JPH01103850A - 半導体ウエハのマウント用フレームの吸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、半導体ウェハを粘着テープを介してマウント
するための環状のマウント用フレームを吸着する装置、
詳しくは、マウント用フレームを吸着保持するためのフ
レームチャツカを、吸着動作に先立ち、フレーム吸着箇
所においてマウント用フレームに対し正確に位置合わせ
する技術に関する。

〈従来の技術〉 従来のこの種の半導体ウェハのマウント用フレームの吸
着装置において、フレーム吸着箇所でフレームチャツカ
とマウント用フレームとの位置合わせを行うに当たり、
次のような構成を採用している。

すなわち、マウント用フレームは、位置合わせのために
その外周縁に複数の■ノツチを形成しである。フレーム
・アライメントテーブルにはこのＶノツチを係合する複
数の位置決めピンが設けられている。したがって、フレ
ーム・アライメントテーブル上に載置したマウント用フ
レームの■ノツチを位置決めピンに押し付けて係合させ
た状態を保持すると、マウント用フレームはフレーム・
アライメントテーブルに対して所定の位置関係に固定さ
れる。

このようにフレーム・アライメントテーブルにおいて位
置決めされたマウント用フレームに対してフレームチャ
ツカを位置合わせするのに、フレームチャツカについて
、フレーム吸着箇所において位置決めピンとの間で一定
の位置関係をもつ原点位置を定め、吸着に際してフレー
ムチャツカをその原点位置に復帰させることによって、
フレームチャツカをマウント用フレームに対して位置決
めしている。

フレームチャツカを原点位置に移動させて停止するため
に、フレームチャツカの移動機構の可動部分にセンサド
グを設ける一方、固定部分において原点位置に相当する
箇所にフォトセンサ等を用いた原点検出センサを設け、
原点検出センサがセンサドグを検出した時点で前記の移
動機構におけるパルスモータを停止するようにしている
。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、マウント用フレームは、それに粘着テー
プを介して貼付けた半導体ウェハに対して種々の処理を
するときの基準位置を定めるために利用されるものであ
り、半導体ウェハ上に形成されているＩＣパターンとの
位置関係の精度についてきわめて高いものが要求される
。

ところが、このようなきわめて高い精度に対して、原点
検出センサの検出精度はかなり低いといえる。そのため
、原点検出センサの検出によって原点位置に停止された
フレームチャツカは、マウント用フレームに対して前記
の要求に応えることができる程度には正確に位置合わせ
されていない場合が多い。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、原点検出センサの検出精度の悪さにもかかわらず、
常に、フレームチャツカをマウント用フレームに対して
高精度に位置合わせすることができるようにすることを
目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。理解を助けるために、発明の構成の一例
を第１図に掲げ、それを参照しながら説明する。

本発明の半導体ウェハのマウント用フレームの吸着装置
は、 マウント用フレームＦを載置するフレーム・アライメン
トテーブル１と、このフレーム・アライメントテーブル
１上に載置されたマウント用フレームＦを位置決めする
フレーム・アライメント機構２と、フレーム・アライメ
ントテーブル１の所定位置において隔設された位置合わ
せ用の複数のマークｍ、、ｍ２と、フレーム・アライメ
ントテーブル１上で位置決めされたマウント用フレーム
Ｆを吸着保持するフレームチャツカ３と、このフレーム
チャツカ３をフレーム・アライメントテーブル１に平行
なＸ方向で移動させるＸ方向移動機構４と、フレームチ
ャツカ３をフレーム・アライメントテーブル１に平行な
Ｘ方向で移動させるＸ方向移動機構５と、フレームチャ
ツカ３をその中心まわりのθ方向に回動させるθ回動機
構６と、フレームチャン力３を昇降させる昇降機構７と
を備えている。

また、フレームチャツカ３に連設され複数のマークｍ、
、ｍ２を撮像する複数の撮像装置８．。

８□と、これら各撮像装置８１，８□が予め撮像した各
マークｍ、、ｍ２の画像である基準画像のデータを記憶
する第１記憶手段９と、各撮像装置８１．８ｇが撮像す
る各マークｍ、、ｍ２の画像であるサンプル画像のデー
タを記憶する第２記憶手段１０と、第１記憶手段９から
読み出した基準画像のデータと第２記憶手段１０から読
み出した多数のサンプル画像のデータの個々とを比較し
、比較した中で基準画像のデータと最も近似・するデー
タをもつサンプル画像を判別する判別手段１１と、この
判別によって得られたマークｍ、、ｍ２のサンプル画像
と撮像装置８１，８□との相対的ずれ量について、Ｘ方
向ずれ量Δｘ、Ｙ方向ずれ量Δｙおよびθ方向ずれ角度
Δθを算出する演算手段１２と、Ｘ方向移動機構４．Ｘ
方向移動機構５およびθ回動機構６を制御して、撮像装
置８１．８□とともにフレームチャツカ３を、前記のＸ
方向ずれ量Δｘ、Ｙ方向ずれ量Δｙおよびθ方向ずれ角
度Δθだけ補正移動する位置補正手段１３とを備えてい
る。

〈作用〉 本発明の構成による作用は、次のとおりである。

フレーム・アライメントテーブル１上に載置されたマウ
ント用フレームＦがフレーム・アライメント機構２によ
って位置決めされるとともに、フレームチャツカ３と撮
像装置８Ｉ、８□とがフレーム吸着箇所に原点復帰され
る。この原点に復帰した状態でフレームチャツカ３とマ
ウント用フレームＦとの位置関係が所定の位置関係にな
っているとは限らず、むしろ、原点検出センサの精度の
悪さのために両者の位置がずれていることが多い。

そこで、撮像装置８．、Ｌはフレーム・アライメントテ
ーブル１の所定位置に設けられたマークｍｌ　、ｍｚを
撮像し、そのサンプル画像データを第２記憶手段１０に
記憶させる。第１記憶手段９には予めマークｍ、、ｍｚ
の基準画像データが記憶されている。判別手段１１は、
撮像装置ＬＬ、８ｚが撮像した多数のサンプル画像デー
タと基準画像データとを比較し、基準画像データと最も
近似するデータをもつサンプル画像を割り出す。演算手
段１２は判別の結果得られたサンプル画像と撮像装置８
Ｉ、８□とのずれ量としてＸ方向ずれ量ΔＸ。

Ｘ方向ずれ量Δｙ、θ方向ずれ角度Δθを算出する。位
置補正手段１３は、そのＸ方向ずれ量ΔＸ。

Ｘ方向ずれ量Δｙ、θ方向ずれ角度Δθに基づいて、そ
れらずれ量ΔＸ、Δｙ、ΔθがゼロになるようにＸ方向
移動機構４．Ｘ方向移動機構５．θ回動機構６を駆動制
御する。

これによって、撮像装置８０．８２ひいてはフレームチ
ャツカ３とマークｍ、、ｍ、との位置合わせが正確に行
われる。マークｍ、、ｍｚはフレーム・アライメントテ
ーブル１において所定位置に設けられており、このフレ
ーム・アライメントテーブル１上においてフレーム・ア
ライメント機構２により位置決めされたマウント用フレ
ームＦとマークｍ＋　、ｍ、との相対的位置関係は一定
に定まる。したがって、フレームチャツカ３の原点復帰
に狂いが生じていても、マークｍ、、ｍ２との位置合わ
せが正確に行われたフレームチャツカ３は、マウント用
フレームＦに対しても正確な位置合わせが行われること
となる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第２図は半導体ウェハのマウント用フレームの吸着装置
およびマウント装置を示す側面図、第３図はその平面図
、第４図はマウント装置部分のＸ。

Ｙテーブルを示す平面図、第５図はその正面図、第６図
はθリングおよびマイクロスコープステージ台を示す断
面図、第７図はθ回動機構の基部を示す一部破断の平面
図、第８図はフレーム・アライメント機構を示す一部破
断の側面図、第９図は高さ位置検出機構を示す側面図、
第１０図はその拡大側面図である。

フレームチャツカ３をＸ方向で移動させるＸ方向移動機
構４は、次のように構成されている。

主として第４図、第５図に示すように、固定ヘース２０
の上面にＸ方向に沿った複数のＸ方向レール２１が固定
されている。このＸ方向レール２１に嵌合して案内され
るレールガイド２２がＸテーブル２３の下面に取り付け
られている。固定ヘース２０の下面にＸテーブル駆動用
パルスモータ２４が取り付けられているとともに、一対
の軸受２５．２６が取り付けられている。軸受２５．２
６間にはスクリュー軸２７が軸支され、スクリュー軸２
７の一端はカップリング２８を介してＸテーブル駆動用
パルスモータ２４の出力軸に連結されている。スクリュ
ー軸２７とともにボールネジを構成するナツト（図示せ
ず）を保持したナツトケーシング２９が固定ベース２ｏ
に形成された貫通孔を上下に貫通し、その上端がＸテー
ブル２３の下面番こ取り付けられている。

Ｘテーブル２３は、Ｘ方向に沿っての移動範囲が制限さ
れている。すなわち、固定ヘース２ｏにＸテーブル２３
の前縁に当接するストッパ３ｏと、Ｘテーブル２３の後
縁に当接するストッパ３１とが立設されている。また、
Ｘテーブル２３の原点位置と前進端。

後進端を検出するために、Ｘテーブル２３にセンサドグ
３２が取り付けられているとともに、固定ヘース２０に
このセンサドグ３２に作用して原点を検出する原点検出
フォトセンサ３３ａと前進端を検出する前進端検出フォ
トセンサ３３ｂと後進端を検出する後進端検出フォトセ
ンサ３３ｃが取り付けられている。

フレームチャツカ３をＹ方向で移動させるＹ方向移動機
構５は、次のように構成されている。

主として第４図、第５図に示すように、Ｘテーブル２３
の上面にＹ方向に沿った複数のＹ方向レール３４が固定
されている。このＹ方向レール３４に嵌合して案内され
るレールガイド３５がＹテーブル３Ｇの下面に取り付け
られている。Ｘテーブル２３の上面の端部にＸテーブル
駆動用パルスモータ３７が取り付けられているとともに
、軸受３８が取り付けられている。軸受３８には片持ち
状にスクリュー軸３９が軸支され、スクリュー軸３９の
一端はカップリング４０を介してＸテーブル駆動用パル
スモータ３７の出力軸に連結されている。スクリュー軸
３９とともにボールネジを構成するナツト（図示せず）
を保持したナツトケーシング４１がＸテーブル３６の上
面に取り付けられている。

Ｘテーブル３６も、Ｙ方向に沿っての移動範囲が制限さ
れている。すなわち、Ｘテーブル２３にＸテーブル３６
の前縁に当接するストッパ４２と、Ｘテーブル３６の後
縁に当接するストッパ４３とが立設されている。また、
Ｘテーブル３６の原点位置と前進端。

後進端とを検出するために、Ｘテーブル３６にセンサド
グ４４が取り付けられているとともに、Ｘテーブル２３
にこのこのセンサドグ４４に作用して原点を検出する原
点検出フォトセンサ４５ａと前進端を検出する前進端検
出フォトセンサ４５ｂと後進端を検出する後進端検出フ
ォトセンサ４５ｃが取り付けられている。

フレームチャツカ３を昇降する昇降機構７は、次のよう
に構成されている。

主として第２図に示すように、Ｘテーブル３６の下面に
はフレームチャツカ３を昇降するためのフレームチャツ
カ昇降モータ４６が取り付けられ、このモータ４６は、
Ｘテーブル２３および固定ベース２０に形成された貫通
孔を通して固定ベース２０の下方に突出している。Ｘテ
ーブル３６の上面に支柱４７が立設され、この支柱４７
の上端板と下端板とに縦方向のスクリュー軸４８が軸支
され、このスクリュー軸４８の下端がカップリング（図
示せず）を介してフレームチャツカ昇降モータ４６の出
力軸に連結されている。スクリュー軸４８とともにボー
ルネジを構成するナツト（図示せず）を保持したナット
ケ−シンク４９に支持部材５０が連設され、支持部材５
０に軸支された回転軸５１に回動部材５２が固着連設さ
れている。

第６図に示すように、この回動部材５２に揺動環状枠５
３が固定され、揺動環状枠５３の下半部分に回動自在に
嵌合されたθリング５４にフレームチャツカ３が固定さ
れている。フレームチャツカ３には複数の真空吸引口５
５が形成されている。

次に、縦軸まわりの旋回によってフレームチャツカ３を
マウント用フレーム吸着箇所Ｐ１とマウント用フレーム
貼付は箇所Ｐ２との間で往復させる旋回機構５６につい
て説明する。

第２図、第３図に示すように、支持部材５０の上面に旋
回用エアモータ５７が取り付けられている。

同じ支持部材５０に軸支された回動部材５２がカップリ
ング５８を介して旋回用エアモータ５７の出力軸に連結
されている。

旋回機構５６は、旋回範囲が制限されている。すなわち
、第７図に示すように、回動部材５２に２つの突片５９
．６０が固定され、それぞれにストッパクツション５９
ａ、６０ａが取り付けられている。一方、ストッパクツ
ション５９ａ、６０ａを受は止めるストッパ６１．６２
が支持部材５０に取り付けられている。

また、旋回機構５６の原点位置と旋回端とを検出するた
めに、旋回用エアモータ５７の回転軸５１にセンサドグ
６３が取り付けられているとともに、旋回用エアモータ
５７の本体にセンサドグ６３に作用して原点を検出する
原点検出フォトセンサ６４ａと旋回端を検出する旋回端
検出フォトセンサ６４ｂが取り付けられている。

次に、フレームチャツカ３のθ回動機構６について説明
する。

第６図に示すように、揺動環状枠５３の上半部分にはマ
イクロスコープの回動のための回動ステージ台６５がベ
アリング６６を介して回動自在に嵌合されている。第３
図に示すように、この回動ステージ台６５と回動部材５
２との間に、回動ステージ台６５をその中心まわりに回
動するθ回動機構６が介在されている。このθ回動機構
６は、回動部材５２に縦軸まわりに揺動自在に取り付け
た揺動板６７と、揺動板６７に軸支されたスクリュー軸
６８と、揺動板６７に取り付けられスクリュー軸６８を
回転する０回動用パルスモータ６９と、スクリュー軸６
８に螺合されたナツト７０と、このナツト７０を回動ス
テージ台６５に連結する連結板７１とから構成されてい
る。

θ回動機構６の原点位置と回動端とを検出するために、
ナツト７０にセンサドグ７２が取り付けられているとと
もに、揺動板６７にセンサドグ７２に作用して原点を検
出する原点検出フォトセンサ７３ａと回動端を検出する
回動端検出フォトセンサ７３ｂ。

７３ｃが取り付けられている。

第２図に示すように、回動ステージ台６５には支柱７４
を介してマイクロスコープステージ台７５が連設され、
このマイクロスコープステージ台７５に第１、第２のマ
イクロスコープ７６ａ、７６ｂが取り付けられている。

第１．第２のマイクロスコープ７６ａ、７６ｂは、θリ
ング５４がマウント用フレーム貼付は箇所Ｐ２に位置し
ているときに、Ｙ方向に沿って所定間隔隔てて設けられ
ている。第１．第２のマイクロスコープ７６ａ、７６ｂ
が発明の構成にいう撮像装置８Ｉ、８□に相当する。

フレームチャツカ３とマイクロスコープ７６ａ。

７６ｂとはθリング５４．マイクロスコープステージ台
７５等を介して一体的に連設されているから、フレーム
チャツカ昇降機構７と、旋回機構５６およびθ回動機構
６は、フレームチャツカ３とマイクロスコープ７６ａ、
７６ｂに共通のものである。

次に、フレーム・アライメント機構２について説明する
。

第２図、第３図および第８図に示すように、固定ヘース
２０にＨ型鋼７７、支持筒７８１皿状部材７９を介して
フレーム・アライメントテーブル１が取り付けられてい
る。フレーム・アライメントテーブル１の内側部分には
、大径フレームの■ノツチを係止して大径フレームを位
置決めする２つのピン８０と、小径フレームのＶノツチ
を係止する状態と係止しない状態とに切り換え自在なピ
ン８１を先端に形成したピストンロンドをもつエアシリ
ンダ８２とが設けられている。

フレーム・アライメントテーブル１の外側部分には、２
つの切欠き８３が内側に向かって切り込まれている。そ
して、フレーム・アライメントテーブル１の下面にブラ
ケット８４を介して保持されたフレーム位置決め用エア
シリンダ８５のピストンロッドが押し込みピン支持部材
８６に連結され、各切欠き８３内に下側から挿入された
２つのフレーム押し込みピン８７が押し込みピン支持部
材８６に取り付けられている。

フレーム・アライメントテーブル１の上面の所定位置に
フレームチャツカ３によるマウント用フレームＦの吸着
位置を正確にきめる基準となる２つの十字状のマークｍ
、、ｍｚが設けられている。

８８はマークｍ　１　＋　ｍ　２の取付板、８９は取付
板８８の押さえ具である。

第２図に示すように、固定ベース２０上にＨ型鋼からな
る支持部材９０を介して水平な第１固定機枠９１が固定
されている。この第１固定機枠９１に支柱（図示せず）
を介して水平な第２固定機枠９２が固定されている。

第２固定機枠９２の四隅にクランプ用エアシリンダ９３
が立設され、そのピストンロッドが第２固定機枠９２を
上下方向に貫通しており、ピストンロッドの上端には上
下可動枠９４が取り付けられている。

第１固定機枠９１の四隅でクランプ用エアシリンダ９３
の内側にテンション用エアシリンダ９５が立設され、そ
のピストンロッドの上端にテンション付与円筒９６が取
り付けられている。

テンション付与円筒９６の内側位置には、テンション付
与円筒９６とは切り離された状態で、貼付はローラ９７
を保持して昇降と回転とを行う水平姿勢の昇降回転枠９
Ｂが配置されている。昇降回転枠９８にはまた円板カッ
タ９９が回転自在に軸支されている。円板カッタ９９は
貼付はローラ９７と同時に同方向に縦軸まわりに回転す
るとともに、貼付はローラ９７に対して独立して昇降す
るように構成されている。１００はＹテーブル３６の上
面に取り付けられたローラ／カッタ昇降用エアシリンダ
、１０１はローラ／カッタ回転モータである。１０２は
円板カッタ９９を貼付はローラ９７とは独立して昇降す
るカッタ昇降シリンダである。

次に、フレームチャツカ３の高さ位置検出機構１０３に
ついて第９図、第１θ図に基づいて説明する。

ナツトケーシング４９に連設された支持部材５０の両側
に第１．第２の垂下板１０４，１０５が連設され、第１
垂下板１０４の下端には第１センサドグ１０６が取り付
けられ、第２垂下板１０５の下端には第２センサドグ１
０７が取り付けられている。

第１垂下板１０４に対応してＹテーブル３６から第１セ
ンサ支持板１０８が立設され、この第１センサ支持板１
０８にはその上下４箇所にセンサが取り付けられている
。

すなわち、上方から、ナツトケーシング４９の上限検出
センサＳ１、フレームチャツカ３およびマイクロスコー
プ７６ａ、７６ｂの旋回許容レベルセンサ３２、マイク
ロスコープ７６ａ、７６ｂがフレーム・アライメントテ
ーブル１上に設けられたマークｍ＋　、ｍ２を認識する
ときの高さ位置を検出するマーク認識レベルセンサＳ３
およびフレームチャツカ３がフレーム・アライメントテ
ーブル１上のマウント用フレームＦを吸着する吸着レベ
ルセンサＳ４である。

また、第２垂下板１０５の下方において、第２センサ支
持板１０９を上下方向にガイドするセンサガイドレール
１１０がＹテーブル３６に立設されている。

第２センサ支持板１０９にはその上下２箇所にセンサが
取り付けられている。

すなわち、上方から、半導体ウェハＡのＩＣパターンを
認識するときの高さ位置を検出するウェハパターン認識
レベルセンサＳ２、貼付はローラ９７によって粘着テー
プＢをマウント用フレームＦに貼付ける際にマウント用
フレームＦを粘着テープＢから所定の離間寸法だけ上方
に離して吸着保持しておくときのフレームチャツカ３の
高さ位置を検出する離間寸法検出センサＳ６である。

これら２つのセンサＳ、、Ｓ、を取り付けた第２センサ
支持板１０９には、センサＳ６よりも下部において持上
げ力受止め片１１１が突設されている。

そして、この持上げ力受止め片１１１の下面に突設して
持上げ力受止め片Ｕｔを持ち上げる持上げアーム１１２
がテンション付与円筒９６の下部取付板９６ａから延出
され（第１０図、第３図参照）、その先端が持上げ力受
止め片１１１の下方に位置している。

このようにウェハパターン認識レベルセンサＳ５および
離間寸法検出センサＳ６をフローティングタイプとした
理由は次のとおりである。

すなわち、粘着テープＢの材質に応じてテンション付与
円筒９６の上昇量を調整し、粘着テープＢに与えるテン
シコンを常に一定に保つ必要がある。

テンション付与円筒９６の上昇量は、テンシゴン用エア
シリンダ９５の圧力調整によって制御される。

テンション付与円筒９６の上昇量が粘着テープＢの材質
に応じて変更されれば、貼付は工程においてテンション
を与えられた粘着テープＢの高さ位置も変化する。

この高さが変化される粘着テープＢに対して常に所定の
離間寸法を保ってマウント用フレームＦを位置保持する
には、粘着テープＢの高さ位置を検出する必要がある。

また、粘着テープＢ上の半導体ウェハＡのＩＣパターン
をマイクロスコープ７６ａ、７６ｂによってパターン認
識するときにもその焦点が一定に保たれる必要がある。

このために、離間寸法検出センサＳ６およびウエハハタ
ーン認識レベルセンサＳ、をテンション付与円筒９６の
昇降に応動して同量だけ昇降するフローティングタイプ
に構成しである。

次に、マウント用フレーム貼付は箇所Ｐ２に送り込まれ
てくる半導体ウェハＡの前端の検出機構１１３について
説明する。

第２図、第３図に示すように、固定ベース２０に立設さ
れたステー１１４に前端検出用エアモータ１１５が取り
付けられ、この前端検出用エアモータ１１５の回転軸に
取り付けられた揺動アーム１１６に前端検出用フォトセ
ンサ１１７が複数個取り付けられている。

揺動アーム１１６は、前端検出用エアモータ１１５の回
転によって、前端検出用フォトセンサ１１７が半導体ウ
ェハＡの移送経路の直上にくる検出姿勢（鎖線参照）と
退避姿勢（実線参照）とに切り換えられるように構成さ
れている。

次に、半導体ウェハのマウント装置の要部に係る構成を
第１１図のブロック図に示して説明する。

第１マイクロスコープ７６ａの画像信号出力端子は、画
像信号を２５６階調にＡ／Ｄ変換して８ビット信号とし
て出力する第１Ａ／Ｄ変換器１１８を介して制御部１１
９におけるコントローラ１２０に接続されている。第２
マイクロスコープ７６ｂの画像信号出力端子は、画像信
号を２５６階調にＡ／Ｄ変換して８ビット信号として出
力する第２Ａ／Ｄ変換器１２１を介してコントローラ１
２０に接続されている。

さらに、第１マイクロスコープ７６ａは２ビツトの第３
Ａ／Ｄ変換器１２２を介して、第２マイクロスコープ７
６ｂは２ビツトの第４Ａ／Ｄ変換器１２３を介してそれ
ぞれコントローラ１２０に接続されている。

コントローラ１２０は、基準パターンについて予めティ
ーチングして得られた基準画像の２５６階調の多値デー
タを格納する基準パターンメモリ１２４と第１マイクロ
スコープ７６ａ、第２マイクロスコープ７６ｂから得ら
れるサンプル画像の２５６階調の多値データを格納する
ＶＲＡＭ（ビデオＲＡＭ）１２５と、モニタ用デイスプ
レィ１２６と、マイクロコンピュータにおけるＣＰＵ１
２７とに接続されている。

制御部１１９は、コントローラ１２０とＣＰＵ１２７と
から構成されている。ＣＰＵ１２７はＲＯＭ１２８゜Ｒ
ＡＭ１２９に接続されているとともに、Ｘテーブル駆動
用パルスモータ２４を駆動するＸテーブルドライバ１３
０．　Ｘテーブル駆動用パルスモータ３７を駆動するＸ
テーブルドライバ１３１，０回動用パルスモータ６９を
駆動するθリングドライバ１３２およびフレームチャツ
カ昇降モータ４６を駆動するＺ方向ドライバ１３３に接
続されている。

コントローラ１２０は、ラプラシアン処理部１３４とパ
ターンマツチング部１３５とを有している。

コントローラ１２０とＣＰＵ１２７とからなる制御部１
１９が、発明の構成にいう判別手段１１．演算手段１２
を含んでいる。また、Ｘテーブルドライバ１３０、　Ｘ
テーブルドライバ１３１およびθリングドライバ１３２
が発明の構成にいう位置補正手段１３に相当する。

次に、この実施例の動作を説明する。

■　マウント用フレームＦを図示しないトラバーサによ
ってフレーム・アライメント機構２のフレーム・アライ
メントテーブル１上に移載する。

フレーム位置決め用エアシリンダ８５が収縮してフレー
ム押し込みピン８７がフレームＦを内側に移動させ、そ
の■ノツチを大径フレームか小径フレームかに応じてピ
ン８０または８１に係止されるまでフレームＦを押し込
む。

■　次に、フレームチャン力３がフレーム・アライメン
トテーブル１上で位置決めの済んだマウント用フレーム
Ｆを吸着する。以下、この動作を説明する。

フレームチャツカ３およびフレームチャツカ昇降機構７
．旋回機構５６およびθ回動機構６はＸテーブル２３と
Ｘテーブル３６とからなるフローティングテーブル上に
載っている。

初期状態ではフレームチャツカ３およびマイクロスコー
プ７６ａ、７６ｂは旋回許容高さにある。このことが第
１センサドグ１０６と旋回許容レベルセンサＳ２とによ
って検出されると、旋回機構５６における旋回用エアモ
ータ５７が駆動され、回転軸５１が回転されるため、フ
レームチャツカ３とマイクロスコープ７６ａ、７６ｂと
がマウント用フレーム吸着箇所Ｐ１に向けて一体的に旋
回される。

旋回用エアモーフ５７の回転軸５１と一体的に回転する
センサドグ６３が原点検出フォトセンサ６４ａによって
検出されると、旋回用エアモータ５７が停止され、回動
部材５２に取り付けられた突片５９のストッパクッシジ
ン５９ａが支持部材５０のストッパ６１によって受は止
められ、その旋回が停止される。これによって、フレー
ムチャツカ３とマイクロスコープ７６ａ、７６ｂとがマ
ウント用フレーム吸着箇所Ｐ１においてフレーム・アラ
イメントテーブル１上に停止する。

■　旋回が完了すると、Ｘテーブル２３．Ｘテーブル３
６およびθリング５４を原点位置に移動させる。

すなわち、Ｘテーブル駆動用パルスモータ２４を駆動し
てＸテーブル２３を原点側に移動する。Ｘテーブル２３
に取り付けられたセンサドグ３２が原点検出フォトセン
サ３３ａによって検出されると、Ｘテーブル駆動用パル
スモータ２４が停止される。これによって、Ｘテーブル
２３は原点位置に停止する。また、Ｘテーブル駆動用パ
ルスモータ３７を駆動してＸテーブル３６を原点側に移
動する。Ｘテーブル３６に取り付けられたセンサドグ４
４が原点検出フォトセンサ４５ａによって検出されると
、Ｘテーブル駆動用パルスモータ３７が停止される。こ
れによって、Ｘテーブル３６は原点位置に停止する。さ
らに、０回動用パルスモータ６９を駆動してθリング５
４を原点側に回動する。ナツト７０に取り付けられたセ
ンサドグ７２が原点検出フォトセンサ７３ａによって検
出されると、０回動用パルスモータ６９が停止される。

これによって、θリング５４は原点位置に停止する。

しかし、原点検出フォトセンサ３３　ａ、　４５　ａ　
、　７３ａの検出精度によっては、Ｘテーブル２３．Ｘ
テーブル３６．θす、ング５４のそれぞれは、厳密な意
味で正確に原点位置に停止するとは限らない。すなわち
、フレームチャツカ３が、フレーム・アライメント機構
２によって位置決めされたマウント用フレームＦに対し
て所定の位置関係において一致した状態で停止するとは
限らない。

■　そこで、マイクロスコープ７６ａ、７６ｂによって
フレーム・アライメントテーブル１上のマークｍ　１　
＋　ｍ　ｚを観察させ、パターンマツチングによってフ
レームチャツカ３を位置補正し、マウント用フレームＦ
に対して厳密に正確な位置合わせを行う。

すなわち、フレームチャツカ昇降機構７におけるフレー
ムチャツカ昇降モータ４６を駆動してフレームチャツカ
３およびマイクロスコープ７６ａ、７６ｂを下降させる
。フレーム・アライメントテーブル１上のマークｍ　１
　＋　ｍ　ｔが観察できる位置にまで下降したときに、
第１センサドグ１０６とマーク認識レベルセンサＳ３と
によってフレームチャツカ昇降モータ４６が停止される
。

■　次いで、マイクロスコープ７６ａ、７６ｂによって
マークｍ　１　＋　ｍ　ｚを観察させ、マウント用フレ
ームＦとフレームチャツカ３との相対位置関係を所定量
りに正確なものとするために、Ｘ方向でのずれが生じて
いる場合には、フローティングテーブルにおけるＸテー
ブル駆動用パルスモータ２４を駆動してＸテーブル２３
をずれ方向とは逆方向にずれ量と同量だけ移動させてＸ
方向でのずれを解消する。

Ｙ方向でのずれが生じている場合には、Ｘテーブル駆動
用パルスモータ３７を駆動してＹテーブル３６をずれ方
向とは逆方向にずれ量と同量だけ移動させてＹ方向での
ずれを解消し、θ方向でのずれが生じている場合には、
θ回動機構６における０回動用パルスモータ６９を駆動
してずれ方向とは逆方向にずれ量と同量だけ移動させて
θ方向でのずれを解消する。

以上によって、フレームチャツカ３を、マウント用フレ
ームＦに対して厳密に正確に位置合わせすることができ
る。

この動作の詳細については後述する。

■　次いで、再び、フレームチャツカ昇降モータ４６を
駆動してフレームチャツカ３をマウント用フレームＦを
吸着する位置まで下降させる。この場合、第１センサド
グ１０６と吸着レベルセンサＳ。

とによって吸着すべき位置が検出され、フレームチャツ
カ昇降モータ４６が停止される。これにより、フレーム
・アライメントテーブル１上で位置決めされたマウント
用フレームＦの上にフレームチャツカ３が載せられる。

そして、フレームチャツカ３の真空吸引口５５に真空吸
引をかけてマウント用フレームＦをフレームチャツカ３
に吸着保持させる。

■　フレームチャツカ昇降モータ４６を逆方向に駆動し
てフレームチャツカ３を旋回許容レベルまで上昇させる
。この場合、第１センサドグ１０６と旋回許容レベルセ
ンサＳ２とによって旋回許容レベルが検出されると、フ
レームチャツカ昇降モータ４６が停止される。

そして、旋回機構５６における旋回用エアモータ５７が
逆方向に駆動され回転軸５１が逆転されるため、フレー
ムチャツカ３とマイクロスコープ７６ａ、７６ｂとが一
体的に旋回されて、マウント用フレーム貼付は箇所Ｐ２
のほぼ上方位置に吸着されたマウント用フレームＦがく
るようにする。

■　次いで、再び、フレームチャツカ昇降モータ４６を
駆動してマイクロスコープ７６ａ、７６ｂを下降させ、
パターン認識位置で停止させる。この場合、第２センサ
ドグ１０７と、持上げアーム１１２を介してテンション
付与円筒９６の上昇量に応じた高さに保持されているウ
ェハパターン認識レベルセンサＳ、とによってパターン
認識高さが検出されると、フレームチャツカ昇降モータ
４６が停止される。

■　一方、受は入れ指令によって、ウェハ前端検出機構
１１３における前端検出用エアモータ１１５を駆動して
揺動アーム１１６を回転させて前端検出用フォトセンサ
１１７を検出姿勢に移行させる。

半導体ウェハＡを貼付けた粘着テープＢがマウント用フ
レーム貼付は箇所Ｐ２に送られてくると、前端検出用フ
ォトセンサ１１７が半導体ウェハＡの前端を検出し、粘
着テープＢの移送を停止する。

次いで、オリエンテーションフラットＯＦが先行するタ
イプか後行するタイプであるかのデータに基づいてそれ
に対応した補正移送量ΔｘＦ、ΔＸＩｌを算出し、その
補正移送量ΔＸＦ＋　ΔＸ７だけ粘着テープＢひいては
半導体ウェハＡを移送方向Ｘにさらに送り出す。

所定量の補正移送が完了すると、揺動アーム１１６を原
点位置に復帰させて退避姿勢とする。それは、マウント
用フレームＦを吸着保持しているフレームチャツカ３の
下降の妨げとならないようにするためである。

［相］　マウント用フレーム貼付は箇所Ｐ２における所
定の基準位置に対して半導体ウェハＡの中心が一致した
後、クランプ用エアシリンダ９３を収縮させると、上下
可動枠９４が下動し、これに伴うて、上下可動枠９４に
おける第１のクランプ部材と第２固定機枠９２における
第２のクランプ部材とによって粘着テープＢを強力にク
ランプする。

■　テンション用エアシリンダ９５を伸長させてテンシ
ョン付与円筒９６を上昇させると、粘着テープＢのクラ
ンプ部分の内側直近の円周領域において、粘着テープＢ
をそのテープ面に垂直の方向（上方）に向けて突き出し
、その粘着テープＢにテンションを与える。

この間に、前述のように旋回機構５６によってフレーム
チャツカ３が貼付は箇所Ｐ２に移動され、昇降機構７に
よってパターン認識のための焦点位置まで下降されてい
る。

■　次いで、マイクロスコープ７６ａ、７６ｂによって
半導体ウェハＡのＩＣパターンを観察させ、粘着テープ
Ｂ上の半導体ウェハＡのＩＣパターンとフレームチャツ
カ３との相対位置関係を所定通りに正確なものとするた
めに、Ｘ方向でのずれ、Ｙ方向でのずれ、あるいはθ方
向でのずれを解消するように前述と同様にしてＸテーブ
ル駆動用パルスモータ２４、Ｙテーブル駆動用パルスモ
ータ３７、あるいは０回動用パルスモータ６９を制御す
る。

この動作の詳細についても後述する。

この場合に、マイクロスコープ７６ａ、７６ｂとフレー
ムチャツカ３とが一体であり、かつ、Ｘテーブル２３と
Ｘテーブル３６とからなるフローティングテーブル上に
載っており、同じフローティングテーブル上にテンショ
ン付与円筒９６．貼付はローラ９７および円板カッタ９
９が支持された構造となっていることは、次のような意
味をもつ。

すなわち、マウント用フレームＦを半導体ウェハＡに位
置合わせするためにフレームチャツカ３をＸ方向、Ｙ方
向に移動させると、貼付はローラ９７および円板カッタ
９９も同方向に同量だけ移動される。その結果、常に、
貼付はローラ９７および円板カッタ９９とマウント用フ
レームＦとの相対位置関係が正規の位置関係に維持され
る。

したがって、貼付はローラ９７および円板カッタ９９は
、マウント用フレームＦの半導体ウェハＡに対する位置
合わせに自動的に同調した状態で半導体ウェハＡに対す
る位置合わせが行われることになる。

■　フレームチャツカ昇降モータ４６を駆動してフレー
ムチャツカ３を下降させ、吸着保持されているマウント
用フレームＦの下面が、テンション付与円筒９６によっ
てテンションを与えられた粘着テープＢ上の半導体ウェ
ハＡの上面かられずかな寸法（例えば、０．５　ｍ　ｍ
程度）だけ上方に離れた位置でフレームチャツカ３の下
降を停止する。

この場合、第２センサドグ１０７と、持上げアーム１１
２を介してテンション付与円筒９６の上昇量に応じた高
さに保持されている離間寸法検出センサＳ６とによって
、粘着テープＢからのマウント用フレームＦの所定の離
間寸法が検出されると、フレームチャツカ昇降モータ４
６が停止される。

［相］　ローラ／カッタ昇降用エアシリンダ１００を駆
動すると、昇降回転枠９８を介して貼付はローラ９７が
粘着テープＢの下面に当接し、フレームチャツカ３に吸
着保持されているマウント用フレームＦの下面に粘着テ
ープＢを押し付ける。なお、円板カッタ９９は粘着テー
プＢの下面から離れている。

［相］　次いで、ローラ／カッタ回転モータ１０１を駆
動して、マウント用フレームＦに粘着テープＢを押圧し
ている貼付はローラ９７を回転する。これによって、第
１クランプ部材と第２クランプ部材とによってクランプ
され、テンション付与円筒９６によって強力かつ全周に
わたって均一なテンションが与えられた粘着テープＢを
貼付はローラ９７によってしごいて空気を排除しながら
マウント用フレームＦに貼付けていく。カッタ昇降シリ
ンダ１０２が駆動されて円板カッタ９９が、貼付はロー
ラ９７によってすでにマウント用フレームＦに貼付けら
れた粘着テープＢに当接し、フレームチャツカ３に吸着
保持されているマウント用フレームＦをカッタの下敷き
とする状態で、貼付は済みの粘着テープＢの部分を切断
していく。

昇降回転枠９８の２回転完了に伴うローラ／カッタ回転
モータ１０１の停止とともに、ローラ／カッタ昇降用エ
アシリンダ１００が収縮されると同時にカッタ昇降シリ
ンダ１０２も収縮される。これによって、貼付はローラ
９７がマウント用フレームＦから離間するとともに円板
カッタ９９がマウント用フレームＦから離間する。

［相］　テンション用エアシリンダ９５が収縮し、テン
ション付与円筒９６が下降する。そして、クランプ用エ
アシリンダ９３が伸長し、第１のクランプ部材が上昇し
て第２のクランプ部材から離間する。

■　次いで、半導体ウェハＡおよびフレームＦを貼付け
た粘着テープＢが残滓テープとともに送り出される。そ
の送り出しの過程で残滓テープがフレームＦから強制的
に剥離され、これによって、マウントフレームＭＦが作
られ葛。

次に、マイクロスコープ７６ａ、７６ｂによるマークｍ
＋　、ｍ２の観察に基づくフレームチャツカ３の位置補
正の詳細について説明する。

この位置補正は、２値データではなく、例えば２５６階
調等の多値データを用いたマツチング法により、予めテ
ィーチングされているマークｍｌ。

ｍ２についての基準画像の多値データと原点復帰ごとに
観察するマークｍ、、ｍ２についてのサンプル画像の多
値データとのマツチングを行い、最もマツチングする位
置を求めるものである。この位置補正は、パターンマツ
チングと、ずれ量算出と、各ドライバ駆動とからなる。

このうち、パターンマツチングとずれ量算出について説
明する。

（ａ）　　パターンマツチング 予め基準パターンメモリ　１２４に格納されている基準
パターン（テンプレートともいう）とサンプルパターン
との照合を行う。十字状の各マークｍｌ、ｍ２の基準パ
ターンの大きさを、例えばＸ方向に３２ドツト、Ｘ方向
にも３２ドツトとする。

第１２図（Ａ）に示すように、マツチング画面入力位置
の近傍において、３２ドツト×３２ドツトの大きさの任
意の位置の画面領域でのマークのサンプルパターンにつ
いてその１ドツトごとの２５６階調の値と基準パターン
における対応した１ドツトごとの２５６階調の値との差
分を求める。

すなわち、第１２図（Ｂ）に示す３２ドツト×３２ドツ
トの大きさのマークの基準パターンの構成画素の値をマ
トリクス的に表して、ａＯ＋０　＋　　ａＯ＋１　・・
・ａ　Ｏ，ｆｆ＋＋　　”　＋＋　Ｏ＋　　ａＩ＋　Ｉ
　…ａＩ＋　３１＋　………………ａ　ｆｆ＋＋　Ｏｒ
　　ａ　３１＋　１”’　ａ　ｆｆ＋＋　３１　　とす
る。

また、第１２図（Ａ）に示すモニタ用デイスプレィ１２
６に映し出されたマークの画像のうち角隅がらＸ方向に
ｉドツト、Ｘ方向にｊドツトの点がら始まる３２ドツト
×３２ドツトの大きさのサンプルパターンの構成画素の
値を、マトリクス的に、ｂ（ｉ、’ｊ）。、。、ｂ（ｉ
、Ｄ。、Ｉ・・・ｂ（ｔ、ｊ）。、３１゜ｂ（Ｌｊ）　
＋＋。、　　ｂ（ｉ、ｊ）　＋＋Ｉ　・・・ｂ　（Ｌｊ
）　＋、　３＋＋　・・・・・・ｂ　（ｉ、ｊ）　３１
＋。、　　ｂ　（ｉ＋０３ｒ、　＋・・・ｂ　（ＬＤ　
３１．３１とする。そして、位置が互いに対応するドツ
トのサンプル画像の多値データと基準画像の多値データ
との差分の絶対値をとり、その差分の絶対値の合計をす
る。つまり、マツチング度α（ｉ、ｊ）として、 α（ｉ、ｊ）−Σ　Σ　ｌ　ａＮ＋、Ｌ−ｂ（＋＋ｊ）
　Ｎ、Ｍ　　ｌただし、ｂ　（ｉ、ｊ）のｉは０．　１
．２．・・・Ｘ、と変化し、ｊは０，１，２．・・・Ｙ
Ｊと変化する。例えば、画像の一番角隅の点（０，０）
から始まる３２ドツト×３２ドツトの大きさのマークに
ついてのサンプルパターンのマツチング度α（０，０）
は、α（０，０）　−ｌ　ａｏ、ｏ　−ｂ（０，０）　
ｏ、ｏ　　ｌ十ｌ　ａｏ、＋　−ｂ（０，０）　０＋ｌ
　　ｌ　＋”’＋　ｌ　ａ　ｏ、　３１−ｂ　（０，０
）　Ｏｒ　３Ｉ　＋＋　ｌ　　ａ＋＋ｏ　　−ｂ（０，
０）　　＋＋Ｏｌ十ｌ　ａ＋＋＋　−ｂ（０，０）　Ｉ
、ｌ　＋−・・＋　ｌ　　ａ　１．３１−ｂ　（０，０
）　　＋、ａｌｌ　＋””””’＋　ｌ　　ａ　ｉ＋、
ｏ　　ｂ　（０，０）　　ｘｔ、ｏ　ｌ十ｌ　ａ　３１
＋　Ｉ−ｂ　（０，０）　３＋、口＋・・・＋　ｌ　　
ａ３＋、＋＋　　　ｂ（０，０）　　３１．３１　１と
なる。

サンプル画面領域をＸ方向に１ドツトずつ掃引していき
、それぞれのマツチング度α（０，０）。

α（１，０）、α（２，０）・・・α（Ｘ、　、Ｏ）を
求める。これらはＸ方向で１ドツト目のマツチング度で
ある。

次いで、マークのサンプル画面領域をＸ方向に１ドツト
ずらした状態でＸ方向に１ドツトずつ掃引していき、そ
れぞれのマツチング度α（０，１）　、α（Ｌ　１）　
、α（２，１）・・・α（ｘｔ、１）を求める。これら
はＸ方向で２ドツト目のマツチング度である。

以降、同様に掃引していき、マツチング度α（０，ＹＪ
）、α（１，ｙＪ）、α（２，ｙＪ）−ｚ（Ｘ＋　＋Ｙ
ｊ　）を求める。これらはＸ方向でＹ４　ドント目のマ
ッチング度である。

これらのマツチング度α（０，０）、α（１，０）、α
（２，０）・・・α（Ｘｉ　、Ｏ）　、　　α（０，１
）、α（ＬＩＬα（２，１）　・・・α（Ｘｉ　、１）
　、・・・・・・・・・、α（０，Ｙ、ｔ）、α（１，
Ｙｊ）。

α（２，Ｙｊ）　　・・・α（Ｘｉ、Ｙｊ　）のうち最
も小さし）マ・ンテング度α（Ｒ，Ｓ）を求める。

この最小のマツチング度α（１’ｌ、Ｓ）に対応して画
像の一番角隅の点（０，０’）からＸ方向にＲド・ント
Ｙ方向にＳドツト隔てた点（Ｒ，Ｓ）から始まる３２ド
ツト×３２ドツトのサンプル画面領域のノ禮ターンが基
準パターンと最も近似している。もし、マ・ンテング度
α（Ｒ，Ｓ）が０であれば、完全に基準ノくターンと一
致している。

個々のドツトについて、サンプル画像のデータも基準画
像のデータも多値データ（２５６階調）であるから、照
明条件の変動の影響をほとんど受けることがない。

このようなパターンマツチングの処理は、第１マイクロ
スコープ７６ａによる第１テイーチンク゛画面入力位置
Ｐ、での処理と、第２マイクロスコープ７６ｂによる第
２ティーチング画面入力位置Ｐ２での処理とを個別的に
行う。

（ｂ）　　ずれ量算出 最小のマツチング度α（Ｒ，Ｓ）が０でない場合には、
基準パターンに対するサンプルパターンのＸ方向でのず
れ量Δｘ、Ｙ方向でのずれ量Δｙ、回転方向でのずれ角
度へ〇を正確に求める。

第１３図に示すように、第１ティーチング画面入力位置
Ｐ＋　において求めた最小マツチング度α１（Ｒ，Ｓ）
に相当する座標点Ｔ、と第１マイクロスコープ７６ａの
視野中心Ｕ１とのＸ方向、Ｘ方向でのずれ量をΔＸＩ＋
　ΔｙＩとする。また、第２ティーチング画面入力位置
Ｐ２において求めた最小マツチング度α、　（Ｒ，Ｓ）
に相当する座標点Ｔ２と第２マイクロスコープ７６ｂの
視野中心Ｕ２とのＸ方向、Ｘ方向でのずれ量をΔＸ２＋
　Δｙ２とする。

θリング５４の中心Ｏまわりに第１．第２のマイクロス
コープ７６ａ、７６ｂを一体としてθリング５４ととも
にΔθだけ回転したときの第１．第２のマイクロスコー
プ７６ａ、７６ｂの視野中心をそれぞれｕ、’、Ｕ２’
とする。次いで、第１．第２のマイクロスコープ７６ａ
、７６ｂを一体としてＸ方向にΔＸだけ移動し、かつ、
Ｘ方向に△ｙだけ移動すると、第１．第２のマイクロス
コープ７６ａ、７６ｂの視野中心Ｕ、、ＵＳはそれぞれ
最小マ・ンテング度α、　（ｐ、ｓ）　、　α２（Ｒ，
Ｓ）に相当する座標点Ｔ１゜Ｔ２と一致することになる
。

Δθ、ΔＸ、Δｙはそれぞれ次の式によって求めること
ができる。

ｒｌ＋ｒｚ ΔＸ＝ΔＸ１　　（ｒ＋　　ｒ＋　ＣＯ３Δθし００１
９１■Δｙ−Δｙ＋　　　ｒｅｓｉｎΔθ　・・・・・
・・・・・・・・・・・・・０次に、マークｍ　１　＋
　ｍ　２についてのパターンマツチングに係わる制御部
１１９の動作を第１４図のフローチャートに基づいて説
明する。

Ｘテーブル２３．Ｙテーブル３６およびθリング５４は
その原点位置に復帰して停止しており、フレームチャツ
カ３はマウント用フレーム吸着箇所Ｐ１においてマウン
ト用フレームＦの上方の位置で停止している。

第１．第２のマイクロスコープ７６ａ、７６ｂによるマ
ークｍ、、ｍ２についての基準パターンのティーチング
がすでに終了しており、それぞれの基準画像の多値デー
タが基準パターンメモリ　１２４に格納されているとす
る。

スタート信号によって動作を開始し、ステ・ンブ＃１で
、Ｚ方向ドライバ１３３を駆動して第１．第２のマイク
ロスコープ７６ａ、７６ｂをマークｍｌ。

ｍ２に対する合焦位置まで下降させて停止する。

その下降は、フレームチャツカ昇降機構７におけるフレ
ームチャツカ昇降モータ４６を駆動しスクリュー軸４８
の回転に伴うナツトケーシング４９を下降させることに
より行う。すなわち、ナツトケーシング４９が下降する
と、旋回機構５６とともに揺動環状枠５３．θリング５
４．θ回動機構６．フレームチャツカ３と一体となって
第１．第２のマイクロスコープ７６ａ、７６ｂが下降す
る。

ステップ＃２で、Ｘテーブルドライバ１３０．　Ｙテー
ブルドライバ１３１を駆動してＸテーブル駆動用パルス
モータ２４．Ｙテーブル駆動用パルスモータ３７により
第１マイクロスコープ７６ａをＸ、Ｙ方向に移動させ、
視野が第１ティーチング画面入力位置Ｐ１にくるように
制御する。

その移動は次のように行われる。すなわち、Ｘテーブル
駆動用パルスモータ２４を駆動すると、Ｘテーブル２３
がＸ方向レール２１に案内されてＸ方向に移動する。こ
のときＹテーブル３６およびＹテーブル３６上のフレー
ムチャツカ昇降機構７．旋回機構５６．θ回動機構６．
θリング５４．フレームチャツカ３．第２マイクロスコ
ープ７６ｂとともに第１マイクロスコープ７６ａが移動
する。

また、Ｙテーブル駆動用パルスモータ３７を駆動すると
、Ｙテーブル３６がＹ方向レール３４に案内されてＹ方
向に移動する。このときもフレームチャツカ昇降機構７
．旋回機構５６．θ回動機構６．θリング５４．フレー
ムチャツカ３．第２マイクロスコープ７６ｂとともに第
１マイクロスコープ７６ａが移動する。

ステップ＃３で、第１マイクロスコープ７６ａによりマ
ークｍｌのサンプルパターンを撮像し、その画像信号を
第１Ａ／Ｄ変換器１１８で２５６階調の多値データ（８
ビツト）に変換し、その多値データをＶＲＡＭ１２５に
格納する。

ステップ＃４で、Ｘテーブルドライバ１３０．　Ｙテー
ブルドライバ１３１を駆動して第２マイクロスコープ７
６ｂをＸ、Ｙ方向に移動させ、視野が第２ティーチング
画面入力位置Ｐ２にくるように制御する。

ステップ＃５で、第２マイクロスコープ７６ｂによりマ
ークｍ２のサンプルパターンを撮像し、その画像信号を
第２Ａ／Ｄ変換器１２１で２５６階調の多値データ（８
ビツト）に変換し、その多値データをＶＲＡＭ１２５に
格納する。

次いで、ステップ＃６で、第１マイクロスコープ７６ａ
で得られＶＲＡＭ１２５に格納しているマークｍ１のサ
ンプルパターンの多値データと基準パターンメモリ　１
２４に格納している基準画像の多値データとのマツチン
グをとる。

すなわち、全ドツトについてのマツチング度α、　　（
０，０）、α、（ＬＯＬα、　　（２，０）　　・・・
・・・・・・・・・・・・α＋　（ｘ＋　、ｖＪ）のう
ち最も小さいマツチング度αＩ　（Ｒ，Ｓ）を求め、第
１ティーチング画面入力位置Ｐ１でのこの最小のマツチ
ング度α、　（ｎ、ｓ）に対応した座標点Ｔ、をＲＡＭ
１２９に登録する。

ステップ＃７で最小マツチング度α、　（Ｒ，Ｓ）が所
定値以上かどうかを判断し、所定値未満であればマツチ
ングミスとしてエラー信号を出力する。

所定値以上であればステップ＃８に進み、第２マイクロ
スコープ７６ｂで得られＶＲＡＭ１２５に格納している
マークｍ２のサンプルパターンの多値データと基準パタ
ーンメモリ　１２４に格納している基準画像の多値デー
タとのマツチングをとり、前述と同様に最も小さいマツ
チング度α２（Ｒ，Ｓ）を求め、第２ティーチング画面
入力位置Ｐ２でのこの最小のマツチング度α２　（Ｒ，
Ｓ）に対応した座標点Ｔ２をＲＡＭ１２９に登録する。

ステップ＃９で最小マツチング度α２　（Ｒ，ｓ）が所
定値以上かどうかを判断し、所定値未満であればマツチ
ングミスとしてエラー信号を出力する。

所定値以上であればステップ＃１０に進む。

ステップ＃１０で、最小マツチング度α、　（Ｒ，Ｓ）
に対応する座標点Ｔ、と第１マイクロスコープ７６ａの
視野中心ＵＩとのＸ方向、Ｙ方向でのずれ量をΔｘｌ、
Δｙ１を算出する。また、ステップ＃１１で、最小マツ
チング度α２　（Ｒ，Ｓ）に対応する座標点Ｔ２と第２
マイクロスコープ７６ｂの視野中心Ｕ２とのＸ方向、Ｙ
方向でのずれ量をΔｘ２．Δｙ２を算出する。

ステップ＃１２で、ずれ量ΔＸＩ＋　Δｙ１．およびΔ
ＸＺ＋　Δｙ２から、前述の式■、■、■に基づいて補
正すべきずれ量ΔＸ、Δｙおよびずれ角度へ〇を算出す
る。

そして、ステップ＃１３で、０回動用パルスモータ６９
．Ｘテーブル駆動用パルスモータ２４．Ｙテーブル駆動
用パルスモータ３７を駆動制御してΔθ。

ΔＸ、Δｙの補正移動を行う。

すなわち、θリング５４の中心Ｏまわりに第１゜第２の
マイクロスコープ７６ａ、７６ｂおよびフレームチャツ
カ３を一体としてθリング５４とともにΔθだけ回転す
るとともに、Ｘテーブル２３をΔＸだけ移動し、かつ、
Ｙテーブル３６をΔｙだけ移動する。これによって、第
１．第２のマイクロスコープ７６ａ、７６ｂの視野中心
Ｕ、、Ｕ２がそれぞれ最小マツチング度α、　（Ｒ，Ｓ
）　、　　αｚ　（Ｒ，Ｓ）に対応した座標点Ｔ、、Ｔ
、と一致することになる。

以上で、マークｍ、、ｍｚひいては位置決めされたマウ
ント用フレームＦに対するフレームチャツカ３の高精度
な位置合わせが完了する。

次いで、Ｚ方向ドライバ１３３を駆動してフレームチャ
ツカ３を下降させてフレームチャン力３をマウント用フ
レームＦに載せる。そして、真空吸引口５５に真空吸引
をかけてフレームチャツカ３にマウント用フレームＦを
吸着保持させる。すなわち、高精度な位置合わせの状態
のもとでマウント用フレームＦがフレームチャツカ３に
吸着保持されることとなる。なお、その後、エアシリン
ダ８５を伸長してピン８７をマウント用フレームＦから
離間した後、フレームチャツカ３を上昇させる。

次に、マイクロスコープ７６ａ、７６ｂによる半導体ウ
ェハＡのパターン認識に基づいたフレームチャツカ３と
半導体ウェハＡとの高精度な位置合わせについて第１５
図ないし第１７図に基づいて説明する。

■星！ 粗調整は半導体ウェハＡのＹ方向スクライブラインＳＶ
　　（第１６図参照）に対して、第１．第２のマイクロ
スコープ７６ａ、７６ｂの視野中心どうしを結ぶ直線に
対し水平な直角方向の基準Ｙ方向ラインＬ７がほぼ平行
となるようにθリング５４を回動する調整であり、この
粗調整は、ラプラシアン処理と回転ずれ量検出処理との
２段階の処理で行われる。

（Ｃ）　　ラプラシアン処理 マイクロスコープによって撮像して得られたサンプル画
像の２値データについて局所的微分操作を行うと、画像
のエツジのみがシャープになる。

第１５図に一例を挙げる。

図の（Ａ）は２値原画像■１を示し、（Ｂ）はラプラシ
アン処理が施された後の２値ラプラシアン画像■２を示
す。エツジは白線ｅとなってモニタ用デイスプレィ１２
６に映し出され、その他の部分は全面黒になっている（
図（Ａ）、（Ｂ）では、都合上、白と黒とを反転して図
示しである）。

このラプラシアン処理は、第１マイクロスコープ７６ａ
による第１ティーチング画面入力位置Ｐ。

（第１３図参照）での処理と、第２マイクロスコープ７
６ｂによる第２ティーチング画面入力位置Ｐ２での処理
とを個別的に行う。

（ｄ）　　回転ずれ量検出処理 これは、（Ｃ）のラプラシアン処理で求めた２値ラプラ
シアン画像を基にして回転ずれ量を検出する処理である
。半導体ウェハＡについての２値ラプラシアン画像の一
例を第１６図に示す。

まず、角度θ１のサーチラインと２値ラプラシアン画像
の白線ｅとの交点、すなわち、白のドツトをカウントし
、白点数を得る。

電子的にサーチラインをＸ方向に１ドツトすらす掃引を
行い、そのサーチラインでの同じ角度θ１における白点
数を得る。

以下、同様にしてサーチラインをＸ方向に１トン）ずつ
掃引し、同じ角度θ１での白点数を順次的に得る。そし
て、角度θ１で得られた複数の白点数のうち最大白点数
Ｑ、を求める。

次いで、電子的にサーチラインの角度をΔφだけずらし
θ２に切り換える。この角度θ２においても前述と同様
の操作を行い、角度θ２での最大白点数Ｑ２を求める。

以下、順次ピッチ角Δφずつずらし、個々の角度におけ
るサーチラインの掃引を行って、各角度θｋ　　（ｋ＝
１．　２．・・・ｎ）での最大白点数Ｑｋを求める。そ
して、最大白点数Ｑ、、Ｑ、、・・・Ｑｌのうちの極大
値ＱｍｌｌＸを得たときのサーチラインの角度θｍａｘ
を求める。

この極大白点数角度θｍ１ｌＸが、半導体ウェハＡのＹ
方向スクライプラインＳＶに対するマイクロスコープ側
の基準Ｙ方向ラインＬＶのずれ角度である。

この回転ずれ量検出処理も、第１マイクロスコープ７６
ａによる第１ティーチング画面入力位置Ｐ１での処理と
、第２マイクロスコープ７６ｂによる第２ティーチング
画面入力位置Ｐ２での処理とを個別的に行う。

徽里贅 この微調整は、先に述べたマークｍ、、ｍ、のパターン
認識と同様であり、（ａ）のパターンマツチングと（ｂ
）の回転ずれ量検出処理とを行う。

なお、ティーチングによって基準パターンメモリ　１２
４に格納される基準パターンとしては、第１７図（Ｂ）
に示すように、ユニークな素子パターンが集中している
ことの多いスクライブラインの交差点に望む４つのＩＣ
チップの角隅部分のパターンを選ぶことが多い。第１７
図（Ａ）はマツチング画面を示す。

この半導体ウェハＡの素子パターンのパターン認識にお
いては、照合する画像データを２５６階調の多値データ
としているから、特に、照明条件の変動の影響をほとん
ど受けることがないというメリットがある。

例えば、第１８図に示すように、ある照明条件下では、
画像信号のレベルが２５６階調のスレッショルドレベル
ＴＨ，〜ＴＨ２Ｓ６に対して図（Ａ）の実線のようであ
り、その多値データが図（Ｂ）の実線のようになってい
るとする。照明条件が変化すると、同一パターンのサン
プルの画像信号のレベルが図（Ａ）の破線のように変動
するが、その多値データは図（Ｂ）の破線のようになっ
て、ドツト列についてのデータの変化の傾向が、スレッ
ショルドレベルが１つの２値データの場合に比べて、照
明条件の変動の前のデータ（図（Ｂ）の実線）とほとん
ど変わらない。

すなわち、サンプルパターンのほぼ正確な輝度分布をと
らえることができ、サンプル画像と基準画像との比較を
常に高精度に行うことができるので、半導体ウェハＡに
対するフレームチャツカ３ひいてはマウント用フレーム
Ｆの位置合わせを正確に行うことができる。

次に、半導体ウェハＡについてのパターンマツチングに
係わる制御部１１９の動作を第１９図のフローチャート
に基づいて説明する。

Ｘテーブル２３．Ｘテーブル３６およびθリング５４は
その原点位置に復帰して停止している。予め粘着テープ
Ｂに貼付けられた半導体ウェハＡが前段装置からＸ方向
に沿って送られてきて、貼付は箇所Ｐ２で停止している
。

第１．第２のマイクロスコープ７６ａ、７６ｂによる基
準パターンのティーチングがすでに終了しており、それ
ぞれの基準画像の多値データが基準パターンメモリ　１
２４に格納されているとする。

また、フレームチャツカ３にはマウント用フレームＦが
吸着保持され、そのフレームチャツカ３がθリング５４
とともに半導体ウェハＡの真上に位置しているとする。

スタート信号によって動作を開始し、ステップＳ１で、
Ｚ方向ドライバ１３３を駆動して第１．第２のマイクロ
スコープ７６ａ、７６ｂを半導体ウェハＡに対する合焦
位置まで下降させて停止する。

その下降は、フレームチャツカ昇降機構７におけるフレ
ームチャツカ昇降モータ４６を駆動しスクリュー軸４８
の回転に伴うナツトケーシング４９を下降させることに
より行う。すなわち、ナツトケーシング４９が下降する
と、旋回機構５６とともに揺動環状枠５３．θリング５
４．θ回動機構６．フレームチャツカ３と一体となって
第１．第２のマイクロスコープ７６ａ、７６ｂが下降す
る。

ステップ３２〜Ｓ２３は粗調整のための動作である。

ステップＳ２で、Ｘテーブルドライバ１３０．　Ｙテー
ブルドライバ１３１を駆動して第１マイクロスコープ７
６ａをＸ、Ｘ方向に移動させ、視野が第１ティーチング
画面入力位置Ｐ１にくるように操作する。

なお、粘着テープＢおよびその上の半導体ウェハＡは移
動せず、一定位置に保たれている。

ステップＳ３で、第１ティーチング画面入力位置Ｐ１に
おいて第１マイクロスコープ７６ａによりサンプルパタ
ーンの画像信号を入力し、その２値データに対してラプ
ラシアン処理を施して画像のエツジをシャープにする。

ステップ８４〜Ｓ９は、第１ティーチング画面入力位置
Ｐ１においての粗調整のための回転ずれ量検出処理であ
る。

ステップＳ４で、サーチラインのステップ数として角度
θ１に対応して°“１゛′をレジスタＫにセットする。

ステップＳ５で、サーチラインをＸ方向に１ドツトずつ
掃引して角度θ、（最初はθ１）でのサーチラインにつ
いての最大白点数Ｑう　（最初はＱ＋＞を割り出す。

ステップＳ６で、サーチライン角度θ３で得られた最大
白点数Ｑｋが最大かどうかを判断する。

最初は比較するものがないため、最大となり、ステップ
Ｓ７に進んでそのときのサーチライン角度θ６での最大
白点数ＱＩ＋をレジスタＲ１にストアする。

ステップＳ８で、サーチライン角度のステップ数が所定
値ｋに達したかどうかを判断し、達していないときはス
テップＳ９に進んでサーチライン角度のステップ数をプ
ラス１（＋１）してレジスタＫにストアし、ステップＳ
５にリターンする。

以降、サーチライン角度のステップ数が所定値ｋに達す
るまで同様の動作を繰り返す。これによって、各角度θ
ｋ　’（ｋ＝１．２．・・・ｎ）での最大白点数Ｑ、、
Ｑ２．・・・Ｑ７のうちの極大値Ｑ□、を割り出し、最
終的にその極大白点数ＱｍａＸ＋をレジスタＲ５にスト
アすることとなる。Ｑ、ｌ１ｌＸ＋にサフィクションの
′１゛を付したのは、第１テイーチング画面入力位置Ｐ
、についてのものだからである。

以上のステップ８２〜Ｓ９は、第１ティーチング画面入
力位置Ｐ１での粗調整に関しての動作であるが、これと
同様の第２ティーチング画面入力位置Ｐ２での粗調整に
関する動作を次のステップＳＩＯ〜Ｓ１７で行う。

これによって、第２ティーチング画面入力位置Ｐ２につ
いての各角度θ、（ｋ＝１．２．・・・ｎ）での最大白
点数Ｑ、、Ｑ、、・・・Ｑｆｉのうちの極大値Ｑ、％、
、＋２を割り出し、最終的にその極大白点数ＱＩＩｍＸ
２をレジスタＲ２にストアすることとなる。

次のステップ３１Ｂで、レジスタＲ３の内容とレジスタ
Ｒ２の内容とを比較する。すなわち、第１ティーチング
画面入力位置Ｐ１での極大白点数Ｑ、１．Ｘ＋と第２テ
ィーチング画面入力位置Ｐ２での極大白点数Ｑ＋ｍ８Ｘ
２とを比較し、大きい方を最終的な極大白点数ＱＭＡＸ
としてレジスタＲ３にストアする（ステップＳ１９．　
３２０）。

この最終的な極大白点数ＱＩＩＡＸに相当するサーチラ
イン角度θイＡＸが、半導体ウェハＡにおけるＹ方向の
スクライブラインＳ７に対するマイクロスコープ７６ａ
、７６ｂ側の基準Ｙ方向ラインＬ７のずれ角度である。

。 次いで、ステップＳ２１で、最終的な極大白点数ＱＭＡ
Ｘが所定値以下かどうかを判断し、それより大きいとき
は判断ミスとしてエラー信号を出力してステップＳ１に
リターンする。

所定値以下のときは、ステップ３２２に進んで最終的な
極大白点数角度θＷＡＸだけθリング５４の角度を補正
するために６回動用パルスモータ６９を駆動制御する。

すなわち、θ回動機構６における６回動用パルスモータ
６９が駆動されてスクリュー軸６８が回転するのに伴っ
てナツト７０が移動する。ナツト７０の移動によって連
結板７１を介してθリング５４がその中心Ｏまわりにθ
ＷＡＸだけ補正回動される。同時に、第１．第２のマイ
クロスコープ７６ａ、７６ｂとフレームチャツカ３もθ
リング５４と一体的に同一角度だけ回動される。

ステップ３２３で、補正回転後のＸ方向、Ｙ方向を新し
いＸ軸、Ｙ軸として設定する。

ステップ３２４〜３３５の動作は微調整のための動作で
あり、これは第１４図のステップ＃２〜＃１３と全く同
様に行われるので説明を省略する。

以上のようにして半導体ウェハＡに対するフレームチャ
ツカ３の高精度な位置合わせが完了する。

なお、その後、Ｚ方向ドライバ１３３を駆動してフレー
ムチャツカ３を下降させ、半導体ウェハＡを貼付けた状
態でテンション付与円筒９６によってテンションが与え
られている粘着テープＢに対してマウント用フレームＦ
を貼付ける。これによって、マウント用フレームＦが半
導体ウェハＡと高精度に位置合わせされた状態でともに
粘着テープＢに貼付けられることとなる。

なお、上記実施例ではマークｍｌ、ｍ２として十字状の
ものを用いたが、点状のもの、格子状のもの、その他ど
のような形状のものであってもよい。

〈発明の効果〉 本発明によれば、次の効果が発揮される。

原点検出センサの検出に基づいてフレームチャツカをフ
レーム吸着箇所に原点復帰させたときに原点検出センサ
の検出精度の悪さからフレームチャツカとマウント用フ
レームとの位置関係が所定の位置関係になっていない場
合が生じるが、フレーム・アライメントテーブルの所定
位置に複数のマークを隔設し、このマークを撮像装置に
よって撮像して、基準画像データと最も近似するマーク
のサンプル画像データを割り出してそのサンプル画像と
撮像装置ひいてはフレームチャツカとのずれ量を算出し
、そのずれ量に基づいてフレームチャツカをＸ方向、Ｙ
方向、θ方向で位置補正し、フレームチャツカをマウン
ト用フレームに対して位置合わせする。

これによって、フレームチャツカとマークとの位置合わ
せが正確に行われるが、マークはフレーム・アライメン
トテーブルにおいて所定位置に設けられており、このフ
レーム・アライメントテーブル上においてフレーム・ア
ライメント機構により位置決めされたマウント用フレー
ムとマークとの相対的位置関係は一定に定まっている。

したがって、原点検出センサの検出精度の悪さのために
フレームチャツカの原点復帰に狂いが生じたとしても、
マークとの位置合わせを正確に行うことを通じて、常に
フレームチャツカをマウント用フレームに対して高精度
に正確に位置合わせすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成の一例を示す概略構成図である。 第２図ないし第１９図は本発明の実施例に係り、第２図
は半導体ウェハのマウント用フレームの吸着装置および
マウント装置を示す側面図、第３図はその平面図、第４
図はマウント装置部分のＸ。 Ｙテーブルを示す平面図、第５図はその正面図、第６図
はθリングおよびマイクロスコープステージ台を示す断
面図、第７図はθ回動機構の基部を示す一部破断の平面
図、第８図はフレーム・アライメント機構を示す一部破
断の側面図、第９図は高さ位置検出機構を示す側面図、
第１０図はその拡大側面図、第１１図は半導体ウェハの
マウント用フレームの吸着装置の要部に係る構成を示す
ブロック図、第１２図の（Ａ）はマークについてのティ
ーチング画面を示す図、（Ｂ）はマークについての基準
パターンを示す図、第１３図は基準パターンに対するサ
ンプルパターンのＸ方向ずれ量、Ｙ方向ずれ量および回
転方向でのずれ角度の求め方の説明図、第１４図はマー
クのパターンマツチングの動作説明に供するフローチャ
ート、第１５図はラプラシアン処理の説明図、第１６図
は半導体ウェハの素子パターンについての２値ラプラシ
アン画像の一例を示す図、第１７図の（Ａ）は半導体ウ
ェハについてのティーチング画面を示す図、（Ｂ）は半
導体ウェハについての基準パターンを示す図、第１８図
は動作説明に供する波形図、第１９図は半導体ウェハの
パターンマツチングの動作説明に供するフローチャート
である。 Ｆ・・・マウント用フレーム Ｐｌ・・・マウント用フレーム吸着箇所Ｐ２・・・マウ
ント用フレーム貼付は箇所ｍ、、ｍｚ・・・マーク ト・・フレーム・アライメントテーブル２・・・フレー
ム・アライメント機構 ３・・・フレームチャツカ ４・・・Ｘ方向移動機構 ５・・・Ｙ方向移動機構 ６・・・θ回動機構 ７・・・昇降機構 ８１，８□・・・撮像装置 ９・・・第１記憶手段 １０・・・第２記憶手段 １１・・・判別手段 １２・・・演算手段 １３・・・位置補正手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）マウント用フレームを載置するフレーム・アライ
   メントテーブルと、 このフレーム・アライメントテーブル上に載置されたマ
   ウント用フレームを位置決めするフレーム・アライメン
   ト機構と、 前記フレーム・アライメントテーブルの所定位置におい
   て隔設された位置合わせ用の複数のマークと、 前記フレーム・アライメントテーブル上で位置決めされ
   たマウント用フレームを吸着保持するフレームチャッカ
   と、 このフレームチャッカをフレーム・アライメントテーブ
   ルに平行なＸ方向で移動させるＸ方向移動機構と、 前記フレームチャッカをフレーム・アライメントテーブ
   ルに平行なＹ方向で移動させるＹ方向移動機構と、 前記フレームチャッカをその中心まわりのθ方向に回動
   させるθ回動機構と、 前記フレームチャッカを昇降させる昇降機構と、前記フ
   レームチャッカに連設され前記複数のマークを撮像する
   複数の撮像装置と、 これら各撮像装置が予め撮像した前記各マークの画像で
   ある基準画像のデータを記憶する第１記憶手段と、 前記各撮像装置が撮像する前記各マークの画像であるサ
   ンプル画像のデータを記憶する第２記憶手段と、 前記第１記憶手段から読み出した基準画像のデータと前
   記第２記憶手段から読み出した多数のサンプル画像のデ
   ータの個々とを比較し、比較した中で基準画像のデータ
   と最も近似するデータをもつサンプル画像を判別する判
   別手段と、 この判別によって得られたサンプル画像と撮像装置との
   相対的ずれ量について、Ｘ方向ずれ量Ｙ方向ずれ量およ
   びθ方向ずれ角度を算出する演算手段と、 前記Ｘ方向移動機構、Ｙ方向移動機構およびθ回動機構
   を制御して、前記撮像装置とともに前記フレームチャッ
   カを、前記のＸ方向ずれ量、Ｙ方向ずれ量およびθ方向
   ずれ角度だけ補正移動する位置補正手段 とを備えた半導体ウェハのマウント用フレームの吸着装
   置。