KR20240073761A - 얼라인먼트 장치, 얼라인먼트 방법 - Google Patents

얼라인먼트 장치, 얼라인먼트 방법 Download PDF

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쇼타 가야모리
고지 이시바시
모토키 요시나가
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

마크가 촬상 화상의 단부에 1개만 찍혀 있는 경우에도, 노광 장치가 갖는 촬상 장치의 렌즈 배율, 해당 노광 장치가 갖는 스테이지의 위치 중 1 이상을 조정 가능한 기술을 제공하는 것.
노광 장치가 갖는 촬상 장치에 의해 촬상된, 해당 노광 장치가 갖는 스테이지에 보유 지지되어 있는 대상물에 마련되어 있는 마크를 포함하는 촬상 화상을 취득하고, 해당 촬상 화상으로부터 해당 마크를 검출한다. 해당 검출된 마크의 위치 및 사이즈를, 해당 촬상 화상에 있어서의 해당 마크의 영역을 사용한 템플릿 매칭에 의해 얻어지는 해당 마크의 위치 및 사이즈로 보정한다. 해당 보정한 위치 및 사이즈에 기초하여, 해당 스테이지의 위치, 해당 촬상 장치의 렌즈 배율 중 1 이상을 조정한다.

Description

얼라인먼트 장치, 얼라인먼트 방법{ALIGNMENT APPARATUS, AND ALIGNMENT METHOD}
본 발명은 얼라인먼트 기술에 관한 것이다.
포토리소그래피 공정에서의 노광 장치에서는, 노광을 행하기 전에, 마스크와 기판(반도체 웨이퍼나 유리 기판 등)을 정밀하게 위치 정렬(얼라인먼트)할 필요가 있다. 근년의 반도체 소자의 미세화에 수반하여, 얼라인먼트에는 고정밀도화가 요구되고 있다.
마스크와 기판에는 각각 다른 패턴의 얼라인먼트 마크(이하, 각각 마스크 마크와 기판 마크)가 형성되어 있고, 그들이 동시에 찍히도록 화상을 촬상하고, 그 화상을 바탕으로 얼라인먼트를 행하는 것이 일반적이다.
얼라인먼트 마크(이하, 마크라고도 칭한다)는 결정된 패턴을 미리 준비해 두는 경우가 많다. 마크의 패턴으로서는, 화상 처리의 용이함이나 시인성의 좋음의 관점에서, 직사각형 패턴이 자주 사용된다.
촬상 화상을 바탕으로, 촬상 화상 내의 마크를 화상 처리에 의해 검출하고, 마크의 위치 정보 등을 얻고, 그것을 바탕으로 마스크 위치나 기판 위치를 움직이게 하여 얼라인먼트를 행한다. 화상 내의 마크 검출을 고정밀도로 행하는 것은 얼라인먼트의 정밀도 향상으로 이어지기 때문에, 여러 가지 방법이 검토되고 있다.
특허문헌 1에 개시된 기술에서는, 템플릿 매칭을 사용하여 마크를 검출하고, 그 마크 위치에 기초하여 회귀 직선을 산출하고, 화상단에 가까운 영역에 있어서 한정된 영역에서 또한 템플릿 매칭을 행하고 있다. 이에 의해, 화상의 중심 영역뿐만 아니라 화상단의 영역에 있어서도 마크를 고정밀도로 검출한다.
일본 특허 공개 제2010-198089호 공보
특허문헌 1과 같이 복수의 마크를 규칙적으로 형성하는 것은, 마크를 1개만 형성하는 데 비하여 비용이 든다. 따라서, 마크가 1개이더라도 실시 가능한 얼라인먼트의 방법을 사용하는 쪽이, 비용의 관점에서 바람직하다.
특허문헌 1에 개시된 기술에서는, 촬상 화상 내의 복수의 마크의 배치 규칙에 따라서 화상단에서의 마크 위치를 추정하고 있다. 따라서, 마스크 마크 또는 기판 마크 혹은 그들의 양쪽이 촬상 화상의 화상단에 1개만 찍혀 있는 경우에는, 얼라인먼트를 행할 수 없다.
본 발명은 마크가 촬상 화상의 단부에 1개만 찍혀 있는 경우에도, 노광 장치가 갖는 촬상 장치의 렌즈 배율, 해당 노광 장치가 갖는 스테이지의 위치 중 1 이상을 조정 가능한 기술을 제공한다.
본 발명의 일 양태는, 노광 장치가 갖는 촬상 장치에 의해 촬상된, 해당 노광 장치가 갖는 스테이지에 보유 지지되어 있는 대상물에 마련되어 있는 마크를 포함하는 촬상 화상을 취득하고, 해당 촬상 화상으로부터 해당 마크를 검출하는 검출 수단과, 상기 검출 수단에 의해 검출된 마크의 위치 및 사이즈를, 상기 촬상 화상에 있어서의 해당 마크의 영역을 사용한 템플릿 매칭에 의해 얻어지는 해당 마크의 위치 및 사이즈로 보정하는 보정 수단과, 상기 보정 수단이 보정한 위치 및 사이즈에 기초하여, 상기 스테이지의 위치, 상기 촬상 장치의 렌즈 배율 중 1 이상을 조정하는 조정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 마크가 촬상 화상의 단부에 1개만 찍혀 있는 경우에도, 노광 장치가 갖는 촬상 장치의 렌즈 배율, 해당 노광 장치가 갖는 스테이지의 위치 중 1 이상을 조정 가능한 기술을 제공할 수 있다.
도 1은 노광 장치의 구성예를 도시하는 블록도.
도 2는 마스크 스테이지(102)의 위치, 기판 스테이지(104)의 위치, 화상 촬상부(105)의 렌즈 배율을 올바르게 조정한 경우에 화상 촬상부(105)에 의해 얻어지는 촬상 화상의 일례를 도시하는 도면.
도 3은 마스크 스테이지(102)의 위치, 기판 스테이지(104)의 위치, 화상 촬상부(105)의 렌즈 배율 중 1 이상의 조정이 필요한 상태에 있어서 화상 촬상부(105)에 의해 얻어지는 촬상 화상의 일례를 도시하는 도면.
도 4는 주제어부(108)의 기능 구성예를 도시하는 블록도.
도 5는 검출부(401)가 도 3의 촬상 화상(301)으로부터 검출한 마스크 마크(302) 및 기판 마크(303)의 각각의 바운딩 박스의 일례를 도시하는 도면.
도 6은 각각 다른 사이즈의 3개의 기판 마크의 템플릿의 일례를 도시하는 도면.
도 7은 보정부(402)의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 8은 (a)는 주제어부(108)의 동작 흐름도, (b)는 스텝 S892에 있어서의 처리의 상세를 도시하는 흐름도.
도 9는 주제어부(108)의 구성예를 도시하는 블록도.
도 10은 선택부(902)의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 11은 스텝 S892에 적용 가능한 처리의 일례를 도시하는 흐름도.
도 12는 주제어부(108)의 동작의 흐름도.
도 13은 주제어부(108)의 동작의 흐름도.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는 특허 청구 범위에 관계되는 발명을 한정하는 것은 아니다. 실시 형태에는 복수의 특징이 기재되어 있지만, 이들 복수의 특징 모두가 발명에 필수적인 것은 아니고, 또한, 복수의 특징은 임의로 조합할 수 있어도 된다. 또한, 첨부 도면에 있어서는, 동일 혹은 마찬가지의 구성에 동일한 참조 번호를 부여하고 중복된 설명은 생략한다.
[제1 실시 형태]
본 실시 형태에서는, 얼라인먼트 마크에 대하여 물체 검출을 행하고, 얻어진 마크 위치와 마크 사이즈의 정보를 템플릿 매칭에 의해 보정하는 얼라인먼트 장치를 탑재한 노광 장치에 대하여 설명한다. 이러한 얼라인먼트 장치에 의하면, 마스크 마크 또는 기판 마크 혹은 그들 양쪽이 촬상 화상의 단부에 1개만 찍혀 있는 경우에도, 얼라인먼트를 행할 수 있다.
우선, 본 실시 형태에 관계되는 얼라인먼트 장치에 의해 마스크와 기판의 위치 조정을 포함하는 얼라인먼트를 실시하는 노광 장치의 구성예에 대해서, 도 1의 블록도를 사용하여 설명한다.
마스크 스테이지(102) 상에는 마스크(101)가 놓여 있고, 기판 스테이지(104) 상에는 노광 대상인 기판(103)이 놓여 있다. 마스크 스테이지(102)는 마스크(101)를 보유 지지하여 이동하도록 구성되어 있고, 기판 스테이지(104)는 기판(103)을 보유 지지하여 이동하도록 구성되어 있다.
마스크(101)에는, 기판(103)에 전사해야 할 패턴이 묘화되어 있다. 조명 광학계(106)로부터의 광은, 마스크(101) 및 투영 광학계(107)를 통하여 기판(103)에 조사되고, 이에 의해, 마스크(101)에 묘화되어 있는 패턴이 기판(103)에 투영된다. 또한, 마스크(101)에는, 얼라인먼트를 위한 마크인 마스크 마크가 마련되어 있고, 기판(103)에는, 얼라인먼트를 위한 마크인 기판 마크가 마련되어 있다.
주제어부(108)는 노광 장치 전체의 동작 제어를 행함과 함께, 노광 장치가 행하는 처리로서 설명하는 각종 처리를 실행 혹은 제어한다. 주제어부(108)는 CPU나 MPU 등의 프로세서와, 컴퓨터 프로그램이나 데이터를 저장하기 위한 메모리를 갖는다. 해당 프로세서가 해당 메모리에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램이나 데이터를 사용하여 처리를 실행함으로써, 주제어부(108)는 각종 처리를 실행 혹은 제어할 수 있다.
또한 주제어부(108)는 얼라인먼트 장치로서 기능하고, 화상 촬상부(105)를 제어하여 촬상 화상의 취득 동작을 행하고, 해당 촬상 화상에 기초하여 마스크 스테이지(102)의 위치의 조정, 기판 스테이지(104)의 위치의 조정, 화상 촬상부(105)의 렌즈 배율의 조정 중 1 이상을 행한다(얼라인먼트). 그리고 주제어부(108)는 해당 얼라인먼트 후, 조명 광학계(106)를 제어하여 노광을 행한다.
여기서, 마스크 스테이지(102)의 위치, 기판 스테이지(104)의 위치, 화상 촬상부(105)의 렌즈 배율을 올바르게 조정한 경우에 화상 촬상부(105)에 의해 얻어지는 촬상 화상의 일례를 도 2에 도시한다. 도 2에 도시하는 촬상 화상(201)에는, 마스크 마크(202) 및 기판 마크(203)가 원하는 사이즈(규정 사이즈)로 원하는 위치(규정 위치)에 찍혀 있다. 본 실시 형태에 관계되는 노광 장치는, 촬상 화상 중의 마스크 마크 및 기판 마크 각각이 원하는 사이즈로 원하는 위치에 찍히도록, 마스크 스테이지(102)의 위치, 기판 스테이지(104)의 위치, 화상 촬상부(105)의 렌즈 배율 중 1 이상을 조정한다.
또한, 원하는 사이즈 및 원하는 위치는, 화상 촬상부(105)의 렌즈 배율마다 미리 설정되어 있는 것으로 한다. 마스크 마크(202) 및 기판 마크(203)의 「원하는 위치」에는, 모든 렌즈 배율에 대하여 동일 위치, 예를 들어, 촬상 화상의 중심 위치(중심의 화소 위치)를 설정해 둔다. 한편, 마스크 마크(202) 및 기판 마크(203)의 「원하는 사이즈」에는, 더 큰 렌즈 배율에 대하여 보다 큰 사이즈를 설정하고, 더 작은 렌즈 배율에 대하여 보다 작은 사이즈를 설정한다.
이어서, 마스크 스테이지(102)의 위치, 기판 스테이지(104)의 위치, 화상 촬상부(105)의 렌즈 배율 중 1 이상의 조정이 필요한 상태에 있어서 화상 촬상부(105)에 의해 얻어지는 촬상 화상의 일례를 도 3에 도시한다. 도 3에 도시하는 촬상 화상(301)에는, 마스크 마크(302) 및 기판 마크(303)가 원하는 사이즈보다도 작은 사이즈로 찍혀 있고, 또한 마스크 마크(302) 및 기판 마크(303)는 촬상 화상(301)의 중심 위치로부터 벗어난 위치에 찍혀 있다. 이러한 촬상 화상(301)이 얻어진 경우, 노광 장치는, 마스크 마크(302) 및 기판 마크(303)가 촬상 화상(301)의 중심 위치(각각 마스크 마크(202) 및 기판 마크(203)의 위치)에 찍히도록, 각각 마스크 스테이지(102) 및 기판 스테이지(104)의 위치를 조정하고, 또한, 마스크 마크(302) 및 기판 마크(303)가 원하는 사이즈(각각 마스크 마크(202) 및 기판 마크(203)의 사이즈)로 촬상 화상(301) 중에 찍히도록, 화상 촬상부(105)의 렌즈 배율을 조정한다.
이어서, 얼라인먼트 장치로서 기능하는 주제어부(108)의 기능 구성예에 대해서, 도 4의 블록도를 사용하여 설명한다. 검출부(401)는 화상 촬상부(105)로부터 출력된 촬상 화상을 취득하고, 해당 촬상 화상으로부터 마크를 검출하여 해당 마크의 위치(마크 위치) 및 사이즈(마크 사이즈)를 구한다. 보다 상세하게는, 검출부(401)는 촬상 화상으로부터 마크를 검출하면, 해당 마크를 포함하는 직사각형 영역인 바운딩 박스(Bounding Box)의 위치 및 사이즈를 각각 마크 위치 및 마크 사이즈로서 구한다. 바운딩 박스의 위치는, 해당 바운딩 박스에 있어서의 어느 위치이며, 예를 들어, 해당 바운딩 박스의 중심 위치여도 되고, 해당 바운딩 박스의 네 코너의 어느 위치여도 된다. 바운딩 박스의 사이즈는, 해당 바운딩 박스의 수평 방향 사이즈 및 수직 방향의 사이즈를 포함한다. 또한, 마크의 일부가 촬상 화상으로부터 비어져 나와 있어서, 마크의 일부가 촬상 화상에 포함되어 있는 경우에는, 검출부(401)는 해당 촬상 화상에 포함되어 있는 「마크의 일부」를 포함하는 바운딩 박스의 위치 및 사이즈를 구한다. 또한, 바운딩 박스의 위치 및 사이즈는, 촬상 화상에 있어서의 마크의 영역을 규정하기 위한 정보의 일례에 지나지 않고, 촬상 화상에 있어서의 마크의 영역을 규정할 수 있는 정보이면 된다. 그리고 검출부(401)는 검출한 마크가 마스크 마크인지, 그렇지 않으면 기판 마크인지를 판별한다(인식한다). 촬상 화상으로부터 마스크 마크의 바운딩 박스의 위치 및 사이즈, 기판 마크의 바운딩 박스의 위치 및 사이즈를 구하기 위한 방법에는 여러 가지 방법이 적용 가능하다. 본 실시 형태에서는, 검출부(401)는 학습 완료된 뉴럴 네트워크를 사용하여, 촬상 화상으로부터 마스크 마크의 바운딩 박스의 위치 및 사이즈, 기판 마크의 바운딩 박스의 위치 및 사이즈를 구한다.
검출부(401)가 도 3의 촬상 화상(301)으로부터 검출한 마스크 마크(302) 및 기판 마크(303)의 각각의 바운딩 박스의 일례에 대해서, 도 5를 사용하여 설명한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 바운딩 박스(501)는 마스크 마크(302)를 포함하는 바운딩 박스이다. 또한, 도 5의 촬상 화상(301)에서는, 기판 마크(303)의 일부가 촬상 화상(301)으로부터 비어져 나와 있고, 기판 마크(303)의 일부가 해당 촬상 화상(301)의 우측 하단 코너에 포함되어 있다. 이 경우, 검출부(401)는 촬상 화상(301)에 포함되어 있는 「기판 마크(303)의 일부」를 포함하는 바운딩 박스(502)의 위치 및 사이즈를 구한다.
여기서, 검출부(401)가 촬상 화상으로부터 검출한 마크의 바운딩 박스는, 검출부(401)가 해당 마크에 대하여 해당 촬상 화상으로부터 추정한 추정 영역이다. 그런데, 해당 바운딩 박스의 위치 및 사이즈는 각각, 해당 촬상 화상에 있어서의 해당 마크의 위치 및 사이즈와 일치하지 않는 경우가 많다. 얼라인먼트를 위해서는, 촬상 화상에 있어서의 마크의 위치 및 사이즈를 보다 정확하게 구할 필요가 있다.
따라서 보정부(402)는 마크의 바운딩 박스와, 해당 바운딩 박스의 주변 영역을 포함하는 영역을 탐색 영역으로서 설정한다. 그리고 보정부(402)는 해당 탐색 영역 내의 각 위치에 해당 마크의 템플릿을 배치하고, 해당 배치한 템플릿과, 해당 탐색 영역에 있어서 해당 템플릿과 겹치는 화상 영역의 유사도를 구한다. 유사도를 구하는 방법에는, 구조적 유사성(SSIM, Structural Similarity Index Measure)이나 정규화 상호 상관(NCC, Normalized Cross Correlation) 등의 일반적인 방법을 사용한다. 그러나, 템플릿과 화상 영역 간의 유사성을 평가할 수 있는 방법이라면 기타의 방법을 채용해도 된다. 그리고 보정부(402)는 검출부(401)가 구한 마크 위치를, 「최대의 유사도를 구한 템플릿의 배치 위치」로 보정(갱신)하고, 검출부(401)가 구한 마크 사이즈를, 「해당 템플릿의 사이즈」로 보정(갱신)한다. 즉, 보정부(402)는 마크의 후보 영역으로부터, 보다 정확한 해당 마크의 영역을 특정한다.
보정부(402)는 이러한 처리를, 마스크 마크 및 기판 마크 각각에 대하여 행함으로써, 마스크 마크의 마크 위치 및 마크 사이즈, 기판 마크의 마크 위치 및 마크 사이즈를 구할 수 있다. 즉, 보정부(402)는 마스크 마크의 후보 영역으로부터, 마스크 마크의 마크 위치 및 마크 사이즈를 갖는 영역을 해당 마스크 마크의 영역으로서 특정한다. 또한 보정부(402)는 기판 마크의 후보 영역으로부터, 기판 마크의 마크 위치 및 마크 사이즈를 갖는 영역을 해당 기판 마크의 영역으로서 특정한다.
보정부(402)의 동작에 대해서, 도 7을 예로 들어 설명한다. 보정부(402)는 촬상 화상(301)에 있어서의 마스크 마크(302)의 바운딩 박스(501)와, 해당 바운딩 박스(501)의 주변 영역을 포함하는 영역을 탐색 영역(701)으로서 설정한다. 여기서, 도 5에 도시한 바와 같이, 「기판 마크(303)의 일부」를 포함하는 바운딩 박스(502)가 설정되어 있는 경우, 바운딩 박스(502)와 그의 주변 영역을 포함하는 탐색 영역으로부터는, 정확한 기판 마크(303)의 마크 위치 및 마크 사이즈를 취득할 수는 없다. 그래서, 도 7에 도시한 바와 같이, 보정부(402)는 바운딩 박스(502)가 촬상 화상(301)의 우측 하단 코너에 위치하고 있는 것으로부터, 해당 바운딩 박스(502)의 우측 하단 코너의 위치로부터 우측 하단 방향으로 규정 거리 이격한 위치를 가상 위치로서 구한다. 그리고 보정부(402)는 해당 바운딩 박스(502)의 좌측 상단 코너의 위치를 좌측 상단 코너의 위치로 하고, 해당 가상 위치를 우측 하단 코너의 위치로 하는 직사각형 영역을 확장 바운딩 박스로 하고, 해당 확장 바운딩 박스와, 그의 주변 영역을 포함하는 영역을 탐색 영역(702)으로서 설정한다. 또한, 「기판 마크(303)의 일부」를 포함하는 바운딩 박스(502)에 기초하여, 해당 기판 마크(303)에 대한 탐색 영역(702)을 설정하기 위한 방법에는 여러 가지 방법을 생각할 수 있고, 특정한 방법에 한정하지 않는다.
그리고 보정부(402)는 탐색 영역(701) 내에 있어서의 각 위치에서 마스크 마크(302)의 템플릿과의 템플릿 매칭을 행한 결과, 유사도가 최대가 되는 템플릿의 위치 및 사이즈를 각각 마스크 마크(302)의 마크 위치 및 마즈 사이즈로서 구한다. 마찬가지로, 보정부(402)는 탐색 영역(702) 내에 있어서의 각 위치에서 기판 마크(303)의 템플릿과의 템플릿 매칭을 행한 결과, 유사도가 최대가 되는 템플릿의 위치 및 사이즈를 각각 기판 마크(303)의 마크 위치 및 마즈 사이즈로서 구한다. 또한, 템플릿과 화상 영역의 유사도의 계산을 행할 때에 템플릿이 촬상 화상으로부터 비어져 나올 경우에는, 비어져 나온 부분에 대하여 무시하고, 템플릿에 있어서 촬상 화상과 겹쳐 있는 부분만을 사용하여 유사도를 구한다.
조정 실행부(403)는 마스크 마크의 마크 위치 및 마크 사이즈와, 기판 마크의 마크 위치 및 마크 사이즈를 사용하여, 마스크 스테이지(102)의 위치의 조정량, 기판 스테이지(104)의 위치의 조정량, 화상 촬상부(105)의 렌즈 배율의 조정량 중 1 이상을 구한다.
도 3의 촬상 화상(301)을 예로 들어 설명하면 마스크 마크(302)(마스크 마크(302)의 마크 위치 및 마크 사이즈를 갖는 영역)는 촬상 화상(301)의 중심 위치로부터 좌측 상단으로 어긋나 있다. 따라서, 조정 실행부(403)는 촬상 화상(301)의 중심 위치로부터 마스크 마크(302)의 중심 위치의 수평 방향의 어긋남양 Δx, 촬상 화상(301)의 중심 위치로부터 마스크 마크(302)의 중심 위치의 수직 방향의 어긋남양 Δy의 세트를 마스크 마크(302)의 위치의 조정량으로서 구한다. 그리고 조정 실행부(403)는 마스크 마크(302)의 위치의 조정량에 기초하여, 마스크 마크(302)의 중심 위치가 촬상 화상(301)의 중심 위치에 위치하도록 마스크 스테이지(102)의 위치를 조정한다. 마스크 마크(302)의 위치의 조정량에 따라서 얼마나 마스크 스테이지(102)를 이동시킬 것인지에 대해서는 미리 설정되어 있는 것으로 한다.
또한, 기판 마크(303)(기판 마크(303)의 마크 위치 및 마크 사이즈를 갖는 영역)는 촬상 화상(301)의 중심 위치로부터 우측 하단으로 어긋나 있다. 따라서 조정 실행부(403)는 촬상 화상(301)의 중심 위치로부터 기판 마크(303)의 중심 위치의 수평 방향의 어긋남양 Δx, 촬상 화상(301)의 중심 위치로부터 기판 마크(303)의 중심 위치의 수직 방향의 어긋남양 Δy의 세트를 기판 마크(303)의 위치의 조정량으로서 구한다. 그리고 조정 실행부(403)는 기판 마크(303)의 위치의 조정량에 기초하여, 기판 마크(303)의 중심 위치가 촬상 화상(301)의 중심 위치에 위치하도록 기판 스테이지(104)의 위치를 조정한다. 기판 마크(303)의 위치의 조정량에 따라서 얼마나 기판 스테이지(104)를 이동시킬 것인지에 대해서는 미리 설정되어 있는 것으로 한다.
또한, 마스크 마크(302)의 사이즈 및 기판 마크(303)의 사이즈는 각각, 촬상 화상(201)에 있어서의 마스크 마크(202)의 사이즈 및 기판 마크(203)의 사이즈보다도 작다. 따라서, 보정부(402)는 마스크 마크(202)의 사이즈에 대한 마스크 마크(302)의 사이즈의 사이즈비(기판 마크(203)의 사이즈에 대한 기판 마크(303)의 사이즈의 사이즈비)에 기초하여, 마스크 마크(302)의 사이즈가 마스크 마크(202)의 사이즈가 되는(기판 마크(303)의 사이즈가 기판 마크(203)의 사이즈가 되는) 렌즈 배율의 조정량을 구한다. 그리고 조정 실행부(403)는 마스크 마크(302)의 사이즈가 마스크 마크(202)의 사이즈가 되도록(기판 마크(303)의 사이즈가 기판 마크(203)의 사이즈가 되도록), 화상 촬상부(105)의 렌즈 배율을 해당 구한 렌즈 배율의 조정량에 따라서 조정한다.
여기서, 하나의 사이즈의 템플릿으로 전술한 템플릿 매칭을 행하면, 화상 촬상부(105)의 렌즈 배율이 잘못 설정되어 있는 경우, 템플릿 매칭을 적절하게 행할 수 없다는 문제가 있다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 이러한 문제를 해소하기 위해서, 각각 다른 사이즈의 템플릿을 미리 준비해 둔다. 이러한 복수의 템플릿은, 예를 들어, 주제어부(108)가 갖는 메모리에 저장되어 있다.
각각 다른 사이즈의 3개의 기판 마크의 템플릿의 일례를 도 6에 도시한다. 템플릿(602)은 「촬상 화상(201) 중의 기판 마크(202)」와 동사이즈를 갖는 템플릿이며, 기판 마크를 기판 마크(202)의 사이즈로 촬상하기 위한 렌즈 배율 R에 대응하는 템플릿이다.
템플릿(601)은 「촬상 화상(201) 중의 기판 마크(202)」보다도 큰 사이즈를 갖는 템플릿이며, 렌즈 배율 R보다도 높은 렌즈 배율에 대응하는 템플릿이다.
템플릿(603)은 「촬상 화상(201) 중의 기판 마크(202)」보다도 작은 사이즈를 갖는 템플릿이며, 렌즈 배율 R보다도 낮은 렌즈 배율에 대응하는 템플릿이다.
또한, 마스크 마크의 템플릿에 대해서도 마찬가지로, 「촬상 화상(201) 중의 마스크 마크(203)」와 동사이즈를 갖는 템플릿(렌즈 배율 R에 대응하는 템플릿), 「촬상 화상(201) 중의 기판 마크(202)」보다도 큰 사이즈를 갖는 템플릿(렌즈 배율 R보다도 높은 렌즈 배율에 대응하는 템플릿), 「촬상 화상(201) 중의 기판 마크(202)」보다도 작은 사이즈를 갖는 템플릿(렌즈 배율 R보다도 낮은 렌즈 배율에 대응하는 템플릿)을 마련한다.
이어서, 주제어부(108)의 동작에 대해서, 도 8의 (a)의 흐름도에 따라서 설명한다. 스텝 S891에서는, 검출부(401)는 화상 촬상부(105)로부터 출력된 촬상 화상을 취득하고, 해당 촬상 화상으로부터 마크를 검출하여 해당 마크의 바운딩 박스의 위치 및 사이즈를, 각각 해당 마크의 마크 위치 및 마크 사이즈로서 구한다.
스텝 S892에서는, 보정부(402)는 마크(마스크 마크 및 기판 마크)의 바운딩 박스와, 해당 바운딩 박스의 주변 영역을 포함하는 영역을 탐색 영역으로서 설정한다. 그리고 보정부(402)는 해당 마크의 탐색 영역에 대하여 템플릿 매칭을 행하고, 해당 마크의 마크 위치 및 마크 사이즈를 보정한다. 스텝 S892에 있어서의 처리의 상세에 대해서는, 도 8의 (b)를 사용하여 후술한다.
스텝 S893에서는, 조정 실행부(403)는 마크(마스크 마크 및 기판 마크)의 마크 위치 및 마크 사이즈를 사용하여, 마스크 스테이지(102)의 위치의 조정량, 기판 스테이지(104)의 위치의 조정량, 화상 촬상부(105)의 렌즈 배율의 조정량 중 1 이상을 구한다.
그리고 조정 실행부(403)는 구한 조정량에 따라, 조정 대상을 조정한다. 예를 들어 조정 실행부(403)는 마스크 스테이지(102)의 위치의 조정량을 구한 경우에는, 해당 조정량에 기초하여, 해당 마스크 스테이지(102)의 위치를 조정한다. 또한, 조정 실행부(403)는 기판 스테이지(104)의 위치의 조정량을 구한 경우에는, 해당 조정량에 기초하여, 해당 기판 스테이지(104)의 위치를 조정한다. 또한, 보정부(402)는 화상 촬상부(105)의 렌즈 배율의 조정량을 구한 경우에는, 해당 조정량에 기초하여, 해당 렌즈 배율을 조정한다.
이어서, 상기 스텝 S892에 적용 가능한 처리의 일례에 대해서, 도 8의 (b)의 흐름도에 따라서 설명한다. 또한, 도 8의 (b)의 흐름도에 따른 처리는, 하나의 마크에 대한 처리의 흐름도이다. 그런데, 마스크 마크 및 기판 마크 각각에 대하여 도 8의 (b)의 흐름도에 따른 처리를 행함으로써, 마스크 마크 및 기판 마크의 각각의 마크 위치 및 마크 사이즈를 구할 수 있다.
스텝 S801에서는, 보정부(402)는 검출부(401)에 의해 마크가 마스크 마크라고 판별된 경우에는, 마스크 마크에 대하여 렌즈 배율마다 준비되어 있는 템플릿군을 취득한다. 한편, 보정부(402)는 검출부(401)에 의해 마크가 기판 마크라고 판별된 경우에는, 기판 마크에 대하여 렌즈 배율마다 준비되어 있는 템플릿군을 취득한다.
스텝 S802에서는, 보정부(402)는 스텝 S801에서 취득한 템플릿군으로부터 미선택된 1개의 템플릿을, 선택 템플릿으로서 선택한다.
스텝 S803에서는, 보정부(402)는 마크의 바운딩 박스(BBox)와, 해당 바운딩 박스의 주변 영역을 포함하는 영역을 탐색 영역으로서 설정한다.
스텝 S804에서는, 보정부(402)는 마크의 바운딩 박스의 위치 및 사이즈로부터, 해당 마크가 촬상 화상의 단부에 위치하고 있는지의 여부, 해당 마크가 촬상 화상으로부터 비어져 나와 있는지의 여부를 판단한다. 예를 들어, 보정부(402)는 마크의 바운딩 박스가 촬상 화상의 단부에 위치하고 있는 경우에는, 해당 마크가 촬상 화상의 단부에 위치하고 있다고 판단해도 된다. 또한, 예를 들어, 보정부(402)는 마크의 바운딩 박스가 촬상 화상으로부터 비어져 나와 있는 경우에는, 해당 마크가 촬상 화상으로부터 비어져 나와 있다고 판단해도 된다.
이 판단의 결과, 마크가 촬상 화상의 단부에 위치하고 있거나, 혹은 해당 마크가 촬상 화상으로부터 비어져 나와 있는 경우에는, 처리는 스텝 S806으로 진행한다. 한편, 해당 마크가 촬상 화상의 단부에 위치하고 있지 않고, 또한 촬상 화상으로부터 비어져 나와 있지 않은 경우에는, 처리는 스텝 S805로 진행한다.
스텝 S805에서는, 보정부(402)는 탐색 영역 내의 각 위치에 선택 템플릿을 배치하고, 해당 배치한 선택 템플릿과, 해당 탐색 영역에 있어서 해당 선택 템플릿과 겹치는 화상 영역의 유사도를 구한다. 그리고 보정부(402)는 최대의 유사도를 구한 선택 템플릿의 배치 위치를 마크 위치로서 특정하고, 해당 선택 템플릿의 사이즈를 마크 사이즈로서 특정한다.
스텝 S806에서는, 보정부(402)는 확장 바운딩 박스를 구하고, 해당 확장 바운딩 박스와, 그의 주변 영역을 포함하는 영역을 탐색 영역으로서 설정한다. 그리고 보정부(402)는 스텝 S805와 마찬가지로 하여, 탐색 영역 내의 각 위치에 선택 템플릿을 배치하고, 해당 배치한 선택 템플릿과, 해당 탐색 영역에 있어서 해당 선택 템플릿과 겹치는 화상 영역의 유사도를 구한다. 그 때, 상기와 같이, 선택 템플릿과 화상 영역의 유사도의 계산을 행할 때에 선택 템플릿이 촬상 화상으로부터 비어져 나올 경우에는, 비어져 나온 부분에 대하여 무시하고, 선택 템플릿에 있어서 촬상 화상과 겹쳐 있는 부분만을 사용하여 유사도를 구한다. 그리고 보정부(402)는 최대의 유사도를 구한 선택 템플릿의 배치 위치를 마크 위치로서 특정하고, 해당 선택 템플릿의 사이즈를 마크 사이즈로서 특정한다.
이러한 처리에 의해, 마크의 일부가 촬상 화상으로부터 비어져 나와 있는 경우에도, 해당 마크에 대하여 보다 정확하게, 마크 위치 및 마크 사이즈를 구할 수 있다.
스텝 S807에서는, 보정부(402)는 템플릿군에 있어서의 모든 템플릿을 선택 템플릿으로서 선택했는지의 여부를 판단한다. 이 판단의 결과, 템플릿군에 있어서의 모든 템플릿을 선택 템플릿으로서 선택한 경우에는, 처리는 스텝 S808로 진행한다. 한편, 템플릿군에 있어서 아직 선택 템플릿으로서 선택하고 있지 않은 템플릿이 남아있는 경우에는, 처리는 스텝 S802로 진행한다.
스텝 S808에서는, 보정부(402)는 템플릿군에 있어서의 각각의 템플릿에 대하여 상기 처리에 의해 특정한 마크 위치 및 마크 사이즈 중, 최대의 유사도를 구한 템플릿에 대하여 상기 처리에 의해 특정한 마크 위치 및 마크 사이즈를, 각각 최종 마크 위치 및 최종 마크 사이즈로서 특정한다. 그리고 보정부(402)는 검출부(401)가 구한 마크 위치를 해당 최종 마크 위치로 보정하고, 검출부(401)가 구한 마크 사이즈를 해당 최종 마크 사이즈로 보정한다.
조정 실행부(403)는 스텝 S808에서 보정된 마크 위치 및 마크 사이즈를 사용하여, 마스크 스테이지(102)의 위치의 조정, 기판 스테이지(104)의 위치의 조정, 화상 촬상부(105)의 렌즈 배율의 조정 중 1 이상을 행한다.
[제2 실시 형태]
본 실시 형태를 포함하는 이하의 각 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와의 차분에 대하여 설명하고, 이하에서 특별히 언급하지 않는 한은, 제1 실시 형태와 마찬가지인 것으로 한다. 제1 실시 형태에서는, 보정부(402)는 촬상 화상으로부터 검출된 마크(마스크 마크 및 기판 마크)의 모두에 대하여 템플릿 매칭을 행하고 있었다. 이에 반해, 본 실시 형태에서는, 템플릿 매칭의 횟수를 저감시키기 위해, 보정부(402)는 촬상 화상으로부터 검출된 마크(마스크 마크 및 기판 마크) 중 조건을 충족하는 마크에 대하여 템플릿 매칭을 행한다.
본 실시 형태에 관계되는 주제어부(108)의 구성예에 대해서, 도 9의 블록도를 사용하여 설명한다. 도 9에 있어서, 도 4에 도시한 기능부와 동일한 기능부에는 동일한 참조 번호를 부여하고 있어, 해당 기능부에 관계되는 설명은 생략한다.
선택부(902)는 검출부(401)가 검출한 마크 위치나 마크 사이즈에 기초하여, 보정부(402)에서 템플릿 매칭을 행하는 대상으로 되는 마크를 선택한다. 선택부(902)의 동작에 대해서, 도 10을 예로 들어 설명한다.
촬상 화상(1001)에는, 기판 마크(1002), 마스크 마크(1003), 기판 마크(1004)가 포함되어 있다. 그리고 기판 마크(1002)에 대해서는 바운딩 박스(1005)가 설정되어 있고, 마스크 마크(1003)에 대해서는 바운딩 박스(1006)가 설정되어 있고, 기판 마크(1004)에 대해서는 바운딩 박스(1007)가 설정되어 있다.
바운딩 박스(1005)의 사이즈 및 바운딩 박스(1006)의 사이즈는 어느 것이든, 상기 「원하는 사이즈」에 가깝다(사이즈의 차가 규정값 미만, 사이즈의 비가 1에 가깝다). 그러나, 바운딩 박스(1007)의 사이즈는, 상기 「원하는 사이즈」보다도 작다. 이러한 경우, 선택부(902)는 바운딩 박스(1005)와 바운딩 박스(1006)를 선택한다. 보정부(402)는 선택부(902)에 의해 선택된 바운딩 박스(1005) 및 바운딩 박스(1006)에 기초하여 마크 위치 및 마크 사이즈를 보정한다. 그리고 조정 실행부(403)는 보정부(402)에 의해 보정된 마크의 마크 위치 및 마크 사이즈에 기초하여 얼라인먼트를 행한다.
또한, 상기 「조건」에는 다른 조건도 적용 가능해서, 예를 들어, 「촬상 화상의 중심 위치로부터의 거리가 역치 거리 미만이 되는 위치의 바운딩 박스」여도 된다. 또한, 상기 「조건」에는 복수의 조건(예를 들어 상기 사이즈에 관한 조건과 상기 위치에 관한 조건)을 포함해도 된다.
이와 같은 구성에 의해, 본 실시 형태에 따르면, 처리의 대상으로 되는 바운딩 박스의 수를 줄일 수 있기 때문에, 예를 들어, 보정부(402)에서 템플릿 매칭을 행하는 횟수를 삭감할 수 있다.
[제3 실시 형태]
제1 실시 형태에서는, 보정부(402)는 각각 다른 사이즈의 템플릿을 사용하여 템플릿 매칭을 행하고 있다. 이에 반해, 본 실시 형태에서는, 보정부(402)는 동일한 사이즈의 템플릿을 사용하여 마찬가지의 처리를 실현하기 때문에, 촬상 화상 및 바운딩 박스를 확대 축소하여 템플릿 매칭을 행한다.
상기 스텝 S892에 적용 가능한 처리의 일례에 대해서, 도 11의 흐름도에 따라서 설명한다. 또한, 도 11의 흐름도에 따른 처리는, 하나의 마크에 관한 처리의 흐름도이다. 그런데, 마스크 마크 및 기판 마크 각각에 대하여 도 11의 흐름도에 따른 처리를 행함으로써, 마스크 마크 및 기판 마크의 각각의 마크 위치 및 마크 사이즈를 구할 수 있다.
스텝 S1101에서는, 보정부(402)는 검출부(401)에 의해 마크가 마스크 마크라고 판별된 경우에는, 마스크 마크의 하나의 템플릿을 취득한다. 한편, 보정부(402)는 검출부(401)에 의해 마크가 기판 마크라고 판별된 경우에는, 기판 마크의 하나의 템플릿을 취득한다.
스텝 S1102에서는, 보정부(402)는 촬상 화상과, 마크의 바운딩 박스를 확대한다(배율이 1 미만의 확대는 「축소」가 된다). 예를 들어, 스텝 S1103 내지 S1106의 처리를, 확대 배율 범위에 있어서의 확대 배율 0.5, 0.6, 0.7, ..., 1.8, 1.9, 내지 2.0(16종류) 각각에 대하여 행하는 경우를 생각한다. 이때, 1회째의 스텝 S1102에서는, 보정부(402)는 촬상 화상과, 마크의 바운딩 박스를 0.5배로 확대한다. 그리고 2회째의 스텝 S1102에서는, 보정부(402)는 촬상 화상과, 마크의 바운딩 박스를 0.6배로 확대한다. 또한, 확대 전과 확대 후에 촬상 화상에 있어서의 바운딩 박스의 위치 관계는 변함없는 것으로 한다.
스텝 S1103에서는, 보정부(402)는 상기 스텝 S803과 마찬가지로 하여, 확대 후의 바운딩 박스(BBox)와, 해당 확대 후의 바운딩 박스의 주변 영역을 포함하는 영역을 탐색 영역으로서 설정한다.
스텝 S1104에서는 보정부(402)는 확대 후의 바운딩 박스의 위치 및 사이즈로부터, 해당 확대 후의 촬상 화상의 단부에 위치하고 있는지의 여부, 해당 확대 후의 촬상 화상으로부터 비어져 나와 있는지의 여부를, 상기 스텝 S804와 마찬가지로 하여 판단한다.
이 판단의 결과, 확대 후의 촬상 화상의 단부에 위치하고 있거나, 혹은 확대 후의 촬상 화상으로부터 비어져 나와 있는 경우에는, 처리는 스텝 S1106으로 진행한다. 한편, 확대 후의 촬상 화상의 단부에 위치하고 있지 않고, 또한 확대 후의 촬상 화상으로부터 비어져 나와 있지 않은 경우에는, 처리는 스텝 S1105로 진행한다.
스텝 S1105에서는, 보정부(402)는 상기 스텝 S805와 마찬가지로 하여, 최대의 유사도를 구한 템플릿의 배치 위치를 마크 위치로서 특정한다. 그리고 보정부(402)는 해당 유사도와, 해당 마크 위치와, 스텝 S1102에 있어서의 확대 배율의 세트를 메모리에 저장한다.
스텝 S1106에서는, 보정부(402)는 상기 스텝 S806과 마찬가지로 하여, 최대의 유사도를 구한 템플릿의 배치 위치를 마크 위치로서 특정한다. 그리고 보정부(402)는 해당 유사도와, 해당 마크 위치와, 스텝 S1102에 있어서의 확대 배율의 세트를 메모리에 저장한다.
스텝 S1107에서는, 보정부(402)는 상기 확대 배율 범위에 있어서의 모든 확대 배율에 대하여 스텝 S1102 내지 S1106의 처리를 행했는지의 여부를 판단한다. 이 판단의 결과, 상기 확대 배율 범위에 있어서의 모든 확대 배율에 대하여 스텝 S1102 내지 S1106의 처리를 행한 경우에는, 처리는 스텝 S1108로 진행한다. 한편, 상기 확대 배율 범위에 있어서의 확대 배율 중 아직 스텝 S1102 내지 S1106의 처리를 행하고 있지 않은 확대 배율이 남아있는 경우에는, 처리는 스텝 S1102로 진행한다.
스텝 S1108에서는, 보정부(402)는 메모리에 저장되어 있는 각각의 세트 중의 「유사도」 중 최대의 「유사도」를 포함하는 세트를 선택 세트로서 선택한다. 그리고 보정부(402)는 선택 세트 중의 마크 위치에, 선택 세트 중의 「확대 배율」의 역수를 곱하여 얻어지는 위치를, 최종 마크 위치로서 구한다. 또한, 보정부(402)는 템플릿의 사이즈에, 선택 세트 중의 「확대 배율」의 역수를 곱하여 얻어지는 사이즈를, 최종 마크 사이즈로서 구한다. 그리고 보정부(402)는 검출부(401)가 구한 마크 위치를 해당 최종 마크 위치로 보정하고, 검출부(401)가 구한 마크 사이즈를 해당 최종 마크 사이즈로 보정한다. 단, 마크 위치와 마크 사이즈의 보정은, 템플릿의 위치와 사이즈 및 확대 배율에 기초하고 있다면 다른 방법으로 행해도 된다.
조정 실행부(403)는 스텝 S1108에서 보정된 마크 위치 및 마크 사이즈를 사용하여, 마스크 스테이지(102)의 위치의 조정, 기판 스테이지(104)의 위치의 조정, 화상 촬상부(105)의 렌즈 배율의 조정 중 1 이상을 행한다.
또한, 본 실시 형태에 있어서 각각 다른 사이즈의 템플릿을 사용하는 경우에는, 스텝 S1108에 추가로 상기 스텝 S808과 마찬가지의 처리를 행하여, 마크 위치와 마크 사이즈의 보정을 행하기 위한 템플릿과 유사도를 선택한다.
[제4 실시 형태]
제1 실시 형태에서는, 보정부(402)는 미리 준비된 템플릿을 사용하여 템플릿 매칭을 행하고 있다. 이에 반해, 본 실시 형태에서는, 보정부(402)에 의해 보정된 마크 위치 및 마크 사이즈(한쪽만이 보정되어 있는 케이스도 포함한다)를 갖는 화상 영역 내의 화상을 새로운 템플릿으로서 「주제어부(108)가 갖는 메모리」에 등록한다.
예를 들어, 보정부(402)는 촬상 화상으로부터, 상기 스텝 S808에 있어서 보정한 마크 위치 및 마크 사이즈(한쪽만이 보정되어 있는 케이스도 포함한다)를 갖는 화상 영역 내의 화상을 추출한다. 그리고 보정부(402)는 해당 추출한 화상을 새로운 템플릿으로서 「주제어부(108)가 갖는 메모리」에 등록한다.
이에 의해, 동일 조건 하에서의 촬상이 계속되는 경우에는, 화상의 특성이 가까운 템플릿으로 템플릿 매칭을 행할 수 있기 때문에, 템플릿 매칭의 정밀도의 향상을 기대할 수 있다.
[제5 실시 형태]
본 실시 형태에서는, 검출부(401)가 검출한 마크 중, 마크로서의 정확도(마크 정확도)가 높은 마크에 대해서만 마크 위치 및 마크 사이즈를 출력하고, 마크 정확도가 낮은 마크에 대해서는 마크 위치 및 마크 사이즈는 출력하지 않는다. 즉, 바운딩 박스는, 마크 정확도가 높은 마크에 대해서만 설정되게 된다.
예를 들어, 검출부(401)는 촬상 화상으로부터 마크를 검출하기 위하여 사용한 뉴럴 네트워크에 있어서의 최종층인 소프트 맥스층의 출력값(학습한 마크에 대한 우도)을 마크 정확도로서 취득한다. 그리고 검출부(401)는 해당 마크 정확도가 역치 이상인 마크의 마크 위치 및 마크 사이즈를 출력하고, 해당 마크 정확도가 역치 미만인 마크의 마크 위치 및 마크 사이즈는 출력하지 않는다. 또한, 검출부(401)가 마크 정확도를 취득하기 위한 방법은, 뉴럴 네트워크를 사용한 상기 방법에 한정하지 않는다.
이와 같은 구성에 의해, 마크 정확도가 높은 마크에 대응하는 바운딩 박스에 기초하여 얻어진 마크 위치 및 마크 사이즈를 사용하여, 얼라인먼트 실시할 수 있다.
또한, 촬상 화상으로부터 역치 이상의 마크 정확도의 마크가 검출되지 않은 경우에는, 해당 촬상 화상에는 바운딩 박스가 설정되지 않게 되므로, 해당 촬상 화상은 얼라인먼트에는 사용되지 않고, 주제어부(108)는 다음에 취득하는 촬상 화상을 대상으로 동작한다. 이러한 주제어부(108)의 동작에 대해서, 도 12의 흐름도에 따라서 설명한다.
스텝 S1201에서는, 검출부(401)는 촬상 화상으로부터 검출한 마크의 마크 정확도를 신뢰도로서 취득하고, 해당 신뢰도가 역치 이상인지의 여부를 판단한다. 이 판단의 결과, 신뢰도가 역치 이상인 마크가 있으면, 처리는 스텝 S1202로 진행하고, 신뢰도가 역치 이상인 마크가 없을 경우에는, 도 12의 흐름도에 따른 처리는 종료된다.
스텝 S1202에서는, 검출부(401)보다 후단의 기능부에 있어서, 신뢰도가 역치 이상인 마크에 대응하는 바운딩 박스에 기초하는 처리가 행해지고, 그 결과, 신뢰도가 역치 이상인 마크의 마크 위치 및 마크 사이즈에 기초하는 얼라인먼트가 행해진다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 신뢰도가 역치 이상인 마크의 마크 위치 및 마크 사이즈에 기초하는 얼라인먼트가 행해지고, 신뢰도가 역치 미만인 마크에 대해서는 얼라인먼트에는 관여하지 않는다. 그 때문에, 신뢰도가 낮은 마크의 검출 결과에 기초하는 정밀도가 나쁜 얼라인먼트를 방지할 수 있다.
[제6 실시 형태]
본 실시 형태에서는, 템플릿 매칭에 있어서의 최대 유사도가 높은 마크에 대해서만 마크 위치 및 마크 사이즈를 보정하고, 해당 보정한 마크 위치 및 마크 사이즈에 기초하여 얼라인먼트를 행한다.
예를 들어, 보정부(402)는 최대 유사도가 역치 이상인 마크에 대해서만, 마크 위치 및 마크 사이즈의 보정을 행하고, 최대 유사도가 역치 미만인 마크에 대해서는, 마크 위치 및 마크 사이즈의 보정은 행하지 않는다. 조정 실행부(403)는 보정부(402)에 의해 보정된 마크 위치 및 마크 사이즈에 기초하여 얼라인먼트를 행하고, 보정부(402)에 의해 보정되어 있지 않은 마크 위치 및 마크 사이즈는 얼라인먼트에는 사용하지 않는다.
즉, 촬상 화상에 있어서, 최대 유사도가 역치 이상인 마크가 없으면, 마크 위치 및 마크 사이즈의 보정은 행해지지 않기 때문에, 해당 촬상 화상은 얼라인먼트에는 사용되지 않고, 주제어부(108)는 다음에 취득하는 촬상 화상을 대상으로 동작한다. 이러한 주제어부(108)의 동작에 대해서, 도 13의 흐름도에 따라서 설명한다.
스텝 S1301에서는, 보정부(402)는 촬상 화상으로부터 검출한 마크에 대하여 구한 최대 유사도가 역치 이상인지의 여부를 판단한다. 이 판단의 결과, 최대 유사도가 역치 이상인 마크가 있으면, 처리는 스텝 S1302로 진행하고, 최대 유사도가 역치 이상인 마크가 없을 경우에는, 도 13의 흐름도에 따른 처리는 종료된다.
스텝 S1302에서는, 조정 실행부(403)는 최대 유사도가 역치 이상인 마크에 대하여 보정부(402)에 의해 보정된 마크 위치 및 마크 사이즈에 기초하여 얼라인먼트를 행한다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는, 마스크 마크 및 기판 마크(즉 2개의 마크)를 포함하는 촬상 화상을 사용하여 얼라인먼트를 행하는 케이스에 대하여 설명하였다. 그러나, 상기 얼라인먼트 장치는, 1개의 마크(마스크 마크만, 기판 마크만, 혹은 기타의 종류의 마크만)를 포함하는 촬상 화상을 사용한 얼라인먼트를 행하는 케이스에도 마찬가지로 적용 가능하다. 이 경우, 얼라인먼트 장치는, 노광 장치가 갖는 촬상 장치에 의해 촬상된, 해당 노광 장치가 갖는 스테이지에 보유 지지되어 있는 대상물에 마련되어 있는 마크를 포함하는 촬상 화상을 취득하고, 해당 촬상 화상으로부터 해당 마크를 검출한다. 그리고 얼라인먼트 장치는, 해당 검출된 마크의 위치 및 사이즈를, 해당 촬상 화상에 있어서의 해당 마크의 영역을 사용한 템플릿 매칭에 의해 얻어지는 해당 마크의 위치 및 사이즈로 보정한다. 그리고 얼라인먼트 장치는, 해당 보정한 위치 및 사이즈에 기초하여, 해당 스테이지의 위치, 해당 촬상 장치의 렌즈 배율 중 1 이상을 조정한다.
또한, 상기 각 실시 형태에서 사용한 수치, 처리 타이밍, 처리순, 처리의 주체, 데이터(정보)의 취득 방법/송신처/송신원/저장 장소 등은, 구체적인 설명을 행하기 위하여 일례로서 든 것으로, 이러한 일례에 한정하는 것을 의도한 것은 아니다.
또한, 이상 설명한 각 실시 형태의 일부 혹은 전부를 적절히 조합하여 사용해도 상관없다. 또한, 이상 설명한 각 실시 형태의 일부 혹은 전부를 선택적으로 사용해도 상관없다.
(기타의 실시예)
본 발명은, 상기 실시형태의 1개 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억 매체를 개입하여 시스템 혹은 장치에 공급하고, 그 시스템 혹은 장치의 컴퓨터에 있어서 1개 이상의 프로세서가 프로그램을 읽어 실행하는 처리에서도 실현 가능하다.
또한, 1개 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들어, ASIC)에 의해서도 실행 가능하다.
발명은 상기 실시 형태에 제한되는 것은 아니고, 발명의 정신 및 범위로부터 이탈하지 않고, 여러 가지 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 발명의 범위를 명확히 하기 위하여 청구항을 첨부한다.
101: 마스크
102: 마스크 스테이지
103: 기판
104: 기판 스테이지
105: 화상 촬상부
106: 조명 광학계
107: 투영 광학계
108: 주제어부

Claims (14)

  1. 노광 장치가 갖는 촬상 장치에 의해 촬상된, 해당 노광 장치가 갖는 스테이지에 보유 지지되어 있는 대상물에 마련되어 있는 마크를 포함하는 촬상 화상을 취득하고, 해당 촬상 화상으로부터 해당 마크를 검출하는 검출 수단과,
    상기 검출 수단에 의해 검출된 마크의 위치 및 사이즈를, 상기 촬상 화상에 있어서의 해당 마크의 영역을 사용한 템플릿 매칭에 의해 얻어지는 해당 마크의 위치 및 사이즈로 보정하는 보정 수단과,
    상기 보정 수단이 보정한 위치 및 사이즈에 기초하여, 상기 스테이지의 위치, 상기 촬상 장치의 렌즈 배율 중 1 이상을 조정하는 조정 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보정 수단은, 상기 촬상 화상으로부터 검출한 마크의 바운딩 박스 및 해당 바운딩 박스의 주변 영역을 포함하는 영역을 탐색 영역으로서 설정하고, 상기 검출 수단에 의해 검출된 마크의 바운딩 박스의 위치 및 사이즈를, 해당 탐색 영역에 대한 템플릿 매칭에 의해 얻어지는 해당 마크의 위치 및 사이즈로 보정하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보정 수단은, 상기 촬상 화상으로부터 검출한 마크의 바운딩 박스가 상기 촬상 화상의 단부에 위치하는지를 판단하여, 해당 단부에 위치한다고 판단된 바운딩 박스를 확장한 확장 바운딩 박스를 설정하고, 해당 확장 바운딩 박스 및 해당 확장 바운딩 박스의 주변 영역을 포함하는 영역을 탐색 영역으로서 설정하고, 템플릿에 있어서 상기 촬상 화상과 겹치는 부분을 사용하여 해당 탐색 영역에 대한 템플릿 매칭에 의해 얻어지는 해당 마크의 위치 및 사이즈로 보정하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 보정 수단은, 상기 촬상 화상으로부터 검출한 마크의 바운딩 박스 중 조건을 충족하는 마크의 바운딩 박스 및 해당 조건을 충족하는 마크의 바운딩 박스의 주변 영역을 포함하는 영역을 탐색 영역으로서 설정하고, 해당 조건을 충족하는 마크의 바운딩 박스의 위치 및 사이즈를, 해당 탐색 영역에 대한 템플릿 매칭에 의해 얻어지는 해당 마크의 위치 및 사이즈로 보정하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 보정 수단은, 각각 다른 사이즈의 템플릿을 사용하여, 상기 탐색 영역에 대한 템플릿 매칭을 행하고, 가장 높은 유사도의 템플릿 매칭에 의해 얻어지는 마크의 위치 및 사이즈로 보정하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 보정 수단은, 상기 촬상 화상 및 상기 촬상 화상으로부터 검출한 마크의 바운딩 박스를 각각 다른 사이즈로 확대하고, 해당 확대한 바운딩 박스 및 해당 확대한 바운딩 박스의 주변 영역을 포함하는 영역을 탐색 영역으로서 설정하고, 하나의 템플릿을 사용하여, 해당 탐색 영역에 대한 템플릿 매칭을 행하고, 상기 검출 수단에 의해 검출된 마크의 위치 및 사이즈를, 해당 템플릿 매칭에 의해 얻어지는 해당 마크의 위치 및 사이즈에 기초하여 보정하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 화상으로부터, 상기 보정 수단이 보정한 위치 및 사이즈를 갖는 화상 영역 내의 화상을 추출하고, 해당 추출한 화상을 새로운 템플릿으로서 등록하는 등록 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 마크는, 기판에 마련된 기판 마크와, 해당 기판에 전사해야 할 패턴이 묘화되어 있는 마스크에 마련되어 있는 마스크 마크를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 조정 수단은, 상기 보정 수단이 보정한 상기 기판 마크의 위치 및 사이즈, 상기 보정 수단이 보정한 상기 마스크 마크의 위치 및 사이즈에 기초하여, 상기 기판을 보유 지지하는 기판 스테이지의 위치, 상기 마스크를 보유 지지하는 마스크 스테이지의 위치, 상기 촬상 장치의 렌즈 배율 중 1 이상을 조정하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 보정 수단은, 상기 템플릿 매칭에 있어서의 유사도가 역치 이상으로 되는 마크에 대해서, 상기 검출 수단에 의해 검출된 해당 마크의 위치 및 사이즈를, 상기 촬상 화상에 있어서의 해당 마크의 영역을 사용한 템플릿 매칭에 의해 얻어지는 해당 마크의 위치 및 사이즈로 보정하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 검출 수단은, 뉴럴 네트워크를 사용하여 상기 촬상 화상으로부터 상기 마크를 검출하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 얼라인먼트 장치는, 상기 노광 장치에 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  13. 얼라인먼트 장치가 행하는 얼라인먼트 방법이며,
    상기 얼라인먼트 장치의 검출 수단이, 노광 장치가 갖는 촬상 장치에 의해 촬상된, 해당 노광 장치가 갖는 스테이지에 보유 지지되어 있는 대상물에 마련되어 있는 마크를 포함하는 촬상 화상을 취득하고, 해당 촬상 화상으로부터 해당 마크를 검출하는 검출 공정과,
    상기 얼라인먼트 장치의 보정 수단이, 상기 검출 공정에서 검출된 마크의 위치 및 사이즈를, 상기 촬상 화상에 있어서의 해당 마크의 영역을 사용한 템플릿 매칭에 의해 얻어지는 해당 마크의 위치 및 사이즈로 보정하는 보정 공정과,
    상기 얼라인먼트 장치의 조정 수단이, 상기 보정 공정에서 보정한 위치 및 사이즈에 기초하여, 상기 스테이지의 위치, 상기 촬상 장치의 렌즈 배율 중 1 이상을 조정하는 조정 공정
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.
  14. 컴퓨터를, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 얼라인먼트 장치의 각 수단으로서 기능시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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