JPH0434811B2 - - Google Patents

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JPH0434811B2
JPH0434811B2 JP59088003A JP8800384A JPH0434811B2 JP H0434811 B2 JPH0434811 B2 JP H0434811B2 JP 59088003 A JP59088003 A JP 59088003A JP 8800384 A JP8800384 A JP 8800384A JP H0434811 B2 JPH0434811 B2 JP H0434811B2
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JP
Japan
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pattern
wafer
edge type
edge
mask
Prior art date
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JP59088003A
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Wai Uu Furederitsuku
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ESU BUI JII RITOGURAFUII SHISUTEMUZU Inc
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ESU BUI JII RITOGURAFUII SHISUTEMUZU Inc
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Publication date
Application filed by ESU BUI JII RITOGURAFUII SHISUTEMUZU Inc filed Critical ESU BUI JII RITOGURAFUII SHISUTEMUZU Inc
Publication of JPS59224127A publication Critical patent/JPS59224127A/ja
Publication of JPH0434811B2 publication Critical patent/JPH0434811B2/ja
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    • 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
    • G03F9/7003Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7023Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
    • 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
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
    • 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
    • G03F9/7073Alignment marks and their environment
    • G03F9/7076Mark details, e.g. phase grating mark, temporary mark

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  • 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】 発明の分野 本発明はマイクロリトグラフイの分野に関し、
特に走査マスク整合のための整合装置に関する。
本発明によるこの装置は、種々の用途の中でも特
に、歩進的に走査するマイクロリトグラフイ投光
装置に使用するのに適している。本件は、D.A.
マークルにより、1982年12月21日に出願された出
願番号第451900号の米国特許出願であつて、「走
査マスク整合器のための整合および焦点装置」と
題するものに、密接に関連しており、また該米国
特許の譲り受け人と同一人に譲渡されたものであ
る。上記米国出願の開示は、本出願に参照として
取入れられる。
発明の背景 本出願は上記マークル特許出願の整合装置の改
善を目ざしている。マークルに開示されているよ
うに、マスクとウエフアの上の周期的なパターン
は走査動作中の走査投光マスク整合器における自
動微整合を遂行するのに用いることが出来る。し
かしながら、ある種の装置においては、特にウエ
フアに与えられたターゲツトの照明が入射角にお
いて不均等である場合に、整合技術はラインの幅
に感じやすくなる。
発明の要約 本発明において提案するターゲツトおよび装置
は、ライン幅の影響を実質的になくなし同時に整
合装置のキヤプチヤレンジを増加することを目的
とする。
簡単に言えば、本発明は、走査方向に走行する
写字ラインにおけるマスクあるいはウエフアある
いはその両方の上のパターンを使用する走査マス
ク整合器のための整合装置において、光学的格子
手段を有するビユウ装置と、パターンを前記ビユ
ウ装置の光学的格子手段にまたがつて移動させる
手段であつて前記格子手段は該パターンの方向と
間隔とに対応しそれによつて格子手段を通つて伝
達される光が強く変調されるようになつているパ
ターン移動手段と、マスクおよびウエフアの整合
ターゲツトからの位相変調を比較して整合誤差信
号を得る発生する手段との結合であつて、前記ウ
エフアパターンは第1のエツヂタイプと第2のエ
ツヂタイプとを有していること、および、前記第
1と第2のエツヂタイプを別々に検知するための
検知手段が設けられていることを特徴とするもの
を目的としている。本発明の1つの特等によれ
ば、前記検知手段は前記第1のエツヂタイプと第
2のエツヂタイプとを交互に検知する手段を含
む。
本発明の別の特徴によれば、前記のウエフアパ
ターンはジグザグパターンであり、前記第1のエ
ツヂタイプは前記第2のエツヂタイプに対して反
対の側にあり、また、前記第1のエツヂタイプは
走査方向において前記第2のエツヂタイプと千鳥
状になつていて、それによつて任意の時間に1方
のエツヂタイプのみからくる光が前記格子手段を
介して伝達されるようになつている。このマスク
パターンは上記米国特許出願出願番号第451900号
におけるものと同様である。
本発明のさらに別の特徴によれば、伝達される
光を変更して前記両方のエツヂタイプの明かるさ
を互いに等しくするようにする手段が設けられて
いる。
以上、この後に続く詳細な説明をよりよく理解
出来るように、また当業に対する本発明の貢献が
よりよく理解されるように、本発明の概要を簡単
に説明した。勿論特許請求の範囲の従属項として
記載した本発明の付加的な特徴も存在する。この
開示の基礎となつた思想が、本発明の種々の目的
を実行するための他の装置の設計に対する基礎と
して利用出来ることは、当業に精通する者には理
解されよう。それゆえ特許請求範囲に記載された
発明は、発明の精神と範囲から逸脱することな
く、それに均等な装置を含むものであるというこ
とが重要である。本発明の特定の実施例は、例示
および記述の目的で選択されたものであり、明細
書に一部を形成するものとして添付した図面に示
されている。
実施例の説明 上記マークルの特許出願に記載されているよう
に、マスクとウエフアの上の周期的パターンは走
査動作の期間に、走査投光マスク整合器における
自動微整合を遂行するのに用いることができる。
提案されたウエフアのターゲツトは、本願の第1
図に示すような「ダイヤモンドの鎖」であつた。
ターゲツトが照射される時に周期的な光学的信号
が得られた。その像は、50%のデユーテイサイク
ルをもつて伝達格子を介して観察され、ターゲツ
トは固定格子に対して走査方向に一定の速度で移
動させられた。
一般に、ウエフアターゲツトは浮彫りにしたも
のであり、そのエツジは第1図の10および12
で示すように、別々の方向に向きあるいは傾斜し
ていて光線を違つた方向に散乱させる。またパタ
ーンがウエフア処理によるライン幅変化を受けな
がら、エツヂ10および12はダイヤモンドの伸
縮に対応して反対の方向に移動する。もし各エツ
ヂが均等な明さであるならば、2つのエツヂタイ
プが格子に対して前進させられる時、第2図の格
子14を介して検出される周期的信号には移相が
おこらない。しかしながら、2つのタイプのエツ
ヂは別々に光学的に処理されるので、不均等な照
明あるいはエツヂの傾斜の違いによつて、この2
つのタイプのエツヂに違つた明さを生じる。均等
な照明があつたにしても、各エツヂの傾斜が均等
でないならば明るさが違つたものになり得る。こ
のことによつてライン幅に依存する移相あるいは
整合誤りを生じる。
第3図に本発明によるターゲツトパターンが示
されている。それは2つのエツヂタイプ16と1
8とをもつていて、それらは第4図の格子20を
介して観察される時、いつでも唯1つのエツヂタ
イプのみが検出されるようになつている。格子は
25%の伝達デユーテイフアクタを有していて、タ
ーゲツトが走査されるとき、エツヂタイプ16と
エツヂタイプ18とが交互に観察されるようにな
つている。もしターゲツトの寸法が定格の値であ
り、また各エツヂが均等の明るさを有しているな
らば、光学的信号はターゲツト走査のときに第5
図に示すようになる。もし各エツヂの明るさが非
常に違つていると、ターゲツト走査のとき第6図
に示すような波形になる。この信号は、不均等な
明るさのエツヂを示す情報を有している。このデ
ータはライン幅に対する感じ易さを減少するため
に種々の方法で用いることができる。例えば、後
で詳しく述べるように、照明を変更してエツヂの
明るさを均等にすることが出来る。これが行なわ
れると、ライン幅の変動によつて第7図に示すよ
うな波形を生じる。この波形は正しい平均位相を
もつ周期的信号であるが、ライン幅の変動の結果
である位相の「ふるえ」を有する。この位相ふる
えは、高い周波数(基本周波数の1/2)でおこり、
そのような高い周波数には応答しない整合サーボ
においては問題とはならない。実際上もし各エツ
ヂを均等な明るさにしないのであれば、エツヂの
不均等な明るさおよびライン幅変動の組合せによ
る影響は、なんらかの混み入つた複雑な装置によ
つて取り除くことが出来よう。
周期的なターゲツトに基づく整合装置のキヤプ
チヤレンジは周期の±1/2である。第1図のウエ
フアターゲツトおよび周期(a)をもつたマスクター
ゲツトを用いて、キヤプチヤレンジは(a)の±1/2
である。もし新しいウエフアパターンが第3図で
示すように寸法(a)であるならば、そして2つのエ
ツヂタイプ16と18が均等の明るさを有してい
るならば、周期は(a)の1/2となり、キヤプチヤレ
ンジは(a)の±1/4という減少された値となる。し
かし所望ならば、各エツヂタイプによつて発生す
る信号の大きさをきわめて異なるようにすること
が出来る。例えば、暗い視野の被照明装置におい
て、照明光の入射角をきわめて不均等にすること
により一方のエツヂタイプを他方に対してきわめ
て強調することが出来る。またこれとは反対に、
明るい視野の装置において、集光角のひろがりを
非対称にして同じ結果を得ることも出来る。キヤ
プチヤレンジを(a)の±1/2にするこの修復は、中
間整合からの制御の転送直後、ウエフアのスター
ト時点、すなわち大きなキヤプチヤレンジが最も
必要である瞬間において、最も有効である。後続
するサブフイールドは、(a)の±1/4という正規の
キヤプチヤレンジの(a)の±1/4をもつて整合され
る。
(a)の1/2という小さな周期をもつウエフアータ
ーゲツトの使用は、ある条件下における整合分解
能を改善することが出来る。そうでない一つの場
合は、信号対雑音比が制限される場合であり、観
測しているターゲツトエツヂの照明の強さあるい
はその長さの増加のみが役立つ場合である。新し
いターゲツトはダイヤモンドパターンとして同一
の量のエツヂを含み、従つて新しいターゲツトの
各最大値は、ダイヤモンドターゲツトの信号の半
分にすぎない。位相を測定するのに用いることが
出来る分解能が周期の一定の小部分であるなら
ば、新しいパターンは小周期を有するので改善が
行われたことになる。
第8図に整合装置の一例を簡単に示すが、そこ
では照明源が22と24で示されている。照明源
22は第3図のパターンエツヂタイプ16を照明
するものであり、照明源24はパターンエツヂ1
8を照明するものである。この照明はマスク26
の上に焦点付けされる。マスクパターンは30で
全体を示す投光装置によつてウエフア28の上に
像を結ぶ、このウエフアはマスク像の鏡として作
用し、マスクは再び作像され、ウエフアは投光装
置のビームスプリツタ34を介してリレーレンズ
32の焦点面に像を結ぶ。リレーレンズの後の第
2のビームスプリツタ36は、2つの格子が、1
つは+45°に方位づけられ、1つは−45°に方位づ
けられて用いられるように中継された像を、2つ
の成分にスプリツトする。このようにして1つの
成分は+45°グリツド38とレンズ装置40と検
知器アレー42とを通る。マスク信号とウエフア
信号とを検知する適当な検知器がマルチプレクサ
すなわちマスク信号MUX44およびウエフア信
号MUX46とによつて選択される。ウエフア信
号MUX46からは、基本周波数の1/2の変調度
に比例する信号出力45が出力される。第5図の
場合にはこの信号は0であるが、第6図の場合に
はそれは0とは著しく異なる。この信号は、2つ
のエツヂタイプ16と18の明るさの違いの測定
値であり、照明源21と22とを照明制御装置2
3を介して制御することによつて2つのエツヂタ
イプの明るさを均等にするのに用いることが出来
る。ウエフアMUX出力47は基本周波数1/2で
はなく基本周波数によつて変調される。MUX4
4の出力と出力47とは、+45°位相比較器48に
供給される。ビームスプリツタ36からの他方の
成分は−45°グリツド50、レンズ装置52およ
び検知器54のほうへ反射される。マスク信号と
ウエフア信号とを検知する適当な検知器がマルチ
プレクサすなわちマスク信号MUX56およびウ
エフア信号MUX58とによつて選択される。ウ
エフア信号MUX58からは、基本周波数の1/2
の変調度に比例する信号出力57が出力される。
この信号は第3図に示すように、2つのエツヂタ
イプ17と19の明るさの違いの測定値であり、
照明源24と25とを照明制御装置27を介して
制御することによつて2つのエツヂタイプの明る
さを均等にするのに用いることが出来る。ウエフ
アMUX58の出力59は基本周波数の1/2では
なく基本周波数によつて変調される。MUX56
の出力とMUX58の出力59とは−45°位相比較
器60に供給される。2つの位相比較器48,6
0からの出力は、対応する+45°および−45°の光
学的格子に垂直な方向における整合誤差に対応し
ている。これらの信号は座標変換装置62におい
て、XおよびYすなわち0°および90°整合信号に
変換され、装置62はマスクおよびウエフア台補
正信号64を出力する。これらの信号は走査方向
に平行な方向および垂直な方向におけるマスクと
ウエフアの整合測定を表わす。
第9図、第10図および第11図には、2つの
エツヂタイプの区別された検出を許す交番ターゲ
ツト幾何学図形すなわちパターンを示す。2つの
エツヂタイプが均等な明るさを有するならば、そ
れらのキヤプチヤレンジは±1/2a、±1/4aおよ
び±1/4aである。これらのターゲツトは同じ高
さ√2aである。換言するとそれらは全て同じ量
の文字配列領域を占有する。これらの特徴を有す
る他の多くのターゲツトを得ることが出来ること
は明らかである。
以上述べた通り、本発明によれば、改善された
連続整合ターゲツトパターンおよび信号処理装置
を提供することが出来、その装置は、ウエフアに
書き込まれる整合ターゲツトの両側のエツヂを
別々に検知することが出来るように設計されたも
のである。そのように別々に検知することによつ
て、ターゲツトの両側におけるエツヂの不均等な
明るさを補正することが出来るとともに、整合装
置のキヤプチヤレンジを増加することが出来る。
特定の実施例を図示し説明したけれども、特許請
求の範囲の記載のみによつて限定される本発明の
精神及び範囲から逸脱することなく種々の変更が
可能であるということは当業者には自明である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例におけるマスクおよびウエフア
整合パターンを示す図であり、第2図は格子と従
来技術の整合パターンの特定の相対的位置を示
し、ウエフアパターンのエツヂからの光が同様に
方位づけられた格子によつてどの様に変調される
かということを示す図であり、第3図は本発明に
よるウエフア整合パターンを示す図であり、第4
図は格子と本発明による整合パターンの特定の相
対的位置を示し、ウエフアパターンのエツヂから
の光が同様に方位づけられた格子によつてどの様
に変調されるかということを示す図であり、第5
図は整合パターンの各エツヂが均等な明るさであ
るときの光学的信号の波形を示すグラフ図であ
り、第6図は整合パターンの各エツヂの明るさが
非常に違う場合の光学的信号の波形を示すグラフ
図であり、第7図は整合パターンの各エツヂの明
るさを均等にするように照明が変更された時の光
学的信号の波形を示すグラフ図であるが、しかし
各エツヂはウエフアターゲツトのライン幅がその
正規な値からはずれていることに起因して等しく
離間されていない時のグラフ図であり、第8図は
投光装置および整合装置を示す概略図であり、第
9図から第11図までは本発明による交番ウエフ
アパターンを示す図である。 10,12……エツヂ、14,20……格子、
16,17,18,19……エツヂタイプ、2
1,22,24,25……照明源、23,27…
…照明制御装置、26……マスク、28……ウエ
フア、30……投光装置、32……リレーレン
ズ、34,36……ビームスプリツタ、38……
+45°グリツド、40,52……レンズ装置、4
2……検知器アレー、44,56……マスク信号
マルチプレクサ、46,58……ウエフア信号マ
ルチプレクサ、48……+45°位相比較器、54
……検知器、60……−45°位相比較器、62…
…座標変換装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 走査方向に走行する写字ラインにおけるマス
    クあるいはウエフアあるいはその両方の上のパタ
    ーンを使用する走査マスク整合器のための整合装
    置であつて、光学的格子手段を有するビユウ装置
    と、パターンを前記ビユウ装置の光学的格子手段
    にまたがつて移動させる手段であつて前記格子手
    段は該パターンの方向と間隔とに対応しそれによ
    つて格子手段を通つて伝達される光が強く変調さ
    れるようになつているパターン移動手段と、マス
    クおよびウエフアの整合ターゲツトからの位相変
    調を比較して整合誤差信号を発生する手段とを有
    しているものにおいて、前記ウエフアパターンは
    第1のエツヂタイプと第2のエツヂタイプとを有
    していること、および、前記第1と第2のエツヂ
    タイプを別々に検知するための検知手段が設けら
    れていることを特徴とするる整合装置。 2 特許請求の範囲第1項において、前記検知手
    段は前記第1のエツヂタイプと第2のエツヂタイ
    プとを交互に検知する手段を含むことを特徴とす
    る整合装置。 3 特許請求の範囲第1項において、前記ウエフ
    アパターンはジグザグパターンであり、前記第1
    のエツヂタイプは前記第2のエツヂタイプに対し
    て反対の側にあること、および、前記第1のエツ
    ヂタイプは走査方向において前記第2のエツヂタ
    イプと千鳥状になつていて、それによつて任意の
    時間に1方のエツヂタイプのみからくる光が前記
    格子手段を介して伝達されるようになつているこ
    とを特徴とする整合装置。 4 特許請求の範囲第3項において、伝達される
    光を変更して前記両方のエツヂタイプの明るさを
    互いに等しくするようにする手段を設けたことを
    特徴とする整合装置。 5 特許請求の範囲第3項において、前記光学的
    格子手段は、直交するように配置された一対の光
    学的格子を含むことを特徴とする整合装置。 6 特許請求の範囲第3項において、前記光学的
    格子手段は、走査方向に対して、約+45°のパタ
    ーンを有する第1の格子と約−45°のパターンを
    有する第2の格子とを含むことを特徴とする整合
    装置。 7 特許請求の範囲第3項において、前記位相変
    調を得る手段は、多数の検知器を有しマスクとウ
    エフアのパターンがその上に別々に像を結ぶこと
    を特徴とする整合装置。
JP59088003A 1983-05-02 1984-05-02 走査マスク整合器のための整合装置 Granted JPS59224127A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/490,614 US4578590A (en) 1983-05-02 1983-05-02 Continuous alignment target pattern and signal processing
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Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59224127A JPS59224127A (ja) 1984-12-17
JPH0434811B2 true JPH0434811B2 (ja) 1992-06-09

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ID=23948792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59088003A Granted JPS59224127A (ja) 1983-05-02 1984-05-02 走査マスク整合器のための整合装置

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Country Link
US (1) US4578590A (ja)
EP (1) EP0123982B1 (ja)
JP (1) JPS59224127A (ja)
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