(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハをマウントする前にウエハのアライメントを実施するためのプリアライメント装置であって、
ウエハの円中心と概ね対称に分布する第一アライメントマークと第二アライメントマークを有するウエハを支持するために使用されるプリアライメントステージと、
前記ウエハ上のエッジ又はノッチに基づき、前記ウエハとプリアライメントステージとの位置偏差と回転偏差についての第一の位置補償を実現するためのエッジビジュアル取得システムと、
第一及び第二アライメントマークの像を個別に取得するために使用されるマーク検出システムと、を有し、
前記マーク検出システムは、前記第一及び第二アライメントマークのマーク検出システム座標系（ＭＳＣＳ座標系）における位置に基づき、アライメントマーク座標系（ＷＣＳ座標系）とマーク検出システム座標系（ＭＳＣＳ座標系）の間の回転角度及び偏差を計算し、
更に前記回転角度、偏差、アライメントマーク座標系（ＷＣＳ座標系）の原点（Ｎ）とウエハの円中心の間の相対位置関係に基づき、前記ウエハの円中心と事前に定義されるプリアライメントステージの中心（Ｏ）の間の相対位置関係を確定し、これにより前記ウエハとプリアライメントステージとの間での位置偏差と回転偏差についての第二の位置補償を実現するものであり、マーク検出システム座標系（ＭＳＣＳ座標系）において、
横軸（ＭＳＣＳ  Ｕ）は、プリアライメントステージの中心（Ｏ）とマーク検出システムのアライメントマーク検出視野範囲の中心（Ｐ）との結線であると定義され、
縦軸（ＭＳＣＳ  Ｖ）は、横軸に垂直であって、かつプリアライメントステージの中心（Ｏ）を通過する直線であると定義され、
前記アライメントマーク座標系は、
横軸（ＷＣＳ  Ｘ）は、前記第一と第二アライメントマークの結線であると定義され、
原点（Ｎ）は、前記第一及び第二アライメントマークの結線の中点であると定義され、
縦軸（ＷＣＳ  Ｙ）は、原点（Ｎ）を通過し、かつ前記結線に垂直であり、
前記プリアライメントステージは、前記プリアライメントステージにおいて前記第一、及び、第二の位置補償を行うためのＲ方向移動機構及び偏心補償機構を有する、
ウエハのプリアライメント装置。
【請求項２】
前記エッジビジュアル取得システムがラインＣＣＤ検出器を有し、
前記マーク検出システムがエリアＣＣＤを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のウエハのプリアライメント装置。
【請求項３】
前記マーク検出システムが移動機構と、フォーカス機構と、視覚的マーク取得機構とを有し、
前記移動機構が前記視覚的マーク取得機構を駆動させて前記第一又は第二アライメントマークをサーチし、
前記フォーカス機構が視覚的マーク取得機構の第一又は第二アライメントマークに対する焦点距離の調整に使用され、
前記視覚的マーク取得機構が前記第一又は第二アライメントマークの像の取得のために使用される、
ことを特徴とする請求項１に記載のウエハのプリアライメント装置。
【請求項４】
前記フォーカス機構と前記移動機構が相互に接続され、
前記視覚的マーク取得機構と前記フォーカス機構が相互に接続され、
前記移動機構が前記フォーカス機構を駆動させウエハの径方向に沿って移動させるために使用され、
前記フォーカス機構が前記視覚的マーク取得機構を駆動させ垂直方向に沿って移動させるために使用される、
ことを特徴とする請求項３に記載のウエハのプリアライメント装置。
【請求項５】
前記視覚的マーク取得機構は、点光源と、レンズと、エリアＣＣＤカメラとを有する、
ことを特徴とする請求項３に記載のウエハのプリアライメント装置。
【請求項６】
前記エッジビジュアル取得システムと前記マーク検出システムが、
それぞれ前記ウエハの径方向に沿って前記ウエハの両側に位置する、
ことを特徴とする請求項１に記載のウエハのプリアライメント装置。
【請求項７】
ウエハをマウントする前のプリアライメント方法であって、
手順一：
ウエハ上にウエハの円中心について概ね対称に分布する第一アライメントマークと第二アライメントマークを提供するステップ、
手順二：
エッジビジュアル取得システムが前記ウエハ上のエッジ又はノッチに基づき前記ウエハとプリアライメントステージとの位置偏差と回転偏差についての第一の位置補償を実現するステップ、
手順三：
マーク検出システムがそれぞれ前記ウエハ上に位置する第一、第二アライメントマークの像をサーチして取得するステップ、
手順四：
前記第一及び第二アライメントマークのマーク検出システム座標系（ＭＳＣＳ座標系）における位置に基づき、前記ウエハの円中心とプリアライメントステージの中心（Ｏ）の間の相対位置関係を確定するステップ、
手順五：
確定された前記ウエハの円中心とプリアライメントステージの中心（Ｏ）の間の相対位置関係に基づき、前記ウエハとプリアライメントステージとの間での位置偏差と回転偏差についての第二の位置補償を実現するステップ、
を含み、
更に、マーク検出システム座標系（ＭＳＣＳ座標系）において、
横軸（ＭＳＣＳ  Ｕ）はプリアライメントステージの中心（Ｏ）とマーク検出システムのアライメントマーク検出視野範囲の中心（Ｐ）の結線であると定義され、
縦軸（ＭＳＣＳ  Ｖ）は横軸に垂直であって、かつプリアライメントステージの中心（Ｏ）を通過する直線であると定義され、
前記手順四は、
前記第一及び第二アライメントマークのマーク検出システム座標系（ＭＳＣＳ座標系）中の座標に基づき、アライメントマーク座標系（ＷＣＳ座標系）とマーク検出システム座標系（ＭＳＣＳ座標系）の間の回転角度及び偏差を計算し、
前記回転角度、偏差、アライメントマーク座標系（ＷＣＳ座標系）の原点とウエハの円中心の間の相対位置関係に基づき、前記ウエハの円中心と事前にプリアライメントステージの中心（Ｏ）の間の相対位置関係が確定される手順を含み、
更に、前記アライメントマーク座標系（ＷＣＳ座標系）において、
横軸は、前記第一及び第二アライメントマークの結線であると定義され、
原点は、前記第一及び第二アライメントマークの結線の中点であると定義され、
縦軸は、原点を通過し、かつ前記結線に垂直であり、
前記第一、及び、第二の位置補償は、前記プリアライメントステージに設けられるＲ方向移動機構及び偏心補償機構にて実施される、
ことを特徴とするウエハのプリアライメント方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は集積回路装置製造分野に関するものであり、より詳細にはウエハのプリアライメント装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エッジビジュアル取得システムは、主にウエハのエッジ（例えば平坦な側部等）とノッチマークの取得を完了し、その後、画像処理と計算を行い、ウエハのプリアライメントステージに対する偏心と偏向を算出し、これによりプリアライメントステージシステムの中心位置設定機構と方向設定機構に偏移量を補償させる。メーカー毎に生産するウエハ自体の形状とノッチの形状は全て異なり、マークの位置に対応するノッチも必ずしも同じではなく、かつ異なるリソグラフィを用いてプリアライメントした後のウエハエッジの中心位置設定、方向設定の精度にも差が有ることから、ウエハマウントの精度は前記リソグラフィのニーズを充分に満たすことができない。
【発明の概要】
【０００３】
従来技術の欠点を克服するために、本発明は高精度なウエハのプリアライメント装置及び方法を開示する。
【０００４】
上記発明の目的を達成するため、本発明はウエハのプリアライメント装置を提供するものであり、前記プリアライメント装置は、ウエハの円中心と概ね対称に分布する第一アライメントマークと第二アライメントマークを有するウエハを支持するために使用されるプリアライメントステージと、前記ウエハ上のエッジ又はノッチに基づき、プリアライメントステージとの相対位置について、前記ウエハに対する第一の位置補償を実現するためのエッジビジュアル取得システムと、第一及び第二アライメントマークの像を個別に取得するために使用されるマーク検出システムとを有し、かつ前記第一及び第二アライメントマークのマーク検出システムの座標系における位置に基づき、前記ウエハの円中心とプリアライメントステージの中心の間の相対位置関係が確定され、これにより前記ウエハに対する第二の位置補償を実現し、更にマーク検出システムの座標系において、横軸は、プリアライメントステージの中心とマーク検出システムの中心との結線であると定義され、縦軸は、横軸に垂直であって、かつプリアライメントステージの中心を通過する直線であると定義される。
【０００５】
更に、前記マーク検出システムが前記第一及び第二アライメントマークのマーク検出システム座標系中の座標に基づきアライメントマーク座標系とマーク検出システム座標系の間の回転角度及び回転偏差を計算するために使用され、また前記回転角度、回転偏差、アライメントマーク座標系の原点とウエハの円中心の間の相対位置関係に基づき、前記ウエハの円中心とプリアライメントステージの中心の間の相対位置関係が確定され、更に前記アライメントマーク座標系において、横軸は前記第一及び第二アライメントマークの結線であると定義され、原点は前記第一及び第二アライメントマークの結線の中点であると定義され、縦軸は原点を通過し、かつ前記結線に垂直である。
【０００６】
更に、前記エッジビジュアル取得システムがラインＣＣＤ検出器を有し、前記マーク検出システムがエリアＣＣＤを有する。
【０００７】
更に、前記マーク検出システムが移動機構と、フォーカス機構と、視覚的マーク取得機構とを有し、前記移動機構が前記視覚的マーク取得機構を駆動させて前記第一又は第二アライメントマークをサーチし、前記フォーカス機構が視覚的マーク取得機構の第一又は第二アライメントマークに対する焦点距離の調整に使用され、前記視覚的マーク取得機構が前記第一又は第二アライメントマークの像の取得のために使用される。
【０００８】
更に、前記フォーカス機構と前記移動機構が相互に接続され、前記視覚的マーク取得機構と前記フォーカス機構が相互に接続され、前記移動機構が前記フォーカス機構を駆動させウエハの径方向に沿って移動させるために使用され、前記フォーカス機構が前記視覚的マーク取得機構を駆動させ垂直方向に沿って移動させるために使用される。
【０００９】
更に、前記視覚的マーク取得機構が点光源と、レンズと、エリアＣＣＤカメラとを有する。
【００１０】
更に、前記エッジビジュアル取得システムと前記マーク検出システムがそれぞれ前記ウエハの径方向に沿って前記ウエハの両側に位置する。
【００１１】
本発明は更に、手順一として、ウエハ上にウエハの円中心について概ね対称に分布する第一アライメントマークと第二アライメントマークを提供し、手順二として、エッジビジュアル取得システムが前記ウエハ上のエッジ又はノッチに基づきプリアライメントステージの相対位置についてマークし、前記ウエハに対する第一の位置補償を実現し、手順三として、マーク検出システムがそれぞれ前記ウエハ上に位置する第一、第二アライメントマークの像をサーチして取得し、手順四として、前記第一及び第二アライメントマークのマーク検出システム座標系における位置に基づき、前記ウエハの円中心とプリアライメントステージの中心の間の相対位置関係を確定し、手順五として、確定された前記ウエハの円中心とプリアライメントステージの中心の間の相対位置関係に基づき、前記ウエハに対する第二の位置補償を実現する各手順を含み、更に、マーク検出システム座標系において、横軸は、プリアライメントステージの中心とマーク検出システムの中心の結線であると定義され、縦軸は横軸に垂直であって、かつプリアライメントステージの中心を通過する直線であると定義される、ウエハのプリアライメント方法を公開する。
【００１２】
更に、手順四が前記第一及び第二アライメントマークのマーク検出システム座標系中の座標に基づきアライメントマーク座標系とマーク検出システム座標系の間の回転角度及び回転偏差を計算するために使用され、また前記回転角度、回転偏差、アライメントマーク座標系の原点とウエハの円中心の間の相対位置関係に基づき、前記ウエハの円中心とプリアライメントステージの中心の間の相対位置関係が確定される手順を含み、更に前記アライメントマーク座標系において、横軸は前記第一及び第二アライメントマークの結線であると定義され、原点は前記第一及び第二アライメントマークの結線の中点であると定義され、縦軸は原点を通過し、かつ前記結線に垂直である。
【００１３】
従来技術との比較において、本発明が公開する技術的解決手段は、粗プリアライメント（即ち、第一の位置補償）の後、更に第一、第二アライメントマークの像を取得し、かつ計算することによって、より高精度なウエハの中心位置設定、方向設定機能を実現でき、ウエハマウントの高度な精度要求をより良く満たすものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明の優位性と精神は、以下の発明に関する詳細な説明と添付図面によって、より深く理解することができる。
【００１５】
図１は本発明が提供するウエハのプリアライメント装置のエッジビジュアル取得システムの構造の概要を示す図である。
【００１６】
図２は本発明が提供するエッジビジュアル取得システムの取り付け位置の概要を示す図である。
【００１７】
図３は本発明が提供するウエハのプリアライメント装置のマーク検出システムの構造の概要を示す図である。
【００１８】
図４は本発明が提供するウエハのプリアライメント装置のマーク検出システムの取り付け位置の概要を示す図である。
【００１９】
図５は本発明が提供するウエハのプリアライメント装置のエッジビジュアル取得システムとマーク検出システムが配置される面の概要を示す図である。
【００２０】
図６は本発明が提供するウエハのプリアライメント装置の使用場面の概要を示す図である。
【００２１】
図７は本発明に関わるウエハのプリアライメント方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施例について詳細に説明する。
【００２３】
実施例一
従来技術では、エッジ及びノッチマークを取得し、粗プリアライメントを実現できるに過ぎなかった。一方、本発明は、粗プリアライメントの後に、更に両マークを取得することによって、より高精度なウエハの中心位置設定、方向設定機能を実現し、ウエハマウントの高度な精度要求をより良く満足させることができる。
【００２４】
ステージにセットされるウエハの中心位置設定、方向設定の精度についてウエハマウントの精度要求をより良く満足させることができるようにするために、ウエハは、エッジの取得を介してプリアライメントされた後に、更にマーク検出システム（Ｍａｒｋ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍ）においてウエハ上のアライメントマークの校正するように設計することで、ステージへのウエハマウントの精度を向上させることができる。
【００２５】
マーク検出システムは、以下の三つの機能を満たし得ることによって、上述の問題を解決することができる。
第一に、プリアライメントステージにセットされたウエハ上のアライメントマークをより正確にアライメント視野内に位置できるようにすることで、異なるウエハ間のアライメントマークがウエハの幾何学的外形に対応するサイズ位置の相違によって引き起こされる過大なウエハマウントの精度の誤差を減少させる。
第二に、マーク検出システムが測定ツールとなり得ることで、ウエハ上のアライメントマークのウエハの幾何学的外形の座標位置に対する誤差を測定する。
第三に、マーク検出システムがアライメントマークのマーク検出システム座標系中のターゲット位置と測定位置を比較することによって、アライメントマークのウエハ座標系における位置とマーク検出システム座標系に対応する回転偏差を算出することができる。
【００２６】
最後にマーク検出システムが測定し取得したデータを介してウエハに対する位置補償を行い、より高い中心位置設定、方向設定の精度要求によるウエハのステージへの適切なセットを可能とする。
【００２７】
図１は本発明が提供するウエハのプリアライメント装置のエッジビジュアル取得システムの構造の概要を示す図である。
図１に示すエッジビジュアル取得システムは主にウエハのエッジを取得し、その後、画像処理及び計算によりウエハの偏心と偏向を算出し、これによりプリアライメントステージシステムの中心位置設定機構と方向設定機構に偏移量の補償をする。
図１に示す通り、エッジビジュアル取得システム１は主にラインＣＣＤカメラ１０と、台座１１と、光源１２と、レンズ１３と、支持台１４と、調整部材１５から構成され、調整部材１５によってレンズ１３の中心から支持台１４の内表面までの間の距離Ｌが８インチと１２インチのウエハのスイッチスペースの要件を満たすように調整される。
図２は本発明が提供するエッジビジュアル取得システムの取り付け位置の概要を示す図である。図２に示す通り、エッジビジュアル取得システム１はプリアライメントの径方向（即ち、ウエハの径方向）に沿ってウエハプレートの一側の位置３の部分に取り付けられる。ウエハプレート上には、８インチのウエハエッジを取得するための溝２の開口が設けられる。
【００２８】
図３は本発明が提供するウエハのプリアライメント装置のマーク検出システムの構造の概要を示す図である。
図３に示す通り、マーク検出システムは三つの機能を実現する必要がある。
まず、ウエハ表面上のアライメントマークをサーチする機能を有する。
次にカメラ（又はレンズ）からウエハ表面までの距離を調節する機能を有し、異なる厚みのウエハ表面のアライメントマークを読み取るという要求を満たす。
最後に、ウエハ上のアライメントマークとウエハの幾何学的中心の位置の誤差を検出し得る機能を更に有する。
これら三つの機能及び入力制約に基づき、マーク検出システムの機械的構造を設計する。
【００２９】
図３に示す通り、マーク検出システム４は主に移動機構４８と、フォーカス機構４７と、視覚的マーク取得機構４６という三つの部分で構成される。
移動機構４８は視覚的マーク取得機構４６のウエハ径方向に沿った移動をさせるものであり、ウエハ表面上のマークのサーチのために使用されるものである。
フォーカス機構４７は視覚的マーク取得機構４６の垂直Ｚ方向上の移動をさせるものであり、マーク検出の焦点面の調整を行い、アライメントマーク画像の明瞭な取得を実現するために使用される。
視覚的マーク取得機構４６はウエハ上のアライメントマークの検出、画像取得、画像伝送及び処理の実現のために使用される。
移動機構４８とフォーカス機構４７には高精度な移動モジュールが採用され、視覚的マーク取得機構４６はフォーカス機構４７上に取り付けられ、フォーカス機構４７は移動機構４８上に取り付けられる。
【００３０】
視覚的マーク取得機構４６は、点光源４４と、レンズ４２と、エリアＣＣＤカメラ４０とを有する。
２００ｍｍと３００ｍｍのウエハの互換性処理という要件を満たすため、移動機構の総ストロークを８０ｍｍとし、必要な有効ストロークを７５ｍｍとする。またフォーカス機構の総ストロークを８ｍｍとし、必要な有効ストロークを５ｍｍとする。
【００３１】
図４は本発明が提供するウエハのプリアライメント装置のマーク検出システムの取り付け位置の概要を示す図である。
図４に示す通り、マーク検出システム４はプリアライメント径方向に沿ってウエハプレートの他側の位置部分（エッジビジュアル取得システム１と向かい合う）に取り付けられる。プリアライメントステージはＲ方向（即ち、垂直Ｚ方向を囲む回転軸）移動機構５及び偏心補償機構６を有する。
【００３２】
図５は本発明が提供するウエハのプリアライメント装置のエッジビジュアル取得システムとマーク検出システムを配置される面の概要を示す図である。
Ｒ方向移動機構５のＺ軸の周りの回転移動とエッジビジュアル取得システムの組み合わせにより、マーク検出システムの移動機構の径方向への移動とフォーカス機構の連動の下、並びにラインＣＣＤとエリアＣＣＤの併用の下において、８インチと１２インチウエハ上のアライメントマーク画像の明瞭な取得を実現し、更に画像処理によってプリアライメントのより高精度の中心位置設定、方向設定機能を実現する。
【００３３】
実施例二
図７は本発明に関わるウエハのプリアライメント方法のフローチャートである。
図７に示す通り、前記方法は以下の手順を含む。
手順７０１：まずエッジビジュアル取得システムを利用してウエハエッジの取得と粗プリアライメントを完了する。
手順７０２：ノッチの方向を計算し、かつノッチ、第一、第二アライメントマーク（Ｗ１,Ｗ２（図６））、アライメントマーク視野座標の間の位置関係に基づき、ウエハの回転角度を計算する。
手順７０３：Ｒ軸（即ち、垂直Ｚ方向の回転軸に沿った）の回転により、ノッチをアライメント検出視野下に至るまで回転させる。
手順７０４：移動機構がプリアライメントによって決定されたマーク位置に基づき第一アライメントマークをサーチし、ウエハの中心に向かって径方向に沿って移動する。この時の最大有効ストロークは７５ｍｍとする。
手順７０５：ＣＣＤカメラが画像を取得し、オートフォーカスを行う。
手順７０６：最適なフォーカス面に達しているかどうかを判断し、達している場合は手順７０８に進み、視覚的マーク取得機構４６が第一アライメントマーク画像を取得する。最適なフォーカス面に達していない場合は手順７０７に進み、フォーカス機構を垂直方向に移動させ、更に手順７０５に進む。
手順７０９：手順７０８で取得した画像中にアライメントマーク（この場合は第一アライメントマークとする）が存在するかどうかを確認し、存在が確認できた場合は手順７１４に進む。
手順７１４：二つのアライメントマークが全て取得できたかどうかを判断するものであり、手順７０９においてアライメントマークが取得できなかった場合は、手順７１０に進む。
手順７１０：Ｒ軸が時計回り又は半時計回りに回転し、毎回の最大回転角度を１．５度とし、視覚的マーク取得機構がアライメントマーク（この場合は第一アライメントマークとする）の画像を再び取得する。
手順７１１：アライメントマークが取得できたかどうかを再び判断し、取得できた場合は、手順７１４に進み、手順７１１においてアライメントマークが取得できなかった場合は、手順７１２に進む。
手順７１２：移動機構をプラスマイナス１ｍｍの制限において移動させた後、再び手順７０９に進む。第一マークは取得できたものの第二マークが取得できなかった場合は手順７１３に進む。
手順７１３：ウエハがＲ軸において１８０度回転し、視覚的マーク取得機構が第二アライメントマークの画像を取得した後、手順７０９に戻る。
手順７１４：二つのアライメントマークが全て取得できた場合は、手順７１５に進む。
手順７１５：第一及び第二アライメントマークの座標に基づき前記ウエハのプリアライメントステージに対応する相対位置を計算し、Ｒの角度をプリアライメントシステムに返送し、ウエハ座標系（ＧＷＣＳ）における第一及び第二アライメントマークの座標値をプリアライメントステージに返送する。
なおＲの角度はウエハ座標系における座標原点から二つのアライメントマークまでの結線の夾角であり、ＧＷＣＳ座標系（ウエハ座標系）は、座標原点がウエハの中心に位置し、Ｙ軸はトリミング／グルーミングの中心とウエハの中心を通過し、Ｘ軸はＹ軸に垂直にウエハの中心を通過すると定義される。
手順７１６：ウエハに対してより高精度なプリアライメントを実施する。
【００３４】
上述の手順７０４においてアライメントマークをサーチする時には、粗プリアライメント時におけるウエハの偏心偏向の測定値及びアライメントマークのウエハ座標系における理論上の位置（マークの設置が完了したら当該位置を確定する）に基づきアライメントマークの座標を決定することができ、これにより迅速にアライメントマークを探し出すことができる。
【００３５】
本発明の技術的内容を充分に説明するため、基本的な状況を設定して、当該基本的な状況を利用して高精度なプリアライメントを実現する方式を以下に示す。
【００３６】
回転テーブル上のウエハの偏心が小さく、ウエハ上の二つのマークＭＡＲＫ１とＭＡＲＫ２が対称に配置されていると仮定する時では、マーク検出システムはＲ軸に沿って段階的にＭＡＲＫ１とＭＡＲＫ２をサーチする必要がないことは、図６に示す通りである。
図６は本発明が提供するウエハのプリアライメント装置の使用状況の概要を示す図であり、Ｗ１とＷ２はそれぞれウエハ上に対称に分布するＭＡＲＫ１とＭＡＲＫ２の二つのマークである。
Ｎはアライメントマーク座標系（ＷＣＳ座標系）における座標の原点である。ここで、ＷＣＳ座標系はアライメントマークによって定義されるものであり、二つのマークの結線の中点が座標の原点であり、Ｙ座標軸は座標の原点を通過し、かつ結線に垂直であり、ウエハのトリミング／グルーミング端が−Ｙ方向であり、二つのマークの結線がＸ座標軸（水平方向）であると定義される。
二つのマークＭＡＲＫ１とＭＡＲＫ２の半径は同一、即ち、Ｗ１Ｎ＝Ｗ２Ｎである。
ＯはＭＳＣＳ座標系における座標の中心である。
ＭＳＣＳ座標系はマーク検出システムの座標系である。
Ｕ軸（ＭＳＣＳ  Ｕ）はプリアライメントステージの中心（Ｏ）とアライメントマーク検出視野範囲の中心（Ｐ）の結線であると定義される。
Ｖ軸（ＭＳＣＳ  Ｖ）はＵ軸に垂直であり、かつプリアライメントステージの中心（Ｏ）を通過する直線と定義される。
Ｗ２’はＭＡＲＫ２をＯ点を基準に１８０度回転させた位置である。
ＭはＷ１Ｗ２’の中心である。ＭＯ＝Ｗ１Ｎ＝Ｗ２Ｎということは容易に理解できる。
α（ａｌｆａ）角はＷＣＳ座標系とＭＳＣＳ座標系の間の回転角度である。
Ｐはアライメントマーク検出視野範囲の中心（Ｐ）である。
ＮＯの距離はＷ１Ｍ又はＭＷ２’と同一である。
【００３７】
これにより、右の式を導き出すことができる：
0006530825.tif 000002
【００３８】
式中、Ｙ（Ｗ１）がアライメントマークＷ１のＭＳＣＳ座標系におけるＹ座標値である。
【００３９】
Ｙ（Ｗ２’）がアライメントマークＷ２のＭＳＣＳ座標系における１８０度回転した後のＹ座標値である。
【００４０】
回転角度αを求めた後、α角の値をプリアライメントステージシステムにフィードバックし、プリアライメントステージシステムの中心位置設定機構と方向設定機構を介してウエハのプリアライメントステージに対応する位置に対して正確な補償を行う。プリアライメントステージシステムがウエハのプリアライメントステージの位置に対して補償を行うことは本分野の技術者ならば既知の技術であるため、ここでは繰り返し説明しない。
【００４１】
ここで、ＭＳＣＳ座標系の原点Ｏはプリアライメントステージの中心であって、ＷＣＳ座標系の原点Ｎ（即ち、二つのマークの結線の中点）とウエハ中心の関係は事前に確定（二つのマークがウエハの中心について厳密に対称に配置される時には、Ｎ点はウエハの中心であり、二つのマークがウエハの中心について非対称に配置される時でも、Ｎ点とウエハの中心の間の偏移量を容易に算出し得る）されることから、Ｏ点のＮ点に対応する位置関係を確定する時には、Ｏ点のウエハの中心に対応する位置関係を極めて容易に取得することができ、またプリアライメントステージシステムの調整を介して、ウエハの中心をプリアライメントステージの中心に移動させ得ることが、容易に理解できる。
【００４２】
実施例三
当実施例において、ウエハ上の二つのアライメントマークＷ１とＷ２は対称に配置されていない時には、二つのアライメントマークＷ１とＷ２の結線がウエハの中心を通過し、二つのアライメントマークＷ１とＷ２がウエハの中心の結線に至るまでの長さが異なる。実施例二との相違点は、第一のアライメントマークＷ１を取得した後、マーク検出システムがＲ軸方向に沿って回転し第二のアライメントマークＷ２をサーチする必要があるという点である。
【００４３】
実施例四
実施例四は実施例三をベースに、条件を追加したものである。即ち、ウエハ上の二つのアライメントマークＷ１とＷ２が対称に配置されないことに加えて、回転台におけるウエハの偏心が大きい、即ち、ウエハの中心が回転台の中心になく、かつ偏心が大きい。実施例三との比較において、第一のアライメントマークＷ１を取得した後、マーク検出システムが常にＲ軸方向に沿って回転移動することで第二のアライメントマークＷ２をサーチする。その後は、実施例二と類似するが、唯一の相違点はＧＷＣＳ座標系におけるアライメントマークＷ２の測定位置とＷＣＳ座標系におけるアライメントマークＷ２の所期の位置を用いてアライメントマークＷ２の実際の位置を位置決めする点である。
【００４４】
実施例五
当実施例は、ウエハ上の二つのアライメントマークＷ１とＷ２の位置に異なる角度が存在し、かつ二つのアライメントマークＷ１とＷ２の結線がウエハの中心を通過せず、また二つのアライメントマークＷ１とＷ２がウエハの中心の結線に至るまでの長さが異なる。この状況は実施例四と本質的に何ら相違がないことから、ここでは繰り返し説明しない。
【００４５】
上述の実施形態を通じてＭＳＣＳ、ＧＷＣＳ、ＷＣＳ座標系の相対位置関係を確定でき、これにより粗アライメントの位置補償を行うことによって精度の高いアライメントを実現する。
【００４６】
通常、粗アライメントの後、ウエハの回転台における偏移量とマーク位置の差が大きくなり過ぎることはないため、第二及び第三の実施例を経た後、ファインアライメントを実現できる。第四、五の実施例は極めて少数のケースに利用され、全てのウエハに対する精度の高いアライメントの実現を確保するものである。
【００４７】
本明細書は本発明の好適な実施例について説明したものに過ぎず、以上の実施例は本発明の技術的解決手段を説明するためにのみ使用され、本発明を限定するものではない。本分野の技術者が本発明の理念に基づき理論的な分析、推論又は有限な実験を通じて得た技術的解決手段は、全て本発明の範囲内である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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