JPH0827174B2 - Pattern detection method - Google Patents
Pattern detection methodInfo
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- JPH0827174B2 JPH0827174B2 JP61293523A JP29352386A JPH0827174B2 JP H0827174 B2 JPH0827174 B2 JP H0827174B2 JP 61293523 A JP61293523 A JP 61293523A JP 29352386 A JP29352386 A JP 29352386A JP H0827174 B2 JPH0827174 B2 JP H0827174B2
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、パターン検出方法に関し、例えば高集積LS
I製造に使用されるマスクアライナ(露光装置)等にお
ける位置合わせ用パターンの検出方法に関する。The present invention relates to a pattern detection method, for example, a highly integrated LS.
The present invention relates to a method of detecting a positioning pattern in a mask aligner (exposure device) used for manufacturing.
[従来技術] 従来、例えばマスクアライナ等において、ウエハ上の
位置合せ用の線状パターン等を光電的に検出する方法が
知られている。[Prior Art] Conventionally, for example, in a mask aligner or the like, a method of photoelectrically detecting a linear pattern or the like for alignment on a wafer is known.
しかし、ウエハ上にはフォトレジストが塗布されるた
めに、これを単波長光で照明すると多数の干渉縞が現わ
れる。第6図(A)は、位置合せ用のパターンである直
線マークを単波長光で照明した場合に現われる多数の干
渉縞aを示す。However, since a photoresist is coated on the wafer, a large number of interference fringes appear when it is illuminated with single wavelength light. FIG. 6 (A) shows a number of interference fringes a that appear when a linear mark, which is a pattern for alignment, is illuminated with a single wavelength light.
これを同図の矢印方向に走査して電気信号に変換する
と、第6図(B)に示すような映像信号bが得られる。When this is scanned in the direction of the arrow in the figure and converted into an electric signal, a video signal b as shown in FIG. 6 (B) is obtained.
従来、この信号bから中心を求めるには、適当な閾値
cを予め設定しておきこの閾値cによって信号bを第6
図(C)に示す2値化信号dに変換し、これから2値化
信号dの中心e、すなわちウエハ上のパターンの中心位
置を求めていた。Conventionally, in order to obtain the center from this signal b, an appropriate threshold value c is set in advance and the signal b
It was converted into the binarized signal d shown in FIG. 6C, and the center e of the binarized signal d, that is, the center position of the pattern on the wafer was obtained from this.
しかしこの方法では、第6図(D)に示すように閾値
cに到達しない映像信号1bの場合や第6図(E)に示す
ように映像信号2bが完全に対称でない場合は、検出でき
なかったり、または第6図(F)の2値化信号1dが得ら
れ、同図の1eを中心位置として検出してしまい正しい中
心位置が検出できなかった。However, this method cannot be detected when the video signal 1b does not reach the threshold value c as shown in FIG. 6 (D) or when the video signal 2b is not completely symmetrical as shown in FIG. 6 (E). Alternatively, the binarized signal 1d of FIG. 6 (F) was obtained, and 1e of FIG. 6 was detected as the center position, and the correct center position could not be detected.
また、第7図(A)に示すように映像信号3bの閾値c
付近にノイズfがのった場合や第8図(A)に示すよう
に線状パターン自体の多少の欠陥により映像信号4dが僅
かであるが非対称となった場合には、第7図(B)の2
値化信号2dや第8図(B)の2値化信号3dが求まり、正
しい中心位置を検出することができなかった。Further, as shown in FIG. 7 (A), the threshold value c of the video signal 3b is
When noise f is present in the vicinity or when the video signal 4d is slightly asymmetrical due to some defects in the linear pattern itself as shown in FIG. 8 (A), FIG. ) 2
Since the binarized signal 2d and the binarized signal 3d in FIG. 8 (B) were obtained, the correct center position could not be detected.
これら従来方法の欠点を除くべく、特公昭56−2284号
公報には、映像信号をある点から折り返して両信号のマ
ッチングの度合を求め、マッチング度合が最も良となる
点を中心位置として求める方法が提案されている。しか
し、実際に得られる映像信号はレジストの塗布むら、光
学的シェーディング、ウエハ材質の違い等により第9図
の(A)〜(G)に示すごとく多種多様である上にきれ
いな映像信号とはならず、例えば第4図(A)の映像信
号3のようなものであって、とても原信号のまま対称性
を求められるものではない。In order to eliminate these drawbacks of the conventional method, Japanese Patent Publication No. Sho 56-2284 discloses a method in which a video signal is folded from a certain point to obtain the degree of matching between both signals, and the point where the matching degree is the best is obtained as the center position. Is proposed. However, the image signals actually obtained are various as shown in FIGS. 9A to 9G due to uneven coating of resist, optical shading, difference in wafer material, etc. For example, it is the same as the video signal 3 shown in FIG. 4 (A), and the original signal is not required to have symmetry.
さらに、線状パターンを長さ方向に直角に見た場合に
は、上記レジストの塗布むら等により、第2図に示すパ
ターン2のようにコントラストや線状パターンの巾等が
違って見える。そのため、第6図(A)においてパター
ンの走査方向を示す矢印をどの位置にもってきて映像信
号を得るかで、求まる中心位置が大きく異なってしま
う。Further, when the linear pattern is viewed at right angles to the length direction, the contrast and the width of the linear pattern appear different as in the pattern 2 shown in FIG. 2 due to the uneven coating of the resist. Therefore, the center position to be obtained differs greatly depending on which position the arrow indicating the scanning direction of the pattern is brought to obtain the video signal in FIG. 6 (A).
また上記公報では、計測ウィンドウの位置と巾が実際
には重要であるにもかかわらず、それを決定する方法が
述べられておらず、対称性のみに頼ると背景も対称性が
良いために誤検出する場合が多くなる。Further, in the above publication, although the position and width of the measurement window are actually important, there is no description of a method for determining the position and width. It will be detected more often.
本発明の目的は、上述の従来技術の欠点を除去し、撮
像装置によって検出された映像信号に含まれるノイズや
非対称性の影響、同一線状パターン上でのパターン映像
のバラツキや歪み、およびサンプリングによる量子化誤
差の影響を最少にして、精度良くパターンの中心位置を
求める方法を提供することにある。An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional technique, to influence noise and asymmetry included in a video signal detected by an image pickup device, variations and distortions of pattern video on the same linear pattern, and sampling. An object of the present invention is to provide a method for accurately determining the center position of a pattern by minimizing the influence of the quantization error due to.
[問題点を解決するための手段および作用] 上記の目的を達成するため本発明では、撮像手段によ
りパターンを撮像して得た映像信号に対し所定の大きさ
の2次元ウィンドウを設け、該2次元ウィンドウ内にお
いて映像信号を2次元座標の一つの方向に関して積算
し、該積算信号に対し第1のパターン検出用ウィンドウ
を設定し、該積算信号内を該パターン検出用ウィンドウ
で走査しながら該第1パターン検出用ウィンドウ内の該
積算信号を用いて評価値を順次求め、該第1の評価値信
号に基づいてパターンの概略位置を検出し、該概略位置
を中心に上記第1のパターン検出用ウィンドウより小さ
い巾の第2のパターン検出用ウィンドウを設定し、上記
第1のパターン検出用ウィンドウ内の積算信号を該第2
のパターン検出用ウィンドウで走査しながら該第2のパ
ターン検出用ウィンドウ内の該積算信号を用いて評価値
を順次求め、該第2の評価値信号に基づいてパターンの
中心位置を求めることを特徴とする。[Means and Actions for Solving Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a two-dimensional window of a predetermined size for a video signal obtained by imaging a pattern by the imaging means, and The video signal is integrated with respect to one direction of the two-dimensional coordinates in the dimension window, the first pattern detection window is set for the integration signal, and the first pattern detection window is scanned with the pattern detection window. An evaluation value is sequentially obtained using the integrated signal in the one-pattern detection window, a rough position of the pattern is detected based on the first evaluation value signal, and the first pattern detection is performed with the rough position as a center. A second pattern detection window having a width smaller than that of the window is set, and the integrated signal in the first pattern detection window is set to the second pattern detection window.
While sequentially scanning the pattern detection window, the evaluation value is sequentially obtained using the integrated signal in the second pattern detection window, and the center position of the pattern is obtained based on the second evaluation value signal. And
本発明の好ましい実施例においては、同一視野内の線
状パターンに対して複数の2次元ウィンドウを設定し
て、その中での映像信号の積算によりランダムノイズや
部分的に発生するノイズを除去し、積算信号のコントラ
ストとスキューネスを所定巾(ただし、2次元ウィンド
ウより小さい巾)の第1のウィンドウを動かしながら求
め、条件に合わない積算信号を除去し、条件に合った信
号に対してスキューネスより求まった中心らしい位置の
まわりに所定巾(ただし、第1のウィンドウより小さい
巾)の第2のウィンドウを動かしながら再度スキューネ
スを求め、スキューネスの値がゼロクロスする前後の重
心位置にスキューネスの値で重みをつけて平均化するこ
とで、1つのウィンドウ内での中心位置を求める。さら
に、複数ある2次元ウィンドウの各々に対し求まった複
数の中心位置に対して最小値/最大値を除去して平均化
することによって、統計的により精度の高い中心位置を
求めるものである。In a preferred embodiment of the present invention, a plurality of two-dimensional windows are set for a linear pattern in the same field of view, and random noise or partially generated noise is eliminated by integrating video signals in the two-dimensional windows. , The contrast and skewness of the integrated signal are obtained by moving the first window of a predetermined width (width smaller than the two-dimensional window), and the integrated signal that does not meet the conditions is removed. The skewness is calculated again while moving the second window of the specified width (however, smaller than the first window) around the obtained centered position, and the skewness value is weighted to the center of gravity before and after the skewness value crosses zero. By averaging, the center position in one window is obtained. Furthermore, the minimum / maximum values are removed from the plurality of center positions obtained for each of the plurality of two-dimensional windows and the averaged values are averaged to obtain a statistically more accurate center position.
さらに、前記公報では、実際には重要な計測ウィンド
ウの位置と巾を決定する方法が述べられていなかった
が、本発明では、この点としてプリアライメント精度が
8〜10μm程度であることを考え大き目のウィンドウを
設定し必ずパターンがウィンドウの中に入ることを考慮
した上で、順次計測ウィンドウの巾を狭くしていき中心
位置の検出精度を上げる工夫をしている。Further, in the above-mentioned publication, a method for actually determining the position and width of an important measurement window is not described, but in the present invention, considering this point, the prealignment accuracy is about 8 to 10 μm. The window has been set and the pattern must be inside the window, and the width of the measurement window is gradually reduced to improve the accuracy of detecting the center position.
[実施例の説明] 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。Description of Embodiments Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は、本発明の一実施例に係るウエハ上のマスク
パターン検出方法の処理の流れの概略を示したフローチ
ャートである。第2図は、ウエハ上の位置合せ用マスク
パターンに射影用のウィンドウを適用した図を示す。FIG. 1 is a flow chart showing an outline of the processing flow of a method for detecting a mask pattern on a wafer according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view in which a window for projection is applied to the alignment mask pattern on the wafer.
第2図において、1は撮像手段により当該部分の映像
信号が得られたところのウエハ上のマスクパターン画
面、2は位置合わせパターンの光像、3は光像を走査し
て撮像する際の走査方向を示し、そのときの映像信号を
第4図(A)の3に示す。第2図の4は映像信号を積算
するための2次元ウィンドウで、積算信号の例を第4図
(B)の10に示す。In FIG. 2, 1 is a mask pattern screen on the wafer where the image signal of the portion is obtained by the image pickup means, 2 is an optical image of an alignment pattern, and 3 is scanning when scanning the optical image. The direction is shown, and the video signal at that time is shown at 3 in FIG. Reference numeral 4 in FIG. 2 is a two-dimensional window for integrating the video signals, and an example of the integrated signal is shown in 10 of FIG. 4 (B).
第3図は、実際の適用例であり、1は映像信号画面、
2は位置合わせパターンの光像、4は積算信号を得るた
めの2次元ウィンドウでここでは9つ配置してある。こ
の数は統計的に扱える範囲ならいくつでもよい。FIG. 3 shows an actual application example, 1 is a video signal screen,
Reference numeral 2 is a light image of the alignment pattern, and 4 is a two-dimensional window for obtaining an integrated signal, and nine windows are arranged here. This number can be any number as long as it can be treated statistically.
第4図は、映像信号と積算信号および3つの計測用ウ
ィンドウの関係を示す。同図(A)の3は映像信号、同
図(B)の10は積算信号、4は積算用2次元ウィンド
ウ、5はウィンドウ4の中をずらしながら積算信号のコ
ントラストとスキューネスを求めるウィンドウでその巾
8はウィンドウ4の巾7より小さい。6は前記ウィンド
ウ5で求めたスキューネスが最小の点を中心に、実際に
位置合わせパターンの巾より少し大きい巾9のウィンド
ウで最終の中心位置を求めるためのウィンドウである。FIG. 4 shows the relationship between the video signal, the integrated signal, and the three measurement windows. Reference numeral 3 in the same figure (A) is a video signal, 10 in the same figure (B) is an integrated signal, 4 is a two-dimensional window for integration, and 5 is a window for obtaining the contrast and skewness of the integrated signal while shifting the window 4. The width 8 is smaller than the width 7 of the window 4. Reference numeral 6 denotes a window having a width 9 which is slightly larger than the width of the alignment pattern and which is the center of the point having the minimum skewness obtained in the window 5, and is a window for obtaining the final center position.
第5図は、あるパターンの計算結果を示しており、10
は積算信号、11は積算信号1のコントラスト、12はスキ
ューネス値、13はスキューネスのゼロクロス点を示して
いる。FIG. 5 shows the calculation result of a certain pattern.
Is the integrated signal, 11 is the contrast of the integrated signal 1, 12 is the skewness value, and 13 is the zero-cross point of the skewness.
以下、第1図のフローチャートに沿って、各々の処理
に関し詳細に説明する。Hereinafter, each process will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
まず、ステップS1で撮像手段により得られた第2図の
付番1の範囲の映像信号をNコのうちの1番目の2次元
ウィンドウ4内でy方向に積算し、第4図(B)の付番
10に示すような積算信号P(i)を求める。First, the video signals in the range of number 1 in FIG. 2 obtained by the image pickup means in step S1 are integrated in the y direction in the first two-dimensional window 4 of N, and FIG. Numbering
An integrated signal P (i) as shown in 10 is obtained.
ここで、 である。この式(1)で、積算される信号yj(i)はy
方向の座標jを1つ決めた場合の第4図(A)の3に示
すような映像信号であり、lはy方向の積算の巾を示し
ている。これにより、映像信号に含まれるランダムなノ
イズは除去されるとともに、スパイク状のノイズは薄め
られきれいな積算信号P(i)が求められる。この際、
式(1)の積算巾lはノイズが除去されうる十分な巾を
取る必要があるが、大きくしすぎるとレジストの塗布ム
ラによって生じる位置合わせパターンの光像の歪みの影
響を受け計測誤差を大きくすることがあるので、適当な
大きさの巾とする。here, Is. In this equation (1), the integrated signal y j (i) is y
The video signal is as shown by 3 in FIG. 4 (A) when one coordinate j in the direction is determined, and 1 indicates the width of integration in the y direction. As a result, random noise included in the video signal is removed, and spike noise is diluted to obtain a clean integrated signal P (i). On this occasion,
The integrated width l in the equation (1) needs to be wide enough to remove noise, but if it is made too large, it is affected by the distortion of the optical image of the alignment pattern caused by uneven coating of the resist, resulting in a large measurement error. The width may be appropriate, so the width should be appropriate.
次に、ステップS2で積算信号P(i)に対してコント
ラストCを下記式により求め、ステップS3でコントラス
トCが所定の閾値以下の信号は、計測対象外としてステ
ップS4でNコの中から除外する。Next, in step S2, the contrast C is obtained from the integrated signal P (i) by the following formula, and signals whose contrast C is below a predetermined threshold value in step S3 are excluded from measurement targets and excluded from N in step S4. To do.
ここで、 と定義され、それぞれ標準偏差、平均、カルトーシスと
呼ばれる値である。また、nは第4図(B)の付番7の
範囲であり、1〜nがiの取り得るx方向の巾となる。 here, It is defined as the standard deviation, the mean, and the value called cartosis, respectively. Further, n is the range of number 7 in FIG. 4 (B), and 1 to n is the width of i in the x direction.
この除外処理によりシェーディング等の影響でコント
ラストが部分的に悪くなった場所を計測対象から外し中
心検出精度を上げることができる。By this exclusion processing, it is possible to remove the place where the contrast partially deteriorates due to the influence of shading or the like from the measurement target and improve the center detection accuracy.
次に、第4図(B)の付番5で示すような計測用ウィ
ンドウを積算ウィンドウ4より小さい巾8で設定し、ス
テップS5において積算信号P(i)内でこの計測用ウィ
ンドウをずらしながら、式(2)に示すコントラストC
とスキューネスS(j)を求める。Next, a measurement window shown by number 5 in FIG. 4 (B) is set with a width 8 smaller than the integration window 4, and the measurement window is shifted in the integration signal P (i) in step S5. , Contrast C shown in equation (2)
And skewness S (j).
スキューネスS(j)は である。ただし、wは計測用ウインドウの幅、また、 Pminは第4図(B)に示すP(i)の最小値である。
(i,j)はスキューネスを求める際のオフセットの影
響を少なくし、さらに面積で規格化した値で確率的意味
をもたせている。また、M(j)は であり、一次モーメントでウィンドウ5内の重心を表わ
している。また、Σ(j)は で、ウィンドウ5内での標準偏差である。Skewness S (j) is Is. However, w is the width of the measurement window, P min is the minimum value of P (i) shown in FIG. 4 (B).
(I, j) reduces the influence of the offset when obtaining the skewness, and has a value normalized by the area and has a probabilistic meaning. Also, M (j) is And the center of gravity in the window 5 is represented by the first moment. Also, Σ (j) is Is the standard deviation within window 5.
次に、ステップS6で上記のように求めたコントラスト
Cが所定の閾値を超えかつスキューネスSの絶対値が最
小になる位置をP1として仮の中心位置とする。この際、
ステップS7で点P1が存在するかどうか、すなわち全範囲
(第4図の範囲7)に渡ってみても条件を満足する点が
ない場合は、ステップS8で計測対象外としてNコの中か
ら除外する。Next, in step S6, the position at which the contrast C obtained as described above exceeds a predetermined threshold and the absolute value of the skewness S becomes the minimum is set as P 1 and is set as a temporary center position. On this occasion,
If there is no point P 1 in step S7, that is, if there is no point that satisfies the condition even if the whole range (range 7 in FIG. 4) is examined, in step S8, it is excluded from measurement targets from N exclude.
次に、第4図(B)の6に示す最終の計測ウィンドウ
を前記P1点を中心に実際の位置合わせパターンの巾より
少し大きい巾で設定する。この巾は、実際の位置合わせ
パターンの巾をx0とすると、1.1x0〜2.0x0程度が望まし
い。Next, the final measurement window shown by 6 in FIG. 4 (B) is set with the width slightly larger than the width of the actual alignment pattern with the point P 1 as the center. This width is, when the width of the actual alignment pattern with x 0, 1.1x 0 ~2.0x about 0 is preferred.
そして、ステップS9で上記計測ウィンドウ6をずらし
ながら第4図の範囲8内で再度スキューネスSを求め、
ステップS10でスキューネスSの値がゼロクロスする点
(第5図の位置13)を求める。もし、ゼロクロスする点
がなければステップS12に分岐する。ゼロクロスする点
が発見された場合は、ステップS11で量子化誤差を除く
ためにゼロクロスする点の前後の重心位置をスキューネ
スの値で重み付けて平均化し、最終の中心位置M0(k)
を求める。Then, in step S9, the skewness S is calculated again within the range 8 in FIG. 4 while shifting the measurement window 6 above.
In step S10, a point (position 13 in FIG. 5) at which the skewness S value crosses zero is obtained. If there is no zero-cross point, the process branches to step S12. If a zero-crossing point is found, the center-of-gravity positions before and after the zero-crossing point are weighted by the skewness value and averaged to remove the quantization error in step S11, and the final center position M 0 (k)
Ask for.
ただし、S1,S2,M1,M2はそれぞれゼロクロスする前
後のスキューネスの値と重心位置である。 However, S 1 , S 2 , M 1 , and M 2 are the skewness value and the center of gravity position before and after zero crossing, respectively.
この際、スキューネスSの値がゼロクロスしない場合
には、前に求めたP1の値を他のM0(k)と比較しある閾
値内にはいっていればP1の値を中心位置として採用す
る。At this time, if the value of skewness S does not cross zero, the value of P 1 obtained previously is compared with another M 0 (k), and if it is within a certain threshold, the value of P 1 is adopted as the center position. To do.
次に、ステップS12でNコある2次元ウィンドウにつ
きすべて処理終了したかどうか判別し、未だであればス
テップS1に戻り、次のウィンドウに対する処理を行な
う。Nコ終了した場合は、求まったM0(k)を平均化し
て真に近いパターン中心を求める。M0(k)の統計的取
り扱いはパターンと積算ウィンドウの配置により種々考
えられるのは言うまでもないが、第3図のような場合除
外された中心位置を求まった中心位置から予測してそれ
も含めたNコすべての中心位置の重心から真に近いパタ
ーン中心位置を求めてもよい。Next, in step S12, it is determined whether or not the processing has been completed for all N two-dimensional windows. If not, the process returns to step S1 and the processing for the next window is performed. When N times have been completed, the obtained M 0 (k) are averaged to obtain a pattern center close to true. Needless to say, various statistical treatments of M 0 (k) can be considered depending on the pattern and the arrangement of the integration windows, but in the case of FIG. 3, the excluded central position is predicted from the calculated central position and included. Alternatively, the pattern center position close to the true position may be obtained from the center of gravity of all N center positions.
なお、上記実施例では積算信号P(i)(第4図
(B)の信号10)を直接用いて中心位置を計測したが、
積算信号の差分信号の絶対値 d(i)=|P(i+1)−P(i−1)|・・・・・
・(5) を使って前記アルゴリズムを適用しても良い。In the above embodiment, the central position was measured by directly using the integrated signal P (i) (signal 10 in FIG. 4 (B)).
Absolute value of difference signal of integrated signal d (i) = | P (i + 1) -P (i-1) |
The above algorithm may be applied using (5).
この場合、背景やシェーディングの影響が軽減される
とともに、計算を簡略にするためにP(i)を求めずに
直接d(i)を使っても結果に対してほとんど影響しな
いことが分っている。また、差分値を使ってだいたいの
パターン位置を求めておくことでスキューネスによる誤
認防止に使うこともできる。In this case, it can be seen that the influence of the background and shading is reduced, and that using d (i) directly without obtaining P (i) to simplify the calculation has little effect on the result. There is. Further, it is possible to prevent misidentification due to skewness by obtaining the approximate pattern position using the difference value.
また、上記実施例では、y方向の線状パターンを検出
する場合を述べたが、x方向の線状パターンについても
xおよびy方向を入換えて処理するだけで同様に検出で
きる。Further, in the above-described embodiment, the case of detecting the linear pattern in the y direction has been described, but the linear pattern in the x direction can be detected in the same manner by exchanging the x and y directions.
さらに、位置合わせ用パターンとしては、直線、十
字、四角形、円等に対し適用することができ、複数のパ
ターン中心位置をxとy方向で同一の方法で求められる
ものであれば何でもよい。Further, the alignment pattern can be applied to a straight line, a cross, a quadrangle, a circle, or the like, and may be any pattern as long as it can find a plurality of pattern center positions in the x and y directions by the same method.
なお、上記映像信号としてはディジタル化された信号
を用いることができる。A digitized signal can be used as the video signal.
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、2次元ウィン
ドウ内で求めた積算信号に対して第1のパターン検出用
ウィンドウを設定し、該検出用ウィンドウ内の積算信号
を用いて求めた第1の評価値に基づいてパターンの概略
位置を検出し、該概略位置を中心に第1のパターン検出
用ウィンドウより小さい巾の第2のパターン検出用ウィ
ンドウを設定し、第1のパターン検出用ウィンドウ内の
積算信号を第2のパターン検出用ウィンドウで走査しな
がら該第2のパターン検出用ウィンドウ内の積算信号を
用いて第2の評価値を求め、該第2の評価値信号に基づ
いてパターンの中心位置を求めているので、ノイズの影
響、シェーディング、背景の明るさの違い、干渉縞の出
方の違い、およびレジストむら等に影響されない高精度
のパターン位置検出が可能となった。また、マスクアラ
イナ等に適用して、ウエハ上の位置合せパターン等の精
密位置合わせが可能となった。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, the first pattern detection window is set for the integrated signal obtained in the two-dimensional window, and the integrated signal in the detection window is used. The rough position of the pattern is detected based on the first evaluation value obtained as described above, and a second pattern detection window having a width smaller than the first pattern detection window is set around the rough position as a center. A second evaluation value is obtained by using the integrated signal in the second pattern detection window while scanning the integrated signal in the pattern detection window with the second pattern detection window, and the second evaluation value signal Since the center position of the pattern is calculated based on the pattern, high-precision pattern that is not affected by noise influence, shading, difference in background brightness, difference in appearance of interference fringes, resist unevenness, etc. Turn position can be detected. Further, by applying it to a mask aligner or the like, it becomes possible to perform precise alignment such as alignment pattern on a wafer.
第1図は、本発明の一実施例に係るウエハ上の位置合せ
パターン検出方法の処理の流れを示すフローチャート、 第2図および第3図は、位置合わせ用パターンに射影用
のウィンドウを適用した図、 第4図(A)は、映像信号波形を示した図、 第4図(B)は、第4図(A)のような映像信号波形を
積算したノイズのない波形を示した図、 第5図は、積算波形とコントラスト、スキューネスを重
ねて示した図、 第6図(A)は、フォトレジストが塗布された位置合わ
せ用パターンを示した図、 第6図(B)は、映像信号波形を示す図、 第6図(C)は、従来の方式である所定の閾値によって
2値化した2値化信号波形を示す図、 第6図(D)は、レベルが閾値より小さい映像信号波形
を示した図、 第6図(E)は、非対称な映像信号波形を示した図、 第6図(F)は、第6図(E)に示す映像信号を閾値に
よって2値化した2値化信号波形を示す図、 第7図(A)は、ノイズをもった映像信号波形を示した
図、 第7図(B)は、第7図(A)に示す映像信号を閾値に
よって2値化した2値化信号波形を示す図、 第8図(A)は、位置合わせパターンの誤差によって検
出される非対称な映像信号波形を示す図、 第8図(B)は、第8図(A)に示す映像信号を閾値に
よって2値化した2値化信号波形を示す図、 第9図(A)〜(G)は、種々の映像信号波形を示す図
である。FIG. 1 is a flow chart showing a processing flow of a method for detecting an alignment pattern on a wafer according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 apply a projection window to an alignment pattern. FIG. 4 (A) is a diagram showing a video signal waveform, FIG. 4 (B) is a diagram showing a noise-free waveform obtained by integrating the video signal waveforms shown in FIG. 4 (A), FIG. 5 is a diagram showing the integrated waveform, contrast and skewness in an overlapping manner, FIG. 6 (A) is a diagram showing a positioning pattern coated with photoresist, and FIG. 6 (B) is an image. 6 (C) is a diagram showing a signal waveform, FIG. 6 (C) is a diagram showing a binarized signal waveform binarized by a predetermined threshold which is a conventional method, and FIG. 6 (D) is an image whose level is smaller than the threshold. The signal waveform is shown in FIG. 6 (E), which is an asymmetric video signal waveform. FIG. 6 (F) shows a binarized signal waveform obtained by binarizing the video signal shown in FIG. 6 (E) by a threshold value, and FIG. 7 (A) shows noise. FIG. 7 (B) is a diagram showing a video signal waveform, FIG. 7 (B) is a diagram showing a binarized signal waveform obtained by binarizing the video signal shown in FIG. 7 (A) by a threshold value, and FIG. 8 (A) is The figure which shows the asymmetrical video signal waveform detected by the error of an alignment pattern, FIG.8 (B) shows the binarized signal waveform which binarized the video signal shown in FIG.8 (A) by the threshold value. FIGS. 9A to 9G are diagrams showing various video signal waveforms.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06T 7/00 7/60 H01L 21/027 21/68 F H01L 21/30 502 M (72)発明者 照井 弘 神奈川県川崎市中原区今井上町53番地 キ ヤノン株式会社小杉事業所内 (56)参考文献 特開 昭63−105603(JP,A) 特開 昭54−103373(JP,A) 特開 昭53−69063(JP,A)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G06T 7/00 7/60 H01L 21/027 21/68 F H01L 21/30 502 M (72) Invention Person Teruhiro Hiroi 53, Imaiue-machi, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Canon Co., Ltd. Kosugi Plant (56) Reference JP-A 63-105603 (JP, A) JP-A 54-103373 (JP, A) JP-A Sho 53-69063 (JP, A)
Claims (2)
像信号に対し所定の大きさの2次元ウィンドウを設け、
該2次元ウィンドウ内において映像信号を2次元座標の
一つの方向に関して積算し、 該積算信号に対し第1のパターン検出用ウィンドウを設
定し、該積算信号内を該パターン検出用ウィンドウで走
査しながら該第1パターン検出用ウィンドウ内の該積算
信号を用いて評価値を順次求め、 該第1の評価値信号に基づいてパターンの概略位置を検
出し、 該概略位置を中心に上記第1のパターン検出用ウィンド
ウより小さい巾の第2のパターン検出用ウィンドウを設
定し、上記第1のパターン検出用ウィンドウ内の積算信
号を該第2のパターン検出用ウィンドウで走査しながら
該第2のパターン検出用ウィンドウ内の該積算信号を用
いて評価値を順次求め、 該第2の評価値信号に基づいてパターンの中心位置を求
める ことを特徴とするパターン検出方法。1. A two-dimensional window of a predetermined size is provided for a video signal obtained by imaging a pattern by an imaging means,
Video signals are integrated in one direction of the two-dimensional coordinates in the two-dimensional window, a first pattern detection window is set for the integrated signal, and the integrated signal is scanned by the pattern detection window. An evaluation value is sequentially obtained by using the integrated signal in the first pattern detection window, a rough position of the pattern is detected based on the first evaluation value signal, and the first pattern is centered on the rough position. A second pattern detection window having a width smaller than that of the detection window is set, and the second pattern detection window is scanned while the integrated signal in the first pattern detection window is being scanned by the second pattern detection window. A pattern characterized in that evaluation values are sequentially obtained using the integrated signal in the window, and the center position of the pattern is obtained based on the second evaluation value signal. Way out.
つき求めた上記パターンの中心位置を平均することによ
り最終のパターン中心位置を検出することを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のパターン検出方法。2. The pattern according to claim 1, wherein there are a plurality of the two-dimensional windows, and the final pattern center position is detected by averaging the center positions of the patterns obtained for each of them. Detection method.
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|---|---|---|---|
| JP61293523A JPH0827174B2 (en) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | Pattern detection method |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP61293523A JPH0827174B2 (en) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | Pattern detection method |
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| JPS63147281A JPS63147281A (en) | 1988-06-20 |
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1986
- 1986-12-11 JP JP61293523A patent/JPH0827174B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPS63147281A (en) | 1988-06-20 |
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