JP3491102B2 - Overlay measuring device - Google Patents
Overlay measuring deviceInfo
- Publication number
- JP3491102B2 JP3491102B2 JP26197394A JP26197394A JP3491102B2 JP 3491102 B2 JP3491102 B2 JP 3491102B2 JP 26197394 A JP26197394 A JP 26197394A JP 26197394 A JP26197394 A JP 26197394A JP 3491102 B2 JP3491102 B2 JP 3491102B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- pattern layer
- correlation calculation
- measurement
- field
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は重ね合わせ測定装置に
関し、特にウエハパターンの重ね合わせ精度の測定を行
う重ね合わせ測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an overlay measuring apparatus, and more particularly to an overlay measuring apparatus for measuring overlay accuracy of wafer patterns.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３は半導体ウエハ（検査対象物）の視
野全体と測定部位との関係を説明するための図であり、
同図（ａ）は視野全体の画像を示す図、同図（ｂ）は測
定部位２３に対応する基準パターン２４を示す図であ
る。また、同図（ａ）のＬ形パターン２１は下層パター
ンを示し、Ｌ形パターン２３は、下層パターン上に形成
された上層パターンを示している。2. Description of the Related Art FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the entire field of view of a semiconductor wafer (inspection object) and a measurement site.
FIG. 7A is a diagram showing an image of the entire visual field, and FIG. 8B is a diagram showing a reference pattern 24 corresponding to the measurement region 23. Further, the L-shaped pattern 21 in FIG. 7A shows a lower layer pattern, and the L-shaped pattern 23 shows an upper layer pattern formed on the lower layer pattern.
【０００３】従来の重ね合わせ測定では、まず最初に測
定部位（Ｌ形パターン）２３を半導体ウエハの画像２０
から検出する。その測定部位２３の検出に際しては、測
定部位２３に対応する基準パターン２４を予めメモリに
登録し、その基準パターン２４を含むウインドウ２２で
万遍なく画像２０を走査して相関演算を施す。その相関
演算の結果を用いて測定部位２３が基準パターン２４と
一致するか否かを判別することにより、測定部位２３を
検出する。In the conventional overlay measurement, first, a measurement site (L-shaped pattern) 23 is formed on a semiconductor wafer image 20.
To detect from. When detecting the measurement site 23, the reference pattern 24 corresponding to the measurement site 23 is registered in the memory in advance, and the window 20 including the reference pattern 24 is evenly scanned over the image 20 to perform the correlation calculation. The measurement site 23 is detected by using the result of the correlation calculation to determine whether or not the measurement site 23 matches the reference pattern 24.
【０００４】このような手法を用いて検出を行う場合、
その測定精度を上げるために、対物レンズを用いて像を
拡大して計測を行っているが、対物レンズの収差等によ
る影響をなるべく少なくするために、測定部位２３の位
置を視野内の所定領域に移動させて測定を行うようにし
ている。これにより測定再現性を向上させることができ
る。When performing detection using such a method,
In order to improve the measurement accuracy, the image is magnified by using the objective lens for measurement, but in order to reduce the influence of the aberration of the objective lens as much as possible, the position of the measurement site 23 is set to a predetermined region within the visual field. I move it to and measure it. This can improve the measurement reproducibility.
【０００５】ところが、測定部位２３を上記の如く、視
野内の所定領域に移動させた場合、重ね合わせ測定装置
そのものを組み付ける際に生じる組み付け精度によっ
て、次のような位置ズレや誤差が生じる。すなわち、Ｘ
Ｙ平面上で移動させた場合、図４に示すように、ＸＹ平
面において、理論上のＹ軸４０と現実のＹ軸４１とが角
度θだけずれていると、仮想原点４３から点Ｐ1 へ移動
する場合、理論上の点Ｐ1 と実際に到達する点Ｐ2 との
間には微妙な誤差が生じる。However, when the measuring portion 23 is moved to a predetermined area within the visual field as described above, the following positional deviation and error occur due to the assembling accuracy that occurs when the overlay measuring apparatus itself is assembled. That is, X
When moved on the Y plane, as shown in FIG. 4, if the theoretical Y axis 40 and the actual Y axis 41 are deviated by an angle θ on the XY plane, the virtual origin 43 moves to the point P1. In that case, a subtle error occurs between the theoretical point P1 and the point P2 that actually reaches.
【０００６】また、このようなＸＹ平面の座標軸のずれ
を補正できたとしても、図５に示すように、Ｚ軸３２が
ＸＹ平面３１に対して直角な理論上のＺ軸３５から角度
θだけずれている場合がある。即ち、従来の重ね合わせ
精度の測定方法（特開平３−３４３０６号公報）におい
ては、上層パターンと下層パターンとのそれぞれに焦点
を合わせて測定するので、理論上のＺ軸３５に対するＺ
軸３２の位置ずれの為に、図５の矢印３３の方向から測
定部位２１に焦点を合わせた場合、測定部位２１がδｓ
ｉｎθだけ位置ずれを起こす。同様に、測定部位２３に
焦点を合わせた場合、測定部位２３がδｓｉｎθだけ位
置ずれを起こす。Even if the deviation of the coordinate axes of the XY plane can be corrected, as shown in FIG. 5, the Z axis 32 is at an angle θ from the theoretical Z axis 35 perpendicular to the XY plane 31. It may be out of alignment. That is, in the conventional method of measuring the overlay accuracy (Japanese Patent Laid-Open No. 3-34306), since the measurement is performed by focusing on each of the upper layer pattern and the lower layer pattern, the Z with respect to the theoretical Z axis 35 is measured.
Due to the displacement of the shaft 32, when the measurement site 21 is focused in the direction of the arrow 33 in FIG.
The position shifts by inθ. Similarly, when the measurement site 23 is focused, the measurement site 23 is displaced by δ sin θ.
【０００７】このようなＸ，Ｙ，Ｚ軸のずれがあると、
測定部位２１又は測定部位２３を所定位置に移動させた
後の視野内での精密な位置を検出するために、再度視野
全体にわたる相関演算を施す必要があった。If there is such deviation of the X, Y and Z axes,
In order to detect the precise position within the visual field after moving the measurement site 21 or the measurement site 23 to a predetermined position, it was necessary to perform the correlation calculation over the entire visual field again.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】前述のように従来の重
ね合わせ測定装置では、上記の如く最低２回の視野全体
にわたる相関演算が必要であり、多くの時間を要すると
いう問題があった。また、移動後の重ね合わせ測定で
は、相関演算で重ね合わせを行う測定部位の位置をより
精密に求める必要があるため、より多くの演算量を要
し、それには更に多くの時間が必要になる。As described above, the conventional overlay measuring apparatus has the problem that it requires a minimum of two times of correlation calculation over the entire visual field as described above, which requires a lot of time. Further, in the overlay measurement after the movement, it is necessary to more accurately obtain the position of the measurement site to be overlayed by the correlation calculation, which requires a larger amount of calculation, which requires more time. .
【０００９】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は測定部位の位置検出を迅速に行う
ことができるとともに、測定再現精度を向上させること
ができる重ね合わせ測定装置を提供することである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an overlay measuring apparatus capable of quickly detecting the position of a measurement site and improving the measurement reproducibility. It is to be.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項１記載の発明の重ね合わせ測定装置は、第１パ
ターン層と、前記第１パターン層上に形成された第２パ
ターン層とを有する検査対象物に電磁波を照射し、視野
内に映し出された前記検査対象物を画像化する画像入力
手段と、予め記憶された前記第１パターン層と前記第２
パターン層とのいずれか一方に相当する基準パターンと
前記視野内の画像とで相関演算を行い、前記第１パター
ンと前記第２パターンとの重ね合わせ測定を行うための
測定部を検出する第１の相関演算手段と、前記測定部
と、予め記憶された重ね合わせ部位パターンとの相関演
算を行い、重ね合わせ測定を行うべき重ね合わせ部位を
検出する第２の相関演算手段とを備えている。 請求項２
記載の発明の重ね合わせ測定装置は、第１パターン層
と、前記第１パターン層上に形成された第２パターン層
とを有する検査対象物に電磁波を照射し、視野内に映し
出された前記検査対象物を画像化する画像入力手段と、
前記第１パターン層と前記第２パターン層とのいずれか
一方に相当する第１基準パターンを記憶する第１記憶手
段と、前記第１パターン層と前記第２パターン層との少
なくとも一方に相当する第２基準パターンを記憶する第
２記憶手段と、前記画像入力手段の焦点を合わせる合焦
手段と、前記焦点を前記第１パターン層面と前記第２パ
ターン層面とのいずれか一方に合わせ、前記焦点が合っ
た前記第１パターン層面と前記第２パターン層面とのい
ずれか一方と前記基準パターンとを前記視野内の全画像
上で相関演算を行い、前記第１基準パターンと一致する
第１検査部を検出する第１の相関演算手段と、前記第１
の相関演算手段で検出した前記第１検査部に基づき、前
記第１パターンと前記第２パターンとの重ね合わせ測定
を行う測定部を前記視野内の所定位置に移動させる移動
手段と、前記視野内の所定位置に移動した前記第１パタ
ーン層面と前記第２パターン層面との少なくとも一方に
前記焦点が合うように前記合焦手段を制御する制御手段
と、前記視野中心に移動した前記測定部と前記第２基準
パターンとの相関演算を前記視野内の全画像のうち前記
測定部周辺に限定して相関演算を行い、前記第２基準パ
ターンと前記測定部とのずれ量を検出する第２の相関演
算手段とを備えている。In order to solve the above-mentioned problems, the overlay measuring apparatus according to the first aspect of the present invention is provided with a first pattern.
A turn layer and a second pattern formed on the first pattern layer.
Irradiate electromagnetic waves to the inspection object that has a turn layer and
Image input for visualizing the inspection object shown in the image
Means, the prestored first pattern layer and the second pattern layer
With a reference pattern corresponding to one of the pattern layer and
Correlation calculation is performed with the image in the field of view to obtain the first pattern.
For performing overlay measurement of the probe and the second pattern
First correlation calculating means for detecting a measuring section, and the measuring section
And the correlation performance between the pre-stored overlapping part pattern
And calculate the overlay area where overlay measurement should be performed.
And a second correlation calculating means for detecting. Claim 2
The overlay measuring apparatus according to the invention described above irradiates an electromagnetic wave to an inspection object having a first pattern layer and a second pattern layer formed on the first pattern layer, and the inspection is displayed in the visual field. Image input means for imaging the object,
It corresponds to at least one of the first pattern unit and the second pattern layer, and a first storage unit that stores a first reference pattern corresponding to one of the first pattern layer and the second pattern layer. second memory means for storing the second reference pattern, and focusing means to focus the image input unit, combined the focus on one of the first pattern layer surface and the second pattern layer surface, the focal point Correlation calculation is performed on any one of the first pattern layer surface and the second pattern layer surface and the reference pattern on all the images in the field of view, and the first inspection unit that matches the first reference pattern First correlation calculating means for detecting
In the visual field, a moving unit that moves a measuring unit that performs overlay measurement of the first pattern and the second pattern to a predetermined position in the visual field based on the first inspection unit detected by the correlation calculating unit of On at least one of the first pattern layer surface and the second pattern layer surface moved to a predetermined position of
A control means for controlling the focusing means so that the focus is adjusted, and a correlation calculation between the measurement part moved to the center of the visual field and the second reference pattern are performed on the periphery of the measurement part in all images in the visual field. There is provided a second correlation calculation means for performing the correlation calculation in a limited manner and detecting the amount of deviation between the second reference pattern and the measurement unit.
【００１１】[0011]
【作用】請求項２記載の発明の重ね合わせ測定装置で
は、測定部位を所定位置に移動させた後、第１パターン
層面と第２パターン層面との少なくとも一方に焦点を合
わせると共に、測定部位の周辺に位置する限定された範
囲の画像だけに相関演算を施すようにしたので、視野全
体にわたり相関演算を行う場合に較べ、演算量が減少
し、計算時間も大幅に短縮される。According to the overlay measuring apparatus of the invention as defined in claim 2,
After moving the measurement site to a predetermined position, the focus is focused on at least one of the first pattern layer surface and the second pattern layer surface, and the correlation calculation is performed only on the image within a limited range located around the measurement site. Since the calculation is performed, the amount of calculation is reduced and the calculation time is significantly shortened as compared with the case where the correlation calculation is performed over the entire visual field.
【００１２】[0012]
【実施例】以下この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１３】図１はこの発明の一実施例に係る重ね合わ
せ測定装置の全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an overlay measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
【００１４】この実施例の重ね合わせ測定装置は、半導
体ウエハ１に光を照射する光源２と、半導体ウエハ１に
光を集光する対物レンズ３と、半導体ウエハ１からの反
射光（又は透過光）を用いて半導体ウエハ１を画像化す
るカメラ４と、このカメラ４により得た画像を電気的に
量子化するＡ／Ｄ変換ユニット５と、カメラ４の視野内
の画像と、後述する基準パターンとの相関演算を行う相
関演算ユニット６と、半導体ウエハ１を移動させる移動
手段としての各ステージ１１〜１３と、自動的にウエハ
１の表面の各パターン層面に焦点を合わせるためのオー
トフォーカスユニット７とを備えている。なお、半導体
ウエハ１は測定部位２１を有する下層パターンと測定部
位２３を有し、下層パターン上に形成された上層パター
ンとから構成されているとする。The overlay measuring apparatus of this embodiment comprises a light source 2 for irradiating the semiconductor wafer 1 with light, an objective lens 3 for converging light on the semiconductor wafer 1, and reflected light (or transmitted light) from the semiconductor wafer 1. ) Is used to image the semiconductor wafer 1, an A / D conversion unit 5 for electrically quantizing the image obtained by the camera 4, an image in the field of view of the camera 4, and a reference pattern described later. A correlation calculation unit 6 for performing a correlation calculation with, the stages 11 to 13 as moving means for moving the semiconductor wafer 1, and an autofocus unit 7 for automatically focusing on each pattern layer surface on the surface of the wafer 1. It has and. It is assumed that the semiconductor wafer 1 has a lower layer pattern having a measurement portion 21 and a measurement portion 23, and is composed of an upper layer pattern formed on the lower layer pattern.
【００１５】カメラ４はＡ／Ｄ変換ユニット５に接続さ
れ、Ａ／Ｄ変換ユニット５は相関演算ユニット６に接続
されている。相関演算ユニット６は、各ステージ１１〜
１３及びオートフォーカスユニット７に接続され、各ス
テージ１０〜１３に移動指令信号を送出するとともに、
オートフォーカスユニット７にオフセット移動指令信号
を送出する。このオフセット移動指令信号は、段差の存
在するパターンに対して、フォーカス位置をシフトする
ための信号指令である。また、相関演算ユニット６に
は、上層パターンである測定部位２１に対応する基本パ
ターン２４（図３（ｂ）参照）と、実際に重ね合わせを
行う測定部位２１と測定部位２３とを有する重ね合わせ
部位２７（図３（ｃ）参照）に対応する重ね合わせ部位
パターン２６（図３（ｄ）参照）とが格納されている。The camera 4 is connected to the A / D conversion unit 5, and the A / D conversion unit 5 is connected to the correlation calculation unit 6. The correlation calculation unit 6 includes the stages 11 to 11.
13 and the autofocus unit 7 and sends a movement command signal to each of the stages 10 to 13,
An offset movement command signal is sent to the autofocus unit 7. This offset movement command signal is a signal command for shifting the focus position with respect to a pattern having a step. Further, the correlation calculation unit 6 has a basic pattern 24 (see FIG. 3B) corresponding to the measurement site 21 which is an upper layer pattern, and a superposition including a measurement site 21 and a measurement site 23 for actually superposing. An overlapping part pattern 26 (see FIG. 3D) corresponding to the part 27 (see FIG. 3C) is stored.
【００１６】半導体ウエハ１は試料台１０に載せられ、
試料台１０は半導体ウエハ１をＺ・θ方向へ移動させる
Ｚ・θステージ１１に取り付けられ、Ｚ・θステージ１
１は半導体ウエハ１をＹ方向へ移動させるＹステージ１
２に取り付けられ、Ｙステージ１２は半導体ウエハ１を
Ｘ方向へ移動させるＸステージ１３に取り付けられてい
る。各ステージ１１〜１３は相関演算ユニット６からの
移動指令信号に基づいて各方向へ動き、Ｚ・θステージ
１１はオートフォーカスユニット７からの上下移動指令
信号に基づいて上下動する。The semiconductor wafer 1 is placed on the sample table 10,
The sample stage 10 is attached to a Z / θ stage 11 that moves the semiconductor wafer 1 in the Z / θ directions.
1 is a Y stage 1 for moving the semiconductor wafer 1 in the Y direction
2, the Y stage 12 is attached to the X stage 13 that moves the semiconductor wafer 1 in the X direction. Each of the stages 11 to 13 moves in each direction based on the movement command signal from the correlation calculation unit 6, and the Z / θ stage 11 moves up and down based on the vertical movement command signal from the autofocus unit 7.
【００１７】次に、この実施例の重ね合わせ測定装置の
動作を説明する。Next, the operation of the overlay measuring apparatus of this embodiment will be described.
【００１８】光源２からの光はハーフミラー８で直角に
反射され、対物レンズ３を介して試料台１０上の半導体
ウエハ１に照射される。半導体ウエハ１からの反射光は
対物レンズ３からハーフミラー８，９を透過し、カメラ
４の撮像面に結像される。The light from the light source 2 is reflected at a right angle by the half mirror 8 and is irradiated onto the semiconductor wafer 1 on the sample table 10 via the objective lens 3. The reflected light from the semiconductor wafer 1 passes from the objective lens 3 through the half mirrors 8 and 9 and is focused on the image pickup surface of the camera 4.
【００１９】半導体ウエハ１からの反射光の一部はハー
フミラー９で反射され、オートフォーカスユニット７の
一部を構成するオートフォーカスセンサ７ａに入力され
る。A part of the reflected light from the semiconductor wafer 1 is reflected by the half mirror 9 and input to the autofocus sensor 7a forming a part of the autofocus unit 7.
【００２０】カメラ４で得た視野全体の画像はＡ／Ｄ変
換ユニット５で量子化され、量子化された視野全体の画
像２０と、予め登録された基本パターン２４との相関演
算を相関演算ユニット６で行い、カメラ４の視野内の測
定部位２３の位置を検出する。The image of the entire visual field obtained by the camera 4 is quantized by the A / D conversion unit 5, and the correlation calculation unit performs the correlation calculation between the quantized image 20 of the entire visual field and the pre-registered basic pattern 24. 6, the position of the measurement site 23 in the visual field of the camera 4 is detected.
【００２１】検出後、相関演算ユニット６からＹステー
ジ１２及びＸステージ１３に移動指令信号を送出してＹ
ステージ１２及びＸステージ１３を動かし、測定部位２
３をカメラ４の視野内の検査し易い位置（カメラ４の視
野中心部）へ移動させる。After the detection, a correlation command unit 6 sends a movement command signal to the Y stage 12 and the X stage 13 to send Y
Move the stage 12 and the X stage 13 to move the measurement site 2
3 is moved to a position in the field of view of the camera 4 that is easy to inspect (center of the field of view of the camera 4).
【００２２】なお、この場合の焦点距離は、半導体ウエ
ハ１の下層パターンの測定部位２１でのエッジのコント
ラストが明確になるように調整され、これにより相関演
算ユニット６が行う相関演算処理（マッチング機能）が
十分に発揮される。The focal length in this case is adjusted so that the edge contrast at the measurement site 21 of the lower layer pattern of the semiconductor wafer 1 becomes clear, whereby the correlation calculation processing (matching function) performed by the correlation calculation unit 6 is performed. ) Is fully demonstrated.
【００２３】Ｙステージ１２及びＸステージ１３を動か
したとき、オートフォーカスユニット７のオートフォー
カスセンサ７ａが凹凸を感知し、オートフォーカスユニ
ット７から上下移動指令信号が送出され、その上下移動
指令信号に基づいてＺ・θステージ１１が上下動する。
このとき焦点は上層パターンと下層パターンとの中間位
置に合わせられる。即ち、測定部位２１と測定部位２３
との両方が見える位置に焦点が合わせられる。When the Y stage 12 and the X stage 13 are moved, the autofocus sensor 7a of the autofocus unit 7 senses unevenness, and the up / down movement command signal is sent from the autofocus unit 7, and based on the up / down movement command signal. The Z / θ stage 11 moves up and down.
At this time, the focus is adjusted to an intermediate position between the upper layer pattern and the lower layer pattern. That is, the measurement site 21 and the measurement site 23
The focus is on the position where both can be seen.
【００２４】その後、視野全体の画像のうち所定範囲の
画像である、重ね合わせ部位２７と重ね合わせ部位パタ
ーン２６を有するウインドウ２５との相関演算を行い、
重ね合わせ部位２７の位置を検出する。尚、ここではよ
り密な相関演算を施し、画像のサブピクセルまでの位置
認識を行ってもよい。After that, the correlation calculation between the overlapping portion 27 and the window 25 having the overlapping portion pattern 26, which is an image of a predetermined range in the image of the entire visual field, is performed,
The position of the overlapping portion 27 is detected. It should be noted that, here, a closer correlation calculation may be performed to recognize the positions of sub-pixels of the image.
【００２５】重ね合わせ部位２７の位置検出の結果、位
置ずれが許容範囲内に入っていれば、そのままその位置
で重ね合わせ部位２７に対して測定部位２１と測定部位
２３との相対的な位置ずれ検出を行い、言い換えれば上
層パターンと下層パターンとの重ね合わせ精度の測定を
行い、許容範囲内に入っていなければ、図示しないずれ
量補正装置で重ね合わせ部位２７の位置を補正して重ね
合わせ部位２７が許容範囲内に入るように位置調整を行
う。重ね合わせ精度の測定は例えば上層パターンの測定
部位２３と、下層パターンの測定部位２１とのパターン
のエッジ正反射光強度位置を測定して行われる。As a result of detecting the position of the overlapping portion 27, if the positional deviation is within the permissible range, the relative positional deviation between the measuring portion 21 and the measuring portion 23 with respect to the overlapping portion 27 is maintained at that position. The detection is performed, in other words, the overlay accuracy of the upper layer pattern and the lower layer pattern is measured. If the overlay accuracy is not within the allowable range, the position of the overlay portion 27 is corrected by a displacement amount correction device (not shown) to perform overlay. The position is adjusted so that the part 27 is within the allowable range. The overlay accuracy is measured, for example, by measuring the edge regular reflection light intensity position of the pattern of the measurement portion 23 of the upper layer pattern and the measurement portion 21 of the lower layer pattern.
【００２６】図２はこの実施例の重ね合わせ測定装置を
実行するための手順を示す図である。まず、焦点距離を
マッチング機能（相関演算処理）に最適なものに調整し
（ステップＳ１）、視野全体にわたる画像取り込みを行
う（ステップＳ２）。次に、マッチングを行って上層パ
ターンの測定部位２３の位置を検出し（ステップＳ
３）、その位置がカメラ４の視野中心部に入るように移
動させる（ステップＳ４）。そして、その位置で焦点を
上層パターンと下層パターンとの中間位置に合わせ、再
度画像を取り込み（ステップＳ５）、重ね合わせ部位２
７の範囲でのマッチングを行う（ステップＳ６）。マッ
チングを行った結果、位置ずれが許容範囲内に入ってい
れば、そのままその位置で重ね合わせ精度の測定を行い
（ステップＳ８）、許容範囲内に入っていなければ、重
ね合わせ部位２７の位置を補正した後（ステップＳ
９）、ステップＳ５へ進み、重ね合わせ精度の測定を行
う。FIG. 2 is a diagram showing a procedure for executing the overlay measuring apparatus of this embodiment. First, the focal length is adjusted to the optimum one for the matching function (correlation calculation processing) (step S1), and the image is captured over the entire visual field (step S2). Next, matching is performed to detect the position of the measurement portion 23 of the upper layer pattern (step S
3) Then, the position is moved so as to enter the center of the visual field of the camera 4 (step S4). Then, at that position, the focus is adjusted to an intermediate position between the upper layer pattern and the lower layer pattern, the image is captured again (step S5), and the overlapping portion 2
Matching is performed within the range of 7 (step S6). As a result of matching, if the positional deviation is within the allowable range, the overlay accuracy is measured at that position as it is (step S8). If it is not within the allowable range, the position of the overlapping portion 27 is determined. After correction (step S
9) The process proceeds to step S5, and the overlay accuracy is measured.
【００２７】この実施例の重ね合わせ測定装置によれ
ば、２回目の相関演算では、上層パターンと下層パター
ンとの中間位置に焦点を合わせるとともに、重ね合わせ
部位２７の周辺に位置する限定された範囲の画像だけに
相関演算を施すようにしたので、視野全体にわたって相
関演算を行う場合に較べ、演算量が減少し、計算時間も
大幅に少なくなり、重ね合わせ部位２７の位置検出を迅
速に行うことができる。According to the overlay measuring apparatus of this embodiment, in the second correlation calculation, the focal point is focused on the intermediate position between the upper layer pattern and the lower layer pattern, and the limited range around the overlaying portion 27 is set. Since the correlation calculation is performed only on the image of, the calculation amount is reduced and the calculation time is significantly reduced as compared with the case where the correlation calculation is performed over the entire field of view, and the position of the overlapping portion 27 can be detected quickly. You can
【００２８】また、見方を変えると従来と同じ計算時間
でよりきめ細かな高い精度の相関演算処理が可能とな
り、それだけ位置認識分解能を向上させることができ
る。Further, if the viewpoint is changed, finer and more accurate correlation calculation processing can be performed in the same calculation time as the conventional one, and the position recognition resolution can be improved accordingly.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上説明したようにこの発明の重ね合わ
せ測定装置によれば、２回目の相関演算では測定部の位
置周辺の所定範囲の画像だけに相関演算を施すようにし
たので、演算量を減少させ、計算時間も大幅に短縮させ
ることができ、測定部位の位置検出を迅速に行うことが
できるとともに、測定再現精度を向上させることができ
る。As described above, according to the overlay measuring apparatus of the present invention, in the second correlation calculation, the correlation calculation is performed only on the image within the predetermined range around the position of the measuring portion, and therefore the calculation amount is increased. And the calculation time can be significantly shortened, the position of the measurement site can be detected quickly, and the measurement reproducibility can be improved.
【図１】図１はこの発明の一実施例に係る重ね合わせ測
定装置の全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an overlay measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】図２はこの発明の重ね合わせ測定装置を実行す
るための手順を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a procedure for executing the overlay measuring apparatus of the present invention.
【図３】図３は視野全体の画像と測定部位との関係を説
明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a relationship between an image of the entire field of view and a measurement site.
【図４】図４はＸ軸とＹ軸とが直交していないときの移
動誤差を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a movement error when the X axis and the Y axis are not orthogonal to each other.
【図５】図５はＸＹ平面とＺ軸とが直角でないときの移
動誤差を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a movement error when the XY plane and the Z axis are not at right angles.
１ 半導体ウエハ ４ カメラ ５ Ａ／Ｄ変換ユニット ６ 相関演算ユニット １１ Ｚ・θステージ １２ Ｙステージ １３ Ｘステージ ２１ 測定部位 1 Semiconductor wafer 4 cameras 5 A / D conversion unit 6 Correlation calculation unit 11 Z / θ stage 12 Y stage 13 X stage 21 Measurement site
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 G06T 1/00 G06T 7/00 H01L 21/64 - 21/66 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01B 11/00-11/30 G06T 1/00 G06T 7/00 H01L 21/64-21/66
Claims (2)
上に形成された第２パターン層とを有する検査対象物にOn an inspection object having a second pattern layer formed on the
電磁波を照射し、視野内に映し出された前記検査対象物The object to be inspected, which is projected in the field of view by radiating electromagnetic waves
を画像化する画像入力手段と、Image input means for imaging 予め記憶された前記第１パターン層と前記第２パターンThe first pattern layer and the second pattern stored in advance
層とのいずれか一方に相当する基準パターンと前記視野The reference pattern corresponding to one of the layers and the field of view
内の画像とで相関演算を行い、前記第１パターンと前記The correlation calculation is performed with the image in the
第２パターンとの重ね合わせ測定を行うための測定部をA measuring unit for performing overlay measurement with the second pattern
検出する第１の相関演算手段と、First correlation calculation means for detecting, 前記測定部と、予め記憶された重ね合わせ部位パターンThe measurement part and the superposed part pattern stored in advance
との相関演算を行い、重ね合わせ測定を行うべき重ね合Correlation calculation with and overlay measurement should be performed.
わせ部位を検出する第２の相関演算手段とを備えることAnd a second correlation calculating means for detecting the joint part.
を特徴とする重ね合わせ測定装置。An overlay measuring device characterized by.
上に形成された第２パターン層とを有する検査対象物に
電磁波を照射し、視野内に映し出された前記検査対象物
を画像化する画像入力手段と、 前記第１パターン層と前記第２パターン層とのいずれか
一方に相当する第１基準パターンを記憶する第１記憶手
段と、 前記第１パターン層と前記第２パターン層との少なくと
も一方に相当する第２基準パターンを記憶する第２記憶
手段と、 前記画像入力手段の焦点を合わせる合焦手段と、前記焦点 を前記第１パターン層面と前記第２パターン層
面とのいずれか一方に合わせ、前記焦点が合った前記第
１パターン層面と前記第２パターン層面とのいずれか一
方と前記基準パターンとを前記視野内の全画像上で相関
演算を行い、前記第１基準パターンと一致する第１検査
部を検出する第１の相関演算手段と、 前記第１の相関演算手段で検出した前記第１検査部に基
づき、前記第１パターンと前記第２パターンとの重ね合
わせ測定を行う測定部を前記視野内の所定位置に移動さ
せる移動手段と、 前記視野内の所定位置に移動した前記第１パターン層面
と前記第２パターン層面との少なくとも一方に前記焦点
が合うように前記合焦手段を制御する制御手段と、 前記視野中心に移動した前記測定部と前記第２基準パタ
ーンとの相関演算を前記視野内の全画像のうち前記測定
部周辺に限定して相関演算を行い、前記第２基準パター
ンと前記測定部とのずれ量を検出する第２の相関演算手
段とを備えることを特徴とする重ね合わせ測定装置。 2. An inspection object having a first pattern layer and a second pattern layer formed on the first pattern layer.
An image input unit that irradiates electromagnetic waves to image the inspection object displayed in the visual field, and stores a first reference pattern corresponding to one of the first pattern layer and the second pattern layer. First storage means, second storage means for storing a second reference pattern corresponding to at least one of the first pattern layer and the second pattern layer, and focusing means for focusing the image input means, The focus is set on one of the first pattern layer surface and the second pattern layer surface, and the one of the focused first pattern layer surface and the second pattern layer surface and the reference pattern are set. First correlation calculation means for performing a correlation calculation on all the images in the field of view to detect a first inspection unit that matches the first reference pattern; and the first detection section detected by the first correlation calculation means. Moving means for moving a measurement part for performing overlay measurement of the first pattern and the second pattern to a predetermined position in the field of view based on a part, and the first pattern layer surface moved to a predetermined position in the field of view And a control means for controlling the focusing means so that the focus is on at least one of the second pattern layer surface, and the correlation between the measuring section moved to the center of the visual field and the second reference pattern. Comprising a second correlation calculation means for performing a correlation calculation by limiting the calculation to the periphery of the measurement unit in all the images in the field of view and detecting the amount of deviation between the second reference pattern and the measurement unit. Characteristic overlay measuring device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26197394A JP3491102B2 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Overlay measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26197394A JP3491102B2 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Overlay measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08101012A JPH08101012A (en) | 1996-04-16 |
| JP3491102B2 true JP3491102B2 (en) | 2004-01-26 |
Family
ID=17369239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26197394A Expired - Lifetime JP3491102B2 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Overlay measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3491102B2 (en) |
-
1994
- 1994-09-30 JP JP26197394A patent/JP3491102B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08101012A (en) | 1996-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7466854B2 (en) | Size checking method and apparatus | |
| JP6415281B2 (en) | Probe apparatus and probe method | |
| WO2013148522A1 (en) | Lasergrammetry system and methods | |
| US6965687B2 (en) | Size checking method and apparatus | |
| JP2000294608A (en) | Method and device for projecting surface picture image | |
| JPH07260444A (en) | Method and apparatus for measuring object three-dimensionally by light section method | |
| JP5096852B2 (en) | Line width measuring apparatus and inspection method of line width measuring apparatus | |
| JP4076343B2 (en) | Positioning method and positioning apparatus for dot mark forming position of semiconductor wafer | |
| JP3491102B2 (en) | Overlay measuring device | |
| JPH11326229A (en) | Foreign matter inspection apparatus | |
| JP3135063B2 (en) | Comparative inspection method and apparatus | |
| JPH04127984A (en) | Method and device for laser welding | |
| JPH04148814A (en) | Non-contact type measuring apparatus | |
| JPH0156682B2 (en) | ||
| JP3223483B2 (en) | Defect inspection method and device | |
| JPH06109437A (en) | Measuring apparatus of three-dimensional shape | |
| JP3590810B2 (en) | How to measure overlay error | |
| JP2001272217A (en) | Inspection conditional correction method of pattern inspection system, mask for manufacturing semiconductor, pattern inspection system and recording medium | |
| JPH0384441A (en) | Inspection method for reticle | |
| JPH07190735A (en) | Optical measuring device and its measuring method | |
| JP3590809B2 (en) | How to measure overlay error | |
| JPH07151514A (en) | Superposition accuracy measuring method and measuring device | |
| JPH04162337A (en) | Electron beam device | |
| JPH01194322A (en) | Semiconductor printer | |
| JP2001041897A (en) | Apparatus and method for inspecting bump bonded part |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031007 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141114 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |