JPH11126816A - Method for correcting and deciding coordinates of objective point on wafer - Google Patents

Method for correcting and deciding coordinates of objective point on wafer

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JPH11126816A
JPH11126816A JP30976297A JP30976297A JPH11126816A JP H11126816 A JPH11126816 A JP H11126816A JP 30976297 A JP30976297 A JP 30976297A JP 30976297 A JP30976297 A JP 30976297A JP H11126816 A JPH11126816 A JP H11126816A
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coordinate
stage
wafer
points
correction
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Hitoshi Atsuta
Masahiro Horie
Noriyuki Kondo
正浩 堀江
均 熱田
教之 近藤
Original Assignee
Dainippon Screen Mfg Co Ltd
大日本スクリーン製造株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To correct or decide the coordinates of an objective point on a wafer by taking into consideration the positional deviation caused by the deformation of a stage. SOLUTION: Coordinate correction information indicating the relation, between actually measured stage coordinate values containing positional deviation components derived from the deformation of a stage and ideal stage coordinate values containing no positional deviation component, is found on a plurality of coordinate correcting reference points set on a wafer WF0 for correcting coordinates placed on the stage. Then, a plurality of measuring points PM1-PM15 are set on a reference wafer WF1 for setting measuring point. At the time of setting the points PM1-PM15, the stage coordinate values of the points PM1-PM15 are also measured. The actually measured stage coordinate values are corrected, based on the coordinate correction information and changed to wafer coordinate values through coordinate transformation. When measurement is performed on a wafer WF2 to be measured, corrected stage coordinate values containing the positional deviation components derived from the deformation of the stage are found by performing coordinate transformation on the wafer coordinate values of the points PM1-PM15, and by correcting the coordinate-transformed wafer coordinate values based on the coordinate correction information.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウェハ上
の対象点座標の補正や決定を行う技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for correcting and determining coordinates of a target point on a semiconductor wafer.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体ウェハは、その製造工程において
種々の測定装置によって測定が行われる。測定処理の際
には、ウェハを測定装置のステージ上に載置した後に、
ウェハ上の予め定められた測定点に測定プローブ(光学
素子や電極等)を正確に位置決めする「位置合わせ処理
(アライメント処理)」が行なわれる。
2. Description of the Related Art A semiconductor wafer is measured by various measuring devices in a manufacturing process. In the measurement process, after placing the wafer on the stage of the measurement device,
"Positioning processing (alignment processing)" for accurately positioning a measurement probe (optical element, electrode, or the like) at a predetermined measurement point on a wafer is performed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、測定装置の
ステージが完全な平面では無く、ステージに歪みが存在
する場合がある。ステージに歪みが存在すると、この歪
みに起因する位置ズレが発生する可能性がある。従っ
て、測定点の理想的な座標値が解っている場合にも、ス
テージの歪みに起因する位置ズレの影響によって、うま
く位置合わせ処理を行えない場合があった。このような
問題は、測定点に限らず、ウェハ上の任意の対象点の座
標や位置の決定に共通する問題であった。
However, there are cases where the stage of the measuring apparatus is not perfectly flat and the stage has distortion. If there is a distortion in the stage, there is a possibility that a positional shift due to the distortion will occur. Therefore, even when the ideal coordinate value of the measurement point is known, there is a case where the alignment processing cannot be performed properly due to the influence of the positional deviation caused by the distortion of the stage. Such a problem is not limited to measurement points, but is a problem common to determination of coordinates and positions of arbitrary target points on a wafer.
【0004】この発明は、従来技術における上述の課題
を解決するためになされたものであり、ステージの歪み
による位置ズレを考慮して、ウエハ上の対象点の座標を
補正できる技術を提供することを第1の目的とする。ま
た、ステージの歪みによる位置ズレを考慮して、ウエハ
上の対象点の座標を決定できる技術を提供することを第
2の目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art, and provides a technique capable of correcting the coordinates of a target point on a wafer in consideration of a positional shift due to distortion of a stage. As a first object. It is a second object of the present invention to provide a technique capable of determining coordinates of a target point on a wafer in consideration of a positional shift due to a distortion of a stage.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の第
1の方法は、ステージに載置されたウェハ上における対
象点の座標を補正する方法であって、(a)前記ステー
ジに載置されたウェハ上の複数の座標補正基準点に関し
て、前記ステージの歪みによる位置ズレ成分を含む実測
ステージ座標値と、前記位置ズレ成分を含まない理想ス
テージ座標値との関係を示す座標補正情報を求める工程
と、(b)前記ステージ上に載置された任意のウェハ上
の対象点の座標値を前記座標補正情報に従って補正する
工程と、を備えることを特徴とする。
In order to solve at least a part of the above-mentioned problems, a first method of the present invention corrects the coordinates of a target point on a wafer mounted on a stage. (A) for a plurality of coordinate correction reference points on a wafer mounted on the stage, actual measurement stage coordinate values including a position shift component due to distortion of the stage, and excluding the position shift component A step of obtaining coordinate correction information indicating a relationship with an ideal stage coordinate value; and (b) a step of correcting the coordinate value of a target point on an arbitrary wafer placed on the stage according to the coordinate correction information. It is characterized by having.
【0006】上記第1の方法によれば、ウェハ上の複数
の座標補正基準点に関して座標補正情報を求めておくの
で、この座標補正情報に基づいてステージの歪みによる
位置ズレを考慮するように、任意のウェハ上の対象点の
座標を補正することができる。
According to the first method, coordinate correction information is obtained for a plurality of coordinate correction reference points on a wafer, and a position shift due to a stage distortion is considered based on the coordinate correction information. The coordinates of the target point on any wafer can be corrected.
【0007】前記工程(a)は、(1)前記複数の座標
補正基準点を特定するための複数の同一パターンが所定
の配列で設定された座標補正用ウェハを前記ステージ上
に載置する工程と、(2)前記座標補正用ウェハ上にお
いて、前記複数の同一パターンの配列を検出するととも
に、前記複数の同一パターンと所定の位置関係にある前
記複数の座標基準点に関して前記実測ステージ座標値を
測定する工程と、(3)前記複数の同一パターンの前記
所定の配列から、前記複数の座標補正基準点に関する前
記理想ステージ座標値を決定する工程と、(4)前記工
程(2)で測定された前記実測ステージ座標値と前記工
程(3)で決定された前記理想ステージ座標値との関係
に基づいて、前記座標補正情報を作成する工程と、を備
えることが好ましい。
In the step (a), (1) a step of mounting a coordinate correction wafer on which a plurality of identical patterns for specifying the plurality of coordinate correction reference points are set in a predetermined arrangement on the stage. And (2) detecting the arrangement of the plurality of identical patterns on the coordinate correction wafer and converting the actually measured stage coordinate values with respect to the plurality of coordinate reference points having a predetermined positional relationship with the plurality of identical patterns. Measuring; (3) determining the ideal stage coordinate values for the plurality of coordinate correction reference points from the predetermined arrangement of the plurality of identical patterns; and (4) measuring the ideal stage coordinate values in the step (2). Generating the coordinate correction information based on a relationship between the actually measured stage coordinate values and the ideal stage coordinate values determined in the step (3). .
【0008】こうすれば、ステージ上の複数の座標補正
基準点について、実測ステージ座標値と理想ステージ座
標値とを求めることができ、さらに、これらの座標値か
ら座標補正情報を作成することができる。
With this configuration, the actual measured stage coordinate value and the ideal stage coordinate value can be obtained for a plurality of coordinate correction reference points on the stage, and the coordinate correction information can be created from these coordinate values. .
【0009】なお、上記第1の方法において、前記工程
(b)は、前記対象点に関して、前記位置ズレ成分を含
まない理想ステージ座標値を、前記位置ズレ成分を含む
実測ステージ座標値に補正する工程を含むようにしても
よい。
In the first method, the step (b) corrects an ideal stage coordinate value not including the position shift component to an actually measured stage coordinate value including the position shift component with respect to the target point. A step may be included.
【0010】こうすれば、理想ステージ座標値から、ス
テージの歪みに起因する位置ずれ成分を含む実測ステー
ジ座標値を求めることができる。
[0010] In this way, the measured stage coordinate value including the displacement component due to the distortion of the stage can be obtained from the ideal stage coordinate value.
【0011】あるいは、前記工程(b)は、前記対象点
に関して、前記位置ズレ成分を含む実測ステージ座標値
を、前記位置ズレ成分を含まない理想ステージ座標値に
補正する工程を含むようにしてもよい。
Alternatively, the step (b) may include a step of correcting the measured stage coordinate value including the position shift component to the ideal stage coordinate value not including the position shift component with respect to the target point.
【0012】こうすれば、ステージの歪みに起因する位
置ずれ成分を含む実測ステージ座標値から、理想ステー
ジ座標値を求めることができる。
In this case, the ideal stage coordinate value can be obtained from the actually measured stage coordinate value including the displacement component due to the distortion of the stage.
【0013】本発明の第2の方法は、ステージに載置さ
れた対象ウェハ上における対象点の座標を決定する方法
であって、(a)前記ステージに載置された所定のウェ
ハ上の複数の座標補正基準点に関して、前記ステージの
歪みによる位置ズレ成分を含む実測ステージ座標値と、
前記位置ズレ成分を含まない理想ステージ座標値との関
係を示す座標補正情報を求める工程と、(b)所定の対
象点設定用基準ウェハを前記ステージ上に載置する工程
と、(c)前記対象点設定用基準ウェハ上において前記
対象点を設定するとともに、前記対象点に関するステー
ジ座標系の座標である実測ステージ座標値を測定する工
程と、(d)前記実測ステージ座標値を前記座標補正情
報に従って補正することによって前記位置ズレ成分を含
まない第1の理想ステージ座標値を求めるとともに、前
記第1の理想ステージ座標値を座標変換することによっ
てウェハ座標系の座標であるウェハ座標値を求める工程
と、(e)前記ステージ上に前記対象ウェハを載置する
工程と、(f)前記対象ウェハ上における前記対象点に
関する前記ウェハ座標値を座標変換することによって前
記対象点に関する第2の理想ステージ座標値を求めると
ともに、前記第2の理想ステージ座標値を前記座標補正
情報に従って補正することによって、前記ステージの歪
みによる位置ズレ成分を含む補正ステージ座標値を前記
対象点に関して求める工程と、を備えることを特徴とす
る。
A second method of the present invention is a method for determining the coordinates of a target point on a target wafer mounted on a stage, comprising: (a) a method of determining a plurality of coordinates on a predetermined wafer mounted on the stage; With respect to the coordinate correction reference point of the actual measurement stage coordinate value including a position shift component due to the distortion of the stage,
Obtaining a coordinate correction information indicating a relationship with an ideal stage coordinate value not including the positional shift component; (b) mounting a predetermined target point setting reference wafer on the stage; Setting the target point on the target point setting reference wafer and measuring an actual measurement stage coordinate value that is a coordinate of the stage coordinate system with respect to the target point; and (d) converting the actual measurement stage coordinate value into the coordinate correction information. Calculating a first ideal stage coordinate value not including the positional deviation component by correcting the first ideal stage coordinate value, and obtaining a wafer coordinate value that is a coordinate of a wafer coordinate system by performing coordinate conversion on the first ideal stage coordinate value. (E) placing the target wafer on the stage; and (f) the wafer relating to the target point on the target wafer. A second ideal stage coordinate value for the target point is obtained by performing coordinate transformation of the target value, and the second ideal stage coordinate value is corrected according to the coordinate correction information. Obtaining a correction stage coordinate value for the target point.
【0014】こうすれば、対象点設定用ウェハ上で設定
された対象点に関しては、ステージの歪みに起因する位
置ズレ成分を含まないウェハ座標値を得ることができ
る。また、対象ウェハ上に対象点のウェハ座標値から、
ステージの歪みに起因する位置ズレ成分を含む補正ステ
ージ座標値を得ることができる。すなわち、ステージの
歪みによる位置ズレを考慮して、ウエハ上の対象点のス
テージ座標値を決定することができる。
In this way, for the target point set on the target point setting wafer, it is possible to obtain a wafer coordinate value that does not include a positional shift component due to the distortion of the stage. Also, on the target wafer, from the wafer coordinate value of the target point,
It is possible to obtain a corrected stage coordinate value including a displacement component due to the distortion of the stage. That is, the stage coordinate value of the target point on the wafer can be determined in consideration of the positional shift due to the distortion of the stage.
【0015】[0015]
【発明の他の態様】この発明は、以下のような他の態様
も含んでいる。第1の態様は、ステージに載置されたウ
ェハ上における対象点の座標を補正する装置であって、
前記ステージに載置されたウェハ上の複数の座標補正基
準点に関して、前記ステージの歪みによる位置ズレ成分
を含む実測ステージ座標値と、前記位置ズレ成分を含ま
ない理想ステージ座標値との関係を示す座標補正情報を
求める座標補正情報作成手段と、前記ステージ上に載置
された任意のウェハ上の対象点の座標値を前記座標補正
情報に従って補正する座標補正手段と、を備えることを
特徴とする対象点座標の補正装置である。
Other Embodiments of the Invention The present invention includes the following other embodiments. A first aspect is an apparatus for correcting coordinates of a target point on a wafer placed on a stage,
For a plurality of coordinate correction reference points on a wafer mounted on the stage, a relationship between measured stage coordinate values including a position shift component due to distortion of the stage and ideal stage coordinate values not including the position shift component is shown. A coordinate correction information generating unit that obtains coordinate correction information; and a coordinate correction unit that corrects a coordinate value of a target point on an arbitrary wafer placed on the stage according to the coordinate correction information. This is a correction device for target point coordinates.
【0016】第2の態様は、ステージに載置された対象
ウェハ上における対象点の座標を決定する装置であっ
て、前記ステージに載置された所定のウェハ上の複数の
座標補正基準点に関して、前記ステージの歪みによる位
置ズレ成分を含む実測ステージ座標値と、前記位置ズレ
成分を含まない理想ステージ座標値との関係を示す座標
補正情報を求める座標補正情報作成手段と、前記ステー
ジ上に載置された所定の対象点設定用基準ウェハ上にお
いて設定された前記対象点に関して、ステージ座標系の
座標である実測ステージ座標値を測定する座標測定手段
と、前記実測ステージ座標値を前記座標補正情報に従っ
て補正することによって前記位置ズレ成分を含まない第
1の理想ステージ座標値を求めるとともに、前記第1の
理想ステージ座標値を座標変換することによってウェハ
座標系の座標であるウェハ座標値を求める第1の座標補
正・変換手段と、前記ステージ上に載置された前記対象
ウェハ上における前記対象点に関する前記ウェハ座標値
を座標変換することによって前記対象点に関する第2の
理想ステージ座標値を求めるとともに、前記第2の理想
ステージ座標値を前記座標補正情報に従って補正するこ
とによって、前記ステージの歪みによる位置ズレ成分を
含む補正ステージ座標値を前記対象点に関して求める第
2の座標補正・変換手段と、を備えることを特徴とする
対象点座標の決定装置である。
According to a second aspect, there is provided an apparatus for determining coordinates of a target point on a target wafer mounted on a stage, wherein a plurality of coordinate correction reference points on a predetermined wafer mounted on the stage are determined. A coordinate correction information generating means for obtaining coordinate correction information indicating a relationship between an actual measurement stage coordinate value including a position shift component due to the distortion of the stage and an ideal stage coordinate value not including the position shift component; With respect to the target point set on the placed predetermined target point setting reference wafer, coordinate measuring means for measuring an actual measurement stage coordinate value which is a coordinate of a stage coordinate system, and converting the actual measurement stage coordinate value into the coordinate correction information. To obtain a first ideal stage coordinate value that does not include the displacement component, and to correct the first ideal stage coordinate value. First coordinate correction / conversion means for obtaining a wafer coordinate value, which is a coordinate in a wafer coordinate system, by performing coordinate conversion; and coordinates of the wafer coordinate value relating to the target point on the target wafer mounted on the stage. A correction stage including a position shift component due to the distortion of the stage by obtaining a second ideal stage coordinate value for the target point by performing the conversion and correcting the second ideal stage coordinate value according to the coordinate correction information. And a second coordinate correction / conversion means for obtaining a coordinate value for the target point.
【0017】第3の態様は、ステージに載置されたウェ
ハ上における対象点の座標を補正するためのコンピュー
タプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記
録媒体であって、前記ステージに載置されたウェハ上の
複数の座標補正基準点に関して、前記ステージの歪みに
よる位置ズレ成分を含む実測ステージ座標値と、前記位
置ズレ成分を含まない理想ステージ座標値との関係を示
す座標補正情報を求める機能と、前記ステージ上に載置
された任意のウェハ上の対象点の座標値を前記座標補正
情報に従って補正する機能と、をコンピュータに実現さ
せるためのコンピュータプログラムを記録したコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体である。
According to a third aspect, there is provided a computer-readable recording medium on which a computer program for correcting coordinates of a target point on a wafer mounted on a stage is recorded. For the plurality of coordinate correction reference points above, a function for obtaining coordinate correction information indicating a relationship between an actual measurement stage coordinate value including a position shift component due to the distortion of the stage and an ideal stage coordinate value not including the position shift component, A computer-readable recording medium on which a computer program for causing a computer to perform a function of correcting a coordinate value of a target point on an arbitrary wafer placed on the stage in accordance with the coordinate correction information is recorded.
【0018】第4の態様は、ステージに載置された対象
ウェハ上における対象点の座標を決定するためのコンピ
ュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能
な記録媒体であって、前記ステージに載置された所定の
ウェハ上の複数の座標補正基準点に関して、前記ステー
ジの歪みによる位置ズレ成分を含む実測ステージ座標値
と、前記位置ズレ成分を含まない理想ステージ座標値と
の関係を示す座標補正情報を求める機能と、前記ステー
ジ上に載置された所定の対象点設定用基準ウェハ上にお
いて設定された前記対象点に関して、ステージ座標系の
座標である実測ステージ座標値を測定する機能と、前記
実測ステージ座標値を前記座標補正情報に従って補正す
ることによって前記位置ズレ成分を含まない第1の理想
ステージ座標値を求めるとともに、前記第1の理想ステ
ージ座標値を座標変換することによってウェハ座標系の
座標であるウェハ座標値を求める機能と、前記ステージ
上に載置された前記対象ウェハ上における前記対象点に
関する前記ウェハ座標値を座標変換することによって前
記対象点に関する第2の理想ステージ座標値を求めると
ともに、前記第2の理想ステージ座標値を前記座標補正
情報に従って補正することによって、前記ステージの歪
みによる位置ズレ成分を含む補正ステージ座標値を前記
対象点に関して求める機能と、をコンピュータに実現さ
せるためのコンピュータプログラムを記録したコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体である。
According to a fourth aspect, there is provided a computer-readable recording medium having recorded thereon a computer program for determining the coordinates of a target point on a target wafer mounted on a stage, the medium being mounted on the stage. With respect to a plurality of coordinate correction reference points on a predetermined wafer, coordinate correction information indicating a relationship between measured stage coordinate values including a position shift component due to the distortion of the stage and ideal stage coordinate values not including the position shift component is obtained. A function of measuring an actual measurement stage coordinate value, which is a coordinate of a stage coordinate system, with respect to the target point set on a predetermined target point setting reference wafer placed on the stage; and By correcting the value according to the coordinate correction information, the first ideal stage coordinate value not including the position shift component is obtained. In addition, a function for obtaining a wafer coordinate value, which is a coordinate in a wafer coordinate system, by performing coordinate conversion on the first ideal stage coordinate value, and a function relating to the target point on the target wafer mounted on the stage. A second ideal stage coordinate value for the target point is obtained by performing coordinate conversion on the wafer coordinate value, and the second ideal stage coordinate value is corrected according to the coordinate correction information, thereby obtaining a position due to distortion of the stage. A computer-readable recording medium on which a computer program for causing a computer to perform a function of obtaining a correction stage coordinate value including a deviation component with respect to the target point is recorded.
【0019】第5の態様は、コンピュータに上記の発明
の各工程または各手段の機能を実現させるコンピュータ
プログラムを通信経路を介して供給するプログラム供給
装置としての態様である。こうした態様では、プログラ
ムをネットワーク上のサーバなどに置き、通信経路を介
して、必要なプログラムをコンピュータにダウンロード
し、これを実行することで、上記の処理方法や処理装置
を実現することができる。
The fifth aspect is an aspect as a program supply device for supplying a computer program for realizing the functions of each step or each means of the above-described invention to a computer via a communication path. In such an embodiment, the above-described processing method and processing device can be realized by placing the program on a server or the like on a network, downloading the necessary program to a computer via a communication path, and executing the program.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A.装置の構成:以下、本発明の実施の形態を実施例に
基づいて説明する。図1は、この発明の実施例を適用し
て半導体ウェハの位置合わせ処理(アラインメント処
理)を行なう機能を有する測定装置の構成を示すブロッ
ク図である。この測定装置は、制御操作ユニット30
と、光学ユニット40と、画像処理ユニット50とを備
えている。
A. Configuration of Apparatus: Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a measuring apparatus having a function of performing a positioning process (alignment process) of a semiconductor wafer by applying an embodiment of the present invention. This measuring device is controlled by the control operation unit 30
, An optical unit 40, and an image processing unit 50.
【0021】制御操作ユニット30は、表示部31と、
操作部32と、制御部33と、ステージ駆動部34と、
ステージ座標読み込み部35と、XYステージ36とを
備えている。表示部31としては、例えばモニタや液晶
ディスプレイ等が使用される。また、操作部32として
は、例えばキーボードやマウス等が用いられる。XYス
テージ36の上には、半導体ウェハWFが載置される。
半導体ウェハWFの表面には、タイル状に配列された矩
形の複数の半導体チップが形成されている。なお、この
装置は、XYステージ36を回転させる機構は有してい
ない。
The control operation unit 30 includes a display unit 31,
An operation unit 32, a control unit 33, a stage driving unit 34,
A stage coordinate reading unit 35 and an XY stage 36 are provided. As the display unit 31, for example, a monitor or a liquid crystal display is used. As the operation unit 32, for example, a keyboard or a mouse is used. On the XY stage 36, a semiconductor wafer WF is mounted.
On the surface of the semiconductor wafer WF, a plurality of rectangular semiconductor chips arranged in a tile shape are formed. This apparatus does not have a mechanism for rotating the XY stage 36.
【0022】光学ユニット40は、カメラ41と、光源
42と、ハーフミラー43と、対物レンズ44とを備え
ている。ハーフミラー43は、光源42から出射された
光を対物レンズ44に向けて反射し、XYステージ36
上の半導体ウェハWFに光を照射する。半導体ウェハW
Fの表面で反射されたは光は、対物レンズ44とハーフ
ミラー43とを通過して、カメラ41に入射する。すな
わち、カメラ41は、半導体ウェハWFの表面の画像を
撮像する。画像としては、多階調画像(グレー画像)を
読取ることが好ましい。なお、この実施例では、カメラ
41の視野サイズは、半導体ウェハの表面に形成された
半導体チップの1個分のサイズよりも小さい。後で詳述
するように、半導体ウェハWFの多階調画像は、画像処
理ユニット50によって処理され、これによって半導体
ウェハWFの回転方向が検出される。画像処理ユニット
50のモニタ136には、半導体ウェハWFの一部の撮
像領域の多階調画像が表示される。
The optical unit 40 includes a camera 41, a light source 42, a half mirror 43, and an objective lens 44. The half mirror 43 reflects the light emitted from the light source 42 toward the objective lens 44, and
The upper semiconductor wafer WF is irradiated with light. Semiconductor wafer W
The light reflected on the surface of F passes through the objective lens 44 and the half mirror 43 and enters the camera 41. That is, the camera 41 captures an image of the surface of the semiconductor wafer WF. As the image, it is preferable to read a multi-tone image (gray image). In this embodiment, the visual field size of the camera 41 is smaller than the size of one semiconductor chip formed on the surface of the semiconductor wafer. As will be described later in detail, the multi-tone image of the semiconductor wafer WF is processed by the image processing unit 50, whereby the rotation direction of the semiconductor wafer WF is detected. On the monitor 136 of the image processing unit 50, a multi-gradation image of a partial imaging region of the semiconductor wafer WF is displayed.
【0023】ユーザが操作部32を操作してXYステー
ジ36に対する移動指令を入力すると、その指令に応じ
て、制御部33がステージ駆動部34を制御してXYス
テージ36をX方向とY方向に移動させる。また、操作
部32からステージの座標読み込み指令が入力される
と、その時点のステージ座標情報がステージ座標読み込
み部35によって読込まれて制御部33に供給される。
ステージ座標情報は、必要に応じて表示部31に表示さ
れる。ステージ座標情報は、さらに、双方向の通信経路
38を介して制御部33から画像処理ユニット50にも
供給される。後述するように、画像処理ユニット50
は、画像処理によって認識されたウェハの回転方向と、
このステージ座標情報とを利用することによって、ウェ
ハの正確な回転方向や測定位置を決定する。
When the user operates the operation unit 32 to input a movement command for the XY stage 36, the control unit 33 controls the stage driving unit 34 to move the XY stage 36 in the X and Y directions in response to the command. Move. In addition, when a stage coordinate reading command is input from the operation unit 32, the stage coordinate information at that time is read by the stage coordinate reading unit 35 and supplied to the control unit 33.
The stage coordinate information is displayed on the display unit 31 as needed. The stage coordinate information is further supplied from the control unit 33 to the image processing unit 50 via the bidirectional communication path 38. As described later, the image processing unit 50
Is the rotation direction of the wafer recognized by the image processing,
By utilizing the stage coordinate information, the accurate rotation direction and measurement position of the wafer are determined.
【0024】図2は、画像処理ユニット50の内部構成
を示すブロック図である。この画像処理ユニット50
は、CPU110と、ROM114と、RAM116
と、入出力インタフェイス140とが、バスライン11
2に接続されたコンピュータシステムとして構成されて
いる。入出力インタフェイス140には、モニタ136
と、磁気ディスク138と、通信経路38とが接続され
ている。
FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the image processing unit 50. This image processing unit 50
Are a CPU 110, a ROM 114, and a RAM 116
And the input / output interface 140 are connected to the bus line 11
2 as a computer system. The input / output interface 140 includes a monitor 136.
, The magnetic disk 138 and the communication path 38 are connected.
【0025】RAM116には、等価回転方向決定手段
150と、撮像位置決定手段152と、パターンマッチ
ング手段154と、角度選択手段156と、回転方向決
定手段158と、基準位置決定手段160と、測定位置
決定手段162と、座標補正テーブル作成手段164
と、座標補正手段168と、座標変換手段170との機
能を実現するアプリケーションプログラムが格納されて
おり、また、座標補正テーブル作成手段164で作成さ
れた座標補正テーブル166が格納されている。なお、
パターンマッチング手段154は、パターンマッチング
によって決定されたマッチング画像内の特定位置の座標
を測定する座標測定手段としての機能も有している。こ
れらの各手段の機能については後述する。
The RAM 116 has an equivalent rotation direction determining unit 150, an imaging position determining unit 152, a pattern matching unit 154, an angle selecting unit 156, a rotation direction determining unit 158, a reference position determining unit 160, and a measuring position. Determination means 162 and coordinate correction table creation means 164
In addition, an application program for realizing the functions of the coordinate correction means 168 and the coordinate conversion means 170 is stored, and the coordinate correction table 166 created by the coordinate correction table creation means 164 is stored. In addition,
The pattern matching unit 154 also has a function as a coordinate measuring unit that measures the coordinates of a specific position in the matching image determined by the pattern matching. The function of each of these means will be described later.
【0026】これらの各手段の機能を実現するコンピュ
ータプログラムは、フレキシブルディスクやCD−RO
M等の、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録さ
れた形態で提供される。コンピュータは、その記録媒体
からコンピュータプログラムを読み取って内部記憶装置
または外部記憶装置に転送する。あるいは、通信経路を
介してコンピュータにコンピュータプログラムを供給す
るようにしてもよい。コンピュータプログラムの機能を
実現する時には、内部記憶装置に格納されたコンピュー
タプログラムがコンピュータのマイクロプロセッサによ
って実行される。また、記録媒体に記録されたコンピュ
ータプログラムをコンピュータが読み取って直接実行す
るようにしてもよい。
A computer program for realizing the functions of these means is a flexible disk or a CD-RO.
It is provided in a form recorded on a computer-readable recording medium such as M. The computer reads the computer program from the recording medium and transfers it to an internal storage device or an external storage device. Alternatively, a computer program may be supplied to a computer via a communication path. When implementing the functions of the computer program, the computer program stored in the internal storage device is executed by the microprocessor of the computer. Further, a computer may read a computer program recorded on a recording medium and directly execute the computer program.
【0027】この明細書において、コンピュータとは、
ハードウェア装置とオペレーションシステムとを含む概
念であり、オペレーションシステムの制御の下で動作す
るハードウェア装置を意味している。また、オペレーシ
ョンシステムが不要でアプリケーションプログラム単独
でハードウェア装置を動作させるような場合には、その
ハードウェア装置自体がコンピュータに相当する。ハー
ドウェア装置は、CPU等のマイクロプロセッサと、記
録媒体に記録されたコンピュータプログラムを読み取る
ための手段とを少なくとも備えている。コンピュータプ
ログラムは、このようなコンピュータに、上述の各手段
の機能を実現させるプログラムコードを含んでいる。な
お、上述の機能の一部は、アプリケーションプログラム
でなく、オペレーションシステムによって実現されてい
ても良い。
In this specification, a computer is
The concept includes a hardware device and an operation system, and means a hardware device that operates under the control of the operation system. In the case where an operation system is unnecessary and a hardware device is operated by an application program alone, the hardware device itself corresponds to a computer. The hardware device includes at least a microprocessor such as a CPU and means for reading a computer program recorded on a recording medium. The computer program includes a program code that causes such a computer to realize the functions of the above-described units. Some of the functions described above may be realized by an operation system instead of the application program.
【0028】なお、この発明における「記録媒体」とし
ては、フレキシブルディスクやCD−ROM、光磁気デ
ィスク、ICカード、ROMカートリッジ、パンチカー
ド、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピ
ュータの内部記憶装置(RAMやROMなどのメモリ)
および外部記憶装置等の、コンピュータが読取り可能な
種々の媒体を利用できる。
The "recording medium" in the present invention includes a flexible disk, a CD-ROM, a magneto-optical disk, an IC card, a ROM cartridge, a punched card, a printed matter on which a code such as a bar code is printed, and an internal storage of a computer. Device (RAM, ROM, etc.)
And various computer-readable media such as an external storage device.
【0029】B.位置合わせ処理の概要:図3は、実施
例における位置合わせ処理の概要を示す説明図である。
この実施例では、座標補正用ウェハWF0(図3
(A))と、測定点設定用基準ウェハWF1(図3
(B))と、被測定ウェハWF2(図3(C))と、の
3種類のウェハが用いられる。座標補正用ウェハWF0
は、n+1個の座標補正基準点P0〜Pnの位置が予め
正確に設定されているウェハである。測定点設定用基準
ウェハWF1と被測定ウェハWF2は同じ表面パターン
を有しており、複数の測定点PM1〜PM15がそれぞ
れ設定される。一般的には、同一のロットで処理された
複数のウェハの1枚が測定点設定用基準ウェハWF1と
して使用され、他の複数枚のウェハが被測定ウェハWF
2として使用される。以下では、測定点設定用基準ウェ
ハWF1を、単に「基準ウェハWF1」とも呼ぶ。
B. Overview of Positioning Process: FIG. 3 is an explanatory diagram showing an overview of the positioning process in the embodiment.
In this embodiment, the coordinate correction wafer WF0 (FIG. 3)
(A)) and the measurement point setting reference wafer WF1 (FIG. 3).
(B)) and a wafer to be measured WF2 (FIG. 3C) are used. Coordinate correction wafer WF0
Is a wafer in which the positions of n + 1 coordinate correction reference points P0 to Pn are accurately set in advance. The measurement point setting reference wafer WF1 and the measured wafer WF2 have the same surface pattern, and a plurality of measurement points PM1 to PM15 are respectively set. In general, one of a plurality of wafers processed in the same lot is used as a measurement point setting reference wafer WF1, and the other plurality of wafers are used as measurement target wafers WF1.
Used as 2. Hereinafter, the measurement point setting reference wafer WF1 is also simply referred to as “reference wafer WF1”.
【0030】なお、基準ウェハWF1は、本発明におけ
る対象点設定用ウェハに相当し、被測定ウェハWF2
は、本発明における対象ウェハに相当する。
The reference wafer WF1 corresponds to the target point setting wafer in the present invention, and the measured wafer WF2
Corresponds to the target wafer in the present invention.
【0031】図4は、実施例における位置合わせ処理の
全体手順を示すフローチャートである。ステップT1で
は、座標補正用ウェハWF0を用いて、XYステージ3
6の歪みによるステージ座標値の位置ズレを補正するた
めの座標補正テーブル166(図2)が作成される。こ
のステップT1では、まず、座標補正用ウェハWF0を
XYステージ36(図1)上に載置し、各座標補正基準
点P0〜Pnのステージ座標系の座標値(「実測ステー
ジ座標値」と呼ぶ)を測定する。各座標補正基準点P0
〜Pnは、座標補正用ウェハWF0上において正確なピ
ッチで配列されているので、各点P0〜Pnの位置の設
定値から、XYステージ36の歪みによる位置ズレ成分
を含まない理想的なステージ座標値(「理想ステージ座
標値」と呼ぶ)を決定することができる。こうして得ら
れた各座標補正基準点P0〜Pnの実測ステージ座標値
と理想ステージ座標値との差分を取ることによって、座
標補正値(ΔX,ΔY)が得られる。この座標補正値
(ΔX,ΔY)は、XYステージ36の歪みに起因する
位置ズレを表している。各座標補正基準点P0〜Pnに
おける座標補正値(ΔX,ΔY)は、各座標補正基準点
P0〜Pnの実測ステージ座標値と共に、座標補正テー
ブル166に登録される。この座標補正テーブル166
は、ステージの歪みによる位置ズレ成分を含む実測ステ
ージ座標値と、位置ズレ成分を含まない理想ステージ座
標値との関係を示す座標補正情報に相当する。
FIG. 4 is a flowchart showing the overall procedure of the positioning process in the embodiment. In step T1, the XY stage 3 is set using the coordinate correction wafer WF0.
A coordinate correction table 166 (FIG. 2) for correcting a positional shift of the stage coordinate value due to the distortion of No. 6 is created. In this step T1, the coordinate correction wafer WF0 is first placed on the XY stage 36 (FIG. 1), and the coordinate values of the coordinate correction reference points P0 to Pn in the stage coordinate system (referred to as "actually measured stage coordinate values"). ) Is measured. Each coordinate correction reference point P0
To Pn are arranged at an accurate pitch on the coordinate correction wafer WF0. Therefore, from the set values of the positions of the points P0 to Pn, ideal stage coordinates that do not include a position shift component due to distortion of the XY stage 36. A value (referred to as “ideal stage coordinate value”) can be determined. By taking the difference between the actually measured stage coordinate values of the coordinate correction reference points P0 to Pn and the ideal stage coordinate values thus obtained, coordinate correction values (ΔX, ΔY) are obtained. The coordinate correction values (ΔX, ΔY) indicate a positional shift caused by the distortion of the XY stage 36. The coordinate correction values (ΔX, ΔY) at the respective coordinate correction reference points P0 to Pn are registered in the coordinate correction table 166 together with the actually measured stage coordinate values of the respective coordinate correction reference points P0 to Pn. This coordinate correction table 166
Corresponds to coordinate correction information indicating a relationship between an actual measurement stage coordinate value including a position shift component due to a stage distortion and an ideal stage coordinate value not including a position shift component.
【0032】なお、この明細書において、ステージ座標
系とはXYステージ36に対して固定された座標系を意
味し、ウェハ座標系とは各ウェハに対して固定された座
標系を意味する。また、ステージ座標系の座標値を単に
「ステージ座標値」と呼び、また、ウェハ座標系の座標
値を単に「ウェハ座標値」と呼んでいる。
In this specification, the stage coordinate system means a coordinate system fixed to the XY stage 36, and the wafer coordinate system means a coordinate system fixed to each wafer. Further, the coordinate values of the stage coordinate system are simply referred to as “stage coordinate values”, and the coordinate values of the wafer coordinate system are simply referred to as “wafer coordinate values”.
【0033】ステップT2におけるプリアライメント前
処理では、基準ウェハWF1のウェハ座標系とステージ
座標系との間の座標変換に用いられる座標変換係数が決
定される。この座標変換係数は、基準ウェハWF1の回
転角度θ1と、位置決め基準点RPの実測ステージ座標
値とに基づいて決定される。ところで、図1に示す測定
装置はXYステージ36上に載置されたウェハを回転す
るための回転機構を備えていないので、XYステージ3
6上に載置された基準ウェハWF1は任意の方向を取り
得る。基準ウェハWF1の回転角度θ1は、パターンマ
ッチングを含む画像処理によって決定される。なお、回
転角度θ1は、XYステージ36の基準方向Ds とウェ
ハの基準方向DL1との間の角度として定義されている。
In the pre-alignment pre-process in step T2, a coordinate conversion coefficient used for coordinate conversion between the wafer coordinate system of the reference wafer WF1 and the stage coordinate system is determined. This coordinate conversion coefficient is determined based on the rotation angle θ1 of the reference wafer WF1 and the measured stage coordinate value of the positioning reference point RP. By the way, since the measuring apparatus shown in FIG. 1 does not include a rotation mechanism for rotating a wafer placed on the XY stage 36, the XY stage 3
The reference wafer WF1 placed on 6 can take any direction. The rotation angle θ1 of the reference wafer WF1 is determined by image processing including pattern matching. The rotation angle θ1 is defined as an angle between the reference direction Ds of the XY stage 36 and the reference direction DL1 of the wafer.
【0034】ステップT3では、基準ウェハWF1上に
おいて複数の測定点PM1〜PM15の位置が設定され
る。各測定点PM1〜PM15の実測ステージ座標値
は、座標補正テーブル166を用いて補正され、さら
に、ウェハ座標系の座標値に変換されて登録される。こ
の結果、複数の測定点PM1〜PM15に関して、XY
ステージ36の歪みによる位置ズレ成分を含まないウェ
ハ座標系の座標値がそれぞれ登録される。
In step T3, the positions of a plurality of measurement points PM1 to PM15 are set on the reference wafer WF1. The actual measurement stage coordinate values of the measurement points PM1 to PM15 are corrected using the coordinate correction table 166, and are further converted into the coordinate values of the wafer coordinate system and registered. As a result, for the plurality of measurement points PM1 to PM15, XY
The coordinate values of the wafer coordinate system that do not include the displacement component due to the distortion of the stage 36 are registered.
【0035】ステップT4におけるプリアライメント前
処理では、被測定ウェハWF2のウェハ座標系とステー
ジ座標系との間の座標変換に用いられる座標変換係数が
決定される。この座標変換係数は、ステップT2と同様
に、被測定ウェハWF2の回転角度θ2と、位置決め基
準点RPの実測ステージ座標値とに基づいて決定され
る。
In the pre-alignment pre-process in step T4, a coordinate conversion coefficient used for coordinate conversion between the wafer coordinate system of the wafer WF2 to be measured and the stage coordinate system is determined. The coordinate conversion coefficient is determined based on the rotation angle θ2 of the measured wafer WF2 and the measured stage coordinate value of the positioning reference point RP, as in step T2.
【0036】ステップT5では、被測定ウェハWF2上
において、各測定点PM1〜PM15のそれぞれに関す
る位置決め処理が実行される。ここでは、まず、基準ウ
ェハWF1を用いて設定された各測定点PM1〜PM1
5のウェハ座標値が理想ステージ座標値に変換され、さ
らに、この理想ステージ座標値が座標補正テーブル16
6を用いて補正されてXYステージ36の歪みによる位
置ズレ成分を含むステージ座標値(「補正ステージ座標
値」と呼ぶ)が求められる。この補正ステージ座標値
は、XYステージ36上における各測定点PM1〜PM
15の実際の位置を示している。この補正ステージ座標
値を用いることによって、所定の測定プローブ(図示せ
ず)を各測定点PM1〜PM15に正確に位置決めする
ことができる。
In step T5, a positioning process is performed on each of the measurement points PM1 to PM15 on the measurement target wafer WF2. Here, first, each of the measurement points PM1 to PM1 set using the reference wafer WF1 is set.
5 is converted into the ideal stage coordinate value, and the ideal stage coordinate value is converted into the coordinate correction table 16.
Then, a stage coordinate value (referred to as a "corrected stage coordinate value") including a positional shift component due to the distortion of the XY stage 36 is obtained by using the correction. The coordinate values of the correction stage are measured at the respective measurement points PM1 to PM on the XY stage 36.
15 actual positions are shown. By using the corrected stage coordinate values, a predetermined measurement probe (not shown) can be accurately positioned at each of the measurement points PM1 to PM15.
【0037】なお、ステップT1における座標補正テー
ブル作成処理は、図2に示す座標補正テーブル作成手段
164と、パターンマッチング手段154とによって実
行される。ステップT2,T4における処理は、基準位
置決定手段160と、他のいくつかの手段150,15
2,154,156,158とが協力して実行する。ス
テップT3,T5における処理は、測定位置決定手段1
62と、撮像位置決定手段152と、パターンマッチン
グ手段154と、座標補正手段168と、座標変換手段
170とが協力して実行する。
The coordinate correction table creation processing in step T1 is executed by the coordinate correction table creation means 164 and the pattern matching means 154 shown in FIG. The processing in Steps T2 and T4 includes the reference position determining means 160 and some other means 150 and 15
2, 154, 156, and 158 in cooperation with each other. The processing in steps T3 and T5 is performed by
62, the imaging position determination unit 152, the pattern matching unit 154, the coordinate correction unit 168, and the coordinate conversion unit 170 execute in cooperation.
【0038】なお、ステップT2,T4は座標変換係数
を求めるための処理なので、以下に説明する実施例以外
の種々の処理を利用することができる。そこで、以下で
はまず、ステップT1,T3,T5の処理内容を詳細に
説明し、その後にステップT2,T4の処理内容の一例
を説明する。
Steps T2 and T4 are processes for obtaining the coordinate transformation coefficients, so that various processes other than the embodiment described below can be used. Therefore, hereinafter, first, the processing contents of steps T1, T3, and T5 will be described in detail, and then, an example of the processing contents of steps T2 and T4 will be described.
【0039】C.座標補正テーブル作成処理(ステップ
T1)の詳細:図5は、ステップT1の詳細手順を示す
フローチャートである。ステップT11では、座標補正
用ウェハWF0をXYステージ36の上に載置する。図
6(A),(B)は、XYステージ36上に載置された
座標補正用ウェハWF0を示している。X軸とY軸は、
ステージ座標系の座標軸である。このウェハWF0の上
には、n+1個の座標基準点P0〜Pnが所定のピッチ
で正方格子状に正確に配列されている。なお、座標基準
点P0〜Pnは正方格子状に配列されている必要は無
く、所定の配列で配置されていればよい。
C. Details of Coordinate Correction Table Creation Processing (Step T1): FIG. 5 is a flowchart showing a detailed procedure of step T1. In step T11, the coordinate correction wafer WF0 is placed on the XY stage. FIGS. 6A and 6B show a coordinate correction wafer WF0 placed on the XY stage 36. FIG. The X and Y axes are
This is a coordinate axis of the stage coordinate system. On this wafer WF0, n + 1 coordinate reference points P0 to Pn are accurately arranged in a square lattice at a predetermined pitch. Note that the coordinate reference points P0 to Pn need not be arranged in a square lattice, but may be arranged in a predetermined arrangement.
【0040】座標補正用ウェハWF0は、図6(A)の
ようにステージ座標系の座標軸とは多少回転した状態で
XYステージ36上に載置されてもよい。但し、ノッチ
NTを所定の方向(図の例では−Y方向)にほぼ向ける
ようにして、ステージ座標系の座標軸からあまり大きく
回転しないようにすることが好ましい。あるいは、図6
(B)のように、ウェハWF0の上にX軸およびY軸と
平行になる直線(図示せず)を描いておき、これらの直
線がステージ座標系の座標軸と一致する状態になるよう
にXYステージ36上に載置してもよい。以下では、主
として図6(A)のようにウェハWF0が角度βだけ傾
いた状態で載置された場合について説明する。
The coordinate correction wafer WF0 may be mounted on the XY stage 36 while being slightly rotated with respect to the coordinate axes of the stage coordinate system as shown in FIG. However, it is preferable that the notch NT be oriented substantially in a predetermined direction (the −Y direction in the example of the drawing) so as not to rotate too much from the coordinate axes of the stage coordinate system. Alternatively, FIG.
As shown in (B), straight lines (not shown) which are parallel to the X-axis and the Y-axis are drawn on the wafer WF0, and the XY directions are set so that these straight lines coincide with the coordinate axes of the stage coordinate system. It may be placed on the stage 36. The following mainly describes a case where wafer WF0 is placed in a state inclined by angle β as shown in FIG.
【0041】図5のステップT12では、座標補正用ウ
ェハWF0の中央付近のパターンをカメラ41によって
撮像し、その画像の中から座標補正基準点の位置を検出
するためのテンプレート画像を抽出する。図7は、座標
補正用ウェハWF0の中央付近のパターンを示す説明図
である。ウェハWF0には、同一のパターンPTN0〜
PTN5(図7の例では家の形のパターン)が、横方向
と縦方向にそれぞれ所定のピッチΔd1,Δd2で規則
正しく配列されている。これらのピッチΔd1,Δd2
は、パターンPTN0〜PTN5を形成するときに予め
設定された値である。なお、これらのパターンPTN0
〜PTN5は回転対称性が無いので、以下に説明するよ
うに、これらのパターンPTN0〜PTN5を用いて座
標補正基準点P0〜Pnの方向や位置を正しく決定する
ことができる。
In step T12 of FIG. 5, a pattern near the center of the coordinate correction wafer WF0 is captured by the camera 41, and a template image for detecting the position of the coordinate correction reference point is extracted from the image. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a pattern near the center of the coordinate correction wafer WF0. The same pattern PTN0 is provided on the wafer WF0.
PTNs 5 (house-shaped patterns in the example of FIG. 7) are regularly arranged in the horizontal and vertical directions at predetermined pitches Δd1 and Δd2, respectively. These pitches Δd1, Δd2
Is a value set in advance when forming the patterns PTN0 to PTN5. Note that these patterns PTN0
Since PTN5 has no rotational symmetry, the directions and positions of the coordinate correction reference points P0 to Pn can be correctly determined using these patterns PTN0 to PTN5 as described below.
【0042】ステップT12においては、まず、カメラ
41の視野Wが図7の左下のパターンPTN0を含むよ
うにXYステージ36を移動させて、その視野Wの画像
を撮像する。そして、この画像の中において、ユーザが
パターンPTN0を含む領域を指定し、その領域の画像
をパターンマッチング用のテンプレート画像TM0とし
て抽出する。そして、抽出されたテンプレート画像TM
0の所定の基準位置(図7の例では左上点P0)の実測
ステージ座標値(X0re,Y0re)を取得する。この基
準位置P0(X0re,Y0re)は、1番目の座標補正基
準点として使用される。なお、実測ステージ座標値(X
0re,Y0re)は、ステージ座標読み込み部35で読取
られたステージ座標値(これは例えば視野Wの中心位置
を示す)と、視野W内における基準点P0の位置とから
決定される。
In step T12, first, the XY stage 36 is moved so that the field of view W of the camera 41 includes the lower left pattern PTN0 in FIG. 7, and an image of the field of view W is captured. Then, in this image, the user specifies a region including the pattern PTN0, and extracts an image of the region as a template image TM0 for pattern matching. Then, the extracted template image TM
An actual measurement stage coordinate value (X0re, Y0re) at a predetermined reference position of 0 (the upper left point P0 in the example of FIG. 7) is acquired. This reference position P0 (X0re, Y0re) is used as a first coordinate correction reference point. Note that the actual measurement stage coordinate values (X
0re, Y0re) is determined from the stage coordinate value read by the stage coordinate reading unit 35 (for example, indicating the center position of the visual field W) and the position of the reference point P0 within the visual field W.
【0043】ステップT13では、XYステージ36を
移動させることによって、2番目のパターンPTN1
(図7)の位置にカメラ41の視野Wを移動させる。そ
して、パターンPTN1を含む画像を撮像し、テンプレ
ート画像TM0を用いたテンプレートマッチング処理を
行う。テンプレート画像TM0にマッチングする画像T
M1を検出した後に、そのマッチング画像TM1の左上
点(座標補正基準点)P1の実測ステージ座標値(X1
re,Y1re)も取得する。
In step T13, the second pattern PTN1 is moved by moving the XY stage 36.
The visual field W of the camera 41 is moved to the position (FIG. 7). Then, an image including the pattern PTN1 is captured, and a template matching process using the template image TM0 is performed. Image T matching template image TM0
After M1 is detected, the actual measurement stage coordinate value (X1
re, Y1re).
【0044】2つの座標補正基準点P0,P1の実測ス
テージ座標値から、座標補正用ウェハWF0の回転角度
が得られる。この回転角度β(図6(A))と、パター
ンPTN0〜PTNの既知の配列ピッチΔd1,Δd2
とに基づいて、3番目以降の他のパターンの位置を予測
することができる。そこで、ステップT13において
は、3番目以降のパターンの位置の予測に従ってXYス
テージ36を移動させ、各位置で画像を撮像し、テンプ
レート画像TM0を用いたパターンマッチング処理を行
うことによって、3番目以降の座標補正基準点P2〜P
nの実測ステージ座標値をそれぞれ求める。
The rotation angle of the coordinate correction wafer WF0 is obtained from the actually measured stage coordinate values of the two coordinate correction reference points P0 and P1. The rotation angle β (FIG. 6A) and the known arrangement pitches Δd1, Δd2 of the patterns PTN0 to PTN
, The position of the third and subsequent other patterns can be predicted. Therefore, in step T13, the XY stage 36 is moved in accordance with the prediction of the position of the third and subsequent patterns, images are captured at each position, and pattern matching processing using the template image TM0 is performed, thereby performing the third and subsequent patterns. Coordinate correction reference points P2 to P
The actual measured stage coordinate values of n are obtained.
【0045】なお、上記のステップT12,T13の処
理から解るように、座標補正基準点P0〜Pnの位置
は、座標補正用ウェハWF0上に予め設定されている必
要は無く、所定の配列で形成された複数の同一パターン
と所定の位置関係にある複数の点を座標補正基準点P0
〜Pnとして設定することができる。このようにして設
定された座標補正基準点P0〜Pnも、横方向と縦方向
にそれぞれ所定のピッチΔd1,Δd2で規則正しく配
列されている。
As can be understood from the processing in steps T12 and T13, the positions of the coordinate correction reference points P0 to Pn need not be set in advance on the coordinate correction wafer WF0, but are formed in a predetermined arrangement. A plurality of points having a predetermined positional relationship with the plurality of same patterns that have been set are defined as a coordinate correction
To Pn. The coordinate correction reference points P0 to Pn thus set are also regularly arranged in the horizontal and vertical directions at predetermined pitches Δd1 and Δd2, respectively.
【0046】ステップT14では、各座標補正基準点P
0〜Pnの理想ステージ座標値を求める。ここで、「理
想ステージ座標値」とは、XYステージ36の歪みによ
る位置ズレ成分を含まないステージ座標値を言う。一
方、上記ステップT12,T13で得られた各座標補正
基準点P0〜Pnの実測ステージ座標値は、XYステー
ジ36の歪みによる位置ズレ成分を含むステージ座標値
である。
In step T14, each coordinate correction reference point P
An ideal stage coordinate value of 0 to Pn is obtained. Here, the “ideal stage coordinate value” refers to a stage coordinate value that does not include a displacement component due to the distortion of the XY stage 36. On the other hand, the measured stage coordinate values of the respective coordinate correction reference points P0 to Pn obtained in steps T12 and T13 are stage coordinate values including a position shift component due to distortion of the XY stage 36.
【0047】図8(A),(B)は、各座標補正基準点
P0〜Pnの理想ステージ座標値と実測ステージ座標値
との関係を示す説明図である。U軸とV軸は、座標補正
用ウェハWF0のウェハ座標系の座標軸であり、X軸と
Y軸はステージ座標系の座標軸である。図8(A)は、
XYステージ36の歪みに起因する位置ズレが無いよう
な理想状態を示している。また、図8(A)では、1番
目の座標基準点P0はウェハ座標系の原点に位置してお
り、ウェハWF0の回転角度が0°であるような、特別
な状態を示している。この状態においては、白丸で示す
各座標補正基準点P0id〜Pnidは、U軸方向とV軸方
向にそれぞれ所定のピッチΔd1,Δd2で規則正しく
配列されている。図8(A)において各座標補正基準点
P0〜Pnの後に符号「id」が追加されているのは、理
想状態であることを意味している。なお、「理想状態」
とは、XYステージ36の歪みに起因する位置ズレが無
いよう状態を意味しており、ウェハWF0が傾いていた
り、XYステージ36の中心から多少ずれている場合も
理想状態と言える。
FIGS. 8A and 8B are explanatory diagrams showing the relationship between the ideal stage coordinate values and the actually measured stage coordinate values of the respective coordinate correction reference points P0 to Pn. The U axis and the V axis are coordinate axes in the wafer coordinate system of the coordinate correction wafer WF0, and the X axis and the Y axis are coordinate axes in the stage coordinate system. FIG. 8 (A)
This shows an ideal state in which there is no positional deviation due to the distortion of the XY stage 36. In FIG. 8A, the first coordinate reference point P0 is located at the origin of the wafer coordinate system, and shows a special state in which the rotation angle of the wafer WF0 is 0 °. In this state, the coordinate correction reference points P0id to Pnid indicated by white circles are regularly arranged at predetermined pitches Δd1 and Δd2 in the U-axis direction and the V-axis direction. In FIG. 8A, the addition of the code “id” after each of the coordinate correction reference points P0 to Pn means that it is an ideal state. "Ideal state"
This means that there is no positional deviation due to the distortion of the XY stage 36, and it can be said that the ideal state is when the wafer WF0 is tilted or slightly deviated from the center of the XY stage 36.
【0048】図8(B)は、現実の各座標補正基準点P
0〜Pnの位置を示している。この状態では、ウェハ座
標系はステージ座標系から反時計方向に角度βだけ回転
しており、また、1番目の座標補正基準点P0の位置
が、ステージ座標系の原点Oから平行移動している。図
8(B)に白丸で示す座標補正基準点P0id〜Pnid
は、図8(A)のU−V座標系に回転と平行移動とを施
して得られる位置を示しており、ステージ歪みによる位
置ズレを含まない座標位置を示している。一方、図8
(B)に黒丸で示す各座標補正基準点P0re〜Pnre
は、上述したステップT12,T13で実測された位置
を示しており、ステージ歪みによる位置ズレを含む実際
の座標位置を示している。白丸で示す理想状態の座標補
正基準点P0id〜Pnidと、黒丸で示す現実の座標補正
基準点P0re〜Pnreとの間には、XYステージ36の
歪みに起因する位置ズレ(ΔX,ΔY)が生じている。
FIG. 8B shows actual coordinate correction reference points P
0 to Pn are shown. In this state, the wafer coordinate system is rotated counterclockwise from the stage coordinate system by an angle β, and the position of the first coordinate correction reference point P0 is translated from the origin O of the stage coordinate system. . The coordinate correction reference points P0id to Pnid indicated by white circles in FIG.
Indicates a position obtained by performing rotation and translation on the UV coordinate system in FIG. 8A, and indicates a coordinate position that does not include a positional shift due to stage distortion. On the other hand, FIG.
Each coordinate correction reference point P0re to Pnre indicated by a black circle in FIG.
Indicates the position actually measured in steps T12 and T13 described above, and indicates an actual coordinate position including a position shift due to stage distortion. Position shifts (ΔX, ΔY) due to the distortion of the XY stage 36 occur between the coordinate correction reference points P0id to Pnid in the ideal state indicated by white circles and the actual coordinate correction reference points P0re to Pnre indicated by black circles. ing.
【0049】図8(B)にも示されているように、座標
補正用ウェハWF0の中央付近に存在する1番目の座標
補正基準点P0については、理想状態の位置POidと、
現実の位置POreとが一致しているものと仮定してい
る。XYステージ36の中央付近では、位置ズレ(Δ
X,ΔY)は無視できる程度なので、このように仮定し
ても実際上の問題はほとんど無い。このような仮定を用
いると、2番目以降の各座標補正基準点の理想ステージ
座標値P1id〜Pnidを、1番目の座標補正基準点P0
のステージ座標値(X0,Y0)と、座標補正用ウェハ
WF0の回転角度βと、座標補正基準点同士の既知のピ
ッチΔd1,Δd2とに基づいて計算できる。すなわ
ち、図8(A)の状態における各点のウェハ座標値を
(U,V)とすると、図8(B)の状態における各点の
理想ステージ座標値(Xid,Yid)は、次の数式1に示
すアフィン変換で与えられる。
As shown in FIG. 8B, the first coordinate correction reference point P0 near the center of the coordinate correction wafer WF0 has an ideal position POid,
It is assumed that the actual position POre matches. In the vicinity of the center of the XY stage 36, the position shift (Δ
Since (X, ΔY) is negligible, there is almost no practical problem even if such an assumption is made. Using such an assumption, the ideal stage coordinate values P1id to Pnid of the second and subsequent coordinate correction reference points are converted to the first coordinate correction reference point P0.
Can be calculated based on the stage coordinate values (X0, Y0), the rotation angle β of the coordinate correction wafer WF0, and the known pitches Δd1, Δd2 between the coordinate correction reference points. That is, assuming that the wafer coordinate value of each point in the state of FIG. 8A is (U, V), the ideal stage coordinate value (Xid, Yid) of each point in the state of FIG. 1 given by the affine transformation.
【0050】[0050]
【数1】 (Equation 1)
【0051】上記数式1の右辺に、図8(A)のような
理想状態における各座標補正基準点P0〜Pnの座標値
(U,V)を代入することによって、各座標補正基準点
P0〜Pnの理想ステージ座標値(Xid,Yid)を求め
ることができる。
By substituting the coordinate values (U, V) of the coordinate correction reference points P0 to Pn in the ideal state as shown in FIG. The ideal stage coordinate value (Xid, Yid) of Pn can be obtained.
【0052】図5のステップT15では、各座標補正基
準点P0〜Pnにおける理想ステージ座標値(Xid,Y
id)と実測ステージ座標値(Xre,Yre)とが座標補正
テーブル166に登録される。図9は、座標補正テーブ
ル166の内容を示す説明図である。座標補正テーブル
166には、各座標補正基準点に関して、実測X座標値
Xreと、理想X座標値Xidと、X座標値のズレΔX(=
Xre−Xid)と、実測Y座標値Yreと、理想Y座標値Y
idと、Y座標値のズレΔY(=Yre−Yid)とが登録さ
れている。なお、座標補正テーブル166には、実測ス
テージ座標値(Xre,Yre)と、理想ステージ座標値
(Xid,Yid)と、ズレ(ΔX,ΔY)と、の3つのデ
ータのうちの2つが少なくとも登録されていればよい。
At step T15 in FIG. 5, the ideal stage coordinate values (Xid, Y) at the respective coordinate correction reference points P0 to Pn.
id) and the measured stage coordinate values (Xre, Yre) are registered in the coordinate correction table 166. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the contents of the coordinate correction table 166. In the coordinate correction table 166, for each coordinate correction reference point, the measured X coordinate value Xre, the ideal X coordinate value Xid, and the deviation ΔX (=
Xre-Xid), the measured Y coordinate value Yre, and the ideal Y coordinate value Y
The id and the deviation ΔY of the Y coordinate value (= Yre−Yid) are registered. In the coordinate correction table 166, at least two of the three data of the actually measured stage coordinate values (Xre, Yre), the ideal stage coordinate values (Xid, Yid), and the deviation (ΔX, ΔY) are registered. It should just be done.
【0053】このような座標補正テーブル166は、X
Yステージ36の歪みに起因する位置ズレを補正するた
めに使用できる。すなわち、或る対象点の実測ステージ
座標値(Xre,Yre)が得られたときに、この実測ステ
ージ座標値(Xre,Yre)からズレ(ΔX,ΔY)を減
算すれば、対応する理想ステージ座標値(Xid,Yre)
を求めることができる。逆に、或る対象点の理想ステー
ジ座標値(Xid,Yid)が得られたときに、この理想ス
テージ座標値(Xid,Yid)にズレ(ΔX,ΔY)を加
算すれば、対応する実測ステージ座標値(Xre,Yre)
を求めることができる。
Such a coordinate correction table 166 stores X
It can be used to correct a positional shift caused by the distortion of the Y stage 36. That is, when the measured stage coordinate value (Xre, Yre) of a certain target point is obtained, the deviation (ΔX, ΔY) is subtracted from the measured stage coordinate value (Xre, Yre) to obtain the corresponding ideal stage coordinate. Value (Xid, Yre)
Can be requested. Conversely, when the ideal stage coordinate value (Xid, Yid) of a certain target point is obtained, if the deviation (ΔX, ΔY) is added to the ideal stage coordinate value (Xid, Yid), the corresponding actual measurement stage is obtained. Coordinate value (Xre, Yre)
Can be requested.
【0054】D.測定点位置の登録処理(ステップT
3)の詳細:図10は、図4のステップT3の詳細手順
を示すフローチャートである。このステップT3では、
基準ウェハWF1(図3(B))を用いて複数の測定点
PM1〜PM15の位置が設定される。なお、ステップ
T3に先だち、ステップT2(図4)において基準ウェ
ハWF1に関するプリアライメント前処理が行われてお
り、この結果、ウェハ座標系とステージ座標系の座標変
換に用いられる座標変換係数が得られている。このプリ
アライメント前処理の詳細については後述する。
D. Registration of measurement point position (step T
Details of 3): FIG. 10 is a flowchart showing a detailed procedure of step T3 in FIG. In this step T3,
Using the reference wafer WF1 (FIG. 3B), the positions of the plurality of measurement points PM1 to PM15 are set. Prior to step T3, pre-alignment pre-processing for the reference wafer WF1 is performed in step T2 (FIG. 4), and as a result, a coordinate conversion coefficient used for coordinate conversion between the wafer coordinate system and the stage coordinate system is obtained. ing. Details of the pre-alignment pre-processing will be described later.
【0055】図10のステップT21では、最初の測定
点PM1をカメラ41の視野内に含む位置にXYステー
ジ36を移動させる。そして、測定点PM1の実測ステ
ージ座標値(Xre,Yre)を取得する。この動作は、ユ
ーザが操作部32(図1)を操作することによって実行
される。
In step T21 of FIG. 10, the XY stage 36 is moved to a position including the first measurement point PM1 in the field of view of the camera 41. Then, the measurement stage coordinate value (Xre, Yre) of the measurement point PM1 is obtained. This operation is executed by the user operating the operation unit 32 (FIG. 1).
【0056】ステップT22では、この測定点PM1の
実測ステージ座標値(Xre,Yre)を座標補正テーブル
166で補正することによって、その理想ステージ座標
値(Xid,Yid)を求める。図11(A),(B)は、
ステップT22における座標補正処理の内容を示す説明
図である。図11(A)は、測定点PM1の実測位置P
M1reと、その近傍の4つの座標補正基準点Q1re〜Q
4reとを示している。ここで、座標補正基準点Q1re〜
Q4reは、図3(A)に示すn+1個の座標補正基準点
P0〜Pnの中の4つであるが、図11では図示の便宜
上、図3(A)とは異なる符号を使用している。図11
(B)は、図11(A)に示す点に加えて、測定点PM
1の理想ステージ座標値で示される位置の点PMidと、
その周辺の4つの座標補正基準点の理想ステージ座標値
で示される位置の点Q1id〜Q4idを描いた図である。
測定点PM1reの実測ステージ座標値(Xre,Yre)
は、測定点PM1reに最も近い3つの座標補正基準点Q
1re,Q2re,Q3reに関する座標補正テーブル166
の登録内容に基づいて補正される。
In step T22, the ideal stage coordinate values (Xid, Yid) are obtained by correcting the actually measured stage coordinate values (Xre, Yre) of the measurement point PM1 with the coordinate correction table 166. FIGS. 11 (A) and 11 (B)
It is explanatory drawing which shows the content of the coordinate correction process in step T22. FIG. 11A shows the actual measurement position P of the measurement point PM1.
M1re and four coordinate correction reference points Q1re to Q1
4re. Here, the coordinate correction reference point Q1re ~
Q4re is four out of the (n + 1) coordinate correction reference points P0 to Pn shown in FIG. 3 (A), but in FIG. 11, for convenience of illustration, reference numerals different from those in FIG. 3 (A) are used. . FIG.
(B) shows the measurement points PM in addition to the points shown in FIG.
A point PMid at a position indicated by the ideal stage coordinate value of 1;
FIG. 11 is a diagram illustrating points Q1id to Q4id at positions indicated by ideal stage coordinate values of four surrounding coordinate correction reference points.
Actual measurement stage coordinate value of measurement point PM1re (Xre, Yre)
Are the three coordinate correction reference points Q closest to the measurement point PM1re.
Coordinate correction table 166 for 1re, Q2re, Q3re
Is corrected based on the registered contents of
【0057】図12は、座標補正テーブル166におけ
る4つの座標補正基準点Q1〜Q4の登録内容を示して
いる。この実施例では、実測ステージ座標値(Xre,Y
re)が解っている任意の対象点における位置ズレ成分
(ΔX,ΔY)は、次の数式2で与えられるものと仮定
する。
FIG. 12 shows the registered contents of the four coordinate correction reference points Q1 to Q4 in the coordinate correction table 166. In this embodiment, the measured stage coordinate values (Xre, Y
It is assumed that the displacement component (ΔX, ΔY) at an arbitrary target point for which re) is known is given by the following Expression 2.
【0058】[0058]
【数2】 (Equation 2)
【0059】数式2の係数a〜fは、上記数式2に、3
つの座標補正基準点Q1re〜Q3reの実測ステージ座標
値(Xre,Yre)と、それぞれの位置ズレ成分(ΔX,
ΔY)とを代入して得られる6元連立方程式を解くこと
によって決定することができる。こうして決定された係
数a〜fを用いて、数式2に測定点PM1の実測ステー
ジ座標値を代入すれば、測定点PM1の位置ズレ成分
(ΔX,ΔY)が得られる。そして、この位置ズレ成分
(ΔX,ΔY)を測定点PM1の実測ステージ座標値
(Xre,Yre)から減算すれば、測定点PM1の理想ス
テージ座標値(Xid,Yid)を求めることができる。
The coefficients a to f in Equation 2 are obtained by adding 3 to Equation 2 above.
Measured stage coordinate values (Xre, Yre) of the three coordinate correction reference points Q1re to Q3re, and the respective positional shift components (ΔX,
.DELTA.Y) and solving the 6-way simultaneous equation obtained by substituting .DELTA.Y). By substituting the actually measured stage coordinate value of the measurement point PM1 into Equation 2 using the coefficients a to f determined in this way, the displacement component (ΔX, ΔY) of the measurement point PM1 is obtained. Then, by subtracting the displacement component (ΔX, ΔY) from the actual measurement stage coordinate value (Xre, Yre) of the measurement point PM1, the ideal stage coordinate value (Xid, Yid) of the measurement point PM1 can be obtained.
【0060】なお、上記数式2では、測定点PM1reに
最も近い3つの座標補正基準点Q1〜Q3における座標
補正情報に基づいて、測定点PM1の実測ステージ座標
値を補正したが、測定点PM1に最も近い4つの座標補
正基準点Q1〜Q4における座標補正情報に基づいて測
定点PM1の実測ステージ座標値を補正することも可能
である。一般には、測定点の近傍に存在する3つ以上の
座標補正基準点における座標補正情報に基づいて、測定
点のステージ座標値を補正することが可能である。
In the above equation (2), the actual measurement stage coordinate value of the measurement point PM1 is corrected based on the coordinate correction information at the three coordinate correction reference points Q1 to Q3 closest to the measurement point PM1re. It is also possible to correct the actually measured stage coordinate value of the measurement point PM1 based on the coordinate correction information at the four closest coordinate correction reference points Q1 to Q4. Generally, it is possible to correct the stage coordinate value of a measurement point based on coordinate correction information at three or more coordinate correction reference points existing near the measurement point.
【0061】図10のステップT23では、測定点PM
1の理想ステージ座標値を座標変換することによって、
ウェハ座標系の座標値を求める。この座標変換は、前述
した数式1と同様のアフィン変換を用いて実行される。
なお、このアフィン変換の変換係数は、ステップT2
(図4)におけるプリアライメント前処理において予め
決定されている。
In step T23 of FIG.
By performing coordinate transformation of the ideal stage coordinate value of 1,
Find the coordinate value of the wafer coordinate system. This coordinate transformation is performed using the same affine transformation as in Equation 1 described above.
Note that the transformation coefficient of this affine transformation is calculated in step T2.
It is determined in advance in the pre-alignment pre-processing in FIG.
【0062】図10のステップT24では、他の測定点
を設定するか否かをユーザが判断し、他の測定点を設定
する場合には、ステップT21に戻って上述したステッ
プT21〜T23の処理を繰り返す。こうして、基準ウ
ェハWF1の上にすべての測定点PM1〜PM15の位
置が設定され、それらのウェハ座標値がアライメント情
報139(図1)として登録される。こうして登録され
た各測定点のウェハ座標値は、ステージ歪みに起因する
位置ズレを含まない理想状態におけるウェハ上の測定点
の位置を示している。
In step T24 of FIG. 10, the user determines whether or not to set another measurement point. repeat. Thus, the positions of all the measurement points PM1 to PM15 are set on the reference wafer WF1, and their wafer coordinate values are registered as alignment information 139 (FIG. 1). The wafer coordinate value of each measurement point registered in this manner indicates the position of the measurement point on the wafer in an ideal state that does not include a positional shift due to the stage distortion.
【0063】E.測定点位置の決定処理(ステップT
5)の詳細:図13は、図4のステップT5の詳細手順
を示すフローチャートである。このステップT5では、
被測定ウェハWF2(図3(C))を用いて複数の測定
点PM1〜PM15の位置に測定プローブを位置決めす
る処理が実行される。なお、ステップT5に先だち、ス
テップT4(図4)において被測定ウェハWF2に関す
るプリアライメント処理が行われており、この結果、ウ
ェハ座標系とステージ座標系の座標変換に用いられる座
標変換係数が得られている。このプリアライメント処理
の詳細については後述する。
E. Determination processing of measurement point position (step T
Details of 5): FIG. 13 is a flowchart showing a detailed procedure of step T5 in FIG. In this step T5,
The process of positioning the measurement probe at the positions of the plurality of measurement points PM1 to PM15 is performed using the measured wafer WF2 (FIG. 3C). Prior to step T5, a pre-alignment process for the wafer WF2 to be measured is performed in step T4 (FIG. 4), and as a result, a coordinate conversion coefficient used for coordinate conversion between the wafer coordinate system and the stage coordinate system is obtained. ing. Details of the pre-alignment process will be described later.
【0064】図13のステップT31においては、最初
の測定点PM1のウェハ座標値を座標変換することによ
って、その理想ステージ座標値を求める。ステップT3
2では、この測定点PM1の理想ステージ座標値を、座
標補正テーブル166で補正することによって、補正ス
テージ座標値を求める。この補正ステージ座標値は、X
Yステージ36の歪みに起因する位置ズレ成分を含む座
標値であり、上述したステップT1,T3における実測
ステージ座標値と同じ意味を有している。
In step T31 in FIG. 13, the ideal stage coordinate value is obtained by performing coordinate transformation on the wafer coordinate value of the first measurement point PM1. Step T3
In step 2, the ideal stage coordinate value of the measurement point PM1 is corrected by the coordinate correction table 166 to obtain a corrected stage coordinate value. This correction stage coordinate value is X
This is a coordinate value including a displacement component caused by the distortion of the Y stage 36, and has the same meaning as the actually measured stage coordinate value in steps T1 and T3 described above.
【0065】図14は、ステップT32で使用される座
標補正テーブル166の内容を示している。この座標補
正テーブル166の内容は、前述した図9および図12
と同じものであり、図9とは符号の使用の仕方が異なっ
ているだけである。この実施例では、理想ステージ座標
値(Xid,Yid)が解っている任意の対象点における位
置ズレ成分(ΔX,ΔY)は、次の数式3で与えられる
と仮定する。
FIG. 14 shows the contents of the coordinate correction table 166 used in step T32. The contents of the coordinate correction table 166 are described in FIGS.
9 except for the use of the reference numerals. In this embodiment, it is assumed that the displacement component (ΔX, ΔY) at an arbitrary target point whose ideal stage coordinate value (Xid, Yid) is known is given by the following Expression 3.
【0066】[0066]
【数3】 (Equation 3)
【0067】数式3の係数g〜lは、上記数式3に、3
つの座標補正基準点Q1〜Q3に関する理想ステージ座
標値(Xid,Yid)と、それぞれの位置ズレ成分(Δ
X,ΔY)とを代入して得られる6元連立方程式を解く
ことによって決定することができる。こうして決定され
た係数g〜lを用いて、数式3に測定点PM1の理想ス
テージ座標値を代入すれば、測定点PM1の位置ズレ成
分(ΔX,ΔY)が得られる。そして、この位置ズレ成
分(ΔX,ΔY)を測定点PM1の理想ステージ座標値
(Xid,Yid)に加算すれば、測定点PM1の補正ステ
ージ座標値(Xre,Yre)を求めることができる。
The coefficients g to l in equation (3) are obtained by adding 3 to equation (3).
Ideal stage coordinate values (Xid, Yid) for the three coordinate correction reference points Q1 to Q3, and the respective position shift components (Δ
X, [Delta] Y) and by solving a system of six-element simultaneous equations obtained by substituting the values into the equation. By substituting the ideal stage coordinate value of the measurement point PM1 into Equation 3 using the coefficients g to l determined in this way, the displacement component (ΔX, ΔY) of the measurement point PM1 is obtained. Then, by adding the displacement component (ΔX, ΔY) to the ideal stage coordinate value (Xid, Yid) of the measurement point PM1, the corrected stage coordinate value (Xre, Yre) of the measurement point PM1 can be obtained.
【0068】図13のステップT33では、こうして得
られた測定点PM1の補正ステージ座標値(Xre,Yr
e)を用いて測定プローブの位置決めを行い、所定の測
定(例えば膜厚測定)を実行する。補正ステージ座標値
(Xre,Yre)は、XYステージ36の歪みに起因する
位置ズレ成分を含んでいるので、測定プローブを正確に
位置決めすることが可能である。
In step T33 of FIG. 13, the correction stage coordinate values (Xre, Yr) of the measurement point PM1 thus obtained are obtained.
The measurement probe is positioned using e), and a predetermined measurement (for example, film thickness measurement) is performed. Since the correction stage coordinate values (Xre, Yre) include a displacement component caused by the distortion of the XY stage 36, it is possible to accurately position the measurement probe.
【0069】このように、上述の実施例では、座標補正
用ウェハWF0を用いて、XYステージ36上の複数の
座標補正基準点P0〜Pnにおける座標値と位置ズレと
の関係を示す座標補正テーブル166を作成したので、
この座標補正テーブル166を用いることによって、実
測ステージ座標値を理想ステージ座標値に補正したり
(ステップT3)、逆に、理想ステージ座標値を実測ス
テージ座標値に補正したり(ステップT5)することが
できる。このような補正処理を利用して、測定点PM1
〜PM15の設定時(ステップT3)においては、各測
定点PM1〜PM15の実測ステージ座標値を理想ステ
ージ座標値に補正し、これをウェハ座標値に変換して登
録することができる。そして、測定点の位置決め時(ス
テップT5)においては、各測定点のウェハ座標値を理
想ステージ座標値に逆変換し、これを座標補正テーブル
166で補正して実測ステージ座標値(補正ステージ座
標値)を得ることができる。この結果、XYステージ3
6上における基準ウェハWF1と被測定ウェハWF2と
の載置状態(位置や方位)が異なっていても、被測定ウ
ェハWF2上の各測定点の実際の位置に測定プローブを
正しく位置決めすることが可能である。
As described above, in the above-described embodiment, the coordinate correction table indicating the relationship between the coordinate values and the positional deviation at the plurality of coordinate correction reference points P0 to Pn on the XY stage 36 using the coordinate correction wafer WF0. Since I created 166,
By using the coordinate correction table 166, the actually measured stage coordinate value is corrected to the ideal stage coordinate value (step T3), and conversely, the ideal stage coordinate value is corrected to the actually measured stage coordinate value (step T5). Can be. Using such a correction process, the measurement point PM1
At the time of setting PM15 (step T3), the measured stage coordinate values of the respective measurement points PM1 to PM15 can be corrected to ideal stage coordinate values, which can be converted into wafer coordinate values and registered. At the time of measuring point positioning (step T5), the wafer coordinate values of each measuring point are inversely transformed into ideal stage coordinate values, which are corrected by the coordinate correction table 166, and the actually measured stage coordinate values (corrected stage coordinate values). ) Can be obtained. As a result, XY stage 3
6. Even if the mounting state (position and orientation) of the reference wafer WF1 and the measured wafer WF2 on the wafer 6 are different, the measuring probe can be correctly positioned at the actual position of each measuring point on the measured wafer WF2. It is.
【0070】E.基準ウェハを用いたプリアライメント
前処理:図15および図16は、基準ウェハWF1を用
いたプリアライメント前処理の手順を示すフローチャー
トである。図15のステップS1では、ウェハのチップ
寸法と、X軸方向およびY軸方向のチップ個数とをユー
ザが入力する。
E. Pre-Alignment Pre-Processing Using Reference Wafer: FIGS. 15 and 16 are flowcharts showing the procedure of pre-alignment pre-processing using the reference wafer WF1. In step S1 of FIG. 15, the user inputs the chip size of the wafer and the number of chips in the X-axis direction and the Y-axis direction.
【0071】図17は、半導体ウェハの表面に形成され
たチップの配列を示す概念図である。半導体ウェハWF
の表面上には、同一サイズの矩形の複数のチップCPが
タイル状に配置される。X軸方向とY軸方向に沿ったチ
ップ個数の偶数と奇数の組合わせは、偶数−偶数、奇数
−偶数、偶数−奇数、奇数−奇数の4通りある。図17
(A)は偶数−偶数の例であり、図17(B)は、偶数
−奇数の例である。このような4通りの組み合わせのい
ずれであるかの情報と、チップの縦横のピッチLX,L
Yから、ウェハの中心Oを基準にして、中心付近のチッ
プの位置を算出することができる。従って、ステップS
1では、少なくともチップ個数の4通りの組合わせのい
ずれであるかを示す情報と、チップのピッチLX,LY
を示す情報とが入力される。
FIG. 17 is a conceptual diagram showing an array of chips formed on the surface of a semiconductor wafer. Semiconductor wafer WF
, A plurality of rectangular chips CP of the same size are arranged in a tile shape. There are four combinations of the even number and the odd number of chips along the X-axis direction and the Y-axis direction: even-even number, odd-even number, even-odd number, and odd-odd number. FIG.
FIG. 17A is an example of an even-even number, and FIG. 17B is an example of an even-odd number. Information on which of the four combinations is given, and the vertical and horizontal pitches LX, L of the chip
From Y, the position of the chip near the center can be calculated based on the center O of the wafer. Therefore, step S
1, information indicating at least one of the four combinations of chip numbers and chip pitches LX, LY
Is input.
【0072】図15のステップS2では、基準ウェハW
F1の中心位置において多階調画像(グレー画像)がカ
メラ41によって取り込まれる。ウェハが最初にXYス
テージ36上に載置される時には、図17に示すよう
に、ウェハの外周が、XYステージ36のウェハ保持ア
ーム36a,36bで保持されて、XYステージ36の
ほぼ中央に位置決めされる。この状態において、カメラ
41によって撮像すると、ウェハの中心付近の画像を得
ることができる。
In step S2 of FIG. 15, reference wafer W
A multi-tone image (gray image) is captured by the camera 41 at the center position of F1. When the wafer is first placed on the XY stage 36, the outer periphery of the wafer is held by the wafer holding arms 36a and 36b of the XY stage 36 and positioned substantially at the center of the XY stage 36, as shown in FIG. Is done. In this state, when an image is taken by the camera 41, an image near the center of the wafer can be obtained.
【0073】図18は、ウェハの中心付近を拡大して示
す概念図である。この実施例では、各チップCPの右上
の角に、他の3つの角にはない特徴的なパターンPTが
形成されているものとする。このパターンPTを含む画
像部分は、後述するパターンマッチングにおいて、第1
のテンプレート画像として利用される。チップCPは、
直交するスクライブラインSLによって区分されてい
る。ウェハ表面を撮像して得られた多階調画像では、ス
クライブラインSLは暗領域として識別されることもあ
り、あるいは、明領域として識別されることもある。い
ずれの場合においても、スクライブラインSLは、チッ
プCPとは明度が異なる領域として識別可能である。
FIG. 18 is a conceptual diagram showing the vicinity of the center of the wafer in an enlarged manner. In this embodiment, it is assumed that a characteristic pattern PT not formed in the other three corners is formed in the upper right corner of each chip CP. An image portion including the pattern PT is used as a first part in pattern matching described later.
Is used as a template image. Chip CP
It is divided by orthogonal scribe lines SL. In the multi-tone image obtained by imaging the wafer surface, the scribe line SL may be identified as a dark area or may be identified as a bright area. In any case, the scribe line SL can be identified as a region having a different brightness from the chip CP.
【0074】図18には、チップ個数の4種類の組み合
わせに応じたカメラ41の視野W1〜W4の位置が例示
されている。前述したように、カメラ41の視野サイズ
は、チップ1個分のサイズよりも小さいので、視野内に
1個のチップがすべて含まれることはない。第1の視野
W1は、チップ個数が偶数−偶数の場合におけるウェハ
中央での撮像領域に相当する。この視野W1は、スクラ
イブラインSLの交点のほぼ中心に位置している。第2
の視野W2は、チップ個数が偶数−奇数の場合における
ウェハ中央での撮像領域に相当する。この視野W2は、
2つのチップに挟まれた位置にある。第3の視野W3
は、チップ個数が奇数−偶数の場合におけるウェハ中央
での撮像領域に相当する。この視野W3も、チップに挟
まれた位置にある。第4の視野W4は、チップ個数が奇
数−奇数の場合におけるウェハ中央での撮像領域に相当
する。この視野W4も、2つのチップのほぼ中央に挟ま
れた位置にある。なお、実際には、基準ウェハは図18
の位置から回転しているので、視野W1〜W4は、スク
ライブラインSLで示される正規の方位から傾いた状態
となる。
FIG. 18 illustrates the positions of the visual fields W1 to W4 of the camera 41 according to the four combinations of the number of chips. As described above, the field of view of the camera 41 is smaller than the size of one chip, so that one chip is not entirely included in the field of view. The first field of view W1 corresponds to an imaging region at the center of the wafer when the number of chips is even-numbered. This field of view W1 is located substantially at the center of the intersection of the scribe lines SL. Second
Corresponds to an imaging region at the center of the wafer when the number of chips is even-odd. This field of view W2 is
It is located between two chips. Third field of view W3
Corresponds to the imaging area at the center of the wafer when the number of chips is odd-even. This field of view W3 is also located between the chips. The fourth field of view W4 corresponds to an imaging area at the center of the wafer when the number of chips is odd-odd. This field of view W4 is also located at a position substantially centered between the two chips. Actually, the reference wafer is shown in FIG.
, The visual fields W <b> 1 to W <b> 4 are inclined from the normal direction indicated by the scribe line SL.
【0075】図15のステップS2では、ウェハの中心
位置において画像を取り込むので、図18の視野W1〜
W4のいずれかの位置における画像が得られる。この画
像は、次のステップS3において、画像内に含まれる直
線部分(スクライブラインSL等)を認識するために使
用される。チップの個数が奇数−奇数の場合には、図1
8の第4の視野W4のように直線部分が含まれない可能
性が高い。そこで、この場合には、チップのピッチLX
またはLYの1/2だけウェハの中心からずらした位置
において撮像するようにしてもよい。
In step S2 in FIG. 15, an image is taken in at the center of the wafer, so that the fields of view W1 to W1 in FIG.
An image at any position of W4 is obtained. This image is used in the next step S3 to recognize a straight line portion (such as the scribe line SL) included in the image. When the number of chips is odd-odd, FIG.
It is highly possible that a straight line portion is not included as in the fourth field of view W4 of FIG. Therefore, in this case, the chip pitch LX
Alternatively, an image may be taken at a position shifted from the center of the wafer by の of LY.
【0076】図15のステップS3では、等価回転方向
決定手段150(図2)が、画像に含まれる直線エッジ
情報を検出するとともに、その直線エッジ情報から、基
準ウェハの粗回転角度を決定する。「粗回転角度」と
は、直線エッジ情報から得られる比較的低精度の回転角
度を意味する。直線エッジ情報の抽出方法としては、以
下に説明する1次元投影法やソベルオペレータ法等を利
用することができる。
In step S3 of FIG. 15, the equivalent rotation direction determining means 150 (FIG. 2) detects the linear edge information included in the image and determines the coarse rotation angle of the reference wafer from the linear edge information. “Coarse rotation angle” means a relatively low-precision rotation angle obtained from straight edge information. As a method for extracting the straight line edge information, a one-dimensional projection method, a Sobel operator method, or the like described below can be used.
【0077】図19は、1次元投影法による直線エッジ
情報の検出処理を示す説明図である。図19には、水平
方向にのみ直線部分が存在する2次元多階調画像が示さ
れている。1次元投影法では、この2次元多階調画像を
種々の方向に1次元投影して、画素値を加算する。直線
部分に平行な方向に投影した場合には、直線部分が存在
する座標における画素値が大きなピーク値を持つ。一
方、直線部分と平行でない方向に投影した場合には、加
算された画素値のピーク値はこれよりも小さくなる。こ
のように、2次元画像をさまざまな方向に1次元投影し
て、画素値の累算値のピーク値が最大となる投影方向
を、直線部分の方向として決定することができる。投影
方向は、180°の範囲にわたる複数の投影方向を選択
するようにすればよい。この直線部分の方向から、粗回
転角度が決定される。例えば、ステージ座標系(XYス
テージ36に固定された座標系)の所定の方向(例えば
時計の3時方向)を基準方向として、この基準方向から
反時計回りに直線部分の方向まで測った角度を粗回転角
度とすることができる。
FIG. 19 is an explanatory diagram showing a process of detecting straight-line edge information by the one-dimensional projection method. FIG. 19 shows a two-dimensional multi-tone image in which a straight line portion exists only in the horizontal direction. In the one-dimensional projection method, the two-dimensional multi-tone image is one-dimensionally projected in various directions, and pixel values are added. When projected in a direction parallel to the straight line portion, the pixel value at the coordinates where the straight line portion exists has a large peak value. On the other hand, when the image is projected in a direction not parallel to the straight line portion, the peak value of the added pixel value becomes smaller than this. As described above, the two-dimensional image is one-dimensionally projected in various directions, and the projection direction in which the peak value of the accumulated pixel value is maximum can be determined as the direction of the straight line portion. As the projection direction, a plurality of projection directions covering a range of 180 ° may be selected. The coarse rotation angle is determined from the direction of the straight line portion. For example, a predetermined direction (for example, the 3 o'clock direction of a clock) of a stage coordinate system (a coordinate system fixed to the XY stage 36) is set as a reference direction, and an angle measured from this reference direction to a direction of a straight line portion counterclockwise is set. It can be a coarse rotation angle.
【0078】図20ないし図22は、ソベルオペレータ
法による直線エッジ情報の検出処理を示す説明図であ
る。図20は、ソベルオペレータによる画像処理の方法
を示している。ソベルオペレータ法では、まず、図20
(A−1)または(A−2)に示すような、エッジ画素
を含む所定サイズの画素ブロック(図20の例では、3
×3ブロック)を多階調画像の中から選択する。ここ
で、「エッジ画素」は、「8近傍の画素のうちで、少な
くとも1つの画素の画素値が、自分自身(図20(A−
1),(A−2)の中心画素)の画素値と異なってお
り、かつ、画像の境界上にない画素」と定義される。図
20(A−1)では、画像の角部分の画素がエッジ画素
として認識される状態を示しており、図20(A−2)
では、直線部分の画素がエッジ画素として認識される状
態を示している。エッジ画素の識別は、3×3ブロック
を多階調画像内で走査し、ブロックの中央画素が上記の
定義に合致するか否かを判断することによって行なわれ
る。
FIGS. 20 to 22 are explanatory diagrams showing the detection processing of the straight edge information by the Sobel operator method. FIG. 20 shows a method of image processing by the Sobel operator. In the Sobel operator method, first, FIG.
A pixel block of a predetermined size including an edge pixel as shown in (A-1) or (A-2) (3 in the example of FIG. 20).
× 3 blocks) from the multi-tone image. Here, the “edge pixel” indicates that “the pixel value of at least one of the eight neighboring pixels is itself (FIG. 20A-A).
1), which is different from the pixel value of (center pixel of (A-2)) and is not on the boundary of the image. " FIG. 20 (A-1) shows a state in which pixels at the corners of the image are recognized as edge pixels, and FIG. 20 (A-2)
Shows a state in which pixels in a straight line portion are recognized as edge pixels. Edge pixels are identified by scanning a 3 × 3 block in a multi-tone image and determining whether the center pixel of the block meets the above definition.
【0079】図20(B−1),(B−2)は、水平方
向と垂直方向のソベルオペレータをそれぞれ示してい
る。エッジ画素を含む3×3ブロックに対して、これら
の水平方向オペレータと垂直方向オペレータとをそれぞ
れ作用させることによって、水平エッジ値と垂直エッジ
値とがそれぞれ求められる。図20(C)は、水平方向
オペレータを作用させた場合の演算の例を示している。
水平方向オペレータを3×3ブロックの画素値に作用さ
せると水平エッジ値が得られ、同様にして、垂直方向オ
ペレータを3×3ブロックの画素値に作用させると垂直
エッジ値が得られる。
FIGS. 20 (B-1) and (B-2) show the Sobel operators in the horizontal and vertical directions, respectively. The horizontal edge value and the vertical edge value are obtained by operating these horizontal and vertical operators on the 3 × 3 block including the edge pixels, respectively. FIG. 20C shows an example of a calculation in the case where a horizontal operator is operated.
When the horizontal operator operates on the pixel values of the 3 × 3 block, a horizontal edge value is obtained. Similarly, when the vertical operator operates on the pixel values of the 3 × 3 block, a vertical edge value is obtained.
【0080】図21は、ソベルオペレータを用いて得ら
れた水平エッジ値xと垂直エッジ値yとから、画像の直
線部分の角度を算出する方法を示す説明図である。図2
1(A)に示すように、画像の直線部分の角度αは、t
an−1(y/x)で与えられる。ここで、角度αは、
水平右向き方向(時計の3時方向)から反時計回りに測
った角度である。例えば、図21(B)の例では、垂直
エッジ値が0であり水平エッジ値が4なので、角度αは
0°であると判定できる。また、図21(C)の例で
は、垂直エッジ値と水平エッジ値がいずれも1なので、
角度αは45°であると判定できる。なお、角度αは0
°〜180°の範囲の値を取るものとする。180°〜
360°の範囲は、0°〜180°の範囲と等価であ
る。
FIG. 21 is an explanatory diagram showing a method for calculating the angle of a straight line portion of an image from the horizontal edge value x and the vertical edge value y obtained by using the Sobel operator. FIG.
As shown in FIG. 1 (A), the angle α of the linear portion of the image is t
given by an-1 (y / x). Here, the angle α is
It is an angle measured counterclockwise from the horizontal rightward direction (3 o'clock direction of the clock). For example, in the example of FIG. 21B, since the vertical edge value is 0 and the horizontal edge value is 4, it can be determined that the angle α is 0 °. In the example of FIG. 21C, both the vertical edge value and the horizontal edge value are 1, so that
The angle α can be determined to be 45 °. Note that the angle α is 0
It is assumed to take a value in the range of ° to 180 °. 180 ° ~
A range of 360 ° is equivalent to a range of 0 ° to 180 °.
【0081】図22は、処理対象となる多階調画像の一
例と、この多階調画像からソベルオペレータ法によって
検出された角度αのヒストグラムを示す説明図である。
図22(A)に示す多階調画像内において、図20(A
−1)または図20(A−2)のようなエッジ画素を中
心画素とする3×3ブロックを検出し、エッジ画素を含
む各3×3ブロックについて図21に示す方法で角度α
を決定する。図22(B)は、このようして多数の3×
3ブロックについて得られた角度αの頻度を示すヒスト
グラムである。この例では、40°と130°の位置に
ピークが存在し、40°の位置のピークが最大である。
この時、最大ピーク位置の角度α1を、多階調画像内の
直線部分の回転方向を示す粗回転角度であるとして採用
する。
FIG. 22 is an explanatory diagram showing an example of a multi-tone image to be processed and a histogram of the angle α detected from the multi-tone image by the Sobel operator method.
In the multi-tone image shown in FIG.
-1) or a 3 × 3 block centered on an edge pixel as shown in FIG. 20 (A-2) is detected, and the angle α is calculated for each 3 × 3 block including the edge pixel by the method shown in FIG.
To determine. FIG. 22B shows a large number of 3 ×
9 is a histogram showing the frequency of the angle α obtained for three blocks. In this example, peaks exist at the positions of 40 ° and 130 °, and the peak at the position of 40 ° is the largest.
At this time, the angle α1 of the maximum peak position is adopted as the coarse rotation angle indicating the rotation direction of the linear portion in the multi-tone image.
【0082】なお、上述した1次元投影法やソベルオペ
レータ法を用いて検出された粗回転角度α1には、90
°の整数倍異なる4つの等価な角度が存在する。換言す
れば、粗回転角度α1は、1/4の不確定さを有してい
る。図23は、4つの等価回転角度を示す説明図であ
る。図23(A)に示すように、カメラ41の視野W内
にスクライブラインSLの交点付近の画像が見えている
場合を考える。この実施例ではカメラ41の視野サイズ
がチップサイズに比べて小さいので、チップの回転方向
が図23(B)〜(E)の4種類のいずれであるかを画
像データから特定することができない。従って、ウェハ
の正しい回転角度は、90°おきの4つの等価な回転角
度の中の1つである。図3のステップS3においては、
この4つの等価な回転角度の少なくとも1つを粗回転角
度として検出する。等価な回転角度の1つが検出できれ
ば、他の等価な回転角度も検出できたものと考えること
ができる。
The coarse rotation angle α1 detected using the one-dimensional projection method or the Sobel operator method described above includes 90 degrees.
There are four equivalent angles that differ by integer multiples of degrees. In other words, the coarse rotation angle α1 has an uncertainty of 4. FIG. 23 is an explanatory diagram showing four equivalent rotation angles. As shown in FIG. 23A, consider a case where an image near the intersection of the scribe lines SL is visible in the field of view W of the camera 41. In this embodiment, since the visual field size of the camera 41 is smaller than the chip size, it is not possible to specify from the image data which of the four types of rotation directions of the chip shown in FIGS. Thus, the correct rotation angle of the wafer is one of four equivalent rotation angles every 90 °. In step S3 of FIG.
At least one of the four equivalent rotation angles is detected as a coarse rotation angle. If one equivalent rotation angle can be detected, it can be considered that another equivalent rotation angle has been detected.
【0083】なお、ステップS3において得られる直線
エッジ情報とその粗回転角度は、ほとんどの場合はスク
ライブラインSLのものである。但し、スクライブライ
ンSLに限らず、ウェハの多階調画像内に存在する直線
的な画像部分に関する直線エッジ情報やその粗回転角度
を検出してもよい。チップ内の回路が有する直線的な部
分は、スクライブラインSLに平行なものがほとんどで
ある。従って、スクライブラインSL以外の直線的画像
部分を検出しても、ウェハの粗回転角度を求めることが
できる。
Note that the linear edge information and the coarse rotation angle obtained in step S3 are those of the scribe line SL in most cases. However, the present invention is not limited to the scribe line SL, and may detect linear edge information and a coarse rotation angle of a linear image portion present in a multi-tone image of a wafer. Most of the linear portions of the circuits in the chip are parallel to the scribe line SL. Therefore, even if a linear image portion other than the scribe line SL is detected, the rough rotation angle of the wafer can be obtained.
【0084】ステップS4では、ステップS3で検出さ
れた直線エッジ情報が信頼できるか否かが判定される。
この判定は、例えば、図19に示す1次元投影法を用い
た場合には、累算画素値のピーク値が所定の閾値以上で
あるか否かによって行なうことができる。また、図20
〜図22に示すソベルオペレータ法を用いた場合には、
図22(B)のヒストグラムのピーク値が所定の閾値以
上であるか否かによって判定することができる。あるい
は、モニタ136にウェハの画像を表示しておけば、は
っきりとした直線エッジが画像内に含まれるか否かをユ
ーザが目視で判定することができる。直線エッジ情報が
信頼できないものである場合には、ステップS5におい
て、XYステージ36を所定量(例えば1視野分)だけ
移動させ、ウェハ中心付近の別の位置において多階調画
像を取り込む。そして、ステップS3を再度実行するこ
とによって直線エッジ情報を検出し、粗回転角度α1を
求める。
At step S4, it is determined whether or not the straight edge information detected at step S3 is reliable.
For example, when the one-dimensional projection method shown in FIG. 19 is used, this determination can be made based on whether or not the peak value of the accumulated pixel value is equal to or larger than a predetermined threshold. FIG.
-When the Sobel operator method shown in FIG. 22 is used,
The determination can be made based on whether or not the peak value of the histogram in FIG. 22B is equal to or greater than a predetermined threshold. Alternatively, if an image of the wafer is displayed on the monitor 136, the user can visually determine whether or not a clear straight edge is included in the image. If the linear edge information is not reliable, in step S5, the XY stage 36 is moved by a predetermined amount (for example, one visual field), and a multi-tone image is captured at another position near the center of the wafer. Then, by executing step S3 again, the straight edge information is detected, and the coarse rotation angle α1 is obtained.
【0085】こうして、粗回転角度α1が求められる
と、ステップS6において、撮像位置決定手段152
が、ウェハの中心付近においてスクライブラインSLの
交点位置を視野に含むように、XYステージ36の目標
位置座標を算出して移動させる。前述したように、X軸
方向とY軸方向に沿ったチップの個数の4種類の組み合
わせ(偶数−偶数、偶数−奇数、奇数−偶数、奇数−奇
数)によって、ウェハの中心における初期の視野の位置
は図18に示す4つの視野W〜W4の位置にほぼ決まっ
ている。撮像位置決定手段152(図2)は、ステップ
S3で得られた粗回転角度α1と、チップの寸法(ピッ
チLX,LY)と、チップの個数情報から、X方向とY
方向にそれぞれどの程度移動させればスクライブライン
SLの交点位置を視野内に含む位置に移動できるかを算
出する。画像処理ユニット50は、この移動量を制御部
33(図1)に通知して、XYステージ36を移動させ
る。その後、カメラ41によって多階調画像を再度撮像
する。なお、粗回転角度α1には1/4の不確定さがあ
るので、1回の移動によって、視野の中心がスクライブ
ラインSLの交点位置に到達できるとは限らない。この
場合には、例えばウェハの中央位置を中心として90°
回転した方向に移動方向を変更して、同じ距離だけ移動
すれば、スクライブラインSLの交点位置に視野(すな
わち撮像領域)の中心を移動させることができる。図2
4は、スクライブラインSLの交点位置に視野の中心を
移動させた状態を示している。図24に示したように、
ウェハの直線部分(スクライブラインSL)の方向は、
ステージ座標系の基準方向Dsから粗回転角度α1だけ
回転している。ステップS6においてカメラ41で取り
込んだ画像はモニタ136に表示される。
When the coarse rotation angle α1 is obtained in this way, in step S6, the imaging position determining means 152
However, the target position coordinates of the XY stage 36 are calculated and moved so that the intersection point of the scribe line SL is included in the field of view near the center of the wafer. As described above, the four types of combinations of the number of chips along the X-axis direction and the Y-axis direction (even-even, even-odd, odd-even, odd-odd) cause the initial field of view at the center of the wafer. The positions are substantially determined at the positions of the four visual fields W to W4 shown in FIG. The imaging position determining means 152 (FIG. 2) determines the X direction and Y based on the coarse rotation angle α1 obtained in step S3, the chip dimensions (pitch LX, LY), and chip number information.
It calculates how much each of the movements in the directions can move to the position including the intersection point of the scribe line SL in the visual field. The image processing unit 50 notifies the control unit 33 (FIG. 1) of the movement amount, and moves the XY stage 36. After that, the camera 41 captures the multi-tone image again. Since the coarse rotation angle α1 has an uncertainty of 4, the center of the visual field cannot always reach the intersection point of the scribe line SL by one movement. In this case, for example, 90 ° around the center position of the wafer
By changing the moving direction to the rotated direction and moving by the same distance, the center of the visual field (that is, the imaging region) can be moved to the intersection of the scribe lines SL. FIG.
4 shows a state where the center of the field of view is moved to the intersection of the scribe lines SL. As shown in FIG.
The direction of the linear portion (scribe line SL) of the wafer is
It rotates by the coarse rotation angle α1 from the reference direction Ds of the stage coordinate system. The image captured by the camera 41 in step S6 is displayed on the monitor 136.
【0086】図15のステップS7では、ステップS6
で取り込まれた画像を時計回りに粗回転角度α1だけ回
転させる画像処理を行う。ステップS8では、撮像位置
決定手段152が、スクライブラインSLの交点Paの
正確な位置(座標値)の実測値を求めて、これを保存す
る。スクライブラインSLの交点位置の座標は、後に、
基準ウェハWF1の位置合わせ基準点を決定する際に使
用される。基準ウェハのスクライブラインSLの交点位
置は、例えば、図24に示す、カメラ41の視野Waの
中心点Paの座標で代表される。この点Paの位置は、
ユーザがモニタ136に表示された画像上において、マ
ウス等のポインティングデバイスを用い、カーソルを移
動させて指定することができる。あるいは、カメラ41
で取り込んだ多階調画像を処理することによって、スク
ライブラインSLの交点の中心位置の座標を自動的に決
定することも可能である。画像処理で交点の中心位置を
求める場合には、まず、前述したステップS3と同様な
方法に従って直線エッジを検出する。そして、スクライ
ブラインSLのエッジを近似した直線を求める。さら
に、これらの近似直線で構成される4つの角部の中心位
置を、スクライブラインSLの交点位置として決定す
る。なお、視野Waの中心位置の座標は、ステージ座標
読み込み部35(図1)で取り込まれたステージ座標系
の座標(ステージに固定された座標)である。視野Wa
(すなわち取込まれた画像)内の任意の位置のステージ
座標系の座標は、この座標値から容易に算出できる。
In step S7 of FIG. 15, step S6
Image processing for rotating the image taken in by the coarse rotation angle α1 clockwise. In step S8, the imaging position determination means 152 obtains the actual measured value of the exact position (coordinate value) of the intersection Pa of the scribe line SL, and stores this. The coordinates of the intersection point of the scribe line SL will be described later.
It is used when determining the alignment reference point of the reference wafer WF1. The intersection point of the scribe line SL of the reference wafer is represented by, for example, the coordinates of the center point Pa of the visual field Wa of the camera 41 shown in FIG. The position of this point Pa is
The user can specify the image displayed on the monitor 136 by moving the cursor using a pointing device such as a mouse. Alternatively, the camera 41
It is also possible to automatically determine the coordinates of the center position of the intersection of the scribe lines SL by processing the multi-tone image fetched in step (1). When the center position of the intersection is determined by image processing, first, a straight edge is detected in the same manner as in step S3 described above. Then, a straight line approximating the edge of the scribe line SL is obtained. Further, the center positions of the four corners formed by these approximate straight lines are determined as the intersection points of the scribe lines SL. Note that the coordinates of the center position of the visual field Wa are coordinates of the stage coordinate system (coordinates fixed to the stage) taken in by the stage coordinate reading unit 35 (FIG. 1). Field of view Wa
The coordinates of the arbitrary position in the stage coordinate system (that is, the captured image) can be easily calculated from the coordinate values.
【0087】第1のテンプレート画像MPaの基準点Q
aと、スクライブライン交点Paとの座標値のオフセッ
ト(δx,δy)は、アライメント情報ファイル139
に保存される。
Reference point Q of first template image MPa
The offset (δx, δy) of the coordinate value between “a” and the scribe line intersection Pa is stored in the alignment information file 139.
Is stored in
【0088】ステップS9では、ステップS7で回転し
た画像の中からパターンマッチング用の第1のテンプレ
ート画像(モデルパターンとも呼ぶ)を切り出して登録
する。図25は、第1のテンプレート画像MPaの登録
の様子を示す説明図である。ステップS7では、まず、
スクライブラインSL交点位置における多階調画像(図
25(A))を、図25(B)に示すように粗回転角度
α1だけ時計回りに回転させて、回転後の画像をモニタ
136に表示する。画像の回転は、アフィン変換によっ
て実行される。ユーザは、表示された画像を観察して、
テンプレート画像MPaとして使用できる画像パターン
が存在するか否かを判断する。テンプレート画像MPa
として使用できる画像パターンとは、その画像パターン
の向きから、粗回転角度α1として等価な4つ等価回転
角度の中の1つを選択できるような画像パターンを意味
する。テンプレート画像MPaとしては、90°の整数
倍の回転対称性が無い画像パターンが好ましい。換言す
れば、90°の整数倍の回転対称性(90°,180
°,270°の回転対称性)のいずれかを有する画像パ
ターンは、テンプレート画像MPaとしては不適切であ
る。スクライブラインSLの交点付近の視野Waには、
隣接する4つのチップのそれぞれの角部が含まれるの
で、これらの4つの角部の内の1つにのみ含まれる特有
の画像パターンを第1のテンプレート画像MPaとして
登録することができる。
In step S9, a first template image (also called a model pattern) for pattern matching is cut out from the image rotated in step S7 and registered. FIG. 25 is an explanatory diagram showing a state of registration of the first template image MPa. In step S7, first,
The multi-tone image (FIG. 25A) at the intersection of the scribe line SL is rotated clockwise by the coarse rotation angle α1 as shown in FIG. 25B, and the rotated image is displayed on the monitor 136. . The rotation of the image is performed by an affine transformation. The user observes the displayed image,
It is determined whether there is an image pattern that can be used as the template image MPa. Template image MPa
The image pattern that can be used as means an image pattern in which one of four equivalent rotation angles equivalent to the coarse rotation angle α1 can be selected from the orientation of the image pattern. As the template image MPa, an image pattern having no rotational symmetry of an integral multiple of 90 ° is preferable. In other words, the rotational symmetry of an integral multiple of 90 ° (90 °, 180 °)
270 °) is inappropriate as the template image MPa. In the field of view Wa near the intersection of the scribe line SL,
Since the respective corners of the four adjacent chips are included, a unique image pattern included in only one of these four corners can be registered as the first template image MPa.
【0089】現在の視野Wa内にテンプレート画像MP
aとして使用できる画像パターンが存在しない場合に
は、カメラ41で取り込んだ画像をモニタ136に表示
して観察しながら、XYステージ36を少しずつ移動さ
せる。そして、テンプレート画像MPaとして使用でき
る画像パターンが視野内に入る状態に設定する。
The template image MP in the current field of view Wa
If there is no image pattern that can be used as a, the XY stage 36 is moved little by little while displaying and observing the image captured by the camera 41 on the monitor 136. Then, an image pattern that can be used as the template image MPa is set to be in the visual field.
【0090】現在の視野Wa内にテンプレート画像MP
aとして使用できる画像パターンが存在する場合には、
図25(B),(C)に示すように、回転後の画像内か
らテンプレート画像MPaとして登録する領域を切り出
す。テンプレート画像MPaの範囲は、ユーザがマウス
等のポインティングデバイスを用いて指定する。テンプ
レート画像MPaは、スクライブラインSLの交点付近
に存在すれば望ましいが、必ずしも交点付近に存在しな
くても良い。
The template image MP in the current field of view Wa
If there is an image pattern that can be used as a,
As shown in FIGS. 25B and 25C, an area to be registered as the template image MPa is cut out from the rotated image. The range of the template image MPa is specified by the user using a pointing device such as a mouse. The template image MPa desirably exists near the intersection of the scribe lines SL, but does not necessarily need to exist near the intersection.
【0091】図15のステップS10では、第1のテン
プレート画像MPaの画像と、テンプレート画像MPa
の所定位置にある基準点(例えば図25(c)に示す左
上点Qa)の座標が磁気ディスク138内のアライメン
ト情報ファイル139(図2)に登録される。なお、基
準点Qaの座標は、例えばステージ座標系の座標値で表
わされる。
In step S10 of FIG. 15, the image of the first template image MPa and the template image MPa
The coordinates of the reference point at the predetermined position (for example, the upper left point Qa shown in FIG. 25C) are registered in the alignment information file 139 (FIG. 2) in the magnetic disk 138. The coordinates of the reference point Qa are represented by, for example, coordinate values in a stage coordinate system.
【0092】図16のステップS11では、ユーザが、
回転して切り出したテンプレート画像MPaの所定の方
向(例えば時計の3時の方向)を、ウェハ座標系の基準
方向(0°方向)Dw1と定めることによって、粗回転角
度α1の不確定性を取り除く。例えば、図25(B)に
示すように、粗回転角度α1だけ時計廻りに回転した画
像において、時計の3時方向がウェハ座標系の基準方向
Dw1として設定される。なお、ユーザが指定せずに、自
動的に時計の3時方向が基準方向Dw1として設定される
ようにしてもよい。ウェハの回転角度は、ステージ座標
系の基準方向Dsから、ウェハ座標系の基準方向Dw1ま
での角度である。従って、図25(B)の場合には、基
準ウェハの回転角度は、粗回転角度α1に等しい。な
お、ウェハ座標系の基準方向を、時計の3時方向以外の
方向に選択した場合には、基準ウェハの回転角度はα1
とは異なる値となる。しかし、この場合にも、粗回転角
度α1に所定の値を加算または減算した値が基準ウェハ
の回転角度になる。例えば、図25(B)の状態におい
て、時計の12時方向がウェハ座標系の基準方向として
選択された場合には、基準ウェハの回転角度は、(α1
+90°)となる。図16のステップS12では、この
回転角度α1の値がアライメント情報ファイル139に
保存される。
In step S11 in FIG. 16, the user
The uncertainty of the coarse rotation angle α1 is removed by defining a predetermined direction (for example, the 3 o'clock direction of the clock) of the rotated and cut out template image MPa as a reference direction (0 ° direction) Dw1 of the wafer coordinate system. . For example, as shown in FIG. 25B, in the image rotated clockwise by the coarse rotation angle α1, the 3 o'clock direction of the clock is set as the reference direction Dw1 of the wafer coordinate system. The three o'clock direction of the clock may be automatically set as the reference direction Dw1 without the user's designation. The rotation angle of the wafer is an angle from the reference direction Ds of the stage coordinate system to the reference direction Dw1 of the wafer coordinate system. Therefore, in the case of FIG. 25B, the rotation angle of the reference wafer is equal to the coarse rotation angle α1. When the reference direction of the wafer coordinate system is selected to a direction other than the 3 o'clock direction of the clock, the rotation angle of the reference wafer is α1
Will be different. However, also in this case, a value obtained by adding or subtracting a predetermined value to the coarse rotation angle α1 becomes the rotation angle of the reference wafer. For example, in the state shown in FIG. 25B, when the 12 o'clock direction of the clock is selected as the reference direction of the wafer coordinate system, the rotation angle of the reference wafer is (α1
+ 90 °). In step S12 in FIG. 16, the value of the rotation angle α1 is stored in the alignment information file 139.
【0093】ステップS13では、隣接するチップのス
クライブライン交点位置に撮像領域が来るようにXYス
テージ36を移動させて画像を撮像する。ステップS1
4では、この画像について、パターンマッチングを行な
うことによって、第1のテンプレート画像MPaと同じ
画像パターン(マッチングパターン)を検出する。図2
6は、ステップS13,S14の処理内容を示す説明図
である。この例では、第1のテンプレート画像MPaの
登録を行なった交点位置から斜め右下に隣接する交点位
置に視野Wbを移動させている。隣接するチップのスク
ライブライン交点位置は、縦、横、斜めのいずれの方向
に隣接していてもよい。この視野(撮像領域)Wbにお
ける画像の中から、第1のテンプレート画像MPaにマ
ッチングするマッチングパターンMPbを検出する。
In step S13, the XY stage 36 is moved so that the imaging area is located at the intersection of the scribe line of the adjacent chip, and an image is captured. Step S1
In step 4, the same image pattern (matching pattern) as the first template image MPa is detected by performing pattern matching on this image. FIG.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the processing contents of steps S13 and S14. In this example, the field of view Wb is moved from the intersection point where the first template image MPa is registered to the intersection point diagonally lower right. The scribe line intersection positions of adjacent chips may be adjacent in any of the vertical, horizontal, and diagonal directions. From the images in the field of view (imaging area) Wb, a matching pattern MPb that matches the first template image MPa is detected.
【0094】ステップS14では、マッチングパターン
MPbを検出した後に、その基準点Qbの座標も算出す
る。そして、2つの画像パターンMPa,MPbの基準
点Qa,Qb同士を結ぶ直線L1の方向として、第2の
基準点Qbから第1の基準点Qaに向う方向(基準点の
連結方向)DL1を特定する。また、この連結方向DL1の
回転角度(ステージ座標系の基準方向Dsから反時計回
りに測った角度)θ1を算出する。なお、基準点Qa,
Qbの座標は、ステージ座標系の座標として求められて
いるので、連結方向DL1の回転角度θ1は、これらの座
標から簡単な計算で求めることができる。
In step S14, after detecting the matching pattern MPb, the coordinates of the reference point Qb are also calculated. Then, as a direction of a straight line L1 connecting the reference points Qa, Qb of the two image patterns MPa, MPb, a direction DL1 from the second reference point Qb to the first reference point Qa (connection direction of the reference points) is specified. I do. The rotation angle θ1 (the angle measured counterclockwise from the reference direction Ds of the stage coordinate system) in the connection direction DL1 is calculated. Note that the reference points Qa,
Since the coordinates of Qb are obtained as coordinates in the stage coordinate system, the rotation angle θ1 in the connection direction DL1 can be obtained from these coordinates by a simple calculation.
【0095】この実施例では、図25(B)に示す粗回
転角度α1の代りに、基準点の連結方向DL1の回転角度
θ1を基準ウェハの回転角度として使用する。2つの回
転角度α1,θ1の違いは、ウェハ座標系の基準方向と
してどの方向を選択するか、に起因するものであり、い
ずれを回転角度として定義してもよい。但し、画像パタ
ーンの基準点の連結方向の回転角度θ1の方が、粗回転
角度α1よりも高精度に決定できるという利点がある。
前述した図3(B)に示されている回転角度θ1は、こ
の基準点の連結方向DL1で定義される回転角度である。
In this embodiment, instead of the coarse rotation angle α1 shown in FIG. 25B, the rotation angle θ1 of the connection direction DL1 of the reference point is used as the rotation angle of the reference wafer. The difference between the two rotation angles α1 and θ1 is due to which direction is selected as the reference direction of the wafer coordinate system, and either may be defined as the rotation angle. However, there is an advantage that the rotation angle θ1 in the connection direction of the reference point of the image pattern can be determined with higher accuracy than the coarse rotation angle α1.
The rotation angle θ1 shown in FIG. 3B is a rotation angle defined by the connection direction DL1 of the reference point.
【0096】図16のステップS16では、第2のスク
ライブライン交点Pb(図26)の位置が決定され、ア
ライメント情報ファイル139に保存される。例えば、
第2のスクライブライン交点Pbとマッチングパターン
MPbとの位置関係は、第1のスクライブライン交点P
aとテンプレート画像MPaとの位置関係と等しいもの
と仮定される。従って、第2のスクライブライン交点P
bの位置は、マッチングパターンMPbの基準点Qbの
位置と、第1のスクライブライン交点Paとテンプレー
ト画像MPaの基準点Qaの相対位置とに基づいて算出
される。
In step S16 in FIG. 16, the position of the second scribe line intersection Pb (FIG. 26) is determined and stored in the alignment information file 139. For example,
The positional relationship between the second scribe line intersection Pb and the matching pattern MPb is determined by the first scribe line intersection P
It is assumed that the positional relationship between a and the template image MPa is equal. Therefore, the second scribe line intersection P
The position of b is calculated based on the position of the reference point Qb of the matching pattern MPb, and the relative positions of the first scribe line intersection Pa and the reference point Qa of the template image MPa.
【0097】あるいは、第1のスクライブライン交点P
aの決定方法と同様の方法によって、第2のスクライブ
ライン交点Pbの位置を決定するようにしても良い。す
なわち、第2のスクライブライン交点Pbの位置を、ユ
ーザが指定してもよく、また、第2の視野Wb内の画像
を解析することによって、第2のスクライブライン交点
Pbの位置を自動的に決定するようにしてもよい。
Alternatively, the first scribe line intersection P
The position of the second scribe line intersection Pb may be determined by a method similar to the method of determining a. That is, the position of the second scribe line intersection Pb may be specified by the user, and the position of the second scribe line intersection Pb is automatically determined by analyzing an image in the second visual field Wb. It may be determined.
【0098】図16のステップS17では、2つのスク
ライブライン交点Pa,Pbの中点Pabの座標が算出
され、位置合わせ基準点(図3(B)の点RP)として
アライメント情報ファイル139に保存される。この位
置合わせ基準点Pabは、各測定点の位置を決定すると
きの原点(すなわちウェハ座標系の座標原点)として使
用される。この実施例では、位置合わせ基準点Pabの
座標が、スクライブラインで規定される格子の互いに対
角方向にある2つのスクライブライン交点Pa,Pbの
座標から決定されているので、その位置を高精度に設定
することができる。
In step S17 in FIG. 16, the coordinates of the midpoint Pab between the two scribe line intersections Pa and Pb are calculated and stored in the alignment information file 139 as a positioning reference point (point RP in FIG. 3B). You. The alignment reference point Pab is used as an origin (that is, a coordinate origin of the wafer coordinate system) when determining the position of each measurement point. In this embodiment, since the coordinates of the alignment reference point Pab are determined from the coordinates of the two scribe line intersections Pa and Pb which are diagonal to each other on the grid defined by the scribe lines, the position is determined with high precision. Can be set to
【0099】なお、位置合わせ基準点としては、この他
にも種々の設定方法がある。例えば、2つの画像パター
ンMPa,MPbの基準点Qa,Qbの中点Qabを位
置合わせ基準点として使用することもできる。さらに、
スクライブライン交点Pa,Pbと基準点Qa,Qbの
中の1つの点を、位置合わせ基準点として選択すること
も可能である。
There are various other setting methods for the alignment reference point. For example, the middle point Qab of the reference points Qa, Qb of the two image patterns MPa, MPb can be used as a positioning reference point. further,
It is also possible to select one of the scribe line intersections Pa and Pb and the reference points Qa and Qb as the alignment reference point.
【0100】以上の基準ウェハに関する前処理によっ
て、アライメント情報ファイル139内に以下の情報が
登録される。 (a)基準ウェハの粗回転角度α1と、高精度な回転角
度θ1; (b)第1のテンプレート画像MPaの画像データ; (c)テンプレート画像の基準点Qa,Qbの座標値; (d)テンプレート画像の基準点Qa,Qbからそれぞ
れのスクライブライン交点Pa,Pbまでの座標のオフ
セット(δx,δy); (e)位置合わせ基準点Pabの座標値。
The following information is registered in the alignment information file 139 by the pre-processing relating to the reference wafer. (A) coarse rotation angle α1 of the reference wafer and high-precision rotation angle θ1; (b) image data of first template image MPa; (c) coordinate values of reference points Qa and Qb of the template image; (d) Offsets of coordinates from the reference points Qa, Qb of the template image to the respective scribe line intersections Pa, Pb (δx, δy); (e) Coordinate values of the alignment reference point Pab.
【0101】これらの情報は、ステージ座標系とウェハ
座標系との対応関係を決定するために用いられる情報
(「座標系対応関係決定情報」と呼ぶ)である。この座
標系対応関係決定情報を用いることによって、ステージ
座標系と基準ウェハWF1のウェハ座標系とをアフィン
変換によって相互に座標変換することができる。また、
後述するように、この座標系対応関係決定情報を用い
て、ステージ座標系と被測定ウェハのウェハ座標系との
対応関係を求めることができる。
These pieces of information are information used to determine the correspondence between the stage coordinate system and the wafer coordinate system (referred to as “coordinate system correspondence determination information”). By using this coordinate system correspondence determination information, the stage coordinate system and the wafer coordinate system of the reference wafer WF1 can be mutually coordinate-transformed by affine transformation. Also,
As will be described later, the correspondence between the stage coordinate system and the wafer coordinate system of the measured wafer can be obtained using the coordinate system correspondence determination information.
【0102】F.被測定ウェハを用いたプリアライメン
ト処理:図27および図28は、被測定ウェハのプリア
ライメント処理の手順を示す説明図である。ステップS
1〜S6までの処理は、図15に示した基準ウェハに関
するプリアライメント前処理と同じである。これによっ
て、ウェハの中心近くのスクライブライン交点の画像が
取り込まれる。図29は、被測定ウェハに設定された視
野の一例を示している。ここでは、視野Wcを撮像領域
とした画像が取込まれる。図27のステップS3におい
ては、図29に示す粗回転角度α2prが検出されてい
る。なお、この粗回転角度α2prは、90°の整数倍の
不確定さを有している。被測定ウェハにおいては、不確
定さを取除く前の粗回転角度を「予備回転角度」とも呼
ぶ。この名前は、不確定さを含む予備的な回転角度であ
ることを意味している。
F. Pre-Alignment Process Using Wafer to be Measured: FIGS. 27 and 28 are explanatory diagrams showing the procedure of the pre-alignment process for the wafer to be measured. Step S
The processing from 1 to S6 is the same as the pre-alignment pre-processing for the reference wafer shown in FIG. Thereby, an image of the scribe line intersection near the center of the wafer is captured. FIG. 29 shows an example of the field of view set on the wafer to be measured. Here, an image having the field of view Wc as an imaging region is captured. In step S3 of FIG. 27, the coarse rotation angle α2pr shown in FIG. 29 is detected. The coarse rotation angle α2pr has an uncertainty that is an integral multiple of 90 °. In the wafer to be measured, the coarse rotation angle before removing the uncertainty is also referred to as “preliminary rotation angle”. This name means a preliminary rotation angle including uncertainty.
【0103】ステップS31では、パターンマッチング
手段154(図2)が、この視野Wc内の画像に関し
て、基準ウェハの前処理において登録された第1のテン
プレート画像MPaを用いたパターンマッチング処理を
行なう。
In step S31, the pattern matching means 154 (FIG. 2) performs a pattern matching process on the image in the field of view Wc using the first template image MPa registered in the pre-processing of the reference wafer.
【0104】図30は、被測定ウェハに関するパターン
マッチングの方法を示す説明図である。まず、図30
(A)に示す読み取られた画像を、アフィン変換によっ
て予備回転角度α2prだけ時計廻りに回転して、図30
(B)に示すような画像を作成する。そして、回転後の
画像内において、第1のテンプレート画像MPaとマッ
チングする画像パターンをパターンマッチング処理によ
って検出する。この時、図30(C)に示すように、9
0°ずつ回転した4つのテンプレート画像を予め作成し
ておくことが好ましい。そして、これらの4つのテンプ
レート画像の中で、マッチング度が最も高くなるテンプ
レート画像を決定し、これにマッチングした画像パター
ン(マッチングパターン)の基準点の座標を決定する。
図30(B)の例では、180°回転のテンプレート画
像のマッチング度が最も高い。従って、この被測定ウェ
ハの粗回転角度α2は、(α2pr+180°)であるこ
とが決定される。すなわち、テンプレート画像を用いた
パターンマッチングによって、予備回転角度α2prの不
確定さを解消して、粗回転角度α2の値を決定すること
ができる。なお、回転対称な4つのテンプレート画像に
関連付けられた角度(0°、90°、180°、270
°)のうち、パターンマッチングによって選択された角
度を、以下では「マッチング角度」と呼ぶ。
FIG. 30 is an explanatory diagram showing a pattern matching method for a wafer to be measured. First, FIG.
30A, the read image shown in FIG. 30A is rotated clockwise by the preliminary rotation angle α2pr by affine transformation.
An image as shown in FIG. Then, in the rotated image, an image pattern matching with the first template image MPa is detected by a pattern matching process. At this time, as shown in FIG.
Preferably, four template images rotated by 0 ° are created in advance. Then, among these four template images, the template image with the highest matching degree is determined, and the coordinates of the reference point of the image pattern (matching pattern) matched with the template image are determined.
In the example of FIG. 30B, the matching degree of the template image rotated by 180 ° is the highest. Therefore, it is determined that the coarse rotation angle α2 of the measured wafer is (α2pr + 180 °). That is, the value of the coarse rotation angle α2 can be determined by eliminating the uncertainty of the preliminary rotation angle α2pr by pattern matching using the template image. The angles (0 °, 90 °, 180 °, 270) associated with the four rotationally symmetric template images
In (°), the angle selected by pattern matching is hereinafter referred to as “matching angle”.
【0105】図31は、被測定ウェハの予備回転角度α
2prと粗回転角度α2との関係を示す説明図である。予
備回転角度α2prは、ステージ座標系の基準方向Dsか
ら、被測定ウェハの直線部分(スクライブラインSL)
の方向まで反時計回りに測った角度である。粗回転角度
α2は、ステージ座標系の基準方向Dsから、ウェハ座
標系の基準方向Dw2まで反時計回りに測った角度であ
る。ウェハ座標系の基準方向Dw2は、マッチングパター
ンMPcが正立(図30(C)の最初のテンプレート画
像の向きに)した時に、時計の3時方向を向く方向であ
ると定義されている。予備回転角度α2prは、ウェハの
直線部分から決定されていただけなので、この例では、
予備回転角度α2prと粗回転角度α2とは180°の差
がある。もちろん、これらの角度α2pr,α2が等しい
場合もある。
FIG. 31 shows the preliminary rotation angle α of the measured wafer.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between 2pr and a coarse rotation angle α2. The preliminary rotation angle α2pr is determined from the reference direction Ds of the stage coordinate system by a linear portion (scribe line SL) of the measured wafer.
Is the angle measured counterclockwise up to the direction of. The coarse rotation angle α2 is an angle measured counterclockwise from the reference direction Ds of the stage coordinate system to the reference direction Dw2 of the wafer coordinate system. The reference direction Dw2 of the wafer coordinate system is defined to be the direction of the clock at 3 o'clock when the matching pattern MPc is erected (in the direction of the first template image in FIG. 30C). Since the preliminary rotation angle α2pr is determined only from the linear portion of the wafer, in this example,
There is a difference of 180 ° between the preliminary rotation angle α2pr and the coarse rotation angle α2. Of course, these angles α2pr and α2 may be equal.
【0106】図27のステップS32では、マッチング
パターンMPcの基準点Qcの座標がアライメント情報
ファイル139に保存される。図28のステップS33
では、被測定ウェハの回転角度の不確定さを解消して、
その相対回転角度Δαを求める。ここで、被測定ウェハ
の相対回転角度Δαは、非測定ウェハの粗回転角度α2
と、基準ウェハの粗回転角度α1との差分(α2−α
1)として定義される。
In step S32 in FIG. 27, the coordinates of the reference point Qc of the matching pattern MPc are stored in the alignment information file 139. Step S33 in FIG.
Now, resolve the uncertainty of the rotation angle of the wafer to be measured,
The relative rotation angle Δα is obtained. Here, the relative rotation angle Δα of the measured wafer is the coarse rotation angle α2 of the non-measurement wafer.
(Α2−α)
Defined as 1).
【0107】被測定ウェハ内の各測定点の位置は、この
相対的な回転角度Δαを用いて決定することもできる。
しかし、この実施例では、以下の手順により、基準ウェ
ハとの相対的な回転角度をより正確に求めることによっ
て、各測定点の位置をより正確に決定している。
The position of each measurement point in the wafer to be measured can be determined using the relative rotation angle Δα.
However, in this embodiment, the position of each measurement point is determined more accurately by obtaining the rotation angle relative to the reference wafer more accurately by the following procedure.
【0108】ステップS34では、パターンマッチング
の結果から、マッチングパターンMPcの近傍にある第
1のスクライブライン交点Pc(図31)の位置を算出
する。図32は、マッチングパターンMPcの基準点Q
cと、第1のスクライブライン交点Pcとの関係を示す
説明図である。前述したように、パターンマッチング処
理では、図32(a)〜(d)に示す4つのマッチング
角度のいずれか1つにおいて、画像パターンがマッチン
グすることが確認される。スクライブライン交点Pcの
座標(Xc,Yc)は、マッチング角度に応じてそれぞ
れ以下のように算出される。
In step S34, the position of the first scribe line intersection Pc (FIG. 31) near the matching pattern MPc is calculated from the result of the pattern matching. FIG. 32 shows the reference point Q of the matching pattern MPc.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between the first scribe line intersection Pc and the first scribe line intersection Pc. As described above, in the pattern matching process, it is confirmed that the image pattern matches at any one of the four matching angles shown in FIGS. The coordinates (Xc, Yc) of the scribe line intersection Pc are calculated as follows according to the matching angle.
【0109】(a)マッチング角度が0度の場合: Xc=Xs+δx,Yc=Ys+δy(A) When the matching angle is 0 degree: Xc = Xs + δx, Yc = Ys + δy
【0110】(b)マッチング角度が90度の場合: Xc=Xs+δy,Yc=Ys−δx(B) When the matching angle is 90 degrees: Xc = Xs + δy, Yc = Ys-δx
【0111】(c)マッチング角度が180度の場合: Xc=Xs−δx,Yc=Ys−δy(C) When the matching angle is 180 degrees: Xc = Xs−δx, Yc = Ys−δy
【0112】(d)マッチング角度が270度の場合: Xc=Xs−δy,Yc=Ys+δx(D) When the matching angle is 270 degrees: Xc = Xs-δy, Yc = Ys + δx
【0113】ここで、δx,δyは、前述した基準ウェ
ハのプリアライメント前処理において求められていた、
テンプレート画像MPaの基準点Qa(図26)と、そ
の近傍のスクライブライン交点Paとの座標のオフセッ
トである。この座標のオフセット(δx,δy)を用い
ることによって、マッチングパターンMPcの基準点Q
cから、スクライブライン交点Pcの座標を上記のよう
に算出することができる。なお、図32に示す関係は、
被測定ウェハWF2を予備回転角度α2prだけ回転させ
た状態のものなので、上記の4つの式の各座標値として
は、予備回転角度α2prだけ回転するようにアフィン変
換を行った値が使用される。
Here, δx and δy have been obtained in the pre-alignment pre-processing of the reference wafer described above.
This is the coordinate offset between the reference point Qa (FIG. 26) of the template image MPa and the scribe line intersection Pa near the reference point Qa. By using this coordinate offset (δx, δy), the reference point Q of the matching pattern MPc is obtained.
From c, the coordinates of the scribe line intersection Pc can be calculated as described above. Note that the relationship shown in FIG.
Since the wafer to be measured WF2 is rotated by the preliminary rotation angle α2pr, values obtained by performing affine transformation so as to rotate by the preliminary rotation angle α2pr are used as the coordinate values of the above four equations.
【0114】図28のステップS35では、2つの目の
スクライブライン交点を視野内に含む位置に被測定ウェ
ハWF2を移動させる。図33は、被測定ウェハにおい
て設定された2つの視野の関係を示す説明図である。被
測定ウェハの2つのスクライブライン交点Pc,Pdの
位置関係は、ウェハ座標系において、基準ウェハの2つ
のスクライブライン交点位置Pa,Pbの位置関係と同
じである。従って、2番目のスクライブライン交点Pd
は、最初のスクライブライン交点Pcから、基準ウェハ
の直線L1に相当する直線L2の方向に沿った方向に存
在する。2番目のスクライブライン交点PdにXYステ
ージ36を移動させる移動量は、基準ウェハの2つの基
準点Qa,Qbの座標値の差分と同じである。こうし
て、図33の2番目の視野Wdが設定される。
In step S35 of FIG. 28, the measured wafer WF2 is moved to a position including the intersection of the second scribe line in the field of view. FIG. 33 is an explanatory diagram showing a relationship between two visual fields set on the wafer to be measured. The positional relationship between the two scribe line intersections Pc and Pd of the measured wafer is the same as the positional relationship between the two scribe line intersections Pa and Pb of the reference wafer in the wafer coordinate system. Therefore, the second scribe line intersection Pd
Exists in a direction from a first scribe line intersection Pc along a direction of a straight line L2 corresponding to the straight line L1 of the reference wafer. The movement amount for moving the XY stage 36 to the second scribe line intersection Pd is the same as the difference between the coordinate values of the two reference points Qa and Qb on the reference wafer. Thus, the second field of view Wd in FIG. 33 is set.
【0115】図28のステップS36では、2番目の視
野Wdの画像が読み取られ、粗回転角度α2だけ画像を
アフィン変換で回転するとともに、回転後の画像に関し
てパターンマッチングを実行する。このパターンマッチ
ングでは、第1のテンプレート画像MPaと最も一致し
たマッチングパターンMPdの基準点Qd(図33)の
座標が得られる。
In step S36 in FIG. 28, the image of the second field of view Wd is read, the image is rotated by the affine transformation by the coarse rotation angle α2, and pattern matching is performed on the rotated image. In this pattern matching, the coordinates of the reference point Qd (FIG. 33) of the matching pattern MPd that most closely matches the first template image MPa are obtained.
【0116】ステップS37では、回転方向決定手段1
58(図2)が、2つの基準点Qc,Qdの連結方向D
L2の回転角度θ2を求める。この回転角度θ2は、ステ
ージ座標系の基準方向Dsから、基準点の連結方向DL2
まで反時計回りに測定した角度である。
In the step S37, the rotation direction determining means 1
58 (FIG. 2) is the connection direction D between the two reference points Qc and Qd.
The rotation angle θ2 of L2 is obtained. The rotation angle θ2 is defined by the reference direction Ds of the stage coordinate system and the connection direction DL2 of the reference point.
The angle measured counterclockwise up to.
【0117】ステップS38では、2つ目のマッチング
パターンMPdの基準点Qdの座標から、2点目のスク
ライブライン交点Pdの座標が算出される。この演算
は、前述した図32に示すものと同じである。ステップ
S39では、1点目と2点目のスクライブライン交点P
c,Pdの中心点Pcd(図33)の座標を求める。こ
の中心点Pcdは、ウェハ座標系における原点となる。
また、以下に説明するファインアライメント処理におけ
る位置合わせ基準点RP(図3(C))として使用され
る。
In step S38, the coordinates of the second scribe line intersection Pd are calculated from the coordinates of the reference point Qd of the second matching pattern MPd. This calculation is the same as that shown in FIG. In step S39, the first and second scribe line intersections P
The coordinates of the center point Pcd (FIG. 33) of c and Pd are obtained. This center point Pcd becomes the origin in the wafer coordinate system.
Further, it is used as an alignment reference point RP (FIG. 3C) in the fine alignment process described below.
【0118】基準ウェハWF1と被測定ウェハWF2と
の相対的な回転角度は、被測定ウェハにおける基準点の
連結方向DL2の回転角度θ2と、基準ウェハにおける基
準点の連結方向DL1の回転角度θ1とを用いて高精度に
決定することができる。
The relative rotation angle between the reference wafer WF1 and the measured wafer WF2 is determined by the rotation angle θ2 of the reference point on the measured wafer in the connection direction DL2 and the rotation angle θ1 of the reference point on the reference wafer in the connection direction DL1. Can be determined with high accuracy.
【0119】図34は、高精度な相対回転角度を求める
方法を示す説明図である。図34(A)は、基準ウェハ
に関して得られた2つの基準点Qa,Qbを結ぶ直線L
1を示している。これらの基準点Qa,Qbを結ぶ連結
方向DL1は、第2の基準点Qbから第1の基準点Qaに
向う方向に取られている。この連結方向DL1の回転角度
θ1は、ステージ座標系の基準方向Dsから連結方向D
L1まで反時計回りに測った角度である。図34(B)
は、被測定ウェハに関して得られた2つの基準点Qc,
Qdを結ぶ直線L2を示している。これらの基準点Q
c,Qdを結ぶ連結方向DL2も、第2の基準点Qdから
第1の基準点Qcに向う方向に取られている。この連結
方向DL2の回転角度θ2も、ステージ座標系の基準方向
Dsから連結方向DL2まで反時計回りに測った角度であ
る。このように、基準ウェハにおける連結方向DL1の回
転角度θ1も、被測定ウェハにおける連結方向DL2の回
転角度θ2も、いずれも同じ定義に従って決定されてい
る。従って、これらの差分△θ=θ2−θ1を求めるこ
とによって、これを、基準ウェハと被測定ウェハとの相
対的な回転角度として採用することができる。
FIG. 34 is an explanatory diagram showing a method of obtaining a relative rotation angle with high accuracy. FIG. 34A shows a straight line L connecting two reference points Qa and Qb obtained with respect to a reference wafer.
1 is shown. The connection direction DL1 connecting these reference points Qa and Qb is taken in a direction from the second reference point Qb to the first reference point Qa. The rotation angle θ1 of the connection direction DL1 is defined by the connection direction Ds from the reference direction Ds of the stage coordinate system.
The angle measured counterclockwise up to L1. FIG. 34 (B)
Are the two reference points Qc,
A straight line L2 connecting Qd is shown. These reference points Q
The connection direction DL2 connecting c and Qd is also taken in a direction from the second reference point Qd to the first reference point Qc. The rotation angle θ2 of the connection direction DL2 is also an angle measured counterclockwise from the reference direction Ds of the stage coordinate system to the connection direction DL2. Thus, both the rotation angle θ1 of the connection direction DL1 on the reference wafer and the rotation angle θ2 of the connection direction DL2 on the measured wafer are determined according to the same definition. Therefore, by obtaining these differences Δθ = θ2−θ1, this can be adopted as the relative rotation angle between the reference wafer and the measured wafer.
【0120】ところで、被測定ウェハの回転角度(回転
方向)を決める方法としては、他の方法も考えられる。
図35は、粗回転角度α1,α2を用いた粗い相対回転
角度の決定方法を示す説明図である。粗回転角度α1,
α2は、ステージ座標系の基準方向Dsから、ウェハ座
標系の基準方向Dw1,Dw2まで反時計回りに測った角度
である。従って、粗回転角度の差分△α=α2−α1
を、基準ウェハと被測定ウェハとの相対的な回転角度と
することができる。但し、上述した回転角度θ1、θ2
の方が、粗回転角度α1,α2よりも精度が高いので、
その相対回転角度△θも、粗回転角度から決定された相
対回転角度△αよりも精度が高い。
By the way, as a method for determining the rotation angle (rotation direction) of the wafer to be measured, other methods can be considered.
FIG. 35 is an explanatory diagram showing a method of determining a coarse relative rotation angle using the coarse rotation angles α1 and α2. Coarse rotation angle α1,
α2 is an angle measured counterclockwise from the reference direction Ds of the stage coordinate system to the reference directions Dw1 and Dw2 of the wafer coordinate system. Therefore, the difference of the coarse rotation angle Δα = α2−α1
Can be a relative rotation angle between the reference wafer and the wafer to be measured. However, the above-described rotation angles θ1, θ2
Is more accurate than the coarse rotation angles α1 and α2,
The relative rotation angle △ θ is also more accurate than the relative rotation angle △ α determined from the coarse rotation angle.
【0121】回転方向決定手段158が被測定ウェハの
回転角度(回転方向)を決定する方法としては、上述の
方法も含めて、以下のような種々の方法が考えられる。
As the method of determining the rotation angle (rotation direction) of the wafer to be measured by the rotation direction determining means 158, the following various methods including the above-described method can be considered.
【0122】方法1:基準ウェハの高精度回転角度θ1
と、被測定ウェハの高精度回転角度θ2との差分△θか
ら、両者の相対的な回転角度(回転方向)を決定する。
この方法1は、図34に示したものである。この方法に
よれば、相対的な回転角度(回転方向)を高精度に決定
できるという利点がある。
Method 1: High-precision rotation angle θ1 of reference wafer
And the relative rotation angle (rotation direction) of the wafer to be measured is determined from the difference Δθ between the measured wafer and the high-precision rotation angle θ2.
This method 1 is shown in FIG. According to this method, there is an advantage that the relative rotation angle (rotation direction) can be determined with high accuracy.
【0123】方法2:基準ウェハの粗回転角度α1と、
被測定ウェハの粗回転角度α2との差分△αから、両者
の相対的な回転角度(回転方向)を決定する。この方法
2は、図35に示したものである。この方法を用いる場
合には、基準ウェハや被測定ウェハにおいて、少なくと
も1カ所の画像でパターンマッチングを行えばよい。従
って、処理を高速化できるという利点がある。
Method 2: Coarse rotation angle α1 of reference wafer;
The relative rotation angle (rotation direction) between the two is determined from the difference Δα from the coarse rotation angle α2 of the measured wafer. This method 2 is shown in FIG. When this method is used, pattern matching may be performed on at least one image on the reference wafer and the wafer to be measured. Therefore, there is an advantage that the processing can be speeded up.
【0124】方法3:被測定ウェハの高精度回転角度θ
2そのものを、被測定ウェハの回転角度(回転方向)と
して利用する。図34(B)から解るように、高精度回
転角度θ2は、ステージ座標系の基準方向Dsから、ウ
ェハ座標系の連結方向DL2までの回転角度である。従っ
て、被測定ウェハは、ステージ座標系の基準方向Dsか
らθ2だけ回転しているものと考えることが可能であ
る。なお、方法3の変形として、高精度回転角度θ2に
一定値を加算または減算した値を、被測定ウェハの回転
角度(回転方向)としてもよい。この方法3によれば、
基準ウェハからの相対的な回転角度ではなく、ステージ
座標系の所定の基準方向Dsを基準とした回転角度(回
転方向)を高精度に決定できるという利点がある。特
に、基準ウェハの位置合わせ基準点や複数の測定点の座
標を、予めステージ座標系の座標に変換している場合に
は、この回転角度θ2を被測定ウェハの回転角度として
そのまま利用することができる。
Method 3: High-precision rotation angle θ of wafer to be measured
2 itself is used as the rotation angle (rotation direction) of the wafer to be measured. As can be seen from FIG. 34B, the high-precision rotation angle θ2 is a rotation angle from the reference direction Ds of the stage coordinate system to the connection direction DL2 of the wafer coordinate system. Therefore, it can be considered that the measured wafer is rotated by θ2 from the reference direction Ds of the stage coordinate system. As a modification of the method 3, a value obtained by adding or subtracting a constant value to or from the high-precision rotation angle θ2 may be used as the rotation angle (rotation direction) of the measured wafer. According to this method 3,
There is an advantage that a rotation angle (rotation direction) based on a predetermined reference direction Ds of the stage coordinate system, rather than a relative rotation angle from the reference wafer, can be determined with high accuracy. In particular, when the coordinates of the alignment reference point and the plurality of measurement points of the reference wafer have been converted into the coordinates of the stage coordinate system in advance, the rotation angle θ2 can be used as it is as the rotation angle of the wafer to be measured. it can.
【0125】方法4:被測定ウェハの粗回転角度α2そ
のものを、被測定ウェハの回転角度(回転方向)とす
る。この場合も、方法3と同様に、回転角度α2に一定
値を加算または減算した値を、被測定ウェハの回転角度
(回転方向)としてもよい。この方法4によれば、基準
ウェハからの相対的な回転角度ではなく、ステージ座標
系の所定の基準方向Dsを基準とした回転角度(回転方
向)を高速に決定できるという利点がある。
Method 4: The rough rotation angle α2 of the measured wafer itself is set as the rotation angle (rotation direction) of the measured wafer. Also in this case, similarly to the method 3, a value obtained by adding or subtracting a fixed value to the rotation angle α2 may be used as the rotation angle (rotation direction) of the measured wafer. According to the method 4, there is an advantage that the rotation angle (rotation direction) based on the predetermined reference direction Ds of the stage coordinate system can be determined at a high speed, not the relative rotation angle from the reference wafer.
【0126】このように、被測定ウェハのプリアライメ
ント処理によって、位置合わせ基準点RP(図3)の位
置と、回転角度θ2とが決定されたので、これらを用い
てステージ座標系の座標と被測定ウェハのウェハ座標系
との座標変換を行うことができる。
As described above, the position of the alignment reference point RP (FIG. 3) and the rotation angle θ2 are determined by the pre-alignment processing of the wafer to be measured. The coordinate conversion of the measurement wafer with the wafer coordinate system can be performed.
【0127】なお、この発明は上記の実施例や実施形態
に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の態様において実施することが可能であり、
例えば次のような変形も可能である。
The present invention is not limited to the above examples and embodiments, but can be implemented in various modes without departing from the scope of the invention.
For example, the following modifications are possible.
【0128】(1)上記実施例において、ハードウェア
によって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置
き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによっ
て実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換え
るようにしてもよい。
(1) In the above embodiment, a part of the configuration realized by hardware may be replaced by software, and conversely, a part of the configuration realized by software is replaced by hardware. You may do so.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】この発明の実施例を適用して半導体ウェハの位
置合わせ処理(アラインメント処理)を行なう機能を有
する測定装置の構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a measuring apparatus having a function of performing a positioning process (alignment process) of a semiconductor wafer by applying an embodiment of the present invention.
【図2】画像処理ユニット50の内部構成を示すブロッ
ク図。
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of an image processing unit 50.
【図3】実施例における位置合わせ処理の概要を示す説
明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an outline of a positioning process in the embodiment.
【図4】実施例における位置合わせ処理の全体手順を示
すフローチャート。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an overall procedure of a positioning process in the embodiment.
【図5】ステップT1の詳細手順を示すフローチャー
ト。
FIG. 5 is a flowchart showing a detailed procedure of step T1.
【図6】XYステージ36上に載置された座標補正用ウ
ェハWF0を示す説明図。
FIG. 6 is an explanatory view showing a coordinate correction wafer WF0 placed on an XY stage 36.
【図7】座標補正用ウェハWF0の中央付近のパターン
を示す説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a pattern near the center of a coordinate correction wafer WF0.
【図8】各座標補正基準点P0〜Pnの理想ステージ座
標値と実測ステージ座標値との関係を示す説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a relationship between ideal stage coordinate values and measured stage coordinate values of respective coordinate correction reference points P0 to Pn.
【図9】座標補正テーブル166の登録内容を示す説明
図。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing registered contents of a coordinate correction table 166.
【図10】ステップT3の詳細手順を示すフローチャー
ト。
FIG. 10 is a flowchart showing a detailed procedure of step T3.
【図11】ステップT22における座標補正処理の内容
を示す説明図。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing the contents of a coordinate correction process in step T22.
【図12】座標補正テーブル166における4つの座標
補正基準点Q1〜Q4の登録内容を示す説明図。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing registered contents of four coordinate correction reference points Q1 to Q4 in a coordinate correction table 166.
【図13】ステップT5の詳細手順を示すフローチャー
ト。
FIG. 13 is a flowchart showing a detailed procedure of step T5.
【図14】座標補正テーブル166における4つの座標
補正基準点Q1〜Q4の登録内容を示す説明図。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing registered contents of four coordinate correction reference points Q1 to Q4 in a coordinate correction table 166.
【図15】基準ウェハWF1を用いたプリアライメント
前処理の手順を示すフローチャート。
FIG. 15 is a flowchart showing a procedure of pre-alignment pre-processing using a reference wafer WF1.
【図16】基準ウェハWF1を用いたプリアライメント
前処理の手順を示すフローチャート。
FIG. 16 is a flowchart showing a procedure of pre-alignment pre-processing using a reference wafer WF1.
【図17】半導体ウェハWF内に形成された複数のチッ
プの配列の様子を示す概念図。
FIG. 17 is a conceptual diagram showing an arrangement of a plurality of chips formed in a semiconductor wafer WF.
【図18】ウェハの中心付近を拡大して示す概念図。FIG. 18 is an enlarged conceptual diagram showing the vicinity of the center of a wafer.
【図19】1次元投影法による直線エッジ情報の検出処
理を示す説明図。
FIG. 19 is an explanatory diagram showing a process of detecting straight-line edge information by a one-dimensional projection method.
【図20】ソベルオペレータによる画像処理の方法を示
す説明図。
FIG. 20 is an explanatory diagram showing a method of image processing by a Sobel operator.
【図21】ソベルオペレータを用いて得られた水平エッ
ジ値と垂直エッジ値とから、画像の直線部分の角度を算
出する方法を示す説明図。
FIG. 21 is an explanatory diagram showing a method of calculating an angle of a straight line portion of an image from a horizontal edge value and a vertical edge value obtained using a Sobel operator.
【図22】処理対象となる多階調画像の一例と、この多
階調画像からソベルオペレータ法によって検出された角
度のヒストグラムを示す説明図。
FIG. 22 is an explanatory diagram showing an example of a multi-tone image to be processed and a histogram of angles detected from the multi-tone image by the Sobel operator method.
【図23】4つの等価回転角度を示す説明図。FIG. 23 is an explanatory diagram showing four equivalent rotation angles.
【図24】スクライブラインSLの交点位置に視野の中
心を移動させた状態を示す説明図。
FIG. 24 is an explanatory diagram showing a state in which the center of the field of view has been moved to the intersection of the scribe lines SL.
【図25】テンプレート画像MPaの登録の様子を示す
説明図。
FIG. 25 is an explanatory diagram showing a state of registration of a template image MPa.
【図26】ステップS10の処理内容を示す説明図。FIG. 26 is an explanatory diagram showing the processing content of step S10.
【図27】被測定ウェハのプリアライメント処理の手順
を示すフローチャート。
FIG. 27 is a flowchart showing the procedure of a pre-alignment process for a wafer to be measured.
【図28】被測定ウェハのプリアライメント処理の手順
を示すフローチャート。
FIG. 28 is a flowchart showing the procedure of a pre-alignment process for a wafer to be measured.
【図29】被測定ウェハにおいて設定される視野の一例
を示す説明図。
FIG. 29 is an explanatory diagram showing an example of a field of view set on a wafer to be measured.
【図30】被測定ウェハに関するパターンマッチングの
方法を示す説明図。
FIG. 30 is an explanatory view showing a pattern matching method for a wafer to be measured.
【図31】被測定ウェハにおけるウェハの予備回転角度
α2prと粗回転角度α2との関係を示す説明図。
FIG. 31 is an explanatory diagram showing a relationship between a preliminary rotation angle α2pr and a coarse rotation angle α2 of the wafer to be measured.
【図32】マッチングパターンMPcの基準点Qcと第
1のスクライブライン交点Pcとの関係を示す説明図。
FIG. 32 is an explanatory diagram showing a relationship between a reference point Qc of a matching pattern MPc and a first scribe line intersection Pc.
【図33】被測定ウェハにおいて設定された2つの視野
の関係を示す説明図。
FIG. 33 is an explanatory diagram showing a relationship between two visual fields set on a wafer to be measured.
【図34】高精度な相対回転角度を求める方法を示す説
明図。
FIG. 34 is an explanatory diagram showing a method of obtaining a relative rotation angle with high accuracy.
【図35】粗い相対回転角度を求める方法を示す説明
図。
FIG. 35 is an explanatory diagram showing a method for obtaining a coarse relative rotation angle.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
30…制御操作ユニット 31…表示部 32…操作部 33…制御部 34…ステージ駆動部 35…ステージ座標読み込み部 36…XYステージ 36a,36b…ウェハ保持アーム 38…通信経路 40…光学ユニット 41…カメラ 42…光源 43…ハーフミラー 44…対物レンズ 50…画像処理ユニット 110…CPU 112…バスライン 114…ROM 116…RAM 136…モニタ 138…磁気ディスク 139…アライメント情報ファイル 140…入出力インタフェイス 150…等価回転方向決定手段 152…撮像位置決定手段 154…パターンマッチング手段 156…角度選択手段 158…回転方向決定手段 160…基準位置決定手段 162…測定位置決定手段 164…座標補正テーブル作成手段 166…座標補正テーブル 168…座標補正手段 170…座標変換手段 Reference Signs List 30 control operation unit 31 display unit 32 operation unit 33 control unit 34 stage drive unit 35 stage coordinate reading unit 36 XY stage 36a, 36b wafer holding arm 38 communication path 40 optical unit 41 camera 42 light source 43 half mirror 44 objective lens 50 image processing unit 110 CPU 112 bus line 114 ROM 116 RAM 136 monitor 138 magnetic disk 139 alignment information file 140 input / output interface 150 equivalent Rotation direction determination means 152 ... imaging position determination means 154 ... pattern matching means 156 ... angle selection means 158 ... rotation direction determination means 160 ... reference position determination means 162 ... measurement position determination means 164 ... coordinate correction table creation means 166 ... coordinate correction table Bull 168: Coordinate correction means 170: Coordinate conversion means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 教之 京都市上京区堀川通寺之内上る4丁目天神 北町1番地の1 大日本スクリーン製造株 式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Noriyuki Kondo 4-chome Tenjin Kitamachi 1-chome, Horikawa-dori-Teranouchi, Kamigyo-ku, Kyoto Inside Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.

Claims (6)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 ステージに載置されたウェハ上における
    対象点の座標を補正する方法であって、(a)前記ステ
    ージに載置されたウェハ上の複数の座標補正基準点に関
    して、前記ステージの歪みによる位置ズレ成分を含む実
    測ステージ座標値と、前記位置ズレ成分を含まない理想
    ステージ座標値との関係を示す座標補正情報を求める工
    程と、(b)前記ステージ上に載置された任意のウェハ
    上の対象点の座標値を前記座標補正情報に従って補正す
    る工程と、を備えることを特徴とするウェハ上の対象点
    座標の補正方法。
    1. A method for correcting coordinates of a target point on a wafer mounted on a stage, the method comprising: (a) determining a plurality of coordinate correction reference points on a wafer mounted on the stage; A step of obtaining coordinate correction information indicating a relationship between an actually measured stage coordinate value including a position shift component due to distortion and an ideal stage coordinate value not including the position shift component; and (b) an arbitrary stage placed on the stage. Correcting the coordinate value of the target point on the wafer according to the coordinate correction information.
  2. 【請求項2】 請求項1記載の方法であって、前記工程
    (a)は、(1)前記複数の座標補正基準点を特定する
    ための複数の同一パターンが所定の配列で設定された座
    標補正用ウェハを前記ステージ上に載置する工程と、
    (2)前記座標補正用ウェハ上において、前記複数の同
    一パターンの配列を検出するとともに、前記複数の同一
    パターンと所定の位置関係にある前記複数の座標基準点
    に関して前記実測ステージ座標値を測定する工程と、
    (3)前記複数の同一パターンの前記所定の配列から、
    前記複数の座標補正基準点に関する前記理想ステージ座
    標値を決定する工程と、(4)前記工程(2)で測定さ
    れた前記実測ステージ座標値と前記工程(3)で決定さ
    れた前記理想ステージ座標値との関係に基づいて、前記
    座標補正情報を作成する工程と、を備える対象点座標の
    補正方法。
    2. The method according to claim 1, wherein the step (a) comprises the steps of: (1) setting a plurality of identical patterns for specifying the plurality of coordinate correction reference points in a predetermined array; Placing a correction wafer on the stage,
    (2) detecting the arrangement of the plurality of identical patterns on the coordinate correction wafer and measuring the actually measured stage coordinate values with respect to the plurality of coordinate reference points having a predetermined positional relationship with the plurality of identical patterns; Process and
    (3) From the predetermined arrangement of the plurality of identical patterns,
    Determining the ideal stage coordinate values for the plurality of coordinate correction reference points; and (4) the actual stage coordinate values measured in the step (2) and the ideal stage coordinates determined in the step (3). Creating the coordinate correction information based on the relationship with the values.
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の方法であって、
    前記工程(b)は、前記対象点に関して、前記位置ズレ
    成分を含まない理想ステージ座標値を、前記位置ズレ成
    分を含む実測ステージ座標値に補正する工程を含む、方
    法。
    3. The method according to claim 1 or 2, wherein
    The method (b) includes, for the target point, correcting an ideal stage coordinate value that does not include the displacement component to an actually measured stage coordinate value that includes the displacement component.
  4. 【請求項4】 請求項1または2記載の方法であって、
    前記工程(b)は、前記対象点に関して、前記位置ズレ
    成分を含む実測ステージ座標値を、前記位置ズレ成分を
    含まない理想ステージ座標値に補正する工程を含む、方
    法。
    4. The method according to claim 1 or 2, wherein
    The method according to claim 1, wherein the step (b) includes, for the target point, correcting an actual measurement stage coordinate value including the displacement component to an ideal stage coordinate value not including the displacement component.
  5. 【請求項5】 ステージに載置された対象ウェハ上にお
    ける対象点の座標を決定する方法であって、(a)前記
    ステージに載置された所定のウェハ上の複数の座標補正
    基準点に関して、前記ステージの歪みによる位置ズレ成
    分を含む実測ステージ座標値と、前記位置ズレ成分を含
    まない理想ステージ座標値との関係を示す座標補正情報
    を求める工程と、(b)所定の対象点設定用基準ウェハ
    を前記ステージ上に載置する工程と、(c)前記対象点
    設定用基準ウェハ上において前記対象点を設定するとと
    もに、前記対象点に関するステージ座標系の座標である
    実測ステージ座標値を測定する工程と、(d)前記実測
    ステージ座標値を前記座標補正情報に従って補正するこ
    とによって前記位置ズレ成分を含まない第1の理想ステ
    ージ座標値を求めるとともに、前記第1の理想ステージ
    座標値を座標変換することによってウェハ座標系の座標
    であるウェハ座標値を求める工程と、(e)前記ステー
    ジ上に前記対象ウェハを載置する工程と、(f)前記対
    象ウェハ上における前記対象点に関する前記ウェハ座標
    値を座標変換することによって前記対象点に関する第2
    の理想ステージ座標値を求めるとともに、前記第2の理
    想ステージ座標値を前記座標補正情報に従って補正する
    ことによって、前記ステージの歪みによる位置ズレ成分
    を含む補正ステージ座標値を前記対象点に関して求める
    工程と、を備えることを特徴とするウェハ上の対象点座
    標の決定方法。
    5. A method for determining coordinates of a target point on a target wafer mounted on a stage, comprising: (a) determining a plurality of coordinate correction reference points on a predetermined wafer mounted on the stage; A step of obtaining coordinate correction information indicating a relationship between an actually measured stage coordinate value including a position shift component due to the distortion of the stage and an ideal stage coordinate value not including the position shift component; and (b) a predetermined target point setting reference. Placing a wafer on the stage; and (c) setting the target point on the target point setting reference wafer and measuring an actual measurement stage coordinate value that is a coordinate of the stage coordinate system with respect to the target point. And (d) determining a first ideal stage coordinate value that does not include the displacement component by correcting the actually measured stage coordinate value according to the coordinate correction information. A step of obtaining a wafer coordinate value which is a coordinate in a wafer coordinate system by performing a coordinate conversion on the first ideal stage coordinate value; (e) a step of mounting the target wafer on the stage; (f) A) converting the wafer coordinate value of the target point on the target wafer into a second
    Calculating the corrected ideal stage coordinate value including the position shift component due to the distortion of the stage by correcting the second ideal stage coordinate value according to the coordinate correction information, with respect to the target point. And a method for determining coordinates of a target point on a wafer.
  6. 【請求項6】 請求項5記載の方法であって、前記工程
    (a)は、(1)前記複数の座標補正基準点を特定する
    ための複数の同一パターンが所定の配列で設定された座
    標補正用ウェハを前記ステージ上に載置する工程と、
    (2)前記座標補正用ウェハ上において、前記複数の同
    一パターンの配列を検出するとともに、前記複数の同一
    パターンと所定の位置関係にある前記複数の座標基準点
    に関して前記実測ステージ座標値を測定する工程と、
    (3)前記複数の同一パターンの前記所定の配列から、
    前記複数の座標補正基準点に関する前記理想ステージ座
    標値を決定する工程と、(4)前記工程(2)で測定さ
    れた前記実測ステージ座標値と前記工程(3)で決定さ
    れた前記理想ステージ座標値との関係に基づいて、前記
    座標補正情報を作成する工程と、を備える対象点座標の
    決定方法。
    6. The method according to claim 5, wherein the step (a) comprises: (1) setting a plurality of identical patterns for specifying the plurality of coordinate correction reference points in a predetermined arrangement; Placing a correction wafer on the stage,
    (2) detecting the arrangement of the plurality of identical patterns on the coordinate correction wafer and measuring the actually measured stage coordinate values with respect to the plurality of coordinate reference points having a predetermined positional relationship with the plurality of identical patterns; Process and
    (3) From the predetermined arrangement of the plurality of identical patterns,
    Determining the ideal stage coordinate values for the plurality of coordinate correction reference points; and (4) the actual stage coordinate values measured in the step (2) and the ideal stage coordinates determined in the step (3). Generating the coordinate correction information based on the relationship with the value.
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Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007240394A (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Horon:Kk Method, device, and program for stage coordinate, transformation
US8694145B2 (en) 2001-06-19 2014-04-08 Applied Materials, Inc. Feedback control of a chemical mechanical polishing device providing manipulation of removal rate profiles
WO2019017515A1 (en) * 2017-07-21 2019-01-24 주식회사 기가레인 Thin film resistor for probe card

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5018183B2 (en) * 2007-03-30 2012-09-05 東京エレクトロン株式会社 PROBE DEVICE, PROBING METHOD, AND STORAGE MEDIUM

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8694145B2 (en) 2001-06-19 2014-04-08 Applied Materials, Inc. Feedback control of a chemical mechanical polishing device providing manipulation of removal rate profiles
JP2007240394A (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Horon:Kk Method, device, and program for stage coordinate, transformation
WO2019017515A1 (en) * 2017-07-21 2019-01-24 주식회사 기가레인 Thin film resistor for probe card
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