DE3343181C2

DE3343181C2 -

Info

Publication number: DE3343181C2
Application number: DE3343181A
Authority: DE
Inventors: Akiyoshi Tokio/Tokyo Jp Suzuki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-12-01
Filing date: 1983-11-29
Publication date: 1992-10-22
Also published as: GB8331676D0; JPS59101828A; GB2133565A; JPS6348422B2; DE3343181A1; US4655601A; GB2133565B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Beobachtungsvorrichtung, die bei der Ausrichtung von Gegenständen oder Teilen Verwen dung findet und insbesondere bei der Kontrolle der Ausrich tung einer ersten und zweiten Markierung in einem gemeinsamen Gesichtsfeld.

Wie allgemein bekannt ist, werden ICs und ISIs herge stellt, indem eine Anzahl von kompliziert ausgebildeten Schaltungsmustern übereinander angeordnet wird. Da die Tendenz zu eher höheren Betriebsgeschwindigkeit und einer höheren Dichte der Muster geht, muß die Breite der Schaltungsleitungen immer kleiner und kleiner werden, was eine immer höhere Genauigkeit bis unter den µm-Bereich erforderlich macht. Um diesen Erfordernissen gerecht zu werden, ist eine schrittweise und repetierend arbeitende Ausrichtungsvorrichtung entwickelt worden, die als Schrittvorrichtung bezeichnet wird. Bei einer derartigen Vorrichtung wird ein Muster einer Strichplatte im Maß stab 1 : 1 oder im verkleinerten Maßstab auf ein Mikro plättchen projiziert. Aufgrund der durch die Ausbildung des optischen Projektionssystems vorgegebenen Grenzen ist der Projektionsbereich notwendigerweise begrenzt oder klein, so daß normalerweise die gesamte Ober fläche des Mikroplättchens nicht in einem einzigen Schritt belichtet werden kann. Um daher die gesamte Oberfläche abzudecken, wird das Muster auf einen Teil der Oberfläche des Plättchens projiziert, wonach zum nächsten Teil übergegangen und dort projiziert wird. Dies wird über das gesamte Mikroplättchen wiederholt. Mit zunehmender Größe der Mikroplättchen steigt auch die Anzahl der Schritte, die für ein Plättchen er forderlich sind, so daß auch die zur Bearbeitung eines Mikroplättchens erforderliche Zeit ansteigt. Vor jedem Projektionsvorgang, d. h. der Be lichtung des Plättchens mit dem Muster, müssen die Strichplatte und das Plättchen zueinander ausgerichtet werden. Diesem Ausrichtungsvorgang kommt daher sowohl in bezug auf die Genauigkeit als auch die hierfür er forderliche Zeitdauer eine große Bedeutung zu. Bei einer Ausrichtung mit versetzter Achse (OFF-AXIS alignment) ist es bekannt, ein Teil an einer vor gegebenen Stelle außerhalb der Belichtungsstation korrekt anzuordnen und dieses Teil danach über eine vorgegebene Strecke, ermittelt durch ein Laser-Interferro meter, in die Belichtungsposition zu bewegen. Eine derartige Vorrichtung ermöglicht eine hohe Betriebsgeschwindig keit, bringt jedoch insofern Probleme mit sich, als daß die Ausrichtung nicht unmittelbar an der Be lichtungsstation bestätigt werden kann. Ferner kann die Vorrichtung keine nichtlinearen örtlichen Form änderungen erfassen, die, wie die Erfahrung zeigt, bei der Bearbeitung des Plättchens hervorgerufen werden können. Schließlich kann die Genauigkeit der Überwachung der Tischbewegung die Ausrichtung beein flussen.

Bei einer Beobachtungsvorrichtung bzw. einer sogenannten TTL-Vorrichtung wird das Mikroplättchen durch das Projektiv an der Belichtungs stelle oder in der Nähe derselben beobachtet, um es zur Strichplatte auszurichten. Hierbei können örtliche Formänderungen des Plättchens erfaßt und Ungenauigkeiten bei der Bewegung des Plättchentisches vermieden werden, so daß eine bessere Ausrichtung zwischen der Strich platte und dem Plättchen erreicht wird.

Bei diesem TTL-System ist es bekannt, den Ausrichtungs vorgang mit Hilfe einer Laserstrahlabtastung durchzu führen. Ein Beispiel hierfür zeigt die Fig. 13 mit einer schematischen Ansicht einer Beobachtungsvorrichtung. Hierbei wird ein einziger Laserstrahl von einer einzigen Laserstrahl quelle 1 in zwei Strahlen aufgeteilt, die danach auf ein linkes und rechtes Objektiv gerichtet werden, so daß auf diese Weise die Erfassung der Verschiebung oder des Fehlausrichtungsgrades zwischen der Strichplatte 12 und dem Plättchen 13 an zwei Stellen möglich ist. Hier durch können zwei Arten von Verschiebungen, nämlich in X- und X-Richtung (translatorisch) und in ⊖- Richtung (rotatorisch), korrigiert werden, indem ent weder die Strichplatte oder das Mikroplättchen relativ zu dem anderen Element bewegt wird.

Das in Fig. 13 dargestellte optische System umfaßt eine Sammellinse 2 zum Fokussieren des Laserstrahles, einen Polygonalspiegel 3, eine f-⊖-Linse 4 und einen Strahlen teiler 5. Der von der Laserstrahlquelle 1 abgegebene Laserstrahl wird zur Abtastung von dem Polygonalspiegel 3 abgelenkt und trifft dann auf den Strahlenteiler 5 etc.

Das System umfaßt des weiteren eine Feldlinse 6 und ein Gesichtsfeldteilerprisma 25, das ebenfalls den Laser strahl in zwei Strahlen aufteilt. Aufgrund seiner zwei Funktionen kann man das Prisma 25 als Gesichts feldteilerprisma und räumliches Strahlenteilerprisma bezeichnen. Der Strahl passiert einen Polarisations strahlenteiler 7 bzw. wird durch diesen reflektiert, eine Relaislinse 8 und einen Strahlenteiler 9 und erreicht schließlich das Objektiv 11, durch das er zum Abtasten auf den Gegen ständen abgebildet wird. Das System von optischen Elementen, das sich von einer Pupillenabbildungslinse 14 bis zu einem Detektor 18 erstreckt, stellt ein fotoelektrisches Erfassungs system dar. Die Vorrichtung umfaßt des weiteren ein chromatisches Filter 15, ein Ortsfrequenzfilter 16, der spiegelnd reflektierte Strahlen (von der Strich platte oder dem Plättchen) blockiert, jedoch ge streut reflektierte Strahlen durchläßt, ein optisches Beleuchtungssystem mit einer Sammellinse 17, einer Lichtquelle 19, einer Sammellinse 20 und einem chromatischen Filter 21 und ein optisches Beobachtungs system mit einem entsprechenden Aufbau und einem Okular. Die Funktionsweise dieser Elemente ist bekannt, so daß an dieser Stelle auf ausführliche Erläuterungen verzichtet werden kann. Bei diesem Beispiel wird der vom Polygonalspiegel 3 abgelenkte Strahl in seinem Ablenkbereich durch das Gesichts feldteilerprisma 25, das relativ zu der Strichplatte 12 und dem Plättchen 13 optisch konjugiert ist, ge teilt, um in wirksamer Weise die Lichtmenge des Laser strahles auszunutzen. Die Ablenklinie verläuft quer zur Kante des Prismas 25. Die entsprechenden vom Prisma 25 geteilten Strahlen treffen durch die jeweili gen Objektive 11 auf Ausrichtungsmarken "F" und tasten diese ab. Das mit Mikroskopen versehene Aus richtungssystem dient zur Beobachtung der Ausrichtungsmarken. Hierauf kann insbesondere bei der Überwachung des Aus richtungszustandes und der anfänglichen Einstellung ei ner Strichplatte nicht verzichtet werden. Bei dem optischen Beobachtungssystem bzw. der Beobachtungsvorrichtung ist es wünschenswert, daß die Bilder in natürlicher und einfacher Weise beobachtet werden können.

Fig. 2 zeigt die Gesichtsfelder des Bildes, wie sie durch das Okular 23 bei der in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform erscheinen. In Fig. 2 ist mit 31 die Gesichtsfeldteilungslinie bezeichnet, die durch die Kante des Gesichtsfeldteilerprismas 25 gebildet wird. Mit 32 ist die Abtastlinie des Laserstrahles, mit 33 das Gesichtsfeld durch das rechte Objektiv und mit 34 das Gesichtsfeld durch das linke Objektiv be zeichnet. Die Ausrichtungsmarke ist durch den Buch staben "F" gekennzeichnet. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, werden die linke und die rechte Ausrichtungsmarke auf der Strichplatte 12 im rechten und linken Gesichtsfeld durch die Mikroskope als aufrechtstehende Bilder ge sehen. Diese Ausrichtungsmarken spielen bedeutende Rollen bei der Herstellung von Halbleiterschaltungen, stellen jedoch kein tatsächliches Schaltungsmuster dar. Nach der vollständigen Bearbeitung des Mikroplättchens ist daher der mit den Ausrichtungsmarken versehene Teil des Plättchens ein Bereich, der nicht genutzt werden kann. Aus diesem Grunde sollte der von einer Ausrichtungsmarke eingenommene Bereich so klein wie möglich sein, um eine bessere Ausbeute zu erhalten.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer Strichplatte oder Maske (hiernach einfacherweise als Strichplatte be zeichnet). Wenn die Ausrichtungsmarken auf den Trennlinien zwischen benachbarten Chips 101 vorge sehen werden, fordern sie keinen speziellen Raum, so daß das vorstehend genannte Problem gelöst ist. Da sich der abtastende Laserstrahl in der die Ausrichtungs marken verbindenden Richtung (nachfolgend als Längs richtung bezeichnet) bewegt, sind zwei Markierungen bzw. Ausrichtungs marken in dieser Richtung angeordnet, d. h. entlang und innerhalb einer Trennlinie, die sich in der Nähe des Mittelpunktes der Strichplatte befindet. Die sich in der Nähe des Mittelpunktes befindende Trenn linie ist für diesen Zweck geeignet, da dadurch eine höhere Genauigkeit erreicht werden kann.

Bei einer schrittweise arbeitenden Belichtungs- und Ausrichtungsvorrichtung, u. a. einer schrittweise arbeitenden Vorrichtung mit Verkleinerung, ist es je doch möglich, daß eine Strichplatte als Ganzes nur einem einzigen Chip entspricht, so daß sich eine der artige Trennlinie nur am Grenzbereich befindet, d. h. es ist keine Trennlinie in der Nähe des Mittelpunktes vorhanden, die sich besser zur Aufnahme der Aus richtungsmarken eignen würde, wie vorstehend erläutert.

Fig. 4 zeigt eine solche Strichplatte, die mit einem Muster von nur einem Chip versehen ist, in der die möglichen Ausrichtungsmarken durch die Bezugsziffern 102 und 103 gekennzeichnet sind. Wenn man voraussetzt, daß die Abtaststrahlen beispielsweise von links nach rechts laufen, sollte ein Paar von Ausrichtungsmarken entweder in der mit 102 oder in der mit 103 gekenn zeichneten Weise angeordnet sein. Im letztgenannten Fall erstreckt sich jede Ausrichtungsmarke über den Bereich des Schaltungsmusters, so daß breitere Trennlinien erforderlich sind. Dies ist besonders nach teilig, da dadurch die Ausbeute beträchtlich gesenkt wird. Im erstgenannten Fall, d. h. der Ausrichtungsmarken 102, ist dies nicht unbedingt erforderlich, jedoch be finden sich die Marken 102 nur an der Oberseite (Fig. 4), so daß an der Unterseite die Fehlausrichtung größer ist.

Diese Probleme können durch die in Fig. 5 dargestellten Ausrichtungsmarken 104 gelöst werden, d. h. durch An ordnung der Ausrichtungsmarken in der Nähe des Mittel punktes der Strichplatte und durch Erstreckung derselben in senkrechter Richtung, d. h. in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung, die die beiden Ausrichtungsmarken mit einander verbindet, und der Abtastung des Laserstrahles in senkrechter Richtung entsprechen.

Die senkrechte Abtastung des Laserstrahles kann bei der in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform erreicht werden, indem man die Systeme 1, 2 und 3, die die Laserstrahl systemteile enthalten, dreht und einen breiteren Laser strahl entlang der Kante des Prismas 31 bewegt. Hierbei handelt es sich um eine Aufteilung eines einzigen Laser strahles in Richtung der Strahlablenkung, im Gegensatz zu der Ausführungsform der Fig. 13, bei der der Strahl durch die Kante aufgeteilt wird, die sich senkrecht zur Strahlablenkung erstreckt. Daher ist eine solche Ab änderung der in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform nicht vorteilhaft, da die Lichtmenge infolge der Teilung des Strahles in Ablenkrichtung auf die Hälfte reduziert wird und da durch die Kante des Prismas 31 immer Stör licht erzeugt wird. Es ist zwar möglich, eine das Bild um 90° drehende Einrichtung an einer geeigneten Stelle nach dem Prisma 31 vorzusehen, um eine in Längsrichtung verlaufende Abtastung in eine in senkrechter Richtung verlaufende Abtastung umzuwandeln. Wenn man dies je doch durchführt, wird der reflektierte Strahl ebenfalls um 90° gedreht, so daß die Ausrichtungsmarke (F) um 90° gedreht und somit eine natürliche und einfache Beobachtung unmöglich gemacht wird.

Des weiteren ist aus der DE 30 29 827 A1 eine Beobachtungs vorrichtung zur Kontrolle der Ausrichtung einer ersten und zweiten Markierung in einem gemeinsamen Gesichtsfeld bekannt, mit einem ersten optischen System mit einem ersten Objektiv, einem zweiten optischen System mit einem zweiten objektiv, einem Prisma und einem gemeinsamen optischen System, wobei das erste und zweite optische System optisch mit dem gemein samen optischen System über das Prisma gekoppelt sind, wobei die erste und zweite Markierung an unterschiedlichen Stellen eines Substrats, wie z. B. einer Maske oder einem Mikroplätt chen, liegen und jeweils durch das erste und zweite Objektiv abgebildet werden, wobei ein erster Lichtstrahl, der durch die erste Markierung reflektiert wird, durch das erste objek tiv empfangen wird, und ein zweiter Lichtstrahl, der durch die zweite Markierung reflektiert wird, durch das zweite Ob jektiv empfangen wird, wobei ein Abbildungsstrahlengang des ersten optischen Systems auf einer Seite des Prismas und ein Abbildungsstrahlengang des zweiten optischen Systems auf die andere Seite des Prismas gelenkt wird, wobei das gemeinsame optische System den ersten und zweiten Lichtstrahl von dem Prisma empfängt und die Abbildungen der ersten und zweiten Markierungen projiziert, um eine Beobachtung der ersten und zweiten Markierung im gemeinsamen Gesichtsfeld zu ermögli chen.

Bei einer derartigen Beobachtungsvorrichtung stellen sich die zu beobachtenden Markierungen einem Benutzer als voneinander getrennt dar. Dieses führt dazu, daß die Markierungen in ih rer seitlichen Erstreckung nur unzureichend beobachtet werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Beobach tungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß die Kontrolle der Ausrichtung der ersten und zweiten Markierung in dem gemeinsamen Gesichtsfeld vereinfacht ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Pa tentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Dadurch daß das Prisma um einen Betrag Δ in Richtung des gemeinsamen optischen Systems verschoben wird und daß mittels einer Feldlinse die dadurch verursachten Verschiebungen der Hauptstrahlen korrigiert werden, ist die Kontrolle der beiden Markierungen wirkungsvoll vereinfacht.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprü che.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie len unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beobachtungsvorrichtung,

Fig. 2 die Beziehung zwischen einer Abtast linie und einem Gesichtsfeldteilerprisma,

Fig. 3 ein Beispiel einer Maske oder einer Strichplatte,

Fig. 4 Markierungen bzw. Ausrichtungsmarken für eine aus einem Chip bestehende Strichplatte,

Fig. 5 Ausrichtungsmarken für eine aus einem Chip bestehende Strichplatte, die bei den Ausführungs beispielen verwendet wird,

Fig. 6A eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beobachtungsvorrichtung,

Fig. 6B eine Draufsicht auf einen Teil der in Fig. 6A dargestellten Beobachtungsvorrichtung,

Fig. 7 die optische Beziehung zwischen den beiden Prismen,

Fig. 8 von der Beobachtungsvorrichtung gemäß Fig. 6A erfaßte Bilder, wobei eine koaxiale optische Anordnung Verwendung findet,

Fig. 9 von der Beobachtungsvorrichtung gemäß Fig. 6A erfaßte Bilder, wobei eine exzentrische optische Anordnung Verwendung findet,

Fig. 10 die koaxiale und die exzentrische optische Anordnung,

Fig. 11 eine Funktion eines telezentrischen optischen Systems,

Fig. 12 eine exzentrische optische Anordnung, bei der die Richtung der Exzentrik senkrecht zu der der Fig. 10 verläuft, und

Fig. 13 eine Beobachtungsvorrichtung nach dem Stand der Technik.

In Fig. 6A ist eine Beobachtungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung dargestellt.

Hierbei wird der von einer Laserquelle 1 erzeugte Laserstrahl von einem Polygonalspiegel 3 abgelenkt. Der abgelenkte Strahl wird von einem Prisma 25 empfangen, das eine Kante 31 aufweist, die sich senk recht zur Ablenkrichtung erstreckt, wie auch in Fig. 6B gezeigt ist. Die Oberflächen der Prismen schrägseiten sind mit einem lichtreflektierenden Film beschichtet, auf oder in der Nähe von dem der Laser strahl durch die Linsen 2 und 4 abgebildet wird. Die geteilten Strahlen 110 werden durch entsprechende Bilddrehvorrichtungen, die jeweils aus den Elementen 7 und 7a bestehen, um im wesentlichen 90° gedreht, so daß auch die Ablenkrichtung um 90° gedreht wird. Nachfolgend wird aus Gründen der Einfachheit nur der linke Teil des Systems beschrieben, da der andere Teil symmetrisch ausgebildet ist. Die Bilddreh vorrichtung umfaßt ein Prisma 7a mit einer geneigten Reflextionsfläche und einen Glasblock 7, der eine Polarisationsstrahlenteilerfunktion übernimmt und eine geneigte Fläche aufweist, die unter einem Winkel von 90° zu der geneigten Reflexionsfläche des Prismas 7a angeordnet ist. Die Bilddrehvorrichtung kann jedoch auch anders ausgebildet sein, wenn nur eine ähnliche Funktionsweise sichergestellt ist. Der von der Bild drehvorrichtung ausgehende Abtaststrahl fällt durch eine Linse 8, einen Strahlenteiler 9 und ein Mikroskop objektiv 11 auf die Strichplatte 12, die von einem nicht gezeigten Halter getragen wird, um die mit dem Buchstaben "F" gekennzeichnete Markierung bzw. Ausrichtungsmarke in senkrechter Richtung (durch einen Pfeil gezeigt), d. h. senkrecht zu der Richtung, in der sich die Aus richtungsmarken erstrecken, abzutasten. Die Strich platte 12 und das Prisma 25 nehmen eine optisch konjugierte Beziehung ein. Ähnlich wie bei dem Ausführungs beispiel gemäß Fig. 13 sind ein Projektiv 29 und ein Mikroplättchen 13 unter der Strichplatte 12 ange ordnet. Der die Ausrichtungsmarken der Strichplatte abtastende Strahl tastet auch Ausrichtungsmarken des Mikroplättchens, die den Marken der Strichplatte ent sprechen, in senkrechter Richtung ab. Die Beobachtungs vorrichtung umfaßt des weiteren ein optisches System zum Beleuchten der Ausrichtungsmarken der Strichplatte 12 und des Plättchens 13 durch das Objektiv 11. Der Laserstrahl und der Beleuchtungsstrahl, die von den Ausrichtungsmarken der Strichplatte 12 und dem Plättchen 13 reflektiert werden, kehren dann zum Ob jektiv 11 zurück. Der reflektierte Strahl trifft über die Elemente 9 und 8 auf den Glasblock 7. Der zurück reflektierte Strahl hat bereits zweimal eine λ/4- Platte 111 passiert, die innerhalb des Projektives 29 vorgesehen ist, so daß die Polarisationsrichtung des auf den Glasblock 7 treffenden, reflektierten Strahles im Vergleich zu dem auftreffenden Laserstrahl um 90° gedreht worden ist. Somit wird der reflektierte Strahl durch den Strahlenteiler 7 geschickt, wo er aus der Bahn des auftreffenden Strahles abgelenkt wird. Die λ/4-Platte 111 muß nicht unbedingt inner halb des Projektives 29 vorgesehen sein, sondern kann an irgendeiner geeigneten Stelle zwischen dem Polari sationsstrahlenteiler 7 und dem Plättchen 13 angeordnet werden.

Da der reflektierte Strahl durch den Strahlenteiler 7 geschickt wird, verfolgt er nicht die Richtung des auftreffenden Strahles zurück, wie vorstehend erläutert. Daher wird dieser Strahl durch die 90°-Bilddrehvorrichtung nicht beeinflußt. Der Strahl verläuft durch den Pola risationsstrahlenteiler 7, wird von dem Strahlenteiler 43 reflektiert und wird danach auf ein Dachprisma 41 gerichtet, das eine Kante 51 aufweist, wie in den Fig. 6A und 6B gezeigt. Das Prisma 41 ist in der Lage, die Strahlen von den beiden Objektiven 11 miteinander zu vereinigen. Die Oberflächen des Prismas 41 stehen mit der Strichplatte 12 in einer optisch konjugierten Beziehung. Die auf den Oberflächen ausgebildeten Bilder der Abtastlinien verlaufen parallel zur Kante des Prismas 41, da die diese Bilder erzeugenden Strahlen die Bilddrehvorrichtungen nicht passieren. Die mit den Elementen 7 und 7a versehene Bilddrehvorrichtung funktioniert daher so, als ob sie eines der Dachprismen 25 und 41 verdrehen würde, so daß die Kanten der Prismen senkrecht zueinander verlaufen würden, wie in Fig. 7 gezeigt. Die umgedrehten Bilder werden durch die Okularsysteme 42, 22 und 23 in eine aufrechte Stellung gebracht. Der Strahl passiert einen Strahlen teiler oder Halbspiegel 43 und wird durch ein Orts frequenzfilter 15, so daß nur ein gestreuter Strahl durchgelassen wird, auf einen Fotodetektor 18 gerichtet. Die Ausrichtungsmarken der Strichplatte 12 und des Plättchens 13 werden von dem Fotodetektor 18 abgetastet. Auf der Basis der in Abhängigkeit von den Ausrichtungs marken vom Fotodetektor 18 erzeugten Signale ermittelt die zugehörige Prozeß-Schaltung den Grad der Fehlaus richtung zwischen den Ausrichtungsmarken der Strich platte 12 und des Plättchens 13. Zur Kompensation dieser Fehlausrichtung wird der Plättchentisch 13′ durch einen Motor o. ä. in X-, Y- und ⊖-Richtung bewegt, um wie bei dem System gemäß Fig. 13 die Strichplatte 12 und das Plättchen 13 zueinander auszurichten.

Fig. 8 zeigt das durch das Okular des Systems der Fig. 6A erfaßte Bild. Das zu beobachtende Muster ist durch den Buchstaben "F" gekennzeichnet. Da die Kanten des Gesichts feldteilerprismas 41 und des räumlichen Strahlenteiler prismas 25 optisch senkrecht zueinander verlaufen, wie in Fig. 7 gezeigt, werden die getrennt voneinander ange ordneten Muster in der richtigen Reihenfolge abgebildet.

Da sich jedoch die Kanten der Dachprismen 25 und 41 auf der optischen Achse befinden, wie in Fig. 6B gezeigt, werden das rechte und linke Gesichtsfeld durch die Kante 51 des Dachprismas 41 voneinander getrennt, so daß das rechte und linke Gesichtsfeld in seitlicher Richtung über ihre gesamte Erstreckung nicht beobachtet werden können, wie aus Fig. 10 hervorgeht. Auch der Strahl für eine untere Gesichtsfeldhälfte wird durch das Dachprisma 25 verdunkelt. Diese Probleme werden gelöst, indem die Kante des Dachprismas 41 aus der optischen Achse heraus ver schoben wird, d. h. indem ein exzentrisches optisches System verwendet wird.

In Fig. 10 ist die Funktionsweise eines derartigen exzentrischen optischen Systems dargestellt. In dieser Figur ist der bei (a) gezeigte linke Teil ein übliches koaxiales optisches System, durch das das Bild in der in Fig. 8 gezeigten Weise gesehen wird. Bei diesem System sind das Gesichtsfeld des linken optischen Systems 55a und das Gesichtsfeld des optischen Systems 55b durch das Gesichtsfeldteilerprisma 41 miteinander vereinigt worden. Um das Gesichtsfeld zu erweitern, werden, wie in Fig. 6 gezeigt, die optischen Achsen der optischen Systeme 55a und 55b jeweils um den Betrag b ver schoben, wie in Fig. 10(b) gezeigt. Die Richtung der Verschiebung verläuft senkrecht zur Kante 51 des Ge sichtsfeldteilerprismas 41.

Das in Fig. 10 gezeigte exzentrische optische System kann aufgrund der vorhandenen Exzentrizität zwischen den optischen Systemen 55a oder 55b und dem Bildauf richter 22 zu einer Qualitätsverschlechterung des zu beobachtenden Bildes führen. Um dies zu vermeiden, ist es wünschenswert, daß die Lichtstrahlen an der Stelle, an der die Gesichtsfelder miteinander ver einigt werden, telezentrisch sind. Dies wird in Ver bindung mit Fig. 11 erläutert. Fig. 11(a) zeigt den nicht telezentrischen Fall. Trotz der Tatsache, daß zur richtigen Funktionsweise des optischen Systems der Hauptstrahl der Lichtstrahlen oberhalb der optischen Achse des Bildaufrichters 22 parallel zur optischen Achse verlaufen sollte, ist dieser geneigt. Fig. 11(b) zeigt den telezentrischen Fall, bei dem die Haupt strahlen der Lichtstrahlen parallel zur optischen Achse des optischen Systems 22 verlaufen. Dadurch kann das Auftreten des vorstehend erwähnten Problems vermieden werden. Wenn die Lichtstrahlen von dem optischen System 55 ausgehen, wird nach dem optischen System 55 eine Feldlinse 56 angeordnet, um den gleichen Effekt zu erzielen, wie in Fig. 11(c) gezeigt.

Die Verschiebung Δ zur Vereinigung der Gesichtsfelder kann in der in Fig. 10 dargestellten Art und Weise durchgeführt werden. Um die Verdunkelung durch das Prisma 25 zu verhindern und eine sichtbare untere Hälfte des Gesichtsfeldes vorzusehen, werden das optische System 55 und der Bildaufrichter relativ zueinander um eine bestimmte Strecke Δ′ verschoben, wie in Fig. 12a gezeigt, und zwar in Richtung der Teilungslinie des Gesichtsfeldteilerprismas 41, indem beispielsweise das gesamte Okularsystem entlang der Kante 51 verschoben wird. Die gleichen Ergebnisse werden erzielt, indem das Bildaufnehmerelement 61 mit dem optischen System 55 um βΔ′ verschoben und der Bildaufrichter 22 in der Richtung senkrecht zur Kante 51 koaxial gehalten wird, wie in Fig. 12(b) gezeigt.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 besitzt zwei Dach prismen 25 und 41. Dies ist jedoch nicht unbedingt er forderlich. Ein einziges Prisma ist ebenfalls aus reichend. Dieser Fall ist in Fig. 1 gezeigt. Unter schiedlich gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6A sind die Prismen 130, die jeweils zwischen die Strahlen teiler 43 und die Dachprismen 25 eingesetzt sind. Die durch die Einfügung der Prismen 130 verursachte Längenänderung der optischen Bahn wird durch die Linsen 131 korrigiert. Die Prismen 130 sind in der Lage, die optische Bahn in geeigneter Weise zu verschieben. Der Grad der Verschiebung hängt davon ab, wie groß die Exzentrizität sein soll.

Das in Fig. 6A gezeigte Ausführungsbeispiel weist in der optischen Bahn des Abtaststrahles und nicht in der optischen Bahn des reflektierten Strahles eine 90°- Bilddrehvorrichtung auf. Um die gleichen Wirkungen zu erzielen, kann die Vorrichtung jedoch auch nur in der optischen Bahn für den reflektierten Strahl vorgesehen sein. Hierzu kann das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6A verändert werden, indem das die Laserstrahlquelle 1, die Sammellinse, den Polygonalspiegel 3 und die f-⊖- Linse umfassende Laserstrahlsystem durch das Beobachtungs system ersetzt wird, das das Okular 23, die Linsen 22 und 42 und Prismen zur Einführung des Laserstrahles in das Prisma 41 und zur Richtung des reflektierten Strahles auf das Prisma 25 umfaßt, indem eines der beiden Prismen über dem Objektiv 11 weggelassen wird und indem der restliche Teil um 90° gedreht wird, so daß der einfallende, von dem Element 9 reflektierte Strahl nach Reflexion durch das verbleibende Prisma nach unten auf das Objektiv ge richtet wird. In diesem Fall werden die Elemente 9, 21, 20 und 19 vom Element 8 um die Strecke zwischen den beiden Prismen oberhalb des Objektives 11 verschoben, um die Position des Objektives aufrechtzuerhalten.

Diese Modifikationen können auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 vorgenommen werden.

Die Beobachtung kann auch nur mit der Laserstrahlquelle durchge führt werden. Wenn beispielsweise ein He-Cd-Laser (441,6 nm) verwendet wird, stellt die chromatische Aberration der in bezug auf die g-Strahlung (435,8 nm) korrigierten Linse kein Problem für den abtastenden Laserstrahl dar. Wenn das Projektionssystem durch ein Spiegelsystem gebildet wird, das keine oder nur eine geringe chromatische Aberration aufweist, können He-Ne-Laser oder Ar⁺-Laser u. a. Ver wendung finden. In diesen Fällen ist eine gemeinsame Strahlenquelle sowohl für das optische Beobachtungssystem als auch das optische fotoelektrische Erfassungssystem geeignet, so daß der Aufbau der Vorrichtung vereinfacht werden kann. Der optische Schnittwinkel zwischen den Kanten des Gesichtsfeldteilerprismas 41 und des Ablenkungs teilerprismas 25 ist nicht auf 90° begrenzt. Andere Winkel können ebenfalls zur Anwendung gelangen.

Claims

1. Beobachtungsvorrichtung zur Kontrolle der Ausrichtung ei ner ersten und zweiten Markierung in einem gemeinsamen Ge sichtsfeld, mit
einem ersten optischen System mit einem ersten Objektiv,
einem zweiten optischen System mit einem zweiten Objektiv,
einem Prisma (25; 41) und
einem gemeinsamen optischen System (22, 23, 42), wobei das erste und zweite optische System optisch mit dem gemeinsamen optischen System (22, 23, 42) über das Prisma (25; 41) gekop pelt sind,
wobei die erste und zweite Markierung an unterschiedlichen Stellen eines Substrats, wie z. B. einer Maske oder einem Mi kroplättchen, liegen und jeweils durch das erste und zweite Objektiv abgebildet werden,
wobei ein erster Lichtstrahl, der durch die erste Markierung reflektiert wird, durch das erste Objektiv empfangen wird, und ein zweiter Lichtstrahl, der durch die zweite Markierung reflektiert wird, durch das zweite Objektiv empfangen wird, wobei ein Abbildungsstrahlengang des ersten optischen Systems auf einer Seite des Prismas (25; 41) und ein Abbildungsstrah lengang des zweiten optischen Systems auf die andere Seite des Prismas (25; 41) gelenkt wird,
wobei das gemeinsame optische System (22, 23, 42) den ersten und zweiten Lichtstrahl von dem Prisma (25; 41) empfängt und die Abbildungen der ersten und zweiten Markierungen proji ziert, um eine Beobachtung der ersten und zweiten Markierung im gemeinsamen Gesichtsfeld zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet,
daß das Prisma (25; 41) um einen Betrag Δ in Richtung des gemeinsamen optischen Systems (22, 23, 42) verschoben wird und
daß mittels einer Feldlinse (56) die dadurch verursachten Verschiebungen der Hauptstrahlen korrigiert werden.

2. Beobachtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß aufgrund der Korrektur der Verschiebungen mit tels der Feldlinse (56) die Hauptstrahlen telezentrisch ver laufen.