JP3326931B2

JP3326931B2 - 重ね合わせ精度測定方法および測定装置

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Publication number: JP3326931B2
Application number: JP32328893A
Authority: JP
Inventors: 永侍松原
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1993-11-29
Filing date: 1993-11-29
Publication date: 2002-09-24
Anticipated expiration: 2017-09-24
Also published as: JPH07151514A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリソグラフィープロセス
等の重ね合わせ精度の測定方法および測定装置に関し、
さらに詳細には光学的に重ね合わせ精度を測定する方法
および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の重ね合わせ精度測定方法として、
レーザ光を照射して反射光（その正反射光または散乱
光）を受光し、反射光強度波形に基づいてパターンエッ
ジ位置を求め、ひいては重ね合わせ精度を測定する方法
がある。図７（ａ）および（ｂ）は、従来の重ね合わせ
精度の測定方法を説明するための図であって、図中上か
ら順に、パターンを示す断面図、対応する上面図および
上面図中水平方向に走査したときの反射光強度を示す波
形図を示している。

【０００３】図７を参照して、従来の重ね合わせ精度の
測定方法を説明する。図示のように、任意の点を０とし
た座標軸上のａ点およびｂ点に第１パターン層に形成さ
れたパターン（以下、単に「第１パターン」という）７
１および７３のエッジが位置し、ｃ点およびｄ点には第
２パターン層に形成されたパターン（以下、単に「第２
パターン」という）７２および７４のエッジが位置して
いる。なお、図７（ａ）では第１パターン７１の中心と
第２パターン７２の中心とが一致するように、図７
（ｂ）では第１パターン７３の中心と第２パターン７４
の中心とが距離Ｄだけ離れるように設計されている。

【０００４】このように構成されたパターンにレーザ光
を照射しながら一定方向に走査し、発生した反射光は受
光素子を介して測定装置の内部に取り込まれ光電変換さ
れて反射光強度波形が得られる。この場合、反射光強度
波形に飽和してしまう箇所が発生しないように利得（ゲ
イン）が自動的に設定される。すなわち、オート・ゲイ
ン・コットロール（ＡＧＣ）がかけられる。こうして得
られた反射光強度波形に基づいて、各パターンのエッジ
位置を演算で求め、後述する式にしたがって重ね合わせ
精度を測定する。

【０００５】図７（ａ）では第１パターン７１の中心と
第２パターン７２の中心とが一致するように設計されて
いるので、重ね合わせ精度Ｒは求めたエッジ位置ａ乃至
ｄに基づいて次式（１）によって表される。Ｒ＝〔（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）〕／２（１）このように、重ね合わせ精度Ｒは第１パターン７１の中
心と第２パターン７２の中心との距離、すなわち走査方
向における２つのパターン中心間距離の設計値に対する
誤差に他ならない。

【０００６】一方、図７（ｂ）では第１パターン７３の
中心と第２パターン７４の中心とが距離Ｄだけ離れるよ
うに設計されているので、重ね合わせ精度Ｒは次式
（２）によって表される。Ｒ＝〔（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）〕／２−Ｄ（１）この場合も、重ね合わせ精度Ｒは走査方向における２つ
のパターン中心間距離の誤差を示している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
重ね合わせ精度測定方法および装置では、パターンエッ
ジの段差に基づいて照射するレーザ光の合焦状態が最適
でない場合や、各パターンを形成する材料の材質等によ
る光の干渉現象に起因して、取り込まれた反射光強度波
形においてパターンの各エッジに対応する個々の波形は
一般的に左右非対称になる。したがって、各エッジに対
応する個々の波形の非対称性が強い場合には、この非対
称波形に基づいて対応するパターンエッジの位置を正確
に求めることができず、ひいては重ね合わせ精度の測定
結果の信頼性および測定再現性が大きく損なわれるとい
う不都合があった。

【０００８】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、取り込まれた反射光強度波形においてパター
ンの各エッジに対応する個々の波形の非対称性が強い場
合においても、高い信頼性および再現性をもって重ね合
わせ精度を測定することのできる方法および装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、第１のパターン層と第２のパタ
ーン層との重ね合わせ精度を測定する重ね合わせ精度測
定方法において、第１のパターン層に形成され対向する
一対のエッジを有する第１のパターンおよび第２のパタ
ーン層に形成され対向する一対のエッジを有する第２の
パターンを光電的に走査して、それぞれのパターンの位
置に対する反射光強度を示す光電信号波形を検出し、前
記第１のパターンの一方のエッジに対応する第１の波形
部分を前記光電信号波形から抽出するとともに、前記第
１の波形部分をミラー反転させて第１のテンプレートを
生成し、前記第２のパターンの一方のエッジに対応する
第２の波形部分を前記光電信号波形から抽出するととも
に、前記第２の波形部分をミラー反転させて第２のテン
プレートを生成し、前記第１のテンプレートと前記光電
信号波形とを相関処理することによって、前記第１のパ
ターンの他方のエッジに対応する第３の波形部分を前記
光電信号波形から検出し、前記第２のテンプレートと前
記光電信号波形とを相関処理することによって、前記第
２のパターンの他方のエッジに対応する第４の波形部分
を前記光電信号波形から検出し、前記第１の波形部分お
よび前記第２の波形部分の抽出位置と前記第３の波形部
分および前記第４の波形部分の検出位置とに基づいて、
前記第１のパターン層と前記第２のパターン層との重ね
合わせ精度を算出する、ことを特徴とする重ね合わせ精
度測定方法を提供する。

【００１０】また、本発明によれば、第１のパターン層
と第２のパターン層との重ね合わせ精度を測定する重ね
合わせ精度測定装置において、第１のパターン層に形成
され対向する一対のエッジを有する第１のパターンおよ
び第２のパターン層に形成され対向する一対のエッジを
有する第２のパターンを照射光により走査するための走
査手段と、前記第１および第２のパターンの各々の位置
に対する反射光強度を示す光電信号波形を検出するため
の検出手段と、前記検出手段の出力信号に基づいて前記
第１のパターン層と前記第２のパターン層との重ね合わ
せ精度を算出するための処理手段とを備え、前記処理手
段は、前記第１のパターンの一方のエッジに対応する第
１の波形部分を前記光電信号波形から抽出するととも
に、前記第１の波形部分をミラー反転させて第１のテン
プレートを生成し、前記第２のパターンの一方のエッジ
に対応する第２の波形部分を前記光電信号波形から抽出
するとともに、前記第２の波形部分をミラー反転させて
第２のテンプレートを生成し、前記第１のテンプレート
と前記光電信号波形とを相関処理することによって、前
記第１のパターンの他方のエッジに対応する第３の波形
部分を前記光電信号波形から検出し、前記第２のテンプ
レートと前記光電信号波形とを相関処理することによっ
て、前記第２のパターンの他方のエッジに対応する第４
の波形部分を前記光電信号波形から検出し、前記第１の
波形部分および前記第２の波形部分の抽出位置と前記第
３の波形部分および前記第４の波形部分の検出位置とに
基づいて、前記第１のパターン層と前記第２のパターン
層との重ね合わせ精度を算出する、ことを特徴とする重
ね合わせ精度測定装置を提供する。

【００１１】

【作用】上述したように、合焦状態の不備および光の干
渉現象等に起因して、各パターンエッジに対応する個々
の光強度波形は、左右非対称になることが多い。しかし
ながら、各パターンの一対のエッジに対応する光強度波
形に着目すると、全体としてほぼ左右対称になることが
多い。すなわち、一方のエッジに対応する波形をミラー
反転した波形と他方のエッジに対応する波形とは相関性
が強い傾向がある。本発明は、上記一対のエッジに対応
する波形の全体的な対称性に着目してなされたものであ
る。

【００１２】図１は、本発明の作用を説明するための図
である。なお、図示のパターン構成は、図７のパターン
に対応している。図１において、第１パターンの第１の
エッジ１に対応する波形１１および第１パターンの第２
のエッジ２に対応する波形１２は、個々には左右非対称
である。また、第２パターンの第１のエッジ３に対応す
る波形１３および第２パターンの第２のエッジ４に対応
する波形１４は、個々には左右非対称である。

【００１３】しかしながら、第１パターンの一対のエッ
ジ１および２に着目すれば、対応する波形１１および波
形１２には全体として強い左右対称性が見られる。同様
に、第２パターンの一対のエッジ３および４に着目すれ
ば、対応する波形１３および波形１４には全体として強
い左右対称性が見られる。すなわち、第１パターンの第
２のエッジ２に対応する波形１２のうち特徴ある波形部
分をミラー反転させた波形からなるテンプレート１２′
は、第１パターンの第１のエッジ１に対応する波形１１
と相関性が高い。

【００１４】一方、第２パターンの第２のエッジ４に対
応する波形１４のうち特徴ある波形部分をミラー反転さ
せた波形からなるテンプレート１４′は、第２パターン
の第１のエッジ３に対応する波形１３と相関性が高い。
そこで、本発明では、各パターンの一方のエッジに対応
する波形部分をミラー反転して生成したテンプレートと
反射光強度信号波形とを相関処理し、各パターンの他方
のエッジに対応する波形のうち最も相関性の高い波形部
分を検出する。そして、各パターンの一方のエッジに対
する波形部分の抽出位置と各パターンの他方のエッジに
対する波形部分の検出位置とに基づいて、重ね合わせ精
度を求める。

【００１５】具体的には、波形１２上の任意の基準点Ｐ
１（エッジ２の位置とは無関係に選択）を設定する。基
準点Ｐ１はテンプレート１２′上において反転基準点Ｐ
１′に対応する。また、波形１４上の任意の基準点Ｐ２
（エッジ４の位置とは無関係に選択）を設定する。基準
点Ｐ２はテンプレート１４′上において反転基準点Ｐ
２′に対応する。このように形成されたテンプレート１
２′および１４′を使用して、記憶した光強度波形上を
縦方向のレベル合わせを行いながら相関処理する。この
結果、テンプレート１２′と波形１１との相関性が最も
高い位置およびテンプレート１４′と波形１２との相関
性が最も高い位置における反転基準点Ｐ１′およびＰ
２′の位置情報が求まる。

【００１６】こうして、光強度波形上における基準点Ｐ
１およびＰ２の位置情報並びに反転基準点Ｐ１′および
Ｐ２′の位置情報に基づいて、各パターンの中心位置を
求めることができ、ひいては２つのパターンの重ね合わ
せ精度を測定することができる。このように、本発明に
よれば、各パターンエッジに対応する個々の非対称な光
強度波形から演算により各エッジ位置を求めることな
く、一対のエッジに対応する波形の全体的な左右対称性
に基づいてパターンの中心位置を求める。したがって、
個々の波形について左右非対称性が強くても正確にパタ
ーン中心位置を求め、その結果重ね合わせ精度を正確に
求めることができる。

【００１７】

【実施例】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明
する。図２は、本発明の第１の実施例にかかる重ね合わ
せ精度測定装置の構成を示すブロック図である。図２に
示すように、本実施例の測定装置は、レーザ発振器等の
光源２１を備えている。光源２１から射出されたレーザ
光の光路上にはミラー２５が配置され、光源２１とミラ
ー２５との間には、レーザ光の光束を拡大するためのビ
ームエキスパンダ（不図示）が配置されている。

【００１８】ミラー２５で反射されたレーザ光の光路上
には、対物レンズ２６およびステージ２８が配置されて
いる。ステージ２８には、測定試料２７が載置されてい
る。このように、レーザ光は対物レンズ２６を介して集
光され、測定試料２７上に結像するように構成されてい
る。ステージ２８には、その移動方向および移動量を制
御する信号を供給するための制御回路３０が接続されて
いる。また、ステージ２８には、干渉計２３が接続され
ている。干渉計２３は、ステージ２８の位置を測定する
とともに、後述する干渉計信号を出力する。

【００１９】図示の装置はまた、測定試料２７での反射
光すなわち散乱光を受光するための検出器２９を備えて
いる。検出器２９の出力は、Ａ／Ｄコンバータ３１の入
力に接続されている。Ａ／Ｄコンバータ３１はまた、干
渉計２３の出力信号を受けるようになっている。このよ
うに、Ａ／Ｄコンバータ３１は、検出器２９の出力アナ
ログ信号をディジタル信号に変換する。なお、Ａ／Ｄコ
ンバータ３１には、入力信号のレベルを自動的に調整し
て設定した信号レベルで出力するＡＧＣ回路が内蔵され
ている。したがって、検出器２９の出力信号は、ＡＧＣ
回路を経由した後、Ａ／Ｄ変換される。ＡＧＣ回路の設
定値は、複数の設定値の中から適宜選択される。

【００２０】Ａ／Ｄコンバータ３１の出力は、メモリ３
２に入力に接続されている。メモリ３２では、Ａ／Ｄコ
ンバータ３１が出力するディジタル信号を、干渉計２３
の出力信号に同期して記憶する。一方、メモリ３２には
中央処理装置（ＣＰＵ）３３が接続されている。ＣＰＵ
３３では、メモリ３２内のデータを読み出してデータ処
理をするとともに、処理したデータを再びメモリ３２に
記憶させる。

【００２１】以上の構成を有する本実施例の測定装置の
動作を、以下に説明する。光源１から出力されたレーザ
光は、ビームエキスパンダ（不図示）でその光束が拡大
された後、ミラー２５で反射され対物レンズ２６に入射
する。光束は対物レンズ２６によって集光され、ステー
ジ２８上に載置された測定試料２７上でスポット状に結
像する。測定試料２７を支持したステージ２８は制御回
路３０により制御されて一定方向に移動し、その結果測
定試料２７は前記スポット光により走査される。

【００２２】測定試料２７からの散乱光は、検出器２９
によって受光され光電変換される。すなわち、検出器２
９は受光した散乱光の光強度に依存したアナログ信号を
出力する。検出器２９の出力する反射光強度信号は、Ａ
／Ｄコンバータ３１が内蔵するＡＧＣ回路によりＡ／Ｄ
変換に適した所定レベルの信号にされた後、ディジタル
信号に変換される。

【００２３】こうして生成されたディジタル信号は、、
干渉計２３が出力する干渉計信号と同期してメモリ３２
内に順次取り込まれる。干渉計２３はステージ２８の位
置ひいては測定試料２７の走査位置（スポット光の位
置）を逐次測定しているので、干渉計信号と同期してメ
モリ３２内に順次取り込まれたディジタル信号がデータ
として記憶される番地と前記スポット光の結像位置とは
一義的に対応している。ＣＰＵ３３は、メモリ３２内に
取り込まれて記憶されたデータを読み出し且つ演算処理
して、重ね合わせ精度Ｒを測定値として出力する。な
お、ＣＰＵ３３における重ね合わせ精度測定動作につい
ては、後に詳述する。

【００２４】図３は、本発明の第２の実施例にかかる重
ね合わせ精度測定装置の構成を示すブロック図である。
図３に示すように、本実施例の測定装置は第１実施例の
測定装置と同様の構成を有する。基本的に相違する点
は、第１実施例の装置ではステージ２８とともに測定試
料２７を移動させて走査したのに対し、第２実施例の装
置では光路を平行移動させて走査する点である。第２実
施例において、第１実施例の構成要素と同様の要素には
同じ符号を付している。以下、相違点に着目して本実施
例の装置の構成および動作を説明する。

【００２５】図３において、光源１から射出されたレー
ザ光の光路上には、一対のミラーからなり図中上下方向
に一体的に移動する往復運動ミラー２２が配置されてい
る。一方、光源２１と往復運動ミラー２２との間には、
レーザ光の光束を拡大するためのビームエキスパンダ
（不図示）が配置されている。往復運動ミラー２２に
は、その移動方向および移動量を制御する信号を供給す
るための制御回路３０が接続されている。また、往復運
動ミラー２２には、干渉計２３が接続されている。干渉
計２３は、往復運動ミラー２２の位置を測定するととも
に、干渉計信号を出力する。

【００２６】他の構成については、ステージ２８に制御
回路３０および干渉計２３が接続されていない点だけが
第１実施例と異なるので以下の説明を省略する。以上の
構成を有する第２実施例の測定装置の動作を、以下に説
明する。光源２１から出力されたレーザ光は、ビームエ
キスパンダ（不図示）でその光束が拡大された後、往復
運動ミラー２２で反射され、ミラー２５および対物レン
ズ２６を介して測定試料２７上に結像する。

【００２７】往復運動ミラー２２は制御回路３０により
制御されて図中上下方向に移動し、反射光束も図中上下
方向に移動する。たとえば、往復運動ミラー２２を図中
下方に移動させると、反射光路（図中破線で示す）は図
中下方に平行移動する。その結果、測定試料２７上の結
像スポット位置は図中水平方向に移動し、測定試料２７
は前記スポット光により走査される。測定試料２７から
の散乱光を、検出器２９によって受光した後の動作につ
いては、第１実施例の動作と同様であり、以下の説明を
省略する。

【００２８】次いで、重ね合わせ精度測定動作すなわち
重ね合わせ精度測定方法について説明する。図４は、測
定すべきパターンの構成を概略的に示す図であって、
（ａ）は２つのパターンの中心が一致するように設計さ
れている場合、（ｂ）は２つのパターンの中心が所定距
離だけずれるように設計されている場合を示している。

【００２９】図４において、ａおよびｂは、任意の点を
０とした座標系における、第１のパターン４１の第１の
エッジ４３の位置および第１のパターン４１の第２のエ
ッジ４４の位置に対応している。この第１のパターン４
１の２つのエッジ４３および４４によって画成される段
差は、たとえば酸化膜、シリコン等の下地上に形成され
たごく薄いエッジ段差（約５０ｎｍ程度）である。一
方、ｃおよびｄは、同じ座標系における、第２のパター
ン４２の第１のエッジ４５の位置および第２のパターン
４２の第２のエッジ４６の位置に対応している。この第
２のパターン４２は、たとえば第１のパターン４１とは
反射率に大きな差のあるレジスト等の材料で形成されて
いる。

【００３０】上述したように、図４（ａ）では２つのパ
ターンの中心が一致するように設計されている。また、
図４（ｂ）では、２つのパターンの中心が所定距離Ｄだ
けずれるように設計されている。このように構成された
パターンを上述の測定装置で走査する場合、前記結像ス
ポットが図４の点Ｌ１から点Ｌ２まで走査するように、
ステージ２８または往復運動ミラー２２が適宜駆動され
る。このとき、点Ｌ１から点Ｌ２にかけて第１パターン
４１の一対のエッジ４３および４４における散乱光強度
信号が最適レベルになるように、ＡＧＣ回路の設定値が
複数の設定値の中から選択される。ＡＧＣ回路において
選択した設定値に基づいて適切にＡ／Ｄ変換された散乱
光強度信号は、メモリ３２内に取り込まれ記憶される。

【００３１】図５は、図４（ａ）のパターンについてメ
モリ３２内に取り込まれた散乱光強度波形を示す図であ
る。図５に示すように、２つのパターン４１および４２
の各エッジ４３乃至４６に対応する４つの波形は、個々
には左右非対称性が強い。しかしながら、各パターンの
一対のエッジに対応する波形は全体として左右対称性を
呈している。したがって、記憶された散乱光強度波形デ
ータから、第１のパターン４１の第２のエッジ４４に対
応する波形（図中、最も右側の波形）から特徴ある波形
部分を抽出し、ミラー反転させて第１のテンプレートＴ
１を生成する。このとき、前記特徴ある波形部分の任意
の基準点Ｐ１を設定し、テンプレートＴ１上において対
応する反転基準点Ｐ１′の位置を求めておく。なお、基
準点Ｐ１は、第１のパターン４１の第２のエッジ４４の
位置とは無関係に選択される。

【００３２】さらに、第２のパターン４２についても同
様に、第２のエッジ４６に対応する波形（図中、右側か
ら２番目の波形）から特徴ある波形部分を抽出し、ミラ
ー反転させて第２のテンプレートＴ２を生成する。この
とき、前記特徴ある波形部分の任意の基準点Ｐ２を設定
し、テンプレートＴ２上において対応する反転基準点Ｐ
２′の位置を求めておく。なお、基準点Ｐ２も、第２の
パターン４２の第２のエッジ４６の位置とは無関係に選
択される。

【００３３】図６は、前記テンプレートＴ１およびＴ２
を使用し、取り込んだ散乱光強度波形上を相関処理する
様子を示す図である。上述したようにテンプレートＴ１
は、第１のパターン４１の第２のエッジ４４に対応する
波形をミラー反転したものである。このテンプレートＴ
１を使用して取り込んだ光強度波形上を相関処理すると
いうことは、テンプレートＴ１の波形と第１のパターン
４１の第１のエッジ４３に対応する波形との間で最も良
く重なり合う位置すなわち相関性の最も高い位置（最大
相関位置）を求めることに他ならない。こうして最大相
関位置における反転基準点Ｐ１′の位置が求まる。

【００３４】同様に、テンプレートＴ２を使用して取り
込んだ光強度波形上を相関処理することにより、最大相
関位置における反転基準点Ｐ２′の位置が求まる。すで
に述べたように、パターンの一対のエッジに対応する波
形は全体としてほぼ左右対称であるから、光強度波形上
における基準点の位置と反転基準点の位置との中間位置
がパターンの中心位置にほぼ一致する。

【００３５】したがって、基準点Ｐ１およびＰ２の座標
位置をそれぞれｐ１およびｐ２とし、反転基準点Ｐ１′
およびＰ２′の座標位置をそれぞれｐ１′およびｐ２′
とすると、図４（ａ）のパターンにおける重ね合わせ精
度Ｒは、次式（３）により表される。Ｒ＝〔（ｐ１＋ｐ１′）−（ｐ２＋ｐ２′）〕／２（３）同様に、図４（ｂ）のパターンにおける重ね合わせ精度
Ｒは、次式（４）により表される。Ｒ＝〔（ｐ１＋ｐ１′）−（ｐ２＋ｐ２′）〕／２−Ｄ（４）

【００３６】なお、第１パターン層および第２パターン
層に対して１つのゲイン設定値では最適な波形が得られ
ないような場合には、各パターン層に対してそれぞれ最
適なゲイン設定をＡＧＣにより行って、各パターン層毎
の最適な波形に基づいてテンプレートの生成および相関
処理を行うのが好ましい。また、上述の実施例では、反
射光として散乱光を受光しているが、正反射光を受光し
て得られた光強度波形に対しても本発明を適用すること
ができる。

【００３７】

【効果】以上説明したように、本発明では、取り込まれ
た反射光強度波形においてパターンの各エッジに対応す
る個々の波形の非対称性が強い場合も、一対のエッジに
対応する全体波形の左右対称性を利用して各パターン中
心位置を求めることができるので、高い信頼性および再
現性をもって重ね合わせ精度を測定することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作用を説明するための図である。

【図２】本発明の第１の実施例にかかる重ね合わせ精度
測定装置の構成を示すブロック図である。

【図３】本発明の第２の実施例にかかる重ね合わせ精度
測定装置の構成を示すブロック図である。

【図４】測定すべきパターンの構成を概略的に示す図で
あって、（ａ）は２つのパターンの中心が一致するよう
に設計されている場合、（ｂ）は２つのパターンの中心
が所定距離だけずれるように設計されている場合を示し
ている。

【図５】図４（ａ）のパターンについてメモリ１２内に
取り込まれた散乱光強度波形を示す図である。

【図６】前記テンプレートＴ１およびＴ２を使用し、取
り込んだ散乱光強度波形上を相関処理する様子を示す図
である。

【図７】従来の重ね合わせ精度の測定方法を説明するた
めの図であって、図中上から順に、パターンを示す断面
図、対応する上面図および上面図中水平方向に走査した
ときの反射光光強度を示す波形図を示している。

【符号の説明】

２１光源２２往復運動ミラー２３干渉計２５ミラー２６対物レンズ２７測定試料２８ステージ２９検出器３０制御回路３１Ａ／Ｄコンバータ３２メモリ３３ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G03F 9/00 H01L 21/027 H01L 21/64 - 21/66

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のパターン層と第２のパターン層と
の重ね合わせ精度を測定する重ね合わせ精度測定方法に
おいて、第１のパターン層に形成され対向する一対のエッジを有
する第１のパターンおよび第２のパターン層に形成され
対向する一対のエッジを有する第２のパターンからの反
射光強度を示す波形を検出し、前記第１のパターンの一方のエッジに対応する第１の波
形部分を前記波形から抽出するとともに、前記第１の波
形部分を反転させて第１のテンプレートを生成し、前記第２のパターンの一方のエッジに対応する第２の波
形部分を前記波形から抽出するとともに、前記第２の波
形部分を反転させて第２のテンプレートを生成し、前記第１のテンプレートと前記波形とを相関処理するこ
とによって、前記第１のパターンの他方のエッジに対応
する第３の波形部分を前記波形から検出し、前記第２のテンプレートと前記波形とを相関処理するこ
とによって、前記第２のパターンの他方のエッジに対応
する第４の波形部分を前記波形から検出し、前記第１の波形部分および前記第２の波形部分の抽出位
置と前記第３の波形部分および前記第４の波形部分の検
出位置とに基づいて、前記第１のパターン層と前記第２
のパターン層との重ね合わせ精度を算出することを特徴
とする重ね合わせ精度測定方法。
【請求項２】前記反射光は散乱光であることを特徴と
する請求項１に記載の測定方法。
【請求項３】第１のパターン層と第２のパターン層と
の重ね合わせ精度を測定する重ね合わせ精度測定装置に
おいて、第１のパターン層に形成され対向する一対のエッジを有
する第１のパターンおよび第２のパターン層に形成され
対向する一対のエッジを有する第２のパターンの各々の
位置に対する反射光強度を示す光電信号波形を検出する
検出手段と、前記検出手段の出力信号に基づいて前記第１のパターン
層と前記第２のパターン層との重ね合わせ精度を算出す
る処理手段とを備え、前記処理手段は、前記第１のパターンの一方のエッジに対応する第１の波
形部分を前記光電信号波形から抽出するとともに、前記
第１の波形部分を反転させて第１のテンプレートを生成
し、前記第２のパターンの一方のエッジに対応する第２の波
形部分を前記光電信号波形から抽出するとともに、前記
第２の波形部分を反転させて第２のテンプレートを生成
し、前記第１のテンプレートと前記光電信号波形とを相関処
理することによって、前記第１のパターンの他方のエッ
ジに対応する第３の波形部分を前記光電信号波形から検
出し、前記第２のテンプレートと前記光電信号波形とを相関処
理することによって、前記第２のパターンの他方のエッ
ジに対応する第４の波形部分を前記光電信号波形から検
出し、前記第１の波形部分および前記第２の波形部分の抽出位
置と前記第３の波形部分および前記第４の波形部分の検
出位置とに基づいて、前記第１のパターン層と前記第２
のパターン層との重ね合わせ精度を算出することを特徴
とする重ね合わせ精度測定装置。