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JP2002090115A - Detecting device and detecting method for measurement mark, and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Detecting device and detecting method for measurement mark, and manufacturing method of semiconductor device

Info

Publication number
JP2002090115A
JP2002090115A JP2000282402A JP2000282402A JP2002090115A JP 2002090115 A JP2002090115 A JP 2002090115A JP 2000282402 A JP2000282402 A JP 2000282402A JP 2000282402 A JP2000282402 A JP 2000282402A JP 2002090115 A JP2002090115 A JP 2002090115A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measurement mark
angle
wafer
sensor
measurement
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.)
Pending
Application number
JP2000282402A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihide Kawachi
敏秀 河内
Takuya Matsushita
琢哉 松下
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2000282402A priority Critical patent/JP2002090115A/en
Publication of JP2002090115A publication Critical patent/JP2002090115A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a detecting device and detecting method for measurement mark and a manufacturing method of semiconductor device capable of reduction in the image contrast of a measurement mark when reducing the height of a measurement mark by a treatment after the formation of the measurement mark in the formation of a laminated film on the measurement mark or when the layer or bed structure having the measurement mark formed thereon having a reflectivity or refractive index hardly detectable by a measuring device, and never causing deterioration of measurement precision or impossibleness of measurement even if the forming state of the measurement mark is not good. SOLUTION: The axial direction M of the sensor of this measurement mark detecting device is inclined at an angle (a) not conformed to the normal direction L of a wafer having the measurement mark to be measured provided thereon, so that the wafer can be set non-movably. The normal line L of the wafer may be inclined at an angle b not conformed to the axial direction M of the sensor of the detecting device, so that the senor can be set non-movably. Consequently, the image contrast of the measurement mark when inclined can be reinforced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、計測マーク検出装
置、検出方法および半導体装置の製造方法に関し、特に
ICまたはLSI等の製造過程における重ね合わせ装置
または露光装置のアラインメント位置決め用の計測マー
クを検出する計測マーク検出装置、検出方法および半導
体装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measurement mark detection device, a detection method, and a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a measurement mark for alignment positioning of an overlay device or an exposure device in a process of manufacturing an IC or LSI. The present invention relates to a measurement mark detection device, a detection method, and a method for manufacturing a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】リソグラフィにおける各種の計測装置、
例えば重ね合わせ装置または露光装置においては確実に
計測を行う方法が必要であり、製品パターンの微細化に
伴う計測誤差の解消は必須のものとなっている。そこ
で、従来より重ね合わせの精度等の計測誤差を解消し計
測精度を高めるために、アラインメント位置決め用等に
用いられる計測マークを検出する方法が用いられてい
る。しかし、計測マークの像コントラストが弱い場合に
は、計測誤差を生じたり、計測不可能になったりすると
いう問題がある。計測マークを計測装置にとって最適な
構造または形状にすることも考えられるが、計測マーク
はICまたはLSIの製造過程において付随的に形成さ
れるものであるため、通常は行われていない。
2. Description of the Related Art Various measurement devices in lithography,
For example, in a superposition apparatus or an exposure apparatus, a method for surely performing measurement is required, and it is essential to eliminate a measurement error due to miniaturization of a product pattern. Therefore, conventionally, a method of detecting a measurement mark used for alignment positioning or the like has been used in order to eliminate a measurement error such as an overlay accuracy or the like and increase the measurement accuracy. However, when the image contrast of the measurement mark is weak, there is a problem that a measurement error occurs or measurement becomes impossible. It is conceivable that the measurement mark has an optimum structure or shape for the measurement apparatus. However, since the measurement mark is formed incidentally in the process of manufacturing an IC or LSI, it is not usually performed.

【0003】以下、従来の計測マークを検出する方法に
おける問題点を例示する。 (1)計測マーク上に積層膜を形成する場合の問題点. 図14は、計測マークを検出する従来の方法を説明す
る。図14(A)、(B)において、符号13はウェー
ハ、10はウェーハ13上に形成された層間膜、12は
検出対象となる計測マーク、8は計測マーク12上に形
成されたレジスト等である。図14(B)は、図14
(A)を上面から計測した計測マーク12等のコントラ
ストを示す。図14(B)は図14(A)の上面図であ
り、言い換えれば図14(B)の直線R1R2における
断面図が図14(A)である。
[0005] Problems in the conventional method for detecting a measurement mark will be exemplified below. (1) Problems when a laminated film is formed on a measurement mark. FIG. 14 illustrates a conventional method for detecting a measurement mark. 14A and 14B, reference numeral 13 denotes a wafer, 10 denotes an interlayer film formed on the wafer 13, 12 denotes a measurement mark to be detected, 8 denotes a resist formed on the measurement mark 12, and the like. is there. FIG.
(A) shows the contrast of the measurement mark 12 and the like measured from the upper surface. FIG. 14B is a top view of FIG. 14A. In other words, FIG. 14A is a cross-sectional view taken along a straight line R1R2 in FIG.

【0004】図14(A)に示されるように、ウェーハ
13等の上に計測マーク12を形成後、計測マーク12
の上にレジスト8または他の積層膜(不図示)が形成さ
れる場合が多い。この場合、形成されたレジスト8また
は他の積層膜を通して計測マーク12の検出を行うた
め、 (a)計測マーク12が見づらくなる。 (b)計測マーク12の抜きパターンが埋まったり細く
なることがあり、焼失することがある。 (c)計測マーク12のエッジの形状が劣化して計測精
度が低下する。 等の問題が発生し、その結果、図14(B)に点線で示
されるように計測マーク12の像コントラストが低下す
るという問題があった。現実の実施レベルでは、計測装
置に合わせた計測マーク12の構造の変更は困難である
ため、計測マーク12上にレジスト12または他の積層
膜を形成する場合の有効な対策はなかった。
[0004] As shown in FIG. 14A, after a measurement mark 12 is formed on a wafer 13 or the like, the measurement mark 12 is formed.
In many cases, a resist 8 or another laminated film (not shown) is formed thereon. In this case, since the measurement mark 12 is detected through the formed resist 8 or another laminated film, (a) the measurement mark 12 becomes difficult to see. (B) The cut pattern of the measurement mark 12 may be buried or thinned, and may be burned out. (C) The shape of the edge of the measurement mark 12 is deteriorated, and the measurement accuracy is reduced. As a result, there is a problem that the image contrast of the measurement mark 12 is reduced as shown by a dotted line in FIG. At an actual implementation level, it is difficult to change the structure of the measurement mark 12 according to the measurement device. Therefore, there is no effective countermeasure when forming the resist 12 or another laminated film on the measurement mark 12.

【0005】(2)計測マーク形成後の処理で計測マー
クの高さが減少する場合の問題点. 計測マークを形成後、各種のエッチング処理またはCM
Pもしくはエッチバック等の平坦化処理を行うと、計測
マークの高さが減少することになる。この結果、計測マ
ークの像コントラストの低下に直結し各種の問題が発生
することになる。計測マークを形成する専用工程を設け
ることも考えられるが、製造工程の複雑化を招くという
問題があった。
(2) Problems in the case where the height of the measurement mark decreases in the processing after the formation of the measurement mark. After forming the measurement mark, various etching processes or CM
When a flattening process such as P or etch back is performed, the height of the measurement mark decreases. As a result, various problems are directly caused to lower the image contrast of the measurement mark. Although it is conceivable to provide a dedicated process for forming a measurement mark, there is a problem that the manufacturing process is complicated.

【0006】(3)計測マークの光学特性上の問題点. 計測マークを形成した層または下地構造が、計測装置に
とって検出しにくい反射率または屈折率を有することが
ある。この場合、計測マークの像コントラストの低下が
生じ各種の問題が発生することになる。現実の実施レベ
ルでは、計測装置に合わせた計測マークの構造の変更ま
たは計測装置の光学系の変更は困難であるため、上述の
計測マークの光学特性上の問題点に対する有効な対策は
なかった。
(3) Problems in optical characteristics of measurement marks. The layer or the underlying structure on which the measurement mark is formed may have a reflectance or a refractive index that is difficult for the measurement device to detect. In this case, the image contrast of the measurement mark is reduced, and various problems occur. At the actual implementation level, it is difficult to change the structure of the measurement mark or the optical system of the measurement device in accordance with the measurement device, and there has been no effective countermeasure against the above-mentioned problem with the optical characteristics of the measurement mark.

【0007】(4)計測マークの形状上の問題点. 計測マークの形成状態が良くない場合、例えば計測マー
クのマークエッジの形状、深さまたは高さ等がばらつく
等の場合、計測精度が低下したり計測不能になったりす
るという問題が発生することになる。現実の実施レベル
では、計測装置に合わせた計測マークの構造の変更は困
難であるため、上述の計測マークの形状上の問題点に対
する有効な対策はなかった。
(4) Problems related to the shape of the measurement mark. When the formation state of the measurement mark is not good, for example, when the shape, depth or height of the mark edge of the measurement mark varies, there is a problem that the measurement accuracy is reduced or the measurement becomes impossible. Become. At the actual implementation level, it is difficult to change the structure of the measurement mark according to the measurement device, and there has been no effective countermeasure against the above-mentioned problem with the shape of the measurement mark.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、(1)
計測マーク上に積層膜を形成する場合、(2)計測マー
ク形成後の処理で計測マークの高さが減少する場合、ま
たは(3)計測マークを形成した層または下地構造が、
計測装置にとって検出しにくい反射率または屈折率を有
する場合、計測マークの像コントラストの低下が生じる
という問題があった。さらに(4)計測マークの形成状
態が良くない場合、計測精度が低下したり計測不能にな
ったりするという問題があった。
As described above, (1)
When a laminated film is formed on the measurement mark, (2) when the height of the measurement mark is reduced by the processing after the formation of the measurement mark, or (3) when the layer or the base structure on which the measurement mark is formed is:
If the measurement device has a reflectance or a refractive index that is difficult to detect, there is a problem that the image contrast of the measurement mark is reduced. (4) When the formation state of the measurement mark is not good, there has been a problem that the measurement accuracy is reduced or the measurement becomes impossible.

【0009】そこで、本発明の目的は、上記問題を解決
するためになされたものであり、(1)計測マーク上に
積層膜を形成する場合、(2)計測マーク形成後の処理
で計測マークの高さが減少する場合、または(3)計測
マークを形成した層または下地構造が、計測装置にとっ
て検出しにくい反射率または屈折率を有する場合であっ
ても計測マークの像コントラストの低下を防止し、
(4)計測マークの形成状態が良くない場合であっても
計測精度が低下したり計測不能になったりすることがな
い計測マーク検出装置、検出方法および半導体装置の製
造方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problem. (1) When a laminated film is formed on a measurement mark, (2) when a measurement mark is formed in a process after the formation of the measurement mark. (3) Prevent a decrease in the image contrast of the measurement mark even if the layer or the underlying structure on which the measurement mark is formed has a reflectance or a refractive index that is difficult to detect by the measurement device. And
(4) An object of the present invention is to provide a measurement mark detection device, a detection method, and a method of manufacturing a semiconductor device, which do not reduce measurement accuracy or make measurement impossible even when the formation state of a measurement mark is not good. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明の計測マーク検
出装置は、ウェーハ上に設けられた計測マークをセンサ
により検出する計測マーク検出装置であって、前記セン
サの軸方向は、前記ウェーハの法線方向と一致しない所
定の角度を有し、前記ウェーハは非可動的に設置されて
いるものである。
A measuring mark detecting device according to the present invention is a measuring mark detecting device for detecting a measuring mark provided on a wafer by a sensor, wherein the axial direction of the sensor is the same as that of the wafer. The wafer has a predetermined angle that does not coincide with the line direction, and the wafer is non-movably installed.

【0011】ここで、この発明の計測マーク検出装置に
おいて、前記センサの軸方向が前記ウェーハの法線方向
に対して有する所定の角度は可変に設定可能とすること
ができる。
Here, in the measurement mark detection device according to the present invention, a predetermined angle which the axial direction of the sensor has with respect to the normal direction of the wafer can be variably set.

【0012】この発明の計測マーク検出装置は、ウェー
ハ上に設けられた計測マークをセンサにより検出する計
測マーク検出装置であって、前記ウェーハの法線方向
は、前記センサの軸方向と一致しない所定の角度を有
し、前記センサは非可動的に設置されているものであ
る。
A measurement mark detection device according to the present invention is a measurement mark detection device for detecting a measurement mark provided on a wafer by a sensor, wherein a normal direction of the wafer does not coincide with an axial direction of the sensor. And the sensor is non-movably installed.

【0013】ここで、この発明の計測マーク検出装置に
おいて、前記ウェーハの法線方向が前記センサの軸方向
に対して有する所定の角度は可変に設定可能とすること
ができる。
Here, in the measurement mark detecting device according to the present invention, a predetermined angle that a normal line direction of the wafer has with respect to an axial direction of the sensor can be variably set.

【0014】この発明の計測マーク検出装置は、ウェー
ハ上に設けられた計測マークをセンサにより検出する計
測マーク検出装置であって、前記センサの軸方向は、前
記ウェーハの法線方向と一致しない所定の第1角度を有
し、前記ウェーハの法線方向は、前記センサの軸方向と
一致しない所定の第2角度を有し、前記所定の第1角度
と第2角度とは可変に設定可能であるものである。
A measurement mark detection device according to the present invention is a measurement mark detection device for detecting a measurement mark provided on a wafer by a sensor, wherein an axial direction of the sensor does not coincide with a normal direction of the wafer. The normal direction of the wafer has a predetermined second angle that does not coincide with the axial direction of the sensor, and the predetermined first angle and the second angle can be set variably. There is something.

【0015】ここで、この発明の計測マーク検出装置に
おいて、前記計測マークは、リソグラフィにおける重ね
合わせまたはアライメント位置決めに用いられることが
できる。
Here, in the measurement mark detection device of the present invention, the measurement mark can be used for overlay or alignment positioning in lithography.

【0016】この発明の計測マーク検出方法は、ウェー
ハ上に設けられた計測マークをセンサにより検出する計
測マーク検出方法であって、前記計測マークが設けられ
たウェーハを非可動的に設置する工程と、前記センサの
軸方向を前記ウェーハの法線方向と一致しない所定の角
度に設定する角度設定工程と、前記角度設定工程により
設定された角度で計測マークを検出する検出工程とを備
えたものである。
A measurement mark detection method according to the present invention is a measurement mark detection method in which a measurement mark provided on a wafer is detected by a sensor, wherein a step of immovably installing the wafer provided with the measurement mark is provided. An angle setting step of setting the axial direction of the sensor to a predetermined angle that does not match the normal direction of the wafer, and a detection step of detecting a measurement mark at the angle set by the angle setting step. is there.

【0017】ここで、この発明の計測マーク検出方法に
おいて、前記検出工程の後に、前記センサの軸方向が前
記ウェーハの法線方向に対して有する角度を、前記角度
設定工程で設定された所定の角度の垂直に対する対称角
度に設定する角度再設定工程と、前記角度再設定工程に
より設定された角度で計測マークを検出する再検出工程
と、前記検出工程で検出された結果と前記再検出工程で
検出された結果とを平均することにより、前記検出工程
で検出された結果を補正する工程とをさらに備えること
ができる。
Here, in the measurement mark detecting method according to the present invention, after the detecting step, an angle that the axial direction of the sensor has with respect to a normal direction of the wafer is a predetermined angle set in the angle setting step. An angle resetting step of setting an angle to a symmetric angle with respect to the vertical, a redetection step of detecting a measurement mark at an angle set in the angle resetting step, and a result detected in the detection step and the redetection step. Correcting the result detected in the detection step by averaging the detected result.

【0018】この発明の計測マーク検出方法は、ウェー
ハ上に設けられた計測マークをセンサにより検出する計
測マーク検出方法であって、前記センサを非可動的に設
置する工程と、前記ウェーハの法線方向を前記センサの
軸方向と一致しない所定の角度に設定する角度設定工程
と、前記角度設定工程により設定された角度で計測マー
クを検出する検出工程とを備えたものである。
A measurement mark detection method according to the present invention is a measurement mark detection method for detecting a measurement mark provided on a wafer by a sensor, wherein the sensor is immovably installed, and a normal line of the wafer is provided. The method includes an angle setting step of setting a direction to a predetermined angle that does not match the axial direction of the sensor, and a detection step of detecting a measurement mark at the angle set in the angle setting step.

【0019】ここで、この発明の計測マーク検出方法に
おいて、前記検出工程の後に、前記ウェーハの法線方向
が前記センサの軸方向に対して面する角度を、前記角度
設定工程で設定された所定の角度の垂直に対する対称角
度に設定する角度再設定工程と、前記角度再設定工程に
より設定された角度で計測マークを検出する再検出工程
と、前記検出工程で検出された結果と前記再検出工程で
検出された結果とを平均することにより、前記検出工程
で検出された結果を補正する工程とをさらに備えること
ができる。
Here, in the measurement mark detecting method according to the present invention, after the detecting step, an angle at which a normal line direction of the wafer faces the axial direction of the sensor is set to a predetermined angle set in the angle setting step. Angle resetting step of setting the angle of the angle to the symmetrical angle with respect to the vertical, a re-detecting step of detecting the measurement mark at the angle set in the angle resetting step, a result detected in the detecting step and the re-detecting step Correcting the result detected in the detection step by averaging the result detected in the detection step.

【0020】この発明の半導体装置の製造方法は、請求
項7記載の計測マーク検出方法、すなわち、ウェーハ上
に設けられた計測マークをセンサにより検出する計測マ
ーク検出方法であって、前記計測マークが設けられたウ
ェーハを非可動的に設置する工程と、前記センサの軸方
向を前記ウェーハの法線方向と一致しない所定の角度に
設定する角度設定工程と、前記角度設定工程により設定
された角度で計測マークを検出する検出工程とを備えた
計測マーク検出方法を備えた半導体装置の製造方法であ
る。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a measurement mark, wherein the measurement mark provided on the wafer is detected by a sensor. The step of immovably installing the provided wafer, the angle setting step of setting the axial direction of the sensor to a predetermined angle that does not match the normal direction of the wafer, and the angle set by the angle setting step. A method of manufacturing a semiconductor device having a measurement mark detection method including a detection step of detecting a measurement mark.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0022】実施の形態1.図1は、本発明の各実施の
形態に共通する計測マークの像コントラストが増強され
る原理を説明する。図1(A)、(B)において、符号
13はウェーハ、10はウェーハ13上に形成された層
間膜、12は検出対象となる計測マーク、8は計測マー
ク12上に形成されたレジスト等である。図1(B)
は、図1(A)を上面から計測した計測マーク12等の
コントラストを示す。図1(B)は図1(A)の上面図
であり、言い換えれば図1(B)の直線R1R2におけ
る断面図が図1(A)である。
Embodiment 1 FIG. 1 illustrates the principle of enhancing the image contrast of a measurement mark common to each embodiment of the present invention. 1A and 1B, reference numeral 13 denotes a wafer, 10 denotes an interlayer film formed on the wafer 13, 12 denotes a measurement mark to be detected, 8 denotes a resist formed on the measurement mark 12, and the like. is there. FIG. 1 (B)
Indicates the contrast of the measurement mark 12 and the like measured from the upper surface of FIG. FIG. 1B is a top view of FIG. 1A. In other words, FIG. 1A is a cross-sectional view taken along a straight line R1R2 in FIG.

【0023】図14(A)に示される従来の計測マーク
の検出方法では、ウェーハ13の水平方向の線と直線R
1R2とは角度が一致していたが、図1(A)に示され
る本発明の検出方法では、ウェーハ13の法線Mは直線
R1R2の法線Lに対して角度rだけ右へ傾いている。
図1(A)に示されるように、計測マーク12は三次元
構造を有する構造物であるため、傾きaを与えることに
より、計測マーク12の側壁部15が法線Lと軸方向の
揃った図1(A)上方に位置する計測系(不図示)に対
して露出することになる。この結果、従来の単なる上面
計測の場合の像コントラスト(図14(B))と比較し
て、図1(B)に直線で示されるように像コントラスト
が増強されるという効果を得ることができる。角度rは
法線Lに対して0度<r≦±45度であることが好適で
ある。しかし0度<r≦±45度の範囲に限定されるも
のではなく、法線Lと法線Mとが一致しない角度であれ
ばよい。
In the conventional measurement mark detection method shown in FIG. 14A, the horizontal line and the straight line R of the wafer 13 are used.
Although the angle coincides with 1R2, in the detection method of the present invention shown in FIG. 1A, the normal M of the wafer 13 is inclined rightward by an angle r with respect to the normal L of the straight line R1R2. .
As shown in FIG. 1A, since the measurement mark 12 is a structure having a three-dimensional structure, the side wall 15 of the measurement mark 12 is aligned with the normal L and the axial direction by giving the inclination a. It is exposed to a measurement system (not shown) located above FIG. As a result, an effect can be obtained in which the image contrast is enhanced as indicated by a straight line in FIG. 1B, as compared with the conventional image contrast in the case of simple top surface measurement (FIG. 14B). . It is preferable that the angle r with respect to the normal L is 0 degree <r ≦ ± 45 degrees. However, the angle is not limited to the range of 0 degrees <r ≦ ± 45 degrees, and may be any angle at which the normal L and the normal M do not coincide.

【0024】図2は、本発明の実施の形態1における計
測マーク検出装置を示す。図2で図1(A)、(B)と
同じ符号を付した個所は同じ要素を示すため説明は省略
する。図2(A)、(B)において、符号11は計測系
のセンサ部分(以下、単に「センサ」と言う)であり、
計測マーク12の法線Lに沿う上部に位置している。
FIG. 2 shows a measurement mark detection device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1A and 1B indicate the same elements, and a description thereof will be omitted. 2A and 2B, reference numeral 11 denotes a sensor part of a measurement system (hereinafter, simply referred to as a “sensor”).
It is located above the measurement mark 12 along the normal L.

【0025】図2(A)ではセンサ11の軸方向Mとウ
ェーハ13の法線Lとは一致しているが、本発明の実施
の形態1では図2(B)に示されるように、センサ11
を法線Lに対して角度aだけ右へ傾けている。ここでウ
ェーハ13は図2(B)上、水平なままで固定(非可動
的に設置)されている。角度の取り方は任意であり、例
えば水平なままで固定されたウェーハ13の面方向とセ
ンサ11の軸方向Mとの間の角度をa1とすることもで
きる。
In FIG. 2A, the axial direction M of the sensor 11 and the normal L of the wafer 13 match, but in the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 11
Is tilted to the right by an angle a with respect to the normal L. Here, the wafer 13 is fixed (installed non-movably) while remaining horizontal in FIG. The angle may be set arbitrarily. For example, the angle between the surface direction of the wafer 13 fixed horizontally and the axial direction M of the sensor 11 may be set to a1.

【0026】図3は、図2(A)に示される方向に位置
するセンサ11から計測マーク12を検出した場合を示
す。図3で図1(A)、(B)と同じ符号を付した個所
は同じ要素を示すため説明は省略する。図3において符
号32はセンサ11により検出された計測マーク12の
像コントラストである。図4は、図2(B)に示される
角度aだけ右へ傾けた方向に位置するセンサ11から計
測マーク12を検出した場合を示す。図4で図1
(A)、(B)と同じ符号を付した個所は同じ要素を示
すため説明は省略する。図4において符号42はセンサ
11により検出された計測マーク12の像コントラスト
である。
FIG. 3 shows a case where the measurement mark 12 is detected from the sensor 11 located in the direction shown in FIG. In FIG. 3, portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 (A) and 1 (B) indicate the same elements, and thus description thereof is omitted. In FIG. 3, reference numeral 32 denotes an image contrast of the measurement mark 12 detected by the sensor 11. FIG. 4 shows a case where the measurement mark 12 is detected from the sensor 11 located in the direction inclined rightward by the angle a shown in FIG. FIG. 4 and FIG.
Parts denoted by the same reference numerals as in (A) and (B) indicate the same elements, and a description thereof will be omitted. In FIG. 4, reference numeral 42 denotes an image contrast of the measurement mark 12 detected by the sensor 11.

【0027】上述のように計測マーク12は三次元構造
を有する構造物であるため、センサ11を法線Lに対し
て角度aだけ右へ傾けることにより、計測マーク12の
側壁部15が傾いたセンサ11に対して露出することに
なる。この結果、傾けなかった場合の検出された計測マ
ーク12の像コントラスト32と比較して、傾けた場合
の計測マーク12の像コントラスト42は増強されると
いう効果を得ることができる。角度aは法線Lに対して
0度<a≦±45度であることが好適である。しかし0
度<a≦±45度の範囲に限定されるものではなく、セ
ンサ11の軸方向Mとウェーハ13の法線Lとが一致し
ない角度であればよい。角度a1は水平な固定されたウ
ェーハ13の面方向に対して45度≦a1≦135度
(除くa1=90度)であることが好適である。しかし
45度≦a1≦135度(除くa1=90度)の範囲に
限定されるものではなく、センサ11の軸方向Mとウェ
ーハ13の法線Lとが一致しない角度であればよい。
Since the measurement mark 12 is a structure having a three-dimensional structure as described above, the side wall 15 of the measurement mark 12 is inclined by inclining the sensor 11 to the right by an angle a with respect to the normal L. It will be exposed to the sensor 11. As a result, it is possible to obtain an effect that the image contrast 42 of the measurement mark 12 when tilted is enhanced as compared with the detected image contrast 32 of the measurement mark 12 when tilted. It is preferable that the angle a satisfies 0 degree <a ≦ ± 45 degrees with respect to the normal L. But 0
The angle is not limited to the range of degree <a ≦ ± 45 degrees, and may be any angle at which the axial direction M of the sensor 11 and the normal L of the wafer 13 do not match. The angle a1 is preferably 45 degrees ≦ a1 ≦ 135 degrees (excluding a1 = 90 degrees) with respect to the plane direction of the horizontally fixed wafer 13. However, the angle is not limited to the range of 45 degrees ≦ a1 ≦ 135 degrees (excluding a1 = 90 degrees), and may be any angle as long as the axial direction M of the sensor 11 and the normal L of the wafer 13 do not match.

【0028】図5(A)、(B)は、本発明の実施の形
態1における計測マークの計測方法および補正を含む計
測方法を示す。図5で図1(A)、(B)と同じ符号を
付した個所は同じ要素を示すため説明は省略する。
FIGS. 5A and 5B show a measuring method of a measuring mark and a measuring method including correction in the first embodiment of the present invention. In FIG. 5, portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1A and 1B indicate the same elements, and thus description thereof will be omitted.

【0029】図5(A)に示されるように、まず計測マ
ーク12が設けられたウェーハ13を非可動的に設置す
る。次に、センサ11の軸方向Mをウェーハ13の法線
方向Lと一致しない所定の角度、例えば角度aに設定す
る(角度設定工程)。この角度aで計測マーク12を検
出する(検出工程)。以上が、計測マーク12の計測方
法である。
As shown in FIG. 5A, first, a wafer 13 provided with a measurement mark 12 is non-movably installed. Next, the axial direction M of the sensor 11 is set to a predetermined angle that does not match the normal direction L of the wafer 13, for example, an angle a (angle setting step). The measurement mark 12 is detected at this angle a (detection step). The above is the method of measuring the measurement mark 12.

【0030】図5(B)は、計測マーク12をより精度
良く検出するための補正方法を示す。角度aで計測マー
ク12を検出した後、図5(B)に示されるように、セ
ンサ11の軸方向Mがウェーハ13の法線方向Lに対し
て有する角度を、上記角度の垂直(この場合法線方向
L)に対する対称角度−aに設定する(角度再設定工
程)。この対称角度−aで計測マーク12を再度検出す
る(再検出工程)。次に、角度aで検出された結果と対
称角度−aで検出された結果とを平均することにより、
最初の角度aで検出された結果を補正する。この結果、
角度aのみで計測した場合と比較して、より精度良く計
測マーク12を検出することができる。
FIG. 5B shows a correction method for detecting the measurement mark 12 with higher accuracy. After detecting the measurement mark 12 at the angle a, as shown in FIG. 5B, the angle that the axial direction M of the sensor 11 has with respect to the normal direction L of the wafer 13 is perpendicular to the above angle (in this case, The angle is set to the symmetry angle −a with respect to the normal direction L) (angle resetting step). The measurement mark 12 is detected again at the symmetry angle -a (redetection step). Next, by averaging the result detected at the angle a and the result detected at the symmetric angle −a,
The result detected at the first angle a is corrected. As a result,
The measurement mark 12 can be detected with higher accuracy as compared with the case where measurement is performed only at the angle a.

【0031】図6は、本発明の実施の形態1における他
の補正方法を示す。図6で図1(A)、(B)と同じ符
号を付した個所は同じ要素を示すため説明は省略する。
図6において、符号Xaは角度aだけ傾けたセンサ11
から計測マーク12を見た場合の見かけ上の計測マーク
ずれ量、Yは計測マーク12とセンサ11との間の距離
である。
FIG. 6 shows another correction method according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 6, portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1A and 1B indicate the same elements, and a description thereof will be omitted.
In FIG. 6, reference symbol Xa denotes a sensor 11 tilted by an angle a.
, The apparent amount of displacement of the measurement mark when the measurement mark 12 is viewed from, Y is the distance between the measurement mark 12 and the sensor 11.

【0032】図6に示されるように、見かけ上の計測マ
ークずれ量Xaと距離Yとの間の関係は、
As shown in FIG. 6, the relationship between the apparent measurement mark shift amount Xa and the distance Y is as follows.

【0033】[0033]

【数1】 と求めることができる。この式1で求められた計測マー
クずれ量Xaを角度aのみで計測した結果に合わせるこ
とにより、角度aのみで計測した場合と比較して、より
精度良く計測マーク12を検出することができる。
(Equation 1) Can be requested. By matching the measurement mark deviation amount Xa obtained by the equation 1 with the result measured only at the angle a, the measurement mark 12 can be detected with higher accuracy as compared with the case where measurement is performed only at the angle a.

【0034】以上より、実施の形態1によれば、計測マ
ーク検出装置のセンサ11の軸方向Mを、測定対象とな
る計測マーク12がその上に設けられたウェーハ13の
法線方向Lと一致しない角度aに傾け、ウェーハ13を
非可動的に設置することができる。この結果、傾けなか
った場合の計測マークの像コントラスト32と比較し
て、傾けた場合の計測マークの像コントラスト42は増
強されるという効果を得ることができる。
As described above, according to the first embodiment, the axial direction M of the sensor 11 of the measurement mark detecting device coincides with the normal direction L of the wafer 13 on which the measurement mark 12 to be measured is provided. The wafer 13 can be installed non-movably by inclining at an angle a. As a result, it is possible to obtain an effect that the image contrast 42 of the measurement mark when tilted is enhanced as compared with the image contrast 32 of the measurement mark when tilted.

【0035】さらに、角度aで計測マーク12を検出し
た後、センサ11の軸方向Mがウェーハ13の法線方向
Lに対して有する角度を、上記角度の垂直(この場合法
線方向L)に対する対称角度−aに設定し、この対称角
度−aで計測マーク12を再度検出する。角度aで検出
された結果と対称角度−aで検出された結果とを平均す
ることにより、最初の角度aで検出された結果を補正す
ることができる。この結果、角度aのみで計測した場合
と比較して、より精度良く計測マーク12を検出するこ
とができる。
Further, after detecting the measurement mark 12 at the angle a, the angle that the axial direction M of the sensor 11 has with respect to the normal direction L of the wafer 13 with respect to the perpendicular of the above angle (in this case, the normal direction L). The symmetric angle -a is set, and the measurement mark 12 is detected again at this symmetric angle -a. By averaging the result detected at the angle a and the result detected at the symmetric angle −a, the result detected at the first angle a can be corrected. As a result, the measurement mark 12 can be detected with higher accuracy as compared with the case where measurement is performed only at the angle a.

【0036】他の補正方法として、見かけ上の計測マー
クずれ量Xaと距離Yとの間の関係(式1)により求め
られた計測マークずれ量Xaを角度aのみで計測した結
果に合わせることにより、角度aのみで計測した場合と
比較して、より精度良く計測マーク12を検出すること
ができる。
As another correction method, the measurement mark deviation amount Xa obtained from the relationship between the apparent measurement mark deviation amount Xa and the distance Y (Equation 1) is matched with the result measured only at the angle a. , The measurement mark 12 can be detected with higher accuracy as compared with the case where the measurement is performed only at the angle a.

【0037】実施の形態2.図7は、本発明の実施の形
態2における計測マーク検出装置を示す。図7で図1
(A)、(B)と同じ符号を付した個所は同じ要素を示
すため説明は省略する。
Embodiment 2 FIG. 7 shows a measurement mark detection device according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 1 and FIG.
Parts denoted by the same reference numerals as in (A) and (B) indicate the same elements, and a description thereof will be omitted.

【0038】図7(A)ではセンサ11の軸方向Mとウ
ェーハ13の法線Lとは一致しているが、本発明の実施
の形態2では図7(B)に示されるように、ウェーハ1
3を軸方向Mに対して角度bだけ右へ傾けている。ここ
でセンサ11は図7(B)上、垂直なままで固定(非可
動的に設置)されている。角度の取り方は任意であり、
例えば垂直なままで固定されたセンサ11の軸方向Mと
ウェーハ13の面方向との間の角度をb1とすることも
できる。
In FIG. 7A, the axial direction M of the sensor 11 and the normal L of the wafer 13 match, but in the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1
3 is inclined rightward by an angle b with respect to the axial direction M. Here, the sensor 11 is fixed (installed non-movably) while remaining vertical in FIG. 7B. How to take the angle is arbitrary,
For example, the angle between the axial direction M of the sensor 11 fixed vertically and the surface direction of the wafer 13 may be b1.

【0039】図8は、図7(A)に示される方向に位置
するセンサ11から計測マーク12を検出した場合を示
す。図8で図1(A)、(B)と同じ符号を付した個所
は同じ要素を示すため説明は省略する。図8において符
号82はセンサ11により検出された計測マーク12の
像コントラストである。図9は、図7(B)に示される
角度bだけ右へ傾けた方向に位置するセンサ11から計
測マーク12を検出した場合を示す。図9で図1
(A)、(B)と同じ符号を付した個所は同じ要素を示
すため説明は省略する。図9において符号92はセンサ
11により検出された計測マーク12の像コントラスト
である。
FIG. 8 shows a case where the measurement mark 12 is detected from the sensor 11 located in the direction shown in FIG. In FIG. 8, the portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1A and 1B indicate the same elements, and thus description thereof will be omitted. In FIG. 8, reference numeral 82 denotes an image contrast of the measurement mark 12 detected by the sensor 11. FIG. 9 shows a case where the measurement mark 12 is detected from the sensor 11 located in the direction inclined rightward by the angle b shown in FIG. 7B. FIG. 9 and FIG.
Parts denoted by the same reference numerals as in (A) and (B) indicate the same elements, and a description thereof will be omitted. 9, reference numeral 92 denotes an image contrast of the measurement mark 12 detected by the sensor 11.

【0040】上述のように計測マーク12は三次元構造
を有する構造物であるため、ウェーハ13をセンサ11
の軸方向Mに対して角度bだけ右へ傾けることにより、
計測マーク12の側壁部15が固定されたセンサ11に
対して露出することになる。この結果、傾けなかった場
合の検出された計測マーク12の像コントラスト82と
比較して、傾けた場合の計測マーク12の像コントラス
ト92は増強されるという効果を得ることができる。角
度bはセンサの軸方向Mに対して0度<b≦±45度で
あることが好適である。しかし0度<b≦±45度の範
囲に限定されるものではなく、センサ11の軸方向Mと
ウェーハ13の法線Lとが一致しない角度であればよ
い。角度b1は垂直なままで固定されたセンサ11の軸
方向Mに対して45度≦b1≦135度(除くb1=9
0度)であることが好適である。しかし45度≦b1≦
135度(除くb1=90度)の範囲に限定されるもの
ではなく、センサ11の軸方向Mとウェーハ13の法線
Lとが一致しない角度であればよい。
As described above, the measurement mark 12 is a structure having a three-dimensional structure.
Is tilted to the right by the angle b with respect to the axial direction M of
The side wall 15 of the measurement mark 12 is exposed to the fixed sensor 11. As a result, it is possible to obtain an effect that the image contrast 92 of the measurement mark 12 when tilted is enhanced as compared with the detected image contrast 82 of the measurement mark 12 when tilted. The angle b is preferably 0 degree <b ≦ ± 45 degrees with respect to the axial direction M of the sensor. However, the angle is not limited to the range of 0 degrees <b ≦ ± 45 degrees, and may be any angle as long as the axial direction M of the sensor 11 and the normal L of the wafer 13 do not match. The angle b1 is 45 degrees ≦ b1 ≦ 135 degrees (excluding b1 = 9) with respect to the axial direction M of the sensor 11 fixed while being vertical.
0 degree). But 45 degrees ≦ b1 ≦
The angle is not limited to the range of 135 degrees (excluding b1 = 90 degrees), and may be any angle as long as the axial direction M of the sensor 11 and the normal L of the wafer 13 do not match.

【0041】図10(A)、(B)は、本発明の実施の
形態2における計測マークの計測方法および補正を含む
計測方法を示す。図10で図1(A)、(B)と同じ符
号を付した個所は同じ要素を示すため説明は省略する。
FIGS. 10A and 10B show a measuring method of a measuring mark and a measuring method including correction according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 10, the portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1A and 1B indicate the same elements, and thus description thereof will be omitted.

【0042】図10(A)に示されるように、まずセン
サ11を非可動的に設置する。次に、ウェーハ13の法
線方向Lをセンサ11の軸方向Mと一致しない所定の角
度、例えば角度bに設定する(角度設定工程)。この角
度bで計測マーク12を検出する(検出工程)。以上
が、計測マーク12の計測方法である。
As shown in FIG. 10A, first, the sensor 11 is immovably installed. Next, the normal direction L of the wafer 13 is set to a predetermined angle that does not coincide with the axial direction M of the sensor 11, for example, an angle b (angle setting step). The measurement mark 12 is detected at this angle b (detection step). The above is the method of measuring the measurement mark 12.

【0043】図10(B)は、計測マーク12をより精
度良く検出するための補正方法を示す。角度bで計測マ
ーク12を検出した後、図10(B)に示されるよう
に、ウェーハ13の法線方向Lがセンサ11の軸方向M
に対して有する角度を、上記角度の垂直(この場合軸方
向M)に対する対称角度−bに設定する(角度再設定工
程)。この対称角度−bで計測マーク12を再度検出す
る(再検出工程)。次に、角度bで検出された結果と対
称角度−bで検出された結果とを平均することにより、
最初の角度bで検出された結果を補正する。この結果、
角度bのみで計測した場合と比較して、より精度良く計
測マーク12を検出することができる。
FIG. 10B shows a correction method for detecting the measurement mark 12 with higher accuracy. After detecting the measurement mark 12 at the angle b, the normal direction L of the wafer 13 is changed to the axial direction M of the sensor 11 as shown in FIG.
Is set to the symmetry angle −b with respect to the perpendicular (in this case, the axial direction M) of the above angle (angle resetting step). The measurement mark 12 is detected again at the symmetry angle −b (redetection step). Next, by averaging the result detected at the angle b and the result detected at the symmetry angle −b,
The result detected at the first angle b is corrected. As a result,
The measurement mark 12 can be detected with higher accuracy as compared with the case where the measurement is performed only at the angle b.

【0044】図11は、本発明の実施の形態2における
他の補正方法を示す。図11で図1(A)、(B)と同
じ符号を付した個所は同じ要素を示すため説明は省略す
る。図11において、符号Xbは角度bだけ傾けたウェ
ーハ13上の計測マーク12を固定されたセンサ11か
ら見た場合の見かけ上の計測マークずれ量、Yは計測マ
ーク12とセンサ11との間の距離である。
FIG. 11 shows another correction method according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 11, portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1A and 1B indicate the same elements, and thus description thereof will be omitted. In FIG. 11, reference symbol Xb denotes an apparent measurement mark shift amount when the measurement mark 12 on the wafer 13 inclined by the angle b is viewed from the fixed sensor 11, and Y denotes a distance between the measurement mark 12 and the sensor 11. Distance.

【0045】図11に示されるように、見かけ上の計測
マークずれ量Xbと距離Yとの間の関係は、
As shown in FIG. 11, the relationship between the apparent measurement mark deviation amount Xb and the distance Y is as follows.

【0046】[0046]

【数2】 と求めることができる。この式1で求められた計測マー
クずれ量Xbを角度bのみで計測した結果に合わせるこ
とにより、角度bのみで計測した場合と比較して、より
精度良く計測マーク12を検出することができる。
(Equation 2) Can be requested. By matching the measurement mark deviation amount Xb obtained by Expression 1 with the result measured only at the angle b, it is possible to detect the measurement mark 12 with higher accuracy than in the case where measurement is performed only at the angle b.

【0047】以上より、実施の形態2によれば、ウェー
ハ13の法線方向Lを、計測装置のセンサ11の軸方向
Mと一致しない角度bに傾け、センサ11を非可動的に
設置することができる。この結果、傾けなかった場合の
計測マークの像コントラスト82と比較して、傾けた場
合の計測マークの像コントラスト92は増強されるとい
う効果を得ることができる。
As described above, according to the second embodiment, the normal direction L of the wafer 13 is inclined at an angle b that does not coincide with the axial direction M of the sensor 11 of the measuring apparatus, and the sensor 11 is non-movably installed. Can be. As a result, it is possible to obtain an effect that the image contrast 92 of the measurement mark when tilted is enhanced as compared with the image contrast 82 of the measurement mark when not tilted.

【0048】さらに、角度bで計測マーク12を検出し
た後、ウェーハ13の法線方向Lがセンサ11の軸方向
Mに対して有する角度を、上記角度の垂直(この場合法
線方向L)に対する対称角度−bに設定し、この対称角
度−bで計測マーク12を再度検出する。角度bで検出
された結果と対称角度−bで検出された結果とを平均す
ることにより、最初の角度bで検出された結果を補正す
ることができる。この結果、角度bのみで計測した場合
と比較して、より精度良く計測マーク12を検出するこ
とができる。
Further, after the measurement mark 12 is detected at the angle b, the angle that the normal direction L of the wafer 13 has with respect to the axial direction M of the sensor 11 is defined with respect to the perpendicular of the angle (in this case, the normal direction L). The symmetric angle -b is set, and the measurement mark 12 is detected again at this symmetric angle -b. By averaging the result detected at the angle b and the result detected at the symmetry angle −b, the result detected at the first angle b can be corrected. As a result, the measurement mark 12 can be detected with higher accuracy as compared with the case where measurement is performed only at the angle b.

【0049】他の補正方法として、見かけ上の計測マー
クずれ量Xbと距離Yとの間の関係(式2)により求め
られた計測マークずれ量Xbを角度bのみで計測した結
果に合わせることにより、角度bのみで計測した場合と
比較して、より精度良く計測マーク12を検出すること
ができる。
As another correction method, the measurement mark deviation amount Xb obtained from the relationship (Equation 2) between the apparent measurement mark deviation amount Xb and the distance Y is matched with the result measured only at the angle b. , The measurement mark 12 can be detected with higher accuracy as compared with the case where the measurement is performed only at the angle b.

【0050】上述の実施の形態1と実施の形態2とは、
ウェーハ13を固定するか、またはセンサ11を固定す
るかの相違があるだけである。したがって、上述の実施
の形態1におけるウェーハ13を固定した上でセンサ1
1を傾けた角度aと、上述の実施の形態2におけるセン
サ11を固定した上でウェーハ13を傾けた角度bと
は、センサ11の軸方向Mとウェーハ13の法線方向L
との間の相対的な角度として考えれば同一の角度と考え
ることもできる。この場合、式1におけるXaと式2に
おけるXbとは一致することになる。
The first embodiment and the second embodiment are different from each other in that
The only difference is whether the wafer 13 is fixed or the sensor 11 is fixed. Therefore, after fixing the wafer 13 in the above-described first embodiment, the sensor 1
1 and the angle b at which the sensor 13 in Embodiment 2 described above is fixed and the wafer 13 is tilted, the axial direction M of the sensor 11 and the normal direction L of the wafer 13
The same angle can be considered as a relative angle between. In this case, Xa in Equation 1 and Xb in Equation 2 match.

【0051】実施の形態3.図12は、本発明の実施の
形態3における計測マーク検出装置を示す。図12で図
1(A)、(B)と同じ符号を付した個所は同じ要素を
示すため説明は省略する。本実施の形態3においては、
実施の形態1に加えて、センサ11の軸方向Mがウェー
ハ13の法線方向Lに対して有する角度pを計測中に逐
次可変とすることができる。この場合、実施の形態1と
同様にウェーハ13は非可動的に固定されている。
Third Embodiment FIG. 12 shows a measurement mark detection device according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 12, portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1A and 1B indicate the same elements, and a description thereof will be omitted. In the third embodiment,
In addition to the first embodiment, the angle p that the axial direction M of the sensor 11 has with respect to the normal L of the wafer 13 can be sequentially changed during measurement. In this case, the wafer 13 is immovably fixed as in the first embodiment.

【0052】図13は、本発明の実施の形態3における
他の計測マーク検出装置を示す。図13で図1(A)、
(B)と同じ符号を付した個所は同じ要素を示すため説
明は省略する。本実施の形態3においては、実施の形態
2に加えて、ウェーハ13の法線方向Lがセンサ11の
軸方向Mに対して有する角度qを計測中に逐次可変とす
ることができる。この場合、実施の形態2と同様にセン
サ11は非可動的に固定されている。
FIG. 13 shows another measurement mark detection device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 1 (A) in FIG.
Parts denoted by the same reference numerals as in (B) indicate the same elements, and a description thereof will be omitted. In the third embodiment, in addition to the second embodiment, the angle q that the normal line direction L of the wafer 13 has with respect to the axial direction M of the sensor 11 can be sequentially changed during measurement. In this case, the sensor 11 is immovably fixed as in the second embodiment.

【0053】以上より、実施の形態3によれば、計測マ
ーク12の計測時に、ウェーハ13を非可動的に固定し
てセンサ11の軸方向Mとウェーハ13の法線方向Lと
の間の角度pを逐次変更しつつ計測を行うことができ
る。このため、計測マーク12の最適な像コントラスト
が得られる角度で計測を行うことができるので、実施の
形態1または2と比較してさらに精度良く計測を行うこ
とができる。
As described above, according to the third embodiment, when measuring the measurement mark 12, the wafer 13 is immovably fixed and the angle between the axial direction M of the sensor 11 and the normal direction L of the wafer 13 is measured. Measurement can be performed while changing p sequentially. Therefore, the measurement can be performed at an angle at which the optimum image contrast of the measurement mark 12 can be obtained, so that the measurement can be performed with higher accuracy as compared with the first or second embodiment.

【0054】さらに、計測マーク12の計測時に、セン
サ11を非可動的に固定してセンサ11の軸方向Mとウ
ェーハ13の法線方向Lとの間の角度qを逐次変更しつ
つ計測を行うことができる。このため、計測マーク12
の最適な像コントラストが得られる角度で計測を行うこ
とができるので、実施の形態1または2と比較してさら
に精度良く計測を行うことができる。
Further, at the time of measurement of the measurement mark 12, the measurement is performed while the sensor 11 is immovably fixed and the angle q between the axial direction M of the sensor 11 and the normal direction L of the wafer 13 is sequentially changed. be able to. Therefore, the measurement mark 12
Can be measured at an angle at which the optimum image contrast can be obtained, so that the measurement can be performed with higher accuracy as compared with the first or second embodiment.

【0055】上述の説明では、ウェーハ13またはセン
サ11のいずれかが固定されている状態で他を逐次動か
しつつ計測した。しかし、ウェーハ13およびセンサ1
1の両方を同時に逐次動かしつつ計測することもでき
る。
In the above description, the measurement was performed while one of the wafer 13 and the sensor 11 was fixed and the other was sequentially moved. However, the wafer 13 and the sensor 1
It is also possible to measure while simultaneously moving both of them simultaneously.

【0056】上述の計測マーク検出装置は、例えばリソ
グラフィにおける重ね合わせ装置や露光装置のアライメ
ント機構等の各種の計測装置に適用することができる。
The above-described measurement mark detection device can be applied to various measurement devices such as an overlay device in lithography and an alignment mechanism of an exposure device.

【発明の効果】以上説明したように、本発明の計測マー
ク検出装置、検出方法および半導体装置の製造方法によ
れば、ウェーハまたはセンサを相対的に可動とすること
により、(1)計測マーク上に積層膜を形成する場合、
(2)計測マーク形成後の処理で計測マークの高さが減
少する場合、または(3)計測マークを形成した層また
は下地構造が、計測装置にとって検出しにくい反射率ま
たは屈折率を有する場合であっても計測マークの像コン
トラストの低下を防止し、(4)計測マークの形成状態
が良くない場合であっても計測精度が低下したり計測不
能になったりすることがない計測マーク検出装置、検出
方法および半導体装置の製造方法を提供することができ
る。
As described above, according to the measurement mark detection apparatus, the detection method, and the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the relative movement of the wafer or the sensor enables (1) the measurement mark When forming a laminated film on
(2) When the height of the measurement mark is reduced in the processing after the formation of the measurement mark, or (3) When the layer or the base structure on which the measurement mark is formed has a reflectance or a refractive index that is hard to be detected by the measurement device. (4) a measurement mark detection device that prevents a decrease in image contrast of a measurement mark even when the measurement mark is formed, and (4) does not reduce measurement accuracy or disable measurement even when the formation state of the measurement mark is not good; A detection method and a method for manufacturing a semiconductor device can be provided.

【0057】[0057]

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

【図1】 本発明の各実施の形態に共通する計測マーク
の像コントラストが増強される原理を説明する図であ
る。
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of enhancing the image contrast of a measurement mark common to the embodiments of the present invention.

【図2】 本発明の実施の形態1における計測マーク検
出装置を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a measurement mark detection device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 図2(A)に示される方向に位置するセンサ
11から計測マーク12を検出した場合を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a case where a measurement mark 12 is detected from a sensor 11 located in a direction shown in FIG.

【図4】 図2(B)に示される角度aだけ右へ傾けた
方向に位置するセンサ11から計測マーク12を検出し
た場合を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a case where a measurement mark 12 is detected from a sensor 11 located in a direction inclined rightward by an angle a shown in FIG. 2 (B).

【図5】 本発明の実施の形態1における計測マークの
計測方法および補正を含む計測方法を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a measurement method of a measurement mark and a measurement method including correction according to the first embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の実施の形態1における他の補正方法
を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing another correction method according to the first embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施の形態2における計測マーク検
出装置を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a measurement mark detection device according to a second embodiment of the present invention.

【図8】 図7(A)に示される方向に位置するセンサ
11から計測マーク12を検出した場合を示す図であ
る。
8 is a diagram showing a case where a measurement mark 12 is detected from a sensor 11 located in a direction shown in FIG. 7 (A).

【図9】 図7(B)に示される角度bだけ右へ傾けた
方向に位置するセンサ11から計測マーク12を検出し
た場合を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a case where a measurement mark 12 is detected from a sensor 11 located in a direction inclined rightward by an angle b shown in FIG. 7 (B).

【図10】 本発明の実施の形態2における計測マーク
の計測方法および補正を含む計測方法を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a measurement method of a measurement mark and a measurement method including correction according to the second embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の実施の形態2における他の補正方
法を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing another correction method according to the second embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の実施の形態3における計測マーク
検出装置を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a measurement mark detection device according to a third embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の実施の形態3における他の計測マ
ーク検出装置を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing another measurement mark detection device according to the third embodiment of the present invention.

【図14】 計測マークを検出する従来の方法を説明す
る図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating a conventional method for detecting a measurement mark.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

8 レジスト、 10 層間膜、 11 センサ、 1
2 計測マーク、 13 ウェーハ、 15側壁部、
32,42,82,92 像コントラスト。
8 resist, 10 interlayer film, 11 sensor, 1
2 measurement marks, 13 wafers, 15 sidewalls,
32, 42, 82, 92 Image contrast.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ウェーハ上に設けられた計測マークをセ
ンサにより検出する計測マーク検出装置であって、 前記センサの軸方向は、前記ウェーハの法線方向と一致
しない所定の角度を有し、 前記ウェーハは非可動的に設置されていることを特徴と
する計測マーク検出装置。
1. A measurement mark detection device for detecting a measurement mark provided on a wafer by a sensor, wherein an axial direction of the sensor has a predetermined angle that does not coincide with a normal direction of the wafer, A measurement mark detection device, wherein the wafer is non-movably installed.
【請求項2】 前記センサの軸方向が前記ウェーハの法
線方向に対して有する所定の角度は可変に設定可能であ
ることを特徴とする請求項1記載の計測マーク検出装
置。
2. The measurement mark detection device according to claim 1, wherein a predetermined angle that the sensor axis direction has with respect to a normal direction of the wafer can be variably set.
【請求項3】 ウェーハ上に設けられた計測マークをセ
ンサにより検出する計測マーク検出装置であって、 前記ウェーハの法線方向は、前記センサの軸方向と一致
しない所定の角度を有し、 前記センサは非可動的に設置されていることを特徴とす
る計測マーク検出装置。
3. A measurement mark detection device for detecting a measurement mark provided on a wafer by a sensor, wherein a normal direction of the wafer has a predetermined angle that does not coincide with an axial direction of the sensor, A measurement mark detection device, wherein the sensor is non-movably installed.
【請求項4】 前記ウェーハの法線方向が前記センサの
軸方向に対して有する所定の角度は可変に設定可能であ
ることを特徴とする請求項3記載の計測マーク検出装
置。
4. The measurement mark detection device according to claim 3, wherein a predetermined angle that a normal line direction of the wafer has with respect to an axial direction of the sensor can be set variably.
【請求項5】 ウェーハ上に設けられた計測マークをセ
ンサにより検出する計測マーク検出装置であって、 前記センサの軸方向は、前記ウェーハの法線方向と一致
しない所定の第1角度を有し、 前記ウェーハの法線方向は、前記センサの軸方向と一致
しない所定の第2角度を有し、 前記所定の第1角度と第2角度とは可変に設定可能であ
ることを特徴とする計測マーク検出装置。
5. A measurement mark detection device for detecting a measurement mark provided on a wafer by a sensor, wherein an axis direction of the sensor has a predetermined first angle that does not coincide with a normal direction of the wafer. The normal direction of the wafer has a predetermined second angle that does not coincide with the axial direction of the sensor, and the predetermined first angle and the second angle can be variably set. Mark detection device.
【請求項6】 前記計測マークは、リソグラフィにおけ
る重ね合わせまたはアライメント位置決めに用いられる
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の
計測マーク検出装置。
6. The measurement mark detection device according to claim 1, wherein the measurement mark is used for overlay or alignment positioning in lithography.
【請求項7】 ウェーハ上に設けられた計測マークをセ
ンサにより検出する計測マーク検出方法であって、 前記計測マークが設けられたウェーハを非可動的に設置
する工程と、 前記センサの軸方向を前記ウェーハの法線方向と一致し
ない所定の角度に設定する角度設定工程と、 前記角度設定工程により設定された角度で計測マークを
検出する検出工程とを備えたことを特徴とする計測マー
ク検出方法。
7. A measurement mark detection method for detecting a measurement mark provided on a wafer by a sensor, wherein the step of non-movably installing the wafer provided with the measurement mark includes: A measurement mark detection method, comprising: an angle setting step of setting a predetermined angle that does not match a normal direction of the wafer; and a detection step of detecting a measurement mark at an angle set in the angle setting step. .
【請求項8】 前記検出工程の後に、 前記センサの軸方向が前記ウェーハの法線方向に対して
有する角度を、前記角度設定工程で設定された所定の角
度の垂直に対する対称角度に設定する角度再設定工程
と、 前記角度再設定工程により設定された角度で計測マーク
を検出する再検出工程と、 前記検出工程で検出された結果と前記再検出工程で検出
された結果とを平均することにより、前記検出工程で検
出された結果を補正する工程とをさらに備えたことを特
徴とする請求項7記載の計測マーク検出方法。
8. An angle for setting, after the detecting step, an angle that the axial direction of the sensor has with respect to a normal direction of the wafer to a symmetric angle with respect to a predetermined vertical angle set in the angle setting step. A resetting step, a re-detecting step of detecting a measurement mark at an angle set in the angle resetting step, and averaging a result detected in the detecting step and a result detected in the re-detecting step. 8. The method according to claim 7, further comprising a step of correcting a result detected in the detection step.
【請求項9】 ウェーハ上に設けられた計測マークをセ
ンサにより検出する計測マーク検出方法であって、 前記センサを非可動的に設置する工程と、 前記ウェーハの法線方向を前記センサの軸方向と一致し
ない所定の角度に設定する角度設定工程と、 前記角度設定工程により設定された角度で計測マークを
検出する検出工程とを備えたことを特徴とする計測マー
ク検出方法。
9. A measurement mark detection method for detecting a measurement mark provided on a wafer by a sensor, wherein the sensor is immovably installed, and a normal direction of the wafer is set in an axial direction of the sensor. A measurement mark detection method comprising: an angle setting step of setting a predetermined angle that does not match the angle; and a detection step of detecting a measurement mark at the angle set in the angle setting step.
【請求項10】 前記検出工程の後に、 前記ウェーハの法線方向が前記センサの軸方向に対して
面する角度を、前記角度設定工程で設定された所定の角
度の垂直に対する対称角度に設定する角度再設定工程
と、 前記角度再設定工程により設定された角度で計測マーク
を検出する再検出工程と、 前記検出工程で検出された結果と前記再検出工程で検出
された結果とを平均することにより、前記検出工程で検
出された結果を補正する工程とをさらに備えたことを特
徴とする請求項9記載の計測マーク検出方法。
10. After the detecting step, an angle at which a normal line direction of the wafer faces the axial direction of the sensor is set to a symmetric angle with respect to a predetermined vertical angle set in the angle setting step. An angle resetting step, a re-detection step of detecting a measurement mark at an angle set in the angle resetting step, and averaging a result detected in the detection step and a result detected in the re-detection step. 10. The method according to claim 9, further comprising: correcting a result detected in the detecting step.
【請求項11】 請求項7記載の計測マーク検出方法を
備えた半導体装置の製造方法。
11. A method for manufacturing a semiconductor device comprising the measurement mark detection method according to claim 7.
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