Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH029281B2 - - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH029281B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH029281B2
JPH029281B2 JP56196568A JP19656881A JPH029281B2 JP H029281 B2 JPH029281 B2 JP H029281B2 JP 56196568 A JP56196568 A JP 56196568A JP 19656881 A JP19656881 A JP 19656881A JP H029281 B2 JPH029281 B2 JP H029281B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mark
signal
electron beam
output
scanning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP56196568A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5897609A (en
Inventor
Hideo Kusakabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP56196568A priority Critical patent/JPS5897609A/en
Publication of JPS5897609A publication Critical patent/JPS5897609A/en
Publication of JPH029281B2 publication Critical patent/JPH029281B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B15/00Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、位置合わせ用マークを電子ビームで
走査してマークの中心位置を検出するマーク位置
検出装置の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a mark position detection device that detects the center position of a mark by scanning an alignment mark with an electron beam.

発明の技術的背景とその問題点 近時、半導体ウエハやマスク基板等の試料に微
細パターンを形成するものとして各種の電子ビー
ム露光装置が用いられているが、この装置では精
度良い露光を可能とするため試料の高精度な位置
合わせが必要となる。このため、試料、カセツト
或いは試料台等に位置合わせ用マークを設け、こ
のマークを電子ビームで走査して得られる反射電
子、2次電子或いは吸収電子等に基づいてマーク
位置を検出し、これにより試料の位置合わせを行
うようにしている。
Technical background of the invention and its problems Recently, various electron beam exposure devices have been used to form fine patterns on samples such as semiconductor wafers and mask substrates, but these devices do not allow accurate exposure. Therefore, highly accurate positioning of the sample is required. For this purpose, alignment marks are provided on the sample, cassette, sample stage, etc., and the mark position is detected based on reflected electrons, secondary electrons, or absorbed electrons obtained by scanning this mark with an electron beam. I try to align the sample.

ところで、上記マーク位置の検出に用いられる
マーク位置検出装置として、最近次の(1)(2)に示す
手法を利用したものが考案されている。
By the way, as a mark position detection device used for detecting the mark position, one that utilizes the following methods (1) and (2) has recently been devised.

(1) マークからの反射電子を検出して得られるマ
ーク信号のピークと基準値とから、マーク部が
2値信号の「1」を得るようなレベルでマーク
信号を2値化し、2値信号の「1」と電子ビー
ムの走査位置とから1次モーメントを算出して
マークの中心位置を求める手法。
(1) From the peak of the mark signal obtained by detecting the reflected electrons from the mark and the reference value, the mark signal is binarized at a level such that the mark part obtains a binary signal of "1", and a binary signal is generated. A method of determining the center position of the mark by calculating the first moment from ``1'' and the scanning position of the electron beam.

(2) マーク信号をA/D変換して記憶回路に記憶
すると共に、複数回の電子ビーム走査を行いマ
ーク信号のA/D変換値を平均加算し、ノイズ
成分を除去する。かくして得られたマーク波形
のP・P値(Poak to Peak)からスライスレ
ベルを求め、そのスライスレベル以上のマーク
波形のA/D変換値と電子ビームの走査位置と
から1次モーメントを算出してマークの中心位
置を求める手法。
(2) The mark signal is A/D converted and stored in a storage circuit, and the electron beam is scanned a plurality of times to average the A/D converted values of the mark signal and remove noise components. The slice level is determined from the P·P value (Poak to Peak) of the mark waveform thus obtained, and the first moment is calculated from the A/D conversion value of the mark waveform above the slice level and the scanning position of the electron beam. A method to find the center position of a mark.

しかしながら、この種の手法を用いたマーク位
置検出装置にあつては次のような問題があつた。
すなわち、前記第1の手法では、マーク信号の一
部しか利用していないため、マーク中心位置の検
出精度が劣る。また、前記第2の手法では、A/
D変換したマーク波形を平均加算するために多大
な時間を要し、かつそのための記憶回路が必要と
なりコスト高を招く等の問題があつた。
However, the mark position detection device using this type of method has the following problems.
That is, in the first method, since only a part of the mark signal is used, the detection accuracy of the mark center position is poor. Furthermore, in the second method, A/
It takes a lot of time to average and add the D-converted mark waveforms, and a storage circuit is required for this purpose, which causes problems such as increased costs.

そこで本発明者等は、位置合わせ用マークを電
子ビームで走査して得られる反射電子、2次電子
或いは吸収電子を電子検出器で検出し、この検出
信号の微分波形を所定の振幅閾値X0でスライス
し、閾値X0以上の微分波形の時系列が所定の連
続時系列閾値G0以上連続している場所をマーク
端と判定し、このときの上記検出信号の振幅値
XAを記憶し、該振幅値XAより大きな検出信号の
振幅値と電子ビームの走査位置とから1次モーメ
ントを算出し、この算出結果をマークの中心位置
として検出するマーク位置検出装置を提案した。
Therefore, the present inventors detected reflected electrons, secondary electrons, or absorbed electrons obtained by scanning alignment marks with an electron beam using an electron detector, and set the differential waveform of this detection signal to a predetermined amplitude threshold value X 0 The place where the time series of the differential waveform with a threshold value of X 0 or more is continuous with a predetermined continuous time series threshold of G 0 or more is determined to be the mark end, and the amplitude value of the above detection signal at this time is determined as the mark end.
We propose a mark position detection device that stores X A , calculates the first moment from the amplitude value of a detection signal larger than the amplitude value X A and the scanning position of the electron beam, and detects this calculation result as the center position of the mark. did.

この提案によれば、マーク信号全体の情報を無
駄なく利用でき、マーク中心位置の検出を精度良
く行うことができる。また、平均加算する必要が
なく、そのためのメモリが不要となり、さらに平
均加算のための時間も不要となる。しかも、電子
ビーム走査と同時に計算するようにしているの
で、マーク中心位置検出のための時間を短縮化し
得る等の利点がある。
According to this proposal, the information of the entire mark signal can be used without waste, and the mark center position can be detected with high accuracy. Further, there is no need to perform average addition, no memory is required for this purpose, and furthermore, no time is required for average addition. Furthermore, since the calculation is performed simultaneously with the electron beam scanning, there are advantages such as the time required to detect the mark center position can be shortened.

しかしながら、このような装置にあつては1次
モーメントの計算範囲を決定するのに複雑な回路
が必要となり、装置構成の複雑化を招いた。ま
た、上記計算範囲により位置検出用マークの中心
位置の検出精度が低下する等の問題があつた。
However, in such a device, a complicated circuit is required to determine the calculation range of the first moment, resulting in a complicated device configuration. Further, there was a problem that the accuracy of detecting the center position of the position detection mark decreased due to the above calculation range.

発明の目的 本発明の目的は、1次モーメントを計算する範
囲を限定する必要がなく、装置構成の簡略化およ
びマーク位置検出精度の向上をはかり得るマーク
位置検出装置を提供することにある。
OBJECTS OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a mark position detection device that does not require limiting the range for calculating the first-order moment and can simplify the device configuration and improve mark position detection accuracy.

発明の概要 本発明は、位置検出に供されるマークを電子ビ
ームで走査し該走査による反射電子、2次電子或
いは吸収電子を電子検出器により検出してマーク
信号を得、遅延回路および減算器等により上記マ
ーク信号と該マーク信号を所定時間Tだけ遅延さ
せた遅延信号との差の絶対値を求め、乗算器、累
積加算器および減算器等により上記絶対値と前記
電子ビームの走査位置とから1次モーメントを求
め、減算器により上記1次モーメントから前記時
間Tに相当する電子ビーム走査距離の1/2を減算
してマークの中心位置を検出するようにしたもの
である。
Summary of the Invention The present invention scans a mark used for position detection with an electron beam, detects reflected electrons, secondary electrons, or absorbed electrons caused by the scanning with an electron detector to obtain a mark signal, and uses a delay circuit and a subtracter. etc., to find the absolute value of the difference between the mark signal and a delayed signal obtained by delaying the mark signal by a predetermined time T, and calculate the absolute value and the scanning position of the electron beam using a multiplier, a cumulative adder, a subtracter, etc. The first moment is obtained from the first moment, and 1/2 of the electron beam scanning distance corresponding to the time T is subtracted from the first moment using a subtracter to detect the center position of the mark.

発明の効果 本発明によれば、1次モーメントの計算範囲を
決定する複雑な回路を必要とすることなく、各種
の演算器を用いることでマークの中心位置を検出
することができる。このため、装置構成の簡略化
およびマーク位置検出精度の向上をはかり得る等
の効果を奏する。
Effects of the Invention According to the present invention, the center position of a mark can be detected by using various arithmetic units without requiring a complicated circuit for determining the calculation range of the first moment. Therefore, it is possible to simplify the device configuration and improve mark position detection accuracy.

発明の実施例 第1図は本発明の一実施例の概略構成を示すブ
ロツク図である。図中1は位置合わせ用マークで
あり、このマーク1を電子ビーム2で走査したと
きに得られるマーク1から反射電子は、反射電子
検出器3にて検出される。ここで、反射電子検出
器3の検出信号(マーク信号)4は、第2図に示
如く電子ビーム2がマーク1を横切るときその振
幅が大きいものとなる。マーク信号4はアナロ
グ・デジタル・コンバータ(以下A/Dと略記す
る)5に供給され、デジタル信号に変換される。
そして、この変換出力Xは直接減算器7に供給さ
れると共に、遅延回路(以下DLと略記する)6
を介して一定時間Tだけ遅延されて上記減算器7
に供給される。減算器7では、上記A/D5の変
換出力XとDL6を介した遅延信号X′との差X―
X′が算出される。この差出力X―X′は絶対値回
路8を介して減算器9に供給される。減算器9に
は上記絶対値回路8の出力|X―X′|と共にノ
イズ除去のための設定値Pが入力されている。そ
して、減算器9により絶対値出力|X―X′|か
らノイズ分が除去された信号aが第1の累積加算
器10および乗算器11に供給されるものとなつ
ている。
Embodiment of the Invention FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 in the figure is a positioning mark, and reflected electrons from the mark 1 obtained when the mark 1 is scanned by an electron beam 2 are detected by a reflected electron detector 3. Here, the detection signal (mark signal) 4 of the backscattered electron detector 3 has a large amplitude when the electron beam 2 crosses the mark 1 as shown in FIG. The mark signal 4 is supplied to an analog-to-digital converter (hereinafter abbreviated as A/D) 5 and converted into a digital signal.
This conversion output X is directly supplied to a subtracter 7, and a delay circuit (hereinafter abbreviated as DL) 6
The subtracter 7 is delayed by a certain time T via
is supplied to The subtracter 7 calculates the difference X- between the conversion output X of the A/D 5 and the delayed signal
X′ is calculated. This difference output X-X' is supplied to a subtracter 9 via an absolute value circuit 8. A set value P for noise removal is inputted to the subtracter 9 together with the output |X−X'| of the absolute value circuit 8. Then, a signal a from which noise has been removed from the absolute value output |X-X'| by the subtracter 9 is supplied to the first cumulative adder 10 and the multiplier 11.

一方、電子ビームの位置を示す信号xは前記乗
算器11に供給される。乗算器11では、上記信
号aと信号xとが乗算され、この乗算出力a・x
は第2の累積加算器12に供給される。第2の累
積加算器12では、上記乗算出力a・xが累積加
算される。そして、この累積加算出力Σa・xは
除算器13に供給される。また、第1の累積加算
器10では、前記信号aが累積加算され、この累
積加算出力Σaは除算器13に供給される。除算
器13では上記各累積加算出力Σa・x,Σaが除
算され、この除算出力Σa・x/Σaは減算器14
に供給される。減算器14には、上記除算出力
Σa・x/Σaと共に、前記DL6による遅延時間T
に相当するビーム移動距離lの1/2に相当する設
定値Qが入力されている。そして、この減算器1
4によりΣa・x/Σa−l/2が求められ、マー
ク1の中心位置が検出されるものとなつている。
On the other hand, a signal x indicating the position of the electron beam is supplied to the multiplier 11. In the multiplier 11, the signal a and the signal x are multiplied, and this multiplication output a.x
is supplied to the second cumulative adder 12. In the second cumulative adder 12, the multiplication outputs a and x are cumulatively added. This cumulative addition output Σa·x is then supplied to the divider 13. Further, in the first cumulative adder 10, the signal a is cumulatively added, and the cumulative addition output Σa is supplied to the divider 13. The divider 13 divides each cumulative addition output Σa·x, Σa, and the divided output Σa·x/Σa is divided by the subtracter 14.
is supplied to The subtracter 14 receives the division output Σa·x/Σa as well as the delay time T caused by the DL6.
A set value Q corresponding to 1/2 of the beam movement distance l corresponding to is input. And this subtractor 1
4, Σa·x/Σa−l/2 is obtained, and the center position of mark 1 is detected.

このように構成された本装置の作用について第
3図a〜fを適時参照して説明する。
The operation of the apparatus configured as described above will be explained with reference to FIGS. 3a to 3f.

まず、第3図aに示す如きマーク1を電子ビー
ム2で走査したときに得られるマーク信号はA/
D5によりアナログ・デジタル変換され、この変
換出力Xは同図bに示す如くなる。また、この変
換出力XをDL6により遅延させることにより第
3図cに示す如き遅延出力X′が得られる。した
がつて、減算器7の出力X―X′は第3図dに示
す如くなる。この出力X―X′が絶対値回路8に
供給されると該出力の負成分が反転されるので、
絶対値回路8の出力|X―X′|は第4図eに示
す如くなる。絶対値出力|X―X′|が減算器9
に供給される。その雑音成分(設定値Pより小さ
な成分)が除去される。このため、減算器9の出
力aは第3図fに示す如くなる。そして、この出
力aと前記ビーム位置との関係から、前記累積加
算器10,12、乗算器11および除算器13に
より1次モーメントが求められる。この1次モー
メントは前記出力aが変換出力Xと遅延出力
X′との差に基づいているため、マーク1の中心
位置より前記遅延時間Tに相当するビーム移動距
離lの1/2だけ進んでいる。したがつて、減算器
14の出力Σa・x/Σa−l/2はマーク1の中
心位置を示すことになる。
First, the mark signal obtained when the mark 1 shown in FIG. 3a is scanned by the electron beam 2 is A/
Analog-to-digital conversion is performed by D5, and the converted output X is as shown in FIG. Further, by delaying this converted output X by DL6, a delayed output X' as shown in FIG. 3c is obtained. Therefore, the output X--X' of the subtractor 7 becomes as shown in FIG. 3d. When this output X-X' is supplied to the absolute value circuit 8, the negative component of the output is inverted, so
The output |X-X'| of the absolute value circuit 8 is as shown in FIG. 4e. Absolute value output |X−X′| is the subtracter 9
is supplied to The noise component (component smaller than the set value P) is removed. Therefore, the output a of the subtracter 9 becomes as shown in FIG. 3f. Then, from the relationship between this output a and the beam position, the cumulative adders 10 and 12, the multiplier 11, and the divider 13 calculate the first moment. This first moment is such that the output a is the converted output X and the delayed output.
Since it is based on the difference from X', the center position of mark 1 is advanced by 1/2 of the beam movement distance l corresponding to the delay time T. Therefore, the output Σa·x/Σa-l/2 of the subtractor 14 indicates the center position of the mark 1.

かくして本装置によれば、マーク1の中心位置
検出を、マーク信号全体の情報を無駄なく利用し
て行うことができる。しかも、1次モーメント計
算範囲を決定する複雑な回路を必要とすることな
く、各種の演算器を用いることでマークの中心位
置を検出することができる。このため、装置構成
の簡略化および位置検出の高精度化をはかり得
る。また、電子ビームの走査と同時に各種演算を
行うようにしているので、位置検出に要する時間
を短縮化することができる。さらに、平均加算を
行う必要がないため、そのためのメモリが不要と
なりコスト高を招くこともない。
Thus, according to the present device, the center position of mark 1 can be detected by utilizing the information of the entire mark signal without wasting it. Furthermore, the center position of the mark can be detected by using various arithmetic units without requiring a complicated circuit for determining the first-order moment calculation range. Therefore, it is possible to simplify the device configuration and improve the accuracy of position detection. Furthermore, since various calculations are performed simultaneously with the scanning of the electron beam, the time required for position detection can be shortened. Furthermore, since there is no need to perform average addition, no memory is required for this purpose, and costs do not increase.

なお、本発明は上述した実施例に限定されるも
のではない。例えば、前記反射電子検出器の代り
には、マークを電子ビームで走査したときに得ら
れる吸収電子或いは2次電子を検出するものを用
いてもよい。さらに、電子ビームの代りに光ビー
ムを用いることも可能である。ただし、この場合
電子検出器の代りに光検出器を用いる必要があ
る。また、前記1次モーメントΣa・x/Σaから
減算する設定値l/2はマーク信号が重心に対し
て対称の場合に適用されるものであり、マーク信
号が重心に対し非対称の場合は多少の補正が必要
である。さらに、前記遅延時間Tをマーク波形の
連続時間より長くすることも可能である。その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形
して実施することができる。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. For example, instead of the reflected electron detector, one that detects absorbed electrons or secondary electrons obtained when a mark is scanned with an electron beam may be used. Furthermore, it is also possible to use a light beam instead of an electron beam. However, in this case it is necessary to use a photodetector instead of an electronic detector. Furthermore, the setting value 1/2 to be subtracted from the first-order moment Σa・x/Σa is applied when the mark signal is symmetrical with respect to the center of gravity, and if the mark signal is asymmetrical with respect to the center of gravity, it is applied to some extent. Correction is required. Furthermore, it is also possible to make the delay time T longer than the continuous time of the mark waveform. In addition, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

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

第1図は本発明の一実施例の概略構成を示すブ
ロツク図、第2図は上記実施例に係わる電子ビー
ム走査とマーク波形との関係を示す図、第3図a
〜fは上記実施例の作用を説明するための図であ
る。 1……マーク、2……電子ビーム、3……反射
電子検出器、4……マーク信号、5……アナロ
グ・デジタル・コンバータ(A/D)、6……遅
延回路(DL)、7,9,14……減算器、8……
絶対値回路、10,12……累積加算器、11…
…乗算器、13……除算器。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the relationship between electron beam scanning and mark waveforms according to the above embodiment, and FIG. 3a
-f are diagrams for explaining the operation of the above embodiment. 1... Mark, 2... Electron beam, 3... Backscattered electron detector, 4... Mark signal, 5... Analog-to-digital converter (A/D), 6... Delay circuit (DL), 7, 9, 14...subtractor, 8...
Absolute value circuit, 10, 12...cumulative adder, 11...
...multiplier, 13...divider.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 位置検出に供されるマークを電子ビームで走
査し該走査による反射電子、2次電子或いは吸収
電子を検出してマーク信号を得る手段と、上記マ
ーク信号と該マーク信号を所定時間Tだけ遅延さ
せた遅延信号との差の絶対値を求める手段と、上
記絶対値と前記電子ビームの走査位置とから1次
モーメントを求める手段と、上記1次モーメント
から前記時間Tに相当する電子ビーム走査距離の
1/2を減算する手段とを具備してなることを特徴
とするマーク位置検出装置。
1. A means for scanning a mark used for position detection with an electron beam and detecting reflected electrons, secondary electrons, or absorbed electrons resulting from the scanning to obtain a mark signal, and a means for delaying the mark signal and the mark signal by a predetermined time T. means for determining the absolute value of the difference between the delayed signal and the delayed signal; means for determining the first moment from the absolute value and the scanning position of the electron beam; and a scanning distance of the electron beam corresponding to the time T from the first moment. A mark position detection device comprising: means for subtracting 1/2 of the mark position detection device.
JP56196568A 1981-12-07 1981-12-07 Mark position detector Granted JPS5897609A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56196568A JPS5897609A (en) 1981-12-07 1981-12-07 Mark position detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56196568A JPS5897609A (en) 1981-12-07 1981-12-07 Mark position detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5897609A JPS5897609A (en) 1983-06-10
JPH029281B2 true JPH029281B2 (en) 1990-03-01

Family

ID=16359896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56196568A Granted JPS5897609A (en) 1981-12-07 1981-12-07 Mark position detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5897609A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63178523A (en) * 1987-01-20 1988-07-22 Toshiba Corp Automatic focusing method

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5897609A (en) 1983-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0474648B2 (en)
US12429570B2 (en) Distortion determination apparatus and method of determining a distortion
JP3771346B2 (en) Distance measuring device
US20020021776A1 (en) Jitter detecting apparatus and phase locked loop using the detected jitter
JPH029281B2 (en)
JP2000206244A (en) Distance measuring device
JPH041494B2 (en)
JPS641857B2 (en)
JPH0656293B2 (en) Defect detection method
JP2538670B2 (en) Image correction circuit
JPH11142109A (en) Three-dimensional measuring device and three-dimensional measuring method
JP2755885B2 (en) Method for detecting the position of a light beam incident on a CCD
JPS6233735B2 (en)
JP2577283B2 (en) Laser ranging sensor
JP2886663B2 (en) Optical scanning displacement sensor
JPS61290313A (en) Three-dimensional shape measuring device
JPH052111B2 (en)
JPS6059869A (en) Binary-coding circuit
JP3661279B2 (en) Optical displacement measuring device
JPH06194129A (en) Optical scanning type displacement sensor and amplification factor switching method thereof
JPH05167129A (en) Laser spot center calculation method by image processing
JPS61225604A (en) Dimension measurement apparatus
JPH05141926A (en) Optical gap measuring device
JPS63147283A (en) Pattern detecting method
JPH02304307A (en) Signal processing method of optical sensor