JPH0221650B2 - - Google Patents
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- JPH0221650B2 JPH0221650B2 JP59021896A JP2189684A JPH0221650B2 JP H0221650 B2 JPH0221650 B2 JP H0221650B2 JP 59021896 A JP59021896 A JP 59021896A JP 2189684 A JP2189684 A JP 2189684A JP H0221650 B2 JPH0221650 B2 JP H0221650B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- laser beam
- image sensor
- mark
- circuit
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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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
- G03F9/7069—Alignment mark illumination, e.g. darkfield, dual focus
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)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、位置検出装置、特に半導体焼付け装
置において、マスク又はレチクルの半導体集積回
路パターンをウエハ上に焼付ける前の工程として
マスクとウエハを正確に位置合わせするために、
マスクとウエハ上にそれぞれ予め形成された位置
合わせ用マスク（以下、それぞれマスクアライメ
ントマーク、ウエハアライメントマークという。）
の位置を高精度で検出する位置検出装置に関す
る。
置において、マスク又はレチクルの半導体集積回
路パターンをウエハ上に焼付ける前の工程として
マスクとウエハを正確に位置合わせするために、
マスクとウエハ上にそれぞれ予め形成された位置
合わせ用マスク（以下、それぞれマスクアライメ
ントマーク、ウエハアライメントマークという。）
の位置を高精度で検出する位置検出装置に関す
る。
〔従来の技術〕
本件出願人は、先に特願昭58−82789号で、イ
メージセンサを用いた位置検出装置を提案してい
る。この装置以前のものは、位置合わせマークの
位置情報を光検出差の時間準報に変換して得るも
のであつたから、多面鏡の回転ムラ等が生じると
時間情報に誤差が生じていた。この点、本出願人
に係る先の装置は位置合わせマークの位置情報を
直接イメージセンサの位置情報として取り出すも
のであるから、多面鏡の回転等による影響がな
く、高精度の位置検出に極めて有効であつた。
メージセンサを用いた位置検出装置を提案してい
る。この装置以前のものは、位置合わせマークの
位置情報を光検出差の時間準報に変換して得るも
のであつたから、多面鏡の回転ムラ等が生じると
時間情報に誤差が生じていた。この点、本出願人
に係る先の装置は位置合わせマークの位置情報を
直接イメージセンサの位置情報として取り出すも
のであるから、多面鏡の回転等による影響がな
く、高精度の位置検出に極めて有効であつた。
しかし、このような装置においてもウエハーか
らの反射光、特に位置合わせマークからの回折光
が微弱な場合には光信号レベルが低く位置検出が
できないことがあつた。
らの反射光、特に位置合わせマークからの回折光
が微弱な場合には光信号レベルが低く位置検出が
できないことがあつた。
また最近では(1)多層レジストの使用による反射
光の低下、あるいは(2)パターンの微細化により段
差が浅くなり、段差部からの反射光の低下により
光信号レベルが低く位置検出ができないという問
題が生じていた。
光の低下、あるいは(2)パターンの微細化により段
差が浅くなり、段差部からの反射光の低下により
光信号レベルが低く位置検出ができないという問
題が生じていた。
本発明は、このような事情に鑑みなされたもの
で、その目的は、例えばウエハー等の物体上に設
けられているマークの信号レベルの増大を計るこ
とを可能にした位置検出装置を提供することにあ
る。
で、その目的は、例えばウエハー等の物体上に設
けられているマークの信号レベルの増大を計るこ
とを可能にした位置検出装置を提供することにあ
る。
上記目的を達成するため、本発明は、レーザ光
源からのレーザ光で物体上のマークを相対的に繰
返し走査する光学系（回転多面鏡）と、前記レー
ザ光で前記マークが走査されることにより前記マ
ークの像情報を蓄積する蓄積型イメージセンサ
と、前記レーザ光による前記マークの走査終了ご
とに走査回数を計数し、前記レーザ光による前記
マークの走査が複数回繰返されて、前記走査回数
が予め設定されている設定回数に一致すると一致
信号を出力する走査回数検出回路と、前記一致信
号に応じて前記蓄積型イメージセンサの蓄積を制
御し、前記物体の位置合わせのために用いられる
前記像情報に対応する信号を、前記蓄積型イメー
ジセンサから出力させる制御回路（クロツク回
路）を有することを特徴としている。
源からのレーザ光で物体上のマークを相対的に繰
返し走査する光学系（回転多面鏡）と、前記レー
ザ光で前記マークが走査されることにより前記マ
ークの像情報を蓄積する蓄積型イメージセンサ
と、前記レーザ光による前記マークの走査終了ご
とに走査回数を計数し、前記レーザ光による前記
マークの走査が複数回繰返されて、前記走査回数
が予め設定されている設定回数に一致すると一致
信号を出力する走査回数検出回路と、前記一致信
号に応じて前記蓄積型イメージセンサの蓄積を制
御し、前記物体の位置合わせのために用いられる
前記像情報に対応する信号を、前記蓄積型イメー
ジセンサから出力させる制御回路（クロツク回
路）を有することを特徴としている。
以下、本発明を図に示した実施例に基づいて詳
細に説明する。第１図は、本発明に係るプロキシ
ミテイ方式の半導体焼付装置の位置検出用光学系
の一実施例の構成図である。
細に説明する。第１図は、本発明に係るプロキシ
ミテイ方式の半導体焼付装置の位置検出用光学系
の一実施例の構成図である。
レーザ光源１０から出射されたレーザービーム
Ｌの進路に沿つて、順次にガルバノミラー１１、
コンデンサレンズ１２、走査用の光学系となる回
転多面鏡１３が配置されている。更に、この回転
多面鏡１３により偏向されたレーザービームＬの
光軸に沿つて、リレーレンズ１４、フイールドレ
ンズ１５、復路の反射光を後記する光電検出の光
学系（PD）に分割するためのビームスプリツタ
１６、リレーレンズ１７、往路の反射光を光検出
器３４に分割するためのビームスプリツタ３３、
絞り１８、対物レンズ１９が順次に設けられレー
ザービームＬの走査位置にはマスク１、ウエハー
２が配置されている。光検出器３４は、フオトト
ランジスタ等の光電変換素子が使用できる。尚、
ここでビームスプリツタ３３及び光検出器３４の
代りに、例えば回転多面鏡１３の近傍に発光部よ
り成る光検出器を配置して、回転する多面鏡の各
毎にすなわち一回の走査毎に信号を検出すること
により、同期信号を得ることが可能である。一
方、復路においてはビームスプリツタ１６により
分離される反射光の光軸上に、エレクタレンズ３
０、非散乱光を遮光し、散乱光を透過する暗視野
絞り３２、リニアイメージセンサ３１が配列さ
れ、これらは光電検出光学系（PD）を構成して
いる。リニアイメージセンサ３１は、一次元方向
に多数（本実施例では3648個）の受光素子を配列
した固体撮像素子であり、例えばCCDイメージ
センサ、MOSイメージセンサ等が使用可能であ
る。これらのイメージセンサは、個々の受光素子
が半導体フオトリングラフイのプロセスにより形
成されるため、それぞれの位置精度が非常に高
く、高精度な位置合わせが要求される半導体焼付
装置の位置検出用センサとして最適である。なお
実際にはこの他に、目視による観察光学系、回転
多面鏡１３の走査開始信号を得るためのビームデ
イテクタ等が設けられているが、図示を省略して
ある。
Ｌの進路に沿つて、順次にガルバノミラー１１、
コンデンサレンズ１２、走査用の光学系となる回
転多面鏡１３が配置されている。更に、この回転
多面鏡１３により偏向されたレーザービームＬの
光軸に沿つて、リレーレンズ１４、フイールドレ
ンズ１５、復路の反射光を後記する光電検出の光
学系（PD）に分割するためのビームスプリツタ
１６、リレーレンズ１７、往路の反射光を光検出
器３４に分割するためのビームスプリツタ３３、
絞り１８、対物レンズ１９が順次に設けられレー
ザービームＬの走査位置にはマスク１、ウエハー
２が配置されている。光検出器３４は、フオトト
ランジスタ等の光電変換素子が使用できる。尚、
ここでビームスプリツタ３３及び光検出器３４の
代りに、例えば回転多面鏡１３の近傍に発光部よ
り成る光検出器を配置して、回転する多面鏡の各
毎にすなわち一回の走査毎に信号を検出すること
により、同期信号を得ることが可能である。一
方、復路においてはビームスプリツタ１６により
分離される反射光の光軸上に、エレクタレンズ３
０、非散乱光を遮光し、散乱光を透過する暗視野
絞り３２、リニアイメージセンサ３１が配列さ
れ、これらは光電検出光学系（PD）を構成して
いる。リニアイメージセンサ３１は、一次元方向
に多数（本実施例では3648個）の受光素子を配列
した固体撮像素子であり、例えばCCDイメージ
センサ、MOSイメージセンサ等が使用可能であ
る。これらのイメージセンサは、個々の受光素子
が半導体フオトリングラフイのプロセスにより形
成されるため、それぞれの位置精度が非常に高
く、高精度な位置合わせが要求される半導体焼付
装置の位置検出用センサとして最適である。なお
実際にはこの他に、目視による観察光学系、回転
多面鏡１３の走査開始信号を得るためのビームデ
イテクタ等が設けられているが、図示を省略して
ある。
上記の構成を有する光学系において、レーザ光
源１０から出射されるレーザービームＬは、ガル
バノミラー１１で偏向され、コンデンサレンズ１
２により点ａで集光された後に、回転多面鏡１３
に入射し、破線で示すようにここでほぼ直角方向
に偏向されると共に、回転多面鏡１３の回転方向
に走査される。そして更に、リレーレンズ１４、
フイールドレンズ１５を通過した後に再び点b1に
おいて集光され、順次にビームスプリツタ１６、
リレーレンズ１７を通過し、次いでビームスプリ
ツタ３３で反射されたレーザービームＬは、光検
出器３４に検出され、光検出器３４の出力は、第
２図に示す同期信号の検出回路４２により増幅、
波形整形され、検出回路４２は、第３図ａに示す
如くレーザービームＬがマスク１とウエハー２を
走査する間（第３図で時間T1）、ハイレベルの同
期信号ΦSYNCを発生する。
源１０から出射されるレーザービームＬは、ガル
バノミラー１１で偏向され、コンデンサレンズ１
２により点ａで集光された後に、回転多面鏡１３
に入射し、破線で示すようにここでほぼ直角方向
に偏向されると共に、回転多面鏡１３の回転方向
に走査される。そして更に、リレーレンズ１４、
フイールドレンズ１５を通過した後に再び点b1に
おいて集光され、順次にビームスプリツタ１６、
リレーレンズ１７を通過し、次いでビームスプリ
ツタ３３で反射されたレーザービームＬは、光検
出器３４に検出され、光検出器３４の出力は、第
２図に示す同期信号の検出回路４２により増幅、
波形整形され、検出回路４２は、第３図ａに示す
如くレーザービームＬがマスク１とウエハー２を
走査する間（第３図で時間T1）、ハイレベルの同
期信号ΦSYNCを発生する。
レーザービームＬは、ビームスプリツタ３３を
通過し、特にレーザービームＬの主光線は絞り１
８の中央に位置する対物レンズ１９の焦点c1を通
り対物レンズ１９に入射する。レーザービームＬ
の主光線は対物レンズ１９の焦点c1を通つている
ために、対物レンズ１９を通過後は光軸と平行に
なり、主光軸はマスク１及びウエハー２に垂直に
入射することになる。マスク１及びウエハー２に
入射するこのレーザービームＬは、対物レンズ１
９により微小スポツトあるいはバー状光として結
像し、回転多面鏡１３の回転に従つてマスク１及
びウエハー２の面上を第４図ａの走査線ａの走査
線Ａ方向に走査する。ここで、M1とM2及びM3
とM4はそれぞれ平行であり、更にM11とM4，M2
とM3はそれぞれ直角に交わるように、マスク１
上に形成されたアライメントマークであり、W1
とW2も同様に直角に交わるようにウエハー２上
に形成されたアライメントマークである。尚、マ
スク１、ウエハー２は、第４図の位置に不図示の
手段により予め粗位置合わせ（プリアライメン
ト）されている。
通過し、特にレーザービームＬの主光線は絞り１
８の中央に位置する対物レンズ１９の焦点c1を通
り対物レンズ１９に入射する。レーザービームＬ
の主光線は対物レンズ１９の焦点c1を通つている
ために、対物レンズ１９を通過後は光軸と平行に
なり、主光軸はマスク１及びウエハー２に垂直に
入射することになる。マスク１及びウエハー２に
入射するこのレーザービームＬは、対物レンズ１
９により微小スポツトあるいはバー状光として結
像し、回転多面鏡１３の回転に従つてマスク１及
びウエハー２の面上を第４図ａの走査線ａの走査
線Ａ方向に走査する。ここで、M1とM2及びM3
とM4はそれぞれ平行であり、更にM11とM4，M2
とM3はそれぞれ直角に交わるように、マスク１
上に形成されたアライメントマークであり、W1
とW2も同様に直角に交わるようにウエハー２上
に形成されたアライメントマークである。尚、マ
スク１、ウエハー２は、第４図の位置に不図示の
手段により予め粗位置合わせ（プリアライメン
ト）されている。
いま、マスク１、ウエハー２の走査された個所
がアライメントマークM1〜M4，W1，W2以外の
平滑面であれば、その反射光は散乱されることな
く対物レンズ１９の焦点c1の位置の入射瞳及びそ
の近辺を通り、往路と同じ直線を経てリレーレン
ズ１７を介してビームスプリツタ１６に至る。一
方、走査された個所が平滑面でない場合、即ち第
４図ａに示されるアライメントマークM1〜M4，
W1，W2をレーザービームＬが照射した場合に
は、レーザービームＬはこれらのエツジで散乱す
る。そして、この散乱反射光は第１図の点線で示
す往路をそのまま戻らず、対物レンズ１９を通過
後にその入射瞳の中心、つまり焦点c1を必ずしも
通らないで入射瞳の端部を通過する。このことは
反射光が入射瞳上で散乱光と非散乱光とに空間的
に分離されていることを示している。
がアライメントマークM1〜M4，W1，W2以外の
平滑面であれば、その反射光は散乱されることな
く対物レンズ１９の焦点c1の位置の入射瞳及びそ
の近辺を通り、往路と同じ直線を経てリレーレン
ズ１７を介してビームスプリツタ１６に至る。一
方、走査された個所が平滑面でない場合、即ち第
４図ａに示されるアライメントマークM1〜M4，
W1，W2をレーザービームＬが照射した場合に
は、レーザービームＬはこれらのエツジで散乱す
る。そして、この散乱反射光は第１図の点線で示
す往路をそのまま戻らず、対物レンズ１９を通過
後にその入射瞳の中心、つまり焦点c1を必ずしも
通らないで入射瞳の端部を通過する。このことは
反射光が入射瞳上で散乱光と非散乱光とに空間的
に分離されていることを示している。
マスク１及びウエハー２の平滑面で反射された
非散乱光は、入射瞳位置を通過後に点b1で結像す
るようにリレーレンズ１７を介してビームスプリ
ツタ１６に導かれ、ここで直角に偏向されて光電
検出光学系（PD）方向に進む光と、直進して回
転多面鏡１３方向に戻る光との２方向に分離され
る。光電検出光学系（PD）の方向に偏向された
非散乱光は、対物レンズ１９の焦点c1に結像され
更に対物レンズ１９の焦点c1と共役な位置c2に配
置された暗視野絞り３２により遮光される。
非散乱光は、入射瞳位置を通過後に点b1で結像す
るようにリレーレンズ１７を介してビームスプリ
ツタ１６に導かれ、ここで直角に偏向されて光電
検出光学系（PD）方向に進む光と、直進して回
転多面鏡１３方向に戻る光との２方向に分離され
る。光電検出光学系（PD）の方向に偏向された
非散乱光は、対物レンズ１９の焦点c1に結像され
更に対物レンズ１９の焦点c1と共役な位置c2に配
置された暗視野絞り３２により遮光される。
しかし、実線で示す散乱光は非散光とほぼ同様
な復路を通過しても、リレーレンズ１７の焦点b1
と共役な面b2に結像した後、絞り３２を透過し、
エレクタレンズ３０によりリニアイメージセンサ
３１上に再び結像される。すなわち走査レーザー
ビームＬがアライメントマークM1〜M4，W1，
W2に至つたときのみ、その像がセンサ３１上に
一次元方向に結像される。尚アライメントマーク
の形状により、絞り３２として、非散乱光を透過
し、散乱光を遮光する所謂、明視野絞りを用いて
もよい。
な復路を通過しても、リレーレンズ１７の焦点b1
と共役な面b2に結像した後、絞り３２を透過し、
エレクタレンズ３０によりリニアイメージセンサ
３１上に再び結像される。すなわち走査レーザー
ビームＬがアライメントマークM1〜M4，W1，
W2に至つたときのみ、その像がセンサ３１上に
一次元方向に結像される。尚アライメントマーク
の形状により、絞り３２として、非散乱光を透過
し、散乱光を遮光する所謂、明視野絞りを用いて
もよい。
リニアイメージセンサ３１は、一次元方向に
3648個（ビツト）の受光素子が配列されており、
アライメントマークM1〜M4，W1，W2の位置に
対応する受光素子がそれぞれ該マークを検知す
る。尚、より多くの受光素子を有するセンサを用
いればセンサの位置検出精度が高くなることはい
うまでもない。
3648個（ビツト）の受光素子が配列されており、
アライメントマークM1〜M4，W1，W2の位置に
対応する受光素子がそれぞれ該マークを検知す
る。尚、より多くの受光素子を有するセンサを用
いればセンサの位置検出精度が高くなることはい
うまでもない。
次に、光検出器３４にタイミングの取られたリ
ニアイメージセンサ３１により検知された情報を
演算する方法を第２図〜第４図を参照して説明す
る。第２図は、本発明の一実施例の電気系のブロ
ツク図である。
ニアイメージセンサ３１により検知された情報を
演算する方法を第２図〜第４図を参照して説明す
る。第２図は、本発明の一実施例の電気系のブロ
ツク図である。
まず、レーザービームＬがマスク１及びウエハ
ー２上を走査する走査長（第４図においてＡ方向
に走査するビームＬがマスクアライメントマーク
M1を横切り、順次マークW1，M2，M3，W2を横
切り、最終的にM4を通過するまでの間）が例え
ば180ミクロンであつたとすると、センサ３１の
１つの受光素子（１ビツト）が検出する位置情報
は0.05ミクロン（≒180μ／3648bit）となる。す
なわちリニアイメージセンサ３１のビデオ出力信
号は、マスク１及びウエハー２上のアライメント
マークM1，W1，M2，M3，W2，M4によるレー
ザービームＬの光散乱情報、すなわち当該マーク
の直接の位置情報であり、その１ビツトは、マス
ク１及びウエハー２上の0.05ミクロンに相当す
る。対物レンズ１９とリレーレンズ１７の倍率及
びエレクタレンズ３０の倍率の積である総合倍率
は、リニアイメージセンサ３１の各受光素子の寸
法により決まり、例えば各受光素子（１ビツト）
の幅が10ミクロンであれば、総合倍率は200倍
（＝10μ／0.05μ）になる。
ー２上を走査する走査長（第４図においてＡ方向
に走査するビームＬがマスクアライメントマーク
M1を横切り、順次マークW1，M2，M3，W2を横
切り、最終的にM4を通過するまでの間）が例え
ば180ミクロンであつたとすると、センサ３１の
１つの受光素子（１ビツト）が検出する位置情報
は0.05ミクロン（≒180μ／3648bit）となる。す
なわちリニアイメージセンサ３１のビデオ出力信
号は、マスク１及びウエハー２上のアライメント
マークM1，W1，M2，M3，W2，M4によるレー
ザービームＬの光散乱情報、すなわち当該マーク
の直接の位置情報であり、その１ビツトは、マス
ク１及びウエハー２上の0.05ミクロンに相当す
る。対物レンズ１９とリレーレンズ１７の倍率及
びエレクタレンズ３０の倍率の積である総合倍率
は、リニアイメージセンサ３１の各受光素子の寸
法により決まり、例えば各受光素子（１ビツト）
の幅が10ミクロンであれば、総合倍率は200倍
（＝10μ／0.05μ）になる。
光検出器３４は、レーザービームＬがマスク
１、ウエハー２を１回走査（Ａ方向）する間、出
力信号を同期信号検出回路４２に印加し、同期信
号検出回路４２は、この出力信号を増巾、波形整
形してハイレベル状態を示す同期信号ΦSYNC（第３
図ａにおいて区間T1）を発生し、第２図の如く、
これを走査回数検出回路４９に印加する。
１、ウエハー２を１回走査（Ａ方向）する間、出
力信号を同期信号検出回路４２に印加し、同期信
号検出回路４２は、この出力信号を増巾、波形整
形してハイレベル状態を示す同期信号ΦSYNC（第３
図ａにおいて区間T1）を発生し、第２図の如く、
これを走査回数検出回路４９に印加する。
ここで走査回数検出回路４９は、同期信号検出
回路４２から発生する同期信号ΦSYNCを計数する
計数回路、マイクロプロセツサから指定される走
査回数をセツトするレジスタ回路及び計数回路の
計数値とレジスタ回路の走査回数指定値を比較す
る比較回数から成り立つている。
回路４２から発生する同期信号ΦSYNCを計数する
計数回路、マイクロプロセツサから指定される走
査回数をセツトするレジスタ回路及び計数回路の
計数値とレジスタ回路の走査回数指定値を比較す
る比較回数から成り立つている。
またこの走査回数検出回路４９の機能は第１
に、マイクロプロセツサからスタート指令が与え
られた後、最初の同期信号ΦSYNCの立上りを検知
して、信号線５１を介しクロツク回路４３に対し
移送指令信号を出力する。第２に、計数回路によ
り計数されたレーザ光の光走査回数すなわち同期
信号ΦSYNCと予めマイクロプロセツサ４８からレ
ジスタ回路にセツトされた設定走査回数とを比較
回路で比較し、一致した後同期信号ΦSYNCの立下
りを検知して制御回路となるクロツク回路４３に
対し移送指令信号を出す。
に、マイクロプロセツサからスタート指令が与え
られた後、最初の同期信号ΦSYNCの立上りを検知
して、信号線５１を介しクロツク回路４３に対し
移送指令信号を出力する。第２に、計数回路によ
り計数されたレーザ光の光走査回数すなわち同期
信号ΦSYNCと予めマイクロプロセツサ４８からレ
ジスタ回路にセツトされた設定走査回数とを比較
回路で比較し、一致した後同期信号ΦSYNCの立下
りを検知して制御回路となるクロツク回路４３に
対し移送指令信号を出す。
移送指令信号が入力すると、クロツク回路４３
は、同期信号ΦSYNCとクロツク回路内部の水晶振
動子等の基準信号とから、第３図ｂ，ｃにそれぞ
れ示すごとく、イメージセンサ３１を駆動するシ
フト信号ΦSH、トランスフア信号ΦTRを発生する。
は、同期信号ΦSYNCとクロツク回路内部の水晶振
動子等の基準信号とから、第３図ｂ，ｃにそれぞ
れ示すごとく、イメージセンサ３１を駆動するシ
フト信号ΦSH、トランスフア信号ΦTRを発生する。
なお、シフト信号ΦSHは、第３図に示すように
ΦSH1とΦSH2で区別しているが、それぞれΦSYNCの立
上り時および立下り時に発生する移送指令信号に
対応するものである。しかしいずれの信号ΦSH1，
ΦSH2もリニアイメージセンサ３１の受光部に蓄積
された電荷を転送部のアナログレジスタへ転送
（シフト）する。
ΦSH1とΦSH2で区別しているが、それぞれΦSYNCの立
上り時および立下り時に発生する移送指令信号に
対応するものである。しかしいずれの信号ΦSH1，
ΦSH2もリニアイメージセンサ３１の受光部に蓄積
された電荷を転送部のアナログレジスタへ転送
（シフト）する。
次に第２図および第２図の各回路の信号のタイ
ミングチヤートを示す第３図を参照しながら、走
査回数が２の場合の本発明の実施例の動作につい
て説明する。
ミングチヤートを示す第３図を参照しながら、走
査回数が２の場合の本発明の実施例の動作につい
て説明する。
マイクロプロセツサ４８は、信号線５０を介
して走査回数検出回路４９のレジスタ回路に走
査回数指定値２をセツトし、スタート指令を出
す。
して走査回数検出回路４９のレジスタ回路に走
査回数指定値２をセツトし、スタート指令を出
す。
走査回数検出回路４９は、スタート指令が出
た後の最初の同期信号ΦSYNCの立上りを検出し、
クロツク回路４３に移送指令信号を出すと共
に、走査回数計数回路をゼロクリアする。
た後の最初の同期信号ΦSYNCの立上りを検出し、
クロツク回路４３に移送指令信号を出すと共
に、走査回数計数回路をゼロクリアする。
クロツク回路４３は、移送指令信号５１に基
き、リニア・イメージセンサに対しシフト信号
ΦSH1を発生する。
き、リニア・イメージセンサに対しシフト信号
ΦSH1を発生する。
リニア・イメージセンサはシフト信号ΦSH1に
より、新たな蓄積を開始する。
より、新たな蓄積を開始する。
まず、最初のレーザービームＬの走査が行わ
れる。レーザービームＬによる走査周期（第３
図の区間T1＋T2）及び走査時間（同T1）は、
回転多面鏡１３の面数及び回転速度により決定
されるが、T1＋T2＝2.5ミリ秒、T1＝0.5ミリ
秒とすれば、T2＝2.0秒となる。
れる。レーザービームＬによる走査周期（第３
図の区間T1＋T2）及び走査時間（同T1）は、
回転多面鏡１３の面数及び回転速度により決定
されるが、T1＋T2＝2.5ミリ秒、T1＝0.5ミリ
秒とすれば、T2＝2.0秒となる。
走査回数検出回路４９は、同期信号ΦSYNCの
立下り第３図で示すを検出し、走査回数計数
回路をカウントアツプする。（カウント値＝１） 次の走査による同期信号の立下り時に、走査
回数計数回路はカウントアツプして２となり、
（第３図で示す）、レジスタ回路の指定値と一
致し、移送指令信号が発生する。
立下り第３図で示すを検出し、走査回数計数
回路をカウントアツプする。（カウント値＝１） 次の走査による同期信号の立下り時に、走査
回数計数回路はカウントアツプして２となり、
（第３図で示す）、レジスタ回路の指定値と一
致し、移送指令信号が発生する。
この移送指令信号により、クロツク回路４３
はリニア・イメージ・センサに対し、シフト信
号ΦSH2を発生する。
はリニア・イメージ・センサに対し、シフト信
号ΦSH2を発生する。
従つて蓄積型リニア・イメージ・センサ３１
の受光部にはΦSH1とΦSH2の間に被検物体の像情
報すなわち光走査区間T1とT1′の２回の走査に
よる加算情報が蓄積される。
の受光部にはΦSH1とΦSH2の間に被検物体の像情
報すなわち光走査区間T1とT1′の２回の走査に
よる加算情報が蓄積される。
受光部に蓄積された像情報はシフト信号ΦSH2
により受光部から転送部のアナログシフトレジ
スタに移送される。
により受光部から転送部のアナログシフトレジ
スタに移送される。
アナログシフトレジスタに移送された像情報
は第３図のt1時間内にトランスフア信号ΦTRで
逐次、次のＡ／Ｄ変換器４５に転送される。
は第３図のt1時間内にトランスフア信号ΦTRで
逐次、次のＡ／Ｄ変換器４５に転送される。
なお、トランスフア信号ΦTRは、走査時間T1
の間に、例えば3700パルス（センサ３１のビツ
ト数3648個より多くなければならない。）発生
される信号であり、シフト信号ΦSHにより受光
部から転送部のアナログシフトレジスタに転送
された電荷を、隣接するシフトレジスタへ転送
（トランスフア）する。トランスフア信号ΦTR
は、パルス間隔0.135マイクロ秒（≒0.5ミリ
秒／3700パルス）、周波数は7.4MHzの信号であ
る。第３図ｃの信号ΦTRの下に示した数字は、
リニアイメージセンサ３１の出力ビデオ信号の
ビツト番号であり、シフト信号ΦSH後の第０ビ
ツト目、第１ビツト目…第3647ビツト目の信号
を示す。
の間に、例えば3700パルス（センサ３１のビツ
ト数3648個より多くなければならない。）発生
される信号であり、シフト信号ΦSHにより受光
部から転送部のアナログシフトレジスタに転送
された電荷を、隣接するシフトレジスタへ転送
（トランスフア）する。トランスフア信号ΦTR
は、パルス間隔0.135マイクロ秒（≒0.5ミリ
秒／3700パルス）、周波数は7.4MHzの信号であ
る。第３図ｃの信号ΦTRの下に示した数字は、
リニアイメージセンサ３１の出力ビデオ信号の
ビツト番号であり、シフト信号ΦSH後の第０ビ
ツト目、第１ビツト目…第3647ビツト目の信号
を示す。
上記の如くリニアイメージセンサ３１から読
み出された出力ビデオ信号は、第２図に示す如
くＡ／Ｄ変換器４５によりデジタル化される。
Ａ／Ｄ変換器４５は、８ビツトのフラツシユ型
高速AD変換器であり、変化タイミングは、セ
ンサ３１のトランスフア信号ΦTRと周期が等し
く位相の異なる変換コマンドパルスCPがクロ
ツク回路４３から印加される。
み出された出力ビデオ信号は、第２図に示す如
くＡ／Ｄ変換器４５によりデジタル化される。
Ａ／Ｄ変換器４５は、８ビツトのフラツシユ型
高速AD変換器であり、変化タイミングは、セ
ンサ３１のトランスフア信号ΦTRと周期が等し
く位相の異なる変換コマンドパルスCPがクロ
ツク回路４３から印加される。
画像メモリ回路４６は、８ビツト×4096から成
るRAM（ランダム・アクセス・メモリ）であり、
Ａ／Ｄ変換器４５からのデータを格納するための
ものである。メモリ・コントロール回路４７は、
マイクロプロセツサ４８の制御下に動作するもの
であり、マイクロプロセツサ４８は、データを画
像メモリ回路４６に書込む場合と、データをマイ
クロプロセツサ４８が読み出す場合に、メモリ・
コントロール回路４７に切換え信号SWを印加す
る。
るRAM（ランダム・アクセス・メモリ）であり、
Ａ／Ｄ変換器４５からのデータを格納するための
ものである。メモリ・コントロール回路４７は、
マイクロプロセツサ４８の制御下に動作するもの
であり、マイクロプロセツサ４８は、データを画
像メモリ回路４６に書込む場合と、データをマイ
クロプロセツサ４８が読み出す場合に、メモリ・
コントロール回路４７に切換え信号SWを印加す
る。
データ書込み時には、メモリ・コントロール回
路４７は、クロツク回路４３からクロツク信号
CLを基準にして、直接、画像メモリ回路４６に
アドレス及びコントロール信号ADD−Ｃ（リー
ド／ライト信号、チツプ・セレクト信号）を印加
する。従つてこの場合、画像メモリ回路４６は、
マイクロ・プロセツサ４８の制御から切り離さ
れ、DMA（ダイレクト・メモリ・アクセス）制
御下に動作する。このように、リニアイメージセ
ンサ３１のビデオ信号は、Ａ／Ｄ変換器４５によ
りデジタル化され、８ビツトのデータとして画像
メモリ回路４６に格納される。
路４７は、クロツク回路４３からクロツク信号
CLを基準にして、直接、画像メモリ回路４６に
アドレス及びコントロール信号ADD−Ｃ（リー
ド／ライト信号、チツプ・セレクト信号）を印加
する。従つてこの場合、画像メモリ回路４６は、
マイクロ・プロセツサ４８の制御から切り離さ
れ、DMA（ダイレクト・メモリ・アクセス）制
御下に動作する。このように、リニアイメージセ
ンサ３１のビデオ信号は、Ａ／Ｄ変換器４５によ
りデジタル化され、８ビツトのデータとして画像
メモリ回路４６に格納される。
一方、データ読出し時には、マイクロ・プロセ
ツサ４８は、メモリコントロール回路４７に切換
え信号SWを印加し、アドレス及びコントロール
信ADD−Ｃをメモリコントロール回路４７を経
由して画像メモリ回路４６に印加し、上述の如く
格納されたデータを直接読出し、処理を行う。
ツサ４８は、メモリコントロール回路４７に切換
え信号SWを印加し、アドレス及びコントロール
信ADD−Ｃをメモリコントロール回路４７を経
由して画像メモリ回路４６に印加し、上述の如く
格納されたデータを直接読出し、処理を行う。
上記の如く、第４図ａに示すアライメントマー
クM1，W1，M2，M3，W2，M4にそれぞれ対応
したリニアイメージセンサ３１の出力信号のピー
クP1〜P6（第４図ｂ）は、当該マークの位置情報
に直接に対応しており、画像メモリ回路４６のア
ドレスは、マスク１及びウエハー２上の座標に対
応する。即ち、画像メモリ回路４６の１アドレス
は、マスク１及びウエハー２上の0.05ミクロンに
対応する。このようにして得られたデータは、既
知の方法で演算でき、例えば、第４図ｂにおいて
P1とP2の距離をD1、P2とP3の距離をD2、P3とP4
の距離をD3、P4とP5の距離をD4、P5とP6の距離
をD5とした場合、マスク１とウエハー２のＸ方
向のズレ量ΔX、Ｙ方向のズレ量ΔYは、 ΔX＝（D1＋D2−D4−D5）／４ ΔY＝（−D1＋D2−D4＋D5）／４ で得られる。尚、第４図ｂのピークP1〜P6を求
める方法は、データを二値化してそのパルスの中
心を求める方法、波形の極大値を求めてピークと
する方法、波形の近似曲線を求めその曲線から中
心を求める方法等、種々の方法がある。
クM1，W1，M2，M3，W2，M4にそれぞれ対応
したリニアイメージセンサ３１の出力信号のピー
クP1〜P6（第４図ｂ）は、当該マークの位置情報
に直接に対応しており、画像メモリ回路４６のア
ドレスは、マスク１及びウエハー２上の座標に対
応する。即ち、画像メモリ回路４６の１アドレス
は、マスク１及びウエハー２上の0.05ミクロンに
対応する。このようにして得られたデータは、既
知の方法で演算でき、例えば、第４図ｂにおいて
P1とP2の距離をD1、P2とP3の距離をD2、P3とP4
の距離をD3、P4とP5の距離をD4、P5とP6の距離
をD5とした場合、マスク１とウエハー２のＸ方
向のズレ量ΔX、Ｙ方向のズレ量ΔYは、 ΔX＝（D1＋D2−D4−D5）／４ ΔY＝（−D1＋D2−D4＋D5）／４ で得られる。尚、第４図ｂのピークP1〜P6を求
める方法は、データを二値化してそのパルスの中
心を求める方法、波形の極大値を求めてピークと
する方法、波形の近似曲線を求めその曲線から中
心を求める方法等、種々の方法がある。
上記の実施例では、マスク１をウエハー２を近
接させて焼付けを行う所謂プロキシミテイ方式の
半導体焼付装置について説明したが、本発明は、
密着（コンタクト）方式、あるいはマスクとウエ
ハーの間に投影系を具える反射投影（ミラープロ
ジエクシヨン）方式、縮少投影（ステツプ・アン
ド・リピート）方式の半導体焼付け装置あるいは
精密な位置合わせを必要とする半導体製造機器に
おいても適用することができる。更に、本発明
は、第４図ａのアライメントマークに限らず、い
かなるマークにも適用可能である。
接させて焼付けを行う所謂プロキシミテイ方式の
半導体焼付装置について説明したが、本発明は、
密着（コンタクト）方式、あるいはマスクとウエ
ハーの間に投影系を具える反射投影（ミラープロ
ジエクシヨン）方式、縮少投影（ステツプ・アン
ド・リピート）方式の半導体焼付け装置あるいは
精密な位置合わせを必要とする半導体製造機器に
おいても適用することができる。更に、本発明
は、第４図ａのアライメントマークに限らず、い
かなるマークにも適用可能である。
以上説明したように、本発明によれば、走査レ
ーザ光と蓄積型イメージセンサを用いることによ
り、信号レベルの高いマーク信号を照度むらの影
響を受けることなく検出できるので、物体上のマ
ークがどのような場合でも、物体の高精度な位置
合わせが可能となる。
ーザ光と蓄積型イメージセンサを用いることによ
り、信号レベルの高いマーク信号を照度むらの影
響を受けることなく検出できるので、物体上のマ
ークがどのような場合でも、物体の高精度な位置
合わせが可能となる。
第１図は、本発明の一実施例の光学系の構成
図、第２図は、本発明の一実施例の電気系のブロ
ツク図、第３図は、第２図のタイミングを示すチ
ヤート図、第４図ａは、第１図のマスク及びウエ
ハーに形成されたアライメントマークを示す上面
図、第４図ｂは、第４図ａのマークにより得られ
る出力波形図である。 １……マスク、２……ウエハー、１０……レー
ザ光源、１３……回転多面鏡、１９……対物レン
ズ、３１……リニアイメージセンサ、３４……光
検出器、M1，M2，M3，M4……マスクアライメ
ントマーク、W1，W2……ウエハアライメントマ
ーク。
図、第２図は、本発明の一実施例の電気系のブロ
ツク図、第３図は、第２図のタイミングを示すチ
ヤート図、第４図ａは、第１図のマスク及びウエ
ハーに形成されたアライメントマークを示す上面
図、第４図ｂは、第４図ａのマークにより得られ
る出力波形図である。 １……マスク、２……ウエハー、１０……レー
ザ光源、１３……回転多面鏡、１９……対物レン
ズ、３１……リニアイメージセンサ、３４……光
検出器、M1，M2，M3，M4……マスクアライメ
ントマーク、W1，W2……ウエハアライメントマ
ーク。
Claims (1)
- １ レーザ光源からのレーザ光で物体上のマーク
を相対的に繰返し走査する光学系と、前記レーザ
光で前記マークが走査されることにより前記マー
クの像情報を蓄積する蓄積型イメージセンサと、
前記レーザ光による前記マークの走査終了ごとに
走査回数を計数し、前記レーザ光による前記マー
クの操作が複数回繰返されて、前記走査回数が予
め設定されている設定回数に一致すると一致信号
を出力する走査回数検出回路と、前記一致信号に
応じて前記蓄積型イメージセンサの蓄積を制御
し、前記物体の位置合わせのために用いられる前
記像情報に対応する信号を、前記蓄積型イメージ
センサから出力させる制御回路を有することを特
徴とする位置検出装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59021896A JPS60166952A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | 位置検出装置 |
| US06/606,537 US4634876A (en) | 1983-05-13 | 1984-05-03 | Object position detecting apparatus using accumulation type sensor |
| DE3417580A DE3417580C2 (de) | 1983-05-13 | 1984-05-11 | Einrichtung zum Ermitteln der Position eines Objekts |
| GB08412310A GB2141538B (en) | 1983-05-13 | 1984-05-14 | Detecting position/alignment |
| HK717/91A HK71791A (en) | 1983-05-13 | 1991-09-05 | An object position detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59021896A JPS60166952A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | 位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60166952A JPS60166952A (ja) | 1985-08-30 |
| JPH0221650B2 true JPH0221650B2 (ja) | 1990-05-15 |
Family
ID=12067871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59021896A Granted JPS60166952A (ja) | 1983-05-13 | 1984-02-10 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60166952A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH052153U (ja) * | 1991-06-19 | 1993-01-14 | 株式会社エヌ・エム・ビーセミコンダクター | ペリクル膜付きレチクル |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100682955B1 (ko) | 2006-01-06 | 2007-02-15 | 삼성전자주식회사 | 스캐너의 구동특성 평가장치 및 방법 |
-
1984
- 1984-02-10 JP JP59021896A patent/JPS60166952A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH052153U (ja) * | 1991-06-19 | 1993-01-14 | 株式会社エヌ・エム・ビーセミコンダクター | ペリクル膜付きレチクル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60166952A (ja) | 1985-08-30 |
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