JP2804547B2 - ウエハ整合装置およびその整合方法 - Google Patents
ウエハ整合装置およびその整合方法Info
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- JP2804547B2 JP2804547B2 JP1281436A JP28143689A JP2804547B2 JP 2804547 B2 JP2804547 B2 JP 2804547B2 JP 1281436 A JP1281436 A JP 1281436A JP 28143689 A JP28143689 A JP 28143689A JP 2804547 B2 JP2804547 B2 JP 2804547B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体製造装置におけるウエハの位置合せ
に係り、特にウエハの外周位置を非接触で検出してウエ
ハの位置を整合する装置及び方法に関する。
に係り、特にウエハの外周位置を非接触で検出してウエ
ハの位置を整合する装置及び方法に関する。
研磨工程が終了したウエハはレジストが塗布され次の
霧光工程により回路パターンの形成が行なわれる。
霧光工程により回路パターンの形成が行なわれる。
第10図は縮小投影露光装置の概略を示すもので、ウエ
ハ１は搬送アーム２によりＸおよびＹステージ３および
４の上にセツトされ、ついでレティクル５の回路パター
ンが縮小レンズ６により縮小されてウエハ１の上に順次
投影露光される。この時既にウエハ１の上に形成された
回路パターンとレティクル５の回路パターンとを重ね合
せて露光するのでこれらの回路パターンの位置合せを正
確かつ高速に行う必要がある。回路パターンの位置合せ
を高速に行うためには前もつて露光とは別の場所でウエ
ハの位置合せを正確かつ高速に行う必要がある。
ハ１は搬送アーム２によりＸおよびＹステージ３および
４の上にセツトされ、ついでレティクル５の回路パター
ンが縮小レンズ６により縮小されてウエハ１の上に順次
投影露光される。この時既にウエハ１の上に形成された
回路パターンとレティクル５の回路パターンとを重ね合
せて露光するのでこれらの回路パターンの位置合せを正
確かつ高速に行う必要がある。回路パターンの位置合せ
を高速に行うためには前もつて露光とは別の場所でウエ
ハの位置合せを正確かつ高速に行う必要がある。
ウエハ整合装置はウエハ位置合せを正確かつ高速に行
う装置で構成を第11図に示す。
う装置で構成を第11図に示す。
位置合せを行なう場合は同図において結晶方向を示す
ウエハ１の円周部の一部を切り欠いたオリフラ７の向き
と、中心位置とを所定の方向，位置に合せることにより
行なわれる。まず、オリフラ７の向きを合せる場合につ
いて説明する。回転テーブル８によりウエハ１を回転さ
せながら全周にわたつて検出した回転テーブル中心から
ウエハ１の外周までの距離ｆ（θ）（θ：ウエハ回転
角）の微分をとりｆ′（θ）とする。ここでｆ′（θ）
の最小値をとる回転角をθ1,f′（θ）の最大値をとる
回転角をθ２とすると、オリフラ中心方向θ０は、 によつて近似される。
ウエハ１の円周部の一部を切り欠いたオリフラ７の向き
と、中心位置とを所定の方向，位置に合せることにより
行なわれる。まず、オリフラ７の向きを合せる場合につ
いて説明する。回転テーブル８によりウエハ１を回転さ
せながら全周にわたつて検出した回転テーブル中心から
ウエハ１の外周までの距離ｆ（θ）（θ：ウエハ回転
角）の微分をとりｆ′（θ）とする。ここでｆ′（θ）
の最小値をとる回転角をθ1,f′（θ）の最大値をとる
回転角をθ２とすると、オリフラ中心方向θ０は、 によつて近似される。
次に（１）式により求められたθ０方向が顕微鏡９の
視野方向へ向くように回転テーブル８を駆動する。この
時の方向合せ精度は （N:サンプル数）である。次にオリフラを精密に方向合
せする場合は、オリフラエツジ像を顕微鏡９の視野内に
入れこの像を反射ミラー11,テレビカメラ12を経てモニ
タテレビ13に現わし、画像処理してオリフラエツジ上の
点の座標を複数点求め、これを直線近似してオリフラ７
の傾き角を求め、回転テーブルを駆動することにより行
う。また、ウエハの偏心量は下記（２）式〜（７）式に
より求められる。
視野方向へ向くように回転テーブル８を駆動する。この
時の方向合せ精度は （N:サンプル数）である。次にオリフラを精密に方向合
せする場合は、オリフラエツジ像を顕微鏡９の視野内に
入れこの像を反射ミラー11,テレビカメラ12を経てモニ
タテレビ13に現わし、画像処理してオリフラエツジ上の
点の座標を複数点求め、これを直線近似してオリフラ７
の傾き角を求め、回転テーブルを駆動することにより行
う。また、ウエハの偏心量は下記（２）式〜（７）式に
より求められる。
ここに θ：回転角 ｒ（θ）：θ角でのウエハ円周距離理論値 R0:真のウエハ半径 ΔX:真の偏心量Ｘ ΔY:真の偏心量Ｙ Ri:回転角θｉのときの検出値 〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術はウエハ外周位置、オリフラエツジ上の
データの信頼性を検証することなく、オリフラの方向，
偏心量を検出していたため、ウエハに欠け、レジスト剥
離および副オリエンテーシヨンフラツト（サブオリフ
ラ）が存在すると著しく整合精度が損われる嫌いがあつ
た。
データの信頼性を検証することなく、オリフラの方向，
偏心量を検出していたため、ウエハに欠け、レジスト剥
離および副オリエンテーシヨンフラツト（サブオリフ
ラ）が存在すると著しく整合精度が損われる嫌いがあつ
た。
本発明の目的は、ウエハに欠けやレジスト剥離，サブ
オリフラ等が存在しても正確にウエハ位置合せ、特に正
確な偏心量計算に基づく位置合せができるウエハ整合装
置およびその整合方法を提供することにある。
オリフラ等が存在しても正確にウエハ位置合せ、特に正
確な偏心量計算に基づく位置合せができるウエハ整合装
置およびその整合方法を提供することにある。
本発明の要旨は、ウエハをセットして回転する回転テ
ーブルと、該回転テーブルをＸ軸およびＹ軸方向に位置
調整するX,Yステージと、前記ウエハの外周位置を検出
する光学顕微鏡及び撮像手段とを備え、次のようにして
回転テーブルの中心に対する前記ウエハの偏心量を求め
てウエハ整合を行なう。
ーブルと、該回転テーブルをＸ軸およびＹ軸方向に位置
調整するX,Yステージと、前記ウエハの外周位置を検出
する光学顕微鏡及び撮像手段とを備え、次のようにして
回転テーブルの中心に対する前記ウエハの偏心量を求め
てウエハ整合を行なう。
回転テーブルの中心Ｏを基準にしてウエハの所定回転
角ごとに外周位置データのある点ｉ゜と前記点ｉ゜より
180゜離れた外周位置データのある点ｉ゜＋180゜の間を
結ぶ距離の度数分布をとり（この度数分布はウエハの任
意の外周範囲、例えばウエハ半周にわたり行なわれ
る）、この度数分布内の距離最頻値Ｒを算出する。この
距離最頻値Ｒを算出する手段は、後述の第１図の実施例
では、整合演算器14が相当する。この距離最頻値Ｒは、
ウエハの欠け，レジストのはく離，サブオリフラ等の誤
検出要因を除外した真のウエハ径に近い近似ウエハ直径
となる。上記した距離最頻値Ｒを算出する手段は、 次いで、例えば、第９図に示すように、回転テーブル
の中心Ｏを基準にして前記ウエハの90゜間隔の４点ｊ
゜,j゜90,J゜180,J゜270の外周位置データを取り出し
て、４点のうちの180゜離れた２点間ｊ゜・Ｊ゜180を結
ぶ距離〔ここでは、この距離をｆ（０）＋ｆ（２）とす
る〕と２点間ｊ゜90,J゜270を結ぶ距離〔ここでは、こ
の距離をｆ（１）＋ｆ（３）とする〕がそれぞれ前記距
離最頻値Ｒに任意の裕度±ρを加えた値の範囲内に入る
か否かをチェックする。これを式であらわせば下式とな
る。
角ごとに外周位置データのある点ｉ゜と前記点ｉ゜より
180゜離れた外周位置データのある点ｉ゜＋180゜の間を
結ぶ距離の度数分布をとり（この度数分布はウエハの任
意の外周範囲、例えばウエハ半周にわたり行なわれ
る）、この度数分布内の距離最頻値Ｒを算出する。この
距離最頻値Ｒを算出する手段は、後述の第１図の実施例
では、整合演算器14が相当する。この距離最頻値Ｒは、
ウエハの欠け，レジストのはく離，サブオリフラ等の誤
検出要因を除外した真のウエハ径に近い近似ウエハ直径
となる。上記した距離最頻値Ｒを算出する手段は、 次いで、例えば、第９図に示すように、回転テーブル
の中心Ｏを基準にして前記ウエハの90゜間隔の４点ｊ
゜,j゜90,J゜180,J゜270の外周位置データを取り出し
て、４点のうちの180゜離れた２点間ｊ゜・Ｊ゜180を結
ぶ距離〔ここでは、この距離をｆ（０）＋ｆ（２）とす
る〕と２点間ｊ゜90,J゜270を結ぶ距離〔ここでは、こ
の距離をｆ（１）＋ｆ（３）とする〕がそれぞれ前記距
離最頻値Ｒに任意の裕度±ρを加えた値の範囲内に入る
か否かをチェックする。これを式であらわせば下式とな
る。
なお、上記した４点のどれかがオリフラ内に入ってい
れば、オリフラ内のデータdn（ここで、dnは４点データ
のうちのオリフラ内にある点から回転テーブルの中心ま
での距離である）は180゜離れた同様のデータdn+180と
近似直径Ｒによりdn＝Ｒ−dn+180と近似できる〔例;f（
０）＝Ｒ−ｆ（２）〕。
れば、オリフラ内のデータdn（ここで、dnは４点データ
のうちのオリフラ内にある点から回転テーブルの中心ま
での距離である）は180゜離れた同様のデータdn+180と
近似直径Ｒによりdn＝Ｒ−dn+180と近似できる〔例;f（
０）＝Ｒ−ｆ（２）〕。
前記したＲ±ρの範囲に入る４点の外周位置データを
用いて前記回転テーブルに対する前記ウエハの偏心量を
求める（４点外周位置データを用いたウエハ偏心量の求
め方の計算例は実施例に示す）。このようなウエハ偏心
量の算出は、ウエハの欠け，レジストのはく離，サブオ
リフラ等の誤検出要因を除外した真のウエハ径に近い近
似ウエハ直径から算出するので、偏心量の確度が高い。
さらに、本発明では、上記の４点外周位置データを用い
た偏心量の計算をウエハの任意の外周範囲（例えば1/4
周）にわたり４点の位置を変えて複数回行なってこの複
数回の計算データを基に偏心量ΔX,ΔＹの確度の高い数
値を算出する。この偏心量算出は、実施例では第１図に
示す整合演算器14で行なわれる。
用いて前記回転テーブルに対する前記ウエハの偏心量を
求める（４点外周位置データを用いたウエハ偏心量の求
め方の計算例は実施例に示す）。このようなウエハ偏心
量の算出は、ウエハの欠け，レジストのはく離，サブオ
リフラ等の誤検出要因を除外した真のウエハ径に近い近
似ウエハ直径から算出するので、偏心量の確度が高い。
さらに、本発明では、上記の４点外周位置データを用い
た偏心量の計算をウエハの任意の外周範囲（例えば1/4
周）にわたり４点の位置を変えて複数回行なってこの複
数回の計算データを基に偏心量ΔX,ΔＹの確度の高い数
値を算出する。この偏心量算出は、実施例では第１図に
示す整合演算器14で行なわれる。
前記偏心量の確度の高い数値の算出は、例えば、前記
４点の外周位置データを用いた偏心量の計算をウエハの
任意の外周範囲（1/4）にわたり４点の位置を変えて複
数回行なって偏心量の度数分布をとり、この度数分布の
偏心量最頻値ΔX,ΔＹに任意の裕度±ρ１を加えた範囲
に入る偏心量の平均値を算出する。偏心量の算出する手
段は、第１図の実施例では整合演算器14が相当する。
４点の外周位置データを用いた偏心量の計算をウエハの
任意の外周範囲（1/4）にわたり４点の位置を変えて複
数回行なって偏心量の度数分布をとり、この度数分布の
偏心量最頻値ΔX,ΔＹに任意の裕度±ρ１を加えた範囲
に入る偏心量の平均値を算出する。偏心量の算出する手
段は、第１図の実施例では整合演算器14が相当する。
以上の一連の演算を通して正確な偏心量検出が達成さ
れる。
れる。
前記算出した偏心量の平均値を基に前記X,Yステージ
を駆動制御してウエハの位置を整合する。
を駆動制御してウエハの位置を整合する。
以下、本発明の一実施例について図を用いながら説明
する。第１図は本発明のウエハ整合装置の一実施例を示
す説明図で、第11図と同一部分には同一符号を用いてい
る。同図において、１はウエハ、３および４はＸステー
ジおよびＹステージ、3Mおよび4Mはそれぞれのステージ
を駆動するモータ、７はウエハ１のオリフラ、８はウエ
ハ１を真空吸着して回転させる回転テーブル、９はオリ
フラ７などウエハ１の輪郭部を検出する光学顕微鏡、10
はウエハ１の輪郭部を照射する光源、11は光学顕微鏡９
の出力像を反射する反射ミラー、12は反射ミラー11より
生ずる反射像を撮影するテレビカメラ、13はテレビカメ
ラ12のモニタ用テレビ、14はテレビカメラ12、モニタテ
レビ13の出力信号を入力して画像処理を行ない、光学顕
微鏡９より得られたウエハ１の検出データを演算処理し
てモータ3Mおよび4Mを制御し、ウエハ１を基準位置に位
置決めする整合演算器である。
する。第１図は本発明のウエハ整合装置の一実施例を示
す説明図で、第11図と同一部分には同一符号を用いてい
る。同図において、１はウエハ、３および４はＸステー
ジおよびＹステージ、3Mおよび4Mはそれぞれのステージ
を駆動するモータ、７はウエハ１のオリフラ、８はウエ
ハ１を真空吸着して回転させる回転テーブル、９はオリ
フラ７などウエハ１の輪郭部を検出する光学顕微鏡、10
はウエハ１の輪郭部を照射する光源、11は光学顕微鏡９
の出力像を反射する反射ミラー、12は反射ミラー11より
生ずる反射像を撮影するテレビカメラ、13はテレビカメ
ラ12のモニタ用テレビ、14はテレビカメラ12、モニタテ
レビ13の出力信号を入力して画像処理を行ない、光学顕
微鏡９より得られたウエハ１の検出データを演算処理し
てモータ3Mおよび4Mを制御し、ウエハ１を基準位置に位
置決めする整合演算器である。
第２図は第１図においてウエハの整合動作を行なう場
合のフローチヤートを示す。
合のフローチヤートを示す。
両図よりウエハ１の輪郭部（外周位置）が光学顕微鏡
９により検出されるとこの検出像はテレビカメラ12で光
電変換され、その出力信号がモニタテレビ13および整合
演算器14に入力される。整合演算器14はモニタテレビ13
に表わされる像を画像処理し、ウエハ１の外周がモニタ
テレビ13の視野内に入るようＹ軸方向に移動可能なＹス
テージ４の駆動モータ4Mに指令を与える。さらに、整合
演算器14内にモニタテレビ13におけるウエハ外周の位置
とＹステージ４の基準位置からの移動量を取り込み、基
準位置からウエハ外周までの距離ｒを算出する。
９により検出されるとこの検出像はテレビカメラ12で光
電変換され、その出力信号がモニタテレビ13および整合
演算器14に入力される。整合演算器14はモニタテレビ13
に表わされる像を画像処理し、ウエハ１の外周がモニタ
テレビ13の視野内に入るようＹ軸方向に移動可能なＹス
テージ４の駆動モータ4Mに指令を与える。さらに、整合
演算器14内にモニタテレビ13におけるウエハ外周の位置
とＹステージ４の基準位置からの移動量を取り込み、基
準位置からウエハ外周までの距離ｒを算出する。
次に、回転テーブル８を一定角度回転し、前記動作を
ウエハ全周にわたり行なう。
ウエハ全周にわたり行なう。
第３図はこのようにして得られるウエハの図形を示す
もので、同図（ａ）はウエハ１の平面図を示し、７はオ
リフラ、7Sがサブオリフラ、Ｗがウエハ１の中心、Ｏが
回転テーブル８の中心、r0,r1,r2…rnは中心Ｏよりウエ
ハ１の外周部までの距離を示す。
もので、同図（ａ）はウエハ１の平面図を示し、７はオ
リフラ、7Sがサブオリフラ、Ｗがウエハ１の中心、Ｏが
回転テーブル８の中心、r0,r1,r2…rnは中心Ｏよりウエ
ハ１の外周部までの距離を示す。
同図（ｂ）は回転テーブル８によりウエハ１を矢印方
向に回転させた場合、回転角θと、回転テーブル８の中
心Ｏからウエハの外周までの距離ｒ＝ｆ（θ）との関係
を示すものである。
向に回転させた場合、回転角θと、回転テーブル８の中
心Ｏからウエハの外周までの距離ｒ＝ｆ（θ）との関係
を示すものである。
第４図は第３図（ｂ）に示すウエハ１の外周までの距
離ｒ＝ｆ（θ）を微分した場合の特性を示すもので、横
軸が回転角θ，縦軸がｆ（θ）の微分値ｆ′（θ）を表
わし、同図中のPD1,PD2,PD3…PDiは正の微分値、MD1,MD
2,MD3…MDjは負の微分値、PR1,PR2,PR3…PRiは正の微分
値PDの値に対応する回転角、MR1,MR2,MR3…MRjは負の微
分値MDの各値に対応する回転角を示す。同図より明らか
なように微分値ｆ′（θ）はオリフラ７およびサブオリ
フラ7Sの部分で負より正へと大きく変化していることが
認められる。
離ｒ＝ｆ（θ）を微分した場合の特性を示すもので、横
軸が回転角θ，縦軸がｆ（θ）の微分値ｆ′（θ）を表
わし、同図中のPD1,PD2,PD3…PDiは正の微分値、MD1,MD
2,MD3…MDjは負の微分値、PR1,PR2,PR3…PRiは正の微分
値PDの値に対応する回転角、MR1,MR2,MR3…MRjは負の微
分値MDの各値に対応する回転角を示す。同図より明らか
なように微分値ｆ′（θ）はオリフラ７およびサブオリ
フラ7Sの部分で負より正へと大きく変化していることが
認められる。
第５図は回転テーブル８の中心Ｏより測定したウエハ
１のオリフラ７側の外周までの距離raとサブオリフラ7S
側の外周までの距離rbとの関係を示すもので、同図
（ａ）はraを として表わし、rbをr0,rn-1,rn-2,…として表わした場
合である。同図（ｂ）は横軸にウエハの回転角θをとり
縦軸に距離ra＋rbを表わしたもので、Ｒはra＋rbが最大
となる値を表わす。同図（ｃ）は横軸にra＋rbをとり縦
軸にこれらの度数を示したものでＲの度数が最も大きい
ことを示している。
１のオリフラ７側の外周までの距離raとサブオリフラ7S
側の外周までの距離rbとの関係を示すもので、同図
（ａ）はraを として表わし、rbをr0,rn-1,rn-2,…として表わした場
合である。同図（ｂ）は横軸にウエハの回転角θをとり
縦軸に距離ra＋rbを表わしたもので、Ｒはra＋rbが最大
となる値を表わす。同図（ｃ）は横軸にra＋rbをとり縦
軸にこれらの度数を示したものでＲの度数が最も大きい
ことを示している。
第６図は第４図および第５図に示す結果を基にオリフ
ラの方向を合せる場合のフローチヤートを示すものであ
る。
ラの方向を合せる場合のフローチヤートを示すものであ
る。
第４図に示すウエハ外周位置の微分データの中から、
微分データの絶対値DAがDA≧S1（S1:オリフラ部の微分
データと偏心による微分データとを区別できる任意定
数）となる正の微分データPDiとその回転角PRi、負の微
分データMDjとその回転角MRjを検出し、検出された微分
データをもとに正の微分データなら降順に、負の微分デ
ータなら昇順にソートする。この結果を第７図に示す。
微分データの絶対値DAがDA≧S1（S1:オリフラ部の微分
データと偏心による微分データとを区別できる任意定
数）となる正の微分データPDiとその回転角PRi、負の微
分データMDjとその回転角MRjを検出し、検出された微分
データをもとに正の微分データなら降順に、負の微分デ
ータなら昇順にソートする。この結果を第７図に示す。
次にソートされたデータからオリフラの長さを下記
（９）式により判定する（第６図フローチヤート参
照）。
（９）式により判定する（第６図フローチヤート参
照）。
OR＝PRi−MRj OR＞０ならば、ORD＝OR OR＜０ならば、ORD＝OR＋360゜ α≦ORD≦β …（９） 上記（９）式を満足する負の微分データの回転角MRj
から正の微分データの回転角PRi内のウエハ直径のチエ
ツクを下記（10）式により行ない、条件を満足した数が
ｍ（オリフラ内での（10）式を満足する数）以上である
か否かをチエツク（第６図フローチヤート参照）し、条
件を満足するものを記憶する（第６図フローチヤート参
照）。
から正の微分データの回転角PRi内のウエハ直径のチエ
ツクを下記（10）式により行ない、条件を満足した数が
ｍ（オリフラ内での（10）式を満足する数）以上である
か否かをチエツク（第６図フローチヤート参照）し、条
件を満足するものを記憶する（第６図フローチヤート参
照）。
次に、記憶されたMRj,PRiによりオリフラの粗方向を
下記（11）式により求め、θ０方向が光学顕微鏡９の視
野方向へ向くよう、回転テーブル８を駆動し、ウエハ１
を回転させる（第２図フローチヤート）。
下記（11）式により求め、θ０方向が光学顕微鏡９の視
野方向へ向くよう、回転テーブル８を駆動し、ウエハ１
を回転させる（第２図フローチヤート）。
次にオリフラの精密な方向検出について第８図により
説明する。同図（ａ）はウエハ形状、同図（ｂ），
（ｃ）はオリフラの説明図、同図（ｄ）はフローチヤー
トを示す。
説明する。同図（ａ）はウエハ形状、同図（ｂ），
（ｃ）はオリフラの説明図、同図（ｄ）はフローチヤー
トを示す。
光学顕微鏡９側へ向けられたオリフラ７を水平方向に
Ｙステージ４を移動して光学顕微鏡９の視野内に入れ、
画像処理により光学顕微鏡９の視野内でのオリフラエツ
ジ位置及びＹステージ４の位置を検出し、さらに前後方
向に一定距離Ｘステージ３を移動して再び水平方向にＹ
ステージ４を移動し、光学顕微鏡９の視野内にオリフラ
エツジを入れる。この動作を４点上繰り返して検出し
（第８図（ａ）および（ｂ））、この４点以上のデータ
のうち３点の位置データを用いて直線性を判定（第８図
（ｄ）フローチヤート30）し、直線性のあるデータのみ
で最小２乗法（第８図（ｄ）フローチヤート31）を用い
て、直線近似し、直接近似±α（α：任意オフセツト定
数）内に４点以上のデータがあるかどうかをチエツクし
（第８図（ｄ）フローチヤート32）、あれば、４点以上
のデータで最小２乗法を用いて直線近似する。次に、そ
の傾き量を回転角量に変換（第８図（ｄ）フローチヤー
ト34）し、Δθを検出する。次に、Δθを回転テーブル
８により補正しオリフラの精密方向合わせが完了する。
Ｙステージ４を移動して光学顕微鏡９の視野内に入れ、
画像処理により光学顕微鏡９の視野内でのオリフラエツ
ジ位置及びＹステージ４の位置を検出し、さらに前後方
向に一定距離Ｘステージ３を移動して再び水平方向にＹ
ステージ４を移動し、光学顕微鏡９の視野内にオリフラ
エツジを入れる。この動作を４点上繰り返して検出し
（第８図（ａ）および（ｂ））、この４点以上のデータ
のうち３点の位置データを用いて直線性を判定（第８図
（ｄ）フローチヤート30）し、直線性のあるデータのみ
で最小２乗法（第８図（ｄ）フローチヤート31）を用い
て、直線近似し、直接近似±α（α：任意オフセツト定
数）内に４点以上のデータがあるかどうかをチエツクし
（第８図（ｄ）フローチヤート32）、あれば、４点以上
のデータで最小２乗法を用いて直線近似する。次に、そ
の傾き量を回転角量に変換（第８図（ｄ）フローチヤー
ト34）し、Δθを検出する。次に、Δθを回転テーブル
８により補正しオリフラの精密方向合わせが完了する。
次にオリフラの偏心の検出について説明する。
第９図（ａ）はウエハの形状を示し、Ｗがウエハの中
心、Ｏが回転テーブルの中心で、ΔX,ΔＹがそれぞれＸ
方向およびＹ方向の偏心量を示す。
心、Ｏが回転テーブルの中心で、ΔX,ΔＹがそれぞれＸ
方向およびＹ方向の偏心量を示す。
同図（ｂ），（ｃ）はそれぞれＸ方向およびＹ方向に
おける偏心量の度数を表わす。
おける偏心量の度数を表わす。
第９図おいて、ある回転角ｊ゜から90゜ずつ離れた４
点の回転角（ｊ゜,J゜90,j゜180,j゜270）のウエハ外周
位置データをｆ（０）,f（１）,f（２）,f（３））と
し、この４点のどれかがオリフラ内に入つていれば、オ
リフラ内のウエハ外周位置データdnは180゜離れたウエ
ハ外周位置データdn+180と第５図（Ｃ）により求められ
たウエハ外周までの距離最頻値Ｒとによりdn＝Ｒ−d
n+180と近似できる（例えば、ｆ（０）がオリフラ内な
らばｆ（０）＝Ｒ−ｆ（２））。
点の回転角（ｊ゜,J゜90,j゜180,j゜270）のウエハ外周
位置データをｆ（０）,f（１）,f（２）,f（３））と
し、この４点のどれかがオリフラ内に入つていれば、オ
リフラ内のウエハ外周位置データdnは180゜離れたウエ
ハ外周位置データdn+180と第５図（Ｃ）により求められ
たウエハ外周までの距離最頻値Ｒとによりdn＝Ｒ−d
n+180と近似できる（例えば、ｆ（０）がオリフラ内な
らばｆ（０）＝Ｒ−ｆ（２））。
次に、上記４点のデータに対し、下記（12）式を満足
するか否かをチエツクし、 満足したならば、（13）式を用い基準となる座標に変換
した偏心量を求める。
するか否かをチエツクし、 満足したならば、（13）式を用い基準となる座標に変換
した偏心量を求める。
これをウエハの1/4周にわたり行い、偏心量（ΔX,Δ
Ｙ）の度数分布（第９図（ｂ），（Ｃ））をとり、度数
分布内の最頻値を検出し、その最頻値±ρ１（ρ１は任
意の値）内に入る偏心量のデータを選択し、（14）式に
より偏心量ΔＸ′，ΔＹ′を求める。（14）式は、上記
した度数分布の偏心量最頻値ΔX,ΔＹに任意の裕度±ρ
１を加えた範囲に入る偏心量の平均値ΔＸ′，ΔＹ′を
算出する計算式である。
Ｙ）の度数分布（第９図（ｂ），（Ｃ））をとり、度数
分布内の最頻値を検出し、その最頻値±ρ１（ρ１は任
意の値）内に入る偏心量のデータを選択し、（14）式に
より偏心量ΔＸ′，ΔＹ′を求める。（14）式は、上記
した度数分布の偏心量最頻値ΔX,ΔＹに任意の裕度±ρ
１を加えた範囲に入る偏心量の平均値ΔＸ′，ΔＹ′を
算出する計算式である。
さらに、第２図フローチヤートによりオリフラ精方向
合わせが完了した後のオリフラエッジ位置距離OADと、
第２図フローチヤートにより求められた偏心量Ｙ（Δ
Ｙ′）とにより、ウエハ位置合わせが完了したオリフラ
エツジ位置距離ODを（15）式により求める。
合わせが完了した後のオリフラエッジ位置距離OADと、
第２図フローチヤートにより求められた偏心量Ｙ（Δ
Ｙ′）とにより、ウエハ位置合わせが完了したオリフラ
エツジ位置距離ODを（15）式により求める。
OD＝OAD−ΔＹ′ …（15） このオリフラエツジ位置距離ODをオリフラ精方向合わ
せの最終判定（第２図フローチヤート）とする。
せの最終判定（第２図フローチヤート）とする。
本発明によれば、ウエハの外周に欠け、レジスト剥離
およびサブオリフラ等が存在しても、ウエハ中心位置を
正確な偏心量計算に基づき所定の位置に整合することが
できる。その結果、半導体製造における歩留まりを大幅
に向上させることができる。
およびサブオリフラ等が存在しても、ウエハ中心位置を
正確な偏心量計算に基づき所定の位置に整合することが
できる。その結果、半導体製造における歩留まりを大幅
に向上させることができる。
第１図は本発明のウエハ整合装置の一実施例を示す説明
図、第２図は第１図によりウエハの整合動作を行なう場
合のフローチヤート、第３図はウエハ平面図および回転
テーブル中心よりウエハ外周までの距離の測定図、第４
図は第３図の外周までの距離の変化の微分特性図、第５
図は回転テーブルの中心より測定したウエハ外周までの
距離の和の変化曲線および度数曲線図、第６図は第４図
および第５図よりオリフラ方向を合せる場合のフローチ
ヤート、第７図はウエハ外周までの距離の微分データ分
布図、第８図（ａ）〜（ｃ）はウエハのオリフラ検出の
説明図、第８図（ｄ）はフローチヤート、第９図はウエ
ハ偏心量検出の説明図、第10図は縮少投影露光装置説明
図、第11図は従来のウエハ整合装置の説明図である。 １……ウエハ、３……Ｘステージ、４……Ｙステージ、
８……回転テーブル、９……光学顕微鏡、12……テレビ
カメラ、13……モニタテレビ、14……整合演算器。
図、第２図は第１図によりウエハの整合動作を行なう場
合のフローチヤート、第３図はウエハ平面図および回転
テーブル中心よりウエハ外周までの距離の測定図、第４
図は第３図の外周までの距離の変化の微分特性図、第５
図は回転テーブルの中心より測定したウエハ外周までの
距離の和の変化曲線および度数曲線図、第６図は第４図
および第５図よりオリフラ方向を合せる場合のフローチ
ヤート、第７図はウエハ外周までの距離の微分データ分
布図、第８図（ａ）〜（ｃ）はウエハのオリフラ検出の
説明図、第８図（ｄ）はフローチヤート、第９図はウエ
ハ偏心量検出の説明図、第10図は縮少投影露光装置説明
図、第11図は従来のウエハ整合装置の説明図である。 １……ウエハ、３……Ｘステージ、４……Ｙステージ、
８……回転テーブル、９……光学顕微鏡、12……テレビ
カメラ、13……モニタテレビ、14……整合演算器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 康 茨城県勝田市市毛882番地 日立計測エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 露木 寿正 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日 立製作所那珂工場内 (56)参考文献 特開 昭62−237743（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−57638（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−209740（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−169939（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】ウエハをセットして回転する回転テーブル
と、 該回転テーブルをＸ軸およびＹ軸方向に位置調整するX,
Yステージと、 前記ウエハの外周位置を光学顕微鏡を通して検出する撮
像手段と、 前記回転テーブルの中心を基準にして前記ウエハの所定
回転角ごとの外周位置データのある点ｉ゜と前記点ｉ゜
より180゜離れた外周位置データのある点ｉ゜＋180゜の
間を結ぶ距離の度数分布をとり、この度数分布内の距離
最頻値Ｒを算出する手段と、 前記回転テーブルの中心を基準にして前記ウエハの90゜
間隔の４点ｊ゜,j゜90,J゜180,J゜270の外周位置データ
を取り出して、４点のうちの180゜離れた２点間ｊ゜・
Ｊ゜180を結ぶ距離と２点間ｊ゜90・ｊ゜270を結ぶ距離
がそれぞれ前記距離最頻値Ｒに任意の裕度±ρを加えた
値の範囲内に入るか否かをチェックし、このＲ±ρの範
囲に入る４点の外周位置データを用いて前記回転テーブ
ルに対する前記ウエハの偏心量を求め、この４点外周位
置データを用いた偏心量の計算をウエハの任意の外周範
囲にわたり４点の位置を変えて複数回行なってこの複数
回の計算データを基に偏心量の確度の高い数値を算出す
る演算手段と、 前記算出した偏心量を基に前記X,Yステージを駆動制御
して前記ウエハの位置を整合するステージ制御手段と、
を備えて成ることを特徴とするウエハ整合装置。 - 【請求項２】ウエハをセットして回転する回転テーブル
と、該回転テーブルをＸ軸およびＹ軸方向に微調整する
X,Yステージとを備え、光学顕微鏡及び撮影手段により
前記ウエハの外周位置を検出して、このウエハの外周位
置データを用いて前記回転テーブルの中心に対する前記
ウエハの偏心量を求めてウエハ整合を行なうウエハ整合
方法において、 前記回転テーブルの中心を基準にして前記ウエハの所定
回転角ごとの外周位置データのある点ｉ゜と前記点ｉ゜
より180゜離れた外周位置データのある点ｉ゜＋180゜の
間を結ぶ距離の度数分布をとり、この度数分布内の距離
最頻値Ｒを算出し、 前記回転テーブルの中心を基準にして前記ウエハの90゜
間隔の４点ｊ゜,j゜90,J゜180,J゜270の外周位置データ
を取り出して、４点のうちの180゜離れた２点間ｊ゜・
Ｊ゜180を結ぶ距離と２点間ｊ゜90・ｊ゜270を結ぶ距離
がそれぞれ前記距離最頻値Ｒに任意の裕度±ρを加えた
値の範囲内に入るか否かをチェックし、このＲ±ρの範
囲に入る４点の外周位置データを用いて前記回転テーブ
ルに対する前記ウエハの偏心量を求め、この４点外周位
置データを用いた偏心量の計算をウエハの任意の外周範
囲にわたり４点の位置を変えて複数回行なってこの複数
回の計算データを基に偏心量の確度の高い数値を算出
し、 前記算出した偏心量の平均値を基に前記X,Yステージを
駆動制御してウエハの位置を整合することを特徴とする
ウエハ整合方法。 - 【請求項３】前記偏心量の確度の高い数値の算出は、前
記４点の外周位置データを用いた偏心量の計算をウエハ
の任意の外周範囲にわたり４点の位置を変えて複数回行
なって偏心量の度数分布をとり、この度数分布の偏心量
最頻値に任意の裕度±ρ１を加えた範囲に入る偏心量の
平均値を算出することである請求項２記載のウエハ整合
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1281436A JP2804547B2 (ja) | 1989-10-28 | 1989-10-28 | ウエハ整合装置およびその整合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1281436A JP2804547B2 (ja) | 1989-10-28 | 1989-10-28 | ウエハ整合装置およびその整合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03142853A JPH03142853A (ja) | 1991-06-18 |
| JP2804547B2 true JP2804547B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=17639143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1281436A Expired - Fee Related JP2804547B2 (ja) | 1989-10-28 | 1989-10-28 | ウエハ整合装置およびその整合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2804547B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2662524B2 (ja) * | 1991-07-12 | 1997-10-15 | 理学電機工業株式会社 | Ｘ線分析における試料の方位の判定方法および装置 |
| JP3973112B2 (ja) * | 1995-06-07 | 2007-09-12 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | ウェーハの向き整合システム |
| WO2002061367A1 (fr) * | 2001-01-31 | 2002-08-08 | Nikon Corporation | Procede et dispositif de detection de position, procede et dispositif d'exposition, et support d'enregistrement de programmes et d'informations |
| JP5484821B2 (ja) * | 2009-08-13 | 2014-05-07 | 株式会社ディスコ | 検出方法 |
| JP5508114B2 (ja) * | 2010-04-26 | 2014-05-28 | 株式会社ディスコ | 研削装置 |
| JP2013016747A (ja) * | 2011-07-06 | 2013-01-24 | Tokyo Electron Ltd | 基板位置合わせ方法、基板位置合わせ装置、コンピュータプログラム、及びコンピュータ可読記憶媒体 |
| JP6324642B1 (ja) * | 2018-02-02 | 2018-05-16 | 直江津電子工業株式会社 | 厚さ測定装置、制御装置および厚さ測定方法 |
| CN110411344B (zh) * | 2019-08-06 | 2021-07-20 | 北京半导体专用设备研究所（中国电子科技集团公司第四十五研究所） | 一种校准方法、校准装置、校准系统及电子设备 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62237743A (ja) * | 1986-04-09 | 1987-10-17 | Hitachi Ltd | ウエハ整合装置 |
| JP2675307B2 (ja) * | 1987-08-28 | 1997-11-12 | 株式会社日立製作所 | プリアライナー装置 |
| JP2729297B2 (ja) * | 1987-12-24 | 1998-03-18 | 株式会社ダイヘン | 半導体ウエハのセンタ合せ装置 |
| JPH01209740A (ja) * | 1988-02-17 | 1989-08-23 | Fujitsu Ltd | 半導体基板の位置決め方法 |
-
1989
- 1989-10-28 JP JP1281436A patent/JP2804547B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03142853A (ja) | 1991-06-18 |
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