JPS6298725A - 信号検出装置 - Google Patents
信号検出装置Info
- Publication number
- JPS6298725A JPS6298725A JP60237542A JP23754285A JPS6298725A JP S6298725 A JPS6298725 A JP S6298725A JP 60237542 A JP60237542 A JP 60237542A JP 23754285 A JP23754285 A JP 23754285A JP S6298725 A JPS6298725 A JP S6298725A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- mark
- signal
- detection device
- center position
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の属する分野]
本発明は、信号検出装置に関し、特に物体上のマークを
光走査し、該マークの両縁から来る情報光の非対称性を
電気的に補正するようにした信号検出装置に関する。
光走査し、該マークの両縁から来る情報光の非対称性を
電気的に補正するようにした信号検出装置に関する。
このような信号検出装置は、例えばマスク(またはレチ
クル)とウェハといった2つの物体を整合させるための
位置合せ(アライメント)装置に適用して好適なもので
ある。
クル)とウェハといった2つの物体を整合させるための
位置合せ(アライメント)装置に適用して好適なもので
ある。
[従来の技術]
レーザ光を等速に走査し、オードアライメン1〜マーク
(以下、AAマークという)からの反射回折光を受光し
、そこからマスク(またはレチクル)とウェハとの相対
位置ずれを検出する方法については本出願人により既に
出願され実施されている。
(以下、AAマークという)からの反射回折光を受光し
、そこからマスク(またはレチクル)とウェハとの相対
位置ずれを検出する方法については本出願人により既に
出願され実施されている。
また、AAマークの方向に応じて検出する回折光を選択
することにより位置合せ精度をより向上させる方法につ
いても本出願人により既に出願ざれている(特開昭60
−52021号)。この方法は、受光する回折光の方向
を選択することによって、ウェハ上に塗布されるレジス
トによりAAマークがずれて検出されてしまうのを軽減
している。
することにより位置合せ精度をより向上させる方法につ
いても本出願人により既に出願ざれている(特開昭60
−52021号)。この方法は、受光する回折光の方向
を選択することによって、ウェハ上に塗布されるレジス
トによりAAマークがずれて検出されてしまうのを軽減
している。
このようなAAマークとしては、AAパターンを細い線
幅で構成しその線幅を構成する2本エツジを検出するい
わゆるダブルエツジのものや、AAパターンを広い線幅
で構成してその一本一本の単一エツジを検出するいわゆ
るシングルエツジのものが用いられる。AAマーク検出
精度は、シングルエツジの場合の方がAAパターンが形
成時の諸条件の影響を受は難く、一般に、ダブルエツジ
の場合より高い。
幅で構成しその線幅を構成する2本エツジを検出するい
わゆるダブルエツジのものや、AAパターンを広い線幅
で構成してその一本一本の単一エツジを検出するいわゆ
るシングルエツジのものが用いられる。AAマーク検出
精度は、シングルエツジの場合の方がAAパターンが形
成時の諸条件の影響を受は難く、一般に、ダブルエツジ
の場合より高い。
ところで、ウェハ表面を光走査して顕微鏡等で観察する
際、AAマークの段差が高くなるとマーク付近にレジス
ト厚により干渉して黒くなっている部分が生ずることが
ある。これはレーザ光の様な単一波長を照明光として見
るとより顕著に発生する。この黒い部分は前記のシング
ルエツジの方が前記のダブルエツジに比べてより広い範
囲で発生する。
際、AAマークの段差が高くなるとマーク付近にレジス
ト厚により干渉して黒くなっている部分が生ずることが
ある。これはレーザ光の様な単一波長を照明光として見
るとより顕著に発生する。この黒い部分は前記のシング
ルエツジの方が前記のダブルエツジに比べてより広い範
囲で発生する。
このように黒い部分が生じた場合、従来の位置合せ装置
においては、シングルエツジをAAマークとして使用し
た方が精度が悪くなることがあるという不都合があった
。また、ダブルエツジにおいては回折光の方向の選択が
行なえなくなったり、ダブルエツジのそれぞれのエツジ
の対称性が悪くAへ信号が歪むため高精度な位置合せが
行なえないという不都合があった。
においては、シングルエツジをAAマークとして使用し
た方が精度が悪くなることがあるという不都合があった
。また、ダブルエツジにおいては回折光の方向の選択が
行なえなくなったり、ダブルエツジのそれぞれのエツジ
の対称性が悪くAへ信号が歪むため高精度な位置合せが
行なえないという不都合があった。
[発明の目的]
本発明は、上述の問題点に鑑み、例えば位置合せ装置に
適用して前述のレジストが対称に塗布されないために生
じる位置合せの不能および精度劣化を防止する信号検出
装置を提供することを目的とする。
適用して前述のレジストが対称に塗布されないために生
じる位置合せの不能および精度劣化を防止する信号検出
装置を提供することを目的とする。
[発明の構成および作用]
本発明の目的は、物体上のマーク例えばAAマークのエ
ツジからの回折光の非対称性分を電気的に補正すること
によりAA倍信号対称として処理することにより達せら
れる。AA倍信号非対称性を補正するためには、AA信
号処理系の増幅量を変えてもよく、あるいは上記物体上
を走査する光の量を場所ごとに変えてもよい。
ツジからの回折光の非対称性分を電気的に補正すること
によりAA倍信号対称として処理することにより達せら
れる。AA倍信号非対称性を補正するためには、AA信
号処理系の増幅量を変えてもよく、あるいは上記物体上
を走査する光の量を場所ごとに変えてもよい。
[実施例の説明]
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第1図は、本発明の一実施例に係る信号検出装置を有す
る位置合せ装置を適用した露光装置の光学系を示す。ま
た、第2図は、第1図の装置で露光されるウェハ51上
のAAマークの顕微鏡による観察図形である。第2図に
おいて、ダブルエツジの各△△マーク1の片側にレジス
トの塗りむらによる黒い部分2が観察される。レーザ光
は3の方向に走査する。AAマークの段差により回折光
は4.4′および5.5′の方向に回折する。第3図は
これらAAマークの段差を暗視野検出するための空間フ
ィルタ62の正面拡大図で、透明部の6゜6’ 、7.
7’ は第2図のAAマークの各エツジにおける回折光
の方向4.4’ 、5.5’ に対応する。
る位置合せ装置を適用した露光装置の光学系を示す。ま
た、第2図は、第1図の装置で露光されるウェハ51上
のAAマークの顕微鏡による観察図形である。第2図に
おいて、ダブルエツジの各△△マーク1の片側にレジス
トの塗りむらによる黒い部分2が観察される。レーザ光
は3の方向に走査する。AAマークの段差により回折光
は4.4′および5.5′の方向に回折する。第3図は
これらAAマークの段差を暗視野検出するための空間フ
ィルタ62の正面拡大図で、透明部の6゜6’ 、7.
7’ は第2図のAAマークの各エツジにおける回折光
の方向4.4’ 、5.5’ に対応する。
この時のAA倍信号しては第4図の様な例が代表的であ
る。これは初めに空間フィルタの透明部6.6′を、次
に7.7′の光を受光した例である。
る。これは初めに空間フィルタの透明部6.6′を、次
に7.7′の光を受光した例である。
第5および6図はそれぞれ透明部6および6′を透過し
た光だけを受光素子63で受光して光電変換したときの
信号波形を示す。第7図は第5および6図の信号波形の
部分拡大図である。実線が透明部6、破線が透明部6′
を透過した光のAA倍信号ある。
た光だけを受光素子63で受光して光電変換したときの
信号波形を示す。第7図は第5および6図の信号波形の
部分拡大図である。実線が透明部6、破線が透明部6′
を透過した光のAA倍信号ある。
第7図に示す様にレジストによる干渉のために黒い部分
2が発生してしまったダブルエツジの片一方の信号(破
線で示した方)は出力が小さくなってしまう。このため
この2つを単に加算して合成するだけでは第4図に示す
ように信号が歪んでしまい、この信号をスライスするレ
ベルによりパルスの中央位置がズしてしまうことになる
。
2が発生してしまったダブルエツジの片一方の信号(破
線で示した方)は出力が小さくなってしまう。このため
この2つを単に加算して合成するだけでは第4図に示す
ように信号が歪んでしまい、この信号をスライスするレ
ベルによりパルスの中央位置がズしてしまうことになる
。
そこで各透明部ごとのAA倍信号とらえて2つの対角の
出力が等しくなる様に電気の増分率を変える。第7図の
例では透明部6′を透過した信号の方を透明部6を透過
した信号に比べてb/a倍増分を変えることになる。そ
のことにより第8図にある様に対称性の良いAA倍信号
作成することができ高精度位置合せが可能となる。もち
ろん透明部6の信号の方をa/b倍にしても同様の効果
が得られる。
出力が等しくなる様に電気の増分率を変える。第7図の
例では透明部6′を透過した信号の方を透明部6を透過
した信号に比べてb/a倍増分を変えることになる。そ
のことにより第8図にある様に対称性の良いAA倍信号
作成することができ高精度位置合せが可能となる。もち
ろん透明部6の信号の方をa/b倍にしても同様の効果
が得られる。
第1図において、空間フィルタ62の後には、4チヤン
ネルセンサ63がおかれている。第10図は4チヤンネ
ルセンサおよび電気アンプ系の回路図を示す。4チヤン
ネルセンサのセンサ部8.8’ 。
ネルセンサ63がおかれている。第10図は4チヤンネ
ルセンサおよび電気アンプ系の回路図を示す。4チヤン
ネルセンサのセンサ部8.8’ 。
9.9′は第3図の空間フィルタ62の透明部6゜6’
、7.7’ を通った光を受光する。この例ではセン
サ部8′および9の信号の増分を変えてセンサ部8およ
び9′の信号出力と合わせる。
、7.7’ を通った光を受光する。この例ではセン
サ部8′および9の信号の増分を変えてセンサ部8およ
び9′の信号出力と合わせる。
第1図中、50はマスク、51はウェハで、投影レンズ
52はマスク50の像をウェハ51上に等倍または縮小
投影する。またアライメント光と露光光を別波艮光にし
た場合は、アライメント時にλ/4板52aを挿着、露
光時はレンズ52bを交換的に挿着する。レンズ52b
は波長を異ならせたことによるピントのずれを補償し、
λ/4板は偏光方向によってマスク反射とウェハ反射を
分けるために設ける。なお、アライメント光と露光光が
同一波長である時または投影レンズが2波長補正されて
いる時は、レンズ52bは不要となり、λ/4板52a
を固設する。
52はマスク50の像をウェハ51上に等倍または縮小
投影する。またアライメント光と露光光を別波艮光にし
た場合は、アライメント時にλ/4板52aを挿着、露
光時はレンズ52bを交換的に挿着する。レンズ52b
は波長を異ならせたことによるピントのずれを補償し、
λ/4板は偏光方向によってマスク反射とウェハ反射を
分けるために設ける。なお、アライメント光と露光光が
同一波長である時または投影レンズが2波長補正されて
いる時は、レンズ52bは不要となり、λ/4板52a
を固設する。
マスク50とウェハ51には、第9図に示すAAパター
ンを各2個ずつ設ける。例えば実線のエレメントをウェ
ハ51に、破線のエレメントをマスク50に設ける。
ンを各2個ずつ設ける。例えば実線のエレメントをウェ
ハ51に、破線のエレメントをマスク50に設ける。
53はレーザ光源で、紙面に垂直方向に直線偏光してい
るものを使用する。54はポリゴンミラーで等速回転す
る。55はf−θレンズで、レーザビームを等速走査す
るのに役立つ。56は観察系であり、57はビームスプ
リッタである。58は走査範囲分割プリズムで、このプ
リズム58はビームの一回の走査の前半と後半を2つの
AAパターンのそれぞれに充当する。以下の系は左手系
と右手系が対称であるから同じ番号を付ける。
るものを使用する。54はポリゴンミラーで等速回転す
る。55はf−θレンズで、レーザビームを等速走査す
るのに役立つ。56は観察系であり、57はビームスプ
リッタである。58は走査範囲分割プリズムで、このプ
リズム58はビームの一回の走査の前半と後半を2つの
AAパターンのそれぞれに充当する。以下の系は左手系
と右手系が対称であるから同じ番号を付ける。
59は偏光ビームスプリッタで、直線偏光状態に応じて
反射と透過に分ける作用を持つ。60は光路を折曲げる
ための反射部材、61は集光レンズである。62は前記
の空間フィルタ、63は分割ディテクタ(4チヤンネル
センサ)である。フィルタ62の透明部はAAマークの
方向に応じて設定されている。4分割ディテクタ63の
感応区域はフィルタ62の透明域に合せて配置するもの
とし、ウェハ51から来る光を受光する。64は反射率
の小さな半透鏡、65は偏光ビームスプリッタ、66は
コンデンサレンズ、67は観察用光源である。68はリ
レーレンズ、6つは反射部材、70は空間周波数フィル
タ、71は集光レンズ、72は受光素子で、マスク50
から来る光を受光する。73は顕微鏡対物レンズ(以下
、対物レンズ)で、マスク50とウェハ51との△Aマ
ークを見込む位置にセットされている。
反射と透過に分ける作用を持つ。60は光路を折曲げる
ための反射部材、61は集光レンズである。62は前記
の空間フィルタ、63は分割ディテクタ(4チヤンネル
センサ)である。フィルタ62の透明部はAAマークの
方向に応じて設定されている。4分割ディテクタ63の
感応区域はフィルタ62の透明域に合せて配置するもの
とし、ウェハ51から来る光を受光する。64は反射率
の小さな半透鏡、65は偏光ビームスプリッタ、66は
コンデンサレンズ、67は観察用光源である。68はリ
レーレンズ、6つは反射部材、70は空間周波数フィル
タ、71は集光レンズ、72は受光素子で、マスク50
から来る光を受光する。73は顕微鏡対物レンズ(以下
、対物レンズ)で、マスク50とウェハ51との△Aマ
ークを見込む位置にセットされている。
以上の構成で、レーザ光源からのレーザビームはポリゴ
ンミラー54へ入射してここで走査される。
ンミラー54へ入射してここで走査される。
振れ走査されたレーザビームはf−θレンズ55で平行
走査に変換された後、ビームスプリッタ57を透過して
プリズム58へ入射し、例えば始めプリズム58の左斜
面で反射して左側へ向い、途中から右斜面で反射して右
側へ向う。プリズム58で反射したビームは偏光ビーム
スプリッタ59で反射し、半透鏡64を透過して対物レ
ンズ73へ入射してマスク50上に集光され、更に投影
レンズ52を介してウェハ51上に集光され、両者を走
査する。まずマスク50のAAパターンで反射された光
は対物レンズ73へ入射し、続いて半透鏡64で反則す
る。その際、半透鏡64を透過した光は、ウェハ検出用
の4分割ディテクタ63へ向うが、この光は図面に垂直
な直線偏光であるから偏光ビームスプリッタ59で阻止
される。半透鏡64で反射した光は漏光ビームスプリッ
タ65へ入射し、マスク50で反射し図面に垂直な直線
偏光は反射するが雑音(後述するウェハ51で反射し図
面に平行な直線偏光)は阻止される。
走査に変換された後、ビームスプリッタ57を透過して
プリズム58へ入射し、例えば始めプリズム58の左斜
面で反射して左側へ向い、途中から右斜面で反射して右
側へ向う。プリズム58で反射したビームは偏光ビーム
スプリッタ59で反射し、半透鏡64を透過して対物レ
ンズ73へ入射してマスク50上に集光され、更に投影
レンズ52を介してウェハ51上に集光され、両者を走
査する。まずマスク50のAAパターンで反射された光
は対物レンズ73へ入射し、続いて半透鏡64で反則す
る。その際、半透鏡64を透過した光は、ウェハ検出用
の4分割ディテクタ63へ向うが、この光は図面に垂直
な直線偏光であるから偏光ビームスプリッタ59で阻止
される。半透鏡64で反射した光は漏光ビームスプリッ
タ65へ入射し、マスク50で反射し図面に垂直な直線
偏光は反射するが雑音(後述するウェハ51で反射し図
面に平行な直線偏光)は阻止される。
反射光はリレーレンズ68と反射部材69を経た後、直
線反射成分はフィルタ70で遮断され、AAパターンで
散乱された成分は集光レンズ71で集光されて受光素子
72に入射し、マスク側のAA倍信号なる。
線反射成分はフィルタ70で遮断され、AAパターンで
散乱された成分は集光レンズ71で集光されて受光素子
72に入射し、マスク側のAA倍信号なる。
次にマスク50を透過した走査ビームは投影レンズ52
を屈折透過する際にλ/4板52aに入射し、円偏光に
変換され、ウェハ51上を走査する。ウェハ51のAA
パターンで反射された光は逆方向からλ/4板52aを
透過する際に先程とは位相が90゜回転した直線偏光と
なり、対物レンズ73と半透鏡64を経て偏光ビームス
プリッタ59へ入射する。
を屈折透過する際にλ/4板52aに入射し、円偏光に
変換され、ウェハ51上を走査する。ウェハ51のAA
パターンで反射された光は逆方向からλ/4板52aを
透過する際に先程とは位相が90゜回転した直線偏光と
なり、対物レンズ73と半透鏡64を経て偏光ビームス
プリッタ59へ入射する。
λ/4板52aによって図面に平行な直線偏光になって
いるからウェハ51の反射光は偏光ビームスプリッタ5
9を透過し、反射部材61と集光レンズ61を経てフィ
ルタ62の透明部で通過して4分割ディテクタ63へ入
射する。
いるからウェハ51の反射光は偏光ビームスプリッタ5
9を透過し、反射部材61と集光レンズ61を経てフィ
ルタ62の透明部で通過して4分割ディテクタ63へ入
射する。
制御演算回路80は4分割ディテクタ63からの出力信
号を選択してウェハ51に関するAA倍信号確定するが
、これは上述して来た規則に従って4分割ディテクタ6
3の感応区域を順次作動させるか、あるいは全ての感応
区域の出力信号を全て記憶した後、選択構成するかある
いは両者の中間的な方法のいずれも採用し得る。この様
にして取り入れたAA倍信号受光素子72のマスク側A
A信号に基づいて演算を実行し、その結果(x、y、θ
誤差)により補正機構81を駆動し、マスクチャック8
2を移動させてマスク50とウェハ51のアライメン1
−を達成する。但し、マスク50の替りにウェハ51側
を移動しても良い。
号を選択してウェハ51に関するAA倍信号確定するが
、これは上述して来た規則に従って4分割ディテクタ6
3の感応区域を順次作動させるか、あるいは全ての感応
区域の出力信号を全て記憶した後、選択構成するかある
いは両者の中間的な方法のいずれも採用し得る。この様
にして取り入れたAA倍信号受光素子72のマスク側A
A信号に基づいて演算を実行し、その結果(x、y、θ
誤差)により補正機構81を駆動し、マスクチャック8
2を移動させてマスク50とウェハ51のアライメン1
−を達成する。但し、マスク50の替りにウェハ51側
を移動しても良い。
シ制御演算回路80には、第10図に示したような増−
輸率可変の増幅器10.10’ 、 11と11′ が
設けられており、これらの増幅器は、分割ディテクタ6
3の対角に配置された各素子8と8′および9と9′の
出力する信号レベルが等しくなるように増幅器10と1
0′ および11と11′ の増幅率が制御される。
輸率可変の増幅器10.10’ 、 11と11′ が
設けられており、これらの増幅器は、分割ディテクタ6
3の対角に配置された各素子8と8′および9と9′の
出力する信号レベルが等しくなるように増幅器10と1
0′ および11と11′ の増幅率が制御される。
その結果、素子8と8′および9と9′それぞれの合成
信号が第8図に示すように対称性の良い波形となる。従
って、この波形を所定のレベルでスライスして得られる
パルスはその中心位置が△Aマーク4と4′および5と
5′それぞれの中央位置と良く一致し、AAパターン1
の位置は高精度に検出することができる。
信号が第8図に示すように対称性の良い波形となる。従
って、この波形を所定のレベルでスライスして得られる
パルスはその中心位置が△Aマーク4と4′および5と
5′それぞれの中央位置と良く一致し、AAパターン1
の位置は高精度に検出することができる。
[他の実施例]
なお、上述の実施例においては、レーザ光を走査して暗
視野検出する場合について説明したが、本発明は明視野
に適用しても同様に高精度の位置合せを可能にする効果
を発揮する。
視野検出する場合について説明したが、本発明は明視野
に適用しても同様に高精度の位置合せを可能にする効果
を発揮する。
また、個別にゲインを変えるのではなくて、二値化して
この二値化信号からAAパターンの中心をだす時に単に
二値化したパルスの中心とするのではなく、出力差分に
応じてシフトすることにより同様な効果を得ることが出
来る。
この二値化信号からAAパターンの中心をだす時に単に
二値化したパルスの中心とするのではなく、出力差分に
応じてシフトすることにより同様な効果を得ることが出
来る。
さらに、本発明は、本出願人によりすでに提案されてい
る「位置検出装置」 (特開昭59−100532号)
等に適用しても効果がある。
る「位置検出装置」 (特開昭59−100532号)
等に適用しても効果がある。
第11図は、テレビ・プリアライメント用検知装置に本
発明を適用した例を示す。同図において、103は縮小
投影レンズ、104はウェハ、106は対物レンズ、1
07は庵像管である。他方、111は照明用光源で、例
えばハロゲンランプを使用する。
発明を適用した例を示す。同図において、103は縮小
投影レンズ、104はウェハ、106は対物レンズ、1
07は庵像管である。他方、111は照明用光源で、例
えばハロゲンランプを使用する。
112はコンデンサレンズ、113Aと113Bは交換
的に着脱される明視野絞りと暗視野絞りである。
的に着脱される明視野絞りと暗視野絞りである。
図では明視野絞り113Aを光路中に装着しており、コ
ンデンサレンズ112は光源111を明視野絞り113
A上に結像する。114は照明用リレーレンズ、115
は接合プリズムで、接合プリズム115は照明系の光軸
と受光系の光軸を共軸にする機能を持ち、内側反射面1
15aと半透過反射面115bを具える。ここで光軸1
11、コンデンサレンズ112、明または暗視野絞り
113A 、 113B、照明リレーレンズ114、
接合プリズム115、対物レンズ106は照明系を構成
し、対物レンズ106を射出した光束はウェハ104上
を落射照明する。
ンデンサレンズ112は光源111を明視野絞り113
A上に結像する。114は照明用リレーレンズ、115
は接合プリズムで、接合プリズム115は照明系の光軸
と受光系の光軸を共軸にする機能を持ち、内側反射面1
15aと半透過反射面115bを具える。ここで光軸1
11、コンデンサレンズ112、明または暗視野絞り
113A 、 113B、照明リレーレンズ114、
接合プリズム115、対物レンズ106は照明系を構成
し、対物レンズ106を射出した光束はウェハ104上
を落射照明する。
次に116はリレーレンズ、117は光路を折曲げる鏡
、118はテレビ・プリアライメント用基準マークを有
するガラス板で、基準マークはいわば座標の原点を与え
る機能を持つ。従ってプリアライメントマークはX座標
の値とY座標の値として検出されることになる。119
はエレクタレンズで、上に述べた接合プリズム115、
リレーレンズ116.1i117、ガラス板118およ
びエレクタレンズ119は、撮像管107と共に受光系
を構成する。対物レンズ106を通る光は接合プリズム
の内側反射面115aおよび半透過面115bで反射し
、再度内側反射面115aで反射してリレーレンズ11
6へ向う。つ工ハ104上のプリアライメントマーク像
は基準マークを有するガラス板118上に形成された後
、基準マーク像と共に搬像管107の撮像面に結像する
。
、118はテレビ・プリアライメント用基準マークを有
するガラス板で、基準マークはいわば座標の原点を与え
る機能を持つ。従ってプリアライメントマークはX座標
の値とY座標の値として検出されることになる。119
はエレクタレンズで、上に述べた接合プリズム115、
リレーレンズ116.1i117、ガラス板118およ
びエレクタレンズ119は、撮像管107と共に受光系
を構成する。対物レンズ106を通る光は接合プリズム
の内側反射面115aおよび半透過面115bで反射し
、再度内側反射面115aで反射してリレーレンズ11
6へ向う。つ工ハ104上のプリアライメントマーク像
は基準マークを有するガラス板118上に形成された後
、基準マーク像と共に搬像管107の撮像面に結像する
。
このときプリアライメントマークとして第12図に示す
様な十字のマークを使用したとする。このエツジに関し
ても今まで述べてきている様に塗布ムラにより黒い部分
が非対称に発生する。このため明視野、暗視野ともこの
マークの位置を実際の位置からずれて検出してしまう。
様な十字のマークを使用したとする。このエツジに関し
ても今まで述べてきている様に塗布ムラにより黒い部分
が非対称に発生する。このため明視野、暗視野ともこの
マークの位置を実際の位置からずれて検出してしまう。
ここでは、第11図のエレクタレンズ119と懇像管1
07との間に絞り120を設け、この絞り120の形状
を変えることにより、その時のビデオ信号のゲインを変
えて合成することにより前述の目的を達成している。
07との間に絞り120を設け、この絞り120の形状
を変えることにより、その時のビデオ信号のゲインを変
えて合成することにより前述の目的を達成している。
第13−1図に従来の絞りを示す。中心の丸の大きさは
取り込む光信号に対するN、Aを制限するものである。
取り込む光信号に対するN、Aを制限するものである。
第13−2図は本発明の実施例を示すもので、絞りの形
状を変更したものである。第13−2図の絞りは第13
−1図のものに対し1/4だけしか透明部を設けていな
い。このことによりアリアライメントマークの特定の角
度分布の反射回折光しか搬像管7に取り込まない。
状を変更したものである。第13−2図の絞りは第13
−1図のものに対し1/4だけしか透明部を設けていな
い。このことによりアリアライメントマークの特定の角
度分布の反射回折光しか搬像管7に取り込まない。
このビデオ信号をメモリさせ、さらに第13−3゜−4
,−5図と1/4の開口を変えた信号をそれぞれ取り込
む。この時AAマーク(第12図)の各エツジに対応す
る出力が、開口が対角に位置する場合の絞りの位置、こ
の例では第13−2図と第13−4図、第13−3図と
第13−5図において異なれば前)本の様に出力がそろ
う様にゲインを変えて加算してやる。
,−5図と1/4の開口を変えた信号をそれぞれ取り込
む。この時AAマーク(第12図)の各エツジに対応す
る出力が、開口が対角に位置する場合の絞りの位置、こ
の例では第13−2図と第13−4図、第13−3図と
第13−5図において異なれば前)本の様に出力がそろ
う様にゲインを変えて加算してやる。
これは明視野でも暗視野でも同様である。
このことにより信号歪の対称性を良くしより高精度な位
置検出を可能とする。この絞りの変化は機械的に交換的
に出し入れしてもいいし一つのものを回転させてもいい
、また液晶シャッタ等を使用することも可能である。
置検出を可能とする。この絞りの変化は機械的に交換的
に出し入れしてもいいし一つのものを回転させてもいい
、また液晶シャッタ等を使用することも可能である。
第14−1図はAAマークの断面図、第14−2図は上
部から見た図である。第15−1.15−2図は、第1
4−2図に示すようにAAマークを方向203に走査し
た時の明視野信号で、それぞれ第14−1図の方向20
1および202へ向かう回折光のみを検出するように第
13−2図の絞りを設定したときのビデオ信号波形図で
ある。それぞれにペディスタル分pd1. Pd2かあ
りエツジの出力8p1.Bo3に差がある。ここで、B
p2> B plとすれば、図示しない制御演算回路
において第15−1図の信号をBρ2/Bi)1分だけ
増幅する。この時ペディスタルPd1もBp2/ B
pl倍される。そのため2つの信号を合成する時にはベ
ディスタルの高さが等しくなる様第15−1図のBp2
/Bt)1倍した信号を(Bρ2/BI’11−1 )
Pd1だけ下げて加算する必要がある。このように、エ
ツジの出力B111とBo3の対称性を改善することに
より、この波形を所定のレベルでスライスして得られる
パルスはその中心位置が△△マークの両エツジの中央位
置と良く一致し、AAパターンの位置検出を高精度に行
なうことができる。
部から見た図である。第15−1.15−2図は、第1
4−2図に示すようにAAマークを方向203に走査し
た時の明視野信号で、それぞれ第14−1図の方向20
1および202へ向かう回折光のみを検出するように第
13−2図の絞りを設定したときのビデオ信号波形図で
ある。それぞれにペディスタル分pd1. Pd2かあ
りエツジの出力8p1.Bo3に差がある。ここで、B
p2> B plとすれば、図示しない制御演算回路
において第15−1図の信号をBρ2/Bi)1分だけ
増幅する。この時ペディスタルPd1もBp2/ B
pl倍される。そのため2つの信号を合成する時にはベ
ディスタルの高さが等しくなる様第15−1図のBp2
/Bt)1倍した信号を(Bρ2/BI’11−1 )
Pd1だけ下げて加算する必要がある。このように、エ
ツジの出力B111とBo3の対称性を改善することに
より、この波形を所定のレベルでスライスして得られる
パルスはその中心位置が△△マークの両エツジの中央位
置と良く一致し、AAパターンの位置検出を高精度に行
なうことができる。
なお、暗視野信号に関してはレーザ光走査の信号と同様
に処理することができる。
に処理することができる。
次に、個別にゲインを変えないで中心出しを信号出力差
でずらす方法について説明する。第16図は、第14図
のAAマークをレーザ光走査して得られる信号を第14
−2図の上面図に対応して示した信号波形図である。レ
ーザ光はAAパターン200を第14−2図の方向20
3に走査し回折光を第14−1図の方向201 、20
2へ反射する。
でずらす方法について説明する。第16図は、第14図
のAAマークをレーザ光走査して得られる信号を第14
−2図の上面図に対応して示した信号波形図である。レ
ーザ光はAAパターン200を第14−2図の方向20
3に走査し回折光を第14−1図の方向201 、20
2へ反射する。
この走査によりレジストの黒い部分204が走査方向復
側のエツジの後に発生したとする。このAAマーク信号
は第16−1図の実線と破線で指す様に出力p1とp2
に差が生じ、これらの出力pi、 p2を合成した信号
は、第16−2図に示すように歪んだ形状となる。この
信号をスライスレベルSで二値化すると、第16−3図
に示すパルス信号が得られる。このパルス信号の幅を第
16−1図で示した出力p1とp2で按分した位置すな
わちパルス信号の前縁からパルス幅のp1/ (1)1
+ I)2)の位置をAAパターンの中心位置とする(
第16−4図)。
側のエツジの後に発生したとする。このAAマーク信号
は第16−1図の実線と破線で指す様に出力p1とp2
に差が生じ、これらの出力pi、 p2を合成した信号
は、第16−2図に示すように歪んだ形状となる。この
信号をスライスレベルSで二値化すると、第16−3図
に示すパルス信号が得られる。このパルス信号の幅を第
16−1図で示した出力p1とp2で按分した位置すな
わちパルス信号の前縁からパルス幅のp1/ (1)1
+ I)2)の位置をAAパターンの中心位置とする(
第16−4図)。
[発明の効果]
以上のように、本発明の信号検出装置は、物体上のマー
クでの回折光の反射する2つの方向に検出系を持ち、こ
れらの2方向への回折光の非対称性を検出し、これらの
回折光を検出した信号の非対称性をより対称となる様に
補正してマークの中心位置を検出するようにしているた
め、より実際の中心位置に近い位置を検出することがで
きる。
クでの回折光の反射する2つの方向に検出系を持ち、こ
れらの2方向への回折光の非対称性を検出し、これらの
回折光を検出した信号の非対称性をより対称となる様に
補正してマークの中心位置を検出するようにしているた
め、より実際の中心位置に近い位置を検出することがで
きる。
すなわち、この信号検出装置を位置検出装置として用い
ればより高精度の位置検出が可能となる。
ればより高精度の位置検出が可能となる。
第1図は、本発明の信号検出装置を位置合せ装置に適用
した半導体露光装置の位置合せ光学系の構成を示す図、 第2図は、第1図の装置で処理されるウェハ上のA△マ
ークおよびレジストの塗りむらにより黒くなってしまっ
た部分を示す顕微鏡観察図、第3図は、空間フィルタの
正面図、 第4〜7図は、第1図の装置で第2図のウェハ上を光走
査して得られる信号波形図、 第8図は、各検出系の増幅率を調節して第5および6図
の信号の振幅を揃えた後合成して得られる対称性の良い
信号波形図、 第9図ば、AAパターンを示す図、 第10図は、第1図の装置における4チヤンネルセンサ
および増幅器の接続図、 第11図は、本発明を適用したテレビ・プリアライメン
ト用検知装置の検出系の構成を示す図、第12図は、第
11図の装置で検出するAAパターの平面図、 第13図は、第11図の装置における絞りの構成および
設定状態を示す図、 第14図は、第12図のAAパターンの断面図および走
査部分および方向を示す部分図、 第15図は、第11図の装置における第14図の走査線
に対応する1水平走査分のビデオ信号波形図、第16図
は、第12図のAAパターンを第14図の走査線に沿っ
てレーザ光走査して得られる信号波形図である。 1:AAマーク、2:黒い部分、3:走査方向、4.4
’、5.5’:エツジ(縁)、6.6’ 。 7.7’ :透明部、8.8’、9.9’:センサ部
、10.10’ 、 11.11’ :増幅器、51
:ウェハ、53:レーザ光源、54:ポリゴンミラー、
62:空間フィルタ、63:分割ディテクタ(4チヤン
ネルセンサ)、80:演算制御部、104:ウェハ、1
07:撮像管、111:照明用光源、120:絞り、2
00:△Aパターン、201. 202:回折方向、2
03:走査方向、204:黒い部分。
した半導体露光装置の位置合せ光学系の構成を示す図、 第2図は、第1図の装置で処理されるウェハ上のA△マ
ークおよびレジストの塗りむらにより黒くなってしまっ
た部分を示す顕微鏡観察図、第3図は、空間フィルタの
正面図、 第4〜7図は、第1図の装置で第2図のウェハ上を光走
査して得られる信号波形図、 第8図は、各検出系の増幅率を調節して第5および6図
の信号の振幅を揃えた後合成して得られる対称性の良い
信号波形図、 第9図ば、AAパターンを示す図、 第10図は、第1図の装置における4チヤンネルセンサ
および増幅器の接続図、 第11図は、本発明を適用したテレビ・プリアライメン
ト用検知装置の検出系の構成を示す図、第12図は、第
11図の装置で検出するAAパターの平面図、 第13図は、第11図の装置における絞りの構成および
設定状態を示す図、 第14図は、第12図のAAパターンの断面図および走
査部分および方向を示す部分図、 第15図は、第11図の装置における第14図の走査線
に対応する1水平走査分のビデオ信号波形図、第16図
は、第12図のAAパターンを第14図の走査線に沿っ
てレーザ光走査して得られる信号波形図である。 1:AAマーク、2:黒い部分、3:走査方向、4.4
’、5.5’:エツジ(縁)、6.6’ 。 7.7’ :透明部、8.8’、9.9’:センサ部
、10.10’ 、 11.11’ :増幅器、51
:ウェハ、53:レーザ光源、54:ポリゴンミラー、
62:空間フィルタ、63:分割ディテクタ(4チヤン
ネルセンサ)、80:演算制御部、104:ウェハ、1
07:撮像管、111:照明用光源、120:絞り、2
00:△Aパターン、201. 202:回折方向、2
03:走査方向、204:黒い部分。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、物体上に設けたマークを光走査する手段と、該マー
クの両縁から来る情報光を受光する手段と、該情報光の
非対称性を検出して該受光手段から出力される情報光信
号の対称性を改善する補正手段とを具備することを特徴
とする信号検出装置。 2、前記受光手段が前記マークのそれぞれの縁からの各
情報光をその出射方向に応じて分離する空間フィルタと
この分離された情報光をそれぞれ受光する複数の受光素
子とを含み、前記補正手段が各受光素子から入力される
情報光信号をそれぞれ増幅およびレベルシフトする増幅
率可変の増幅器およびレベルシフト最可変の直流レベル
シフトとを含むものである特許請求の範囲第1項記載の
信号検出装置。 3、前記補正手段が前記物体上の走査位置に応じて前記
光走査手段の出射光量を制御するものである特許請求の
範囲第1項記載の信号検出装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60237542A JPS6298725A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 信号検出装置 |
US07/336,551 US4886974A (en) | 1985-10-25 | 1989-04-11 | Mark detecting device for detecting the center of a mark by detecting its edges |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60237542A JPS6298725A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 信号検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6298725A true JPS6298725A (ja) | 1987-05-08 |
Family
ID=17016872
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60237542A Pending JPS6298725A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 信号検出装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4886974A (ja) |
JP (1) | JPS6298725A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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TWI395075B (zh) * | 2004-03-01 | 2013-05-01 | 尼康股份有限公司 | Prior measurement processing method, exposure system and substrate processing device |
US8807095B2 (en) | 2009-12-04 | 2014-08-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Engine cooling device |
CN109313405A (zh) * | 2016-06-13 | 2019-02-05 | Asml荷兰有限公司 | 用于确定衬底上目标结构的位置的方法和设备、用于确定衬底的位置的方法和设备 |
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US5418613A (en) * | 1990-11-20 | 1995-05-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for detecting the position of a substrate having first and second patterns of different sizes |
JP3099535B2 (ja) * | 1992-07-08 | 2000-10-16 | キヤノン株式会社 | 表面状態検査装置 |
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JP4846888B2 (ja) | 1998-12-01 | 2011-12-28 | キヤノン株式会社 | 位置合わせ方法 |
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JP2002093691A (ja) | 2000-09-20 | 2002-03-29 | Canon Inc | 露光装置、結像性能測定方法、デバイス製造方法、半導体製造工場および露光装置の保守方法 |
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JP4353498B2 (ja) | 2002-04-30 | 2009-10-28 | キヤノン株式会社 | 管理装置及び方法、デバイス製造方法、並びにコンピュータプログラム |
US7069104B2 (en) | 2002-04-30 | 2006-06-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Management system, management apparatus, management method, and device manufacturing method |
JP4018438B2 (ja) | 2002-04-30 | 2007-12-05 | キヤノン株式会社 | 半導体露光装置を管理する管理システム |
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JPS5872945A (ja) * | 1981-10-28 | 1983-05-02 | Canon Inc | アライメントマ−ク検出方法 |
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-
1985
- 1985-10-25 JP JP60237542A patent/JPS6298725A/ja active Pending
-
1989
- 1989-04-11 US US07/336,551 patent/US4886974A/en not_active Expired - Lifetime
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CN109313405A (zh) * | 2016-06-13 | 2019-02-05 | Asml荷兰有限公司 | 用于确定衬底上目标结构的位置的方法和设备、用于确定衬底的位置的方法和设备 |
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CN109313405B (zh) * | 2016-06-13 | 2021-09-24 | Asml荷兰有限公司 | 用于确定衬底上目标结构的位置的方法和设备、用于确定衬底的位置的方法和设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4886974A (en) | 1989-12-12 |
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