JPS61248426A - パタ−ン検出装置 - Google Patents
パタ−ン検出装置Info
- Publication number
- JPS61248426A JPS61248426A JP60088555A JP8855585A JPS61248426A JP S61248426 A JPS61248426 A JP S61248426A JP 60088555 A JP60088555 A JP 60088555A JP 8855585 A JP8855585 A JP 8855585A JP S61248426 A JPS61248426 A JP S61248426A
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- Japan
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- arithmetic processing
- fourier
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、半導体集積回路の製造工程の中で使用される
露光装置において、ウェーハまたはマスクなどの位置合
せのための精密位置計測に好適なパターン検出装置の改
良に関するものである。
露光装置において、ウェーハまたはマスクなどの位置合
せのための精密位置計測に好適なパターン検出装置の改
良に関するものである。
従来のパターン検出装置は、例えば特開昭５９−７２１
３４号に記載のように、試料からの反射光あるいは透過
光の強度を電気的にとらえる検出信号取込み部と、該検
出信号から試料位Ｉｆを算出するための信号処理部から
構成されていた。しかし、検出信号取込み部に設けであ
る検出光学系のＭＴＦに依存する検出信号の劣化は考慮
されておらず、特に低コントラストの検出信号に対して
は検出精度の劣化は避けられ゛なかった。
３４号に記載のように、試料からの反射光あるいは透過
光の強度を電気的にとらえる検出信号取込み部と、該検
出信号から試料位Ｉｆを算出するための信号処理部から
構成されていた。しかし、検出信号取込み部に設けであ
る検出光学系のＭＴＦに依存する検出信号の劣化は考慮
されておらず、特に低コントラストの検出信号に対して
は検出精度の劣化は避けられ゛なかった。
本発明の目的は、低コントラストの検出信号に対しても
位置検出のための演算処理の信頼性を向上させるパター
ン検出装置を提供することにある。
位置検出のための演算処理の信頼性を向上させるパター
ン検出装置を提供することにある。
上記目的を達成する九めに、本発明では、得られた検出
信号のフーリエスペクトルを計算し、次に検出光学系に
依存して低下したスペクトルを回復させる処理を施して
信号のコントラス）ｆ向上させ、その後に位置検出のた
めの演算処理を行なうように構成した。
信号のフーリエスペクトルを計算し、次に検出光学系に
依存して低下したスペクトルを回復させる処理を施して
信号のコントラス）ｆ向上させ、その後に位置検出のた
めの演算処理を行なうように構成した。
以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。
第１図は、本発明のパターン検出装置を搭載した縮小投
影露光装置の光学系の構成を示す。縮小投影露光装置は
、回路パターンの原画であるレティクル５上のパターン
を照明系６で照明し、縮小レンズ４全通してウェーハ１
上に転写する装置である。このとき、前工程でウェーハ
１上に形成されたパターンの位置に合せて新たなパター
ンを転写することが重要である。本発明では、ウェー・
・の位置を正しく検出するために、検出信号取込部１６
と信号処理部２３に加えて、検出信号の鮮鋭化処理部２
０を設けており、以下に述べる方法でウェーハ１の位置
を求めている。
影露光装置の光学系の構成を示す。縮小投影露光装置は
、回路パターンの原画であるレティクル５上のパターン
を照明系６で照明し、縮小レンズ４全通してウェーハ１
上に転写する装置である。このとき、前工程でウェーハ
１上に形成されたパターンの位置に合せて新たなパター
ンを転写することが重要である。本発明では、ウェー・
・の位置を正しく検出するために、検出信号取込部１６
と信号処理部２３に加えて、検出信号の鮮鋭化処理部２
０を設けており、以下に述べる方法でウェーハ１の位置
を求めている。
ウェーハ１上に形成されている位置合せ用ターゲットパ
ターン２は照明光源８で照明される。その反射光は縮小
レンズ４、レティクル５、ハーフミラ−７、および拡大
光学系９を介してスリット面１０上に拡大像を形成する
。この結像面をスリット１０で走査しながらスリット通
過光の明暗の変化を光電変換素子１２により電気信号に
変換し、さらに、スリット１０の移動量を計測するリニ
アエンコーダ１１が発生するパルスをタイミングとして
ＡＤ変換器１４でデジタル信号に変換してメモリ１５に
格納する。縦軸に光電変換出力を、横軸にスリット位置
をとると、第２図の（Ａ）に示すような検出信号２４（
取込み信号）が得られる。
ターン２は照明光源８で照明される。その反射光は縮小
レンズ４、レティクル５、ハーフミラ−７、および拡大
光学系９を介してスリット面１０上に拡大像を形成する
。この結像面をスリット１０で走査しながらスリット通
過光の明暗の変化を光電変換素子１２により電気信号に
変換し、さらに、スリット１０の移動量を計測するリニ
アエンコーダ１１が発生するパルスをタイミングとして
ＡＤ変換器１４でデジタル信号に変換してメモリ１５に
格納する。縦軸に光電変換出力を、横軸にスリット位置
をとると、第２図の（Ａ）に示すような検出信号２４（
取込み信号）が得られる。
ここで、第１図に示すようなインコヒーレントな照明条
件のパターン検出光学系では、空間周波数の公達特性を
表わすＭ Ｔ Ｆ（Ｍｏｄｕｌａ ｔ １ｏｎＴｒａｎ
ｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ）は第３図の（Ａ）のよう
に直線的に減少する関数Ｈ（→で示され、限界周波数ω
＝±ω、で零となる。このＭＴＦを示す関数Ｈ（→は、
縮小レンズの開口数（ＮＡ）と検出光波長λで決定され
る。Ｈ（（＝Ｉ）＜１となることが検出像の劣化の原因
となっているので、本発明では検出゛信号の鮮鋭化処理
部２０を設けて、まずフーリエ変換部１７で取込み信号
をフーリエ変換し、次に乗算部１８でフィルタ関数 Ｆ（→＝ｘ／Ｈ（ｎ （ＩＯ２く１ω、１） ・・
・・・・（１）を乗算し、最後にフーリエ逆変換部１９
でフーリエ逆変換している。第３図の（Ｂ）、（Ｃ）は
、それぞれ、取込み信号をフーリエ変換部１７で変換し
た７−リエスベクトル２５、乗算部１８で演算されたフ
ーリエスペクトル２６を模式的に示したものである。す
なわち鮮鋭処理部２０を設けることにより、ωくω１な
る領域でＭＴＦ−１なる理想的な光学系で得られる検出
信号と同等の信号２７が得られる。したがって、検出信
号のコントラストも第２図の（Ｂ）に示すように向上し
ている。
件のパターン検出光学系では、空間周波数の公達特性を
表わすＭ Ｔ Ｆ（Ｍｏｄｕｌａ ｔ １ｏｎＴｒａｎ
ｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ）は第３図の（Ａ）のよう
に直線的に減少する関数Ｈ（→で示され、限界周波数ω
＝±ω、で零となる。このＭＴＦを示す関数Ｈ（→は、
縮小レンズの開口数（ＮＡ）と検出光波長λで決定され
る。Ｈ（（＝Ｉ）＜１となることが検出像の劣化の原因
となっているので、本発明では検出゛信号の鮮鋭化処理
部２０を設けて、まずフーリエ変換部１７で取込み信号
をフーリエ変換し、次に乗算部１８でフィルタ関数 Ｆ（→＝ｘ／Ｈ（ｎ （ＩＯ２く１ω、１） ・・
・・・・（１）を乗算し、最後にフーリエ逆変換部１９
でフーリエ逆変換している。第３図の（Ｂ）、（Ｃ）は
、それぞれ、取込み信号をフーリエ変換部１７で変換し
た７−リエスベクトル２５、乗算部１８で演算されたフ
ーリエスペクトル２６を模式的に示したものである。す
なわち鮮鋭処理部２０を設けることにより、ωくω１な
る領域でＭＴＦ−１なる理想的な光学系で得られる検出
信号と同等の信号２７が得られる。したがって、検出信
号のコントラストも第２図の（Ｂ）に示すように向上し
ている。
フーリエ逆変換部１９で得られた信号は信号処理部２３
内のメモリ２１に格納される。この信号からパターン位
置を求めるためには、演算部２２を用いて、特開昭５９
−７２１３４号に示すような、信号の重心位１ｆｔ−求
める粗位置演算処理と信号の対称性の最も良い位置を求
める！′Ｉ１１位置演算処理とを実行すればよい。
内のメモリ２１に格納される。この信号からパターン位
置を求めるためには、演算部２２を用いて、特開昭５９
−７２１３４号に示すような、信号の重心位１ｆｔ−求
める粗位置演算処理と信号の対称性の最も良い位置を求
める！′Ｉ１１位置演算処理とを実行すればよい。
式（１）で与えられるフィルター関数は高周波成分を強
調することを基本としているので、取込み信号２４に高
周波ノイズを多く含む場合は、ノイズ成分の強調を抑制
するフィルター関数として例えば「光工学」（共立出版
）Ｋ示しであるようなりイナフィルター を用いてもよい。ここに、Φ１．Φ、はそれぞれ信号成
分、ノイズ成分のパワースペクトルである。
調することを基本としているので、取込み信号２４に高
周波ノイズを多く含む場合は、ノイズ成分の強調を抑制
するフィルター関数として例えば「光工学」（共立出版
）Ｋ示しであるようなりイナフィルター を用いてもよい。ここに、Φ１．Φ、はそれぞれ信号成
分、ノイズ成分のパワースペクトルである。
なお、ここでは縮小投影露光装置のパターン検出装置を
例に示したが、等倍の露光装置のパターン検出装置等に
対しても、その検出光学系のＭＴＦを示す関数Ｈ（−を
求めて式（１）Ｋ代入することにより、本発明の内容が
そのま゛ま利用できる。
例に示したが、等倍の露光装置のパターン検出装置等に
対しても、その検出光学系のＭＴＦを示す関数Ｈ（−を
求めて式（１）Ｋ代入することにより、本発明の内容が
そのま゛ま利用できる。
以上のように本発明を実施することにより、検出信号取
込部で得られる信号のコントラストが低い場合でもコン
トラス）ｆ向上させて信号処理演算が冥厖できるので、
低コントラストの検出信号に対する位置検出演算処理の
信頼性が向上する。
込部で得られる信号のコントラストが低い場合でもコン
トラス）ｆ向上させて信号処理演算が冥厖できるので、
低コントラストの検出信号に対する位置検出演算処理の
信頼性が向上する。
実験の結果、低コントラストの信号に対しては、コント
ラスト？約４０優向上でき、また、従来検出再現、消度
が０．４μｍ（３σ）程度の検出信号に対しても０．２
μｍ（３σ）にまで精度向上できることが確認できた。
ラスト？約４０優向上でき、また、従来検出再現、消度
が０．４μｍ（３σ）程度の検出信号に対しても０．２
μｍ（３σ）にまで精度向上できることが確認できた。
ｓ１図は、本発明のパターン検出装置の構成を示す図、
第２図は取込信号と鮮鋭処理後の信号の波形を示す図、
第３図は検出光学系のＭＴＦ’、取込み信号および鮮鋭
処理後の信号のフーリエスペクトルを示す模式図である
。 １・・・ウェー八、２・・・位置合せ用ターゲットパタ
ーン、１０・・スリット、１２・・光電変換素子、１３
・・・アンプ、１４・・・Ａ／Ｄ変換器、１５・・・メ
モリ、１７・・・フーリエ変換部、１８・・・乗算部、
１９・・・フーリエ逆変換部、２１・・・メモ１ハ ２
５，２６・・・フーリエスペクトル。
１５、 ＼代理人 弁理士 小川勝男□゛
１、 冨 Ｉ 図 第 ３ 図
第２図は取込信号と鮮鋭処理後の信号の波形を示す図、
第３図は検出光学系のＭＴＦ’、取込み信号および鮮鋭
処理後の信号のフーリエスペクトルを示す模式図である
。 １・・・ウェー八、２・・・位置合せ用ターゲットパタ
ーン、１０・・スリット、１２・・光電変換素子、１３
・・・アンプ、１４・・・Ａ／Ｄ変換器、１５・・・メ
モリ、１７・・・フーリエ変換部、１８・・・乗算部、
１９・・・フーリエ逆変換部、２１・・・メモ１ハ ２
５，２６・・・フーリエスペクトル。
１５、 ＼代理人 弁理士 小川勝男□゛
１、 冨 Ｉ 図 第 ３ 図
Claims (1)
- 試料を照明し、検出光学系を通して得られる試料から
の反射光あるいは透過光の強度分布を光電変換して検出
信号として取込む検出信号取込み部と、該取込み信号か
ら試料位置を計測するための信号処理を行なう演算処理
部を備えたパターン検出装置において、該信号取込み部
で得られる信号のフーリエスペクトルを求めるフーリエ
変換部と、フーリエスペクトルに所定の値を乗算する乗
算部と、該乗算部で得られる結果をフーリエ逆変換する
変換部とからなる補正手段を設け、該手段により検出信
号を補正して位置検出のための信号処理を実施すること
を特徴とするパターン検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60088555A JPS61248426A (ja) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | パタ−ン検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60088555A JPS61248426A (ja) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | パタ−ン検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61248426A true JPS61248426A (ja) | 1986-11-05 |
Family
ID=13946111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60088555A Pending JPS61248426A (ja) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | パタ−ン検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61248426A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6952391B2 (en) | 1994-12-28 | 2005-10-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical recording medium having dual information surfaces |
-
1985
- 1985-04-26 JP JP60088555A patent/JPS61248426A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6952391B2 (en) | 1994-12-28 | 2005-10-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical recording medium having dual information surfaces |
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