JPH07120697B2 - 位置決め装置 - Google Patents
位置決め装置Info
- Publication number
- JPH07120697B2 JPH07120697B2 JP62085065A JP8506587A JPH07120697B2 JP H07120697 B2 JPH07120697 B2 JP H07120697B2 JP 62085065 A JP62085065 A JP 62085065A JP 8506587 A JP8506587 A JP 8506587A JP H07120697 B2 JPH07120697 B2 JP H07120697B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- harmonic
- pattern
- waveform
- scattered
- 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.)
- Expired - Fee Related
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Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (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〕 本発明は半導体ウェーハ，マスク，レチクル等の上のパ
ターン位置・寸法測定装置及び露光装置に関するもの
で、特にパターン寸法測定機、パターン位置測定機、ウ
ェーハ及びマスク露光装置に関する。
ターン位置・寸法測定装置及び露光装置に関するもの
で、特にパターン寸法測定機、パターン位置測定機、ウ
ェーハ及びマスク露光装置に関する。
従来、この種の装置は第２図に示すように資料（ウェー
ハ，レチクル，マスク等）の上からレーザ光等を照射
し、資料又はレーザ光を横方向に定速で動かし、パター
ンのエッジ部から散乱（又は回折）した光をディテクタ
で検出することによりパターンの位置や寸法を決定して
いた。
ハ，レチクル，マスク等）の上からレーザ光等を照射
し、資料又はレーザ光を横方向に定速で動かし、パター
ンのエッジ部から散乱（又は回折）した光をディテクタ
で検出することによりパターンの位置や寸法を決定して
いた。
前述した従来の位置決定方法では、第３図に示す様に、
半導体製造時のレジスト塗布、CVD法やスパッタ法等に
よる膜付等の工程を通ることによって生じるパターンの
非対称があると、第４図の16と17に示した様に左側のエ
ッジ部と右側のエッジ部での散乱（又は回折）光の強度
が異なる。このため、特に２つのエッジの散乱（又は回
折）光の中心をパターン中心として検出する場合は、16
と17の合成した波形が18のように左右非対称になること
から第４図のようにスレショルドを決めた場合からＣの
位置からＣの位置へ△ｘだけずれてしまうといったよう
な欠点があった。
半導体製造時のレジスト塗布、CVD法やスパッタ法等に
よる膜付等の工程を通ることによって生じるパターンの
非対称があると、第４図の16と17に示した様に左側のエ
ッジ部と右側のエッジ部での散乱（又は回折）光の強度
が異なる。このため、特に２つのエッジの散乱（又は回
折）光の中心をパターン中心として検出する場合は、16
と17の合成した波形が18のように左右非対称になること
から第４図のようにスレショルドを決めた場合からＣの
位置からＣの位置へ△ｘだけずれてしまうといったよう
な欠点があった。
本発明の偶数次高調波除去型高精度位置決め装置はディ
テクタにより検出されたパターン信号から偶数次高調波
を除去するために、電気的偶数次高調波除去回路又は数
学的偶数次高調波除去演算プログラムのいずれか又は両
方を有している。
テクタにより検出されたパターン信号から偶数次高調波
を除去するために、電気的偶数次高調波除去回路又は数
学的偶数次高調波除去演算プログラムのいずれか又は両
方を有している。
次に、本発明について図面を参照して説明する。第１図
は電気的フィルターを使って第２高調波を除去する場合
のブロックダイヤグラム例である。この場合パターンエ
ッジからの散乱（又は回折）光はレーザが同じところを
何度もスキャンすることにより繰り返し何回も得られる
ことを前提としている。ディテクタ５に入った散乱（又
は回折）光は６のAGC付プリアンプで一定レベルまで増
幅される。増幅された信号から、８の基本波（ｆ）抽出
回路で、通常一番振幅の大きな基本波（ｆ）を取り出
し、９のデジタル化回路で基本波（ｆ）をデジタル化す
る。これを10の２倍周波数発生回路を通して２倍の周波
数（2f）を発生させ、11のF/Vコンバータで周波数に対
応した直流電圧に変換する。すると７のB,E,Fは２倍の
周波数だけCUTする動作となり、12の同期検波回路で検
出した出力が13のコンパレータで設定した以下の電圧に
なると14のアナグロSWがONし、15の信号処理回路に第２
高調波のない信号が送りこまれる訳である。
は電気的フィルターを使って第２高調波を除去する場合
のブロックダイヤグラム例である。この場合パターンエ
ッジからの散乱（又は回折）光はレーザが同じところを
何度もスキャンすることにより繰り返し何回も得られる
ことを前提としている。ディテクタ５に入った散乱（又
は回折）光は６のAGC付プリアンプで一定レベルまで増
幅される。増幅された信号から、８の基本波（ｆ）抽出
回路で、通常一番振幅の大きな基本波（ｆ）を取り出
し、９のデジタル化回路で基本波（ｆ）をデジタル化す
る。これを10の２倍周波数発生回路を通して２倍の周波
数（2f）を発生させ、11のF/Vコンバータで周波数に対
応した直流電圧に変換する。すると７のB,E,Fは２倍の
周波数だけCUTする動作となり、12の同期検波回路で検
出した出力が13のコンパレータで設定した以下の電圧に
なると14のアナグロSWがONし、15の信号処理回路に第２
高調波のない信号が送りこまれる訳である。
次になぜ第２高調波が除去されると波形が左右対称にな
るかを図を使って説明する。まず19の基本波が4VP-P、2
0の第２高調波が2VP-P21の第３高調波が1VP-P混在し第
５図の様になっていたとする。この場合の横軸は時間
（座標）であるが、オッシロスコープ等で波形を見ると
これらを合成した形となり、第６図の22の様に見える。
これはとりもなおさず第４図の８で示した合成波形の右
山がさらに下がった状態に相当する。そこでこの信号を
スペクトラムアナライザ等で周波数ドメインにフーリエ
変換して得られる結果を示したのが第７図である。第７
図から第２高調波を第８図の特性を持つB,E,F（バンド
・エリミネーション・フィルタ）でカットすると、第９
図に示すように基本波の他には第３高周波のみ存在する
ことになる。これを第５図の様に示すと第10図となり、
オッシロスコープ等で波形を見れば第11図23の太実線の
ようになり、左右対称になっていることが確認できる。
るかを図を使って説明する。まず19の基本波が4VP-P、2
0の第２高調波が2VP-P21の第３高調波が1VP-P混在し第
５図の様になっていたとする。この場合の横軸は時間
（座標）であるが、オッシロスコープ等で波形を見ると
これらを合成した形となり、第６図の22の様に見える。
これはとりもなおさず第４図の８で示した合成波形の右
山がさらに下がった状態に相当する。そこでこの信号を
スペクトラムアナライザ等で周波数ドメインにフーリエ
変換して得られる結果を示したのが第７図である。第７
図から第２高調波を第８図の特性を持つB,E,F（バンド
・エリミネーション・フィルタ）でカットすると、第９
図に示すように基本波の他には第３高周波のみ存在する
ことになる。これを第５図の様に示すと第10図となり、
オッシロスコープ等で波形を見れば第11図23の太実線の
ようになり、左右対称になっていることが確認できる。
信号波形が左右対称になれば第４図で示した△ｘのシフ
トがなくなり、位置決め等が正確にできる様になる訳で
ある。
トがなくなり、位置決め等が正確にできる様になる訳で
ある。
又、第１図は第２高調波の周波数がパターンの幅が変っ
てもある程度追従するようになっているが、単純な位置
決めで第２高調波の周波数が一定している場合は、一点
鎖線の範囲を省略することもできる。
てもある程度追従するようになっているが、単純な位置
決めで第２高調波の周波数が一定している場合は、一点
鎖線の範囲を省略することもできる。
〔実施例２〕 本発明を実施する第２の方法は数学的に偶数次高調波を
除去する方法である。コンピュータやシグナルプロセッ
サを使えば三角関数の周期性を利用して高速フーリエ変
換（FFT）が可能であるが、これを使えば一度入力波形
を短かいサンプリング時間で取り込んで高速フーリエ変
換し、偶数次の信号をカットした後、再度逆変換して波
形を合成すれば、第11図に示した様な波形を得ることが
できる。この実施例では、このため信号のデジタルサン
プリング回路をコンピュータやシングルプロセッサに付
加するだけでよく、ハードウェアが簡単というメリット
がある。
除去する方法である。コンピュータやシグナルプロセッ
サを使えば三角関数の周期性を利用して高速フーリエ変
換（FFT）が可能であるが、これを使えば一度入力波形
を短かいサンプリング時間で取り込んで高速フーリエ変
換し、偶数次の信号をカットした後、再度逆変換して波
形を合成すれば、第11図に示した様な波形を得ることが
できる。この実施例では、このため信号のデジタルサン
プリング回路をコンピュータやシングルプロセッサに付
加するだけでよく、ハードウェアが簡単というメリット
がある。
以上説明したように本発明は検出信号から偶数次高調波
を除去することにより、検出信号波形を対称にしている
ため第12図に示すように、どのようなスライスレベル
（スレショルドレベル）で処理しても検出位置が変ら
ず、第４図で示した△ｘも発生しないという効果があ
る。又、第12図に示した様に高スライスレベルでも検出
位置がずれないため中スライスレベル程度のノイズ分が
存在してもよく、耐ノイズ性があるという効果もあわせ
て持っている。
を除去することにより、検出信号波形を対称にしている
ため第12図に示すように、どのようなスライスレベル
（スレショルドレベル）で処理しても検出位置が変ら
ず、第４図で示した△ｘも発生しないという効果があ
る。又、第12図に示した様に高スライスレベルでも検出
位置がずれないため中スライスレベル程度のノイズ分が
存在してもよく、耐ノイズ性があるという効果もあわせ
て持っている。
第１図は本発明の実施回路のブロックダイア、第２図は
第１図のレーザ照射及び検出部、第３図は第２図の２の
パターンエッジ部拡大図（非対称）、第４図は第４図の
パターンをスキャンして得られる信号波形、第５図は基
本波及び第2,第３高調波混在図、第６図は第５図の合成
波形と基本波，第７図は第５図（第６図）の信号波形の
スペクトル分解図、第８図は第２（偶数次）高調波除去
フィルターの周波数特性、第９図は第２高調波除去後の
スペクトル図、第10図は第９図のスペクトル図の波の混
在図、第11図は第10図の合成波形と基本波、第12図は第
11図の合成波形に対するスライスレベルの影響を表わし
たものである。 １……レーザービーム、１′……散乱又は回折光、２…
…被測定パターン又は位置めパターン、３……資料、４
……スキャン式レーザービーム発生器、５……散乱又は
回折光検出用ディテクタ、６……AGC（Auto Gain Contr
ol）付プリアンプ、７……電圧同調型B,E,F（Band Elim
ination Filter）、８……基本波抽出回路、９……波形
整形（ディジタル化）回路、10……第２高調波発生回
路、11……周波数／電圧（F/V）変換器、12……同期検
波器、13……コンパレータ、14……アナログスイッチ、
15……従来からあった信号処理回路、16……左側エッジ
からの散乱（又は回折）光の信号出力、17……右側エッ
ジからの散乱（又は回折）光の信号出力、18……２つの
散乱（又は回折）光の合成信号波形、19……基本波、
（4VP-P）、20……第２高調波（2VP-P）、21……第３高
調波（1VP-P）、22……第５図の３つの波の合成波形、2
3……第10図の２つの波の合成波形。
第１図のレーザ照射及び検出部、第３図は第２図の２の
パターンエッジ部拡大図（非対称）、第４図は第４図の
パターンをスキャンして得られる信号波形、第５図は基
本波及び第2,第３高調波混在図、第６図は第５図の合成
波形と基本波，第７図は第５図（第６図）の信号波形の
スペクトル分解図、第８図は第２（偶数次）高調波除去
フィルターの周波数特性、第９図は第２高調波除去後の
スペクトル図、第10図は第９図のスペクトル図の波の混
在図、第11図は第10図の合成波形と基本波、第12図は第
11図の合成波形に対するスライスレベルの影響を表わし
たものである。 １……レーザービーム、１′……散乱又は回折光、２…
…被測定パターン又は位置めパターン、３……資料、４
……スキャン式レーザービーム発生器、５……散乱又は
回折光検出用ディテクタ、６……AGC（Auto Gain Contr
ol）付プリアンプ、７……電圧同調型B,E,F（Band Elim
ination Filter）、８……基本波抽出回路、９……波形
整形（ディジタル化）回路、10……第２高調波発生回
路、11……周波数／電圧（F/V）変換器、12……同期検
波器、13……コンパレータ、14……アナログスイッチ、
15……従来からあった信号処理回路、16……左側エッジ
からの散乱（又は回折）光の信号出力、17……右側エッ
ジからの散乱（又は回折）光の信号出力、18……２つの
散乱（又は回折）光の合成信号波形、19……基本波、
（4VP-P）、20……第２高調波（2VP-P）、21……第３高
調波（1VP-P）、22……第５図の３つの波の合成波形、2
3……第10図の２つの波の合成波形。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｄ 3/12 Ｗ Ｈ０１Ｌ 21/027 21/68 Ｆ
Claims (1)
- 【請求項１】半導体製造用ウェーハ，マスク，レチクル
等の上に刻まれたパターンの位置・寸法測定及び位置決
めにおいて、検出信号の高周波を取りのぞくことにより
信号波を線対称化して測定及び位置決めすることを特徴
とする位置決め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62085065A JPH07120697B2 (ja) | 1987-04-06 | 1987-04-06 | 位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62085065A JPH07120697B2 (ja) | 1987-04-06 | 1987-04-06 | 位置決め装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63250146A JPS63250146A (ja) | 1988-10-18 |
| JPH07120697B2 true JPH07120697B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=13848227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62085065A Expired - Fee Related JPH07120697B2 (ja) | 1987-04-06 | 1987-04-06 | 位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120697B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2765949B2 (ja) * | 1989-05-17 | 1998-06-18 | 株式会社日立製作所 | 薄膜パターンのアライメント方法 |
| JP5539108B2 (ja) * | 2010-08-24 | 2014-07-02 | キヤノン株式会社 | マーク位置の計測方法及び算出方法 |
-
1987
- 1987-04-06 JP JP62085065A patent/JPH07120697B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63250146A (ja) | 1988-10-18 |
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Legal Events
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