JPH10284406A - 位置検出方法及び位置検出装置 - Google Patents
位置検出方法及び位置検出装置Info
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- JPH10284406A JPH10284406A JP10520897A JP10520897A JPH10284406A JP H10284406 A JPH10284406 A JP H10284406A JP 10520897 A JP10520897 A JP 10520897A JP 10520897 A JP10520897 A JP 10520897A JP H10284406 A JPH10284406 A JP H10284406A
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Abstract
正確に分かっていない場合でも、安定した精度で位置を
検出できる方法及び装置を提供すること。 【解決手段】 周期的パターン信号を発生させるマーク
を有する物体の位置を検出する方法及び装置において、
マークから発生する周期的パターン信号に対して直交変
換を施すとともに、該直交変換の処理幅を調整する直交
変換処理幅調整工程を設け、前記周期的パターン信号を
特徴づける注目周波数のパワーが最大となる値に直交変
換処理幅を調整して前記物体の位置を求めること。
Description
路パターンを半導体基板(ウエハ)上に投影露光し光学
素子を製造する半導体露光装置等において、各部材の位
置合わせを精密にする際に好適な位置検出方法及び位置
検出装置に関する。特に本発明は半導体露光装置でのウ
エハ、マスク、ステージなどの位置検出を行い、さらに
ウエハとマスク、マスクと装置の基準位置、装置部品間
の相対位置合わせ等に好適なものである。
とする装置において、物体の位置を検出する方法および
装置に関する。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)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、装置部品などの位置合わせなどに利用可能である。
ットなど様々な分野で利用され、さらなる精度向上が求
められている。例えば半導体露光装置においては、DRAM
に代表される半導体の集積度はますます高くなり、半導
体素子上に形成するパターン寸法はさらに微細な方向へ
進んでいる。このような背景から半導体露光装置の位置
合わせにおけるマスクとウエハなどの位置検出技術の精
度向上が重要な課題となっている。
1つとして、予め位置を検出する対象物上にマークを形
成し、該マークを撮像して得られる信号からマークの位
置を検出する方法が知られている。例えば半導体露光装
置における位置合わせ、いわゆるアライメントにおいて
は、従来からウエハ、マスク、ステージ等の対象物上に
形成した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、位置合わせする方法が一般的であっ
た。
位置を検出する別の方法としては、特開平3-282715号公
報や特開平5-343291号公報に見られるように、マークの
像として周期的パターンを発生し、その周期の位相ずれ
を検出して位置を求める方法が提案されている。
は従来の位置検出系の構成を示したフローチャートであ
る。マーク像として得られるパターンは撮像素子上に周
期性があるように形成される。
次元離散電気信号列を作る周期的パターン信号発生工程
1、周期的パターン信号発生工程1で得た周期性を持つ
1次元離散電気信号列に離散的フーリエ変換等の公知の
直交変換を施して空間周波数領域に変換する直交変換工
程3、検出しようとするパターン固有に現われる空間周
波数成分の位相を空間周波数領域で算出する位相算出工
程4、位相算出工程4で得た位相から位置を算出する位
置検出工程5からなり、マークの位置が検出される。
成分の周波数(以下、注目周波数と称す)は装置及びマ
ークの設計値から算出するか、得られた信号列のパワー
スペクトルを作成し、パワーが最大になる周波数として
算出する。この周波数は装置及びマークの設計値から算
出する近辺の値となる。
周期性に着目して位置を検出するため、信号に混在する
ノイズの影響を受けにくい優れた方法である。
方法は、精密な位置検出を必要とする位置検出装置にお
いてきわめて有効な方法である。この方法には直交変換
を施す信号幅の大きさによって折り返し誤差等の検出誤
差が発生する問題がある。しかしながら従来は、公知の
ハミングウインドウ等を予め信号に施すと検出誤差を小
さい値に抑えることができるため、その影響は精度上問
題となるものではなかった。この検出誤差を以下では処
理幅誤差と称することとする。
求が高まるに従い、上記の処理幅誤差も考慮に入れる必
要が生じている。
位置検出精度の向上が重要な技術課題となっており、残
る誤差として処理幅誤差も問題となる値として取り扱う
必要が出てきた。
検出パターンの1周期長の整数倍に設定すれば減少す
る。しかし検出パターンの周期長は装置やマークの設計
値から一応の算出はできるものの、装置やマークの状態
により設計値からずれる場合もあり、予め正確かつ安定
に1周期長を決定することが難しい。
1周期長が正確に分かっていない場合でも、安定した精
度で位置を検出できる位置検出方法及び位置検出装置を
提供することを目的としている
決するため、図1に示す様に図12の従来例の位置算出
工程の前に、直交変換幅を調整する直交変換処理幅調整
工程2を追加したことを特徴としている。
変換幅を実際に調整する方法について説明する。ここで
予め装置毎に設定してある調整前の処理幅を初期処理幅
と呼ぶ。図9は処理幅を変えた場合の注目周波数におけ
る処理幅誤差とパワーをグラフで示したものである。こ
こで注目周波数とは予め設計値等から算出した周期的パ
ターン信号の周波数をいう。グラフ中の横軸は処理幅、
縦軸で実線が処理幅誤差、波線がパワーを表わしてお
り、注目周波数におけるパワーが最大となる直交変換処
理幅で処理幅誤差が小さくなっていることが分かる。こ
の解析より、本発明では注目周波数におけるパワーが最
大となる処理幅に直交変換処理幅を調整することを特徴
としている。
幅で注目周波数のパワーを計算し、得られたパワーが最
大となる処理幅を求めることになる。処理幅の計算範囲
は初期処理幅を中心として、周期的パターン信号の約1
周期長幅の範囲とするとよい。しかしながらこの方法
は、パワーを計算する対象となる処理幅の個数だけ直交
変換を行なう必要があり、処理時間の面で不利である。
このため本発明では以下の2つの方法のいずれか、また
は双方を採用して注目周波数のパワーが最大となる処理
幅を求めることを特徴としている。
する方法である。図10はこのやり方を示したもので初
期処理幅から注目周波数のパワーが大きくなる方向へ処
理幅を増減し、注目周波数のパワーが最大となる処理幅
を探すものである。このやり方で直交変換を行なう回数
を減らすことができる。
方法である。図11に示すように初期処理幅付近の複数
個の幅で注目周波数のパワーを求めて処理幅とパワーの
関係を関数近似し、注目周波数のパワーが最大となる処
理幅が求められる。この処理法は必ずしもパワーが最大
となる処理幅を正確に求めるものではないが、少ない処
理時間でパワー最大付近の処理幅を簡単に求めることが
できることが特徴である。
ワーを求め、最小自乗法で処理幅とパワーの関係を2次
関数で近似し、該2次関数でパワーが最大となる処理幅
を算出するといった方法が典型例である。
が求めたい処理幅になるべく近い値である方が、第1の
処理幅調整方法では計算時間の点で、第2の処理幅調整
方法では計算時間と精度の点で有利である。このため本
発明では第1または第2の方法を用いる前に、第3の処
理幅調整方法として初期処理幅調整を挿入することが有
効である。このためには特開平3-282715号公報のよう
に、初期処理幅で先ずパワースペクトルを求め、該パワ
ーを重みとして重みつき平均処理を行ない、パワーが最
大となる周波数を補間で求め、この周波数から求めた処
理幅に初期処理幅を変更する等の方法が適用できる。
第1の処理幅調整法の順に処理を行なっていくことも可
能である。
する周期的パターン信号発生工程及び手段と、直交変換
の処理幅を調整する直交変換処理幅調整工程及び手段
と、周期的パターン信号の位相を算出する位相算出工程
及び手段と、該位相から位置を算出する位置算出工程及
び手段を備えることを特徴としている。
の周期性に着目して位置を検出するため、信号に混在す
るノイズの影響を受けにくく、さらに直交変換処理幅調
整工程を入れることにより基本波形の1周期の長さが正
確に分かっていない場合でも、安定した精度で位置を検
出することができる。
ローチャートであり、本発明を適用した信号処理の代表
的な構成例、図2は上記信号処理を用いた位置検出装置
の構成例である。図2においてWは位置検出される部
材、MはW上に形成された位置合わせ用マークである。
11は周期的パターン信号発生手段で、マークMの位置
に応じて周期的パターン信号を発生する。
明してその反射光を観察面に受光、結像し、光電変換、
A/D変換を施すことで、周期性を持つ1次元離散信号
列に変換できる。別の方法として周期的に並んでいるマ
ークを単色光で照明し、反射回折光の±n次光(n=
1,2,…)を用いて観察面に干渉縞を生成し、該干渉
縞に光電変換、A/D変換を施すことで、該マークの情
報を周期性を持つ1次元離散信号列として出力すること
もできる。
述の直交変換処理幅調整工程で、直交変換幅を調整す
る。13は直交変換手段で、周期的パターン信号発生手
段11が出力する周期性を有する1次元離散信号列に直
交変換を施す。14は位相算出手段で、直交変換手段1
3から出力された周波数空間領域での値を用いて周期的
パターン信号の位相を求める。
から出力された位相を位置ずれ量、即ちマーク位置の換
算する。ここで直交変換処理幅調整手段12、直交変換
手段13、位相算出手段14及び位置算出手段15は専
用の電子回路、または汎用の計算機等の公知の手段で容
易に実現可能である。また直交変換処理幅調整手段1
2、直交変換手段13、位相算出手段14及び位置算出
手段15は同一の装置を用いて実現することも可能であ
る。
程を示すものである。周期的パターン信号発生工程1で
は周期的パターン信号発生手段11から周期性を持つ1
次元離散信号列を得、直交変換処理幅調整工程2が後述
の方法で、直交変換幅を調整する。
発生工程1で得た周期性を有する1次元離散信号列に離
散フーリエ変換等の公知の直交変換を施し、信号を空間
周波数領域に変換する。例えば直交変換として離散フー
リエ変換を用いた場合、空間周波数領域の値は以下の変
換式で求めることができる。
成分の実数部分、Xiは空間周波数成分の虚数部分、N
は離散フーリエ変換処理幅、xoは離散フーリエ変換処
理範囲の中心で位相検出を行なう位置、fは求める空間
周波数成分の周波数である注目周波数である。
調整した処理幅で行なわれ、求める空間周波数成分の周
波数は周期的パターン信号の周波数のみで構わない。た
だし、周期的パターン信号の周波数が設計値などから既
知でない、もしくは安定しない場合は、複数の周波数で
直交変換を行ない、パワーが最大となる周波数を選択す
ることで対応できる。また、直交変換として離散フーリ
エ変換を用いた場合は処理幅を2の冪乗にし、公知の高
速フーリエ変換により全周波数での値を求めた後、パワ
ーが最大となる周波数を選択してもよい。
しようとするパターン固有に現われる空間周波数成分の
位相θを以下の公知の式で算出する。
ーク位置dを以下の式で算出する。
だときの進み幅を加えたものである。
出することができる。また本発明では信号列の周期性に
着目して位置を検出しているため、信号に混在するノイ
ズの影響を受けにくい。
は予め分かっていないものの、測定毎の変動が少ないこ
とが分かっている時には、図3に示すように最初の複数
回(1回以上)の計測時のみ直交変換処理幅調整工程2
を行ない、その後は最初の複数回で用いた処理幅を用い
て計測し処理時間の短縮を図ることができる。用いる計
測幅としては最初の複数回の平均値を用いる等の処理が
ある。
処理幅の変動量から、以降の計測で直交変換処理幅調整
工程2を行なうかを判断して、処理時間の短縮を図るこ
ともできる。例えば最初の複数回(2回以上)の計測時
の処理幅の変動の幅が予め設定した値以下であれば、以
降の計測では直交変換処理幅調整工程2は行なわず、最
初の複数回の計測で用いた処理幅の平均値を用いて計測
する。
うか、最初の複数回の計測で用いた処理幅の平均値を用
いるかの判定を定期的に行なうことも可能である。この
ように処理幅の変化の履歴を記憶し、モニターすること
は処理時間の削減に効果がある。
詳細に説明する。直交変換処理幅調整工程2は前述の3
つの処理幅調整方法、及びそれらの組合せで実現され
る。
各処理幅で直交変換を行なって注目周波数のパワーを求
め、該パワーが最大となる処理幅を求める方法である。
ここで初期処理幅付近とは初期処理幅を中心として約1
周期長の範囲に相当する領域である。図4のフローチャ
ートは第1の処理幅調整方法の具体的な手順例で、初期
処理幅からパワーが大きくなる方向へ処理幅を増減しな
がら、パワーが最大となる処理幅を探す方法を示してい
る。図中処理幅Niは初期処理幅N0にiを加えた処理
幅を示すもので、調整後の処理幅はN’とする。
期処理幅をN0を出発点として、N0から1引いたN−
1、N0に1を加えたN1の3つの処理幅で入力信号列
の直交変換を行なう。ステップS202ではステップS
201で行なった直交変換の値を用いて以下の式で注目
周波数における各々のパワーPを算出する。
のパワーを比較し、処理幅N0のパワーが最大の場合は
ステップS204、処理幅N−1のパワーが最大の場合
はステップS205、処理幅N1のパワーが最大の場合
はステップS209へ進む。
0がパワー最大なので、N0を調整処理幅N’として第
1の処理幅調整方法を終了する。
がパワー最大の処理幅より大きい場合で、処理幅を小さ
くしながらパワー最大の処理幅の探索が行なわれる。具
体的にはステップS205からステップS207までの
ループがこの探索に相当し、ステップS207の判断で
ステップS208へ進むまで処理幅の変更が行なわれ
る。
プの中での処理幅をN−kとする。なお、N−kの初期
値はN−1である。k番目のループではステップS20
5で前の処理幅N−(k−1)を1減らしたN−kで入
力信号列に直交変換を施す。続いてステップS206で
はステップS205で行なった直交変換の値を用いて、
注目周波数のパワーを算出する。ステップS207では
ステップS206で算出した処理幅N−kでのパワー
と、前のループで算出した処理幅N−(k−1)でのパ
ワーを比較し、k番目のループで算出した処理幅N−k
のパワーの方が大きい場合は、さらに処理幅を小さくす
る方がよいと判断してステップS205へ戻り、 k番
目のループで算出した処理幅N−kのパワーの方が小さ
い場合は処理幅N−(k−1)がパワー最大の処理幅で
あったと判断してステップS208へ進む。そしてステ
ップS208において処理幅N−(k−1)を調整処理
幅N’として、第1の処理幅調整方法を終了する。
がパワー最大の処理幅より小さい場合で、処理幅を大き
くしながらパワー最大の処理幅の探索が行なわれる。具
体的にはステップS209からステップS211までの
ループがこの探索に相当し、ステップS211の判断で
ステップS212へ進むまで処理幅の変更が行なわれ
る。
プの中での処理幅をNkとする。なお、Nkの初期値は
N1である。k番目のループでステップS209では処
理幅N (k−1)を1増やしたNkで入力信号列に直
交変換を施す。続いてステップS210ではステップS
209で行なった直交変換の値を用いて、注目周波数の
パワーを算出する。ステップS211ではステップS2
10で算出した処理幅Nkでのパワーと、前のループで
算出した処理幅N (k−1)でのパワーを比較し、k
番目のループで算出した処理幅Nkのパワーの方が大き
い場合は、さらに処理幅を大きくする方がよいと判断し
てステップS209へ戻り、 k番目のループで算出し
た処理幅Nkのパワーの方が小さい場合は処理幅N
(k−1)がパワー最大の処理幅であったと判断してス
テップS212へ進む。そしてステップS212におい
て処理幅N (k−1)を調整処理幅N’として、第1
の処理幅調整方法を終了する。
で直交変換処理幅調整工程2が実現される。なお第1の
処理幅調整方法で直交変換処理幅調整工程2を実現した
場合は既に調整処理幅N’つまり処理幅Nk−1で直交
変換を行なっているので、以降の直交変換工程3はスキ
ップすることができる。
期処理幅付近の複数個の処理幅で予め直交変換を行なっ
て注目周波数のパワーを求め、処理幅とパワーの関係を
関数近似する手法である。求められた関数関係から注目
周波数のパワーが最大となる処理幅が算出される。図5
は第2の処理幅調整方法の具体的な手順を示すフローチ
ャートで、3つの処理幅で注目周波数のパワーを求め、
処理幅とパワーの関係を2次関数で近似した例を示して
いる。
おいて初期処理幅N0、初期処理幅からw引いた処理幅
N−w、初期処理幅にw加えた処理幅Nwの3つの処理
幅で入力信号の直交変換が行なわれる。ここでwは予想
される信号の周期長の1/4程度の値とする。
1で行なった各処理幅の直交変換の値を用いて注目周波
数のパワーP0、P−w、Pwを算出する。
在領域を求めるものである。この分岐はパワーP0、P
−w、Pwのなかで処理幅N0のパワーP0が最大とな
るように処理幅N0、N−w、Nwを変更することを目
的としている。これは中心の処理幅N0のパワーが最大
の時、最適処理幅を求める近似精度がよくなるからであ
る。即ち、ステップS303ではステップS302で求
めたパワーP0、P−w、Pwを比較し、処理幅N0の
パワーP0が最大の場合はステップS306へ、処理幅
N−wのパワーP−wが最大の場合はステップS304
へ、処理幅NwのパワーPwが最大の場合はステップS
305へ進む判断がなされる。
ワー最大の処理幅より大きい場合で、この結果を受けて
各処理幅N0、Nーw、Nwが一律にwだけ減らされ
る。減算量がwであるため対応がずれ、最初の処理幅N
0、パワーP0を新しい処理幅Nw、パワーPwに、最
初の処理幅N−w、パワーP−wが新しい処理幅N0、
パワーP0に置き換える。しかる後最初の処理幅N0よ
りw小さい新しい処理幅N0からw引いた処理幅をN−
wとしてパワーP−wを算出し、ステップS303に戻
る。
ワー最大の処理幅より小さい場合で、この結果を受けて
各処理幅N0、Nーw、Nwが一律にwだけ増やされ
る。加算量がwであるため対応がずれ、最初の処理幅N
0、パワーP0を新しい処理幅N−w、パワーP−w
に、最初の処理幅Nw、パワーPwが新しい処理幅N
0、パワーP0に置き換える。しかる後、最初の処理幅
N0よりw大きい新しい処理幅N0からw加えた処理幅
をNwとしてパワーPwを算出し、ステップS303に
戻る。
に抜け出す。ステップS306においては今までに算出
したN−w、N0、Nw及びP−w、P0、Pwを用
い、処理幅とパワーの関係を最小自乗法で2次関数に近
似し、パワーが最大となる処理幅N’を以下の式で算出
する。
(8)を当てはめてa、b、cを求めたものである。2次
関数に近似したため、パワーを表わすyが最大となる処
理幅xは x=ー2a/b (9) で算出される。算出された処理幅Nを最終処理幅N’と
して第2の処理幅調整方法を終了する。
して第1の処理幅調整方法、第2の処理幅調整方法につ
いて述べたが、勿論他の方法で注目周波数のパワーを最
大とする処理幅を算出することもできる。
ースペクトルを求め、該パワースペクトル上の注目周波
数付近でパワーを重みとした加重平均で補間してパワー
が最大となる離散値でない周波数を求め、この周波数か
ら求めた処理幅を補正処理幅とする方法である。
順を示すフローの例である。入力信号列はステップS4
01において初期処理幅N0で複数の周波数で直交変換
を行ない、ステップS402で各周波数のパワーを算出
し、パワースペクトルを作成する。
注目周波数付近においてパワーが最大となる周波数f0
を求めるステップである。続くステップS404でパワ
ーが最大の周波数f0、パワー最大の周波数から1引い
た周波数f0ー1、パワー最大の周波数から1加えた周
波数f0+1に対し各々のパワーP0、P−1、P1を
重みとして加重平均して補間し補正周波数f’が求めら
れる。
正周波数f’から以下の式で最終的な補正処理幅N’を
計算する。即ち、 N'= (f0/f')N0 ‥‥‥(11) (11)式のN’は補正周波数f’となる1周期をT、
即ち T= N0/f' ‥‥‥(12) を比例倍(f0)したものである。これにより第3の処
理幅調整方法が終了する。
み付き平均法で補正周波数を算出する例を述べたが、他
の関数近似でパワーを補間してもよい。
早いという特徴を持つ反面、第1及び第2の処理幅調整
方法と異なって必ずしもパワー最大となる処理幅を直接
算出する方法ではないので、第1及び第2の処理幅調整
方法に比べて処理幅の調整精度は劣る。
幅調整方法について説明した。第1及び第2の処理幅調
整方法は各々1つの方法でも直交変換処理幅調整工程2
を実現可能であるが、第1から第3の処理幅調整方法の
組合せも精度と処理時間のバランスという点で効果があ
る。
した補正処理幅N’を初期処理幅N0として第2の処理
幅調整方法を適用したり、同様に第3の処理幅調整方法
を用いて算出した補正処理幅N’を初期処理幅N0とし
て第1の処理幅調整方法を適用するのも効果的である。
この場合、第1や第2の処理幅調整方法を行なう前に第
3の処理幅調整方法が行なわれて初期処理幅N0が正し
い値に近づいているため、第1や第2の処理幅調整方法
中での繰り返し回数が減り、第1、第2の処理幅調整方
法を単独で適用するよりも、計算時間の点で有利であ
る。
して得られる信号列の周期性に着目して位置を検出する
ため、信号に混在するノイズの影響を受けにくく、また
直交変換処理幅調整工程2を導入したことにより周期パ
ターンの1周期長が正確に分かっていない場合でも、安
定した精度で位置を検出することができる。
に物体の位置を検出するだけでなく、半導体製造用露光
装置におけるレチクル(もしくはマスク)とウエハの位
置合わせにも適用することができる。図7はその装置構
成例を示すものである。
検出用のパターンMが形成されている。21はウエハを
x、y、z方向に移動させるためのxyステージで、2
2はレチクルR上の回路パターンをウエハW上に投影す
るための投影光学系である。23は照明系で、ここから
射出した光はハーフミラー24、投影光学系22を通り
ウエハW上のパターンMを照明する。パターンMからの
反射光は投影光学系22を通り、ハーフミラー24によ
り、検出光学系25に導かれる。
倍率で撮像手段(撮像装置)26の撮像面上に結像す
る。本装置では予め適当な検出手段により、撮像装置2
6の撮像面におけるレチクルRの位置が既知量となって
いる。レチクルRのウエハWの相対位置を求めるには、
撮像装置26の撮像面上におけるパターンMの位置を検
出すればよい。
サー等の光電変換装置で、撮像した像を電気信号に変換
する。
合で、位置検出マークMを含むウエハの領域が撮像装置
26に結像した状態を示したものである。Fは撮像装置
の有効視野で、M’はウエハW上の位置検出パターン像
の一例である。図8(a)のx方向の位置検出におい
て、パターンM’は同一形状の矩型パターンをx方向に
等間隔λpで複数個配置したものとなっている。
の情報は電気信号に変換され、図7のA/D変換手段2
7によって、撮像面のxy方向2次元ののアドレスに対
応したた離散信号列に変換される。この離散信号のサン
プリング間隔λsは投影光学系22と検出光学系25の
光学倍率、及び撮像面の画素間隔で決定できる。
1に示すようにパターンM’を含む2次元ウインドウを
有効視野F上に設定し、このウインドウ内で図8(a)
のy方向に画素積算を行ない、図8(b)に示すx方向
の1次元離散信号列S(x)を出力する。図8(b)で
は見やすくするため、個々の離散信号列S(x)の各点
を直線で結んでいる。
パターン信号発生手段11の実現例となっている。2
7、28は2次元のパターン信号を画素積算し、1次元
信号列を得る構成になっているが、2次元信号の1行ま
たは1列をそのまま1次元信号列としてもよい。また2
次元センサーの代わりに1次元センサーを用いて1次元
信号列を得ることもできる。
報に記載の装置によっても実現することができる。特開
平5-343291号公報に記載の装置はウエハ面上に設けた位
置合わせ用(アライメント用)格子状マークを露光光と
異なる波長の単色光で照明し、この時発生する反射回折
光に基づいた干渉像を撮像手段面上に形成する。しかる
後、該撮像手段で光電変換された映像信号を利用してレ
チクルとウエハの位置合わせを高速で、高精度に行なう
ものである。
幅調整手段12、直交変換手段13、位相算出手段1
4、位置算出手段15である。これらの手段は第一の実
施例と同様に直交変換処理幅調整工程2、直交変換工程
3、位相算出工程4、位置算出工程5によりマークの位
置ずれ量を検出する。そして位置算出手段15の出力が
ステージ駆動装置29に送られ、これによりステージ2
1が駆動されて、レチクルRとウエハWの位置合わせを
行なう。
を用いたウエハとレチクルの位置合わせについて述べ
た。本発明は他にもマスクまたはレチクル、ステージ等
の半導体露光装置の一部の位置検出、マスクと装置基準
位置、装置部品間の相対位置合わせにも適用できる。半
導体製造用露光装置に適用した本実施形態も、マーク像
として得られる信号列の周期性に着目して位置を検出す
るため、信号に混在するノイズの影響を受けにくい。ま
た直交変換処理幅調整工程を行なうことで基本波形の1
周期長が正確に分かっていない場合でも、安定した精度
で位置を検出することができる。
として得られる周期的パターン信号の信号列の周期性に
着目して位置を検出するため、信号に混在するノイズの
影響を受けにくく、基本波形の1周期長が正確に分かっ
ていない場合でも、安定した精度で位置を検出すること
ができる。本発明の直交変換処理幅調整工程の導入は折
り返し誤差による誤差を小さくし、位置検出精度を向上
させることができる。また、種々の直交変換処理幅調整
工程を組合せることで精度の向上のために要する信号処
理時間も最小に抑えることができる。
視される半導体製造用露光装置などにおいて、特に有効
である。
例、
例、
例、
説明図、
Claims (26)
- 【請求項1】 周期的パターン信号を発生させるマーク
を有する物体の位置を検出する位置検出方法において、
前記マークから発生した周期的パターン信号に対し直交
変換を施す際の処理幅を調整する直交変換処理幅調整工
程と、直交変換を行なう直交変換工程と、前記周期的パ
ターン信号の位相を算出する位相算出工程と、該位相か
ら物体の位置を算出する位置算出工程とを備えることを
特徴とする位置検出方法。 - 【請求項2】 前記直交変換処理幅調整工程が、前記周
期的パターン信号を特徴づける注目周波数のパワーが最
大となる値に前記処理幅を調整す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】 前記直交変換処理幅調整工程において処
理幅を変更しながら注目周波数のパワーを算出し、該パ
ワーが最大となる値に前記処理幅を調整することを特徴
とする請求項2記載の位置検出方法。 - 【請求項4】 前記直交変換処理幅調整工程において前
記処理幅を前記注目周波数のパワーが大きくなる方向に
変更しながら調整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】 前記直交変換処理幅調整工程において異
なる複数個の処理幅で注目周波数のパワーを算出してパ
ワーと処理幅の関係を関数で近似し、該パワーが最大と
なる値に前記直交変換処理幅を調整することを特徴とす
る請求項2記載の位置検出方法。 - 【請求項6】 前記直交変換処理幅調整工程において処
理幅とパワーの関係を2次関数で近似し、前記注目周波
数のパワーが最大となる値に前記処理幅を調整すること
を特徴とする請求項5記載の位置検出方法。 - 【請求項7】 前記直交変換処理幅調整工程において端
にない処理幅のパワーが最大であるように選択した異な
る3つ以上の処理幅で直交変換を行うことを特徴とする
請求項6記載の位置検出方法。 - 【請求項8】 前記直交変換処理幅調整工程において初
期設定した処理幅でパワースペクトルを求め、該パワー
スペクトル上の注目周波数付近においてパワーを補間し
てパワーが最大となる周波数を求め、該周波数から初期
設定した処理幅を補正した補正処理幅を求めることを特
徴とする請求項2記載の位置検出方法。 - 【請求項9】 前記直交変換処理幅調整工程において少
なくとも3つの異なる周波数のパワーの値を用いて、加
重平均による補間で前記補正処理幅を求めることを特徴
とする請求項8記載の位置検出方法。 - 【請求項10】 請求項8を用いた直交変換処理幅調整
工程を請求項3の直交変換処理幅調整工程に先立って行
なうことを特徴とする請求項2記載の位置検出方法。 - 【請求項11】 請求項8を用いた直交変換処理幅調整
工程を請求項3の直交変換処理幅調整工程に先立って行
なうことを特徴とする請求項5記載の位置検出方法。 - 【請求項12】 請求項8を用いた直交変換処理幅調整
工程、請求項5の直交変換処理幅調整工程、請求項3の
直交変換処理幅調整工程の順に信号処理を行なうことを
特徴とする請求項2記載の位置検出方法。 - 【請求項13】 直交変換処理幅調整工程において該工
程を行なう以前の直交変換処理幅調整工程の結果得られ
た処理幅を使用し、前記直交変換処理幅調整工程をスキ
ップす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14】 直交変換処理幅調整工程を行なった結
果得られる処理幅の履歴を記憶し、該処理幅の変化が所
定の値以下であるときには前記直交変換処理幅調整工程
をスキップす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15】 前記直交変換処理幅調整工程をスキッ
プする際にはスキップする前の複数回の処理幅からの計
算で処理幅を決定することを特徴とする請求項14記載
の位置検出方法。 - 【請求項16】 前記直交変換処理幅調整工程をスキッ
プするか否かを定期的に判断することを特徴とする請求
項14記載の位置検出方法。 - 【請求項17】 前記周期的パターン信号を前記マーク
を撮像面上に結像することによって得ることを特徴とす
る請求項1記載の位置検出方法。 - 【請求項18】 前記周期的パターン信号を前記マーク
の回折光を撮像面上で干渉させることによって得ること
を特徴とする請求項1記載の位置検出方法。 - 【請求項19】 周期的パターン信号を発生させるマー
クを有する物体の位置を検出する位置検出装置におい
て、前記マークからの周期的パターン信号を検出する撮
像手段と、該周期的パターン信号に対して直交変換を施
す際の処理幅を調整する直交変換処理幅調整手段と、直
交変換を行なう直交変換手段と、前記周期的パターン信
号の位相を算出する位相算出手段と、該位相から物体の
位置を算出する位置算出手段を具備したことを特徴とす
る位置検出装置。 - 【請求項20】 前記直交変換処理幅調整手段が、前記
周期的パターン信号を特徴づける注目周波数のパワーが
最大となる値に前記直交変換処理幅を調整することを特
徴とする請求項19記載の位置検出装置。 - 【請求項21】 前記周期的パターン信号を前記マーク
を撮像面上に結像することによって得ることを特徴とす
る請求項19記載の位置検出装置。 - 【請求項22】 前記周期的パターン信号を前記マーク
の回折光を撮像面上で干渉させることによって得ること
を特徴とする請求項19記載の位置検出装置。 - 【請求項23】 ウエハー上に設けた周期的パターン信
号を発生させるマークの位置を検出して位置合わせを行
ない、該ウエハー面上に回路パターンを形成する半導体
露光装置において、前記マークからの周期的パターン信
号を検出する撮像手段と、該周期的パターン信号に対し
て直交変換を施す際の処理幅を調整する直交変換処理幅
調整手段と、直交変換を行なう直交変換手段と、前記周
期的パターンの位相を算出する位相算出手段と、該位相
から物体の位置を算出する位置算出手段を具備したこと
を特徴とする半導体露光装置。 - 【請求項24】 前記直交変換処理幅調整手段が、前記
周期的パターン信号を特徴づける注目周波数のパワーが
最大となる値に前記処理幅を調整することを特徴とする
請求項23記載の半導体露光装置。 - 【請求項25】 前記周期的パターン信号を前記マーク
を撮像面上に結像することによって得ることを特徴とす
る請求項23記載の半導体露光装置。 - 【請求項26】 前記周期的パターン信号を前記マーク
の回折光を撮像面上で干渉させることによって得ること
を特徴とする請求項23記載の半導体露光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10520897A JP3450645B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 位置検出方法及び位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10520897A JP3450645B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 位置検出方法及び位置検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10284406A true JPH10284406A (ja) | 1998-10-23 |
JP3450645B2 JP3450645B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=14401261
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10520897A Expired - Fee Related JP3450645B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 位置検出方法及び位置検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3450645B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7145666B2 (en) | 2003-02-06 | 2006-12-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Position detecting method and apparatus |
JP2012049171A (ja) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Canon Inc | マーク位置の計測方法及び算出方法 |
TWI424516B (zh) * | 2007-10-10 | 2014-01-21 | Asml Netherlands Bv | 放置基板之方法、傳送基板之方法、支撐系統及微影投影裝置 |
-
1997
- 1997-04-07 JP JP10520897A patent/JP3450645B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7145666B2 (en) | 2003-02-06 | 2006-12-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Position detecting method and apparatus |
US7672000B2 (en) | 2003-02-06 | 2010-03-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Position detecting method and apparatus |
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JP2012049171A (ja) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Canon Inc | マーク位置の計測方法及び算出方法 |
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JP3450645B2 (ja) | 2003-09-29 |
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