DE3242002A1

DE3242002A1 - Ausrichtgeraet

Info

Publication number: DE3242002A1
Application number: DE19823242002
Authority: DE
Inventors: Akiyoshi Tokyo Suzuki; Masao Ohmiya Saitama Totsuka
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1981-11-12
Filing date: 1982-11-12
Publication date: 1983-05-26
Also published as: DE3242002C2; GB2113388B; US4659228A; GB2113388A; JPS5882248A

Description

Canon Kabushiki Kaisha
Tokyo, Japan

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät, das einen Abgleich durchführt und insbesondere automatischen Abgleich bzw. automatische Ausrichtung der wechselseitigen Positionen zweier Körper wie einer Abgleichmaske und einer Platte, insbesondere eines sogenannten Wafers oder Halbleiterplättchens.

Bei einem Gerät wie einem Halbleiterdruckgerät, in welchem zwei oder mehrere Arten von Abgleichmasken Verwendung finden, um nacheinander Drucken auf Platten zu bewerkstelligen, werden an die Abgleichgenauigkeit zwischen Maske und Platte angesichts der zur Kleinheit neigenden Elemente Anforderungen im Mikron- oder Submikronbereich gestellt. Solch eine Arbeit wurde bisher von Fachbedienungspersonal ausgeführt, wobei jedoch äußerst viel Zeit und Mühe aufzubringen sind und Automatisierung der Arbeit gewünscht wird, und sich seit kurzem im praktischen Gebrauch befindet.

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Folglich ist die Vergrößerung der Genauigkeit und Leistungsfähigkeit beim automatischen Abgleich zwischen Maske und Platte ein wichtiges Thema.

Ein Abgleichgerät ist in der US-Patentschrift 3 683*195 offenbart. Bei diesem Gerät sind eine Maske und eine Platte, die Abgleichmarken aufweisen, übereinander angeordnet, und diese Abgleichmarken werden abgetastet, um die örtliche Beziehung zwischen den Abgleichmarken und somit die örtliche Beziehung zwischen der Maske und Platte zu ermitteln. Die Abgleichmarken der Maske besitzen die Gestalt eines Doppelkreuzes, bei welchem sich erste und zweite parallele Striche- unter einem Winkel von 90 mit dritten und vierten ebenfalls parallelen Strichen kreuzen, und die Abgleichmarken ■ der Platte derart ausgebildet sind,

daß sich fünfte und sechste Striche unter einem Winkel von 90° schneiden.

Das Abtasten dieser Abgleichmarken wird mittels einer beweglichen, am Ort eines vergrößerten Bildes angeordneten Öffnung durchgeführt. Diese bewegliche Öffnung hat die Form eines Schlitzes, um den Pegel des Empfangssignals zu erhöhen.

Da die bewegliche Öffnung die Form eines Schlitzes aufweist, sind zwei schlitzförmige Öffnungen in zueinander senkrechter Beziehung nötig, um die sich schneidenden Striche zu erfassen. Die örtliche Beziehung zwischen den Marken wird durch einen Schlitz in einer bestimmten Richtung ermittelt, und in einer dazu senkrechten Richtung durch den anderen Schlitz.

Dieses herkömmliche optische Gerät erfordert jedoch eine Vielzahl von Schlitzen, wenn das Problem der Lichtmenge in Betracht gezogen wird, wobei diese Vielzahl von Schiit-

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zen zur Kompliziertheit des optischen Systems führt. Das zur Ermittlung beleuchtende Licht beleuchtet die gesamte Fläche eines Beobachtungsgegenstandes, wobei ein Teil seines Lichts von einem Fotodetektor empfangen wird und nur ein Teil des beleuchtenden Lichts , das somit n,icht wirkungsvoll verwendet wird, zur Ermittlung beiträgt.

Bei einer anderen AusfUhrungsform des Geräts wird die Gegenstandsoberfläche mittels eines Punktes abgetastet. Bei diesem Gerät wirkt sich nachteilig aus, daß Ausrichtfehler oder Genauigkeitsverminderung eintritt, falls sich Staub auf der Abtastlinie befindet oder die Abgleichmarken abgenutzt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches optisches System zu schaffen, das die oben erwähnten, einem herkömmlichen Gerät eigenen Nachteile überwunden hat, um wirkungsvolle Verwertung des beleuchtenden Lichts zu erreichen und höchstgenaue und wirtschaftliche Positionierung auszuführen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein stabförmiger Strahl mit länglichem Bestrahlungsgebiet (die Breite des Strahls kann weit oder eng sein) zwei Körper wie eine Halbleitermaske und eine Platte abtastet, die stabförmige Abgleichmarken aufweisen. Ferner tasten stabförmige Strahlen unterschiedlicher Neigungsrichtung stabförmige Abgleichmarken ebenfalls unterschiedlicher Neigungsrichtung und somit zwei Körper ab. Das Abgleichgerät weist eine Einrichtung auf, die zumindest einen Teil eines anamorphen optischen Systems in einer zur optischen Achse senkrechten Ebene dreht bzw. eine Einrichtung, die die Stellung von zumindest einem Teil eines anamorphen optischen Systems mit einem anderen anamorphen System wechseit, bzw. eine Einrichtung, die mittels eines Strahltei-

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lers den optischen Weg zu einem anderen in einem optischen Weg vorgesehenen anamorphen optischen System wechselt. Mit Hilfe eines anamorphen optischen Systemes wird ein stabförmiger Strahl erzeugt, und die Neigung dieses
Strahls wird mittels einer Einrichtung zur Strahlneigun*gsänderung zu einem gewünschten Zeitpunkt, z.B. nachdem der erste Abtastzyklus beendet wurde, geändert. Die zwei Körper sind nicht auf eine Halbleitermaske und eine Platte beschränkt, sondern können andere Gegenstände sein; so ist die Erfindung z.B. für den Abgleich von Negativen beim Drucken anwendbar.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die optische Anordnung des erfindungsgemäßen, automatischen Abgleichgeräts;

Fig. 2 die z.T. abgeänderte optische Anordnung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 Abgleichmarken;

Fig. 4 und 5 die abgelesenen Signale der Abgleichmarken in Fig. 3;

Fig. 6 ein Blockdiagramm des signalverarbeitenden

Schaltkreises in dem erfindungsgemäßen automati- ^O sehen Abgleichgerät; und

Fig. 7 bis 10 Abänderungen des das lineare Bild erzeugenden Teils in Fig. 1/

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In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Bezugszeichen 2 und 4 bezeichnen jeweils die Stellen einer Platte 1 und einer Abgleichmaske 3, an denen der Strahl auftrifft. Stabförmige Abgleichmarken 38 und 39 (in Fig. 3) sind unter einem Winkel von 45 in Be'zug auf die Abtastlinie auf der Platte 1 vorgesehen. Stabförmige Abgleichmarken 34, 35, 36 und 37 (in Fig. 3) sind unter einem Winkel von 45° bezüglich der Abtastlinie ebenfalls auf der Abgleichmaske 3 angebracht. Diese Marken können natürlich mikroskopisch stabförmig sein und eine Anhäufung von Punkten oder kleinen viereckigen Teilen umfassen.

In Fig. 1 sind eine Quelle 27 eines kohärenten Lichtes, z.B. ein Laser, und ein um eine Drehachse 33 drehbarer Polygonspiegel 24 dargestellt. Der sich drehende Polygonspiegel 24 kann selbstverständlich durch andere optische Elemente wie z.B. einen Galvano-Spiegel oder ein aku'-stisch-optisches Element ersetzt werden. Linsen 11, 19 und 23 sind im Strahlengang eingefügt. Ein telezentrisches Objektiv 5 ist ebenfalls dargestellt. Die eingefügten Linsen 11, 19 und 23 bilden den Ablenkursprung 25 (nämlich den Schwingungsursprung) des von dem sich drehenden Polygonspiegel 24 abgelenkten Lichts an der Stelle 7 in die Pupillenlage 6 des Objektivs 5 ab.Demgemäß tastet der Laserstrahl mittels Drehung des Polygonspiegels die Abgleichmaske und die Platte ab. Ein halbdurchlässiger Spiegel 8 dient für ein Beleuchtungssystem 9, 10 als visuellem Beobachtungssystem. Ferner sind dargestellt: Eine Lampe 10, ein den optischen Weg aufteilender Spiegel 18, ein halbdurchlässiger Spiegel 20, der für das visuelle Beobachtungssystem 21,22 dient, eine Linse 21, die im Zusammenspiel mit den Linsen 5,11,19 Bilder der Abgleichmaske 3 und der Platte 1 erzeugt, ein Okular 22, ein halbdurchlässiger Spiegel 12, der für ein fotoelektrisches Emp-

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fangssystem 13 bis 17 dient, ein Spiegel 13, eine Linse 14, die im Zusammenwirken mit der Linse 11 ein Schwingungsursprungsbild 7 von Neuem gestaltet. Ein Raumfilter 15 weist einen 1 ichtun'terbrechenden Abschnitt von der Größe des Schwingungs-Ursprungsbildes auf. Demgemäß ;hat dieser Filter 15 eine Eigenschaft, die das Licht von einem Abschnitt, der keinen Rand einer Schablone beinhaltet, abfängt und das zerstreute Licht vom Schablonenrand hindurchläßt. Eine Kondensorlinse 16 und ein Fotoempfangs-Vermittler 17 sind''dargestellt. Eine zylindrische Linse 26 formt den Laserstrahl in einen stabförmigen Strahl um, welcher einen länglichen Bestrahlungsbereich wie die Bezugszeichen 40 · oder 41 in Fig. 3 zeigen, hat. Falls die Linienbreite und Länge des Strahls dieselbe Größe wie diejenigen der Abgleichmarken aufweisen, wird ein gutes Ergebnis erreicht. Die Bezugszeichen 29 und 30 bezeichnen Zahnräder, wobei das Zahnrad 29 an einem Gehäuse 28 der zylindrischen Linse befestigt ist. Ferner ist eine Betätigungseinrichtung 31 rotierenden Typs wie z.B. ein Schrittmotor vorgesehen, wobei ein Steuersystem 32 auf den Motor wirkt.

Mittels einem Befehl des Steuersystems ist der längliche stabförmige Strahl in jede Richtung innerhalb einer zur optischen Achse senkrechten Ebene drehbar. Die mit Strichindex versehenen Bezugszeichen bezeichnen gleiche, symmetrisch angeordnete Bauteile, die somit nicht beschrieben werden müssen.

Die Wirkungsweise des Abgleichgeräts gemäß Fig. 1 wird nachstehend erläutert. Es sei angenommen, daß die Abgleichmarken auf der Abgleichmaske 3 und der Platte 1 gemäß Fig. 3 angeordnet sind, worin auch eine Abtastachse 42 gezeigt ist. Die Abgleichmarken 34, 35 und 36, 37 auf der Abgleichmaske sind so gesetzt, daß sie jeweils zuein-

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ander parallel und in Bezug auf die Abtastachse 42 unter den Winkeln Θ bzw. θ¹ geneigt sind. Die zylindrische Linse 26 wird gemäß dem Befehl des Steuersystems 32 über die Zahnräder 29 und 30 um ein gewisses Maß gedreht und ist unter dem Winkel Θ in Bezug auf die Abtastachset· geneigt, wie der abtastende Strahl 40 darstellt. Das Ausgabesignal des Fotoempfangsvermittlers, wenn Abtastung unter diesen Voraussetzungen durchgeführt wird, ist in Fig. 4 dargestellt: P₁ - P„ sind die jeweils den Abgleichmarken 34, 38 und 35 entsprechenden Signale. Diese Signale sind ebenfalls, selbst wenn sich geringer Staub auf der Abtastoberfläche befindet, gemittelt, wie es bei einem punktförmigen s Strahl nicht der Fall ist, und daher nicht wie die Ausgabe in der Praxis ermittelt.Die Ausgabesignale der Seiten mit anderer Neigung, nämlich die Abschnitte der Abgleichmarken 36, 39 und 37 gemäß Fig. 3, können praktisch vernachlässigt werden.

Dieses Ausgabesignal dient als Eingabe f_ür einen impulsauf te ilenden Empfangsvermittler-Schaltkreis 43 gemäß Fig.6. Dieser Schaltkreis weist einen Metallspitzen-Impulserzeuger auf und beginnt mittels einem Abtastimpulssignal die Metallspitzenimpulse zu zählen und beendigt die Zählung dieser beim nächsten Abtastimpulssignal, wodurch der Abstand zwischen den Impulsen gemessen wird. Die gemessenen Werte W₁ und W₂ des Impulsabstandes werden übereinstimmend mit dem Befehl des Steuersystems 32 in einen Speicher 44 eingegeben und dort gespeichert. Die oben beschriebene Datenerfassung wird gespeichert und wiederholt, bis η Datensätze gemäß dem Befehl des Steuersystems 32 eingegeben sind. Wenn die η Datensätze eingegeben sind, gibt das Steuersystem 32 der Antriebsquelle 31 den Befehl, die zylindrische Linse 26 in diesem Beispiel um 90° zu drehen. Demgemäß ist der Abtaststrahl, wie durch Bezugszeichen 41 in Fig.

3 gezeigt, angeordnet und beginnt das Abtasten. Die Ausga-

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be des Fotoempfangsvermittlers in diesem Fall ist in Fig. 5 dargestellt. Das Signal wird gleichermaßen dem impulsaufteilenden Meß-Schaltkreis 43 eingegeben, von dem die gemessenen Werte W₃ und W₄ übereinstimmend mit dem Befehl des Steuersystems 32 in einen Speicher.*'¹ 45 gegeben und dort gespeichert werden. Ebenso werden anschließend η Datensätze eingegeben. Wenn eine vorbestimmte Anzahl von gemessenen Datensätzen VZ₁ - W₄ eingegeben ist, werden diese durch das Steuersystem 32 an einen Verarbeitungschaltkreis 46 abgegeben, der das Maß der Abweichung zwischen den Abgleichmarken der Abgleichmas-·' ke und Platte errechnet, d.h. das Maß der Abweichung zwischen der Abgleichmaske und der Platte.

Das Maß der Abweichung zwischen der Abgleichmaske und der Platte kann wie folgt ausgedrückt werden:

IJ _W -W +W

Maß der Abweichung in X-Richtung = 1 ^W2 3 4

-W +w _u +W Maß der Abweichung in Y-Richtung = ^W1^^W2 3 4

Im Vorstehenden wurde der Vorgang für eine der beiden Achsen auf der Abgleichmaske und der Platte beschrieben, wobei in Bezug auf die andere Achse ein ähnlicher Ablauf durchgeführt wird und so das Maß der Abweichung in X-Richtung und Y-Richtung angezeigt werden. Das Maß der Abweichung in der Winkelrichtung© ergibt sich daher als die Differenz zwischen den Abweichungen in linker und rechter Y-Richtung. ^

Aufgrund der oben beschriebenen Maße der Abweichung in X-, Y- und θ -Richtung werden die Abgleichmaske und die Platte mittels eines herkömmlichen XYQ Abgleichmecha-

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nismus (nicht gezeigt) relativ zueinander bewegt, wodurch die Abgleichmaske und die Platte abgeglichen werden. Zum besseren Verständnis sind in Fig. 1 die Abgleichmaske 3 und die Platte 1 im Abstand voneinander dargestellt, tatsächlich jedoch befinden sie sich nah beisammen. Alternativ können die Abgleichmaske 3 und die Platte 1 gemäß Fig. 2 voneinander entfernt sein und ein Projektionssystem 60 kann zwischen ihnen angeordnet sein. Das Vergrößerungsverhältnis des Projektionssystems spielt keine Rolle.

Einige Abänderungen werden nachstehend beschrieben. Die in den Fig. 7 bis 10 gezeigten Beispiele sind Abänderungen des Mechanismus (Bezugszeichen 26 bis 31 in Fig. 1, die -·. ein erstes Ausführungsbeispiel zeigt) zur Drehung des Abtaststrahles um einen bestimmten Winkel in einer zur optischen Achse senkrechten Ebene. In anderen Punkten sind diese Abänderungen dem ersten Ausführungsbeispiel ähnlich.

I^m ersten Ausführungsbeispiel können die Neigung© und Θ¹ des Abtaststrahles relativ zur Abtastachse nach

Wunsch geändert werden, wohingegen das Merkmal dieser Beispiele ist, daß der Abtaststrahl nur im Bereich der anfänglich festgesetzten Neigungen θ und ©' beweglich ist, das Antriebsverfahren jedoch einfach ist.

In Fig. 7 sind ein drehbarer Polygonspiegel 24 und zylindrische Linsen 26 sowie 26' mit gleichen Eigenschaften dargestellt. Die zylindrischen Linsen 26 und 26' sind derart angeordnet, daß der Abtaststrahl vorbestimmte Neigungen φ und O¹ relativ zur Abtastachse annimmt, wie in Fig. 3 gezeigt. Das Bezugszeichen 47 bezeichnet eine Halteeinrichtung. Eine herkömmliche Antriebsquelle 48, so z.B. ein Zylinder- oder ein Linearbewegungs-Solenoid bewegt die zylindrischen Linsen 26 und 26' geradlinig

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in einer zur optischen Achse senkrechten Richtung. Der Bereich der linearen Bewegung ist durch einen Anschlag (nicht gezeigt) begrenzt, so daß die zylindrischen Linsen in die "vorbestimmte optische Achse eingepaßt sind.

Die Antriebsquelle 48 wird selbstverständlich mittels der Steuerung des in Fig. 1 dargestellten Steuersystems 32 wie beim ersten Ausführungsbeispiel betrieben.

Folglich wird die Antriebsquelle durch den Befehl des Steuersystems 32 angetrieben und die zylindrischen Linsen wechseln derart, daß der Abtaststrahl in die Position gemäß Bezugszeichen 40 oder 41 wie in Fig. 3 gezeigt, gesetzt wird.

In dem in Fig. 8 gezeigten Beispiel sind zylindrische Linsen 26 und 26' mit den gleichen Eigenschaften unter einer vorbestimmten Winkelbeziehung in vorbestimmten Positionen einer Halteeinrichtung 58, die eine Drehachse 57 aufweist, nämlich auf einem konzentrischen Umfangskreis dieser, angeordnet. Übereinstimmend mit dem Befehl des Steuersystems 32 werden die zylindrischen Linsen 26 und 26' mittels der Wirkung einer herkömmlichen Antriebsquelle, z.B. ein Drehsolenoid, und eines Drehbegrenzungsan-Schlags (beide nicht gezeigt) gedreht, um so in die optische Achse 59 eingepaßt zu werden. Da die zylindrischen Linsen 26 und 26' in der optischen Achse in vorbestimmter Winkelbeziehung stehen, wird der Abtaststrahl in Positionen gemäß den Bezugszeichen 40 oder 41 in Fig. 3 gesetzt.

In anderen Punkten ist dieses Beispiel dem ersten Ausführungsbeispiel ähnlich.

Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Hierbei sind zylindrische Linsen 26 und 26' in vorbestimmter Winkelbeziehung in einer zu^Toptischen Achse senkrechten

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Ebene angeordnet. Die Bezugszeichen 51 und 52 bezeichnen Spiegel. Polarisierte Strahl teiler 49 und 50 besitzen eine Eigenschaft, Licht in Abhängigkeit der Polarisationsrichtung entweder zu reflektieren oder hindurchzulassen.

Eine Halteeinrichtung 54, ein Polarisationslaser 27', und eine Antriebswelle geradliniger Bewegung, die im Zusammenhang mit dem Beispiel in Fig. 6 beschrieben wurde, sind dargestellt.

Es sei angenommen, daß der Strahl des Lasers 27' ein polarisiertes Licht in Richtung der Ebene des Zeichenpapiers ist. Dieser wird als P-polarisiertes Licht bezeichnet. \ Wenn das P-polarisierte Licht in eine Z/2 Platte 53 eintritt, wird es in einS- polarisiertes Licht senkrecht zur Zeichenebene umgewandelt und mittels der reflektierenden Oberfläche 50' des polarisierten Strahlteilers 50 vollkommen reflektiert. Das S-polarisierte Licht tritt dann über den Spiegel 51 in die zylindrische Linse 26 ein, wodurch es die Form eines stabförmigen Strahls erlangt. Folglich wird es an der reflektierenden Oberfläche 49' des polarisierten Strahlteilers 49 vollkommen reflektiert und wandert in Richtung des sich drehenden Polygonspiegels 24. Aufgrund eines Befehls des Steuersystems 32 an die Antriebsquelle 48 wird die T-I¹Z Platte 53 aus dem optischen Weg zurückgezogen und der Laserstrahl, der P-polarisiertes Licht bleibt, tritt in den Strahlteiler 50 ein und wird im Gegensatz zum vorherigen Fall vollkommen hindurchgelassen. Er läuft dann in Richtung des Spiegels 52 und wird mittels der zylindrischen Linse 26' in einen stabförmigen Strahl umgeformt und vollkommen durch den Strahlteiler 49 ähnlich dem vorhergehenden Fall hindurchgelassen und läuft in Richtung des sich drehenden Polygonspiegels 24,

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Der optische Weg kann so ohne jeden Verlust an Lichtmenge mittels dem Stellungswechsel der jl*/2 Platte 53 gewechselt werden. und als Ergebnis dessen kann die Drehrichtung des stabförmigen Strahls in einer zur optischen Achse senkrechten Ebene in eine gemäß dem Bezugszeichen.:»· 40 oder 41 in Fig. 3 vorbestimmte Richtung geändert werden.

In diesem Beispiel kann die ^/2 Platte durch ein anderes optisches Element wie z.B. ein elektrooptisches Element ersetzt sein, und in diesem Fall ist die geradlinige Antriebsquelle 48 unnötig und so die Konstruktion vereinfacht.

Das Beispiel in Fig. 10 ist im wesentlichen dem Beispiel in Fig. 9 ähnlich ■ mit der Ausnahme, daß eine die Länge des optischen Wegs ausgleichende Linse 54^f sowie eine weitere %/2 Platte 53 vorgesehen ist, so daß die Strahlen nach dem Durchgang durch zwei optische Wege in der Polarisationsrichtung identisch sind. Folglich wird dieses Ausführungsbeispiel in einem Fall wirksam sein, wo die Länge des optischen Weges korrigiert werden und die Polarisationsrichtung des Strahls konstant gehalten werden muß.

Wie vorstehend beschrieben, hat die Erfindung die Nachteile aufgrund der Tatsachen bewältigt, daß ein kompliziertes optisches System, das eine fehlerhafte Ausbildung des herkömmlichen Typs ist, verwendet wird, daß das beleuchtende Licht nicht wirksam ausgenützt wird und daß wie in anderen Ausführungsformen des Geräts eine Punktstrahlabtastung verwendet wird, d.h. die Nachteile, daß im Fall des Vorhandeseins von Staub auf der Abtastlinie oder abgenützter Abgleichmarken Fehler im Abgleich oder Minderung der Genauigkeit auftreten können, indem eine einen stabförmigen Strahl erzeugende Einrichtung verwendet

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wird, die ein einfaches optisches Element sowie eine Vorrichtung umfaßt, die zu einem gewünschten Zeitpunkt während dem Abtasten der Abgleichmarken den abtastenden stabförmigen Strahl in eine gewünschte Neigung bringt.

5 Obwohl Beispiele unter Verwendung zylindrischer Lirisen beschrieben wurden, kann der stabförmige Strahl mittels eines herkömmlichen optischen Verzerrsystems gebildet sein (nämlich einem optischen System, in welchem sich die Brechkraft in zwei zueinander senkrechten Richtungen unterscheidet). Als Beispiel eines anamorphen optischen Systems kann eine Kombination aus einer zylindrischen Linse und einer sphärischen Linse genannt sein. V

Somit wurde die wirkungsvolle Verwendung eines einfachen optischen Systems,· eines beleuchtenden Lichts, sowie Vergrößerung der Abgleichgenauigkeit und Abgleichwahrscheinlichkeit realisiert. D.h. die aufgrund von Staub und unvollständigen Abschnitten wie z.B. abgenützten Abgleichmarken hervorgerufene fehlerhafte Anzahl ist verringert und vollständigere Signale werden erhalten, wodurch eine Verbesserung der Abgleichgenauigkeit und Abgleichwahrscheinlichkeit erreicht wurde.

Ferner ist die wirksame Nutzbarmachung des beleuchtenden Lichts zusammen mit der Anpassung der Laserlichtquelle in hohem Maße für den Anstieg der Anzahl ausschlaggebend, bei welcher automatischer Abgleich erreicht wird. Aufgrund der Beziehung, daß die Größe des Signals von der Abtastoberfläche proportional zur pro Flächeneinheit eingestrahlten Lichtmenge bei sonst unveränderten Werten ist, bedeutet ein Zusammenziehen des gesamten beleuchtenden Lichtbündels in einen stabförmigen Strahl, daß ein für einen automatischen Abgleich genügend großes Signal sogar von einem Körper wie z.B. einer Platte, die den Signalerhalt erschwert, erhalten werden kann und daß die Anzahl

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erfolgreicher automatischer Abgleiche ansteigt. Anders herum ausgedrückt ist eine kleinere Lichtquelle ausreichend, 'um eine vorbestimmte Signalausgabe zu erhalten, wobei dies zu einer Verminderung im Energieverbrauch und zu einer kompakten Bauform des Geräts führt.

Unter dem Gesichtspunkt der Abgleichgenaugigkeit wird auch die Stabilität des Abtastgeräts, d.h. die Stabilität der Abtastgeschwindigkeit zu einem großen Problem und jede Stabilitätsverminderung kann zu einer reduzierten Abgleichgeschwindigkeit führen. In Anbetracht dessen wurde bei der vorliegenden Erfindung ein sich drehender Polygonspiegel, ein Galvano-Spiegel oder ein akustisch optisches Element als Abtastkörper verwendet und deshalb ist es baulich einfach, die Stabilität der Abtastgeschwindigkeit aufrecht zu erhalten und als Ergebnis dessen läßt sich eine Vergrößerung der Abgleichgenauigkeit erreichen.

Offenbart ist ein Abgleichgerät, das mittels eines stabförrnigen Strahls mit länglichem Beleuchtungsgebiet zwei Körper wie z.B. eine Halbleitermaske und eine Platte, die längliche (bzw. stabförmige) Abgleichmarken aufweisen, abtastet, wobei sich während des AbtastVorgangs die Neigungsrichtung des stabförmigen Strahls ändert; die örtliche Beziehung der beiden Körper zueinander wird ermittelt, wodurch Abgleich der Körper erreicht wird. Der stabförmige Strahl wird mit Hilfe eines anamorphen optischen Systems (z.B. einer zylindrischen Linse oder dergleichen) erzeugt. Der stabförmige Strahl tastet die Abgleichmarken· mittels eines Strahlabtastsystems ab, wobei die Neigung des Strahls durch ein Neigungsänderungselement zu einem gewünschten Zeitpunkt, z.B. nachdem der erste Abtastzyklus beendet wurde, geändert wird, und dann von neuem Abtasten erfolgt.

Claims

P atent ansprüche

flj Abgleichgerät, bei welchem Abgleichmarken (34 bis
39) in vorbestimmten Positionen auf zwei Körpern wie einer Abgleichmaske (3) und einer Platte (1) vorgesehen sind,
die mittels einer Strahläbtasteinrichtung (24) entlang
einer vorbestimmten Abtastlinie (42) durch einen Strahl
abgetastet werden, wobei die wechselseitige Ortsbeziehung
zwischen den Abgleichmarken abgelesen wird, und mindestens einer der beiden Körper relativ zum anderen bewegt wird und beide Körper (1,3) in eine vorbestimmte örtliche Beziehung abgeglichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Abgleichmärken (34 bis 39) stabförmig ist und der Abtaststrahl (40,41) ein stabförmiger Strahl ist.
2. Abgleichgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Abgleichmarken (34 bis 39) Marken aufweist, die in zueinander -verschiedenen Richtungen geneigt sind, und daß derstabförmige Strahl (40,41) abtastet, während er seine Neigungsrichtung ändert.
3. Abgleichgerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet
durch eine strahlerzeugende Einrichtung (27), ein anamorphes optisches System (26,53) zur Umformung des Strahls in einen stabförmigen Strahl, eine Einrichtung (28 bis

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32; 47,48,54) zur Neigungsänderung, um die Neigungsrichtung des stabförmigen Strahls zu verändern, eine Einrichtung (13 bis 17) zum Ermitteln der von den beiden Körpern zurückgeworfenen Lichtmenge des Abtaststrahles, sowie eine Einrichtung zur Bewegung von wenigstens einem der be.diden Körper relativ zum anderen in Abhängigkeit van
Ermittlungsergebnis der Ermittlungseinrichtung (13 bis 17) und zum Erreichen des örtlichen Abgleichs der beiden Körper.
4. Abgleichgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (28 bis 32; 47,48,5^4) zur Neigungsänderung eine Einrichtung (29 bis 31; 58) zur Drehung mindestens eines Teiles des anamorphen optischen Systems (26) in einer zur optischen Achse senkrechten Ebene hat.
5. Abgleichgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (28 bis 33; 47,48,54) zur Neigungsänderug eine Einrichtung (48,58) zum

Ändern von mindestens einem Teil des anamorphen optischen Systems (26) in ein anderes anamorphes optisches System (26¹) aufweist.
6. Abgleichgerät nach Anspruch 5, dadurch gekenn-

zeichnet, daß zumindest ein Teil des anamorphen optischen Systems (26) in ein anderes anamorphes optisches System (26¹) mittels geradliniger Bewegung geändert wird.
7. Abgleichgerät nach Anspruch 5, dadurch gekenn-

zeichnet, daß zumindest ein Teil des anamorphen optischen Systems (26) in ein · anderes anamorphes optisches System (26¹) mittels einer Drehbewegung geändert wird.
8. Abgleichgerät nach-Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (28 bis 32;47 bis 53)

zur Neigungsänderung eine

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^-/2-Platte (53), einen polarisierenden Strahlteiler
(49,50) und ein weiteres anamorphes optisches System
aufweist, das in einem durch den polarisierenden Strahlteiler abgeteilten optischen Weg vorgsehen ist, wobei

die Neigungsrichtung des stabförmigen Strahls mitt'els Einsetzen der ^«/2—Platte in und zurückziehen aus dem optischen Weg verändert wird.
9. Abgleichgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei ?-~/2— Platten (53) vorgesehen sind und die Polarisationsrichtungen der stabförmigen Strahlen, die durch die verschiedenen anamorphen optischen Systeme (26,26·) hindurchgetreten sind, die gleichen sind.
10. Abgleichgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Länge des optischen Wegs korrigierendes Glas (54' ) mit einer Dicke gleich der optischen Dicke der ^./2-Platte (53) im optischen Weg vorgesehen ist, wenn sich die P»/2H?latte außerhalb dieses befindet.
11. Abgleichgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das anamorphe optische System eine zylindrische Linse (26) hat.
12. Abgleichgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (28 bis 32;47 bis 53) zur Neigungsänderung ein anamorphes optisches System bildet, das sich bezüglich der Richtung der Sammellinie der zylindrischen Linse (26) unterscheidet.