JPH0630332B2 - Positioning device and substrate positioning method using the device - Google Patents

Positioning device and substrate positioning method using the device

Info

Publication number
JPH0630332B2
JPH0630332B2 JP59100247A JP10024784A JPH0630332B2 JP H0630332 B2 JPH0630332 B2 JP H0630332B2 JP 59100247 A JP59100247 A JP 59100247A JP 10024784 A JP10024784 A JP 10024784A JP H0630332 B2 JPH0630332 B2 JP H0630332B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
chip
coordinate system
stage
intensity distribution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59100247A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60245134A (en
Inventor
和男 嵐田
喜和雄 中沢
恭一 諏訪
昭一 谷元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nippon Kogaku KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Kogaku KK filed Critical Nippon Kogaku KK
Priority to JP59100247A priority Critical patent/JPH0630332B2/en
Publication of JPS60245134A publication Critical patent/JPS60245134A/en
Publication of JPH0630332B2 publication Critical patent/JPH0630332B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明はICやLSI等の半導体装置の製造に用いられ
るマスク、レチクル、ウエハ等の位置決め装置、及び位
置決め方法に関し、特にウエハプローバやウエハスクラ
イバーに適した位置決め装置、及び位置決め方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mask, reticle, wafer, etc. positioning apparatus and method used in the manufacture of semiconductor devices such as ICs and LSIs, and more particularly to a wafer prober and a wafer scriber. The present invention relates to a suitable positioning device and a positioning method.

(発明の背景) ウエハ等のように複数のチツプパターンが2次元的に配
列された基板の位置合せ装置として、例えば特開昭58
−54648号公報に開示されているように、レーザ光
のスポツトをウエハ上で走査し、ウエハ上のパターンか
らの散乱光を光電検出し、その光電信号の波形データと
予め記憶しておいた基準となる波形データ(テンプレー
ト)とをパターンマツチングにより比較して、ウエハの
位置ずれを検出する装置が知られている。この装置では
テンプレートは1番目のウエハ上の所定の局所領域から
抽出して作られ、2番目以降のウエハはその1番目のウ
エハと同一位置に2次元的に位置決めされる。ところ
で、このような位置決めにあたつて、ウエハが装置に回
転して載置されると、所期の位置決め精度が得られない
ので、何らかの方法でウエハの回転を直す必要がある。
従来よりウエハは2次元移動ステージの上に回転可能な
ウエハホルダーを介して載置される。そしてウエハの回
転を直すためにそのウエハホルダーを回転するが、この
回転を補正するにはある程度のくり返しが必要であり、
時間を要していた。とくに簡単な装置ではウエハホルダ
ーの回転位置決め精度が低い場合もあり、回転補正の時
間は全体の位置決め時間の中でかなりの割合をしめ、ス
ループツトを低下させるという欠点があつた。
(Background of the Invention) A positioning device for a substrate, such as a wafer, in which a plurality of chip patterns are two-dimensionally arranged is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 54648/1994, a spot of a laser beam is scanned on a wafer to detect photoelectrically scattered light from a pattern on the wafer, and waveform data of the photoelectric signal and a reference stored in advance. There is known an apparatus that detects a positional deviation of a wafer by comparing the waveform data (template) with the pattern matching by pattern matching. In this apparatus, the template is created by extracting from a predetermined local area on the first wafer, and the second and subsequent wafers are two-dimensionally positioned at the same position as the first wafer. By the way, when the wafer is rotated and placed on the apparatus for such positioning, the desired positioning accuracy cannot be obtained. Therefore, it is necessary to correct the rotation of the wafer by some method.
Conventionally, a wafer is placed on a two-dimensional moving stage via a rotatable wafer holder. Then, in order to correct the rotation of the wafer, the wafer holder is rotated, but some correction is required to correct this rotation.
It took time. Especially, in a simple apparatus, the rotational positioning accuracy of the wafer holder may be low, and the rotation correction time has a disadvantage in that it makes up a considerable proportion of the entire positioning time, thus reducing the throughput.

(発明の目的) 本発明はウエハやマスク等のチツプパターンを有する基
板の回転補正の時間を短縮するとともに、精度を向上す
る位置決め装置、及び該装置による基板の位置決め方法
を提供することを目的とする。
(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide a positioning device that shortens the time for rotation correction of a substrate having a chip pattern such as a wafer or a mask, and improves accuracy, and a substrate positioning method by the device. To do.

(発明の概要) 本発明は、所定の大きさのチツプを所定のピツチで2次
元的に複数配列した基板(ウエハやマスク等)を直交座
標系xyに沿つて位置決めする装置において、基板上の
第1局所領域中のパターンに応じた第1情報と、この第
1局所領域からチツプの配列方向にピツチの略整数倍の
距離だけ離れた第2局所領域中のパターンに応じた第2
情報とを抽出するパターン情報抽出手段と、第1情報と
第2情報の相関性に基づいて基板の座標系xyに関する
回転誤差を検出し、その回転誤差を補正するように基板
を回転する回転誤差補正手段と、その回転補正された基
板の残存回転誤差を検出する手段と、この残存回転誤差
に応じて基板を座標系xyのx方向とy方向に関して補
正して位置決めする手段とを設けることを技術的要点と
している。
(Summary of the Invention) The present invention is an apparatus for positioning a substrate (wafer, mask, etc.) in which a plurality of chips of a predetermined size are two-dimensionally arranged at a predetermined pitch along an orthogonal coordinate system xy. The first information according to the pattern in the first local area and the second information according to the pattern in the second local area that is separated from the first local area in the chip arrangement direction by a distance that is approximately an integer multiple of the pitch.
Pattern information extraction means for extracting the information, and a rotation error for detecting the rotation error with respect to the coordinate system xy of the substrate based on the correlation between the first information and the second information and rotating the substrate so as to correct the rotation error. A correction means, a means for detecting a residual rotation error of the rotation-corrected substrate, and a means for correcting and positioning the substrate in the x and y directions of the coordinate system xy in accordance with the residual rotation error are provided. It is a technical point.

次に本発明の実施例による位置決め装置の構成を第1図
及び第2図に基づいて説明する。ウエハ6はレーザ干渉
測長器等の位置センサ12を備えたステージ7に載置さ
れる。このステージ7はモータ等を含む駆動機構8によ
つて2次元的に移動する。一方レーザ発振器1とシリン
ドリカルレンズ2を含む光源からは断面形状が楕円形の
収束したレーザ光束が射出し、このレーザ光束は反射ミ
ラー3によつて折り曲げられ、ウエハ6の表面に細長い
スリツト状のスポツト光13として結像する。そしてウ
エハ6表面の凹凸状のパターンで散乱されたレーザ光は
光電素子4に達する。この光電素子4の光電信号は増幅
器9によつて所定量増幅されて、次のA/D変換器(以
下、ADCとする。)10に印加される。従つてADC
10から出力されるデジタル信号Dはウエハ6から生
じる散乱光の強さ又は光量に比例したものとなる。ま
た、ウエハ6上のパターンを観察するための顕微鏡14
が設けられ、位置合わせされた位置が正しいか否かを確
認する。前述の位置センサ12は、例えばスポツト光1
3の照射位置を基準としたステージ17の2次元的な位
置に関する位置信号Dを発生し、ADC10の信号D
と共に、演算処理部11に入力する。演算処理部11
は信号D1,Dに基づいて位置合わせに必要な演算を行
なうと共に、その結果に応じて駆動機構8を制御して、
ウエハ6を所定の位置まで移動させる。
Next, the configuration of the positioning device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The wafer 6 is placed on a stage 7 having a position sensor 12 such as a laser interferometer. The stage 7 is two-dimensionally moved by a drive mechanism 8 including a motor and the like. On the other hand, from the light source including the laser oscillator 1 and the cylindrical lens 2, a converged laser light flux having an elliptical cross section is emitted, and this laser light flux is bent by the reflection mirror 3 and is formed into an elongated slit-shaped spot on the surface of the wafer 6. Image as light 13. The laser light scattered by the uneven pattern on the surface of the wafer 6 reaches the photoelectric element 4. The photoelectric signal of the photoelectric element 4 is amplified by the amplifier 9 by a predetermined amount and applied to the next A / D converter (hereinafter referred to as ADC) 10. Therefore, ADC
The digital signal D 2 output from 10 is proportional to the intensity or amount of scattered light generated from the wafer 6. In addition, a microscope 14 for observing the pattern on the wafer 6
Is provided to check if the aligned position is correct. The position sensor 12 is, for example, a spot light 1
The position signal D 1 regarding the two-dimensional position of the stage 17 based on the irradiation position of No. 3 is generated, and the signal D of the ADC 10 is generated.
It is input together with 2 to the arithmetic processing unit 11. Arithmetic processing unit 11
Performs an operation required for alignment based on the signals D 1 and D 2 , and controls the drive mechanism 8 according to the result,
The wafer 6 is moved to a predetermined position.

この演算処理部11については詳しくは特開昭58−5
4648号公報に開示されているので、ここでは説明を
省略するが、ウエハ6から生じた散乱光を位置に対応し
て記憶し、予め記憶してある基準パターンと、その散乱
光パターンとのマツチングをとり、もつともマツチング
がよい位置を検出するものである。
For details of the arithmetic processing unit 11, see Japanese Patent Laid-Open No. 58-5.
Since it is disclosed in Japanese Patent No. 4648, the description thereof is omitted here, but scattered light generated from the wafer 6 is stored corresponding to the position, and matching between the previously stored reference pattern and the scattered light pattern is performed. Is used to detect a position with good matching.

さて、スポツト光13の長手方向の大きさは、位置合わ
せの対象物がウエハやマスクのように、同一のチツプパ
ターンが周期的に配列されている場合、標準的な1チツ
プの一辺の大きさとほぼ等しくする。このように定める
と、第1図で示したステージ7をスポツト光13の長手
方向と直交する方向に移動したとき、光電素子4は、ス
ポツト光13の照射部内に存在する細かいパターンのエ
ツジ(凹凸の段差部)から全方向に生じる散乱光をほぼ
全体に渡つて受光するから、光電信号はパターンの細か
い変化に対してはほとんど変化しない。このことを第3
図によりさらに詳しく説明する。この図はウエハ6上の
隣接する2つのチツプ50とスポツト光13の関係を示
したものである。先にも述べたように、スポツト光13
はウエハ6に対して長手方向と直交する方向に移動す
る。このとき図中に示すようにその移動はチツプ50の
配列の方向に沿つて行なわれる。従つてスポツト光13
はその長手方向がチツプ50の間に設けられた通常スト
リートライン53と呼ばれる50〜100μm程度の帯
幅部分と平行を保ちつつ移動する。またチツプ50の内
部には実際の回路パターンが形成された領域51と、そ
の周囲に位置した複数のボンデイング用のパツト52と
が設けられる。今、チツプ50寸法を5×5mm、スポツ
ト光13寸法を5mm×50μmとすると、スポツト光1
3が領域51を照射すると、回路パターンは二次元的に
は複雑な形状をしており、散乱光は全方向に生じる。従
つて光電素子4の光電信号はスポツト光13が領域51
内を移動している間は平均的に大きな値になる。また、
スポツト光13がパツト52の近傍を照射すると、パツ
ト52が並ぶパツト列の幅は通常100μm程度である
ので、スポツト光13の移動に伴つて光電信号の大きさ
は変動する。さらにスポツト光13がストリートライン
53を照射すると、ストリートライン53は通常光を全
反射する特性、すなわち、ほとんど散乱しない特性を有
しているので、光電信号は極めて小さな値になる。以上
述べた光電信号の変化状態は、スポツト光13の長手方
向がチツプ50の一辺の長さよりも大きい限り、ウエハ
6上のいかなる位置においてもほぼ同じように再現され
る。このようにスポツト光13をスリツト状に細長くす
ることによつて、ウエハ6上のパターン密度(例えばス
ポツト光13で照射される範囲内に存在する微細な線パ
ターンの本数等)の変化を平滑化して検出することがで
きる。
By the way, the size of the spot light 13 in the longitudinal direction is the same as the size of one side of a standard chip when the same chip pattern is arranged periodically such as a wafer or a mask to be aligned. Make them almost equal. According to this definition, when the stage 7 shown in FIG. 1 is moved in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the spot light 13, the photoelectric element 4 causes the fine pattern edge (concavo-convex) existing in the irradiation portion of the spot light 13. Since the scattered light generated in all directions from the step portion) is received almost all over, the photoelectric signal hardly changes even when the pattern changes minutely. This is the third
This will be described in more detail with reference to the drawings. This figure shows the relationship between two adjacent chips 50 on the wafer 6 and the spot light 13. As mentioned earlier, spot light 13
Moves in a direction orthogonal to the longitudinal direction with respect to the wafer 6. At this time, as shown in the figure, the movement is performed along the direction of the arrangement of the chips 50. Therefore, spot light 13
Moves while keeping its longitudinal direction parallel to a band width portion of about 50 to 100 μm, which is usually called a street line 53 provided between the chips 50. Further, inside the chip 50, an area 51 where an actual circuit pattern is formed and a plurality of bonding pads 52 located around the area 51 are provided. Now, assuming that the chip 50 size is 5 × 5 mm and the spot light 13 size is 5 mm × 50 μm, the spot light 1
When 3 illuminates the area 51, the circuit pattern has a two-dimensionally complicated shape, and scattered light is generated in all directions. Therefore, in the photoelectric signal of the photoelectric element 4, the spot light 13 is in the area 51.
The average value is high while moving inside. Also,
When the spot light 13 irradiates the vicinity of the spot 52, the width of the pad row in which the spots 52 are arranged is usually about 100 μm, so that the magnitude of the photoelectric signal fluctuates with the movement of the spot light 13. Further, when the spot light 13 irradiates the street line 53, the street line 53 has the characteristic of totally reflecting the normal light, that is, the characteristic of hardly scattering, so that the photoelectric signal has an extremely small value. The change state of the photoelectric signal described above is reproduced almost at any position on the wafer 6 as long as the longitudinal direction of the spot light 13 is longer than the length of one side of the chip 50. By making the spot light 13 elongated like this, the change of the pattern density on the wafer 6 (for example, the number of fine line patterns existing within the range irradiated by the spot light 13) is smoothed. Can be detected.

また、第3図に示したように、スポツト光13はストリ
ートライン53と平行を保ちつつ、チツプ50の配列方
向に沿つて移動するが、このときスポツト光13とウエ
ハ16との関係は第4図のようになる。ウエハ16には
同一のパターンを有する複数のチツプ50がマトリツク
ス状に形成されるが、その一方の列、すなわち紙面で左
右方向のチツプ50は、一般にウエハ6の周囲の一部を
直線的に切欠いたフラツトFと平行に並ぶ。このフラツ
トFはウエハ6の粗い位置決め(プリアライメントと呼
ばれる。)のための基準端となるものである。そして、
ステージ7にはウエハ6を載置して回転する回転補正機
構が組み込まれており、プリアライメント時にフラツト
Fはステージ7の一方の移動方向、例えば第4図に示す
x方向と平行に定められる。これにより、ステージ7の
互いに直交する2つの移動方向x,yと、ウエハ6上の
互いに直交する2つのストリートライン53とがそれぞ
れ平行になる。このようにプリアライメントされた状態
で、スポツト光13をウエハ6に照射しつつ、ステージ
7をx方向、又はy方向に移動すれば、ウエハ6の表面
はスポツト光13によつて走査されることになる。この
際第4図に示すように、ステージ7をx方向に移動する
ときはスポツト光13は、y方向に細長く延びたスリツ
ト状とし、y方向に移動するときは、x方向に細長く延
びたスリツト状とする。これは例えばシリンドシリカル
レンズ2の母線方向を90゜回転されることによつて行
なわれる。
Further, as shown in FIG. 3, the spot light 13 moves along the arrangement direction of the chips 50 while keeping parallel to the street lines 53. At this time, the relationship between the spot light 13 and the wafer 16 is the fourth. It becomes like the figure. A plurality of chips 50 having the same pattern are formed on the wafer 16 in a matrix shape. One of the chips, that is, the chips 50 in the left-right direction on the paper surface is generally linearly cut out at a part of the periphery of the wafer 6. Lined up in parallel with the flat F. This flat F serves as a reference end for rough positioning of the wafer 6 (called pre-alignment). And
A rotation correction mechanism for mounting and rotating the wafer 6 is incorporated in the stage 7, and during the pre-alignment, the flat F is set parallel to one moving direction of the stage 7, for example, the x direction shown in FIG. As a result, the two moving directions x and y of the stage 7 which are orthogonal to each other and the two street lines 53 which are orthogonal to each other on the wafer 6 are parallel to each other. In this pre-aligned state, if the stage 6 is moved in the x direction or the y direction while irradiating the wafer 6 with the spot light 13, the surface of the wafer 6 is scanned by the spot light 13. become. At this time, as shown in FIG. 4, when the stage 7 is moved in the x direction, the spot light 13 has a slit shape elongated in the y direction, and when moved in the y direction, the slit light 13 is elongated in the x direction. State This is done, for example, by rotating the cylindrical silica lens 2 in the generatrix direction by 90 °.

さて、ウエハ6はステージ7の座標系xyに回転ずれな
く載置しなければならない。そこでこの回転ずれの検出
についての原理的な説明を第5図、第6図に基づき述べ
る。第5図はウエハ6をプリアライメントで概ね回転な
く座標系xyに位置決めした状態を示し、さらにウエハ
6上でx方向に距離Lだけ離れ、かつy方向に一列に並
んだ2つのチツプ50を示す。ここで距離Lはチツプ5
0のx方向の配列ピツチの整数倍で、なるべく大きな値
になるように定められている。まず、スポツト光13を
x方向に伸びたスリツト状にし、このスポツト光13が
ウエハ6の左側のチツプ50に重なるようにステージ7
を位置決めする。このとき信号処理部11はステージ7
の座標値を位置センサー12から読み込み記憶する。そ
の値を位置x,yとする。次に信号処理部11はス
テージ7をチツプ50のy方向の配列ピツチ分よりも長
い距離だけy方向に走査し、スポツト光13の移動に伴
う散乱光の強度分布を抽出して記憶する。第6図(a)
はこのときの強度分布Aを表わした図であり、縦軸に散
乱光の強度I、横軸にy方向の位置を表わす。ウエハ6
の左側のチツプ50と50の間にあるx方向に伸びたス
トリートライン53のところでは、スポツト光13がチ
ツプ50を走査しているときの散乱光強度よりもかなり
低くなる。このため、位置yからyまで走査する間
の位置yで、強度Iはボトム(最小値)になる。次に
信号処理部11はステージ7は座標値(x,y)に
戻し、その位置からy座標値を変化させることなくx方
向に距離Lだけステージ7を移動させ、スポツト光13
がウエハ6の右側に位置するチツプ50と重なるように
制御する。ここで再びステージ7を位置yまでy方向
に走査し、散乱光の強度分布を抽出する。第6図(b)は
このときの強度分布Bを表わす図であり、縦軸と横軸は
それぞれ第6図(a)と同一である。ここでウエハ6の
右側のチツプ間のストリートライン53は位置yから
までの間の位置yにあることがわかる。そして信
号処理部11は2つの強度分布AとBとの相関演算を行
ない、ストリートライン53による波形上のボトムがも
つともマツチングしたときの両強度分布A,Bのy方向
のずれ量、すなわちy−yを演算する。
Now, the wafer 6 must be placed on the coordinate system xy of the stage 7 without rotational deviation. Therefore, a principle explanation of the detection of the rotation deviation will be given with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 shows a state in which the wafer 6 is positioned in the coordinate system xy by substantially no pre-alignment, and further shows two chips 50 on the wafer 6 which are separated by a distance L in the x direction and are aligned in the y direction. . Here, the distance L is chip 5.
It is determined to be as large as possible by an integer multiple of 0 in the x-direction array pitch. First, the spot light 13 is formed into a slit shape extending in the x direction, and the stage 7 is arranged so that the spot light 13 overlaps the chip 50 on the left side of the wafer 6.
To position. At this time, the signal processing unit 11 moves to the stage 7
The coordinate value of is read from the position sensor 12 and stored. The values are set as positions x 0 and y 0 . Next, the signal processing unit 11 scans the stage 7 in the y direction by a distance longer than the array pitch of the chip 50 in the y direction, and extracts and stores the intensity distribution of scattered light accompanying the movement of the spot light 13. Figure 6 (a)
Is a diagram showing the intensity distribution A at this time, in which the vertical axis represents the scattered light intensity I and the horizontal axis represents the position in the y direction. Wafer 6
At the street line 53 extending in the x-direction between the chips 50 on the left side of the chip 50, the spot light 13 is considerably lower than the scattered light intensity when the chip 50 is scanning the chip 50. Therefore, the intensity I becomes the bottom (minimum value) at the position y 1 during the scanning from the positions y 0 to y 2 . Next, the signal processing unit 11 returns the stage 7 to the coordinate value (x 0 , y 0 ), moves the stage 7 in the x direction by the distance L without changing the y coordinate value from that position, and the spot light 13
Is controlled so as to overlap with the chip 50 located on the right side of the wafer 6. Here, the stage 7 is again scanned to the position y 2 in the y direction, and the intensity distribution of scattered light is extracted. FIG. 6 (b) is a diagram showing the intensity distribution B at this time, and the vertical axis and the horizontal axis are the same as in FIG. 6 (a). Here, it can be seen that the street line 53 between the chips on the right side of the wafer 6 is at the position y 3 between the positions y 0 and y 2 . Then, the signal processing unit 11 performs a correlation calculation between the two intensity distributions A and B, and a shift amount in the y direction between the intensity distributions A and B when the bottom of the waveform due to the street line 53 is matched, that is, y 1 -Y 3 is calculated.

尚、このずれ量を検出する方法として、例えばストリー
トライン53を含む前後の一定距離(配列ピツチよりも
小さな値)から予め散乱光の強度分布を抽出し、この分
布の波形を基準パターンとして記憶し、強度分布A,B
のそれぞれについて、基準パターンとの相関度を演算し
て位置y1とy3を求めた後y−yの演算を行なつて
もよい。以上のようにしてずれ量が求まつたら、ウエハ
6の回転量θは次の式(1)により近似演算される。
As a method of detecting this deviation amount, for example, the intensity distribution of scattered light is extracted in advance from a certain distance (a value smaller than the array pitch) before and after including the street line 53, and the waveform of this distribution is stored as a reference pattern. , Intensity distribution A, B
For each of the above, the degree of correlation with the reference pattern may be calculated to obtain the positions y 1 and y 3, and then the calculation of y 1 -y 3 may be performed. When the shift amount is obtained as described above, the rotation amount θ of the wafer 6 is approximated by the following equation (1).

θ=(y−y)/L ……(1) 従つて、原理的には、この回転量θだけウエハ6を回転
補正すればよい訳だが、この方法のみに頼つていると次
のような問題が生じる。まず第1の問題は、上記のよう
に回転量θが算出されたとしても、ウエハ6を回転する
機構の精度がそれに伴なわない場合、ウエハ6を回転補
正した後、再びウエハ6の回転量を検出する動作を繰り
返す必要があり、回転補正に長時間を要することが起り
得る点である。そして第2の問題は、距離Lに対してチ
ツプ50の大きさが極端に小さい場合、ステージ7をx
方向に距離Lだけ送つたとき、ウエハ6の回転によつ
て、スポツト光13がx方向に並んだ同一列上の左右の
チツプを走査しないことが生じる点である。この第2の
問題点は重大な誤差の原因になる。すなわち、ウエハ6
上の左側のチツプと右側のチツプとでy方向に配列ピツ
チの整数倍(零を含まず)だけずれたチツプ同志をパタ
ーンマツチングしてしまい、距離Lに対して配列ピツチ
の整数倍の回転誤差が残存してしまうことである。
θ = (y 1 −y 3 ) / L (1) Therefore, in principle, the wafer 6 should be rotationally corrected by this amount of rotation θ, but if only this method is used, Such problems arise. The first problem is that, even if the rotation amount θ is calculated as described above, if the accuracy of the mechanism for rotating the wafer 6 does not follow, the rotation amount of the wafer 6 is corrected again after the rotation correction of the wafer 6. This is because it is necessary to repeat the operation of detecting the rotation speed, and it may take a long time to correct the rotation. The second problem is that when the size of the chip 50 is extremely small with respect to the distance L, the stage 7 is moved to x
The point is that when the wafer 6 is sent by the distance L in the direction, the spot light 13 does not scan the left and right chips on the same row arranged in the x direction due to the rotation of the wafer 6. This second problem causes a significant error. That is, the wafer 6
Pattern matching is performed between the chips on the left side and the chips on the right side that are offset by an integer multiple (not including zero) of the array pitch in the y direction, and rotation is performed by an integer multiple of the array pitch with respect to the distance L. The error remains.

そこで上記第2の問題点を解決する本発明の実施例を第
7図を用いて説明する。第7図は座標系xyに対してウ
エハ6がθだけ回転しているのを極端に表わしたもので
あり、座標系αβはウエハ6上のチツプの配列座標であ
る。そしてまずウエハ6の右側の1つのチツプとx方向
のストリートラインとが走査できるようにスポツト光1
3aを位置決めする。そしてステージ7をy方向に所定
距離だけ走査して散乱光の強度分布のデータを抽出し、
基準パターン(テンプレート)とのパターンマツチング
により、そのチツプに付随したストリートラインの位置
を検出する。次に、チツプのβ軸(y軸)方向の配
列ピツチ(又はチツプの大きさ)をCP、プリアライメ
ント等の精度に応じて起り得るウエハ6の回転誤差をε
、0よりも大きく0.5以下の係数をa、1以上の整
数をnとしたとき、信号処理部11は、次の式(2),
(3)を同時に満足する距離dを算出する。
Therefore, an embodiment of the present invention for solving the second problem will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an extreme representation of the wafer 6 rotating by θ with respect to the coordinate system xy, and the coordinate system αβ is the array coordinates of the chips on the wafer 6. First, the spot light 1 is set so that one chip on the right side of the wafer 6 and the street line in the x direction can be scanned.
Position 3a. Then, the stage 7 is scanned in the y direction for a predetermined distance to extract the data of the intensity distribution of scattered light,
By pattern matching with the reference pattern (template), the position y 5 of the street line associated with the chip is detected. Next, the arrangement pitch (or the size of the chip) of the chip in the β-axis (y-axis) direction is CP, and the rotation error of the wafer 6 which can occur depending on the accuracy of pre-alignment is ε.
0 , when a coefficient greater than 0 and less than or equal to 0.5 is a, and an integer greater than or equal to 1 is n, the signal processing unit 11 calculates
The distance d that simultaneously satisfies (3) is calculated.

d<a・CP/ε …… (2) d=n・CP …… (3) 距離dは次に散乱光の強度分布を抽出するために位置す
べきスポツト光13bのスポツト光13aからのx方向
の距離を表わす。こうしてスポツト光13aから距離d
の位置にスポツト光13bを位置決めしてから、y方向
にステージ7を走査して、散乱光の強度分布のデータを
抽出する。このとき、上記式(2),(3)により距離dを
定めたので、スポツト光13bの走査範囲中に存在する
ストリートラインは、スポツト光13aの走査範囲中に
存在したストリートラインと同一のものである。すなわ
ち、座標系αβのα軸に沿つて一列に並んだ複数のチツ
プに関して距離dだけ離れた2つの位置で散乱光のy方
向の強度分布を抽出したことになる。さて、スポツト光
13bの走査により抽出したデータから、パターンマツ
チングによりストリートラインの位置yを検出する。
d <a · CP / ε 0 (2) d = n · CP (3) The distance d is next to the spot light 13a of the spot light 13b that should be positioned to extract the intensity distribution of the scattered light. It represents the distance in the x direction. Thus, the distance d from the spot light 13a
After the spot light 13b is positioned at the position, the stage 7 is scanned in the y direction to extract the intensity distribution data of the scattered light. At this time, since the distance d is determined by the above equations (2) and (3), the street line existing in the scanning range of the spot light 13b is the same as the street line existing in the scanning range of the spot light 13a. Is. That is, the y-direction intensity distribution of scattered light is extracted at two positions separated by a distance d with respect to a plurality of chips arranged in a line along the α axis of the coordinate system αβ. Now, the position y 6 of the street line is detected by pattern matching from the data extracted by scanning the spot light 13b.

次に信号処理部11は位置yとyのずれ量と距離d
とに基づいて式(4)により回転量θを算出する。
Next, the signal processing unit 11 determines the shift amount between the positions y 5 and y 6 and the distance d.
The rotation amount θ 0 is calculated by the equation (4) based on

θ=(y−y)/d …… (4) さて、この回転量θには距離dがウエハ6上で、距離
Lよりも短かいために誤差分が含まれている。そこで、
この距離dで回転量θを検出した位置におけるy方向
の誤差分(検出精度)を第8図に示すようにδとす
る。また第8図において、スポツト光13aのx方向の
位置をP、スポツト光13bのx方向の位置をP
する。そして位置Pから距離Lだけx方向に離れ、か
つx軸に対して回転量θで決まる角度方向の位置P
にスポツト光13cを位置決めして散乱光のy方向の強
度分布を抽出し、基準パターンとのマツチングを行な
い、その強度分布と基準パターンとのずれ量を求めたと
き、その起り得るずれ量をδとすると距離Lは第8図
に示すような幾何学的な関係から式(5)によつて表わさ
れる。
θ 0 = (y 5 −y 6 ) / d (4) The rotation amount θ 0 includes an error because the distance d is shorter than the distance L on the wafer 6. Therefore,
The error amount (detection accuracy) in the y direction at the position where the rotation amount θ 0 is detected at this distance d is set to δ 0 as shown in FIG. In FIG. 8, the position of the spot light 13a in the x direction is P 1 , and the position of the spot light 13b in the x direction is P 2 . And apart from the position P 1 to a distance L x-direction, and angular position P 3 determined by the rotation amount theta 0 with respect to the x-axis
When the spot light 13c is positioned at the position, the intensity distribution of the scattered light in the y direction is extracted, and matching with the reference pattern is performed, and the deviation amount between the intensity distribution and the reference pattern is obtained, the possible deviation amount is δ. If the distance is 1 , the distance L is expressed by the equation (5) from the geometrical relation as shown in FIG.

L=d・(δ/δ) …… (5) さらに、ずれ量δもy方向の配列ピツチ(又はチツプ
の大きさ)CPの1/2よりも小さいものにするとすれ
ば、 δ<a・CP …… (6) で表わされる。
L = d · (δ 1 / δ 0 ) (5) Further, if the shift amount δ 1 is also smaller than 1/2 of the array pitch (or chip size) CP in the y direction, then δ 1 <a · CP ... Represented by (6).

そこで上記式(5),(6)から信号処理部11は次の式
(7),(8)を同時に満足するような最適な距離Lを算出
する。
Therefore, from the above equations (5) and (6), the signal processing unit 11
An optimum distance L that satisfies (7) and (8) at the same time is calculated.

L<(a・CP・d)/δ …… (7) L=n・CP …… (8) 次に信号処理部11は、位置P(スポツト光13aの
位置)からx方向に距離Lだけステージ7を移動させる
とともに、さらにy方向に回転量θで決まる量(L・
θ)だけ移動させた位置Pに停止させる。ここでス
ポツト光13cをy方向に走査して散乱光の強度分布を
抽出し、パターンマツチングによりチツプに付随したス
トリートラインのy方向の位置yを検出する。ここで
検出したストリートラインはスポツト光13aの走査で
検出したストリートラインと同一のものであり、スポツ
ト光13aと13cの走査が同一列中の左右のチツプに
関して行なわれたことになる。そして信号処理部11は
先にスポツト光13aの走査で求めた位置yと、スポ
ツト光13cの走査で求めた位置yとに基づいて、次
の近似式(9)でウエハ6の正確な回転量θを算出する。
L <(a · CP · d) / δ 0 (7) L = n · CP (8) Next, the signal processing unit 11 moves the distance from the position P 1 (the position of the spot light 13a) in the x direction. L only moves the stage 7, the amount of further determined by the amount of rotation theta 0 in the y direction (L ·
It is stopped at the position P 3 which is moved by θ 0 ). Here, the spot light 13c is scanned in the y direction to extract the intensity distribution of the scattered light, and the position y 7 of the street line attached to the chip in the y direction is detected by pattern matching. The street line detected here is the same as the street line detected by the scanning of the spot light 13a, which means that the scanning of the spot light 13a and 13c is performed on the left and right chips in the same row. Then, the signal processing unit 11 uses the following approximate expression (9) to accurately calculate the wafer 6 based on the position y 5 previously obtained by scanning the spot light 13a and the position y 7 obtained by scanning the spot light 13c. The rotation amount θ is calculated.

θ=(y−y)/L …… (9) 以上のような方法で回転量θを求めれば、距離Lに対し
てチツプの大きさが極単に小さい場合でも、同一列中の
左右のチツプに関してパターンマツチングを行なうこと
ができるので、先に述べた第2の問題点は解決される。
そして信号処理部11によつて回転量θだけウエハ6を回
転補正すればよい訳であるが、1度の回転補正だけでは
回転補正機構の精度によつて誤差を補正しきれずに、回
転誤差Δθが残存する。この回転誤差Δθを繰り返し回
転補正して誤差Δθを零まで追い込むことは可能である
が、そうすると先に述べた第1の問題点が生じてしま
う。そこで第1の問題点を解決する本発明の実施例を引
き続き説明する。
θ = (y 5 −y 7 ) / L (9) If the rotation amount θ is obtained by the above method, even if the size of the chip is very small with respect to the distance L, the left and right sides in the same row Since the pattern matching can be performed with respect to the chip, the second problem described above is solved.
The signal processing unit 11 only has to correct the rotation of the wafer 6 by the rotation amount θ. However, the rotation error Δθ cannot be corrected by only one rotation correction due to the accuracy of the rotation correction mechanism. Remains. It is possible to repeatedly correct the rotation error Δθ to drive the error Δθ to zero, but this causes the first problem described above. Therefore, the embodiment of the present invention which solves the first problem will be continuously described.

まずウエハ6を算出した回転量θに応じて1度だけ回転
補正する。そして信号処理部11は再びウエハ6上でx
方向に距離L(ただしL=n・CP)だけ離れて位置す
る2つのチツプとそれに付随したストリートラインとを
含む局所部分を、それぞれスポツト光13でy方向に例
えば第5図のように走査して、その局所部分から生じた
散乱光の強度分布を抽出し、パターンマツチングにより
両局所部分のy方向の位置ずれ量Δyを演算する。そし
て距離Lとの関係から、残存回転誤差Δθを次の式(1
0)によつて求める。
First, the rotation correction of the wafer 6 is performed only once according to the calculated rotation amount θ. Then, the signal processing unit 11 again sets x on the wafer 6.
A local portion including two chips located at a distance L (however, L = n.CP) in the direction and a street line associated with the chip is scanned by the spot light 13 in the y direction as shown in FIG. 5, for example. Then, the intensity distribution of scattered light generated from the local portion is extracted, and the positional deviation amount Δy in the y direction of both local portions is calculated by pattern matching. Then, from the relationship with the distance L, the residual rotation error Δθ is calculated by the following equation (1
0).

Δθ=Δy/L …… (10) 次に信号処理部11は第9図に示すように位置ずれ量Δ
yを求めた2つの位置P,Pに対して予め決められ
た位置Pを含む局所部分をx方向に伸びたスポツト光
13dとy方向に伸びたスポツト光13eとでそれぞれ
y方向とx方向に走査し、その局所部分から生じた散乱
光の2次元的な強度分布を抽出する。尚、位置Pの位
置P,Pに対する相対位置は位置合せすべき全ての
ウエハに関して同一に定められている。そして、信号処
理部11は予め1枚目のウエハの位置Pに相当する局
所部分から抽出しておいた散乱光の2次元的な強度分布
のデータを、テンプレートとして、このテンプレートと
ウエハ6の位置Pの局所部分の強度分布データとをパ
ターンマツチングし、テンプレートに対するずれ量を求
める。このずれ量を補正するようにステージ7を位置決
めすれば、1枚目のウエハの位置Pに相当する位置
に、2枚目以降のウエハ6の位置Pがスポツト光13
に関して位置合せされたことになる。すなわち、1枚の
ウエハの2次元的な位置が、2枚目以降のウエハ6につ
いて再現されたことになる。そして、この再現された位
置Pのチツプを原点としてステージ7を2次元移動す
れば、ウエハ6上の所望のチツプを顕微鏡14の観察視
野内、又はプローバーのプローブ針の直下に位置決めで
きる。しかしながら位置Pから離れる程、残存回転誤
差Δθのために位置ずれが大きくなつてくる。ところで
ウエハ6上の各チツプのx方向とy方向の大きさ(ある
いは配列ピツチ)をそれぞれα,βとすれば、例え
ば位置Pのチツプ中心を原点とするように配列座標系
αβを定めたとき、各チツプの中心は座標系αβにおい
て、m、nをそれぞれ整数としたとき(mα、n
β)の座標値にマトリツクス状に分布する。そこで残
存回転誤差Δθを考慮して、座標系αβにおける位置を
座標系xyにおける位置に変換してみると、次の式(1
1),(12)で表わされる。
Δθ = Δy / L (10) Next, as shown in FIG.
The spot light 13d extending in the x-direction and the spot light 13e extending in the y-direction represent the local portion including the predetermined position P 6 with respect to the two positions P 4 and P 5 for which y is obtained, respectively in the y-direction. Scanning is performed in the x direction, and a two-dimensional intensity distribution of scattered light generated from the local portion is extracted. The relative position of the position P 6 with respect to the positions P 4 and P 5 is the same for all wafers to be aligned. Then, the signal processing unit 11 uses the data of the two-dimensional intensity distribution of scattered light extracted in advance from the local portion corresponding to the position P 6 of the first wafer as a template and the template 6 and the wafer 6. Pattern matching is performed with the intensity distribution data of the local portion at the position P 6 to obtain the amount of deviation from the template. If positioning the stage 7 so as to correct the deviation amount, the position corresponding to the position P 6 of the first wafer, the position P 6 of the second or subsequent wafer 6 Supotsuto light 13
Will be aligned with respect to. That is, the two-dimensional position of one wafer is reproduced for the second and subsequent wafers 6. Then, if the stage 7 is two-dimensionally moved with the chip at the reproduced position P 6 as the origin, the desired chip on the wafer 6 can be positioned within the observation field of the microscope 14 or directly below the probe needle of the prober. However, the further away from the position P 6, the larger the positional deviation due to the residual rotation error Δθ. By the way, if the size (or array pitch) of each chip on the wafer 6 in the x direction and the y direction is α 0 and β 0 , for example, the array coordinate system αβ is set so that the chip center at the position P 6 is the origin. When determined, the center of each chip is the coordinate system αβ, where m and n are integers (mα 0 , n
It is distributed like a matrix at the coordinate value of β 0 ). Therefore, when the position in the coordinate system αβ is converted into the position in the coordinate system xy in consideration of the residual rotation error Δθ, the following equation (1
It is represented by 1) and (12).

x=m・α0・cos(Δθ)+n・β0・sin(Δθ)……(1
1) y=n・β0・cos(Δθ)−m・α0・sin(Δθ)……(1
2) 誤差Δθは極めて小さいので、cos (Δθ)≒1、sin
(Δθ)≒Δθとすると、式(11),(12)はそれぞ
れ式(13),(14)のように近似される。
x = m · α 0 · cos (Δθ) + n · β 0 · sin (Δθ) …… (1
1) y = n ・ β 0・ cos (Δθ) -m ・ α 0・ sin (Δθ) …… (1
2) Since the error Δθ is extremely small, cos (Δθ) ≈ 1, sin
When (Δθ) ≈Δθ, the equations (11) and (12) are approximated to the equations (13) and (14), respectively.

x=m・α+n・β・Δθ …(13) y=n・β−m・α・Δθ …(14) この式(13),(14)によつて決まる座標値(x,
y)に従えば、座標系αβで(m・α、n・β)の
位置にあるチツプを顕微鏡14やプローブ針の直下に位
置合せするようにステージ7を位置決めするとき、その
チツプに対してはステージ7の位置が(n・β・Δ
θ、−m・α・Δθ)だけ補正されることになる。
x = m · α 0 + n · β 0 · Δθ (13) y = n · β 0 −m · α 0 · Δθ (14) Coordinate value (x determined by the formulas (13) and (14) ,
According to y), when positioning the stage 7 so that the chip at the position (m · α 0 , n · β 0 ) in the coordinate system αβ is positioned directly under the microscope 14 or the probe needle, On the other hand, the position of the stage 7 is (n ・ β 0・ Δ
θ, −m · α 0 · Δθ).

この様子を第10図、第11図に示す。第10図は残存
回転誤差Δθの補正を行なわずに、ステージ7を位置決
めしたときの様子を表わし、第11図は残存回転誤差Δθ
を補正してステージ7を位置決めたときの様子を表わ
す。第10図、第11図で点線で示した矩形は、プロー
ブ針が位置する領域30を各チツプに対応させて表わし
たものである。補正しないでステージ7を位置決めする
と、位置PのチツプCはそれ自身の回転誤差のみが
あるだけで、よく位置合せされているが、チツプC
らx方向(α方向)に離れたチツプC,Cについて
は領域30との位置ずれが誤差Δθに対して順次増大し
ていく。ところが第11図のように補正することによつ
て、各チツプC,C,Cの中心はx軸上に位置
し、各チツプC,C,Cと領域30とを位置合せ
したとき、チツプと領域30の相対的な回転誤差が残る
のみで、ウエハ6上の全てのチツプに対して同等の位置
合せ精度が得られる。
This state is shown in FIGS. 10 and 11. FIG. 10 shows a state when the stage 7 is positioned without correcting the residual rotation error Δθ, and FIG. 11 shows the residual rotation error Δθ.
Shows the state when the stage 7 is positioned by correcting the. The rectangles shown by the dotted lines in FIGS. 10 and 11 represent the regions 30 in which the probe needles are located, corresponding to each chip. When the stage 7 is positioned without correction, the chip C 1 at the position P 6 is well aligned because it has only a rotation error of itself, but the chip C 1 is separated from the chip C 1 in the x direction (α direction). With respect to C 2 and C 3 , the positional deviation from the region 30 gradually increases with respect to the error Δθ. However Yotsute to be corrected as FIG. 11, the center of each chip C 1, C 2, C 3 is located on the x-axis, the position and the chip C 1, C 2, C 3 and the region 30 At the time of alignment, only the relative rotation error between the chip and the region 30 remains, and the same alignment accuracy can be obtained for all the chips on the wafer 6.

(発明の効果) 以上のように本発明によれば、ウエハ等の基板の回転誤
差を検出した後、一回だけ基板を回転補正すればよいの
で、極めて高速である。しかも回転補正後に再度基板の
残存回転誤差を検出して、座標系xyに沿つた位置決め
の際、その残存回転誤差に応じて位置決めすべき位置を
xy方向に補正するようにしたので、例えばプローブ針
を基板上の全チツプに対して同等の高精度で位置合せで
きるという効果が得られる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the rotation error of the substrate such as the wafer is detected, and then the rotation of the substrate is corrected only once, which is extremely high speed. Moreover, after the rotation correction, the residual rotation error of the substrate is detected again, and when positioning along the coordinate system xy, the position to be positioned is corrected in the xy direction according to the residual rotation error. It is possible to obtain the effect that the chips can be aligned with high accuracy equivalent to all the chips on the substrate.

また本発明の位置決め方法において、基板上の3つのチ
ップ位置を検出する方法によれば、基板上で大きく離れ
た2ヶ所のチップの各位置を検出して基板の回転誤差を
求める際、その2ヶ所のチップが同一列上に存在しない
と言う問題点が解決され、チップが極端に小さい場合で
あっても基板の回転誤差を常に精密に検出することが可
能となる。
Further, in the positioning method of the present invention, according to the method of detecting the positions of three chips on the substrate, when detecting the rotation error of the substrate by detecting the positions of the two chips which are largely separated on the substrate, The problem that the chips are not located in the same row is solved, and the rotation error of the substrate can always be detected accurately even when the chips are extremely small.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の実施例に好適な位置合せ装置の概略的
な構成図、第2図はスポツト光を形成する光学系の斜視
図、第3図はスポツト光とチツプの関係を示す平面図、
第4図はウエハとスポツト光の2次元的な関係を示す平
面図、第5図は本発明の原理を説明するための図、第6
図はパターンマツチングに使われる散乱光の強度分布を
示す波形図、第7図は本発明の実施例を説明するための
図、第8図はウエハの回転量の算出方法を説明する図、
第9図は、位置合せのための動作を説明する図、第10
図、第11図は残存回転誤差の補正動作を説明する図で
ある。 〔主要部分の符号の説明〕 5……レーザ光束、6……ウエハ、7……ステージ、1
1……信号処理部、12……位置センサー、13……ス
ポツト光、50,C1,C2,C3……チツプ、53……ス
トリートライン
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an alignment apparatus suitable for an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of an optical system for forming spot light, and FIG. 3 is a plan view showing a relationship between spot light and a chip. Figure,
FIG. 4 is a plan view showing a two-dimensional relationship between a wafer and spot light, FIG. 5 is a view for explaining the principle of the present invention, and FIG.
FIG. 7 is a waveform diagram showing the intensity distribution of scattered light used for pattern matching, FIG. 7 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention, FIG. 8 is a diagram for explaining a method for calculating the amount of rotation of a wafer,
FIG. 9 is a diagram for explaining an operation for alignment, and FIG.
FIG. 11 and FIG. 11 are views for explaining the operation of correcting the residual rotation error. [Explanation of Signs of Main Parts] 5 ... Laser beam, 6 ... Wafer, 7 ... Stage, 1
1 ...... signal processing unit, 12 ...... position sensor, 13 ...... Supotsuto light, 50, C 1, C 2 , C 3 ...... chips, 53 ...... street line

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】矩形状のチップの複数個が所定のピッチで
2次元的に配列された基板を載置して、直交座標系xy
に沿って2次元移動するステージを有し、該直交座標系
xy内の所定の位置に前記基板上の任意のチップを位置
決めする装置において、 前記直交座標系xy内の定められた位置に検出中心を有
し、前記基板上に形成された特徴的なパターン形状を含
む第1の局所領域を光電走査することによって該第1の
局所領域内のパターンに応じた第1の信号を発生すると
ともに、前記第1の局所領域から前記チップの配列方向
に前記ピッチの略整数倍の距離だけ離れた第2の局所領
域を光電走査することによって該第2の局所領域内のパ
ターンに応じた第2の信号を発生するパターン情報発生
手段と; 前記第1の信号と第2の信号との相関性に基づいて前記
基板の前記直交座標系xy内での全体的な回転誤差を算
出する演算手段と; 該算出された全体的な回転誤差を補正するために、前記
基板を前記ステージ上で回転させる回転機構と; 前記基板の全体的な回転誤差の補正の後、前記基板上の
2ヶ所の局所領域の夫々から得られた2つの信号の相関
性に基づいて、前記基板の全体的な回転誤差の残差を算
出する残差算出手段と; 前記基板上の任意のチップを前記所定位置に順次位置決
めする際、前記基板の全体的な回転誤差の残差に応じて
前記ステージを直交座標系xyのx方向とy方向とに関
して補正して移動させる制御手段とを設けたことを特徴
とする位置決め装置。
1. A rectangular coordinate system xy on which a substrate in which a plurality of rectangular chips are two-dimensionally arranged at a predetermined pitch is placed.
An apparatus for positioning an arbitrary chip on the substrate at a predetermined position in the Cartesian coordinate system xy, which has a stage that moves two-dimensionally along a detection center at a predetermined position in the Cartesian coordinate system xy. And generating a first signal according to a pattern in the first local region by photoelectrically scanning a first local region including a characteristic pattern shape formed on the substrate, By photoelectrically scanning the second local region, which is separated from the first local region by a distance that is an integer multiple of the pitch in the array direction of the chips, the second local region corresponding to the pattern in the second local region is photoelectrically scanned. Pattern information generating means for generating a signal; computing means for calculating an overall rotation error of the substrate in the rectangular coordinate system xy based on the correlation between the first signal and the second signal; The calculated whole A rotation mechanism for rotating the substrate on the stage in order to correct various rotation errors; and, after correction of the overall rotation error of the substrate, obtained from each of two local regions on the substrate. Residual difference calculating means for calculating the residual error of the entire rotation error of the substrate based on the correlation of two signals; and when sequentially positioning any chip on the substrate at the predetermined position, A positioning device provided with a control means for correcting and moving the stage in the x-direction and the y-direction of the Cartesian coordinate system xy according to the residual error of the overall rotation error.
【請求項2】前記パターン情報発生手段は、前記基板上
の複数個のチップの配列方向に関する周期的なパターン
構造のうち、光電走査によって特徴的な光強度分布を発
生する部分を前記第1、第2の局所領域として設定し、
該第1、第2の局所領域の夫々の光強度分布を検出する
光電素子を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項
に記載の装置。
2. The pattern information generating means is a portion of the periodic pattern structure in the arrangement direction of a plurality of chips on the substrate, which generates a characteristic light intensity distribution by photoelectric scanning, Set as the second local area,
The apparatus according to claim 1, further comprising a photoelectric element that detects a light intensity distribution of each of the first and second local regions.
【請求項3】矩形状のチップの複数個がほぼ一定のピッ
チで2次元的に配列された半導体素子製造用の基板を載
置して、直交座標系xyに沿って2次元移動するステー
ジと、該ステージ上で前記基板を回転させる回転機構
と、前記直交座標系xy上の所定位置に検出中心を有
し、前記基板上の一部に形成された特徴的なパターン形
状を含む局所範囲を、前記座標系xyのx方向、又はy
方向に走査したとき、該パターン形状に応じて強度変化
する光電信号を出力する光電検出手段と、該光電信号に
基づいて、前記直交座標系xyに対する前記基板上のチ
ップの位置を算出する演算手段と、該算出された値に基
づいて前記ステージの駆動を制御する制御手段とを備え
た位置決め装置を用いた基板の位置決め方法において、 前記基板上の特性の位置におけるチップの位置を、前記
光電検出手段と前記演算手段とを用いて複数のチップに
関して検出する段階と; 検出された複数のチップの各位置から前記基板の全体的
なθ方向の回転誤差を求める段階と; 求められた前記基板の全体的なθ方向の回転誤差を補正
するために前記基板を前記回転機構によりθ方向に回転
させる段階と; 前記ステージによって前記基板上の各チップを前記直交
座標系xy上の予め定められた位置に順次位置決めする
際、前記基板の全体的なθ方向の回転誤差の残存誤差に
応じて前記制御手段によるxy方向の移動量を補正する
段階とを有することを特徴とする位置決め方法。
3. A stage for mounting a substrate for manufacturing a semiconductor device, in which a plurality of rectangular chips are arranged two-dimensionally at a substantially constant pitch, and moving two-dimensionally along an orthogonal coordinate system xy. , A rotation mechanism for rotating the substrate on the stage, and a local range including a characteristic pattern shape formed on a part of the substrate, having a detection center at a predetermined position on the orthogonal coordinate system xy. , The x direction of the coordinate system xy, or y
A photoelectric detection unit that outputs a photoelectric signal whose intensity changes in accordance with the pattern shape when scanning in the direction, and an arithmetic unit that calculates the position of the chip on the substrate with respect to the orthogonal coordinate system xy based on the photoelectric signal. And a substrate positioning method using a positioning device including a control unit that controls driving of the stage based on the calculated value, the position of a chip at a characteristic position on the substrate being detected by the photoelectric detection. Means for detecting a plurality of chips using the means and the calculating means; a step of obtaining an overall rotation error in the θ direction of the substrate from each position of the detected plurality of chips; Rotating the substrate in the θ direction by the rotating mechanism to correct the rotation error in the θ direction as a whole; When sequentially positioning at predetermined positions on the Cartesian coordinate system xy, the control means corrects the amount of movement in the xy directions according to the residual error of the rotation error of the substrate in the θ direction as a whole. A positioning method characterized by the above.
【請求項4】矩形状のチップの複数個が所定のピッチで
2次元的に配列された基板を載置して、直交座標系xy
に沿って2次元移動するステージと、該ステージ上で前
記基板を回転させる回転機構と、前記直交座標系xy上
の所定位置に検出中心を有し、前記基板上に形成された
特徴的なパターン形状を含む局所範囲を走査したとき、
該パターン形状に応じて変化する光強度分布を出力する
光電検出手段と、該光強度分布に基づいて前記直交座標
系xy上における前記チップの位置を算出する演算手段
と、該算出された位置に基づいて前記ステージの駆動を
制御する制御手段とを備えた位置決め装置を用いた基板
の位置決め方法において、 前記基板上にx方向に配列された一列のチップ群のう
ち、前記基板の周辺に位置する第1チップを指定し、該
第1チップの一部を含む第1の局所範囲内のy方向のパ
ターン形状に応じた第1の光強度分布を前記光電検出手
段により検出する段階と; 前記一列のチップ群のうち、前記第1チップからx方向
に距離dだけ離れ、かつ前記基板の中央側に位置する第
2チップを指定し、該第2チップの一部を含む第2の局
所範囲内のy方向のパターン形状に応じた第2の光強度
分布を前記光電検出手段により検出する段階と; 前記第1の光強度分布と第2の光強度分布とに基づい
て、前記第1チップと第2チップのy方向の各位置を求
め、それら各位置と前記距離dとに基づいて座標系xy
の座標軸に対する前記一列のチップ群の配列軸の回転量
θを算出する段階と; 該算出された回転量θに基づいて、前記一列のチップ
群のうち前記距離dよりも大きな距離Lだけ離れた第3
チップを指定し、該第3チップの一部を含む第3の局所
範囲内のy方向のパターン形状に応じた第3の光強度分
布を前記光電検出手段により検出する段階と; 該第3の光強度分布に基づいて前記第3チップのy方向
の位置を求め、その位置と前記第1チップのy方向の位
置との差、及び前記距離Lとに基づいて前記基板の前記
直交座標系xy内での正確な回転誤差を算出する段階と
を含むことを特徴とする位置決め方法。
4. A rectangular coordinate system xy on which a substrate in which a plurality of rectangular chips are two-dimensionally arranged at a predetermined pitch is placed.
A stage that moves two-dimensionally along the axis, a rotation mechanism that rotates the substrate on the stage, a detection center at a predetermined position on the Cartesian coordinate system xy, and a characteristic pattern formed on the substrate When scanning a local area that includes a shape,
A photoelectric detection unit that outputs a light intensity distribution that changes according to the pattern shape, a calculation unit that calculates the position of the chip on the Cartesian coordinate system xy based on the light intensity distribution, and a calculated position. A method of positioning a substrate using a positioning device having a control means for controlling the driving of the stage based on a chip group arranged in the x direction on the substrate, the chip group being located around the substrate. Designating a first chip and detecting a first light intensity distribution according to the pattern shape in the y direction within a first local range including a part of the first chip by the photoelectric detection means; Within a second local range that includes a part of the second chip and specifies a second chip that is located on the center side of the substrate and is separated from the first chip by a distance d in the x direction. In the y direction Detecting a second light intensity distribution according to a turn shape by the photoelectric detection means; and based on the first light intensity distribution and the second light intensity distribution, the first chip and the second chip The respective positions in the y direction are obtained, and the coordinate system xy is calculated based on the respective positions and the distance d.
Calculating a rotation amount θ 0 of the array axis of the one row of chip groups with respect to the coordinate axis of; and a distance L larger than the distance d in the one row of chip groups based on the calculated rotation amount θ 0. Third away
Designating a chip and detecting a third light intensity distribution according to the pattern shape in the y direction within a third local range including a part of the third chip by the photoelectric detection means; The y-direction position of the third chip is obtained based on the light intensity distribution, and the orthogonal coordinate system xy of the substrate is calculated based on the difference between the position and the y-direction position of the first chip and the distance L. And a step of calculating an accurate rotation error within the positioning method.
JP59100247A 1984-05-18 1984-05-18 Positioning device and substrate positioning method using the device Expired - Lifetime JPH0630332B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59100247A JPH0630332B2 (en) 1984-05-18 1984-05-18 Positioning device and substrate positioning method using the device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59100247A JPH0630332B2 (en) 1984-05-18 1984-05-18 Positioning device and substrate positioning method using the device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60245134A JPS60245134A (en) 1985-12-04
JPH0630332B2 true JPH0630332B2 (en) 1994-04-20

Family

ID=14268905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59100247A Expired - Lifetime JPH0630332B2 (en) 1984-05-18 1984-05-18 Positioning device and substrate positioning method using the device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0630332B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1098360A4 (en) 1998-06-15 2004-09-15 Nikon Corp Position sensing method, position sensor, exposure method, exposure apparatus, and production process thereof, and device and device manufacturing method
JP5253217B2 (en) * 2009-02-13 2013-07-31 株式会社日立ハイテクノロジーズ Substrate alignment method, substrate alignment apparatus, laser processing apparatus and solar panel manufacturing method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5780724A (en) * 1980-11-07 1982-05-20 Nippon Kogaku Kk <Nikon> Positioning device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5780724A (en) * 1980-11-07 1982-05-20 Nippon Kogaku Kk <Nikon> Positioning device

Also Published As

Publication number Publication date
JPS60245134A (en) 1985-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4769523A (en) Laser processing apparatus
JP2530587B2 (en) Positioning device
EP0114517B1 (en) Mark position detecting method and apparatus
JPH0419545B2 (en)
US4558225A (en) Target body position measuring method for charged particle beam fine pattern exposure system
JP2000252203A (en) Alignment mark and alignment method
JPH09320931A (en) Method for measuring imaging characteristic and transfer device by the method
US4322626A (en) Method of electron beam exposure
US6097102A (en) Reticle, semiconductor wafer, and semiconductor chip
JPH0630332B2 (en) Positioning device and substrate positioning method using the device
JP2001077004A (en) Aligner and electron beam aligner
JPS6145858B2 (en)
JP2005197338A (en) Aligning method and treatment equipment
JPH06204308A (en) Recognizing method for position of special pattern of semiconductor wafer
JP3405671B2 (en) Electron beam writing apparatus and mark position detection method
JP2865164B2 (en) Particle beam drawing equipment
JP2679940B2 (en) Positioning device
JPH07105322B2 (en) Alignment device
JPH0640539B2 (en) Pattern detection method and projection optical apparatus using the method
JP2691229B2 (en) Projection exposure apparatus and alignment method using the apparatus
JP2892068B2 (en) Charged beam drawing method
JPH0564450B2 (en)
JPH0782390B2 (en) Stage positioning method
JP2797195B2 (en) Semiconductor wafer alignment method
JPH07120618B2 (en) Particle beam drawing method

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term