JPS6354213B2 - - Google Patents
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- JPS6354213B2 JPS6354213B2 JP57210922A JP21092282A JPS6354213B2 JP S6354213 B2 JPS6354213 B2 JP S6354213B2 JP 57210922 A JP57210922 A JP 57210922A JP 21092282 A JP21092282 A JP 21092282A JP S6354213 B2 JPS6354213 B2 JP S6354213B2
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-
- 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
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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Description
本発明は物体を所定位置に位置合わせするため
に物体に形成されているマークパターンの位置を
検知する方法、特にマスク(又はレチクル)の像
をウエハに焼付ける半導体焼付装置に適用され、
マスクとウエハの位置合わせのために撮像管もし
くは固体撮像素子を用いてマークパターンの位置
を検知する位置検知方法に関する。
半導体焼付装置では、マスクとウエハの位置整
合の際には、オリエンテーシヨンフラツトを利用
してウエハを予備位置合わせ(プリアライメン
ト)し、この後にウエハ(及びマスク)に設けら
れているアライメントマークを光電的に検出し、
この検出信号に基づいてウエハ(又はマスク)を
X,Y,θの各方向に移動して両者を整合させる
のが一般的である。また、光電検知の方法として
は、例えばレーザ光でマスク又はウエハに形成さ
れているアライメントマークを走査することによ
り、フオトデイテクタでアライメントマークを一
次元的に検知する方法、あるいは、撮像管等でア
ライメントマークを撮像することにより、そのビ
デオ信号からアライメントマークを二次元的に検
知する方法等がある。レーザ光でアライメントマ
ークを走査する方法は検知信号の電気的な処理が
簡単となる反面、アライメントマークをレーザ光
の走査線上に位置させなければマーク検知ができ
ないので、アライメントマークを捜し出してレー
ザ光で走査可能とするまでに時間が掛ることがあ
る。一方、撮像管等を用いる方法はアライメント
マークを捜し出す時間は短いが、検知信号の処理
が複雑になるため、その検知信号(ビデオ信号)
に基づいてアライメントマークの位置を検出する
場合、検出位置に誤差が発生することがある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたもの
で、その目的は撮像管もしくは固体撮像素子から
のビデオ信号に基づいてアライメントマークの位
置を検知する場合に、その検知結果の正否を簡単
に確認することのできる位置検知方法を提供する
ことにある。
本発明はこの目的を達成するために、アライメ
ントマークを撮像する手段(撮像管もしくは固体
撮像素子)からのビデオ信号に応じてアライメン
トマークの像を表示する受像器(CRT)にビデ
オ信号に基づいて検知したアライメントマークの
位置を示す像をアライメントマークの像と合成し
て表示している。従つて、本発明によれば、オペ
レータは受像器によつてアライメントマークの像
と検知されたアライメントマークの位置を示す像
の関係を確認することにより、簡単に且つ短時間
でアライメントマークの位置の検知結果の正否を
確認できると共に、安心して次の段階へ作業を進
めることができる。
以下、図面に従つて本発明の実施例を説明す
る。まず外観を描いた第1図で全体の構成を概説
する。
1は集積回路パターンを具えたマスクで、他の
マスクセツテングマークやフアイン・アライメン
トマークを具えるものとする。2はマスク・チヤ
ツクで、マスク1を保持してマスク1を平面内並
びに回転方向に移動させる。3は縮小投影レン
ズ、4は感光層を具えるウエハーで、フアイン・
アライメントマークとプリ・アライメントマーク
を具えるものとする。5はウエハー・ステージで
ある。ウエハー・ステージ5はウエハー4を保持
してそれを平面内並びに回転方向に移動させるも
のであり、またウエハー焼付位置(投影野内)と
テレビ・プリアライメント位置間を移動する。6
は、テレビ・プリアライメント用検知装置の対物
レンズ、7は撮像手段となる撮像管又は固体撮像
素子、8は画像表示手段となる映像観察用のテレ
ビ受像器である。9は双眼ユニツトで、投影レン
ズ3を介してウエハー4の表面を観察するために
役立つ。10は、光源10aを発したマスク照明
光を収束させるための照明光学系並びにフアイ
ン・アライメント用の検知装置を収容する上部ユ
ニツトである。
ウエハー・ステージ5は、図示しないウエハー
搬送手段により搬送されたウエハーを所定の位置
で保持し、まず、テレビ・プリアライメント用対
物レンズ6の視野内にウエハー上のアライメント
マークが入る位置まで移動する。この時の位置精
度は機械的なプリアライメント精度によるもので
あり、対物レンズ6の視野はおよそ直径1mm〜2
mm程度である。この視野内のアライメント・マー
クは撮像管7で検知され、テレビ・プリアライメ
ント用の光学系内に設けられたテレビ・プリアラ
イメント用基準マーク(後述)を基準として、そ
こからのアライメント・マークの座標位置が検出
される。一方、投影光学系のオートアライメント
用検知位置と前述のテレビ・プリアライメント用
基準マークの位置はあらかじめ設定されているの
でこの2点の位置と、テレビ・プリアライメント
マークの座標位置からオートアライメント位置へ
のウエハー・ステージ5の送り込み量が決められ
る。
テレビ・プリアライメントの位置検出精度は±
5μ以下であり、テレビ・プリアライメント位置
からフアイン・アライメント位置までのウエハー
ステージの移動で発生する誤差を考慮に入れて
も、±10μ程度である。従つてフアインアライメ
ントは約±10μの範囲で行えばよく、これは従来
のフアインアライメントの視野範囲の1/100以下
の範囲であり、フアインアライメントが従来より
高速で行えることになる。
第2図はテレビ・プリアライメント用検知装置
の実施例を示しており、図中の縮小投影レンズ
3,ウエハー4,対物レンズ6,撮像管7は第1
図と同一である。
他方、11は照明用光源で、例えばハロゲンラ
ンプを使用する。12はコンデンサーレンズ。1
3Aと13Bは交換的に着脱される明視野絞りと
暗視野絞りで、図では明視野絞り13Aを光路中
に装着している。コンデンサーレンズ12は光源
11を明視野絞り上に結像する。14は照明用リ
レーレンズ。15は接合プリズムで、接合プリズ
ム15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15aと半透過半射面
15bを具える。ここで光源11、コンデンサー
レンズ12、明又は暗視野絞り13Aと13B、
照明リレーレンズ14、接合プリズム15、対物
レンズ6は照明系を構成し、対物レンズ6を射出
した光束はウエハー6上を落射照明する。
次に16はリレーレンズ、17は光路を折曲げ
る鏡、18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、従つてプリアライ
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。19は撮像レンズで、上に
述べた接合レンズ15、リレーレンズ16、鏡1
7、ガラス板18、撮像レンズ19そして撮像管
7と共に受光系を構成し、対物レンズ6を通る光
路は接合プリズムの内側反射面15aで反射して
半透過面15bで反射し、再度内側反射面15a
で反射してリレーレンズ16へ向う。ウエハー4
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18上に形成された後、基準マーク
像と共に撮像管7の撮像面に結像する。
他方、第3図Aに例示したテレビ・プリアライ
メントマークあるいは後述するフアイン・アライ
メントマークはウエハーのスクライブライン中に
設けるのが望ましいが、ウエハー上の特定のチツ
プパターンの位置に設けても良い。図示のマーク
はスクライブライン内に設けた十字形状のマーク
で、十字パターンの方向が撮像管の走査方向とほ
ぼ平行及び垂直になる様に配列する。またもし、
十字パターンを例えば走査方向に45゜の傾きを持
つ微小なバー状突起の集合で構成し、この突起に
直角な方向から照明光が当る様に暗視野照明すれ
ば極めて明瞭なパターン形状を撮像できる。
また基準マークは、例えばクロムマスクをエツ
チングして作られた十字線パターンでよい。十字
線の線巾位置は任意でよいが、テレビの視野の隅
の方に位置し、テレビの走査線方向と平行及び直
交したものであることが望ましい。
この基準マークは前述した様にクロム薄膜から
出来ており光を透過させないので明視野状態で観
察することにより暗視野状態より、より高いS/
N比で検出する事が出来る。つまり、まず明視野
状態で、基準マーク位置を読み取り、次に暗視野
状態でプリアライメントマークを読み取るもので
ある。
第2図へ戻つてプリアライメントマークの検知
作用を述べるが、検知したビデオ信号の電気処理
について後述する。照明用光源11からの光束は
コンデンサーレンズ12で収斂されて明視野絞り
13A又は暗視野絞り13Bの開口を照明し、更
に照明リレーレンズ14を通過し、接合プリズム
の半透過面15bを透過して反射面15aで反射
し、対物レンズ6を通つてウエハー4を照明す
る。
ウエハー4の表面で反射して光束は対物レンズ
6で結像作用を受け、接合プリズム15で入射し
て反射面15aで反射し、次いで半透過面15
b、反射面15aで反射してこれを射出し、リレ
ーレンズ16でリレーされて鏡17で反射し、ガ
ラス板18上に結像した後、撮像レンズ19によ
り撮像管7上に結像する。その際、上記した様に
明視野絞り13Aを入れた状態でガラス板18上
の基準マークを撮像してその像で座標の原点を決
め、続いて暗視野状態に切換えてプリアライメン
トマーク像が明瞭に見得る様にし、これを撮像し
てプリアライメントマーク像の位置を検出する。
後述する電気的処理により検出された、プリアラ
イメントマークの位置に応じてウエハー・ステー
ジ5はウエハー4が投影レンズ3の投影野中の規
程位置4′を占める様に移動して停止する。なお、
ウエハー4を一旦標準位置にアライメントし、そ
の投影野中へ移動させる様に変形しても良い。
次にマスク1をウエハー4に対してアライメン
トするわけであるが、第3図Bはこのフアインア
ライメントに使用するアライメントマークの例を
示している。ここでW1,W2,W3,W4はウエハ
ーに書込まれた棒状のエレメントで、走査線LA
に対して45゜を成す平行なエレメントW1,W2と
逆傾斜の平行なエレメントW3,W4である。また
M1とM2はマスクに書込まれた棒状のエレメント
で、走査線に対して45゜を成し且つ逆傾斜である。
なお、走査線と平行なX方向、それと垂直なY
方向そして回転方向の3自由度を押えるためにマ
スク及びウエハーのアライメントマークは夫々2
個1組として書込む。
第4図はフアインアライメントのためのマーク
検知装置で、その構成はほぼ特開昭54―54056号
等で知られている。符番20はレーザー光源、2
1は集光レンズ、22は回転多面鏡である。また
23はそれぞれリレーレンズ、24は顕微鏡対物
レンズ、25は顕微鏡対物レンズ24の一方の焦
点面に配された絞りである。26はそれぞれビー
ムスプリツター、27は観察照明部で、観察照明
部27を発した光束はビーススプリツター26で
反射し、絞り25の位置に一旦集光した後顕微鏡
対物レンズ24を通してマスク1を垂直落射照明
する。
一方、28は集光レンズ、29は、マスク1お
よびウエハー4で正反射した光束を遮断するフイ
ルター、30はフオトセルである。
以上の構成で、レーザー光源20からのレーザ
ー光は集光レンズ21で収束し、発散して回転多
面鏡22の1鏡面へ入射し、走査作用を受ける。
続いてレーザー光はリレーレンズ23、ビームス
プリツター26、顕微鏡対物レンズ24を経て、
マスク1上に集光し、また投影レンズ3に関して
マスク1と共役なウエハー4上に集光して、その
上を走査する。第3図Bの走査線LAの様にレー
ザー光でアライメントマークを走査すると、アラ
イメントマークの端縁で散乱された光は顕微鏡対
物レンズ24、リレーレンズ23、2番目のビー
ムスプリツター26を経て、集光レンズ28へ入
射し、フイルター29で正反射成分が遮断された
後フオトセル30へ入射し、パルス列として出力
される。第3図Bにおいて、マスク1とウエハー
4のX方向のずれはW1とM1の間隔とW3とM2の
間隔の等量の偏差、Y方向のずれはW1とM1の間
隔とM2とW4の間隔の等量の偏差として現われる
から、各間隔に対応するパルス間隔からX方向及
びY方向の値が算出される。
そして第4図ではマスク1とウエハー4の片側
のアライメントマークを検知しているが、実際に
は両側を同時に測定する構成になつているので、
両方のX方向、Y方向の値からマスク1とウエハ
ー4のX方向、Y方向、回転方向の誤差を算出で
きる。
従つて、本装置ではマスク1を保持するマス
ク・ホルダー2を算出された値だけX方向、Y方
向、回転方向に移動させて、マスク1とウエハー
4を精密にアライメントし得る。このアライメン
トが終了すれば光源10aからの照明光でマスク
1を照明し、投影レンズ3で縮小投影された回路
パターン像でウエハー4を露光する。
なお、如上のフアインアライメント検知装置の
視野を縮小した場合にはマスク1も所定精度でセ
ツテイングしておくことになるが、これはフアイ
ンアライメント検知装置を使用してアライメント
マークの外側に配したセツテイングマーク1aを
検知する従来のプリアライメント方法で実施でき
る。
第5図はテレビ・プリアライメント及びフアイ
ンアライメントの電気処理系の概略を示す。Aは
テレビカメラヘツド部で、撮像管あるいはCCD
等の固体撮像素子、Bはテレビカメラ部を制御す
るテレビカメラコントロール部、Cはテレビ・プ
リアライメント検知回路である。またDはフオ
ト・トランジスタ及びアンプ等から成る光センサ
ー部、Eはフアインアライメント検知回路、Fは
検知手段となるマイクロコンピユータやメモリー
等から成る制御回路である。
テレビ・プリアライメント検知回路Cはテレビ
カメラヘツドAを駆動するテレビ同期信号を発生
し、テレビカメラコントロール部Bに伝達する。
一方、テレビカメラヘツド部Aで走査された画像
信号はテレビカメラコントロール部Bを介して、
ビデオ信号として、テレビ・プリアライメント検
知回路Cへ送られる。テレビ・プリアライメント
検知回路Cでは、これらのビデオ信号をデジタル
処理し、それらのデータから制御回路F中のマイ
クロコンピユータが例えば第3図Aに示したテレ
ビ・プリアライメントマークの位置を検知し、こ
の位置情報をもとにウエハーステージを焼付け光
学系のオートアライメントの位置まで移動する。
オートアライメントにおいては、例えば第3図
Bのパターンによる反射光をフオトセンサDが検
知し、その信号はオートアライメント検知回路E
にてデジタル化されパターン間隔が計測される。
この計測されたパターン間隔データは再び制御回
路F中のマイクロコンピユータによつて処理され
ウエハーとマスクのアライメントが行われる。
第6図は、テレビ・プリアライメント検知回路
の一実施例を示すブロツク図である。
第3図Aに示したテレビ・プリアライメントマ
ークを検知する方法は色々あるが、第6図に示し
た実施例はテレビの画像を画素に分解し、この画
素の濃度をX方向(水平方向)及びY方向(垂直
方向)に夫々、加算するものである。
加算することによる利点は、加算によりラン
ダム・ノイズが平均化されS/N比がよくなる。
X方向とY方向の位置検知が独立に行うことが
でき検知が簡単になる。画像データを格納する
メモリの容量が少なくなる等があげられる。
第6図のブロツク図において破線で囲まれたブ
ロツクXは、X方向の画素の濃度を加算するブロ
ツク、ブロツクYはY方向の画素の濃度を加算す
るブロツクである。
第6図において、31はビデオ・アンプ、32
はアナログデジタル変換器、33はラツチであ
り、テレビカメラコントロール部(第5図B)か
ら送られるビデオ信号はビデオアンプ31で増巾
され、アナログデジタル変換器32でデジタル化
された後ラツチ3で格納される。ラツチ33の出
力データはX方向の加算ブロツクXとY方向の加
算ブロツクYへ出力される。ブロツクYにおいて
34はY方向にデータを加算する加算器、35は
加算器34の出力データをラツチする加算出力ラ
ツチ、36は加算出力ラツチ35のデータを格納
するY方向積算メモリ、37はメモリ36の出力
データをラツチする加算入力ラツチである。
ブロツクXにおいて、38はX方向にデータを
加算する加算器、39は加算器38の出力をラツ
チするラツチ、40はラツチ39の出力データを
格納するX方向積算メモリである。
これらの回路におけるデジタル・データのビツ
ト数に特に限定はないが、例えばアナログ・デジ
タル変換器32が8ビツト、加算器34,38及
びメモリ36,40が16ビツト構成である。
一方、41はテレビ・プリアライメント検知回
路のタイミングやシーケンスを制御し、またメモ
リ36のリード・ライト及びチツプセレクトをコ
ントロールするシーケンス及びメモリコントロー
ル回路、42はブロツクX中のメモリ40を制御
するメモリコントロール回路である。43はシー
ケンス及びメモリコントロール回路41をマイク
ロプロセツサ(不図示)が制御するためコントロ
ールレジスタで、レジスタの入力はマイクロプロ
セツサのデータバス44に接続されている。ま
た、マイクロプロセツサは、このデータバス44
を介して、メモリ36,37にアクセスする事が
可能である。45,46,47,48はそのため
のバツフアであり、バツフア45,47はマイク
ロプロセツサがメモリにデータをライトする時、
又バツフア46,48はデータをリードする時動
作する。49はクロツク回路、50,51はY方
向積算メモリ36のライト・アドレス及びリー
ド・アドレスを発生する、メモリ・ライト・アド
レス回路及びメモリ・リード・アドレス回路であ
る。52はメモリのリード・アドレスとライト・
アドレスを切換えるアドレスセレクタ、53はマ
イクロプロセツサがメモリ36をアクセスする時
のアドレスバツフアであり、マイクロプロセツサ
がアクセスする時以外は、アドレスセレクタ52
の出力が選択されており、バツフア53の出力は
禁止されている。54はX方向積算メモリ40の
アドレスを発生するメモリ・アドレス回路、55
はメモリアドレス回路54のアドレスとマイク
ロ・コンピユータがメモリ40をアクセスする時
発生するアドレスの切換をするアドレスセレクタ
である。56はクロツク回路49のクロツクを基
準にTVの水平同期信号、垂直同期信号、ブラン
キング信号等を発生するTV同期信号発生回路で
ある。57,58はマイクロコンピユータのデー
タバス44に接続された夫々、X位置表示レジス
タ、Y位置表示レジスタ、59はマーカー表示回
路であり、テレビ・プリアライメントにおいて検
出したアライメントマークの位置をマイクロプロ
セツサがX位置表示レジスタ57及びY位置表示
レジスタ58に出力することにより、マーカ表示
回路59によりミツクス信号として、TVカメラ
コントロール部のビデオ入力端子へ送られる。
X,Y位置表示レジスタ57,58は検知された
アライメントマークの位置を記憶する記憶手段と
して作用する。
続いて第6図のテレビ・プリアライメント検知
回路の機能及び動作について説明する。
テレビ・プリアライメント検知回路の機能は、
X方向のデータの積算、Y方向のデータの積
算、プリアライメントマーク検知位置のTVモ
ニタ上への表示である。
このうち、X方向のデータの積算及びY方向の
データの積算は、テレビ・プリアライメント検知
回路のハードウエアが加算を実行し、その加算デ
ータをメモリに格納する。データの加算はテレビ
信号の1フレーム単位で行われ、後述する様に必
要に応じて、1フレームの加算で終了してもよい
し、或は複数のフレームの加算を行つてもよい。
いずれの場合でも、加算中は、メモリ36,40
のデータ・バス及びアドレス・バスは、マイクロ
プロセツサのデータ・バス44及びアドレス・バ
スから電気的に切り離されており、メモリ36の
アドレスはアドレスセレクタ52、メモリ40の
アドレスはアドレス回路54のアドレスに接続さ
れ、シーケンス及びメモリコントロール回路4
1、及びメモリコントロール回路42からハード
的に発生するリードライト信号及びチツプセレク
ト信号の制御のもとに加算が実行される。
所定のフレーム数の加算が終了すると、シーケ
ンス及びメモリコントロール回路41からインタ
ラプト信号線INT上に加算終了信号が発生する。
この加算終了信号の発生後、マイクロプロセツサ
は、メモリ36及びメモリ40にアクセスを行
い、加算データからテレビ・プリアライメントマ
ーク位置を検知する。マイクロプロセツサがメモ
リ36,40をアクセスする時は、当然ながらメ
モリのアドレス、リードライト信号、チツプセレ
クト信号等はマイクロコンピユータの制御信号に
よつて行われる。またメモリ36のデータはバツ
フア46、メモリ40のデータはバツフア48を
経由してデータバス44に送られ、マイクロプロ
セツサに読み取られる。
ところで、第6図中ブロツクXにおけるX方向
の加算、ブロツクYにおけるY方向の加算を説明
する前に第7図を参照して画素の分割方法につい
て述べる。第7図はテレビ画面をX方向にN分
割、Y方向にM分割した画素を表わしている。画
素Pliは、行l番目、列i番目の画素を示す。Y
方向の分割数Mは通常、水平走査ライン数と一致
しており、従つて画素に分割するためには、一水
平同期信号区間内に、アナログ―デジタル変換器
(第6図32)にてN回サンプリングを行えばよ
い。
従つてX方向の加算は
SX1=DATA(P11)+DATA(P12)+
……+DATA(P1N)、
SX2=DATA(P21)+DATA(P22)+
……+DATA(P2N)、
……
SXM=DATA(PM1)+DATA(PM2)+
……+DATA(PMN)、
Y方向の加算は
SY1=DATA(P11)+DATA(P21)+
……+DATA(PM1)、
SY2=DATA(P12)+DATA(P22)+
……DATA(PM2)、
……
SYN=DATA(P1N)+DATA(P2N)+
……+DATA(PMN)、
であらわされる。
加算が終了した時点で、X方向積算メモリ40
内にはSX1,SX2……SXMのデータが、Y方向積算
メモリ36内にはSY1,SY2……SYNのデータが格
納される。テレビの走査は、インターレース方式
ではなく、線順次方式であるとすると、アナロ
グ・デジタル変換器32から出力されるデータの
順序はDATA(P11),DATA(P12)、……DATA
(P1N)、DATA(P21)、……DATA(PM.N)であ
る。
従てX方向の加算は一走査ライン加算し続け、
その結果をメモリに格納すればよいのに対して、
Y方向の加算は、一画素毎にメモリからデータを
読み出し、加算し、その結果を今、読み出したア
ドレスに格納しなければならない。
水平方向の分割画素数Nは要求されるアライメ
ント精度によつて決定されるが、通常は500画素
程度であり、従つて一画素のサンプリングレート
は100ナノ秒以下になる。そこでY方向の加算に
おいては100ナノ秒以内に、アナログデジタル変
換、メモリのリード/ライト、加算の動作を行わ
なければならない。これは、ハードウエアに莫大
な負担がかかり、簡単には実現できない。
この問題を解決するために、第6図の加算回路
はY方向の加算において、アナログ・デジタル変
換器32の出力と加算器34の入力の間、加算器
34の出力とメモリ36の入力の間及びメモリ3
6の出力と加算器34の入力に、夫々ラツチ3
3,35,37を設け、高速の演算を比較的簡単
に実現している。この回路では、アナログ・デジ
タル変換、メモリのリード/ライト加算の動作の
各々を100ナノ秒以下で行えばよいので、見かけ
上、動作スピードが従来の例に比べて3培遅くて
よく、ハードウエアの設計が非常に楽になる。
続いて加算回路の時系列的な動作を、第1表と
第2表を用いて詳しく説明する。
これら2表は横方向の動作サイクルを取り、各
デバイスのデータの流れを示した図で、第1表は
Y方向の加算(第6図ブロツクY)、第2表はX
方向の加算(第6図のブロツクX)の動作を示し
たものである。
The present invention is applied to a method of detecting the position of a mark pattern formed on an object in order to align the object to a predetermined position, and in particular to a semiconductor printing apparatus that prints an image of a mask (or reticle) on a wafer.
The present invention relates to a position detection method for detecting the position of a mark pattern using an image pickup tube or a solid-state image sensor for aligning a mask and a wafer. In semiconductor printing equipment, when aligning the mask and wafer, the wafer is pre-aligned using an orientation flat, and then the alignment marks provided on the wafer (and mask) are aligned. photoelectrically detects
Generally, the wafer (or mask) is moved in each of the X, Y, and θ directions based on this detection signal to align the two. In addition, photoelectric detection methods include, for example, scanning the alignment mark formed on a mask or wafer with a laser beam and detecting the alignment mark one-dimensionally with a photodetector, or detecting the alignment mark with an image pickup tube, etc. There is a method of two-dimensionally detecting the alignment mark from the video signal by capturing an image of the alignment mark. Although the method of scanning the alignment mark with a laser beam simplifies the electrical processing of the detection signal, the mark cannot be detected unless the alignment mark is positioned on the scanning line of the laser beam. It may take some time before it can be scanned. On the other hand, the method using an image pickup tube takes a short time to search for the alignment mark, but the processing of the detection signal becomes complicated, so the detection signal (video signal)
When detecting the position of the alignment mark based on , an error may occur in the detected position. The present invention was developed in view of the above circumstances, and its purpose is to easily confirm whether the detection result is correct when detecting the position of an alignment mark based on a video signal from an image pickup tube or solid-state image sensor. The object of the present invention is to provide a position detection method that can perform the following tasks. In order to achieve this object, the present invention provides a method for displaying an image of an alignment mark on a receiver (CRT) that displays an image of the alignment mark in response to a video signal from a means for imaging the alignment mark (an image pickup tube or a solid-state image sensor) based on the video signal. An image showing the position of the detected alignment mark is combined with the alignment mark image and displayed. Therefore, according to the present invention, the operator can easily and quickly determine the position of the alignment mark by checking the relationship between the image of the alignment mark and the image indicating the position of the detected alignment mark using the image receptor. You can confirm whether the detection results are correct or not, and you can proceed to the next step with peace of mind. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, we will outline the overall configuration using Figure 1, which depicts the exterior. 1 is a mask provided with an integrated circuit pattern, and is also provided with other mask setting marks and fine alignment marks. Reference numeral 2 denotes a mask chuck that holds the mask 1 and moves the mask 1 in a plane and in a rotational direction. 3 is a reduction projection lens, 4 is a wafer provided with a photosensitive layer, and
It shall have an alignment mark and a pre-alignment mark. 5 is a wafer stage. The wafer stage 5 holds the wafer 4 and moves it in the plane and in the rotational direction, and also moves between the wafer printing position (inside the projection field) and the television pre-alignment position. 6
is an objective lens of a detection device for television pre-alignment, 7 is an image pickup tube or solid-state image pickup device serving as an image pickup means, and 8 is a television receiver for video observation serving as an image display means. A binocular unit 9 is useful for observing the surface of the wafer 4 through the projection lens 3. Reference numeral 10 denotes an upper unit housing an illumination optical system for converging the mask illumination light emitted from the light source 10a and a detection device for fine alignment. The wafer stage 5 holds the wafer transported by a wafer transport means (not shown) at a predetermined position, and first moves to a position where the alignment mark on the wafer is within the field of view of the objective lens 6 for television prealignment. The positional accuracy at this time is due to mechanical prealignment accuracy, and the field of view of the objective lens 6 is approximately 1 mm to 2 mm in diameter.
It is about mm. The alignment mark within this field of view is detected by the image pickup tube 7, and the coordinates of the alignment mark from there are detected with reference to a reference mark for TV pre-alignment (described later) provided in the optical system for TV pre-alignment. The position is detected. On the other hand, since the detection position for auto-alignment of the projection optical system and the position of the reference mark for TV pre-alignment mentioned above are set in advance, the auto-alignment position can be determined from these two points and the coordinate position of the TV pre-alignment mark. The feeding amount of the wafer stage 5 is determined. TV pre-alignment position detection accuracy is ±
It is less than 5μ, and even if the error caused by the movement of the wafer stage from the TV pre-alignment position to the fine alignment position is taken into account, it is about ±10μ. Therefore, fine alignment can be performed within a range of approximately ±10 μ, which is less than 1/100 of the field of view of conventional fine alignment, and fine alignment can be performed faster than conventional fine alignment. FIG. 2 shows an embodiment of the detection device for television pre-alignment.
Same as figure. On the other hand, 11 is a light source for illumination, and uses a halogen lamp, for example. 12 is a condenser lens. 1
3A and 13B are a bright field diaphragm and a dark field diaphragm that can be attached and detached interchangeably, and in the figure, the bright field diaphragm 13A is installed in the optical path. A condenser lens 12 images the light source 11 onto a bright field aperture. 14 is a relay lens for lighting. Reference numeral 15 denotes a cemented prism. The cemented prism 15 has a function of making the optical axis of the illumination system and the optical axis of the light receiving system coaxial, and includes an inner reflective surface 15a and a semi-transparent and semi-reflective surface 15b. Here, a light source 11, a condenser lens 12, bright or dark field apertures 13A and 13B,
The illumination relay lens 14, the cemented prism 15, and the objective lens 6 constitute an illumination system, and the light beam emitted from the objective lens 6 epi-illuminates the wafer 6. Next, 16 is a relay lens, 17 is a mirror that bends the optical path, and 18 is a glass plate having a reference mark for TV pre-alignment.The reference mark has the function of giving the origin of coordinates, so the pre-alignment mark is It will be detected as a coordinate value and a Y coordinate value. 19 is an imaging lens, which includes the above-mentioned cemented lens 15, relay lens 16, and mirror 1.
7. The glass plate 18, the imaging lens 19, and the imaging tube 7 constitute a light receiving system, and the optical path passing through the objective lens 6 is reflected by the inner reflective surface 15a of the cemented prism, reflected by the semi-transparent surface 15b, and then reflected again by the inner reflective surface. 15a
It is reflected by the beam and goes towards the relay lens 16. wafer 4
The upper pre-alignment mark image is formed on the glass plate 18 having the reference mark, and then is imaged on the imaging surface of the image pickup tube 7 together with the reference mark image. On the other hand, the television pre-alignment mark illustrated in FIG. 3A or the fine alignment mark described later is preferably provided in the scribe line of the wafer, but may also be provided at a specific chip pattern position on the wafer. The illustrated marks are cross-shaped marks provided within the scribe line, and are arranged so that the direction of the cross pattern is substantially parallel and perpendicular to the scanning direction of the imaging tube. Hello again,
For example, if a cross pattern is made up of a collection of minute bar-like protrusions tilted at 45 degrees in the scanning direction, and dark-field illumination is applied so that the illumination light hits the protrusions from a direction perpendicular to them, an extremely clear pattern shape can be imaged. . The reference mark may also be a crosshair pattern etched into a chrome mask, for example. The line width position of the crosshair may be arbitrary, but it is desirable that it be located toward the corner of the field of view of the television, parallel to and orthogonal to the scanning line direction of the television. As mentioned above, this fiducial mark is made of a thin chromium film and does not transmit light, so observing it in bright field allows for a higher S/R than in dark field.
It can be detected by N ratio. That is, the reference mark position is first read in a bright field state, and then the pre-alignment mark is read in a dark field state. Returning to FIG. 2, the detection action of the pre-alignment mark will be described, and the electrical processing of the detected video signal will be described later. The light flux from the illumination light source 11 is converged by the condenser lens 12, illuminates the aperture of the bright field diaphragm 13A or the dark field diaphragm 13B, further passes through the illumination relay lens 14, and is transmitted through the semi-transparent surface 15b of the cemented prism. The light is reflected by the reflective surface 15a and passes through the objective lens 6 to illuminate the wafer 4. The light beam reflected by the surface of the wafer 4 is subjected to an imaging action by the objective lens 6, enters the cemented prism 15, is reflected by the reflective surface 15a, and then passes through the semi-transparent surface 15.
b. It is reflected by the reflective surface 15a and emitted, relayed by the relay lens 16, reflected by the mirror 17, and imaged on the glass plate 18, and then imaged on the imaging tube 7 by the imaging lens 19. At that time, as described above, the reference mark on the glass plate 18 is imaged with the bright field diaphragm 13A inserted, the origin of the coordinates is determined from that image, and then the pre-alignment mark image is clearly seen by switching to the dark field state. This is imaged to detect the position of the pre-alignment mark image.
The wafer stage 5 moves and stops so that the wafer 4 occupies a prescribed position 4' in the projection field of the projection lens 3 in accordance with the position of the pre-alignment mark detected by electrical processing to be described later. In addition,
The wafer 4 may be once aligned in a standard position and then deformed so as to be moved into the projection field. Next, the mask 1 is aligned with the wafer 4, and FIG. 3B shows an example of alignment marks used for this fine alignment. Here, W 1 , W 2 , W 3 , W 4 are bar-shaped elements written on the wafer, and the scanning line LA
Parallel elements W 1 and W 2 form an angle of 45° with respect to the plane, and parallel elements W 3 and W 4 have opposite inclinations. Also
M 1 and M 2 are rod-shaped elements written on the mask, at a 45° angle to the scan line and with opposite slopes. Note that the X direction is parallel to the scanning line, and the Y direction is perpendicular to it.
In order to control the three degrees of freedom in direction and rotation, the mask and wafer alignment marks each have two alignment marks.
Write as one set. FIG. 4 shows a mark detection device for fine alignment, and its configuration is generally known from Japanese Patent Laid-Open No. 54056/1983. Number 20 is a laser light source, 2
1 is a condensing lens, and 22 is a rotating polygon mirror. Further, 23 is a relay lens, 24 is a microscope objective lens, and 25 is an aperture disposed on one focal plane of the microscope objective lens 24. 26 is a beam splitter, and 27 is an observation illumination unit. The light beam emitted from the observation illumination unit 27 is reflected by the beam splitter 26, and after condensing at the aperture 25, it passes through the microscope objective lens 24 and vertically illuminates the mask 1. Use epi-illumination. On the other hand, 28 is a condenser lens, 29 is a filter that blocks the light beam specularly reflected by the mask 1 and the wafer 4, and 30 is a photocell. With the above configuration, the laser light from the laser light source 20 is converged by the condenser lens 21, diverged, and enters one mirror surface of the rotating polygon mirror 22, where it is subjected to a scanning action.
Next, the laser beam passes through a relay lens 23, a beam splitter 26, a microscope objective lens 24,
The light is focused on the mask 1, and also focused on the wafer 4 which is conjugate with the mask 1 with respect to the projection lens 3, and is scanned thereon. When the alignment mark is scanned with a laser beam as shown by the scanning line LA in FIG. 3B, the light scattered at the edge of the alignment mark passes through the microscope objective lens 24, relay lens 23, and second beam splitter 26. The light enters the condenser lens 28, and after the regular reflection component is blocked by the filter 29, it enters the photocell 30 and is output as a pulse train. In Figure 3B, the deviation in the X direction between the mask 1 and the wafer 4 is equal to the deviation between the distance between W 1 and M 1 and the distance between W 3 and M 2 , and the deviation in the Y direction is the difference between the distance between W 1 and M 1 . Since this appears as an equal amount of deviation between the intervals of M 2 and W 4 , the values in the X direction and Y direction are calculated from the pulse interval corresponding to each interval. In Fig. 4, the alignment marks on one side of the mask 1 and wafer 4 are detected, but in reality the configuration is such that both sides are measured at the same time.
Errors in the X direction, Y direction, and rotational direction between the mask 1 and the wafer 4 can be calculated from the values in both the X direction and Y direction. Therefore, in this apparatus, the mask holder 2 holding the mask 1 can be moved by the calculated values in the X direction, Y direction, and rotational direction to accurately align the mask 1 and the wafer 4. When this alignment is completed, the mask 1 is illuminated with illumination light from the light source 10a, and the wafer 4 is exposed with the circuit pattern image reduced and projected by the projection lens 3. In addition, when the field of view of the fine alignment detection device shown above is reduced, the mask 1 must also be set with a predetermined accuracy, but this is done by using the fine alignment detection device and placing it outside the alignment mark. This can be carried out using a conventional pre-alignment method that detects the setting mark 1a. FIG. 5 schematically shows the electrical processing system for television pre-alignment and fine alignment. A is the head of the television camera, which is equipped with an image pickup tube or CCD.
B is a television camera control section that controls the television camera section, and C is a television pre-alignment detection circuit. Further, D is a light sensor section consisting of a photo transistor and an amplifier, E is a fine alignment detection circuit, and F is a control circuit consisting of a microcomputer, memory, etc. serving as a detection means. The television pre-alignment detection circuit C generates a television synchronization signal for driving the television camera head A and transmits it to the television camera control section B.
On the other hand, the image signal scanned by the television camera head section A is passed through the television camera control section B.
It is sent to the television prealignment detection circuit C as a video signal. In the television pre-alignment detection circuit C, these video signals are digitally processed, and from the data, a microcomputer in the control circuit F detects the position of the television pre-alignment mark shown in FIG. Based on the position information, the wafer stage is moved to the auto-alignment position of the printing optical system. In auto-alignment, for example, the photo sensor D detects the light reflected by the pattern shown in FIG. 3B, and the signal is sent to the auto-alignment detection circuit E.
The pattern is digitized and the pattern spacing is measured.
This measured pattern interval data is again processed by the microcomputer in the control circuit F to perform alignment between the wafer and the mask. FIG. 6 is a block diagram showing one embodiment of a television prealignment detection circuit. There are various methods for detecting the television pre-alignment mark shown in FIG. 3A, but the embodiment shown in FIG. and Y direction (vertical direction), respectively. The advantage of addition is that random noise is averaged by addition, improving the S/N ratio.
Position detection in the X direction and Y direction can be performed independently, making detection simple. For example, the memory capacity for storing image data is reduced. In the block diagram of FIG. 6, a block X surrounded by a broken line is a block that adds the density of pixels in the X direction, and a block Y is a block that adds the density of pixels in the Y direction. In FIG. 6, 31 is a video amplifier, 32
is an analog-to-digital converter, and 33 is a latch. The video signal sent from the television camera control section (FIG. 5B) is amplified by the video amplifier 31, digitized by the analog-to-digital converter 32, and then sent to the latch 3. Stored. The output data of latch 33 is output to addition block X in the X direction and addition block Y in the Y direction. In block Y, 34 is an adder that adds data in the Y direction, 35 is an addition output latch that latches the output data of the adder 34, 36 is a Y-direction integration memory that stores the data of the addition output latch 35, and 37 is a memory 36. This is a summing input latch that latches the output data of . In the block X, 38 is an adder that adds data in the X direction, 39 is a latch that latches the output of the adder 38, and 40 is an X-direction integration memory that stores the output data of the latch 39. Although there is no particular limitation on the number of bits of digital data in these circuits, for example, the analog-to-digital converter 32 has an 8-bit configuration, and the adders 34, 38 and memories 36, 40 have a 16-bit configuration. On the other hand, 41 is a sequence and memory control circuit that controls the timing and sequence of the television pre-alignment detection circuit, as well as read/write and chip selection of the memory 36, and 42 is a memory control circuit that controls the memory 40 in block X. It is a circuit. 43 is a control register for controlling the sequence and memory control circuit 41 by a microprocessor (not shown), and the input of the register is connected to the data bus 44 of the microprocessor. The microprocessor also uses this data bus 44.
It is possible to access the memories 36 and 37 via. 45, 46, 47, and 48 are buffers for this purpose, and buffers 45 and 47 are used when the microprocessor writes data to the memory.
Further, buffers 46 and 48 operate when reading data. 49 is a clock circuit, and 50 and 51 are memory write address circuits and memory read address circuits that generate write addresses and read addresses for the Y-direction accumulation memory 36. 52 is the memory read address and write address.
An address selector 53 for switching addresses is an address buffer when the microprocessor accesses the memory 36.
The output of the buffer 53 is selected, and the output of the buffer 53 is prohibited. 54 is a memory address circuit that generates an address for the X-direction integration memory 40; 55;
is an address selector that switches between the address of the memory address circuit 54 and the address generated when the microcomputer accesses the memory 40. Reference numeral 56 denotes a TV synchronization signal generation circuit that generates a TV horizontal synchronization signal, vertical synchronization signal, blanking signal, etc. based on the clock of the clock circuit 49. 57 and 58 are an X position display register and a Y position display register, respectively, which are connected to the data bus 44 of the microcomputer, and 59 is a marker display circuit, which allows the microprocessor to detect the position of the alignment mark detected during TV prealignment. By outputting to the X position display register 57 and the Y position display register 58, the marker display circuit 59 sends the signal as a mix signal to the video input terminal of the TV camera control section.
The X, Y position display registers 57 and 58 act as storage means for storing the detected position of the alignment mark. Next, the function and operation of the television pre-alignment detection circuit shown in FIG. 6 will be explained. The function of the TV pre-alignment detection circuit is
These are the integration of data in the X direction, the integration of data in the Y direction, and the display of the pre-alignment mark detection position on the TV monitor. Of these, the integration of data in the X direction and the integration of data in the Y direction are performed by the hardware of the television pre-alignment detection circuit, and the added data is stored in the memory. The data addition is performed in units of one frame of the television signal, and as described later, the addition may be completed with one frame, or the addition of a plurality of frames may be performed as necessary.
In either case, during addition, the memories 36, 40
The data bus and address bus of the microprocessor are electrically separated from the data bus 44 and address bus of the microprocessor, and the address of the memory 36 is determined by the address selector 52, and the address of the memory 40 is determined by the address of the address circuit 54. connected to the sequence and memory control circuit 4
1, and a read/write signal and a chip select signal generated by hardware from the memory control circuit 42, the addition is executed. When the addition of a predetermined number of frames is completed, an addition end signal is generated from the sequence and memory control circuit 41 on the interrupt signal line INT.
After the addition completion signal is generated, the microprocessor accesses the memory 36 and the memory 40 and detects the television pre-alignment mark position from the addition data. When the microprocessor accesses the memories 36 and 40, the memory addresses, read/write signals, chip select signals, etc. are naturally controlled by control signals from the microcomputer. Further, data in the memory 36 is sent to a data bus 44 via a buffer 46, and data in the memory 40 is sent to a data bus 44 via a buffer 48, and read by the microprocessor. By the way, before explaining the addition in the X direction in block X and the addition in the Y direction in block Y in FIG. 6, a pixel division method will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows pixels in which a television screen is divided into N parts in the X direction and M parts in the Y direction. Pixel Pli indicates the pixel in the l-th row and i-th column. Y
The number of divisions M in the direction usually matches the number of horizontal scanning lines. Therefore, in order to divide into pixels, an analog-to-digital converter (Fig. 6, 32) is used to divide N into pixels within one horizontal synchronizing signal section. It is sufficient to perform sampling twice. Therefore, the addition in the X direction is S X1 = DATA ( P 11 ) + DATA (P 12 ) + ...+DATA (P 1N ) , S , ... S _ _ _ _ _ ), S Y2 = DATA (P 12 ) + DATA (P 22 ) + ...DATA (P M2 ), ... S YN = DATA (P 1N ) + DATA (P 2N ) + ... + DATA (P MN ), It will be done. When the addition is completed, the X-direction integration memory 40
Data of S X1 , S X2 . . . S Assuming that television scanning is not an interlaced system but a line sequential system, the order of data output from the analog-to-digital converter 32 is DATA (P 11 ), DATA (P 12 ), ...DATA
(P 1N ), DATA (P 21 ), ...DATA (P MN ). Therefore, addition in the X direction continues by adding one scanning line,
While the result can be stored in memory,
Addition in the Y direction requires reading data from the memory for each pixel, adding the data, and storing the result at the address just read. The number N of divided pixels in the horizontal direction is determined by the required alignment accuracy, but is usually about 500 pixels, and therefore the sampling rate for one pixel is 100 nanoseconds or less. Therefore, in addition in the Y direction, analog-to-digital conversion, memory read/write, and addition operations must be performed within 100 nanoseconds. This requires a huge burden on the hardware and cannot be easily achieved. In order to solve this problem, the adder circuit of FIG. and memory 3
A latch 3 is connected to the output of 6 and the input of adder 34, respectively.
3, 35, and 37 are provided to realize high-speed calculation relatively easily. In this circuit, each of the operations of analog-to-digital conversion and memory read/write addition can be performed in less than 100 nanoseconds, so the apparent operating speed is three times slower than the conventional example, and the hardware design becomes much easier. Next, the time-series operation of the adder circuit will be explained in detail using Tables 1 and 2. These two tables take the horizontal operation cycle and show the data flow of each device.Table 1 is the addition in the Y direction (block Y in Figure 6), and Table 2 is the
This figure shows the operation of directional addition (block X in FIG. 6).
【表】
まず、第1表について説明すると加算の動作は
基本的には3つのサイクルから成り立つており、
T1,T2,T3は例えば前述した様に各々100
ナノ秒間である。また動作の都合上各々のサイク
ルT1,T2,T3は夫々50ナノ秒に2分割され
ており、それらはt11,t12,t21,t22,t31,t32で表
わされる。
今、l走査ライン目(O≦l≦M)のi番目
(O≦i≦N)の画素Pli、(第7図参照)の濃度
のデータをDATA(Pl,i)とする。クロツクサ
イクルT1においてアナログ・デジタル変換器3
2でデジタル化されたデータDATA(Pl,i)
は、次のクロツクサイクルT2において、ラツチ
33に格納され(第1表)、加算の一方の入力
データとなる。
一方、サイクルt12において、i番目のメモリ
の内容Sl-1,iがリードされ、サイクルT2に、デ
ータSl-1,i(第1表)が加算入力ラツチ37に格
納される。このデータSl-1,iは行i番目のデータ
を1列から(l−1)列まで加算したデータで次
式の様に書ける。
Sl-1,i=DATA(P1,i)+DATA(P2,i)
+……+DATA(Pl-1,i)
即ち、データSl-1,iは、一走査ライン前までの
i番目の列のデータの加算値で、これが加算器3
4の他方の入力データとなる。加算器34は、サ
イクルT2において、これら2つの入力データ
DATA(Pl,i)とSl-1,iの加算を行う(第1表)。
加算結果のデータは、サイクルt21の終了時には、
確定したデータとして加算器34から出力され、
サイクルt22において、加算出力ラツチ35にラ
ツチされる(第1表)。このデータは、Sl,iで表
わすことができ、Sl,i=DATA(Pl,i)+Sl-1,i であ
る。
次にサイクルT3の前半、t31においてデータ
Sl,iをi番目にメモリに再び格納する(第1表
)。この格納されたデータSl,iは次の走査ライン
l+1のi番目の画素まで保持され、再び画素
Pl+1,iのデータと加算される。この様にしてMラ
インの走査が終了するとi番目のメモリには
SYi=DATA(P1,i)+DATA(P2,i)
+……+PYi(PM,i)
の加算データが得られる。
この様に、アナログ・デジタル変換、加算、メ
モリのリード/ライトの各動作は1サイクル100
ナノ秒で行われ、アナログ・デジタル変換,加
算,メモリのリード/ライトの1処理は3サイク
ル、300ナノ秒要するが、各動作が並列動作であ
るため、十分長いサイクル動作の場合は、1処理
が1サイクル、100ナノ秒で行われるのと等しく
なる。
尚、第1表(a)に関してつけ加えると、メモリに
対する動作に注目すると、(i)番目のメモリ・リー
ド→(i−1)番目のメモリ・ライト→(i+
1)番目のメモリ・リード→i番目のメモリ・ラ
イト…と言う動作になる。従つて、第6図に示し
た様にメモリ・ライトアドレス回路50とメモ
リ・ライトアドレス回路51の2つのアドレス発
生回路を設け、リード・ライト信号に従つてアド
レス・セレクタ52を切換え、アドレスを発生さ
せるものである。[Table] First, to explain Table 1, the addition operation basically consists of three cycles.
For example, T1, T2, and T3 are each 100 as mentioned above.
It is a nanosecond. Further, for convenience of operation, each cycle T1, T2, T3 is divided into two parts each having 50 nanoseconds, and these cycles are represented by t11 , t12 , t21 , t22 , t31 , and t32 . Now, the density data of the i-th (O≦i≦N) pixel Pli (see FIG. 7) of the l-th scanning line (O≦l≦M) is assumed to be DATA (Pl, i). Analog-to-digital converter 3 at clock cycle T1
Data DATA (Pl, i) digitized in 2
is stored in latch 33 in the next clock cycle T2 (Table 1) and becomes one input data for addition. On the other hand, in cycle t12 , the content S l-1,i of the i-th memory is read, and in cycle T2, data S l-1,i (Table 1) is stored in addition input latch 37. This data S l-1,i is data obtained by adding the data in the i-th row from column 1 to column (l-1), and can be written as in the following equation. S l-1,i = DATA (P 1,i ) + DATA (P 2,i ) +...+DATA (P l-1,i ) In other words, data S l-1,i is the data up to one scanning line before. This is the added value of the data in the i-th column, and this is the adder 3
This is the other input data of No.4. The adder 34 receives these two input data in cycle T2.
DATA (P l,i ) and S l-1,i are added (Table 1).
At the end of cycle t 21 , the data of the addition result is
It is output from the adder 34 as confirmed data,
In cycle t22 , it is latched into the summation output latch 35 (Table 1). This data can be represented by S l,i , where S l,i = DATA(P l,i ) + S l-1,i . Next, in the first half of cycle T3, at t 31 , the data
Store S l,i back into memory for the ith time (Table 1). This stored data S l,i is held until the i-th pixel of the next scanning line l+1, and the pixel
It is added to the data of P l+1,i . When the scanning of M lines is completed in this way, the added data of S Yi = DATA (P 1,i ) + DATA (P 2,i ) +...+P Yi (P M,i ) is obtained in the i-th memory. It will be done. In this way, each cycle of analog/digital conversion, addition, and memory read/write operations takes 100 cycles.
Each process of analog-to-digital conversion, addition, and memory read/write takes 3 cycles and 300 nanoseconds, but since each operation is a parallel operation, if the cycle is long enough, one process is performed in nanoseconds. is equivalent to one cycle, which takes 100 nanoseconds. Additionally, regarding Table 1 (a), if we pay attention to the operations on memory, (i)th memory read → (i-1)th memory write → (i+
1) The operation is as follows: 1st memory read → ith memory write. Therefore, as shown in FIG. 6, two address generation circuits, a memory write address circuit 50 and a memory write address circuit 51, are provided, and the address selector 52 is switched in accordance with the read/write signal to generate addresses. It is something that makes you
【表】
次に第2表を用いてX方向の加算を説明する
と、サイクルT1で、アナログ・デジタル変換器
32で変換された画素Pl,iのデータDATA(Pl,i)
は、サイクルT2でラツチ33に格納される(こ
れは第1表(a)と同じ動作であり、で示す)。
一方、ラツチ39には、l走査ラインの1番目
からi−1番目までの画素の加算データ;
Sl,i-1=DATA(Pl,1)+DATA(Pl,2)
+……+DATA(Pl,i-1)
が格納されており、サイクルT2でこのデータ
Sl,i-1とデータDATA(Pl,i)が加算器38で加算さ
れる(第2表)。この加算結果はSl,iであり、次
のクロツクサイクルT3でラツチ39にラツチさ
れる(第2表)と同時に、クロツクサイクルT
3における加算の一方の入力となる。
この様にX方向の加算においては、入力データ
は一走査ライン内で、次々と加算され、走査ライ
ン終了時に
SX,l=DATA(Pl,1)+DATA(Pl,2)
+……+DATA(Pl,N)
の加算データを得る。従つて一走査ラインが終了
し、次のライン走査が開始される水平走査帰線時
間内に、このデータSX,lをX方向の積算メモリ4
0内のl番目のメモリに格納すればよい。
この様にフレームの開始から終了まで以上述べ
た動作をくり返すことによりX方向,Y方向のデ
ータの積算が得られたことになる。
第8図は、本発明の他の実施例で、第6図にお
けるX方向の加算(ブロツクX),Y方向の加算
(ブロツクY)を一つのハードウエアのブロツク
で行うものである。
図において、31〜37及び45,46は第6
図と全く同じであり、加算出力ラツチ35の出力
及び加算入力ラツチ37の出力を選択し、加算器
34の一方の入力に伝えるデータ・セレクタ60
が設けられる。このデータ・セレクタは第6図4
1のシーケンス及びメモリコントロール回路の制
御下にいずれかの入力が選択される。即ち、X方
向の加算時には、加算出力ラツチ35の出力が、
Y方向の加算時には、加算入力ラツチ37の出力
が夫々選択される。第8図には第6図中に示され
る他の回路、たとえば、クロツク回路49、TV
同期信号発生回路56等は省略されているが第6
図のブロツクX及びその周辺の回路、例えば3
8,39,40,42,47,48,54,55
は本実施例では不用である。
第9図の動作の機能は第6図の動作機能と、ほ
ぼ同様であるが、動作のフローは異つており、X
方向,Y方向の積算が同時ではなく、直列的,時
系列的に行われる。まず、第1に加算出力ラツチ
35の出力がデータセレクタ60に選択され、X
方向の積算が実行され、次に加算入力ラツチ37
の出力が選択されY方向の積算が実行される(な
お、順序は逆でもよい)。この時もしメモリがX
方向及びY方向に対して兼用であれば一旦X方向
の位置をマイクロコンピユータが計測した後、Y
方向の積算を開始するか、又はメモリ36の内容
を他のメモリにデータバスを介して転送しデータ
を退避した後、Y方向の積算を開始すればよい。
第8図の回路を用いると測定に要する時間は第
6図の回路よりも、長くなるが、ハードウエアが
簡単になり、制御が軽減される効果がある。
ところで、前に述べた様に、本実施例において
は積算はフレーム単位で行われ、複数のフレーム
数の積算を行つてもよく、しかも、積算フレーム
数を任意に選択できる手段を有している。
第9図はフレームの積算回数を選択的に行うた
めの回路の一実施例を示すブロツク図である。こ
の第10図のフレーム積算回数選択回路は、第6
図41で表わされるシーケンス及びメモリ・コン
トロール回路内に設けられている。
第9図中、71は積算回数,積算スタート,積
算ストツプ等を制御する積算コントロール回路、
72はテレビの垂直同期信号をカウントするテレ
ビ・フレームカウンタ回路、73はフレーム回数
指示レジスタ、74はテレビ・フレームカウンタ
回路72とフレーム回路指示レジスタ73の出力
を比較するデジタル・コンパレータ回路である。
第9図の動作を説明すると、図示されてないマ
イクロ・プロセツサ等から積算開始信号が積算コ
ントロール回路71に与えられると、積算コント
ロール回路71はTV同期信号発生回路(第6図
56)から付与されるテレビ垂直同期信号と同期
をとり、テレビフレームカウンタ回路72へカウ
ントスタート信号を与える。テレビフレームカウ
ンタ回路72はこのカウントスタート信号により
垂直同期信号の数をカウントし、フレーム数を計
数する。
一方、積算フレーム回数はマイクロプロセツサ
によつて直接或はオペレータがキーボード等の指
示によつてマイクロプロセツサを介して、積算コ
ントロール回路71を経由してフレーム回数指示
レジスタ73に与えられる。デジタルコンパレー
タ74はこの指示された積算回数だけテレビフレ
ームカウンタ回路72が計数したら終了信号を積
算コントロール回路71へ付与し、積算は終了す
る。
積算回数を選択的に行える利点は
画面の濃度やSN比に応じて、積算回数を可
変にできるため、アライメントマークの検出確
度が高くなる。
テレビ・プリアライメントの要求精度、及び
要求スピードに応じた積算回数を選ぶことによ
り、要求精度の位置検出を高スピードで実行で
きる。
等にある。
尚、積算回数を増やすことにより、加算結果に
キヤリイが発生する場合が考えられるので、入力
のビデオ信号はビデオアンプ31でゲインがコン
トロールできる様になつていると共に加算器3
4,38にはキヤリイ発生を検知しシーケンス及
びメモリ・コントロール回路41にキヤリイ発生
を知らせる手段が設けられる(不図示)。
ところで、積算データからアライメントマーク
の位置を検出する方法は、本発明においては特に
限定されないが、例えばパターンのピークを検知
する方法、或はパターンの立上り、立下りのエツ
ジを検出する方法等があり、これらは前述した様
に、積算終了後マイクロ・コンピユータによつて
ソフトウエア的に検知が行われる。
この時アライメントマークの位置の座標は第2
図18で示したガラス板上のテレビプリアライメ
ント基準マークから計測される。
既に述べた通りこの実施例では、まず明視野状
態で基準マーク位置を読み取り、次に暗視野状態
でアライメントマークを読み取るものである。明
視野状態での基準マークの読み取りは暗視野状態
でのアライメントマークの読み取りと全く同じ動
作であり、異る点は積算データの値(ビデオ信号
の明るい場合、データは大きな値をとるとする
と)の中で、アライメントマークはバツク・グラ
ンドより大きな値を示し、基準マークはバツク・
グランドより小さな値を示す点である。しかし、
この値はソフトウエア或はハードウエアで、例え
ば基準マークをバツク・グランドより大きな値に
することは簡単にできるので本質的ではない。
上に述べた様に、マークによつて観察視野を切
換える利点は、基準マークとアライメントマーク
を夫々バツク・グランドの影響の少ない視野状態
で観察し、高S/N比のビデオ信号を得る点にあ
る。
第2図中、13A及び13Bで示した絞りは、
夫々、明視野用絞り及び暗視野用絞りで図示しな
い切換手段、例えばプランジヤー等により、電気
的に切換可能なものである。この基準マークの位
置から計測されたアライメントマークの位置はテ
レビ・プリアライメント検知回路の機能の第3番
目で述べた様にモニタテレビ9(第1図)の画面
上に表示される。
この動作を第6図にて詳しく説明すると、マイ
クロコンピユータ(不図示)により検知位置の座
標がデータ・バスを介してX位置表示レジスタ5
7、Y位置表示レジスタ58に与えられる。この
レジスタ57,58の出力はマーカ表示回路59
に位置データを与える。マーカ表示回路59はこ
の位置表示レジスタとテレビ走査位置の比較を行
い一致した場合ミツクス信号としてTVカメラコ
ントロール部B(第5図参照)へ送られる。テレ
ビ走査位置は、第7図で示される画素番号で表わ
すことができ、X方向には1番からN番、Y方向
は1番からM番目の数であり、これらの位置のカ
ウントはメモリ36,40アドレスとして発生し
ている。従つて、X方向はY方向の積算メモリ3
6のアドレスとX位置表示レジスタ57の比較、
Y方向はX方向の積算メモリ40のアドレスとY
位置表示レジスタ58の比較を行い、一致した時
にミツクス信号をだせばよい。
このミツクス信号は、TVカメラコントロール
部Bで、TVカメラヘツド部A(撮像管7)から
得られたビデオ信号とミツクスされ、モニタテレ
ビ8(第1図参照)上に表示される。
表示するマークは特に限定はなく、十字線でも
或は微少の正方形のパターンでもよく、更に、オ
ペレータに注意をひくためこのマークが点滅して
もよい。
制御回路Fによつて検知されたアライメントマ
ークの位置を示す、例えば十字線のようなパター
ンを撮像管7が撮像しているアライメントマーク
を表示しているモニタテレビ8に合成して表示す
るようにすれば、オペレータはモニタテレビ8を
見ることによつて検知が正確か否かを容易に確認
することができる。本実施例では、アライメント
マークに基づいて正確にプリアライメントができ
るか否かを事前に、且つ容易に知ることができ
る。
ところで、今まで述べた様にプリ・アライメン
ト・マークのX座標、Y座標は高精度で検出でき
るが、マークのXY平面での傾き、即ちθ位置が
必要な場合もある。
この場合、1つのマークでθ位置を検出する
方法及び視野内の2つのマークからθ位置を検
出する方法が考えられるが、1つのマークによる
検出はマークの積算データのピーク値、ピーク巾
や傾きから算出されるが、被検知物の反射率や散
乱状態に微妙な影響を受けると共に、θ位置を算
出する方法が非常に難しく、精度のよい検知がで
きない。また視野内の2つのマークによる検出
も、視野内に常に2つのマークを捕捉しなければ
ならないので視野を広くする必要があり、θ位置
をはじめ、X位置,Y位置の検出精度が低下する
問題がある。
本発明は以上の問題を解決し、高精度のθ位置
を検知することも可能である。
本実施例においては、被検知物に所定の間隔
(例えばX方向に所定量離れているものとする)
離れた2つのマーク位置を設け、まず第1の計測
において、前述のマークの一方(第1のマーク)
をテレビ視野内に納め、これまで述べてきた方法
で第1のマークのX位置及びY位置を検知する。
次にウエハーステージ(第1図5)を、所定量
XTだけX方向に移動し、他方のマーク(第2の
マーク)をテレビ視野内にとらえ、同様に第2の
マークのX位置及びY位置を検知する。
このとき、第1のマーク位置をX1,Y1第2の
マーク位置をX2,Y2,ステージの移動量をXTと
すると、傾きθは
θ=tan-1(Y2−Y1/XT+X2−X1)
で与えられる。
ここで移動量XTを十分大きくとると、θは高
精度で求めることができる。
即ち、上に述べた方法は、ステージの移動とい
う簡便な方法で高精度に傾きθを検知できるもの
である。
ところで、要求される位置検出精度によつては
傾きθの検出が不用な場合がある。この様な場合
には前述した第1のマークの検出のみを行い、マ
ーク位置X,Yを検出しTTLオートアライメン
トマーク検出の動作に移行する。
第1及び第2のマークから傾きθの検知を行う
か或は第1のマークの検知のみ行うかの選択は検
知精度等からマイクロ・コンピユータが判断して
もよいし、また、オペレータがキー等により指示
を与えてもよい。つまり、やや時間を要するが高
精度の位置検出のできる2点測定を行うか、精度
は若干劣るが検出のスピードアップが計れる1点
検出を行うかの選択を設けることにより、効率の
よい位置検知装置を提供することができる。
以上、詳述した如く、本発明は、例えばウエハ
のような物体に形成されているアライメントマー
クを撮像手段(撮像管もしくは固体撮像素子)で
撮像し、この際に得られるビデオ信号に基づいて
アライメントマークの位置を検知する装置におい
て、ビデオ信号に応じてアライメントマークの像
を表示する受像機に、ビデオ信号に基づいて検知
したアライメントマークの位置を示す像をアライ
メントマークの像と合成して表示するようなした
ので、オペレータは受像機の画面を目視するだけ
で、装置がアライメントマークの位置を正確に検
知し得たか否かを容易に且つ短時間に確認するこ
とができる。また、本発明によれば、物体が第1
位置にある時、撮像手段を用いて物体に形成され
ているアライメントマークを撮像し、この際のビ
デオ信号に基づいて物体が第1位置にある際のア
ライメントマークの位置を検知し、この検知結果
により物体を第1位置から第2位置へ移動させた
際に物体をアライメントする装置に適用した場合
に、オペレータは物体の第2位置でのアライメン
トが正確に行われるか否かを事前に知ることがで
きるので、不正確なアライメント動作が進行して
しまうのを防止することができる。[Table] Next, to explain the addition in the X direction using Table 2, in cycle T1, data DATA (P l,i ) of pixel P l,i converted by the analog-to-digital converter 32
is stored in latch 33 in cycle T2 (this is the same operation as in Table 1(a) and is indicated by ). On the other hand, the latch 39 contains addition data of pixels from the 1st to the i-1st of the l scanning line; S l,i-1 = DATA (P l,1 ) + DATA (P l,2 ) +...+DATA (P l,i-1 ) is stored, and in cycle T2 this data is
S l,i-1 and data DATA (P l,i ) are added by an adder 38 (Table 2). The result of this addition is S l,i , which is latched in latch 39 at the next clock cycle T3 (Table 2), and at the same time at the clock cycle T3.
This is one input for addition in step 3. In this way, in addition in the X direction, input data is added one after another within one scanning line, and at the end of the scanning line, S X,l = DATA (P l,1 ) + DATA (P l,2 ) +... Obtain the added data of +DATA(P l,N ). Therefore, during the horizontal scanning retrace time when one scanning line ends and the next line scanning starts, this data S
It is sufficient to store it in the lth memory within 0. By repeating the above-described operations from the start to the end of the frame in this way, the data integration in the X and Y directions can be obtained. FIG. 8 shows another embodiment of the present invention, in which addition in the X direction (block X) and addition in the Y direction (block Y) in FIG. 6 are performed by one hardware block. In the figure, 31 to 37 and 45, 46 are the sixth
A data selector 60, which is exactly the same as shown in the figure, selects the output of the addition output latch 35 and the output of the addition input latch 37 and transmits it to one input of the adder 34.
will be provided. This data selector is shown in Figure 6.4.
1 sequence and either input is selected under the control of the memory control circuit. That is, during addition in the X direction, the output of the addition output latch 35 is
During addition in the Y direction, the outputs of the addition input latches 37 are respectively selected. FIG. 8 also shows other circuits shown in FIG. 6, such as clock circuit 49 and TV circuit 49.
Although the synchronizing signal generation circuit 56 and the like are omitted, the sixth
Block X in the figure and its surrounding circuits, e.g. 3
8, 39, 40, 42, 47, 48, 54, 55
is unnecessary in this embodiment. The function of the operation in Figure 9 is almost the same as the operation function in Figure 6, but the flow of operation is different.
The integration in the direction and the Y direction is not performed simultaneously, but in series and in time series. First, the output of the addition output latch 35 is selected by the data selector 60, and
A directional integration is performed and then the addition input latch 37
The output of is selected and integration in the Y direction is performed (note that the order may be reversed). At this time, if the memory is
If it is used for both direction and Y direction, once the microcomputer measures the position in the X direction,
It is sufficient to start the integration in the Y direction, or after the contents of the memory 36 are transferred to another memory via the data bus and the data is saved, the integration in the Y direction can be started. Although the time required for measurement using the circuit of FIG. 8 is longer than that of the circuit of FIG. 6, it has the effect of simplifying the hardware and reducing control. By the way, as mentioned earlier, in this embodiment, the integration is performed in units of frames, and the integration of multiple frames may be performed, and furthermore, there is a means for arbitrarily selecting the number of integrated frames. . FIG. 9 is a block diagram showing an embodiment of a circuit for selectively performing frame integration. The frame integration number selection circuit shown in FIG.
It is provided in the sequence and memory control circuit shown in FIG. In FIG. 9, 71 is an integration control circuit that controls the number of integrations, start of integration, stop of integration, etc.;
72 is a television frame counter circuit that counts the vertical synchronization signal of the television; 73 is a frame number instruction register; and 74 is a digital comparator circuit that compares the outputs of the television frame counter circuit 72 and the frame circuit instruction register 73. To explain the operation of FIG. 9, when an integration start signal is given to the integration control circuit 71 from a microprocessor or the like (not shown), the integration control circuit 71 receives an integration start signal from the TV synchronization signal generation circuit (56 in FIG. 6). A count start signal is provided to the television frame counter circuit 72 in synchronization with the television vertical synchronization signal. The television frame counter circuit 72 counts the number of vertical synchronization signals based on this count start signal, and counts the number of frames. On the other hand, the cumulative number of frames is given to the frame number instruction register 73 via the cumulative control circuit 71, either directly by the microprocessor or via the microprocessor by an operator's instruction using a keyboard or the like. When the television frame counter circuit 72 has counted the specified number of times of integration, the digital comparator 74 applies an end signal to the integration control circuit 71, and the integration ends. The advantage of being able to select the number of integrations is that the number of integrations can be varied depending on the screen density and SN ratio, increasing the accuracy of alignment mark detection. By selecting the number of integrations according to the required accuracy and required speed of television pre-alignment, position detection with the required accuracy can be performed at high speed. etc. Note that increasing the number of integrations may cause a carry in the addition result, so the input video signal is designed so that the gain can be controlled by the video amplifier 31, and the adder 3
4 and 38 are provided with means (not shown) for detecting the occurrence of a carry and notifying the sequence and memory control circuit 41 of the occurrence of a carry. By the way, the method of detecting the position of the alignment mark from the integrated data is not particularly limited in the present invention, but there are, for example, a method of detecting the peak of the pattern, a method of detecting the rising and falling edges of the pattern, etc. , these are detected by software by a microcomputer after the integration is completed, as described above. At this time, the coordinates of the alignment mark position are the second
It is measured from the television pre-alignment reference mark on the glass plate shown in FIG. As already mentioned, in this embodiment, the reference mark position is first read in a bright field state, and then the alignment mark is read in a dark field state. Reading a reference mark in a bright field state is exactly the same as reading an alignment mark in a dark field state, the difference being the value of the integrated data (assuming that if the video signal is bright, the data will take a large value) Among them, the alignment mark shows a value larger than the back ground, and the reference mark shows a value larger than the back ground.
This point shows a value smaller than ground. but,
This value is not essential since it is easy to set the reference mark to a value greater than the background using software or hardware. As mentioned above, the advantage of switching the observation field of view using marks is that the reference mark and alignment mark can be observed in a field of view that is less affected by background and ground, and a video signal with a high S/N ratio can be obtained. be. In Fig. 2, the apertures indicated by 13A and 13B are
Each of the bright field aperture and the dark field aperture can be electrically switched by a switching means (not shown), such as a plunger. The position of the alignment mark measured from the position of this reference mark is displayed on the screen of the monitor television 9 (FIG. 1) as described in the third section of the function of the television pre-alignment detection circuit. To explain this operation in detail with reference to FIG. 6, a microcomputer (not shown) transmits the coordinates of the detected position to the
7, given to the Y position display register 58. The outputs of these registers 57 and 58 are output to the marker display circuit 59.
Give location data to. The marker display circuit 59 compares this position display register with the television scanning position, and if they match, it is sent as a mix signal to the TV camera control section B (see FIG. 5). The television scanning position can be represented by the pixel numbers shown in FIG. 7, which are numbers 1 to N in the X direction and numbers 1 to M in the Y direction. , 40 addresses. Therefore, the X direction is the integration memory 3 in the Y direction.
6 address and the comparison of the X position display register 57,
The Y direction is the address of the integration memory 40 in the X direction and the Y
It is sufficient to compare the position display registers 58 and output a mix signal when they match. This mix signal is mixed with the video signal obtained from the TV camera head section A (image pickup tube 7) in the TV camera control section B, and displayed on the monitor television 8 (see FIG. 1). The mark to be displayed is not particularly limited, and may be a crosshair or a minute square pattern.Furthermore, this mark may blink to attract the operator's attention. A pattern such as a crosshair, which indicates the position of the alignment mark detected by the control circuit F, is synthesized and displayed on the monitor television 8 displaying the alignment mark imaged by the image pickup tube 7. Then, the operator can easily check whether the detection is accurate or not by looking at the monitor television 8. In this embodiment, it is possible to easily know in advance whether or not pre-alignment can be performed accurately based on the alignment mark. By the way, as described above, the X and Y coordinates of the pre-alignment mark can be detected with high precision, but there are cases where the inclination of the mark on the XY plane, that is, the θ position, is required. In this case, a method of detecting the θ position with one mark or a method of detecting the θ position with two marks in the field of view can be considered. However, it is delicately affected by the reflectance and scattering state of the object to be detected, and the method of calculating the θ position is extremely difficult, making it impossible to perform accurate detection. In addition, detection using two marks within the field of view requires a wide field of view because two marks must always be captured within the field of view, which reduces the detection accuracy of the θ position, X position, and Y position. There is. The present invention solves the above problems and also makes it possible to detect the θ position with high accuracy. In this example, the object to be detected is placed at a predetermined distance (for example, a predetermined distance in the X direction).
Two separate mark positions are provided, and in the first measurement, one of the aforementioned marks (first mark) is set.
is placed within the field of view of the television, and the X and Y positions of the first mark are detected using the method described above.
Next, move the wafer stage (Fig. 1, 5) by a predetermined amount.
It moves in the X direction by X T , captures the other mark (second mark) within the field of view of the television, and similarly detects the X and Y positions of the second mark. At this time, if the first mark position is X 1 , Y 1 , the second mark position is X 2 , Y 2 , and the amount of stage movement is X T , then the slope θ is θ=tan -1 (Y 2 − Y 1 /X T +X 2 −X 1 ). Here, if the amount of movement X T is set sufficiently large, θ can be determined with high accuracy. That is, the method described above allows the tilt θ to be detected with high accuracy using a simple method of moving the stage. Incidentally, depending on the required position detection accuracy, detection of the inclination θ may not be necessary. In such a case, only the first mark described above is detected, the mark positions X and Y are detected, and the operation shifts to TTL auto alignment mark detection. The selection of whether to detect the inclination θ from the first and second marks or to detect only the first mark may be determined by a microcomputer based on detection accuracy, etc., or the operator may select whether to detect the inclination θ from the first and second marks or only the first mark. Instructions may be given by In other words, by providing a choice between two-point measurement, which takes a little time but allows highly accurate position detection, or one-point detection, which is slightly less accurate but can speed up detection, efficient position detection can be achieved. equipment can be provided. As described in detail above, the present invention captures an image of an alignment mark formed on an object such as a wafer using an imaging means (an imaging tube or a solid-state imaging device), and performs alignment based on a video signal obtained at this time. In a device that detects the position of a mark, an image indicating the position of the alignment mark detected based on the video signal is combined with the image of the alignment mark and displayed on a receiver that displays the image of the alignment mark according to the video signal. As a result, the operator can easily and quickly confirm whether or not the apparatus has been able to accurately detect the position of the alignment mark simply by visually checking the screen of the receiver. Further, according to the present invention, the object
When the object is in the first position, the alignment mark formed on the object is imaged using an imaging means, and the position of the alignment mark when the object is in the first position is detected based on the video signal at this time, and the detection result is When applied to a device that aligns an object when the object is moved from a first position to a second position, the operator can know in advance whether or not the object will be accurately aligned at the second position. Therefore, it is possible to prevent inaccurate alignment operations from proceeding.
第1図は本発明に係る焼付装置の外観を示す斜
視図。第2図はテレビ・プリアライメント検知系
の光学斜視図。第3図Aはテレビ・プリアライメ
ントマークの平面図で、Bはフアイン・アライメ
ントマークの平面図。第4図はフアインアライメ
ント検知系の光学断面図。第5図は信号処理系の
概略を示す電気ブロツク図。第6図はテレビ・プ
リアライメント検知回路例を示す電気ブロツク
図。第7図はテレビ画面の画素分割法を説明する
ための説明図。第8図はテレビ・プリアライメン
ト検知回路の別の例を示す電気ブロツク図。第9
図はテレビフレーム積算回数選択回路の電気ブロ
ツク図。
図中、1はマスク、2はマスク・チヤツク、3
は縮小投影レンズ、4はウエハー、5はウエハ
ー・ステージ、6は対物レンズ、7は撮像管、1
1は照明光源、13Aは明視野絞り、13Bは暗
視野絞り、PMはテレビ・プリアライメントマー
ク、W1〜W4とM1,M2はフアイン・アライ
メントマーク、20はレーザー光源、22は回転
多面鏡、24は顕微鏡対物レンズ、30はフオ
ト・セル、Aはテレビカメラヘツト部、Bはテレ
ビカメラコントロール部、Cはテレビ・プリアラ
イメント検知回路、Dは光センサ部、Eはフアイ
ン・アライメント検知回路、Fは制御回路、31
はビデオアンプ、32はアナログ・デジタルコン
バータ、33はラツチ、34,38は加算器、3
5,39は加算出力ラツチ、36,40はメモ
リ、37は加算入力ラツチ、41はシーケンス&
メモリ・コントロール回路、42はメモリコント
ロール回路、43はコントロールレジスタ、44
はデータバス、45〜48はバツフア、49はク
ロツク回路、50はメモリ・ライトアドレス回
路、51はメモリ・リードアドレス回路、52は
アドレスセレクタ、53はバツフア、54はメモ
リ・アドレス回路、55はアドレスセレクタ、5
6はテレビ同期信号発生回路、57はX位置表示
レジスタ、58はY位置表示レジスタ、59はマ
ーカ表示回路である。
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a printing device according to the present invention. FIG. 2 is an optical perspective view of the television pre-alignment detection system. FIG. 3A is a plan view of the television pre-alignment mark, and FIG. 3B is a plan view of the fine alignment mark. FIG. 4 is an optical cross-sectional view of the fine alignment detection system. FIG. 5 is an electrical block diagram showing an outline of the signal processing system. FIG. 6 is an electrical block diagram showing an example of a television pre-alignment detection circuit. FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the pixel division method of a television screen. FIG. 8 is an electrical block diagram showing another example of the television prealignment detection circuit. 9th
The figure is an electrical block diagram of the TV frame integration number selection circuit. In the figure, 1 is a mask, 2 is a mask chuck, and 3 is a mask.
is a reduction projection lens, 4 is a wafer, 5 is a wafer stage, 6 is an objective lens, 7 is an image pickup tube, 1
1 is an illumination light source, 13A is a bright field diaphragm, 13B is a dark field diaphragm, PM is a television pre-alignment mark, W1 to W4 and M1, M2 are fine alignment marks, 20 is a laser light source, 22 is a rotating polygon mirror, 24 30 is a microscope objective lens, 30 is a photo cell, A is a television camera head section, B is a television camera control section, C is a television pre-alignment detection circuit, D is an optical sensor section, E is a fine alignment detection circuit, and F is a fine alignment detection circuit. control circuit, 31
is a video amplifier, 32 is an analog/digital converter, 33 is a latch, 34 and 38 are adders, 3
5 and 39 are addition output latches, 36 and 40 are memories, 37 is an addition input latch, and 41 is a sequence &
Memory control circuit, 42, memory control circuit, 43, control register, 44
is a data bus, 45 to 48 are buffers, 49 is a clock circuit, 50 is a memory/write address circuit, 51 is a memory/read address circuit, 52 is an address selector, 53 is a buffer, 54 is a memory/address circuit, and 55 is an address. selector, 5
6 is a television synchronization signal generation circuit, 57 is an X position display register, 58 is a Y position display register, and 59 is a marker display circuit.
Claims (1)
撮像手段で撮像し、この撮像手段から出力される
ビデオ信号を処理することにより前記アライメン
トマークの位置を検知手段で検知し、この検知手
段により検知された前記アライメントマークの位
置に対応するデータ信号を記憶手段に記憶し、前
記撮像手段からのビデオ信号に基づいて画像表示
手段の画面に前記アライメントマークの画像を表
示すると共に、前記記憶手段からのデータ信号に
基づいて前記画像表示手段の画面に前記検知手段
が検知している前記アライメントマークの位置を
示す検知位置表示マークの画像を前記アライメン
トマークの画像に合成して表示することを特徴と
する位置検知方法。 2 前記検知位置表示マークの画像を前記画像表
示手段の画面に点滅して表示することを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の位置検知方法。[Claims] 1. An alignment mark formed on an object is imaged by an imaging means, and a video signal outputted from the imaging means is processed to detect the position of the alignment mark by a detection means. storing a data signal corresponding to the position of the alignment mark detected by the means in a storage means, displaying an image of the alignment mark on a screen of an image display means based on a video signal from the imaging means; An image of a detection position display mark indicating the position of the alignment mark detected by the detection means is synthesized with the image of the alignment mark and displayed on the screen of the image display means based on a data signal from the means. Characteristic position detection method. 2. The position detection method according to claim 1, wherein the image of the detected position display mark is displayed in a blinking manner on the screen of the image display means.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57210922A JPS59100528A (en) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | Semiconductor manufacturing device |
| US07/042,534 US4794648A (en) | 1982-10-25 | 1987-04-27 | Mask aligner with a wafer position detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57210922A JPS59100528A (en) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | Semiconductor manufacturing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59100528A JPS59100528A (en) | 1984-06-09 |
| JPS6354213B2 true JPS6354213B2 (en) | 1988-10-27 |
Family
ID=16597289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57210922A Granted JPS59100528A (en) | 1982-10-25 | 1982-11-30 | Semiconductor manufacturing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59100528A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0316550U (en) * | 1989-06-30 | 1991-02-19 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH021212A (en) * | 1989-03-17 | 1990-01-05 | Canon Inc | Ophthalmic apparatus |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53105376A (en) * | 1977-02-25 | 1978-09-13 | Hitachi Ltd | Positioning unit |
| FR2388371A1 (en) * | 1977-04-20 | 1978-11-17 | Thomson Csf | ALIGNMENT PROCEDURE, IN A PHOTOREPEATER, OF A SEMICONDUCTOR PLATE AND THE PATTERNS TO BE PROJECTED AND PHOTOREPEATER USING SUCH A PROCESS |
| JPS5434673A (en) * | 1977-08-23 | 1979-03-14 | Hitachi Ltd | Micro-distance measuring device for scan-type electronic microscope |
| JPS5610780A (en) * | 1979-07-06 | 1981-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Television receiving antenna unit for traveling-body mounting |
| DE3022793A1 (en) * | 1980-06-19 | 1981-12-24 | Effbe-Werk Fritz Brumme Gmbh & Co Kg, 6096 Raunheim | DEVICE FOR TRANSFERRING THE PRESSURE FROM THE SUCTION SIDE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE TO AN AUTOMATIC MANUAL TRANSMISSION |
-
1982
- 1982-11-30 JP JP57210922A patent/JPS59100528A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0316550U (en) * | 1989-06-30 | 1991-02-19 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59100528A (en) | 1984-06-09 |
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