JP2007057813A - Positioning method of substrate, and sample stage using same, and dimension measuring device or substrate processing device - Google Patents

Positioning method of substrate, and sample stage using same, and dimension measuring device or substrate processing device Download PDF

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Michio Kukihara
美智男 久木原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positioning method of a substrate or a positioning device therefor, with which an original point of the substrate is corrected without depending on a mechanical clamp mechanism. <P>SOLUTION: In two planes in a vertical (Y) direction and in a horizontal (X) direction to be reference planes of the substrate, which are references in an exposing device for pattern exposure, positions identical to places hit and pressed with a clamp pin of the mechanical clamp mechanism (end face positions of a substrate to be inspected) are detected with an image pickup device, and runs of a stage transferring along X and Y axes and linearity of the pattern in the substrate to be inspected are corrected based on information detected for both planes. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、顕微鏡と顕微鏡による拡大被写体像を撮像するイメージセンサ(例えば、テレビカメラ等のエリアセンサ)を組合せて寸法測定等の画像処理、またはパターン露光等の基板加工のための画像処理を行う装置において、試料台に搭載された被写体(LCD 基板等)を XY 軸に移動するステージの走り即ち直線性と被写体である基板の端面を検出し、基板面の直線性を補正するアライメント(直線性)検出に関するものである。   The present invention performs image processing such as dimension measurement or image processing for substrate processing such as pattern exposure by combining a microscope and an image sensor (for example, an area sensor such as a television camera) that captures an enlarged subject image by the microscope. Alignment (linearity) that corrects the linearity of the substrate surface by detecting the running or linearity of the stage that moves the subject (LCD substrate, etc.) mounted on the sample stage to the XY axis, and the end surface of the substrate that is the subject. ) About detection.

LCD 基板等の検査装置やパターン露光等の基板加工装置等の試料台に搭載された基板に対し、試料台の各面に装備された押し当てピンを装備したメカニカルクランプ機構により、検査基板の各面を押し当てて位置決めを行い、検査基板内パターンの直線性を補正する方法がある(例えば、特許文献1参照。)。   Each substrate of the inspection substrate is mounted on a substrate mounted on a sample table such as an LCD substrate inspection device or pattern exposure substrate processing device by a mechanical clamp mechanism equipped with pressing pins on each surface of the sample table. There is a method in which positioning is performed by pressing a surface to correct the linearity of the pattern in the inspection substrate (see, for example, Patent Document 1).

特開2004−186681号公報JP 2004-186681 A

基板の材質は主にガラスであり、また、検査基板を搭載する試料台は、例えば、アルミ製、ガラス製、ピン等による構成が周知である。例えば、LCD 基板でいえば、第3世代( 550 mm × 650 mm )までは、LCD 基板も小型であり、メカニカルクランプ機構によるLCD 基板の位置決めは問題なかった。しかし、最近の第7世代では、基板サイズが1950 mm × 2250 mm と大型化しており、LCD 基板と試料台間で静電気により張付いた状態となり、メカニカルクランプ機構によるLCD 基板の位置決めが困難になってきている。
本発明の目的は、上記のような問題を解決し、メカニカルクランプ機構によらずに、基板の原点を補正することができる基板位置決め方法およびそれを用いた位置決め方法及びそれを用いた試料台(ステージ)並びに寸法測定装置または基板加工装置を提供することにある。
The material of the substrate is mainly glass, and the sample stage on which the inspection substrate is mounted is well known to be made of aluminum, glass, pins, or the like. For example, in the case of LCD substrates, until the third generation (550 mm x 650 mm), the LCD substrate was also small, and there was no problem with positioning the LCD substrate with the mechanical clamp mechanism. However, in the recent 7th generation, the substrate size has increased to 1950 mm × 2250 mm, and the LCD substrate and sample stage are stuck by static electricity, making it difficult to position the LCD substrate using the mechanical clamp mechanism. It is coming.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems and to correct the origin of the substrate without using a mechanical clamp mechanism, a positioning method using the same, and a sample stage using the same And a dimension measuring device or a substrate processing device.

本発明は、上記の目的を達成するために、露光装置でパターンを露光する場合の基板の基準となる面(2面:縦( Y )方向及び横( X )方向)と、メカニカルクランプ機構のクランプピンが押し当てる場所と同じ位置(検査基板の端面位置)を、撮像装置により検出し、検出した両方の面の情報に基づいて、XY 軸に移動するステージの走りと検査基板内パターンのアライメント(直線性)を補正するものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides a reference surface (two surfaces: longitudinal (Y) direction and lateral (X) direction) of a substrate when a pattern is exposed by an exposure apparatus, and a mechanical clamp mechanism. The same position (end surface position of the inspection board) as the location where the clamp pin is pressed is detected by the imaging device, and based on the information on both detected faces, the stage running along the XY axis and alignment of the pattern on the inspection board (Linearity) is corrected.

即ち、本発明の位置決め方法は、被写体像を拡大する顕微鏡と、拡大された被写体像を映像信号としてとらえる撮像装置と、その映像信号から基板内のパターンを認識する画像処理装置と、全体を制御する制御 PC と、を備えた被写体を戴置し任意位置に移動する試料台の位置決め方法において、基板の位置決めまたは基板端面のアライメント(直線性)の補正を非接触方式で行うものである。
また好ましくは、本発明の位置決め方法は、基板の端面の映像信号を画像処理により検出して、基板の位置決めまたは基板端面のアライメント(直線性)の補正を行うものである。
In other words, the positioning method of the present invention controls the whole of a microscope for enlarging a subject image, an imaging device for capturing the enlarged subject image as a video signal, an image processing device for recognizing a pattern in a substrate from the video signal. In a positioning method of a sample stage in which a subject equipped with a control PC is placed and moved to an arbitrary position, substrate positioning or substrate end face alignment (linearity) correction is performed in a non-contact manner.
Preferably, in the positioning method of the present invention, the video signal of the end face of the substrate is detected by image processing, and the positioning of the substrate or the alignment (linearity) of the end face of the substrate is corrected.

即ち、本発明の試料台は、被写体像を拡大する顕微鏡と、拡大された被写体像を映像信号としてとらえる撮像装置と、その映像信号から基板内のパターンを認識する画像処理装置と、全体を制御する制御 PC と、を備えた被写体を戴置し任意位置に移動する試料台において、上記基板の位置決めまたは上記基板端面のアライメント(非直線性)を非接触方式で行うものである。
また好ましくは、本発明の試料台は、基板の端面の映像信号を画像処理により検出して、基板の位置決めまたは基板端面のアライメント(直線性)の補正を行うものである。
また好ましくは、本発明の試料台は、基板の端面を撮像する撮像装置と反対側に照明を反射する反射板を装備したものである。
In other words, the sample stage of the present invention controls the whole of a microscope for enlarging a subject image, an imaging device for capturing the enlarged subject image as a video signal, an image processing device for recognizing a pattern in a substrate from the video signal. In a sample stage on which a subject equipped with a control PC is placed and moved to an arbitrary position, positioning of the substrate or alignment (nonlinearity) of the substrate end face is performed in a non-contact manner.
Preferably, the sample stage of the present invention detects a video signal on the end face of the substrate by image processing and corrects the positioning of the substrate or the alignment (linearity) of the end face of the substrate.
Also preferably, the sample stage of the present invention is equipped with a reflecting plate that reflects illumination on the opposite side of the imaging device that images the end face of the substrate.

即ち、本発明の寸法測定装置または基板加工装置は、被写体像を拡大する顕微鏡と拡大された被写体像を映像信号としてとらえる撮像装置とその映像信号から基板内のパターンを認識する画像処理装置と被写体を任意位置移動する XYZ ステージ部および装置全体を制御する制御 PC からなる寸法測定装置または基板加工装置において、基板端面のアライメント(直線性)を非接触方式で行う機能を装備したものである。
また好ましくは、本発明の寸法測定装置または基板加工装置は、基板の端面の映像信号を画像処理により検出して、基板の位置決めまたは基板端面のアライメント(直線性)の補正を行うものである。
また好ましくは、本発明の寸法測定装置または基板加工装置は、基板の端面を撮像する撮像装置と反対側に照明を反射する反射板を装備したものである。
また好ましくは、本発明の寸法測定装置または基板加工装置は、基板端面のアライメント情報から、基板内パターンのアライメント(直線性)を検出し補正機能を装備したものである。
That is, the dimension measuring apparatus or the substrate processing apparatus according to the present invention includes a microscope for enlarging a subject image, an imaging device for capturing the enlarged subject image as a video signal, an image processing device for recognizing a pattern in the substrate from the video signal, and a subject. This is a dimension measuring device or substrate processing device consisting of an XYZ stage unit that moves an arbitrary position and a control PC that controls the entire device, and is equipped with a function to perform alignment (linearity) of the substrate end face in a non-contact manner.
Preferably, the dimension measuring apparatus or the substrate processing apparatus of the present invention detects a video signal of the end face of the substrate by image processing and corrects the positioning of the substrate or the alignment (linearity) of the end face of the substrate.
Preferably, the dimension measuring apparatus or the substrate processing apparatus of the present invention is equipped with a reflecting plate that reflects illumination on the side opposite to the imaging apparatus that images the end face of the substrate.
Preferably, the dimension measuring apparatus or the substrate processing apparatus of the present invention is equipped with a correction function by detecting the alignment (linearity) of the in-substrate pattern from the alignment information of the substrate end face.

本発明によれば、例えば、LCD 基板が第7世代で、その基板サイズが、1950 mm(縦)× 2250 mm(横))というように、検査対象となる検査基板が大型化しても、基板搬送ロボットの移載精度が基準面位置検出用 CCD カメラ等のイメージセンサの視野内に入れば、常に安定した XY ステージの走りと基板内パターンの走りのアライメント補正が可能となる。また、非接触方式のため、メカニカルクランプ機構によるクランプ時の基板端面の破損等も無くなる。   According to the present invention, even if the inspection substrate to be inspected is enlarged, for example, the LCD substrate is the seventh generation and the substrate size is 1950 mm (vertical) × 2250 mm (horizontal)) If the transfer accuracy of the transfer robot is within the field of view of an image sensor such as a CCD camera for detecting the reference plane position, it is possible to always perform stable alignment correction of the XY stage and the pattern movement in the substrate. In addition, because of the non-contact method, the substrate end face is not damaged during clamping by the mechanical clamp mechanism.

以下、この発明の一実施例を図1により説明する。図1は、本発明の一実施例の装置の構成を示すブロック図である。本実施例では、検査対象の基板をLCD 基板とし、イメージセンサを CCD カメラとして説明する。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the substrate to be inspected is described as an LCD substrate, and the image sensor is described as a CCD camera.

LCD 基板 2 は、基板搬送ロボット 13 により試料台 1 に移載され、測定用 CCD カメラ 5 、X 軸位置検出用光学系 6 および Y 軸位置検出用光学系 7 を搭載したY 軸に移動する Y 軸ステージ 4 とこの Y 軸ステージ 4 本体を X 軸に移動する X 軸ステージ 3 により LCD 基板 2 の全エリアについて位置移動可能な機構となっている。   The LCD substrate 2 is transferred to the sample stage 1 by the substrate transfer robot 13 and moved to the Y axis on which the measurement CCD camera 5, the X axis position detection optical system 6 and the Y axis position detection optical system 7 are mounted. The X-axis stage 3 that moves the main body of the Y-axis stage 4 and the Y-axis stage 4 to the X-axis is a mechanism that can move the position of the entire area of the LCD substrate 2.

試料台 1 には、反射板 8 が装備されている。反射鏡 8 は、LCD 基板 2 面上でパターンを形成する時の露光装置で基準となる、LCD 基板 2 の Y 位置基準面 9 と LCD 基板の X 位置基準面 10 において、X 軸位置検出用光学系 6 及び Y 軸位置検出用光学系 7 の照明をそれぞれ反射させることを目的としたもので、 Y 位置基準面 9 用と X 位置基準面 10 用と2組設けている。   The sample stage 1 is equipped with a reflector 8. The reflecting mirror 8 is an optical for X-axis position detection on the Y position reference surface 9 of the LCD substrate 2 and the X position reference surface 10 of the LCD substrate, which is a reference in an exposure apparatus when forming a pattern on the two surfaces of the LCD substrate. The purpose is to reflect the illumination of the system 6 and the Y-axis position detection optical system 7 respectively, and two sets are provided for the Y position reference plane 9 and the X position reference plane 10.

画像処理装置 11 は、測定用 CCD カメラ 5 が撮像して電気信号に変換した映像信号から、LCD 基板 2 上に形成されたパターンの線幅測定処理やX 軸位置検出用光学系 6 及び Y 軸位置検出用光学系 7 を搭載された位置検出用カメラ 14 が撮像して電気信号に変換した LCD 基板の各基準面の映像信号から位置情報を検出するための処理装置で、その時の撮像した映像及び処理結果をモニタ 12 に表示する。   The image processing device 11 is used to measure the line width of the pattern formed on the LCD substrate 2 from the video signal imaged by the measurement CCD camera 5 and converted into an electric signal, and the X-axis position detection optical system 6 and the Y-axis. This is a processing device for detecting position information from the video signal of each reference plane of the LCD board that is captured by the position detection camera 14 equipped with the position detection optical system 7 and converted into an electrical signal. And the processing result is displayed on the monitor 12.

次に、本発明の位置検出用光学系の詳細を図2により説明する。図2は、本発明の位置実施例の位置検出用光学系系統を示す説明図である。
試料台 1 は LCD 基板 2 の外周より少し(例えば、3 mm )小さく、LCD 基板 2 の下側には、X 軸位置検出用光学系 6 及び Y 軸位置検出用光学系 7 の照明を反射させる反射板 8 がそれぞれ装備されている。
Next, details of the position detection optical system of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a position detection optical system according to the position embodiment of the present invention.
The sample stage 1 is slightly smaller (for example, 3 mm) than the outer periphery of the LCD substrate 2, and the illumination of the X-axis position detection optical system 6 and the Y-axis position detection optical system 7 is reflected below the LCD substrate 2. Each reflector 8 is equipped.

X 軸ステージ 4 と Y 軸ステージ 5 が移動することによって、Y 位置基準面 9 と LCD 基板の X 位置基準面 10 の端面上部に、X 軸位置検出用光学系 6 及び Y 軸位置検出用光学系 7 が配置されるように構成されている。この位置検出用光学系( X 軸位置検出用光学系 6 及び Y 軸位置検出用光学系 7 )は、それぞれ、撮像する視野を決定するレンズ 16 と光路系に照明を照射する同軸照明部 15 、更にレンズ 16 で拡大された画像を撮像する位置検出用CCD カメラ 14 と照明用電源 17 で構成される。   As the X-axis stage 4 and the Y-axis stage 5 move, the X-axis position detection optical system 6 and the Y-axis position detection optical system are placed above the end surfaces of the Y position reference surface 9 and the X position reference surface 10 of the LCD substrate. 7 is configured to be arranged. This position detection optical system (X-axis position detection optical system 6 and Y-axis position detection optical system 7) includes a lens 16 that determines the field of view to be imaged and a coaxial illumination unit 15 that illuminates the optical path system, Furthermore, it comprises a CCD camera 14 for position detection that captures an image magnified by the lens 16 and a power source 17 for illumination.

レンズ 16 の視野は、LCD 基板 2 を試料台 1 に移載する LCD 基板搬送ロボットの移載位置の再現性により決定され、第7世代( 1950 mm × 2250 mm )対応では、±10 mm 程度が一般的であり、位置検出用CCD カメラ 14 で約 34 mm × 25mm(水平( X 軸方向)×垂直( Y 軸方向))の視野が撮像できる倍率となっている。   The field of view of the lens 16 is determined by the reproducibility of the transfer position of the LCD substrate transfer robot that transfers the LCD substrate 2 to the sample table 1. For the seventh generation (1950 mm × 2250 mm), it is about ± 10 mm. Generally, the magnification is such that the CCD camera 14 for position detection can capture a field of view of approximately 34 mm × 25 mm (horizontal (X-axis direction) × vertical (Y-axis direction)).

次に、LCD 基板 2 の位置基準面 9 、10 の詳細と位置検出用 CCD カメラ 14 が撮像した映像とその輝度波形の関連について、図3を用いて説明する。図3は、本発明の一実施例の検査基板の基準面部の拡大図(図3(a))、基準面を撮像した画像(図3(b))、及び基準面を撮像した画像の輝度波形(図3(c))を示す図である。なお、LCD 基板 2 は、実際には、図3の右側にまだ存在するが、煩雑でもあり、説明上不要なので省略している。
また、実線矢印は照射光、破線矢印は反射光である。
Next, the details of the position reference planes 9 and 10 of the LCD substrate 2 and the relationship between the image captured by the position detecting CCD camera 14 and its luminance waveform will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an enlarged view (FIG. 3A) of the reference surface portion of the inspection board of one embodiment of the present invention, an image obtained by imaging the reference surface (FIG. 3B), and luminance of the image obtained by imaging the reference surface. It is a figure which shows a waveform (FIG.3 (c)). Note that the LCD substrate 2 is actually still present on the right side of FIG. 3, but it is also complicated and is omitted for the sake of explanation.
Moreover, the solid line arrow is irradiation light, and the broken line arrow is reflected light.

図3において、LCD 基板 2 の外側 A 部(反射板 8 を装置上部から見て、LCD 基板 2 が無い部分)は、照明光が反射板 8 により全反射するため最も明るい。また、LCD 基板 2 の先端部は丸くなっているため、この B 部に照射された光は殆ど反射しない。このため最も暗くなる。
LCD 基板 2 と反射板 8 が重なる箇所 C 部及び試料台 1 の LCD 基板 2 の箇所 D 部は、試料台 1 の材質により弱と中の関係は入れ替わることがあるが、A 部と B 部の中間の明るさ(輝度レベル)となる。
In FIG. 3, the outer part A of the LCD substrate 2 (the portion without the LCD substrate 2 when the reflection plate 8 is viewed from the upper part of the apparatus) is the brightest because the illumination light is totally reflected by the reflection plate 8. In addition, since the tip of the LCD substrate 2 is rounded, the light irradiated to the B portion hardly reflects. This is the darkest.
Location C where LCD substrate 2 and reflector 8 overlap and location D of LCD substrate 2 on sample stage 1 may be interchanged depending on the material of sample stage 1. Medium brightness (brightness level).

LCD 基板 2 の位置基準面部( Y 位置基準面 9 の情報と X 位置基準面 10 の情報)の検出は、CCD カメラの走査線 18 上の映像信号の輝度波形 19 において、検出エリアの左側から最も輝度が高いレベルを100 %、最も低いレベルを 0 %とし、任意のスライスレベルに相当する位置を検出することで可能となる。   The detection of the position reference plane part (information of Y position reference plane 9 and information of X position reference plane 10) of LCD substrate 2 is the most from the left side of the detection area in the luminance waveform 19 of the video signal on the scanning line 18 of the CCD camera. This is possible by detecting a position corresponding to an arbitrary slice level, with the high level being 100% and the lowest level being 0%.

実際の LCD 基板 2 の端面部のエッジは欠けていたりする。このため、複数の任意のスライスレベルで端面位置を検出し平均化することで検出精度をあげる。   The actual edge of the LCD substrate 2 may be missing. For this reason, detection accuracy is improved by detecting and averaging the end face positions at a plurality of arbitrary slice levels.

次に、検出した Y 位置基準面 9 の情報と X 位置基準面 10 の情報から、実際の XY 軸に移動するステージの走りと LCD 基板 2 に形成されるパターンの直線性の補正方法について、図4を用いて説明する。図4は、本発明の直線性を補正する原理を説明するための図で、装置の上側から検査基板を見た模式的な図ある。   Next, based on the detected information on the Y position reference plane 9 and the information on the X position reference plane 10, we will explain how to correct the linearity of the pattern formed on the LCD substrate 2 and the running of the stage that moves to the actual XY axes. 4 will be described. FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of correcting the linearity of the present invention, and is a schematic view of the inspection board viewed from the upper side of the apparatus.

X 軸ステージ移動の真直度21 及び Y 軸ステージ移動の真直度 22 は、XY ステージの性能によるが、一般的には 5 μm 程度であり、XY ステージの機械原点( SXO ,SYO )28 が全ての位置の基準原点であり、常時同じ位置となる。
LCD 基板 2 の基準位置( GXO ,GYO )27 の位置は、基板搬送ロボット 13 の移載位置により±10 mm の範囲でずれ、また、角度θも逆となることもあり、常時変動する。
The straightness 21 of the X-axis stage movement and straightness 22 of the Y-axis stage movement depend on the performance of the XY stage, but it is generally about 5 μm, and the mechanical origin of the XY stage (SXO, SYO) 28 is all This is the reference origin of the position and is always the same position.
The position of the reference position (GXO, GYO) 27 on the LCD board 2 is shifted within a range of ± 10 mm depending on the transfer position of the board transfer robot 13, and the angle θ may also be reversed, so it always changes.

LCD 基板 2 の原点位置( GXO ,GYO )27 と LCD 基板 2 内のパターン原点位置(PXO ,PYO )26 の位置関連は、LCD 基板 2 にパターンを露光する露光装置の精度で左右され、実際には、設計値±1 μm 以内である。
パターン原点位置( PXO ,PYO )26 とは、LCD 基板 2 等の検査対象基板面上に蒸着等によって薄い膜(配線、レジスト、等)を形成する時の基準とする位置である。
The positional relationship between the origin position (GXO, GYO) 27 of the LCD board 2 and the pattern origin position (PXO, PYO) 26 in the LCD board 2 depends on the accuracy of the exposure device that exposes the pattern on the LCD board 2, and is actually Is within the design value ± 1 μm.
The pattern origin position (PXO, PYO) 26 is a position used as a reference when a thin film (wiring, resist, etc.) is formed on the surface of the inspection target substrate such as the LCD substrate 2 by vapor deposition or the like.

以上の情報と Y 位置基準検出位置( YALX ,YALY )23 、Y 位置基準検出位置( YARX ,YARY )24 、X 位置基準検出位置(XAX ,XAY)25、Y 位置基準検出位置(YALX ,YALY )から、LCD 基板の基準原点( GXO )までの設計値( YALX − GXO )と X 位置基準検出位置( XAY )から LCD 基板の基準原点( GYO )までの設計値( XAY − GYO )の情報により、
X 軸真直 21 と Y 位置基準面(例えば、Y 位置基準検出位置 23 と 24 )のずれ角θは、以下のように求まる。
The above information and Y position reference detection position (YALX, YALY) 23, Y position reference detection position (YARX, YARY) 24, X position reference detection position (XAX, XAY) 25, Y position reference detection position (YALX, YALY) To the design value (XAY-GYO) from the reference value (YALX-GXO) up to the reference origin (GXO) of the LCD board and the reference position (XAY) of the X position to the reference origin (GYO) of the LCD board.
The deviation angle θ between the X axis straight line 21 and the Y position reference plane (for example, the Y position reference detection positions 23 and 24) is obtained as follows.

θ= tan-1(( YALY − YARY )/( YALX − YARX )‥‥‥式(1)
LCD 基板 2 の基準原点( GYO )は、
GYO = YALY +(( YALX − GXO )× tan θ) ‥‥‥式(2)
LCD 基板 2 の基準原点( GXO )は、
GXO = XAX +(( XAY − GYO )× tan θ) ‥‥‥式(3)
θ = tan -1 ((YALY-YARY) / (YALX-YARX) Equation (1)
The reference origin (GYO) of LCD board 2 is
GYO = YALY + ((YALX-GXO) x tan θ) (2)
The reference origin (GXO) of LCD board 2 is
GXO = XAX + ((XAY-GYO) x tan θ) Equation (3)

以下、LCD 基板 2 の原点位置( GXO ,GYO )27 から LCD 基板 2 内のパターン原点位置( PXO ,PYO )26 までの設計値を加算することにより、XY ステージの機械原点( SXO ,SYO )28 からの相
対位置を算出することが可能となり、LCD 基板 2 内の任意のパターン形成エリアの位置データとθから直線性を補正する。
Below, by adding the design values from the origin position (GXO, GYO) 27 of the LCD board 2 to the pattern origin position (PXO, PYO) 26 in the LCD board 2, the machine origin (SXO, SYO) 28 of the XY stage is added. It is possible to calculate the relative position from the position, and the linearity is corrected from the position data of the arbitrary pattern formation area in the LCD substrate 2 and θ.

上述の実施例では、検査装置を用いて説明したが、本発明は、基板加工装置等、基板を戴置する試料台(ステージを)を用いる、画像処理を使用した装置であれば、いずれの装置でも適用可能である。   In the above-described embodiments, the inspection apparatus has been described. However, the present invention can be applied to any apparatus using image processing that uses a sample stage (stage) on which a substrate is placed, such as a substrate processing apparatus. It is also applicable to a device.

以上のように、検査装置あるいは加工装置の戴置する基板が大型化しても、基板搬送ロボットの移載精度が基準面位置検出用のイメージセンサの視野内に入れば、基板位置決めが容易に実現できる。すなわち、常に安定したXY ステージの走りと基板内パターンの走りのアライメント補正が可能となる。
また、非接触方式のため、メカニカルクランプ機構によるクランプ時の基板端面の破損等も無くなる。
As described above, even if the substrate on which the inspection device or processing device is placed becomes large, if the transfer accuracy of the substrate transfer robot is within the field of view of the image sensor for detecting the reference plane position, the substrate can be easily positioned. it can. That is, it is possible to always perform stable alignment correction of the XY stage running and the in-substrate pattern running.
In addition, because of the non-contact method, the substrate end face is not damaged during clamping by the mechanical clamp mechanism.

本発明の一実施例の全体構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of the present invention. 本発明の位置実施例の位置検出用光学系系統を示す説明図。Explanatory drawing which shows the optical system system for position detection of the position Example of this invention. 本発明の一実施例の検査基板の基準面部の拡大図、基準面を撮像した画像、及び基準面を撮像した画像の輝度波形を示す図。The figure which shows the luminance waveform of the enlarged view of the reference plane part of the test | inspection board of one Example of this invention, the image which imaged the reference plane, and the image which imaged the reference plane. 本発明の直線性を補正する原理を説明するための図。The figure for demonstrating the principle which correct | amends the linearity of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:試料台、 2:LCD基板、 3:X軸ステージ、 4:Y軸ステージ、 5:測定用CCDカメラ、 6:X軸位置検出用光学系、 7:Y軸位置検出用光学系、 8:反射板、 9:LCD基板のY位置基準面、 10:LCD基板のX位置基準面、 11:画像処理装置、 12:モニタ、 13:基板搬送ロボット、 14:位置検出用CCDカメラ、 15:同軸照明部、 16:レンズ、 17:照明用電源、 18:CCDカメラの走査線、 19:輝度波形、 20:パターン形成エリア、 21:X軸真直、 22:Y軸真直、 23:Y位置基準検出位置(YALX,YALY)、 24:Y位置基準検出位置(YARX,YARY)、 25:X位置基準検出位置(XAX,XAY)、 26:パターンの原点位置(PXO,PYO)、 27:LCD基板の基準原点(GXO,GYO)、 28:XYステージの機械原点(SXO,SYO)。   1: Sample stage, 2: LCD substrate, 3: X axis stage, 4: Y axis stage, 5: CCD camera for measurement, 6: Optical system for X axis position detection, 7: Optical system for Y axis position detection, 8 : Reflector, 9: Y position reference plane of LCD substrate, 10: X position reference plane of LCD substrate, 11: Image processing device, 12: Monitor, 13: Substrate transport robot, 14: CCD camera for position detection, 15: Coaxial illumination unit, 16: lens, 17: power supply for illumination, 18: CCD camera scanning line, 19: luminance waveform, 20: pattern formation area, 21: X axis straight, 22: Y axis straight, 23: Y position reference Detection position (YALX, YALY), 24: Y position reference detection position (YARX, YARY), 25: X position reference detection position (XAX, XAY), 26: Pattern origin position (PXO, PYO), 27: LCD board Reference origin (GXO, GYO), 28: XY stage mechanical origin (SXO, SYO).

Claims (9)

被写体像を拡大する顕微鏡と、拡大された被写体像を映像信号としてとらえる撮像装置と、その映像信号から基板内のパターンを認識する画像処理装置と、全体を制御する制御 PC と、を備えた被写体を戴置し任意位置に移動する試料台の位置決め方法において、上記基板の位置決めまたは上記基板端面のアライメントを非接触方式で行うことを特徴とする位置決め方法。 A subject comprising a microscope for enlarging a subject image, an imaging device for capturing the enlarged subject image as a video signal, an image processing device for recognizing a pattern on a substrate from the video signal, and a control PC for controlling the whole In the positioning method of the sample stage which is placed and moves to an arbitrary position, the positioning of the substrate or the alignment of the substrate end face is performed in a non-contact manner. 請求項1に記載の位置決め方法において、基板の端面の映像信号を画像処理により検出して、基板の位置決めまたは基板端面のアライメントの補正を行うことを特徴とする位置決め方法。 2. The positioning method according to claim 1, wherein a video signal of the end face of the substrate is detected by image processing, and the positioning of the substrate or the alignment of the end face of the substrate is corrected. 被写体像を拡大する顕微鏡と、拡大された被写体像を映像信号としてとらえる撮像装置と、その映像信号から基板内のパターンを認識する画像処理装置と、全体を制御する制御 PC と、を備えた被写体を戴置し任意位置に移動する試料台において、上記基板の位置決めまたは上記基板端面のアライメントを非接触方式で行うことを特徴とする試料台。 A subject comprising a microscope for enlarging a subject image, an imaging device for capturing the enlarged subject image as a video signal, an image processing device for recognizing a pattern on a substrate from the video signal, and a control PC for controlling the whole In the sample stage which is placed and moves to an arbitrary position, the substrate is positioned or the substrate end face is aligned in a non-contact manner. 請求項3に記載の試料台において、基板の端面の映像信号を画像処理により検出して、基板の位置決めまたは基板端面のアライメントの補正を行うことを特徴とする試料台。 4. The sample stage according to claim 3, wherein a video signal of the end face of the substrate is detected by image processing, and the positioning of the substrate or the alignment of the end face of the substrate is corrected. 請求項3または請求項4のいずれかに記載の試料台において、基板の端面を撮像する撮像装置と反対側に照明を反射する反射板を装備したことを特徴とする試料台。 5. The sample stage according to claim 3, further comprising: a reflecting plate that reflects illumination on a side opposite to an imaging device that images the end face of the substrate. 被写体像を拡大する顕微鏡と拡大された被写体像を映像信号としてとらえる撮像装置とその映像信号から基板内のパターンを認識する画像処理装置と被写体を任意位置移動する XYZ ステージ部および装置全体を制御する制御 PC からなる寸法測定装置または基板加工装置において上記基板端面のアライメントを非接触方式で行う機能を装備したことを特徴とする寸法測定装置または基板加工装置。 A microscope for enlarging the subject image, an imaging device for capturing the enlarged subject image as a video signal, an image processing device for recognizing a pattern on the substrate from the video signal, an XYZ stage unit for moving the subject at an arbitrary position, and the entire device are controlled. A dimension measuring apparatus or a substrate processing apparatus, characterized in that a dimension measuring apparatus or substrate processing apparatus comprising a control PC is equipped with a function for performing alignment of the substrate end face in a non-contact manner. 請求項6に記載の寸法測定装置または基板加工装置において、基板の端面の映像信号を画像処理により検出して、基板の位置決めまたは基板端面のアライメントの補正を行うことを特徴とする寸法測定装置または基板加工装置。 7. A dimension measuring apparatus or a substrate processing apparatus according to claim 6, wherein a video signal of the end face of the substrate is detected by image processing, and the positioning of the substrate or the alignment of the end face of the substrate is corrected. Substrate processing equipment. 請求項6または請求項7のいずれかに記載の寸法測定装置または基板加工装置において、基板の端面を撮像する撮像装置と反対側に照明を反射する反射板を装備したことを特徴とする寸法測定装置または基板加工装置。 8. A dimension measuring apparatus or a substrate processing apparatus according to claim 6, wherein a reflecting plate for reflecting illumination is provided on the side opposite to the imaging device for imaging the end face of the substrate. Equipment or substrate processing equipment. 請求項6乃至請求項8のいずれか1つに記載の寸法測定装置または基板加工装置において、基板端面のアライメント情報から、基板内パターンのアライメントを検出し補正機能を装備したことを特徴とする寸法測定装置または基板加工装置。 9. The dimension measuring apparatus or the substrate processing apparatus according to claim 6, wherein the dimension measurement apparatus is equipped with a correction function by detecting the alignment of the pattern in the substrate from the alignment information of the substrate end face. Measuring device or substrate processing device.
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