投影するための第2リレーレンズと
を設け、そして該第1と第2リレーレンズとを変
倍可能に構成したものである。
以下本発明の構成を図面を参照して説明する。
第5図は本発明によるアライメント光学系の概
略構成図である。第5図において、ウエハー1の
パターン面1a上の第1アライメントマーク3
は、第1対物レンズ21により第1焦点板23上
に投影され、他方ウエハー1のパターン面1a上
の第2アライメントマーク4は第2対物レンズ2
2により第2焦点板24上に投影される。第1焦
点板23上には第6図の平面図に示すごとき位置
決め用基準マーク23aが設けられており、第2
焦点板24上にも同一の基準マーク24aが設け
られている。そして、第1焦点板23上の第1ア
ライメントマーク3の像と基準マーク23aとは
変倍可能なリレーレンズ25により、ミラー27
及び直角プリズム30の斜面31の反射を介して
投影され、同様に、第2焦点板24上の第2アラ
イメントマーク4の像と基準マーク24aとは、
変倍可能なリレーレンズ26によりミラー28及
び直角プリズム30の斜面32の反射を介して投
影される。これによつて、視野合成部材としての
直角プリズム30の2つの斜面31,32で形成
される稜線を含む平面内に2つの基準マーク像と
2つのアライメントマーク像が形成される。これ
らの像はさらに第3のリレーレンズ35によつて
投影され、接眼レンズ36を通して観察される。
いま第1と第2のリレーレンズ25,26が比
較的低い倍率であるとすると、この時接眼レンズ
36を通して観察される視野は例えば第7図のよ
うであるとする。
第7図の視野図は第2図と同様であるが、視野
の左側に第1焦点板23上の基準マーク23aの
像23a′とウエハー1上の第1アライメントマー
ク3の十字線像3′があり、視野の右側に第2焦
点板24上の基準マーク24aの像24a′とウエ
ハー1上の第2アライメントマーク4の像4′が
ある。また、視野を2分割する直線は視野合成プ
リズム30の稜線である。ここで、位置合せの精
度を高めるために、第1と第2のリレーレンズ2
5,26を図示なき手段により等しく変倍し、高
倍率の観察を行うならば、この時の視野は第8図
のごとくなる。第8図は第7図の状態に対して2
倍に拡大された場合であり、2つの基準マーク像
23a′,24a′はその中心位置を変化することな
く拡大されている。あとは、ステージ2を適当に
移動させて基準マークにアライメントマークを重
複させればよく、視野内に大きく拡大された像に
よつて正確な位置合せがなされる。
このように、本発明によるアライメント光学系
の構成によれば、観察の倍率を変えても、視野内
での2つの基準マークの中心位置が全く変化しな
いため、高倍率において基準マークが視野から外
れる恐れがなく、常に視野内の一定位置でアライ
メントの正確な観察が容易に可能である。しか
も、観察視野の拡大が、第1焦点板及び第2焦点
板にウエハー上のアライメントマークが形成され
た後に行われるのであつて、第1及び第2対物レ
ンズによるアライメント像の各焦点板への投影倍
率は固定されるので、焦点板上における基準マー
クとアライメント像の相対的位置は変倍によつて
は全く影響を受けることがない。すなわち第1及
び第2リレーレンズによる変倍によつて生じ得る
レンズの偏心はアライメントの精度にあまり大き
な誤差を生ずることがなく、0.1μ程度の精度を
保つことも容易になる。
尚、第5図に示した構成は、視野合成プリズム
30の直後に形成された空間像を第3のリレーレ
ンズ35で投影することとしたが、このリレーレ
ンズを省略して、直接に接眼レンズ36で観察す
ることもできる。また、接眼レンズを用いて直接
肉眼観察するのみならず、ITV撮像管を用いモニ
ターテレビによつて観察する構成とすることもで
きることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図はアライメント光学系の配置図、第2図
は接眼レンズを通して観察される視野図、第3図
はアライメントが完了したときの視野図、第4図
はリレーレンズの倍率をあげたときの視野図、第
5図は本発明によるアライメント光学系の概略構
成図、第6図は第5図に使用の第1焦点板の平面
図、第7図は第2図と同様の本実施例の視野図、
第8図は高倍率の観察を行つた視野図である。 〔主要部分の符号の説明〕、1……ウエハー、
2……ステージ、3……第1アライメント、4…
…第2アライメント、21……第1対物レンズ、
22……第2対物レンズ、23……第1焦点板、
24……第2焦点板、25……第1のリレーレン
ズ、26……第2のリレーレンズ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被検物体上に設けられた所定の第1及び第2
    アライメントマークの像をそれぞれ形成するため
    の第1と第2の対物レンズと、該両対物レンズに
    よる前記2つのアライメントマーク像を同一視野
    に合成するための光路合成部材とを有し、前記各
    アライメントマーク像により前記被検物体の位置
    決めを行うアライメント光学系において、 前記第1対物レンズと前記光路合成部材との間
    に、位置決め用基準マークを有する第1焦点板
    と、該第1焦点板上に形成される前記アライメン
    トマークの像と該基準マークとを投影するための
    第1リレーレンズとを設け、かつ前記第2対物レ
    ンズと前記光路合成部材との間に、位置決め用基
    準マークを有する第2焦点板と、該第2焦点板上
    に形成される前記アライメントマークの像と該基
    準マークとを投影するための第2リレーレンズと
    を設け、該第1と第2リレーレンズとを変倍可能
    に構成したことを特徴とするアライメント光学
    系。
JP56018004A 1981-02-12 1981-02-12 Alignment optical system capable of variable magnification Granted JPS57133428A (en)

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JPS57133428A JPS57133428A (en) 1982-08-18
JPS6257008B2 true JPS6257008B2 (ja) 1987-11-28

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Families Citing this family (8)

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JPS57133428A (en) 1982-08-18

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