JPH021071A - Method and device for reading graphic - Google Patents
Method and device for reading graphicInfo
- Publication number
- JPH021071A JPH021071A JP63127966A JP12796688A JPH021071A JP H021071 A JPH021071 A JP H021071A JP 63127966 A JP63127966 A JP 63127966A JP 12796688 A JP12796688 A JP 12796688A JP H021071 A JPH021071 A JP H021071A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- image sensor
- measured
- rectangular
- optical
- 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
Landscapes
- Image Analysis (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、例えば縮小投影露光装置、ステップアンドリ
ピート装置、PCBn光装置、メタル露光装置、LCD
CD露光装置等2決置決必要な露光装置に使われるアラ
イメントマーク、位置決め用の格子状パターン等の中心
座標、巾寸法、ピッチ等を高精度に検出する図形読取り
方法及び装置に関する。Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention is applicable to, for example, reduction projection exposure equipment, step-and-repeat equipment, PCBn optical equipment, metal exposure equipment, LCD
The present invention relates to a figure reading method and device for highly accurately detecting center coordinates, width dimensions, pitches, etc. of alignment marks, positioning grid patterns, etc. used in exposure devices such as CD exposure devices that require two-way placement.
(従来技術及びその課題)
半導体装置の高集積化に伴うフォトマスクパターンの微
細化により、フォトマスクパターンとウェハの位置合せ
(アライメント)を行なうためには両者に形成されたア
ラインメントマーク位置をより高精度に検出すること、
又は位置決め用の格子状パターンの巾寸法やピッチ等を
より高精度に検出することが要請される。(Prior art and its problems) Due to the miniaturization of photomask patterns due to the increased integration of semiconductor devices, in order to align the photomask pattern and the wafer, the position of the alignment mark formed on both must be raised higher. Accurately detect,
Alternatively, it is required to detect the width, pitch, etc. of a grid pattern for positioning with higher precision.
これらの要請を一部満たすものとして、レティクルパタ
ーン(フォトマスクパターンの原版となるパターン)を
拡大光学系を介してフォトダイオードアレイに投影し、
該フォトダイオードアレイから出力されるレティクルパ
ターンに応じた光信号を電気信号に変換し、該電気信号
を所定のしきい値(電圧)で量子化(2値化)し、該量
子化された信号を連続的に走査して量子化パターンを形
成し、このパターンを用いてパターンの最小寸法より小
さい部分の欠陥を検出する方法が特公昭58−5041
4号公報から知られる。To partially meet these demands, a reticle pattern (a pattern that is the original of a photomask pattern) is projected onto a photodiode array via a magnifying optical system.
The optical signal corresponding to the reticle pattern output from the photodiode array is converted into an electrical signal, the electrical signal is quantized (binarized) with a predetermined threshold (voltage), and the quantized signal is converted into an electrical signal. A method is disclosed in Japanese Patent Publication No. 58-5041 in which a quantized pattern is formed by continuously scanning a quantized pattern, and this pattern is used to detect defects in a portion smaller than the minimum dimension of the pattern.
It is known from Publication No. 4.
当該方法における分解能は、フォトダイオードアレイの
画素の大きさ、即ちビット数、ビット間隔及び拡大光学
系の倍率で決定される。拡大光学系の倍率は、高くなる
につれて検出視野が狭くなり実用的でなくなるため、光
学系の倍率を高くするには限度がある。例えば1024
ビツト、28μmビット間隔の一次元固定撮像素子を用
いた装置において、拡大光学系の視野を百数十μm確保
しようとすると分解能は0.14μmにしかならず、0
.1μm以下の位置決め精度の要求には応じられない。The resolution in this method is determined by the pixel size of the photodiode array, that is, the number of bits, the bit interval, and the magnification of the magnifying optical system. As the magnification of the enlarging optical system increases, the detection field becomes narrower and becomes impractical, so there is a limit to how high the magnification of the optical system can be increased. For example 1024
In a device using a one-dimensional fixed image sensor with a bit spacing of 28 μm, if you try to secure the field of view of the magnifying optical system over 100 μm, the resolution will be only 0.14 μm, and the resolution will be 0.14 μm.
.. It cannot meet the requirement for positioning accuracy of 1 μm or less.
(発明の目的)
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたもの
で、既存の拡大光学系及び固体撮像素子を用いて拡大光
学系の視野を充分確保した上で高分解能を実現でき、高
精度の読取りが可能な図形読取り方法及び装置を提供す
ることを目的とする。(Objective of the Invention) The present invention has been made to solve the above problems, and achieves high resolution by using an existing magnifying optical system and a solid-state image sensor to secure a sufficient field of view for the magnifying optical system. The object of the present invention is to provide a figure reading method and device that can read figures with high accuracy.
(課題を解決するための手段)
本発明は」二記目的を達成するために、被測定図形から
の光信号を光学手段によって固体撮像素子上に結像させ
、該結像された光信号を電気信号に変換し、該電気信号
から前記被測定図形の特徴を読取る図形読取り方法にお
いて、前記固体撮像素子上の光学信号を走査して得られ
る電気的信号波形を平滑化し、該平滑化された電気的信
号波形を所定のしきい値によって成形して矩形信号を発
生し、該矩形信号の立上がり時点及び立下がり時点を検
出し、前記矩形信号の前記検出された立上がり時点及び
立下がり時点までの期間、一定周期で発生するクロック
パルスを計数1.、該計数された言1数値に基づき前記
比測定図形の特徴を表わす電気信号値を創成するように
したものである。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the second object, the present invention forms an image of an optical signal from a figure to be measured on a solid-state image sensor by an optical means, and converts the imaged optical signal into an image on a solid-state image sensor. In the figure reading method of converting into an electrical signal and reading the characteristics of the figure to be measured from the electrical signal, the electrical signal waveform obtained by scanning the optical signal on the solid-state image sensor is smoothed, and the smoothed A rectangular signal is generated by shaping an electrical signal waveform according to a predetermined threshold value, and the rising and falling points of the rectangular signal are detected, and the period up to the detected rising and falling points of the rectangular signal is 1. Count the clock pulses that occur at a constant period. , an electric signal value representing the characteristics of the ratio measurement pattern is created based on the counted number.
更に本発明は、被測定図形からの光信号を光学手段によ
って固体撮像素子上に結像させ、該結像された光信号を
電気信号に変換し、該電気信号から前記被測定図形の特
徴を読取る図形読取り装置において、前記固体撮像素子
上の光学信号を走査して得られる電気的信号波形を平滑
する平滑回路と、該平滑回路から出力される平滑された
波形を所定のしきい値によって成形して矩形信号を発生
するしきい値処理手段と、該矩形信号の立上がり時点及
び立下がり時点を検出する計数領域指定手段と、一定周
期のクロックパルスを発生するクロックパルス発生手段
と、前記矩形信号の前記検出された立上がり時点及び立
下がり時点までの期間発生する前記クロックパルスを計
数する計数手段とから成るようにしたものである。Furthermore, the present invention focuses an optical signal from a figure to be measured on a solid-state image sensor using optical means, converts the imaged optical signal into an electrical signal, and determines the characteristics of the figure to be measured from the electrical signal. The figure reading device includes a smoothing circuit that smoothes an electrical signal waveform obtained by scanning an optical signal on the solid-state image sensor, and a smoothed waveform output from the smoothing circuit that is shaped by a predetermined threshold value. a threshold processing means for generating a rectangular signal, a counting area specifying means for detecting a rising point and a falling point of the rectangular signal, a clock pulse generating means for generating a clock pulse of a constant period, and a clock pulse generating means for generating a clock pulse of a constant period; and counting means for counting the clock pulses generated during the period from the detected rise time to the fall time of the clock pulse.
好ましくは更に前記図形読取り装置は、前記計数手段か
ら出力される計数値に基づき前記被測定図形の特徴を表
わす値を演算する演算処理装置とから成るようにしたも
のである。Preferably, the figure reading device further includes an arithmetic processing device that calculates a value representing the characteristic of the figure to be measured based on the count output from the counting means.
(作用)
被測定図形を光学的手段により固体撮像素子上に結像さ
せて該結像された光信号を電気信号に変換する。該電気
信号を平滑回路で平滑した上で、しきい値処理回路にお
いて所定のしきい値に基づき矩形信号に変換する。しき
い値は該矩形信号の立上がり、立下がり時点が被測定図
形と正確に対応するような所定値に設定する。計数領域
指定手段によって矩形信号の立上がり時点、立下がり時
点を検出し、引数手段によって該立上がり時点。(Operation) A figure to be measured is imaged on a solid-state image sensor by optical means, and the imaged optical signal is converted into an electrical signal. The electric signal is smoothed by a smoothing circuit, and then converted into a rectangular signal by a threshold processing circuit based on a predetermined threshold value. The threshold value is set to a predetermined value such that the rising and falling points of the rectangular signal correspond accurately to the figure to be measured. The counting area specifying means detects the rising and falling points of the rectangular signal, and the argument means detects the rising points.
立下がり時点までの期間発生するクロックパルス発生手
段からのクロックパルスを計数する。この計数されたパ
ルス数に基づいて被測定図形の特徴を高分解能で読取る
ことが可能となる。The clock pulses from the clock pulse generation means generated during the period up to the falling edge are counted. Based on the counted number of pulses, it is possible to read the characteristics of the figure to be measured with high resolution.
(実施例) 以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。(Example) The present invention will be described in detail below based on the drawings.
第1図は本発明の図形読取り装置1を適用した、レティ
クルからマスターマスクを作成するステップアンドリピ
ート装置を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a step-and-repeat device for creating a master mask from a reticle, to which a graphic reading device 1 of the present invention is applied.
同図に示すように、レティクル2は、モータM1を有す
る位置微調整装置8に装填され、また、表面にエマルジ
ョンもしくはクロム等の皮膜を塗布されたガラス基板か
ら成る乾板6は、モータM2.M3.XY方向移動装置
、Z方向移動装置。As shown in the figure, the reticle 2 is loaded into a position fine adjustment device 8 having a motor M1, and a dry plate 6 made of a glass substrate whose surface is coated with an emulsion or a film of chrome or the like is loaded with a motor M2. M3. XY direction movement device, Z direction movement device.
位置倣H1m装置等から成る乾板移動装置7に装填され
る。レティクル2の拡大パターンがキセノンランプ又は
水銀ランプから成る光源3及びレンズ4.5により乾板
6に投影され、乾板6の位置を乾板移動装置7で移動す
ることにより、同一パターンを連続的に配列したマスク
パターンが作成される。図形読取り装置1は、レティク
ル2に設けられた位置合せ用のアライメントマーク9(
第2図)を読取り、その位置座標を検出し、これに基づ
いて乾板6との相対的位置を所望の位置に位置微調整装
置8により調整する。It is loaded into a dry plate moving device 7 consisting of a position copying H1m device or the like. The enlarged pattern of the reticle 2 was projected onto a dry plate 6 by a light source 3 consisting of a xenon lamp or a mercury lamp and a lens 4.5, and by moving the position of the dry plate 6 with a dry plate moving device 7, the same pattern was continuously arranged. A mask pattern is created. The figure reading device 1 has alignment marks 9 (
2) is read, its positional coordinates are detected, and based on this, the relative position with respect to the dry plate 6 is adjusted to a desired position by means of a positional fine adjustment device 8.
第2図は、図形読取り装置lを示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the graphic reading device l.
同図に示すように、フォトレジスタが感光しない光(λ
=546nm又は632.8nm)を発光する光源i。As shown in the figure, the photoresistor is not sensitive to light (λ
= 546 nm or 632.8 nm).
からの該光がレンズ11を介してハーフミラ−12で反
射され、レンズ13を介してレティクル2に設けられた
十字状のアライメントマーク9に照射される。アライメ
ントマーク9から反射した光は、レンズ13を介してハ
ーフミラ−12を透過し、一部はハーフミラ−14で反
射してレンズ15を介してX方向−次元の固体撮像素子
であるX方向イメージセンサ16に達してアライメント
マーク9の光学像が該センサ16上に結像する。残りは
、ハーフミラ−14を透過してレンズ17を介してY方
向−次元の固体撮像素子であるY方向イメージセンサ1
8に達してアライメントマーク9の光学像が該センサ1
8上に結像する。The light is reflected by a half mirror 12 via a lens 11, and is irradiated via a lens 13 onto a cross-shaped alignment mark 9 provided on the reticle 2. The light reflected from the alignment mark 9 passes through the half mirror 12 via the lens 13, and a part of the light is reflected by the half mirror 14 and passes through the lens 15 to the X-direction image sensor, which is an X-dimensional solid-state imaging device. 16 and an optical image of the alignment mark 9 is formed on the sensor 16. The rest passes through the half mirror 14 and passes through the lens 17 to the Y-direction image sensor 1, which is a Y-dimensional solid-state imaging device.
8 and the optical image of the alignment mark 9 is displayed on the sensor 1.
The image is formed on 8.
第3図(a)は、X方向イメージセンサ16の受光素子
161にアラメントマーク9の光学像91が結像した様
子を示す図であり、第3図(b)は、同図(a)の受光
素子161の拡大して示す各画素の位置と対応させた、
X方向イメージセンサ16からの走査出力されるビデオ
信号(?!気倍信号を示す図である。Y方向イメージセ
ンサ18においても第3図と同様なビデオ信号が出力さ
れる。FIG. 3(a) is a diagram showing how an optical image 91 of the alignment mark 9 is formed on the light receiving element 161 of the X-direction image sensor 16, and FIG. corresponds to the position of each pixel shown in an enlarged view of the light receiving element 161 of
This is a diagram showing a video signal (?! multiplication signal) scanned and output from the X-direction image sensor 16. A video signal similar to that shown in FIG. 3 is also output from the Y-direction image sensor 18.
第3図に示すような、イメージセンサ16.18からの
ビデオ信号を処理する電気回路を第4図に示す。即ち、
イメージセンサ16,18は感光機能と自己走査機能を
有したCOD (電荷結合素子)から成り、該センサ1
6,18にはスタートパルス発生器40が接続され、該
発生器4oがらイメージセンサ16,18の受光素子の
走査を開始させるスタートパルスが供給される。センサ
16には分周器42が接続され、例えば600kHzの
クロックパルスを発生するクロックパルス発生器41か
らの出力を例えば分周比8で75kHzに分周したパル
スをセンサ16に供給する。該イメージセンサ16は、
75kHzに分周されたパルスの入力毎に受光素子+6
1が電荷転送(信号転送)を行ない、操作されたビデオ
信号を出力する。An electrical circuit for processing video signals from image sensors 16, 18, such as those shown in FIG. 3, is shown in FIG. That is,
The image sensors 16 and 18 are composed of CODs (charge-coupled devices) having a photosensitive function and a self-scanning function.
A start pulse generator 40 is connected to 6 and 18, and a start pulse for starting scanning of the light receiving elements of the image sensors 16 and 18 is supplied from the generator 4o. A frequency divider 42 is connected to the sensor 16 and supplies the sensor 16 with a pulse obtained by dividing the output from a clock pulse generator 41 that generates a clock pulse of, for example, 600 kHz to, for example, a frequency division ratio of 8 to 75 kHz. The image sensor 16 is
+6 light receiving elements for each input pulse frequency divided to 75kHz
1 performs charge transfer (signal transfer) and outputs the manipulated video signal.
X方向イメージセンサ16の出力端子はローパスフィル
タ43に接続され、ローパスフィルタ43の出力端子は
しきい値処理回路44に接続される。The output terminal of the X-direction image sensor 16 is connected to a low-pass filter 43, and the output terminal of the low-pass filter 43 is connected to a threshold processing circuit 44.
該しきい値処理回路44は、比較器(コンパレータ)4
41とスイッチングトランジスタ442がら成る。The threshold processing circuit 44 includes a comparator 4
41 and a switching transistor 442.
しきい値処理回路44の出力端子はD−フリップフロッ
プ(以下rD−FFJと呼ぶ)45のタロツクパルス端
子CPに接続されるとともにインバータ46を介しても
う1つのD−FF47のクロツクパルス入力端子CPに
接続される。該D−FF45,47のデータ入力端子り
にはいずれも定電圧Vccが入力する。D−FF45の
ζ出力端子はAND回路48に接続され、D−FF47
のζ出力端子は、もう1つのAND回路49に接続され
る。AND回路48.49のそれぞれの残りの入力端子
は、クロックパルス発生器41に接続され、例えば60
0kllzのクロックパルスが供給される。AND回路
48.49の出力端子はそれぞれパルスカウンタ50,
51に接続され、該パルスカウンタ50,51の出力端
子は演算装置52に接続される。The output terminal of the threshold processing circuit 44 is connected to the clock pulse terminal CP of a D-flip-flop (hereinafter referred to as rD-FFJ) 45 and to the clock pulse input terminal CP of another D-FF 47 via an inverter 46. be done. A constant voltage Vcc is input to both data input terminals of the D-FFs 45 and 47. The ζ output terminal of D-FF45 is connected to the AND circuit 48, and the D-FF47
The ζ output terminal of is connected to another AND circuit 49. The remaining input terminals of each of the AND circuits 48, 49 are connected to the clock pulse generator 41, e.g.
A clock pulse of 0kllz is provided. The output terminals of AND circuits 48 and 49 are pulse counters 50 and 49, respectively.
The output terminals of the pulse counters 50 and 51 are connected to an arithmetic unit 52.
Y方向イメージセンサ18の出力信号の処理回路は、前
述のX方向イメージセンサ16の出力信号の処理回路と
同様の構成であるため、説明を省略する。The processing circuit for the output signal of the Y-direction image sensor 18 has the same configuration as the above-described circuit for processing the output signal of the X-direction image sensor 16, so a description thereof will be omitted.
次に第4図に示した、図形読取り装置lを構成する電気
回路の作用を第5図乃至第7図を参照しながら説明する
。Next, the operation of the electric circuit constituting the graphic reading device 1 shown in FIG. 4 will be explained with reference to FIGS. 5 to 7.
第3図に示すようなアライメントマーク9の光学像91
がX方向イメージセンサ16の受光素子161上に結像
しているときに、スタートパルス発生器40からパルス
がイメージセンサ16に入力すると、イメージセンサ1
6は、分周器42がらの75ktlzのパルスで受光素
子161を走査して、第3図(b)に示すような、受光
素子161の画素ごとの受光量に応じた電圧から成る階
段状の波形のビデオ信号を出力する。第3図(b)の横
軸は、分周器42からの75kHzのパルスに基づく走
査経過時間を示すとともに第3図(a)の受光素子!6
1の各画素の位置とも対応している。Optical image 91 of alignment mark 9 as shown in FIG.
When a pulse is input to the image sensor 16 from the start pulse generator 40 while the image is being formed on the light receiving element 161 of the X-direction image sensor 16, the image sensor 1
6 scans the light-receiving element 161 with a 75 ktlz pulse from the frequency divider 42 to generate a step-like voltage consisting of a voltage according to the amount of light received by each pixel of the light-receiving element 161, as shown in FIG. 3(b). Outputs a waveform video signal. The horizontal axis in FIG. 3(b) indicates the elapsed scanning time based on the 75 kHz pulse from the frequency divider 42, and the light receiving element in FIG. 3(a). 6
It also corresponds to the position of each pixel of 1.
第3図(a)の画素とビデオ信号との対応関係を第5図
に拡大して示す。即ち、受光素子161の成る画素16
1aの上に示した二点鎖線から右方にアライメントマー
ク9の光学像91がある場合、受光素子161の各画素
が示す出力電圧は実線で示した、光学像91の光量に応
じた信号波形S1を呈する。即ち、画素161aより右
側に配置される画素においては、照射される光量が右側
に寄った画素程(第3図ではアライメントマークの中心
に寄る程)多いため、右側に寄った画素程高い電圧値を
示し、一方画素161aより左側では光がいずれの画素
にも照射されていないため出力電圧はなく、更に画素+
61aでは画素の一部だけに光が照射されているため、
その照射面積に応じた電圧値を示している。The correspondence relationship between the pixels in FIG. 3(a) and the video signal is shown in an enlarged manner in FIG. That is, the pixel 16 where the light-receiving element 161 is formed
When the optical image 91 of the alignment mark 9 is to the right of the two-dot chain line shown above 1a, the output voltage shown by each pixel of the light receiving element 161 is a signal waveform corresponding to the light amount of the optical image 91 shown by the solid line. It exhibits S1. In other words, for pixels arranged on the right side of the pixel 161a, the amount of light irradiated is greater as the pixels are closer to the right (in Fig. 3, closer to the center of the alignment mark), so the voltage value is higher for the pixels closer to the right. On the other hand, on the left side of pixel 161a, since no pixel is irradiated with light, there is no output voltage, and furthermore, pixel +
In 61a, only a part of the pixel is irradiated with light, so
It shows the voltage value according to the irradiated area.
イメージセンサ16から出力されたビデオ信号Slはロ
ーパスフィルタ43において平滑されて第5図の一点鎖
線で示す61らかな信号波形S2となる。但しこの場合
には第5図の横軸は走査経過時間を表わしている。信号
S2はしきい値処理回路44の比較器441の反転端子
に供給され、比較器4旧の非反転端子には所定のしきい
値(スレッシュホールド)電圧VTIIXが供給される
。従って信号S2がしきい値電圧Vn+x以下のときの
み比較器441は高レベル電圧を出力し、該高レベル電
圧によりスイッチングトランジスタ442は非導通とな
り、しきい値処理回路44の出力端子である該トランジ
スタ442のエミッタ端子は高電位となる。The video signal Sl output from the image sensor 16 is smoothed by the low-pass filter 43, resulting in a smooth signal waveform S2 shown by the dashed line in FIG. However, in this case, the horizontal axis in FIG. 5 represents the elapsed scanning time. The signal S2 is supplied to the inverting terminal of the comparator 441 of the threshold processing circuit 44, and a predetermined threshold voltage VTIIX is supplied to the non-inverting terminal of the comparator 4. Therefore, only when the signal S2 is equal to or lower than the threshold voltage Vn+x, the comparator 441 outputs a high-level voltage, and the high-level voltage causes the switching transistor 442 to become non-conductive, and the switching transistor 442, which is the output terminal of the threshold processing circuit 44, The emitter terminal of 442 is at a high potential.
信号S2及びしきい値電圧VTIIXに対してしきい値
処理回路44の出力信号S3は第6図(b)のように示
される。前記しきい値電圧VTIIXを適正に設定する
ことにより出力信号S3の立上がり位置及び立下がり位
置を第3図のアライメントマーク9の光学fiJI91
の両端α2.Q3と正確にそれぞれ対応させることがで
きる。The output signal S3 of the threshold processing circuit 44 with respect to the signal S2 and the threshold voltage VTIIX is shown as shown in FIG. 6(b). By appropriately setting the threshold voltage VTIIX, the rising and falling positions of the output signal S3 can be adjusted to the optical fiJI91 of the alignment mark 9 in FIG.
Both ends α2. They can be made to correspond accurately to Q3.
矩形波形を成す信号S3はアップエツジ動作のD−FF
45のCp端子に入力し、D端子には第6図(d)で示
すような定電圧Vccが入力しているので、第6図(C
)に示すような矩形信号S3の立上がり時にQ端子の出
力S4が立下がる[第6図(e)]。なお、詳細な説明
は省略するが、スタートパルス発生器40のスタートパ
ルス発生時にCp端子に立上がりパルスが入力し、その
とき、D端子入力電圧は一時的に零レベルに維持されて
いるように構成されており、それによってスタートパル
ス発生後は矩形信号S3が立上がるまでQ端子出力は高
レベルを維持している。これはDFF47においても同
様である。The signal S3 having a rectangular waveform is a D-FF with up-edge operation.
45, and the constant voltage Vcc as shown in Figure 6(d) is input to the D terminal, so
) When the rectangular signal S3 rises as shown in FIG. 6(e), the output S4 of the Q terminal falls. Although a detailed explanation will be omitted, the configuration is such that a rising pulse is input to the Cp terminal when the start pulse generator 40 generates the start pulse, and at that time, the D terminal input voltage is temporarily maintained at zero level. As a result, after the start pulse is generated, the Q terminal output maintains a high level until the rectangular signal S3 rises. This also applies to the DFF 47.
AND回路48には該信号S4が入力するとともにクロ
ックパルス発生器41から600kHzのクロックパル
ス[第6図(f)]が入力しているので、AND回路4
8の出力は第6図(g)に示すようなパルス列S5とな
る。第6図における左端は、スタートパルス発生器40
からスタートパルスが発生してX方向イメージセンサ1
6が走査を開始した時点を示している。パルス列S5の
パルス数が詳細な説明は省略するがスタートパルス発生
時にクリアされたパルスカウンタ50でカウントされ、
カウント数naが該カウンタ50から演算装置52に出
力される。Since the signal S4 is input to the AND circuit 48 and a 600 kHz clock pulse [FIG. 6(f)] is also input from the clock pulse generator 41, the AND circuit 4
8 becomes a pulse train S5 as shown in FIG. 6(g). The left end in FIG. 6 is the start pulse generator 40.
A start pulse is generated from
6 indicates the point in time when scanning started. Although detailed explanation is omitted, the number of pulses in the pulse train S5 is counted by the pulse counter 50, which is cleared when the start pulse is generated.
The count number na is output from the counter 50 to the arithmetic unit 52.
イメージセンサ16の受光素子+61の1画素の大きさ
(ビット間隔)をp(例えば28μm)、受光素子+6
1の各画素間を信号転送するためのパルス信号の周波数
をft(例えば75kHz)、第6図(f)に示される
クロックパルスの周波数をf2(例えば600 k t
Iz)とすると、1クロックパルス当りの走査移動圧m
mはm = p (f s/ f 2)(例えば3.5
μm)と表わされる。従って上記パルスカウンタ50の
出力値naと該mとの積m・naは第3図(a)に示さ
れる、イメージセンサ16の受光素子161の信号転送
開始ビットの左側位f4 Q 1からアライメントマー
ク9の光学像91の右端位置Q2までの距離を表わして
いる。更に入方向イメージセンサlGは位置が固定され
ているから位111τQ1を座標として特定でき、従っ
て位置Q2の座標を上記績によって特定できる。The size (bit interval) of one pixel of the light receiving element +61 of the image sensor 16 is p (for example, 28 μm), and the light receiving element +6
The frequency of the pulse signal for signal transfer between each pixel in FIG. 1 is ft (for example, 75 kHz), and the frequency of the clock pulse shown in FIG.
Iz), the scanning movement pressure per clock pulse m
m is m = p (f s/ f 2) (e.g. 3.5
μm). Therefore, the product m·na of the output value na of the pulse counter 50 and the m is calculated from the left position f4 Q 1 of the signal transfer start bit of the light receiving element 161 of the image sensor 16 to the alignment mark shown in FIG. 3(a). 9 represents the distance to the right end position Q2 of the optical image 91 of No. 9. Furthermore, since the position of the incoming direction image sensor IG is fixed, the position 111τQ1 can be specified as the coordinates, and therefore the coordinates of the position Q2 can be specified by the above equation.
更に第6図(b)の矩形信号S3は、インバータ46を
経て第7図(a)に示すような信号S6となり、D−F
F47のCP端子に供給される。Furthermore, the rectangular signal S3 in FIG. 6(b) passes through the inverter 46 and becomes a signal S6 as shown in FIG.
It is supplied to the CP terminal of F47.
D−FF47のD端子には第7図(b)に示される定電
圧Vccが供給されているので、D−FF47のQ端子
には第7図(C)に示される信号が出力される。AND
回路49には該信号S7と、第7図(d)に示されるク
ロックパルス発生器41からのクロックパルスとが入力
するので、AND回路49の出力は第6図(e)に示さ
れるようなパルス列S8となる。第7図における左端も
、スタートパルス発生器40からスタートパルスが発生
してX方向イメージセンサ16が走査を開始した時点を
示している。パルス列S8のパルス数が詳細な説明は省
略するがスタートパルス発生時にクリアされたパルスカ
ウンタ51でカウントされ、カウント数nbが該カウン
タ51から演算装置52に出力される。Since the constant voltage Vcc shown in FIG. 7(b) is supplied to the D terminal of the D-FF 47, the signal shown in FIG. 7(C) is output to the Q terminal of the D-FF 47. AND
Since the signal S7 and the clock pulse from the clock pulse generator 41 shown in FIG. 7(d) are input to the circuit 49, the output of the AND circuit 49 is as shown in FIG. 6(e). This becomes a pulse train S8. The left end in FIG. 7 also shows the point in time when a start pulse is generated from the start pulse generator 40 and the X-direction image sensor 16 starts scanning. The number of pulses in the pulse train S8 is omitted from detailed explanation, but is counted by a pulse counter 51 which is cleared when the start pulse is generated, and the count number nb is outputted from the counter 51 to the arithmetic unit 52.
カウント数nbと前記lクロックパルス当りの走査移動
距離mとの積m−nbは、第3図(a)に示される、位
MQ 1とアライメントマーク9の光学像91の左端位
置Q3との距離を表わしており、更に前述と同様に位置
Q3の座標を特定することも可能である。The product m-nb of the count number nb and the scanning movement distance m per l clock pulse is the distance between the position MQ1 and the left end position Q3 of the optical image 91 of the alignment mark 9, as shown in FIG. 3(a). It is also possible to specify the coordinates of position Q3 in the same way as described above.
更に演算装置52を用いれば、入力されたカウント値n
a、nbを用いて第3図に示される位置Q2.Q3の中
点と位置Qxとの距離、即ち前述したように位置Q1が
特定できるので、中点座標である値Mxを次式によって
演算できる。Furthermore, if the arithmetic unit 52 is used, the input count value n
a, nb to position Q2. shown in FIG. Since the distance between the midpoint of Q3 and the position Qx, that is, the position Q1 as described above, can be specified, the value Mx, which is the midpoint coordinate, can be calculated using the following equation.
この求められた中点座標に従ってレティクル2を入方向
に位置微調整装置2で移動してX方向の所望位置にレテ
ィクル2を置くことが可能となる。It becomes possible to move the reticle 2 in the incoming direction using the position fine adjustment device 2 in accordance with the determined midpoint coordinates and place the reticle 2 at a desired position in the X direction.
以上、X方向イメージセンサ16に基づく作用の説明を
行なったがX方向イメージセンサ18に基づく作用もX
方向と同様であり、即ち演算装置52においてX方向の
中点座標が求められ、X方向の所望位置にレティクル2
を移動調整することを可能とする。Above, the action based on the X-direction image sensor 16 has been explained, but the action based on the X-direction image sensor 18 is also
In other words, the center point coordinates in the X direction are determined in the arithmetic unit 52, and the reticle 2 is placed at a desired position in the X direction.
allows you to adjust the movement.
なお第3図に示されるアライメントマーク9の光学像9
1においては、その十字形の広幅部(Q2〜Q3)を受
光素子!61で検出したが勿論、狭幅部を検出すること
も可能である。Note that the optical image 9 of the alignment mark 9 shown in FIG.
1, the cross-shaped wide part (Q2-Q3) is the light receiving element! 61, but of course it is also possible to detect a narrow portion.
更に、本発明装置に依れば、上記カウント値na、nb
を用イテ演算装置52が位置92. Q3間の距11
iWxを次式によって演算し、Wx=m (na−nb
) =−(2)この求められた距離Wxからアライメ
ントマーク9のX方向のiJ (=J法)を求めること
が可能である。全く同様にX方向の巾(寸法)もX方向
イメージセンサ18の出力に基づき求めることが可能で
ある。Furthermore, according to the device of the present invention, the count values na, nb
The ite arithmetic unit 52 is located at position 92. Distance between Q3 11
iWx is calculated by the following formula, Wx=m (na-nb
) =-(2) It is possible to determine iJ (=J method) of the alignment mark 9 in the X direction from this determined distance Wx. In exactly the same way, the width (dimension) in the X direction can also be determined based on the output of the X direction image sensor 18.
更には位置α2.Q3の間の距離が精度良く検出できる
ことから、例えば回折格子、マスクパターンの巾2寸法
を求めたり、更には格子パターンのピッチを求めること
ができる。Furthermore, position α2. Since the distance between Q3 can be detected with high accuracy, it is possible to obtain, for example, the two width dimensions of a diffraction grating or mask pattern, and furthermore, the pitch of a grating pattern.
以上のように本発明装置においては、例えば1024ビ
ツト、28μmビット間隔の一次元固体撮像素子を用い
、拡大光学系での視野を百数十μm確保した上での前記
従来技術での分解能は0.14μmであったのに対し、
本発明の実施例装置の分解能は、分周器42の分周比を
例えば8とすれば0.0175μm (=0.14μm
/ 8)となる。As described above, in the apparatus of the present invention, for example, a one-dimensional solid-state image sensor with 1024 bits and a bit interval of 28 μm is used, and the resolution of the conventional technology is 0.000 μm while securing a field of view of 100-odd μm with the magnifying optical system. .14 μm, whereas
If the frequency division ratio of the frequency divider 42 is, for example, 8, the resolution of the apparatus according to the embodiment of the present invention is 0.0175 μm (=0.14 μm
/8).
(発明の効果)
以上詳述したように本発明によれば、被測定図形からの
光信号を光学手段によって固体撮像素子上に結像させ、
該結像された光信号を電気信号に変換し、該電気信号か
ら前記被測定図形の特徴を読取る図形読取リカ法及び装
置において、平滑回路により前記固体撮像素子上の光学
信号を走査して得られる電気的信号波形を平滑し、該平
滑回路から出力される平滑された波形をしきい値処理手
段により所定のしきい値によって成形して矩形信号を発
生し、計数領域指定手段により該矩形信号の立上がり時
点及び立下がり時点を検出し、クロックパルス発生手段
により一定周期のクロックパルスを発生し、前記矩形信
号の前記検出された立上がり時点及び立下がり時点まで
の期間発生する前記クロックパルスを計数手段により計
数し、前記計数手段から出力される計数値に基づき前記
比測定図形の特徴を表わす電気信号値を創成するように
したので、光学系の視野を充分確保した上で既存の光学
系及び固体撮像素子の分解能を越えた高分解能、高精度
の図形読取りができる。更に、前記電気信号値を演算処
理装置において演算することにより被測定図形の特徴量
の巾、ピッチ、座標などの値を求めることができ、図形
読取り装置を備えた露光装置における位置決め補正や形
状読取り装置等を用いた形状検査、形状読取りを高精度
に行うことができる。(Effects of the Invention) As detailed above, according to the present invention, an optical signal from a figure to be measured is imaged on a solid-state image sensor by an optical means,
In the figure reading method and apparatus for converting the imaged optical signal into an electric signal and reading the characteristics of the figure to be measured from the electric signal, the optical signal on the solid-state image sensor is scanned by a smoothing circuit. The smoothed waveform output from the smoothing circuit is shaped by a predetermined threshold value by a threshold processing means to generate a rectangular signal, and the rectangular signal is Detecting the rising and falling points of the rectangular signal, generating a clock pulse of a constant period by the clock pulse generating means, and counting the clock pulses generated during the period up to the detected rising and falling points of the rectangular signal. Since the electric signal value representing the characteristics of the ratio measurement figure is generated based on the count value output from the counting means, the existing optical system and solid-state Capable of reading graphics with high resolution and precision that exceeds the resolution of the image sensor. Furthermore, by calculating the electrical signal values in a processing unit, values such as the width, pitch, and coordinates of the characteristic quantities of the figure to be measured can be obtained, which can be used for positioning correction and shape reading in exposure equipment equipped with a figure reading device. Shape inspection and shape reading using equipment etc. can be performed with high precision.
第1図は、本発明を適用した図形読取り装置を含むステ
ップアンドリピート装置を示す概略図、第2図は第1図
に示された図形読取り装置を示す概略図、第3図は第2
図におけるアライメントマークと受光素子との位置関係
及び受光素子の画素ごとに検出される電圧値を示す説明
図、第4図は第2図に示される図形読取り装置の一部を
成す電気回路図、第5図は第3図の一部の拡大図、第6
図及び第7図は第4図の電気回路の各部における信号の
タイミングチャートである。
1・・・図形読取り装置、9・・・被測定図形(アライ
メント)、16. 18.161・・・固体撮像素子(
イメージセンサ、受光素子)、41・・・クロックパル
ス発生手段、43・・・平滑回路(ローパスフィルタ)
、44・・・しきい値処理手段、45.47・・・計数
領域指令手段(D−FF) 、48,49,50.51
・・・計数手段(AND回路、パルスカウンタ)、52
・・・演算処理装置。FIG. 1 is a schematic diagram showing a step-and-repeat device including a pattern reading device to which the present invention is applied, FIG. 2 is a schematic diagram showing the pattern reading device shown in FIG. 1, and FIG.
An explanatory diagram showing the positional relationship between the alignment mark and the light receiving element in the figure and the voltage value detected for each pixel of the light receiving element, FIG. 4 is an electric circuit diagram forming a part of the figure reading device shown in FIG. 2, Figure 5 is an enlarged view of a part of Figure 3, Figure 6
7 and 7 are timing charts of signals in each part of the electric circuit shown in FIG. 4. 1... Graphic reading device, 9... Figure to be measured (alignment), 16. 18.161...Solid-state image sensor (
image sensor, light receiving element), 41... clock pulse generation means, 43... smoothing circuit (low pass filter)
, 44... Threshold processing means, 45.47... Counting area command means (D-FF), 48, 49, 50.51
... Counting means (AND circuit, pulse counter), 52
...Arithmetic processing unit.
Claims (1)
像素子上に結像させ、該結像された光信号を電気信号に
変換し、該電気信号から前記被測定図形の特徴を読取る
図形読取り方法において、前記固体撮像素子上の光学信
号を走査して得られる電気的信号波形を平滑化し、該平
滑化された電気的信号波形を所定のしきい値によって成
形して矩形信号を発生し、該矩形信号の立上がり時点及
び立下がり時点を検出し、前記矩形信号の前記検出され
た立上がり時点及び立下がり時点までの期間、一定周期
で発生するクロックパルスを計数し、該計数された計数
値に基づき前記比測定図形の特徴を表わす電気信号値を
創成することを特徴とする図形読取り方法。 2、被測定図形からの光信号を光学手段によって固体撮
像素子上に結像させ、該結像された光信号を電気信号に
変換し、該電気信号から前記被測定図形の特徴を読取る
図形読取り装置において、前記固体撮像素子上の光学信
号を走査して得られる電気的信号波形を平滑する平滑回
路と、該平滑回路から出力される平滑された波形を所定
のしきい値によって成形して矩形信号を発生するしきい
値処理手段と、該矩形信号の立上がり時点及び立下がり
時点を検出する計数領域指定手段と、一定周期のクロッ
クパルスを発生するクロックパルス発生手段と、前記矩
形信号の前記検出された立上がり時点及び立下がり時点
までの期間発生する前記クロックパルスを計数する計数
手段とから成ることを特徴とする図形読取り装置。 3、更に、前記計数手段から出力される計数値に基づき
前記被測定図形の特徴を表わす値を演算する演算処理装
置とから成る、請求項2記載の図形読取り装置。[Scope of Claims] 1. An optical signal from a figure to be measured is imaged on a solid-state image sensor by an optical means, the imaged optical signal is converted into an electrical signal, and the image of the figure to be measured is converted from the electrical signal. In the figure reading method for reading the characteristics, an electrical signal waveform obtained by scanning an optical signal on the solid-state image sensor is smoothed, and the smoothed electrical signal waveform is shaped by a predetermined threshold value. generating a rectangular signal, detecting the rising and falling points of the rectangular signal, counting clock pulses generated at a constant cycle during the period up to the detected rising and falling points of the rectangular signal; A figure reading method, characterized in that an electric signal value representing a feature of the ratio measurement figure is created based on the counted value. 2. Image reading that images an optical signal from a figure to be measured on a solid-state image sensor using optical means, converts the imaged optical signal into an electrical signal, and reads the characteristics of the figure to be measured from the electrical signal. The apparatus includes a smoothing circuit that smoothes an electrical signal waveform obtained by scanning an optical signal on the solid-state image sensor, and a smoothed waveform output from the smoothing circuit that is shaped by a predetermined threshold value into a rectangular shape. a threshold processing means for generating a signal, a counting area specifying means for detecting the rising and falling points of the rectangular signal, a clock pulse generating means for generating a clock pulse of a constant period, and the detection of the rectangular signal. and counting means for counting the clock pulses generated during the period from the rising edge of the clock pulse to the falling edge of the clock pulse. 3. The figure reading device according to claim 2, further comprising an arithmetic processing unit that calculates a value representing a feature of the figure to be measured based on the count output from the counting means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63127966A JPH021071A (en) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | Method and device for reading graphic |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63127966A JPH021071A (en) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | Method and device for reading graphic |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH021071A true JPH021071A (en) | 1990-01-05 |
Family
ID=14973086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63127966A Pending JPH021071A (en) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | Method and device for reading graphic |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH021071A (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5113538A (en) * | 1974-07-25 | 1976-02-03 | Nippon Electric Co | |
| JPS62116070A (en) * | 1985-11-15 | 1987-05-27 | Canon Inc | Original reading device |
-
1988
- 1988-05-25 JP JP63127966A patent/JPH021071A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5113538A (en) * | 1974-07-25 | 1976-02-03 | Nippon Electric Co | |
| JPS62116070A (en) * | 1985-11-15 | 1987-05-27 | Canon Inc | Original reading device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5343292A (en) | Method and apparatus for alignment of submicron lithographic features | |
| US5189494A (en) | Position detecting method and apparatus | |
| US4955062A (en) | Pattern detecting method and apparatus | |
| US6498640B1 (en) | Method to measure alignment using latent image grating structures | |
| JP3269343B2 (en) | Best focus determination method and exposure condition determination method using the same | |
| KR100394585B1 (en) | Method and apparatus for overlay measurement | |
| JPS6236635B2 (en) | ||
| US5493402A (en) | EGA alignment method using a plurality of weighting coefficients | |
| EP0238247A1 (en) | Method for measuring dimensions of fine pattern | |
| JP2007501430A (en) | PSM position adjustment method and apparatus | |
| KR19980081185A (en) | Multi-detector alignment system for photolithography | |
| US20050036144A1 (en) | Position detecting method | |
| JP4046884B2 (en) | Position measuring method and semiconductor exposure apparatus using the position measuring method | |
| JPH021071A (en) | Method and device for reading graphic | |
| JP3894505B2 (en) | Position detection method, position detection apparatus, semiconductor exposure apparatus, and semiconductor manufacturing method | |
| JPH0562882A (en) | Measuring method for focusing position | |
| EP1280009A2 (en) | Photolithographic structuring method | |
| JP3432739B2 (en) | Pattern inspection device and inspection method | |
| KR20010053600A (en) | Mark detecting method, exposure method, device manufacturing method, mark detector, exposure apparatus, and device | |
| JPS587136A (en) | Method and device for projection type exposure | |
| JP3299758B2 (en) | Reticle for focus evaluation and focus evaluation method using the same | |
| KR100191349B1 (en) | Focal plane measuring apparatus and method of exposure process | |
| KR100221022B1 (en) | Apparatus for optical lithography | |
| JPH097929A (en) | Alignment device for exposure apparatus and alignment method | |
| JP3297265B2 (en) | Evaluation method for misalignment of electron beam lithography system |