JPS60150629A - Photoelectric detector - Google Patents

Photoelectric detector

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JPS60150629A
JPS60150629A JP59005636A JP563684A JPS60150629A JP S60150629 A JPS60150629 A JP S60150629A JP 59005636 A JP59005636 A JP 59005636A JP 563684 A JP563684 A JP 563684A JP S60150629 A JPS60150629 A JP S60150629A
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JP
Japan
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signal
light
detection
signals
pattern
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Application number
JP59005636A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryozo Hiraga
平賀 亮三
Minoru Yomoda
四方田 実
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
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Priority to DE19853501283 priority patent/DE3501283A1/en
Priority to GB8501167A priority patent/GB2153523A/en
Publication of JPS60150629A publication Critical patent/JPS60150629A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
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    • GPHYSICS
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    • G01S7/4817Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning

Abstract

PURPOSE:To improve the signal detection ratio by a method wherein photoelectric elements correspond to any detected patterns in the diffractive direction to be divided for arrangement in the radial direction so that specified signals may be detected by means of selective combination of each photoelectric element. CONSTITUTION:A photodetector 18 is composed of the photoreceiving surfaces 18b1-b4, 18c1-c4, 18e1-e4 respectively divided to receive signals independently. When mark patterns 12a, 13a, 12b are detected, the sum of signals transmitted from the photoreceiving surfaces 18b1, 18c1, 18d1, 18e1, 18b3, 18c3, 18d3, 18e3 will become the mark signals (A channel) while the sum of signals transmitted from the photoreceiving surfaces 18b2, 18c2, 18d2, 18e2, 18b4, 18c4, 18d4, 18e4 will become the noise signals (B channel). Fig. (a) represents the output if there is a dirt 42 on the scanning line when patterns on a mask and a wafer are scanned, while Figs. (b) and (c) respectively represent the outputs of A channel and B channel. On the other hand, Figs, (d)-(f) represent the signals passing through the differential amplifier processing A-B channels to restrain any noise due to a dirt signal from sounding while augmenting pattern S/N.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は半導体焼付装置に於るマスクとウェハーの様な
二つの物体の相対的な位置合わせあるいは半導体デバイ
ス等の加工機に対する位置合わせ装置の光電検出装置、
特に検知物体の表面が平面でなく凸凹があり、あるいは
pめ回折パターンのわかっている信号を検知するのに有
効な光電検出装置(=関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to a photoelectric detection device for relative positioning of two objects such as a mask and a wafer in a semiconductor printing device, or a positioning device for processing machines such as semiconductor devices. ,
In particular, this photoelectric detection device is effective for detecting signals where the surface of the object to be detected is not flat but uneven, or where the p-th diffraction pattern is known.

〔従来技術〕[Prior art]

従来例に係る光電検出装置として特開昭53=91.7
54 (走査型光検出装置)によって開示された本出願
人に係る装置がある。この装置においては平担な物体表
面からの正反射光を除去し、必要なパターン散乱光のみ
を受光すべく遮光部材を配置してい゛る。この遮光部材
の大きさは正反射光が遮光できるぎりぎりの大きさか、
あるいはそれよりわずか大きめに設定している。
As a conventional photoelectric detection device, JP-A-53=91.7
There is a device according to the present applicant disclosed by No. 54 (Scanning Photodetection Device). In this device, a light shielding member is arranged to remove specularly reflected light from a flat object surface and receive only necessary pattern scattered light. Is the size of this light shielding member as large as possible to block specularly reflected light?
Or set it slightly larger than that.

しかし、物体の表面が平担でなく凸凹がある場合、所定
の検知マーク以外の部分(二おいて散乱光が発生し、遮
光部材では遮光できない。このため検出光のコントラス
トの低下を招き、検出精度が悪化あるいは検出不能とな
るなどの問題が生じていた。
However, if the surface of the object is not flat but uneven, scattered light is generated in areas other than the predetermined detection marks (2) and cannot be blocked by a light shielding member. Problems such as deterioration of accuracy or failure to detect occurred.

また従来例に係る光電検出装置として特開昭53−13
5,654によって開示された本出願人に係る装置があ
る。この装置においては光束分割手段を用いて検出光束
を2つに分け、各々の検出光束を各々所定の空間フィル
ターを用いて選択的に1h過させ、この2つの透過光を
別の受光素子に受光して電気信号に変換し、該電気信号
を信号処理してパターン伯母を選択検知するような構成
である。
Also, as a conventional photoelectric detection device, JP-A-53-13
There is a device according to the applicant disclosed by No. 5,654. In this device, the detection light beam is divided into two using a light beam splitting means, each detection light beam is selectively passed through a predetermined spatial filter for 1 hour, and these two transmitted lights are received by another light receiving element. The configuration is such that the electrical signal is converted into an electrical signal, and the electrical signal is processed to selectively detect pattern aunts.

しかし、この構成によれば検出光束を2つに分け゛C検
知するものであるから、受光素子では検出光束の光電が
半減してしまい、反射率の低いパターンや、ウェハ一段
差の低いパターンでは充分な検知が出来ないという欠点
があった。また、複数の空間フィルターの中心軸を検出
光束の中心軸に精度良く合わせないと、検出光束のコン
トラストが低下し、検出精度が悪fヒするという問題が
あった。
However, according to this configuration, since the detection light flux is divided into two and detected, the photoelectricity of the detection light flux is halved in the light receiving element, and this is not true for patterns with low reflectance or patterns with a low one-level difference between the wafers. The drawback was that sufficient detection was not possible. Furthermore, if the central axes of the plurality of spatial filters are not precisely aligned with the central axis of the detection light beam, there is a problem that the contrast of the detection light beam decreases and the detection accuracy deteriorates.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は−」二記従来例の欠点に鑑み提案されたもので
あり、最適のS/N比およびコントラストを有する検出
信号を得ることを可能とする光電検出装置、あるいは空
間フィルターの軸aせ作業をなくし、また空間フィルタ
ーのフィルター範囲を可変として所定の検出信号を得る
ことを可能とする光電検出装置の提供を目的とする。
The present invention has been proposed in view of the drawbacks of the conventional examples mentioned in Section 2, and is a photoelectric detection device or spatial filter axis a-alignment device that makes it possible to obtain a detection signal with an optimal S/N ratio and contrast. The object of the present invention is to provide a photoelectric detection device that eliminates work and makes it possible to obtain a predetermined detection signal by making the filter range of a spatial filter variable.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照しながら本発明の実施例に係る光電検
出装置について説明する。第1図は本発明の実施例に係
る光電検出装置を適用したマスクとウェハーの自動位置
合せ装置の信号検出系の原理図である。1はレーザー光
源、2は集光レンズ。
Hereinafter, a photoelectric detection device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a principle diagram of a signal detection system of an automatic mask and wafer alignment apparatus to which a photoelectric detection device according to an embodiment of the present invention is applied. 1 is a laser light source, 2 is a condenser lens.

6は回転多面鏡、4はリレーレンズ、5は22以下の目
視”用の光学系に光を分割する為のビームスプリッタ−
76はフィールドレンズ、7は14以下の光5ト険出光
学系に光を分割する為のビームスプリッタ−18はリレ
ーレンズ、9は19から21の目視観察用照明光学系か
ら光を導く為のビームスプリッタ−210は対物レンズ
11の瞳であり、12はマスク、16はウェハーである
。レーザー光自体の共役関係は次の様になっている。即
ちレーナー先は−たん集光レンズ2によって30の位置
に集光される。60の位置でのレーザー光のスポット径
は入射するレーザービームの径りと集光レンズ2の焦点
距離f2により定まる。レーザー光が径りの中で一様に
分布をしているとすると、レーザースポットの径dは d = 2.44λ五 り で示される。60の位置から発散していくレーザー光は
回転多面鏡6で反射した後リレーレンズ4を通過して−
たんフィールドレンズ乙の近傍の点62に結像される。
6 is a rotating polygon mirror, 4 is a relay lens, and 5 is a beam splitter for splitting the light into an optical system for visual inspection of 22 or less.
76 is a field lens, 7 is a beam splitter for splitting light into 5 optical systems of 14 or less light, 18 is a relay lens, 9 is for guiding light from illumination optical systems for visual observation from 19 to 21. The beam splitter 210 is a pupil of the objective lens 11, 12 is a mask, and 16 is a wafer. The conjugate relationship of the laser beam itself is as follows. That is, the Lehner tip is focused at a position 30 by the -tan condensing lens 2. The spot diameter of the laser beam at the position 60 is determined by the diameter of the incident laser beam and the focal length f2 of the condenser lens 2. Assuming that the laser beam is uniformly distributed within the radius, the diameter d of the laser spot is expressed as d = 2.44λ. The laser beam diverging from the position 60 is reflected by the rotating polygon mirror 6, passes through the relay lens 4, and -
An image is formed at a point 62 near field lens B.

更に光はリレーレンズ8及び対物レンズ11を通してマ
スク及びウェハー面上に相当する64の位置に結像され
る。従って第1図中で30.32.34は紅に共役とな
っているのである。マスク及びウエノ・−面を実際に走
査するスポット64の径Φは60から64までの結像倍
率なaとした時 Φ =axd で示される。走査スポット径を変(するにはdを変更さ
せれば良くシーツ−光のビーム径りや、レンズ2の焦点
距離f2を変化させる事により実現できる0また走査ス
ポットを大きくするだけなら集光レンズ2の位置を故意
に動かし、60の位置でレーザー光をデフォーカスさせ
てやることによっても実現できる。一般に走査スポット
の径は対象とするパターン線幅によって適宜選べる事が
望ましいが、第1図の系はスポット径の変更に対しては
容易に対処する事ができる。64の位置に集光されたレ
ーザー光は回転多面鏡6の回転に従ってマスク及びウェ
ハー面上を走査する。
Further, the light passes through the relay lens 8 and the objective lens 11 and is imaged at 64 positions corresponding to the mask and wafer surfaces. Therefore, in Figure 1, 30.32.34 is conjugated to beni. The diameter Φ of the spot 64 that actually scans the mask and Ueno surface is expressed as Φ = axd, where a is the imaging magnification of 60 to 64. The scanning spot diameter can be changed by changing d. This can be achieved by changing the beam diameter of the light or the focal length f2 of the lens 2. Also, if you only want to enlarge the scanning spot, you can change the condenser lens 2. This can also be achieved by intentionally moving the position of , and defocusing the laser beam at position 60. Generally, it is desirable to select the diameter of the scanning spot appropriately depending on the line width of the target pattern, but the system shown in Figure 1 The laser beam focused at the position 64 scans over the mask and wafer surface as the rotating polygon mirror 6 rotates.

以上に説明した様な実際の物体面上での走査ビームの共
役関係と共に、第1図の光学系の瞳の結像関係も゛重要
である。対物レンズ11の瞳は10で示されるが、10
の中心点である光軸上の点66と、回転多面鏡6の反射
点61とは互いに共役になっている。即ち第1図の配置
はレーザービームの対物レンズへの入射という点につい
て見れば、丁度瞳10の位置に回転多面鏡を置いたもの
と等価になっているのである。
In addition to the conjugate relationship of the scanning beam on the actual object plane as explained above, the image formation relationship of the pupil of the optical system shown in FIG. 1 is also important. The pupil of the objective lens 11 is indicated by 10, but 10
A point 66 on the optical axis, which is the center point of , and a reflection point 61 of the rotating polygon mirror 6 are conjugate with each other. That is, the arrangement shown in FIG. 1 is equivalent to placing a rotating polygon mirror exactly at the position of the pupil 10 in terms of the incidence of the laser beam on the objective lens.

ウェハーの様な反射物体を観察する際にはテレセントリ
ックな対物レンズが使われる。第1図の対物レンズ11
はテレセントリックな配置、即ち、対物レンズ11の前
側焦点位置に光学系の通過光束を決定する瞳10が置か
れる配置となっている。
A telecentric objective lens is used when observing reflective objects such as wafers. Objective lens 11 in FIG.
is a telecentric arrangement, that is, the pupil 10, which determines the light beam passing through the optical system, is placed at the front focal position of the objective lens 11.

第2図にこの様子を示す。対物レンズ11の前側焦点で
あり、瞳位置10の中心63は前述の様に回転多面鏡乙
のレーザーの反射位置61と共役なのであたかもここか
ら走査ビームが発生するかの様な作用を行う。走査ビー
ムの中心線となる主光線は対物レンズの前側焦点66を
通っているので対物レンズ11を通過した後は光軸と平
行になり、マスク及びウェハーに垂直に入射する。もし
ここで走査ビームが当った箇所が平担な部分であれば入
射光は反射して川び66の位置に戻る。一方もし走貞ビ
ームの当った所にパターンがあれば、パターンの境界部
のエツジで散乱を受け光はもとへは戻らない。即ち散乱
光は対物レンズ11で捉えられて1」」び瞳10を通る
時、最早瞳の中心66を通らず瞳の端の方を通過する1
fになる。この事はとりも的さず、吸上で散乱光と非散
乱光が空間的に分離されているという1日二他ならない
。第2図はこの分離の様子を示している。即ち走査ビー
ムが例えば左から右に物体面上を走査するとすると、パ
ターンのある部分65に当るまでは光は散乱を受けず反
射して瞳10のもとの19[に戻る。パターン65に当
ると光は散乱を受け、点線で示した様な光路を通って1
11!10上のもとの位置に戻らない。
Figure 2 shows this situation. The center 63 of the pupil position 10, which is the front focal point of the objective lens 11, is conjugate with the laser reflection position 61 of the rotating polygon mirror B as described above, so it acts as if a scanning beam were generated from there. The principal ray, which is the center line of the scanning beam, passes through the front focal point 66 of the objective lens, so after passing through the objective lens 11 it becomes parallel to the optical axis and enters the mask and wafer perpendicularly. If the area hit by the scanning beam is flat, the incident light will be reflected and return to the position of the river 66. On the other hand, if there is a pattern where the traveling beam hits, the light will be scattered at the edges of the pattern boundaries and will not return to its original location. That is, when the scattered light is captured by the objective lens 11 and passes through the pupil 10, it no longer passes through the center 66 of the pupil but passes toward the edge of the pupil.
It becomes f. This fact is quite trivial; it is nothing more than the fact that scattered light and non-scattered light are spatially separated in the uptake. FIG. 2 shows this separation. That is, if the scanning beam scans the object plane from left to right, the light is not scattered until it hits a certain portion 65 of the pattern and is reflected back to the original pupil 19 [19]. When the light hits the pattern 65, it is scattered and passes through the optical path shown by the dotted line.
11! It does not return to its original position on 10.

瞳10の所での非散乱光の占める面積は走査レーザー光
のイ]効径と同一である。散乱光を有効に捉える為、こ
の非散乱光の有効径は瞳の径に対して十分小さくとられ
るのが饅通であり、通常はこの径の比が帆1〜0.7の
範囲にとる11が好ましい。
The area occupied by the unscattered light at the pupil 10 is the same as the diameter of the scanning laser beam. In order to effectively capture scattered light, the effective diameter of this non-scattered light is set to be sufficiently small compared to the diameter of the pupil, and the ratio of this diameter is usually set in the range of 1 to 0.7. 11 is preferred.

再び第°1図に戻り、ビームスプリッタ−7から別れて
フォトディテクター18に到る光電検出光学系について
考える。図中14は対物レンズ11の瞳10を結像させ
るレンズ、15は光電検出用の光は1ろ過し、他の波長
例えば目視用光学系で用いる波長を実質的にカットする
フィルターである。
Returning to FIG. 1 again, consider the photoelectric detection optical system that separates from the beam splitter 7 and reaches the photodetector 18. In the figure, 14 is a lens that forms an image of the pupil 10 of the objective lens 11, and 15 is a filter that filters light for photoelectric detection and substantially cuts other wavelengths, such as wavelengths used in the viewing optical system.

フォトディテクター18の位置は瞳結像レンズ14によ
り瞳10の像のできる所である。従って瞳10゜フォト
ディテクター18は互に共役な関係になっている。この
光電検出系は走査スポットが検知物体にさしかかった時
のみ出力があられれる1↓になる。従って出力を時間的
に観察ずれば走査ビームがエツジに当った時パルス状の
信号が発生され、走査ビームが検知物体に当った時ステ
ップ状の信号が得られる事がわかる。このパターンがマ
スク及びウェハーのアラインメントマークからの信号で
あれば、この信号からマスクとウェハーの相対的な位置
ずれを検出することができる。検出されたずれけを補正
する様に不図示の駆動系でマスクとウェハーの相対位置
を動かずことによりオートアラインメントがなされる。
The position of the photodetector 18 is where the image of the pupil 10 is formed by the pupil imaging lens 14. Therefore, the pupil 10° photodetectors 18 are in a conjugate relationship with each other. This photoelectric detection system outputs an output of 1↓ only when the scanning spot approaches the detection object. Therefore, by observing the output in time, it can be seen that a pulse-like signal is generated when the scanning beam hits an edge, and a step-like signal is obtained when the scanning beam hits the sensing object. If this pattern is a signal from an alignment mark on the mask and wafer, the relative positional deviation between the mask and wafer can be detected from this signal. Auto-alignment is performed by not moving the relative positions of the mask and wafer using a drive system (not shown) so as to correct the detected deviation.

また走査ビームが検知物体に当った時発生するステップ
状の信号は同期信号として使用する。
Further, a step-like signal generated when the scanning beam hits a detection object is used as a synchronization signal.

第1図で目視用に設けられているのは19〜21の照明
系と22以下の観察系である。図中19は照明用光源、
20はコンデンサーレンズで光源像を対物レンズ11の
瞳10の上に作る作用をする。
In FIG. 1, illumination systems 19 to 21 and observation systems 22 and below are provided for visual observation. 19 in the figure is a light source for illumination,
A condenser lens 20 functions to form a light source image on the pupil 10 of the objective lens 11.

21はフォトレジストの感光する波長域の光をカットす
る作用を持つフィルターである。一方22は像の正転を
行うエレクタ−226はレーデ−波長をカットし目視観
察用の波長を透過するフィルター、24は接眼レンズで
ある。
Reference numeral 21 denotes a filter that has the function of cutting off light in the wavelength range to which the photoresist is sensitive. On the other hand, reference numeral 22 designates an erector 226 which rotates the image in the normal direction, and a filter which cuts radar wavelengths and transmits wavelengths for visual observation, and reference numeral 24 designates eyepiece lenses.

一方、レーツーによるスポット走査に適合するマークと
しては、例えば昭和52年1月22日、本出願−人に1
9出願された「光学装置」、にその実施例がある。この
マークは一方向のライン走査に対してX、yのずれを検
出する串のできる第3図の様なマークである。第6図(
alはマスク(またはウェハー)用パターン、(b)ハ
ウエバー(またはマスク)用パターン、(C)は両者を
アラインメントさせた時の状−態である。なお(C1図
で点線で示されているのが走査レーザービームの軌跡で
ある。
On the other hand, as a mark suitable for spot scanning by RETSU, for example,
There is an example of this in ``Optical Device'' filed under No. 9. This mark is a mark like the one shown in FIG. 3, which has a skewer for detecting X and Y deviations in one direction line scanning. Figure 6 (
al is a pattern for a mask (or wafer), (b) is a pattern for However (or a mask), and (C) is a state when both are aligned. Note that the dotted line in Figure C1 is the locus of the scanning laser beam.

この様な光電検出法の問題点としてゴミの事が挙げられ
る。即ち本光電検出系は散乱した光を検出しているので
、光電検出の対象領域にたまたまゴミの様な光を散乱さ
せる物14がある場合、このゴミの散乱光まで信号とし
て拾ってしまうのである。ゴミはウェハーに付着してい
る場合もあれば走査光学系の内部に付着している場合も
ある。ウェハーに付着するゴミなどは常に考慮しておか
なければならない要因といえる。この様にして生じるパ
ターン以外からの検出光はいわば偽信号であり、好まし
くないばかりでなく、誤動作の1チ)因となる。
One of the problems with this photoelectric detection method is dust. In other words, since this photoelectric detection system detects scattered light, if there happens to be an object 14 that scatters light, such as dust, in the area targeted for photoelectric detection, the scattered light from this dust will also be picked up as a signal. . Dust may be attached to the wafer or inside the scanning optical system. Dust adhering to wafers is a factor that must always be taken into consideration. Detected light from other than the pattern generated in this way is a so-called false signal, which is not only undesirable but also causes malfunction.

本発明は上記のゴミやあるいは検出物体の表面からの乱
反射などのパターン以外からの不所望の検出光の除去を
1」的としたものであり、具体的にはフォトディテクタ
ーの受光面を分割する手段を活用しようとするものであ
る。ここでフォトディテクターの受光面を分割する手段
を活用する為、第1図の光電検出部のフォトディテクタ
ー18の所で観測される光の分布を考える。今までの説
明では散乱光をパターンエツジからの散乱現象として捉
えてきたが、これは要旨すれば一種の回折現象に他なら
ない。従ってパターンの方向性に依(tした)j向に光
は散乱される串になる。第6図に示した様なアラインノ
ントマークの場合、フォトディテクター18の位置で観
測される散乱光の分67いわゆる回折パターンを第4図
(a) 、 (blに示す。散乱光はパターンの伸びて
いる方向と直角の方向に伸びる串は通常の回折現象の理
論より容易に説明される。第4図(alは第6図12a
、13a、、12bからの散乱光であり、第4図(b)
は第6図12C216b 、12dからの散乱光である
。一方これに対してゴミの様な不規則な形状をした物質
からの散乱光は遮光板の所で特別な方向性は示さず一様
な拡がり方をする。第4図(C)にその様子を示す。
The present invention aims to remove unwanted detection light from other than the pattern such as the above-mentioned dust or diffused reflection from the surface of the detection object, and specifically, it divides the light-receiving surface of the photodetector. It is an attempt to utilize the means. Here, in order to utilize the means of dividing the light-receiving surface of the photodetector, consider the distribution of light observed at the photodetector 18 of the photoelectric detection section in FIG. 1. In the explanation so far, scattered light has been understood as a phenomenon of scattering from pattern edges, but in essence, this is nothing but a type of diffraction phenomenon. Therefore, the light becomes a skewer that is scattered in the j direction depending on the directionality of the pattern (t). In the case of an aligned non-mark as shown in Fig. 6, the so-called diffraction pattern of the scattered light observed at the position of the photodetector 18 is shown in Fig. 4(a) and (bl). A skewer extending in a direction perpendicular to the direction of
, 13a, , 12b, as shown in Fig. 4(b).
is the scattered light from 12C216b and 12d in FIG. On the other hand, scattered light from irregularly shaped substances such as dust does not show any particular directionality at the light shielding plate and spreads uniformly. The situation is shown in FIG. 4(C).

$4図(al 、 (b) 、 fClとも中央の黒い
点は非散乱光による部分であり、それ以外の斜線部が光
の拡がっている領域を示している。また外側の円は本光
学系の有効径を示している。
In both Figures 4 (al, (b), and fCl), the black dot in the center is the area due to non-scattered light, and the other shaded areas indicate the area where the light is spreading.The outer circle is the area where the light is spreading. shows the effective diameter of

本発明ではこのフォトディテクター位置でのパターン部
と非パターン部からの散乱の違いを利用する。その為本
発明ではフォトディテクターの受光面を分割し、パター
ン検出受光面と散乱光受光面とを設ける事を特徴とする
。そしてこれら受光面は、検出パターンの向きに対応し
て各々の役割が入れ替る。ここでパターン検出受光面よ
り得られる信号をマーク信号と呼び、散乱光受光面より
得られる信号をノイズ信号と呼ぶ。
The present invention utilizes the difference in scattering from the patterned portion and the non-patterned portion at the photodetector position. Therefore, the present invention is characterized in that the light receiving surface of the photodetector is divided into a pattern detection light receiving surface and a scattered light receiving surface. The roles of these light-receiving surfaces are switched depending on the direction of the detection pattern. Here, the signal obtained from the pattern detection light receiving surface is called a mark signal, and the signal obtained from the scattered light receiving surface is called a noise signal.

第5図はこの様なフォトディテクターの実施例を示す概
略的上面図である。18のフォトディテクターは、各々
分割され独立に信号が収り出される受光面18a 、1
8b+ 、18b2,18ba 、18b+ 。
FIG. 5 is a schematic top view showing an embodiment of such a photodetector. The 18 photodetectors are each divided into light receiving surfaces 18a and 1 from which signals are collected independently.
8b+, 18b2, 18ba, 18b+.

18c+、18c2,18cs、18c4,18d+、
18d2゜18d3.18d4,18e+ 、 18e
2.18(13、1f3e4よりなっている。中央の受
光面18aは、光走査ビームのIE反射九を受光する。
18c+, 18c2, 18cs, 18c4, 18d+,
18d2゜18d3.18d4, 18e+, 18e
2.18 (13, 1f3e4).The central light receiving surface 18a receives the IE reflection 9 of the optical scanning beam.

これにより光走査ビームが検出イ「1域を走査している
事を認知し、後処理回路により同期イに号を発生させる
とともに、検出物体の反射率を測定する(j↓が出来る
。第6図のマークパターン12a、13a、12bを検
知する場合は”□光面18b+ 、18c+ 、18d
+ 、18e+ 。
As a result, it is recognized that the optical scanning beam is scanning the detection area 1, and the post-processing circuit generates a signal in the synchronous area, and at the same time measures the reflectance of the detected object (j↓ is possible. When detecting the mark patterns 12a, 13a, 12b in the figure, "□light surfaces 18b+, 18c+, 18d"
+, 18e+.

18bs 、18c3,18d3,18e3から得られ
る伯す−の和がマーク信号となり、受光面18b2,1
8c2 。
The sum of the numbers obtained from 18bs, 18c3, 18d3, and 18e3 becomes a mark signal, and the light receiving surfaces 18b2, 1
8c2.

18d2.18e2.18b4.18+!4 、18d
4.181!4から得られる信号の和がノイズ信号とな
る。次に第6図のマークパターン12c、13b、12
dを検知する場合は、受)し而18b2,18C!2.
18dz 。
18d2.18e2.18b4.18+! 4, 18d
The sum of the signals obtained from 4.181!4 becomes the noise signal. Next, mark patterns 12c, 13b, 12 in FIG.
If d is detected, then 18b2, 18C! 2.
18dz.

18ez 、18b4,18C4,18d4,18e4
 から得られる信号の和がマーク信号となり、受光面1
8b+。
18ez, 18b4, 18C4, 18d4, 18e4
The sum of the signals obtained from is the mark signal, and the light receiving surface 1
8b+.

18c+、18d+、18e+、18bs、18c3,
18ds。
18c+, 18d+, 18e+, 18bs, 18c3,
18ds.

18e3から得られる信号の和がノイズ信号となる。The sum of the signals obtained from 18e3 becomes the noise signal.

この様にしてマーク信号とノイズ信号の検知を行うと、
マーク信号に含まれるゴミ等による散乱光とほぼ同量で
同期したノイズ(i2号の検知が行える。従ってマーク
信号からノイズ信号をひいてやればゴミ等による誤った
検知がなくなり、かかる影響を全く除去する事が可能と
なる。ここでマーク11f号が出力される方をAチャン
ネル、ノイズ信号が出力”される方をBチャンネルと呼
ぶ。第6図のマークパターンのパターン方向はpめわか
っているから、同期信号の検出と後処理回路で検出され
たパルスの本数を計数することによって、どちらの方向
の受光面がAチーVネルになるか、あるいはBチャネル
になるか容易に知ることができる。
When mark signals and noise signals are detected in this way,
It is possible to detect synchronized noise (i2) with approximately the same amount of light scattered by dust etc. contained in the mark signal. Therefore, by subtracting the noise signal from the mark signal, false detection due to dust etc. will be eliminated, and such influence can be completely eliminated. Here, the side where mark No. 11f is outputted is called the A channel, and the side where the noise signal is outputted is called the B channel. Therefore, by detecting the synchronization signal and counting the number of pulses detected by the post-processing circuit, it is easy to know which direction the light receiving surface is for the A, V or B channels. can.

次に本発明の実施例に係る悄号処理系について説明する
。第6図はその信号処理を説明するためのイ11号図で
ある。第6図(a)はマスク及びクエハー上のパターン
を走査した時の位置関係を示したものである。この図で
一点鎖線はレーツー走査光を示しており、ゴミ42が走
査線上にのっているJ↓を除けば第6図(C)と全く同
じ配置になっている。
Next, an ejection processing system according to an embodiment of the present invention will be explained. FIG. 6 is a diagram No. 11 for explaining the signal processing. FIG. 6(a) shows the positional relationship when the patterns on the mask and the wafer are scanned. In this figure, the one-dot chain line indicates the rate-to-scanning light, and the arrangement is exactly the same as that in FIG. 6(C) except for J↓ where dust 42 is placed on the scanning line.

第6図(b)はAチャンネル、$6図(C)はBチャン
ネルの出力を示したものである。Aチャンネルは「パタ
ーンS/N比J 、Bチャンネルは「ゴミ」の検出チャ
ンネルなので図の様な出力になる。
FIG. 6(b) shows the output of the A channel, and FIG. 6(C) shows the output of the B channel. Since the A channel is a "pattern S/N ratio J" and the B channel is a "dust" detection channel, the output is as shown in the figure.

第6図(d)〜(f)は(A−B)の演算を行う不図示
の差動増幅2gを通過した信号の三態様である。(dl
はAチャンネルのゴミ信号とBチ°ヤンネルのゴミ41
1号がJ一度うまくキャンセルした場合、(e)はBテ
ヤンイ・ルのゴミ14、号の方が大きかった場合、if
)はAチャンネルのゴミ(lj号の方が大きくて完全に
はキャンセルできなかった場合である。(dl〜(f)
のいずれになるかはゴミの散乱の特性、差動増幅の際に
一方又は両方の413号に倍率をかける、或いはフォト
ディテクターの感IW差を利用する等種々の要素があり
、−4既に決定する巾はできない。しかし単純に非散乱
光のみをカットした(b)の出力に比して差動増幅器を
辿った後のイ1、吟である(a)〜(f)はノイズを抑
制し、パターンS/N比を晶めている。
FIGS. 6(d) to 6(f) show three aspects of the signal that has passed through the differential amplifier 2g (not shown) that performs the calculation (A-B). (dl
is the garbage signal of the A channel and the garbage signal of the B channel 41
If No. 1 successfully canceled J once, (e) is B Taeyang Lee's garbage 14, if No. 1 was larger, if
) is the case where the garbage on the A channel (lj is larger and cannot be completely canceled. (dl~(f))
There are various factors that determine which one will be, such as the characteristics of dust scattering, applying a magnification to one or both Nos. 413 during differential amplification, or using the difference in IW sensitivity of the photodetector, etc. -4 has already been determined. I can't do that. However, compared to the output of (b) in which only non-scattered light is simply cut, the outputs (a) to (f), which are outputs after tracing the differential amplifier, suppress noise and improve the pattern S/N. The ratio is crystallizing.

次に光電検出のもう一つの問題を挙げると、光電検出の
対象領域の表面に凸凹がある場合、この凸凹により発生
する散乱光を信号として拾ってしまうが、この様なパタ
ーン以外からの検出光はコントラストの低下、S/Nの
悪化となるため検出r+!r度の低下と信号検出率の低
下を招く。ここで第1図のフォトディテクター18の所
で観測される光重検出対象領域の表面にある凸凹からの
散乱光の分布を考えると、かかる散乱光はディテクター
18の所で特別な方向性を示さず一様な拡がりを示す。
Next, another problem with photoelectric detection is that if the surface of the target area for photoelectric detection has unevenness, the scattered light generated by the unevenness will be picked up as a signal, but the detected light from other than the pattern will be picked up as a signal. detects r+! because the contrast decreases and the S/N deteriorates. This results in a decrease in r degree and a decrease in signal detection rate. Considering the distribution of scattered light from unevenness on the surface of the light weight detection target area observed at the photodetector 18 in FIG. 1, this scattered light shows a special directionality at the detector 18. It shows a uniform spread.

第4図(d)は検出物体表面に凸凹が少しある状態であ
り、それより少し凸凹が大きいと第4図(el、史(″
−凸凹が大きくなると第4図(f)となる。この様に検
出物体表面の凸凹に対応して散乱)tの拡がりも゛変化
する。第4図(dl 、 (cl 、 (f)とも中央
の黒い点は非散乱光による部分であり、それり、外の斜
線部が光の拡がっている領域な示している。また外側の
円は本光学系の有効径を示している。
Figure 4(d) shows a state where there are some irregularities on the surface of the detection object, and if the irregularities are slightly larger than that, Figure 4(el, history(''
- When the unevenness becomes large, it becomes as shown in FIG. 4(f). In this way, the spread of scattering) t changes in response to the unevenness of the surface of the detection object. In Figure 4 (dl, (cl, and f), the black dot in the center is the area due to non-scattered light, and the outer shaded area shows the area where the light is spreading. Also, the outer circle is the area where the light is spreading. The effective diameter of this optical system is shown.

本発明ではこのフォトディテクター18の位置での光の
拡がりの違いに着目する。その為本発明では中心から4
方向に伸びたフォトディテクターの受光面を、中心から
等距離になる様に各方向4つの受光面に分割しである。
The present invention focuses on the difference in the spread of light at the position of the photodetector 18. Therefore, in the present invention, 4
The light-receiving surface of the photodetector extending in the direction is divided into four light-receiving surfaces in each direction at equal distances from the center.

各ノj向の受光面からの信号はパターニングの相違(二
よる信号レベルの相違、および検出物体表面からの散乱
光の拡がりに対応して中心から等距離にある受光面が選
択される。選択された受光面の各出力信号が合成された
後、最良のコントラストとS/N比をもつ信号として信
号処理回路へと出力される。
For signals from the light-receiving surfaces in each direction, light-receiving surfaces equidistant from the center are selected in response to differences in patterning (differences in signal levels due to the two types, and spread of scattered light from the surface of the detection object). After the respective output signals of the light-receiving surfaces are combined, they are outputted to a signal processing circuit as a signal with the best contrast and S/N ratio.

第7図は本発明の実施例に係る信号処理回路のブロック
図である。フォトディテクター18の中央部の受光面1
8aは検出走査ビームが検出領域内を走査している事を
検知するとその旨の信−号を増幅器51へと出力する。
FIG. 7 is a block diagram of a signal processing circuit according to an embodiment of the present invention. Light-receiving surface 1 in the center of photodetector 18
When the detection scanning beam 8a detects that the detection area is scanned, it outputs a signal to that effect to the amplifier 51.

増幅器51は信号を増幅した後電圧比較器58とA/D
コンバータ54へと出力する。A/Dコンバータ54に
出力された受光面18aの信号は、デジタル信号に変換
されて演算処理回路57へと送られる。演算処理回路5
7は演算処理部、メモリ部、および人出力信号を扱うイ
ンターフェース部よりなっている。A/Dコンバータ5
4から演算処理回路57へと人力された第1回目の走査
ビームの信号を演算処理回路でその大きさを検知し、ス
レッンユホールドレベルを演算して決めた後D/Aコン
バータ56ヘト出カスる。D/Aコンバータ53から出
力されたスレッンユホールド電圧は電圧比較器58の基
準電圧として用いられる。電圧比較器58は、この基準
電圧と第2回目の走査ビームによる増幅器51の出力と
を比較し、検出走査ビームが検出領域内を走査している
間、信号を出力する。この出力イj号を第8図(d)に
示すが、この出力信号は後述するパターン信号の時間測
定のための同期信号として使用される。
After the amplifier 51 amplifies the signal, the voltage comparator 58 and the A/D
Output to converter 54. The signal from the light receiving surface 18a output to the A/D converter 54 is converted into a digital signal and sent to the arithmetic processing circuit 57. Arithmetic processing circuit 5
7 consists of an arithmetic processing section, a memory section, and an interface section that handles human output signals. A/D converter 5
4 to the arithmetic processing circuit 57, the arithmetic processing circuit detects its magnitude, calculates and determines the threshold hold level, and then outputs it to the D/A converter 56. Ru. The threshold voltage output from the D/A converter 53 is used as a reference voltage for the voltage comparator 58. The voltage comparator 58 compares this reference voltage with the output of the amplifier 51 by the second scanning beam, and outputs a signal while the detection scanning beam scans the detection area. This output signal is shown in FIG. 8(d), and this output signal is used as a synchronizing signal for time measurement of a pattern signal, which will be described later.

フォトディテクターの各受光面18b+、18c+。Each light receiving surface 18b+, 18c+ of the photodetector.

18d+ 、18e+は各々選択スイッチ50b++5
0c+。
18d+ and 18e+ are each selection switch 50b++5
0c+.

50dI、50eIを通って信号合成回路52へと接続
されている。同様に他の受光面も対応する選択スイッチ
を介して信号合成回路52へと接続されている。各選択
スイッチは演算処理回路57の出力によりONまたはO
FF状態となり、これにより各受光面が選択される。ま
た信号合成回路52は各受光面ごとに増幅器をもち演算
処理回路57の出力により、各受光面からの信号を各々
独立に加算あるいは減算を行う加算器と減算器とを持ち
、それらを合成して一つの出力として電圧比較器59と
A/Dコンバータ56へと出力することが”I能である
。演算処理回路57は最初全選択スイッチへON出力を
出し、全受光面の信ぢを信号合成回路52へ人力される
様にする。
It is connected to the signal synthesis circuit 52 through 50dI and 50eI. Similarly, other light receiving surfaces are also connected to the signal combining circuit 52 via corresponding selection switches. Each selection switch is turned on or off depending on the output of the arithmetic processing circuit 57.
The state becomes FF, and each light-receiving surface is selected. The signal synthesis circuit 52 has an amplifier for each light receiving surface, and has an adder and a subtracter that independently add or subtract signals from each light receiving surface according to the output of the arithmetic processing circuit 57, and combines them. It is possible to output the signal to the voltage comparator 59 and the A/D converter 56 as one output.The arithmetic processing circuit 57 first outputs an ON output to the all selection switches, and outputs the signals of all the light receiving surfaces as a signal. The synthesis circuit 52 is operated manually.

次に油料1−処理回路57は、信号合成回路52に対し
受光面18b+ 、18c+ 、18d+ 、18e+
 、18b3゜18cs 、18d3.18esからの
信号を加算し、受光面18b2,18c2.18d2.
18e2.18b4.18(!4゜18d4,18e+
からの(11号を減算する様指令イ1)号を−うえる。
Next, the oil 1-processing circuit 57 transmits the light receiving surfaces 18b+, 18c+, 18d+, 18e+ to the signal synthesis circuit 52.
, 18b3°18cs, 18d3.18es are added, and the light receiving surfaces 18b2, 18c2.18d2.
18e2.18b4.18(!4゜18d4,18e+
Add the command A1 to subtract the number 11 from the number.

()j電合成回路52はこの加減算した出力をA/Dコ
ンバータ56と電圧比較器59へと出力する。演算処理
回路57はこの出力をA/Dコンバータ56を通じてそ
の信号の大きさを検知し、スレツンユボールドレベルを
演算して決めた後D/Aコンバータ55へと出力する。
()j The electric synthesis circuit 52 outputs the added and subtracted output to the A/D converter 56 and the voltage comparator 59. The arithmetic processing circuit 57 detects the magnitude of this output signal through the A/D converter 56, calculates and determines the threshold bold level, and outputs it to the D/A converter 55.

電圧比較器59は信号合成回路52からの人力とD/A
コンバータ55からのスレツノユホールド電圧の比較を
行いパターン信号に対応したパルス出力を出す。
The voltage comparator 59 uses human power from the signal synthesis circuit 52 and the D/A
The thread hold voltages from the converter 55 are compared and a pulse output corresponding to the pattern signal is output.

そして演算処理回路57は電圧比較器58の同期信号が
発生した時点から電圧比較器59のパターン信号の個数
を数え、パターン信号を3個数え終り3個目のパターン
信号が通過した後、信号合成回路52に加減算の指令信
号を与える。すなわち受光1jjT18b2,18c2
.18d2,1882,18b4゜18c4,18d4
,18e4からの信号を加算し、受光山1isb+ 、
18c+ 、18d+ 、18e+ 、18ba 、1
8c3゜18d3,18e3からの信号を減算する様に
する。
Then, the arithmetic processing circuit 57 counts the number of pattern signals of the voltage comparator 59 from the time when the synchronization signal of the voltage comparator 58 is generated, and after counting three pattern signals and passing the third pattern signal, the signal is synthesized. A command signal for addition and subtraction is given to the circuit 52. That is, light reception 1jjT18b2, 18c2
.. 18d2, 1882, 18b4゜18c4, 18d4
, 18e4, and the receiving peak 1isb+,
18c+, 18d+, 18e+, 18ba, 1
The signals from 8c3°18d3 and 18e3 are subtracted.

この結果、得られたイに号合成回路52の出力を第8図
(b)に示す。この信号合成回路52の加減算処理と受
光面の組み合せは、上記説明のように同期信号の立ち上
り時と、パターン信号を3個81数した時に切替えられ
て繰り返し行なわれる。
As a result, the output of the signal synthesis circuit 52 obtained is shown in FIG. 8(b). The addition/subtraction processing of the signal synthesis circuit 52 and the combination of light receiving surfaces are switched and repeated at the rising edge of the synchronization signal and at the time of three pattern signals, as described above.

ところで第8図(blの信号には検出面の凸凹による散
乱光が多く含まれている。演算処理回路57はA/Dコ
ンバータ56の出力経由で信号合成回路52の出力つま
り第8図(b)の信号を収り込んで演算処理回路の記憶
部へ記憶させ、−央にペデスタル信号P1およびパター
ン信号S+ 、 S2 、 Ss 、S4 。
By the way, the signal in FIG. 8 (b1) contains a lot of scattered light due to the unevenness of the detection surface. ) are stored in the storage section of the arithmetic processing circuit, and the pedestal signal P1 and pattern signals S+, S2, Ss, S4 are placed in the -center.

S、 、 S、を演算する。パターン信号が大きい場合
あるいはペデスタル信号P1が一定値より大きい場合、
演算処理回路57は内側の受光面18bI。
Compute S, , S,. When the pattern signal is large or when the pedestal signal P1 is larger than a certain value,
The arithmetic processing circuit 57 is located on the inner light receiving surface 18bI.

18b2,18b3.18b4の信号を切り離すべく選
択スイッチ50b+ 、50b2,50b3,50b4
へOFF信号を出し、信号合成回路52によって合成さ
れない様にする。その結果得られる(6号合成回路52
の出力は、弔8図(C1の様になる。第8図(C1に示
す様にディテクター18の内側の受光面を切り離すとペ
デスタル信号P2は大幅に減少するが、パターン信号S
r 、 Ss 、 Sg、SIo 、 Str 、 S
I2も着下減少する。この様に演算処理回路57はフォ
トディテクターの受光面を順次切り離していき、パター
ン伯5シが一定以上で最良のコントラストが得られる受
光面の組みaせで固定し、同時にパターン信号レベルの
減少に対応して電圧比較器59へのスレツンユホールド
電圧も変化させる。次に演算処理回路57は、コントラ
ストが一定以上悪化しないのを確認しながらフォトディ
テクター18の外側の受光面18e+ 、18e2,1
8es 、18e+の組み合せより切り離していき、コ
ントラストが一定以上悪化する一歩手前で受光面の切り
離しを中止する。外側から切り離す操作を行うのは、一
般に外側の受光面には有効な光束が入射しない場合があ
るが、かかるときにも暗電流が流れる。この暗電流は信
−号としてはノイズ信号であり、実質的にS/N比を低
丁させるからである。このようにして適宜フォトディテ
クター18の受光面を組みきせることにより最良のコン
トラスト、最良のS/N随って最良のパターン信号が得
られる。その結果検出率の良い、検出精度の高い信号が
得られる。
Selection switch 50b+, 50b2, 50b3, 50b4 to disconnect the signals of 18b2, 18b3, 18b4
An OFF signal is sent to the signal to prevent it from being combined by the signal combining circuit 52. The result is obtained (No. 6 synthesis circuit 52
The output is as shown in Figure 8 (C1).If the inner light-receiving surface of the detector 18 is separated as shown in Figure 8 (C1), the pedestal signal P2 will be greatly reduced, but the pattern signal S
r, Ss, Sg, SIo, Str, S
I2 also decreases underwear. In this way, the arithmetic processing circuit 57 sequentially separates the light-receiving surfaces of the photodetector, fixes the light-receiving surface combination a that provides the best contrast when the pattern ratio is above a certain level, and at the same time reduces the pattern signal level. Correspondingly, the thread hold voltage to the voltage comparator 59 is also changed. Next, the arithmetic processing circuit 57 selects the outer light receiving surfaces 18e+, 18e2, 1 of the photodetector 18 while checking that the contrast does not deteriorate beyond a certain level.
The light receiving surface is separated from the combination of 8es and 18e+, and the separation of the light receiving surface is stopped one step before the contrast deteriorates beyond a certain level. When the operation of separating the light from the outside is performed, there are cases in which no effective light beam is generally incident on the light-receiving surface on the outside, but even in such a case, a dark current flows. This is because this dark current is a noise signal and substantially reduces the S/N ratio. By appropriately combining the light receiving surfaces of the photodetector 18 in this way, the best contrast, the best S/N, and the best pattern signal can be obtained. As a result, a signal with a good detection rate and high detection accuracy can be obtained.

第8図(alはマスクおよびウェハー上のパターンを走
査した時の位置関係を示したものであり、点線はレーザ
ーの走査を示している。第8図(b)はすべての受光面
が作動したときの検知信号図であり、(C1は受光面が
最適に選択されて組合わされたときの検知信号図、(d
)は同期信号図である。
Figure 8 (al) shows the positional relationship when scanning the patterns on the mask and wafer, and the dotted line shows the laser scanning. Figure 8 (b) shows when all light-receiving surfaces are activated. (C1 is a detection signal diagram when the light-receiving surfaces are optimally selected and combined, (d
) is a synchronization signal diagram.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば光電素子が検出パタ
ーンの回折方向に対応して、かつ放射方向に対しても分
割されて配置され、各光電素子の巖択絹合せにより所定
の信号を検出するものであ分な大きさの検出信号レベル
を得ることができる。
As explained above, according to the present invention, the photoelectric elements are arranged corresponding to the diffraction direction of the detection pattern and are also divided in the radiation direction, and a predetermined signal is detected by selectively aligning each photoelectric element. It is possible to obtain a sufficiently large detection signal level by using the following method.

また1八鱈検出ルートが単一であるから装置構成が13
」単化される。更に複数の草間フィルターの光軸合せ等
の複雑な位置合せが不要となり調整が簡単である。また
各九′屯素子は同一平面上にあるから素子間の感度が均
一となる。
In addition, since there is a single cod detection route, the equipment configuration is 13.
” is simplified. Furthermore, complicated positioning such as optical axis alignment of a plurality of Kusama filters is not required, and adjustment is simple. Furthermore, since each nine-dimensional element is on the same plane, the sensitivity among the elements is uniform.

また本発明によれば成力ねのコントラストおよび最適の
S/N比をもつ検出信号が得られるように分割さハた複
数の受光面を、6宜選択できるから検出精度およびイ5
け検出イーの向」二を図ることができる。
Further, according to the present invention, a plurality of divided light receiving surfaces can be selected as desired so as to obtain a detection signal with a high contrast and an optimum S/N ratio, which improves detection accuracy and improves detection accuracy.
It is possible to improve the detection efficiency.

更に本発明(=よれば検出物体のパターン信号を検出す
る部分と検出領域面を検知していることを検出する部分
とに分割された光電素子を有し、検出領域面の検知信写
をパターンイ5、号の同期信号お」:び伯吋検知のスレ
ツンユホールド電圧として利用でき、検出時間の短縮化
および装置構成がIL’l単となる効果がある。
Furthermore, according to the present invention, the photoelectric element is divided into a part that detects the pattern signal of the detection object and a part that detects that the detection area surface is detected, and the photoelectric element is divided into a part that detects the pattern signal of the detection object and a part that detects that the detection area surface is detected. It can be used as a thread hold voltage for the synchronous signal 5.1 and 2.5, and has the effect of shortening the detection time and making the device configuration simple.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例に係る光電検出装置を適用した
マスクとウェハーの自動位置合せ装置の信号検圧系の原
理図、第2図はテレセントリックな対物レンズの作用を
示す図、第6図は自動位置合せ装置で用いられるマーク
の一例を示す図である。第4図はマークからの回折パタ
ーンを示す図と検出物体表面からの散乱光の分布を示す
図、第5図は本発明の実施例に係るフォトディテクター
を示す図、第6図は本発明の実施例に係る信号処理系を
説明するための信号図、第7図は本発明の実施例に係る
信号処理回路のブロック図、第8図は本発明の実施例に
係る検出マークパターン、受光面の選択前後の検出信号
、および同期信号を示す図である1゜ 1 ・・・ レーツー光源 2 、4 、6 、8 、14 、20 、22 、2
4・・・レンズ3・・・ 回転多面鏡 5.7.9・・ビームスプリッタ− 10・・・対物レンズ11の瞳 11・・・対物レンズ 12・・・マスク 16・・・ウェハー 15.21.23・・・フィルター 18・・ フォトディテクター 19・・・照明用光源 65・・パターンのくぼみ 51・・・増幅器 52・・・イ、i号合成回路 53.55・・・D/Aコノバータ 54.56・・・A/Dコンバータ 57・・・演tス処理回路 58.59・・・電圧比較器。 第 2 図 1’(l) 第 3 ffl (a) (b) (c) (d) (e) (f) 第 4 図 第5図
Fig. 1 is a principle diagram of a signal pressure detection system of an automatic mask and wafer alignment device using a photoelectric detection device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the action of a telecentric objective lens, and Fig. 6 is a diagram showing the operation of a telecentric objective lens. The figure is a diagram showing an example of marks used in the automatic alignment device. FIG. 4 is a diagram showing the diffraction pattern from the mark and the distribution of scattered light from the detection object surface, FIG. 5 is a diagram showing the photodetector according to the embodiment of the present invention, and FIG. A signal diagram for explaining the signal processing system according to the embodiment, FIG. 7 is a block diagram of the signal processing circuit according to the embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a detection mark pattern and light receiving surface according to the embodiment of the present invention. 1. This is a diagram showing detection signals and synchronization signals before and after selection of 1.
4... Lens 3... Rotating polygon mirror 5.7.9... Beam splitter 10... Pupil of objective lens 11 11... Objective lens 12... Mask 16... Wafer 15.21 .23...Filter 18...Photodetector 19...Illumination light source 65...Pattern depression 51...Amplifier 52...A, i-synthesizing circuit 53.55...D/A converter 54 .56... A/D converter 57... Performance processing circuit 58.59... Voltage comparator. 2nd Figure 1'(l) 3rd ffl (a) (b) (c) (d) (e) (f) 4th Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 異なる方向に配置された複数の検出パターンによる回折
光を独立して受光可能に該回折光の方向性に対応して配
置された複数の光′砲素子と、前記複数の光電素子の出
力信号を演算処理し所定の検出パターン信号を算出する
手段とを二iする光電検出装置。
A plurality of light cannon elements arranged corresponding to the directionality of the diffracted light are capable of independently receiving diffracted light from a plurality of detection patterns arranged in different directions, and output signals of the plurality of photoelectric elements are provided. A photoelectric detection device comprising means for performing arithmetic processing and calculating a predetermined detection pattern signal.
JP59005636A 1984-01-17 1984-01-18 Photoelectric detector Pending JPS60150629A (en)

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