JPS6148249B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6148249B2 JPS6148249B2 JP53021764A JP2176478A JPS6148249B2 JP S6148249 B2 JPS6148249 B2 JP S6148249B2 JP 53021764 A JP53021764 A JP 53021764A JP 2176478 A JP2176478 A JP 2176478A JP S6148249 B2 JPS6148249 B2 JP S6148249B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alignment
- wafer
- mask
- circuit
- reference point
- 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.)
- Expired
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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
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
- H10P72/50—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for positioning, orientation or alignment
- H10P72/53—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for positioning, orientation or alignment using optical controlling means
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】
本発明はアライメント装置、特に半導体装置製
造用のマスクとウエハーをアライメントするアラ
イメント装置に関するものである。
造用のマスクとウエハーをアライメントするアラ
イメント装置に関するものである。
通常、この種の装置では、マスクは固定のマス
クホルダーによつて保持され、ウエハーはこのマ
スクホルダーに対して、Ｘ，Ｙ，θの各方向に平
行移動可能なウエハーホルダーに保持されてい
る。マスクとウエハーのそれぞれにはアライメン
ト用のマークが設けられており、これらのアライ
メントマークを所定の走査線に沿つて光電的に走
査することによつてマスク上の基準点と、このマ
スクの基準点に対応するウエハー上の参照点との
相対位置関係を測定し、マスクの基準点に対して
ウエハー上の参照点が許容誤差範囲外にある場
合、ウエハーホルダーをＸ，Ｙ，θの各モーター
を駆動することによつて面内移動させ、上記許容
誤差内にアライメントしている。
クホルダーによつて保持され、ウエハーはこのマ
スクホルダーに対して、Ｘ，Ｙ，θの各方向に平
行移動可能なウエハーホルダーに保持されてい
る。マスクとウエハーのそれぞれにはアライメン
ト用のマークが設けられており、これらのアライ
メントマークを所定の走査線に沿つて光電的に走
査することによつてマスク上の基準点と、このマ
スクの基準点に対応するウエハー上の参照点との
相対位置関係を測定し、マスクの基準点に対して
ウエハー上の参照点が許容誤差範囲外にある場
合、ウエハーホルダーをＸ，Ｙ，θの各モーター
を駆動することによつて面内移動させ、上記許容
誤差内にアライメントしている。
アライメントマークはマスクとウエハーのそれ
ぞれに所定の基準線Ｘ方向に沿つて、通常、２ケ
所設けられている。そして、この２ケ所は、通
常、マスクとウエハーでその中心に対して対称の
位置になるべく間隔を置いて設けられている。ま
た、マスクとウエハーのアライメント状態が許容
誤差内に有るか否かは、マスクの基準点を中心と
し、且つ、各基準点を結んだ基準線方向に２辺が
平行な正方形の領域中にウエハーの参照点が存在
するか否かで判別している。即ち基準点のＸ，Ｙ
方向のずれ量がそれぞれ許容誤差内であるか否か
で判別している。
ぞれに所定の基準線Ｘ方向に沿つて、通常、２ケ
所設けられている。そして、この２ケ所は、通
常、マスクとウエハーでその中心に対して対称の
位置になるべく間隔を置いて設けられている。ま
た、マスクとウエハーのアライメント状態が許容
誤差内に有るか否かは、マスクの基準点を中心と
し、且つ、各基準点を結んだ基準線方向に２辺が
平行な正方形の領域中にウエハーの参照点が存在
するか否かで判別している。即ち基準点のＸ，Ｙ
方向のずれ量がそれぞれ許容誤差内であるか否か
で判別している。
しかしながら、このように上述の領域を基準線
方向に２辺が平行な正方形に設定した場合、ウエ
ハーの各参照点が上述の領域内となつてもθ方向
の誤差によつて、基準線の垂直二等分線方向（Ｙ
方向）のウエハーの端部の点で、基準線に平行な
方向（Ｘ方向）に設定した許容誤差の倍以上の誤
差が発生する恐れがある。このため、ウエハー上
のこの端部の点においてもずれ量を許容誤差内に
とどめようとする場合には、それに見合うだけ上
述の領域を小さくすることが必要となる。しかし
ながら、この領域を小さくすることはアライメン
ト精度を高めるということであるため、アライメ
ント動作が終了するまでの時間が長くなるという
欠点を生じる。特に、マスクとウエハーのそれぞ
れに複数設けられるアライメントマーク間にピツ
チエラーが発生しているような場合には、アライ
メント動作が終了しない恐れもある。なお、上述
の領域を円形とする場合にも同様な問題が発生す
る。
方向に２辺が平行な正方形に設定した場合、ウエ
ハーの各参照点が上述の領域内となつてもθ方向
の誤差によつて、基準線の垂直二等分線方向（Ｙ
方向）のウエハーの端部の点で、基準線に平行な
方向（Ｘ方向）に設定した許容誤差の倍以上の誤
差が発生する恐れがある。このため、ウエハー上
のこの端部の点においてもずれ量を許容誤差内に
とどめようとする場合には、それに見合うだけ上
述の領域を小さくすることが必要となる。しかし
ながら、この領域を小さくすることはアライメン
ト精度を高めるということであるため、アライメ
ント動作が終了するまでの時間が長くなるという
欠点を生じる。特に、マスクとウエハーのそれぞ
れに複数設けられるアライメントマーク間にピツ
チエラーが発生しているような場合には、アライ
メント動作が終了しない恐れもある。なお、上述
の領域を円形とする場合にも同様な問題が発生す
る。
本発明はこのような事情に鑑みなされたもの
で、その目的は例えばマスクとウエハーのような
２物体とその全面で正確に、且つ短時間でアライ
メントすることのできるアライメント装置を提供
することにある。
で、その目的は例えばマスクとウエハーのような
２物体とその全面で正確に、且つ短時間でアライ
メントすることのできるアライメント装置を提供
することにある。
そして、本発明はこの目的を達成するために上
述の領域を対角線が基準線に一致する略ひし形と
している。即ち、基準点に対する参照点のＸ，Ｙ
方向の絶対的なずれ量の和で上述の判別を行なつ
ている。なお、ここで略ひし形とはひし形の各線
分が厳密な直線でなくても良いという意味であ
る。
述の領域を対角線が基準線に一致する略ひし形と
している。即ち、基準点に対する参照点のＸ，Ｙ
方向の絶対的なずれ量の和で上述の判別を行なつ
ている。なお、ここで略ひし形とはひし形の各線
分が厳密な直線でなくても良いという意味であ
る。
以下、本発明を添付した図面を使用して説明す
る。
る。
第１図は本発明のアライメント装置の光電検出
光学系を示す図である。図中、１３はウエハー、
ウエハー１３は不図示のウエハーホルダーによつ
て保持され、このウエハーホルダーは第７図に示
すＸパルスモーター５８，５９，６０によつて
Ｘ，Ｙ，θの各方向に平行移動可能である。１２
はマスクで、このマスク１２は固定のマスクホル
ダーによつて保持されている。ウエハー１３上に
は第５図で付番３８，３９で示す如き傾斜面によ
つて形成されたアライメントマークが設けられて
いる。このアライメントマークはウエハー１３の
参照点を示すものである。又、マスク１２上には
第５図で付番３４，３５，３６，３７で示す如き
傾斜面で形成されたアライメントマークが設けら
れている。このアライメントマークはマスク１２
の基準点を示すものである。
光学系を示す図である。図中、１３はウエハー、
ウエハー１３は不図示のウエハーホルダーによつ
て保持され、このウエハーホルダーは第７図に示
すＸパルスモーター５８，５９，６０によつて
Ｘ，Ｙ，θの各方向に平行移動可能である。１２
はマスクで、このマスク１２は固定のマスクホル
ダーによつて保持されている。ウエハー１３上に
は第５図で付番３８，３９で示す如き傾斜面によ
つて形成されたアライメントマークが設けられて
いる。このアライメントマークはウエハー１３の
参照点を示すものである。又、マスク１２上には
第５図で付番３４，３５，３６，３７で示す如き
傾斜面で形成されたアライメントマークが設けら
れている。このアライメントマークはマスク１２
の基準点を示すものである。
再び第１図の説明に戻つて、１はウエハー１３
に対して非感光性のレーザーを照射するためのレ
ーザー光源、３は回転多面鏡、４，６，８は中間
レンズ、１１はテレセントリツク対物レンズであ
る。中間レンズ４，６，８は回転多面鏡３からの
偏向光を平行光にすると共に、偏向光の偏向原点
（振れ原点）３３を対物レンズ１１の絞り位置１
０に形成する。従つて、対物レンズ１１の焦点面
３４に配されたマスク１２、ウエハー１３上でス
ポツト光走査が行なわれる。
に対して非感光性のレーザーを照射するためのレ
ーザー光源、３は回転多面鏡、４，６，８は中間
レンズ、１１はテレセントリツク対物レンズであ
る。中間レンズ４，６，８は回転多面鏡３からの
偏向光を平行光にすると共に、偏向光の偏向原点
（振れ原点）３３を対物レンズ１１の絞り位置１
０に形成する。従つて、対物レンズ１１の焦点面
３４に配されたマスク１２、ウエハー１３上でス
ポツト光走査が行なわれる。
７はビームスプリツターである。このビームス
プリツター７によつて光電検出系が形成される。
１４，１５はレンズで、レンズ１４，１５はレン
ズ８と共動して振れ原点３３の像を再結像する。
１６は振れ原点３３の像が形成される面に配置さ
れた空間フイルターである。この空間フイルター
１６は振れ原点像と同様の大きさの遮光部を有し
ている。従つて、このフイルター１６は、対物レ
ンズ１１の光軸に直角な面からの反射光は遮光
し、斜面からの反射光は透過する。即ち、アライ
メントマークからの光を透過する。１７はコンデ
ンサーレンズ、１８は光検出器である。この光検
出器によりスポツトの移動に伴なつて、アライメ
ントマーク走査信号が得られる。
プリツター７によつて光電検出系が形成される。
１４，１５はレンズで、レンズ１４，１５はレン
ズ８と共動して振れ原点３３の像を再結像する。
１６は振れ原点３３の像が形成される面に配置さ
れた空間フイルターである。この空間フイルター
１６は振れ原点像と同様の大きさの遮光部を有し
ている。従つて、このフイルター１６は、対物レ
ンズ１１の光軸に直角な面からの反射光は遮光
し、斜面からの反射光は透過する。即ち、アライ
メントマークからの光を透過する。１７はコンデ
ンサーレンズ、１８は光検出器である。この光検
出器によりスポツトの移動に伴なつて、アライメ
ントマーク走査信号が得られる。
５はビームスプリツターである。このビームス
プリツター５によつて観察系が形成される。レン
ズ２２，２３はレンズ６，８，１１と共動してフ
イールドレンズ２４上にマスク・ウエハー１２，
１３像を形成するためのものである。
プリツター５によつて観察系が形成される。レン
ズ２２，２３はレンズ６，８，１１と共動してフ
イールドレンズ２４上にマスク・ウエハー１２，
１３像を形成するためのものである。
上記で説明した光学系は、アライメントマーク
が１箇所に設けられている場合の原理図である
が、実際には、第３図に示す如く、マスク１２上
の場所３０，３１と第４図に示されるウエハー１
３上の場所３２，３３にアライメントマークを設
け、場所３０と３２及び場所３１と３３の各々で
アライメントマークの検出を行なう。
が１箇所に設けられている場合の原理図である
が、実際には、第３図に示す如く、マスク１２上
の場所３０，３１と第４図に示されるウエハー１
３上の場所３２，３３にアライメントマークを設
け、場所３０と３２及び場所３１と３３の各々で
アライメントマークの検出を行なう。
第２図に示す光学系は１つのレーザー光源１を
用い、２箇所に設けられたアライメントマークを
検出するものである。この図で２５は視野分割ミ
ラーである。回転多面鏡３で偏向された光が視野
分割ミラー２５の各反射面に当る時間が異なるた
め、光は時間的に分割されて２箇所を走査するも
のである。
用い、２箇所に設けられたアライメントマークを
検出するものである。この図で２５は視野分割ミ
ラーである。回転多面鏡３で偏向された光が視野
分割ミラー２５の各反射面に当る時間が異なるた
め、光は時間的に分割されて２箇所を走査するも
のである。
次に、本発明の一実施例を第７図を用いて説明
する。この実施例は光電検出器で検出された走査
信号からマスク１２とウエハー１３の所定の相対
位置関係からのずれ量を測定し、該ずれ量を補正
するためのパルスモーターの駆動を制御する。
する。この実施例は光電検出器で検出された走査
信号からマスク１２とウエハー１３の所定の相対
位置関係からのずれ量を測定し、該ずれ量を補正
するためのパルスモーターの駆動を制御する。
この図において１８−１および１８−２は光電
検出器、５０−１および５０−２はプリアンプリ
フアイアー、５１−１および５１−２はタイミン
グ回路、５２−１および５２−２はパルス波形整
形回路、５３−１および５３−２はパルス間隔測
定回路である。これらは、アライメントマークが
設けられている各々の走査信号の処理をする２組
の回路であり、本発明の検出手段を構成してい
る。
検出器、５０−１および５０−２はプリアンプリ
フアイアー、５１−１および５１−２はタイミン
グ回路、５２−１および５２−２はパルス波形整
形回路、５３−１および５３−２はパルス間隔測
定回路である。これらは、アライメントマークが
設けられている各々の走査信号の処理をする２組
の回路であり、本発明の検出手段を構成してい
る。
光電検出器１８で検出された走査信号はプリア
ンプリフアイアー５０で増幅され、タイミング回
路５１および波形整形回路５２に入力される。タ
イミング回路５１は測定の開始と終了を示すタイ
ミング信号を発生し、該タイミング信号によりパ
ルス間隔測定回路５３および判別回路５５は制御
される。また、波形整形回路５２で走査信号はパ
ルス信号に整形される。
ンプリフアイアー５０で増幅され、タイミング回
路５１および波形整形回路５２に入力される。タ
イミング回路５１は測定の開始と終了を示すタイ
ミング信号を発生し、該タイミング信号によりパ
ルス間隔測定回路５３および判別回路５５は制御
される。また、波形整形回路５２で走査信号はパ
ルス信号に整形される。
第６図に波形整形回路５２で整形された信号を
示す。４１，４２，４３，４４，４５および４６
はアライメントマーク３４，３８，３５，３６，
３９および３７とスポツト光の走査線とが交差す
る点から得られる信号である。ω１，ω２，ω
３，ω４およびω５はパルス信号間の間隔であ
り、パルス間隔測定回路５３で測定される。本発
明の演算手段となる演算回路５４はパルス間隔測
定回路５３で測定されたパルス間隔から各々のア
ライメントマークの位置に於けるマスク１２とウ
エハー１３間のずれ量と、ウエハー１３をパルス
モーター５８，５９，６０で駆動する量を算出す
る演算部と、その結果を記憶するレジスタからな
る。
示す。４１，４２，４３，４４，４５および４６
はアライメントマーク３４，３８，３５，３６，
３９および３７とスポツト光の走査線とが交差す
る点から得られる信号である。ω１，ω２，ω
３，ω４およびω５はパルス信号間の間隔であ
り、パルス間隔測定回路５３で測定される。本発
明の演算手段となる演算回路５４はパルス間隔測
定回路５３で測定されたパルス間隔から各々のア
ライメントマークの位置に於けるマスク１２とウ
エハー１３間のずれ量と、ウエハー１３をパルス
モーター５８，５９，６０で駆動する量を算出す
る演算部と、その結果を記憶するレジスタからな
る。
例えば、ウエハー１３上のアライメントマーク
３８，３９がマスク１２上のアライメントマーク
３４と３５及び３６と３７の距離を２等分する位
置にある時、完全にアライメントできたとするな
らば（マスク１２上の基準点とウエハー１３上の
参照点のずれ量が零）、マスク１２上のアライメ
ントマークを基準としたずれ量とパルス間隔の関
係は以下の式(1)，(2)で与えられる。
３８，３９がマスク１２上のアライメントマーク
３４と３５及び３６と３７の距離を２等分する位
置にある時、完全にアライメントできたとするな
らば（マスク１２上の基準点とウエハー１３上の
参照点のずれ量が零）、マスク１２上のアライメ
ントマークを基準としたずれ量とパルス間隔の関
係は以下の式(1)，(2)で与えられる。
Δｘ＝１／４（ω１−ω２＋ω４−ω５） …(1)
Δｙ＝１／４（−ω１＋ω２＋ω４−ω５） …(2)
ここで、Δｘは基準点に対する参照点のｘ軸方
向のずれ量、Δｙは基準点に対する参照点のｙ軸
方向のずれ量である。
向のずれ量、Δｙは基準点に対する参照点のｙ軸
方向のずれ量である。
また、パルスモーター５８，５９，６０でウエ
ハー１３を駆動する量は以下の(3)，(4)，(5)式で与
えられる。
ハー１３を駆動する量は以下の(3)，(4)，(5)式で与
えられる。
Ｘ＝−１／２（Δx1＋Δx2） …(3)
Ｙ＝−１／２（Δy1＋Δy2） …(4)
θ＝−１／Ｄ（Δy1−Δy2） …(5)
ここで、Δx1，Δx2，Δy1及びΔy2は各々のア
ライメントマークの位置で測定されるＸ，Ｙ軸方
向のずれ量、Ｄはアライメントマーク間の間隔、
Ｘ，Ｙおよびθはパルスモータで駆動するｘ軸方
向、ｙ軸方向および回転方向の量である。
ライメントマークの位置で測定されるＸ，Ｙ軸方
向のずれ量、Ｄはアライメントマーク間の間隔、
Ｘ，Ｙおよびθはパルスモータで駆動するｘ軸方
向、ｙ軸方向および回転方向の量である。
判別回路５５は演算回路５４で算出されたずれ
量の大きさが許容値以下かどうかを判別する本発
明の判別手段となる回路であり、第８図に詳細図
を示す。第８図に於いて、レジスター６１，６
２，６３および６４には｜Δx1＋Δy1｜，｜Δx1
−Δy1｜，｜Δx2＋Δy2｜，｜Δx2−Δy2｜なる
値がそれぞれ記憶されている。６５，６６，６７
および６８はアライメント完了時に基準点に対し
て参照点の存在が許される領域を決定するための
比較器であり、斯る領域がXY面で略ひし形とな
るようにそれぞれ、 ｜Δx1＋Δy1｜≦Ｔ …(6) ｜Δx1−Δy1｜≦Ｔ …(7) ｜Δx2＋Δy2｜≦Ｔ …(8) ｜Δx2−Δy2｜≦Ｔ …(9) を満足する時正の信号を出力する。ここで、Ｔは
マスクの基準点を座標の原点とする参照点のＸ，
Ｙ方向のずれ量を許容する値である。
量の大きさが許容値以下かどうかを判別する本発
明の判別手段となる回路であり、第８図に詳細図
を示す。第８図に於いて、レジスター６１，６
２，６３および６４には｜Δx1＋Δy1｜，｜Δx1
−Δy1｜，｜Δx2＋Δy2｜，｜Δx2−Δy2｜なる
値がそれぞれ記憶されている。６５，６６，６７
および６８はアライメント完了時に基準点に対し
て参照点の存在が許される領域を決定するための
比較器であり、斯る領域がXY面で略ひし形とな
るようにそれぞれ、 ｜Δx1＋Δy1｜≦Ｔ …(6) ｜Δx1−Δy1｜≦Ｔ …(7) ｜Δx2＋Δy2｜≦Ｔ …(8) ｜Δx2−Δy2｜≦Ｔ …(9) を満足する時正の信号を出力する。ここで、Ｔは
マスクの基準点を座標の原点とする参照点のＸ，
Ｙ方向のずれ量を許容する値である。
６９は４入力アンド回路であり、アンド回路６
９は上述の(6)式から(9)式を全て満足する時、すな
わち、｜Δx1｜と｜Δy1｜の和と｜Δx2｜と｜Δ
y2｜の和がＴ以下の時、正の信号を出力し、該信
号は表示パネル５６上に設けられた不図示のラン
プを点灯させる信号ａとなる。このランプの点灯
によつてマスク１２とウエハー１３は正しくアラ
イメントされたことが作業者に知らされる。ま
た、該信号はタイミング回路７０に入力される。
タイミング回路７０は該信号によつてパルスモー
ター５８，５９，６０を制御する制御回路５７の
停止タイミング信号を作る。制御回路５７は、演
算回路５４で算出されたＸ，Ｙ，θ方向のずれ量
だけウエハー１３を移動させるため、Ｘ軸方向、
Ｙ軸方向およびθ方向用のパルスモーター５８，
５９および６０の速度、送り量、始動時等を制御
する。これらで本発明の駆動手段を構成する。
９は上述の(6)式から(9)式を全て満足する時、すな
わち、｜Δx1｜と｜Δy1｜の和と｜Δx2｜と｜Δ
y2｜の和がＴ以下の時、正の信号を出力し、該信
号は表示パネル５６上に設けられた不図示のラン
プを点灯させる信号ａとなる。このランプの点灯
によつてマスク１２とウエハー１３は正しくアラ
イメントされたことが作業者に知らされる。ま
た、該信号はタイミング回路７０に入力される。
タイミング回路７０は該信号によつてパルスモー
ター５８，５９，６０を制御する制御回路５７の
停止タイミング信号を作る。制御回路５７は、演
算回路５４で算出されたＸ，Ｙ，θ方向のずれ量
だけウエハー１３を移動させるため、Ｘ軸方向、
Ｙ軸方向およびθ方向用のパルスモーター５８，
５９および６０の速度、送り量、始動時等を制御
する。これらで本発明の駆動手段を構成する。
以上の説明ではウエハー１３のアライメントマ
ーク間隔が不変であることを前提として説明した
が、この間隔は例えば製造上の誤差、温度変化等
によつて変化する。この間隔の変化をピツチエラ
ーEpと称する。このピツチエラーEpによる影響
を低下させるために、限界許容領域の面積を拡大
して設定することが考えられる。しかしながら、
この方法はアライメント精度が低下するため望ま
しくない。
ーク間隔が不変であることを前提として説明した
が、この間隔は例えば製造上の誤差、温度変化等
によつて変化する。この間隔の変化をピツチエラ
ーEpと称する。このピツチエラーEpによる影響
を低下させるために、限界許容領域の面積を拡大
して設定することが考えられる。しかしながら、
この方法はアライメント精度が低下するため望ま
しくない。
以下、第１０図に示すピツチエラーEpを考慮
した実施例を説明する。この実施例は第９図のフ
ローチヤートに示すように動作する。即ちステツ
プ２００でパルス間隔より(1)式及び２式に従つた
ずれ量を算出する。ステツプ２０１でＸ軸方向の
ずれ量からピツチエラーEpを以下の式(10)で、 Ep＝１／２（Δx1−Δx2） …(10) 算出する。
した実施例を説明する。この実施例は第９図のフ
ローチヤートに示すように動作する。即ちステツ
プ２００でパルス間隔より(1)式及び２式に従つた
ずれ量を算出する。ステツプ２０１でＸ軸方向の
ずれ量からピツチエラーEpを以下の式(10)で、 Ep＝１／２（Δx1−Δx2） …(10) 算出する。
ステツプ２０２でピツチエラーEpが所定のピ
ツチエラー許容値内か否かを判別する。ステツプ
２０３でオペレーターがピツチエラーEpによる
許容範囲の変更を許すか否かを判断し、許容範囲
の変更を許さない場合ステツプ２０４に於て、ス
テツプ２０１で算出したピツチエラーEpを記憶
しているレジスタをクリアーする。ステツプ２０
５で以下に示す(11)式から（14）式を、 ｜Δx1−Ep＋Δy1｜ …(11) ｜Δx1−Ep−Δy1｜ …(12) ｜Δx2＋Ep＋Δy2｜ …（13） ｜Δx2＋Ep−Δy2｜ …（14） 演算する。ステツプ２０６で(11)式から（14）式の
値が全て許容値内にあるか否かを判別する。ステ
ツプ２０７ではステツプ２０１で算出したピツチ
エラーEpがピツチエラーEpに対する許容値を越
えるためアライメントが不可能であることを示
す。ステツプ２０８ではアライメントが完了した
ことを示す。ステツプ２０９ではアライメントが
不完全であるので、パルスモーター５８，５９，
６０を駆動する。
ツチエラー許容値内か否かを判別する。ステツプ
２０３でオペレーターがピツチエラーEpによる
許容範囲の変更を許すか否かを判断し、許容範囲
の変更を許さない場合ステツプ２０４に於て、ス
テツプ２０１で算出したピツチエラーEpを記憶
しているレジスタをクリアーする。ステツプ２０
５で以下に示す(11)式から（14）式を、 ｜Δx1−Ep＋Δy1｜ …(11) ｜Δx1−Ep−Δy1｜ …(12) ｜Δx2＋Ep＋Δy2｜ …（13） ｜Δx2＋Ep−Δy2｜ …（14） 演算する。ステツプ２０６で(11)式から（14）式の
値が全て許容値内にあるか否かを判別する。ステ
ツプ２０７ではステツプ２０１で算出したピツチ
エラーEpがピツチエラーEpに対する許容値を越
えるためアライメントが不可能であることを示
す。ステツプ２０８ではアライメントが完了した
ことを示す。ステツプ２０９ではアライメントが
不完全であるので、パルスモーター５８，５９，
６０を駆動する。
以下、第９図のフローチヤートを実施する実施
例を説明するが、光電検出器１８で検出された走
査信号からパルス間隔を測定する部分は先の実施
例と同じである。
例を説明するが、光電検出器１８で検出された走
査信号からパルス間隔を測定する部分は先の実施
例と同じである。
本実施例においては、演算回路５４で各々アラ
イメントマークの設けられている位置でのずれ量
Δx1，Δy1，Δx2およびΔy2とパルスモーター５
８，５９，６０でウエハー１３を駆動する量Ｘ，
Ｙ，θと、ピツチエラーEpとその大きさ｜Ep｜
の値が算出され、しかる後レジスター２１０にピ
ツチエラーEpの絶対値｜Ep｜、また、レジスタ
ー２１１にピツチエラーEpの値が記憶される。
２１２は比較器であり、ピツチエラーEpの絶対
値｜Ep｜が許容値以下のときの正の信号を出力
する。それ以外のときには、インバータ２１６の
出力信号ｃにより、ピツチエラーEpが許容値よ
り大きいためアライメントが不可能であることを
パネル５６上で表示する。ピツチエラーEpによ
るアライメント誤差の判別値の変更を許すか否か
は、オペレーターによりパネル５６上の不図示の
スイツチを通じ信号ｂとして入力される。
イメントマークの設けられている位置でのずれ量
Δx1，Δy1，Δx2およびΔy2とパルスモーター５
８，５９，６０でウエハー１３を駆動する量Ｘ，
Ｙ，θと、ピツチエラーEpとその大きさ｜Ep｜
の値が算出され、しかる後レジスター２１０にピ
ツチエラーEpの絶対値｜Ep｜、また、レジスタ
ー２１１にピツチエラーEpの値が記憶される。
２１２は比較器であり、ピツチエラーEpの絶対
値｜Ep｜が許容値以下のときの正の信号を出力
する。それ以外のときには、インバータ２１６の
出力信号ｃにより、ピツチエラーEpが許容値よ
り大きいためアライメントが不可能であることを
パネル５６上で表示する。ピツチエラーEpによ
るアライメント誤差の判別値の変更を許すか否か
は、オペレーターによりパネル５６上の不図示の
スイツチを通じ信号ｂとして入力される。
アライメント誤差の判別値の変更を許さない場
合、信号ｂは正の信号であり、アンド回路２１５
の出力はピツチエラーEpが許容値内にあり、か
つアライメント誤差の判別値の変更を許さない時
にのみ正の信号となり、ピツチエラーEpが記憶
されるレジスター２１１の内容をクリアーする。
２１４は演算回路２１７のタイミング信号を作る
タイミング回路である。演算回路２１７は演算回
路５４で算出されたずれ量Δx1，Δy1，Δx2およ
びΔy2とレジスター２１１のピツチエラーEpの
値から(11)式、(12)式、（13）式および（14）式を算
出し、第８図に示すレジスター６１，６２，６３
及び６４に各値を記憶する。比較器５５、パルス
モーター制御回路５７，パルスモーター５８，５
９および６０は先の実施例で説明したと同じ機能
を有する。
合、信号ｂは正の信号であり、アンド回路２１５
の出力はピツチエラーEpが許容値内にあり、か
つアライメント誤差の判別値の変更を許さない時
にのみ正の信号となり、ピツチエラーEpが記憶
されるレジスター２１１の内容をクリアーする。
２１４は演算回路２１７のタイミング信号を作る
タイミング回路である。演算回路２１７は演算回
路５４で算出されたずれ量Δx1，Δy1，Δx2およ
びΔy2とレジスター２１１のピツチエラーEpの
値から(11)式、(12)式、（13）式および（14）式を算
出し、第８図に示すレジスター６１，６２，６３
及び６４に各値を記憶する。比較器５５、パルス
モーター制御回路５７，パルスモーター５８，５
９および６０は先の実施例で説明したと同じ機能
を有する。
比較回路５５では、
｜Δx1−Ep＋Δy1｜≦T′ （15）
｜Δx1−Ep−Δy1｜≦T′ （16）
｜Δx2＋Ep＋Δy2｜≦T′ （17）
｜Δx2＋Ep−Δy2｜≦T′ （18）
を満足するか否かを判断する。パルスモーター制
御回路５７は演算回路５４で算出されたＸ，Ｙ，
θの量だけウエハーを移動させるためのＸ軸方
向、Ｙ軸方向およびθ方向用のパルスモーター５
８，５９および６０の速度、送り量、始動時を制
御する。
御回路５７は演算回路５４で算出されたＸ，Ｙ，
θの量だけウエハーを移動させるためのＸ軸方
向、Ｙ軸方向およびθ方向用のパルスモーター５
８，５９および６０の速度、送り量、始動時を制
御する。
以上の如く、本発明によれば、例えばマスクと
ウエハーのような２物体をそれぞれに複数設けら
れたアライメント用のマークを用いてアライメン
トする場合、アライメント用のマークによつて一
方の物体に関して設定される基準点を中心とし、
且つ基準点を結ぶ基準線に対角線が一致する略ひ
し形の領域内に、アライメント用のマークによつ
て他方の物体に関して設定される参照点が位置し
た時、アライメントの完了を判別するので、従来
例の如く、アライメント完了時の２物体間に基準
線方向と回転方向の両方で大きな誤差が残る恐れ
がない。即ち、本発明によれば、アライメント完
了時に基準線方向に誤差が残つた場合には回転方
向の誤差は小さくなり、また、アライメント完了
時に回転方向の誤差が残つた場合には基準線方向
の誤差は小さくなるので、ウエハーの基準線から
離れた点のアライメント完了時の誤差が設定した
許容誤差に対して大きく外れる恐れは小さくな
る。このため、本発明によれば、アライメント用
のマークを用いて２物体をアライメントする場
合、マークによつて得られるアライメント誤差の
許容値を極端に小さく設定することなく、２物体
をその全面で正確にアライメントすることができ
る。
ウエハーのような２物体をそれぞれに複数設けら
れたアライメント用のマークを用いてアライメン
トする場合、アライメント用のマークによつて一
方の物体に関して設定される基準点を中心とし、
且つ基準点を結ぶ基準線に対角線が一致する略ひ
し形の領域内に、アライメント用のマークによつ
て他方の物体に関して設定される参照点が位置し
た時、アライメントの完了を判別するので、従来
例の如く、アライメント完了時の２物体間に基準
線方向と回転方向の両方で大きな誤差が残る恐れ
がない。即ち、本発明によれば、アライメント完
了時に基準線方向に誤差が残つた場合には回転方
向の誤差は小さくなり、また、アライメント完了
時に回転方向の誤差が残つた場合には基準線方向
の誤差は小さくなるので、ウエハーの基準線から
離れた点のアライメント完了時の誤差が設定した
許容誤差に対して大きく外れる恐れは小さくな
る。このため、本発明によれば、アライメント用
のマークを用いて２物体をアライメントする場
合、マークによつて得られるアライメント誤差の
許容値を極端に小さく設定することなく、２物体
をその全面で正確にアライメントすることができ
る。
第１図はスポツト光を走査し走査信号を得る光
学系の例を示す図、第２図は２箇所より走査信号
を得る光学系の例を示す図、第３図はマスク上の
アライメントマークの位置を示す図、第４図はウ
エハー上のアライメントマークの位置を示す図、
第５図はマスクおよびウエハー上のアライメント
マークを示す図、第６図は光電検出器より検出さ
れる走査信号を示す図、第７図は本発明のアライ
メント装置の一実施例を示す図、第８図は第７図
の実施例の判別回路を詳細に示す図、第９図はピ
ツチエラーを考慮した本発明の他の実施例の動作
を示すフローチヤート図、第１０図はピツチエラ
ーを考慮した本発明の他の実施例を示す図であ
る。 １２……マスク、１３……ウエハー、１８……
光電検出器、３０〜３３……アライメントマーク
の位置、３４〜３９……アライメントマーク、５
０……プリアンプリフアイアー、５１……パルス
波形整形回路、５２……タイミング回路、５３…
…パルス間隔測定回路、５４……演算回路、５５
……判別回路、５６……表示パネル、５７……パ
ルスモーター制御回路、５８……Ｘパルスモータ
ー、５９……Ｙパルスモーター、６０……θパル
スモーター。
学系の例を示す図、第２図は２箇所より走査信号
を得る光学系の例を示す図、第３図はマスク上の
アライメントマークの位置を示す図、第４図はウ
エハー上のアライメントマークの位置を示す図、
第５図はマスクおよびウエハー上のアライメント
マークを示す図、第６図は光電検出器より検出さ
れる走査信号を示す図、第７図は本発明のアライ
メント装置の一実施例を示す図、第８図は第７図
の実施例の判別回路を詳細に示す図、第９図はピ
ツチエラーを考慮した本発明の他の実施例の動作
を示すフローチヤート図、第１０図はピツチエラ
ーを考慮した本発明の他の実施例を示す図であ
る。 １２……マスク、１３……ウエハー、１８……
光電検出器、３０〜３３……アライメントマーク
の位置、３４〜３９……アライメントマーク、５
０……プリアンプリフアイアー、５１……パルス
波形整形回路、５２……タイミング回路、５３…
…パルス間隔測定回路、５４……演算回路、５５
……判別回路、５６……表示パネル、５７……パ
ルスモーター制御回路、５８……Ｘパルスモータ
ー、５９……Ｙパルスモーター、６０……θパル
スモーター。
Claims (1)
- １ ２物体のそれぞれに設けられたアライメント
用の第１並び第２マークを検出するための検出手
段と、この検出手段の検出結果に基づいて第１マ
ーク間の第１並び第２方向における位置ずれ量と
第２マーク間の第１並び第２方向における位置ず
れ量を演算するための演算手段と、この演算手段
によつて求められた各マーク間の第１並び第２方
向の位置ずれ量の絶対値の和が設定許容誤差内と
なつた時に２物体間のアライメント完了を判別す
るための判別手段と、この判別手段が２物体間の
アライメント完了を判別するまで２物体の少なく
とも一方を他方に対して第１並び第２方向を含む
面に平行に駆動するための駆動手段を有すること
を特徴とするアライメント装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2176478A JPS54114181A (en) | 1978-02-27 | 1978-02-27 | Alignment device |
| US06/014,359 US4278893A (en) | 1978-02-27 | 1979-02-23 | Alignment apparatus |
| DE19792907647 DE2907647A1 (de) | 1978-02-27 | 1979-02-27 | Justiergeraet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2176478A JPS54114181A (en) | 1978-02-27 | 1978-02-27 | Alignment device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54114181A JPS54114181A (en) | 1979-09-06 |
| JPS6148249B2 true JPS6148249B2 (ja) | 1986-10-23 |
Family
ID=12064129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2176478A Granted JPS54114181A (en) | 1978-02-27 | 1978-02-27 | Alignment device |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4278893A (ja) |
| JP (1) | JPS54114181A (ja) |
| DE (1) | DE2907647A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5612172A (en) * | 1979-07-11 | 1981-02-06 | Ricoh Co Ltd | Mark for adjusting degree of balance of installation of solid scanning element |
| JPS5882248A (ja) * | 1981-11-12 | 1983-05-17 | Canon Inc | 自動整合装置 |
| JPS59101828A (ja) * | 1982-12-01 | 1984-06-12 | Canon Inc | 観察装置 |
| EP0147493B1 (fr) * | 1983-12-28 | 1988-09-07 | International Business Machines Corporation | Procédé et équipement pour l'alignement automatique d'un objet par rapport à une référence |
| JP2503388B2 (ja) * | 1985-04-17 | 1996-06-05 | 株式会社ニコン | レ−ザ−加工用光学装置 |
| US4887530A (en) * | 1986-04-07 | 1989-12-19 | Quad/Tech, Inc. | Web registration control system |
| US5076163A (en) * | 1986-04-07 | 1991-12-31 | Quad/Tech, Inc. | Web registration control system |
| US5412577A (en) * | 1992-10-28 | 1995-05-02 | Quad/Tech International | Color registration system for a printing press |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4070117A (en) * | 1972-06-12 | 1978-01-24 | Kasper Instruments, Inc. | Apparatus for the automatic alignment of two superimposed objects, e.g. a semiconductor wafer and mask |
| US3903363A (en) * | 1974-05-31 | 1975-09-02 | Western Electric Co | Automatic positioning system and method |
| JPS51140488A (en) * | 1975-05-30 | 1976-12-03 | Hitachi Ltd | Mask alignment device |
| JPS5212577A (en) * | 1975-07-21 | 1977-01-31 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Automatic location device |
| JPS5299777A (en) * | 1976-02-18 | 1977-08-22 | Hitachi Ltd | Mask aligning method |
| JPS52154371A (en) * | 1976-06-18 | 1977-12-22 | Hitachi Ltd | Target overlapping evading method |
| DE2633297A1 (de) * | 1976-07-23 | 1978-01-26 | Siemens Ag | Verfahren zur automatischen justierung |
-
1978
- 1978-02-27 JP JP2176478A patent/JPS54114181A/ja active Granted
-
1979
- 1979-02-23 US US06/014,359 patent/US4278893A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-02-27 DE DE19792907647 patent/DE2907647A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54114181A (en) | 1979-09-06 |
| DE2907647A1 (de) | 1979-09-06 |
| US4278893A (en) | 1981-07-14 |
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