JPH06124867A - マークの検出処理方法 - Google Patents
マークの検出処理方法Info
- Publication number
- JPH06124867A JPH06124867A JP3296888A JP29688891A JPH06124867A JP H06124867 A JPH06124867 A JP H06124867A JP 3296888 A JP3296888 A JP 3296888A JP 29688891 A JP29688891 A JP 29688891A JP H06124867 A JPH06124867 A JP H06124867A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mark
- signal
- pattern
- detection processing
- processing method
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- Granted
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】露光装置のアライメントの際に生ずる相対誤差
量を自動測定するレジストレーション測定用のマークの
検出処理精度を向上させる。 【構成】半導体基板に形成される被合わせパターンから
検出される信号のＳ／Ｎ比が最大に得られるように焦点
合わせを行ない信号波形１ａを得る。次に合わせパター
ンから検出される信号のＳ／Ｎ比が最大になるように焦
点合わせ行ない信号波形１ｂを得る。次に、これら信号
波形を合成して信号波形を得て演算処理によって得られ
る波形の位置Ｃと設計上の位置を比較し合わせパターン
と被合わせパターンとのずれ量を測定する。
量を自動測定するレジストレーション測定用のマークの
検出処理精度を向上させる。 【構成】半導体基板に形成される被合わせパターンから
検出される信号のＳ／Ｎ比が最大に得られるように焦点
合わせを行ない信号波形１ａを得る。次に合わせパター
ンから検出される信号のＳ／Ｎ比が最大になるように焦
点合わせ行ない信号波形１ｂを得る。次に、これら信号
波形を合成して信号波形を得て演算処理によって得られ
る波形の位置Ｃと設計上の位置を比較し合わせパターン
と被合わせパターンとのずれ量を測定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、露光装置のアライメン
トの際に生ずる相対誤差量を自動測定するレジストレー
ション測定用のマークの検出処理方法に関する。
トの際に生ずる相対誤差量を自動測定するレジストレー
ション測定用のマークの検出処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３及び図４は半導体基板上に形成され
たマークを示す図である。従来、このレジストレーショ
ンの自動測定に用いられるマークとしては、例えば、図
３及び図４に示すように、被加工膜３１あるいは３２の
上及び下側に形成された被合わせパターン１２、２２と
合わせパターン１１、１２を用いていた。
たマークを示す図である。従来、このレジストレーショ
ンの自動測定に用いられるマークとしては、例えば、図
３及び図４に示すように、被加工膜３１あるいは３２の
上及び下側に形成された被合わせパターン１２、２２と
合わせパターン１１、１２を用いていた。
【０００３】例えば、図３のマークを使用してのマーク
の検出処理方法は、まず、合わせパターン１１と被合わ
せパターン１２の存在する領域に白色照明光を照射す
る。次に、これらパターンからの画像を高分解能ＣＣＤ
カメラにより検出し、得られた画像信号よりこれらパタ
ーンのエッジ位置を演算処理して両パターンの相対位置
を求める。そして、この相対位置と設計相対位置を比較
しずれ量を求め、この値をアライメント誤差量としてい
た。
の検出処理方法は、まず、合わせパターン１１と被合わ
せパターン１２の存在する領域に白色照明光を照射す
る。次に、これらパターンからの画像を高分解能ＣＣＤ
カメラにより検出し、得られた画像信号よりこれらパタ
ーンのエッジ位置を演算処理して両パターンの相対位置
を求める。そして、この相対位置と設計相対位置を比較
しずれ量を求め、この値をアライメント誤差量としてい
た。
【０００４】また、図４に示すような場合、すなわち、
被合わせパターン２２と合わせパターンと重なった場合
でも、同様に白色照明光を照射し、ＣＣＤカメラにより
検出し、得られた画像信号を演算処理して、被合わせパ
ターン２２の中心位置と合わせパターン２１の中心位置
とのずれ量を測定し、そして、このずれ量をアライメン
ト誤差量としていた。
被合わせパターン２２と合わせパターンと重なった場合
でも、同様に白色照明光を照射し、ＣＣＤカメラにより
検出し、得られた画像信号を演算処理して、被合わせパ
ターン２２の中心位置と合わせパターン２１の中心位置
とのずれ量を測定し、そして、このずれ量をアライメン
ト誤差量としていた。
【０００５】以上は白色光を用いた場合の従来技術の説
明である。次に、単色光を用いた従来技術に関して説明
する。この場合も図３及び図４に示すマークを適用する
ことが出来る。例えば、図３に示すマークを適用する場
合は、まず、合わせパターン１１と被合わせパターン１
２のそれぞれに各面に垂直方向に所定の波長及びスポッ
トサイズのレーザ光を走査する。そして各々のパターン
エッジからの散乱光あるいは正反射光を所定の検出系で
捕捉する。次に、この捕捉して得られる信号を前述の白
色光の場合と同じように演算処理してアライメント誤差
量を算出していた。また、図４に示すマークの場合も、
同様に単色光を走査して反射光で得られる信号を演算処
理してアライメント誤差量を求めていた。
明である。次に、単色光を用いた従来技術に関して説明
する。この場合も図３及び図４に示すマークを適用する
ことが出来る。例えば、図３に示すマークを適用する場
合は、まず、合わせパターン１１と被合わせパターン１
２のそれぞれに各面に垂直方向に所定の波長及びスポッ
トサイズのレーザ光を走査する。そして各々のパターン
エッジからの散乱光あるいは正反射光を所定の検出系で
捕捉する。次に、この捕捉して得られる信号を前述の白
色光の場合と同じように演算処理してアライメント誤差
量を算出していた。また、図４に示すマークの場合も、
同様に単色光を走査して反射光で得られる信号を演算処
理してアライメント誤差量を求めていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のマーク
の検出処理方法では、一回の自動焦点合せで白色照明光
を照射し合わせパターンと被合わパターンからの画像を
ＣＣＤカメラで検出してその画像信号を処理していたの
で、合せパターンと被合わせパターンとの焦点位置が異
なると、いずれかのパターンの光信号のＳ／Ｎ比がとれ
ず、信号処理が困難であるという問題がある。
の検出処理方法では、一回の自動焦点合せで白色照明光
を照射し合わせパターンと被合わパターンからの画像を
ＣＣＤカメラで検出してその画像信号を処理していたの
で、合せパターンと被合わせパターンとの焦点位置が異
なると、いずれかのパターンの光信号のＳ／Ｎ比がとれ
ず、信号処理が困難であるという問題がある。
【０００７】次に、この問題について具体的に図面を参
照して説明する。
照して説明する。
【０００８】図５は図３のＡーＡ断面図、図６は図４の
ＢーＢ断面図、図７及び図８は従来のマークの検出処理
方法の一例を説明するためのマークエッジに対応する信
号を示す波形図である。ここで、図５の合わせパターン
１１は、半導体基板４１上に前工程でエッチング除去し
て形成したもので、図３の点線で示す部分と同じであ
る。また、図６の合わせパターン２１も、半導体基板４
２上に前工程でエッチングして形成されたもので、図４
の点線で示す部分と同じである。
ＢーＢ断面図、図７及び図８は従来のマークの検出処理
方法の一例を説明するためのマークエッジに対応する信
号を示す波形図である。ここで、図５の合わせパターン
１１は、半導体基板４１上に前工程でエッチング除去し
て形成したもので、図３の点線で示す部分と同じであ
る。また、図６の合わせパターン２１も、半導体基板４
２上に前工程でエッチングして形成されたもので、図４
の点線で示す部分と同じである。
【０００９】まず、図５において、その断面構造からわ
かるように合わせパターン１１と被合わせパターン１２
は同一平面上にない、従って各々のパターンに対して最
適な画像信号が得られる焦点位置が異なる。このような
場合は、これらパターンのそれぞれの位置における平均
的に焦点合わせが得られる位置に光の焦点を結び、その
画像信号を処理して算出していた。しかしながら、被加
工膜３１の膜厚が、例えば、２０００ｎｍ以上の厚さ
で、しかも白色光を透過する光学的透明膜（例えば酸化
ケイ素膜）である場合は特に焦点位置がいちじるしく異
なる。そしてこのような場合は、合わせパターンと被合
わせパターンからの画像信号を平均的な位置から同時に
得ることは、信号のＳ／Ｎ比を劣化させ正確に検出する
ことが困難になる。
かるように合わせパターン１１と被合わせパターン１２
は同一平面上にない、従って各々のパターンに対して最
適な画像信号が得られる焦点位置が異なる。このような
場合は、これらパターンのそれぞれの位置における平均
的に焦点合わせが得られる位置に光の焦点を結び、その
画像信号を処理して算出していた。しかしながら、被加
工膜３１の膜厚が、例えば、２０００ｎｍ以上の厚さ
で、しかも白色光を透過する光学的透明膜（例えば酸化
ケイ素膜）である場合は特に焦点位置がいちじるしく異
なる。そしてこのような場合は、合わせパターンと被合
わせパターンからの画像信号を平均的な位置から同時に
得ることは、信号のＳ／Ｎ比を劣化させ正確に検出する
ことが困難になる。
【００１０】すなわち、図７に示すように、反射光によ
る光信号の信号波形１ｄのいずれかがＳ／Ｎ比が悪くな
り、測定精度に影響するばかりか測定が困難になる。ま
た、図４及び図６のパターンの場合でも、図８に示すよ
うに、信号波形２ｄのいずれかがＳ／Ｎ比がとれず同様
に測定精度に影響するばかりか測定出来ない事態に陥る
ということになる。一方、単色光を用いた従来例の場合
でも、同様の問題を生ずる。
る光信号の信号波形１ｄのいずれかがＳ／Ｎ比が悪くな
り、測定精度に影響するばかりか測定が困難になる。ま
た、図４及び図６のパターンの場合でも、図８に示すよ
うに、信号波形２ｄのいずれかがＳ／Ｎ比がとれず同様
に測定精度に影響するばかりか測定出来ない事態に陥る
ということになる。一方、単色光を用いた従来例の場合
でも、同様の問題を生ずる。
【００１１】本発明の目的は、かかる問題を解消すべ
く、よりＳ／Ｎ比の高い信号を得る手段を構じて、より
高い精度のずれ量を測定し得るマークの検出処理方法を
提供することである。
く、よりＳ／Ｎ比の高い信号を得る手段を構じて、より
高い精度のずれ量を測定し得るマークの検出処理方法を
提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のマークの検出処
理方法は、半導体基板上に光を照射して表面に形成され
た複数のレジストレーション測定用のマークからの反射
光及び散乱光を検出して位置信号を発生させ、この位置
信号により前記マークの位置を求め設計位置と比較して
そのずれ量を求めるマークの検出処理方法において、複
数の前記マークに対してそれぞれのパターン信号が最大
になる条件でそれぞれの焦点位置を合せる工程と、それ
ぞれの焦点位置より得られるパターン信号を合成する工
程と、合成して得られるパターン信号を演算して得られ
る前記マーク位置と設計位置と比較して前記マークの位
置ずれ量を求める工程とを含んで構成される。
理方法は、半導体基板上に光を照射して表面に形成され
た複数のレジストレーション測定用のマークからの反射
光及び散乱光を検出して位置信号を発生させ、この位置
信号により前記マークの位置を求め設計位置と比較して
そのずれ量を求めるマークの検出処理方法において、複
数の前記マークに対してそれぞれのパターン信号が最大
になる条件でそれぞれの焦点位置を合せる工程と、それ
ぞれの焦点位置より得られるパターン信号を合成する工
程と、合成して得られるパターン信号を演算して得られ
る前記マーク位置と設計位置と比較して前記マークの位
置ずれ量を求める工程とを含んで構成される。
【００１３】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１４】図１（ａ）〜（ｃ）及び図２（ａ）〜
（ｃ）は本発明のマークの検出処理方法の一実施例を説
明するためのマークエッジに対応する信号を示す波形図
である。このマークの検出処理方法で、図３及び図５に
示すマークを使用してのマークの検出処理方法は、ま
ず、被合わせパターン１２に対して画像信号のＳ／Ｎ比
が最上に得られるように焦点位置を合わせ、白色照射光
をマークの存在する領域に照射する。
（ｃ）は本発明のマークの検出処理方法の一実施例を説
明するためのマークエッジに対応する信号を示す波形図
である。このマークの検出処理方法で、図３及び図５に
示すマークを使用してのマークの検出処理方法は、ま
ず、被合わせパターン１２に対して画像信号のＳ／Ｎ比
が最上に得られるように焦点位置を合わせ、白色照射光
をマークの存在する領域に照射する。
【００１５】このことにより図１（ａ）に示す画像信号
波形１ａが得られる。次に、この画像信号波形１ａの形
状及び出力値等のデータをメモリに記憶する。次に、合
わせパターン１１に対して画像信号のＳ／Ｎ比が最大に
得られるように焦点位置を合わせる。このことにより、
図１（ｂ）に示す画像信号波形１ｂを得る。次に、メモ
リに記憶された信号波形１ａと得られる信号波形１ｂと
を、図１（ｃ）に示すように、合成し信号波形１ｃを得
る。
波形１ａが得られる。次に、この画像信号波形１ａの形
状及び出力値等のデータをメモリに記憶する。次に、合
わせパターン１１に対して画像信号のＳ／Ｎ比が最大に
得られるように焦点位置を合わせる。このことにより、
図１（ｂ）に示す画像信号波形１ｂを得る。次に、メモ
リに記憶された信号波形１ａと得られる信号波形１ｂと
を、図１（ｃ）に示すように、合成し信号波形１ｃを得
る。
【００１６】次に、従来と同様に、信号波形１ｃを演算
して合わせパターン１１の幅Ａと被合わせパターン１２
の幅Ｂとにより中心距離Ｃを求め、設計中心距離と比較
しずれ量を求める。
して合わせパターン１１の幅Ａと被合わせパターン１２
の幅Ｂとにより中心距離Ｃを求め、設計中心距離と比較
しずれ量を求める。
【００１７】また、図４及び図６に示すような場合で
も、同様にそれぞれパターンに最適に焦点合わせを行な
った白色照射光により半導体基板上を照射し、反射する
光を検知せて図２（ａ）及び（ｂ）に示す画像信号波形
２ａ及び２ｂを得る。そして、これらの信号波形２ａ、
２ｂを合成して信号波形２ｃを得る。さらに、この合成
された信号波形２ｃを演算処理して波形の間隔Ａ及びＢ
から被合わせパターン２２の中心位置と合わせパターン
２１の中心位置とのずれ量を測定し、そしてこのずれ量
をアライメント誤差量とする。
も、同様にそれぞれパターンに最適に焦点合わせを行な
った白色照射光により半導体基板上を照射し、反射する
光を検知せて図２（ａ）及び（ｂ）に示す画像信号波形
２ａ及び２ｂを得る。そして、これらの信号波形２ａ、
２ｂを合成して信号波形２ｃを得る。さらに、この合成
された信号波形２ｃを演算処理して波形の間隔Ａ及びＢ
から被合わせパターン２２の中心位置と合わせパターン
２１の中心位置とのずれ量を測定し、そしてこのずれ量
をアライメント誤差量とする。
【００１８】以上は白色照明光を用いた場合であるが、
単色光を用いても同様に本発明は適用できる。すなわ
ち、それぞれのパターンに対して最大の検出信号が得ら
れるようにレーザスポットの焦点合わせを行ない。それ
ぞれのスポットをもつレーザビームでパターンを走査
し、それぞれの検出信号を得る。そして白色照射光と同
様に検出信号を演算処理してずれ量を算出する。
単色光を用いても同様に本発明は適用できる。すなわ
ち、それぞれのパターンに対して最大の検出信号が得ら
れるようにレーザスポットの焦点合わせを行ない。それ
ぞれのスポットをもつレーザビームでパターンを走査
し、それぞれの検出信号を得る。そして白色照射光と同
様に検出信号を演算処理してずれ量を算出する。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、合わせパ
ターンと被合わせパターンとのそれぞれ独立して信号の
Ｓ／Ｎ比が最大に得られるように自動焦点合わせを行な
って、得られる複数の信号波形を合成して得られる一つ
のＳ／Ｎ比の高い信号波形を得て、さらにこの合成信号
波形のデータを演算処理することによって、より高い精
度のずれ量を測定出来るマークの検出処理方法が得られ
るという効果がある。
ターンと被合わせパターンとのそれぞれ独立して信号の
Ｓ／Ｎ比が最大に得られるように自動焦点合わせを行な
って、得られる複数の信号波形を合成して得られる一つ
のＳ／Ｎ比の高い信号波形を得て、さらにこの合成信号
波形のデータを演算処理することによって、より高い精
度のずれ量を測定出来るマークの検出処理方法が得られ
るという効果がある。
【図１】本発明のマークの検出処理方法の一実施例を説
明するためのマークエッジに対応する信号を示す波形図
である。
明するためのマークエッジに対応する信号を示す波形図
である。
【図２】本発明のマークの検出処理方法の一例を説明す
るためのマークエッジに対応する信号を示す波形図であ
る。
るためのマークエッジに対応する信号を示す波形図であ
る。
【図３】半導体基板上に形成されたマークを示す図であ
る。
る。
【図４】半導体基板上に形成されたマークを示す図であ
る。
る。
【図５】図３のＡーＡ断面図である。
【図６】図４のＢーＢ断面図である。
【図７】従来のマークの検出処理方法の一例を説明する
ためのマークエッジに対応する信号を示す波形図であ
る。
ためのマークエッジに対応する信号を示す波形図であ
る。
【図８】従来のマークの検出処理方法の一例を説明する
ためのマークエッジに対応する信号を示す波形図であ
る。
ためのマークエッジに対応する信号を示す波形図であ
る。
１１、２１ 合わせパターン １２、２２ 被合わせパターン ３１、３２ 被加工膜 ４１、４２ 半導体基板
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板上に光を照射して表面に形成さ
れた複数のレジストレーション測定用のマークからの反
射光及び散乱光を検出して位置信号を発生させ、この位
置信号により前記マークの位置を求め、設計位置と比較
してそのずれ量を求めるマークの検出処理方法におい
て、複数の前記マークに対してそれぞれのパターン信号
が最大になる条件でそれぞれの焦点位置を合せる工程
と、それぞれの焦点位置より得られるパターン信号を合
成する工程と、合成して得られるパターン信号を演算し
て得られる前記マーク位置と設計位置と比較して前記マ
ークの位置ずれ量を求める工程とを含んでいることを特
徴とするマークの検出処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3296888A JP2986130B2 (ja) | 1991-01-30 | 1991-11-13 | マークの検出処理方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1004091 | 1991-01-30 | ||
| JP3-10040 | 1991-01-30 | ||
| JP3296888A JP2986130B2 (ja) | 1991-01-30 | 1991-11-13 | マークの検出処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06124867A true JPH06124867A (ja) | 1994-05-06 |
| JP2986130B2 JP2986130B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=26345203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3296888A Expired - Fee Related JP2986130B2 (ja) | 1991-01-30 | 1991-11-13 | マークの検出処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2986130B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6425529A (en) * | 1987-07-22 | 1989-01-27 | Nikon Corp | Wafer-pattern detecting apparatus |
-
1991
- 1991-11-13 JP JP3296888A patent/JP2986130B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6425529A (en) * | 1987-07-22 | 1989-01-27 | Nikon Corp | Wafer-pattern detecting apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2986130B2 (ja) | 1999-12-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980825 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081001 Year of fee payment: 9 |
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