KR102350332B1 - Optical measurement apparatus and method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광학 측정 장치 및 방법을 제공하며, 베어링 모듈에 모션 모듈이 설치되고, 모션 모듈은 제1 슬라이딩 블록 및 2개의 대칭으로 설치된 제2 슬라이딩 블록을 포함하며, 상기 제1 슬라이딩 블록은 X 방향을 따라 이동할 수 있고, 2개의 상기 제2 슬라이딩 블록은 각각 상기 제1 슬라이딩 블록의 일단과 연결되어 상기 제1 슬라이딩 블록이 Y 방향을 따라 이동하도록 구동하며, 광학 측정 모듈은 상기 제1 슬라이딩 블록에 고정되어 상기 기판에 마크된 위치 정보를 획득하고; 모션 위치 측정 모듈은 상기 제1 슬라이딩 블록 및 상기 제2 슬라이딩 블록의 포즈 정보를 획득하며; 보정 모듈은 상기 모션 위치 측정 모듈에 의해 획득된 포즈 정보를 이용하여 상기 광학 측정 모듈에 의해 획득된 위치 정보를 보정하여, 제1 슬라이딩 블록 및 제2 슬라이딩 블록이 이동할 때 자세 변화로 인한 영향을 보상함으로써 광학 측정 모듈에 의해 획득된 위치 정보의 정밀도를 향상시키고, 측정 반복성을 향상시킨다.The present invention provides an optical measuring device and method, wherein a motion module is installed in a bearing module, the motion module includes a first sliding block and two symmetrically installed second sliding blocks, wherein the first sliding block is in the X direction and the two second sliding blocks are respectively connected to one end of the first sliding block to drive the first sliding block to move in the Y direction, and the optical measurement module is located on the first sliding block. to obtain position information fixed and marked on the substrate; the motion position measurement module acquires pose information of the first sliding block and the second sliding block; The correction module uses the pose information obtained by the motion position measurement module to correct the position information obtained by the optical measurement module, so as to compensate for the influence of the posture change when the first sliding block and the second sliding block move By doing so, the precision of the position information obtained by the optical measurement module is improved, and the measurement repeatability is improved.

Description

광학 측정 장치 및 방법{OPTICAL MEASUREMENT APPARATUS AND METHOD}OPTICAL MEASUREMENT APPARATUS AND METHOD

본 발명은 광학 측정 기술 분야에 관한 것으로, 특히 광학 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the field of optical measurement technology, and more particularly to optical measurement devices and methods.

반도체 집적 회로 제조 공정에서, 하나의 완전한 칩은 일반적으로 다수의 포토에칭을 거쳐야만 완성될 수 있다. 포토에칭은 포토레지스트로 코팅된 기판 상에 노출 현상되어 회로를 형성하며, 포토에칭을 수행한 기판에서 다시 포토에칭을 수행하는데 이를 인그레비빙이라 한다. 포토에칭을 수행할 시, 포토에칭 정밀도에 영향을 미치는 요소는 주요하게 기판과 레티클의 위치 편차, 포토에칭에 의해 형성된 회로의 선폭 및 포토레지스트 자체의 두께 및 인그레이빙 편차가 있다.In a semiconductor integrated circuit manufacturing process, one complete chip can generally be completed only through multiple photo-etching. In the photo-etching process, a circuit is formed by exposure and development on a substrate coated with photoresist, and photo-etching is performed again on the photo-etched substrate, which is called engraving. When performing photoetching, factors affecting the photoetching precision are mainly positional deviations between the substrate and the reticle, the line width of the circuit formed by photoetching, and the thickness and engraving deviations of the photoresist itself.

현재, 시장에서의 광학 측정 장치는 일반적으로 필름 두께 측정, 위치 측정 및 인그레이빙 편차 측정을 통합한 측정 기기이다. 이러한 광학 측정 기기에는 자유 운동 방향으로 위치 측정 센서(간섭계)가 장착되어 있고, 비자유 운동 방향으로 위치 측정 센서(간섭계)가 구성되어 있지 않으므로 측정 과정에서 이동 테이블의 자세에 임의의 오차가 측정 결과에 도입되어 측정 반복성의 좋지 않은 결과를 초래한다.At present, optical measuring devices in the market are generally measuring instruments that integrate film thickness measurement, position measurement and engraving deviation measurement. Since these optical measuring instruments are equipped with a position measuring sensor (interferometer) in the free motion direction, and no position measuring sensor (interferometer) is configured in the non-free motion direction, random errors in the posture of the moving table during the measurement process may occur as a result of the measurement. introduced, resulting in poor measurement repeatability.

본 발명의 목적은, 슬라이딩 블록 이동 과정에서의 자세 변화로 인한 영향을 보상하여 광학 측정의 측정 정밀도 및 반복성을 향상시키는 광학 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an optical measuring apparatus and method for improving the measurement precision and repeatability of optical measurement by compensating for an effect caused by a change in posture during a sliding block movement process.

상술한 목적에 달성하고자, 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,

베어링 플랫폼 및 플랫폼 프레임을 포함하되, 상기 베어링 플랫폼은 마크를 구비한 기판을 베어링하기 위한 것이고, 상기 플랫폼 프레임은 상기 베어링 플랫폼에 대해 대칭으로 설치된 2개의 측벽 및 2개의 상기 측벽을 연결하는 크로스 빔을 포함하며, 상기 크로스 빔에 제1 모션 가이드가 설치되고, 2개의 상기 측벽의 상부 엔드에 제2 모션 가이드가 설치되며, 상기 제1 모션 가이드와 상기 제2 모션 가이드는 동일한 수평면 내에 위치하는 베어링 모듈;a bearing platform and a platform frame, wherein the bearing platform is for bearing a substrate having a mark, the platform frame comprising two sidewalls symmetrically installed with respect to the bearing platform and a cross beam connecting the two sidewalls A bearing module comprising: a first motion guide is installed on the cross beam, a second motion guide is installed on upper ends of the two sidewalls, the first motion guide and the second motion guide are located in the same horizontal plane ;

제1 슬라이딩 블록 및 2개의 제2 슬라이딩 블록을 포함하되, 상기 제1 슬라이딩 블록은 상기 제1 모션 가이드에 설치되어 상기 제1 모션 가이드를 따라 X 방향에서 이동될 수 있고, 2개의 상기 제2 슬라이딩 블록은 각각 2개의 상기 제2 모션 가이드에 설치되어 상기 제2 모션 가이드를 따라 Y 방향에서 이동될 수 있으며, 상기 제1 슬라이딩 블록 및 상기 제2 슬라이딩 블록은 X 방향을 따라 배치되고, X 방향은 Y 방향에 수직되는 모션 모듈;A first sliding block and two second sliding blocks, wherein the first sliding block is installed on the first motion guide and can be moved in the X direction along the first motion guide, and the two second sliding blocks Each block is installed on the two second motion guides and can be moved in the Y direction along the second motion guide, the first sliding block and the second sliding block are arranged along the X direction, and the X direction is a motion module perpendicular to the Y direction;

상기 기판에 마크된 위치 정보를 획득하도록, 상기 제1 슬라이딩 블록에 고정되어 상기 제1 슬라이딩 블록에 따라 이동되는 광학 측정 모듈; an optical measurement module fixed to the first sliding block and moved according to the first sliding block to obtain position information marked on the substrate;

상기 제1 슬라이딩 블록 및 상기 제2 슬라이딩 블록의 포즈 정보를 획득하기 위한 모션 위치 측정 모듈; a motion position measurement module for acquiring pose information of the first sliding block and the second sliding block;

상기 모션 위치 측정 모듈에 의해 획득된 포즈 정보를 이용하여 상기 광학 측정 모듈에 의해 획득된 위치 정보를 보정하는 보정 모듈을 포함하는 광학 측정 장치를 제공한다.It provides an optical measurement device including a correction module for correcting the position information obtained by the optical measurement module by using the pose information obtained by the motion position measurement module.

선택 가능하게, 상기 모션 위치 측정 모듈은 제1 간섭계 측정 유닛 및 2개의 제2 간섭계 측정 유닛을 포함하되, 상기 제1 간섭계 측정 유닛은, 제1 슬라이딩 블록의 이동 방향을 따라 복수의 제1 측정 빔을 상기 제1 슬라이딩 블록으로 방출하기 위해 상기 제1 슬라이딩 블록의 이동 방향으로 설치되고, 상기 제1 슬라이딩 블록의 포즈 정보를 측정하며, 2개의 상기 제2 간섭계 측정 유닛은, 제2 슬라이딩 블록의 이동 방향을 따라 복수의 제2 측정 빔을 2개의 상기 제2 슬라이딩 블록으로 방출하기 위해 각각 2개의 상기 제2 슬라이딩 블록의 이동 방향으로 설치되고, 2개의 상기 제2 슬라이딩 블록의 포즈 정보를 측정한다.Optionally, the motion position measuring module includes a first interferometric measuring unit and two second interferometric measuring units, wherein the first interferometric measuring unit comprises: a plurality of first measuring beams along a moving direction of the first sliding block is installed in the moving direction of the first sliding block to release the In order to emit a plurality of second measurement beams to the two second sliding blocks along the direction, each of the two second sliding blocks is installed in the moving direction, and the pose information of the two second sliding blocks is measured.

선택 가능하게, 상기 제1 간섭계 측정 유닛은 적어도 하나의 상기 제2 슬라이딩 블록에 설치되어, 서로 평행되는 3개의 제1 측정 빔을 방출하고, 상기 광학 측정 장치는 상기 제1 슬라이딩 블록에 설치된 상기 3개의 제1 측정 빔에 대응되는 제1 반사 소자를 더 포함하되, 3개의 상기 제1 측정 빔은 각각 제1 빔(S1), 제2 빔(S2) 및 제3 빔(S3)이고, 상기 제1 빔(S1) 및 상기 제2 빔(S2)에 대응되는 제1 반사 소자의 반사면은, 상기 제1 슬라이딩 블록의 X 방향을 따른 변위 및 Z 방향을 중심으로 한 회전을 측정하기 위해 동일한 Y축에 위치하며, 상기 제3 빔(S3)은, 상기 제1 슬라이딩 블록의 Y 방향을 중심으로 한 경사를 측정하기 위해 상기 제1 빔(S1) 또는 상기 제2 빔(S2)에 대응되는 제1 반사 소자의 반사면과 동일한 Z축에 위치하되, Z 방향은 X 방향 및 Y 방향과 모두 수직된다.Optionally, the first interferometric measuring unit is installed on at least one of the second sliding blocks to emit three first measuring beams that are parallel to each other, and the optical measuring device includes the three first measuring beams installed on the first sliding block. Further comprising a first reflective element corresponding to the first measuring beam, the three first measuring beams are a first beam (S1), a second beam (S2), and a third beam (S3), respectively, and The reflective surfaces of the first reflective element corresponding to the first beam S1 and the second beam S2 are the same Y to measure the displacement along the X direction and the rotation about the Z direction of the first sliding block. Located on the axis, the third beam (S3), the first beam (S1) or the second beam (S2) corresponding to the second beam (S2) to measure the inclination about the Y direction of the first sliding block 1 It is located on the same Z-axis as the reflective surface of the reflective element, but the Z-direction is perpendicular to both the X-direction and the Y-direction.

선택 가능하게, 2개의 상기 제2 간섭계 측정 유닛은 2개의 상기 제2 슬라이딩 블록과 각각 정렬되며, 서로 평행되는 2개의 상기 제2 측정 빔을 각각 방출하고, 상기 광학 측정 장치는 상기 제2 슬라이딩 블록에 설치되고 2개의 상기 제2 측정 빔에 대응되는 제2 반사 소자를 더 포함하되, 2개의 상기 제2 측정 빔은 각각 제4 빔(S4) 및 제5 빔(S5)이고, 2개의 상기 제4 빔(S4) 및 2개의 상기 제5 빔(S5)에 대응되는 제2 반사 소자의 반사면은, 상기 제2 슬라이딩 블록의 Y 방향을 따른 변위 및 Z 방향을 중심으로 한 회전을 측정하기 위해 동일한 X축에 위치하며, 각각의 상기 제2 간섭계 측정 유닛에 의해 방출된 상기 제4 빔(S4) 및 상기 제5 빔(S5)에 대응되는 제2 반사 소자의 반사면은, 상기 제2 슬라이딩 블록의 X 방향을 중심으로 한 경사를 측정하기 위해 모두 동일한 Z축에 위치하되, Z 방향은 X 방향 및 Y 방향과 모두 수직된다.Optionally, two of the second interferometric measuring units are respectively aligned with the two second sliding blocks, respectively emitting two of the second measuring beams that are parallel to each other, and the optical measuring device comprises the second sliding blocks and a second reflective element installed in and further comprising two reflective elements corresponding to the two second measuring beams, wherein the two second measuring beams are a fourth beam (S4) and a fifth beam (S5), respectively, and the two second measuring beams The reflective surface of the second reflective element corresponding to the four beams S4 and the two fifth beams S5 is used to measure the displacement along the Y direction and the rotation about the Z direction of the second sliding block. A reflective surface of a second reflective element positioned on the same X-axis and corresponding to the fourth beam S4 and the fifth beam S5 emitted by each of the second interferometric measurement units is the second sliding To measure the inclination around the X-direction of the block, they are all located on the same Z-axis, but the Z-direction is perpendicular to both the X-direction and the Y-direction.

선택 가능하게, 상기 광학 측정 모듈은, 상기 기판의 마크가 상기 위치 정밀 측정 유닛의 측정 시야 내에 위치하도록 상기 기판과 상기 베어링 모듈의 편차를 측정하는 위치 대략 측정 유닛; 상기 기판의 지정된 마크 사이의 위치 편차를 측정하기 위한 위치 정밀 측정 유닛; 및 상기 기판의 상면까지의 높이를 측정하기 위한 높이 측정 유닛을 포함한다.Optionally, the optical measuring module comprises: a coarse position measuring unit for measuring a deviation between the substrate and the bearing module so that the mark of the substrate is located within a measurement field of the position precision measuring unit; a position precision measuring unit for measuring a position deviation between designated marks on the substrate; and a height measuring unit for measuring the height to the upper surface of the substrate.

선택 가능하게, 상기 광학 측정 장치는,Optionally, the optical measuring device comprises:

상기 광학 측정 모듈과 상기 기판의 상면 사이의 거리를 조정하기 위한 높이 조정 모듈을 더 포함한다.It further includes a height adjustment module for adjusting the distance between the optical measurement module and the upper surface of the substrate.

선택 가능하게, 상기 광학 측정 장치는,Optionally, the optical measuring device comprises:

상기 베어링 모듈을 안착시키고 상기 플랫폼 프레임을 고정하기 위한 지지 베이스를 더 포함하되, 상기 지지 베이스 아래에 댐핑 모듈이 더 설치된다.Further comprising a support base for seating the bearing module and fixing the platform frame, a damping module is further installed under the support base.

선택 가능하게, 상기 광학 측정 장치는, Optionally, the optical measuring device comprises:

내부에 전체 기계 보호 프레임, 상기 지지 베이스, 베어링 모듈, 모션 모듈, 광학 측정 모듈, 모션 위치 측정 모듈 및 보정 모듈이 모두 위치하는 전체 기계 보호 프레임;a whole machine protection frame in which the whole machine protection frame, the support base, the bearing module, the motion module, the optical measurement module, the motion position measurement module and the compensation module are all located;

상기 전체 기계 보호 프레임 내의 온도를 설정 범위 내에 있도록 하는 전체 기계 공기욕 항온 제어 모듈을 더 포함한다.It further includes a whole machine air bath constant temperature control module to keep the temperature in the whole machine protection frame within a set range.

본 발명은 상기 광학 측정 장치를 이용한 광학 측정 방법을 더 제공하며, 상기 방법은, The present invention further provides an optical measurement method using the optical measurement device, the method comprising:

베어링 모듈에 측정 마크를 구비한 기판을 제공하는 단계; providing a bearing module with a substrate with measurement marks;

상기 측정 마크가 광학 측정 모듈의 측정 시야 내에 위치하도록 제1 슬라이딩 블록 및/또는 제2 슬라이딩 블록을 이동시키는 단계; moving the first sliding block and/or the second sliding block so that the measurement mark is located within the measurement field of the optical measurement module;

상기 광학 측정 모듈은 상기 측정 마크의 위치 정보를 획득하고, 모션 위치 측정 모듈은 상기 제1 슬라이딩 블록 및 상기 제2 슬라이딩 블록의 포즈 정보를 동기적으로 획득하는 단계; The optical measurement module acquires the position information of the measurement mark, and the motion position measurement module synchronously acquires the pose information of the first sliding block and the second sliding block;

보정 모듈이 상기 모션 위치 측정 모듈에 의해 획득된 포즈 정보에 따라 상기 광학 측정 모듈에 의해 획득된 위치 정보를 보정하는 단계를 포함한다and a correction module correcting the position information obtained by the optical measurement module according to the pose information obtained by the motion position measurement module.

선택 가능하게, 상기 광학 측정 모듈에 의해 획득된 상기 위치 정보는, 측정 마크의 정밀 정렬 위치 정보(Xi_m, Yi_m)를 포함하고, 상기 모션 위치 측정 모듈에 의해 획득된 상기 제1 슬라이딩 블록의 포즈 정보는, 상기 제1 슬라이딩 블록의 X 방향을 따른 변위 Dli, Z 방향을 중심으로 한 회전 Rzxi 및 Y 방향을 중심으로 한 경사 Ryxi를 포함하며, 상기 모션 위치 측정 모듈에 의해 획득된 상기 제2 슬라이딩 블록의 포즈 정보는, 상기 제2 슬라이딩 블록의 Y 방향을 따른 변위 D2i, Z 방향을 중심으로 한 회전 Rzyi 및 X 방향을 중심으로 한 경사 Rxyi를 포함하고, 상기 제1 슬라이딩 블록 및 상기 제2 슬라이딩 블록의 포즈 정보에 따라 하기와 같은 공식을 이용하여 상기 측정 마크의 위치 정보를 보정함으로써 보정 후의 위치 정보(Xi_f, Yi_f)를 얻되,Optionally, the position information obtained by the optical measurement module includes precise alignment position information (Xi_m, Yi_m) of measurement marks, and pose information of the first sliding block obtained by the motion position measurement module includes the displacement D li along the X direction of the first sliding block , the rotation Rzx i about the Z direction, and the inclination Ryx i about the Y direction, and the first sliding block obtained by the motion position measurement module The pose information of the second sliding block includes a displacement D 2i along the Y direction of the second sliding block, a rotation Rzy i about the Z direction, and an inclination Rxy i about the X direction, and the first sliding block and correcting the position information of the measurement mark using the following formula according to the pose information of the second sliding block to obtain the corrected position information (Xi_f, Yi_f),

Figure 112020033230018-pat00001
Figure 112020033230018-pat00001

상기 공식에서, Z 방향은 X 방향 및 Y 방향과 모두 수직되고, i는 상기 측정 마크의 라벨이며, A는 X 방향의 평행 이동 보정 계수이고, B는 X 방향의 회전 보정 계수이며, C는 X 방향의 경사 보정 계수이고, D는 Y 방향의 평행 이동 보정 계수이며, E는 Y 방향의 회전 보정 계수이고, F는 Y 방향의 경사 보정 계수이다.In the above formula, the Z direction is perpendicular to both the X direction and the Y direction, i is the label of the measurement mark, A is the translation correction coefficient in the X direction, B is the rotation correction coefficient in the X direction, and C is the X direction direction inclination correction coefficient, D is a Y-direction translation correction coefficient, E is a Y-direction rotation correction coefficient, and F is a Y-direction inclination correction coefficient.

선택 가능하게, 상기 기판의 복수의 상기 측정 마크의 위치 정보를 측정하여 보정하고, 하기와 같은 공식에 따라 임의의 2개의 상기 측정 마크 사이의 위치 편차 Djk를 얻되,Optionally, measuring and correcting position information of a plurality of the measurement marks on the substrate, and obtaining a positional deviation D jk between any two of the measurement marks according to the following formula,

Figure 112020033230018-pat00002
Figure 112020033230018-pat00002

상기 공식에서, (Xj_f, Yj_f), (Xk_f, Yk_f)는 각각 2개의 상기 측정 마크(ij, ik)를 보정한 후의 위치 정보이고, (Xj, Yj) 및 (Xk, Yk)는 각각 기판에서 2개의 상기 측정 마크(ij, ik)의 공칭 위치 정보이다.In the above formula, (Xj_f, Yj_f) and (Xk_f, Yk_f) are the position information after correcting the two measurement marks (i j , i k ), respectively, and (Xj, Yj) and (Xk, Yk) are respectively nominal position information of the two measurement marks i j , i k on the substrate.

선택 가능하게, 상기 기판에 n개의 레지스터 마크가 더 설치되되, n은 1보다 크거나 같은 정수이고, 상기 광학 측정 모듈은, 위치 대략 측정 유닛, 위치 정밀 측정 유닛 및 높이 측정 유닛을 포함하며, 상기 측정 마크에 대해 측정하기 이전에, 상기 광학 측정 방법은,Optionally, n register marks are further provided on the substrate, n is an integer greater than or equal to 1, and the optical measuring module includes a coarse position measuring unit, a position precise measuring unit and a height measuring unit, Prior to measuring for the measuring mark, the optical measuring method comprises:

상기 레지스터 마크가 상기 위치 대략 측정 유닛 하부에 위치하도록 상기 제1 슬라이딩 블록 및/또는 상기 제2 슬라이딩 블록을 이동시켜, 상기 높이 측정 유닛의 상기 레지스터 마크까지의 높이값을 획득하는 단계; moving the first sliding block and/or the second sliding block so that the register mark is located below the approximate position measuring unit to obtain a height value of the height measuring unit to the register mark;

상기 레지스터 마크가 상기 위치 대략 측정 유닛의 최적 초점면에 위치하도록 상기 높이값에 따라 상기 레지스터 마크로부터 상기 광학 측정 모듈까지의 높이를 조정하는 단계; adjusting a height from the register mark to the optical measuring module according to the height value so that the register mark is positioned at an optimal focal plane of the approximately position measuring unit;

상기 위치 대략 측정 유닛이 상기 레지스터 마크의 대략적 정렬 위치 정보를 획득하기 위해 상기 레지스터 마크에 대해 정렬하는 단계; aligning by the coarse position measuring unit with respect to the register mark to obtain coarse alignment position information of the register mark;

n개의 상기 레지스터 마크의 정렬이 완료될 때까지, 상기 단계를 반복하여, 각각의 상기 레지스터 마크의 대략적 정렬 위치 정보(Xn_c, Yn_c)를 얻는 단계를 더 포함한다.The method further includes repeating the above steps until alignment of the n number of the register marks is completed to obtain approximate alignment position information (Xn_c, Yn_c) of each of the register marks.

선택 가능하게, 각각의 상기 레지스터 마크의 대략적 정렬 위치 정보를 얻은 이후, 하기와 같은 공식에 따라 n개의 상기 대략적 정렬 위치 정보에 대해 피팅하고,Optionally, after obtaining the approximate alignment position information of each of the register marks, fitting for n pieces of the coarse alignment position information according to the following formula,

Figure 112020033230018-pat00003
Figure 112020033230018-pat00003

또한, 피팅 결과에 따라 하기와 같은 공식을 이용하여 n개의 상기 레지스터 마크의 정밀 정렬 예상 위치 정보(Xn_e, Yn_e)를 얻되,In addition, according to the fitting result, precise alignment expected position information (Xn_e, Yn_e) of the n register marks is obtained using the following formula,

Figure 112020033230018-pat00004
Figure 112020033230018-pat00004

상기 식에서, Tx_c 및 Ty_c는 각각 기판의 전체 X 방향 및 Y 방향의 평행 이동을 대략적으로 측정한 것이고; M_c는 기판의 전체 크기 조절 배율을 대략적으로 측정한 것이며; Rz_c는 기판의 전체 회전을 대략적으로 측정한 것이고; Res_xn_c 및 Res_yn_c는 각각 레지스터 마크의 X 방향 및 Y 방향에서의 피팅 위치 잔차를 대략적으로 측정한 것이며; Xn 및 Yn은 각각 기판에서 상기 레지스터 마크의 공칭 위치이다.In the above formula, Tx_c and Ty_c are approximate measurements of the overall X-direction and Y-direction parallel movement of the substrate, respectively; M_c is a rough measure of the overall sizing magnification of the substrate; Rz_c is a rough measure of the total rotation of the substrate; Res_xn_c and Res_yn_c are approximate measurements of the fitting position residuals in the X and Y directions of the register mark, respectively; Xn and Yn are respectively the nominal positions of the resistor marks on the substrate.

선택 가능하게, n개의 상기 레지스터 마크의 정밀 정렬 예상 위치 정보를 얻은 이후, 상기 광학 측정 방법은,Optionally, after obtaining the precise alignment expected position information of the n number of register marks, the optical measuring method comprises:

상기 위치 정밀 측정 유닛이 n개의 상기 레지스터 마크의 정밀 정렬 위치 정보(Xn_f, Yn_f)를 순차적으로 획득하는 단계; sequentially obtaining, by the position precision measurement unit, precise alignment position information (Xn_f, Yn_f) of n pieces of the register marks;

하기와 같은 공식에 따라 n개의 상기 정밀 정렬 위치 정보에 대해 피팅하는 단계; 및fitting the n pieces of precise alignment position information according to the following formula; and

Figure 112020033230018-pat00005
Figure 112020033230018-pat00005

피팅 결과에 따라 하기와 같은 공식을 이용하여 상기 측정 마크의 정밀 정렬 예상 위치 정보(Xi_e, Yi_e)를 얻는 단계를 더 포함하되,Further comprising the step of obtaining precise alignment expected position information (Xi_e, Yi_e) of the measurement mark using the following formula according to the fitting result,

Figure 112020033230018-pat00006
Figure 112020033230018-pat00006

상기 식에서, Tx_f 및 Ty_f는 각각 기판의 전체 X 방향 및 Y 방향의 평행 이동을 정밀 측정한 것이고; M_f는 기판의 전체 크기 조절 배율을 정밀 측정한 것이며; Rz_f는 기판의 전체 회전을 정밀 측정한 것이고; Res_xn_f 및 Res_yn_f는 각각 레지스터 마크의 X 방향 및 Y 방향에서의 피팅 위치 잔차를 정밀 측정한 것이며; Xi 및 Yi는 각각 기판에서 상기 측정 마크(i)의 공칭 위치이다.In the above formula, Tx_f and Ty_f are precise measurements of the entire X-direction and Y-direction parallel movement of the substrate, respectively; M_f is a precise measure of the overall sizing magnification of the substrate; Rz_f is a precise measure of the total rotation of the substrate; Res_xn_f and Res_yn_f are precise measurements of the fitting position residuals in the X and Y directions of the register mark, respectively; Xi and Yi are respectively the nominal positions of the measurement mark i on the substrate.

선택 가능하게, 상기 위치 정밀 측정 유닛을 측정하기 이전에, 상기 레지스터 마크 또는 상기 측정 마크가 상기 위치 정밀 측정 유닛의 최적 초점면에 위치하도록, 상기 레지스터 마크 또는 상기 측정 마크로부터 상기 광학 측정 모듈까지의 높이를 조정한다.Optionally, before measuring the position precision measuring unit, the distance from the register mark or the measuring mark to the optical measuring module is such that the register mark or the measuring mark is located at an optimal focal plane of the position precision measuring unit. Adjust the height.

본 발명에서 제공된 광학 측정 장치 및 방법에서, 베어링 모듈에 모션 모듈이 설치되고, 모션 모듈은 제1 슬라이딩 블록 및 2개의 대칭으로 설치된 제2 슬라이딩 블록을 포함하며, 상기 제1 슬라이딩 블록은 X 방향을 따라 이동할 수 있고, 2개의 상기 제2 슬라이딩 블록은 각각 상기 제1 슬라이딩 블록의 일단과 연결되어 상기 제1 슬라이딩 블록이 Y 방향을 따라 이동하도록 구동하며, 광학 측정 모듈은 상기 제1 슬라이딩 블록에 고정되어 상기 기판에 마크된 위치 정보를 획득하고; 모션 위치 측정 모듈은 상기 제1 슬라이딩 블록 및 상기 제2 슬라이딩 블록의 포즈 정보를 획득하며; 보정 모듈은 상기 모션 위치 측정 모듈에 의해 획득된 포즈 정보를 이용하여 상기 광학 측정 모듈에 의해 획득된 위치 정보를 보정하여, 제1 슬라이딩 블록 및 제2 슬라이딩 블록이 이동할 때 자세 변화로 인한 영향을 보상함으로써 광학 측정 모듈에 의해 획득된 위치 정보의 정밀도를 향상시키고, 측정 반복성을 향상시킨다.In the optical measuring apparatus and method provided in the present invention, a motion module is installed in the bearing module, the motion module includes a first sliding block and two symmetrically installed second sliding blocks, wherein the first sliding block is in the X direction and the two second sliding blocks are respectively connected to one end of the first sliding block to drive the first sliding block to move along the Y direction, and the optical measurement module is fixed to the first sliding block to obtain position information marked on the substrate; the motion position measurement module acquires pose information of the first sliding block and the second sliding block; The correction module uses the pose information obtained by the motion position measurement module to correct the position information obtained by the optical measurement module, so as to compensate for the influence of the posture change when the first sliding block and the second sliding block move By doing so, the precision of the position information obtained by the optical measurement module is improved, and the measurement repeatability is improved.

도 1은 본 실시예에서 제공된 광학 측정 장치의 XZ 평면에서의 단면을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 실시예에서 제공된 광학 측정 장치의 XY 평면에서의 평면도이다.
도 3은 본 실시예에서 제공된 광학 측정 모듈에 의해 방출된 측정 빔의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 실시예에서 제공된 제1 측정 빔의 광 경로를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 실시예에서 제공된 제2 측정 빔의 광 경로를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 실시예에서 제공된 위치, 회전 및 경사 파라미터를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 실시예에서 제공된 기판에서 레지스터 마크 및 측정 마크의 분포도이다.
도 8은 본 실시예에서 제공된 2개의 측정 마크 사이의 총 피치(total pitch)를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 실시예에서 제공된 광학 측정 방법의 흐름도이다.1 is a view showing a cross section in the XZ plane of the optical measuring apparatus provided in the present embodiment.
Fig. 2 is a plan view in the XY plane of the optical measuring apparatus provided in the present embodiment.
3 is a diagram showing the structure of a measuring beam emitted by the optical measuring module provided in the present embodiment.
4 is a view showing an optical path of a first measuring beam provided in the present embodiment.
5 is a view showing an optical path of a second measuring beam provided in the present embodiment.
6 is a diagram showing the position, rotation and tilt parameters provided in the present embodiment.
Fig. 7 is a distribution diagram of resistor marks and measurement marks in the substrate provided in this embodiment.
Fig. 8 is a view showing a total pitch between two measurement marks provided in this embodiment.
9 is a flowchart of the optical measurement method provided in this embodiment.

아래에 도면을 결부하여 본 발명의 구체적인 실시형태에 대해 보다 상세하게 설명한다. 아래 설명과 청구보호 범위에 따라, 본 발명의 이점 및 특징은 보다 명확해질 것이다. 도면은 매우 간소화한 형태를 사용하고 비정밀적인 비율을 사용하여, 단지 본 발명의 실시예의 목적을 간편하고 명확하게 보조 설명하기 위한 것임을 설명해야 할 것이다.Specific embodiments of the present invention will be described in more detail below in conjunction with the drawings. The advantages and features of the present invention will become more apparent upon reading the description below and the scope of the claims. It should be explained that the drawings use a very simplified form and use non-precise proportions, and are merely for a simple and clear auxiliary explanation of the purpose of the embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 도 1의 시야에서, 수평 좌우 방향을 X 방향으로 하고, 종이면과 수직된 수평 방향을 Y 방향으로 하며, 수직 상방향을 Z 방향으로 하여 XYZ 3차원 좌표계를 구축하며, 본 실시예에서 제공된 광학 측정 장치는, As shown in FIGS. 1 and 2 , in the field of view of FIG. 1 , the horizontal left and right directions are the X direction, the horizontal direction perpendicular to the paper surface is the Y direction, and the vertical upward direction is the Z direction. Building a coordinate system, the optical measuring device provided in this embodiment,

보호 및 보온 기능을 제공하는 전체 기계 보호 프레임(100)을 포함하되, 상기 전체 기계 보호 프레임(100) 내에는 온도 측정 유닛 및 온도 제어 공기욕 유닛을 포함하는 전체 기계 공기욕 항온 제어 모듈이 설치되어, 전체 기계 내부 환경의 안정을 보장하는데, 구체적으로 전체 기계 보호 프레임(100) 내의 온도를 설정 범위 내에 있도록 보장하는 것일 수 있으며, 상기 설정 범위는 예를 들어 23 섭씨도 내지 26 섭씨도이다.Including the whole machine protection frame 100 providing protection and keeping warm function, the whole machine air bath constant temperature control module including a temperature measuring unit and a temperature control air bath unit is installed in the whole machine protection frame 100, To ensure the stability of the internal environment of the machine, specifically, it may be to ensure that the temperature in the entire machine protection frame 100 is within a set range, and the set range is, for example, 23 degrees Celsius to 26 degrees Celsius.

상기 전체 기계 보호 프레임(100) 내에는 지지 베이스(800), 베어링 모듈, 플랫폼 프레임이 설치되되, A support base 800, a bearing module, and a platform frame are installed in the entire machine protection frame 100,

상기 지지 베이스(800)는 예를 들어 사각형의 대리석 테이블이고, 전체 광학 측정 장치의 지지 장치로 사용되어, 측정 과정에서의 이동 충격량을 약화시키며, 상기 지지 베이스(800) 하부에 측정 과정에서 진동 제거 작용을 하는 댐핑 모듈(900)을 더 설치할 수 있다.The support base 800 is, for example, a rectangular marble table, and is used as a support device for the entire optical measuring device to weaken the amount of movement shock in the measurement process, and to remove vibrations in the measurement process under the support base 800 . A damping module 900 that acts may be further installed.

상기 베어링 모듈은 지지 베이스(800) 상부의 중심에 설치되며, 베어링 플랫폼(300) 및 플랫폼 프레임을 포함하고, 상기 베어링 플랫폼(300)은 기판(310)을 베어링하고 흡착하기 위한 것이며, 상기 기판(310)을 냉각시키고 상기 기판(310)의 온도가 일정하도록 보장하기 위한 기판 항온 냉각 모듈을 구비할 수 있고, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 기판(310)은 유리판 또는 금속판일 수 있으며, 실리콘 또는 사파이어와 같은 반도체 기판일 수도 있고, 상기 기판(310)의 네 주변에는 기판(310)의 정렬을 구현하기 위한 레지스터 마크(a)가 설치되며, 본 실시예에서 상기 기판(310)의 네 각에 각각 하나의 레지스터 마크(a)씩 총 4개의 레지스터 마크(a)가 분포된다. 상기 기판(310)에 주기적으로 분포되는 측정 마크(i)가 더 설치되며, 임의의 2개의 측정 마크(i) 사이의 거리를 “총 피치(total pitch)”라 칭하고, 구체적으로 도 8에 도시된 바와 같다. 이해할 수 있는 것은, 상기 기판(310)의 측정 마크(i)의 위치는 기판의 디자인 단계에서 이미 결정되었으며, 즉 임의의 2개의 상기 측정 마크(i) 사이의 거리는 이미 디자인되었으나(즉 각각의 상기 측정 마크(i)는 공칭 위치를 구비함), 실제적으로 상기 측정 마크(i)를 형성할 경우, 각각의 상기 측정 마크(i)는 이의 공칭 위치에 있지 않고 이의 공칭 위치와 위치 편차를 구비할 수 있다.The bearing module is installed in the center of the upper portion of the support base 800, and includes a bearing platform 300 and a platform frame, and the bearing platform 300 is for bearing and adsorbing the substrate 310, and the substrate ( A substrate constant temperature cooling module may be provided to cool the 310 and ensure that the temperature of the substrate 310 is constant, and as shown in FIG. 7 , the substrate 310 may be a glass plate or a metal plate, and silicon Alternatively, it may be a semiconductor substrate such as sapphire, and register marks (a) for implementing the alignment of the substrate 310 are installed around the four periphery of the substrate 310 , and in this embodiment, the four angles of the substrate 310 are provided. A total of four register marks (a) are distributed, one register mark (a) each. A measurement mark (i) periodically distributed on the substrate 310 is further installed, and the distance between any two measurement marks (i) is referred to as a “total pitch”, specifically shown in FIG. 8 . same as it has been It can be understood that the position of the measuring mark i of the substrate 310 has already been determined in the design stage of the substrate, i.e. the distance between any two of the measuring marks i has already been designed (i.e. each of the above measuring mark (i) has a nominal position), in practice when forming said measuring mark (i), each said measuring mark (i) is not in its nominal position but has a position deviation from its nominal position can

상기 플랫폼 프레임은 2개의 Y 방향으로 연장되는 측벽(700)을 포함하고, 2개의 상기 측벽(700)은 대칭으로 설치되며, 상기 플랫폼 프레임은 2개의 상기 측벽(700)을 연결하는 크로스 빔을 더 포함하고, 상기 측벽(700)의 상부 엔드에는 제2 모션 가이드(410)가 설치되며, 상기 크로스 빔에는 제1 모션 가이드(420)가 설치되고, 상기 제1 모션 가이드(420)와 상기 제2 모션 가이드(410)는 동일한 수평면 내에 위치한다.The platform frame includes two sidewalls 700 extending in the Y direction, the two sidewalls 700 are symmetrically installed, and the platform frame further includes a cross beam connecting the two sidewalls 700 . Including, a second motion guide 410 is installed on the upper end of the sidewall 700, a first motion guide 420 is installed on the cross beam, the first motion guide 420 and the second The motion guides 410 are located in the same horizontal plane.

모션 모듈(200)은 상기 플랫폼 프레임에 설치되고 상기 기판(310) 상부에 걸려있으며, 구체적으로, 상기 모션 모듈(200)은 제1 슬라이딩 블록(210) 및 2개의 대칭으로 설치되는 제2 슬라이딩 블록(220)을 포함하고, 2개의 상기 제2 슬라이딩 블록(220)은 각각 2개의 상기 측벽(700)의 상기 제2 모션 가이드(410)에 설치되어, 상기 제2 모션 가이드(410)를 통해 함께 Y 방향으로 이동할 수 있다. 2개의 상기 제2 슬라이딩 블록(220) 사이는 상기 크로스 빔을 통해 연결되고, 상기 크로스 빔에 제1 모션 가이드(420)가 설치되며, 상기 제1 슬라이딩 블록(210)은 상기 제1 모션 가이드(420)에 설치되어, 상기 제1 모션 가이드(420)를 통해 X 방향으로 이동할 수 있고, 이렇게, 상기 제1 슬라이딩 블록(210) 및 2개의 상기 제2 슬라이딩 블록(220)은 임의의 시각에서 모두 X축에 평행되는 동일한 직선에 배치되며, 즉 슬라이딩 블록(210, 220)의 중심점 연결선은 X축에 평행되고, 고정적인 Z 방향과 대향되는 위치를 가지며, 상기 제1 슬라이딩 블록(210)은 X 방향 및 Y 방향의 자유도를 갖는다.The motion module 200 is installed on the platform frame and hung on the substrate 310 , and specifically, the motion module 200 includes a first sliding block 210 and two symmetrically installed second sliding blocks. 220 , and the two second sliding blocks 220 are respectively installed on the second motion guides 410 of the two sidewalls 700 , and together through the second motion guides 410 . It can move in the Y direction. The two second sliding blocks 220 are connected through the cross beam, a first motion guide 420 is installed on the cross beam, and the first sliding block 210 is connected to the first motion guide ( It is installed in 420 and can move in the X direction through the first motion guide 420, and thus, the first sliding block 210 and the two second sliding blocks 220 are both at an arbitrary time. It is arranged on the same straight line parallel to the X axis, that is, the center point connecting line of the sliding blocks 210 and 220 is parallel to the X axis and has a position opposite to the fixed Z direction, and the first sliding block 210 is the X It has degrees of freedom in direction and Y direction.

상기 제1 슬라이딩 블록(210)에 광학 측정 모듈(500)이 고정되고, 이해할 수 있는 것은, 상기 광학 측정 모듈(500)은 상기 제1 슬라이딩 블록(210)을 따라 이동할 수 있으며, 상기 기판(310)에 표기(레지스터 마크(a) 및/또는 측정 마크(i))된 위치 정보를 측정하고 획득한다. 상기 광학 측정 모듈(500)은 위치 대략 측정 유닛(510), 위치 정밀 측정 유닛(511) 및 높이 측정 유닛(512)을 포함하고, 상기 측정 유닛을 하나의 광학 측정 모듈(500)로 결합하며, 상기 광학 측정 모듈(500)이 상기 제1 슬라이딩 블록(210)의 구동 하에서 X 방향 또는 Y 방향을 따라 이동할 경우, 상기 복수의 측정 유닛의 임의의 조합을 선택하여 측정할 수 있고, 각자 독립적으로 측정할 수도 있다. 상기 기판(310)상의 마크의 데이터를 측정할 경우, 상기 측정 유닛은 동시에 동일한 위치(동시에 기판의 동일한 측정 포인트를 측정할 수 있음)에 대응될 수 있으며, 따라서 분석하는데 보다 유리하고, 특히 상기 기판(310)의 그래픽의 특징 크기를 분석하는데 유리하다. 더 나아가, 상기 위치 대략 측정 유닛(510)은 상기 베어링 플랫폼(300)에 대한 상기 기판(310)의 편차를 측정하기 위한 것이고, 상기 기판(310)의 마크가 상기 위치 정밀 측정 유닛(511)의 측정 시야 내에 위치하도록 보장하며; 상기 위치 정밀 측정 유닛(511)의 측정 정밀도는 상기 위치 대략 측정 유닛(510)의 측정 정밀도보다 더 높고, 상기 기판(310)의 지정 마크 사이의 위치 편차를 측정하기 위한 것이며, 물론, 이는 상기 기판(310)의 포토레지스트 회로, 특징 크기의 선폭 및 인그레이빙 편차를 측정할 수도 있고; 상기 높이 측정 유닛(512)은 상기 기판(310) 상면까지의 높이를 측정하기 위한 것이다.The optical measurement module 500 is fixed to the first sliding block 210 , and it can be understood that the optical measurement module 500 can move along the first sliding block 210 , and the substrate 310 . ) (register mark (a) and/or measurement mark (i)) is measured and acquired. The optical measuring module 500 includes a position coarse measuring unit 510, a position precise measuring unit 511 and a height measuring unit 512, and combining the measuring unit into one optical measuring module 500, When the optical measurement module 500 moves along the X-direction or the Y-direction under the driving of the first sliding block 210, any combination of the plurality of measurement units may be selected for measurement, and each measurement may be performed independently. You may. When measuring the data of the mark on the substrate 310, the measuring unit can correspond to the same position at the same time (it can measure the same measuring point of the substrate at the same time), so it is more advantageous for analysis, especially the substrate It is advantageous to analyze the feature size of the graphic of 310 . Further, the coarse position measurement unit 510 is for measuring the deviation of the substrate 310 with respect to the bearing platform 300 , and the mark of the substrate 310 is the position precision measurement unit 511 . ensure that it is located within the measurement field of view; The measurement precision of the position precision measurement unit 511 is higher than that of the position coarse measurement unit 510, and is for measuring the position deviation between the designation marks of the substrate 310, which, of course, is measure the photoresist circuit of 310, the line width of the feature size, and the engraving deviation; The height measuring unit 512 is for measuring the height to the upper surface of the substrate 310 .

선택 가능하게, 상기 광학 측정 모듈(500)에 높이 조정 모듈이 설치되며, 즉 상기 광학 측정 모듈(500) 일측에 수직 방향 운동 메커니즘 제어기가 장착되고, 상기 높이 조정 모듈은 상기 제1 슬라이딩 블록(210)에 대한 상기 광학 측정 모듈(500)의 Z 방향에서의 이동을 제어할 수 있으며, 이렇게 기판(310)에 대한 광학 측정 모듈(500)의 높이를 조정한다.Optionally, a height adjustment module is installed in the optical measurement module 500, that is, a vertical movement mechanism controller is mounted on one side of the optical measurement module 500, and the height adjustment module is the first sliding block 210 ) can control the movement of the optical measurement module 500 in the Z direction, and thus adjust the height of the optical measurement module 500 with respect to the substrate 310 .

나아가, 계속하여 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 광학 측정 장치는 상기 제1 슬라이딩 블록(210) 및 상기 제2 슬라이딩 블록(220)의 포즈 정보를 획득하기 위한 모션 위치 측정 모듈을 더 포함한다. 구체적으로, 상기 모션 위치 측정 모듈은 제1 간섭계 측정 유닛 및 2개의 제2 간섭계 측정 유닛을 포함하고, 상기 제1 간섭계 측정 유닛은 상기 제1 슬라이딩 블록(210)의 포즈 정보를 측정하기 위한 것이며, 2개의 상기 제2 간섭계 측정 유닛은 각각 2개의 상기 제2 슬라이딩 블록(220)의 포즈 정보를 측정하기 위한 것이고, 2개의 상기 제2 슬라이딩 블록(220)이 2개의 측벽(700)에 대칭으로 설치되므로, 2개의 상기 제2 슬라이딩 블록(220)의 X 방향에서의 위치는 시종일관 변하지 않고, Y 방향에서의 위치는 시종일관 동일하며, X 방향을 고려하지 않을 경우, 2개의 상기 제2 슬라이딩 블록(220)의 포즈가 거의 동일하다고 간주할 수 있다.Furthermore, with continuing reference to FIGS. 1 and 2 , the optical measuring device further includes a motion position measuring module for acquiring pose information of the first sliding block 210 and the second sliding block 220 . . Specifically, the motion position measuring module includes a first interferometric measuring unit and two second interferometric measuring units, the first interferometric measuring unit is for measuring the pose information of the first sliding block 210, The two second interferometer measurement units are for measuring pose information of the two second sliding blocks 220 , respectively, and the two second sliding blocks 220 are symmetrically installed on the two sidewalls 700 . Therefore, the positions of the two second sliding blocks 220 in the X direction do not change all the time, the positions in the Y direction are always the same, and when the X direction is not considered, the two second sliding blocks It can be considered that the poses of (220) are almost identical.

본 실시예에서, 상기 제1 간섭계 측정 유닛은 각각 제1 X 방향 간섭계(620), 제2 X 방향 간섭계(621) 및 제3 X 방향 간섭계(622)인 3개의 X 방향 간섭계를 포함하고, 3개의 X 방향 간섭계는 상기 제1 슬라이딩 블록(210)이 이동하는 방향을 따라 설치될 수 있으며, 본 실시예에서는 3개의 X 방향 간섭계가 하나의 제2 슬라이딩 블록(220)에 설치되어, 각각의 상기 X 방향 간섭계에 의해 방출된 제1 측정 빔이 상기 제1 슬라이딩 블록(210)으로 조사될 수 있도록 하며, 이해할 수 있는 것은, 각각의 상기 X 방향 간섭계에 의해 방출된 제1 측정 빔이 정렬된 상기 제1 슬라이딩 블록(210)의 위치에 반사경이 설치되어, 상기 제1 측정 빔을 반사하며, 즉 각각의 상기 X 방향 간섭계에 의해 방출된 제1 측정 빔에 대응되는 반사경은 상기 제1 측정 빔의 반사면을 구성한다. 나아가, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 X 방향 간섭계(620)와 상기 제2 X 방향 간섭계(621)(도 3 및 도 4에 표기되지 않으며, 도 1 및 도 2를 상응 참조할 수 있음)는 Y 방향을 따라 설치되고, 상기 제1 X 방향 간섭계(620)와 상기 제3 X 방향 간섭계(622)(도 3 및 도 4에 표기되지 않으며, 도 1 및 도 2를 상응 참조할 수 있음)는 Z 방향을 따라 설치되며, 즉 상기 제1 X 방향 간섭계(620)와 상기 제2 X 방향 간섭계(621)의 X 방향 및 Z 방향에서의 위치는 동일하고, 상기 제1 X 방향 간섭계(620)와 상기 제3 X 방향 간섭계(622)의 Y 방향 및 X 방향에서의 위치는 동일하다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 X 방향 간섭계(620), 제2 X 방향 간섭계(621) 및 제3 X 방향 간섭계(622)는 각각 제1 빔(S1), 제2 빔(S2) 및 제3 빔(S3)인 3개의 제1 측정 빔을 방출하며, 상기 제1 빔(S1) 및 상기 제2 빔(S2)은 X 방향을 따라 전송되고, 상기 제1 빔(S1) 및 상기 제2 빔(S2)에 대응되는 반사경은 동일한 Y축에 설치되며 동일한 X 방향 및 Z 방향 위치를 갖도록 설치되어, 상기 제1 슬라이딩 블록(210)의 X 방향을 따른 변위 Dli 및 Z 방향을 중심으로 한 회전 Rzxi를 측정하고, 본 발명의 실시예에서, 상기 제3 빔(S3)과 상기 제1 빔(S1)은 X 방향을 따라 전송되며, 상기 제3 빔(S3)과 상기 제1 빔(S1)에 대응되는 반사경은 동일한 Z축에 설치되며 동일한 X 방향 및 Y 방향 위치를 갖도록 설치되어, 상기 제1 슬라이딩 블록(210)의 Y 방향을 중심으로 한 경사 Ryxi를 측정한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제3 빔(S3)과 상기 제2 빔(S2)의 반사면은 상기 제1 슬라이딩 블록(210)의 Y 방향을 중심으로 한 경사 Ryxi를 측정하기 위해 동일한 XZ 평면 내에 있을 수 있다.In this embodiment, the first interferometer measuring unit includes three X-direction interferometers, each of which is a first X-direction interferometer 620 , a second X-direction interferometer 621 and a third X-direction interferometer 622 , 3 The X-direction interferometers may be installed along the moving direction of the first sliding block 210, and in this embodiment, three X-direction interferometers are installed on one second sliding block 220, each of the The first measuring beam emitted by the X-direction interferometer can be irradiated to the first sliding block 210, and it is understandable that the first measuring beam emitted by each of the X-direction interferometer is aligned. A reflector is installed at the position of the first sliding block 210 to reflect the first measuring beam, that is, a reflector corresponding to the first measuring beam emitted by each of the X-direction interferometers is the first measuring beam. make up a reflective surface. Furthermore, as shown in FIGS. 3 and 4 , the first X-direction interferometer 620 and the second X-direction interferometer 621 (not shown in FIGS. 3 and 4 , but correspond to FIGS. 1 and 2 ) may be referred to) is installed along the Y direction, and the first X-direction interferometer 620 and the third X-direction interferometer 622 (not shown in FIGS. 3 and 4 , but correspond to FIGS. 1 and 2 ) may be referred to) is installed along the Z direction, that is, the positions of the first X-direction interferometer 620 and the second X-direction interferometer 621 in the X and Z directions are the same, and the first X The positions of the directional interferometer 620 and the third X-direction interferometer 622 in the Y direction and the X direction are the same. 3, the first X-direction interferometer 620, the second X-direction interferometer 621, and the third X-direction interferometer 622 are respectively a first beam S1 and a second beam S2. and a third beam S3, which emits three first measuring beams, wherein the first beam S1 and the second beam S2 are transmitted along the X direction, and the first beam S1 and the The reflector corresponding to the second beam S2 is installed on the same Y-axis and installed to have the same X-direction and Z-direction positions, and the displacement D li along the X direction of the first sliding block 210 and the Z direction center Measuring one rotation Rzx i , in an embodiment of the present invention, the third beam S3 and the first beam S1 are transmitted along the X direction, and the third beam S3 and the first beam S1 are transmitted along the X direction. The reflector corresponding to the beam S1 is installed on the same Z-axis and has the same X-direction and Y-direction positions to measure the inclination Ryx i centered on the Y direction of the first sliding block 210 . In another embodiment of the present invention, the reflective surfaces of the third beam S3 and the second beam S2 are the same in order to measure the inclination Ryx i about the Y direction of the first sliding block 210 . It can be in the XZ plane.

본 실시예에서, 2개의 상기 제2 간섭계 측정 유닛은 각각 제1 Y 방향 간섭계(610), 제2 Y 방향 간섭계(611), 제1 Y 방향 간섭계(610’) 및 제2 Y 방향 간섭계(611’)인 2개의 Y 방향 간섭계를 포함하고, 4개의 Y 방향 간섭계는 각각 상기 제2 슬라이딩 블록(220)의 이동 방향을 따라 설치될 수 있으며, 본 실시예에서 4개의 Y 방향 간섭계는 각각 2개의 상기 측벽(700)의 말단에 설치되어 각각의 상기 Y 방향 간섭계에 의해 방출된 제2 측정 빔이 상기 제2 슬라이딩 블록(220)에 조사될 수 있도록 하고, 이해할 수 있는 것은, 각각의 상기 Y 방향 간섭계에 의해 방출된 제2 측정 빔이 정렬된 상기 제2 슬라이딩 블록(220)의 위치에 반사경이 설치되어, 상기 제2 측정 빔을 반사한다. 나아가, 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 Y 방향 간섭계(610) 및 제2 Y 방향 간섭계(611)는 Y 방향을 따라 설치되고, 상기 제1 Y 방향 간섭계(610’) 및 제2 Y 방향 간섭계(611’)는 Y 방향을 따라 설치되며, 즉 상기 제1 Y 방향 간섭계(610) 및 제2 Y 방향 간섭계(611)의 X 방향 및 Z 방향에서의 위치는 동일하고, 상기 제1 Y 방향 간섭계(610’) 및 제2 Y 방향 간섭계(611’)의 X 방향 및 Z 방향에서의 위치도 동일하다. 도 3, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 Y 방향 간섭계(610), 제2 Y 방향 간섭계(611), 제1 Y 방향 간섭계(610’) 및 제2 Y 방향 간섭계(611’)는 각각 제4 빔(S4), 제5 빔(S5), 제4 빔(S4’), 제5 빔(S5’)인 4개의 제2 측정 빔을 방출하며, 상기 제4 빔(S4) 및 제4 빔(S4’)은 Y 방향을 따라 전송되고, 상기 제4 빔(S4) 및 제4 빔(S4’)에 대응되는 반사경은 동일한 X축에 설치되며 동일한 Y 방향 및 Z 방향 위치를 갖도록 설치되고, 상기 제5 빔(S5) 및 상기 제5 빔(S5’)은 Y 방향을 따라 전송되며, 상기 제5 빔(S5) 및 상기 제5 빔(S5’)에 대응되는 반사경은 동일한 X축에 설치되고 동일한 Y 방향 및 Z 방향 위치를 갖도록 설치되어, 상기 제2 슬라이딩 블록(220)의 Y 방향을 따른 변위 D2i 및 Z 방향을 중심으로 한 회전 Rzyi을 측정하며, 상기 제4 빔(S4) 및 제5 빔(S5)에 대응되는 반사경은 동일한 Z축에 설치되고, 상기 제4 빔(S4’) 및 상기 제5 빔(S5’)에 대응되는 반사경은 동일한 Z축에 설치되어, 상기 제1 슬라이딩 블록(210)의 X 방향을 중심으로 한 경사 Rxyi (두 그룹의 빔의 측정 결과에 대한 평균값을 취함)를 측정한다.In this embodiment, the two second interferometer measurement units are respectively a first Y-direction interferometer 610 , a second Y-direction interferometer 611 , a first Y-direction interferometer 610 ′ and a second Y-direction interferometer 611 . '), including two Y-direction interferometers, and the four Y-direction interferometers may be installed along the moving direction of the second sliding block 220, respectively, and in this embodiment, the four Y-direction interferometers each have two It is installed at the end of the side wall 700 so that the second measuring beam emitted by each of the Y-direction interferometers can be irradiated to the second sliding block 220, and it is understandable that each of the Y-direction A reflector is installed at a position of the second sliding block 220 in which the second measuring beam emitted by the interferometer is aligned, and reflects the second measuring beam. Furthermore, as shown in FIGS. 1 and 5 , the first Y-direction interferometer 610 and the second Y-direction interferometer 611 are installed along the Y direction, and the first Y-direction interferometer 610 ′ and The second Y-direction interferometer 611' is installed along the Y-direction, that is, the positions of the first Y-direction interferometer 610 and the second Y-direction interferometer 611 in the X direction and the Z direction are the same, and the The positions of the first Y-direction interferometer 610' and the second Y-direction interferometer 611' in the X and Z directions are also the same. 3, 5 and 6, the first Y-direction interferometer 610, the second Y-direction interferometer 611, the first Y-direction interferometer 610', and the second Y-direction interferometer 611 ') emits four second measurement beams, each of which is a fourth beam S4, a fifth beam S5, a fourth beam S4', and a fifth beam S5', and the fourth beam S4 ) and the fourth beam S4' are transmitted along the Y direction, and the reflectors corresponding to the fourth beam S4 and the fourth beam S4' are installed on the same X axis and positioned in the same Y direction and Z direction. The fifth beam S5 and the fifth beam S5' are transmitted along the Y direction, and the reflector corresponding to the fifth beam S5 and the fifth beam S5' is Installed on the same X-axis and installed to have the same Y-direction and Z-direction positions, the displacement D 2i along the Y direction of the second sliding block 220 and the rotation Rzy i about the Z direction are measured, and the first The reflectors corresponding to the fourth beam S4 and the fifth beam S5 are installed on the same Z-axis, and the reflectors corresponding to the fourth beam S4' and the fifth beam S5' are on the same Z-axis. installed to measure the inclination Rxy i (the average value of the measurement results of the two groups of beams) centered on the X direction of the first sliding block 210 .

종합해보면, 모션 위치 측정 모듈을 통해 상기 제1 슬라이딩 블록(210)의 포즈 정보(Dli, Rzxi, Ryxi) 및 제2 슬라이딩 블록(220)의 포즈 정보(D2i, Rzyi, Rxyi)를 획득할 수 있고, 이밖에 본 실시예에서 제공된 광학 측정 장치는 보정 모듈을 더 포함하며, 상기 보정 모듈은 상기 제1 슬라이딩 블록(210) 및 상기 제2 슬라이딩 블록(220)의 포즈 정보를 이용하여 상기 광학 측정 모듈(500)에 의해 획득한 위치 정보를 보정하고, 즉 제1 슬라이딩 블록(210) 및 제2 슬라이딩 블록(220)의 이동 시 자세 변화로 인한 영향을 보상할 수 있어 광학 측정 모듈(500)에 의해 획득한 위치 정보의 정밀도를 향상시키고, 측정의 반복성을 향상시킨다.In summary, the pose information (D li , Rzx i , Ryx i ) of the first sliding block 210 and the pose information (D 2i , Rzy i , Rxy i of the second sliding block 220 ) through the motion position measurement module ), and in addition, the optical measuring device provided in this embodiment further includes a correction module, wherein the correction module obtains the pose information of the first sliding block 210 and the second sliding block 220 . It is used to correct the position information obtained by the optical measurement module 500, that is, to compensate for the effect caused by the change in posture when the first sliding block 210 and the second sliding block 220 are moved. Improve the precision of the position information obtained by the module 500, and improve the repeatability of the measurement.

이에 기반하여, 도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 실시예는 상기 광학 측정 장치를 이용한 광학 측정 방법을 더 제공하며, 하기와 같은 단계를 포함한다.Based on this, referring to FIGS. 1 to 9 , the present embodiment further provides an optical measuring method using the optical measuring device, and includes the following steps.

우선, 도 7에 도시된 바와 같이, 레지스터 마크(a) 및 측정 마크(i)가 있는 기판(310)을 베어링 플랫폼(300)에 제공하며, 상기 레지스터 마크(a)는 예를 들어 n(n ≥ 1)개 있고, 본 실시예에서 n = 4이며, 상기 측정 마크(i)는 상기 기판(310)에 주기적으로 분포되고, 각각의 상기 측정 마크(i)의 공칭 위치는 이미 주어졌으며, 임의의 2개의 상기 측정 마크(i) 사이의 “총 피치”는 이미 주어지고, 구체적으로 도 8을 참조한다.First, as shown in FIG. 7 , a substrate 310 having a register mark a and a measurement mark i is provided on the bearing platform 300 , wherein the register mark a is, for example, n(n) ≥ 1), in this embodiment n = 4, the measuring marks i are periodically distributed on the substrate 310, and the nominal position of each of the measuring marks i has already been given, and any The “total pitch” between the two said measurement marks i of α is already given, see specifically FIG. 8 .

상기 제1 슬라이딩 블록(210)은 X 방향을 따라 이동되고 및/또는 제2 슬라이딩 블록(220)은 Y 방향을 따라 이동되어, 임의의 레지스터 마크(a)가 상기 광학 측정 모듈(500)의 위치 대략 측정 유닛(510) 하부에 위치하도록 하며, 이 경우, 상기 높이 측정 유닛(512)은 상기 레지스터 마크(a)까지의 높이값(Zn)을 측정하고, 다음 상기 레지스터 마크(a)가 상기 위치 대략 측정 유닛(510)의 최적 초점면에 위치할 시 대응되는 높이 편차(dZn)(dZn = Zn-Z1bf이되, Z1bf는 최적 초점면으로부터 높이값임)를 연산하며, 다음 상기 높이 조정 모듈은 상기 제1 슬라이딩 블록(210)의 Z 방향에서의 높이(dZn)를 조정하여, 상기 레지스터 마크(a)가 상기 위치 대략 측정 유닛(510)의 최적 초점면에 위치하도록 하며, 다음 상기 위치 대략 측정 유닛(510)은 레지스터 마크 정렬을 수행하여 상기 레지스터 마크(a)의 대략적 정렬 위치를 얻고, n개의 상기 레지스터 마크(a)의 정렬이 완료될 때까지 상기 단계를 반복하여 각각의 상기 레지스터 마크(a)의 대략적 정렬 위치 정보(Xn_c, Yn_c)를 얻는다.The first sliding block 210 is moved along the X-direction and/or the second sliding block 220 is moved along the Y-direction, so that any register mark (a) is located at the position of the optical measurement module 500 . It is positioned approximately below the measuring unit 510, and in this case, the height measuring unit 512 measures the height value Zn up to the register mark (a), and then the register mark (a) is located at the position When located in the optimal focal plane of the measurement unit 510, the corresponding height deviation dZn (dZn = Zn-Z1bf, where Z1bf is the height value from the optimal focal plane) is calculated, and then the height adjustment module is 1 Adjust the height (dZn) in the Z direction of the sliding block 210 so that the register mark (a) is positioned at the optimal focal plane of the coarse position measuring unit 510, then the coarse position measuring unit ( 510) performs register mark alignment to obtain approximate alignment positions of the register marks (a), and repeats the above steps until alignment of the n number of register marks (a) is completed to obtain each of the register marks (a). to obtain the approximate alignment position information (Xn_c, Yn_c) of

이어서, n개의 상기 레지스터 마크(a)의 대략적 정렬 위치 정보(Xn_c, Yn_c)를 하기와 같은 공식에 따라 피팅하여 연산한다.Then, the approximate alignment position information (Xn_c, Yn_c) of the n register marks (a) is calculated by fitting it according to the following formula.

Figure 112020033230018-pat00007
Figure 112020033230018-pat00007

피팅 연산을 이용하여 공식 (1) 및 공식(2)에서의 파라미터 Tx_c, Ty_c, M_c, Rz_c, Res_xn_c 및 Res_yn_c를 구할 수 있으며, 여기서 Tx_c, Ty_c는 기판의 전체 X 방향 및 Y 방향의 평행 이동을 대략적으로 측정한 것이고; M_c는 기판의 전체 크기 조절 배율을 대략적으로 측정한 것이며; Rz_c는 기판의 전체 회전을 대략적으로 측정한 것이고; Res_xn_c 및 Res_yn_c는 각각 레지스터 마크의 X 방향 및 Y 방향에서의 피팅 위치 잔차를 대략적으로 측정한 것이며; Xn 및 Yn은 각각 기판에서 상기 레지스터 마크(a)의 공칭 위치이다.Using the fitting operation, the parameters Tx_c, Ty_c, M_c, Rz_c, Res_xn_c and Res_yn_c in Equations (1) and (2) can be obtained, where Tx_c, Ty_c are the total X- and Y-direction translations of the substrate. It is an approximate measure; M_c is a rough measure of the overall sizing magnification of the substrate; Rz_c is a rough measure of the total rotation of the substrate; Res_xn_c and Res_yn_c are approximate measurements of the fitting position residuals in the X and Y directions of the register mark, respectively; Xn and Yn are respectively the nominal positions of the resistor mark (a) on the substrate.

이어서, 구한 파라미터에 따라 하기 공식에 따라 n개의 상기 레지스터 마크(a)의 정밀 정렬 예상 위치 정보(Xn_e, Yn_e)를 얻을 수 있다.Then, according to the obtained parameters, it is possible to obtain the precise alignment expected position information (Xn_e, Yn_e) of the n number of the register marks (a) according to the following formula.

Figure 112020033230018-pat00008
Figure 112020033230018-pat00008

각각의 상기 레지스터 마크(a)의 정밀 정렬 예상 위치 정보를 얻은 이후, 상기 위치 정밀 측정 유닛(511)은 각각의 상기 레지스터 마크(a)의 정밀 정렬 위치 정보를 측정하기 이전에, 상기 레지스터 마크(a)의 정밀 정렬 예상 위치 정보를 이용하여 상기 레지스터 마크(a)를 찾을 수 있으며, 이렇게 상기 위치 정밀 측정 유닛(511)은 어느 위치에서 상기 레지스터 마크(a)를 찾을 지 알 수 있다.After obtaining the precise alignment expected position information of each of the register marks (a), the position precision measuring unit 511, before measuring the precise alignment position information of each of the register marks (a), the register marks ( The register mark (a) can be found using the precise alignment expected position information of a), and thus, the position precision measurement unit 511 can know at which position the register mark (a) is to be found.

나아가, 상기 위치 정밀 측정 유닛(511)이 n개의 상기 레지스터 마크(a)의 정밀 정렬 위치 정보(Xn_f, Yn_f)를 순차적으로 획득한 다음, 다시 하기 공식에 따라 n개의 상기 레지스터 마크(a)의 정밀 정렬 위치 정보(Xn_f, Yn_f)에 대해 피팅하여 연산한다.Further, the position precision measurement unit 511 sequentially acquires the precise alignment position information (Xn_f, Yn_f) of the n number of the register marks (a), and then again according to the following formula: The calculation is performed by fitting the precise alignment position information (Xn_f, Yn_f).

Figure 112020033230018-pat00009
Figure 112020033230018-pat00009

피팅 연산을 이용하여, 공식 (5) 및 공식 (6)에서의 파라미터 Tx_f, Ty_f, M_f, Rz_f, Res_xn_f 및 Res_yn_f를 구할 수 있으며, 여기서 Tx_f, Ty_f는 각각 기판의 전체 X 방향 및 Y 방향의 평행 이동을 정밀 측정한 것이고; M_f는 기판의 전체 크기 조절 배율을 정밀 측정한 것이며; Rz_f는 기판의 전체 회전을 정밀 측정한 것이고; Res_xn_f 및 Res_yn_f는 각각 레지스터 마크의 X 방향 및 Y 방향에서의 피팅 위치 잔차를 정밀 측정한 것이며; Xn 및 Yn은 각각 기판에서 상기 측정 마크(a)의 공칭 위치이다.Using a fitting operation, the parameters Tx_f, Ty_f, M_f, Rz_f, Res_xn_f and Res_yn_f in formulas (5) and (6) can be obtained, where Tx_f, Ty_f are the overall X and Y direction parallelism of the substrate, respectively. It is a precise measure of movement; M_f is a precise measure of the overall sizing magnification of the substrate; Rz_f is a precise measure of the total rotation of the substrate; Res_xn_f and Res_yn_f are precise measurements of the fitting position residuals in the X and Y directions of the register mark, respectively; Xn and Yn are respectively the nominal positions of the measurement mark (a) on the substrate.

이어서, 피팅 결과에 따라 하기 공식을 이용하여 상기 측정 마크(i)의 정밀 정렬 예상 위치 정보(Xi_e, Yi_e)를 얻는다. Then, according to the fitting result, precise alignment expected position information (Xi_e, Yi_e) of the measurement mark (i) is obtained using the following formula.

Figure 112020033230018-pat00010
Figure 112020033230018-pat00010

(Xi, Yi)는 각각 상기 기판에서 상기 측정 마크(i)의 공칭 위치이고, 각각의 상기 측정 마크(i)의 정밀 정렬 예상 위치 정보를 얻은 이후, 상기 위치 정밀 측정 유닛(511)은 각각의 상기 측정 마크(i)의 정밀 정렬 위치 정보를 측정하기 이전에, 상기 측정 마크(i)의 정밀 정렬 예상 위치 정보를 이용하여 상기 측정 마크(i)를 찾을 수 있으며, 이렇게 상기 위치 정밀 측정 유닛(511)은 어느 위치에서 상기 레지스터 마크(i)를 찾을지 알 수 있다.(Xi, Yi) is the nominal position of each of the measuring marks (i) on the substrate, and after obtaining the precise alignment expected position information of each of the measuring marks (i), the position precision measuring unit 511 is each Before measuring the precise alignment position information of the measurement mark (i), the measurement mark (i) can be found using the precise alignment expected position information of the measurement mark (i), and thus the position precision measurement unit ( 511) can know where to find the register mark (i).

이해할 수 있는 것은, 상기 위치 대략 측정 유닛(510) 및 상기 위치 정밀 측정 유닛(511)은 매번 측정하기 이전에, 모두 상기 광학 측정 모듈(500)로부터 상기 레지스터 마크(a) 또는 상기 측정 마크(i)까지의 높이를 조정하여, 상기 레지스터 마크(a) 또는 상기 측정 마크(i)가 상기 위치 대략 측정 유닛(510) 또는 상기 위치 정밀 측정 유닛(511)의 최적 초점면에 위치하도록 하여야 한다.It can be understood that, before each measurement, the position coarse measurement unit 510 and the position precise measurement unit 511 both receive the register mark (a) or the measurement mark (i) from the optical measurement module 500 . ), the register mark (a) or the measurement mark (i) should be positioned at the optimal focal plane of the coarse position measuring unit 510 or the position precise measuring unit 511 .

나아가, 상기 제1 슬라이딩 블록(210) 및/또는 제2 슬라이딩 블록(220)은 임의의 상기 측정 마크(i)가 광학 측정 모듈(500)의 측정 시야 내에 위치하도록 이동할 수 있으며, 다음 상기 광학 측정 모듈(500)은 상기 측정 마크의 위치 정보를 획득한다. 구체적으로, 상기 위치 정밀 측정 유닛(511)을 이용하여 상기 측정 마크(i)의 정밀 정렬 위치 정보(Xi_m, Yi_m)를 획득한다. 상기 위치 정밀 측정 유닛(511)은 측정 시, 상기 모션 위치 측정 모듈은 상기 제1 슬라이딩 블록(210) 및 상기 제2 슬라이딩 블록(220)의 포즈 정보(Dli, Rzxi, Ryxi), (D2i, Rzyi, Rxyi)를 동시에 획득한다.Furthermore, the first sliding block 210 and/or the second sliding block 220 may be moved so that any of the measurement marks i are located within the measurement field of the optical measurement module 500, and then the optical measurement The module 500 obtains position information of the measurement mark. Specifically, the precise alignment position information (Xi_m, Yi_m) of the measurement mark i is obtained by using the position precision measurement unit 511 . When the position precision measurement unit 511 measures, the motion position measurement module provides pose information (D li , Rzx i , Ryx i ) of the first sliding block 210 and the second sliding block 220 ), ( D 2i , Rzy i , Rxy i ) are simultaneously acquired.

다음, 보정 모듈은 상기 제1 슬라이딩 블록(210)의 포즈 정보(Dli, Rzxi, Ryxi) 및 상기 제2 슬라이딩 블록(220)의 포즈 정보(D2i, Rzyi, Rxyi)에 따라 하기 공식을 이용하여 각각의 상기 측정 마크(i)의 위치 정보를 보정함으로써 보정 후의 위치 정보(Xi_f, Yi_f)를 얻는다. Next, the correction module is configured according to the pose information (D li , Rzx i , Ryx i ) of the first sliding block 210 and the pose information (D 2i , Rzy i , Rxy i ) of the second sliding block 220 ) The corrected positional information Xi_f, Yi_f is obtained by correcting the positional information of each of the measurement marks i using the following formula.

Figure 112020033230018-pat00011
Figure 112020033230018-pat00011

여기서, A는 X 방향의 평행 이동 보정 계수이고, B는 X 방향의 회전 보정 계수이며, C는 X 방향의 경사 보정 계수이고, D는 Y 방향의 평행 이동 보정 계수이며, E는 Y 방향의 회전 보정 계수이고, F는 Y 방향의 경사 보정 계수이며, A, B, C, D, E 및 F는 모두 기준을 정한 주어진 양임을 이해할 수 있을 것이다.where A is a translation correction coefficient in the X direction, B is a rotation correction coefficient in the X direction, C is a tilt correction coefficient in the X direction, D is a translation correction coefficient in the Y direction, and E is a rotation correction coefficient in the Y direction It will be understood that a correction coefficient, F is a gradient correction coefficient in the Y direction, and A, B, C, D, E, and F are all given quantities that set a standard.

각각의 상기 측정 마크(i)의 보정 후의 위치 정보(Xi_f, Yi_f)는 즉 각각의 상기 측정 마크(i)의 실제 위치 정보이고, 선택 가능하게, 하기 공식에 따라 임의의 2개의 상기 측정 마크(i)(예를 들어, 측정 마크(ij) 및 측정 마크(ik)임) 사이의 위치 편차(총 피치 편차)(Djk)를 얻을 수 있다.The post-correction position information Xi_f, Yi_f of each of the measuring marks i is, i.e. the actual position information of each of the measuring marks i, optionally, any two of the measuring marks according to the formula i) (eg, the measurement mark i j and the measurement mark i k ) can be obtained with a position deviation (total pitch deviation) D jk .

Figure 112020033230018-pat00012
Figure 112020033230018-pat00012

여기서, (Xj_f, Yj_f), (Xk_f, Yk_f)는 각각 2개의 상기 측정 마크(ij, ik)를 보정한 후의 위치 정보이고, (Xj, Yj) 및 (Xk, Yk)는 각각 기판에서 2개의 상기 측정 마크(ij, ik)의 공칭 위치 정보이다.Here, (Xj_f, Yj_f) and (Xk_f, Yk_f) are the position information after correcting the two measurement marks (i j , i k ), respectively, and (Xj, Yj) and (Xk, Yk) are each on the substrate. nominal position information of the two measurement marks i j , i k .

종합해보면, 본 발명의 실시예에서 제공된 광학 측정 장치 및 방법에서, 베어링 모듈에 모션 모듈이 설치되고, 모션 모듈은 하나의 제1 슬라이딩 블록 및 2개의 대칭으로 설치되는 제2 슬라이딩 블록을 포함하며, 상기 제1 슬라이딩 블록은 X 방향을 따라 이동할 수 있고, 2개의 상기 제2 슬라이딩 블록은 각각 상기 제1 슬라이딩 블록의 일단과 연결되어 상기 제1 슬라이딩 블록이 Y 방향을 따라 이동하도록 구동하며, 광학 측정 모듈은 상기 제1 슬라이딩 블록에 고정되어 상기 기판에 마크된 위치 정보를 획득하고; 모션 위치 측정 모듈은 상기 제1 슬라이딩 블록 및 상기 제2 슬라이딩 블록의 포즈 정보를 획득하며; 보정 모듈은 상기 모션 위치 측정 모듈에 의해 획득된 포즈 정보를 이용하여 상기 광학 측정 모듈에 의해 획득된 위치 정보를 보정하여, 제1 슬라이딩 블록 및 제2 슬라이딩 블록이 이동할 때 자세 변화로 인한 영향을 보상함으로써 광학 측정 모듈에 의해 획득된 위치 정보의 정밀도를 향상시키고, 측정 반복성을 향상시킨다.Taken together, in the optical measuring apparatus and method provided in the embodiment of the present invention, the motion module is installed in the bearing module, the motion module includes one first sliding block and two symmetrically installed second sliding blocks, The first sliding block can move along the X direction, and the two second sliding blocks are respectively connected to one end of the first sliding block to drive the first sliding block to move along the Y direction, and optical measurement a module is fixed to the first sliding block to acquire position information marked on the substrate; the motion position measurement module acquires pose information of the first sliding block and the second sliding block; The correction module uses the pose information obtained by the motion position measurement module to correct the position information obtained by the optical measurement module, so as to compensate for the influence of the posture change when the first sliding block and the second sliding block move By doing so, the precision of the position information obtained by the optical measurement module is improved, and the measurement repeatability is improved.

이상 서술은 단지 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐, 본 발명을 임의로 한정하려는 것이 아니다. 임의의 해당 기술 분야의 기술자가, 본 발명의 기술적 해결수단의 범위를 벗어나지 않고, 본 발명에 공개된 기술적 해결수단 및 기술 내용에 대해 수행한 어떠한 형태의 균등 대체 또는 수정 등 변동은 모두 본 발명의 기술적 해결수단의 내용을 벗어나지 않으며, 여전히 본 발명의 보호 범위 내에 속한다.The above description is merely a preferred embodiment of the present invention, and is not intended to arbitrarily limit the present invention. Any change, such as equivalent substitution or modification, in any form performed by a person skilled in the art to the technical solution and technical content disclosed in the present invention without departing from the scope of the technical solution of the present invention It does not depart from the content of the technical solution, and still falls within the protection scope of the present invention.

100: 전체 기계 보호 프레임 200: 모션 모듈
210: 제1 슬라이딩 블록 220: 제2 슬라이딩 블록
300: 베어링 플랫폼 310: 기판
410: 제2 모션 가이드 420: 제1 모션 가이드
500: 광학 측정 모듈 510: 위치 대략 측정 유닛
511: 위치 정밀 측정 유닛 512: 높이 측정 유닛
610: 제1 Y 방향 간섭계 610’: 제1 Y 방향 간섭계
611: 제2 Y 방향 간섭계 611’: 제2 Y 방향 간섭계
620: 제1 X 방향 간섭계 621: 제2 X 방향 간섭계
622: 제3 X 방향 간섭계 700: 측벽
800: 지지 베이스 900: 댐핑 모듈
S1: 제1 빔 S2: 제2 빔
S3: 제3 빔 S4: 제4 빔
S4’: 제4 빔 S5: 제5 빔
S5’: 제5 빔 a: 레지스터 마크
i: 측정 마크100: whole machine protection frame 200: motion module
210: first sliding block 220: second sliding block
300: bearing platform 310: substrate
410: second motion guide 420: first motion guide
500: optical measurement module 510: position coarse measurement unit
511: position precision measuring unit 512: height measuring unit
610: first Y-direction interferometer 610': first Y-direction interferometer
611: second Y-direction interferometer 611': second Y-direction interferometer
620: first X-direction interferometer 621: second X-direction interferometer
622: third X-direction interferometer 700: sidewall
800: support base 900: damping module
S1: first beam S2: second beam
S3: third beam S4: fourth beam
S4': fourth beam S5: fifth beam
S5': fifth beam a: register mark
i: measurement mark

Claims (15)

광학 측정 장치로서,
베어링 플랫폼 및 플랫폼 프레임을 포함하되, 상기 베어링 플랫폼은 마크를 구비한 기판을 베어링하기 위한 것이고, 상기 플랫폼 프레임은 상기 베어링 플랫폼에 대해 대칭으로 설치된 2개의 측벽 및 2개의 상기 측벽을 연결하는 크로스 빔을 포함하며, 상기 크로스 빔에 제1 모션 가이드가 설치되고, 2개의 상기 측벽의 상부 엔드에 제2 모션 가이드가 설치되며, 상기 제1 모션 가이드와 상기 제2 모션 가이드는 동일한 수평면 내에 위치하는 베어링 모듈;
제1 슬라이딩 블록 및 2개의 제2 슬라이딩 블록을 포함하되, 상기 제1 슬라이딩 블록은 상기 제1 모션 가이드에 설치되어 상기 제1 모션 가이드를 따라 X 방향에서 이동될 수 있고, 2개의 상기 제2 슬라이딩 블록은 각각 2개의 상기 제2 모션 가이드에 설치되어 상기 제2 모션 가이드를 따라 Y 방향에서 이동될 수 있으며, 상기 제1 슬라이딩 블록 및 상기 제2 슬라이딩 블록은 X 방향을 따라 배치되고, X 방향은 Y 방향에 수직되는 모션 모듈;
상기 기판에 마크된 위치 정보를 획득하도록, 상기 제1 슬라이딩 블록에 고정되어 상기 제1 슬라이딩 블록에 따라 이동되는 광학 측정 모듈;
상기 제1 슬라이딩 블록 및 상기 제2 슬라이딩 블록의 포즈 정보를 획득하기 위한 모션 위치 측정 모듈; 및
상기 모션 위치 측정 모듈에 의해 획득된 포즈 정보를 이용하여 상기 광학 측정 모듈에 의해 획득된 위치 정보를 보정하는 보정 모듈을 포함하되,
상기 제1 슬라이딩 블록의 포즈정보는 상기 제1 슬라이딩 블록의 X 방향에 따른 변위, Z 방향을 중심으로 한 회전 및 Y 방향을 중심으로 한 경사를 포함하며, 상기 제2 슬라이딩 블록의 포즈정보는 상기 제2 슬라이딩 블록의 Y 방향에 따른 변위, Z 방향을 중심으로 한 회전 및 X 방향을 중심으로 한 경사를 포함하는 것
을 특징으로 하는 광학 측정 장치.
An optical measuring device comprising:
a bearing platform and a platform frame, wherein the bearing platform is for bearing a substrate having a mark, the platform frame comprising two sidewalls symmetrically installed with respect to the bearing platform and a cross beam connecting the two sidewalls A bearing module comprising: a first motion guide is installed on the cross beam, a second motion guide is installed on upper ends of the two sidewalls, the first motion guide and the second motion guide are located in the same horizontal plane ;
A first sliding block and two second sliding blocks, wherein the first sliding block is installed on the first motion guide and can be moved in the X direction along the first motion guide, and the two second sliding blocks Each block is installed on the two second motion guides and can be moved in the Y direction along the second motion guide, the first sliding block and the second sliding block are arranged along the X direction, and the X direction is a motion module perpendicular to the Y direction;
an optical measurement module fixed to the first sliding block and moved according to the first sliding block to obtain position information marked on the substrate;
a motion position measurement module for acquiring pose information of the first sliding block and the second sliding block; and
Comprising a correction module for correcting the position information obtained by the optical measurement module using the pose information obtained by the motion position measurement module,
The pose information of the first sliding block includes displacement along the X-direction, rotation about the Z-direction, and inclination about the Y-direction of the first sliding block, and the pose information of the second sliding block includes the Displacement along the Y-direction, rotation about the Z-direction, and the inclination about the X-direction of the second sliding block
Optical measuring device characterized in that.
 제1항에 있어서,
상기 모션 위치 측정 모듈은 제1 간섭계 측정 유닛 및 2개의 제2 간섭계 측정 유닛을 포함하되, 상기 제1 간섭계 측정 유닛은, 제1 슬라이딩 블록의 이동 방향을 따라 복수의 제1 측정 빔을 상기 제1 슬라이딩 블록으로 방출하기 위해 상기 제1 슬라이딩 블록의 이동 방향으로 설치되고, 상기 제1 슬라이딩 블록의 포즈 정보를 측정하며, 2개의 상기 제2 간섭계 측정 유닛은, 제2 슬라이딩 블록의 이동 방향을 따라 복수의 제2 측정 빔을 2개의 상기 제2 슬라이딩 블록으로 방출하기 위해 각각 2개의 상기 제2 슬라이딩 블록의 이동 방향으로 설치되고, 2개의 상기 제2 슬라이딩 블록의 포즈 정보를 측정하는 것을 특징으로 하는 광학 측정 장치.
According to claim 1,
The motion position measuring module includes a first interferometric measuring unit and two second interferometric measuring units, wherein the first interferometric measuring unit transmits a plurality of first measuring beams along the moving direction of the first sliding block to the first Installed in the moving direction of the first sliding block to release to the sliding block, measure the pose information of the first sliding block, two of the second interferometric measurement units, a plurality of along the movement direction of the second sliding block Optical characterized in that it is installed in the moving direction of each of the two second sliding blocks to emit the second measuring beam of the two second sliding blocks, and measures the pose information of the two second sliding blocks measuring device.
 제2항에 있어서,
상기 제1 간섭계 측정 유닛은 적어도 하나의 상기 제2 슬라이딩 블록에 설치되어, 서로 평행되는 3개의 제1 측정 빔을 방출하고, 상기 광학 측정 장치는 상기 제1 슬라이딩 블록에 설치된 상기 3개의 제1 측정 빔에 대응되는 제1 반사 소자를 더 포함하되, 3개의 상기 제1 측정 빔은 각각 제1 빔(S1), 제2 빔(S2) 및 제3 빔(S3)이고, 상기 제1 빔(S1) 및 상기 제2 빔(S2)에 대응되는 제1 반사 소자의 반사면은, 상기 제1 슬라이딩 블록의 X 방향을 따른 변위 및 Z 방향을 중심으로 한 회전을 측정하기 위해 동일한 Y축에 위치하며, 상기 제3 빔(S3)은, 상기 제1 슬라이딩 블록의 Y 방향을 중심으로 한 경사를 측정하기 위해 상기 제1 빔(S1) 또는 상기 제2 빔(S2)에 대응되는 제1 반사 소자의 반사면과 동일한 Z축에 위치하되, Z 방향은 X 방향 및 Y 방향과 모두 수직되는 것을 특징으로 하는 광학 측정 장치.
3. The method of claim 2,
The first interferometric measuring unit is installed on at least one of the second sliding blocks to emit three first measuring beams that are parallel to each other, and the optical measuring device is provided with the three first measuring beams installed on the first sliding block. Further comprising a first reflecting element corresponding to the beam, wherein the three first measuring beams are a first beam (S1), a second beam (S2), and a third beam (S3), respectively, and the first beam (S1) ) and the reflective surface of the first reflective element corresponding to the second beam S2 is located on the same Y-axis to measure the displacement along the X-direction and the rotation about the Z-direction of the first sliding block, , the third beam (S3) is the first reflective element corresponding to the first beam (S1) or the second beam (S2) in order to measure the inclination with respect to the Y direction of the first sliding block. It is located on the same Z-axis as the reflective surface, but the Z-direction is an optical measuring device, characterized in that perpendicular to both the X-direction and the Y-direction.
 제2항에 있어서,
2개의 상기 제2 간섭계 측정 유닛은 2개의 상기 제2 슬라이딩 블록과 각각 정렬되며, 서로 평행되는 2개의 상기 제2 측정 빔을 각각 방출하고, 상기 광학 측정 장치는 상기 제2 슬라이딩 블록에 설치되고 2개의 상기 제2 측정 빔에 대응되는 제2 반사 소자를 더 포함하되, 2개의 상기 제2 측정 빔은 각각 제4 빔(S4) 및 제5 빔(S5)이고, 2개의 상기 제4 빔(S4) 및 2개의 상기 제5 빔(S5)에 대응되는 제2 반사 소자의 반사면은, 상기 제2 슬라이딩 블록의 Y 방향을 따른 변위 및 Z 방향을 중심으로 한 회전을 측정하기 위해 동일한 X축에 위치하며, 각각의 상기 제2 간섭계 측정 유닛에 의해 방출된 상기 제4 빔(S4) 및 상기 제5 빔(S5)에 대응되는 제2 반사 소자의 반사면은, 상기 제2 슬라이딩 블록의 X 방향을 중심으로 한 경사를 측정하기 위해 모두 동일한 Z축에 위치하되, Z 방향은 X 방향 및 Y 방향과 모두 수직되는 것을 특징으로 하는 광학 측정 장치.
3. The method of claim 2,
two of the second interferometric measuring units are respectively aligned with the two second sliding blocks, respectively emitting two of the second measuring beams that are parallel to each other, and the optical measuring device is installed on the second sliding block, It further includes a second reflective element corresponding to the second measuring beam, wherein the two second measuring beams are a fourth beam (S4) and a fifth beam (S5), respectively, and the two fourth beams (S4) ) and the reflective surfaces of the second reflective elements corresponding to the two fifth beams S5 are on the same X-axis to measure the displacement along the Y-direction and the rotation about the Z-direction of the second sliding block. and a reflective surface of the second reflective element corresponding to the fourth beam S4 and the fifth beam S5 emitted by each of the second interferometric measurement units is in the X direction of the second sliding block An optical measuring device, characterized in that all of them are positioned on the same Z-axis to measure the inclination centered on, but the Z-direction is perpendicular to both the X-direction and the Y-direction.
 제1항에 있어서,
상기 광학 측정 모듈은, 상기 기판의 마크가 위치 정밀 측정 유닛의 측정 시야 내에 위치하도록 상기 기판과 상기 베어링 모듈의 편차를 측정하는 위치 대략 측정 유닛; 상기 기판의 지정된 마크 사이의 위치 편차를 측정하기 위한 위치 정밀 측정 유닛; 및 상기 기판의 상면까지의 높이를 측정하기 위한 높이 측정 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 측정 장치.
According to claim 1,
The optical measuring module may include: a rough position measuring unit configured to measure a deviation between the substrate and the bearing module so that the mark of the substrate is located within a measurement field of the position precision measuring unit; a position precision measuring unit for measuring a position deviation between designated marks on the substrate; and a height measuring unit for measuring the height to the upper surface of the substrate.
 제1항에 있어서,
상기 광학 측정 장치는,
상기 광학 측정 모듈과 상기 기판의 상면 사이의 거리를 조정하기 위한 높이 조정 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 측정 장치.
According to claim 1,
The optical measuring device,
The optical measuring device further comprising a height adjustment module for adjusting the distance between the optical measuring module and the upper surface of the substrate.
 제1항에 있어서,
상기 광학 측정 장치는,
상기 베어링 모듈을 안착시키고 상기 플랫폼 프레임을 고정하기 위한 지지 베이스를 더 포함하되, 상기 지지 베이스 아래에 댐핑 모듈이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 광학 측정 장치.
According to claim 1,
The optical measuring device,
An optical measuring device, further comprising a support base for seating the bearing module and fixing the platform frame, wherein a damping module is further installed under the support base.
 제7항에 있어서,
상기 광학 측정 장치는,
내부에 상기 지지 베이스, 상기 베어링 모듈, 상기 모션 모듈, 상기 광학 측정 모듈, 상기 모션 위치 측정 모듈 및 상기 보정 모듈이 모두 위치하는 전체 기계 보호 프레임; 및
상기 전체 기계 보호 프레임 내의 온도를 설정 범위 내에 있도록 하는 전체 기계 공기욕 항온 제어 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 측정 장치.
8. The method of claim 7,
The optical measuring device,
a whole machine protection frame in which the support base, the bearing module, the motion module, the optical measurement module, the motion position measurement module and the correction module are all located; and
The optical measuring device according to claim 1, further comprising a whole-machine air bath constant temperature control module to keep the temperature in the whole-machine protection frame within a set range.
 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 광학 측정 장치를 이용한 광학 측정 방법으로서,
베어링 모듈에 측정 마크를 구비한 기판을 제공하는 단계;
상기 측정 마크가 광학 측정 모듈의 측정 시야 내에 위치하도록 제1 슬라이딩 블록 및/또는 제2 슬라이딩 블록을 이동시키는 단계;
상기 광학 측정 모듈은 상기 측정 마크의 위치 정보를 획득하고, 모션 위치 측정 모듈은 상기 제1 슬라이딩 블록 및 상기 제2 슬라이딩 블록의 포즈 정보를 동기적으로 획득하는 단계; 및
보정 모듈이 상기 모션 위치 측정 모듈에 의해 획득된 포즈 정보에 따라 상기 광학 측정 모듈에 의해 획득된 위치 정보를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 측정 방법.
An optical measuring method using the optical measuring device according to any one of claims 1 to 8, comprising:
providing a bearing module with a substrate with measurement marks;
moving the first sliding block and/or the second sliding block so that the measurement mark is located within the measurement field of the optical measurement module;
The optical measurement module acquires the position information of the measurement mark, and the motion position measurement module synchronously acquires the pose information of the first sliding block and the second sliding block; and
and correcting, by a correction module, the position information acquired by the optical measurement module according to the pose information acquired by the motion position measurement module.
 제9항에 있어서,
상기 광학 측정 모듈에 의해 획득된 상기 위치 정보는, 측정 마크의 정밀 정렬 위치 정보(Xi_m, Yi_m)를 포함하고, 상기 모션 위치 측정 모듈에 의해 획득된 상기 제1 슬라이딩 블록의 포즈 정보는, 상기 제1 슬라이딩 블록의 X 방향을 따른 변위 Dli, Z 방향을 중심으로 한 회전 Rzxi 및 Y 방향을 중심으로 한 경사 Ryxi를 포함하며, 상기 모션 위치 측정 모듈에 의해 획득된 상기 제2 슬라이딩 블록의 포즈 정보는, 상기 제2 슬라이딩 블록의 Y 방향을 따른 변위 D2i, Z 방향을 중심으로 한 회전 Rzyi 및 X 방향을 중심으로 한 경사 Rxyi를 포함하고, 상기 제1 슬라이딩 블록 및 상기 제2 슬라이딩 블록의 포즈 정보에 따라 하기와 같은 공식을 이용하여 상기 측정 마크의 위치 정보를 보정함으로써 보정 후의 위치 정보(Xi_f, Yi_f)를 얻되,
Figure 112020033230018-pat00013

상기 공식에서, Z 방향은 X 방향 및 Y 방향과 모두 수직되고, i는 상기 측정 마크의 라벨이며, A는 X 방향의 평행 이동 보정 계수이고, B는 X 방향의 회전 보정 계수이며, C는 X 방향의 경사 보정 계수이고, D는 Y 방향의 평행 이동 보정 계수이며, E는 Y 방향의 회전 보정 계수이고, F는 Y 방향의 경사 보정 계수인 것을 특징으로 하는 광학 측정 방법.
10. The method of claim 9,
The position information obtained by the optical measurement module includes precise alignment position information (Xi_m, Yi_m) of the measurement mark, and the pose information of the first sliding block obtained by the motion position measurement module includes: 1 Displacement D li along the X direction of the sliding block, rotation Rzx i about the Z direction, and an inclination Ryx i about the Y direction of the second sliding block obtained by the motion position measurement module The pose information includes a displacement D 2i along the Y direction of the second sliding block , a rotation Rzy i about the Z direction, and an inclination Rxy i about the X direction, and the first sliding block and the second Position information (Xi_f, Yi_f) after correction is obtained by correcting the position information of the measurement mark using the following formula according to the pose information of the sliding block,
Figure 112020033230018-pat00013

In the above formula, the Z direction is perpendicular to both the X direction and the Y direction, i is the label of the measurement mark, A is the translation correction coefficient in the X direction, B is the rotation correction coefficient in the X direction, and C is the X direction An optical measuring method according to claim 1, wherein D is a Y-direction translation correction coefficient, E is a Y-direction rotation correction coefficient, and F is a Y-direction inclination correction coefficient.
 제10항에 있어서,
상기 기판의 복수의 상기 측정 마크의 위치 정보를 측정하여 보정하고, 하기와 같은 공식에 따라 임의의 2개의 상기 측정 마크 사이의 위치 편차 Djk를 얻되,
Figure 112020033230018-pat00014

상기 공식에서, (Xj_f, Yj_f), (Xk_f, Yk_f)는 각각 2개의 상기 측정 마크(ij, ik)를 보정한 후의 위치 정보이고, (Xj, Yj) 및 (Xk, Yk)는 각각 기판에서 2개의 상기 측정 마크(ij, ik)의 공칭 위치 정보인 것을 특징으로 하는 광학 측정 방법.
11. The method of claim 10,
Measuring and correcting position information of the plurality of measurement marks on the substrate, and obtaining a positional deviation D jk between any two measurement marks according to the following formula,
Figure 112020033230018-pat00014

In the above formula, (Xj_f, Yj_f) and (Xk_f, Yk_f) are the position information after correcting the two measurement marks (i j , i k ), respectively, and (Xj, Yj) and (Xk, Yk) are respectively Optical measurement method, characterized in that it is the nominal position information of the two measurement marks (i j , i k ) on the substrate.
제9항에 있어서,
상기 기판에 n개의 레지스터 마크가 더 설치되되, n은 1보다 크거나 같은 정수이고, 상기 광학 측정 모듈은, 위치 대략 측정 유닛, 위치 정밀 측정 유닛 및 높이 측정 유닛을 포함하며, 상기 측정 마크에 대해 측정하기 이전에, 상기 광학 측정 방법은,
상기 레지스터 마크가 상기 위치 대략 측정 유닛 하부에 위치하도록 상기 제1 슬라이딩 블록 및/또는 상기 제2 슬라이딩 블록을 이동시켜, 상기 높이 측정 유닛의 상기 레지스터 마크까지의 높이값을 획득하는 단계;
상기 레지스터 마크가 상기 위치 대략 측정 유닛의 최적 초점면에 위치하도록 상기 높이값에 따라 상기 레지스터 마크로부터 상기 광학 측정 모듈까지의 높이를 조정하는 단계;
상기 위치 대략 측정 유닛이 상기 레지스터 마크의 대략적 정렬 위치 정보를 획득하기 위해 상기 레지스터 마크에 대해 정렬하는 단계; 및
n개의 상기 레지스터 마크의 정렬이 완료될 때까지, 상기 단계를 반복하여, 각각의 상기 레지스터 마크의 대략적 정렬 위치 정보(Xn_c, Yn_c)를 얻는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 측정 방법.
10. The method of claim 9,
n register marks are further provided on the substrate, n is an integer greater than or equal to 1, and the optical measurement module includes a position coarse measurement unit, a position precision measurement unit and a height measurement unit, for the measurement mark Prior to measurement, the optical measurement method comprises:
moving the first sliding block and/or the second sliding block so that the register mark is positioned below the approximate position measuring unit to obtain a height value of the height measuring unit to the register mark;
adjusting a height from the register mark to the optical measuring module according to the height value so that the register mark is positioned at an optimal focal plane of the approximately position measuring unit;
aligning by the coarse position measuring unit with respect to the register mark to obtain coarse alignment position information of the register mark; and
The method of claim 1, further comprising: repeating the above steps until alignment of the n number of register marks is completed to obtain approximate alignment position information (Xn_c, Yn_c) of each of the register marks.
 제12항에 있어서,
각각의 상기 레지스터 마크의 대략적 정렬 위치 정보를 얻은 이후, 하기와 같은 공식에 따라 n개의 상기 대략적 정렬 위치 정보에 대해 피팅하고,
Figure 112020033230018-pat00015

또한, 피팅 결과에 따라 하기와 같은 공식을 이용하여 n개의 상기 레지스터 마크의 정밀 정렬 예상 위치 정보((Xn_e, Yn_e)를 얻되,
Figure 112020033230018-pat00016

상기 식에서, Tx_c 및 Ty_c는 각각 기판의 전체 X 방향 및 Y 방향의 평행 이동을 대략적으로 측정한 것이고; M_c는 기판의 전체 크기 조절 배율을 대략적으로 측정한 것이며; Rz_c는 기판의 전체 회전을 대략적으로 측정한 것이고; Res_xn_c 및 Res_yn_c는 각각 레지스터 마크의 X 방향 및 Y 방향에서의 피팅 위치 잔차를 대략적으로 측정한 것이며; Xn 및 Yn은 각각 기판에서 상기 레지스터 마크의 공칭 위치인 것을 특징으로 하는 광학 측정 방법.
13. The method of claim 12,
After obtaining the approximate alignment position information of each of the register marks, fitting is performed for n pieces of the coarse alignment position information according to the following formula,
Figure 112020033230018-pat00015

In addition, according to the fitting result, precise alignment expected position information ((Xn_e, Yn_e) of the n register marks is obtained using the following formula,
Figure 112020033230018-pat00016

In the above formula, Tx_c and Ty_c are approximate measurements of the overall X-direction and Y-direction parallel movement of the substrate, respectively; M_c is a rough measure of the overall sizing magnification of the substrate; Rz_c is a rough measure of the total rotation of the substrate; Res_xn_c and Res_yn_c are approximate measurements of the fitting position residuals in the X and Y directions of the register mark, respectively; Xn and Yn are each the nominal position of the resistor mark on the substrate.
 제13항에 있어서,
n개의 상기 레지스터 마크의 정밀 정렬 예상 위치 정보를 얻은 이후, 상기 광학 측정 방법은,
상기 위치 정밀 측정 유닛이 n개의 상기 레지스터 마크의 정밀 정렬 위치 정보(Xn_f, Yn_f)를 순차적으로 획득하는 단계;
하기와 같은 공식에 따라 n개의 상기 정밀 정렬 위치 정보에 대해 피팅하는 단계; 및
Figure 112020033230018-pat00017

피팅 결과에 따라 하기와 같은 공식을 이용하여 상기 측정 마크의 정밀 정렬 예상 위치 정보(Xi_e, Yi_e)를 얻는 단계를 더 포함하되,
Figure 112020033230018-pat00018

상기 식에서, Tx_f 및 Ty_f는 각각 기판의 전체 X 방향 및 Y 방향의 평행 이동을 정밀 측정한 것이고; M_f는 기판의 전체 크기 조절 배율을 정밀 측정한 것이며; Rz_f는 기판의 전체 회전을 정밀 측정한 것이고; Res_xn_f 및 Res_yn_f는 각각 레지스터 마크의 X 방향 및 Y 방향에서의 피팅 위치 잔차를 정밀 측정한 것이며; Xi 및 Yi는 각각 기판에서 상기 측정 마크(i)의 공칭 위치인 것을 특징으로 하는 광학 측정 방법.
14. The method of claim 13,
After obtaining the precise alignment expected position information of the n number of register marks, the optical measurement method comprises:
sequentially obtaining, by the position precision measurement unit, precise alignment position information (Xn_f, Yn_f) of n pieces of the register marks;
fitting the n pieces of precise alignment position information according to the following formula; and
Figure 112020033230018-pat00017

Further comprising the step of obtaining precise alignment expected position information (Xi_e, Yi_e) of the measurement mark using the following formula according to the fitting result,
Figure 112020033230018-pat00018

In the above formula, Tx_f and Ty_f are precise measurements of the entire X-direction and Y-direction parallel movement of the substrate, respectively; M_f is a precise measure of the overall sizing magnification of the substrate; Rz_f is a precise measure of the total rotation of the substrate; Res_xn_f and Res_yn_f are precise measurements of the fitting position residuals in the X and Y directions of the register mark, respectively; Xi and Yi are each the nominal position of the measurement mark (i) on the substrate.
 제14항에 있어서,
상기 위치 정밀 측정 유닛을 측정하기 이전에, 상기 레지스터 마크 또는 상기 측정 마크가 상기 위치 정밀 측정 유닛의 최적 초점면에 위치하도록, 상기 레지스터 마크 또는 상기 측정 마크로부터 상기 광학 측정 모듈까지의 높이를 조정하는 것을 특징으로 하는 광학 측정 방법.
15. The method of claim 14,
Before measuring the position precision measuring unit, adjusting the height from the register mark or the measuring mark to the optical measuring module so that the register mark or the measuring mark is located at the optimal focal plane of the position precision measuring unit Optical measurement method, characterized in that.
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