JP4037947B2 - 対象物のアライメント方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はウェーハやチップをパターンマッチングによりアライメントする対象物のアライメント方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ダイシング装置やプロービング装置等においてウェーハやチップ等のアライメントに対する高速化が望まれている。特にアライメントの確認工程である精密アライメントの作業時間の短縮が望まれている。ここで、従来の精密アライメントのプロセスについてウェーハをアライメントする場合を例に説明する。
【0003】
図12に示すように、従来の精密アライメントでは、ウェーハの左側の所定位置へ撮像装置を移動させ、予め登録してあるターゲットパターンをその位置の近傍で検出する。即ち、このターゲットパターンの検出は、例えば、撮影画像の中央で得られるパターンと予め登録されたターゲットパターンとを比較しながら、カメラを上記左側の所定位置の近傍で前後左右(尚、前後方向をY軸方向、左右方向をX軸方向とする。)に移動させて(または、ウェーハを前後左右に移動させて)、これらのパターンが一致する位置にカメラを移動させる。即ち、パターンマッチングによりターゲットパターンを検出する。尚、ターゲットパターンは例えばストリートのパターンや各チップ上の配線パターンのようなウェーハ上に周期的に現れる模様を記憶したものである。そして、ウェーハ上にターゲットパターンを検出した場合には、そのターゲットパターン位置の座標値を求める(ステップS100)。
【0004】
次に、撮像装置をウェーハの右側の所定位置へ移動させ、上述したのと同様に、その位置の近傍でターゲットパターンを検出し、その座標値を求める(ステップS102)。
以上のようにして左側と右側のターゲットパターンの座標値を検出した後、これらの座標値から補正すべきウェーハの回転角度(補正角Θ)を算出し、角度補正後の左側と右側側のターゲットパターンの座標値を算出する(ステップS104)。尚、角度補正後の左右のターゲットパターン位置は同一のY座標値となる。そして、角度補正後の右側のターゲットパターン位置(角度補正後に右側のターゲットパターンが撮影画像の中央で検出される位置)へ撮像装置を移動させる(ステップS106)。
【0005】
次に、ウェーハを上記ステップS104で求めた補正角Θだけ回転させる(ステップS108)。理論的には、この作業でウェーハが所望角度にアライメントされるが、上記ターゲットパターンの検出作業においてカメラを上下方向(Y軸方向)に移動させたことに起因して装置の有するY軸の精度とウェーハの回転による回転角度Θの精度が問題となるため、上記ウェーハの角度補正後に確認作業を行う。
【0006】
確認作業において、まず右側のターゲットパターン位置を検出する(ステップS110)。この作業は上述したパターンマッチングの作業である。そして、検出したターゲットパターンが上記ステップS104で求めた角度補正後のターゲットパターン位置に許容範囲内で検出されたか否かを判断する(ステップS112)。ここで、NOと判定した場合には、再度、上記角度補正後のターゲットパターン位置までの回転角度(補正角)を求め、右側のターゲットパターンが上記ステップS104で求めた角度補正後のターゲットパターン位置に許容範囲内で一致するまで上記ステップS108からの処理を繰り返し実行する。
【0007】
このようにして、右側のターゲットパターン位置をステップS104で求めた角度補正後のターゲットパターン位置に一致させた後、続いて左側のターゲットパターンについても同様にステップS104で求めた角度補正後のターゲットパターン位置に許容範囲内で一致しているかを確認する。そこで、まず、撮像装置を上記角度補正後の左側のターゲットパターン位置に移動させ、パターンマッチングにより左側のターゲットパターン位置を検出する(ステップS114)。そして、許容範囲内で左側のターゲットパターン位置が上記角度補正後のターゲットパターン位置に一致しているか否かを判断する(ステップS116)。これにより、一致していると判断すれば、精密アライメントのプロセスを終了する。一方、一致していないと判断した場合には、現在の左側と右側のターゲットパターン位置の座標値に基づいてウェーハの補正角Θを再度求め(ステップS104)、最終的に左側と右側のターゲットパターン位置が同一のY座標値となるように上記ステップS106からの処理を繰り返し実行する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来の精密アライメントでは、上述したようにウェーハの補正角Θを求めてウェーハを回転させた後に、補正精度を確認する確認作業と補正角Θの追い込み作業とを繰り返し実行しているため、処理が複雑で処理時間も長くかかるという問題があった。
【0009】
この問題の大きな要因として、パターンマッチングの際に撮像装置又はウェーハをY軸方向に移動させていることが挙げられる。即ち、装置のY軸方向の移動によりY軸方向の誤差と補正される回転角度Θの誤差が互いに影響し合うため、ウェーハの回転に対する回転精度だけでなくY軸の精度も考慮して補正精度の確認作業と補正角Θの追い込み作業とを繰り返し行う必要があるからである。
【0010】
また、補正精度の確認作業において撮像装置を左右のターゲットパターン位置に移動させていることも処理時間が長くなる要因である。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ウェーハやチップ等の対象物の精密アライメントにおいて、アライメント精度に影響を及ぼす装置固有のY軸精度の影響を除去し、精度確認のプロセスを簡単化して処理時間の短縮を図る対象物のアライメント方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、対象物上のパターンを撮像手段によって撮像し、該撮像して得られた画像データに基づいて所定のターゲットパターンの位置を検出すると共に、前記対象物と前記撮像手段とを相対的に移動させて前記ターゲットパターンの位置を複数の位置で検出し、該検出した複数のターゲットパターンの位置に基づいて前記対象物をアライメントする対象物のアライメント方法において、前記対象物と前記撮像手段とを直線上で相対的に移動させて前記画像データを複数の位置で取得すると共に、各画像データの範囲内で前記ターゲットパターンの位置を検出するターゲットパターン位置検出工程と、前記ターゲットパターン位置検出工程において検出した複数のターゲットパターンの位置に基づいて前記対象物の補正角度を算出する補正角度算出工程と、前記補正角度算出工程において算出した補正角度の回転により前記対象物を角度補正する角度補正工程と、から成る。
【0012】
また、前記角度補正工程は、前記撮像手段が最後に取得した画像データ上において、前記対象物の角度補正によって前記ターゲットパターンが移動すべき位置を算出する角度補正後ターゲットパターン位置算出工程と、前記撮像手段が最後に画像データを取得した位置において、前記撮像手段によって前記対象物の角度補正後の画像データを取得し、該画像データ上で前記ターゲットパターンの位置を検出する角度補正後ターゲットパターン位置検出工程と、前記角度補正後ターゲットパターン位置算出工程によって算出したターゲットパターン位置と前記角度補正後ターゲットパターン位置検出工程によって検出したターゲットパターン位置とが不一致の場合には、これらのターゲットパターン位置が一致するまで、前記対象物の角度補正を繰り返す確認工程と、を含む。
【0013】
具体的には、精密アライメントは、(1)ウェーハの左側及び右側の位置でターゲットパターンを検出し、当該ウェーハの傾き(補正角)と平面座標値を求める、(2)検出された左右のターゲットパターンの座標値より補正角を求め、検出された左右のターゲットパターンの座標値を回転補正してアライメントの完了する座標値を算出する、(3)アライメント完了座標の位置で回転補正角度の精度を確認する、という3つのサブプロセスを実施する必要がある。
【0014】
画像処理をする場合、ウェーハのアライメントでは「低倍率顕微鏡による粗アライメントが完了していること」を、1チップのアライメントでは「メカ的なアライメントが実施されること」を条件に、測定対象の位置だけでなく、その周辺の領域も観測可能なように光学系が設計されるため、上記(3)のサブプロセスにおけるアライメント完了位置へ移動しなくても、アライメントの完了座標値として算出される位置は、上記(1)のサブプロセスで最後に検出したターゲットパターンの位置における画像データの範囲内に十分に収まる。上記(1)のサブプロセスで最後に検出したターゲットパターンの位置で、角度補正した後で、再度画像データを取得し、その画像データ上で、上記(2)のサブプロセスで求めたアライメントの完了位置に対応した画像データ上での位置でターゲットパターンを検出するようにすることで、上記(3)の位置に移動することなく、回転角度の補正精度を確認することが出来る。上記(3)の位置へ移動しないことは、Y軸の移動精度をアライメントの角度補正において分離することを意味するので大変重要な解決手段を提供する。1つのチップのアライメントについても全く同一の手法が採れる。
【0015】
[本発明の作用]
本発明の作用について説明すると、最終精度に数μm程度の精度を要求されるウェーハアライメントの粗アライメントは、低倍率の顕微鏡を使用して20〜40μmの精度に位置決めされる。精密アライメントでは、1画素が1μm程度になる高倍率の顕微鏡を使用し、400μm×500μm程度の領域を、画像処理でターゲットパターンをサーチする。精密アライメントでウェーハの左側と右側のターゲットパターンを検出する時、左側と右側のターゲットパターンのY座標の違いは、すでに粗アライメントが終了しているので20〜40μmである。高倍率の顕微鏡を使用して、左側及び右側のターゲットパターンを検出する時、Y軸方向の座標の違いは処理可能な画像データの範囲内となるため、Y軸方向に顕微鏡とウェーハを相対的に移動させることなくサーチできる。X軸方向の精度は、装置の精度により異なるが、検出された回転角度方向の補正角は、X軸方向において、30〜50μmの誤差を含んでも、X軸方向の移動距離はウェーハの直径に近い値となり、補正角に対して大変大きいため、求められる補正角の精度は十分である。半導体製造装置等は、各々装置固有の回転軸の精度を持つため、検出された角度補正値の補正を実行した後で、補正角が正しく補正されたか確認する必要がある。
【0016】
本発明は、この確認を実施する位置を従来の方法のようにウェーハの左側と右側に再度移動させるのではなく、上記左側及び右側のターゲットパターンを検出した位置のいずれか一点で角度補正の精度を確認できる方法を提供するものである。すでに説明したように、左右のターゲットパターンのY座標は、20〜40μmのずれがあり、X座標は装置の精度により30〜50μmの誤差があっても、高倍率顕微鏡の画像処理の範囲が500μm×400μmならば、左側でターゲットパターンを検出した後、右側のターゲットパターンを検出する位置に移動した時、右側の位置で画像処理できる範囲に、補正前の右側のターゲットパターン位置にも含まれ、更に角度補正して求められたアライメント完了位置も含まれる。従来のアライメントの方法では、左右のターゲットパターンを検出した後、補正角の確認のため、左右のターゲットパターン位置の2点で確認していたが、これは左右のターゲットパターン位置に移動する時にY軸方向に移動するため装置がもつ固有のY軸移動の精度が加わるために、Y軸移動による影響を除去するため2点で確認する必要があった。
【0017】
本発明では、Y軸方向の移動を行わないこと及びウェーハは剛体であることのため、補正角の確認を一点においてのみ実施することで十分に精度を確保できる方法を提供する。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明に係る対象物のアライメント方法の実施の形態を説明する。
図1は、本発明に係るアライメント方法が適用されるウェーハのアライメント装置の一実施の形態を示した構成図である。尚、アライメント装置は、例えば、ウェーハのダイシング装置やプロービング装置等に使用される。同図に示すようにウェーハWは回転テーブル12上に保持され、回転テーブル12は駆動部14により回転されるようになっている。回転テーブル12上には顕微鏡16Aを装着した撮像装置16(CCDカメラ等)が設けられ、この撮像装置16は駆動部18によって前後左右(前後方向をY軸方向、左右方向をX軸方向とする。)に移動するようになっている。また、撮像装置16に装着された顕微鏡16Aは、制御部20からの信号によって倍率を低倍率と高倍率とに切り換えるようになっている。尚、この装置では撮像装置16を前後左右に移動させるようにしているが、ウェーハWを前後左右に移動させる駆動機構を設け、撮像装置16の替わりにウェーハWを前後左右に移動させてもよい。また、顕微鏡16Aの倍率を切り換えるのではなく、高倍率と低倍率の2つの顕微鏡を切り換えて使用するようにしてもよい。
【0019】
上記撮像装置16によって得られた画像信号は、画像処理部22に入力され、画像処理部22によってA/D変換等の所定の画像処理が施されて画像データとして制御部20に入力される。
制御部20は、後述するアライメントの手順に従って上記駆動部14、駆動部18に制御信号を出力してウェーハWの回転、撮像装置16の前後左右への移動等を制御する。また、制御部20は撮像装置16から画像処理部22を介して入力される画像データと画像メモリ24に予め登録されたターゲットパターンとのパターンマッチングの処理により画像データ上でターゲットパターンの検出及びターゲットパターンの位置の検出等を行う。
【0020】
尚、ウェーハW上には複数のチップT、T、…が等間隔で形成され、ウェーハW上に描かれた格子状の縞は各チップT間のストリートSを示している。上記アライメント装置は、ウェーハWを回転させてウェーハWを装置に対して所定の方向に位置合わせする装置であり、例えば、図1に示すようにストリートSが直交している場合に、ウェーハWのストリートDを装置のX軸方向(左右方向)及びY軸方向(前後方向)に精度良く一致させる。
【0021】
次に、上記アライメント装置のアライメント方法について説明する。上記アライメント装置は、ウェーハW上のパターンを撮像装置16により撮像し、撮像した画像を用いてパターンマッチングによりウェーハWのアライメントを行う。アライメントは、粗アライメントと精密アライメントの2つのプロセスに分けられ、粗アライメントは、顕微鏡16Aを低倍率にして比較的広い範囲でターゲットパターンをサーチしてウェーハWをアライメントするプロセスであり、精密アライメントは、顕微鏡16Aを高倍率にしてアライメントの精度が許容範囲に入っているかを確認するプロセスである。上記アライメント装置は、まず粗アライメントを実行し、その後に精密アライメントを実行する。
【0022】
まず、粗アライメントの処理手順について図2のフローチャートを用いて説明する。尚、図3は、ターゲットパターンのサーチ位置と順番を示した説明図である。制御部20は、まず顕微鏡16Aを低倍率に設定し、撮像装置16をウェーハの中央付近の1点目のサーチ位置P1(図3参照)に移動させ、ウェーハW上のパターンを撮像する。そして画像処理部22から入力される画像データと画像メモリ24に予め登録してある低倍率用のターゲットパターンとを比較し、これらのパターンが一致する位置を撮像装置16を中央付近で前後左右に移動させて検出する。即ち、パターンマッチングによりウェーハWの中央付近でターゲットパターンを検出する(ステップS10)。
【0023】
中央付近の1点目のサーチ位置P1でターゲットパターンを検出すると、続いて1点目のサーチ位置P1から1チップの整数倍離れた2点目のサーチ位置P2(図3参照)でターゲットパターンをパターンマッチングにより検出する(ステップS12)。1点目から2点目までの距離はチップの大きさと装置の持つウェーハ搬送系の精度により決められる。尚、2点目以降について、左方向だけでなく右方向、上下方向にサーチすることも可能である。
【0024】
2点目の位置P2でターゲットパターンを検出すると、これらの2点で検出されたターゲットパターンのX、Y座標値からウェーハの傾き角度(補正角)Θを求め、テーブル12を回転させてウェーハWの角度補正を行う(ステップS14)。また、同時に1点目と2点目のターゲットパターンの座標値を角度Θだけ回転変換する。
【0025】
続いて撮像装置16を3点目のサーチ位置P3に移動させて3点目のターゲットパターンのサーチを行う。2点目の位置P2から3点目の位置P3までの距離は、1点目と2点目から得られた座標値と低倍率での画像処理のパターンマッチングの精度をもとに算出する(ステップS16)。そして、1点目と3点目のターゲットパターンの座標値から補正角Θを求め、テーブル12を回転させてウェーハWの角度補正を行う(ステップS18)。また、同時に1点目のターゲットパターンの座標値を回転変換する。
【0026】
以上、3点目のターゲットパターンの位置を検出した後、この3点目のターゲットパターンがウェーハWのエッジの点か否かを判定する(ステップS20)。YESと判定した場合には、粗アライメントを終了する。逆にNOと判定した場合には、ステップS16からステップS20までの処理を繰り返し実行し、3点目以降(4点目、5点目、…)のターゲットパターンのサーチを3点目のターゲットパターンのサーチと同様に行ってウェーハWの角度補正を行う。そして、最後に検出した点がウェーハWのエッジの点と判定した時点で粗アライメントを終了する。
【0027】
尚、実際には何点のサーチを必要とするかは、ウェーハWの大きさとチップの縦及び横のサイズにより決定されるアルゴリズムが組み込まれているので自動的に算出される。通常6インチのウェーハで、縦及び横のサイズが5〜10mmのチップでは、3点目までのサーチでウェーハの端に到達する。このようなプロセスで粗アライメントは完了し、中央付近の1点目のターゲットパターンとウェーハのエッジの3点目のターゲットパターンでY座標の誤差は10〜20μmである。
【0028】
次に精密アライメントの処理手順について図4のフローチャートを用いて説明する。尚、精密アライメントでは、装置が持つ固有の精度が問題となる。一例として、X軸方向の移動により発生する精度を5μm程度、Y軸方向の移動により発生する精度を5μm程度、回転方向θの精度を6インチウェーハの外周部で3μm程度として以下の実施の形態について説明する。また、顕微鏡16Aを高倍率にしたときに画像処理できる領域は500μm×400μmとする。
【0029】
精密アライメントを実行する際に、制御部20は、顕微鏡16Aを高倍率に切り替え、撮像装置16を図3に示すウェーハWの左側のサーチ位置P4へ移動させ、ウェーハW上のパターンを撮像する。そして画像処理部22から入力される画像データと画像メモリ24に予め登録してある高倍率用のターゲットパターンとを比較し、パターンマッチングによりターゲットパターンの位置を検出する。そして、そのターゲットパターン位置の正確な座標値を求める(ステップS30)。尚、ここで検出したターゲットパターンの位置を図5に示すウェーハW上の枠L1で示す。
【0030】
続いて、撮像装置16を図3に示すウェーハWの右側のサーチ位置P5に移動させ、その位置で撮像装置16から画像データを読み込む。そして、この画像データ上でターゲットパターンを検出する。この時検出した右側のターゲットパターン位置を図5の枠R1で示す。そして、そのターゲットパターン位置の座標値を検出する(ステップS32)。このとき、既に粗アライメントが完了しているので左右のターゲットパターンにおけるY座標の違いは20〜40μmである。このため、左側のサーチと右側のサーチで撮像装置16をY方向に移動させることなく、ターゲットパターンを画像データの範囲内で検出することが可能である。尚、ターゲットパターンが画像データの中央付近からずれると撮像装置16の光学系の歪みが原因となり、画像データ上のターゲットパターン位置から実空間でのターゲットパターンの座標値を求める際に誤差を生じる。そのため、本アライメント装置では予め画像データ上の座標値と実空間での座標値との対応関係についてキャリブレーションを行うようにし、これらの正確な対応付けを行うようにしている。キャリブレーションについての詳細は後述する。
【0031】
以上のようにして左側と右側のターゲットパターンの座標値を検出した後、これらの座標値から補正すべきウェーハWの回転角度(補正角Θ)を算出し、角度補正後の左側と右側のターゲットパターンの座標値を算出する(ステップS34)。尚、上記補正角Θを図5に示し、角度補正後の左側と右側のターゲットパターン位置をそれぞれ図6の枠L2と枠R2で示す。
【0032】
そして、角度補正後の右側のターゲットパターンの座標値に基づいてこの座標値に対応する画像データ上での位置を求める(ステップS36)。
次に、ウェーハWを上記ステップS34で求めた補正角Θだけ回転させ、ウェーハWの角度補正を行う(ステップS38)。そして、この後、撮像装置16を移動させることなく、ウェーハWの角度補正に対する確認作業を行う。
【0033】
確認作業において、制御部20は、撮像装置16を上記右側のサーチ位置P5で再度画像データを読み込む。そして、この画像データ上でターゲットパターン位置を検出する(ステップS40)。このとき、上記ウェーハの角度補正によってターゲットパターンが移動した距離はX方向では5〜30μm程度(最大で30μm程度)であり、Y方向では20〜40μm程度であり、顕微鏡16Aが高倍率の場合に画像処理できる範囲内にある。
【0034】
そして、このようにして検出したターゲットパターン位置が上記ステップS36で求めた角度補正後のターゲットパターン位置に許容範囲内で一致するか否かを判定する(ステップS42)。これにより、一致していると判断すれば、精密アライメントのプロセスを終了する。一方、一致していないと判断した場合には、現在の右側のターゲットパターン位置に基づいて補正角を算出し、上記ステップS38からの処理を繰り返し実行し、ターゲットパターン位置が上記ステップS36で求めた角度補正後のターゲットパターン位置に許容範囲内で一致したことを確認して精密アライメントを終了する。
【0035】
以上、本発明は、精密アライメントにおいて、回転角の補正を確認する位置を移動させずに行う方法である。本発明の基本的なところは、回転角度の補正の確認をΘだけで単独に確認するという点に着目してΘ補正の方法を単純化したこと及びアライメントにおけるターゲットパターンを検出するための移動回数を減らし、アライメントに要する時間を短縮することの、2つの特徴を有する。
【0036】
次に、撮像装置16のキャリブレーションについて説明する。キャリブレーションは画像上の位置と実空間の位置との対応関係を求め、光学系の歪みを補正するプロセスである。まず、図7に示すように格子間隔の精度の高い格子を撮像する。光学系に歪みがない場合には図8の直線lの関係で示すように画像データ上に撮像された格子位置と格子の実長は比例する。しかし、光学系に歪みがあるとこの関係は直線とならず、図8に示すように曲線mとなる。この曲線mは、例えば図9に示すように上記格子を撮像して得られた画像データ上の格子位置から求めることができる。そして、この曲線mを歪みがない場合として示した直線lとなるように補正することにより光学系の歪みが補正される。具体的な補正の実施手法としては、図8の曲線データを直接使用する方法(曲線上のデータに対応する直線データの位置を求める。)又は図8の歪みのある曲線を多項式で表し補正する方法がある。
【0037】
以上、上記実施の形態ではウェーハのアライメント方法について説明したが、これに限らずチップをアライメントする場合も同様に本発明に係るアライメント方法を適用することができる。即ち、図10に示すようにチップ50上の枠L1と枠R1で示す左側と右側のターゲットパターンを上記精密アライメントと同様に撮像装置をX軸方向のみに移動させて画像データの範囲内で検出し、これらのターゲットパターン位置に基づいて補正角Θを算出する。そして、図11に示すようにチップ50を角度補正した後、撮像装置を移動させることなく同図の枠L2又は枠R2で示すターゲットパターンのいずれか一方の位置を検出し、この検出位置がアライメント完了位置と一致しているかを確認して精密アライメントを終了する。
【0038】
また、本発明に係るアライメント方法は、対象としてウェーハ及びチップだけに限られることなく、左右のターゲットパターンにおけるY軸座標値の差異が画像処理できる範囲内に収まる対象をアライメントする時に応用できる。
【0039】
【発明の効果】
本発明によれば、チップの繰り返しのあるウェーハ等の最終的な精度を確保する精密アライメントのプロセスにおいて、アライメント完了位置へ移動することなく、回転角の精度を回転軸単独で、更に一方の側部だけの確認で実施できるため、角度追い込みのプロセスが単純になり、処理時間もかからない方法となる。
【0040】
1つのチップのみをアライメントする場合においても、全く同一の方法が採れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係るアライメント方法が適用されるアライメント装置の一実施の形態を示した構成図である。
【図2】図2は、粗アライメントの処理手順を示したフローチャートである。
【図3】図3は、ターゲットパターンのサーチ位置とサーチ順番を示した説明図である。
【図4】図4は、精密アライメントの処理手順を示したフローチャートである。
【図5】図5は、精密アライメント前におけるターゲットパターン位置を示した説明図である。
【図6】図6は、精密アライメントにおけるターゲットパターン位置を示した説明図である。
【図7】図7は、撮像装置のキャリブレーションに使用する格子パターンを示した図である。
【図8】図8は、画像上の格子位置と格子実長の関係を示した図である。
【図9】図9は、撮像装置で図7の格子パターンを撮像した場合の画像データの一例を示した図である。
【図10】図10は、チップの精密アライメント前におけるターゲットパターン位置を示した説明図である。
【図11】図11は、チップの精密アライメント後におけるターゲットパターン位置を示した説明図である。
【図12】図12は、従来の精密アライメントの処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
12…回転テーブル
14、18…駆動部
16…撮像装置
20…制御部
22…画像処理部
24…画像メモリ
W…ウェーハ
T…チップ
S…ストリート
Claims (2)
- 対象物上のパターンを撮像手段によって撮像し、該撮像して得られた画像データに基づいて所定のターゲットパターンの位置を検出すると共に、前記対象物と前記撮像手段とを相対的に移動させて前記ターゲットパターンの位置を複数の位置で検出し、該検出した複数のターゲットパターンの位置に基づいて前記対象物をアライメントする対象物のアライメント方法において、
前記対象物と前記撮像手段とを直線上で相対的に移動させて前記画像データを複数の位置で取得すると共に、各画像データの範囲内で前記ターゲットパターンの位置を検出するターゲットパターン位置検出工程と、
前記ターゲットパターン位置検出工程において検出した複数のターゲットパターンの位置に基づいて前記対象物の補正角度を算出する補正角度算出工程と、
前記補正角度算出工程において算出した補正角度の回転により前記対象物を角度補正する角度補正工程と
から成り、
前記角度補正工程は、
前記撮像手段が最後に取得した画像データ上において、前記対象物の角度補正によって前記ターゲットパターンが移動すべき位置を算出する角度補正後ターゲットパターン位置算出工程と、
前記撮像手段が最後に画像データを取得した位置において、前記撮像手段によって前記対象物の角度補正後の画像データを取得し、該画像データ上で前記ターゲットパターンの位置を検出する角度補正後ターゲットパターン位置検出工程と、
前記角度補正後ターゲットパターン位置算出工程によって算出したターゲットパターン位置と前記角度補正後ターゲットパターン位置検出工程によって検出したターゲットパターン位置とが不一致の場合には、これらのターゲットパターン位置が一致するまで、前記対象物の角度補正を繰り返す確認工程と、
を含むことを特徴とする対象物のアライメント方法。 - 対象物上のパターンを撮像手段によって撮像し、該撮像して得られた画像データに基づいて所定のターゲットパターンの位置を検出すると共に、前記対象物と前記撮像手段とを相対的に移動させて前記ターゲットパターンの位置を複数の位置で検出し、該検出した複数のターゲットパターンの位置に基づいて前記対象物をアライメントする対象物のアライメント方法であって、
粗アライメント工程と精密アライメント工程とを含み、
前記粗アライメント工程は、
前記対象物の中央付近の1点目のサーチ位置P1において、低倍率の撮像装置でパターンを撮像し、低倍率用のターゲットパターンと比較して両パターンが一致する位置を検出し、前記位置P1におけるターゲットパターンを検出する工程(ステップS10)と、
前記位置P1から1チップの整数倍離れた2点目のサーチ位置P2において、前記低倍率の撮像装置でパターンを撮像し、ターゲットパターンを検出して当該ターゲットパターンの位置の座標値を検出する工程(ステップS12)と、
前記位置P1と前記位置P2において検出されたターゲットバターンのX座標及びY座標から前記対象物の傾き角度 ( 補正角 ) Θを求めて、前記対象物を回転させて、該対象物の角度補正を行い、前記位置P1と前記位置P2におけるターゲットパターンの座標値を角度Θだけ回転変換する工程(ステップS14)と、
3点目のサーチ位置P3において、ターゲットパターンを検出し、前記位置P1および前記位置P2の座標値に基づいて、前記位置P2から前記位置P3までの距離を算出する工程(ステップS16)と、
前記位置P1と前記位置P3の座標値から補正角Θを求めて、前記対象物を回転させて、前記対象物の角度補正を行うと共に、前記位置P1におけるターゲットパターンの座標値を回転変換する工程(ステップS18)と、
前記位置P3が前記対象物上のパターンのエッジ位置か否かを判定する工程(ステップ S20)と
を含み、
前記位置P3が前記対象物上のパターンのエッジ位置でない場合は、前記ステップS16から前記テップS20を繰り返し、
前記位置P3が前記対象物上のパターンのエッジ位置である場合は、前記粗アライメント工程を終了し、
前記精密アライメント工程は、前記粗アライメント工程に引き続いて、
前記対象物の左側のサーチ位置P4において、高倍率の撮像装置で前記対象物上のパターンを撮像し、高倍率用のターゲットパターンと比較して両パターンが一致する位置を検出し、前記位置P4におけるターゲットパターン位置の座標値を求める工程(ステップS30)と、
前記対象物の右側のサーチ位置P5において、前記高倍率の撮像装置で前記対象物上のパターンを撮像し、ターゲットパターンを検出して当該ターゲットパターン位置の座標値を検出する工程(ステップS32)と、
前記位置P4及び前記位置P5におけるターゲットパターンの座標値から前記対象物の回転角度(補正角Θ)を算出し、角度補正後の位置P4及び位置P5におけるターゲットパターンの座標値を算出する工程(ステップS34)と、
前記角度補正後の位置P5におけるターゲットパターンの座標値に基づいて該座標値に対応する画像データ上での位置を求める工程(ステップS36)と、
前記ステップS34で算出された補正角Θだけ前記対象物を回転させて、該対象物の角度補正を行なう工程 ( ステップS38 ) と、
前記サーチ位置P5において、再度前記対象物上のパターンを撮像し、この撮像データに基づいてターゲットパターン位置を検出する工程(ステップS40)と、
前記ステップS40で検出したターゲットパターン位置が、前記ステップS36で求めた角度補正後のターゲットパターン位置に許容範囲内で一致するか否かを判定する工程(ステップS42)と
を含み、
許容範囲内で一致する場合は、前記精密アライメント工程を終了させ、許容範囲内で一致しない場合は、前記サーチ位置P5の位置に基づいて補正角を算出し、前記ステップS38から前記ステップS42を繰り返し、前記サーチ位置P5の位置のターゲットパターン位置が前記ステップS36で求めた角度補正後のターゲットパターン位置に許容範囲内で一致したことが確認された段階で、前記精密アライメント工程を終了する
ことを特徴とする対象物のアライメント方法。
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