JP2006308400A - Method of detecting mark position and device thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of detecting a mark position of alignment marks capable of detecting the position of actual alignment marks on a substrate correctly, even when the cross-sectional geometry of alignment marks is in left-right asymmetry. <P>SOLUTION: The method includes a step deriving the signal waveform 102 of the alignment mark 100 with the positional data on a substrate 101, a step deriving a cross-sectional profile 103 of the alignment mark 100, a step deriving the signal waveform 104 with positional data of intersection of lateral surface of the alignment mark 100 and the surface of substrate 101 based on the cross-sectional profile 103, and a step deriving the central position of the alignment mark 100, where the signal waveform 102 is compared with the signal waveform 104 to derive the positional data of intersection with the surface of substrate 101 in the signal waveform 102, and both the positional data of intersection with the surface of this derived substrate and the positional data on the substrate 101 are used. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体集積回路や液晶ドライバの製造において露光工程に使用されるアライメントマークのマーク位置検出方法およびその装置に関するものである。   The present invention relates to a mark position detection method and apparatus for an alignment mark used in an exposure process in the manufacture of a semiconductor integrated circuit and a liquid crystal driver.

従来の上記マーク位置検出装置の一例としてのウェハアライメント装置が、特許文献１に開示されている。
この特許文献１に記載されたマーク位置検出装置（ウェハアライメント装置）を、図９の構成図に基づいて説明する。 A wafer alignment apparatus as an example of the conventional mark position detection apparatus is disclosed in Patent Document 1.
The mark position detection apparatus (wafer alignment apparatus) described in Patent Document 1 will be described based on the configuration diagram of FIG.

マーク位置検出装置は、アライメントマーク９１０の画像９０４を撮影するためのＣＣＤカメラ９０１、あるいはアライメントマーク９１０にレーザ光を照射するレーザ光源９０２およびアライメントマーク９１０によって反射回折したレーザ光（回折光）９０５を検出する回折光ディテクタ９０３を有する検出部９００と、検出部９００のＣＣＤカメラ９０１によって撮影された画像の信号またはディテクタ９０３によって検出されたレーザ光の信号を解析してアライメントマーク９１０の補正量を求め、アライメントマーク９１０の中心位置（真値）を求める信号解析部９０６（詳細は後述する）と、信号解析部９０６において求めたアライメントマーク９１０の中心位置（真値）に基づいてウェハ９０９を載置するステージ９０８の移動を制御するためのステージ制御部９０７を有している。   The mark position detection device uses a CCD camera 901 for taking an image 904 of the alignment mark 910, or a laser light source 902 for irradiating the alignment mark 910 with laser light and a laser beam (diffracted light) 905 reflected and diffracted by the alignment mark 910. A detection unit 900 having a diffracted light detector 903 to be detected and an image signal photographed by the CCD camera 901 of the detection unit 900 or a laser beam signal detected by the detector 903 are analyzed to obtain a correction amount of the alignment mark 910. Then, a signal analysis unit 906 (details will be described later) for obtaining the center position (true value) of the alignment mark 910 and the wafer 909 are mounted based on the center position (true value) of the alignment mark 910 obtained by the signal analysis unit 906. Stage 908 to move And a stage controller 907 for controlling.

図１０に、ＣＣＤカメラ９０１または回折光ディテクタ９０３によって検出された、ウェハ外周付近のアライメントマーク９１０による信号波形１０００を示す。この信号波形１０００に基づいて上記信号解析部９０６においてアライメントマーク９１０の中心位置を求める検出方法を説明する。   FIG. 10 shows a signal waveform 1000 detected by the CCD camera 901 or the diffracted light detector 903 by the alignment mark 910 near the wafer outer periphery. A detection method for obtaining the center position of the alignment mark 910 in the signal analysis unit 906 based on the signal waveform 1000 will be described.

まず、信号波形１０００の最大値（位置１００１（∇（中心）））と最小値との間の任意の位置においてスライスライン（スライスレベル）１００４を設定する。そのスライスライン１００４と信号波形１０００との２つの交点の中点をアライメントマーク９１０の仮の中心位置（計測値△（中心））１００３として求める。   First, a slice line (slice level) 1004 is set at an arbitrary position between the maximum value (position 1001 (∇ (center))) and the minimum value of the signal waveform 1000. The midpoint of the two intersections of the slice line 1004 and the signal waveform 1000 is obtained as a temporary center position (measurement value Δ (center)) 1003 of the alignment mark 910.

信号波形１０００において、信号強度最大値の位置１００１は層間膜のカバレッジに応じて本来のアライメントマークの中心位置１００２からシフトする。そこで、基準信号としてこの最大値の位置１００１の変化を利用してウェハ外周付近における補正量を求める。まず、ウェハ外周付近における仮の中心位置１００３と信号波形１０００の最大値の位置１００１との差を求め、この補正量を仮の中心位置△（外周）に加えることで、ウェハ外周付近におけるアライメントマーク９１０の中心位置“黒で塗りつぶした△”（真値）１００２を求めている。
特開２００２−３４３６９９号公報 In the signal waveform 1000, the position 1001 having the maximum signal intensity is shifted from the center position 1002 of the original alignment mark in accordance with the coverage of the interlayer film. Therefore, the correction amount in the vicinity of the wafer outer periphery is obtained using the change in the position 1001 of the maximum value as the reference signal. First, the difference between the temporary center position 1003 near the wafer outer periphery and the position 1001 of the maximum value of the signal waveform 1000 is obtained, and this correction amount is added to the temporary center position Δ (outer periphery), thereby aligning the alignment mark near the wafer outer periphery. The center position “trimmed with black” 910 (true value) 1002 is obtained.
JP 2002-343699 A

しかしながら、上述のような従来のマーク位置検出装置では、アライメントマーク９１０の位置検出に信号波形１０００を使用しているため、実際のアライメントマーク９１０が左右非対称のとき、基板９０９上のアライメントマーク９１０の位置を正確に検出できないという課題を有していた。   However, since the conventional mark position detection apparatus as described above uses the signal waveform 1000 for detecting the position of the alignment mark 910, when the actual alignment mark 910 is asymmetrical, the alignment mark 910 on the substrate 909 is detected. There was a problem that the position could not be detected accurately.

本発明は、実際のアライメントマークが左右非対称のときでも正確にアライメントマークの位置を検出できるマーク位置検出方法、および該マーク位置検出方法を用いたマーク位置検出装置を提供することを目的としたものである。   An object of the present invention is to provide a mark position detection method capable of accurately detecting the position of an alignment mark even when the actual alignment mark is asymmetrical, and a mark position detection apparatus using the mark position detection method. It is.

前述した目的を達成するために、本発明のマーク位置検出方法は、基板の位置合せのために前記基板に形成されたアライメントマークを検出するマーク位置検出方法であって、前記アライメントマークを撮像してその画像のデータにより前記基板上の位置データを有するアライメントマークの信号波形を求め、一方、アライメントマークの回折光を分光してその分光スペクトルのデータより前記アライメントマークの断面プロファイルを求め、続いて、求めたアライメントマークの断面プロファイルに基づいて、アライメントマークの側面と基板の表面との交点の位置データを有する信号波形を求め、前記基板上の位置データを有するアライメントマークの信号波形とアライメントマークの側面と基板の表面との交点の位置データを有する信号波形を比較し、前記アライメントマークの信号波形における基板の表面との交点の位置データを求め、この求めた基板の表面との交点の位置データと前記基板上の位置データにより前記アライメントマークの中心位置を求める。   In order to achieve the above-described object, a mark position detection method of the present invention is a mark position detection method for detecting an alignment mark formed on the substrate for alignment of the substrate, and images the alignment mark. Then, a signal waveform of the alignment mark having position data on the substrate is obtained from the image data, while a sectional profile of the alignment mark is obtained from the spectral spectrum data by spectrally diffracting the diffracted light of the alignment mark. Based on the obtained cross-sectional profile of the alignment mark, a signal waveform having position data of the intersection of the side surface of the alignment mark and the surface of the substrate is obtained, and the signal waveform of the alignment mark having position data on the substrate and the alignment mark A signal having position data of the intersection of the side surface and the surface of the substrate. Comparing the waveforms, obtaining the position data of the intersection with the surface of the substrate in the signal waveform of the alignment mark, the center position of the alignment mark by the position data of the intersection with the surface of the obtained substrate and the position data on the substrate Ask for.

上記方法によれば、アライメントマークの断面プロファイルを用いることにより実際のアライメントマークの断面形状が左右非対称であっても基板上のアライメントマークの位置データを正確に検出することが可能となる。   According to the above method, by using the cross-sectional profile of the alignment mark, it is possible to accurately detect the position data of the alignment mark on the substrate even if the cross-sectional shape of the actual alignment mark is left-right asymmetric.

本発明のアライメントマークのマーク位置検出方法によれば、アライメントマークの断面形状が左右非対称な場合でもその断面形状を認識し、アライメントマークの中心位置を正確に検出することができる。   According to the mark position detection method of an alignment mark of the present invention, even when the cross-sectional shape of the alignment mark is asymmetrical, the cross-sectional shape can be recognized and the center position of the alignment mark can be accurately detected.

また本発明のマーク位置検出方法を利用したマーク位置検出装置を用いれば、半導体製造における露光工程の位置合わせ精度が良くなり歩留まりを向上でき、さらに位置合わせ精度が向上することにより、半導体装置の設計寸法を小さくすることができ、半導体装置の微細化が可能となる。   In addition, by using the mark position detection apparatus using the mark position detection method of the present invention, the alignment accuracy of the exposure process in semiconductor manufacturing can be improved, the yield can be improved, and further the alignment accuracy can be improved, thereby designing the semiconductor device. The dimensions can be reduced, and the semiconductor device can be miniaturized.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
［実施の形態１］
図５は本発明の実施の形態１におけるマーク位置検出装置の構成図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 5 is a configuration diagram of the mark position detection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

マーク位置検出装置は、図５に示すように、基板５０１上に形成され層間膜５０２に覆われ、更に層間膜５０２の表面がフォトレジスト膜５０３に覆われたアライメントマーク５０４の位置を検出する装置であり、信号検出部５００と、第一の信号処理部５０８と、第二の信号処理部５０９と、第一の信号解析部５１０と、第二の信号解析部５１１を備えている。   As shown in FIG. 5, the mark position detection apparatus is an apparatus for detecting the position of an alignment mark 504 formed on a substrate 501 and covered with an interlayer film 502 and the surface of the interlayer film 502 is covered with a photoresist film 503. A signal detection unit 500, a first signal processing unit 508, a second signal processing unit 509, a first signal analysis unit 510, and a second signal analysis unit 511.

信号検出部５００は、アライメントマーク５０４にレーザ光やハロゲンランプ等の照明光を照射する光源５０５と、アライメントマーク５０４からの散乱・回折あるいは反射光５０６を検出するＣＣＤカメラ等の光電変換素子５０７を有している。前記光源５０５よりハロゲンランプ等の波長帯域幅の広い光をアライメントマーク５０４に照射し、光電変換素子５０７により得られたアライメントマーク５０４の画像データは、第一の信号処理部５０８へ出力される。また前記光源５０５より偏光板を通したレーザ光をアライメントマーク１００に照射し、光電変換素子５０７によりアライメントマーク５０４により回折又は散乱された回折光より得られる分光スペクトルのデータは、第二の信号処理部５０９へ出力される。   The signal detection unit 500 includes a light source 505 that irradiates the alignment mark 504 with illumination light such as a laser beam or a halogen lamp, and a photoelectric conversion element 507 such as a CCD camera that detects scattered / diffracted or reflected light 506 from the alignment mark 504. Have. The alignment mark 504 is irradiated with light having a wide wavelength bandwidth such as a halogen lamp from the light source 505, and image data of the alignment mark 504 obtained by the photoelectric conversion element 507 is output to the first signal processing unit 508. Also, the spectral light obtained from the diffracted light diffracted or scattered by the alignment mark 504 by the photoelectric conversion element 507 is irradiated with laser light that has passed through the polarizing plate from the light source 505 is subjected to second signal processing. Is output to the unit 509.

また上記第一の信号処理部５０８には、信号検出部５００よりアライメントマーク５０４の画像データが入力されており、第一の信号処理部５０８はこのアライメントマーク５０４の画像データを画像処理することにより基板５０１上の位置情報を有すアライメントマーク５０４の信号波形を求める。この求めたアライメントマーク５０４の信号波形は、第二の信号解析部５１１へ出力される。   The first signal processing unit 508 receives image data of the alignment mark 504 from the signal detection unit 500, and the first signal processing unit 508 performs image processing on the image data of the alignment mark 504. A signal waveform of the alignment mark 504 having position information on the substrate 501 is obtained. The obtained signal waveform of the alignment mark 504 is output to the second signal analysis unit 511.

また上記第二の信号処理部５０９には、信号検出部５００よりアライメントマーク５０４の分光スペクトルのデータが入力されており、第二の信号処理部５０９は、この分光スペクトルデータと予めシミュレーションしていたモデル（予め用意されたアライメントマークの断面プロファイルの分光スペクトルデータ）とのマッチングにより、基板５０１上の位置情報を有していない断面プロファイル（輪郭）を得る。この断面プロファイルは、第一の信号解析部５１０へ出力される。   The second signal processing unit 509 receives spectral spectrum data of the alignment mark 504 from the signal detection unit 500, and the second signal processing unit 509 has previously simulated this spectral spectrum data. A cross-sectional profile (contour) having no position information on the substrate 501 is obtained by matching with a model (spectral spectrum data of a cross-sectional profile of an alignment mark prepared in advance). This cross-sectional profile is output to the first signal analysis unit 510.

また上記第一の信号解析部５１０には、第二の信号処理部５０９より断面プロファイルが入力されており、第一の信号解析部５１０はこの断面プロファイルより、アライメントマーク５０４の側面と基板５０１の表面との交点の情報を有す断面プロファイルの信号波形を得る。すなわち、第一の信号解析部５１０には、予めアライメントマーク５０４の各断面形状に相当する断面プロファイル群と、各断面プロファイルにそれぞれに対応した信号波形が用意されており、まず断面プロファイルに最も近い形状を持つ断面プロファイルを、予め用意されていた断面プロファイル群の中から選択し、続いて選択した断面プロファイルに対応した信号波形を得る。この断面プロファイルの信号波形は、第二の信号解析部５１１へ出力される。   In addition, a cross-sectional profile is input from the second signal processing unit 509 to the first signal analysis unit 510, and the first signal analysis unit 510 uses the cross-sectional profile to determine the side surface of the alignment mark 504 and the substrate 501. A signal waveform of a cross-sectional profile having information on the intersection with the surface is obtained. That is, in the first signal analysis unit 510, a cross-sectional profile group corresponding to each cross-sectional shape of the alignment mark 504 and a signal waveform corresponding to each cross-sectional profile are prepared in advance. A cross-sectional profile having a shape is selected from a group of cross-sectional profiles prepared in advance, and then a signal waveform corresponding to the selected cross-sectional profile is obtained. The signal waveform of the cross-sectional profile is output to the second signal analysis unit 511.

また上記第二の信号解析部５１１には、第一の信号解析部５１０よりアライメントマーク５０４の側面と基板５０１の表面との交点の情報を有す断面プロファイルの信号波形が入力され、また第一の信号処理部５０８より、基板５０１上の位置情報を有す信号波形が入力されており、第二の信号解析部５１１は、これら信号波形が有す、アライメントマーク５０４の側面と基板５０１の表面との交点の情報と、基板５０１上の位置情報を比較し、断面プロファイルとアライメントマーク５０４から求めた信号波形の関係を求め、アライメントマークの中心位置を求める。   The second signal analysis unit 511 receives the signal waveform of the cross-sectional profile having information on the intersection point between the side surface of the alignment mark 504 and the surface of the substrate 501 from the first signal analysis unit 510. The signal waveform having position information on the substrate 501 is input from the signal processing unit 508, and the second signal analysis unit 511 receives the side surface of the alignment mark 504 and the surface of the substrate 501 with these signal waveforms. And the position information on the substrate 501 are compared, the relationship between the cross-sectional profile and the signal waveform obtained from the alignment mark 504 is obtained, and the center position of the alignment mark is obtained.

上記構成によるアライメントマーク５０４の検出方法を図１を参照しながら説明する。
図１（ａ）は基板１０１（上記基板５０１と同等）上に形成されたアライメントマーク１００（単にマークとも言う；上記アライメントマーク基板５０４と同等）の断面図を示している。ここで、アライメントマーク１００は左右が非対称な形状を有している。点Ａ、Ｂはアライメントマーク１００の側面と基板表面との交点を示している。
＜第１ステップ＞
まず、第一の信号処理部５０８において、アライメントマーク５０４の画像データの画像処理によりアライメントマーク１００の信号波形１０２を得る。この状態を図１（ｂ）に示す。ここで得られる信号波形１０２は基板１０１上の位置情報を有している。
＜第２ステップ＞
一方で、第二の信号処理部５０９には、予めシミュレーションしていた断面プロファイルのモデル（予め用意されたアライメントマークの断面プロファイルの分光スペクトルデータ）が用意されており、この第二の信号処理部５０９において、回折光の分光スペクトルと前記モデルとのマッチングによりアライメントマーク１００の断面プロファイル（輪郭）１０３を得る。この状態を図１（ｃ）に示す。点Ｃ、Ｄは断面プロファイル１０３の側辺と下辺との交点、つまり、アライメントマーク１００の側面と基板表面との交点Ａ、Ｂを示している。また、ここで得られる断面プロファイル１０３は基板上の位置情報を持っていない。
＜第３ステップ＞
次に、第一の信号解析部５１０において、図２に示すように、まず断面プロファイル１０３に最も近い形状を持つ断面プロファイル１０３ａを、予め用意されていた断面プロファイル群の中から選択する。続いて、選択した断面プロファイル１０３ａに対応した信号波形１０４を得る。この状態を図１（ｄ）に示す。ここで得られる信号波形１０４はアライメントマーク１００の側面と基板表面との交点Ａ、Ｂの情報を持っている。
＜第４ステップ＞
次に、第二の信号解析部５１１において、アライメントマーク５０４の側面と基板５０１の表面との交点Ａ，Ｂの情報を有す信号波形１０４と、基板５０１上の位置情報を有す信号波形１０２を比較することにより信号波形１０５を得る。この状態を図１（ｅ）に示す。ここで得られる信号波形１０５は基板上の位置情報と、アライメントマーク１００の側面と基板表面との交点Ａ、Ｂの情報を持っている。その後、信号波形１０５の点Ａ、ＢよりＡＢ間の中点Ｅが算出される。この状態を図１（ｆ）に示す。この中点Ｅを算出することによりアライメントマーク１００の中心位置を求めることができる。 A method for detecting the alignment mark 504 with the above configuration will be described with reference to FIG.
FIG. 1A is a cross-sectional view of an alignment mark 100 (also simply referred to as a mark; equivalent to the alignment mark substrate 504) formed on the substrate 101 (equivalent to the substrate 501). Here, the alignment mark 100 has an asymmetric shape on the left and right. Points A and B indicate intersections between the side surface of the alignment mark 100 and the substrate surface.
<First step>
First, the first signal processing unit 508 obtains the signal waveform 102 of the alignment mark 100 by image processing of the image data of the alignment mark 504. This state is shown in FIG. The signal waveform 102 obtained here has position information on the substrate 101.
<Second step>
On the other hand, the second signal processing unit 509 is provided with a model of a cross-sectional profile that has been simulated in advance (spectral spectrum data of a cross-sectional profile of an alignment mark prepared in advance). In 509, a cross-sectional profile (contour) 103 of the alignment mark 100 is obtained by matching the spectral spectrum of the diffracted light with the model. This state is shown in FIG. Points C and D indicate intersections between the side and bottom sides of the cross-sectional profile 103, that is, intersections A and B between the side surface of the alignment mark 100 and the substrate surface. Further, the cross-sectional profile 103 obtained here does not have position information on the substrate.
<Third step>
Next, as shown in FIG. 2, the first signal analysis unit 510 first selects a cross-sectional profile 103 a having a shape closest to the cross-sectional profile 103 from a group of cross-sectional profiles prepared in advance. Subsequently, a signal waveform 104 corresponding to the selected cross-sectional profile 103a is obtained. This state is shown in FIG. The signal waveform 104 obtained here has information on intersections A and B between the side surface of the alignment mark 100 and the substrate surface.
<4th step>
Next, in the second signal analysis unit 511, the signal waveform 104 having information on the intersections A and B between the side surface of the alignment mark 504 and the surface of the substrate 501 and the signal waveform 102 having position information on the substrate 501. Are compared to obtain a signal waveform 105. This state is shown in FIG. The signal waveform 105 obtained here has position information on the substrate and information on the intersections A and B between the side surface of the alignment mark 100 and the substrate surface. Thereafter, a midpoint E between AB is calculated from points A and B of the signal waveform 105. This state is shown in FIG. By calculating the midpoint E, the center position of the alignment mark 100 can be obtained.

以上のように、本実施の形態１によれば、アライメントマーク１００の断面プロファイル１０３を利用しているため、アライメンマーク１００が左右非対称な形状を有している場合においても、精度良くアライメントマーク１００の中心位置を検出できる。   As described above, according to the first embodiment, since the cross-sectional profile 103 of the alignment mark 100 is used, the alignment mark 100 can be accurately obtained even when the alignment mark 100 has an asymmetric shape. The center position of can be detected.

また本実施の形態１によれば、断面プロファイル１０３から信号波形１０４を求める過程において、予め用意されていた断面プロファイル１０３ａと信号波形１０４の関係を利用しているため、アライメントアルゴリズムを簡易化、および高速化することができる。
［実施の形態２］
上記実施の形態１では、第二の信号処理部５０９において、予めシミュレーションしていた断面プロファイルのモデルが用意され、回折光の分光スペクトルと前記モデルとのマッチングによりアライメントマーク１００の断面プロファイル（輪郭）１０３を得ているが、実施の形態２では、実際のアライメントマーク５０４の断面形状より、マークの下辺Ｋ、上辺Ｌ、左右両側面と基板表面との角度Ｍ、Ｎ、高さＯをそれぞれ求めて、各部のデータにより断面プロファイル１０３を得る。 Further, according to the first embodiment, in the process of obtaining the signal waveform 104 from the cross-sectional profile 103, since the relationship between the cross-sectional profile 103a and the signal waveform 104 prepared in advance is used, the alignment algorithm is simplified, and The speed can be increased.
[Embodiment 2]
In the first embodiment, the second signal processing unit 509 prepares a cross-sectional profile model that has been simulated in advance, and the cross-sectional profile (contour) of the alignment mark 100 by matching the spectral spectrum of the diffracted light with the model. In the second embodiment, the angle M, N, and the height O between the lower side K, the upper side L, the left and right side surfaces, and the substrate surface are obtained from the cross-sectional shape of the actual alignment mark 504. Thus, a cross-sectional profile 103 is obtained from the data of each part.

図３を参照しながら、本発明の実施の形態２について説明する。
まず、第２ステップとして、求めた分光スペクトルデータよりアライメントマーク１００の断面形状を求め、この求めたアライメントマークの断面形状より、マークの下辺Ｋ、上辺Ｌ、左右両側面と基板表面との角度Ｍ、Ｎ、高さＯをそれぞれ求める。この状態を図３（ａ）に示す。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
First, as a second step, the cross-sectional shape of the alignment mark 100 is obtained from the obtained spectral spectrum data, and the angle M between the lower side K, the upper side L, the left and right side surfaces of the mark and the substrate surface is obtained from the obtained cross-sectional shape of the alignment mark. , N, and height O are obtained. This state is shown in FIG.

次に、これらアライメントマーク１００の断面形状の各部のデータより、断面プロファイル１０３を得る。この状態を図３（ｂ）に示す。
本実施の形態２によれば、断面プロファイルを求める第二の信号処理部５０９において、実際のアライメントマーク１００の断面形状の下辺Ｋ、上辺Ｌ、左右両側面と基板１０１表面の角度Ｍ、Ｎ、高さＯを利用しているため、アライメントアルゴリズムを簡易化、および高速化することができる。
［実施の形態３］
上記実施の形態１では、第一の信号解析部５１０において、断面プロファイル１０３より信号波形１０４を得、続いて第二の信号解析部５１１において、信号波形１０２と信号波形１０４を比較することにより信号波形１０５を得、信号波形１０５の点Ａ、ＢよりＡＢ間の中点Ｅが算出してアライメントマーク１００の中心位置を求めている。実施の形態３では、これとは異なる方法によりアライメントマーク１００の中心位置を求める。 Next, a cross-sectional profile 103 is obtained from the data of each part of the cross-sectional shape of the alignment mark 100. This state is shown in FIG.
According to the second embodiment, in the second signal processing unit 509 for obtaining the cross-sectional profile, the angles M, N, and the lower side K, the upper side L, the left and right side surfaces of the actual alignment mark 100, and the surface of the substrate 101, Since the height O is used, the alignment algorithm can be simplified and speeded up.
[Embodiment 3]
In the first embodiment, the first signal analysis unit 510 obtains the signal waveform 104 from the cross-sectional profile 103, and then the second signal analysis unit 511 compares the signal waveform 102 with the signal waveform 104 to obtain a signal. A waveform 105 is obtained, and a midpoint E between AB is calculated from points A and B of the signal waveform 105 to obtain the center position of the alignment mark 100. In the third embodiment, the center position of the alignment mark 100 is obtained by a different method.

図４を参照しながら、本発明の実施の形態３について説明する。
第一の信号解析部５１０では、第二の信号処理部５０９で得られた断面プロファイル１０３から信号波形を求めるとともに、この求めた信号波形と断面プロファイル１０３の上辺、下辺の長さ、高さ及び側辺の角度との位置・割合関係を求める。 A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The first signal analysis unit 510 obtains a signal waveform from the cross-sectional profile 103 obtained by the second signal processing unit 509, and the obtained signal waveform and the length, height of the upper side and the lower side of the cross-sectional profile 103, and Find the position / ratio relationship with the side angle.

第二の信号解析部５１１では、第一の信号解析部５１０で求めた位置・割合関係と第一の信号処理部５０８で得られた信号波形を比較し、断面プロファイル１０３の上辺あるいは下辺に対応する第一の信号処理部５０８で得られた信号波形１０２のスライスレベルを求め、そのスライスレベルの中点よりアライメントマーク５０４の中心位置を求める。   The second signal analysis unit 511 compares the positional / ratio relationship obtained by the first signal analysis unit 510 with the signal waveform obtained by the first signal processing unit 508, and corresponds to the upper side or the lower side of the cross-sectional profile 103. The slice level of the signal waveform 102 obtained by the first signal processing unit 508 is obtained, and the center position of the alignment mark 504 is obtained from the midpoint of the slice level.

この構成により、まず第３ステップとして、第一の信号解析部５１０において、第二の信号処理部５０９において求めた断面プロファイル１０３から信号波形を求めるとともに、この求めた信号波形と断面プロファイル１０３の上辺、下辺の長さ、高さ及び側辺の角度との位置・割合関係を求める。   With this configuration, as a third step, first, in the first signal analysis unit 510, a signal waveform is obtained from the cross-sectional profile 103 obtained in the second signal processing unit 509, and the obtained signal waveform and the upper side of the cross-sectional profile 103 are obtained. The position / ratio relationship between the length and height of the lower side and the angle of the side is obtained.

続いて第４ステップとして、第二の信号解析部５１１において、第一の信号解析部５１０で求めた位置・割合関係と第一の信号処理部５０８で得られた信号波形を比較し、図４（ａ）に示すように、断面プロファイル１０３の上辺Ｐを求め、第一の信号処理部５０８において求めたアライメントマークの信号波形１０２における、断面プロファイル１０３の上辺Ｐに対応する信号波形１０２のスライスレベルＱを求める。   Subsequently, as a fourth step, the second signal analysis unit 511 compares the positional / ratio relationship obtained by the first signal analysis unit 510 with the signal waveform obtained by the first signal processing unit 508, and FIG. As shown in (a), the upper side P of the cross-sectional profile 103 is obtained, and the slice level of the signal waveform 102 corresponding to the upper side P of the cross-sectional profile 103 in the signal waveform 102 of the alignment mark obtained by the first signal processing unit 508. Q is calculated.

続いて、第二の信号解析部５１１において、信号波形１０２とスライスレベルＱの交点Ｒ、ＳよりＲＳ間の中点Ｔが算出される。この状態を図４（ｂ）に示す。この中点Ｔを算出することによりアライメントマークの中心位置を求めることができる。   Subsequently, in the second signal analysis unit 511, a midpoint T between RSs is calculated from intersections R and S of the signal waveform 102 and the slice level Q. This state is shown in FIG. By calculating the midpoint T, the center position of the alignment mark can be obtained.

なお、図４（ｃ）は、断面プロファイル１０３の下辺Ｕに対応するアライメントマークの中心位置を求める方法を示したものであり、図４（ａ）、（ｂ）と同様な手順によりアライメントマークの中心位置を求めることができる。ここでＶは断面プロファイル１０３の下辺Ｕに対応する信号波形１０２のスライスレベルを示している。また、点Ｗ、Ｘは信号波形１０２とスライスレベルＶの交点、点Ｙは交点ＷＸ間の中点をそれぞれ示している。   FIG. 4C shows a method for obtaining the center position of the alignment mark corresponding to the lower side U of the cross-sectional profile 103, and the alignment mark is processed in the same procedure as in FIGS. 4A and 4B. The center position can be obtained. Here, V indicates the slice level of the signal waveform 102 corresponding to the lower side U of the cross-sectional profile 103. Points W and X indicate intersections of the signal waveform 102 and the slice level V, and a point Y indicates a midpoint between the intersections WX.

また、ここでは断面プロファイル１０３の上辺Ｐ、下辺Ｕに対応するスライスレベルＱ、Ｖよりアライメントマークの中心位置を求める方法について記載しているが、断面プロファイル１０３の任意の高さに対応するスライスレベルにおいても同様な手順により、アライメントマークの中心位置を求めることができることは言うまでもない。   Although a method for obtaining the center position of the alignment mark from the slice levels Q and V corresponding to the upper side P and the lower side U of the cross-sectional profile 103 is described here, the slice level corresponding to an arbitrary height of the cross-sectional profile 103 is described. It goes without saying that the center position of the alignment mark can be obtained by a similar procedure.

以上のように、本実施の形態３によれば、断面プロファイル１０３とアライメントマークより求めた信号波形１０２の関係を求める過程において、アライメントマークの上辺Ｐあるいは下辺Ｕに対応する中心位置Ｔ、Ｙをそれぞれ求めることができるため、そのプロセスに最も適した中心位置を求めることができる。
［実施の形態４］
図６を参照しながら、本発明の実施の形態４について説明する。なお、実施の形態１と同様の構成には、同様の符号を付して説明を省略する。 As described above, according to the third embodiment, in the process of obtaining the relationship between the cross-sectional profile 103 and the signal waveform 102 obtained from the alignment mark, the center positions T and Y corresponding to the upper side P or the lower side U of the alignment mark are obtained. Since each can be obtained, the most suitable center position for the process can be obtained.
[Embodiment 4]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to Embodiment 1, and description is abbreviate | omitted.

図６は、本発明の実施の形態４におけるマーク位置検出装置を示す図である。
本実施の形態４のマーク位置検出装置は、前記実施の形態１に記載の第一の信号解析部５１０に代えて第一の信号解析部６１１を有し、新たに信号保存部６１２を有している。 FIG. 6 is a diagram showing a mark position detection apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
The mark position detection apparatus according to the fourth embodiment includes a first signal analysis unit 611 instead of the first signal analysis unit 510 described in the first embodiment, and a new signal storage unit 612. ing.

第一の信号解析部６１１は、第二の信号処理部５０９で得られた断面プロファイルと信号波形の位置・割合関係を求める過程において、信号保存部６１２にライブラリ化されている信号波形を用いて、その断面プロファイルの上辺、下辺の長さや高さ及び側辺の角度と信号波形の位置・割合関係を求める。   The first signal analysis unit 611 uses the signal waveform stored in the signal storage unit 612 in the process of obtaining the position / ratio relationship between the cross-sectional profile and the signal waveform obtained by the second signal processing unit 509. Then, the length and height of the upper and lower sides of the cross-sectional profile, the angle of the side, and the position / ratio relationship of the signal waveform are obtained.

信号保存部６１２は、第一の信号解析部６１１で得られた断面プロファイルの上辺、下辺の長さや高さ及び側辺の角度と前記信号波形の位置・割合関係を、その都度ライブラリとして保存しておく。   The signal storage unit 612 stores the top and bottom lengths and heights of the cross-sectional profile obtained by the first signal analysis unit 611, the side angle, and the position / ratio relationship of the signal waveform as a library each time. Keep it.

本実施の形態４によれば、第一の信号解析部６１１で得られた断面プロファイルの上辺、下辺の長さや高さ及び側辺の角度と前記信号波形の関係を、その都度ライブラリとして保存しておく信号保存部６１２を有しているため、断面プロファイルと信号波形の関係を求める過程において、そのライブラリ化されている信号波形を利用することができ、アライメントアルゴリズムを簡易化、および高速化することができる。
［実施の形態５］
図７を参照しながら、本発明の実施の形態５について説明する。なお、実施の形態１と同様の構成には、同様の符号を付して説明を省略する。 According to the fourth embodiment, the relationship between the signal waveform and the upper and lower side lengths and heights of the cross-sectional profile obtained by the first signal analysis unit 611 and the side angle is stored as a library each time. Since the signal storage unit 612 is provided, the signal waveform in the library can be used in the process of obtaining the relationship between the cross-sectional profile and the signal waveform, and the alignment algorithm is simplified and speeded up. be able to.
[Embodiment 5]
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to Embodiment 1, and description is abbreviate | omitted.

図７は、本発明の実施の形態５におけるマーク位置検出装置を示す図である。
本実施の形態５のマーク位置検出装置は、前記実施の形態１に記載の第二の信号処理部５０９に代えて、第二の信号処理部７１１を有し、新たに外部入力部７１２を有している。なお、前記実施の形態４に記載の信号保存部６１２を有していても良い。 FIG. 7 is a diagram showing a mark position detection apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
The mark position detection apparatus according to the fifth embodiment has a second signal processing unit 711 instead of the second signal processing unit 509 described in the first embodiment, and a new external input unit 712. is doing. Note that the signal storage unit 612 described in Embodiment Mode 4 may be included.

外部入力部７１２は、第二の信号処理部７１１へアライメントマーク５０４の断面形状の高さ、上辺・下辺の長さ及び両側辺の角度を入力する。
第二の信号処理部７１１は、分光スペクトルのデータより断面プロファイル１０３を求めるとき、外部入力部７１２により得られる断面形状の高さ、上辺・下辺の長さ及び両側辺の角度を用いる。 The external input unit 712 inputs the height of the cross-sectional shape of the alignment mark 504, the lengths of the upper and lower sides, and the angles of both sides to the second signal processing unit 711.
The second signal processing unit 711 uses the height of the cross-sectional shape obtained by the external input unit 712, the lengths of the upper and lower sides, and the angles of both sides when obtaining the cross-sectional profile 103 from the spectral spectrum data.

本実施の形態５によれば、第二の信号処理部７１１へアライメントマーク５０４の断面形状の高さ、上辺・下辺の長さ及び両側面の角度を入力する外部入力部７１２を有しているため、断面プロファイル１０３を求めるとき、その外部入力部７１２により得られる断面形状の高さ、上辺・下辺の長さ及び両側面の角度を利用することができ、アライメントアルゴリズムを簡易化、および高速化することができる。
［露光装置］
図８に、本発明のマーク位置検出装置を使用した露光装置の構成を示す。 According to the fifth embodiment, the second signal processing unit 711 has the external input unit 712 that inputs the height of the cross-sectional shape of the alignment mark 504, the lengths of the upper and lower sides, and the angles of both side surfaces. Therefore, when obtaining the cross-sectional profile 103, the height of the cross-sectional shape obtained by the external input unit 712, the lengths of the upper and lower sides, and the angles of both side surfaces can be used, and the alignment algorithm is simplified and speeded up. can do.
[Exposure equipment]
FIG. 8 shows the configuration of an exposure apparatus using the mark position detection apparatus of the present invention.

この露光装置は、基板８００を保持するステージ８０１と、実施の形態１から実施の形態４に記載のマーク位置検出装置８０２と、前記マーク位置検出装置８０２により得られる情報に基づいて、前記ステージ８０１の動きを制御するステージ制御部８０３を有している。   The exposure apparatus includes a stage 801 that holds a substrate 800, the mark position detection device 802 described in the first to fourth embodiments, and information obtained by the mark position detection device 802. A stage control unit 803 for controlling the movement of.

この構成によれば、マーク位置検出装置８０２を用いることにより、フォトリソグラフィ工程の露光工程における位置合わせ精度が良くなるため、デバイスの歩留まりを向上することができる。   According to this configuration, by using the mark position detection device 802, the alignment accuracy in the exposure process of the photolithography process is improved, so that the device yield can be improved.

この露光装置は、フォトリソグラフィ工程の露光工程における位置合わせ精度が良くなり歩留まりが向上するため、半導体集積回路や液晶ドライバの製造等に有用である。
なお、上記実施の形態では、アライメントマーク１０４が層間膜１０２に覆われた構造について記載しているが、アライメントマーク１０４がフォトレジスト膜１０３に直接覆われた構造においても同様な手順により、アライメントマーク１０４の中心位置を求めることができることは言うまでもない。 This exposure apparatus is useful for manufacturing semiconductor integrated circuits and liquid crystal drivers because the alignment accuracy in the exposure process of the photolithography process is improved and the yield is improved.
In the above embodiment, the structure in which the alignment mark 104 is covered with the interlayer film 102 is described. However, in the structure in which the alignment mark 104 is directly covered with the photoresist film 103, the alignment procedure is performed in the same manner. It goes without saying that the center position of 104 can be obtained.

本発明にかかるマーク位置検出方法及びマーク位置検出装置は、アライメンマークが左右非対称な形状を有している場合においても、精度良くアライメントマークの中心位置を検出することができ、半導体集積回路や液晶ドライバの製造等に有用である。   The mark position detection method and mark position detection apparatus according to the present invention can accurately detect the center position of an alignment mark even when the alignment mark has a left-right asymmetric shape. This is useful for manufacturing drivers.

本発明の実施の形態１におけるマーク位置検出方法を示す図である。It is a figure which shows the mark position detection method in Embodiment 1 of this invention. 同マーク位置検出方法を示す図である。It is a figure which shows the same mark position detection method. 本発明の実施の形態２におけるマーク位置検出方法を示す図である。It is a figure which shows the mark position detection method in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３におけるマーク位置検出方法を示す図である。It is a figure which shows the mark position detection method in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態１におけるマーク位置検出装置を示す図である。It is a figure which shows the mark position detection apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態４におけるマーク位置検出装置を示す図である。It is a figure which shows the mark position detection apparatus in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態５におけるマーク位置検出装置を示す図である。It is a figure which shows the mark position detection apparatus in Embodiment 5 of this invention. 本発明のマーク位置検出装置を使用した露光装置を示す図である。It is a figure which shows the exposure apparatus which uses the mark position detection apparatus of this invention. 従来のマーク位置検出装置を示す図である。It is a figure which shows the conventional mark position detection apparatus. 従来のマーク位置検出方法に使用される信号波形を示す図である。It is a figure which shows the signal waveform used for the conventional mark position detection method.

符号の説明Explanation of symbols

１００ アライメントマーク
１０１ 基板
１０２ 信号波形
１０３ 断面プロファイル
１０４ 信号波形
１０５ 信号波形
５００ 信号検出部
５０１ 基板
５０２ 層間膜
５０３ フォトレジスト膜
５０４ アライメントマーク
５０５ 光源
５０６ 散乱・回折あるいは反射光
５０７ 光電変換素子
５０８ 第一の信号処理部
５０９ 第二の信号処理部
５１０ 第一の信号解析部
５１１ 第二の信号解析部
６１１ 第一の信号解析部
６１２ 信号保存部
７１１ 第二の信号処理部
７１２ 外部入力部
８００ 基板
８０１ ステージ
８０２ マーク位置検出装置
８０３ ステージ制御部
Ａ アライメントマークの側面と基板表面との交点
Ｂ アライメントマークの側面と基板表面との交点
Ｃ 断面プロファイルの側辺と下辺との交点
Ｄ 断面プロファイルの側辺と下辺との交点
Ｅ 点Ａ、Ｂ間の中点
Ｋ アライメントマークの下辺
Ｌ アライメントマークの上辺
Ｍ アライメントマークの左右両側面と基板表面との角度
Ｎ アライメントマークの左右両側面と基板表面との角度
Ｏ アライメントマークの高さ
Ｐ 断面プロファイルの上辺
Ｑ スライスレベル
Ｒ 信号波形とスライスレベルの交点
Ｓ 信号波形とスライスレベルの交点
Ｔ 点Ｒ、Ｓ間の中点
Ｕ 断面プロファイルの下辺
Ｖ スライスレベル
Ｗ 信号波形とスライスレベルの交点
Ｘ 信号波形とスライスレベルの交点
Ｙ 点Ｗ、Ｘ間の中点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Alignment mark 101 Substrate 102 Signal waveform 103 Sectional profile 104 Signal waveform 105 Signal waveform 500 Signal detection part 501 Substrate 502 Interlayer film 503 Photoresist film 504 Alignment mark 505 Light source 506 Scattering / diffraction or reflected light 507 Photoelectric conversion element 508 First Signal processing unit 509 Second signal processing unit 510 First signal analysis unit 511 Second signal analysis unit 611 First signal analysis unit 612 Signal storage unit 711 Second signal processing unit 712 External input unit 800 Substrate 801 Stage 802 Mark position detection device 803 Stage control unit A Intersection of side of alignment mark and substrate surface B Intersection of side of alignment mark and substrate surface C Intersection of side and bottom of cross-sectional profile D Side and bottom of cross-sectional profile Crossing point E Middle point between points A and B K Lower side of alignment mark L Upper side of alignment mark M Angle between left and right side surfaces of alignment mark and substrate surface N Angle between left and right side surfaces of alignment mark and substrate surface O Alignment Mark height P Upper side of cross-sectional profile Q Slice level R Intersection of signal waveform and slice level S Intersection of signal waveform and slice level T Midpoint between points R and S U Lower side of cross-sectional profile V Slice level W Signal waveform and slice Intersection of level X Intersection of signal waveform and slice level Y Midpoint between points W and X

Claims (8)

基板の位置合せのために前記基板に形成されたアライメントマークを検出するマーク位置検出方法であって、
前記アライメントマークを撮像し、その画像のデータにより、前記基板上の位置データを有するアライメントマークの信号波形を求める第１ステップと、
前記アライメントマークの回折光を分光し、その分光スペクトルのデータより、前記アライメントマークの断面プロファイルを求める第２ステップと、
前記第２ステップにより求めたアライメントマークの断面プロファイルに基づいて、アライメントマークの側面と基板の表面との交点の位置データを有する信号波形を求める第３ステップと、
前記第１ステップにおいて求めた、基板上の位置データを有するアライメントマークの信号波形と、前記第３ステップにおいて求めた、アライメントマークの側面と基板の表面との交点の位置データを有する信号波形を比較し、前記アライメントマークの信号波形における基板の表面との交点の位置データを求め、この求めた基板の表面との交点の位置データと前記基板上の位置データにより前記アライメントマークの中心位置を求める第４ステップ
を有することを特徴とするマーク位置検出方法。 A mark position detection method for detecting an alignment mark formed on the substrate for alignment of the substrate,
A first step of imaging the alignment mark and obtaining a signal waveform of the alignment mark having position data on the substrate from the image data;
A second step of splitting the diffracted light of the alignment mark and obtaining a cross-sectional profile of the alignment mark from the spectral spectrum data;
A third step for obtaining a signal waveform having position data of an intersection point between the side surface of the alignment mark and the surface of the substrate, based on the cross-sectional profile of the alignment mark obtained in the second step;
The signal waveform of the alignment mark having position data on the substrate obtained in the first step is compared with the signal waveform having position data of the intersection of the side surface of the alignment mark and the surface of the substrate obtained in the third step. Then, the position data of the intersection point with the substrate surface in the signal waveform of the alignment mark is obtained, and the center position of the alignment mark is obtained from the obtained position data of the intersection point with the substrate surface and the position data on the substrate. A mark position detection method comprising four steps. 前記第３ステップでは、
予め用意されたアライメントマークの断面プロファイル群の中から、前記第２ステップにより求めた断面プロファイルに最も近い断面プロファイルを求め、この断面プロファイルと対応して記憶された、アライメントマークの側面と基板の表面との交点の位置データを有する信号波形を求めること
を特徴とする請求項１に記載のマーク位置検出方法。 In the third step,
From the cross-sectional profile group of alignment marks prepared in advance, the cross-sectional profile closest to the cross-sectional profile obtained in the second step is obtained, and the side surface of the alignment mark and the surface of the substrate stored corresponding to this cross-sectional profile 2. A mark position detection method according to claim 1, wherein a signal waveform having position data of the intersection with the mark is obtained. 基板の位置合せのために前記基板に形成されたアライメントマークを検出するマーク位置検出方法であって、
前記アライメントマークを撮像し、その画像のデータにより、前記基板上の位置データを有するアライメントマークの信号波形を求める第１ステップと、
前記アライメントマークの回折光を分光し、その分光スペクトルのデータより、前記アライメントマークの断面プロファイルを求める第２ステップと、
前記第２ステップにより求めたアライメントマークの断面プロファイルに基づいて、アライメントマークの側面と基板の表面との交点の位置データを有する信号波形を求め、この求めた信号波形と、前記断面プロファイルの上辺あるいは下辺の長さおよび高さとの位置・割合関係を求める第３ステップと、
前記第３ステップにより求めた位置・割合関係と前記第１ステップで求めたアライメントマークの信号波形を比較し、前記断面プロファイルの上辺あるいは下辺に対応する前記第１ステップで求めたアライメントマークの信号波形のスライスレベルを求め、前記スライスレベルの中点および前記基板上の位置データより前記アライメントマークの中心位置を求める第４ステップ
を有することを特徴とするマーク位置検出方法。 A mark position detection method for detecting an alignment mark formed on the substrate for alignment of the substrate,
A first step of imaging the alignment mark and obtaining a signal waveform of the alignment mark having position data on the substrate from the image data;
A second step of splitting the diffracted light of the alignment mark and obtaining a cross-sectional profile of the alignment mark from the spectral spectrum data;
Based on the cross-sectional profile of the alignment mark obtained in the second step, a signal waveform having position data of the intersection of the side surface of the alignment mark and the surface of the substrate is obtained, and the obtained signal waveform and the upper side of the cross-sectional profile or A third step for obtaining a position / ratio relationship with the length and height of the lower side;
The position / ratio relationship obtained in the third step is compared with the signal waveform of the alignment mark obtained in the first step, and the signal waveform of the alignment mark obtained in the first step corresponding to the upper side or the lower side of the cross-sectional profile. And a fourth step of determining a center position of the alignment mark from a midpoint of the slice level and position data on the substrate. 前記第２ステップでは、
予め用意されたアライメントマークの断面プロファイルの分光スペクトルデータの中から、前記求めた分光スペクトルデータに最も近い断面プロファイルを求めること
を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のマーク位置検出方法。 In the second step,
The mark position according to any one of claims 1 to 3, wherein a cross-sectional profile closest to the obtained spectral spectrum data is obtained from spectral spectral data of a cross-sectional profile of an alignment mark prepared in advance. Detection method. 前記第２ステップでは、
前記求めた分光スペクトルデータより前記アライメントマークの断面形状を求め、この求めたアライメントマークの断面形状の上辺・下辺の長さおよび両側辺の角度を求め、断面プロファイルを得ること
を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のマーク位置検出方法。 In the second step,
The cross-sectional shape of the alignment mark is obtained from the obtained spectroscopic spectrum data, the lengths of the upper and lower sides of the cross-sectional shape of the obtained alignment mark and the angles of both sides are obtained to obtain a cross-sectional profile. The mark position detection method according to any one of claims 1 to 3. 基板の位置合せのために前記基板に形成されたアライメントマークを検出するマーク位置検出装置において、
前記アライメントマークを撮像し、その画像データを検出し、前記アライメントマークに照射されて回折した回折光を分光し、その分光スペクトルのデータを検出する信号検出部と、
前記信号検出部で検出された画像データより、前記基板上の位置データを有するアライメントマークの信号波形を求める第一の信号処理部と、
前記信号検出部で検出された分光スペクトルのデータより、前記アライメントマークの断面プロファイルを求める第二の信号処理部と、
前記第二の信号処理部で求めた前記アライメントマークの断面形状に基づいて、アライメントマークの側面と基板の表面との交点の位置データを有する信号波形を求め、この求めた信号波形と、前記断面プロファイルの上辺あるいは下辺の長さおよび高さとの位置・割合関係を求める第一の信号解析部と、
前記第一の信号解析部で求めた位置・割合関係と、前記第一の信号処理部で得られた信号波形を比較し、前記断面プロファイルの上辺あるいは下辺に対応する前記第一の信号処理部で得られた信号波形のスライスレベルを求め、前記スライスレベルの中点より前記アライメントマークの中心位置を求める第二の信号解析部と
を備えることを特徴とするマーク位置検出装置。 In a mark position detection device for detecting an alignment mark formed on the substrate for alignment of the substrate,
The alignment mark is imaged, the image data is detected, the diffracted light irradiated and diffracted on the alignment mark is dispersed, and a signal detector that detects the spectral spectrum data; and
From the image data detected by the signal detection unit, a first signal processing unit for obtaining a signal waveform of an alignment mark having position data on the substrate;
From the spectral spectrum data detected by the signal detection unit, a second signal processing unit for obtaining a cross-sectional profile of the alignment mark,
Based on the cross-sectional shape of the alignment mark obtained by the second signal processing unit, a signal waveform having position data of the intersection of the side surface of the alignment mark and the surface of the substrate is obtained, and the obtained signal waveform and the cross-section A first signal analysis unit for obtaining a position / ratio relationship with the length and height of the upper or lower side of the profile;
The first signal processing unit corresponding to the upper side or the lower side of the cross-sectional profile by comparing the positional / ratio relationship obtained by the first signal analysis unit with the signal waveform obtained by the first signal processing unit. And a second signal analysis unit that obtains a slice level of the signal waveform obtained in step 1 and obtains a center position of the alignment mark from a midpoint of the slice level. 前記第一の信号解析部で得られた断面プロファイルの上辺あるいは下辺の長さおよび高さと前記信号波形の位置・割合関係を、その都度ライブラリとして保存しておく信号保存部を備え、
前記第一の信号解析部において、断面プロファイルと信号波形の位置・割合関係を求めるとき、前記信号保存部にライブラリ化されている信号波形を用いること
を特徴とする請求項６に記載のマーク位置検出装置。 A signal storage unit that stores the length and height of the upper or lower side of the cross-sectional profile obtained by the first signal analysis unit and the position / ratio relationship of the signal waveform as a library each time,
7. The mark position according to claim 6, wherein the first signal analysis unit uses a signal waveform stored in a library in the signal storage unit when obtaining a position / ratio relationship between a cross-sectional profile and a signal waveform. Detection device. 実際のアライメントマークの断面形状の高さ、上辺・下辺の長さおよび両側辺の角度を前記第二の信号処理部ヘ入力する外部入力部を備え、
前記第二の信号処理部において断面プロファイルを求めるとき、前記外部入力部より得られる断面形状の高さ、上辺・下辺の長さおよび両側辺の角度を用いること
を特徴とする請求項６に記載のマーク位置検出装置。 An external input unit for inputting the height of the cross-sectional shape of the actual alignment mark, the length of the upper side and the lower side, and the angle of both sides to the second signal processing unit,
The cross-sectional profile height obtained from the external input unit, the lengths of the upper and lower sides, and the angles of both sides are used when obtaining the cross-sectional profile in the second signal processing unit. Mark position detection device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009208240A (en) * 2008-02-29 2009-09-17 Fujifilm Corp Optical imprinting mold, optical imprinting method, magnetic recording medium, and its manufacturing method
JP2010025803A (en) * 2008-07-22 2010-02-04 Fuji Electric Holdings Co Ltd Inspection device having positioning function, program therefor, inspection method of inspection device having positioning function
JP2017215429A (en) * 2016-05-31 2017-12-07 株式会社ニコン Position detection device and position detection method, exposure device and exposing method, and production method of device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009208240A (en) * 2008-02-29 2009-09-17 Fujifilm Corp Optical imprinting mold, optical imprinting method, magnetic recording medium, and its manufacturing method
JP2010025803A (en) * 2008-07-22 2010-02-04 Fuji Electric Holdings Co Ltd Inspection device having positioning function, program therefor, inspection method of inspection device having positioning function
JP2017215429A (en) * 2016-05-31 2017-12-07 株式会社ニコン Position detection device and position detection method, exposure device and exposing method, and production method of device

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