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JPS61132917A - Microscopic device - Google Patents

Microscopic device

Info

Publication number
JPS61132917A
JPS61132917A JP25354184A JP25354184A JPS61132917A JP S61132917 A JPS61132917 A JP S61132917A JP 25354184 A JP25354184 A JP 25354184A JP 25354184 A JP25354184 A JP 25354184A JP S61132917 A JPS61132917 A JP S61132917A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coordinate
stage
coordinate system
wafer
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP25354184A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0448204B2 (en
Inventor
Yoshinori Kuroiwa
義典 黒岩
Kazuaki Saeki
和明 佐伯
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.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nippon Kogaku KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Kogaku KK filed Critical Nippon Kogaku KK
Priority to JP25354184A priority Critical patent/JPS61132917A/en
Publication of JPS61132917A publication Critical patent/JPS61132917A/en
Publication of JPH0448204B2 publication Critical patent/JPH0448204B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

PURPOSE:To move automatically the prescribed position of a substrate into the visual field of observation without using a prealignment by converting a substrate coordinate system to a stage coordinate system in accordance with a conversion equation and controlling an X-Y stage with converted coordinate values. CONSTITUTION:Coordinate values in the substrate coordinate system of a prescribed position on a wafer 1 are stored in a storage means 14. The conversion equation between the substrate coordinate system and the stage coordinate system is stored in an arithmetic storage means 13. Contents of storage means 13 and 14 are inputted to a converting means 15, and the coordinate values of the substrate coordinate system are converted to those of the stage coordinate system, and X-direction and Y-direction motors 5 and 9 are driven and controlled by the converted coordinate values. Thus, the prescribed position on the wafer is automatically brought into the visual field of an observing device 11 even through the wafer 1 is placed on a stage 2 without prealignment.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は、ウェハやマスクによυ構成される基板上のパ
ターンを観察する顕微鏡装置に閤する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field of the Invention) The present invention is applied to a microscope apparatus for observing a pattern on a substrate formed by a wafer or a mask.

(発明の背景ン f、SIやVl、81等の集積回路の製造工程における
各工程の途中および最終段階で、半導体ウェハの表面く
形成された微細なパターンを検査するために顕微鏡装置
が用いられることが一般的である。複数枚のウェハにつ
いて同一箇所を観察するというパターン検査の能率向上
のために、検査されるウェハを顕微鏡のステージ上の所
定の位置に、所定の方向で正確に設置する自動搬送装置
が使用されている。従来のこの種の装置は、ウェハの位
置及び方向合わせ、すなわち位置決めのために、ウェハ
の外周に接する複数個の回転ローラと光電的な検出器と
を有するプリアライメント装置が備えられ、複数個の回
転ローラによって保持され、そして周方向に回転されて
いるウェハの外周形状を光電検出器によって観察し、ウ
ェハの位置及び方向を設定するものが多い。
(Background of the Invention) Microscope equipment is used to inspect fine patterns formed on the surface of semiconductor wafers during and at the final stage of each process in the manufacturing process of integrated circuits such as SI, Vl, and 81. In order to improve the efficiency of pattern inspection by observing the same spot on multiple wafers, the wafer to be inspected is placed accurately in a predetermined position on the microscope stage in a predetermined direction. An automatic transfer device is used. Conventionally, this type of device uses a printer having a plurality of rotating rollers in contact with the outer circumference of the wafer and a photoelectric detector for positioning and orienting the wafer. Many of them are equipped with an alignment device, and the position and direction of the wafer is determined by observing the outer peripheral shape of the wafer, which is held by a plurality of rotating rollers and rotated in the circumferential direction, using a photoelectric detector.

このようにグリアライメントされたウェハは、ローディ
ングアーム等でX−Yステージ上に運ばれる。X−Yス
テージ上のウェハは、プリアライメントされているから
、所定の位置及び方向にあり、X−Yステージを電動駆
動するよつにモータとボールねじ等によりて駆動装置を
構成すると共に、X−Yステージに定めたX−Y座標系
のX座標とY座標をエンコーダ等によって読み出すよう
に構成しておけば、座標指定によって、異なったウェハ
であっても所定位置を自動的に観察視野内に持ってくる
ようにX−Yステージを制御することができる。
The thus aligned wafer is carried onto an XY stage by a loading arm or the like. The wafer on the X-Y stage is pre-aligned, so it is in a predetermined position and direction. - If the configuration is configured so that the X and Y coordinates of the X-Y coordinate system set on the Y stage are read out using an encoder, etc., even if the wafer is different, the specified position will be automatically located within the observation field by specifying the coordinates. The X-Y stage can be controlled to bring the

しかしながら、このようなプリアライメント装置は、ウ
ェハ外周によりてプリアライメントするため、外周と焼
付はパターンとのずれを補正できないうえ顕微鏡装置を
複雑にするといり欠点があった。
However, such a pre-alignment device performs pre-alignment using the outer circumference of the wafer, and therefore has the disadvantage that it cannot correct the deviation between the outer circumference and the printed pattern, and also complicates the microscope apparatus.

なお、以上の説明は、半導体ウェハに関して行なったが
、マスクや、その他のパターンを形成された基板上のパ
ターンを観察する場合にも同様に当て嵌る。
Although the above description has been made regarding a semiconductor wafer, it similarly applies to the case of observing a pattern on a mask or other patterned substrate.

また、複数枚の同一パターンを形成された基板に限らず
、一枚の基板でありても、再検鏡する場合を考えれば同
様のことがいえる。
Moreover, the same thing can be said not only for a plurality of substrates on which the same pattern is formed, but also for a single substrate when re-examination is considered.

(発明の目的) 本発明はこれらの欠点を解決し、プリアライメントを用
いずに、基板上の所定位置を自動的に観察視野内に持っ
てくるようになした顕微鏡装置を提供することを目的と
する。
(Objective of the Invention) The object of the present invention is to solve these drawbacks and provide a microscope device that automatically brings a predetermined position on a substrate within the observation field of view without using pre-alignment. shall be.

(発明の概!り 本発明は、基板上の所定位置を基板を基準に定め九基板
座標系の座標値として記憶しておき、この座標値を、X
−Yステージ上の基板における基板座標系とX−Yステ
ージを基準にして定めたステージ座標系との座標変換に
よって、ステージ座標系の座標値に変換し、この変換し
た座標値によりてX−Yステージを制御することKより
て、プリアライメント装置を基板座標系の設定のための
座標値入力操作と演算処理に置き換え、簡単な構成にし
たことを特徴とする。
(Overview of the Invention!) The present invention defines a predetermined position on a board with the board as a reference, stores it as a coordinate value in a nine-board coordinate system, and converts this coordinate value into
- By coordinate transformation between the substrate coordinate system on the substrate on the Y stage and the stage coordinate system determined based on the X-Y stage, the coordinates are converted to the coordinate values of the stage coordinate system, Rather than controlling the stage, the pre-alignment device is replaced with a coordinate value input operation and arithmetic processing for setting the substrate coordinate system, resulting in a simple configuration.

(実施例) 以下、図面に示した実施例に基づいて本発明を説明する
(Example) The present invention will be described below based on the example shown in the drawings.

第1図は本発明の第1実施例のブロック図である。ウェ
ハ1の載置されるX方向ステージ2は、Y方向ステージ
3に載っており、かつY方向ステージ3にX方向へ形成
した溝内にステージ2の下面に形成した不図示のコマが
°回転しないよう忙嵌合し、このコマに形成した雌ねじ
穴に、リードねじ4が螺合、貫通している。リードねじ
4の一端はX方向モータ5の回転軸の一端に固定され、
モータ5の回転軸の他端には、ロータリーエンコーダ6
の回転軸が固定されている。モータ5、ロータリーエン
コーダ6は、Y方向ステージ3上に不図示の固定具によ
りて固定されている。従って、X方向モータ5が回転す
るとX方向ステージ2はY方向ステージ3は基台7に載
っており、かつ基台7KY方向へ形成した溝内にステー
ジ3の下面に形成した不図示のコマが回転しないように
嵌合し、このコマに形成した雌ねじ穴K、リードねじ8
が螺合、貫通している。リードねじ8の一端はY方向モ
ータ9の回転軸の一端に固定され、モータ9の回転軸の
他端には、ロータリーエンコーダ10の回転軸が固定さ
れている。従って、Y方向モータ9が回転するとY方向
ステージ3はY方向へ移動シ、ロータリーエンコーダ1
0からはY座標値に対応し九Y座標信号が出力される。
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention. The X-direction stage 2 on which the wafer 1 is placed is placed on the Y-direction stage 3, and a piece (not shown) formed on the lower surface of the stage 2 is rotated by degrees in a groove formed in the X-direction in the Y-direction stage 3. The lead screw 4 is screwed into and passes through a female threaded hole formed in this piece. One end of the lead screw 4 is fixed to one end of the rotating shaft of the X-direction motor 5,
A rotary encoder 6 is attached to the other end of the rotation shaft of the motor 5.
The rotation axis of is fixed. The motor 5 and the rotary encoder 6 are fixed on the Y-direction stage 3 with a fixture (not shown). Therefore, when the X-direction motor 5 rotates, the X-direction stage 2 and the Y-direction stage 3 are placed on the base 7, and a piece (not shown) formed on the lower surface of the stage 3 is placed in the groove formed in the KY direction of the base 7. The female screw hole K and lead screw 8 formed in this piece are fitted so as not to rotate.
are screwed together and penetrated. One end of the lead screw 8 is fixed to one end of a rotating shaft of a Y-direction motor 9, and a rotating shaft of a rotary encoder 10 is fixed to the other end of the rotating shaft of the motor 9. Therefore, when the Y-direction motor 9 rotates, the Y-direction stage 3 moves in the Y-direction, and the rotary encoder 1
From 0, a nine Y coordinate signal is output corresponding to the Y coordinate value.

X方向ステージ2上のウェハ1は、ステージ2の上方に
配役された観察装置11によって観察される。
The wafer 1 on the X-direction stage 2 is observed by an observation device 11 placed above the stage 2.

キースイッチ等によりて構成される入力指定手段12は
、演算記憶手段13がロータリーエンコーダ6.10か
ら得られるX座標信号とY座標信号とを読み込むように
指令する。演算記憶手段13は、入力され友2組のX座
標信号とY座標信号から、ウェハ上にあらかじめ定めた
ウエノ・座標系とX−Yステージ2.3のステージ座標
系との変換式を演算し、記憶する。記憶手段14はウエ
ノ・1上にあらかじめ定めたウェハ座標系において定め
た測定点の座標値を記憶している。変換手段15は、演
算記憶手段13の記憶内容と記憶子flL14の記憶内
容とを入力し、記憶手段14に記憶されている座標値を
演算記憶手段による変換式によりてステージ座標系にお
けるX座標信号とY座標信号とに変換する。
Input specifying means 12, which is constituted by a key switch or the like, instructs calculation storage means 13 to read the X coordinate signal and Y coordinate signal obtained from rotary encoder 6.10. The calculation storage means 13 calculates a conversion formula between the wafer coordinate system predetermined on the wafer and the stage coordinate system of the X-Y stage 2.3 from the input X-coordinate signals and Y-coordinate signals of the two pairs of friends. ,Remember. The storage means 14 stores coordinate values of measurement points determined on the wafer 1 in a predetermined wafer coordinate system. The conversion means 15 inputs the storage contents of the calculation storage means 13 and the storage contents of the memory element flL14, and converts the coordinate values stored in the storage means 14 into an X coordinate signal in the stage coordinate system using a conversion formula by the calculation storage means. and a Y coordinate signal.

作動指令手段16は、ウニ/・1の測定点を視野中央に
持ってくるための測定信号を出力する測定スイッチ16
aを有する。制御手段17は、変換手段15からのX座
標信号とY座標信号を入力すると共K。
The operation command means 16 is a measurement switch 16 that outputs a measurement signal for bringing the measurement point of the sea urchin/.1 to the center of the visual field.
It has a. The control means 17 receives the X coordinate signal and the Y coordinate signal from the conversion means 15.

作動指令手段16からの測定信号を入力する。制御手段
17は測定スイッチ16aをオンすることによりて得ら
れる測定信号を入力すると、変換手段15からのX座標
信号とY座標信号とがロータリーエンコーダ6.10か
らのX座標信号とY座標信号とに等しくなるように、X
方向モーター5とY方向モータ9とを駆動する駆動回路
18 、 In:信号を入力する。
A measurement signal from the operation command means 16 is input. When the control means 17 inputs the measurement signal obtained by turning on the measurement switch 16a, the X-coordinate signal and Y-coordinate signal from the conversion means 15 are converted into the X-coordinate signal and Y-coordinate signal from the rotary encoder 6.10. so that X is equal to
A drive circuit 18 for driving the direction motor 5 and the Y direction motor 9. In: Inputs a signal.

ジ嘗イスチック加は常時は中立点にある操作レバー20
aを有し、操作レバー20aの傾き方向と傾入力され、
モータ駆動回路21は入力された信号に応じてモータ5
,9を駆動する。
The adjustment lever 20 is always at the neutral point.
a, and the tilting force is applied to the tilting direction of the operating lever 20a,
The motor drive circuit 21 drives the motor 5 according to the input signal.
, 9.

次に第1図で用いられる座標変換の原理を第2図を参照
しつつ説明するに、ウェハ座標系は、ウェハ1の例えば
各チップの中で最もオリエンテーク1ンフラツトに近く
かつ、その中央にあるチップでウェハ上で全く欠けてい
ないチップを原点チップ2aと定め・・パ上記中央にチ
ップとチップの境界線(ウェハストリートライン)があ
る場合には、その境界線の右側のチップを原点チップと
定める・・・このようKして定めた原点チップ2aの左
下角の点を原点とし、チップ並びでオリエンチー71ン
フラツトに平行な方向をX軸、それに垂直な方向をτ軸
と定める。
Next, the principle of the coordinate transformation used in FIG. 1 will be explained with reference to FIG. 2. A certain chip that has no chips on the wafer is defined as the origin chip 2a... If there is a boundary line between chips (wafer street line) in the center above, the chip to the right of the boundary line is defined as the origin chip 2a. The point at the lower left corner of the origin chip 2a determined in this way is defined as the origin, the direction parallel to the orientee 71 flat in the chip arrangement is defined as the X axis, and the direction perpendicular thereto is defined as the τ axis.

そして、X−Yステージ2,3におけるX−Y座標系が
第2図の一点鎖線の如くであったとすれば、ウェハ座標
系の原点0と、ウェハ座標系のτ軸上の任意な点AのX
−Y座標系における値をそれぞれ、(X(l t  y
o) 、(X、、Y、)とすれば、ウェハ座標系とステ
ージ座標系の相互変換は、次の移動の組合せよりなる。
If the X-Y coordinate system of the X-Y stages 2 and 3 is as shown by the dashed line in FIG. 2, then the origin 0 of the wafer coordinate system and an arbitrary point A on the τ axis of the wafer coordinate system X of
−Y coordinate system, respectively, (X(l t y
o) , (X,,Y,), mutual transformation between the wafer coordinate system and the stage coordinate system consists of the following combination of movements.

すなわち、X軸方向への平行移動量ΔXは ΔX=為 Y軸方向への平行移動量ΔYは ΔY=Y0 であり、 原点0 (Xo r Y6)に対する回転移動量αは、
cosα=ムチ1 sin(X′:!ム十亙 であるから、 ステージ座標系からウェハ座標系への変換式は、(亜)
(−:?モ ニ上::)(臣=ゴ臣斤・・・(リウエハ
座標系からステージ座標系への変換式は、(會)=6?
二=  −二=)(亜ツ+(七)・・・ (2)で与え
られる。
That is, since the amount of parallel movement ΔX in the X-axis direction is ΔX=, the amount of parallel movement ΔY in the Y-axis direction is ΔY=Y0, and the amount of rotational movement α with respect to the origin 0 (Xor Y6) is:
Since cos α = whip 1 sin (X':! mu 10), the conversion formula from the stage coordinate system to the wafer coordinate system is (sub)
(-:?Monijo::) (Omi = Goomi 斤... (The conversion formula from the wafer coordinate system to the stage coordinate system is (kai) = 6?
2 = -2 =) (Atsu + (7)... It is given by (2).

従って、第1図において観察装置11を通してウェハl
を観察し、第2図で定め友ように、まず、ウェハ座標系
の原点Oを視野11 aの中央に持ってくるようにジョ
イスティック加の操作レバー20aを操作して、X−Y
ステージ2,3を移動する(第3図に示したように、十
字線11bの交点にチツプ2aの左下角を合わせる、な
お第3図の2bはクエハストリートラインである。)そ
して、入力指定手段12によってそのときの座標値(X
otYo)を演算記憶手段13に入力せしめる。その後
、再びジョイスティックIの操作レバー20aを操作し
てX−Yステージ2,3を移動し、ウェハ座標系のY軸
上の任意な点Aを視野11 aの中央に持りてきて、入
力指定手段12によりてそのときの座標値(X、、Y、
)を演算記憶手段13に入力せしめる。演算記憶手段1
3は、ロータリーエンコーダ6、lOから入力されたス
テージ座標系における座標値(′x4t Yo) t 
(Xat Y@)  から、式(2)を求める。記憶手
段14にはあらかじめウェハ座標系において定めた測定
点の座標値が記憶されており、変換手段15は演算記憶
手段13からの演算式(式(2))に記憶手段14の座
標値を代入し、記憶手段14に記憶されたウェハ座標系
の座標値の位置、ずなわち測定点を観察装置11の視野
の中央に持ってくるように、X−Y座標系における座標
値を求め、制御手段17に入力せしめる。制御手段・1
?は、作動指令手段16の測定スイッチ16aがオンさ
れると、変換手段14かもの座標値にエンコーダ6.1
0からの座標値に等しくなるようにそ一タ5,9を駆動
する。駆動回路18.19に信号を入力する。そして、
エンコーダ6.10からの座標値が変換手段15からの
座標値に一致すると、制御手段17はモータ5,9の駆
動を停止するように駆動回路18 、19への信号入力
を停止する。そのとき、観察装置11の中央にはウェハ
1の測定点がきている。
Therefore, in FIG.
As defined in FIG.
Move stages 2 and 3 (as shown in Figure 3, align the lower left corner of chip 2a with the intersection of crosshairs 11b; 2b in Figure 3 is the Quartz street line), and input designation. The coordinate value (X
otYo) is input into the calculation storage means 13. After that, operate the operating lever 20a of the joystick I again to move the X-Y stages 2 and 3, bring an arbitrary point A on the Y axis of the wafer coordinate system to the center of the field of view 11a, and specify the input. The means 12 calculates the coordinate values (X, , Y,
) is input into the calculation storage means 13. Arithmetic storage means 1
3 is the coordinate value ('x4t Yo) t in the stage coordinate system input from the rotary encoder 6, lO
Formula (2) is obtained from (Xat Y@). The storage means 14 stores the coordinate values of measurement points determined in advance in the wafer coordinate system, and the conversion means 15 substitutes the coordinate values of the storage means 14 into the arithmetic expression (formula (2)) from the calculation storage means 13. Then, the coordinate values in the X-Y coordinate system are determined and controlled so that the position of the coordinate values in the wafer coordinate system stored in the storage means 14, that is, the measurement point, is brought to the center of the field of view of the observation device 11. The information is input to the means 17. Control means 1
? When the measurement switch 16a of the operation command means 16 is turned on, the encoder 6.1 changes the coordinate value of the conversion means 14.
The detectors 5 and 9 are driven so that the coordinate value is equal to the coordinate value from 0. Signals are input to drive circuits 18 and 19. and,
When the coordinate values from the encoder 6.10 match the coordinate values from the conversion means 15, the control means 17 stops inputting signals to the drive circuits 18 and 19 so as to stop driving the motors 5 and 9. At this time, the measurement point of the wafer 1 is located at the center of the observation device 11.

このようにして、X方向ステージ2上にウェハ1の位置
合わせを行なうことなく載置しても、ウェハ上に定めた
ウェハ座標系の原点座標とY′軸上の任意の点の座1a
IC対応したステージ座標系の座標信号を取り込むのみ
で、ウェハ1上の所定の位置、すなわち測定点を観察装
置11の視野の中心に持ってくることができる。
In this way, even if the wafer 1 is placed on the X-direction stage 2 without alignment, the coordinates of the origin of the wafer coordinate system defined on the wafer and the position 1a of any point on the Y' axis can be adjusted.
A predetermined position on the wafer 1, that is, a measurement point, can be brought to the center of the field of view of the observation device 11 by simply capturing the coordinate signal of the stage coordinate system compatible with the IC.

なお、第1図において、変換手段15と作動指令手段1
6とを関連づけると共に、記憶手段14に複数個の測定
点を記憶しておき、測定スイッチ16aをオンする毎K
、記憶手段14の測定点の座標を順次読み出すように構
成しておけば、複数個の測定点を順次視野の中央に持っ
てくることができる。
In addition, in FIG. 1, the conversion means 15 and the operation command means 1
6, a plurality of measurement points are stored in the storage means 14, and each time the measurement switch 16a is turned on,
If the coordinates of the measurement points in the storage means 14 are sequentially read out, it is possible to sequentially bring a plurality of measurement points to the center of the field of view.

具体的には、例えば記憶している測定点の数に対応した
カウンタを設け、このカウンタにて順次、測定信号を計
数すると共に、カウンタの出力によりて記憶手段14の
読み出し番地を切り換えるようにしておけばよい。
Specifically, for example, a counter corresponding to the number of memorized measurement points is provided, and this counter sequentially counts the measurement signals, and the readout address of the storage means 14 is switched according to the output of the counter. Just leave it there.

さらに、測定点の座標値を任意に設定できる座標値設定
手段を用いることもできる。すなわち、ウェハlのウェ
ハ座標系における原点0とY軸上の任意の点Aの座標を
入力する信号入力手段を設けると共に、式(1)によっ
てステージ座標系からウェハ座標系への変換式を求める
演算手段を設け、ウェハ1の測定点を順次視野の中央に
持ってきて信号入力手段によってステージ座標系におけ
る座標信号を入力し、上記演算手段によって求めた式(
1)から、ウェハ座標系における座標値(X’、Y’)
を演算し、順次記憶手段14に記憶させる書き込み手段
を設ければよい。この−f@込みは、あらかじめ手動に
よって行なりても良い°ことは勿論である。
Furthermore, it is also possible to use a coordinate value setting means that can arbitrarily set the coordinate values of the measurement points. That is, a signal input means is provided for inputting the coordinates of the origin 0 in the wafer coordinate system of the wafer l and an arbitrary point A on the Y axis, and a conversion formula from the stage coordinate system to the wafer coordinate system is determined using equation (1). A calculation means is provided, the measurement points of the wafer 1 are sequentially brought to the center of the field of view, coordinate signals in the stage coordinate system are inputted by the signal input means, and the equation (
From 1), the coordinate values (X', Y') in the wafer coordinate system
What is necessary is to provide a writing means for calculating and sequentially storing them in the storage means 14. Of course, this -f@ inclusion may be performed manually in advance.

このようにして、測定点を多数記憶しておけばfHJ 
−ハターンのウェハ1を多数観察する場合にされめて有
効である。
By storing a large number of measurement points in this way, fHJ
- It is especially effective when observing a large number of wafers 1 in a pattern.

なお、第1図において用いたX−Yステージ2.3モー
タ5,90−タリーエンコーダ6,10は公知のものを
用いることができるのであるが、説明の都合上ロータリ
ーエンコーダ6、lOは座標位置に応じた正負のパルス
を出力するようにアップダウンカウンタを内蔵している
ものであり、X方向もしくはY方向の全ストロークの中
心が原点を示すカウント零でありて、正回転、負回転各
々736+0度を各座標値の正、負に対応せしめて上記
アップダウンカウンタの符号材ρ計数値として出力でき
るような構造である。
Note that the X-Y stage 2.3 motors 5, 90 and tally encoders 6, 10 used in FIG. It has a built-in up/down counter to output positive and negative pulses according to The structure is such that degrees can be made to correspond to the positive and negative values of each coordinate value and output as the code material ρ count value of the up/down counter.

す 勿論、ロータリーエンコーダ6.100他に烏ニアエン
コーダを用いても良いことは明らかである。
Of course, it is obvious that in addition to the rotary encoder 6.100, an Otsunia encoder may be used.

また、第1図において、演算記憶手段13、記憶手段1
4、変換手段15、制御手段17の各機能はマイクロコ
ンピュータMとして置き換えることができる。
In addition, in FIG. 1, calculation storage means 13, storage means 1
4. Each function of the converting means 15 and the controlling means 17 can be replaced by a microcomputer M.

このように制御系忙コンピュータを用いた例を第4図の
ブロック図及び第5図、第6図のフローチャートにより
て説明する。
An example of using the control system computer in this way will be explained with reference to the block diagram in FIG. 4 and the flowcharts in FIGS. 5 and 6.

第4図において第1図と同一のものには同一符号を付す
る。第4図において、第1図に示したロータリーエンコ
ーダ6は、X座標検出部6aとX座標記憶カウンタ6b
とから構成され、ロータリーエンコーダlOは、Y座標
検出部10aとY座標記憶カウンタ10bとから構成さ
れる。また、X軸モータ制御回路1gは第1図の駆動回
路18に対応するが、マイクロコンビエータMからのX
座標信号とX座標検出部6aからのX座標信号とが等し
くなるとX軸モータ5を停止する機能が付加されている
。Y軸モータ制御回路1グは駆動回路19に対応するが
、X軸モータ制御回路1gと同様に、マイクロコンビや
一タMからのY座標信号とY座標検出部6aからのY座
標信号とが等しくなるとY軸モータ9を停止する機能が
付加されている。
In FIG. 4, the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals. In FIG. 4, the rotary encoder 6 shown in FIG. 1 has an X coordinate detection section 6a and an X coordinate storage counter 6b.
The rotary encoder IO is composed of a Y coordinate detection section 10a and a Y coordinate storage counter 10b. Furthermore, the X-axis motor control circuit 1g corresponds to the drive circuit 18 in FIG.
A function is added to stop the X-axis motor 5 when the coordinate signal and the X-coordinate signal from the X-coordinate detection section 6a become equal. The Y-axis motor control circuit 1g corresponds to the drive circuit 19, but similarly to the X-axis motor control circuit 1g, the Y-coordinate signal from the microcombi or Ichita M and the Y-coordinate signal from the Y-coordinate detection section 6a are A function is added to stop the Y-axis motor 9 when they become equal.

マイクロコンビエータMは、第5図で示した測定点を指
定するためのフローチャー)と、第6図で示した観察を
行なうフローチャートと、Kよって動作される。
The micro combinator M is operated according to the flowchart K for specifying measurement points shown in FIG. 5, the observation flowchart shown in FIG.

まず、第5図を用いて測定点を指定する動作を説明する
。X方向ステージ2にウェハを載せ九後、キーボード2
2の測定点指定モードキー22aをオンするとコンビエ
ータMは第5図のフローチャートで作動する。まず、ウ
ェハの原点0を視野中心忙持りてきて、座標式カキ−2
2bをオンすると、X座標記憶カウンタ6bからのX座
標信号とY座標記憶カウンタ10bのY座標信号とがマ
イクロコンビエータMの記憶部の所定位置に記憶される
(ステップ5す。このようKして原点Oのステージ座標
系でのX−Y座標を入力した後、ウェハのY軸上の任意
の位置を基準点Aとして視野中心に持ってきて、座標式
カキ−22bをオンすると、同上の如く、X座標信号と
Y座標信号とがマイクロコンビエータMの記憶部の所定
位置に記憶される(ステップ51)。マイクロコンビエ
ータMは、ステップ50 、51 ICで記憶された2
つの座標が同一であるかないかを判断しくステップ52
)、同一でなければ正しい座標指定動作が行なわれたと
判断し、ステップ50 、51にて記憶された2つの座
標から、ステージ座標系からウェハ座標系への変換式を
式(1)の如く算出する(ステップ53)。次に、測定
点の数Nを工として(ステップ54)、座標式カキ−2
25がオンされたか否かを判断する(ステップ55)。
First, the operation of specifying a measurement point will be explained using FIG. After placing the wafer on the X-direction stage 2, the keyboard 2
When the No. 2 measurement point designation mode key 22a is turned on, the combiator M operates according to the flowchart shown in FIG. First, bring the origin 0 of the wafer to the center of the field of view, and use the coordinate system Kaki-2.
2b, the X coordinate signal from the X coordinate storage counter 6b and the Y coordinate signal from the Y coordinate storage counter 10b are stored in a predetermined position in the storage section of the micro combinator M (step 5). After inputting the X-Y coordinates of the origin O in the stage coordinate system, bring any position on the Y axis of the wafer to the center of the field of view as the reference point A, and turn on the coordinate system Kaki-22b. As shown in FIG.
Step 52 to determine whether the two coordinates are the same or not.
), if the coordinates are not the same, it is determined that a correct coordinate designation operation has been performed, and from the two coordinates stored in steps 50 and 51, a conversion formula from the stage coordinate system to the wafer coordinate system is calculated as shown in equation (1). (Step 53). Next, using the number N of measurement points as a factor (step 54), the coordinate formula Kaki-2
25 is turned on (step 55).

すなわち、ウェハの任意の位置を視野の中心に持ってき
て座標式カキ−22bをオンすれば、そのときの座標が
マイクロコンビエータMの記憶部に記憶される(ステッ
プ56)。マイクロコンビエータMは、キーボード22
のプログラミング終了キー22Cがオンされるまで(ス
テップ57)、測定点の座標記碌を行なう。測定点の数
はステップ58で座標式カキ−22bのオンされた回数
を計数することにより知ることができる。プログラミン
グ終了キー57がオンされると(ステップ57)。ステ
ップ56にて記憶したステージ座標系での座標をステッ
プ53で求めた式(1)に従ってウェハ座標系における
座標に変換しくステップ59)、記憶部忙記憶する(ス
テップ60)。このようにして測定点を指定する20−
チャートが終了する。ステップ印にて記憶された座標値
は、第1図の記憶手段In:記憶されている座標値に対
応している。
That is, by bringing an arbitrary position of the wafer to the center of the visual field and turning on the coordinate key 22b, the coordinates at that time are stored in the storage section of the micro combinator M (step 56). Micro Combiator M has a keyboard 22
The coordinates of the measuring point are recorded until the programming end key 22C is turned on (step 57). The number of measurement points can be found by counting the number of times the coordinate key 22b is turned on in step 58. When the programming end key 57 is turned on (step 57). The coordinates in the stage coordinate system stored in step 56 are converted into coordinates in the wafer coordinate system according to equation (1) obtained in step 53 (step 59), and stored in the memory (step 60). Specifying the measurement point in this way 20-
The chart ends. The coordinate values stored by the step marks correspond to the stored coordinate values in the storage means In of FIG.

次に観察のフローチャートである第6図を用いて観察時
の動作を説明する。観察キー22dがオンされると第6
図のフローチャートが始まる。ステップ61 、62 
、63は、第5図のステップ(資)、 51 、52ト
同じである。ステップ64では、ウェハ座標系からステ
ージ座標系への変換式が式(2)の如く算出される。そ
して、観察スタートキー22Cがオンされると(ステッ
プ65)、観察回数Cを1としくステップ66ン、ステ
ップ60にて記憶部に記憶していたウェハ座標系の座標
値のうち観察回数Cに対応した番地の座標値を読み出し
て(ステッ′プロア)、ステップ64にて求めた式(2
)によってステージ座標系の座標値に変換する(ステッ
プ68)。そして、この座標値のうちX座標値は、X軸
モータ制御回路1gに、Y座標値はY軸モータ制御回路
ig<各々入力される(ステップ69)。X軸モータ制
御回路1g及びY軸モータ駆動回路1qからのステージ
移動終了記号が入力されると(、Xテップ70)終了キ
ー226がオンされたか否かを判断しくステップ71)
、観察回数Cが測定点の数Nより大きくなると終了する
(ステップ72)。観察回数Cが測定点の数Nより小さ
いと、ステップ・72で観察回数Cを計数しつつ、ステ
ップ67に戻る(ステップ73)。このようにして観察
のフローチャートが終了する。
Next, the operation during observation will be explained using FIG. 6, which is a flowchart of observation. When the observation key 22d is turned on, the sixth
The flowchart in the figure begins. Steps 61 and 62
, 63 are the same as steps 51 and 52 in FIG. In step 64, a conversion formula from the wafer coordinate system to the stage coordinate system is calculated as shown in equation (2). When the observation start key 22C is turned on (step 65), the number of observations C is set to 1, and the number of observations C is set to 1 in step 66. Read the coordinate values of the corresponding address (step lower) and use the formula (2) obtained in step 64.
) into coordinate values in the stage coordinate system (step 68). Of these coordinate values, the X coordinate value is input to the X-axis motor control circuit 1g, and the Y coordinate value is input to the Y-axis motor control circuit ig<(step 69). When the stage movement end symbol is input from the X-axis motor control circuit 1g and the Y-axis motor drive circuit 1q (X step 70), it is determined whether or not the end key 226 has been turned on (step 71).
, the process ends when the number of observations C becomes larger than the number N of measurement points (step 72). If the number of observations C is smaller than the number N of measurement points, the process returns to step 67 while counting the number of observations C in step 72 (step 73). In this way, the observation flowchart ends.

なお、以上の説明におけるX軸モータ制御回路Ig、 
Y軸モータ制御回路1gにおける所定の座標位置までス
テージが移動したか否かを判断する判断機能は、マイク
ロコンピュータMに持たせることができる。それには、
第6図のステップ70においテマイクロコンピュータM
がX座標記憶カウンタ6bとY座標記憶カフ/り10b
の値が、ステップ68で求めた座標値に一致するまで、
モータ5,9を駆動するようにX軸モータ制御回路1g
、 Y軸モータ制御回路1gに駆動信号を入力すればよ
い。マイクロコンピュータMはステージの移動が終了し
たか否かを、カウンタ6b、10bによる座標値が目標
とする座標値に一致したか否かによって知ることができ
る。
Note that the X-axis motor control circuit Ig in the above explanation,
The microcomputer M can have a determination function for determining whether the stage has moved to a predetermined coordinate position in the Y-axis motor control circuit 1g. For that,
In step 70 of FIG.
are the X coordinate memory counter 6b and the Y coordinate memory cuff/re 10b.
until the value of matches the coordinate value found in step 68.
X-axis motor control circuit 1g to drive motors 5 and 9
, it is sufficient to input a drive signal to the Y-axis motor control circuit 1g. The microcomputer M can determine whether the movement of the stage has ended or not by checking whether the coordinate values obtained by the counters 6b and 10b match the target coordinate values.

(発明の効果) 以上述べた如く、本発明によれば、プリアライメント装
置を用いずに基板上の所定位置を自動的に観察視野内に
持ってくることができる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, a predetermined position on the substrate can be automatically brought into the observation field of view without using a pre-alignment device.

プリアライメント装置を用いるものでは、ローディング
アーム等でグリア2イメ/トされた基板がX−Yステー
ジ上に運ばれるが、本発明ではローディングアーム等に
よる運搬誤差およびウェハ外周と焼付はパターンのずれ
誤差の介在する余地がないので、より正確である。
In the case where a pre-alignment device is used, a substrate with a two-dimensional image is transported onto an X-Y stage by a loading arm, etc., but in the present invention, transportation errors caused by the loading arm, etc. and pattern misalignment errors caused by printing on the wafer periphery are eliminated. It is more accurate because there is no room for intervention.

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

第1図は本発明の第1実施例のプロ22図、第2図は基
板としてウェハを用いた場合の座標変換のための操作を
説明するための図、第3図は観察装置の視野を示す図、
第4図は本発明の第2実施例のブロック図、第5図、第
6図は第4図の第2実施例に用いられるマイクロコンピ
ュータのフローチャートを示す図、である。 (主要部分の符号の説明〕 1・・・ウェハ、2・・・X方向ステージ、3・・・Y
方向ステージ、4,8・・・リードねじ、5・・・X方
向モータ、6.10・・・ロータリーエンコーダ、7・
・・基台、9・・・Y方向モータ、11・・・観察装置
、12・・・入力指定手段、13・・・演算記憶手段、
14・・・記憶手段、15・・・変換手段、16・・・
作動指令手段、17・・・制御手段、18゜19・・・
駆動回路、M・・・マイクロコンピュータ。
Figure 1 is a diagram of the first embodiment of the present invention, Figure 2 is a diagram for explaining operations for coordinate transformation when a wafer is used as a substrate, and Figure 3 is a diagram showing the field of view of the observation device. diagram showing,
FIG. 4 is a block diagram of a second embodiment of the present invention, and FIGS. 5 and 6 are flowcharts of a microcomputer used in the second embodiment of FIG. 4. (Explanation of symbols of main parts) 1...Wafer, 2...X direction stage, 3...Y
Direction stage, 4, 8... Lead screw, 5... X direction motor, 6.10... Rotary encoder, 7.
... base, 9 ... Y-direction motor, 11 ... observation device, 12 ... input designation means, 13 ... calculation storage means,
14... Storage means, 15... Conversion means, 16...
Operation command means, 17... Control means, 18°19...
Drive circuit, M... microcomputer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ウェハやマスクにより構成される基板上のパターンを観
察する顕微鏡装置において、X−Yステージと、 前記X−YステージをX−Y方向へ駆動する駆動手段と
、 前記X−Yステージ上に載置された基板上のパターンを
観察する観察装置と、 前記X−Yステージを基準に定めたステージ座標系のX
座標信号とY座標信号とを出力する座標信号出力手段と
、 前記基板を基準に定めた基板座標系における測定点の座
標値を記憶する記憶手段と、 入力された少くとも2つの位置におけるX座標信号とY
座標信号の組から、前記基板座標系と前記ステージ座標
系との変換式を演算し、記憶する演算記憶手段と、 前記記憶手段に記憶されている座標値を、前記演算記憶
手段による変換式によってX座標信号とY座標信号とに
変換する変換手段と、前記座標信号出力手段の出力する
X座標信号とY座標信号とが前記変換した座標信号の各
々に等しくなるように前記駆動手段に制御信号を入力す
る制御手段と、前記演算記憶手段に基板座標系を定める
ための座標信号を入力せしめるための入力指定手段と、
前記制御手段を作動させるための作動指令手段と、 を含むことを特徴とする顕微鏡装置。
[Scope of Claim] A microscope apparatus for observing a pattern on a substrate constituted by a wafer or a mask, comprising: an X-Y stage; a drive means for driving the X-Y stage in the X-Y direction; An observation device for observing a pattern on a substrate placed on a Y stage;
coordinate signal output means for outputting a coordinate signal and a Y-coordinate signal; storage means for storing coordinate values of measurement points in a substrate coordinate system defined with the substrate as a reference; and X-coordinates at at least two input positions. Signal and Y
calculation storage means for calculating and storing a conversion formula between the substrate coordinate system and the stage coordinate system from a set of coordinate signals; and calculating the coordinate values stored in the storage means using the conversion formula by the calculation storage means a converting means for converting into an X coordinate signal and a Y coordinate signal, and a control signal to the driving means so that the X coordinate signal and Y coordinate signal output by the coordinate signal output means are equal to each of the converted coordinate signals. a control means for inputting a coordinate signal for determining a substrate coordinate system into the calculation storage means;
A microscope apparatus comprising: operation command means for operating the control means.
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