JP2503992B2 - アライメント装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、IC等の製造時に既にパターン形成が成され
たウェハを規定位置にアライメントするアライメント装
置に関する。

（従来技術） 従来、この種のアライメント装置にあっては、レーザ
光をウェハ表面に照射ししたときに得られる散乱光に基
づいてウェハを規定位置に調整するアライメントを行な
っている。

即ち、パターン形成されたウェハ表面には各チップパ
ターンを仕切って直交する方向にストリートが走ってお
り、このようなパターン形成されたウェハ表面にレーザ
光を照射すると、ストリート部分は鏡面状態にあり、チ
ップパターン部分はパターン形成により凹凸状態にある
ことから、チップパターン部分に対するレーザ光の照射
で周囲に散乱光が反射され、この散乱光を例えばウェハ
両側に配置した受光素子で受光して散乱光の受光レベル
の低下からストリート位置を判別し、ストリート位置が
規定位置となるようにウェハを載せているステージを移
動調整してアライメントをとるようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の散乱光に基づいたウ
ェハパターンの認識によるアライメントにあっては、ウ
ェハパターンの認識精度があまりなく、アライメントの
ために観察する正確な場所、例えばストリートの特定に
時間がかかり、精度の高いアライメントを短時間で行な
うことが困難であった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
もので、パターン形成が成されたウェハを規定位置に短
時間で精度良くアライメントできるようにしたアライメ
ント装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明にあっては、光源から
ウェハ表面に照射した光の反射光を一次元受光素子で受
光し、この一次元受光素子の受光出力からウェハ表面の
ストリート位置を認識し、ストリートと認識した一次元
受光素子の画素数から得られるストリート交差長と予め
設定しているストリート幅とに基づいてストリートずれ
角を演算し、このズレ角に応じてステージを回転するよ
うにしたものである。

（作用） このような本発明の構成によれば、ウェハのストリー
ト部分は鏡面状態にあることからチップパターンの形成
部分に対し強い反射光が得られ、一次元受光素子のスト
リートに相対する視野部分の受光出力が高く、ストリー
トを外れたチッパターンに相対する視野部分の受光出力
が低くなることでストリートを正確に認識することがで
きる。

そして、ストリートが認識できたならば、ストリート
と認識した一次元受光素子の画素数からストリート交差
長ｌを求め、ストリート交差長ｌと予め分っているスト
リート幅ｄからストリートずれ角θを演算し、このスト
リートずれ角θだけステージを回転させることで、スト
リートが一次元受光素子の直線視野に平行に位置する規
定位置へのアライメントができるようにしたものであ
る。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示した説明図である。

まず構成を説明すると、１は光源となる発光素子、２
はハーフミラー、３は一次元受光素子であり、光源１は
θステージ６に載せられたウェハ５の直上にハーフミラ
ー２を間に介して配置され、発光素子１からの光ビーム
4aはハーフミラー２を通ってウェハ５の表面に光ビーム
4bとして照射される。

ウェハ５の表面に照射された光ビーム4bの反射光ビー
ム4cはハーフミラー２で反射されて直交する方向に配置
した一次元受光素子３に光ビーム4dとして入射するよう
にしている。

ウェハ５を載せたθステージ６はθ回転駆動源８によ
り垂直軸回りに回転することができい、このθ回転駆動
源８はＸステージ９に載せられ、Ｘ駆動源７によりＸ軸
方向に直線移動できるようにしている。

更に、Ｘステージ９はＹステージ10に載せられてお
り、Ｙステージ10はＹ駆動源11によりＹ軸方向に直線移
動できるようにしている。

ここで一次元受光素子３は第２図に取出して示すよう
に、複数の受光画素20を直線的に配列した構造の受光素
子であり、受光画素20の直線配列方向の長さΔｌは予め
定めた規定長さを持っている。

第３図は本発明の制御系を示したブロック図であり、
第１図に示すようにウェハ５に対する光の照射で得られ
た反射光ビーム4dの一次元受光素子３による受光出力を
制御部12に与えており、制御部12は一次元受光素子３か
らの受光出力に基づいてウェハ５の表面に形成されてい
るストリートを検出し、このストリート検出後にストリ
ートと認識した一次元受光素子３の画素数からストリー
ト交差長ｌを求め、予め設定しているストリート幅ｄと
に基づいて一次元受光素子３の直線視野に対するストリ
ートのずれ角θを演算し、このずれ角θに応じてθステ
ージ６をθ回転駆動源８によって回転してアライメント
を行なわせるようになる。

次に、上記の実施例によるアライメント処理を第４図
のフローチャートを参照して説明する。

まず装置の電源を投入すると、ブロック30において発
光素子１が駆動状態となり、ウェハ５に対しハーフミラ
ー２を介して光ビームを照射する。続いてブロック31に
おいて制御部12はＸ駆動源７及び又はＹ駆動源11の制御
によりＸステージ８及び又はＹステージ９を作動してθ
ステージ６に載せているウェハ５を発光素子１からの光
ビーム4dを受ける所定のアライメント位置にステージ移
動させる。

このブロック31におけるアライメント位置への初期移
動が終了すると、一次元受光素子３の受光出力が制御部
12に読込まれ、受光出力の受光レベルからストリートの
検出の有無が判別される。

例えば、ブロック31におけるアラメント位置への初期
移動で第５図（ａ）に示すように、一次元受光素子３の
視野16に対しウェハのストリート15が交差する位置にあ
ったとすると、ストリート15に交差した一次元受光素子
３の視野16をもって得られる受光出力17は第５図（ｂ）
に示すようになる。

即ち、ウェハのストリート15の部分はパターン形成が
行なわれていないことから略鏡面状態となっており、こ
のため光源からの光の照射に対する反射光が強く、視野
16のスリート15に交差した部分の受光出力17はストリー
ト15を外れたパターン形成が成されている両側の視野部
分の受光出力18a,18bに対し高い受光レベルを持つよう
になる。このため一次元受光素子３の受光出力のレベル
差からウェハにおけるストリート15とそれ以外の部分と
を明確に区別することができ、第５図（ｂ）に示すよう
な受光出力が得られれば一次元受光素子３の視野16の中
にウェハストリート15が含まれていることを確実に認識
することができる。

従って、第４図に示すフローチャートにおいてブロッ
ク31でアライメント位置への初期移動で第５図（ｂ）に
示ような一次元受光素子３の受光出力が得られたとき、
判別ブロック32でストリート検出ができたものとしてブ
ロック34以降の処理に進む。

一方、ブロック31におけるアラメント位置への初期移
動でストリート検出ができなかった場合ではブロック33
に進み、例えばＹステージを予め定めた一定量だけ微小
送りし、このＹステージの微小送りをストリート検出が
行なわれるまで繰り返す。

判別ブロック32において、第５図（ｂ）に示すような
一次元受光素子３の受光出力に基づくストリート検出状
態が得られたならば、ブロック34に進み、一次元受光素
子３のストリート15に交差した部分の受光出力17を得て
いる受光画素20の数ｎからストリート交差長ｌを、 ｌ＝ｎ×Δｌ として検出する。

続いて、ブロック35においてブロック34で求めたスト
リート交差長ｌと予めわかっているストリート15のスト
リート幅ｄとにより第６図に示すストリート交差長ｌと
ストリート幅ｄから簡単な三角法によりストリート交差
角、即ちストリートずれ角θを計算する。

このようにしてストレートずれ角θが計算されたなら
ばブロック36において第５図（ａ）に示す矢印方向にθ
回転駆動源８を制御してθステージ６をストリートずれ
角θ分だけ回転し、ウェハストリート15と一次元受光素
子３の視野16を平行に合わせる規定位置へのアライメン
トを行ない一連のアライメント処理を終了する。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、光源からウ
ェハ表面に照射した光の反射光を一次元受光素子で受光
し、この一次元受光素子の受光出力からウェハ表面のス
トリートを認識すると共に、ストリートと認識した一次
元受光素子の画素数から得られるストリート交差長ｌと
予め設定しているストリート幅ｄとに基づいてストリー
トずれ角θを演算し、このずれ角θに応じてステージを
回転するようにしたため、ウェハパターンの特徴抽出と
してストリートからの反射光を検出しているため、スト
リートはほとんど全てのウェハに存在し、且つ他のパタ
ーン形成部分に比較してストリート部分の反射率が高い
という特徴を持つことから、一次元受光素子による反射
光の検出で確実にウェハ表面のストリートを検出して正
確なアライメントを行なうことができる。

また、一次元受光素子の視野に交差したストリートの
ずれ角を検出してステージの回転によりアライメントを
行なうため、アライメントの精度が極めて高く、更にス
トリート検出をウェハの１箇所のみで行なうだけでアラ
イメントができるためアライメント処理を非常に高速化
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した説明図、第２図は第
１図の一次元受光素子の素子構造を示した説明図、第３
図は本発明の制御系を示したブロック図、第４図は本発
明によるアライメント処理を示したフローチャート、第
５図は本発明によるアライメント処理動作をウェハスト
リートに対する一次元受光素子の受光出力と共に示した
説明図、第６図はスリトートずれ角θの演算原理を示し
た説明図である。 1:発光素子 2:ハーフミラー 3:一次元受光素子 5:ウェハ 6:θステージ 7:X駆動源 8:θ駆動源 9:Xステージ 10:Yステージ 11:Y駆動源 12:制御部 15:ストリート 16:視野 20:受光画素

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源からウェハ表面に照射された光の反射
   光を受光する、複数個の受光素子が一列に並びその列の
   長さが前記ウェハに設けられたストリートの幅の２倍以
   上である一次元受光素子と、 該一次元受光素子の受光出力から前記ウェハのストリー
   トを認識し、ストリートと認識した前記一次元受光素子
   の画素数から得られるストリート交差長と前記ストリー
   トの幅から、前記一次元受光素子の前記ストリートに対
   してなす角度であるストリート交差角を計算し、前記ス
   トリート交差角の分だけ前記ウェハが載置されたステー
   ジを回転する制御手段と、 を備えたことを特徴とするアライメント装置。