JPS6393129A - 半導体ウエハ位置合わせ制御のための処理方法および処理装置 - Google Patents

半導体ウエハ位置合わせ制御のための処理方法および処理装置

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JPS6393129A
JPS6393129A JP61238386A JP23838686A JPS6393129A JP S6393129 A JPS6393129 A JP S6393129A JP 61238386 A JP61238386 A JP 61238386A JP 23838686 A JP23838686 A JP 23838686A JP S6393129 A JPS6393129 A JP S6393129A
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JP
Japan
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JP61238386A
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Hideaki Hayashi
英明 林
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、多層構造の半導体装置を製造するために2枚
の半導体ウェハを重ね合わせて接合する半導体ウェハ接
合工程で用いられ、2枚の半導体ウェハの位置合わせ制
御を自動的て行なうための処理方法および処理装置に関
する。
(従来の技術) 従来の半導体ウェハ接合工程においては、接着ウェハお
よび被接着ウェハを工業用テレビカメラ(ITV )で
撮像してモニタ画面に表示して目視可能な状態にし、作
業者がモニタ画像を見ながら接着ウェハ搭載用のX−Y
−θステージ機構に位置補正成分(平行移動量成分およ
び傾き量成分)を供給するように手動による制御操作を
行ない、両ウェハが一定間隔を有して重なり合うように
位置合わせ制御を行々っている。
しかし、上記したような作業者が位置補正成分を目視に
より判断し、それに対応した位置補正制御操作を行なう
方法は、作業が単純であるけれども集中力を要し、長時
間を要する。これに伴って、作業者の眼精疲労、集中力
低下を招くので、生産性の低下とか製品の品質低下をも
たらすおそれが大きい。しかも、作業者の熟練度によっ
て上記生産性とか製品の品質が大きくばらつくという問
題もある。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、上記したように半導体ウェハの位置合わせ制
御を作業者の手動操作釦より行逢うことに伴なう諸問題
を根本的に解決すべくなされたもので、半導体ウェハの
位置合わせ制御を自動的に処理でき、生産性、製品の品
質を向上し得る半導体ウェハ位置合わせ制御のための処
理方法および処理装置を提供することを目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明の半導体ウェハの位置合わせ制御のための処理方
法は、位置合わせのための認識対象である2枚の半導体
ウェハをそれぞれ撮像して得た画像データに基いて、そ
れぞれのウェハについて画像領域中心に対するウェハ中
心の位置ずれ量(平行移動量成分および傾き量成分)を
自動的に算出し、この2枚のウェハそれぞれの位置ずれ
量に基いて2枚のウェハの外周縁を相対的に一致させる
ために必要な相対位置補正量(一方のウェハの位置を基
準とする他方のウェハの平行移動量および傾き!−)を
自動的に算出し、この算出結果に基いて上記他方のウェ
ハの位置を自動的に制御することを特徴とする。
また、本発明の半導体ウェハ位置合わせのための処理装
置は、位置合わせのための認識対象である2枚の半導体
ウェハをそれぞれ撮像して得た画像データを格納する画
像メモリと、この画像メモリの画像データに基いて前記
2枚のウェハそれぞれについて画像領域中心だ対するウ
ェハ中心の位置ずれ量を算出し、この位置ずれ量に基い
て前記2枚のウェハの外周縁を相対的に一致させるため
に必要な一方のウェハを基準とする他方のウェハの平行
移動4tおよび傾き量を算出し、この算出結果により上
記他方のウェハを塔載したX−Y−θステージの制御量
を算出する演算装置とを具備することを特徴とする。
(作用) 上記処理方法および処理装置によれば、半導体ウェハの
接合工程での位置合わせ制御を自動的シて短時間で安定
に行なうことができ、半導体ウェハの生産性、製品の品
・1丁の向上を図ることが可能にな乙、〜 (実施例) 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細洗説明す
る。
第1図は半導体ウェハの位置合わせ制御のための処理装
置を示しており、1aおよび1bは位置合わせのための
認識対象となる半導体ウェハであり、それぞれのオリエ
ンテーションフラット(以後、オリフラと略記する)部
2a、2bを有する。
ここで、一方のウェハ1aが被接着ウェハであり、他方
のウェハ1bが接着ウェハであってX−Y−θステージ
3上に塔載されている。、、4aおよび4bは各対応し
て上記ウェハla、lbを含む一定領域を撮像する光電
変換手段、たとえば工業用テレビカメラであり、それぞ
れカメラ制御装置45だより制御される、61および6
bは各対応して上記テレビカメラ41L、4bによる撮
像により得られた画像データが路網さ九る画f’Gメモ
リ(たと、えば半導体メモリ)である、7は上記画像メ
モリ6a、6bのデータに基いて後述するような各捜の
演算処理を行なう画像処理演算装置である。8は上記カ
メラ制御装置5、画像メそ176 m 、 6 b、画
像処理演算装置7およびステージ駆動制御装置9を総合
的に制御するシステム制御装置であシ、これらの相互間
は制御・データバス10により接続されている。11x
、11Yおよび11θは上記ステージ駆動制御装置9か
らの制御出力に応じて各対応して前記X−Y−θステー
ジ3のX方向駆動用モータ(図示せず)、Y方向駆動用
モータ(図示せず)、θ方向駆動用モータ(図示せず)
を駆動するモータ駆動装置である。
次に、上記処理装置の動作と共に半導体ウェハの位置合
わせ制御のための処理方法を第2図乃至第4図を参照し
て説明する。システム制御装置8は、画像処理演算装置
から処理準備完了信号を受けると、カメラ制御装置5ヘ
力メラ選択信号を送る。カメラ制御装置5は、第1のテ
レビカメラ4a、第2のテレビカメラ4bを順次選択し
、それぞれ所要の制御信号を送り、上記第1のテレビカ
メラ4h、第2のテレビカメラ4bの撮像出力に対して
所要の処理を施したのち各対応して第1の画像メモIJ
 6 & 、第2図の画像メモIJ 6 bに格納する
、この格納が終了すると、システム制御装置8は格納終
了を表わすステータス信号を画像処理演算装置7に送る
。これによ91画像処理演算装置7は画像メモIJ 6
 m 、 6 bから画像データを読み出し、この画像
データに基いて以下に述べるような演算処理を行なう。
即ち、第1のテレビカメラ4&の撮像により得られた第
2図に示す画像領域20内のウエノ・像21mに対して
オリ7う部22mを検出する。そして、ウェハ像211
Lの円周部とオリフラ部22aとの交点座標P4(x*
 Y ) +Pg(x、y)を算出する。また、ウニ/
・像21aの外周縁において+Y方向の値が最も大きい
点の座標P1(x、y)、−X方向の値が最も大きい点
の座標P、(x 、 y )、+xX方向値が最も大き
い点の座標P、(x、y)を検索してウエノ・像21t
hの寸法および中心座標値Po(X + y )を求め
る。
そして、カメラ中心座標に対するウエノ・像の平行移動
量、換言すれば、ウエノ・像中心値を画像領域20の中
心(カメラ座標中心)座標0(x、y)に移すために必
要な平行移動量Δχ&、Δy1を算出する。さらに、カ
メラ座標中心Oに対するウェハ像の傾き量、換言すれば
、ウェハ像21hを所定の向き(たとえば画像領域20
の下縁にオリフラ部22aが平行になる向き)にするた
めに必要な傾き量を算出する。このためには、第3図に
示すようにウェハ像21gのオリ7う部交点座標P4(
x + y ) + Ps(x + y )を結ぶ線分
(オリフラ部22a)の傾き量Δθ8とウェハ像傾き景
Δθ1とが等しいことに着目し、P4(xl )’ )
 r P、(x l y)のX成分およびy成分の距離
をそれぞれ求め、X成分距離とy成分距離との逆正接を
とることによりΔθ8を算出できる。なお、21 a’
は傾き量が零の場合のウェハ像を示しており、22a′
はそのオリフラ部である。
このようにして画像領域中心(カメラ座標中心)Oに対
するウェハ像中心Po(x + y )の位置ずれ−)
t(平行移動量ΔXalΔy1および傾き量Δθ、L)
を求めたデータを画像処理演算装置7内のメモリに格納
する。
同様にして、第2のテレビカメラ4bの撮像により得ら
れた第4図に示す画像領域40のウェハ像41b(42
bはそのオリフラ部)についても位置ずれi(平行移動
量Δxb、Δybおよび傾き量Δθb)を算出し、この
算出により得られたデータを画像処理演算装置z内のメ
モリに格納する。
次に、被接着ウェハ18を固定したままとし、との基漁
となる位置のウェハ1aに接着ウェハ1bを相対的に合
致させるために必要な相対位置補正量(平行移動量成分
ΔX、Δyおよび傾き金成分Δθ)を求める。この平行
移動量成分ΔX、Δyおよび傾き金成分Δθは、前記ウ
ェハ像21aに対しセ求めたΔX、lΔYa+Δθ8の
各データとウニ・・像41bに対して求めたΔxb、Δ
yb、Δθbの各データとの差をそれぞれ算出すること
だよって得られ、こiKよって得られたデータを画像処
理演算装置7内のメモリに格納する。この場合、X−Y
−θステージ3のθ軸にカメラ座標中心が一致している
ものとすれば、X−Y−θステージ3により接着ウェハ
1bをΔθだけ回転させた場合、第4図に示すように回
転後のウェハ像4 l b’(42b’はそのオリフラ
部)の中心P0′は回転前のウェハ像41bの中心P0
から偏心する。したがって、偏心L0中心が図示の如く
Δx/、Δy′だけ平行移動したことばより、前述の相
対位置補正量の平行移動量成分ΔX、Δyに誤差が生じ
るので、上記ΔX。
ΔyにΔx/、Δy′の補正を行なう。このようにして
求められた補正後の相対位置補正量のデータは、画像処
理演算装置7によりステージ駆動制御装置9に転送され
る。
ステージ駆動制御装置9は、X、Y、θ方向のモータ駆
動装置11 X I I 1y * I Zθに各対応
して入力データに相当する・(ルス数を出力し、X−Y
−θステーー)3のX、Y、θ方向の各モータは対応す
る上記モータ駆動装置11x、11Y、IIθから出力
されたパルス数だけ回転してX−Y−θステージ3の位
置金制何し、接着ウェハ1bの位置合わせ制御を行々う
[発明の効果] 上述したように本発明の半導体ウェハの位置合わせ制御
のための処理方法および処理装置によれば、2枚の半導
体ウェハについてそれぞれ位置ずれ量(平行移動量成分
と傾き全成分)を自動的に算出し、いずれか一方のウェ
ハを基準として2枚のウェハ相互を相対的に合致させる
ように制御するための位置補正量を自動的に算出して自
動的に短時間で位置補正制御を行なうことがでさる、し
たがって、位置合わせ制御操作のための作業者を長時間
の単純作業から解放でき、作業者の眼精疲労とか集中力
低下洗よる生産性の低下あるいは製品品質の低下を防止
でき、作業者の熟練度による生産性、製品品質のばらつ
きを著しく改善することができ、しかも位置合わせ制御
工程の前後の自動化装置とのシステム化を図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の半導体ウニ/・位置合わせ制御のため
の処理装置の一実施例を示すブロック図、第2図乃至第
4図は第1図の処理装置による処理方法の一例を説明す
るために示す図である。 1!L、lb・・・半導体ウェハ、2a、2b・・・オ
リフラ部、3・・・X−Y−θステージ、4a、4b・
・・テレビカメラ、5・・・カメラ制御装置、6g、6
b・・・画像メモリ、7・・・画像処理演算装置、8・
・・システム制御装置、9・・・ステージ駆動制御装置
、20゜40・・・画像領域、21&、41b・・・ウ
ェハ像、22a、42b・・・ウェハ像のオリフラ部、
O・・・画像領域中心、Po・・・ウェハ中心。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第1図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)位置合わせのための認識対象である2枚の半導体
    ウェハをそれぞれ撮像して得た画像データに基いて、そ
    れぞれのウェハについて画像領域中心に対するウェハ中
    心の位置ずれ量(平行移動量成分および傾き量成分)を
    自動的に算出し、この2枚のウェハそれぞれの位置ずれ
    量に基いて2枚のウェハの外周縁を相対的に一致させる
    ために必要な相対位置補正量(一方のウェハを基準とす
    る他方のウェハの平行移動量および傾き量)を自動的に
    算出し、この算出結果に基いて上記他方のウェハの位置
    を自動的に制御することを特徴とする半導体ウェハ位置
    合わせ制御のための処理方法。
  2. (2)位置合わせのための認識対象である2枚の半導体
    ウェハをそれぞれ撮像して得た画像データを格納する画
    像メモリと、この画像メモリの画像データに基いて前記
    2枚のウェハそれぞれについて画像領域中心に対するウ
    ェハ中心の位置ずれ量を算出し、この位置ずれ量に基い
    て前記2枚のウェハの外周縁を相対的に一致させるため
    に必要な一方のウェハを基準とする他方のウェハの平行
    移動量および傾き量を算出し、この算出結果により上記
    他方のウェハを搭載したX−Y−θステージの制御量を
    算出する演算装置とを具備することを特徴とする半導体
    ウェハ位置合わせ制御のための処理方法。
JP61238386A 1986-10-07 1986-10-07 半導体ウエハ位置合わせ制御のための処理方法および処理装置 Pending JPS6393129A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4966520A (en) * 1988-11-02 1990-10-30 Tokyo Electron Limited Method of positioning objects to be measured
JPH04178806A (ja) * 1990-11-14 1992-06-25 Canon Inc 位置検出装置および方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4966520A (en) * 1988-11-02 1990-10-30 Tokyo Electron Limited Method of positioning objects to be measured
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