JP3278969B2 - 位置検出装置並びに重ね合わせ精度検出装置 - Google Patents
位置検出装置並びに重ね合わせ精度検出装置Info
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- JP3278969B2 JP3278969B2 JP08560493A JP8560493A JP3278969B2 JP 3278969 B2 JP3278969 B2 JP 3278969B2 JP 08560493 A JP08560493 A JP 08560493A JP 8560493 A JP8560493 A JP 8560493A JP 3278969 B2 JP3278969 B2 JP 3278969B2
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は位置検出装置に関し、例
えば露光基板の異なるレイヤにそれぞれ形成されたアラ
イメントマークの相対位置を検出するものに適用し得
る。
えば露光基板の異なるレイヤにそれぞれ形成されたアラ
イメントマークの相対位置を検出するものに適用し得
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば液晶基板等を露光装置で製
造する際には、重ね焼き毎に基板上に所定量だけずらし
たアライメントマークを形成し、この複数のレイヤに亘
る複数のアライメントマークの相対位置を検出すること
により重ね焼き精度を計測し、必要に応じて次回のロツ
トについて補正を行うようになされている。
造する際には、重ね焼き毎に基板上に所定量だけずらし
たアライメントマークを形成し、この複数のレイヤに亘
る複数のアライメントマークの相対位置を検出すること
により重ね焼き精度を計測し、必要に応じて次回のロツ
トについて補正を行うようになされている。
【０００３】このように基板上の異なるレイヤに形成さ
れた複数のアライメントマークの相対位置を検出する位
置検出装置は、図４に示すように構成されている。この
位置検出装置１においては、基板２上のアライメントマ
ークａ、ｂに対してデイテクタ３側から検出用の光束を
照射すると共に、ステージ上に搭載された基板２を矢印
Ａ方向に移動させ、これにより光束でマークａ、ｂを走
査する。
れた複数のアライメントマークの相対位置を検出する位
置検出装置は、図４に示すように構成されている。この
位置検出装置１においては、基板２上のアライメントマ
ークａ、ｂに対してデイテクタ３側から検出用の光束を
照射すると共に、ステージ上に搭載された基板２を矢印
Ａ方向に移動させ、これにより光束でマークａ、ｂを走
査する。
【０００４】この結果マークａ、ｂで反射された回折光
はデイテクタ３に取り込まれ、利得制御回路４の制御に
よつてゲインを可変し得るようになされたプリアンプ５
を通じて適当なゲインの信号Ｓ１に調整された後、アナ
ログデジタル変換回路（Ａ／Ｄ）６によつてデジタル信
号Ｓ２に変換されて波形解折回路７に入力される。波形
解析回路７ではデジタル信号Ｓ２のピークを検出すると
共に、ステージの位置検出回路８から得られる座標デー
タＳ３によつてピークの座標が算出される。
はデイテクタ３に取り込まれ、利得制御回路４の制御に
よつてゲインを可変し得るようになされたプリアンプ５
を通じて適当なゲインの信号Ｓ１に調整された後、アナ
ログデジタル変換回路（Ａ／Ｄ）６によつてデジタル信
号Ｓ２に変換されて波形解折回路７に入力される。波形
解析回路７ではデジタル信号Ｓ２のピークを検出すると
共に、ステージの位置検出回路８から得られる座標デー
タＳ３によつてピークの座標が算出される。
【０００５】このとき波形解析回路７においては、信号
波形のピークが適当な大きさになるように１度目の走査
でゲインＳ４を算出すると共に記憶し、プリアンプ５を
最適なゲインＳ４に調整した後２度目の走査で信号Ｓ２
を取り込み、この結果としてピーク位置Ｓ５を送出する
ようになされている。
波形のピークが適当な大きさになるように１度目の走査
でゲインＳ４を算出すると共に記憶し、プリアンプ５を
最適なゲインＳ４に調整した後２度目の走査で信号Ｓ２
を取り込み、この結果としてピーク位置Ｓ５を送出する
ようになされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところでかかる構成の
位置検出装置１において、上述のように基板２上に異な
るプロセスで作られた複数のアライメントマークａ、ｂ
間の距離を計測する場合、マークａ、ｂの反射率等の影
響によつてマークａ、ｂ毎に最適なプリアンプ５のゲイ
ンＳ４が異なる。このためマークａとマークｂの座標を
それぞれ独立に走査して信号処理することにより、２つ
のマーク間の距離を計測するようになされている。
位置検出装置１において、上述のように基板２上に異な
るプロセスで作られた複数のアライメントマークａ、ｂ
間の距離を計測する場合、マークａ、ｂの反射率等の影
響によつてマークａ、ｂ毎に最適なプリアンプ５のゲイ
ンＳ４が異なる。このためマークａとマークｂの座標を
それぞれ独立に走査して信号処理することにより、２つ
のマーク間の距離を計測するようになされている。
【０００７】実際上図５に示すように、例えば第１のプ
ロセスで形成したマークａ（図５（Ａ））よりも、第２
のプロセスで形成したマークｂ（図５（Ａ））の反射率
が高い場合、検出される信号Ｓ２のピークはマークｂが
大きい（図５（Ｂ））。もしマークｂに合わせてプリア
ンプ５のゲインＳ４を設定するとマークａの信号Ｓ２が
小さくなる。また逆にマークａに合わせてプリアンプ５
のゲインＳ４を設定するとマークｂの信号Ｓ２のピーク
が大き過ぎてしまう。
ロセスで形成したマークａ（図５（Ａ））よりも、第２
のプロセスで形成したマークｂ（図５（Ａ））の反射率
が高い場合、検出される信号Ｓ２のピークはマークｂが
大きい（図５（Ｂ））。もしマークｂに合わせてプリア
ンプ５のゲインＳ４を設定するとマークａの信号Ｓ２が
小さくなる。また逆にマークａに合わせてプリアンプ５
のゲインＳ４を設定するとマークｂの信号Ｓ２のピーク
が大き過ぎてしまう。
【０００８】そこでマークａ及びマークｂの信号Ｓ２を
それぞれ独立して計測する。すなわちまずマークａにつ
いて１度走査して得られる信号Ｓ２（図５（Ｃ））に応
じてゲインＳ４を設定し、続く２度目の走査で得られる
信号Ｓ２（図５（Ｄ））によつて走査開始ポイントＳa
から信号波形のピークまでの距離ｌa を計測する。
それぞれ独立して計測する。すなわちまずマークａにつ
いて１度走査して得られる信号Ｓ２（図５（Ｃ））に応
じてゲインＳ４を設定し、続く２度目の走査で得られる
信号Ｓ２（図５（Ｄ））によつて走査開始ポイントＳa
から信号波形のピークまでの距離ｌa を計測する。
【０００９】次にマークｂについても同様に１度走査し
て得られる信号Ｓ２（図５（Ｅ））に応じてゲインＳ４
を設定し、続く２度目の走査で得られる信号Ｓ２（図５
（Ｆ））によつて、走査開始ポイントＳb からピークま
での距離ｌb を計測する。そして計測されたそれぞれの
ピーク位置ｌa 、ｌb と、走査開始ポイントの差ｌ1か
ら、次式
て得られる信号Ｓ２（図５（Ｅ））に応じてゲインＳ４
を設定し、続く２度目の走査で得られる信号Ｓ２（図５
（Ｆ））によつて、走査開始ポイントＳb からピークま
での距離ｌb を計測する。そして計測されたそれぞれの
ピーク位置ｌa 、ｌb と、走査開始ポイントの差ｌ1か
ら、次式
【数１】 により、マーク間の距離Δｌb-a を算出する。
【００１０】ところがこの場合マークａ、ｂの計測が２
回に分かれ、それぞれの計測毎に走査の基準となる走査
開始ポイントＳa 、Ｓb の設定を行うため、ステージの
位置検出回路８の量子化誤差やステージ自体のバツクク
ラツシユ等による誤差が入り検出精度が劣化する問題
や、計測自体を２回実行するため計測に要する時間が増
加する問題があつた。
回に分かれ、それぞれの計測毎に走査の基準となる走査
開始ポイントＳa 、Ｓb の設定を行うため、ステージの
位置検出回路８の量子化誤差やステージ自体のバツクク
ラツシユ等による誤差が入り検出精度が劣化する問題
や、計測自体を２回実行するため計測に要する時間が増
加する問題があつた。
【００１１】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、基板上に形成された反射率の異なる複数のアライメ
ントマークの相対位置を高精度かつ短時間で検出し得る
位置検出装置を提案しようとするものである。
で、基板上に形成された反射率の異なる複数のアライメ
ントマークの相対位置を高精度かつ短時間で検出し得る
位置検出装置を提案しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に一実施例を表す図面に対応して説明すると、請求項１
記載の位置検出装置は、基板（２）上の異なるレイヤに
形成された反射率の異なる複数のアライメントマーク
（ａ、ｂ）を光束で走査し、複数のアライメントマーク
（ａ、ｂ）からの反射光に応じた信号に基づいて、複数
のアライメントマーク（ａ、ｂ）の相対位置を検出する
位置検出装置であって、基板（２）を載置するステージ
の位置を検出するステージ位置検出手段（８）と、基板
（２）がステージに載置された状態で１度目の走査によ
って得られる信号（Ｓ１０）のうち複数のアライメント
マーク（ａ，ｂ）のそれぞれの位置（Ｓ１２）に応じた
信号のレベルを略一定にする増幅率（Ｓ１５）を求める
演算手段（１２，１３）と、この演算手段（１２，１
３）より得られる増幅率（Ｓ１５）をステージ位置検出
手段（８）が検出したステージの位置に応じて記憶する
記憶手段（１４）と、基板（２）がステージに載置され
た状態で２度目の走査によって得られた信号（Ｓ１０）
を、走査の位置に応じて記憶手段（１４）に記憶された
増幅率（Ｓ１６）で増幅する可変利得増幅手段（４、
５）と、この可変利得増幅手段（４、５）によって増幅
された信号（Ｓ１０）に応じて、複数のアライメントマ
ーク（ａ，ｂ）の相対位置を検出する位置検出手段（１
３）とを備えている。請求項２記載の位置検出装置は、
複数のアライメントマーク（ａ，ｂ）が同一の方向に沿
って形成されている。請求項３記載の位置検出装置は、
基板（２）の異なるレイヤに形成された第１マーク
（ａ）と第２マーク（ｂ）との位置を検出する位置検出
装置であって、基板（２）を載置するステージの位置を
検出するステージ位置検出手段（８）と、基板（２）が
ステージに載置された状態で第１、第２マーク（ａ，
ｂ）を検出し、該検出結果に応じた信号を出力するマー
ク検出手段（３）と、ステージ位置検出手段（８）が検
出したステージの位置に基づいて、マーク検出手段
（３）が出力した信号を増幅する増幅手段（４，５，１
１）と、を備えている。請求項４記載の位置検出装置
は、第１マーク（ａ）と第２マーク（ｂ）とがそれぞれ
反射率が異なるマークである。請求項５記載の重ね合わ
せ精度検出装置は、基板（２）の異なるレイヤ間に形成
されたパタ−ンの重ね合わせ精度を検出する重ね合わせ
精度検出装置であって、基板（２）を載置するステージ
の位置を検出するステージ位置検出手段（８）と、基板
（２）の異なるレイヤに形成された第１マーク（ａ）と
第２マーク（ｂ）との位置を基板（２）がステージに載
置された状態で検出し、該検出結果に応じた信号を出力
するマーク検出手段（３）と、ステージ位置検出手段
（８）が検出したステージの位置に基づいてマーク検出
手段（３）が出力した信号を増幅する増幅手段（５）
と、この増幅手段（５）の増幅結果に基づいて、第１マ
ーク（ａ）と第２マーク（ｂ）との相対位置ずれを検出
し、基板（２）の異なるレイヤ間の重ね合わせ精度を検
出する重ね合わせ精度検出手段（１３）とを備えてい
る。請求項６記載の重ね合わせ精度検出装置は、第１マ
ーク（ａ）と第２マーク（ｂ）とが同一の方向に沿って
形成されている。請求項７記載の重ね合わせ精度検出装
置は、第１マーク（ａ）と第２マーク（ｂ）とがそれぞ
れ反射率が異なるマークである。
に一実施例を表す図面に対応して説明すると、請求項１
記載の位置検出装置は、基板（２）上の異なるレイヤに
形成された反射率の異なる複数のアライメントマーク
（ａ、ｂ）を光束で走査し、複数のアライメントマーク
（ａ、ｂ）からの反射光に応じた信号に基づいて、複数
のアライメントマーク（ａ、ｂ）の相対位置を検出する
位置検出装置であって、基板（２）を載置するステージ
の位置を検出するステージ位置検出手段（８）と、基板
（２）がステージに載置された状態で１度目の走査によ
って得られる信号（Ｓ１０）のうち複数のアライメント
マーク（ａ，ｂ）のそれぞれの位置（Ｓ１２）に応じた
信号のレベルを略一定にする増幅率（Ｓ１５）を求める
演算手段（１２，１３）と、この演算手段（１２，１
３）より得られる増幅率（Ｓ１５）をステージ位置検出
手段（８）が検出したステージの位置に応じて記憶する
記憶手段（１４）と、基板（２）がステージに載置され
た状態で２度目の走査によって得られた信号（Ｓ１０）
を、走査の位置に応じて記憶手段（１４）に記憶された
増幅率（Ｓ１６）で増幅する可変利得増幅手段（４、
５）と、この可変利得増幅手段（４、５）によって増幅
された信号（Ｓ１０）に応じて、複数のアライメントマ
ーク（ａ，ｂ）の相対位置を検出する位置検出手段（１
３）とを備えている。請求項２記載の位置検出装置は、
複数のアライメントマーク（ａ，ｂ）が同一の方向に沿
って形成されている。請求項３記載の位置検出装置は、
基板（２）の異なるレイヤに形成された第１マーク
（ａ）と第２マーク（ｂ）との位置を検出する位置検出
装置であって、基板（２）を載置するステージの位置を
検出するステージ位置検出手段（８）と、基板（２）が
ステージに載置された状態で第１、第２マーク（ａ，
ｂ）を検出し、該検出結果に応じた信号を出力するマー
ク検出手段（３）と、ステージ位置検出手段（８）が検
出したステージの位置に基づいて、マーク検出手段
（３）が出力した信号を増幅する増幅手段（４，５，１
１）と、を備えている。請求項４記載の位置検出装置
は、第１マーク（ａ）と第２マーク（ｂ）とがそれぞれ
反射率が異なるマークである。請求項５記載の重ね合わ
せ精度検出装置は、基板（２）の異なるレイヤ間に形成
されたパタ−ンの重ね合わせ精度を検出する重ね合わせ
精度検出装置であって、基板（２）を載置するステージ
の位置を検出するステージ位置検出手段（８）と、基板
（２）の異なるレイヤに形成された第１マーク（ａ）と
第２マーク（ｂ）との位置を基板（２）がステージに載
置された状態で検出し、該検出結果に応じた信号を出力
するマーク検出手段（３）と、ステージ位置検出手段
（８）が検出したステージの位置に基づいてマーク検出
手段（３）が出力した信号を増幅する増幅手段（５）
と、この増幅手段（５）の増幅結果に基づいて、第１マ
ーク（ａ）と第２マーク（ｂ）との相対位置ずれを検出
し、基板（２）の異なるレイヤ間の重ね合わせ精度を検
出する重ね合わせ精度検出手段（１３）とを備えてい
る。請求項６記載の重ね合わせ精度検出装置は、第１マ
ーク（ａ）と第２マーク（ｂ）とが同一の方向に沿って
形成されている。請求項７記載の重ね合わせ精度検出装
置は、第１マーク（ａ）と第２マーク（ｂ）とがそれぞ
れ反射率が異なるマークである。
【００１３】
【作用】請求項１に記載の位置検出装置は、１度目の走
査によって得られる信号（Ｓ１０）のうち、複数のアラ
イメントマーク（ａ，ｂ）のそれぞれの位置（Ｓ１２）
に応じた信号レベルを略一定にする増幅率（Ｓ１５）を
求め、これをステージ位置検出手段（８）が検出したス
テージの位置に応じて記憶するとともに、２度目の走査
時に複数のアライメントマーク（ａ，ｂ）からの反射光
に応じた信号（Ｓ１０）を、走査の位置に応じた増幅率
（Ｓ１６）で増幅し、この結果得られる信号（Ｓ１０）
に応じて、複数のアライメントマーク（ａ，ｂ）の相対
位置を検出するようにしたことにより、同一の走査でア
ライメントマーク（ａ，ｂ）に応じた信号（Ｓ１０）を
取り込んで処理することができ、かくして異なるレイヤ
に形成された反射率の異なる複数のアライメントマーク
（ａ，ｂ）の相対位置を高精度かつ短時間で検出し得
る。請求項２に記載の位置検出装置は、複数のアライメ
ントマーク（ａ，ｂ）が同一の方向に沿って形成されて
いる。請求項３に記載の位置検出装置は、増幅手段
（４，５，１１）がステージ位置検出手段（８）により
検出したステージの位置に基づいて信号を増幅してい
る。請求項４に記載の位置検出装置は、反射率が異なる
第１、第２マーク（ａ，ｂ）を検出している。請求項５
に記載の重ね合わせ精度検出装置は、重ね合わせ精度検
出手段（１３）が増幅手段（５）の増幅結果に基づい
て、第１マーク（ａ）と第２マーク（ｂ）との相対位置
ずれを検出し、基板（２）の異なるレイヤ間の重ね合わ
せ精度を検出している。請求項６に記載の重ね合わせ精
度検出装置は、第１マーク（ａ）と第２マーク（ｂ）と
が同一の方向に沿って形成されている。請求項７に記載
の重ね合わせ精度検出装置は、反射率が異なる第１、第
２マーク（ａ，ｂ）を検出している。
査によって得られる信号（Ｓ１０）のうち、複数のアラ
イメントマーク（ａ，ｂ）のそれぞれの位置（Ｓ１２）
に応じた信号レベルを略一定にする増幅率（Ｓ１５）を
求め、これをステージ位置検出手段（８）が検出したス
テージの位置に応じて記憶するとともに、２度目の走査
時に複数のアライメントマーク（ａ，ｂ）からの反射光
に応じた信号（Ｓ１０）を、走査の位置に応じた増幅率
（Ｓ１６）で増幅し、この結果得られる信号（Ｓ１０）
に応じて、複数のアライメントマーク（ａ，ｂ）の相対
位置を検出するようにしたことにより、同一の走査でア
ライメントマーク（ａ，ｂ）に応じた信号（Ｓ１０）を
取り込んで処理することができ、かくして異なるレイヤ
に形成された反射率の異なる複数のアライメントマーク
（ａ，ｂ）の相対位置を高精度かつ短時間で検出し得
る。請求項２に記載の位置検出装置は、複数のアライメ
ントマーク（ａ，ｂ）が同一の方向に沿って形成されて
いる。請求項３に記載の位置検出装置は、増幅手段
（４，５，１１）がステージ位置検出手段（８）により
検出したステージの位置に基づいて信号を増幅してい
る。請求項４に記載の位置検出装置は、反射率が異なる
第１、第２マーク（ａ，ｂ）を検出している。請求項５
に記載の重ね合わせ精度検出装置は、重ね合わせ精度検
出手段（１３）が増幅手段（５）の増幅結果に基づい
て、第１マーク（ａ）と第２マーク（ｂ）との相対位置
ずれを検出し、基板（２）の異なるレイヤ間の重ね合わ
せ精度を検出している。請求項６に記載の重ね合わせ精
度検出装置は、第１マーク（ａ）と第２マーク（ｂ）と
が同一の方向に沿って形成されている。請求項７に記載
の重ね合わせ精度検出装置は、反射率が異なる第１、第
２マーク（ａ，ｂ）を検出している。
【００１４】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
する。
【００１５】図４との対応部分に同一符号を付して示す
図１において、１０は全体として本発明による位置検出
装置を示し、デイテクタ３で取り込まれた信号Ｓ１０は
プリアンプ５を通じて、アナログデジタル変換回路６で
デジタル信号Ｓ１１に変換され、位置検出回路８及びタ
イミング生成回路１１による位置情報Ｓ１２と共に波形
メモリ１２に収納される。この波形メモリ１２に記憶さ
れたデジタル信号Ｓ１１は波形解析回路１３によつて位
置情報Ｓ１３に応じて読み出され、位置毎に最適なプリ
アンプ５のゲインが算出され、これがゲインデータＳ１
５として位置情報Ｓ１３と共にゲインメモリ１４に格納
される。なお、図４との対応部分に同一符号を付して示
す図１において、図４にて説明したように、基板２はス
テージに搭載され、位置検出回路８はステージの位置を
検出する。
図１において、１０は全体として本発明による位置検出
装置を示し、デイテクタ３で取り込まれた信号Ｓ１０は
プリアンプ５を通じて、アナログデジタル変換回路６で
デジタル信号Ｓ１１に変換され、位置検出回路８及びタ
イミング生成回路１１による位置情報Ｓ１２と共に波形
メモリ１２に収納される。この波形メモリ１２に記憶さ
れたデジタル信号Ｓ１１は波形解析回路１３によつて位
置情報Ｓ１３に応じて読み出され、位置毎に最適なプリ
アンプ５のゲインが算出され、これがゲインデータＳ１
５として位置情報Ｓ１３と共にゲインメモリ１４に格納
される。なお、図４との対応部分に同一符号を付して示
す図１において、図４にて説明したように、基板２はス
テージに搭載され、位置検出回路８はステージの位置を
検出する。
【００１６】またこのゲインメモリ１４に格納されたゲ
インデータＳ１５は、走査に応じて変化するタイミング
生成部１１からの位置情報Ｓ１２に応じて読み出され、
ゲインデータＳ１６としてリアルタイムにデジタルアナ
ログ変換回路（Ｄ／Ａ）１５により利得制御信号Ｓ１８
に変換され、利得制御回路４を通じてプリアンプ５を制
御する。
インデータＳ１５は、走査に応じて変化するタイミング
生成部１１からの位置情報Ｓ１２に応じて読み出され、
ゲインデータＳ１６としてリアルタイムにデジタルアナ
ログ変換回路（Ｄ／Ａ）１５により利得制御信号Ｓ１８
に変換され、利得制御回路４を通じてプリアンプ５を制
御する。
【００１７】この実施例の場合波形解析回路１３は、図
２に示すように構成されており、１度目の走査で得られ
るアライメントマークａ及びアライメントマークｂを含
む信号Ｓ１４を用いて、図３に示すような順序でゲイン
データＳ１５を求める。すなわち波形解析回路１３は、
まず波形メモリ１２に記憶されたデジタル信号Ｓ１１を
位置情報Ｓ１３に応じて読み出し、このデジタル信号Ｓ
１４がスムージング回路２０に入力される。
２に示すように構成されており、１度目の走査で得られ
るアライメントマークａ及びアライメントマークｂを含
む信号Ｓ１４を用いて、図３に示すような順序でゲイン
データＳ１５を求める。すなわち波形解析回路１３は、
まず波形メモリ１２に記憶されたデジタル信号Ｓ１１を
位置情報Ｓ１３に応じて読み出し、このデジタル信号Ｓ
１４がスムージング回路２０に入力される。
【００１８】スムージング回路２０は例えばローパスフ
イルタ構成でなり、デジタル信号Ｓ１４（図３（Ａ））
のノイズ成分を除去し、この結果得られるデジタル信号
Ｓ２０をピーク算出回路２１に送出する。ピーク算出回
路２１は図３（Ｂ）に示すように、波形解析してデジタ
ル信号Ｓ２０について、それぞれマークａ及びマークｂ
のピーク値Ｖa 、Ｖb を求め、これを利得制御信号演算
回路２２に送出する。
イルタ構成でなり、デジタル信号Ｓ１４（図３（Ａ））
のノイズ成分を除去し、この結果得られるデジタル信号
Ｓ２０をピーク算出回路２１に送出する。ピーク算出回
路２１は図３（Ｂ）に示すように、波形解析してデジタ
ル信号Ｓ２０について、それぞれマークａ及びマークｂ
のピーク値Ｖa 、Ｖb を求め、これを利得制御信号演算
回路２２に送出する。
【００１９】利得制御信号演算回路２２では、マークａ
及びマークｂのピーク値Ｖa 、Ｖbが一定になるように
倍率Ｘa 、Ｘb が切り変わるような定数テーブルをゲイ
ンメモリ１４に設定する。なおこのとき定数テーブルは
２度目の走査で読み出す際の位置情報Ｓ１２に同期する
ように設定されている。このようにしてゲインデータＳ
１５が位置情報Ｓ１３と共にゲインメモリ１４に格納さ
れる。
及びマークｂのピーク値Ｖa 、Ｖbが一定になるように
倍率Ｘa 、Ｘb が切り変わるような定数テーブルをゲイ
ンメモリ１４に設定する。なおこのとき定数テーブルは
２度目の走査で読み出す際の位置情報Ｓ１２に同期する
ように設定されている。このようにしてゲインデータＳ
１５が位置情報Ｓ１３と共にゲインメモリ１４に格納さ
れる。
【００２０】以上の構成において、１度目の走査ではプ
リアンプ５を所定のゲインに固定して、マークａ及びマ
ークｂの信号Ｓ１０を検出する。検出した信号Ｓ１０は
アナログデジタル変換回路６でデジタル信号Ｓ１１に変
換され、位置情報Ｓ１２と共に波形メモリ１２に収納さ
れる。続いて波形解析回路１３により波形メモリ１２の
デジタル信号１４から位置ごとに最適なプリアンプ５の
ゲインが算出され、これがゲインデータＳ１５としてゲ
インメモリ１４に格納される。
リアンプ５を所定のゲインに固定して、マークａ及びマ
ークｂの信号Ｓ１０を検出する。検出した信号Ｓ１０は
アナログデジタル変換回路６でデジタル信号Ｓ１１に変
換され、位置情報Ｓ１２と共に波形メモリ１２に収納さ
れる。続いて波形解析回路１３により波形メモリ１２の
デジタル信号１４から位置ごとに最適なプリアンプ５の
ゲインが算出され、これがゲインデータＳ１５としてゲ
インメモリ１４に格納される。
【００２１】次の２度目の走査では、走査にともなつて
変化するタイミング生成回路１１からの位置情報Ｓ１２
に応じてゲインメモリ１４からゲインデータＳ１６を取
り出し、これをリアルタイムにデジタルアナログ変換回
路１５により利得制御信号Ｓ１８に変換し、利得制御回
路４を通じてプリアンプ５のゲインを制御する。この結
果２度目の走査では、それぞれのマークａ及びｂについ
てピークレベルが最適化された信号Ｓ１０が１度の走査
で得られることになる。このようにして得られた信号
が、波形解析回路１３に入力され各マークａ及びｂのピ
ーク位置ｌa 、ｌb が計算され、この結果各マークａ及
びｂの２点間の距離Δｌb-a を高い精度及び短時間で求
めることができる。
変化するタイミング生成回路１１からの位置情報Ｓ１２
に応じてゲインメモリ１４からゲインデータＳ１６を取
り出し、これをリアルタイムにデジタルアナログ変換回
路１５により利得制御信号Ｓ１８に変換し、利得制御回
路４を通じてプリアンプ５のゲインを制御する。この結
果２度目の走査では、それぞれのマークａ及びｂについ
てピークレベルが最適化された信号Ｓ１０が１度の走査
で得られることになる。このようにして得られた信号
が、波形解析回路１３に入力され各マークａ及びｂのピ
ーク位置ｌa 、ｌb が計算され、この結果各マークａ及
びｂの２点間の距離Δｌb-a を高い精度及び短時間で求
めることができる。
【００２２】以上の構成によれば、１度目の走査によつ
て得られる信号Ｓ１０のうち、マークａ、ｂのそれぞれ
の位置Ｓ１２に応じた信号Ｓ１０のレベルを略一定にす
る増幅率Ｓ１５（Ｘa 、Ｘb ）を求め、これをマーク
ａ、ｂの位置Ｓ１３に応じて記憶すると共に、２度目の
走査時にマークａ、ｂからの信号Ｓ１０を、走査の位置
Ｓ１２に応じた増幅率Ｓ１６で増幅し、この結果得られ
る信号Ｓ１０に応じて、複数のマークａ、ｂの相対位置
を検出するようにしたことにより、同一の走査かつマー
クａ、ｂ毎に最適な信号強度で、マークａ、ｂに応じた
信号Ｓ１０を取り込んで処理することができ、かくして
レイヤの異なるマークａ、ｂの相対位置を高精度かつ短
時間で検出し得る位置検出装置１０を実現できる。
て得られる信号Ｓ１０のうち、マークａ、ｂのそれぞれ
の位置Ｓ１２に応じた信号Ｓ１０のレベルを略一定にす
る増幅率Ｓ１５（Ｘa 、Ｘb ）を求め、これをマーク
ａ、ｂの位置Ｓ１３に応じて記憶すると共に、２度目の
走査時にマークａ、ｂからの信号Ｓ１０を、走査の位置
Ｓ１２に応じた増幅率Ｓ１６で増幅し、この結果得られ
る信号Ｓ１０に応じて、複数のマークａ、ｂの相対位置
を検出するようにしたことにより、同一の走査かつマー
クａ、ｂ毎に最適な信号強度で、マークａ、ｂに応じた
信号Ｓ１０を取り込んで処理することができ、かくして
レイヤの異なるマークａ、ｂの相対位置を高精度かつ短
時間で検出し得る位置検出装置１０を実現できる。
【００２３】なお上述の実施例においては、波形解析回
路におけるスムージング、ピーク算出及び利得制御信号
演算の処理を電気回路により実現したが、これに限ら
ず、マイクロコンピユータ内部のソフトウエア処理によ
つて実現するようにしても上述の実施例と同様の効果を
実現できる。
路におけるスムージング、ピーク算出及び利得制御信号
演算の処理を電気回路により実現したが、これに限ら
ず、マイクロコンピユータ内部のソフトウエア処理によ
つて実現するようにしても上述の実施例と同様の効果を
実現できる。
【００２４】また上述の実施例においては、異なるレイ
ヤにそれぞれ別々のプロセスで形成された２つのアライ
メントマーク間の相対位置を検出し、重ね焼き精度を計
測する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
要は反射率が異なる複数のアライメントマークの位置を
光束の走査で検出するようになされた位置検出装置に適
用し得る。
ヤにそれぞれ別々のプロセスで形成された２つのアライ
メントマーク間の相対位置を検出し、重ね焼き精度を計
測する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
要は反射率が異なる複数のアライメントマークの位置を
光束の走査で検出するようになされた位置検出装置に適
用し得る。
【００２５】例えばこのような位置検出装置としてステ
ージ上のＸ及びＹ方向に、それぞれ基準のアライメント
マークを恒久的な材質（例えば金属）で形成すると共
に、定期的にＸ及びＹ方向の基準マークに対応するよう
にレジスト像でなるアライメントマークを形成し、Ｘ方
向及びＹ方向のそれぞれのマークの相対位置によつてス
テージの直交度合を検出するようなものにも適用し得
る。
ージ上のＸ及びＹ方向に、それぞれ基準のアライメント
マークを恒久的な材質（例えば金属）で形成すると共
に、定期的にＸ及びＹ方向の基準マークに対応するよう
にレジスト像でなるアライメントマークを形成し、Ｘ方
向及びＹ方向のそれぞれのマークの相対位置によつてス
テージの直交度合を検出するようなものにも適用し得
る。
【００２６】
【発明の効果】上述のように、請求項１に記載の位置検
出装置は、１度目の走査によって得られる信号のうち、
複数のアライメントマークのそれぞれの位置に応じた信
号レベルを略一定にする増幅率を求め、これをステージ
位置検出手段（８）が検出したステージの位置に応じて
記憶するとともに、２度目の走査時に複数のアライメン
トマークからの反射光に応じた信号を、走査の位置に応
じた増幅率で増幅し、この結果得られる信号に応じて、
複数のアライメントマークの相対位置を検出するように
したことにより、同一の走査でアライメントマーク毎に
最適な信号強度で、アライメントマークに応じた信号を
取り込んで処理することができ、かくして異なるレイヤ
に形成された反射率の異なる複数のアライメントマーク
の相対位置を高い精度かつ短時間で検出することができ
る。請求項２に記載の位置検出装置は、複数のアライメ
ントマーク（ａ，ｂ）が同一の方向に沿って形成されて
いるので、異なるレイヤに形成された反射率の異なる複
数のアライメントマークの相対位置を高い精度かつ短時
間で検出することができる。請求項３に記載の位置検出
装置は、増幅手段がステージの位置に基づいて検出した
信号を増幅しているので、異なるレイヤに形成された複
数のアライメントマークの相対位置を高精度かつ短時間
で検出することができる。請求項４に記載の位置検出装
置は、反射率が異なる第１、第２マークを検出すること
ができる。請求項５に記載の重ね合わせ精度検出装置
は、重ね合わせ精度検出手段が増幅手段の増幅結果に基
づいて、第１マークと第２マークとの相対位置ずれを検
出しているので、基板の異なるレイヤ間の重ね合わせ精
度を精度よく検出することができる。請求項６に記載の
重ね合わせ精度検出装置は、第１マークと第２マークと
が同一の方向に沿って形成されているので、基板の異な
るレイヤ間の重ね合わせ精度を精度よく検出することが
できる。請求項７に記載の重ね合わせ精度検出装置は、
反射率が異なる第１、第２マー クを検出することができ
る。
出装置は、１度目の走査によって得られる信号のうち、
複数のアライメントマークのそれぞれの位置に応じた信
号レベルを略一定にする増幅率を求め、これをステージ
位置検出手段（８）が検出したステージの位置に応じて
記憶するとともに、２度目の走査時に複数のアライメン
トマークからの反射光に応じた信号を、走査の位置に応
じた増幅率で増幅し、この結果得られる信号に応じて、
複数のアライメントマークの相対位置を検出するように
したことにより、同一の走査でアライメントマーク毎に
最適な信号強度で、アライメントマークに応じた信号を
取り込んで処理することができ、かくして異なるレイヤ
に形成された反射率の異なる複数のアライメントマーク
の相対位置を高い精度かつ短時間で検出することができ
る。請求項２に記載の位置検出装置は、複数のアライメ
ントマーク（ａ，ｂ）が同一の方向に沿って形成されて
いるので、異なるレイヤに形成された反射率の異なる複
数のアライメントマークの相対位置を高い精度かつ短時
間で検出することができる。請求項３に記載の位置検出
装置は、増幅手段がステージの位置に基づいて検出した
信号を増幅しているので、異なるレイヤに形成された複
数のアライメントマークの相対位置を高精度かつ短時間
で検出することができる。請求項４に記載の位置検出装
置は、反射率が異なる第１、第２マークを検出すること
ができる。請求項５に記載の重ね合わせ精度検出装置
は、重ね合わせ精度検出手段が増幅手段の増幅結果に基
づいて、第１マークと第２マークとの相対位置ずれを検
出しているので、基板の異なるレイヤ間の重ね合わせ精
度を精度よく検出することができる。請求項６に記載の
重ね合わせ精度検出装置は、第１マークと第２マークと
が同一の方向に沿って形成されているので、基板の異な
るレイヤ間の重ね合わせ精度を精度よく検出することが
できる。請求項７に記載の重ね合わせ精度検出装置は、
反射率が異なる第１、第２マー クを検出することができ
る。
【図１】本発明による位置検出装置の一実施例を示すブ
ロツク図である。
ロツク図である。
【図２】図１の位置検出装置における波形解析回路の構
成を示すブロツク図である。
成を示すブロツク図である。
【図３】本発明によるゲインデータの決定方法の説明に
供する信号波形図である。
供する信号波形図である。
【図４】従来の位置検出装置を示すブロツク図である。
【図５】従来の位置検出動作の説明に供する信号波形図
である。
である。
１、１０……位置検出装置、２……基板、３……デイテ
クタ、４……利得制御回路、５……プリアンプ、６……
アナログデジタル変換回路、７、１３……波形解析回
路、８……位置検出回路、１１……タイミング生成回
路、１２……波形メモリ、１４……ゲインメモリ、１５
……デジタルアナログ変換回路、ａ、ｂ……アライメン
トマーク。
クタ、４……利得制御回路、５……プリアンプ、６……
アナログデジタル変換回路、７、１３……波形解析回
路、８……位置検出回路、１１……タイミング生成回
路、１２……波形メモリ、１４……ゲインメモリ、１５
……デジタルアナログ変換回路、ａ、ｂ……アライメン
トマーク。
Claims (7)
- 【請求項１】 基板上の異なるレイヤに形成された反射
率の異なる複数のアライメントマークを光束で走査し、
前記複数のアライメントマークからの反射光に応じた信
号に基づいて、前記複数のアライメントマークの相対位
置を検出する位置検出装置において、前記基板を載置するステージの位置を検出するステージ
位置検出手段と、 前記基板が前記ステージに載置された
状態で、 １度目の前記走査によって得られる前記信号の
うち前記複数のアライメントマークのそれぞれの位置に
応じた信号のレベルを略一定にする増幅率を求める演算
手段と、 該演算手段より得られる前記増幅率を前記ステージ位置
検出手段が検出した前記ステージの位置に応じて記憶す
る記憶手段と、前記基板が前記ステージに載置された状態で ２度目の前
記走査によって得られた前記信号を、前記ステージ位置
検出手段が検出した前記ステージの位置に応じて前記記
憶手段に記憶された前記増幅率で増幅する可変利得増幅
手段と、 前記可変利得増幅手段によって増幅された前記信号に応
じて、前記複数のアライメントマークの相対位置を検出
する位置検出手段とを備えることを特徴とする位置検出
装置。 - 【請求項２】 前記複数のアライメントマークは、同一
の方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項
１記載の位置検出装置。 - 【請求項３】 基板の異なるレイヤに形成された第１マ
ークと第２マークとの位置を検出する位置検出装置にお
いて、 前記基板を載置するステージの位置を検出するステージ
位置検出手段と、前記基板が前記ステージに載置された状態で 前記第１、
第２マークを検出し、該検出結果に応じた信号を出力す
るマーク検出手段と、 前記ステージ位置検出手段が検出した前記ステージの位
置に基づいて、前記マーク検出手段が出力した前記信号
を増幅する増幅手段と、を備えたことを特徴とする位置
検出装置。 - 【請求項４】 前記第１マークと前記第２マークとは、
それぞれ反射率が異なるマークであることを特徴とする
請求項３記載の位置検出装置。 - 【請求項５】 基板の異なるレイヤ間に形成されたパタ
−ンの重ね合わせ精度を検出する重ね合わせ精度検出装
置において、前記基板を載置するステージの位置を検出するステージ
位置検出手段と、 前記基板の異なるレイヤに形成された第１マークと第２
マークとの位置を前記基板が前記ステージに載置された
状態で検出し、該検出結果に応じた信号を出力するマー
ク検出手段と、前記ステージ位置検出手段が検出した前記ステージの位
置に基づいて、 前記マーク検出手段が出力した前記信号
を増幅する増幅手段と、 前記増幅手段の増幅結果に基づいて、前記第１マークと
前記第２マークとの相対位置ずれを検出し、前記基板の
異なるレイヤ間の重ね合わせ精度を検出する重ね合わせ
精度検出手段とを備えたことを特徴とする重ね合わせ精
度検出装置。 - 【請求項６】 前記第１マークと前記第２マークとは、
同一の方向に沿って形成されていることを特徴とする請
求項５記載の重ね合わせ精度検出装置。 - 【請求項７】 前記第１マークと前記第２マークとは、
それぞれ反射率が異なるマークであることを特徴とする
請求項５または６記載の重ね合わせ精度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08560493A JP3278969B2 (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 位置検出装置並びに重ね合わせ精度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08560493A JP3278969B2 (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 位置検出装置並びに重ね合わせ精度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06275487A JPH06275487A (ja) | 1994-09-30 |
| JP3278969B2 true JP3278969B2 (ja) | 2002-04-30 |
Family
ID=13863435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08560493A Expired - Lifetime JP3278969B2 (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 位置検出装置並びに重ね合わせ精度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3278969B2 (ja) |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP08560493A patent/JP3278969B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06275487A (ja) | 1994-09-30 |
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