JP2000068361A - 半導体の製造装置及びウェ―ハのアライメント状態を決定する方法 - Google Patents

半導体の製造装置及びウェ―ハのアライメント状態を決定する方法

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JP2000068361A
JP2000068361A JP11058504A JP5850499A JP2000068361A JP 2000068361 A JP2000068361 A JP 2000068361A JP 11058504 A JP11058504 A JP 11058504A JP 5850499 A JP5850499 A JP 5850499A JP 2000068361 A JP2000068361 A JP 2000068361A
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mark
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semiconductor manufacturing
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Moshe Finarov
フィナロフ・モシュ
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques

Abstract

(57)【要約】 【課題】 標識のパターンを認識するパターン認識装置
と、パターン認識装置の出力からウェーハの整合状態を
決定する整合装置とを有する、整合状態の決定装置を備
える、半導体の製造装置を提供することである。 【解決手段】 その製造ステーションにてウェーハＷを
整合させる半導体の製造装置は、光学系と、ウェーハＷ
の移動機構と、視野の移動装置５４と、整合状態を決定
する装置とを備えている。該光学系は、ウェーハＷを見
る視野を有している。ウェーハＷ移動機構は、ウェーハ
Ｗを所定の測定位置まで少なくとも動かす。本発明にお
いて、視野の移動装置５４は、整合工程中、ウェーハＷ
の端縁の少なくとも一部を見得るように視野をウェーハ
Ｗに対して移動させる。整合状態を決定する装置は、整
合工程中に作動可能であり、光学系が標識の少なくとも
一部を見るときに該光学系により発生された像からウェ
ーハＷの整合状態を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、全体として、半導
体の加工に関し、及び特に、半導体の製造装置にて使用
される半導体製造工具上にてウェーハをアライメントさ
せる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】多くの型式の半導体製造工具において、
内部位置決め装置及び／又は画像装置に対して半導体ウ
ェーハをアライメントさせることは極めて重要なことで
ある。このアライメントは、通常、ウェーハの方向(オ
リエンテーションorientation)及びウェーハ中心の変位
という２つの主なパラメータを計算することを必要とす
る。ウェーハの方向は、通常、シリコン基板上にて特定
の結晶学的軸線に対して方向決めされたフラット部又は
ノッチ部のような、ウェーハ上のマークを使用して測定
される。
【０００３】次に、図１、図２及び図３について簡単に
説明する。図１及び図２には、ノッチ部１０及びフラッ
ト部１２をそれぞれ有するウェーハが示されており、図
３には、ウェーハの形状に関して半導体装置及び材料の
国際（ＳＥＭＩ）標準により規定された、ノッチ部の構
造体の詳細が図示されている。図１には、内側で加工又
は検査を行うことのできるウェーハの外周を示す円１４
が図示されている。小さいノッチ部１０がこの円１４の
外側に存在しており、ウェーハの方向又は基準軸線１６
に対してアライメントされている。図２は、フラット部
１２も方向軸線１６に対してアライメントされているこ
とを示す。
【０００４】図３は、ノッチ部１０が互いに９０°の角
度の２本の線２０、２２を有し、その間の角度が方向軸
線１６により二等分されていることを示す。２本の線２
０、２２は、一点にて交わらず、曲線２４により接続さ
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】半導体の製造時におい
て、ウェーハをアライメントさせる２つの一般的な方法
がある。
【０００６】その第一の方法は、ウェーハにおけるスク
ライブラインのようなパターンの特徴を認識するもので
ある。かかる方法は、米国特許第５，６８２，２４２号
に記載されており、ウェーハ上に形成されたパターンが
ウェーハの中心及び軸線と正確にアライメントしている
ことを基本とする。この方法は、一般に、光のコントラ
スト又は解像度がパターンの特徴を認識するのに十分、
良好でないとき、又は試験用ウェーハ又はモニターウェ
ーハのようなパターン無しのウェーハをアライメントさ
せるときを除いて、良好で且つ正確なアライメントを可
能にする。
【０００７】特に、計測及び検査装置用として、製造及
び加工中、例えば、化学的・機械的ポリシング（ＣＭ
Ｐ）のような幾つかの加工において、工程の性質上の不
均一さを認識するため、測定点の位置が正確であること
が重要であるから、パターン無しウェーハをアライメン
トさせることが必要となることがしばしばである。
【０００８】第二の且つ最も一般的な方法は、同一の装
置の測定又は検査ステーションの前に更なるステーショ
ンを必要とするものである。このことは、以下に簡単に
説明する図４に示してある。
【０００９】測定器具のような製造工具は、典型的に、
別の装置からカセットを受け取る、カセットステーショ
ン３０と、マーク（すなわち、ノッチ部又はフラット
部）を探知することによりウェーハを方向決めするプレ
アライメント装置３２と、測定機能を果たす測定装置３
４という、３つのステーションを有している。ロボット
３６は、検査すべきウェーハをカセットステーション３
０からプレアライメント装置３２にまで搬送し、このプ
レアライメント装置にて、ウェーハは方向決めされ、次
に、測定装置３４に搬送される。
【００１０】米国特許第５，４３８，２０９号に記載さ
れた１つの従来技術のノッチ部探知器が図５に示されて
おり、以下、この図５に関して説明する。この図５は、
米国特許第５，４３８，２０９号の図４を複写したもの
である。
【００１１】ウェーハＷは、テーブル１の上に配置さ
れ、ステッパモータ２によってステップ状に回転させ
る。ウェーハＷの外形を検出し得るように、ＣＣＤライ
ンセンサ３がウェーハＷの端縁に沿って且つ該ウェーハ
Ｗの下方に配置されている。ウェーハ及びＣＣＤライン
センサ３を照明し得るように、光源４及び光学系５がウ
ェーハＷの上方に配置されている。更に、この光学系
は、図３には図示されていない画像処理及びＣＰＵユニ
ットを保持している。
【００１２】ステッパモータ２は、最初、比較的広いピ
ッチ及び比較的速い速度にてウェーハを回転させる。Ｃ
ＣＤセンサ３によって受け取られた画像は、ノッチ部が
検出手段を通過するときに変化するため、このノッチ部
領域が識別される。その後、ステッパモータ２は、ウェ
ーハを細かいピッチにてゆっくりと回転させ、このた
め、ノッチ部領域付近の外周の位置データを精密にサン
プリングすることができる。このノッチ部の位置は外周
の位置データから計算される一方、この位置はウェーハ
の方向及びその中心位置を画成する。
【００１３】この方法には、２つの主な不利益な点があ
る。その第一は、ウェーハをプレアライメント装置３２
（図４）から測定ステーション３４まで動かすと、ロボ
ット３６のような任意の供給装置の機械的な許容公差の
ため、精度が失われることである。このロボット３６の
精度は、典型的に、画像を処理することに基づくプレア
ライメント装置３２の精度よりも劣る。第二の不利益な
点は、追加のステーションを設けるならば、更なるフー
トプリントが必要となるが、このフートプリントは、特
に、計測器具を処理装置内にて一体化すべきとき、必ず
しも利用可能であるとは限らない点である。
【００１４】
【課題を解決するための手段】「半導体製造器具」とい
う語は、以下に、半導体の製造装置にて見られる製造工
具を意味し、少なくとも、処理、検査及び計測装置を含
むものとする。以下、「製造関連工程」という語は、半
導体の製造装置にて行われる工程を意味するものとし、
加工、計測及び検査はその一例とする。以下、「製造ス
テーション」という語は、製造関連工程が行われるステ
ーションを意味するものとする。
【００１５】当該出願人は、殆どの半導体製造器具は、
パターン付き又はパターン無しのウェーハであるかどう
かを問わずに、ウェーハのアライメントに使用すること
のできる多数の補助装置を有していることを認識してい
る。例えば、半導体製造器具は、ウェーハ位置決め装置
と、画像収集装置と、画像処理装置とを備えており、こ
れらは、全て従来技術のウェーハアライメント装置の一
部分を形成するものである。
【００１６】当該出願人は、製造ステーションはウェー
ハのアライメントのためにも利用できることを認識して
いる。このため、本発明の１つの好適な実施の形態に従
って、ウェーハをその製造ステーションにてアライメン
トさせる半導体の製造工具が提供される。この製造ステ
ーションは、光学系と、ウェーハの移動機構と、視界の
移動装置と、アライメント状態の決定装置とを備えてい
る。この光学系は、ウェーハを観察する視界を有してい
る。ウェーハ移動機構は、ウェーハを少なくとも所定の
測定位置まで動かす。本発明において、視界移動装置
は、アライメント工程中、少なくともウェーハの端縁の
一部分を観察することができるように、視界をウェーハ
に対して移動させる。アライメントを決定する装置は、
アライメント工程中、機能的に作用しており、光学系が
少なくともマークの一部分を観察するとき、光学系から
の画像によってウェーハのアライメント状態を決定す
る。
【００１７】更に、本発明の１つの好適な実施の形態に
よれば、アライメント状態の決定装置は、マークのパタ
ーンを認識するパターン認識装置と、該パターン認識装
置の出力からウェーハのアライメント状態を決定するア
ライメント装置とを備えている。
【００１８】更に、本発明の１つの好適な実施の形態に
よれば、該装置は、測定位置から隔たって配置された可
動のプレアライメント装置も備えている。例えば、この
プレアライメント装置は、マークの全体的な位置を検出
する、光カプラー検出器のようなマーク検出器を備えて
いる。
【００１９】更に、本発明の１つの好適な実施の形態に
従い、該装置は、アライメント中、光学系が観察する面
と反対側のウェーハ端縁の面を照明する照明器を含むこ
とができる。
【００２０】更に、本発明の１つの好適な実施の形態に
従い、ウェーハ移動装置は、ウェーハがプレアライメン
ト装置内にあるとき、作用可能な回転装置を含んでい
る。更に、本発明の１つの好適な実施の形態に従い、該
光学系はＣＣＤカメラを含んでいる。
【００２１】最後に、本発明の１つの好適な実施の形態
に従い、製造ステーションは、ウェーハの直径より大き
い直径の光学窓部を含んでおり、該窓を介して光学系が
ウェーハを観察する。
【００２２】また、本発明の１つの好適な実施の形態に
従い、マークを有するウェーハのアライメント状態を決
定する方法も提供される。この方法は、ウェーハを製造
ステーションに動かすステップと、ウェーハを所定の測
定位置に保持するステップと、光学系がマークの少なく
とも一部を観察する迄、ウェーハの端縁付近にて光学系
の視界を動かすステップと、光学系により画像を収集す
るステップと、光学系がマークの少なくとも一部分を観
察するとき、ウェーハの画像からウェーハのアライメン
ト状態を決定するステップとを備えている。
【００２３】更に、本発明の１つの好適な実施の形態に
従い、該方法は、ウェーハを製造ステーションに動かす
ステップの後、測定位置から隔たった位置に配置された
可動のプレアライメント装置にてウェーハをプレアライ
メントをするステップを備えている。このウェーハのプ
レアライメントステップは、典型的に、マークの全体的
な位置を検出し、その後、光学系の視界をマークの全体
的な位置に動かすステップを備えている。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明は、添付図面と共に以下の
詳細な説明からより完全に理解され且つ認識されよう。
【００２５】次に、本発明の第一の好適な実施の形態を
示す図４、アライメントすべきウェーハにおけるその作
用の詳細を示す図７、本発明の光学路の詳細を示す図８
について説明する。
【００２６】図６には、アライメントを行う半導体の製
造装置の製造ステーションが示してあり、ここで、図４
の一例としての工程は、計測である。この計測ステーシ
ョンは、イスラエルのノバ・メジャーメント・システム
ズ・リミテッド（ＮｏｖａＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｓ
ｙｓｔｅｍｓ Ｌｔｄ．）から市販されている、ノバス
キャン（ＮＯＶＡＳＣＡＮ）２１０と称される一体形の
厚さモニタ装置のような任意の計測ステーションとする
ことができる。一例としての実施の形態として、ウェー
ハの表面にて薄膜の厚さを測定する計測ステーションを
使用して本発明を説明する。しかし、本発明の原理は、
画像の収集及び処理を使用する任意の半導体の製造装置
にて具体化することが可能であることが理解されよう。
【００２７】一般に、図６の計測ステーションは、光学
的測定装置４２と、該光学的測定装置４２の動き及び画
像の収集を制御する制御装置４４とを備えている。ノバ
スキャン２１０ＩＴＭの場合のように、光学的測定装置
４２がウェーハを下から観るならば、計測ステーション
には光学窓部４６が含められる。
【００２８】ウェーハＷは、典型的に、図４のロボット
３６のようなロボット式アーム（図示せず）を介してス
テーションに搬送され、その後に、真空チャック５０を
有するグリッパ４８により測定位置に搬送される。グリ
ッパは、この真空チャック５０により、ウェーハＷを測
定位置に保持する。ノバスキャン２１０ＩＴＭ装置に対
して、グリッパ４８は、光学窓部４６の上方の所定の高
さＤにてウェーハ浴中にウェーハＷを保持する。グリッ
パ４８は、ウェーハＷを安定的な位置に保持する型式の
ものでなければならないことが理解されよう。かかるグ
リッパは、ノバスキャン２１０ＩＴＭ装置にて見られ
る。
【００２９】光学測定装置４２は、典型的に、その光学
路を図８に詳細に示した光学装置５２と、Ｘ−Ｙステー
ジのような移動装置５４と、制御装置４４の一部を形成
する画像処理装置５５とを備えている。図４は、側面図
であるため、Ｘ−Ｙステージ５４の１方向のみを示す。
しかしながら、移動装置５４は、光学装置５２の光学要
素の少なくとも幾つかをウェーハＷの下方にて２方向に
動かすことが理解されよう。
【００３０】従来技術のステーションと異なり、本発明
の製造ステーションは、ウェーハのアライメント、及び
半導体の製造装置の製造に関連する工程の双方を行う。
ウェーハＷの平面図である、図７に示すように、参照番
号６０で示す領域内にてウェーハＷの端縁に沿ってアラ
イメントが行われる一方、製造に関連する工程は、参照
番号６２で示すウェーハＷの中心領域内にて行われる。
図６には、２つの領域も示してある。
【００３１】アライメント工程中、移動装置５４（図
４）は、ウェーハの端縁の小さい部分６４を観ると同時
に、ウェーハの端縁領域６０に沿って関連する光学要素
を微細に走査する。この部分６４の寸法は、画像処理装
置５５の視界によって画定される。この画像処理装置５
５は、各ステーション６４からのデータを処理して、現
下の部分６４内にマーク（ノッチ１０として図示）が表
われたかどうかを決定する。マークが表われないなら
ば、移動装置５４は、第二の部分６４´で示したように
関係する光学要素を端縁領域６０に沿って更に動かす。
【００３２】画像処理装置５５は、任意の適当な方法に
よりノッチ部を識別することができる。例えば、画像処
理装置５５は、ノッチ部の形状を認識するパターン認識
要素を含むことができる。他の計測装置の場合、更なる
パターン認識装置を追加することが必要になるかもしれ
ない。しかしながら、これらの装置は、光学測定装置４
２により発生された画像を入力として使用する。
【００３３】画像処理装置５５は、ノッチ部１０を画成
する線２０、２２の位置及び方向を表示する（図３）。
フラット部１２に対しても同様の表示が為される。例え
ば、ノッチ部１０の場合、線２０、２２は、図３に参照
番号２５で示したその交点に向けて後方に伸長してい
る。線２０、２２の間の角度（直角である必要がある）
を計算し、交点２５を通るその二等分線の位置を決定す
る。この二等分線は、ウェーハの方向の基準軸線１６で
ある。
【００３４】ノッチ部を識別する別の方法は曲線２４を
識別するものである。この実施の形態において、画像処
理装置５５は、受け取った各画像中の曲線を記憶させた
曲線２４の基準形状と比較する。視界がウェーハの端縁
に沿って動くとき、装置５５は、受け取った画像と記憶
させた基準の形状とを最大に相関させるが画像を探知す
る。装置５５は、画像毎に最大の相関状態を探知すべく
基準曲線の方向及び位置を変化させ、次に、最大の相関
状態を提供するもの、又は所定の閾値以上の相関状態を
提供するものの何れか一方を選択する。
【００３５】このように、ウェーハＷの方向が求めら
れ、ＳＥＭＩ標準にて規定されたように、マークの既知
の形状から、追加的な計算によりウェーハの中心を決定
することができる。理解し得るように、ウェーハが製造
ステーションにある間に、アライメントが行われ、アラ
イメント工程と製造に関する工程との間にてウェーハは
動かないため、製造に関連する工程のためにそのアライ
メント状態が維持される。次に、加工すべきウェーハの
部分６２（図７）にて製造に関連する工程を開始するこ
とができる。
【００３６】一例としてのノバスキャン２１０ＩＴＭに
対する光学路は、図８に図示されており、これについ
て、以下に簡単に説明する。この光学路は、白光源７０
と、光ファイバ７２と、光をビームスプリッタ７６に向
ける集光レンズ７４と、中継レンズ７８と、移動可能な
対物レンズ８０と、ウェーハの面Ｗとを備えている。ビ
ームスプリッタ７６の後側には、ピンホールミラー８２
と、リレーレンズ８４と、ＣＣＤカメラ８６とがある。
ピンホールミラー８２の後方には、別のリレーレンズ８
７と、ミラー８８と、分光光度計９０とがある。ノバス
キャン２１０ＩＴＭの場合、典型的に、光学路の機能部
品ではない幾つかのミラーと共に、対物レンズ８０のみ
がウェーハＷの表面の面に対して平行に移動される。
【００３７】ビームスプリッタ７６は、光源７０から発
する光線９２を受け取り、その光線をレンズ７８、８０
を介してウェーハＷに向ける。この反射した光線（参照
番号なし）は、レンズ７８、８０により伝送され、ビー
ムスプリッタ７６を通過し、ピンホールミラー８２によ
りＣＣＤカメラ８６に偏向される。このＣＣＤカメラに
て、画像の収集が為される。ピンホールミラー８２のピ
ンホールを透過する光線の部分は分光光度計９０に達す
る。
【００３８】一例として、ノバスキャン２１０ＩＴＭを
使用する場合について本発明を説明したことが理解され
よう。しかしながら、本発明の原理は、画像収集装置と
共に作動する任意の半導体の製造装置にて具体化可能で
ある。
【００３９】次に、プレアライメント装置を有する本発
明の第二の好適な実施の形態を示す図９、図１０、図１
１、図１２、図１３、図１４に関して説明する。この実
施の形態は、アライメント時間を最小にしなければなら
ないときに有用である。図１０には、製造ステーション
の一部を形成するプレアライメント装置と、光学窓部４
６に対するプレアライメント装置の関係が図示されてお
り（製造ステーションの他の要素は図示せず）、図１０
及び図１１には、２つの異なる最終的なアライメントの
選択可能な工程中の製造ステーションが図示されてい
る。図１２、図１３、図１４には、その最初の状態（図
１２）及びプレアライメントの後（図１３）、及び最終
的なアライメントの間（図１４）におけるウェーハが図
示されており、この場合、その後者の２つの状態は、図
９、図１０の状態に対応するものである。同様の構成要
素は同様の参照番号で表示する。
【００４０】この実施の形態において、製造ステーショ
ンは、垂直方向に移動することに加えて、回転する（矢
印１１１）グリッパ１１０と、ウェーハの端縁６０に収
束された可動の光カプラー検出器１１２を有する光学窓
部４６の上方に配置されたプレアライメント装置とを備
えている。該検出器１１２は、発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）のような点照明器１１６と、単一の光ダイオード１
１８と、光ダイオードレンズ１１９と、矢印１２１で示
した移動機構とを備えている。該移動機構は、光カプラ
ー検出器１１２を保持し且つ該光カプラー検出器を動か
してウェーハ端縁の上方の所定位置に出入りさせる。
【００４１】図９には、ウェーハの端縁領域６０を取り
巻く、第一の位置たる、検出位置にある光カプラー検出
器１１２が図示されており、図１０には、光学測定装置
４２による視界から離れた第二の位置たる非検出位置に
ある光カプラー検出器１１２が示してある。
【００４２】作動時、グリッパ１１０は、ウェーハＷを
装填ステーションから製造ステーションに搬送し、真空
チャック５０は、ウェーハＷを光カプラー１１２の高さ
の位置に保持する。次に、この光カプラー検出器１１２
を図９に図示した第一の位置に動かす。図１２には、ウ
ェーハＷの当初の随意的な方向が示してある。図１２に
矢印１２０で示すように、グリッパ１１０は、マークが
光カプラー検出器１１２を通過し、その後、該検出器が
そのマークが通過したことを制御装置４４に表示する
迄、ウェーハＷを回転させる。
【００４３】具体的には、点照明器１１６（図９）は、
ウェーハＷの端縁領域６０の底側部を照明する一方、単
一のフォトダイオード１１８は、この端縁領域６０の上
方にて信号を検出する。マークが光カプラー検出器１１
２の要素の間に配置されていないとき、常に所定の閾値
の高さよりも上方にある点照明器１１６からの光が光ダ
イオード１１８に達することはできない。しかしなが
ら、光ダイオード１１８が有意義な信号を検出するなら
ば、すなわち、マークが検出器１１２の要素の間にある
ならば、制御装置４４はグリッパ１１０の回転を停止さ
せる。このとき、その正確な方向は未知であるが、ウェ
ーハＷは、図１３に示すように、検出器１１２付近の略
既知の位置にある。
【００４４】これで、光カプラー検出器１１２は、図１
０に図示するように、製造ステーションの側部に戻り、
グリッパ１１０は、対物レンズ８０の対物面（図８）内
に配置された光学窓部４６の上方の所定の高さＤまでウ
ェーハＷを下降させる。図１０の実施の形態の場合、最
終的なアライメントは、光カプラー検出器１１２（図
９）の検出位置の下方にて行われる。
【００４５】これと代替的に、マークの位置はこれで略
既知となるため、ウェーハＷを回転させて、最終的なア
ライメントが行われる方向にマークを動かすことができ
る。この状態は、マークを光カプラー検出器１１２の位
置と反対の位置に配置する場合の図１１に図示されてい
る。その他の位置とすること可能であり、これらの位置
は本発明に含められる。
【００４６】次に、図１０及び図１１に図示するよう
に、Ｘ−Ｙステージ５４は、光学装置４２の関連する光
学要素をマークの既知の位置の下方に配置する。Ｘ−Ｙ
ステージ５４と共に、光学装置４２は、マークの既知の
近接する位置を走査する。マークの周りの領域内にて微
細な走査が行われる。図１４には、部分６４である走査
領域と、ウェーハＷよりも大きい面積及び大きい直径を
有する光学窓部４６とが示してある。
【００４７】所望であるならば、図１１に図示するよう
に、製造ステーションは、最終的なアライメント位置に
あり且つウェーハＷの端縁６０付近にある照明器１００
を含むことができる。該照明器１００は、ウェーハに対
するウェーハの外周のコントラストを増大させる。所望
であるならば、照明器１００は、矢印１０２で図示する
ように移動させ、製造に関連した工程中、所定位置にな
いようにすることができる。
【００４８】このように、製造ステーションからマーク
の像が得られ、ウェーハの略正確な位置及びその中心が
このマークから得られる。双方の好適な実施の形態にお
いて、ウェーハの最終的なアライメントは、製造に関連
した工程が行われる位置と同一の位置に行われることが
認識されよう。
【００４９】本発明は、特に図示し且つ上述した事項に
のみ限定されるものでないことは当業者に理解されよ
う。本発明の範囲は特許請求の範囲に記載されている。
【００５０】
【実施例】
【００５１】
【発明の効果】 【図面の簡単な説明】
【図１】ノッチマークを有するウェーハの概略図であ
る。
【図２】フラットなマークを有するウェーハの概略図で
ある。
【図３】ノッチの形態を示す概略図である。
【図４】検査ステーション又は計測装置の概略図であ
る。
【図５】従来技術のノッチ探知器の概略図である。
【図６】本発明の１つの好適な実施の形態に従った構造
及び作用可能とされた、同様にアライメントを行う製造
ステーションの概略図である。
【図７】図６のステーションの機能を理解するのに有用
な、アライメント及び製造工程領域を示すウェーハの平
面図である。
【図８】本発明の製造ステーションにて具体化すること
のできる一例としての薄い厚さの膜装置の光学路の概略
図である。
【図９】工程段階における、プレアライメント装置を有
する、本発明の製造ステーションの１つの代替的な実施
の形態の概略図である。
【図１０】図９と異なる工程段階における、図９と同様
の製造ステーションの概略図である。
【図１１】照明装置を備える、図１０と同様の概略図で
ある。
【図１２】図９、図１０の製造ステーションの機能を理
解するのに有用な、アライメント段階におけるウェーハ
の概略図である。
【図１３】図１２と異なるアライメント段階におけるウ
ェーハの概略図である。
【図１４】図１２と異なるアライメント段階におけるウ
ェーハの概略図である。
【符号の説明】
１ テーブル ２ ステッパモータ ３ ＣＣＤラインセンサ ４ 光源 ５ 光学系 １０ ノッチ部 １２ フラット部 １６ 基準軸線 ２０、２２ 線 ２４ 曲線 ２５ 交点 ３０ カセットステーション ３２ プレアライメ
ント装置 ３４ 測定装置 ３６ ロボット ４２ 光学的測定装置 ４４ 制御装置 ４６ 光学窓部 ４８ グリッパ ５０ 真空チャック ５２ 光学装置 ５４ 移動装置 ５５ 画像処理装置 ６０ ウェーハの端縁領域 ６２ ウェーハの部
分 ６４ 端縁の小さい部分／ステーション ６４´ 第二の部分 ７０ 発光源 ７２ 光ファイバ ７４ 集光レンズ ７６ ビームスプリ
ッタ ７８ 中継レンズ ８０ 対物レンズ ８２ ピンホールミラー ８４ リレーレンズ ８６ ＣＣＤカメラ ８８ ミラー ９０ 分光計 ９２ 光線 １１０ グリッパ １１２ 光カプラー
検出器 １１６ 点照明器 １１８ 光ダイオー
ド １１９ 光ダイオードレンズ Ｗ ウェーハ

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ウェーハを製造ステーションにてアライ
    メントする半導体の製造装置にして、ウェーハはその端
    縁にオリエンテーションマークを有し、製造ステーショ
    ンは、ウェーを調べる視界を有する光学系と、少なくと
    も該ウェーハを所定の測定位置に動かす機構と、前記視
    界を前記ウェーハに対して移動させる手段とを備える、
    半導体の製造装置において、 前記光学系の前記視界に前記マークの少なくとも一部分
    が入るとき、前記光学系により発生された画像から前記
    ウェーハのアライメントを決定する、アライメント工程
    中に作動可能な、決定手段を備え、 前記アライメント工程中、前記ウェーハの端縁の少なく
    とも一部分を観察し得るように、前記移動手段が前記視
    界を移動させることを特徴とする、半導体の製造装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の半導体の製造装置にお
    いて、前記決定手段が、前記マークのパターンを認識す
    るパターン認識手段と、該パターン認識手段の出力から
    前記ウェーハのアライメントを決定するアライメント手
    段とを備える、半導体の製造装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の半導体の製造装置にお
    いて、前記測定位置から隔たった位置に配置された可動
    のプレアライメント装置を更に備える、半導体の製造装
    置。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の半導体の製造装置にお
    いて、前記プレアライメント装置が、前記マークの全体
    的な位置を検出するマーク検出器を備える、半導体の製
    造装置。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の半導体の製造装置にお
    いて、前記マーク検出器が光カプラー検出器である、半
    導体の製造装置。
  6. 【請求項６】 請求項３に記載の半導体の製造装置にお
    いて、前記アライメント工程中に、前記光学系が観察す
    る第二の面と反対側にある前記ウェーハの端縁の第一の
    面を照明する照明器を更に備える、半導体の製造装置。
  7. 【請求項７】 請求項３に記載の半導体の製造装置にお
    いて、前記機構が、前記ウェーハが前記プレアライメン
    ト装置内にあるときに作動可能な回転手段を備える、半
    導体の製造装置。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載の半導体の製造装置にお
    いて、前記マークがノッチ部又はフラット部の一つであ
    る、半導体の製造装置。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載の半導体の製造装置にお
    いて、前記光学系がＣＣＤカメラを含む、半導体の製造
    装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載の半導体の製造装置に
    おいて、前記製造ステーションが、前記ウェーハの直径
    よりも大きい直径の光学窓部を備え、該光学窓部を介し
    て前記光学系がウェーハを観察する、半導体の製造装
    置。
  11. 【請求項１１】 製造ステーションにて、端縁にオリエ
    ンテーションマークを有するウェーハをアライメントさ
    せる半導体の製造装置において、 前記ウェーハを観察する視界を有する光学系と、 少なくとも前記ウェーハを所定の測定位置に動かす機構
    と、 アライメント工程中、前記ウェーハの一端縁の少なくと
    も一部分を観察することができ、且つ製造に関連する工
    程中、前記ウェーハの端縁以外の部分を観察し得るよう
    に、前記視界を前記ウェーハに対して移動させる手段
    と、 前記光学系が前記マークの少なくとも一部分を観察する
    とき、前記光学系により発生された画像から前記ウェー
    ハのアライメントを決定する、前記アライメント工程中
    に作動可能な、決定手段とを備える、半導体の製造装
    置。
  12. 【請求項１２】 マークを有するウェーハのアライメン
    トを決定する方法において、 ウェーハを製造ステーションに動かすステップと、 前記ウェーハを所定の測定位置に保持するステップと、 前記光学系が前記マークの少なくとも一部分を観察する
    迄、光学系の視界を前記ウェーハの端縁付近にて移動さ
    せるステップと、 前記光学系により画像を収集するステップと、 前記光学系が前記マークの少なくとも一部分を観察する
    ときに発生された前記画像から前記ウェーハのアライメ
    ントを決定するステップとを備える、方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の方法において、ウ
    ェーハのアライメントを決定する前記ステップが前記マ
    ークのパターンを認識するステップを含む、方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１２に記載の方法において、ウ
    ェーハを製造ステーションに動かすステップの後、測定
    位置から隔たった位置に配置された可動のプレアライメ
    ント装置にて前記ウェーハをプレアライメントさせるス
    テップを更に備える、方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の方法において、前
    記ウェーハのプレアライメントステップが、前記マーク
    の全体的な位置を検出するステップを含む、方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の方法において、前
    記ウェーハを移動させるステップが、前記光学系の視界
    を前記マークの全体的な位置まで移動させるステップを
    含む、方法。
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