JPS61223603A - マ−ク検出機 - Google Patents
マ−ク検出機Info
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- JPS61223603A JPS61223603A JP6554385A JP6554385A JPS61223603A JP S61223603 A JPS61223603 A JP S61223603A JP 6554385 A JP6554385 A JP 6554385A JP 6554385 A JP6554385 A JP 6554385A JP S61223603 A JPS61223603 A JP S61223603A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (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】
（１）発明の属する分野の説明
本発明は、半導体製造装置におけるウェハーマスク等の
位置合わせ用マーク検出機に関するものである。
位置合わせ用マーク検出機に関するものである。
（２）従来の技術の説明
第３図に本発明によるマーク検出装置の概要をはガルバ
ノミラ−を用いたオプチカルスキャナ。
ノミラ−を用いたオプチカルスキャナ。
３はビームスプリッタ−２４はポジションセンサ。
５は光ディテクタ、６はウェハー、７はウェハー上に加
工された回折格子マークである。
工された回折格子マークである。
このような構成に於いてオプチカルスキャナ２を矢印す
の向きに回転させると光ビームは６のウェハー上を図中
の矢印ａの向きに移動する。移動して光ビームが７のマ
ークに当たると図に示すような回折光（Ｌ）が生じ光デ
ィテクタ５に当たり光ディテクタ５からマーク信号が出
力される。オプチカルスキャナ２の制御入力電圧と回転
角の間に一定の関係があるので従来は、このマーク信号
が得られた時点でのオプチカルスキャナ２の制御入力電
圧からマークの位置情報を得ており、さらに定期的にオ
プチカルスキャナ２に基準の制御入力電圧を与えてその
際の光ビームの位置をポジションセンサ４で読み取る事
によりオプチカルスキャナ２のドリフトによる位置検出
誤差を補正していた。このようなドリフトの補正方法を
用いるとポジシコンセンサ４は、光ビームがドリフトす
る全範囲にわたって高精度に絶対位置を検出しなければ
ならず、その為にはポジションセンサ４の光位置電圧変
換回路に第４図に示すような複雑な回路を使用しなけれ
ばならない。第４図に於いて４は２次元のポジションセ
ンサ、１１．１２は電流電圧変換回路、１３は引算器、
１４は加算器、１５は割算器である。ここで高精度の引
算器２割算器はマツチング抵抗や多数のトリマを必要と
し素子も高価で調整にも時間がかかるという欠点を有す
る。
の向きに回転させると光ビームは６のウェハー上を図中
の矢印ａの向きに移動する。移動して光ビームが７のマ
ークに当たると図に示すような回折光（Ｌ）が生じ光デ
ィテクタ５に当たり光ディテクタ５からマーク信号が出
力される。オプチカルスキャナ２の制御入力電圧と回転
角の間に一定の関係があるので従来は、このマーク信号
が得られた時点でのオプチカルスキャナ２の制御入力電
圧からマークの位置情報を得ており、さらに定期的にオ
プチカルスキャナ２に基準の制御入力電圧を与えてその
際の光ビームの位置をポジションセンサ４で読み取る事
によりオプチカルスキャナ２のドリフトによる位置検出
誤差を補正していた。このようなドリフトの補正方法を
用いるとポジシコンセンサ４は、光ビームがドリフトす
る全範囲にわたって高精度に絶対位置を検出しなければ
ならず、その為にはポジションセンサ４の光位置電圧変
換回路に第４図に示すような複雑な回路を使用しなけれ
ばならない。第４図に於いて４は２次元のポジションセ
ンサ、１１．１２は電流電圧変換回路、１３は引算器、
１４は加算器、１５は割算器である。ここで高精度の引
算器２割算器はマツチング抵抗や多数のトリマを必要と
し素子も高価で調整にも時間がかかるという欠点を有す
る。
尚、このような構成のポジションセンサ回路においても
周囲温度が変化しポジションセンサ４の暗電流が増加す
ると９割算器１５の分母入力（Ｄ）だけが変化するため
等測的に割算器のゲインが変化した形となり位置検出誤
差が生じ補正不良となる。
周囲温度が変化しポジションセンサ４の暗電流が増加す
ると９割算器１５の分母入力（Ｄ）だけが変化するため
等測的に割算器のゲインが変化した形となり位置検出誤
差が生じ補正不良となる。
また、定期的にポジションセンサで測定したオプチカル
スキャナのドリフト量はメモリに保存しておき、マーク
検出を行なうたびにこれを読み出して補正演算を行なわ
なければならない不便さがある。
スキャナのドリフト量はメモリに保存しておき、マーク
検出を行なうたびにこれを読み出して補正演算を行なわ
なければならない不便さがある。
（３）発明の目的
本発明はこれらの欠点を解決し、簡単な回路構成により
検出精度の高いマーク検出機を得ることを目的とする。
検出精度の高いマーク検出機を得ることを目的とする。
（４）発明の構成および作用の説明
ワークピースをウェハー、マークを回折格子マークとし
て以降説明する。半導体製造装置ではウェハーは本来ウ
ェハー上に加工されたマークが装置の座標系で一定の位
置（以後マーク基準位置と称す。）に来るように試料台
の上に設置されねばならないが、ウェハー外形の寸法誤
差や搬送時のブレなどによりウェハーが設置された時マ
ークはマーク基準位置から多少はずれた所に位置してい
る。そこでマーク検出機はマーク基準位置を原点として
実際にマークが存在する座標位置を検出する事になる。
て以降説明する。半導体製造装置ではウェハーは本来ウ
ェハー上に加工されたマークが装置の座標系で一定の位
置（以後マーク基準位置と称す。）に来るように試料台
の上に設置されねばならないが、ウェハー外形の寸法誤
差や搬送時のブレなどによりウェハーが設置された時マ
ークはマーク基準位置から多少はずれた所に位置してい
る。そこでマーク検出機はマーク基準位置を原点として
実際にマークが存在する座標位置を検出する事になる。
ポジションセンサを位置検出ゼロクロスコンパレータと
して使用する事を説明する前に本発明に使用するポジシ
ョンセンサについて簡単に説明する。ここに使用した素
子は非分割形の半導体装置検出器でたとえば浜松ホトニ
クス製の５１５４４や５１５４５又はＵＤＴ社製のＰＩ
Ｎ−ＬＳＣ１５Ｄ等のものである。これらの検出器では
光の当たった点に生じる光電流が２つの電極に流れ出す
際光の当たった位置から双方の電極までの距離に逆比例
して分流することから２つの電極から流れ出す電流の差
を求めこの差分値から光の当たった位置を知る事ができ
る。しかし、検出器に当たる光量が変化すると位置に対
する光電流の差分も変化するため第２図に示すように加
算器１４で光電流の和を求め割算器１５で光電流の差分
を光電流の和で割るような回路構成にしなければ光の強
さに無関係に光の当たった位置を検出する事ができない
。
して使用する事を説明する前に本発明に使用するポジシ
ョンセンサについて簡単に説明する。ここに使用した素
子は非分割形の半導体装置検出器でたとえば浜松ホトニ
クス製の５１５４４や５１５４５又はＵＤＴ社製のＰＩ
Ｎ−ＬＳＣ１５Ｄ等のものである。これらの検出器では
光の当たった点に生じる光電流が２つの電極に流れ出す
際光の当たった位置から双方の電極までの距離に逆比例
して分流することから２つの電極から流れ出す電流の差
を求めこの差分値から光の当たった位置を知る事ができ
る。しかし、検出器に当たる光量が変化すると位置に対
する光電流の差分も変化するため第２図に示すように加
算器１４で光電流の和を求め割算器１５で光電流の差分
を光電流の和で割るような回路構成にしなければ光の強
さに無関係に光の当たった位置を検出する事ができない
。
また、このような回路構成においても暗電流が変化する
と先に述べたように誤差が生じるのである。
と先に述べたように誤差が生じるのである。
本発明ではこのようなポジションセンサの双方の電極の
中心に（以後０点と称す）に光が当たる流れる事に着目
し第５図に示すような回路を使用し２つの電極から流れ
出す電流の差分の極性のみを出力するゼロクロスコンパ
レータとしてポジションセンサを使用している。第５図
において４゜１１、１２は第４図と同様で１７は電圧コ
ンパレータである。また第６図ａ、ｂに第４図及び第５
図に示すそれぞれのポジションセンサ回路における光ビ
ームの当たる位置と出力電圧１６．１８の関係をそれぞ
れ示す。第６図（ａ）かられかるように第４図の回路で
は光ビームの当たる位置と出力電圧１６はリニアな関係
にあり出力電圧の値から直接光ビームの当たった位置を
読みとる事ができるがポジションセンサ４の暗電流が増
加すると点線で示すように入出力関係が変化して検出位
置誤差が生じる。
中心に（以後０点と称す）に光が当たる流れる事に着目
し第５図に示すような回路を使用し２つの電極から流れ
出す電流の差分の極性のみを出力するゼロクロスコンパ
レータとしてポジションセンサを使用している。第５図
において４゜１１、１２は第４図と同様で１７は電圧コ
ンパレータである。また第６図ａ、ｂに第４図及び第５
図に示すそれぞれのポジションセンサ回路における光ビ
ームの当たる位置と出力電圧１６．１８の関係をそれぞ
れ示す。第６図（ａ）かられかるように第４図の回路で
は光ビームの当たる位置と出力電圧１６はリニアな関係
にあり出力電圧の値から直接光ビームの当たった位置を
読みとる事ができるがポジションセンサ４の暗電流が増
加すると点線で示すように入出力関係が変化して検出位
置誤差が生じる。
一方第５図の回路を使用すると（第６図（ｂ）の場合）
出力電圧から光ビームの当たった位置を知る事はできな
いが光ビームがポジションセンサ上を移動して０点を通
過した瞬間を出力電圧の変化で知る事ができこの０点の
位置は入射光量や暗電滓の！に側車されず堂に正確に給
出する車がで缶る。そこで光ビームがマーク基準位置に
ある時、ポジションセンサの０点に光ビームが当たるよ
うにポジションセンサを取り付けると光ビームをスキャ
ンする際、オプチカルスキャナがどのようにドリフトし
ても光ビームがマーク基準位置を通過する瞬間をポジシ
ョンセンサの０点検出によりいつも正確に検出できる。
出力電圧から光ビームの当たった位置を知る事はできな
いが光ビームがポジションセンサ上を移動して０点を通
過した瞬間を出力電圧の変化で知る事ができこの０点の
位置は入射光量や暗電滓の！に側車されず堂に正確に給
出する車がで缶る。そこで光ビームがマーク基準位置に
ある時、ポジションセンサの０点に光ビームが当たるよ
うにポジションセンサを取り付けると光ビームをスキャ
ンする際、オプチカルスキャナがどのようにドリフトし
ても光ビームがマーク基準位置を通過する瞬間をポジシ
ョンセンサの０点検出によりいつも正確に検出できる。
上記ゼロクロスコンパレータを用い光ビームを等速度で
スキャンさせ該ゼロクロスコンパレータのＯ点検出時刻
からマーク信号検出時刻までの時間差を測定し、マーク
基準位置から実際のマークの位置までの距離を知る本発
明のマーク検出機の一実施例を第１図に示す。第１図で
４．１１．１２のブロックは第５図と同じまた５は“第
３図に示した光ディテクタである。１８は１１．１２と
同様の電流電圧変換回路、１９はピークコンパレータ、
２０は時差信号発生回路、２１は基準クロック発生回路
、２２はＡＮＤゲート、２３はカウンターである。
スキャンさせ該ゼロクロスコンパレータのＯ点検出時刻
からマーク信号検出時刻までの時間差を測定し、マーク
基準位置から実際のマークの位置までの距離を知る本発
明のマーク検出機の一実施例を第１図に示す。第１図で
４．１１．１２のブロックは第５図と同じまた５は“第
３図に示した光ディテクタである。１８は１１．１２と
同様の電流電圧変換回路、１９はピークコンパレータ、
２０は時差信号発生回路、２１は基準クロック発生回路
、２２はＡＮＤゲート、２３はカウンターである。
第２図は第１図に示すブロック図の各所に於ける信号波
形を表す波形図である。第２図に於いて（Ａ）〜（Ｆ）
の信号波形を横軸をすべてビーム位置（〜オプチカルス
キャナの回転軸）にとって示した。
形を表す波形図である。第２図に於いて（Ａ）〜（Ｆ）
の信号波形を横軸をすべてビーム位置（〜オプチカルス
キャナの回転軸）にとって示した。
オプチカルスキャナに制御信号を与えてビームをスキャ
ンすると電圧コンパレータ１７の出力に第２図（Ａ）の
ような信号が現れる事は第６図（ｂ）に示した通りであ
るが、電流電圧変換回路１８の出力からはマークの位置
に応じて第２図（Ｂ）のような信号が得られ同図中Ｅｒ
ｒと記した長さがマーク基準位置から実際のマーク位置
までの誤差量である。マーク信号（Ｂ）はピークコンパ
レータ１９に入りマーク位置信号（第２図（Ｃ））の形
に変形された後基準位置信号（Ａ）と共に時差信号発生
回路２０に入力される。
ンすると電圧コンパレータ１７の出力に第２図（Ａ）の
ような信号が現れる事は第６図（ｂ）に示した通りであ
るが、電流電圧変換回路１８の出力からはマークの位置
に応じて第２図（Ｂ）のような信号が得られ同図中Ｅｒ
ｒと記した長さがマーク基準位置から実際のマーク位置
までの誤差量である。マーク信号（Ｂ）はピークコンパ
レータ１９に入りマーク位置信号（第２図（Ｃ））の形
に変形された後基準位置信号（Ａ）と共に時差信号発生
回路２０に入力される。
時差信号発生回路２０は２つの入力信号（Ａ）と（Ｃ）
の時間差のパルス（Ｄ）を出力すると同時にどちらの信
号が先に入力されたかを示すフラグ（２４）を出力する
。これはマーク位置誤差の極性に対応するものである。
の時間差のパルス（Ｄ）を出力すると同時にどちらの信
号が先に入力されたかを示すフラグ（２４）を出力する
。これはマーク位置誤差の極性に対応するものである。
基準クロック発生回路２１から出力される基準クロック
は時差信号（Ｄ）を距離情報に換算する為のものでＡＮ
Ｄゲート２２により時差信号（Ｄ）の間だけ出力される
パルストレイン（Ｆ）となってカウンター２３に入りこ
こで位置誤差としてカウントされる。
は時差信号（Ｄ）を距離情報に換算する為のものでＡＮ
Ｄゲート２２により時差信号（Ｄ）の間だけ出力される
パルストレイン（Ｆ）となってカウンター２３に入りこ
こで位置誤差としてカウントされる。
この回路（第１図）を使用すると１回のスキャン終了時
に基準位置から実際のマーク位置までの誤差量の絶対値
がカウンター２３にまた誤差の極性が時差信号発生回路
２０のフラグ２４にセントされている。
に基準位置から実際のマーク位置までの誤差量の絶対値
がカウンター２３にまた誤差の極性が時差信号発生回路
２０のフラグ２４にセントされている。
尚、第３図は１次元マーク検出の例であるがオプチカル
スキャナをもう１組追加しポジションセンサを２次元の
ものに交換すると２次元のマーク検出機を実現する事が
できる。この場合１次元に比ベポジションセンサのリニ
アリティそのものも悪くなり周辺の回路も２倍必要にな
る事から本発明を実施するメリットはさらに拡大される
。
スキャナをもう１組追加しポジションセンサを２次元の
ものに交換すると２次元のマーク検出機を実現する事が
できる。この場合１次元に比ベポジションセンサのリニ
アリティそのものも悪くなり周辺の回路も２倍必要にな
る事から本発明を実施するメリットはさらに拡大される
。
また本発明ではオプチカルスキャナを等速度で駆動しな
ければならないが、オプチカルスキャナ駆動するのが一
般的でありこの事は何らデメリットとはならない。
ければならないが、オプチカルスキャナ駆動するのが一
般的でありこの事は何らデメリットとはならない。
（５）効果の説明
以上説明したように本発明によれば従来技術の主な誤差
の要因であったポジションセンサの非直線誤差、暗電流
変化による誤差、割り算器の誤差のすべてを取り除く事
ができ位置検出精度を大幅に向上させることができるだ
けでなく回路を簡素化する事ができる。
の要因であったポジションセンサの非直線誤差、暗電流
変化による誤差、割り算器の誤差のすべてを取り除く事
ができ位置検出精度を大幅に向上させることができるだ
けでなく回路を簡素化する事ができる。
さらに本発明により検出されるマークの位置にはオプチ
カルスキャナのドリフトが影響していないので測定後補
正計算をする必要はまったくなくこの面でも多いに有利
である。
カルスキャナのドリフトが影響していないので測定後補
正計算をする必要はまったくなくこの面でも多いに有利
である。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図。
第２図は第１図に示すブロック図の各所に於ける信号波
形図、第３図は本発明によるマーク位置検出装置の概略
図、第４図は従来のマーク位置検出回路、第５図はポジ
ションセンサ及びコンパレー−人位置と出力電圧の関係
を示す特性図である。 （主要部分の符号の説明） ｌ・・・レーザー ２・・・オプチカルスキャナ ４・・・ポジションセンサ ５・・・光デイテクタ− ７・・・回折格子マーク １１．１２・・・電流電圧変換回路 １７・・・コンパレータ ２１・・・基準クロック発生回路 ２３・・・カウンター
形図、第３図は本発明によるマーク位置検出装置の概略
図、第４図は従来のマーク位置検出回路、第５図はポジ
ションセンサ及びコンパレー−人位置と出力電圧の関係
を示す特性図である。 （主要部分の符号の説明） ｌ・・・レーザー ２・・・オプチカルスキャナ ４・・・ポジションセンサ ５・・・光デイテクタ− ７・・・回折格子マーク １１．１２・・・電流電圧変換回路 １７・・・コンパレータ ２１・・・基準クロック発生回路 ２３・・・カウンター
Claims (1)
- マークを施したワークピース上を光ビームによって等速
掃引するスキャナとポジションセンサ及びコンパレータ
ーよりなり、前記マークからの反射光を受ける様配設し
たゼロクロスコンパレーターと、マーク中心検出手段と
、前記ゼロクロスコンパレーターの出力と前記マーク中
心検出手段の出力との時間差を測定するタイマーとを備
えることを特徴とするマーク検出機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6554385A JPH0617770B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | マ−ク検出機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6554385A JPH0617770B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | マ−ク検出機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61223603A true JPS61223603A (ja) | 1986-10-04 |
| JPH0617770B2 JPH0617770B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=13290035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6554385A Expired - Lifetime JPH0617770B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | マ−ク検出機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0617770B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04204106A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-24 | Shimadzu Corp | 光学式伸び計 |
| WO2007097350A1 (ja) * | 2006-02-21 | 2007-08-30 | Nikon Corporation | 位置計測装置及び位置計測方法、移動体駆動システム及び移動体駆動方法、パターン形成装置及びパターン形成方法、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 |
| JP2016085205A (ja) * | 2014-10-27 | 2016-05-19 | セイコーエプソン株式会社 | 位置検出装置、電子機器、記録装置、ロボット、および、位置検出方法 |
| JP2022539968A (ja) * | 2019-07-08 | 2022-09-14 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 放射スポットの中心を決定するための方法、センサ、及びステージ装置 |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP6554385A patent/JPH0617770B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04204106A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-24 | Shimadzu Corp | 光学式伸び計 |
| WO2007097350A1 (ja) * | 2006-02-21 | 2007-08-30 | Nikon Corporation | 位置計測装置及び位置計測方法、移動体駆動システム及び移動体駆動方法、パターン形成装置及びパターン形成方法、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 |
| JP2016085205A (ja) * | 2014-10-27 | 2016-05-19 | セイコーエプソン株式会社 | 位置検出装置、電子機器、記録装置、ロボット、および、位置検出方法 |
| JP2022539968A (ja) * | 2019-07-08 | 2022-09-14 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 放射スポットの中心を決定するための方法、センサ、及びステージ装置 |
| US11982948B2 (en) | 2019-07-08 | 2024-05-14 | Asml Netherlands B.V. | Method for determining a center of a radiation spot, sensor and stage apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0617770B2 (ja) | 1994-03-09 |
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