JPH10294267A - Equipment and method for detecting alignment mark - Google Patents
Equipment and method for detecting alignment markInfo
- Publication number
- JPH10294267A JPH10294267A JP9104513A JP10451397A JPH10294267A JP H10294267 A JPH10294267 A JP H10294267A JP 9104513 A JP9104513 A JP 9104513A JP 10451397 A JP10451397 A JP 10451397A JP H10294267 A JPH10294267 A JP H10294267A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alignment mark
- detection
- mark
- image
- video signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 71
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 39
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 17
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アライメントマー
クのある被写体を撮像手段により撮像し、該撮像手段か
ら出力された映像信号を映像信号処理手段により処理し
てアライメントマークの位置を検出するアライメントマ
ーク検出装置と、アライメントマーク検出方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alignment mark for detecting a position of an alignment mark by picking up an image of a subject having an alignment mark by an image pickup means and processing a video signal output from the image pickup means by a video signal processing means. The present invention relates to a detection device and an alignment mark detection method.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体装置の製造過程には、露光工程が
数多くあり、半導体ウェハに対して例えばフォトマスク
(或いはレチクル)を位置合わせするということが何度
も繰り返される。そして、その位置合わせは、半導体ウ
ェハの表面に形成されたアライメントマークとフォトマ
スクに形成されたアライメントマークとを指標として為
される。2. Description of the Related Art In a manufacturing process of a semiconductor device, there are many exposure steps, and for example, alignment of a photomask (or reticle) with respect to a semiconductor wafer is repeated many times. The alignment is performed using the alignment marks formed on the surface of the semiconductor wafer and the alignment marks formed on the photomask as indices.
【0003】従って、その位置合わせには当然にアライ
メントマークを認識し、そのアライメントマークの位置
を検出することが必要である。Therefore, it is necessary to recognize the alignment mark and detect the position of the alignment mark for the alignment.
【0004】そして、現在実際に用いられているアライ
メントマークの位置検出技術は概ね二種類あり、一つは
アライメントマークのあるものに対してレーザ光を照射
し、その回折光の強度分布を検出し、その分布を示す波
形からアライメントマーク位置を検出するものである。
この検出技術は、マークや下地の表面荒れが小さく、ア
ライメントマークの対称性が良く、マークの段差が低い
場合に適している。There are generally two types of alignment mark position detection technologies actually used at present, one of which is to irradiate a laser beam to a certain alignment mark and detect the intensity distribution of the diffracted light. The position of the alignment mark is detected from the waveform indicating the distribution.
This detection technique is suitable when the surface roughness of the mark or the base is small, the symmetry of the alignment mark is good, and the step of the mark is low.
【0005】他の位置検出技術は、撮像手段(例えばC
CD型固体撮像装置等)を用いて撮像することによって
アライメントマークの位置を検出するものであり、表面
荒れがあり、マークの非対称性が悪く、マークの段差の
大きいものを検出する場合に適している。[0005] Another position detection technique is an imaging means (for example, C
The position of the alignment mark is detected by imaging using a CD-type solid-state imaging device or the like, and is suitable for detecting an object having a rough surface, poor mark asymmetry, and a large mark step. I have.
【0006】図5(A)乃至(C)は撮像手段を用いた
アライメントマーク検出装置の従来例を説明するための
もので、(A)は概略構成図、(B)は半導体ウェハ上
に形成されたアライメントマークの一例を示す平面図、
(C)はアライメントマークによる理想的な映像信号を
示す波形図である。FIGS. 5A to 5C are views for explaining a conventional example of an alignment mark detecting device using an image pickup means, in which FIG. 5A is a schematic configuration diagram, and FIG. 5B is formed on a semiconductor wafer. Plan view showing an example of the alignment mark,
(C) is a waveform diagram showing an ideal video signal by an alignment mark.
【0007】図面において、1は半導体ウェハ、2は該
ウェハ2の表面に形成されたアライメントマーク、3は
被写体を後述する固体撮像装置(CCD)の撮像面に結
像するレンズ、4はアライメントマーク2の位置認識に
あたっての指標となる指標マークで、これとアライメン
トマークとの撮像面上におけるズレが無くなるように半
導体ウェハ2の位置修正が為される。In the drawings, 1 is a semiconductor wafer, 2 is an alignment mark formed on the surface of the wafer 2, 3 is a lens that forms an image of a subject on an imaging surface of a solid-state imaging device (CCD) described later, and 4 is an alignment mark. The position of the semiconductor wafer 2 is corrected so that there is no shift on the image pickup surface between the mark and the alignment mark.
【0008】5は撮像手段であるCCD型固体撮像装
置、6は照明用光源、7は映像信号処理手段で、該CC
D型固体撮像装置5と、証明用光源6と、該撮像装置5
の出力である映像信号に対して増幅、波形整形、A/D
変換等の処理をする処理ユニット8とから成る。9は該
ユニット8から出力された映像データを各種演算等の処
理をする処理部で、コンピュータ10からなる。11は
撮像画像を表示するディスプレイである。Reference numeral 5 denotes a CCD type solid-state imaging device as an image pickup means, 6 denotes a light source for illumination, and 7 denotes a video signal processing means.
D-type solid-state imaging device 5, light source 6 for certification, and imaging device 5
Amplification, waveform shaping, A / D
And a processing unit 8 for performing processing such as conversion. Reference numeral 9 denotes a processing unit which performs various operations on the video data output from the unit 8 and comprises a computer 10. Reference numeral 11 denotes a display for displaying a captured image.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところで、アライメン
トマークがアルミニウム層からなる場合、従来はマーク
段差が大きいケースが多く、しかも、その表面に大きな
荒れがあり、マークは非対称になるので、撮像手段で撮
像する検出方法が採られている。しかし、最近は、マー
ク段差が小さくなるケースが増えつつある。というの
は、微細化に伴ってアルミニウム配線膜などの膜厚が薄
くなるケースが増えているからである。By the way, when the alignment mark is made of an aluminum layer, there are many cases where the mark step is large in the past and the surface is largely rough and the mark becomes asymmetric. A detection method for imaging is employed. However, recently, cases where the mark step is reduced are increasing. This is because the cases where the film thickness of the aluminum wiring film or the like becomes thinner with the miniaturization are increasing.
【0010】そのため、エッジを精度良く検出すること
が相当に難しい。また、アライメントマークの段差がか
なり大きい場合にもエッジを高精度に検出することは容
易なことではないし、ノイズが発生した場合にはアライ
メントマークの検出精度は低下する等問題が少なくな
い。Therefore, it is considerably difficult to detect edges with high accuracy. Further, it is not easy to detect edges with high accuracy even when the step of the alignment mark is considerably large, and there are many problems such as a decrease in the detection accuracy of the alignment mark when noise occurs.
【0011】図6(A)乃至(C)は問題の生じる各ケ
ースを示すもので、各々上がアライメントマークを、下
が映像信号の波形を示す。FIGS. 6A to 6C show cases in which a problem occurs. The upper part shows the alignment mark and the lower part shows the waveform of the video signal.
【0012】同図(A)はコントラストが小さい場合を
示し、この場合は映像信号の振幅が小さくなり、正確な
位置検出が難しくなる。かかるコントラスト不足はアラ
イメントマークと、その下地との色調が近い場合に生じ
る。即ち、コントラストが小さいと解像度(解像度=K
1 ・λ/NA 但し、K1 :定数、NA:開口数アパー
チャーナンバー、λ:光線の波長)が低下し、信号は振
幅が小さく、人間が肉眼で視たのと同様に識別がしにく
くなる。FIG. 1A shows a case where the contrast is small. In this case, the amplitude of the video signal becomes small, and it becomes difficult to accurately detect the position. Insufficient contrast occurs when the color tone between the alignment mark and its base is close. That is, if the contrast is small, the resolution (resolution = K
1 · λ / NA where K 1 : constant, NA: numerical aperture number, λ: wavelength of light), the signal has a small amplitude, and it is difficult to distinguish it as if it were seen by the naked eye. .
【0013】同図(B)はアライメントマークのエッジ
がはっきりしない場合を示し、この場合はマークの端部
に相当するところがぼけた映像信号になる。FIG. 1B shows a case where the edge of the alignment mark is not clear. In this case, a video signal corresponding to the end of the mark is blurred.
【0014】つまり、理想的波形は、映像信号が下地か
らマークのエッジになるとき信号レベルが急激に変化
(この場合レベル低下)し、エッジを過ぎると信号レベ
ルが稍その変化と逆方向に変化(この場合レベル上昇)
し、マークのもう一方のエッジに近づくとまたこの変化
と逆方向に変化(この場合レベル低下)し、エッジにな
ると急激に元の(下地に対応する)レベルに戻る変化が
生じるような波形、つまり、マークのエッジで一旦下が
るがそこを過ぎると上がり、もう一方のエッジに近づく
とまた下がり、そのエッジに達すると急激に上がるよう
な、謂わばマーク内に対応する部分に高い山が生じるよ
うな波形であって、その山の高さが充分な波形である。That is, the ideal waveform is such that when the video signal changes from the background to the edge of the mark, the signal level rapidly changes (in this case, the level drops), and after the edge, the signal level slightly changes in the opposite direction. (In this case the level rises)
A waveform that changes in the opposite direction to the other edge of the mark (in this case, the level drops) when approaching the other edge of the mark, and suddenly returns to the original (corresponding to the background) level at the edge; In other words, the mark goes down once at the edge of the mark, but goes up after it, goes down again when approaching the other edge, and rises sharply when it reaches that edge. And the height of the peak is sufficient.
【0015】しかし、実際にはその山の高さは充分では
ない場合が多いのである。このようなエッジがはっきり
しない場合というのはアライメントマークの段差が大き
く、そのため充分なフォーカスマージン(DOF=K2
・λ/(NA)2[μm] 但しK2 :定数、λ:光線の
波長、NA:開口数)を得ることができないときに発生
する。However, in practice, the height of the mountain is often not sufficient. When such an edge is not clear, the step of the alignment mark is large, so that a sufficient focus margin (DOF = K 2
Λ / (NA) 2 [μm] where K 2 : constant, λ: wavelength of light beam, NA: numerical aperture cannot be obtained.
【0016】また、同図(C)はノイズが発生した場合
を示し、この場合も映像信号に乗ったノイズによりエッ
ジの検出が困難になる。このようなノイズは、主として
高温アルミニウム形成プロセスによりアルミニウム配線
を形成した場合に下地等に激しい荒れが生じ、その荒れ
が激しい信号レベル変化をもたらし、その変化がノイズ
となって映像信号中に入ってしまうのである。FIG. 2C shows a case where noise is generated. In this case as well, it is difficult to detect an edge due to noise on a video signal. Such noise causes severe roughening of a base or the like when aluminum wiring is formed mainly by a high-temperature aluminum forming process, and the roughening causes a severe change in signal level, and the change becomes noise and enters a video signal. It will be lost.
【0017】従って、光学系のNAが或る値を有すると
して、その値が或る一つのケースには最適であり精度の
高い検出が可能であったとしても他のケースでは不適切
な値になり、検出精度が低くなるという問題があった。Therefore, assuming that the NA of the optical system has a certain value, the value is optimal in one case and an inappropriate value in another case even if highly accurate detection is possible. Therefore, there is a problem that the detection accuracy is lowered.
【0018】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、撮像手段により撮像した映像信号に
よりアライメントマークを検出するアライメントマーク
検出装置或はアライメントマーク検出方法において、コ
ントラスト不足、エッジ不明瞭、ノイズ発生等によるア
ライメントマーク検出精度の低下を防止乃至軽減するこ
とを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem. In an alignment mark detecting apparatus or an alignment mark detecting method for detecting an alignment mark based on a video signal picked up by an image pick-up means, there is provided a method for detecting an alignment mark. An object of the present invention is to prevent or reduce a decrease in alignment mark detection accuracy due to unclear edges, noise generation, and the like.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】本発明アライメントマー
ク検出装置は、被写体を撮像手段に結像する光学経路に
設けたNA可変の絞りを変化させて、アライメントマー
ク検出を複数回行い、複数の検出結果の平均を求め得る
ようにしたことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION An alignment mark detecting apparatus according to the present invention performs alignment mark detection a plurality of times by changing an NA-variable aperture provided on an optical path for imaging a subject on an image pickup means. It is characterized in that an average of the results can be obtained.
【0020】従って、本発明アライメントマーク検出装
置によれば、一つのNAの下での測定結果の精度が低く
ても、NAを変えて複数回マーク検出を行い、その複数
の検出結果の平均値を求めることにより、精度の高い検
出結果を得ることができる。本発明アライメントマーク
検出方法は、被写体を撮像手段に結像する光学経路に設
けたNA可変の絞りを変化させて、アライメントマーク
検出を複数回行い、複数の検出結果の平均を求め、それ
を以てマーク検出位置と認識することを特徴とする。Therefore, according to the alignment mark detection apparatus of the present invention, even if the accuracy of the measurement result under one NA is low, mark detection is performed a plurality of times by changing the NA, and the average value of the plurality of detection results is obtained. , A highly accurate detection result can be obtained. The alignment mark detection method of the present invention performs alignment mark detection a plurality of times by changing an NA-variable aperture provided in an optical path for imaging a subject on an imaging unit, obtains an average of a plurality of detection results, and uses the mark as a mark. It is characterized in that it is recognized as a detection position.
【0021】従って、本発明アライメントマーク検出方
法によれば、一つのNAの下での測定結果の精度が低く
ても、NAを変えて複数回マーク検出を行い、その複数
の検出結果の平均値を求めるので、精度の高い検出結果
を得ることができる。Therefore, according to the alignment mark detection method of the present invention, even if the accuracy of the measurement result under one NA is low, mark detection is performed a plurality of times by changing the NA, and the average value of the plurality of detection results is obtained. , A highly accurate detection result can be obtained.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】本発明は、被写体、例えば半導体
ウェハのアライメントマークが視認できる表面を、撮像
手段(例えばCCD型固体撮像装置等)の撮像面に結像
する光学経路にそのレンズのNAを変化させるための絞
りを設け、NAを変えて複数回マーク検出を行い、その
複数の検出結果(各結果は例えばX,Y座標として表さ
れる。)の平均値を求めることができるようにし、そし
て、その平均値を以てアライメントマークの位置と認識
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention relates to an optical path for imaging a subject, for example, a surface on which an alignment mark of a semiconductor wafer is visible on an imaging surface of an imaging means (for example, a CCD solid-state imaging device or the like). Is provided, a mark is detected a plurality of times by changing the NA, and an average value of a plurality of detection results (each result is represented as X, Y coordinates, for example) can be obtained. The average value is recognized as the position of the alignment mark.
【0023】[0023]
【実施例】以下、本発明を図示実施例に従って詳細に説
明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the illustrated embodiments.
【0024】図1(A)は本発明アライメントマーク検
出装置の第1の実施例を示す概略構成図、(B)は半導
体ウェハ表面部に形成されたアライメントマークの一例
を示す平面図、(C)はアライメントマークを撮像して
得た理想的な映像信号を示す波形図である。FIG. 1A is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of the alignment mark detecting device of the present invention, FIG. 1B is a plan view showing an example of an alignment mark formed on the surface of a semiconductor wafer, and FIG. () Is a waveform diagram showing an ideal video signal obtained by imaging the alignment mark.
【0025】同図において、1は半導体ウェハ、2は該
ウェハ2の表面に形成されたアライメントマークで、例
えば図1(B)に示す平面形状を有する。3は被写体を
後述する固体撮像装置(5)の撮像面に結像するレンズ
で、TVカメラの光学系を成し、後述する絞り(12)
を内蔵する。4はアライメントマーク2の位置認識にあ
たっての指標となる指標マークで、これとアライメント
マーク2との撮像面上におけるズレが無くなるように半
導体ウェハ1の位置修正が為される。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a semiconductor wafer, and 2 denotes an alignment mark formed on the surface of the wafer 2 and has, for example, a planar shape shown in FIG. Reference numeral 3 denotes a lens that forms an image of a subject on an imaging surface of a solid-state imaging device (5) described later, which forms an optical system of the TV camera, and an aperture (12) described later.
Built-in. Reference numeral 4 denotes an index mark serving as an index for recognizing the position of the alignment mark 2, and the position of the semiconductor wafer 1 is corrected so that there is no deviation between the alignment mark 2 and the alignment mark 2 on the imaging surface.
【0026】5は撮像手段である例えばCCD型の固体
撮像装置、6は照明用光源で、上記レンズ3を介して半
導体ウェハ2表面を照射する。7は画像処理部で、上記
CCD型固体撮像装置5と、それから出力された映像信
号に対して増幅、波形整形、A/D変換等の処理をする
処理ユニット8と、上記照明用光源6からなる。10は
上記該ユニット8(画像処理部7)から出力された映像
データを各種演算等の処理をするコンピュータ9からな
る制御部、11は撮像画像を表示するディスプレイであ
る。Reference numeral 5 denotes an image pickup means, for example, a CCD type solid-state image pickup device. Reference numeral 6 denotes an illumination light source which irradiates the surface of the semiconductor wafer 2 through the lens 3. Reference numeral 7 denotes an image processing unit which includes a CCD solid-state imaging device 5, a processing unit 8 for performing processing such as amplification, waveform shaping, and A / D conversion on a video signal output from the CCD solid-state imaging device 5. Become. Reference numeral 10 denotes a control unit including a computer 9 for performing various operations on the video data output from the unit 8 (image processing unit 7), and reference numeral 11 denotes a display for displaying a captured image.
【0027】12は被写体を上記固体撮像装置5の撮像
面に結像する光学系に設けられた絞りで、上記コンピュ
ータ9により制御される。そして、この絞り12を設
け、コンピュータ9により光学系のNAを調整するよう
にしたことが本アライメントマーク検出装置の一つの特
徴である。Reference numeral 12 denotes an aperture provided in an optical system for forming an image of a subject on the imaging surface of the solid-state imaging device 5 and is controlled by the computer 9. One of the features of the present alignment mark detecting device is that the aperture 12 is provided and the NA of the optical system is adjusted by the computer 9.
【0028】次に、図1に示したアライメントマーク検
出装置の動作を説明する。本アライメントマーク検出装
置は、基本的には次に動作をする。先ず、照明用光源6
から出射された光はレンズ3を経て半導体ウェハ1上に
至り、アライメントマーク2に入射する。そして、その
反射光がレンズ3を経て画像処理部7の撮像手段たる例
えばCCD型の固体撮像装置5の撮像面に入射される。
該反射光はレンズ3によりアライメントマーク2を該撮
像面上に結像する光となる。この光は該撮像装置5によ
り電気信号[ 理想的には図1(B)に示すようにな
る。] に変換され、処理ユニット8でアライメントのた
めの演算が行われる。Next, the operation of the alignment mark detecting device shown in FIG. 1 will be described. The alignment mark detection device basically operates next. First, the illumination light source 6
The light emitted from the lens reaches the semiconductor wafer 1 via the lens 3 and enters the alignment mark 2. Then, the reflected light is incident on an imaging surface of a solid-state imaging device 5 of, for example, a CCD type as imaging means of the image processing unit 7 via the lens 3.
The reflected light becomes light that forms an image of the alignment mark 2 on the imaging surface by the lens 3. This light is converted by the imaging device 5 into an electric signal [ideally as shown in FIG. ] And the processing unit 8 performs an operation for alignment.
【0029】そして、その演算の結果が制御部9のコン
ピュータ10により処理され、半導体ウェハ1の露光位
置の制御が為される。斯かる演算等は、具体的には、ア
ライメントマーク2の中心と、上記指標マーク4の中心
とのずれを求め、そして、そのずれが0になるように半
導体ウェハ1の位置を調整する位置調整量を算出するの
である。Then, the result of the calculation is processed by the computer 10 of the control section 9, and the exposure position of the semiconductor wafer 1 is controlled. Specifically, such calculation or the like determines the shift between the center of the alignment mark 2 and the center of the index mark 4 and adjusts the position of the semiconductor wafer 1 so that the shift becomes zero. Calculate the quantity.
【0030】更に、本アライメントマーク検出装置は、
撮像装置5により得られた画像信号、即ちマークにより
反射された光とその下地にて反射された光とによるコン
トラストを成す信号により精度良くマーク中心を検出で
き得るようにするため、絞り12を設け、レンズ3のN
A(開口数)をコンピュータ10により変化させること
ができるようになっている。そして、NAを変えての複
数回(例えば4回、勿論それ以上回数が多くても良い
し、少ない場合もある。)のアライメントマーク2の位
置検出を繰り返し、その位置検出結果の平均値を求め、
その平均値を以てアライメントマーク2の検出位置と判
断することができるようになっているのである。これ
が、本アライメントマーク検出装置の他の特徴である。Further, the present alignment mark detecting device is
An aperture 12 is provided so that the center of the mark can be accurately detected by an image signal obtained by the imaging device 5, that is, a signal forming a contrast between the light reflected by the mark and the light reflected by the base. , N of lens 3
A (numerical aperture) can be changed by the computer 10. Then, the position detection of the alignment mark 2 is repeated a plurality of times (for example, four times, of course, more or less times) by changing the NA, and an average value of the position detection results is obtained. ,
The average value can be determined as the detection position of the alignment mark 2. This is another characteristic of the present alignment mark detecting device.
【0031】図2(A)乃至(C)は下地とアライメン
トマーク2との色調が似通い、信号のコントラストが小
さい場合について示すもので、(A)はマーク形状を示
し、(B)は画像信号を示し、(C)はNAを変化させ
た場合の画像信号の変化を示す。信号のコントラストが
小さいと解像度が低下し、マーク2とその下地との境界
が識別しにくくなり、その結果位置検出精度が低くなる
という傾向がある。特に、絞りが強く、NAが小さい場
合にその傾向が強い。従って、もしNAが小さい状態に
あり、その状態での位置検出結果を以て検出位置と認識
したとすると、精度のかなり低い位置検出になる。FIGS. 2A to 2C show the case where the color tone of the base and the alignment mark 2 are similar and the contrast of the signal is small. FIG. 2A shows the mark shape, and FIG. (C) shows a change in the image signal when the NA is changed. If the contrast of the signal is small, the resolution will be reduced, and the boundary between the mark 2 and its base will be difficult to identify, and as a result, the position detection accuracy tends to be reduced. In particular, the tendency is strong when the aperture is strong and the NA is small. Therefore, if the NA is in a small state and the position is recognized as a detected position based on the position detection result in that state, the position detection becomes very low in accuracy.
【0032】しかるに、一つのNAによる位置検出結果
を以て検出位置と認識するのではなく、NAを変化させ
て位置検出を複数回繰り返し、各NA毎にそのアライメ
ントマーク2のマーク中心位置を求め、その位置の座標
データの平均値を求め、この平均値を以てマーク中心位
置の座標とし、これと指標マーク4の中心位置の座標と
のずれを算出すると、従来において生じていたところの
コントラスト不足な状態での誤差の多い一つの検出結果
を以てアライメントマーク2の位置と認識して大きなア
ライメント誤差が生じるというおそれを、なくすことが
でき、アライメント精度を向上させることができる。However, instead of recognizing the detected position based on the position detection result by one NA, the position detection is repeated a plurality of times by changing the NA, and the mark center position of the alignment mark 2 is obtained for each NA. The average value of the coordinate data of the position is obtained, and the average value is used as the coordinate of the mark center position, and the deviation between this and the coordinate of the center position of the index mark 4 is calculated. It is possible to eliminate the possibility that a large alignment error is generated by recognizing the position of the alignment mark 2 based on one detection result having a large amount of error, and improve alignment accuracy.
【0033】図3(A)乃至(C)はアライメントマー
ク2とその下地との段差が大きい場合を示すもので、
(A)はマーク形状を示し、(B)は画像信号を示し、
(C)はNAを変化させた場合の画像信号の変化を示
す。FIGS. 3A to 3C show a case where a step between the alignment mark 2 and its base is large.
(A) shows a mark shape, (B) shows an image signal,
(C) shows a change in the image signal when the NA is changed.
【0034】このように段差が大きい場合には、充分な
DOF(焦点深度)が得られないため、マークの端部が
ぼけてしまうので、位置検出精度が低下する傾向があ
る。特に、NAが大きいとその傾向が強い。従って、も
しNAが大きい状態にあり、その状態での位置検出結果
を以て検出位置と認識したとすると、精度のかなり低い
位置検出になる。When the step is large as described above, since a sufficient DOF (depth of focus) cannot be obtained, the edge of the mark is blurred, and the position detection accuracy tends to decrease. In particular, the tendency is strong when NA is large. Therefore, if the NA is in a large state and the position is recognized as the detected position based on the position detection result in that state, the position detection becomes very low in accuracy.
【0035】しかるに、一つのNAによる位置検出結果
を以て検出位置と認識するのではなく、NAを変化させ
て位置検出を複数か繰り返すこととし、そして、各NA
毎にそのアライメントマーク2のマーク中心位置を求
め、その位置の座標データの平均値を求め、この平均値
を以てマーク中心位置の座標とし、これと指標マーク4
の中心位置の座標とのずれを算出すると、従来生じてい
たところのコントラスト不足な状態で誤差の多い一つの
検出結果を以てアライメントマーク2の位置と認識して
大きなアライメント誤差が生じるというおそれを、なく
すことができ、アライメント精度を向上させることがで
きる。However, instead of recognizing the position as a detected position based on the result of position detection by one NA, the NA is changed and position detection is repeated a plurality of times.
Each time the center position of the alignment mark 2 is obtained, the average value of the coordinate data at that position is obtained, and the average value is used as the coordinate of the center position of the mark.
When the deviation from the coordinates of the center position is calculated, the possibility that a large alignment error is generated by recognizing the position of the alignment mark 2 with one detection result having a large error in a state of insufficient contrast, which has occurred conventionally, is eliminated. And alignment accuracy can be improved.
【0036】これは次のようにも説明することができ
る。このようなにマークのエッジに相当するところがぼ
けた映像信号になるときは、NAを小さくすることによ
りフォーカスマージン(DOF)を大きくしてアライメ
ントマークのエッジの見え方を向上させ、位置検出デー
タ中に精度の高いデータ成分を入れて、検出精度を高め
ることができる。This can be explained as follows. When the video signal corresponding to the edge of the mark is blurred, the focus margin (DOF) is increased by reducing the NA to improve the appearance of the edge of the alignment mark. , A highly accurate data component can be added to the data to improve the detection accuracy.
【0037】元来、理想的には、下地からマークのエッ
ジになるとき映像信号が急激にレベル低下し、エッジを
過ぎると信号レベルが稍レベル上昇し、マークのもう一
方のエッジに近づくとまたレベル低下し、エッジになる
と急激に元のレベルに急激に戻るような波形変化が生じ
るのが好ましい。つまり、マークのエッジで一端下がる
がそこを過ぎると上がり、もう一方のエッジに近づくと
また下がり、そのエッジに達すると急激に上がるよう
な、謂わばマーク内に対応する部分に高い山が生じるよ
うな波形であって、その山の高さが充分に高いことが望
ましいのである。そこで、もしNAを小さくするとフォ
ーカスマージンが大きくなり、マーク内に対応する部分
に生じる山の高さが高く、エッジのはっきりした波形が
得られるので精度が高くなり、これが位置検出データの
中にはいるので、アライメントマークの位置検出精度が
高くなる。従って、一つのNAによる位置検出結果のみ
で位置認識をした場合において生じるところの検出精度
が著しく低くなる可能性をなくすことができるのであ
る。Originally, ideally, the level of the video signal suddenly drops when the edge of the mark changes from the background, and the signal level slightly increases after the edge, and again when approaching the other edge of the mark. It is preferable that a waveform change occurs such that the level decreases and suddenly returns to the original level at the edge. In other words, there is a high peak at the corresponding part in the mark, which goes down one end at the edge of the mark but rises after it, goes down again when approaching the other edge, and rises rapidly when it reaches that edge. It is desirable that the height of the peak is sufficiently high. Therefore, if the NA is reduced, the focus margin becomes larger, the height of the ridge generated in a portion corresponding to the mark becomes higher, and a waveform with a clear edge is obtained, so that the accuracy becomes higher. Therefore, the position detection accuracy of the alignment mark is improved. Therefore, it is possible to eliminate the possibility that the detection accuracy, which occurs when the position is recognized only by the result of the position detection by one NA, becomes extremely low.
【0038】図4(A)乃至(C)はアライメントマー
ク2の下地の荒れが激しく、画像信号にノイズが多い場
合を示すもので、(A)はマーク形状を示し、(B)は
画像信号を示し、(C)はNAを変化させた場合の画像
信号の変化を示す。この場合は、映像信号に乗ったノイ
ズによりエッジの検出が困難になる傾向になる。そのノ
イズの発生原因は、主として高温アルミニウム形成プロ
セスによりアルミニウム配線を形成した場合に下地に激
しい荒れが生じることにより発生するのであり、特に、
NAが小さいときにその傾向が強い。というのは、NA
が小さく且つ下地に焦点(ピント)が合っているとノイ
ズの発生源たるその下地の撮像情報がタップリ入るから
である。従って、もし一つのNAによる位置検出結果の
みで位置認識をした場合にはそのNAが大きいときには
ノイズにより精度の落ちた位置認識結果が生じてしまう
が、NAを変えての位置検出を複数回繰り返して平均値
をとると、NAを大きくした状態での位置検出結果(下
地の撮像情報が少なくなり、ノイズが少なくなる。)が
位置検出データ中に入るので、アライメントマーク検出
精度が高くなるのである。FIGS. 4A to 4C show the case where the background of the alignment mark 2 is extremely rough and the image signal is noisy. FIG. 4A shows the mark shape, and FIG. 4B shows the image signal. (C) shows a change in the image signal when the NA is changed. In this case, detection of edges tends to be difficult due to noise on the video signal. The cause of the noise is mainly caused by severe roughening of the base when aluminum wiring is formed by a high-temperature aluminum forming process.
The tendency is strong when NA is small. Because NA
This is because if the image size is small and the background is in focus, the imaging information of the background, which is a source of noise, is tapped. Therefore, if the position is recognized only by the result of the position detection by one NA, if the NA is large, the position recognition result with reduced accuracy is generated due to noise. However, the position detection by changing the NA is repeated a plurality of times. When the average value is obtained, the position detection result (the image pickup information on the background is reduced and the noise is reduced) in the state where the NA is large is included in the position detection data, so that the alignment mark detection accuracy is improved. .
【0039】上述したように、元来、アライメントマー
クとその下地によりNAが大きい方がよい場合もあれ
ば、小さい方がよい場合もあるが、どの場合であっても
NAを変えて複数回の位置検出を繰り返し、その位置検
出結果の平均値を求めれば、低い精度の位置検出結果が
生じるおそれがなくなり、比較的高い精度でのアライメ
ントマークの位置検出を行うことができるのである。As described above, there is a case where a larger NA is originally better depending on the alignment mark and its base, and a case where a smaller NA is better. However, in any case, the NA is changed plural times. If the position detection is repeated and the average value of the position detection results is obtained, there is no possibility that a low-accuracy position detection result will occur, and the position of the alignment mark can be detected with relatively high accuracy.
【0040】[0040]
【発明の効果】本発明アライメントマーク検出装置によ
れば、一つのNAの下での測定結果の精度が低くても、
NAを変えて複数回マーク検出を行い、その複数の検出
結果の平均値を求めることができるので、精度の高い検
出結果を得ることができ得る。本発明アライメントマー
ク検出方法によれば、一つのNAの下での測定結果の精
度が低くても、NAを変えて複数回マーク検出を行い、
その複数の検出結果の平均値を求めるので、精度の高い
検出結果を得ることができる。According to the alignment mark detecting device of the present invention, even if the accuracy of the measurement result under one NA is low,
Since the mark detection is performed a plurality of times by changing the NA and the average value of the plurality of detection results can be obtained, a highly accurate detection result can be obtained. According to the alignment mark detection method of the present invention, even if the accuracy of the measurement result under one NA is low, mark detection is performed a plurality of times by changing the NA,
Since the average value of the plurality of detection results is obtained, a highly accurate detection result can be obtained.
【図1】(A)乃至(C)は本発明アライメントマーク
検出装置の第1の実施例を説明するためのもので、
(A)は概略構成図、(B)はアライメントマークの平
面図、(C)はアライメントマークによる理想的な映像
信号を示す波形図である。FIGS. 1A to 1C are diagrams for explaining a first embodiment of an alignment mark detecting device according to the present invention;
(A) is a schematic configuration diagram, (B) is a plan view of an alignment mark, and (C) is a waveform diagram showing an ideal video signal by the alignment mark.
【図2】(A)乃至(C)は下地とアライメントマーク
との色調が似通い、信号のコントラストが小さい場合を
示すもので、(A)はマーク形状を示し、(B)は画像
信号を示し、(C)はNAを変化させた場合の画像信号
の変化を示す。FIGS. 2A to 2C show the case where the color tone of the base and the alignment mark are similar and the contrast of the signal is small, FIG. 2A shows the mark shape, and FIG. (C) shows a change in the image signal when the NA is changed.
【図3】(A)乃至(C)はアライメントマークとその
下地との段差が大きい場合を示すもので、(A)はマー
ク形状を示し、(B)は画像信号を示し、(C)はNA
を変化させた場合の画像信号の変化を示す。FIGS. 3A to 3C show a case where a step between an alignment mark and its base is large, FIG. 3A shows a mark shape, FIG. 3B shows an image signal, and FIG. NA
5 shows a change in an image signal when the image signal is changed.
【図4】(A)乃至(C)はアライメントマークの下地
の荒れが激しく、画像信号にノイズが多い場合を示すも
ので、(A)はマーク形状を示し、(B)は画像信号を
示し、(C)はNAを変化させた場合の画像信号の変化
を示す。4 (A) to 4 (C) show a case where the base of the alignment mark is extremely rough and the image signal has much noise, FIG. 4 (A) shows a mark shape, and FIG. 4 (B) shows an image signal. , (C) show changes in the image signal when the NA is changed.
【図5】(A)乃至(B)はアライメントマーク検出装
置の従来例を説明するためのもので、(A)は概略構成
図、(B)は半導体ウェハ上に形成されたアライメント
マークの一例を示す平面図、(C)はアライメントマー
クによる理想的な映像信号を示す波形図である。FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining a conventional example of an alignment mark detection device, in which FIG. 5A is a schematic configuration diagram, and FIG. 5B is an example of an alignment mark formed on a semiconductor wafer; (C) is a waveform diagram showing an ideal video signal by an alignment mark.
【図6】(A)乃至(C)は本発明が解決しようとする
問題点の各別のケースを示す説明図である。FIGS. 6A to 6C are explanatory diagrams showing different cases of the problem to be solved by the present invention.
1・・・被写体(ウェハ)、2・・・アライメントマー
ク、3・・・光学系、5・・・撮像手段(CCD型固体
撮像装置)、7・・・映像信号処理手段、12・・・絞
り。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Subject (wafer), 2 ... Alignment mark, 3 ... Optical system, 5 ... Imaging means (CCD type solid-state imaging device), 7 ... Video signal processing means, 12 ... Aperture.
Claims (2)
手段により撮像し、該撮像手段から出力された映像信号
を映像信号処理手段により処理してアライメントマーク
の位置を検出するアライメントマーク検出装置におい
て、 上記被写体を上記撮像手段の撮像面に結像する光学経路
に、上記映像信号処理手段によりNA(開口数)制御が
可能な絞りを有し、 上記NAを変えてのアライメントマーク位置検出を複数
回行い、複数回の位置検出結果の平均値を求めるように
してなることを特徴とするアライメントマーク検出装置1. An alignment mark detecting device for capturing an image of a subject having an alignment mark by an image pickup means and processing a video signal output from the image pickup means by a video signal processing means to detect a position of the alignment mark. An optical path for forming an image on the imaging surface of the imaging means, a diaphragm capable of controlling the NA (numerical aperture) by the video signal processing means, performing alignment mark position detection by changing the NA a plurality of times, Alignment mark detection apparatus characterized in that an average value of a plurality of position detection results is obtained.
手段により撮像し、該撮像手段から出力された映像信号
を映像信号処理手段により処理してアライメントマーク
の位置を検出するアライメントマーク検出方法におい
て、 上記被写体を上記撮像手段の撮像面に結像する光学経路
に、上記映像信号処理手段によりNA(開口数)制御が
可能な絞りを設け、 上記NAを変えてのアライメントマーク位置検出を複数
回行い、複数回の位置検出結果の平均値を求め、これを
以てアライメントマークの検出位置とすることを特徴と
するアライメントマーク検出方法2. An alignment mark detecting method, wherein an object having an alignment mark is imaged by an imaging means, and a video signal output from the imaging means is processed by a video signal processing means to detect a position of the alignment mark. A stop whose NA (numerical aperture) can be controlled by the video signal processing means is provided on an optical path that forms an image on the imaging surface of the imaging means. Alignment mark detection method characterized by determining an average value of the position detection results of each time and using the average value as the detection position of the alignment mark
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9104513A JPH10294267A (en) | 1997-04-22 | 1997-04-22 | Equipment and method for detecting alignment mark |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9104513A JPH10294267A (en) | 1997-04-22 | 1997-04-22 | Equipment and method for detecting alignment mark |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10294267A true JPH10294267A (en) | 1998-11-04 |
Family
ID=14382584
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9104513A Pending JPH10294267A (en) | 1997-04-22 | 1997-04-22 | Equipment and method for detecting alignment mark |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10294267A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021026019A (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-22 | キヤノン株式会社 | Determination device |
KR20210036264A (en) * | 2019-09-25 | 2021-04-02 | 캐논 가부시끼가이샤 | Judgement apparatus |
-
1997
- 1997-04-22 JP JP9104513A patent/JPH10294267A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021026019A (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-22 | キヤノン株式会社 | Determination device |
KR20210036264A (en) * | 2019-09-25 | 2021-04-02 | 캐논 가부시끼가이샤 | Judgement apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7127098B2 (en) | Image detection method and its apparatus and defect detection method and its apparatus | |
JP4946668B2 (en) | Substrate position detection device and substrate position detection method | |
TWI809043B (en) | Range differentiators for auto-focusing in optical imaging systems | |
JP3357210B2 (en) | Automatic focus detection method | |
US4547663A (en) | Focus detecting apparatus with a compensation mask | |
JP2003215059A (en) | Pattern inspection apparatus and method for the same | |
US20040114792A1 (en) | Mark position detecting apparatus and mark position detecting method | |
JP2002116015A (en) | Apparatus and method for detection of defect | |
JPH10294267A (en) | Equipment and method for detecting alignment mark | |
JPH11307567A (en) | Manufacturing method of semiconductor device having bump inspection step | |
JP2594715B2 (en) | Automatic focusing method | |
JPH07218234A (en) | Size measuring method for fine pattern | |
JPH09246164A (en) | Apparatus and method for detection of alignment mark | |
JP3721713B2 (en) | Alignment accuracy measurement method and alignment accuracy measurement apparatus | |
JPH07151514A (en) | Superposition accuracy measuring method and measuring device | |
JPH0613282A (en) | Method and device for measuring autofocus and gap between mask and wafer | |
JPH11239952A (en) | Alignment detection device | |
JP3775790B2 (en) | Image processing system | |
CN108037643A (en) | A kind of optimum image plane adjusting process based on CCD coherence factor detection devices | |
JP2829666B2 (en) | Exposure equipment | |
JPH0814546B2 (en) | Optical shape inspection device | |
JP2004198199A (en) | Defect inspection equipment | |
JP3775787B2 (en) | Automatic focus detection method and apparatus | |
JPS6319001B2 (en) | ||
JPH05232033A (en) | Pattern defect inspection method and apparatus |