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発明の名称 ウェーハパターン装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−151564
公開日 平成6年(1994)5月31日
出願番号 特願平4−298404
出願日 平成4年(1992)11月9日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男
発明者 神山 玲子 / 有馬 純太郎 / 山田 理 / 森 弘義
要約 目的
ウェーハが試料台に置かれたときの水平方向、および回転方向の誤差補正の精度を向上させること。

構成
ウェーハ上に形成されたパターンの寸法測定を行う検査装置において、ウェーハと試料台との誤差補正の精度を向上させるには、図2に示すように3ヵ所の離れた位置にアライメントパターンを設け、従来2回だったアライメント操作を3回に増やした。
特許請求の範囲
【請求項1】ウェーハ上に形成されたパターンの検査を行う光学式あるいは電子線式装置であって、ウェーハ移動台の機械的座標と、これに搭載されたウェーハ上のパターンの座標とを、ウェーハ上の特定の位置に形成された複数位置画像を利用して関連付け、目的の検査パターンへの移動を、ウェーハ上のパターンの座標値に基づいて行う方式の装置において、ウェーハ上のパターンの像を表示画面に表示する手段と、その表示画面に表示された前記像中の任意の位置を指示する手段と、前記表示画面上の予め定められた位置と前記指示された位置との差を水平面において検出する手段と、ウェーハを乗せているステージの傾斜角度を検出する手段と、XあるいはY移動機構のうち少なくとも一方が傾斜機構の上に搭載され、かつその移動方向が傾斜方向に沿って移動するステージを有する装置であって、ウェーハアライメントに第1のアライメントパターンを用いて基準点の座標を決め、第1アライメントパターン近傍にある第2のアライメントパターンを用いて、ステージ移動に対する、ウェーハ上のパターンの水平方向に対する傾きを検出し、該傾きに基づき、第3アライメントパターン位置に移動台を移動させたことを特徴にしたウェーハパターン装置。
【請求項2】請求項1において、ウェーハアライメントに第1アライメントパターンを用いて、概略の傾きを検出し、第2アライメントパターンに移動させたことを特徴としたウェーハパターン装置。
【請求項3】請求項1において、ウェーハアライメントに第1,第2,第3アライメントに異なるダイに同一パターンを用いたことを特徴とするウェーハパターン装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ウェーハ上に形成されたパターンの寸法測定を行う検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ウェーハパターン測長装置において、試料上の目的パターン測定を行うには、あらかじめ試料上のパターンと試料台移動方向との水平方向および回転方向の誤差を求めておき、試料台の移動の際には、その角度を考慮した補正が必要である。この試料移動方法に関しては、特開昭62−122226号に記載されている。
【0003】従来、このような誤差補正では、ウェーハ上に通常なるべく離れた2ヵ所にアライメントパターンを設定する。次に第1アライメントパターンが視野内に入るように試料台を移動させ、そのアライメントパターンの中心位置を求め、その時点で、第1アライメントパターンと試料台との水平方向および回転方向の誤差を求める。次に、第2アライメントパターン位置へ、誤差角度を考慮した既知の相対位置の値で移動させ、ここで再び第2アライメントパターンの中心を求めていた。しかしこの方法では、位置精度も悪く、2つのアライメントパターン位置が離れているほど、ずれも大きくなる。視野を大きく取れない装置では、アライメントパターンが視野外に出てしまう可能性があるという問題点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】第2のアライメントパターンに移動した際に、視野を大きく取れない装置では、アライメントパターンが視野外に出てしまう可能性があり、その場合、手動操作で周囲を探しまわらなければならないという問題点があった。また、この場合、アライメントの精度も悪い。
【0005】本発明の目的は、次のアライメントパターン位置へ移動した際に、視野が外れないようにすることと、アライメント精度の向上である。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために、本発明では、次のような手段を用いる。
【0007】1.第1アライメントパターンの近傍の別のアライメントパターンを用いて、そこへ移動して第2のアライメントを行い、この角度で回転角度の検出を行い、このデータに基づいて離れた位置にある第3のアライメントパターンで最終のアライメント操作を行う。
【0008】2.第1アライメントパターンを用いて回転角度の検出を行い、このデータに基づいて第2のパターンに移動させ、アライメントを行い、更に離れた位置にある第3のパターンで最終のアライメント操作を行う。
【0009】3.第1,第2,第3のアライメントに異なるダイの同一パターンを用いて、解決手段第1,第2に記載された手段を用いてアライメント操作を行う。
【0010】以上のように、3ヶ所のパターンを用いて3回のアライメント操作を行うことを特徴とする。
【0011】
【作用】上記の方法によれば、1.通常2回のアライメント操作を3回にしたため、離れた位置にあるパターンへ移動した際に、パターンが視野外に出る可能性が少なくなり、アライメントが容易になる。また、精度も向上する。
【0012】2.作用1に記載された作用の他に、1回目のアライメントで概略の傾きを検出し、それに基づいて次のアライメント位置まで移動するため、第2アライメントパターンを離れた位置に設定しても検出でき、第3アライメントパターンへの移動の精度を上げることも可能である。
【0013】3.作用1に記載された作用の他に、各3回のアライメントに異なるダイの同一パターンを用いるため、特別なパターンを作り込む必要がない。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0015】図1は、本発明を実施したウェーハパターン測長装置の概略構成図である。図1において、1は電子光学系、2は試料室、3は試料であるウェーハ、4はX,Y方向に可動な試料台、5はウェーハ上の像を表示するCRT、6は試料上の像の位置確認,試料移動量の計算,クロスカーソル等の表示などを行うコンピュータである。試料台4に搭載されたウェーハ上のパターン像は、CRT5に表示される。
【0016】図2は、試料3の平面図、および試料台4の座標系を示す。試料3上には離れた3ヵ所にアライメントパターン7,8,9を設定した。
【0017】図3は、CRT5上に表示されたアライメントパターンの拡大像10,11を示す。CRT5上にはクロスカーソル12が表示され、これは試料台4の座標系の水平方向と一致している。
【0018】以上のような構成において、請求項1の一実施例を説明する。
【0019】まず第1のアライメントパターン7に試料台4を移動させ、CRT5に表示する。表示された第1アライメントパターン10上に基準点を定め、CRT5上のクロスカーソル12の中心位置に設定する。次にアライメントパターン7から8へ試料台4を既知の相対位置値で移動させ、第2アライメントパターン8をCRT5上に表示させた。この第2アライメントパターンのCRT像11の基準点と、前記で求めた第1アライメントパターン拡大図10の基準点とのY方向の移動距離△Y,X方向のずれ量△Xはコンピュータ6に送られ、第1,第2アライメントパターンのCRT像10,11の傾きθは、計算式tanθ =△X/△Yにより、コンピュータ6で求められる。
【0020】以上の式で求めた傾きθを考慮し、さらに第3アライメントパターン9へ試料台4を移動させ、上記と同様にして、第2,第3アライメントパターンのCRT像11,12の傾きθを求める。このようにして求めた、より正確な傾きは、試料3上のパターン測定における試料台移動の補正に用いられる。
【0021】このように本発明では、従来2ヵ所だったアライメントパターンを、3ヵ所に増やし、アライメントパターン間の移動距離を短くすることにより、アライメントパターンのずれを小さくすることを可能とし、ウェーハアライメントの精度を向上させた。ここで、アライメントパターンを従来通り2ヵ所にした場合を例に上げて説明する。
【0022】第1アライメントパターン7と、第3アライメントパターン9を用いて、試料台4と試料3の傾きθを求めるとする。図4は、左から第1,第3アライメントパターンのCRT5上の拡大像である。まず第1アライメントパターン位置の座標Aを(0,0)にあわせ、第3アライメントパターン位置へ、既知の相対位置で移動したとする。移動距離が大きければ大きいほどずれ量△Lは大きくなるので、CRT5の視野が小さい場合は、図4のようにアライメントパターンが視野から外れてしまう可能性が出てしまい、操作性や、精度が悪くなる。
【0023】次に、請求項2の一実施例を説明する。
【0024】まず第1のアライメントパターン7に試料台4を移動させ、CRT5に表示する。表示された第1アライメントパターン10上に基準点を定め、CRT5上のクロスカーソル12の中心位置に設定する。ここでアライメントパターンとウェーハ移動方向に対応するクロスカーソルの傾きθを求め、第2アライメントパターンへ、その傾きθを考慮した相対位置で移動した。あとは請求項1の一実施例と同様、第1と第2,第2と第3アライメントパターンの傾きを求め、試料3上のパターン測定における試料台移動の補正に用いた。この方法の利点は、第1アライメントパターン上で傾きを求めてしまうため、比較的離れた位置に第2アライメントパターンを設定しても、視野から外れることなく検出でき、第3アライメントパターン移動の精度も上げることが可能である。
【0025】次に、請求項3の一実施例を説明する。
【0026】方法としては請求項1,請求項2の一実施例と同じだが、第1,第2,第3アライメントパターンを、異なるダイに書き込まれている同一パターンで代用してしまう。この方法の利点は、特別なパターンを作り込む必要がないことである。実施例においては、CRT画面上の着目位置の指定ないし指示にクロスカーソルを用いたが、クロスカーソルに限定する必要はなく、他の方法、例えば、マウス等を用いても同一の効果が得られる。
【0027】実施例においては、試料台をY方向に沿って移動したが、X方向に移動する場合は、計算式tanθ=△Y/△X により、傾きθを算出することで同一の効果が得られる。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、視野が大きく取れないウェーハパターン測長装置において、従来2ヵ所であったアライメントパターンを3ヵ所に設置したことにより、各アライメントパターン間の距離が短縮され、アライメントパターンの検出が容易になる。また、3回のアライメント操作で精度も向上する。




 

 


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