JPS6290933A - 自動焦点合せ装置 - Google Patents
自動焦点合せ装置Info
- Publication number
- JPS6290933A JPS6290933A JP60230027A JP23002785A JPS6290933A JP S6290933 A JPS6290933 A JP S6290933A JP 60230027 A JP60230027 A JP 60230027A JP 23002785 A JP23002785 A JP 23002785A JP S6290933 A JPS6290933 A JP S6290933A
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- JP
- Japan
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- amount
- absolute value
- wafer
- drive
- air sensor
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- Pending
Links
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
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7023—Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
- G03F9/7026—Focusing
-
- 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
- G03F9/7049—Technique, e.g. interferometric
- G03F9/7053—Non-optical, e.g. mechanical, capacitive, using an electron beam, acoustic or thermal waves
- G03F9/7057—Gas flow, e.g. for focusing, leveling or gap setting
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】
[発明の技術分野]
本発明は、IC,LSI、超LSI等の半導体回路素子
製造用の投影焼付装置に適用される自動焦点合せ装置に
関し、特にマスクの一部の像または全体の像をウェハ上
に形成する結像光学系に対し、マスクとウェハを所定の
位置に、精度よく位置合せする自動焦点合せ装置に関す
る。
製造用の投影焼付装置に適用される自動焦点合せ装置に
関し、特にマスクの一部の像または全体の像をウェハ上
に形成する結像光学系に対し、マスクとウェハを所定の
位置に、精度よく位置合せする自動焦点合せ装置に関す
る。
[従来技術の説明]
半導体回路素子はその算出パターンの最小寸法が微細化
しており、このため投影焼付装置においても高い分解能
が必要とされる。高い分解能を得るためには、マスクお
よびウェハを結像光学系の互に共役な光学基準面位置に
、正確に位置合せしなければならない。
しており、このため投影焼付装置においても高い分解能
が必要とされる。高い分解能を得るためには、マスクお
よびウェハを結像光学系の互に共役な光学基準面位置に
、正確に位置合せしなければならない。
この位置合せのためには、ウェハまでの距離の測定系と
してエアマイクロセンサ(以下、エアセンサという)等
が、また、駆動系としてモータ、ピエゾ(圧電素子)等
が使用される。特に駆動系は、駆動量の大きい粗動系と
駆動量は少ないが駆動精度の高い微動系とを備える場合
がある。
してエアマイクロセンサ(以下、エアセンサという)等
が、また、駆動系としてモータ、ピエゾ(圧電素子)等
が使用される。特に駆動系は、駆動量の大きい粗動系と
駆動量は少ないが駆動精度の高い微動系とを備える場合
がある。
第3図は、従来例であり本発明の適用対象例でもある投
影焼付装置の要部断面図を示す。同図において、1は縮
小投影レンズ、2はエアセンサのノズル、3はパルスモ
ータ、4はパルスモータ3の駆動力を2ステージ6の移
動方向の駆動力に変換伝達する駆動力伝達機構、5はピ
エゾである。
影焼付装置の要部断面図を示す。同図において、1は縮
小投影レンズ、2はエアセンサのノズル、3はパルスモ
ータ、4はパルスモータ3の駆動力を2ステージ6の移
動方向の駆動力に変換伝達する駆動力伝達機構、5はピ
エゾである。
パルスモータ3は粗動系として、ピエゾ5は微動系とし
て用いており、これらを駆動することによりZステージ
6とウェハ7とを縮小投影レンズ1の光軸方向に移動す
ることができる。エアセンサノズル2はウェハ7の上に
位置し、ウェハ7と縮小投影レンズ1との距離を測定す
る。この測定値を基に、マスクおよびウェハが結像光学
系の互に共役な光学基準面位置となるように、レンズ光
軸方向の駆初母を算出する。その量を粗動系としてのパ
ルスモータ3および微動系としてのピエゾ5に振り分け
てそれぞれを駆動し、Zステージ6を移動する。
て用いており、これらを駆動することによりZステージ
6とウェハ7とを縮小投影レンズ1の光軸方向に移動す
ることができる。エアセンサノズル2はウェハ7の上に
位置し、ウェハ7と縮小投影レンズ1との距離を測定す
る。この測定値を基に、マスクおよびウェハが結像光学
系の互に共役な光学基準面位置となるように、レンズ光
軸方向の駆初母を算出する。その量を粗動系としてのパ
ルスモータ3および微動系としてのピエゾ5に振り分け
てそれぞれを駆動し、Zステージ6を移動する。
従来、上記の測定および駆動は各々1回ずつ行なわれ位
置合せ完了としていた。この1回の駆vJにおいて、駆
動量の大きさが微動系の最大ストロークよりも大きい場
合は、粗動系を駆動して微動系のストローク不足を補う
ことになる。この結果、駆動系全体としての位置合せ精
度は、微動系よりも精度の低い粗動系の駆動精度に依存
する。従って、粗動系の駆動力伝達機構4の機械的ガタ
等に起因する位置合せ誤差が発生し、駆動系全体として
精度の高い位置合せができないという欠点があった。
置合せ完了としていた。この1回の駆vJにおいて、駆
動量の大きさが微動系の最大ストロークよりも大きい場
合は、粗動系を駆動して微動系のストローク不足を補う
ことになる。この結果、駆動系全体としての位置合せ精
度は、微動系よりも精度の低い粗動系の駆動精度に依存
する。従って、粗動系の駆動力伝達機構4の機械的ガタ
等に起因する位置合せ誤差が発生し、駆動系全体として
精度の高い位置合せができないという欠点があった。
[発明の目的]
本発明は、上述の従来形の問題点に鑑み、前記微動系の
最大駆動ストロークがどれ程の大きさであるかというこ
とに制約されずに、常に精度の高い位置合せを可能とす
る自動焦点合せ装置を提供することを目的とする。
最大駆動ストロークがどれ程の大きさであるかというこ
とに制約されずに、常に精度の高い位置合せを可能とす
る自動焦点合せ装置を提供することを目的とする。
[実施例の説明]
以下、図面に従って本発明の詳細な説明する。
本発明は、第3図に示したような投影焼付装置に適用が
可能である。
可能である。
第4図は、縮小投影レンズ1とエアセンサのノズルおよ
びウェハ7の上面図を示す。12〜15は縮小投影レン
ズに取付けられた4ケのエアセンサのノズルであり、ウ
ェハ7の表面までの距離を測定している。ノズル12〜
15で測定した縮小投影レンズの端面からウェハ7の表
面までの距離を各々d1、d2、d3、d4とすると、
その平均距離は (dl +d2 +d3 +d4 ) /4
となる。所定の縮小投影レンズ1の結像面位置と縮小投
影レンズ1の端面間の距離をdOとすると、結像面位置
にウェハを移動させるのにはΔd=dO−(dl +d
2 +d3 +d4 )/4なる量Δdだけウェハ7を
移動させれば良い。この結果、ウェハの平均面が結像面
位置となる。
びウェハ7の上面図を示す。12〜15は縮小投影レン
ズに取付けられた4ケのエアセンサのノズルであり、ウ
ェハ7の表面までの距離を測定している。ノズル12〜
15で測定した縮小投影レンズの端面からウェハ7の表
面までの距離を各々d1、d2、d3、d4とすると、
その平均距離は (dl +d2 +d3 +d4 ) /4
となる。所定の縮小投影レンズ1の結像面位置と縮小投
影レンズ1の端面間の距離をdOとすると、結像面位置
にウェハを移動させるのにはΔd=dO−(dl +d
2 +d3 +d4 )/4なる量Δdだけウェハ7を
移動させれば良い。この結果、ウェハの平均面が結像面
位置となる。
第5図は、ステップ・アンド・リピートタイプの投影露
光機で焼付ける際のウェハ7上のショットレイアウト並
びに縮小投影レンズ1およびエアセンサノズル12〜1
5の配置を示す。同図において、16はマトリックスで
示されるショットレイアウト、図中斜線で示した部分S
は現在、焼付を行なうショットを示す。
光機で焼付ける際のウェハ7上のショットレイアウト並
びに縮小投影レンズ1およびエアセンサノズル12〜1
5の配置を示す。同図において、16はマトリックスで
示されるショットレイアウト、図中斜線で示した部分S
は現在、焼付を行なうショットを示す。
第1図は、本発明の一実施例に係る自動焦点合せ装置の
システムブロック図である。同図において、21は装置
の操作を司どるコンソール、21aはコンソールの制御
を司どるコンソール制御CPU(中央処理装置) 、2
1bはコンソール制御CPUの下で情報を一時的に記憶
するためのメモリ、21cは種々の情報を入力するため
の入カキ−121dは入力した情報を表示するためのC
RTディスプレイ、21eは入力した情報等を記憶する
ための外部記憶装置である。22は本体制御系、22a
は本体制御を司どる本体制御CPU、22bは本体制御
CPUの下で情報を一時的に記憶するためのメモリであ
る。12〜15はウェハまでの距離を測定するエアセン
サノズル、22dはエアセンサノズルの圧力を電圧に変
換するための電圧変換回路、22cはその電圧変換回路
の出力をデジタル値に変換するだめのアナログ/デジタ
ル変換器(A/Dコンバータ)である。23は第3図の
3〜6に相当するZユニット、22eはそのZユニット
を駆動するための7ユニツト駆動回路である。40はエ
アセンサノズル12〜15やZユニット23以外の本体
ユニット、22[はそれらの本体ユニットと本体制御C
PU22aとの仲立ちをするインターフェースである。
システムブロック図である。同図において、21は装置
の操作を司どるコンソール、21aはコンソールの制御
を司どるコンソール制御CPU(中央処理装置) 、2
1bはコンソール制御CPUの下で情報を一時的に記憶
するためのメモリ、21cは種々の情報を入力するため
の入カキ−121dは入力した情報を表示するためのC
RTディスプレイ、21eは入力した情報等を記憶する
ための外部記憶装置である。22は本体制御系、22a
は本体制御を司どる本体制御CPU、22bは本体制御
CPUの下で情報を一時的に記憶するためのメモリであ
る。12〜15はウェハまでの距離を測定するエアセン
サノズル、22dはエアセンサノズルの圧力を電圧に変
換するための電圧変換回路、22cはその電圧変換回路
の出力をデジタル値に変換するだめのアナログ/デジタ
ル変換器(A/Dコンバータ)である。23は第3図の
3〜6に相当するZユニット、22eはそのZユニット
を駆動するための7ユニツト駆動回路である。40はエ
アセンサノズル12〜15やZユニット23以外の本体
ユニット、22[はそれらの本体ユニットと本体制御C
PU22aとの仲立ちをするインターフェースである。
本実施例における装置の操作を司どるのはコンソール2
1である。オペレータはまず、入カキ−21cからウェ
ハ7のサイズやXY方向のステップ距離あるいは露光時
間等の諸情報をキーインする。
1である。オペレータはまず、入カキ−21cからウェ
ハ7のサイズやXY方向のステップ距離あるいは露光時
間等の諸情報をキーインする。
これらの情報はコンソール制御c p u 2iaを通
じて−Hメモリ21bに記憶される。コンソール制御C
P U 21aは、メモリ21bに記憶された情報を計
算処理し、第5゛1に示すような各ショットの中心座標
や、エアセンサの有効/無効情報を算出する。
じて−Hメモリ21bに記憶される。コンソール制御C
P U 21aは、メモリ21bに記憶された情報を計
算処理し、第5゛1に示すような各ショットの中心座標
や、エアセンサの有効/無効情報を算出する。
ここで有効/無効情報というのは、エアセンサのノズル
がウェハ面上から外れているか否かを示すものである。
がウェハ面上から外れているか否かを示すものである。
即ち、ショット位置とエアセンサノズルの位置との関係
によりウェハ面上からノズルが外れる場合があるため、
これを予め算出しておき、測定時には有効なエアセンサ
ノズルのみ使用するための情報である。コンソール制御
CPU21aにおけるこれらの算出結果は再びメモリ2
1bに記憶される。また、装置本体に起動をかける場合
も、やはりオペレータは入カキ−21cから、起動指令
なるコードをキーインする。するとメモリ21bに記憶
された情報が、コンソール制御CPU21aを通じて本
体制御CP U 22aに伝達され、メモリ22bに記
憶されて、本体に起動がかかる。本体装置の各ユニット
に対しては、本体ユニット制御系22内の各インターフ
ェースを通じて、駆動あるいは信号処理が行なわれる。
によりウェハ面上からノズルが外れる場合があるため、
これを予め算出しておき、測定時には有効なエアセンサ
ノズルのみ使用するための情報である。コンソール制御
CPU21aにおけるこれらの算出結果は再びメモリ2
1bに記憶される。また、装置本体に起動をかける場合
も、やはりオペレータは入カキ−21cから、起動指令
なるコードをキーインする。するとメモリ21bに記憶
された情報が、コンソール制御CPU21aを通じて本
体制御CP U 22aに伝達され、メモリ22bに記
憶されて、本体に起動がかかる。本体装置の各ユニット
に対しては、本体ユニット制御系22内の各インターフ
ェースを通じて、駆動あるいは信号処理が行なわれる。
ウェハ7と縮小投影レンズ1との焦点合せは以下のよう
に行なう。まず、エアセンサノズル12〜15からの応
答圧力を電圧変換回路22dによって、電気的信号に変
換する。この信号は、A/Dコンバータ22cによりデ
ジタルデータに変換され、本体制御CP IJ 22a
に伝達される。CP U 22aにおいては、前もって
メモリ22bに記憶されているエアセンサの有効/無効
情報をもとに、有効なエアセンサによる測定値のみを抽
出して、瞬時に設定駆!@J fflを計算する。さら
に、CP U 22aはその設定駆動量よりパルスモー
タ3およびピエゾ5の駆動ωを計算し、その値を7ユニ
ツト駆動回路22eに入力する。Zユニット23におい
ては入力値に基づいて、パルスモータ3およびピエゾ5
が駆動され、ウェハの7方向への移動が行なわれる。
に行なう。まず、エアセンサノズル12〜15からの応
答圧力を電圧変換回路22dによって、電気的信号に変
換する。この信号は、A/Dコンバータ22cによりデ
ジタルデータに変換され、本体制御CP IJ 22a
に伝達される。CP U 22aにおいては、前もって
メモリ22bに記憶されているエアセンサの有効/無効
情報をもとに、有効なエアセンサによる測定値のみを抽
出して、瞬時に設定駆!@J fflを計算する。さら
に、CP U 22aはその設定駆動量よりパルスモー
タ3およびピエゾ5の駆動ωを計算し、その値を7ユニ
ツト駆動回路22eに入力する。Zユニット23におい
ては入力値に基づいて、パルスモータ3およびピエゾ5
が駆動され、ウェハの7方向への移動が行なわれる。
次に、第2図の)【]−チャートを参照して位置合ぜの
処理の流れについて説明する。位置合せが開始(ステッ
プ30)されると、まずエアセ″ンサによりウェハ面ま
での距離を測定する(ステップ31)。実際に測定して
いるのは、ウェハ7の表面とエアセンサノズル12〜1
5の間の距離である。この測定により得られた値からウ
ェハ7の駆動量Δdが算出される。この駆動■Δdはパ
ルスモータ3の駆動量とピエゾ5の駆動量に振り分けら
れた後、Z駆動が行なわれる(ステップ32)。Z駆動
後、再びエアセンサで計測を行ない駆動量Δdを算出す
る(ステップ33)。さらに、このΔdの絶対値を定数
εと比較しくステップ34)、Δdの絶対値が定数ε以
下であれば位置合せ終了とする(ステップ35)。前記
Δdの絶対値がε以下でなければ前記4dを駆動口とし
てZ駆動(ステップ32)に戻り、再びステップ32〜
34の動作を繰り返す。即ち、位置合せ動作を反復する
。ここで、εの値は正に位置決め精度であるから適切に
設定する必要がある。また、εの値は入カキ−21cか
ら入力するよ゛うにしてもよいし、予め外部記憶装置2
1eに記憶しておいてもよい。この値の設定および変更
が外部から可能となるようにしておけば、ユーザが位置
決め精度を適宜変更することができることとなり便宜で
ある。
処理の流れについて説明する。位置合せが開始(ステッ
プ30)されると、まずエアセ″ンサによりウェハ面ま
での距離を測定する(ステップ31)。実際に測定して
いるのは、ウェハ7の表面とエアセンサノズル12〜1
5の間の距離である。この測定により得られた値からウ
ェハ7の駆動量Δdが算出される。この駆動■Δdはパ
ルスモータ3の駆動量とピエゾ5の駆動量に振り分けら
れた後、Z駆動が行なわれる(ステップ32)。Z駆動
後、再びエアセンサで計測を行ない駆動量Δdを算出す
る(ステップ33)。さらに、このΔdの絶対値を定数
εと比較しくステップ34)、Δdの絶対値が定数ε以
下であれば位置合せ終了とする(ステップ35)。前記
Δdの絶対値がε以下でなければ前記4dを駆動口とし
てZ駆動(ステップ32)に戻り、再びステップ32〜
34の動作を繰り返す。即ち、位置合せ動作を反復する
。ここで、εの値は正に位置決め精度であるから適切に
設定する必要がある。また、εの値は入カキ−21cか
ら入力するよ゛うにしてもよいし、予め外部記憶装置2
1eに記憶しておいてもよい。この値の設定および変更
が外部から可能となるようにしておけば、ユーザが位置
決め精度を適宜変更することができることとなり便宜で
ある。
本実施例によれば、各ステップで7駆動する毎にエアセ
ンサで再計測して駆動位置を再確認し、ある一定の誤差
範囲に収まるまで再計測・駆動を繰返している。従って
、常に一定の精度を維持して焦点合せが実行でき、さら
に所定値として小さい値を設定することにより、より精
度の高い位置決めが可能となった。
ンサで再計測して駆動位置を再確認し、ある一定の誤差
範囲に収まるまで再計測・駆動を繰返している。従って
、常に一定の精度を維持して焦点合せが実行でき、さら
に所定値として小さい値を設定することにより、より精
度の高い位置決めが可能となった。
「発明の効果」
以上説明したように、本発明によれば、位置検知手段の
出力から算出した設定駆動量の絶対値と所定値とを比較
し、この絶対値が所定値以下のときは焦点合せ動作を終
了し、そうでないときは再度焦点合せ動作を反復するよ
うにしているので、微動系の最大駆動ストロークがどれ
程の大きさであるかということに制約されずに、常に高
い位置決め精度を維持できる。
出力から算出した設定駆動量の絶対値と所定値とを比較
し、この絶対値が所定値以下のときは焦点合せ動作を終
了し、そうでないときは再度焦点合せ動作を反復するよ
うにしているので、微動系の最大駆動ストロークがどれ
程の大きさであるかということに制約されずに、常に高
い位置決め精度を維持できる。
第1図は、本発明の一実施例に係る自動焦点合せ装置の
システムブロック図、 第2図は、第1図の装置における処理手順を示ずフロー
チャート、 第3図は、従来例であり本発明の適用対象例でもある投
影焼付装置の縮小投影レンズおよびエアセンサ部分の断
面図、 第4図は、縮小投影レンズとエアセンサのノズルおよび
ウェハの上面図、 第5図は、ウェハ上のショットレイアウト並びに縮小投
影レン、ズおよびエアセンサノズルの配置を示す図であ
る。 1・・・縮小投影レンズ、 2.12〜15・・・エアセンサノズル、3・・・パル
スモータ、4・・・駆動力伝達機構、5・・・ピエゾ、
6・・・Zステージ、7・・・ウェハ、21・・・コン
ソール、22・・・本体制御系。
システムブロック図、 第2図は、第1図の装置における処理手順を示ずフロー
チャート、 第3図は、従来例であり本発明の適用対象例でもある投
影焼付装置の縮小投影レンズおよびエアセンサ部分の断
面図、 第4図は、縮小投影レンズとエアセンサのノズルおよび
ウェハの上面図、 第5図は、ウェハ上のショットレイアウト並びに縮小投
影レン、ズおよびエアセンサノズルの配置を示す図であ
る。 1・・・縮小投影レンズ、 2.12〜15・・・エアセンサノズル、3・・・パル
スモータ、4・・・駆動力伝達機構、5・・・ピエゾ、
6・・・Zステージ、7・・・ウェハ、21・・・コン
ソール、22・・・本体制御系。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、平板状物体を水平方向にステップ移動させる移動手
段と、投影光学系の結像面と上記物体面との距離を測定
する位置検知手段と、該位置検知手段の測定値出力から
算出される位置情報を設定駆動量として上記物体および
投影光学系を光軸方向に相対的に駆動する駆動手段とを
備え、各ステップ移動後、該物体面の各領域を順次投影
光学系の結像面に一致することを可能とする自動焦点合
せ装置であつて、 上記設定駆動量の絶対値と所定値とを比較する手段と、 上記比較において上記絶対値が上記所定値以下のときは
焦点合せ動作を終了し、上記絶対値が上記所定値を越え
るときは焦点合せのための一連の動作を反復する動作制
御手段と を有することを特徴とする自動焦点合せ装置。 2、前記所定値が、外部から変更可能である特許請求の
範囲第1項記載の自動焦点合せ装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60230027A JPS6290933A (ja) | 1985-10-17 | 1985-10-17 | 自動焦点合せ装置 |
US06/843,392 US4714331A (en) | 1985-03-25 | 1986-03-24 | Method and apparatus for automatic focusing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60230027A JPS6290933A (ja) | 1985-10-17 | 1985-10-17 | 自動焦点合せ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6290933A true JPS6290933A (ja) | 1987-04-25 |
Family
ID=16901420
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60230027A Pending JPS6290933A (ja) | 1985-03-25 | 1985-10-17 | 自動焦点合せ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6290933A (ja) |
-
1985
- 1985-10-17 JP JP60230027A patent/JPS6290933A/ja active Pending
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