JPH01285805A - キーパターン自動設定手段を備えた自動精密位置合せシステム - 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】 く技術分野ン 本発明は、表面に所定パターンを有する被処理−−ロ　
　　　− 物体、殊に表面には格子状に配列された複数個の直線状
領域が存在し注つかかる直線状領域によって区画された
複数個の矩形領域の各々には同一の回路パターンが肢さ
れている半導体ウェーハを、所要位置に位置付ける自動
精密位置合せシステＪ５に関する。

〈従来技術及びその触酵〉 周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、略円
板状の半導体ウェーハの表面か格子状に配列された所定
幅の直線状領域（かかる直線状領域は一般にストリート
　称されている）によって複数個の矩形領域に区＄ｉさ
れ、かかる矩形領域の各々には通常は同一の回路パター
ンが施される。

しかる後に、上記直線状領域において半導体つ工−ハが
切断され、かくして回路パターンが施されている複数個
の矩形領域か個々に分離される（個々に分離された矩形
領域は−・殻にチップと称されている）。半導体ウェー
への切断は充分精密に上ｄ］暑６Ｒ状領域において遂行
することか重要であり、Ｉ−８記直線１（領践自体Ｌ≦
”）幅は、極めて狭く、一般に、（（１−μｍ程用で、
Ｈる。それ故に、ダイヤモンドブＬ、−ド、力々１１き
切断手段によって半導体ウェーハを１□υ断づ−る際に
は、ｔ７Ｊ　１ｔｌｉ　、−ｆ−段に関して著しく精密
にｒｒＶＰ、体ウェーハを位置合せすることか必要であ
る。

＋ｆ）ｉ　ニー、、、　”こ、上記切断等のために半導
体ウェーハを１１／Ｉ・Ｂ）位置゛に充分精密に位置イ
ζｊけるための、種々の形態の自動精密位置合せシステ
ムか、既に提案さｈ実用に１１（されている。かような
自動精密位置合せシステムは、一般に、保持手段に保持
された半、導体？７３ミーハの表面に存在する上記直線
状領域の用ゲ・１的位置を充分精密に検出し、かかる検
出に基いて保持ｇｒ　トｚを移動せしめて半導体ウェー
ハを所要イ）γ置にイ）γ置きゼしている。かような自
動精密位置きぜシステムにおＣ′□）る上記直線状領域
の相対的位置の検出は、一般に、パターンマツチング方
式を利用している。即ち、半導体ウェーハ（サンプル半
導体ウェーハ）を所定位置に手動で位置付ｃｔ、かかる
半導体ウェーハの表面上の特徴的な特定領域をキーパタ
ーン領域として選定し、かかるキーパターン領域のパタ
ーン及び位置をキーパターン及びその位置としてキーパ
ターンメモリに予め記憶しておく。そして、自動精密位
置合せにおいては、位置合せずべき半導体ウェーハの表
面上で上記キーパターンと同一のパターンを検出し、か
かる検出に基いて半導体ウェーハの位置付けを遂行する
。

然るに、従来の自動精密位置合せシステムにおいては、
キーパターン及びその位置をキーパターンメモリに記憶
するためのキーパターン領域の選定を操作者自身の判断
によって遂行することか必要であり、それ故に、（イ）
他の領域と比べて充分＝　８− に顕著な特徴を有するく従って、自動精密位置合（ｉに
おζＪるパターンマ・ソチングにおいて所謂マツチング
ミスを発生せしめる恐れかない）適切なキーパターン領
域の選定を容易且つ迅速に遂行する、−とが困難である
、（１選定したキーパターン領域が適切なもので）るか
否かを実際に自動精密位置合ぜを試験的に遂行してチエ
ツクすることが必要であり、従って相当よ時間を要する
、という解決すべき問題乃至欠点か存在する。

そ５−で、本発明者は、先に特開昭６１−２０４７１６
号公報において、キーパターン自動設定手段を備えた自
動精密位置合せシステムを提案した。かかる自動精密位
置合せシステムにおけるキーパターン自動設定手段は、
保持手段に保持されたサンプル被処理物体（半導体ウェ
ーハ）が所定位置に位置付？−１られな時に、撮像手段
に撮像される画像における所定面積の複数個の領域の各
々の画素濃度分＝　　９　− 数値を算出し、かかる画素濃度分散値に基いて−Ｆ記複
数個の領域のうちの１個をキーパターン領域として選定
する。

本発明者が先に提案した上記自動精密位置合せシステム
におけるキーパターン自動設定手段は、通常の場合は、
適切に且つ迅速に所要キーパターンを自動的に選定する
ことができる。しかしながら、本発明者の経験によれば
、特に撮像手段に撮像される画像が比較的高倍率の画像
である場合、被処理物体である半導体ウェーハの種類如
何によっては、所要キーパターンを自動的に選定するこ
とができない、或いは所要キーパターンの選定に相当な
時間を要することかあった。

〈発明の課題〉 本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主
たる技術的課題は、本発明者か先に提案した上記自動精
密位置合せシステムに改良を加えて、撮像−１段に撮像
される画像が比較的高倍率の画像である場合でも、広範
囲の半導体ウェー／Ｓ４二対して所要キーパターンを適
切に且つ迅速に自動的に選定することができるようにせ
しめることである。

〈発明の解決手段〉 上記技術的課題を達成するための本発明の解決手段は、
新規且つ改良されたキーパターン自動設定１段、即ち予
め設定された少なくとも１個の標準パターンを記憶し、
保持手段に保持されたサンプル被処理物体が所定位置に
位置付けられた時に、撮像手段に撮像される画像におＣ
−ｊる所定面積の複数個の領域の各々と上記標準パター
ンとの近似度を算出し、上記近似度に基いて上記複数個
の領域のうちの１個をキーパターン領域として選定する
キーパターン自動設定手段を配設することである。

即ち、本発明によれば、被処理物体を保持するためめ保
持手段と、該保持手段を移動せしめるなめの移動手段と
、該保持手段に保持された被処理物体の表面の少なくと
も一部の画像を撮像してＸ−■マトリックス配列画素の
濃度を示すアナログ信号を出力するための撮像手段と、
該撮像手段が出力する該アナログ信号を多値デジタル信
号に変換するためのＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手
段か生成する該多値デジタル信号を記憶するための画像
フレームメモリと、該保持手段に保持されたサンプル被
処理物体が所定位置に位置付けられた時に該撮像手段に
撮像される画像における所定面積の複数個の領域のうち
の１個をキーパターン領域として選定するためのキーパ
ターン自動設定手段と、該キーパターン領域のパターン
を該画像フレームメモリに記憶されている信号に基いて
該キーパターン信号として記憶し且つ該キーパターン領
域の位置を示す信号を該キーパターン位置信号として記
憶するためのパターンメモリと、該画像フレームメモリ
に記憶されている信号と該キーパターンメモリに記憶さ
れている該キーパターン信号とに基いてパターンマツチ
ング作用を遂行するパターンマツチング手段と、該パタ
ーンマツチング作用に基いて該移動手段を作動せしめて
該移動手段に保持された被処理物体の位置付けを遂行す
るための移動制御手段とを具備する、表面に所定パター
ンを有する被処理物体を所要位置に位置付ける自動精密
位置合せシステムにおいて； 該キーパターン自動設定１段は、予め設定された少なく
とも１個の標準パターンを記憶し、該保持手段に保持さ
れたサンプル被処理物体が所定位置に位置付けられた時
に該撮像手段に撮像される画像におζＪる所定面積の複
数個の領域の各々と該標準パターンとの近似度を算出し
、該近似度に基いて該キーパターン領域を選定する、こ
とを特徴とする自動精密位置合せシステムが提供される
。

〈発明の好適具体例〉 以下、添付図面を参照して、本発明に従って構成された
自動精密位置合せシステムの一具体例について詳細に説
明する。

第１図は、本発明に従って構成された自動精密位置合せ
システムの一具体例が装備された半導体ウェーハ切断装
置の一部を図式的に示している。

切断すべき半導体ウェーハ２は、それ自体は公知の形態
でよい適宜の供給手段（図示していない）によって供給
されて保持手段４上に載置される。

この際には、例えばウェーハ２に存在するオリエンテー
ションフラット６を利用することによって（或いは、ウ
ェーハ２が貼着テープを介して適宜のフレームに装着さ
れている場合には、フレームに形成されている位置（＝
ｉけ用切欠き等を利用することによって）、充分精密で
はないが所要誤差範囲内で保持手段４上に載置される。

この点について更にＪｆ述すると、第２図に図示する如
く、ウェーハ２の表面には格子状に配列された複数個の
直線状領域８ａ及び８　ｔ−）が存在する。かかる直線
状領域８ａ及び８ｂは、一般に、スＩ・リートと称され
ている。第２図において左右方向に延びる直線状領１４
８ａは、所定幅ｗｙを有し且つ所定間隔ｄｙを置いて配
置されており、第２図において十ｒ方向に延びる直線状
領域８ｂは、所定幅Ｗ×を有し且つ所定間隔ｄｘを置い
て配置されている（上記所定幅ｗｙと」１記所定幅ＷＸ
とは、必すしも実質上同一ではなく相互に異なっている
ことも少なくなく、同様に上記所定間隔ｄｙと上記所定
間隔ｄｘとも、必ずしも実質１−５同一・ではなく相互
に異なっていることも少なくない）。かくして、ウェー
ハ２の表面上には、直線状領域８ａ及び８　ｂによって
、第２図において左右ＪＴ向にピッチｐｘ＝ｗｘ＋ｄｘ
で第２図において４−下方向にピ・ソチｐｙ＝ｗｙ＋ｄ
ｙで配列された複数個の矩形領域１０か区画されている
。そして、かかる矩形領域１０の各々には、夫々同一の
回路パターンか施されている。かようなウェーハ２は、
−り記オリエンテーションフラッ１−６を利用すること
によって、上記直線状領域８ａ又８ｂのいずれか一方、
図示の場合は直線状領域８ａか所定基準方向即ちＸ方向
く第１図）に対して例えば＋：１．５度乃至３．００程
度以下である傾斜角度範囲内になるように、上記保持手
段４上に載置される。

第１図を参照して説明を続けると、それ自体は公知の形
態でよい保持手段４は、その表面上に載置されたウェー
ハ２を真空吸着等によって充分確実に保持する。この保
持手段４は、適宜の支持機構（図示していない）によっ
て、Ｘ方向、Ｘ方向及びθ方向に移動自在に装着されて
いる。保持手段４には、これを充分精密に所要通りに移
動せしめる移動手段１２が駆動連結されている。図示の
共体例においては、移動手段１２は、Ｘ方向移動源１４
、Ｘ方向移動源１６及びθ方向移動源１８から構成され
ている。パルスモータから構成されているのが好都合で
あるＸ方向移動源１４は、作動せしめられると保持手段
４をＸ方向に、例えば１μｍ稈度の精度で所要距離移動
せしめる。パルスモータから構成されているのか好都合
であるＸ方向移動源１６は、作動せしめられると保持手
段１１をＸ方向、即ち上記Ｘ方向に垂直な方向に、例え
ば１ノＬｎ１程度の精度で所要距離移動せしめる。

同様にパルスモータから構成されているのが好都合であ
るθ方向移動源１８は、作動せしめられると保持手段４
を例えば０．００１５度程度０精度でθ方向に所要角度
移動、即ち保持手段４の中心軸線２０を中心として回転
せしめる。所望ならば、保持手段４をＸ方向に移動自在
に装着し且つ保持手段４にＸ方向移動源１４を付設する
ことに代えて、後述する光学手段の顕微鏡をＸ方向に移
動自在に装着し且つかかる顕微鏡にＸ方向移動源を付設
することもできる６ 図示の半導体ウェーハ切断装置には、固定ダイヤモンド
砥粒から形成されているのが好ましい回転ブレード２２
が設けられている。ウェーハ切断手段を構成するこの回
転ブレード２２は、上記Ｘ方向に実質上平行な中心軸線
２４を中心として回転自在に且つ上記入方向に移動自在
に装着されており、ＡＣモータの如き適宜の駆動源（図
示していない）によって所要速度で回転駆動されると共
に、ＤＣモータの如き適宜の駆動源（図示していない）
によって所要速度でＸ方向に往復動ぜしめられる。

図示の半導体ウェーハ切断装置においては、保持手段４
か第１図に実線で示す位置乃至その近傍である供給及び
排出域に存在している間に、上記供給子１’Ｑ（図示し
ていない）によって保持手段４１〜．にウェーハ２か載
置される。次いで、後に詳述する如くして、保持手段４
の位置を微細に調整することによって、保持手段４上に
保持されたつ工−ハ２か回転ブレード２２に関して所定
位置に充分精密に位置合せされる。しかる後に、保持手
段ノ４がＶ方向に所定距離前進せしめられて、第１図に
２点鎖線で図示する如く、保持手段４及びその土面に保
持されたウェーハ２か回転ブレード２２に隣接する切断
開始域に位置付（→られる。次いで、回転プレード２２
を回転せしめると共にＸ方向に移動せしめてウェーハ２
が回転駆動されている回転ブし・−ド２２の作用を受け
るようにする切断移動と、ウェーハ２の表面に存在する
矩形領域１０のピ・ソチＴ）Ｘ（又はｐｙ）たけ保持手
段１１をＸ方向に移動する所謂インチ・・／クス移動と
を交互に遂行し、かくしてパ７エーハ２をその表面に存
在する直線状領域８ｂ（又は８ａ）に沿って切断する。

次に保持手段４をその中心軸線２０を中心としてθツノ
ー向に９０度移動ゼしめ、次いで上記切断移動と−Ｆ記
インデ・ソクス移動を交互に遂行し、かくしてパ７工一
ハ２をその表面に存在する直線状領域８　＋１（又は８
ｂ）に沿って切断する。しかる後に、保持手段４かＸ方
向に所定距離前進ぜしめられて、保持手段４か上記供給
及び排出域に戻される５次いで、保持手段４から切断さ
れたウェーハ２が、それ自体は公知の形もてよい適宜の
排出１段（図示していない）によって保持手段４から排
出され、そして」１記供給手段（図示していない）に、
ｌ−）で保持手段４上に次のウェーハ２か載置される６
回転ブレード２２によるウェーハ２の切断は、当業者に
は周知の如く、ウェーハ國２の厚さ全体に渡ってではな
くて僅かだ（）非切断厚さを残留せしめて逆行し、かく
して上記矩形領域１０（第２図）−ｉソ　− が完全には分離されないようになすことができる（この
場白には、後に若−Ｉ゛の力を加えて切断残留部を破１
ＩＪｉせしめることによって上記矩形領域１０が完全に
分＾ｔされ、かくしてチ・・Ｉプが生成される）。或い
は、ウェーハ２の裏面に予め粘着テープを貼着しておい
て、ウェーハ２を厚さ全体に渡って切断しても［記矩形
領域１０か個々に分離されないようにせしめてもよい（
この場合には、後に粘着テープを剥がすことによって上
記矩形領域１０が完全に分離され、かくしてチップか生
成される）。

第１図と共に第３図を参照して説明すると、上記供給及
び排出域に存在する時の保持手段４及びそｅ）表面に保
持されたウェーハ２に関連ぜしめて、全体を番号２（３
で示す光学手段か配設されている。

図示の光学手段２６は、頭黴錘２８、光路分岐手Ｉ’Ｑ
　３　（）、第１ζ１）光学径路３２及び第２の光学径
路−−ｚ　［〕　　−− ３４を含Ａ２でいる。例えば３乃至５倍稈度でよい比較
的低倍率の顕微鏡２８は、Ｘ方向に例えば４０乃至５５
開程度でよい適宜の間隔を置いて位置する２個の入光開
口３６ａ及び３６ｂを有する双眼顕微鏡から構成されて
いる。従って、保持１段４上に保持されたウェーハ２の
表面の、Ｘ方向に所定間隔を置いた２個の部分の画像が
、上記入光開口３６ａ及び３６ｂを通して顕微鏡２８に
入光され、そしてスブリッ１−画像として顕微鏡２８か
ら出光される。８微鏡２８から出光される光は、ハーフ
ミラ−等の適宜の手段から構成することができる光路分
岐手段３０によって、２つの光に分岐され、そしてその
一方の光は第１の光学径路３２を通して、その他方の光
は第２の光学径路３４を通して、撮像子１”ｆｔ３８（
この撮像手段３８については後に更に言及する）に投射
される。第１の光学径ＦＩ＠３２は、顕微鏡２８から出
光される画像を、中（、：拡（１−ることなくそのまま
撮像手段３８に投射！２て、ｔが−）で第１″）尤″７
径路３２を通１−２て擾像干「ジ３８に投射されるとこ
ろａ）ウェーハ２の表向、′ハ画像は、３７＋ｙ至５倍
程廟でよい比較的低倍率の拡大画像である。所望な八ば
、第１の光字径路３２を通１−て撮像手段３８に投射さ
ノするところのつ工−ハ２力表面の画像を等倍乃至若干
の縮少画像（こする、二ともてきる、従−）て、本明細
書において使用“する訪旬「比較的低倍率」は、低倍十
の拡大のみ・なム゛）ず等倍乃至名士−縮少も含む。−
力、第２め光学径路３４は、例えば５乃至１０ｆ８程度
でよい拡大率を有する拡大１．・ンズ系を大んて゛おり
、顕ｆ紋鏡？８かへ出光さノ１−る画像を更に拡大；−
て撮像−丁・段３８に投射し、従って第２の光学径路３
４を通ｊ−１て撮像■・段３８に投射されるところのウ
ェーハ２　ｔ７）表面め画像は、２０乃至３０倍稈度で
よい仕呻的高倍率の拡大画１象で、ｐ）る。

図示の具体例にお（Ｊる上記撮像手段３８は、Ｉ−１記
第１の光学径路３２に光学的に接続された第１の撮像手
段４０と、上記第２の光学経路３４に光学的に接続され
た第２の撮像手段４２とを含んでいる。第１及び第２の
撮像手段４０及び４２の各々は、投射される画像に応じ
て、ｘ−ｙマトリックス配列画素の濃度を示すアナログ
信号を出力することができるものであれば任意の形態の
ものでよいが、固体カメラ、特にｘ−ｙ７１−リックス
配列された複数個の撮像素子、例えばＣＣ，Ｄ、Ｃ，ｌ
？Ｄ又はＭ　ＯＳ、を有する固体カメラ、から構成され
ているのが好ましい。図示の具体例においては、第１及
び第２の撮像手段４０及び４２の各々は、２５６×２５
６個のマ（−リックス配列されたＣＣ１）を有する固体
カメラから構成されている。図示の具体例においては、
第１の撮像手段４０を構成する２５６×２５６個のＣＣ
Ｄには、顕微鏡２８ａ）左Ｉｔ！Ｉ＋　、、、に光開口
３６ａ　＜又は右側入光開口３６ｂ）に入光されｆ：二
画像のみが入光される。顕微鏡２８のｔｉ側友光間ロ３
６ｂ（又は左側入光開口３６ａ）に入光された画像は、
第１の撮像手段４０には入光さノ１ない。換言ずれば、
第１め光学径路３２は、顕ｆｉ鏡２８の２個の入光開口
のうちの一方、即ぢ左側人光開［］３６　ａ、　（又は
右側入光開口３６　ｂ　）に入光する画像のみを、比較
的低倍率で第１の撮像手段４０を構成する２５６×２５
６個のＣＣＤに投射する。一方、第２の撮像手段４２を
構成する２５６＼２５６個のＣＣＤにおいては、その左
生部に位置する１　２８Ｘ２５６個のＣＣＤには、顕微
鏡：２８．′７′）【ｖ側友尤開１■１３６ａに入光さ
れた画像が入力され、右半部に位置する残りの１２８×
２５６個めＣＣＤには、罪微鐘２８の右側入光量【１１
３６ｂに入光された画像が入勾される。換言ずれば、第
２め光字径路３４は、顕微鏡２８の左側−　　２４　　
　＝ 入光開口３６ａに入光する画像を、比較的高倍率で第２
の撮像手段４２を構成する２５６×２５６個のＣ，ＣＩ
）のうちの左半部に位置するＬ　２８Ｘ２５６個のＣＯ
Ｄに投射し７、顕Ｆｉ１１鏡２８の右側入光開口３６ｂ
に入光する画像を、比較的高倍率で第２の撮像手段４２
を構成する２５６×２５６個のＣＣＤのうちの右半部に
位置する残りの１２８×２５６個のＣＣＤに投射する６
２５６×２５６個のＣＣＤの各々は、それに入力された
画像の濃度（ｇｒａｙ　１ｅｖｅｌｌに応じた電圧を有
するアナログ信号を出力する。２５６×２５６個のＣＣ
，Ｄを有する固体カメラには、撮像した画像の実際の濃
度に応じて出力アナログ信号の利得を自動的に調整する
それ自体は公知の自動ゲイン調整手段（図示していない
）が付設乃至内蔵されているのが好都合である。

第３図を参照して説明を続（′すると、上記第１及ひ第
２の撮像手段／１０及び４２は、倍率変換手段１１１１
を介し、てＡ／１）（７’ナロク・デジタル暑変換手段
・１６に接続され、そして＾、／Ｑ変換手段４６は、画
像）Ｌ−ムメモリ４８に接続されている。倍率変換に１
段７１４は、複数個力ＲＡＭを内蔵したマイクロブロセ
・・・すてよい中央処理ユニッ１−（ＣＰＵ）５０によ
って制御され、土、記憶１及び第２の撮像手段４０及び
４２のいずれか一方を選択的に、−１−記Ａ／Ｄ変換手
段７１６に電気的に接続する。Ａ／Ｄ変換手段１１６は
、入力されたアナログ（ａ号を、例えば８ピツｈ（従っ
て２８−２５６段附）でよい多値デジタル信号に変換す
る。そして、かかる多値デジタル信号は、画像フレーム
メモリ４８に送給されてそこに一時的に記憶される。図
示の具体例にお＋−する画像フレームメモリ・４８は、
少なくとも２５６〉、２５６゛＼８ピツｌ〜の記憶容量
を有し、従って、１−１記第１及び第２の撮像子￥２１
１０及び４２−２７　＝ ２５６個のＣＣＤに入力さ！した２５６ンへ２５６　Ｅ
の画素の濃度に夫々対応する２　５６　Ｘ　２５６個の
８ピ・ン１〜多値デジタル信号を記憶することかできる
Ｒ、　Ａ　Ｍから構成されている。かくして、保持１段
４上に保持されたウェーハ２の表面の、第１の撮像手段
４０に投射される比較的低倍率の画像と第２の撮像手段
４゛に投射される比較的高倍率の画像とに夫々対応した
多値デジタル信号か選択的に画像フレームメモリ４８に
記憶される図示の具体例においては、陰極線管（ＣＲＴ
　）から構成されているのか好都合である表示子、段５
２も設けられている。この表示手段５２は、切換手段（
図示していない）手動操作に応ｊ二て、−ト記Ａ／Ｄ変
換手段４６か出力する多値デジタル信４Ｊ、上記中央処
理ユニット５０内に内蔵されているＲＡＭに記憶されて
いる信号、或いは後述するキーパターンメモリに記憶さ
れている信号等に対応する画像を選択的に可視表示する
。図示の表示手段５２は、第２の撮像手段４２に投射さ
れる画像を表示する場合、その左半部には顕微鏡２８の
左側入光量Ｄ３６ａから入光する画像ター、その右半部
には顕微鏡２８の右側入光開口３６ｂから入光する画像
を、例えば総倍率で２６０＠程度に拡大して表示する。

上記中央処理ユニット５０には、更に、キーパターンメ
モリ５４及びパターンマ・・ノチング手段５６か接続さ
れている。

ＲＡ　Ｍ等から構成することかできるキーパターンメモ
リ５４には、保持手段４上に保持されたサンプルウェー
ハ２が所定位置に位置付けられた時の、サンプルウェー
ハ２の特定領域即ちキーパターン領１ｖＡａ）パターン
及び位置がキーパターン及びその位置として記憶される
。キーパターン及びそ−、、、−２９− の位置の記憶は、次の通りにして遂行することかできる
。

最初に、保持手段４上にサンプルウェーハ２を載置し、
次いで入方向駆動源１４、ｙ方向駆動源１６及びθ方向
駆動源１８を手動によって適宜に作動せしめて保持手段
４と移動せしめ、保持１段４上のサンプルウェーハ２を
上記光学手段２６に関して所要位置に手動位置付（１す
る。かかる手動位置（−１１，ｊの際には、例えば、上
記倍率変換手段４４を制御して第２の撮像手段４２をＡ
／Ｄ変換手段４６に接続し、そしてＡ／Ｄ変換手段４６
が出力する多値デジタル信号が上記表示手段５２に可視
表示される状態、従ってサンプルウェーハ２の表面の比
較的高倍率の拡大画像か上記表示手段５２に可視表示さ
れる状態にせしめ、Ｌ記表示手段５２に表示されている
画像を観測し、かくして、例えば、第４図に図式的に示
す如く、サンプルウェーハ２５′）表面にお（−）る直
線状領域８ａの中心線が、上記に２眉ｆ段５．シの表示
画面における横方向中心線、即ち＋ｉ　Ｘ−ｔｌ　Ｘ線
に実質−Ｌ合致するようにす゛ンプルウ工−ハ２を位置
イ・イける、 かような干動位Ｗ　Ｍ’　ｉ−子に次いて、ザンブルウ
エーハニ２の表面における特定領域、即ちキーパターン
領域を設定し、かかるパターン領域のパターン！ｌびイ
）′７置を＝ｑ−バ、ター〕メモリ５／１に記憶する。

Ａ−−パターン領域の設定は、キーパターン領域自動設
定子Ｆ−リによ−）で次の通りにして自動的に遂行され
る、キーパターン領域自動設定手段は、上記中央処理ユ
ニ・・ｔ　ｈ　５０によ−）て構成することかできる。

第５図に図示するフローチャー１〜を参照して説明する
と、ステ・ツブｎ−１においては、自動位置今ぜ１１（
１が比較的低倍率の画像に関して１次位置イー１６−）
を遂行し次いて比較的高倍率の画像に関して２次イ）γ
置イ］けを遂行する２段階位置付け（かかる２段階位置
付けについては、特開昭６０−２４４８０３号公報及び
特開昭６１−１４３８２０号公報に記載されている故に
、かかる記載を参照されたい）か、或いは比較的高倍率
の画像に関する位置イ（けのみを遂行する単段階位置イ
」げかが判断される。

換言ずれは、比較的低倍率の画像に関してキーパターン
領域を設定することが必要であると共に比較的高倍率の
画像に関してキーパターン領域を設定することが必要で
あるか、或いは比較的高倍率の画像に関してのみキーパ
ターン領域を設定することか必要であるかが判断される
。前者の場合はステ・・ノブｎ−２に進行し、後者の場
合はステップｎ−８に進行する。ステップｎ−２におい
ては、第１の撮像手段４０がＡ／Ｄ変換手段４６に接続
され、従って、サンプルウェーハ２の表面にお（″）る
、上記顕微鏡２８の左側入光間Ｄ　３６　ａから入光さ
れ第１の撮像手段４０に投射される比較的低倍率の画像
が表承手￥Ｒ５２に表示され、そしてまたかかる画像に
おける複数個（２５６Ｘ２５６個）の画素の各々の濃度
を示す多値デジタル信号が画像フし・−ノ＼メモリ４８
に記憶される状態にせしめられる。次いて、ステップ１
１−３に進行し、キーパターン傾城候補が自動的に選出
され、しかる後にステ・ツブｒ１−４において、選出さ
れたキーパターン領域候補が適切なものであるか否かが
判定される、１、記ステ・ツブ［ｌ−３におけるキーパ
ターン領域候補の選出、及びＩ−１記スデ・・ｌプ■−
４におけるキーパターン領域候補の判定は、上記特開昭
６１−２０４７１６号公報に開示されている通りの方式
（即ち画像濃度分散値の算出及び相互相関値の算出に基
く方式）でよく、これらの詳細についての説明は、Ｉ−
記特開昭６１−２０４７１６号公報に委ね１本明細書に
おいては省略する。所望ならば、比較的高倍率の画像に
関するキーパターン領域候補の選出及び判定に関して後
に詳細に説明する通りの、本発明に従って提案される新
規な方式を、比較的低倍率の画像に関するキーパターン
領域候補の選出及び判定にも適用することができる。上
記ステップｎ−４において、選出されたキーパターン領
域候補か適切なものであると判定された場合には、ステ
ップ１１−５に進行する。そして、このステップｎ−５
においては、上記キーパターン領域候補がキーパターン
領域として最終的に選定され、そしてかかるキーパター
ン領域のパターン及び位置がキーパターン及びその位置
としてキーパターンメモリ５４に記憶される。キーパタ
ーン領域のパターンの記憶は、画像フレームメモリ４８
に記憶されている多値デジタル信号のうちの上記キーパ
ターン領域に関する信号を記憶することによって達成さ
れる。

上記の通りにして比較的低倍率の画像に関する−、　　
３４　−− １個の虎−パターン及びその位置かキーパターンメモリ
５４に記憶されると、ステップｎ−６に進行する。この
ステップｎ−６においては、上記キーパターン領域が表
示１段５２の表示画面の実質土中央に位置するように、
Ｘ方向移動源１４及びＶＪｊ向移動源１６か適宜に駆動
されて保持手段４及びその上に保持されたサンプルウェ
ーハ２か移動せしめられる６次いで、ステップｎ　−７
に進行し、第２の撮像手段・・１２かＡ／Ｄ変換手段１
１６に接続され、従って、サンプルウェーハ２の表面に
おける、−［、記顕微鏡２８の左側入光開口３６ａと右
側入光間ｎ３６ｂから入光され第２の撮像手段４２に投
射される比較的高倍率の画像か人々表示手段５２のｔ、
Ｈ−’４”部と右半部に表示され、そしてまたかかる画
像（、こおける複数個（１２８Ｘ２５６＋１２８＼２５
６個）の画素の各々の濃度を示す多値デジタル脩５じが
画像フレームメモリ４８に記憶される状態にせしめられ
る。しかる後に、ステ・ツブｌ’１８に進行する。そし
てこのステフプｎ−８においては、予め設定された少な
くと６１個の標準パターンと、上記表示−Ｔ＝　Ｐｉ　
５２の左半分（又は右半部）に表示される比較的高倍率
の画像における所定＋ｉｉｉ積の複数個の領域の各りと
の近似度か算出さｊ′する、更に詳述すると、［メ１示
の具体例においては、第０−１図乃至第６−１８図ｔ、
ニレ１示する１８個の標準パターンが、中央処理ユニソ
ｌ−５Ｑに内蔵きれているＲＡＭに了・め記憶されてい
る２かかる標準パターン自体は、キーパターンとして適
切であイ）うと思われるパターンを経験的に選定するこ
とによって規定することができる、標準パターンの各々
の寸法は、表示手段５２の左半部（又は右半部）に表示
される比較的高倍率の画像において、例えば３２Ｘ３２
個の画素に対応、従って第２の撮像手段４２における３
２Ｘ３２個のＣＣＤに対応している。上記近似度の算出
は、１８個の標準パターンの各々について、表示１段５
２の左半部（又は右半部）に表示される比較的高倍率の
画像におＣ−３る３２Ｘ３２個の画素面積を有する全て
の領域に関して遂行され得る。第４図を参照して説明す
ると、例えば、第６−１図に図示する標準パターンにつ
いて−Ｆ記近似度を算出する場合には、３２Ｘ３２ｍの
画素に対応しなす法を存するカーソル５８か、表示手段
５２の左半部（又は右半部）に表示される比較的高倍率
の画像の特定走査開始位置、例えば左端且つ上端に位置
付けられ、カーソル５８によって規定される領域と第６
−１図に図示する標準パターンとの近似度か算出される
。カーソル５８は横方向又は手下方向に１画素毎移動さ
れて、表示手段５２の左半部（又は右半部）に表示され
ている比較的高倍率の画像の全体か走査され、そしてカ
ーソル５８か１画素分移動される毎に、カーソル５８に
よって規定される領域の近似度が算出される。かくして
、１個の標準パターンに対して（１２８−３１）Ｘ　（
２５６−３１）＝　２１．８２５個の領域の近似度が算
出され、図示の具体例においては１８個の標準パターン
か予め定められており、従って総計で２１８２５＼１８
＝３９２８５０個の近似度か算出される。近似度の算出
においては、画像フレームメモリ４８に記憶されている
１２８Ｘ２５６個の多値デジタル信号に基いて相互相関
値Ｑｒ、（この相互相関値Ｑ　ｒ　＋が小さい程近α０
が大きい）を下記式、Ｑ　ｒｌ””Ｑａｌ　　Ｑａｌ ここで、Ｑ　ａ　＋は標準パターン自体の自己相関値で
あり、Ｑ　６１は標準パターンとカーソル５８によって
規定される領 域の各々との相関値である、 に基いて算出し、かかる相互相関値Ｑ　ｒ　ｌに基いて
近似度を算出することかできる。」１記相互相関値Ｑｒ
１の算出について更に詳述すると、上記Ｑ　ｓ　ｌを例
えば１ど１−７、■−８記Ｑ０１として標準パターンと
カーソル５８によって規定される領域とのパターンマ・
・千ンクｌｉ　Ｐを採用することができる＜Ｑｒ、＝１
−　Ｐ　）。そして、パターンマツチング度Ｐ自体は、
例えば、１記式Ａ、 ［）−Σｌ　（ｇ（ｉ、ｊｌ−門）−（１＋　ｆｉ、ｊ
ｌ−ｈ　〕ｌ　　　−Ａ１、Ｊ ここで、ｇは標準パターン中の３２Ｘ３２個力画素の各
々の濃度に対応した値であり、ｇはｇの平−均値て゛あ
り、■１はカーソル５８によ−）で規定される領域中の
３２Ｘ３２個の画素の各々の濃度に対応した値であり、
ｈは１１の十均値であり、（ｉ、ｊ）は各画素の行及び
列を示し、従って（ｉ−１乃至３２、ｊ−１乃至３２）
である、 に基いて、パターンマツチング手段５６によって算出す
ることかできる。演算処理の簡略化のために、上記式Ａ
における Ｃ　ｇ　（ｉ、ｊ）−ｇ　〕、及びＣｈ　（ｉ、ｊ）−
ｈ　〕の各々に２値化処理を加えた下記式 ％式％ ここで、Ｕは２値化演算を意味し、ｘ＞Ｏの場合Ｕ（Ｘ
）＝１．ｘ≦０の場合Ｕ（ｘ）＝０である、に基いてマ
ツチング度Ｐを求めることもできる。

求められるマツチング度Ｐの信頼性を一層高めるために
は、所謂正規化相関に基いて、即ち、下記式 ここで、ｇ、ｇ、ｈ、ｈ及び（ｉ、、ｉ）は、−１−１
記式Ａの場合と同一である。

に基いてマツチング度Ｉ〕を求めることもできる。

而して、上記式Ａ、Ｂ又はＣに基いてマツチング度［″
を算出する際、領域にお（づる全ての画素（３２・−３
２＝１０２４）について相関処理を遂行することに代え
て、演算速度を高速化するために、領域におｔする画素
中の複数個の特定画素、例えは各行各列１個つつ選定さ
れた３２個の特定画素のみについて相関処理を遂行する
こともできる。

−ト述した通りにして算出さ、・トた３９２８５０個め
近似度は、中央処理ユニ・ソト５０に内蔵されているＲ
　Ａ　Ｍに記憶される。しかる後にステップｎ−９に進
行し、このステ・ツブｎ−９においては、■−二記９２
８５０個の近似度のうち大きいものから順次に例えば７
１個の近似度が抽出される。次いて、ステ・ツブｎ−１
０に進行し、一番大きい近似−／１］、　　− 一　　４０　− 度を有する領域か第１のキーパターン領域候補として抽
出される。しかる後にステップｎ−１１に進行し、この
ステップｎ−１，１においては、選定された上記第１の
キーパターン領域候補と、」１記表示手段５２の左半分
（又は右半部）に表示される比較的高倍率の画像におけ
る他の全ての領域との類似度か算出される。かかる類似
度の算出においては、上記近似度の場合と同様に、上記
第１のキーパターン領域候補と他の領域の各々との間の
相互相関値Ｑｒ２（この相互相関値Ｑ　ｒ２が小さい程
類似度が高い）を下記式、 Ｑ　、２：　Ｑ　Ａ２−　Ｑ　６２ ここで、Ｑ　ａ　ｘは抽出された第１のキーパターン領
域候補自体の自己相関値で あり、Ｑ　６２は抽出された第１のキーパターン領域候
補と他の領域の各々との 相関値である。

に基いて算出し、かかる相互相関値Ｑ　ｒ　２に基いて
炉似度を算出することがてきる。十記相互相関値Ｑｒ２
自体の算出は、上述した類似度の算出におけるｆ：、　
ｉ：Ｔ、！相々−相関１ｉｉＱｒ、の算出と同様でよい
。次いて、ステップｎ　−１２に進行し、上記ステップ
ｎ−１１において算出された相ｈ゛相関値Ｑ　ｒ２のう
ちの最小値Ｑｒ２（ＩＩＨｎ）が所定闇値以上であるか
否かが′４！ｑ定される６十記所定閾値は予め設定して
、中央処理ユニット５０に内蔵されているＲＡＭに記憶
しておくことかできる。このステップｎ−１２において
上記第１のＡ−パターン領域候補の上記最小値Ｑｒ２（
Ｐｉｎ）が所定閾値以上であることが確認さ１すると、
更に、Ｌ記へ一パターン領域候補かえ一パ９−ン領域と
して適切であるか否かを確認づ−るなめに、スう２ツブ
ロー　１．３　、　　ｎ　−１，４、ｎ　−１５及びロ
ー１６か遂行される。ステップｎ−１３においては、Ｘ
方向移動源１４又はＸ方向移動源１６か駆動されて、保
持手段４及びその−Ｆに保持されているサンプルウェー
ハ２が、原則的には、表示手段５２の左半部に表示され
ている［ヒ較的高倍率の画ｆ象面積に対応した距離に渡
ってｘｌ向又はＸ方向に移動せしめられる。次いで、ス
テ・ｌプｎ−１４に進行して、上記第１のキーパターン
領域候補と新たに表示手段５２の左半部に表示された比
較的高倍率の画像にお？−）る各領域の全てとの類似度
、従って相互相関値Ｑ　ｒｓが算出される。そして、ス
テップｎ−１５に進行し、」１記ステ・ソフ。

ｎ−１４において算出された全ての相互相関値Ｑ　ｒｓ
のうちの最小値Ｑｒ３（Ｉｌｌ＋ｎ）が所定闇値以上か
否かが判断される。最小値Ｑｒ３（Ｉｌｌｉｎｌが所定
閾値以りであることか確認された場合には、ステ・ツブ
１１−１６に進行し、上記ステップｎ　−１３におりる
保持手段４及びその上に保持されたサンプルウェーハ２
の移動か所定回数（例えば１５回）遂行−・・１３　−
− されたか否かか判断され、未だ所定回数に達していない
場合には上記ステップロ−１３に戻る。−Ｆ記ステ・・
！ブｎ−１３　（こおける保持手段４及びその上に保持
されたサンプルウェーハ２の所定回数（例えば１５回）
の移動に関しては、次の事実が；ｉｇ　ｒｌされるべき
である６即ち、上述した如く、保持１段・・１Ｆ〜に位
置−’＃　”ｌ”、べきウェーハ２が載置される場合、
ウェーハ２は所要誤差範囲内で保持手段ｌｉ十に載置さ
れる。−Ｆ記ステップｎ−１３における保持手段ノ１及
びその上に保持されたサンプルウェーハ２の所定回数の
移動は、位置合せずべきウェーハ２の載置における上記
所要誤差範囲に対応し、な範囲に渡る。換言ずれば、−
に記ステップｎ−１３ｎヤｎ−１６における確認は、保
持手段４−［−に（８γ置音せすべきウェーハ２か上記
許容誤差範囲内で載置される限り、１−記キーパターン
領域候補ａ）パターンど同一″又は所定類０２度以−に
の領域は−−巨　− 一　　４４　− １個しか検出されないく従って、」二記ギーパターン領
域候補はキーパターン領域として適切である）ことの確
認である。他方、上記ステップｒｌ−１３における保持
手段４及びその上に保持されたサンプルウェーハ２の所
定回数の移動によるＸ方向及びＸ方向の総移動量は、第
２図に図示する直線状領域８ａ及び８ｂのピッチｐｖ及
びｐｘ以丁であることが重要である。さもなくば、容易
に理解される如く、−［記キーパターン領域候補と同一
の領域が必然的に表示手段５２の左半部く又は右半部）
に出現することになり、」１記ステ・ツブロー　１５に
おいて必然的に最小値Ｑｒ、（ｌｉｎ）が所定闇値以上
になってしまう。上記ステップｎ−１３における保持手
段４及びその上に保持されたサンプルウェーハ２の移動
方式自体は、例えば、上記所定回数か１５回である場合
、Ｘ方向正側に７１回移動し、次いでＸ方向正側に１回
移動し、しかる後にＸ方向＄１．　ｉｔ！Ｉ＋に＝ｌ　
［！ｉｌ移動し、次いでＶ方向負側に１回（この際には
、′）、画聞分移動せしめる）移動し、そして更にＸ−
、ｔ、向ｔ、ｆＥ　Ｑ！Ｉｆに・１回移動する等の方式
でよい。

−１−記ステ・・ブ■１−１６において所定回数に達し
な場ｆｖには、ステ・・！ブＹ１１７に進行する。そし
て、このステ・・！ブｎ−］、　７においては、上記第
１Ｃ’）Ａ−パターン領域候補がキーパターン領域とし
て最終的にｉに定され、そしてかかるキーパターンｆｉ
ｆｔ域α）パターン及び位置か、比較的高倍率の左側（
又はイ）側）画像に関するキーパターン及びその位置と
してＡ−パターンメモリ５４に記憶される。

他Ｈ１［記ステ・ツブ［］　１２或いは上記ステップｎ
−１５において、相互相関値Ｑｒ２め最小値Ｑ　ｒｘ（
ｍｉｎ）が所定闇値以下であり、従って−［１記第１め
キーパターン領域候補かＡ−パターン領域として適切て
ないと判断された場合には、ステップｎ−１８に進行す
る。そして、このステップ［ｌ−１８においては、第２
のキーパターン領域候補か既に抽出されたか否かか判別
される。そして、第２のキーパターン領域候補が未だ抽
出されていない場合には、ステップｎ　−１９に進行し
、上記ステップｎ−９において選定された第１から第４
番目までの近似度のうちの第２番目に大きい近似度を有
する領域が第２のキーパターン領域候補として抽出され
る。次いで、上記ステップ’ｎ−１１に戻り、上記第１
のキーパターン領域候補について遂行された適切判別シ
ーケンスが第２のキーパターン領域候補について遂行さ
れる。上記ステップｎ−１８において第２のキーパター
ン領域が既に抽出されていた場合には、ステップｎ−２
０に進行し、第３のキーパターン領域候補が既に抽出さ
れたか否かが判別される。そし、て、第３のキーパター
ン領域候補か未だ抽出されていない場合には、ステップ
ｎ−２１に進行し、上記ステップｎ−９＝　　４７　− において選定された第１から第・１番目までの近似度の
うちの第３番目に大きい近似度を有する領域か第３のキ
ーパターン領域候補として抽出され、しかる後に上記ス
テップｎ−１１に戻る８」１記ステ・・ｌブ［１−２０
において第３のキーパターン領域か既に抽出されていた
場合には、ステ・ｙ７’ｎ−２２に進行し、第４のキー
パターン領域候補が既に抽出されたか古かが判別される
。そして、第４のキーパターン領域候補が未だ抽出され
ていない場合には、ステップｎ−２３に進行し、上記ス
テップｎ−９において選定された第１から第１１番目ま
での近似度のうちの第・１番目に大きい近似度を有する
領域か第４のキーパターン領域候補として抽出され、し
かる後に上記ステップｎ−１１に戻る。

図示の具体例においては、更に、上記表示手段５２の右
半分（又は左半部）に表示される比較的高倍率の架側（
又は右側）画１象に関するキーパタ一ン及びその位置も
キーパターンメモリ５４に記憶される。かかるキーパタ
ーン及びその位置は、上述した通りにして遂行された比
較的高倍率の左側（又は右側）画像に関するキーパター
ン及びその位置を基準にして遂行することができる。更
に詳述すると、比較的高倍率の右側（又は左側）画像に
関するキーパターン領域は、上述した通りにして実際に
選定することなく、比較的高倍率の左側（又は右側）画
像に関する既に選定されたキーパターン領域と同一の領
域を直接的に選定する。

そして、かかるキーパターン領域のパターン信号即ちキ
ーパターン信号として、比較的高倍率の左１す１（又は
右側）画像に関するキーパターン信号をそのまま転用し
て記憶する。また、キーパターン位置については、比較
的高倍率の左側（又は右側）画像に関するキーパターン
位置、第２図に図示するピ・ソチｐ×、及び顕微鏡２８
にお（Ｊる左側入光量−５〇　− ［１３６゜、、　、ｌ−右側入光開１’１３６　Ｌ）と
の間隔に基いて算出ｉ５、かかる結果をキーパターン位
置信号として記憶する、勿論、必要ならば、比較的高倍
率の右側（又は左側）画像についても、比較的高倍率、
、’）ｔＩＸ側（又は右側）画像と同様に上記ステップ
１１−７乃Ｊ、Ｅ　ｎ　　２３を遂行してＡ−パターン
領域を選定する、二ともてきる。

Ｖ＜にまｔ：、図示の干！体例においては、保持手段・
１伎びその十に保持されたザンプルウエーハ２を時計方
向（又は反時３１方向）に９０度回転ぜしめ７？コ状態
におＣ）る比較的高倍率の左側及び右側画像ａ）８−々
に関するＡ−パターン及びその位置もキーパターンメモ
リ５４に記憶される。かようなキーパターン及びその位
置の記憶は、上記ステップ１１−７乃至ｎ−２３を実際
に遂行することによって達成することもできるが、保持
手段４及びその上に保持さｉ＋−なザンフ゛ルウエーハ
２を時、＋”ｆ　ｈｒｂＥ　（Ｘは反時計方向）に９０
疫回転せしめる前り）状ｇ　ｔ；二おζＪる比較的高倍
率の左側及び右側画像の各々に関する既に選定されたキ
ーパターン領域自体を、９０度回転後のキーパターン領
域として選定し、かかるキーパターン領域のパターン及
び位置を、９０度回転前のキーパターン領域の既に記憶
されたパターン及び位置から所謂９０度座標変換演算に
よって算出し、その結果を記憶することによ−）で達成
するのが好都合である６　ト記９０度斤標変換演算につ
いては、上記特開昭６１−１４３８２０号公報に詳細に
説明されているのて、かかる説明を引用し、本明細書に
おいては説明を省略する。

上述した通りにして所要数のキーパターン及びその位置
かキーパターンメモリ５４に記憶されると、保持手段・
１上に数置された位置合せずべきウェーハ２の自動精密
位置合ぜを遂行することができる。本発明に従って構成
されｔ二自動精密位；Ｗ合ぜジステｌ＼においては、第
３図に図示する如く、上記移動手段１２、更に訂しくは
Ｘ方向移動源１４、ｙ方向移動＃＋１６及びθ方向移動
源１８の作動を制御して、保持手段４］−に保持された
ウェーハ２を所要位置に位置イ・１けるための移動制御
手段７２ら設ζＪられている。かかる移動制御手段７２
は、例えば、位置合せずべきウェーハ２の表面の比較的
低倍率の画像に対するパターンマツチング作用（即ちキ
ーパターンメモリ５４に記憶されているキーパターンど
同一・のパターンの検出）に基いて移動手段１２を作動
せしめ、かくしてウェーハ２（ｙ）前位ｙｔ　（”Ｉけ
を遂行し、しかる後に、位置合ぜずべきウェーハ２の比
較的高倍率の画像に対するパ９−ンマ・・ヂンク作用に
基いて移動手段１２を作動すしめ、かくしてウェーハ２
を充分精密に所要位置に位置付（Ｊる、所望ならば、上
記前位置付けを省略オる、−ともでさる。而して、パタ
ーンマ・ソｌ−，２−− 一−５２− チング作用に基く位置合せ手順は、−１−記特開昭６０
−１００６５８号公報或いは特開昭６１−１４３８２０
号公報に詳述されている泊りの位置合せ手順と実質Ｉ−
同−でよく、それ故に、パターンマツチング作用に基く
位置合せ手順についての詳細な説明は、１′記公報に委
ね、本明細書においては省略する。

以上、本発明に従って構成された自動精密位置合ぜシス
テムの好適具体例について添了り図面を参照して詳細に
説明したが、本発明はかかる共体例に限定されるもので
なく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至
修正が可能であることは多言を要しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って構成された自動精密位置合せ
システムの一具体例が装備された半導体ウェーハ切断装
置の一部を図式的に示す簡略斜面図。 第２図は、典型的な一′７上−ハの表面の一部を示す部
分平曲図。 第３図は、本発明に従って構成さｔＬ　ｉ二自動精密（
ｓ’、ｉ置りせシステムカー！ｉ体例を示ずブｔ７ソク
線図、第、１図は、表示子ＦＱ　！、：表ｉ−１きれζ
・、ザシブルウ上−への比較的高倍率（７）　ｉ劇像Ｊ
）　例を下す簡略図５第５図は、Ａ−パターン領域自動
５２定手順の一例を１、ｉ’　１７　Ｄ−ヂャート。 第（）−１図１１．土弟６−Ｌ８図は、キーパターン領
１銭自動設定手ｌｌｌ’ｊに使用される標準パ、ターン
を示す簡略図、 ２・・１′導ｒ本ウェーへ ・１・・保持子Ｆジ ８ｄ及び８ｂ・・・直線状領域 １．２・・・移動子トｑ ：ｇｔ二）・・−尤’７゛４段 ２８・・二昇ｎｌ紋錘 ３０・・・光路分岐１段 ３２・・・第１の光学径路 ３４・・・第２の光学径路 ３８・・・撮像手段 ４０・・・第１の撮像１段 ４２・・・第２の撮像手段 ４４・・・倍率変換手段 ４６・・・Ａ／Ｄ変換手段 ４８・・・画像フレームメモリ ５０・・・中央処理ユニツ１〜〔キーパターン自動設定
子Ｆ９．（分散値算出手段及びキーパターン領域選定手
段）〕 ５２・・・表示手段 ５４・・・キーパターンメモリ ５６・・・パターンマツチング手段 ７２・・・移動制御手段 ？４，２ 茅２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被処理物体を保持するための保持手段と、該保持手
   段を移動せしめるための移動手段と、該保持手段に保持
   された被処理物体の表面の少なくとも一部の画像を撮像
   してｘ−ｙマトリックス配列画素の濃度を示すアナログ
   信号を出力するための撮像手段と、該撮像手段が出力す
   る該アナログ信号を多値デジタル信号に変換するための
   Ａ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段が生成する該多値
   デジタル信号を記憶するための画像フレームメモリと、
   該保持手段に保持されたサンプル被処理物体が所定位置
   に位置付けられた時に該撮像手段に撮像される画像にお
   ける所定面積の複数個の領域のうちの１個をキーパター
   ン領域として選定するためのキーパターン自動設定手段
   と、該キーパターン領域のパターンを該画像フレームメ
   モリに記憶されている信号に基いて該キーパターン信号
   として記憶し且つ該キーパターン領域の位置を示す信号
   を該キーパターン位置信号として記憶するためのパター
   ンメモリと、該画像フレームメモリに記憶されている信
   号と該キーパターンメモリに記憶されている該キーパタ
   ーン信号とに基いてパターンマッチング作用を遂行する
   パターンマッチング手段と該パターンマッチング作用に
   基いて該移動手段を作動せしめて該移動手段に保持され
   た被処理物体の位置付けを遂行するための移動制御手段
   とを具備する、表面に所定パターンを有する被処理物体
   を所要位置に位置付ける自動精密位置合せシステムにお
   いて； 該キーパターン自動設定手段は、予め設定された少なく
   とも１個の標準パターンを記憶し、該保持手段に保持さ
   れたサンプル被処理物体が所定位置に位置付けられた時
   に該撮像手段に撮像される画像における所定面積の複数
   個の領域の各々と該標準パターンとの近似度を算出し、
   該近似度に基いて該キーパターン領域を選定する、こと
   を特徴とする自動精密位置合せシステム。 ２、該キーパターン自動設定手段は、該近似度として相
   互相関値Ｑ＿ｒ＿１を採用し、該相互相関値Ｑ＿ｒ＿１
   は下記式、 Ｑ＿ｒ＿１＝Ｑ＿ｓ＿１−Ｑ＿ｏ＿１ ここで、Ｑ＿ｓ＿１は該標準パターン自体の自己相関値
   であり、Ｑ＿ｏ＿１は該複数個の領域の各々との間の相
   関値である、 に基いて算出する、特許請求の範囲第１項記載の自動精
   密位置合せシステム。 ３、該キーパターン自動設定手段は、該複数個の領域か
   ら該近似度が比較的大きい領域を抽出し、次いで抽出し
   た領域のパターンと該複数個の領域のうちの他の領域の
   各々のパターンとの類似度を算出し、しかる後に該類似
   度のうちの最大のものが所定類似度以下か否かを判別し
   、該類似度のうちの最大のものが該所定類似度以下の場
   合に抽出した領域を該キーパターン領域として選定する
   、特許請求の範囲第１項又は第２項記載の自動精密位置
   合せシステム。 ４、該キーパターン自動設定手段は、該類似度を相互相
   関値Ｑ＿ｒ＿２に基いて判別し、該相互相関値Ｑ＿ｒは
   下記式、 Ｑ＿ｒ＿２＝Ｑ＿ｓ＿２−Ｑ＿ｏ＿２ ここで、Ｑ＿ｓ＿２は抽出された領域自体の自己相関値
   であり、Ｑ＿ｏ＿２は抽出された領域と該他の領域の各
   々との間の相関 値である、 に基いて算出し、該相互相関値Ｑ＿ｒ＿２のうちの最小
   値が所定閾値以上である場合に該類似度のうちの最大の
   ものが該所定類似度以下であると判別する、特許請求の
   範囲第３項記載の自動精密位置合せシステム。 ５、被処理物体は、その表面には格子状に配列された複
   数個の直線状領域が存在し、該直線状領域によって区画
   された複数個の矩形領域の各々には同一の回路パターン
   が施されている半導体ウェーハである、特許請求の範囲
   第１項乃至第４項のいずれかに記載の自動精密位置合せ
   システム。