JPH0613962B2 - Ｉｃウエハの自動位置決め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は，ＩＣウェハ微小線幅測定検査装置等におい
て，主ステージに対し，ＩＣウェハの方向と中心位置を
決めるためのＩＣウェハの自動位置決め装置の改良に関
するものである。

（従来技術とその問題点） ＩＣウェハの外観検査等においてはＩＣウェハに設けら
れている切欠き部を位置決めの基準に使用している。

第４図(A)のように，円形のＩＣウェハ１には，オリエ
ンテーションフラット２という方向を定める切欠き部が
設けられており，このオリエンテーションフラット２に
対して各ＩＣパターンの横方向，縦方向の各配列がそれ
ぞれほとんど平行，垂直となるようにＩＣパターン３が
焼付けられている。したがって，オリエンテーションフ
ラット２の角度位置検出とＩＣウェハ１の中心位置検出
の精度の向上が外観検査工程の効率を上げることにな
る。第４図(B)のように補助ステージ５の上のウェハ１
をガイド４に押しあてウェハの中心を出し，次に補助ス
テージ５を回転させて半導体スポットセンサ６によりオ
リエンテーションフラットのａ，ｂ点の回転角ａ′，
ｂ′を検出し（ａ′＋ｂ′）／２の回転角で補助ステー
ジ５を停止させることにより，ＩＣウェハの方向を決め
る。それから，搬送アーム７をウェハ１の下部へ移動さ
せてその底部を吸着し，第４図(C)のように主ステージ
８へ搬送する。

この方法では，主ステージ８上で位置決めしていない。
したがって搬送時の変位誤差がでてくるので，高倍率顕
微鏡を使用した場合に，視野へ入らなくなり，作業者が
再度顕微鏡を目視で確認しながら位置合わせを行なわな
ければならなかった。

（目的） 本発明の目的は，これらの欠点を解決し，位置決め精度
の向上を図ることにある。

この目的を達成するため，本発明は補助ステージでのオ
リエンテーションフラットの位置検出を補助ステージで
簡単に行ない，主ステージに搬送後，主ステージ上の位
置決め機構において，ＩＣウェハの角度と中心を出すよ
うにしたことを特徴とする。

（実施例） ウェハの外形とウェハ内のパターンの位置関係は同じ工
程で作られたウェハ間でも，少しずつ異なっているの
で，外形の位置決め後に，ＩＣウェハ内のパターンの位
置で最終的に位置合わせしないと，高倍率の顕微鏡での
位置決めができない。

しかし，同じウェハを繰り返し測定する場合には、外形
とウェハのパターンの位置を記憶することにより，外形
の位置決めだけでもよいので外形の位置決めも精度を出
しておく必要がある。

以下本発明の実施例について説明する。第１図，第２図
はそれぞれ本発明の実施例の上面図，側面図である。カ
セット９内に収納されているウェハ１を搬送ベルト10に
より，補助ステージ５まで送り，ウェハ１の外径に位置
するガイドピン４によりウェハ１の中心と補助ステージ
５の中心が一致する位置に止める。ウェハ１を吸着した
補助ステージ５が回転し，半導体スポットセンサ６でオ
リエンテーションフラット２の位置を検出する。検出
後，オリエンテーションフラット２が主ステージ上で定
めたＸ方向と平行となる位置にウェハ１を回転させる。
次に補助ステージ５が上昇し，搬送アーム７（第２図）
はウェハ１の底面を吸着後，主ステージ８へウェハ１を
移す。主ステージ８は下降し，位置合わせ用ガイド11の
配置された高さ位置で停止する。押しあてガイド12（第
１図）は，ウェハ１をガイド11に押しあてて，ウェハ１
の外形での位置決めを行なう。主ステージ８はその位置
でウェハ１を吸着し，２台の位置合わせ光学系13,14の
焦点面まで上がる。主ステージ上で外形の位置合わせを
おこなうので，搬送時の変位量は無視でき，位置決め状
態のままで光学系の視野へ移動できる。位置合わせ光学
系13,14にはそれぞれＣＣＴＶカメラ15,16を付け、その
映像信号17,18（第３図）を半分ずつモニタ19に映出さ
せる。ビデオモニタ19に映し出される前処理で，映像信
号17,18は位置合わせ処理ユニット20に入る。処理ユニ
ット20は映像合成部21，垂直方向の画素記憶部22，水平
方向の画素記憶部23，位置判断部24，ステージのＸ，
Ｙ，θ駆動部25,26,27からなっている。ここでＹはＸと
90°をなす水平面の方向，θはＸ，Ｙに対し垂直な方向
の軸のまわりの回転角を示す。映像信号17,18は映像合
成部２で左右振り分けされ，垂直，水平方向の画素が番
地とコントラストで画素記憶部22,23に記憶される。位
置判断部24は画素記憶部22,23の情報により，位置補正
量△ｘ，△ｙ，△θを知り，それぞれＸ，Ｙ，θ駆動部
25,26,27を介し，主ステージ８を駆動させる。

前記ガイド11,12による外形位置決めによるウェハの形
状だけの位置合わせ後，さらに内部のパターンの位置決
めを行なうことを目的として，位置合わせ処理ユニット
を用いているが，形状の位置合わせが正確におこなえる
ので、位置合わせ光学系の倍率を高くでき，パターンの
位置決めが高精度となる。

位置判断の方法として，本装置はＩＣウェハ内のダイシ
ングラインまたは，位置合わせマーク等の水平，垂直ラ
インを監視するために，水平方向の画素記憶部と垂直方
向の画素記憶部に入っている各番地のコントラストを比
較している。

位置合わせ光学系における位置合わせ時の画像を画素記
憶部で記憶しておき，この記憶データと，映像取り込み
データの比較を行なって，Ｘ，Ｙおよびθの駆動系を駆
動し，映像取り込みデータが記憶データと一致するよう
にする。

（効果） 以上説明したごとく本発明によれば，主ステージ上でウ
ェハの外形位置決めを行なうので，補助スステージから
主ステージへ搬送する時の変位を考慮しなくてもよいの
で，補助ステージ，搬送部の構造が簡易で安価となる。

また，同一ウェハの繰り返し動作ならば，外形位置決め
だけでパターンの位置が分かるので動作処理時間がはや
くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の上面構造図，第２図は本発明装置
の側面構造図，第３図は本発明装置のパターン位置決め
ブロック図，第４図は従来の位置決め装置の説明図であ
る。 １：ＩＣウェハ，２：オリエンテーションフラット，
３：パターン，４：位置決めガイド，５：補助ステー
ジ，６：半導スポットセンサ，７：搬送アーム，８：主
ステージ，９：カセット，10：搬送ベルト，11：位置合
わせ用ガイド，12：押しあてガイド，13：位置合わせ光
学系１，14：位置合わせ光学系２，15：位置合わせ用カ
メラ１，16：位置合わせ用カメラ２，17：カメラ１の映
像，18：カメラ２の映像，19：ビデオモニタ，20：位置
合わせ処理ユニット，21：映像合成部，22：垂直方向の
画素記憶部，23：水平方向の画素記憶部，24：位置判断
部，25：ｘ方向駆動部，26：ｙ方向駆動部，27：θ回転
駆動部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水平，垂直方向への移動および垂直軸のま
   わりの回転の各機能（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ機能という）を有
   するステージと顕微鏡とによりＴＶカメラに投影された
   像を検査するＩＣパターン幅寸法測定装置において，垂
   直方向への移動および垂直軸のまわりの回転の各機能
   （Ｚ，θ機能）を有する補助ステージでＩＣウェハの方
   向定義基準であるオリエンテーションフラットの位置を
   ウェハを回転させて簡単に検出した後，前記Ｘ，Ｙ，
   Ｚ，θ機能を有する主ステージ上にウェハを搬送し，ウ
   ェハ外周に突きあたる部材及びオリエンテーションフラ
   ットに接する部材からなる第１のガイドとこの第１のガ
   イドにウェハを押しつける第２のガイドとによりＩＣウ
   ェハの方向と中心を機構的に位置決めすることを特徴と
   するＩＣウェハの自動位置決め装置。
2. 【請求項２】前記ＩＣウェハ内のパターンの２箇所を２
   台のＴＶカメラに写し，そのカメラの画像から，パター
   ンの中心と方向を決めることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のＩＣウェハの自動位置決め装置。