JPH09115815A - 位置検出方法および装置 - Google Patents
位置検出方法および装置Info
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- JPH09115815A JPH09115815A JP7291651A JP29165195A JPH09115815A JP H09115815 A JPH09115815 A JP H09115815A JP 7291651 A JP7291651 A JP 7291651A JP 29165195 A JP29165195 A JP 29165195A JP H09115815 A JPH09115815 A JP H09115815A
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 分解能の高い光学系を用いて入力されたマー
ク信号においても、高精度に位置を検出する位置検出方
法および装置を提供する。 【解決手段】 マークからの２次元像の信号を１方向に
積算して１次元信号を得る積算工程２と、１次元信号を
用いてマークの位置を検出する位置検出工程３とを備
え、マークとして、その境界部分に対応する１次元信号
部分の信号値が緩やかに変化する形状のものを用いる。
ク信号においても、高精度に位置を検出する位置検出方
法および装置を提供する。 【解決手段】 マークからの２次元像の信号を１方向に
積算して１次元信号を得る積算工程２と、１次元信号を
用いてマークの位置を検出する位置検出工程３とを備
え、マークとして、その境界部分に対応する１次元信号
部分の信号値が緩やかに変化する形状のものを用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、精密な位置合せを
行う装置、例えば電子回路パターンを半導体基板上に投
影露光する半導体露光装置におけるウエハ、マスク、半
導体露光装置の一部（ステージなど）等の位置検出に適
用でき、ウエハとマスク、マスクと装置基準位置、装置
部品などの相対位置合せなどに利用される位置検出方法
および装置に関する。
行う装置、例えば電子回路パターンを半導体基板上に投
影露光する半導体露光装置におけるウエハ、マスク、半
導体露光装置の一部（ステージなど）等の位置検出に適
用でき、ウエハとマスク、マスクと装置基準位置、装置
部品などの相対位置合せなどに利用される位置検出方法
および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＤＲＡＭに代表される半導体の集
積度がますます高くなっており、半導体素子上に形成す
るパターン寸法はさらに微細なものへと進んでいる。こ
のような背景から半導体露光装置においても、マスクと
ウエハなどの位置合せ精度の向上が重要な技術課題とな
っている。
積度がますます高くなっており、半導体素子上に形成す
るパターン寸法はさらに微細なものへと進んでいる。こ
のような背景から半導体露光装置においても、マスクと
ウエハなどの位置合せ精度の向上が重要な技術課題とな
っている。
【０００３】半導体露光装置における位置合せ、いわゆ
るアライメントにおいては、対象物（ウエハ、マスク、
ステージなど）面に形成したアライメントマークを観察
することにより、対象物の相対的位置情報を得て、位置
合せを行う方法が一般的である。
るアライメントにおいては、対象物（ウエハ、マスク、
ステージなど）面に形成したアライメントマークを観察
することにより、対象物の相対的位置情報を得て、位置
合せを行う方法が一般的である。
【０００４】従来の半導体露光装置では、アライメント
マークとして図１７（ａ）に示すような線状マークを用
いる場合が多く、対象物の位置情報を得るためのアライ
メントマーク観察方式としては、主に次の３通りの方式
が用いられている。 ＯＦＦ−ＡＸＩＳ方式：非露光光を用い、かつ投影
レンズを通さない方式 非露光光ＴＴＬ方式：非露光光を用い、かつ投影レ
ンズを通す方式 露光光ＴＴＬ方式：露光光を用い、かつ投影レンズ
を通す方式 また、これらの観察方式により得たマーク像からマーク
の位置を検出する方法としては、マーク像を図１７
（ｂ）に示すような積算波形（１次元離散電気信号）へ
と変換し、パターンマッチング法等により位置を検出す
る方法がある。
マークとして図１７（ａ）に示すような線状マークを用
いる場合が多く、対象物の位置情報を得るためのアライ
メントマーク観察方式としては、主に次の３通りの方式
が用いられている。 ＯＦＦ−ＡＸＩＳ方式：非露光光を用い、かつ投影
レンズを通さない方式 非露光光ＴＴＬ方式：非露光光を用い、かつ投影レ
ンズを通す方式 露光光ＴＴＬ方式：露光光を用い、かつ投影レンズ
を通す方式 また、これらの観察方式により得たマーク像からマーク
の位置を検出する方法としては、マーク像を図１７
（ｂ）に示すような積算波形（１次元離散電気信号）へ
と変換し、パターンマッチング法等により位置を検出す
る方法がある。
【０００５】ここで、パターンマッチング法とは、信号
波形が変化するマーク像の境界部分のみを対象としてマ
ッチングを行うものである。
波形が変化するマーク像の境界部分のみを対象としてマ
ッチングを行うものである。
【０００６】また、図１７（ｂ）に示すような積算波形
は、半導体製造工程、レジスト膜厚などの影響で変化す
る場合があり、テンプレートを一意に決めることができ
ない。このため、数種類のテンプレートを用意して各々
について、同様にマッチング評価を行い、その中で最も
大きいマッチング度を示すテンプレートを用いる方法な
どが提案されている。
は、半導体製造工程、レジスト膜厚などの影響で変化す
る場合があり、テンプレートを一意に決めることができ
ない。このため、数種類のテンプレートを用意して各々
について、同様にマッチング評価を行い、その中で最も
大きいマッチング度を示すテンプレートを用いる方法な
どが提案されている。
【０００７】さらに、上記パターンマッチング法などに
代表される信号処理においては、撮影手段によって得た
マーク像を離散信号である積算波形へ変換して処理する
ため、その位置検出精度は計測幅（光電変換時の標本化
幅）程度となるのが一般的である。このため、さらに精
度向上を図るためには何らかの補間手段をとる必要があ
り、パターンマッチング法等で検出した位置を用いてア
ライメントマーク付近の積算信号値もしくは上記マッチ
ング度の重心を算出し、検出位置を計測幅以下の精度で
補正する方法が提案されている。もちろん、重心の算出
においてもパターンマッチング法と同様に、信号波形が
変化するマーク像境界部分が精度に大きな影響を与え
る。
代表される信号処理においては、撮影手段によって得た
マーク像を離散信号である積算波形へ変換して処理する
ため、その位置検出精度は計測幅（光電変換時の標本化
幅）程度となるのが一般的である。このため、さらに精
度向上を図るためには何らかの補間手段をとる必要があ
り、パターンマッチング法等で検出した位置を用いてア
ライメントマーク付近の積算信号値もしくは上記マッチ
ング度の重心を算出し、検出位置を計測幅以下の精度で
補正する方法が提案されている。もちろん、重心の算出
においてもパターンマッチング法と同様に、信号波形が
変化するマーク像境界部分が精度に大きな影響を与え
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記位置検出方法は、
精密な位置検出を必要とする装置において有効な方法で
ある。しかし近年、上述したように、半導体素子上に形
成するパターン寸法の微細化が進み、露光波長がより短
波長なものへと移行している。これにより、アライメン
トマーク観察装置の分解能力も向上し、アライメントマ
ークを観察して得た積算波形も変化している。一例とし
て、図１７（ａ）に示すようなアライメントマークを観
察する場合を考える。また、従来観察していた積算波形
を図１７（ｂ）に、分解能が向上したアライメントマー
ク観察装置により観察した積算波形を図１７（ｃ）に模
式的に示す。
精密な位置検出を必要とする装置において有効な方法で
ある。しかし近年、上述したように、半導体素子上に形
成するパターン寸法の微細化が進み、露光波長がより短
波長なものへと移行している。これにより、アライメン
トマーク観察装置の分解能力も向上し、アライメントマ
ークを観察して得た積算波形も変化している。一例とし
て、図１７（ａ）に示すようなアライメントマークを観
察する場合を考える。また、従来観察していた積算波形
を図１７（ｂ）に、分解能が向上したアライメントマー
ク観察装置により観察した積算波形を図１７（ｃ）に模
式的に示す。
【０００９】図１７（ｃ）に示すように、アライメント
マーク観察装置の分解能力の向上に伴い、マーク境界で
明瞭に変化する波形を得ることが可能となっている。
マーク観察装置の分解能力の向上に伴い、マーク境界で
明瞭に変化する波形を得ることが可能となっている。
【００１０】次に、位置検出の立場から図１７（ｃ）に
示した積算波形を考える。図１７（ｄ）および（ｅ）
に、図１７（ｂ）および（ｃ）に示すような積算波形に
おける計測点（離散信号値）の位置を点で、パターンマ
ッチングで用いる計測値範囲を矩形で模式的に示す。図
１７（ｄ）および（ｅ）に示すように、上記アライメン
トマーク観察装置の分解能力向上後の積算波形では、マ
ーク境界での計測点が減っている。このため、位置検出
の効果が上がらない場合がある。
示した積算波形を考える。図１７（ｄ）および（ｅ）
に、図１７（ｂ）および（ｃ）に示すような積算波形に
おける計測点（離散信号値）の位置を点で、パターンマ
ッチングで用いる計測値範囲を矩形で模式的に示す。図
１７（ｄ）および（ｅ）に示すように、上記アライメン
トマーク観察装置の分解能力向上後の積算波形では、マ
ーク境界での計測点が減っている。このため、位置検出
の効果が上がらない場合がある。
【００１１】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に
鑑み、分解能の高い光学系を用いて入力されたマーク信
号においても、高精度に位置を検出する位置検出方法お
よび装置を提供することにある。
鑑み、分解能の高い光学系を用いて入力されたマーク信
号においても、高精度に位置を検出する位置検出方法お
よび装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段および作用】この目的を達
成するため、本発明では、マークからの２次元像の信号
を１方向に積算して１次元信号を得る積算工程と、１次
元信号を用いてマークの位置を検出する位置検出工程と
を備え、マークとして、その境界部分に対応する１次元
信号部分の信号値が緩やかに変化する形状のものを用い
ることを特徴とする。
成するため、本発明では、マークからの２次元像の信号
を１方向に積算して１次元信号を得る積算工程と、１次
元信号を用いてマークの位置を検出する位置検出工程と
を備え、マークとして、その境界部分に対応する１次元
信号部分の信号値が緩やかに変化する形状のものを用い
ることを特徴とする。
【００１３】以下、図１および図２を用いて本発明の作
用を説明する。
用を説明する。
【００１４】本発明では、図１７（ａ）に示すような線
状のマークを用いる代わりに、積算して得られる１次元
信号において、マーク像境界部分での信号値が緩やかに
変化するようなマーク、例えば図１（ａ）に示すような
菱形または三角形のマークを用いる。以下の説明では菱
形を例に説明する。
状のマークを用いる代わりに、積算して得られる１次元
信号において、マーク像境界部分での信号値が緩やかに
変化するようなマーク、例えば図１（ａ）に示すような
菱形または三角形のマークを用いる。以下の説明では菱
形を例に説明する。
【００１５】図１（ａ）に示すような菱形のマークを観
察し、積算する幅を変えて得た積算波形を図１（ｂ）に
模式的に示す。例えば、図１（ａ）に示すような積算幅
の小さい処理ウィンドウＷＰ１および積算幅の大きい処
理ウィンドウＷＰ２を用いた場合、それぞれ図１（ｂ）
に示すような積算波形Ｓ１（ｘ）およびＳ２（ｘ）が得
られる。また、図１（ｃ）は積算幅が大きいときの積算
波形における計測点を示す。図１（ａ）に示すようなマ
ーク像を観察した場合、図１（ｂ）および（ｃ）からわ
かるように、積算する幅を大きくすることにより、マー
ク像境界での計測点が増え、位置検出精度の向上が期待
できることがわかる。
察し、積算する幅を変えて得た積算波形を図１（ｂ）に
模式的に示す。例えば、図１（ａ）に示すような積算幅
の小さい処理ウィンドウＷＰ１および積算幅の大きい処
理ウィンドウＷＰ２を用いた場合、それぞれ図１（ｂ）
に示すような積算波形Ｓ１（ｘ）およびＳ２（ｘ）が得
られる。また、図１（ｃ）は積算幅が大きいときの積算
波形における計測点を示す。図１（ａ）に示すようなマ
ーク像を観察した場合、図１（ｂ）および（ｃ）からわ
かるように、積算する幅を大きくすることにより、マー
ク像境界での計測点が増え、位置検出精度の向上が期待
できることがわかる。
【００１６】一方、上述したように、半導体製造工程あ
るいはレジスト膜厚などの影響で、図２（ａ）に示すよ
うなマーク像が観察される場合がある。図２（ａ）に示
すような菱形のマークを観察し、積算する幅を変えて得
た積算波形を図２（ｂ）に模式的に示す。例えば、図２
（ａ）に示すような積算幅の小さい処理ウィンドウＷＰ
３および積算幅の大きい処理ウィンドウＷＰ４を用いた
とき、それぞれ図２（ｂ）に示すような積算波形Ｓ３
（ｘ）およびＳ４（ｘ）が得られる。また、図２（ｃ）
に積算幅が小さいときの積算波形における計測点を示
す。図２（ａ）に示すようなマーク像を観察した場合、
図２（ｃ）からわかるように、積算する幅を小さくする
と、マーク像の境界での計測点が増え、位置検出精度の
向上が期待できる。
るいはレジスト膜厚などの影響で、図２（ａ）に示すよ
うなマーク像が観察される場合がある。図２（ａ）に示
すような菱形のマークを観察し、積算する幅を変えて得
た積算波形を図２（ｂ）に模式的に示す。例えば、図２
（ａ）に示すような積算幅の小さい処理ウィンドウＷＰ
３および積算幅の大きい処理ウィンドウＷＰ４を用いた
とき、それぞれ図２（ｂ）に示すような積算波形Ｓ３
（ｘ）およびＳ４（ｘ）が得られる。また、図２（ｃ）
に積算幅が小さいときの積算波形における計測点を示
す。図２（ａ）に示すようなマーク像を観察した場合、
図２（ｃ）からわかるように、積算する幅を小さくする
と、マーク像の境界での計測点が増え、位置検出精度の
向上が期待できる。
【００１７】このように、線状のマークを用いる代わり
に、積算信号におけるマーク像境界での信号値が緩やか
に変化するマーク、例えば菱形マークを用いることによ
り、位置検出精度の向上が期待できることがわかる。ま
た、積算する幅を小さくすることにより、半導体製造工
程あるいはレジスト膜厚などの影響によりマーク像が変
化する場合においても、位置検出精度が向上することが
わかる。
に、積算信号におけるマーク像境界での信号値が緩やか
に変化するマーク、例えば菱形マークを用いることによ
り、位置検出精度の向上が期待できることがわかる。ま
た、積算する幅を小さくすることにより、半導体製造工
程あるいはレジスト膜厚などの影響によりマーク像が変
化する場合においても、位置検出精度が向上することが
わかる。
【００１８】以上、菱形のマークを用いた場合の作用効
果について述べたが、三角形のマークを用いた場合にも
同様の作用効果が得られることは言うまでもない。
果について述べたが、三角形のマークを用いた場合にも
同様の作用効果が得られることは言うまでもない。
【００１９】これらのことから、分解能の高い光学系を
用いて入力されたマーク信号においても、高精度にマー
ク中心位置を求めることが可能であり、位置検出精度の
向上が期待できる。
用いて入力されたマーク信号においても、高精度にマー
ク中心位置を求めることが可能であり、位置検出精度の
向上が期待できる。
【００２０】
［実施例１］図３は、本発明の第１の実施例に係る位置
検出方法を用いたステップアンドリピートタイプの半導
体製造用露光装置における半導体製造工程を示すフロー
チャートである。また、図４は、本発明の第１の実施例
に係る位置検出方法を非露光光ＴＴＬ方式の位置検出装
置に用いた半導体製造用露光装置の構成を示す。図４に
示すような半導体製造用露光装置は、マスクであるレチ
クルＲとウエハＷの相対的な位置を合わせた後、不図示
の露光照明光源から露光光を照射し、電子回路パターン
が形成してあるレチクルＲおよび投影光学系１０１を介
してステージ１０２に載置したウエハＷに電子回路パタ
ーンを投影露光するものである。
検出方法を用いたステップアンドリピートタイプの半導
体製造用露光装置における半導体製造工程を示すフロー
チャートである。また、図４は、本発明の第１の実施例
に係る位置検出方法を非露光光ＴＴＬ方式の位置検出装
置に用いた半導体製造用露光装置の構成を示す。図４に
示すような半導体製造用露光装置は、マスクであるレチ
クルＲとウエハＷの相対的な位置を合わせた後、不図示
の露光照明光源から露光光を照射し、電子回路パターン
が形成してあるレチクルＲおよび投影光学系１０１を介
してステージ１０２に載置したウエハＷに電子回路パタ
ーンを投影露光するものである。
【００２１】次に、図４を用いてレチクルＲとウエハＷ
の相対的な位置合せ方法について説明する。同図に示す
ように、非露光光を照射する位置合せ用照明１０４より
照射された光束は、ビームスプリッタ１０５、ミラー１
０３および投影光学系１０１を介して、ステージ１０２
に載置したウエハＷに形成してある位置合せ用マークＷ
Ｍ（以下、ウエハマークという）を照明する。
の相対的な位置合せ方法について説明する。同図に示す
ように、非露光光を照射する位置合せ用照明１０４より
照射された光束は、ビームスプリッタ１０５、ミラー１
０３および投影光学系１０１を介して、ステージ１０２
に載置したウエハＷに形成してある位置合せ用マークＷ
Ｍ（以下、ウエハマークという）を照明する。
【００２２】ウエハマークＷＭから反射した光束は、再
度、投影光学系１０１およびミラー１０３を介してビー
ムスプリッタ１０５に到達する。そして、ビームスプリ
ッタ１０５に到達した光束は、ビームスプリッタ１０５
を通過して結像光学系１０６を介して撮像装置１０７の
撮像面上にウエハマークＷＭの像を形成する。
度、投影光学系１０１およびミラー１０３を介してビー
ムスプリッタ１０５に到達する。そして、ビームスプリ
ッタ１０５に到達した光束は、ビームスプリッタ１０５
を通過して結像光学系１０６を介して撮像装置１０７の
撮像面上にウエハマークＷＭの像を形成する。
【００２３】ウエハマークＷＭの像は、撮像装置１０７
によって光電変換され、Ａ／Ｄ変換装置１０８によっ
て、図５（ａ）に示すような２次元のデジタル信号列に
変換される。
によって光電変換され、Ａ／Ｄ変換装置１０８によっ
て、図５（ａ）に示すような２次元のデジタル信号列に
変換される。
【００２４】積算装置１０９は、Ａ／Ｄ変換装置１０８
によりデジタル信号化されたウエハマークＷＭの像に対
して、図５（ａ）に示すような処理ウィンドウＷＰj
（ｊ＝１，２，…，ｍ）を設定する。次に、このウィン
ドウ内において、Ｙ方向に移動平均処理を行い、２次元
画像信号を図５（ｂ）に示すような積算波形、すなわち
離散電気信号Ｓj （ｘ）に変換する。
によりデジタル信号化されたウエハマークＷＭの像に対
して、図５（ａ）に示すような処理ウィンドウＷＰj
（ｊ＝１，２，…，ｍ）を設定する。次に、このウィン
ドウ内において、Ｙ方向に移動平均処理を行い、２次元
画像信号を図５（ｂ）に示すような積算波形、すなわち
離散電気信号Ｓj （ｘ）に変換する。
【００２５】位置検出装置１１０は、積算装置１０９で
作成した積算波形から、画面領域内の基準位置に対する
ウエハマークＷＭ像の位置を求める。ここで、レチクル
Ｒと撮像装置１０７の相対的な位置は、不図示の手段に
よりあらかじめ求められているものとすると、位置検出
装置１１０の出力からレチクルＲとウエハマークＷＭの
相対的な位置を算出することが可能である。
作成した積算波形から、画面領域内の基準位置に対する
ウエハマークＷＭ像の位置を求める。ここで、レチクル
Ｒと撮像装置１０７の相対的な位置は、不図示の手段に
よりあらかじめ求められているものとすると、位置検出
装置１１０の出力からレチクルＲとウエハマークＷＭの
相対的な位置を算出することが可能である。
【００２６】位置検出装置１１０の出力は、ステージ駆
動装置１１１に入力され、これによってステージ１０２
を駆動してレチクルＲとウエハＷの位置合せを行う。
動装置１１１に入力され、これによってステージ１０２
を駆動してレチクルＲとウエハＷの位置合せを行う。
【００２７】なお、積算装置１０９および位置検出装置
１１０は、専用の装置はもちろん、既知の汎用計算機で
も実現可能である。
１１０は、専用の装置はもちろん、既知の汎用計算機で
も実現可能である。
【００２８】以上、図４に示すような半導体製造用露光
装置およびこの装置におけるレチクルＲとウエハＷの相
対的な位置合せ方法について説明した。
装置およびこの装置におけるレチクルＲとウエハＷの相
対的な位置合せ方法について説明した。
【００２９】次に、図３を用いてウエハＷの位置検出方
法について説明する。
法について説明する。
【００３０】まず、マーク像入力工程１において、上述
のような方法により撮像装置１０７の撮像面上にウエハ
マーク像を形成する。ここでウエハマークＷＭは、積算
時にマーク境界の信号波形が緩やかに変化するマークを
等間隔で複数本配置したものとする。本実施例では、ウ
エハマークＷＭとして、図５（ａ）に示すような菱形の
マークを用いている。もちろん、図１（ａ）に示すよう
な三角形のマークでも構わない。
のような方法により撮像装置１０７の撮像面上にウエハ
マーク像を形成する。ここでウエハマークＷＭは、積算
時にマーク境界の信号波形が緩やかに変化するマークを
等間隔で複数本配置したものとする。本実施例では、ウ
エハマークＷＭとして、図５（ａ）に示すような菱形の
マークを用いている。もちろん、図１（ａ）に示すよう
な三角形のマークでも構わない。
【００３１】次に、積算工程２において、ウエハマーク
ＷＭの像を撮像装置１０７で光電変換し、Ａ／Ｄ変換装
置１０８で２次元デジタル信号列に変換し、この２次元
デジタル信号列に対して複数の異なる位置に設定する処
理ウィンドウＷＰj （ｊ＝１，２，…，ｍ）の各々にお
けるマーク位置を検出する方向（この場合はＸ方向）に
直角な方向（この場合はＹ方向）にＡ／Ｄ変換装置１０
８からの各画素値を積算し、積算波形Ｓj （ｘ）（ｊ＝
１，２，…，ｍ）を得る。ここで、２次元デジタル信号
列の値をＰ（ｘ，ｙ）とし、ウィンドウＷＰj のＹ方向
の範囲をＹj1≦Ｙ≦Ｙj2とすれば、Ｓj （ｘ）は数１式
のように表される。
ＷＭの像を撮像装置１０７で光電変換し、Ａ／Ｄ変換装
置１０８で２次元デジタル信号列に変換し、この２次元
デジタル信号列に対して複数の異なる位置に設定する処
理ウィンドウＷＰj （ｊ＝１，２，…，ｍ）の各々にお
けるマーク位置を検出する方向（この場合はＸ方向）に
直角な方向（この場合はＹ方向）にＡ／Ｄ変換装置１０
８からの各画素値を積算し、積算波形Ｓj （ｘ）（ｊ＝
１，２，…，ｍ）を得る。ここで、２次元デジタル信号
列の値をＰ（ｘ，ｙ）とし、ウィンドウＷＰj のＹ方向
の範囲をＹj1≦Ｙ≦Ｙj2とすれば、Ｓj （ｘ）は数１式
のように表される。
【００３２】
【数１】 例えば、図５（ａ）に示すように、ｍ個のウィンドウＷ
Ｐm を設定し、各々のウィンドウＷＰj に関して図５
（ｂ）に示すような積算波形を得る。
Ｐm を設定し、各々のウィンドウＷＰj に関して図５
（ｂ）に示すような積算波形を得る。
【００３３】位置検出工程３においては、計測値幅程度
の精度で位置を検出する粗位置検出工程３１と計測値幅
以下の精度で位置を検出する精密位置検出工程３２から
なり、上述の積算波形から精密なマーク位置を検出す
る。位置検出工程３では、Ｓ1（ｘ）からＳm （ｘ）の
各積算波形について、以下に示すような同一の処理を適
用する。以下では、任意の積算波形Ｓj （ｘ）を例にと
って、粗位置検出工程３１と精密位置検出工程３２につ
いて説明する。
の精度で位置を検出する粗位置検出工程３１と計測値幅
以下の精度で位置を検出する精密位置検出工程３２から
なり、上述の積算波形から精密なマーク位置を検出す
る。位置検出工程３では、Ｓ1（ｘ）からＳm （ｘ）の
各積算波形について、以下に示すような同一の処理を適
用する。以下では、任意の積算波形Ｓj （ｘ）を例にと
って、粗位置検出工程３１と精密位置検出工程３２につ
いて説明する。
【００３４】粗位置検出工程３１においては、各々の菱
形マークに対して、その位置をテンプレートマッチング
法を用いて計測し、各々の位置の平均値をウエハマーク
ＷＭの計測位置とする。以下、このテンプレートマッチ
ング法について説明する。
形マークに対して、その位置をテンプレートマッチング
法を用いて計測し、各々の位置の平均値をウエハマーク
ＷＭの計測位置とする。以下、このテンプレートマッチ
ング法について説明する。
【００３５】テンプレートマッチング法は、例えば、図
５（ａ）に示すような１つの菱形マークの積算波形Ｓj
（ｘ）に対し、例えば図５（ｃ）に示すようなテンプレ
ートＰ（ｘ）を用いて数２式で表されるマッチング評価
式により、各座標点ｘにおけるマッチング度Ｅ（ｘ）を
算出する。さらに、算出したマッチング度Ｅ（ｘ）が最
大値となるｘ座標点を探し、マークの中心位置とする。
５（ａ）に示すような１つの菱形マークの積算波形Ｓj
（ｘ）に対し、例えば図５（ｃ）に示すようなテンプレ
ートＰ（ｘ）を用いて数２式で表されるマッチング評価
式により、各座標点ｘにおけるマッチング度Ｅ（ｘ）を
算出する。さらに、算出したマッチング度Ｅ（ｘ）が最
大値となるｘ座標点を探し、マークの中心位置とする。
【００３６】
【数２】 ただし、数２式中のパラメータＣおよびＴＷは、各々テ
ンプレート有効範囲の中心および幅を表している。
ンプレート有効範囲の中心および幅を表している。
【００３７】粗位置検出工程３１では、１次元デジタル
信号列Ｓj （ｘ）の各ｘ座標値でマッチング度Ｅ（ｘ）
を算出し、マッチング度Ｅ（ｘ）が大きい順にマークの
数ｉ個（ｉ＝ｎ）のｘ座標値を粗検出位置ＣＣjiとして
検出する。
信号列Ｓj （ｘ）の各ｘ座標値でマッチング度Ｅ（ｘ）
を算出し、マッチング度Ｅ（ｘ）が大きい順にマークの
数ｉ個（ｉ＝ｎ）のｘ座標値を粗検出位置ＣＣjiとして
検出する。
【００３８】次に、精密位置検出工程３２においては、
積算波形Ｓj （ｘ）において、粗位置検出工程３１で検
出した粗検出位置ＣＣjiを中心とした幅（２Ｈ＋１）の
座標点の信号値を対象にして数３式により重心値を算出
し、精密検出位置ＦＣjiとする。
積算波形Ｓj （ｘ）において、粗位置検出工程３１で検
出した粗検出位置ＣＣjiを中心とした幅（２Ｈ＋１）の
座標点の信号値を対象にして数３式により重心値を算出
し、精密検出位置ＦＣjiとする。
【００３９】
【数３】 ここで、重心を算出する対象は、数４式に表されるよう
に、信号値でなくマッチング度Ｅ（ｘ）でもかまわな
い。
に、信号値でなくマッチング度Ｅ（ｘ）でもかまわな
い。
【００４０】
【数４】 このように各々のマークの位置ＦＣjiを算出した後、ウ
ィンドウＷＰj における各々のマーク位置ＦＣjiの平均
値を算出し、積算波形Ｓj （ｘ）におけるウエハマーク
の位置ＰＷＭj を検出する。ここで、重心値を算出する
幅（２Ｈ＋１）は、粗位置検出工程３１で用いるテンプ
レートに応じてあらかじめ定める。
ィンドウＷＰj における各々のマーク位置ＦＣjiの平均
値を算出し、積算波形Ｓj （ｘ）におけるウエハマーク
の位置ＰＷＭj を検出する。ここで、重心値を算出する
幅（２Ｈ＋１）は、粗位置検出工程３１で用いるテンプ
レートに応じてあらかじめ定める。
【００４１】位置検出工程３においては、このようにし
て、それぞれのウィンドウＷＰj においてウエハマーク
位置ＰＷＭj （ｊ＝１，２，…，ｍ）を検出し、最終的
なマークの位置ＰＷＭを数５式によって算出する。
て、それぞれのウィンドウＷＰj においてウエハマーク
位置ＰＷＭj （ｊ＝１，２，…，ｍ）を検出し、最終的
なマークの位置ＰＷＭを数５式によって算出する。
【００４２】
【数５】 このように、位置検出工程３では、粗位置検出工程３１
において計測幅程度の精度で位置を検出した後、精密位
置検出工程３２において計測幅以下の精度で位置を検出
することにより、精密な位置を検出することが可能であ
る。また、上述したように、ウエハマークに菱形を用い
ることにより、精密位置検出工程３２における位置検出
精度の向上が期待できる。
において計測幅程度の精度で位置を検出した後、精密位
置検出工程３２において計測幅以下の精度で位置を検出
することにより、精密な位置を検出することが可能であ
る。また、上述したように、ウエハマークに菱形を用い
ることにより、精密位置検出工程３２における位置検出
精度の向上が期待できる。
【００４３】［実施例２］第２の実施例においては、図
５における各処理ウィンドウＷＰj として、幅が異なる
複数の処理ウィンドウＷＰj ｋ（ｋ＝１，２，…，ｎ）
を用意し、これらの処理ウィンドウを用いて算出した複
数の積算波形を作成して位置検出を行うことにより、工
程は複雑になるが、マーク像が半導体製造工程あるいは
レジスト膜厚などの影響で変化する可能性がある場合に
も位置検出精度の向上が期待できる。以下、図面を用い
て説明する。
５における各処理ウィンドウＷＰj として、幅が異なる
複数の処理ウィンドウＷＰj ｋ（ｋ＝１，２，…，ｎ）
を用意し、これらの処理ウィンドウを用いて算出した複
数の積算波形を作成して位置検出を行うことにより、工
程は複雑になるが、マーク像が半導体製造工程あるいは
レジスト膜厚などの影響で変化する可能性がある場合に
も位置検出精度の向上が期待できる。以下、図面を用い
て説明する。
【００４４】図４に示したステップアンドリピートタイ
プの半導体製造用露光装置におけるウエハの位置検出に
対し、本実施例に係る位置検出方法を適用した場合の半
導体製造工程のフローチャートを図６に示す。同図にお
いて、マーク像入力工程１では実施例１と同様の処理を
する。
プの半導体製造用露光装置におけるウエハの位置検出に
対し、本実施例に係る位置検出方法を適用した場合の半
導体製造工程のフローチャートを図６に示す。同図にお
いて、マーク像入力工程１では実施例１と同様の処理を
する。
【００４５】複数幅積算工程４では、図３の積算工程２
と同様にマーク像の積算を行うが、異なる積算幅で算出
した複数の積算波形Ｓj,k （ｘ）を出力する。図７は、
異なる積算幅で算出した積算波形の一例を示す。また、
図８（ａ）に半導体製造工程あるいはレジスト膜厚など
の影響で変化したマーク像の一例および積算を行うため
のウィンドウＷＰj を示し、図８（ｂ）に積算波形Ｓ
j,k （ｘ）の一例を示す。
と同様にマーク像の積算を行うが、異なる積算幅で算出
した複数の積算波形Ｓj,k （ｘ）を出力する。図７は、
異なる積算幅で算出した積算波形の一例を示す。また、
図８（ａ）に半導体製造工程あるいはレジスト膜厚など
の影響で変化したマーク像の一例および積算を行うため
のウィンドウＷＰj を示し、図８（ｂ）に積算波形Ｓ
j,k （ｘ）の一例を示す。
【００４６】複数形状マーク位置検出工程５は、複数形
状マーク粗位置検出工程５１と精密位置検出工程３２か
らなる。精密位置検出工程３２においては、実施例１と
同様に処理する。
状マーク粗位置検出工程５１と精密位置検出工程３２か
らなる。精密位置検出工程３２においては、実施例１と
同様に処理する。
【００４７】複数形状マーク粗位置検出工程５１におい
ては、以下の点以外は粗位置検出工程３１と同様に処理
する。粗位置検出工程３１におけるテンプレートマッチ
ングでは、図５（ｃ）に示すようなテンプレートを用い
ている。しかし、マーク像が半導体製造工程あるいはレ
ジスト膜厚などの影響で変化することを想定している本
実施例では、テンプレートを一意に決めることができな
い。このため、図５（ｃ）に示すようなテンプレートだ
けでなく、図８（ｃ）に一例を示す複数のテンプレート
を用いてマッチングを行い、その中で最も大きいマッチ
ング度を示すテンプレートを用いる。ただし、テンプレ
ートマッチングで用いる積算波形Ｓj,k（ｘ）は、テン
プレートに応じて変える。例えば、図５（ｃ）に示すよ
うなテンプレートは、複数幅積算工程４において大きな
積算幅で算出した信号に用い、図８（ｃ）に示したテン
プレートは、複数幅積算工程４において小さな積算幅で
算出した信号に用いる。
ては、以下の点以外は粗位置検出工程３１と同様に処理
する。粗位置検出工程３１におけるテンプレートマッチ
ングでは、図５（ｃ）に示すようなテンプレートを用い
ている。しかし、マーク像が半導体製造工程あるいはレ
ジスト膜厚などの影響で変化することを想定している本
実施例では、テンプレートを一意に決めることができな
い。このため、図５（ｃ）に示すようなテンプレートだ
けでなく、図８（ｃ）に一例を示す複数のテンプレート
を用いてマッチングを行い、その中で最も大きいマッチ
ング度を示すテンプレートを用いる。ただし、テンプレ
ートマッチングで用いる積算波形Ｓj,k（ｘ）は、テン
プレートに応じて変える。例えば、図５（ｃ）に示すよ
うなテンプレートは、複数幅積算工程４において大きな
積算幅で算出した信号に用い、図８（ｃ）に示したテン
プレートは、複数幅積算工程４において小さな積算幅で
算出した信号に用いる。
【００４８】このように、本実施例によれば、観察され
るマーク像に対応して、異なる積算幅で算出した積算波
形で位置検出を行うことにより、工程は複雑になるが、
マーク像が半導体製造工程あるいはレジスト膜厚などの
影響で変化した場合にも位置検出精度の向上が期待でき
る。
るマーク像に対応して、異なる積算幅で算出した積算波
形で位置検出を行うことにより、工程は複雑になるが、
マーク像が半導体製造工程あるいはレジスト膜厚などの
影響で変化した場合にも位置検出精度の向上が期待でき
る。
【００４９】なお、実施例１および本実施例で説明した
位置検出方法は、図４に示すような非露光光ＴＴＬ方式
以外の観察方式にも適用可能である。図９は、上述の実
施例の位置検出方法を露光光ＴＴＬ方式の位置検出装置
に適用した半導体製造用露光装置の構成を示す。また、
図１０は、ＯＦＦ−ＡＸＩＳ方式の位置検出装置に適用
した半導体製造用露光装置の構成を示す。図９および図
１０において、１１２は露光光源、１１３は対物レンズ
であり、その他は図４の構成と同一である。
位置検出方法は、図４に示すような非露光光ＴＴＬ方式
以外の観察方式にも適用可能である。図９は、上述の実
施例の位置検出方法を露光光ＴＴＬ方式の位置検出装置
に適用した半導体製造用露光装置の構成を示す。また、
図１０は、ＯＦＦ−ＡＸＩＳ方式の位置検出装置に適用
した半導体製造用露光装置の構成を示す。図９および図
１０において、１１２は露光光源、１１３は対物レンズ
であり、その他は図４の構成と同一である。
【００５０】［実施例３］実施例１および実施例２で
は、本発明の位置検出方法を半導体製造用露光装置にお
けるウエハの位置検出に適用した例を説明した。本実施
例では、本発明の位置検出方法を半導体製造用露光装置
における他の物体の位置検出に適用した例を説明する。
は、本発明の位置検出方法を半導体製造用露光装置にお
けるウエハの位置検出に適用した例を説明した。本実施
例では、本発明の位置検出方法を半導体製造用露光装置
における他の物体の位置検出に適用した例を説明する。
【００５１】図１１は、本発明の第３の実施例に係る位
置検出方法を半導体製造用露光装置におけるレチクルＲ
の位置検出に適用した場合の構成を例示する図である。
また、図１２は、本発明の位置検出方法を半導体製造用
露光装置におけるステージ１０２の位置検出に適用した
場合の構成を例示する図である。上述の実施例と同様
に、図１１または図１２の構成においても、レチクルＲ
またはステージ１０２の位置検出が可能であり、本発明
の位置検出方法を実施することが可能である。また、こ
れらの位置検出は実施例２で説明したように、観察方式
が非露光光ＴＴＬ方式、露光光ＴＴＬ方式またはＯＦＦ
−ＡＸＩＳ方式のいずれの方式でも実現可能なことはい
うまでもない。
置検出方法を半導体製造用露光装置におけるレチクルＲ
の位置検出に適用した場合の構成を例示する図である。
また、図１２は、本発明の位置検出方法を半導体製造用
露光装置におけるステージ１０２の位置検出に適用した
場合の構成を例示する図である。上述の実施例と同様
に、図１１または図１２の構成においても、レチクルＲ
またはステージ１０２の位置検出が可能であり、本発明
の位置検出方法を実施することが可能である。また、こ
れらの位置検出は実施例２で説明したように、観察方式
が非露光光ＴＴＬ方式、露光光ＴＴＬ方式またはＯＦＦ
−ＡＸＩＳ方式のいずれの方式でも実現可能なことはい
うまでもない。
【００５２】一方、これまで説明してきた実施例では、
マークを反射光で観察した例について説明したが、図１
３に示すように、マークを透過光で観察する場合でも、
同様のマーク像が得られ、本発明の位置検出方法を実施
することが可能である。さらに、異なる部分に形成した
マークを、透過光などで重ね合わせるなどして同時に観
察することにより、複数物体の位置を同時に検出する場
合にも適用でき、同時に位置合せを行うこともできる。
例えば、図１４に示すような構成で、レチクルＲとウエ
ハＷのマークＭおよびＷＭを同時に検出することが可能
である。また、図１５に示すような構成で、装置の一部
に形成したマークＭ２とレチクルＲ上のマークＭ１を透
過光で観察し、装置上でのレチクルＲの位置を合わせる
場合にも適用できる。
マークを反射光で観察した例について説明したが、図１
３に示すように、マークを透過光で観察する場合でも、
同様のマーク像が得られ、本発明の位置検出方法を実施
することが可能である。さらに、異なる部分に形成した
マークを、透過光などで重ね合わせるなどして同時に観
察することにより、複数物体の位置を同時に検出する場
合にも適用でき、同時に位置合せを行うこともできる。
例えば、図１４に示すような構成で、レチクルＲとウエ
ハＷのマークＭおよびＷＭを同時に検出することが可能
である。また、図１５に示すような構成で、装置の一部
に形成したマークＭ２とレチクルＲ上のマークＭ１を透
過光で観察し、装置上でのレチクルＲの位置を合わせる
場合にも適用できる。
【００５３】もちろん、本発明は、上述の縮小投影型露
光装置に限らず、あらかじめマークを付加することによ
り位置の検出を行う他の装置にも適用可能である。
光装置に限らず、あらかじめマークを付加することによ
り位置の検出を行う他の装置にも適用可能である。
【００５４】［実施例４］実施例１から実施例３では、
マーク像を積算波形へ変換する実施例として、マーク像
を撮像装置１０７、Ａ／Ｄ変換装置１０８および積算装
置１０９を介して変換する例について説明した。本実施
例では、マーク像を積算信号へ変換する他の実施例につ
いて説明する。マーク像を積算信号へ変換する他の実施
例に係るＴＴＬ方式の位置検出装置を含む半導体製造用
露光装置の構成を図１６に示す。同図に示すように、非
露光光を照射する位置合せ用照明１０４より照射した光
束は、ビームスプリッタ１０５、ミラー１０３および投
影光学系１０１を介して、ステージ１０２上に載置され
たウエハＷに形成してある位置合せ用マークＷＭ（以
下、ウエハマークという）を照明する。
マーク像を積算波形へ変換する実施例として、マーク像
を撮像装置１０７、Ａ／Ｄ変換装置１０８および積算装
置１０９を介して変換する例について説明した。本実施
例では、マーク像を積算信号へ変換する他の実施例につ
いて説明する。マーク像を積算信号へ変換する他の実施
例に係るＴＴＬ方式の位置検出装置を含む半導体製造用
露光装置の構成を図１６に示す。同図に示すように、非
露光光を照射する位置合せ用照明１０４より照射した光
束は、ビームスプリッタ１０５、ミラー１０３および投
影光学系１０１を介して、ステージ１０２上に載置され
たウエハＷに形成してある位置合せ用マークＷＭ（以
下、ウエハマークという）を照明する。
【００５５】ウエハマークＷＭから反射した光束は、再
度、投影光学系１０１、ミラー１０３を介してビームス
プリッタ１０５を通過し、シンドリカルレンズ１１４を
介して積算した光束となる。積算した光束は、ラインセ
ンサ１１５の撮像面上に積算したマーク像を形成する。
ラインセンサ１１５は、積算したマーク像を光電変換
し、Ａ／Ｄ変換装置１０８において、図５（ｂ）と同様
の積算波形を出力する。以下の処理および装置は実施例
１と同様である。
度、投影光学系１０１、ミラー１０３を介してビームス
プリッタ１０５を通過し、シンドリカルレンズ１１４を
介して積算した光束となる。積算した光束は、ラインセ
ンサ１１５の撮像面上に積算したマーク像を形成する。
ラインセンサ１１５は、積算したマーク像を光電変換
し、Ａ／Ｄ変換装置１０８において、図５（ｂ）と同様
の積算波形を出力する。以下の処理および装置は実施例
１と同様である。
【００５６】以上、説明したように、シンドリカルレン
ズ１１４およびラインセンサ１１５を用いた構成におい
てもマーク像を積算信号へ変換することが可能であり、
本発明の位置検出方法を実施することが可能である。
ズ１１４およびラインセンサ１１５を用いた構成におい
てもマーク像を積算信号へ変換することが可能であり、
本発明の位置検出方法を実施することが可能である。
【００５７】なお、実施例２で説明したように、積算幅
が異なる積算波形を用いる場合は、積算幅が異なるシン
ドリカルレンズ１１４とラインセンサ１１５を複数個備
えた構成にすれば実現することが可能である。
が異なる積算波形を用いる場合は、積算幅が異なるシン
ドリカルレンズ１１４とラインセンサ１１５を複数個備
えた構成にすれば実現することが可能である。
【００５８】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、これ
らのことから、分解能の高い光学系を用いて入力された
マーク信号においても、高精度にマーク中心位置を求め
ることが可能であり、位置検出精度の向上が期待でき
る。
らのことから、分解能の高い光学系を用いて入力された
マーク信号においても、高精度にマーク中心位置を求め
ることが可能であり、位置検出精度の向上が期待でき
る。
【００５９】また、半導体製造用露光装置において、マ
ーク像が半導体製造工程あるいはレジスト膜厚などの影
響で変化する可能性がある場合にも位置検出精度の向上
が期待できる。
ーク像が半導体製造工程あるいはレジスト膜厚などの影
響で変化する可能性がある場合にも位置検出精度の向上
が期待できる。
【図１】 本発明で用いるマークを説明するための図で
ある。
ある。
【図２】 図１のマークが半導体製造工程あるいはレジ
スト膜厚などの影響で変化した場合のマークを説明する
ための図である。
スト膜厚などの影響で変化した場合のマークを説明する
ための図である。
【図３】 本発明の第１の実施例に係る位置検出方法を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図４】 図３の位置検出方法を適用した非露光光ＴＴ
Ｌ方式の位置検出装置を有する半導体露光装置の構成を
示す図である。
Ｌ方式の位置検出装置を有する半導体露光装置の構成を
示す図である。
【図５】 本発明の第１の実施例における積算装置に対
する入力および積算装置における処理信号の説明図であ
る。
する入力および積算装置における処理信号の説明図であ
る。
【図６】 本発明の第２の実施例に係る位置検出方法を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図７】 本発明の第２の実施例における積算装置に対
する入力および積算装置における処理信号の説明図であ
る。
する入力および積算装置における処理信号の説明図であ
る。
【図８】 図７のマークが半導体製造工程あるいはレジ
スト膜厚などの影響で変化した場合の処理信号の説明図
である。
スト膜厚などの影響で変化した場合の処理信号の説明図
である。
【図９】 本発明が適用しうる露光光ＴＴＬ方式の位置
検出装置の構成を示す図である。
検出装置の構成を示す図である。
【図１０】 本発明が適用しうるＯＦＦ−ＡＸＩＳ方式
の位置検出装置の構成を示す図である。
の位置検出装置の構成を示す図である。
【図１１】 本発明をレチクルの位置検出に適用した場
合の半導体露光装置の構成を示す図である。
合の半導体露光装置の構成を示す図である。
【図１２】 本発明をステージの位置検出に適用した場
合の半導体露光装置の構成を示す図である。
合の半導体露光装置の構成を示す図である。
【図１３】 本発明を透過光で観察する位置検出に適用
した場合の半導体露光装置の構成を示す図である。
した場合の半導体露光装置の構成を示す図である。
【図１４】 本発明が適用しうる他の露光光ＴＴＬ方式
の位置検出装置の構成を示す図である。
の位置検出装置の構成を示す図である。
【図１５】 本発明を半導体露光装置の一部に形成した
マークとレチクル上のマークを透過光で観察する位置検
出に適用した場合の半導体露光装置の構成を示す図であ
る。
マークとレチクル上のマークを透過光で観察する位置検
出に適用した場合の半導体露光装置の構成を示す図であ
る。
【図１６】 本発明の第４の実施例に係るＴＴＬ方式の
位置検出装置を含む半導体露光装置の構成を示す図であ
る。
位置検出装置を含む半導体露光装置の構成を示す図であ
る。
【図１７】 従来例のマークの説明図である。
１：マーク像入力工程、２：積算工程、３：位置検出工
程、４：複数幅積算工程、５：複数形状マーク位置検出
工程、３１：粗位置検出工程、３２：精密位置検出工
程、５１：複数形状マーク粗位置検出工程、１０１：投
影光学系、１０２：ステージ、１０３：ミラー、１０
４：位置合せ装置用照明光源、１０５：ビームスプリッ
タ、１０６：結像光学系、１０７：撮像装置、１０８：
Ａ／Ｄ変換装置、１０９：積算装置、１１０：位置検出
装置、１１１：ステージ駆動装置、１１２：露光光源、
１１３：対物レンズ、１１４：シンドリカルレンズ、１
１５：ラインセンサ。
程、４：複数幅積算工程、５：複数形状マーク位置検出
工程、３１：粗位置検出工程、３２：精密位置検出工
程、５１：複数形状マーク粗位置検出工程、１０１：投
影光学系、１０２：ステージ、１０３：ミラー、１０
４：位置合せ装置用照明光源、１０５：ビームスプリッ
タ、１０６：結像光学系、１０７：撮像装置、１０８：
Ａ／Ｄ変換装置、１０９：積算装置、１１０：位置検出
装置、１１１：ステージ駆動装置、１１２：露光光源、
１１３：対物レンズ、１１４：シンドリカルレンズ、１
１５：ラインセンサ。
Claims (12)
- 【請求項１】 マークからの２次元像の信号を１方向に
積算して１次元信号を得る積算工程と、前記１次元信号
を用いて前記マークの位置を検出する位置検出工程とを
備え、前記マークとして、その境界部分に対応する前記
１次元信号部分の信号値が緩やかに変化する形状のもの
を用いることを特徴とする位置検出方法。 - 【請求項２】 前記マークは、菱形または三角形である
ことを特徴とする請求項１記載の位置検出方法。 - 【請求項３】 前記積算工程においては、１つまたは異
なる複数の積算幅で前記２次元像の信号を積算し、１つ
または複数の前記１次元信号を出力することを特徴とす
る請求項１または２記載の位置検出方法。 - 【請求項４】 前記位置検出工程においては、前記１つ
または積算幅が異なる複数の１次元信号から１つの前記
１次元信号を選択し、これに基づいて前記マークの位置
を検出することを特徴とする請求項３記載の位置検出方
法。 - 【請求項５】 前記位置検出工程は、パターンマッチン
グ法により前記マークの粗い位置を検出する粗位置検出
工程と、重心算出により前記マークの精密な位置を検出
する精密位置検出工程とを有することを特徴とする請求
項１〜４記載の位置検出方法。 - 【請求項６】 前記粗位置検出工程においては、前記パ
ターンマッチング用に複数の参照パターンを用い、各参
照パターン毎に積算幅が異なる前記１次元信号の中から
パターンマッチングを行うべき１つを選択することを特
徴とする請求項５記載の位置検出方法。 - 【請求項７】 半導体露光装置における原版または被露
光基板あるいは半導体露光装置上の前記マークの位置を
検出することを特徴とする請求項１〜６記載の位置検出
方法。 - 【請求項８】 マークからの２次元像の信号を１方向に
積算して１次元信号を得る積算手段と、前記１次元信号
を用いて前記マークの位置を検出する位置検出手段とを
備え、前記マークは、その境界部分に対応する前記１次
元信号部分の信号値が緩やかに変化する形状のものであ
ることを特徴とする位置検出装置。 - 【請求項９】 前記マークは、菱形または三角形である
ことを特徴とする請求項８記載の位置検出装置。 - 【請求項１０】 前記マークは、半導体露光装置におけ
る原版または被露光基板あるいは半導体露光装置上に形
成されているものであることを特徴とする請求項８また
は９記載の位置検出装置。 - 【請求項１１】 前記マークからの２次元像の光信号を
２次元電気信号に変換する手段を有し、前記積算手段
は、前記２次元電気信号に基づいて１つまたは積算幅が
異なる複数の前記１次元信号を得る手段を備えることを
特徴とする請求項８〜１０記載の位置検出装置。 - 【請求項１２】 前記積算手段は、前記マークからの２
次元像の光信号を１つまたは積算幅が異なる複数個の１
次元光信号に変換する手段と、前記１次元光信号を１次
元電気信号に変換する手段とを備え、前記位置検出手段
は、この１次元電気信号に基づいて前記マークの位置を
検出するものであることを特徴とする請求項８〜１０記
載の位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29165195A JP3894505B2 (ja) | 1995-10-16 | 1995-10-16 | 位置検出方法、位置検出装置、半導体露光装置および半導体製造方法 |
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1995
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