JP2686606B2 - テンプレート登録方法 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、ウエハのアライメント用のテンプレート登
録方法に関する。 ［従来の技術］ プローバとは、ウエハプロセスを介して、シリコンウ
エハの上に作り込まれた半導体集積回路の電気的特性
を、ウエハチップ上の入出力端子（パッド）にプローブ
針を機械的に接触させてテスタとの信号送受を行なうこ
とによりテストし、その結果不良と判定したチップにマ
ーキングを行なう装置である。 ウエハ上にはチップが縦横に整然と配列されている。
各チップには同じパターンが作られており、パッドも同
じ位置にある。このようなウエハをプローバを用いて検
査するには、１つのチップに対しプローブ針の全部がパ
ッドに接触できる位置にプローブカードを固定したと
き、他のチップをプローブ針の下に持ってきても全部の
プローブ針がパッドに接触する必要がある。この場合、
他のチップをプローブ針の下に順次持ってくる操作（ス
テップ移動）を、簡単に行なうためには、ウエハを搭載
するステージの移動方向であるｘ軸およびｙ軸に対し
て、ウエハに作られたチップの縦横の配列方向が一致す
るようにウエハの方向を合わせる必要がある。また、全
部のチップに対してプローブ針を接触させるためには、
チップがウエハ上にどのように配置されているかを知る
必要がある。 以上の必要性を満たすための操作をアライメントと呼
ぶ。 従来、この種のアライメントは、アライメントの基準
となるウエハ例えばロットの最初のウエハについては手
動でアライメントしてそのウエハよりアライメントの基
準となるデータ（テンプレート）を取り、２枚目以降の
ウエハについてはそのデータに基づき自動でアライメン
トを行なっていた。この最初のウエハに対する手動アラ
イメントの中にはθ合せがあり、このθ合せは粗のθ合
せおよび微のθ合せの２段階になっている。 粗のθ合せは、静電容量センサ等を用いてウエハのエ
ッジを適当な数個所で検出することにより、または機械
的な方法等により行なっていた。 微のθ合せ、すなわちXYステージのＸ方向の走りと焼
き付けられたパターンのスクライブラインの方向とを合
わせるいわゆるウエハのθ合せは、θＺ軸方向に動くチ
ャック上にウエハを載せてｘ軸方向にステージをスキャ
ンさせ、その様子を操作員が顕微鏡等によって見ながら
ジョイスティック等を操作してチャックを回転すること
により行なっていた。そして、上記のようにしてθの合
ったウエハから、操作員がCRT等でパターンを見ながら
ジョイスティック操作等によりステージを動かしテンプ
レートとして適しているかどうかを判断して、自動アラ
イメントに必要な数のテンプレートを登録していた。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような方法では１枚目のウエハの
θ合せがやりにくく時間がかるとともに、その精度は操
作員の操作にかかっていた。つまり、アライメント精度
が人が合わせた最初のウエハの合せ精度によるため、合
せ精度が一定しないという欠点があった。また、テンプ
レート登録にも時間がかかり、しかも、テンプレートと
して適しているパターンを見つけるのが難しいという欠
点もあった。 本発明の目的は、上述従来例の欠点に鑑み、短時間か
つ一定の高精度でテンプレートの登録に係るウエハのθ
合せおよびテンプレートの登録を行なうことができるテ
ンプレート登録方法の提供にある。 ［問題点を解決するための手段および作用］ 本発明は、粗位置合せされたウエハの相対位置を、画
像認識装置を使用したパターンマッチング法で検出して
該ウエハをより高精度に位置合せするための位置検出装
置におけるテンプレート登録方法であって、まず、粗位
置合せされた基準ウエハ上の第１の場所でパターンを記
憶し、該第１の場所からｘ方向にｘインデックスの整数
倍および／またはｙ方向ｙインデックスの整数倍離れた
第２の場所で該パターンを比べ、このときのx,y位置の
ずれ量から上記ウエハのθずれを計算して該ウエハのθ
を合わせ、この状態で他のウエハのアライメントに使用
するテンプレートを登録するようにしたものである。 このように、画像認識装置を用いてテンプレート登録
方法を定式化することにより、自動化が容易となる。 ［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。 第１図は本発明の一実施例に係るプローバのステージ
の模式図である。同図において、１はｘ軸方向に移動す
るｘステージ、２はｙ軸方向に移動するｙステージ、３
はθＺ軸方向に動くチャック、４はウエハ、５はｘステ
ージ１を動かすｘ軸リニアパルスモータ、６はｙステー
ジ２を動かすｙ軸リニアパルスモータ、７はウエハ４と
の距離をアナログデータで出力する静電容量センサ、８
はカメラである。 第２図は本発明の一実施例に係る制御系の構成を示す
ブロック図である。同図において、11は演算や制御を行
なうCPU、12はCPU11を動かすプログラムやデータを入れ
るメモリ、13は静電容量センサ７からアナログデータを
デジタルに変換するADC、14は覚えている画像とカメラ
８から出力される画像とを比べてずれ量を得ることので
きる機能を持っている画像認識装置、15はCPU11により
画像認識装置14を操作するためのインターフェイス、1
7,19および16,18はCPU11によりリニアパルスモータ5,6
を駆動するためのコントローラおよびドライバ、20,21
はCPU11が文字などを表示するためのディスプレイとそ
のコントローラ、22と23はスイッチ,LED,ジョイスティ
ックがあるパネルとそのインターフェイス、26はチャッ
ク３をθ回転するθ軸パルスモータ、27はチャック３を
上下するＺ軸パルスモータ、24と25はCPU11によりパル
スモータ26,27を駆動するためのコントローラとドライ
バ、28はCPU11とメモリ12およびインターフェイス等13,
15,17,19,21,22,24をつなぐバスである。 第３図は第１図の装置におけるウエハエッジ部分の断
面図である。 初めに、本発明の一実施例に係る粗のθ合せの方法を
第１〜３図によって説明する。粗のθ合せは従来と同様
の原理で行なうが、制御はROMにはいっているプログラ
ムによってすべてCPU11が行なう。 まず、CPU11がx,y軸リニアパルスモータコントローラ
17,19とx,y軸リニアパルスドライバ16,18を通してx,y軸
リニアパルスモータ5,6を動かすことによりｘステージ
１とｙステージ２の駆動制御を開始する。これと同時に
静電容量センサ７によりADC13を通して静電容量センサ
７からウエハ４までの距離の測定を開始し、ウエハ４の
エッジの至来を待つ。ここでは、ウエハ４の上面から10
0μ下がった所をエッジとしている。つまり、第３図に
示したように、静電容量センサ７からウエハ４の上面ま
での距離を500μとした場合静電容量センサ７が600μを
示した所がウエハ４のエッジである。そして、このウエ
ハ４のエッジが検出されたら、そのときのx,yステージ
1,2の位置をメモリ上に記憶する。これを全周にわたっ
て適当な場所で行なった後、これらのデータよりウエハ
４の中心位置およびウエハ４のオリエンテーションフラ
ットの方向とｘ軸とが成す角度を計算する。そして、そ
の角度だけチャックを回転してオリエンテーションフラ
ットの方向とｘ軸の方向とを合わせて粗のθ合せが完了
する。 第４図は微のθ合せのときのウエハ４とカメラ８の位
置関係を示す図、第５図は微のθ合せのフローチャート
である。第４図において、ｗはｘステージの移動方向
（ｘ軸の方向）、ａは画像認識装置14に覚えさせるパタ
ーンの位置（X1，Y1）、ｂは位置ａでパターンを覚えた
後ｘステージ１を数インデックス移動したときカメラ８
が来る位置、ｃは位置ａのパターンと同一のパターンが
ある位置、αはカメラ８を位置ｂに位置させたとき画像
認識装置14が出力するずれベクトル（Δx1，Δy1）、ｕ
はこのずれベクトルαより算出したスクライブラインの
方向、ｄは方向ｕにそって位置ａからＸ方向のインデッ
クス量の整数倍離れた位置、ｅはａのパターンと同一の
パターンがある位置、βは位置ｄにカメラ８を位置させ
たとき画像認識装置14が出力するずれベクトル（Δx2，
Δy2）、ｖはずれベクトルβを考慮したより正確なスク
ライブラインの方向、θ1は方向ｕとｘ軸とが成す角、
θ2は方向ｖとｘ軸とが成す角で実際のチャック３を回
転させる量である。 微のθ合せも粗のθ合せと同じく第１図ようなステー
ジおよびチャック上で行なうが、θずれ検出のために
は、カメラ８および画像認識装置14を使用する。画像認
識装置14はあるパターンを覚え、これを他の画像と比べ
てそれらの一致度とx,y方向のずれを出力するものであ
る。また、ウエハ４には同じパターンのチップが縦横方
向に整然と周期的に配列されている。つまり、あるチッ
プ内のパターンは別のチップ内にもチップ内の同じ位置
にある。このため、x,y方向にウエハのスクライブライ
ンの方向が合っていれば、カメラ８で見るパターンはｘ
ステージ１をｘ方向のインデックス（以下、単にｘイン
デックスという）量ixの整数倍Ｘ方向へまたはｙ方向の
インデックス（以下、単にｙインデックスという）量iy
の整数倍ｙ方向へ移動しても移動前と同じパターンであ
る。ここで、インデックスとはチップサイズとスクライ
ブラインの幅を足したものである。 上記の前提に基づき、微のθ合せの手順を第４図およ
び第５図を参照しながら説明する。以下、ウエハ４上の
位置については、ウエハ４の中心を原点、ｘステージ１
の移動方向をｘ軸、そしてｙステージ２の移動方向をｙ
軸としたx,y座標系で表す。 上述の粗のθ合せにひき続き、微のθ合せを開始する
と、まず、ステップ101では、x,yステージ1,2を移動し
てウエハの右側（ｘ軸の正の側）のパターンを画像認識
装置14に覚えさせる。このとき、そのパターンの位置を
ａ（X1，Y1）とする。次に、ステップ102において、位
置ａに比較的近くixの整数倍（Ｍ倍）離れた位置ｂにカ
メラ８が位置するようにｘステージ１を移動する。そし
て、ステップ103では、このときカメラ８で捉えたパタ
ーンと覚えているパターンとを比べてx,y方向のずれ量
α（Δx1，Δy1）を算出する。このずれ量αをｘ軸とス
クライブライン（ｕ）とのθ方向のずれ量θ1に直す
と、 となる。ステップ104では、このずれ量θ1を用いて、
（X1，Y1）から比較的遠くウエハの左側にありかつθ1
の方向にixの整数倍（Ｎ倍）離れた位置ｄ（X2，Y2） X2＝Ｎ・ix・cosθ1＋X1 Y2＝Ｎ・ix・sinθ1＋Y1 を計算する。 この位置ｄにカメラ８が来るようにx,yステージ1,2を
移動させたら（ステップ105）、ステップ106において、
カメラ８を捉えたパターンを覚えているパターンとを比
べ、ずれ量β（Δx2，Δy2）を検出し、さらに、ステッ
プ107で、このずれ量βよりｘ軸とスクライブライン
（ｖ）のθ方向のずれ量 を計算する。 ステップ108において、このずれ量θ2でチャックを回
転させることによりｘ方向とスクライブライン（ｖ）の
方向とを一致させて微のθ合せを完了する。 第６図はテンプレート登録の場合のウエハ４とカメラ
８との位置関係を示す図である。同図において、
（X1′，Y1′）は先程の微のθ合せで記憶したパターン
の位置（X1，Y1）がθ2だけ回転した後に来る位置であ
る。（X3，Y3）はテンプレートとして記憶するパターン
の位置であり、（X1′，Y1′）よりx,y方向にそれぞれi
x、iyの整数倍離れている。これは、（X3，Y3）にテン
プレートとして適した（X1′，Y1′）と同じパターンが
あるようにするためである。 次にテンプレートの登録方法をインデックスサイズの
修正を含め第６図を用いて説明する。ここでは、テンプ
レートをウエハ４の中心付近とｘ軸上の両端付近の３ケ
所で登録するものとするが、テンプレートのパターンは
最初の位置でのみ登録し、他の２か所については該パタ
ーンと同一のパターンの位置のみ登録する。 まず、最初に（X3，Y3）の位置がカメラの下に来るよ
うにx,yステージ1,2を移動して、このパターンをテンプ
レートのパターンとして画像認識装置14に覚えさせる。
次に、x,yステージ1,2をｘおよびｙ方向にそれぞれix,i
yの整数倍（ｘ方向がn4倍,y方向がm4倍）移動して、ウ
エハ４の中心付近（X4，Y4がカメラ８の下に来るように
する。ここで、上記テンプレートと現在カメラ８の下に
あるパターンとを画像認識装置14によって比べて一致度
が基準値より高ければ（X4，Y4）をテンプレート登録位
置とする。さらに、ｘステージ１およびｙステージ２を
それぞれix,iyの整数倍（ｘ軸方向がn5−n4倍,y軸方向
がm5−m4倍）移動して、左端付近（X5，Y5）がカメラ８
の下に来るようにする。ここで、中心付近の場合と同様
に画像認識装置14によってパターンを比べ一致度が基準
値より高ければテンプレート登録位置とする。 以上の動作が終了後、座標（X3，Y3），（X4，Y4）お
よび（X5，Y5）をテンプレート登録位置としてRAM上に
記憶することにより、テンプレートの登録とその登録位
置の登録が終了する。 また、インデックスの補正を行なう場合、上記（X5，
Y5）の比較において画像認識装置14が出力するｘ方向の
ずれ量Δx5から、このときのｘ方向のインデックス を計算し、テンプレート登録位置のｘ座標 X4′＝X3＋n4・ix′ X5′＝X5＋ΔX5 を求める。次に、ｙ方向にウエハの中心から離れた位置
（X6，Y6）がカメラ８の下に来るようにx,yステージ1,2
をそれぞれix,iyの整数倍移動する。ここでも同様に画
像認識装置14によってパターンを比べ一致度が基準値以
下であれば、ｙ方向のずれ量ΔY6によりｙ方向のインデ
ックス を計算し、テンプレート登録位置のｙ座標 Y4′＝Y4＋m4・iy′ Y5′＝Y5＋m5・iy′ を求める。 以上の動作終了後、座標（X3，Y3），（X4′，Y4′）
および（X5′，Y5′）をテンプレート登録位置としてRA
M上に記憶し、また、補正後のインデックス量ix′,iy′
もRAM上に記憶する。これにより、インデックスの補正
およびその補正に対応したテンプレートとその登録位置
の登録が終了し、以後、ステージ1,2を移動する場合補
正したインデックス量で移動することも可能となる。 ［実施例の変形例］ なお、本発明は上述の実施例に限定されることなく適
宜変形して実施することができる。例えば上述の実施例
においては粗のθ合せで静電容量センサ７を使用してい
るが、この代わりに光センサを用いてもよい。また、セ
ンサ７を使わないでウエハ４のエッジに回転する物を接
触させて機械的にウエハ４の方向を合わせる方法を用い
てもよい。さらに粗のθ合せにも画像認識装置を使用す
ることもできる。これは、カメラ８の倍率を粗のθ合せ
のときより小さくして広い範囲を比べて画像認識装置14
の出力するx,yのずれ量によってθを合わせる方法であ
る。 微のθ合せについては、上述において１回のみ行なっ
ているが、θ回転の信頼性などによってはθ回転後の位
置確認およびその結果により再度θ回転を行なってもよ
い。 また、上述においては登録されたテンプレートおよび
その登録位置のデータの保存について触れなかったが、
それらのデータを電源を切った後も消失しないように他
のデータと同様にバックアップRAM等に保持しておき、
再度電源を入れたときに上記バックアップRAMより上記
テンプレート等のデータを、画像認識装置14に送ること
ができるようにしておけば、再度テンプレートを登録す
ることなくアライメントを行なうことができる。また、
テンプレートをフロッピーディスク等の外部記憶装置に
記憶しておき、必要に応じて読み出せるようにしておけ
ば、いつでも再度テンプレートを登録することなくアラ
イメントを行なうことができる。 さらに、上述の画像認識装置14による比較の結果、テ
ンプレートとパターンとの一致度が悪かった場合におい
ては、そのチップがモニタチップ等によって記憶したパ
ターンと異なることも考えられるため、１インデックス
または数インデックス移動して再度上記比較を行なうよ
うにしてもよい。 ［発明の効果］ 以上のように、本発明によると、縦横方向に一定周期
の繰返しパターンをもつウエハについて微のθ合せおよ
びテンプレートの登録さらにはインデックス量の補正を
上述のように画像認識装置を用いて定式化して行なうよ
うにしたため、θ合せおよびテンプレートの登録が一定
の高精度かつ短時間ででき、さらに、これらを自動化す
ることによりマニュアル操作を不要とすることもでき
る。
録方法に関する。 ［従来の技術］ プローバとは、ウエハプロセスを介して、シリコンウ
エハの上に作り込まれた半導体集積回路の電気的特性
を、ウエハチップ上の入出力端子（パッド）にプローブ
針を機械的に接触させてテスタとの信号送受を行なうこ
とによりテストし、その結果不良と判定したチップにマ
ーキングを行なう装置である。 ウエハ上にはチップが縦横に整然と配列されている。
各チップには同じパターンが作られており、パッドも同
じ位置にある。このようなウエハをプローバを用いて検
査するには、１つのチップに対しプローブ針の全部がパ
ッドに接触できる位置にプローブカードを固定したと
き、他のチップをプローブ針の下に持ってきても全部の
プローブ針がパッドに接触する必要がある。この場合、
他のチップをプローブ針の下に順次持ってくる操作（ス
テップ移動）を、簡単に行なうためには、ウエハを搭載
するステージの移動方向であるｘ軸およびｙ軸に対し
て、ウエハに作られたチップの縦横の配列方向が一致す
るようにウエハの方向を合わせる必要がある。また、全
部のチップに対してプローブ針を接触させるためには、
チップがウエハ上にどのように配置されているかを知る
必要がある。 以上の必要性を満たすための操作をアライメントと呼
ぶ。 従来、この種のアライメントは、アライメントの基準
となるウエハ例えばロットの最初のウエハについては手
動でアライメントしてそのウエハよりアライメントの基
準となるデータ（テンプレート）を取り、２枚目以降の
ウエハについてはそのデータに基づき自動でアライメン
トを行なっていた。この最初のウエハに対する手動アラ
イメントの中にはθ合せがあり、このθ合せは粗のθ合
せおよび微のθ合せの２段階になっている。 粗のθ合せは、静電容量センサ等を用いてウエハのエ
ッジを適当な数個所で検出することにより、または機械
的な方法等により行なっていた。 微のθ合せ、すなわちXYステージのＸ方向の走りと焼
き付けられたパターンのスクライブラインの方向とを合
わせるいわゆるウエハのθ合せは、θＺ軸方向に動くチ
ャック上にウエハを載せてｘ軸方向にステージをスキャ
ンさせ、その様子を操作員が顕微鏡等によって見ながら
ジョイスティック等を操作してチャックを回転すること
により行なっていた。そして、上記のようにしてθの合
ったウエハから、操作員がCRT等でパターンを見ながら
ジョイスティック操作等によりステージを動かしテンプ
レートとして適しているかどうかを判断して、自動アラ
イメントに必要な数のテンプレートを登録していた。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような方法では１枚目のウエハの
θ合せがやりにくく時間がかるとともに、その精度は操
作員の操作にかかっていた。つまり、アライメント精度
が人が合わせた最初のウエハの合せ精度によるため、合
せ精度が一定しないという欠点があった。また、テンプ
レート登録にも時間がかかり、しかも、テンプレートと
して適しているパターンを見つけるのが難しいという欠
点もあった。 本発明の目的は、上述従来例の欠点に鑑み、短時間か
つ一定の高精度でテンプレートの登録に係るウエハのθ
合せおよびテンプレートの登録を行なうことができるテ
ンプレート登録方法の提供にある。 ［問題点を解決するための手段および作用］ 本発明は、粗位置合せされたウエハの相対位置を、画
像認識装置を使用したパターンマッチング法で検出して
該ウエハをより高精度に位置合せするための位置検出装
置におけるテンプレート登録方法であって、まず、粗位
置合せされた基準ウエハ上の第１の場所でパターンを記
憶し、該第１の場所からｘ方向にｘインデックスの整数
倍および／またはｙ方向ｙインデックスの整数倍離れた
第２の場所で該パターンを比べ、このときのx,y位置の
ずれ量から上記ウエハのθずれを計算して該ウエハのθ
を合わせ、この状態で他のウエハのアライメントに使用
するテンプレートを登録するようにしたものである。 このように、画像認識装置を用いてテンプレート登録
方法を定式化することにより、自動化が容易となる。 ［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。 第１図は本発明の一実施例に係るプローバのステージ
の模式図である。同図において、１はｘ軸方向に移動す
るｘステージ、２はｙ軸方向に移動するｙステージ、３
はθＺ軸方向に動くチャック、４はウエハ、５はｘステ
ージ１を動かすｘ軸リニアパルスモータ、６はｙステー
ジ２を動かすｙ軸リニアパルスモータ、７はウエハ４と
の距離をアナログデータで出力する静電容量センサ、８
はカメラである。 第２図は本発明の一実施例に係る制御系の構成を示す
ブロック図である。同図において、11は演算や制御を行
なうCPU、12はCPU11を動かすプログラムやデータを入れ
るメモリ、13は静電容量センサ７からアナログデータを
デジタルに変換するADC、14は覚えている画像とカメラ
８から出力される画像とを比べてずれ量を得ることので
きる機能を持っている画像認識装置、15はCPU11により
画像認識装置14を操作するためのインターフェイス、1
7,19および16,18はCPU11によりリニアパルスモータ5,6
を駆動するためのコントローラおよびドライバ、20,21
はCPU11が文字などを表示するためのディスプレイとそ
のコントローラ、22と23はスイッチ,LED,ジョイスティ
ックがあるパネルとそのインターフェイス、26はチャッ
ク３をθ回転するθ軸パルスモータ、27はチャック３を
上下するＺ軸パルスモータ、24と25はCPU11によりパル
スモータ26,27を駆動するためのコントローラとドライ
バ、28はCPU11とメモリ12およびインターフェイス等13,
15,17,19,21,22,24をつなぐバスである。 第３図は第１図の装置におけるウエハエッジ部分の断
面図である。 初めに、本発明の一実施例に係る粗のθ合せの方法を
第１〜３図によって説明する。粗のθ合せは従来と同様
の原理で行なうが、制御はROMにはいっているプログラ
ムによってすべてCPU11が行なう。 まず、CPU11がx,y軸リニアパルスモータコントローラ
17,19とx,y軸リニアパルスドライバ16,18を通してx,y軸
リニアパルスモータ5,6を動かすことによりｘステージ
１とｙステージ２の駆動制御を開始する。これと同時に
静電容量センサ７によりADC13を通して静電容量センサ
７からウエハ４までの距離の測定を開始し、ウエハ４の
エッジの至来を待つ。ここでは、ウエハ４の上面から10
0μ下がった所をエッジとしている。つまり、第３図に
示したように、静電容量センサ７からウエハ４の上面ま
での距離を500μとした場合静電容量センサ７が600μを
示した所がウエハ４のエッジである。そして、このウエ
ハ４のエッジが検出されたら、そのときのx,yステージ
1,2の位置をメモリ上に記憶する。これを全周にわたっ
て適当な場所で行なった後、これらのデータよりウエハ
４の中心位置およびウエハ４のオリエンテーションフラ
ットの方向とｘ軸とが成す角度を計算する。そして、そ
の角度だけチャックを回転してオリエンテーションフラ
ットの方向とｘ軸の方向とを合わせて粗のθ合せが完了
する。 第４図は微のθ合せのときのウエハ４とカメラ８の位
置関係を示す図、第５図は微のθ合せのフローチャート
である。第４図において、ｗはｘステージの移動方向
（ｘ軸の方向）、ａは画像認識装置14に覚えさせるパタ
ーンの位置（X1，Y1）、ｂは位置ａでパターンを覚えた
後ｘステージ１を数インデックス移動したときカメラ８
が来る位置、ｃは位置ａのパターンと同一のパターンが
ある位置、αはカメラ８を位置ｂに位置させたとき画像
認識装置14が出力するずれベクトル（Δx1，Δy1）、ｕ
はこのずれベクトルαより算出したスクライブラインの
方向、ｄは方向ｕにそって位置ａからＸ方向のインデッ
クス量の整数倍離れた位置、ｅはａのパターンと同一の
パターンがある位置、βは位置ｄにカメラ８を位置させ
たとき画像認識装置14が出力するずれベクトル（Δx2，
Δy2）、ｖはずれベクトルβを考慮したより正確なスク
ライブラインの方向、θ1は方向ｕとｘ軸とが成す角、
θ2は方向ｖとｘ軸とが成す角で実際のチャック３を回
転させる量である。 微のθ合せも粗のθ合せと同じく第１図ようなステー
ジおよびチャック上で行なうが、θずれ検出のために
は、カメラ８および画像認識装置14を使用する。画像認
識装置14はあるパターンを覚え、これを他の画像と比べ
てそれらの一致度とx,y方向のずれを出力するものであ
る。また、ウエハ４には同じパターンのチップが縦横方
向に整然と周期的に配列されている。つまり、あるチッ
プ内のパターンは別のチップ内にもチップ内の同じ位置
にある。このため、x,y方向にウエハのスクライブライ
ンの方向が合っていれば、カメラ８で見るパターンはｘ
ステージ１をｘ方向のインデックス（以下、単にｘイン
デックスという）量ixの整数倍Ｘ方向へまたはｙ方向の
インデックス（以下、単にｙインデックスという）量iy
の整数倍ｙ方向へ移動しても移動前と同じパターンであ
る。ここで、インデックスとはチップサイズとスクライ
ブラインの幅を足したものである。 上記の前提に基づき、微のθ合せの手順を第４図およ
び第５図を参照しながら説明する。以下、ウエハ４上の
位置については、ウエハ４の中心を原点、ｘステージ１
の移動方向をｘ軸、そしてｙステージ２の移動方向をｙ
軸としたx,y座標系で表す。 上述の粗のθ合せにひき続き、微のθ合せを開始する
と、まず、ステップ101では、x,yステージ1,2を移動し
てウエハの右側（ｘ軸の正の側）のパターンを画像認識
装置14に覚えさせる。このとき、そのパターンの位置を
ａ（X1，Y1）とする。次に、ステップ102において、位
置ａに比較的近くixの整数倍（Ｍ倍）離れた位置ｂにカ
メラ８が位置するようにｘステージ１を移動する。そし
て、ステップ103では、このときカメラ８で捉えたパタ
ーンと覚えているパターンとを比べてx,y方向のずれ量
α（Δx1，Δy1）を算出する。このずれ量αをｘ軸とス
クライブライン（ｕ）とのθ方向のずれ量θ1に直す
と、 となる。ステップ104では、このずれ量θ1を用いて、
（X1，Y1）から比較的遠くウエハの左側にありかつθ1
の方向にixの整数倍（Ｎ倍）離れた位置ｄ（X2，Y2） X2＝Ｎ・ix・cosθ1＋X1 Y2＝Ｎ・ix・sinθ1＋Y1 を計算する。 この位置ｄにカメラ８が来るようにx,yステージ1,2を
移動させたら（ステップ105）、ステップ106において、
カメラ８を捉えたパターンを覚えているパターンとを比
べ、ずれ量β（Δx2，Δy2）を検出し、さらに、ステッ
プ107で、このずれ量βよりｘ軸とスクライブライン
（ｖ）のθ方向のずれ量 を計算する。 ステップ108において、このずれ量θ2でチャックを回
転させることによりｘ方向とスクライブライン（ｖ）の
方向とを一致させて微のθ合せを完了する。 第６図はテンプレート登録の場合のウエハ４とカメラ
８との位置関係を示す図である。同図において、
（X1′，Y1′）は先程の微のθ合せで記憶したパターン
の位置（X1，Y1）がθ2だけ回転した後に来る位置であ
る。（X3，Y3）はテンプレートとして記憶するパターン
の位置であり、（X1′，Y1′）よりx,y方向にそれぞれi
x、iyの整数倍離れている。これは、（X3，Y3）にテン
プレートとして適した（X1′，Y1′）と同じパターンが
あるようにするためである。 次にテンプレートの登録方法をインデックスサイズの
修正を含め第６図を用いて説明する。ここでは、テンプ
レートをウエハ４の中心付近とｘ軸上の両端付近の３ケ
所で登録するものとするが、テンプレートのパターンは
最初の位置でのみ登録し、他の２か所については該パタ
ーンと同一のパターンの位置のみ登録する。 まず、最初に（X3，Y3）の位置がカメラの下に来るよ
うにx,yステージ1,2を移動して、このパターンをテンプ
レートのパターンとして画像認識装置14に覚えさせる。
次に、x,yステージ1,2をｘおよびｙ方向にそれぞれix,i
yの整数倍（ｘ方向がn4倍,y方向がm4倍）移動して、ウ
エハ４の中心付近（X4，Y4がカメラ８の下に来るように
する。ここで、上記テンプレートと現在カメラ８の下に
あるパターンとを画像認識装置14によって比べて一致度
が基準値より高ければ（X4，Y4）をテンプレート登録位
置とする。さらに、ｘステージ１およびｙステージ２を
それぞれix,iyの整数倍（ｘ軸方向がn5−n4倍,y軸方向
がm5−m4倍）移動して、左端付近（X5，Y5）がカメラ８
の下に来るようにする。ここで、中心付近の場合と同様
に画像認識装置14によってパターンを比べ一致度が基準
値より高ければテンプレート登録位置とする。 以上の動作が終了後、座標（X3，Y3），（X4，Y4）お
よび（X5，Y5）をテンプレート登録位置としてRAM上に
記憶することにより、テンプレートの登録とその登録位
置の登録が終了する。 また、インデックスの補正を行なう場合、上記（X5，
Y5）の比較において画像認識装置14が出力するｘ方向の
ずれ量Δx5から、このときのｘ方向のインデックス を計算し、テンプレート登録位置のｘ座標 X4′＝X3＋n4・ix′ X5′＝X5＋ΔX5 を求める。次に、ｙ方向にウエハの中心から離れた位置
（X6，Y6）がカメラ８の下に来るようにx,yステージ1,2
をそれぞれix,iyの整数倍移動する。ここでも同様に画
像認識装置14によってパターンを比べ一致度が基準値以
下であれば、ｙ方向のずれ量ΔY6によりｙ方向のインデ
ックス を計算し、テンプレート登録位置のｙ座標 Y4′＝Y4＋m4・iy′ Y5′＝Y5＋m5・iy′ を求める。 以上の動作終了後、座標（X3，Y3），（X4′，Y4′）
および（X5′，Y5′）をテンプレート登録位置としてRA
M上に記憶し、また、補正後のインデックス量ix′,iy′
もRAM上に記憶する。これにより、インデックスの補正
およびその補正に対応したテンプレートとその登録位置
の登録が終了し、以後、ステージ1,2を移動する場合補
正したインデックス量で移動することも可能となる。 ［実施例の変形例］ なお、本発明は上述の実施例に限定されることなく適
宜変形して実施することができる。例えば上述の実施例
においては粗のθ合せで静電容量センサ７を使用してい
るが、この代わりに光センサを用いてもよい。また、セ
ンサ７を使わないでウエハ４のエッジに回転する物を接
触させて機械的にウエハ４の方向を合わせる方法を用い
てもよい。さらに粗のθ合せにも画像認識装置を使用す
ることもできる。これは、カメラ８の倍率を粗のθ合せ
のときより小さくして広い範囲を比べて画像認識装置14
の出力するx,yのずれ量によってθを合わせる方法であ
る。 微のθ合せについては、上述において１回のみ行なっ
ているが、θ回転の信頼性などによってはθ回転後の位
置確認およびその結果により再度θ回転を行なってもよ
い。 また、上述においては登録されたテンプレートおよび
その登録位置のデータの保存について触れなかったが、
それらのデータを電源を切った後も消失しないように他
のデータと同様にバックアップRAM等に保持しておき、
再度電源を入れたときに上記バックアップRAMより上記
テンプレート等のデータを、画像認識装置14に送ること
ができるようにしておけば、再度テンプレートを登録す
ることなくアライメントを行なうことができる。また、
テンプレートをフロッピーディスク等の外部記憶装置に
記憶しておき、必要に応じて読み出せるようにしておけ
ば、いつでも再度テンプレートを登録することなくアラ
イメントを行なうことができる。 さらに、上述の画像認識装置14による比較の結果、テ
ンプレートとパターンとの一致度が悪かった場合におい
ては、そのチップがモニタチップ等によって記憶したパ
ターンと異なることも考えられるため、１インデックス
または数インデックス移動して再度上記比較を行なうよ
うにしてもよい。 ［発明の効果］ 以上のように、本発明によると、縦横方向に一定周期
の繰返しパターンをもつウエハについて微のθ合せおよ
びテンプレートの登録さらにはインデックス量の補正を
上述のように画像認識装置を用いて定式化して行なうよ
うにしたため、θ合せおよびテンプレートの登録が一定
の高精度かつ短時間ででき、さらに、これらを自動化す
ることによりマニュアル操作を不要とすることもでき
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例に係るプローバのステージ
図、 第２図は、本発明の一実施例に係るアライメントシステ
ムの制御系の構成を示すブロック図、 第３図は、第１図の装置におけるウエハエッジ部分の断
面図、 第４図は、θ合せのときウエハ上に来るカメラ位置を示
す図、 第５図は、ウエハのθ合せの手順を示すフローチャー
ト、 第６図は、テンプレート登録の場合のウエハ上に来るカ
メラの位置を示す図である。 1:xステージ、2:yステージ、3:チャック、4:ウエハ、5:
x軸リニアパルスモータ、6:y軸リニアパルスモータ、7:
静電容量センサ、8:カメラ、11:CPU、12:メモリ、13:AD
C、14:画像認識装置、15,23:インターフェイス、17,19,
21,24:コントローラ、16,18,25:ドライバ、20:ディスプ
レイ、22:パネル、26:θ軸パルスモータ、27:Z軸パルス
モータ、28:バス。
図、 第２図は、本発明の一実施例に係るアライメントシステ
ムの制御系の構成を示すブロック図、 第３図は、第１図の装置におけるウエハエッジ部分の断
面図、 第４図は、θ合せのときウエハ上に来るカメラ位置を示
す図、 第５図は、ウエハのθ合せの手順を示すフローチャー
ト、 第６図は、テンプレート登録の場合のウエハ上に来るカ
メラの位置を示す図である。 1:xステージ、2:yステージ、3:チャック、4:ウエハ、5:
x軸リニアパルスモータ、6:y軸リニアパルスモータ、7:
静電容量センサ、8:カメラ、11:CPU、12:メモリ、13:AD
C、14:画像認識装置、15,23:インターフェイス、17,19,
21,24:コントローラ、16,18,25:ドライバ、20:ディスプ
レイ、22:パネル、26:θ軸パルスモータ、27:Z軸パルス
モータ、28:バス。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．粗位置合せされたウエハの相対位置を、画像認識装
置を使用したパターンマッチング法で検出して該ウエハ
をより高精度に位置合せするための位置検出装置におけ
るテンプレート登録方法であって、 まず、粗位置合せされた基準ウエハ上の第１の場所でパ
ターンを記憶し、該第１の場所からｘ方向にｘインデッ
クスの整数倍および／またはｙ方向にｙインデックスの
整数倍離れた第２の場所で該パターンを比べ、このとき
のx,y位置のずれ量から上記ウエハのθずれを計算して
該ウエハのθを合わせ、この状態で他のウエハのアライ
メントに使用するテンプレートを登録することを特徴と
するテンプレート登録方法。 ２．上記第１の場所でのパターンの記憶の後、上記第１
の場所に比較的近く且つ上記第１の場所からｘ方向にｘ
インデックスの整数倍（Ｍ倍）離れた第３の場所で上記
パターンを比べ、このときのx,y位置のずれ量から上記
ウエハの比較的粗いθずれを算出し、上記第１の場所か
ら、この算出されたθずれに沿った方向にあって上記第
３の場所よりも遠く、且つｘ方向に関してはｘインデッ
クスの整数倍（Ｎ倍;N＞Ｍ）離れた場所を上記第２の場
所として、上記第２の場所でのパターン比較を行う特許
請求の範囲第１項記載のテンプレート登録方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12026086A JP2686606B2 (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | テンプレート登録方法 |
| US07/031,134 US4870288A (en) | 1986-04-01 | 1987-03-30 | Alignment method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12026086A JP2686606B2 (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | テンプレート登録方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62277742A JPS62277742A (ja) | 1987-12-02 |
| JP2686606B2 true JP2686606B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=14781799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12026086A Expired - Lifetime JP2686606B2 (ja) | 1986-04-01 | 1986-05-27 | テンプレート登録方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2686606B2 (ja) |
-
1986
- 1986-05-27 JP JP12026086A patent/JP2686606B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62277742A (ja) | 1987-12-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |