JP3347490B2 - 位置合わせ方法、該方法による投影露光装置および位置ズレ計測装置 - Google Patents
位置合わせ方法、該方法による投影露光装置および位置ズレ計測装置Info
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Description
れる位置計測方法に関し、特に、ステップアンドリピー
ト方式の露光装置(以下、ステッパと称する)にて、ウ
エハの位置合わせとして行われるオートアライメントに
用いられる位置計測方法に関するものである。
の構成を示すブロック図である。従来のステッパの位置
計測方法について図9を参照して以下に説明する。
1006を介して搭載されるウエハ1005には、シャ
ッタ1002、レチクル1003および投影露光レンズ
1004を通ることによって露光パターンとされた露光
照明装置1001からの照明光が照射される。
エハ1005上の位置合わせマーク(不図示)を光源で
ある位置合わせマーク照明装置1011で照明する。こ
の照明光は反射し、その反射光をアライメントセンサ1
012で受光し、光電変換を行う。アライメントセンサ
1012としては、CCDカメラ等のエリアセンサある
いは、CCDラインセンサ、フォトダイオード等が使わ
れる。
換された信号は、A/D変換装置1101にてA/D変
換され、複数のデジタル画素情報として処理装置内の記
憶装置1102に記憶される。記憶された画素情報は演
算ブロック1103で信号処理を施され、該信号処理結
果よりピーク位置検出ブロック1105で位置合わせマ
ークの中心を求め、ウエハの位置を算出し、ステッパ制
御装置1014に送っている。ウエハの位置が算出され
ると、ステッパ制御装置1014は、ステージ位置を干
渉計1009でモニタしながら、ステージ駆動装置10
08を駆動し、ウエハ1005とレチクル1003の位
置が正確に合わせられた時点でシャッタ1002を開
き、ウエハ1005上にレチクル1003の回路パター
ンを露光していた。
が採られていた。
合わせマークを長軸方向に投影し、得られた信号により
テンプレートマッチングを行う。
わせマークの信号によりテンプレートマッチングを行
う。
された信号と、予め処理装置で持っているテンプレート
との相関演算で、相関の最も高い位置を位置合わせマー
クの中心として検出していた。テンプレートマッチング
は次式で表される。
ト、Eは相関結果である。信号S、テンプレートT、相
関値Eの関係を図示すると図10(A)に示すものとな
る。
信号の左半分を折り返し相関演算を行える。
定しなくてもよい利点がある。なぜならば、マークの形
状は左右対称の形をしているからである。
る。また演算をより高速におこなうために、式(2)を
変形すると式(3)となる。
たがって、対称なマーク中心で値が最小となる位置を捜
せば良い。上記の演算は、先述の演算ブロック1103
で行われ、式(1)の方法では、テンプレートTはテン
プレート記憶ブロック1104に記憶されている。
の位置合わせ方法は、センサで捕らえられた位置合わせ
マークに対するテンプレートマッチング処理がなされ
る。
は位置合わせマークにレジストが塗布されることなどに
よって変化し、線幅に相当する信号幅が太くなったり、
細くなったりしてしまう。このため、予め持っているテ
ンプレートと合わなくなり、相関の最も高い位置と真の
中心位置が1/2画素分ズレることがある。このような
計測精度が悪化した状態で露光がなされると露光精度が
悪くなり、この結果、半導体の製造分留まりを下がって
しまうという問題点がある。
10を参照して説明する。先に示した図10(A)は、
波形SのサイズがテンプレートTと同一の2k+1点の
場合を示す。この場合、相関度Eのピークは1つとな
る。但しkは自然数で、図3の場合k=11である。
プレートTより1点大きな2k+2点の場合を示す。こ
の場合、本来のピーク位置は2つのピーク位置の中点で
あるが、相関度E′のピークが2点隣あった位置に出現
してしまう。これは、従来の処理方法では、隣あった2
点の内、わずかでも大きな点をマーク中心と決定するた
めであり、この結果1/2画素分ズレてしまう。
て、画素分解能を上げる方法がある。画素分解能を向上
することはA/D変換するサンプリング周波数を2倍と
し、メモリの量を2倍とすることで実現できる。しか
し、この場合にはハードウェアの規模が大きなものとな
り、製造コストが高いものになってしまうという問題点
がある。
る問題点に鑑みてなされたものであって、製造コストの
上昇を招来することなく、測定精度を向上することので
きる位置合わせ方法を実現することを目的とする。
は、所定の物体に設けられた位置合わせマークを二次元
的に検出してテンプレートマッチングを行い、該所定の
物体の位置を確認する位置合わせ方法であって、前記位
置合わせマークに対応したテンプレートで第1の相関演
算を行って第1の相関結果を算出し、前記デジタル信号
の相関演算を行う範囲の内の右半分あるいは左半分を1
ポイントシフトさせて前記テンプレートで第2の相関演
算を行って第2の相関結果を算出し、前記第1の相関結
果と第2の相関結果を交互に合成して第3の相関結果を
作成し、該第3の相関結果から位置合わせマークの中心
を算出することを特徴とする。
置合わせマークに対応したテンプレートで、第1の相関
演算を行って第1の相関結果を算出し、前記テンプレー
トの右半分あるいは左半分を1ポイントシフトさせた第
2のテンプレートを作成し、前記位置合わせマークのデ
ジタル信号と第2の相関演算を行って第2の相関結果を
算出し、前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に
合成して第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果か
ら位置合わせマークの中心を算出することを特徴とす
る。
次元的に検出された位置合わせマークの半分をテンプレ
ートと見なし、残り半分のデジタル信号との第1の折り
返し相関演算行って第1の相関結果を算出し、前記テン
プレートと前記二次元的に検出された位置合わせマーク
の残り半分の相関演算を行う範囲を1ポイントシフトさ
せて第2の折り返し相関演算を行って第2の相関結果を
算出し、前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に
合成して第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果か
ら位置合わせマークの中心を算出することを特徴とす
る。
次元的に検出された位置合わせマークの半分をテンプレ
ートと見なし、残り半分のデジタル信号との対称な位置
の差分を積分する第1の演算を行って第1の演算結果を
算出し、前記テンプレートと、前記二次元的に検出され
た位置合わせマークの残り半分との演算を行う範囲を1
ポイントシフトさせ、対称な位置の差分を積分する第2
の演算を行って第2の演算結果を算出し、前記第1の演
算結果と第2の演算結果を交互に合成して第3の演算結
果を作成し、該第3の演算結果から位置合わせマークの
中心を算出することを特徴とする。
クとレチクル面上の位置合わせマークとを撮像する撮像
手段と、ウエハ面上のレジストにレチクル面上のパター
ンを投影露光するために前記撮像手段で得られる情報を
用いて前記レチクルとウエハの相対的な置合わせを行う
アライメント機構とを具備する投影露光装置、ウエハ面
上の位置合わせマークを撮像する撮像手段と、ウエハ面
上のレジストにレチクル面上のパターンを投影露光する
ために前記撮像手段で得られる情報を用いて前記レチク
ルとウエハの相対的な置合わせを行うアライメント機構
とを具備する投影露光装置およびウエハ面上の位置ズレ
計測マークを撮像する撮像手段を具備し、該撮像手段で
得られる情報を用いて位置ズレ計測マークの位置を検出
してズレ量を計測する位置ズレ計測装置のいずれにおい
ても上記の方法のいずれかを用いて位置合わせを行うこ
とを特徴とする。
法においては、1/2画素のズレ量をなくすことをハー
ドウェアの追加無しに行うために、具体的には以下の信
号処理が行われる。
を式(6)に示す。
レートの右半分を作用させる位置を1画素分外にずらし
た相関演算である。式(4)と式(5)を合成すること
で、1/2画素精度の相関演算を実現するものである。
て説明する。
すブロック図である。
わせマークの取り込み方法、信号処理装置および処理方
法について述べる。
エハチャック6を介して搭載されるウエハ5には、シャ
ッタ2、レチクル3および投影露光レンズ4を通ること
によって露光パターンとされた露光照明装置1からの照
明光が照射される。
ージ7に搭載されているウエハ5上に設けられている。
光源である位置合わせマーク照明装置11から出射した
光は、ハーフミラー10、ミラー13、縮小型の投影露
光レンズ4を通り、位置合わせマークを照明する。該照
明により発生する位置合わせマークの像は、ウエハ5で
反射し、入射と同じ経路を辿ってハーフミラー10を通
過し、アライメントセンサ12に入射する。アライメン
トセンサ12は、CCDカメラ等のエリアセンサあるい
は、CCDラインセンサ、フォトダイオード等から構成
されるもので、これらによって受光された位置合わせマ
ークの像は光電変換される。
なる2つの物質が図2に示されるように組み合わされた
ものであったり、同一反射物のものであっても、凹凸の
段差のあるものである。光電変換後には図2の右側部分
に示すような信号が出力される。
検出装置100によって処理される。位置合わせマーク
検出装置100は、A/D変換装置101、記憶装置1
02、第1演算ブロック103、第2演算ブロック10
4、テンプレート保持装置105およびマーク中心検出
ブロック106より構成されるもので、その処理信号は
露光装置制御装置14へ出力され、露光装置制御装置1
4は該演算結果に応じて露光装置の動作を制御する。
れた信号は、A/D変換装置101によってデジタル信
号に変換され、複数のデジタル画素情報として位置合わ
せマーク検出装置100内のメモリ102に記憶され
る。
図3に示す波形Sとなる。図3における各ドットはサン
プリングされた信号強度を示す。但し、アライメントセ
ンサ12としてCCDカメラなどのエリアセンサを用
い、これによる検出信号を光電変換した場合には、マー
クの長手方向に投影した信号である。
ロック103と第2演算ブロック104にてそれぞれ信
号処理が行われる。マーク中心検出ブロック106は各
演算ブロックの演算結果に基づいて位置合わせマークの
中心を求め、ウエハの位置を算出する。
エハ位置算出方法については、図3を参照して説明す
る。
行ってE1を算出する。
る。テンプレートはマークエッジ部だけでよい。このこ
との理由は2つある。第1にはエッジ以外の部分はマー
ク情報を持っていないためであり、第2には情報の無い
領域のノイズ成分が相関演算に影響を与えるのを抑制す
るためである。テンプレートは左右対照なので、式
(9)にまとめられる。S、T、E1について図3の左
側部分に示す。
行ってE2を算出する。
算ブロックの演算結果E1とE2を合成してFを作成す
る。Fの合成を式(11)に示す。
2が合成された様子を図の下部に示す。
ある。第2項は右側テンプレートを1画素分外側に掛け
ている。E1、E2についてxをx―1、x、x+1の
順に並べると、
ることがわかる。図3を用いた説明においては、E2の
相関演算の際に、1画素分外側にテンプレートを掛ける
ものとしたが、1画素分内側に掛けても類似の結果が得
られる。もちろん、演算方法の変形例はいくつか存在す
るが、考え方は同一である。
のウエハの位置が算出されると、露光装置制御装置14
はXYステージ7の位置をレーザー干渉系9でモニタし
ながら、ステージ駆動装置8を駆動し、ウエハ5とレチ
クル3との位置が正確に合わせられた時点でシャッタ2
を開いてウエハ5上にレチクル3の回路パターンを露光
する。
第2演算ブロック104およびマーク中心位置検出ブロ
ック106は1台の汎用プロセッサで実現することがで
きる。
3、第2演算ブロック104の演算内容テンプレート側
をシフトさせた相関演算法で実施する方法を述べる。位
置合わせマークを光電変換するまでのプロセス、ステー
ジ制御、露光方法は図1に示した第1の実施例と同一な
ので、説明は、省略する。
行ってE1を算出する。
る。
行ってE2を算出する。
果E1とE2を合成してFを作成する。Fの合成を式
(20)に示す。
ロックの演算結果E1、E2を比較すると第1項は同一
である。第2項は右側テンプレートを1画素分内側にシ
フトさせて掛けている。第2の実施例において右側テン
プレートを1画素分内側にシフトさせたのは、第1の実
施例に対応させたからである。第1の実施例で述べたよ
うに右側テンプレートを1画素分外側にシフトさせても
類似の結果が得られるし、この式の変形は数通り存在す
るが、考え方は同じである。
と同様に第1演算ブロック103、第2演算ブロック1
04およびマーク中心位置検出ブロック106は1台の
汎用プロセッサで実現することができる。
3、第2演算ブロック104の演算内容を折り返し相関
演算法で実施する方法について述べる。本実施例におけ
る位置合わせマークを光電変換するまでのプロセス、ス
テージ制御、露光方法は第1の実施例と同一なので、説
明は省略する。
と図2に示す波形Sとなる。各ドットがサンプリングさ
れた信号強度を示す。信号波形の左半分が、折り返しテ
ンプレートである。テンプレートはマークエッジ部だけ
でよい。理由は2つあり、エッジ以外の部分はマーク情
報を持っていない、情報の無い領域のノイズ成分が相関
演算に影響を与えるのを抑制するためである。相関演算
は次式に示される。
行ってE1を算出する。
テンプレートと見なした相関演算である。テンプレート
はマークエッジ部だけでよい。理由は2つあり、第1に
エッジ以外の部分はマーク情報を持っていない、第2に
情報の無い領域のノイズ成分が相関演算に影響を与える
のを抑制するためである。
行ってE2を算出する。
演算結果E1とE2を合成しFを作成する。Fの合成を
式(23)に示す。
と同様に第1演算ブロック103、第2演算ブロック1
04およびマーク中心位置検出ブロック106は1台の
汎用プロセッサで実現することができる。
3、第2演算ブロック104の演算内容を第2の実施例
における相関演算を高速に行う高速相関演算法として実
施する方法について述べる。本実施例における位置合わ
せマークを光電変換するまでのプロセス、ステージ制
御、露光方法は第1の実施例と同一なので、説明は省略
する。
と図に示す波形Sとなる。各ドットがサンプリングされ
た信号強度を示す。信号波形の左半分が、折り返しテン
プレートである。テンプレートはマークエッジ部だけで
よい。理由は2つあり、エッジ以外の部分はマーク情報
を持っていない、情報の無い領域のノイズ成分が相関演
算に影響を与えるのを抑制するためである。相関演算は
次式に示される。
分を積分している。第3の実施例では乗算であったが、
マイクロプロセッサ等では減算の処理時間の方が短時間
である。マーク中心検出ブロック106では、各演算ブ
ロックの演算結果E1とE2を合成しFを作成する。F
の合成を式(26)に示す。
(x2)の最小値を捜し、その位置がマーク中心位置で
ある。また、F(x2)は逆数F′(x2)を用いて、
と同様に第1演算ブロック103、第2演算ブロック1
04およびマーク中心位置検出ブロック106は1台の
汎用プロセッサで実現することができる。
すブロック図である。
わせマークの取り込み方法、信号処理装置および処理方
法について述べる。
位置合わせマークの採取するものである。
のに、露光装置制御装置14の指示を受けてレチクル3
を駆動するレチクル駆動装置301および投影露光レン
ズ4の倍率を設定するレンズ倍率駆動装置305を設
け、第1の実施例におけるハーフミラー10、ミラー1
3、位置合わせマーク照明装置11およびアライメント
センサ12のそれぞれをハーフミラー302、ミラー3
00、位置合わせマーク照明装置304およびアライメ
ントセンサ303としたものである。この他の構成は図
1に示した第1の実施例と同様であるため、図1と同じ
符号を付して説明は省略する。
マークはレチクル3上にクロムパターンとして存在す
る。XYステージ7に搭載されているウエハ5上にはウ
エハ用の位置合わせマークが形成されている。
4から出射した光は、ハーフミラー302、ミラー30
0、レチクル3、縮小投影レンズ4を通り、ウエハ5上
の位置合わせマークを照明する。位置合わせマークの像
は、ウエハ5で反射され、再び同じ経路を辿り、レチク
ル3、ハーフミラー302を通過し、アライメントセン
サ303に入射する。この、位置合わせマークの像は、
CCDカメラ等のエリアセンサあるいは、CCDライン
センサ、フォトダイオード等のアライメントセンサ30
3によって光電変換される。
5からの反射光によって照明される。該照明時には位置
合わせマークを形成するクロムパターンが遮光する構成
となり、アライメトセンサ303では暗い像となる。図
5にCCDカメラで撮像した位置合わせマークの画像の
一例を示す。図5には、図示していない左側の光学系の
像も合成して示している。
01にてA/D変換され、複数の画素情報として処理装
置内の記憶装置102に記憶される。
に示す波形Sとなる。各ドットがサンプリングされた信
号強度を示す。但し、CCDカメラなどのエリアセンサ
で光電変換された場合、マークの長手方向に投影した信
号である。
マーク(XL,YL,XR,YR)、合計4つの信号を
記憶する。
演算ブロック103と第2演算ブロック104で信号処
理を行い、両者の演算結果よりマーク中心検出ブロック
106で位置合わせマークの中心を求める。このときの
演算は、ウエハ5の位置合わせマークの中心(XLW
C)と、レチクルマーク中心(XLR1)の1本目とレ
チクルマーク中心(XLR2)の2本目を検出する。こ
のように、ウエハ5とレチクル3とを独立に計測し、相
対的な位置ズレ量を計測する。
ら実施例4に説明したいずれのものをも用いることがで
きる。
なズレ量が計測されると、露光装置制御装置14は、
X,Y方向のシフト成分、回転成分、倍率成分を計算
し、干渉系9でXYステージ7の位置をモニタしなが
ら、レチクル位置駆動装置301またはステージ駆動装
置8を駆動してシフト、回転成分の補正を行い、ウエハ
回転装置6を駆動して回転成分を補正する。また、倍率
成分については、レンズ倍率駆動装置305を駆動する
ことにより補正する。ウエハ5とレチクル3の位置が正
確に合わせられた時点でシャッタ2を開いてウエハ3上
にレチクル3の回路パターンを露光する。
すブロック図である。
わせマークの取り込み方法、信号処理装置および処理方
法について述べる。
外部の顕微鏡を用いてウエハ上の位置合わせマークの採
取するものである。
のに、オフアクシス顕微鏡401を設け、第1の実施例
におけるハーフミラー10、ミラー13、位置合わせマ
ーク照明装置11およびアライメントセンサ12のそれ
ぞれをハーフミラー403、ミラー402、位置合わせ
マーク照明装置405およびアライメントセンサ404
としたものである。この他の構成は図1に示した第1の
実施例と同様であるため、図1と同じ符号を付して説明
は省略する。
上にはウエハ用の位置合わせマークが形成されている。
5から出射した光は、ハーフミラー403、ミラー40
2オフアクシス顕微鏡401を通り、ウエハ5上の位置
合わせマークを照明する。位置合わせマークの像は、ウ
エハ5で反射され、再び同じ経路を辿り、アライメント
センサ303に入射する。この、位置合わせマークの像
は、CCDカメラ等のエリアセンサあるいは、CCDラ
インセンサ、フォトダイオード等のアライメントセンサ
404によって光電変換される。
ら実施例4に説明したいずれのものをも用いることがで
きる。
すブロック図である。
わせマークの取り込み方法、信号処理装置および処理方
法について述べる。
測装置に実施したものである。ズレ量計測装置は、露光
装置にてレチクル面上のパターンが位置合わせされなが
ら露光処理され、レジスト等が現像された後、ウエハ面
上に構成されたズレ量計測マークを測定することを目的
とするXYステージ503上のウエハチャック502に
載置されるウエハ501にはズレ量計測マーク照明装置
505からの照明光がハーフミラー507および顕微鏡
508を介して照射される。ウエハ501の上面には図
8に示すようなズレ量計測マークが形成されており、該
ズレ量計測マークの像はウエハ501で反射され、再び
同じ経路を辿り、ハーフミラー507を通過し、CCD
カメラ等のエリアセンサあるいは、X,Y二組のCCD
ラインセンサ、フォトダイオード等のズレ量観察撮像装
置504に入射して光電変換される。
た第1の実施例のものと同様であるために説明は省略す
る。位置合わせマーク検出装置100の検出結果はズレ
量計測装置制御装置509へ出力され、ズレ量計測装置
制御装置509は該検出結果に基づいてステージ駆動装
置506を介してXYステージ503の制御を行い、ま
た。出力装置510へ出力する。
いて説明する。
いて、外側マーク(OUTM)の中心と、内側マーク
(INM)の中心とを、実施例1から実施例4のいずれ
かの方法で、信号波形XMEA,YMEAよりX軸,Y
軸についてそれぞれ求め、これらの差分をズレ量計測装
置制御装置509に送出して記憶させる。ズレ量計測装
置制御装置509はステージ駆動装置506を介してX
Yステージ503を駆動し、その他のズレ量計測マーク
を測定する。最終的には、統計量などを計算し、記憶さ
れている複数の計測値と共に出力装置510ヘ転送し、
出力する。
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
法においても、従来の方式に比べ、2倍の精度で検出す
ることが可能となった。いままで、検出分解能を1/2
にするためにサンプリング周波数を2倍に上げるなどハ
ードウェアに頼らざるを得ないところがあったが、本手
法を用いれば、従来のハード資産を継承したまま、精度
を2倍に上げられる。しかも、従来の処理方式が、演算
ブロックをソフトウェアによって実行していたのなら
ば、従来のソフトウェアを入れ換えるだけで、精度を2
倍に向上できる。極めて、コストのかからない、性能向
上方法である。また、位置合わせ精度が不足するため
に、高精度な加工ができなかった半導体製造工程にも簡
単に導入でき、従来の露光装置を用いたまま、加工精度
を2倍に上げられる。
求項12に記載の半導体露光装置に限らず、請求項13
乃至請求項16に記載のもののように露光後の位置ズレ
検査装置のマーク位置検出にも利用できる。この場合
も、簡単に計測精度を2倍に向上させることができる。
投影露光装置の構成を示す図である。
置合わせマークと、信号波形を示す図である。
示す図である。
る位置合わせマークを示す図である。
示す図である。
示す図である。
されるマークを示す図である。
る。
明装置 12,303,404 アライメントセンサ 13,300,402 ミラー 14 露光装置制御装置 100,200 位置合わせマーク検出装置 101,201 A/D変換装置 102,202 記憶装置 103 第1演算ブロック 104 第2演算ブロック 105 テンプレート保持装置 106,206 マーク中心検出ブロック 301 レチクル駆動装置 401 オフアクシス顕微鏡 500 ズレ量検出装置 504 ズレ量観察撮像装置 508 顕微鏡 509 ズレ量計測装置制御装置 510 出力装置 T テンプレート S 位置合わせマークの信号 E 相関演算結果 F 合成後の相関演算結果
Claims (16)
- 【請求項1】 所定の物体に設けられた位置合わせマー
クを二次元的に検出してテンプレートマッチングを行
い、該所定の物体の位置を確認する位置合わせ方法であ
って、 前記位置合わせマークに対応したテンプレートで第1の
相関演算を行って第1の相関結果を算出し、 前記デジタル信号の相関演算を行う範囲の内の右半分あ
るいは左半分を1ポイントシフトさせて前記テンプレー
トで第2の相関演算を行って第2の相関結果を算出し、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出することを特徴とする位置合わ
せマーク検出方法。 - 【請求項2】 所定の物体に設けられた位置合わせマー
クを二次元的に検出してテンプレートマッチングを行
い、該所定の物体の位置を確認する位置合わせ方法であ
って、 前記位置合わせマークに対応したテンプレートで、第1
の相関演算を行って第1の相関結果を算出し、 前記テンプレートの右半分あるいは左半分を1ポイント
シフトさせた第2のテンプレートを作成し、前記位置合
わせマークのデジタル信号と第2の相関演算を行って第
2の相関結果を算出し、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出することを特徴とする位置合わ
せマーク検出方法。 - 【請求項3】 所定の物体に設けられた位置合わせマー
クを二次元的に検出してテンプレートマッチングを行
い、該所定の物体の位置を確認する位置合わせ方法であ
って、 前記二次元的に検出された位置合わせマークの半分をテ
ンプレートと見なし、残り半分のデジタル信号との第1
の折り返し相関演算行って第1の相関結果を算出し、 前記テンプレートと前記二次元的に検出された位置合わ
せマークの残り半分の相関演算を行う範囲を1ポイント
シフトさせて第2の折り返し相関演算を行って第2の相
関結果を算出し、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出することを特徴とする位置合わ
せマーク検出方法。 - 【請求項4】 所定の物体に設けられた位置合わせマー
クを二次元的に検出してテンプレートマッチングを行
い、該所定の物体の位置を確認する位置合わせ方法であ
って、 前記二次元的に検出された位置合わせマークの半分をテ
ンプレートと見なし、残り半分のデジタル信号との対称
な位置の差分を積分する第1の演算を行って第1の演算
結果を算出し、 前記テンプレートと、前記二次元的に検出された位置合
わせマークの残り半分との演算を行う範囲を1ポイント
シフトさせ、対称な位置の差分を積分する第2の演算を
行って第2の演算結果を算出し、 前記第1の演算結果と第2の演算結果を交互に合成して
第3の演算結果を作成し、該第3の演算結果から位置合
わせマークの中心を算出することを特徴とする位置合わ
せマーク検出方法。 - 【請求項5】 ウエハ面上の位置合わせマークとレチク
ル面上の位置合わせマークとを撮像する撮像手段と、ウ
エハ面上のレジストにレチクル面上のパターンを投影露
光するために前記撮像手段で得られる情報を用いて前記
レチクルとウエハの相対的な位置合わせを行うアライメ
ント機構とを具備する投影露光装置において、 前記位置合わせマークに対応したテンプレートで第1の
相関演算を行って第1の相関結果を算出する第1演算ブ
ロックと、 前記撮像手段にて撮像された信号の相関演算を行う範囲
の内の右半分あるいは左半分を1ポイントシフトさせて
前記テンプレートで第2の相関演算を行って第2の相関
結果を算出する第2演算ブロックと、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出するマーク中心検出ブロックと
を有することを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項6】 ウエハ面上の位置合わせマークとレチク
ル面上の位置合わせマークとを撮像する撮像手段と、ウ
エハ面上のレジストにレチクル面上のパターンを投影露
光するために前記撮像手段で得られる情報を用いて前記
レチクルとウエハの相対的な位置合わせを行うアライメ
ント機構とを具備する投影露光装置において、 前記位置合わせマークに対応したテンプレートで、第1
の相関演算を行って第1の相関結果を算出する第1演算
ブロックと、 前記テンプレートの右半分あるいは左半分を1ポイント
シフトさせた第2のテンプレートを作成し、前記位置合
わせマークのデジタル信号と第2の相関演算を行って第
2の相関結果を算出する第2演算ブロックとし、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出するマーク中心検出ブロックと
を有することを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項7】 ウエハ面上の位置合わせマークとレチク
ル面上の位置合わせマークとを撮像する撮像手段と、ウ
エハ面上のレジストにレチクル面上のパターンを投影露
光するために前記撮像手段で得られる情報を用いて前記
レチクルとウエハの相対的な位置合わせを行うアライメ
ント機構とを具備する投影露光装置において、 前記撮像手段にて撮像された位置合わせマークの半分を
テンプレートと見なし、残り半分のデジタル信号との第
1の折り返し相関演算行って第1の相関結果を算出する
第1演算ブロックと、 前記テンプレートと前記撮像手段にて撮像された位置合
わせマークの残り半分の相関演算を行う範囲を1ポイン
トシフトさせて第2の折り返し相関演算を行って第2の
相関結果を算出する第2演算ブロックと、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出するマーク中心検出ブロックと
を有することを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項8】 ウエハ面上の位置合わせマークとレチク
ル面上の位置合わせマークとを撮像する撮像手段と、ウ
エハ面上のレジストにレチクル面上のパターンを投影露
光するために前記撮像手段で得られる情報を用いて前記
レチクルとウエハの相対的な位置合わせを行うアライメ
ント機構とを具備する投影露光装置において、 前記撮像手段にて撮像された位置合わせマークの半分を
テンプレートと見なし、残り半分の撮像手段にて撮像さ
れた信号との対称な位置の差分を積分する第1の演算を
行って第1の演算結果を算出する第1演算ブロックと、 前記テンプレートと、前記撮像手段にて撮像された位置
合わせマークの残り半分との演算を行う範囲を1ポイン
トシフトさせ、対称な位置の差分を積分する第2の演算
を行って第2の演算結果を算出する第2演算ブロック
と、 前記第1の演算結果と第2の演算結果を交互に合成して
第3の演算結果を作成し、該第3の演算結果から位置合
わせマークの中心を算出するマーク中心検出ブロックと
を有することを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項9】 ウエハ面上の位置合わせマークを撮像す
る撮像手段と、ウエハ面上のレジストにレチクル面上の
パターンを投影露光するために前記撮像手段で得られる
情報を用いて前記レチクルとウエハの相対的な位置合わ
せを行うアライメント機構とを具備する投影露光装置に
おいて、 前記位置合わせマークに対応したテンプレートで第1の
相関演算を行って第1の相関結果を算出する第1演算ブ
ロックと、 前記撮像手段にて撮像された信号の相関演算を行う範囲
の内の右半分あるいは左半分を1ポイントシフトさせて
前記テンプレートで第2の相関演算を行って第2の相関
結果を算出する第2演算ブロックと、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出するマーク中心検出ブロックと
を有することを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項10】 ウエハ面上の位置合わせマークを撮像
する撮像手段と、ウエハ面上のレジストにレチクル面上
のパターンを投影露光するために前記撮像手段で得られ
る情報を用いて前記レチクルとウエハの相対的な位置合
わせを行うアライメント機構とを具備する投影露光装置
において、 前記位置合わせマークに対応したテンプレートで、第1
の相関演算を行って第1の相関結果を算出する第1演算
ブロックと、 前記テンプレートの右半分あるいは左半分を1ポイント
シフトさせた第2のテンプレートを作成し、前記撮像手
段にて撮像された信号と第2の相関演算を行って第2の
相関結果を算出する第2演算ブロックとし、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出するマーク中心検出ブロックと
を有することを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項11】 ウエハ面上の位置合わせマークを撮像
する撮像手段と、ウエハ面上のレジストにレチクル面上
のパターンを投影露光するために前記撮像手段で得られ
る情報を用いて前記レチクルとウエハの相対的な位置合
わせを行うアライメント機構とを具備する投影露光装置
において、 前記撮像手段にて撮像された位置合わせマークの半分を
テンプレートと見なし、残り半分のデジタル信号との第
1の折り返し相関演算行って第1の相関結果を算出する
第1演算ブロックと、 前記テンプレートと前記撮像手段にて撮像された位置合
わせマークの残り半分の相関演算を行う範囲を1ポイン
トシフトさせて第2の折り返し相関演算を行って第2の
相関結果を算出する第2演算ブロックと、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出するマーク中心検出ブロックと
を有することを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項12】 ウエハ面上の位置合わせマークを撮像
する撮像手段と、ウエハ面上のレジストにレチクル面上
のパターンを投影露光するために前記撮像手段で得られ
る情報を用いて前記レチクルとウエハの相対的な位置合
わせを行うアライメント機構とを具備する投影露光装置
において、 前記撮像手段にて撮像された位置合わせマークの半分を
テンプレートと見なし、残り半分の撮像手段にて撮像さ
れた信号との対称な位置の差分を積分する第1の演算を
行って第1の演算結果を算出する第1演算ブロックと、 前記テンプレートと、前記撮像手段にて撮像された位置
合わせマークの残り半分との演算を行う範囲を1ポイン
トシフトさせ、対称な位置の差分を積分する第2の演算
を行って第2の演算結果を算出する第2演算ブロック
と、 前記第1の演算結果と第2の演算結果を交互に合成して
第3の演算結果を作成し、該第3の演算結果から位置合
わせマークの中心を算出するマーク中心検出ブロックと
を有することを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項13】 ウエハ面上の位置ズレ計測マークを撮
像する撮像手段を具備し、該撮像手段で得られる情報を
用いて位置ズレ計測マークの位置を検出してズレ量を計
測する位置ズレ計測装置であって、 前記位置ズレ計測マークに対応したテンプレートで第1
の相関演算を行って第1の相関結果を算出する第1演算
ブロックと、 前記撮像手段にて撮像された信号の相関演算を行う範囲
の内の右半分あるいは左半分を1ポイントシフトさせて
前記テンプレートで第2の相関演算を行って第2の相関
結果を算出する第2演算ブロックと、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出するマーク中心検出ブロックと
を有することを特徴とする位置ズレ計測装置。 - 【請求項14】 ウエハ面上の位置ズレ計測マークを撮
像する撮像手段を具備し、該撮像手段で得られる情報を
用いて位置ズレ計測マークの位置を検出してズレ量を計
測する位置ズレ計測装置であって、 前記位置ズレ計測マークに対応したテンプレートで、第
1の相関演算を行って第1の相関結果を算出する第1演
算ブロックと、 前記テンプレートの右半分あるいは左半分を1ポイント
シフトさせた第2のテンプレートを作成し、前記撮像手
段にて撮像された信号と第2の相関演算を行って第2の
相関結果を算出する第2演算ブロックとし、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置ズ
レ計測マークの中心を算出するマーク中心検出ブロック
とを有することを特徴とする位置ズレ計測装置。 - 【請求項15】 ウエハ面上の位置ズレ計測マークを撮
像する撮像手段を具備し、該撮像手段で得られる情報を
用いて位置ズレ計測マークの位置を検出してズレ量を計
測する位置ズレ計測装置であって、 前記撮像手段にて撮像された位置ズレ計測マークの半分
をテンプレートと見なし、残り半分の撮像手段にて撮像
された信号との第1の折り返し相関演算行って第1の相
関結果を算出する第1演算ブロックと、 前記テンプレートと前記撮像手段にて撮像された位置ズ
レ計測せマークの残り半分の相関演算を行う範囲を1ポ
イントシフトさせて第2の折り返し相関演算を行って第
2の相関結果を算出する第2演算ブロックと、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出するマーク中心検出ブロックと
を有することを特徴とする位置ズレ計測装置。 - 【請求項16】 ウエハ面上の位置ズレ計測マークを撮
像する撮像手段を具備し、該撮像手段で得られる情報を
用いて位置ズレ計測マークの位置を検出してズレ量を計
測する位置ズレ計測装置であって、 前記撮像手段にて撮像された位置ズレ計測マークの半分
をテンプレートと見なし、残り半分の撮像手段にて撮像
された信号との対称な位置の差分を積分する第1の演算
を行って第1の演算結果を算出する第1演算ブロック
と、 前記テンプレートと、前記撮像手段にて撮像された位置
ズレ計測マークの残り半分との演算を行う範囲を1ポイ
ントシフトさせ、対称な位置の差分を積分する第2の演
算を行って第2の演算結果を算出する第2演算ブロック
と、 前記第1の演算結果と第2の演算結果を交互に合成して
第3の演算結果を作成し、該第3の演算結果から位置ズ
レ計測マークの中心を算出するマーク中心検出ブロック
とを有することを特徴とする位置ズレ計測装置。
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JP23305994A JP3347490B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 位置合わせ方法、該方法による投影露光装置および位置ズレ計測装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23305994A JP3347490B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 位置合わせ方法、該方法による投影露光装置および位置ズレ計測装置 |
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JP23305994A Expired - Fee Related JP3347490B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 位置合わせ方法、該方法による投影露光装置および位置ズレ計測装置 |
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1994
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JPH0894315A (ja) | 1996-04-12 |
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