KR20170051480A - Marker having focusing and tilt correction design and alignment method - Google Patents
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Abstract
포커싱 및 경사 교정 디자인을 구비하는 마커 정렬 방법에 있어서, 상기 마커는 정렬 마커(20)와 적어도 한 쌍의 포커싱 마커를 포함하고, 상기 정렬 마커(20)의 중심은 임의의 한 쌍의 상기 포커싱 마커의 연결선 상에 위치하며, 그 중에서 상기 적어도 한 쌍의 포커싱 마커는 자체의 최적의 초점면 위치를 확정하는 것을 통하여 상기 정렬 마커(20)의 포커싱 및 레벨링을 실현한다. 또한 상기 마커에 응용되는 정렬 방법을 제공하여, 정렬 마커의 고정밀도 포커싱 및 레벨링을 실현한다. 해당 방안에서 제공하는 마커는 포커싱과 함께 경사가 마커에 대한 영향을 해소하여, 측정 재현성을 향상시켰다.A method of aligning a marker having a focusing and tilt correction design, the marker comprising an alignment marker (20) and at least one pair of focusing markers, the center of the alignment marker (20) And the at least one pair of focusing markers among the plurality of focusing markers can achieve focusing and leveling of the alignment marker 20 by determining the optimal focal plane position of the at least one pair of focusing markers. Also, an alignment method applied to the markers is provided, thereby realizing high-precision focusing and leveling of alignment markers. The markers provided in the corresponding solutions eliminate the influence of the inclination on the markers as well as the focusing, thereby improving the measurement reproducibility.
Description
본 발명은 포커싱 및 경사 교정 디자인을 구비하는 마커 및 정렬 방법에 관한 것으로서, 특히 정렬 마커와 적어도 한 쌍의 포커싱 마커를 포함하는 마커 및 그 정렬 방법에 관한 것이다.The present invention relates to markers and alignment methods having a focusing and tilt correction design, and more particularly to markers comprising alignment markers and at least one pair of focusing markers, and alignment methods therefor.
집적 회로 제조 과정에서, 하나의 완전한 칩은 통상적으로 여러 차례의 포토리소그래피 노출을 거쳐야만 제작이 완성될 수 있다. 첫번째 층의 포토리소그래피 외, 나머지 층의 포토리소그래피는 노출 전에 모두 해당 층의 도형을 이전 층 노출에서 남겨진 도형(즉 마커)과 정확하게 위치고정하여야 하는 바, 이렇게 해야만 각 층의 도형 사이에 정확한 상대적인 위치, 즉 얼라인먼트 정밀도를 가질 수 있다.In the manufacture of integrated circuits, one complete chip typically has to undergo several photolithographic exposures before fabrication can be completed. In addition to photolithography of the first layer, photolithography of the remaining layers must precisely fix the geometry of the layer to the geometry (i.e., marker) left over from the previous layer exposure prior to exposure so that the correct relative position That is, alignment precision.
종래 기술에서, 광학 결상 원리을 기반으로 하는 정렬 시스템은 리소그래피 기기에서 흔히 사용되는 시스템 중의 하나로서, 예를 들어 Nikon FIA 시스템, Ultratec MVS 등이다. FIA의 마커 양식은 단일한 바, 도1에 도시된 바와 같다. Ultratec MVS는 마커 학습 기능일 갖고 있고, 마커가 고정적인 형식을 갖지 않는다. 그 외, US6344698 B2와 CN102103336에서는 마커에 대한 공정의 영향을 고려하여 각각 공정의 영향을 비교적 적게 받는 마커를 디자인하였다.In the prior art, an alignment system based on the principle of optical imaging is one of the systems commonly used in lithographic apparatuses, such as the Nikon FIA system, Ultratec MVS, and the like. The marker format of the FIA is as shown in Fig. Ultratec MVS has a marker learning function, and the marker does not have a fixed format. In addition, US6344698 B2 and CN102103336 have designed a marker which has relatively little effect on each process considering the influence of the process on the markers.
실질적으로, 공정이 측정 정밀도에 영향을 미치는 것 외에도, 아주 많은 요소들이 측정 정밀도에 영향을 미친다.In practice, besides the process affecting the measurement accuracy, a large number of factors affect the measurement accuracy.
우선, 왜곡은 한가지 흔한 수차(aberration)로서, 광학 결상 시스템에서, 왜곡이 측정 재현성에 대한 영향에 대해 소홀히 할 수 없다. 이의 영향 매커니즘은, 측정 마커의 시야 중의 위치 불확실성과 왜곡의 비선형 커플링이 측정 재현성에 영향을 미치는 것이다. FIA 시스템이 여러 차례의 반복을 거쳐 마커를 시종 어느 하나의 고정된 위치에 처하게 하여 측정되도록 하여 왜곡의 영향을 감소시켰으나, 반복은 대량의 시간을 소모시킨다.First, distortion is a common aberration. In an optical imaging system, distortion can not neglect the influence on measurement reproducibility. Its effect mechanism is that the nonlinear coupling of the position uncertainty and distortion in the field of view of the measurement marker affects the measurement reproducibility. The FIA system repeatedly measures the marker by placing it at a fixed position, reducing the effect of distortion, but repeating consumes a large amount of time.
다음, 도2에 도시된 바와 같이, 마커의 탈초점 경사 효과도 측정 재현성에 영향을 미치는데, 피측물 경사각 a에 오차 D가 발생하게 된다. 리소그래피 기기 중의 포커싱 및 레벨링 시스템이 경사와 탈초점의 교정을 진행할 수 있지만, 포커싱 및 레벨링 측정면이 포토레지스트 상부 표면이고, 정렬 마커는 때로는 포토레지스트 하부 표면에 위치하므로, 포토레지스트의 두께는 어느 정도의 변동성을 갖기 때문에, 포커싱 및 레벨링 시스템은 정렬 마커의 높은 정밀도의 포커싱 및 레벨링을 실현시키는데 있어서 부족하다.Next, as shown in FIG. 2, the decentering tilt effect of the marker also affects the measurement reproducibility, which causes an error D in the object tilt angle a. Since the focusing and leveling measurement surfaces are on the top surface of the photoresist and the alignment markers are sometimes located on the bottom surface of the photoresist, the thickness of the photoresist can be adjusted to some extent , The focusing and leveling system is insufficient to realize high precision focusing and leveling of alignment markers.
그리고, 광학 결상 시스템에서, 자동 포커싱 기술이 정렬 센서에 이미 널리 사용되고 있지만, 자동 포커싱과 함께 경사 교정을 구현하는 센서는 아직 발명되지 않았다.And, in an optical imaging system, although an auto focusing technique is already widely used for an alignment sensor, a sensor that implements inclination correction with automatic focusing has not yet been invented.
본 발명은 포커싱 및 경사 교정 디자인을 구비하는 마커 및 정렬 방법을 제공하고, 상기 마커는 정렬 마커와 적어도 한 쌍의 포커싱 마커를 포함하여, 포커싱하는 동시에 경사가 마커에 대한 영향을 제거하고, 아울러 왜곡이 마커에 대한 영향을 절감하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides a marker and alignment method having a focusing and tilt correction design, wherein the marker includes an alignment marker and at least a pair of focusing markers to focus and eliminate tilting effects on the markers, It is aimed to reduce the influence on this marker.
상기 목적을 이루기 위하여, 본 발명에서는To achieve the above object, in the present invention,
정렬 마커와 적어도 한 쌍의 포커싱 마커를 포함하고, 상기 정렬 마커의 중심은 임의의 한 쌍의 상기 포커싱 마커의 연결선 상에 위치하며, 그 중에서 상기 적어도 한 쌍의 포커싱 마커는 자체의 최적의 초점면 위치를 확정하는 것을 통하여 상기 정렬 마커의 포커싱 및 레벨링을 실현하는 포커싱 및 경사 교정 디자인을 구비하는 마커를 제공한다.A focusing marker and at least one pair of focusing markers, wherein the center of the alignment marker is located on a connecting line of any pair of the focusing markers, wherein the at least one pair of focusing markers has its own optimal focal plane And a focusing and tilt correcting design for realizing the focusing and leveling of the alignment marker through determination of the position.
추가적으로, 상기 정렬 마커는 십자형 마커 또는 쌀미자형 마커, 가로 선형 마커 또는 세로 선형 마커이다.Additionally, the alignment markers may be cross-shaped or rice-shaped markers, horizontal linear markers or vertical linear markers.
추가적으로, 상기 정렬 마커의 중심은 임의의 한 쌍의 상기 포커싱 마커 연결선의 중점 상에 위치한다.In addition, the center of the alignment marker is positioned on the center point of any pair of the focusing marker connecting lines.
추가적으로, 상기 정렬 마커의 선 너비는 이산화 입도보다 크다.In addition, the line width of the alignment markers is greater than the dioxide particle size.
추가적으로, 상기 정렬 마커의 선 너비는 2배 점 확산 함수 너비보다 크다.In addition, the line width of the alignment marker is greater than the double point spread function width.
추가적으로, 상기 포커싱 마커는 직사각형 포커싱 마커 또는 격자형 포커싱 마커이다.Additionally, the focusing marker is a rectangular focusing marker or a lattice type focusing marker.
추가적으로, 상기 격자형 포커싱 마커는 수평 격자형 포커싱 마커 또는 수직 격자형 포커싱 마커이다.Additionally, the lattice-type focusing markers are horizontal lattice-type focusing markers or vertical lattice-type focusing markers.
추가적으로, 상기 마커는 정렬 마커와 포커싱 마커가 포함되고, 상기 포커싱 마커는 한 쌍의 상기 직사각형 포커싱 마커, 한 쌍의 상기 수평 격자형 포커싱 마커와 한 쌍의 상기 수직 격자형 포커싱 마커가 포함된다.In addition, the marker includes an alignment marker and a focusing marker, wherein the focusing marker includes a pair of the rectangular focusing markers, a pair of the horizontal grid type focusing markers, and a pair of the vertical grid type focusing markers.
본 발명은 정렬 방법에 대해 더 제시하는 바, 상기 마커에 사용되는 것으로, 상기 정렬 방법은 하기 단계를 포함한다.The present invention further provides an alignment method, which is used in the marker, wherein the alignment method comprises the following steps.
(1) 정렬 마커의 중심은 임의의 한 쌍의 포커싱 마커의 연결선 상에 위치하고, 각 그룹의 마커는 상기 정렬 마커와 적어도 한 쌍의 상기 포커싱 마커를 포함하며, 하나의 공작물 상에 n 그룹의 포커싱 및 경사 교정 디자인을 구비하는 상기 마커를 형성하는 단계;(1) the center of the alignment marker is located on a connecting line of any pair of focusing markers, and each group of markers includes the alignment markers and at least one pair of the focusing markers, and n groups of focusing And forming the marker with an oblique calibration design;
(2) 정렬 시스템을 사용하여 각 그룹의 상기 마커에 대하여 초보적인 정렬을 진행하는 단계;(2) performing an initial alignment for the markers of each group using an alignment system;
(3) 소정의 스텝 거리로 수직 방향으로 공작물 테이블을 이동시켜, 초점면 판정 기준 및 그 최적의 초점면 확정 방법에 의하여 각 그룹의 마커 중의 적어도 한 쌍의 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치 {Pi,Qi}를 취득하는 단계, 그 중에서, Pi과 Qi는 각각 제i 그룹 마커 중의 한 쌍의 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치이고, 그 중에서 i＝1,2,…,n 또한 n≥≥3이며;(3) The workpiece table is moved in the vertical direction at a predetermined step distance, and the optimum focal plane position of the at least one pair of focusing markers {Pi , Qi}, where Pi and Qi are the optimal focal plane positions of a pair of focusing markers in the i-th group marker, respectively, and i = 1, 2, ... , n < / RTI >
(4) 각 쌍의 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치 {Pi,Qi} 및 각 정렬 마커에 대응되는 수평 방향의 거리 Dis(Pi,Qi)에 의하여 각 그룹 마커 중의 상기 정렬 마커의 최적의 초점면 위치의 원래값 Mi 및 그 경사의 원래값 Ti를 취득하는 단계, 그 중에서,(4) The optimal focal plane position {Pi, Qi} of each pair of focusing markers and the distance Dis (Pi, Qi) in the horizontal direction corresponding to each alignment marker, Acquiring an original value Mi of the position and an original value Ti of the inclination,
(5) 각 상기 정렬 마커의 최적의 초점면 위치의 원래값 Mi 및 그 경사의 원래값 Ti에 의하여, 평균값 필터링 또는 중간값 필터링 방법을 통하여 상기 공작물의 최적의 초점면 위치 M 및 그 경사 T를 확정하는 단계;(5) The optimum focal plane position M and the tilt T of the workpiece are determined by an average value filtering or an intermediate value filtering method by the original value Mi of the optimal focal plane position of each alignment marker and the original value Ti of the tilt Establishing;
(6) 상기 공작물의 최적의 초점면 위치 M 및 그 경사 T에 의하여 수직 방향으로 공작물 테이블을 이동시켜 각 상기 정렬 마커의 수직 방향 위치를 보상하는 단계.(6) moving the workpiece table in the vertical direction by the optimal focal plane position M of the workpiece and its tilt T to compensate for the vertical position of each alignment marker.
추가적으로, 상기 초점면 판정 기준에는 그래디언트 크기(gradient magnitude)법과 점 확산 함수 너비법이 포함된다.In addition, the focal plane determination criteria include a gradient magnitude method and a point spread function width method.
추가적으로, 상기 포커싱 마커는 직사각형 포커싱 마커 또는 격자형 포커싱 마커이다.Additionally, the focusing marker is a rectangular focusing marker or a lattice type focusing marker.
추가적으로, 상기 격자형 포커싱 마커의 상기 초점면 판정 기준은 상기 마커 이미지의 그래디언트 크기이다.In addition, the focal plane criterion of the grid-shaped focusing marker is the gradient magnitude of the marker image.
추가적으로, 상기 직사각형 포커싱 마커의 상기 초점면 판정 기준은 상기 마커의 점 확산 함수 너비이고, 구체적인 방법은 상기 직사각형 포커싱 마커의 어느 행 또는 어느 몇 행의 그레이값을 추출하여 그레이 분포를 취득하고 h값을 구하여, h값의 크기에 의하여 초점면의 위치를 판단한다.In addition, the focal plane determination criterion of the rectangular focusing marker is a width of a point spread function of the marker. Specifically, a gray distribution is obtained by extracting a gray value of a certain row or a certain row of the rectangular focusing markers, And the position of the focal plane is determined by the magnitude of the h value.
추가적으로, 상기 각 쌍의 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치 {Pi,Qi}를 취득하는 방법은,In addition, a method of acquiring the optimal focal plane position {Pi, Qi} of each pair of focusing markers is as follows:
(1) 소정의 스텝 거리로 수직 방향으로 공작물 테이블을 이동시키며;(1) moving the workpiece table in a vertical direction at a predetermined step distance;
(2) 각 수직 방향 스텝핑 위치에서 이미지를 촬영하며;(2) taking an image at each vertical stepping position;
(3) 이미지 중에서 상기 초점면 판정 기준 값을 추출하며;(3) extracting the focal plane determination reference value from the image;
(4) 곡선적합(fitting)하여 상기 각 쌍의 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치를 구하는 것을 포함한다.(4) fitting curves to find the optimal focal plane position of each pair of focusing markers.
추가적으로, 상기 각 쌍의 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치 {Pi,Qi}를 취득하는 방법은,In addition, a method of acquiring the optimal focal plane position {Pi, Qi} of each pair of focusing markers is as follows:
(1) 상기 초점면 판정 기준 값과 공작물 테이블 수직 방향 위치의 관계를 표시하며;(1) displaying the relationship between the focal plane determination reference value and the position of the workpiece table in the vertical direction;
(2) 현재 공작물 테이블 수직 방향 위치에서 이미지를 촬영하며;(2) taking an image at the current position of the workpiece table in the vertical direction;
(3) 이미지 중에서 상기 초점면 판정 기준 값을 추출하며;(3) extracting the focal plane determination reference value from the image;
(4) 상기 표시된 관계 및 추출된 상기 초점면 판정 기준 값에 의하여 현재 공작물 테이블 수직 방향 위치 상에서의 상기 공작물 테이블의 초점면으로부터 떨어진 거리 d를 취득하며;(4) obtain a distance d away from the focal plane of the workpiece table on the current workpiece table vertical position by the relationship indicated and the extracted focal plane determination reference value;
(5) 현재 공작물 테이블 수직 방향 위치를 토대로 공작물 테이블을 각각 d와 -d만큼 이동하도록 하고, 각각 이미지를 촬영하여 초점면 판정 기준 값 V1과 V2를 취득하도록 하며;(5) The work table is moved by d and -d on the basis of the current vertical position of the workpiece table, respectively, and images are taken to acquire the focal plane judgment reference values V1 and V2;
(6) V1과 V2를 비교하여 상기 각 쌍의 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치를 결정하는 것을 포함한다.(6) comparing V1 and V2 to determine the optimal focal plane position of each pair of focusing markers.
종래의 기술에 비하여, 본 발명에서는 포커싱 및 경사 교정 디자인을 구비하는 마커 및 정렬 방법을 제공하여, 정렬 마커의 고정밀도 포커싱 및 레벨링을 실현하였다. 한면으로, 포커싱하는 동시에 마커에 대한 경사의 영향을 제거하고, 측정 재현성을 향상시켰으며; 다른 면으로, 측정 재현성에 대한 왜곡의 영향 메커니즘을 분석하여, 이로부터 정렬 마커 너비에 대한 한정 조건을 시사하여 추가적으로 측정 재현성을 향상시켰다.In contrast to the prior art, the present invention provides a marker and alignment method with a focusing and tilt correction design to achieve high-precision focusing and leveling of alignment markers. Eliminates the effects of tilting on the markers while focusing on one side and improves measurement reproducibility; On the other hand, the mechanism of the influence of the distortion on the measurement reproducibility was analyzed, from which the limited condition of the alignment marker width was suggested, further improving the measurement reproducibility.
도1은 FIA 마커를 나타내는 도면.
도2는 탈초점 경사 효과의 원리도.
도3은 본 발명의 실시예1의 마커를 나타내는 도면.
도4는 본 발명의 실시예1에서 마커의 그레이값을 추출하는 것을 나타내는 도면.
도5는 본 발명의 실시예1에서 마커의 그레이값의 그레이 분포를 추출하는 것을 나타내는 도면.
도6은 본 발명의 실시예1에서 정렬 마커와 포커싱 마커의 위치 관계를 나타내는 도면.
도7은 각 포커싱 마커의 취득한 수직 방향 위치 Pi, Qi에 따라, 각 정렬 마커의 수직 방향 위치 형태 Mi, Ti을 계산하는 것을 나타내는 도면.
도8은 다수의 정렬 마커의 위치 X, Y에 의하여 공작물(실리콘 웨이퍼) 위치를 계산하는 위치를 나타내는 도면.
도9는 왜곡의 측정 재현성에 대한 영향의 원리도.
도10은 본 발명의 실시예2의 마커를 나타내는 도면.
도11은 본 발명의 실시예3의 마커를 나타내는 도면.1 is a view showing an FIA marker;
FIG. 2 is a principle view of the defocusing effect; FIG.
3 is a view showing a marker of Embodiment 1 of the present invention.
4 is a diagram showing extraction of a gray value of a marker in embodiment 1 of the present invention;
5 illustrates extraction of a gray distribution of gray values of a marker in embodiment 1 of the present invention.
6 is a diagram showing a positional relationship between an alignment marker and a focusing marker in Embodiment 1 of the present invention.
Fig. 7 is a diagram showing calculation of vertical position types Mi and Ti of the respective alignment markers according to the obtained vertical position Pi and Qi of each focusing marker. Fig.
8 is a view showing a position where a workpiece (silicon wafer) position is calculated by the positions X, Y of a plurality of alignment markers;
Figure 9 also shows the principle of the influence of the distortion on the measurement reproducibility.
10 is a view showing a marker of Embodiment 2 of the present invention.
11 is a view showing a marker of Embodiment 3 of the present invention.
아래 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시방식에 대하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 하기 설명과 청구범위에 의하여, 본 발명의 장점과 특징은 더욱 명료해질 것이다. 설명하고자 하는 것은, 도면은 아주 간략화된 형식을 사용하였고, 모두 비 정확한 비례를 사용한 것으로, 단지 본 발명 실시예의 목적을 간편하게 명백하게 보조적으로 설명하기 위한 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. The advantages and features of the present invention will become more apparent from the following description and claims. It is to be understood that the drawings are in a very simplified form and are all in an inaccurate proportion, merely to assist in explaining the purpose of the embodiment of the present invention.
실시예1Example 1
도3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 포커싱 및 경사 교정 디자인을 구비하는 마커를 제공하는 바, 상기 마커는 정렬 마커(20)와 적어도 한 쌍의 포커싱 마커를 포함하고, 포커싱 마커는 직사각형 포커싱 마커 또는 격자형 포커싱 마커이며, 상기 격자형 포커싱 마커는 수평 격자형 포커싱 마커 또는 수직 격자형 포커싱 마커이고, 상기 포커싱 마커는 한 쌍의 상기 직사각형 포커싱 마커, 한 쌍의 상기 수평 격자형 포커싱 마커와 한 쌍의 상기 수직 격자형 포커싱 마커를 포함하며, 상기 포커싱 마커는 직사각형 포커싱 마커(10), 직사각형 포커싱 마커(30), 수평 격자형 포커싱 마커(11), 수평 격자형 포커싱 마커(31), 수직 격자형 포커싱 마커(12)와 수직 격자형 포커싱 마커(32)를 포함한다. 그 중에서, 직사각형 포커싱 마커(10)와 직사각형 포커싱 마커(30)는 한 쌍의 직사각형 포커싱 마커이고, 수평 격자형 포커싱 마커(11)와 수평 격자형 포커싱 마커(31)는 한 쌍의 격자형 포커싱 마커이며, 수직 격자형 포커싱 마커(12)와 수직 격자형 포커싱 마커(32)는 한 쌍의 격자형 포커싱 마커이다. 정렬 마커(20)는 십자형 마커 또는 쌀미자형 마커이고 정렬에 사용되며, 실시예1에서 정렬 마커(20)는 십자형 마커이고, 상기 십자형의 마커(20)는 가로 선과 세로 선을 포함하며, 상기 가로 선과 세로 선은 서로 수직되고, 또한 정렬 마커(20)의 중심은 임의의 한 쌍의 상기 포커싱 마커 연결선의 중점 상에 위치하며, 임의의 한 쌍의 상기 포커싱 마커는 상기 정렬 마커에 의해 서로 대칭되며, 양측 포커싱 마커가 정렬 시스템의 높이에 대해 상대적이라는 것을 확정하고 양측 포커싱 마커 및 중앙 정렬 마커의 위치 관계를 결합하여, 정렬 마커(20)의 높이와 경사를 추산하며, 이에 의해 정렬 마커(20)의 고정밀도 포커싱 및 레벨링을 실현한다. 그 중에서, 상기 정렬 마커(20)의 선 너비는 이산화 입도보다 크고, 적어도 한 쌍의 포커싱 마커를 통하여 정렬 과정에서 정렬 마커(20)가 위치하는 면에 대하여 초점면 조절을 진행함과 아울러, 수평도 조절을 진행하는 바, 즉 적어도 한 쌍의 포커싱 마커를 통하여 정렬 마커(20)의 측정을 위하여 우선 정렬 마커(20)가 위치하는 면의 고정밀도 포커싱 및 레벨링을 제공한다. 포커싱 마커의 최적의 초점면이 확정될 시, 초점면 판정 기준을 선택하여야 한다. 일반적인 초점면 판정 기준에는 두 가지가 있는데, 각각 그래디언트 크기법과 PSF(점 확산 함수) 너비법이다.As shown in Figure 3, the present embodiment provides a marker with a focusing and tilt correction design, which includes
실시예1에서, 격자형 포커싱 마커(11, 12, 31 및 32)의 초점면 판정 기준은 그래디언트 크기법을 사용하였으며, 즉 이미지와 Sobel 연산자를 콘벌루션(convolution)하고 또한 누적한다. 초점면 판정 기준의 공식은 하기와 같다.In Embodiment 1, the focal plane criterion of the grid
Dx＝Image* SobelX Dx = Im age * SobelX
Dy＝Image* SobelY Dy = Im age * SobelY
그 중에서, Image는 오리지널 이미지이고, SobelX 및 SobelY는 각각 횡방향과 종방향 Sobel 연산자이며, Dx 및 Dy는 각각 횡방향과 종방향 테두리 검출 이미지이고, V는 그래디언트 근사치인 바, 즉 초점면 판정 기준값이다.Among them, Image is the original image, SobelX and SobelY are the lateral and longitudinal Sobel operators, Dx and Dy are the lateral and longitudinal edge detection images, respectively, and V is the gradient approximate value, to be.
실시예1에서, 직사각형 포커싱 마커(10 및 30)의 초점면 판정 기준은 PSF 너비법을 사용하며, 즉 직사각형 마커의 어느 행 또는 어느 몇 행의 그레이값을 추출하고, 도4 중의 점선으로 표시된 바와 같이, 그레이값의 누적(투영)을 통하여 도5에 도시된 바와 같은 그레이 분포를 취득하고, 도5 중의 PSF 너비 h, 즉 초점면 판정 기준값을 구하며, 그 후 다시 PSF 너비 h값의 크기에 의하여 초점면 위치를 판단한다.In Embodiment 1, the focal plane determination criteria of the rectangular focusing
초점면 판정 기준을 선정한 후, 최적의 초점면을 확정하는 방법은 제1 방법 또는 제2 방법이다.The method for determining the optimal focal plane after selecting the focal plane criterion is the first method or the second method.
제1 방법은 하기 단계를 포함한다.The first method includes the following steps.
(1) 소정의 스텝 거리로 공작물 테이블을 이동시키는 단계;(1) moving the workpiece table at a predetermined step distance;
(2) 공작물 테이블의 각 수직 방향 스텝핑 위치에서 이미지를 촬영하는 단계;(2) taking an image at each vertical stepping position of the workpiece table;
(3) 이미지 중에서 상기 초점면 판정 기준 값을 추출하는 단계;(3) extracting the focal plane determination reference value from the image;
(4) 곡선을 적합하여 최적의 초점면 위치를 구하는 단계.(4) obtaining an optimal focal plane position by fitting the curve.
제2 방법은 하기 단계를 포함한다.The second method comprises the following steps.
(1) 상기 초점면 판정 기준 값과 공작물 테이블 수직 방향 위치의 관계를 표시하는 단계;(1) displaying a relationship between the focal plane determination reference value and a workpiece table vertical direction position;
(2) 현재 공작물 테이블 수직 방향 위치에서 이미지를 촬영하는 단계;(2) photographing an image at a current vertical position of the workpiece table;
(3) 이미지 중에서 상기 초점면 판정 기준 값을 추출하는 단계;(3) extracting the focal plane determination reference value from the image;
(4) 상기 (1) 단계에서 표시된 상기 초점면 판정 기준값과 공작물 테이블테이블 수직 방향 위치의 관계에 의하여, 상기 (3) 단계에서 추출한 초점면 판정 기준 값을 결합하여 현재 공작물 테이블 수직 방향 위치 상의 공작물 테이블의 초점면으로부터 떨어진 거리 d를 취득하는 단계;(4) By combining the focal plane determination reference value extracted in the step (3) with the focal plane determination reference value displayed in the step (1) and the vertical position of the workpiece table, Obtaining a distance d away from the focal plane of the table;
(5) 현재 공작물 테이블 수직 방향 위치를 토대로 공작물 테이블을 각각 d와 -d만큼 이동하도록 하고, 각각 이미지를 촬영하여 초점면 판정 기준 값 V1과 V2를 취득하도록 하는 단계;(5) moving the workpiece table by d and -d based on the current position of the workpiece table in the vertical direction, respectively, and photographing an image to obtain focal plane judgment reference values V1 and V2;
(6) V1과 V2를 비교하여 최적의 초점면 위치를 결정하는 단계.(6) A step of determining an optimal focal plane position by comparing V1 and V2.
그 중에서, 제2 방법의 제(1) 단계에서, 통상적으로 정렬 시스템(렌즈 포함)은 고정된 것이고, 공작물 테이블 또는 마커의 수직 방향 위치로 렌즈에 대한 마커의 수직 방향 거리를 지시할 수 있기 때문에, 제(1) 단계에서의 용어 "공작물 테이블 수직 방향 위치"는 "마커 수직 방향 위치"로 대체할 수 있고, 실현하는 효과는 동일하다. 여기서 응당 주의하여야 할 것은, 본 실시예에서 기술된 전반적인 시스템은 실리콘 웨이퍼가 수평으로 놓이고, 렌즈가 위에서 아래로 보는 것을 전제로 하여 기술한 것이므로, 마커 수직 방향 위치는 정렬 마커 수직 방향 위치일 수도 있고, 또한 포커싱 마커 수직 방향 위치일 수도 있으며, 이들의 값은 동일하다.Among them, in the first step of the second method, the alignment system (including the lens) is usually fixed and can indicate the vertical distance of the marker to the lens in the vertical position of the workpiece table or marker , The term "position in the workpiece table vertical direction" in the step (1) can be replaced with "position in the vertical direction of the marker" It should be noted that the overall system described in this embodiment is based on the assumption that the silicon wafer lies horizontally and the lens is viewed from top to bottom so that the position in the vertical direction of the marker may be the position in the vertical direction of the alignment marker And may be a position in the vertical direction of the focusing markers, and the values thereof are the same.
제2 방법의 제(4) 단계에서, 표시 과정에 "초점면 판정 기준값"과 "공작물 테이블 수직 방향 위치"(이는 렌즈에 대한 마커의 수직 방향 거리를 표시) 사이의 관계를 기록하였으므로, 이미지를 촬영할 때 상기 마커로부터 렌즈까지의 거리는 아직 모르는 상황이며, 공작물 테이블을 현재 수직 방향 위치에 유지시키고, 즉 마커와 렌즈 사이의 거리를 유지하면서 이미지를 촬영하는 동시에 "초점면 판정 기준 값"을 계산한 후, 다시 산출한 초점면 판정 기준값을 상기 표시된 관계 데이터 중에 대입하면, 현재 공작물 테이블 수직 방향 위치 상의 공작물 스테이로부터 렌즈까지의 수직 방향 거리를 계산할 수 있으며, 또는 제(1) 단계에 표시된 대상이 "초점면 판정 기준값"과 "마커 수직 방향 위치"일 때, 현재 공작물 테이블 수직 방향 위치 상의 마커로부터 렌즈까지의 수직 방향 거리를 계산해내는 동시에 현재 공작물 테이블 수직 방향 위치 상의 상기 공작물 테이블 또는 마커와 초점면 사이의 수직 방향 거리 d를 취득할 수 있다.In the fourth step of the second method, since the relationship between the "focal plane determination reference value" and the "workpiece table vertical position" (which indicates the vertical distance of the marker with respect to the lens) The distance from the marker to the lens at the time of photographing is not yet known. The image is photographed while keeping the workpiece table at the current vertical position, i.e., maintaining the distance between the marker and the lens, while calculating the " , The vertical distance from the workpiece stay to the lens on the current workpiece table vertical position can be calculated by substituting the again calculated focal plane judgment reference value into the displayed relation data, or if the object indicated in the step (1) Focal plane determination reference value "and" marker vertical position ", the lens from the marker on the current work table vertical position At the same time that the magazine calculated vertical distance it is possible to obtain a vertical distance d between the workpiece table or markers and the focal plane on the current workpiece table vertical position.
상기 제(4) 단계를 완성한 후, 아직 공작물 테이블이 순방향 아니면 역방향에서 초점면을 이탈하였는지를 판단할 수 없기 때문에, 제2 방법의 제(5) 단계에서 공작물 테이블을 제(2) 단계 상기의 현재 공작물 테이블 수직 방향 위치를 토대로 각각 수직 방향으로 d와 -d만큼 이동하도록 하여, 즉 각각 렌즈와 근접 및 멀어지는 방향으로 수직 방향으로 d 거리 이동하도록 하여, 각각 상응한 초점면 판정 기준값 V1과 V2를 취득한다.Since it is not possible to determine whether the workpiece table has deviated from the focal plane in the forward direction or the reverse direction after completing the step (4), the workpiece table is moved to the current position in the step (2) Based on the position of the workpiece table in the vertical direction, by d and -d in the vertical direction respectively, that is, by moving them in the vertical direction by d distance in the direction close to and farther from the lens respectively, thereby acquiring the corresponding focal plane judgment reference values V1 and V2 do.
제2 방법의 제(6) 단계에서, 초점면 판정 기준값 V1과 V2가 어느 것이 더욱 바람직한 것인지를 비교하여, 쉽게 현재 공작물 테이블이 해당 바람직한 판정 기준값에 대응되는 공작물 테이블 수직 방향 위치에 있을 때, 상기 마커가 최적의 초점면 위치에 처하여 있다는 것을 판단할 수 있다.In step (6) of the second method, it is determined which of the focal plane determination reference values V1 and V2 is more preferable, and when the current workpiece table is located at the vertical position of the workpiece table corresponding to the desired determination reference value, It can be determined that the marker is located at the optimum focal plane position.
도6에 도시된 바와 같이, 공작물 테이블 표면에서, 정렬 마커(20)가 한 쌍의 포커싱 마커 사이에 위치하였다면, 즉 정렬 마커(20)의 중심이 한 쌍의 포커싱 마커의 중심 연결선의 중점에 위치한다고 가정하면, 정렬 마커(20)의 최적의 초점면 위치(2)는 일측 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치(1)와 타측 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치(3)의 평균값이다. 여기서, 정렬 마커 및 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치는 마커 중심의 정렬 시스템에 상대적인 높이 값(즉 수직 방향 좌표값)을 사용하여 표시할 수 있다. 그 외, 일측 포커싱 마커의 최적 초점면 위치(1)와 타측 포커싱 마커의 최적 초점면 위치(3)에 의하여 정렬 마커(20)의 경사를 취득할 수 있다.6, when the
상기 마커의 정렬 방법은 하기 단계를 포함한다.The method of aligning the markers includes the following steps.
(1) n 그룹의 포커싱 및 경사 교정 디자인을 구비하는 마커가 사전 형성된 공작물을 공작물 테이블에 놓은 후, 포커싱 및 레벨링 시스템(FLS)을 통하여 첫 단계의 포커싱 및 레벨링을 실현하는 단계;(1) placing a marker pre-formed workpiece having n groups of focusing and tilt correction designs on a workpiece table and then realizing the first stage of focusing and leveling through a focusing and leveling system (FLS);
도7를 참조하여, 본 실시예에서는 세 그룹의 포커싱 및 경사 교정 디자인을 구비하는 마커를 사용하였고, 즉 n=3이고, 하기에서 세 그룹의 마커를 각각 제1 마커 그룹, 제2 마커 그룹 및 제3 마커 그룹으로 칭하며, 그 중, 각 마커 그룹에 있어서 정렬 마커는 각 쌍의 포커싱 마커의 중앙에 위치한다.Referring to FIG. 7, a marker having three groups of focusing and tilt correction designs was used, i.e., n = 3, and the three groups of markers were referred to as first marker group, second marker group, The third marker group is referred to as a third marker group. In each marker group, an alignment marker is located at the center of each pair of focusing markers.
(2) 공작물 테이블을 이동시켜 각 그룹의 마커를 정렬 시스템 시야에 도입하고, 정렬시켜 초보적인 측정을 완성함으로써, 각 그룹 마커 중의 포커싱 마커의 수평 위치 파라미터를 확정하는 단계;(2) moving the workpiece table to introduce each group of markers into the alignment system field and aligning to complete the rudimentary measurement, thereby establishing a horizontal position parameter of the focusing marker in each group marker;
(3) 소정의 스텝 거리로 수직 방향으로 공작물 테이블을 이동시키고, 초점면 판정 기준 및 그 최적의 초점면 확정 방법, 즉 상기 제1 방법 또는 제2 방법에 의하여 각 그룹의 마커 중의 적어도 한 쌍의 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치 {Pi,Qi}를 취득하는 단계, 그 중에서,(3) Moving the workpiece table in the vertical direction at a predetermined step distance, and determining a focal plane determination criterion and an optimal focal plane determination method thereof, that is, a method for determining at least one pair Obtaining an optimal focal plane position {Pi, Qi} of the focusing marker,
Pi과 Qi는 각각 제i 그룹 마커 중의 한 쌍의 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치이고, 그 중에서i＝1,2,…,n 또한 n≥≥3이며;Pi and Qi are the optimal focal plane positions of a pair of focusing markers in the i-th group marker, respectively, i = 1,2, ... , n < / RTI >
본 실시예에 의하여, 이 단계에서 각각 제1 마커 그룹 중의 한 쌍의 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치 P1, Q1, 제2 마커 그룹 중의 한 쌍의 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치P2, Q2 및 제3 마커 그룹 중의 한 쌍의 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치P3, Q3을 취득하며;According to this embodiment, at this stage, the optimum focal plane positions P1, Q1 of the pair of focusing markers of the first marker group, the optimal focal plane positions P2, Q2 of the pair of focusing markers of the second marker group, Obtaining an optimal focal plane position P3, Q3 of a pair of focusing markers of the third marker group;
(4) 각 쌍의 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치 {Pi,Qi}, 즉 두 개의 포커싱 마커의 수직 방향 최적의 초점면 위치 및 각 쌍의 정렬 마커에 대응되는 수평 방향의 거리 Dis(Pi,Qi)에 의하여, 상응한 정렬 마커(20)의 최적의 초점면 위치의 원래값 Mi 및 그 경사의 원래값 Ti를 취득하는 단계, 그 중에서,(4) Optimum focal plane position {Pi, Qi} of each pair of focusing markers, that is, a vertical focal plane position of the two focusing markers and a horizontal distance Dis (Pi, Obtaining an original value Mi of an optimal focal plane position of the
해당 단계는 도7를 참조할 수 있으며, 최적의 초점면 위치 P1, Q1에 의하여, 제1 마커 그룹 중의 정렬 마커의 최적의 초점면 위치 M1 및 그 경사 T1을 계산할 수 있고, 최적의 초점면 위치 P2, Q2에 의하여 제2 마커 그룹 중의 정렬 마커의 최적의 초점면 위치 M2 및 그 경사 T2를 계산할 수 있으며, 최적의 초점면 위치 P3, Q3에 의하여 제3 마커 그룹 중의 정렬 마커의 최적의 초점면 위치 M3 및 그 경사 T3을 계산할 수 있으며;The step can refer to FIG. 7, and by the optimum focal plane positions P1 and Q1, the optimal focal plane position M1 of the alignment marker in the first marker group and its slope T1 can be calculated, and the optimal focal plane position P2 and Q2 can calculate the optimal focal plane position M2 and its slope T2 of the alignment markers in the second marker group and calculate the best focal plane position M2 of the alignment marker in the third marker group by the optimal focal plane positions P3, The position M3 and its slope T3 can be calculated;
(5) 각 상기 정렬 마커(20)의 최적의 초점면 위치의 원래값 Mi 및 그 경사의 원래값 Ti에 의하여, 평균값 필터링 또는 중간값 필터링 방법을 통하여 다수의 정렬 마커(20)로 둘러싸인 시야 내의 공작물(실리콘 웨이퍼)의 최적의 초점면 위치 M 및 그 경사 T를 확정하는 단계;(5) Based on the original value Mi of the optimum focal plane position of each
(6) 상기 시야 내의 공작물(실리콘 웨이퍼)의 최적의 초점면 위치 M 및 그 경사 T에 의하여, 수직 방향으로 공작물 테이블을 이동시켜 다수의 정렬 마커 중에 보상이 필요한 정렬 마커의 수직 방향 위치를 보상하는 단계;(6) By the optimum focal plane position M of the workpiece (silicon wafer) in the visual field and its inclination T, the workpiece table is moved in the vertical direction to compensate for the vertical position of the alignment marker requiring compensation among a plurality of alignment markers step;
(7) 다시 정렬 마커(20)의 수평 위치를 계산하되, 그 수평 위치는 xWZCS, yWZCS이고, 아울러 측정 시의 공작물 테이블의 위치를 기록하는 단계, 해당 단계는 도8을 참조할 수 있다. 포커싱 및 경사 교정 디자인을 구비하는 마커의 위치는 (6) 단계의 공작물 테이블의 이동 후(도면에서는 구체적인 이동 궤적과 위치 변화를 도시하지 않음) 각 그룹 마커의 새로운 수평 위치를 취득하는 바, 예를 들면 도8에 도시된 바와 같이, 각각 제1 마커 그룹의 수평 위치 X1, Y1, 제2 마커 그룹의 수평 위치 X2, Y2, 제3 마커 그룹의 수평 위치 X3, Y3이다.(7) Calculate the horizontal position of the
(8) 공작물(실리콘 웨이퍼)의 공작물 테이블 중의 위치를 취득하는 단계.(8) Acquiring the position of the workpiece (silicon wafer) in the workpiece table.
그 중에서, (1) 단계는 첫 단계 포커싱 및 레벨링이고 초보적인 조절에 사용되며, (3)~(8) 단계는 두번째 단계 포커싱 및 레벨링으로서, 정렬 마커의 고정밀도 포커싱 및 레벨링을 실현한다.Among them, step (1) is first stage focusing and leveling and is used for initial adjustment, and steps (3) to (8) are second stage focusing and leveling, realizing high precision focusing and leveling of alignment markers.
설명해야 할 것은, n 그룹 중의 각 그룹에 모두 다수 쌍(예를 들면 m 쌍)의 포커싱 마커가 있을 때, 단지 각 그룹 마커 중의 한 쌍의 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치에 대하여 계산을 진행할 수도 있고, 또한 필요에 의하여 각 그룹 마커 중의 두 쌍 이상의 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치에 대하여 계산을 진행하여, 집합 {Pij,Qij}를 취득할 수 있으며, 그 중에서, i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,m이다. 하지만 예를 들어 각 그룹 마커 중의 두 쌍 이상의 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치에 대한 평균값을 취할 경우, 해당 그룹 마커를 대표하는 최적의 초점면 위치 Pi와 Qi를 취득할 수 있다. 이러한 방법은 특히 격자 마커를 포커싱 마커로 하는 경우에 적합하며, 도7에 도시된 바와 같이, 상기 격자 마커는 일반적으로 두 개의 방향이 수직되는 격자(예를 들면 수직 격자와 수평 격자)를 각각 측정한 후 평균을 취한다. 하지만 직사격형 또는 기타 마커에 대해서는 다 수 쌍의 평균값을 측정할 필요가 없다.It should be pointed out that when there are a large number of pairs of focusing markers (e.g., m pairs) in each group of n groups, it is only possible to proceed to the calculation of the optimal focal plane position of a pair of focusing markers in each group marker If necessary, the set {Pij, Qij} can be obtained by calculating the optimal focal plane positions of two or more pairs of focusing markers in each group marker, where i = 1, 2, ... , n; j = 1, 2, ... , m. However, for example, when taking the average value of the optimal focal plane positions of two or more pairs of focusing markers in each group marker, it is possible to acquire the optimum focal plane positions Pi and Qi representing the group markers. Such a method is particularly suitable when the grid markers are used as focusing markers. As shown in FIG. 7, the grid markers are generally used to measure a grid (for example, a vertical grid and a horizontal grid) And then take an average. However, it is not necessary to measure the average value of several pairs for a direct type or other marker.
상기 내용에 의해 경사 교정을 구비하는 마커의 디자인이 완성되었고, 해당 정렬 마커의 정렬 방법을 제공하였으나, 왜곡이 정렬 마커의 정렬 정밀도에 미치는 영향을 고려하지 않았다.The design of the marker having the inclination correction was completed by the above description, and the alignment marker alignment method was provided, but the influence of the distortion on the alignment accuracy of the alignment marker was not considered.
도9에 도시된 바와 같이, 정렬 마커는 어느 정도의 너비를 가지며, 도9 중에서 너비는 LR 선분 길이이다. 정렬 마커 양측 위치는 L과 R이고, 중심 위치는 C이며, 정렬 마커의 실제 결상 위치는 L'와 R'이고, 상응한 중심 위치는 CC이다. 표시 알고리즘은 이상적인 결상 포인트와 실질적인 결상 포인트 위치 관계를 구축할 수 있으며, 도9의 화살표로 도시된 바와 같다. 왜곡의 비선형으로 인하여, CC점은 C점에 대응되는 결상 포인트 C'를 이탈하였기 때문에, 실질적인 마커 테스트 위치 CC는 마커 실제 위치를 이탈하였으나, 이탈량이 고정적이면 재현성은 여전히 확보가능하다. 하지만 실질적으로 시야 위치가 다름에 따라, 이탈량도 변화되어 측정 재현성에 영향을 미친다.As shown in FIG. 9, the alignment markers have a certain width, and the width in FIG. 9 is the LR segment length. The positions of the alignment markers on both sides are L and R, the center position is C, the actual imaging positions of the alignment markers are L 'and R', and the corresponding center position is CC. The display algorithm can establish an ideal imaging point relationship and a substantial imaging point position relationship, as shown by the arrows in Fig. Because of the non-linearity of the distortion, the CC point has deviated from the imaging point C 'corresponding to point C, so that the actual marker test position CC deviates from the actual position of the marker, but the reproducibility can still be secured if the deviation amount is fixed. However, as the field of view varies substantially, the amount of deviation also changes, affecting measurement reproducibility.
왜곡의 정렬 정밀도에 대한 영향의 계산 방법은 하기 단계를 포함한다.The calculation method of the influence on the alignment accuracy of the distortion includes the following steps.
(1) Zemax와 CODE V 등 광학 소프트웨어를 통하여 시야에서 각 위치의 렌즈의 이상적인 결상 포인트에 대한 오프셋 곡선 O(t)를 취득하는 단계;(1) obtaining an offset curve O (t) for an ideal imaging point of the lens at each position in the field of view through optical software such as Zemax and CODE V;
(2) 너비가 T인 마커의 너비에 의하여 윈도우 함수를 생성하는 단계;(2) generating a window function by a width of a marker having a width T;
(3) 윈도우를 중심에서 분할하여 각각 W(t)와 W(t-T/2)이고, 너비는 모두 T/2인 두 개의 인접하는 서브 윈도우로 분할하는 단계;(3) dividing the window at the center into two adjacent subwindows, W (t) and W (t-T / 2), respectively, all of T / 2 in width;
(4) 서브 윈도우 W(t)와 W(t-T/2)를 각각 O(t)와 콘벌루션하여 C(t)와 D(t)를 취득하는 단계;(4) obtaining C (t) and D (t) by convolving the subwindow W (t) and W (t-T / 2) with O (t) respectively;
(5) E(t)＝C(t)-D(t)를 취하는 단계;(5) taking E (t) = C (t) - D (t);
(6) E(t) 중의 최대치 Max와 최소치 Min을 구하는 단계.(6) Finding the maximum value Max and the minimum value Min in E (t).
이미지 측에서, 왜곡의 정밀도에 대한 영향은 Err＝Max-Min로 계산할 수 있고, 상응한 물체 측 값은 Err/배율이다.On the image side, the effect on the accuracy of the distortion can be calculated as Err = Max-Min, and the corresponding object-side value is Err / magnification.
위의 분석을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 정렬 마커(20)의 너비가 작을 수록 왜곡의 정밀도에 대한 영향도 더욱 작다. 하지만 후단에서 CCD(전하 결합 소자)에 의해 이미지에 대하여 이산화를 진행하기 때문에, 정렬 마커(20)의 너비는 이미지의 이산화 입도(과립의 크기)보다 커야 하므로 정렬 마커(20)는 무한대로 작을 수 없다.As can be seen from the above analysis, the smaller the width of the
그리고, 정렬 마커(20)의 내부 휘도값은 변하지 않으며, 정렬 마커(20) 위치 정보를 포함하지 않는다. 단지 정렬 마커(20)의 테두리 위치에만 정렬 마커(20) 위치를 표시하는 특징이 존재한다. 정렬 마커(20)의 테두리를 정확하게 위치 확정하기 위하여, 테두리가 커버하는 범위 내(즉 PSF 너비)에서 4 개의 샘플링 포인트가 필요하므로, 정렬 마커(20) 너비는 2배 PSF 너비보다 커야 하고, 이로써 정렬 마커(20)의 너비는 확정된다.Then, the internal brightness value of the
실시예2Example 2
실시예1과 상이하게, 실시예2에서는 정렬 마커의 중심이 반드시 상기 임의의 한 쌍의 포커싱 마커 연결선의 중점에 위치하지 않을 수 있으며(도10에 도시된 바와 같이), 상기 포커싱 마커(20')는 한 쌍의 상기 직사각형 포커싱 마커(10' 및 30'), 한 쌍의 상기 수평 격자형 포커싱 마커(11' 및 31')와 한 쌍의 상기 수직 격자형 포커싱 마커(12' 및 32')를 포함하며, 정렬 마커(20')의 중심은 임의의 한 쌍의 포커싱 마커 연결선의 중점에 위치하지 않고, 단지 두 개의 포커싱 마커의 거리를 알고 있으면, 즉 도10 중의 포커싱 마커로부터 정렬 마커까지의 거리 W1W2와 W2W3을 알고 있으면, 기지의 정렬 마커로부터 두 개의 포커싱 마커까지의 거리에 의하여 정렬 마커의 최적의 초점면 위치를 취득할 수 있다. 실시예1에 비하여, 실시예2는 제한 조건이 비교적 적은 마커를 제공하여, 사용자의 다양화의 요구를 만족시킨다.Unlike Embodiment 1, in Embodiment 2, the center of the alignment marker may not always be located at the midpoint of the arbitrary pair of focusing marker connecting lines (as shown in FIG. 10), and the focusing marker 20 ' ) Comprises a pair of said rectangular focusing markers 10 'and 30', a pair of said horizontal grid-shaped focusing markers 11 'and 31' and a pair of said vertical grid-shaped focusing markers 12 'and 32' And the center of the alignment marker 20 'is not located at the midpoint of any pair of focusing marker connecting lines, and if only the distance of the two focusing markers is known, i.e., from the focusing marker to the alignment marker in FIG. 10 Knowing the distances W1W2 and W2W3, the optimal focal plane position of the alignment marker can be obtained by the distance from the known alignment marker to the two focusing markers. Compared to the first embodiment, the second embodiment provides the marker with a relatively small restriction, thereby satisfying the diversification requirement of the user.
실시예2에서, 상기 내용 외, 마커 및 정렬 방법은 모두 실시예1과 동일하기 때문에, 여기서 상세한 설명을 생략하도록 한다.In Embodiment 2, except for the above-mentioned content, the markers and the alignment method are all the same as Embodiment 1, and the detailed description thereof will be omitted here.
실시예3Example 3
실시예1과 상이하게, 실시예3에 있어서 정렬 마커는 가로 선형 마커 또는 세로 선형 마커이고, 단일 방향 위치를 측정하는데 사용되며, 도11에 도시된 바와 같다. 상기 마커(20")은 한 쌍의 상기 직사각형 포커싱 마커(10" 및 30"), 한 쌍의 상기 수평 격자형 포커싱 마커(11" 및 31")와 한 쌍의 상기 수직 격자형 포커싱 마커(12" 및 32")가 포함되고, 정렬 마커(20")의 중심은 임의의 한 쌍의 포커싱 마커 연결선의 중점에 위치하지 않는다. 실시예1과 비교할 경우, 실시예3은 단일 방향 위치를 측정하는 마커를 제공하여, 사용자의 다양화의 요구를 만족시킨다.Unlike Embodiment 1, in Embodiment 3, the alignment marker is a horizontal linear marker or a vertical linear marker, and is used for measuring the unidirectional position, as shown in FIG. The
실시예3에서, 상기 내용 외, 마커 및 정렬 방법은 모두 실시예1과 동일하기 때문에, 여기서 상세한 설명을 생략하도록 한다.In Embodiment 3, except for the above-mentioned content, the markers and the alignment method are all the same as those in Embodiment 1, and the detailed description thereof will be omitted here.
실시예4Example 4
실시예1과 상이하게, 실시예4에 있어서 정렬 마커는 쌀미자형 마커이다. 실시예1에 비하여, 실시예4는 쌀미자형 마커(미도시)를 제공하여, 사용자의 다양화의 요구를 만족시킨다.Unlike Example 1, in Example 4, the alignment marker is an rice-rice-like marker. Compared to the first embodiment, the fourth embodiment provides an rice-rice marker (not shown) to satisfy the diversification requirement of the user.
실시예4에서, 상기 내용 외, 마커 및 정렬 방법은 모두 실시예1과 동일하기 때문에, 여기서 상세한 설명을 생략하도록 한다.In Embodiment 4, except for the above-mentioned content, the markers and the alignment method are all the same as Embodiment 1, and thus the detailed description thereof will be omitted.
결론적으로, 본 발명에서는 포커싱 및 경사 교정 디자인을 구비하는 마커 및 정렬 방법을 공개하였으며, 정렬 마커의 고정밀도 포커싱 및 레벨링을 실현하였다. 일 면으로, 포커싱하는 동시에 경사를 제거하고, 측정 재현성을 향상시켰으며; 다른 일면으로, 측정 재현성에 대한 왜곡의 영향 메커니즘을 분석하여, 이로부터 정렬 마커 너비에 대한 한정 조건을 시사하였고, 추가적으로 측정 재현성을 향상시켰다.In conclusion, the present invention discloses a marker and alignment method having a focusing and tilt correction design, and realizes highly accurate focusing and leveling of alignment markers. On the one hand, it eliminates tilting while focusing and improves measurement reproducibility; In another aspect, the mechanism of the influence of distortion on the measurement reproducibility was analyzed, from which the limiting condition for the width of the alignment marker was suggested, and further the measurement reproducibility was improved.
상기는 단지 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명에 대한 제한적 작용은 없다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술방안의 범위를 벗어나지 않고 본 발명에서 공개하는 기술방안 및 기술내용에 대해 임의의 형식의 균등한 대체 또는 수정 등 변경을 진행할 수 있으며, 이는 모두 본발명의 기술방안의 내용을 벗어나지 않은 것에 해당되는 것으로, 본발명의 보호범위 내에 속한다.The above is merely a preferred embodiment of the present invention, and there is no limitation on the present invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims and their equivalents. And all of which fall within the scope of the present invention, which does not depart from the scope of the present invention.
a: 피측물 경사각; D: 오차; 10: 직사각형 포커싱 마커; 30: 직사각형 포커싱 마커; 11: 수평 격자형 포커싱 마커; 31: 수평 격자형 포커싱 마커; 12: 수직 격자형 포커싱 마커; 32: 수직 격자형 포커싱 마커; 20: 정렬 마커; h: PSF 너비; 1: 일측 포커싱 마커의 최적의 초점면; 2: 정렬 마커의 최적의 초점면; 3: 타측 포커싱 마커의 최적의 초점면.a: object inclination angle; D: error; 10: Rectangular focusing markers; 30: Rectangular focusing marker; 11: Horizontal lattice focusing markers; 31: Horizontal lattice focusing markers; 12: Vertical grid type focusing marker; 32: Vertical grid type focusing marker; 20: alignment marker; h: PSF width; 1: optimal focal plane of one focusing marker; 2: optimal focal plane of the alignment marker; 3: Optimal focal plane of the other focusing marker.
Claims (15)
(1) 정렬 마커의 중심은 임의의 한 쌍의 포커싱 마커의 연결선 상에 위치하고, 각 그룹의 마커는 상기 정렬 마커와 적어도 한 쌍의 상기 포커싱 마커를 포함하며, 하나의 공작물 상에 n 그룹의 포커싱 및 경사 교정 디자인을 구비하는 상기 마커를 형성하는 단계;
(2) 정렬 시스템을 사용하여 각 그룹의 상기 마커에 대하여 초보적인 정렬을 진행하는 단계;
(3) 소정의 스텝 거리로 수직 방향으로 공작물 테이블을 이동시켜, 초점면 판정 기준 및 그 최적의 초점면 확정 방법에 의하여 각 그룹의 마커 중의 적어도 한 쌍의 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치 {Pi,Qi}를 취득하는 단계, 그 중에서, Pi과 Qi는 각각 제i 그룹 마커 중의 한 쌍의 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치이고, 그 중에서i＝1,2,…,n 또한 n≥≥3이며;
(4) 각 쌍의 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치 {Pi,Qi} 및 각 정렬 마커에 대응되는 수평 방향의 거리 Dis(Pi,Qi)에 의하여 각 그룹 마커 중의 상기 정렬 마커의 최적의 초점면 위치의 원래값 Mi 및 그 경사의 원래값 Ti를 취득하는 단계, 그 중에서,
(5) 각 상기 정렬 마커의 최적의 초점면 위치의 원래값 Mi 및 그 경사의 원래값 Ti에 의하여, 평균값 필터링 또는 중간값 필터링 방법을 통하여 상기 공작물의 최적의 초점면 위치 M 및 그 경사 T를 확정하는 단계;
(6) 상기 공작물의 최적의 초점면 위치 M 및 그 경사 T에 의하여 수직 방향으로 공작물 테이블을 이동시켜 각 상기 정렬 마커의 수직 방향 위치를 보상하는 단계.An alignment method comprising the steps of:
(1) the center of the alignment markers is located on a connecting line of any pair of focusing markers, and each group of markers includes the alignment markers and at least one pair of the focusing markers, and n groups of focusing And forming the marker with an oblique calibration design;
(2) performing an initial alignment for the markers of each group using an alignment system;
(3) The workpiece table is moved in the vertical direction at a predetermined step distance, and the optimum focal plane position of the at least one pair of focusing markers {Pi , Qi}, where Pi and Qi are the optimal focal plane positions of a pair of focusing markers in the i-th group marker, respectively, and i = 1, 2, ... , n < / RTI >
(4) The optimal focal plane position {Pi, Qi} of each pair of focusing markers and the distance Dis (Pi, Qi) in the horizontal direction corresponding to each alignment marker, Acquiring an original value Mi of the position and an original value Ti of the inclination,
(5) The optimum focal plane position M and the tilt T of the workpiece are determined by an average value filtering or an intermediate value filtering method by the original value Mi of the optimal focal plane position of each alignment marker and the original value Ti of the tilt Establishing;
(6) moving the workpiece table in the vertical direction by the optimal focal plane position M of the workpiece and its tilt T to compensate for the vertical position of each alignment marker.
(1) 소정의 스텝 거리로 수직 방향으로 공작물 테이블을 이동시키며;
(2) 각 수직 방향 스텝핑 위치에서 이미지를 촬영하며;
(3) 이미지 중에서 상기 초점면 판정 기준 값을 추출하며;
(4) 곡선을 적합하여 상기 각 쌍의 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치를 구하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 정렬 방법.The method according to claim 9, wherein as a method of obtaining an optimum focal plane position {Pi, Qi} of at least one pair of focusing markers in each group marker,
(1) moving the workpiece table in a vertical direction at a predetermined step distance;
(2) taking an image at each vertical stepping position;
(3) extracting the focal plane determination reference value from the image;
And (4) fitting the curve to obtain the optimal focal plane position of each pair of focusing markers.
(1) 상기 초점면 판정 기준 값과 공작물 테이블 수직 방향 위치의 관계를 표시하며;
(2) 현재 공작물 테이블 수직 방향 위치에서 이미지를 촬영하며;
(3) 이미지 중에서 상기 초점면 판정 기준 값을 추출하며;
(4) 상기 표시된 관계 및 추출한 상기 초점면 판정 기준 값에 의하여 현재 공작물 테이블 수직 방향 위치 상에서의 상기 공작물 테이블의 초점면으로부터 떨어진 거리 d를 취득하며;
(5) 현재 공작물 테이블 수직 방향 위치를 토대로 공작물 테이블을 각각 수직방향으로d와 -d만큼 이동하도록 하고, 각각 이미지를 촬영하여 초점면 판정 기준 값 V1과 V2를 취득하도록 하며;
(6) V1과 V2를 비교하여 상기 각 쌍의 포커싱 마커의 최적의 초점면 위치를 결정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 정렬 방법.10. The method according to claim 9, wherein obtaining an optimal focal plane position {Pi, Qi} of at least one pair of focusing markers in each group marker,
(1) displaying the relationship between the focal plane determination reference value and the position of the workpiece table in the vertical direction;
(2) taking an image at the current position of the workpiece table in the vertical direction;
(3) extracting the focal plane determination reference value from the image;
(4) obtaining a distance d away from the focal plane of the workpiece table on the current workpiece table vertical position by the relationship indicated and the extracted focal plane determination reference value;
(5) The work table is moved in the vertical direction by d and -d on the basis of the current position of the workpiece table in the vertical direction, respectively, so as to acquire focal plane judgment reference values V1 and V2 respectively;
(6) comparing V1 and V2 to determine an optimal focal plane position of each pair of focusing markers.
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