JP2541552B2 - ウエハ・アライメント装置 - Google Patents
ウエハ・アライメント装置Info
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- JP2541552B2 JP2541552B2 JP62108921A JP10892187A JP2541552B2 JP 2541552 B2 JP2541552 B2 JP 2541552B2 JP 62108921 A JP62108921 A JP 62108921A JP 10892187 A JP10892187 A JP 10892187A JP 2541552 B2 JP2541552 B2 JP 2541552B2
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- JP
- Japan
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- wafer
- chuck
- alignment
- held
- stage
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 ウエハ・アライメント装置であって、ステージ上に固
設されたチャックと、該チャック上の所定の領域の周縁
部に配設されたウエハ位置検出用のセンサと、該所定の
領域の上方で該ウエハを一時的に保持する手段とを有
し、該一時保持手段によりウエハが保持されている間に
該センサからのウエハ位置検出信号に基づき該チャック
上の所定の領域がウエハにアライメントされるよう該所
定の領域の位置合わせを行い、該位置合わせがなされた
後で該チャックにより該ウエハを吸着保持することによ
り、ウエハのアライメント精度を向上させるものであ
る。
設されたチャックと、該チャック上の所定の領域の周縁
部に配設されたウエハ位置検出用のセンサと、該所定の
領域の上方で該ウエハを一時的に保持する手段とを有
し、該一時保持手段によりウエハが保持されている間に
該センサからのウエハ位置検出信号に基づき該チャック
上の所定の領域がウエハにアライメントされるよう該所
定の領域の位置合わせを行い、該位置合わせがなされた
後で該チャックにより該ウエハを吸着保持することによ
り、ウエハのアライメント精度を向上させるものであ
る。
本発明は、ウエハ・アライメント装置に関する。本発
明による装置は、例えば半導体製造プロセスにおいてウ
エハ上のレジストヘマスクの回路パターンを精度良く位
置決めし、転写していくプロセスの前準備の処理を行う
際に利用され得る。
明による装置は、例えば半導体製造プロセスにおいてウ
エハ上のレジストヘマスクの回路パターンを精度良く位
置決めし、転写していくプロセスの前準備の処理を行う
際に利用され得る。
第３図には従来のウエハ・アライメント（ウエハの位
置合わせ）を説明するための概略的なシステム構成の一
例が平面的に示される。従来のウエハ・アライメント
は、ウエハに対して何らかの処理、例えば露光処理、を
施す場合に行う精密な位置合わせ（ファイン・アライメ
ント、または単にアライメント）と、このアライメント
の前準備として行う粗い位置合わせ（コース・アライメ
ント、またはプリ・アライメント）との２段階に分けて
行われている。
置合わせ）を説明するための概略的なシステム構成の一
例が平面的に示される。従来のウエハ・アライメント
は、ウエハに対して何らかの処理、例えば露光処理、を
施す場合に行う精密な位置合わせ（ファイン・アライメ
ント、または単にアライメント）と、このアライメント
の前準備として行う粗い位置合わせ（コース・アライメ
ント、またはプリ・アライメント）との２段階に分けて
行われている。
第３図において、31は未処理のウエハW1を格納するウ
エハ・キャリヤを示し、該キャリヤからウエハが１枚ず
つベルト等の移送手段により搬送されてプリ・アライメ
ント装置32に運ばれる。プリ・アライメント装置32には
３本のピンＰが設けられており、該装置では、ウエハW1
のオリエンテーション・フラット部33が２本のピンに当
接し、且つウエハW1の円周部34の一部が残りの１本のピ
ンに当接するようにアライメントが行われる。ここで得
られるアライメントの精度は±30〜100μｍ程度であ
る。35はウエハに対して露光処理等の本来の処理を行う
際に用いられるアライメント装置を示し、該装置は主た
る構成要素として、レーザ干渉計を備えたステージと、
該ステージ上に固定されウエハを吸着保持するためのチ
ャックとを有している。プリ・アライメント装置32にお
いて粗い位置合わせが行われたウエハW1は、トランスフ
ァ・アーム36等の機械的な移送手段により該チャック上
に搬送され、そこで吸着保持される。アライメント装置
35では、レーザ干渉計を用いてステージの位置制御を行
うことにより、チャックを介してウエハの精密な位置合
わせ、すなわちアライメントが行われる。ここで得られ
るアライメントの精度は±0.2〜0.5μｍ程度である。ア
ライメント装置35において精密な位置合わせが行われた
ウエハW1は、所定の処理が施された後、ウエハW2として
ベルト等により搬送されて別のウエハ・キャリヤ37に運
ばれ、そこに格納される。
エハ・キャリヤを示し、該キャリヤからウエハが１枚ず
つベルト等の移送手段により搬送されてプリ・アライメ
ント装置32に運ばれる。プリ・アライメント装置32には
３本のピンＰが設けられており、該装置では、ウエハW1
のオリエンテーション・フラット部33が２本のピンに当
接し、且つウエハW1の円周部34の一部が残りの１本のピ
ンに当接するようにアライメントが行われる。ここで得
られるアライメントの精度は±30〜100μｍ程度であ
る。35はウエハに対して露光処理等の本来の処理を行う
際に用いられるアライメント装置を示し、該装置は主た
る構成要素として、レーザ干渉計を備えたステージと、
該ステージ上に固定されウエハを吸着保持するためのチ
ャックとを有している。プリ・アライメント装置32にお
いて粗い位置合わせが行われたウエハW1は、トランスフ
ァ・アーム36等の機械的な移送手段により該チャック上
に搬送され、そこで吸着保持される。アライメント装置
35では、レーザ干渉計を用いてステージの位置制御を行
うことにより、チャックを介してウエハの精密な位置合
わせ、すなわちアライメントが行われる。ここで得られ
るアライメントの精度は±0.2〜0.5μｍ程度である。ア
ライメント装置35において精密な位置合わせが行われた
ウエハW1は、所定の処理が施された後、ウエハW2として
ベルト等により搬送されて別のウエハ・キャリヤ37に運
ばれ、そこに格納される。
上述した従来形におけるウエハ・アライメント方式に
よれば、プリ・アライメント装置においてたとえ高精度
のアライメントが達成されていたとしても、搬送系（ト
ランスファ・アーム36）の精度が良好でない場合には、
トータル的なアライメント精度は低下することになる。
すなわち、アライメント装置35には通常、レーザ干渉計
によりステージの位置制御を行う際の許容誤差があり、
上述した搬送系の精度に起因して生じる誤差が該許容誤
差の範囲内にあれば吸収されるので問題はないが、該搬
送系において該許容誤差を越える程度の誤差が生じた場
合には、アライメント35においてその誤差を相殺するこ
とはできないので、全体的なアライメント精度は低下す
ることになる。
よれば、プリ・アライメント装置においてたとえ高精度
のアライメントが達成されていたとしても、搬送系（ト
ランスファ・アーム36）の精度が良好でない場合には、
トータル的なアライメント精度は低下することになる。
すなわち、アライメント装置35には通常、レーザ干渉計
によりステージの位置制御を行う際の許容誤差があり、
上述した搬送系の精度に起因して生じる誤差が該許容誤
差の範囲内にあれば吸収されるので問題はないが、該搬
送系において該許容誤差を越える程度の誤差が生じた場
合には、アライメント35においてその誤差を相殺するこ
とはできないので、全体的なアライメント精度は低下す
ることになる。
本発明は、上述した従来技術における問題点に鑑み創
作されたもので、ウエハの搬送系で生じる誤差の有無、
またはその大小にかかわらず、ウエハのアライメント精
度を向上させることができるウエハ・アライメント装置
を提供することを目的としている。
作されたもので、ウエハの搬送系で生じる誤差の有無、
またはその大小にかかわらず、ウエハのアライメント精
度を向上させることができるウエハ・アライメント装置
を提供することを目的としている。
上述した従来技術における問題点は、ウエハ処理用の
ステージ上に固設された該ウエハ保持用のチャックと、
該チャック上の所定の領域の周縁部に配設されたウエハ
位置検出用のセンサと、該チャック上の所定の領域の上
方で該ウエハを一時的に保持する手段と、該一時保持手
段によりウエハが保持されている間に該センサのウエハ
位置検出に基づき該チャック上の所定の領域がウエハに
アライメントされるよう該チャックの位置補正を行う手
段と、を備え、該位置補正手段によって位置合わせがな
された後で該チャックにより該ウエハを吸着保持するよ
うにしたウエハ・アライメント装置を提供することによ
り、解決される。
ステージ上に固設された該ウエハ保持用のチャックと、
該チャック上の所定の領域の周縁部に配設されたウエハ
位置検出用のセンサと、該チャック上の所定の領域の上
方で該ウエハを一時的に保持する手段と、該一時保持手
段によりウエハが保持されている間に該センサのウエハ
位置検出に基づき該チャック上の所定の領域がウエハに
アライメントされるよう該チャックの位置補正を行う手
段と、を備え、該位置補正手段によって位置合わせがな
された後で該チャックにより該ウエハを吸着保持するよ
うにしたウエハ・アライメント装置を提供することによ
り、解決される。
上述した構成によれば、ウエハは動かされずに一時的
に保持されたままであり、該ウエハに対向して位置する
チャック上の所定の領域に設けられたセンサにより該ウ
エハの位置が検出され、該検出に基づき該所定の領域が
ウエハにアライメントされるよう該チャックが位置補正
されるようになっている。そして、位置合わせがなされ
た後で、該チャックが該ウエハを吸着保持する。
に保持されたままであり、該ウエハに対向して位置する
チャック上の所定の領域に設けられたセンサにより該ウ
エハの位置が検出され、該検出に基づき該所定の領域が
ウエハにアライメントされるよう該チャックが位置補正
されるようになっている。そして、位置合わせがなされ
た後で、該チャックが該ウエハを吸着保持する。
従って、ウエハが本装置に搬送されてくる途中で仮に
搬送誤差が生じていても、本装置によれば、ウエハ自体
を位置補正するのではなく、ウエハ保持用のチャック自
体を位置補正してウエハにアライメントさせるようにし
ているので、上述の搬送誤差による影響はなくなる。
搬送誤差が生じていても、本装置によれば、ウエハ自体
を位置補正するのではなく、ウエハ保持用のチャック自
体を位置補正してウエハにアライメントさせるようにし
ているので、上述の搬送誤差による影響はなくなる。
第１図（ａ）および（ｂ）には本発明の一実施例とし
てのウエハ・アライメント装置の主要部の構成が模式的
に示され、（ａ）は平面図、（ｂ）は平面図（ａ）にお
いてＡ−Ａ線から見た断面図を示す。第１図の例示は、
ウエハがチャックに吸着保持されている状態を示す。
てのウエハ・アライメント装置の主要部の構成が模式的
に示され、（ａ）は平面図、（ｂ）は平面図（ａ）にお
いてＡ−Ａ線から見た断面図を示す。第１図の例示は、
ウエハがチャックに吸着保持されている状態を示す。
同図において、１はレーザ干渉計（図示せず）を有す
るウエハ処理用のステージを示し、該レーザ干渉計を用
いてステージの位置制御が高精度に行われるようになっ
ている。このようなレーザ干渉計を用いたステージは一
般に知られている。２は該ステージ上に固設されたウエ
ハ保持用のチャック、３はウエハ、4A、4B、4Cはウエハ
位置を検出するためのセンサ（本実施例では電荷結合素
子（CCD））を示し、該CCD4A、4B、4Cはチャック２上の
所定の領域Ｒ（第２図参照）の周縁部に埋設される。こ
の場合、CCD4A、4Bは、ウエハ３のオリエンテーション
・フラット部3Aに対応する位置に埋設され、センサ4Cは
ウエハ３の円周部3Bに対応する位置に埋設される。
るウエハ処理用のステージを示し、該レーザ干渉計を用
いてステージの位置制御が高精度に行われるようになっ
ている。このようなレーザ干渉計を用いたステージは一
般に知られている。２は該ステージ上に固設されたウエ
ハ保持用のチャック、３はウエハ、4A、4B、4Cはウエハ
位置を検出するためのセンサ（本実施例では電荷結合素
子（CCD））を示し、該CCD4A、4B、4Cはチャック２上の
所定の領域Ｒ（第２図参照）の周縁部に埋設される。こ
の場合、CCD4A、4Bは、ウエハ３のオリエンテーション
・フラット部3Aに対応する位置に埋設され、センサ4Cは
ウエハ３の円周部3Bに対応する位置に埋設される。
６は位置制御系であって、CCD4A〜4Cからのウエハ位
置検出を指示する電気信号に基づいて、チャック２上の
所定の領域Ｒをウエハに正確にアライメントさせるのに
必要な制御量を演算する機能を有している。７は駆動系
であって、位置制御系６において演算された制御量に基
づいてステージ１を第１図（ａ）に矢印で示されるよう
に移動制御し、それによって、ステージ上に固定された
チャック２上の所定の領域Ｒをウエハにアライメントさ
せる機能を有している。上述したレーザ干渉計を用いた
ステージ１はこのような位置制御系６および駆動系７に
相当する機能を有しているが、これは、第１図に示され
るようにステージ１とは別個の構成にしてもよい。
置検出を指示する電気信号に基づいて、チャック２上の
所定の領域Ｒをウエハに正確にアライメントさせるのに
必要な制御量を演算する機能を有している。７は駆動系
であって、位置制御系６において演算された制御量に基
づいてステージ１を第１図（ａ）に矢印で示されるよう
に移動制御し、それによって、ステージ上に固定された
チャック２上の所定の領域Ｒをウエハにアライメントさ
せる機能を有している。上述したレーザ干渉計を用いた
ステージ１はこのような位置制御系６および駆動系７に
相当する機能を有しているが、これは、第１図に示され
るようにステージ１とは別個の構成にしてもよい。
なお、第１図にはウエハ３がチャック２に吸着保持さ
れている状態が示されているが、このウエハ３は、吸着
保持される前は、トランスファ・アーム５（第２図参
照）等の一時保持手段により該チャック上の所定の領域
Ｒの上方で保持されている。
れている状態が示されているが、このウエハ３は、吸着
保持される前は、トランスファ・アーム５（第２図参
照）等の一時保持手段により該チャック上の所定の領域
Ｒの上方で保持されている。
次に、第２図（ａ）〜（ｆ）を参照しながら第１図の
装置によるアライメント動作の一例について説明する。
装置によるアライメント動作の一例について説明する。
第２図（ａ）は、ウエハ３がチャック２の所定の領域
Ｒの上方で保持されている状態を平面的に示したもので
ある。第２図（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ、チャック
とウエハが（ａ）に示される位置関係にある時の第１図
のＡ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図を示す。第２図
（ｂ）において、チャック２に埋設されたCCD4Aの中心
線P1と、ウエハ３のオリエンテーション・フラット部3A
に対応する線P0とはずれているので、このずれを補正す
るためのアライメント、すなわち図中矢印で示される方
向へのチャック２の移動制御が行われる。この移動制御
は、チャック２に埋設されたCCD4Aからのウエハ位置検
出信号に基づき行われる。一方第２図（ｃ）において、
チャック２に埋設されたCCD4Bの中心線P2と、ウエハ３
のオリエンテーション・フラット部3Aに対応する線P0は
上述した方向とは逆方向にずれているので、図中矢印で
示される方向にチャック２は移動制御される。この移動
制御は、チャック２に埋設されたCCD4Bからのウエハ位
置検出信号に基づき行われる。
Ｒの上方で保持されている状態を平面的に示したもので
ある。第２図（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ、チャック
とウエハが（ａ）に示される位置関係にある時の第１図
のＡ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図を示す。第２図
（ｂ）において、チャック２に埋設されたCCD4Aの中心
線P1と、ウエハ３のオリエンテーション・フラット部3A
に対応する線P0とはずれているので、このずれを補正す
るためのアライメント、すなわち図中矢印で示される方
向へのチャック２の移動制御が行われる。この移動制御
は、チャック２に埋設されたCCD4Aからのウエハ位置検
出信号に基づき行われる。一方第２図（ｃ）において、
チャック２に埋設されたCCD4Bの中心線P2と、ウエハ３
のオリエンテーション・フラット部3Aに対応する線P0は
上述した方向とは逆方向にずれているので、図中矢印で
示される方向にチャック２は移動制御される。この移動
制御は、チャック２に埋設されたCCD4Bからのウエハ位
置検出信号に基づき行われる。
すなわち、第２図（ｂ）に示されるアライメント動作
と第２図（ｃ）に示されるアライメント動作との組合せ
により、チャック２は時計方向に回転駆動され、該チャ
ック上の所定の領域Ｒにおける平坦な部分がウエハ３の
オリエンテーション・フラット部3Aに完全にアライメン
トされた時点で、チャックの動きは停止する（第２図
（ｄ）参照）。
と第２図（ｃ）に示されるアライメント動作との組合せ
により、チャック２は時計方向に回転駆動され、該チャ
ック上の所定の領域Ｒにおける平坦な部分がウエハ３の
オリエンテーション・フラット部3Aに完全にアライメン
トされた時点で、チャックの動きは停止する（第２図
（ｄ）参照）。
第２図（ｅ）はチャックとウエハが（ｄ）に示される
位置関係にある時の第１図のＣ−Ｃ線断面図を示す。第
２図（ｅ）において、ウエハ３の中心Q0と、チャック２
の中心Q1とはずれているので、このずれを補正するため
のアライメント、すなわち図中矢印で示される方向への
チャック２の移動制御が行われる。この移動制御は、チ
ャック２に埋設されたCCD4Cからのウエハ位置検出信号
に基づき行われる。この場合、チャック２は平行に移動
し、該チャック上の所定の領域Ｒがウエハ３に完全にア
ライメントされた時点で、チャックの動きは停止する
（第２図（ｆ）参照）。
位置関係にある時の第１図のＣ−Ｃ線断面図を示す。第
２図（ｅ）において、ウエハ３の中心Q0と、チャック２
の中心Q1とはずれているので、このずれを補正するため
のアライメント、すなわち図中矢印で示される方向への
チャック２の移動制御が行われる。この移動制御は、チ
ャック２に埋設されたCCD4Cからのウエハ位置検出信号
に基づき行われる。この場合、チャック２は平行に移動
し、該チャック上の所定の領域Ｒがウエハ３に完全にア
ライメントされた時点で、チャックの動きは停止する
（第２図（ｆ）参照）。
チャック２とウエハ３が第２図（ｆ）に示される位置
関係になった時、すなわち完全にアライメントされた時
点で、チャック内の排気機構（図示せず）により該チャ
ックにウエハが吸着保持される（第１図（ｂ）参照）。
関係になった時、すなわち完全にアライメントされた時
点で、チャック内の排気機構（図示せず）により該チャ
ックにウエハが吸着保持される（第１図（ｂ）参照）。
上述した本実施例の装置によれば、ウエハが該装置に
搬送されてくる途中で仮に搬送誤差が生じていたとして
も、ウエハ自体を位置補正するのではなく、チャック自
体を位置補正して該ウエハにアライメントさせるように
しているので、搬送誤差によって全体的なアライメント
精度の低下をひき起こすといった事態を回避することが
できる。
搬送されてくる途中で仮に搬送誤差が生じていたとして
も、ウエハ自体を位置補正するのではなく、チャック自
体を位置補正して該ウエハにアライメントさせるように
しているので、搬送誤差によって全体的なアライメント
精度の低下をひき起こすといった事態を回避することが
できる。
以上説明したように本発明のウエハ・アライメント装
置によれば、ウエハの搬送系で生じる誤差の有無、また
は該誤差の大小にかかわらず、ウエハのアライメント精
度の向上を図ることができる。
置によれば、ウエハの搬送系で生じる誤差の有無、また
は該誤差の大小にかかわらず、ウエハのアライメント精
度の向上を図ることができる。
第１図（ａ）および（ｂ）は本発明の一実施例としての
ウエハ・アライメント装置の主要部の構成を示す模式図
で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線から見た断面
図、 第２図（ａ）〜（ｆ）は第１図装置によるアライメント
動作の一例の説明図、 第３図は従来のウエハ・アライメントを説明するための
概略的なシステム構成の一例を示す平面図、 である。 （符号の説明） １……ステージ、 ２……チャック、 ３……ウエハ、 3A……オリエンテーション・フラット部、 3B……円周部、 4A、4B、4C……センサ（CCD）、 ５……一時保持手段（トランスファ・アーム）、 ６……位置制御系、 ７……駆動系、 Ｒ……チャック上の所定の領域。
ウエハ・アライメント装置の主要部の構成を示す模式図
で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線から見た断面
図、 第２図（ａ）〜（ｆ）は第１図装置によるアライメント
動作の一例の説明図、 第３図は従来のウエハ・アライメントを説明するための
概略的なシステム構成の一例を示す平面図、 である。 （符号の説明） １……ステージ、 ２……チャック、 ３……ウエハ、 3A……オリエンテーション・フラット部、 3B……円周部、 4A、4B、4C……センサ（CCD）、 ５……一時保持手段（トランスファ・アーム）、 ６……位置制御系、 ７……駆動系、 Ｒ……チャック上の所定の領域。
Claims (2)
- 【請求項１】ウエハ（３）処理用のステージ（１）上に
固設された該ウエハ保持用のチャック（２）と、 該チャック上の所定の領域（Ｒ）の周縁部に配設された
ウエハ位置検出用のセンサ（4A、4B、4C）と、 該チャック上の所定の領域（Ｒ）の上方で該ウエハを一
時的に保持する手段（５）と、 該一時保持手段によりウエハが保持されている間に該セ
ンサのウエハ位置検出に基づき該チャック上の所定の領
域（Ｒ）がウエハにアライメントされるよう該チャック
の位置補正を行う手段（６、７）と、を備え、 該位置補正手段によって位置合わせがなされた後で該チ
ャックにより該ウエハを吸着保持するようにしたウエハ
・アライメント装置。 - 【請求項２】前記ウエハ位置検出用のセンサ（4A、4B、
4C）は、前記チャック（２）に保持されるべきウエハ
（３）のオリエンテーション・フラット部（3A）に対応
する部分の少なくとも２個所、およびウエハの円周部
（3B）に対応する部分の少なくとも１個所に配設されて
いる、特許請求の範囲第１項記載のウエハ・アライメン
ト装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62108921A JP2541552B2 (ja) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | ウエハ・アライメント装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62108921A JP2541552B2 (ja) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | ウエハ・アライメント装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63274155A JPS63274155A (ja) | 1988-11-11 |
| JP2541552B2 true JP2541552B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=14497024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62108921A Expired - Lifetime JP2541552B2 (ja) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | ウエハ・アライメント装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2541552B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2537921B2 (ja) * | 1987-11-13 | 1996-09-25 | 松下電子工業株式会社 | ウエハの位置決め方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4425075A (en) * | 1981-04-20 | 1984-01-10 | The Perkin-Elmer Corporation | Wafer aligners |
| JPS6085536A (ja) * | 1983-10-17 | 1985-05-15 | Hitachi Ltd | ウエハ位置決め装置 |
| JPS6220343A (ja) * | 1985-07-19 | 1987-01-28 | Hitachi Ltd | ウエハ位置決め装置 |
-
1987
- 1987-05-06 JP JP62108921A patent/JP2541552B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63274155A (ja) | 1988-11-11 |
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