JP2005302890A - Alignment-mark search device and search technique - Google Patents

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem, wherein the moving distance of a search becomes long according to the order of the search, and not only a long time is required for the search but also dust is generated from the device, in response to the moving distance and the defective generation ratio of products is increased, to improve the efficiency of the search, and to minimize the moving distance. <P>SOLUTION: An alignment-mark search device has an imaging section 3 sensing an image in the region of a specified area on a sample, a moving section successively changing an imaging region by relatively moving the sample and the imaging section, and a first storage 4, in which the order of an imaging is stored previously regarding a plurality of the imaging regions on the sample. The search device, further, has an imaging control unit for making the sample imaged, in the order of imaging, by driving the imaging section and the moving section, a detector 6 detecting an alignment mark from the sensed image, and a second storage in which the presence region of the alignment mark is stored. The search device has an arithmetic operation section 8 for computing the detection frequency of past alignment marks in each imaging region and the moving distance required by the moving section from the storage contents of the second storage and an imaging order decision 9 determining the new order of the imaging, on the basis of the result of the computation and updating the order of the imaging of the first storage into the new order of the imaging. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体や液晶ディスプレイの製造において、ウエハやガラス基板のような試料上のアライメントマークを検出するための探索装置及び探索手法に関するものである。   The present invention relates to a search device and a search method for detecting an alignment mark on a sample such as a wafer or a glass substrate in manufacturing a semiconductor or a liquid crystal display.

従来の半導体や液晶ディスプレイ等の製造においては、基板上にアライメントマークを描画し、各工程処理時にそのアライメントマークを利用して基板のアライメント(位置決め)を行っている。アライメントマークを検出するにあたり、エリアセンサカメラやラインセンサカメラ等、決まった領域を撮像することができる撮像装置を利用するが、撮像領域はアライメントマークを検出するための分解能によって制限され、高精度化が進む昨今では撮像エリアが狭小化される傾向にある。従って、目標とする位置にアライメントマークが検出できなかった場合、基板あるいは撮像系を移動して撮像領域を移動し、アライメントマークの探索を行う。この時、予め決めた順序に従って、撮像領域を順次移動してアライメントマークを探索する方法では効率が悪い場合があり、アライメント処理を行うまでに時間を要することになる。そこで、過去の検出履歴に基づいてアライメントマークの検出頻度の高い領域を優先して探索し、探索時間の短縮を図るようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   In the manufacture of conventional semiconductors, liquid crystal displays, and the like, alignment marks are drawn on a substrate, and alignment (positioning) of the substrate is performed using the alignment marks during each process. When detecting an alignment mark, an imaging device that can capture a fixed area, such as an area sensor camera or a line sensor camera, is used. However, the imaging area is limited by the resolution for detecting the alignment mark, resulting in higher accuracy. In recent years, the imaging area tends to be narrowed. Therefore, when the alignment mark cannot be detected at the target position, the substrate or the imaging system is moved to move the imaging area, and the alignment mark is searched. At this time, the method of sequentially moving the imaging region in accordance with a predetermined order to search for the alignment mark may be inefficient, and it takes time to perform the alignment process. In view of this, there has been known a technique in which an area where the alignment mark is frequently detected is preferentially searched based on the past detection history so as to shorten the search time (see, for example, Patent Document 1).

また、半導体や液晶ディスプレイ等の製造においては、配線の微細化およびチップ・パネルの大型化に伴い、異物不良防止の要求は高まり、製造工程および検査時においてもクリーン化が求められている。製造装置でも検査装置でも、露光ビームや洗浄ノズルなどの処理手段やプローブや撮像カメラなどの検査手段と、ウェハ・基板の処理部位または検査部位との相対的移動が欠かせないので、これに伴う発塵が問題になっている。このため、製造装置や検査装置の可動部の機構や材料の配置を工夫することにより、製造時や検査時の装置からの発塵を防止する技術が提案されている(例えば、特許文献2、特許文献3参照)。
特開平10−22201号公報 特開平7−172571号公報 特開平8−323567号公報
In the manufacture of semiconductors, liquid crystal displays, and the like, with the miniaturization of wiring and the increase in size of chip panels, the demand for prevention of foreign object defects has increased, and there has been a demand for cleanliness during the manufacturing process and inspection. Accompanying this is the relative movement of processing means such as exposure beams and cleaning nozzles, inspection means such as probes and imaging cameras, and processing parts or inspection parts of wafers and substrates in both manufacturing and inspection equipment. Dust generation is a problem. For this reason, the technique which prevents the dust generation from the apparatus at the time of manufacture or an inspection by devising the mechanism of the movable part of a manufacturing apparatus or an inspection apparatus and arrangement of materials is proposed (for example, patent documents 2, (See Patent Document 3).
Japanese Patent Laid-Open No. 10-22201 JP 7-172571 A JP-A-8-323567

しかし、高精細化が望まれる一方で基板は大型化しており、アライメントマークは基板のエッジ付近に配置される場合が多い。従って、基板のずれが微小であっても、基板の両端にあるアライメントマークは、高分解能の撮像系で観察可能な撮像領域から外れる可能性があり、探索を行うための領域数は増加するものと考えられる。そのため、単純に検出頻度だけを基準にして探索順序を決定した場合、移動経路に無駄が生じ、アライメントマーク検出までに時間を要することが考えられる。
また、製造装置や検査装置の可動部の構成を色々と工夫しても、発塵のレベルは抑えらるものの、可動部が動く距離や時間が長ければそれに応じて発塵は起こる。これは、アライメントマーク検出時の検出部の相対的移動においても当てはまる。
この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、アライメントマーク検出の探索領域順序決定時に、移動距離に基づく移動経路の最適化を考慮することにより、マーク探索に要する時間を短縮するだけでなく、製造時や検査時における装置からの発塵の発生を防いで、製品の不良発生率の低減を図ることが可能なアライメント探索装置と探索方法を提供するものである。
However, while high definition is desired, the size of the substrate is increased, and the alignment mark is often arranged near the edge of the substrate. Therefore, even if the substrate is misaligned, the alignment marks on both ends of the substrate may deviate from the imaging area that can be observed with a high-resolution imaging system, and the number of areas for searching increases. it is conceivable that. For this reason, if the search order is simply determined based only on the detection frequency, it is considered that the movement path is wasted and it takes time to detect the alignment mark.
Moreover, even if the configuration of the movable part of the manufacturing apparatus or the inspection apparatus is devised variously, although the level of dust generation is suppressed, if the distance or time for which the movable part moves is long, dust generation occurs accordingly. This is also true for the relative movement of the detection unit during alignment mark detection.
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and only considers the time required for the mark search by considering the optimization of the movement path based on the movement distance when determining the search area order for the alignment mark detection. In addition, the present invention provides an alignment search device and a search method capable of preventing the generation of dust from the device at the time of manufacturing and inspection and reducing the product defect rate.

この発明は、試料上の所定面積の領域の画像を撮像する撮像部と、試料と撮像部を相対的に移動させて撮像領域を順次変更する移動部と、試料上の複数の撮像領域について撮像順序を予め記憶する第1記憶部と、撮像部と移動部を駆動して前記撮像順序で試料を撮像させる撮像制御部と、撮像された画像からアライメントマークを検出する検出部と、アライメントマークの存在領域を記憶する第2記憶部と、第2記憶部の記憶内容から各撮像領域の過去のアライメントマークの検出頻度と移動部が必要とする移動距離を算出する演算部と、算出結果に基づいて新しい撮像順序を決定し、第1記憶部の撮像順序を新しい撮像順序に更新する撮像順序決定部を備えたアライメントマーク探索装置を提供するものである。   The present invention provides an imaging unit that captures an image of a predetermined area on a sample, a moving unit that sequentially changes the imaging region by relatively moving the sample and the imaging unit, and imaging a plurality of imaging regions on the sample. A first storage unit that stores the sequence in advance, an imaging control unit that drives the imaging unit and the moving unit to image the sample in the imaging sequence, a detection unit that detects an alignment mark from the captured image, and an alignment mark Based on the second storage unit that stores the existence region, the calculation unit that calculates the detection frequency of the past alignment mark in each imaging region and the movement distance required by the moving unit, from the stored contents of the second storage unit, and the calculation result An alignment mark search device including an imaging order determination unit that determines a new imaging order and updates the imaging order in the first storage unit to a new imaging order is provided.

本発明によれば、過去のアライメントマーク検出履歴情報に基づいて検出頻度と移動距離の両者から探索順序を決定することにより、探索時間が短縮される上に、移動経路の短縮を図ることができ、発塵の発生が抑制され、製品の不良発生率を低減することができる。   According to the present invention, by determining the search order from both the detection frequency and the movement distance based on past alignment mark detection history information, the search time can be shortened and the travel route can be shortened. The generation of dust is suppressed, and the product defect rate can be reduced.

この発明のアライメントマーク探索装置は、試料上の所定面積の領域の画像を撮像する撮像部と、試料と撮像部を相対的に移動させて撮像領域を順次変更する移動部と、試料上の複数の撮像領域について撮像順序を予め記憶する第1記憶部と、撮像部と移動部を駆動して前記撮像順序で試料を撮像させる撮像制御部と、撮像された画像からアライメントマークを検出する検出部と、アライメントマークの存在領域を記憶する第2記憶部と、第2記憶部の記憶内容から各撮像領域の過去のアライメントマークの検出頻度と移動部が必要とする移動距離を算出する演算部と、算出結果に基づいて新しい撮像順序を決定し、第1記憶部の撮像順序を新しい撮像順序に更新する撮像順序決定部を備えたアライメントマーク探索装置を備えることを特徴とする。   An alignment mark search apparatus according to the present invention includes an imaging unit that captures an image of a region of a predetermined area on a sample, a moving unit that sequentially changes the imaging region by relatively moving the sample and the imaging unit, and a plurality of samples on the sample A first storage unit that stores an imaging sequence in advance for the imaging region, an imaging control unit that drives the imaging unit and the moving unit to image the sample in the imaging sequence, and a detection unit that detects an alignment mark from the captured image A second storage unit that stores the alignment mark existence region, and a calculation unit that calculates a past alignment mark detection frequency of each imaging region and a moving distance required by the moving unit from the storage content of the second storage unit And an alignment mark search device including an imaging order determination unit that determines a new imaging order based on the calculation result and updates the imaging order in the first storage unit to the new imaging order. To.

この発明における試料には、例えば、半導体製造用シリコン基板や液晶ディスプレイ用ガラス基板が含まれるが、これに限定されない。撮像部は、例えば、対象物を所定倍率で2次元撮像して電気信号に変換する装置であり、それにはレンズとCCDカメラと照明用光源などの組合せが好適に用いられる。
また、移動部は、試料と撮像部とを相対的に2次元(X−Y方向)に移動させるものであり、これには、例えば、撮像部を固定する固定具と、試料をテーブルに搭載して2次元方向に移動させるモータ駆動のXYテーブルとの組合せが、簡便に用いられる。
また、第1および第2記憶部,撮像制御部,検出部,演算部および撮像順序決定部は、CPU,ROM,RAMからなるマイクロコンピュータ又はパーソナルコンピュータによって、一体的に構成することができる。
Examples of the sample in the present invention include, but are not limited to, a silicon substrate for semiconductor production and a glass substrate for liquid crystal display. The imaging unit is, for example, a device that two-dimensionally captures an object at a predetermined magnification and converts it into an electrical signal. For this, a combination of a lens, a CCD camera, an illumination light source, and the like is preferably used.
In addition, the moving unit moves the sample and the imaging unit relatively two-dimensionally (XY direction). For example, a fixture for fixing the imaging unit and a sample are mounted on a table. Thus, a combination with a motor-driven XY table that moves in a two-dimensional direction can be easily used.
In addition, the first and second storage units, the imaging control unit, the detection unit, the calculation unit, and the imaging order determination unit can be integrally configured by a microcomputer or a personal computer including a CPU, a ROM, and a RAM.

この発明において、撮像順序決定部は、過去の検出頻度が類似した複数の撮像予定領域の中から、現在の撮像領域からの距離が最短である領域を次の撮像領域として選択し、撮像順序を決定してもよい。
また、撮像順序決定部は、過去の検出頻度が、現在の撮像領域よりも小さく、かつ、現在の撮像領域からの距離が最短である撮像予定領域を次の撮像領域として決定してもよい。
撮像順序決定部は、過去の検出頻度が現在の撮像領域よりも小さく、かつ、差が第1しきい値より小さい撮像予定領域と、過去の検出頻度が現在の撮像領域よりも大きく、かつ、差が第2しきい値より大きい撮像予定領域とが混在するとき、過去の検出頻度が最も高い領域を次の撮像領域として決定してもよい。
In the present invention, the imaging order determination unit selects an area having the shortest distance from the current imaging area as a next imaging area from a plurality of scheduled imaging areas having similar past detection frequencies, and sets the imaging order. You may decide.
In addition, the imaging order determination unit may determine an imaging scheduled area having a past detection frequency smaller than the current imaging area and the shortest distance from the current imaging area as the next imaging area.
The imaging order determining unit includes an imaging scheduled area in which the past detection frequency is smaller than the current imaging area and the difference is smaller than the first threshold, the past detection frequency is larger than the current imaging area, and When the imaging scheduled area where the difference is larger than the second threshold is mixed, the area having the highest past detection frequency may be determined as the next imaging area.

また、撮像順序決定部は、過去のデータから領域毎の検出頻度と領域座標と検出時刻を利用し、検出頻度と移動距離が同じである領域が複数存在する場合、検出時刻が最も新しいものを含む領域を選択することにより撮像順序を決定するようにしてもよい。
撮像順序決定部は、過去のデータから領域毎の検出頻度と領域座標を利用し、検出頻度と移動距離が同じである領域が複数存在する場合、候補となる領域の周辺領域の検出頻度合計が最も多い領域を選択することにより撮像順序を決定するようにしてもよい。
In addition, the imaging order determination unit uses the detection frequency, the region coordinates, and the detection time for each region from the past data, and when there are a plurality of regions having the same detection frequency and movement distance, the one with the latest detection time is selected. You may make it determine an imaging order by selecting the area | region to include.
The imaging order determination unit uses the detection frequency and region coordinates for each region from past data, and when there are a plurality of regions having the same detection frequency and moving distance, the total detection frequency of the peripheral regions of the candidate regions is calculated. The imaging order may be determined by selecting the most regions.

また、この発明は別の観点から、試料上の所定面積の領域の画像を撮像する撮像工程と、試料と撮像部を相対に移動させて撮像領域を順次変更する移動工程と、試料上の複数の撮像領域について撮像順序を予め記憶する第1記憶工程と、撮像部と移動部を駆動して前記撮像順序で試料を撮像させる撮像制御工程と、撮像された画像からアライメントマークを検出する検出工程と、アライメントマークの存在領域を記憶する第2記憶工程と、各撮像領域の過去のアライメントマークの検出頻度と移動部が必要とする移動距離を算出する演算工程と、算出結果に基づいて新しい撮像順序を決定し、第1記憶部の撮像順序を新しい撮像順序に更新する撮像順序決定工程を備えたアライメントマーク探索方法を提供するものである。   In another aspect, the present invention provides an imaging step of capturing an image of a predetermined area on the sample, a moving step of sequentially changing the imaging region by relatively moving the sample and the imaging unit, and a plurality of steps on the sample. A first storage step for storing the imaging order in advance for the imaging region, an imaging control step for driving the imaging unit and the moving unit to image the sample in the imaging order, and a detection step for detecting an alignment mark from the captured image A second storage step for storing the alignment mark existing region, a calculation step for calculating a past alignment mark detection frequency and a moving distance required by the moving unit in each imaging region, and a new imaging based on the calculation result There is provided an alignment mark search method including an imaging order determination step of determining an order and updating an imaging order in a first storage unit to a new imaging order.

以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する。
図1に示すように、アライメントマーク検出装置は、基板1を搭載するXYテーブル(以下、ステージという)2と、基板1上の所定面積の領域の画像を撮像する撮像部3と、基板1上の複数の撮像領域について撮像順序を予め記憶する第1記憶部4と、ステージ2と撮像部3とを駆動して第1記憶部4に記憶された撮像順序で基板1を撮像させる撮像制御部5と、撮像された画像からアライメントマークを検出する検出部6と、アライメントマークの存在領域を記憶する第2記憶部7と、複数枚の基板1についてアライメントマークの検出を行った後に、第2記憶部7の記憶内容から各撮像領域のアライメントマークの検出頻度とステージ2が必要とする移動距離を算出する演算部8と、算出結果に基づいて新しい撮像順序を決定し、第1記憶部4の撮像順序を新しい撮像順序に更新する撮像順序決定部9を備える。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
As shown in FIG. 1, the alignment mark detection apparatus includes an XY table (hereinafter referred to as a stage) 2 on which a substrate 1 is mounted, an imaging unit 3 that captures an image of a predetermined area on the substrate 1, and the substrate 1. A first storage unit 4 that stores the imaging order in advance for the plurality of imaging regions, and an imaging control unit that drives the stage 2 and the imaging unit 3 to image the substrate 1 in the imaging order stored in the first storage unit 4 5, a detection unit 6 that detects an alignment mark from the captured image, a second storage unit 7 that stores an area where the alignment mark exists, and a second after the alignment mark is detected for a plurality of substrates 1. A calculation unit 8 that calculates the detection frequency of the alignment mark of each imaging region and the moving distance required by the stage 2 from the storage content of the storage unit 7, and a new imaging order is determined based on the calculation result, and the first An imaging order determination unit 9 for updating the imaging order of 憶部 4 to a new imaging sequence.

次に、図2のフローチャートを用いて本発明のアライメントマーク検出装置の動作について説明する。
ステップS1では、図示しない外部搬送装置によりステージ2の上に基板1が搬入される。
ステップS2では、撮像制御部5が第1記憶部4に記憶されている撮像順序、つまり、アライメントマークの探索順序のデータを読込む。
ステップS3とS4では、撮像制御部5がステップS2で読込んだ順序データに従って、目的の撮像位置にステージ2を移動させ、撮像部3により撮像(画像取込み)を行う。
Next, the operation of the alignment mark detection apparatus of the present invention will be described using the flowchart of FIG.
In step S1, the substrate 1 is carried onto the stage 2 by an external transfer device (not shown).
In step S <b> 2, the imaging control unit 5 reads data of the imaging order stored in the first storage unit 4, that is, the alignment mark search order.
In steps S3 and S4, the stage 2 is moved to the target imaging position according to the order data read by the imaging control unit 5 in step S2, and imaging (image capturing) is performed by the imaging unit 3.

ステップS5では、得られた画像から検出部6がアライメントマークの検出を実施する。この時、画像内にアライメントマークが検出できなかった場合はステップS6へ進む。ここで、ステップS2で読込んだ順序に従って全ての領域について撮像(探索)が完了した場合、検出エラーと判断して、ステップS14へ進み第2記憶部7にエラー内容を記憶させ、ステップS10へ進む。撮像すべき領域がまだ残っている場合、ステップS3へ戻り次の撮像領域へ移動し、ステップS4以降のステップを実行する。アライメントマークが検出された場合、ステップS7へ進む。   In step S5, the detection unit 6 detects an alignment mark from the obtained image. At this time, if an alignment mark cannot be detected in the image, the process proceeds to step S6. Here, when imaging (search) is completed for all the areas according to the order read in step S2, it is determined as a detection error, the process proceeds to step S14, the error content is stored in the second storage unit 7, and the process proceeds to step S10. move on. If there is still an area to be imaged, the process returns to step S3 to move to the next imaging area, and the steps after step S4 are executed. If an alignment mark is detected, the process proceeds to step S7.

ステップS7では、アライメントマーク検出位置を第2記憶部7に記憶する。
ステップS8では、検出したアライメントマークに基づいて、基板1の位置決め(アライメント)処理を実施する。
ステップS9では、位置決めされた基板1に対して必要な加工を施す。
ステップS10では、図示しない外部搬送装置により、ステージ2から基板1が搬出される。
ステップS11では、演算部8が第2記憶部7に記憶されたアライメントマーク検出データの読込みを行う。
In step S <b> 7, the alignment mark detection position is stored in the second storage unit 7.
In step S8, the substrate 1 is positioned (aligned) based on the detected alignment mark.
In step S9, necessary processing is performed on the positioned substrate 1.
In step S10, the substrate 1 is unloaded from the stage 2 by an external transfer device (not shown).
In step S <b> 11, the calculation unit 8 reads the alignment mark detection data stored in the second storage unit 7.

ステップS12では、演算部8が第2記憶装置7から読込んだアライメントマーク検出データから、各撮像領域のアライメントマークの検出頻度と、必要とする移動距離とを算出する。その算出結果に基づいて撮像順序決定部9は最適な探索順序(撮像順序)を算出する。算出した探索順序がステップS2で読込まれた現在の探索順序と異なっている場合、探索順序を変更(更新)してステップS13へ進み、探索順序データを第1記憶部4に記憶する。現在の探索順序と同じであれば、処理を終了する。   In step S12, the calculation frequency of the alignment mark in each imaging region and the required moving distance are calculated from the alignment mark detection data read from the second storage device 7 by the calculation unit 8. Based on the calculation result, the imaging order determination unit 9 calculates an optimal search order (imaging order). If the calculated search order is different from the current search order read in step S2, the search order is changed (updated), the process proceeds to step S13, and the search order data is stored in the first storage unit 4. If the current search order is the same, the process ends.

次に、ステップS12で行う算出処理について説明する。ここで、図3は探索順序の初期状態を示す図、図4は探索領域のエリア番号を示す図、図5は従来の検出頻度順の探索順序を示す領域配置図、図6はこの発明による検出頻度に領域間距離を考慮した場合の探索順序を示す領域配置図、図7は領域座標を示す図、図8は図5に対応する検出頻度順の探索順序を示すデータの説明図、図9は図6に対応する検出頻度に領域間距離を考慮した場合の探索順序を示すデータの説明図である。   Next, the calculation process performed in step S12 will be described. Here, FIG. 3 is a diagram showing the initial state of the search order, FIG. 4 is a diagram showing the area number of the search area, FIG. 5 is a region layout diagram showing the search order in the conventional detection frequency order, and FIG. FIG. 7 is a diagram showing region coordinates, FIG. 8 is an explanatory diagram of data showing the search order in the detection frequency order corresponding to FIG. 5, and FIG. 9 is an explanatory diagram of data indicating a search order when the distance between regions is considered in the detection frequency corresponding to FIG.

初期状態では、図3に示す(1)から(25)の番号順に、探索領域全体の中心領域から螺旋状に探索を行うように探索順序を設定する。この探索順序に従って何度か探索を行った結果に基づいて、アライメントマークを検出した頻度の多い領域の順に、探索の順序を決定する。ここで、図4のA1〜A5、B1〜B5、C1〜C5、D1〜D5、E1〜E5を、検出領域のエリア番号とする。   In the initial state, the search order is set so as to perform a spiral search from the central region of the entire search region in the order of numbers (1) to (25) shown in FIG. Based on the result of searching several times in accordance with this search order, the search order is determined in the order of the regions where the alignment marks are frequently detected. Here, A1 to A5, B1 to B5, C1 to C5, D1 to D5, and E1 to E5 in FIG.

従来のように、単純に検出頻度の多い順に探索順序を決定した場合、例えば図8に示す領域別の検出頻度については、図5に示す(1)から(25)の番号順のようになる。この時、(1)のC4から(7)のB4まで探索した後、アライメントマークが検出されなければ、次に(8)のE1まで移動し、更にアライメントマークが検出されなければ、(9)のC5へ移動する。図5の番号順に(10)まで移動した場合、各領域は一辺の長さが1の正方形であるとして、ここまでの移動距離の合計は、約18.0となる。また、全ての領域を探索した場合、移動距離の合計は、約53.7となる。
このような離れた領域への移動を低減させるために、本発明では探索順序決定時に検出頻度が同じかもしくは一定値以内の差である領域が複数存在する場合、領域間の距離を考慮に入れることにより、移動距離を短くする探索順序を算出する。
When the search order is simply determined in descending order of detection frequency as in the prior art, for example, the detection frequencies for each region shown in FIG. 8 are in the order of numbers (1) to (25) shown in FIG. . At this time, after searching from C4 in (1) to B4 in (7), if an alignment mark is not detected, the process moves to E1 in (8). If no alignment mark is detected, (9) Move to C5. When moving to (10) in the order of the numbers in FIG. 5, it is assumed that each region is a square with a side length of 1, and the total moving distance up to this point is about 18.0. When all the areas are searched, the total movement distance is about 53.7.
In order to reduce the movement to such distant regions, the present invention takes into account the distance between regions when there are a plurality of regions having the same detection frequency or a difference within a certain value when determining the search order. Thus, the search order for shortening the moving distance is calculated.

以下に、この発明による探索(撮像)順序を決定する際のルールについて説明する。尚、過去の検出頻度の降順に並べたものを初期状態として、最頻値を示す領域を最初の探索(撮像)領域とする。また、パラメータとして数値a、bを定義する。数値a、bは、頻度値差のしきい値を示すもので、現在位置の頻度Nsよりも小さい頻度Ntを有し、それらの差がa以下、つまり
Nt≦Nsで、Ns−Nt≦a……(1)
となる領域を抽出するためにaを第1しきい値として使用する。また、bは距離優先で領域選択をしていった場合、距離が遠く頻度の高い領域が残されてしまうのを防ぐために設けるもので、現在位置の頻度Nsよりも大きい頻度Ntを有し、それらの差がb以上、つまり
Nt>Nsで、Nt−Ns≧b……(2)
となる領域を抽出するためにbを第2しきい値として使用する。
Below, the rule at the time of determining the search (imaging) order by this invention is demonstrated. It should be noted that an area showing the mode value is set as an initial search (imaging) area, with those arranged in descending order of past detection frequencies as an initial state. Also, numerical values a and b are defined as parameters. Numerical values a and b indicate a threshold value of the frequency value difference, which has a frequency Nt smaller than the frequency Ns of the current position, and the difference between them is less than a, that is, Nt ≦ Ns, and Ns−Nt ≦ a ...... (1)
A is used as the first threshold value to extract the region to be Further, b is provided in order to prevent a region with a long distance and a high frequency from being left when the region selection is performed with distance priority, and has a frequency Nt larger than the frequency Ns of the current position, The difference between them is not less than b, that is, Nt> Ns, Nt−Ns ≧ b (2)
B is used as the second threshold value to extract a region to be

ルール1:現在位置の頻度との差がa以下の領域が無い場合、つまり(1)式を満足する領域がない場合、最も高い頻度を示す領域を選択する。(同一頻度領域が複数存在する場合、最も距離の近いものを選択する)
ルール2:現在位置の頻度との差がa以下、つまり(1)式を満足する領域が少なくとも1つ存在し、かつ、b以上、つまり(2)式を満足する領域が無い場合、(1)式を満足する領域の中から最も距離の近い領域を選択する。(同一距離領域が複数存在する場合、最も頻度の高いものを選択する)
ルール3:現在位置の頻度との差がa以下の領域が存在し、かつ、b以上の領域が存在する場合、つまり、(1)式を満足する領域と(2)式を満足する領域が混在する場合、最も高い頻度を示す領域を選択する。(同一頻度領域が複数存在する場合、最も距離の近いものを選択する)
Rule 1: When there is no region where the difference from the frequency of the current position is a or less, that is, when there is no region satisfying the expression (1), the region showing the highest frequency is selected. (If there are multiple areas with the same frequency, select the closest one)
Rule 2: When the difference from the frequency of the current position is a or less, that is, there is at least one area that satisfies the expression (1) and there is no area that satisfies b or more, that is, the expression (2), (1 The region closest to the distance is selected from the regions satisfying the formula. (If there are multiple areas with the same distance, select the one with the highest frequency)
Rule 3: When there is a region where the difference from the frequency of the current position is a or less and there is a region of b or more, that is, there are regions that satisfy equation (1) and regions that satisfy equation (2). If they are mixed, the area showing the highest frequency is selected. (If there are multiple areas with the same frequency, select the closest one)

ルール4:ルール1〜3適用時、距離も頻度も同一の場合、図3の番号の若い順に選択するものとする。(ここでは一例として図3の順としたが、予め決めた優先順位を選択条件にしてもよいし、検出履歴の最近のものを含む領域を優先してもよい。また、周辺領域の検出頻度合計値が高い領域を優先してもよい。)
ルール5:ルール1〜3適用時、検出頻度0の領域を除いて選択する。(ここでは一例として検出頻度0の領域のみ除いたが、最大検出頻度の何%以下の領域を除くなど、自動的に条件を決めるものでもよい。)
Rule 4: When the rules 1 to 3 are applied, if the distance and the frequency are the same, the selection is made in ascending order of the numbers in FIG. (Here, as an example, the order shown in FIG. 3 is used. However, a predetermined priority order may be used as a selection condition, or a region including the latest detection history may be prioritized. (A region with a high total value may be given priority.)
Rule 5: When rules 1 to 3 are applied, the selection is made except for the area of detection frequency 0. (Here, as an example, only the region with a detection frequency of 0 is excluded, but it is also possible to automatically determine the conditions, such as by removing the region of what percentage or less of the maximum detection frequency.)

次に、検出頻度順に決定した探索順序を示す図8において、探索順序No.(7)からNo.(10)までに注目すると、検出頻度は13から15の範囲にあるが、図5に示すように(8)だけが離れた位置にある。そこで、発明では、探索順序変更の際、参考にする検出頻度の差は任意に設定できるものとし、例えばパラメータaを0にすれば、検出頻度が同じ領域のみについて領域間の距離を考慮に入れた順序決定を行うし、パラメータaを1にすれば、検出頻度の差が1の領域について順序決定を行う。ここでは一例として固定値を設定する例を挙げたが、検出頻度の平均値を利用するなど、統計的に算出したパラメータを自動設定するようにしてもよい。   Next, in FIG. 8 showing the search order determined in the detection frequency order, the search order No. From (7) to No. If attention is paid to (10), the detection frequency is in the range of 13 to 15, but only (8) is in a separated position as shown in FIG. Therefore, in the invention, when changing the search order, the difference in the detection frequency to be referred to can be arbitrarily set. For example, if the parameter a is set to 0, the distance between the regions is taken into consideration only for the region having the same detection frequency. If the parameter a is set to 1, the order is determined for a region having a detection frequency difference of 1. Here, an example in which a fixed value is set is given as an example. However, a statistically calculated parameter such as an average value of detection frequencies may be automatically set.

この実施例においては、a=4,b=2として、次のように探索順序を決定する。図7の領域座標を利用して、この例では1つ前の(6)のB3の位置から最も近い領域を選択すると、(6)のB3と(7)のB4とは(1,0)の差、(6)のB3と(8)のE1とは(2,3)の差、(6)のB3と(9)のC5とは(2,1)の差、(6)のB3と(10)のD5とは(2,2)の差であることから、(7)のB4の領域が最も近い領域となる。続いて、(7)のB4から最も近い領域は、(9)のC5の領域ということになり、更に続いて(10)のD5、最後に(8)のE1の領域の順となり、図5に示す(7)から(10)の探索順序は、図6と図9の様に変る。各領域一辺の長さが1の正方形であるとして、ここまでの移動距離の合計は、約14.8となる。   In this embodiment, assuming that a = 4 and b = 2, the search order is determined as follows. In this example, when the region closest to the position of B3 in the previous (6) is selected using the region coordinates in FIG. 7, B3 in (6) and B4 in (7) are (1, 0). B3 of (6) and E1 of (8) are the difference of (2,3), B3 of (6) and C5 of (9) are the difference of (2,1), B3 of (6) Since D5 in (10) is the difference between (2, 2), the region B4 in (7) is the closest region. Subsequently, the region closest to B4 in (7) is the region C5 in (9), followed by the region D5 in (10), and finally the region E1 in (8). The search order from (7) to (10) shown in FIG. Assuming that the length of one side of each region is a square, the total movement distance so far is about 14.8.

以降、上述のような手順を順次実施し、アライメントマークの探索順序を決定していく。
このように全ての領域を探索した場合、その結果は図9に示すようになり、移動距離の合計は、約45.4となる。単純に検出頻度の多い順に探索順序を決定した場合(図8)と比較して、約8.3の距離が短縮され、移動距離を約15.4%削減したことになる。
Thereafter, the procedure as described above is sequentially performed to determine the search order for the alignment marks.
When all regions are searched in this way, the result is as shown in FIG. 9, and the total movement distance is about 45.4. Compared with the case where the search order is determined in the order of simple detection frequency (FIG. 8), the distance of about 8.3 is shortened, and the moving distance is reduced by about 15.4%.

以上述べたように本発明のアライメントマーク探索手法によれば、過去のアライメントマーク検出履歴情報に基づいて検出頻度のみならず移動距離まで考慮して探索順序を決定することにより、効率良いアライメントマーク探索を可能にする。また、移動距離が短縮されることにより、発塵の発生を抑制でき、製品の不良発生率を低減させることができる。 As described above, according to the alignment mark search method of the present invention, the search order is determined in consideration of not only the detection frequency but also the moving distance based on the past alignment mark detection history information, so that an efficient alignment mark search can be performed. Enable. Moreover, generation | occurrence | production of dust generation can be suppressed and the defect generation rate of a product can be reduced by shortening a moving distance.

半導体や液晶ディスプレイの製造において、ウエハやガラス基板のアライメントを行う場合、試料上に予め描画されたアライメントマークを利用し、試料の姿勢調整を行っている。主にフラットパネルディスプレイの分野においては、高精細化が望まれる一方で基板サイズが大型化しており、アライメントマーク探索の必要性が高まり、また探索にかかる時間の短縮が要求されている。従って、本願発明は、試料のアライメントを必要とする工程に、好適に利用される。   In manufacturing a semiconductor or a liquid crystal display, when aligning a wafer or a glass substrate, the orientation of the sample is adjusted using an alignment mark drawn in advance on the sample. Mainly in the field of flat panel displays, while higher definition is desired, the substrate size is increased, the need for searching for alignment marks is increased, and the time required for searching is required to be shortened. Therefore, the present invention is suitably used for a process that requires sample alignment.

本発明の実施の形態を説明するための構成図である。It is a block diagram for describing an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating embodiment of this invention. 探索順序の初期状態を示す図である。It is a figure which shows the initial state of a search order. 探索領域のエリア番号を示す図である。It is a figure which shows the area number of a search area | region. 従来の検出頻度順の探索順序を示す領域配置図である。It is an area | region arrangement | positioning figure which shows the search order of the conventional detection frequency order. この発明による検出頻度に領域間距離を考慮した場合の探索順序を示す領域配置図である。It is an area | region arrangement | positioning figure which shows the search order at the time of considering the distance between area | regions in the detection frequency by this invention. 領域座標を示す図である。It is a figure which shows an area | region coordinate. 図5に対応する検出頻度順の探索順序を示すデータの説明図である。It is explanatory drawing of the data which shows the search order of the detection frequency order corresponding to FIG. 図6に対応する検出頻度に領域間距離を考慮した場合の探索順序を示すデータの説明図である。It is explanatory drawing of the data which shows the search order at the time of considering the distance between area | regions in the detection frequency corresponding to FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 XYテーブル
3 撮像部
4 第1記憶部
5 撮像制御部
6 検出部
7 第2記憶部
8 演算部
9 撮像順序決定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 XY table 3 Imaging unit 4 First storage unit 5 Imaging control unit 6 Detection unit 7 Second storage unit 8 Calculation unit 9 Imaging order determination unit

Claims (5)

試料上の所定面積の領域の画像を撮像する撮像部と、試料と撮像部を相対的に移動させて撮像領域を順次変更する移動部と、試料上の複数の撮像領域について撮像順序を予め記憶する第1記憶部と、撮像部と移動部を駆動して前記撮像順序で試料を撮像させる撮像制御部と、撮像された画像からアライメントマークを検出する検出部と、アライメントマークの存在領域を記憶する第2記憶部と、第2記憶部の記憶内容から各撮像領域の過去のアライメントマークの検出頻度と移動部が必要とする移動距離を算出する演算部と、算出結果に基づいて新しい撮像順序を決定し、第1記憶部の撮像順序を新しい撮像順序に更新する撮像順序決定部を備えたアライメントマーク探索装置。   An imaging unit that captures an image of a predetermined area on the sample, a moving unit that sequentially changes the imaging region by relatively moving the sample and the imaging unit, and an imaging order for a plurality of imaging regions on the sample are stored in advance A first storage unit, an imaging control unit that drives the imaging unit and the moving unit to image the sample in the imaging order, a detection unit that detects an alignment mark from the captured image, and an area where the alignment mark exists A second storage unit, a calculation unit for calculating a past alignment mark detection frequency of each imaging region and a moving distance required by the moving unit from the stored contents of the second storage unit, and a new imaging order based on the calculation result An alignment mark search device comprising an imaging order determination unit that determines the imaging order of the first storage unit and updates the imaging order to a new imaging order. 撮像順序決定部は、過去の検出頻度が類似した複数の撮像予定領域の中から、現在の撮像領域からの距離が最短である領域を次の撮像領域として選択し、撮像順序を決定する請求項1記載のアライメントマーク探索装置。   The imaging order determination unit selects an area having the shortest distance from the current imaging area as a next imaging area from a plurality of imaging scheduled areas with similar past detection frequencies, and determines the imaging order. The alignment mark search device according to 1. 撮像順序決定部は、過去の検出頻度が、現在の撮像領域よりも小さい撮像予定領域について、検出頻度の差が第1しきい値より小さく、かつ、現在の撮像領域からの距離が最短である撮像予定領域を次の撮像領域として決定する請求項1又は2記載のアライメントマーク探索装置。   The imaging order determination unit has a detection frequency difference that is smaller than the first threshold and a distance from the current imaging area is the shortest for an imaging scheduled area whose past detection frequency is smaller than the current imaging area. The alignment mark search device according to claim 1, wherein an imaging scheduled area is determined as a next imaging area. 撮像順序決定部は、過去の検出頻度が現在の撮像領域よりも小さく、かつ、差が第1しきい値より小さい撮像予定領域と、過去の検出頻度が現在の撮像領域よりも大きく、かつ、差が第2しきい値より大きい撮像予定領域とが混在するとき、過去の検出頻度が最も高い領域を次の撮像領域として決定する請求項1記載のアライメントマーク探索装置。   The imaging order determining unit includes an imaging scheduled area in which the past detection frequency is smaller than the current imaging area and the difference is smaller than the first threshold, the past detection frequency is larger than the current imaging area, and The alignment mark search device according to claim 1, wherein when there is an imaging scheduled area where the difference is larger than the second threshold, the area having the highest past detection frequency is determined as the next imaging area. 試料上の所定面積の領域の画像を撮像する撮像工程と、試料と撮像部を相対に移動させて撮像領域を順次変更する移動工程と、試料上の複数の撮像領域について撮像順序を予め記憶する第1記憶工程と、撮像部と移動部を駆動して前記撮像順序で試料を撮像させる撮像制御工程と、撮像された画像からアライメントマークを検出する検出工程と、アライメントマークの存在領域を記憶する第2記憶工程と、各撮像領域の過去のアライメントマークの検出頻度と移動部が必要とする移動距離を算出する演算工程と、算出結果に基づいて新しい撮像順序を決定し、第1記憶部の撮像順序を新しい撮像順序に更新する撮像順序決定工程を備えたアライメントマーク探索方法。   An imaging process for imaging an image of a predetermined area on the sample, a moving process for sequentially changing the imaging area by relatively moving the sample and the imaging unit, and an imaging order for a plurality of imaging areas on the sample are stored in advance. A first storage step, an imaging control step of driving the imaging unit and the moving unit to image the sample in the imaging sequence, a detection step of detecting an alignment mark from the captured image, and an alignment mark existing area; A second storage step, a calculation step of calculating a past alignment mark detection frequency of each imaging region and a moving distance required by the moving unit, a new imaging order is determined based on the calculation result, and the first storage unit An alignment mark search method comprising an imaging order determination step of updating an imaging order to a new imaging order.
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