JPS62154116A - Positioning device - Google Patents

Positioning device

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Publication number
JPS62154116A
JPS62154116A JP29591485A JP29591485A JPS62154116A JP S62154116 A JPS62154116 A JP S62154116A JP 29591485 A JP29591485 A JP 29591485A JP 29591485 A JP29591485 A JP 29591485A JP S62154116 A JPS62154116 A JP S62154116A
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JP
Japan
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pattern
axis
deviation
axis direction
line sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP29591485A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigehiro Fuwa
不破 茂裕
Naoki Fujii
直樹 藤井
Toshikazu Hatsuse
初瀬 利和
Masaru Ito
勝 伊藤
Toshiaki Wada
和田 俊朗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Citizen Watch Co Ltd
Proterial Ltd
Original Assignee
NEC Corp
Citizen Watch Co Ltd
Sumitomo Special Metals Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Citizen Watch Co Ltd, Sumitomo Special Metals Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP29591485A priority Critical patent/JPS62154116A/en
Publication of JPS62154116A publication Critical patent/JPS62154116A/en
Priority to US07/168,540 priority patent/US4794736A/en
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  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the deflecting information on a member to be detected against a specific position from the 1-dimensional pattern information obtained from a line sensor by means of a simple arithmetic equation. CONSTITUTION:The position information Yn on the Y axis direction of a center axis 4 corresponding to the distance between a specific position 2 set to a reference axis X and the axis 4 of a pattern 1 is defined as Yn=K.(n1+n2)/2, where K shows a coefficient decided by the picture element size, etc. together with n1 and n2 showing the clock count values up to the rise and fall of the pattern 1 on the basis of the position 2 respectively. At the same time, the position information Xn which defines the axis Y in the direction of the axis X where a line sensor 5 crosses the pattern 1 as a reference specific position 6 is also calculated as necessary from Xn=K.(n2-n1)/2.tantheta. Based on these position information, an object mounting stage, etc. can be driven with highly accurate control.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、物体な載置台に固定し、この載置台を移動
制御してその物体な載置台外の所定の特定位置に対し精
度高く、かつ高速に位置決めするための位置合せ装置に
関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention fixes an object to a mounting table, controls the movement of this mounting table, and moves the object to a predetermined specific position outside of the mounting table with high precision. The present invention also relates to a positioning device for high-speed positioning.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

物体例えば半導体ウェー・・のような被加工部材を、X
、Y軸方向及びθ方向に各別に可動し得る載置台に、固
定し、例えば方形状チップに切断する切断機等において
は、所定の位置に配置した切断砥石の刃に対し被加工部
材の切断位置が正しく対向するように、前記載置台をX
、YまたはZ軸方向に精度高(駆動して被加工部材の位
置決めをすることが必要である。
An object to be processed, such as a semiconductor wafer, is
For example, in a cutting machine that cuts into rectangular chips, the workpiece is fixed to a mounting table that can be moved separately in the Y-axis direction and the θ direction. Place the mounting base in the X position so that they are facing each other correctly.
, it is necessary to position the workpiece by driving with high precision in the Y or Z axis direction.

そのための従来の方法は、例えば特開昭59−1766
10号公報に記されているように被加工部材上の切断す
べき位置を含む領域を二次元像として撮像し、この撮像
出力をその二次元像のX及びY軸方向について微分する
ことにより切断すべき位置に形成されているストリート
の存在を検出することによって位置決めしている。
Conventional methods for this purpose include, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-1766.
As described in Publication No. 10, cutting is performed by capturing a two-dimensional image of a region including the position to be cut on the workpiece, and differentiating the image output with respect to the X and Y axis directions of the two-dimensional image. Positioning is performed by detecting the presence of a street formed at the desired location.

また、特公昭59−43820号公報には、第一の識別
パターンを有する第一の物体と、第二の識別パターンを
有する第二の物体の位置整合精度を向上させるため、そ
れら各識別パターンを光学的に重量して結像されろ光像
を、X軸方向とY軸方向てついて受光する各撮像素子に
投映し、これにより得られたX軸方向の映像信号及びY
軸方向の映像信号にもとづいて、前記第一の物体と第二
の物体の相対的X軸方向及びY軸方向の偏位を求め、こ
の偏位がなくなるように相対的に移動させて両者の位置
合せをするようにした位置整合装置が示されている。
Furthermore, in Japanese Patent Publication No. 59-43820, in order to improve the position matching accuracy of a first object having a first identification pattern and a second object having a second identification pattern, each identification pattern is A light image that is optically formed in a heavy manner is projected onto each image sensor that receives light in the X-axis direction and Y-axis direction, and the resulting image signals in the X-axis direction and Y-axis are
Based on the video signal in the axial direction, the relative deviations of the first object and the second object in the X-axis direction and the Y-axis direction are determined, and the two objects are moved relative to each other so that the deviations are eliminated. An alignment device adapted for alignment is shown.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記の従来技術によれば、半導体ウェー八等の被加工部
材を比較的高精度に、被加工部材の所定位置を加工具の
刃部に位置合せすることが可能である。しかしながら上
記公報記載の何れの方法も、被加工部材を二次元的画像
の形で光電変換することにより得られる映像信号を処理
するようにしているため、偏位情報を得るための信号処
理て比較的長時間を要するばかりではな(、二次元画像
を検出しているための分解能に制限を受けるので、被加
工部材の充分な位置検出精度が得難い等の問題があった
According to the above-mentioned conventional technology, it is possible to align a predetermined position of a workpiece such as a semiconductor wafer with a blade of a processing tool with relatively high precision. However, since all of the methods described in the above publications process video signals obtained by photoelectrically converting the workpiece into a two-dimensional image, comparisons are made using signal processing to obtain deviation information. This method not only takes a long time, but also has problems such as difficulty in obtaining sufficient position detection accuracy of the workpiece because the resolution is limited due to the detection of a two-dimensional image.

この発明の目的は、そのような従来技術における問題点
を解決するため、被位置合せ物体の所定位置に対する位
置の偏位情報を、従来方法よりもより一層、高速処理が
可能で、かつ高分解能をもって検出可能な、従って位置
合せ精度を一段と向上し得る位置合せ装置を提供しよう
とするものである。
The purpose of the present invention is to solve the problems in the prior art by providing a method that can process position deviation information of an object to be aligned with respect to a predetermined position at a higher speed and with higher resolution than the conventional method. It is an object of the present invention to provide an alignment device that can detect the position of the target object and, therefore, can further improve the alignment accuracy.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の目的を達成するため、この発明は、所定の特定位
置に対しX−Y座標の少なくとも一方の座標軸の位置を
基準にした当該座標軸方向または/および他方軸方向の
位置が検出可能な偏位検出パターンを有する物体を載置
する載置台と、該パターンの上記X−Y座標の少なくと
も一方の座標軸方向の直線像に対応した検出信号を発生
するラインセンサーを含む偏位検出手段と、該偏位検出
手段からの前記特定位置を基準とする位置情報と、前記
載置台上に正しく上記物体が載置された場合の既知の前
記特定位置を基準とする基準位置情報と比較および演算
することにより、Y軸方向または/およびX軸方向の前
記物体と前記特定位置との偏位量を演算し該偏位量に対
応した制御信号を発生する演算・制御回路からなり、該
制御信号により前記載置台を駆動制御することを特徴と
するものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a deviation in which the position in the X-Y coordinate axis direction and/or the other axis direction can be detected with respect to the position of at least one coordinate axis of the X-Y coordinates with respect to a predetermined specific position. a mounting table on which an object having a detection pattern is placed; a deviation detection means including a line sensor that generates a detection signal corresponding to a linear image of the pattern in at least one of the X-Y coordinate axis directions; By comparing and calculating the position information based on the specific position from the position detection means and the reference position information based on the known specific position when the object is correctly placed on the mounting table. , comprises an arithmetic/control circuit that calculates the amount of deviation between the object and the specific position in the Y-axis direction and/or the X-axis direction and generates a control signal corresponding to the deviation amount, and the control signal causes the above-mentioned It is characterized by driving and controlling the mounting table.

〔作用〕[Effect]

第1図(A)は、この発明において、被位置合せ物体(
以下便宜上「被検部材」という。)に予じめ形成する偏
位検出パターン(以下「パターン」という。)の基本形
1と、載置台外の特定位置にその載置台の変位に対し固
定的に設けた偏位検出手段のラインセンサ5との関係を
示している。同図において、所定位置に該パターン1を
形成した上記被検部材の直交座標軸で示した基準X軸の
位置2は、前記載置台外の固定特定位置とし、ラインセ
ンサのOビット目と一致しており、これに上記被検部材
の破線の直線で示す位置合せ線6を位置合せするものと
してこの発明装置の原理的な作用を説明する。
FIG. 1(A) shows that in this invention, the object to be aligned (
Hereinafter, for convenience, this will be referred to as the "tested member." ) A basic form 1 of the deviation detection pattern (hereinafter referred to as "pattern") formed in advance on the mounting table, and a line sensor as a deviation detection means fixedly provided at a specific position outside the mounting table in response to the displacement of the mounting table. It shows the relationship with 5. In the figure, position 2 of the reference X-axis indicated by the orthogonal coordinate axes of the test member on which the pattern 1 is formed at a predetermined position is a fixed specific position outside the mounting table, and coincides with the O-th bit of the line sensor. The principle operation of the apparatus of the present invention will be explained assuming that the positioning line 6 shown by the broken straight line of the above-mentioned member to be inspected is aligned therewith.

パターン1は、例えばAIなど反射効率のよい薄膜で形
成されており、Y軸方向が中心軸4を中心に軸対称の形
でX軸方向に変化する形状をなしている(以下吹膨と略
称する)。このパターン1の光学像に対し、偏位検出手
段の例えばクロックパルスC(第2図参照)で、駆動す
るようにしたCODのようなラインセンサ5が、図示の
如き位置関係となるように、載置台上の被検部材が載置
された場合のラインセンサ5からの検出信号は、そのラ
インセンサ5を駆動するクロックパルスCの周期で取り
出される。これをアナログ表示で示すと第1図(B)の
ような出力波形図で示すことができる。この出力波形は
、パターン1のラインセンサ5の位置ておけるY軸方向
の直線図形に対応し、その位置におけるパターン幅とY
軸方向の位置情報Ynを含んでいる。
The pattern 1 is formed of a thin film with good reflection efficiency, such as AI, and has a shape in which the Y-axis direction changes in the X-axis direction in an axially symmetrical manner about the central axis 4 (hereinafter abbreviated as bulge). do). With respect to the optical image of this pattern 1, a line sensor 5 such as a COD which is driven by a clock pulse C (see FIG. 2) of a deviation detecting means, for example, is placed in a positional relationship as shown in the figure. A detection signal from the line sensor 5 when the test member is placed on the mounting table is taken out at the cycle of the clock pulse C that drives the line sensor 5. This can be shown in an analog representation as an output waveform diagram as shown in FIG. 1(B). This output waveform corresponds to a straight line figure in the Y-axis direction at the position of line sensor 5 of pattern 1, and corresponds to the pattern width and Y-axis at that position.
It includes axial position information Yn.

すなわち、基準X1lllK設定した上記特定位置2か
ら、パターン1の中心軸4までの距離に対応した中心軸
4のY軸方向の位置情報Ynは、次式(1)から容易に
求めることができる。
That is, the positional information Yn of the central axis 4 in the Y-axis direction corresponding to the distance from the specific position 2 set as the reference X1lllK to the central axis 4 of the pattern 1 can be easily obtained from the following equation (1).

Y n = K・(nl−)n、)/2・・・・・・・
・・・・・・・・(1)なお、係数にはラインセンサの
画素サイズと顕微鏡倍率より求められる常数で01およ
びn、は、特定位置2を原点にしてパターン1の立上り
および立下りまでのクロックパルスをそれぞれ計数して
得た計数値である。
Y n = K・(nl−)n, )/2・・・・・・・
・・・・・・・・・(1) The coefficients are constants obtained from the pixel size of the line sensor and the magnification of the microscope, and 01 and n are constants from the specific position 2 to the rising and falling edges of pattern 1. This is the count value obtained by counting each clock pulse.

また、必要に応じ次式(2)を演算することによって、
上記ラインセンサ5がパターン1に交叉するX軸方向の
Y軸を基準の特定位置6とする位置情報Xnも容易に算
出することができる。
Also, by calculating the following equation (2) as necessary,
It is also possible to easily calculate the positional information Xn in which the line sensor 5 uses the Y-axis in the X-axis direction that intersects the pattern 1 as the reference specific position 6.

すなわち、図示のパターン1を、載置台外の固定特定位
置に対し、第1図(A)に破線の直線で表示した被検部
材の位置合せ位置6を基準にして定めたY軸方向の位置
が、丁度パターン1の中心軸4に一致する関係に形成し
ておけば、その間の既知の距離Yhと前記(1)式の演
算結果値YnO差を求めることによって、載置台外の固
定特定位置2に対するその載置台上の被検部材の位置合
せすべきY軸方向の位置の偏位量(Y h −Y n 
)が得られろ。また要すれば、同様にして基準Y軸6を
基準としたX軸方向の偏位量も同時に演出することも可
能である。
That is, the position of the illustrated pattern 1 in the Y-axis direction is determined with respect to the fixed specific position outside the mounting table based on the alignment position 6 of the test member indicated by the broken straight line in FIG. 1(A). is formed in a relationship that exactly coincides with the central axis 4 of pattern 1, the fixed specific position outside the mounting table can be determined by calculating the difference between the known distance Yh between them and the calculation result value YnO of equation (1) above. The amount of deviation (Y h - Y n
) can be obtained. Furthermore, if necessary, it is also possible to simultaneously produce the amount of deviation in the X-axis direction with respect to the reference Y-axis 6.

従って、その偏位量に応じて、載置台をY軸方向および
/またはX軸方向に、その偏位量が零となるように載置
台を移動制御すれば、被検部材の位置合せすべき位置6
は、載置台外の固定特定位置2と一致することとなり、
その被検部材を所定の正しい位置に位置決めすることが
できる。
Therefore, if the mounting table is controlled to move in the Y-axis direction and/or X-axis direction according to the amount of deviation so that the amount of deviation becomes zero, the position of the member to be inspected should be aligned. position 6
coincides with the fixed specific position 2 outside the mounting table,
The member to be inspected can be positioned at a predetermined correct position.

なお、パターン1の各エツジの特定位置を基準とする位
置情報に対応するクロックパルスの各計数値n1、n、
を得る具体的な手段としては、例えば、リセット可能な
2個のパルスカウンタを前記ラインセンサの駆動用クロ
ックパルスにより同時かつ同期して動作させ、その一方
は、第1図(B)波形図に示したラインセンサの出力波
形の前ぶちのタイミングt1までの期間におけるクロッ
クパルスの数01を他方は同波形図の後ぶちのタイミン
グt2までの期間のクロックパルスの数02を各別に計
数するように構成する。
Note that each count value n1, n, of the clock pulse corresponding to the position information based on the specific position of each edge of pattern 1 is
As a specific means for obtaining the above, for example, two resettable pulse counters are operated simultaneously and synchronously by the clock pulse for driving the line sensor, and one of them operates as shown in the waveform diagram in FIG. 1(B). The number 01 of clock pulses in the period up to timing t1 at the beginning of the output waveform of the line sensor shown in the diagram is counted separately, and the number 02 of clock pulses in the period up to timing t2 at the end of the same waveform diagram is counted separately. Configure.

このように構成した2個のパルスカウンタな、第1図(
A)の特定位置2からパターン1の中心軸4までの所定
の既知の正確な距離のY軸方向の線画像を、ラインセン
サ5によって順次取り出すに必要なりロックパルス数だ
け先行したタイミングでリセットするように動作させn
ば、tlおよびt2のタイミングにおける各計数値n、
 、n2は、第1図(A)に示したパターン1の上下エ
ツジ部のY軸方向の位置情報に相当し容易に上記(1)
あるいは(2)式を演算することができる。
The two pulse counters configured in this way are shown in Figure 1 (
The line image in the Y-axis direction at a predetermined known and accurate distance from the specific position 2 of A) to the central axis 4 of the pattern 1 is reset at a timing preceded by the number of lock pulses necessary for the line sensor 5 to sequentially take out line images. make it work like this
For example, each count value n at the timing of tl and t2,
, n2 corresponds to the positional information in the Y-axis direction of the upper and lower edges of pattern 1 shown in FIG.
Alternatively, equation (2) can be calculated.

このように、この発明装置においては、上述の如き形状
のパターンをラインセンサによって得うれる一次元的な
画像情報から、特定位置に対する被検部材の偏位情報を
検知し、しかも、極めて簡単な演算式によって偏位量を
算出することができるので、極めて高速にその偏位量を
求めることができる。
In this way, the device of this invention detects the deviation information of the member to be inspected with respect to a specific position from the one-dimensional image information obtained from the above-mentioned shaped pattern by the line sensor, and can Since the amount of deviation can be calculated using an arithmetic expression, the amount of deviation can be obtained extremely quickly.

すなわち、従来は二次元的情報を用いて位置決め位置を
検出しているので、例えば画素数が512X512の画
像センサを用いるものとすれば、それらの全画素情報を
演算処理装置に取り込んで演算処理しなければならず、
かなりの演算処理時間を要することになる。これに比較
しこの発明ではう、インセンサによって得られる一次元
的情報を用いて位置決めするものであり、しかもライン
センサとして画素数が2048〜4096個の既存のも
のを用いることが可能で、これにより大幅な処理時間の
短縮が可能となる。
In other words, conventionally, the positioning position is detected using two-dimensional information, so if an image sensor with a pixel count of 512 x 512 is used, for example, all of the pixel information is taken into a processing unit and processed. must,
This will require a considerable amount of calculation processing time. In comparison, this invention uses one-dimensional information obtained by an in-sensor to perform positioning, and it is possible to use an existing line sensor with a pixel count of 2,048 to 4,096. This enables a significant reduction in processing time.

また、従来の二次元的情報を用いるものでは、この発明
のようにラインセンサを用いるものに比べて、全体の画
素数は多いが、線画像情報で考えれば既存のラインセン
サでは、画素数が2048または4096であることか
ら明らかなように、ラインセンサの方が画素数が多くな
るので、分解能もそれに応じて高くなる。従って、この
発明のものでは、処理時間の短縮に加えて位置合せ精度
が一段と向上することになる。
Furthermore, in conventional systems that use two-dimensional information, the total number of pixels is larger compared to systems that use line sensors as in this invention, but when considering line image information, existing line sensors have a large number of pixels. As is clear from the fact that the number of pixels is 2048 or 4096, the line sensor has a larger number of pixels, so its resolution is correspondingly higher. Therefore, with the present invention, not only the processing time is shortened but also the alignment accuracy is further improved.

従来二次元的情報を得るために使用されているエリアセ
ンサでは画素毎に設けた信号線が画素と画素の間に配置
されている構造のために画素サイズて制約があるので画
素密度を上げることができない。これに対しラインセン
サでは前記信号線が画素の左、右に引出すことが可能な
ため前記エリアセンサに比較し画素サイズを小さくする
ことができると共に画素密度も上げることができる。
Conventionally, area sensors used to obtain two-dimensional information have a structure in which a signal line provided for each pixel is placed between pixels, which limits the pixel size, so it is necessary to increase the pixel density. I can't. On the other hand, in the line sensor, the signal line can be drawn out to the left and right of the pixel, so the pixel size can be made smaller and the pixel density can be increased compared to the area sensor.

尚、将来製造技術が向上し画素サイズが小さくなっても
前記した構造上の差異は変らないので画素密度て関して
は依然としてその差を縮めることはできない。
Incidentally, even if the manufacturing technology improves in the future and the pixel size becomes smaller, the above-mentioned structural difference will not change, so the difference in pixel density will still not be reduced.

〔実施例〕〔Example〕

第2図は、この発明装置の実施例の一例を示す構成図で
ある。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of an embodiment of the device of the present invention.

同図において、21は被検部材の載置台で、回転テーブ
ル22と、この回転テーブル22をY軸方向に変位させ
るためのX軸可動テーブル23と、このX軸可動テーブ
ル26を前記回転テーブル22とともにX軸方向に変位
させるためのX軸可動テーブル24とから構成してあり
、それら各テーブル22.26.24は駆動回路25か
らの駆動信号により各別に駆動されるように構成しであ
る。
In the same figure, reference numeral 21 denotes a mounting table for the member to be tested, which includes a rotary table 22, an X-axis movable table 23 for displacing the rotary table 22 in the Y-axis direction, and an X-axis movable table 26 that is placed on the rotary table 22. and an X-axis movable table 24 for displacement in the X-axis direction, and each of the tables 22, 26, 24 is configured to be driven individually by a drive signal from a drive circuit 25.

被検部材26は、その載置台21上の回転テーブル22
0所定位置に載置し保持する。
The member to be inspected 26 is placed on the rotary table 22 on the mounting table 21.
0 Place and hold in the specified position.

27は、加工具駆動部であって、例えば切断機の場合に
は、回転型の切断砥石28等の回転および上下方向を、
駆動回路25から導かれるそれぞれの駆動信号により駆
動する。この切断砥石28の位置が載置台21外の特定
位置に相当する。該切断砥石28は駆動回路25からの
切断制御信号によってZ方向に可動制御され、被検部材
26をX軸方向に切断し得るよ5に構成しである。
Reference numeral 27 denotes a processing tool drive unit, which in the case of a cutting machine, for example, controls the rotation and vertical direction of a rotary cutting wheel 28, etc.
They are driven by respective drive signals derived from the drive circuit 25. The position of this cutting whetstone 28 corresponds to a specific position outside the mounting table 21. The cutting whetstone 28 is movably controlled in the Z direction by a cutting control signal from the drive circuit 25, and is configured to be able to cut the member to be inspected 26 in the X axis direction.

その特定位置は、詳細を後記する偏位検出手段29に対
して既知の距離を隔てた正しい位置に設定してあり、ま
た上記偏位検出手段29もまた、回転テーブル22上に
載置される被検部材の所定位置に形成したパターンを、
確実に検出し得る位置に正しく設定されている。
The specific position is set at a correct position separated by a known distance from a deviation detection means 29, the details of which will be described later, and the deviation detection means 29 is also placed on the rotary table 22. The pattern formed at a predetermined position on the part to be inspected is
It is set correctly in a position where it can be detected reliably.

この実施例では、被検部材26に設けたパターンが、例
えば光学的に検出可能な形態で形成しであるものとし、
偏位検出手段29は、これに対処する構成を有する。
In this example, it is assumed that the pattern provided on the test member 26 is formed in a form that can be detected optically, for example,
The deviation detection means 29 has a configuration that deals with this.

すなわち、偏位検出手段29は、光源60からの光束を
ハーフミラ−61を介して被検部材26のパターンに導
くとともて、そのパターン1の顕微光像をラインセンサ
5に投影し得るように一体構成さnている。そして、そ
のラインセンサ5は、さきに第1図(A)により説明し
た関係に配置してあり、被検部材260所定位置に存在
させたパターンが、その被検部材26を回転テーブル2
2上に保持させたとき、必ずラインセンサ5上に投影さ
れる関係に、載置台21外の位置に固定的に設けである
That is, the deviation detecting means 29 guides the light beam from the light source 60 to the pattern of the test member 26 via the half mirror 61, and projects the microscopic light image of the pattern 1 onto the line sensor 5. It is constructed in one piece. The line sensor 5 is arranged in the relationship explained above with reference to FIG.
It is fixedly provided at a position outside the mounting table 21 so that it is always projected onto the line sensor 5 when it is held on the mounting table 21.

従って、例えばパターンが、第1図(A)に示した基本
形の形状を有する場合には、ラインセンサ5の出力をサ
ンプルホールド回路62に導くことによって得られる検
出信号は、第1図(B)の如くなる。
Therefore, for example, if the pattern has the basic shape shown in FIG. 1(A), the detection signal obtained by guiding the output of the line sensor 5 to the sample-hold circuit 62 is as shown in FIG. 1(B). It will be like this.

このサンプルホールド回路32の出力は、A/D変換器
66を介してディジタル化してメモリ64に導き、演算
・制御回路35からのアドレス信号によりX−Y座標軸
の位置に相当する所定のアドレス位置に順次記憶させる
The output of this sample and hold circuit 32 is digitized via an A/D converter 66 and led to a memory 64, and is placed at a predetermined address position corresponding to the position of the X-Y coordinate axes by an address signal from the arithmetic/control circuit 35. Memorize sequentially.

演算・制御回路65は、前記(1)および(2)式の演
算に必要、なアドレスの記憶値nI、n2 をメモリ6
4から取り込んで、それら各式の演算を行なうとともに
、各演算結果値Yn、Xnを既知の各基準値Y n’、
X n’との差に対応したY軸方向の偏位量(Yn’−
Yn)、(Xn’−Xn)を算出し、これらの偏位量を
補正する制御信号を出力するように構成されている。ま
た後記する形状のパターンを形成した被検部材26を回
転テーブル22に載置した場合には、被検部材26の回
転偏位量を演算し、その補正制御信号をも出力可能とな
っている。
The arithmetic/control circuit 65 stores the stored values nI, n2 of the addresses necessary for the calculations of equations (1) and (2) in the memory 6.
4, calculate each of these equations, and convert each calculation result value Yn, Xn to each known reference value Yn',
The amount of deviation in the Y-axis direction corresponding to the difference from X n'(Yn'-
Yn) and (Xn'-Xn), and outputs a control signal for correcting these deviations. Furthermore, when a member to be inspected 26 on which a pattern of a shape to be described later is formed is placed on the rotary table 22, the amount of rotational deviation of the member to be inspected 26 can be calculated and a correction control signal thereof can also be output. .

上記駆動回路25は、それらの各制御信号によって載置
台21のY軸可動テーブル26およびX軸可動テーブル
24ならびに回転テーブル22をそnぞれの偏位量に対
応した方向および距離だけ駆動する。しかして前記偏位
量が零となった時、各制御信号も零となり載置台21を
構成する各部22.26.24は、それぞれ制御された
位置に停止する。
The drive circuit 25 drives the Y-axis movable table 26, the X-axis movable table 24, and the rotary table 22 of the mounting table 21 by directions and distances corresponding to the respective deviation amounts n. When the amount of deviation becomes zero, each control signal also becomes zero, and each part 22, 26, 24 constituting the mounting table 21 stops at a controlled position.

この状態においては、載置台21上の被検部材の特定位
置、すなわち切断砥石28の位置に位置合せすべき位置
は、第1図(A)、(B)により説明したように、その
固定特定位置に一致するように、載置台21の移動によ
り変位していることになる。
In this state, the specific position of the test member on the mounting table 21, that is, the position to be aligned with the position of the cutting wheel 28, is determined by its fixed position, as explained with reference to FIGS. 1(A) and (B). This means that it is displaced by the movement of the mounting table 21 so as to match the position.

第3図は、被検部材のパターン形成位置を半導体ウェー
ハ41を例にとって示したものである。
FIG. 3 shows a pattern forming position on a member to be inspected, taking a semiconductor wafer 41 as an example.

点線42−1〜42−(n−・1)は、切断すべきY軸
方向の位置を示し、また、43−1〜43−mは、その
ウェーハ41上に形成された例えばICチップである。
Dotted lines 42-1 to 42-(n-·1) indicate positions in the Y-axis direction to be cut, and 43-1 to 43-m indicate, for example, IC chips formed on the wafer 41. .

この例では、刃先が切断位置に一致するように固定して
配置した切断砥石の刃先(第2図の28)の位置を特定
位置とし、この位置にウェーハ41のY軸方向に並ぶ切
断位置42−1〜42−(n−1)を順次位置合せする
ものである。そのために各切断位置42−1〜42−(
n−1)から既知の距離Yhをそれぞれ隔てた中心軸4
に対し、軸対称に第1図により説明した楔形の偏位検出
パターン1−1・1〜1−n・2nが、両側方で対をな
、すように切断位置42−1〜42−(n−1)のライ
ンに平行な上記中心軸4を共通の中心軸にした形状で、
光学的に読み出し可能な形態によって形成しである。
In this example, the position of the blade edge (28 in FIG. 2) of the cutting wheel fixedly arranged so that the blade edge coincides with the cutting position is defined as a specific position, and the cutting position 42 aligned in the Y-axis direction of the wafer 41 is at this position. -1 to 42-(n-1) are aligned sequentially. For this purpose, each cutting position 42-1 to 42-(
central axes 4 separated by a known distance Yh from n-1)
On the other hand, the wedge-shaped deviation detection patterns 1-1, 1 to 1-n, and 2n, which are axially symmetrical and explained with reference to FIG. With a shape in which the central axis 4 parallel to the line n-1) is a common central axis,
It is formed by an optically readable form.

このようにパターン1−1・1〜l −n −2nを形
成した半導体ウェーハ41を被検部材に用いて、第2図
の実施例の構成により実施することにより、その対をな
す、例えば1−1Φ1および1−1・2の一対のパター
ンの5ちの一方のパターン1−1・1を用いて、さきに
説明したようにY軸方向およびX軸方向の偏位量を求め
ることができる。また、対をなす各パターン例えば1−
1・1,1−1・2のパターンについてそれぞれY軸方
向もしくはX軸方向の偏位量を求め、これを比較するこ
と圧よって、載置台21上の半導体ウェーハのX−Y座
標軸の回転角θの偏位角も容易に検出し得る利点がある
By using the semiconductor wafer 41 on which the patterns 1-1.1 to l-n-2n are formed as a member to be tested and performing the test according to the configuration of the embodiment shown in FIG. Using one of the five patterns 1-1/1 of the pair of patterns -1Φ1 and 1-1/2, the amount of deviation in the Y-axis direction and the X-axis direction can be determined as described above. Also, each pattern forming a pair, for example 1-
By determining the amount of deviation in the Y-axis direction or the X-axis direction for patterns 1, 1, 1-1, and 2, and comparing them, the rotation angle of the X-Y coordinate axes of the semiconductor wafer on the mounting table 21 can be determined. There is an advantage that the deviation angle of θ can also be easily detected.

第2図の実施例の構成では、演算・制御回路65は、そ
のような回転偏位角θを演算することによって、その偏
位角θに対応した制御信号を駆動回路25に供給し、も
って載置台21の回転テーブル22の回転角を制御する
ようにして偏位角θを補正する。また演算・制御回路6
5は前記載置台21の制御とともに切断砥石28の被検
部材に対するZ軸方向の駆動に対応する制御信号を駆動
回路25に供給する。
In the configuration of the embodiment shown in FIG. 2, the calculation/control circuit 65 calculates such a rotational deviation angle θ, supplies a control signal corresponding to the deviation angle θ to the drive circuit 25, and thereby The deviation angle θ is corrected by controlling the rotation angle of the rotary table 22 of the mounting table 21. Also, the calculation/control circuit 6
5 supplies the drive circuit 25 with a control signal corresponding to the control of the mounting table 21 and the drive of the cutting grindstone 28 in the Z-axis direction with respect to the member to be inspected.

つぎに、この発明における被検部材の偏位検出パターン
の変形例を、第4図(A)、第5図、第6図および第7
図(A)、第8図(A)にそれぞn示す。
Next, modified examples of the deviation detection pattern of the tested member in this invention are shown in FIGS. 4(A), 5, 6, and 7.
FIG. 8(A) and FIG. 8(A) respectively show n.

なお、これらの各変形例は、載置台21上の被検部材の
載置誤差が大きい場合に適用すると、この発明の効果を
得ろうえに最適なものである。
It should be noted that each of these modifications is optimal for obtaining the effects of the present invention when applied when the mounting error of the test member on the mounting table 21 is large.

第4図(A)は、2つの楔形パターンを逆向きに組み合
せた形状のものを、第1図(A)と同様に、ラインセン
サ5への投影像の位置関係図をもって示したものである
FIG. 4(A) shows a shape in which two wedge-shaped patterns are combined in opposite directions, with a positional relationship diagram of the projected image on the line sensor 5, similar to FIG. 1(A). .

すなわち、個々のパターン44−1.44−2は、X軸
方向に平行しY軸方向に隔てた2つの中心軸45−1.
45−2をそnぞれ軸対称にした形状のも−ので、それ
ぞれ傾斜部の傾斜角θが等しくかつ傾斜方向が逆向きの
楔形を有する。
That is, each pattern 44-1, 44-2 has two central axes 45-1.
45-2 are each axially symmetrical in shape, and have wedge shapes in which the inclination angles θ of the inclination portions are equal and the inclination directions are opposite.

このようなパターンを第1図(A)により説明したと同
様に、ラインセンサ5によって検出することによって、
第4図(B)K示した如き検出出力を得ることができる
。さぎの場合と同様に特定位置に対応する夕・イミング
のクロックパルスを0ビツトにして得られた各計数値n
1〜n4を用いて、次式(3)および(4)を演算する
ことにより、これら各パターン44−1.44−2の中
心に相当するパルス数nに対応したY軸位置Ynおよび
X軸位置Xnを算出し、さぎの実施例と同様に既知の基
準位置に対する偏位量を求めればよい。
By detecting such a pattern with the line sensor 5 in the same way as explained with reference to FIG. 1(A),
A detection output as shown in FIG. 4(B)K can be obtained. As in the case of the rabbit, each count value n obtained by setting the evening and timing clock pulses corresponding to a specific position to 0 bits
By calculating the following equations (3) and (4) using 1 to n4, the Y-axis position Yn and the X-axis corresponding to the number of pulses n corresponding to the center of each pattern 44-1. It is sufficient to calculate the position Xn and find the amount of deviation with respect to the known reference position in the same manner as in the example of the rabbit.

Yn=に−t (J −)−n2 )/2+(ns +
n4 )/2 )2・・・・・・・・・・・・(3) Xn=K  −((n2 +n、   )/ 2−n 
 l/lanθ    ・・・ ・・・ ・・・ (4
)第5図のパターン例は、Y軸方向に並ぶ4個の軸対称
の吹膨によって形成した例である。この例では、4個の
吹膨パターン46−1〜46−4のY軸方向の大きさを
異ならせるとともに、各パターン間の隙間は全て等しく
形成することによって、Y軸およびY軸の各方向の偏位
量のみならず、座標軸の回転偏位量も、同時に算出し得
るようにしたものである。
Yn=ni-t(J-)-n2)/2+(ns+
n4 )/2 )2・・・・・・・・・・・・(3) Xn=K −((n2 +n, )/2−n
l/lanθ ... ... ... (4
) The pattern example shown in FIG. 5 is an example formed by four axially symmetrical blows arranged in the Y-axis direction. In this example, the sizes of the four blowing patterns 46-1 to 46-4 in the Y-axis direction are made to be different, and the gaps between the patterns are all formed to be equal. It is possible to calculate not only the amount of deviation of the coordinate axis but also the amount of rotational deviation of the coordinate axes at the same time.

また、第6図も、また同様の目的を達成し得る偏位検出
パターンの形状例を示す。この例では、等しい寸法の喫
形パターンをY軸方同圧交互に逆向きとなるように、相
互の隙間の幅を順次に異ならせて配列した形状を有し、
第5図に例示のものと同様に、極めて精度高く各偏位量
を検知し得るものである。
FIG. 6 also shows an example of the shape of a deviation detection pattern that can achieve the same purpose. In this example, the shape has a shape in which draft patterns of equal dimensions are arranged with the same pressure in the Y-axis direction and alternately in opposite directions, with the width of the mutual gap sequentially different,
Similar to the example illustrated in FIG. 5, each deviation amount can be detected with extremely high accuracy.

第7図(A)は、Y軸に対して平行な帯状パターンとY
軸に対して傾斜した帯状パターンよりなる検出パターン
で他の偏位検出パターン例である。
Figure 7(A) shows a strip pattern parallel to the Y axis and a Y axis.
This is another example of a deviation detection pattern, which is a detection pattern consisting of a band-like pattern inclined with respect to the axis.

傾斜した同一幅な有するパターン48−1と、Y軸に平
行で、かつ幅が異なるパターン48−2〜48−4の各
パターンの何れかのパターンと組み合せて成る対のパタ
ーンを、Y軸方向に3組並べて被検部材に形成したもの
で、それら48−2〜48−4の各パターンの帯状幅は
、傾斜したパターン48−1の幅とも異ならせである。
A pair of patterns formed by combining an inclined pattern 48-1 having the same width and any one of patterns 48-2 to 48-4 parallel to the Y-axis and having different widths in the Y-axis direction. The strip width of each pattern 48-2 to 48-4 is different from the width of the inclined pattern 48-1.

すなわち、載置台上の被検部材の載置誤差が大きい場合
、その3組のパターン中の何れかの1組が載置台外の所
定位置に設定した偏位検出手段のラインセンサ5によっ
て捕捉されるよ5に、Y軸に適当な間隔を隔てて3組配
列して形成しである。
That is, when the mounting error of the test member on the mounting table is large, one of the three sets of patterns is detected by the line sensor 5 of the deviation detection means set at a predetermined position outside the mounting table. 5, three sets are arranged at appropriate intervals along the Y axis.

各組の下側のパターン48−2.48−3.48−4は
、X軸方向に平行な各中心軸49を中心とした帯状形を
、また、上側のパターン48−1はその中心軸49に対
し、θなる角度をなす各中心軸50を中心とした帯状形
を有している。それら各組の何nかのパターン、例えば
図示のように最上位の対をなすパターン48−1.48
−2が、ラインセンサ5によって検出された場合は、第
7図(B)に示す如き波形の検出信号が得られる。
The lower patterns 48-2, 48-3, 48-4 of each group have a band-like shape centered on each central axis 49 parallel to the 49, it has a band-like shape centered on each central axis 50 making an angle θ. n patterns in each of these sets, for example, the topmost pair pattern 48-1.48 as shown in the figure.
-2 is detected by the line sensor 5, a detection signal with a waveform as shown in FIG. 7(B) is obtained.

しかして、第1図(A)および(B)を用いて説明した
と同様に載置台外部の特定位置に相当するY軸を原点圧
して計数することによって、検出波形の各エツジまでの
クロックパルスの計数値nl s  n2 、’3 、
”4 を得る。こnを用いて、次式(15および次式(
5)を演算することによって、Y軸方向の位置Yn/お
よびX軸方向の位置Xnを算出して位置合せする。
As explained using FIGS. 1(A) and 1(B), by applying the origin pressure to the Y-axis corresponding to a specific position outside the mounting table and counting, clock pulses up to each edge of the detected waveform can be calculated. The count value nl s n2 ,'3,
"4 is obtained. Using this n, the following equation (15) and the following equation (
5), the position Yn/ in the Y-axis direction and the position Xn in the X-axis direction are calculated and aligned.

Yn=K・(nl +n2 )/2 ・・・・・・・・
・・・・・・・(1)Xn=K ・ ((n、  十〇
、  )/2   (nl +”2  )/2 )/l
anθ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(5)こ
のような複数組のパターンを用意し、その何れかのパタ
ーンを検出する場合、何れのパターンがラインセンサ5
によって検出されたかを識別する必要がある。上記対を
なす複数組の各パターンの下側のパターン幅はその識別
のために夫々異ならせている。
Yn=K・(nl+n2)/2・・・・・・・・・
・・・・・・・・・(1)
anθ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(5) When preparing multiple sets of patterns like this and detecting any of them, which pattern is the line? sensor 5
It is necessary to identify whether it was detected by The lower pattern width of each of the plurality of pairs of patterns is made different for identification purposes.

すなわち、ラインセンサ5の出力から求めたnlおよび
n2なる計数値の差は、検出されたパターン48−2の
Y軸方向の幅に対応している。
That is, the difference between the count values nl and n2 determined from the output of the line sensor 5 corresponds to the width of the detected pattern 48-2 in the Y-axis direction.

従って、その差を演算してその幅に対応した所定の既知
の値(夫々の幅の寸法)を比較することによって、どの
位置のパターンが検出されたかを容易に検知することが
可能である。よって検知されたパター、ンに応じて破線
6で示される被検部材の特定位置に位置合せしようとす
る位置(Yo)までの既知の距離(Y□、Y2、Y、)
を変更すればよい。
Therefore, by calculating the difference and comparing the difference with predetermined known values corresponding to the widths (dimensions of the respective widths), it is possible to easily detect at which position the pattern has been detected. Therefore, according to the detected pattern, the known distance (Y□, Y2, Y,) to the position (Yo) to be aligned with the specific position of the test member indicated by the broken line 6 is determined.
All you have to do is change.

第8図(A)はY軸方向が中心軸52を中心に軸対称の
形で、Y軸に対して傾斜した帯状部分よりなる検出パタ
ーンで、他の偏位検出パターンの例である。
FIG. 8(A) shows a detection pattern which is symmetrical in the Y-axis direction with respect to the central axis 52 and is composed of a band-shaped portion inclined with respect to the Y-axis, and is an example of another deviation detection pattern.

傾斜した同−巾を有するパターン51−11と、中心軸
52を中心に軸対称に傾斜した上記パターン5i−1i
と同一の巾のパターン51−12とを組み合せてなるパ
ターンを、Y軸方向に3組並らべて被検部材に形成した
もので、それら(51−11,5l−12)、(51−
21,5l−22)、(51−31,51−呂2)の各
パターンの帯状中は各々異ならせである。
The inclined pattern 51-11 having the same width and the above-mentioned pattern 5i-1i inclined axially symmetrically about the central axis 52.
and pattern 51-12 of the same width are formed on the test member by lining up three sets in the Y-axis direction, and these (51-11, 5l-12), (51-
21, 5l-22) and (51-31, 51-ro2), each of the strips has a different pattern.

すなわち、載置台上の被検部材の載置誤差が大きい場合
、その3組のパターン中の何nかの1組が載置台外の所
定位置圧設定した偏位検出手段のラインセンサ5によっ
て捕捉さするように、Y軸に適当な間隔を隔てて3組配
列して形成しである。
That is, when the mounting error of the test member on the mounting table is large, one of the three sets of patterns is captured by the line sensor 5 of the deviation detection means set at a predetermined position pressure outside the mounting table. As shown, three sets are arranged at appropriate intervals along the Y axis.

各組の上側のパターン51−11.51−21.51−
31はX軸方向に平行な各中心軸52に対して、θなる
角度をなす各中心軸56−1を中心とした帯状形を有し
ており、各組の下側のパターン51−12.51−22
.51−32は、上記各組の上側のパターンと各中心軸
52を中心に軸対称、すなわち各中心軸52に対してθ
なる角度をなす各中心軸56−2を中心とした帯状形を
有しており、上側の中心軸56−1と、下側の中心軸5
6−2は上記対称軸52上で交じわる。
Upper pattern of each set 51-11.51-21.51-
31 has a band-like shape centered on each central axis 56-1 forming an angle θ with respect to each central axis 52 parallel to the X-axis direction, and the lower patterns 51-12. 51-22
.. 51-32 are axially symmetrical with respect to the upper pattern of each set and each central axis 52, that is, θ with respect to each central axis 52.
It has a band-like shape centered on each central axis 56-2 forming an angle, and the upper central axis 56-1 and the lower central axis 5
6-2 intersect on the axis of symmetry 52.

そnら各組の何れかのパターン、例えば図示のように最
上位のパターン(51−11,5l−12)がラインセ
ンサ5によって検出さnた場合は、第8図(B)に示す
如き波形の検出信号が得られる。
If any of the patterns in each group, for example, the top pattern (51-11, 5l-12) as shown in the figure, is detected by the line sensor 5, the pattern as shown in FIG. 8(B) is detected. A waveform detection signal is obtained.

しかして、第1図(A)及び(B)を用いて説明したと
同様に、載置台外部の特定位置に相当するX軸を原点に
して計数することによって、検出波形の各エツジまでの
クロックパルスの計数値n1.n2、口3、n4を得る
。これを用いて次式面及び次式(6)を演算することに
よって、Y軸方向の位置Yn及びX軸方向の位置Xnを
算出して位置合せする。
As explained using FIGS. 1(A) and 1(B), by counting with the X-axis corresponding to a specific position outside the mounting table as the origin, clocks up to each edge of the detected waveform can be calculated. Pulse count value n1. Get n2, mouth 3, n4. By using this to calculate the following equation surface and the following equation (6), the position Yn in the Y-axis direction and the position Xn in the X-axis direction are calculated and aligned.

Yn=K ((nl +n、 )/2+(n5−1−n
4)/2 )/2・・・・・・・・・・・・(3) 、Xn=K ((n、−1−n4)/2−(n、 +n
2 /21/2 ・tanθ ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・(6)このような複数組のパターンを用意
し、その何れかのパターンを検出する場合、何れのパタ
ーンがラインセンサ5によって検出されたかを識別する
必要がある。上記複数組の各パターンの巾は、その識別
のためにそれぞれ異ならせである。
Yn=K ((nl +n, )/2+(n5-1-n
4)/2)/2・・・・・・・・・・・・(3), Xn=K ((n, -1-n4)/2-(n, +n
2 /21/2 ・tanθ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(6) When preparing a plurality of such patterns and detecting any one of them, it is necessary to identify which pattern has been detected by the line sensor 5. The widths of the plurality of patterns are made to be different for identification purposes.

すなわち、ラインセンサ5の出力から求められたn、及
びn2なる計数値の差又はn、及びn4なる計数値の差
は、検出されたパターン51−11又は51−12のY
軸方向の巾に対応してい′る。
That is, the difference between the count values n and n2 calculated from the output of the line sensor 5, or the difference between the count values n and n4, is the Y of the detected pattern 51-11 or 51-12.
It corresponds to the width in the axial direction.

従って、その差を演算して、その巾に対応した所定の既
知の値(夫々の巾の寸法)と比較することによって、ど
の位置のパターンが検出されたかを容易に検出すること
が可能である。
Therefore, by calculating the difference and comparing it with a predetermined known value corresponding to the width (dimensions of each width), it is possible to easily detect in which position the pattern has been detected. .

よって、検知されたパターンに応じて、破線6で示され
る被検部材の特定位置に位置合せしようとする位置(Y
o)までの既知の距離(Yt、Yt 、Ys  )を変
更すればよい。
Therefore, according to the detected pattern, the position (Y
o) by changing the known distances (Yt, Yt, Ys).

第1図(A)、第5図、第6図、第7図(A)、第8図
(A)に示した各パターンを用いた場合であっても、Y
軸方向の位置精度は、かなり高精度で求めることが可能
であるが、斜めパターンや少数パターンを用いた場合の
検知位置精度を防止する意味からY軸方向の検知位置精
度をより高精度に求めるためには、X軸に平行な複数の
帯状パターンを偏位検出パターンとして用いるのが望ま
しい。
Even if the patterns shown in FIG. 1(A), FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7(A), and FIG. 8(A) are used, Y
It is possible to obtain the positional accuracy in the axial direction with a fairly high degree of accuracy, but in order to prevent the detection positional accuracy when using diagonal patterns or a small number of patterns, the detection positional accuracy in the Y-axis direction is required to be more accurate. For this purpose, it is desirable to use a plurality of strip patterns parallel to the X axis as the deviation detection pattern.

第9図(A)は、精密位置合せ用としてその一例を示し
たものである。図示の例では、Y軸方向に等間隔に形成
した3個の帯状パターン54−1.54−2.54−6
を1組のパターンとして形成した例である。
FIG. 9(A) shows an example for precise positioning. In the illustrated example, three strip patterns 54-1.54-2.54-6 are formed at equal intervals in the Y-axis direction.
This is an example in which the patterns are formed as a set of patterns.

偏位検出パターンとしてこのような精密位置合せ用のパ
ターン54−1.54−2.54−6を、第9図(A)
のパターンとともに被検部材X軸方向の両端部に形成し
ておき、第5図、第6図、第7図(A)または第8図(
A)のパターンを粗位置合せ用に用いて偏位量を検出し
た後、これにより載置台を制御して、精密位置合せ用パ
ターンの投影位置に偏位検出手段のラインセンサ5が位
置するよう被検部材を移動させる。これにより第9図(
A)の精密位置合せ用偏位検出パターンのY軸方向の一
次元画像を、ラインセンサ5により読み出す。
A pattern 54-1.54-2.54-6 for precise alignment is used as a deviation detection pattern as shown in FIG. 9(A).
5, 6, 7 (A) or 8 (
After detecting the amount of deviation using the pattern A) for rough alignment, the mounting table is controlled using this pattern so that the line sensor 5 of the deviation detection means is positioned at the projected position of the pattern for fine alignment. Move the member to be inspected. This results in Figure 9 (
The line sensor 5 reads out a one-dimensional image in the Y-axis direction of the deviation detection pattern for precision alignment shown in A).

すなわち、精密位置合せ用偏位検出パターンは、平行な
3つのパターン54−1〜54−3の中心軸55の位置
Ycが、所定値として検知されたとき、被検部材が正し
く位置決めさnるように被検部材に形成されている。そ
して、被検部材が前記のように移動した状態において、
ラインセンサ5に対し図示のように投影される関係に配
置しである。そして通常被検部材の回転偏位の検出をも
同時に行ない得るように、被検部材の両側方の2個所に
設けるのが適当である。
In other words, the precision alignment deviation detection pattern indicates that the test member is correctly positioned when the position Yc of the center axis 55 of the three parallel patterns 54-1 to 54-3 is detected as a predetermined value. is formed on the member to be inspected. Then, in a state where the member to be inspected has moved as described above,
It is arranged in a projected relationship with respect to the line sensor 5 as shown in the figure. Usually, it is appropriate to provide two positions on both sides of the member to be tested so that the rotational deviation of the member to be tested can be detected at the same time.

第9図(B)に、その出力波形と、載置台外の特定位置
を基準に計数したその出力波形のエツジ部における計数
値00〜n6どの関係を示す。
FIG. 9(B) shows the relationship between the output waveform and the counted values 00 to n6 at the edge portion of the output waveform counted based on a specific position outside the mounting table.

これらの各計数値01〜n6から次式(7)を演算する
ことによって、極めて精度高く、精密な位置合せ用偏位
検出パターンの中心軸55の位置Ycを次式によって求
め、これを基準値と比較し、比較結果の偏位量が零とな
るように被検部材を変位させることにより、正しく位置
合せすることができる。
By calculating the following equation (7) from each of these count values 01 to n6, the position Yc of the center axis 55 of the extremely accurate and precise positioning deviation detection pattern is determined using the following equation, and this is set as the reference value. Correct alignment can be achieved by displacing the member to be tested so that the amount of deviation as a result of the comparison becomes zero.

Yc==に−((n、+n2)+2(n3+n4)+(
n、 +n、 ) )/s  ・・・・・・・・・・・
・・・・(力また、前記したように、被検部材のX軸方
向に並べて両端部に上記精密位置合せ用偏位検出パター
ンを設けて、それぞれのパターンについてYcを求めこ
れを比較すれば、被検部材の回転角偏位を正確かつ容易
に検知することができるので、回転角の偏位についても
正しく位置合せすることが可肖巨となる。
Yc==−((n,+n2)+2(n3+n4)+(
n, +n, ) )/s ・・・・・・・・・・・・
...(Force) Also, as mentioned above, if the deviation detection patterns for precise alignment are provided at both ends of the test member in the X-axis direction, and Yc is determined for each pattern and compared. Since the rotation angle deviation of the member to be inspected can be detected accurately and easily, it is possible to correctly align the rotation angle deviation as well.

なお、この発明において、被検部材の偏位検出パターン
の形状および構成は、上記の各実施例のものに限定さn
ろものではなく、要は、載置台に載置した被検部材の少
なくともY軸方向の偏位情報が得られる形態であればど
のような形状でもよいことは勿論である。
In addition, in this invention, the shape and structure of the deviation detection pattern of the member to be tested are not limited to those of each of the above embodiments.
Of course, any shape may be used as long as it can obtain displacement information at least in the Y-axis direction of the member to be tested placed on the mounting table.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば、被検部材の偏位情報を例えば画素数
が2048〜4096の高分解能を有するラインセンサ
を用いて得られた一次元的な画像信号から、被検部材の
特定位置に対する偏位量を検知しているので例えば、画
素数が512×512画像センサを用いて得た二次元的
な画像信号から偏位情報を検知する従来の方法に比べ、
大幅に演算処理時間が短縮するので、位置合せ速度を一
段向上させることができる。
According to this invention, the deviation information of the member to be inspected is obtained from a one-dimensional image signal obtained using a line sensor having a high resolution of 2,048 to 4,096 pixels. For example, compared to the conventional method of detecting displacement information from a two-dimensional image signal obtained using an image sensor with 512 x 512 pixels,
Since the calculation processing time is significantly reduced, the alignment speed can be further improved.

また、前記ラインセンサの高分解能によって得られた画
像信号を処理して上記偏位量を求めるようにしているの
で、その偏位量の演算精度が高い。
Further, since the amount of deviation is obtained by processing the image signal obtained by the high resolution of the line sensor, the calculation accuracy of the amount of deviation is high.

従って、上記演算時間の短縮と相まって極めて高い位置
合せ精度が得られる。ちなみに、実験結果によれば、演
算速度は従来の1/10以下に、位置合せ精度は3倍か
ら4倍に上がることが確認されている。
Therefore, combined with the shortening of the calculation time, extremely high alignment accuracy can be obtained. Incidentally, according to experimental results, it has been confirmed that the calculation speed is 1/10 or less compared to the conventional method, and the alignment accuracy is increased three to four times.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(A)は、この発明装置において、被位置合せ物
体に形成する偏位情報検出用パターンの基本形と、これ
を検出するための偏位検出手段忙おけるラインセンサの
関係の説明図、同図(B)は、第1d諮ラインセンサの
出力波形説明図、第2図は、この発明装置の実施例の一
例を示す構成図、第3図は、この発明において、被位置
合せ物体に形成する偏位検出パターンの形成、位置の一
例を示す半導体ウェーハの正面図、第4図(A)、(B
)は、偏位検出パターンの他の例と、その場合のライン
センサの出力波形の説明図、第5図おの偏位検出パター
ンと、ラインセンサの出力波形図、第8図(A)、(B
)は他の別の偏位検出パターンとラインセンナの出力波
形図、第9図は、第5図、第6図、第7図(A)または
第8図(A)の偏位検出パターンを粗位置合せ用パター
ンに用いた場合の精密位置合せ用として用いるに適した
パターン図である。 1.1−1・1〜1−n @n、  44−1〜44−
2.46−1〜46−4.47−1〜47−4.48−
1〜48−4.51−11〜51−32.54−1〜5
4−6・・・・・・偏位検出パターン、2.6・・・・
・・特定位置、3・・・・・・被検部材の特定位置に位
置合せしようとする位置、 4.45−1.45−2.49.50.52.53−1
.56−2.55・・・・・・個ノこのパターンの中心
軸、 5・・・・・・ラインセンサ、21・・・・・・載n台
、22・・・・・・回転テーブル、26・・・・・・Y
軸可動テーブル、24・・・・・・X軸可動テーブル、
25・・・・・・駆動回路、26・・・・・・被検部材
、27・・・・・・加工具駆動部、28・・・・・・切
断砥石、29・・・・・・偏位検出手段、60・・・・
・・光源、61・・・・・・ハーフミラ−162・・・
・・・サンプルホールド回路、63・・・・・・A /
 D変換器、34・・・・・・メモリ、35・・・・・
・演算・制御回路。 41・・・・・・半導体ウェーハ、 42−1〜42−(n−1)・・・・・・切断しようと
する位置、46−1〜46−m・・・・・・ICチップ
。 特許出願人 シチズン時計株式会社 同   日本電気株式会社 第1図 1、fi1イ立オた化パターン 2.6.特注Y立1 3、予皮検台p手Xの特定イ立」1δA立I酋子ヒしJ
フとする1立」i4、 中ノし・卓出 5、ライン7′、/ブ 第1図 (B) 第2図 21゛紅置fIzg: I−1’r、Ed22: 回転
チーアル       29: 係ンTL将′ム手段2
3: Y屯1町動テーブル      30: 楚ンθ
24: ×軸′qtnチーグル     31:  ハ
ーフミラ−2G二 子’i2剣fPネオ 27: 力OT−具馬[etn’ip 第3図 1−/−/〜/−71・2π : 偏イ鉦オ突ムハ0グ
ーン4/:′4導体ウェーハ 42−/ 〜42−(n−1) :  切:1lTl、
よ’)とf3イm、143−1〜43−tn−:  I
Cナツア第4図 第5図 @6図 第7図 (ロ) i     Z 第8図 (A) 第8図 CB) 第91 ヌー2 一65! 、54−3 (B)
FIG. 1(A) is an explanatory diagram of the relationship between the basic form of the deviation information detection pattern formed on the object to be aligned and the line sensor used as the deviation detection means for detecting the pattern in this invention apparatus; FIG. 2B is an explanatory diagram of the output waveform of the 1d alignment line sensor, FIG. Front view of a semiconductor wafer showing an example of the formation and position of a deviation detection pattern to be formed, FIGS. 4(A) and 4(B)
) is an explanatory diagram of another example of the deviation detection pattern and the output waveform of the line sensor in that case, FIG. (B
) is another deviation detection pattern and line sensor output waveform diagram, and Fig. 9 shows the deviation detection pattern of Fig. 5, Fig. 6, Fig. 7 (A) or Fig. 8 (A). It is a pattern diagram suitable for use as a fine positioning pattern when used as a coarse positioning pattern. 1.1-1・1~1-n @n, 44-1~44-
2.46-1~46-4.47-1~47-4.48-
1~48-4.51-11~51-32.54-1~5
4-6...Deflection detection pattern, 2.6...
...Specific position, 3...Position to be aligned with the specific position of the test member, 4.45-1.45-2.49.50.52.53-1
.. 56-2.55... central axis of this pattern, 5... line sensor, 21... n units, 22... rotary table, 26...Y
Axis movable table, 24...X-axis movable table,
25... Drive circuit, 26... Member to be inspected, 27... Process tool drive unit, 28... Cutting wheel, 29... Deviation detection means, 60...
...Light source, 61...Half mirror-162...
...Sample hold circuit, 63...A/
D converter, 34...Memory, 35...
- Arithmetic/control circuit. 41... Semiconductor wafer, 42-1 to 42-(n-1)... Position to be cut, 46-1 to 46-m... IC chip. Patent Applicant: Citizen Watch Co., Ltd. NEC Corporation Fig. 1, fi1 i-stand pattern 2.6. Custom-made Y stand 1 3, Specific stand of pre-skin examination table P hand
I-1'r, Ed22: Rotating Cheer 29: Section NTL General Means 2
3: Ytun 1 town motion table 30: Chuun θ
24: ×axis'qtn cheagle 31: Half mirror-2G Futoko'i2 sword fP Neo 27: Power OT-Guma [etn'ip Fig. 3 1-/-/~/-71・2π: Bilateral gong Otsu Muha 0 goon 4/:'4 conductor wafer 42-/ ~42-(n-1): Off: 1lTl,
yo') and f3 im, 143-1~43-tn-: I
C Natsua Figure 4 Figure 5 @ 6 Figure 7 (B) i Z Figure 8 (A) Figure 8 CB) No. 91 Wildebeest 2 - 65! , 54-3 (B)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 所定の特定位置に対しX−Y座標の少なくとも一方の座
標軸の位置を基準にした当該座標軸方向または/および
他方軸方向の位置が検出可能な偏位検出パターンを有す
る物体を載置する載置台と該パターンの上記X−Y座標
の少なくとも一方の座標軸方向の直線像に対応した検出
信号を発生するラインセンサーを含む偏位検出手段と、
該偏位検出手段からの前記特定位置を基準とする位置情
報と、前記載置台上に正しく上記物体が載置された場合
の既知の前記特定位置を基準とする基準位置情報と比較
および演算することにより、Y軸方向または/およびX
軸方向の前記物体と前記特定位置との偏位量を演算し該
偏位量に対応した制御信号を発生する演算・制御回路か
らなり、該制御信号により前記載置台を駆動制御するこ
とを特徴とする位置合せ装置。
A mounting table on which an object having a deviation detection pattern that can detect a position in the direction of the coordinate axis and/or the other axis relative to the position of at least one coordinate axis of the X-Y coordinates with respect to a predetermined specific position; deviation detection means including a line sensor that generates a detection signal corresponding to a linear image in at least one coordinate axis direction of the X-Y coordinates of the pattern;
Comparing and calculating position information based on the specific position from the deviation detection means with reference position information based on the known specific position when the object is correctly placed on the mounting table. Depending on the Y-axis direction or/and
It is characterized by comprising an arithmetic/control circuit that calculates the amount of deviation between the object and the specific position in the axial direction and generates a control signal corresponding to the amount of deviation, and drives and controls the mounting table using the control signal. alignment device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000314608A (en) * 1999-04-13 2000-11-14 Hewlett Packard Co <Hp> Alignment system of imaging device and its method
JP2008216128A (en) * 2007-03-06 2008-09-18 V Technology Co Ltd Alignment method and device
JP2009198370A (en) * 2008-02-22 2009-09-03 Meidensha Corp Noncontact type position measuring device by image processing

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