JPS5852825A - 位置合わせ信号処理装置 - Google Patents

位置合わせ信号処理装置

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JPS5852825A
JPS5852825A JP56151530A JP15153081A JPS5852825A JP S5852825 A JPS5852825 A JP S5852825A JP 56151530 A JP56151530 A JP 56151530A JP 15153081 A JP15153081 A JP 15153081A JP S5852825 A JPS5852825 A JP S5852825A
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JP
Japan
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signal
signals
mask
extracted
mark
Prior art date
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JP56151530A
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English (en)
Inventor
Yasumi Yamada
山田 保美
Ryozo Hiraga
平賀 亮三
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば半導体製造工程に於いて、パターンエ
ングのためクエへ−とマスクとを高精度に位置合わせす
るための信号を得為位置合わせ信号部m装置に関す為も
のである。
半導体焼付は装置の自動位置合わせでは一般的に対象の
位置を検知するために光電検出手段が使用されている。
例えば、従来の装置では光源としてレーず1光を用いて
対象を走査し、第1図(a)、(b) i(示すクエへ
−とマスク上の位置合わせ用マークパターンW、MtP
ら散乱され為光をフォトダイオードで光電検出して、そ
の出力信号がパターンW、M同志の距離の情報を含んで
いることを利用してクエへ−とマスクの相対的位置を検
知している。この位置合わせは上記のようにして検出さ
れたマーク1パターンW%Mを第1図(C)に示すよう
な位置関係に導くことにより行なわれる。マークパター
ンW、Mと実素子を構成するパターンとは定められた関
係にあるので、マークパターンW、 M同志を所定の位
置関係に導けば、ウェハーとマスク上の実素子パターン
は正しく位置合わせされたことkなる。このマークパタ
ーンW%M同志の位置関係が検出されれば、所定の関係
との差を調べてこの差がなくなるよう化駆動機構を作動
させればよい。クエへ−とマスクの位置合わせは二次元
的な自由度を全て制御する必要があり、通常はクエへ−
及びマスク上の複数個の場所を観測して行なわれていゐ
従来技術に於いては、前記の各観測場所ではクエへ−及
びマスクから戻って(る光信号を1個の光電検出器だけ
で検知していたので、両者が干渉し合って不安定な信号
となり、自動位置合わせが不可能になったり、位置合わ
せ精度が悪化するという欠点があった。
本発明の目的は、上述のような従来技術の欠点を解消し
、位置会わせの対象となるマスクとウェハーのそれぞれ
から戻って(ゐ光信号を別々に検知し、必要な信号成分
を抽出して合成し、位置合わせな高精度に行なう自動位
置合わせ装置を提供することkあり、その内容は、対象
となゐマークパターンに関して配置した複数個の光電検
出器により1数の検知信号を求め、検知信号ごとに必要
な信号成分を抽出して、これらの抽出信号を合成するこ
とを特徴とするものである。
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
第2図は本発明の実施例の基本構成を示すブロック回路
図であり、1はクエへ−から戻ってくる光信号を検知す
る第1の光電検出器、2はマスクからの光信号を検知す
る第20光電検出器であって、それぞれアナログ信号を
デジタル信号に変換する第1、第2の信号振巾弁別回路
3.4に接続されている。これらの第1、第2の信号振
巾弁別回路6.4の出力は、それぞれ必要な信号成分の
みを抽出する第1、第2の信号抽出回路5.6に送出さ
tLl為と共に、制御回路7に出力されている。
制御回路7からは第1、第2の信号振巾弁別回路6.4
及び信号抽出回路5.6番ζ指令信号が送られ、この指
令信号に従りて信号抽出回路5.6で得られた信号は信
号合成回路8に出力される。
例エバウェハーとマスクのマークパターンW。
Mが第6図(1)K示す位置関係にあるときに、レーザ
ー光りの走査のもとに第1の光電検出器1ではウェハー
のマークパターンWを検知する。この第1Φ光電検出器
1で検知される検知信号〜には、第墨図伽)に示すよう
に本来のマークパターンWによるパターン信号10以外
に、干渉現象〈よって生ずるマスクのマークパターンM
の不安定な信号11も含まれることになる。一方、第2
の光電検出器2で検出される第6図(・)に示す検知信
号8Mには、マスクのマークパターンMに基づ(パター
ン信号12以外に、クエへ−のマークパターンWによる
僅かなレベルの信号16が含まれている。
レーザー光りの走査は数回に痕って行なわれるが、これ
らの検知信号h%8Mは時間的には全(同一に得られる
ことになる。
第6図(1)に示すように、4本のマスク上のマークパ
ターンMのうち平行になっている2本ずつの間に、クエ
へ−のマークパターンWが位置すゐような関係にあれば
、第6図(6)に示す検出信号−と(@)k示す信号8
MK於いて第2番目と第51目の信号がマークパターン
Wかも得られる信号で、それ以外の第1.3.t&び6
番目の信号がマークパターyMかも検知される信号であ
る。従って、検知信号8wかもクエへ−上のマークパタ
ーyWの信号10、検知信号8Mからマスク上のマーク
パターンMの信号12のみを抽出すゐのには、検知信号
〜又は8Mをデジタル信号IC変換し、第1番目と6番
11.4番lと6番目のパルス間のタイミングで出力さ
れる第6図(C)に示す抽出指令信号14、及びこの信
号14を反転したげ)k示す信号15を用いて、クエへ
−上のマークパターンWの4の11号14とマスク上の
マークパ?−ylJ。
みの信号17とを抽出することがで会る。この抽出−ネ
、第1、第2の信号弁別回路6.4を介して制御回路7
&c送られた信号から、制御回路7で抽出指令信号14
及び15を造り、第1、第2の信号抽出回路5及び6に
送出することにより行なわれる。このようにして得られ
た第6図(d)及び(g)に示す抽出信号16及び17
を信号合成回路8で合成することにより、マスクとクエ
へ−上のマークパターンW%Mの両方の相対的位置化対
応する第6図(h)に示す安定した信号18が得られる
。この信号18を使用して従来と同じ信号処理を行なえ
ば、高精度にマークパターンW、M同志の位置を認識す
ゐことができる。特iζこの場合は不必要な信号11.
12を除去しているので、得られた合成信号18はこれ
らの影響による不鮮明さが解消されゐ。
マークパターンWとMとが第6図(Jl)で示されたよ
うな位置関係にない場合、例えば第4図(Jl)に示さ
れるような位置関係に配置されている場合には、第3図
(mlに示す位置関係になるまで、次番ζ説明するよう
な手段で粗金せを行なえばよい。却ち第1の光電検出器
1によって得られゐウェハーから戻って(る第4図(b
)に示す検知信号幻と、第2の光電検出器2で検知され
るマスクから戻ってくる(c)に示す検知信号−とを第
1、第2の信号振巾弁別回路3.4でデジタル信号に変
換して、該デジタル信号をそのまま重ね会わせた第4図
(d)に示す信号20を得て、従来技術と同じ手段を使
って位置合わせが行なわれる。この場合検知信号−と8
Mとは時間的に全く同時に検出される上に、それぞれに
クエへ−又はマスクのマークパターyW、Mの安定した
信号が含まれているので、たとえ信号&W%8MK於い
て不安定な信号成分が消滅することがあっても、信号2
0は6本以外の本数の信号となることはない。然し不安
定な信号による影響を受けてパルス幅が変動することが
あるため、信号20を高精度な位置合わせ用の信号処理
に利用することはで会ない。
第5図は、第2図に示したブロック回路内の各機能を明
らかにすゐため信号振巾弁別回路3、信号抽出回路5、
制御回路7の内部を図示したらのである。信号振巾弁別
回路3中には比較回路61が含まれ1、制御回路7中の
0人変換器71から出力されゐ電位て信号を捩中弁別す
るようになっている。信号抽出凹路5中には、入力され
たデジタル信号から必要な信号のみを抽出する論理積ゲ
ー)51.52が設けられ、論理積ゲート51は制御回
路7中のマイクロコンピュータ72かも直接制御を受け
、論理積ゲート52はパルスの順序に応じてデコーダ7
6から制御を受けて信号を検出している。更に信号抽出
回路5中には論理積ゲー)51,52の出力を選択する
論理和ゲート5墨が設けられている。同、前述のDム変
換器71はマイクロコンピュータ72のデジタル電位指
令をアナログ電位に変換し、カラVり回路74は信号の
パルス数を計数し、デコーダ76はカウンタ回路74の
計数内容を解読し必要な信号のタイミングで論理積ゲー
ト52に信号抽出指令を出力する。
又〆イクロコンピュータ72はDム変換器71や信号抽
出機能を受は仲つ論理積ゲート51、デコーダ76に処
理の内容に応じた指示を与えている。
第1、第2の信号抽出回路5.6を制御回路7かも制御
し、信号合成回路6の出力として第1の光電検出器1で
得られた検知信号幻のみを取り出したり、第2の光電検
出器2かも出力された検知信号8Mだけにしたり、或い
は第4図(d)に示す信号20のよう番ζ検知信号−1
8Mの出力を重ね合わせる等の選択を行なうことも可能
である。従って信号合成回路8の出力信号の数が所定の
数より過不足していゐことで、塵挨等によ1誤信号の混
入又はマスク及びウェハーの設置不良等の異常状態を認
識することかで壷ゐ。更にウェハーの設置位置が大きく
ずれてい為場合に高精度の自動位置合わせの信号処理が
奥行できる位置まて、第4図で説明した粗い精度の自動
位置合わせで移動させることが可能である。更に本発明
では光電検出した検知信号〜、8Mを直ちにデジタル変
換して信号抽出、合成等の処理を行なっていゐが、光電
検出したアナログ信号をそのま鵞で抽出、合成の信号処
理を行なう構成も考えられる。
以上説明したように本発明に係る位置合わせ信tMIL
a置によれば、ウェハー、マスクのマークパターン1同
志の自動位置合わせの奥行が極めて高い確率でなし得る
上に、高精度な位置合わせが実現可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図はウェハーとマスクのマークパターンの説明図、
112図は本発明に係ゐ位置合わせ信号部m装置の実施
例の基本構成を示すブロック回路図、第6図は回路の動
作を説明するためのタイムチャート図、第4図はウェハ
ーの設置不良によりつ二へ−とマスクの相対位置が大き
(ずれている場合の信号波形を示すタイムチャート図、
第5図は第1図の構成ブロックの詳細なブロック回路図
である。 符号1.2は充電検出器、6.4は信号振巾弁別回路、
5.6は信号抽出回路、7は制御回路、8は信号合成回
路、Wはウェハーのマークパターン、Mはマスクのマー
クパターンである。 特許出願人     キャノン株式会社代理人弁理土日
比谷征彦 菌       第1図 第211

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 対象となるマークパターン化量して配置した複数
    個の光電検出器により複数の検知信号を求め、検知信号
    ごとに必要な信号成分を抽出して、これらの抽出信号を
    合成することを特徴とする位置合わせ信号処理装置。 2 必要な信号成分を抽出するに際して、不必要な信号
    として不安定な信号成分を指示し、必要な信号として安
    定な信号成分を指定して抽出するようにした特許請求の
    範囲第1項記載の位置合わせ信号処理装置。 & 必要な信号成分を抽出するに際して、不必要な信号
    としては何も指示せず、必要な信号として光電検出され
    た全ての検知信号を指定して抽出するようにした特許請
    求の範囲第1項記載の位置合わせ信号処理装置。 4、必要な信号成分な抽出すゐに際して、必要な信号と
    して単一Φ光電検出器から検出される信号を指定して抽
    出し、不必要な信号として該光電検出器以外の全ての光
    電検出器から検知される信号を指定するようにした特許
    請求の範囲第1項記載の位置合わせ信号部@装置。
JP56151530A 1981-09-24 1981-09-24 位置合わせ信号処理装置 Pending JPS5852825A (ja)

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