JPH05226220A - アライメント測定装置 - Google Patents
アライメント測定装置Info
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- JPH05226220A JPH05226220A JP4023804A JP2380492A JPH05226220A JP H05226220 A JPH05226220 A JP H05226220A JP 4023804 A JP4023804 A JP 4023804A JP 2380492 A JP2380492 A JP 2380492A JP H05226220 A JPH05226220 A JP H05226220A
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- Japan
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- alignment
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- optical
- optical filter
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7065—Production of alignment light, e.g. light source, control of coherence, polarization, pulse length, wavelength
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7073—Alignment marks and their environment
- G03F9/7076—Mark details, e.g. phase grating mark, temporary mark
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アライメントを行う試料の表面の反射率、形
成されているアライメントマークの段差の高さや塗布さ
れているレジストの厚さ等が種々異なっても、アライメ
ントマークとそうでない所とで良好なコントラストをも
った画像データが得られるようにしたものを提供する。 【構成】 試料３上に形成されたアライメントマーク３
ａを画像処理で明暗のイメージデータとして取り込み、
試料３の位置決めを行うアライメント測定装置におい
て、前記アライメントマーク３ａを照射する照射光源１
として、発光スペクトルが連続かつフラットなものを使
用するとともに、透過波長帯域が狭く、透過波長の中心
波長が異なる複数の光学フィルタを有し、この複数の光
学フィルタのうちの一枚を照明光の光路内に位置させる
波長選択装置４を備えたことを特徴とする。
成されているアライメントマークの段差の高さや塗布さ
れているレジストの厚さ等が種々異なっても、アライメ
ントマークとそうでない所とで良好なコントラストをも
った画像データが得られるようにしたものを提供する。 【構成】 試料３上に形成されたアライメントマーク３
ａを画像処理で明暗のイメージデータとして取り込み、
試料３の位置決めを行うアライメント測定装置におい
て、前記アライメントマーク３ａを照射する照射光源１
として、発光スペクトルが連続かつフラットなものを使
用するとともに、透過波長帯域が狭く、透過波長の中心
波長が異なる複数の光学フィルタを有し、この複数の光
学フィルタのうちの一枚を照明光の光路内に位置させる
波長選択装置４を備えたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体ウェハ等
の試料の厳格な位置合わせを行う時に使用されるアライ
メント測定装置、特に画像処置により試料の位置決めを
行うようにしたアライメント測定装置に関する。
の試料の厳格な位置合わせを行う時に使用されるアライ
メント測定装置、特に画像処置により試料の位置決めを
行うようにしたアライメント測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば半導体装置の製造に使用される露
光装置には、露光に先立って半導体ウェハとマスクとの
相対的な位置合わせを行うアライメント測定装置が備え
られている。この種のアライメント測定装置としては、
半導体ウェハ及びマスクの表面に形成されている画像処
理用のアライメントマークをＣＣＤカメラ等により明暗
のイメージデータとして取り込み、画像処理を施すこと
によって位置合わせを行うようにしたものが一般に知ら
れている。
光装置には、露光に先立って半導体ウェハとマスクとの
相対的な位置合わせを行うアライメント測定装置が備え
られている。この種のアライメント測定装置としては、
半導体ウェハ及びマスクの表面に形成されている画像処
理用のアライメントマークをＣＣＤカメラ等により明暗
のイメージデータとして取り込み、画像処理を施すこと
によって位置合わせを行うようにしたものが一般に知ら
れている。
【０００３】従来、この種の画像処置によってアライメ
ントを行う場合、半導体ウェハ上に塗布されているレジ
ストの感光を防ぐため、アライメントマークを照射する
照明光源と半導体ウェハとの間に、図５に示すように、
レジストが感光する恐れのない波長の光のみを透過させ
るある程度の透過波長帯域の幅をもった光学フィルタを
介装したり、または図６に示すように、レジストの露光
波長のみをカットする透過波長帯域を有する光学フィル
タを介装して、半導体ウェハ面上を照射することが一般
に行われていた。
ントを行う場合、半導体ウェハ上に塗布されているレジ
ストの感光を防ぐため、アライメントマークを照射する
照明光源と半導体ウェハとの間に、図５に示すように、
レジストが感光する恐れのない波長の光のみを透過させ
るある程度の透過波長帯域の幅をもった光学フィルタを
介装したり、または図６に示すように、レジストの露光
波長のみをカットする透過波長帯域を有する光学フィル
タを介装して、半導体ウェハ面上を照射することが一般
に行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、アライメントを行う半導体ウェハ等の
試料は、様々なプロセスを経ているため、表面の反射
率、形成されているアライメントマークの段差の高さ、
更には塗布されているレジストの厚さ等がプロセスによ
って種々異なり、場合によってはアライメントマークと
そうでない所とのコントラストが悪く殆ど区別がつかな
かったり、アライメントマークがぼやけてしまい、良好
な画像データを得ることができないことがあるといった
問題点があった。
来例においては、アライメントを行う半導体ウェハ等の
試料は、様々なプロセスを経ているため、表面の反射
率、形成されているアライメントマークの段差の高さ、
更には塗布されているレジストの厚さ等がプロセスによ
って種々異なり、場合によってはアライメントマークと
そうでない所とのコントラストが悪く殆ど区別がつかな
かったり、アライメントマークがぼやけてしまい、良好
な画像データを得ることができないことがあるといった
問題点があった。
【０００５】即ち、様々な種類のアライメントマークを
画像処理するためには、光学フィルタの透過波長帯域の
幅をある程度広くせざるを得ないが、このように幅の広
い透過波長帯域を有する光学フィルタを使用すると、異
なる波長の光が相互に混ざり合って、アライメントマー
クがぼやけてしまっていた。
画像処理するためには、光学フィルタの透過波長帯域の
幅をある程度広くせざるを得ないが、このように幅の広
い透過波長帯域を有する光学フィルタを使用すると、異
なる波長の光が相互に混ざり合って、アライメントマー
クがぼやけてしまっていた。
【０００６】本発明は上記に鑑み、アライメントを行う
試料の表面の反射率、形成されているアライメントマー
クの段差の高さや塗布されているレジストの厚さ等が種
々異なっても、アライメントマークとそうでない所とで
良好なコントラストをもった画像データが得られるよう
にしたものを提供することを目的とする。
試料の表面の反射率、形成されているアライメントマー
クの段差の高さや塗布されているレジストの厚さ等が種
々異なっても、アライメントマークとそうでない所とで
良好なコントラストをもった画像データが得られるよう
にしたものを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るアライメント測定装置は、試料上に形
成されたアライメントマークを画像処理で明暗のイメー
ジデータとして取り込み、試料の位置決めを行うアライ
メント測定装置において、前記アライメントマークを照
射する照射光源として、発光スペクトルが連続かつフラ
ットなものを使用するとともに、透過波長帯域が狭く、
透過波長の中心波長が異なる複数の光学フィルタを有
し、この複数の光学フィルタのうちの一枚を照明光の光
路内に位置させる波長選択装置を備えたことを特徴とす
るものである。
め、本発明に係るアライメント測定装置は、試料上に形
成されたアライメントマークを画像処理で明暗のイメー
ジデータとして取り込み、試料の位置決めを行うアライ
メント測定装置において、前記アライメントマークを照
射する照射光源として、発光スペクトルが連続かつフラ
ットなものを使用するとともに、透過波長帯域が狭く、
透過波長の中心波長が異なる複数の光学フィルタを有
し、この複数の光学フィルタのうちの一枚を照明光の光
路内に位置させる波長選択装置を備えたことを特徴とす
るものである。
【０００８】ここに、予め同一のプロセスにおけるアラ
イメントマークで測定を行った時に最大のコントラスト
が得られる光学フィルタを記憶しておき、実際のアライ
メント測定時にこの記憶しておいた光学フィルタが照明
光の光路内に位置するよう前記波長選択装置の駆動を制
御する制御装置を備えるようにすることもできる。
イメントマークで測定を行った時に最大のコントラスト
が得られる光学フィルタを記憶しておき、実際のアライ
メント測定時にこの記憶しておいた光学フィルタが照明
光の光路内に位置するよう前記波長選択装置の駆動を制
御する制御装置を備えるようにすることもできる。
【０００９】
【作用】上記のように構成した本発明によれば、試料面
に形成されているアライメントマークに合わせて画像デ
ータのコントラストが最も良くなる狭い透過波長帯域を
有する光学フィルタを波長選択装置で選択して、この光
学フィルタを照射光の光路内に位置させることによっ
て、異なる波長の光が相互に混ざり合ってしまうことを
極力防止して、コントラストが最良の状態でアライメン
トを行うことができる。
に形成されているアライメントマークに合わせて画像デ
ータのコントラストが最も良くなる狭い透過波長帯域を
有する光学フィルタを波長選択装置で選択して、この光
学フィルタを照射光の光路内に位置させることによっ
て、異なる波長の光が相互に混ざり合ってしまうことを
極力防止して、コントラストが最良の状態でアライメン
トを行うことができる。
【００１０】
【実施例】以下、半導体ウェハとマスクとの相対的な位
置合わせを行うのに使用した本発明の実施例を図１乃至
図４を参照して説明する。
置合わせを行うのに使用した本発明の実施例を図１乃至
図４を参照して説明する。
【００１１】図１は、本実施例の全体概要図を示すもの
で、同図において、符番１は照明光源で、この照明光源
１として、発光スペクトルが連続かつフラットなものが
使用されている。
で、同図において、符番１は照明光源で、この照明光源
１として、発光スペクトルが連続かつフラットなものが
使用されている。
【００１２】そして、この照射光源１からの照射光で、
マスク２に設けられたアライメントマーク２ａと、この
マスク２に所定間隔離間して平行配置された半導体ウェ
ハ３に設けられたアライメント３ａとを照射して、画像
処理により両者２，３の相対的な位置合わせを行うので
あるが、このアライメントマーク２ａ，３ａを照射する
照射光の波長を選択する波長選択装置４が備えられてい
る。
マスク２に設けられたアライメントマーク２ａと、この
マスク２に所定間隔離間して平行配置された半導体ウェ
ハ３に設けられたアライメント３ａとを照射して、画像
処理により両者２，３の相対的な位置合わせを行うので
あるが、このアライメントマーク２ａ，３ａを照射する
照射光の波長を選択する波長選択装置４が備えられてい
る。
【００１３】この波長選択装置４は、その周縁部に複数
（図示では計８枚）の円板状の光学フィルタ５ａ〜５ｈ
を円周方向に沿って等間隔で配置した円板６と、この円
板６を回転中心Ｏを中心として回転させるモータ７とか
ら主に構成され、このモータ７の回転に伴って、前記光
学フィルタ５ａ〜５ｈの一枚が前記照射光の光路内に位
置するようなされている。また、前記円板６の周縁部の
１か所には、凹部６ａが形成され、この凹部６ａを介し
て円板６の回転位置を検出する光センサ８が備えられい
るとともに、前記モータ７は、この回転をコントロール
するモータコントローラ９に接続されている。
（図示では計８枚）の円板状の光学フィルタ５ａ〜５ｈ
を円周方向に沿って等間隔で配置した円板６と、この円
板６を回転中心Ｏを中心として回転させるモータ７とか
ら主に構成され、このモータ７の回転に伴って、前記光
学フィルタ５ａ〜５ｈの一枚が前記照射光の光路内に位
置するようなされている。また、前記円板６の周縁部の
１か所には、凹部６ａが形成され、この凹部６ａを介し
て円板６の回転位置を検出する光センサ８が備えられい
るとともに、前記モータ７は、この回転をコントロール
するモータコントローラ９に接続されている。
【００１４】前記各光学フィルタ５ａ〜５ｈは、図４に
示すように、透過波長帯域が狭く、透過波長の中心波長
が連続して異なるものが使用されている。即ち、光学フ
ィルタ５ａは、波長が最も短い光のみを透過し、光学フ
ィルタ５ｈは、波長が最も長い光のみを透過するような
されている。
示すように、透過波長帯域が狭く、透過波長の中心波長
が連続して異なるものが使用されている。即ち、光学フ
ィルタ５ａは、波長が最も短い光のみを透過し、光学フ
ィルタ５ｈは、波長が最も長い光のみを透過するような
されている。
【００１５】そして、マスク２及び半導体ウェハ３で反
射してハーフミラー１０を通過した反射光を、ＣＣＤカ
メラ１１で取り込み画像処理装置１２で処理するのであ
るが、この時、このマスク２及び半導体ウェハ３の照射
に使用される照射光の波長が半導体ウェハ３に形成され
ているアライメントマーク３ａの高さに合わせて画像デ
ータのコントラストが最も良くなる波長になるよう波長
選択装置４を介して光学フィルタ５ａ〜５ｈの一枚を適
宜選択して、異なる波長の反射光が相互に混ざり合って
しまうことを極力防止して、コントラストが最良の状態
でアライメントを行うことができるようなされている。
射してハーフミラー１０を通過した反射光を、ＣＣＤカ
メラ１１で取り込み画像処理装置１２で処理するのであ
るが、この時、このマスク２及び半導体ウェハ３の照射
に使用される照射光の波長が半導体ウェハ３に形成され
ているアライメントマーク３ａの高さに合わせて画像デ
ータのコントラストが最も良くなる波長になるよう波長
選択装置４を介して光学フィルタ５ａ〜５ｈの一枚を適
宜選択して、異なる波長の反射光が相互に混ざり合って
しまうことを極力防止して、コントラストが最良の状態
でアライメントを行うことができるようなされている。
【００１６】即ち、半導体ウェハ３上のアライメントマ
ーク３ａを検出する場合、この高さ（厚さ）をｔｗとす
ると、照明光波長λに対して、 ｔｗ＝（ｎ＋１／４）・λ （ｎ＝０，１，２…） なる関係が成立する時、アライメントマーク３ａとそう
でない所とのコントラストが最大となり、一番はっきり
と観測することができる。逆に、 ｔｗ＝（ｎ＋１／２）・λ （ｎ＝０，１，２…） の関係が成立する時、コントラストが最小となって一番
観測しずらくなる。
ーク３ａを検出する場合、この高さ（厚さ）をｔｗとす
ると、照明光波長λに対して、 ｔｗ＝（ｎ＋１／４）・λ （ｎ＝０，１，２…） なる関係が成立する時、アライメントマーク３ａとそう
でない所とのコントラストが最大となり、一番はっきり
と観測することができる。逆に、 ｔｗ＝（ｎ＋１／２）・λ （ｎ＝０，１，２…） の関係が成立する時、コントラストが最小となって一番
観測しずらくなる。
【００１７】そして、実際のプロセスでは、このアライ
メントマーク３ａの高さｔｗの値が色々変化するため
に、照明光の波長特性が単一波長に近いもとのすると、
測定できない場合が生じるため、従来においては、前述
のように、図５及び図６に示すような透過波長帯域を有
する光学フィルタを使用して、ある程度の幅をもった照
明光とする必要があったのであり、そうすると、全体と
してのコントラストが低下する傾向が生じていた。
メントマーク３ａの高さｔｗの値が色々変化するため
に、照明光の波長特性が単一波長に近いもとのすると、
測定できない場合が生じるため、従来においては、前述
のように、図５及び図６に示すような透過波長帯域を有
する光学フィルタを使用して、ある程度の幅をもった照
明光とする必要があったのであり、そうすると、全体と
してのコントラストが低下する傾向が生じていた。
【００１８】そこで、本実施例は、透過波長の中心波長
を少しずつずらした透過波長帯域の狭い複数の光学フィ
ルタ５ａ〜５ｈを備えた波長選択装置４により、この光
学フィルタ５ａ〜５ｈのうちで画像データのコントラス
トが最良の状態となる一枚を選択することにより、照明
光の波長特性を単一波長に近いものとするとともに、ア
ライメントマーク３ａの高さｔｗの値の変化にも光学フ
ィルタ５ａ〜５ｈを代えることにより対応できるように
したものである。
を少しずつずらした透過波長帯域の狭い複数の光学フィ
ルタ５ａ〜５ｈを備えた波長選択装置４により、この光
学フィルタ５ａ〜５ｈのうちで画像データのコントラス
トが最良の状態となる一枚を選択することにより、照明
光の波長特性を単一波長に近いものとするとともに、ア
ライメントマーク３ａの高さｔｗの値の変化にも光学フ
ィルタ５ａ〜５ｈを代えることにより対応できるように
したものである。
【００１９】本実施例には、予め夫々のプロセスにおけ
るアライメントマークで測定を行っておき、最大のコン
トラストをもった画像データが得られる透過波長帯域を
有する光学フィルタ５ａ〜５ｈの一枚を制御装置１３に
記憶しておいて、実際のアライメント時にその結果を基
にして前記モータコントロール９を介してモータ７の回
転量を制御することにより、最適な照明光の中心波長を
自動的に選択するようなされている。
るアライメントマークで測定を行っておき、最大のコン
トラストをもった画像データが得られる透過波長帯域を
有する光学フィルタ５ａ〜５ｈの一枚を制御装置１３に
記憶しておいて、実際のアライメント時にその結果を基
にして前記モータコントロール９を介してモータ７の回
転量を制御することにより、最適な照明光の中心波長を
自動的に選択するようなされている。
【００２０】なお、本実施例では、８枚の光学フィルタ
を使用した例を示しているが、この枚数は適宜選択する
ことができることは勿論であり、また、光学フィルタの
移動にモータの他にカムや直線運動を行うシリンダ等を
使用することもできる。
を使用した例を示しているが、この枚数は適宜選択する
ことができることは勿論であり、また、光学フィルタの
移動にモータの他にカムや直線運動を行うシリンダ等を
使用することもできる。
【００２１】例えば、シリンダロッドの先端に、複数枚
の光学フィルタを直線的に保持した板状の支持体を連結
しておき、シリンダの駆動によってこの保持体で保持し
た一枚の光学フィルタが照明光の光路内に位置するよう
にすることもできる。
の光学フィルタを直線的に保持した板状の支持体を連結
しておき、シリンダの駆動によってこの保持体で保持し
た一枚の光学フィルタが照明光の光路内に位置するよう
にすることもできる。
【００２２】
【発明の効果】本発明は上記のような構成であるので、
試料面に形成されているアライメントマークに合わせて
画像データのコントラストが最も良くなる狭い透過波長
帯域を有する光学フィルタを波長選択装置で選択して、
この光学フィルタを照射光の光路内に位置させることに
よって、アライメントマークが一番はっきり観測できる
ような照明光の波長を選択し、これによってアライメン
トマークとそうでない所とのコントラストを向上させ、
画像処理によるアライメントマークの位置検出を容易に
行うことができるといった効果がある。
試料面に形成されているアライメントマークに合わせて
画像データのコントラストが最も良くなる狭い透過波長
帯域を有する光学フィルタを波長選択装置で選択して、
この光学フィルタを照射光の光路内に位置させることに
よって、アライメントマークが一番はっきり観測できる
ような照明光の波長を選択し、これによってアライメン
トマークとそうでない所とのコントラストを向上させ、
画像処理によるアライメントマークの位置検出を容易に
行うことができるといった効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す概要図。
【図２】同じく、光学フィルタを備えた円板の平面図。
【図３】同じく、図１のＡ部拡大図。
【図４】同じく、各光学フィルタの透過波長特性を示す
グラフ。
グラフ。
【図５】従来例における光学フィルタの透過波長特性を
示すグラフ。
示すグラフ。
【図６】他の従来例における光学フィルタの透過波長特
性を示すグラフ。
性を示すグラフ。
１ 照射光源 ２ マスク ２ａ アライメントマーク ３ 半導体ウェハ（試料） ３ａ アライメントマーク ４ 波長選択装置 ５ａ〜５ｈ 光学フィルタ ７ モータ ８ 光センサ １１ ＣＣＤカメラ １２ 画像処理装置 １３ 制御装置
Claims (2)
- 【請求項１】試料上に形成されたアライメントマークを
画像処理で明暗のイメージデータとして取り込み、試料
の位置決めを行うアライメント測定装置において、前記
アライメントマークを照射する照射光源として、発光ス
ペクトルが連続かつフラットなものを使用するととも
に、透過波長帯域が狭く、透過波長の中心波長が異なる
複数の光学フィルタを有し、この複数の光学フィルタの
うちの一枚を照明光の光路内に位置させる波長選択装置
を備えたことを特徴とするアライメント測定装置。 - 【請求項２】予め同一のプロセスにおけるアライメント
マークで測定を行った時に最大のコントラストが得られ
る光学フィルタを記憶しておき、実際のアライメント測
定時にこの記憶しておいた光学フィルタが照明光の光路
内に位置するよう前記波長選択装置の駆動を制御する制
御装置を備えたことを特徴とする請求項１記載のアライ
メント測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4023804A JPH05226220A (ja) | 1992-02-10 | 1992-02-10 | アライメント測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4023804A JPH05226220A (ja) | 1992-02-10 | 1992-02-10 | アライメント測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05226220A true JPH05226220A (ja) | 1993-09-03 |
Family
ID=12120518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4023804A Pending JPH05226220A (ja) | 1992-02-10 | 1992-02-10 | アライメント測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05226220A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5552891A (en) * | 1994-10-31 | 1996-09-03 | International Business Machines Corporation | Automated mask alignment for UV projection expose system |
| WO2002027410A1 (en) * | 2000-09-28 | 2002-04-04 | Infineon Technologies North America Corp. | Contrast enhancement for lithography alignment mark recognition |
| JP2005197591A (ja) * | 2004-01-09 | 2005-07-21 | Nikon Corp | 撮像装置 |
| EP1995802A2 (en) | 2007-05-24 | 2008-11-26 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki | Method for manufacturing organic el element |
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| CN106842537A (zh) * | 2015-10-05 | 2017-06-13 | Fei公司 | 用于超大规模集成电路设备的经优化的波长光子发射显微镜 |
| US10514418B2 (en) | 2013-04-10 | 2019-12-24 | Fei Company | Optimized wavelength photon emission microscope for VLSI devices |
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-
1992
- 1992-02-10 JP JP4023804A patent/JPH05226220A/ja active Pending
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