(57)【要約】      （修正有）【課題】物体の正確な位置決めを、低コスト、省スペースで、実現できる位置決め装置を提供する。【解決手段】ステップ４０３でアライメントがなされ、精度良くウエハの座標計測が行われる。ステップ４０４でタイマーにより、アライメント実行からの時間計測を開始する。次にステップ４０５で全ての観察点において観察が終了したら、ステップ４１０でウエハ搬送系により、ウエハアンロードを行い、観察を終了する。観察点が残っている場合は、ステップ４０６に進む。ステップ４０８ではタイマーを読みとることにより、アライメントが終わってからの経過時間を計算し、制御装置に登録された一定時間（再アライメントまでの時間）が経過した場合にはステップ４０３に戻り、再びアライメントが実行される。【選択図】  図４
2004186283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を載置する載置手段と、
前記載置手段に載置された前記試料における試料座標系を認識するアライメント手段と、
前記試料座標系に基づく所定位置を、装置における所定位置に相対移動させる移動手段と、
前記アライメント手段により認識された試料座標系に基づいて、前記移動手段による移動量を求める演算手段と、
前記アライメント手段が前記試料座標系を認識する動作を行った後の経過時間を計測する経過時間計測手段と、
前記経過時間計測手段の出力に基づいて、再度前記アライメント手段に前記試料座標系を認識する動作をさせる制御手段と
を有することを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
請求項１に記載の位置決め装置であって、前記制御手段が、前記経過時間が所定時間に達したときに、再度前記アライメント手段に前記動作をさせることを特徴とする位置決め装置。
【請求項３】
請求項２に記載の位置決め装置であって、前記経過時間計測手段が、さらに、装置の電源が投入されてからの経過時間を計測し、前記制御手段は、前記装置の電源が投入されてからの経過時間の計測結果に基づいて、前記所定時間を変更することを特徴とする位置決め装置。
【請求項４】
請求項２に記載の位置決め装置であって、前記経過時間計測手段が、さらに、照明光源の電源が投入されてからの経過時間を計測し、前記制御手段は、前記照明光源の電源が投入されてからの経過時間の計測結果に基づいて、前記所定時間を変更することを特徴とする位置決め装置。
【請求項５】
試料を載置する載置手段と、
前記載置手段に載置された前記試料における試料座標系を認識するアライメント手段と、
前記試料座標系に基づく所定位置を、装置における所定位置に相対移動させる移動手段と、
前記アライメント手段により認識された試料座標系に基づいて、前記移動手段による移動量を求める演算手段と、
装置の所定箇所の温度を計測する温度計測手段と、
前記温度計測手段で計測された温度と、前記アライメント手段による前記試料座標系を認識する動作時に計測された温度との差が所定値以上となったとき、再度前記アライメント手段による前記動作をさせる制御手段と
を有することを特徴とする位置決め装置。
【請求項６】
試料を載置する載置手段と、
前記載置手段に載置された前記試料における試料座標系を認識するアライメント手段と、
前記試料座標系に基づく所定位置を、装置における所定位置に相対移動させる移動手段と、
前記アライメント手段により認識された試料座標系に基づいて、前記移動手段による移動量を求める演算手段と、
時間を計測する時間計測手段と、
前記時間計測手段の計測結果に基づいて、所定時間間隔毎に再度前記アライメント手段による前記試料座標系を認識する動作をさせる制御手段と
を有することを特徴とする位置決め装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載の位置決め装置であって、確認手段を有し、前記制御手段は、再度前記アライメント手段による前記試料座標系を認識する動作をさせる前に、該動作を行おうとしていることを前記確認手段に出力し、前記確認手段からの入力があったときに前記動作をさせることを特徴とする位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料を所定位置に位置決めする位置決め装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、外観検査装置においては、試料（ウエハ）上の、座標が指示された観察点を、顕微鏡などの観察系によって観察する。この際、ウエハはＸＹ方向に駆動可能なステ−ジ上に搬送された後、ウエハの外縁を用いて、おおまかな位置決め（プリアライメント）が行われる。しかしながら、近年、ウエハは大口径化し、その集積度は、年々高くなっている。このようなウエハの微細なパターンを観察する為に、高倍率観察を行う際には、ウエハの観察点を精度良く観察系の観察位置に移動させる必要がある。
【０００３】
そこで、ウエハ上での座標が既知のアライメントマーク位置を測定することにより、ウエハの座標系とステージの座標系との関係を求め、そのずれを補正すること（アライメント）が行われていた。上記のアライメントは、観察するウエハに対して行われた後、上記アライメントの結果を用いて、ＸＹステージによりウエハ上の観察点を、観察系の観察位置に移動させる。そして、操作者によってウエハ観察点の観察が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術においては、アライメントを実行した後、操作者が装置を離れるなどして、アライメントを実行してからの時間が経過すると、熱などの要因により試料や装置が伸縮し、試料上の所定位置（例えば観察点）を装置での所定位置（例えば観察系の観察位置）に移動させる精度が低下するという問題点がある。この場合、例えば顕微鏡などの観察系で観察する場合には、試料の観察点が観察系の視野内に入らなくなるという問題が生じる。
【０００５】
上記問題を解決するため、熱源を装置から遠ざけたり、装置を恒温室で囲うことが行われていた。しかし、これらの方法には、コストがかかり、装置自体も大掛かりなものとなってしまうという問題点があった。本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、物体の正確な位置決めを、低コスト、省スペースで、実現できる位置決め装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の手段は、試料を載置する載置手段と、前記載置手段に載置された前記試料における試料座標系を認識するアライメント手段と、前記試料座標系に基づく所定位置を、装置における所定位置に相対移動させる移動手段と、前記アライメント手段により認識された試料座標系に基づいて、前記移動手段による移動量を求める演算手段と、前記アライメント手段が前記試料座標系を認識する動作を行った後の経過時間を計測する経過時間計測手段と、前記経過時間計測手段の出力に基づいて、再度前記アライメント手段に前記試料座標系を認識する動作をさせる制御手段とを有することを特徴とする位置決め装置（請求項１）である。
【０００７】
本手段においては、アライメント手段が試料座標系を認識する動作を行った後の経過時間を計測する経過時間計測手段の出力に基づいて、再度アライメント手段に試料座標系を認識する動作をさせる制御手段を有しているので、時間の経過に伴って、温度の変化等によりアライメントされた物体の位置がずれてくるような場合にも、再度の試料座標系の認識により、必要に応じて、正確に位置補正をし直すこと等が可能となる。
【０００８】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記制御手段が、前記経過時間が所定時間に達したときに、再度前記アライメント手段に前記動作をさせることを特徴とするもの（請求項２）である。
【０００９】
本手段においては、制御手段が、経過時間が所定時間に達したときに、再度アライメント手段に、試料座標系を認識する動作をさせるようにしているので、時間の経過に伴って、温度の変化等によりアライメントされた物体の位置がずれてくるような場合にも、再度の試料座標系の認識より、必要に応じて、正確に位置補正をし直すこと等ができる。なお、「所定時間」は、一定にしてもよいし、後記第３の手段、第４の手段におけるように、他の条件によって変化するようにしてもよい。
【００１０】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第２の手段であって、経過時間計測手段が、さらに、装置の電源が投入されてからの経過時間を計測し、制御手段は、装置の電源が投入されてからの経過時間の計測結果に基づいて、前記所定時間を変更することを特徴とするもの（請求項３）である。
【００１１】
装置の電源が投入されてからある程度の時間が経過するまでの間は、装置の温度が急減に変化するが、時間の経過と共に温度変化が安定する。よって、本手段においては、例えば、電源投入直後には前記「所定時間」を短くし、電源投入から時間が経過するに従って、前記「所定時間」を長くしていくようにすることにより、温度変化が急激なときには短い時間毎に、アライメント手段に試料座標系を認識する動作をさせ、温度変化が緩やかなときは、アライメント手段に試料座標系を認識する動作をさせるまでの間を長くして、無駄な認識が行われないようにすることができる。
【００１２】
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第２の手段であって、経過時間計測手段が、さらに、照明光源の電源が投入されてからの経過時間を計測し、前記制御手段は、前記照明光源の電源が投入されてからの経過時間の計測結果に基づいて、前記所定時間を変更することを特徴とするもの（請求項４）である。
【００１３】
本手段も基本的な考え方は、前記第３の手段と同じであるが、照明光源の電源が投入されてからの経過時間に応じて、前記「所定時間」を変更している点が第３の手段と異なる。特に観察手段においては、観測点のずれにつながるような温度変化を与えるのは、主に照明光源である。よって、本手段によっても、ほとんど前記第３の手段と同じような作用効果が得られる。
【００１４】
前記課題を解決するための第５の手段は、試料を載置する載置手段と、前記載置手段に載置された前記試料における試料座標系を認識するアライメント手段と、前記試料座標系に基づく所定位置を、装置における所定位置に相対移動させる移動手段と、前記アライメント手段により認識された試料座標系に基づいて、前記移動手段による移動量を求める演算手段と、装置の所定箇所の温度を計測する温度計測手段と、前記温度計測手段で計測された温度と、前記アライメント手段による前記試料座標系を認識する動作時に計測された温度との差が所定値以上となったとき、再度前記アライメント手段による前記動作をさせる制御手段とを有することを特徴とする位置決め装置（請求項５）である。
【００１５】
前述のように、アライメントされた物体の位置を狂わせるのは、主として温度変化である。よって、本手段においては、温度計測手段で計測された温度と、アライメント手段による試料座標系を認識する動作時に計測された温度との差が所定値以上となったとき、再度アライメント手段に試料座標系を認識する動作をさせる制御手段を有している。よって、温度の変化等によりアライメントされた物体の位置がずれてくるような場合にも、再度の試料座標系の認識により、必要に応じて、正確に位置補正をし直すこと等ができる。
【００１６】
前記課題を解決するための第６の手段は、試料を載置する載置手段と、前記載置手段に載置された前記試料における試料座標系を認識するアライメント手段と、前記試料座標系に基づく所定位置を、装置における所定位置に相対移動させる移動手段と、前記アライメント手段により認識された試料座標系に基づいて、前記移動手段による移動量を求める演算手段と、時間を計測する時間計測手段と、前記時間計測手段の計測結果に基づいて、所定時間間隔毎に再度前記アライメント手段による前記試料座標系を認識する動作をさせる制御手段とを有することを特徴とする位置決め装置（請求項６）である。
【００１７】
本手段においては、所定時間間隔毎に再度アライメント手段による試料座標系を認識する動作をさせる制御手段を有しているので、温度の変化等によりアライメントされた物体の位置がずれてくるような場合にも、再度、試料座標系を認識することにより、必要に応じて、正確に位置補正をし直すこと等ができる。
【００１８】
前記課題を解決するための第７の手段は、前記第１の手段から第６の手段のいずれかであって、確認手段を有し、前記制御手段は、再度前記アライメント手段による前記試料座標系を認識する動作をさせる前に、該動作を行おうとしていることを前記確認手段に出力し、前記確認手段からの入力があったときに前記動作をさせることを特徴とするもの（請求項７）である。
【００１９】
前記第１の手段から第６の手段においては、条件が成立すれば自動的に、アライメント手段に試料座標系を認識する動作をさせていた。本手段においては、このような動作を行わせようとしていることを確認手段に出力し、その確認手段からの入力を待ってこのような動作を行わせるようにしているので、操作者が知らないのに不意に試料座標系を認識する動作が始まることを防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を、ウエハの外観検査装置を例にとって説明する。図１は本発明の実施の形態の１例である外観検査装置の全体構成図である。図１において、接眼レンズ１０１で観察されるウエハ１０７は、ＸＹθステージ１０９上のウエハホルダ１０８に、不図示のウエハ搬送手段によって搬送されて載置される。ウエハ１０７のウエハホルダ１０８上の載置位置は、ウエハ搬送手段の搬送位置精度、及びウエハホルダ１０８の受渡し位置精度によって異なったものとなる。
【００２１】
このずれを大まかに補正するためにプリアライメントが行われる。プリアライメントにおいては、ウエハホルダ１０８上のウエハ１０７は、位置制御装置１０６の出力する制御信号によって回転駆動され、センサ２００が、回転駆動されるウエハ１０７の外縁を検出する。制御装置１１３は、センサ２００の出力信号を受けて、ウエハ１０７がウエハホルダ１０８に載置されている位置をおおまかに検出して、その位置が対物レンズ１０５に対してほぼ所定の位置となるように、位置制御装置１０６を介して、ＸＹθステージ１０９を操作して補正すると共に、ウエハ１０７のノッチ位置を所定方向に配置する。
【００２２】
ＸＹθステージ１０９は、制御装置１１３の出力する制御信号により、位置制御装置１０６によって、図面垂直方向（Ｙ方向）、及び図面左右方向（Ｘ方向）に駆動され、ウエハ１０７を、対物レンズ１０５の直下に移動させて、接眼レンズ１０１で、ウエハ１０７の観察指定位置を観察可能なようにする。観察指定位置は、予め定められているものであっても、操作者が入力した、所望の位置であってもよい。
表示確認装置１１５は、操作者が操作を行うのに必要な情報を表示可能であり、操作者からの操作を受け付けるスイッチを有している。
【００２３】
対物レンズ１０５で得られたウエハ１０７像は、ハーフミラー１０４を介してカメラ１０３の撮像面に結像される。カメラ１０３の出力信号は、画像処理装置１０２に入力され、所定の画像処理が施され、その出力信号は、制御装置１１３に入力される。
【００２４】
操作者は、ある観察点の観察が終了すると、表示確認装置１１５のスイッチを操作する。すると、他に観察指定位置がある場合は、制御装置が、新たな観察指定位置を対物レンズ１０５の直下に移動させて観察可能なようにする。これを繰り返して、観察者は、観察点の観察を行える。観察の終了したウエハ１０７は、不図示のウエハ搬送手段によって、ウエハホルダ１０８より搬出される。
制御装置１１３には、温度計１１０、タイマーＡ１１１、タイマーＢ１１２の出力信号が入力される。
【００２５】
前述のように、ウエハホルダ１０８上のウエハ１０７の載置位置は、プリアライメントによっては、粗くしか位置決めできない。このため、ウエハ１０７上の観察点への移動精度を向上させるために、アライメント処理が行われる。
【００２６】
図２は、アライメントの説明図、図３は、アライメントの処理フローチャートである。図２は、ウエハ１０７上にマーキングされている２つのアライメントマーク２０３、２０５が、理想位置から各々、ベクトル２０９，２１０の方向にずれて、２０６，２０７の位置で観測される様子を示している。ここで、アライメントマーク２０３、２０５は、各々、その設計上の座標（ウエハ座標系での位置）が予めわかっている。図２の破線は計算上の理想位置、実線は実際に観測された位置を示している。
【００２７】
以下、図３のフローチャートを用いて、アライメントについて説明する。ステップ３０１で、制御装置１１３は、上述のプリアライメント処理により算出された、ウエハ１０７の中心と、ウエハホルダ１０８の回転中心とのずれ量、及び設計計算上のアライメントマーク座標値とに基づいて、カメラ１０３の撮像中心に、アライメントマーク２０３が撮像されると思われる座標（ステージの座標系における位置）に、ＸＹθステージ１０９を移動させる。
【００２８】
ステップ３０２で、カメラ１０３を用いて、この時のアライメントマーク２０６を撮像し、ステップ３０３で、画像処理装置１０２により、撮像されたアライメントマーク２０６の画像の、カメラ１０３の撮像中心からのずれ量（図２のベクトル２０９）を算出し、そのＸ、Ｙ方向のずれ量を記憶する。
【００２９】
ステップ３０４で、制御装置１１３は、ウエハ１０７上の座標位置が既知の、他のアライメントマークが存在するか否かについて判別し、存在する場合には、ステップ３０１に戻り、残りのアライメントマーク２０５について、上述と同様の処理を行い、存在しない場合には、ステップ３０５に進む。
【００３０】
このようにして、アライメントマーク２０３，２０５の各々についてずれ量２０９、２１０のベクトルが算出され、各ベクトルのＸ、Ｙ方向のずれ量が、制御装置１１３に記憶される。
【００３１】
ステップ３０５では、このようにして得られた各アライメントマークのＸ、Ｙ方向のずれ量から、ウエハ１０７上の観察点２０４について、そのずれ量を計算によって算出する。例えば、図２のベクトル２０９、２１０の各ベクトルの（Ｘ、Ｙ）値が、各々（１、１）、（２，２）、であった場合には、アライメントマーク２０３、２０５から等しい距離にある観察点２０４のずれ量は、（１．５，１．５）となる。
【００３２】
従って、制御装置１１３は、例えば観察点２０４を観測するために、上記のずれ量を補正パラメータとして、位置制御装置１０６を介して、ＸＹθステージ１０９を駆動し、観察点２０４が、接眼レンズ１０１で観察される画像の中心となるように制御する。
【００３３】
アライメントマークを３点以上とすると、上記補正パラメータの精度向上を図ることが可能ではあるが、補正パラメータの取得に時間がかかる。よって、アライメントマークは２個以上は必要であるが、何個とするかは、補正パラメータの精度とその取得時間とのトレードオフによって決定される。また、上記の例では、カメラと画像処理装置の組み合わせによってアライメント処理を行っているが、ウエハの回折光を使用する周知の方法によって行ってもよい。
【００３４】
上記のアライメントによって、対物レンズ１０５が、複数の倍率のレンズを具備している場合、その偏芯の影響による、観察画像のずれも補正することができる。
【００３５】
上記説明においては、各アライメントマークを、各々カメラ１０３で撮像し、補正パラメータを取得する構成について説明したが、カメラ１０３を高解像度とすることで、各アライメントマークを同時に撮像可能とし、それらから補正パラメータを一括して取得するようにしてもよい。
【００３６】
以下、図４のフローチャートを用いて、本発明による第１の実施の形態であるウエハの位置決め装置の作動シーケンスについて説明する。観察されるウエハ１０７はステップ４０１と４０２で、ウエハ搬送系（不図示）とプリアライメント機構により、粗く位置決めされた状態でウエハホルダ１０８に載置される。しかしながら、ウエハ１０７は粗くしか位置決めされていないため、図２に示すように、実際のウエハ位置２０２が計算上のウエハ座標２０１からずれた状態でウエハホルダ１０８に載置されている。
次にステップ４０３で、上述のアライメントがなされ、精度良くウエハの座標計測が行われる。
【００３７】
次にステップ４０４でタイマーＡ１１１により、アライメント実行からの時間計測を開始する。次にステップ４０５で全ての観察点において観察が終了したら、ステップ４１０でウエハ搬送系（不図示）により、ウエハアンロードを行い、観察を終了する。観察点が残っている場合は、ステップ４０６に進む。
【００３８】
ステップ４０６では制御装置１１３に記憶された、アライメントマーク２０３のずれ量２０９とアライメントマーク２０５のずれ量２１０及び設計上の観察位置（観察点）２０４に基づいて、実際の観察位置２０８を計算する。次にステップ４０７では、ステップ４０６で計算した実際の観察位置２０８が対物レンズ１０５の下に移動するように、制御装置１１３と位置制御装置１０６がＸＹθステージ１０９を駆動して位置決めする。
【００３９】
次にステップ４０８では、制御装置１１３が、タイマーＡ１１１が計測した時間を読みとることにより、アライメントが終わってからの経過時間を計算し、制御装置１１３に登録された所定時間（再アライメントまでの時間）が経過した場合にはステップ４０３に戻り、再びアライメントが実行される。これは、ステップ４０３のアライメントで求めたアライメントマーク２０３のずれ量２０９とアライメントマーク２０５のずれ量２１０が変化してしまった場合、観察点を対物下に移動させる精度の低下を防ぐために行われる。アライメントが終わってからの経過時間が、所定時間未満の場合はステップ４０９が実行される。次にステップ４０９では操作者の終了指示の有無を確認し、操作者が表示確認装置１１５の確認スイッチにより観察終了を指示した場合は次の観察点に移動するためステップ４０５に移る。操作者からの観察終了指示がない場合はアライメントが終わってからの経過時間を確認する為にステップ４０８に移る。
【００４０】
上記、第１の実施の形態においては、前回アライメントが終了した時点からの経過時間によって、次のアライメントを行う構成としたので、時間的にウエハのずれ量が変化するような場合に対しても、正確に観察位置を再現できる。また、装置の電源投入からの時間を計測するタイマーＢ１１２を追加し、電源投入からの経過時間により再アライメントまでの時間を設定（例えば、電源投入後の温度変化が大きい時には頻度を多く、温度が安定した時には頻度を少なく）することで、再アライメントまでの時間を最適にすることができる。
【００４１】
これは、図４に示すフローチャートにおけるステップ４０８において判断の基準となる「所定時間」そのものを、タイマーＢ１１２で計測された電源投入からの時間に応じて変えることに相当する。また、タイマーＢ１１２で、装置の電源投入からの経過時間の代わりに、照明光源の電源が投入されてからの経過時間を計測するようにして、照明光源の電源が投入されてからの経過時間に応じて再アライメントまでの時間を調整するようにしてもよい。照明光源の電源投入時からしばらくの間は、特に温度変化が大きいのでこの方式も有効である。
【００４２】
また、電源投入又は照明光源の電源投入時から所定時間経過したときは、「所定時間」を無限大にすることにより、再アライメントを行わないようにすることができる。
【００４３】
上記第１の実施の形態では、再アライメントを、前回のアライメントからの経過時間に応じて行うようにしたが、装置の温度変化に応じて再アライメントを行うことも可能である。
【００４４】
図５に、このような本発明の第２の実施の形態であるウエハの位置決め装置の作動のフローチャートを示す。図５のフローチャートは、図４のフローチャートにおけるステップ４０４をステップ５０４のアライメント実行後の温度計測に変更し、ステップ４０８をステップ５０８でアライメント実行時からの温度変化の確認に変更することで実現できる。
【００４５】
この温度計測は、図１に示す温度計１１０で行われる。以下、図５のフローチャートを用いて、本発明による第２の実施の形態であるウエハの位置決め装置の作動について説明する。観察されるウエハ１０７はステップ５０１と５０２で、ウエハ搬送系（不図示）とプリアライメント機構により、粗く位置決めされた状態でウエハホルダ１０８に載置される。しかしながら、ウエハ１０７は粗くしか位置決めされていない為、実際のウエハ位置２０２（図２）は計算上のウエハ座標２０１からずれた状態でウエハホルダ１０８に載置されている。次にステップ５０３で、上述のアライメントがなされ、精度良くウエハの座標計測が行われる。次にステップ５０４で温度計１１０により、アライメント実行時の温度が計測される。計測された温度は、制御装置１１３に記憶される。次にステップ５０５で全ての観察点において観察が終了したら、ステップ５１０でウエハ搬送系（不図示）により、ウエハアンロードを行い、観察を終了する。まだ、観察点がある場合は、ステップ５０６に進む。ステップ５０６では制御装置１１３に蓄えられた、アライメントマーク２０３のずれ量２０９とアライメントマーク２０５のずれ量２１０及び設計上の観察位置２０４に基づいて、実際の観察位置２０８を計算する。
【００４６】
次にステップ５０７では、ステップ５０６で計算した実際の観察位置２０８が対物レンズ１０５の下に移動するように、制御装置１１３と位置制御装置１０６がＸＹθステージ１０９を駆動して位置決めする。次にステップ５０８では、温度計１１０により、温度を計測し、この時計測された温度と、前回アライメントを行った時に、ステップ５０４で、温度計１１０により計測された温度とが、制御装置１１３で比較され、温度変化の有無が判別される。
【００４７】
ステップ５０８で計測された温度は、制御装置１１３に記憶される。この時、温度変化があった場合、もしくは、温度変化が所定値以上の場合には、ステップ５０３に戻り、再びアライメントが実行される。これは、ステップ５０３のアライメントで求めたアライメントマーク２０３のずれ量２０９とアライメントマーク２０５のずれ量２１０が変化してしまった場合、観察点を対物下に移動させる精度の低下を防ぐために行われる。ステップ５０８で、温度変化がなかった場合、もしくは、温度変化が所定値未満であった場合には、ステップ５０９が実行される。次にステップ５０９では操作者の終了指示の有無を確認し、操作者が表示確認装置１１５の確認スイッチにより観察終了を指示した場合は次の観察点に移動する為、ステップ５０５に移る。操作者からの観察終了指示がない場合は温度変化を検出する為のステップ５０８に移る。
【００４８】
上記、第２の実施の形態においては、前回のアライメント時に計測した温度からの温度変化によって、次のアライメントを行う構成としたので、装置内温度が変化することで、ずれ量が変化するような場合に対しても、正確に観察位置を再現できる。
【００４９】
図６に、本発明の第３の実施の形態であるウエハの位置決め装置の作動のフローチャートを示す。この実施の形態における装置の動作は、装置の電源が投入されてから一定間隔で再アライメントを繰り返すものである。その動作は、タイマーのセットと経過時間の判定の仕方を除いて図４に示したフローチャートと同じである。
【００５０】
図６に示すフローチャートのシーケンスは、装置の電源がオンとなったときに駆動され、装置の電源がオフとなったときに終了する。装置の電源がオンとなると、ステップ６００でタイマーＡ１１１の計測を開始し、ウエハをロードするシーケンスに入る（ステップ６０１以降）。
【００５１】
観察されるウエハ１０７はステップ６０１と６０２で、ウエハ搬送系（不図示）とプリアライメント機構により、粗く位置決めされた状態でウエハホルダ１０８に載置される。しかしながら、ウエハ１０７は粗くしか位置決めされていないため、図２に示すように、実際のウエハ位置２０２が計算上のウエハ座標２０１からずれた状態でウエハホルダ１０８に載置されている。
次にステップ６０３で、上述のアライメントがなされ、精度良くウエハの座標計測が行われる。
【００５２】
次にステップ６０５で全ての観察点において観察が終了したら、ステップ６１０でウエハ搬送系（不図示）により、ウエハアンロードを行い、ステップ６１１で電源が切られている場合は処理を終了する。電源が切られていない場合は、ステップ６０１に戻って、次のウエハの処理を行う。ステップ６０５で、観察点が残っている場合は、ステップ６０６に進む。
【００５３】
ステップ６０６では制御装置１１３に記憶された、アライメントマーク２０３のずれ量２０９とアライメントマーク２０５のずれ量２１０及び設計上の観察位置２０４に基づいて、実際の観察位置２０８を計算する。次にステップ６０７では、ステップ６０６で計算した実際の観察位置２０８が対物レンズ１０５の下に移動するように、制御装置１１３と位置制御装置１０６がＸＹθステージ１０９を駆動して位置決めする。
【００５４】
次に、１回目のステップ６０８では、制御装置１１３が、タイマーＡ１１１が計測した時間を読みとることにより、電源投入からの経過時間を得て、制御装置１１３に登録された所定時間（再アライメントまでの時間）が経過した場合にはステップ６０３に戻り、再びアライメントが実行される。これは、ステップ６０３のアライメントで求めたアライメントマーク２０３のずれ量２０９とアライメントマーク２０５のずれ量２１０が変化してしまった場合、観察点を対物下に移動させる精度の低下を防ぐために行われる。
【００５５】
この判定は図４に示すものと異なり、電源がオンとなったときから所定時間が経過したとき、さらにそれから所定時間が経過したとき、というように、繰り返し所定時間が経過したときＹＥＳと判定される。よって、図６に示すシーケンスでは、電源投入から所定時間が経過する毎に、再アライメントが繰り返される。この動作を行わせるためには、再アライメントを行うと判定される毎にタイマーＡ１１１をリセットして再スタートさせるようにしてもよいし、所定時間の倍数の時間が経過する毎に再アライメントを行うようにしてもよい。また、図６のシーケンスにおいては、一定時間毎に再アライメントを行っているが、電源投入直後は短い時間毎に、電源投入から時間がたつに従って長い時間毎に再アライメントを行うようにしてもよい。
【００５６】
この経過時間が、所定時間未満の場合はステップ６０９が実行される。ステップ６０９では操作者の終了指示の有無を確認し、操作者が表示確認装置１１５の確認スイッチにより観察終了を指示した場合は次の観察点に移動するためステップ６０５に移る。操作者からの観察終了指示がない場合はアライメントが終わってからの経過時間を確認する為にステップ６０８に移る。
【００５７】
上記、第３の実施の形態においては、電源が投入されてから所定時間毎に、再アライメントを行う構成としたので、時間的にウエハのずれ量が変化するような場合に対しても、正確に観察位置を再現できる。
【００５８】
図４においては、１枚のウエハをロードしてからアンロードするまでのシーケンスを記載していたが、図６においては、電源が投入されてから電源がオフされるまでに、複数枚のウエハを処理するシーケンスを記載している。
【００５９】
図６のシーケンスを照明光源の電源が投入されてから起動し、照明光源の電源がオフされたときに終了するようにすれば、照明光源が投入されてからの所定の時間毎に再アライメントを実行するようにすることができる。
【００６０】
上記第１、第２、第３の実施の形態においては、２回目以降のアライメント（再アライメント）を、タイマーＡ１１１、タイマーＢ１１２、温度計１１０の出力に基づいて行う構成について説明したが、このようなシーケンスにおいて、再アライメントの必要性が検出されたとき、すぐには再アライメントを実施せず、表示確認装置１１５にその旨の表示を出し、操作者の確認操作を待って再アライメントを行う構成としてもよい。
【００６１】
例えば、図４の動作フローの場合、ステップ４０８で所定時間経過したと判断された後でステップ４０３で再アライメントを行おうとする前に、制御装置１１３は表示確認装置１１５に確認信号を出力する。表示確認装置１１５は、確認信号に基づいて、再アライメントを行ってよいか否かを確認するためのメッセージを表示する。このメッセージは、表示しなくても音声で出力する等でもよい。操作者は、表示確認装置１１５に表示されたメッセージを見て、再アライメント動作を許可する場合は、表示確認装置１１５のアライメントスイッチを操作する。そのアライメントスイッチの操作の出力が制御装置１１３に入力され、それに基づいて、ステップ４０３にて再アライメントが行われる。
【００６２】
図５の動作フローにおいては、ステップ５０８からステップ５０３に進むときに、図６の動作フローにおいては、ステップ６０８からステップ６０３に進むときに、上記と同様の動作を行えばよい。
以上のような構成とすれば、操作者が試料を観察中に、２回目以降のアライメントが不意に行われることが防止される。
【００６３】
なお、上記発明の実施の形態においては、本発明を、ウエハの外観検査装置に適用した形態について説明したが、本発明は、例えば、露光装置など、試料を移動させて、その局所領域を処理する装置にも適用することができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、物体の正確な位置決めを、低コスト、省スペースで、実現できる位置決め装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例である外観検査装置の全体構成図である。
【図２】アライメントの説明図である。
【図３】アライメントのシーケンスを示すフローチャートである。
【図４】本発明による第１の実施の形態であるウエハの位置決め装置の作動シーケンスを示すフローチャートである。
【図５】本発明による第２の実施の形態であるウエハの位置決め装置の作動シーケンスを示すフローチャートである。
【図６】本発明による第２の実施の形態であるウエハの位置決め装置の作動シーケンスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０１…接眼レンズ、１０２…アライメント処理装置（画像処理装置）、１０３…アライメントセンサ（カメラ）、１０４…ハ−フミラ−、１０５…対物レンズ、１０６…位置制御装置、１０７…ウエハ、１０８…ウエハホルダ、１０９…ＸＹθステージ、１１０…温度計、１１１…タイマーＡ、１１２…タイマーＢ、１１３…確認スイッチ、１１４…制御装置、１１５…表示確認装置、２００…センサ、２０１…計算上のウエハ位置、２０２…実際のウエハ位置、２０３…設計上のアライメントマークの座標、２０４…設計上の観察座標、２０５…設計上のアライメントマークの座標、２０６…実際のアライメントマークの座標、２０７…実際のアライメントマークの座標、２０８…実際の観察座標、２０９…アライメントマークのずれ量、２１０…アライメントマークのずれ量、２１１…観察座標のずれ量
【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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