JPS61189638A - 位置検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の属する分野］ 本発明は、被検査体例えば半導体ウェハなどの位置検知
マークをｌｆｆ１ｌｌ！装置により踊像し、その映像信
号からウェハ位置を認識するウェハ位置検知装置に関す
る。

［従来の技術の説明］ 従来、半導体焼付装置におけるマスクとウェハの自動的
なアライメントは、次のように行なっていた。先ず最初
にプリアライメントと呼ばれる予備的位置合せを実施す
る。このプリアライメン１〜では、ウェハの外形、例え
ば円板の一部を切除した形状を利用して、ウェハ位置を
機械的に検知する。その後、マスクとウェハのそれぞれ
に設けたアライメントマークを検知し、検知した信号に
より、マスクまたはウェハを互いに直交する方向および
回転方向に移動して、最終のアライメントを行なう。

ここで、前記機械的プリアライメント精度は、プリアラ
イメント３Ａ置およびウェハ等の機械的精度に依存し、
高々±　１００μｍ程度である。したがって、このまま
では、最終のアライメントを開始する際のずれ出が大き
くなり、最終および総合のアライメント時間が良くなる
ことがある。そこで、最終のアライメントの前に光学的
なプリアライメントを行ない、ウェハを予めある範囲に
追いこむステップを設けている。

この光学的プリアライメントは、機械的に予備合わせさ
れてステージ上に送られたウェハを、ＴＶカメラを用い
て、ウェハのプリアライメントマークの直交軸方向の位
置および回転ずれを検知し、位置合せを行なうものであ
る。

ところで、このステップにおいて、先の機械的プリアラ
イメントの精度の低さ、あるいは他の装置を混用した場
合のプリアライメントマーク位置のずれなどが原因とな
って、撮像視野内に位置合せマークが入らない場合があ
る。この場合にはウェハの乗ったステージを移動させて
、ウェハが視野内に入る用にウェハを模索してマーク位
置を検知している。ここでマーク位置検知の分解能と検
知スピードは、互いに反比例の関係にあり、撮像画面上
の画素のサンプ・リング周期によって決まる。

つまりサンプリング周期を短くして分解能を上げれば、
画素数が増え、位置検知のスピードは低下してしまう。

従来例では、位置検知マークが視野内にある場合とない
場合とで同一のサンプリング周期、すなわち同一の分解
能で位置検知を行っていたため、特に位置検知マークが
視野内にない場合の模索に長時間を要するという不都合
があった。

しかし、位置検知マークが視野内にない場合には、分解
能は荒くても充分である。例えばサンプリング周期を２
倍にすることにより位置検知時間を１／２に短縮するこ
とができる。ここに従来例を改善できる可能性がある。

［発明の目的］ 本発明の目的は、位置検知装置において、ウェハ上の位
置検知マークを検知する際に、位置検知マークの視野上
の位置によりマーク検知の分解能を可変させ、適正な分
解能を選択するという構想に基づき、位置検知時間を短
縮し、スルーブツトを向上させることにある。

［実施例の説明］ 本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は本実施例に従って構成した位置検知装置の概略
図である。同図において、ハロゲンランプ等から成る光
源１から射出される照明光に沿って、順次に照明用レン
ズ２、絞り３、リレーレンズ４、プリズム５が配置され
ている。プリズム５において照明光は下方に屈折され、
更にその光路上には対物レンズ６、ウェハ７が設置され
ている。

一方、ウェハ７の反射光が対物レンズ６を経由してプリ
ズム５から撮像素子１１に至る光路上には、順次にリレ
ーレンズ８、折り曲げミラー９、エレクタ１０が配列さ
れている。以上の構成により、ウェハ７は光ｉｉによる
照明光により照射され、ウェハ７」二の像は対物レンズ
６、プリズム５、リレーレンズ８、エレクタ１０を介し
て撮像索子１１の撮像面に結１徴される。

信号処理部１２は、撮像索子１１から出力される画像信
号に基づいてマーク位置を検知し、コントロール部１３
は、信号処理部１２の出力よりマーク位置を判定する。

駆動回路１４および駆動部１５は、コントロール部１３
からの出力信号に基づいてウェハステージ１６を移動す
る。ウェハステージ１６は直交２軸方向および回転方向
に駆動可能である。

第２図はウェハ７上の位置検知用マークをモニタテレビ
に画面表示をする際に、その積算輝度情報を演算するた
めの画素配列の説明図である。第３図は積算を行なうた
めの画像信号処理図である。

画素Ｐは画面をＸ方向にＮ分割、Ｙ方向にＭ分割するこ
とにより形成される。画素Ｐ１．ｉ）はＹ方向の１番目
、Ｘ方向の１番目の画素を表わずものとする。Ｙ方向の
分割数Ｍは、通常、水平走査ライン数に一致しており、
一画面をＭＮ個の画素に分割するためには、各−水平同
期信号区間内に、後述するアナロ久デジタル変換器によ
るサンプリングをＮ回行なえばよい。サンプリングされ
たビデオ信号は、ビデオアンプ２１を経由して、アナロ
グ・ディジタル変換器２２によりディジタルデ−タに変
換される。テレビジョンの走査が、線順次方式の場合に
は、変換されるデータの順序は、Ｄ（Ｐ（１，１））、
Ｄ（Ｐ（１，２））、・・・。

Ｄ（Ｐ（１，Ｎ））、Ｄ（Ｐ（２，１））、・・・。

Ｄ　（Ｐ　（Ｍ、　Ｎ）　）となる。したがって、Ｘ方
向の加算は一走査ラインを加算し続け、その結果を積算
メモリ２６に格納すればよいのに対して、Ｙ方向の加算
は一画素毎に積算メモリ２９からデータを読み出して加
算し、その結果をいま読み出したアドレスに格納しなけ
ればならない。

水平方向の分ｖノ画素数Ｎは要求される位置検知用マー
・りの読取精度によって決定されるが、通常は５００画
素程度であり、１画素のサンプリング時間は１００ナノ
秒以下になる。つまりＹ方向の加算においては１００ナ
ノ秒以内に、アナログ・ディジタル変換器２２、積算メ
モリ２９のリード／ライト、および加算の動作を行わな
ければならないことになる。これを実現するために、加
算回路は、要所にラッチを設けている。すなわち、Ｙ方
向の加算用として、アナログ・ディジタル変換器２２と
加算器２７の間および加算器２７と積算メモリ２９の間
に、それぞれラッチ２３．２８および３０が挿入され、
高速の演算を可能にしている。また、この回路ではアナ
ログ・ディジタル変換器２２、積算メモリ２９のリード
／ライトおよび加算の動作のそれぞれを１００ナノ秒以
Ｆで行なえばよいので、見かけ上は動作速度が従来例に
比べて３倍遅くても良く、ハードウェアの設計が容易に
なる。またＸ方向の積算メモリ２６の前段にはＸ方向に
データを加算する加算器２４が設けられ、アナログ・デ
ィジタル変換器２２と加ｉ器２４との間および加算器２
４と積算メモリ２６との間にはそれぞれの前述のラッチ
２３および他のラッチ２５が挿入されている。

第３図に示すブロック回路図において、点線で囲まれた
ブロックＸはＸ方向の画素の濃度を加算するブロック、
ブロックＹはＹ方向の画素の濃度を加算するブロックで
ある。

ＴＶカメラコントロール部から送られてくるビデオ信号
は、ビデオアンプ２１で増幅され、アナログ・ディジタ
ル変換器２２でディジタル化された後にラッチ２３に格
納される。この回路におけるディジタルデータのビット
数は特に限定はない。例えばアナログ・ディジタル変換
器２２は８ビツト、加算器２４．２７および積算メモリ
２６．２９は１６ビツト構成である。３１はマイクロプ
ロセッサのデータバスである。ここにコントロール回路
３２がつながっており、この処理回路のタイミングやシ
ーケンスを制御している。また、マイクロプロセッサは
このデータバス３１を介して、積算メモリ２６．２９に
アクセスすることが可能である。３３．３４はそのため
のバッファであり、リード／ライト時に動作する。

一方、３５はマイクロプロセッサより積算メモリ２６、
２９をアクセスする際のアドレスバスである。

メモリアドレス切換回路３６．３７はＸ、Ｙアドレス回
路３８で発生ずる積算実行時のメモリアドレスとアドレ
スバス上のアドレスの切換えを行なう。Ｘ。

Ｙアドレス発生回路３８は、発成器３９よりの基本周波
数を分周することにより同期をとるが、同時に外部同期
信号となるＴＶ同期信号を発生して外部のカメラコント
ロールユニットを同期させる。発掘器３９の基本周波数
は、分周カウンタ４０により分周され、アナログ・ディ
ジタル変換器２２、ラッチ２３、２５．２８．３０にお
いて必要なシステムクロックを作り出す。このクロック
は画素サンプリングの周波数として、位置検出の分解能
を決定する。このクロックの周波数は可変であり、デー
タバス３１よりマイクロプロセッサから最適値をプリセ
ットレジスタ４１に設定することにより決められる。処
理回路の構成は以上の通りである。

次に、上記構成に係る装置のマーク位置検知動作を第４
図のフローチャートを参照しながら説明する。ステップ
５１より計測がスタートすると、まずステップ５２で画
素サンプリング周波数を決めることにより位置検知の分
解能を設定する。ここではマークの模索の必要性から処
理時間を優先させて分解能を荒く設定する。この状態で
ステップ５３でＸ、Ｙ方向独立に画素の積算を実行し、
１ｑられた積算データよりマイクロプロセッサでスライ
スレベルを設定し、ステップ５４において２値化を行な
い、ステップ５５でその２値化データよりピーク位置つ
まりマーク位置を検出する。

ここでマーク中心が画面上にあるかどうかの判定をステ
ップ５６で行ない、中心が存在しない場合にはマークを
模索するためにステップ５１でウニハスデージの移動を
行なう。ウェハ移動後再び、積算、２値化、マーク位置
検出をくりかえし、再びステップ５６のマーク中心判定
を行なう。マーク中心が画面上に入ったときはステップ
５８において分解能の判別をし、分解能が低い設定であ
れば、ステップ５９において分解能を上げたあと最終的
なマーク位置検出のループ処理（ステップ５３〜５８）
を行ない、ステップ６０で位置検知を終了する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、位置検知マーク
の視野上の位置によりマーク検知の分解能を可変させ、
適正値に設定することによって、マーク位置検知時間を
短縮できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る位置検知装置の構成
図、 第２図は、第１図の装置におけるテレビ画面の画素分割
の説明図、 第３図は、第１図の装置における画像信号処理回路のブ
ロック構成図、 第４図は、第１図の装置における位置検知動作のフロー
チャート図である。 １：光源、７：ウェハ、１１：撮像素子、１２：信号処
理部、１３：コントロール部、１４：駆動回路、１５：
駆動部、１６：ウェハステージ、２２：アナログ・ディ
ジタル変換器、２３．２５．２８．３０：ラッチ、２４
゜２７：加算器、２Ｂ、２９：積算メモリ、３１：マイ
クロプロセッサのデータバス、３２：コントロール回路
、３５：マイクロプロセッサのアドレスバス、３６．３
７：メモリアドレス切換回路、３８：Ｘ、Ｙアドレス回
路、３９；発振器、４０：分周カウンタ、４１ニブリセ
ツトレジスタ。 図面の浄書（内容に変更なし） ＠１図 第２図 第４図 手続補正書幅発） 昭和６０年４月１０日 特許庁長官　　志　賀　　学　殿 １、事件の表示 昭和６０年　特　許　願　第２９４５９号２、発明の名
称 位置検知装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 居　所　東京都大田区下丸子３−３０−２名　称　（１
００）キャノン株式会社 代表名　　賀　来　龍　三　部 ４、代理人　〒１０５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、位置検知用マークを有する被検査体を撮像する手段
   と、この撮像手段から出力される撮像輝度信号をサンプ
   リングして画素に分割する手段と、前記輝度信号のサン
   プリングのための基準クロックを発生する手段と、前記
   サンプリング輝度信号を規定方向に積算する手段と、こ
   の積算手段から出力される積算輝度情報に基づき上記被
   検査体の位置を検知する位置検知手段とを有する位置検
   知装置において、前記輝度信号サンプリング用の基準ク
   ロックの周波数を可変としたことを特徴とする位置検知
   装置。 ２、前記輝度信号サンプリング用の基準クロックの周波
   数として、撮像画面上の位置検知マークの位置に基づく
   適正値を選択するようにした特許請求の範囲第１項記載
   の位置検知装置。