JPH0658717A - 重ね合わせ精度測定装置 - Google Patents
重ね合わせ精度測定装置Info
- Publication number
- JPH0658717A JPH0658717A JP4231317A JP23131792A JPH0658717A JP H0658717 A JPH0658717 A JP H0658717A JP 4231317 A JP4231317 A JP 4231317A JP 23131792 A JP23131792 A JP 23131792A JP H0658717 A JPH0658717 A JP H0658717A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- edge
- detecting means
- patterns
- pattern
- straight line
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 目視検査用パターンを用いて重ね合わせ精度
を自動的に測定することができるようにし、熟練を要せ
ずに安定した正確な測定を可能にする。 【構成】 パターン画像を電気信号に変換する画像入力
手段１と、重なり合う第１のパターン層の第１のパター
ンと第２のパターン層の第２のパターンとのエッジ位置
を検出するエッジ検出手段２と、このエッジ検出手段２
により求めたエッジ位置信号に基いて重なり合う第１及
び第２のパターンの左側エッジのピッチ方向のズレ量の
変化を表わす直線を求める左側エッジズレ直線検出手段
３と、エッジ検出手段２により求めたエッジ位置信号に
基いて重なり合う第１及び第２のパターンの右側エッジ
のピッチ方向のズレ量の変化を表わす直線を求める右側
エッジズレ直線検出手段４と、左側及び右側エッジズレ
直線検出手段３，４により求めた両直線の交点のピッチ
方向の位置を求める交点位置検出手段５と、この交点位
置検出手段５により求めた交点のピッチ方向の位置から
重ね合わせ精度を求める精度演算手段６とを備えてい
る。
を自動的に測定することができるようにし、熟練を要せ
ずに安定した正確な測定を可能にする。 【構成】 パターン画像を電気信号に変換する画像入力
手段１と、重なり合う第１のパターン層の第１のパター
ンと第２のパターン層の第２のパターンとのエッジ位置
を検出するエッジ検出手段２と、このエッジ検出手段２
により求めたエッジ位置信号に基いて重なり合う第１及
び第２のパターンの左側エッジのピッチ方向のズレ量の
変化を表わす直線を求める左側エッジズレ直線検出手段
３と、エッジ検出手段２により求めたエッジ位置信号に
基いて重なり合う第１及び第２のパターンの右側エッジ
のピッチ方向のズレ量の変化を表わす直線を求める右側
エッジズレ直線検出手段４と、左側及び右側エッジズレ
直線検出手段３，４により求めた両直線の交点のピッチ
方向の位置を求める交点位置検出手段５と、この交点位
置検出手段５により求めた交点のピッチ方向の位置から
重ね合わせ精度を求める精度演算手段６とを備えてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は重ね合わせ精度測定装
置に関し、特に重ね合わせ精度を自動的に測定する測定
装置に関する。
置に関し、特に重ね合わせ精度を自動的に測定する測定
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ノギスの主尺、副尺目盛に相当す
る複数の主尺パターンと複数の副尺パターンとを半導体
ウエハ等の平面基板上に重ねて形成し、目視により重な
り合う主尺パターンと副尺パターンとの組のうち最も左
右対象性のある組のパターンの位置をズレ量として読み
取っていた。
る複数の主尺パターンと複数の副尺パターンとを半導体
ウエハ等の平面基板上に重ねて形成し、目視により重な
り合う主尺パターンと副尺パターンとの組のうち最も左
右対象性のある組のパターンの位置をズレ量として読み
取っていた。
【０００３】別の方法としては、複数のパターン層の第
１のパターン層及び第２のパターン層にそれぞれ特定マ
ークを形成し、寸法測定機などで両マーク間の距離を測
定し、その測定値と設計値との差をズレ量とする方法が
ある。
１のパターン層及び第２のパターン層にそれぞれ特定マ
ークを形成し、寸法測定機などで両マーク間の距離を測
定し、その測定値と設計値との差をズレ量とする方法が
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、目視による
重ね合わせ精度測定方法では、人間の感覚器官に頼るた
め、測定者の体調や熟練度などにより測定結果にばらつ
きが生じ、安定した正確な測定が難しいという問題があ
った。
重ね合わせ精度測定方法では、人間の感覚器官に頼るた
め、測定者の体調や熟練度などにより測定結果にばらつ
きが生じ、安定した正確な測定が難しいという問題があ
った。
【０００５】また、測定機による重ね合わせ精度の測定
方法では、厳密なエッジの定義や測定機の調整といった
操作を要し、測定が煩雑になるという問題があった。
方法では、厳密なエッジの定義や測定機の調整といった
操作を要し、測定が煩雑になるという問題があった。
【０００６】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は目視検査用のパターンを用いて重
ね合わせ精度を自動的に測定することができる重ね合わ
せ精度測定装置を提供することである。
たもので、その課題は目視検査用のパターンを用いて重
ね合わせ精度を自動的に測定することができる重ね合わ
せ精度測定装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めこの発明の重ね合わせ精度測定装置は、複数のパター
ン層の第１のパターン層面に一定ピッチで形成された複
数の第１のパターンと、この第１のパターンのピッチと
わずかに異なるピッチで第２のパターン層面に形成され
た複数の第２のパターンとの重ね合わせ精度を測定する
重ね合わせ精度測定装置において、パターン画像を電気
信号に変換する画像入力手段と、前記第１及び第２のパ
ターンのエッジ位置を検出するエッジ検出手段と、この
エッジ検出手段により求めたエッジ位置信号に基いて重
なり合う前記第１及び第２のパターンの左側エッジのピ
ッチ方向のズレ量の変化を表わす直線を求める左側エッ
ジズレ直線検出手段と、前記エッジ検出手段により求め
たエッジ位置信号に基いて重なり合う前記第１及び第２
のパターンの右側エッジのピッチ方向のズレ量の変化を
表わす直線を求める右側エッジズレ直線検出手段と、前
記左側及び右側エッジズレ直線検出手段により求めた両
直線の交点のピッチ方向の位置を求める交点位置検出手
段と、この交点位置検出手段により求めた交点のピッチ
方向の位置から重ね合わせ精度を求める精度演算手段と
を備えている。
めこの発明の重ね合わせ精度測定装置は、複数のパター
ン層の第１のパターン層面に一定ピッチで形成された複
数の第１のパターンと、この第１のパターンのピッチと
わずかに異なるピッチで第２のパターン層面に形成され
た複数の第２のパターンとの重ね合わせ精度を測定する
重ね合わせ精度測定装置において、パターン画像を電気
信号に変換する画像入力手段と、前記第１及び第２のパ
ターンのエッジ位置を検出するエッジ検出手段と、この
エッジ検出手段により求めたエッジ位置信号に基いて重
なり合う前記第１及び第２のパターンの左側エッジのピ
ッチ方向のズレ量の変化を表わす直線を求める左側エッ
ジズレ直線検出手段と、前記エッジ検出手段により求め
たエッジ位置信号に基いて重なり合う前記第１及び第２
のパターンの右側エッジのピッチ方向のズレ量の変化を
表わす直線を求める右側エッジズレ直線検出手段と、前
記左側及び右側エッジズレ直線検出手段により求めた両
直線の交点のピッチ方向の位置を求める交点位置検出手
段と、この交点位置検出手段により求めた交点のピッチ
方向の位置から重ね合わせ精度を求める精度演算手段と
を備えている。
【０００８】
【作用】厳密なエッジの定義や装置の煩雑な調整を要せ
ずに、目視検査用パターンを用いて重ね合わせ精度を自
動的に測定することができる。
ずに、目視検査用パターンを用いて重ね合わせ精度を自
動的に測定することができる。
【０００９】
【実施例】以下この発明の実施例を図面に基いて説明す
る。
る。
【００１０】図２（ａ）は平面基板上に形成された複数
のパターン層の上面図、同図（ｂ）はそのパターン層の
一部を拡大したものであって、重なり合うパターンの上
面図、同図（ｃ）はそのエッジ信号波形図である。
のパターン層の上面図、同図（ｂ）はそのパターン層の
一部を拡大したものであって、重なり合うパターンの上
面図、同図（ｃ）はそのエッジ信号波形図である。
【００１１】ウエハなどの平面基板上に複数のパターン
層が形成され、この複数のパターン層のうち第１のパタ
ーン層には複数のパターン（第１のパターン）１０が形
成され、第２のパターン層にはパターン（第２のパター
ン）１１が形成されている。パターン１０及びパターン
１１はそれぞれ一定ピッチで規則的に配列され、パター
ン１１のピッチＰ２はパターン１０のピッチＰ１よりも
わずかに大きい。
層が形成され、この複数のパターン層のうち第１のパタ
ーン層には複数のパターン（第１のパターン）１０が形
成され、第２のパターン層にはパターン（第２のパター
ン）１１が形成されている。パターン１０及びパターン
１１はそれぞれ一定ピッチで規則的に配列され、パター
ン１１のピッチＰ２はパターン１０のピッチＰ１よりも
わずかに大きい。
【００１２】図１はこの発明の一実施例に係る重ね合わ
せ精度測定装置のブロック図である。
せ精度測定装置のブロック図である。
【００１３】画像入力手段１は、ウエハなどの平面基板
を保持する手段とパターン画像を電気信号に変換する手
段とを含む。後者の手段としては、例えば顕微鏡光学系
による拡大像をテレビカメラ又はラインセンサで検出す
る装置がある。また、レーザビーム又は電子ビーム走査
系と検出器とで構成してもよい。
を保持する手段とパターン画像を電気信号に変換する手
段とを含む。後者の手段としては、例えば顕微鏡光学系
による拡大像をテレビカメラ又はラインセンサで検出す
る装置がある。また、レーザビーム又は電子ビーム走査
系と検出器とで構成してもよい。
【００１４】画像入力手段１は、重なり合うパターン１
０，１１のエッジ位置１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ
（図２（ｃ））を検出するエッジ検出手段２に接続され
ている。エッジ検出手段２には、左側エッジズレ直線検
出手段３及び右側エッジズレ直線検出手段４が接続され
ている。左側エッジズレ直線検出手段３は、エッジ検出
手段２からのエッジ位置信号から重なり合うパターン１
０とパターン１１との左側エッジ間隔Ｌを求め、最小二
乗法により図３の実線で示す左側エッジズレ直線７を求
める。図３の横軸はパターン番号を表わし、左側エッジ
ズレ直線７は左側エッジ１０ａ，１１ａのピッチ方向の
ズレ量の変化を表わす。この直線７が傾きをもつのは、
第１のパターン層のパターン１０のピッチＰ１と第２の
パターン層のパターン１１のピッチＰ２とが少し異なる
ためである。
０，１１のエッジ位置１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ
（図２（ｃ））を検出するエッジ検出手段２に接続され
ている。エッジ検出手段２には、左側エッジズレ直線検
出手段３及び右側エッジズレ直線検出手段４が接続され
ている。左側エッジズレ直線検出手段３は、エッジ検出
手段２からのエッジ位置信号から重なり合うパターン１
０とパターン１１との左側エッジ間隔Ｌを求め、最小二
乗法により図３の実線で示す左側エッジズレ直線７を求
める。図３の横軸はパターン番号を表わし、左側エッジ
ズレ直線７は左側エッジ１０ａ，１１ａのピッチ方向の
ズレ量の変化を表わす。この直線７が傾きをもつのは、
第１のパターン層のパターン１０のピッチＰ１と第２の
パターン層のパターン１１のピッチＰ２とが少し異なる
ためである。
【００１５】同様にして、右側エッジズレ直線検出手段
４は、パターン１０とパターン１１との右側エッジ間隔
Ｒを求め、最小二乗法により、図３の一点破線で示すよ
うな右側エッジズレ直線８を求める。この直線８は、右
側エッジ１０ｂ，１１ｂのピッチ方向のズレ量の変化を
表わす。
４は、パターン１０とパターン１１との右側エッジ間隔
Ｒを求め、最小二乗法により、図３の一点破線で示すよ
うな右側エッジズレ直線８を求める。この直線８は、右
側エッジ１０ｂ，１１ｂのピッチ方向のズレ量の変化を
表わす。
【００１６】左側及び右側エッジズレ直線検出手段３，
４は、両直線７，８の交点のピッチ方向の位置Ｘを演算
する交点位置検出手段５に接続されている。図３の番号
０は第１のパターン層と第２のパターン層とのズレがな
い設計値であることを表す。
４は、両直線７，８の交点のピッチ方向の位置Ｘを演算
する交点位置検出手段５に接続されている。図３の番号
０は第１のパターン層と第２のパターン層とのズレがな
い設計値であることを表す。
【００１７】交点位置検出手段５は、重ね合わせズレ量
を演算する精度演算手段６に接続されている。
を演算する精度演算手段６に接続されている。
【００１８】前記画像入力手段１はパターン画像を電気
信号に変換し、エッジ検出手段２に出力する。このとき
画像入力手段１から出力される電気信号は、図２（ｃ）
に示すように、重なり合うパターン１０，１１に対応
し、それらのエッジ部分で大きく変化する波形となる。
信号に変換し、エッジ検出手段２に出力する。このとき
画像入力手段１から出力される電気信号は、図２（ｃ）
に示すように、重なり合うパターン１０，１１に対応
し、それらのエッジ部分で大きく変化する波形となる。
【００１９】画像入力手段１からの電気信号を受けたエ
ッジ検出手段２は、その信号を信号処理し、全てのパタ
ーン１０，１１についてエッジ位置１０ａ，１０ｂ，１
１ａ，１１ｂを検出し、エッジ位置信号を左側及び右側
エッジズレ直線検出手段３，４に送出する。
ッジ検出手段２は、その信号を信号処理し、全てのパタ
ーン１０，１１についてエッジ位置１０ａ，１０ｂ，１
１ａ，１１ｂを検出し、エッジ位置信号を左側及び右側
エッジズレ直線検出手段３，４に送出する。
【００２０】左側エッジズレ直線検出手段３は、エッジ
位置信号に基いて重なり合うパターン１０とパターン１
１との左側エッジ間隔Ｌを、全てのパターン１０，１１
について測定し、最小二乗法により、図３に示す左側エ
ッジズレ直線７を求める。
位置信号に基いて重なり合うパターン１０とパターン１
１との左側エッジ間隔Ｌを、全てのパターン１０，１１
について測定し、最小二乗法により、図３に示す左側エ
ッジズレ直線７を求める。
【００２１】同様に、右側エッジズレ直線検出手段４
は、重なり合うパターン１０とパターン１１の右側エッ
ジ間隔Ｒを全てのパターン１０，１１について測定し、
最小二乗法により図３に示す右側エッジズレ直線８を求
める。
は、重なり合うパターン１０とパターン１１の右側エッ
ジ間隔Ｒを全てのパターン１０，１１について測定し、
最小二乗法により図３に示す右側エッジズレ直線８を求
める。
【００２２】交点位置検出手段５は、左側及び右側エッ
ジズレ直線７，８の交点のピッチ方向の位置Ｘを演算
し、交点位置検出信号を精度演算手段６に送出する。
ジズレ直線７，８の交点のピッチ方向の位置Ｘを演算
し、交点位置検出信号を精度演算手段６に送出する。
【００２３】パターン１０とパターン１１とのピッチ差
をＫ、交点のピッチ方向の位置をＸとすると、精度演算
手段６は、Ｋ・Ｘを演算し、その結果を重ね合わせズレ
として出力する。
をＫ、交点のピッチ方向の位置をＸとすると、精度演算
手段６は、Ｋ・Ｘを演算し、その結果を重ね合わせズレ
として出力する。
【００２４】例えば、Ｋ＝０．１μｍ、ｘ＝１．３７と
すると、０．１３７μｍだけプラス側へズレているとし
て求めることができる（図３参照）。
すると、０．１３７μｍだけプラス側へズレているとし
て求めることができる（図３参照）。
【００２５】
【発明の効果】この発明の重ね合わせ精度測定装置によ
れば、厳密なエッジの定義や装置の煩雑な調整を要せず
に、目視検査用のパターンを用いて重ね合わせ精度を自
動的に測定することができるので、熟練を要せずに安定
した正確な測定が可能となる。
れば、厳密なエッジの定義や装置の煩雑な調整を要せず
に、目視検査用のパターンを用いて重ね合わせ精度を自
動的に測定することができるので、熟練を要せずに安定
した正確な測定が可能となる。
【図１】図１はこの発明の一実施例に係る重ね合わせ精
度測定装置を示すブロック図である。
度測定装置を示すブロック図である。
【図２】図２は平面基板上に形成された複数のパターン
層の上面図、その一部拡大図及びエッジ位置信号波形図
である。
層の上面図、その一部拡大図及びエッジ位置信号波形図
である。
【図３】図３は左側及び右側エッジズレ直線を表わすグ
ラフである。
ラフである。
１ 画像入力手段 ２ エッジ検出手段 ３ 左側エッジズレ直線検出方法 ４ 右側エッジズレ直線検出方法 ５ 交点位置検出手段 ６ 精度演算手段 ７ 右側エッジズレ直線 ８ 左側エッジズレ直線 １０，１１ パターン
Claims (1)
- 【請求項１】 複数のパターン層の第１のパターン層面
に一定ピッチで形成された複数の第１のパターンと、こ
の第１のパターンのピッチとわずかに異なるピッチで第
２のパターン層面に形成された複数の第２のパターンと
の重ね合わせ精度を測定する重ね合わせ精度測定装置に
おいて、 パターン画像を電気信号に変換する画像入力手段と、 前記第１及び第２のパターンのエッジ位置を検出するエ
ッジ検出手段と、 このエッジ検出手段により求めたエッジ位置信号に基い
て重なり合う前記第１及び第２のパターンの左側エッジ
のピッチ方向のズレ量の変化を表わす直線を求める左側
エッジズレ直線検出手段と、 前記エッジ検出手段により求めたエッジ位置信号に基い
て重なり合う前記第１及び第２のパターンの右側エッジ
のピッチ方向のズレ量の変化を表わす直線を求める右側
エッジズレ直線検出手段と、 前記左側及び右側エッジズレ直線検出手段により求めた
両直線の交点のピッチ方向の位置を求める交点位置検出
手段と、 この交点位置検出手段により求めた交点のピッチ方向の
位置から重ね合わせ精度を求める精度演算手段とを備え
ていることを特徴とする重ね合わせ精度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4231317A JPH0658717A (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 重ね合わせ精度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4231317A JPH0658717A (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 重ね合わせ精度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0658717A true JPH0658717A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16921742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4231317A Withdrawn JPH0658717A (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 重ね合わせ精度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0658717A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016136563A (ja) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | オーバーレイ計測装置およびオーバーレイ計測方法 |
-
1992
- 1992-08-06 JP JP4231317A patent/JPH0658717A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016136563A (ja) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | オーバーレイ計測装置およびオーバーレイ計測方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991102 |