JP4389871B2 - Reference pattern extraction method and apparatus, pattern matching method and apparatus, position detection method and apparatus, exposure method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、例えば半導体素子、液晶表示素子、プラズマディスプレイ素子、薄膜磁気ヘッド等の電子デバイスを製造する際のリソグラフィー工程における露光方法に関し、特に、露光装置でウエハやレチクル等の位置決めに使用して好適な基準パターンの抽出方法とその装置、抽出した基準パターンを用いてマーク等の画像を検出するパターンマッチング方法とその装置、検出したマーク等に基づいて露光位置を検出する位置検出方法とその装置、及び、検出した位置に基づいて露光を行う露光方法とその装置に関する。 The present invention relates to an exposure method in a lithography process when manufacturing an electronic device such as a semiconductor element, a liquid crystal display element, a plasma display element, a thin film magnetic head, and the like, and particularly used for positioning a wafer, a reticle, etc. in an exposure apparatus. Preferred reference pattern extraction method and apparatus, pattern matching method and apparatus for detecting an image such as a mark using the extracted reference pattern, position detection method and apparatus for detecting an exposure position based on the detected mark and the like Further, the present invention relates to an exposure method and an apparatus for performing exposure based on a detected position.
半導体素子、液晶表示素子、プラズマディスプレイ素子、薄膜磁気ヘッド等の電子デバイスを製造する際には、露光装置を用いて、マスクやレチクル(以下、レチクルと総称する)に形成された微細なパターンの像を感光剤が塗布された半導体ウエハやガラスプレート等の基板上に繰り返し投影露光する。この際、露光装置においては、基板の位置と投影されるパターンの像の位置とを高精度に合わせる必要がある。特に半導体素子の製造においては、近年の集積度の向上に伴って形成するパターンが非常に微細になっている。従って、所望の性能を有する半導体素子を製造するためには、非常に高精度な位置合わせが要求される。 When manufacturing an electronic device such as a semiconductor element, a liquid crystal display element, a plasma display element, a thin film magnetic head, etc., a fine pattern formed on a mask or a reticle (hereinafter referred to as a reticle) using an exposure apparatus. The image is repeatedly projected and exposed onto a substrate such as a semiconductor wafer or glass plate coated with a photosensitive agent. At this time, the exposure apparatus needs to match the position of the substrate and the position of the projected pattern image with high accuracy. Particularly in the manufacture of semiconductor elements, the pattern to be formed has become very fine as the degree of integration has increased in recent years. Therefore, in order to manufacture a semiconductor device having a desired performance, alignment with very high accuracy is required.
露光装置におけるこの位置合わせは、基板やレチクルに形成されたアライメントマーク(以下、単にマークあるいはパターンと称する場合もある。)をアライメントセンサにより検出し、基板等の位置を検出し、その位置を制御することにより行う。マークの位置を検出する方法としては種々の方法が用いられているが、近年、画像処理によりマークの位置を検出するFIA(Field Image Alignment)方式のアライメントセンサが用いられるようになっている。これは、マーク付近の基板表面を撮像した信号(パターン信号、n次元信号)を画像処理して、マークの位置情報を検出する方法である。そして画像処理の一方法として、予め用意したマーク信号に対応する基準パターン(テンプレート)と撮像した画像とを照合(マッチング)することにより、マークを検出するテンプレートマッチングの方法が知られている(例えば特許文献1参照)。
ところで、そのようなテンプレートマッチングにおいては、テンプレートの生成が重要である。
通常、テンプレートは、実際のデータの中から抽出したパターンをテンプレートとして指定するか、あるいは、アライメントマーク等のテンプレートとすべき既知のパターンの情報(マークの設計データやウエハ上での配置情報等)に基づいて作成するのが一般的である。そのため、テンプレートの作成用に実際のデータが得られていない場合や得られない場合、又は、テンプレートとすべきパターンが特定されていない場合等には、テンプレートを設定することができない。そのような場合には、作業者がテンプレートを選択する方法が考えられるが、そのような方法では、ロバスト性が無い、精度が悪い、探すのが困難、作業者の個人差に性能が依存する等の問題があり適切ではない。By the way, in such template matching, generation of a template is important.
Normally, a template specifies a pattern extracted from actual data as a template, or information on a known pattern to be used as a template such as an alignment mark (mark design data, arrangement information on a wafer, etc.) It is common to create based on. Therefore, a template cannot be set when actual data is not obtained or cannot be obtained for creating a template, or when a pattern to be a template is not specified. In such a case, a method of selecting a template by an operator can be considered. However, in such a method, there is no robustness, the accuracy is low, it is difficult to search, and the performance depends on individual differences among workers. It is not appropriate due to the above problems.
また、アライメント時に撮像される基板表面の画像の範囲(観察視野)は、ウエハの投入動作に関わる誤差及びパターンの製造に係る誤差等により、常に一定の位置とはならず、所定の範囲内でばらつく。そのような条件の下で、テンプレートとするパターンは、観察視野に必ず含まれるパターンである必要がある。観察視野内にそもそもそのパターンが存在しなければ、検出することが不可能であるからである。一方で、テンプレートとするパターンは、観察視野となり得る最大の範囲(以後、観察視野最大範囲あるいは入力データ最大範囲と称する。)に唯一存在するユニークなパターンである必要がある。複数存在するパターンを検出したとしても、その位置を特定できないからである。
しかしながら、観察視野のばらつき(誤差)が大きくなると、観察視野となり得る最大範囲は広くなり、逆に観察視野に常に含まれる領域は小さくなる。場合によっては、観察視野に常に含まれる領域が存在しない場合も生じ得る。そのような状況では、テンプレートとするパターンを選定するのが難しく、あるいは困難となり、実質的にテンプレートマッチングをすることができなくなる。
テンプレートとなり得るパターンの情報を増やすためには、観察視野に常に含まれる領域を大きくする必要がある。しかしながら、そのためには観察視野として取得する領域のばらつき(誤差)を小さくする必要があり、新たな困難性が生じる。Also, the range (observation field of view) of the image of the substrate surface imaged during alignment is not always a fixed position due to errors related to the wafer loading operation and errors related to pattern manufacturing. It varies. Under such conditions, the pattern used as a template must be a pattern that is always included in the observation field. This is because if the pattern does not exist in the observation field, it cannot be detected. On the other hand, the pattern used as a template needs to be a unique pattern that exists only in the maximum range that can be an observation visual field (hereinafter referred to as an observation visual field maximum range or an input data maximum range). This is because even if a plurality of patterns are detected, their positions cannot be specified.
However, when the variation (error) of the observation visual field becomes large, the maximum range that can be the observation visual field becomes wide, and conversely, the region that is always included in the observation visual field becomes small. In some cases, a region that is always included in the observation visual field may not exist. In such a situation, it becomes difficult or difficult to select a pattern as a template, and template matching cannot be substantially performed.
In order to increase information on patterns that can be templates, it is necessary to enlarge the area that is always included in the observation field. However, for that purpose, it is necessary to reduce the variation (error) of the area acquired as the observation field of view, and new difficulty arises.
本発明の目的は、テンプレートマッチングのために有効な基準パターン(テンプレート)を適切に効率良く抽出することのできる基準パターン抽出方法とその装置を提供することにある。具体的には、観察視野に常に含まれる領域に依存せずに、観察視野最大範囲から有効な基準パターンを抽出することのできる基準パターン抽出方法とその装置を提供することにある。また、有効にテンプレートマッチングを行うことができるテンプレートを、テンプレート作成用の実際のデータを要しないで生成することのできる基準パターン抽出方法とその装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a reference pattern extraction method and apparatus capable of appropriately and efficiently extracting a reference pattern (template) effective for template matching. Specifically, an object of the present invention is to provide a reference pattern extraction method and apparatus capable of extracting an effective reference pattern from the observation visual field maximum range without depending on a region always included in the observation visual field. It is another object of the present invention to provide a reference pattern extraction method and apparatus capable of generating a template capable of effectively performing template matching without requiring actual data for template creation.
また、本発明の他の目的は、そのように抽出された有効な基準パターン(テンプレート)を用いて、適切にテンプレートマッチングを行い所望のマーク等を検出することのできるパターンマッチング方法を提供することにある。具体的には、観察視野のばらつきがある程度生じていても、本発明に関わる方法により観察視野最大範囲全域から抽出されたテンプレートを用いて、適切に所望のパターンの検出ができるパターンマッチング方法を提供することにある。また、実際のデータを要しないで作成された本発明に関わるテンプレートを用いて適切に所望のパターンの検出ができるパターンマッチング方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a pattern matching method capable of appropriately performing template matching and detecting a desired mark or the like using an effective reference pattern (template) extracted as described above. It is in. Specifically, a pattern matching method is provided that can detect a desired pattern appropriately using a template extracted from the entire observation visual field maximum range by the method according to the present invention even when the observation visual field varies to some extent. There is to do. It is another object of the present invention to provide a pattern matching method capable of appropriately detecting a desired pattern using a template according to the present invention created without requiring actual data.
また、本発明の他の目的は、そのような本発明に関わるテンプレートマッチング方法を用いて、位置決めに用いる所望のパターンを検出し、その位置を適切に検出することのできる位置検出方法とその装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、そのような本発明に関わる位置検出方法を用いて、基板等の露光位置を検出し、基板等の所望の位置に適切に露光を行うことのできる露光方法とその装置を提供することにある。Another object of the present invention is to detect a desired pattern used for positioning using such a template matching method according to the present invention, and a position detection method and apparatus capable of appropriately detecting the position. Is to provide.
Another object of the present invention is to provide an exposure method capable of detecting an exposure position of a substrate or the like using such a position detection method according to the present invention and appropriately exposing a desired position of the substrate or the like. And providing such a device.
前記目的を達成するために、本発明の基準パターン抽出方法は、物体上の所定領域(OR_Area)内に任意に配置される前記所定領域(OR_Area)よりも小さい面積を有する被計測領域(VIEW_Area)内において、ユニークな信号特徴を有する基準パターンを抽出する基準パターン抽出方法であって、前記所定領域(OR_Area)内のパターン信号情報を得る第1工程と(ステップS410)、前記第1工程で得られた前記パターン信号情報の中から、前記所定領域(OR_Area)内で前記被計測領域(VIEW_Area)が取り得る全ての位置において、各位置ごとに被計測領域(VIEW_Area)内でユニークであると認識可能であり、そのユニークさが互いに異なる複数のユニークパターンを抽出する第2工程と(ステップS430〜ステップS470)、前記第2工程で抽出された前記複数のユニークパターンの全てを、前記被計測領域(VIEW_Area)が前記所定領域(OR_Area)内で取り得る位置とは無関係に、前記基準パターンとして抽出する第3工程と(ステップS480)を有する(図11A〜図11C及び図12参照)。 In order to achieve the object, the reference pattern extraction method of the present invention provides a measurement target region (VIEW_Area) having an area smaller than the predetermined region (OR_Area) arbitrarily disposed in the predetermined region (OR_Area) on the object. A reference pattern extraction method for extracting a reference pattern having a unique signal feature in the first step of obtaining pattern signal information in the predetermined area (OR_Area) (step S410), obtained in the first step From the obtained pattern signal information, it is recognized that the measurement area (VIEW_Area) is unique in each measurement area (VIEW_Area) at every position that can be taken by the measurement area (VIEW_Area) in the predetermined area (OR_Area). Possible to extract multiple unique patterns with different uniqueness The second step (steps S430 to S470) and the position where the measured region (VIEW_Area) can take all the unique patterns extracted in the second step within the predetermined region (OR_Area) Regardless, it has a third step (step S480) for extracting as the reference pattern (see FIGS. 11A to 11C and FIG. 12).
このような基準パターン抽出方法によれば、第1工程で得たパターン信号情報に基づいて、第2工程において、例えば観察視野(VIEW_Area)となり得る最大の範囲等である所定領域(OR_Area)内において、ユニークさが互いに異なり、かつ、その所定領域(OR_Area)内に任意に配置される被計測領域(VIEW_Area)内においてもユニークであると認識されるユニークなパターンを複数抽出している。そして、第3工程において、抽出されたユニークなパターンの全てを、被計測領域(VIEW_Area)が取り得る範囲とは無関係に、基準パターン(テンプレート)として設定している。すなわち、観察視野に常に含まれる領域に依存せずに、観察視野最大範囲から複数の基準パターンを抽出している。
従って、テンプレートマッチング時等に観察視野(VIEW_Area)を設定して画像を取り込んだ場合、その観察視野(VIEW_Area)内には、設定した複数のユニークパターンのいずれかであって、観察視野内においても所定領域内においてもユニークパターンを検出することができ、このユニークパターンの位置に基づいて位置計測を適切に行うことができる。According to such a reference pattern extraction method, based on the pattern signal information obtained in the first step, in the second region, for example, in a predetermined region (OR_Area) that is the maximum range that can be an observation field of view (VIEW_Area). A plurality of unique patterns which are different from each other in uniqueness and which are recognized to be unique in the measurement target region (VIEW_Area) arbitrarily arranged in the predetermined region (OR_Area) are extracted. In the third step, all of the extracted unique patterns are set as reference patterns (templates) regardless of the range that the measurement target area (VIEW_Area) can take. That is, a plurality of reference patterns are extracted from the observation visual field maximum range without depending on the region always included in the observation visual field.
Therefore, when an image is captured by setting an observation field of view (VIEW_Area) at the time of template matching or the like, the observation field of view (VIEW_Area) includes any of a plurality of set unique patterns, and even within the observation field of view. A unique pattern can be detected even within a predetermined area, and position measurement can be appropriately performed based on the position of the unique pattern.
好適には、前記第2工程では、前記被計測領域(VIEW_Area)よりも小さい面積の特定領域(エレメント)単位で、個々の前記ユニークパターンを抽出する。
また好適には、前記第2工程では、パターン形状特徴に関する情報を前記ユニークさの指標として用いながら、前記ユニークパターンを抽出する。
また好適には、前記第2工程では、前記パターン形状特徴に関する情報に加えて、互いに異なるパターン形状特徴を有する各パターンの個数及びそれらの配置関係の少なくともいずれか一方をも前記ユニークさの指標として用いながら、前記ユニークパターンを抽出する。Preferably, in the second step, the individual unique patterns are extracted in units of specific areas (elements) having an area smaller than the measurement target area (VIEW_Area).
Preferably, in the second step, the unique pattern is extracted while using information on pattern shape characteristics as the index of uniqueness.
Preferably, in the second step, in addition to the information on the pattern shape characteristics, at least one of the number of patterns having different pattern shape characteristics and their arrangement relation is also used as the uniqueness index. The unique pattern is extracted while being used.
また好適には、前記第2工程では、互いに同一のパターン形状特徴を備えたパターンの個数及びそれらの配置関係の少なくともいずれか一方を、前記ユニークさの指標として用いながら、前記ユニークパターンを抽出する。
また好適には、前記パターン間の配置関係を前記ユニークさの指標として使用する場合には、配置関係に関する設計値情報を使用する。
また好適には、前記パターン形状特徴に関する情報を、前記所定領域(OR_Area)内のパターン信号情報に対する、個々の前記特定領域内のパターン信号情報ごとの相関演算処理又はSSDA法を用いた演算処理を行うことによって求める。
また好適には、前記パターンの形状特徴に関する情報を、個々の前記特定領域内のパターン信号情報におけるSN比、エッジの量、エントロピー量、分散値、モーメント量の内の少なくともいずれか1つの情報量を用いて求める。Preferably, in the second step, the unique pattern is extracted while using at least one of the number of patterns having the same pattern shape feature and the arrangement relationship thereof as an index of uniqueness. .
Preferably, when the arrangement relationship between the patterns is used as the index of uniqueness, design value information relating to the arrangement relationship is used.
Preferably, the information on the pattern shape feature is subjected to correlation calculation processing for each pattern signal information in the specific area or calculation processing using the SSDA method with respect to the pattern signal information in the predetermined area (OR_Area). Seek by doing.
Preferably, the information regarding the shape feature of the pattern is information amount of at least one of SN ratio, edge amount, entropy amount, variance value, and moment amount in the pattern signal information in each of the specific regions. Find using.
また好適には、前記第1工程では、前記所定領域(OR_Area)を一度に撮像可能な撮像手段を用いて、前記所定領域(OR_Area)内のパターン信号情報を求める。
また好適には、前記第1工程では、前記被計測領域(VIEW_Area)内を撮像可能な撮像手段を用い、撮像手段に対する前記物体の位置を変化させながら複数位置での前記被計測領域(VIEW_Area)内のパターン信号情報をそれぞれ求め、前記求められた複数のパターン信号情報を合成することにより、前記所定領域(OR_Area)内のパターン信号情報を求める。
また好適には、前記第1工程では、前記物体上に形成されたパターンに関する設計値情報を用いて、前記撮像手段に対する前記物体の位置決めを行う。Preferably, in the first step, pattern signal information in the predetermined area (OR_Area) is obtained using an imaging unit capable of imaging the predetermined area (OR_Area) at a time.
Further preferably, in the first step, the measurement area (VIEW_Area) at a plurality of positions is used while changing the position of the object with respect to the imaging means using an imaging means capable of imaging the measurement area (VIEW_Area). The pattern signal information in each of the predetermined areas (OR_Area) is obtained by obtaining the pattern signal information in each of them and combining the obtained plurality of pattern signal information.
Preferably, in the first step, the object is positioned with respect to the imaging unit using design value information relating to a pattern formed on the object.
また、本発明に係るパターンマッチング方法は、前述した基準パターン抽出方法により求められた前記基準パターンを用いて、前記物体上の前記被計測領域(VIEW_Area)内のパターン信号情報に対して相関演算処理を行う。
好適には、前記複数のユニークパターンの全てを順次用いて、前記被計測領域(VIEW_Area)内のパターン信号情報に対して相関演算処理を行う。In addition, the pattern matching method according to the present invention uses the reference pattern obtained by the reference pattern extraction method described above to perform correlation calculation processing on pattern signal information in the measurement target area (VIEW_Area) on the object. I do.
Preferably, the correlation calculation process is performed on the pattern signal information in the measurement target area (VIEW_Area) by sequentially using all of the plurality of unique patterns.
また、本発明に係る基準パターン抽出装置は、物体上の所定領域(OR_Area)内に任意に配置される前記所定領域(OR_Area)よりも小さい面積を有する被計測領域(VIEW_Area)内において、ユニークな信号特徴を有する基準パターンを抽出する基準パターン抽出装置であって、前記所定領域(OR_Area)内のパターン信号情報を得るパターン信号情報取得手段と、前記得られた前記パターン信号情報の中から、前記所定領域(OR_Area)内で前記被計測領域(VIEW_Area)が取り得る全ての位置において、各位置ごとに被計測領域(VIEW_Area)内でユニークであると認識可能であり、かつそのユニークさが互いに異なる複数のユニークパターンを抽出するユニークパターン抽出手段と、
前記抽出された前記複数のユニークパターンの全てを、前記被計測領域(VIEW_Area)が前記所定領域(OR_Area)内で取り得る位置とは無関係に、前記基準パターンとして抽出する基準パターン抽出手段とを有する。Further, the reference pattern extraction apparatus according to the present invention is unique in a measurement target area (VIEW_Area) having an area smaller than the predetermined area (OR_Area) arbitrarily arranged in the predetermined area (OR_Area) on the object. A reference pattern extraction apparatus for extracting a reference pattern having a signal feature, comprising: pattern signal information acquisition means for obtaining pattern signal information in the predetermined area (OR_Area); and the pattern signal information obtained from the pattern signal information. At every position that can be taken by the measurement target area (VIEW_Area) within a predetermined area (OR_Area), each position can be recognized as unique within the measurement target area (VIEW_Area), and the uniqueness is different from each other. Unique pattern extraction means for extracting multiple unique patterns ,
Reference pattern extraction means for extracting all of the extracted plurality of unique patterns as the reference pattern regardless of the position where the measurement target area (VIEW_Area) can take in the predetermined area (OR_Area). .
また、本発明に係るパターンマッチング装置は、前述した基準パターン抽出装置により求められた前記基準パターンを用いて、前記物体上の前記被計測領域(VIEW_Area)内のパターン信号情報に対して、前記複数のユニークパターンの全てを順次用いて相関演算処理を行う相関演算処理手段を有する。 Further, the pattern matching apparatus according to the present invention uses the reference pattern obtained by the reference pattern extraction apparatus described above to perform the plurality of pattern signal information on the measurement target area (VIEW_Area) on the object. A correlation calculation processing means for performing correlation calculation processing using all of the unique patterns sequentially.
また、本発明に係る他の基準パターン抽出方法は、物体上に形成された所定パターンを識別する際に使用される基準パターンを抽出する基準パターン抽出方法であって、前記物体上に形成されたパターンの形状及びその配置情報の少なくともいずれか一方に関する設計値情報を得る第1工程と、前記設計値情報をパターン信号情報に変換する第2工程と、前記パターン信号情報の中から、ユニークな信号特徴を有するユニークパターンを抽出する第3工程と、前記第3工程で抽出されたユニークパターンに基づいて前記基準パターンを決定する第4工程とを有する。 Another reference pattern extraction method according to the present invention is a reference pattern extraction method for extracting a reference pattern used for identifying a predetermined pattern formed on an object, the reference pattern extraction method being formed on the object. A unique signal among the first step of obtaining design value information relating to at least one of the shape of the pattern and its arrangement information, the second step of converting the design value information into pattern signal information, and the pattern signal information A third step of extracting a unique pattern having characteristics; and a fourth step of determining the reference pattern based on the unique pattern extracted in the third step.
このような基準パターン抽出方法によれば、第1工程で物体上に形成されたパターンに関する設計値情報を獲得し、第2工程においてその設計値情報より物体上に形成されたパターンのパターン信号データを生成している。そして、そのパターン信号データより、第3工程においてユニークなパターンを抽出し、第4工程においてこれをテンプレート(基準パターン)として設定している。このように、この基準パターン抽出方法では、実際の物体上から撮像したパターン信号データを一切使用せずに、基準パターンを生成している。また、自動的にユニークなパターン、すなわち、パターン検出領域内に単一的に存在しそのパターンを検出することにより位置が特定できるようなパターンを検出してこれをテンプレートとしている。従って、パターン信号データが得られない場合や、テンプレートとすべきパターンが明示されていない場合等においても、有効なテンプレートを適切に生成することができる。 According to such a reference pattern extraction method, design value information relating to the pattern formed on the object in the first step is obtained, and pattern signal data of the pattern formed on the object from the design value information in the second step. Is generated. Then, a unique pattern is extracted in the third step from the pattern signal data, and this is set as a template (reference pattern) in the fourth step. As described above, in this reference pattern extraction method, the reference pattern is generated without using any pattern signal data captured from an actual object. Further, a unique pattern, that is, a pattern that exists singly in the pattern detection region and whose position can be specified by detecting the pattern is automatically detected and used as a template. Therefore, an effective template can be appropriately generated even when pattern signal data cannot be obtained or when a pattern to be a template is not clearly specified.
好適には、前記第3工程では、前記パターン信号情報に対する、前記パターン信号情報内の部分パターン信号情報ごとの相関演算処理、又はSSDA法を用いた演算処理を行うことによって、前記ユニークパターンを抽出する。
また好適には、前記第3工程では、前記部分パターン信号情報から得られる領域の大きさを変更しながら前記ユニークパターンを抽出する。
また好適には、前記第4工程では、前記第3工程において前記ユニークパターンが複数抽出された場合には、前記パターン信号情報内の他のパターンに対して特徴差が最も大きいユニークパターンを前記基準パターンとして決定する。Preferably, in the third step, the unique pattern is extracted by performing correlation calculation processing for each partial pattern signal information in the pattern signal information or calculation processing using the SSDA method with respect to the pattern signal information. To do.
Preferably, in the third step, the unique pattern is extracted while changing a size of an area obtained from the partial pattern signal information.
Preferably, in the fourth step, when a plurality of the unique patterns are extracted in the third step, a unique pattern having the largest feature difference with respect to other patterns in the pattern signal information is selected. Determine as a pattern.
また、本発明に係る基準パターン抽出装置は、物体上に形成された所定パターンを識別する際に使用される基準パターンを抽出する基準パターン抽出装置であって、前記物体上に形成されたパターンの形状及びその配置情報の少なくともいずれか一方に関する設計値情報を得る設計値情報取得手段と、前記設計値情報をパターン信号情報に変換する情報変換手段と、前記パターン信号情報の中から、ユニークな信号特徴を有するユニークパターンを抽出するユニークパターン抽出手段と、前記抽出されたユニークパターンに基づいて前記基準パターンを決定する基準パターン決定手段とを有する。 A reference pattern extraction apparatus according to the present invention is a reference pattern extraction apparatus that extracts a reference pattern used when identifying a predetermined pattern formed on an object, and the reference pattern extraction apparatus is configured to extract a pattern formed on the object. A design value information acquisition means for obtaining design value information related to at least one of the shape and its arrangement information, an information conversion means for converting the design value information into pattern signal information, and a unique signal among the pattern signal information Unique pattern extraction means for extracting a unique pattern having characteristics, and reference pattern determination means for determining the reference pattern based on the extracted unique pattern.
また、本発明に係る基準パターン抽出方法は、物体上に形成された所定パターンを識別する際に使用される基準パターンを抽出する基準パターン抽出方法であって、物体上を撮像してパターン信号情報を求める第1工程と、前記物体上に形成されたパターンの形状及び配置状態の少なくともいずれか一方に関する設計値情報を得る第2工程と、前記第1工程で得られたパターン信号情報と、前記第2工程で得られた設計値情報とに基づいて、前記パターン信号情報の中の一部分を、前記基準パターンに関する情報として抽出する第3工程とを有する。 In addition, a reference pattern extraction method according to the present invention is a reference pattern extraction method for extracting a reference pattern used when identifying a predetermined pattern formed on an object. A second step of obtaining design value information related to at least one of the shape and arrangement state of the pattern formed on the object, the pattern signal information obtained in the first step, and A third step of extracting a part of the pattern signal information as information on the reference pattern based on the design value information obtained in the second step.
このような基準パターン抽出方法によれば、まず、第1工程において物体上に形成されたパターンを撮像してパターン信号データを得ている。そして、第2工程で物体上に形成されたパターンに関する設計値情報を獲得し、第3工程においてその設計値情報と撮像パターン信号データとに基づいて、基準パターンを生成している。すなわち、テンプレートとすべきパターン信号の検出や、そのパターンの領域の検出は設計値情報に基づいて行い、実際にテンプレートとすべきパターン信号を獲得する点のみ、実際の撮像データを用いている。従って、テンプレートとして実際のパターンと相関の高いパターンを設定することができる。また、設計値情報を用いた処理と適宜並列に処理を行うことができるので、効率良く、また性能を相互にチェックしたり確認するなどしながらテンプレートを設定することができ有効である。 According to such a reference pattern extraction method, first, pattern signal data is obtained by imaging a pattern formed on an object in the first step. And the design value information regarding the pattern formed on the object in the second step is acquired, and the reference pattern is generated based on the design value information and the imaging pattern signal data in the third step. That is, the detection of the pattern signal to be used as a template and the detection of the pattern area are performed based on the design value information, and actual imaging data is used only for obtaining the pattern signal to be actually used as a template. Therefore, a pattern having a high correlation with an actual pattern can be set as a template. In addition, since the process using the design value information can be performed in parallel as appropriate, it is effective to set a template efficiently and while checking and confirming the performance mutually.
好適には、前記第3工程は、前記設計値情報をパターン信号情報に変換する工程と、前記変換されたパターン信号情報の中から、ユニークな信号特徴を有する部分の位置に関するユニークパターン位置情報を求める工程と、前記ユニークパターン位置情報に基づいて、前記第1工程で得られたパターン信号情報の中の一部分を特定する工程と、前記特定された一部分を、前記基準パターンに関する情報として抽出する工程とを有する。 Preferably, the third step includes a step of converting the design value information into pattern signal information, and unique pattern position information relating to a position of a portion having a unique signal feature from the converted pattern signal information. A step of determining, a step of specifying a part of the pattern signal information obtained in the first step based on the unique pattern position information, and a step of extracting the specified portion as information relating to the reference pattern And have.
また、本発明に係る基準パターン抽出装置は、物体上に形成された所定パターンを識別する際に使用される基準パターンを抽出する基準パターン抽出装置であって、物体上を撮像してパターン信号情報を求めるパターン信号情報取得手段と、前記物体上に形成されたパターンの形状及び配置状態の少なくともいずれか一方に関する設計値情報を得る設計値情報取得手段と、前記パターン信号情報取得手段により得られたパターン信号情報と、前記設計値情報取得手段で得られた設計値情報とに基づいて、前記パターン信号情報の中の一部分を、前記基準パターンに関する情報として抽出する基準パターン抽出手段とを有する。 A reference pattern extraction apparatus according to the present invention is a reference pattern extraction apparatus that extracts a reference pattern used when identifying a predetermined pattern formed on an object, and images the object to obtain pattern signal information. Obtained by the pattern signal information obtaining means, the design value information obtaining means for obtaining the design value information related to at least one of the shape and arrangement state of the pattern formed on the object, and the pattern signal information obtaining means. Reference pattern extraction means for extracting a part of the pattern signal information as information on the reference pattern based on the pattern signal information and the design value information obtained by the design value information acquisition means.
また、本発明に係るパターンマッチング方法は、物体上の所定領域(OR_Area)内に形成された所定パターンを識別するパターンマッチング方法であって、前記基準パターンとして、互いにユニークさの異なる複数の基準パターンを用意する第1工程と、前記所定領域(OR_Area)内を撮像してパターン信号情報を求める第2工程と、前記複数の基準パターンの全てを順次用いて、前記第2工程で得られたパターン信号情報に対する相関演算処理を行う第3工程とを有する。 The pattern matching method according to the present invention is a pattern matching method for identifying a predetermined pattern formed in a predetermined region (OR_Area) on an object, and a plurality of reference patterns having different uniqueness as the reference pattern. A pattern obtained in the second step by sequentially using all of the plurality of reference patterns, a second step of obtaining pattern signal information by imaging the inside of the predetermined area (OR_Area) And a third step of performing a correlation calculation process on the signal information.
好適には、前記複数の基準パターンは、パターン形状特徴が互いに異なっている。
また好適には、前記複数の基準パターンは、特定形状を有するパターンの個数及び配置関係の少なくともいずれか一方が互いに異なっている。Preferably, the plurality of reference patterns have different pattern shape characteristics.
Preferably, the plurality of reference patterns are different from each other in at least one of the number of patterns having a specific shape and the arrangement relationship.
また、本発明に係るパターンマッチング装置は、物体上の所定領域(OR_Area)内に形成された所定パターンを識別するパターンマッチング装置であって、前記基準パターンとして、互いにユニークさの異なる複数の基準パターンを用意する基準パターン用意手段と、前記所定領域(OR_Area)内を撮像してパターン信号情報を求めるパターン信号情報取得手段と、前記複数の基準パターンの全てを順次用いて、前記得られたパターン信号情報に対する相関演算処理を行う相関演算処理手段とを有する。 The pattern matching device according to the present invention is a pattern matching device for identifying a predetermined pattern formed in a predetermined region (OR_Area) on an object, and a plurality of reference patterns having different uniqueness as the reference pattern. A reference pattern preparation means for preparing a pattern signal information acquisition means for obtaining pattern signal information by imaging the inside of the predetermined area (OR_Area), and sequentially using all of the plurality of reference patterns. And correlation calculation processing means for performing correlation calculation processing on information.
また、本発明に係る基準パターン抽出方法は、物体上に形成されたパターンを識別する際に使用する基準パターンを抽出する基準パターン抽出方法であって、前記物体上を、第1の検出倍率を持つ光学系を介して光電検出して、第1のパターン信号情報を得る第1工程と、前記第1工程で得られた前記第1のパターン信号情報に基づいて、ユニークなパターン信号特徴を有するユニークパターンが存在すると推測される前記物体上の所定領域を特定する第2工程と、前記第2工程で特定された前記所定領域を、前記第1の検出倍率よりも高倍な第2の検出倍率を持つ光学系を介して光電検出して、前記所定領域内の第2のパターン信号情報を得る第3工程と、前記第3工程で得られた前記第2のパターン信号情報に基づいて、前記基準パターンとすべき前記ユニークパターンを抽出する第4工程とを有する。 The reference pattern extraction method according to the present invention is a reference pattern extraction method for extracting a reference pattern used for identifying a pattern formed on an object, wherein a first detection magnification is set on the object. A first step of obtaining first pattern signal information by performing photoelectric detection via an optical system having a unique pattern signal feature based on the first pattern signal information obtained in the first step; A second step of specifying a predetermined region on the object that is presumed to have a unique pattern, and a second detection magnification that is higher than the first detection magnification in the predetermined region specified in the second step Based on the second pattern signal information obtained in the third step, the third step of obtaining the second pattern signal information in the predetermined region by photoelectric detection through an optical system having Standard putter And a fourth step of extracting the unique pattern should be.
また、本発明に係る基準パターン抽出装置は、物体上に形成されたパターンを識別する際に使用する基準パターンを抽出する基準パターン抽出装置であって、前記物体上を、第1の検出倍率を持つ光学系を介して光電検出して、第1のパターン信号情報を得る第1情報取得手段と、前記第1のパターン信号情報に基づいて、ユニークなパターン信号特徴を有するユニークパターンが存在すると推測される前記物体上の所定領域を特定する所定領域特定手段と、前記特定された前記所定領域を、前記第1の倍率よりも高倍な第2の検出倍率を持つ光学系を介して光電検出して、前記所定領域内の第2のパターン信号情報を得る第2情報取得手段と、前記第2のパターン信号情報に基づいて、前記基準パターンとすべき前記ユニークパターンを抽出し決定する基準パターン決定手段とを有する。 The reference pattern extraction apparatus according to the present invention is a reference pattern extraction apparatus that extracts a reference pattern used when identifying a pattern formed on an object, and the first detection magnification is set on the object. A first information acquisition means for photoelectrically detecting the first pattern signal information through an optical system, and a unique pattern having a unique pattern signal feature based on the first pattern signal information And a predetermined area specifying means for specifying a predetermined area on the object, and the specified predetermined area is photoelectrically detected via an optical system having a second detection magnification higher than the first magnification. Second information acquisition means for obtaining second pattern signal information in the predetermined area, and extracting the unique pattern to be used as the reference pattern based on the second pattern signal information. And a reference pattern determining means for determining.
また、本発明に係る基準パターン抽出方法は、物体上に形成されたパターンを識別する際に使用する基準パターンを抽出する基準パターン抽出方法であって、前記物体上の所定領域のパターン信号情報を得る第1工程と、前記第1工程で得られたパターン信号情報に基づいて、前記所定領域よりも小さい面積を有し当該所定領域内の任意の位置に配置される被計測領域に必ず含まれる特定領域に存在するパターンであって、前記所定領域内においてユニークなパターン信号特徴を有するユニークパターンを抽出し、当該抽出されたユニークパターンに基づいて前記基準パターンを決定する第2工程と、前記第2工程において前記特定領域から前記ユニークパターンが抽出できなかった場合に、前記第1工程で得られたパターン信号情報に基づいて、前記所定領域内の任意の位置に配置され、面積が前記特定領域の面積以下のパターンであって、前記所定領域内においてユニークな信号特徴を有するユニークパターンを抽出する第3工程と、前記第3工程において前記ユニークパターンが抽出された場合に、前記ユニークパターンを含むように前記特定領域が規定されるように、前記所定領域を再設定する第4工程とを有し、前記再設定された前記所定領域に対して、前記第1工程及び前記第2工程を施し、前記ユニークパターンを抽出する。 The reference pattern extraction method according to the present invention is a reference pattern extraction method for extracting a reference pattern to be used when identifying a pattern formed on an object, wherein pattern signal information of a predetermined area on the object is obtained. Based on the first step to be obtained and the pattern signal information obtained in the first step, it is necessarily included in the measurement region having an area smaller than the predetermined region and disposed at an arbitrary position in the predetermined region. A second step of extracting a unique pattern having a unique pattern signal feature in the predetermined area and determining the reference pattern based on the extracted unique pattern; Based on the pattern signal information obtained in the first step when the unique pattern cannot be extracted from the specific area in two steps. A third step of extracting a unique pattern which is arranged at an arbitrary position in the predetermined region and whose area is equal to or smaller than the area of the specific region and has a unique signal characteristic in the predetermined region; A fourth step of resetting the predetermined region so that the specific region is defined so as to include the unique pattern when the unique pattern is extracted in a third step; In addition, the first step and the second step are performed on the predetermined region, and the unique pattern is extracted.
また、本発明に係る基準パターン抽出装置は、物体上に形成されたパターンを識別する際に使用する基準パターンを抽出する基準パターン抽出装置であって、前記物体上の所定領域のパターン信号情報を得るパターン信号情報取得手段と、前記得られたパターン信号情報に基づいて、前記所定領域よりも小さい面積を有し当該所定領域内の任意の位置に配置される被計測領域に必ず含まれる特定領域に存在するパターンであって、前記所定領域内においてユニークなパターン信号特徴を有するユニークパターンを抽出し、当該抽出されたユニークパターンに基づいて前記基準パターンを決定する基準パターン決定手段と、前記基準パターン決定手段において前記特定領域から前記ユニークパターンが抽出できなかった場合に、前記パターン信号情報取得手段で得られたパターン信号情報に基づいて、前記所定領域内の任意の位置に配置され、面積が前記特定領域の面積以下のパターンであって、前記所定領域内においてユニークな信号特徴を有するユニークパターンを抽出するユニークパターン抽出手段と、前記ユニークパターン抽出手段において前記ユニークパターンが抽出された場合に、前記ユニークパターンを含むように前記特定領域が規定されるように、前記所定領域を再設定する所定領域再設定手段とを有し、前記再設定された前記所定領域に対して、前記パターン信号情報取得手段において前記パターン信号情報を取得し、前記基準パターン決定手段において前記基準パターンを決定する。 The reference pattern extraction apparatus according to the present invention is a reference pattern extraction apparatus that extracts a reference pattern used when identifying a pattern formed on an object, and is configured to obtain pattern signal information of a predetermined area on the object. A specific area that is necessarily included in a measurement area that has an area smaller than the predetermined area and is arranged at an arbitrary position in the predetermined area based on the obtained pattern signal information acquisition means and the obtained pattern signal information A reference pattern determining means for extracting a unique pattern having a unique pattern signal characteristic in the predetermined area and determining the reference pattern based on the extracted unique pattern, and the reference pattern When the determining unit cannot extract the unique pattern from the specific area, the pattern signal Based on the pattern signal information obtained by the information acquisition means, the pattern is arranged at an arbitrary position in the predetermined area and has an area equal to or smaller than the area of the specific area, and has a unique signal characteristic in the predetermined area. A unique pattern extracting means for extracting the unique pattern, and when the unique pattern is extracted by the unique pattern extracting means, the predetermined area is reconfigured so that the specific area is defined to include the unique pattern. Predetermined pattern resetting means for setting, the pattern signal information acquiring means acquires the pattern signal information for the reset predetermined area, and the reference pattern determining means determines the reference pattern To do.
また、本発明に係る基準パターン抽出方法は、物体上に形成されたパターンを識別する際に使用する基準パターンを抽出する基準パターン抽出方法であって、前記物体上の所定領域のパータン信号情報を取得し、当該取得したパターン信号情報に基づいて前記所定領域内においてユニークなパターン信号特徴を有するユニークパターンを抽出し、当該抽出されたユニークパターンに基づいて前記基準パターンを決定する第1工程と、前記第1工程において前記所定領域から前記ユニークパターンが抽出できなかった場合に、当該所定領域付近の領域であって、ユニークなパターン信号特徴を有するユニークパターンの存在する可能性の高い領域に、前記所定領域を再設定する第2工程とを有し、前記再設定された前記所定領域に対して前記第1工程を施し前記基準パターンを決定する。 The reference pattern extraction method according to the present invention is a reference pattern extraction method for extracting a reference pattern to be used when identifying a pattern formed on an object, wherein pattern signal information of a predetermined area on the object is obtained. A first step of acquiring, extracting a unique pattern having a unique pattern signal feature in the predetermined area based on the acquired pattern signal information, and determining the reference pattern based on the extracted unique pattern; If the unique pattern cannot be extracted from the predetermined area in the first step, the area near the predetermined area, and the area where the unique pattern having a unique pattern signal feature is highly likely to exist A second step of resetting the predetermined area, and the second step with respect to the reset predetermined area. Subjected to a step to determine the reference pattern.
また、本発明に係る基準パターン抽出装置は、物体上に形成されたパターンを識別する際に使用する基準パターンを抽出する基準パターン抽出装置であって、前記物体上の所定領域のパータン信号情報を取得し、当該取得したパターン信号情報に基づいて前記所定領域内においてユニークなパターン信号特徴を有するユニークパターンを抽出し、当該抽出されたユニークパターンに基づいて前記基準パターンを決定する基準パターン決定手段と、前記基準パターン決定手段において前記所定領域から前記ユニークパターンが抽出できなかった場合に、当該所定領域付近の領域であって、ユニークなパターン信号特徴を有するユニークパターンの存在する可能性の高い領域に、前記所定領域を再設定する所定領域再設定手段とを有し、前記再設定された前記所定領域に対して、前記基準パターン決定手段において再度前記基準パターンの決定を行う。 The reference pattern extraction apparatus according to the present invention is a reference pattern extraction apparatus that extracts a reference pattern used to identify a pattern formed on an object, and that is used to obtain pattern signal information of a predetermined area on the object. A reference pattern determining means for acquiring, extracting a unique pattern having a unique pattern signal feature in the predetermined area based on the acquired pattern signal information, and determining the reference pattern based on the extracted unique pattern; When the unique pattern cannot be extracted from the predetermined area in the reference pattern determining means, the area near the predetermined area, where there is a high possibility that a unique pattern having a unique pattern signal feature exists. And a predetermined area resetting means for resetting the predetermined area. To the predetermined region is performed again determination of the reference pattern in the reference pattern determining means.
また、本発明に係るパターンマッチング方法は、前述の基準パターン抽出方法により抽出された前記基準パターンを用いて、前記物体上の被計測領域(VIEW_Area)内のパターン信号情報に対して相関演算処理を行う。
また、本発明に係るパターンマッチング装置は、前述の基準パターン抽出装置により抽出された前記基準パターンを用いて、前記物体上の被計測領域(VIEW_Area)内のパターン信号情報に対して相関演算処理を行う。Further, the pattern matching method according to the present invention performs correlation calculation processing on the pattern signal information in the measurement target area (VIEW_Area) on the object using the reference pattern extracted by the above-described reference pattern extraction method. Do.
In addition, the pattern matching device according to the present invention performs correlation calculation processing on the pattern signal information in the measurement target area (VIEW_Area) on the object, using the reference pattern extracted by the reference pattern extraction device. Do.
また、本発明に係る位置検出方法は、前述のパターンマッチング方法を用いて、前記被計測領域(VIEW_Area)内における前記ユニークパターンの位置情報を求める。
また、本発明に係る位置検出装置は、前述のパターンマッチング装置を用いて、前記被計測領域(VIEW_Area)内における前記ユニークパターンの位置情報を求める位置情報検出手段を有する。The position detection method according to the present invention obtains the position information of the unique pattern in the measurement target area (VIEW_Area) using the pattern matching method described above.
The position detection apparatus according to the present invention further includes position information detection means for obtaining position information of the unique pattern in the measurement target area (VIEW_Area) using the pattern matching apparatus.
また、本発明に係る露光装置は、前述の位置検出方法を用いて前記物体としての基板上に形成されたユニークパターンの、前記物体の移動座標系上での位置情報を求め、前記位置情報に基づいて前記基板を位置合わせし、前記位置合わせされた基板上に、所定のパターンを転写露光する。
また、本発明に係る露光装置は、前記物体としての基板上に形成されたユニークパターンの、前記物体の移動座標系上での位置情報を求める前述の位置検出装置と、前記位置情報に基づいて前記基板を位置合わせする位置合わせ手段と、前記位置合わせされた基板上に、所定のパターンを転写露光する露光手段とを有する。The exposure apparatus according to the present invention obtains position information on a moving coordinate system of the object of a unique pattern formed on the substrate as the object using the position detection method described above, and uses the position information as the position information. Based on this, the substrate is aligned, and a predetermined pattern is transferred and exposed onto the aligned substrate.
Further, an exposure apparatus according to the present invention is based on the position detection apparatus described above for obtaining position information of a unique pattern formed on a substrate as the object on a moving coordinate system of the object, and the position information. Positioning means for aligning the substrate, and exposure means for transferring and exposing a predetermined pattern on the aligned substrate.
また、本発明に係る他の基準パターン抽出方法は、パターンが形成された物体上からユニークな信号特徴を有する基準パターンを抽出する基準パターン抽出方法であって、所定面積の被計測領域が配置され得る、前記被計測領域よりも広い範囲の所定領域の中でユニークな信号特徴を有する基準パターンを抽出する基準パターン抽出方法において、前記所定領域内の第1位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第1基準パターンを抽出するとともに、前記所定領域内の第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第2基準パターンを抽出する。 Another reference pattern extraction method according to the present invention is a reference pattern extraction method for extracting a reference pattern having a unique signal feature from an object on which a pattern is formed, wherein a measurement area having a predetermined area is arranged. In a reference pattern extraction method for extracting a reference pattern having a unique signal feature in a predetermined area wider than the measured area, the reference area is included in the measured area located at a first position in the predetermined area. A first reference pattern having a unique signal characteristic is extracted from the pattern to be measured, and the measurement target area is located at a second position different from the first position in the predetermined area, and is located at the first position. A unique pattern from the pattern included in the measurement area located at the second position including at least a part of the pattern different from the measurement area. Extracting the second reference pattern having a No. features.
また、本発明に係る他のパターンマッチング方法は、パターンが形成された物体上に所定面積の被計測領域を配置し、前記被計測領域に含まれるパターンから予め定めた基準パターンと一致する特定パターンを検出するパターンマッチング方法であって、前記被計測領域よりも広い範囲の所定領域の中から前記特定パターンを検出するパターンマッチング方法において、前記基準パターンとして、前記所定領域内の第1位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第1基準パターンを抽出するとともに、前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第2基準パターンを抽出し、前記物体上に前記被計測領域を設定し、前記被計測領域内の前記物体の像から前記第1基準パターン又は第2基準パターンと一致するパターンを検出する。 According to another pattern matching method of the present invention, a measurement area having a predetermined area is arranged on an object on which a pattern is formed, and a specific pattern that matches a predetermined reference pattern from patterns included in the measurement area. In the pattern matching method for detecting the specific pattern from a predetermined region in a wider range than the measurement target region, the pattern matching method for detecting the specific pattern is located at a first position in the predetermined region as the reference pattern. A first reference pattern having a unique signal characteristic is extracted from a pattern included in the measured region, and the measured region is located at a second position different from the first position in the predetermined region. And located at the second position including at least a part of the pattern different from the measurement target area located at the first position. A second reference pattern having a unique signal feature is extracted from a pattern included in the measured area, the measured area is set on the object, and the first image is obtained from the image of the object in the measured area. A pattern that matches the reference pattern or the second reference pattern is detected.
また、本発明に係る他の位置検出方法は、パターンが形成された物体の位置情報を検出する位置検出方法であって、前記物体上に所定面積の被計測領域を配置し、前記被計測領域に含まれるパターンから予め定めた基準パターンと一致する特定パターンを検出することによって前記特定パターンと前記被計測領域との相対位置情報を検出する位置検出方法において、前記基準パターンとして、前記被計測領域よりも広い範囲の所定領域内で第1位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第1基準パターンを抽出するとともに、前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第2基準パターンを抽出し、前記物体上に前記被計測領域を設定し、前記被計測領域内の前記物体の像から前記第1基準パターン又は第2基準パターンと一致する特定パターンを検出し、前記特定パターンと前記被計測領域との相対位置情報を検出する。 Another position detection method according to the present invention is a position detection method for detecting position information of an object on which a pattern is formed, wherein a measurement area having a predetermined area is arranged on the object, and the measurement area In the position detection method for detecting relative position information between the specific pattern and the measurement target region by detecting a specific pattern that matches a predetermined reference pattern from the patterns included in the pattern, the measurement target region is used as the reference pattern. A first reference pattern having a unique signal characteristic is extracted from a pattern included in the measurement target region located at the first position in a predetermined region in a wider range, and the first position in the predetermined region Includes at least a part of the measured region located at a different second position and different from the measured region located at the first position. A second reference pattern having a unique signal characteristic is extracted from a pattern included in the measurement area located at the second position, the measurement area is set on the object, and the measurement area in the measurement area is A specific pattern that matches the first reference pattern or the second reference pattern is detected from the image of the object, and relative position information between the specific pattern and the measured region is detected.
また、本発明に係る他の基準パターン抽出装置は、パターンが形成された物体上からユニークな信号特徴を有する基準パターンを抽出する基準パターン抽出装置であって、所定面積の被計測領域が配置され得る前記被計測領域よりも広い範囲の前記物体上の所定領域において、前記被計測領域が第1位置に位置する際に前記被計測領域に含まれるパターンからユニークな信号特徴を有する第1基準パターンを抽出するとともに、前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第2準パターンを抽出するユニークパターン抽出装置を有する。 Another reference pattern extraction apparatus according to the present invention is a reference pattern extraction apparatus that extracts a reference pattern having a unique signal feature from an object on which a pattern is formed, and a measurement target area having a predetermined area is arranged. A first reference pattern having a unique signal characteristic from a pattern included in the measurement area when the measurement area is located at a first position in a predetermined area on the object that is wider than the measurement area to be obtained. And at least a part of the pattern to be measured that is located at a second position different from the first position in the predetermined area and that is different from the area to be measured located at the first position. A unique pattern extraction that extracts a second quasi-pattern having a unique signal feature from a pattern included in the measurement target region located at the second position including It comprises a device.
また、本発明に係る他のパターンマッチング装置は、パターンが形成された物体上に所定面積の被計測領域を配置し、前記被計測領域に含まれるパターンから予め定めた基準パターンと一致する特定パターンを検出するパターンマッチング装置であって、前記被計測領域よりも広い範囲の所定領域の中から前記特定パターンを検出するパターンマッチング装置において、前記基準パターンとして、前記所定領域内の第1位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第1基準パターンを抽出するとともに、前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第2基準パターンを抽出するユニークパターン抽出装置と、前記物体上に前記被計測領域を設定する設定手段と、前記被計測領域内の前記物体の像から前記第1基準パターン又は第2基準パターンと一致するパターンを検出する検出手段とを有する。 Further, another pattern matching apparatus according to the present invention arranges a measurement area having a predetermined area on an object on which a pattern is formed, and a specific pattern that matches a predetermined reference pattern from the patterns included in the measurement area In the pattern matching apparatus for detecting the specific pattern from the predetermined area wider than the measurement target area, the pattern matching apparatus is located at a first position in the predetermined area as the reference pattern. A first reference pattern having a unique signal characteristic is extracted from a pattern included in the measured region, and the measured region is located at a second position different from the first position in the predetermined region. And located at the second position including at least a part of the pattern different from the measurement target area located at the first position. A unique pattern extracting device for extracting a second reference pattern having a unique signal feature from a pattern included in the measured area; a setting means for setting the measured area on the object; Detecting means for detecting a pattern matching the first reference pattern or the second reference pattern from the image of the object.
また、本発明に係る他の位置検出装置は、パターンが形成された物体上に所定面積の被計測領域を配置し、前記被計測領域に含まれるパターンから予め定めた基準パターンと一致する特定パターンを検出して、前記物体と前記被計測領域との相対位置情報を検出する位置検出装置であって、前記基準パターンとして、前記被計測領域よりも広い所定領域内において前記被計測領域が第1位置に位置する際に、前記第1位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第1基準パターンを抽出するとともに、前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第2基準パターンを抽出するユニークパターン抽出装置と、前記物体上に前記被計測領域を設定する設定手段と、前記被計測領域内の前記物体の像から前記第1基準パターン又は第2基準パターンと一致するパターンを検出し前記物体と前記被計測領域との相対位置情報を検出する検出装置とを有する。 In addition, another position detection device according to the present invention arranges a measurement area having a predetermined area on an object on which a pattern is formed, and a specific pattern that matches a predetermined reference pattern from patterns included in the measurement area The position detection apparatus detects relative position information between the object and the measurement area, and the measurement area is a first area within a predetermined area wider than the measurement area as the reference pattern. A first reference pattern having a unique signal characteristic is extracted from a pattern included in the measurement target region positioned at the first position when positioned at the position, and the first position within the predetermined region is Before being located at the second position including at least a part of the pattern to be measured which is located at a different second position and different from the area to be measured located at the first position. A unique pattern extraction device for extracting a second reference pattern having a unique signal feature from a pattern included in the measurement target area; setting means for setting the measurement target area on the object; and And a detection device that detects a pattern matching the first reference pattern or the second reference pattern from an image of the object and detects relative position information between the object and the measurement target area.
なお、本欄においては、各構成に対して、添付図面に示されている対応する構成の符号を記載したが、これはあくまでも理解を容易にするためのものであって、何ら本発明に係る手段が添付図面を参照して後述する実施の形態の態様に限定されることを示すものではない。 In this column, the reference numerals of the corresponding components shown in the attached drawings are shown for each component, but this is only for easy understanding and does not relate to the present invention. It is not intended to indicate that the means is limited to the embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、テンプレートマッチングのために有効な基準パターン(テンプレート)を適切に効率良く抽出することのできる基準パターン抽出方法とその装置を提供することができる。具体的には、観察視野に常に含まれる領域に依存せずに、観察視野最大範囲から有効な基準パターンを抽出することのできる基準パターン抽出方法とその装置を提供することができる。また、有効にテンプレートマッチングを行うことができるテンプレートを、テンプレート作成用の実際のデータを要しないで生成することのできる基準パターン抽出方法とその装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a reference pattern extraction method and apparatus capable of appropriately and efficiently extracting a reference pattern (template) effective for template matching. Specifically, it is possible to provide a reference pattern extraction method and apparatus capable of extracting an effective reference pattern from the observation visual field maximum range without depending on a region always included in the observation visual field. In addition, it is possible to provide a reference pattern extraction method and apparatus capable of generating a template capable of effectively performing template matching without requiring actual data for template creation.
また、そのように抽出された有効な基準パターン(テンプレート)を用いて、適切にテンプレートマッチングを行い所望のマーク等を検出することのできるパターンマッチング方法を提供することができる。具体的には、観察視野のばらつきがある程度生じていても、観察視野最大範囲全域から抽出されたテンプレートを用いて、適切に所望のパターンの検出ができるパターンマッチング方法を提供することができる。また、実際のデータを要しないで作成された本発明に関わるテンプレートを用いて適切に所望のパターンの検出ができるパターンマッチング方法を提供することができる。 In addition, it is possible to provide a pattern matching method that can appropriately perform template matching using a valid reference pattern (template) extracted as described above to detect a desired mark or the like. Specifically, it is possible to provide a pattern matching method capable of appropriately detecting a desired pattern using a template extracted from the entire observation visual field maximum range even if the observation visual field varies to some extent. In addition, it is possible to provide a pattern matching method capable of appropriately detecting a desired pattern using a template according to the present invention created without requiring actual data.
また、そのようなテンプレートマッチング方法を用いて、位置決めに用いる所望のパターンを検出し、その位置を適切に検出することのできる位置検出方法とその装置を提供することができる。
また、そのような位置検出方法を用いて、基板等の露光位置を検出し、基板等の所望の位置に適切に露光を行うことのできる露光方法とその装置を提供することができる。In addition, it is possible to provide a position detection method and apparatus capable of detecting a desired pattern used for positioning by using such a template matching method and appropriately detecting the position.
Further, it is possible to provide an exposure method and apparatus capable of detecting an exposure position of a substrate or the like using such a position detection method and appropriately exposing a desired position of the substrate or the like.
第1の実施の形態
本発明の第1の実施の形態について、図1〜図12を参照して説明する。
本実施の形態においては、画像処理によりウエハの所定の基準となるパターンを検出するオフアクシス方式のアライメント光学系を有する露光装置、この露光装置においてテンプレートマッチングによりアライメントを行う場合のテンプレート(基準パターン)の作成方法、及び、この露光装置におけるそのテンプレートを用いたアライメント方法等について説明する。 First Embodiment A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the present embodiment, an exposure apparatus having an off-axis alignment optical system for detecting a predetermined reference pattern of a wafer by image processing, and a template (reference pattern) when alignment is performed by template matching in this exposure apparatus Will be described, and an alignment method using the template in the exposure apparatus will be described.
まず、その露光装置の全体構成について図1〜図4を参照して説明する。
図1は、本実施の形態の露光装置100の概略構成を示す図である。
なお、以下の説明においては、図1中に示したXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係等について説明する。XYZ直交座標系は、X軸及びZ軸が紙面に対して平行となるよう設定され、Y軸が紙面に対して垂直となる方向に設定される。図中のXYZ座標系は、実際にはXY平面が水平面に平行な面に設定され、Z軸が鉛直上方向に設定される。First, the overall configuration of the exposure apparatus will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an
In the following description, the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. 1 is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. The XYZ orthogonal coordinate system is set so that the X axis and the Z axis are parallel to the paper surface, and the Y axis is set to a direction perpendicular to the paper surface. In the XYZ coordinate system in the figure, the XY plane is actually set to a plane parallel to the horizontal plane, and the Z-axis is set vertically upward.
図1に示すように、図示しない照明光学系から出射された露光光ELは、コンデンサレンズ1を介してレチクルRに形成されたパターン領域PAに均一な照度分布で照射される。露光光ELとしては、例えばg線(436nm)やi線(365nm)、又は、KrFエキシマレーザ光(248nm)、ArFエキシマレーザ光(193nm)又はF2レーザ光(157nm)等が用いられる。 As shown in FIG. 1, exposure light EL emitted from an illumination optical system (not shown) is irradiated with a uniform illuminance distribution onto a pattern area PA formed on a reticle R via a
レチクルRはレチクルステージ2上に保持され、レチクルステージ2はベース3上の2次元平面内において移動及び微小回転ができるように支持される。装置全体の動作を制御する主制御系15が、ベース3上の駆動装置4を介してレチクルステージ2の動作を制御する。このレチクルRは、その周辺に形成された図示しないレチクルアライメントマークがミラー5、対物レンズ6、マーク検出系7からなるレチクルアライメント系で検出されることによって、投影レンズPLの光軸AXに関して位置決めされる。 The reticle R is held on the reticle stage 2, and the reticle stage 2 is supported so that it can move and rotate in a two-dimensional plane on the
レチクルRのパターン領域PAを透過した露光光ELは、例えば両側(片側でもよい。)テレセントリックな投影レンズPLに入射され、ウエハ(基板)W上の各ショット領域に投影される。投影レンズPLは、露光光ELの波長に関して最良に収差補正されており、その波長のもとでレチクルRとウエハWとは互いに共役になっている。また、照明光ELは、ケラー照明であり、投影レンズPLの瞳EP内の中心に光源像として結像される。
なお、投影レンズPLはレンズ等の光学素子を複数有する。その光学素子の硝材としては露光光ELの波長に応じて石英、蛍石等の光学材料が使用される。The exposure light EL that has passed through the pattern area PA of the reticle R is incident on, for example, a telecentric projection lens PL on both sides (or one side) and projected onto each shot area on the wafer (substrate) W. The projection lens PL has the best aberration correction with respect to the wavelength of the exposure light EL, and the reticle R and the wafer W are conjugated with each other under the wavelength. The illumination light EL is Keller illumination and is formed as a light source image at the center in the pupil EP of the projection lens PL.
The projection lens PL has a plurality of optical elements such as lenses. As the glass material of the optical element, an optical material such as quartz or fluorite is used according to the wavelength of the exposure light EL.
ウエハWは、ウエハホルダー8を介してウエハステージ9上に載置される。ウエハホルダー8上には、ベースライン計測等で使用する基準マーク10が設けられている。ウエハステージ9は、投影レンズPLの光軸AXに垂直な面内でウエハWを2次元的に位置決めするXYステージ、投影レンズPLの光軸AXに平行な方向(Z方向)にウエハWを位置決めするZステージ、ウエハWを微小回転させるステージ、及び、Z軸に対する角度を変化させてXY平面に対するウエハWの傾きを調整するステージ等を有する。 The wafer W is placed on the
ウエハステージ9の上面の一端にはL字型の移動ミラー11が取り付けられ、移動ミラー11の鏡面に対向した位置にレーザ干渉計12が配置される。図1では簡略化して図示しているが、移動鏡11はX軸に垂直な反射面を有する平面鏡及びY軸に垂直な反射面を有する平面鏡より構成される。
また、レーザ干渉計12は、X軸に沿って移動鏡11にレーザビームを照射する2個のX軸用のレーザ干渉計及びY軸に沿って移動鏡11にレーザビームを照射するY軸用のレーザ干渉計より構成され、X軸用の1個のレーザ干渉計及びY軸用の1個のレーザ干渉計により、ウエハステージ9のX座標及びY座標が計測される。また、X軸用の2個のレーザ干渉計の計測値の差により、ウエハステージ9のXY平面内における回転角が計測される。An L-shaped moving
The
レーザ干渉計12により計測されたX座標、Y座標及び回転角を示す位置計測信号PDSは、ステージコントローラ13に供給される。ステージコントローラ13は、主制御系15の制御の下、この位置計測信号PDSに応じて、駆動系14を介してウエハステージ9の位置を制御する。
また、位置計測情報PDSは主制御系15へ出力される。主制御系15は、供給された位置計測信号PDSをモニターしつつ、ウエハステージ9の位置を制御する制御信号をステージコントローラ13へ出力する。
さらに、レーザ干渉系12から出力された位置計測信号PDSは後述するレーザステップアライメント(LSA)演算ユニット25へ出力される。A position measurement signal PDS indicating the X coordinate, the Y coordinate, and the rotation angle measured by the
The position measurement information PDS is output to the
Further, the position measurement signal PDS output from the
また、露光装置100は、レーザ光源16、ビーム整形光学系17、ミラー18、レンズ系19、ミラー20、ビームスプリッタ21、対物レンズ22、ミラー23、受光素子24、LSA演算ユニット25及び投影レンズPLを構成部材とするTTL方式のアライメント光学系を有する。
レーザ光源16は、例えばHe−Neレーザ等の光源であり、赤色光(例えば波長632.8nm)であってウエハW上に塗布されたフォトレジストに対して非感光性のレーザビームLBを出射する。このレーザビームLBは、シリンドリカルレンズ等を含むビーム整形光学系17を透過し、ミラー18、レンズ系19、ミラー20、ビームスプリッタ21を介して対物レンズ22に入射する。対物レンズ22を透過したレーザビームLBは、レチクルRの下方であってXY平面に対して斜め方向に設けられたミラー23で反射され、投影レンズPLの視野の周辺に光軸AXと平行に入射され、投影レンズPLの瞳EPの中心を通ってウエハWを垂直に照射する。The
The
レーザビームLBは、ビーム整形光学系17の働きで対物レンズ22と投影レンズPLとの間の光路中の空間にスリット状のスポット光SP0となって集光している。
投影レンズPLは、このスポット光SP0をウエハW上にスポットSPとして再結像する。
ミラー23は、レチクルRのパターン領域PAの周辺よりも外側で、かつ投影レンズPLの視野内にあるように固定される。従って、ウエハW上に形成されるスリット状のスポット光SPは、パターン領域PAの投影像の外側に位置する。The laser beam LB is focused as slit-shaped spot light SP0 in the space in the optical path between the
The projection lens PL re-images the spot light SP0 on the wafer W as a spot SP.
The
このスポット光SPによってウエハW上のマークを検出するには、ウエハステージ9をXY平面内においてスポット光SPに対して水平移動させる。スポット光SPがマークを相対走査すると、マークからは正反射光、散乱光、回折光等が生じ、マークとスポット光SPの相対位置により光量が変化して行く。こうした光情報は、レーザビームLBの送光路に沿って逆進し、投影レンズPL、ミラー23、対物レンズ22及びビームスプリッタ21を介して、受光素子24に達する。受光素子24の受光面は投影レンズPLの瞳EPとほぼ共役な瞳像面EP′に配置され、マークからの正反射光に対して不感領域を持ち、散乱光や回折光のみを受光する。 In order to detect the mark on the wafer W by the spot light SP, the
図2は、瞳EP(又は瞳像面EP′)上におけるウエハW上のマークからの光情報の分布を示す図である。瞳EPの中心にX軸方向にスリット状に伸びた正反射光D0の上下(Y軸方向)には、それぞれ正の1次回折光+D1、2次回折光+D2と、負の1次回折光−D1、2次回折光−D2が並び、正反射光D0の左右(X軸方向)にはマークエッジからの散乱光±Drが位置する。これは例えば特開昭61−128106号公報に詳しく述べられているので詳しい説明は省略するが、回折光±D1、±D2はマークが回折格子マークの時にのみ生じる。 FIG. 2 is a diagram showing a distribution of light information from the mark on the wafer W on the pupil EP (or the pupil image plane EP ′). Above and below (Y-axis direction) the specularly reflected light D0 extending in a slit shape in the X-axis direction at the center of the pupil EP, positive first-order diffracted light + D1, second-order diffracted light + D2, and negative first-order diffracted light -D1, respectively. The second-order diffracted light -D2 is arranged, and scattered light ± Dr from the mark edge is positioned on the left and right sides (X-axis direction) of the regular reflection light D0. This is described in detail in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-128106, and detailed description thereof is omitted. However, the diffracted light ± D1, ± D2 is generated only when the mark is a diffraction grating mark.
図2に示した分布を有するマークからの光情報を受光するために、受光素子24は、図3に示すように、瞳像面EP′内で4つの独立した受光面24a,24b,24c,24dに4分割され、受光面24a,24bが散乱光±Drを受光し、受光面24c,24dが回折光±D1、±D2を受光するように配列される。
図3は受光素子24の受光面を示す図である。なお、投影レンズPLのウエハW側の開口数(N.A.)が大きく、回折格子マークから発生する3次回折光も瞳EPを通過する場合には、受光面24c,24dはその3次回折光も受光するような大きさにするとよい。In order to receive the optical information from the mark having the distribution shown in FIG. 2, the
FIG. 3 is a view showing a light receiving surface of the
受光素子24からの各光電信号はレーザ干渉計12から出力される位置計測信号PDSとともに、LSA演算ユニット25に入力され、マーク位置の情報AP1が作られる。LSA演算ユニット25は、スポット光SPに対してウエハマークを走査した時の受光素子24からの光電信号波形を位置計測信号PDSに基づいてサンプリングして記憶し、その波形を解析することによってマークの中心がスポット光SPの中心と一致した時のウエハステージ9の座標位置として、マーク位置の情報AP1を出力する。 Each photoelectric signal from the
なお、図1に示した露光装置においては、TTL方式のアライメント系(16,17,18,19,20,21,22,23及び24)は、1組しか示していないが、紙面と直交する方向(Y軸方向)にもう1組が設けられ、同様のスポット光が投影像面内に形成される。これら2つのスポット光の長手方向の延長線は光軸AXに向かっている。
また、図1中のTTL方式のアライメント光学系の光路中に示した実線は、ウエハWとの結像関係を表し、破線は瞳EPとの共役関係を表す。In the exposure apparatus shown in FIG. 1, only one set of TTL alignment systems (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, and 24) is shown, but is orthogonal to the paper surface. Another set is provided in the direction (Y-axis direction), and similar spot light is formed in the projection image plane. The extension lines in the longitudinal direction of these two spot lights are directed toward the optical axis AX.
Further, the solid line shown in the optical path of the TTL alignment optical system in FIG. 1 represents the imaging relationship with the wafer W, and the broken line represents the conjugate relationship with the pupil EP.
また、露光装置100は、オフ・アクシス方式のアライメント光学系(以下、アライメントセンサと称する)を投影光学系PLの側方に備える。このアライメントセンサは、基板表面のアライメントマーク付近を撮像した信号(n次元信号)を信号処理(画像処理を含む)して、マークの位置情報を検出するFIA(Field Image Alignment)方式のアライメントセンサである。 The
露光装置100においては、このアライメントセンサにより、サーチアライメント計測やファインアライメント計測を行う。
サーチアライメント計測(以降では、単に「サーチアライメント」と称する場合もある)は、ウエハ上に形成されている複数個のサーチアライメント用のマークを検出し、ウエハのウエハホルダーに対する回転量やXY面内での位置ずれを検出する処理である。本実施の形態においてサーチアライメントの信号処理方法としては、予め設定した基準パターン(テンプレート)を用いて、そのテンプレートに対応する所定のパターンを検出する手法(テンプレートマッチング手法)を用いる。In the
Search alignment measurement (hereinafter sometimes simply referred to as “search alignment”) detects a plurality of search alignment marks formed on the wafer, and rotates the wafer relative to the wafer holder or in the XY plane. This is a process for detecting a positional shift at. In this embodiment, as a signal processing method for search alignment, a method (template matching method) for detecting a predetermined pattern corresponding to the template using a preset reference pattern (template) is used.
また、ファインアライメント計測(以降では、単に「ファインアライメント」と称する場合もある)は、ショット領域に対応して形成されているファインアライメント用のアライメントマークを検出し、最終的に各露光ショットの位置決めを行うための処理である。本実施の形態においてファインアライメントの画像処理方法としては、マークのエッジを抽出してその位置を検出する手法(エッジ計測手法)を用いる。
なお、サーチアライメント及びファインアライメントのいずれにおいても、その画像処理方法は本実施の形態の手法に限られるものではなく、各々、テンプレートマッチング手法でもエッジ計測手法でも、あるいはまたその他の画像処理方法であってもよい。
上記サーチアライメント計測時の観察倍率とファインアライメント計測時の観察倍率とは、互いに等しい観察倍率としてもよいし、あるいは、ファインアライメント時の倍率をサーチアライメント時の倍率よりも高倍に設定するようにしてもよい。Further, fine alignment measurement (hereinafter sometimes simply referred to as “fine alignment”) detects an alignment mark for fine alignment formed corresponding to a shot area, and finally positions each exposure shot. It is a process for performing. In the present embodiment, as an image processing method for fine alignment, a method (edge measurement method) for extracting the edge of a mark and detecting its position is used.
In both search alignment and fine alignment, the image processing method is not limited to the method of the present embodiment, and each of them is a template matching method, an edge measurement method, or another image processing method. May be.
The observation magnification at the time of search alignment measurement and the observation magnification at the time of fine alignment measurement may be equal to each other, or the magnification at the time of fine alignment may be set higher than the magnification at the time of search alignment. Also good.
このアライメントセンサは、ウエハWを照明するための照射光を出射するハロゲンランプ26、ハロゲンランプ26から出射された照明光を光ファイバー28の一端に集光するコンデンサレンズ27、及び、照明光を導波する光ファイバー28を有する。
照明光の光源としてハロゲンランプ26を用いるのは、ハロゲンランプ26から出射される照明光の波長域は500〜800nmであり、ウエハW上面に塗布されたフォトレジストを感光しない波長域であるため、及び、波長帯域が広く、ウエハW表面における反射率の波長特性の影響を軽減することができるためである。The alignment sensor includes a
The reason why the
光ファイバー28から出射された照明光は、ウエハW上に塗布されたフォトレジストの感光波長(短波長)域と赤外波長域とをカットするフィルタ29を通渦して、レンズ系30を介してハーフミラー31に達する。ハーフミラー31によって反射された照明光は、ミラー32によってX軸方向とほぼ平行に反射された後、対物レンズ33に入射し、さらに投影レンズPLの鏡筒下部の周辺に投影レンズPLの視野を遮光しないように固定されたプリズム(ミラー)34で反射されてウエハWを垂直に照射する。 The illumination light emitted from the
なお、図示を省略しているが、光ファイバー28の出射端から対物レンズ33までの光路中には、適当な照明視野絞りが対物レンズ33に関してウエハWと共役な位置に設けられる。また、対物レンズ33はテレセントリック系に設定され、その開口絞り(瞳と同じ)の面33aには、光ファイバー28の出射端の像が形成され、ケラー照明が行われる。対物レンズ33の光軸は、ウエハW上では垂直となるように定められ、マーク検出時に光軸の倒れによるマーク位置のずれが生じないようになっている。 Although not shown, an appropriate illumination field stop is provided at a position conjugate with the wafer W with respect to the
ウエハWからの反射光は、プリズム34、対物レンズ33、ミラー32、ハーフミラー31を介して、レンズ系35によって指標板36上に結像される。この指標板36は、対物レンズ33とレンズ系35とによってウエハWと共役に配置され、図4に示すように矩形の透明窓内に、X軸方向とY軸方向のそれぞれに伸びた直線状の指標マーク36a,36b,36c,36dを有する。図4は、指標板36の断面図である。従って、ウエハWのマークの像は、指標板36の透明窓36e内に結像され、このウエハWのマークの像と指標マーク36a,36b,36c,36dとは、リレー系37,39及びミラー38を介してイメージセンサ40に結像する。 The reflected light from the wafer W is imaged on the
イメージセンサ40(光電変換手段、光電変換素子)は、その撮像面に入射する像を光電信号(画像信号、画像データ、データ、信号)に変換するものであり、例えば2次元CCDが用いられる。イメージセンサ40から出力された信号(n次元信号)は、FIA演算ユニット41に、レーザ干渉計12からの位置計測信号PDSとともに入力される。 The image sensor 40 (photoelectric conversion means, photoelectric conversion element) converts an image incident on the imaging surface into a photoelectric signal (image signal, image data, data, signal). For example, a two-dimensional CCD is used. A signal (n-dimensional signal) output from the
なお、本実施の形態では、イメージセンサ40において2次元画像信号を得て、これをFIA演算ユニット41に入力し使用する。また、サーチアライメント処理の時に行うテンプレートマッチングの際には、2次元CCDで得た信号を非計測方向に積算(投影)して1次元投影信号として、計測方向への計測に使用する。
しかしながら、イメージセンサ40で得る信号やその後段の信号処理の際に処理対象とする信号の形式は、本実施の形態のこのような例に限られるものではない。テンプレートマッチングの際に、2次元画像処理を行うように構成して2次元信号を計測に用いるようにしてもよい。また、3次元画像信号を得て、3次元画像処理を行うように構成してもよい。さらに言えば、CCDの信号をn次元(nは、n≧1の整数)に展開して、例えば、n次元の余弦成分信号、n次元正弦信号、あるいはn次周波数信号等を生成し、そのn次元信号を用いて位置計測を行うものに対しても本発明は適用可能である。
なお、本明細書の説明において画像、画像信号、画像情報、パターン信号等と称する時も同様に、2次元の画像のみならず、このようなn次元信号(n次元の画像信号や、上述のごとく画像信号から展開された信号等)をも含むものとする。In the present embodiment, the
However, the format of the signal obtained by the
In the description of the present specification, the term “image”, “image signal”, “image information”, “pattern signal”, and the like are similarly applied to not only a two-dimensional image but also such an n-dimensional signal (an n-dimensional image signal or the above-described one). As well as signals developed from image signals).
FIA演算ユニット41は、入力された画像信号からアライメントマークを検出し、そのアライメントマークの指標マーク36a〜36dに対するマーク像のずれを求める。そして、位置計測信号PDSによって表されるウエハステージ9の停止位置から、ウエハWに形成されたマークの像が指標マーク36a〜36dの中心に正確に位置した時のウエハステージ9のマーク中心検出位置に関する情報AP2を出力する。 The FIA
次に、本発明に係るFIA演算ユニット41は、サーチアライメント及びファインアライメントの各アライメント処理時に、各々、所定のアライメントマーク像の位置検出及びそのずれの検出を行う。本実施の形態においては、サーチアライメントの時にはテンプレートマッチング手法を利用し、また、ファインアライメントの時にはエッジ検出処理手法を利用して、マークの位置検出及びずれの検出を行う。
なお、FIA演算ユニット41の構成及びこれらの処理については、本発明に係るサーチアライメントの処理(テンプレートマッチング処理)を中心に、次段においてより詳細に説明する。
以上、露光装置100の全体の概略の構成である。Next, the FIA
The configuration of the FIA
The overall configuration of the
FIA演算ユニット41の構成及び動作について、図5を参照して詳細に説明する。
図5は、FIA演算ユニット41の内部構成を示すブロック図である。
図5に示すように、FIA演算ユニット41は、画像信号(パターン信号)記憶部50、テンプレートデータ記憶部52、データ処理部53及び制御部54を有する。The configuration and operation of the FIA
FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of the FIA
As shown in FIG. 5, the
画像信号記憶部50は、イメージセンサ40から入力される画像信号(パターン信号)を記憶する。画像信号記憶部50には、イメージセンサ40により取り込まれた画像(パターン信号)が記憶される。 The image
テンプレートデータ記憶部52は、例えばサーチアライメントの際に行うテンプレートマッチング処理で用いるテンプレートデータを記憶する。テンプレートデータは、ウエハ上のマークを検出するために画像信号記憶部50に記憶されている画像信号(パターン信号)とパターンマッチングを行うための基準のパターンデータである。
なお、本明細書中で用いるマークとは、アライメントのために特に形成されたマークパターンの他に、回路や配線の一部であって基準パターンとして設定されたパターン等を広く含む概念である。
テンプレートデータは、露光装置100とは別の計算機システム等で作成されてテンプレートデータ記憶部52に記憶されてもよいし、アライメントセンサで撮像された画像情報(パターン信号)に基づいてFIA演算ユニット41で作成されてテンプレートデータ記憶部52に記憶されてもよい。
本発明に関わるこのテンプレート(基準パターン)の作成方法については、後に詳細に説明する。The template
In addition, the mark used in this specification is a concept that widely includes a pattern set as a reference pattern that is a part of a circuit or wiring, in addition to a mark pattern that is specifically formed for alignment.
The template data may be generated by a computer system or the like different from the
A method of creating this template (reference pattern) according to the present invention will be described in detail later.
データ処理部53は、画像信号(パターン信号)記憶部に記憶されている画像信号(パターン信号)に対してテンプレートマッチング及びエッジ検出処理等の所望の画像処理(信号処理)を行い、マークの検出、位置情報の検出、及び、ずれ情報の検出等を行う。
例えば、データ処理部53は、画像信号記憶部50に記憶される画像信号(パターン信号)とテンプレートデータ記憶部52に記憶するテンプレートとのマッチングを行い、画像信号(パターン信号)中のマークの有無を検出する。その場合データ処理部53は、検出対象のパターンの大きさに相当する探索領域で視野領域を順次走査し、各位置においてその領域の画像信号(パターン信号)とテンプレートデータとを比較照合する。そして、それらのパターン間(画像(パターン信号)間)の類似度、相関度等を評価値として検出し、類似度が所定の閾値以上の場合に、その領域にマークが存在する、すなわち、その箇所の画像(パターン信号)中にマークの像が含まれているものと判断する。
そして、最終的にデータ処理部53は、そのマークが視野内のどの位置にあるかを求める。これによって、ウエハWに形成されたマークの像が指標マーク36a〜36dの中心に正確に位置した時のウエハステージ9のマーク中心位置に関する情報AP2を得る。The
For example, the
Finally, the
制御部54は、画像信号記憶部50における画像信号の記憶及び読み出し、テンプレートデータ記憶部52におけるテンプレートデータの記憶及び読み出し、及び、データ処理部53における前述したマッチングやエッジ検出等の処理が各々適切に行われるように、FIA演算ユニット41全体の動作を制御する。 The control unit 54 appropriately stores and reads image signals in the image
次に、テンプレートデータ記憶部52に予め記憶され、前述したサーチアライメントの際のテンプレートマッチング処理で使用されるテンプレートデータの作成方法について説明する。
図6は、そのテンプレート作成処理を示すフローチャートである。
なお、以下に説明するテンプレートデータの作成処理は、露光装置100とは別の外部の計算機装置等において、図6にフローチャートを示すような、以下に説明する処理を行うプログラムを実行させることにより行うのが好適である。しかし、これに限定されるものではなく、露光装置100内で行うようにしてもよい。より具体的には、例えばFIA演算ユニット41内のデータ処理部53で行うようにしてもよい。Next, a method for creating template data stored in advance in the template
FIG. 6 is a flowchart showing the template creation process.
The template data creation process described below is performed by executing a program for performing the process described below as shown in the flowchart of FIG. 6 in an external computer apparatus or the like different from the
本実施の形態のテンプレート作成方法は、ウエハを撮像して得た画像データ(パターン信号)を用いずに、設計データよりテンプレートデータを生成する。
まず、設計値データ(設計値情報)を2次元画像(パターン信号)に変換し、そのデータを2値化し、2値画像データ(パターン信号)を生成する(ステップS110)。設計値データのほとんどは、例えば白と黒と言った二色の組み合わせで表現されているので、2値化は容易に行える。
次に、2値化された設計値データに対して、入力データの範囲を設定する(ステップS120)。サーチアライメントの際には、ウエハの投入動作に起因する誤差やパターンの製造処理に起因する誤差等により、撮像される範囲は所定の範囲内でばらつく。そのようなばらつきがあっても、必ず撮像範囲に含まれる領域を、入力データの範囲として設定するのが好ましい。撮像画像(パターン信号)中に必ず基準パターンが含まれることとなるからである。しかし、サーチアライメント時に撮像画像中に基準パターンが含まれていない場合の処理が設定してある場合には、入力データ範囲を広げることも可能である。入力データ範囲は、そのような状況に応じて任意に設定してよい。
本実施の形態においては、2値化画像(パターン信号)データ上に、例えば図7Aに示すような領域AreaIを設定する。The template creation method of the present embodiment generates template data from design data without using image data (pattern signal) obtained by imaging a wafer.
First, design value data (design value information) is converted into a two-dimensional image (pattern signal), the data is binarized, and binary image data (pattern signal) is generated (step S110). Since most of the design value data is expressed by a combination of two colors such as white and black, binarization can be easily performed.
Next, a range of input data is set for the binarized design value data (step S120). In the search alignment, the imaged range varies within a predetermined range due to an error caused by a wafer loading operation, an error caused by a pattern manufacturing process, or the like. Even if there is such a variation, it is preferable to always set an area included in the imaging range as the input data range. This is because the reference pattern is always included in the captured image (pattern signal). However, if processing is performed when a reference pattern is not included in the captured image during search alignment, the input data range can be expanded. The input data range may be arbitrarily set according to such a situation.
In the present embodiment, an area AreaI as shown in FIG. 7A is set on the binarized image (pattern signal) data, for example.
入力データ範囲を設定したら、その範囲内に、予め定められているテンプレートの大きさと同じサイズの領域を設定し、仮のテンプレート(第1の部分画像情報)とする(ステップS130)。
図7Aに示す例においては、テンプレートと同じサイズSizeTの領域AreaT(xi,yi)が入力データ範囲AreaI内に設定される。なお、(xi,yi)は、領域AreaTの基準点の座標値である(図7Aの例では、領域AreaTの左上角点の座標値)。When the input data range is set, an area having the same size as a predetermined template size is set within the range, and a temporary template (first partial image information) is set (step S130).
In the example shown in FIG. 7A, an area AreaT (xi, yi) having the same size SizeT as the template is set in the input data range AreaI. Note that (xi, yi) is the coordinate value of the reference point of the area AreaT (in the example of FIG. 7A, the coordinate value of the upper left corner point of the area AreaT).
次に、入力データ範囲の全域について、仮のテンプレートとの相関サーチ計算行い、相関値が所定の閾値を越え、なおかつピークとなる位置を検出する(ステップS140)。
すなわち、図7Bに示すように、入力データ範囲AreaIをテンプレート(仮のテンプレートAreaT)と同じサイズSizeTの窓で走査し、各位置における窓内の領域AreaS(xj、yj)の画像(パターン信号)(第2の部分画像(パターン信号)情報)と仮のテンプレートAreaT(xi,yi)の画像(パターン信号)との相関値を順次求める。そして、相関値が十分に高く、ピークとなっている領域を検出する。
この時、相関サーチ計算は、次式(1)又は次式(2)に基づいて行う。
なお、式(1)及び式(2)のいずれの式を用いるかは、場合によって使い分ける。Next, a correlation search calculation with a temporary template is performed for the entire input data range, and a position where the correlation value exceeds a predetermined threshold and reaches a peak is detected (step S140).
That is, as shown in FIG. 7B, the input data range AreaI is scanned with a window of the same size SizeT as the template (temporary template AreaT), and an image (pattern signal) of the area AreaS (xj, yj) in the window at each position. Correlation values between the (second partial image (pattern signal) information) and the image (pattern signal) of the temporary template AreaT (xi, yi) are sequentially obtained. Then, a region having a sufficiently high correlation value and a peak is detected.
At this time, the correlation search calculation is performed based on the following formula (1) or the following formula (2).
It should be noted that which one of formula (1) and formula (2) is used depends on the case.
このような仮のテンプレートの設定(ステップS130)及び相関値ピークの検出(ステップS140)を、入力データ範囲内に設定し得る全ての領域(テンプレートと同じサイズの領域)に対して行い、各領域に対する相関値ピークを示す領域を検出する(ステップS150)。
同一の仮のテンプレートに対して相関値ピークを示す領域は、各々、同一の画像、すなわち同一のパターンにより構成された領域と見ることができる。従って、相関値ピークを示す領域の検出により、同一のパターンにより構成される領域が各パターンごとに検出される。例えば、図8Aに示すように、領域AreaI中に、パターンAで構成される領域が5ヶ所、パターンBで構成される領域が2ヶ所、パターンCで構成される領域が1ヶ所存在することが検出される。Such provisional template setting (step S130) and correlation value peak detection (step S140) are performed for all regions (regions having the same size as the template) that can be set within the input data range. A region showing a correlation value peak with respect to is detected (step S150).
The regions showing the correlation value peak with respect to the same temporary template can be viewed as the same image, that is, the region constituted by the same pattern. Therefore, by detecting a region showing a correlation value peak, a region composed of the same pattern is detected for each pattern. For example, as shown in FIG. 8A, in the area AreaI, there may be five areas composed of the pattern A, two areas composed of the pattern B, and one area composed of the pattern C. Detected.
このように入力データ範囲内に存在するパターンの構成が検出されたら、その中から、実際にテンプレートとするパターンを選択する(ステップS160)。
具体的には、まず、入力データ範囲AreaI内に存在するパターンの中から、自分自身以外にピークを持たず単一的に(ユニークに)存在するパターンを検出し、すなわち、自分自身以外にピークを持たないユニークな領域AreaT(xi,yi)(=AreaS(xj、yj))を検出し、これをテンプレートとする。
例えば、図8Aに示す例においては、1ヶ所にのみ存在するパターンC(パターンCで表す領域AreaT(xi,yi)の画像データ)を、テンプレートして選択する。When the configuration of the pattern existing in the input data range is detected in this way, a pattern to be actually used as a template is selected from the pattern configuration (step S160).
Specifically, first, a pattern that does not have a peak other than itself but exists uniquely (uniquely) is detected from among the patterns that exist in the input data range AreaI. A unique area AreaT (xi, yi) (= AreaS (xj, yj)) that does not have, is detected and used as a template.
For example, in the example shown in FIG. 8A, a pattern C that exists only in one place (image data of the area AreaT (xi, yi) represented by the pattern C) is selected as a template.
ところで、自分自身以外にピークを持たない仮のテンプレートAreaT(xi,yi)が複数検出された場合には、最も相関値が高いもの(相関値ピークとして検出された自分自身)と2番目に高いもの(相関値ピークとして検出されなかった領域の中で最も相関値の高いもの)との相関値の差(特徴値の差)が、最も大きい仮のテンプレートAreaT(xi,yi)をテンプレートとして選択する。この相関値の差がSN比に相当することになるので、差が大きいほど安定したテンプレートと言うことができるからである。このことについて、図8Bを用いて具体的に説明する。 By the way, when a plurality of temporary templates AreaT (xi, yi) having no peak other than itself are detected, the highest correlation value (self detected as a correlation value peak) and the second highest The temporary template AreaT (xi, yi) with the largest correlation value difference (difference in feature values) with the one (the one with the highest correlation value among the areas not detected as correlation value peaks) is selected as the template. To do. This is because the difference between the correlation values corresponds to the SN ratio, and the larger the difference, the more stable the template can be said. This will be specifically described with reference to FIG. 8B.
例えば、図8Bに示すように、領域AreaI中に、パターンA、B,Cに加えて、パターンCと形状が似ているパターンOが存在していたとする。(この場合、パターンOは、パターンO自身に対して相関ピークとして検出されていてもいなくてもよい。)このような場合、入力データ範囲AreaI内には、パターンBとパターンCという2つのユニークなパターンが存在する。しかし、パターンCには、これに形状が類似しているパターンOが存在するため、パターンCを仮のテンプレートとした時のパターンCとパターンOに対する相関値の差は小さくなる。従って、図8Bのような場合には、パターンBをテンプレートとして選択する。 For example, as shown in FIG. 8B, it is assumed that a pattern O having a shape similar to the pattern C exists in the area AreaI in addition to the patterns A, B, and C. (In this case, the pattern O may or may not be detected as a correlation peak with respect to the pattern O itself.) In such a case, two unique patterns B and C are included in the input data range AreaI. Patterns exist. However, since there is a pattern O having a similar shape to the pattern C, the difference in correlation value between the pattern C and the pattern O when the pattern C is a temporary template is small. Therefore, in the case of FIG. 8B, the pattern B is selected as a template.
本実施の形態においては、このようにしてサーチアライメントの際のテンプレートマッチングで使用するテンプレートデータを作成する。作成したテンプレートデータは、その領域の位置情報とともに、FIA演算ユニット41のテンプレートデータ記憶部52に記憶される。
なお、前述した方法においては、設計データを変換して得られた画像データを2値化して使用したが、予めパターンの高さ方向が設計段階で複数(N個)あるとわかっている場合には、N値化するようにすればよい。
また、前述した方法においては、式(1)又は式(2)に基づいて相関値を求めたが、SSDA法等を適用してもよい。In the present embodiment, template data used in template matching at the time of search alignment is created in this way. The created template data is stored in the template
In the above-described method, the image data obtained by converting the design data is binarized and used. However, when it is known in advance that there are a plurality (N) of pattern height directions at the design stage. May be converted into an N value.
Moreover, in the method mentioned above, although the correlation value was calculated | required based on Formula (1) or Formula (2), SSDA method etc. may be applied.
また、前述した方法においては、テンプレートのサイズSizeTを予め所定のサイズとして、このサイズで仮のテンプレートを設定したり、あるいは相関値サーチを行ったりしていた。しかし、このサイズ(部分画像情報のサイズ)も可変パラメータとしてよい。すなわち、サイズの範囲、あるいは、サイズの種類を予め決めておき、その範囲内でテンプレートのサイズを順次変更する。そして、その各サイズについて入力データ範囲内を走査して前述した方法により順次仮のテンプレートを検出し、最終的に最もユニークな仮のテンプレートをテンプレートとするようにする。
このような方法によれば、テンプレートサイズも自動的に決定することができ、また、テンプレートサイズをも考慮した適切なテンプレートを検出することができる。In the above-described method, the template size SizeT is set as a predetermined size in advance, and a temporary template is set with this size, or a correlation value search is performed. However, this size (the size of the partial image information) may be a variable parameter. That is, a size range or a size type is determined in advance, and the template size is sequentially changed within the range. Then, the input data range is scanned for each size, and temporary templates are sequentially detected by the method described above, and finally the most unique temporary template is used as the template.
According to such a method, the template size can be automatically determined, and an appropriate template can be detected in consideration of the template size.
次に、本発明に係る露光装置100の動作について、図9を参照して説明する。
露光装置100においては、まず、レチクルR及びウエハWを、各々レチクルステージ2及びウエハステージ9上に搬送し、各ステージ上に載置し支持する。この際、ウエハWは、ウエハに形成されたオリエンテーション・フラット又はノッチ等を用いて、ウエハステージ9に対して位置合わせ(プリアライメント処理)をした後、ウエハホルダー8を介してウエハステージ9上に保持される(ステップS210)。Next, the operation of the
In
次に、アライメントセンサにより、ウエハホルダー8に搭載されたウエハWのウエハホルダー8に対する回転量やXYずれを求めるサーチアライメントを行う(ステップS220)。サーチアライメントにおいては、一般的には、ウエハW上の離れた複数箇所において基準パターンを検出し、その各基準パターンの位置関係に基づいてウエハの回転量やXYずれ等を求める。 Next, search alignment for obtaining the rotation amount and XY deviation of the wafer W mounted on the wafer holder 8 with respect to the wafer holder 8 is performed by the alignment sensor (step S220). In the search alignment, generally, a reference pattern is detected at a plurality of distant locations on the wafer W, and a rotation amount of the wafer, an XY deviation, and the like are obtained based on the positional relationship of each reference pattern.
サーチアライメントにおいては、まず、基準パターンの設計上の位置情報に基づいて、ウエハW上のその基準パターンを含む所定の領域の画像(視野画像、パターン信号)を取り込む(ステップS221)。
具体的には、主制御系15が、ステージコントローラ13及び駆動系14を介して、基準パターンがアライメントセンサの視野領域内に入るようにウエハステージ9を駆動する。In the search alignment, first, based on the design position information of the reference pattern, an image (view field image, pattern signal) of a predetermined region including the reference pattern on the wafer W is captured (step S221).
Specifically, the
移動処理が完了すると、アライメントセンサの照明光がウエハW上に照明される。すなわち、ハロゲンランプ26から出射された照明光が、コンデンサレンズ27によって光ファイバー28の一端に集光されて光ファイバー28内に入射される。入射された照明光は、光ファイバー28内を伝搬して他端から出射され、フィルタ29を通過して、レンズ系30を介してハーフミラー31に達する。
ハーフミラー31によって反射された照明光は、ミラー32によってX軸方向に対してほぼ水平に反射された後、対物レンズ33に入射し、さらに投影レンズPLの鏡筒下部の周辺に投影レンズPLの視野を遮光しないように固定されたプリズム34で反射されてウエハWに垂直に照射される。When the movement process is completed, the illumination light from the alignment sensor is illuminated onto the wafer W. That is, the illumination light emitted from the
The illumination light reflected by the
ウエハWからの反射光は、プリズム34、対物レンズ33、ミラー32、ハーフミラー31を介して、レンズ系35によって指標板36上に結像される。ウエハWのマークの像と指標マーク36a,36b,36c,36dとは、リレー系37,39及びミラー38を介してイメージセンサ40に結像する。
イメージセンサ40に結像した画像データは、視野領域内の画像として、FIA演算ユニット41の画像信号記憶部50に記憶される。
なお、サーチアライメント時のこの画像(パターン信号)の取り込みを、アライメントセンサの倍率を後述するファインアライメントの時よりも低倍率に設定して行った場合には、ファインアライメント時よりもウエハW上のより広い領域の画像が取り込まれることとなる。なお、通常は、検出対象の基準パターンも、後述するファインアライメント時のアライメントマークよりも大きなものが設定されている。The reflected light from the wafer W is imaged on the
The image data formed on the
If the image (pattern signal) is taken in at the time of search alignment and the magnification of the alignment sensor is set to be lower than that at the time of fine alignment described later, it is on the wafer W more than at the time of fine alignment. A wider area image is captured. Normally, a reference pattern to be detected is set larger than an alignment mark for fine alignment described later.
次に、FIA演算ユニット41のデータ処理部53は、テンプレートデータ記憶部52に記憶されているテンプレートと同じサイズの窓により画像信号記憶部50に記憶されている視野画像(パターン信号)を走査し、テンプレートデータとの照合(マッチング)を行う(ステップS222)。具体的には、走査され所定の位置に設定された窓内の画像とテンプレートデータとの相関の評価値を前述した式(1)又は式(2)により求める。そして、評価値が所定の閾値よりも大きい場合に、そのテンプレートの基準パターンがその位置に存在すると判断し、その基準パターンの位置情報を取得する。
サーチアライメントのために予め設定されたウエハW上の所定の数ヶ所の領域に対して、これら画像の取り込み(ステップS221)及びマッチング(ステップS222)の処理を各々繰り返し行う(ステップS221〜ステップS223)。
そして、数ヶ所の領域の基準パターンの位置の検出が全て終了したら(ステップS223)、その各基準パターンの位置関係に基づいて所定の演算を行い、ウエハWの回転量やXYずれ等を求める(ステップS224)。Next, the
These image capture (step S221) and matching (step S222) processing are repeatedly performed on predetermined several regions on the wafer W set in advance for search alignment (step S221 to step S223). .
When the detection of the positions of the reference patterns in several areas is completed (step S223), a predetermined calculation is performed based on the positional relationship between the reference patterns to obtain the rotation amount of the wafer W, the XY deviation, and the like ( Step S224).
サーチアライメントが終了したら、次に、アライメントセンサにより、ウエハW上の各露光ショットの位置ずれを検出するファインアライメントを行う(ステップS230)。ファインアライメントにおいては、ウエハW上の露光ショットに対応して形成されたファインアライメント用のアライメントマークを検出し、そのアライメントマークの位置を求めて、各ショット領域の回転量や位置ずれを検出する。
本実施の形態においては、検出した画像(パターン信号)の波形信号に対してエッジ計測手法による信号処理を施すことにより、アライメントマークの検出及びその位置情報の検出を行う。なお、エッジ計測手法は、例えば特開平4−65603号公報等に開示されており、その詳細な説明は省略する。When the search alignment is completed, the alignment sensor then performs fine alignment for detecting the positional deviation of each exposure shot on the wafer W (step S230). In the fine alignment, an alignment mark for fine alignment formed corresponding to the exposure shot on the wafer W is detected, the position of the alignment mark is obtained, and the rotation amount and displacement of each shot area are detected.
In this embodiment, the alignment mark is detected and its position information is detected by subjecting the waveform signal of the detected image (pattern signal) to signal processing using an edge measurement technique. Note that the edge measurement method is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-65603, and the detailed description thereof is omitted.
このファインアライメントは、ウエハW上の各ショット領域に対応して設けられたアライメントマークの全てを検出して行ってもよいし、いくつかのショット領域を選択し、その選択されたショット領域に対応するアライメントマークを検出して行ってもよい。但し、一部のショット領域に対応するアライメントマークを選択して行う場合には、後述するショット領域の位置算出の際に統計演算処理(EGA処理)を施し、各ショット領域の位置を検出することとなる。
なお、ファインアライメント時のこの画像の取り込みを、アライメントセンサの倍率を前述したサーチアライメントの時よりも高倍率に設定して行うようにしてもよい。また、検出対象のアライメントマークは、通常、前述したサーチアライメント時に用いた基準パターンよりも小さい、すなわち高精細なマークである。This fine alignment may be performed by detecting all of the alignment marks provided corresponding to each shot area on the wafer W, or selecting several shot areas and corresponding to the selected shot areas. The alignment mark to be detected may be detected. However, when selecting an alignment mark corresponding to a part of the shot area, a statistical calculation process (EGA process) is performed to calculate the position of the shot area, which will be described later, and the position of each shot area is detected. It becomes.
Note that this image capture at the time of fine alignment may be performed by setting the magnification of the alignment sensor to be higher than that at the time of the search alignment described above. In addition, the alignment mark to be detected is usually a mark that is smaller than the reference pattern used during the search alignment described above, that is, a high-definition mark.
ファインアライメントが終了したら、データ処理部53は、サーチアライメントの結果及びファインアライメントの結果に基づいて、例えばEGA処理等の処理を行い、ウエハW上の各ショット領域の位置を算出する(ステップS240)。 When the fine alignment is completed, the
ショット領域の位置が算出されたら、主制御系15は、予め管理されているベースライン量及び算出したショット領域に基づいてレチクルRとウエハWのショット領域との位置合わせを行う。そして、ショット領域にレチクルRのパターン像を正確に重ね合わせ、露光を行う(ステップS250)。 After the position of the shot area is calculated, the
このように、本実施の形態によれば、設計データを2次元画像データ(パターン信号)に変換し、得られた画像データ(パターン信号)よりユニークなパターンを抽出してテンプレート作成領域を特定し、さらにその領域の画像データ(パターン信号)を抽出してテンプレートを生成している。従って、実際のデータが得られない場合や、テンプレートとすべきマークが形成されてない場合等においても、有効なテンプレートを生成することができる。また、このテンプレートを用いて、適切にテンプレートマッチングやサーチアライメントを行うことができる。
また、このテンプレートは、設計データから自動的に生成することができる。従って、オペレータの負荷を軽減することができる。
また、設計データからテンプレートを生成しているので、ウエハ製造前にテンプレートを作成することができ、露光処理を効率良く行うことができる。As described above, according to this embodiment, design data is converted into two-dimensional image data (pattern signal), a unique pattern is extracted from the obtained image data (pattern signal), and a template creation area is specified. Further, the image data (pattern signal) of the area is extracted to generate a template. Therefore, an effective template can be generated even when actual data cannot be obtained or when a mark to be a template is not formed. Moreover, template matching and search alignment can be appropriately performed using this template.
The template can be automatically generated from the design data. Therefore, the load on the operator can be reduced.
Further, since the template is generated from the design data, the template can be created before manufacturing the wafer, and the exposure process can be performed efficiently.
なお、本実施の形態においては、サーチアライメントの際のテンプレートマッチングにおいて使用するテンプレートを作成する方法を例示したが、ファインアライメントの際にテンプレートマッチングを行う場合のテンプレート作成にも適用可能である。 In the present embodiment, a method of creating a template to be used in template matching at the time of search alignment is exemplified, but the present invention can also be applied to template creation when template matching is performed at the time of fine alignment.
第2の実施の形態
前述した第1の実施の形態においては、設計値データから基準パターン(テンプレート)を作成する領域を特定し、設計値データを変換して生成した2次元画像(パターン信号)データのその領域の画像(パターン信号)データよりテンプレートを生成した。しかしこの方法は、実際に製造されたウエハの画像(パターン信号)データが存在する場合にも適用可能であり有効である。実際に製造されたウエハのデータが存在する場合の同様の方法によるテンプレート生成方法について、本発明の第2の実施の形態として説明する。
なお、本実施の形態において、露光装置の構成、及び、サーチアライメント時のテンプレートマッチングを含む一連の露光処理の方法は、第1の実施の形態と同一である。従って、その説明は省略する。また、露光装置の構成を参照する場合には、第1の実施の形態で使用した符号と同一の符号を用いる。 Second Embodiment In the first embodiment described above, a two-dimensional image (pattern signal) generated by specifying a region for creating a reference pattern (template) from design value data and converting the design value data. A template was generated from image (pattern signal) data in that region of the data. However, this method is applicable and effective even when image (pattern signal) data of an actually manufactured wafer exists. A template generation method based on a similar method in the case where actually manufactured wafer data exists will be described as a second embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the configuration of the exposure apparatus and a series of exposure processing methods including template matching at the time of search alignment are the same as those in the first embodiment. Therefore, the description is omitted. Further, when referring to the configuration of the exposure apparatus, the same reference numerals as those used in the first embodiment are used.
図10は、本発明の第2の実施の形態のテンプレート作成処理を示すフローチャートである。
実際の画像(パターン信号)データを用いるこの方法においては、まず、製造されたウエハ表面を撮像し、画像(パターン信号)データを得る(ステップS310)。
次に、設計値データよりユニークパターンを抽出し、その位置情報を検出する。ユニークパターンを抽出するまでの処理は、前述した第1の実施の形態の処理とほぼ同一である。
すなわち、設計値データ(設計値情報)を2次元画像(パターン信号)に変換し、2次元画像(パターン信号)データを生成する(ステップS320)。FIG. 10 is a flowchart illustrating template creation processing according to the second embodiment of this invention.
In this method using actual image (pattern signal) data, first, the manufactured wafer surface is imaged to obtain image (pattern signal) data (step S310).
Next, a unique pattern is extracted from the design value data, and its position information is detected. The processing until the unique pattern is extracted is almost the same as the processing in the first embodiment described above.
That is, design value data (design value information) is converted into a two-dimensional image (pattern signal) to generate two-dimensional image (pattern signal) data (step S320).
次に、設計値の2次元画像(パターン信号)データ上に入力データ範囲を設定する(ステップS330)。
入力データ範囲を設定したら、その範囲内に予め定められているテンプレートの大きさと同じサイズの領域を設定し、仮のテンプレートとする(ステップS340)。
次に、入力データ範囲の全域について、前述した式(1)又は式(2)に基づいて仮のテンプレートとの相関サーチ計算行い、相関値が所定の閾値を越え、なおかつピークとなる位置を検出する(ステップS350)。Next, an input data range is set on the design value two-dimensional image (pattern signal) data (step S330).
After the input data range is set, an area having the same size as the template size set in advance is set in the range to obtain a temporary template (step S340).
Next, the entire input data range is subjected to correlation search calculation with the temporary template based on the above-described formula (1) or formula (2), and the position where the correlation value exceeds the predetermined threshold and becomes a peak is detected. (Step S350).
入力データ範囲内の全域について、順次、仮のテンプレートの設定(ステップS340)及び相関値ピークの検出(ステップS350)を行い、各領域に対する相関値ピークを示す領域を検出する(ステップS360)。
ステップS320〜ステップS360の処理により入力データ範囲内に存在するパターンが検出されたら、その中から、自分自身以外にピークを持たず単一的に(ユニークに)存在するパターンを検出し、その位置情報(領域情報)を得る(ステップS370)。ユニークなパターンが複数存在する場合には、次に相関値が高いパターンとの相関値の差が最も多いパターンを検出し、その位置情報を得る。A temporary template is set (step S340) and a correlation value peak is detected (step S350) in sequence for the entire input data range, and a region indicating a correlation value peak for each region is detected (step S360).
When a pattern existing in the input data range is detected by the processing of step S320 to step S360, a pattern that does not have a peak other than itself but has a single (uniquely) is detected, and its position is detected. Information (region information) is obtained (step S370). If there are a plurality of unique patterns, the pattern having the largest correlation value difference from the pattern having the next highest correlation value is detected, and the position information is obtained.
このようにして、ユニークなパターンが存在する領域の位置情報を得たら、ステップS310で取得した実際に撮像した画像(パターン信号)データの対応する領域のパターンを抽出し、テンプレートとする(ステップS380)。
抽出されたテンプレートは、その領域の位置情報とともにFIA演算ユニット41のテンプレートデータ記憶部52に記憶され、サーチアライメントの際のテンプレートマッチングで使用される。Thus, when the position information of the area where the unique pattern exists is obtained, the pattern of the area corresponding to the actually captured image (pattern signal) data acquired in step S310 is extracted and used as a template (step S380). ).
The extracted template is stored in the template
なお、上述したテンプレート作成処理において、ステップS310のウエハを撮像し画像(パターン信号)データを取得する処理、ステップS320〜ステップS370のユニークパターンの領域を検出する処理、及び、ステップS380のテンプレートを抽出する処理は、一連の処理でなくとも、各々別個に行ってもよい。例えば、ウエハを撮像する処理及びユニークパターンの領域検出の処理は、各々別個に予め行っておいてよい。また、各処理は、露光装置100を用いて行ってもよいし、外部の計算機装置や撮像装置等を用いて行ってもよく、各々別個の装置で行ってよい。 In the template creation process described above, the process of capturing the wafer in step S310 and acquiring image (pattern signal) data, the process of detecting the unique pattern area in steps S320 to S370, and the template in step S380 are extracted. The processing to be performed may be performed separately, rather than a series of processing. For example, the process of imaging the wafer and the process of detecting the unique pattern area may be performed separately in advance. Each process may be performed using the
このように、本実施の形態のテンプレート作成方法によれば、実際のウエハの撮像画像(パターン信号)データを用いて有効なテンプレートを自動生成することができる。従って、オペレータの負荷を軽減することができる。また、実際のウエハ上に形成されるパターンと相関の高い有効なテンプレートを生成することができる。
また、テンプレートとすべきユニークパターンの領域の検出は、設計データに基づいて行っているので事前に行うことができ、テンプレート生成処理、ひいては露光処理を効率良く行うことができる。Thus, according to the template creation method of the present embodiment, an effective template can be automatically generated using actual captured image (pattern signal) data of a wafer. Therefore, the load on the operator can be reduced. In addition, an effective template having a high correlation with a pattern formed on an actual wafer can be generated.
In addition, since the detection of the unique pattern area to be used as the template is performed based on the design data, it can be performed in advance, and the template generation process, and hence the exposure process, can be performed efficiently.
第3の実施の形態
前述したように、サーチアライメントの際にアライメントセンサにより撮像される観察視野の範囲は、ウエハ投入時の位置の誤差やウエハ処理時のパターン形成位置の誤差等により変動し、一定の領域とはならない。テンプレートマッチングで用いる基準パターン(テンプレート)は、観察視野に常に含まれる範囲から抽出する必要があるが、観察視野の変動が大きい場合には、観察視野に常に含まれる領域が非常に小さくなったり存在しない状況となり、基準パターンを抽出することが不可能となる。
具体的には、例えば図11Aに示すように、観察視野をVIEW_Area、観察視野となり得る最大の範囲をOR_Area、必ず観察視野に含まれる共通領域をAND_Areaとすると、図11Bに示すように、共通領域AND_Area内にユニークなパターンBが存在している場合には、これをテンプレートとして抽出することができる。しかしながら、図11Cに示すように、共通領域AND_Area内にユニークなパターンが存在しない場合には、テンプレートを生成することができない。 Third Embodiment As described above, the range of the observation visual field imaged by the alignment sensor at the time of search alignment varies depending on the position error at the time of wafer insertion, the pattern formation position error at the time of wafer processing, etc. It is not a certain area. The reference pattern (template) used for template matching must be extracted from the range that is always included in the observation field. However, if the observation field varies greatly, the area that is always included in the observation field is very small or exists. It becomes impossible to extract the reference pattern.
Specifically, for example, as shown in FIG. 11A, assuming that the observation field of view is VIEW_Area, the maximum range that can be the observation field of view is OR_Area, and the common area always included in the observation field of view is AND_Area, as shown in FIG. When a unique pattern B exists in the AND_Area, it can be extracted as a template. However, as shown in FIG. 11C, if a unique pattern does not exist in the common area AND_Area, a template cannot be generated.
第3の実施の形態においては、このように共通領域AND_Area内にユニークなパターンが存在しない場合にも、適切にテンプレートマッチングを行うことができる方法として、最大視野範囲OR_Areaの全域からユニークな、あるいはほぼユニークなパターンを検出し、それらを組み合わせ、あるいは補い合わせることによりテンプレートとして利用する方法について説明する。 In the third embodiment, even when there is no unique pattern in the common area AND_Area as described above, as a method that can appropriately perform template matching, a unique range from the entire maximum visual field range OR_Area, or A method of detecting almost unique patterns and using them as a template by combining or complementing them will be described.
なお、本実施の形態の説明中においては、テンプレートを構成する個々の要素のパターンをエレメントと称する。
また、露光装置の構成及び露光処理の全体の流れ等は、前述した第1及び第2の実施の形態とほぼ同一なので、その説明は省略する。また、露光装置の構成を参照する場合には、第1の実施の形態で使用した符号と同一の符号を用いる。In the description of the present embodiment, the pattern of individual elements constituting the template is referred to as an element.
The configuration of the exposure apparatus and the overall flow of the exposure process are substantially the same as those in the first and second embodiments described above, and a description thereof will be omitted. Further, when referring to the configuration of the exposure apparatus, the same reference numerals as those used in the first embodiment are used.
図12は、本発明の第3の実施の形態のテンプレート作成処理を示すフローチャートである。
以下、図12に示すフローチャートを参照して、本実施の形態のテンプレート作成方法について説明する。
まず、画像(パターン信号)データを取り込む(ステップS410)。画像(パターン信号)データは、第1及び第2の実施の形態のように設計値データ(設計値情報)を2次元画像(パターン信号)に変換して生成してもよいし、実際に製造したウエハを撮像して取得してもよい。
次に、取り込んだ画像(パターン信号)データに対して、入力データの範囲を設定する(ステップS420)。前述したように、サーチアライメントの際に撮像される範囲は所定の範囲内で変動する。ここでは、そのようなばらつきを考慮して、図11Aに示したような撮像され得る領域の最大の範囲(最大視野範囲、最大入力データ最大範囲)OR_Areaを入力データの範囲として設定する。FIG. 12 is a flowchart illustrating template creation processing according to the third embodiment of this invention.
Hereinafter, the template creation method of the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
First, image (pattern signal) data is captured (step S410). Image (pattern signal) data may be generated by converting design value data (design value information) into a two-dimensional image (pattern signal) as in the first and second embodiments, or may be actually manufactured. The obtained wafer may be imaged and acquired.
Next, a range of input data is set for the captured image (pattern signal) data (step S420). As described above, the imaged range during search alignment varies within a predetermined range. Here, in consideration of such variations, the maximum range (maximum visual field range, maximum input data maximum range) OR_Area of the imageable region as shown in FIG. 11A is set as the input data range.
最大視野範囲OR_Areaを入力データ範囲に設定したら、その範囲内に、テンプレート構成要素(エレメント)の大きさと同じサイズElementSizeの領域を設定し、仮のテンプレートとする(ステップS430)。
次に、最大視野範囲OR_Areaの全域について、仮のテンプレートとの相関サーチ計算行い、相関値が所定の閾値を越え、なおかつピークとなる位置を検出する(ステップS440)。なお、相関サーチ計算の評価計算式は、式(1)又は式(2)に示した相関係数計算やSSDA法等を含む任意に式を用いてよい。When the maximum field-of-view range OR_Area is set as the input data range, an area of ElementSize having the same size as the template component (element) is set within the range to be a temporary template (step S430).
Next, the correlation search calculation with the temporary template is performed for the entire maximum visual field range OR_Area, and a position where the correlation value exceeds a predetermined threshold and becomes a peak is detected (step S440). The evaluation formula for the correlation search calculation may be an arbitrary formula including the correlation coefficient calculation shown in formula (1) or formula (2), the SSDA method, or the like.
1つのエレメントに対して相関サーチ計算が行われたら、その検出結果に基づいて、ユニークなエレメント又はある程度ユニークなエレメントの選択を行う(ステップS450)。
エレメントの選択は、まず、検出したピークの数が、所定の閾値TH_Peak以下であるか否かをチェックすることにより行う。ピークの数が閾値TH_Peakより多いものは、ユニークさが少ないものとして、テンプレート用の構成要素としては使用しないものとする。When the correlation search calculation is performed on one element, a unique element or a unique element to some extent is selected based on the detection result (step S450).
The element is selected by first checking whether or not the number of detected peaks is equal to or less than a predetermined threshold TH_Peak. A peak having a number greater than the threshold TH_Peak is assumed to be less unique and is not used as a template component.
また、SN比、検出されたエッジ量、エントロピー、分散値、モーメント等の特徴を用いて、エレメントの絞込みを行う。SN比は、最も相関値が高いものと2番目に高いものとの相関値の差(特徴値の差)で表す。この差が大きいほど安定した特徴パターンと言うことができるからである。また、エッジの量は、エッジの本数、あるいは、2CCDのエッジを検出したCCDの数(エッジが占める2CCD上の画素面積))で表す。
このような特徴量を使用することにより、類似したエレメントより最も位置決め情報が多いパターンを選択することができる。Further, elements are narrowed down using features such as SN ratio, detected edge amount, entropy, dispersion value, moment, and the like. The S / N ratio is represented by the difference in correlation values (difference in feature values) between the highest correlation value and the second highest correlation value. This is because the larger the difference, the more stable the feature pattern. The amount of edges is represented by the number of edges or the number of CCDs that have detected the edge of the 2CCD (pixel area occupied by the 2CCD).
By using such feature amounts, it is possible to select a pattern having the most positioning information than similar elements.
具体的に説明すると、例えば図13Aに示すように、1つのパターンBに関連して、図示のごとく、ずれた(はみ出した)パターンを含む複数のパターンが検出される場合がある。このような場合、相関係数やSSDA法の評価値は、どのパターンも自分自身に対して同様に高い値を示す。しかし、前述したようなSN比、エッジ量、エントロピー、分散値あるいはモーメント等の特徴を用いることにより、最も位置決め情報が多いパターンを選択することができる。図13Aに示した例においては、図13Bに示すようなパターンBが適切に切り出されたエレメントが選択される。
なお、これらSN比、検出されたエッジ量、エントロピー、分散値、モーメント等の特徴によるエレメントの絞込みは、ステップS440の相関サーチ計算の処理の際に、評価値の計算と組み合わせてやるようにしてもよい。Specifically, for example, as shown in FIG. 13A, a plurality of patterns including a shifted (protruded) pattern may be detected in association with one pattern B as illustrated. In such a case, the correlation coefficient and the evaluation value of the SSDA method all show high values with respect to themselves. However, by using the characteristics such as the SN ratio, edge amount, entropy, variance value, or moment as described above, a pattern with the most positioning information can be selected. In the example shown in FIG. 13A, an element in which a pattern B as shown in FIG. 13B is appropriately cut out is selected.
It should be noted that the narrowing down of elements based on the characteristics such as the SN ratio, detected edge amount, entropy, variance value, moment, etc., is performed in combination with the evaluation value calculation in the correlation search calculation processing in step S440. Also good.
このような仮のテンプレートの設定(ステップS430)、相関値ピークの検出(ステップS440)、及びユニークエレメントの選択(ステップS450)の各処理を、最大視野範囲OR_Area内に設定し得る全てのエレメント、すなわちエレメントサイズElementSizeの領域に対して行う(ステップS460)。その結果、最大視野範囲OA_Area内に含まれる比較的ユニークなエレメント(パターン)が検出される。 All the elements that can be set in the maximum visual field range OR_Area for each of the provisional template setting (step S430), correlation value peak detection (step S440), and unique element selection (step S450), That is, the process is performed for the element size ElementSize region (step S460). As a result, a relatively unique element (pattern) included in the maximum visual field range OA_Area is detected.
このように最大視野範囲OR_Area内に存在する比較的ユニークなエレメントが検出されたら、それらを組み合わせて、実際にテンプレートを構成して行く(ステップS470)。
このエレメントを選択してテンプレートを構成する処理について、具体的なエレメントの検出結果及び選択結果を例示して説明する。When relatively unique elements existing within the maximum visual field range OR_Area are detected in this way, they are combined to actually form a template (step S470).
The process of selecting this element and configuring the template will be described by exemplifying specific element detection results and selection results.
まず、ステップS450において、閾値TH_Peak=1としてユニークエレメントの選択処理を行うことにより、例えば図14に示すエレメントB及びCのように、自分自身以外にピークを持たないユニークなエレメント(パターン)が検出される。
このような場合、仮に、このエレメントB又はエレメントCのいずれかが、視野領域の共通領域AND_Areaに存在していた場合には、そのエレメントを従来の方法によりそのままテンプレートとすればよい。しかし、図14に示す例のようにこれらのエレメントB及びCが共通領域AND_Areaに含まれない場合には、選択したこの両方のパターンB及びCを、各々テンプレートとして登録する。First, in step S450, by performing a unique element selection process with the threshold TH_Peak = 1, unique elements (patterns) having no peaks other than themselves, such as elements B and C shown in FIG. 14, are detected. Is done.
In such a case, if either element B or element C exists in the common area AND_Area of the visual field area, the element may be used as a template as it is by a conventional method. However, when these elements B and C are not included in the common area AND_Area as in the example shown in FIG. 14, both the selected patterns B and C are registered as templates.
テンプレートマッチングを行う時には、この両方のエレメントでマッチングを行う。エレメントB及びエレメントCのいずれかが検出できれば、いずれのエレメントもユニークなパターンなので、このエレメントの位置計測結果からウエハ上のパターンの位置計測が可能となる。図14に示す例においては、観察視野VIEW_Areaが紙面中で左側にある時にはエレメントBが検出され、観察視野VIEW_Areaが紙面中で右側にある時にはエレメントCが検出され、各々位置計測が行われる。
なお、図14に示す例において、ステップS440で検出された相関ピーク値を示したエレメントAが示されているが、これは最大視野範囲OR_Area中に4個存在するため、そのいずれかを検出したとしても位置を検出できない。このようなエレメントは、ユニークエレメントでないものとしてステップS450において選択されず、テンプレートとならない。When performing template matching, matching is performed on both elements. If either element B or element C can be detected, each element is a unique pattern, so the position measurement of the pattern on the wafer can be performed from the position measurement result of this element. In the example shown in FIG. 14, the element B is detected when the observation visual field VIEW_Area is on the left side in the paper surface, and the element C is detected when the observation visual field VIEW_Area is on the right side in the paper surface.
In addition, in the example shown in FIG. 14, although the element A which showed the correlation peak value detected by step S440 is shown, since this exists in the maximum visual field range OR_Area, one of them was detected. However, the position cannot be detected. Such an element is not selected in step S450 as a non-unique element and does not become a template.
ステップS450において、閾値TH_Peak=2としてユニークエレメントの選択処理を行うことにより、例えば図15に示すエレメントBのように、完全にユニークではないが、ある程度ユニークな特徴的なパターンが検出される。
このような場合、通常であれば、最大視野範囲OR_Areaに複数の同一パターンがあるので、テンプレートとすることはできないが、この2つのパターンを組み合わせて考えることにより、最大視野範囲OR_Area内で一意に特定できるパターンを構成できる。従って、これら2つのパターンBの位置関係の情報をも含む形式で、このエレメントBをテンプレートとして登録する。In step S450, by performing the unique element selection process with the threshold TH_Peak = 2, a characteristic pattern that is not completely unique but unique to some extent is detected as in element B shown in FIG. 15, for example.
In such a case, normally, since there are a plurality of identical patterns in the maximum visual field range OR_Area, it cannot be used as a template, but by considering these two patterns in combination, the maximum visual field range OR_Area uniquely Patterns that can be identified can be configured. Therefore, this element B is registered as a template in a format including the positional relationship information of these two patterns B.
テンプレートマッチングを行う時には、このエレメントBを基準パターンとしてマッチングを行うとともに、検出されたエレメントBの個数を検出する。図15に示す例においては、仮に、エレメントBが2個検出された場合は、観察視野VIEW_Areaが紙面中で左側にあることがわかり、各エレメントBの位置情報に基づいて位置計測が可能となる。また、エレメントBが1個しか検出されない場合は、観察視野VIEW_Areaが紙面中で右側であり、観察されているエレメントBは紙面中の右側に位置するエレメントBであることがわかる。従って、このエレメントBの位置情報に基づいて、位置計測ができる。 When performing template matching, matching is performed using this element B as a reference pattern, and the number of detected elements B is detected. In the example shown in FIG. 15, if two elements B are detected, it can be seen that the observation visual field VIEW_Area is on the left side in the drawing, and position measurement is possible based on the position information of each element B. . Further, when only one element B is detected, it can be seen that the observation visual field VIEW_Area is on the right side in the drawing, and the element B being observed is the element B located on the right side in the drawing. Therefore, position measurement can be performed based on the position information of the element B.
ステップS450において、閾値TH_Peak=3としてユニークエレメントの選択処理を行うことにより、例えば図16Aに示すエレメントA,B及びCのように、完全にユニークではないが同じパターンが最大視野範囲OR_Areaに3つまでしか存在しない特徴的なパターンが検出される。
このような場合であっても、各エレメントの位置関係の情報をも含む形式でテンプレートを作成することにより、エレメントのテンプレートマッチング結果に基づいて位置検出を行うことができる。すなわち、このような各パターンの位置関係の情報をも含む形式で、これらのエレメントA,B及びCをテンプレートとして登録する。In step S450, by performing the unique element selection process with the threshold TH_Peak = 3, three identical patterns that are not completely unique, such as elements A, B, and C shown in FIG. 16A, are included in the maximum visual field range OR_Area. Characteristic patterns that exist only up to are detected.
Even in such a case, it is possible to detect the position based on the template matching result of the element by creating the template in a format including the positional relationship information of each element. That is, these elements A, B, and C are registered as templates in a format that also includes such positional relationship information of each pattern.
テンプレートマッチングを行う時には、まず、これらのエレメントA,B及びCのパターン全てでマッチングを行う。そして、視野領域内で検出された各エレメントの相対的位置関係に基づいて、位置計測を行う。
例えば、図16Aの最大視野範囲OR_Areaに対して、図16Bに示すように左上に観察視野VIEW_Areaが配置された場合と、図16Cに示すように右下に観察視野VIEW_Areaが配置された場合を考える。この場合、いずれの観察視野においても、エレメントB及びエレメントCが同様の位置関係で配置されている。しかしながら、図16Bに示す左上の観察視野においては、他にマッチングにより検出されたエレメントが存在しないのに対して、図16Cに示す右下の観察視野においては、さらなるエレメントAが検出されている。従って、このエレメントAの検出の有無及びその位置関係を用いることにより、位置を検出することができる。
すなわち、各々位置情報とともに登録されることにより、エレメントBとエレメントCの組み合わせ、及び、エレメントA,エレメントB及びエレメントCの組み合わせが、各々実質的に1つのテンプレートとして機能するようにテンプレート化されていることとなる。When performing template matching, first, matching is performed using all the patterns of these elements A, B, and C. And position measurement is performed based on the relative positional relationship of each element detected within the visual field region.
For example, with respect to the maximum visual field range OR_Area of FIG. 16A, consider the case where the observation visual field VIEW_Area is arranged at the upper left as shown in FIG. 16B and the case where the observation visual field VIEW_Area is arranged at the lower right as shown in FIG. . In this case, the element B and the element C are arranged in the same positional relationship in any observation visual field. However, in the upper left observation visual field shown in FIG. 16B, there is no other element detected by matching, whereas in the lower right observation visual field shown in FIG. 16C, a further element A is detected. Therefore, the position can be detected by using the presence / absence of this element A and its positional relationship.
That is, by registering together with the position information, the combination of element B and element C, and the combination of element A, element B, and element C are templated so that each substantially functions as one template. Will be.
このように、ステップS470においては、最大視野範囲OR_Area内に検出された比較的ユニークなエレメントを適宜組み合わせて、最大視野範囲OR_Area内のどの位置に観察視野VIEW_Areaが配置されたとしても観察視野VIEW_Area内に必ずテンプレートが含まれるように、テンプレートを構成して行く。
実際にテンプレートを構成するエレメントを選択する際には、最大視野範囲OR_Areaの大きさ、観察視野VIEW_Areaの大きさ、エレメントの大きさElemetSize、及び、ステップS440で検出されたエレメントの配置とそのユニークさ等の情報に基づいて、選択するピーク数の閾値TH_Peakを1から徐々に大きくし、テンプレートを構成するエレメントを順次選択して行くこととなる。As described above, in step S470, relatively unique elements detected in the maximum visual field range OR_Area are appropriately combined, and the observation visual field VIEW_Area is arranged at any position in the maximum visual field range OR_Area. Configure the template so that the template is always included.
When actually selecting an element constituting the template, the size of the maximum field of view OR_Area, the size of the observation field of view VIEW_Area, the size of the element ElmetSize, and the arrangement and uniqueness of the elements detected in step S440 Based on such information, the threshold TH_Peak for the number of peaks to be selected is gradually increased from 1, and the elements constituting the template are sequentially selected.
このようにしてテンプレートの構成が抽出されたら、それらテンプレートを構成する各エレメントを、それらの位置情報をも含んだ形式で登録し、これによりテンプレートを作成する(ステップS480)。なお、テンプレートには、各エレメントのパターン(画像データ、形状データ)、エレメント間相互の位置関係の情報に加えて、そのエレメントのユニークさの情報や個数の情報、あるいは、さらに他の情報を記憶するようにしてよい。
なお、テンプレートのデータ形式等は、任意の形式でよい。When the template configuration is extracted in this way, the elements constituting the template are registered in a format including their position information, thereby creating a template (step S480). In addition to the information on the pattern of each element (image data, shape data) and the positional relationship between elements, the template stores information on the uniqueness of the element, information on the number of elements, and other information. You may do it.
The data format of the template may be any format.
次にこのように作成されたテンプレートを用いて、テンプレートマッチングを行ってサーチアライメントを行う方法について、図17のフローチャートを参照して説明する。
なお、サーチアライメントの前工程及び後工程の処理内容は、図9を参照して前述した第1の実施の形態の場合の処理と同じである。
サーチアライメントにおいては、ウエハW上の離れた2ヶ所又は3ヶ所の所定の領域において所望のパターンについて位置計測を行い、各箇所の位置関係に基づいてウエハWの回転量やXYずれ等を求める。Next, a method of performing template matching by performing template matching using the template created in this way will be described with reference to the flowchart of FIG.
Note that the processing contents of the pre-process and post-process of search alignment are the same as those in the case of the first embodiment described above with reference to FIG.
In the search alignment, the position of a desired pattern is measured in two or three predetermined areas on the wafer W, and the rotation amount of the wafer W, the XY deviation, and the like are obtained based on the positional relationship of each part.
サーチアライメントにおいては、まず、設計値データに基づいて、ウエハWの位置計測箇所の画像(視野画像、パターン信号)を取り込む(ステップS521)。
次に、テンプレートを構成しているエレメントのサイズElementSizeと同じ大きさの窓により、取り込んだ視野画像を走査し、エレメントデータとの照合(マッチング)を行う(ステップS522)。具体的には、走査され所定の位置に設定された窓内の画像(パターン信号)とエレメントデータとの相関の評価値を前述した式(1)又は式(2)により求める。そして、評価値が所定の閾値よりも大きい場合に、そのエレメントのパターンがその位置に存在すると判断し、エレメントを識別する情報とその位置とを記憶する。
前述したように、本実施の形態のテンプレートは複数のエレメントにより構成されている。従って、このマッチング処理は、全エレメントについて、順次行う(ステップS523)。In the search alignment, first, based on the design value data, an image (field image, pattern signal) of the position measurement position of the wafer W is captured (step S521).
Next, the captured visual field image is scanned through a window having the same size as the element SizeSize of the elements constituting the template, and collation (matching) with the element data is performed (step S522). Specifically, the evaluation value of the correlation between the image (pattern signal) in the window that has been scanned and set at a predetermined position and the element data is obtained by the above-described equation (1) or (2). When the evaluation value is larger than a predetermined threshold value, it is determined that the pattern of the element exists at the position, and information for identifying the element and the position are stored.
As described above, the template of the present embodiment is composed of a plurality of elements. Therefore, this matching process is sequentially performed for all elements (step S523).
そして、視野画像(パターン信号)内に存在するエレメントが全て検出できたら、それら各エレメントの相対位置関係を検出し、これをテンプレートに記憶されているエレメント相互の位置関係の情報と比較照合し、その視野画像(パターン信号)の位置を検出する(ステップS524)。この際、テンプレートに各エレメントのユニークさの情報や個数の情報、あるいは、さらにその他の情報が記憶されていれば、それらの情報を参照して、ユニークなエレメントから優先的に処理を行ったり、誤差やエラーが少なくより確実に位置を検出できるエレメントを優先的に処理したりするのが好適である。具体的には、図12を参照して前述したテンプレートの構成方法に関する説明の際に既に説明したのでここでは説明を省略する。 Then, when all the elements present in the field image (pattern signal) can be detected, the relative positional relationship between these elements is detected, and this is compared with the information on the positional relationship between the elements stored in the template. The position of the visual field image (pattern signal) is detected (step S524). At this time, if information on the uniqueness of each element, information on the number of elements, or other information is stored in the template, refer to those information and perform processing preferentially from unique elements, It is preferable to preferentially process an element that can detect the position with less error or error. Specifically, since it has already been described in the description of the template configuration method described above with reference to FIG. 12, the description thereof is omitted here.
このような画像(パターン信号)の取り込み(ステップS521)、各エレメントごとのマッチング(ステップS522及びS523)及び検出したエレメントの相対位置関係等に基づく視野画像(パターン信号)の位置検出(ステップS524)の処理を、サーチアライメントのために予め設定されたウエハW上の所定の複数箇所の領域に対して繰り返し行う(ステップS525)。
そして、各領域の位置が検出できたら、その各領域の位置関係に基づいて所定の演算を行い、ウエハWの回転量やXYずれ等を求める(ステップS526)。Capture of such an image (pattern signal) (step S521), matching for each element (steps S522 and S523), and position detection of a visual field image (pattern signal) based on the relative positional relationship of the detected elements (step S524) This process is repeated for a plurality of predetermined regions on the wafer W preset for search alignment (step S525).
When the position of each region can be detected, a predetermined calculation is performed based on the positional relationship between the regions to obtain the rotation amount of the wafer W, the XY deviation, and the like (step S526).
このように、第3の実施の形態にテンプレート生成方法によれば、入力データが取り得る全ての範囲(最大視野画像OR_Area)から、比較的ユニークな特徴的なパターンを抽出して、そのパターンを組み合わせることにより実質的にテンプレートを生成している。従って、入力データの取得位置(視野画像VIEW_Area)が大きく変化する場合や、入力データに位置決め情報があまり含まれない時であっても、テンプレートを生成することができ、その結果、テンプレートマッチングを可能とする。 As described above, according to the template generation method of the third embodiment, a relatively unique characteristic pattern is extracted from the entire range (maximum visual field image OR_Area) that can be taken by the input data, and the pattern is extracted. A template is substantially generated by combining them. Therefore, a template can be generated even when the input data acquisition position (view image VIEW_Area) changes greatly, or when the input data does not contain much positioning information. As a result, template matching is possible. And
第4の実施の形態
図11Aを参照して前述したように、サーチアライメントの際には、ウエハの投入動作に起因する誤差やパターンの製造処理に起因する誤差等により、撮像される範囲(観察視野VIEW_Area)は所定範囲(OR_Area)内でばらつく。このような条件の下でアライメントに用いるテンプレート(基準パターン)を作成するためには、観察視野がばらついたとしても必ず観察視野に含まれる共通領域AND_Area内のパターンであって、観察視野となり得る最大範囲OR_Area内においてユニークなパターンをテンプレートとして抽出する必要がある。しかしながら、視野共通領域AND_Areaから、必ず、ユニークで位置計測に必要な情報を十分に持つパターンが検出できるとは限らない。
第4の実施の形態においては、視野共通領域AND_Areaからユニークパターンが検出できなかった場合に、テンプレート作成の対象領域を変更する(共通領域AND_Areaや視野最大範囲OR_Areaをずらす)ことにより、ユニークパターンを検出できる可能性を高めたテンプレート作成方法について、図18〜図22を参照して説明する。 Fourth Embodiment As described above with reference to FIG. 11A, in the search alignment, an imaged range (observation is caused by an error caused by a wafer loading operation, an error caused by a pattern manufacturing process, or the like. The visual field VIEW_Area) varies within a predetermined range (OR_Area). In order to create a template (reference pattern) used for alignment under such conditions, even if the observation field of view varies, it is a pattern within the common area AND_Area that is always included in the observation field of view, and is the maximum that can be the observation field of view. It is necessary to extract a unique pattern as a template within the range OR_Area. However, a pattern that is unique and has sufficient information necessary for position measurement cannot always be detected from the common field of view AND_Area.
In the fourth embodiment, when a unique pattern cannot be detected from the visual field common area AND_Area, the unique pattern is changed by changing the target area for template creation (shifting the common area AND_Area and the visual field maximum range OR_Area). A template creation method that increases the possibility of detection will be described with reference to FIGS.
図18は、本発明に係る第4の実施の形態のテンプレート作成処理の流れを示すフローチャートである。
本実施の形態のテンプレート作成方法においては、まず、ユニークパターンの検出処理の対象領域を設定する(ステップS601)。まず、ウエハ上のショット領域の配置やサーチアライメント計測の処理条件等に基づいて、図19Aに示すように、サーチアライメント計測によりパターン検出及びその位置計測を行うウエハ上の目標計測領域AreaV0を設定する。目標計測領域AreaV0を設定したら、予め検出されているウエハ投入誤差やウエハ製造誤差等の情報に基づいて、ウエハを露光装置100に投入しアライメントセンサによりこの領域AreaV0を目標として画像を取り込んだ場合の、視野共通領域AND_Area及び視野最大範囲OR_Areaを検出する。そして、視野共通領域AND_Area内の任意の領域を、ユニークパターンを探索する領域AreaAとして設定し、検出された視野最大範囲OR_Areaを含む任意の領域を、パターンのユニークさを検証する領域AreaIとして設定する。本実施の形態においては、ユニークパターン探索領域AreaAは視野共通領域AND_Areaに等しく設定し、ユニークさ検証領域AreaIは視野最大領域OR_Areaに等しく設定する。FIG. 18 is a flowchart showing a flow of template creation processing according to the fourth embodiment of the present invention.
In the template creation method of the present embodiment, first, a target area for unique pattern detection processing is set (step S601). First, as shown in FIG. 19A, a target measurement area AreaV0 on the wafer for pattern detection and position measurement is set by search alignment measurement, based on shot area arrangement on the wafer, search alignment measurement processing conditions, and the like. . When the target measurement area AreaV0 is set, the wafer is loaded into the
ユニークパターン探索領域AreaA及びユニークさ検証領域AreaIの設定が終了したら、ユニークさ検証領域AreaI(視野最大範囲OR_Area)の画像データ(パターン信号情報)を取得する(ステップS603)。画像データは、設計値データ(設計情報)を画像信号に変換して取得してもよいし、製造されたウエハの表面を撮像して取得してもよい。 When the setting of the unique pattern search area AreaA and the uniqueness verification area AreaI is completed, the image data (pattern signal information) of the uniqueness verification area AreaI (maximum visual field range OR_Area) is acquired (step S603). Image data may be acquired by converting design value data (design information) into an image signal, or may be acquired by imaging the surface of a manufactured wafer.
次に、取得した画像データを用いて、ユニークパターンの検出を行う。
まず、図19Bに示すように、ユニークパターン探索領域AreaA内に予め定められているテンプレートと同じサイズの領域AreaTを設定し、これを仮のテンプレートとする(ステップS605)。
次に、ユニークさ検証領域AreaIの全域を、仮のテンプレートAreaTと同じサイズ(テンプレートと同じサイズ)の領域AreaSでサーチし、各位置における領域AreaSの画像(パターン信号情報)と仮のテンプレートAreaTの画像(パターン信号情報)との相関値を、前述した式(1)又は式(2)に基づいて順次求め、相関値が十分に高く、ピークとなっている領域を検出する(ステップS607)。Next, a unique pattern is detected using the acquired image data.
First, as shown in FIG. 19B, an area AreaT having the same size as a predetermined template is set in the unique pattern search area AreaA, and this is set as a temporary template (step S605).
Next, the entire area of the uniqueness verification area AreaI is searched in the area AreaS having the same size as the temporary template AreaT (the same size as the template), and the image (pattern signal information) of the area AreaS and the temporary template AreaT at each position are searched. Correlation values with the image (pattern signal information) are sequentially obtained based on the above-described equation (1) or equation (2), and a region having a sufficiently high correlation value and a peak is detected (step S607).
ユニークパターン探索領域AreaA内の全域について、仮のテンプレートAreaTを順次設定し、各仮のテンプレートに対する相関値ピーク領域を検出したら(ステップS609)、その中から、ユニークなパターン(領域)を抽出する(ステップS611)。すなわち、仮のテンプレートの中で、ユニークさ検証領域AreaI内に自分自身以外にピークを持たない単一的な(ユニークな)仮のテンプレートを抽出する。 Temporary templates AreaT are sequentially set for the entire area within the unique pattern search area AreaA, and when a correlation value peak area for each temporary template is detected (step S609), a unique pattern (area) is extracted from them (step S609). Step S611). That is, a single (unique) temporary template that has no peak other than itself in the uniqueness verification area AreaI is extracted from the temporary templates.
そして、そのようなユニークな仮のテンプレートが抽出された場合には(ステップS613)、その仮のテンプレートの画像データ(イメージ信号情報)をテンプレートとして抽出し(ステップS615)、テンプレート作成処理は終了する。
抽出されたテンプレートは、これを抽出するためにステップS601で設定された目標計測領域AreaV0の位置情報とともに、露光装置100のFIA演算ユニット41のテンプレートデータ記憶部52(図1及び図5参照)に記憶され、サーチアライメントの際のテンプレートマッチングで使用される。
なお、ユニークな仮のテンプレートが複数存在した場合には、第1の実施の形態と同様に、自分自身に対する相関値と2番目に高い相関値との差が最も大きい仮のテンプレートをテンプレートとして選択する。When such a unique temporary template is extracted (step S613), image data (image signal information) of the temporary template is extracted as a template (step S615), and the template creation process ends. .
The extracted template is stored in the template data storage unit 52 (see FIGS. 1 and 5) of the FIA
If there are a plurality of unique temporary templates, the temporary template having the largest difference between the correlation value for itself and the second highest correlation value is selected as the template, as in the first embodiment. To do.
ステップS611において、仮のテンプレートの中からユニークな仮のテンプレートが抽出されなかった場合には(ステップS613)、ユニークパターン探索領域AreaA及びユニークさ検証領域AreaIの再設定(変更)を行う(ステップS620)。
そのために、既にステップS603において取得している視野最大範囲OR_Area内の画像データであって未だユニークなパターンの探索を行っていない領域、すなわち、現在のユニークさ検証領域AreaI(視野最大範囲OR_Area)の内部でユニークパターン探索領域AreaA(視野共通領域AND_Area)の外部である領域(図19A参照)から、ユニークなパターンを検出する。If a unique temporary template is not extracted from the temporary templates in step S611 (step S613), the unique pattern search area AreaA and the uniqueness verification area AreaI are reset (changed) (step S620). ).
For this purpose, the image data within the field of view maximum range OR_Area already acquired in step S603 and not yet searched for a unique pattern, that is, the current uniqueness verification region AreaI (field of view maximum range OR_Area). A unique pattern is detected from an area outside the unique pattern search area AreaA (field-of-view common area AND_Area) (see FIG. 19A).
ユニークパターンの抽出処理においては、まず、図20Aに示すように、ユニークさ検証領域AreaI内にテンプレートと同じサイズの領域AreaYを設定し、これを仮のユニークパターン領域とする(ステップS621)。
次に、図20Bに示すように、ユニークさ検証領域AreaIの全域を、仮のユニークパターン領域AreaY(図20A)と同じサイズ(テンプレートと同じサイズ)の領域AreaZでサーチし、各位置における領域AreaZの画像(パターン信号情報)と仮のユニークパターン領域AreaYの画像(パターン信号情報)との相関値を、前述した式(1)又は式(2)に基づいて順次求め、相関値が十分に高く、ピークとなっている領域を検出する(ステップS623)。In the unique pattern extraction process, first, as shown in FIG. 20A, an area AreaY having the same size as the template is set in the uniqueness verification area AreaI, which is set as a temporary unique pattern area (step S621).
Next, as shown in FIG. 20B, the entire area of the uniqueness verification area AreaI is searched with the area AreaZ having the same size as the temporary unique pattern area AreaY (FIG. 20A) (the same size as the template), and the area AreaZ at each position is searched. The correlation value between the image (pattern signal information) and the temporary unique pattern area AreaY image (pattern signal information) is sequentially obtained based on the above-described equation (1) or equation (2), and the correlation value is sufficiently high. A region having a peak is detected (step S623).
このような、仮のユニークパターン領域の設定(ステップS621)、及び、その仮のユニークパターンに対するユニークさ検証領域AreaI内の相関値ピーク領域の検出(ステップS623)の処理を、ユニークさ検証領域AreaI内において設定可能な仮のユニークパターン領域AreaYから、全範囲がユニークパターン探索領域AreaAに含まれるような仮のユニークパターン領域AreaY(図20A中のY1及びY2のような領域を示す。Y3のような領域は、これには含まれない)を除いた残りの全ての仮のユニークパターン領域AreaYに対して行う(ステップS625)。
次に、ステップS621〜ステップS625の処理により検出された仮のユニークパターン及びそれに対する相関値ピーク領域から、自分自身以外にピークを持たないユニークなパターンを抽出する(ステップS627)。The process of setting the temporary unique pattern area (step S621) and detecting the correlation value peak area in the uniqueness verification area AreaI for the temporary unique pattern (step S623) is performed as the uniqueness verification area AreaI. From the temporary unique pattern area AreaY that can be set within the temporary unique pattern area AreaY (the areas such as Y1 and Y2 in FIG. 20A are shown, where the entire range is included in the unique pattern search area AreaA, as indicated by Y3. This is performed for all the remaining temporary unique pattern areas AreaY (except for this area) (step S625).
Next, a unique pattern having no peak other than itself is extracted from the temporary unique pattern detected by the processing in steps S621 to S625 and the correlation value peak region corresponding thereto (step S627).
このようにして、ユニークさ検証領域AreaIとユニークパターン探索領域AreaAの間の領域からユニークなパターンが検出されたら、そのユニークなパターンが、新たなユニークパターン探索領域AreaA_New(視野共通領域AND_Area_New)内に配置されるように、ユニークパターン探索領域(AreaA)及びユニークさ検証領域(AreaI)を新たに設定する(ステップS629)。
本実施形態においては、図21に示すように、ユニークさ検証領域AreaI内にユニークパターンQが検出されたとすると、そのユニークパターンQの中心を観察視野(VIEW_Area)の中心とするように新たな目標撮像範囲AreaVを設定し、これに基づいて、新たな視野共通領域AND_Area_New及び視野最大範囲OR_Area_Newを検出する。In this way, when a unique pattern is detected from the area between the uniqueness verification area AreaI and the unique pattern search area AreaA, the unique pattern is included in a new unique pattern search area AreaA_New (field-of-view common area AND_Area_New). A unique pattern search area (Area A) and a uniqueness verification area (Area I) are newly set so as to be arranged (step S629).
In this embodiment, as shown in FIG. 21, if a unique pattern Q is detected in the uniqueness verification area AreaI, a new target is set so that the center of the unique pattern Q is the center of the observation field of view (VIEW_Area). An imaging range AreaV is set, and based on this, a new visual field common area AND_Area_New and a visual field maximum range OR_Area_New are detected.
そして、このように新たに視野共通領域AND_Area_New(ユニークパターン探索領域AreaA_New)及び視野最大範囲OR_Area_New(ユニークさ検証領域AreaI_New)を設定したら、ステップS603に戻って、再度、これらの領域に対して、前述したテンプレート作成の処理を繰り返す(ステップS603〜S609)。
このような処理により、ステップS611においてユニークな仮のテンプレートが抽出された場合には(ステップS613)、その仮のテンプレートの画像データ(イメージ信号情報)をテンプレートとして抽出し(ステップS615)、テンプレート作成処理を終了する。When the field-of-view common area AND_Area_New (unique pattern search area AreaA_New) and field-of-view maximum range OR_Area_New (uniqueness verification area AreaI_New) are set in this way, the process returns to step S603, and the above-mentioned areas are again described above. The template creation process is repeated (steps S603 to S609).
When a unique temporary template is extracted in step S611 by such processing (step S613), image data (image signal information) of the temporary template is extracted as a template (step S615), and a template is created. The process ends.
本実施の形態のテンプレート作成方法を、図22に示す具体的なパターン例を参照してまとめて説明する。
図22に示すように、例えば、サーチアライメント計測の初期目標計測領域がAreaV0のように設定されている場合、これに対して、ウエハ投入誤差等が考慮されて、視野共通領域AND_Area及び視野最大範囲OR_Areaが図示のように設定される。この視野共通領域AND_Area内を、テンプレートと同じサイズの領域AreaTでサーチし、各領域を仮のテンプレートとし、その各仮のテンプレートが視野最大範囲OR_Area内においてユニークか否かを検証する。これにより、ユニークな仮のテンプレートが検出された場合には、そのパターンをそのままテンプレートとして登録する。The template creation method of the present embodiment will be described collectively with reference to a specific pattern example shown in FIG.
As shown in FIG. 22, for example, when the initial target measurement area of search alignment measurement is set as AreaV0, the field-of-view common area AND_Area and the field-of-view maximum range are considered in consideration of the wafer insertion error and the like. OR_Area is set as shown. The visual field common area AND_Area is searched with an area AreaT having the same size as the template, and each area is set as a temporary template, and it is verified whether or not each temporary template is unique within the visual field maximum range OR_Area. Thereby, when a unique temporary template is detected, the pattern is registered as a template as it is.
図22に示す例のように、そのようなユニークなパターンが検出されかなった場合には、視野最大範囲OR_Area内の未だユニークさを検出していない領域AreaR(視野最大範囲OR_Areaの内部で視野共通領域AND_Areaの外部の領域)をテンプレートと同じサイズの領域AreaTでサーチし、各領域を仮のユニークパターンとし、その各仮のユニークパターンが視野最大範囲OR_Area内でユニークか否かを検出する。
この処理により、例えばユニークなパターンQが検出されたとすると、このパターンQが視野共通領域(AND_Area)内に含まれるように、サーチアライメント計測の目標領域AreaVを再設定する。また、これに伴って視野共通領域AND_Area_New及び視野最大範囲OR_Area_Newを再検出する。(当然、視野共通領域AND_Area_Newは、パターンQを含むように検出される。)
そして、新たに設定した領域を用いて、テンプレート作成を行う。When such a unique pattern is not detected as in the example shown in FIG. 22, the area AreaR in which the uniqueness in the visual field maximum range OR_Area has not yet been detected (the visual field is common within the visual field maximum range OR_Area). The area AND_Area outside the area AND) is searched with the area AreaT having the same size as the template, each area is set as a temporary unique pattern, and it is detected whether each temporary unique pattern is unique within the maximum visual field range OR_Area.
If, for example, a unique pattern Q is detected by this process, the target area AreaV for search alignment measurement is reset so that the pattern Q is included in the visual field common area (AND_Area). Accordingly, the visual field common area AND_Area_New and the visual field maximum range OR_Area_New are re-detected. (Of course, the visual field common area AND_Area_New is detected so as to include the pattern Q.)
Then, a template is created using the newly set area.
この場合、パターンQが直ちにテンプレートとして検出されるとは言えないが、少なくとも新たな視野最大範囲OR_Area_Newの中の前回の視野最大範囲OR_Areaと重複する領域においてはユニークなパターンなので、最終的にパターンQがユニークパターン(テンプレート)として検出される可能性はある。
また、新たに設定した領域において、ユニークパターンが検出されなかったとしても、引き続き同様の処理を繰り返すことにより、ユニークパターンの探索処理を継続することができる。In this case, although it cannot be said that the pattern Q is immediately detected as a template, it is a unique pattern at least in a region overlapping with the previous maximum field of view OR_Area in the new maximum field of view OR_Area_New. May be detected as a unique pattern (template).
Even if a unique pattern is not detected in the newly set area, the unique pattern search process can be continued by repeating the same process.
このように、本実施の形態のテンプレート作成方法によれば、予め設定したサーチアライメント計測の計測位置において、テンプレートとするのに適切なユニークなパターンが検出されなかった時には、ユニークパターン探索領域を少しずつ変更しながら(ずらしながら)、ユニークパターンの検出を繰り返し継続する。従って、適切なテンプレートを自動作成できる可能性が高くなり、テンプレート作成に関わるオペレータの負担を軽減することができる。 Thus, according to the template creation method of the present embodiment, when a unique pattern suitable for a template is not detected at a preset measurement position of search alignment measurement, a unique pattern search region is slightly set. The detection of the unique pattern is continuously repeated while changing (shifting) each time. Therefore, there is a high possibility that an appropriate template can be automatically created, and the burden on the operator related to template creation can be reduced.
また、ユニークパターン探索領域を変更する際には、ユニークパターン(テンプレート)となる可能性の高いパターンを視野最大範囲内で探索し、探索したパターンが含まれるように探索領域を変更をしている。従って、ユニークパターン探索領域を変更した後に適切なテンプレートが検出できる可能性が高く、一層効率良くテンプレート作成を行うことができる。 When changing the unique pattern search area, a pattern that is likely to be a unique pattern (template) is searched within the maximum field of view, and the search area is changed so that the searched pattern is included. . Therefore, there is a high possibility that an appropriate template can be detected after changing the unique pattern search region, and the template can be created more efficiently.
また、ユニークパターン探索領域を変更する際のユニークパターンの探索の処理は、既に取得している画像データを用いて行っているので、新たに画像データを取得する必要が無く、この点においても効率良く処理が行える。
また、本実施の形態の方法によれば、設計データからも、実際のウエハからの撮像データからもテンプレートを作成することができるので、利便性が向上する。
また、このようにサーチ範囲(視野最大範囲OR_Area)を変更してテンプレート作成及びそのテンプレートを用いたサーチアライメントを行うことができる構成においては、サーチ可能領域を拡大することができる。従って、露光装置においてプリアライメント精度、ウエハ投入精度が若干低下しても、サーチアライメントによりこれに対応することができることとなり、結果的により高性能な露光装置を提供できる。In addition, since the unique pattern search process when changing the unique pattern search area is performed using already acquired image data, there is no need to acquire new image data. Can be processed well.
In addition, according to the method of the present embodiment, a template can be created from design data as well as imaging data from an actual wafer, so convenience is improved.
Further, in such a configuration in which the search range (maximum visual field range OR_Area) can be changed and template creation and search alignment using the template can be performed, the searchable area can be expanded. Therefore, even if the pre-alignment accuracy and the wafer loading accuracy are slightly lowered in the exposure apparatus, this can be dealt with by search alignment, and as a result, a higher-performance exposure apparatus can be provided.
なお、前述した方法においては、ステップS611における実際のテンプレートを作成するためにユニークパターンを抽出する際のユニークさの基準と、ステップS627におけるユニークパターン探索領域を変更するためにユニークパターンを抽出するためのユニークさの基準とが同一であったが、例えば後者の基準を前者に比べて緩和する等、異なる基準としてもよい。
なお、ユニークパターン探索領域の変更を行っても適切なテンプレートが検出できない場合には、領域の変更回数に制限を設ける等の任意の条件により処理を終了するものとする。In the above-described method, the unique pattern is extracted in order to change the unique pattern search area in step S627 and the uniqueness criterion for extracting the unique pattern in order to create the actual template in step S611. The uniqueness criterion is the same, but the latter criterion may be different, for example, relaxed compared to the former.
If an appropriate template cannot be detected even if the unique pattern search area is changed, the process is terminated under an arbitrary condition such as limiting the number of area changes.
第5の実施の形態
本発明に係る第5の実施の形態として、第4の実施の形態と同様に、最初に設定したテンプレート作成領域(ユニークパターン探索領域)において適切なテンプレートが抽出できない場合に、テンプレート作成領域を再設定してテンプレート作成を再度試みる他の方法について、図23〜図26を参照して説明する。 Fifth Embodiment As a fifth embodiment according to the present invention, as in the fourth embodiment, when an appropriate template cannot be extracted in the template creation area (unique pattern search area) set first. Another method for resetting the template creation area and attempting to create a template again will be described with reference to FIGS.
図23は、本発明の第5の実施の形態のテンプレート作成処理の流れを示すフローチャートである。
本実施の形態のテンプレート作成方法においては、まず、テンプレートを作成する領域の設定を行う(ステップS651)。具体的には、第4の実施の形態と同様に、サーチアライメント計測の目標計測領域に対してウエハ投入誤差やウエハ製造誤差を考慮して目標計測領域に対する視野共通領域AND_Area及び視野最大範囲OR_Areaを検出し、その上で、本実施の形態においては、視野最大範囲OR_Areaを、テンプレート作成領域として設定する。FIG. 23 is a flowchart illustrating a flow of template creation processing according to the fifth embodiment of this invention.
In the template creation method of the present embodiment, first, a region for creating a template is set (step S651). Specifically, similarly to the fourth embodiment, the field-of-view common area AND_Area and the field-of-view maximum range OR_Area for the target measurement area are set with respect to the target measurement area of the search alignment measurement in consideration of the wafer insertion error and the wafer manufacturing error. In this embodiment, the visual field maximum range OR_Area is set as a template creation region.
次に、その視野最大範囲OR_Areaの画像データ(パターン信号情報)を取得する(ステップS652)。本実施の形態においても、この画像データは設計情報から生成してもよいし、実際のウエハ上のパターンを撮像して取得してもよい。 Next, the image data (pattern signal information) of the visual field maximum range OR_Area is acquired (step S652). Also in the present embodiment, this image data may be generated from design information, or may be acquired by imaging an actual pattern on a wafer.
画像データを取得したら、そのテンプレート作成領域からテンプレートを抽出する(ステップS653)。テンプレートの抽出方法は、任意の方法でよく、例えば前述した第1の実施の形態〜第3の実施の形態を各々適用することも可能である。本実施の形態においては、第1の実施の形態と同様の方法を用いる。すなわち、図7A及び図7Bを参照して説明したように、テンプレート作成領域AreaI(視野最大範囲OR_Area)内にテンプレートと同じサイズの領域AreaTを仮のテンプレートとして設定し、探索領域(AreaI)の全域を仮のテンプレートAreaTと同じサイズの窓AreaSでサーチし、各位置における領域AreaSの画像(パターン信号情報)と仮のテンプレートTの画像(パターン信号情報)との相関値を前述した式(1)又は式(2)に基づいて順次求め、相関値が十分に高く、ピークとなっている領域を検出する。そして、テンプレート作成領域AreaI内に設定される全ての仮のテンプレートAreaTについて相関ピーク値を検出したら、その中から、自分自身以外にピークを持たないユニークな仮のテンプレートを抽出する。 When the image data is acquired, a template is extracted from the template creation area (step S653). The template extraction method may be any method, and for example, the first to third embodiments described above may be applied. In the present embodiment, the same method as in the first embodiment is used. That is, as described with reference to FIGS. 7A and 7B, the area AreaT having the same size as the template is set as a temporary template in the template creation area AreaI (maximum field of view range OR_Area), and the entire search area (AreaI) is set. Is searched with a window AreaS having the same size as the temporary template AreaT, and the correlation value between the image of the area AreaS (pattern signal information) and the image of the temporary template T (pattern signal information) at each position is expressed by the above-described equation (1). Or it calculates | requires sequentially based on Formula (2), and the area | region where a correlation value is high enough and becomes a peak is detected. When correlation peak values are detected for all temporary templates AreaT set in the template creation area AreaI, a unique temporary template having no peak other than itself is extracted.
ステップS653において、ユニークな仮のテンプレートが1つ以上抽出されたら(ステップS655)、最もユニークな仮のテンプレートを実際のテンプレートとして選択し、その画像データ(イメージ信号情報)をテンプレートとして抽出し(ステップS657)、テンプレート作成処理は終了する。 In step S653, when one or more unique temporary templates are extracted (step S655), the most unique temporary template is selected as an actual template, and the image data (image signal information) is extracted as a template (step S655). S657), the template creation process ends.
ステップS653において、ユニークな仮のテンプレートが全く抽出されなかった場合は(ステップS655)、本実施形態においても、テンプレート作成領域AreaIの設定の変更を行う。
本実施の形態においては、現在のテンプレート作成領域AreaIに対して、その周縁部の画像データ(イメージ信号情報)から、パターン特徴の特徴量が多くユニークパターンが存在する可能性が高いと推定される領域を検出し(ステップS661)、その方向に所望の量だけテンプレート作成領域AreaIをずらし、新たなテンプレート作成領域AreaI_Newとする(ステップS663)。If no unique temporary template is extracted in step S653 (step S655), the setting of the template creation area AreaI is also changed in this embodiment.
In the present embodiment, for the current template creation area AreaI, it is estimated from the image data (image signal information) at the peripheral portion that there is a high possibility of a unique pattern having a large amount of pattern features. An area is detected (step S661), and the template creation area AreaI is shifted by a desired amount in that direction to form a new template creation area AreaI_New (step S663).
テンプレート作成領域AreaIに対して、その周縁部のイメージ信号情報のパターン特徴の特徴量を求める処理について、図24A及び図24Bを参照して説明する。
現在のテンプレート作成領域AreaI(視野最大範囲OR_Area)が図24Aに示すように設定されているとすると、この視野最大範囲OR_Areaの周囲の4辺に沿って視野最大範囲OR_Areaの内側に幅L1の帯状の領域を規定し、これにより視野最大範囲OR_Areaの周縁部に図示のごとく8つの領域E1〜E8を設定する。
次に、各領域E1〜E8ごとに、所定のパターン特徴を検出し、その特徴量を求める。パターン特徴としては、例えば、2値化パターンにおけるパターンの量(所定の画素値の画素量)、パターン密度、周波数成分検出結果、エッジ検出されたパターンにおけるエッジ線分の量、エッジの本数、エッジの密度、エッジ線分の周波数成分検出結果等を用いることができる。A process for obtaining the feature amount of the pattern feature of the image signal information at the peripheral edge of the template creation area AreaI will be described with reference to FIGS. 24A and 24B.
Assuming that the current template creation area AreaI (maximum visual field range OR_Area) is set as shown in FIG. 24A, a strip shape having a width L1 inside the maximum visual field range OR_Area along the four sides around the maximum visual field range OR_Area. Thus, eight regions E1 to E8 are set as shown in the periphery of the maximum visual field range OR_Area.
Next, a predetermined pattern feature is detected for each of the areas E1 to E8, and the feature amount is obtained. The pattern features include, for example, the amount of pattern in a binarized pattern (pixel amount of a predetermined pixel value), pattern density, frequency component detection result, amount of edge line segment in edge detected pattern, number of edges, edge Density, edge line frequency component detection results, and the like.
そして、各周縁領域E1〜E8の特徴量を求めたら、その最も特徴量が多い領域を検出する。
例えば図24Aに示したテンプレート作成領域AreaIに、図24Bに示すようなパターンが配置されていたとする。この場合、領域E1、E2、E3、E5及びE7にパターンが配置されているが、特に、領域E1に複雑なパターンが配置されており、例えば周波数分析やエッジ検出を行いパターン特徴を抽出した場合には、領域E1の特徴量が最も多くなる。And if the feature-value of each peripheral area | region E1-E8 is calculated | required, the area | region with the most feature-value will be detected.
For example, it is assumed that a pattern as shown in FIG. 24B is arranged in the template creation area AreaI shown in FIG. 24A. In this case, patterns are arranged in the areas E1, E2, E3, E5, and E7. In particular, when a complicated pattern is arranged in the area E1, for example, when pattern features are extracted by performing frequency analysis or edge detection. The feature amount of the region E1 is the largest.
最も特徴量の多い周縁部の領域が求められたら、その周縁部の領域に対応付けて予め設定されている所定の領域にテンプレート作成領域AreaIをずらし、新たなテンプレート作成領域AreaI_Newを設定する。図24Bに示す例においては、テンプレート作成領域AreaIを、領域E1の方向である紙面内上辺方向に所定量ずらし、新たなテンプレート作成領域AreaI_Newが設定される。 When the peripheral area having the largest feature amount is obtained, the template creation area AreaI is shifted to a predetermined area set in advance in association with the peripheral area, and a new template creation area AreaI_New is set. In the example shown in FIG. 24B, the template creation area AreaI is shifted by a predetermined amount in the direction of the upper side in the paper, which is the direction of the area E1, and a new template creation area AreaI_New is set.
なお、テンプレート作成領域の移動に伴って、その領域が視野最大範囲OR_Areaとなるようなサーチアライメント時の目標計測領域も移動することとなる。
また、新たなテンプレート作成領域AreaI_Newは、パターン特徴の特徴量が多い領域の方向へ設定するのであれば、元の領域AreaIに対して任意の方向、任意の距離に設定してよい。例えば、例えば図25Aに示すように元のテンプレート作成領域AreaIと一部が重なるように設定してもよいし、図25Bに示すように全く重ならないように設定してもよい。Note that, along with the movement of the template creation area, the target measurement area at the time of search alignment in which the area becomes the maximum visual field range OR_Area will also move.
Further, if the new template creation area AreaI_New is set in the direction of the area having a large amount of pattern feature, the new template creation area AreaI_New may be set in an arbitrary direction and an arbitrary distance with respect to the original area AreaI. For example, the original template creation area AreaI may be set so as to partially overlap as shown in FIG. 25A, or may be set so as not to overlap at all as shown in FIG. 25B.
そして、このようにして新たなテンプレート作成領域が設定されたら、ステップS652に戻って、このテンプレート作成領域AreaI_Newの画像データを取得し、この新たなテンプレート作成領域AreaI_Newに対して、前述したテンプレート作成の処理を繰り返す(ステップS653〜S655)。
このような処理により、ステップS653においてユニークな仮のテンプレートが抽出された場合には(ステップS655)、その仮のテンプレートの画像データ(イメージ信号情報)をテンプレートとして抽出し(ステップS657)、テンプレート作成処理を終了する。When a new template creation area is set in this way, the process returns to step S652, the image data of this template creation area AreaI_New is acquired, and the template creation process described above is performed for this new template creation area AreaI_New. The process is repeated (steps S653 to S655).
When a unique temporary template is extracted in step S653 by such processing (step S655), image data (image signal information) of the temporary template is extracted as a template (step S657), and a template is created. The process ends.
このように、本実施の形態のテンプレート作成方法によれば、予め設定したテンプレート作成領域(本実施の形態においては視野最大範囲OR_Area)においてテンプレートとするのに適切なユニークなパターンが検出されなかった時には、テンプレート探索位置をずらして再設定し、再度テンプレート作成を行っている。従って、自動的にテンプレートを作成できる可能性が高くなり、テンプレート作成に関わるオペレータの負担を軽減することができる。 As described above, according to the template creation method of the present embodiment, a unique pattern suitable for use as a template was not detected in a preset template creation area (the maximum field of view OR_Area in the present embodiment). Sometimes the template search position is shifted and reset, and the template is created again. Therefore, there is a high possibility that a template can be created automatically, and the burden on the operator involved in template creation can be reduced.
また、テンプレート作成の処理対象領域を変更する際には、テンプレート作成領域の周縁のパターン特徴に基づいて、ユニークなパターンが検出される可能性が高い領域あるいは方向を推定し、これに基づいてテンプレート作成領域を変更をしている。従って、少なくとも、全くパターンが存在しないような領域にテンプレート作成領域を再設定するような状態を避けることができ、テンプレートを適切に抽出できる可能性の高い領域にテンプレート作成領域を再設定することができる。 In addition, when changing the processing area for template creation, an area or direction where a unique pattern is highly likely to be detected is estimated based on the pattern characteristics of the periphery of the template creation area. The creation area has been changed. Therefore, it is possible to avoid a state where the template creation area is reset to an area where there is no pattern at all, and it is possible to reset the template creation area to an area where a template can be appropriately extracted. it can.
また、そのようなテンプレート作成領域の移動のためのパターン特徴の検出は、既に画像データを取得している領域の画像データを用いて行っているため、新たに画像データを取得する必要が無く、効率良く処理が行える。
また、本実施の形態の方法によれば、設計データからも、実際のウエハからの撮像データからもテンプレートを作成することができるので、利便性が向上する。
また、本実施の形態においても、サーチ範囲(視野最大範囲OR_Area)を変更してテンプレート作成を行うことができるため、サーチ可能領域を拡大することができ、露光装置におけるプリアライメント精度やウエハ投入精度が低下にもサーチアライメントにより対応することができる。その結果、より高性能な露光装置を提供できる。In addition, since the detection of the pattern feature for moving the template creation area is performed using the image data of the area where the image data has already been acquired, there is no need to newly acquire the image data. Processing can be performed efficiently.
In addition, according to the method of the present embodiment, a template can be created from design data as well as imaging data from an actual wafer, so convenience is improved.
Also in the present embodiment, since the template can be created by changing the search range (maximum field of view range OR_Area), the searchable area can be expanded, and the pre-alignment accuracy and wafer insertion accuracy in the exposure apparatus can be expanded. Can also be dealt with by search alignment. As a result, a higher performance exposure apparatus can be provided.
なお、前述した方法においては、ステップS651において視野最大範囲OR_Areaをテンプレート作成領域として設定した後、ステップS652において、その視野最大範囲OR_Areaと同じ領域の画像データを取得していた。しかしながら、視野最大範囲OR_Areaよりも広い領域の画像データを取得し、後のパターン特徴の検出の際に利用するようにしてもよい。すなわち、例えば図26に示すように、ステップS652において画像データを取得する際には、視野最大範囲OR_Areaの各辺から4方向に各々距離L2だけ拡張した領域AreaEの画像を取得しておく。そして、視野最大範囲OR_Areaからテンプレートが抽出できず、テンプレート作成領域AreaIをずらすために視野最大範囲OR_Area周囲のパターン特徴を検出する時に、この拡張した部分の画像データ(イメージ信号情報)を用いる。 In the method described above, after setting the visual field maximum range OR_Area as a template creation area in step S651, image data of the same area as the visual field maximum range OR_Area is acquired in step S652. However, image data in a region wider than the maximum visual field range OR_Area may be acquired and used for subsequent pattern feature detection. That is, for example, as shown in FIG. 26, when acquiring image data in step S652, an image of an area AreaE that is expanded by a distance L2 in each of four directions from each side of the maximum field of view range OR_Area is acquired. Then, when the template cannot be extracted from the maximum field of view OR_Area and the pattern feature around the maximum field of view OR_Area is detected to shift the template creation area AreaI, the image data (image signal information) of the expanded portion is used.
図26に示す例においては、例えば、視野最大範囲OR_Areaの4辺から各々距離L2だけ外側に規定したラインと、4辺から各々距離L3だけ内側に規定したラインとにはさまれる帯状の領域において、図24A及び図24Bと同様に領域E1〜E8を設定し、各領域のパターン特徴の特徴量を検出し、これに基づいてテンプレート作成領域の移動方向を決定する。このような方法によれば、視野最大範囲OR_Areaとして利用した領域のさらに外部の領域のパターン特徴を参照することができるため、テンプレートとして利用できるユニークパターンが存在する可能性をより適切に推定することができ、より効率良くテンプレート作成領域を再設定することができる。 In the example shown in FIG. 26, for example, in a band-shaped region that is sandwiched between lines defined by the distance L2 from the four sides of the maximum field of view OR_Area and lines defined by the distance L3 from the four sides. Similarly to FIGS. 24A and 24B, the areas E1 to E8 are set, the feature amounts of the pattern features in each area are detected, and the movement direction of the template creation area is determined based on this. According to such a method, since it is possible to refer to the pattern features of the region outside the region used as the maximum field of view OR_Area, it is possible to more appropriately estimate the possibility that there is a unique pattern that can be used as a template. And the template creation area can be reset more efficiently.
また、本実施の形態の方法においては、テンプレート作成領域をずらす方向及び距離も任意に設定してよい。本実施の形態のように、予め複数の再設定位置を用意しておいてもよいし、例えば周縁部のパターン特徴に応じて、テンプレート作成領域をずらす方向やずらす距離を決定するようにしてもよい。例えば、一連のパターン特徴の重心を検出し、その重心の方向にテンプレート作成領域をずらすようにしてもよい。 In the method of the present embodiment, the direction and distance for shifting the template creation area may be arbitrarily set. As in the present embodiment, a plurality of reset positions may be prepared in advance. For example, the direction in which the template creation area is shifted and the distance to be shifted are determined according to the pattern characteristics of the peripheral edge. Good. For example, the center of gravity of a series of pattern features may be detected, and the template creation area may be shifted in the direction of the center of gravity.
第6の実施の形態
第4の実施の形態及び第5の実施の形態においては、テンプレート作成領域から適切なテンプレートが作成できない場合に、そのテンプレート作成領域を移動して再設定するようにしていた。しかし、テンプレート作成を行う当初の段階より、テンプレート作成に適した情報が多数ある領域を選択して、テンプレート作成領域と設定するようにしてもよい。テンプレート作成に好適な領域を目標計測領域の周辺の広範な領域から選択し、その領域の画像データを利用してテンプレートを作成する処理について、本発明に係る第6の実施の形態として、図27及び図28を参照して説明する。 Sixth Embodiment In the fourth and fifth embodiments, when an appropriate template cannot be created from the template creation area, the template creation area is moved and reset. . However, from the initial stage of template creation, an area having a large amount of information suitable for template creation may be selected and set as the template creation area. As a sixth embodiment according to the present invention, a process for selecting a region suitable for template creation from a wide range of regions around the target measurement region and creating a template using image data of the region is shown in FIG. And with reference to FIG.
図27は、本発明の第6の実施の形態のテンプレート作成処理の流れを示すフローチャートである。
本実施の形態のテンプレート作成方法においては、まず、低倍率(第1の検出倍率)の撮像カメラにより広域な画像データ(イメージ信号情報)を取得する(ステップS701)。画像データを取得する範囲は、サーチアライメント計測時の目標計測領域(サーチ計測視野領域)を含み、さらに複数のテンプレート作成領域を含むような領域であり、サーチアライメント計測時の撮像倍率(広域の画像データを取得する本ステップにおける撮像倍率(第1の検出倍率)よりも高倍率で、かつファインアライメント計測時に設定される検出倍率よりは低い倍率。以下、便宜上中倍率(第2の検出倍率)と称する)の下での観察視野VIEW_Area、及び、ウエハ投入誤差やウエハ製造誤差を考慮して、予め固定的に決定しておく。本実施形態においては、サーチアライメント計測時に中倍率で観察視野VIEW_Areaを撮像した場合の視野最大範囲OR_Areaに対して、図28に示すように、この視野最大範囲OR_Areaを縦横各4倍、面積で16倍にした領域であって、サーチアライメント計測時の目標計測領域(サーチ計測視野領域)AreaV0をほぼ中心とする領域AreaXの画像データ(低倍率(第1の検出倍率)の画像データ)を取得する。FIG. 27 is a flowchart illustrating a flow of template creation processing according to the sixth embodiment of this invention.
In the template creation method of the present embodiment, first, wide area image data (image signal information) is acquired by an imaging camera with a low magnification (first detection magnification) (step S701). The range for acquiring image data includes a target measurement area (search measurement visual field area) at the time of search alignment measurement, and further includes a plurality of template creation areas. A magnification that is higher than the imaging magnification (first detection magnification) in this step of acquiring data and lower than the detection magnification set at the time of fine alignment measurement, hereinafter referred to as medium magnification (second detection magnification) for convenience. In consideration of the observation visual field VIEW_Area, and the wafer insertion error and wafer manufacturing error, it is fixedly determined in advance. In the present embodiment, as shown in FIG. 28, the maximum field of view OR_Area when the observation field of view VIEW_Area is imaged at medium magnification at the time of search alignment measurement. The image data of the area AreaX (image data of the low magnification (first detection magnification)) that is the doubled area and is substantially centered on the target measurement area (search measurement visual field area) AreaV0 at the time of search alignment measurement is acquired. .
なお、このような画像データを露光装置100とは別の装置で取得する場合には、そのように専用に設けられた低倍率の光学系を有する撮像システムによりウエハ表面を撮像し取得する。
また、露光装置においてこのようなデータを取得する場合には、例えば、複数の受光系(低倍率、中倍率、高倍率)を有するFIA方式のアライメントセンサを用いる。そのような考え方のアライメントセンサは、例えば特開2002−257512号公報等に開示されている。そのアライメントセンサは、図示を省略するが、対物レンズ(対物光学系)は共通的に設けられているものの、比較的高倍率で視野の狭い受光系(高倍系)と比較的中倍率で視野の広い受光系(中倍系)との2つの受光系を具備しており、ウエハ表面で反射された光ビームをビームスプリッタ等で分岐して各受光系に入射させている。このようなアライメントセンサに上述したような低倍系の受光系(センサを含む)を付加してやって、ステップS701における低倍率の画像データを、露光装置に具備される例えばこのようなアライメントセンサにより撮像する。In the case where such image data is acquired by an apparatus different from the
When such data is acquired by the exposure apparatus, for example, an FIA type alignment sensor having a plurality of light receiving systems (low magnification, medium magnification, and high magnification) is used. An alignment sensor based on such a concept is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-257512. Although the alignment sensor is not shown, the alignment lens (objective optical system) is provided in common, but the light receiving system (high magnification system) with a relatively high magnification and a narrow field of view and the field of view with a relatively medium magnification. Two light receiving systems, that is, a wide light receiving system (medium magnification system) are provided, and a light beam reflected on the wafer surface is branched by a beam splitter or the like and is incident on each light receiving system. By adding such a low-magnification light receiving system (including a sensor) as described above to such an alignment sensor, the low-magnification image data in step S701 is imaged by, for example, such an alignment sensor provided in the exposure apparatus. To do.
低倍率の画像データを取得したら、次に、この画像データよりユニークパターンを検出する。
まず、図28に示すように、低倍画像データ領域AreaX内に、検出対象のユニークパターンのサイズに相当する領域AreaYを設定し、これを仮のユニークパターンとする(ステップS703)。なお、本実施の形態においては、ここで検出するユニークパターンのサイズは、最終的に生成しようとするテンプレートのサイズと同じものとするが、これに限られるものではなく、任意のサイズに設定してよい。Once the low-magnification image data is acquired, a unique pattern is then detected from this image data.
First, as shown in FIG. 28, an area AreaY corresponding to the size of the unique pattern to be detected is set in the low-magnification image data area AreaX, and this is set as a temporary unique pattern (step S703). In this embodiment, the size of the unique pattern detected here is the same as the size of the template to be finally generated, but is not limited to this, and is set to an arbitrary size. It's okay.
次に、この領域AreaYと同じサイズの窓AreaZで、低倍画像データ(低倍画像データ領域AreaX)をサーチし、各位置における領域AreaZ内の画像(パターン信号情報)と仮のユニークパターンAreaYの画像(パターン信号情報)との相関値を前述した式(1)又は式(2)に基づいて順次求め、相関値が十分に高く、ピークとなっている領域を検出する(ステップS705)。
低倍画像データ領域AreaX内に設定される全ての仮のユニークパターンAreaYについて相関ピーク値を検出したら(ステップS707)、その中から、自分自身以外にピークを持たない真にユニークな仮のユニークパターンを抽出する(ステップS709)。図28に示す例においては、例えば領域AreaUにおいて、真にユニークなパターンが検出されたものとする。Next, low-magnification image data (low-magnification image data area AreaX) is searched in the window AreaZ having the same size as the area AreaY, and the image (pattern signal information) in the area AreaZ and the temporary unique pattern AreaY at each position are searched. Correlation values with the image (pattern signal information) are sequentially obtained based on the above-described equation (1) or equation (2), and a region having a sufficiently high correlation value and a peak is detected (step S705).
When correlation peak values are detected for all temporary unique patterns AreaY set in the low-magnification image data area AreaX (step S707), a truly unique temporary unique pattern having no peak other than itself is detected. Is extracted (step S709). In the example shown in FIG. 28, for example, a truly unique pattern is detected in the area AreaU.
なお、このユニークパターンの検出処理においては、処理対象の領域(領域AreaX)は広いものの、画像データは低倍率の画像データであるため、データ量は少なく、ステップS703〜ステップS709の処理に実用上問題となるような長時間を費やすことは無い。 In this unique pattern detection process, the area to be processed (area AreaX) is wide, but the image data is low-magnification image data, so the amount of data is small, and the processing in steps S703 to S709 is practical. You don't spend a lot of time that matters.
低倍画像データ領域AreaXにおいてユニークパターンを含む領域AreaUを検出したら、次に、実際にテンプレートを作成するための中倍の画像データ(イメージ信号情報)を取得する領域AreaIを設定する(ステップS711)。中倍画像を取得する領域AreaIは、図28に示すように、サーチアライメント計測(中倍率計測)の際の視野最大範囲OR_Areaと同じサイズの領域であって、その中心がユニークパターンを有する領域AreaUの中心と同一になるような領域に設定する。この時、視野最大範囲OR_Areaがそのような領域となるように、サーチアライメント計測時の目標視野領域AreaVも変更する。
そして、ウエハ上のそのテンプレート作成領域AreaIを中倍率の光学系を介して撮像し、画像データ(イメージ信号情報)を取得する(ステップS713)。When the area AreaU including the unique pattern is detected in the low-magnification image data area AreaX, an area AreaI for acquiring medium-magnification image data (image signal information) for actually creating a template is set (step S711). . As shown in FIG. 28, the area AreaI for acquiring the medium-magnified image is an area having the same size as the field-of-view maximum range OR_Area in search alignment measurement (medium magnification measurement), and the center of the area AreaU has a unique pattern. Set the area so that it is the same as the center of. At this time, the target visual field area AreaV at the time of search alignment measurement is also changed so that the visual field maximum range OR_Area becomes such a region.
Then, the template creation area AreaI on the wafer is imaged through the medium magnification optical system to obtain image data (image signal information) (step S713).
テンプレート作成領域AreaIの画像データを取得したら、この画像データよりテンプレートとするユニークパターンを検出する。
まず、テンプレート作成領域AreaI内のユニークパターン探索領域AreaA(視野共通領域AND_Area)に、テンプレートのサイズに相当する領域AreaTを設定し、これを仮のテンプレートとする(ステップS715)。次に、この領域AreaTと同じサイズの窓AreaSで、テンプレート作成領域AreaIをサーチし、各位置における領域AreaSの画像(パターン信号情報)と仮のテンプレートAreaTの画像(パターン信号情報)との相関値を前述した式(1)又は式(2)に基づいて順次求め、相関値が十分に高く、ピークとなっている領域を検出する(ステップS717)。そして、ユニークパターン探索領域AreaA内に設定される全ての仮のテンプレートAreaTについて相関ピーク値を検出したら(ステップS719)、その中から、自分自身以外にピークを持たないユニークなパターンを抽出する(ステップS721)。そして、そのユニークパターンの画像データ(イメージ信号情報)をテンプレートとして抽出する(ステップS723)。When the image data of the template creation area AreaI is acquired, a unique pattern as a template is detected from this image data.
First, an area AreaT corresponding to the template size is set in the unique pattern search area AreaA (field-of-view common area AND_Area) in the template creation area AreaI, and this is set as a temporary template (step S715). Next, the template creation area AreaI is searched with the window AreaS having the same size as the area AreaT, and the correlation value between the image of the area AreaS (pattern signal information) and the image of the temporary template AreaT (pattern signal information) at each position. Are sequentially obtained based on the above-described equation (1) or equation (2), and a region having a sufficiently high correlation value and a peak is detected (step S717). When correlation peak values are detected for all temporary templates AreaT set in the unique pattern search area AreaA (step S719), a unique pattern having no peak other than itself is extracted (step S719). S721). Then, the image data (image signal information) of the unique pattern is extracted as a template (step S723).
このように、本実施の形態のテンプレート作成方法によれば、テンプレート作成領域となる領域に対して十分に広範な画像データを用いて、ユニークパターンが存在する可能性の高い領域を推定し、その領域をテンプレート作成領域としてテンプレート作成処理を施している。従って、1度目に設定した領域からテンプレート作成が可能なユニークパターンが検出される可能性が非常に高く、効率良いテンプレート作成処理ができる。
またその結果、ユニークパターンが検出されないためにテンプレート作成領域を再設定し画像データを取得しなおす等の処理が発生する頻度を低減することができ、テンプレート作成、露光装置に係る種々の装置の運用、及び、露光処理を効率良く行うことができる。As described above, according to the template creation method of the present embodiment, an area that is likely to have a unique pattern is estimated using a sufficiently wide range of image data for the area to be a template creation area. Template creation processing is performed using the area as a template creation area. Therefore, there is a very high possibility that a unique pattern capable of template creation is detected from the first set area, and an efficient template creation process can be performed.
As a result, since the unique pattern is not detected, the frequency of processing such as resetting the template creation area and re-acquiring image data can be reduced, and the operation of various apparatuses related to the template creation and exposure apparatus can be reduced. And the exposure process can be performed efficiently.
また、本実施の形態においては、広範な領域に対してユニークパターンを検出してテンプレート作成を行っているので、ユニークさの強いパターンをテンプレートにすることができる。すなわち、ユニークさが強く識別性の強い質の高いテンプレートを作成することができる。
また、本実施の形態においても、サーチ範囲(視野最大範囲OR_Area)を変更してテンプレート作成を行うことができるため、サーチ可能領域を拡大することができ、露光装置におけるプリアライメント精度やウエハ投入精度が低下にもサーチアライメントにより対応することができる。その結果、より高性能な露光装置を提供できる。In this embodiment, since a template is created by detecting a unique pattern over a wide area, a highly unique pattern can be used as a template. That is, it is possible to create a high-quality template with strong uniqueness and strong discrimination.
Also in the present embodiment, since the template can be created by changing the search range (maximum field of view range OR_Area), the searchable area can be expanded, and the pre-alignment accuracy and wafer insertion accuracy in the exposure apparatus can be expanded. Can also be dealt with by search alignment. As a result, a higher performance exposure apparatus can be provided.
なお、ステップS703〜ステップS711においては、ユニークパターンを検出することにより、低倍画像データ領域AreaXよりテンプレート作成に好適なユニークパターンが存在する可能性の高い領域を検出し、実際にテンプレート作成を行うための領域として設定した。しかし、ユニークパターンが存在する可能性の高い領域を推定する方法は、これに限られるものではない。例えば、第5の実施の形態で視野最大範囲OR_Areaを移動させるために検出したパターン特徴の特徴量、すなわち、2値化パターンにおけるパターンの量(所定の画素値の画素量)、パターン密度、周波数成分検出結果、エッジ検出されたパターンにおけるエッジ線分の量、エッジの本数、エッジの密度、エッジ線分の周波数成分検出結果等を用いて、ユニークパターンが存在する可能性の高い領域を推定するようにしてもよい。 In steps S703 to S711, by detecting a unique pattern, an area where there is a high possibility that a unique pattern suitable for template creation exists from the low-magnification image data area AreaX is detected, and the template is actually created. Set as an area for. However, the method for estimating an area where a unique pattern is likely to exist is not limited to this. For example, the feature amount of the pattern feature detected for moving the maximum visual field range OR_Area in the fifth embodiment, that is, the pattern amount (pixel amount of a predetermined pixel value) in the binarized pattern, the pattern density, and the frequency Using the component detection results, the amount of edge line segments in the detected edge pattern, the number of edges, the edge density, the frequency component detection results of the edge line segments, etc., the area where there is a high possibility that a unique pattern exists is estimated. You may do it.
また、テンプレート作成領域AreaI(視野最大範囲OR_Area)を設定した後のテンプレート作成処理(基準データ抽出処理)は、前述したステップS713〜ステップS723の処理の限られるものではない。例えば、前述した第1の実施の形態〜第3の実施の形態のような各処理を適用して、テンプレートを作成してもよい。
また、本実施の形態においては、ウエハ上の実際の画像データに基づいてテンプレートを作成したが、設計データに基づいて作成するようにしてもよい。In addition, the template creation process (reference data extraction process) after setting the template creation area AreaI (maximum field of view OR_Area) is not limited to the processes in steps S713 to S723 described above. For example, a template may be created by applying each process as in the first to third embodiments described above.
In the present embodiment, the template is created based on the actual image data on the wafer, but may be created based on the design data.
また、本実施の形態においては、低倍画像データ領域AreaXより、唯一のユニークパターンを有する領域AreaUを検出し、これに基づいてテンプレート作成領域AreaIを設定したが、ユニークパターンを有する領域を複数検出するようにし、順次テンプレート作成領域に設定して各領域よりテンプレートを作成するようにしてもよい。
また、検出した複数の領域をユニークさに基づいて順位付けし、その順に各領域に対してテンプレート作成を行うようにしてもよい。In the present embodiment, the area AreaU having a unique pattern is detected from the low-magnification image data area AreaX, and the template creation area AreaI is set based on this area. However, a plurality of areas having unique patterns are detected. In this manner, templates may be created from each area by sequentially setting the template creation areas.
Alternatively, a plurality of detected areas may be ranked based on uniqueness, and a template may be created for each area in that order.
デバイス製造方法
次に、前述したようなアライメントセンサ等を具備する露光装置100を用いて行うデバイスの製造方法について図29を参照して説明する。
図29は、例えばICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等の電子デバイスの製造工程を示すフローチャートである。
図29に示すように、電子デバイスの製造工程においては、まず、電子デバイスの回路設計等のデバイスの機能・性能設計を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行い(工程S810)、次に、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する(工程S820)。
一方、シリコン等の材料を用いてウエハ(シリコン基板)を製造する(工程S830)。 Device Manufacturing Method Next, a device manufacturing method performed using the
FIG. 29 is a flowchart showing a manufacturing process of an electronic device such as a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, or a micromachine.
As shown in FIG. 29, in the manufacturing process of the electronic device, first, the function / performance design of the device such as the circuit design of the electronic device is performed, and the pattern design for realizing the function is performed (step S810). Then, a reticle on which the designed circuit pattern is formed is manufactured (step S820).
On the other hand, a wafer (silicon substrate) is manufactured using a material such as silicon (step S830).
次に、工程S820で製作したレチクル及び工程S830で製造したウエハを使用して、リソグラフィー技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する(工程S840)。
具体的には、まず、ウエハ表面に、絶縁膜、電極配線膜あるいは半導体膜との薄膜を成膜し(工程S841)、次に、この薄膜の全面にレジスト塗布装置(コータ)を用いて感光剤(レジスト)を塗布する(工程S842)。
次に、このレジスト塗布後の基板をウエハホルダー上にロードするとともに、工程S830において製造したレチクルをレチクルステージ上にロードして、そのレチクルに形成されたパターンをウエハ上に縮小転写する(工程S843)。この時、露光装置においては、上述した本発明に係る位置合わせ方法によりウエハの各ショット領域を順次位置合わせし、各ショット領域にレチクルのパターンを順次転写する。Next, using the reticle manufactured in step S820 and the wafer manufactured in step S830, an actual circuit or the like is formed on the wafer by a lithography technique or the like (step S840).
Specifically, first, a thin film with an insulating film, an electrode wiring film, or a semiconductor film is formed on the wafer surface (step S841), and then the entire surface of the thin film is exposed using a resist coating device (coater). An agent (resist) is applied (step S842).
Next, the resist-coated substrate is loaded on the wafer holder, and the reticle manufactured in step S830 is loaded on the reticle stage, and the pattern formed on the reticle is reduced and transferred onto the wafer (step S843). ). At this time, the exposure apparatus sequentially aligns each shot area of the wafer by the alignment method according to the present invention described above, and sequentially transfers the reticle pattern to each shot area.
露光が終了したら、ウエハをウエハホルダーからアンロードし、現像装置(デベロッパ)を用いて現像する(工程S844)。これにより、ウエハ表面にレチクルパターンのレジスト像が形成される。
そして、現像処理が終了したウエハに、エッチング装置を用いてエッチング処理を施し(工程S845)、ウエハ表面に残存するレジストを、例えばプラズマアッシング装置等を用いて除去する(工程S846)。
これにより、ウエハの各ショット領域に、絶縁層や電極配線等のパターンが形成される。そして、この処理をレチクルを変えて順次繰り返すことにより、ウエハ上に実際の回路等が形成される。When the exposure is completed, the wafer is unloaded from the wafer holder and developed using a developing device (developer) (step S844). Thereby, a resist image of a reticle pattern is formed on the wafer surface.
Then, the wafer subjected to the development process is etched using an etching apparatus (step S845), and the resist remaining on the wafer surface is removed using, for example, a plasma ashing apparatus (step S846).
Thereby, patterns such as an insulating layer and electrode wiring are formed in each shot region of the wafer. Then, an actual circuit or the like is formed on the wafer by sequentially repeating this process while changing the reticle.
ウエハ上に回路等が形成されたら、次に、デバイスとしての組み立てを行う(工程S850)。具体的には、ウエハをダイシングして個々のチップに分割し、各チップをリードフレームやパッケージに装着し電極を接続するボンディングを行い、樹脂封止等パッケージング処理を行う。
そして、製造したデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行い(工程S860)、デバイス完成品として出荷する。If a circuit or the like is formed on the wafer, then assembling as a device is performed (step S850). Specifically, the wafer is diced and divided into individual chips, each chip is mounted on a lead frame or a package, bonding for connecting electrodes is performed, and a packaging process such as resin sealing is performed.
Then, inspections such as an operation check test and a durability test of the manufactured device are performed (step S860), and the device is shipped as a completed device.
以上説明した実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。従って、上記の実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiments described above are described for facilitating the understanding of the present invention, and are not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment includes all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
例えば、前述した実施の形態においては、ウエハWのサーチアライメントを行うためのテンプレート生成を例示して本発明を説明したが、例えばレチクルRの位置合わせを行うためのテンプレート生成や、ファインアライメントを行うためのテンプレート生成等にも本発明を適用することができる。
また、前述した実施の形態においては、本発明をオフ・アクシス方式のアライメントセンサに適用した場合を例に挙げて説明したが、撮像素子で撮像したマークの画像(パターン信号)を処理してマーク位置を検出する装置であれば、その全てに本発明を適用することができる。For example, in the above-described embodiment, the present invention has been described by exemplifying template generation for performing the search alignment of the wafer W. However, for example, template generation for aligning the reticle R and fine alignment are performed. The present invention can also be applied to template generation for the purpose.
Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to an off-axis type alignment sensor has been described as an example. However, the mark image (pattern signal) imaged by the image sensor is processed to obtain the mark. The present invention can be applied to all devices that detect positions.
また、本発明は、ステップ・アンド・リピート方式又はステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影型露光装置、ミラープロジェクション方式、プロキシミティ方式、コンタクト方式等の露光装置に適用することが可能である。
また、半導体素子、液晶表示素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、プラズマディスプレイ、薄膜磁気ヘッド及び撮像素子(CCD等)の製造にも用いられる露光装置、及び、レチクルを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハ等に回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。すなわち本発明は、露光装置の露光方式や用途等に関係なく適用可能である。In addition, the present invention can be applied to step-and-repeat or step-and-scan reduced projection exposure apparatuses, mirror projection systems, proximity systems, contact systems, and other exposure apparatuses.
In order to manufacture not only an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor element and a liquid crystal display element, but also an exposure apparatus used for manufacturing a plasma display, a thin film magnetic head, and an image sensor (CCD, etc.), and a reticle. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern to a glass substrate or a silicon wafer. In other words, the present invention can be applied regardless of the exposure method and application of the exposure apparatus.
また、本実施の形態の露光装置100の露光光ELとしては、g線やi線、又は、KrFエキシマレーザ、ArFエキシマレーザ、F2エキシマレーザから出射される光を用いていたが、KrFエキシマレーザ(248nm)、ArFエキシマレーザ(193nm)、F2レーザ(157nm)から出射される光のみならず、X線や電子線等の荷電粒子線を用いることができる。例えば、電子線を用いる場合には電子銃として、熱電子放射型のランタンヘキサボライト(LaB6)、タンタル(Ta)を用いることができる。
また、例えば、DFB半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は、可視域の単一波長レーザを、エルビウム(又はエルビウムとイットリビウムの両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、さらに非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いてもよい。なお、単一波長発振レーザとしてはイットリビウム・ドープ・ファイバーレーザを用いる。Further, as the exposure light EL of the
In addition, for example, an infrared or visible single wavelength laser oscillated from a DFB semiconductor laser or fiber laser is amplified by a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and yttrium), and further nonlinear optics You may use the harmonic which wavelength-converted into the ultraviolet light using the crystal | crystallization. An yttrium-doped fiber laser is used as the single wavelength oscillation laser.
なお、前述した本発明の実施の形態による露光装置(図1)は、基板Wを精度よく高速に位置制御することができ、スループットを向上しつつ高い露光精度で露光が可能となるように、照明光学系、レチクルRのアライメント系(不図示)、ウエハステージ9、移動鏡11及びレーザ干渉計12を含むウエハアライメント系、投影レンズPL等の図1に示された各要素が電気的、機械的又は光学的に連結して組み上げられた後、総合調整(電気調整、動作確認等)をすることにより製造される。なお、露光装置の製造は、温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。 The above-described exposure apparatus (FIG. 1) according to the embodiment of the present invention can accurately control the position of the substrate W at high speed so that exposure can be performed with high exposure accuracy while improving throughput. Each element shown in FIG. 1 such as an illumination optical system, an alignment system (not shown) of a reticle R, a wafer alignment system including a
なお、本発明は、本国際出願で指定した指定国又は選択した選択国の国内法令が許す限りにおいて、前述した全ての公報の開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
本開示は、2003年6月27日に提出された日本国特許出願第2003−185392号及び2004年5月20日に提出された日本国特許出願第2004−150499号に含まれた主題に関連し、その開示の全てはここに参照事項として明白に組み込まれる。It should be noted that the present invention is incorporated in the description of this specification by using the disclosures of all the above-mentioned publications as long as the national laws of the designated country designated in the international application or the selected selected country permit.
The present disclosure relates to the subject matter included in Japanese Patent Application No. 2003-185392 filed on June 27, 2003 and Japanese Patent Application No. 2004-150499 filed on May 20, 2004. The entire disclosure of which is expressly incorporated herein by reference.
Claims (84)
前記所定領域内のパターン信号情報を得る第1工程と、
前記第1工程で得られた前記パターン信号情報の中から、前記所定領域内で前記被計測領域が取り得る全ての位置において、各位置ごとに該被計測領域内でユニークであると認識可能であり、そのユニークさが互いに異なる複数のユニークパターンを抽出する第2工程と、
前記第2工程で抽出された前記複数のユニークパターンの全てを、前記被計測領域が前記所定領域内で取り得る位置とは無関係に、前記基準パターンとして抽出する第3工程と
を有することを特徴とする基準パターン抽出方法。A reference pattern extraction method for extracting a reference pattern having a unique signal feature in a measurement area having an area smaller than the predetermined area arbitrarily disposed in a predetermined area on an object,
A first step of obtaining pattern signal information in the predetermined region;
From the pattern signal information obtained in the first step, it is possible to recognize that each position in the measurement area is unique in every position that the measurement area can take in the predetermined area. A second step of extracting a plurality of unique patterns whose uniqueness is different from each other;
And a third step of extracting all of the plurality of unique patterns extracted in the second step as the reference pattern irrespective of the positions that the measurement target region can take in the predetermined region. Reference pattern extraction method.
ことを特徴とする請求項1に記載の基準パターン抽出方法。2. The reference pattern extraction method according to claim 1, wherein in the second step, each of the unique patterns is extracted in a specific area unit having an area smaller than the measurement target area.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の基準パターン抽出方法。3. The reference pattern extraction method according to claim 1, wherein, in the second step, the unique pattern is extracted while using information on a pattern shape feature as the uniqueness index.
ことを特徴とする請求項3に記載の基準パターン抽出方法。In the second step, in addition to the information on the pattern shape feature, the number of patterns having different pattern shape features and at least one of their arrangement relations are also used as the uniqueness index. The reference pattern extraction method according to claim 3, wherein a pattern is extracted.
ことを特徴とする請求項2に記載の基準パターン抽出方法。In the second step, the unique pattern is extracted while using at least one of the number of patterns having the same pattern shape feature and the arrangement relationship thereof as an index of uniqueness. The reference pattern extraction method according to claim 2.
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の基準パターン抽出方法。The reference pattern extraction method according to claim 4 or 5, wherein when the arrangement relationship between the patterns is used as the index of uniqueness, design value information regarding the arrangement relationship is used.
ことを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の基準パターン抽出方法。The information on the pattern shape feature is obtained by performing correlation calculation processing for each pattern signal information in the specific area or calculation processing using the SSDA method with respect to the pattern signal information in the predetermined area. The reference pattern extraction method according to claim 3.
ことを特徴とする請求項7に記載の基準パターン抽出方法。Information relating to the shape feature of the pattern is obtained using at least one information amount of SN ratio, edge amount, entropy amount, variance value, and moment amount in the pattern signal information in each of the specific areas. The reference pattern extraction method according to claim 7.
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の基準パターン抽出方法。9. The reference pattern extraction according to claim 1, wherein in the first step, pattern signal information in the predetermined area is obtained using an imaging unit capable of imaging the predetermined area at a time. Method.
前記被計測領域内を撮像可能な撮像手段を用い、該撮像手段に対する前記物体の位置を変化させながら複数位置での前記被計測領域内のパターン信号情報をそれぞれ求め、
前記求められた複数のパターン信号情報を合成することにより、前記所定領域内のパターン信号情報を求める
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の基準パターン抽出方法。In the first step,
Using an imaging means capable of imaging the measurement area, and obtaining pattern signal information in the measurement area at a plurality of positions while changing the position of the object relative to the imaging means,
The reference pattern extraction method according to claim 1, wherein pattern signal information in the predetermined area is obtained by combining the plurality of obtained pattern signal information.
ことを特徴とする請求項9又は10に記載の基準パターン抽出方法。11. The reference pattern extraction method according to claim 9, wherein in the first step, the object is positioned with respect to the imaging unit using design value information regarding a pattern formed on the object.
ことを特徴とするパターンマッチング方法。A correlation calculation process is performed on pattern signal information in the measurement target area on the object using the reference pattern obtained by the reference pattern extraction method according to claim 1. Pattern matching method.
ことを特徴とする請求項12に記載のパターンマッチング方法。The pattern matching method according to claim 12, wherein correlation calculation processing is performed on pattern signal information in the measurement target area by sequentially using all of the plurality of unique patterns.
前記所定領域内のパターン信号情報を得るパターン信号情報取得手段と、
前記得られた前記パターン信号情報の中から、前記所定領域内で前記被計測領域が取り得る全ての位置において、各位置ごとに該被計測領域内でユニークであると認識可能であり、かつそのユニークさが互いに異なる複数のユニークパターンを抽出するユニークパターン抽出手段と、
前記抽出された前記複数のユニークパターンの全てを、前記被計測領域が前記所定領域内で取り得る位置とは無関係に、前記基準パターンとして抽出する基準パターン抽出手段と
を有することを特徴とする基準パターン抽出装置。A reference pattern extraction device that extracts a reference pattern having a unique signal feature in a measurement region having an area smaller than the predetermined region arbitrarily disposed in a predetermined region on an object,
Pattern signal information obtaining means for obtaining pattern signal information in the predetermined area;
From the obtained pattern signal information, it is possible to recognize that each position in the measurement area is unique in each measurement area in all the positions that can be taken in the predetermined area, and Unique pattern extraction means for extracting a plurality of unique patterns having different uniqueness;
A reference pattern extracting means for extracting all of the extracted unique patterns as the reference pattern irrespective of the position where the measurement target area can be taken in the predetermined area. Pattern extraction device.
ことを特徴とする請求項14に記載の基準パターン抽出装置。The reference pattern extraction apparatus according to claim 14, wherein the unique pattern extraction unit extracts each unique pattern in a specific area unit having an area smaller than the measurement target area.
ことを特徴とする請求項14又は15に記載の基準パターン抽出装置。The reference pattern extraction apparatus according to claim 14, wherein the unique pattern extraction unit extracts the unique pattern while using information on a pattern shape feature as the index of uniqueness.
ことを特徴とする請求項16に記載の基準パターン抽出装置。The unique pattern extraction means uses, in addition to the information on the pattern shape feature, at least one of the number of patterns having different pattern shape features and their arrangement relation as the index of uniqueness. The reference pattern extraction device according to claim 16, wherein a unique pattern is extracted.
ことを特徴とする請求項15に記載の基準パターン抽出装置。The unique pattern extraction means extracts the unique pattern while using at least one of the number of patterns having the same pattern shape feature and their arrangement relation as an index of uniqueness. The reference pattern extraction device according to claim 15.
を有することを特徴とするパターンマッチング装置。All of the plurality of unique patterns with respect to pattern signal information in the measurement target area on the object using the reference pattern obtained by the reference pattern extraction device according to any one of claims 14 to 18. A pattern matching apparatus comprising: correlation calculation processing means for sequentially performing correlation calculation processing using the.
前記物体上に形成されたパターンの形状及びその配置情報の少なくともいずれか一方に関する設計値情報を得る第1工程と、
前記設計値情報をパターン信号情報に変換する第2工程と、
前記パターン信号情報の中から、ユニークなパターン信号特徴を有するユニークパターンを抽出する第3工程と、
前記第3工程で抽出されたユニークパターンに基づいて前記基準パターンを決定する第4工程と
を有することを特徴とする基準パターン抽出方法。A reference pattern extraction method for extracting a reference pattern used to identify a predetermined pattern formed on an object,
A first step of obtaining design value information relating to at least one of the shape of the pattern formed on the object and its arrangement information;
A second step of converting the design value information into pattern signal information;
A third step of extracting a unique pattern having a unique pattern signal feature from the pattern signal information;
And a fourth step of determining the reference pattern based on the unique pattern extracted in the third step.
前記パターン信号情報に対する、前記パターン信号情報内の部分パターン信号情報ごとの相関演算処理、又はSSDA法を用いた演算処理を行うことによって、前記ユニークパターンを抽出する
ことを特徴とする請求項20に記載の基準パターン抽出方法。In the third step,
The unique pattern is extracted by performing correlation calculation processing for each partial pattern signal information in the pattern signal information or calculation processing using an SSDA method with respect to the pattern signal information. The reference pattern extraction method described.
ことを特徴とする請求項21に記載の基準パターン抽出方法。The reference pattern extraction method according to claim 21, wherein, in the third step, the unique pattern is extracted while changing a size of an area obtained from the partial pattern signal information.
ことを特徴とする請求項20〜22のいずれかに記載の基準パターン抽出方法。In the fourth step, when a plurality of the unique patterns are extracted in the third step, a unique pattern having the largest feature difference with respect to other patterns in the pattern signal information is determined as the reference pattern. The reference pattern extraction method according to any one of claims 20 to 22.
前記物体上に形成されたパターンの形状及びその配置情報の少なくともいずれか一方に関する設計値情報を得る設計値情報取得手段と、
前記設計値情報をパターン信号情報に変換する情報変換手段と、
前記パターン信号情報の中から、ユニークな信号特徴を有するユニークパターンを抽出するユニークパターン抽出手段と、
前記抽出されたユニークパターンに基づいて前記基準パターンを決定する基準パターン決定手段と
を有することを特徴とする基準パターン抽出装置。A reference pattern extraction device that extracts a reference pattern used to identify a predetermined pattern formed on an object,
Design value information obtaining means for obtaining design value information related to at least one of the shape of the pattern formed on the object and its arrangement information;
Information conversion means for converting the design value information into pattern signal information;
Unique pattern extraction means for extracting a unique pattern having a unique signal characteristic from the pattern signal information;
Reference pattern determining means for determining the reference pattern based on the extracted unique pattern.
ことを特徴とする請求項24に記載の基準パターン抽出装置。The reference pattern extraction device according to claim 24, wherein the unique pattern extraction unit extracts the unique pattern while changing a size of an area obtained from the partial pattern signal information.
物体上を撮像してパターン信号情報を求める第1工程と、
前記物体上に形成されたパターンの形状及び配置状態の少なくともいずれか一方に関する設計値情報を得る第2工程と、
前記第1工程で得られたパターン信号情報と、前記第2工程で得られた設計値情報とに基づいて、前記パターン信号情報の中の一部分を、前記基準パターンに関する情報として抽出する第3工程と
を有することを特徴とする基準パターン抽出方法。A reference pattern extraction method for extracting a reference pattern used to identify a predetermined pattern formed on an object,
A first step of imaging the object to obtain pattern signal information;
A second step of obtaining design value information relating to at least one of a shape and an arrangement state of a pattern formed on the object;
A third step of extracting a part of the pattern signal information as information on the reference pattern based on the pattern signal information obtained in the first step and the design value information obtained in the second step. And a reference pattern extraction method characterized by comprising:
前記設計値情報をパターン信号情報に変換する工程と、
前記変換されたパターン信号情報の中から、ユニークなパターン信号特徴を有する部分の位置に関するユニークパターン位置情報を求める工程と、
前記ユニークパターン位置情報に基づいて、前記第1工程で得られたパターン信号情報の中の一部分を特定する工程と、
前記特定された一部分を、前記基準パターンに関する情報として抽出する工程と
を有することを特徴とする請求項26に記載の基準パターン抽出方法。The third step includes
Converting the design value information into pattern signal information;
Obtaining unique pattern position information relating to the position of a portion having a unique pattern signal feature from the converted pattern signal information;
Identifying a part of the pattern signal information obtained in the first step based on the unique pattern position information;
The reference pattern extraction method according to claim 26, further comprising: extracting the specified part as information on the reference pattern.
物体上を撮像してパターン信号情報を求めるパターン信号情報取得手段と、
前記物体上に形成されたパターンの形状及び配置状態の少なくともいずれか一方に関する設計値情報を得る設計値情報取得手段と、
前記パターン信号情報取得手段により得られたパターン信号情報と、前記設計値情報取得手段で得られた設計値情報とに基づいて、前記パターン信号情報の中の一部分を、前記基準パターンに関する情報として抽出する基準パターン抽出手段と
を有することを特徴とする基準パターン抽出装置。A reference pattern extraction device that extracts a reference pattern used to identify a predetermined pattern formed on an object,
Pattern signal information acquisition means for imaging the object and obtaining pattern signal information;
Design value information obtaining means for obtaining design value information related to at least one of the shape and arrangement state of the pattern formed on the object;
Based on the pattern signal information obtained by the pattern signal information acquisition means and the design value information obtained by the design value information acquisition means, a part of the pattern signal information is extracted as information on the reference pattern. And a reference pattern extracting means.
前記設計値情報をパターン信号情報に変換するパターン信号情報変換手段と、
前記変換されたパターン信号情報の中から、ユニークなパターン信号特徴を有する部分の位置に関するユニークパターン位置情報を求めるユニークパターン位置情報取得手段と、
前記ユニークパターン位置情報に基づいて、前記第1工程で得られたパターン信号情報の中の一部分を特定するパターン信号特定手段と、
前記特定された一部分を、前記基準パターンに関する情報として抽出する基準パターン抽出手段と
を有することを特徴とする請求項28に記載の基準パターン抽出装置。The reference pattern extraction means includes
Pattern signal information converting means for converting the design value information into pattern signal information;
Unique pattern position information acquisition means for obtaining unique pattern position information related to the position of a portion having a unique pattern signal feature from the converted pattern signal information;
Pattern signal specifying means for specifying a part of the pattern signal information obtained in the first step based on the unique pattern position information;
29. The reference pattern extraction device according to claim 28, further comprising: a reference pattern extraction unit that extracts the specified part as information relating to the reference pattern.
前記基準パターンとして、互いにユニークさの異なる複数の基準パターンを用意する第1工程と、
前記所定領域内を撮像してパターン信号情報を求める第2工程と、
前記複数の基準パターンの全てを順次用いて、前記第2工程で得られたパターン信号情報に対する相関演算処理を行う第3工程と
を有することを特徴とするパターンマッチング方法。A pattern matching method for identifying a predetermined pattern formed in a predetermined region on an object,
A first step of preparing a plurality of reference patterns having different uniqueness as the reference pattern;
A second step of obtaining pattern signal information by imaging the predetermined area;
A pattern matching method comprising: a third step of performing correlation calculation processing on the pattern signal information obtained in the second step by sequentially using all of the plurality of reference patterns.
ことを特徴とする請求項30に記載のパターンマッチング方法。The pattern matching method according to claim 30, wherein the plurality of reference patterns have different pattern shape characteristics.
ことを特徴とする請求項30又は31に記載のパターンマッチング方法。32. The pattern matching method according to claim 30, wherein the plurality of reference patterns are different from each other in at least one of the number and arrangement relationship of patterns having a specific shape.
前記基準パターンとして、互いにユニークさの異なる複数の基準パターンを用意する基準パターン用意手段と、
前記所定領域内を撮像してパターン信号情報を求めるパターン信号情報取得手段と、
前記複数の基準パターンの全てを順次用いて、前記得られたパターン信号情報に対する相関演算処理を行う相関演算処理手段と
を有することを特徴とするパターンマッチング装置。A pattern matching device for identifying a predetermined pattern formed in a predetermined region on an object,
Reference pattern preparation means for preparing a plurality of reference patterns having different uniqueness as the reference pattern,
Pattern signal information obtaining means for obtaining pattern signal information by imaging the predetermined area;
A pattern matching apparatus comprising: correlation calculation processing means for performing correlation calculation processing on the obtained pattern signal information by sequentially using all of the plurality of reference patterns.
前記物体上を、第1の検出倍率を持つ光学系を介して光電検出して、第1のパターン信号情報を得る第1工程と、
前記第1工程で得られた前記第1のパターン信号情報に基づいて、ユニークなパターン信号特徴を有するユニークパターンが存在すると推測される前記物体上の所定領域を特定する第2工程と、
前記第2工程で特定された前記所定領域を、前記第1の検出倍率よりも高倍な第2の検出倍率を持つ光学系を介して光電検出して、前記所定領域内の第2のパターン信号情報を得る第3工程と、
前記第3工程で得られた前記第2のパターン信号情報に基づいて、前記基準パターンとすべき前記ユニークパターンを抽出する第4工程と
を有することを特徴とする基準パターン抽出方法。A reference pattern extraction method for extracting a reference pattern used when identifying a pattern formed on an object,
A first step of performing photoelectric detection on the object via an optical system having a first detection magnification to obtain first pattern signal information;
Based on the first pattern signal information obtained in the first step, a second step of identifying a predetermined region on the object that is presumed to have a unique pattern having a unique pattern signal feature;
The predetermined area specified in the second step is photoelectrically detected via an optical system having a second detection magnification higher than the first detection magnification, and a second pattern signal in the predetermined area is detected. A third step of obtaining information;
And a fourth step of extracting the unique pattern to be used as the reference pattern based on the second pattern signal information obtained in the third step.
前記物体上の前記第1工程でパターン信号情報が得られた範囲内において複数の候補領域を設定し、
前記設定した各候補領域の前記第1のパターン信号情報に基づいて、当該候補領域内においてユニークな信号特徴を有するユニークパターンを抽出し、
前記複数の候補領域の各々から得られた前記ユニークパターンのユニークさの大きい順に1又は複数の前記候補領域を前記所定領域として特定する
ことを特徴とする請求項34に記載の基準パターン抽出方法。In the second step,
A plurality of candidate areas are set within a range where pattern signal information is obtained in the first step on the object,
Based on the first pattern signal information of each of the set candidate areas, a unique pattern having a unique signal feature in the candidate area is extracted,
35. The reference pattern extraction method according to claim 34, wherein one or a plurality of candidate areas are specified as the predetermined area in descending order of uniqueness of the unique pattern obtained from each of the plurality of candidate areas.
ことを特徴とする請求項35に記載の基準パターン抽出方法。Until the appropriate reference pattern is determined in the fourth step, the candidate area is regarded as the predetermined area in order from the candidate area from which the unique pattern having the large uniqueness is extracted, and the first area in the predetermined area is determined. 36. The reference according to claim 35, wherein the pattern signal information of 2 is obtained, the unique pattern is extracted based on the second pattern signal information, and the reference pattern is determined based on the unique pattern. Pattern extraction method.
ことを特徴とする請求項34〜36のいずれかに記載の基準パターン抽出方法。The process of extracting the reference pattern from the predetermined region in the third step and the fourth step is performed using the reference pattern extraction method according to any one of claims 1 to 11, 26, or 27, and 37. The reference pattern extraction method according to any one of claims 34 to 36, wherein the reference pattern extraction method is performed based on the pattern signal information of No. 2.
前記第4工程では、前記第2のパターン信号情報に基づいて、前記所定領域内の任意の位置に配置される前記被計測領域に必ず含まれる前記所定領域内の領域に存在するパターンであって、前記所定領域内においてユニークな信号特徴を有するユニークパターンを抽出する
ことを特徴とする請求項35又は36に記載の基準パターン抽出方法。In the second step, based on the first pattern signal information, in the candidate region that is smaller than the candidate region and is always included in the measurement target region arranged at an arbitrary position in the candidate region A unique pattern having a unique signal feature in the candidate region,
In the fourth step, based on the second pattern signal information, a pattern that exists in an area within the predetermined area that is necessarily included in the measurement target area disposed at an arbitrary position within the predetermined area, 37. The reference pattern extraction method according to claim 35 or 36, wherein a unique pattern having a unique signal characteristic in the predetermined area is extracted.
前記物体上を、第1の検出倍率を持つ光学系を介して光電検出して、第1のパターン信号情報を得る第1情報取得手段と、
前記第1のパターン信号情報に基づいて、ユニークなパターン信号特徴を有するユニークパターンが存在すると推測される前記物体上の所定領域を特定する所定領域特定手段と、
前記特定された前記所定領域を、前記第1の倍率よりも高倍な第2の検出倍率を持つ光学系を介して光電検出して、前記所定領域内の第2のパターン信号情報を得る第2情報取得手段と、
前記第2のパターン信号情報に基づいて、前記基準パターンとすべき前記ユニークパターンを抽出し決定する基準パターン決定手段と
を有することを特徴とする基準パターン抽出装置。A reference pattern extraction device that extracts a reference pattern used to identify a pattern formed on an object,
A first information acquisition means for obtaining first pattern signal information by performing photoelectric detection on the object via an optical system having a first detection magnification;
Predetermined area specifying means for specifying a predetermined area on the object on which the unique pattern having a unique pattern signal characteristic is presumed to exist based on the first pattern signal information;
The second pattern signal information in the predetermined area is obtained by photoelectrically detecting the specified predetermined area through an optical system having a second detection magnification higher than the first magnification. Information acquisition means;
And a reference pattern determining means for extracting and determining the unique pattern to be used as the reference pattern based on the second pattern signal information.
ことを特徴とする請求項39に記載の基準パターン抽出装置。The second information acquisition unit and the reference pattern determination unit that extract the reference pattern from the predetermined region use the reference pattern extraction device according to any one of claims 14 to 18, 28, or 29, and The reference pattern extraction apparatus according to claim 39, wherein the reference pattern extraction apparatus performs the determination based on the second pattern signal information.
前記物体上の所定領域のパターン信号情報を得る第1工程と、
前記第1工程で得られたパターン信号情報に基づいて、前記所定領域よりも小さい面積を有し当該所定領域内の任意の位置に配置される被計測領域に必ず含まれる特定領域に存在するパターンであって、前記所定領域内においてユニークなパターン信号特徴を有するユニークパターンを抽出し、当該抽出されたユニークパターンに基づいて前記基準パターンを決定する第2工程と、
前記第2工程において前記特定領域から前記ユニークパターンが抽出できなかった場合に、前記第1工程で得られたパターン信号情報に基づいて、前記所定領域内の任意の位置に配置され、面積が前記特定領域の面積以下のパターンであって、前記所定領域内においてユニークな信号特徴を有するユニークパターンを抽出する第3工程と、
前記第3工程において前記ユニークパターンが抽出された場合に、前記ユニークパターンを含むように前記特定領域が規定されるように、前記所定領域を再設定する第4工程と
を有し、前記再設定された前記所定領域に対して、前記第1工程及び前記第2工程を施し、前記ユニークパターンを抽出する
ことを特徴とする基準パターン抽出方法。A reference pattern extraction method for extracting a reference pattern used when identifying a pattern formed on an object,
A first step of obtaining pattern signal information of a predetermined area on the object;
Based on the pattern signal information obtained in the first step, a pattern that has an area smaller than the predetermined area and is present in a specific area that is necessarily included in a measurement area that is arranged at an arbitrary position in the predetermined area A second step of extracting a unique pattern having a unique pattern signal feature in the predetermined region and determining the reference pattern based on the extracted unique pattern;
When the unique pattern cannot be extracted from the specific region in the second step, the pattern is arranged at an arbitrary position in the predetermined region based on the pattern signal information obtained in the first step, and the area is A third step of extracting a unique pattern having a signal characteristic that is unique within the predetermined region, the pattern being an area of a specific region or less;
A fourth step of resetting the predetermined region so that the specific region is defined so as to include the unique pattern when the unique pattern is extracted in the third step. The reference pattern extraction method, wherein the first pattern and the second process are performed on the predetermined region to extract the unique pattern.
前記物体上の所定領域のパターン信号情報を得るパターン信号情報取得手段と、
前記得られたパターン信号情報に基づいて、前記所定領域よりも小さい面積を有し当該所定領域内の任意の位置に配置される被計測領域に必ず含まれる特定領域に存在するパターンであって、前記所定領域内においてユニークなパターン信号特徴を有するユニークパターンを抽出し、当該抽出されたユニークパターンに基づいて前記基準パターンを決定する基準パターン決定手段と、
前記基準パターン決定手段において前記特定領域から前記ユニークパターンが抽出できなかった場合に、前記パターン信号情報取得手段で得られたパターン信号情報に基づいて、前記所定領域内の任意の位置に配置され、面積が前記特定領域の面積以下のパターンであって、前記所定領域内においてユニークな信号特徴を有するユニークパターンを抽出するユニークパターン抽出手段と、
前記ユニークパターン抽出手段において前記ユニークパターンが抽出された場合に、前記ユニークパターンを含むように前記特定領域が規定されるように、前記所定領域を再設定する所定領域再設定手段と
を有し、前記再設定された前記所定領域に対して、前記パターン信号情報取得手段において前記パターン信号情報を取得し、前記基準パターン決定手段において前記基準パターンを決定する
ことを特徴とする基準パターン抽出装置。A reference pattern extraction device that extracts a reference pattern used to identify a pattern formed on an object,
Pattern signal information obtaining means for obtaining pattern signal information of a predetermined area on the object;
Based on the obtained pattern signal information, a pattern having an area smaller than the predetermined region and present in a specific region that is necessarily included in a measurement target region arranged at an arbitrary position in the predetermined region, A reference pattern determining means for extracting a unique pattern having a unique pattern signal characteristic in the predetermined region and determining the reference pattern based on the extracted unique pattern;
When the unique pattern cannot be extracted from the specific area in the reference pattern determining means, based on the pattern signal information obtained by the pattern signal information acquiring means, arranged at an arbitrary position in the predetermined area, Unique pattern extraction means for extracting a unique pattern having an area that is equal to or smaller than the area of the specific region and having a unique signal characteristic in the predetermined region;
A predetermined area resetting means for resetting the predetermined area so that the specific area is defined to include the unique pattern when the unique pattern is extracted by the unique pattern extraction means; The reference pattern extraction apparatus, wherein the pattern signal information acquisition unit acquires the pattern signal information for the reset predetermined area, and the reference pattern determination unit determines the reference pattern.
前記物体上の所定領域のパータン信号情報を取得し、当該取得したパターン信号情報に基づいて前記所定領域内においてユニークなパターン信号特徴を有するユニークパターンを抽出し、当該抽出されたユニークパターンに基づいて前記基準パターンを決定する第1工程と、
前記第1工程において前記所定領域から前記ユニークパターンが抽出できなかった場合に、当該所定領域付近の領域であって、ユニークなパターン信号特徴を有するユニークパターンの存在する可能性の高い領域に、前記所定領域を再設定する第2工程と
を有し、前記再設定された前記所定領域に対して前記第1工程を施し前記基準パターンを決定する
ことを特徴とする基準パターン抽出方法。A reference pattern extraction method for extracting a reference pattern used when identifying a pattern formed on an object,
Obtaining pattern signal information of a predetermined area on the object, extracting a unique pattern having a unique pattern signal characteristic in the predetermined area based on the acquired pattern signal information, and based on the extracted unique pattern A first step of determining the reference pattern;
If the unique pattern cannot be extracted from the predetermined area in the first step, the area near the predetermined area, and the area where the unique pattern having a unique pattern signal feature is highly likely to exist A second step of resetting a predetermined region, and performing the first step on the reset predetermined region to determine the reference pattern.
ことを特徴とする請求項43に記載の基準パターン抽出方法。In the second step, a region having a large amount of pattern feature is detected based on at least one of the pattern signal information of the predetermined region before the resetting and the pattern signal information near the predetermined region, 44. The reference pattern extraction method according to claim 43, wherein the predetermined area is reset.
ことを特徴とする請求項44に記載の基準パターン抽出方法。In the second step, a region having a large amount of pattern feature is detected based on a feature pattern obtained by binarizing or detecting an edge based on the pattern signal information, and the predetermined region is set in the direction of the region. The reference pattern extraction method according to claim 44, wherein resetting is performed.
ことを特徴とする請求項45に記載の基準パターン抽出方法。46. In the second step, the position of the center of gravity of the feature pattern is measured, and the predetermined area is reset so that the position of the center of gravity is an area from which the unique pattern is to be extracted. Standard pattern extraction method.
ことを特徴とする請求項43〜46のいずれかに記載の基準パターン抽出方法。47. In the first step, the reference pattern is determined by the reference pattern extraction method according to any one of claims 1-11, 20-23, 26, or 27. The reference pattern extraction method described.
前記物体上の所定領域のパータン信号情報を取得し、当該取得したパターン信号情報に基づいて前記所定領域内においてユニークなパターン信号特徴を有するユニークパターンを抽出し、当該抽出されたユニークパターンに基づいて前記基準パターンを決定する基準パターン決定手段と、
前記基準パターン決定手段において前記所定領域から前記ユニークパターンが抽出できなかった場合に、当該所定領域付近の領域であって、ユニークなパターン信号特徴を有するユニークパターンの存在する可能性の高い領域に、前記所定領域を再設定する所定領域再設定手段と
を有し、前記再設定された前記所定領域に対して、前記基準パターン決定手段において再度前記基準パターンの決定を行う
ことを特徴とする基準パターン抽出装置。A reference pattern extraction device that extracts a reference pattern used to identify a pattern formed on an object,
Obtaining pattern signal information of a predetermined area on the object, extracting a unique pattern having a unique pattern signal characteristic in the predetermined area based on the acquired pattern signal information, and based on the extracted unique pattern Reference pattern determining means for determining the reference pattern;
In the case where the unique pattern cannot be extracted from the predetermined area in the reference pattern determining means, the area near the predetermined area, where there is a high possibility that a unique pattern having a unique pattern signal feature exists. A predetermined area resetting means for resetting the predetermined area, and the reference pattern determining means determines the reference pattern again for the reset predetermined area. Extraction device.
ことを特徴とする請求項48に記載の基準パターン抽出装置。In the predetermined area resetting means, an area having a large pattern feature amount is detected based on at least one of the pattern signal information of the predetermined area before the resetting and the pattern signal information near the predetermined area. The reference pattern extraction device according to claim 48, wherein the predetermined region is reset in a region direction.
ことを特徴とする請求項49に記載の基準パターン抽出装置。In the predetermined area resetting means, an area with a large amount of pattern feature is detected based on a feature pattern obtained by binarizing or detecting an edge based on the pattern signal information, and the area in the direction of the area is detected. The reference pattern extraction apparatus according to claim 49, wherein the predetermined area is reset.
ことを特徴とする請求項50に記載の基準パターン抽出装置。The predetermined area resetting means measures the centroid position of the feature pattern, and resets the predetermined area so that the centroid position becomes an extraction target area of the unique pattern. 50. The reference pattern extraction device according to 50.
ことを特徴とするパターンマッチング方法。A pattern in a measurement target area on the object using the reference pattern extracted by the reference pattern extraction method according to any one of claims 20 to 23, 26, 27, 34 to 38, 41 or 43 to 47. A pattern matching method characterized by performing correlation calculation processing on signal information.
ことを特徴とするパターンマッチング装置。A pattern in a measurement area on the object using the reference pattern extracted by the reference pattern extraction device according to any one of claims 24, 25, 28, 29, 39, 40, 42, and 48 to 51. A pattern matching device characterized by performing correlation calculation processing on signal information.
ことを特徴とする位置検出方法。53. A position detection method, comprising: obtaining position information of the unique pattern in the measurement target area using the pattern matching method according to claim 12, 13, 30-32 or 52.
を有することを特徴とする位置検出装置。54. A position detection apparatus comprising position information detection means for obtaining position information of the unique pattern in the measurement target area using the pattern matching apparatus according to claim 19, 33, or 53.
前記位置情報に基づいて前記基板を位置合わせし、
前記位置合わせされた基板上に、所定のパターンを転写露光する
ことを特徴とする露光方法。The position detection method of the unique pattern formed on the substrate as the object using the position detection method according to claim 53 on the moving coordinate system of the object,
Aligning the substrate based on the position information;
An exposure method, wherein a predetermined pattern is transferred and exposed on the aligned substrate.
前記位置情報に基づいて前記基板を位置合わせする位置合わせ手段と、
前記位置合わせされた基板上に、所定のパターンを転写露光する露光手段と
を有することを特徴とする露光装置。The position detection device according to claim 55, wherein position information of a unique pattern formed on a substrate as the object is obtained on a moving coordinate system of the object;
Alignment means for aligning the substrate based on the position information;
An exposure apparatus comprising: exposure means for transferring and exposing a predetermined pattern on the aligned substrate.
前記所定領域内の第1位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第1基準パターンを抽出するとともに、
前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第2基準パターンを抽出する
ことを特徴とする基準パターン抽出方法。A reference pattern extraction method for extracting a reference pattern having a unique signal feature from an object on which a pattern is formed, wherein a measurement area having a predetermined area can be arranged and a predetermined area in a wider range than the measurement area In a reference pattern extraction method for extracting a reference pattern having a unique signal feature in
Extracting a first reference pattern having a unique signal characteristic from a pattern included in the measurement target region located at a first position in the predetermined region;
The second position that is at least a part of the measurement area that is located at a second position different from the first position in the predetermined area and that is different from the measurement area that is located at the first position. A reference pattern extraction method, wherein a second reference pattern having a unique signal feature is extracted from a pattern included in the measurement area located at a position.
ことを特徴とする請求項58に記載の基準パターン抽出方法。A range included in the measured region when the measured region is at the first position in the predetermined region, and a range included in the measured region when the measured region is at the second position. When a part overlaps, the first reference pattern is a pattern extracted from a range excluding the overlap range in the measurement area at the first position, and the second reference pattern is the first reference pattern. 59. The reference pattern extraction method according to claim 58, wherein the reference pattern extraction method is a pattern extracted from a range excluding the overlapping range among the measurement target regions at two positions.
ことを特徴とする請求項58に記載の基準パターン抽出方法。A range included in the measured region when the measured region is at the first position in the predetermined region and a range included in the measured region when the measured region is at the second position. 59. The reference pattern extraction method according to claim 58, wherein there is no overlapping range.
ことを特徴とする請求項58に記載の基準パターン抽出方法。59. The reference pattern extraction method according to claim 58, wherein the first reference pattern and the second reference pattern are extracted based on design value information for forming a pattern on the object.
前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する基準パターン複数個で構成される前記第2基準パターンを抽出する
ことを特徴とする請求項58に記載の基準パターン抽出方法。Extracting the first reference pattern having a unique signal characteristic from the pattern included in the measurement target region located at the first position in the predetermined region;
The second position that is at least a part of the measurement area that is located at a second position different from the first position in the predetermined area and that is different from the measurement area that is located at the first position. 59. The reference pattern extraction method according to claim 58, wherein the second reference pattern composed of a plurality of reference patterns having unique signal characteristics is extracted from a pattern included in the measurement target region located in the measurement area. .
前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、前記ユニークな信号特徴を有するパターンに対して所定位置に配置された特定パターンと前記ユニークな信号特徴を有するパターンとで構成された第2基準パターンを抽出する
ことを特徴とする請求項58に記載の基準パターン抽出方法。Extracting the first reference pattern having a unique signal characteristic from the pattern included in the measurement target region located at the first position in the predetermined region;
The second position that is at least a part of the measurement area that is located at a second position different from the first position in the predetermined area and that is different from the measurement area that is located at the first position. A second reference pattern composed of a specific pattern arranged at a predetermined position with respect to the pattern having the unique signal feature and the pattern having the unique signal feature from the pattern included in the measurement area located at 59. The reference pattern extraction method according to claim 58, wherein:
前記基準パターンとして、前記所定領域内の第1位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第1基準パターンを抽出するとともに、
前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第2基準パターンを抽出し、
前記物体上に前記被計測領域を設定し、
前記被計測領域内の前記物体の像から前記第1基準パターン又は第2基準パターンと一致するパターンを検出する
ことを特徴とするパターンマッチング方法。A pattern matching method for disposing a measurement area having a predetermined area on an object on which a pattern is formed, and detecting a specific pattern that matches a predetermined reference pattern from patterns included in the measurement area, In a pattern matching method for detecting the specific pattern from a predetermined area wider than the area,
As the reference pattern, a first reference pattern having a unique signal feature is extracted from a pattern included in the measurement target region located at a first position in the predetermined region, and
The second position that is at least a part of the measurement area that is located at a second position different from the first position in the predetermined area and that is different from the measurement area that is located at the first position. A second reference pattern having a unique signal feature is extracted from the pattern included in the measurement area located at
Setting the measurement area on the object;
A pattern matching method, wherein a pattern that matches the first reference pattern or the second reference pattern is detected from an image of the object in the measurement area.
ことを特徴とする請求項64に記載のパターンマッチング方法。A range included in the measured region when the measured region is at the first position in the predetermined region, and a range included in the measured region when the measured region is at the second position. When a part overlaps, the 1st standard pattern is extracted from the range excluding the overlap range among the measurement area in the 1st position, and the 2nd standard pattern exists in the 2nd position The pattern matching method according to claim 64, wherein the pattern is extracted from a range excluding the overlapping range in the measurement target region.
ことを特徴とする請求項64に記載のパターンマッチング方法。A range included in the measured region when the measured region is at the first position in the predetermined region and a range included in the measured region when the measured region is at the second position. The pattern matching method according to claim 64, wherein there is no overlapping range.
前記物体上にパターンを形成するための設計値情報に基づいて、前記第1基準パターン及び前記第2基準パターンを抽出する
ことを特徴とする請求項64に記載のパターンマッチング方法。.
The pattern matching method according to claim 64, wherein the first reference pattern and the second reference pattern are extracted based on design value information for forming a pattern on the object.
前記所定領域内の第1位置に位置する前記被計測領域内に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する前記第1基準パターンを抽出するとともに、
前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する基準パターン複数個で構成される前記第2基準パターンを抽出する
ことを特徴とする請求項64に記載のパターンマッチング方法。As the reference pattern,
Extracting the first reference pattern having a unique signal characteristic from the pattern included in the measurement target region located at the first position in the predetermined region;
The second position that is at least a part of the measurement area that is located at a second position different from the first position in the predetermined area and that is different from the measurement area that is located at the first position. The pattern matching method according to claim 64, wherein the second reference pattern including a plurality of reference patterns having unique signal characteristics is extracted from patterns included in the measurement target region positioned at the position.
前記所定領域内の第1位置に位置する前記被計測領域内に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する前記第1基準パターンを抽出するとともに、
前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、前記ユニークな信号特徴を有するパターンに対して所定位置に配置された特定パターンと前記ユニークな信号特徴を有するパターンとで構成された第2基準パターンを抽出する
ことを特徴とする請求項64に記載のパターンマッチング方法。As the reference pattern,
Extracting the first reference pattern having a unique signal characteristic from the pattern included in the measurement target region located at the first position in the predetermined region;
The second position that is at least a part of the measurement area that is located at a second position different from the first position in the predetermined area and that is different from the measurement area that is located at the first position. A second reference pattern composed of a specific pattern arranged at a predetermined position with respect to the pattern having the unique signal feature and the pattern having the unique signal feature from the pattern included in the measurement area located at The pattern matching method according to claim 64, wherein the pattern matching method is extracted.
前記基準パターンとして、前記被計測領域よりも広い範囲の所定領域内で第1位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第1基準パターンを抽出するとともに、
前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第2基準パターンを抽出し、
前記物体上に前記被計測領域を設定し、
前記被計測領域内の前記物体の像から前記第1基準パターン又は第2基準パターンと一致する特定パターンを検出し、前記特定パターンと前記被計測領域との相対位置情報を検出する
ことを特徴とする位置検出方法。A position detection method for detecting position information of an object on which a pattern is formed, wherein a measurement area having a predetermined area is arranged on the object and matches a predetermined reference pattern from patterns included in the measurement area In a position detection method for detecting relative position information between the specific pattern and the measurement target region by detecting the specific pattern,
As the reference pattern, a first reference pattern having a unique signal feature is extracted from a pattern included in the measurement area located at a first position within a predetermined area wider than the measurement area, and
The second position that is at least a part of the measurement area that is located at a second position different from the first position in the predetermined area and that is different from the measurement area that is located at the first position. A second reference pattern having a unique signal feature is extracted from the pattern included in the measurement area located at
Setting the measurement area on the object;
Detecting a specific pattern that matches the first reference pattern or the second reference pattern from an image of the object in the measurement area, and detecting relative position information between the specific pattern and the measurement area. Position detection method.
ことを特徴とする請求項70に記載の位置検出方法。A range included in the measured region when the measured region is at the first position in the predetermined region, and a range included in the measured region when the measured region is at the second position. When a part overlaps, the 1st standard pattern is extracted from the range excluding the overlap range among the measurement area in the 1st position, and the 2nd standard pattern exists in the 2nd position The position detection method according to claim 70, wherein extraction is performed from a range excluding the overlapping range in the measurement target region.
ことを特徴とする請求項70に記載の位置検出方法。A range included in the measured region when the measured region is at the first position in the predetermined region and a range included in the measured region when the measured region is at the second position. The position detection method according to claim 70, wherein there is no overlapping range.
前記物体上にパターンを形成するための設計値情報に基づいて、前記第1基準パターン及び前記第2基準パターンを抽出する
ことを特徴とする請求項70に記載の位置検出方法。.
The position detection method according to claim 70, wherein the first reference pattern and the second reference pattern are extracted based on design value information for forming a pattern on the object.
前記所定領域内の第1位置に位置する前記被計測領域内に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する前記第1基準パターンを抽出するとともに、
前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する基準パターン複数個で構成される前記第2基準パターンを抽出する
ことを特徴とする請求項70に記載の位置検出方法。As the reference pattern,
Extracting the first reference pattern having a unique signal characteristic from the pattern included in the measurement target region located at the first position in the predetermined region;
The second position that is at least a part of the measurement area that is located at a second position different from the first position in the predetermined area and that is different from the measurement area that is located at the first position. The position detection method according to claim 70, wherein the second reference pattern including a plurality of reference patterns having unique signal characteristics is extracted from patterns included in the measurement target region positioned at the position.
前記所定領域内の第1位置に位置する前記被計測領域内に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する前記第1基準パターンを抽出するとともに、
前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、前記ユニークな信号特徴を有するパターンに対して所定位置に配置された特定パターンと前記ユニークな信号特徴を有するパターンとで構成された第2基準パターンを抽出する
ことを特徴とする請求項70に記載の位置検出方法。As the reference pattern,
Extracting the first reference pattern having a unique signal characteristic from the pattern included in the measurement target region located at the first position in the predetermined region;
The second position that is at least a part of the measurement area that is located at a second position different from the first position in the predetermined area and that is different from the measurement area that is located at the first position. A second reference pattern composed of a specific pattern arranged at a predetermined position with respect to the pattern having the unique signal feature and the pattern having the unique signal feature from the pattern included in the measurement area located at The position detection method according to claim 70, wherein: is extracted.
所定面積の被計測領域が配置され得る前記被計測領域よりも広い範囲の前記物体上の所定領域において、前記被計測領域が第1位置に位置する際に前記被計測領域に含まれるパターンからユニークな信号特徴を有する第1基準パターンを抽出するとともに、前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第2準パターンを抽出するユニークパターン抽出装置
を有することを特徴とする基準パターン抽出装置。A reference pattern extraction device for extracting a reference pattern having a unique signal feature from an object on which a pattern is formed,
In a predetermined area on the object in a wider range than the measurement area where a measurement area of a predetermined area can be arranged, the pattern is unique from the pattern included in the measurement area when the measurement area is positioned at the first position. A first reference pattern having a unique signal characteristic is extracted, and the measurement target region is located at the second position different from the first position in the predetermined region and is located at the first position. A unique pattern extracting device for extracting a second quasi-pattern having a unique signal feature from a pattern included in the measurement region located at the second position including at least a part of a pattern different from the region, A reference pattern extraction device.
前記所定領域内の第1位置に位置する前記被計測領域内に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する前記第1基準パターンを抽出するとともに、
前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する基準パターン複数個で構成される前記第2基準パターンを抽出する
ことを特徴とする請求項76に記載の基準パターン抽出装置。The unique pattern extraction device is configured as the reference pattern,
Extracting the first reference pattern having a unique signal characteristic from the pattern included in the measurement target region located at the first position in the predetermined region;
The second position that is at least a part of the measurement area that is located at a second position different from the first position in the predetermined area and that is different from the measurement area that is located at the first position. 77. The reference pattern extraction device according to claim 76, wherein the second reference pattern composed of a plurality of reference patterns having unique signal characteristics is extracted from a pattern included in the measurement area located at a position. .
前記所定領域内の第1位置に位置する前記被計測領域内に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する前記第1基準パターンを抽出するとともに、
前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、前記ユニークな信号特徴を有するパターンに対して所定位置に配置された特定パターンと前記ユニークな信号特徴を有するパターンとで構成された第2基準パターンを抽出する
ことを特徴とする請求項76に記載の基準パターン抽出装置。The unique pattern extraction device is configured as the reference pattern,
Extracting the first reference pattern having a unique signal characteristic from the pattern included in the measurement target region located at the first position in the predetermined region;
The second position that is at least a part of the measurement area that is located at a second position different from the first position in the predetermined area and that is different from the measurement area that is located at the first position. A second reference pattern composed of a specific pattern arranged at a predetermined position with respect to the pattern having the unique signal feature and the pattern having the unique signal feature from the pattern included in the measurement area located at 77. The reference pattern extraction apparatus according to claim 76, wherein:
前記基準パターンとして、前記所定領域内の第1位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第1基準パターンを抽出するとともに、前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第2基準パターンを抽出するユニークパターン抽出装置と、
前記物体上に前記被計測領域を設定する設定手段と、
前記被計測領域内の前記物体の像から前記第1基準パターン又は第2基準パターンと一致するパターンを検出する検出手段と
を有することを特徴とするパターンマッチング装置。A pattern matching device that arranges a measurement area having a predetermined area on an object on which a pattern is formed, and detects a specific pattern that matches a predetermined reference pattern from patterns included in the measurement area, In a pattern matching device that detects the specific pattern from a predetermined area wider than the area,
As the reference pattern, a first reference pattern having a unique signal feature is extracted from a pattern included in the measurement area located at a first position in the predetermined area, and the first position in the predetermined area is extracted. Included in the measured region that is located at the second position that is at a part of the measured region that is located at a second position different from the measured region that is different from the measured region that is located at the first position. A unique pattern extraction device that extracts a second reference pattern having a unique signal feature from
Setting means for setting the measurement area on the object;
A pattern matching apparatus comprising: a detecting unit that detects a pattern that matches the first reference pattern or the second reference pattern from the image of the object in the measurement target area.
前記所定領域内の第1位置に位置する前記被計測領域内に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する前記第1基準パターンを抽出するとともに、
前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する基準パターン複数個で構成される前記第2基準パターンを抽出する
ことを特徴とする請求項79に記載のパターンマッチング装置。The unique pattern extraction device is configured as the reference pattern,
Extracting the first reference pattern having a unique signal characteristic from the pattern included in the measurement target region located at the first position in the predetermined region;
The second position that is at least a part of the measurement area that is located at a second position different from the first position in the predetermined area and that is different from the measurement area that is located at the first position. 80. The pattern matching apparatus according to claim 79, wherein the second reference pattern including a plurality of reference patterns having unique signal characteristics is extracted from patterns included in the measurement region located at a position.
前記所定領域内の第1位置に位置する前記被計測領域内に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する前記第1基準パターンを抽出するとともに、
前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、前記ユニークな信号特徴を有するパターンに対して所定位置に配置された特定パターンと前記ユニークな信号特徴を有するパターンとで構成された第2基準パターンを抽出する
ことを特徴とする請求項79に記載のパターンマッチング装置。The unique pattern extraction device is configured as the reference pattern,
Extracting the first reference pattern having a unique signal characteristic from the pattern included in the measurement target region located at the first position in the predetermined region;
The second position that is at least a part of the measurement area that is located at a second position different from the first position in the predetermined area and that is different from the measurement area that is located at the first position. A second reference pattern composed of a specific pattern arranged at a predetermined position with respect to the pattern having the unique signal feature and the pattern having the unique signal feature from the pattern included in the measurement area located at The pattern matching device according to claim 79, wherein the pattern matching device is extracted.
前記基準パターンとして、前記被計測領域よりも広い所定領域内において前記被計測領域が第1位置に位置する際に、前記第1位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第1基準パターンを抽出するとともに、前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する第2基準パターンを抽出するユニークパターン抽出装置と、
前記物体上に前記被計測領域を設定する設定手段と、
前記被計測領域内の前記物体の像から前記第1基準パターン又は第2基準パターンと一致するパターンを検出し前記物体と前記被計測領域との相対位置情報を検出する検出装置と
を有することを特徴とする位置検出装置。A measurement area having a predetermined area is arranged on an object on which a pattern is formed, and a specific pattern matching a predetermined reference pattern is detected from the patterns included in the measurement area, and the object and the measurement area are A position detection device for detecting relative position information of
As the reference pattern, when the measurement area is located at the first position in a predetermined area wider than the measurement area, a unique signal is obtained from a pattern included in the measurement area located at the first position. A first reference pattern having a characteristic, and a region to be measured located at a second position different from the first position in the predetermined region, the region to be measured located at the first position; A unique pattern extraction device for extracting a second reference pattern having a unique signal feature from a pattern included in the measurement region located at the second position including at least a part of a different pattern;
Setting means for setting the measurement area on the object;
A detection device that detects a pattern that matches the first reference pattern or the second reference pattern from an image of the object in the measurement target region and detects relative position information of the object and the measurement target region. A position detection device.
前記所定領域内の第1位置に位置する前記被計測領域内に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する前記第1基準パターンを抽出するとともに、
前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する基準パターン複数個で構成される前記第2基準パターンを抽出する
ことを特徴とする請求項82に記載の位置検出装置。The unique pattern extraction device is configured as the reference pattern,
Extracting the first reference pattern having a unique signal characteristic from the pattern included in the measurement target region located at the first position in the predetermined region;
The second position that is at least a part of the measurement area that is located at a second position different from the first position in the predetermined area and that is different from the measurement area that is located at the first position. 83. The position detection apparatus according to claim 82, wherein the second reference pattern including a plurality of reference patterns having unique signal characteristics is extracted from patterns included in the measurement target region positioned at the position.
前記所定領域内の第1位置に位置する前記被計測領域内に含まれるパターンから、ユニークな信号特徴を有する前記第1基準パターンを抽出するとともに、
前記所定領域内の前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記被計測領域であって、前記第1位置に位置する前記被計測領域とは異なるパターンを少なくとも一部含む当該第2位置に位置する前記被計測領域に含まれるパターンから、前記ユニークな信号特徴を有するパターンに対して所定位置に配置された特定パターンと前記ユニークな信号特徴を有するパターンとで構成された第2基準パターンを抽出する
ことを特徴とする請求項82に記載の位置検出装置。The unique pattern extraction device is configured as the reference pattern,
Extracting the first reference pattern having a unique signal characteristic from the pattern included in the measurement target region located at the first position in the predetermined region;
The second position that is at least a part of the measurement area that is located at a second position different from the first position in the predetermined area and that is different from the measurement area that is located at the first position. A second reference pattern composed of a specific pattern arranged at a predetermined position with respect to the pattern having the unique signal feature and the pattern having the unique signal feature from the pattern included in the measurement area located at The position detecting device according to claim 82, wherein the position detecting device is extracted.
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