JP2013055266A - Straight line detection method and positioning method of substrate - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a straight line detection method which allows for highly accurate detection of a straight line, e.g., a scribe line, and to provide a positioning method of a substrate.SOLUTION: The straight line detection method includes a step for detecting the position of an edge of a scribe line in the X direction, a step for dividing a detection area into a plurality of selection areas arranged in the Y direction while overlapping the edges each other in the Y direction, a step for detecting the centroid position of the edge in the X direction by performing projection summation of the X direction positions of the edges in the Y direction for each selection area, a labeling step for labeling each centroid position, a step for determining a straight line equation of each edge passing through the coordinate position of each edge, determined by the centroid position of each edge thus labeled in the X direction and the centroid position of each selection area in the Y direction, by applying the least-squares method thereto, a step for detecting the inclination of the scribe line based on the equation, and a step for positioning the substrate.

Description

この発明は、直線検出方法および基板の位置決め方法に関する。   The present invention relates to a straight line detection method and a substrate positioning method.

基板としての半導体ウエハにパターン焼付を実行するときには、スクライブラインが一定方向を向くように、半導体ウエハの角度位置を調整する必要がある。ここで、スクライブラインとは、半導体ウエハをチップに切り分けるダイシングを実行するときのために、チップの境界に引かれるラインのことである。   When pattern printing is performed on a semiconductor wafer as a substrate, it is necessary to adjust the angular position of the semiconductor wafer so that the scribe line faces a certain direction. Here, the scribe line is a line drawn at the chip boundary in order to execute dicing for dividing the semiconductor wafer into chips.

特許文献1には、カメラによりステージ上の半導体ウエハの画像を撮影し、この画像から基準線に対するスクライブラインの角度ずれを求め、求めた角度ずれ分ステージを回動させてウエハの角度ずれを補正するウエハのアライメント方法が開示されている。   In Patent Document 1, an image of a semiconductor wafer on a stage is taken by a camera, an angle deviation of a scribe line with respect to a reference line is obtained from the image, and the angle deviation of the wafer is corrected by rotating the stage by the obtained angle deviation. A wafer alignment method is disclosed.

特開平10-64981号公報JP 10-64981 A

このように基板の位置決めにスクライブラインを利用する場合には、一般的には、スクライブラインのエッジを検出し、連続するエッジの位置を特定することにより、スクライブラインを検出するようにしている。しかしながら、スクライブラインをカメラにより撮影した場合には、一般的に、エッジが不明瞭で、その識別が困難であるという問題がある。このため、スクライブラインを正確に検出することができないという問題がある。   When the scribe line is used for positioning the substrate as described above, generally, the scribe line is detected by detecting the edge of the scribe line and specifying the position of the continuous edge. However, when a scribe line is photographed by a camera, there is generally a problem that an edge is unclear and its identification is difficult. For this reason, there exists a problem that a scribe line cannot be detected correctly.

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、スクライブライン等の直線を高精度に検出することが可能な直線検出方法および基板の位置決め方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a straight line detection method and a substrate positioning method capable of detecting a straight line such as a scribe line with high accuracy.

請求項1に記載の発明は、直線を含む二次元画像から直線を抽出してその位置と傾きを検出する直線検出方法において、前記直線のエッジを抽出するエッジ抽出工程と、前記直線を検出すべき検出エリアをY方向に複数個の選択領域に分割する領域分割工程との両方の工程を実行した後、前記各選択領域における前記エッジのX方向の重心位置を検出する重心検出工程と、前記重心検出工程において検出した各選択領域における前記各エッジのX方向の重心位置を、X方向の位置に基づいてラベリングするラベリング工程と、前記ラベリング工程においてラベリングされた前記各エッジのX方向の重心位置と、前記各選択領域のY方向の重心位置とにより決定される前記各エッジの重心座標位置に対して、最小二乗法を適用することにより、これらの重心座標位置を通る直線の方程式を求める方程式特定工程とを備えたことを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, in a straight line detection method for extracting a straight line from a two-dimensional image including a straight line and detecting its position and inclination, an edge extracting step for extracting the edge of the straight line, and detecting the straight line A center-of-gravity detection step of detecting a center-of-gravity position in the X direction of the edge in each selected region after performing both of the region dividing step of dividing the power detection area into a plurality of selected regions in the Y direction; A labeling step for labeling the center of gravity in the X direction of each edge in each selected area detected in the center of gravity detection step based on the position in the X direction, and the center of gravity in the X direction of each edge labeled in the labeling step And applying the least squares method to the centroid coordinate position of each edge determined by the centroid position of each selected region in the Y direction, Characterized by comprising a equations specifying step of determining the equation of a straight line passing through the center of gravity coordinates of these.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記領域分割工程においては、複数個の選択領域のY方向の端縁が互いに重なる状態となるように、前記検出エリアをY方向に複数個の選択領域に分割する。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, in the region dividing step, the detection area is set to Y so that edges in the Y direction of a plurality of selected regions overlap each other. Divide into multiple selection areas in the direction.

請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、前記検出エリアとして複数の直線を含む検出エリアを設定するとともに、前記ラベリング工程においては、前記重心検出工程で検出した前記各重心位置を、X方向の位置に基づいて、前記各直線に対応する重心位置毎にラベリングする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a detection area including a plurality of straight lines is set as the detection area, and in the labeling step, detection is performed in the center of gravity detection step. The center-of-gravity positions are labeled for each center-of-gravity position corresponding to each straight line based on the position in the X direction.

請求項4に記載の発明は、直線部が形成された基板を位置決めする基板の位置決め方法において、前記直線部のエッジを抽出するエッジ抽出工程と、前記直線部を検出すべき検出エリアをY方向に複数個の選択領域に分割する領域分割工程との両方の工程を実行した後、前記領域分割工程で分割された各選択領域について、前記エッジ抽出工程で検出した前記直線部のX方向のエッジの位置をY方向に射影加算することにより、これらの選択領域における前記直線部のエッジのX方向の重心位置を検出する重心位置検出工程と、前記重心検出工程において検出した各選択領域における前記各エッジのX方向の重心位置を、X方向の位置に基づいて各直線部に対応する重心位置毎にラベリングするラベリング工程と、前記ラベリング工程においてラベリングされた前記直線部のエッジのX方向の重心位置と、前記各選択領域のY方向の重心位置とにより決定される前記各エッジの重心座標位置に対して最小二乗法を適用することにより、これらの重心座標位置を通る前記直線部の方程式を求める方程式特定工程と、前記方程式特定工程で特定された方程式に基づいて直線部の傾きを検出する傾き検出工程と、前記傾き検出工程で検出された傾きに基づいて基板をその主面に平行な平面内で回転させることにより基板を位置決めする位置決め工程とを備えたことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the substrate positioning method for positioning the substrate on which the straight portion is formed, an edge extraction step for extracting an edge of the straight portion, and a detection area where the straight portion is to be detected are set in the Y direction. After performing both of the region dividing step of dividing the selected region into a plurality of selected regions, the X-direction edge of the straight line portion detected in the edge extracting step for each selected region divided in the region dividing step The center of gravity position detection step for detecting the center of gravity position in the X direction of the edge of the straight line portion in these selected regions by projecting and adding the position of Y in the Y direction, and each of the selection regions detected in the center of gravity detection step In the labeling step, the labeling step of labeling the center-of-gravity position of the edge in the X direction for each center-of-gravity position corresponding to each linear portion based on the position in the X direction By applying a least-squares method to the center-of-gravity coordinate position of each edge determined by the center-of-gravity position in the X direction of the edge of the labeled linear part and the center of gravity in the Y direction of each selected region, An equation specifying step for obtaining an equation of the straight line portion passing through the barycentric coordinate position, an inclination detecting step for detecting the inclination of the straight line portion based on the equation specified in the equation specifying step, and an inclination detecting step And a positioning step of positioning the substrate by rotating the substrate in a plane parallel to the principal surface based on the tilt.

請求項1に記載の発明によれば、直線のエッジが不明瞭な場合や、複数本含まれる場合、傷やゴミがある場合においても、直線を高精度に検出することが可能となる。   According to the first aspect of the present invention, it is possible to detect a straight line with high accuracy even when the straight edge is unclear, when a plurality of straight edges are included, or when there are scratches or dust.

請求項2に記載の発明によれば、複数個の選択領域の数を増やすことができることからエッジの検出精度を向上させることができ、また、複数個の選択領域のY方向のサイズを大きくすることができることから不明瞭なエッジを検出することが可能となる。   According to the invention described in claim 2, since the number of the plurality of selection areas can be increased, the edge detection accuracy can be improved, and the size of the plurality of selection areas in the Y direction is increased. This makes it possible to detect an unclear edge.

請求項3に記載の発明によれば、複数の直線を一度に検出することが可能となり、傷やゴミなどの影響を排除できる。   According to the third aspect of the present invention, it becomes possible to detect a plurality of straight lines at once, and to eliminate the influence of scratches and dust.

請求項4に記載の発明によれば、直線部のエッジが不明瞭な場合においても、この直線部を高精度に検出することが可能となる。また、複数個の選択領域の数を増やすことができることから直線部の検出精度を向上させることができ、また、複数個の選択領域のY方向のサイズを大きくすることができることから不明瞭なエッジでも検出することができ、また、ラベリングすることによって傷やゴミなどの影響を小さくすると共に複数の直線の検出が可能となる。このため、基板を精度よく位置決めすることが可能となる。   According to the fourth aspect of the present invention, even when the edge of the straight line portion is unclear, the straight line portion can be detected with high accuracy. In addition, since the number of the plurality of selection areas can be increased, the detection accuracy of the straight line portion can be improved, and the size of the plurality of selection areas in the Y direction can be increased, so that an unclear edge However, the labeling can reduce the influence of scratches and dust and detect a plurality of straight lines. For this reason, it becomes possible to position a board | substrate accurately.

この発明を適用する露光装置100を模式的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing an exposure apparatus 100 to which the present invention is applied. 基板2の移動機構を、カメラ15とともに模式的に示す概要図である。3 is a schematic diagram schematically showing a moving mechanism of a substrate 2 together with a camera 15. FIG. 直線検出および基板の位置決め動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a straight line detection and the positioning operation of a board | substrate. 検出エリアAとスクライブラインを表す3本の直線L1、L2、L3の関係を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the relationship of the detection area A and three straight lines L1, L2, and L3 showing a scribe line. 検出エリアAを分割する状態を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which divides | segments the detection area A typically. エッジの重心位置を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the gravity center position of an edge typically.

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。最初に、この発明を適用する露光装置の構成について説明する。図1は、この発明を適用する露光装置100を模式的に示す斜視図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the configuration of an exposure apparatus to which the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a perspective view schematically showing an exposure apparatus 100 to which the present invention is applied.

この露光装置100は、半導体ウエハ等の基板2に対して、マスク3のパターンを露光するためのものであり、超高圧水銀灯等の光源4と、集光ミラー5と、ダイクロイックミラー6と、フライアイレンズ(複合レンズ)7と、コリメートミラー1とを備える。   The exposure apparatus 100 is for exposing a pattern of a mask 3 onto a substrate 2 such as a semiconductor wafer, and includes a light source 4 such as an ultrahigh pressure mercury lamp, a condenser mirror 5, a dichroic mirror 6, and a fly. An eye lens (compound lens) 7 and a collimator mirror 1 are provided.

この露光装置100においては、光源4から出射された光は、集光ミラー5により集光されてダイクロイックミラー6に入射する。ダイクロイックミラー6においては、そこに入射した光のうち、露光に必要な波長の光のみがフライアイレンズ7に向けて反射される。そして、フライアイレンズ7を通過した光は、コリメートミラー1によりコリメートされて平行光となり、マスク3を介して基板2に照射される。このとき、マスク3および基板2は、フライアイレンズ7を通過した光が互いに重畳する領域に配置されており、均一な照度分布によりパターン露光を実行することが可能となる。   In this exposure apparatus 100, the light emitted from the light source 4 is collected by the condenser mirror 5 and enters the dichroic mirror 6. In the dichroic mirror 6, only light having a wavelength necessary for exposure is reflected toward the fly-eye lens 7 out of the light incident thereon. The light that has passed through the fly-eye lens 7 is collimated by the collimator mirror 1 to become parallel light, and is irradiated onto the substrate 2 through the mask 3. At this time, the mask 3 and the substrate 2 are arranged in a region where the light that has passed through the fly-eye lens 7 overlaps with each other, and pattern exposure can be performed with a uniform illuminance distribution.

図2は、基板2の移動機構を、カメラ15とともに模式的に示す概要図である。   FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing the moving mechanism of the substrate 2 together with the camera 15.

基板2は、支持部材13により支持されている。この支持部材13は、移動機構14により、X、Y、θ方向に移動可能となっている。そして、支持部材13により支持された基板2の画像は、カメラ15により撮像され、後述するように画像処理される。   The substrate 2 is supported by a support member 13. The support member 13 can be moved in the X, Y, and θ directions by the moving mechanism 14. Then, the image of the substrate 2 supported by the support member 13 is captured by the camera 15 and subjected to image processing as will be described later.

次に、この発明に係る直線検出方法および基板の位置決め方法について説明する。図3は、この発明に係る直線検出方法により、基板に形成された直線部としてのスクライブラインを検出して基板を位置決めする直線検出および基板の位置決め動作を示すフローチャートである。また、図4は、検出エリアAとスクライブラインを表す3本の直線L1、L2、L3の関係を模式的に示す説明図である。さらに、図5は、検出エリアAを分割する状態を模式的に示す説明図である。   Next, a straight line detection method and a substrate positioning method according to the present invention will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the straight line detection and the substrate positioning operation for positioning the substrate by detecting a scribe line as a straight line portion formed on the substrate by the straight line detection method according to the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing the relationship between the detection area A and three straight lines L1, L2, and L3 representing scribe lines. Further, FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing a state in which the detection area A is divided.

スクライブラインから成る直線を検出するときには、最初に、基板2を撮影する(ステップS1)。このときには、支持部材13により支持された基板2をカメラ15により撮影することにより、基板2の表面の画像データを取得する。   When detecting a straight line composed of scribe lines, first, the substrate 2 is photographed (step S1). At this time, the image data of the surface of the substrate 2 is acquired by photographing the substrate 2 supported by the support member 13 with the camera 15.

次に、基板2の表面の画像データのうち、スクライブラインを表す直線を検出すべき基板2の表面のX、Y方向の検出エリアAを設定する(ステップS2)。この場合には、図4に示すように、座標(Sx,Sy)から座標(Ex,Ey)に至るX、Y方向の矩形状の検出エリアAが設定される。ここでX方向およびY方向とは、基板2の主面に対して設定された互いに直交する二方向を指す。この方向は、露光装置等に対して適宜設定される方向である。   Next, a detection area A in the X and Y directions on the surface of the substrate 2 that should detect a straight line representing a scribe line in the image data on the surface of the substrate 2 is set (step S2). In this case, as shown in FIG. 4, a rectangular detection area A in the X and Y directions from the coordinates (Sx, Sy) to the coordinates (Ex, Ey) is set. Here, the X direction and the Y direction indicate two directions orthogonal to each other set with respect to the main surface of the substrate 2. This direction is a direction appropriately set for the exposure apparatus or the like.

次に、検出エリアA内の画像に対してエッジ抽出を行うことにより、各領域におけるスクライブラインを表す直線L1、L2、L3のX方向のエッジの位置を抽出する(ステップS3)。この場合においては、検出エリアA内をX方向に微分することにより、Y方向に対して直線L1、L2、L3のエッジの位置を検出する。ここで、微分とは、画像処理におけるエッジ部分の抽出の手法であり、特定の画像に関し、互いに隣接する画素間、あるいは、一定間隔だけ離れた画素間の輝度の差分をとることである。例えば、図4に示す直線L1、L2、L3についてX方向に微分をとるとは、Y方向の各位置において、X方向に隣り合う画素間、あるいは、一定間隔だけ離れた画素間で輝度の差分をとることである。   Next, by performing edge extraction on the image in the detection area A, the positions of the edges in the X direction of the straight lines L1, L2, and L3 representing the scribe lines in each region are extracted (step S3). In this case, the positions of the edges of the straight lines L1, L2, and L3 with respect to the Y direction are detected by differentiating the detection area A in the X direction. Here, differentiation is a technique for extracting an edge portion in image processing, and is to take a luminance difference between pixels adjacent to each other or pixels separated by a certain interval with respect to a specific image. For example, the differentiation in the X direction with respect to the straight lines L1, L2, and L3 shown in FIG. 4 means that the difference in luminance between pixels adjacent in the X direction or between pixels separated by a fixed interval at each position in the Y direction. Is to take.

次に、検出エリアAを、Y方向の端縁が互いに重なる状態でY方向に列設された複数の領域に分割する領域分割工程を実行する(ステップS4)。このときには、最初に、図4に示すように、検出エリアAをY方向にn分割する。ここで、nは2以上の整数である。そして、図4および図5に示すように、n分割された領域から互いに隣接するm個の領域を、n分割された領域を一つずつずらして選択する。ここで、mはnより小さい整数である。これにより、図5に示すように、互いに隣接するm個の領域からなる、K=1からK=n−m+1までの、Y方向の端部が互いに重なるY方向に列設された[n−m+1]個の選択領域が設定される。なお、図5においては、n=8、m=3、n−m+1=6の場合を図示している。   Next, an area dividing step for dividing the detection area A into a plurality of areas arranged in the Y direction with the edges in the Y direction overlapping each other is executed (step S4). At this time, first, as shown in FIG. 4, the detection area A is divided into n parts in the Y direction. Here, n is an integer of 2 or more. Then, as shown in FIGS. 4 and 5, m areas adjacent to each other from the n divided areas are selected by shifting the n divided areas one by one. Here, m is an integer smaller than n. As a result, as shown in FIG. 5, the end portions in the Y direction from K = 1 to K = nm + 1, which are composed of m areas adjacent to each other, are arranged in the Y direction, which overlap each other [n− m + 1] selection areas are set. Note that FIG. 5 illustrates a case where n = 8, m = 3, and n−m + 1 = 6.

そして、[n−m+1]個の各選択領域について、エッジ抽出工程(ステップS3)で検出したエッジのX方向の位置をY方向に射影加算することにより、これらm個の領域におけるエッジのX方向の重心位置を検出する(ステップS5)。ここで、エッジのX方向の位置をY方向に射影加算するとは、図4および図5に示すX方向の微分値をY方向に沿って加算することを意味する。   Then, for each [n−m + 1] selected regions, the X direction positions of the edges detected in the edge extraction step (step S3) are projected and added in the Y direction, so that the X directions of the edges in these m regions are obtained. Is detected (step S5). Here, projecting and adding the position of the edge in the X direction in the Y direction means adding the differential values in the X direction shown in FIGS. 4 and 5 along the Y direction.

図6は、エッジの重心位置を模式的に示す説明図である。   FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing the center of gravity position of the edge.

図6においては、[n−m+1]個の選択領域の各々におけるスクライブラインを表す直線L1における左側のエッジの重心位置をP1、[n−m+1]個の選択領域の各々におけるスクライブラインを表す直線L1における右側のエッジの重心位置をM1、[n−m+1]個の選択領域の各々におけるスクライブラインを表す直線L2における左側のエッジの重心位置をP2、[n−m+1]個の選択領域の各々におけるスクライブラインを表す直線L2における右側のエッジの重心位置をM2、[n−m+1]個の選択領域の各々におけるスクライブラインを表す直線L3における左側のエッジの重心位置をP3、[n−m+1]個の選択領域の各々におけるスクライブラインを表す直線L3における右側のエッジの重心位置をM3で示している。なお、この図において、Thは、エッジの重心位置を検出するときの閾値を示している。ここで、P1、P2、P3とM1、M2、M3の方向が互いに異なるのは、上述した微分時における差分結果の符合に基づくものである。   In FIG. 6, the barycentric position of the left edge of the straight line L1 representing the scribe line in each of [n−m + 1] selected areas is P1, and the straight line representing the scribe line in each of [n−m + 1] selected areas. The center of gravity of the right edge in L1 is M1, the center of gravity of the left edge in the straight line L2 representing the scribe line in each of [n−m + 1] selected areas is P2, and each of [n−m + 1] selected areas. The center of gravity of the right edge of the straight line L2 representing the scribe line at M2 is M2, and the center of gravity of the left edge of the straight line L3 representing the scribe line in each of the [n−m + 1] selected regions is P3, [n−m + 1]. The center of gravity of the right edge of the straight line L3 representing the scribe line in each of the selected areas is indicated by M3 To have. In this figure, Th indicates a threshold when detecting the center of gravity of the edge. Here, the directions of P1, P2, and P3 and M1, M2, and M3 are different from each other based on the sign of the difference result at the time of differentiation described above.

次に、図6において破線で示すように、重心位置検出工程(ステップS5)で検出した各重心位置P1、P2、P3、M1、M2、M3を、X方向の位置に基づいて各直線L1、L2、L3に対応する重心位置毎にラベリングする(ステップS6)。すなわち、X方向の位置の差が一定以下のものを、X方向の各重心位置P1、P2、P3、M1、M2、M3毎にグルーピングする。   Next, as indicated by broken lines in FIG. 6, the center-of-gravity positions P1, P2, P3, M1, M2, and M3 detected in the center-of-gravity position detection step (step S5) are converted into straight lines L1, Labeling is performed for each barycentric position corresponding to L2 and L3 (step S6). That is, those having a difference in position in the X direction equal to or less than a certain value are grouped for each barycentric position P1, P2, P3, M1, M2, and M3 in the X direction.

なお、ラベリングを実行したときに、各グループのデータの個数が予め設定した設定値より小さいものについては、直線ではないものとして、データから除外する。また、スクライブラインを表す直線L1、L2、L3の幅が一定であり、既知である場合には、P1とM1、P2とM2、P3とM3の座標差から直線L1、L2、L3の幅を計算し、既知のスクライブラインの幅と比較することにより、スクライブラインでない直線をデータから除外でき、検出精度を向上させることが可能となる。   When labeling is executed, data whose number of data in each group is smaller than a preset value is excluded from the data as not being a straight line. Further, when the widths of the straight lines L1, L2, and L3 representing the scribe line are constant and known, the widths of the straight lines L1, L2, and L3 are determined from the coordinate difference between P1 and M1, P2 and M2, and P3 and M3. By calculating and comparing with the width of a known scribe line, a straight line that is not a scribe line can be excluded from the data, and detection accuracy can be improved.

そして、各重心位置P1、P2、P3、M1、M2、M3により定まる重心座標位置を通るエッジ直線の方程式を求める(ステップS7)。このときには、各重心位置P1、P2、P3、M1、M2、M3のX座標は、P1、P2、P3、M1、M2、M3のX座標の位置を使用する。また、各重心位置P1、P2、P3、M1、M2、M3のY座標は、下記の式で求めたものを使用する。   Then, an equation of an edge straight line passing through the barycentric coordinate positions determined by the barycentric positions P1, P2, P3, M1, M2, and M3 is obtained (step S7). At this time, the X coordinate positions of P1, P2, P3, M1, M2, and M3 are used as the X coordinates of the gravity center positions P1, P2, P3, M1, M2, and M3. In addition, as the Y coordinates of the center-of-gravity positions P1, P2, P3, M1, M2, and M3, those obtained by the following formula are used.

y=Sy+(m+2k−2)(Ey−Sy)/2n
但し、k=1、2、3・・・[n−m+1]である。
y = Sy + (m + 2k−2) (Ey−Sy) / 2n
However, k = 1, 2, 3,... [Nm + 1].

そして、これにより求められた重心座標位置の座標値に対して最小二乗法を適用することにより、これらの重心座標位置を通る各エッジ直線の方程式を求める。求められた方程式は、各エッジ直線毎に、下記の式であらわされる。   Then, an equation of each edge straight line passing through these barycentric coordinate positions is obtained by applying the least square method to the coordinate values of the barycentric coordinate positions thus obtained. The obtained equation is expressed by the following equation for each edge straight line.

y=ax+b
ここで、各選択領域のY方向の数が少ない場合には各エッジ直線の方程式を求めるときの精度が低下する。これに対して、各選択領域の数を増加させた場合には、各エッジ直線を求めるときの精度は向上するが、これに伴って各選択領域のY方向のサイズが小さくなるために、エッジが不明瞭な場合は傷やゴミなどの影響を受けやすい。このため、この発明においては、検出エリアAをn分割した後m個の領域を選択して、各選択領域をY方向の端縁が互いに重なる状態となるように設定することから、エッジが不明瞭な場合でも検出が可能となり、各エッジ直線を求めるときの精度を向上させながら傷やゴミなどの影響を小さくすることが可能となる。
y = ax + b
Here, when the number of each selected region in the Y direction is small, the accuracy in obtaining the equation of each edge straight line is lowered. On the other hand, when the number of each selection area is increased, the accuracy when obtaining each edge straight line is improved, but the size in the Y direction of each selection area is reduced accordingly, so that the edge is reduced. If it is unclear, it is easily affected by scratches and dust. Therefore, in the present invention, the detection area A is divided into n and then m areas are selected, and the selection areas are set so that the edges in the Y direction overlap each other. Detection is possible even in a clear case, and it is possible to reduce the influence of scratches and dust while improving the accuracy when obtaining each edge straight line.

次に、求められた方程式に基づいてスクライブラインを表すエッジ直線の傾きを検出する(ステップS8)。このときには、スクライブラインのエッジを表すエッジ直線は、複数個検出されており、それらは互いに平行であることから、傾きとしては、各方程式により検出されたものの平均値を利用する。   Next, the inclination of the edge straight line representing the scribe line is detected based on the obtained equation (step S8). At this time, a plurality of edge straight lines representing the edges of the scribe line are detected and they are parallel to each other. Therefore, the average value of those detected by each equation is used as the inclination.

そして、求められたスクライブラインのエッジを表すエッジ直線の傾きに基づいて、図2に示す移動機構14を使用して、基板2をその主面に平行な平面内で回転させることにより、基板2を位置決めする(ステップS9)。   Then, based on the obtained inclination of the edge straight line representing the edge of the scribe line, the substrate 2 is rotated in a plane parallel to the main surface by using the moving mechanism 14 shown in FIG. Is positioned (step S9).

なお、上述した実施形態においては、直線のエッジを抽出するエッジ抽出工程を実行した後に、直線を検出すべきX、Y方向の検出エリアをY方向に複数個の選択領域に分割する領域分割工程を実行しているが、領域分割工程を実行した後にエッジ抽出工程を実行してもよい。   In the above-described embodiment, an area dividing step of dividing the detection area in the X and Y directions in which the straight line should be detected into a plurality of selection areas in the Y direction after executing the edge extracting step of extracting straight edges. However, the edge extraction step may be executed after the region dividing step.

また、上述した実施形態においては、基板に形成された直線部としてのスクライブラインを検出しているが、その他の直線部を検出してもよい。この場合に、この直線部は、上述したY方向に連続するもののみならず、部分的に切断されたものであってもよい。   Further, in the above-described embodiment, the scribe line as the linear portion formed on the substrate is detected, but other linear portions may be detected. In this case, the straight line portion may be not only a portion that continues in the Y direction described above but also a portion that is partially cut.

1 コリメートミラー
2 基板
3 マスク
4 光源
5 集光ミラー
6 ダイクロイックミラー
7 フライアイレンズ
13 支持部材
14 移動機構
15 カメラ
100 露光装置
A 検出エリア
L1 直線
L2 直線
L3 直線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Collimating mirror 2 Board | substrate 3 Mask 4 Light source 5 Condensing mirror 6 Dichroic mirror 7 Fly eye lens 13 Support member 14 Moving mechanism 15 Camera 100 Exposure apparatus A Detection area L1 Straight line L2 Straight line L3 Straight line

Claims (4)

直線を含む二次元画像から直線を抽出してその位置と傾きを検出する直線検出方法において、
前記直線のエッジを抽出するエッジ抽出工程と、前記直線を検出すべき検出エリアをY方向に複数個の選択領域に分割する領域分割工程との両方の工程を実行した後、前記各選択領域における前記エッジのX方向の重心位置を検出する重心検出工程と、
前記重心検出工程において検出した各選択領域における前記各エッジのX方向の重心位置を、X方向の位置に基づいてラベリングするラベリング工程と、
前記ラベリング工程においてラベリングされた前記各エッジのX方向の重心位置と、前記各選択領域のY方向の重心位置とにより決定される前記各エッジの重心座標位置に対して、最小二乗法を適用することにより、これらの重心座標位置を通る直線の方程式を求める方程式特定工程と、
を備えたことを特徴とする直線検出方法。
In a straight line detection method for extracting a straight line from a two-dimensional image including a straight line and detecting its position and inclination,
After performing both the edge extraction step of extracting the edge of the straight line and the region dividing step of dividing the detection area where the straight line should be detected into a plurality of selection regions in the Y direction, A centroid detection step of detecting the centroid position of the edge in the X direction;
A labeling step of labeling the center of gravity in the X direction of each edge in each selection area detected in the center of gravity detection step based on the position in the X direction;
A least square method is applied to the gravity center coordinate position of each edge determined by the gravity center position in the X direction of each edge labeled in the labeling step and the gravity center position in the Y direction of each selection region. An equation specifying step for obtaining an equation of a straight line passing through these barycentric coordinate positions,
A straight line detection method comprising:
請求項1に記載の直線検出方法において、
前記領域分割工程においては、複数個の選択領域のY方向の端縁が互いに重なる状態となるように、前記検出エリアをY方向に複数個の選択領域に分割する直線検出方法。
The straight line detection method according to claim 1,
In the area dividing step, the detection area is divided into a plurality of selection areas in the Y direction so that edges in the Y direction of the plurality of selection areas overlap each other.
請求項1または請求項2に記載の直線検出方法において、
前記検出エリアとして複数の直線を含む検出エリアを設定するとともに、
前記ラベリング工程においては、前記重心検出工程で検出した前記各重心位置を、X方向の位置に基づいて、前記各直線に対応する重心位置毎にラベリングする直線検出方法。
The straight line detection method according to claim 1 or 2,
While setting a detection area including a plurality of straight lines as the detection area,
In the labeling step, a straight line detection method of labeling each gravity center position detected in the gravity center detection step for each gravity center position corresponding to each straight line based on a position in the X direction.
直線部が形成された基板を位置決めする基板の位置決め方法において、
前記直線部のエッジを抽出するエッジ抽出工程と、前記直線部を検出すべき検出エリアをY方向に複数個の選択領域に分割する領域分割工程との両方の工程を実行した後、前記領域分割工程で分割された各選択領域について、前記エッジ抽出工程で検出した前記直線部のX方向のエッジの位置をY方向に射影加算することにより、これらの選択領域における前記直線部のエッジのX方向の重心位置を検出する重心位置検出工程と、
前記重心検出工程において検出した各選択領域における前記各エッジのX方向の重心位置を、X方向の位置に基づいて各直線部に対応する重心位置毎にラベリングするラベリング工程と、
前記ラベリング工程においてラベリングされた前記直線部のエッジのX方向の重心位置と、前記各選択領域のY方向の重心位置とにより決定される前記各エッジの重心座標位置に対して最小二乗法を適用することにより、これらの重心座標位置を通る前記直線部の方程式を求める方程式特定工程と、
前記方程式特定工程で特定された方程式に基づいて直線部の傾きを検出する傾き検出工程と、
前記傾き検出工程で検出された傾きに基づいて基板をその主面に平行な平面内で回転させることにより基板を位置決めする位置決め工程と、
を備えたことを特徴とする基板の位置決め方法。

In the substrate positioning method for positioning the substrate on which the linear portion is formed,
After performing both the edge extracting step of extracting the edge of the straight line portion and the region dividing step of dividing the detection area where the straight line portion is to be detected into a plurality of selection regions in the Y direction, the region dividing step is performed. For each selected area divided in the process, the position of the edge in the X direction of the straight line portion detected in the edge extraction process is projected and added in the Y direction, so that the X direction of the edge of the straight line part in these selected areas A center-of-gravity position detection step for detecting the center-of-gravity position
A labeling step of labeling the center of gravity in the X direction of each edge in each selection area detected in the center of gravity detection step for each center of gravity corresponding to each straight line portion based on the position in the X direction;
The least square method is applied to the center-of-gravity coordinate position of each edge determined by the center-of-gravity position in the X direction of the edge of the straight line portion labeled in the labeling step and the center-of-gravity position in the Y direction of each selected region. An equation specifying step for obtaining an equation of the straight line portion passing through these barycentric coordinate positions,
An inclination detecting step of detecting the inclination of the straight line portion based on the equation specified in the equation specifying step;
A positioning step of positioning the substrate by rotating the substrate in a plane parallel to its principal surface based on the tilt detected in the tilt detection step;
A method for positioning a substrate, comprising:

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