JPH07245261A - 位置合わせ装置 - Google Patents

位置合わせ装置

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JPH07245261A
JPH07245261A JP5808694A JP5808694A JPH07245261A JP H07245261 A JPH07245261 A JP H07245261A JP 5808694 A JP5808694 A JP 5808694A JP 5808694 A JP5808694 A JP 5808694A JP H07245261 A JPH07245261 A JP H07245261A
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JP
Japan
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image
model
model image
mark
alignment
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5808694A
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English (en)
Inventor
Makoto Takagi
誠 高木
Toshiaki Sakamoto
敏明 坂本
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH07245261A publication Critical patent/JPH07245261A/ja
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 位置合わせ用のマークが経時変化したときも
位置合わせができるとともに、マークの誤検出を少なく
することができる位置合わせ装置を提供する。 【構成】 モデル登録の際の日時を付加情報として記憶
させ、モデル登録時の日時と現在の日時との差を求め、
その差の値を予め設定してある更新必要時間と比較し、
差の値が更新必要時間を越えていたとき、今取り込んだ
画像の中からモデル画像と同じ部分を抜き出し、新たな
モデル画像として更新登録する。しきい値を高い値に保
つことができるので、マークの誤検出を少なくすること
ができ、しかもマークが経時変化したときも位置合わせ
が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は位置合わせ装置に関
し、特に半導体製造装置等に使用される位置合わせ装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体製造工程における位置合わ
せ方法として、半導体ウエハ上の位置合わせ用のマーク
に対応する像をモデル画像として登録し、画像入力手段
で得た試料画像から正規化相関を用いてモデル画像を検
出する方法がある。しかし、ノイズや画素の区切りなど
により、完全に一致したモデル画像を検出することはで
きない。そこで、あるしきい値を設定し、その値を越え
る画像が見付かったときにモデル画像があったと認識す
るようにしている。この方法を以下に説明する。
【0003】図5モデル登録のプログラムフローチャー
トである。
【0004】まず、位置合わせ用のマークとして適した
ものを探す(ステップ51)。XYステージ上の半導体
ウエハの画像をテレビモニタで見ながら操作パネルを用
いて位置合わせに適したマークを探す。
【0005】次に、位置合わせに適したマークが見付か
ったとき、しきい値を決定し(ステップ52)、モデル
用メモリに登録する(ステップ53)。
【0006】図6は位置合わせ処理のプログラムフロー
チャートである。
【0007】まず、位置合わせを行う画像を入力する
(ステップ61)。加工すべき半導体ウエハをXYステ
ージ上に載せ、位置合わせ用のマークがあると思われる
位置にXYステージを動かす。その位置でCCDカメラ
によって得た映像信号を画像処理制御部へ送る。
【0008】次に、正規化相関処理を実行し(ステップ
62)、正規化相関処理の結果に基づいてしきい値を越
える画像があったか判断する(ステップ63)。
【0009】ステップ63の答が肯定(Yes)、すな
わち正規化相関処理の結果、モデル画像が現在撮像して
いる画面内に見付けたと判断したとき、ステップ64へ
進み、正常終了する。
【0010】ステップ63の答が否定(No)、すなわ
ち正規化相関処理の結果、モデル画像が現在撮像してい
る画面内に見付からないと判断したとき、ステップ65
へ進み、エラー終了する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところが、半導体ウエ
ハ上に描かれた位置合わせ用のマークに対応する像をモ
デル画像として登録し、位置合わせを行う場合、ウエハ
毎、ロット毎にマークが変形することにより正規化相関
値が低下する。これはエッチングプロセスでの加工再現
性などの問題により、ロット毎にマークが太くなったり
細くなったり、コントラストが高くなったり低くなった
りすることが度々生じ、マークが少しずつ変化するため
である。
【0012】したがって、モデル画像を登録した後ある
程度日数が経過すると、検出すべきマークが次第に変化
し、登録時のモデル画像とは相当異なったものとなって
しまうので、しきい値を低めに設定しなければならな
い。
【0013】しかし、モデル画像の登録後、しきい値を
低めに設定すると、位置合わせ用のマーク以外のものを
誤検出するおそれが高くなり、逆にしきい値を高めに設
定すると、マークが経時変化したときに検出できないと
いう問題があった。
【0014】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は位置合わせ用のマークが経時変化
したときも位置合わせができるとともに、マークの誤検
出を少なくすることができる位置合わせ装置を提供する
ことである。
【0015】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項1記載の発明の位置合わせ装置は、試料上のマ
ークに対応する像をモデル画像として登録する登録手段
と、画像入力手段で得た試料画像から前記モデル画像を
検出するモデル画像検出手段とを備えた位置合わせ装置
において、前記登録手段による登録からの経過時間また
は前記登録からの前記検出回数を検出する検出手段と、
前記検出手段で得た情報に基づいて、前記モデル画像を
更新すべき状態か否かを判定する更新判定手段と、前記
更新判定手段が更新すべき状態にあると判定したとき、
前記モデル画像検出手段により検出した画像を新たなモ
デル画像として更新する更新手段とを備えている。
【0016】また、請求項2記載の発明の位置合わせ装
置は、前記更新すべき状態が、前記検出手段による前記
経過時間が所定時間が経過している経過していることで
ある。
【0017】更に、請求項3記載の発明の位置合わせ装
置は、前記更新すべき状態が、前記検出回数が所定回数
を越えていることである。
【0018】
【作用】前述のように登録手段による登録の際の情報及
びモデル画像検出手段による検出の際の情報を記憶手段
によって記憶し、記憶手段で得た情報に基づいて、更新
判定手段によってモデル画像を更新すべき状態か否かを
判定し、更新判定手段が更新すべき状態にあると判定し
たとき、更新手段によってモデル画像検出手段により検
出した画像を新たなモデル画像として更新するようにし
たので、位置合わせ用のマークが経時変化したときも位
置合わせができるとともに、マークの誤検出を少なくす
ることができる。
【0019】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。
【0020】図1はこの発明の一実施例に係る位置合わ
せ装置を備えた半導体製造装置の構成図である。半導体
ウエハ(試料)6はXYステージ5上に載置され、半導
体ウエハ6の上方には対物レンズ4及びダイクロイック
ミラー3が配置されている。レーザ光源1から出射され
たレーザ光L1 は、光量調整部2で所定の光量に調整さ
れ、ダイクロイックミラー3及び対物レンズ4を介して
半導体ウエハ6に照射される。
【0021】ダイクロイックミラー3の上方にはハーフ
ミラー8が配置され、照明光源7からの照明光L2 は、
ハーフミラー8、ダイクロイックミラー3及び対物レン
ズ4を介して半導体ウエハ6に照射される。
【0022】ハーフミラー8の上方にはCCDカメラ
(画像入力手段)9が配置され、CCDカメラ9は後述
する画像処理装置12を介してテレビモニタ13に接続
されている。半導体ウエハ6の表面で反射した反射光L
3 はCCDカメラ9に入射し、半導体ウエハ6上のマー
ク(図示せず)の画像がテレビモニタ13に表示され
る。テレビモニタ13には、マークの画像信号を処理す
る画像処理装置12が接続されている。
【0023】前記レーザ光源1、光量調整部2、XYス
テージ5、CCDカメラ9及び画像処理装置12は、制
御部10にそれぞれ接続されている。画像処理装置12
の処理結果は制御部10に送出される。制御部10は、
画像処理装置12からの画像処理データに基づいて、X
Yステージ5を移動させ、レーザ光L1 が適性光量にな
るように光量調整部2を制御して半導体ウエハ6をレー
ザ加工する。制御部10には、位置合わせ処理が自動で
できなかったときなどにテレビモニタ13を見ながらオ
ペレータが手動で操作するときに用いる操作パネル11
と、オペレータがパラメータなどを入力するためのキー
ボード14とが、接続されている。
【0024】図2は画像処理装置のブロック図である。
画像処理装置12は、後述する画像処理制御部(更新判
定手段・更新手段)20、A/D変換器21、画像メモ
リ22、D/A変換器23、モデル用メモリ(登録手
段)24、正規化相関演算器(モデル画像検出手段)2
5、ハードディスク(登録手段)26及び内蔵時計27
で構成されている。
【0025】図3は制御部で実行されるモデル登録のプ
ログラムフローチャートである。
【0026】まず、位置合わせ用のマークとして適した
ものを探す(ステップ31)。このときXYステージ5
上の半導体ウエハ6の画像をテレビモニタ13で見なが
ら操作パネル11を用いて位置合わせに適したマークを
探す。
【0027】次に、位置合わせに適したマークが見付か
ったとき、しきい値を決定し(ステップ32)、現在日
時を入手し、且つモデル画像更新時間を設定し(ステッ
プ33)、モデル用メモリ24に登録する(ステップ3
4)。マークをモデルとして登録するための指示を制御
部10から画像処理装置12へ出す。モデル登録の指示
は画像処理装置12の画像処理制御部20へ送られ、画
像処理制御部20は画像メモリ22に切り取るべき画像
の位置などを指示し、切り取った画像と内蔵時計27に
よって得られる現在日時とをモデル用メモリ24に記憶
させる。それらを1組の情報としてハードディスク26
に保存する。そして、モデル画像を更新するまでの時間
を設定する。オペレータがキーボード14で制御部10
に入力したモデル画像更新時間を、制御部10を経て画
像処理制御部20へ送り、ハードディスク26に保存す
る。
【0028】図4は制御部で実行される位置合わせ処理
のプログラムフローチャートである。
【0029】まず、位置合わせを行う画像を入力する
(ステップ41)。加工すべき半導体ウエハ6をXYス
テージ5上に載せ、位置合わせ用のマークがあると思わ
れる位置に制御部10がXYステージ5を動かす。その
位置でCCDカメラ9によって得た映像信号を画像処理
制御部20へ送る。
【0030】次に、正規化相関処理を実行する(ステッ
プ42)。制御部10は画像処理装置12に対し、正規
化相関処理の開始を指示する。制御部10から発せられ
た正規化相関処理開始の指示は画像処理装置12の画像
処理制御部20に送られる。画像処理制御部20は、モ
デル画像データとモデル作成日時とをハードディスク2
6からモデル用メモリ24へ転送し、画像メモリ22と
モデル用メモリ24との2つの情報を用いて正規化相関
演算器25に対し演算開始を指示し、演算結果を画像処
理制御部20に出力する。
【0031】そして、しきい値を越える画像があったか
判断する(ステップ43)。これは画像処理制御部20
が判断する。
【0032】ステップ43の答が肯定(Yes)、すな
わち正規化相関処理の結果、モデル画像を現在撮像して
いる画面内で見付けたと、画像処理制御部20が判断し
たとき、ステップ44へ進み、内蔵時計27により現在
日時を入手する。そして、現在日時とモデル用メモリ2
4内のモデル作成日時との差を求め(ステップ45)、
その値から、モデル登録後一定時間経過したかを判断す
る(ステップ46)。すなわち、現在日時とモデル作成
日時との差の値が、予めハードディスク26に登録して
あるモデル画像更新時間の値を越えているかを判断す
る。
【0033】ステップ46の答が肯定(Yes)、すな
わち現在日時とモデル作成日時との差の値がモデル画像
更新時間の値を越えているとき、ステップ47へ進み、
今取り込んだ画像の中からモデル画像と同じ部分を切り
出し、新たなモデル画像として更新登録する。すなわ
ち、現在の画面を取り込んでいる画像メモリ22から今
回の正規化相関によって見付けた部分を切り出し、モデ
ル用メモリ24へ転送し、現在日時とともにハードディ
スク26に保存し、古い情報をハードディスク26内か
ら削除し、正常終了する。これにより次回から新たに画
像データが更新されたモデル画像と正規化相関で位置合
わせを行うことができ、位置合わせ用のマークが経時変
化したときも位置合わせができるとともに、マークの誤
検出を少なくすることができる。
【0034】前記ステップ46の答が否定(No)、す
なわち現在日時とモデル作成日時との差の値がモデル画
像更新時間の値を越えていないとき、正常終了する。
【0035】前記ステップ43の答が否定(No)、す
なわち正規化相関処理の結果、モデル画像が現在撮像し
ている画面内に見付からないと判断したとき、ステップ
48へ進み、エラー終了する。
【0036】なお、前述の実施例では時間を基準として
更新登録を行うかどうか判断した場合について述べた
が、これに代え、例えば位置合わせが成功した回数、モ
デル画像検出回数や、半導体ウエハ6の処理枚数、ロッ
ト数(1ロット25枚)を判断基準としてもよい。更
に、この実施例では、画像処理制御部20において更新
の可否判断を行ったが、制御部10で行うようにしても
よい。
【0037】また、前述の実施例では画像処理装置12
に内蔵されている内蔵時計を用いて更新登録を行うか否
かの判断を行ったが、制御部10に時計を内蔵させ、そ
の時計を用いて判断を行うようにしてもよい。
【0038】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明の位置合わ
せ装置によれば、位置合わせ用のマークが経時変化した
ときも位置合わせができるとともに、マークの誤検出を
少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の一実施例に係る位置合わせ装
置を備えた半導体製造装置の構成図である。
【図2】図2は画像処理装置のブロック図である。
【図3】図3は制御部で実行されるモデル登録のプログ
ラムフローチャートである。
【図4】図4は制御部で実行される位置合わせ処理のプ
ログラムフローチャートである。
【図5】図5モデル登録のプログラムフローチャートで
ある。
【図6】図6は位置合わせ処理のプログラムフローチャ
ートである。
【符号の説明】
6 半導体ウエハ 10 制御部 12 画像処理装置 20 画像処理制御部 22 画像メモリ 24 モデル用メモリ 25 正規化相関演算器 26 ハードディスク 27 内蔵時計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/68 F

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料上のマークに対応する像をモデル画
    像として登録する登録手段と、 画像入力手段で得た試料画像から前記モデル画像を検出
    するモデル画像検出手段とを備えた位置合わせ装置にお
    いて、 前記登録手段による登録からの経過時間または前記登録
    からの前記検出回数を検出する検出手段と、 前記検出手段で得た情報に基づいて、前記モデル画像を
    更新すべき状態か否かを判定する更新判定手段と、 前記更新判定手段が更新すべき状態にあると判定したと
    き、前記モデル画像検出手段により検出した画像を新た
    なモデル画像として更新する更新手段とを備えているこ
    とを特徴とする位置合わせ装置。
  2. 【請求項2】 前記更新すべき状態が、前記検出手段に
    よる前記経過時間が所定時間が経過していることである
    ことを特徴とする請求項1記載の位置合わせ装置。
  3. 【請求項3】 前記更新すべき状態が、前記検出回数が
    所定回数を越えていることであることを特徴とする請求
    項1記載の位置合わせ装置。
JP5808694A 1994-03-03 1994-03-03 位置合わせ装置 Withdrawn JPH07245261A (ja)

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JP5808694A JPH07245261A (ja) 1994-03-03 1994-03-03 位置合わせ装置

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