JPH09306977A - ウエハ検査装置等におけるウエハの位置決め方法 - Google Patents
ウエハ検査装置等におけるウエハの位置決め方法Info
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- JPH09306977A JPH09306977A JP11899296A JP11899296A JPH09306977A JP H09306977 A JPH09306977 A JP H09306977A JP 11899296 A JP11899296 A JP 11899296A JP 11899296 A JP11899296 A JP 11899296A JP H09306977 A JPH09306977 A JP H09306977A
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70733—Handling masks and workpieces, e.g. exchange of workpiece or mask, transport of workpiece or mask
- G03F7/7075—Handling workpieces outside exposure position, e.g. SMIF box
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
- H01L21/681—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment using optical controlling means
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プリアライメントとファインアライメントを
同じ装置で行えるようにする。 【解決手段】 プリアライメント工程とファインアライ
メント工程を同一のカメラで行う。
同じ装置で行えるようにする。 【解決手段】 プリアライメント工程とファインアライ
メント工程を同一のカメラで行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体の製造工程
に用いられるウエハの露光装置、ボンディング装置、検
査装置、ダイジング装置などにおいてウエハの精密位置
決めを必要とする装置に用いられるウエハ検査装置等に
おけるウエハの位置決め方法に関するものである。
に用いられるウエハの露光装置、ボンディング装置、検
査装置、ダイジング装置などにおいてウエハの精密位置
決めを必要とする装置に用いられるウエハ検査装置等に
おけるウエハの位置決め方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体の製造工程においては、検査、露
光、ダイシングなど、それぞれウエハの精密な位置決め
を行う必要がある。例えば検査においては、ウエハの中
のどのチップを処理しているのかを知る必要があり、ダ
イシングにおいては、あらかじめ定められたパターンに
沿って切断しなければチップを傷つけてしまう。
光、ダイシングなど、それぞれウエハの精密な位置決め
を行う必要がある。例えば検査においては、ウエハの中
のどのチップを処理しているのかを知る必要があり、ダ
イシングにおいては、あらかじめ定められたパターンに
沿って切断しなければチップを傷つけてしまう。
【０００３】この位置合わせは、ウエハのオリエンテー
ションフラット（以下オリフラと略称する）の位置を基
準として向きを概略合わせてやるプリアライメントと呼
ばれる粗い位置合わせと、ウエハ上に描かれたパターン
を基準としたファインアライメントと呼ばれる精密な位
置合わせとにわかれている。これは、オリフラに対して
概略の位置合わせを行っておけば、ファインアライメン
トが簡単になるからである。
ションフラット（以下オリフラと略称する）の位置を基
準として向きを概略合わせてやるプリアライメントと呼
ばれる粗い位置合わせと、ウエハ上に描かれたパターン
を基準としたファインアライメントと呼ばれる精密な位
置合わせとにわかれている。これは、オリフラに対して
概略の位置合わせを行っておけば、ファインアライメン
トが簡単になるからである。
【０００４】ところが、従来の技術においてはこのプリ
アライメントとファインアライメントを別の装置で行っ
ていた。まず専用の装置でプリアライメントを行った
後、ウエハをステージに搬送してそこでファインアライ
メントを行うという技術が一般的であった。
アライメントとファインアライメントを別の装置で行っ
ていた。まず専用の装置でプリアライメントを行った
後、ウエハをステージに搬送してそこでファインアライ
メントを行うという技術が一般的であった。
【０００５】以下に、ウエハの検査装置を例に、従来の
技術を説明する。
技術を説明する。
【０００６】・プリアライメントを専用の装置で行う従
来例 ウエハの検査装置には、特開平６−３４２８３７号公報
に示すようなものがある。この発明は、中央の回転搬送
手段と、それを放射状に取り囲む各種の検査部と、不良
チップに対してはそれを修正するリペア部を備えてい
る。このとき、搬送する前に専用装置によってプリアラ
イメントを行い、搬送手段がウエハを各種検査部に搬送
した後にファインアライメントを行い、その結果に基づ
いて各種の検査を行っている。
来例 ウエハの検査装置には、特開平６−３４２８３７号公報
に示すようなものがある。この発明は、中央の回転搬送
手段と、それを放射状に取り囲む各種の検査部と、不良
チップに対してはそれを修正するリペア部を備えてい
る。このとき、搬送する前に専用装置によってプリアラ
イメントを行い、搬送手段がウエハを各種検査部に搬送
した後にファインアライメントを行い、その結果に基づ
いて各種の検査を行っている。
【０００７】この従来例には、プリアライメント及びフ
ァインアラメントの装置の具体例は示されていないが、
例えばプリアライメント装置の具体例としては、特開昭
５８−２０４５５１号公報に記載されたものがある。こ
の公報において、従来例として回転ローラを使ってオリ
フラの位置検出を行うウエハのプリアライメント装置の
例が示されている。また、この公報の発明においては、
光学手段を使ってオリフラの位置を検出し、プリアライ
メントを行っている。
ァインアラメントの装置の具体例は示されていないが、
例えばプリアライメント装置の具体例としては、特開昭
５８−２０４５５１号公報に記載されたものがある。こ
の公報において、従来例として回転ローラを使ってオリ
フラの位置検出を行うウエハのプリアライメント装置の
例が示されている。また、この公報の発明においては、
光学手段を使ってオリフラの位置を検出し、プリアライ
メントを行っている。
【０００８】これらのように、この従来の検査装置にお
いてはプリアライメント用に専用の装置を設け、これを
検査ステージに搬送してそこでファインアライメントを
行っている。これは、検査装置全体の制御を複雑化さ
せ、工程を冗長化させる結果につながる。また、プリア
ライメントのための場所を設けることにより、検査装置
が大型・複雑化するという問題がある。
いてはプリアライメント用に専用の装置を設け、これを
検査ステージに搬送してそこでファインアライメントを
行っている。これは、検査装置全体の制御を複雑化さ
せ、工程を冗長化させる結果につながる。また、プリア
ライメントのための場所を設けることにより、検査装置
が大型・複雑化するという問題がある。
【０００９】・プリアライメントとファインアライメン
トを一つの装置で行う従来例 これらの問題を解決する手段の一つに、特開平４−３５
８４６号公報に示すような、プリアライメントとファイ
ンアライメントを一つの装置で行うようにした発明があ
る。低倍率レンズと高倍率レンズをつけたカメラを用意
し、低倍率のレンズのカメラがプリアライメントを、高
倍率レンズのカメラがファインアライメントを行うもの
である。一つのステージ上でアライメントを行うことが
でき、スペース節減になる。しかしながら、プリアライ
メントとファインアライメントではカメラを切り替えな
ければならず、工程が煩雑になる。また、ビームスプリ
ッタを介して像を２台のカメラに分けているため、精密
な光軸合わせが必要であり、しかもカメラを２台持つこ
とで装置が大型化する。
トを一つの装置で行う従来例 これらの問題を解決する手段の一つに、特開平４−３５
８４６号公報に示すような、プリアライメントとファイ
ンアライメントを一つの装置で行うようにした発明があ
る。低倍率レンズと高倍率レンズをつけたカメラを用意
し、低倍率のレンズのカメラがプリアライメントを、高
倍率レンズのカメラがファインアライメントを行うもの
である。一つのステージ上でアライメントを行うことが
でき、スペース節減になる。しかしながら、プリアライ
メントとファインアライメントではカメラを切り替えな
ければならず、工程が煩雑になる。また、ビームスプリ
ッタを介して像を２台のカメラに分けているため、精密
な光軸合わせが必要であり、しかもカメラを２台持つこ
とで装置が大型化する。
【００１０】加えて、この従来例ではウエハのステージ
に対する平行度を合わせているだけで、オリフラの検出
を行っておらず、ウエハの向きがわからない。すなわ
ち、これは平行度さえあっておればよいダイシングのた
めのアライメント技術であって、どのチップが不良であ
るかを検出して、その情報をフィードバックしたり、必
要に応じてリペアを行ったりしなければならない検査装
置や、チップに精密なワイヤを取り付けなければならな
いボンディング装置など、ウエハ上の絶対位置決めをし
らなけらばならない装置には不向きといえる。実際、こ
の公報にもオリフラやアライメントマークのないウエハ
のためのアライメント方法であると明記されている。
に対する平行度を合わせているだけで、オリフラの検出
を行っておらず、ウエハの向きがわからない。すなわ
ち、これは平行度さえあっておればよいダイシングのた
めのアライメント技術であって、どのチップが不良であ
るかを検出して、その情報をフィードバックしたり、必
要に応じてリペアを行ったりしなければならない検査装
置や、チップに精密なワイヤを取り付けなければならな
いボンディング装置など、ウエハ上の絶対位置決めをし
らなけらばならない装置には不向きといえる。実際、こ
の公報にもオリフラやアライメントマークのないウエハ
のためのアライメント方法であると明記されている。
【００１１】また、上記各従来例のほかに、特公平７−
３７８９６号公報に示された発明もあるが、この発明
は、１台のカメラでウエハに刻まれたパターンの角度を
検出し、プリアライメントとフィインアライメントを行
っているものであるが、これもウエハの向きを検出する
ことはできないという、上述の問題を解決してはいな
い。
３７８９６号公報に示された発明もあるが、この発明
は、１台のカメラでウエハに刻まれたパターンの角度を
検出し、プリアライメントとフィインアライメントを行
っているものであるが、これもウエハの向きを検出する
ことはできないという、上述の問題を解決してはいな
い。
【００１２】さらに、本発明の出願人が、先に、特願平
６−１６７３２２号で出願したところの、撮像装置を使
った２次元検査装置と共焦点光学系を使った３次元検査
装置を組み合わせて、ウエハ上のバンプを検査する装置
の例があるが、これにもファインアライメントの手法が
記されているのみで、プリアライメントをどのような手
段で行っているかの開示はない。
６−１６７３２２号で出願したところの、撮像装置を使
った２次元検査装置と共焦点光学系を使った３次元検査
装置を組み合わせて、ウエハ上のバンプを検査する装置
の例があるが、これにもファインアライメントの手法が
記されているのみで、プリアライメントをどのような手
段で行っているかの開示はない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上に記したように、こ
れまでのウエハのアライメントは、プリアライメントに
専用の装置を必要とするものが通常であり、一つの装置
でプリアライメントとファインアライメントを行うもの
がなかった。一つの装置で両方のアライメントを行うも
のは、ウエハとステージの平行度を合わせるだけのもの
であって、絶対的なウエハの位置を検知するものではな
かった。その理由としては、ファインアライメントを行
う技術としては、特公平７−３７８９６号公報に示すよ
うに、ＣＣＤカメラでウエハのパターンやマークを検出
するものが一般的であるが、ファインアライメントは非
常に精度を必要とするため、このＣＣＤカメラの視野
は、非常に狭いものにならざるを得ない。従来の手段で
は、この狭い視野のみを使って、プリアライメントを行
うことができなかったということがある。
れまでのウエハのアライメントは、プリアライメントに
専用の装置を必要とするものが通常であり、一つの装置
でプリアライメントとファインアライメントを行うもの
がなかった。一つの装置で両方のアライメントを行うも
のは、ウエハとステージの平行度を合わせるだけのもの
であって、絶対的なウエハの位置を検知するものではな
かった。その理由としては、ファインアライメントを行
う技術としては、特公平７−３７８９６号公報に示すよ
うに、ＣＣＤカメラでウエハのパターンやマークを検出
するものが一般的であるが、ファインアライメントは非
常に精度を必要とするため、このＣＣＤカメラの視野
は、非常に狭いものにならざるを得ない。従来の手段で
は、この狭い視野のみを使って、プリアライメントを行
うことができなかったということがある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の技術
における課題を解決するためになされたもので、本発明
に係るウエハ検査装置等におけるウエハの位置決め方法
は、プリアライメント工程とファインアライメント工程
を同一のカメラで行う。
における課題を解決するためになされたもので、本発明
に係るウエハ検査装置等におけるウエハの位置決め方法
は、プリアライメント工程とファインアライメント工程
を同一のカメラで行う。
【００１５】また上記プリアライメント工程は、カメラ
で取り込んだ画像から画像処理によってウエハの傾き角
度を算出し、この傾き角度だけウエハを搭載しているθ
ステージを回転させる工程と、カメラをウエハの複数個
所の縁に移動して画像処理と計算によってウエハの中心
座標を求める工程と、カメラをウエハの中心位置から四
方へ移動して画像処理によってウエハのオリエンテーシ
ョンフラットを検出する工程と、このオリエンテーショ
ンフラットが所定の位置にくるようにθステージを回転
させる工程を含む。
で取り込んだ画像から画像処理によってウエハの傾き角
度を算出し、この傾き角度だけウエハを搭載しているθ
ステージを回転させる工程と、カメラをウエハの複数個
所の縁に移動して画像処理と計算によってウエハの中心
座標を求める工程と、カメラをウエハの中心位置から四
方へ移動して画像処理によってウエハのオリエンテーシ
ョンフラットを検出する工程と、このオリエンテーショ
ンフラットが所定の位置にくるようにθステージを回転
させる工程を含む。
【００１６】また上記ファインアライメント工程は、ウ
エハ上の特徴的なパターンとこれの設計上の座標を少な
くとも２個所あらかじめ登録しておく工程と、その登録
した特徴的なパターンの近傍にカメラを移動する工程
と、パターンマッチングなどの手段でその点の実際の座
標を検出する工程と、その座標からウエハの傾き、及び
ＸＹ方向のずれを算出する工程とを含む。
エハ上の特徴的なパターンとこれの設計上の座標を少な
くとも２個所あらかじめ登録しておく工程と、その登録
した特徴的なパターンの近傍にカメラを移動する工程
と、パターンマッチングなどの手段でその点の実際の座
標を検出する工程と、その座標からウエハの傾き、及び
ＸＹ方向のずれを算出する工程とを含む。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、プリアライメントとフ
ァインアライメントとが同じ装置で行うことができ、装
置全体の構成が単純化される。特にウエハ検査装置にお
いては、２次元検査装置を使って位置決めを行うことが
でき、これにより、ウエハの位置決め装置をプリアライ
メント用と、ファインアライメント用に別個に設ける必
要がなくなる。
ァインアライメントとが同じ装置で行うことができ、装
置全体の構成が単純化される。特にウエハ検査装置にお
いては、２次元検査装置を使って位置決めを行うことが
でき、これにより、ウエハの位置決め装置をプリアライ
メント用と、ファインアライメント用に別個に設ける必
要がなくなる。
【００１８】また、直交パターンを利用してアライメン
トが行えるので、アライメントマークを設ける必要がな
い。勿論、アライメントマークがあるウエハに関して
は、それを利用してもよい。また、半径の違うウエハに
対しても、数値をコンピュータへ入力するだけで、カメ
ラあるいはステージを動かす距離が変わるだけだから、
ウエハの位置決め装置の段どり変更が不要である。
トが行えるので、アライメントマークを設ける必要がな
い。勿論、アライメントマークがあるウエハに関して
は、それを利用してもよい。また、半径の違うウエハに
対しても、数値をコンピュータへ入力するだけで、カメ
ラあるいはステージを動かす距離が変わるだけだから、
ウエハの位置決め装置の段どり変更が不要である。
【００１９】θステージの分解能は、通常０．１°程度
であり、これ以上の精密な位置決めを行うためには非常
に高価な精密ステージを必要としたが、画像からデータ
を求めることで、θステージの分解能以上の精密位置決
めが可能である。さらに検査ステージが複数存在する場
合、同一のハード・ソフトを各ステージに搭載しておけ
ばよく、メンテナンスが容易である。
であり、これ以上の精密な位置決めを行うためには非常
に高価な精密ステージを必要としたが、画像からデータ
を求めることで、θステージの分解能以上の精密位置決
めが可能である。さらに検査ステージが複数存在する場
合、同一のハード・ソフトを各ステージに搭載しておけ
ばよく、メンテナンスが容易である。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１は本発明に係るウエハの位置決め方
法を実施するための装置の概略的な構成を示すもので、
図において１は平面検査装置であり、これはＣＣＤカメ
ラ等でウエハの上面を撮影し、画像処理によって各バン
プの位置や面積を算出して異常を検出するようになって
いる。２は３次元検査装置であり、これは共焦点顕微鏡
の原理を利用して各バンプの高さを計測し、異常を検出
するようになっている。３はインカー装置であり、これ
により異常が検出されたバンプを含むウエハに対してレ
ーザやインクの印をつける。４は検査用のウエハを置く
台である。
いて説明する。図１は本発明に係るウエハの位置決め方
法を実施するための装置の概略的な構成を示すもので、
図において１は平面検査装置であり、これはＣＣＤカメ
ラ等でウエハの上面を撮影し、画像処理によって各バン
プの位置や面積を算出して異常を検出するようになって
いる。２は３次元検査装置であり、これは共焦点顕微鏡
の原理を利用して各バンプの高さを計測し、異常を検出
するようになっている。３はインカー装置であり、これ
により異常が検出されたバンプを含むウエハに対してレ
ーザやインクの印をつける。４は検査用のウエハを置く
台である。
【００２１】上記各装置において、５はＸＹステージ、
６はθステージであり、これらの構成は図２に示すよう
になっていて、ＸＹステージ５はＸ方向とＹ方向に移動
可能になっている各ステージ５ａ，５ｂとからなってお
り、これの上側のステージ５ａ上にθステージ６が旋回
可能に搭載されている。７はウエハの表面を撮影するＣ
ＣＤカメラであり、この実施の形態では、このＣＣＤカ
メラは位置決め装置を兼ねており、上記各装置１，２，
３に１台ずつ搭載されている。８はウエハの表面に設け
たバンプ等の高さを計測する高さ計測用の共焦点光学系
であり、これには例えば特開平４−２６５９１８号公報
に開示された技術が使われる。９は不良チップにインク
を吹きつけるインカー、１０はウエハを保管するホルダ
であり、ウエハ１１が例えば２５枚一組になって検査面
を上にして置かれている。図からわかるように、このと
きのオリフラ２４の向きはランダムである。
６はθステージであり、これらの構成は図２に示すよう
になっていて、ＸＹステージ５はＸ方向とＹ方向に移動
可能になっている各ステージ５ａ，５ｂとからなってお
り、これの上側のステージ５ａ上にθステージ６が旋回
可能に搭載されている。７はウエハの表面を撮影するＣ
ＣＤカメラであり、この実施の形態では、このＣＣＤカ
メラは位置決め装置を兼ねており、上記各装置１，２，
３に１台ずつ搭載されている。８はウエハの表面に設け
たバンプ等の高さを計測する高さ計測用の共焦点光学系
であり、これには例えば特開平４−２６５９１８号公報
に開示された技術が使われる。９は不良チップにインク
を吹きつけるインカー、１０はウエハを保管するホルダ
であり、ウエハ１１が例えば２５枚一組になって検査面
を上にして置かれている。図からわかるように、このと
きのオリフラ２４の向きはランダムである。
【００２２】１３はＲ（直進）、φ（回転）及び図示さ
れないＺ（上下）方向に動く搬送ロボットで、これのア
ーム１２の先端にウエハ１１を真空チャック等で吸着し
て、これで上記各装置１〜４間を搬送するようになって
いる。１４はメモリーを備えたＣＰＵであり、パソコン
でもよく、これによりステージの管理及び各装置の検査
を制御する。そして複数のＣＰＵ１４が、同じくメモリ
ーを備えた主ＣＰＵ１５にイータネット等の通信手段で
接続されており、ＣＰＵ１５が検査装置全体を管理する
ようになっている。
れないＺ（上下）方向に動く搬送ロボットで、これのア
ーム１２の先端にウエハ１１を真空チャック等で吸着し
て、これで上記各装置１〜４間を搬送するようになって
いる。１４はメモリーを備えたＣＰＵであり、パソコン
でもよく、これによりステージの管理及び各装置の検査
を制御する。そして複数のＣＰＵ１４が、同じくメモリ
ーを備えた主ＣＰＵ１５にイータネット等の通信手段で
接続されており、ＣＰＵ１５が検査装置全体を管理する
ようになっている。
【００２３】上記各装置１〜４におけるウエハの位置決
めは、（１）ウエハの搬送・設置、（２）プリアライメ
ント、（３）ファインアライメント、（４）搬出・搬送
の工程から成る。本発明における要部は（２）プリアラ
イメントの部分であるが、実施例として全体を説明す
る。
めは、（１）ウエハの搬送・設置、（２）プリアライメ
ント、（３）ファインアライメント、（４）搬出・搬送
の工程から成る。本発明における要部は（２）プリアラ
イメントの部分であるが、実施例として全体を説明す
る。
【００２４】（１）ウエハの搬送・設置 図１において、まず搬送ロボット１３がウエハホルダ１
０からウエハ１１を取り上げ、平面検査装置１のθステ
ージ６に搬送する。ウエハ１１はウエハホルダ１０にラ
ンダムな姿勢で搭載されている。図２からわかるよう
に、ステージ６はＸＹ方向に平行移動するとともに、θ
方向に回転移動するようになっている。図２、図３に示
すようにθステージ６には窪み１６がついており、この
窪みを搬送ロボット１３に向けている。ウエハ１１を乗
せた搬送ロボット１３のアーム１２がここに入り込み、
吸着を止めて下方にわずかに降りてウエハ１１をθステ
ージに乗せ後方へ下がると、θステージがウエハ１１を
吸着して固定する。
０からウエハ１１を取り上げ、平面検査装置１のθステ
ージ６に搬送する。ウエハ１１はウエハホルダ１０にラ
ンダムな姿勢で搭載されている。図２からわかるよう
に、ステージ６はＸＹ方向に平行移動するとともに、θ
方向に回転移動するようになっている。図２、図３に示
すようにθステージ６には窪み１６がついており、この
窪みを搬送ロボット１３に向けている。ウエハ１１を乗
せた搬送ロボット１３のアーム１２がここに入り込み、
吸着を止めて下方にわずかに降りてウエハ１１をθステ
ージに乗せ後方へ下がると、θステージがウエハ１１を
吸着して固定する。
【００２５】図４にθステージ６上に置かれたウエハ１
１の平面図を示す（窪み１６は図示しない）。Ｘ，Ｙ
は、θステージ６の移動方向を基準としたＸＹ座標軸で
あり、Ｏはその原点である。２０はカメラの視野（バン
プ等の細かいものを検査する場合には数ミリ四方程度）
であり、このθステージ６のＸＹ座標に沿って動く。２
１はθステージの回転中心である。なお、実際の装置で
は、ステージがＸ，Ｙ，θの各方向に動く場合もあれ
ば、カメラがＸＹ軸に沿って動き、ステージはθ方向の
回転を受け持つ場合もある。この実施の形態において
は、どのような場合でも「カメラの視野を移動させる」
と表現する。
１の平面図を示す（窪み１６は図示しない）。Ｘ，Ｙ
は、θステージ６の移動方向を基準としたＸＹ座標軸で
あり、Ｏはその原点である。２０はカメラの視野（バン
プ等の細かいものを検査する場合には数ミリ四方程度）
であり、このθステージ６のＸＹ座標に沿って動く。２
１はθステージの回転中心である。なお、実際の装置で
は、ステージがＸ，Ｙ，θの各方向に動く場合もあれ
ば、カメラがＸＹ軸に沿って動き、ステージはθ方向の
回転を受け持つ場合もある。この実施の形態において
は、どのような場合でも「カメラの視野を移動させる」
と表現する。
【００２６】２３はチップを切り出すためにウエハ１１
上に描かれた直交パターン、あるいはＩＣ上に描かれた
直交パターンであり、どのような形状をしているかは、
ＣＡＤデータから既知である。図４において、Ｘ′，
Ｙ′はウエハ１１のパターンに基づいた座標系（ウエハ
座標系）におけるＸＹ座標軸であり、Ｏ′はその原点で
ある。ウエハ１１のオリフラ２４は、ウエハ座標系の
Ｘ′軸とほぼ平行になっており、オリフラ２４が下方に
きたときの左上がウエハ座標系の原点となる。２２はウ
エハ１１の中心であり、このウエハ１１の中心と上記θ
ステージ６の回転中心２１との距離は、搬送ロボット１
３の位置決め誤差やウエハホルダ１０のクリアランスな
どから生まれるが、数ミリ程度に抑えるのはさほど難し
いものではない。図４に示したパターン２３、ウエハ座
標系Ｘ′，Ｙ′，Ｏ′、オリフラ２４及びウエハ１１の
中心２２がステージ座標系ＸＹに対してどのような相対
位置にあるかを検出するのがウエハ１１の位置決めであ
る。今後、単に座標という場合には、ステージ座標系を
指すことにする。
上に描かれた直交パターン、あるいはＩＣ上に描かれた
直交パターンであり、どのような形状をしているかは、
ＣＡＤデータから既知である。図４において、Ｘ′，
Ｙ′はウエハ１１のパターンに基づいた座標系（ウエハ
座標系）におけるＸＹ座標軸であり、Ｏ′はその原点で
ある。ウエハ１１のオリフラ２４は、ウエハ座標系の
Ｘ′軸とほぼ平行になっており、オリフラ２４が下方に
きたときの左上がウエハ座標系の原点となる。２２はウ
エハ１１の中心であり、このウエハ１１の中心と上記θ
ステージ６の回転中心２１との距離は、搬送ロボット１
３の位置決め誤差やウエハホルダ１０のクリアランスな
どから生まれるが、数ミリ程度に抑えるのはさほど難し
いものではない。図４に示したパターン２３、ウエハ座
標系Ｘ′，Ｙ′，Ｏ′、オリフラ２４及びウエハ１１の
中心２２がステージ座標系ＸＹに対してどのような相対
位置にあるかを検出するのがウエハ１１の位置決めであ
る。今後、単に座標という場合には、ステージ座標系を
指すことにする。
【００２７】（２）プリアライメント 図１４にプリアライメントのフローを示す。このフロー
及び図５から図９に従って、プリアライメントの手順を
説明する。
及び図５から図９に従って、プリアライメントの手順を
説明する。
【００２８】１）オリフラをステージ座標系のＸまたは
Ｙ軸に平行に合わせる。 まず、図５に示すように、ステージの回転中心２１が収
まるようにカメラの視野２０を移動して、パターン２３
の画像を取り込む（確実にパターンのある場所であれ
ば、必ずしも中心２１の近傍である必要はない）（ステ
ップ１）。その画像からパターンとステージＹ軸とのな
す角θ１を求める（ステップ２）。θ１を求める手法と
しては、例えばパターンマッチングなどが考えられる。
あるいは、パターンの代わりにバンプ等の配列から求め
てもよい。
Ｙ軸に平行に合わせる。 まず、図５に示すように、ステージの回転中心２１が収
まるようにカメラの視野２０を移動して、パターン２３
の画像を取り込む（確実にパターンのある場所であれ
ば、必ずしも中心２１の近傍である必要はない）（ステ
ップ１）。その画像からパターンとステージＹ軸とのな
す角θ１を求める（ステップ２）。θ１を求める手法と
しては、例えばパターンマッチングなどが考えられる。
あるいは、パターンの代わりにバンプ等の配列から求め
てもよい。
【００２９】θステージ６を、θ１が０となるように反
時計回りに回転させる（ステップ３）と、オリフラ２４
はステージ座標系のＸまたはＹ軸にほぼ平行になり、図
６（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように４通り
の可能性がある。このとき、θステージ６を実際には回
転させずにその値だけを記憶しておき、最後に回転角度
を計算によって求めることもできる。
時計回りに回転させる（ステップ３）と、オリフラ２４
はステージ座標系のＸまたはＹ軸にほぼ平行になり、図
６（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように４通り
の可能性がある。このとき、θステージ６を実際には回
転させずにその値だけを記憶しておき、最後に回転角度
を計算によって求めることもできる。
【００３０】２）ウエハの中心２２の座標を求める。 実際のオリフラが図６（ｂ）の状態にある場合を例にと
って説明する。図７に示すように、カメラの視野を４５
°右下方向へ移動して、ステージ座標のあるＸ座標（ｘ
１）まで到達させる（ステップ４）。ここから視野をＹ
軸に沿ってＹマイナス方向へ移動し、ウエハ１１の右下
エッジを検出する（ステップ５）と、この点Ａの座標
（ｘ１，ｙ１）が求められる。点Ａから視野をＹ軸プラ
ス方向へ移動し（ステップ６）、ウエハ１１の右上のエ
ッジを検出すると、この点Ｂの座標（ｘ１，ｙ２）が求
められる（ステップ７）。この両点Ａ，Ｂからｙ１＋ｙ
２／２を演算してウエハ１１のｙ方向の中心を算出する
（ステップ８）。ついで点Ｂから視野をＸ軸マイナス方
向へ移動（ステップ９）して、ウエハ１１の左上エッジ
を検出すると、この点Ｃの座標（ｘ２，ｙ１）が求めら
れる（ステップ１０）。ついで点Ｂ，Ｃからｘ１＋ｘ２
／２を演算してウエハ１１のｘ方向の中心を算出する
（ステップ１１）。ステップ８，１１の両ステップによ
りウエハ１１の中心２２の座標（ｘ１＋ｘ２）／２，
（ｙ１＋ｙ２）／２が得られる。これはウエハ１１に内
接する直角二等辺三角形の各頂点Ａ，Ｂ，Ｃから上記ウ
エハ１１の中心２２を求めることと同じである。
って説明する。図７に示すように、カメラの視野を４５
°右下方向へ移動して、ステージ座標のあるＸ座標（ｘ
１）まで到達させる（ステップ４）。ここから視野をＹ
軸に沿ってＹマイナス方向へ移動し、ウエハ１１の右下
エッジを検出する（ステップ５）と、この点Ａの座標
（ｘ１，ｙ１）が求められる。点Ａから視野をＹ軸プラ
ス方向へ移動し（ステップ６）、ウエハ１１の右上のエ
ッジを検出すると、この点Ｂの座標（ｘ１，ｙ２）が求
められる（ステップ７）。この両点Ａ，Ｂからｙ１＋ｙ
２／２を演算してウエハ１１のｙ方向の中心を算出する
（ステップ８）。ついで点Ｂから視野をＸ軸マイナス方
向へ移動（ステップ９）して、ウエハ１１の左上エッジ
を検出すると、この点Ｃの座標（ｘ２，ｙ１）が求めら
れる（ステップ１０）。ついで点Ｂ，Ｃからｘ１＋ｘ２
／２を演算してウエハ１１のｘ方向の中心を算出する
（ステップ１１）。ステップ８，１１の両ステップによ
りウエハ１１の中心２２の座標（ｘ１＋ｘ２）／２，
（ｙ１＋ｙ２）／２が得られる。これはウエハ１１に内
接する直角二等辺三角形の各頂点Ａ，Ｂ，Ｃから上記ウ
エハ１１の中心２２を求めることと同じである。
【００３１】ここで、ｘ１は適当に定めてもかまわない
が、点Ａ，Ｂ，Ｃが作る三角形が直角二等辺三角形に近
くなるように定めれば、Ｘ，Ｙともに同程度の精度でエ
ッジ検出と座標計算を行うことができる。例えば、ウエ
ハ中心２２とステージの回転中心２１は数ミリ程度しか
離れていないことから、ウエハ１１に内接する正方形を
考え、その一辺の長さの半分だけ回転中心からＸ方向に
移動するようにすればよい。もちろん、斜めに移動せず
最初にＸ軸プラス方向に移動し、次にＹ軸マイナス方向
に移動してもかまわないが、先に記した斜めに移動する
やり方のほうが、移動時間が少なくなるのは明らかであ
る。
が、点Ａ，Ｂ，Ｃが作る三角形が直角二等辺三角形に近
くなるように定めれば、Ｘ，Ｙともに同程度の精度でエ
ッジ検出と座標計算を行うことができる。例えば、ウエ
ハ中心２２とステージの回転中心２１は数ミリ程度しか
離れていないことから、ウエハ１１に内接する正方形を
考え、その一辺の長さの半分だけ回転中心からＸ方向に
移動するようにすればよい。もちろん、斜めに移動せず
最初にＸ軸プラス方向に移動し、次にＹ軸マイナス方向
に移動してもかまわないが、先に記した斜めに移動する
やり方のほうが、移動時間が少なくなるのは明らかであ
る。
【００３２】このとき注意すべきは、三角形の各頂点
Ａ，Ｂ，Ｃがオリフラ２４部にかからないようにしなけ
ればならない。それゆえに、カメラの出発点（この場合
は回転中心２１）からＡ点へのＸ方向の移動量ｄ１は、
回転中心からオリフラ２４までの距離ｄ２を越えてはな
らない。またオリフラ２４が上下にあった場合を考えれ
ば、ｄ１はオリフラ部の直線長さｄ３の半分を越えるよ
うにしなければならない。オリフラ２４やウエハ１１の
寸法は、ＣＡＤデータよりあらかじめ入力してあるか
ら、このような失敗を避けることができる。
Ａ，Ｂ，Ｃがオリフラ２４部にかからないようにしなけ
ればならない。それゆえに、カメラの出発点（この場合
は回転中心２１）からＡ点へのＸ方向の移動量ｄ１は、
回転中心からオリフラ２４までの距離ｄ２を越えてはな
らない。またオリフラ２４が上下にあった場合を考えれ
ば、ｄ１はオリフラ部の直線長さｄ３の半分を越えるよ
うにしなければならない。オリフラ２４やウエハ１１の
寸法は、ＣＡＤデータよりあらかじめ入力してあるか
ら、このような失敗を避けることができる。
【００３３】３）オリフラ２４の向きが、図６で示す４
通りのうちどこにあるかを求める。 図８において、ウエハ１１の中心２２から上下左右の４
方向へ、ほぼウエハ１１の半径だけカメラ視野を移動さ
せる。Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈの視野のうち、Ｅ，Ｇ，Ｈの視野
ではウエハのエッジが検出されるが、Ｆではカメラがは
み出しているためエッジが検出されない。すなわち、こ
れがオリフラ２４部であると判定できる。
通りのうちどこにあるかを求める。 図８において、ウエハ１１の中心２２から上下左右の４
方向へ、ほぼウエハ１１の半径だけカメラ視野を移動さ
せる。Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈの視野のうち、Ｅ，Ｇ，Ｈの視野
ではウエハのエッジが検出されるが、Ｆではカメラがは
み出しているためエッジが検出されない。すなわち、こ
れがオリフラ２４部であると判定できる。
【００３４】このとき、エッジ検出の代わりに画像の明
暗の比を求めてもよい。Ｅ，Ｇ，Ｈでは照明の光がウエ
ハ１１に反射するのに対し、Ｆでは反射しないから最も
明るい部分の少ない、あるいはまったくないＦがオリフ
ラ２４部だとわかる。また、ウエハ１１の中心から上下
左右の４方向へカメラの視野を移動し、エッジ検出を行
って、最も短い距離にエッジがある方向をオリフラ２４
と判定することもできる。
暗の比を求めてもよい。Ｅ，Ｇ，Ｈでは照明の光がウエ
ハ１１に反射するのに対し、Ｆでは反射しないから最も
明るい部分の少ない、あるいはまったくないＦがオリフ
ラ２４部だとわかる。また、ウエハ１１の中心から上下
左右の４方向へカメラの視野を移動し、エッジ検出を行
って、最も短い距離にエッジがある方向をオリフラ２４
と判定することもできる。
【００３５】４）オリフラ２４を正しい位置に回転させ
て、プリアライメントを実施する。 図１４におけるステップ１１でウエハ１１の中心２２を
検出した状態で、このウエハ１１のオリフラ２４が図６
の（ａ）〜（ｄ）の位置のいずれにあるかわからない場
合について図１５に示すフローに基づいて説明する。
て、プリアライメントを実施する。 図１４におけるステップ１１でウエハ１１の中心２２を
検出した状態で、このウエハ１１のオリフラ２４が図６
の（ａ）〜（ｄ）の位置のいずれにあるかわからない場
合について図１５に示すフローに基づいて説明する。
【００３６】カメラ視野をウエハ１１の上端Ｇに移動し
て（ステップ１２）、この上端Ｇでのエッジを検出し
（ステップ１３）、エッジがない場合にはウエハ１１は
図６（ｃ）に示すように、この上端にオリフファ２４が
あることになるから、θステージ６を反時計回りに１８
０°のオリフラ回転角θ2 だけ回転する（ステップ１
４）。これによりオリフラ２４が例えば下側に位置する
プリアライメント位置となる。
て（ステップ１２）、この上端Ｇでのエッジを検出し
（ステップ１３）、エッジがない場合にはウエハ１１は
図６（ｃ）に示すように、この上端にオリフファ２４が
あることになるから、θステージ６を反時計回りに１８
０°のオリフラ回転角θ2 だけ回転する（ステップ１
４）。これによりオリフラ２４が例えば下側に位置する
プリアライメント位置となる。
【００３７】上記ステップ１３において、上端Ｇでエッ
ジを検出すると、カメタ視野をウエハ１１の右端Ｆに移
動して（ステップ１５）、この右端Ｆでのエッジを検出
し（ステップ１６）、エッジがない場合にはウエハ１１
は図６（ｂ）に示すように、右側にオリフラ２４がある
ことになるから、θステージ６を反時計回りに２７０°
のオリフラ回転角θ2 だけ回転する（ステップ１７）。
これによりオリフラ２４が下側に位置する上記プリアラ
イメント位置となる。
ジを検出すると、カメタ視野をウエハ１１の右端Ｆに移
動して（ステップ１５）、この右端Ｆでのエッジを検出
し（ステップ１６）、エッジがない場合にはウエハ１１
は図６（ｂ）に示すように、右側にオリフラ２４がある
ことになるから、θステージ６を反時計回りに２７０°
のオリフラ回転角θ2 だけ回転する（ステップ１７）。
これによりオリフラ２４が下側に位置する上記プリアラ
イメント位置となる。
【００３８】ついで、上記ステップ１６において、右端
Ｆでエッジを検出すると、カメラ視野をウエハ１１の下
端Ｅに移動して（ステップ１８）、この下端Ｅでのエッ
ジを検出し（ステップ１９）、エッジがない場合はウエ
ハ１１は図６（ａ）に示すように、下側にオリフラ２４
があることになり、従ってこれがプリアライメント位置
であることがわかり、このときのオリフラ回転角θ2 は
ゼロである（ステップ２０）。
Ｆでエッジを検出すると、カメラ視野をウエハ１１の下
端Ｅに移動して（ステップ１８）、この下端Ｅでのエッ
ジを検出し（ステップ１９）、エッジがない場合はウエ
ハ１１は図６（ａ）に示すように、下側にオリフラ２４
があることになり、従ってこれがプリアライメント位置
であることがわかり、このときのオリフラ回転角θ2 は
ゼロである（ステップ２０）。
【００３９】上記ステップ１９において、下端Ｅでエッ
ジを検出すると、カメラ視野をウエハ１１の左端Ｈに移
動して（ステップ２１）、この左端Ｈでのエッジを検出
し（ステップ２２）、エッジがない場合にはウエハ１１
は図６（ｄ）に示すように、左側にオリフラ２４がある
ことになるから、θステージ６を反時計回りに９０°の
オリフラ回転角θ2 だけ回転する（ステップ２３）。
ジを検出すると、カメラ視野をウエハ１１の左端Ｈに移
動して（ステップ２１）、この左端Ｈでのエッジを検出
し（ステップ２２）、エッジがない場合にはウエハ１１
は図６（ｄ）に示すように、左側にオリフラ２４がある
ことになるから、θステージ６を反時計回りに９０°の
オリフラ回転角θ2 だけ回転する（ステップ２３）。
【００４０】上記操作でウエハ１１は、これのオリフラ
２４が下側に位置するプリアライメント状態となる。な
お上記操作時において、４方向の端部検出装置でエッジ
を検出しない回数はオリフラ２４の位置の１回だけのは
ずであるが、これが２〜４回検出され、あるいは１回も
検出されないとなると、明らかに、カメラ視野のウエハ
中心２２よりの移動量が小さすぎたこと、あるいは大き
すぎたことを示しており、この場合正しいプリアライメ
ント操作ができない。
２４が下側に位置するプリアライメント状態となる。な
お上記操作時において、４方向の端部検出装置でエッジ
を検出しない回数はオリフラ２４の位置の１回だけのは
ずであるが、これが２〜４回検出され、あるいは１回も
検出されないとなると、明らかに、カメラ視野のウエハ
中心２２よりの移動量が小さすぎたこと、あるいは大き
すぎたことを示しており、この場合正しいプリアライメ
ント操作ができない。
【００４１】そこで、ステップ２３の後にステップ２４
を設け、エッジの非検出回数が１回のみかチェックす
る。ここで１回以上である場合には、このエッジ非検出
回数を検出し（ステップ２５）、２〜４回の場合にはカ
メラ視野の移動距離を大きくする（ステップ２６）。ま
た１回も検出されない場合にはカメラ視野の移動距離を
小さくする（ステップ２７）。
を設け、エッジの非検出回数が１回のみかチェックす
る。ここで１回以上である場合には、このエッジ非検出
回数を検出し（ステップ２５）、２〜４回の場合にはカ
メラ視野の移動距離を大きくする（ステップ２６）。ま
た１回も検出されない場合にはカメラ視野の移動距離を
小さくする（ステップ２７）。
【００４２】上記ステップ２４においてエッジ非検出回
数が１回のみであることを検出した状態でウエハ１１は
それぞれオリフラ回転角θ2 だけ回転されてオリフラ２
４が下側に位置する姿勢となる。そしてこの状態でのプ
リアライメント角度θｐは、ステップ３ですでにθ1 だ
けθステージ６を回転させているから、θｐ＝θ1 ＋θ
2 となり、このθｐがウエハ１１のθ方向のプリアライ
メントのずれ量となる。このとき、θｐが１８０°より
も大きい場合は、１８０°からθｐを引いた値だけ時計
回りに回せばよい。
数が１回のみであることを検出した状態でウエハ１１は
それぞれオリフラ回転角θ2 だけ回転されてオリフラ２
４が下側に位置する姿勢となる。そしてこの状態でのプ
リアライメント角度θｐは、ステップ３ですでにθ1 だ
けθステージ６を回転させているから、θｐ＝θ1 ＋θ
2 となり、このθｐがウエハ１１のθ方向のプリアライ
メントのずれ量となる。このとき、θｐが１８０°より
も大きい場合は、１８０°からθｐを引いた値だけ時計
回りに回せばよい。
【００４３】これで、θステージ６とウエハ１１との座
標系の角度が図９に示すように、略一致し、プリアライ
メントが完了する。ウエハ座標系からみたウエハ中心２
２の座標は既知であり、先に求めたステージ座標系にお
けるウエハ中心の座標とこのプリアライメント角度θｐ
から、２つの座標系の原点のオフセット量（ｘｐ，ｙ
ｐ）が求められる（ステップ２９）。このオフセット量
（ｘｐ，ｙｐ）及びプリアライメント角度θｐがウエハ
固有のプリアライメントパラメータとしてｃｐｕ１４か
ら全体を管理する主ＣＰＵ１５に渡され、他のステージ
にウエハ１１が搬送された場合に利用される。
標系の角度が図９に示すように、略一致し、プリアライ
メントが完了する。ウエハ座標系からみたウエハ中心２
２の座標は既知であり、先に求めたステージ座標系にお
けるウエハ中心の座標とこのプリアライメント角度θｐ
から、２つの座標系の原点のオフセット量（ｘｐ，ｙ
ｐ）が求められる（ステップ２９）。このオフセット量
（ｘｐ，ｙｐ）及びプリアライメント角度θｐがウエハ
固有のプリアライメントパラメータとしてｃｐｕ１４か
ら全体を管理する主ＣＰＵ１５に渡され、他のステージ
にウエハ１１が搬送された場合に利用される。
【００４４】この方向によって、狭い視野を映すファイ
ンアライメント用のＣＣＤを使って、プリアライメント
を行うことができる。
ンアライメント用のＣＣＤを使って、プリアライメント
を行うことができる。
【００４５】（３）ファインアライメント 以下に、ファインアライメントの一例を示す。このとき
ステージには、プリアライメントが行われているものと
する。図１５にファインアライメントのフローを示す。
このフロー及び図１０から図１２に従って、ファインア
ライメントの方法を説明する。
ステージには、プリアライメントが行われているものと
する。図１５にファインアライメントのフローを示す。
このフロー及び図１０から図１２に従って、ファインア
ライメントの方法を説明する。
【００４６】１）パターン登録 このパターン登録は、ウエハ１１のパターンが同じであ
ればウラハ１１ごとに行う必要はない。手順としては、
まず１枚のウエハ１１に関してパターン登録のみを検査
の前段階として行う方法が考えられる。
ればウラハ１１ごとに行う必要はない。手順としては、
まず１枚のウエハ１１に関してパターン登録のみを検査
の前段階として行う方法が考えられる。
【００４７】まず、ウエハ１１から特徴的なパターンを
２個所選択してこれを画像として登録する。例えば、図
１０に示すウエハ１１におけるＩ，Ｊの部分などがそれ
に相当する。図１１（ａ），（ｂ）に登録されたＩ，Ｊ
の画像を示す。なお、このときウエハ１１にアライメン
トマークがあれば、これを登録してもよい。
２個所選択してこれを画像として登録する。例えば、図
１０に示すウエハ１１におけるＩ，Ｊの部分などがそれ
に相当する。図１１（ａ），（ｂ）に登録されたＩ，Ｊ
の画像を示す。なお、このときウエハ１１にアライメン
トマークがあれば、これを登録してもよい。
【００４８】次に、この両画像の中で、最も特徴的な点
Ｉ1 ，Ｊ1 のウエハ座標（ｘ３′，ｙ３′）、（ｘ
４′，ｙ４′）を登録する。このＩ，Ｊの画像及び
Ｉ1 ，Ｊ1 のウエハ座標が、ファインアライメントを行
う上での基準点となる。
Ｉ1 ，Ｊ1 のウエハ座標（ｘ３′，ｙ３′）、（ｘ
４′，ｙ４′）を登録する。このＩ，Ｊの画像及び
Ｉ1 ，Ｊ1 のウエハ座標が、ファインアライメントを行
う上での基準点となる。
【００４９】２）カメラ移動 先のプリアライメントに基づいて、座標系のオフセット
量（ｘｐ，ｙｐ）及びＩ1 ，Ｊ1 のウエハ座標（ｘ
３′，ｙ３′）、（ｘ４′，ｙ４′）からステージ座標
系Ｉ1 ，Ｊ1 の座標（ｘ３，ｙ３）、（ｘ４，ｙ４）を
算出してカメラをそこへ移動する（ステップ１）。先述
したように、搬送系の精度は数ミリ程度の狂いしかな
く、ウエハ１１の搬送が行われた場合でもパターンを視
野に入れられる。もしもパターンが視野に入らない場合
は、カメラを上下左右に動かしてパターンを探せばよ
い。
量（ｘｐ，ｙｐ）及びＩ1 ，Ｊ1 のウエハ座標（ｘ
３′，ｙ３′）、（ｘ４′，ｙ４′）からステージ座標
系Ｉ1 ，Ｊ1 の座標（ｘ３，ｙ３）、（ｘ４，ｙ４）を
算出してカメラをそこへ移動する（ステップ１）。先述
したように、搬送系の精度は数ミリ程度の狂いしかな
く、ウエハ１１の搬送が行われた場合でもパターンを視
野に入れられる。もしもパターンが視野に入らない場合
は、カメラを上下左右に動かしてパターンを探せばよ
い。
【００５０】３）パターンマッチング 図１２に、新たに撮影した視野Ｋ，Ｌの画像を示す。こ
れと上記Ｉ1 ，Ｊ1 の登録画像とのパターンマッチング
を行い（ステップ２）、この登録画像Ｉ，Ｊを発見する
（ステップ３）。このときうまく発見できなければカメ
ラを上下左右に移動する（ステップ４）。これにより、
登録した画像Ｉ，Ｊの特徴的な点Ｉ1 ，Ｊ1 に相当する
特徴的な点Ｋ1 ，Ｌ1 の座標（ｘ５，ｙ５）、（ｘ６，
ｙ６）を求めることができる。
れと上記Ｉ1 ，Ｊ1 の登録画像とのパターンマッチング
を行い（ステップ２）、この登録画像Ｉ，Ｊを発見する
（ステップ３）。このときうまく発見できなければカメ
ラを上下左右に移動する（ステップ４）。これにより、
登録した画像Ｉ，Ｊの特徴的な点Ｉ1 ，Ｊ1 に相当する
特徴的な点Ｋ1 ，Ｌ1 の座標（ｘ５，ｙ５）、（ｘ６，
ｙ６）を求めることができる。
【００５１】４）θ方向ファインアライメント Ｋ1 とＬ1 を結ぶ直線の傾き（ｙ６−ｙ５）／（ｘ６−
ｘ５）と、Ｉ1 ，Ｊ1を結ぶ直線の傾き（ｙ４′−ｙ
３′）／（ｘ４′−ｘ３′）を比較してやれば、ウエハ
のθ方向の傾きθｔが求められ（ステップ６）、θステ
ージを回転して補正する。この撮影−パターンマッチン
グ−θステージ回転のループを、傾きがθステージの分
解能以下になるまで繰り返す（ステップ７）。
ｘ５）と、Ｉ1 ，Ｊ1を結ぶ直線の傾き（ｙ４′−ｙ
３′）／（ｘ４′−ｘ３′）を比較してやれば、ウエハ
のθ方向の傾きθｔが求められ（ステップ６）、θステ
ージを回転して補正する。この撮影−パターンマッチン
グ−θステージ回転のループを、傾きがθステージの分
解能以下になるまで繰り返す（ステップ７）。
【００５２】しかしながら、θステージの分解能は通常
０．１°程度であり、例えば角度が０．１°狂った場合
には、直径１５０ｍｍのステージの周辺部では１００μ
ｍ以上の位置ずれが起き、検査や計測にも影響する。そ
のため、θステージを最終的に合わせた状態でパターン
を再計測して、点Ｋ1 ，Ｌ1 のステージ座標（ｘｆ１，
ｙｆ１），（ｘｆ２，ｙｆ２）を求める（ステップ
８）。この直線の傾き（ｙｆ２−ｙｆ１）／（ｘｆ２−
ｘｆ１）と先に求めた（ｙ４′−ｙ３′）／（ｘ４′−
ｘ３′）との比較から、実際の傾き量θｆを求め、検査
時に補正する。
０．１°程度であり、例えば角度が０．１°狂った場合
には、直径１５０ｍｍのステージの周辺部では１００μ
ｍ以上の位置ずれが起き、検査や計測にも影響する。そ
のため、θステージを最終的に合わせた状態でパターン
を再計測して、点Ｋ1 ，Ｌ1 のステージ座標（ｘｆ１，
ｙｆ１），（ｘｆ２，ｙｆ２）を求める（ステップ
８）。この直線の傾き（ｙｆ２−ｙｆ１）／（ｘｆ２−
ｘｆ１）と先に求めた（ｙ４′−ｙ３′）／（ｘ４′−
ｘ３′）との比較から、実際の傾き量θｆを求め、検査
時に補正する。
【００５３】５）ＸＹ方向ファインアライメント マーク位置Ｋ1 ，Ｌ1 のステージ座標（ｘｆ１，ｙｆ
１），（ｘｆ２，ｙｆ２）から、ウエハ１１とパターン
がＸＹステージに対してどのような関係にあるかを特定
できる。このデータに基づいて、実際にＸＹステージを
動かしてもよいし、ファインアライメントパラメータと
して、検査時にハードウェアやソフトウェア上で補正し
てもよい。
１），（ｘｆ２，ｙｆ２）から、ウエハ１１とパターン
がＸＹステージに対してどのような関係にあるかを特定
できる。このデータに基づいて、実際にＸＹステージを
動かしてもよいし、ファインアライメントパラメータと
して、検査時にハードウェアやソフトウェア上で補正し
てもよい。
【００５４】（４）搬出、搬送、次工程 平面検査を行った後に、ステージ６はプリアライメント
と反対方向にθｐだけ回転して、窪み１６を搬送ロボッ
ト１３に向ける。ロボット１３はウエハ１１を平面検査
装置１から搬出し、３次元検査装置２に搬入する。イン
カーでも同じ手順で行えばよい。各装置には平面検査装
置と同じ撮像素子及び画像処理装置（ハード、ソフト）
を備えており、上記手順に従って位置決めを行える。
と反対方向にθｐだけ回転して、窪み１６を搬送ロボッ
ト１３に向ける。ロボット１３はウエハ１１を平面検査
装置１から搬出し、３次元検査装置２に搬入する。イン
カーでも同じ手順で行えばよい。各装置には平面検査装
置と同じ撮像素子及び画像処理装置（ハード、ソフト）
を備えており、上記手順に従って位置決めを行える。
【００５５】このとき、ｃｐｕ１４は先のプリアライメ
ントデータθｐを受け取っており、θステージをθｐだ
け回転させれば、プリアライメントは終了である。ここ
から、「（３）ファインアライメント」の手順に従って
ファインアライメントを行い、次の検査や処理を始め
る。パターン登録を再度行う必要はない。ただし、図１
の実施例では装置の中央にロボットが位置して、周囲を
円形に検査装置が取り囲んでいるため、平面検査装置１
と３次元検査装置２、インカー３ではロボットがウエハ
を搬入する角度が異なることもある。この角度をオフセ
ット量θｏとしてあらかじめ設定しておき、θｐに加算
してステージ６を回転させ、プリアライメントを行う。
図１３に示すように、装置に対して常に一定の角度でウ
エハを搬入するように搬送ロボット１３ａを配置すれ
ば、このオフセットの必要はない。
ントデータθｐを受け取っており、θステージをθｐだ
け回転させれば、プリアライメントは終了である。ここ
から、「（３）ファインアライメント」の手順に従って
ファインアライメントを行い、次の検査や処理を始め
る。パターン登録を再度行う必要はない。ただし、図１
の実施例では装置の中央にロボットが位置して、周囲を
円形に検査装置が取り囲んでいるため、平面検査装置１
と３次元検査装置２、インカー３ではロボットがウエハ
を搬入する角度が異なることもある。この角度をオフセ
ット量θｏとしてあらかじめ設定しておき、θｐに加算
してステージ６を回転させ、プリアライメントを行う。
図１３に示すように、装置に対して常に一定の角度でウ
エハを搬入するように搬送ロボット１３ａを配置すれ
ば、このオフセットの必要はない。
【００５６】しかしながら、実際にはまずｘ１までカメ
ラを移動し（ステップ４）、決まった距離だけＹ軸に沿
ってＹマイナス方向へ移動し、その場所でカメラの画像
を取り込む。このほうが作業時間が短縮されるためであ
る。このとき、カメラにエッジが検出されなかった場合
は、行き過ぎと未達の２通りが考えられる。そのどちら
かであるかは、カメラの画像が明るいか暗いかで判断す
ることができる。行き過ぎの場合にはカメラを−Ｙ方向
に戻し、未達の場合にはＹ方向に進めればよい。この地
点で再び画像の取り込みを行う。これを繰り返し、ウエ
ハのエッジを検出する。この動作は、図１４に示すフロ
ーにおける点Ｂ、点Ｃの座標を求めるステップ（７）、
ステップ（１０）でも同様に実施することができる。
ラを移動し（ステップ４）、決まった距離だけＹ軸に沿
ってＹマイナス方向へ移動し、その場所でカメラの画像
を取り込む。このほうが作業時間が短縮されるためであ
る。このとき、カメラにエッジが検出されなかった場合
は、行き過ぎと未達の２通りが考えられる。そのどちら
かであるかは、カメラの画像が明るいか暗いかで判断す
ることができる。行き過ぎの場合にはカメラを−Ｙ方向
に戻し、未達の場合にはＹ方向に進めればよい。この地
点で再び画像の取り込みを行う。これを繰り返し、ウエ
ハのエッジを検出する。この動作は、図１４に示すフロ
ーにおける点Ｂ、点Ｃの座標を求めるステップ（７）、
ステップ（１０）でも同様に実施することができる。
【図１】本発明を利用したウエハ検査装置を示す概略的
な構成説明図である。
な構成説明図である。
【図２】Ｘ，Ｙ，θステージを示す斜視図である。
【図３】θステージと搬送ロボットのウエハの受け渡し
状態を示す斜視図である。
状態を示す斜視図である。
【図４】θステージ上に搭載されたウエハを示す平面図
である。
である。
【図５】カメラ視野がみたウエハ上のパターンである。
【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は角度を合わ
せた場合の異なるオリフラ位置を示す説明図である。
せた場合の異なるオリフラ位置を示す説明図である。
【図７】ウエハの中心位置を求めるためのカメラの移動
手順を示す説明図である。
手順を示す説明図である。
【図８】ウエハのオリフラの位置を検出するためのカメ
ラの移動手順を示す説明図である。
ラの移動手順を示す説明図である。
【図９】プリアライメントが終了した時点でのθステー
ジとウエハの位置関係を示す説明図である。
ジとウエハの位置関係を示す説明図である。
【図１０】データ登録モードにおけるウエハ上でのパタ
ーンを示す説明図である。
ーンを示す説明図である。
【図１１】パターン設定時の視野の拡大図である。
【図１２】ファインアライメント時の視野の拡大図であ
る。
る。
【図１３】複数のウエハ検査装置を一直線上に並べた場
合のウエハ搬送の様子を示す説明図である。
合のウエハ搬送の様子を示す説明図である。
【図１４】本発明に係るプリアライメント工程の一部を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図１５】本発明に係るプリアライメント工程の他の一
部を示すフローチャートで、図中ｂは図１４のａにつな
がる。
部を示すフローチャートで、図中ｂは図１４のａにつな
がる。
【図１６】本発明に係るファインアライメント工程を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
１…平面検査装置 ２…３次元検査装置 ３…インカー装置 ４…台 ５…ＸＹステージ ６…θステージ ７…ＣＣＤカメラ ８…共焦点光学系 ９…インカー １０…ホルダ １１…ウエハ １２…アーム １３，１３ａ…搬送ロボット １４，１５…ｃｐｕ １６…窪み ２０…カメラの視野 ２１…θステージの回転中心 ２２…ウエハの中心 ２３…直交パターン ２４…オリエンテーションフラット
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/027 Ｇ０６Ｆ 15/70 ３５０Ｈ 21/66 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５２０Ａ (72)発明者 田貫 富和 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 田中 昌也 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 プリアライメント工程とファインアライ
メント工程を同一のカメラで行うことを特徴とするウエ
ハ検査装置等におけるウエハの位置決め方法。 - 【請求項２】 プリアライメント工程は、カメラで取り
込んだ画像から画像処理によってウエハの傾き角度を算
出し、この傾き角度だけウエハを搭載しているθステー
ジを回転させる工程と、カメラをウエハの複数個所の縁
に移動して画像処理と計算によってウエハの中心座標を
求める工程と、カメラをウエハの中心位置から四方へ移
動して画像処理によってウエハのオリエンテーションフ
ラットを検出する工程と、このオリエンテーションフラ
ットが所定の位置にくるようにθステージを回転させる
工程を含むことを特徴とする請求項１記載のウエハ検査
装置等におけるウエハの位置決め方法。 - 【請求項３】 ファインアライメント工程は、ウエハ上
の特徴的なパターンとこれの設計上の座標を少なくとも
２個所あらかじめ登録しておく工程と、その登録した特
徴的なパターンの近傍にカメラを移動する工程と、パタ
ーンマッチングなどの手段でその点の実際の座標を検出
する工程と、その座標からウエハの傾き、及びＸＹ方向
のずれを算出する工程とを含むことを特徴とする請求項
１記載のウエハ検査装置等におけるウエハの位置決め方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11899296A JPH09306977A (ja) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | ウエハ検査装置等におけるウエハの位置決め方法 |
| PCT/JP1997/001590 WO1997043785A1 (fr) | 1996-05-14 | 1997-05-12 | Procede d'alignement de plaquettes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11899296A JPH09306977A (ja) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | ウエハ検査装置等におけるウエハの位置決め方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09306977A true JPH09306977A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14750332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11899296A Pending JPH09306977A (ja) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | ウエハ検査装置等におけるウエハの位置決め方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09306977A (ja) |
| WO (1) | WO1997043785A1 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR2776421A1 (fr) * | 1998-03-05 | 1999-09-24 | Nova Measuring Instr Ltd | Dispositif et procede de fabrication de semi-conducteurs determinant l'alignement d'une galette a la station de fabrication de celle-ci |
| WO2001045048A1 (fr) * | 1999-12-15 | 2001-06-21 | Nikon Corporation | Procede et appareil permettant d'extraire une caracteristique d'image, systeme d'ecran de controle et de test, systeme d'exposition et systeme d'interface |
| JP2005506710A (ja) * | 2001-10-25 | 2005-03-03 | カムテック エルティーディー． | 共焦点ウェハ検査系及び方法 |
| JP2009021317A (ja) * | 2007-07-11 | 2009-01-29 | Disco Abrasive Syst Ltd | 加工装置のアライメント方法 |
| JP2012064608A (ja) * | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Hitachi High-Technologies Corp | 検査装置 |
| JP2014175571A (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 位置検出装置および位置検出方法 |
| JP2016085045A (ja) * | 2014-10-22 | 2016-05-19 | レーザーテック株式会社 | バンプ検査装置 |
| US10540561B2 (en) | 2017-09-28 | 2020-01-21 | Nuflare Technology, Inc. | Inspection method and inspection apparatus |
| WO2021054055A1 (ja) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 検査用モジュール、反転モジュールおよび検査装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004288792A (ja) * | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Lintec Corp | アライメント装置及びアライメント方法 |
| JP5057489B2 (ja) * | 2010-04-02 | 2012-10-24 | リンテック株式会社 | アライメント装置及びアライメント方法 |
| CN102338991A (zh) * | 2011-08-31 | 2012-02-01 | 合肥芯硕半导体有限公司 | 一种激光位移传感器控制的预对准方法 |
| CN103077904B (zh) * | 2013-01-14 | 2015-09-09 | 武汉新芯集成电路制造有限公司 | 一种键合机台装置与键合对准的方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3029694B2 (ja) * | 1991-04-19 | 2000-04-04 | 株式会社東芝 | 半導体ウエハ処理装置 |
| JPH05152421A (ja) * | 1991-11-29 | 1993-06-18 | Toshiba Corp | 半導体ウエハの位置合せ方法 |
| JPH0661119A (ja) * | 1992-08-07 | 1994-03-04 | Sony Corp | ウエハの回転角度補正方法 |
| JPH0758185A (ja) * | 1993-08-10 | 1995-03-03 | Sony Corp | 位置検出方法 |
| IL112313A (en) * | 1995-01-11 | 1999-08-17 | Nova Measuring Instr Ltd | Method and apparatus for determining a location on a surface of an object |
-
1996
- 1996-05-14 JP JP11899296A patent/JPH09306977A/ja active Pending
-
1997
- 1997-05-12 WO PCT/JP1997/001590 patent/WO1997043785A1/ja active Search and Examination
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| WO2021054055A1 (ja) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 検査用モジュール、反転モジュールおよび検査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1997043785A1 (fr) | 1997-11-20 |
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