JPS62157760A - Precision processing machine - Google Patents

Precision processing machine

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Publication number
JPS62157760A
JPS62157760A JP29591685A JP29591685A JPS62157760A JP S62157760 A JPS62157760 A JP S62157760A JP 29591685 A JP29591685 A JP 29591685A JP 29591685 A JP29591685 A JP 29591685A JP S62157760 A JPS62157760 A JP S62157760A
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Japan
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pattern
deviation
mounting table
processing
machining
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JP29591685A
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Japanese (ja)
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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
Junichi Nakaoka
潤一 中岡
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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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Abstract

PURPOSE:To improve machining precision, by a method wherein the position of a member to be detected is corrected and controlled from a processing result right before storage each time, subsequent to second machining on the same member to be machined, machining is effected. CONSTITUTION:A deviation detecting means 29 guides light bundle from a light source 30 to the pattern of a member 26 to be detected through a half mirror 31, and is integrally formed so that the microphoto image of a pattern 1 is projected on a line sensor 5. An output from the line sensor 5 is guided to a sample holding circuit 32, is further converted into a digital mode through an A/D converter 33 to guide the results to a memory 34, and the results are orderly stored in given address positions by means of an address signal from a computing and control circuit 35. A machining result right before it is stored in the memory 34 once is inputted to the computing and control circuit 35 for computation, and this computation corrects and controls the position of the member 26 to be detected, resulting in the possibility to effect extremely high-precision machining.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、載置台に被加工物体を載置し、この載置台
を移動制御することにより上記被加工物体の加工箇所を
載置台外に固定して設けた加工具により加工するように
した加工機において、連続加工に伴な5W度上昇等によ
り生ずる被加工物体と加工具との相対位置誤差の影響を
受けることなく、常に精度高く加工し得る加工機に関す
るものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention places a workpiece on a mounting table, and controls the movement of this mounting table to move the processing part of the workpiece outside the mounting table. A processing machine that performs processing using a fixed processing tool can always perform highly accurate processing without being affected by the relative position error between the workpiece and the processing tool, which occurs due to a 5W increase due to continuous processing. It is related to a processing machine that can be used.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

物体例えば半導体ウェーハ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軸方向に精度高く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
In a cutting machine that is fixed to a mounting table that can be moved separately in the Y-axis direction and the θ direction, and cuts into rectangular chips, for example,
The mounting table is moved in the
Alternatively, it is necessary to position the workpiece by highly accurate driving in the 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る光像
な、X軸方向とY軸方向に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
合せなするようにした位置整合装置が示され℃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 formed optically in the X-axis direction and the Y-axis direction is projected onto each image sensor that receives light, and the image signals in the X-axis direction and the Y-axis direction obtained thereby are projected.
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. A position alignment device is shown for alignment purposes.

〔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・・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
処理を比較的長時間を要するばかりではなく、二次元画
像を検出しているため分解能に制限を受けるので被加工
部材の十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, it is difficult to compare the signal processing to obtain deviation information. Not only does it take a long time, but since a two-dimensional image is detected, the resolution is limited, making it difficult to obtain sufficient position detection accuracy for the workpiece.

従って、そのような従来技術による位置合せ装置を具え
た加工機においては、位置合せ精度が十分とはいえず、
また加工具に対する被加工物体の偏位量の算出に要する
時間も、二次元的な画像信号を処理する関係で、短時間
に処理し得ない等の問題があった。しかも長時間の連続
加工に際して問題となる温度上昇による位置合せ誤差に
対しては、何らの補正効果をも期待できない欠点を有し
ている。
Therefore, in a processing machine equipped with such a positioning device based on the conventional technology, the positioning accuracy cannot be said to be sufficient.
Furthermore, the time required to calculate the amount of deviation of the workpiece relative to the processing tool is problematic because it cannot be done in a short time because two-dimensional image signals are processed. Moreover, it has the disadvantage that no correction effect can be expected for alignment errors caused by temperature rise, which is a problem during long-term continuous machining.

この発明の目的は、上述のような従来の加工機における
問題点及び欠点を解消した加工機を提供しようとするこ
とである。
An object of the present invention is to provide a processing machine that eliminates the problems and drawbacks of conventional processing machines as described above.

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

この発明における精密加工機の特徴とするところは加工
具に対しX−Y座標軸の少なくともその一方の軸方向に
変位可能に構成した載置台上に被加工物体を載置し、該
載置台を変位させることにより特定位置に設けた加工具
と上記被加工物体との相対位置を位置決めして上記加工
具により加工する加工機において、少なくとも上記軸方
向に偏位量に対応した位置情報が得られる形状に形成し
た偏位検出パターンを有する被検物体を上記載置台に載
置したとき、そのパターンの少なくとも上記軸方向の一
次元画像信号が得られる関係にラインセンサを配置して
構成した偏位検出手段と、該偏位検出手段によって得ら
れた一次元画像信号を処理し演算することにより前記特
定位置を基準にした前記パターンの位置情報および加工
後の加工端部の位置を基準にした前記パターンの位置情
報を求め、前者のパターン位置情報に対応する既知の標
準位置情報を参照して前記軸方向の偏位量演算するとと
もに、後者のパターン位置情報を参照してそれに続く被
加工物体の加工に先き立ち該加工位置について求めた前
記前者のパターン位置情報を比較することにより前記加
工具の変位による該加工具と前記被加工物との相対位置
誤差を演算し、それら偏位量および相対位置誤差に対し
た制御信号を得るように構成した演算・制御回路とから
成り、同一被加工部材に対する第2回目以降の加工時毎
に上記偏位量に対応した制御信号によって前記載置台を
駆動制御するとともに、直前の加工済位置から求めた前
記相対位置誤差に対応した制御信号を載置台駆動系にフ
ィードバックすることにより、前記偏位量による位置決
め位置を補正するように構成したことを特徴とする精密
加工機である。
The precision processing machine according to the present invention is characterized in that the workpiece is placed on a mounting table configured to be able to displace the processing tool in at least one of the X-Y coordinate axes, and the mounting table is displaceable. In a processing machine that positions the relative position between a processing tool provided at a specific position and the object to be processed and performs processing using the processing tool, the shape allows position information corresponding to the amount of deviation at least in the axial direction to be obtained. A deflection detection device configured by arranging a line sensor in such a relationship that a one-dimensional image signal of the pattern in at least the axial direction is obtained when a test object having a deflection detection pattern formed in the above is placed on the mounting table. and positional information of the pattern based on the specific position and the pattern based on the position of the processed end after processing by processing and calculating the one-dimensional image signal obtained by the deviation detection means. The position information of the pattern position information of the former is calculated by referring to the known standard position information corresponding to the pattern position information of the former, and the subsequent machining of the workpiece is performed by referring to the pattern position information of the latter. The relative position error between the processing tool and the workpiece due to the displacement of the processing tool is calculated by comparing the former pattern position information obtained for the processing position prior to the processing, and the deviation amount and relative It consists of an arithmetic and control circuit configured to obtain a control signal for positional errors, and drives the mounting table with a control signal corresponding to the amount of deviation each time the same workpiece is processed from the second time onward. The positioning position according to the amount of deviation is corrected by controlling and feeding back a control signal corresponding to the relative position error obtained from the immediately previous processed position to the mounting table drive system. It is a precision processing machine.

〔作用〕[Effect]

第1図(A)は、この発明装置において、被加工物体(
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、載置台外の所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。
FIG. 1(A) shows that the workpiece (
Hereinafter, for convenience, this will be referred to as the "tested member." ), a basic form 1 of a deviation detection pattern (hereinafter referred to as "pattern") formed in advance, and a line of deviation detection means fixedly provided at a predetermined position outside the mounting table in response to the displacement of the mounting table. The relationship with sensor 5 is shown.

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、これに上記被検部材の
破線の直線で示す位置合せ線3を位置合せするものとし
て、この発明装置における第一段階の特定位置に対する
被検部材の偏位量検出作用について説明する。
In the same 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 the broken line of the test member is set at a fixed specific position outside the mounting table. Assuming that the positioning line 3 shown as a straight line is aligned, the first stage of detecting the amount of deviation of the member to be inspected at a specific position in the device of the present invention will be described.

パターン1は、Y軸方向の幅がX軸方向について中心軸
4を中心に軸対称の形で変化する形状の模形をなしてい
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K
したCCD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。
The pattern 1 has a shape in which the width in the Y-axis direction changes axially symmetrically about the central axis 4 in the X-axis direction. With respect to this optical image of pattern 1, K
The detection signal from the line sensor 5 drives the line sensor 5 when the test member is placed on the mounting table so that the line sensor 5 such as a CCD has the positional relationship as shown in the figure. It is taken out at the cycle of clock pulse C. If this is shown in analog form, it can be shown in an output waveform diagram as shown in FIG. 1(B).

この出力波形は、パターン1のラインセンサ5の位置に
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nアを含んでいる。す
なわち、基準X軸に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nアは、次式(2)から容易に求めるこ
とができる。
This output waveform corresponds to a straight line figure in the Y-axis direction at the position of the line sensor 5 of pattern 1, and includes the pattern width at that position and position information n in the Y-axis direction. That is, the positional information nA of the central axis 4 in the Y-axis direction corresponding to the distance from the specific position 2 set on the reference X-axis to the central axis 4 of the pattern 1 can be easily obtained from the following equation (2). I can do it.

ny =((11++12  )/2・・・・・・・・
・・・・・・・・・・(1)なお、n、およびn2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。
ny = ((11++12)/2...
・・・・・・・・・・・・(1) Note that n and n2 are
This is a count value obtained by counting clock pulses from the rising edge to the falling edge of pattern 1 with specific position 2 as the origin.

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2章の特定位置6とする位置情報n、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 n in which the Y-axis of the X-axis direction where the line sensor 5 intersects the pattern 1 is the specific position 6 of the second chapter.

nx=n2−nl・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・(2)すなわち、図示のパ
ターン1を、載置台外の特定位置に対し、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
の基準クロックパルス数n。と前記(1)式の演算結果
値ny差を求めることによって、載置台外の固定の特定
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(no−ny)が得られる。
nx=n2-nl・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・(2) That is, the pattern 1 shown in FIG. 1(A) is applied to a specific position outside the mounting table.
If the position in the Y-axis direction, which is determined based on the alignment position 6 of the test member indicated by the straight dashed line in , exactly matches the central axis 4 of pattern 1, then the known Reference clock pulse number n. By determining the difference between the calculation result value ny of the equation (1) and the above-mentioned equation (1), the amount of deviation ( no-ny) is obtained.

また要すれば、同様にして基MY軸6を基準としたX軸
方向の偏位量も同時に算出することも可能である。
Furthermore, if necessary, it is also possible to simultaneously calculate the amount of deviation in the X-axis direction with respect to the base MY-axis 6 in the same manner.

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3
は、載置台外の特定位置2に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 3
coincides with the specific position 2 outside the mounting table, and 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01%  
n2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t、までの期間におけるク
ロックパルスの数n、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。
In addition, each count value of the clock pulse corresponding to the position information based on the specific position of each edge of pattern 1 is 01%.
As a specific means for obtaining n2, for example, two resettable pulse counters are operated simultaneously and synchronously by the clock pulse for driving the line sensor, and one of them is operated as shown in the waveform diagram of FIG. 1(B). The number n of clock pulses in the period up to the first timing t of the output waveform of the line sensor shown in FIG. Configure it to do so.

このように構成した2個のパルスカウンタを、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れ
ば、t、およびt2のタイミングにおける各計数値nl
 、 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. If operated as follows, each count value nl at timing t and t2
, n2 corresponds to the position information in the Y-axis direction of the upper and lower edges of pattern 1 shown in FIG.
Equation 1) or (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られる一次元的な
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 the present invention detects the deviation information of the member to be inspected with respect to a specific position from the one-dimensional image information obtained by the line sensor for the pattern having the above-mentioned shape. Since the amount of deviation can be calculated using the formula, 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、この発明ではラ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、それ:C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 contrast, in the present invention, positioning is performed using one-dimensional information obtained by a line sensor, and it is possible to use an existing line sensor with a pixel count of 2048 to 4096, which: Processing time can be significantly reduced compared to C.

また、従来の二次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5に、ラインセンサの方が画素数が多(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 secondary 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. 2048 or 4096.Furthermore, the line sensor has a larger number of pixels, so the resolution is correspondingly higher.Therefore, in this invention, in addition to shortening the processing time, This will further improve alignment accuracy.

以上のようにして位置合せを行なって、加工具により位
置合せ箇所を加工、例えば切断するが、長時間連続加工
する場合等には、例えば加工具が回転型の切断砥石のよ
うなものでは、連続的な高速回転による被検部材との摩
擦のため高温となり、これに起因して被加工部材との相
対位置に誤差を生じることが多い。そのため精密加工が
困難となる。
After alignment is performed as described above, the aligned location is processed, for example, cut, using a processing tool. However, when continuous processing is performed for a long time, for example, if the processing tool is a rotary cutting wheel, etc. Continuous high-speed rotation causes friction with the test member, resulting in high temperatures, which often causes errors in the relative position with the workpiece. This makes precision machining difficult.

この発明は、そのような障害の影響を除くため、上記の
ようにして位置合せし加工した後の第2回以降の同一被
検部材の加工具に対する位置合せを、第1回の位置合せ
に基づく加工位置を基準位置にして、その第2回以降に
加工すべき被加工位置から既知の所定位置に形成された
前記パターンを再度前記偏位検出手段により検知する。
In order to eliminate the influence of such obstacles, the present invention makes the second and subsequent alignments of the same inspected member to the processing tool after alignment and processing as described above to the first alignment. Using the based machining position as a reference position, the pattern formed at a known predetermined position from the workpiece position to be machined from the second time onward is detected again by the deviation detecting means.

第1図(C)はその検出信号の波形の一例を示すもので
、正しい位置で切断されていれば、その加工位置は、第
1図(A)の検出パターン中央よりn。離れた位置に切
断信号波形が得られるはずであるが、位置誤差としてΔ
yだけずれ℃いれば、誤差がある場合の切断位置は第1
図(A)の検出パターンの中央よりn o’ ” n 
o十Δyだけ離れた位置に検出される。すなわち第1図
(A)の検出パターンの中央からの距離n 0/を測定
することにより、式 %式% より位置誤差Δyを求めることができる。
FIG. 1(C) shows an example of the waveform of the detection signal. If the cutting is done at the correct position, the processing position will be n from the center of the detection pattern in FIG. 1(A). A cutting signal waveform should be obtained at a distant position, but the position error is Δ
If there is a deviation of y degrees Celsius, the cutting position when there is an error is the first one.
From the center of the detection pattern in figure (A)
It is detected at a position separated by o1Δy. That is, by measuring the distance n 0 / from the center of the detection pattern in FIG. 1(A), the position error Δy can be obtained from the formula %.

このようにして得た位置誤差情報Δyを載置台駆動系に
フィードバックするようにしたものである。
The position error information Δy obtained in this manner is fed back to the mounting table drive system.

すなわち、被検部材の第一回の加工位置を該重工位置に
対して所定位置に形成したパターンを測定して加工具に
対する偏位量を求め、こ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位置合せした後加工するよ
うにする。そして上記被検部材の第二回以降の各加工位
置の位置合せは、その都度第一回加工時におけると同様
に位置合せするとともに、直前に加工した実際の加工位
置から所定位置に形成したパターンまでの距離に対応し
たパターンの位置情報を求める。これを上記位置合せ時
のパターンの位置情報と比較する。
That is, the first machining position of the test member is measured at a predetermined position with respect to the heavy work position, and the amount of deviation with respect to the processing tool is determined. Processing is performed after positioning by displacing the members. The alignment of each machining position of the above-mentioned member to be inspected after the second machining is performed in the same manner as the first machining, and the pattern formed at a predetermined position from the actual machining position immediately before machining is performed. Find the position information of the pattern corresponding to the distance. This is compared with the pattern position information at the time of alignment.

このようにして得られた誤差情報は、前記加工具の位置
と被検部材の位置との相対位置誤差に相当し、何らかの
理由、例えば連続加工等による温度上昇に起因する加工
具の所定位置からのずれ等により発生する。
The error information obtained in this way corresponds to the relative position error between the position of the processing tool and the position of the tested member, and is due to a change in the predetermined position of the processing tool due to some reason, such as a temperature increase due to continuous processing. This occurs due to misalignment, etc.

この発明の加工機は、上記のようにして得た誤差情報を
載置台の制御系にフィードバックする構成であるから上
記のような相対位置誤差は補正されることになり、上記
した位置合せ装置の作用と相まって棲めて高精度に被検
部材を加工することができる。
Since the processing machine of the present invention is configured to feed back the error information obtained as described above to the control system of the mounting table, the relative position error as described above is corrected. Coupled with this function, the inspected member can be processed with high precision.

なお、第1図(C)に示した切断位置に対応するY軸方
向の位置精度n3.n3’は、さきに説明したと同様の
手段、例えば切断位置検出位置(パターン検出位置から
既知の距離N。離れた所)のパルスのタイミングを0ビ
ツトとして、クロックパルスの計数を開始し、エツジ部
における計数値をn3s n3’を求めるように構成し
たパルスカウンタ装置を用いることによって容易に求め
ることができる。
Note that the positional accuracy in the Y-axis direction corresponding to the cutting position shown in FIG. 1(C) is n3. n3' uses the same means as explained earlier, for example, starts counting clock pulses by setting the timing of the pulse at the cutting position detection position (a known distance N from the pattern detection position) to 0 bits, and starts counting the clock pulses. The count value in the section can be easily determined by using a pulse counter device configured to determine n3s n3'.

〔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Y軸可動テーブル26と、このY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22.23.24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 a member to be tested, which includes a rotary table 22, a Y-axis movable table 26 for displacing this rotary table 22 in the Y-axis direction, and a Y-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 table 22, 23, 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、載置台21外の特定位置に設定した加工具駆動
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の位置が上記特定位−に相当し、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うに構成しである。
Reference numeral 27 denotes a processing tool drive unit set at a specific position outside the mounting table 21. For example, in the case of a cutting machine, the rotation and vertical direction of a rotary cutting wheel 28 etc. are controlled by each drive unit guided from the drive circuit 25. , driven by a drive signal. The position of this cutting whetstone 28 corresponds to the above-mentioned specific position, and is configured to be movably controlled in the Z direction by a cutting control signal from the drive circuit 25, so that the member to be inspected 26 can be cut 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 member to be inspected is correctly set at a position where it can be reliably detected.

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30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
くとともに、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れている。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
れたパターンが、その被検部材26を回転テーブル22
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 detection means 29 is integrally configured to guide the light beam from the light source 30 to the pattern of the test member 26 via the half mirror 61 and to project a microscopic light image of the pattern 1 onto the line sensor 5. has been done. The line sensor 5 is arranged in the relationship previously explained 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 above.

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32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 and hold circuit 32 is as shown in FIG. 1(B). It will be like this.

このサンプルホールド回路62の出力は、A/D変換器
33を介してデジタル化してメモリ34に導き、演算・
制御回路65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 hold circuit 62 is digitized via the A/D converter 33 and guided to the memory 34 for calculation and processing.
An address signal from the control circuit 65 causes the data to be sequentially stored at predetermined address positions corresponding to the positions of the X-Y coordinate axes.

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n1% n2をメモリ34
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nY、nzを既知の各基準値nY′、nX
′との差に対応したY軸方向の偏位量(nY’−ny)
、(nx/−nx)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に載晋した場合には、被検部材260回転回転
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 address values n1% and n2 necessary for the calculations of equations (1) and (2) in the memory 34.
, and perform calculations on each of these expressions,
Each calculation result value nY, nz is converted to each known reference value nY', nX
’ deviation amount in the Y-axis direction (nY’-ny)
, (nx/-nx) and outputs a control signal for correcting these deviation amounts. 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 rotation of the member to be inspected 260 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23およびX軸可動テーブル
24ならびに回転テーブル22をそれぞれの偏位量に対
応した方向および距離だけ駆動する。しかし、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22.23.24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 23, the X-axis movable table 24, and the rotary table 22 of the mounting table 21 by the direction and distance corresponding to the respective displacement amounts using these control signals. However, when the amount of deviation becomes zero, each control signal also becomes zero, and each part 22, 23, 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
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 at the specific position as explained in FIGS. 1(A) and (B). This means that it is displaced by the movement of the mounting table 21 so that it coincides with .

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)から正確にn。なる既知のクロック数に対応す
る距離H0をそれぞれ隔てた中心軸4に対し、軸対称に
第1図により説明した喫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-(
n-1) to exactly n. The curved deviation detection patterns 1-1 and 1-1 illustrated in FIG.
1 to 1-n and 2n form a pair on both sides, with the central axis 4 parallel to the line of cutting positions 42 1 to 42 (n-1) being a common central axis, and optically It is formed in a readable form.

このようにパターン1−1・1〜1− 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1−1・1および1−1・2の一対のパターン
のう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軸方法
もしくはX軸方向の偏位量を求め、これを比較すること
によって、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知し得る利点がある。
By using the semiconductor wafer 41 on which the patterns 1-1.1 to 1-n.2n are formed as a test member and carrying out the test according to the configuration of the embodiment shown in FIG. Using pattern 1-1.1, one of the pair of patterns -1.1 and 1-1.2, the amount of deviation in the Y-axis direction and the X-axis direction can be determined as explained earlier. can. Also, each pattern forming a pair, for example 1-1
・By determining the amount of deviation in the Y-axis direction or There is an advantage that the deflection angle can also be easily detected.

第2図の実施例の構成では、演算・制御回路35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軸方向の駆動も、上記演算・制御
回路65からの指令信号により制御し得るようになって
いる。
In the configuration of the embodiment shown in FIG. 2, the calculation/control circuit 35 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 rotation angle of the rotary table 22 of the mounting table 21 is controlled to correct the deviation angle θ, and the cutting whetstone 28
The drive of the member to be tested in the Z-axis direction can also be controlled by a command signal from the arithmetic/control circuit 65.

被検部材26に対する第1回目の加工は、上述のように
して位置決めして加工具28をZ方向に駆動し加工、例
えば切断する。
In the first processing of the member to be inspected 26, the member to be inspected 26 is positioned as described above, and the processing tool 28 is driven in the Z direction to perform processing, for example cutting.

ついで、演算・制御回路35から所定のプログラムに従
って載置台21をY軸方向に微距離移動させる制御信号
を駆動回路25に送り、被検部材26の加工済位置およ
びパターン1が偏位検出手段のラインセンサ5によって
検出し得る程度移動させる。この状態で再度ラインセン
サ5の出力(第1図(C))を得て、さきの場合と同様
に、切断位置検出位置のパルスタイミングをOビットと
するエツジ部の位置情報n 3/を計数し、そこからN
0移動させパターンを検出し、n、、n2を計数し、メ
モリ34に一旦記憶させて演算、制御回路35に取り込
み演算することにより切断位置n0′を得る。このよう
にして得られた演算結果値n 0/は、実際に被検部材
を例えば切断し℃得られた切断片に形成されているパタ
ーンの所定位置までの寸法に対応する切断工具位置とパ
ターン位置情報であり、正しい切断位置との誤差値Δy
を得ることができる。
Next, the arithmetic/control circuit 35 sends a control signal to the drive circuit 25 to move the mounting table 21 a small distance in the Y-axis direction according to a predetermined program, so that the processed position of the test member 26 and the pattern 1 are detected by the deviation detection means. It is moved to an extent that can be detected by the line sensor 5. In this state, obtain the output of the line sensor 5 again (Fig. 1 (C)) and count the position information n 3/ of the edge portion with the pulse timing of the cutting position detection position as O bit, as in the previous case. and from there N
The cutting position n0' is obtained by detecting a pattern by moving 0, counting n, . The calculation result value n0/ obtained in this way is based on the cutting tool position and pattern corresponding to the dimensions up to a predetermined position of the pattern formed on the cut piece obtained by actually cutting the member to be inspected. It is position information, and the error value Δy from the correct cutting position
can be obtained.

つぎに、その被検部材の次の被加工位置を加工するため
、載置台をY軸方向に変位させて次の被加工位置に対し
て正しく所定の位置に形成したパターンが、ラインセッ
サ5によって検知される位置に被検部材を移送し、前記
のように位置合せするとともにその位置合せのために算
出した加工具26の位置を原点にしたパターン位置情報
nyと、その直前に加工した例えば切断片の切断位置か
ら測定した誤差値Δyを演算する。この演算に対応した
制御信号を演算・制御回路65から発生させて、これよ
り駆動回路25を制御することによって、上記比較結果
値に応じて載置台を制御し、被検部材26の加工具28
に対する位置を補正制御する。
Next, in order to process the next workpiece position of the part to be inspected, the line processor 5 displaces the mounting table in the Y-axis direction and forms the pattern correctly at a predetermined position relative to the next workpiece position. The part to be inspected is transferred to the detected position, aligned as described above, and pattern position information ny whose origin is the position of the processing tool 26 calculated for the alignment, as well as the pattern position information ny processed immediately before, for example, cutting. The error value Δy measured from the cutting position of the piece is calculated. A control signal corresponding to this calculation is generated from the calculation/control circuit 65, and by controlling the drive circuit 25, the mounting table is controlled according to the comparison result value, and the processing tool 28 of the member to be inspected 26 is controlled.
The position relative to the position is corrected and controlled.

この発明は、このように同一被検部材に対する第二回目
以降の各加工時ごとにその都度直前の加工結果を参照し
て、加工具に対する被検部材の位置を補正制御し、もっ
て連続加工時等に生じがちな加工具と被検部材の相対位
置のずれに応じて、その都度補正するように構成したも
のである。
In this way, the present invention corrects and controls the position of the test member with respect to the processing tool by referring to the immediately previous processing result each time the same test member is processed from the second time onward, thereby improving the accuracy during continuous processing. The system is configured to correct each time a deviation in the relative position between the processing tool and the member to be inspected, which tends to occur in processing tools and the like.

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
図にそれぞれ示す。
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.
Each is shown in the figure.

なお、これらの各変形例は、載置台21上の被検部材の
載置誤差が大きし・場合に適用すると、この発明の効果
を得るうえに最適なものである。
It should be noted that each of these modified examples 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、Y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をそれぞれ軸対称にした形状のもので、それ
ぞれは傾斜部の傾斜角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 parallel to the Y-axis direction and separated from each other in the Y-axis direction.
.. 45-2 are each axially symmetrical in shape, and each has a wedge shape in which the inclination angle θ of the inclination portion is equal and the inclination direction is 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示した如き波形の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タイミン
グのクロックパルスを0ピツトにして得られた各計数値
01〜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
中心忙相当するパルス数nに対応したY軸位置nアおよ
びX軸位置n、を算出し、さぎの実施例と同様に既知の
基単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 manner as described with reference to FIG. 1(A), a detection output having a waveform as shown in FIG. 4(B)K can be obtained. As in the case of the rabbit, each of these can be calculated by calculating the following equations (3) and (4) using each count value 01 to n4 obtained by setting the clock pulse at the timing corresponding to the specific position to 0 pit. Calculate the Y-axis position n and the X-axis position n corresponding to the number of pulses n corresponding to the center pulse of pattern 44-1. All you have to do is ask for.

ny =((n、 +n2)/2 + (n3+ n4
 )/ 2 )/2 ・・・(31n、=((r+2+
r+、)/2−n )/lanθ ・・・・・・・・・
・・・(4)第5図のパターン例は、Y軸方向に並ぶ4
個の軸対称の楔形によって形成した例である。この例で
は、4個の楔形パターン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。
ny = ((n, +n2)/2 + (n3+ n4
)/2)/2...(31n, =((r+2+
r+, )/2-n)/lanθ ・・・・・・・・・
...(4) The pattern example in Fig. 5 is 4 lines arranged in the Y-axis direction.
This is an example formed by two axially symmetric wedge shapes. In this example, the four wedge-shaped patterns 46 to 1 to 46-4 are made to have different sizes in the Y-axis direction, and the gaps between each pattern are all formed to be equal. Not only the amount of deviation but also the amount of rotational deviation of the coordinate axes can be calculated 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、等しい寸法の楔
形パターンをY軸方向に交互拠逆向きとなるように、相
互の隙間の輻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. This example has a shape in which wedge-shaped patterns of equal dimensions are arranged in opposite directions in the Y-axis direction, with the convergence of the mutual gaps 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、他の偏位検出パターン例であって、傾
斜した同一幅を有するパターン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。
FIG. 7(A) shows other examples of deviation detection patterns, including a sloped pattern 48-1 having the same width and patterns 48-2 to 48-4 parallel to the Y axis and having different widths. Three pairs of patterns combined with any one of the patterns are arranged in the Y-axis direction and formed on the test member, and the strip width of each of these patterns 48-2 to 48-4 is as follows:
This also differs 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たよ
って捕捉されるように、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, any one of the three patterns is detected by the line sensor 5 of the deviation detection means set at a predetermined position outside the mounting table. Three sets are arranged at appropriate intervals on the Y-axis so that they can be captured.

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と
、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。それら各組の何れかのパターン、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. Any pattern in each of these sets, for example, the top pair pattern 48-1.48 as shown.
-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nI 、’2 、n3 、n4
を得る。これを用いて、次式(1′)および次式(5)
を演算することによって、Y軸方向の位置Y3およびX
軸方向の位置XIを算出して位置合せする。
By counting the X-axis, which corresponds to a specific position outside the mounting table, as the origin, as explained using FIGS. 1(A) and (B), clock pulses up to each edge of the detected waveform can be calculated. Count values nI , '2 , n3 , n4
get. Using this, the following equation (1') and the following equation (5)
By calculating the positions Y3 and X in the Y-axis direction,
The axial position XI is calculated and aligned.

Y3”’(r++ +n2)/2  ・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・α)X
l =((n3+n、 )/2  (nt +n2)/
2)/ tanθ−(51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℃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、その識別のためにそれぞれ異なら
せである。
Y3'''(r++ +n2)/2 ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・α)X
l = ((n3+n, )/2 (nt +n2)/
2)/tanθ-(51 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 lower pattern widths of the plurality of patterns forming the plurality of patterns are different from each other for identification purposes.

すなわち、ライ/センサ5の出力から求めたn、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 n and n2 determined from the output of the lie/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n、〜n、の計数開始の
タイミングを変更すればよい。
Therefore, by calculating the difference and comparing it with a predetermined known value corresponding to the width, it is possible to easily detect at which position the pattern has been detected. Therefore, the timing of starting counting n, to n, may be changed depending on the detected pattern.

第1図(A)、第5図、第6図、第7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誤差を
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く用いるのが望ましい。
Even when using the patterns shown in Figure 1 (A), Figure 5, Figure 6, and Figure 7 (A), the positional accuracy in the Y-axis direction cannot be determined with fairly high accuracy. However, in order to prevent detection position errors when using diagonal patterns or a small number of patterns, in order to obtain higher detection position accuracy in the Y-axis direction, multiple It is desirable to use the strip pattern as the deviation detection pattern.

第8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51−1.51−2.51−6
を1組のパターンとして形成した例である。
FIG. 8(A) shows an example for precise positioning. In the illustrated example, three strip patterns 51-1.51-2.51-6 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51−1.51−2.51−6を、第8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図または第7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8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
インセッサ5により読み出す。
A pattern 51-1.51-2.51-6 for precise alignment is used as a deviation detection pattern as shown in FIG. 8(A).
5, 6, or 7 (A) for rough alignment to detect the amount of deviation. Thereby, the mounting table is controlled to move the member to be inspected so that the line sensor 5 of the deviation detection means is located at the projection position of the precision alignment pattern. As a result, a one-dimensional image in the Y-axis direction of the deviation detection pattern for precision alignment shown in FIG. 8(A) is read out by the line processor 5.

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51−1〜51−6の中心軸52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
く位置決めされ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箇所
に設けるのが適当である。
That is, the deviation detection pattern for precise alignment is such that when the position Yc of the central axis 52 of the three parallel patterns 51-1 to 51-6 is detected as a predetermined value, the member to be inspected is correctly positioned. is formed on the member to be tested. 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 them at two locations 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8図(B)に、その出力波形と、載置台外の特定位置
を基単に計数したその出力波形のエツジ部における計数
値n、〜n6との関係を示す。
FIG. 8(B) shows the relationship between the output waveform and the counted values n, -n6 at the edge portion of the output waveform, which are counted based on a specific position outside the mounting table.

これらの各計数値n、〜n、から次式(6)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52の位置Ycを求め、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 (6) from each of these count values n, ~n, the position Yc of the center axis 52 of the extremely accurate and precise positioning deviation detection pattern is determined, and this is used as the reference value. Correct alignment can be achieved by comparing and displacing the member to be tested so that the amount of deviation as a result of the comparison becomes zero.

Yc =((nt + n2) + 2 (r+3+n
4) + (ns + na ) )/ 8 ・・・(
6)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能となる。
Yc = ((nt + n2) + 2 (r+3+n
4) + (ns + na) )/8...(
6) Also, as described above, if the deviation detection patterns for precision alignment are provided at both ends of the test member in the X-axis direction, and Yc is determined and compared for each pattern, the test member can be detected. Since the rotational angle deviation of the member can be detected accurately and easily, it is possible to correctly align the rotational 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れ
るものではなく、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た形態であればど
のような形状でもよ(・ことは勿論である。
In this invention, the shape and structure of the deviation detection pattern of the test member are not limited to those of the above-mentioned embodiments. It goes without saying that any shape is acceptable as long as it provides axial displacement information.

〔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512X512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 tested member, for example, the deviation with respect to a specific position of the tested member is obtained from a one-dimensional image signal obtained using a line sensor having high resolution with a pixel count of 2048 to 4096. Since the amount is detected, for example, compared to the conventional method of detecting deviation 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.

しかも、同一被検部材の多数箇所の加工に際しては、直
前に加工した加工済片の寸法を参照してそれ以降の被加
工位置と加工具の位置ずれ量を求めこれを被検部材の位
置制御用の駆動系にフィードバックして、その位置ずれ
を第二回以降の各加工時毎に補正した後、加工するよう
に構成しであるので、何らかの理由により加工具と被検
部材の相対位置に誤差が生じた場合であっても極めて高
精度に被検部材を加工することが可能である。
Moreover, when machining multiple locations on the same workpiece, the dimensions of the previously machined piece are referenced to determine the positional deviation between the workpiece position and the processing tool, and this is used to control the position of the workpiece. The system is structured so that the positional deviation is fed back to the drive system of the tool and corrected for each machining after the second machining, and then the machining is performed. Even if an error occurs, it is possible to process the test member with extremely high precision.

【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におけるラインセンサの
関係の説明図。 同図(B)は、第1図(A)のラインセンサの出力波形
、同図(C)は、被検部材の加工後の加工済片の加工端
部を含めてパターンを検出することによって得られるラ
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図および
第6図は、別の偏位検出パターンの形状をそれぞれ示す
図、第7図(A)、(B)は、他の別の偏位検出パター
ンと、ラインセンサの出力波形図、第8図は、第5図、
第6図または第7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、44−1〜44−2.4
6−1〜46−4.47−1〜47−4.48−1〜4
8−4.51−1〜51−3・・・・・・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、4.4
5−1.45−2.49.50.52・・・・・・個々
のパターンの中心軸、5・・・・・・ラインセンサ、2
1・・・・・・載置台、22・・・・・・回転テーブル
、23・・・・・・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、31・・・・・・ハー
フミラ−162・・・・・・サンプルホールド回路、3
6・・・・・・A/D変換器、64・・・・・・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、46−1〜43−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 同     住友特殊金属株式会社 l:偏位摘出パターン 、2.6Aマ1!lイJχJ【 4;イ回々のバター〉の中1(jtl f:フィンてンザ 第1図 第2図 J−載厘台           2q  イ局イL演
出す峻22  口仁チーアル       3OL者2
トY#可動テーフ゛ル     31  ハーフミラ−
24、N軸げ勤チー7゛ル 26:籾狡部材 27 加二民Ij部 2If: c77吋IJム万 第3図 f−f−f〜f−7?・2n  儂イ立イ灸出ハ゛クー
ン42−f〜42−(n−f)  :ぢ弾性tようとす
るイ装置43−f −43−7n    : 工Cケ、
ア41  #−虜イ杢ウエーハ 第4図 44−f、 44−2  IJR位按巴パターン45−
f、  45−2  °個々/)/ずターンの甲・(細
第5図 第6図 Q             x 第7図 43−/−II−4:栃鴎イを利し出パターン4(/、
!;0:個4Qパターンの才+(l鯵第8図 !;f−f −51−3・4位検出パターン52、イ固
りのバク−〉のV心細 2t      t
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 in the deviation detection means for detecting the pattern in the apparatus of the present invention. Figure 1 (B) shows the output waveform of the line sensor in Figure 1 (A), and Figure 1 (C) shows the pattern obtained by detecting the pattern including the processed end of the processed piece after processing the test member. An explanatory diagram of the output waveform of the obtained line sensor, FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of an embodiment of the device of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing the formation of a deviation detection pattern formed on an object to be aligned in this invention. , a front view of a semiconductor wafer showing an example of the position, FIGS. 4(A) and 4(B), another example of the deviation detection pattern and an explanatory diagram of the output waveform of the line sensor in that case, FIG. FIG. 6 is a diagram showing the shape of another deviation detection pattern, FIGS. 7(A) and (B) are diagrams of other deviation detection patterns and the output waveform of the line sensor, and FIG. As shown in Figure 5,
FIG. 7 is a pattern diagram suitable for use in fine positioning when the deviation detection pattern of FIG. 6 or FIG. 7(A) is used as a rough positioning pattern. 1.1-1・1~1-n-n, 44-1~44-2.4
6-1~46-4.47-1~47-4.48-1~4
8-4.51-1 to 51-3...Displacement detection pattern, 2.6...Specific position, 3...Alignment to specific position of test member Position to try, 4.4
5-1.45-2.49.50.52... Central axis of each pattern, 5... Line sensor, 2
1... Placement table, 22... Rotating table, 23... Y-axis movable table, 24...
・X-axis movable table, 25... Drive circuit, 26
...Test member, 27... Processing tool drive section, 28... Cutting wheel, 29... Deflection detection means, 60...・Light source, 31... Half mirror 162... Sample hold circuit, 3
6... A/D converter, 64... Memory, 35... Arithmetic/control circuit, 41...
Semiconductor wafer, 42-1 to 42-(n-1)...
...Position to cut, 46-1 to 43-m...
...IC chip. Patent applicant: Citizen Watch Co., Ltd., NEC Corporation, Sumitomo Special Metals Co., Ltd.: Deflection extraction pattern, 2.6A ma1! 1 (jtl f: Fintenza Figure 1 Figure 2 Figure 2 J-Jashirindai 2q I L Production Shun 22 Kuchi Hitoshi Al 3 OL person 2
Y# Movable table 31 Half mirror
24, N axis working team 7 ゛ ru 26: 类绡 Component 27 Kanjimin Ij part 2If: c77 吋IJmu 3rd figure f-f-f ~ f-7?・2n My moxibustion extraction horn 42-f to 42-(n-f): A device that tries to generate elasticity 43-f -43-7n: Engineering C,
A41 #-Captive heather wafer Fig. 44-f, 44-2 IJR positioning pattern 45-
f, 45-2°individual/)/Z turn instep (fine Fig. 5 Fig. 6 Q x Fig. 7
! ;0: Individual 4Q pattern talent + (l mackerel Figure 8!; f-f -51-3rd and 4th place detection pattern 52, solid Baku->'s V-centered 2t t

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 加工具に対しX−Y座標軸の少なくともその一方の軸方
向に変位可能に構成した載置台上に被加工物体を載置し
、該載置台を変位させることにより特定位置に設けた加
工具と上記被加工物体との相対位置を位置決めして上記
加工具により加工する加工機において、少なくとも上記
軸方向に偏位量に対応した位置情報が得られる形状に形
成した偏位検出パターンを有する被検物体を上記載置台
に載置したとき、そのパターンの少なくとも上記軸方向
の一次元画像信号が得られる関係にラインセンサを配置
して構成した偏位検出手段と、該偏位検出手段によって
得られた一次元画像信号を処理し演算することにより前
記特定位置を基準にした前記パターンの位置情報および
加工後の加工端部の位置を基準にした前記パターンの位
置情報を求め、前者のパターン位置情報に対応する既知
の標準位置情報を参照して前記軸方向の偏位量演算する
とともに、後者のパターン位置情報を参照してそれに続
く被加工物体の加工に先き立ち該加工位置について求め
た、前記前者のパターン位置情報を比較することにより
前記加工具の変位による該加工具と前記被加工物との相
対位置誤差を演算し、それら偏位量および相対位置誤差
に対した制御信号を得るように構成した演算・制御回路
とから成り、同一被加工部材に対する第2回目以降の加
工時毎に上記偏位量に対応した制御信号によって前記載
置台を駆動制御するとともに、直前の加工済位置から求
めた前記相対位置誤差に対応した制御信号を載置台駆動
系にフィードバックすることにより、前記偏位量による
位置決め位置を補正するように構成したことを特徴とす
る精密加工機。
A workpiece is placed on a mounting table configured to be displaceable in at least one of the X-Y coordinate axes with respect to the processing tool, and the processing tool is set at a specific position by displacing the mounting table. In a processing machine that positions the object relative to the object and processes it using the processing tool, the object has a deviation detection pattern formed in a shape that allows obtaining positional information corresponding to the amount of deviation at least in the axial direction. a deviation detecting means configured by arranging a line sensor in such a relationship that a one-dimensional image signal of the pattern is obtained at least in the axial direction when the pattern is placed on the mounting table; By processing and calculating one-dimensional image signals, position information of the pattern with respect to the specific position and position information of the pattern with respect to the position of the processed end after processing are obtained, and the former pattern position information is The amount of deviation in the axial direction is calculated with reference to the corresponding known standard position information, and the machining position is determined prior to subsequent machining of the workpiece by referring to the latter pattern position information. By comparing the former pattern position information, a relative position error between the processing tool and the workpiece due to the displacement of the processing tool is calculated, and a control signal for the deviation amount and relative position error is obtained. It consists of the configured arithmetic and control circuit, and drives and controls the mounting table using a control signal corresponding to the above-mentioned deviation amount every time the same workpiece is processed from the second time onward. A precision processing machine characterized in that the positioning position based on the deviation amount is corrected by feeding back a control signal corresponding to the relative position error to the mounting table drive system.
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JPH0684412U (en) * 1993-05-18 1994-12-02 株式会社ディスコ Optical means connecting means and alignment unit using the connecting means

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