JPS60129604A - 位置検出方法 - Google Patents
位置検出方法Info
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- JPS60129604A JPS60129604A JP58239392A JP23939283A JPS60129604A JP S60129604 A JPS60129604 A JP S60129604A JP 58239392 A JP58239392 A JP 58239392A JP 23939283 A JP23939283 A JP 23939283A JP S60129604 A JPS60129604 A JP S60129604A
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/304—Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
- H01J37/3045—Object or beam position registration
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Analytical Chemistry (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、位置検出方法に係わシ、特に自動利得調整機
能を持つ振動型位置検出方法に関する。
能を持つ振動型位置検出方法に関する。
振動型位置検出方法は、精密測定材の内蔵する基準スク
ールなどの目盛線の読み数多用に開発された光電顕微鏡
に用いられ、高い検出感度を有することから今日では半
導体製造装置等、各種の自動位置決め装置の、位置検出
法として使用されるようになってきている。
ールなどの目盛線の読み数多用に開発された光電顕微鏡
に用いられ、高い検出感度を有することから今日では半
導体製造装置等、各種の自動位置決め装置の、位置検出
法として使用されるようになってきている。
振動型位置検出方法の原理を光電顕微鏡に使源、２は集
束レンズ、３は−・−７ミラー、４は４一 対物レンズ、５はマーク６が形成された被検査物、７は
スリット板、８は光電変換器、９はプリアンプ、１０は
同期検波回路、１１は発振器、１２は振動子、１３は指
示メータを示している。
束レンズ、３は−・−７ミラー、４は４一 対物レンズ、５はマーク６が形成された被検査物、７は
スリット板、８は光電変換器、９はプリアンプ、１０は
同期検波回路、１１は発振器、１２は振動子、１３は指
示メータを示している。
走査機構はスリットまたは像を振動させる振動子１２を
使用しておシ、光電変換器８の出力信号はスリットが振
動しているのでマーク位置に′よ・シその信号波形は異
なる。信号波形の変位を・マークの位置Ｘに対して示す
と、第２図６）〜（１）のようになる。第２図から判る
ように、信号波形は振動周波数と等しい周波数の同期信
号となるので、マークの位置がスリットの振動中心位置
に一致するとき、即ち（、）点では２倍の周波数、の信
号となり、基本周波数成分はゼロとなる。
使用しておシ、光電変換器８の出力信号はスリットが振
動しているのでマーク位置に′よ・シその信号波形は異
なる。信号波形の変位を・マークの位置Ｘに対して示す
と、第２図６）〜（１）のようになる。第２図から判る
ように、信号波形は振動周波数と等しい周波数の同期信
号となるので、マークの位置がスリットの振動中心位置
に一致するとき、即ち（、）点では２倍の周波数、の信
号となり、基本周波数成分はゼロとなる。
振動型光電顕微鏡はこの位置を電算的に検出するもので
ある。また、マークの位置Ｘの変化に対して、基本周波
数成分ａ１がどのように変化するかを示したのが右図で
ある。この基本周波成分の変化の仕方（出力特性曲線）
は、マーク幅スリット幅及び振動振幅等によって変化す
るが、５− マーク位置がスリット振動中心に一致した（、）点では
ゼロでその前後で符号が逆転するので、ゼロメータによ
る検出やサーが系の駆動には適している。なお、光電信
号の中から基本周波数成分のみを取り出し、２倍周波数
成分を消去してしまうことは、同期検波回路１Ｏによシ
容易に実現される。
ある。また、マークの位置Ｘの変化に対して、基本周波
数成分ａ１がどのように変化するかを示したのが右図で
ある。この基本周波成分の変化の仕方（出力特性曲線）
は、マーク幅スリット幅及び振動振幅等によって変化す
るが、５− マーク位置がスリット振動中心に一致した（、）点では
ゼロでその前後で符号が逆転するので、ゼロメータによ
る検出やサーが系の駆動には適している。なお、光電信
号の中から基本周波数成分のみを取り出し、２倍周波数
成分を消去してしまうことは、同期検波回路１Ｏによシ
容易に実現される。
ところで出力特性曲線の形はマーク幅、コントラスト、
走査（振動）振幅及び照明の明るさ等によって変動する
ので、出力とマーク位置の関係が一定にならないので常
に正しい位置情報を得るに紘そのつどキャリプレーシロ
ンをする必要がある。そうしない場合、位置の設定が不
正確になったり、多大な時間を要してしまうことになる
。例えば、この位置検出方法が光露光装置に代表される
半導体製造装置に使用される場合、多種多数の処理工程
をはさんで露光が繰シ返されるため、露光前の位置検出
においてはマークのコントラストが工程の違いやレジス
ト条件の違い等により毎回異なシ、第３図に示す６一 如く工程の異なるときの出力ａｆ＋ ａｌ’ ｐ ａｆ
”の曲線のピーク値ＰＩ ＋ ｐｌ／、 ＰＩ“や傾き
が異なってしまう。そこで、工程の違いによるマークの
コントラストの情報を予め計算機に入れて出力を補正す
る方法が考えられる。しかし、この方法では、マークの
コントラストの情報は予測によるものであシ、完全に把
握することはできないため、精度の高い補正はできない
。さらに、この出力は照度のふらつきによっても不安定
になるため、照度の十分な安定性が得られない場合は出
力のピーク値及び傾きは経時的にも変化する。また、最
近ではサブミクロンオーダーの微細パターンの転写に有
望とみられる電子ビーム転写装置にこの位置検出原理を
応用したアライメントが行われているが、との場合にも
同様の問題が生じる。しかも、この場合にはマークに光
を照射する代シに電子ビームを照射するが、この発生源
である光電面は経時的に劣化するという現象がちシ、電
子ビームの照射量は時間と共に変化する。このため、出
力信号にも経時的変化が現われる。このような経時的な
変化は予測が難しいため、予測にょ多出力の高精度な補
正を行うことは難しい情況にある。
走査（振動）振幅及び照明の明るさ等によって変動する
ので、出力とマーク位置の関係が一定にならないので常
に正しい位置情報を得るに紘そのつどキャリプレーシロ
ンをする必要がある。そうしない場合、位置の設定が不
正確になったり、多大な時間を要してしまうことになる
。例えば、この位置検出方法が光露光装置に代表される
半導体製造装置に使用される場合、多種多数の処理工程
をはさんで露光が繰シ返されるため、露光前の位置検出
においてはマークのコントラストが工程の違いやレジス
ト条件の違い等により毎回異なシ、第３図に示す６一 如く工程の異なるときの出力ａｆ＋ ａｌ’ ｐ ａｆ
”の曲線のピーク値ＰＩ ＋ ｐｌ／、 ＰＩ“や傾き
が異なってしまう。そこで、工程の違いによるマークの
コントラストの情報を予め計算機に入れて出力を補正す
る方法が考えられる。しかし、この方法では、マークの
コントラストの情報は予測によるものであシ、完全に把
握することはできないため、精度の高い補正はできない
。さらに、この出力は照度のふらつきによっても不安定
になるため、照度の十分な安定性が得られない場合は出
力のピーク値及び傾きは経時的にも変化する。また、最
近ではサブミクロンオーダーの微細パターンの転写に有
望とみられる電子ビーム転写装置にこの位置検出原理を
応用したアライメントが行われているが、との場合にも
同様の問題が生じる。しかも、この場合にはマークに光
を照射する代シに電子ビームを照射するが、この発生源
である光電面は経時的に劣化するという現象がちシ、電
子ビームの照射量は時間と共に変化する。このため、出
力信号にも経時的変化が現われる。このような経時的な
変化は予測が難しいため、予測にょ多出力の高精度な補
正を行うことは難しい情況にある。
とのようなことから、信号のＡＧＣ（オートダインコン
トロール：自動利得調節）によシ、出力特性曲線の傾き
を常に一定になるようにする必要性が生じてきた。ＡＧ
Ｃの方法としては、マークを常に一方向から近づけ、出
力特性曲線のピークの電圧が一定値になるよりにダイン
をコントロールしてやるのが簡牟である。しかしながら
、この方法ではある時間マークを走査しながら検出を行
う必要があシ、位置検出時間の遅延につなが夛装置のス
ルーグツトの低下を招く。
トロール：自動利得調節）によシ、出力特性曲線の傾き
を常に一定になるようにする必要性が生じてきた。ＡＧ
Ｃの方法としては、マークを常に一方向から近づけ、出
力特性曲線のピークの電圧が一定値になるよりにダイン
をコントロールしてやるのが簡牟である。しかしながら
、この方法ではある時間マークを走査しながら検出を行
う必要があシ、位置検出時間の遅延につなが夛装置のス
ルーグツトの低下を招く。
しかも、出力曲線のピーク値を検出する間の経時的な信
号の変化に対応できず、短時間で精密な位置合わせは難
しくなる。
号の変化に対応できず、短時間で精密な位置合わせは難
しくなる。
一方、リアルタイムで行うＡＧＣの方法としては、信号
の実効値や波高値を検出し、その値が常に一定になるよ
うにダインを調整する方法が考えられている。しかしな
がら、振動型位置検出における検出信号には基本波成分
だけではなく高次の周波数成分が含まれており、また、
マー４位置によりそれらの出力成分が大きく異なる等複
雑な信号波形となるため、従来の方法では位置情報をな
くさずに高精度にＡＧＣを行うことは困難であった。
、 〔発明の、目的〕 本発明の目的は、入力信号レベルが変化しても位置検出
出力特性が一定になるような自動、利得調整の効果を持
ち、検出、時間や検出精度、を損う仁となく位置検出を
行い、、得、る、振動型の位置検出方法を、提、供する
ことにある。
の実効値や波高値を検出し、その値が常に一定になるよ
うにダインを調整する方法が考えられている。しかしな
がら、振動型位置検出における検出信号には基本波成分
だけではなく高次の周波数成分が含まれており、また、
マー４位置によりそれらの出力成分が大きく異なる等複
雑な信号波形となるため、従来の方法では位置情報をな
くさずに高精度にＡＧＣを行うことは困難であった。
、 〔発明の、目的〕 本発明の目的は、入力信号レベルが変化しても位置検出
出力特性が一定になるような自動、利得調整の効果を持
ち、検出、時間や検出精度、を損う仁となく位置検出を
行い、、得、る、振動型の位置検出方法を、提、供する
ことにある。
〔発明の概要〕 。
本、発明の骨、子は、同期検波によシ得ら、れる基本波
成分１１及び第ｎ次高調波成分（ｎは２以上の整数）、
例、えば第２．高調波成分’２ｆを直、接位置検出信号
として用いることをせずに、＆１ ｅ １２（に対して
特定の関数変換を行−１入力レベルの変動に影響されな
い信号ａｆ” ｔ ＆２４ を得、この信号、、＊ 、
、２．＊を位置検出信号として用いると９− とにある。
成分１１及び第ｎ次高調波成分（ｎは２以上の整数）、
例、えば第２．高調波成分’２ｆを直、接位置検出信号
として用いることをせずに、＆１ ｅ １２（に対して
特定の関数変換を行−１入力レベルの変動に影響されな
い信号ａｆ” ｔ ＆２４ を得、この信号、、＊ 、
、２．＊を位置検出信号として用いると９− とにある。
位置検出信号として用いられる信号＆１ ＊ ８２ｆの
出力特性は第６図に示されるような関係にある。つまり
、マーク位置がゼロ（振動中心と一致）の点でａ、がゼ
ロ、ａ２ｔがピーク値を示し、ａ、がピーク値を示す位
置で＆２ｆがゼロを示す。
出力特性は第６図に示されるような関係にある。つまり
、マーク位置がゼロ（振動中心と一致）の点でａ、がゼ
ロ、ａ２ｔがピーク値を示し、ａ、がピーク値を示す位
置で＆２ｆがゼロを示す。
そして、Ｊの２つのピーク値の間で牟調な曲線となって
いる。これらの関係はこの種の位置検出において特有の
ものであＦ） 、８１ ｅ Ｉ２ｆを何らかの変換をす
ることにより得られる１１ｓａ２１の出力特性の組み合
わせが同様の関係を満足するものであれば 、ｔ＊ 、
ａ２．＊もやはシ位置検出信号として用いることがで
きる。本発明者等はこの点に着目して鋭意研究を重ねた
結果、上述した関係を満足するａｆ＊ 、 ａ２ｔ＊が
入力信号しベルが変動してもその影響をうけないようり
変換の関数が存在するのを見出した。その一つの例は １０− という変換である。ただし、αｌ、β１．α２．β２゜
Ｋｌ ｒ Ｋｌは任意定数。この変換された信号ａげ。
いる。これらの関係はこの種の位置検出において特有の
ものであＦ） 、８１ ｅ Ｉ２ｆを何らかの変換をす
ることにより得られる１１ｓａ２１の出力特性の組み合
わせが同様の関係を満足するものであれば 、ｔ＊ 、
ａ２．＊もやはシ位置検出信号として用いることがで
きる。本発明者等はこの点に着目して鋭意研究を重ねた
結果、上述した関係を満足するａｆ＊ 、 ａ２ｔ＊が
入力信号しベルが変動してもその影響をうけないようり
変換の関数が存在するのを見出した。その一つの例は １０− という変換である。ただし、αｌ、β１．α２．β２゜
Ｋｌ ｒ Ｋｌは任意定数。この変換された信号ａげ。
”２ｆ を位置検出信号として用いることによシ、特性
曲線に関して前述した関係が保たれ、かつ入力信号レベ
ルの変動の影響をうけ藩いものなので、入力信号レベル
の変動に対して自動利得調整の効果をもつ位置検出が可
能となる。
曲線に関して前述した関係が保たれ、かつ入力信号レベ
ルの変動の影響をうけ藩いものなので、入力信号レベル
の変動に対して自動利得調整の効果をもつ位置検出が可
能となる。
□即ち本発明は、第１部材に設けられたマーク部から得
られる所定ビームをマーク部材もしくはスリットを有す
る第２の部材に照射し、該第２の部材から得られるビー
ムをビーム検出器で検出するとともに、前記ビームと前
記第２の部材を相対的に振動せしめ、この振動に同期し
て前記ビーム検出器の検出出力を検波することにより、
前記第１もしくは第２の部材の位置を検出する方法に於
いて、前記同期検波して得られる出力の基本波成分及び
第２高眺波成分（ｎは２以上の整数）の各信号に対し、
それら信号の所定の対応関係を保持した状態で関数変換
して得られた信号によ多位置検出することを特徴とする
位置検出方法にある。
られる所定ビームをマーク部材もしくはスリットを有す
る第２の部材に照射し、該第２の部材から得られるビー
ムをビーム検出器で検出するとともに、前記ビームと前
記第２の部材を相対的に振動せしめ、この振動に同期し
て前記ビーム検出器の検出出力を検波することにより、
前記第１もしくは第２の部材の位置を検出する方法に於
いて、前記同期検波して得られる出力の基本波成分及び
第２高眺波成分（ｎは２以上の整数）の各信号に対し、
それら信号の所定の対応関係を保持した状態で関数変換
して得られた信号によ多位置検出することを特徴とする
位置検出方法にある。
例えば、前記同期検波して得られる出力の基本波成分＆
１及び第２高調波成分＆２（を入力とし、上記基本波成
分ａ、のビーク点と第２高眺波成分ａ２ｆの零点との関
係を保持して入力レベル変動を消去する変換を行い、こ
の変換によって得られる出力成分ａ、＊ 、 、２．＊
を検出信号として位置検出を行うことができる。
１及び第２高調波成分＆２（を入力とし、上記基本波成
分ａ、のビーク点と第２高眺波成分ａ２ｆの零点との関
係を保持して入力レベル変動を消去する変換を行い、こ
の変換によって得られる出力成分ａ、＊ 、 、２．＊
を検出信号として位置検出を行うことができる。
第４図は本発明の一実施例方法に使用した振動型位置検
出装置を示す概略構成図である。光源１及び集束レンズ
２等からなるビーム照射源から放射された光ビームは、
ハーフミラ−３及び対物レンズ４を介して被検査物５（
第１の部材）上に照射される。被検査物５上には、例え
ば直線状の位置合わせ用マーク６が形成されておシ、上
記光ビームはこのマーク６近傍に照射されるものとなっ
ている。光ビーム照射によるマーク６からの反射光は、
対物レンズ４及びノ・−７ミラー３を介して上方に進み
、スリット板７（第２の部材）の微小間隙７ａを通過し
て光電変換器８に受光される。光電変換器８による検出
信号はノリアンゾ９を介して後述する信号変換部２Ｏに
供給される。
出装置を示す概略構成図である。光源１及び集束レンズ
２等からなるビーム照射源から放射された光ビームは、
ハーフミラ−３及び対物レンズ４を介して被検査物５（
第１の部材）上に照射される。被検査物５上には、例え
ば直線状の位置合わせ用マーク６が形成されておシ、上
記光ビームはこのマーク６近傍に照射されるものとなっ
ている。光ビーム照射によるマーク６からの反射光は、
対物レンズ４及びノ・−７ミラー３を介して上方に進み
、スリット板７（第２の部材）の微小間隙７ａを通過し
て光電変換器８に受光される。光電変換器８による検出
信号はノリアンゾ９を介して後述する信号変換部２Ｏに
供給される。
一方、前記スリット板７は振動子１２に取付けられてお
り、前記反射光の進行方向と直交する方向に振動される
。つまシ、発振器１１の発振出力に応じて振動子１２が
振動し、スリット板７め微小間隙７ａを通過した光が振
動するもの□と外っている。また、発振器１１の発振出
力は□上記振動子１２と共に信号変換部２０にも供給さ
れている。信号変換部２０は、後述する如く前記入力し
た検出信号を上記発振出力に同期しで検出し、所望の゛
信号゛変換を行って、その変換出力を指示メータ１３に
供給するものとなっている。
り、前記反射光の進行方向と直交する方向に振動される
。つまシ、発振器１１の発振出力に応じて振動子１２が
振動し、スリット板７め微小間隙７ａを通過した光が振
動するもの□と外っている。また、発振器１１の発振出
力は□上記振動子１２と共に信号変換部２０にも供給さ
れている。信号変換部２０は、後述する如く前記入力し
た検出信号を上記発振出力に同期しで検出し、所望の゛
信号゛変換を行って、その変換出力を指示メータ１３に
供給するものとなっている。
さて、信号変換部２θは第５図に示す如く同調増幅回路
２１ｍ、２１ｂ＋同期検波回路２２＆。
２１ｍ、２１ｂ＋同期検波回路２２＆。
１３−
２２ｂ、増幅器２３ｍ、２３ｂ、加算器２４゜リンツタ
２５及び割算器２６ｍ 、２６ｂから構成されている。
２５及び割算器２６ｍ 、２６ｂから構成されている。
すなわち、前記シリアン７″９を介して入力した検出信
号は異なる同調周波数ｆ。
号は異なる同調周波数ｆ。
２ｆを持つ２つの同調増幅回路２１ ａ ｔ、２ ｌ
ｂにそれぞれ供給され、各回路２１ｍ、２１ｂの増幅出
力は同期検波回＠２２＊、２２ｂにそれぞれ供給される
。同期検波回路２２ｈ、２２ｂでは前記発振器１１の発
振出力に同期して上記各増幅信号を同期検波する。これ
によシ同期検波回路２２ａでは検出出力の基本波成分ａ
、が出力され、同期検波回路２２ｂでは第２挑調波成分
ａ が出力される。２つの検波出力ａｆｌ ８２ｆはｆ 増幅器２３ｇ、２３ｂによりそれぞれ増幅され、αｌ
、、 ｌ 、βｌ 、２． ｌとなシ加算器２４に入力
される。
ｂにそれぞれ供給され、各回路２１ｍ、２１ｂの増幅出
力は同期検波回＠２２＊、２２ｂにそれぞれ供給される
。同期検波回路２２ｈ、２２ｂでは前記発振器１１の発
振出力に同期して上記各増幅信号を同期検波する。これ
によシ同期検波回路２２ａでは検出出力の基本波成分ａ
、が出力され、同期検波回路２２ｂでは第２挑調波成分
ａ が出力される。２つの検波出力ａｆｌ ８２ｆはｆ 増幅器２３ｇ、２３ｂによりそれぞれ増幅され、αｌ
、、 ｌ 、βｌ 、２． ｌとなシ加算器２４に入力
される。
加算器２４からの出力α１ａ、１＋β＋ ＝２． ＋は
す１ツタ２５を通シ割算器２６ｍ、２６ｂに供給される
。そして、割算器２６’ａ 、”ｌ ６ ｂからα・ａ
ｔ／（α１１，１＋β１＆２．Ｉ ） ｒβ・＆２．／
（αｌ’ａｆドβＩａ４，１）がそれぞれ新たな位置検
出信号として前記指示１４− メータ１３に供給されるものと表っている。
す１ツタ２５を通シ割算器２６ｍ、２６ｂに供給される
。そして、割算器２６’ａ 、”ｌ ６ ｂからα・ａ
ｔ／（α１１，１＋β１＆２．Ｉ ） ｒβ・＆２．／
（αｌ’ａｆドβＩａ４，１）がそれぞれ新たな位置検
出信号として前記指示１４− メータ１３に供給されるものと表っている。
次に、上記装置を用いた位置検出方法について説明する
。まず、振動型位置検出方法の原理は従来と同様であシ
、スリット板７を振動させ、光電変換器８に受光される
マーク６からの反射光を振動させる。そして、検出出力
を同期検波することによシその基本波成分ａ、及び第２
高調波成分ａ２（が得られる。ここまでは従来と同様で
あわ、本実施例ではこの成分を前記４１号変換部２０に
よシ次のような変換を行っている。すなわち、本実施例
では同期検波後のｆ、２ｆ成分の出力ａｆｅ ａ２ｆが
位置についである。特殊な関係にあると、とに着目して
この２つの出力そのものを用いて演算を行い の変換を行う。この変換を行った後の出力、、＊。
。まず、振動型位置検出方法の原理は従来と同様であシ
、スリット板７を振動させ、光電変換器８に受光される
マーク６からの反射光を振動させる。そして、検出出力
を同期検波することによシその基本波成分ａ、及び第２
高調波成分ａ２（が得られる。ここまでは従来と同様で
あわ、本実施例ではこの成分を前記４１号変換部２０に
よシ次のような変換を行っている。すなわち、本実施例
では同期検波後のｆ、２ｆ成分の出力ａｆｅ ａ２ｆが
位置についである。特殊な関係にあると、とに着目して
この２つの出力そのものを用いて演算を行い の変換を行う。この変換を行った後の出力、、＊。
＆２．＊が新たな位置検出信号として用いられることに
なる。
なる。
ここで、１１ ｊｌ 及びｊＬ ” ｒ ＆２１＊の位
置にｆ ２ｆ ｆ 対する関係について説明する。第６図は典型的なａ、と
”２ｆの出力特性曲線である。ａ、とａ２ｆの関係は位
置ずれ量がゼロではａ、はゼロとなシａ２４はピーク値
Ｐ！を示し、りがピーク値Ｐ１を示す点で１２ｆはゼロ
を示す。マークコントラストの変化による入力信号レベ
ルの変化があっても、上の関係は常に成シ立ち、同じマ
ーク位置におけるａ、とａＢの比は常に一定である。と
ころで、通常位置合わせは位置検出出力ａ、がゼｐにな
るように位置補正がなされるが、位置検出曲線としては
ａｆそのものでなくても、位置ずれ量がゼロの点で出力
がゼロ、を示し、位置座標がｘ３とＫｌの間の領域Ｂで
単調な曲線であれば位置検出曲線として用いることは可
能である。そこで、上述したａｆ、 Ｊ２（の関係を考
慮して、α。
置にｆ ２ｆ ｆ 対する関係について説明する。第６図は典型的なａ、と
”２ｆの出力特性曲線である。ａ、とａ２ｆの関係は位
置ずれ量がゼロではａ、はゼロとなシａ２４はピーク値
Ｐ！を示し、りがピーク値Ｐ１を示す点で１２ｆはゼロ
を示す。マークコントラストの変化による入力信号レベ
ルの変化があっても、上の関係は常に成シ立ち、同じマ
ーク位置におけるａ、とａＢの比は常に一定である。と
ころで、通常位置合わせは位置検出出力ａ、がゼｐにな
るように位置補正がなされるが、位置検出曲線としては
ａｆそのものでなくても、位置ずれ量がゼロの点で出力
がゼロ、を示し、位置座標がｘ３とＫｌの間の領域Ｂで
単調な曲線であれば位置検出曲線として用いることは可
能である。そこで、上述したａｆ、 Ｊ２（の関係を考
慮して、α。
βを一定の関係に例えばα：β＝ １Ｐ２１ ： １ｐ
ｔｌの関係になるように選ぶ。このときの””／１Ｐｓ
ｌはマーク幅、走査振幅が同じであれば一定であシ既知
な量である。そして入出力比を考慮してα、βを定める
。このように定めたα、、βを用いて前記（１）式の変
換を行うことに、よシ得られるｊｌ 、、、 畠Ｈの出
力特性は第７図に示すようになり、、ａｆ についてい
え―位置ずれゼロの点で出力がゼロとな勺位置座標がｘ
２とｘ３の間である領域Ｂで単調な曲線となる。つまシ
、位置検出曲線としてｑを用いて位置合わ、せを行うこ
と 、が：可、能となる。、また、ａ、とａ２４．、を
併用すること、によ多領域Ｂの外側にあ仝領域Ａ、、領
域Ｃ４の位置検出も可岬となる。 １ 、次に１．ａｆ＊、＆２ｆ＊が入力信号レベルの変動一
対して常に変化しない（、ＡＧＣが働く）ことを説。
ｔｌの関係になるように選ぶ。このときの””／１Ｐｓ
ｌはマーク幅、走査振幅が同じであれば一定であシ既知
な量である。そして入出力比を考慮してα、βを定める
。このように定めたα、、βを用いて前記（１）式の変
換を行うことに、よシ得られるｊｌ 、、、 畠Ｈの出
力特性は第７図に示すようになり、、ａｆ についてい
え―位置ずれゼロの点で出力がゼロとな勺位置座標がｘ
２とｘ３の間である領域Ｂで単調な曲線となる。つまシ
、位置検出曲線としてｑを用いて位置合わ、せを行うこ
と 、が：可、能となる。、また、ａ、とａ２４．、を
併用すること、によ多領域Ｂの外側にあ仝領域Ａ、、領
域Ｃ４の位置検出も可岬となる。 １ 、次に１．ａｆ＊、＆２ｆ＊が入力信号レベルの変動一
対して常に変化しない（、ＡＧＣが働く）ことを説。
明する。出力％ｆ 、ｊ２ｆは入力信号しづルの変化に
比例して変化すると考えてよいので、今仮に・１ｆ−Ｋ
°ａｔ ＠、、−＋ Ｋ−ａＢ、（Ｋ＞０）。
比例して変化すると考えてよいので、今仮に・１ｆ−Ｋ
°ａｔ ＠、、−＋ Ｋ−ａＢ、（Ｋ＞０）。
と変化した場合を考えると、（１）式より１７−
となｈ、Ｋの値によらずＪ 、、、 ＋、ａ２４ は変
化しないことが判る。したがって、位置検出にａｆ７の
出力特性曲線を用、いるととによシ入力声号レベルの変
動に対してＡＧＣの効果をもち安定１冬位置検串信号が
得られる。
化しないことが判る。したがって、位置検出にａｆ７の
出力特性曲線を用、いるととによシ入力声号レベルの変
動に対してＡＧＣの効果をもち安定１冬位置検串信号が
得られる。
かくして本実施例方法によれば、検出精度、を損うこと
なしに、入力信号レベルの変化、に刈してＡＧＯの効果
をもつ振動型位置検出が可能とな３る。１＋、同期検、
波後の出力の、演算処理を行うよシ＾ａＣの効果をもた
せ仝ことができるたや、入力信号のノイズ成分の影醤を
受けにくく高精度なＡＧＣが可能となる。このため、特
、に半導体製造、装置に用いられる場合におい、ては、
処理工程の違いによるウェハのマークコントラスト、の
変化やマーク信号の発生源の経時的な変化によ１８− る入力信号レベルの変化に対しても、ＡＧｃの効果をも
つ位置検出が可能となシ、高精度な位置検出及び位置合
わせが可能となる。また、入力信号レベルの変化を知る
ための余分な検出を行う必要がないため、位置合わせに
要する時間を短縮することができ、その結果、装置のス
ルーノットの向上をはかシ得る等の利点もある。
なしに、入力信号レベルの変化、に刈してＡＧＯの効果
をもつ振動型位置検出が可能とな３る。１＋、同期検、
波後の出力の、演算処理を行うよシ＾ａＣの効果をもた
せ仝ことができるたや、入力信号のノイズ成分の影醤を
受けにくく高精度なＡＧＣが可能となる。このため、特
、に半導体製造、装置に用いられる場合におい、ては、
処理工程の違いによるウェハのマークコントラスト、の
変化やマーク信号の発生源の経時的な変化によ１８− る入力信号レベルの変化に対しても、ＡＧｃの効果をも
つ位置検出が可能となシ、高精度な位置検出及び位置合
わせが可能となる。また、入力信号レベルの変化を知る
ための余分な検出を行う必要がないため、位置合わせに
要する時間を短縮することができ、その結果、装置のス
ルーノットの向上をはかシ得る等の利点もある。
第８図は他の実施例を説明するだめのブロック図である
。なお、第５図と同一部分には同一符号を付して、その
詳しい説明は省略する。この実施−が先に説明した実施
例と異々る点は、アナログ信号のＡＧＣ処理の代シに、
デジタル計算機による演算処理でＡＧＣを行うようにし
たことである。すなわち、前記同期検波回路２２ａ。
。なお、第５図と同一部分には同一符号を付して、その
詳しい説明は省略する。この実施−が先に説明した実施
例と異々る点は、アナログ信号のＡＧＣ処理の代シに、
デジタル計算機による演算処理でＡＧＣを行うようにし
たことである。すなわち、前記同期検波回路２２ａ。
２２ｂの各検波出力＆１ａ＆Ｈはデジタル計算機３０に
供給される。計算機３０では なる演算を行うことによ’） ａ４＊＋ ６２ｆ をめ
る。
供給される。計算機３０では なる演算を行うことによ’） ａ４＊＋ ６２ｆ をめ
る。
したがって、位置検出にａ、の出力特性曲線を用いるこ
とにより先の実施例と同様なＡＧＣの効果を持つ位置検
出が可能である。ここでデジタル演算処理を行う場合、
アナログ処理の場合に比べ処理回路のハードウェア上の
負担が軽くなる等の特長を持つが、ＡＧｃに関しては本
質的な考え方は同じである。
とにより先の実施例と同様なＡＧＣの効果を持つ位置検
出が可能である。ここでデジタル演算処理を行う場合、
アナログ処理の場合に比べ処理回路のハードウェア上の
負担が軽くなる等の特長を持つが、ＡＧｃに関しては本
質的な考え方は同じである。
なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。前記実施例ではマークのノ４？ターン形状として
は通常用いられる１本のラインの場合で説明したが、こ
のマークツ４ターン形状は電子ビーム転写の位置合わせ
マークに用いられる第９図に示すようなラインとスペー
スからなるものであってもよい。尚、電子ビーム転写装
装置は、光線を光電変換マスクにより、電子ビームノｆ
ターンとして被露光試料に照射するものである。位置合
わせの為、光電変換マスクにはスリット状光電変換マー
ク部があり、スリット状のビームを金属マークを有する
試料に照射する。そして前記ビームを偏向させて振動さ
せて金属マークからのＸ線をマーク下方のＸ線検出器に
より検出し、信号処理して位置検出をすることになる。
ない。前記実施例ではマークのノ４？ターン形状として
は通常用いられる１本のラインの場合で説明したが、こ
のマークツ４ターン形状は電子ビーム転写の位置合わせ
マークに用いられる第９図に示すようなラインとスペー
スからなるものであってもよい。尚、電子ビーム転写装
装置は、光線を光電変換マスクにより、電子ビームノｆ
ターンとして被露光試料に照射するものである。位置合
わせの為、光電変換マスクにはスリット状光電変換マー
ク部があり、スリット状のビームを金属マークを有する
試料に照射する。そして前記ビームを偏向させて振動さ
せて金属マークからのＸ線をマーク下方のＸ線検出器に
より検出し、信号処理して位置検出をすることになる。
この場合のａｌ ｐ ａ２ｆの出力特性曲線の変換を行
う１ことによシ得られるａ”１ｍ”の出力特性曲線は第
１１図のようになる。この図から判るように、この例の
場合も実施例の場合と同ピ傾向のａｆ＊＋ ８２ｆ＊の
出力特性が得られ、実施例の場合と同様の効果をもつ位
置検出が可能となることが判る。っまシ、マークパター
ン形状としては通常の位置検出に用いられるものであれ
ば、本発明の位置検出方法を適用することができる。
う１ことによシ得られるａ”１ｍ”の出力特性曲線は第
１１図のようになる。この図から判るように、この例の
場合も実施例の場合と同ピ傾向のａｆ＊＋ ８２ｆ＊の
出力特性が得られ、実施例の場合と同様の効果をもつ位
置検出が可能となることが判る。っまシ、マークパター
ン形状としては通常の位置検出に用いられるものであれ
ば、本発明の位置検出方法を適用することができる。
また、前記光ビームを振動させるためのスリット板を光
入射側に設け、つ″１シピーム照射源とマークとの間に
配置するようにしてもよい。
入射側に設け、つ″１シピーム照射源とマークとの間に
配置するようにしてもよい。
さらに、検出光として反射光の代シにマーク及び試料を
通過した透過光を用いることも可能である。また、ビー
ム照射源は光の代シに電子ビームを放射するものであっ
てもよい。この場合、２１− ビームの振動手段としては電子ビームを偏向すればよい
。さらに、検出ビームとしでは反射電子や２次電子ある
いはＸ線等を用いればよい。
通過した透過光を用いることも可能である。また、ビー
ム照射源は光の代シに電子ビームを放射するものであっ
てもよい。この場合、２１− ビームの振動手段としては電子ビームを偏向すればよい
。さらに、検出ビームとしでは反射電子や２次電子ある
いはＸ線等を用いればよい。
また、変換における定数は任意に変えて使用することも
可能であシ、実際の使用の時に使いやすい値を定めて使
用すればよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形して実施することができる。
可能であシ、実際の使用の時に使いやすい値を定めて使
用すればよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形して実施することができる。
第１図乃至ｉ３図はそれぞれ従来の振動型位置検出方法
゛を説明するためのもので第１図は振動型光電顕微鏡を
示す概略構成図、第２図は変調された信号波形の変化及
び出力特性曲線を表わ□す信号波形態、第３図は入力レ
ベルが変化したと門の特性曲線の変化を示す信号波形図
、第４図乃至第７図はそれぞれ本発明の一実施例方法を
説明するだめのもので、第４図は同実施例方法に使用し
たＡＧＣ方式を採用した位置検出装置を示す概略構成図
、第５図は上記装置の要部構成を示すブロック図、第６
図は基本周波数成２２− 分および２倍周波数成分の出力特性曲線を表わす信号波
形図、第７図はＡＧＣを行った基本周波るためのブロッ
ク図、第９図はライン及スペースの７４ターンから々る
アライメントマークパターン形状を示す平面図、第１０
図は第９図に示すマークを用いた場合の基本周波数成分
および２倍周波数成分の出力特性曲線を表わす信号波形
図、第１１図は第９図に示すマークを用いた場合のＡＧ
Ｃを行った基本周波数成分および２倍周波数成分の出力
特性曲線を表わす信号波形図である。 １・・・光源、２・・・集束レンズ、３・・・ハーフミ
ラ−１４・・・対物レンズ、５・・・被検査物、６・・
・位置検出用マーク、７・・・スリット板、７ａ・・・
微小間隙、８・・・光電変換器、１１・・・発振器、１
２・・・振動子、２０・・・信号変換部、２１ ｍ ＋
２ ｌ ｂ・・・同調増幅回路、２２ｈ、２２ｂ・・
・同期検波回路、２３ ｍ 、 ２３ ｂ−増幅器、２
４ ・・・加算器、２５・・・リミッタ、２６ｍ、２６
ｂ・・・割算器。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦−ノ −ノ −
ノ −一 Ｖ 〜ノ ｙ ｙ −ノア・ ル 第８図 ０ −２： 第９図 第１０図 ａｆ 第１１図
゛を説明するためのもので第１図は振動型光電顕微鏡を
示す概略構成図、第２図は変調された信号波形の変化及
び出力特性曲線を表わ□す信号波形態、第３図は入力レ
ベルが変化したと門の特性曲線の変化を示す信号波形図
、第４図乃至第７図はそれぞれ本発明の一実施例方法を
説明するだめのもので、第４図は同実施例方法に使用し
たＡＧＣ方式を採用した位置検出装置を示す概略構成図
、第５図は上記装置の要部構成を示すブロック図、第６
図は基本周波数成２２− 分および２倍周波数成分の出力特性曲線を表わす信号波
形図、第７図はＡＧＣを行った基本周波るためのブロッ
ク図、第９図はライン及スペースの７４ターンから々る
アライメントマークパターン形状を示す平面図、第１０
図は第９図に示すマークを用いた場合の基本周波数成分
および２倍周波数成分の出力特性曲線を表わす信号波形
図、第１１図は第９図に示すマークを用いた場合のＡＧ
Ｃを行った基本周波数成分および２倍周波数成分の出力
特性曲線を表わす信号波形図である。 １・・・光源、２・・・集束レンズ、３・・・ハーフミ
ラ−１４・・・対物レンズ、５・・・被検査物、６・・
・位置検出用マーク、７・・・スリット板、７ａ・・・
微小間隙、８・・・光電変換器、１１・・・発振器、１
２・・・振動子、２０・・・信号変換部、２１ ｍ ＋
２ ｌ ｂ・・・同調増幅回路、２２ｈ、２２ｂ・・
・同期検波回路、２３ ｍ 、 ２３ ｂ−増幅器、２
４ ・・・加算器、２５・・・リミッタ、２６ｍ、２６
ｂ・・・割算器。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦−ノ −ノ −
ノ −一 Ｖ 〜ノ ｙ ｙ −ノア・ ル 第８図 ０ −２： 第９図 第１０図 ａｆ 第１１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）第１部材に設けられたマーク部から得られる所定
ビームをマーク部材もしくはスリットを有する第２の部
材に照射し、該第２の部材から得られるビームをビーム
検出器で検出するとともに、前記ビームと前記第２の部
材を相対的に振動せしめ、この振動に同期して前記ビー
ム検出器の検出出力を検波することによシ、前記第１も
しくは第２の部材の位置を検出する方法に於いて、前記
同期検波して得られる出力の基本波成分及び第２高調波
成分（ｎは２以上の整数）の各信号に対し、それら信号
の所定の対応関係を保持した状態で関数変換して得られ
る信号によ多位置検出することを特徴とする位置検出方
法。、 、 伐）前記同期検波して得られる出力の基本波成分１．及
び第２高調波成分ａＨに対し、上記基本波成分ａ、のビ
ーク点と第２高調波成分ａ２ｆの零点との対応関係を保
持して入力レベル変動を消去する変換を行い、この変換
によって得られる出力成分ａ＊、ａ２ｆ＊を検出信号と
して位置検出を行うようにしたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の位置検出方法。 （３）前記入力レベル変動を消去する変換手段として、
次式で示される変換を行うことを特徴とする特許請求の
範囲第２項・記載の位置検出方法。 ただし、α１．α２．β１．βｉ＋Ｋｔ＊に２鉱任意定
数である。 （４） 前記入力レベル変動を消去する変換手段として
、＆１及びａ２ｆの出力特性曲線の各ピークたる関係を
保持子るようにしたことを特徴とする請求 （５）前記第１部材に設けられたマーク部にはビーム照
射源からのビームが照射されることを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の位置検出方法。 （６）前記第１の部材は光電変換マスクであり前記第２
の部材のマーク部材は電子ビームの照射によシＸ線を発
生する材料からなシ、また前記ビーム検出器はＸ線検出
器であることを特徴とするｑ＃杵請求の範囲第５項に記
載の位置検出方法。 （７）前記ビーム照射源は光を照射するものであシ、前
記ビーム検出器は前記マーク部における通過光若しくは
マーク部からの反射光を検出するものであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の位置検出方法。 （８） 前記ビームと前記第２の部材を相対的に振動す
る手段は、前記第２の部材としてのスリット板を前記光
の進行方向と直交する方向に振動するものであることを
特徴とする特許請求の範囲第６項記載の位置検出方法。 （９）前記ビーム照射源は電子ビームを照射す３− るものであり、前記ビーム検出器は前記マーク部からの
反射電子若しくは２次電子又はＸ線を検出するものであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の位置検
出方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58239392A JPH067043B2 (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | 位置検出方法 |
| US06/681,491 US4642468A (en) | 1983-12-19 | 1984-12-13 | Position detecting method for detecting the relative positions of the first and second members |
| GB08431533A GB2151778B (en) | 1983-12-19 | 1984-12-13 | Detecting the relaive positions of two members |
| DE19843446181 DE3446181A1 (de) | 1983-12-19 | 1984-12-18 | Verfahren zum bestimmen der relativlage zwischen zwei teilen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58239392A JPH067043B2 (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | 位置検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60129604A true JPS60129604A (ja) | 1985-07-10 |
| JPH067043B2 JPH067043B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=17044098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58239392A Expired - Lifetime JPH067043B2 (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | 位置検出方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4642468A (ja) |
| JP (1) | JPH067043B2 (ja) |
| DE (1) | DE3446181A1 (ja) |
| GB (1) | GB2151778B (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4861162A (en) * | 1985-05-16 | 1989-08-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Alignment of an object |
| JP2526546B2 (ja) * | 1986-04-21 | 1996-08-21 | 日本電気株式会社 | 位置合わせ装置 |
| JPH0810123B2 (ja) * | 1986-09-12 | 1996-01-31 | 株式会社ニコン | 光学装置 |
| US4780616A (en) * | 1986-09-25 | 1988-10-25 | Nippon Kogaku K. K. | Projection optical apparatus for mask to substrate alignment |
| US4769534A (en) * | 1986-11-17 | 1988-09-06 | Tektronix, Inc. | Optical detector with storage effects reduction |
| EP0320122A3 (en) * | 1987-11-30 | 1992-04-29 | United Kingdom Atomic Energy Authority | A method of position monitoring and apparatus therefor |
| GB8727963D0 (en) * | 1987-11-30 | 1988-01-06 | Atomic Energy Authority Uk | Displacement monitoring |
| EP0407625B1 (en) * | 1989-07-08 | 1993-01-13 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for determining line centers in a microminiature element |
| US6376836B1 (en) * | 1999-03-12 | 2002-04-23 | University Of Maryland | Disentangling sample topography and physical properties in scanning near-field microwave microscopy |
| JP3844940B2 (ja) * | 2000-03-27 | 2006-11-15 | 株式会社東芝 | マーク位置検出装置およびマーク位置検出方法 |
| GB0420441D0 (en) | 2004-09-14 | 2004-10-20 | Ncr Int Inc | Sensing arrangement |
| CN113475151B (zh) * | 2019-08-16 | 2024-08-20 | 联发科技股份有限公司 | 执行小区激活流程的方法及其装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1448854B1 (de) * | 1963-02-23 | 1970-01-15 | Leitz Ernst Gmbh | Anordnung zur Bestimmung der Lage von Marken |
| DE1919991C3 (de) * | 1969-04-19 | 1973-11-29 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Anordnung zur automatischen Aus richtung von zwei aufeinander einzu justierenden Objekten |
-
1983
- 1983-12-19 JP JP58239392A patent/JPH067043B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-12-13 US US06/681,491 patent/US4642468A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-12-13 GB GB08431533A patent/GB2151778B/en not_active Expired
- 1984-12-18 DE DE19843446181 patent/DE3446181A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2151778A (en) | 1985-07-24 |
| GB2151778B (en) | 1987-06-03 |
| GB8431533D0 (en) | 1985-01-23 |
| DE3446181A1 (de) | 1985-07-04 |
| JPH067043B2 (ja) | 1994-01-26 |
| DE3446181C2 (ja) | 1992-06-17 |
| US4642468A (en) | 1987-02-10 |
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