JPH0894315A - Alignment method, light projection exposure device by the method, and position deviation measuring instrument - Google Patents

Alignment method, light projection exposure device by the method, and position deviation measuring instrument

Info

Publication number
JPH0894315A
JPH0894315A JP6233059A JP23305994A JPH0894315A JP H0894315 A JPH0894315 A JP H0894315A JP 6233059 A JP6233059 A JP 6233059A JP 23305994 A JP23305994 A JP 23305994A JP H0894315 A JPH0894315 A JP H0894315A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
correlation
calculation
mark
result
template
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.)
Granted
Application number
JP6233059A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3347490B2 (en
Inventor
Hiroshi Tanaka
浩 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP23305994A priority Critical patent/JP3347490B2/en
Publication of JPH0894315A publication Critical patent/JPH0894315A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3347490B2 publication Critical patent/JP3347490B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE: To improve alignment accuracy without adding any hardware by calculating correlation results using a template corresponding to an alignment mark and a template where either a right half or a left half is shifted by one point. CONSTITUTION: Light from an alignment lighting device 11 is applied to an alignment mark on a wafer 5 mounted on an XY stage 7 and the reflection light is subjected to photoelectric conversion by an alignment sensor 12, is A/D-converted by an A/D converter 101, and then is stored at a storage 102. A first operation block 103 performs correlation operation with the template for only the edge part of a mark to calculate a first correlation result. A second operation block 104 shifts the right half or left half within a range where correlation operation is made by one point and performs correlation operation with the template to calculate a second correlation result. A mark center detection block 106 synthesizes the first and second correlation results to create a third correlation result and the mark center is calculated by using it.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置で行わ
れる位置計測方法に関し、特に、ステップアンドリピー
ト方式の露光装置(以下、ステッパと称する)にて、ウ
エハの位置合わせとして行われるオートアライメントに
用いられる位置計測方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position measuring method performed in a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly, to an automatic alignment performed as a wafer position adjustment in a step-and-repeat type exposure apparatus (hereinafter referred to as a stepper). The present invention relates to a position measuring method used in.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9は従来より用いられている露光装置
の構成を示すブロック図である。従来のステッパの位置
計測方法について図9を参照して以下に説明する。
2. Description of the Related Art FIG. 9 is a block diagram showing a structure of an exposure apparatus which has been conventionally used. A conventional stepper position measuring method will be described below with reference to FIG.

【0003】XYステージ1007上にウエハチャック
1006を介して搭載されるウエハ1005には、シャ
ッタ1002、レチクル1003および投影露光レンズ
1004を通ることによって露光パターンとされた露光
照明装置1001からの照明光が照射される。
The wafer 1005 mounted on the XY stage 1007 via the wafer chuck 1006 is illuminated with the illumination light from the exposure illumination device 1001 which is formed into an exposure pattern by passing through the shutter 1002, the reticle 1003 and the projection exposure lens 1004. Is irradiated.

【0004】XYステージ1007に搭載されているウ
エハ1005上の位置合わせマーク(不図示)を光源で
ある位置合わせマーク照明装置1011で照明する。こ
の照明光は反射し、その反射光をアライメントセンサ1
012で受光し、光電変換を行う。アライメントセンサ
1012としては、CCDカメラ等のエリアセンサある
いは、CCDラインセンサ、フォトダイオード等が使わ
れる。
An alignment mark (not shown) on the wafer 1005 mounted on the XY stage 1007 is illuminated by an alignment mark illuminating device 1011 which is a light source. This illumination light is reflected, and the reflected light is reflected by the alignment sensor 1
The light is received at 012 and photoelectric conversion is performed. An area sensor such as a CCD camera, a CCD line sensor, a photodiode, or the like is used as the alignment sensor 1012.

【0005】アライメントセンサ1012により光電変
換された信号は、A/D変換装置1101にてA/D変
換され、複数のデジタル画素情報として処理装置内の記
憶装置1102に記憶される。記憶された画素情報は演
算ブロック1103で信号処理を施され、該信号処理結
果よりピーク位置検出ブロック1105で位置合わせマ
ークの中心を求め、ウエハの位置を算出し、ステッパ制
御装置1014に送っている。ウエハの位置が算出され
ると、ステッパ制御装置1014は、ステージ位置を干
渉計1009でモニタしながら、ステージ駆動装置10
08を駆動し、ウエハ1005とレチクル1003の位
置が正確に合わせられた時点でシャッタ1002を開
き、ウエハ1005上にレチクル1003の回路パター
ンを露光していた。
A signal photoelectrically converted by the alignment sensor 1012 is A / D converted by an A / D conversion device 1101 and stored in a storage device 1102 in the processing device as a plurality of pieces of digital pixel information. The stored pixel information is subjected to signal processing in the calculation block 1103, the center of the alignment mark is obtained in the peak position detection block 1105 from the signal processing result, the wafer position is calculated, and the wafer position is sent to the stepper controller 1014. . When the wafer position is calculated, the stepper control device 1014 monitors the stage position with the interferometer 1009,
The shutter 1002 was opened when the position of the wafer 1005 and the reticle 1003 were accurately aligned by driving 08, and the circuit pattern of the reticle 1003 was exposed on the wafer 1005.

【0006】上記の信号処理の方法としては以下の手法
が採られていた。
The following method has been adopted as the above-mentioned signal processing method.

【0007】(1)CCDカメラから取り込まれた位置
合わせマークを長軸方向に投影し、得られた信号により
テンプレートマッチングを行う。
(1) The alignment mark taken in from the CCD camera is projected in the long axis direction, and template matching is performed by the obtained signal.

【0008】(2)ラインセンサで取り込まれた位置合
わせマークの信号によりテンプレートマッチングを行
う。
(2) Template matching is performed by the signal of the alignment mark taken in by the line sensor.

【0009】テンプレートマッチングは、センサで採取
された信号と、予め処理装置で持っているテンプレート
との相関演算で、相関の最も高い位置を位置合わせマー
クの中心として検出していた。テンプレートマッチング
は次式で表される。
Template matching is a correlation calculation between a signal collected by a sensor and a template held in advance in a processing device, and the position with the highest correlation is detected as the center of the alignment mark. Template matching is expressed by the following equation.

【0010】[0010]

【数1】 ここで、Sはセンサで採取された信号、Tはテンプレー
ト、Eは相関結果である。信号S、テンプレートT、相
関値Eの関係を図示すると図10(A)に示すものとな
る。
[Equation 1] Here, S is a signal collected by the sensor, T is a template, and E is a correlation result. The relationship among the signal S, the template T, and the correlation value E is shown in FIG. 10 (A).

【0011】テンプレートとして、センサで採取された
信号の左半分を折り返し相関演算を行える。
As a template, the left half of the signal sampled by the sensor can be folded back for correlation calculation.

【0012】[0012]

【数2】 式(2)はテンプレートサイズとテンプレート情報を規
定しなくてもよい利点がある。なぜならば、マークの形
状は左右対称の形をしているからである。
[Equation 2] The formula (2) has an advantage that the template size and the template information need not be specified. This is because the mark has a bilaterally symmetrical shape.

【0013】マーク中心はE(x)が最大となる点であ
る。また演算をより高速におこなうために、式(2)を
変形すると式(3)となる。
The center of the mark is the point where E (x) becomes maximum. Further, in order to perform the calculation at higher speed, the formula (2) is transformed into the formula (3).

【0014】[0014]

【数3】 式(3)の場合、相関のある位置で値が最小となる。し
たがって、対称なマーク中心で値が最小となる位置を捜
せば良い。上記の演算は、先述の演算ブロック1103
で行われ、式(1)の方法では、テンプレートTはテン
プレート記憶ブロック1104に記憶されている。
[Equation 3] In the case of the equation (3), the value becomes the minimum at the position having the correlation. Therefore, it suffices to search for the position where the value is the minimum at the symmetrical mark center. The above calculation is based on the calculation block 1103 described above.
In the method of equation (1), the template T is stored in the template storage block 1104.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の位置合わせ方法は、センサで捕らえられた位置合わせ
マークに対するテンプレートマッチング処理がなされ
る。
As described above, in the conventional alignment method, template matching processing is performed on the alignment mark captured by the sensor.

【0016】しかしながら、センサで捕らえられる信号
は位置合わせマークにレジストが塗布されることなどに
よって変化し、線幅に相当する信号幅が太くなったり、
細くなったりしてしまう。このため、予め持っているテ
ンプレートと合わなくなり、相関の最も高い位置と真の
中心位置が1/2画素分ズレることがある。このような
計測精度が悪化した状態で露光がなされると露光精度が
悪くなり、この結果、半導体の製造分留まりを下がって
しまうという問題点がある。
However, the signal captured by the sensor changes when the registration mark is coated with a resist or the like, and the signal width corresponding to the line width becomes thicker.
It becomes thin. For this reason, it may not match the template already held, and the position of the highest correlation and the true center position may deviate by 1/2 pixel. If the exposure is performed in a state where the measurement accuracy is deteriorated, the exposure accuracy is deteriorated, and as a result, the production yield of the semiconductor is lowered.

【0017】上記の1/2画素分ズレの発生原因を、図
10を参照して説明する。先に示した図10(A)は、
波形SのサイズがテンプレートTと同一の2k+1点の
場合を示す。この場合、相関度Eのピークは1つとな
る。但しkは自然数で、図3の場合k=11である。
The cause of the above-mentioned 1/2 pixel shift will be described with reference to FIG. FIG. 10 (A) shown above is
The case where the size of the waveform S is 2k + 1 points which is the same as that of the template T is shown. In this case, the correlation E has only one peak. However, k is a natural number, and in the case of FIG. 3, k = 11.

【0018】図10(B)に、波形S′のサイズがテン
プレートTより1点大きな2k+2点の場合を示す。こ
の場合、本来のピーク位置は2つのピーク位置の中点で
あるが、相関度E′のピークが2点隣あった位置に出現
してしまう。これは、従来の処理方法では、隣あった2
点の内、わずかでも大きな点をマーク中心と決定するた
めであり、この結果1/2画素分ズレてしまう。
FIG. 10B shows a case where the size of the waveform S'is 2k + 2 points, which is one point larger than the template T. In this case, the original peak position is the midpoint between the two peak positions, but the peaks of the correlation degree E ′ appear at the positions adjacent to the two peaks. This is because there are two
This is because even a small point among the points is determined as the center of the mark, and as a result, it is displaced by 1/2 pixel.

【0019】1/2画素ズレの量を軽減させる方法とし
て、画素分解能を上げる方法がある。画素分解能を向上
することはA/D変換するサンプリング周波数を2倍と
し、メモリの量を2倍とすることで実現できる。しか
し、この場合にはハードウェアの規模が大きなものとな
り、製造コストが高いものになってしまうという問題点
がある。
As a method of reducing the amount of 1/2 pixel shift, there is a method of increasing the pixel resolution. The pixel resolution can be improved by doubling the sampling frequency for A / D conversion and doubling the amount of memory. However, in this case, there is a problem that the scale of the hardware becomes large and the manufacturing cost becomes high.

【0020】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、製造コストの
上昇を招来することなく、測定精度を向上することので
きる位置合わせ方法を実現することを目的とする。
The present invention has been made in view of the problems of the above-mentioned conventional technique, and realizes a positioning method capable of improving the measurement accuracy without increasing the manufacturing cost. The purpose is to do.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明の位置合わせ方法
は、所定の物体に設けられた位置合わせマークを二次元
的に検出してテンプレートマッチングを行い、該所定の
物体の位置を確認する位置合わせ方法であって、前記位
置合わせマークに対応したテンプレートで第1の相関演
算を行って第1の相関結果を算出し、前記デジタル信号
の相関演算を行う範囲の内の右半分あるいは左半分を1
ポイントシフトさせて前記テンプレートで第2の相関演
算を行って第2の相関結果を算出し、前記第1の相関結
果と第2の相関結果を交互に合成して第3の相関結果を
作成し、該第3の相関結果から位置合わせマークの中心
を算出することを特徴とする。
According to the alignment method of the present invention, a position for confirming the position of a predetermined object is detected by two-dimensionally detecting an alignment mark provided on a predetermined object and performing template matching. A matching method, wherein a first correlation calculation is performed using a template corresponding to the alignment mark to calculate a first correlation result, and a right half or a left half of a range in which the correlation calculation of the digital signal is performed is performed. 1
Point-shifted to perform a second correlation operation on the template to calculate a second correlation result, and alternately synthesize the first correlation result and the second correlation result to create a third correlation result. , The center of the alignment mark is calculated from the third correlation result.

【0022】本発明の第2の位置合わせ方法は、前記位
置合わせマークに対応したテンプレートで、第1の相関
演算を行って第1の相関結果を算出し、前記テンプレー
トの右半分あるいは左半分を1ポイントシフトさせた第
2のテンプレートを作成し、前記位置合わせマークのデ
ジタル信号と第2の相関演算を行って第2の相関結果を
算出し、前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に
合成して第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果か
ら位置合わせマークの中心を算出することを特徴とす
る。
According to a second alignment method of the present invention, a template corresponding to the alignment mark is used to perform a first correlation operation to calculate a first correlation result, and a right half or a left half of the template is calculated. A second template shifted by 1 point is created, a second correlation result is calculated by performing a second correlation calculation with the digital signal of the alignment mark, and the first correlation result and the second correlation result are calculated. Are alternately combined to create a third correlation result, and the center of the alignment mark is calculated from the third correlation result.

【0023】本発明の第3の位置合わせ方法は、前記二
次元的に検出された位置合わせマークの半分をテンプレ
ートと見なし、残り半分のデジタル信号との第1の折り
返し相関演算行って第1の相関結果を算出し、前記テン
プレートと前記二次元的に検出された位置合わせマーク
の残り半分の相関演算を行う範囲を1ポイントシフトさ
せて第2の折り返し相関演算を行って第2の相関結果を
算出し、前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に
合成して第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果か
ら位置合わせマークの中心を算出することを特徴とす
る。
According to the third alignment method of the present invention, half of the two-dimensionally detected alignment marks is regarded as a template, and a first folded correlation calculation is performed with the remaining half of the digital signals to perform the first alignment. The second correlation result is calculated by calculating the correlation result, shifting the range in which the correlation calculation of the template and the remaining half of the alignment mark detected two-dimensionally is performed by one point, and performing the second folded correlation calculation. The third correlation result is calculated by alternately synthesizing the first correlation result and the second correlation result, and the center of the alignment mark is calculated from the third correlation result. .

【0024】本発明の第4の位置合わせ方法は、前記二
次元的に検出された位置合わせマークの半分をテンプレ
ートと見なし、残り半分のデジタル信号との対称な位置
の差分を積分する第1の演算を行って第1の演算結果を
算出し、前記テンプレートと、前記二次元的に検出され
た位置合わせマークの残り半分との演算を行う範囲を1
ポイントシフトさせ、対称な位置の差分を積分する第2
の演算を行って第2の演算結果を算出し、前記第1の演
算結果と第2の演算結果を交互に合成して第3の演算結
果を作成し、該第3の演算結果から位置合わせマークの
中心を算出することを特徴とする。
The fourth alignment method of the present invention regards half of the two-dimensionally detected alignment marks as a template, and integrates the difference in symmetrical position with the digital signal of the other half. Calculation is performed to calculate a first calculation result, and the range in which the template and the remaining half of the two-dimensionally detected alignment mark are calculated is 1
Second point-shifting and integrating the difference between symmetrical positions
Is performed to calculate a second operation result, the first operation result and the second operation result are alternately combined to create a third operation result, and the position adjustment is performed from the third operation result. The feature is that the center of the mark is calculated.

【0025】本発明によるウエハ面上の位置合わせマー
クとレチクル面上の位置合わせマークとを撮像する撮像
手段と、ウエハ面上のレジストにレチクル面上のパター
ンを投影露光するために前記撮像手段で得られる情報を
用いて前記レチクルとウエハの相対的な置合わせを行う
アライメント機構とを具備する投影露光装置、ウエハ面
上の位置合わせマークを撮像する撮像手段と、ウエハ面
上のレジストにレチクル面上のパターンを投影露光する
ために前記撮像手段で得られる情報を用いて前記レチク
ルとウエハの相対的な置合わせを行うアライメント機構
とを具備する投影露光装置およびウエハ面上の位置ズレ
計測マークを撮像する撮像手段を具備し、該撮像手段で
得られる情報を用いて位置ズレ計測マークの位置を検出
してズレ量を計測する位置ズレ計測装置のいずれにおい
ても上記の方法のいずれかを用いて位置合わせを行うこ
とを特徴とする。
The image pickup means for picking up the alignment mark on the wafer surface and the alignment mark on the reticle surface according to the present invention, and the image pickup means for projecting and exposing the pattern on the reticle surface onto the resist on the wafer surface. A projection exposure apparatus equipped with an alignment mechanism that relatively positions the reticle and the wafer using the obtained information, an image pickup means for picking up an alignment mark on the wafer surface, and a reticle surface on a resist on the wafer surface. A projection exposure apparatus provided with an alignment mechanism for performing relative alignment between the reticle and the wafer by using information obtained by the imaging means to project and expose the above pattern, and a positional deviation measurement mark on the wafer surface. An image pickup means for picking up an image is provided, and the position of the position shift measurement mark is detected using the information obtained by the image pickup means to measure the shift amount. Also characterized by performing alignment using any of the methods described above in any of that positional deviation measuring device.

【0026】[0026]

【作用】上記のように構成される本発明の位置合わせ方
法においては、1/2画素のズレ量をなくすことをハー
ドウェアの追加無しに行うために、具体的には以下の信
号処理が行われる。
In the alignment method of the present invention configured as described above, in order to eliminate the shift amount of 1/2 pixel without adding hardware, specifically, the following signal processing is performed. Be seen.

【0027】[0027]

【数4】 演算結果E1とE2を合成してFを作成する。Fの合成
を式(6)に示す。
[Equation 4] F is created by synthesizing the calculation results E1 and E2. The synthesis of F is shown in equation (6).

【0028】[0028]

【数5】 式(4)は従来の相関演算である。式(5)は、テンプ
レートの右半分を作用させる位置を1画素分外にずらし
た相関演算である。式(4)と式(5)を合成すること
で、1/2画素精度の相関演算を実現するものである。
[Equation 5] Equation (4) is a conventional correlation calculation. Expression (5) is a correlation calculation in which the position where the right half of the template is applied is shifted by one pixel. By synthesizing the equations (4) and (5), the correlation calculation with 1/2 pixel precision is realized.

【0029】[0029]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.

【0030】第1の実施例 図1は本発明による露光装置の第1の実施例の構成を示
すブロック図である。
First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing the arrangement of a first embodiment of the exposure apparatus according to the present invention.

【0031】図1を参照して、本実施例における位置合
わせマークの取り込み方法、信号処理装置および処理方
法について述べる。
With reference to FIG. 1, description will be given of a method of taking in the alignment mark, a signal processing device and a processing method in this embodiment.

【0032】本実施例において、XYステージ7上にウ
エハチャック6を介して搭載されるウエハ5には、シャ
ッタ2、レチクル3および投影露光レンズ4を通ること
によって露光パターンとされた露光照明装置1からの照
明光が照射される。
In this embodiment, the wafer 5 mounted on the XY stage 7 via the wafer chuck 6 passes through the shutter 2, the reticle 3 and the projection exposure lens 4 to form an exposure illumination device 1 having an exposure pattern. The illumination light from is emitted.

【0033】位置合わせマーク(不図示)は、XYステ
ージ7に搭載されているウエハ5上に設けられている。
光源である位置合わせマーク照明装置11から出射した
光は、ハーフミラー10、ミラー13、縮小型の投影露
光レンズ4を通り、位置合わせマークを照明する。該照
明により発生する位置合わせマークの像は、ウエハ5で
反射し、入射と同じ経路を辿ってハーフミラー10を通
過し、アライメントセンサ12に入射する。アライメン
トセンサ12は、CCDカメラ等のエリアセンサあるい
は、CCDラインセンサ、フォトダイオード等から構成
されるもので、これらによって受光された位置合わせマ
ークの像は光電変換される。
The alignment mark (not shown) is provided on the wafer 5 mounted on the XY stage 7.
The light emitted from the alignment mark illuminating device 11, which is a light source, passes through the half mirror 10, the mirror 13, and the reduction type projection exposure lens 4, and illuminates the alignment mark. The image of the alignment mark generated by the illumination is reflected by the wafer 5, passes through the half mirror 10 along the same path as the incidence, and is incident on the alignment sensor 12. The alignment sensor 12 is composed of an area sensor such as a CCD camera, a CCD line sensor, a photodiode or the like, and the image of the alignment mark received by these is photoelectrically converted.

【0034】位置合わせマークは、例えば、反射率が異
なる2つの物質が図2に示されるように組み合わされた
ものであったり、同一反射物のものであっても、凹凸の
段差のあるものである。光電変換後には図2の右側部分
に示すような信号が出力される。
The alignment mark may be, for example, a combination of two substances having different reflectances as shown in FIG. is there. After photoelectric conversion, a signal as shown in the right part of FIG. 2 is output.

【0035】光電変換された信号は、位置合わせマーク
検出装置100によって処理される。位置合わせマーク
検出装置100は、A/D変換装置101、記憶装置1
02、第1演算ブロック103、第2演算ブロック10
4、テンプレート保持装置105およびマーク中心検出
ブロック106より構成されるもので、その処理信号は
露光装置制御装置14へ出力され、露光装置制御装置1
4は該演算結果に応じて露光装置の動作を制御する。
The photoelectrically converted signal is processed by the alignment mark detection device 100. The alignment mark detection device 100 includes an A / D conversion device 101 and a storage device 1.
02, first operation block 103, second operation block 10
4, the template holding device 105 and the mark center detection block 106, the processing signal of which is output to the exposure device control device 14, and the exposure device control device 1
Reference numeral 4 controls the operation of the exposure apparatus according to the calculation result.

【0036】アライメントセンサ12により光電変換さ
れた信号は、A/D変換装置101によってデジタル信
号に変換され、複数のデジタル画素情報として位置合わ
せマーク検出装置100内のメモリ102に記憶され
る。
The signal photoelectrically converted by the alignment sensor 12 is converted into a digital signal by the A / D conversion device 101 and stored in the memory 102 in the alignment mark detection device 100 as a plurality of pieces of digital pixel information.

【0037】光電変換された情報の1つを拡大すると、
図3に示す波形Sとなる。図3における各ドットはサン
プリングされた信号強度を示す。但し、アライメントセ
ンサ12としてCCDカメラなどのエリアセンサを用
い、これによる検出信号を光電変換した場合には、マー
クの長手方向に投影した信号である。
Enlarging one of the photoelectrically converted information,
The waveform S shown in FIG. 3 is obtained. Each dot in FIG. 3 represents the sampled signal strength. However, when an area sensor such as a CCD camera is used as the alignment sensor 12 and the detection signal by this is photoelectrically converted, it is a signal projected in the longitudinal direction of the mark.

【0038】記憶された画素情報については第1演算ブ
ロック103と第2演算ブロック104にてそれぞれ信
号処理が行われる。マーク中心検出ブロック106は各
演算ブロックの演算結果に基づいて位置合わせマークの
中心を求め、ウエハの位置を算出する。
The pixel information stored is subjected to signal processing in the first calculation block 103 and the second calculation block 104, respectively. The mark center detection block 106 obtains the center of the alignment mark based on the calculation result of each calculation block and calculates the position of the wafer.

【0039】マーク中心検出ブロック106におけるウ
エハ位置算出方法については、図3を参照して説明す
る。
A method of calculating the wafer position in the mark center detection block 106 will be described with reference to FIG.

【0040】第1演算ブロック103では以下の演算を
行ってE1を算出する。
The first calculation block 103 performs the following calculation to calculate E1.

【0041】[0041]

【数6】 テンプレートは左右対照なので、[Equation 6] The templates are bilateral, so

【0042】[0042]

【数7】 式(7)は信号波形とテンプレートとの相関演算であ
る。テンプレートはマークエッジ部だけでよい。このこ
との理由は2つある。第1にはエッジ以外の部分はマー
ク情報を持っていないためであり、第2には情報の無い
領域のノイズ成分が相関演算に影響を与えるのを抑制す
るためである。テンプレートは左右対照なので、式
(9)にまとめられる。S、T、E1について図3の左
側部分に示す。
[Equation 7] Expression (7) is a correlation calculation between the signal waveform and the template. The template need only be the mark edge portion. There are two reasons for this. The first reason is that the portions other than the edges do not have mark information, and the second reason is to suppress the influence of the noise component in the area having no information on the correlation calculation. The templates are bilateral, so they are summarized in equation (9). S, T, and E1 are shown in the left part of FIG.

【0043】第2演算ブロック104では以下の演算を
行ってE2を算出する。
The second calculation block 104 performs the following calculation to calculate E2.

【0044】[0044]

【数8】 S、T、E2について図3の右側部分に示す。[Equation 8] S, T, and E2 are shown in the right part of FIG.

【0045】マーク中心検出ブロック106では、各演
算ブロックの演算結果E1とE2を合成してFを作成す
る。Fの合成を式(11)に示す。
In the mark center detection block 106, the calculation results E1 and E2 of each calculation block are combined to create F. The synthesis of F is shown in equation (11).

【0046】[0046]

【数9】 F(x2)のピークがマーク中心位置である。E1とE
2が合成された様子を図の下部に示す。
[Equation 9] The peak of F (x 2 ) is the mark center position. E1 and E
The state where 2 is synthesized is shown in the lower part of the figure.

【0047】E1、E2を比較すると、第1項は同一で
ある。第2項は右側テンプレートを1画素分外側に掛け
ている。E1、E2についてxをx―1、x、x+1の
順に並べると、
Comparing E1 and E2, the first term is the same. In the second term, the right template is hung outside by one pixel. When x is arranged in order of x-1, x, x + 1 for E1 and E2,

【0048】[0048]

【数10】 上記の各式を参照すると、E2はE1の間を補間してい
ることがわかる。図3を用いた説明においては、E2の
相関演算の際に、1画素分外側にテンプレートを掛ける
ものとしたが、1画素分内側に掛けても類似の結果が得
られる。もちろん、演算方法の変形例はいくつか存在す
るが、考え方は同一である。
[Equation 10] Referring to the above equations, it can be seen that E2 interpolates between E1. In the description using FIG. 3, the template is applied to the outside by one pixel in the correlation calculation of E2, but a similar result can be obtained by applying it to the inside by one pixel. Of course, there are some variations of the calculation method, but the idea is the same.

【0049】マーク中心検出ブロック106による上記
のウエハの位置が算出されると、露光装置制御装置14
はXYステージ7の位置をレーザー干渉系9でモニタし
ながら、ステージ駆動装置8を駆動し、ウエハ5とレチ
クル3との位置が正確に合わせられた時点でシャッタ2
を開いてウエハ5上にレチクル3の回路パターンを露光
する。
When the position of the wafer is calculated by the mark center detection block 106, the exposure apparatus controller 14
Drives the stage driving device 8 while monitoring the position of the XY stage 7 by the laser interference system 9, and when the position of the wafer 5 and the reticle 3 is accurately aligned, the shutter 2
To expose the circuit pattern of the reticle 3 on the wafer 5.

【0050】なお、上述した第1演算ブロック103、
第2演算ブロック104およびマーク中心位置検出ブロ
ック106は1台の汎用プロセッサで実現することがで
きる。
The above-mentioned first operation block 103,
The second calculation block 104 and the mark center position detection block 106 can be realized by one general-purpose processor.

【0051】第2の実施例 本発明の第2の実施例として、第1演算ブロック10
3、第2演算ブロック104の演算内容テンプレート側
をシフトさせた相関演算法で実施する方法を述べる。位
置合わせマークを光電変換するまでのプロセス、ステー
ジ制御、露光方法は図1に示した第1の実施例と同一な
ので、説明は、省略する。
Second Embodiment As a second embodiment of the present invention, the first operation block 10
3, the operation content of the second operation block 104 A method of performing the correlation operation method with the template side shifted will be described. Since the process for photoelectrically converting the alignment mark, the stage control, and the exposure method are the same as those in the first embodiment shown in FIG. 1, the description thereof will be omitted.

【0052】第1演算ブロック103では以下の演算を
行ってE1を算出する。
The first calculation block 103 performs the following calculation to calculate E1.

【0053】[0053]

【数11】 式(18)は第1の実施例における式(9)と同一であ
る。
[Equation 11] Expression (18) is the same as Expression (9) in the first embodiment.

【0054】第2演算ブロック104では以下の演算を
行ってE2を算出する。
The second calculation block 104 performs the following calculation to calculate E2.

【0055】[0055]

【数12】 マーク中心検出ブロックでは、各演算ブロックの演算結
果E1とE2を合成してFを作成する。Fの合成を式
(20)に示す。
[Equation 12] In the mark center detection block, F is created by synthesizing the calculation results E1 and E2 of each calculation block. The synthesis of F is shown in equation (20).

【0056】[0056]

【数13】 F(x2)のピークがマーク中心位置である。各演算ブ
ロックの演算結果E1、E2を比較すると第1項は同一
である。第2項は右側テンプレートを1画素分内側にシ
フトさせて掛けている。第2の実施例において右側テン
プレートを1画素分内側にシフトさせたのは、第1の実
施例に対応させたからである。第1の実施例で述べたよ
うに右側テンプレートを1画素分外側にシフトさせても
類似の結果が得られるし、この式の変形は数通り存在す
るが、考え方は同じである。
[Equation 13] The peak of F (x 2 ) is the mark center position. Comparing the operation results E1 and E2 of each operation block, the first term is the same. The second term is multiplied by shifting the right template inward by one pixel. The reason why the right template is shifted inward by one pixel in the second embodiment is that it corresponds to the first embodiment. As described in the first embodiment, a similar result can be obtained even if the right template is shifted outward by one pixel, and there are several variations of this equation, but the idea is the same.

【0057】なお、本実施例においても、第1の実施例
と同様に第1演算ブロック103、第2演算ブロック1
04およびマーク中心位置検出ブロック106は1台の
汎用プロセッサで実現することができる。
Also in the present embodiment, the first operation block 103 and the second operation block 1 are the same as in the first embodiment.
04 and the mark center position detection block 106 can be realized by one general-purpose processor.

【0058】第3の実施例 本発明の第3の実施例として、第1演算ブロック10
3、第2演算ブロック104の演算内容を折り返し相関
演算法で実施する方法について述べる。本実施例におけ
る位置合わせマークを光電変換するまでのプロセス、ス
テージ制御、露光方法は第1の実施例と同一なので、説
明は省略する。
Third Embodiment As a third embodiment of the present invention, the first operation block 10
3. A method of performing the calculation contents of the second calculation block 104 by the return correlation calculation method will be described. The process up to photoelectric conversion of the alignment mark, the stage control, and the exposure method in this embodiment are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

【0059】光電変換された信号波形の1つを拡大する
と図2に示す波形Sとなる。各ドットがサンプリングさ
れた信号強度を示す。信号波形の左半分が、折り返しテ
ンプレートである。テンプレートはマークエッジ部だけ
でよい。理由は2つあり、エッジ以外の部分はマーク情
報を持っていない、情報の無い領域のノイズ成分が相関
演算に影響を与えるのを抑制するためである。相関演算
は次式に示される。
When one of the photoelectrically converted signal waveforms is enlarged, the waveform S shown in FIG. 2 is obtained. The signal strength at which each dot is sampled is shown. The left half of the signal waveform is the folding template. The template need only be the mark edge portion. There are two reasons for suppressing the noise component in the area having no information, which does not have the mark information in the portion other than the edge, from affecting the correlation calculation. The correlation calculation is shown in the following equation.

【0060】第1演算ブロック103では以下の演算を
行ってE1を算出する。
The first calculation block 103 performs the following calculation to calculate E1.

【0061】[0061]

【数14】 式(21)は信号波形(図3に示す波形S)の左半分を
テンプレートと見なした相関演算である。テンプレート
はマークエッジ部だけでよい。理由は2つあり、第1に
エッジ以外の部分はマーク情報を持っていない、第2に
情報の無い領域のノイズ成分が相関演算に影響を与える
のを抑制するためである。
[Equation 14] Expression (21) is a correlation calculation in which the left half of the signal waveform (waveform S shown in FIG. 3) is regarded as the template. The template need only be the mark edge portion. There are two reasons. Firstly, the portions other than the edges do not have mark information, and secondly, the noise components in the area having no information affect the correlation calculation.

【0062】第2演算ブロック104では以下の演算を
行ってE2を算出する。
The second calculation block 104 performs the following calculation to calculate E2.

【0063】[0063]

【数15】 マーク中心検出ブロック106では、各演算ブロックの
演算結果E1とE2を合成しFを作成する。Fの合成を
式(23)に示す。
(Equation 15) In the mark center detection block 106, the calculation results E1 and E2 of each calculation block are combined to create F. The synthesis of F is shown in equation (23).

【0064】[0064]

【数16】 F(x2)のピークがマーク中心位置である。[Equation 16] The peak of F (x 2 ) is the mark center position.

【0065】なお、本実施例においても、第1の実施例
と同様に第1演算ブロック103、第2演算ブロック1
04およびマーク中心位置検出ブロック106は1台の
汎用プロセッサで実現することができる。
Also in this embodiment, as in the first embodiment, the first operation block 103 and the second operation block 1
04 and the mark center position detection block 106 can be realized by one general-purpose processor.

【0066】第4の実施例 本発明の第4の実施例として、第1演算ブロック10
3、第2演算ブロック104の演算内容を第2の実施例
における相関演算を高速に行う高速相関演算法として実
施する方法について述べる。本実施例における位置合わ
せマークを光電変換するまでのプロセス、ステージ制
御、露光方法は第1の実施例と同一なので、説明は省略
する。
Fourth Embodiment As a fourth embodiment of the present invention, the first operation block 10
3. A method of implementing the operation contents of the second operation block 104 as a high-speed correlation operation method for performing high-speed correlation operation in the second embodiment will be described. The process up to photoelectric conversion of the alignment mark, the stage control, and the exposure method in this embodiment are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

【0067】光電変換された信号波形の1つを拡大する
と図に示す波形Sとなる。各ドットがサンプリングされ
た信号強度を示す。信号波形の左半分が、折り返しテン
プレートである。テンプレートはマークエッジ部だけで
よい。理由は2つあり、エッジ以外の部分はマーク情報
を持っていない、情報の無い領域のノイズ成分が相関演
算に影響を与えるのを抑制するためである。相関演算は
次式に示される。
When one of the photoelectrically converted signal waveforms is enlarged, a waveform S shown in the figure is obtained. The signal strength at which each dot is sampled is shown. The left half of the signal waveform is the folding template. The template need only be the mark edge portion. There are two reasons for suppressing the noise component in the area having no information, which does not have the mark information in the portion other than the edge, from affecting the correlation calculation. The correlation calculation is shown in the following equation.

【0068】[0068]

【数17】 式(24),(25)は折り返し対称な位置の信号の差
分を積分している。第3の実施例では乗算であったが、
マイクロプロセッサ等では減算の処理時間の方が短時間
である。マーク中心検出ブロック106では、各演算ブ
ロックの演算結果E1とE2を合成しFを作成する。F
の合成を式(26)に示す。
[Equation 17] Expressions (24) and (25) integrate the difference between the signals at the folding-symmetrical positions. In the third embodiment, multiplication was used,
In a microprocessor or the like, the subtraction processing time is shorter. In the mark center detection block 106, the calculation results E1 and E2 of each calculation block are combined to create F. F
The synthesis of is shown in formula (26).

【0069】[0069]

【数18】 ただし、マーク中心検出ブロック106では、F
(x2)の最小値を捜し、その位置がマーク中心位置で
ある。また、F(x2)は逆数F′(x2)を用いて、
(Equation 18) However, in the mark center detection block 106, F
The minimum value of (x 2 ) is searched for, and that position is the mark center position. In addition, F (x 2 ) is the reciprocal F ′ (x 2 )

【0070】[0070]

【数19】 とし、そのピークからもマーク中心が求められる。[Formula 19] Then, the center of the mark can be obtained from the peak.

【0071】なお、本実施例においても、第1の実施例
と同様に第1演算ブロック103、第2演算ブロック1
04およびマーク中心位置検出ブロック106は1台の
汎用プロセッサで実現することができる。
Also in this embodiment, as in the first embodiment, the first operation block 103 and the second operation block 1
04 and the mark center position detection block 106 can be realized by one general-purpose processor.

【0072】第5の実施例 図4は本発明による露光装置の第5の実施例の構成を示
すブロック図である。
Fifth Embodiment FIG. 4 is a block diagram showing the arrangement of the fifth embodiment of the exposure apparatus according to the present invention.

【0073】図4を参照して、本実施例における位置合
わせマークの取り込み方法、信号処理装置および処理方
法について述べる。
With reference to FIG. 4, description will be given of a method of taking in the alignment mark, a signal processing device and a processing method in this embodiment.

【0074】本実施例は、レチクルを通したウエハ上の
位置合わせマークの採取するものである。
In this embodiment, the alignment mark on the wafer passed through the reticle is sampled.

【0075】本実施例は図1に示した第1の実施例のも
のに、露光装置制御装置14の指示を受けてレチクル3
を駆動するレチクル駆動装置301および投影露光レン
ズ4の倍率を設定するレンズ倍率駆動装置305を設
け、第1の実施例におけるハーフミラー10、ミラー1
3、位置合わせマーク照明装置11およびアライメント
センサ12のそれぞれをハーフミラー302、ミラー3
00、位置合わせマーク照明装置304およびアライメ
ントセンサ303としたものである。この他の構成は図
1に示した第1の実施例と同様であるため、図1と同じ
符号を付して説明は省略する。
This embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the reticle 3 receives an instruction from the exposure apparatus controller 14.
The reticle driving device 301 for driving the lens and the lens magnification driving device 305 for setting the magnification of the projection exposure lens 4 are provided, and the half mirror 10 and the mirror 1 in the first embodiment are provided.
3, the alignment mark illuminating device 11 and the alignment sensor 12 are respectively provided with a half mirror 302 and a mirror 3.
00, an alignment mark illumination device 304, and an alignment sensor 303. Since the other structure is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, the same reference numerals as those in FIG.

【0076】本実施例におけるレチクル3の位置合わせ
マークはレチクル3上にクロムパターンとして存在す
る。XYステージ7に搭載されているウエハ5上にはウ
エハ用の位置合わせマークが形成されている。
The alignment mark of the reticle 3 in this embodiment exists as a chrome pattern on the reticle 3. An alignment mark for the wafer is formed on the wafer 5 mounted on the XY stage 7.

【0077】光源である位置合わせマーク照明装置30
4から出射した光は、ハーフミラー302、ミラー30
0、レチクル3、縮小投影レンズ4を通り、ウエハ5上
の位置合わせマークを照明する。位置合わせマークの像
は、ウエハ5で反射され、再び同じ経路を辿り、レチク
ル3、ハーフミラー302を通過し、アライメントセン
サ303に入射する。この、位置合わせマークの像は、
CCDカメラ等のエリアセンサあるいは、CCDライン
センサ、フォトダイオード等のアライメントセンサ30
3によって光電変換される。
Positioning mark illuminating device 30 which is a light source
The light emitted from 4 is the half mirror 302 and the mirror 30.
0, the reticle 3, and the reduction projection lens 4 to illuminate the alignment mark on the wafer 5. The image of the alignment mark is reflected by the wafer 5, follows the same path again, passes through the reticle 3 and the half mirror 302, and enters the alignment sensor 303. The image of this alignment mark is
Area sensor such as CCD camera or alignment sensor 30 such as CCD line sensor or photodiode
Photoelectric conversion is performed by 3.

【0078】レチクル3の位置合わせマークは、ウエハ
5からの反射光によって照明される。該照明時には位置
合わせマークを形成するクロムパターンが遮光する構成
となり、アライメトセンサ303では暗い像となる。図
5にCCDカメラで撮像した位置合わせマークの画像の
一例を示す。図5には、図示していない左側の光学系の
像も合成して示している。
The alignment mark of the reticle 3 is illuminated by the reflected light from the wafer 5. At the time of the illumination, the chrome pattern forming the alignment mark is shielded from light, and a dark image is formed on the alignment sensor 303. FIG. 5 shows an example of an image of the alignment mark taken by the CCD camera. FIG. 5 also shows a composite image of the left optical system (not shown).

【0079】光電変換された信号は、A/D変換装置1
01にてA/D変換され、複数の画素情報として処理装
置内の記憶装置102に記憶される。
The photoelectrically converted signal is sent to the A / D converter 1
A / D conversion is performed at 01 and stored in the storage device 102 in the processing device as a plurality of pixel information.

【0080】光電変換された情報の1つを拡大すると図
に示す波形Sとなる。各ドットがサンプリングされた信
号強度を示す。但し、CCDカメラなどのエリアセンサ
で光電変換された場合、マークの長手方向に投影した信
号である。
When one of the photoelectrically converted information is enlarged, the waveform S shown in the figure is obtained. The signal strength at which each dot is sampled is shown. However, when photoelectrically converted by an area sensor such as a CCD camera, it is a signal projected in the longitudinal direction of the mark.

【0081】記憶装置102では、右側、左側のX,Y
マーク(XL,YL,XR,YR)、合計4つの信号を
記憶する。
In the storage device 102, X and Y on the right and left sides
Marks (XL, YL, XR, YR) and a total of four signals are stored.

【0082】記憶された4つの画素情報は独立に、第1
演算ブロック103と第2演算ブロック104で信号処
理を行い、両者の演算結果よりマーク中心検出ブロック
106で位置合わせマークの中心を求める。このときの
演算は、ウエハ5の位置合わせマークの中心(XLW
C)と、レチクルマーク中心(XLR1)の1本目とレ
チクルマーク中心(XLR2)の2本目を検出する。こ
のように、ウエハ5とレチクル3とを独立に計測し、相
対的な位置ズレ量を計測する。
The four pieces of stored pixel information are independently stored in the first
The calculation block 103 and the second calculation block 104 perform signal processing, and the mark center detection block 106 obtains the center of the alignment mark from the calculation results of both. The calculation at this time is the center (XLW) of the alignment mark on the wafer 5.
C), the first reticle mark center (XLR1) and the second reticle mark center (XLR2) are detected. In this way, the wafer 5 and the reticle 3 are independently measured, and the relative positional deviation amount is measured.

【0083】マーク中心位置の計算方法は、実施例1か
ら実施例4に説明したいずれのものをも用いることがで
きる。
As the method of calculating the mark center position, any of the methods described in Embodiments 1 to 4 can be used.

【0084】XL,YL,XR,YR各マークの相対的
なズレ量が計測されると、露光装置制御装置14は、
X,Y方向のシフト成分、回転成分、倍率成分を計算
し、干渉系9でXYステージ7の位置をモニタしなが
ら、レチクル位置駆動装置301またはステージ駆動装
置8を駆動してシフト、回転成分の補正を行い、ウエハ
回転装置6を駆動して回転成分を補正する。また、倍率
成分については、レンズ倍率駆動装置305を駆動する
ことにより補正する。ウエハ5とレチクル3の位置が正
確に合わせられた時点でシャッタ2を開いてウエハ3上
にレチクル3の回路パターンを露光する。
When the relative deviation amounts of the XL, YL, XR, and YR marks are measured, the exposure apparatus controller 14
The shift component, the rotation component, and the magnification component in the X and Y directions are calculated, and while the position of the XY stage 7 is monitored by the interference system 9, the reticle position driving device 301 or the stage driving device 8 is driven to shift and rotate components. The correction is performed, and the wafer rotation device 6 is driven to correct the rotation component. The magnification component is corrected by driving the lens magnification driving device 305. When the positions of the reticle 3 and the wafer 5 are accurately aligned, the shutter 2 is opened and the circuit pattern of the reticle 3 is exposed on the wafer 3.

【0085】第6の実施例 図6は本発明による露光装置の第6の実施例の構成を示
すブロック図である。
Sixth Embodiment FIG. 6 is a block diagram showing the arrangement of a sixth embodiment of the exposure apparatus according to the present invention.

【0086】図6を参照して、本実施例における位置合
わせマークの取り込み方法、信号処理装置および処理方
法について述べる。
With reference to FIG. 6, description will be given of a method of taking in the alignment mark, a signal processing device and a processing method in this embodiment.

【0087】本実施例は、縮小投影レンズを通さない、
外部の顕微鏡を用いてウエハ上の位置合わせマークの採
取するものである。
In this embodiment, the reduction projection lens is not passed,
The alignment mark on the wafer is sampled using an external microscope.

【0088】本実施例は図1に示した第1の実施例のも
のに、オフアクシス顕微鏡401を設け、第1の実施例
におけるハーフミラー10、ミラー13、位置合わせマ
ーク照明装置11およびアライメントセンサ12のそれ
ぞれをハーフミラー403、ミラー402、位置合わせ
マーク照明装置405およびアライメントセンサ404
としたものである。この他の構成は図1に示した第1の
実施例と同様であるため、図1と同じ符号を付して説明
は省略する。
This embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that an off-axis microscope 401 is provided, and the half mirror 10, the mirror 13, the alignment mark illuminating device 11 and the alignment sensor in the first embodiment are provided. Each of 12 is a half mirror 403, a mirror 402, an alignment mark illuminating device 405, and an alignment sensor 404.
It is what Since the other structure is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, the same reference numerals as those in FIG.

【0089】XYステージ7に搭載されているウエハ5
上にはウエハ用の位置合わせマークが形成されている。
Wafer 5 mounted on XY stage 7
An alignment mark for the wafer is formed on the top.

【0090】光源である位置合わせマーク照明装置40
5から出射した光は、ハーフミラー403、ミラー40
2オフアクシス顕微鏡401を通り、ウエハ5上の位置
合わせマークを照明する。位置合わせマークの像は、ウ
エハ5で反射され、再び同じ経路を辿り、アライメント
センサ303に入射する。この、位置合わせマークの像
は、CCDカメラ等のエリアセンサあるいは、CCDラ
インセンサ、フォトダイオード等のアライメントセンサ
404によって光電変換される。
Positioning mark illuminator 40 which is a light source
The light emitted from 5 is the half mirror 403 and the mirror 40.
The alignment mark on the wafer 5 is illuminated through the 2-off axis microscope 401. The image of the alignment mark is reflected by the wafer 5, follows the same path again, and enters the alignment sensor 303. The image of the alignment mark is photoelectrically converted by an area sensor such as a CCD camera or an alignment sensor 404 such as a CCD line sensor or a photodiode.

【0091】マーク中心位置の計算方法は、実施例1か
ら実施例4に説明したいずれのものをも用いることがで
きる。
As the method of calculating the mark center position, any of the methods described in Embodiments 1 to 4 can be used.

【0092】第7の実施例 図7は本発明による露光装置の第6の実施例の構成を示
すブロック図である。
Seventh Embodiment FIG. 7 is a block diagram showing the arrangement of a sixth embodiment of the exposure apparatus according to the present invention.

【0093】図7を参照して、本実施例における位置合
わせマークの取り込み方法、信号処理装置および処理方
法について述べる。
With reference to FIG. 7, the method of taking in the alignment mark, the signal processing apparatus and the processing method in this embodiment will be described.

【0094】本実施例は、本発明による方法をズレ量計
測装置に実施したものである。ズレ量計測装置は、露光
装置にてレチクル面上のパターンが位置合わせされなが
ら露光処理され、レジスト等が現像された後、ウエハ面
上に構成されたズレ量計測マークを測定することを目的
とするXYステージ503上のウエハチャック502に
載置されるウエハ501にはズレ量計測マーク照明装置
505からの照明光がハーフミラー507および顕微鏡
508を介して照射される。ウエハ501の上面には図
8に示すようなズレ量計測マークが形成されており、該
ズレ量計測マークの像はウエハ501で反射され、再び
同じ経路を辿り、ハーフミラー507を通過し、CCD
カメラ等のエリアセンサあるいは、X,Y二組のCCD
ラインセンサ、フォトダイオード等のズレ量観察撮像装
置504に入射して光電変換される。
In this embodiment, the method according to the present invention is applied to a deviation amount measuring device. The deviation amount measuring device aims to measure the deviation amount measuring mark formed on the wafer surface after the exposure process is performed while the pattern on the reticle surface is aligned by the exposure device and the resist and the like are developed. The wafer 501 mounted on the wafer chuck 502 on the XY stage 503 is irradiated with the illumination light from the deviation amount measurement mark illumination device 505 via the half mirror 507 and the microscope 508. A displacement amount measurement mark as shown in FIG. 8 is formed on the upper surface of the wafer 501, and the image of the displacement amount measurement mark is reflected by the wafer 501, traces the same path again, passes through the half mirror 507, and then the CCD.
Area sensor such as a camera or two sets of X and Y CCDs
It is incident on the deviation amount observing and imaging device 504 such as a line sensor and a photodiode, and photoelectrically converted.

【0095】ズレ量検出装置500の構成は図1に示し
た第1の実施例のものと同様であるために説明は省略す
る。位置合わせマーク検出装置100の検出結果はズレ
量計測装置制御装置509へ出力され、ズレ量計測装置
制御装置509は該検出結果に基づいてステージ駆動装
置506を介してXYステージ503の制御を行い、ま
た。出力装置510へ出力する。
Since the structure of the deviation amount detecting device 500 is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, its explanation is omitted. The detection result of the alignment mark detection device 100 is output to the displacement amount measurement device control device 509, and the displacement amount measurement device control device 509 controls the XY stage 503 via the stage drive device 506 based on the detection result. Also. Output to the output device 510.

【0096】本実施例において行われるズレ量検出につ
いて説明する。
The deviation amount detection performed in this embodiment will be described.

【0097】図8に示されるズレ量計測マークの像につ
いて、外側マーク(OUTM)の中心と、内側マーク
(INM)の中心とを、実施例1から実施例4のいずれ
かの方法で、信号波形XMEA,YMEAよりX軸,Y
軸についてそれぞれ求め、これらの差分をズレ量計測装
置制御装置509に送出して記憶させる。ズレ量計測装
置制御装置509はステージ駆動装置506を介してX
Yステージ503を駆動し、その他のズレ量計測マーク
を測定する。最終的には、統計量などを計算し、記憶さ
れている複数の計測値と共に出力装置510ヘ転送し、
出力する。
In the image of the shift amount measurement mark shown in FIG. 8, the center of the outer mark (OUTM) and the center of the inner mark (INM) are signaled by any one of the first to fourth embodiments. Waveform XMEA, YMEA X axis, Y
Each axis is obtained, and these differences are sent to the deviation amount measuring device control device 509 to be stored therein. The shift amount measuring device control device 509 controls the X-axis through the stage driving device 506.
The Y stage 503 is driven and other misalignment amount measurement marks are measured. Finally, statistics and the like are calculated and transferred to the output device 510 together with a plurality of stored measurement values,
Output.

【0098】[0098]

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0099】請求項1乃至請求項4に記載のいずれの方
法においても、従来の方式に比べ、2倍の精度で検出す
ることが可能となった。いままで、検出分解能を1/2
にするためにサンプリング周波数を2倍に上げるなどハ
ードウェアに頼らざるを得ないところがあったが、本手
法を用いれば、従来のハード資産を継承したまま、精度
を2倍に上げられる。しかも、従来の処理方式が、演算
ブロックをソフトウェアによって実行していたのなら
ば、従来のソフトウェアを入れ換えるだけで、精度を2
倍に向上できる。極めて、コストのかからない、性能向
上方法である。また、位置合わせ精度が不足するため
に、高精度な加工ができなかった半導体製造工程にも簡
単に導入でき、従来の露光装置を用いたまま、加工精度
を2倍に上げられる。
In any of the methods described in claims 1 to 4, it is possible to detect with double the precision as compared with the conventional method. Up to now, the detection resolution is 1/2
There was a place to rely on hardware to double the sampling frequency in order to achieve this, but using this method, the precision can be doubled while inheriting the conventional hardware assets. Moreover, in the conventional processing method, if the operation block is executed by software, the accuracy can be improved to 2 by simply replacing the conventional software.
Can be doubled. It is an extremely inexpensive method for improving performance. Further, since the alignment accuracy is insufficient, it can be easily introduced into a semiconductor manufacturing process where high-precision processing cannot be performed, and the processing accuracy can be doubled while using the conventional exposure apparatus.

【0100】上記の本発明特有の効果は請求項5乃至請
求項12に記載の半導体露光装置に限らず、請求項13
乃至請求項16に記載のもののように露光後の位置ズレ
検査装置のマーク位置検出にも利用できる。この場合
も、簡単に計測精度を2倍に向上させることができる。
The effect peculiar to the present invention is not limited to the semiconductor exposure apparatus according to any one of claims 5 to 12,
It can also be used for mark position detection of a positional deviation inspection device after exposure as described in claim 16. Also in this case, the measurement accuracy can be easily doubled.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明第1の実施例〜第4の実施例が行われる
投影露光装置の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a projection exposure apparatus in which a first embodiment to a fourth embodiment of the present invention are carried out.

【図2】図1に示した投影露光装置で光電変換される位
置合わせマークと、信号波形を示す図である。
2A and 2B are diagrams showing alignment marks photoelectrically converted by the projection exposure apparatus shown in FIG. 1 and a signal waveform.

【図3】本発明の演算方法を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a calculation method of the present invention.

【図4】本発明の第5の実施例の投影露光装置の構成を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a projection exposure apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5の実施例投影露光装置で撮像され
る位置合わせマークを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing alignment marks imaged by a projection exposure apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第6の実施例の投影露光装置の構成を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a projection exposure apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第7の実施例の投影露光装置の構成を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a projection exposure apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第7の実施例のズレ量計測装置で撮像
されるマークを示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing marks imaged by a deviation amount measuring device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図9】投影露光装置の従来例を説明するための図であ
る。
FIG. 9 is a diagram for explaining a conventional example of a projection exposure apparatus.

【図10】従来の相関演算の問題点を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a problem of a conventional correlation calculation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 露光照明装置 2 シャッタ 3 レチクル 4 投影露光レンズ 5,501 ウエハ 6,502 ウエハチャック 7,503 XYステージ 8,506 ステージ駆動装置 9 レーザー干渉計 10,302,403,507 ハーフミラー 11,304,405,505 位置合わせマーク照
明装置 12,303,404 アライメントセンサ 13,300,402 ミラー 14 露光装置制御装置 100,200 位置合わせマーク検出装置 101,201 A/D変換装置 102,202 記憶装置 103 第1演算ブロック 104 第2演算ブロック 105 テンプレート保持装置 106,206 マーク中心検出ブロック 301 レチクル駆動装置 401 オフアクシス顕微鏡 500 ズレ量検出装置 504 ズレ量観察撮像装置 508 顕微鏡 509 ズレ量計測装置制御装置 510 出力装置 T テンプレート S 位置合わせマークの信号 E 相関演算結果 F 合成後の相関演算結果
1 Exposure Illuminator 2 Shutter 3 Reticle 4 Projection Exposure Lens 5,501 Wafer 6,502 Wafer Chuck 7,503 XY Stage 8,506 Stage Driving Device 9 Laser Interferometer 10,302,403,507 Half Mirror 11,304,405 , 505 Alignment mark illumination device 12, 303, 404 Alignment sensor 13, 300, 402 Mirror 14 Exposure device control device 100, 200 Alignment mark detection device 101, 201 A / D conversion device 102, 202 Storage device 103 First operation Block 104 Second operation block 105 Template holding device 106, 206 Mark center detection block 301 Reticle drive device 401 Off-axis microscope 500 Deviation amount detection device 504 Deviation amount observation / imaging device 508 Microscope 509 Deviation amount measuring device control device 510 output device T template S signal of alignment mark E correlation calculation result F correlation calculation result after combination

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の物体に設けられた位置合わせマー
クを二次元的に検出してテンプレートマッチングを行
い、該所定の物体の位置を確認する位置合わせ方法であ
って、 前記位置合わせマークに対応したテンプレートで第1の
相関演算を行って第1の相関結果を算出し、 前記デジタル信号の相関演算を行う範囲の内の右半分あ
るいは左半分を1ポイントシフトさせて前記テンプレー
トで第2の相関演算を行って第2の相関結果を算出し、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出することを特徴とする位置合わ
せマーク検出方法。
1. A positioning method for two-dimensionally detecting an alignment mark provided on a predetermined object to perform template matching to confirm the position of the predetermined object, which corresponds to the alignment mark. The first correlation calculation is performed using the template and the first correlation result is calculated, and the right half or left half of the range in which the correlation calculation of the digital signal is performed is shifted by 1 point, and the second correlation is calculated using the template. An operation is performed to calculate a second correlation result, the first correlation result and the second correlation result are alternately combined to create a third correlation result, and an alignment mark is generated from the third correlation result. A method for detecting an alignment mark, which comprises calculating the center of the alignment mark.
【請求項2】 所定の物体に設けられた位置合わせマー
クを二次元的に検出してテンプレートマッチングを行
い、該所定の物体の位置を確認する位置合わせ方法であ
って、 前記位置合わせマークに対応したテンプレートで、第1
の相関演算を行って第1の相関結果を算出し、 前記テンプレートの右半分あるいは左半分を1ポイント
シフトさせた第2のテンプレートを作成し、前記位置合
わせマークのデジタル信号と第2の相関演算を行って第
2の相関結果を算出し、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出することを特徴とする位置合わ
せマーク検出方法。
2. A positioning method for two-dimensionally detecting an alignment mark provided on a predetermined object to perform template matching to confirm the position of the predetermined object, which corresponds to the alignment mark. The first template
Correlation calculation is performed to calculate the first correlation result, a second template is created by shifting the right half or left half of the template by 1 point, and the second correlation calculation is performed with the digital signal of the alignment mark. Is performed to calculate a second correlation result, the first correlation result and the second correlation result are alternately combined to create a third correlation result, and a registration mark of the alignment mark is generated from the third correlation result. A registration mark detection method characterized by calculating a center.
【請求項3】 所定の物体に設けられた位置合わせマー
クを二次元的に検出してテンプレートマッチングを行
い、該所定の物体の位置を確認する位置合わせ方法であ
って、 前記二次元的に検出された位置合わせマークの半分をテ
ンプレートと見なし、残り半分のデジタル信号との第1
の折り返し相関演算行って第1の相関結果を算出し、 前記テンプレートと前記二次元的に検出された位置合わ
せマークの残り半分の相関演算を行う範囲を1ポイント
シフトさせて第2の折り返し相関演算を行って第2の相
関結果を算出し、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出することを特徴とする位置合わ
せマーク検出方法。
3. A positioning method for two-dimensionally detecting a positioning mark provided on a predetermined object to perform template matching to confirm the position of the predetermined object. One half of the registered alignment marks is regarded as the template, and the other half is used as the first
Is performed to calculate the first correlation result, and the range for performing the correlation calculation of the remaining half of the template and the two-dimensionally detected alignment mark is shifted by 1 point to obtain the second return correlation calculation. Is performed to calculate a second correlation result, the first correlation result and the second correlation result are alternately combined to create a third correlation result, and a registration mark of the alignment mark is generated from the third correlation result. A registration mark detection method characterized by calculating a center.
【請求項4】 所定の物体に設けられた位置合わせマー
クを二次元的に検出してテンプレートマッチングを行
い、該所定の物体の位置を確認する位置合わせ方法であ
って、 前記二次元的に検出された位置合わせマークの半分をテ
ンプレートと見なし、残り半分のデジタル信号との対称
な位置の差分を積分する第1の演算を行って第1の演算
結果を算出し、 前記テンプレートと、前記二次元的に検出された位置合
わせマークの残り半分との演算を行う範囲を1ポイント
シフトさせ、対称な位置の差分を積分する第2の演算を
行って第2の演算結果を算出し、 前記第1の演算結果と第2の演算結果を交互に合成して
第3の演算結果を作成し、該第3の演算結果から位置合
わせマークの中心を算出することを特徴とする位置合わ
せマーク検出方法。
4. A positioning method for two-dimensionally detecting a positioning mark provided on a predetermined object to perform template matching to confirm the position of the predetermined object, wherein the two-dimensional detection is performed. One half of the registered alignment marks is regarded as a template, and a first calculation for integrating a difference in symmetrical position with the digital signal of the other half is performed to calculate a first calculation result. The range that is calculated with the remaining half of the alignment mark that has been detected, is shifted by 1 point, the second calculation that integrates the difference between the symmetrical positions is performed, and the second calculation result is calculated. The alignment mark detection method characterized by alternately synthesizing the calculation result and the second calculation result to create a third calculation result, and calculating the center of the alignment mark from the third calculation result.
【請求項5】 ウエハ面上の位置合わせマークとレチク
ル面上の位置合わせマークとを撮像する撮像手段と、ウ
エハ面上のレジストにレチクル面上のパターンを投影露
光するために前記撮像手段で得られる情報を用いて前記
レチクルとウエハの相対的な位置合わせを行うアライメ
ント機構とを具備する投影露光装置において、 前記位置合わせマークに対応したテンプレートで第1の
相関演算を行って第1の相関結果を算出する第1演算ブ
ロックと、 前記撮像手段にて撮像された信号の相関演算を行う範囲
の内の右半分あるいは左半分を1ポイントシフトさせて
前記テンプレートで第2の相関演算を行って第2の相関
結果を算出する第2演算ブロックと、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出するマーク中心検出ブロックと
を有することを特徴とする投影露光装置。
5. An image pickup means for picking up an alignment mark on a wafer surface and an alignment mark on a reticle surface, and an image pickup means for projecting and exposing a pattern on a reticle surface onto a resist on a wafer surface. A projection exposure apparatus including an alignment mechanism that performs relative alignment between the reticle and the wafer by using information obtained by performing the first correlation calculation using a template corresponding to the alignment mark to obtain a first correlation result. And a first calculation block for calculating the signal, and a right half or left half of the range for performing the correlation calculation of the signal imaged by the image pickup means is shifted by 1 point to perform the second correlation calculation with the template. The second operation block for calculating the second correlation result, and the first correlation result and the second correlation result are alternately combined to create a third correlation result. And a mark center detection block that calculates the center of the alignment mark from the correlation result of 1.
【請求項6】 ウエハ面上の位置合わせマークとレチク
ル面上の位置合わせマークとを撮像する撮像手段と、ウ
エハ面上のレジストにレチクル面上のパターンを投影露
光するために前記撮像手段で得られる情報を用いて前記
レチクルとウエハの相対的な位置合わせを行うアライメ
ント機構とを具備する投影露光装置において、 前記位置合わせマークに対応したテンプレートで、第1
の相関演算を行って第1の相関結果を算出する第1演算
ブロックと、 前記テンプレートの右半分あるいは左半分を1ポイント
シフトさせた第2のテンプレートを作成し、前記位置合
わせマークのデジタル信号と第2の相関演算を行って第
2の相関結果を算出する第2演算ブロックとし、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出するマーク中心検出ブロックと
を有することを特徴とする投影露光装置。
6. An image pickup means for picking up an alignment mark on a wafer surface and an alignment mark on a reticle surface, and an image pickup means for projecting and exposing a pattern on a reticle surface onto a resist on a wafer surface. A projection exposure apparatus including an alignment mechanism that performs relative alignment between the reticle and the wafer by using information obtained by using the template,
A first calculation block for calculating the first correlation result by performing the correlation calculation of 1. and a second template in which the right half or the left half of the template is shifted by 1 point, and a digital signal of the alignment mark is generated. A second operation block for performing a second correlation operation to calculate a second correlation result, and alternately synthesizing the first correlation result and the second correlation result to create a third correlation result, And a mark center detection block for calculating the center of the alignment mark from the third correlation result.
【請求項7】 ウエハ面上の位置合わせマークとレチク
ル面上の位置合わせマークとを撮像する撮像手段と、ウ
エハ面上のレジストにレチクル面上のパターンを投影露
光するために前記撮像手段で得られる情報を用いて前記
レチクルとウエハの相対的な位置合わせを行うアライメ
ント機構とを具備する投影露光装置において、 前記撮像手段にて撮像された位置合わせマークの半分を
テンプレートと見なし、残り半分のデジタル信号との第
1の折り返し相関演算行って第1の相関結果を算出する
第1演算ブロックと、 前記テンプレートと前記撮像手段にて撮像された位置合
わせマークの残り半分の相関演算を行う範囲を1ポイン
トシフトさせて第2の折り返し相関演算を行って第2の
相関結果を算出する第2演算ブロックと、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出するマーク中心検出ブロックと
を有することを特徴とする投影露光装置。
7. An image pickup means for picking up an alignment mark on a wafer surface and an alignment mark on a reticle surface, and an image pickup means for projecting and exposing a pattern on a reticle surface onto a resist on a wafer surface. In a projection exposure apparatus including an alignment mechanism that performs relative alignment between the reticle and the wafer by using the information obtained, half of the alignment marks imaged by the imaging means is regarded as a template, and the remaining half of the digital mark is used. A first calculation block for calculating a first correlation result by performing a first folded correlation calculation with a signal, and a range for performing the correlation calculation of the remaining half of the alignment mark imaged by the template and the image pickup means is 1 A second calculation block for calculating a second correlation result by performing point shift and second folded correlation calculation; and the first correlation result. A projection including a mark center detection block that creates a third correlation result by alternately synthesizing the result and the second correlation result, and calculates the center of the alignment mark from the third correlation result. Exposure equipment.
【請求項8】 ウエハ面上の位置合わせマークとレチク
ル面上の位置合わせマークとを撮像する撮像手段と、ウ
エハ面上のレジストにレチクル面上のパターンを投影露
光するために前記撮像手段で得られる情報を用いて前記
レチクルとウエハの相対的な位置合わせを行うアライメ
ント機構とを具備する投影露光装置において、 前記撮像手段にて撮像された位置合わせマークの半分を
テンプレートと見なし、残り半分の撮像手段にて撮像さ
れた信号との対称な位置の差分を積分する第1の演算を
行って第1の演算結果を算出する第1演算ブロックと、 前記テンプレートと、前記撮像手段にて撮像された位置
合わせマークの残り半分との演算を行う範囲を1ポイン
トシフトさせ、対称な位置の差分を積分する第2の演算
を行って第2の演算結果を算出する第2演算ブロック
と、 前記第1の演算結果と第2の演算結果を交互に合成して
第3の演算結果を作成し、該第3の演算結果から位置合
わせマークの中心を算出するマーク中心検出ブロックと
を有することを特徴とする投影露光装置。
8. An image pickup means for picking up an alignment mark on a wafer surface and an alignment mark on a reticle surface, and an image pickup means for projecting and exposing a pattern on a reticle surface onto a resist on a wafer surface. In a projection exposure apparatus including an alignment mechanism that performs relative alignment between the reticle and the wafer by using the information obtained, half of the alignment marks imaged by the imaging unit is regarded as a template, and the other half is imaged. A first calculation block that calculates a first calculation result by performing a first calculation that integrates a difference in symmetric position with respect to a signal imaged by the image capturing unit, the template, and the image capturing unit. The second calculation result is calculated by shifting the range for calculation with the other half of the alignment mark by 1 point and performing the second calculation that integrates the difference between the symmetrical positions. The second operation block to be output and the first operation result and the second operation result are alternately combined to create a third operation result, and the center of the alignment mark is calculated from the third operation result. A projection exposure apparatus having a mark center detection block.
【請求項9】 ウエハ面上の位置合わせマークを撮像す
る撮像手段と、ウエハ面上のレジストにレチクル面上の
パターンを投影露光するために前記撮像手段で得られる
情報を用いて前記レチクルとウエハの相対的な位置合わ
せを行うアライメント機構とを具備する投影露光装置に
おいて、 前記位置合わせマークに対応したテンプレートで第1の
相関演算を行って第1の相関結果を算出する第1演算ブ
ロックと、 前記撮像手段にて撮像された信号の相関演算を行う範囲
の内の右半分あるいは左半分を1ポイントシフトさせて
前記テンプレートで第2の相関演算を行って第2の相関
結果を算出する第2演算ブロックと、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出するマーク中心検出ブロックと
を有することを特徴とする投影露光装置。
9. An image pickup means for picking up an alignment mark on a wafer surface, and the information obtained by the image pickup means for projecting and exposing a pattern on the reticle surface onto a resist on the wafer surface. A projection exposure apparatus including an alignment mechanism that performs relative alignment of the first alignment block and a first computation block that performs a first correlation computation with a template corresponding to the alignment mark to compute a first correlation result; A second half is calculated by shifting the right half or the left half within the range for performing the correlation calculation of the signal captured by the image capturing means by one point, and performing the second correlation calculation using the template. The calculation block and the first correlation result and the second correlation result are alternately combined to create a third correlation result. A projection exposure apparatus having a mark center detection block for calculating a heart.
【請求項10】 ウエハ面上の位置合わせマークを撮像
する撮像手段と、ウエハ面上のレジストにレチクル面上
のパターンを投影露光するために前記撮像手段で得られ
る情報を用いて前記レチクルとウエハの相対的な位置合
わせを行うアライメント機構とを具備する投影露光装置
において、 前記位置合わせマークに対応したテンプレートで、第1
の相関演算を行って第1の相関結果を算出する第1演算
ブロックと、 前記テンプレートの右半分あるいは左半分を1ポイント
シフトさせた第2のテンプレートを作成し、前記撮像手
段にて撮像された信号と第2の相関演算を行って第2の
相関結果を算出する第2演算ブロックとし、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出するマーク中心検出ブロックと
を有することを特徴とする投影露光装置。
10. An image pickup means for picking up an alignment mark on a wafer surface, and the information obtained by the image pickup means for projecting and exposing a pattern on the reticle surface onto a resist on the wafer surface. In a projection exposure apparatus including an alignment mechanism for performing relative alignment of the first alignment mark with the template corresponding to the alignment mark.
The first calculation block for calculating the first correlation result by performing the correlation calculation of 1 and the second template in which the right half or the left half of the template is shifted by 1 point are created, and are imaged by the imaging means. A second calculation block that calculates a second correlation result by performing a second correlation calculation with the signal, and alternately synthesizes the first correlation result and the second correlation result to create a third correlation result. And a mark center detection block for calculating the center of the alignment mark from the third correlation result.
【請求項11】 ウエハ面上の位置合わせマークを撮像
する撮像手段と、ウエハ面上のレジストにレチクル面上
のパターンを投影露光するために前記撮像手段で得られ
る情報を用いて前記レチクルとウエハの相対的な位置合
わせを行うアライメント機構とを具備する投影露光装置
において、 前記撮像手段にて撮像された位置合わせマークの半分を
テンプレートと見なし、残り半分のデジタル信号との第
1の折り返し相関演算行って第1の相関結果を算出する
第1演算ブロックと、 前記テンプレートと前記撮像手段にて撮像された位置合
わせマークの残り半分の相関演算を行う範囲を1ポイン
トシフトさせて第2の折り返し相関演算を行って第2の
相関結果を算出する第2演算ブロックと、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出するマーク中心検出ブロックと
を有することを特徴とする投影露光装置。
11. An image pickup means for picking up an alignment mark on a wafer surface, and the information obtained by the image pickup means for projecting and exposing a pattern on the reticle surface onto a resist on the wafer surface. In a projection exposure apparatus including an alignment mechanism for performing relative alignment of the two, the half of the alignment mark imaged by the imaging unit is regarded as a template, and the first folding correlation calculation with the remaining half of the digital signal is performed. A first calculation block for performing a first correlation result, and a range for performing a correlation calculation of the remaining half of the template and the alignment mark imaged by the imaging means is shifted by 1 point to generate a second folded correlation A second operation block that performs an operation to calculate a second correlation result, and the first correlation result and the second correlation result are alternately combined. And a mark center detection block for calculating the center of the alignment mark from the third correlation result, and a projection exposure apparatus.
【請求項12】 ウエハ面上の位置合わせマークを撮像
する撮像手段と、ウエハ面上のレジストにレチクル面上
のパターンを投影露光するために前記撮像手段で得られ
る情報を用いて前記レチクルとウエハの相対的な位置合
わせを行うアライメント機構とを具備する投影露光装置
において、 前記撮像手段にて撮像された位置合わせマークの半分を
テンプレートと見なし、残り半分の撮像手段にて撮像さ
れた信号との対称な位置の差分を積分する第1の演算を
行って第1の演算結果を算出する第1演算ブロックと、 前記テンプレートと、前記撮像手段にて撮像された位置
合わせマークの残り半分との演算を行う範囲を1ポイン
トシフトさせ、対称な位置の差分を積分する第2の演算
を行って第2の演算結果を算出する第2演算ブロック
と、 前記第1の演算結果と第2の演算結果を交互に合成して
第3の演算結果を作成し、該第3の演算結果から位置合
わせマークの中心を算出するマーク中心検出ブロックと
を有することを特徴とする投影露光装置。
12. A reticle and a wafer using image pickup means for picking up an alignment mark on a wafer surface, and information obtained by the image pickup means for projecting and exposing a pattern on the reticle surface onto a resist on the wafer surface. In the projection exposure apparatus including an alignment mechanism for performing relative alignment of the image, the half of the alignment mark imaged by the image pickup means is regarded as a template, and the other half of the alignment mark and the signal imaged by the image pickup means. Calculation of a first calculation block that performs a first calculation that integrates a difference between symmetrical positions to calculate a first calculation result, the template, and the remaining half of the alignment mark imaged by the imaging unit. A second operation block that shifts the range in which is performed by 1 point, performs a second operation that integrates a difference between symmetrical positions, and calculates a second operation result; A mark center detection block for alternately synthesizing the first calculation result and the second calculation result to create a third calculation result, and calculating the center of the alignment mark from the third calculation result. A characteristic projection exposure apparatus.
【請求項13】 ウエハ面上の位置ズレ計測マークを撮
像する撮像手段を具備し、該撮像手段で得られる情報を
用いて位置ズレ計測マークの位置を検出してズレ量を計
測する位置ズレ計測装置であって、 前記位置ズレ計測マークに対応したテンプレートで第1
の相関演算を行って第1の相関結果を算出する第1演算
ブロックと、 前記撮像手段にて撮像された信号の相関演算を行う範囲
の内の右半分あるいは左半分を1ポイントシフトさせて
前記テンプレートで第2の相関演算を行って第2の相関
結果を算出する第2演算ブロックと、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出するマーク中心検出ブロックと
を有することを特徴とする位置ズレ計測装置。
13. A position deviation measurement device, comprising image pickup means for picking up an image of a position deviation measurement mark on a wafer surface, and detecting a position of the position deviation measurement mark by using information obtained by the image pickup means to measure a deviation amount. The device is a template corresponding to the position shift measurement mark.
And a first calculation block for calculating a first correlation result by performing the correlation calculation of 1), and shifting the right half or the left half of the range for performing the correlation calculation of the signal imaged by the image pickup means by one point. A second operation block that performs a second correlation operation by a template to calculate a second correlation result, and the first correlation result and the second correlation result are alternately combined to create a third correlation result. And a mark center detection block that calculates the center of the alignment mark from the third correlation result.
【請求項14】 ウエハ面上の位置ズレ計測マークを撮
像する撮像手段を具備し、該撮像手段で得られる情報を
用いて位置ズレ計測マークの位置を検出してズレ量を計
測する位置ズレ計測装置であって、 前記位置ズレ計測マークに対応したテンプレートで、第
1の相関演算を行って第1の相関結果を算出する第1演
算ブロックと、 前記テンプレートの右半分あるいは左半分を1ポイント
シフトさせた第2のテンプレートを作成し、前記撮像手
段にて撮像された信号と第2の相関演算を行って第2の
相関結果を算出する第2演算ブロックとし、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置ズ
レ計測マークの中心を算出するマーク中心検出ブロック
とを有することを特徴とする位置ズレ計測装置。
14. A position deviation measuring method, comprising: an image pickup means for picking up an image of a position deviation measurement mark on a wafer surface, and detecting a position of the position deviation measurement mark by using information obtained by the image pickup means to measure a deviation amount. A first calculation block for calculating a first correlation result by performing a first correlation calculation using a template corresponding to the position shift measurement mark; and shifting the right half or left half of the template by 1 point A second calculation block for calculating a second correlation result by performing a second correlation calculation with the signal imaged by the image pickup means, A mark center detection block for alternately synthesizing the two correlation results to create a third correlation result, and calculating the center of the position shift measurement mark from the third correlation result. Deviation measuring device.
【請求項15】 ウエハ面上の位置ズレ計測マークを撮
像する撮像手段を具備し、該撮像手段で得られる情報を
用いて位置ズレ計測マークの位置を検出してズレ量を計
測する位置ズレ計測装置であって、 前記撮像手段にて撮像された位置ズレ計測マークの半分
をテンプレートと見なし、残り半分の撮像手段にて撮像
された信号との第1の折り返し相関演算行って第1の相
関結果を算出する第1演算ブロックと、 前記テンプレートと前記撮像手段にて撮像された位置ズ
レ計測せマークの残り半分の相関演算を行う範囲を1ポ
イントシフトさせて第2の折り返し相関演算を行って第
2の相関結果を算出する第2演算ブロックと、 前記第1の相関結果と第2の相関結果を交互に合成して
第3の相関結果を作成し、該第3の相関結果から位置合
わせマークの中心を算出するマーク中心検出ブロックと
を有することを特徴とする位置ズレ計測装置。
15. A position deviation measuring method, comprising: an image pickup means for picking up an image of a position deviation measurement mark on a wafer surface, and detecting a position of the position deviation measurement mark by using information obtained by the image pickup means to measure a deviation amount. In the apparatus, a half of the displacement measurement marks imaged by the image pickup means is regarded as a template, and a first return correlation calculation is performed with a signal imaged by the other half of the image pickup means to perform a first correlation result. And a second calculation block for calculating the second loopback correlation calculation by shifting the range for performing the correlation calculation for the remaining half of the positional deviation measurement mark imaged by the template and the image pickup unit by one point. The second operation block for calculating the second correlation result and the first correlation result and the second correlation result are alternately combined to create a third correlation result, and the alignment matrix is calculated from the third correlation result. And a mark center detection block that calculates the center of the peak.
【請求項16】 ウエハ面上の位置ズレ計測マークを撮
像する撮像手段を具備し、該撮像手段で得られる情報を
用いて位置ズレ計測マークの位置を検出してズレ量を計
測する位置ズレ計測装置であって、 前記撮像手段にて撮像された位置ズレ計測マークの半分
をテンプレートと見なし、残り半分の撮像手段にて撮像
された信号との対称な位置の差分を積分する第1の演算
を行って第1の演算結果を算出する第1演算ブロック
と、 前記テンプレートと、前記撮像手段にて撮像された位置
ズレ計測マークの残り半分との演算を行う範囲を1ポイ
ントシフトさせ、対称な位置の差分を積分する第2の演
算を行って第2の演算結果を算出する第2演算ブロック
と、 前記第1の演算結果と第2の演算結果を交互に合成して
第3の演算結果を作成し、該第3の演算結果から位置ズ
レ計測マークの中心を算出するマーク中心検出ブロック
とを有することを特徴とする位置ズレ計測装置。
16. A position deviation measuring method, comprising: an image pickup means for picking up an image of a position deviation measurement mark on a wafer surface, and detecting a position of the position deviation measurement mark by using information obtained by the image pickup means to measure a deviation amount. In the device, a first calculation is performed, in which half of the position shift measurement marks imaged by the image pickup means is regarded as a template, and a difference in symmetrical position with a signal imaged by the other half image pickup means is integrated. The first calculation block for performing the calculation of the first calculation result, the template, and the range for performing the calculation of the remaining half of the positional deviation measurement mark imaged by the imaging means are shifted by 1 point, and the symmetrical position is obtained. A second operation block for performing a second operation for integrating the difference between the first operation result and the second operation result, and alternately combining the first operation result and the second operation result to obtain a third operation result. Create the said And a mark center detection block that calculates the center of the position shift measurement mark from the calculation result of 3.
JP23305994A 1994-09-28 1994-09-28 Positioning method, projection exposure apparatus and position deviation measuring apparatus by the method Expired - Fee Related JP3347490B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23305994A JP3347490B2 (en) 1994-09-28 1994-09-28 Positioning method, projection exposure apparatus and position deviation measuring apparatus by the method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23305994A JP3347490B2 (en) 1994-09-28 1994-09-28 Positioning method, projection exposure apparatus and position deviation measuring apparatus by the method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0894315A true JPH0894315A (en) 1996-04-12
JP3347490B2 JP3347490B2 (en) 2002-11-20

Family

ID=16949160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23305994A Expired - Fee Related JP3347490B2 (en) 1994-09-28 1994-09-28 Positioning method, projection exposure apparatus and position deviation measuring apparatus by the method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3347490B2 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999040613A1 (en) * 1998-02-09 1999-08-12 Nikon Corporation Method of adjusting position detector
WO2004019389A1 (en) * 2002-08-22 2004-03-04 Nikon Corporation Mark position detection device, mark position detection method, superimposing measurement device, and superimposing measurement method
WO2005008753A1 (en) * 2003-05-23 2005-01-27 Nikon Corporation Template creation method and device, pattern detection method, position detection method and device, exposure method and device, device manufacturing method, and template creation program
JP2005109418A (en) * 2003-10-02 2005-04-21 Canon Inc Method for determining parameter for signal processing, alignment method, and method and system for exposure
US7229566B2 (en) 2002-09-20 2007-06-12 Canon Kabushiki Kaisha Position detecting method and apparatus
US7352891B2 (en) 2003-06-19 2008-04-01 Canon Kabushiki Kaisha Position detecting method
US7443493B2 (en) 2006-03-30 2008-10-28 Canon Kabushiki Kaisha Transfer characteristic calculation apparatus, transfer characteristic calculation method, and exposure apparatus
US7983472B2 (en) 2004-10-05 2011-07-19 Canon Kabushiki Kaisha Position detecting method
US8518614B2 (en) 2006-09-11 2013-08-27 Canon Kabushiki Kaisha Mark position detection apparatus
WO2015178109A1 (en) * 2014-05-23 2015-11-26 東京エレクトロン株式会社 Wafer position detection apparatus, wafer position detection method, and storage medium

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009004811A (en) * 1998-02-09 2009-01-08 Nikon Corp Adjusting method for position detecting apparatus and position detecting apparatus
US6538740B1 (en) 1998-02-09 2003-03-25 Nikon Corporation Adjusting method for position detecting apparatus
WO1999040613A1 (en) * 1998-02-09 1999-08-12 Nikon Corporation Method of adjusting position detector
JP4591584B2 (en) * 1998-02-09 2010-12-01 株式会社ニコン Method for adjusting position detection device and position detection device
WO2004019389A1 (en) * 2002-08-22 2004-03-04 Nikon Corporation Mark position detection device, mark position detection method, superimposing measurement device, and superimposing measurement method
US7229566B2 (en) 2002-09-20 2007-06-12 Canon Kabushiki Kaisha Position detecting method and apparatus
WO2005008753A1 (en) * 2003-05-23 2005-01-27 Nikon Corporation Template creation method and device, pattern detection method, position detection method and device, exposure method and device, device manufacturing method, and template creation program
US7352891B2 (en) 2003-06-19 2008-04-01 Canon Kabushiki Kaisha Position detecting method
JP2005109418A (en) * 2003-10-02 2005-04-21 Canon Inc Method for determining parameter for signal processing, alignment method, and method and system for exposure
JP4681803B2 (en) * 2003-10-02 2011-05-11 キヤノン株式会社 Method for determining parameters of signal processing, exposure method, exposure apparatus and device manufacturing method
US7983472B2 (en) 2004-10-05 2011-07-19 Canon Kabushiki Kaisha Position detecting method
US8532366B2 (en) 2004-10-05 2013-09-10 Canon Kabushiki Kaisha Position detecting method
US7443493B2 (en) 2006-03-30 2008-10-28 Canon Kabushiki Kaisha Transfer characteristic calculation apparatus, transfer characteristic calculation method, and exposure apparatus
US8518614B2 (en) 2006-09-11 2013-08-27 Canon Kabushiki Kaisha Mark position detection apparatus
WO2015178109A1 (en) * 2014-05-23 2015-11-26 東京エレクトロン株式会社 Wafer position detection apparatus, wafer position detection method, and storage medium
JP2015222796A (en) * 2014-05-23 2015-12-10 東京エレクトロン株式会社 Wafer position detecting device, wafer position detecting method and storage medium

Also Published As

Publication number Publication date
JP3347490B2 (en) 2002-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4040825B2 (en) Image capturing apparatus and distance measuring method
EP0853856B1 (en) Alignment correction prior to image sampling in inspection systems
US20030086067A1 (en) Assembly for increasing the depth discrimination of an optical imaging system
JPS6236635B2 (en)
JP3269343B2 (en) Best focus determination method and exposure condition determination method using the same
JPH0810124B2 (en) Exposure equipment
CN101114134A (en) Alignment method and micro-device manufacturing method used for shadow cast scan photo-etching machine
JP3347490B2 (en) Positioning method, projection exposure apparatus and position deviation measuring apparatus by the method
JPS6286819A (en) Position detection method
JPH01191003A (en) Mark position detecting device and mark arranging method
JP4516590B2 (en) Image capturing apparatus and distance measuring method
JP3283836B2 (en) Image alignment method for reticle appearance inspection device
JP4101076B2 (en) Position detection method and apparatus
JPH05335212A (en) Alignment device and projection aligner using the same
JP3551570B2 (en) Scanning exposure apparatus and exposure method
JP3777709B2 (en) Mark position detection apparatus, projection exposure apparatus including the same, and mark position detection method
JPH0612753B2 (en) Pattern detection method and apparatus thereof
JP3432739B2 (en) Pattern inspection device and inspection method
JP2000114158A (en) Exposure conditions measuring method and aligner using the same
JPH09115815A (en) Locator and locating method
JPH0461142A (en) Method and device for detecting picture of circuit pattern
JP3006530B2 (en) Pattern data processing device, overlay accuracy measuring device using the same, and pattern data processing method
JPS60249325A (en) Projection exposure apparatus
JP2986130B2 (en) Mark detection processing method
JP2853312B2 (en) Positioning apparatus and exposure apparatus using the same

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080906

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090906

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090906

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100906

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100906

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110906

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110906

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120906

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120906

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130906

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees