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JP3347490B2 - Positioning method, projection exposure apparatus and position deviation measuring apparatus by the method - Google Patents

Positioning method, projection exposure apparatus and position deviation measuring apparatus by the method

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JP3347490B2
JP3347490B2 JP23305994A JP23305994A JP3347490B2 JP 3347490 B2 JP3347490 B2 JP 3347490B2 JP 23305994 A JP23305994 A JP 23305994A JP 23305994 A JP23305994 A JP 23305994A JP 3347490 B2 JP3347490 B2 JP 3347490B2
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mark
template
alignment mark
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浩 田中
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置で行わ
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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position measuring method performed in a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly, to an automatic alignment performed in a step-and-repeat type exposure apparatus (hereinafter, referred to as a stepper) as a position adjustment of a wafer. The present invention relates to a position measuring method used in the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9は従来より用いられている露光装置
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。
2. Description of the Related Art FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a conventional exposure apparatus. A conventional stepper position measuring method will be described below with reference to FIG.

【0003】XYステージ1007上にウエハチャック
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。
A wafer 1005 mounted on an XY stage 1007 via a wafer chuck 1006 receives illumination light from an exposure illuminating device 1001 which is formed into an exposure pattern by passing through a shutter 1002, a reticle 1003, and a projection exposure lens 1004. Irradiated.

【0004】XYステージ1007に搭載されているウ
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。
An alignment mark (not shown) on a wafer 1005 mounted on an XY stage 1007 is illuminated by an alignment mark illumination device 1011 as a light source. This illumination light is reflected, and the reflected light is reflected by the alignment sensor 1.
At 012, light is received and photoelectric conversion is performed. As the alignment sensor 1012, an area sensor such as a CCD camera, a CCD line sensor, a photodiode, or the like is used.

【0005】アライメントセンサ1012により光電変
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。
[0005] The signal photoelectrically converted by the alignment sensor 1012 is A / D-converted by an A / D converter 1101 and stored as a plurality of pieces of digital pixel information in a storage device 1102 in the processing device. The stored pixel information is subjected to signal processing in an operation block 1103, the center of the alignment mark is obtained in a peak position detection block 1105 from the signal processing result, the position of the wafer is calculated, and sent to the stepper control device 1014. . When the position of the wafer is calculated, the stepper controller 1014 monitors the stage position with the interferometer 1009, and
08 was driven to open the shutter 1002 when the positions of the wafer 1005 and the reticle 1003 were correctly aligned, and the circuit pattern of the reticle 1003 was exposed on the wafer 1005.

【0006】上記の信号処理の方法としては以下の手法
が採られていた。
The following method has been employed as the above signal processing method.

【0007】(1)CCDカメラから取り込まれた位置
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。
(1) The alignment mark taken from the CCD camera is projected in the long axis direction, and template matching is performed based on the obtained signal.

【0008】(2)ラインセンサで取り込まれた位置合
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。
(2) The template matching is performed based on the signal of the alignment mark taken in by the line sensor.

【0009】テンプレートマッチングは、センサで採取
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。
In the template matching, the position of the highest correlation is detected as the center of the alignment mark by the correlation operation between the signal collected by the sensor and the template held in the processing device in advance. The template matching is represented by the following equation.

【0010】[0010]

【数1】 ここで、Sはセンサで採取された信号、Tはテンプレー
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。
(Equation 1) Here, S is a signal collected by the sensor, T is a template, and E is a correlation result. FIG. 10A shows the relationship between the signal S, the template T, and the correlation value E.

【0011】テンプレートとして、センサで採取された
信号の左半分を折り返し相関演算を行える。
As a template, a correlation operation can be performed by folding the left half of the signal collected by the sensor.

【0012】[0012]

【数2】 式(2)はテンプレートサイズとテンプレート情報を規
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。
(Equation 2) Equation (2) has the advantage that template size and template information need not be defined. This is because the shape of the mark is symmetrical.

【0013】マーク中心はE(x)が最大となる点であ
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。
The mark center is the point where E (x) is at a maximum. In order to perform the calculation at a higher speed, the equation (2) is transformed into the equation (3).

【0014】[0014]

【数3】 式(3)の場合、相関のある位置で値が最小となる。し
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。
(Equation 3) In the case of the equation (3), the value becomes the minimum at the correlated position. Therefore, a position where the value becomes the minimum at the center of the symmetric mark may be found. The above operation is performed by the operation block 1103 described above.
In the method of Expression (1), the template T is stored in the template storage block 1104.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
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。
As described above, in the conventional alignment method, a template matching process is performed on an alignment mark captured by a sensor.

【0016】しかしながら、センサで捕らえられる信号
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。
However, the signal captured by the sensor changes due to the application of a resist to the alignment mark, and the signal width corresponding to the line width increases,
It becomes thin. For this reason, the template may not match the template that is held in advance, and the position having the highest correlation and the true center position may be shifted by 画素 pixel. If exposure is performed in such a state that the measurement accuracy is deteriorated, the exposure accuracy is deteriorated, and as a result, there is a problem that the yield of semiconductor production is reduced.

【0017】上記の1/2画素分ズレの発生原因を、図
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。
The cause of the above-mentioned displacement of 1/2 pixel will be described with reference to FIG. FIG. 10A shown earlier shows
The case where the size of the waveform S is the same as the template T at 2k + 1 points is shown. In this case, the correlation degree E has one peak. However, k is a natural number, and k = 11 in FIG.

【0018】図10(B)に、波形S′のサイズがテン
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。
FIG. 10B shows a case where the size of the waveform S 'is 2k + 2 points which is one point larger than the template T. In this case, the original peak position is the middle point between the two peak positions, but the peak of the correlation degree E 'appears at a position adjacent to two adjacent points. This is because in the conventional processing method,
This is because a slightly larger point among the points is determined as the mark center, and as a result, it is shifted by 1 / pixel.

【0019】1/2画素ズレの量を軽減させる方法とし
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。
As a method of reducing the amount of 1/2 pixel shift, there is a method of increasing the pixel resolution. Improvement in pixel resolution can be realized by doubling the sampling frequency for A / D conversion and doubling the amount of memory. However, in this case, there is a problem that the scale of the hardware becomes large and the manufacturing cost becomes high.

【0020】本発明は上述したような従来の技術が有す
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。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has realized a positioning method capable of improving measurement accuracy without increasing manufacturing costs. The purpose is to do.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明の位置合わせ方法
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。
According to the positioning method of the present invention, a positioning mark provided on a predetermined object is two-dimensionally detected, template matching is performed, and the position of the predetermined object is confirmed. An alignment method, wherein a first correlation operation is performed using a template corresponding to the alignment mark to calculate a first correlation result, and a right half or a left half of a range in which the digital signal correlation operation is performed is determined. 1
A second correlation result is calculated by performing a second correlation operation using the template with a point shift, and a third correlation result is created by alternately combining the first correlation result and the second correlation result. , The center of the alignment mark is calculated from the third correlation result.

【0022】本発明の第2の位置合わせ方法は、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。
According to a second alignment method of the present invention, a first correlation result is calculated by performing a first correlation operation on a template corresponding to the alignment mark, and a right half or a left half of the template is calculated. A second template shifted by one point is created, a second correlation operation is performed with the digital signal of the alignment mark to calculate a second correlation result, and the first correlation result and the second correlation result are calculated. Are alternately combined to generate a third correlation result, and the center of the alignment mark is calculated from the third correlation result.

【0023】本発明の第3の位置合わせ方法は、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。
According to a third alignment method of the present invention, a half of the two-dimensionally detected alignment mark is regarded as a template, and a first folding correlation operation is performed with the other half of the digital signal to perform a first alignment calculation. A correlation result is calculated, a range in which the correlation calculation of the other half of the two-dimensionally detected alignment mark with the template is performed is shifted by one point, and a second loop-back correlation calculation is performed to obtain a second correlation result. Calculating, alternately combining the first correlation result and the second correlation result to create a third correlation result, and calculating a center of the alignment mark from the third correlation result. .

【0024】本発明の第4の位置合わせ方法は、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。
According to a fourth alignment method of the present invention, a half of the two-dimensionally detected alignment mark is regarded as a template, and a difference of a symmetrical position with respect to a digital signal of the other half is integrated. A first calculation result is calculated by performing a calculation, and a range in which the calculation between the template and the other half of the two-dimensionally detected alignment mark is performed is set to 1
Point shift and integration of the difference between symmetrical positions
To calculate a second operation result, alternately combine the first operation result and the second operation result to create a third operation result, and perform positioning from the third operation result. The center of the mark is calculated.

【0025】本発明による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。
The image pickup means for picking up the alignment mark on the wafer surface and the alignment mark on the reticle surface according to the present invention, and the image pickup means for projecting and exposing the pattern on the reticle surface to the resist on the wafer surface. A projection exposure apparatus having an alignment mechanism for performing relative positioning of the reticle and the wafer using the obtained information, an imaging unit for imaging an alignment mark on the wafer surface, and a reticle surface on a resist on the wafer surface A projection exposure apparatus having an alignment mechanism for performing relative positioning between the reticle and the wafer using information obtained by the imaging means for projecting and exposing the upper pattern, and a position shift measurement mark on the wafer surface. It has an image pickup means for picking up an image, and detects the position of a position shift measurement mark using information obtained by the image pickup means to measure a shift amount. Also characterized by performing alignment using any of the methods described above in any of that positional deviation measuring device.

【0026】[0026]

【作用】上記のように構成される本発明の位置合わせ方
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。
In the positioning method of the present invention configured as described above, the following signal processing is specifically performed in order to eliminate the shift amount of 1/2 pixel without adding hardware. Will be

【0027】[0027]

【数4】 演算結果E1とE2を合成してFを作成する。Fの合成
を式(6)に示す。
(Equation 4) F is created by combining the operation results E1 and E2. Formula (6) shows the synthesis of F.

【0028】[0028]

【数5】 式(4)は従来の相関演算である。式(5)は、テンプ
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。
(Equation 5) Equation (4) is a conventional correlation operation. Equation (5) is a correlation operation in which the position where the right half of the template acts is shifted by one pixel. By combining Equations (4) and (5), a correlation operation with half-pixel accuracy is realized.

【0029】[0029]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0030】第1の実施例 図1は本発明による露光装置の第1の実施例の構成を示
すブロック図である。
[0030] First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of an exposure apparatus according to the present invention.

【0031】図1を参照して、本実施例における位置合
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。
With reference to FIG. 1, a description will be given of a method of capturing an alignment mark, a signal processing device, and a processing method in the present embodiment.

【0032】本実施例において、XYステージ7上にウ
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。
In this embodiment, a wafer 5 mounted on an XY stage 7 via a wafer chuck 6 has an exposure illuminating device 1 formed into an exposure pattern by passing through a shutter 2, a reticle 3 and a projection exposure lens 4. Illumination light.

【0033】位置合わせマーク(不図示)は、XYステ
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。
The alignment mark (not shown) is provided on the wafer 5 mounted on the XY stage 7.
Light emitted from the alignment mark illuminating device 11, which is a light source, passes through the half mirror 10, the mirror 13, and the reduction type projection exposure lens 4, and illuminates the alignment mark. The image of the alignment mark generated by the illumination is reflected by the wafer 5, passes through the half mirror 10 along the same path as the incidence, and enters the alignment sensor 12. The alignment sensor 12 includes an area sensor such as a CCD camera, a CCD line sensor, a photodiode, and the like, and the image of the alignment mark received by the sensor is photoelectrically converted.

【0034】位置合わせマークは、例えば、反射率が異
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。
The alignment mark is, for example, a combination of two substances having different reflectivities as shown in FIG. 2, or a mark having unevenness even if it is the same reflector. is there. After the photoelectric conversion, a signal as shown in the right part of FIG. 2 is output.

【0035】光電変換された信号は、位置合わせマーク
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。
The photoelectrically converted signal is processed by the alignment mark detection device 100. The alignment mark detection device 100 includes an A / D conversion device 101, a storage device 1
02, first operation block 103, second operation block 10
4, a template holding device 105 and a mark center detection block 106, the processing signal of which is output to the exposure device control device 14, and the exposure device control device 1
Reference numeral 4 controls the operation of the exposure apparatus according to the calculation result.

【0036】アライメントセンサ12により光電変換さ
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。
The signal photoelectrically converted by the alignment sensor 12 is converted into a digital signal by the A / D converter 101 and stored in the memory 102 in the alignment mark detector 100 as a plurality of pieces of digital pixel information.

【0037】光電変換された情報の1つを拡大すると、
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。
When one of the photoelectrically converted information is enlarged,
The waveform S shown in FIG. Each dot in FIG. 3 indicates the sampled signal intensity. However, when an area sensor such as a CCD camera is used as the alignment sensor 12 and a detection signal from the area sensor is photoelectrically converted, the signal is a signal projected in the longitudinal direction of the mark.

【0038】記憶された画素情報については第1演算ブ
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。
The stored pixel information is subjected to signal processing in the first operation block 103 and the second operation block 104, respectively. The mark center detection block 106 calculates the center of the alignment mark based on the calculation result of each calculation block, and calculates the position of the wafer.

【0039】マーク中心検出ブロック106におけるウ
エハ位置算出方法については、図3を参照して説明す
る。
The method of calculating the wafer position in the mark center detection block 106 will be described with reference to FIG.

【0040】第1演算ブロック103では以下の演算を
行ってE1を算出する。
The first operation block 103 performs the following operation to calculate E1.

【0041】[0041]

【数6】 テンプレートは左右対照なので、(Equation 6) Since the template is left and right contrast,

【0042】[0042]

【数7】 式(7)は信号波形とテンプレートとの相関演算であ
る。テンプレートはマークエッジ部だけでよい。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。
(Equation 7) Equation (7) is a correlation operation between the signal waveform and the template. The template need only be the mark edge portion. There are two reasons for this. The first reason is that the portion other than the edge does not have the mark information, and the second reason is to suppress the noise component in the area without the information from affecting the correlation calculation. Since the template is left-right contrast, it is summarized in equation (9). S, T, and E1 are shown on the left side of FIG.

【0043】第2演算ブロック104では以下の演算を
行ってE2を算出する。
The second operation block 104 performs the following operation to calculate E2.

【0044】[0044]

【数8】 S、T、E2について図3の右側部分に示す。(Equation 8) S, T, and E2 are shown on the right side of FIG.

【0045】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を合成してFを作成す
る。Fの合成を式(11)に示す。
In the mark center detection block 106, F is created by combining the operation results E1 and E2 of each operation block. Formula (11) shows the synthesis of F.

【0046】[0046]

【数9】 F(x2)のピークがマーク中心位置である。E1とE
2が合成された様子を図の下部に示す。
(Equation 9) The peak of F (x 2 ) is the mark center position. E1 and E
2 is shown at the bottom of the figure.

【0047】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、
When E1 and E2 are compared, the first term is the same. The second term covers the right template by one pixel outside. When x is arranged in the order of x-1, x, x + 1 for E1 and E2,

【0048】[0048]

【数10】 上記の各式を参照すると、E2はE1の間を補間してい
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。
(Equation 10) Referring to the above equations, it can be seen that E2 interpolates between E1. In the description with reference to FIG. 3, the template is applied to the outside of one pixel at the time of the correlation calculation of E2, but a similar result can be obtained by applying the template to the inside of one pixel. Of course, there are some modified examples of the calculation method, but the concept is the same.

【0049】マーク中心検出ブロック106による上記
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。
When the position of the wafer is calculated by the mark center detection block 106, the exposure apparatus control unit 14
Drives the stage driving device 8 while monitoring the position of the XY stage 7 with the laser interference system 9, and when the position of the wafer 5 and the reticle 3 are accurately adjusted, the shutter 2
To expose the circuit pattern of the reticle 3 on the wafer 5.

【0050】なお、上述した第1演算ブロック103、
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。
The first operation block 103 described above,
The second operation block 104 and the mark center position detection block 106 can be realized by one general-purpose processor.

【0051】第2の実施例 本発明の第2の実施例として、第1演算ブロック10
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。
Second Embodiment As a second embodiment of the present invention, a first operation block 10
3. A method of implementing the correlation operation method by shifting the operation content template side of the second operation block 104 will be described. The process, the stage control, and the exposure method up to the photoelectric conversion of the alignment mark are the same as those in the first embodiment shown in FIG.

【0052】第1演算ブロック103では以下の演算を
行ってE1を算出する。
The first operation block 103 performs the following operation to calculate E1.

【0053】[0053]

【数11】 式(18)は第1の実施例における式(9)と同一であ
る。
[Equation 11] Equation (18) is the same as equation (9) in the first embodiment.

【0054】第2演算ブロック104では以下の演算を
行ってE2を算出する。
The second operation block 104 performs the following operation to calculate E2.

【0055】[0055]

【数12】 マーク中心検出ブロックでは、各演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
(20)に示す。
(Equation 12) In the mark center detection block, F is created by combining the calculation results E1 and E2 of each calculation block. Formula (20) shows the synthesis of F.

【0056】[0056]

【数13】 F(x2)のピークがマーク中心位置である。各演算ブ
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。
(Equation 13) The peak of F (x 2 ) is the mark center position. When the operation results E1 and E2 of each operation block are compared, the first term is the same. The second term is shifted and shifted by one pixel in the right template. The right template is shifted inward by one pixel in the second embodiment because it corresponds to the first embodiment. As described in the first embodiment, a similar result can be obtained by shifting the right template outward by one pixel, and there are several variations of this equation, but the idea is the same.

【0057】なお、本実施例においても、第1の実施例
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。
In this embodiment, as in the first embodiment, the first operation block 103 and the second operation block 1
04 and the mark center position detection block 106 can be realized by one general-purpose processor.

【0058】第3の実施例 本発明の第3の実施例として、第1演算ブロック10
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。
Third Embodiment As a third embodiment of the present invention, the first operation block 10
3. A method of implementing the operation content of the second operation block 104 by the loopback correlation operation method will be described. The process, stage control, and exposure method up to photoelectric conversion of the alignment mark in the present embodiment are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0059】光電変換された信号波形の1つを拡大する
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。
When one of the photoelectrically converted signal waveforms is enlarged, a waveform S shown in FIG. 2 is obtained. Each dot indicates the signal intensity at which the dot was sampled. The left half of the signal waveform is a folded template. The template need only be the mark edge portion. There are two reasons for suppressing the influence of a noise component in a region having no mark information other than the edge and having no information on the correlation calculation. The correlation operation is shown in the following equation.

【0060】第1演算ブロック103では以下の演算を
行ってE1を算出する。
The first operation block 103 performs the following operation to calculate E1.

【0061】[0061]

【数14】 式(21)は信号波形(図3に示す波形S)の左半分を
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。
[Equation 14] Equation (21) is a correlation operation in which the left half of the signal waveform (waveform S shown in FIG. 3) is regarded as a template. The template need only be the mark edge portion. There are two reasons. First, the portion other than the edge has no mark information, and second, it is to suppress the influence of the noise component in the region having no information on the correlation calculation.

【0062】第2演算ブロック104では以下の演算を
行ってE2を算出する。
The second operation block 104 performs the following operation to calculate E2.

【0063】[0063]

【数15】 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(23)に示す。
(Equation 15) In the mark center detection block 106, F is created by combining the calculation results E1 and E2 of each calculation block. Formula (23) shows the synthesis of F.

【0064】[0064]

【数16】 F(x2)のピークがマーク中心位置である。(Equation 16) The peak of F (x 2 ) is the mark center position.

【0065】なお、本実施例においても、第1の実施例
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。
In this embodiment, as in the first embodiment, the first operation block 103 and the second operation block 1
04 and the mark center position detection block 106 can be realized by one general-purpose processor.

【0066】第4の実施例 本発明の第4の実施例として、第1演算ブロック10
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。
Fourth Embodiment As a fourth embodiment of the present invention, the first operation block 10
3. A method of implementing the operation content of the second operation block 104 as a high-speed correlation operation method for performing the correlation operation in the second embodiment at high speed will be described. The process, stage control, and exposure method up to photoelectric conversion of the alignment mark in the present embodiment are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0067】光電変換された信号波形の1つを拡大する
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。
When one of the photoelectrically converted signal waveforms is enlarged, a waveform S shown in the figure is obtained. Each dot indicates the signal intensity at which the dot was sampled. The left half of the signal waveform is a folded template. The template need only be the mark edge portion. There are two reasons for suppressing the influence of a noise component in a region having no mark information other than the edge and having no information on the correlation calculation. The correlation operation is shown in the following equation.

【0068】[0068]

【数17】 式(24),(25)は折り返し対称な位置の信号の差
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。
[Equation 17] Equations (24) and (25) integrate the difference between the signals at the folded symmetric positions. In the third embodiment, multiplication is used.
In a microprocessor or the like, the processing time for the subtraction is shorter. In the mark center detection block 106, F is created by combining the calculation results E1 and E2 of each calculation block. F
Formula (26) shows the synthesis of

【0069】[0069]

【数18】 ただし、マーク中心検出ブロック106では、F
(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、
(Equation 18) However, in the mark center detection block 106, F
The minimum value of (x 2 ) is searched, and that position is the mark center position. F (x 2 ) is calculated by using the reciprocal F ′ (x 2 )

【0070】[0070]

【数19】 とし、そのピークからもマーク中心が求められる。[Equation 19] Then, the mark center is obtained from the peak.

【0071】なお、本実施例においても、第1の実施例
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。
In this embodiment, as in the first embodiment, the first operation block 103 and the second operation block 1
04 and the mark center position detection block 106 can be realized by one general-purpose processor.

【0072】第5の実施例 図4は本発明による露光装置の第5の実施例の構成を示
すブロック図である。
Fifth Embodiment FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an exposure apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【0073】図4を参照して、本実施例における位置合
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。
Referring to FIG. 4, description will be given of a method of taking in an alignment mark, a signal processing device, and a processing method in the present embodiment.

【0074】本実施例は、レチクルを通したウエハ上の
位置合わせマークの採取するものである。
In the present embodiment, an alignment mark on a wafer is taken through a reticle.

【0075】本実施例は図1に示した第1の実施例のも
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。
This embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the reticle 3
A reticle driving device 301 for driving the lens and a lens magnification driving device 305 for setting the magnification of the projection exposure lens 4 are provided, and the half mirror 10 and the mirror 1 in the first embodiment are provided.
3. A half mirror 302 and a mirror 3
00, an alignment mark illumination device 304 and an alignment sensor 303. The other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, so the same reference numerals as those in FIG.

【0076】本実施例におけるレチクル3の位置合わせ
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。
The alignment mark of the reticle 3 in this embodiment exists on the reticle 3 as a chrome pattern. On the wafer 5 mounted on the XY stage 7, alignment marks for the wafer are formed.

【0077】光源である位置合わせマーク照明装置30
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。
The alignment mark illumination device 30 as a light source
The light emitted from the light source 4 is reflected by the half mirror 302 and the mirror 30
The light passes through the reticle 3 and the reduction projection lens 4 to illuminate the alignment mark on the wafer 5. The image of the alignment mark is reflected by the wafer 5, follows the same path again, passes through the reticle 3, the half mirror 302, and enters the alignment sensor 303. This alignment mark image is
An area sensor such as a CCD camera or an alignment sensor 30 such as a CCD line sensor or a photodiode.
3 is photoelectrically converted.

【0078】レチクル3の位置合わせマークは、ウエハ
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。
The alignment mark of the reticle 3 is illuminated by the reflected light from the wafer 5. At the time of the illumination, the chrome pattern forming the alignment mark is configured to shield light, and the alignment sensor 303 forms a dark image. FIG. 5 shows an example of an image of the alignment mark taken by the CCD camera. FIG. 5 also shows a combined image of the left optical system (not shown).

【0079】光電変換された信号は、A/D変換装置1
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。
The photoelectrically converted signal is supplied to the A / D converter 1
01 and is stored in the storage device 102 in the processing device as a plurality of pixel information.

【0080】光電変換された情報の1つを拡大すると図
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。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。
When one of the photoelectrically converted information is enlarged, a waveform S shown in the figure is obtained. Each dot indicates the signal intensity at which the dot was sampled. However, when photoelectrically converted by an area sensor such as a CCD camera, it is a signal projected in the longitudinal direction of the mark.

【0081】記憶装置102では、右側、左側のX,Y
マーク(XL,YL,XR,YR)、合計4つの信号を
記憶する。
In the storage device 102, the right and left X, Y
Marks (XL, YL, XR, YR) and a total of four signals are stored.

【0082】記憶された4つの画素情報は独立に、第1
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。
The stored four pieces of pixel information are independently stored in the first
Signal processing is performed in the operation block 103 and the second operation block 104, and the center of the alignment mark is obtained in the mark center detection block 106 based on the result of both operations. The calculation at this time is based on the center of the alignment mark of the wafer 5 (XLW).
C), the first reticle mark center (XLR1) and the second reticle mark center (XLR2) are detected. As described above, the wafer 5 and the reticle 3 are measured independently, and the relative positional shift amount is measured.

【0083】マーク中心位置の計算方法は、実施例1か
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。
As a method of calculating the mark center position, any of the methods described in the first to fourth embodiments can be used.

【0084】XL,YL,XR,YR各マークの相対的
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。
When the relative displacement of each of the XL, YL, XR, and YR marks is measured, the exposure apparatus controller 14
The reticle position driving device 301 or the stage driving device 8 is driven while calculating the shift component, the rotation component, and the magnification component in the X and Y directions, and monitoring the position of the XY stage 7 with the interference system 9 to calculate the shift and rotation components. The correction is performed, and the rotation component is corrected by driving the wafer rotation device 6. The magnification component is corrected by driving the lens magnification driving device 305. When the positions of the wafer 5 and the reticle 3 are correctly adjusted, the shutter 2 is opened to expose the circuit pattern of the reticle 3 on the wafer 3.

【0085】第6の実施例 図6は本発明による露光装置の第6の実施例の構成を示
すブロック図である。
Sixth Embodiment FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of an exposure apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【0086】図6を参照して、本実施例における位置合
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。
Referring to FIG. 6, description will be given of a method of capturing an alignment mark, a signal processing apparatus and a processing method in the present embodiment.

【0087】本実施例は、縮小投影レンズを通さない、
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。
In this embodiment, the light does not pass through the reduction projection lens.
An alignment mark on the wafer is collected using an external microscope.

【0088】本実施例は図1に示した第1の実施例のも
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。
In this embodiment, an off-axis microscope 401 is provided in the first embodiment shown in FIG. 1, and the half mirror 10, mirror 13, alignment mark illuminating device 11 and alignment sensor in the first embodiment are provided. 12 are each provided with a half mirror 403, a mirror 402, an alignment mark illumination device 405, and an alignment sensor 404.
It is what it was. The other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, so the same reference numerals as those in FIG.

【0089】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。
The wafer 5 mounted on the XY stage 7
An alignment mark for a wafer is formed thereon.

【0090】光源である位置合わせマーク照明装置40
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。
Positioning mark illumination device 40 as a light source
The light emitted from the light source 5 is reflected by the half mirror 403 and the mirror 40.
The light passes through a two-off-axis microscope 401 and illuminates an alignment mark on the wafer 5. The image of the alignment mark is reflected by the wafer 5, follows the same path again, and enters the alignment sensor 303. The image of the alignment mark is photoelectrically converted by an area sensor such as a CCD camera or an alignment sensor 404 such as a CCD line sensor or a photodiode.

【0091】マーク中心位置の計算方法は、実施例1か
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。
As the method of calculating the mark center position, any of the methods described in the first to fourth embodiments can be used.

【0092】第7の実施例 図7は本発明による露光装置の第6の実施例の構成を示
すブロック図である。
Seventh Embodiment FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a sixth embodiment of the exposure apparatus according to the present invention.

【0093】図7を参照して、本実施例における位置合
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。
With reference to FIG. 7, a description will be given of a method for taking in an alignment mark, a signal processing device, and a processing method in the present embodiment.

【0094】本実施例は、本発明による方法をズレ量計
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。
In this embodiment, the method according to the present invention is applied to a displacement measuring device. The deviation amount measuring device is intended to measure a deviation amount measurement mark formed on a wafer surface after an exposure process is performed while a pattern on a reticle surface is aligned by an exposure device and a resist or the like is developed. A wafer 501 placed on a wafer chuck 502 on an XY stage 503 is irradiated with illumination light from a displacement amount measurement mark illumination device 505 via a half mirror 507 and a microscope 508. A deviation amount measurement mark as shown in FIG. 8 is formed on the upper surface of the wafer 501, and the image of the deviation amount measurement mark is reflected by the wafer 501, follows the same path again, passes through the half mirror 507, and has a CCD.
An area sensor such as a camera or two sets of X and Y CCDs
The light enters a shift amount observation imaging device 504 such as a line sensor or a photodiode and is photoelectrically converted.

【0095】ズレ量検出装置500の構成は図1に示し
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。
The structure of the displacement amount detecting device 500 is the same as that of the first embodiment shown in FIG. The detection result of the alignment mark detection device 100 is output to the displacement amount measurement device control device 509, and the displacement amount measurement device control device 509 controls the XY stage 503 via the stage drive device 506 based on the detection result. Also. Output to the output device 510.

【0096】本実施例において行われるズレ量検出につ
いて説明する。
A description will be given of the shift amount detection performed in this embodiment.

【0097】図8に示されるズレ量計測マークの像につ
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。
In the image of the shift amount measurement mark shown in FIG. 8, the center of the outer mark (OUTM) and the center of the inner mark (INM) are set to a signal by any one of the first to fourth embodiments. X axis, Y from waveform XMEA, YMEA
The respective axes are obtained, and these differences are sent to the shift amount measuring device control device 509 and stored. The shift amount measuring device control device 509 controls the X through the stage driving device 506.
The Y stage 503 is driven to measure other misalignment amount measurement marks. Eventually, a statistic or the like is calculated and transferred to the output device 510 along with a plurality of stored measurement values,
Output.

【0098】[0098]

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0099】請求項1乃至請求項4に記載のいずれの方
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。
In any of the first to fourth methods, detection can be performed with twice the accuracy as compared with the conventional method. Until now, the detection resolution has been reduced by half.
In some cases, the sampling frequency has to be doubled in order to achieve this, but the hardware must be relied upon. However, with this method, the accuracy can be doubled while inheriting the conventional hardware resources. Moreover, if the conventional processing method executes the operation block by software, the accuracy can be reduced to 2 by simply replacing the conventional software.
Can be doubled. It is a very cost-effective method of improving performance. In addition, since the alignment accuracy is insufficient, it can be easily introduced into a semiconductor manufacturing process where high-precision processing cannot be performed, and the processing accuracy can be doubled while using a conventional exposure apparatus.

【0100】上記の本発明特有の効果は請求項5乃至請
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。
The effects specific to the present invention described above are not limited to the semiconductor exposure apparatus according to any one of claims 5 to 12, but may be applied to claim 13
Also, the present invention can be used for detecting the position of a mark by a displacement inspection apparatus after exposure, as in the above-described embodiments. Also in this case, the measurement accuracy can be easily doubled.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明第1の実施例〜第4の実施例が行われる
投影露光装置の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a projection exposure apparatus in which first to fourth embodiments of the present invention are performed.

【図2】図1に示した投影露光装置で光電変換される位
置合わせマークと、信号波形を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing alignment marks that are photoelectrically converted by the projection exposure apparatus shown in FIG. 1 and signal waveforms.

【図3】本発明の演算方法を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a calculation method according to the present invention.

【図4】本発明の第5の実施例の投影露光装置の構成を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a projection exposure apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5の実施例投影露光装置で撮像され
る位置合わせマークを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing alignment marks imaged by a projection exposure apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第6の実施例の投影露光装置の構成を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a projection exposure apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第7の実施例の投影露光装置の構成を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a projection exposure apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第7の実施例のズレ量計測装置で撮像
されるマークを示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing marks picked up by a shift amount measuring device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図9】投影露光装置の従来例を説明するための図であ
る。
FIG. 9 is a view for explaining a conventional example of a projection exposure apparatus.

【図10】従来の相関演算の問題点を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a problem of a conventional correlation operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 露光照明装置 2 シャッタ 3 レチクル 4 投影露光レンズ 5,501 ウエハ 6,502 ウエハチャック 7,503 XYステージ 8,506 ステージ駆動装置 9 レーザー干渉計 10,302,403,507 ハーフミラー 11,304,405,505 位置合わせマーク照
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exposure illumination device 2 Shutter 3 Reticle 4 Projection exposure lens 5,501 Wafer 6,502 Wafer chuck 7,503 XY stage 8,506 Stage driving device 9 Laser interferometer 10,302,403,507 Half mirror 11,304,405 , 505 Alignment mark illumination device 12, 303, 404 Alignment sensor 13, 300, 402 Mirror 14 Exposure device control device 100, 200 Alignment mark detection device 101, 201 A / D conversion device 102, 202 Storage device 103 First operation Block 104 Second operation block 105 Template holding device 106, 206 Mark center detection block 301 Reticle driving device 401 Off-axis microscope 500 Misalignment amount detecting device 504 Misalignment amount observation and imaging device 508 Microscope 509 Deviation amount measuring device control device 510 Output device T Template S Signal of alignment mark E Correlation calculation result F Correlation calculation result after synthesis

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【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。
1. A positioning method for two-dimensionally detecting an alignment mark provided on a predetermined object, performing template matching, and confirming the position of the predetermined object. A first correlation result is calculated by using the template, and a first correlation result is calculated. The right half or the left half of the range in which the correlation calculation of the digital signal is performed is shifted by one point, and the second correlation is performed by the template. Performing a calculation to calculate a second correlation result; alternately combining the first correlation result and the second correlation result to generate a third correlation result; and, based on the third correlation result, an alignment mark. Alignment mark detection method, wherein a center of the mark is calculated.
【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。
2. A positioning method for two-dimensionally detecting an alignment mark provided on a predetermined object, performing template matching, and confirming the position of the predetermined object. The first template
To calculate a first correlation result, create a second template in which the right half or the left half of the template is shifted by one point, and perform a second correlation operation with the digital signal of the alignment mark. Is performed to calculate a second correlation result. The first correlation result and the second correlation result are alternately combined to create a third correlation result, and a position of the alignment mark is calculated from the third correlation result. A method for detecting an alignment mark, comprising calculating a center.
【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。
3. A positioning method for two-dimensionally detecting an alignment mark provided on a predetermined object, performing template matching, and confirming the position of the predetermined object, wherein the two-dimensional detection is performed. Half of the aligned alignment mark is considered as a template and the first half
To calculate the first correlation result, and to shift the range for performing the correlation calculation of the other half of the two-dimensionally detected alignment mark with the template by one point to perform the second correlation calculation. Is performed to calculate a second correlation result. The first correlation result and the second correlation result are alternately combined to create a third correlation result, and a position of the alignment mark is calculated from the third correlation result. A method for detecting an alignment mark, comprising calculating a center.
【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。
4. A positioning method for two-dimensionally detecting an alignment mark provided on a predetermined object and performing template matching to confirm the position of the predetermined object, wherein the two-dimensional detection is performed. A half of the alignment mark thus determined is regarded as a template, a first operation for integrating a difference of a symmetrical position with the digital signal of the other half is performed to calculate a first operation result, and the template and the two-dimensional Calculating a second calculation result by shifting the range in which the calculation with the remaining half of the alignment mark detected in the first half is performed by one point, and integrating the difference between the symmetrical positions to calculate the second calculation result; And a second calculation result are alternately combined to generate a third calculation result, and a center of the alignment mark is calculated from the third calculation result.
【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。
5. An image pickup means for picking up an alignment mark on a wafer surface and an alignment mark on a reticle surface, and an image pickup means for projecting and exposing a pattern on the reticle surface to a resist on the wafer surface. A projection exposure apparatus comprising: an alignment mechanism for performing relative alignment between the reticle and the wafer using information obtained by performing a first correlation operation using a template corresponding to the alignment mark; A first calculation block that calculates the first correlation block, and shifts the right half or the left half of the range in which the correlation calculation of the signal imaged by the imaging unit is performed by one point to perform the second correlation calculation using the template. A second operation block for calculating a second correlation result, and a third correlation result is created by alternately combining the first correlation result and the second correlation result. And a mark center detection block for calculating the center of the alignment mark from the correlation result of (1).
【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。
6. An image pickup means for picking up an alignment mark on a wafer surface and an alignment mark on a reticle surface, and an image pickup means for projecting and exposing a pattern on the reticle surface to a resist on the wafer surface. A projection exposure apparatus comprising: an alignment mechanism for performing relative alignment between the reticle and the wafer using information to be obtained.
A first operation block for calculating a first correlation result by performing a correlation operation of: and a second template in which the right half or the left half of the template is shifted by one point, and a digital signal of the alignment mark is generated. A second correlation block for performing a second correlation calculation to calculate a second correlation result; alternately combining the first correlation result and the second correlation result to generate a third correlation result; A mark center detection block for calculating the center of the alignment mark from the third correlation result.
【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。
7. An image pickup means for picking up an alignment mark on a wafer surface and an alignment mark on a reticle surface, and an image pickup means for projecting and exposing a pattern on the reticle surface to a resist on the wafer surface. A projection exposure apparatus having an alignment mechanism for performing relative alignment between the reticle and the wafer using information obtained, wherein half of the alignment mark imaged by the imaging means is regarded as a template, and the other half of A first calculation block for calculating a first correlation result by performing a first loop-back correlation calculation with a signal; and a range in which a correlation calculation of the other half of the alignment mark imaged by the template and the imaging unit is performed by 1 A second operation block for calculating a second correlation result by performing a second loop-back correlation operation with a point shift; And a mark center detection block for generating a third correlation result by alternately combining the result and the second correlation result, and calculating a center of the alignment mark from the third correlation result. Exposure equipment.
【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。
8. An image pickup means for picking up an alignment mark on a wafer surface and an alignment mark on a reticle surface, and an image pickup means for projecting and exposing a pattern on the reticle surface to a resist on the wafer surface. A projection exposure apparatus having an alignment mechanism for performing relative positioning between the reticle and the wafer by using information obtained, wherein half of the alignment mark imaged by the imaging means is regarded as a template, and the other half is imaged. A first operation block for calculating a first operation result by performing a first operation for integrating a difference between symmetric positions with a signal imaged by the means, the template, and an image picked up by the image pickup means The range in which the calculation with the other half of the alignment mark is performed is shifted by one point, the second calculation for integrating the difference between the symmetric positions is performed, and the second calculation result is calculated. A second operation block to be output, and the first operation result and the second operation result are alternately combined to create a third operation result, and the center of the alignment mark is calculated from the third operation result. A projection exposure apparatus comprising a mark center detection block.
【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。
9. An image pickup means for picking up an alignment mark on a wafer surface, and said reticle and wafer using information obtained by said image pickup means for projecting and exposing a pattern on a reticle surface to a resist on the wafer surface. A projection exposure apparatus having an alignment mechanism for performing relative alignment of: a first arithmetic block for performing a first correlation operation using a template corresponding to the alignment mark to calculate a first correlation result; A second correlation operation of calculating a second correlation result by shifting the right half or the left half of the range in which the correlation operation of the signal imaged by the imaging means is performed by one point and performing the second correlation operation with the template; An arithmetic block, and the first correlation result and the second correlation result are alternately combined to create a third correlation result, and a third correlation result And a mark center detection block for calculating a center.
【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。
10. An image pickup means for picking up an alignment mark on a wafer surface, and said reticle and wafer using information obtained by said image pickup means for projecting and exposing a pattern on a reticle surface to a resist on the wafer surface. A projection exposure apparatus comprising: an alignment mechanism for performing relative alignment of: (1) a template corresponding to the alignment mark;
A first calculation block for calculating the first correlation result by performing the correlation calculation of the above, and a second template in which the right half or the left half of the template is shifted by one point, and the second template is captured by the imaging unit. A second operation block for performing a second correlation operation on the signal to calculate a second correlation result, and alternately combining the first correlation result and the second correlation result to generate a third correlation result And a mark center detecting block for calculating the center of the alignment mark from the third correlation result.
【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。
11. An image pickup means for picking up an alignment mark on a wafer surface, and said reticle and wafer using information obtained by said image pickup means for projecting and exposing a pattern on a reticle surface to a resist on the wafer surface. A projection exposure apparatus comprising: an alignment mechanism for performing relative alignment of: a half of the alignment mark imaged by the imaging means is regarded as a template, and a first folding correlation operation with the other half of the digital signal is performed. A first calculation block for calculating the first correlation result, and a second return correlation by shifting the range for performing the correlation calculation of the other half of the alignment mark imaged by the template and the imaging means by one point. A second operation block that performs an operation to calculate a second correlation result; and alternately combines the first correlation result and the second correlation result. And a mark center detection block for calculating a center of the alignment mark from the third correlation result.
【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。
12. An image pickup means for picking up an alignment mark on a wafer surface, and said reticle and wafer using information obtained by said image pickup means for projecting and exposing a pattern on a reticle surface to a resist on the wafer surface. A projection exposure apparatus having an alignment mechanism for performing relative positioning of the alignment mark, wherein half of the alignment mark imaged by the imaging unit is regarded as a template, and a signal of the other half is aligned with a signal imaged by the imaging unit. A first operation block for performing a first operation for integrating a difference between symmetrical positions to calculate a first operation result; an operation of the template and the other half of the alignment mark imaged by the imaging means A second operation block for shifting the range in which is performed by one point, performing a second operation for integrating the difference between symmetrical positions, and calculating a second operation result; A mark center detection block for generating a third operation result by alternately combining the first operation result and the second operation result, and calculating a center of the alignment mark from the third operation result. Characteristic projection exposure apparatus.
【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。
13. A position shift measuring device comprising an image pickup means for picking up an image of a position shift measurement mark on a wafer surface, detecting a position of the position shift measurement mark by using information obtained by the image pickup means, and measuring a shift amount. An apparatus, comprising: a first template corresponding to the misalignment measurement mark;
A first calculation block for calculating a first correlation result by performing a correlation calculation of the above, and shifting the right half or the left half of the range in which the correlation calculation of the signal imaged by the imaging means is performed by one point. A second operation block for performing a second correlation operation with the template to calculate a second correlation result; and alternately combining the first correlation result and the second correlation result to generate a third correlation result. And a mark center detection block for calculating the center of the alignment mark from the third correlation result.
【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。
14. An image pickup means for picking up an image of a position measurement mark on a wafer surface, and using the information obtained by the image pickup means to detect the position of the position measurement mark and measure the amount of displacement. An apparatus, comprising: a first operation block for performing a first correlation operation to calculate a first correlation result using a template corresponding to the displacement measurement mark; and shifting a right half or a left half of the template by one point. A second operation block for generating a second template, performing a second correlation operation on the signal imaged by the imaging unit and calculating a second correlation result, and And a mark center detection block for generating a third correlation result by alternately combining the two correlation results, and calculating the center of the position shift measurement mark from the third correlation result. Deviation measuring device.
【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。
15. A position shift measuring device comprising an image pickup means for picking up an image of a position shift measurement mark on a wafer surface, detecting a position of the position shift measurement mark using information obtained by the image pickup means, and measuring a shift amount. The apparatus, wherein a half of the displacement measurement mark imaged by the imaging means is regarded as a template, and a first return correlation operation is performed with a signal imaged by the other half of the position measurement mark to obtain a first correlation result. A first operation block for calculating the second return correlation operation by shifting the range for performing the correlation operation of the other half of the position shift measurement mark imaged by the template and the imaging means by one point, A second operation block for calculating a second correlation result; and a first correlation result and a second correlation result are alternately combined to form a third correlation result. A mark center detection block for calculating a center of a mark.
【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。
16. A position shift measuring device comprising an image pickup means for picking up an image of a position shift measurement mark on a wafer surface, detecting a position of the position shift measurement mark using information obtained by the image pickup means, and measuring a shift amount. The apparatus, wherein half of the position shift measurement mark imaged by the imaging unit is regarded as a template, and a first operation for integrating a difference of a symmetrical position with a signal imaged by the other half of the imaging unit is performed. A first calculation block for calculating the first calculation result by performing the calculation with the template and the remaining half of the position shift measurement mark imaged by the imaging means, by shifting the range by one point to a symmetric position A second operation block for calculating a second operation result by performing a second operation for integrating a difference between the first operation result and the second operation result, and synthesizing the third operation result by alternately combining the first operation result and the second operation result Create the second And a mark center detection block for calculating the center of the misalignment measurement mark from the calculation result of (3).
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