JPH02105543A - 再現可能な位置決めの誤差を修正する方法及び装置 - Google Patents
再現可能な位置決めの誤差を修正する方法及び装置Info
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- JPH02105543A JPH02105543A JP1208027A JP20802789A JPH02105543A JP H02105543 A JPH02105543 A JP H02105543A JP 1208027 A JP1208027 A JP 1208027A JP 20802789 A JP20802789 A JP 20802789A JP H02105543 A JPH02105543 A JP H02105543A
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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。
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、半導体工業において固定の工具又は位置に対
して相対的にウェハ又は半導体装置を正確に位置決める
、ために使われるようなＸ−Ｙテーブルに関る、。
して相対的にウェハ又は半導体装置を正確に位置決める
、ために使われるようなＸ−Ｙテーブルに関る、。
さらに特定すれば、本発明は、Ｘ−Ｙテーブルを位置決
める、精度を改善しかつ再現可能な精度誤差を除去る、
方法及び装置に関る、。
める、精度を改善しかつ再現可能な精度誤差を除去る、
方法及び装置に関る、。
従来の技術
従来Ｘ−Ｙテーブルは、半導体工業において半導体装置
を作る際にウェハを位置決める、ため、及びボンディン
グ及びパッケージプロセスの間に半導体装置又は工具を
位置決める、ために使われている。最も普通のタイプの
Ｘ−Ｙテーブルは、米国特許第３，０４６，００６号明
細書に記載されたものと同様な高精度スライダ及びステ
ージを使用る、。
を作る際にウェハを位置決める、ため、及びボンディン
グ及びパッケージプロセスの間に半導体装置又は工具を
位置決める、ために使われている。最も普通のタイプの
Ｘ−Ｙテーブルは、米国特許第３，０４６，００６号明
細書に記載されたものと同様な高精度スライダ及びステ
ージを使用る、。
Ｘ−Ｙテーブルのステージ又はスライダは、精密な親ね
じ又はその他の手段を介して作用る、りニアモータ、ボ
イスコイルモータ又は通常のサーボモータによって駆動
できる。
じ又はその他の手段を介して作用る、りニアモータ、ボ
イスコイルモータ又は通常のサーボモータによって駆動
できる。
従来技術のＸ−Ｙテーブルは誤差又は欠点を含み、それ
により工具又は処理すべき装置を支持る、Ｘ−Ｙテーブ
ルの上段ステージの適当な位置決めに害が及ぶことは一
般に明らかである。例えば、（１）スライダ鋳造物は不
完全であり又は正方形でないことがある。（２）親ねじ
が正確でない。（３）親ねじとモータ軸が軸線方向に整
列されておらず、軸はずれサイン誤差を生じる。（４）
スライダが歪んでおり又は損傷している。（５）ジブが
歪んでおり又は損傷している。〔６）ある種のＸ−Ｙテ
ーブルに使われるウェイバーが剛体でなく、かつ大きな
力を受けてたわむ。前記の誤差は、再現可能であり、か
つレーザー干渉計のような精巧なテスト装置によって検
出できる。
により工具又は処理すべき装置を支持る、Ｘ−Ｙテーブ
ルの上段ステージの適当な位置決めに害が及ぶことは一
般に明らかである。例えば、（１）スライダ鋳造物は不
完全であり又は正方形でないことがある。（２）親ねじ
が正確でない。（３）親ねじとモータ軸が軸線方向に整
列されておらず、軸はずれサイン誤差を生じる。（４）
スライダが歪んでおり又は損傷している。（５）ジブが
歪んでおり又は損傷している。〔６）ある種のＸ−Ｙテ
ーブルに使われるウェイバーが剛体でなく、かつ大きな
力を受けてたわむ。前記の誤差は、再現可能であり、か
つレーザー干渉計のような精巧なテスト装置によって検
出できる。
数値制御工作機械のような従来技術の工作機械は、高精
度を必要とし、かつ製造した工場において校正されてい
る。長い親ねじによってテーブルを位置決める、結果と
して生じる誤差は、フィールド内で変化しない。この位
置決め誤差情報は、数値制御工作機械の電子制御装置に
加えられ、親ねじのＸ又はＹ直線位置が、工作機械の作
業プラットホーム又はテーブルを正確に位置決める、た
めに修正又は補償されるようになっている。しかしこの
従来技術の誤差修正法は、直交運動の結果として生じる
Ｘ又はＹ偏差については修正しない。
度を必要とし、かつ製造した工場において校正されてい
る。長い親ねじによってテーブルを位置決める、結果と
して生じる誤差は、フィールド内で変化しない。この位
置決め誤差情報は、数値制御工作機械の電子制御装置に
加えられ、親ねじのＸ又はＹ直線位置が、工作機械の作
業プラットホーム又はテーブルを正確に位置決める、た
めに修正又は補償されるようになっている。しかしこの
従来技術の誤差修正法は、直交運動の結果として生じる
Ｘ又はＹ偏差については修正しない。
フィールド内で変化る、半導体処理機のＸ−Ｙテーブル
の再現可能な誤差を検出る、簡単な方法及び装置を提供
る、ことが望まれている。さらにこれ以上正確かつこれ
以上高価なＸ−Ｙテーブルを設ける必要なしに、位置決
め装置によって制限されるだけの誤差補償を行うことが
望まれている。
の再現可能な誤差を検出る、簡単な方法及び装置を提供
る、ことが望まれている。さらにこれ以上正確かつこれ
以上高価なＸ−Ｙテーブルを設ける必要なしに、位置決
め装置によって制限されるだけの誤差補償を行うことが
望まれている。
発明の目的
本発明の基本的な目的は、Ｘ−Ｙテーブルを校正る、た
めに使用る、精密なマスクパターンを提供る、ことにあ
る。
めに使用る、精密なマスクパターンを提供る、ことにあ
る。
本発明の別の基本的目的は、精密なマスクパターンとパ
ターン認識システム（ＰＲＳ）を使用して、Ｘ−Ｙテー
ブルの校正又は誤差マツピングを行う方法を提供る、こ
とにある。
ターン認識システム（ＰＲＳ）を使用して、Ｘ−Ｙテー
ブルの校正又は誤差マツピングを行う方法を提供る、こ
とにある。
本発明の別の基本的目的は、可能なすべてのテーブル位
置を校正る、ことなく、Ｘ−Ｙテーブルの誤差マツピン
グを行う迅速な方法を提供る、ことにある。
置を校正る、ことなく、Ｘ−Ｙテーブルの誤差マツピン
グを行う迅速な方法を提供る、ことにある。
本発明の別の目的は、誤差マツピングのためにマスクパ
ターン上のいずれかの場所に基準点を確定る、ことにあ
る。
ターン上のいずれかの場所に基準点を確定る、ことにあ
る。
本発明の別の目的は、Ｘ−Ｙテーブルの上段ステージの
動きの方向に対して相対的にマスクパターンの回転又は
シータ位置を確定る、方法を提供る、ことにある。
動きの方向に対して相対的にマスクパターンの回転又は
シータ位置を確定る、方法を提供る、ことにある。
本発明の全般的な目的は、複数の誤差修正値を提供し、
そのうち１つをｘ−Ｙテーブルの校正のために使用る、
マスクパターン上のそれぞれの視点のために使用る、こ
とにある。
そのうち１つをｘ−Ｙテーブルの校正のために使用る、
マスクパターン上のそれぞれの視点のために使用る、こ
とにある。
発明の構成
本発明のこれら及びその他の目的に従って、Ｘ−Ｙテー
ブル、Ｘ−ＹテーブルのＸ及びＹステージを位置決める
、サーボモータ、サーボモータラ制御る、制御手段、及
び前記制御手段が前記Ｘ−ＹテーブルをＸ−Ｙ位置に動
かすように指示した場合に呼出し可能であるようにメモ
リ内に記憶された誤差マンピングデータを有る、ような
半導体処理機が提供される。前記誤差マツピングデータ
は、Ｘ−Ｙテーブルを配置すべきＸ及びＹ位置に最も近
い視点位置から引かれ又はこれらに加えられる誤差偏差
を含んでいる。
ブル、Ｘ−ＹテーブルのＸ及びＹステージを位置決める
、サーボモータ、サーボモータラ制御る、制御手段、及
び前記制御手段が前記Ｘ−ＹテーブルをＸ−Ｙ位置に動
かすように指示した場合に呼出し可能であるようにメモ
リ内に記憶された誤差マンピングデータを有る、ような
半導体処理機が提供される。前記誤差マツピングデータ
は、Ｘ−Ｙテーブルを配置すべきＸ及びＹ位置に最も近
い視点位置から引かれ又はこれらに加えられる誤差偏差
を含んでいる。
実施例
本発明の実施例を以下図面によって詳細に説明る、。
第１図によれば、上方に依存る、ガイド又はジブ１３を
備えた下段ステージ１２を有る、Ｘ−Ｙテーブル１１を
含んだ処理機ＩＱの有利な実施例の斜視図が示しである
。中段ステージ１４は、ガイドエコ内で摺動可能な下方
に依存る、部分を有し、かつ上段ステージ１６が可動の
上方に依存る、ガイド又はジブ１５を有る、。中段ステ
ージ１４は、方向矢印によって示すようにＸ方向に動き
、かつ上段ステージエ６は、方向矢印によって示すよう
にＹ方向に動く。Ｙ駆動サーボモータ１７は、Ｙステー
ジ板１９に接続された親ねじ１８を有し、このＹステー
ジ板には、垂直ピボットピン２３に取付けられた１対の
垂直軸受２１及び２２が取付けられている。ウェイバー
２４は、垂直軸受２１と２２の間に捕獲されており、ウ
ェイバー２４のＸ方向運動が可能であり、このウェイバ
ーは、平行支持体２５により上段ステージ１６に接続さ
れている。Ｘ方向サーボモータ２６は、中段ステージ１
４に接続された親ねじ２７を有る、。
備えた下段ステージ１２を有る、Ｘ−Ｙテーブル１１を
含んだ処理機ＩＱの有利な実施例の斜視図が示しである
。中段ステージ１４は、ガイドエコ内で摺動可能な下方
に依存る、部分を有し、かつ上段ステージ１６が可動の
上方に依存る、ガイド又はジブ１５を有る、。中段ステ
ージ１４は、方向矢印によって示すようにＸ方向に動き
、かつ上段ステージエ６は、方向矢印によって示すよう
にＹ方向に動く。Ｙ駆動サーボモータ１７は、Ｙステー
ジ板１９に接続された親ねじ１８を有し、このＹステー
ジ板には、垂直ピボットピン２３に取付けられた１対の
垂直軸受２１及び２２が取付けられている。ウェイバー
２４は、垂直軸受２１と２２の間に捕獲されており、ウ
ェイバー２４のＸ方向運動が可能であり、このウェイバ
ーは、平行支持体２５により上段ステージ１６に接続さ
れている。Ｘ方向サーボモータ２６は、中段ステージ１
４に接続された親ねじ２７を有る、。
概略的に示した存利な実施例において、ボンディングヘ
ッド保持体２８は超音波変換器２９を支持しており、こ
の超音波変換器には、加工保持体３２上方に配置された
ボンディング毛管又はボンディング工具３１が取付けら
れている。教示又は学習プロセスの間、精密マスク３３
が加工保持体３２上に取付けられ、後でさらに詳細に説
明る、Ｘ−Ｙ位置誤差の校正を行う。米国特許第４．４
４１，２０５号明細書に示されかつ説明されたようなパ
ターン認識システムが処理機１０上に取付けられている
。パターン認識システムは、光学装置３５及びビデオカ
メラ３６に相互接続されたマイクロプロセッサ３４を有
る、。光学装置３５及びカメラ３６は、いっしょに動か
すためにボンディングヘッド保持体２８上に取付けられ
ている。ＸＹサーボ制御器３７は、Ｙサーボモータ１７
及びＸサーボモータ２６に接続されており、かつバス３
８によってワイヤボンダの主プロセツサ（図示せず）に
接続されている。ワイヤポンダの主プロセツサがボンデ
ィング工具３１をＸ及びＹ位置に配置る、ように制御器
３７に指令を与えた場合、これら指令はサーボモータ１
７及び２６に送られる信号によって実行される。これら
指令は、サーボモータを所定の位置に動かすデジタル信
号の形をしている。サーボモータ１７及び２６が所定の
サーボ位置に動いたということは、ボンディングヘッド
保持体２８が正確なＸ−Ｙ所望位置に動いたことを保証
る、わけではない。サーボモータ１７と２６が選ばれた
所定のＸ−Ｙ値だけ動くように指示し、かつボンディン
グヘッド保持体２８に正しい動きが伝えられたかどうか
をパターン認識システム３５によって読取り又は判定る
、ことができる。パターン認識システムの光学装置部分
３５は、マスク３３に対して相対的に実際の位置を判定
る、ことができるので、校正すべきそれぞれの選ばれた
Ｘ−Ｙ位置における誤差値を判定る、ことができる。Ｘ
−Ｙテーブルを校正した後に、マスク３３上のそれぞれ
の繰返しパターン位置に関る、情報は、制御器３７に関
連したメモリ内に記憶され、制御器３７がボンディング
ヘッド保持体２８を所望のＸ−Ｙ位置へ動かそうとした
場合、制御器メモリは、ボンディングヘッド保持体２８
及びこれを関連した変換器２９及びボンディング工具３
１をさらに正確に位置決める、ためにＸ−Ｙ誤差値を供
給る、。
ッド保持体２８は超音波変換器２９を支持しており、こ
の超音波変換器には、加工保持体３２上方に配置された
ボンディング毛管又はボンディング工具３１が取付けら
れている。教示又は学習プロセスの間、精密マスク３３
が加工保持体３２上に取付けられ、後でさらに詳細に説
明る、Ｘ−Ｙ位置誤差の校正を行う。米国特許第４．４
４１，２０５号明細書に示されかつ説明されたようなパ
ターン認識システムが処理機１０上に取付けられている
。パターン認識システムは、光学装置３５及びビデオカ
メラ３６に相互接続されたマイクロプロセッサ３４を有
る、。光学装置３５及びカメラ３６は、いっしょに動か
すためにボンディングヘッド保持体２８上に取付けられ
ている。ＸＹサーボ制御器３７は、Ｙサーボモータ１７
及びＸサーボモータ２６に接続されており、かつバス３
８によってワイヤボンダの主プロセツサ（図示せず）に
接続されている。ワイヤポンダの主プロセツサがボンデ
ィング工具３１をＸ及びＹ位置に配置る、ように制御器
３７に指令を与えた場合、これら指令はサーボモータ１
７及び２６に送られる信号によって実行される。これら
指令は、サーボモータを所定の位置に動かすデジタル信
号の形をしている。サーボモータ１７及び２６が所定の
サーボ位置に動いたということは、ボンディングヘッド
保持体２８が正確なＸ−Ｙ所望位置に動いたことを保証
る、わけではない。サーボモータ１７と２６が選ばれた
所定のＸ−Ｙ値だけ動くように指示し、かつボンディン
グヘッド保持体２８に正しい動きが伝えられたかどうか
をパターン認識システム３５によって読取り又は判定る
、ことができる。パターン認識システムの光学装置部分
３５は、マスク３３に対して相対的に実際の位置を判定
る、ことができるので、校正すべきそれぞれの選ばれた
Ｘ−Ｙ位置における誤差値を判定る、ことができる。Ｘ
−Ｙテーブルを校正した後に、マスク３３上のそれぞれ
の繰返しパターン位置に関る、情報は、制御器３７に関
連したメモリ内に記憶され、制御器３７がボンディング
ヘッド保持体２８を所望のＸ−Ｙ位置へ動かそうとした
場合、制御器メモリは、ボンディングヘッド保持体２８
及びこれを関連した変換器２９及びボンディング工具３
１をさらに正確に位置決める、ためにＸ−Ｙ誤差値を供
給る、。
第２図によれば、Ｘ−Ｙテーブルに関連付けることがで
きるサイン連動の概略線図が示しである。
きるサイン連動の概略線図が示しである。
サイン運動はこの説明のために誇張して示しである。し
かしＹ方向を矢印３９で示すものと仮定すれば、ＰＲＳ
システムによって検出されたそれぞれの実際位置４２に
おけるＸ方向４１の偏差をマツピングる、ことができる
。それぞれの実際位置４２は、Ｘ−Ｙテーブルの位置を
表わしているので、サイン曲線４３に最も良好にあては
まる平均Ｙ位置３９を判定る、必要がある。平均Ｙ位置
３９は、それぞれの点４２に適合る、最小二乗値を計算
る、ことによって判定される。Ｙ方向は、制御器３７に
関連したメモリ内に記憶された方向であり、かつ上段ス
テージ１６の動きの方向に対して相対的なマスク３３の
回転方向を判定る、ために使用される。
かしＹ方向を矢印３９で示すものと仮定すれば、ＰＲＳ
システムによって検出されたそれぞれの実際位置４２に
おけるＸ方向４１の偏差をマツピングる、ことができる
。それぞれの実際位置４２は、Ｘ−Ｙテーブルの位置を
表わしているので、サイン曲線４３に最も良好にあては
まる平均Ｙ位置３９を判定る、必要がある。平均Ｙ位置
３９は、それぞれの点４２に適合る、最小二乗値を計算
る、ことによって判定される。Ｙ方向は、制御器３７に
関連したメモリ内に記憶された方向であり、かつ上段ス
テージ１６の動きの方向に対して相対的なマスク３３の
回転方向を判定る、ために使用される。
第３図によれば、Ｘ軸４４及び第２図に示した理論的な
真のＹ軸３９に沿った個別パターンの配列の概略表示が
示しである。理論的な真のＹ軸に沿ってＰＲＳに対して
相対的にＸ−Ｙテーブルを動かすことにより、Ｘ−Ｙテ
ーブルに対して相対的なマスクの回転のため誤差は導入
されない。従って図示した実施例において偏差を計算る
、ため、上段ステージ１６が実効的に理論的なＹ軸３９
に沿って動かされることは明らかである。計算機によっ
て行うべき計算を簡単にる、ため、上段ステージ１６は
負のＹ限界へ動かされ、かつ０基準点４５が確定される
。Ｏ基準点を確定る、には別の方法がある。有利な実施
例において０基準点４５は、デルタＹ及びデータＸ偏差
の項においてＯ基準点に最も近いパターン４６を電子的
に検出る、ために行われる電子走査動作によって確定さ
れる。
真のＹ軸３９に沿った個別パターンの配列の概略表示が
示しである。理論的な真のＹ軸に沿ってＰＲＳに対して
相対的にＸ−Ｙテーブルを動かすことにより、Ｘ−Ｙテ
ーブルに対して相対的なマスクの回転のため誤差は導入
されない。従って図示した実施例において偏差を計算る
、ため、上段ステージ１６が実効的に理論的なＹ軸３９
に沿って動かされることは明らかである。計算機によっ
て行うべき計算を簡単にる、ため、上段ステージ１６は
負のＹ限界へ動かされ、かつ０基準点４５が確定される
。Ｏ基準点を確定る、には別の方法がある。有利な実施
例において０基準点４５は、デルタＹ及びデータＸ偏差
の項においてＯ基準点に最も近いパターン４６を電子的
に検出る、ために行われる電子走査動作によって確定さ
れる。
図示した有利な実施例において、パターン４６゜４７．
４８．４９等は、真のＸ及びＹ精密座標内において１６
ミル（０，４鰭）離れた同一の形で繰返される。従って
上段ステージを０．４鶴動かしかつ回転シータ偏差を修
正る、ことによって、パターン認識システムは、パター
ン４６の位置を読取る際に走査し又は観察る、ので、直
接同じ相対位置上に配置されるはずである。動かした位
置においてパターン４７を電子的に走査る、ことにより
、新しいデルタＹとデルタＸが計算でき、かつこれらの
値は制御器３７に関連したメモリ内に記憶される。これ
はＸ−Ｙ位置に関る、誤差である。有利な実施例におい
てそれぞれの繰返しパターン４７．４８．４９等は、予
想位置へ動かした際に読取られ、かつデルタＸ及びデル
タＹ偏差は、これら増分位置について記録される。パタ
ーン認識システム及びＸ−Ｙテーブルは、一定の直線位
置よりはむしろ増分運動に対して構成されているので、
予想視点からの個々のパターンの偏差のための修正は、
Ｙ軸に沿ったそれぞれの増分位置について記録してもよ
い。前記のように理輪軸３９からの偏差は、サイン状又
は蛇行した経路として生じる。Ｙ軸からの偏差を記録し
た場合、Ｘ−Ｙテーブルは負のＸ限界に配置され、かつ
第２のＯ基準点５１が負のＸ限界について配置される。
４８．４９等は、真のＸ及びＹ精密座標内において１６
ミル（０，４鰭）離れた同一の形で繰返される。従って
上段ステージを０．４鶴動かしかつ回転シータ偏差を修
正る、ことによって、パターン認識システムは、パター
ン４６の位置を読取る際に走査し又は観察る、ので、直
接同じ相対位置上に配置されるはずである。動かした位
置においてパターン４７を電子的に走査る、ことにより
、新しいデルタＹとデルタＸが計算でき、かつこれらの
値は制御器３７に関連したメモリ内に記憶される。これ
はＸ−Ｙ位置に関る、誤差である。有利な実施例におい
てそれぞれの繰返しパターン４７．４８．４９等は、予
想位置へ動かした際に読取られ、かつデルタＸ及びデル
タＹ偏差は、これら増分位置について記録される。パタ
ーン認識システム及びＸ−Ｙテーブルは、一定の直線位
置よりはむしろ増分運動に対して構成されているので、
予想視点からの個々のパターンの偏差のための修正は、
Ｙ軸に沿ったそれぞれの増分位置について記録してもよ
い。前記のように理輪軸３９からの偏差は、サイン状又
は蛇行した経路として生じる。Ｙ軸からの偏差を記録し
た場合、Ｘ−Ｙテーブルは負のＸ限界に配置され、かつ
第２のＯ基準点５１が負のＸ限界について配置される。
この点において、視点からの偏差を計算る、２つの方法
のうち一方を進めることができる。有利な方法実施例に
おいて、新しい視点はパターン５２について確定される
。パターン５２の中心点又は視点はパターンの幾何学的
中心に配置されていないことに注意る、。パターン内の
いずれかの基準点が視点として使用できるように、パタ
ーン認識システムを使用る、ことができる。ＸＯ基準点
５１からデルタＸとデルタＹを計算る、代りの方法は、
Ｙ軸配列においてパターン４６〜４９によって使用した
ものと同じパターン視点５３を使用る、ことにある。い
ずれにしてもマスク３３は、Ｘ軸上の所定の距離に沿っ
て所望のようにパターン５２゜５４．５５．４９等を動
かす距離を通してサーボモータ１７及び２６によってＸ
方向にパターン認識システム３５．３６等に対して相対
的に動かされ、一方理輪軸３９に対して直交る、軸４４
に沿って前記のシータ修正を行う。それぞれ同じパター
ン５２．５５等において、ＰＲＳに対して相対的なマス
クの実際位置からの新しい偏差が形成され、かつメリモ
に記憶される。この時点において、マスクはそれ以上の
有効な目的に使われず、かつ取除きかつ将来使用る、た
めに適当に保管しておいてよい。制御器のメモリ内に記
憶る、必要のある情報は、パターンがマスク３３全体に
わたって生じたとしても、１つの直線配列又はＹ軸３９
及び１つの直線配列又はＸ軸４４に沿ったそれぞれの同
じパターンに対して第２図により示したものと同様な蛇
行軸に沿ったそれぞれの点に関る、情報だけである。本
発明の特徴は、偏差点の計算の簡単化を含んでいる。例
えばＸ−Ｙテーブルの動きが、Ｘ方向及びＹ方向両方に
１−インチ（３８＋ｎ）に構成されている場合、この動
きは、偏差を観察すべきほぼ２４０のＹ軸パターン点と
２４０のＸ軸パターン点を含んでいる。この情報は、３
８鶴Ｘ ３ Ｂ ＋ｖｓの範囲内に含まれた５７６００
の個別パターン点のいずれかに関してＸ−Ｙテーブルの
偏差修正を行うために利用できる。パターンの間の限定
されたいずれかの点において生じる偏差の量をさらに改
善る、ため、２つの隣接る、パターンにおける偏差は、
パターン間の点における偏差を補間る、ために使われる
。有利な実施例のパタ−ン認識システムは、■ミル（０
，０２５４ｎ）の１／２０゜すなわち１／２００００イ
ンチ（０，００１２７鶴）までのパターン分解能で電子
的に精密に位置検出を行うことができるので、Ｘ−Ｙテ
ーブルは、有利な実施例のパターン認識システムを使用
して確実な精度で１インチ（２５，４龍）の１／１００
００まで位置決めを行うことができる。
のうち一方を進めることができる。有利な方法実施例に
おいて、新しい視点はパターン５２について確定される
。パターン５２の中心点又は視点はパターンの幾何学的
中心に配置されていないことに注意る、。パターン内の
いずれかの基準点が視点として使用できるように、パタ
ーン認識システムを使用る、ことができる。ＸＯ基準点
５１からデルタＸとデルタＹを計算る、代りの方法は、
Ｙ軸配列においてパターン４６〜４９によって使用した
ものと同じパターン視点５３を使用る、ことにある。い
ずれにしてもマスク３３は、Ｘ軸上の所定の距離に沿っ
て所望のようにパターン５２゜５４．５５．４９等を動
かす距離を通してサーボモータ１７及び２６によってＸ
方向にパターン認識システム３５．３６等に対して相対
的に動かされ、一方理輪軸３９に対して直交る、軸４４
に沿って前記のシータ修正を行う。それぞれ同じパター
ン５２．５５等において、ＰＲＳに対して相対的なマス
クの実際位置からの新しい偏差が形成され、かつメリモ
に記憶される。この時点において、マスクはそれ以上の
有効な目的に使われず、かつ取除きかつ将来使用る、た
めに適当に保管しておいてよい。制御器のメモリ内に記
憶る、必要のある情報は、パターンがマスク３３全体に
わたって生じたとしても、１つの直線配列又はＹ軸３９
及び１つの直線配列又はＸ軸４４に沿ったそれぞれの同
じパターンに対して第２図により示したものと同様な蛇
行軸に沿ったそれぞれの点に関る、情報だけである。本
発明の特徴は、偏差点の計算の簡単化を含んでいる。例
えばＸ−Ｙテーブルの動きが、Ｘ方向及びＹ方向両方に
１−インチ（３８＋ｎ）に構成されている場合、この動
きは、偏差を観察すべきほぼ２４０のＹ軸パターン点と
２４０のＸ軸パターン点を含んでいる。この情報は、３
８鶴Ｘ ３ Ｂ ＋ｖｓの範囲内に含まれた５７６００
の個別パターン点のいずれかに関してＸ−Ｙテーブルの
偏差修正を行うために利用できる。パターンの間の限定
されたいずれかの点において生じる偏差の量をさらに改
善る、ため、２つの隣接る、パターンにおける偏差は、
パターン間の点における偏差を補間る、ために使われる
。有利な実施例のパタ−ン認識システムは、■ミル（０
，０２５４ｎ）の１／２０゜すなわち１／２００００イ
ンチ（０，００１２７鶴）までのパターン分解能で電子
的に精密に位置検出を行うことができるので、Ｘ−Ｙテ
ーブルは、有利な実施例のパターン認識システムを使用
して確実な精度で１インチ（２５，４龍）の１／１００
００まで位置決めを行うことができる。
第４図によれば、第１図に示したようなマスク上の繰返
しパターンの別の形が拡大して示しである。パターン認
識システムは、黒対白のコントラスト比がほぼ１対１の
場合にさらに効率的に動作る、ものとして知られている
。独自の個別パターン５６及び５７等は、本実施例にお
いて第３図に示したような黒い不透明なパターンとして
示しである。白いパターン５８．５９等は、中心に正方
形不透明部分６１を有る、。このようなパターンは、Ｐ
ＲＳシステムの機能を最適化し、変位誤差を防止し、か
つ非認識誤差を防止る、ために見出されたものであり、
これら誤差は、０に復帰しかつ新しい視点を再配置る、
ためにマスクを手動で動かすことを必要とる、。
しパターンの別の形が拡大して示しである。パターン認
識システムは、黒対白のコントラスト比がほぼ１対１の
場合にさらに効率的に動作る、ものとして知られている
。独自の個別パターン５６及び５７等は、本実施例にお
いて第３図に示したような黒い不透明なパターンとして
示しである。白いパターン５８．５９等は、中心に正方
形不透明部分６１を有る、。このようなパターンは、Ｐ
ＲＳシステムの機能を最適化し、変位誤差を防止し、か
つ非認識誤差を防止る、ために見出されたものであり、
これら誤差は、０に復帰しかつ新しい視点を再配置る、
ためにマスクを手動で動かすことを必要とる、。
半導体ウェハの製造の際に使われるような簡単なガラス
マスクで実現した有利な実施例のマスク及び有利な実施
例のパターン及びそれらの変形について説明したが、本
発明において使われる方法及び処置が、機械を校正る、
ためユーザー側へ従来技術のレーザー干渉計テスト装置
及びテスト技術者を送って達成できるものと同等又は−
層良な精度を達成る、ことは明らかである。荷積みの際
に生じることがある変化、及び−度使用したすべての機
械が時間と共にＸ−Ｙテーブルの位置決め精度に変化を
生じるということのため、半導体処理装置を工場で校正
し、かつ設置る、時に同じ校正精度を維持る、ことは不
可能である。許容可能な精度は、予防保守の際にｘ−ｙ
テーブルを分解し、かつ初期動作状態に復元る、前の最
後の６ケ月までしか期待できない。さらに１つの機械に
おいて校正を行い、かつ記憶した偏差及び校正を別の機
械に使用る、ことは不可能である。異なったＰＲＳを有
る、異なった処理機は、異なったパターン認識信号を発
生し、かつ別の機械の記憶した信号を使用る、ことはで
きない。従ってマスク３３を設定しかつＸ−Ｙテーブル
運動を校正る、ためのプログラムステップを実行る、た
めに必要な時間が５分以下であり、従って前記予防保守
を行った後に再校正を繰返すだけでよいことは明らかで
ある。
マスクで実現した有利な実施例のマスク及び有利な実施
例のパターン及びそれらの変形について説明したが、本
発明において使われる方法及び処置が、機械を校正る、
ためユーザー側へ従来技術のレーザー干渉計テスト装置
及びテスト技術者を送って達成できるものと同等又は−
層良な精度を達成る、ことは明らかである。荷積みの際
に生じることがある変化、及び−度使用したすべての機
械が時間と共にＸ−Ｙテーブルの位置決め精度に変化を
生じるということのため、半導体処理装置を工場で校正
し、かつ設置る、時に同じ校正精度を維持る、ことは不
可能である。許容可能な精度は、予防保守の際にｘ−ｙ
テーブルを分解し、かつ初期動作状態に復元る、前の最
後の６ケ月までしか期待できない。さらに１つの機械に
おいて校正を行い、かつ記憶した偏差及び校正を別の機
械に使用る、ことは不可能である。異なったＰＲＳを有
る、異なった処理機は、異なったパターン認識信号を発
生し、かつ別の機械の記憶した信号を使用る、ことはで
きない。従ってマスク３３を設定しかつＸ−Ｙテーブル
運動を校正る、ためのプログラムステップを実行る、た
めに必要な時間が５分以下であり、従って前記予防保守
を行った後に再校正を繰返すだけでよいことは明らかで
ある。
Ｘ−Ｙテーブル及びＰＲＳシステムの動作について説明
したが、有利なプロセスは次のとおりである。
したが、有利なプロセスは次のとおりである。
１、加工位置３２から加工保持体を取除き、かつここに
マスク３３を取付ける。
マスク３３を取付ける。
２、処理ステップが半導体ボンディング機又は処理機の
主プロセツサ内にあらかじめ記憶されているものとすれ
ば、プログラミングは不要である。
主プロセツサ内にあらかじめ記憶されているものとすれ
ば、プログラミングは不要である。
３、 テーブルマツピングアルゴリズムを開始し、かつ
主プロセツサがテーブルマツピング校正の完了を表示る
、場合、はぼ２〜３分待つ。
主プロセツサがテーブルマツピング校正の完了を表示る
、場合、はぼ２〜３分待つ。
４、加工位置３２からマスク３３を取除き、かつボンデ
ィング機又は処理機は製品の受入れ準備ができている。
ィング機又は処理機は製品の受入れ準備ができている。
要約すれば、前記のステップを実行る、メニュー又はア
ルゴリズムプログラムは、第１にＸ−Ｙテーブルの上段
ステージの理論的Ｙ軸に対して相対的なマスクの角度回
転を判定る、。Ｘ−Ｙテーブルは、負方向の動きのＹ限
界まで動かされ、かつテーブルの実際位置に対してＹＯ
基準点４５が決められる。それからテーブルは、正のＹ
方向に動かされ、マスク上の同じパターンに関連したそ
れぞれの点を校正る、。同時に制御器３７は、所望の理
論的Ｙ軸３９を形成し、かつさらに理論的Ｙ軸からの偏
差点を形成る、。同じ手続がＸ軸に関して続けられ、そ
の際負のＸ基準点５１が配置され、かつ古い視点又は新
しい視点が、連動の理論的Ｙ軸３９綿に直交る、運動の
理論的Ｘ軸４４線を使用してＸ軸をマフピングる、ため
に使われる。従ってこのようにして計算された偏差点は
、マスク３３とパターンの精度及びパターン位置精度を
解析る、パターン認識システムの能力によって制限され
るだけである。有利な実施例において偏差は、Ｘ軸に沿
ったかつＹ軸に沿った単一の線又は配列として記憶され
る。なぜならその他のＸ軸部差は、計算された軸４４偏
差に対してほぼ平行であり、かつ同じ量の偏差を有る、
ことがわかったからである。同様に他方の軸３９からの
偏差は、理論的Ｙ軸３９に対して平行であり、同量の偏
差を有る、とわかった。すなわちＸ−ＹテーブルのＸ運
動とＹ運動の間には、誤差の付加成分を生じる内部作用
はないと言える。
ルゴリズムプログラムは、第１にＸ−Ｙテーブルの上段
ステージの理論的Ｙ軸に対して相対的なマスクの角度回
転を判定る、。Ｘ−Ｙテーブルは、負方向の動きのＹ限
界まで動かされ、かつテーブルの実際位置に対してＹＯ
基準点４５が決められる。それからテーブルは、正のＹ
方向に動かされ、マスク上の同じパターンに関連したそ
れぞれの点を校正る、。同時に制御器３７は、所望の理
論的Ｙ軸３９を形成し、かつさらに理論的Ｙ軸からの偏
差点を形成る、。同じ手続がＸ軸に関して続けられ、そ
の際負のＸ基準点５１が配置され、かつ古い視点又は新
しい視点が、連動の理論的Ｙ軸３９綿に直交る、運動の
理論的Ｘ軸４４線を使用してＸ軸をマフピングる、ため
に使われる。従ってこのようにして計算された偏差点は
、マスク３３とパターンの精度及びパターン位置精度を
解析る、パターン認識システムの能力によって制限され
るだけである。有利な実施例において偏差は、Ｘ軸に沿
ったかつＹ軸に沿った単一の線又は配列として記憶され
る。なぜならその他のＸ軸部差は、計算された軸４４偏
差に対してほぼ平行であり、かつ同じ量の偏差を有る、
ことがわかったからである。同様に他方の軸３９からの
偏差は、理論的Ｙ軸３９に対して平行であり、同量の偏
差を有る、とわかった。すなわちＸ−ＹテーブルのＸ運
動とＹ運動の間には、誤差の付加成分を生じる内部作用
はないと言える。
パターン認識システムをＸ−Ｙテーブルの上段ステージ
により支持されたボンディングヘッド保持体上に取付け
た、キューリツク・アンド・ソファ工業社のモデル１４
８４タイプのワイヤボンダに組込むようなＸ−Ｙテーブ
ルを使用して、本発明を説明した。処理機の同じ実施例
において、ウェハ又は半導体をＸ−Ｙテーブル上に配置
し、かつボンディングヘッド又は工具保持体に対して相
対的にＸ−Ｙテーブルを動かすことは望ましい。
により支持されたボンディングヘッド保持体上に取付け
た、キューリツク・アンド・ソファ工業社のモデル１４
８４タイプのワイヤボンダに組込むようなＸ−Ｙテーブ
ルを使用して、本発明を説明した。処理機の同じ実施例
において、ウェハ又は半導体をＸ−Ｙテーブル上に配置
し、かつボンディングヘッド又は工具保持体に対して相
対的にＸ−Ｙテーブルを動かすことは望ましい。
Ｘ−Ｙテーブルに対る、偏差誤差を校正る、ために同じ
プロセスステップが使用される。本発明は、Ｙ又はＸ軸
における運動又は両方の軸に対る、運動の結果生じるＸ
及びＹ偏差両方を修正る、ものである。
プロセスステップが使用される。本発明は、Ｙ又はＸ軸
における運動又は両方の軸に対る、運動の結果生じるＸ
及びＹ偏差両方を修正る、ものである。
第１図は、精密な校正されたマスクに対向してＸ−Ｙテ
ーブル上に取付けられたパターン認識システムを示す半
導体処理機の一部の斜視図、第２図は、直線軸校正運動
を重畳したＸ−Ｙテーブルのサイン状の運動の略図、第
３図は、回転又はシータ修正を示すためにＸ−Ｙテーブ
ルの運動を重畳した独自のマスクパターンの直線配列を
示す略図、第４図は、誤差マツピングのために使用る、
第１図に示したマスク上の異なったタイプの繰返しマス
クパターンを拡大して示す図である。 １０・・・処理機、１１・・・Ｘ−Ｙテーブル、１２・
・・下段ステージ、１３・・・ガイド、１４・・・中段
ステージ、１５・・・ガイド、１６・・・上段ステージ
、１７・・・サーボモータ、１８・・・親ねし、１９・
・・Ｙステージ板、２１．２２・・・垂直軸受、２３・
・・垂直ピボットピン、２４・・・ウェイバー、２５・
・・平行支持体、２６・・・サーボモータ、２７・・・
親ねし、２８・・・ボンディングヘッド保持体、２９・
・・超音波変換器、３１・・・ボンディング工具、３２
・・・加工保持体、３３・・・マスク、３４・・・マイ
クロプロセッサ、３５・・・光学装置、３６・・・ビデ
オカメラ、３７・・・制御器、３８・・・バス、３９・
・・Ｙ軸、４１・・・Ｘ方向矢印、４２・・・実際の点
、４４・・・Ｘ軸、４５・・・０基準点、４６．４７，
４８．４９・・・パターン、５１・・・０基準点、５２
，５４．５５・・・パターン、５３・・・視点、５６．
５７・・・パターン、５８．５９・・・白いパターン、
６１・・・不透明部分。 代理人 弁理士 １）代 蒸 治
ーブル上に取付けられたパターン認識システムを示す半
導体処理機の一部の斜視図、第２図は、直線軸校正運動
を重畳したＸ−Ｙテーブルのサイン状の運動の略図、第
３図は、回転又はシータ修正を示すためにＸ−Ｙテーブ
ルの運動を重畳した独自のマスクパターンの直線配列を
示す略図、第４図は、誤差マツピングのために使用る、
第１図に示したマスク上の異なったタイプの繰返しマス
クパターンを拡大して示す図である。 １０・・・処理機、１１・・・Ｘ−Ｙテーブル、１２・
・・下段ステージ、１３・・・ガイド、１４・・・中段
ステージ、１５・・・ガイド、１６・・・上段ステージ
、１７・・・サーボモータ、１８・・・親ねし、１９・
・・Ｙステージ板、２１．２２・・・垂直軸受、２３・
・・垂直ピボットピン、２４・・・ウェイバー、２５・
・・平行支持体、２６・・・サーボモータ、２７・・・
親ねし、２８・・・ボンディングヘッド保持体、２９・
・・超音波変換器、３１・・・ボンディング工具、３２
・・・加工保持体、３３・・・マスク、３４・・・マイ
クロプロセッサ、３５・・・光学装置、３６・・・ビデ
オカメラ、３７・・・制御器、３８・・・バス、３９・
・・Ｙ軸、４１・・・Ｘ方向矢印、４２・・・実際の点
、４４・・・Ｘ軸、４５・・・０基準点、４６．４７，
４８．４９・・・パターン、５１・・・０基準点、５２
，５４．５５・・・パターン、５３・・・視点、５６．
５７・・・パターン、５８．５９・・・白いパターン、
６１・・・不透明部分。 代理人 弁理士 １）代 蒸 治
Claims (10)
- （１）可動のＸ−Ｙテーブルにおいて生じる再現可能な
位置決めの誤差を修正する方法において、複数の所定の
Ｘ及びＹ所望位置に前記Ｘ−Ｙテーブルを動かす手段を
設け、 前記Ｘ−ＹテーブルのＸ及びＹ所望位置の範囲をカバー
して前記Ｘ−Ｙテーブル上に高度に精密な直交繰返しパ
ターンを配置し、 前記Ｘ及びＹ所望位置へ動かした際に前記Ｘ−Ｙテーブ
ルと前記パターンの実際の位置を測定するため、前記繰
返しパターンに対向して高度に精密な位置検出装置を設
け、 前記Ｘ−Ｙテーブルを動かす手段に指示を与えて、前記
パターンと前記Ｘ−Ｙテーブルをいっしょに複数の所定
のＸ及びＹ所望位置へ動かし、前記高度に精密な位置検
出装置によって前記パターンの実際位置を検出し、 それぞれの前記所定のＸ及びＹ所望位置の再現可能な位
置誤差を確定するため、前記パターンの実際位置と前記
パターン及び前記Ｘ−Ｙテーブルの予想所望位置との間
の誤差を測定し、 前記繰返しパターンを取除き、かつ、 いずれかのランダムなＸ及びＹ所望位置に隣接するＸ及
びＹ所望位置において測定した再現可能な位置誤差を使
用して、前記ランダムなＸ及びＹ所望位置へ動かす場合
に前記Ｘ−Ｙテーブルの機械的位置を修正する ことを特徴とする、再現可能な位置決めの誤差を修正す
る方法。 - （２）前記パターンのためにマスクを設け、前記位置検
出装置のためにパターン認識システム（ＰＲＳ）を設け
、かつ 前記ＰＲＳに対して相対的にパターンごとにＹ方向に前
記マスクを動かし、 それぞれのパターン位置において前記パターンを電子的
に走査し、 前記Ｘ−ＹテーブルのＹステージに対して相対的な前記
マスクのシータ回転変位を判定するため、前記Ｘ−Ｙテ
ーブルの前記Ｙステージの動きの理論的直線Ｙ軸を計算
し、かつ 前記同一パターンを電子的に走査した場合かつ前記再現
可能な位置誤差を確定するため、前記シータ回転変位を
補償する、 請求項１記載の位置決めの誤差を修正する方法。 - （３）前記理論的直線Ｙ軸からのＸの偏差の最小二乗近
似を計算して、前記理論的直線Ｙ軸を計算する、請求項
２記載の位置決めの誤差を修正する方法。 - （４）前記Ｘ−Ｙテーブルの負のＹ限界位置において前
記ＰＲＳに対して相対的に前記マスクを位置決めし、か
つそれから 正のＹ方向へ前記ＰＲＳに対して相対的に前記マスクを
機械的に動かす前に、前記Ｙ軸のためにＯ基準点を確定
する、 請求項２記載の位置決めの誤差を修正する方法。 - （５）前記Ｙ軸のためのＯ基準点に対して相対的な基準
視点を決めるため、前記Ｏ基準点に配置する間に前記Ｐ
ＲＳの視野を電子的に走査する、請求項４記載の位置決
めの誤差を修正する方法。 - （６）前記Ｘ−Ｙテーブルの負のＸ限界位置において前
記ＰＲＳに対して相対的に前記マスクを位置決めし、か
つそれから 正のＸ方向へ前記ＰＲＳに対して相対的に前記マスクを
機械的に動かす前に、前記Ｘ軸のためにＯ基準点を確定
する、 請求項５記載の位置決めの誤差を修正する方法。 - （７）Ｘ軸のための基準視点を確定するため、前記ＸＯ
基準点に隣接するパターンと前記マスクを電子的に走査
する、請求項６記載の位置決めの誤差を修正する方法。 - （８）前記Ｙ軸Ｏ基準点に隣接するパターンからＸ軸Ｏ
基準点を計算する、請求項６記載の位置決めの誤差を修
正する方法。 - （９）最も近い２つのパターン位置に対する誤差値を使
用して、所望のランダム位置に対して新しいＸ及びＹ位
置誤差値を補間する、請求項１記載の位置決めの誤差を
修正する方法。 - （１０）可動のＸ−Ｙテーブルにおいて生じる再現可能
な位置決めの誤差を修正する装置において、複数の所定
のＸ及びＹ所望位置に前記Ｘ−Ｙテーブルの上段ステー
ジを動かす手段が設けられており、 繰返し直交表示を有し前記Ｘ−Ｙテーブルの前記上段ス
テージに取付けられた高度に精密なパターンが設けられ
ており、 前記パターンと前記Ｘ−Ｙテーブルの上段の実際位置を
測定するために前記繰返しパターンに対向して取付けら
れた位置検出手段が設けられており、 それぞれの前記所定のＸ及びＹ所望位置において再現可
能な位置誤差を提供するため、前記位置検出手段が、前
記パターンの実際位置と前記Ｘ−Ｙテーブルの予想所望
位置の間の誤差を測定する手段を有し、かつ いずれかのランダムなＸ及びＹ所望位置に隣接するＸ及
びＹ所望位置において測定した再現可能な位置誤差を使
用して、前記ランダムなＸ及びＹ所望位置へ動かす場合
に前記Ｘ−Ｙテーブルの位置を修正する手段が設けられ
ている ことを特徴とする、再現可能な位置決めの誤差を修正す
る装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US232003 | 1988-08-15 | ||
| US07/232,003 US4972311A (en) | 1988-08-15 | 1988-08-15 | X-Y table error mapping apparatus and method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02105543A true JPH02105543A (ja) | 1990-04-18 |
| JP2865723B2 JP2865723B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=22871487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1208027A Expired - Lifetime JP2865723B2 (ja) | 1988-08-15 | 1989-08-14 | 再現可能な位置決めの誤差を修正する方法及び装置 |
Country Status (3)
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