JP3420314B2 - 位置ずれ計測方法及びそれを用いた計測装置 - Google Patents
位置ずれ計測方法及びそれを用いた計測装置Info
- Publication number
- JP3420314B2 JP3420314B2 JP33934493A JP33934493A JP3420314B2 JP 3420314 B2 JP3420314 B2 JP 3420314B2 JP 33934493 A JP33934493 A JP 33934493A JP 33934493 A JP33934493 A JP 33934493A JP 3420314 B2 JP3420314 B2 JP 3420314B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pair
- measurement
- phase difference
- measuring
- phase
- 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
Links
Classifications
-
- 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
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70605—Workpiece metrology
- G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
- G03F7/70633—Overlay, i.e. relative alignment between patterns printed by separate exposures in different layers, or in the same layer in multiple exposures or stitching
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は例えば半導体素子製造用
の露光装置によって、マスク又はレチクル等の第１物体
上に形成されている集積回路等の微細なパターンを、同
様に微細パターンの形成されたウエハなどの第２物体上
に重ねて露光転写した際、前記マスク又はレチクル上の
パターンとウエハ上のパターン相互の重ね合わせ精度を
計測する位置ずれ計測方法及びそれを用いた計測装置に
関するものである。
の露光装置によって、マスク又はレチクル等の第１物体
上に形成されている集積回路等の微細なパターンを、同
様に微細パターンの形成されたウエハなどの第２物体上
に重ねて露光転写した際、前記マスク又はレチクル上の
パターンとウエハ上のパターン相互の重ね合わせ精度を
計測する位置ずれ計測方法及びそれを用いた計測装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の重ね合わせ精度（位置ず
れ精度）を測定する計測方法としては、測定するパター
ンを焼き付けて線幅測定装置でパターン相互間のずれを
測定する方法や、ピッチの異なる格子を集積回路上に焼
き付けて丁度重なる格子部分を読み取るバーニア方式、
あるいは集積回路上に細長い抵抗体と電極を重ね合わせ
て形成し、形成された２つの抵抗層の値を比較する方
法、回折格子を集積回路上に焼き付けて回折光の位相差
によりパターンのずれ量を測定する方法などが知られて
いる。
れ精度）を測定する計測方法としては、測定するパター
ンを焼き付けて線幅測定装置でパターン相互間のずれを
測定する方法や、ピッチの異なる格子を集積回路上に焼
き付けて丁度重なる格子部分を読み取るバーニア方式、
あるいは集積回路上に細長い抵抗体と電極を重ね合わせ
て形成し、形成された２つの抵抗層の値を比較する方
法、回折格子を集積回路上に焼き付けて回折光の位相差
によりパターンのずれ量を測定する方法などが知られて
いる。
【０００３】しかしながらパターン線幅測定装置を用い
た方法では、通常、その種の装置の精度として高々 0.0
1 μm 程度の精度しか得られず、またバーニア方式によ
っても 0.04 μm 程度の精度しか得られないという問題
がある。さらに抵抗測定法は精度が得られる反面、測定
をするために、複雑な処理工程を必要とするという問題
がある。
た方法では、通常、その種の装置の精度として高々 0.0
1 μm 程度の精度しか得られず、またバーニア方式によ
っても 0.04 μm 程度の精度しか得られないという問題
がある。さらに抵抗測定法は精度が得られる反面、測定
をするために、複雑な処理工程を必要とするという問題
がある。
【０００４】これに対し最後にあげた回折格子を用いる
方法は、上記の問題を考慮し簡易且つ安価な方法として
提案されたものである。この方法は第１の露光によって
形成された第１の回折格子対と、第２の露光により形成
された第２の回折格子対からなる２組の回折格子対から
の回折光を、それぞれ独立にヘテロダイン干渉させて２
つのビート信号の位相差を求め、両回折格子対間の位置
ずれを検出している。
方法は、上記の問題を考慮し簡易且つ安価な方法として
提案されたものである。この方法は第１の露光によって
形成された第１の回折格子対と、第２の露光により形成
された第２の回折格子対からなる２組の回折格子対から
の回折光を、それぞれ独立にヘテロダイン干渉させて２
つのビート信号の位相差を求め、両回折格子対間の位置
ずれを検出している。
【０００５】図８，９，１０は特開昭６２−５６８１８
号公報に記載されている位置ずれ計測装置、検出対象と
なるウエハ上の回折格子、及び位置ずれ検出制御回路を
示したものである。
号公報に記載されている位置ずれ計測装置、検出対象と
なるウエハ上の回折格子、及び位置ずれ検出制御回路を
示したものである。
【０００６】図８においてステージ１上には検出対象と
なるウエハ２が設置されている。ウエハ２上には露光装
置によって２回の焼き付け処理がなされ、図９の位置ず
れ計測用パターンが形成されている。第１の回折格子Ｍ
Ａ１，ＭＡ２はピッチ dを持ち、第１回目の露光処理時
に露光パターンと一緒に焼き付けられる。第２の回折格
子ＭＢ１，ＭＢ２はピッチ dを持ち、第２回目の露光処
理時に露光パターンと一緒に焼き付けられたものであ
る。ウエハ２上のパターンはこのように複数個のマスク
又はレチクル上に形成されているパターンを重ね焼きし
て作成される。
なるウエハ２が設置されている。ウエハ２上には露光装
置によって２回の焼き付け処理がなされ、図９の位置ず
れ計測用パターンが形成されている。第１の回折格子Ｍ
Ａ１，ＭＡ２はピッチ dを持ち、第１回目の露光処理時
に露光パターンと一緒に焼き付けられる。第２の回折格
子ＭＢ１，ＭＢ２はピッチ dを持ち、第２回目の露光処
理時に露光パターンと一緒に焼き付けられたものであ
る。ウエハ２上のパターンはこのように複数個のマスク
又はレチクル上に形成されているパターンを重ね焼きし
て作成される。
【０００７】図８においては２方向から周波数の異なる
２つのコヒーレント光束をウエハ２上の回折格子ＭＡ
１，ＭＡ２，ＭＢ１，ＭＢ２へ照射している。コヒーレ
ント光束によってウエハ上には図９のＩＦで示されるピ
ッチ d/2の干渉縞パターンが形成される。照射光は回折
格子群によってそれぞれ z方向に回折され、ヘテロダイ
ン干渉合成回折光が得られる。
２つのコヒーレント光束をウエハ２上の回折格子ＭＡ
１，ＭＡ２，ＭＢ１，ＭＢ２へ照射している。コヒーレ
ント光束によってウエハ上には図９のＩＦで示されるピ
ッチ d/2の干渉縞パターンが形成される。照射光は回折
格子群によってそれぞれ z方向に回折され、ヘテロダイ
ン干渉合成回折光が得られる。
【０００８】これらの合成回折光はハーフミラー５によ
り２方向に分離され、一方は接眼鏡７での観察用に、他
方は光検出器６を介して光ヘテロダイン干渉ビート信号
として位置ずれ検出回路に入力される。
り２方向に分離され、一方は接眼鏡７での観察用に、他
方は光検出器６を介して光ヘテロダイン干渉ビート信号
として位置ずれ検出回路に入力される。
【０００９】図１０に示す位置ずれ検出制御回路では、
発振回路３４で発生させた基準信号Ｓ０を位相検波器に
入れて位相差信号ＳＦＡ〜ＳＦＤと基準信号Ｓ０の位相
差を計測し、２つの回折格子間の相対位置ずれ量を算出
している。
発振回路３４で発生させた基準信号Ｓ０を位相検波器に
入れて位相差信号ＳＦＡ〜ＳＦＤと基準信号Ｓ０の位相
差を計測し、２つの回折格子間の相対位置ずれ量を算出
している。
【００１０】
【発明が解決しようとしている課題】回折格子間の相対
的な位置ずれ量は、計測信号と基準信号の位相差を位相
検波器で計測して求められる。
的な位置ずれ量は、計測信号と基準信号の位相差を位相
検波器で計測して求められる。
【００１１】しかし計測対象となる回折格子群が、計測
のプローブとなる図９の干渉縞ＩＦに対し回転している
と、その回転量に応じて周波数の異なるコヒーレント光
束間に光路長差が生じる。従って光路長差に応じて発生
する位相差量を除去しないと、正確な位置ずれ量の測定
ができない。回転によって生じる誤差を除去する方法と
しては、回転量計測用の参照格子対を用いる方法が知ら
れている。
のプローブとなる図９の干渉縞ＩＦに対し回転している
と、その回転量に応じて周波数の異なるコヒーレント光
束間に光路長差が生じる。従って光路長差に応じて発生
する位相差量を除去しないと、正確な位置ずれ量の測定
ができない。回転によって生じる誤差を除去する方法と
しては、回転量計測用の参照格子対を用いる方法が知ら
れている。
【００１２】即ち、前記回折格子ＭＡ１、ＭＡ２からな
る回折格子群は第1の露光で同一マスク上にあるパター
ンが同時に転写されるため、予め位置ずれ量が既知の回
折格子対となる。また、異なった露光で形成された前記
回折格子ＭＢ１、ＭＢ２からなる回折格子群は位置ずれ
量が未知の回折格子対となる。
る回折格子群は第1の露光で同一マスク上にあるパター
ンが同時に転写されるため、予め位置ずれ量が既知の回
折格子対となる。また、異なった露光で形成された前記
回折格子ＭＢ１、ＭＢ２からなる回折格子群は位置ずれ
量が未知の回折格子対となる。
【００１３】ここで位置ずれ量が既知の回折格子対を計
測した位相検波出力をもとに、前記回転によって生じる
位相差量を算出し、該位相差量をオフセットとして位置
ずれ量未知の回折格子対の計測の位相検波出力に反映さ
せれば、位置ずれ量未知の回折格子対についても正確な
位置ずれ量を算出することができる。
測した位相検波出力をもとに、前記回転によって生じる
位相差量を算出し、該位相差量をオフセットとして位置
ずれ量未知の回折格子対の計測の位相検波出力に反映さ
せれば、位置ずれ量未知の回折格子対についても正確な
位置ずれ量を算出することができる。
【００１４】図６は位相検波器の出力と位相の関係を示
したものである。ＤＲ０に示されているように、位相検
波器のダイナミックレンジは±１８０°で、位相差は位
相検波器の出力電圧として求められる。
したものである。ＤＲ０に示されているように、位相検
波器のダイナミックレンジは±１８０°で、位相差は位
相検波器の出力電圧として求められる。
【００１５】この時、位置ずれ量未知の回折格子対計測
のダイナミックレンジを確保するためには、位置ずれ量
既知の回折格子対を計測した時の位相差量をオフセット
として予め除去し、回転による影響を除いておく必要が
ある。位置ずれ量既知の回折格子対の中でも位置ずれ量
なし以外の回折格子対を用いた場合、設計値に対応した
位置ずれ量を控えなければならない。
のダイナミックレンジを確保するためには、位置ずれ量
既知の回折格子対を計測した時の位相差量をオフセット
として予め除去し、回転による影響を除いておく必要が
ある。位置ずれ量既知の回折格子対の中でも位置ずれ量
なし以外の回折格子対を用いた場合、設計値に対応した
位置ずれ量を控えなければならない。
【００１６】位置ずれ量なしの回折格子対の計測時の位
相差をφ１とした時、前記除去操作を行わずそのまま信
号を処理すると、位置ずれ量未知の回折格子対計測時の
ダイナミックレンジは減少してＤＲ１となる。
相差をφ１とした時、前記除去操作を行わずそのまま信
号を処理すると、位置ずれ量未知の回折格子対計測時の
ダイナミックレンジは減少してＤＲ１となる。
【００１７】これは［−Ｖ〜−Ｖ＋Ｖ１］間の位相検波
出力が１８０°＋φ１という位相差に対応していないた
めである。この課題はソフト的に解決することが可能
で、例えば、位置ずれ量既知の回折格子対を計測した時
の測定結果Ｖ１を基準点とすれば、±１８０°の計測レ
ンジＤＲ２を確保することができる。
出力が１８０°＋φ１という位相差に対応していないた
めである。この課題はソフト的に解決することが可能
で、例えば、位置ずれ量既知の回折格子対を計測した時
の測定結果Ｖ１を基準点とすれば、±１８０°の計測レ
ンジＤＲ２を確保することができる。
【００１８】しかしながら、このようにソフトに頼るこ
とは、ソフト開発の大幅な負担増につながる。実際のデ
バッグ作業でも、位置ずれ量既知の回折格子対の計測時
の位相差量をその都度控えながら位置ずれ量未知の回折
格子対の計測を行わねばならず、手間の多い作業が必要
である。
とは、ソフト開発の大幅な負担増につながる。実際のデ
バッグ作業でも、位置ずれ量既知の回折格子対の計測時
の位相差量をその都度控えながら位置ずれ量未知の回折
格子対の計測を行わねばならず、手間の多い作業が必要
である。
【００１９】また市販の位相検波器におけるリニアリテ
ィのばらつき、或は位相検波器に使用されている素子の
経時変化への対応が難しいことも問題である。
ィのばらつき、或は位相検波器に使用されている素子の
経時変化への対応が難しいことも問題である。
【００２０】この様子を図７に示す。基準となるリニア
リティＬ１が経時変化等により、リニアリティＬ２に変
化した時、位置ずれ量既知の回折格子対測定時の位相検
波出力をＶ１とすると、位置ずれ量未知の回折格子対測
定の基準点はφ１からφ２へと移る。この場合、位相検
波器を較正しないと基準点がずれたことによる誤差によ
り、位置ずれ量未知の回折格子対の測定精度が悪くな
る。
リティＬ１が経時変化等により、リニアリティＬ２に変
化した時、位置ずれ量既知の回折格子対測定時の位相検
波出力をＶ１とすると、位置ずれ量未知の回折格子対測
定の基準点はφ１からφ２へと移る。この場合、位相検
波器を較正しないと基準点がずれたことによる誤差によ
り、位置ずれ量未知の回折格子対の測定精度が悪くな
る。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決するため、位置ずれ量既知の回折格子対として位置
ずれ量なしの回折格子対を使用し、位置ずれ量なしの回
折格子対計測時の位相検波出力を０[ Ｖ ]付近にハード
的に調整することを特長としている。このため、位相検
波器のリニアリティの影響を受けずに位置ずれ量なしの
回折格子対から求められる計測時のオフセット位相差量
を除去でき、ソフト開発の負担が軽減し、位置ずれ検出
装置のデバッグ作業を容易にすることができる。また、
位置ずれ量未知の回折格子対計測時のダイナミックレン
ジとして−１８０°から１８０°を確保することもでき
る。次に具体的に各請求項の発明を示す。請求項１の発
明の位置ずれ計測方法は位置ずれ計測マーク対を利用し
て位置ずれ量を計測する計測方法であり、位置ずれ量な
しの第１の位置ずれ計測マーク対を参照マーク対として
計測対象となる第２の位置ずれ計測マーク対に対して配
置し、該第１の位置ずれ計測マーク対の計測値が０とな
るように計測系を較正した後、前記第２の位置ずれ計測
マーク対の計測を行う計測方法において、前記第１，第
２の位置ずれ計測マーク対が回折格子対であり、前記第
１、第２の位置ずれ計測マーク対に対して可干渉光を照
射し、光ヘテロダイン干渉をさせてビート信号を発生さ
せており、前記第１の位置ずれ計測マーク対から発生す
る第１及び第２のビート信号の位相差を位相検波器によ
り検出し、該位相差を較正した後、前記第２の位置ずれ
計測マーク対から発生する第３及び第４のビート信号の
位相差を位相検波器により検出することで前記第２の位
置ずれ計測マーク対の位置ずれ量を計測することを特徴
としている。請求項２の発明は請求項１の発明において
前記第１の位置ずれ計測マーク対から発生する第１及び
第２のビート信号の位相差を、前記第１、第２のビート
信号の少なくとも一方の位相を制御することによって位
相差を校正することを特徴としている。請求項３の発明
は請求項２の発明において前記第１、第２のビート信号
の少なくとも一方の位相をディレイラインに制御するこ
とにより前記位相制御を行うことを特徴としている。請
求項４の発明は請求項１の発明において前記第１の位置
ずれ計測マーク対から発生する第１及び第２のビート信
号の位相差を、前記第１の位置ずれ計測マーク対の形成
されている物体を機械的に回転することによって校正す
ることを特徴としている。請求項５の発明は請求項１、
２、３又は４の発明において前記第１及び第２の位置ず
れ計測マークは半導体製造用露光装置によりウエハ上に
露光転写されているマークであることを特徴としてい
る。請求項６の発明の計測装置は位置ずれ計測マーク対
を利用して位置ずれ量を計測する計測装置であり、位置
ずれ量なしの第１の位置ずれ計測マーク対を参照マーク
対として計測対象となる第２の位置ずれ計測マーク対に
対して配置し、該第１の位置ずれ計測マーク対の計測値
が０となるように計測系を較正した後、前記第２の位置
ずれ計測マーク対の計測を行う計測装置において、前記
第１，第２の位置ずれ計測マーク対が回折格子対であ
り、前記第１、第２の位置ずれ計測マーク対に対して可
干渉光を照射し、光ヘテロダイン干渉をさせてビート信
号を発生させ、前記第１の位置ずれ計測マーク対から発
生する第１及び第２のビート信号の位相差を位相検波器
により検出し、該位相差を較正した後、前記第２の位置
ずれ計測マーク対から発生する第３及び第４のビート信
号の位相差を位相検波器により検出することで前記第２
の位置ずれ計測マーク対の位置ずれ量を計測することを
特徴としている。請求項７の発明は請求項６の発明にお
いて前記第１，第２のビート信号の少なくとも一方の位
相を制御することによって位相差を校正することを特徴
としている。請求項８の発明は請求項７の発明において
前記第１の位置ずれ計測マーク対から発生する第１及び
第２のビート信号の位相差を、前記第１，第２のビート
信号の少なくとも一方の位相をディレイラインにより制
御することにより前記位相の制御を行うことを特徴とし
ている。請求項９の発明は請求項６の発明において前記
第１の位置ずれ計測マーク対から発生する第１及び第２
のビート信号の位相差を、前記第１の位置ずれ計測マー
ク対の形成されている物体を機械的に回転することによ
って校正することを特徴としている。請求項１０の発明
は請求項６、７、８又は９の発明において前記第１及び
第２の位置ずれ計測マークは半導体製造用露光装置によ
りウエハ上に露光転写されているマークであることを特
徴としている。請求項１１の発明の位置ずれ計測装置は
第１の露光によりウエハ上に形成された第１の回折格子
対と第２の露光によりウエハ上に形成された第２の回折
格子対からなる２組の回折格子対に対し照射されたコヒ
ーレント光による光ヘテロダイン干渉によるビート信号
の位相差を用いて前記第１の回折格子対に対する前記第
２の回折格子対の位置ずれを測定する位置ずれ測定装置
において、第１の回折格子対から発生する第１のビート
信号と第２のビート信号の位相差量を検出し較正する為
のオフセット量較正手段を有し、前記第２の回折格子対
から発生する第３のビート信号と、第４のビート信号の
位相差量を前記オフセット量較正手段により較正し前記
位置ずれ量を測定することを特徴としている。請求項１
２の発明は請求項１１の発明において前記オフセット量
は前記第１の回折格子対と前記前記コヒーレント光によ
る干渉縞の相対的な回転により発生する測定誤差量であ
ることを特徴としている。請求項１３の発明は請求項１
１の発明において前記位相差量の補正をディレイライン
を用いて行うことを特徴としている。請求項１４の発明
は請求項１１の発明において前記位相差量の補正を、前
記コヒーレント光により前記回折格子対に照射される干
渉縞と前記回折格子対を相対的に回転することにより行
うことを特徴としている。
解決するため、位置ずれ量既知の回折格子対として位置
ずれ量なしの回折格子対を使用し、位置ずれ量なしの回
折格子対計測時の位相検波出力を０[ Ｖ ]付近にハード
的に調整することを特長としている。このため、位相検
波器のリニアリティの影響を受けずに位置ずれ量なしの
回折格子対から求められる計測時のオフセット位相差量
を除去でき、ソフト開発の負担が軽減し、位置ずれ検出
装置のデバッグ作業を容易にすることができる。また、
位置ずれ量未知の回折格子対計測時のダイナミックレン
ジとして−１８０°から１８０°を確保することもでき
る。次に具体的に各請求項の発明を示す。請求項１の発
明の位置ずれ計測方法は位置ずれ計測マーク対を利用し
て位置ずれ量を計測する計測方法であり、位置ずれ量な
しの第１の位置ずれ計測マーク対を参照マーク対として
計測対象となる第２の位置ずれ計測マーク対に対して配
置し、該第１の位置ずれ計測マーク対の計測値が０とな
るように計測系を較正した後、前記第２の位置ずれ計測
マーク対の計測を行う計測方法において、前記第１，第
２の位置ずれ計測マーク対が回折格子対であり、前記第
１、第２の位置ずれ計測マーク対に対して可干渉光を照
射し、光ヘテロダイン干渉をさせてビート信号を発生さ
せており、前記第１の位置ずれ計測マーク対から発生す
る第１及び第２のビート信号の位相差を位相検波器によ
り検出し、該位相差を較正した後、前記第２の位置ずれ
計測マーク対から発生する第３及び第４のビート信号の
位相差を位相検波器により検出することで前記第２の位
置ずれ計測マーク対の位置ずれ量を計測することを特徴
としている。請求項２の発明は請求項１の発明において
前記第１の位置ずれ計測マーク対から発生する第１及び
第２のビート信号の位相差を、前記第１、第２のビート
信号の少なくとも一方の位相を制御することによって位
相差を校正することを特徴としている。請求項３の発明
は請求項２の発明において前記第１、第２のビート信号
の少なくとも一方の位相をディレイラインに制御するこ
とにより前記位相制御を行うことを特徴としている。請
求項４の発明は請求項１の発明において前記第１の位置
ずれ計測マーク対から発生する第１及び第２のビート信
号の位相差を、前記第１の位置ずれ計測マーク対の形成
されている物体を機械的に回転することによって校正す
ることを特徴としている。請求項５の発明は請求項１、
２、３又は４の発明において前記第１及び第２の位置ず
れ計測マークは半導体製造用露光装置によりウエハ上に
露光転写されているマークであることを特徴としてい
る。請求項６の発明の計測装置は位置ずれ計測マーク対
を利用して位置ずれ量を計測する計測装置であり、位置
ずれ量なしの第１の位置ずれ計測マーク対を参照マーク
対として計測対象となる第２の位置ずれ計測マーク対に
対して配置し、該第１の位置ずれ計測マーク対の計測値
が０となるように計測系を較正した後、前記第２の位置
ずれ計測マーク対の計測を行う計測装置において、前記
第１，第２の位置ずれ計測マーク対が回折格子対であ
り、前記第１、第２の位置ずれ計測マーク対に対して可
干渉光を照射し、光ヘテロダイン干渉をさせてビート信
号を発生させ、前記第１の位置ずれ計測マーク対から発
生する第１及び第２のビート信号の位相差を位相検波器
により検出し、該位相差を較正した後、前記第２の位置
ずれ計測マーク対から発生する第３及び第４のビート信
号の位相差を位相検波器により検出することで前記第２
の位置ずれ計測マーク対の位置ずれ量を計測することを
特徴としている。請求項７の発明は請求項６の発明にお
いて前記第１，第２のビート信号の少なくとも一方の位
相を制御することによって位相差を校正することを特徴
としている。請求項８の発明は請求項７の発明において
前記第１の位置ずれ計測マーク対から発生する第１及び
第２のビート信号の位相差を、前記第１，第２のビート
信号の少なくとも一方の位相をディレイラインにより制
御することにより前記位相の制御を行うことを特徴とし
ている。請求項９の発明は請求項６の発明において前記
第１の位置ずれ計測マーク対から発生する第１及び第２
のビート信号の位相差を、前記第１の位置ずれ計測マー
ク対の形成されている物体を機械的に回転することによ
って校正することを特徴としている。請求項１０の発明
は請求項６、７、８又は９の発明において前記第１及び
第２の位置ずれ計測マークは半導体製造用露光装置によ
りウエハ上に露光転写されているマークであることを特
徴としている。請求項１１の発明の位置ずれ計測装置は
第１の露光によりウエハ上に形成された第１の回折格子
対と第２の露光によりウエハ上に形成された第２の回折
格子対からなる２組の回折格子対に対し照射されたコヒ
ーレント光による光ヘテロダイン干渉によるビート信号
の位相差を用いて前記第１の回折格子対に対する前記第
２の回折格子対の位置ずれを測定する位置ずれ測定装置
において、第１の回折格子対から発生する第１のビート
信号と第２のビート信号の位相差量を検出し較正する為
のオフセット量較正手段を有し、前記第２の回折格子対
から発生する第３のビート信号と、第４のビート信号の
位相差量を前記オフセット量較正手段により較正し前記
位置ずれ量を測定することを特徴としている。請求項１
２の発明は請求項１１の発明において前記オフセット量
は前記第１の回折格子対と前記前記コヒーレント光によ
る干渉縞の相対的な回転により発生する測定誤差量であ
ることを特徴としている。請求項１３の発明は請求項１
１の発明において前記位相差量の補正をディレイライン
を用いて行うことを特徴としている。請求項１４の発明
は請求項１１の発明において前記位相差量の補正を、前
記コヒーレント光により前記回折格子対に照射される干
渉縞と前記回折格子対を相対的に回転することにより行
うことを特徴としている。
【００２２】
【実施例】図１は本発明の実施例１のオフセット較正手
段を表わすブロック図である。系は大きく５１の位相検
波器、５２の調整回路、５３の演算回路より構成され
る。
段を表わすブロック図である。系は大きく５１の位相検
波器、５２の調整回路、５３の演算回路より構成され
る。
【００２３】図８のように２方向から周波数の異なる２
つのコヒーレント光をウエハ上に照射すると、ウエハ上
の回折格子からヘテロダイン干渉合成光が得られる。光
検出器により検出されるヘテロダイン干渉合成光は、図
２に示す基準信号ＳＳ及び位相信号ＰＳというビート信
号である。
つのコヒーレント光をウエハ上に照射すると、ウエハ上
の回折格子からヘテロダイン干渉合成光が得られる。光
検出器により検出されるヘテロダイン干渉合成光は、図
２に示す基準信号ＳＳ及び位相信号ＰＳというビート信
号である。
【００２４】図１に戻ると、ＡＭＰ１は基準信号の増幅
器、ＡＭＰ２は位相信号の増幅器、ＤＬは位相信号をコ
ントロールするディレイラインである。ＳＳＧは増幅器
ＡＭＰ１で増幅した増幅基準信号、ＰＳＧは増幅器ＡＭ
Ｐ２で増幅し、ディレイラインＤＬにより位相制御され
た増幅位相信号、ＯＳは位相検波器５１からの出力信
号、ＣＳは演算回路５３から出力されるディレイライン
ＤＬの制御信号である。
器、ＡＭＰ２は位相信号の増幅器、ＤＬは位相信号をコ
ントロールするディレイラインである。ＳＳＧは増幅器
ＡＭＰ１で増幅した増幅基準信号、ＰＳＧは増幅器ＡＭ
Ｐ２で増幅し、ディレイラインＤＬにより位相制御され
た増幅位相信号、ＯＳは位相検波器５１からの出力信
号、ＣＳは演算回路５３から出力されるディレイライン
ＤＬの制御信号である。
【００２５】演算回路５３は位相検波器５１からの出力
信号ＯＳを読み取って、位置ずれ量を算出し、ディレイ
ラインＤＬを制御する役目をする。また、調整回路５２
は基準信号ＳＳ、位相信号ＰＳを増幅し、位相信号ＰＳ
の位相をディレイラインＤＬにより調整する。
信号ＯＳを読み取って、位置ずれ量を算出し、ディレイ
ラインＤＬを制御する役目をする。また、調整回路５２
は基準信号ＳＳ、位相信号ＰＳを増幅し、位相信号ＰＳ
の位相をディレイラインＤＬにより調整する。
【００２６】上記構成において系は図３に示すフローで
動作する。先ず行われるのが位置ずれ量なしの回折格子
対の計測である。回折格子群の回転によって生じる位相
差量は基準信号ＳＳ、及び位相信号ＰＳの位相差として
位相検波器５１により検出される。ここで基準信号ＳＳ
は増幅器ＡＭＰ１により増幅され、増幅基準信号ＳＳＧ
となって位相検波器５１に入力される。
動作する。先ず行われるのが位置ずれ量なしの回折格子
対の計測である。回折格子群の回転によって生じる位相
差量は基準信号ＳＳ、及び位相信号ＰＳの位相差として
位相検波器５１により検出される。ここで基準信号ＳＳ
は増幅器ＡＭＰ１により増幅され、増幅基準信号ＳＳＧ
となって位相検波器５１に入力される。
【００２７】同様に、位相信号ＰＳは増幅器ＡＭＰ２に
より増幅され、ディレイラインＤＬを通って増幅位相信
号ＰＳＧとなり、位相検波器５１に入力される。
より増幅され、ディレイラインＤＬを通って増幅位相信
号ＰＳＧとなり、位相検波器５１に入力される。
【００２８】位相検波器５１は増幅基準信号ＳＳＧ及び
増幅位相信号ＰＳＧを取り込んで、増幅基準信号ＳＳＧ
と増幅位相信号ＰＳＧの位相差量を位相検波器５１から
の出力信号ＯＳ（直流電圧）に換算して出力する。演算
回路５３は位相検波器出力信号ＯＳを取り込み、位置ず
れ量なしの回折格子群の回転によって生じた位相差量を
算出する。
増幅位相信号ＰＳＧを取り込んで、増幅基準信号ＳＳＧ
と増幅位相信号ＰＳＧの位相差量を位相検波器５１から
の出力信号ＯＳ（直流電圧）に換算して出力する。演算
回路５３は位相検波器出力信号ＯＳを取り込み、位置ず
れ量なしの回折格子群の回転によって生じた位相差量を
算出する。
【００２９】該算出した位相差量により、基準信号ＳＳ
及び位相信号ＰＳの位相差を０にするようにディレイラ
インＤＬへ演算回路５３からコントロール信号ＣＳが出
力される。このコントロール信号ＣＳをもとにして、デ
ィレイラインＤＬで位相信号ＰＳの位相をシフトさせ、
基準信号ＳＳと位相信号ＰＳの位相差をほぼ０にする。
及び位相信号ＰＳの位相差を０にするようにディレイラ
インＤＬへ演算回路５３からコントロール信号ＣＳが出
力される。このコントロール信号ＣＳをもとにして、デ
ィレイラインＤＬで位相信号ＰＳの位相をシフトさせ、
基準信号ＳＳと位相信号ＰＳの位相差をほぼ０にする。
【００３０】次いで再測定が行われる。前と同様にウエ
ハ上の回折格子からのヘテロダイン干渉合成光を光検出
器により計測して得られるビート信号を、基準信号ＳＳ
及び位相信号ＰＳとして調整回路５２に取り込む。回折
格子群の回転で生じる位相差量は、増幅基準信号ＳＳＧ
及び前に決定されたディレイＤＬを含んだ増幅位相信号
ＰＳＧの位相差として位相検波器５１により検出され
る。
ハ上の回折格子からのヘテロダイン干渉合成光を光検出
器により計測して得られるビート信号を、基準信号ＳＳ
及び位相信号ＰＳとして調整回路５２に取り込む。回折
格子群の回転で生じる位相差量は、増幅基準信号ＳＳＧ
及び前に決定されたディレイＤＬを含んだ増幅位相信号
ＰＳＧの位相差として位相検波器５１により検出され
る。
【００３１】位相検波器５１からの出力信号ＯＳから演
算回路５３で前記回折格子群の回転により生じた位相差
量を算出する。その際、決定したディレイラインＤＬの
効果で位相検波器５１からの出力信号ＯＳが０［Ｖ］付
近であること、即ち位相信号ＰＳと基準信号ＳＳの位相
差がほぼ０となっていることを演算回路５３で確認す
る。
算回路５３で前記回折格子群の回転により生じた位相差
量を算出する。その際、決定したディレイラインＤＬの
効果で位相検波器５１からの出力信号ＯＳが０［Ｖ］付
近であること、即ち位相信号ＰＳと基準信号ＳＳの位相
差がほぼ０となっていることを演算回路５３で確認す
る。
【００３２】この作業により、位相差未知の回折格子対
計測の準備ができ、該位相差計測時の中心が原点、即ち
０となって、−１８０°〜１８０°のダイナミックレン
ジが保証される。このようにして、回折格子群の回転に
よる計測時のオフセットを較正することができる。
計測の準備ができ、該位相差計測時の中心が原点、即ち
０となって、−１８０°〜１８０°のダイナミックレン
ジが保証される。このようにして、回折格子群の回転に
よる計測時のオフセットを較正することができる。
【００３３】次は位置ずれ量未知の回折格子対の計測で
ある。位置ずれ量未知の回折格子対の計測時の位相信号
ＰＳに対するディレイラインＤＬの遅延量は、位置ずれ
量既知の回折格子対を計測した際のコントロール信号Ｃ
Ｓの値を演算回路５３で保持し、位相信号ＰＳの遅延量
を固定して決定される。位相検波器５１は増幅基準信号
ＳＳＧ及び増幅位相信号ＰＳＧを取り込み、増幅基準信
号ＳＳＧと増幅位相信号ＰＳＧの位相差量を位相検波器
５１からの出力信号ＯＳ（直流電圧）に換算して出力す
る。
ある。位置ずれ量未知の回折格子対の計測時の位相信号
ＰＳに対するディレイラインＤＬの遅延量は、位置ずれ
量既知の回折格子対を計測した際のコントロール信号Ｃ
Ｓの値を演算回路５３で保持し、位相信号ＰＳの遅延量
を固定して決定される。位相検波器５１は増幅基準信号
ＳＳＧ及び増幅位相信号ＰＳＧを取り込み、増幅基準信
号ＳＳＧと増幅位相信号ＰＳＧの位相差量を位相検波器
５１からの出力信号ＯＳ（直流電圧）に換算して出力す
る。
【００３４】次いで位相検波器５１からの出力信号ＯＳ
は演算回路５３に取り込まれ、位置ずれ量未知の回折格
子対のずれ量が算出される。
は演算回路５３に取り込まれ、位置ずれ量未知の回折格
子対のずれ量が算出される。
【００３５】このように予め位置ずれ量なしの回折格子
対を計測して、位相検波器５１の出力信号ＯＳでディレ
イラインＤＬを操作し、回折格子群の回転によって生じ
る位相差量を除去すれば、位置ずれ量未知の回折格子対
のずれの計測を−１８０°〜１８０°のダイナミックレ
ンジを確保して行うことができる。
対を計測して、位相検波器５１の出力信号ＯＳでディレ
イラインＤＬを操作し、回折格子群の回転によって生じ
る位相差量を除去すれば、位置ずれ量未知の回折格子対
のずれの計測を−１８０°〜１８０°のダイナミックレ
ンジを確保して行うことができる。
【００３６】また別の実施例としてディレイラインＤＬ
を信号ＳＳ側に入れ、信号ＰＳを増幅器ＡＭＰ２から直
接位相検波器５１に入力するという、図１の逆の構成も
可能である。
を信号ＳＳ側に入れ、信号ＰＳを増幅器ＡＭＰ２から直
接位相検波器５１に入力するという、図１の逆の構成も
可能である。
【００３７】図４は本発明の実施例２の要部ブロック図
である。実施例１と同じ部材については同一の符号がナ
ンバリングされている。本実施例はディレイラインＤＬ
１、ＤＬ２を増幅器ＡＭＰ１、ＡＭＰ２の双方の出力に
設けたことが特長である。
である。実施例１と同じ部材については同一の符号がナ
ンバリングされている。本実施例はディレイラインＤＬ
１、ＤＬ２を増幅器ＡＭＰ１、ＡＭＰ２の双方の出力に
設けたことが特長である。
【００３８】従って演算回路５３は基準信号ＳＳと位相
信号ＰＳの両方の位相をコントロールすることができ
る。この結果、実施例１で３６０°位相をコントロール
しなければならなかったディレイラインＤＬは、本実施
例の場合、各ディレイラインＤＬ１，ＤＬ２で１８０°
位相をコントロールすればよい。位相差量を微調整する
ことができるために、リニアリティから生じる誤差を軽
減することができる。
信号ＰＳの両方の位相をコントロールすることができ
る。この結果、実施例１で３６０°位相をコントロール
しなければならなかったディレイラインＤＬは、本実施
例の場合、各ディレイラインＤＬ１，ＤＬ２で１８０°
位相をコントロールすればよい。位相差量を微調整する
ことができるために、リニアリティから生じる誤差を軽
減することができる。
【００３９】図５は本発明の実施例３のオフセット較正
手段を有するブロック図である。実施例１，２と同じ部
材については同一の符号がナンバリングされている。
手段を有するブロック図である。実施例１，２と同じ部
材については同一の符号がナンバリングされている。
【００４０】本実施例はディレイラインを設ける代わり
に機械的に位相差量を除去するもので、演算回路５３は
位相検波器５１の出力ＯＳよりθステージドライバ５４
を介してθステージ５５を回転させ、位置ずれ量なしの
回折格子対計測時発生する位相差量を除去する。
に機械的に位相差量を除去するもので、演算回路５３は
位相検波器５１の出力ＯＳよりθステージドライバ５４
を介してθステージ５５を回転させ、位置ずれ量なしの
回折格子対計測時発生する位相差量を除去する。
【００４１】実施例１，２では位置ずれ量なしの回折格
子対の計測時、回転にともなう位相差量を電気的にディ
レイラインを調整回路５２に設けて除去し、位置ずれ量
未知の回折格子対計測時のダイナミックレンジを確保し
た。
子対の計測時、回転にともなう位相差量を電気的にディ
レイラインを調整回路５２に設けて除去し、位置ずれ量
未知の回折格子対計測時のダイナミックレンジを確保し
た。
【００４２】これに対し、本実施例はθステージ５５上
に配置したウエハの位置ずれ量なしの回折格子対につい
て、まず基準信号ＳＳと位相信号ＰＳの位相差を検出
し、該回折格子対の回転をモニタする。
に配置したウエハの位置ずれ量なしの回折格子対につい
て、まず基準信号ＳＳと位相信号ＰＳの位相差を検出
し、該回折格子対の回転をモニタする。
【００４３】次いで検出された位相差量をもとにθステ
ージ５５を回転させて、回折格子対の回転を機械的に直
接駆動補正し、位置ずれ量未知の回折格子対の計測時の
ダイナミックレンジを確保することを特長としている。
従ってこの時、位置ずれ量なしの回折格子対は位相差量
が０に補正されるていることになる。
ージ５５を回転させて、回折格子対の回転を機械的に直
接駆動補正し、位置ずれ量未知の回折格子対の計測時の
ダイナミックレンジを確保することを特長としている。
従ってこの時、位置ずれ量なしの回折格子対は位相差量
が０に補正されるていることになる。
【００４４】系の動作は以下のとうりである。まず位置
ずれ量なしの回折格子対の計測が行われ、回転によって
生じる回折格子対の位相差量が基準信号ＳＳと位相信号
ＰＳの位相差として位相検波器５１により検出され、出
力信号ＯＳが演算回路５３に出力される。演算回路５３
はＯＳより前記位置ずれ量なしの回折格子対の回転量を
算出し、該回折格子対の回転量を０にするようθステー
ジドライバ５４へ制御信号ＣＳ３を出力する。
ずれ量なしの回折格子対の計測が行われ、回転によって
生じる回折格子対の位相差量が基準信号ＳＳと位相信号
ＰＳの位相差として位相検波器５１により検出され、出
力信号ＯＳが演算回路５３に出力される。演算回路５３
はＯＳより前記位置ずれ量なしの回折格子対の回転量を
算出し、該回折格子対の回転量を０にするようθステー
ジドライバ５４へ制御信号ＣＳ３を出力する。
【００４５】θステージドライバ５４は制御信号ＣＳ３
により該回折格子対の回転量が０になるようθステージ
５５を回転させる。この時、θステージ５５の回転によ
り生じたｘｙ座標のずれは回転量に応じて補正し位置合
せを行う。回転させた後に前実施例と同様に再チェック
が行われ、位置ずれ量なしの回折格子対の回転によって
生じるずれが基準信号ＳＳと位相信号ＰＳの位相差とし
て位相検波器５１により検出される。
により該回折格子対の回転量が０になるようθステージ
５５を回転させる。この時、θステージ５５の回転によ
り生じたｘｙ座標のずれは回転量に応じて補正し位置合
せを行う。回転させた後に前実施例と同様に再チェック
が行われ、位置ずれ量なしの回折格子対の回転によって
生じるずれが基準信号ＳＳと位相信号ＰＳの位相差とし
て位相検波器５１により検出される。
【００４６】このようにして得られた位相検波器５１か
らの出力信号ＯＳから演算回路５３より位相差量が検出
される。その際、位相検波器５１からの出力信号ＯＳが
０［Ｖ］付近、即ち、位相信号と基準信号の位相差がほ
ぼ０になっていることが演算回路５３で確認される。
らの出力信号ＯＳから演算回路５３より位相差量が検出
される。その際、位相検波器５１からの出力信号ＯＳが
０［Ｖ］付近、即ち、位相信号と基準信号の位相差がほ
ぼ０になっていることが演算回路５３で確認される。
【００４７】上記手順が終了した後、位置ずれ量未知の
回折格子対の計測に入る。
回折格子対の計測に入る。
【００４８】本発明は精度上最も問題となる回転による
誤差の除去を目的としているため、位置ずれ量未知の回
折格子対を計測する際にθステージ５５が回転しないよ
うに制御する必要がある。このため、θステージの制御
信号ＣＳ４は演算回路５３により制御される。位相検波
器５１は前記実施例と同じく、増幅基準信号ＳＳＧ及び
増幅位相信号ＰＳＧを取り込んで、増幅基準信号ＳＳＧ
と増幅位相信号ＰＳＧの位相差量を出力信号ＯＳ（直流
信号）として出力する。次いで演算回路５３がその位相
検波器５１からの出力信号ＯＳを取り込み、位置ずれ量
未知の回折格子対の位置ずれ量を算出する。
誤差の除去を目的としているため、位置ずれ量未知の回
折格子対を計測する際にθステージ５５が回転しないよ
うに制御する必要がある。このため、θステージの制御
信号ＣＳ４は演算回路５３により制御される。位相検波
器５１は前記実施例と同じく、増幅基準信号ＳＳＧ及び
増幅位相信号ＰＳＧを取り込んで、増幅基準信号ＳＳＧ
と増幅位相信号ＰＳＧの位相差量を出力信号ＯＳ（直流
信号）として出力する。次いで演算回路５３がその位相
検波器５１からの出力信号ＯＳを取り込み、位置ずれ量
未知の回折格子対の位置ずれ量を算出する。
【００４９】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明は位置ず
れ量なしの回折格子対を利用して、検出対象である回折
格子対の回転に伴う誤差をハード的に補正し、広いダイ
ナミックレンジで高精度な計測を可能とした。本発明の
ようにハードウェアでゼロに設定できる計測系を構成す
ることにより、ソフト開発への不当な負担を軽減でき
る。
れ量なしの回折格子対を利用して、検出対象である回折
格子対の回転に伴う誤差をハード的に補正し、広いダイ
ナミックレンジで高精度な計測を可能とした。本発明の
ようにハードウェアでゼロに設定できる計測系を構成す
ることにより、ソフト開発への不当な負担を軽減でき
る。
【００５０】また、位置ずれ量なしの回折格子対計測に
よる位相差量を０にしているため、位置ずれ量未知の回
折格子対の計測結果をオフセットなしに求めることがで
きてデバッグの効率が向上し、ソフト自体の信頼性も向
上する。
よる位相差量を０にしているため、位置ずれ量未知の回
折格子対の計測結果をオフセットなしに求めることがで
きてデバッグの効率が向上し、ソフト自体の信頼性も向
上する。
【００５１】一方、位相検波器の製品ごとのリニアリテ
ィのばらつき、或は、位相検波器に使用されている素子
の経時変化によるリニアリティの変化の影響による計測
誤差も低減できるという効果がある。
ィのばらつき、或は、位相検波器に使用されている素子
の経時変化によるリニアリティの変化の影響による計測
誤差も低減できるという効果がある。
【図１】 本発明の実施例１の計測系の構成を示す図
【図２】 光ヘテロダインのビート信号
【図３】 計測フローを示す図
【図４】 本発明の実施例２の計測系の構成を示す図
【図５】 本発明の実施例３の装置の構成を示す図
【図６】 位相信号と基準信号の位相差と位相検波器の
出力電圧
出力電圧
【図７】 リニアリティの変化が計測値に与える影響の
説明図
説明図
【図８】 従来の位置ずれ検出装置
【図９】 従来の位置ずれ検出装置の回折格子対と計測
光束の説明図
光束の説明図
【図１０】従来の位置ずれ検出装置の検出制御回路の構
成図
成図
１ ステージ
２ ウエハ
３ 対物レンズ
４ 絞り
６ 光電変換素子列
１１ レーザ
１３ 分路器
１４，１８ 超音波変調素子
２５ 位置ずれ検出制御回路
５１ 位相検波器
５２ 調整回路
５３ 演算回路
５４ θステージドライバ
５５ θステージ
ＳＳ 基準信号
ＰＳ 位相信号
ＳＳＧ 増幅基準信号
ＰＳＧ 増幅位相信号
ＤＬ ディレイライン
ＯＳ 位相検波器出力信号
ＣＳ ディレイラインＤＬのコントロール信号
ＣＳ３ θステージドライバの制御信号
ＣＳ４ θステージの制御信号
ＡＭＰ 増幅器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭62−56818（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−90006（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−148809（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−293223（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−130612（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 11/00 - 11/30
Claims (14)
- 【請求項１】 位置ずれ計測マーク対を利用して位置ず
れ量を計測する計測方法であり、位置ずれ量なしの第１
の位置ずれ計測マーク対を参照マーク対として計測対象
となる第２の位置ずれ計測マーク対に対して配置し、該
第１の位置ずれ計測マーク対の計測値が０となるように
計測系を較正した後、前記第２の位置ずれ計測マーク対
の計測を行う計測方法において、前記第１，第２の位置
ずれ計測マーク対が回折格子対であり、前記第１、第２
の位置ずれ計測マーク対に対して可干渉光を照射し、光
ヘテロダイン干渉をさせてビート信号を発生させてお
り、前記第１の位置ずれ計測マーク対から発生する第１
及び第２のビート信号の位相差を位相検波器により検出
し、該位相差を較正した後、前記第２の位置ずれ計測マ
ーク対から発生する第３及び第４のビート信号の位相差
を位相検波器により検出することで前記第２の位置ずれ
計測マーク対の位置ずれ量を計測することを特徴とする
位置ずれ計測方法。 - 【請求項２】 前記第１の位置ずれ計測マーク対から発
生する第１及び第２のビート信号の位相差を、前記第
１、第２のビート信号の少なくとも一方の位相を制御す
ることによって位相差を校正することを特徴とする請求
項１の位置ずれ計測方法。 - 【請求項３】 前記第１、第２のビート信号の少なくと
も一方の位相をディレイラインに制御することにより前
記位相制御を行うことを特徴とする請求項２の位置ずれ
計測方法。 - 【請求項４】 前記第１の位置ずれ計測マーク対から発
生する第１及び第２のビート信号の位相差を、前記第１
の位置ずれ計測マーク対の形成されている物体を機械的
に回転することによって校正することを特徴とする請求
項１の位置ずれ計測方法。 - 【請求項５】 前記第１及び第２の位置ずれ計測マーク
は半導体製造用露光装置によりウエハ上に露光転写され
ているマークであることを特徴とする請求項１、２、３
又は４の位置ずれ計測方法。 - 【請求項６】 位置ずれ計測マーク対を利用して位置ず
れ量を計測する計測装置であり、位置ずれ量なしの第１
の位置ずれ計測マーク対を参照マーク対とし て計測対象
となる第２の位置ずれ計測マーク対に対して配置し、該
第１の位置ずれ計測マーク対の計測値が０となるように
計測系を較正した後、前記第２の位置ずれ計測マーク対
の計測を行う計測装置において、前記第１，第２の位置
ずれ計測マーク対が回折格子対であり、前記第１、第２
の位置ずれ計測マーク対に対して可干渉光を照射し、光
ヘテロダイン干渉をさせてビート信号を発生させ、前記
第１の位置ずれ計測マーク対から発生する第１及び第２
のビート信号の位相差を位相検波器により検出し、該位
相差を較正した後、前記第２の位置ずれ計測マーク対か
ら発生する第３及び第４のビート信号の位相差を位相検
波器により検出することで前記第２の位置ずれ計測マー
ク対の位置ずれ量を計測することを特徴とする計測装
置。 - 【請求項７】 前記第１，第２のビート信号の少なくと
も一方の位相を制御することによって位相差を校正する
ことを特徴とする請求項６の計測装置。 - 【請求項８】 前記第１の位置ずれ計測マーク対から発
生する第１及び第２のビート信号の位相差を、前記第
１，第２のビート信号の少なくとも一方の位相をディレ
イラインにより制御することにより前記位相の制御を行
うことを特徴とする請求項７の計測装置。 - 【請求項９】 前記第１の位置ずれ計測マーク対から発
生する第１及び第２のビート信号の位相差を、前記第１
の位置ずれ計測マーク対の形成されている物体を機械的
に回転することによって校正することを特徴とする請求
項６の計測装置。 - 【請求項１０】 前記第１及び第２の位置ずれ計測マー
クは半導体製造用露光装置によりウエハ上に露光転写さ
れているマークであることを特徴とする請求項６、７、
８又は９の計測装置。 - 【請求項１１】 第１の露光によりウエハ上に形成され
た第１の回折格子対と第２の露光によりウエハ上に形成
された第２の回折格子対からなる２組の回折格子対に対
し照射されたコヒーレント光による光ヘテロダイン干渉
によるビート信号の位相差を用いて前記第１の回折格子
対に対する前記第２の回折格子対の位置ずれを測定する
位置ずれ測定装置において、 第１の回折格子対から発生する第１のビート信号と第２
のビート信号の位相差 量を検出し較正する為のオフセッ
ト量較正手段を有し、 前記第２の回折格子対から発生する第３のビート信号
と、第４のビート信号の位相差量を前記オフセット量較
正手段により較正し前記位置ずれ量を測定することを特
徴とする位置ずれ測定装置。 - 【請求項１２】 前記オフセット量は前記第１の回折格
子対と前記前記コヒーレント光による干渉縞の相対的な
回転により発生する測定誤差量であることを特徴とする
請求項１１の位置ずれ測定装置。 - 【請求項１３】 前記位相差量の補正をディレイライン
を用いて行うことを特徴とする請求項１１の位置ずれ測
定装置。 - 【請求項１４】 前記位相差量の補正を、前記コヒーレ
ント光により前記回折格子対に照射される干渉縞と前記
回折格子対を相対的に回転することにより行うことを特
徴とする請求項１１の位置ずれ測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33934493A JP3420314B2 (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | 位置ずれ計測方法及びそれを用いた計測装置 |
| US08/353,236 US5498878A (en) | 1993-12-03 | 1994-12-02 | Method and apparatus for detecting positional deviation by using diffraction gratings with a compensation delay determining unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33934493A JP3420314B2 (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | 位置ずれ計測方法及びそれを用いた計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07159124A JPH07159124A (ja) | 1995-06-23 |
| JP3420314B2 true JP3420314B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=18326565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33934493A Expired - Fee Related JP3420314B2 (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | 位置ずれ計測方法及びそれを用いた計測装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5498878A (ja) |
| JP (1) | JP3420314B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3391940B2 (ja) * | 1995-06-26 | 2003-03-31 | キヤノン株式会社 | 照明装置及び露光装置 |
| US5751404A (en) * | 1995-07-24 | 1998-05-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus and method wherein alignment is carried out by comparing marks which are incident on both reticle stage and wafer stage reference plates |
| JP3437352B2 (ja) | 1995-10-02 | 2003-08-18 | キヤノン株式会社 | 照明光学系及び光源装置 |
| JP3428829B2 (ja) * | 1996-08-27 | 2003-07-22 | キヤノン株式会社 | 位置合わせ方法及びそれを用いた投影露光装置 |
| JP4579376B2 (ja) | 2000-06-19 | 2010-11-10 | キヤノン株式会社 | 露光装置およびデバイス製造方法 |
| US6462818B1 (en) * | 2000-06-22 | 2002-10-08 | Kla-Tencor Corporation | Overlay alignment mark design |
| CN108700819B (zh) | 2015-12-23 | 2020-11-10 | Asml荷兰有限公司 | 光刻设备和用于执行测量的方法 |
| JP6553817B2 (ja) * | 2016-01-19 | 2019-07-31 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 位置センシング機構、そのような機構を含むリソグラフィ装置、位置センシング方法、及びデバイス製造方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0715368B2 (ja) * | 1985-09-05 | 1995-02-22 | 株式会社ニコン | 位置ずれ検出装置 |
| US4710026A (en) * | 1985-03-22 | 1987-12-01 | Nippon Kogaku K. K. | Position detection apparatus |
| US5070250A (en) * | 1989-02-28 | 1991-12-03 | Nikon Corporation | Position detection apparatus with adjustable beam and interference fringe positions |
| EP0449582B1 (en) * | 1990-03-27 | 2009-10-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Measuring method and apparatus |
| JP2890882B2 (ja) * | 1990-04-06 | 1999-05-17 | キヤノン株式会社 | 位置付け方法、半導体デバイスの製造方法及びそれを用いた投影露光装置 |
| JP3109852B2 (ja) * | 1991-04-16 | 2000-11-20 | キヤノン株式会社 | 投影露光装置 |
| US5432603A (en) * | 1992-11-20 | 1995-07-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical heterodyne interference measuring apparatus and method, and exposing apparatus and device manufacturing method using the same, in which a phase difference between beat signals is detected |
-
1993
- 1993-12-03 JP JP33934493A patent/JP3420314B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-12-02 US US08/353,236 patent/US5498878A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07159124A (ja) | 1995-06-23 |
| US5498878A (en) | 1996-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5721607A (en) | Alignment method and apparatus | |
| JP3352249B2 (ja) | 位置ずれ検出装置 | |
| JPH0391917A (ja) | 位置合わせ方法及び露光装置 | |
| JP3244769B2 (ja) | 測定方法及び測定装置 | |
| JP3420314B2 (ja) | 位置ずれ計測方法及びそれを用いた計測装置 | |
| JP3548298B2 (ja) | 位置ずれ計測方法及びそれを用いた位置ずれ計測装置 | |
| US11215512B2 (en) | Light intensity fluctuation-insensitive projection objective wave aberration detection device and detection method thereof | |
| US11592755B2 (en) | Enhancing performance of overlay metrology | |
| JPH0794969B2 (ja) | 位置合せ方法及びその装置 | |
| JPS6256818A (ja) | 位置ずれ検出装置 | |
| JPH0575044B2 (ja) | ||
| JP3335868B2 (ja) | 光学式位置測定器を搭載した露光装置 | |
| JP3382389B2 (ja) | 位置ずれ検出方法及びそれを用いた位置ずれ検出装置 | |
| JP2514699B2 (ja) | 回折格子による位置ずれ検出方法および位置ずれ検出装置 | |
| JP2539047B2 (ja) | 位置合せ方法 | |
| JP2931082B2 (ja) | 微小変位測定方法およびその装置 | |
| JP3095036B2 (ja) | 回折格子を用いた位置ずれ量測定方法及びその装置 | |
| JPS63150916A (ja) | アライメント方法及びアライメント装置の校正用基板 | |
| CN111381449B (zh) | 波像差测量装置及其方法 | |
| JPH0587528A (ja) | 光ヘテロダイン干渉計測方法及び計測装置 | |
| JPH07159125A (ja) | 光ヘテロダイン計測装置及びそれを用いた光ヘテロダイン計測方法 | |
| JPH0875408A (ja) | 光ヘテロダイン干渉測定方法及び測定装置 | |
| JPH07110215A (ja) | 干渉計測装置 | |
| JPH06288710A (ja) | 回折格子を用いた位置ずれ量測定方法及びその装置 | |
| JPH0455707A (ja) | 位置測定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090418 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090418 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100418 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110418 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130418 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |