JP2003022954A

JP2003022954A - 重ね合わせ誤差測定装置

Info

Publication number: JP2003022954A
Application number: JP2001207345A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Arima; 洋文有馬
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2001-07-09
Publication date: 2003-01-24

Abstract

(57)【要約】【課題】検査マークの画像が高コントラストで得ら
れ、作業効率と測定精度の向上を図ることが可能な構成
の重ね合わせ誤差測定装置を提供する。【解決手段】反射光の明るさの差異が小さく、得られ
た検査マーク３の画像のコントラストが不充分である場
合、この検査マーク画像にガンマ補正を施して得られる
補正後の検査マーク画像に基づいて重ね合わせ誤差を算
出する。設定されるガンマ値には、入力された元の明る
さのレベルを増大させて出力し、コントラストを際立た
せる必要があることから、１よりも小さい値（例えば
０．２）が選択される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のリソグラフ
ィ工程において相互に位置合わせされるパターン間の重
ね合わせ誤差を測定する重ね合わせ誤差測定装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスは一般的に、複数のリソ
グラフィ工程を経て複数の配線層が多層に積み重ねられ
た構成となっている。この配線層の積み重ねは、ウエハ
上に形成されたパターンの上に更にパターンを重ね合わ
せて転写することにより行われるが、その際には、ウエ
ハ上に既に形成されているパターンとこれから転写する
マスク上のパターンとの位置合わせ（アライメント）が
行われる。この位置合わせは、具体的には、回路パター
ンと同時に予め重ね合わせ検査マークを焼き付けてお
き、次の露光工程ではこの重ね合わせ検査マークの位置
を検出し、この検査マークに対応してレチクルの位置を
合わせるようにウエハを移動させる。この重ね合わせ時
における両パターンのずれ量（重ね合わせ誤差）は予め
規定された許容量に収められる必要があるとともに、そ
のずれ量はできるだけ小さい方が好ましい。

【０００３】このような位置合わせの後に後のパターン
が焼き付けられるが、この位置合わせの際の重ね合わせ
誤差が許容量に収まっているかどうかの測定は、焼き付
けとレジスト現像の後に重ね合わせ誤差測定装置を用い
て行われる。この重ね合わせ誤差測定装置では、例え
ば、下層パターンの転写時に基板表面に焼き付けられた
下層側マークの内部に上層パターンの転写時に焼き付け
られた上層側マークを有してなる検査マークからの反射
光をＣＣＤカメラのような撮像装置により取り込み、こ
のようにして得られた検査マークの画像に基づいて下層
側マークの位置と上層側マークの位置とを認識する。そ
して、これら両マークそれぞれの中心点の位置を求めて
その差をとり、これを両パターンの重ね合わせ誤差とし
て算出するようになっている。

【０００４】このような重ね合わせ誤差測定装置では、
下層側及び上層側マークそれぞれの中心点の位置を算出
する工程を有するため、両マークの凹凸形状は明瞭でな
ければならず、撮像画像全体が高いコントラストで撮像
されている必要がある。一般に、コントラストの高い画
像を得るためには撮像装置のシャッタースピードを遅く
（現像時間を長く）すればよい。通常、測定に最適な画
像を得るために、シャッタースピードを変えて複数の画
像が撮られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにシャッタースピードを変えて複数の画像を撮るのは
効率が悪く、作業コストも高いという問題があった。ま
た、シャッタースピードは画像全体のコントラストを基
準に決定されるため、測定対象となる検査マークそのも
ののコントラストが良好であるとは限らず、測定精度が
不充分となる場合もあった。

【０００６】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、検査マークの画像が高コントラストで得ら
れ、作業効率と測定精度の向上を図ることが可能な構成
の重ね合わせ誤差測定装置を提供することを目的として
いる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る重ね合わせ
誤差測定装置は、基板表面に多層に形成されたパターン
の重ね合わせ誤差を上層側マークと下層側マークとから
なる検査マークに基づいて測定する重ね合わせ誤差測定
装置であって、検査マークからの反射光を検査マーク画
像として取り込む撮像手段（例えば、実施形態における
撮像装置１３）と、撮像手段により取り込まれた検査マ
ーク画像にガンマ補正を施して補正後の検査マーク画像
を得るガンマ補正部と、補正後の検査マーク画像に基づ
いて得られる下層側マークの位置と上層側マークの位置
との関係から両パターンの重ね合わせ誤差を算出する演
算部とを備える。

【０００８】本発明に係る重ね合わせ誤差測定装置にお
いては、撮像手段により撮像された検査マークの画像に
ガンマ補正を施すことによりコントラストの高い検査マ
ーク画像を得ることができるので、下層側マークと上層
側マークそれぞれの形状が明瞭になり、両マークの位置
関係を求める工程を容易且つ高精度に行うことができ
る。このため、コントラストの異なる複数の検査マーク
画像を撮らざるを得なかった従来の装置に比して作業効
率と測定精度とを格段に向上させることができる。

【０００９】ここで、ガンマ補正部は、基板の材質、若
しくは下層パターンと上層パターンとの間に形成される
レジストの膜厚に応じたガンマ値でガンマ補正を行うよ
うになっていることが好ましい。検査マークからの反射
光強度は基板の材質により異なるため、この基板の材質
をパラメータとしてガンマ値を決定すれば、効率良く高
コントラストな画像を得ることができる。また、下層パ
ターンの表面における反射光の強度は下層パターンと上
層パターンとの間に形成されるレジストの膜厚が大きい
ほど小さくなるため、このレジスト膜厚をパラメータと
してガンマ値を決定すれば、同様に効率良く高コントラ
ストな画像を得ることができる。

【００１０】また、この際ガンマ補正部は、第１のガン
マ値を用いて下層側マークに対して第１のガンマ補正を
行い、第１のガンマ値とは異なる第２のガンマ値を用い
て上層側マークに対して第２のガンマ補正を行い、演算
部は、第１のガンマ補正により得られた補正後の検査マ
ーク画像に基づいて下層側マークの位置を求め、第２の
ガンマ補正により得られた補正後の検査マーク画像に基
づいて上層側マークの位置を求めるようになっているこ
とが好ましい。このようにすれば、下層側マークと上層
側マークとの位置関係を、下層側マークに関する高コン
トラストな画像と上層側マークに関する高コントラスト
な画像とから求めることができ、より正確な測定を行う
ことが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の好ましい実施形態ついて説明する。図１は本発明に係
る重ね合わせ誤差測定装置の一実施形態のブロック図で
あり、図２は本装置により重ね合わせ誤差が測定される
基板（シリコンウエハ）１上の検査マークの位置及び形
状を説明する図である。

【００１２】図２（Ａ）に示すように重ね合わせ誤差測
定の対象となる基板１上には多数のチップ２が縦横に並
んで位置しており、図２（Ｂ）に示すようにそのチップ
２の一隅には下層パターンの転写時に焼き付けられた下
層側マーク４と上層パターンの転写時に焼き付けられた
上層側マーク５とからなる検査マーク３が形成されてい
る。図２（Ｃ）はこの検査マーク３を拡大して示してお
り、ほぼ正方形形状の下層側マーク４の内部に、同じく
正方形形状の上層側マーク５が位置している。本重ね合
わせ誤差測定装置は、この検査マーク３を撮像して得ら
れる検査マーク３の画像（以下、「検査マーク画像」と
称する）に基づいて下層側マーク４の中心点の位置を求
めるとともに上層側マーク５の中心点の位置を求め、こ
れら両位置の関係から上下両パターンの重ね合わせ誤差
を算出するようになっている。なお、基板１（チップ
２）上には回路パターンが多層に形成されており、ここ
でいう「下層」、「上層」というのは、或る２つのパタ
ーン層に着目した場合における相対的な表現である。

【００１３】図１に示すように、本重ね合わせ誤差測定
装置では、測定対象となる基板１が水平面内で移動自在
なステージ１１に保持される。このステージ１１には電
動モータ等の移動機構及び各種位置検出センサが備えら
れており、演算部１２からの制御信号に基づいて基板１
を所定の測定位置に位置させる動作を行う。ステージ１
２に保持された基板１の上方には基板１表面の撮像を行
う撮像装置（例えばＣＣＤカメラ）１３が設置されてお
り、演算部１２により制御される撮像装置制御部１４か
らの撮像指令信号に基づいて撮像動作が行われる。ここ
で、撮像装置制御部１４は撮像しようとする検査マーク
３の全体画像のコントラストが最適な状態になるよう
に、撮像装置１３のシャッタースピードや機械的に駆動
される絞り等の動作制御を行う。

【００１４】撮像装置１３により撮像された検査マーク
３の画像データはＡ／Ｄ変換器１５に送信され、ここで
アナログ−ディジタル変換された後、原画像メモリ１６
に保存される。演算部１２は原画像メモリ１６に保存さ
れた検査マーク画像のデータを取り込み、検査マーク３
を構成する下層側マーク４及び上層側マーク５を識別す
るとともに、これら両マーク４，、５それぞれの中心点
の位置を求めて基板１上に形成された上下両パターンの
重ね合わせ誤差を算出する。

【００１５】図３は、演算部１２において行われる重ね
合わせ誤差測定手順の一例を示したものである。ここ
で、図３（Ａ）は図２（Ｃ）における検査マーク３をII
I−III線から見た断面図であり、図３（Ｂ）は図３
（Ａ）の形状に対応して得られる検査マーク３からの反
射光の明るさを示すグラフである。これらの図に示すよ
うに、下層側マーク４（４ａ、４ｂ）又は上層側マーク
５でない位置において反射した光は暗い（黒色レベルに
近い）が、これら両マーク４，５において反射した光４
ｇa，４ｇb，５ｇは明るく（白色レベルに近く）なって
いる。これは、検査マーク３表面において光が反射して
から撮像装置１３に入射するまでの間の距離が短いほど
反射光の強度が強くなるからである。

【００１６】演算部１２は、このようにして得られた反
射光の明るさの分布に基づいて下層側マーク４の存在す
る位置と上層側マーク５の存在する位置とを認識する。
そして、これら両マーク４，５それぞれの中心点の位置
を算出し、これら両中心点の位置の差から上下両パター
ンの重ね合わせ誤差を得る。これは、上記の場合であれ
ば、上層側マーク５の両側に位置する２つの下層側マー
ク４ａ，４ｂそれぞれの中心Ｐ１，Ｐ２から等距離にあ
る点を下層側マーク４の中心点Ｐとして求めるととも
に、上層側マーク５の両端部から等距離にある点を上層
側マーク５の中心点Ｑとして求め、その上で両点Ｐ，Ｑ
間の距離ｅを求めることに相当する。したがって、得ら
れた距離ｅの値が小さければ小さいほど重ね合わせ誤差
は小さいといえ、この距離ｅの値が規定の値以下であれ
ば、重ね合わせは良好な状態であると判定することがで
きる。また、このような検査マーク３の画像は演算部１
２により制御されるディスプレイ装置１７に画面表示さ
れ、誤差測定を行う作業者が重ね合わせ誤差の程度を視
覚的に把握できるようになっている。

【００１７】また、図３（Ｃ）に示すように、反射光４
ｇa，４ｇb，５ｇの明るさのレベルが低くコントラスト
が不充分である場合には、重ね合わせ誤差の測定を充分
な精度で行うことができない（この判断基準は演算部１
２自身が行う）。このため、演算部１２はこのような場
合には上述のような重ね合わせ誤差の算出を行うことな
く、画像メモリ制御部２０経由で原画像メモリ１６に制
御信号を出力し、原画像メモリ１６に保存された検査マ
ーク画像のデータをガンマ補正部１８に転送させるとと
もに、ガンマ補正部１８には所定の基準に基づいて適当
なガンマ値を選択するよう所要の指令を与える。

【００１８】ガンマ補正部１８は、原画像メモリ１６よ
り転送されてきた検査マーク画像に対して自身が選択し
たガンマ値を用いたガンマ補正を行う。また、これによ
り得られた補正後の検査マーク画像のデータは補正後画
像メモリ１９に保存される。補正後の検査マーク画像の
データが補正後画像メモリ１８に保存されたら、演算部
１２は更に画像メモリ制御部２０経由で補正後画像メモ
リ１９に制御信号を出力し、ここ（補正後画像メモリ１
９）に保存された補正後の検査マーク画像のデータを演
算部１２に転送させる。演算部１２はこの転送されてき
た補正後の検査マーク画像に基づき、改めて重ね合わせ
誤差の算出を行う。

【００１９】ここでガンマ値は、入力された元の明るさ
のレベルを増大させて出力し、コントラストを際立たせ
る必要があることから、１よりも小さい値（例えば０．
２）が選択される。このように１よりも小さいガンマ値
が選択された場合、明るさの入力対出力のグラフ形状
は、図４（Ｄ）若しくは図５（Ｄ）に示すように上に凸
な曲線となる。また、設定したガンマ値が適当でなく、
検査マークのコントラストが不充分である場合には、演
算部１２は改めてガンマ補正部１８に指令を出し、より
適当なガンマ値（より小さいガンマ値）を設定させる。

【００２０】このように本発明に係る重ね合わせ誤差測
定装置においては、撮像装置１３により撮像された検査
マークの画像にガンマ補正を施してコントラストの高い
検査マーク画像が得られるようにしているので、下層側
マーク４と上層側マーク５それぞれの凹凸形状が明瞭に
なり、両マーク４，５の中心位置を求める工程を容易且
つ高精度に行うことができる。このため両マーク４，５
の中心位置を求めるためにコントラストの異なる複数の
検査マーク画像を撮らざるを得なかった従来の装置に比
して作業効率と測定精度とを格段に向上させることがで
きる。

【００２１】ここでガンマ補正部１８は、基板１の材質
に応じたガンマ値でガンマ補正を行うようになっている
ことが好ましい。これは、基板１の表面において反射す
る光の反射率は基板１の材質によって異なり、反射率が
小さいほど下層側マーク４における反射光の強度は上層
側マーク５における反射光よりも小さく、コントラスト
が低くなる傾向にあるからである。したがってガンマ補
正部１８は、基板１に反射率が小さい材質が用いられて
いるときほど小さなガンマ値を用いてガンマ補正を行え
ば（基板１の材質をパラメータとしてガンマ値を決定す
れば）よく、これにより効率良く高コントラストな画像
を得ることができるようになる。

【００２２】また、ガンマ補正部１８は、下層パターン
と上層パターンとの間に形成されるレジスト６の膜厚に
応じたガンマ値でガンマ補正を行うようになっていると
よい。これは、下層側マーク４において反射した光は光
透過率の低いレジスト膜を通過するため、下層側マーク
４において反射した光の強度は上層側マーク５において
反射した光の強度よりも低く（暗く、或いはコントラス
トが低く）なる傾向にあり、得られた検査マーク画像そ
のままでは下層側マーク４の形状を把握することが難し
いからである。また、この下層側マーク４において反射
した光が上層側マーク５において反射した光よりも暗く
なる度合いは、下層パターンと上層パターンとの間に形
成されたレジスト６の膜厚に関係し、この膜厚が大きい
ときほど下層側マーク４において反射した光は暗くな
る。このため上記レジスト６の膜厚が大きいときほど下
層側マーク４において反射した光を浮き上がらせる必要
があり、したがって下層パターンと上層パターンとの間
に形成されるレジスト膜厚が大きいときほど、より小さ
いガンマ値が設定されることが好ましい。なお、このレ
ジスト膜厚は設計データより既知であり、予め演算部１
２若しくはガンマ補正部１８に記憶させておくことがで
きる。

【００２３】図４及び図５はこのように下層パターンと
上層パターンとの間に形成されるレジスト６の膜厚に応
じて選択したガンマ値を用いたガンマ補正を行うことに
より、下層側マーク４と上層側マーク５が同等のコント
ラストとなる場合の具体例を示している。図４（Ａ）は
下層パターンと上層パターンとの間のレジスト膜厚がΔ
ｔ₁である検査マーク３の断面図であり、図５（Ａ）は
レジスト膜厚がΔｔ₁よりも大きいΔｔ₂である検査マー
ク３の断面図である。図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）は図４
（Ａ）と図５（Ａ）それぞれの検査マーク３に対応する
検査マーク画像を示しており、いずれもガンマ補正を施
す前のものである。ここで、図４（Ｂ）に示す検査マー
ク画像にガンマ値がγ₁であるガンマ補正を施すととも
に、図５（Ｂ）に示す検査マーク画像にガンマ値がγ₁
よりも小さいγ₂であるガンマ補正を施すと、補正後の
検査マーク画像はそれぞれ図４（Ｃ）及び図５（Ｃ）に
示す検査マーク画像となる。

【００２４】これらの図から、下層パターンと上層パタ
ーンとの間のレジスト膜厚が大きいときほど小さいガン
マ値を用いることにより、下層側マーク４の反射光４ｇ
a，４ｇbと上層側マーク５の反射光５ｇがほぼ同等のコ
ントラストで表されていることが分かる。このように、
ガンマ補正部１８が下層パターンと上層パターンとの間
に形成されるレジスト６の膜厚に応じたガンマ値でガン
マ補正を行う（レジスト膜厚をパラメータとしてガンマ
値を決定する）ようになっているのであれば、効率良く
高コントラストな画像を得ることができる。なお、図４
（Ｄ）及び図５（Ｄ）はそれぞれガンマ値がγ₁，γ₂で
ある場合の明るさの入力対出力の関係を表したものであ
る（ガンマ値が小さいほどグラフの凸の度合いは大きく
なる）。

【００２５】また、ガンマ補正部１８は、下層側マーク
４のコントラストが最適になるように定めた第１のガン
マ値γ₁₁を用いて行う第１のガンマ補正と、上層側マー
ク５のコントラストが最適になるように定めた第２のガ
ンマ値γ₁₂（＞γ₁₁）を用いて行う第２ガンマ補正とを
別個に行い、演算部１２は、第１のガンマ補正により得
られた補正後の検査マーク画像に基づいて下層側マーク
４の中心点の位置を求め、第２のガンマ補正により得ら
れた補正後の検査マーク画像に基づいて上層側マーク５
の中心点の位置を求めるようにしてもよい。図６はその
具体例を示すものであり、図６（Ａ）は検査マーク３の
断面図である。図６（Ｂ）は図６（Ａ）の検査マーク３
に対応する検査マーク画像を示しており、ガンマ補正を
施す前のものである。図６（Ｃ）は図６（Ｂ）の結果に
上記第１のガンマ値γ₁₁を用いた第１のガンマ補正を施
した後の検査マーク画像を示しており、図６（Ｄ）は図
６（Ｂ）の結果に第２のガンマ値γ₁₂を用いた第２のガ
ンマ補正を施した後の検査マーク画像を示している。

【００２６】ここで、図６（Ｃ）に示すように、第１の
ガンマ値γ₁₁を用いたガンマ補正（第１のガンマ補正）
では、下層側マーク４の反射光４ｇa，４ｇbのコントラ
ストが最適になるため上層側マーク５の反射光５ｇは飽
和した状態になるが、ここではコントラストが明瞭とな
った両下層側マーク４ａ，４ｂの形状からそれぞれの中
心点Ｐ１，Ｐ２を求め、これら両中心点Ｐ１，Ｐ２から
下層側マーク４の中心点Ｐを求める（両中心点Ｐ１，Ｐ
２から等距離にある点をＰとする）のみであるので、上
層側マーク５の反射光５ｇは飽和していても構わない。
一方、図６（Ｆ）に示すように、第２のガンマ値γ₁₂を
用いたガンマ補正（第２のガンマ補正）では、上層側マ
ーク５の反射光５ｇのコントラストが最適になるため下
層側マーク４ａ，４ｂの反射光４ｇa，４ｇbのコントラ
ストは必ずしも充分ではないが、ここではコントラスト
が明瞭となった上層側マーク５の形状からその中心点Ｑ
を求めるのみであるので、下層側マーク４ａ，４ｂの反
射光４ｇa，４ｇbのコントラストは充分でなくても構わ
ない。

【００２７】このような測定方法によれば、下層側マー
ク４の中心点の位置と上層側マーク５の中心点の位置そ
れぞれを、下層側マーク４に関する高コントラストな画
像と上層側マーク５に関する高コントラストな画像とか
ら求めることができるので、より正確な測定を行うこと
が可能である。なお、図６（Ｃ’）はガンマ値がγ₁₁で
ある場合における明るさの入力対出力のグラフであり、
図６（Ｄ’）はガンマ値がγ₁₂である場合における明る
さの入力対出力のグラフである。このようにγ ₁₁＜γ₁₂
であるため、図６（Ｃ’）におけるグラフの凸の度合い
は図６（Ｄ’）におけるグラフの凸の度合いよりも大き
くなっている。

【００２８】これまで本発明の好ましい実施形態につい
て説明してきたが、本発明の範囲は上述のものに限定さ
れない。例えば、上述の実施形態においては、下層側マ
ーク４の中心位置は、上層側マーク５の両側に位置する
２つの下層側マーク４ａ，４ｂそれぞれの中心Ｐ１，Ｐ
２の位置を求めた上で、これら両中心Ｐ１，Ｐ２から等
距離にある点の位置として求められるようになっていた
が、このような方法に替えて、両下層側マーク４ａ，４
ｂそれぞれの外縁から等距離にある点、若しくはそれぞ
れの内縁から等距離にある点の位置として求められるよ
うになっていてもよい。また、上記実施形態において
は、上層側マークは下層側マークの内部に形成されるも
のとして説明したが、上層側マークは下層側マークの外
部に形成されるものであってもよい。このような場合で
も上述の場合と同様に本発明を適用することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る重ね
合わせ誤差測定装置においては、撮像手段により撮像さ
れた検査マークの画像にガンマ補正を施すことによりコ
ントラストの高い検査マーク画像を得ることができるの
で、下層側マークと上層側マークそれぞれの形状が明瞭
になり、両マークの位置関係を求める工程を容易且つ高
精度に行うことができる。このため、コントラストの異
なる複数の検査マーク画像を撮らざるを得なかった従来
の装置に比して作業効率と測定精度とを格段に向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る重ね合わせ誤差測定装置における
一実施形態のブロック図である。

【図２】基板に形成された検査マークの位置及び形状を
説明する図であり、図２（Ａ）は測定対象となる基板の
平面図、図２（Ｂ）はこの基板の表面に形成された多数
のチップの一つを示す拡大平面図、図２（Ｃ）はこのチ
ップの一隅に焼き付けられた検査マークの拡大平面図で
ある。

【図３】（Ａ）は図２（Ｃ）における検査マークをIII
−III線から見た断面図、（Ｂ）は（Ａ）の形状に対応
して得られる反射光の明るさを示すグラフ、（Ｃ）は反
射光の明るさの差異が小さい場合の例を示す反射光の明
るさのグラフである。

【図４】（Ａ）は下層パターンと上層パターンとの間の
レジスト膜厚がΔｔ₁である検査マークの断面図、
（Ｂ）は（Ａ）の検査マークに対応する補正前の検査マ
ーク画像（原画像）を示す図、（Ｃ）はガンマ補正を施
した後における検査マーク画像（補正後画像）を示す
図、（Ｄ）はガンマ値がγ₁である場合における明るさ
の入力対出力のグラフである。

【図５】（Ａ）は下層パターンと上層パターンとの間の
レジスト膜厚がΔｔ₂である検査マークの断面図、
（Ｂ）は（Ａ）の検査マークに対応する補正前の検査マ
ーク画像を示す図、（Ｃ）はガンマ補正を施した後にお
ける検査マーク画像を示す図、（Ｄ）はガンマ値がγ₂
である場合における明るさの入力対出力のグラフであ
る。

【図６】（Ａ）は検査マークの断面図、（Ｂ）は（Ａ）
の検査マークに対応する検査マーク画像を示す図、
（Ｃ）は（Ｂ）の結果に第１のガンマ補正を施した後の
検査マーク画像を示す図、（Ｄ）は（Ｂ）の結果に第２
のガンマ補正を施した後の検査マーク画像を示す図であ
る。また、（Ｃ’）はガンマ値がγ₁₁である場合におけ
る明るさの入力対出力のグラフであり、（Ｄ’）はガン
マ値がγ₁₂（＞γ₁₁）である場合における明るさの入力
対出力のグラフである。

【符号の説明】

１基板２チップ３検査マーク４下層側マーク５上層側マーク６レジスト１１ステージ１２演算部１３撮像装置１４撮像装置制御部１５Ａ／Ｄ変換部１６原画像メモリ１７ディスプレイ装置１８ガンマ補正部１９補正後画像メモリ２０画像メモリ制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｇ０１Ｂ 11/24 ＦＫＦターム(参考） 2F065 AA17 AA20 BB02 BB03 BB27 CC19 DD06 DD09 EE00 FF42 JJ03 JJ09 JJ26 PP12 QQ03 QQ24 4M106 AA01 CA39 CA50 DB04 DB20 5B057 AA03 BA02 CA12 CA16 CE03 DA07 DB02 DC02 DC32 5F046 EA04 EA13 EB01 EB05 FA17 FB20 FC03 5L096 BA03 CA02 EA07 FA64 FA69

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板表面に多層に形成されたパターンの
重ね合わせ誤差を上層側マークと下層側マークとからな
る検査マークに基づいて測定する重ね合わせ誤差測定装
置であって、前記検査マークからの反射光を検査マーク画像として取
り込む撮像手段と、前記撮像手段により取り込まれた前記検査マーク画像に
ガンマ補正を施して補正後の検査マーク画像を得るガン
マ補正部と、前記補正後の検査マーク画像に基づいて得られる前記下
層側マークの位置と前記上層側マークの位置との関係か
ら前記両パターンの重ね合わせ誤差を算出する演算部と
を備えたことを特徴とする重ね合わせ誤差測定装置。
【請求項２】前記ガンマ補正部は、前記基板の材質、
若しくは前記下層パターンと前記上層パターンとの間に
形成されるレジストの膜厚に応じたガンマ値で前記ガン
マ補正を行うことを特徴とする請求項１記載の重ね合わ
せ誤差測定装置。
【請求項３】前記ガンマ補正部は、第１のガンマ値を
用いて前記下層側マークに対して第１のガンマ補正を行
い、前記第１のガンマ値とは異なる第２のガンマ値を用
いて前記上層側マークに対して第２のガンマ補正を行
い、前記演算部は、前記第１のガンマ補正により得られ
た前記補正後の検査マーク画像に基づいて前記下層側マ
ークの位置を求め、前記第２のガンマ補正により得られ
た前記補正後の検査マーク画像に基づいて前記上層側マ
ークの位置を求めることを特徴とする請求項１又は２記
載の重ね合わせ誤差測定装置。