JP5298792B2 - Alignment mark detection method - Google Patents

Alignment mark detection method Download PDF

Info

Publication number
JP5298792B2
JP5298792B2 JP2008291917A JP2008291917A JP5298792B2 JP 5298792 B2 JP5298792 B2 JP 5298792B2 JP 2008291917 A JP2008291917 A JP 2008291917A JP 2008291917 A JP2008291917 A JP 2008291917A JP 5298792 B2 JP5298792 B2 JP 5298792B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mark
work
pattern
workpiece
registered
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.)
Active
Application number
JP2008291917A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010117632A (en
Inventor
理恵 篠山
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.)
Ushio Denki KK
Original Assignee
Ushio Denki KK
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 Ushio Denki KK filed Critical Ushio Denki KK
Priority to JP2008291917A priority Critical patent/JP5298792B2/en
Priority to TW098131761A priority patent/TWI442194B/en
Priority to KR1020090098190A priority patent/KR101373930B1/en
Priority to CN2009102121122A priority patent/CN101738882B/en
Publication of JP2010117632A publication Critical patent/JP2010117632A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5298792B2 publication Critical patent/JP5298792B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7088Alignment mark detection, e.g. TTR, TTL, off-axis detection, array detector, video detection
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70775Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7073Alignment marks and their environment

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

This invention provides a testing method for an alignment mark and a device thereof capable of performing correct workpiece mark testing even when the representations of workpiece marks projected onto the photographic element of an alignment microscope are different. The solution uses an alignment microscope (10) to carry out surface image collection of a workpiece (W), such that a plurality of different figures of representations (shape, darkness/brightness, or color tone) which should be registered as the workpiece marks (WAM) are used as workpiece marks (WAM1-n) for registry to the memory part (11b) of the control part (11). During the testing of the workpiece marks, the workpiece marks (WAM1~n) are used to search the figure in the search area to compare the points of consistency between the figure in the search area and the registered workpiece marks (WAM1-n). When the points exceed a predetermined value, the figure is determined as the workpiece marks (WAM) on the workpiece (W). The positioning control part (11e) uses the workpiece marks (WAM) to position the mask (M) and the workpiece (W).

Description

本発明は、マスクに形成されたマスク・アライメントマーク(マスクマーク)と、ワークに形成されたワーク・アライメントマーク(ワークマーク)とを検出して、両者が、あらかじめ設定した位置関係になるように位置合せ(アライメント)を行い、マスクを介してワークに光を照射する露光装置において、ワーク・アライメントマークを検出するための検出方法に関する。 The present invention detects a mask alignment mark (mask mark) formed on a mask and a work alignment mark (work mark) formed on a workpiece so that the two are in a preset positional relationship. perform positioning (alignment), an exposure apparatus that irradiates light to the workpiece through the mask relates to the detection of how to detect the workpiece alignment marks.

半導体素子、プリント基板、液晶基板等のパターンをフォトリソグラフィにより製造する工程においては、露光装置が使用される。露光装置は、マスクパターンを形成したマスクと、そのパターンが転写されるワークを所定の位置関係に位置合わせし、その後、マスクを介して露光光を含む光を照射する。これにより、マスクパターンがワークに転写(露光)される。
露光装置におけるマスクとワークの位置合せは、一般に次のようにして行なわれる。
マスクに形成されたマスクマークと、ワークに形成されたワークマークとを、アライメント顕微鏡によって検出する。検出データを画像処理し、それぞれの位置座標を求め、両者の位置があらかじめ設定された位置関係になるように、マスクまたはワークを移動させて行なう。マスクとワークは、平面内の2方向(X方向とY方向)及び回転方向(θ方向)の位置合せを行わねばならない。したがって、マスクマークとワークマークは、それぞれ2ヶ所以上形成される。
An exposure apparatus is used in a process of manufacturing a pattern of a semiconductor element, a printed circuit board, a liquid crystal substrate or the like by photolithography. The exposure apparatus aligns the mask on which the mask pattern is formed and the work to which the pattern is transferred in a predetermined positional relationship, and then irradiates light including exposure light through the mask. As a result, the mask pattern is transferred (exposed) to the workpiece.
The alignment of the mask and the workpiece in the exposure apparatus is generally performed as follows.
A mask mark formed on the mask and a work mark formed on the workpiece are detected by an alignment microscope. The detection data is subjected to image processing, the respective position coordinates are obtained, and the mask or workpiece is moved so that the positions of the two are in a preset positional relationship. The mask and workpiece must be aligned in two directions (X direction and Y direction) and in the rotational direction (θ direction) in the plane. Therefore, two or more mask marks and work marks are formed.

図9に、ワークマークを検出するアライメント顕微鏡10の概略構成を示す。なお、上記したように、マスクマークとワークマークはそれぞれ2ヶ所以上形成されており、したがって、アライメント顕微鏡10もそれに応じて2ヶ所以上設けられるが、同図では、1個(1ヶ所)のみ示している。アライメント顕微鏡10は、ハーフミラー10a、レンズL1、L2とCCDカメラ10bから構成されている。
11は画像処理等を行なう制御部、12はモニタ、WはワークマークWAMが形成されたワークである。同図において、ワークマークWAMの検出(パターンサーチ)は以下のようにして行なう。
FIG. 9 shows a schematic configuration of the alignment microscope 10 that detects a workpiece mark. As described above, two or more mask marks and work marks are formed, and accordingly, two or more alignment microscopes 10 are provided accordingly. In the figure, only one (one) is shown. ing. The alignment microscope 10 includes a half mirror 10a, lenses L1 and L2, and a CCD camera 10b.
Reference numeral 11 denotes a control unit that performs image processing and the like, 12 denotes a monitor, and W denotes a work on which a work mark WAM is formed. In the figure, the work mark WAM is detected (pattern search) as follows.

A)ワークマークの登録
ワークマークWAMの検出に先立って、まず、検出するワークマークのパターンを制御部11に登録する。
ワークマークWAMとしては、例えば図10(a)に示す十字形のマークが使用され、制御部11には、図10(b)に示すように、モニタの1画素を単位とし、十字形のワークマークとその背景とを含めてひとつのパターンとして登録される。即ち、同図では説明を容易にするために、画素数を5×5としているが、画面中央の5画素が十字形に黒く、その周辺の20画素が白いというパターンが登録される。
具体的には、検出したいワークマークWAMを形成したサンプル基板をアライメント顕微鏡の下に置き、照明光を当てて照明する。
アライメント顕微鏡(例えば倍率3倍)10によって、登録するワークマークWAMを検出する。モニタ12には、アライメント顕微鏡10が取り込んで制御部11が画像処理できる範囲(例えば図11に示すように15mm×15mmの範囲)が写し出される。
A) Registration of Work Mark Prior to detection of the work mark WAM, first, a work mark pattern to be detected is registered in the control unit 11.
As the work mark WAM, for example, a cross-shaped mark shown in FIG. 10A is used, and as shown in FIG. 10B, the control unit 11 has a cross-shaped work in units of one pixel of the monitor. It is registered as one pattern including the mark and its background. That is, in order to facilitate the description in FIG. 5, the number of pixels is 5 × 5, but a pattern is registered in which 5 pixels at the center of the screen are black in a cross shape and 20 pixels around the pixel are white.
Specifically, a sample substrate on which a work mark WAM to be detected is formed is placed under an alignment microscope and illuminated with illumination light.
The registered work mark WAM is detected by an alignment microscope (for example, 3 times magnification) 10. On the monitor 12, a range (for example, a range of 15 mm × 15 mm as shown in FIG. 11) that can be captured by the alignment microscope 10 and processed by the control unit 11 is displayed.

次に、登録するワークマークWAM全体が入るように、モニタ12上でワークマーク登録用の仮想線(図11の点線)によってワークマークWAMを囲み、制御部11にワークマークWAMを登録する。制御部11は上記仮想線に囲まれた画素を単位として、そのコントラストによりワークマークWAMを記憶する。これにより、ワークマークWAMの登録作業が終了する。
ワークマークWAMの大きさは、ワークの種類、ユーザ、工程によって様々であるが、例えば、ワークマークWAMを囲む仮想線の大きさが、図11に示すように200μm〜700μmになるものがしばしば使われる。
ワークマークWAMの形状もまた、上記と同じ理由でさまざまであり図10に示したような十字型には限られない。図12(a)に示すように丸型のものや、同図(b)に示すように規則的なパターンを1組としてアライメントマークにしたものなど多数ある。いずれにせよ、1つのワークマークのパターン全体が含まれるように登録範囲を設定する。
Next, the work mark WAM is surrounded on the monitor 12 by a virtual line for work mark registration (dotted line in FIG. 11) on the monitor 12 so that the entire work mark WAM to be registered enters, and the work mark WAM is registered in the control unit 11. The control unit 11 stores the work mark WAM based on the contrast in units of pixels surrounded by the virtual line. Thereby, the registration work of the work mark WAM is completed.
The size of the workpiece mark WAM varies depending on the type of workpiece, user, and process. For example, it is often used that the size of the virtual line surrounding the workpiece mark WAM is 200 μm to 700 μm as shown in FIG. Is called.
The shape of the work mark WAM also varies for the same reason as described above, and is not limited to the cross shape as shown in FIG. There are many such as a round shape as shown in FIG. 12A and a set of regular patterns as an alignment mark as shown in FIG. In any case, the registration range is set so that the entire pattern of one work mark is included.

B)パターンサーチ
次に、実際のワークマークWAMを検出する。アライメント顕微鏡の下から、ワークマークのパターン登録に使用したサンプル基板を取り除き、実際にパターンが形成された基板(ワーク)を置く。顕微鏡の倍率は、上記でパターンを登録した同じ倍率(3倍)である。
図9に示すように、アライメントユニット10のハーフミラー10aを介して照明光をワークW上のワークマークWAMに照射し、CCDカメラ10bによりワークマークWAMを受像する。そしてモニタ12に映し出されたワークマークWAMの像を制御部11に入力し、モニタ12の画素を単位として座標データに変換する。
制御部11は、前記した登録パターンと、受像したワークマークWAMの像を比較する。例えば、受像したワークマークWAMの像(検出パターン)が、図10(c)に示す検出パターンAである場合、登録パターンと60%一致しているので、スコア(相関値)60として認識する。
また同様に、受像したワークマークWAMの像(検出パターン)が、図10(d)に示す検出パターンBである場合、登録パターンと80%一致しているので、スコア80として認識する。さらに、受像したワークマークWAMの像(検出パターン)が、図10(e)に示す検出パターンCの場合、100%一致しているので、スコア100として認識する。
B) Pattern search Next, an actual work mark WAM is detected. The sample substrate used for the work mark pattern registration is removed from under the alignment microscope, and the substrate (work) on which the pattern is actually formed is placed. The magnification of the microscope is the same magnification (3 times) that the pattern is registered above.
As shown in FIG. 9, illumination light is irradiated onto the work mark WAM on the work W via the half mirror 10a of the alignment unit 10, and the work mark WAM is received by the CCD camera 10b. Then, the image of the work mark WAM displayed on the monitor 12 is input to the control unit 11 and converted into coordinate data in units of pixels of the monitor 12.
The control unit 11 compares the registered pattern with the image of the received work mark WAM. For example, when the received image (detection pattern) of the work mark WAM is the detection pattern A shown in FIG. 10C, it is recognized as a score (correlation value) 60 because it matches 60% with the registered pattern.
Similarly, when the image (detection pattern) of the received work mark WAM is the detection pattern B shown in FIG. 10D, it is recognized as a score 80 because it matches 80% with the registered pattern. Furthermore, in the case of the detection pattern C shown in FIG. 10E, the received image of the work mark WAM is 100% identical, so that it is recognized as a score of 100.

上記のようにして、モニタに映し出された全領域をパターンサーチし、スコアが最も100に近い(最も高い)位置を、ワークマークWAMの位置(ワークマークWAMが検出されている位置)として認識し、その位置座標をワークマークの位置座標として記憶する。
具体的には、ワーク上WのワークマークWAMが設けられている付近を、アライメントユニット10によって観察する。図13は、そのときモニタ12によって写し出されている実際のワークの領域を示す図である。上記したように、アライメント顕微鏡の倍率は、ワークマークのパターンを登録した時の倍率と同じ3倍である。
したがって、モニタ12には、図11と同じ範囲(15mm×15mmの範囲)が写し出される。この範囲を全領域にわたって、上記の仮想線で囲い登録した範囲が1画素ずつ移動(スキャン)し、その各々の位置においてスコアを求める。
図13のワークマークを検索する領域内(15mm×15mmの範囲)には、例えば、(B)のようにワークマーク以外のパターンが形成されている場合もあるし、また、(C)のようにごみが付着している場合もある。パターンやごみの形状が、たまたま登録されているワークマークのパターンに似ていることもある。そのような場合、比較的スコアの高い位置が、画像処理領域内に複数検出されることがある。
As described above, a pattern search is performed on the entire area displayed on the monitor, and the position having the closest score (the highest) to 100 is recognized as the position of the work mark WAM (the position where the work mark WAM is detected). The position coordinates are stored as the position coordinates of the work mark.
Specifically, the vicinity of the workpiece mark WAM on the workpiece W is observed by the alignment unit 10. FIG. 13 is a diagram showing an actual work area projected by the monitor 12 at that time. As described above, the magnification of the alignment microscope is three times the same as the magnification when the work mark pattern is registered.
Therefore, the same range as FIG. 11 (range of 15 mm × 15 mm) is projected on the monitor 12. This range is moved (scanned) pixel by pixel, and the score is obtained at each position.
A pattern other than the work mark may be formed as shown in (B), for example, in the region (15 mm × 15 mm range) for searching for the work mark in FIG. 13, or as shown in (C). There is also a case where dust is attached to the surface. Sometimes the pattern or the shape of the garbage resembles a registered work mark pattern. In such a case, a plurality of positions with relatively high scores may be detected in the image processing area.

しかし、上記したように、制御部11は仮想線に囲まれた画素を単位として、そのコントラストによりワークマークWAMを記憶している。したがって、図13の領域内に、ワークマークWAMが存在すれば、その位置(A)でのスコアが最も高くなる。したがって、最も高いスコアが検出された位置をワークマークの位置として検出するように設定する。
なお、上記のように入力された画像と、予め用意されたテンプレート画像を比較してその類似度を判定する手法は種々知られており、必要なら例えば、非特許文献1などを参照されたい。
江尻正員監修「画像処理産業応用総覧、上巻、(基礎・システム技術編)」、1994年1月17日、株式会社フジ・テクノシステム発行、初版、p26−p27,p50−p52 特開平9−82615号公報
However, as described above, the control unit 11 stores the work mark WAM based on the contrast in units of pixels surrounded by virtual lines. Therefore, if the work mark WAM exists in the area of FIG. 13, the score at the position (A) is the highest. Accordingly, the position where the highest score is detected is set to be detected as the position of the work mark.
Various methods for comparing the input image as described above with a template image prepared in advance and determining the degree of similarity are known. For example, refer to Non-Patent Document 1 if necessary.
Supervised by Masashi Ejiri, “Image processing industry application overview, first volume, (Basic and system technology)”, published on January 17, 1994, Fuji Techno System Co., Ltd., first edition, p26-p27, p50-p52 JP-A-9-82615

半導体ウエハの露光装置においては、ワークであるウエハに形成されるワークマークは、同じ面に形成される回路パターンと同様に、フォトリソグラフィにより形成されることが多い。
一方、プリント基板の露光装置においては、プリント基板にレーザ照射やドリルなどの機械加工により形成した、φ100μm程度の貫通していない孔(へこみ)を、ワークマークとして使用する場合がある。
このような基板に形成された孔の検出には、暗視野照明と呼ばれる照明方法が使われる。暗視野照明は、基板に対して斜めから照明光を照射し、基板の上方に撮像素子を配置する。真上からの照明では孔は検出しづらい。
図14(a)は、図9のアライメント顕微鏡により、基板100に形成された孔101を、暗視野照明により撮像する様子を模式的に示した図である。なお、同図では、照明光103は図面の右側と左側からしか示していないが、実際は、孔101に対して360°全方向から照明されている。
In a semiconductor wafer exposure apparatus, a work mark formed on a wafer, which is a workpiece, is often formed by photolithography in the same manner as a circuit pattern formed on the same surface.
On the other hand, in an exposure apparatus for a printed circuit board, a hole (dent) having a diameter of about 100 μm that is formed in the printed circuit board by machining such as laser irradiation or drilling may be used as a work mark.
An illumination method called dark field illumination is used to detect such holes formed in the substrate. In dark field illumination, illumination light is irradiated obliquely onto a substrate, and an image sensor is disposed above the substrate. Holes are difficult to detect with illumination from directly above.
FIG. 14A is a diagram schematically showing a state in which the hole 101 formed in the substrate 100 is imaged by dark field illumination with the alignment microscope of FIG. In the figure, the illumination light 103 is shown only from the right side and the left side of the drawing, but actually, the hole 101 is illuminated from all directions of 360 °.

照明光103は、プリント基板100に対し、斜めに入射する。プリント基板100の表面は拡散面であり、基板の表面や孔の底の部分に照射された照明光103は、拡散して反射し、その一部は、反射ミラー102に反射され撮像素子(CCD、図示せず)に入射する。
一方、孔101の壁面に入射した光は、拡散して反射するものの、壁面で反射された光が直接撮像素子(CCD)には入射しない。
そのため、撮像素子には、孔101は、壁の部分と、それ以外の部分(プリント基板の表面と孔の底の部分)とでは異なった明るさで写る。例えば図14(b)に示すように、壁の部分は黒く縁取りされたリング状に、孔の底の部分は基板の表面と同様にグレーに写ることがある。
したがって、底のある孔が理想的に形成されている場合は、ワークマークWAMの登録画像として、図14(b)のようなリング状のパターンが登録されることになる。
The illumination light 103 is incident on the printed circuit board 100 at an angle. The surface of the printed circuit board 100 is a diffusing surface, and the illumination light 103 applied to the surface of the substrate or the bottom of the hole is diffused and reflected, and a part of the illumination light 103 is reflected by the reflecting mirror 102 and is reflected by the image sensor (CCD). , (Not shown).
On the other hand, the light incident on the wall surface of the hole 101 is diffused and reflected, but the light reflected on the wall surface does not directly enter the image sensor (CCD).
Therefore, the hole 101 appears in the image sensor with different brightness between the wall portion and the other portions (the surface of the printed circuit board and the bottom portion of the hole). For example, as shown in FIG. 14B, the wall portion may appear in a ring shape with a black edge, and the bottom portion of the hole may appear gray like the substrate surface.
Therefore, when the hole with the bottom is ideally formed, a ring-shaped pattern as shown in FIG. 14B is registered as a registered image of the work mark WAM.

しかし、例えば同じ形の孔を加工したっもりであっても、アライメント顕微鏡で検出した場合、撮像手段(CCD)での見え方(形状や明暗や色調)が異なることがある。
その理由の一つは、出来上がった孔の形状が偶然に異なってしまう場合である。
図15は、プリント基板にレーザやドリルで加工して形成した孔の形状の一例である。 同図は、孔の断面図である。
図15(a)は、理想的な孔の形状である。しかし、レーザやドリルの先端の形状により、図15(b)に示すように、孔の壁が斜めになる(すり鉢状)になることもある。また、図15(c)に示すように、孔のエッジ部分にバリ104が生じることもある。
このように、プリント基板100に機械加工により形成される孔は、その形状にふぞろいが生じることがある。そのため、このような孔をワークマークとしてアライメント顕微鏡で検出すると、撮像手段(CCD)での見え方が異なる。
However, for example, even when holes having the same shape are processed, when they are detected by an alignment microscope, the appearance (shape, brightness, and color tone) of the imaging means (CCD) may be different.
One reason for this is when the shape of the finished holes accidentally changes.
FIG. 15 shows an example of the shape of a hole formed by processing a printed board with a laser or a drill. This figure is a sectional view of the hole.
FIG. 15A shows an ideal hole shape. However, depending on the shape of the tip of the laser or drill, as shown in FIG. 15B, the wall of the hole may be slanted (in a mortar shape). Further, as shown in FIG. 15C, burrs 104 may be formed at the edge portions of the holes.
As described above, the holes formed by machining in the printed circuit board 100 may vary in shape. Therefore, when such a hole is detected with an alignment microscope as a work mark, the appearance on the imaging means (CCD) is different.

撮像手段(CCD)での見え方が異なる他の理由は、孔形成後に施される処理によるものがある。
例えば、図15(d)に示すように、プリント基板には、表面に銅105などの金属箔がめっきされることがあり、孔の中もめっきされる。金属めっきにより表面の反射率が変化するので、めっきの有無により、撮像手段(CCD)での見え方が異なる。
また、図15(e)に示すように、金属めっきされたその上にレジストフィルムが貼られることもある。レジストフィルム106の厚さは数十μmであり、これを貼り付けると、孔の側面や底面に沿って貼り付けることはできず、孔の開口を塞ぐかたちになる。
そのため、孔の部分では、レジストフィルムにより照明光の反射率や光の反射する方向が変化し、レジストフィルムが貼られていない場合と貼られている場合とでは撮像手段(CCD)での見え方が異なる。
例えば、図15(e)のように、レジストフィルムが貼られた場合、アライメント顕微鏡により検出される孔の形状は、全体が黒い丸に見えることがある。
また、レジストフィルムの貼り具合によっては、孔の中へのフィルムのたるみ具合も変わるので、撮像手段(CCD)での見え方が異なる。
Another reason why the appearance of the imaging means (CCD) is different is due to the processing performed after the hole formation.
For example, as shown in FIG. 15D, the printed board may be plated with a metal foil such as copper 105 on the surface, and the inside of the hole is also plated. Since the reflectance of the surface is changed by metal plating, the appearance on the imaging means (CCD) varies depending on the presence or absence of plating.
Moreover, as shown in FIG.15 (e), a resist film may be affixed on the metal plated. The resist film 106 has a thickness of several tens of μm. When the resist film 106 is pasted, the resist film 106 cannot be pasted along the side surface or the bottom surface of the hole, and the opening of the hole is blocked.
Therefore, in the hole portion, the reflectance of illumination light and the direction in which the light is reflected change depending on the resist film, and how the imaging means (CCD) looks when the resist film is not applied and when the resist film is applied. Is different.
For example, as shown in FIG. 15E, when a resist film is applied, the shape of the hole detected by the alignment microscope may appear as a black circle as a whole.
In addition, depending on how the resist film is applied, the degree of sag of the film in the hole also changes, so that the appearance on the imaging means (CCD) differs.

ワークマークの見え方が異なると、実際に撮像されているワークマーク画像が、制御部に記憶されているワークマークの画像とは、異なることとなる。このようなことが起きると、ワークマークが存在する位置でのスコアが低くなり、ワークマークを正しく検出できなくなる。
図16を用いて説明する。図16(a)に示すリング状のパターンが、制御部に登録されたワークマークの画像とする。
図16(b)は、基板のワークマークを検索(サーチ)する領域内に、ワークマークが存在し、かつ登録された画像とほぼ同等の見え方をしている場合である。この場合、図16(a)の登録マークは、図16(b)の四角で囲った位置でほとんど一致し、そのスコアは、例えば、9000点(10000満点)である。
図16(c)が本案件の課題となる場合である。サーチする領域内に、ワークマークが存在するが、上記したような原因により見え方が登録マークとは異なり黒丸状に見える場合である。リングは中央部が白いが、黒丸は中央部が黒いので、図16(c)の四角で囲った位置におけるスコアは低く、例えば2000点程度である。
If the appearance of the work mark is different, the actually picked-up work mark image is different from the work mark image stored in the control unit. When this happens, the score at the position where the work mark exists becomes low, and the work mark cannot be detected correctly.
This will be described with reference to FIG. The ring-shaped pattern shown in FIG. 16A is an image of a work mark registered in the control unit.
FIG. 16B shows a case where the work mark exists in the area where the work mark on the substrate is searched (searched) and looks almost the same as the registered image. In this case, the registration marks in FIG. 16A almost coincide with each other at the positions enclosed by the squares in FIG. 16B, and the score is, for example, 9000 points (10,000 full marks).
FIG. 16C shows a case where this is a problem of this case. This is a case where a work mark exists in the area to be searched, but looks different from the registered mark due to the above-mentioned causes, and looks like a black circle. The center of the ring is white, but the black circle is black in the center. Therefore, the score at the position surrounded by the square in FIG. 16C is low, for example, about 2000 points.

図16(d)は、検索領域内に、ワークマークではない配線等の黒四角の輪郭のパターンが存在する場合である。この場合、形状は異なるが、真ん中が黒く周辺部が白いという明暗のパターンが似ているので、図16(d)の四角で囲った位置におけるスコアは、図16(c)場合よりも高く、例えば5000点になることがある。
図16(c)は、登録されたマークとは見え方が異なるが、ワークマークであるので検出しなければならない。しかし、図16(d)は、ワークマークではないので、ワークマークとして検出しないようにしなければならない。
しかし、図16(c)をワークマークとして検出するために、制御部において、例えば「スコアが2000点以上の場合はワークマークとする」と設定すると、ワークマークではない図16(d)をワークマークとして検出してしまう。一方、図16(d)をワークマークとして検出しないために「スコアが6000点以上の場合をワークマークとする」と設定すると、図16(c)をワークマークとして検出できない。
したがって、ワークマークを正しく検出することができない。
FIG. 16D shows a case where a black square outline pattern such as wiring that is not a work mark exists in the search area. In this case, although the shapes are different, the light and dark pattern that the middle is black and the peripheral part is white is similar, so the score at the position surrounded by the square in FIG. 16D is higher than in the case of FIG. For example, it may be 5000 points.
Although FIG. 16C looks different from the registered mark, it must be detected because it is a work mark. However, since FIG. 16D is not a work mark, it should not be detected as a work mark.
However, in order to detect FIG. 16 (c) as a work mark, for example, if the control unit is set to “use a work mark if the score is 2000 points or more”, FIG. It will be detected as a mark. On the other hand, in order not to detect FIG. 16D as a work mark, if “is set as a work mark when the score is 6000 points or more” is set, FIG. 16C cannot be detected as a work mark.
Therefore, the work mark cannot be detected correctly.

以上のように、同一形状としてワーク上に形成したワークマークが、ワークマークの加工の条件やプリント基板の製造工程上の処理により、撮像素子により写し出される見え方(形状や明暗や色調)が異なることがある。この場合には、登録したワークマークで実際のワークマークを検出しようとしても、検出できないことがある。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、アライメント顕微鏡の撮像素子に写し出されるワークマークの見え方が異なったとしても、ワークマークを正しく検出することができるワークマークの検出方法を提供することである。
As described above, the work marks formed on the work having the same shape differ in the appearance (shape, brightness, darkness, and color tone) projected by the image pickup device depending on the processing conditions of the work mark and the processing in the printed circuit board manufacturing process. Sometimes. In this case, even if an actual work mark is detected with the registered work mark, it may not be detected.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to correctly detect a work mark even if the work mark projected on the image sensor of the alignment microscope is different. it is to provide a detection how the work mark that can.

突起またはへこみ(貫通孔も含む)としてワーク上に形成されたワーク・アライメントマーク(ワークマーク)をアライメント顕微鏡で観察すると、同様の輪郭を有するが、一部が欠けたり、色調・色の濃度・明暗が異なる等、見え方が異なる複数のパターンが観察される。このような複数のパターンのうち、同様の輪郭を有し色調・色の濃度・明暗が異なるワーク・アライメントマークとして検出すべき複数パターンを記憶部に登録する。
そして、ワーク上に形成されたワークマークを検出する際、ワーク・アライメントマークとして検出すべき上記複数の登録パターンを一つずつ読み出し、受像したワーク上のパターンと、上記読み出した登録パターンとを比較し、両者の一致度を評価する。
即ち、まず、登録した第1のパターンで検索領域をサーチし、ワーク上のパターンと比較してスコアを求める。次に、同様に登録した第2のパターンで検索領域をサーチしスコアを求める。これを繰り返し、あらかじめ設定された値以上のスコアを示した登録パターンが検出されたら、この登録パターンをワークマークに対応したパターンとして採用する。あるいは、上記比較を繰り返し、最も高い値のスコアを示した登録パターンが検出されたら、この登録パターンをワークマークに対応したパターンとして採用してもよい。
上記のように最も高い一致度が得られた登録パターン、もしくは予め設定された値以上の一致度が得られた登録パターンが見つかったら、該登録パターンとの一致度が高い受像パターンを、ワークアライメントマークとして検出し、その位置を記憶する。
投影露光装置などの露光装置においては、上記のように検出したパターンをワークマークとして、マスクとワークの位置合わせを行い、マスク上に形成されたマスクパターンをワーク上に転写する。
マスクとワークの位置合わせは、上記検出されたワークマークの位置座標が、例えば予め検出して登録されているマスクアライメントマーク(マスクマーク)の位置座標に、一致するように、ワークステージをXY方向に移動させるとともに、XY平面に垂直な軸を中心に回転させることにより行われる。
When the workpiece alignment mark (work mark) formed on the workpiece as a protrusion or dent (including through-holes) is observed with an alignment microscope, it has the same outline, but some parts are missing, color tone, color density, A plurality of patterns with different appearances such as different brightness are observed. Among such a plurality of patterns, a plurality of patterns to be detected as work / alignment marks having the same contour and different color tone / color density / brightness / darkness are registered in the storage unit.
Then, when detecting a work mark formed on the work, the plurality of registered patterns to be detected as work alignment marks are read one by one, and the received pattern on the work is compared with the read registered pattern. And the degree of coincidence between the two is evaluated.
That is, first, the search area is searched with the registered first pattern, and the score is obtained by comparing with the pattern on the workpiece. Next, the search area is searched with the second pattern registered in the same manner to obtain a score. This process is repeated, and when a registered pattern showing a score higher than a preset value is detected, this registered pattern is adopted as a pattern corresponding to the work mark. Alternatively, when the above comparison is repeated and a registered pattern showing the highest score is detected, this registered pattern may be adopted as a pattern corresponding to the work mark.
If a registered pattern with the highest degree of coincidence as described above or a registered pattern with a degree of coincidence equal to or higher than a preset value is found, an image receiving pattern with a high degree of coincidence with the registered pattern is obtained as a work alignment. It detects as a mark and stores its position.
In an exposure apparatus such as a projection exposure apparatus, the mask and the work are aligned using the pattern detected as described above as a work mark, and the mask pattern formed on the mask is transferred onto the work.
In the alignment of the mask and the workpiece, the workpiece stage is moved in the XY directions so that the detected coordinate position of the workpiece mark coincides with, for example, the positional coordinate of the mask alignment mark (mask mark) detected and registered in advance. And rotating around an axis perpendicular to the XY plane.

本発明においては、ワーク・アライメントマークとして検出すべき複数の登録パターンと、受像したワーク上のパターンとを比較して、一致度を評価し、この評価結果に基づき、受像したワーク上のパターンをワーク・アライメントマークとして検出するようにしたので、一部が欠けたり、色の濃度・明暗が異なるため、同じ形状のワークマークが異なった見え方になるようなことがあっても、ワークマークを確実に検出することができる。
このため、ワークマークが突起またはへこみとしてワーク上に形成されたものであっても、ワークマークを確実に検出し、精度よく位置合わせを行うことができる。
In the present invention, a plurality of registered patterns to be detected as workpiece alignment marks are compared with the received pattern on the workpiece, the degree of coincidence is evaluated, and the received pattern on the workpiece is determined based on the evaluation result. Since it is detected as a work alignment mark, the work mark can be removed even if parts of the same shape may appear differently because some parts are missing or the color density and brightness are different. It can be detected reliably.
For this reason, even if the work mark is formed on the work as a protrusion or a dent, the work mark can be reliably detected and alignment can be performed with high accuracy.

図1は、本発明の適用対象の一つである投影露光装置の構成例を示す図である。
同図において、MSはマスクステージである。マスクステージMSには、マスクマークMAMとマスクパターンMPが形成されたマスクMが置かれて保持される。
光照射装置1から露光光が出射する。出射した露光光は、マスクM、投影レンズ2を介して、ワークステージWS上に載置されたワークW上に照射され、マスクパターンMPがワークW上に投影され露光される。
投影レンズ2とワークWの間には、同図の矢印方向に移動可能なアライメント顕微鏡10が2個所に設けられている。マスクパターンMPをワークW上に露光する前に、アライメント顕微鏡10を図示の位置に挿入し、マスクマークMAMとワークに形成されているワークマークWAMとを検出し、マスクMとワークWの位置合わせを行う。位置合せ後、アライメント顕微鏡10は、ワークW上から退避する。なお、図1においては、2個所設けられている内の一方のアライメント顕微鏡のみを示す。
アライメント顕微鏡10は、前記したように、ハーフミラー10a、レンズL1、L2とCCDカメラ10bから構成されている。アライメント顕微鏡10には、前記図14に示した暗視野照明を行うため、基板に対して斜めから照明光を照射するための照明手段10cが設けられている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a projection exposure apparatus which is one of application targets of the present invention.
In the figure, MS is a mask stage. On the mask stage MS, a mask M on which a mask mark MAM and a mask pattern MP are formed is placed and held.
Exposure light is emitted from the light irradiation device 1. The emitted exposure light is irradiated onto the workpiece W placed on the workpiece stage WS via the mask M and the projection lens 2, and the mask pattern MP is projected onto the workpiece W and exposed.
Between the projection lens 2 and the workpiece W, there are two alignment microscopes 10 that can move in the direction of the arrow in FIG. Before the mask pattern MP is exposed on the workpiece W, the alignment microscope 10 is inserted into the position shown in the figure, the mask mark MAM and the workpiece mark WAM formed on the workpiece are detected, and the mask M and the workpiece W are aligned. I do. After the alignment, the alignment microscope 10 is retracted from the workpiece W. In FIG. 1, only one of the two alignment microscopes provided is shown.
As described above, the alignment microscope 10 includes the half mirror 10a, the lenses L1 and L2, and the CCD camera 10b. In order to perform the dark field illumination shown in FIG. 14, the alignment microscope 10 is provided with an illuminating means 10c for irradiating illumination light obliquely to the substrate.

アライメント顕微鏡10のCCDカメラ10bにより受像したマスクマークMAM像、ワークマーク像などは、制御部11に送られる。
制御部11は上記CCDカメラで受像した画像を処理する画像処理部11aと、ワークマークとして検出すべき複数の登録パターン、マスクマーク等の位置座標情報、各種パラメータ等を記憶する記憶部11bを備える。
さらに、制御部11は、CCDカメラ10bで受像し画像処理部11aで画像処理したパターン像と記憶部11bに登録されたパターン像とを比較して一致度を求めてスコアを計算する比較・評価部11cと、比較・評価部11cにより得た一致度に基づき、受像したワーク上のパターンが、ワークマークとして検出するパターンであるかを判定する判定部11dと、ワークマークとして検出されたパターンの位置座標が、記憶部11bに記憶されたマスクマーク像の位置座標に一致するようにワークステージWSあるいはマスクステージMS(あるいはその両方)を移動させる位置合わせ制御部11eと、作業者の指示によりワークマーク等を記憶部11bに登録するための登録部11fを備える。
ワークステージWSあるいはマスクステージMSは、上記位置合わせ制御部11eにより制御されるワークステージ駆動機構4、マスクステージ駆動機構3により駆動され、XY方向(X,Y:マスクステージMS、ワークステージWS面に平行で互いに直交するに方向)移動させるとともに、XY平面に垂直な軸を中心に回転する。
上記制御部11には、モニタ12が接続され、上記画像処理部11aで画像処理された画像はモニタ12の画面に表示される。
The mask mark MAM image, work mark image, etc. received by the CCD camera 10 b of the alignment microscope 10 are sent to the control unit 11.
The control unit 11 includes an image processing unit 11a that processes an image received by the CCD camera, and a storage unit 11b that stores a plurality of registered patterns to be detected as work marks, positional coordinate information such as mask marks, various parameters, and the like. .
Further, the control unit 11 compares the pattern image received by the CCD camera 10b and processed by the image processing unit 11a with the pattern image registered in the storage unit 11b to obtain a degree of coincidence, thereby calculating a score. Based on the degree of coincidence obtained by the unit 11c and the comparison / evaluation unit 11c, a determination unit 11d for determining whether the received pattern on the workpiece is a pattern to be detected as a workpiece mark, and a pattern detected as the workpiece mark An alignment control unit 11e that moves the work stage WS and / or the mask stage MS so that the position coordinates coincide with the position coordinates of the mask mark image stored in the storage unit 11b, and a workpiece according to instructions from the operator. A registration unit 11f for registering a mark or the like in the storage unit 11b is provided.
The work stage WS or the mask stage MS is driven by the work stage drive mechanism 4 and the mask stage drive mechanism 3 controlled by the alignment control unit 11e, and in the XY directions (X, Y: mask stage MS, work stage WS surface) And move around an axis perpendicular to the XY plane.
A monitor 12 is connected to the control unit 11, and an image processed by the image processing unit 11 a is displayed on the screen of the monitor 12.

図1において、マスクMとワークWの位置合わせは、次のように行われる。
光照射装置1もしくは図示しないアライメント光源から照明光をマスクMに照射して、マスクマークMAM像をアライメント顕微鏡10のCCDカメラ10bにより受像し、制御部11に送る。制御部11の画像処理部11aは上記マスクマークMAM像を位置座標に変換し記憶部11bに記憶する。
なお、マスクマークの検出方法は種々の方法が提案されており、必要なら例えば特許文献1等を参照されたい。
次いで、ワークWにアライメント顕微鏡10の照明手段10cから照明光を照射し、前記したようにパターンサーチを行い、ワークW上のワークマークWAMを検出し、制御部11はその位置座標を求める。
制御部11は、記憶しているマスクマークMAMの位置座標と、検出したワークマークWAMの位置座標が所定の位置関係になるように、ワークステージWS(もしくはマスクステージMS、あるいはその両方)を移動し、マスクMとワークWの位置合わせを行う。
In FIG. 1, the alignment of the mask M and the workpiece W is performed as follows.
Illumination light is irradiated onto the mask M from the light irradiation device 1 or an alignment light source (not shown), and the mask mark MAM image is received by the CCD camera 10 b of the alignment microscope 10 and sent to the control unit 11. The image processing unit 11a of the control unit 11 converts the mask mark MAM image into position coordinates and stores it in the storage unit 11b.
Various methods for detecting a mask mark have been proposed. For example, refer to Patent Document 1 if necessary.
Next, the illumination light is irradiated onto the workpiece W from the illumination means 10c of the alignment microscope 10, the pattern search is performed as described above, the workpiece mark WAM on the workpiece W is detected, and the control unit 11 obtains the position coordinates.
The control unit 11 moves the work stage WS (or the mask stage MS or both) so that the stored position coordinates of the mask mark MAM and the position coordinates of the detected work mark WAM have a predetermined positional relationship. Then, the mask M and the workpiece W are aligned.

次にワークマークの検出手順と、マスクとの位置合わせについて図2、図3、図4により具体的に説明する。
(1)まず、マスクマークMAMの位置を検出する。このため、図2(a)に示すようにアライメント顕微鏡10の視野内(視角の範囲内)におけるマスクマークMAMの位置座標(xm1,ym2)を求める。
すなわち、アライメント顕微鏡10のCCDカメラ10bで撮像した画像を、制御部11の画像処理部11aで処理し、マスクマークMAMの位置座標(xm1,ym2)を求めて、記憶部11bに記憶する。
(2)ワークマークを制御部11の記憶部11bに登録する。この登録は、次のようにして、作業者が目視で行う。
実際のワークW1をワークステージWS上に置き、アライメント顕微鏡10を使って、ワークW1の表面画像を受像し、画像処理部11aで処理して、モニタ12上にワークW1の表面を写し出す。
この時のアライメント顕微鏡10は、実際にワークマークWAMを検出する場合と同じライメント顕微鏡10であり、アライメント顕微鏡10の倍率は、実際にワークマークWAMを検出する場合と同じ倍率(例えば3倍)である。また、アライメント顕微鏡10は、マスクマークを検出した時の位置と同じ位置に保たれており、アライメント顕微鏡10の視野(視角)も同じである。
Next, the work mark detection procedure and the alignment with the mask will be described in detail with reference to FIGS.
(1) First, the position of the mask mark MAM is detected. Therefore, as shown in FIG. 2A, the position coordinates (xm1, ym2) of the mask mark MAM within the field of view (within the viewing angle range) of the alignment microscope 10 are obtained.
That is, the image captured by the CCD camera 10b of the alignment microscope 10 is processed by the image processing unit 11a of the control unit 11, and the position coordinates (xm1, ym2) of the mask mark MAM are obtained and stored in the storage unit 11b.
(2) Register the work mark in the storage unit 11 b of the control unit 11. This registration is performed visually by the operator as follows.
The actual workpiece W1 is placed on the workpiece stage WS, and the surface image of the workpiece W1 is received using the alignment microscope 10 and processed by the image processing unit 11a, so that the surface of the workpiece W1 is displayed on the monitor 12.
The alignment microscope 10 at this time is the same alignment microscope 10 as when the workpiece mark WAM is actually detected, and the magnification of the alignment microscope 10 is the same as when the workpiece mark WAM is actually detected (for example, 3 times). is there. Moreover, the alignment microscope 10 is kept at the same position as the position when the mask mark is detected, and the visual field (viewing angle) of the alignment microscope 10 is also the same.

作業者は、写し出されたワークW1の画像を見て、ワークマークWAMを探す。ワークマークWAMとして登録すべきパターンが見つかれば、上記「ワークマークの登録」での説明と同様に、図2(b−1)に示すように、ワークマークWAM全体が入るように、モニタ12上でワークマーク登録用の仮想線によってワークマークWAMを囲み、例えば目視でその中心位置を特定し、+などのマークをつける。
例えばワークマークWAMが、丸印の場合、アライメント顕微鏡10で観察される画像は例えば、図3(b−2)に示すように、円や黒丸等に見えることがあるが、作業者はこれらのパターンから、ワークマークWAMとして登録すべきパターンを選択する。
そして、ワークマークWAMとして登録すべきパターンについて、ワークマーク登録用の仮想線によってパターンを囲み、この仮想線により囲まれる領域をワークマークWAM1のパターン像として、登録部11fに登録指令を与えて記憶部11bに登録する。
また、目視でパターンの中心位置を特定し、仮想線で形成される四角形の例えば左上角からパターンの中心位置までの距離dx、dyをパターンの位置座標として記憶手段11bに登録する。
ここで、図3(b−3)に示すように、パターンの中心位置の設定が正しくないと、その誤った位置(+の位置)がワークマーク位置として登録されることとなる。
なお、パターンの中心位置を演算などにより自動的に求める手法は従来から種々知られており、パターンの中心位置の設定を目視ではなく、画像処理部11aで画像処理することにより自動的に求めるようにしてもよい。
The worker looks at the projected image of the workpiece W1 and searches for the workpiece mark WAM. If a pattern to be registered as the work mark WAM is found, as in the description of “work mark registration” above, as shown in FIG. Then, the work mark WAM is surrounded by a virtual line for registering the work mark, for example, the center position is visually identified, and a mark such as + is attached.
For example, when the work mark WAM is a circle, an image observed with the alignment microscope 10 may appear as a circle or a black circle as shown in FIG. 3B-2, for example. A pattern to be registered as a work mark WAM is selected from the patterns.
Then, for the pattern to be registered as the work mark WAM, the pattern is surrounded by a virtual line for registering the work mark, and the area surrounded by the virtual line is stored as a pattern image of the work mark WAM1 by giving a registration instruction to the registration unit 11f. Register in the section 11b.
Also, the center position of the pattern is visually identified, and the distances dx and dy from the upper left corner of the square formed by the virtual line to the center position of the pattern are registered in the storage unit 11b as the pattern position coordinates.
Here, as shown in FIG. 3B-3, if the center position of the pattern is not set correctly, the incorrect position (+ position) is registered as the work mark position.
Various methods for automatically obtaining the center position of a pattern by calculation or the like are conventionally known. The setting of the center position of a pattern is not automatically determined by visual observation but by image processing by the image processing unit 11a. It may be.

従来では上記のように、ワークマークを一つ登録するだけで、ワークマークWAMの登録は終了していた。しかし、本発明においては、ワークマークとして登録すべき見え方の異なる複数のパターンをワークマークとして登録する。
このため、続けてワークマークを登録する場合には、今のワークW1をワークステージWSから下ろし、同じ形状のワークマークWAMが形成されているはずの別の2番目のワークW2をワークステージWSに載置する。
そして、上記と同様に、アライメント顕微鏡10により、ワークW2の表面をモニタ12上に写し出し、ワークマークWAMを探す。見つかったワークマークWAMが、先ほど登録したワークマークWAMと見え方(形状や明暗や色調)が異なっていれば、上記と同様にしてワークマーク登録用の仮想線で囲み、第2のワークマークWAM2として制御部11の記憶部11bに登録する。
Conventionally, as described above, the registration of the work mark WAM has been completed by registering only one work mark. However, in the present invention, a plurality of patterns having different appearances to be registered as work marks are registered as work marks.
For this reason, when registering a work mark continuously, the current work W1 is taken down from the work stage WS, and another second work W2 that should have the same shape of the work mark WAM is formed on the work stage WS. Place.
In the same manner as described above, the surface of the workpiece W2 is projected on the monitor 12 by the alignment microscope 10 to search for the workpiece mark WAM. If the found work mark WAM is different from the previously registered work mark WAM in appearance (shape, brightness, color tone), it is surrounded by a virtual line for work mark registration in the same manner as described above, and the second work mark WAM2 Is registered in the storage unit 11b of the control unit 11.

続いて、ワークW2をワークステージWSから下ろし、3番目のワークW3をワークステージWSに載置する。アライメント顕微鏡10により、ワークW3の表面をモニタ12上に写し出し、ワークマークWAMを探す。見つかったワークマークWAMが、今まで登録したワークマークWAM1やWAM2と見え方(形状や明暗や色調)が異なっていれば、上記と同様にしてワークマーク登録用の仮想線で囲み、第3のワークマークWAM3として制御部11の記憶部11bに登録する。
以下、これを繰り返し、ワークマークWAMの見え方の異なるパターンを、それぞれすべて制御部11の記憶部11bに登録する。
Subsequently, the workpiece W2 is lowered from the workpiece stage WS, and the third workpiece W3 is placed on the workpiece stage WS. Using the alignment microscope 10, the surface of the workpiece W3 is copied onto the monitor 12, and the workpiece mark WAM is searched. If the found work mark WAM differs from the work marks WAM1 and WAM2 registered so far in appearance (shape, brightness, and color tone), the work mark WAM is surrounded by a virtual line for registering the work mark in the same manner as described above. The work mark WAM3 is registered in the storage unit 11b of the control unit 11.
Thereafter, this is repeated, and all patterns having different appearances of the work mark WAM are registered in the storage unit 11b of the control unit 11, respectively.

(3)次に、登録したワークマークと、ワーク上のパターンとを比較して、ワークW上のワークマークを検出する。
ワークマークを検出する際には、制御部11の記憶部11bに登録したすべてのワークマークWAM1〜nを使って、検索領域内のパターンを検索(サーチ)する。比較・評価部11cは、上記登録されているワークマークWAM1〜nと検索領域内のパターンとを比較して一致度のスコアを求める。判定部11dはこのスコアが例えば一定値を越えているか、あるいは、最も高いスコアであると、上記登録されているワークマークWAM1〜nの中からこのワークマークを採用する。
そして、最も高い一致度が得られたワークマーク、もしくは予め設定された値以上の一致度が得られたワークマークに対応する検索領域内のパターンを、ワークW上のワークマークとして検出し、その位置を記憶する。
例えば、ワークマークの見え方が二種類あり、第1のワークマークWAM1がリング状のパターンであり、第2のワークマークWAM2が黒丸状のパターンであれば、その二つのワークマークWAM1とWAM2とを使ってサーチする。
即ち、まず第1のワークマークWAM1で検索領域をサーチしスコアを得る。次に第2のワークマークWAM2で検索領域をサーチしスコアを得る。そして、予め設定された値以上のスコアのワークマークを使って、あるいは、最も高いスコアを検出したワークマークを使って位置合わせ制御部11eはマスクとワークの位置合せを行う。
(3) Next, the registered work mark is compared with the pattern on the work to detect the work mark on the work W.
When detecting a work mark, a pattern in the search area is searched (searched) using all the work marks WAM1 to WAMn registered in the storage unit 11b of the control unit 11. The comparison / evaluation unit 11c compares the registered work marks WAM1 to WAMn with the pattern in the search area to obtain a score of coincidence. The determination unit 11d adopts the work mark from among the registered work marks WAM1 to n when the score exceeds a certain value, for example, or is the highest score.
Then, a pattern in the search area corresponding to the work mark with the highest degree of coincidence or the work mark with a degree of coincidence equal to or higher than a preset value is detected as a work mark on the work W, and Remember the position.
For example, if there are two types of work mark appearance, the first work mark WAM1 is a ring-shaped pattern, and the second work mark WAM2 is a black circle pattern, the two work marks WAM1 and WAM2 Use to search.
That is, first, the search area is searched with the first work mark WAM1 to obtain a score. Next, the search area is searched with the second work mark WAM2 to obtain a score. Then, the alignment control unit 11e performs alignment between the mask and the workpiece using a work mark having a score equal to or higher than a preset value or using a work mark having the highest score.

ワークマークのサーチは、例えば図4のように行なわれる。
例えば図4(c−1)に示す矩形領域Pが検索すべきワークマークとして記憶部11bに登録されているとする。
ワークマークをサーチするには、図4(c−2)に示すように、アライメント顕微鏡10の視野内で、例えば視野の左上端角から、上記図4(c−1)に示すワークマークWAMのパターンを含む縦Y、横Xの矩形領域Pを少しずつずらしながら重ねて行き一致度の高い場所を探す。
そして、アライメント顕微鏡の視野内で一致度の高い領域が検索されると、そのときの、矩形領域Pの左上の角の座標(x1,y1)を求め、領域P内のパターンの中心位置を示す(dx,dy)と加算して、(x1+dx,y1+dy)を検出されたワークマークの位置座標(xw1,yw1)とする。
(4)以上のようにしてワークマークの位置座標が検出されると、位置合わせ制御部11eは図4(d)に示すように、検出されたワークマークWAMの位置座標(xw1,yw1)が、予め記憶されているマスクマークの位置座標(xm1,ym1)に一致するように、ワークステージWSあるいはマスクステージMS(あるいはその両方)を移動させ、両者を一致させる。
The work mark search is performed as shown in FIG. 4, for example.
For example, assume that a rectangular area P shown in FIG. 4C-1 is registered in the storage unit 11b as a work mark to be searched.
To search for a work mark, as shown in FIG. 4C-2, within the field of the alignment microscope 10, for example, from the upper left corner of the field of view, the work mark WAM shown in FIG. The vertical Y and horizontal X rectangular areas P including the pattern are overlapped while being gradually shifted to find a place with a high degree of coincidence.
Then, when a region having a high degree of coincidence is searched within the field of view of the alignment microscope, the coordinates (x1, y1) of the upper left corner of the rectangular region P at that time are obtained, and the center position of the pattern in the region P is indicated. By adding (dx, dy), (x1 + dx, y1 + dy) is set as the position coordinates (xw1, yw1) of the detected work mark.
(4) When the position coordinates of the work mark are detected as described above, the alignment control unit 11e determines that the position coordinates (xw1, yw1) of the detected work mark WAM are as shown in FIG. Then, the work stage WS or the mask stage MS (or both) is moved so as to coincide with the position coordinates (xm1, ym1) of the mask mark stored in advance, and both are made coincident.

なお、上記説明では、複数のワークマークWAMを一括して登録し、これらのワークマークWAM1〜n使って、検索領域を検索(サーチ)する場合について説明したが、ワークマークの検出とマスクMとワークWの位置合わせを行ないながら、ワークマークとして登録すべきパターンが検出されたら、その都度、そのパターンをワークマークとして登録するようにしてもよい。
すなわち、まず、第1のワークマークWAMを登録して、登録されたこのワークマークを使って、ワークW上のワークマークを検出し、検出されたワークマークを使って位置合わせを行なう。そして、このワークマークを検出する過程で、新たに異なった見え方をするワークマークとして登録すべきパターンが検出されたら、このパターンを上記したようにワークマークWAMとして記憶部11bに登録する。
次のワークマークの検出では、先に登録されているワークマークとして登録すべきパターンと、新たに登録されたパターンを用いてワークマークの検出を行なう。
In the above description, a case has been described in which a plurality of work marks WAM are registered at once and a search area is searched (searched) using these work marks WAM1 to WAM. When a pattern to be registered as a work mark is detected while aligning the workpiece W, the pattern may be registered as a work mark each time.
That is, first, the first work mark WAM is registered, the work mark on the work W is detected using the registered work mark, and alignment is performed using the detected work mark. In the process of detecting the work mark, when a pattern to be newly registered as a work mark that looks differently is detected, this pattern is registered in the storage unit 11b as the work mark WAM as described above.
In the detection of the next work mark, the work mark is detected using the pattern to be registered as the previously registered work mark and the newly registered pattern.

次に、図5と図6のフローチャートを使って、ワークマークの検出について具体的に説明する。
ここでは、登録したワークマークのパターン(登録マーク)はWAM1とWAM2の2個(n=2)であり、第1登録マークWAM1は、図5(a)に示すようにリング状のパターンであり、第2の登録マークWAM2は、図5(b)に示すように黒丸状のパター ンとする。
(1)図5(c)に示すように、ワークマークの検索領域にリング状に見えるワークマークがある場合。
(i) サーチの開始。まず、i=1番目の登録パターン、即ち、第1の登録パターンWAM1で検索領域をサーチする(図6のステップS1,S2)。図5(c)のパターンが検出されると、制御部11の比較・評価部11cで第1の登録パターンWAM1と図5(c)のパターンを比較・評価して、スコアを求める。
第1の登録マークWAM1は、実際に見えている図5(c)のワークマークとパターンがほぼ一致するので、高いスコア、例えば9000点が得られる。この値を第1の登録マークWAM1のスコアとして制御部11の記憶部11bに記憶する(ステップS3)。
Next, the detection of a work mark will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS.
Here, the registered work mark patterns (registered marks) are two (n = 2), WAM1 and WAM2, and the first registered mark WAM1 is a ring-shaped pattern as shown in FIG. 5 (a). The second registration mark WAM2 has a black circle pattern as shown in FIG.
(1) When there is a work mark that looks like a ring in the work mark search area, as shown in FIG.
(i) Start search. First, the search area is searched with i = 1st registration pattern, that is, the first registration pattern WAM1 (steps S1 and S2 in FIG. 6). If the pattern of FIG.5 (c) is detected, the comparison / evaluation part 11c of the control part 11 will compare and evaluate the 1st registration pattern WAM1 and the pattern of FIG.5 (c), and will obtain | require a score.
Since the pattern of the first registration mark WAM1 substantially matches the work mark of FIG. 5C that is actually seen, a high score, for example, 9000 points can be obtained. This value is stored in the storage unit 11b of the control unit 11 as a score of the first registration mark WAM1 (step S3).

(ii)ステップS4に行き、iに1を加えi=2とする。n=2であり、i>nではないので、i=2である第2の登録マークWAM2で検索領域をサーチする(ステップS1,S2)。
(iii) 第2の登録パターンWAM2が黒丸であるのに対して、見えているワークマークのパターンが図5(c)に示すリングであると、スコアは低く、例えば2000点になる。この値を第2の登録マークWAM2のスコアとして記憶部11bに記憶する(ステップS3)。
(iv)ステップS4に行き、iに1を加えi=3とする。i>nとなるので、制御部11の判定部11dにおいて、第1の登録マークWAM1 のスコア9000点と、第2の登録マークWAM2のスコア2000点とを較する。そして高いスコアが得られた、第1の登録マークWAM1を、図5(c)のパターンを有するワークにおけるワークマークとして採用する。以上でサーチが終了する。
(ii) Go to step S4, add 1 to i, and set i = 2. Since n = 2 and i> n is not satisfied, the search area is searched with the second registration mark WAM2 where i = 2 (steps S1 and S2).
(iii) Whereas the second registered pattern WAM2 is a black circle, when the visible mark pattern is the ring shown in FIG. 5C, the score is low, for example, 2000 points. This value is stored in the storage unit 11b as the score of the second registration mark WAM2 (step S3).
(iv) Go to step S4, add 1 to i, and set i = 3. Since the i> n, the determination unit 11d of the control unit 11, a first score 9000 points registration marks WAM 1, and a score 2000 points of the second registration mark WAM2 to compare. And the 1st registration mark WAM1 with which the high score was obtained is employ | adopted as a work mark in the workpiece | work which has the pattern of FIG.5 (c). This completes the search.

(2)図5(d)に示すように、ワークマークが黒丸状に見える場合は、次のようになる。なお、上記と重複する部分は説明を省略する。
(i) まず、第1の登録パターンWAM1で検索領域をサーチする。両者のパターンは似ておらず、スコアは低く2000点である。この値を第1の登録マークWM1のスコアとして記憶部11bに記憶する。
(ii)次に、第2の登録マークWAM2で検索領域をサーチする。第2の登録マークWAMは、見えているワークマークとパターン良く似ているので、高いスコア(9000点)が得られる。この値を第2の登録マークWAM2のスコアとして記憶部11bに記憶する。(iii) 制御部11の判定部11dは、第1の登録マークWAM1のスコア2000点と、第2の登録マークWAM2のスコア9000点とを比較する。そして高いスコアが得られた、第2の登録マークWAM2を、図5(d)のワークにおけるワークマークとして採用する。
(2) As shown in FIG. 5D, when the work mark looks like a black circle, the following occurs. Note that the description of the same parts as described above is omitted.
(i) First, the search area is searched with the first registered pattern WAM1. The pattern of both is not similar, and the score is 2000 points low. This value is stored in the storage unit 11b as the score of the first registration mark WM1.
(ii) Next, the search area is searched with the second registration mark WAM2. Since the second registration mark WAM is similar in pattern to the visible work mark, a high score (9000 points) can be obtained. This value is stored in the storage unit 11b as the score of the second registration mark WAM2. (iii) The determination unit 11d of the control unit 11 compares the score of 2000 of the first registration mark WAM1 with the score of 9000 of the second registration mark WAM2. Then, the second registration mark WAM2 from which a high score is obtained is adopted as a work mark in the work of FIG.

(3)図5(e)に示す配線等の黒四角のリング状のワークマークではないワークパターンが、図5(c)や図5(d)のワークマークとともに混在する場合。このような場合であっても、正しくワークマークを検出できる。以下に説明する。
(a)図5(c)のリング状のワークマークと、図5(e)の黒四角のリング状のワークパターンが混在する場合。
(i) まず、第1の登録パターンWAM1で検索領域をサーチする。図5(e)のパターンに対するスコアは5000点であり、図5(c)のパターンに対するスコアは9000点である。制御部11の比較・評価部11cは、高い方の9000点のスコアを、第1の登録マークWAM1のスコアとして記憶部11bに記憶する。
(ii)次に、第2の登録パターンWAM2で検索領域をサーチする。図5(e)のパターンに対するスコアは1500点であり、図5(c)のパターンに対するスコアは2000点である。比較・評価部11cは、高い2000点のスコアを、第2の登録マークWAM1のスコアとして記憶部11bに記憶する。
(iii) 制御部11の判定部11dは、第1の登録マークWAM1のスコア9000点と、第2の登録マークWAM2のスコア2000点とを比較する。そして高いスコアが得られた、第1の登録マークWAM1によるサーチ結果である図5(c)のパターンをワークマークとして採用する。
(3) A case where work patterns that are not black square ring-shaped work marks such as wiring shown in FIG. 5 (e) are mixed together with the work marks of FIG. 5 (c) and FIG. 5 (d). Even in such a case, the work mark can be detected correctly. This will be described below.
(A) When the ring-shaped work mark of FIG. 5C and the black square ring-shaped work pattern of FIG.
(i) First, the search area is searched with the first registered pattern WAM1. The score for the pattern of FIG. 5 (e) is 5000 points, and the score for the pattern of FIG. 5 (c) is 9000 points. The comparison / evaluation unit 11c of the control unit 11 stores the higher score of 9000 points in the storage unit 11b as the score of the first registration mark WAM1.
(ii) Next, the search area is searched with the second registered pattern WAM2. The score for the pattern of FIG. 5 (e) is 1500 points, and the score for the pattern of FIG. 5 (c) is 2000 points. The comparison / evaluation unit 11c stores a high score of 2000 points in the storage unit 11b as the score of the second registration mark WAM1.
(iii) The determination unit 11d of the control unit 11 compares the score 9000 points of the first registration mark WAM1 with the score 2000 points of the second registration mark WAM2. Then, the pattern shown in FIG. 5C, which is a search result by the first registration mark WAM1 with a high score, is adopted as a work mark.

(b)図5(d)の黒丸のワークマークと、図5(e)の黒四角のリング状のワークパターンが混在する場合。
(i) 第1の登録パターンWAM1で検索領域をサーチする。図5(e)のパターンに対するスコアは5000点であり、図5(d)のパターンに対するスコアは2000点である。比較・評価部11cは、高い方の5000点のスコアを、第1の登録マークWAM1のスコアとして記憶部11dに記憶する。
(ii)第2の登録パターンWAM2で検索領域をサーチする。図5(e)のパターンに対するスコアは1500点であり、図5(d)のパターンに対するスコアは9000点である。比較・評価部11cは、高い方の9000点のスコアを、第2の登録マークWAM1のスコアとして記憶部11dに記憶する。
(iii) 判定部11dは、第1の登録マークWAM1のスコア5000点と、第2の登録マークWAM2のスコア9000点とを比較する。そして高いスコアが得られた、第2の登録マークWAM2によるサーチ結果である図5(d)のパターンをワークマークとして採用する。
(B) The case where the black circle work mark in FIG. 5D and the black square ring-shaped work pattern in FIG. 5E are mixed.
(i) Search the search area with the first registered pattern WAM1. The score for the pattern of FIG. 5 (e) is 5000 points, and the score for the pattern of FIG. 5 (d) is 2000 points. The comparison / evaluation unit 11c stores the higher score of 5000 points in the storage unit 11d as the score of the first registration mark WAM1.
(ii) Search the search area with the second registered pattern WAM2. The score for the pattern of FIG. 5 (e) is 1500 points, and the score for the pattern of FIG. 5 (d) is 9000 points. The comparison / evaluation unit 11c stores the higher score of 9000 points in the storage unit 11d as the score of the second registration mark WAM1.
(iii) The determination unit 11d compares the score of 5000 of the first registration mark WAM1 with the score of 9000 of the second registration mark WAM2. Then, the pattern shown in FIG. 5D, which is a search result by the second registration mark WAM2 with a high score, is employed as a work mark.

以上のように、制御部11において、最も高いスコアが得られた登録マークをワークマークとして採用するというように設定しておけば、例えば上記のような黒四角のリング状のパターンを、誤ってワークマークとして検出することがない。
なお、検索領域に、実際にワークマークが存在しない(黒丸も円環もない)場合は、スコアが5000点である四角で黒いワークパターンを誤ってワークマークとして検出することも考えられる。その対策として、制御部11に、例えば「スコアが9000点以上の場合のみ、ワークマークとして採用する」と設定しておけばよい。
As described above, if the control unit 11 is set so that the registration mark with the highest score is adopted as a work mark, for example, a black square ring-shaped pattern as described above is mistakenly generated. It is not detected as a work mark.
If no work mark actually exists in the search area (no black circle or ring), it is conceivable that a black work pattern with a score of 5000 points is erroneously detected as a work mark. As a countermeasure, for example, it may be set in the control unit 11 as “adopt as a work mark only when the score is 9000 points or more”.

上記のように、ワークマークの見え方(形状や明暗や色調)が様々に異なる場合、その見え方の異なるパターンをすべて登録することになる。
しかし、登録するパターン(登録マーク)の数が増えると、露光装置において、マスクとワークの位置合せごとに、図6のフローチャートに示す処理(i>nとなるまで、すべての登録マークについてサーチを行い、スコアを求める)を繰り返すと、ワークマーク検出に時間がかかり、その結果露光処理の時間が全体として長くなる。すなわち、スループットが悪くなる。
そこで、例えば、登録マークi(i番目の登録マーク)であらかじめ設定した点数以上のスコアが得られたら、その段階でサーチを終了し、次のi+1番目以降の登録マークでのサーチをスキップして、次の手順(ワークマークの位置検出とマスクとワークの位置合せ)に進むよう設定することが考えられる。
この、次の登録マークでのサーチに進まないようにするスコア値のことを、「中断しきい値」と呼ぶ。
As described above, when the appearance (shape, brightness / darkness, and color tone) of the work mark is variously different, all patterns having different appearances are registered.
However, when the number of registered patterns (registered marks) increases, the exposure apparatus searches for all registered marks until the processing shown in the flowchart of FIG. If the operation is performed and the score is determined), it takes time to detect the work mark, and as a result, the exposure processing time becomes longer as a whole. That is, the throughput is deteriorated.
Therefore, for example, when a score more than a preset score is obtained with the registration mark i (i-th registration mark), the search is terminated at that stage, and the search with the next i + 1-th registration mark is skipped. It is conceivable to set to proceed to the next procedure (work mark position detection and mask / work position alignment).
The score value that prevents the search from proceeding with the next registration mark is referred to as an “interruption threshold value”.

上記「あらかじめ設定した点数以上のスコアが得られたら、その段階でサーチを終了する処理」をフローチャートとして示すと、図7のようになる。
図7において、ワークマークの検出処理は次のように行われる。
ここでは、予めn個のワークマークのパターン(登録マーク)が登録されているとする。予め、制御部11の記憶部11bに中断しきい値(例えば9000点)を設定する。中断しきい値は、正しくワークマークを検出できているはずのスコア値であり、あらかじめ実験等により求めておく。
(i) サーチの開始。i=1番目の登録パターンである第1の登録パターンWAM1で検索領域をサーチする(ステップS1,S2)。比較・評価部11cは、サーチした中で最も高いスコアを、第1の登録マークWAM1により検出されたパターンのスコアとして記憶部11bに記憶する(ステップS3)。
(ii)判定部11dにおいて、記憶した第1の登録マークWAM1により検出されたパターンのスコアと、中断しきい値(例えば9000点)とを比較する(ステップS4)。
第1の登録マークWAM1のスコアが9000点以上であれば、第2の登録マークWAM2 以降によるサーチを行わず、第1の登録マークWAM1により検出されたパターンををワークマークとして採用し、サーチを終了する(ステップS6)。
FIG. 7 shows a flowchart of the above-mentioned “process for terminating the search at that stage when a score equal to or higher than the preset score is obtained”.
In FIG. 7, the work mark detection process is performed as follows.
Here, n work mark patterns (registered marks) are registered in advance. An interruption threshold value (for example, 9000 points) is set in advance in the storage unit 11b of the control unit 11. The interruption threshold is a score value that should be able to detect the work mark correctly, and is obtained in advance by an experiment or the like.
(i) Start search. The search area is searched with the first registration pattern WAM1 which is i = 1st registration pattern (steps S1 and S2). The comparison / evaluation unit 11c stores the highest score searched in the storage unit 11b as the score of the pattern detected by the first registration mark WAM1 (step S3).
(ii) The determination unit 11d compares the score of the pattern detected by the stored first registration mark WAM1 with an interruption threshold value (for example, 9000 points) (step S4).
If the score of the first registration mark WAM1 is 9000 points or more, the pattern detected by the first registration mark WAM1 is adopted as a work mark without performing the search by the second registration mark WAM2 and the subsequent search. Is finished (step S6).

(iii) 第1の登録マークWAM1のスコアが9000点未満であれば、ステップS5に行き、iに1を加算して、i=2として第2の登録マークWAM2で検索領域をサーチする(ステップS1,S2)。
サーチした中で最も高いスコアを第2の登録マークWAM2により検出されたパターンのスコアとして記憶部11bに記憶する(ステップS3)。
(iv)判定部11dにおいて、記憶した第2の登録マークWAM2により検出されたパターンのスコアと、中断しきい値(9000点)とを比較する(ステップS4)。第2の登録マークWAM2により検出されたパターンのスコアが9000点以上であれば、第3の登録マークWAM3以降によるサーチを行わず、第2の登録マークWAM2により検出されたパターンをワークマークとして採用しサーチを終了する(ステップS6)。
(iii) If the score of the first registration mark WAM1 is less than 9000, go to step S5, add 1 to i, and search for the search area with the second registration mark WAM2 with i = 2 (step S1, S2).
The highest score searched is stored in the storage unit 11b as the score of the pattern detected by the second registration mark WAM2 (step S3).
(iv) The determination unit 11d compares the stored score of the pattern detected by the second registration mark WAM2 with the interruption threshold value (9000 points) (step S4). If the score of the pattern detected by the second registration mark WAM2 is 9000 points or more, the pattern detected by the second registration mark WAM2 is adopted as a work mark without performing the search by the third registration mark WAM3 or later. The search is terminated (step S6).

(v) 第2の登録マークWAM2により検出されたパターンのスコアも9000点未満であれば、第3の登録マークWAM3で検索領域をサーチする。
これをi=nまで繰り返し、中断しきい値を超えるパターンが検出されれば、そのパターンをワークマークとして採用する(ステップS6)。
中断しきい値を超えるパターンがなければ、第1の登録マークWAM1から第nの登録マークWAMnにより検出されたパターンの各スコアを比較する。そして最も高いスコアが得られた、第iの登録マークWAMiにより検出されたパターンを、ワークマークとして採用し(ステップS7)、サーチを終了する。
(v) If the score of the pattern detected by the second registration mark WAM2 is also less than 9000, the search area is searched by the third registration mark WAM3.
This is repeated until i = n, and if a pattern exceeding the interruption threshold is detected, the pattern is adopted as a work mark (step S6).
If there is no pattern exceeding the interruption threshold, the scores of the patterns detected by the first registration mark WAM1 to the nth registration mark WAMn are compared. The pattern detected by the i-th registration mark WAMi with the highest score is adopted as a work mark (step S7), and the search is terminated.

このように、中断しきい値を設定しておけば、マスクとワークの位置合せ毎にすべての登録パターンについてサーチを行なうことがなくなるので、ワークマークの検出時間を短縮することができる。
また、中断しきい値の設定に加えて、各登録マークの使用回数を蓄積しておき、使用回数の多い登録マークから順番にサーチを行うようにしたり、直近(最近)に使われたマークから順番にサーチを行うようにしたりするなど、制御部11に学習機能を付加しておけば、高いスコアの登録マークをより早く見つけられる可能性が高くなるので、ワークマークの検出時間の短縮を図ることができる。
If the interruption threshold is set in this way, the search for all registered patterns is not performed every time the mask and the workpiece are aligned, so that the work mark detection time can be shortened.
In addition to setting the interruption threshold, the number of times of use of each registered mark is accumulated so that searches can be performed in order from the registered mark with the highest number of times used, or from the most recently used mark. If a learning function is added to the control unit 11 such as performing a search in order, the possibility that a high-score registration mark can be found earlier increases, so the work mark detection time can be shortened. be able to.

なお、本発明においては、基板に形成した底つきの孔(凹部、へこみ)をワーク・アライメントマーク(ワークマーク)として使用する場合、その孔にめっきやレジストフィルムの貼り付けにより、アライメント顕徴鏡によって検出されるワークマークの見え方(形状や明暗や色調)が異なることを例に説明した。
しかし、孔の場合に限らず、図8(a)に示すように基板100に形成した突起107(凸部、ふくらみ)をワーク・アライメントマークとして使用する場合であっても、ワークマークの見え方が変化するので、本発明を適用することができる。
また、例えば、図8(b)に示すような、銅105等のめっきの有無により表面の反射率が変化して見え方が変化する場合もある。
さらに、図8(c)に示すように突起に対してレジストフィルム106を貼り付けると、突起の側面に沿って貼り付けることはできず、突起の側面に空間ができる。そのため、照明光の反射率や光の反射する方向が変化し、レジストフィルムが貼られていない場合と貼られている場合とでは撮像手段(CCD)での見え方が異なる。
さらに、レジストフィルムの貼り付け具合によっては、フィルムのたるみ具合も変わるので、見え方が変化するが、これらの場合にも本発明を適用することができる。
In the present invention, when a bottomed hole (recess, dent) formed in the substrate is used as a work alignment mark (work mark), the hole is plated or a resist film is attached to the hole by an alignment microscope. An example has been described in which the appearance (shape, brightness, and color tone) of the detected work mark is different.
However, not only in the case of holes, even when the protrusions 107 (projections, bulges) formed on the substrate 100 are used as work alignment marks as shown in FIG. Change, the present invention can be applied.
For example, as shown in FIG. 8B, the surface reflectance may change depending on the presence or absence of plating of copper 105 or the like, and the appearance may change.
Furthermore, when the resist film 106 is attached to the protrusion as shown in FIG. 8C, the resist film 106 cannot be attached along the side face of the protrusion, and a space is formed on the side face of the protrusion. Therefore, the reflectance of the illumination light and the direction in which the light is reflected change, and the appearance on the imaging means (CCD) differs depending on whether the resist film is not applied or not.
Furthermore, depending on how the resist film is applied, the slackness of the film also changes, so that the appearance changes, but the present invention can also be applied to these cases.

本発明の適用対象の一つである投影露光装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the projection exposure apparatus which is one of the application objects of this invention. 本発明の実施例のワークマークの検出手順とマスクとワークの位置合わせを説明する図(1)である。It is a figure (1) explaining the detection procedure of the work mark of the Example of this invention, and alignment of a mask and a workpiece | work. 本発明の実施例のワークマークの検出手順とマスクとワークの位置合わせを説明する図(2)である。It is FIG. (2) explaining the detection procedure of the work mark of the Example of this invention, and the alignment of a mask and a workpiece | work. 本発明の実施例のワークマークの検出手順とマスクとワークの位置合わせを説明する図(3)である。It is FIG. (3) explaining the detection procedure of the work mark of the Example of this invention, and the alignment of a mask and a workpiece | work. 登録されたワークマークとアライメント顕微鏡で撮像された入力画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the input image imaged with the registered work mark and the alignment microscope. ワークマークの検出処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detection process procedure of a work mark. ワークマークの他の検出処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the other detection processing procedure of a work mark. ワークマークの見え方が異なるその他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example from which the appearance of a work mark differs. アライメント顕微鏡の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of an alignment microscope. 登録パターンと検出パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a registration pattern and a detection pattern. モニタに表示される画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the image displayed on a monitor. ワークマークの形状例を示す図である。It is a figure which shows the example of a shape of a work mark. パターンサーチを説明する図である。It is a figure explaining a pattern search. アライメント顕微鏡により、基板に形成された孔を暗視野照明で撮像する様子を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically a mode that the hole formed in the board | substrate was imaged with dark field illumination with an alignment microscope. プリント基板に、レーザやドリルで加工して形成した孔の形状の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the shape of the hole formed in the printed circuit board by processing with a laser or a drill. 登録されたワークマークと、検索領域の画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the registered work mark and the image of a search area.

符号の説明Explanation of symbols

1 光照射装置
2 投影レンズ
3 マスクステージ駆動機構
4 ワークステージ駆動機構
10 アライメント顕微鏡
10a ハーフミラー
10b CCDカメラ
10c 照明手段
11 制御部
11a 画像処理部
11b 記憶部
11c 比較・評価部
11d 判定部
11e 位置合わせ制御部
11f 登録部
12 モニタ
L1,L2 レンズ
M マスク
MAM マスク・アライメントマーク(マスクマーク)
MS マスクステージ
W ワーク
WAM ワーク・アライメントマーク(ワークマーク)
WS ワークステージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light irradiation apparatus 2 Projection lens 3 Mask stage drive mechanism 4 Work stage drive mechanism 10 Alignment microscope 10a Half mirror 10b CCD camera 10c Illumination means 11 Control part 11a Image processing part 11b Storage part 11c Comparison / evaluation part 11d Judgment part 11e Position alignment Control unit
11f Registration unit 12 Monitor L1, L2 Lens M Mask MAM Mask alignment mark (Mask mark)
MS mask stage W work WAM work alignment mark (work mark)
WS Work stage

Claims (1)

突起またはへこみとしてワーク上に形成されたワーク・アライメントマークの検出方法であって、
実際のワ−ク上に形成されたワーク・アライメントマークを受像し、受像した上記ワーク・アライメントマークの画像から、見え方の異なる複数のワーク・アライメントマークパターンと、該ワーク・アライメントマークパターンの中心位置の位置座標を記憶部に予め登録パターンとして登録する第1の工程と、
ワーク上のパターンを受像する第の工程と、
上記記憶部に登録された複数の上記登録パターンを一つずつ読み出し、上記受像したワーク上のパターンと、上記読み出した登録パターンとを比較して、両者の一致度を評価する第の工程と、
上記受像したワーク上のパターンと、最も高い一致度が得られた上記登録パターン、もしくは予め設定された値以上の一致度が得られた上記登録パターンを採用し、
採用された登録パターンとの一致度が高い受像パターンを、ワークアライメントマークとして検出する第の工程と、
上記採用された登録パターンの中心位置座標に基づき上記受像したワーク上のパターンの位置座標を定める第5の工程を含む
ことを特徴とするワーク・アライメントマークの検出方法。
A method for detecting a work alignment mark formed on a work as a protrusion or a dent,
A workpiece alignment mark formed on an actual workpiece is received, and from the received workpiece alignment mark image, a plurality of workpiece alignment mark patterns having different appearances and the center of the workpiece alignment mark pattern are received. A first step of registering the position coordinates of the position in the storage unit in advance as a registration pattern;
A second step of receiving a pattern on the workpiece;
The storage unit one by one read out the registered multiple of the registration pattern into compares the pattern on the image-receiving Work, and a registration pattern read the third step of evaluating both the degree of coincidence When,
Adopting the pattern on the received workpiece and the registered pattern that obtained the highest degree of coincidence, or the registration pattern that obtained a degree of coincidence equal to or higher than a preset value,
The degree of coincidence is high receiving pattern of the adopted registered pattern, and a fourth step of detecting a work alignment marks,
A work alignment mark detection method comprising a fifth step of determining the position coordinates of the received pattern on the workpiece based on the center position coordinates of the registered pattern employed.
JP2008291917A 2008-11-14 2008-11-14 Alignment mark detection method Active JP5298792B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008291917A JP5298792B2 (en) 2008-11-14 2008-11-14 Alignment mark detection method
TW098131761A TWI442194B (en) 2008-11-14 2009-09-21 Alignment mark detection method
KR1020090098190A KR101373930B1 (en) 2008-11-14 2009-10-15 Method and device for detecting alignment mark
CN2009102121122A CN101738882B (en) 2008-11-14 2009-11-10 Alignment mark detecting method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008291917A JP5298792B2 (en) 2008-11-14 2008-11-14 Alignment mark detection method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010117632A JP2010117632A (en) 2010-05-27
JP5298792B2 true JP5298792B2 (en) 2013-09-25

Family

ID=42279401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008291917A Active JP5298792B2 (en) 2008-11-14 2008-11-14 Alignment mark detection method

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5298792B2 (en)
KR (1) KR101373930B1 (en)
CN (1) CN101738882B (en)
TW (1) TWI442194B (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5523207B2 (en) * 2010-06-01 2014-06-18 株式会社トプコン Exposure equipment
CN103576468B (en) * 2012-08-10 2016-03-09 北京京东方光电科技有限公司 A kind of exposure sources and baffle plate control method thereof
KR102097342B1 (en) 2013-06-21 2020-04-07 삼성디스플레이 주식회사 Method of recognizing bar-code of evaporation mask and appratus for recognizing the same
WO2016159201A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-06 株式会社ニコン Exposure device, method for producing flat panel display, method for producing device, and exposure method
CN105551033B (en) * 2015-12-09 2019-11-26 广州视源电子科技股份有限公司 Component marking method, system and device
JP6751635B2 (en) * 2016-09-28 2020-09-09 昭和電工パッケージング株式会社 Laminating material processing method
CN108614397B (en) * 2017-06-16 2020-11-17 深圳市前海野马自动化设备有限公司 Automatic alignment device with lower lens mechanism and exposure equipment thereof
CN108118291A (en) * 2017-12-25 2018-06-05 信利(惠州)智能显示有限公司 A kind of vapor deposition contraposition effect detection device and method
JP7310617B2 (en) * 2020-01-22 2023-07-19 ウシオ電機株式会社 Alignment mark detection device and alignment mark detection method
CN114550599B (en) * 2022-03-30 2023-08-01 苏州华星光电技术有限公司 Attaching device of display panel and application method thereof

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06309434A (en) * 1993-04-27 1994-11-04 Nikon Corp Method and device for processing picture
JP3700214B2 (en) * 1995-09-22 2005-09-28 株式会社ニコン Dimension measuring device
JP2001110697A (en) * 1999-10-04 2001-04-20 Ushio Inc Method of aligning mask and work in aligner
TWI225665B (en) * 2001-10-17 2004-12-21 Canon Kk Apparatus control system, apparatus control method, semiconductor exposure apparatus, semiconductor exposure apparatus control method and semiconductor device manufacturing method
KR100650814B1 (en) * 2004-02-25 2006-11-27 주식회사 하이닉스반도체 Method for aligning wafer
WO2006019166A1 (en) * 2004-08-19 2006-02-23 Nikon Corporation Alignment information display method, program thereof, alignment method, exposure method, device manufacturing method, display system, display device, program, and measurement/inspection device
JP2006165140A (en) * 2004-12-06 2006-06-22 Hitachi High-Technologies Corp Drawing method by electron beam and drawing device
KR20070005813A (en) * 2005-07-06 2007-01-10 삼성전자주식회사 Wafer aligner and alignment method
JP2007140117A (en) * 2005-11-18 2007-06-07 Toppan Printing Co Ltd Exposure method and exposure apparatus
KR20080006151A (en) * 2006-07-11 2008-01-16 동부일렉트로닉스 주식회사 Apparatus and method for aligning semiconductor
CN101221375A (en) * 2008-01-25 2008-07-16 上海微电子装备有限公司 Machine vision system used for step photo-etching machine alignment system and its calibration method

Also Published As

Publication number Publication date
KR101373930B1 (en) 2014-03-12
CN101738882A (en) 2010-06-16
CN101738882B (en) 2013-10-30
TWI442194B (en) 2014-06-21
KR20100054718A (en) 2010-05-25
JP2010117632A (en) 2010-05-27
TW201019056A (en) 2010-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5298792B2 (en) Alignment mark detection method
US7590280B2 (en) Position detection apparatus and exposure apparatus
JP4885584B2 (en) Rangefinder calibration method and apparatus
JP5476938B2 (en) Alignment mark detection method
US8269830B1 (en) Inspecting potentially interfering features in a machine vision system
JP2003338455A (en) Method and apparatus for detecting position
US20070165938A1 (en) Pattern inspection apparatus and method and workpiece tested thereby
JP5467962B2 (en) Measurement setting data creation device, measurement setting data creation method, program for measurement setting data creation device, and dimension measurement device
JP2007248051A (en) Method for inspecting defect of object surface
JP2005093678A (en) Mark detecting method in circular body, notch detecting method, direction inspection method for semiconductor wafer and direction inspection device for semiconductor wafer
JP2008068284A (en) Apparatus and method for correcting defect, and method for manufacturing pattern substrate
JP3545542B2 (en) Wafer rotation direction detection method
US8094926B2 (en) Ultrafine pattern discrimination using transmitted/reflected workpiece images for use in lithography inspection system
JP2008135568A (en) Method and device for reviewing defect
US6868354B2 (en) Method of detecting a pattern and an apparatus thereof
US8055056B2 (en) Method of detecting defects of patterns on a semiconductor substrate and apparatus for performing the same
JP2001110697A (en) Method of aligning mask and work in aligner
JP3123275B2 (en) Inspection data creation method for electronic parts shortage inspection
JP2976550B2 (en) Pattern defect detection method
JP2013021164A (en) Alignment mark detector
JP2007273581A (en) Method and device for inspecting semiconductor wafer
KR100532726B1 (en) Method for enhancing global wafer alignment in kla overlay
JPH01255073A (en) Method and device for checking pattern
JP2007317013A (en) Position detector
JP2012032323A (en) Picture measuring device, picture measuring method and program for picture measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110922

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121127

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130124

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130521

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130603

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5298792

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250