JPH0669022B2 - Position detector - Google Patents
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- JPH0669022B2 JPH0669022B2 JP61245552A JP24555286A JPH0669022B2 JP H0669022 B2 JPH0669022 B2 JP H0669022B2 JP 61245552 A JP61245552 A JP 61245552A JP 24555286 A JP24555286 A JP 24555286A JP H0669022 B2 JPH0669022 B2 JP H0669022B2
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Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、物体の位置を求める位置検出装置に関する。
この位置検出装置は、例えば、半導体焼付装置において
レチクルとウエハ間の位置関係を求めるのに用いられる
が、特に雑音や歪の多い信号に対しても好適なものであ
る。Description: [Industrial field of use] The present invention relates to a position detection device for determining the position of an object.
This position detecting device is used for obtaining the positional relationship between the reticle and the wafer in, for example, a semiconductor printing apparatus, but is also suitable especially for signals with a lot of noise and distortion.
[従来技術] 従来、半導体焼付装置には光学アライナやX線アライナ
があるが、これらの装置では焼付けに先立ちマスクとウ
エハの位置合せを行なっている。[Prior Art] Conventionally, there are an optical aligner and an X-ray aligner in a semiconductor printing apparatus. In these apparatuses, a mask and a wafer are aligned before printing.
この位置合せにおいては、マスクとウエハ上に設けられ
た両者の位置関係を知ることのできるアライメント・マ
ークを光あるいは電子線により検出してマスクとウエハ
間の位置関係を求めている。In this alignment, an alignment mark, which is provided on the wafer and the mask and is capable of knowing the positional relationship between the mask and the wafer, is detected by light or an electron beam to obtain the positional relationship between the mask and the wafer.
ウエハ上のアライメント・マークはウエハ基板上に作ら
れた段差構造をもつもので、位置合せの際にはこの上に
レジストをサブミクロンないし数ミクロンの厚さで塗布
する。このため、ウエハ上のアライメント・マークはレ
ジスト層を介して検出することになる。The alignment mark on the wafer has a step structure formed on the wafer substrate, and at the time of alignment, a resist is applied thereon in a thickness of submicron to several microns. Therefore, the alignment mark on the wafer is detected through the resist layer.
[発明が解決しようとする問題点] このようにレジスト層を介して検出する場合、光(特に
レーザ光)は、レジスト表面で反射や屈折し、レジスト
層で多重反射し、またレジストの表面と裏面からの反射
光が干渉する。また、電子線はレジスト層で散乱する。
これらの効果(以下レジスト効果と呼ぶ)のために検出
信号のS/Nやコントラストおよび解像力は低下する。[Problems to be Solved by the Invention] When detecting through a resist layer in this way, light (especially laser light) is reflected or refracted on the resist surface, is multiple-reflected on the resist layer, and is Light reflected from the back surface interferes. Further, the electron beam is scattered by the resist layer.
Due to these effects (hereinafter referred to as resist effect), the S / N of the detection signal, the contrast and the resolution are lowered.
このため、マスクとウエハ間の位置関係を検出する精度
は低下し、従って位置合せ精度が低下するという問題点
があった。Therefore, there is a problem that the accuracy of detecting the positional relationship between the mask and the wafer is lowered, and thus the positioning accuracy is lowered.
この問題を解決するために、本発明者等は、先に、予め
用意した参照信号と検出信号との部分相関処理を行な
い、その後部分相関処理で得た信号のピーク位置を検出
することにより位置検出を行なう位置検出装置を案出し
た。しかし、この装置は、 (1)部分相関処理に時間がかかる (2)歪の大きな信号ではピーク位置を検出することが
困難である といった欠点がある。In order to solve this problem, the present inventors first performed a partial correlation process between a reference signal and a detection signal prepared in advance, and then detected the peak position of the signal obtained by the partial correlation process. A position detecting device for detecting is devised. However, this device has the drawbacks that (1) it takes a long time to perform the partial correlation processing, and (2) it is difficult to detect the peak position in a signal with large distortion.
以下、具体例に基づき、従来例および先の提案に係る位
置合せ装置について詳細な説明を行なう。Hereinafter, based on specific examples, a detailed description will be given of the alignment device according to the conventional example and the above-described proposal.
第6図は、従来例と先の提案および本発明に係る位置合
せ装置で検出するマークおよび検出信号の一例を示す図
である。同図において、1〜4はマスク上のアライメン
ト・マーク、5はウエハ上のアライメント・マーク、6
はレーザ光あるいは電子線の走査線、7〜10はマーク
2,5および4と走査線6とが交叉したところから発生
する検出信号、11は信号7〜10を2値化するスライス・
レベルである。FIG. 6 is a diagram showing an example of a mark and a detection signal detected by the alignment apparatus according to the conventional example, the previous proposal, and the present invention. In the figure, 1 to 4 are alignment marks on the mask, 5 is an alignment mark on the wafer, and 6
Is a scanning line of a laser beam or an electron beam, 7 to 10 are detection signals generated from intersections of the marks 2, 5 and 4 and the scanning line 6, and 11 is a slice / binarization of the signals 7 to 10.
It is a level.
以下、同図を用いて従来法によるマスクのアライメント
・マークとウエハのアライメント・マークとのずれ量を
求める手順を説明する。The procedure for obtaining the amount of deviation between the mask alignment mark and the wafer alignment mark by the conventional method will be described below with reference to FIG.
マスクとウエハとの位置関係を検出するとき、まず、マ
スク上のアライメント・マーク1〜4とウエハ上のアラ
イメント・マーク5をレーザ光あるいは電子線で互いに
直交する2方向に走査し、各マークと交叉したところで
散乱する光あるいは反射電子や2次電子をディテクタで
検出する。これにより、各走査方向について信号7〜10
に示すような電気的パルス信号が得られる。各走査方向
について処理は全く同様になるので、ここでは図示の方
向に走査した場合について説明する。マスクのマーク
2,4とウエハのマーク5との間の距離を求めるために
は信号7〜10の各信号の中心位置を求める必要があるの
で、次に、これら各信号をスライス・レベル11で2値化
した矩形状信号とし、各矩形状信号の中心位置を各信号
の中心位置として求める。When detecting the positional relationship between the mask and the wafer, first, the alignment marks 1 to 4 on the mask and the alignment mark 5 on the wafer are scanned by laser light or an electron beam in two directions orthogonal to each other, and The detector detects the scattered light, reflected electrons, or secondary electrons at the intersection. This allows signals 7-10 for each scanning direction.
An electric pulse signal as shown in is obtained. Since the processing is exactly the same for each scanning direction, the case of scanning in the illustrated direction will be described here. In order to find the distance between the marks 2 and 4 on the mask and the mark 5 on the wafer, it is necessary to find the center position of each of the signals 7 to 10. A binarized rectangular signal is obtained, and the center position of each rectangular signal is obtained as the center position of each signal.
そして、マスクのマーク2からの信号7とウエハのマー
ク5からの信号8の中心位置間の距離をt1、同じく信
号9と信号10の中心位置間の距離をt2とし、ウエハの
マークの位置がマスクのマークの位置の中心にあるとき
位置合せした状態とすれば、ずれ量dは d=(t1−t2)/2 により求めることができる。The distance between the center positions of the signal 7 from the mark 2 on the mask and the signal 8 from the mark 5 on the wafer is t1, and the distance between the center positions of the signals 9 and 10 is t2. If the mask is aligned at the center of the mark position, the shift amount d can be calculated by d = (t1-t2) / 2.
この従来例において位置合せ精度をよくするためには、
ずれ量、言い換えれば信号間の距離、さらに言い換えれ
ば各信号の中心位置の検出精度をよくする必要がある。
そして、各信号の中心位置の検出精度をよくするための
必要条件は各信号の波形がピーク位置を中心に対称であ
ることである。通常、この条件を満足するようにアライ
メント・マークの線巾およびスポット径などが設定され
る。In order to improve the alignment accuracy in this conventional example,
It is necessary to improve the detection accuracy of the shift amount, in other words, the distance between the signals, in other words, the center position of each signal.
Then, a necessary condition for improving the detection accuracy of the center position of each signal is that the waveform of each signal is symmetrical about the peak position. Usually, the line width and spot diameter of the alignment mark are set so as to satisfy this condition.
ところが、上述したように、位置合せの時にはウエハ上
のアライメント・マークの上にレジストをサブミクロン
から数ミクロンの厚みで塗布する。このためアライメン
ト・マークの検出はレジストを通して行うことになり、
前記レジスト効果およびレジスト膜厚の不均一さのため
信号は歪み、信号波形の対称性は崩れる。すなわち、第
7図に示すように、信号の歪は中心位置の検出誤差を生
じ、位置合せ精度を低下させる。However, as described above, at the time of alignment, a resist is applied on the alignment mark on the wafer in a thickness of submicron to several microns. For this reason, the alignment marks will be detected through the resist,
The signal is distorted due to the resist effect and the nonuniformity of the resist film thickness, and the symmetry of the signal waveform is broken. That is, as shown in FIG. 7, the distortion of the signal causes a detection error of the center position, which deteriorates the alignment accuracy.
このため、先の提案に係る位置合せ装置においては、位
置検出した信号と参照信号との部分相関を行なって位置
合せ精度を向上させている。For this reason, in the alignment device according to the above proposal, the alignment accuracy is improved by performing partial correlation between the position-detected signal and the reference signal.
第8図は先に案出した位置検出装置を適用した位置合せ
装置の構成を示す。FIG. 8 shows the structure of a positioning device to which the previously proposed position detecting device is applied.
同図において、21はマスク、22はウエハ、23および24は
マスクおよびウエハ上のアライメント・マークから信号
の検出する光あるいは電子線の光学系、25はX方向、Y
方向および回転方向への移動が可能なウエハ22を保持す
るステージ、26,27および28はそれぞれステージ25をX
方向、Y方向および回転方向に移動させる駆動装置、29
は信号検出装置、30は信号処理装置、31は記憶装置、32
は位置検出装置、33はcpu、34は駆動装置26,27およ
び28を制御する制御装置である。In the figure, 21 is a mask, 22 is a wafer, 23 and 24 are optical systems of light or electron beams for detecting signals from alignment marks on the mask and wafer, 25 is the X direction, Y
And a stage for holding the wafer 22, which can be moved in the rotational and rotational directions, 26, 27, and 28 are the stages 25, respectively.
Device for moving in the direction of rotation, Y direction and rotation direction, 29
Is a signal detection device, 30 is a signal processing device, 31 is a storage device, 32
Is a position detecting device, 33 is a cpu, and 34 is a control device for controlling the driving devices 26, 27 and 28.
第9図は、第8図の装置の処理の流れ図である。FIG. 9 is a flowchart of the process of the apparatus shown in FIG.
同図において、ステップ41は信号検出処理、ステップ42
は部分相関処理、ステップ43は各信号のピーク位置検出
処理、ステップ44はマスクとウエハの位置関係を検出す
る処理、ステップ45はマスクとウエハを所定の位置関係
に合せる処理である。In the figure, step 41 is signal detection processing, and step 42
Is a partial correlation process, step 43 is a peak position detection process of each signal, step 44 is a process of detecting the positional relationship between the mask and the wafer, and step 45 is a process of matching the mask and the wafer with a predetermined positional relationship.
以下、第9図の処理の流れ図を参照しながら第8図の装
置の動作の詳細な説明を行なう。The operation of the apparatus shown in FIG. 8 will be described in detail below with reference to the flow chart of the processing shown in FIG.
まず、信号検出処理(ステップ41)では、信号検出装置
29により、2組の光学系23および24を用いてそれぞれ互
いに直交する2方向に走査してマスクとウエハのアライ
メント・マークからの信号を検出する。2カ所を2方向
に走査するため、第6図のアライメント・マークを用い
たとすれば、同図の信号7〜10に示すような時系列信号
が4組得られる。また、信号に含まれる高周波数領域の
雑音はロー・パス・フィルタで除去する。First, in the signal detection process (step 41), the signal detection device
29, two sets of optical systems 23 and 24 are used to perform scanning in two directions orthogonal to each other to detect signals from the alignment mark of the mask and the wafer. Since two positions are scanned in two directions, if the alignment marks shown in FIG. 6 are used, four sets of time series signals as shown by signals 7 to 10 in FIG. 6 can be obtained. In addition, noise in the high frequency region included in the signal is removed by a low pass filter.
次に、部分相関処理(ステップ42)では、信号検出処理
(ステップ41)で検出した信号検出装置29からの出力信
号と記憶装置31に記憶してある参照信号とを信号処理装
置30で部分相関処理する。Next, in the partial correlation processing (step 42), the output signal from the signal detection device 29 detected in the signal detection processing (step 41) and the reference signal stored in the storage device 31 are partially correlated in the signal processing device 30. To process.
第10図にこのときの相関処理の様子を示す。同図におい
て、50〜53は信号検出処理した信号のうちの1組の信号
であり、第6図の信号7〜10に対応する。54は参照信
号、55〜58はそれぞれ信号50〜53と参照信号54とを部分
相関処理した出力信号である。FIG. 10 shows the state of the correlation processing at this time. In the figure, 50 to 53 are a set of signals among the signals subjected to the signal detection processing, and correspond to the signals 7 to 10 in FIG. Reference numeral 54 is a reference signal, and reference numerals 55 to 58 are output signals obtained by performing partial correlation processing on the signals 50 to 53 and the reference signal 54, respectively.
この出力信号に対し、各信号のピーク位置検出処理(ス
テップ43)で、位置検出装置32により、信号55〜58の各
信号のピーク位置すなわち信号50〜53の中心位置を検出
する。そして、マスクとウエハの位置検出処理(ステッ
プ44)で、このようにして求めた各信号のピーク位置か
らcpu33により信号55と信号56および信号57と信号58
の各距離t1とt2を求める。このとき、第6図のアラ
イメント・マークを用いアライメント・マーク5がアラ
イメント・マーク1〜4の中心にあるとき所定の位置合
せをしたとすれば、マスクとウエハのずれ量は dt=(t1−t2)/2 となる。With respect to this output signal, in the peak position detection processing of each signal (step 43), the position detection device 32 detects the peak position of each of the signals 55 to 58, that is, the center position of the signals 50 to 53. Then, in the mask and wafer position detection processing (step 44), the signal 55, the signal 56, the signal 57, and the signal 58 are obtained from the peak position of each signal thus obtained by the cpu 33.
The respective distances t1 and t2 are calculated. At this time, if the alignment mark 5 shown in FIG. 6 is used and predetermined alignment is performed when the alignment mark 5 is at the center of the alignment marks 1 to 4, the amount of deviation between the mask and the wafer is dt = (t1− t2) / 2.
以上の処理は、2箇所のアライメント・マークを互いに
直交する2方向に走査して得た4組の時系列信号に対し
て行ない、右のアライメント・マークからはX方向およ
びY方向のずれ量dXrとdYrを求め、左のアライメ
ント・マークからはX方向およびY方向のずれ量dXl
とdYlと求める。The above processing is performed on four sets of time-series signals obtained by scanning two alignment marks in two directions orthogonal to each other, and the shift amount dXr in the X and Y directions from the right alignment mark. And dYr are calculated, and the deviation amount dXl in the X and Y directions from the left alignment mark
And dYl.
これらの結果より、X方向、Y方向および回転方向のず
れ量は、 dX=(dXr+dXl)/2 (1) dY=(dYr+dYl)/2 (2) dR=(dYr+dYl)/D (3) ここで、dRは回転方向のずれ量 Dはアライメント・マーク間の距離により求める。From these results, the deviation amounts in the X direction, the Y direction, and the rotation direction are: dX = (dXr + dXl) / 2 (1) dY = (dYr + dYl) / 2 (2) dR = (dYr + dYl) / D (3) where , DR are shift amounts in the rotational direction, and D is obtained from the distance between the alignment marks.
位置合せ処理(ステップ45)では、(1)式から(3)式のず
れ量を無くするように、制御装置34の制御の下で駆動装
置26,27および28によりステージ25を移動させ、マスク
とウエハの位置合せを終了する。In the alignment process (step 45), the stage 25 is moved by the drive devices 26, 27 and 28 under the control of the control device 34 so as to eliminate the deviation amount of the expression (1) to the expression (3), and the mask is removed. And the wafer alignment is completed.
しかしながら、このような部分相関処理を用いた方法に
よれば、位置検出精度は向上するものの、前述したよう
に部分相関処理に時間がかかるといった欠点および雑音
や歪が大きななものに対しては部分相関処理した信号か
らピーク位置を検出することが困難であるといった欠点
がある。However, according to the method using such partial correlation processing, although the position detection accuracy is improved, the partial correlation processing takes time as described above, and the partial correlation processing is performed for a large amount of noise or distortion. There is a drawback that it is difficult to detect the peak position from the correlation-processed signal.
本発明は、部分相関処理を用いた位置検出装置におい
て、さらにこれらの欠点を解決することを目的とする。An object of the present invention is to further solve these drawbacks in a position detecting device using partial correlation processing.
[問題点を解決するための手段および作用] 本発明は上記問題点を解決するため、まず、検出された
各パルス信号の位置を比較的粗い精度で検出し、次に、
この各位置の近傍で、該各パルス信号と参照信号との部
分相関処理を行なうことにより、該各パルス信号の位置
を高精度で検出するようにしている。[Means and Action for Solving Problems] In order to solve the above problems, the present invention first detects the position of each detected pulse signal with relatively coarse accuracy, and then
The position of each pulse signal is detected with high accuracy by performing a partial correlation process between each pulse signal and the reference signal in the vicinity of each position.
[実施例] 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。Embodiments Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、本実施例の原理を説明する。First, the principle of this embodiment will be described.
従来、位置合せは数ミクロン程度の精度の粗い位置合せ
と0.1ミクロン程度の精度の細かい位置合せの2段階の
位置合せを行なっている。本実施例は細かい位置合せに
おけるもので、この段階ではアライメント・マークから
検出される信号の順序は決まっており、第6図のアライ
メント・マークを用いたとすれば、同図の信号7がマス
ク、信号8と信号9がウエハ、そして信号10がマスクか
らの信号となる。また、信号7と信号8の距離は所定の
値から粗い位置合せ精度の誤差範囲までの間にある。す
なわち、信号7と信号8の距離は凡そ決っている。Conventionally, the alignment is performed in two steps, that is, coarse alignment with an accuracy of about several microns and fine alignment with an accuracy of about 0.1 micron. This embodiment is for fine alignment. At this stage, the order of signals detected from the alignment marks is fixed. If the alignment marks shown in FIG. 6 are used, the signal 7 shown in FIG. Signal 8 and signal 9 are the wafer, and signal 10 is the signal from the mask. The distance between the signal 7 and the signal 8 is between a predetermined value and an error range of rough alignment accuracy. That is, the distance between the signal 7 and the signal 8 is approximately fixed.
また、信号7と信号10および信号8と信号9はそれぞれ
所定の距離間隔を持つペアの信号すなわち信号7と信号
10および信号8と信号9はそれぞれ1つの信号と見なす
こともできる。Signal 7 and signal 10 and signal 8 and signal 9 are a pair of signals having a predetermined distance interval, that is, signal 7 and signal
Each of 10 and signals 8 and 9 can also be regarded as one signal.
以上より、信号7〜10の特定の信号に対して、あるいは
信号7と信号10および信号8と信号9のペアの信号に対
して特定の信号処理を行なうことが可能である。From the above, it is possible to perform specific signal processing on a specific signal of signals 7 to 10, or on a signal paired with signal 7 and signal 10 and signal 8 and signal 9.
従来、相関処理は2つの関数f(x)とg(x)に対して と定義されるが、例えば関数f(x)の一部と関数g(x)の
相関処理を行なうものおよび関数f(x)中の特定部分に
対する相関処理を行なうものを部分相関処理と呼ぶ。Conventionally, correlation processing is performed for two functions f (x) and g (x). However, for example, a part of the function f (x) and a part of the function g (x) that perform correlation processing and a part of the function f (x) that performs correlation processing on a specific part are called partial correlation processing.
第2図は、このような相関処理の例を示す図である。同
図において、80は参照信号、81は検出信号、82は参照信
号80と検出信号81との相関関数、83は歪のある検出信
号、84は参照信号80と検出信号83との相関関数、85は歪
のある検出信号、86は参照信号80と検出信号85との相関
関数である。FIG. 2 is a diagram showing an example of such correlation processing. In the figure, 80 is a reference signal, 81 is a detection signal, 82 is a correlation function between the reference signal 80 and the detection signal 81, 83 is a distorted detection signal, 84 is a correlation function between the reference signal 80 and the detection signal 83, Reference numeral 85 is a distorted detection signal, and 86 is a correlation function between the reference signal 80 and the detection signal 85.
同図に示したように、検出信号の中心位置は相関関数の
ピークの位置から求まるが、歪が大きい場合には相関関
数も歪み、ピーク位置の検出処理が複雑となり処理に時
間がかかる。As shown in the figure, the center position of the detection signal is obtained from the position of the peak of the correlation function, but when the distortion is large, the correlation function is also distorted, and the peak position detection processing becomes complicated and the processing takes time.
本実施例では、相関処理を行なう前に粗い位置検出を行
ない、しかる後に求めた位置の周辺における部分相関処
理を行ない、求めた相関関数のピーク位置の検出を行な
っている。これにより、 (1)(4)式の処理は範囲[x0+a,x0-a](x0は粗い位
置検出で求め位置)で行なえばよいため、相関処理に要
する時間を短縮できる。In this embodiment, rough position detection is performed before performing the correlation processing, and partial correlation processing is then performed around the obtained position to detect the peak position of the obtained correlation function. As a result, the processing of equations (1) and (4) can be performed within the range [x 0 + a, x 0 -a] (x 0 is the position obtained by rough position detection), and therefore the time required for the correlation processing can be shortened. .
(2)狭い領域中における相関関数のピーク位置を求め
るため、処理は簡単になり、処理時間も短縮できる (3)細かい精度の相関関数を求めることにより位置の
検出精度を向上できる という効果があり、従来および先の提案の欠点を解決し
ている。(2) Since the peak position of the correlation function in the narrow area is obtained, the processing is simple and the processing time can be shortened. (3) The position detection accuracy can be improved by obtaining the correlation function with a fine accuracy. , Solves the drawbacks of the previous and previous proposals.
次に、本実施例を具体的に説明する。Next, this embodiment will be specifically described.
第1図は、本発明の一実施例に係る位置合せ装置の構成
を示す。同図において、21はマスク、22はウエハ、23お
よび24はマスク21およびウエハ22上のアライメント・マ
ークから信号を検出する光あるいは電子線の光学系、25
はX方向、Y方向および回転方向への移動が可能なウエ
ハ22を保持するステージ、26,27および28はそれぞれス
テージ25をX方向、Y方向および回転方向に移動させる
駆動装置、29は信号検出装置、31は記憶装置、32は位置
検出装置、33はcpu、34は駆動装置26,27および28を
制御する装置、100は粗い位置検出装置、101は信号処理
装置である。FIG. 1 shows the arrangement of an alignment apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, 21 is a mask, 22 is a wafer, 23 and 24 are optical systems of light or electron beams for detecting signals from the alignment marks on the mask 21 and the wafer 22, 25
Is a stage that holds the wafer 22 that can be moved in the X, Y, and rotational directions, 26, 27, and 28 are drive units that move the stage 25 in the X, Y, and rotational directions, and 29 is signal detection. Reference numeral 31 is a storage device, 32 is a position detecting device, 33 is a cpu, 34 is a device for controlling the driving devices 26, 27 and 28, 100 is a coarse position detecting device, and 101 is a signal processing device.
ここで、第8図の先の提案に係る位置合せ装置の構成と
異るのは、本実施例では粗い位置検出装置100が加わ
り、信号処理装置が局所領域の相関関数を求める信号処
理装置101に変わったことである。Here, the difference from the configuration of the alignment apparatus according to the previous proposal in FIG. 8 is that the coarse position detection apparatus 100 is added in the present embodiment, and the signal processing apparatus 101 for the signal processing apparatus to obtain the correlation function of the local region. Has changed to.
第3図は第1図の装置の処理の流れ図である。同図にお
いて、ステップ110は信号検出処理、ステップ111は粗い
位置検出処理、ステップ112は部分相関処理、ステップ1
13は各信号のピーク位置検出処理、ステップ114はマス
クとウエハの位置関係を検出する処理、ステップ115は
マスクとウエハを所定の位置関係に合わせる処理であ
る。FIG. 3 is a flow chart of processing of the apparatus of FIG. In the figure, step 110 is signal detection processing, step 111 is coarse position detection processing, step 112 is partial correlation processing, step 1
13 is a peak position detection process for each signal, step 114 is a process for detecting the positional relationship between the mask and the wafer, and step 115 is a process for aligning the mask and the wafer with a predetermined positional relationship.
以下、先の提案に係る位置合せ装置と異る箇所の詳細な
説明を行なう。Below, a detailed description will be given of the parts different from the alignment device according to the above proposal.
第6図に示すアライメント・マークを用いれば、信号検
出処理(ステップ110)において得られる信号は第4図
のようになる。同図において、信号120〜123はそれぞれ
マスクおよびウエハ上のアライメント・マーク2,5お
よび4から検出されたものである。If the alignment mark shown in FIG. 6 is used, the signal obtained in the signal detection process (step 110) will be as shown in FIG. In the figure, signals 120 to 123 are detected from the alignment marks 2, 5 and 4 on the mask and wafer, respectively.
粗い位置検出装置100では、信号を2値化して矩形状の
信号波形とした時の信号120〜123の各信号の中心位置が
求まる(ステップ111)。これらをT1、T2、T3お
よびT4とする。信号中に雑音や歪があるととき、これ
らの値の精度は0.1〜1.0ミクロン程度となり充分と言う
ことはできない。すなわち、粗い位置検出をしたことに
なる。In the coarse position detecting device 100, the center position of each signal of the signals 120 to 123 when the signal is binarized into a rectangular signal waveform is obtained (step 111). Let these be T1, T2, T3 and T4. When there is noise or distortion in the signal, the precision of these values is about 0.1 to 1.0 micron, which cannot be said to be sufficient. That is, the coarse position detection is performed.
信号処理装置101では、参照信号124と各信号120、信号1
21、信号122および信号123との部分的な相関処理を行な
う(ステップ112)。ここで、先の提案においては、信
号120〜123となるものを関数f(x)、参照信号124をg
(x)とすれば、 なる演算を、Tn>x>Tsの範囲で求めたが、本実施
例では、 ここで、f1、f2、f3およびf4は信号120〜123を
表わす h1、h2、h3およびh4は信号125〜128を表わす aは各信号の幅程度の値である なる演算をそれぞれT1+a>x>T1−a、T2+a
>x>T2−a、T3+a>x>T3−aおよびT4+
a>x>T4−aの範囲で求める。In the signal processing device 101, the reference signal 124 and each signal 120, signal 1
21, partial correlation processing with the signals 122 and 123 is performed (step 112). Here, in the above proposal, the signals 120 to 123 are the function f (x) and the reference signal 124 is g.
If (x), The following calculation was obtained within the range of T n >x> T s , but in the present embodiment, Here, f 1 , f 2 , f 3 and f 4 represent the signals 120 to 123, h 1 , h 2 , h 3 and h 4 represent the signals 125 to 128, and a is a value about the width of each signal. Are calculated as T 1 + a>x> T 1 −a and T 2 + a, respectively.
>X> T 2 -a, T 3 + a>x> T 3 -a and T 4 +
It is determined within the range of a>x> T 4 −a.
この処理は先の提案の処理に比べて積分範囲が狭くかつ
変数xのとる範囲も狭いから、処理に要する時間は大幅
に短縮でききる。また、変数xのサンプル間隔を狭くす
れば、検出精度を向上できる。Since this process has a narrow integration range and a narrow range taken by the variable x as compared with the previously proposed process, the time required for the process can be greatly reduced. Further, the detection accuracy can be improved by narrowing the sampling interval of the variable x.
[実施例の変形例] 上述の実施例では、第4図中の参照信号124に示すよう
に、1つの参照信号を用いて検出信号120〜123と相関処
理を行なったが、第5図に示すように、参照信号134と1
35および参照信号136と137の2組の参照信号を用い、信
号134と135からなる参照信号と検出信号130と133からな
る信号との部分相関処理および信号136と137からなる参
照信号と検出信号131と132からなる信号との部分相関処
理を行なうことにより、検出精度をより高くすることが
できる。[Modification of Embodiment] In the embodiment described above, as shown by the reference signal 124 in FIG. 4, the correlation processing with the detection signals 120 to 123 is performed using one reference signal. Reference signals 134 and 1 as shown
35 and reference signals 136 and 137 are used, and partial correlation processing is performed between the reference signal composed of the signals 134 and 135 and the signal composed of the detection signals 130 and 133, and the reference signal composed of the signals 136 and 137 and the detection signal. By performing the partial correlation processing with the signal composed of 131 and 132, the detection accuracy can be further increased.
このときの粗い位置検出処理では、前記実施例と同じ方
法で信号130〜133のそれぞれの中心位置を求め、そし
て、信号130と133の中心位置T5および信号131と132の
中心位置T6を求める。In the rough position detection processing at this time, the center positions of the signals 130 to 133 are obtained by the same method as in the above-described embodiment, and the center position T 5 of the signals 130 and 133 and the center position T 6 of the signals 131 and 132 are determined. Ask.
第3図の部分相関処理(ステップ112)では、 ここで、g1は信号134と信号135、g2は信号136と信
号137、h5は信号138、h6は信号139、fは信号130〜
133を表わす を演算する。In the partial correlation process (step 112) of FIG. 3, Here, g 1 is the signal 134 and the signal 135, g 2 is the signal 136 and the signal 137, h 5 is the signal 138, h 6 is the signal 139, and f is the signal 130-.
Computes representing 133.
これにより求められた信号138と信号139の距離t3よ
り、ずれ量は、 dt=t3 となる。From the distance t3 between the signal 138 and the signal 139 thus obtained, the shift amount is dt = t3.
[発明の効果] 上述したように、本発明によれば、次のような効果が得
られる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
(1)例えばアルミ配線を焼き付ける工程での位置合せの
際のように、S/Nの悪い信号による位置検出を可能に
する。(1) It is possible to detect a position by a signal with a poor S / N, for example, at the time of alignment in the process of baking aluminum wiring.
(2)検出信号の歪の影響を小さくする (3)信号波形の尖鋭度が高くなることにより検出精度が
向上する (4)信号処理を高速に行なうことができる (5)相関処理したもののピーク処理を精度よく検出でき
る。(2) Reduce the influence of distortion of the detected signal (3) Improve the detection accuracy by increasing the sharpness of the signal waveform (4) Can perform signal processing at high speed (5) Peak of the processed correlation The process can be detected accurately.
【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明の一実施例に係る位置合せ装置の構成
図、 第2図は、信号処理の一例を示す図、 第3図は、第1図の装置の位置合せ処理を説明する流れ
図、 第4および5図は、信号処理の他の例を示す図、 第6図は、アライメント・パターンおよびその検出信号
の例を示す図、 第7図は、波形歪と検出誤差の例を示す図、 第8図は、先の提案に係る位置合せ装置の構成図、 第9図は、第8図の装置の位置合せ処理を説明する流れ
図、 第10図は、信号処理の一例を示す図である。 21:マスク、22:ウエハ、23,24:光学系、 25:ステージ、 26,27,28:ステージ駆動装置、 29:信号検出装置、30:信号処理装置、 31:記憶装置、32:位置検出装置、 33:cpu、34:制御装置、 100:粗い位置検出装置、 101:信号処理装置。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of an alignment apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of signal processing, and FIG. 3 is an apparatus of FIG. FIG. 4 and FIG. 5 are diagrams showing another example of signal processing, FIG. 6 is a diagram showing an example of an alignment pattern and its detection signal, and FIG. 7 is a waveform. FIG. 8 is a diagram showing an example of distortion and detection error, FIG. 8 is a configuration diagram of the alignment device according to the above proposal, FIG. 9 is a flow chart for explaining alignment processing of the device of FIG. 8, and FIG. It is a figure which shows an example of a signal processing. 21: mask, 22: wafer, 23, 24: optical system, 25: stage, 26, 27, 28: stage drive device, 29: signal detection device, 30: signal processing device, 31: storage device, 32: position detection Device, 33: cpu, 34: control device, 100: coarse position detection device, 101: signal processing device.
Claims (2)
イメント・マークからの信号を電気的パルス信号列とし
て検出する信号検出手段と、該パルス信号列における各
パルス信号の位置を比較的粗い精度で検出する粗検出手
段と、該粗検出手段により検出した各パルス信号の位置
の近傍で上記参照信号発生手段により発生した参照信号
と上記信号検出手段により検出した各パルス信号とを部
分相関処理することにより該各パルス信号の位置を高精
度で検出する微検出手段と、該微検出手段により検出し
た各パルス信号の位置に基づき物体位置を求める位置検
出手段とを具備することを特徴とする位置検出装置。1. A means for generating a reference signal, a signal detecting means for detecting a signal from an alignment mark on an object as an electric pulse signal train, and the position of each pulse signal in the pulse signal train is relatively rough. Partial correlation processing between the coarse detection means for detecting with accuracy and the reference signal generated by the reference signal generation means in the vicinity of the position of each pulse signal detected by the coarse detection means and each pulse signal detected by the signal detection means. By so doing, it is provided with a fine detection means for detecting the position of each pulse signal with high accuracy, and a position detection means for obtaining the object position based on the position of each pulse signal detected by the fine detection means. Position detection device.
請求の範囲第1項記載の位置検出装置。2. The position detecting device according to claim 1, wherein the object is a mask or a wafer.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61245552A JPH0669022B2 (en) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | Position detector |
DE3735154A DE3735154C2 (en) | 1986-10-17 | 1987-10-16 | Method for detecting the position of a mark provided on an object |
US07/387,361 US4971444A (en) | 1986-10-17 | 1989-07-28 | Method and apparatus for detecting the position of an object |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61245552A JPH0669022B2 (en) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | Position detector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63100725A JPS63100725A (en) | 1988-05-02 |
JPH0669022B2 true JPH0669022B2 (en) | 1994-08-31 |
Family
ID=17135392
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61245552A Expired - Fee Related JPH0669022B2 (en) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | Position detector |
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-
1986
- 1986-10-17 JP JP61245552A patent/JPH0669022B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPS63100725A (en) | 1988-05-02 |
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