JPS6379342A - アライメント装置 - Google Patents

アライメント装置

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JPS6379342A
JPS6379342A JP61224577A JP22457786A JPS6379342A JP S6379342 A JPS6379342 A JP S6379342A JP 61224577 A JP61224577 A JP 61224577A JP 22457786 A JP22457786 A JP 22457786A JP S6379342 A JPS6379342 A JP S6379342A
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semiconductor wafer
reflected light
light
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array sensor
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JP61224577A
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Hiroshi Shirasu
廣 白数
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアライメント装置に関し、特に半導体ウェハの
検査装置に適用して好適なものである。
〔発明の概要〕
本発明は、アライメント装置において、平行光束により
位置決め対象を照明し、選択的に正反射光を画像認識手
段上に結像し得るようにすることにより、節易な構成に
よって位置決め対象の位置を検出し得、実用上十分な精
度で位置決め対象を位置決めできるアライメント装置を
容易に実現し得る。
〔従来の技術〕
いわゆるブローμ等の半導体ウェハ検査装置に用いられ
るアライメント装置においては、位置検出機構をもたな
いオープンループ方式のものの他、位置検出機構をもつ
フィードバック方式のものが種々知られている。
このフィードバック方式のアライメント装置において、
位置検出機構として画像処理系を有するものがある。こ
れは、XY平面内で自由に平行移動及び回転移動が可能
なテーブル上にsitされた位置決め対象である半導体
ウェハを拡散光源から得られる照明光によって照明し、
その反射光を例えぼりニアアレイセンサでなる画像認識
手段に受けて半導体ウェハ表面に形成されている構成要
素例えばスクライブライン、ポンディングパッド等の位
置を検出し、この検出結果により、テーブルを駆動して
半4体ウェハを位置決めするようになされている。
実際上、半4体ウェハは第4図において一部を拡大して
路線的に示すように、半導体ウェハWの外周部の一部に
直線状のオリエンテーションフラットW1を形成し、こ
のオリエンテーションフラットW1を基準にして当該オ
リエンテーションフラットW1に沿う方向をX軸とし、
かつこれと直交する方向をY軸として半導体ウェハW上
の位置をXY直交座標で表し得るようになされている。
かくして半導体ウェハW上には、各チップを構成するy
c回路部W2をX方向及びY方向に所定間隔を保って延
長するスクライブラインW3によって区切ると共に、ポ
ンディングパッド(図示せず)をXY座標によって表し
得るようになされている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、拡散光源を用いて半導体ウェハWを照明して
その表面の画像を画像認識手段に結像したとき、半導体
ウェハWの表面上の構成要素例えばIC回路部W2と、
このIC回路部W2を分割するスクライブラインW3又
はワイヤボンディングバンドの光度差が小さくなり、実
際上画像認識手段の検知情報から半導体ウェハの位置を
検出することが困難となる問題があった。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、半導体ウ
ェハ上のIC回路部から得られる反射光と、スクライブ
ライン又はワイヤポンディングパッドから得られる反射
光との光度差をできるだけ大きくすることにより、実用
上十分な精度で半導体ウェハを位置決めし得るアライメ
ント装置を提案しようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
かかる問題点を解決するため本発明においては、位置決
め対象7の表面上の構成要素713を検出して位置決め
対象7を位置決めするアライメント装置1において、平
行光束LSにより位置決め対象7を照明する照明手段(
2,3,4,5)と、平行光束LSにより照明された位
置決め対象7の正反射光RBを乱反射光RAとは分離し
て選択的に画像認識手段10上に結像する光分離手段(
8,9)とを具えるようにする。
〔作用〕
照明手段(2,3,4,5)によって形成した平行光束
は、半導体ウェハ7を照明する。半導体ウェハ7におい
て反射した反射光Rのうち正反射光RBのみを光分離手
段(8,9)によって選択的に分離し、かくして半導体
ウェハ7の像のうち正反射光RBを生じる構成要素の像
を、乱反射光RAを生じる構成要素の像に比して大きい
光度差でリニアアレイセンサ10上に結像するようにす
る。これにより半導体ウェハ7の位置検出が容易となる
か(して簡易な構成により半導体ウェハ7の位置検出を
なし得、実用上十分な精度で半導体ウェハ7を位置決め
できるアライメント’AMを容易に実現し得る。
〔実施例〕
以下図面について、本発明を半導体ウェハ検査装置に適
用した場合の一実施例を詳述する。
第1図において、1は全体としてアライメント装置を示
し、光R2から放出された光は集光レンズ3によりピン
ホール4上に集められる。軸心が直交する2枚のシリン
ドリカルレンズからなるシリンドリカルレンズ群5は、
ピンホール4より射出した光をビームスプリッタ6を介
して、第2図に示すようなX方向に延長するスリット状
の平行光束でなる偏平な照明スポットLSとして半導体
ウェハ7上に結像するようになされている。
半導体ウェハ7の表面において反射した照明スポットL
Sは、反射光Rとして対物レンズ8に入射する。この対
物レンズ8の射出側の光軸上には、焦点距離fだけ離れ
てピンホール9が配設されており、反射光Rは当該ビン
ポール9を通ってリニアアレイセンサIOに入射する。
リニアアレイセンサ10は1画素分の光を電気信号に変
換する一列の光電変換素子でなり、この光電変換素子列
を電気的に走査することにより、半導体ウェハ7上の構
成要素の配置を表す出力電流Iが得られる。リニアアレ
イセンサlOにおいて得られた出力電流Iは制御回路1
1に送出され、制御回路11は、予め設定された半導体
ウェハ7の位置と、出力電流Iから演算される半導体ウ
ェハ7の位置との偏差を演算する。
半導体ウェハ7は、テーブル12上に載置され、その位
置がXY直交座標によって表される。゛テーブル12は
、第2図に示すように、X方向及びY方向に平行移動が
自在で、かつXY平面内で回転自在となされ、制御回路
11はテーブル12に演算結果に対応する駆動信号を送
出することによりテーブル12を駆動して、半導体ウェ
ハ7を位置決めするようになされている。
かかる構成のアライメント装置1において、第2図に示
すようなIC回路部7Aを分割するようにスクライブラ
イン7Bが格子状に形成された半導体ウェハ7上に照明
スポットLSを結像させたとき、一般にIC回路部7A
上の回路パターンは、スクライブライン7Bの表面と比
較して格段的に粗い面で構成されているため、IC回路
部7Aにおいて反射される反射光RAは乱反射光となる
これに対して、スクライブライン7Bにおいて反射され
る反射光RBはほぼ正反射光となる。
従って乱反射光RAはほとんどがピンホール9を通過で
きず遮断されるのに対して、正反射光RBは対物レンズ
8にその光軸に平行に入射するためピンホール9に集光
され、はとんどがピンホール9を通過する。その結果、
リニアアレイセンサ10上には正反射光RBによって半
導体ウェハ7上に投射されるスクライブライン7Bが強
調された像が結像されることとなり、リニアアレイセン
サ10から得られる出力電流■は、第3図(A)におい
て実線で示すように、IC回路部7Aに対応する出力型
m I Aと比較して、スクライブライン7Bに対応す
る出力電流l、の信号レベルが格段的に大きくなる。
そこで、適当なスレシホールドレベルIshを設定する
ことにより、容易にスクライブライン7BのX方向にお
ける位置を検出し得る。
例えば第2図に示すように、半導体ウェハ7のテーブル
12上の載置位置が回転しているために、スクライブラ
イン7BとX軸又はY軸とが一致しないような場合には
、テーブル12を負のY方向に駆動して照明スポットL
Sが照明する半導体ウェハ7上の位置を変化させると、
リニアアレイセンサ10から得られる出力電流Iの立上
り部が、第3図(A)において、X方向に、実線で示す
位置から破線で示す位置へと変化する。従って、このと
きのY方向の移動距離と、検出されるスクライブライン
7BのX方向の位置の移動量より、半導体ウェハ7の回
転量が演算でき、この演算結果に基づいて制御回路11
はテーブル12を回転駆動して、半導体ウェハ7の載置
位置の回転を補正し得る。
また上述のように半導体ウェハ7上のスクライブライン
7BのX方向における位置が検出できることにより、制
御回路11は、テーブル12をX方向に駆動して半導体
ウェハ7のX方向に関する位置を補正し得る。
さらに、テーブル12をY方向に駆動し、そのときのり
ニアアレイセンサ10の全画素の出力電流Iの総和(こ
れを出力電流和と呼ぶ)Isの変化を観測することによ
り、第3図(B)に示すように、照明スポットLSがス
クライブライン7Bを横切るときの出力電流和ISlは
、IC回路部7Aを横切るときの出力電流和■S、と比
較して、格段的に大きいため、適当なスレシホールドレ
ベルrs、、を設定することにより、容易に半導体ウェ
ハ7のY方向における位置が検出できることになる。従
って制御回路11は、テーブル12をY方向に駆動して
、半導体ウェハ7のY方向に関する位置を補正し得る。
かくして、半導体ウェハ7がいかなる位置に載置されて
いても、確実に所定の位置に位置決めすることができる
上述の実施例によれば、簡易な構成により、位置決め対
象の位置を検出し得、実用上十分な精度で位置決め対象
を位置決めできるアライメント装置を容易に実現し得る
なお上述の実施例においては、シリンドリカルレンズ群
5により形成したスリット状の照明スポットLSをリニ
アアレイセンサ10上に照射するように構成したが、こ
れに代え、コリメータレンズにより形成した円形の照明
スポット及び2次元のアレイセンサを用いても良く、ま
た光源としてはレーザを採用することもできる。要は、
平行光束により半導体ウェハ7が照明できれば良い。
さらに上述の実施例においては、選択的に正反射光を通
して画像認識手段上に結像する手段として、対物レンズ
8及びピンホール9を用いたが、これに限らず他の構成
のものを用いても良い。
また上述においては、画像認識手段としてアレイセンサ
を用いたが、本発明はこれに限らず、テレビジョンカメ
ラによってビデオ信号を得、このビデオ信号を解析する
ことにより、位置ネ★出を行っても上述と同様の効果を
得ることができる。
また上述の実施例においては、半導体ウェハ7上の構成
要素を、IC回路部7A及びスクライブライン7Bのみ
としたが、これに加えてワイヤポンディングパッドの位
置を検出するようにしても、上述と同様の効果を得るこ
とができる。
さらに上述においては、本発明を半導体ウェハ検査装置
に適用した場合の実施例について述べたが、これに限ら
ず種々の機器に適用し得る。
〔発明の効果〕
上述のように本発明によれば、節易な構成によって位置
検出を容易になし得、実用上十分な精度で位置決めでき
るアライメント装置を容易に実現し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるアライメント装置の一実施例を示
す路線図、第2図は照明スボッ1−LS及び半導体ウェ
ハの位置関係を表す路線図、第3図はりニアアレイセン
サの出力電流と半導体ウェハの表面形状との関係を表す
路線的信号波形図、第4図は半導体ウェハの表面上の構
成要素とオリエンテーションフラットとの関係を示す路
線図である。 1・・・・・・アライメント装置、2・・・・・・光源
、5・・・・・・シリンドリカルレンズ群、7・・・・
・・半導体ウェハ、8・・・・・・対物レンズ、9・・
・・・・ピンホール、10・・・・・・リニアアレイセ
ンサ、12・・・・・・テーブル、LS・・・・・・照
明スポット。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 位置決め対象の表面上の構成要素を検出して上記位置決
    め対象を位置決めするアライメント装置において、 平行光束により上記位置決め対象を照明する照明手段と
    、 上記平行光束により照明された上記位置決め対象の正反
    射光を乱反射光とは分離して選択的に画像認識手段上に
    結像する光分離手段と を具えたことを特徴とするアライメント装置。
JP61224577A 1986-09-22 1986-09-22 アライメント装置 Expired - Fee Related JPH0834240B2 (ja)

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