KR20010039990A - 노광장치에서의 마스크와 워크의 위치맞춤 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 워크 마크 등의 형상이 프로세스 결손 등에 의해 변형한 경우에도 정밀도 좋게 마스크와 워크의 위치맞춤을 행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

워크(W) 상에는 얼라인먼트 현미경(10)의 1시야 내에 들어오도록 다수의 워크 마크(WAM)가 근접하여 설치되어 있고, 얼라인먼트 현미경(10)에서 받은 다수개의 워크 마크 상(像)은 연산장치(11)로 보내진다. 연산장치(11)는 다수의 워크 마크(WAM)의 각각의 위치좌표를 검출하여 그 위치좌표를 평균화한다. 그리고, 상기 평균화에 의해 구해진 위치좌표에 대해서 마스크 마크(MAM)가 소정의 위치관계가 되도록 워크 스테이지(WS)(또는 마스크 스테이지(MS))를 이동시켜, 마스크(M)와 워크(W)의 위치맞춤을 행한다. 또한, 각 다수의 워크 마크(WAM)의 각각의 위치좌표의 신뢰성을 검증하여, 요구되는 얼라인먼트 정밀도를 확보할 수 있는 워크 마크만을 선택할 수도 있다.

Description

노광장치에서의 마스크와 워크의 위치맞춤 방법{Method for conducting position alignment between mask and work in exposure apparatus}

본 발명은 노광장치에 있어서, 마스크에 형성된 마스크 얼라인먼트 마크(이하, 마스크 마크라고 한다)와, 워크에 형성된 워크 얼라인먼트 마크(이하, 워크 마크)의 위치좌표를 화상처리에 의해 검출하고, 검출한 위치좌표에 기초하여 마스크와 워크의 위치맞춤을 행하는 마스크와 워크의 위치맞춤 방법에 관한 것이다.

반도체 소자, 프린트 기판, 액정기판 등의 패턴을 포토 리소그래피에 의해 제조하는 공정에서 노광장치가 사용된다. 상기 노광장치는 마스크 패턴을 형성한 마스크와 워크를 위치맞춤하여, 마스크를 통해서 노광광을 포함하는 광을 조사하고, 워크에 마스크 패턴을 노광(전사)한다.

상기 노광장치로서는 마스크의 상을 투영 렌즈 등으로 워크 상에 결상시켜 워크 상에 마스크 페턴을 노광하는 투영노광장치, 마스크와 워크 사이에 약간의 간극을 설치한 상태에서 평행광을 마스크에 조사하고 워크 상에 마스크 패턴을 노광하는 프록시머티 노광장치, 마스크와 워크를 밀착시킨 상태에서 평행광을 마스크에 조사하여 워크 상에 마스크 패턴을 노광하는 콘택트 노광장치가 알려져 있다.

상기한 노광장치에서의 마스크와 워크의 위치맞춤은 다음과 같이 해서 행해진다. 마스크에 형성된 마스크 마크와, 워크에 형성된 워크 마크를 얼라인먼트 현미경에 의해 검출한다. 검출 데이터를 화상처리하고, 각각의 위치좌표를 구하여, 양자의 위치가 미리 설정된 위치관계가 되도록 마스크 또는 워크를 이동시켜서 행한다.

도 8에 워크 마크를 검출하는 얼라인먼트 현미경(10)의 개략 구성을 나타낸다. 또한, 여기에서는 투영노광장치에서의 워크 마크의 검출에 대해서 설명하지만, 프록시머티 노광장치, 콘택트 노광장치에서의 워크 마크의 검출, 마스크 마크의 검출도 동일하게 행해진다.

도 8에서, 얼라인먼트 현미경(10)은 하프 미러(10a), 렌즈(L1, L2)와 CCD 카메라(10b)로 구성되어 있다. 11은 화상처리 등을 행하는 연산장치, 12는 모니터, W는 워크 마크(WAM)가 형성된 워크이다.

상기 도면에서 워크 마크(WAM)의 검출(패턴 서치)은 이하와 같이 하여 행한다.

(1) 워크 마크의 등록

연산장치(11)에 워크 마크(WAM)를 등록한다. 워크 마크(WAM)로서는 예를 들면, 도 9(a)에 나타내는 십자형의 마크가 사용되고, 연산장치(11)에는 도 9(b)에 나타내는 바와 같이, 모니터의 화상을 단위로 한 워크 마크의 패턴이 등록된다. 또한, 상기 도면에서는 설명을 용이하게 하기 위해 화소수를 5×5로 하고 있다.

상기, 워크 마크의 등록에 대해서 더욱 구체적으로 설명한다.

먼저, 얼라인먼트 현미경(예를 들면, 배율 3배)(10)에 의해서, 등록하는 워크 마크(WAM)를 검출한다. 모니터(12)에는 얼라인먼트 현미경(10)이 내장되어 연산장치(11)가 화상처리할 수 있는 범위(예를 들면 도 10에 나타내는 15㎜×15㎜의 범위)가 비추어진다.

다음에, 등록하는 워크 마크(WAM) 전체가 들어가도록, 워크 마크 등록용의 가상선(도 10의 점선)에 의해서 워크 마크(WAM)을 둘러싸고, 연산장치(11)에 워크 마크(WAM)을 등록한다. 연산장치(11)는 상기 가상선에 둘러싸인 화소를 단위로 하여, 그 콘트라스트에 의해 워크 마크(WAM)를 기억한다. 이것에 의해 워크 마크(WAM)의 등록작업이 종료한다.

또한, 워크 마크의 크기는 워크의 종류, 사용자, 공정에 따라서 다양하다. 예를 들면, 워크 마크(WAM)를 둘러싸는 가상선의 크기가 도 10에 나타내는 바와 같이 200㎛∼700㎛이 되는 것이 자주 사용된다.

또, 워크 마크(WAM)의 형상도 또 상기와 동일한 이유로 여러 가지이고, 도 9에 나타낸 바와 같은 십자형으로 한정되지 않는다. 도 11(a)에 도시한 바와 같이 원형의 것이나, 상기 도 11(b)에 도시하는 바와 같이 규칙적인 패턴을 1조로 하여 얼라인먼트 마크로 한 것 등, 다수이다. 어느쪽으로 하든 1개의 워크 마크의 패턴 전체가 포함되도록 등록범위를 설정한다.

(2) 패턴 서치

도 8에 도시하는 바와 같이, 얼라인먼트 유닛(10)의 하프 미러(10a)를 통해서 조명광을 워크(W) 상의 워크 마크(WAM)에 조사하고, CCD 카메라(10b)에 의해 워크 마크(WAM)의 상을 수신한다. 그리고 모니터(12)에 비춰진 워크 마크(WAM)의 상을 연산장치(11)에 입력하고, 모니터(12)의 화소를 단위로 하여 좌표 데이터로 변환한다.

연산장치(11)는 상기한 등록 패턴과, 수신된 상의 워크 마크(WAM)의 상을 비교한다. 예를 들면, 수신된 워크 마크(WAM)의 상(검출 패턴)이 도 9(c)에 나타내는 검출 패턴(A)인 경우, 등록 패턴과 60% 일치하고 있기 때문에, 스코어(상관치) 60으로 서 인식한다.

또 동일하게, 수신된 워크 마크(WAM)의 상(검출 패턴)이 도 9(d)에 나타내는 검출 패턴(B)인 경우, 등록 패턴과 80% 일치하고 있기 때문에, 스코어 80으로서 인식한다. 또한, 수신된 워크 마크(WAM)의 상(검출 패턴)이 도 9(e)에 나타내는 검출 패턴(C)인 경우, 스코어 100으로서 인식한다.

상기와 같이 해서 모니터에 디스플레이된 전 영역을 패턴 서치하고, 스코어가 가장 100에 가까운(가장 높은) 검출 패턴을 워크 마크(WAM)로서 인식하여, 그 위치좌표를 워크 마크의 위치좌표로서 기억한다.

다음에, 상기 패턴 서치에 대해서 더욱 구체적으로 설명한다.

① 도 12에 도시하는 바와 같이, 워크 상의 W의 워크 마크(WAM)가 설치되어 있는 부근을 얼라인먼트 유닛(10)에 의해서 관찰한다. 상기와 동일한 범위(15㎜×15㎜의 범위)가 디스플레이된다.

② 상기 가상선으로 둘러싸여 등록한 범위를 얼라인먼트 현미경에 의해 비춰진 범위(15㎜×15㎜의 범위)의 전 영역에 걸쳐서 각 화소에 대응하여 스캔시켜서 각 위치에서 스코어를 구한다.

③ 등록된 워크 마크 이외에 콘트라스트를 발생하는 원인이 없으면, 워크 마크가 형성되어 있는 위치(A) 이외의 스코어는 0이 된다. 그러나, 화상처리를 행하는 영역 내(15㎜×15㎜의 범위)에는 예를 들면, (B)와 같이 워크 마크 이외의 패턴이 형성되어 있는 경우도 있고, 또 (C)와 같이 먼지가 부착되어 있는 경우도 있다. 따라서, 비교적 스코어가 높은 위치가 화상처리 영역 내에 다수 검출되는 경우가 있다.

그러나, 등록된 워크 마크가 존재하는 위치(A)가 가장 스코어가 높게 되기 때문에, 가장 높은 스코어가 검출된 위치를 워크 마크의 위치로서 검출하고, 그 위치좌표를 연산장치(11)에 기억한다.

또한, 상기와 같이 입력된 화상과, 미리 준비된 템플레이트 화상을 비교하여 그 유사도를 판정하는 수법은 다양하게 알려져 있고, 필요하면 예를 들면, 江尻正員이 감수한「화상처리산업응용총람, 상권 (기초 시스템 기술편)」1994년 1월 17일, 주식회사 후지 테크노시스템 발행, 초판 p26-p27, p50-p52 등을 참조한다.

그런데, 상기한 마스크와 워크의 위치맞춤에 있어서, 다음과 같은 요인으로 위치맞춤 정밀도가 저하한다.

(1) 워크 마크는 다음과 같은 우연한 요소로 형상이 변형한다든지, 위치가 어긋난다든지 한다. 워크 마크의 형상의 변형, 위치 어긋남의 원인으로서는 이하의 것이 있다.

① 워크 마크를 노광에 의해서 형성하는 경우, 워크 상에 마스크 패턴을 형성하는 경우와 동일하게 마스크에 형성된 얼라인먼트 마크의 패턴을 워크 상에 도포된 레지스트에 전사하여 현상함으로써 형성된다.

이 때문에, 예를 들면, 마스크의 마스크 패턴을 형성한 부분에 미소한 먼지가 부착한 경우, 워크 상의 그 부분은 노광되지 않는다. 이 때문에, 노광된 부분이 현상액에 녹는 포지티브 레지스트의 경우, 현상후 먼지가 부착한 부분의 레지스트가 남아서 도 13에 도시하는 바와 같이 워크 마크의 패턴이 「툭 튀어나온다」. 또, 네가티브 레지스트인 경우이면, 역으로 「움푹 패인다(없어진다)」.

② 워크 상의 워크 마크의 부분에 미소한 먼지가 부착한 경우, 얼라인먼트 유닛을 통해서 검출되는 워크 마크 상은 먼지가 부착한 부분의 패턴이 「툭 튀어나온다」.

③ 워크 마크가 포지티브 레지스트의 패턴으로 형성되는 경우, 현상시, 워크 반송시 어떠한 충격이 가해짐으로써, 레지스트가 벗겨지고, 워크 마크가 「없어진다」.

또한, 노광조건이나 현상조건이 어떠한 원인에 의해 변하고, 워크 마크의 패턴이 전체적으로 변형하는(패턴이 무너진다) 경우도 있다.

이것을 통틀어 「프로세스 결손」이라고 하고, 「프로세스 결손」에 의해 워크 마크의 패턴 형상이 변형하는 경우가 자주 있다.

이상과 같은 워크 마크 형상의 변형, 위치 어긋남에 의해서 다음과 같은 문제가 발생한다.

연산장치에 등록되는 등록 패턴이 도 14(a)에 나타내는 십자형인 것으로 한다. 상기 도면에서 십자형 중에 나타낸 사각형은 각각의 화소를 나타내고, 이 경우는 45개의 화소가 있고 화소는 검은 것으로 한다. 또, 검은 별표는 패턴의 중심이다.

워크에 이것과 동일한 형상의 워크 마크를 형성하도록 하였지만, 프로세스 결손에 의해, 도 14(b)의 굵은 선으로 나타내는 바와 같은 형상으로 변형한 것으로 한다. 「×」의 부분이 없어진 부분, 사선 부분이 툭 튀어나온 부분이다. 또, 점선은 본래의 마크를 나타내고, 흰 별표는 본래의 워크 마크의 중심이다.

패턴 서치를 행하였을 때, 워크 마크에 변형이 없으면 검은 별표와 흰 별표가 일치했을 때에 상기 스코어가 가장 높아지고, 그 위치를 워크 마크로서 검출한다. 그러나, 도 14(b)와 같이 워크 마크가 변형한 경우, 이하와 같이 된다.

흰 별표와 검은 별표가 일치하고 있는 상태를 도 15(a)에 나타낸다. 이 경우, 검게 되어야 할 45 화소 내 35개가 검게 된다(상기 도면의 둥근 표시 화소). 따라서, 스코어는 35/45=0.78(78)이다.

한편, 상기의 위치에서 오른쪽 위에 등록 패턴을 이동시켜, 도 15(b)의 상태로 하면, 45의 화소 내 38개가 검게 되어, 스코어가 38/45=0.84(84)가 된다. 따라서, 연산장치는 이 위치를 워크 마크의 위치로서 인식해 버린다.

이상과 같이, 워크 마크의 형상에 변형, 위치 어긋남 등이 있으면, 본래의 워크 마크의 위치와는 다른 위치를 워크 마크의 위치로서 인식하게 된다. 이 때문에, 마스크와 워크와의 위치맞춤을 행할 때에 그것 만큼 오차가 생기고, 위치맞춤 정밀도가 악화한다.

(2) 이상은 워크 마크의 경우이지만, 프록시머티 노광장치, 콘택트 노광장치의 경우에는, 워크 마크뿐 아니라, 마스크 마크의 위치를 검출할 때에도 동일한 문제가 발생한다.

프록시머티 노광장치, 콘택트 노광장치에서는 마스크와 워크의 위치맞춤을 행할 때, 마스크와 워크가 근접하고 있다. 이 때문에, 얼라인먼트 현미경에 의해 마스크 마크를 관찰할 때, 마스크의 아래에 있는 워크 상의 패턴까지 보인다.

따라서, 마스크 마크의 아래에 워크 마크가 있으면, 양자가 겹쳐서 마치 마스크 마크가 변형한 것 같은 형상으로 검출되어, 상기한 바와 같이 마스크 마크의 검출 정밀도(신뢰성)가 저하하는 경우가 있다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 제1 목적은 얼라인먼트 마크 등의 형상이 변형한다든지, 설정치에 대해서 위치 어긋남이 발생한 경우에도, 마스크와 워크의 위치맞춤 정밀도의 저하를 경감할 수 있고, 정밀도 좋게 마스크와 워크의 위치맞춤을 행할 수 있는 노광장치에서의 마스크와 워크의 위치맞춤 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제2 목적은 얼라인먼트 마크의 위치좌표의 신뢰성을 검증하여, 신뢰성이 높은 얼라인먼트 마크만을 선택하여 마스크와 워크의 위치맞춤을 행함으로써, 요구되는 얼라인먼트 정밀도를 확보한 얼라인먼트를 가능하게 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 적용대상의 일례인 투영노광장치의 구성예를 도시하는 도면,

도 2는 워크 마크의 위치좌표의 평균화를 설명하는 도면,

도 3은 원주 상에 워크 마크를 배치한 경우를 설명하는 도면,

도 4는 워크 마크의 「어긋남 양」의 분포 및 얼라인먼트 정밀도와 3σ1의 관계를 설명하는 도면,

도 5는 평균화하는 워크 마크의 개수와 평균화 효과의 관계를 도시하는 도면,

도 6은 프록시머티 노광장치의 구성예를 도시하는 도면,

도 7은 마스크 마크의 아래에 워크 마크가 겹쳐서 보이는 경우를 설명하는 도면,

도 8은 얼라인먼트 현미경의 개략 구성을 도시하는 도면,

도 9는 종래의 패턴 서치 방법을 설명하는 도면,

도 10은 얼라인먼트 현미경에 의해 수신된 상이 모니터에 표시되는 워크 마크의 일례를 도시하는 도면,

도 11은 워크 마크의 형상예를 도시하는 도면,

도 12는 패턴 서치를 설명하는 도면,

도 13은 프로세스 결손에 의한 워크 마크의 변형예를 도시하는 도면,

도 14는 워크 마크가 변형된 상태를 설명하는 도면,

도 15는 워크 마크가 변형된 경우의 스코어를 설명하는 도면이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 광조사장치 2 : 투영 렌즈

10 : 얼라인먼트 현미경 10a : 하프 미러

10b : CCD 카메라 11 : 연산장치

12 : 모니터 MS : 마스크 스테이지

MAM : 마스크 마크 WAM : 워크 마크

M : 마스크 W : 워크

WS : 워크 스테이지

본 발명에서는 다음과 같이 해서 상기 과제를 해결한다.

(1) 얼라인먼트 현미경의 시야 내(워크 마크를 서치하는 영역 내)에 들어가도록 근접하여 워크 마크를 어느 상대관계를 갖고 다수 설치한다.

마스크와 워크를 위치맞춤할 때에는, 패턴 서치에 의해 상기 다수개의 워크 마크의 위치좌표를 검출하고, 상기 위치좌표로부터 평균화되어 위치좌표를 구하고, 상기 평균화된 위치좌표에 대해서 마스크 마크가 소정의 위치관계가 되도록 마스크 또는 워크를 이동시켜 마스크와 워크의 위치맞춤을 행한다.

(2) 상기 (1)에서, 다수의 워크 얼라인먼트 마크의 각각의 위치좌표를 평균화한 위치좌표와, 각 다수의 워크 얼라인먼트 마크의 위치좌표의 상대위치관계로부터 요구되는 얼라인먼트 정밀도를 확보할 수 있는 워크 얼라인먼트 마크를 선택하고, 상기 정밀도를 확보할 수 있는 것이 확인된 후, 마스크 얼라인먼트 마크의 위치좌표가 다수의 워크 얼라인먼트 마크의 각각의 위치좌표로부터 구한 위치좌표에 대해서 소정의 위치관계가 되도록 위치맞춤한다.

(3) 상기 수법을 프록시머티 노광장치 또는 콘택트 노광장치의 마스크 마크의 검출에 적용한다.

도 1은 본 발명의 적용상대의 하나인 투영노광장치의 구성을 도시하는 도면이다.

상기 도면에서 MS는 마스크 스테이지이고, 마스크 스테이지(MS)에 마스크 마크(MAM)와 마스크 패턴이 형성된 마스크(M)가 놓여진다.

광조사장치(1)로부터 방출되는 노광광은 마스크(M), 투영 렌즈(2)를 통해서 워크 스테이지(WS) 상에 놓인 워크(W) 상에 조사되고, 마스크(M) 상에 형성된 마스크 패턴이 워크(W) 상에 투영되고, 워크(W) 상에 마스크 패턴이 노광된다.

투영 렌즈(2)와 워크(W) 사이에는 상기 도면의 화살표 방향으로 이동가능한 얼라인먼트 현미경(10)이 2개소에 설치되어 있고, 마스크(M)에 형성된 마스크 패턴을 워크(W) 상에 노광하기 전에, 얼라인먼트 현미경(10)을 도시하는 위치에 삽입하고, 마스크(M)와 워크(W)의 위치맞춤을 행한다. 도 1에서는 한쪽의 얼라인먼트 현미경만을 나타낸다.

얼라인먼트 현미경(10)은 상기한 바와 같이, 하프 미러(10a), 렌즈(L1, L2)와 CCD 카메라(10b)로 구성되어 있다.

도 1에서, 마스크(M)와 워크(W)의 위치맞춤은 다음과 같이 행해진다.

① 광조사장치(1)로부터 노광광 또는 도시하지 않은 얼라인먼트 광원으로부터 얼라인먼트광(비노광광)을 조사하여 마스크(M) 상에 형성된 마스크 마크 상을 얼라인먼트 현미경(10)의 CCD 카메라(10b)에 의해 상을 받아 연산장치(11)로 보낸다. 연산장치(11)는 상기 마스크 마크 상을 위치좌표로 변환하여 기억한다. 또한, 마스크 마크의 검출방법은 다양한 방법이 제안되어 있고, 필요하면 예를 들면, 일본국 특개평 9-82615호 공보 등을 참조한다.

② 다음에, 상기한 바와 같이 패턴 서치를 행하고, 워크(W) 상의 워크 마크의 상을 검출한다.

여기에서, 본 실시예에서는 종래예와 같이 워크 마크가 1개가 아니고, 얼라인먼트 현미경의 1시야 내에 들어가도록 동일 형상의 다수의 워크 마크(WAM)가 워크(W) 상에 근접하여 설치되어 있다.

연산장치(11)는 상기한 패턴 서치에 의해 다수의 워크 마크(WAM)의 각각의 위치좌표를 검출한다. 또한, 워크(W) 상에 형성되어 있는 각각의 워크 마크 상은 미리 등록되어 있는 것으로 한다.

③ 연산장치(11)는 검출한 다수의 워크 마크의 상의 위치좌표를 후술하는 바와 같이 평균화하고, 마스크 마크(MAM)와 위치맞춤을 하기 위한 기준이 되는 위치좌표(이하, 워크 마크 평균위치좌표라고 한다)를 구하고, 구한 워크 마크 평균위치좌표에 대해서 기억되어 있는 마스크 마크(MAM)의 위치좌표가 소정의 위치관계가 되도록 워크 스테이지(WS)(또는 마스크 스테이지(MS))를 이동시켜, 마스크(M)와 워크(W)의 위치맞춤을 행한다.

또한, 상기 위치맞춤을 행할 때, 후술하는 바와 같이 다수의 워크 마크의 위치좌표로부터 구한 상기 워크 마크 평균위치좌표와, 각 다수의 워크 마크의 각각의 위치좌표의 상대위치관계에 기초하여, 검출된 워크 마크의 위치좌표의 신뢰성을 검증하여, 요구되는 얼라인먼트 정밀도를 확보할 수 있는 워크 마크만을 선택하도록 해도 좋다. 이것에 의해, 요구되는 얼라인먼트 정밀도를 확보하는 것이 가능해진다.

다음에, 본 발명의 실시예를 더욱 구체적으로 설명한다.

(1) 워크 마크의 배치예와 워크 마크 평균위치좌표의 산출방법

(a) 워크 마크를 다수개 설치하고, 워크 마크의 위치좌표를 평균화하여 워크 마크 평균 위치좌표를 구하는 방법

예를 들면, 얼라인먼트 현미경(10)의 동일 시야 내(워크 마크를 서치하는 영역)에 들어가도록, 동일 형상의 워크 마크를 4개 설치한다. 마스크 마크와의 위치맞춤을 행하는 위치는, 상기 4개의 워크 마크의 위치좌표를(X좌표, Y좌표 각각에서) 평균화한 위치좌표로 한다.

이하, 도 2에 의해 본 실시예를 설명한다.

① 4개의 워크 마크(WAM1∼WAM4)를 도 2(a)에 도시하는 바와 같이, (X, Y)좌표에서 (10, 6), (6, 10), (2, 6), (6, 2)의 위치에 설치하도록 설계한다. 그리고 워크(W) 상에 워크 마크를 상기와 같이 형성한다.

실제로는 상기한 바와 같이 「프로세스 결손」 등에 의해 워크 마크의 위치가 어긋나는 경우도 있고, 도 2(a)는 설계치대로 설치된 경우도 있다.

② 마스크(M)와 워크(W)를 위치맞춤할 때에, 상기한 바와 같이 얼라인먼트 현미경(10)에 의해서, 워크(W) 상의 워크 마크(WAM1∼WAM4)가 형성된 부분의 화상 데이터가 연산장치(11)(화상처리장치)에 내장된다. 연산장치(11)에 의해서 상기 화상 데이터의 패턴 서치가 행해지고, 등록 마크에 대해서 스코어가 높은 것으로부터 상위 4개의 위치좌표를 연산하여, 상기 4개의 위치좌표를 각 워크 마크의 위치좌표로서 인식한다.

여기에서는 도 2(a)에 도시하는 바와 같이, 각각의 위치좌표가 (10, 6), (6, 10), (2, 6), (6, 2)라고 인식된 것으로 한다.

③ 연산장치(11)에서, 워크 마크(WAM1, WAM2, WAM3, WAM4)의 위치좌표를 X좌표, Y좌표 각각에 대해서 평균화한다. 이 경우는 평균화한 위치좌표의 값은 도 2(a)에 도시하는 바와 같이 (6, 6)이 된다. 이 평균화에 의해서 구해진 좌표위치(상기한 워크 마크 평균위치좌표)에 대해서 마스크 마크의 위치맞춤을 행한다.

여기에서, 1개의 워크 마크가 변형 또는 위치가 어긋나고, 인식된 위치가 본래의 위치로부터 어긋난 것으로 한다.

예를 들면, 도 2(b)에 도시하는 바와 같이, 워크 마크(WAM1)를 X좌표, Y좌표 각각에 대해서 1개씩 어긋난 위치인 위치좌표(11, 7)로서 인식한 것으로 한다.

상기한 바와 같이, 종래의 1개의 워크 마크에 대해서 마스크의 위치를 맞추는 방법이면, 상기 도면의 오른쪽의 워크 마크(WAM1)와 같은 인식위치 어긋남이 생긴 경우, 상기 위치 어긋남(X좌표, Y좌표 각각 1개씩)이 그대로 위치맞춤 정밀도에 영향을 주었다.

그러나, 워크 마크(WAM1, WAM2, WAM3 및 WAM4)의 위치좌표를 평균화하면, 도 2(b)에 도시하는 바와 같이 워크 마크 평균위치좌표는 (6.25, 6.25)가 되고, 이 위치에 대해서 마스크를 위치맞춤하기 때문에, 위치 어긋남을 X좌표, Y좌표 각각에 대해서 1개의 워크 마크를 이용하는 경우에 비해, 1/4의 어긋남으로 경감할 수 있다.

동일하게 해서, 설치하는 워크 마크의 수를 늘리면 워크 마크의 인식위치의 어긋남에 의한 위치맞춤 정밀도의 악화를 보다 경감할 수 있다.

이상과 같이 워크 마크를 다수개 설치하고, 그 평균치에 의해 워크 마크 평균위치좌표를 구함으로써, 워크 마크가 1개인 경우에 비해 위치결정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 실시예에서 워크 마크의 수를 더욱 증가시키고, 위치를 인식한 워크 마크 내, 스코어가 낮은 것을 제외한 나머지 워크 마크에 대해서, 워크 마크의 위치좌표의 평균치를 구하도록 해도 좋다. 이와 같이 하면, 위치맞춤 정밀도를 한층 향상시킬 수 있다.

즉, 상기한 프로세스 결손에 의해 위치 어긋남 등이 생긴 워크 마크는 스코어가 낮은 것이 상정되기 때문에, 이와 같은 스코어가 낮은 워크 마크를 제외하고 평균치를 구하면, 위치 어긋남이 생긴 가능성이 높은 워크 마크를 제외하여 워크 마크 평균위치좌표를 구할 수 있다.

또, 상기한 바와 같이 다수개의 워크 마크를 이용하여 워크 마크 평균위치좌표를 구함으로써, 다음과 같은 이점이 있다.

예를 들면, 다수개의 워크 마크 내 1개가, 설정된 위치 정밀도의 문제, 혹은 워크가 워크 스테이지에 반송될 때의 반송정지나 위치결정 정밀도의 문제에서, 얼라인먼트 현미경(10)의 시야(서치 영역)으로부터 떨어진 경우, 혹은 프로세스 결손이 심하고, 워크 마크가 워크로부터 떨어져 버린 경우에도, 얼라인먼트 현미경(10)의 시야 내에 있는 이용가능한 나머지 워크 마크를 이용하여 워크 마크 평균위치좌표를 구할 수 있다.

(b) 다수개의 워크 마크를 원주 상에 배치하고, 적어도 3개의 워크 마크를 이용하여 워크 마크 평균위치좌표를 구하는 방법

다수의 워크 마크를 동일 원주 상에 설치하고, 워크 마크 내, 스코어가 높은 것으로부터 3개 선택하여 상기 3개의 위치좌표로부터 상기 3점이 외접하는 원의 중심을 연산하여, 구해진 원의 중심위치좌표에 대해서 마스크의 위치맞춤을 행하도록 한다.

이하, 도 3을 이용하여 본 실시예를 설명한다.

도 3에 원주 상에 8개의 워크 마크(WAM1∼8)를 설치한 경우를 나타낸다. 이 8개의 워크 마크(WAM1∼WAM8)를 상기한 바와 같이 얼라인먼트 현미경(10)에 의해 검출하고, 검출한 워크 마크(WAM1∼8) 내 3개를 선택하여, 상기 3개가 형성하는 삼각형의 외접원의 중심(O1)을 구한다.

3점의 좌표로부터 상기 3점에 외접하는 원의 중심은 다음 식에 의해서 구할 수 있다.

3점 (x1, y1)(x2, y2)(x3, y3)를 지나 원의 중심좌표(O1)를 (o1x, o1y)으로 하면, (o1x, o1y)는 하기의 식으로 나타낸다.

o1x={(y3-y2)(x1x1+y1y1)+(y1-y3)(x2x2+y2y2)+(y2-y1)(x3x3+y3y3)}/(-L)

o1y={(x3-x2)(x1x1+y1y1)+(x1-x3)(x2x2+y2y2)+(x2-x1)(x3x3+y3y3)}/(L)

여기에서, L=(x1y2-x1y3+x2y3-x2y1+x3y1-x3y2)*2이다.

상기 계산을 행함으로써 구해지는 중심(O1)의 위치좌표(o1x, o1y)는 상기 (1)에서 설명한 평균화된 좌표위치와 동일하게 3개의 워크 마크의 위치좌표를 평균화한 것이다.

이상과 같이, 3개의 워크 마크의 위치 좌표로부터 중심(O1)의 위치좌표를 구함으로써, 상기 (1)과 동일하게 워크 마크가 인식되는 위치가 설계치에서 어긋나 있어도 위치맞춤 정밀도의 악화를 경감할 수 있다.

동일하게, 상기 3개의 워크 마크와는 다른 조합으로 3개의 워크 마크를 선택하여, 상기 3개가 형성하는 삼각형의 외접원의 중심(O2)을 상기와 동일하게 구하고, 이하 동일하게 다른 워크 마크의 조합에 의해 삼각형의 외접원의 중심(O3, O4)을 계산한다.

워크 마크가 설계치대로 형성되어 있는 것으로 하면, 상기 O1, O2, …의 위치는 일치하기 때문에, 이들의 위치좌표를 더욱 평균화함으로써, 상기 (1)과 동일하게 위치맞춤 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 (1)과 동일하게 본 실시예에서도 검출한 워크 마크 내, 스코어가 낮은 것을 제외한 나머지 워크 마크에 대해서, 워크 마크의 위치좌표의 평균치를 구하도록 해도 좋다. 이와 같이 하면, 위치맞춤 정밀도를 한층 향상시킬 수 있다.

또, 상기와 같이 다수개의 워크 마크를 이용하여 워크 마크 평균위치좌표를 구함으로써, 상기 (1)과 동일하게 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다.

예를 들면, 도 3에서 8개의 워크 마크 내 1개가, 설정된 위치 정밀도의 문제에서, 얼라인먼트 현미경의 시야(서치 영역)에서 떨어진 경우, 혹은 프로세스 결손이 심하고, 워크 마크가 워크로부터 떨어져 버린 경우에도, 이용가능한 나머지 워크 마크를 이용하여 워크 마크 평균위치좌표를 구할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 3개의 워크 마크의 조합을 바꿈으로써, 외접원의 중심좌표를 다수 구할 수 있기 때문에, 워크 마크가 손실된다든지, 워크 마크군의 일부가 얼라인먼트 현미경의 시야외가 된 경우에도 유연하게 대응할 수 있다.

(2) 워크 마크의 위치좌표의 검증과, 요구되는 얼라인먼트 정밀도를 확보할 수 있는 워크 얼라인먼트 마크를 선택

상기와 같이 워크 마크를 다수 설치하면, 위치맞춤 정밀도의 악화의 경감 이외에, 다음과 같이 해서 이전 공정의 프로세스 평가를 행할 수도 있다.

워크 마크 사이의 거리는 설계치로부터 이미 알려져 있다. 또, 실제로 워크에 설치된 워크 마크 사이의 거리도 각각의 위치 좌표가 구해지기 때문에, 설계가능하다.

따라서, 각 워크마다 워크에 설치된 워크 마크 사이의 거리와, 설계치를 비교하도록 하면, 워크 마크 사이의 거리의 이상(異常)을 검지할 수 있다. 이전 공정에서 워크 마크의 위치에 이상이 생기는 것 같은 프로세스 상의 문제점이 생긴 경우, 보다 빨리 이것을 검지하고, 이전 공정의 제조 프로세스를 다시 고칠 수 있다. 그리고 후 공정에서 불량제조를 만드는 것을 방지할 수 있다.

또, 다음과 같이 해서 요구되는 얼라인먼트 정밀도를 확보할 수 있는 워크 마크를 선택할 수도 있다.

이하, 상기한 얼라인먼트 정밀도를 확보할 수 있는 워크 마크를 선택하는 방법에 대해서 설명한다.

워크 마크의 위치가 본래 있어야 할 위치(설계위치)에 대해서, 정규분포를 가지고 분산되어 있다고 가정한다. 도 4(a)에 도시하는 바와 같이, 이상적인 정규분포의 경우, 그 표준편차를 σ1로 하면, 각 데이터(이 경우 워크 마크 위치좌표)는 ±3σ1의 범위에 99% 이상의 확률로 들어가게 된다.

즉, 워크 마크의 위치좌표가 본래 있어야 할 위치로부터 어긋나도 그 어긋남 양의 최대치는 99% 이상의 확률로 3σ1 이내이다(여기에서는 이 3σ1을 워크 마크의 정밀도라고 부르는 것으로 한다).

따라서, 워크 마크의 위치좌표의 표준편차가 σ1일 때, 이 워크 마크에 대해서 얼라인먼트를 행하면, 그 얼라인먼트 정밀도: ±A는 99% 이상의 확률로, 상기 워크 마크의 정밀도 ±3σ1과 일치하게 된다(여기에서는 얼라인먼트 정밀도가 워크 마크의 위치 정밀도에만 의존한다고 생각한다).

즉, 워크 마크의 개수가 1개이고 그 표준편차가 σ1인 경우에는, [요구되는 얼라인먼트 정밀도 : ±A]가 [워크 마크의 정밀도 : ±3σ1] 보다도 작으면, 요구되는 얼라인먼트 정밀도 ±A를 달성할 수 없다.

그러나, 설치되는 워크 마크의 정밀도가 ±3σ1이어도 워크 마크가 다수 있고, 그것을 평균화함으로써 구한 상기 워크 마크 평균위치좌표의 어긋남 양은 상기한 바와 같이 작게 된다. 이 때문에, 상기 평균화함으로써 얻은 워크 마크 평균위치좌표에 대해서 얼라인먼트를 행하면, 얼라인먼트 정밀도는 향상하게 된다.

예를 들면, 표준편차 σ1인 N개의 데이터군(예를 들면, 도 4(a)에서 나타내는 데이터군)으로부터 임의의 2개의 데이터를 꺼내어 평균화한다. 이와 같이 해서 평균화하여 구한 데이터에 의해 새로운 데이터군을 구성하면, 그 분포는 도 4(b)에 나타내는 바와 같이 도 4(a)보다도 좁게 되고, 예를 들면, 표준편차 σ2≒0.7σ1가 된다.

또한, 상기와 동일하게 도 4(a)의 데이터군으로부터 임의의 3개의 데이터를 꺼내어 평균화하고, 그 평균화하여 구한 데이터의 분포는 도 4(c)에 나타내는 바와 같이 도 4(b)보다도 더욱 좁게 되고, 예를 들면, 표준편차 σ3≒0.6σ1가 된다. 이와 같이 데이터를 평균화함으로써, 표준편차가 작게 되는 것을 여기에서는 평군화 효과라고 부르는 것으로 한다.

도 5는 평균화하는 워크 마크의 개수와 평균화 효과의 관계의 일례를 나타내는 도면이다. 가로축은 워크 마크의 개수, 세로축은 n개의 워크 마크를 평균화한 데이터군의 표준편차(σn)를 원래의 데이터군의 표준편차인 σ1에 의해 나눈 값, 즉 σn/σ1이다.

또한, 도 5 자체는 적당히 발생시킨 난수표를 원래 데이터군으로서 평균화 효과를 계산한 것이다.

도 5에 의하면, 예를 들면 2개의 워크 마크(표준편차(σ1))의 위치 좌표를 평균화한 경우, 상기 평균화 효과에 의해 2개의 워크 마크의 위치좌표의 평균치의 표준편차(σ2)는 약 0.7σ1이 된다. 즉, 원래의 워크 마크의 표준편차가 σ1이어도 2개의 워크 마크의 위치좌표의 평균치를 이용하여 얼라인먼트를 행하면, 얼라인먼트 정밀도 ±A는 3×(0.7σ1)=2.1σ1까지 달성할 수 있게 된다. 또한, 3개의 워크 마크의 위치좌표를 평균화하면, 그 표준편차(σ3)는 약 0.6σ1가 되고, 얼라인먼트 정밀도 ±A 는 3×(0.6σ1)=1.8σ1까지 달성할 수 있게 된다.

이상에 기초하여, 본 실시예에서는 다음과 같이 해서 얼라인먼트 정밀도를 확보할 수 있는 워크 마크를 선택한다.

① 워크 마크를 다수개 샘플로서 제작하여, 본래 있어야 할 위치(설계위치)에 대한 어긋남 양을 측정한다. 상기 어긋남 양으로부터 워크 마크를 제작할 때의 어긋남 양을 측정하고, 상기 어긋남 양으로부터 워크 마크를 제작할 때의 워크 마크의 위치좌표의 분산, 즉 상기한 표준편차(σ1)를 구한다.

② 다수의 워크 마크를 평균화하는 방법(다수의 워크 마크의 평균위치좌표를 구하는 계산식)을 정하고, 도 5와 같은 평균화 효과의 그래프를 구한다.

또한, 도 5에 나타낸 그래프의 형상은 워크 마크의 평균위치좌표를 구하는 계산식에 따라서 정해지기 때문에, 상기 평균위치좌표를 구하는 계산식에 따라서 도 5에 나타내는 그래프를 작성할 필요가 있다.

③ 요구되는 얼라인먼트 정밀도 : ±A와, 상기 구한 평균화 효과의 그래프에 기초하여 몇 개의 워크 마크를 이용하여 평균화하면, 요구되는 얼라인먼트 정밀도 : ±A를 달성할 수 있을지를 구한다.

만약, n1개의 워크 마크를 평균화함으로써, 요구되는 얼라인먼트 정밀도 : ±A를 달성할 수 있고, 얼라인먼트 현미경의 시야 내에 n1개 이상의 워크 마크를 검출할 수 있으면, n1개 또는 그 이상의 워크 마크의 위치좌표로부터 워크 마크의 평균위치좌표를 계산하여, 상기 평균위치좌표에 대해서 위치맞춤을 행한다.

평균화하는 워크 마크의 수는 예를 들면 다음과 같이 해서 구할 수 있다.

원래의 워크 마크의 표준편차가 예를 들면 σ1=1㎛일 때, [요구되는 얼라인먼트 정밀도]=±1.2㎛을 달성하도록 하는 경우에는, 이하의 순서로 평균화하는 워크 마크의 개수를 구한다.

ⅰ) 먼저, 요구되는 얼라인먼트 정밀도 : ±A를 확보할 수 있는 워크 마크의 표준편차(σn)를 구한다. 여기에서 σn는 n개의 워크 마크를 상기한 바와 같이 평균화하여 구한 표준편차이다. 이 경우, 요구되는 얼라인먼트 정밀도가 1.2이기 때문에, 표준편차(σn)는 3×σn=1.2, 즉 σn=1.2/3이 된다.

다음에, X=σn/σ1을 만족하는 X를 구한다. 또한, X(=σn/σ1)는 도 5에서의 세로축에 해당한다. 이 예의 경우, 원래의 워크 마크의 표준편차(σ1)는 σ1=1㎛이고, n개의 워크 마크를 평균화하여 구한 표준편차(σn)는 1.2/3 이하가 아니면 안되기 때문에, X=σn/σ1=1.2/3=0.4가 된다.

ⅱ) 상기 ②에서 작성한 평균화 효과의 그래프를 이용하여 평균화하는 워크 마크의 개수를 구한다.

예를 들면, 상기 ②에서 작성한 평균화 효과의 그래프가 도 5에 나타내는 형상인 것으로 하면, X(=σn/σ1)=0/4일 때, 평균화하는 워크 마크의 개수는 8개이기 때문에, [요구되는 얼라인먼트 정밀도]≤±1.2㎛을 달성하기 위해서는 8개 이상의 워크 마크를 평균화하면 좋다.

여기에서, 상기한 바와 같이 워크 마크의 배치는 설계치로부터 이미 알려져 있기 때문에, 설계치의 워크 마크의 위치좌표를 평균화하여 얻은 워크 마크 평균위치좌표(얼라인먼트시의 기준이 되는 위치좌표)와 각 워크 마크의 거리는 알고 있다.

그래서, 검출한 각 워크 마크의 위지좌표와 그 평균위치좌표의 거리와, 본래 있어야 할 워크 마크의 위치좌표와 그 평균위치좌표의 거리의 어긋남 양을 계산한다. 그 어긋남 양이 어느 정도 이상 크면, 그 워크 마크의 위치좌표는 평균화하는 대상으로부터 제외시킨다. 이와 같이 하면, 예를 들면, 워크에 부착한 먼지를 워크 마크로서 잘못 인식함으로써, 평균화 효과가 방해되는 것을 방지할 수 있다.

상기 어긋남 양이 어느정도 크면, 평균화로부터 제외할지는 워크 마크의 제작 샘플의 분산 등으로부터 적당히 설정하면 좋다.

상기 어긋남 양이 큰 워크 마크(또는 어긋남 양이 크다고 잘못 인식하고 있는 워크 마크)를 제외해도, 요구되는 얼라인먼트 정밀도를 달성할 수 있는 수의 워크 마크가 남아 있으면, 상기 나머지 워크 마크의 위치좌표로부터 평균위치좌표를 구하여 위치맞춤을 행한다.

만약, 어긋남 양이 큰 워크 마크를 제외한 나머지 워크 마크를 평균화한 것에서는 요구되는 얼라인먼트 정밀도를 달성할 수 없다고 하는 경우에는, 얼라인먼트를 중지한다.

(3) 그 밖의 적용예

(a) 프록시머티 노광장치, 콘택트 노광장치에서의 마스크 마크에의 적용

이상에서는 다수개의 워크 마크를 이용한 마스크와 워크의 위치맞춤에 대해서 설명하였지만, 프록시머티 노광장치, 콘택트 노광장치에서의 마스크 마크에 적용할 수도 있다.

상기한 바와 같이, 프록시머티 노광장치, 콘택트 노광장치에 있어서는, 얼라인먼트 현미경에 의해 마스크 마크를 관찰할 때, 마스크 마크의 아래에 워크 마크 등의 패턴이 있으면, 양자가 겹쳐서 마치 마스크 마크가 변형한 것 같은 형상으로 검출되어, 상기한 바와 같이 마스크 마크의 검출 정밀도(신뢰성)가 저하하는 경우가 있다.

이하, 이것을 도 6에 나타내는 프록시머티 노광장치를 예로 들어서 설명한다.

상기 도면에서, MS는 마스크 스테이지이고, 마스크 스테이지(MS)에 마스크 마크(MAM)와 마스크 패턴이 형성된 마스크(M)가 놓여진다. 또 WS는 워크 스테이지이고, 워크 스테이지(WS)에는 워크 마크(WAM)가 형성된 워크가 놓여진다.

1은 광조사장치이고, 광조사장치(1)로부터 방출되는 노광광은 마스크(M)를 통해서, 워크 스테이지(WS) 상에 놓인 워크(W) 상에 조사되어, 마스크(M) 상에 형성된 마스크 패턴이 워크(W) 상에 투영되고, 워크(W) 상에 마스크 패턴이 노광된다.

마스크(M) 상에는 상기 도면의 화살표 방향으로 이동가능한 얼라인먼트 현미경(10)이 설치되어 있고, 마스크(M)에 형성된 마스크 패턴을 워크(W) 상에 노광하기 전에, 얼라인먼트 현미경(10)을 도시하는 위치에 삽입하여, 마스크(M)와 워크(W)의 위치맞춤을 행한다.

얼라인먼트 현미경(10)은 상기 도 8에 도시하는 바와 같이, 하프 미러, 렌즈, CCD 카메라 등으로 구성되어 있다.

도 6에서, 마스크(M)와 워크(W)의 위치맞춤은 다음과 같이 행해진다.

① 워크 스테이지(WS)를 상승시켜서 마스크(M)와 워크(W)를 접촉시키고, 마스크(M)와 워크(W)의 경사를 일치시킨 다음, 워크 스테이지(WS)를 미소량 하강시킨다. 이것에 의해 마스크(M)와 워크(W)는 평행하게 또한 그 간극이 일정하게 설정된다.

② 얼라인먼트 현미경(10)을 상기 도면에 나타내는 위치에 삽입하여, 마스크 마크(MAM)와 워크 마크를 관찰한다. 그리고, 마스크 마크(MAM)와 워크 마크(WAM)가 일치하도록 워크 스테이지(WS)를 이동시킨다.

상기 ②의 공정에서 얼라인먼트 현미경(10)에 의해 마스크 마크(MAM)와 워크 마크(WAM)를 관찰할 때, 마스크(M)와 워크(W)가 근접하고 있으면 마스크 마크 상과, 워크 마크(WAM) 등의 워크(W) 상의 패턴이 함께 얼라인먼트 현미경(10)에서 수신된다.

이 때문에, 워크(W) 표면의 상태에 따라서는 마스크 마크(MAM)의 형상이 변화한 것 같이 보이는 경우가 있고, 마스크 마크(MAM)의 검출 정밀도가 저하하여 얼라인먼트 정밀도가 저하한다.

상기 문제는 상기한 얼라인먼트 마크를 다수개 배치하는 수법을 마스크 마크에 적용함으로써 해결할 수 있다.

즉, 도 7에 나타내는 바와 같이 얼라인먼트 현미경의 1시야 내에 들어오도록 근접하여 마스크 마크(MAM1∼MAM4)를 배치한다. 그리고, 상기한 바와 같이 검출한 마스크 마크(MAM1∼MAM4)의 스코어를 구하여, 스코어가 낮은 것을 제외한 나머지 마스크 마크를 이용하여 얼라인먼트를 행한다. 이것에 의해, 도 7에 나타내는 바와 같이, 마스크 마크(MAM)의 아래에 워크 마크(WAM)가 겹쳐서 형상이 변화되어 보이는 것(도 7의 마스크 마크(MAM3))이 있어도, 이 마스크 마크(MAM3)를 제외하고 얼라인먼트를 행할 수 있고, 정밀도 좋게 얼라인먼트를 행할 수 있다.

또한, 마스크 마크(MAM1∼4)에 대응시켜서 다수개의 워크 마크(WAM)를 워크(W) 상에 설치하여, 양자의 평균위치좌표가 일치하도록 마스크(M)와 워크(W)의 위치맞춤을 행해도 좋고, 또, 워크(W) 상에 워크 마크(WAM)를 1개 설치하여, 다수개의 마스크 마크(MAM1∼4)의 위치를 상기한 바와 같이 평균화하여 상기 워크 마크(WAM)와 위치맞춤을 하는 기준이 되는 마스크 마크 평균위치좌표를 구하고, 상기 마스크 마크 평균위치좌표와 워크 마크(WAM)가 일치하도록 마스크(M)와 워크(W)를 위치맞춤하도록 해도 좋다.

(b) 레이저 가공에 의한 프린트 기판의 비아 홀 가공에의 적용

상기 실시예에서는 워크 마크를 노광에 의해 설치하는 경우를 예로 들어서 설명하였지만, 프린트 기판 등의 제조에서는 예를 들면 배선용 비아 홀의 패턴을 워크 마크로서 이용하는 경우가 있다.

상기 비아 홀은 예를 들면 레이저 광에 의한 가공에 의해서 설치된다. 비아 홀의 직경은 통상 150에서 200㎛이다. 또 레이저 가공에 의한 가공위치 정밀도는 현재 상태에서는 약 ±20㎛이고, 그 범위에서 워크 마크(이 경우에는 비아 홀)의 위치가 분산된다.

그래서, 워크 마크로서의 비아 홀을 다수개 이용하여 상기한 바와 같이 다수의 비아 홀의 위치좌표로부터 평균위치좌표를 구하고, 이 평균위치좌표를 기준으로 하여 프린트 기판의 위치맞춤을 행한다. 이것에 의해, 비아 홀의 가공위치 정밀도의 분산에 의한 위치맞춤 정밀도의 저하를 회피할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에서는 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(1) 다수의 워크 마크를 설치하고, 각 위치좌표를 평균화한 위치좌표에 대해서 마스크의 위치맞춤을 행하기 때문에, 워크 마크의 변형이나 위치 어긋남에 의해 워크 마크의 인식위치의 어긋남이 생겨도 상기 어긋남에 의한 마스크와 워크의 위치맞춤 정밀도의 악화를 경감할 수 있다.

또, 어느 워크 마크가 손실된다든지, 일련의 워크 마크군의 일부가 얼라인먼트 현미경의 시야(서치 영역) 외가 되어도, 마스크와 워크의 위치맞춤을 행할 수 있다.

특히, 다수의 워크 마크를 동일 원주 상에 설치하고, 상기 원의 중심위치에 대해서 마스크의 위치맞춤을 행하도록 하면, 임의로 선택한 3개의 워크 마크에 의해 상기 중심위치를 구할 수 있기 때문에, 워크 마크가 손실된다든지, 워크 마크군의 일부가 얼라인먼트 현미경의 시야 외가 된 경우에도 유연하게 대응할 수 있다.

(2) 검출된 위치좌표로부터 계산한 워크 마크 사이의 거리를 설계치의 워크 마크 사이의 거리와 비교하도록 하면, 이전 공정에서의 워크 마크의 위치에 이상이 생기는 것 같은 프로세스 상의 문제점이 생긴 것을 발견할 수 있다.

또, 다수의 워크 얼라인먼트 마크의 각각의 위치좌표를 평균화한 위치좌표와, 각 다수의 워크 얼라인먼트 마크의 위치좌표의 상대위치관계로부터 요구되는 얼라인먼트 정밀도를 확보할 수 있는 워크 얼라인먼트 마크를 선택할 수 있기 때문에, 요구되는 얼라인먼트 정밀도를 보증한 얼라인먼트를 행할 수 있다.

(3) 본 발명의 수법을 프록시머티 노광장치, 밀착노광장치에서의 마스크 마크에 적용함으로써, 마스크 마크의 위치좌표의 검출 정밀도의 향상을 도모할 수도 있다. 또한, 프린트 기판의 비아 홀 가공에 적용함으로써, 비아 홀을 워크 마크로서 이용한 프린트 기판의 위치맞춤의 정밀도도 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 마스크 얼라인먼트 마크가 설치된 마스크와,

   얼라인먼트 현미경의 1시야 내에 들어가도록 근접하여 설치된 상기 마스크와 대응하는 다수의 워크 얼라인먼트 마크가 설치된 워크를 위치맞춤하는 노광장치에서의 마스크와 워크의 위치맞춤 방법에 있어서,

   얼라인먼트 현미경의 시야 내의 다수의 워크 얼라인먼트 마크의 각각의 위치좌표를 검출하여, 상기 위치좌표로부터 구한 평균위치좌표에 대해서 마스크 얼라인먼트 마크의 위치좌표가 소정의 위치관계가 되도록 위치맞춤을 하는 것을 특징으로 하는 마스크와 워크의 위치맞춤 방법.
2. 제 1항에 있어서, 다수의 워크 얼라인먼트 마크의 각각의 위치좌표를 평균화한 위치좌표와 각 다수의 워크 얼라인먼트 마크의 위치좌표와의 상대위치관계로부터, 요구되는 얼라인먼트 정밀도를 확보할 수 있는 워크 얼라인먼트 마크를 선택하고,

   상기 정밀도를 확보할 수 있는 것이 확인된 후, 마스크 얼라인먼트 마크의 위치좌표가 다수의 워크 얼라인먼트 마크의 각각의 위치좌표로부터 구한 위치좌표에 대해서 소정의 위치관계가 되도록 위치맞춤하는 것을 특징으로 하는 마스크와 워크의 위치맞춤 방법.
3. 얼라인먼트 현미경의 1시야 내에 들어가도록 근접하여 설치된 다수의 마스크 얼라인먼트 마크가 설치된 마스크와,

   상기 마스크와 워크 얼라인먼트 마크가 설치된 워크를 위치맞춤하는 프록시머티 또는 콘택트 노광장치에서의 마스크와 워크의 위치맞춤 방법에 있어서,

   얼라인먼트 현미경의 시야 내의 다수의 마스크 얼라인먼트 마크의 각각의 위치좌표를 검출하고,

   상기 다수의 마스크 얼라인먼트 마크의 위치좌표와 상기 워크 얼라인먼트 마크의 위치좌표에 기초하여, 마스크와 워크가 소정의 위치관계가 되도록 위치맞춤을 하는 것을 특징으로 하는 마스크와 워크의 위치맞춤 방법.