JP6706164B2 - Alignment apparatus, exposure apparatus, and alignment method - Google Patents
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Description
本発明は、露光装置などに組み込まれるアライメント(位置合わせ)装置に関し、特に、アライメントカメラの位置の校正に関する。 The present invention relates to an alignment (positioning) device incorporated in an exposure device or the like, and more particularly to calibration of the position of an alignment camera.
露光装置などでは、基板などの作業対象物(以下、ワークという)の位置合わせを正確に行うため、ワークに設けられたアライメントマークをアライメントカメラで撮像し、検出された実際のアライメントマークの位置と設計(理論)上の位置とを比較することにより、搬送精度などに起因するワーク位置の変位量を検出する。そして、検出された変位量に基づき、ワーク位置調整などを行う。 In an exposure apparatus or the like, in order to accurately align a work object such as a substrate (hereinafter referred to as a work), an alignment camera is used to image the alignment mark provided on the work and By comparing the position with the design (theoretical), the amount of displacement of the work position due to the conveyance accuracy or the like is detected. Then, the work position adjustment or the like is performed based on the detected displacement amount.
通常、ワークサイズおよびアライメントマークの位置は品種などによって異なり、アライメントカメラは副走査方向に沿って移動可能なように取り付けられている。そのため、カメラ駆動機構のピッチングやヨーイング、および送り誤差などによって、カメラレンズの視野中心位置が本来の中心位置からずれてしまう。これを校正するため、基準位置を示す校正用マークを設けたスケールをステージに取り付け、校正マークをアライメントカメラで撮像することによってカメラの位置ずれを検出する(例えば、特許文献1参照)。 Normally, the work size and the position of the alignment mark differ depending on the product type and the like, and the alignment camera is attached so as to be movable in the sub-scanning direction. Therefore, the visual field center position of the camera lens deviates from its original center position due to pitching, yawing, feed error, and the like of the camera drive mechanism. In order to calibrate this, a scale provided with a calibration mark indicating a reference position is attached to the stage, and an image of the calibration mark is picked up by an alignment camera to detect the positional deviation of the camera (for example, refer to Patent Document 1).
一方、露光装置などでは、光源の駆動、搬送ステージの駆動などによる発熱、温度変化などによって、露光位置にずれが生じる場合がある。これを解消するため、温度検出器によって装置の温度を検出し、事前測定によって得られた装置温度と露光位置変動量との相関関係に基づき、露光位置を補正する(特許文献2参照)。この場合、校正用スケールの温度依存性の位置ずれを加味して露光位置を補正する。 On the other hand, in an exposure apparatus or the like, the exposure position may be displaced due to heat generation due to driving of the light source, driving of the transport stage, temperature change, or the like. In order to solve this, the temperature of the apparatus is detected by the temperature detector, and the exposure position is corrected based on the correlation between the apparatus temperature and the exposure position fluctuation amount obtained by the preliminary measurement (see Patent Document 2). In this case, the exposure position is corrected in consideration of the temperature-dependent positional deviation of the calibration scale.
装置の温度変化は、その使用状況、累積使用時間などによって異なるものであり、事前測定によって実際の露光位置のずれを相関関係から一義的に導き出すことは困難である。先に計測された温度情報を加味して露光位置を補正しても、実際の変位量と一致せず、正確に露光位置を補正することができない。特に、ミクロンオーダー、あるいはサブミクロンオーダーが要求される露光装置などでは、推定するワークの位置変動と実際のワーク位置変動の違いが、看過できない位置ずれをもたらす。 The temperature change of the apparatus varies depending on its usage condition, accumulated usage time, etc., and it is difficult to derive the actual exposure position deviation from the correlation uniquely by pre-measurement. Even if the exposure position is corrected in consideration of the temperature information previously measured, it does not match the actual displacement amount, and the exposure position cannot be corrected accurately. Particularly, in an exposure apparatus or the like that requires micron order or sub-micron order, the difference between the estimated work position fluctuation and the actual work position fluctuation causes a position shift that cannot be overlooked.
したがって、装置の使用状況に関わらず、熱などの影響によって位置ずれが生じないようにカメラ位置の校正を正確に行うことが求められる。 Therefore, it is required to calibrate the camera position accurately so that the position shift does not occur due to the influence of heat or the like, regardless of the usage status of the device.
本発明のアライメント装置は、露光装置などに適用可能であり、ワークに設けられたアライメントマークを撮像する少なくとも1つのアライメントカメラと、装置本体部分に対して所定方向に移動するステージ部に取り付けられるとともに、アライメントカメラによって撮像される複数の校正マークを並べた校正スケールとを備える。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The alignment apparatus of the present invention is applicable to an exposure apparatus and the like, and is attached to at least one alignment camera that images an alignment mark provided on a work and a stage unit that moves in a predetermined direction with respect to the apparatus main body portion. , A calibration scale in which a plurality of calibration marks imaged by the alignment camera are arranged.
ワークは、ステージ部に搭載されて処理対象となるものであり、例えば基板などがステージ部に搭載される。また、装置本体部分は、ステージ部が搭載される架台/基台、あるいは露光ヘッドおよび光学系を支持する支持体など、アライメント装置が組み込まれる装置の固定されたベース部分を表し、ステージ部は装置本体部分に対して相対移動する。 The work is mounted on the stage unit and is a processing target. For example, a substrate is mounted on the stage unit. Further, the apparatus main body portion represents a fixed base portion of an apparatus in which an alignment apparatus is incorporated, such as a mount/base on which the stage portion is mounted, or a support body that supports the exposure head and the optical system, and the stage portion is the apparatus. It moves relative to the body.
本発明のアライメント装置は、ステージ部が所定位置に位置決めされたときの装置本体部分に対する校正スケールもしくは所定の校正マークの位置変動を検出可能な位置ずれ測定部を備えている。アライメント装置は、位置ずれ測定部によって検出された位置変動量に基づいて、校正スケールの位置ずれ量を補正することが可能である。 The alignment apparatus of the present invention includes a position shift measuring unit capable of detecting the positional fluctuation of the calibration scale or the predetermined calibration mark with respect to the apparatus main body portion when the stage unit is positioned at the predetermined position. The alignment device can correct the amount of positional deviation of the calibration scale based on the amount of positional fluctuation detected by the positional deviation measuring unit.
自身の移動機構などに起因して校正マークの位置変動を検出することができないアライメントカメラとは異なり、装置本体部分に対して少なくともステージ移動方向に関して位置変動が生じない位置ずれ測定部は、ステージ部の熱などの影響によってテーブルなどの部材に伸縮が生じたとき、校正スケールもしくは校正マークの位置変動を検出することが可能となる。 Unlike the alignment camera, which cannot detect the position change of the calibration mark due to its own moving mechanism, the position deviation measuring unit that does not cause the position change at least in the stage moving direction is the stage unit When a member such as a table expands or contracts due to the influence of heat of the table, it is possible to detect the positional fluctuation of the calibration scale or the calibration mark.
すなわち、位置ずれ測定部は、装置本体部分に対して規定される座標系に対して位置変動しない構成となっており、校正スケールによるアライメントカメラの位置補正時に用いられるその座標系によって校正スケールもしくは校正マークの位置変動を検出することが可能である。例えば、アライメントカメラによって校正マークを測定する位置にステージ部を位置決めした時の校正スケールもしくは校正マークの位置変動を検出すればよい。 That is, the position shift measuring unit is configured so as not to change its position with respect to the coordinate system defined for the apparatus main body part, and the position of the calibration scale or the calibration may be changed depending on the coordinate system used when correcting the position of the alignment camera by the calibration scale. It is possible to detect the position variation of the mark. For example, the positional fluctuation of the calibration scale or the calibration mark when the stage part is positioned at the position where the calibration mark is measured by the alignment camera may be detected.
位置ずれ測定部の構成としては、例えば、アライメントカメラとは異なる撮像部(カメラなど)で構成することが可能である。アライメントカメラの位置ずれがアライメントカメラの移動機構に起因していることを考慮すると、位置ずれ測定部は、少なくともアライメントカメラ移動方向(例えば副走査方向)に関して装置本体部分に固定され、ステージ部に設けられる、すなわち、ステージ部の熱などの影響によって装置本体部分に対し位置変動する基準マークを撮像可能な撮像部によって構成することができる。 As the configuration of the position shift measuring unit, for example, an image capturing unit (camera or the like) different from the alignment camera can be used. Considering that the position shift of the alignment camera is caused by the moving mechanism of the alignment camera, the position shift measuring unit is fixed to the main body of the apparatus at least in the moving direction of the alignment camera (for example, the sub-scanning direction) and provided on the stage unit. That is, it can be configured by an image pickup unit capable of picking up an image of the reference mark whose position is changed with respect to the apparatus main body portion due to the influence of heat of the stage portion.
ステージ部などの部材伸縮は場所によって相違することを考慮すると、アライメントカメラで校正マークを撮像する状態での位置変動を検出できることが望ましい。したがって、基準マークを、複数の校正マークの配列ラインに沿うように設けるのがよい。 Considering that the expansion and contraction of the members such as the stage unit differs depending on the location, it is desirable to be able to detect the position variation in the state in which the alignment mark is imaged by the alignment camera. Therefore, it is preferable to provide the reference mark along the arrangement line of the plurality of calibration marks.
基準マークの配置構成としては様々な構成を採用することができる。例えば、基準マークを設けた基準部材をステージ部に取り付けることが可能である。この場合、基準部材を、校正スケールの傍に配置することで、基準マークの位置変動量を、校正スケールもしくは校正マークの位置変動量により確実に合わせることができる。 Various configurations can be adopted as the arrangement configuration of the reference marks. For example, a reference member provided with a reference mark can be attached to the stage unit. In this case, by disposing the reference member near the calibration scale, the positional variation amount of the reference mark can be reliably matched with the calibration scale or the positional variation amount of the calibration mark.
一方、基準マーク用の専用部材を設ける代わりに、基準マークを校正スケールに含ませるように構成することも可能である。例えば、アライメントカメラの移動範囲外に撮像部を設けることを考慮し、複数の構成マークの両端の隣に基準マークを設けることが可能である。 On the other hand, instead of providing a dedicated member for the reference mark, the reference mark may be included in the calibration scale. For example, in consideration of providing the imaging unit outside the movement range of the alignment camera, it is possible to provide the reference marks next to both ends of the plurality of constituent marks.
撮像部の装置本体部分に対する固定箇所としては、アライメントカメラを支持するカメラベース部に対して撮像部を固定することが可能である。例えば、アライメントカメラと撮像部を構成するカメラが同製品、同じ光学特性などの場合、アライメントカメラと同じ高さに設置し、基準マークを校正マークと同じ高さに設定すればよい。 As the fixing portion of the image pickup unit with respect to the apparatus main body portion, it is possible to fix the image pickup unit to the camera base portion that supports the alignment camera. For example, when the alignment camera and the camera forming the imaging unit have the same product and the same optical characteristics, they may be installed at the same height as the alignment camera and the reference mark may be set at the same height as the calibration mark.
ステージ部の熱に起因する部材伸縮などが場所によって異なる場合、校正スケールの取り付け箇所と基準マークの設置個所を揃えるのが好ましい。例えば、校正スケールおよび基準マークを、ステージ部において、ワークを搭載するテーブル、もしくはテーブルの傍に設けられる独自の校正スケール支持台に設けることが可能である。 When the expansion and contraction of the member due to the heat of the stage portion differs depending on the location, it is preferable to align the installation location of the calibration scale and the installation location of the reference mark. For example, the calibration scale and the reference mark can be provided on the stage on the table on which the work is mounted, or on a unique calibration scale support table provided near the table.
本発明の他の態様におけるアライメント方法は、ワークに設けられたアライメントマークをアライメントカメラによって撮像し、装置本体部分に対して所定方向に移動するステージ部に取り付けられた校正スケールに設けられた複数の校正マークを、アライメントカメラによって撮像し、装置本体部分に固定されたアライメントカメラとは異なるカメラによって、ステージ部に設けられた校正マークとは異なる基準マークを撮像する方法であって、基準マークの位置ずれ量から校正マークの位置ずれ量を補正可能となる。 In the alignment method according to another aspect of the present invention, an alignment mark provided on the work is imaged by an alignment camera, and a plurality of calibration scales provided on a stage unit that moves in a predetermined direction with respect to the apparatus main body unit are provided. A method of capturing an image of a calibration mark by an alignment camera and an image of a reference mark different from the calibration mark provided on the stage part by a camera different from the alignment camera fixed to the main body of the apparatus. It is possible to correct the positional deviation amount of the calibration mark from the deviation amount.
本発明によれば、熱などの影響を受けることなく、適切なアライメント調整を行うことができる。 According to the present invention, appropriate alignment adjustment can be performed without being affected by heat or the like.
以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本実施形態である露光装置の概略的側面図である。図2は、露光装置の上から見た概略的平面図である。 FIG. 1 is a schematic side view of an exposure apparatus according to this embodiment. FIG. 2 is a schematic plan view seen from above the exposure apparatus.
露光装置10は、架台15と架台15の上面15Sに設置された支持体40を備えている。支持体40は、矩形状の支持台42とその四隅に設けられた脚部43A、43B、44A、44Bから構成されており、脚部43A、43B、44A、44Bが架台15に固定されている。支持台42の上面42Sには、露光ヘッド20および光源部30が設けられている。
The
架台15の上面15Sには、架台長手方向に沿ってガイドレール60A、60Bが所定間隔で互いに平行となるように配置されており、支持台42の一方の端から脚部43A、43B、および脚部44A、44Bの間を通って他方の端まで延びている。このガイドレール60A、60Bには、ガイドレール60A、60Bに沿って移動可能なステージ部50が設置されている。
ステージ部50は、基板(ワーク)Wが搭載されるテーブル52と、テーブル52を下方から支持するとともに、テーブル52をX、Y方向およびZ方向に沿って移動させるステージ移動機構55を備える。ステージ移動機構55は、ガイドレール60A、60Bに沿ってステージ部50を移動させるXステージ機構56と、Y方向への移動およびZ軸回り回転させる微動ステージ機構54から構成される。
The
架台15の上面15Sには、装置を基準とするX−Y座標系が規定されており、それの垂直(鉛直)方向としてZ方向が規定されている。ガイドレール60A、60Bは、X方向に沿って配置されており、ステージ部50のX方向位置検出用のリニアスケール58が架台15に設置されている。矩形状のテーブル52は、その長手方向端面52L、およびそれに垂直な端面52Tが、それぞれX方向,Y方向と平行となるようにステージ部50に設けられている。
An XY coordinate system based on the device is defined on the upper surface 15S of the
支持体40の脚部44A、44B側、すなわち中央側には、Y方向に延びる板(以下、カメラベースという)45が、支持体40の側面および脚部44A、44Bに固定されている。そして、ガイド板45の支持体40とは反対側の面には、アライメントカメラ80をY方向に移動させるガイド機構46が装着されている。ガイド機構46は、例えば、ボールネジ機構などによって構成されており、ここでは図示しないモータなどを備えたカメラ駆動部によってアライメントカメラ80を移動させる。ここでは、所定間隔離れた2つのアライメントカメラ80A、80Bによってアライメントカメラ80が構成される。
A plate (hereinafter, referred to as a camera base) 45 extending in the Y direction is fixed to the side surfaces of the
図2に示すように、テーブル52の所定位置に置かれた基板Wには、複数のアライメントマーク(ここでは9つ)AMが規則的に所定間隔で並んでいる。アライメントカメラ80は、ステージ部50のX方向移動、およびアライメントカメラ80のY方向移動によって、各アライメントマークAMを撮像することが可能である。
As shown in FIG. 2, a plurality of alignment marks (here, nine) AM are regularly arranged at predetermined intervals on the substrate W placed at a predetermined position on the table 52. The
テーブル52には、カメラ位置校正用のスケール(以下、校正スケールという)62が、カメラベース45に平行な一方の端面52Tに沿って設置されている。校正スケール62には、テーブル端面52Tに沿って、すなわちY方向に沿って並ぶ複数(ここでは10個)の校正マークCMが設けられている。アライメントカメラ80は、ステージ部50の移動、アライメントカメラ80の移動によって、校正マークCM各々を撮像することが可能である。
A scale (hereinafter, referred to as a calibration scale) 62 for camera position calibration is installed on the table 52 along one
この校正スケール62とは別に、1つのマーク(以下、基準マークとという)SMが形成された矩形状板(以下では、基準板という)72が、テーブル52に取り付けられている。基準マークSMは、校正スケール62の校正マークCMが並ぶ同一ライン上にある。そして、アライメントカメラ80とは異なるカメラ(以下、基準カメラという)70が、カメラベース45に対し、アライメントカメラ80と同じ高さの位置で固定されている。
In addition to the
基準カメラ70は、アライメントカメラ80のY方向に沿った移動範囲、すなわち撮像範囲から退避した位置で、カメラベース46に取り付けられた保持部71により保持されており、ステージ部50の移動によって、基準マークSMを撮像することが可能である。また、基準カメラ70のカメラベース46に対するX方向の位置は、アライメントカメラ80と同じ位置に固定されている。すなわち、基準カメラ70は、X方向に関してアライメントカメラ80の視野中心と基準カメラ70の視野中心とがともに同じ位置座標をもつように、保持部71を介してカメラベース46に対して取り付けられている。
The
図3は、テーブルに取り付けられる校正スケールと基準板を示した図である。 FIG. 3 is a view showing a calibration scale and a reference plate attached to the table.
校正スケール62は、ガラス製であって、その表面に校正マークCMを描画したクロム膜が形成されている。校正マークCMの並ぶピッチは、アライメントカメラ80の視野サイズなどに従って定められている。校正マークCMは、アライメントカメラ80によって撮像したときにマーク位置座標が正確に求められるようなサイズおよび形状に定められている。ここでは角度誤差検出も可能となるように十字状に形成されている。
The
校正スケール62は、テーブル端面52T側に設けられた凹部に設置されており、校正スケール62の表面が基板Wの表面と面一となるようにその高さが定められている(図2参照)。基準板72は、校正スケール62と同様、ガラス製でその表面には校正マークCMと同じ形状、サイズの十字型基準マークSMが形成されている。基準板72は、基準マークSMが校正マークCMと同一ライン状に位置するように、テーブル52に取り付けられている。基準板72の表面も、基板Wの表面と面一になっている。
The
基準カメラ70は、ここでは、アライメントカメラ80と同種の製品によって構成されており、光学倍率、視野サイズなどの撮像特性およびサイズなどの外観特性は、アライメントカメラ80と同じである。上述したようにアライメントカメラ80の取り付け位置と基準カメラ70の取り付け位置の高さが同じであることから、撮像によって得られる校正マークCM、基準マークSMのイメージ像は、同サイズのイメージになる。
Here, the
図4は、露光装置のブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram of the exposure apparatus.
制御部25は、露光装置10の露光動作、アライメント調整、照明など、露光装置全体の動作を制御する。光源制御部31によって光源32が点灯すると、照明光が光学系23を経由してDMD(Digital Micro-mirror Device)24に入射する。
The
露光制御部34は、ワークステーションから送信されてくるパターンデータ(ベクタデータ)をラスタデータに変換し、DMD駆動部22へラスタデータ(露光データ)を送信する。DMD駆動部22は、露光位置に応じたパターン光を投影するように、DMD24の各マイクロミラーをラスタデータに基づいてON/OFF制御する。DMD24で反射した光は、投影光学系25によって基板Wの表面にパターン光として結像する。
The
モータなどを備えたステージ駆動部(移動機構)55は、図1に示した微動ステージ機構54、Xステージ機構56を駆動し、ステージ部50、すなわちテーブル52をX、Y方向に移動させる。リニアスケール58(図1参照)を含む位置検出器59は、架台15(すなわち支持体40を含む一つの構造体である露光装置本体)に対するテーブル52の位置座標を検出する。
A stage drive unit (moving mechanism) 55 including a motor drives the fine
カメラ駆動部82は、アライメントカメラ80を駆動制御し、アライメント調整を行う際、基板WのアライメントマークAMの配列ラインに従ってアライメントカメラ80を移動させる。図3に示すように、基板Wには、両端および中央のラインa1〜a3に沿ってそれぞれ3つのアライメントマークAMが形成されている。
The
アライメント調整を行うとき、アライメントカメラ80A、80Bは、ラインa1〜a3上に位置するようにY方向に沿って移動する。アライメントカメラ80の下方にアライメントマークAMが位置するようにテーブル52がX方向へ移動することで、アライメントマークAMが撮像される。
When performing the alignment adjustment, the
画像処理部83は、アライメントカメラ80A、80Bから出力される撮像信号に基づいてアライメントマークAMの位置を検出する。具体的には、アライメントカメラ80A80Bの視野中心からのアライメントマーク中心位置のずれを検出する。アライメント制御部35は、送られてくる位置情報に基づいて露光制御部34を制御し、基板変形などを補償するようにラスタデータを補正する。
The
また、画像処理部83は、アライメントカメラ80が校正マークCMを撮像すると、校正マークCMの視野中心からの位置ずれ量を検出する。カメラ校正部37は、カメラ位置ずれ量に基づく補正量を算出する。
Further, when the
さらに画像処理部83は、基準カメラ70からの撮像信号に基づいて基準マークSMの視野中心からの位置ずれ量を検出することが可能である。カメラ校正部37は、校正マークCMの位置ずれに基づいて算出された補正量(以下、スケール補正量という)を算出する。アライメント制御部35は、スケール補正量を加味した補正量に基づいてラスタデータを補正する。
Further, the
ここで、校正スケール62すなわち校正マークCMの装置本体部分、すなわち架台15および支持体40に対する位置変動について説明する。
Here, the position variation of the
アライメントカメラ80A、80Bは、Y方向に沿って移動可能なようにガイド機構46に取り付けられており、取り付け、組み立て誤差などが生じているとともに、ガイド機構46によってアライメントカメラ80A、80Bを往復運動させると、ガイド機構46の位置誤差、カメラ軸角度変化などに起因して、視野中心の位置が設計上の位置からずれる。
The
この視野中心位置のずれ、すなわちアライメントカメラ80A、80Bの位置ずれを補正するために、校正マークCMの位置を測定し、実際の測定位置と本来あるべきマーク位置の差から、アライメントカメラ80の位置ずれ量(すなわちアライメントカメラ80と露光ヘッド20を固定する支持台42との位置関係の誤差)を求める。このようなアライメントカメラ80の位置ずれ量の測定は、校正スケール62の位置を基準としている。すなわち、校正スケール62の架台15および支持体40の一部である支持台42に対する位置座標が変わらないことを前提としている。
In order to correct the shift of the center position of the visual field, that is, the shift of the
しかしながら、この校正スケール62(校正マークCM)自体の位置ずれが、露光装置10の使用状況によっては生じる。露光装置10の使用中、長時間に渡ってステージ部50を往復移動させていると、Xステージ機構56のモータによる発熱などの影響によって、ステージ部50の微動ステージ機構54、テーブル52などに熱膨張、変形が生じる。また、露光動作中において発生する光源部30、露光ヘッド20の熱もステージ部50に影響を及ぼすことがある。
However, the positional deviation of the calibration scale 62 (calibration mark CM) itself occurs depending on the usage status of the
このような熱の影響によってテーブル52がX方向に沿って熱膨張すると、校正スケール62の位置が変動することとなる。特に、テーブル52の中心部よりもその端面52Tにおいて膨張変化が大きく現れることから、校正スケール62の位置変動が起こりやすい。
When the table 52 thermally expands along the X direction due to the influence of such heat, the position of the
そのため、リニアスケール58によって架台15に対する位置を検出しても、Xステージ機構56から高さ方向およびX方向に関して離れているテーブル52の端面52T付近では、アライメント調整すなわちパターン精度に無視できない位置変動が生じていることがある。
Therefore, even if the position with respect to the
この状態で上述した校正スケール62によるカメラ位置ずれの補正を行っても、校正スケール62の位置誤差が含まれた状態で補正量を算出するため、アライメント調整を正しく行うことができない。一方、アライメントカメラ80にはカメラ位置ずれが生じていることから、誤差をもつアライメントカメラ80によって校正スケール62の位置ずれを検出することができない。
Even if the above-mentioned correction of the camera position shift by the
そこで本実施形態では、校正スケール62(校正マークCM)の位置変動を測定するため独自に設けられた基準カメラ70によって、校正スケール62の傍に設置された基準板72の基準マークSMを撮像する。基準マークSMは、Y方向に沿って校正スケール62の校正マークCMと同一ライン上に形成されていることから、校正スケール62(校正マークCM)の位置変動と同様の位置変動が生じるものとみなせる。
Therefore, in the present embodiment, the
したがって、測定される基準マークSMの位置座標と、設計上(理想)の基準マークSMの位置座標とを比較して位置ずれ量を求め、カメラ位置ずれ補正量にこれを加味する(減算)ことで、正確なアライメント調整を行うことが可能となる。 Therefore, the position coordinate of the reference mark SM to be measured is compared with the position coordinate of the design (ideal) reference mark SM to obtain the position shift amount, and this is added to the camera position shift correction amount (subtraction). Therefore, it becomes possible to perform accurate alignment adjustment.
図5は、制御部によって実行されるカメラ位置校正処理を示したフローチャートである。カメラ位置校正処理は、ロットごと、あるいは基板1枚ごとに実行することが可能である。例えば、アライメントカメラ数よりもアライメントマーク列の数が大きい場合、アライメントカメラをY軸方向に移動させる必要があるため、基板1枚ごとに処理を実行させるのがよい。 FIG. 5 is a flowchart showing a camera position calibration process executed by the control unit. The camera position calibration process can be executed for each lot or for each substrate. For example, when the number of alignment mark rows is larger than the number of alignment cameras, it is necessary to move the alignment cameras in the Y-axis direction, so it is preferable to perform the process for each substrate.
まず、アライメントカメラ80をアライメントマークAMのY座標に移動させる。ここでは、図3に示すラインa1〜a3の位置に合わせる。そして、校正スケール62がアライメントカメラ80の設計上の視野中心位置となるように、テーブル52が移動制御される(S101、S102)。このテーブル52(ステージ部50)の位置は、基準カメラ70の視野中心位置が理論上の基準マークSMの中心位置と一致する位置に相当する。
First, the
次に、カメラ校正処理の前段階において、基準カメラ70により基準マークSMを撮像し(S103)、基準マークSMの視野中心位置からの位置ずれ量を算出する(S104)。ここでは、X、Y方向の位置ずれ、および回転角度(θ)を位置ずれ量として算出する。基準カメラ70の中心位置がアライメントカメラ80の視野中心位置と同じX座標をもつ、すなわちY方向に沿って視野中心位置が同一ライン上にあることから、このずれ量を架台15に対する校正スケール62(校正マークCM)の位置ずれ量とみなすことができる。
Next, in the pre-stage of the camera calibration process, the reference mark SM is imaged by the reference camera 70 (S103), and the amount of displacement of the reference mark SM from the visual field center position is calculated (S104). Here, the positional deviation in the X and Y directions and the rotation angle (θ) are calculated as the positional deviation amount. The center position of the
その後、アライメントカメラ80によって校正マークCMの視野内座標を測定し(S105)、測定されたカメラ位置ずれ量から基準マークSMの位置ずれ量を減じた値を、カメラ校正の補正量として算出する(S106)。カメラ校正処理が終了すると、基板WのアライメントマークAMの位置が測定され、アライメント調整が行われる。
Then, the
このように本実施形態によれば、アライメントカメラ80によってアライメント調整可能な露光装置10において、テーブル52の端に複数の校正マークCMが並ぶ校正スケール62を取り付けるとともに、基準マークSMを設けた基準板72を、校正マークCMと基準マークSMが同一ライン上にあるように、テーブル52に取り付ける。そして、アライメントカメラ80に対して同じX方向位置座標の視野中心をもつ基準カメラ70を、カメラベース45に固定する。カメラ校正処理のとき、基準カメラ70による基準マークSMの撮像によって算出される校正スケール62(基準マークSM)の位置ずれ量に基づき、アライメントカメラ80による校正マークCMの撮像によって算出されるカメラ位置ずれ量を補正する。
As described above, according to the present embodiment, in the
基準カメラ70、基準板72のX方向における設置場所を、アライメントカメラ80、校正スケール62の設置場所に合わせて配置することにより、簡易な構成、簡易な処理ステップによって熱などの影響による校正スケール62、校正マークCMの位置ずれを検出することができる。特に、基準板72が校正スケール62の傍に配置されることにより、正確な位置変動を検出することができる。
By arranging the installation locations of the
なお、カメラ位置ずれ量を算出するのではなく、アライメントカメラ位置を微調整してもよい。また、アライメント調整時にアライメント補正量から基準マークSMの位置ずれ量を減じてもよく、あるいは、基準マークSMの位置ずれ量を考慮してラスタデータを補正してもよい。 Note that the alignment camera position may be finely adjusted instead of calculating the camera position shift amount. Further, the amount of positional deviation of the reference mark SM may be subtracted from the amount of alignment correction during alignment adjustment, or the raster data may be corrected in consideration of the amount of positional deviation of the reference mark SM.
基準板を別途設ける代わりに、校正スケールの中に基準マークを含める構成にしてもよい。例えば、校正スケールの長手方向を延ばし、最も端に基準マークを設けてもよい。 Instead of separately providing a reference plate, the calibration scale may include a reference mark. For example, the calibration scale may be extended in the longitudinal direction and the reference mark may be provided at the end.
位置ずれ検出については、校正スケールの位置変動量が最も大きいX方向についてのみ、カメラ位置ずれ量に対する補正量を算出してもよい。また、X方向の位置再現性が確保される条件であれば、基準カメラの支持部材を別途設置し、それを動かすことで基準カメラをXまたはY方向に退避させてもよい。さらに、基準マークを設けず、校正スケールの四隅位置などを撮像することで、校正スケールの位置ずれ量を検出してもよい。 Regarding the misregistration detection, the correction amount with respect to the camera misregistration amount may be calculated only in the X direction in which the position variation amount of the calibration scale is the largest. Further, if the position reproducibility in the X direction is secured, a supporting member for the reference camera may be separately installed and moved to retract the reference camera in the X or Y direction. Further, the positional deviation amount of the calibration scale may be detected by imaging the four corner positions of the calibration scale without providing the reference mark.
校正スケールおよび基準板については、校正スケールおよび基準板をテーブルに取り付けず、ステージ部50の他の部分に固定させてテーブルとは独立させる構成にしてもよい。図6は、露光装置のステージ部の変形例を示した図である。Xステージ機構56に取り付けられた支持台92の上面に校正スケール62および基準板72が取り付けられている。ステージ部50のより端部側に取り付けることにより、位置変動の検出が容易となる。
With respect to the calibration scale and the reference plate, the calibration scale and the reference plate may not be attached to the table but may be fixed to another portion of the
基準カメラの設置場所、基準板の設置場所は上記実施形態に限定されず、例えば、上方からの撮像ではなく下方からの撮像をおこなってもよい。また、アライメントカメラと同種ではないカメラなどによって撮像してもよい。さらに、基準板と撮像部を設けない構成でもよい。例えば、レーザーなどの光発信部をX方向に沿って放射し、ミラーで鉛直方向に反射させてその反射方向に設けられるフォトセンサで光を受光し、その受光位置のずれに基づいて校正スケールの位置ずれ量を算出してもよい。 The installation location of the reference camera and the installation location of the reference plate are not limited to those in the above-described embodiment. Moreover, you may image with a camera etc. which are not the same kind as an alignment camera. Furthermore, the reference plate and the imaging unit may not be provided. For example, a light emitting unit such as a laser is radiated along the X direction, reflected vertically by a mirror, and light is received by a photosensor provided in the reflecting direction. The position shift amount may be calculated.
本実施形態では露光装置にアライメント装置が構成されているが、基板検査装置、基板穴あけ装置、部品実装装置など、ワークを対象にして作業を行う装置に組み込まれたアライメント装置にも適用可能である。 In the present embodiment, the alignment apparatus is configured in the exposure apparatus, but it is also applicable to an alignment apparatus incorporated in an apparatus for performing work on a workpiece, such as a board inspection apparatus, a board drilling apparatus, and a component mounting apparatus. ..
10 露光装置
50 ステージ部
52 テーブル
62 校正スケール
70 基準カメラ(撮像部、スケール位置測定部)
72 基準板(基準部材)
10
72 Reference plate (reference member)
Claims (8)
装置本体部分に対して所定方向に移動するステージ部に取り付けられるとともに、前記アライメントカメラによって撮像される校正マークを複数並べた校正スケールと、
前記ステージ部が所定位置に位置決めされたときの前記装置本体部分に対する前記校正スケールもしくは所定の校正マークの位置変動を検出可能な位置ずれ測定部とを備え、
前記位置ずれ測定部が、少なくともアライメントカメラ移動方向に関して前記装置本体部分に固定され、前記ステージ部に設けられる基準マークを撮像可能な撮像部を有することを特徴とするアライメント装置。 At least one alignment camera for capturing an image of an alignment mark provided on the work;
A calibration scale that is attached to a stage unit that moves in a predetermined direction with respect to the apparatus main body and that has a plurality of calibration marks arranged by the alignment camera,
A position shift measuring unit capable of detecting a position change of the calibration scale or a predetermined calibration mark with respect to the apparatus main body portion when the stage unit is positioned at a predetermined position ,
An alignment apparatus, wherein the position shift measuring section includes an image capturing section that is fixed to at least the apparatus main body portion in the alignment camera moving direction and is capable of capturing an image of a reference mark provided on the stage section .
前記基準部材が、前記校正スケールの傍に配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載のアライメント装置。 The displacement measuring section has a reference member provided with the reference mark,
The reference member, the alignment device according to claim 1 or 2, characterized in that it is arranged beside the calibration scale.
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