JP2022131602A - Detector, detection method, program, lithography device, and article manufacturing method - Google Patents

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Abstract

To provide a detector advantageous for enhancing accuracy of pattern matching.SOLUTION: A detector for detecting a position of a mark formed on a substrate includes: an imaging part configured to imaging the mark formed on the substrate to obtain an image of the mark; and a processing part configured to perform processing of detecting the position of the mark by pattern matching using a template. The processing part executes repetitive processing in which the pattern matching is repeated while rotating the template at least partially, and terminates the repetitive processing when a correlation degree between the image obtained by the pattern matching and the template exceeds a prescribed threshold value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、検出装置、検出方法、プログラム、リソグラフィ装置、および物品製造方法に関する。 The present invention relates to a detection apparatus, a detection method, a program, a lithographic apparatus, and an article manufacturing method.

原版のパターンを基板に転写して基板にパターンを形成するリソグラフィ装置においては、原版と基板との位置合わせが必要である。位置合わせは一般に、基板に形成されたマークの位置の計測を含み、その計測は、テンプレートを用いたパターンマッチング（テンプレートマッチング）により行われうる。 2. Description of the Related Art In a lithographic apparatus that forms a pattern on a substrate by transferring a pattern of an original, it is necessary to align the original and the substrate. Alignment generally includes measurement of the positions of marks formed on the substrate, and the measurement can be performed by pattern matching using a template (template matching).

基板のプロセスによってはマークの形状の見え方が変化しうるため、計測精度を維持するためにはテンプレートの適切な調整が必要である。例えば特許文献１には、テンプレートを倍率方向に変形することでアライメントマークの検出率を向上させる方法が開示されている。 Since the appearance of the mark shape may change depending on the substrate process, appropriate adjustment of the template is necessary to maintain the measurement accuracy. For example, Patent Literature 1 discloses a method for improving the detection rate of alignment marks by deforming a template in the direction of magnification.

特開２０１１－１５５３００号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2011-155300

基板のさまざまなプロセスを経ることにより、マークの見え方は多様に変化しうる。場合によっては、マークの形状自体が変化することもありうる。一般には、基板搬送装置は基板の外形を基準として基板を基板ステージに送り込むだけであり、マークの見え方の変化やマークの変形が補正されるように基板搬送装置による基板の搬送を制御することは困難である。 The appearance of the marks can change in various ways by going through various substrate processes. In some cases, the shape of the mark itself may change. In general, the substrate transport device only feeds the substrate onto the substrate stage with reference to the outer shape of the substrate, and the transport of the substrate by the substrate transport device is controlled so as to correct changes in the appearance of the marks and deformation of the marks. It is difficult.

また、特許文献１に開示されているようなテンプレートの倍率方向の変形だけでは、マークの見え方やマークの形状の多様な変化には対応できず、パターンマッチングの精度を向上させるのには限界がある。 In addition, deformation of the template in the direction of magnification alone as disclosed in Patent Document 1 cannot cope with various changes in the appearance of the mark and the shape of the mark, and there is a limit to improving the accuracy of pattern matching. There is

本発明は、例えば、パターンマッチングの高精度化に有利な検出装置を提供する。 The present invention provides, for example, a detection device that is advantageous for improving the accuracy of pattern matching.

本発明の一側面によれば、基板に形成されたマークの位置を検出する検出装置であって、前記基板に形成された前記マークを撮像して前記マークの画像を得る撮像部と、テンプレートを用いたパターンマッチングにより前記マークの位置を検出する処理を行う処理部と、を有し、前記処理部は、前記テンプレートを少なくとも部分的に回転させながら前記パターンマッチングを繰り返す繰り返し処理を行い、前記パターンマッチングによって得られた前記画像と前記テンプレートとの間の相関度が所定の閾値を超えた場合に前記繰り返し処理を終了する、ことを特徴とする検出装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a detection device for detecting the position of a mark formed on a substrate, comprising: an imaging unit for obtaining an image of the mark by imaging the mark formed on the substrate; and a template. and a processing unit that performs a process of detecting the position of the mark by pattern matching using the template, the processing unit performing an iterative process of repeating the pattern matching while at least partially rotating the template, and performing a repeat process of repeating the pattern matching. A detection apparatus is provided, characterized in that the iterative process is terminated when the degree of correlation between the image obtained by matching and the template exceeds a predetermined threshold.

本発明によれば、例えば、パターンマッチングの高精度化に有利な検出装置を提供することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to provide a detection device that is advantageous for improving the precision of pattern matching.

露光装置の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an exposure apparatus; 基板位置計測の処理手順のフローチャート。4 is a flowchart of a processing procedure for substrate position measurement; アライメントマーク画像の一例を示す図。The figure which shows an example of an alignment mark image. テンプレートの一例を示す図。The figure which shows an example of a template. アライメントマークとテンプレートとが一致しない例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an example where the alignment mark and the template do not match; 回転後のテンプレートの一例を示す図。FIG. 10 is a diagram showing an example of a template after rotation; 基板位置計測の処理手順のフローチャート。4 is a flowchart of a processing procedure for substrate position measurement; アライメントマーク画像の一例を示す図。The figure which shows an example of an alignment mark image. テンプレートの一例を示す図。The figure which shows an example of a template. テンプレート作成処理を示すフローチャート。4 is a flowchart showing template creation processing; デバイスパターン画像の一例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of a device pattern image; テンプレートの一例を示す図。The figure which shows an example of a template. 複数の基板に対する基板位置計測の処理手順のフローチャート。4 is a flowchart of a processing procedure of substrate position measurement for a plurality of substrates; 再構成基板を説明する図。The figure explaining a reconfigurable board|substrate.

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the following embodiments do not limit the invention according to the scope of claims. Although multiple features are described in the embodiments, not all of these multiple features are essential to the invention, and multiple features may be combined arbitrarily. Furthermore, in the accompanying drawings, the same or similar configurations are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

＜第１実施形態＞
本発明の一側面は、基板の位置を検出する検出装置に関する。本発明に係る検出装置は、典型的には、露光装置やインプリント装置等のリソグラフィ装置における原版と基板との位置合わせに適用されうるが、加工装置、検査装置、顕微鏡などの他の装置にも適用可能である。なお、露光装置は、原版のパターンを投影光学系を介して基板に投影して基板にパターンを形成する装置である。インプリント装置は、原版のパターン面を基板の上のインプリント材と接触させて基板の上にパターンを形成する装置である。以下では、本発明に係る検出装置がリソグラフィ装置の一つである露光装置に適用された例を説明する。 <First embodiment>
One aspect of the present invention relates to a detection device that detects the position of a substrate. The detection apparatus according to the present invention can typically be applied to alignment between an original and a substrate in a lithography apparatus such as an exposure apparatus or an imprint apparatus. is also applicable. Note that an exposure apparatus is an apparatus that forms a pattern on a substrate by projecting a pattern of an original onto the substrate via a projection optical system. An imprint apparatus is an apparatus that forms a pattern on a substrate by bringing the pattern surface of the original into contact with the imprint material on the substrate. An example in which the detection apparatus according to the present invention is applied to an exposure apparatus, which is one type of lithography apparatus, will be described below.

図１は、本発明の検出装置２が適用された露光装置１の構成を示す図である。本明細書および図面においては、水平面をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系において方向が示される。一般には、被露光基板である基板Ｗはその表面が水平面（ＸＹ平面）と平行になるようにステージＳＴＧの上に置かれる。よって以下では、基板Ｗの表面に沿う平面内で互いに直交する方向をＸ軸およびＹ軸とし、Ｘ軸およびＹ軸に垂直な方向をＺ軸とする。また、以下では、ＸＹＺ座標系におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にそれぞれ平行な方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向といい、Ｘ軸周りの回転方向、Ｙ軸周りの回転方向、Ｚ軸周りの回転方向をそれぞれθｘ方向、θｙ方向、θｚ方向という。 FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an exposure apparatus 1 to which a detection device 2 of the present invention is applied. In this specification and drawings, directions are indicated in an XYZ coordinate system with the horizontal plane as the XY plane. In general, the substrate W, which is a substrate to be exposed, is placed on the stage STG so that its surface is parallel to the horizontal plane (XY plane). Therefore, hereinafter, the directions perpendicular to each other in the plane along the surface of the substrate W are defined as the X-axis and the Y-axis, and the direction perpendicular to the X-axis and the Y-axis is defined as the Z-axis. Further, hereinafter, directions parallel to the X axis, Y axis, and Z axis in the XYZ coordinate system are referred to as the X direction, the Y direction, and the Z direction, respectively. The directions of rotation are called the θx direction, the θy direction, and the θz direction, respectively.

露光装置１は、原版であるレチクルＲと基板Ｗとを位置合わせ（アライメント）した後に、照明系ＩＬよりレチクルＲに露光光を照射し、投影光学系ＰＯにより、レチクルＲのパターンを基板Ｗに投影することで、該パターンを基板Ｗに転写する装置である。基板Ｗは、基板を固定するチャックＣＨを介してＸＹ方向に移動可能なステージＳＴＧに搭載されている。ステージＳＴＧは、露光光のフォーカス調整のためにＺ方向へも移動可能に構成されていてもよい。基板Ｗ上には、アライメントマークＡＭが形成されており、アライメントマークＡＭを目標にアライメントが行われる。検出装置２は、アライメントマークＡＭを観察するためのアライメントスコープＳＣを備えている。アライメントスコープＳＣは、ステージＳＴＧによって保持された基板Ｗに形成されたアライメントマークＡＭを撮像してアライメントマークＡＭの画像を得る撮像部を含みうる。光源ＬＩから出た光は、ＮＤフィルタＮＤを介して光量が調整され、ファイバや専用光学系でハーフミラーＭに導かれ、投影光学系等を介してアライメントマークＡＭを照明する。光源ＬＩやＮＤフィルタＮＤの制御は、光量調整部ＬＰにて行われる。アライメントマークＡＭの像は、ハーフミラーＭを通過してカメラＣＡＭ内のフォトセンサＳに投影される。 The exposure apparatus 1 aligns the original reticle R and the substrate W, irradiates the reticle R with exposure light from the illumination system IL, and projects the pattern of the reticle R onto the substrate W by the projection optical system PO. The apparatus transfers the pattern onto the substrate W by projecting it. The substrate W is mounted on a stage STG movable in the XY directions via a chuck CH that fixes the substrate. The stage STG may also be configured to be movable in the Z direction for focus adjustment of the exposure light. An alignment mark AM is formed on the substrate W, and alignment is performed with the alignment mark AM as a target. The detector 2 has an alignment scope SC for observing the alignment mark AM. The alignment scope SC can include an imaging unit that captures an image of the alignment mark AM formed on the substrate W held by the stage STG to obtain an image of the alignment mark AM. The light emitted from the light source LI is adjusted in light quantity through an ND filter ND, guided to a half mirror M through a fiber or a dedicated optical system, and illuminates an alignment mark AM through a projection optical system or the like. The light source LI and the ND filter ND are controlled by the light amount adjustment section LP. An image of the alignment mark AM passes through the half mirror M and is projected onto the photosensor S in the camera CAM.

フォトセンサＳで受光されたアライメントマークＡＭの像は光電変換される。フォトセンサＳで光を蓄積する時間は、センサ制御装置ＡＭＰによって制御されうる。該時間は、ホスト制御装置ＨＰから、アライメント計測装置ＡＣ内のアライメント処理装置ＡＰを介して、センサ制御装置ＡＭＰに指示される。また、光を蓄積するタイミングは、ステージ制御装置ＳＴＣ内のステージ処理装置ＳＰから、アライメント処理装置ＡＰを介して、センサ制御装置ＡＭＰに指示される。ステージＳＴＧは、モータＭＯＴにより駆動される。ステージ処理装置ＳＰは、ステージＳＴＧの位置を干渉計ＰＭを用いて計測し、該計測の結果に基づいてモータＭＯＴを制御する。 The image of the alignment mark AM received by the photosensor S is photoelectrically converted. The amount of time that the photosensor S accumulates light can be controlled by the sensor controller AMP. The time is instructed from the host control device HP to the sensor control device AMP via the alignment processing device AP in the alignment measuring device AC. Further, the timing for accumulating light is instructed from the stage processing device SP in the stage control device STC to the sensor control device AMP via the alignment processing device AP. The stage STG is driven by a motor MOT. The stage processing device SP measures the position of the stage STG using the interferometer PM, and controls the motor MOT based on the measurement result.

フォトセンサＳで光電変換された信号は、センサ制御装置ＡＭＰにてＡ／Ｄ変換され、デジタル信号情報である画像としてメモリＭＥＭに記憶される。アライメント処理装置ＡＰは、メモリＭＥＭに記憶された画像を処理してアライメントマークＡＭの位置を検出する処理部として機能しうる。アライメントマークＡＭの位置検出の手法として、パターンマッチングが用いられる。演算器ＣＭＰは、メモリＭＥＭに記憶された画像とアライメント処理装置ＡＰが保存しているテンプレートＴＰとの相関度を計算し、テンプレートの形状に関して相関度の高いアライメントマークＡＭの位置を検出する。検出されたアライメントマークＡＭの位置は、ホスト制御装置ＨＰに伝送される。ホスト制御装置ＨＰは、アライメントマークＡＭの位置に基づいてステージ制御装置ＳＴＣを制御する。これにより、ステージＳＴＧの位置合わせがなされる。 A signal photoelectrically converted by the photosensor S is A/D converted by the sensor control device AMP and stored in the memory MEM as an image, which is digital signal information. The alignment processing device AP can function as a processing unit that processes the image stored in the memory MEM and detects the position of the alignment mark AM. Pattern matching is used as a method for detecting the position of the alignment mark AM. The computing unit CMP calculates the degree of correlation between the image stored in the memory MEM and the template TP stored in the alignment processing device AP, and detects the position of the alignment mark AM that has a high degree of correlation with respect to the shape of the template. The detected positions of the alignment marks AM are transmitted to the host controller HP. The host controller HP controls the stage controller STC based on the positions of the alignment marks AM. Thereby, the stage STG is aligned.

ホスト制御装置ＨＰは、検出装置２の各部を統括的に制御する制御部として機能する。ホスト制御装置ＨＰは、露光装置１の露光処理を制御する機能をも含んでいてもよい。ホスト制御装置ＨＰは、典型的には、プロセッサおよび記憶装置（メモリ）を含んだコンピュータ（情報処理装置）として構成されうるものである。本実施形態では、上記したように、アライメント処理装置ＡＰが、パターンマッチングによりアライメントマークＡＭの位置を得る処理を行う処理部として機能するが、アライメント処理装置ＡＰとホスト制御装置ＨＰは、独立した装置構成でなくてもよい。例えば、アライメント処理装置ＡＰの機能は、ホスト制御装置ＨＰが担う構成であってもよい。 The host control device HP functions as a control section that controls each section of the detection device 2 in an integrated manner. The host control device HP may also include a function of controlling exposure processing of the exposure device 1 . The host control device HP can typically be configured as a computer (information processing device) including a processor and a storage device (memory). In this embodiment, as described above, the alignment processing apparatus AP functions as a processing unit that performs processing for obtaining the positions of the alignment marks AM by pattern matching. It does not have to be a configuration. For example, the functions of the alignment processing apparatus AP may be performed by the host control apparatus HP.

本実施形態における露光装置１の構成は概ね以上のとおりである。露光装置１を半導体デバイス製造用の露光装置として使用する場合、回路パターンが形成されている原版であるレチクルＲと、レチクルＲの回路パターンが投影される基板Ｗとを高精度に位置合わせすることが重要である。位置合わせ技術として、基板Ｗ上に設けられたアライメントマークＡＭを用いて、プリアライメント、ファインアライメントの２種類のアライメントを実行する方法がある。プリアライメントの役割は、基板搬送装置からステージＳＴＧ上に基板Ｗを送り込んだ際の送り込みずれ量を検出し、ファインアライメントが正常に処理できるよう、基板Ｗの位置を粗く位置合わせすることである。ファインアライメントの役割は、ステージＳＴＧ上に置かれた基板Ｗの位置を正しく計測し、レチクルＲとの位置合わせ誤差が許容範囲内になるように精密に位置合わせすることである。 The configuration of the exposure apparatus 1 in this embodiment is generally as described above. When the exposure apparatus 1 is used as an exposure apparatus for manufacturing semiconductor devices, the reticle R, which is an original plate on which a circuit pattern is formed, and the substrate W on which the circuit pattern of the reticle R is projected must be aligned with high accuracy. is important. As an alignment technique, there is a method of performing two types of alignment, pre-alignment and fine alignment, using alignment marks AM provided on the substrate W. FIG. The role of the pre-alignment is to detect the feed deviation amount when the substrate W is fed onto the stage STG from the substrate transfer device, and to roughly align the position of the substrate W so that fine alignment can be performed normally. The role of fine alignment is to correctly measure the position of the substrate W placed on the stage STG and precisely align it so that the alignment error with respect to the reticle R is within the allowable range.

上記したようにプリアライメントでは、基板搬送装置からステージＳＴＧ上に基板Ｗを送り込んだ際に発生する送り込みずれを検出しなければならない。そのため、プリアライメントにおけるアライメントスコープＳＣは、マークサイズに対して広範な検出範囲を有している。このような広範な検出範囲の中にあるアライメントマークを検出しＸＹ座標を算出する方法として、パターンマッチング処理が用いられる。なお、この技術分野において用いられるパターンマッチング処理は、大きく分けると２種類ある。１つは蓄積型光電変換素子を備えたカメラでアライメントマークを撮像した画像を２値化して、予め持っているテンプレートとのマッチングを行い、最も相関度が高い位置をマーク位置とする方法である。もう一つは、濃淡画像のまま、濃淡情報を持つテンプレートとの相関演算を行う方法である。後者には、正規化相互相関法などがよく用いられている。 As described above, in the pre-alignment, it is necessary to detect feeding deviation that occurs when the substrate W is fed onto the stage STG from the substrate transfer device. Therefore, the alignment scope SC in prealignment has a wide detection range with respect to the mark size. A pattern matching process is used as a method for detecting alignment marks within such a wide detection range and calculating the XY coordinates. The pattern matching processing used in this technical field can be broadly classified into two types. One method is to binarize an image of an alignment mark captured by a camera equipped with a storage-type photoelectric conversion element, perform matching with a pre-stored template, and set the position with the highest degree of correlation as the mark position. . The other is a method of performing a correlation calculation with a template having grayscale information while the grayscale image is intact. For the latter, the normalized cross-correlation method and the like are often used.

図２のフローチャートを参照して、第１実施形態における基板位置計測の処理手順を説明する。図２は、アライメントマークデザインまたはデバイスデザインから事前に作成されたテンプレートを用いて基板位置計測を行う方法のフローチャートである。 A processing procedure for substrate position measurement in the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 2 is a flow chart of a method for substrate position metrology using a pre-made template from an alignment mark design or device design.

Ｓ１０１でこの方法が開始され、Ｓ１０２で、基板Ｗが装置内に搬入されステージＳＴＧに搭載される。Ｓ１０３で、ステージ処理装置ＳＰは、基板Ｗのプリアライメント位置にステージＳＴＧを移動する。プリアライメント位置は、アライメントマークデザインに基づいて事前に作成されたテンプレートと同じアライメントマークがアライメントスコープＳＣの撮影視野内に入る位置である。 The method starts at S101, and at S102 the substrate W is loaded into the apparatus and mounted on the stage STG. In S103, the stage processing apparatus SP moves the stage STG to the substrate W pre-alignment position. The pre-alignment position is a position where the same alignment mark as the template created in advance based on the alignment mark design is within the imaging field of the alignment scope SC.

Ｓ１０４で、アライメントスコープＳＣは、基板Ｗのアライメントマークの撮像を行い、画像を取得する。アライメントマークの撮影条件、例えば、アライメントマークに照射する光量、フォーカス位置などは事前計測により決定されているものとする。 In S104, the alignment scope SC takes an image of the alignment mark on the substrate W to acquire the image. It is assumed that the conditions for photographing the alignment marks, such as the amount of light to irradiate the alignment marks, the focus position, and the like, are determined by pre-measurement.

撮像により得られたアライメントマーク画像の一例を図３に示す。図３において、ＸＹ座標系の中心Ｏを（０，０）とする。画像内の検出範囲ＡＲ（撮影視野）にアライメントマークＡＭが存在している。一例において、アライメントマークＡＭは、Ｘ方向（第１方向）に延びる第１マーク部分ＡＭＸとＹ方向（第２方向）に延びる第２マーク部分ＡＭＹとによって構成されるクロス形状マークである。Ｓ１０５で、アライメント処理装置ＡＰは、Ｓ１０４で取得されたアライメントマーク画像から、事前作成されたテンプレートを用いたパターンマッチングにより、アライメントマークＡＭの位置を検出する。 An example of an alignment mark image obtained by imaging is shown in FIG. In FIG. 3, the center O of the XY coordinate system is (0, 0). An alignment mark AM exists in the detection range AR (field of view for imaging) in the image. In one example, the alignment mark AM is a cross-shaped mark composed of a first mark portion AMX extending in the X direction (first direction) and a second mark portion AMY extending in the Y direction (second direction). In S105, the alignment processing apparatus AP detects the position of the alignment mark AM from the alignment mark image acquired in S104 by pattern matching using a pre-created template.

図４に、図３のアライメントマークＡＭを検出するためのテンプレートＴＰの一例を示す。アライメントマークＡＭの中心をＸＹ座標系中心ＯＴ（０，０）とし、事前に決定されているアライメントマークＡＭのデザインに従い複数の特徴点が設定される。これらの設定された複数の特徴点がテンプレートＴＰを構成する。この例では、２０点の特徴点によってテンプレートＴＰが構成されている。ここでは、テンプレートＴＰは、アライメントマークＡＭ（クロス形状マーク）に対応させて、Ｘ方向に延びる第１部分ＴＰＸと、Ｙ方向に延びる第２部分ＴＰＹとを含んでいる。演算器ＣＭＰは、パターンマッチング処理において、メモリＭＥＭに記憶された画像の検出範囲ＡＲ内の各画素についてテンプレートＴＰとの相関度を計算する。演算器ＣＭＰは、各画素の相関度から、検出範囲ＡＲ内の、アライメントマークＡＭと相似である位置をアライメントマーク位置として検出する。 FIG. 4 shows an example of a template TP for detecting the alignment marks AM of FIG. The center of the alignment mark AM is set as the XY coordinate system center OT (0, 0), and a plurality of feature points are set according to the design of the alignment mark AM determined in advance. A plurality of these set feature points constitute the template TP. In this example, the template TP is composed of 20 feature points. Here, the template TP includes a first portion TPX extending in the X direction and a second portion TPY extending in the Y direction corresponding to the alignment mark AM (cross-shaped mark). In the pattern matching process, the calculator CMP calculates the degree of correlation with the template TP for each pixel within the detection range AR of the image stored in the memory MEM. The calculator CMP detects a position similar to the alignment mark AM within the detection range AR as the alignment mark position from the degree of correlation of each pixel.

図５に、テンプレートＴＰを用いたパターンマッチングによるアライメントマーク位置の検出の一例を示す。実線で表されたアライメントマークＡＭ’は、図３のアライメントマークＡＭがアライメントマーク中心Ｏの周りに１０°左方向に回転した状態で撮影されている。破線で表されたテンプレートＴＰとアライメントマークＡＭ’との回転角があっていない状態でパターンマッチングを行うと、強い相関を示すのは、特徴点ＴＰ１、ＴＰ２、ＴＰ３の３点のみである。実際のアライメントマーク中心は画像中心のＯであるが、特徴点ＴＰ１、ＴＰ２、ＴＰ３のみで検出されたテンプレート中心ＯＴが位置として検出される。あるいは、相関度が低すぎて検出できない。 FIG. 5 shows an example of alignment mark position detection by pattern matching using a template TP. The alignment mark AM' indicated by a solid line is photographed in a state in which the alignment mark AM in FIG. 3 is rotated 10 degrees to the left around the alignment mark center O. When pattern matching is performed in a state in which the rotation angles of the template TP and the alignment mark AM' shown by broken lines do not match, only the three feature points TP1, TP2, and TP3 exhibit a strong correlation. The actual alignment mark center is the image center O, but the template center OT detected only at the feature points TP1, TP2, and TP3 is detected as the position. Alternatively, the degree of correlation is too low to be detected.

そこで、Ｓ１０６で、アライメント処理装置ＡＰは、テンプレートとアライメントマークとの相関度が所定の閾値を超えているか否かを判定する。相関度が閾値を超えていれば位置検出結果は正常と判定され、そうでなければ位置検出結果は正常ではないと判定される。相関度が閾値を超えていなければ、Ｓ１０７で、アライメント処理装置ＡＰは、テンプレートの全体をθｚ方向に回転させ、Ｓ１０５で、回転後のテンプレートを用いたパターンマッチングを行う。これをＳ１０６で位置検出結果が正常と判定されるまで繰り返す。 Therefore, in S106, the alignment processing apparatus AP determines whether or not the degree of correlation between the template and the alignment marks exceeds a predetermined threshold. If the degree of correlation exceeds the threshold, it is determined that the position detection result is normal, otherwise it is determined that the position detection result is not normal. If the degree of correlation does not exceed the threshold, the alignment processing apparatus AP rotates the entire template in the θz direction in S107, and performs pattern matching using the rotated template in S105. This is repeated until the position detection result is determined to be normal in S106.

このように、本実施形態では、アライメント処理装置ＡＰは、テンプレートを回転させながらパターンマッチングを繰り返す繰り返し処理を行う。そして、パターンマッチングによって得られた画像とテンプレートとの間の相関度が所定の閾値を超えた場合に該繰り返し処理を打ち切る（終了する）。ただし、パターンマッチングが繰り返されることによって演算量は増大するため、演算量低減のための方策が導入されてもよい。例えば、Ｓ１０６で計算された相関度と閾値との差に応じて、テンプレートの回転方向および回転量を決定する処理が行われてもよい。例えば、相関度と閾値との差とテンプレートの回転方向および回転量との関係を表すテーブルを予め作成しておく。Ｓ１０７で、アライメント処理装置ＡＰは、テーブルを参照して、Ｓ１０６で計算された差に対応するテンプレートの回転方向および回転量を決定する。 As described above, in the present embodiment, the alignment processing apparatus AP repeats pattern matching while rotating the template. Then, when the degree of correlation between the image obtained by pattern matching and the template exceeds a predetermined threshold value, the iterative process is terminated (finished). However, since the amount of calculation increases due to repetition of pattern matching, measures for reducing the amount of calculation may be introduced. For example, a process of determining the direction and amount of rotation of the template may be performed according to the difference between the degree of correlation calculated in S106 and the threshold. For example, a table representing the relationship between the difference between the degree of correlation and the threshold value and the direction and amount of rotation of the template is created in advance. In S107, the alignment processing apparatus AP refers to the table to determine the direction and amount of rotation of the template corresponding to the difference calculated in S106.

テンプレートの特徴点の座標（xn, yn）を回転量θ移動させた後の座標（xn', yn'）は、象限別に、次式（１）で表される。 The coordinates (x n ', y n ') after moving the coordinates (x n , y n ) of the feature point of the template by the amount of rotation θ are expressed by the following equation (1) for each quadrant.

Figure 2022131602000002
Figure 2022131602000002

図６に、図３のテンプレートＴＰをテンプレート中心ＯＴを中心に１０°左方向に回転させた後のテンプレートＴＰ’の例を示す。図６の例では、テンプレートＴＰ’とアライメントマークＡＭ’とが一致し、アライメントマーク中心Ｏと検出するテンプレート中心ＯＴが重なった理想的な一例となっている。Ｓ１０８で、アライメント処理装置ＡＰは、テンプレートの回転によって得られた相関度の高い状態で算出した位置計測結果からファインアライメント位置を決定し、ホスト制御装置ＨＰは、その位置にステージＳＴＧを移動する。その後、Ｓ１０９で、アライメント処理装置ＡＰは、ファインアライメントを実行する。なお、ファインアライメントを実施しなくても、パターンマッチングの結果のみで基板位置計測を終了してもよい。 FIG. 6 shows an example of the template TP' after the template TP of FIG. 3 is rotated 10 degrees to the left about the template center OT. The example of FIG. 6 is an ideal example in which the template TP' and the alignment mark AM' match, and the alignment mark center O and the template center OT to be detected overlap. In S108, the alignment processing device AP determines the fine alignment position from the position measurement result calculated in the highly correlated state obtained by rotating the template, and the host controller HP moves the stage STG to that position. After that, in S109, the alignment processing apparatus AP performs fine alignment. It should be noted that the substrate position measurement may be completed only with the result of pattern matching without performing fine alignment.

＜第２実施形態＞
図７のフローチャートを参照して、第２実施形態における基板位置計測の処理手順を説明する。図７は、アライメントマークデザインまたはデバイスデザインから事前に作成されたテンプレートを用いて基板位置計測を行う方法のフローチャートである。第２実施形態では、クロス形状マークにおける第１マーク部分と第２マーク部分との交差角度が直角でなくなるような変形に対応してテンプレートが変形されうる。 <Second embodiment>
A processing procedure for substrate position measurement in the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 7 is a flowchart of a method for substrate position measurement using a pre-made template from an alignment mark design or device design. In the second embodiment, the template can be deformed to correspond to a deformation such that the intersection angle between the first mark portion and the second mark portion of the cross-shaped mark is no longer a right angle.

図７では、図２のフローチャートと比較して、同じ工程には同じ参照符号を付し、それらの説明は省略する。図７における図２との違いは、Ｓ１０７に代えてＳ２０７が実行される点である。以下、この点に関して詳しく説明する。 In FIG. 7, the same steps as those in the flowchart of FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. 7 differs from FIG. 2 in that S207 is executed instead of S107. This point will be described in detail below.

本実施形態においてＳ１０４での撮像により得られたアライメントマーク画像の一例を図８に示す。図８のアライメントマークＡＭ”は、第１マーク部分ＡＭＸ’と、第１マーク部分ＡＭＸ’と交差する第２マーク部分ＡＭＹ’とによって構成されるクロス形状マークである。図３のアライメントマークＡＭと比較すると、アライメントマークＡＭ”は、その直交度が崩れている。具体的には、第２マーク部分ＡＭＹ’が、図３のアライメントマークＡＭのＹ方向に延びる第２マーク部分ＡＭＹに対して、アライメントマーク中心Ｏを中心に左方向に１０°回転している。アライメント処理装置ＡＰは、Ｓ２０５において、このようなアライメントマーク画像から、事前作成されたテンプレートを用いたパターンマッチングにより、アライメントマークＡＭ”の位置を検出することになる。図８に示したアライメントマークＡＭ”の場合、図４のテンプレートＴＰとは形状が合わないため、事前作成されたテンプレートでは、閾値よりも相関度は低いものとなる。また、第１実施形態のようなテンプレート全体の回転だけではアライメントマークＡＭ”の形状には対応できない。 FIG. 8 shows an example of an alignment mark image obtained by imaging in S104 in this embodiment. The alignment mark AM″ in FIG. 8 is a cross-shaped mark composed of a first mark portion AMX′ and a second mark portion AMY′ crossing the first mark portion AMX′. By comparison, the alignment mark AM″ loses its orthogonality. Specifically, the second mark portion AMY' is rotated leftward by 10° around the alignment mark center O with respect to the second mark portion AMY extending in the Y direction of the alignment mark AM in FIG. In S205, the alignment processing apparatus AP detects the position of the alignment mark AM″ from such an alignment mark image by pattern matching using a pre-created template. The alignment mark AM shown in FIG. ”, the shape does not match the template TP of FIG. 4, so the pre-created template has a correlation degree lower than the threshold. Further, the shape of the alignment mark AM″ cannot be dealt with only by rotating the entire template as in the first embodiment.

アライメント処理装置ＡＰは、第１実施形態と同様、図３のアライメントマークＡＭに対応させて第１部分ＴＰＸと第２部分ＴＰＹとが直交したテンプレートを初期テンプレートとして用いる。第２実施形態では、Ｓ２０７で、アライメント処理装置ＡＰは、第１部分ＴＰＸと第２部分ＴＰＹを個別に回転させ、直交度が崩れたテンプレートを回転後のテンプレートとする。その後、Ｓ１０５で、回転後のテンプレートを用いたパターンマッチングを行う。これをＳ１０６で位置検出結果が正常と判定されるまで繰り返す。 As in the first embodiment, the alignment processing apparatus AP uses, as an initial template, a template in which the first portion TPX and the second portion TPY are perpendicular to each other in association with the alignment mark AM of FIG. In the second embodiment, in S207, the alignment processing apparatus AP individually rotates the first portion TPX and the second portion TPY, and uses the template whose orthogonality is lost as the template after rotation. Thereafter, in S105, pattern matching is performed using the rotated template. This is repeated until the position detection result is determined to be normal in S106.

このように、第２実施形態では、アライメント処理装置ＡＰは、テンプレートの第１部分と第２部分とを個別に回転させながらパターンマッチングを繰り返す繰り返し処理を行う。そして、パターンマッチングによって得られた画像とテンプレートとの間の相関度が所定の閾値を超えた場合に該繰り返し処理を打ち切る。ただし、パターンマッチングが繰り返されることによって演算量は増大するため、演算量低減のための方策が導入されてもよい。例えば、アライメント処理装置ＡＰは、第１部分ＴＰＸの特徴点に関する第１相関度と、第２部分ＴＰＹの特徴点に関する第２相関度とを算出する。その後、アライメント処理装置ＡＰは、第１相関度と閾値との差と第２相関度と閾値との差とに基づいて、第１部分ＴＰＸおよび第２部分ＴＰＹそれぞれの回転方向および回転量を決定する。 Thus, in the second embodiment, the alignment processing apparatus AP performs a repetitive process of repeating pattern matching while individually rotating the first portion and the second portion of the template. Then, when the degree of correlation between the image obtained by pattern matching and the template exceeds a predetermined threshold value, the repeated processing is terminated. However, since the amount of calculation increases due to repetition of pattern matching, measures for reducing the amount of calculation may be introduced. For example, the alignment processing apparatus AP calculates a first degree of correlation regarding the feature points of the first portion TPX and a second degree of correlation regarding the feature points of the second portion TPY. After that, the alignment processing apparatus AP determines the rotation direction and rotation amount of each of the first portion TPX and the second portion TPY based on the difference between the first correlation degree and the threshold value and the difference between the second correlation degree and the threshold value. do.

式（１）をもとに、テンプレートの特徴点の座標（xn, yn）に関して、Ｘ軸に対する回転量をθx、Ｙ軸に対する回転量をθyとすると、移動後の特徴点の座標（xn', yn'）は、象限別に、次式（２）で表される。 Based on equation (1), with respect to the coordinates (x n , yn ) of the feature points of the template, if the amount of rotation about the X axis is θ x and the amount of rotation about the Y axis is θ y , then the feature points after movement are Coordinates (x n ', y n ') are represented by the following equation (2) for each quadrant.

Figure 2022131602000003
Figure 2022131602000003

図９に、図３のテンプレートＴＰに対して、第２部分ＴＰＹ’のみテンプレート中心ＯＴを中心に１０°回転させた後のテンプレートＴＰ”の例を示す。第１部分ＴＰＸ’は回転されず、Ｘ軸と平行に延びている。図９の例では、テンプレートＴＰ”とアライメントマークＡＭ”とが一致し、アライメントマーク中心Ｏと検出するテンプレート中心ＯＴが重なった理想的な一例となっている。 FIG. 9 shows an example of the template TP″ after rotating only the second portion TPY′ by 10° around the template center OT with respect to the template TP of FIG. 3. The first portion TPX′ is not rotated, It extends in parallel with the X axis.In the example of FIG. 9, the template TP″ and the alignment mark AM″ are aligned, and the alignment mark center O and the template center OT to be detected overlap, which is an ideal example.

その後、第１実施形態と同様に、Ｓ１０８、Ｓ１０９によりファインアライメントが行われる。 After that, fine alignment is performed in S108 and S109 as in the first embodiment.

第１実施形態では、アライメント処理装置ＡＰは、テンプレートの全体を回転させながらパターンマッチングを繰り返す繰り返し処理を行う。第２実施形態では、アライメント処理装置ＡＰは、テンプレートの第１部分と第２部分とを個別に回転させながらパターンマッチングを繰り返す繰り返し処理を行う。すなわち、アライメント処理装置ＡＰは、テンプレートを少なくとも部分的に回転させながらパターンマッチングを繰り返し実行する。 In the first embodiment, the alignment processing apparatus AP repeats pattern matching while rotating the entire template. In the second embodiment, the alignment processing apparatus AP performs iterative processing of repeating pattern matching while individually rotating the first portion and the second portion of the template. That is, the alignment processing apparatus AP repeatedly performs pattern matching while rotating the template at least partially.

そして、アライメント処理装置ＡＰは、パターンマッチングによって得られた画像とテンプレートとの間の相関度が所定の閾値を超えたときに該繰り返し処理を打ち切る。ただし、相関度が所定の閾値を超える前に繰り返し処理の回数が所定回数に達した場合、該繰り返し処理を打ち切るようにしてもよい。また、アライメント処理装置ＡＰは、繰り返し処理の回数が所定回数に達したことにより繰り返しを打ち切った場合、マークの位置を得る処理に関してエラーを示す情報を、表示部に表示する、警告音を発生する等の出力を行ってもよい。 Then, the alignment processing apparatus AP terminates the repeated processing when the degree of correlation between the image obtained by pattern matching and the template exceeds a predetermined threshold. However, if the number of repetition processing reaches a predetermined number before the degree of correlation exceeds a predetermined threshold, the repetition processing may be terminated. Further, when the repetition processing is terminated due to the number of repetition processing reaching a predetermined number, the alignment processing apparatus AP displays information indicating an error regarding the processing for obtaining the position of the mark on the display unit, and generates a warning sound. etc. may be output.

＜第３実施形態＞
第３実施形態では、事前作成されたテンプレートを用いるのではなく、実プロセスの基板に描画されているアライメントマークまたはデバイスパターンからテンプレートを作成し、それを用いてパターンマッチングを行う。 <Third Embodiment>
In the third embodiment, instead of using a pre-created template, a template is created from alignment marks or device patterns drawn on a substrate in an actual process, and pattern matching is performed using that template.

図１０は、第３実施形態におけるテンプレート作成処理を示すフローチャートである。Ｓ３０２で、基板Ｗが装置内に搬入されステージＳＴＧに搭載される。Ｓ３０３で、ステージ処理装置ＳＰは、基板Ｗにおける、テンプレートとしたいアライメントマークまたはデバイスパターンがスコープＳＣの撮影視野内となるようにステージＳＴＧを移動する。 FIG. 10 is a flowchart showing template creation processing in the third embodiment. At S302, the substrate W is loaded into the apparatus and mounted on the stage STG. In S303, the stage processing apparatus SP moves the stage STG so that the alignment mark or device pattern to be used as a template on the substrate W is within the field of view of the scope SC.

Ｓ３０４で、スコープＳＣは、基板Ｗのアライメントマークまたはデバイスパターンの撮像を行い、画像を取得する。撮影条件は第１実施形態と同様、事前計測により決定されているものとする。図１１には、撮像対象とするデバイスパターン画像の一例が示されている。図１１において、ＸＹ座標系で中心Ｏを（０，０）とする。画像内の検出範囲ＡＲ（撮影視野）にアライメントの目標とするデバイスパターン群ＤＡ１～ＤＡ５が存在する。一例において、デバイスパターン群ＤＡ１～ＤＡ５は、基板間接続用のスルーホールであり、デバイスパターンをなすスルーホールは円形状でありうる。 In S304, the scope SC captures an image of the alignment mark or device pattern on the substrate W to acquire the image. It is assumed that the imaging conditions are determined by pre-measurement, as in the first embodiment. FIG. 11 shows an example of a device pattern image to be imaged. In FIG. 11, let the center O be (0, 0) in the XY coordinate system. Device pattern groups DA1 to DA5, which are alignment targets, are present in the detection range AR (field of view) in the image. In one example, the device pattern groups DA1 to DA5 are through holes for connecting substrates, and the through holes forming the device patterns can be circular.

Ｓ３０５で、アライメント処理装置ＡＰは、Ｓ３０４で取得されたデバイスパターン画像から、テンプレートのパターンとなりうる特徴点を抽出する。例えば、アライメント処理装置ＡＰは、デバイスパターン群ＤＡ１～ＤＡ５を撮影した画像をＸ方向、Ｙ方向に微分することで、デバイスパターンのエッジ部分を強調した画像を生成する。アライメント処理装置ＡＰは、その画像から、信号強度および／またはテンプレートとして登録したい点数の間隔に基づいて、エッジ部分を抽出し、抽出したエッジ部分に基づいて特徴点を抽出する。なお、特徴点の抽出方法は上記に限定されず、デバイスの特徴を示す指標が抽出できればよい。 In S305, the alignment processing apparatus AP extracts feature points that can serve as a template pattern from the device pattern image acquired in S304. For example, the alignment processing apparatus AP generates an image in which the edge portions of the device patterns are emphasized by differentiating the images obtained by photographing the device pattern groups DA1 to DA5 in the X direction and the Y direction. The alignment processing device AP extracts an edge portion from the image based on the signal intensity and/or the interval between points to be registered as a template, and extracts feature points based on the extracted edge portion. It should be noted that the method for extracting feature points is not limited to the above, and any method may be used as long as it is possible to extract an index that indicates the features of the device.

Ｓ３０６で、アライメント処理装置ＡＰは、特徴点を配置したテンプレートを作成する。図１１のデバイスパターン画像から作成されたテンプレートの一例を、図１２に示す。Ｓ３０５では、誤検知防止用にＴＰ１～ＴＰ２０のようにエッジを多点抽出し、画像中心Ｏをテンプレート中心ＯＴとし、抽出したＴＰ１～ＴＰ２０をＸＹ座標系に配置する。この特徴点群をテンプレートＴＰとする。 In S306, the alignment processing apparatus AP creates a template in which feature points are arranged. An example of a template created from the device pattern image of FIG. 11 is shown in FIG. In S305, multiple edges such as TP1 to TP20 are extracted to prevent erroneous detection, the image center O is set as the template center OT, and the extracted TP1 to TP20 are arranged on the XY coordinate system. Let this feature point group be a template TP.

Ｓ３０７で、アライメント処理装置ＡＰは、作成したテンプレートＴＰをアライメント計測装置ＡＣまたはホスト制御装置ＨＰ内の記憶部に保存する。 In S307, the alignment processing apparatus AP saves the created template TP in the storage unit in the alignment measuring apparatus AC or the host control apparatus HP.

変形例として、テンプレートとする１または２以上のデバイスパターン画像を画像メモリＭＥＭにロードしておき、Ｓ３０５以降の工程において、画像メモリＭＥＭから読み出した画像からテンプレートを作成してもよい。作成したテンプレートに基づいて基板の位置計測を行う処理は、第１実施形態あるいは第２実施形態と同様である。 As a modification, one or more device pattern images as templates may be loaded in the image memory MEM, and templates may be created from images read out from the image memory MEM in the steps after S305. The process of measuring the position of the substrate based on the created template is the same as in the first embodiment or the second embodiment.

＜第４実施形態＞
上述の第１実施形態に係る図２のフローチャートは、１枚の基板に対する処理を示すものであったが、ここでは、複数の基板に対するアライメント処理について説明する。図１３は、それぞれ同じアライメントマークが設けられた複数の基板を処理する場合のフローチャートである。テンプレートはアライメントマークデザインから事前作成されたものでもよいし、図１０の手順で作成されたものでもよい。図１３では、図２、図７のフローチャートと比較して、同じ工程には同じ参照符号を付し、それらの説明は省略する。 <Fourth Embodiment>
Although the flow chart of FIG. 2 according to the first embodiment described above shows the processing for one substrate, the alignment processing for a plurality of substrates will be described here. FIG. 13 is a flow chart for processing a plurality of substrates each provided with the same alignment mark. The template may be prepared in advance from the alignment mark design, or may be prepared according to the procedure of FIG. In FIG. 13, the same steps as those in the flowcharts of FIGS. 2 and 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

図１３において、Ｓ１０６でテンプレートとアライメントマークとの相関度が閾値を超えたと判定された後、Ｓ４０８が実行される。Ｓ４０８では、アライメント処理装置ＡＰは、そのときのＳ１０７で変形されたテンプレートを、次に処理する基板に対するパターンマッチングの初期テンプレートとして登録（更新）する。これは、次に処理する基板のアライメントマークでも同じようなテンプレート変形が行われる可能性が高いからである。これにより、次の基板処理において、テンプレートの変形回数を少なくし、処理時間を短縮することができる。 In FIG. 13, after it is determined in S106 that the degree of correlation between the template and the alignment mark exceeds the threshold, S408 is executed. In S408, the alignment processing apparatus AP registers (updates) the template deformed in S107 at that time as an initial pattern matching template for the substrate to be processed next. This is because there is a high possibility that similar template deformation will occur in the alignment marks of the next substrate to be processed. As a result, the number of deformations of the template can be reduced and the processing time can be shortened in the subsequent substrate processing.

Ｓ１０９でのファインアライメントが行われた後、Ｓ４１１で、アライメント処理装置ＡＰは、現在処理中の基板が最終の基板であるか否かを判定する。現在処理中の基板が最終の基板ではない場合は、処理はＳ１０２に戻り、次の基板について処理を繰り返す。現在処理中の基板が最終の基板である場合、処理は終了する。 After fine alignment is performed in S109, in S411, the alignment processing apparatus AP determines whether the substrate currently being processed is the final substrate. If the substrate currently being processed is not the final substrate, the process returns to S102 to repeat the process for the next substrate. If the substrate currently being processed is the final substrate, processing ends.

＜第５実施形態＞
近年、ＦＯＷＬＰ（Fan Out Wafer Level Packaging）と呼ばれる半導体デバイスのパッケージング方法が、半導体デバイス製造工程に取り入れられてきている。ＦＯＷＬＰ工程においては、図１４に示すような、前工程処理が終わり、切り出された（ダイシングされた）複数の半導体チップ１０１を配置してモールド材（固定材）１０２で固めた基板１００が構成される。このような基板１００は再構成基板とよばれる。そして、この基板１００に対して、露光装置などによるマイクロリソグラフィ技術を用いて、配線層、電極パッドなども形成される。 <Fifth Embodiment>
In recent years, a semiconductor device packaging method called FOWLP (Fan Out Wafer Level Packaging) has been introduced into the semiconductor device manufacturing process. In the FOWLP process, as shown in FIG. 14, a substrate 100 is constructed by arranging a plurality of cut (diced) semiconductor chips 101 and fixing them with a molding material (fixing material) 102 after the pre-process processing is completed. be. Such a substrate 100 is called a reconstructed substrate. Wiring layers, electrode pads, and the like are also formed on the substrate 100 by using a microlithography technique using an exposure apparatus or the like.

このように、ＦＯＷＬＰ工程では、複数の半導体チップが個片化されて基板上に再配置される。基板搬送装置は基板の外形基準でステージに送り込むため、個々の半導体チップの再配置ずれはステージ送り込み時に補正されない。したがって、個片化された半導体チップが基板の外形基準に対して回転方向にずれて配置されている場合、プリアライメントでのアライメントマーク画像も回転方向にずれて取得される。回転方向のずれは基板搬送装置によって補正されている前提であるため、予めアライメントマークデザインに基づいて作成されたテンプレートでは、回転しているアライメントマークとの形状差が大きくなってしまう。 In this way, in the FOWLP process, a plurality of semiconductor chips are separated and rearranged on the substrate. Since the substrate transfer device feeds the substrate onto the stage based on the external shape of the substrate, the rearrangement deviation of the individual semiconductor chips is not corrected when feeding the stage. Therefore, when the individualized semiconductor chips are displaced in the rotational direction with respect to the outline reference of the substrate, the alignment mark images obtained in the pre-alignment are also displaced in the rotational direction. Since the deviation in the rotational direction is assumed to be corrected by the substrate transfer device, a template prepared in advance based on the alignment mark design has a large difference in shape from the rotating alignment mark.

そこで、アライメント処理部ＡＰは、複数の半導体チップのうちの１つの半導体チップが配置された基板の部分領域ごとに、上述の実施形態に従い、テンプレートを少なくとも部分的に回転させながらパターンマッチングを繰り返し処理を行う。これにより、個片化された半導体チップが基板の外形基準に対して回転方向にずれて配置されていても、アライメント処理を高精度に行うことができる。 Therefore, according to the above-described embodiment, the alignment processing part AP repeats pattern matching while at least partially rotating the template for each partial region of the substrate where one semiconductor chip out of the plurality of semiconductor chips is arranged. I do. As a result, even if the individualized semiconductor chips are displaced in the rotational direction with respect to the outline reference of the substrate, alignment processing can be performed with high accuracy.

＜物品製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態における物品製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品製造方法は、上記のリソグラフィ装置（露光装置やインプリント装置、描画装置など）を用いて基板に原版のパターンを転写する工程と、かかる工程でパターンが転写された基板を加工する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。 <Embodiment of article manufacturing method>
The article manufacturing method according to the embodiment of the present invention is suitable for manufacturing articles such as microdevices such as semiconductor devices and elements having fine structures. The article manufacturing method of the present embodiment comprises a step of transferring a pattern of an original onto a substrate using the above-described lithography apparatus (exposure apparatus, imprint apparatus, drawing apparatus, etc.), and processing the substrate to which the pattern has been transferred in this step. and the step of In addition, such manufacturing methods include other well-known steps (oxidation, deposition, deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, etc.). The article manufacturing method of the present embodiment is advantageous in at least one of article performance, quality, productivity, and production cost compared to conventional methods.

＜プログラムの実施形態＞
本発明は、上述の実施形態の１つ以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１つ以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。 <Program embodiment>
The present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads the program. It can also be realized by executing processing. It can also be implemented by a circuit (eg, an ASIC) that implements one or more functions.

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。 The invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the claims are appended to make public the scope of the invention.

１：露光装置、２：検出装置、ＳＴＧ：ステージ、ＳＣ：アライメントスコープ、ＡＰ：アライメント処理装置、ＳＴＣ：ステージ制御装置、ＨＰ：ホスト制御装置 1: exposure device, 2: detection device, STG: stage, SC: alignment scope, AP: alignment processing device, STC: stage control device, HP: host control device

Claims (15)

基板に形成されたマークの位置を検出する検出装置であって、
前記基板に形成された前記マークを撮像して前記マークの画像を得る撮像部と、
テンプレートを用いたパターンマッチングにより前記マークの位置を検出する処理を行う処理部と、
を有し、
前記処理部は、前記テンプレートを少なくとも部分的に回転させながら前記パターンマッチングを繰り返す繰り返し処理を行い、前記パターンマッチングによって得られた前記画像と前記テンプレートとの間の相関度が所定の閾値を超えた場合に前記繰り返し処理を終了する、ことを特徴とする検出装置。 A detection device for detecting the position of a mark formed on a substrate,
an imaging unit that captures an image of the mark formed on the substrate to obtain an image of the mark;
a processing unit that detects the position of the mark by pattern matching using a template;
has
The processing unit repeats the pattern matching while at least partially rotating the template, and the degree of correlation between the image obtained by the pattern matching and the template exceeds a predetermined threshold. A detecting device characterized in that the iterative process is terminated when 前記処理部は、前記テンプレートの全体を回転させながら前記繰り返し処理を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。 2. The detection device according to claim 1, wherein the processing unit performs the repetitive processing while rotating the entire template. 前記処理部は、前記相関度と前記所定の閾値との差に基づいて、前記テンプレートの回転方向および回転量を決定する、ことを特徴とする請求項２に記載の検出装置。 3. The detection device according to claim 2, wherein the processing unit determines the direction and amount of rotation of the template based on the difference between the degree of correlation and the predetermined threshold. 前記処理部は、前記テンプレートの第１方向に延びる第１部分と前記第１方向と交差する第２方向に延びる第２部分とを個別に回転させながら前記繰り返し処理を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。 The processing unit performs the repeated processing while individually rotating a first portion extending in a first direction and a second portion extending in a second direction intersecting the first direction of the template. A detection device according to claim 1 . 前記マークは、第１マーク部分と該第１マーク部分と交差する第２マーク部分とによって構成されるクロス形状マークであり、
前記処理部は、前記クロス形状マークに対応させて前記第１部分と前記第２部分とが直交したテンプレートを初期テンプレートとして用い、前記繰り返し処理において、前記第１部分と前記第２部分との直交度が崩れたテンプレートを回転後のテンプレートとして用いる、
ことを特徴とする請求項４に記載の検出装置。 the mark is a cross-shaped mark composed of a first mark portion and a second mark portion intersecting the first mark portion;
The processing section uses, as an initial template, a template in which the first portion and the second portion are orthogonal to each other in association with the cross-shaped mark, and in the iterative process, the first portion and the second portion are orthogonal to each other. Use a template with a broken degree as a template after rotation,
5. The detection device according to claim 4, characterized in that: 前記処理部は、前記第１部分の特徴点に関する第１相関度と、前記第２部分の特徴点に関する第２相関度とを算出し、前記第１相関度および前記第２相関度に基づいて、前記第１部分および前記第２部分それぞれの回転方向および回転量を決定する、ことを特徴とする請求項４または５に記載の検出装置。 The processing unit calculates a first degree of correlation regarding the feature points of the first portion and a second degree of correlation regarding the feature points of the second portion, and based on the first degree of correlation and the second degree of correlation 6. A detection device according to claim 4 or 5, characterized in that it determines the direction and amount of rotation of said first part and said second part, respectively. 前記処理部は、前記相関度が前記所定の閾値を超える前に前記繰り返し処理の回数が所定回数に達した場合、前記繰り返し処理を終了する、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の検出装置。 7. The processing unit according to any one of claims 1 to 6, wherein when the number of times of the iterative process reaches a predetermined number of times before the degree of correlation exceeds the predetermined threshold, the processor ends the iterative process. 2. The detection device according to item 1. 前記処理部は、前記繰り返し処理の回数が前記所定回数に達したことにより前記繰り返し処理を終了した場合、前記処理に関してエラーを示す情報を出力する、ことを特徴とする請求項７に記載の検出装置。 8. The detection according to claim 7, wherein the processing unit outputs information indicating an error regarding the processing when the repetition processing ends because the number of times of the repetition processing reaches the predetermined number of times. Device. 前記マークは、デバイスパターンを含み、
前記処理部は、前記撮像部を用いて前記基板に形成されたデバイスパターンの画像を取得し、該画像に基づいて前記テンプレートを作成する、ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の検出装置。 the mark includes a device pattern,
9. The processing unit according to any one of claims 1 to 8, wherein the processing unit acquires an image of a device pattern formed on the substrate using the imaging unit, and creates the template based on the image. 10. A detection device according to claim 1. 前記処理部は、前記相関度が前記所定の閾値を超えたときに使用されたテンプレートを、次に処理する基板に対する前記パターンマッチングの初期テンプレートとして使用する、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の検出装置。 10. The processing unit uses the template used when the degree of correlation exceeds the predetermined threshold as an initial template for pattern matching for a substrate to be processed next. The detection device according to any one of Claims 1 to 3. 前記基板は、切り出された複数の半導体チップが配置され固定材によって固定された再構成基板であり、
前記処理部は、前記複数の半導体チップのうちの１つの半導体チップが配置された前記基板の部分領域ごとに、前記テンプレートを少なくとも部分的に回転させながら前記繰り返し処理を行う、
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の検出装置。 The substrate is a reconfigurable substrate in which a plurality of cut semiconductor chips are arranged and fixed with a fixing material,
The processing unit performs the repeated processing while at least partially rotating the template for each partial region of the substrate where one semiconductor chip out of the plurality of semiconductor chips is arranged.
11. The detection device according to any one of claims 1 to 10, characterized in that: 基板に形成されたマークの位置を検出する検出方法であって、
前記基板に形成された前記マークを撮像して前記マークの画像を得る撮像工程と、
テンプレートを用いたパターンマッチングにより前記マークの位置を検出する処理を行う処理工程と、を有し、
前記処理工程は、前記テンプレートを少なくとも部分的に回転させながら前記パターンマッチングを繰り返す繰り返し処理を行い、前記パターンマッチングによって得られた前記画像と前記テンプレートとの間の相関度が所定の閾値を超えた場合に前記繰り返し処理を終了する、
ことを特徴とする検出方法。 A detection method for detecting the position of a mark formed on a substrate,
an imaging step of imaging the mark formed on the substrate to obtain an image of the mark;
a processing step of detecting the position of the mark by pattern matching using a template;
The processing step performs an iterative process of repeating the pattern matching while at least partially rotating the template, and the degree of correlation between the image obtained by the pattern matching and the template exceeds a predetermined threshold. terminating the iterative process if
A detection method characterized by: 基板に形成されたマークの位置を検出する検出方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記基板に形成された前記マークを撮像して前記マークの画像を得る撮像工程と、
テンプレートを用いたパターンマッチングにより前記マークの位置を検出する処理を行う処理工程と、
を実行させ、
前記処理工程は、前記テンプレートを少なくとも部分的に回転させながら前記パターンマッチングを繰り返す繰り返し処理を行い、前記パターンマッチングによって得られた前記画像と前記テンプレートとの間の相関度が所定の閾値を超えた場合に前記繰り返し処理を終了する、
ことを特徴とするプログラム。 A program for causing a computer to execute a detection method for detecting the position of a mark formed on a substrate,
to the computer;
an imaging step of imaging the mark formed on the substrate to obtain an image of the mark;
a processing step of detecting the position of the mark by pattern matching using a template;
and
The processing step performs an iterative process of repeating the pattern matching while at least partially rotating the template, and the degree of correlation between the image obtained by the pattern matching and the template exceeds a predetermined threshold. terminating the iterative process if
A program characterized by 請求項１から１１のいずれか１項に記載の検出装置と、
基板を保持して移動するステージと、を備え、
前記検出装置により検出された前記マークの位置に基づき前記ステージを位置合わせして、
位置合わせされた前記ステージによって保持された前記基板に、原版のパターンを転写するように構成されている、ことを特徴とするリソグラフィ装置。 A detection device according to any one of claims 1 to 11;
a stage that holds and moves the substrate,
aligning the stage based on the position of the mark detected by the detection device,
A lithographic apparatus, wherein the apparatus is configured to transfer a pattern of an original onto the substrate held by the stage in alignment. 請求項１４に記載のリソグラフィ装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
前記パターンが形成された前記基板の加工を行う工程と、
を有し、前記加工が行われた前記基板から物品を製造することを特徴とする物品製造方法。 forming a pattern on a substrate using a lithographic apparatus according to claim 14;
a step of processing the substrate on which the pattern is formed;
and manufacturing an article from the substrate on which the processing has been performed.
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