JPH11220006A - 対象物のアライメント方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウェーハやチップ等の対象物の精密アライメン
トにおいて、アライメント精度に影響を及ぼす装置固有
のＹ軸精度の影響を除去し、精度確認のプロセスを簡単
化して処理時間の短縮を図る対象物のアライメント方法
を提供する。 【解決手段】ウェーハのアライメント装置は、粗アライ
メントを実行した後、ウェーハ上で撮像手段をＸ軸方向
（左右方向）のみに移動させてウェーハの左側と右側の
ターゲットパターン位置を画像データ上で検出する。そ
して、これらのターゲットパターン位置に基づいてウェ
ーハの補正角を求め、ウェーハを回転させて角度補正を
行う。この後、角度補正の精度確認のプロセスにおいて
も撮像手段を移動させずに画像データを取得し、この画
像データの範囲内で左側又は右側のターゲットパターン
位置の検出を行い、このターゲットパターン位置が計算
で求めた角度補正後の位置に移動したかを確認し、精密
アライメントを終了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はウェーハやチップを
パターンマッチングによりアライメントする対象物のア
ライメント方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ダイシング装置やプロービング装置等に
おいてウェーハやチップ等のアライメントに対する高速
化が望まれている。特にアライメントの確認工程である
精密アライメントの作業時間の短縮が望まれている。こ
こで、従来の精密アライメントのプロセスについてウェ
ーハをアライメントする場合を例に説明する。

【０００３】図１２に示すように、従来の精密アライメ
ントでは、ウェーハの左側の所定位置へ撮像装置を移動
させ、予め登録してあるターゲットパターンをその位置
の近傍で検出する。即ち、このターゲットパターンの検
出は、例えば、撮影画像の中央で得られるパターンと予
め登録されたターゲットパターンとを比較しながら、カ
メラを上記左側の所定位置の近傍で前後左右（尚、前後
方向をＹ軸方向、左右方向をＸ軸方向とする。）に移動
させて（または、ウェーハを前後左右に移動させて）、
これらのパターンが一致する位置にカメラを移動させ
る。即ち、パターンマッチングによりターゲットパター
ンを検出する。尚、ターゲットパターンは例えばストリ
ートのパターンや各チップ上の配線パターンのようなウ
ェーハ上に周期的に現れる模様を記憶したものである。
そして、ウェーハ上にターゲットパターンを検出した場
合には、そのターゲットパターン位置の座標値を求める
（ステップＳ１００）。

【０００４】次に、撮像装置をウェーハの右側の所定位
置へ移動させ、上述したのと同様に、その位置の近傍で
ターゲットパターンを検出し、その座標値を求める（ス
テップＳ１０２）。以上のようにして左側と右側のター
ゲットパターンの座標値を検出した後、これらの座標値
から補正すべきウェーハの回転角度（補正角Θ）を算出
し、角度補正後の左側と右側側のターゲットパターンの
座標値を算出する（ステップＳ１０４）。尚、角度補正
後の左右のターゲットパターン位置は同一のＹ座標値と
なる。そして、角度補正後の右側のターゲットパターン
位置（角度補正後に右側のターゲットパターンが撮影画
像の中央で検出される位置）へ撮像装置を移動させる
（ステップＳ１０６）。

【０００５】次に、ウェーハを上記ステップＳ１０４で
求めた補正角Θだけ回転させる（ステップＳ１０８）。
理論的には、この作業でウェーハが所望角度にアライメ
ントされるが、上記ターゲットパターンの検出作業にお
いてカメラを上下方向（Ｙ軸方向）に移動させたことに
起因して装置の有するＹ軸の精度とウェーハの回転によ
る回転角度Θの精度が問題となるため、上記ウェーハの
角度補正後に確認作業を行う。

【０００６】確認作業において、まず右側のターゲット
パターン位置を検出する（ステップＳ１１０）。この作
業は上述したパターンマッチングの作業である。そし
て、検出したターゲットパターンが上記ステップＳ１０
４で求めた角度補正後のターゲットパターン位置に許容
範囲内で検出されたか否かを判断する（ステップＳ１１
２）。ここで、ＮＯと判定した場合には、再度、上記角
度補正後のターゲットパターン位置までの回転角度（補
正角）を求め、右側のターゲットパターンが上記ステッ
プＳ１０４で求めた角度補正後のターゲットパターン位
置に許容範囲内で一致するまで上記ステップＳ１０８か
らの処理を繰り返し実行する。

【０００７】このようにして、右側のターゲットパター
ン位置をステップＳ１０４で求めた角度補正後のターゲ
ットパターン位置に一致させた後、続いて左側のターゲ
ットパターンについても同様にステップＳ１０４で求め
た角度補正後のターゲットパターン位置に許容範囲内で
一致しているかを確認する。そこで、まず、撮像装置を
上記角度補正後の左側のターゲットパターン位置に移動
させ、パターンマッチングにより左側のターゲットパタ
ーン位置を検出する（ステップＳ１１４）。そして、許
容範囲内で左側のターゲットパターン位置が上記角度補
正後のターゲットパターン位置に一致しているか否かを
判断する（ステップＳ１１６）。これにより、一致して
いると判断すれば、精密アライメントのプロセスを終了
する。一方、一致していないと判断した場合には、現在
の左側と右側のターゲットパターン位置の座標値に基づ
いてウェーハの補正角Θを再度求め（ステップＳ１０
４）、最終的に左側と右側のターゲットパターン位置が
同一のＹ座標値となるように上記ステップＳ１０６から
の処理を繰り返し実行する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の精密アライメン
トでは、上述したようにウェーハの補正角Θを求めてウ
ェーハを回転させた後に、補正精度を確認する確認作業
と補正角Θの追い込み作業とを繰り返し実行しているた
め、処理が複雑で処理時間も長くかかるという問題があ
った。

【０００９】この問題の大きな要因として、パターンマ
ッチングの際に撮像装置又はウェーハをＹ軸方向に移動
させていることが挙げられる。即ち、装置のＹ軸方向の
移動によりＹ軸方向の誤差と補正される回転角度Θの誤
差が互いに影響し合うため、ウェーハの回転に対する回
転精度だけでなくＹ軸の精度も考慮して補正精度の確認
作業と補正角Θの追い込み作業とを繰り返し行う必要が
あるからである。

【００１０】また、補正精度の確認作業において撮像装
置を左右のターゲットパターン位置に移動させているこ
とも処理時間が長くなる要因である。本発明はこのよう
な事情に鑑みてなされたもので、ウェーハやチップ等の
対象物の精密アライメントにおいて、アライメント精度
に影響を及ぼす装置固有のＹ軸精度の影響を除去し、精
度確認のプロセスを簡単化して処理時間の短縮を図る対
象物のアライメント方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、対象物上のパ
ターンを撮像手段によって撮像し、該撮像して得られた
画像データに基づいて所定のターゲットパターンの位置
を検出すると共に、前記対象物と前記撮像手段とを相対
的に移動させて前記ターゲットパターンの位置を複数の
位置で検出し、該検出した複数のターゲットパターンの
位置に基づいて前記対象物をアライメントする対象物の
アライメント方法において、前記対象物と前記撮像手段
とを直線上で相対的に移動させて前記画像データを複数
の位置で取得すると共に、各画像データの範囲内で前記
ターゲットパターンの位置を検出するターゲットパター
ン位置検出工程と、前記ターゲットパターン位置検出工
程において検出した複数のターゲットパターンの位置に
基づいて前記対象物の補正角度を算出する補正角度算出
工程と、前記補正角度算出工程において算出した補正角
度の回転により前記対象物を角度補正する角度補正工程
と、から成る。

【００１２】また、前記角度補正工程は、前記撮像手段
が最後に取得した画像データ上において、前記対象物の
角度補正によって前記ターゲットパターンが移動すべき
位置を算出する角度補正後ターゲットパターン位置算出
工程と、前記撮像手段が最後に画像データを取得した位
置において、前記撮像手段によって前記対象物の角度補
正後の画像データを取得し、該画像データ上で前記ター
ゲットパターンの位置を検出する角度補正後ターゲット
パターン位置検出工程と、前記角度補正後ターゲットパ
ターン位置算出工程によって算出したターゲットパター
ン位置と前記角度補正後ターゲットパターン位置検出工
程によって検出したターゲットパターン位置とが不一致
の場合には、これらのターゲットパターン位置が一致す
るまで、前記対象物の角度補正を繰り返す確認工程と、
を含む。

【００１３】具体的には、精密アライメントは、(1)ウ
ェーハの左側及び右側の位置でターゲットパターンを検
出し、当該ウェーハの傾き（補正角）と平面座標値を求
める、(2)検出された左右のターゲットパターンの座標
値より補正角を求め、検出された左右のターゲットパタ
ーンの座標値を回転補正してアライメントの完了する座
標値を算出する、(3)アライメント完了座標の位置で回
転補正角度の精度を確認する、という３つのサブプロセ
スを実施する必要がある。

【００１４】画像処理をする場合、ウェーハのアライメ
ントでは「低倍率顕微鏡による粗アライメントが完了し
ていること」を、１チップのアライメントでは「メカ的
なアライメントが実施されること」を条件に、測定対象
の位置だけでなく、その周辺の領域も観測可能なように
光学系が設計されるため、上記(3)のサブプロセスにお
けるアライメント完了位置へ移動しなくても、アライメ
ントの完了座標値として算出される位置は、上記(1)の
サブプロセスで最後に検出したターゲットパターンの位
置における画像データの範囲内に十分に収まる。上記
(1)のサブプロセスで最後に検出したターゲットパター
ンの位置で、角度補正した後で、再度画像データを取得
し、その画像データ上で、上記(2)のサブプロセスで求
めたアライメントの完了位置に対応した画像データ上で
の位置でターゲットパターンを検出するようにすること
で、上記(3)の位置に移動することなく、回転角度の補
正精度を確認することが出来る。上記(3)の位置へ移動
しないことは、Ｙ軸の移動精度をアライメントの角度補
正において分離することを意味するので大変重要な解決
手段を提供する。１つのチップのアライメントについて
も全く同一の手法が採れる。

【００１５】［本発明の作用］本発明の作用について説
明すると、最終精度に数μｍ程度の精度を要求されるウ
ェーハアライメントの粗アライメントは、低倍率の顕微
鏡を使用して２０〜４０μｍの精度に位置決めされる。
精密アライメントでは、１画素が１μｍ程度になる高倍
率の顕微鏡を使用し、４００μｍ×５００μｍ程度の領
域を、画像処理でターゲットパターンをサーチする。精
密アライメントでウェーハの左側と右側のターゲットパ
ターンを検出する時、左側と右側のターゲットパターン
のＹ座標の違いは、すでに粗アライメントが終了してい
るので２０〜４０μｍである。高倍率の顕微鏡を使用し
て、左側及び右側のターゲットパターンを検出する時、
Ｙ軸方向の座標の違いは処理可能な画像データの範囲内
となるため、Ｙ軸方向に顕微鏡とウェーハを相対的に移
動させることなくサーチできる。Ｘ軸方向の精度は、装
置の精度により異なるが、検出された回転角度方向の補
正角は、Ｘ軸方向において、３０〜５０μｍの誤差を含
んでも、Ｘ軸方向の移動距離はウェーハの直径に近い値
となり、補正角に対して大変大きいため、求められる補
正角の精度は十分である。半導体製造装置等は、各々装
置固有の回転軸の精度を持つため、検出された角度補正
値の補正を実行した後で、補正角が正しく補正されたか
確認する必要がある。

【００１６】本発明は、この確認を実施する位置を従来
の方法のようにウェーハの左側と右側に再度移動させる
のではなく、上記左側及び右側のターゲットパターンを
検出した位置のいずれか一点で角度補正の精度を確認で
きる方法を提供するものである。すでに説明したよう
に、左右のターゲットパターンのＹ座標は、２０〜４０
μｍのずれがあり、Ｘ座標は装置の精度により３０〜５
０μｍの誤差があっても、高倍率顕微鏡の画像処理の範
囲が５００μｍ×４００μｍならば、左側でターゲット
パターンを検出した後、右側のターゲットパターンを検
出する位置に移動した時、右側の位置で画像処理できる
範囲に、補正前の右側のターゲットパターン位置にも含
まれ、更に角度補正して求められたアライメント完了位
置も含まれる。従来のアライメントの方法では、左右の
ターゲットパターンを検出した後、補正角の確認のた
め、左右のターゲットパターン位置の２点で確認してい
たが、これは左右のターゲットパターン位置に移動する
時にＹ軸方向に移動するため装置がもつ固有のＹ軸移動
の精度が加わるために、Ｙ軸移動による影響を除去する
ため２点で確認する必要があった。

【００１７】本発明では、Ｙ軸方向の移動を行わないこ
と及びウェーハは剛体であることのため、補正角の確認
を一点においてのみ実施することで十分に精度を確保で
きる方法を提供する。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明に係る対象物のアライメン
ト方法の実施の形態を説明する。図１は、本発明に係る
アライメント方法が適用されるウェーハのアライメント
装置の一実施の形態を示した構成図である。尚、アライ
メント装置は、例えば、ウェーハのダイシング装置やプ
ロービング装置等に使用される。同図に示すようにウェ
ーハＷは回転テーブル１２上に保持され、回転テーブル
１２は駆動部１４により回転されるようになっている。
回転テーブル１２上には顕微鏡１６Ａを装着した撮像装
置１６（ＣＣＤカメラ等）が設けられ、この撮像装置１
６は駆動部１８によって前後左右（前後方向をＹ軸方
向、左右方向をＸ軸方向とする。）に移動するようにな
っている。また、撮像装置１６に装着された顕微鏡１６
Ａは、制御部２０からの信号によって倍率を低倍率と高
倍率とに切り換えるようになっている。尚、この装置で
は撮像装置１６を前後左右に移動させるようにしている
が、ウェーハＷを前後左右に移動させる駆動機構を設
け、撮像装置１６の替わりにウェーハＷを前後左右に移
動させてもよい。また、顕微鏡１６Ａの倍率を切り換え
るのではなく、高倍率と低倍率の２つの顕微鏡を切り換
えて使用するようにしてもよい。

【００１９】上記撮像装置１６によって得られた画像信
号は、画像処理部２２に入力され、画像処理部２２によ
ってＡ／Ｄ変換等の所定の画像処理が施されて画像デー
タとして制御部２０に入力される。制御部２０は、後述
するアライメントの手順に従って上記駆動部１４、駆動
部１８に制御信号を出力してウェーハＷの回転、撮像装
置１６の前後左右への移動等を制御する。また、制御部
２０は撮像装置１６から画像処理部２２を介して入力さ
れる画像データと画像メモリ２４に予め登録されたター
ゲットパターンとのパターンマッチングの処理により画
像データ上でターゲットパターンの検出及びターゲット
パターンの位置の検出等を行う。

【００２０】尚、ウェーハＷ上には複数のチップＴ、
Ｔ、…が等間隔で形成され、ウェーハＷ上に描かれた格
子状の縞は各チップＴ間のストリートＳを示している。
上記アライメント装置は、ウェーハＷを回転させてウェ
ーハＷを装置に対して所定の方向に位置合わせする装置
であり、例えば、図１に示すようにストリートＳが直交
している場合に、ウェーハＷのストリートＤを装置のＸ
軸方向（左右方向）及びＹ軸方向（前後方向）に精度良
く一致させる。

【００２１】次に、上記アライメント装置のアライメン
ト方法について説明する。上記アライメント装置は、ウ
ェーハＷ上のパターンを撮像装置１６により撮像し、撮
像した画像を用いてパターンマッチングによりウェーハ
Ｗのアライメントを行う。アライメントは、粗アライメ
ントと精密アライメントの２つのプロセスに分けられ、
粗アライメントは、顕微鏡１６Ａを低倍率にして比較的
広い範囲でターゲットパターンをサーチしてウェーハＷ
をアライメントするプロセスであり、精密アライメント
は、顕微鏡１６Ａを高倍率にしてアライメントの精度が
許容範囲に入っているかを確認するプロセスである。上
記アライメント装置は、まず粗アライメントを実行し、
その後に精密アライメントを実行する。

【００２２】まず、粗アライメントの処理手順について
図２のフローチャートを用いて説明する。尚、図３は、
ターゲットパターンのサーチ位置と順番を示した説明図
である。制御部２０は、まず顕微鏡１６Ａを低倍率に設
定し、撮像装置１６をウェーハの中央付近の１点目のサ
ーチ位置Ｐ１（図３参照）に移動させ、ウェーハＷ上の
パターンを撮像する。そして画像処理部２２から入力さ
れる画像データと画像メモリ２４に予め登録してある低
倍率用のターゲットパターンとを比較し、これらのパタ
ーンが一致する位置を撮像装置１６を中央付近で前後左
右に移動させて検出する。即ち、パターンマッチングに
よりウェーハＷの中央付近でターゲットパターンを検出
する（ステップＳ１０）。

【００２３】中央付近の１点目のサーチ位置Ｐ１でター
ゲットパターンを検出すると、続いて１点目のサーチ位
置Ｐ１から１チップの整数倍離れた２点目のサーチ位置
Ｐ２（図３参照）でターゲットパターンをパターンマッ
チングにより検出する（ステップＳ１２）。１点目から
２点目までの距離はチップの大きさと装置の持つウェー
ハ搬送系の精度により決められる。尚、２点目以降につ
いて、左方向だけでなく右方向、上下方向にサーチする
ことも可能である。

【００２４】２点目の位置Ｐ２でターゲットパターンを
検出すると、これらの２点で検出されたターゲットパタ
ーンのＸ、Ｙ座標値からウェーハの傾き角度（補正角）
Θを求め、テーブル１２を回転させてウェーハＷの角度
補正を行う（ステップＳ１４）。また、同時に１点目と
２点目のターゲットパターンの座標値を角度Θだけ回転
変換する。

【００２５】続いて撮像装置１６を３点目のサーチ位置
Ｐ３に移動させて３点目のターゲットパターンのサーチ
を行う。２点目の位置Ｐ２から３点目の位置Ｐ２までの
距離は、１点目と２点目から得られた座標値と低倍率で
の画像処理のパターンマッチングの精度をもとに算出す
る（ステップＳ１６）。そして、１点目と３点目のター
ゲットパターンの座標値から補正角Θを求め、テーブル
１２を回転させてウェーハＷの角度補正を行う（ステッ
プＳ１８）。また、同時に１点目のターゲットパターン
の座標値を回転変換する。

【００２６】以上、３点目のターゲットパターンの位置
を検出した後、この３点目のターゲットパターンがウェ
ーハＷのエッジの点か否かを判定する（ステップＳ２
０）。ＹＥＳと判定した場合には、粗アライメントを終
了する。逆にＮＯと判定した場合には、ステップＳ１６
からステップＳ２０までの処理を繰り返し実行し、３点
目以降（４点目、５点目、…）のターゲットパターンの
サーチを３点目のターゲットパターンのサーチと同様に
行ってウェーハＷの角度補正を行う。そして、最後に検
出した点がウェーハＷのエッジの点と判定した時点で粗
アライメントを終了する。

【００２７】尚、実際には何点のサーチを必要とするか
は、ウェーハＷの大きさとチップの縦及び横のサイズに
より決定されるアルゴリズムが組み込まれているので自
動的に算出される。通常６インチのウェーハで、縦及び
横のサイズが５〜１０ｍｍのチップでは、３点目までの
サーチでウェーハの端に到達する。このようなプロセス
で粗アライメントは完了し、中央付近の１点目のターゲ
ットパターンとウェーハのエッジの３点目のターゲット
パターンでＹ座標の誤差は１０〜２０μｍである。

【００２８】次に精密アライメントの処理手順について
図４のフローチャートを用いて説明する。尚、精密アラ
イメントでは、装置が持つ固有の精度が問題となる。一
例として、Ｘ軸方向の移動により発生する精度を５μｍ
程度、Ｙ軸方向の移動により発生する精度を５μｍ程
度、回転方向θの精度を６インチウェーハの外周部で３
μｍ程度として以下の実施の形態について説明する。ま
た、顕微鏡１６Ａを高倍率にしたときに画像処理できる
領域は５００μｍ×４００μｍとする。

【００２９】精密アライメントを実行する際に、制御部
２０は、顕微鏡１６Ａを高倍率に切り替え、撮像装置１
６を図３に示すウェーハＷの左側のサーチ位置Ｐ４へ移
動させ、ウェーハＷ上のパターンを撮像する。そして画
像処理部２２から入力される画像データと画像メモリ２
４に予め登録してある高倍率用のターゲットパターンと
を比較し、パターンマッチングによりターゲットパター
ンの位置を検出する。そして、そのターゲットパターン
位置の正確な座標値を求める（ステップＳ３０）。尚、
ここで検出したターゲットパターンの位置を図５に示す
ウェーハＷ上の枠Ｌ１で示す。

【００３０】続いて、撮像装置１６を図３に示すウェー
ハＷの右側のサーチ位置Ｐ５に移動させ、その位置で撮
像装置１６から画像データを読み込む。そして、この画
像データ上でターゲットパターンを検出する。この時検
出した右側のターゲットパターン位置を図５の枠Ｒ１で
示す。そして、そのターゲットパターン位置の座標値を
検出する（ステップＳ３２）。このとき、既に粗アライ
メントが完了しているので左右のターゲットパターンに
おけるＹ座標の違いは２０〜４０μｍである。このた
め、左側のサーチと右側のサーチで撮像装置１６をＹ方
向に移動させることなく、ターゲットパターンを画像デ
ータの範囲内で検出することが可能である。尚、ターゲ
ットパターンが画像データの中央付近からずれると撮像
装置１６の光学系の歪みが原因となり、画像データ上の
ターゲットパターン位置から実空間でのターゲットパタ
ーンの座標値を求める際に誤差を生じる。そのため、本
アライメント装置では予め画像データ上の座標値と実空
間での座標値との対応関係についてキャリブレーション
を行うようにし、これらの正確な対応付けを行うように
している。キャリブレーションについての詳細は後述す
る。

【００３１】以上のようにして左側と右側のターゲット
パターンの座標値を検出した後、これらの座標値から補
正すべきウェーハＷの回転角度（補正角Θ）を算出し、
角度補正後の左側と右側のターゲットパターンの座標値
を算出する（ステップＳ３４）。尚、上記補正角Θを図
５に示し、角度補正後の左側と右側のターゲットパター
ン位置をそれぞれ図６の枠Ｌ２と枠Ｒ２で示す。

【００３２】そして、角度補正後の右側のターゲットパ
ターンの座標値に基づいてこの座標値に対応する画像デ
ータ上での位置を求める（ステップＳ３６）。次に、ウ
ェーハＷを上記ステップＳ３４で求めた補正角Θだけ回
転させ、ウェーハＷの角度補正を行う（ステップＳ３
８）。そして、この後、撮像装置１６を移動させること
なく、ウェーハＷの角度補正に対する確認作業を行う。

【００３３】確認作業において、制御部２０は、撮像装
置１６を上記右側のサーチ位置Ｐ５で再度画像データを
読み込む。そして、この画像データ上でターゲットパタ
ーン位置を検出する（ステップＳ４０）。このとき、上
記ウェーハの角度補正によってターゲットパターンが移
動した距離はＸ方向では５〜３０μｍ程度（最大で３０
μｍ程度）であり、Ｙ方向では２０〜４０μｍ程度であ
り、顕微鏡１６Ａが高倍率の場合に画像処理できる範囲
内にある。

【００３４】そして、このようにして検出したターゲッ
トパターン位置が上記ステップＳ３６で求めた角度補正
後のターゲットパターン位置に許容範囲内で一致するか
否かを判定する（ステップＳ４２）。これにより、一致
していると判断すれば、精密アライメントのプロセスを
終了する。一方、一致していないと判断した場合には、
現在の右側のターゲットパターン位置に基づいて補正角
を算出し、上記ステップＳ３８からの処理を繰り返し実
行し、ターゲットパターン位置が上記ステップＳ３６で
求めた角度補正後のターゲットパターン位置に許容範囲
内で一致したことを確認して精密アライメントを終了す
る。

【００３５】以上、本発明は、精密アライメントにおい
て、回転角の補正を確認する位置を移動させずに行う方
法である。本発明の基本的なところは、回転角度の補正
の確認をΘだけで単独に確認するという点に着目してΘ
補正の方法を単純化したこと及びアライメントにおける
ターゲットパターンを検出するための移動回数を減ら
し、アライメントに要する時間を短縮することの、２つ
の特徴を有する。

【００３６】次に、撮像装置１６のキャリブレーション
について説明する。キャリブレーションは画像上の位置
と実空間の位置との対応関係を求め、光学系の歪みを補
正するプロセスである。まず、図７に示すように格子間
隔の精度の高い格子を撮像する。光学系に歪みがない場
合には図８の直線ｌの関係で示すように画像データ上に
撮像された格子位置と格子の実長は比例する。しかし、
光学系に歪みがあるとこの関係は直線とならず、図８に
示すように曲線ｍとなる。この曲線ｍは、例えば図９に
示すように上記格子を撮像して得られた画像データ上の
格子位置から求めることができる。そして、この曲線ｍ
を歪みがない場合として示した直線ｌとなるように補正
することにより光学系の歪みが補正される。具体的な補
正の実施手法としては、図８の曲線データを直接使用す
る方法（曲線上のデータに対応する直線データの位置を
求める。）又は図８の歪みのある曲線を多項式で表し補
正する方法がある。

【００３７】以上、上記実施の形態ではウェーハのアラ
イメント方法について説明したが、これに限らずチップ
をアライメントする場合も同様に本発明に係るアライメ
ント方法を適用することができる。即ち、図１０に示す
ようにチップ５０上の枠Ｌ１と枠Ｒ１で示す左側と右側
のターゲットパターンを上記精密アライメントと同様に
撮像装置をＸ軸方向のみに移動させて画像データの範囲
内で検出し、これらのターゲットパターン位置に基づい
て補正角Θを算出する。そして、図１１に示すようにチ
ップ５０を角度補正した後、撮像装置を移動させること
なく同図の枠Ｌ２又は枠Ｒ２で示すターゲットパターン
のいずれか一方の位置を検出し、この検出位置がアライ
メント完了位置と一致しているかを確認して精密アライ
メントを終了する。

【００３８】また、本発明に係るアライメント方法は、
対象としてウェーハ及びチップだけに限られることな
く、左右のターゲットパターンにおけるＹ軸座標値の差
異が画像処理できる範囲内に収まる対象をアライメント
する時に応用できる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、チップの繰り返しのあ
るウェーハ等の最終的な精度を確保する精密アライメン
トのプロセスにおいて、アライメント完了位置へ移動す
ることなく、回転角の精度を回転軸単独で、更に一方の
側部だけの確認で実施できるため、角度追い込みのプロ
セスが単純になり、処理時間もかからない方法となる。

【００４０】１つのチップのみをアライメントする場合
においても、全く同一の方法が採れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係るアライメント方法が適用
されるアライメント装置の一実施の形態を示した構成図
である。

【図２】図２は、粗アライメントの処理手順を示したフ
ローチャートである。

【図３】図３は、ターゲットパターンのサーチ位置とサ
ーチ順番を示した説明図である。

【図４】図４は、精密アライメントの処理手順を示した
フローチャートである。

【図５】図５は、精密アライメント前におけるターゲッ
トパターン位置を示した説明図である。

【図６】図６は、精密アライメントにおけるターゲット
パターン位置を示した説明図である。

【図７】図７は、撮像装置のキャリブレーションに使用
する格子パターンを示した図である。

【図８】図８は、画像上の格子位置と格子実長の関係を
示した図である。

【図９】図９は、撮像装置で図７の格子パターンを撮像
した場合の画像データの一例を示した図である。

【図１０】図１０は、チップの精密アライメント前にお
けるターゲットパターン位置を示した説明図である。

【図１１】図１１は、チップの精密アライメント後にお
けるターゲットパターン位置を示した説明図である。

【図１２】図１２は、従来の精密アライメントの処理手
順を示したフローチャートである。

【符号の説明】

１２…回転テーブル １４、１８…駆動部 １６…撮像装置 ２０…制御部 ２２…画像処理部 ２４…画像メモリ Ｗ…ウェーハ Ｔ…チップ Ｓ…ストリート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対象物上のパターンを撮像手段によって撮
   像し、該撮像して得られた画像データに基づいて所定の
   ターゲットパターンの位置を検出すると共に、前記対象
   物と前記撮像手段とを相対的に移動させて前記ターゲッ
   トパターンの位置を複数の位置で検出し、該検出した複
   数のターゲットパターンの位置に基づいて前記対象物を
   アライメントする対象物のアライメント方法において、 前記対象物と前記撮像手段とを直線上で相対的に移動さ
   せて前記画像データを複数の位置で取得すると共に、各
   画像データの範囲内で前記ターゲットパターンの位置を
   検出するターゲットパターン位置検出工程と、 前記ターゲットパターン位置検出工程において検出した
   複数のターゲットパターンの位置に基づいて前記対象物
   の補正角度を算出する補正角度算出工程と、 前記補正角度算出工程において算出した補正角度の回転
   により前記対象物を角度補正する角度補正工程と、 から成ることを特徴とする対象物のアライメント方法。
2. 【請求項２】前記角度補正工程は、 前記撮像手段が最後に取得した画像データ上において、
   前記対象物の角度補正によって前記ターゲットパターン
   が移動すべき位置を算出する角度補正後ターゲットパタ
   ーン位置算出工程と、 前記撮像手段が最後に画像データを取得した位置におい
   て、前記撮像手段によって前記対象物の角度補正後の画
   像データを取得し、該画像データ上で前記ターゲットパ
   ターンの位置を検出する角度補正後ターゲットパターン
   位置検出工程と、 前記角度補正後ターゲットパターン位置算出工程によっ
   て算出したターゲットパターン位置と前記角度補正後タ
   ーゲットパターン位置検出工程によって検出したターゲ
   ットパターン位置とが不一致の場合には、これらのター
   ゲットパターン位置が一致するまで、前記対象物の角度
   補正を繰り返す確認工程と、 を含むことを特徴とする請求項１の対象物のアライメン
   ト方法。