JP3178514B2 - ウェーハプリアライメント装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はウェーハプリアライ
メント装置に係り、特にプローバ等のウェーハ検査装置
でウェーハを検査する前にウェーハの位置を所定の位置
に位置決めするウェーハプリアライメント装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】プローバ等でウェーハをチャックに載置
する前に、あらかじめその角度方向を一定の方向に合わ
せる操作を行う。この操作のことをプリアライメントと
呼んでいるが、従来のプリアライメントは、次のような
方法で行っていた。まず、ウェーハテーブル上にウェー
ハを載置し、その載置されたウェーハの外周部に向けて
投光部から光を当てる。そして、この状態でウェーハを
１回転させる。前記投光部から出射された光は、受光部
で受光されるが、前記ウェーハの外周部には、オリフラ
（又はノッチ）が形成されているため、前記ウェーハを
１回転させると、そのオリフラの部分で前記受光部で受
光される受光量が変化する。この変化する受光量からウ
ェーハに形成されたオリフラの位置を割り出し、そのオ
リフラが所定の方向に位置するように前記ウェーハを回
転させることにより、ウェーハの角度方向を所定の方向
に合わせている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法では、ウェーハの素材がガラス等の透明体で、か
つ、表面にパターンが形成されている場合には、オリフ
ラ（又はノッチ）の光量変化よりも、パターンの有無に
よる光量変化の方が大きいため、正確にプリアライメン
トすることが困難であるという欠点があった。

【０００４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、ウェーハの素材等に関わらず正確にウェーハを
プリアライメントすることができるウェーハプリアライ
メント装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、ウェーハの外周に形成されたオリフラ又は
ノッチの位置を検出し、そのオリフラ又はノッチを所定
の方向に位置させて、前記ウェーハを所定の位置に位置
決めするウェーハプリアライメント装置において、前記
ウェーハを支持するウェーハテーブルと、前記ウェーハ
テーブルを回転させるモータと、前記ウェーハテーブル
に支持されたウェーハに対して進退移動自在に設けられ
た移動部材と、前記移動部材を前記ウェーハの方向に付
勢して、前記移動部材を前記ウェーハの外周に押圧当接
させる付勢部材と、前記ウェーハの外周に押圧当接させ
た移動部材の変位を検出する検出手段と、前記モータを
１回転させたときの前記検出手段の検出結果から前記移
動部材の変位が最大になる位置を求めることにより前記
ウェーハに形成されたオリフラ又はノッチの位置を割り
出し、そのオリフラ又はノッチが所定の方向に位置する
ように前記モータの回転を制御する制御手段と、からな
ることを特徴とする。

【０００６】本発明によれば、ウェーハの外周に押圧当
接させた移動部材の変位量からウェーハに形成されたオ
リフラ又はノッチの位置を割り出し、ウェーハのプリア
ライメントを行う。すなわち、ウェーハを１回転させる
と、そのウェーハの外周部に押圧当接させた移動部材
は、ウェーハのオリフラ部又はノッチ部で、その位置が
最大に変位するので、この移動部材の変位が最大になる
位置を求めることによりウェーハに形成されたオリフラ
又はノッチの位置を割り出し、そのオリフラ又はノッチ
が所定の方向に位置するようにウェーハを回転させてウ
ェーハのプリアライメントを行う。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るウェーハプリアライメント装置の好ましい実施の形態
について詳説する。図１は、本発明に係るウェーハプリ
アライメント装置の実施の形態の構成を示す平面図であ
り、図２は、その側面図である。

【０００８】同図に示すように、前記ウェーハプリアラ
イメント装置１０は、ウェーハＷを保持するウェーハ保
持部１２、そのウェーハ保持部１２で保持されたウェー
ハＷの外周にローラ２０を押圧当接させるローラ駆動部
１４、そのウェーハＷの外周に押圧当接させたローラ２
０の変位を検出する変位検出部１６、及び、装置の制御
を行う制御部１８から構成されている。

【０００９】まず、前記ウェーハ保持部１２の構成につ
いて説明する。図１及び図２に示すように、ベースプレ
ート２２上には、円柱状に形成されたハウジング２４が
設置されている。このハウジング２４内には、図示しな
いモータが内蔵されており、該モータのスピンドルに
は、ウェーハテーブル２６が連結されている。前記ウェ
ーハＷは、前記ウェーハテーブル２６上に載置され、真
空吸着されることによって、そのウェーハテーブル２６
上に保持される。そして、このウェーハテーブル２６上
に保持されたウェーハＷは、前記ハウジング２４内に内
蔵されたモータを駆動することにより回転する。

【００１０】次に、前記ローラ駆動部１４の構成につい
て説明する。前記ベースプレート２２上のほぼ中央位置
には、図中縦方向に沿って第１ガイドレール２８が敷設
されている。この第１ガイドレール２８上には、スライ
ダ３０を介してスライドベース３２がスライド移動自在
に支持されている。前記第１ガイドレール２８の左側部
近傍には、前記第１ガイドレール２８の敷設方向に沿っ
てシリンダ３４が配設されている。前記スライドベース
３２は、このシリンダ３４のロッドと連結部材３６を介
して連結されており、該シリンダ３４のロッドを伸縮さ
せることにより、前記第１ガイドレール２８上をスライ
ド移動する。なお、前記スライドベース３２は、前記シ
リンダ３４のロッドを伸張させることにより、前記ウェ
ーハテーブル２６に近づく方向（図１中上方向）に移動
し、前記シリンダ３４のロッドを収縮させることによ
り、前記ウェーハテーブル２６から離れる方向（図１中
下方向）に移動する。

【００１１】前記スライドベース３２上には、前記第１
ガイドレール２８の敷設方向と同一方向に第２ガイドレ
ール３８が敷設されている。この第２ガイドレール３８
上には、スライダ４０を介してスライドプレート４２が
スライド移動自在に支持されている。前記スライドベー
ス３２と前記スライドプレート４２とは、互いにスプリ
ング４４によって連結されている。すなわち、スプリン
グ４４は、その一端をスライドベース３２に植設された
ピン３２Ａに連結され、他端をスライドプレート４２に
植設されたピン４２Ａに連結されている。この結果、前
記スライドプレート４２は、このスプリング４４の作用
によって、常に前記ウェーハテーブル２６に近づく方向
（図１中上方向）に付勢されている。

【００１２】前記ウェーハＷの外周に押圧当接させるロ
ーラ２０は、前記スライドプレート４２上に立設された
支柱４６の先端部に回動自在に支持されている。ここ
で、前記ローラ２０を前記ウェーハテーブル２６上に保
持されたウェーハＷの外周に押圧当接させる場合につい
て説明する。まず、前記シリンダ３４のロッドを収縮さ
せた状態で、前記ウェーハテーブル２６上にウェーハＷ
を載置する。このとき、ウェーハＷの中心とウェーハテ
ーブル２６の回転中心とが一致するようにウェーハＷを
載置する。そして、ウェーハＷを載置したのち、そのウ
ェーハＷを真空吸着してウェーハテーブル２６上に保持
する。

【００１３】次に、収縮させておいたシリンダ３４のロ
ッドを所定量伸張させる。このシリンダ３４のロッドに
は、スライドベース３２が連結されているので、前記ロ
ッドが伸張させることにより、前記スライドベース３２
が、前記第１ガイドレール２８上を前記ウェーハテーブ
ル２６に近づく方向（図１中上方向）に移動する。ここ
で、前記ローラ２０が設けられたスライドプレート４２
は、前記スライドベース３２上に設けられている。した
がって、前記スライドベース３２が移動することによ
り、前記ローラ２０も前記ウェーハテーブル２６に保持
されたウェーハＷに向かって移動する。この結果、前記
ローラ２０が前記ウェーハテーブル２６上のウェーハＷ
の外周に当接する。

【００１４】また、前記ローラ２０が前記ウェーハＷの
外周を押圧する押圧力は、次のように発生する。前記ス
ライドベース３２は、前記シリンダ３４のロッドに連結
されているため、前記ロッドの伸張量を同じ移動量で移
動する。したがって、前記シリンダ３４のロッドが所定
量伸張することにより、前記スライドベース３２は、所
定の位置（以下、押圧位置という）に移動する。

【００１５】一方、前記ローラ２０は、前記スライドベ
ース３２が、前記押圧位置に到達する前に、前記ウェー
ハＷの外周に当接する。したがって、前記ローラ２０が
前記ウェーハの外周に当接した後は、前記スライドベー
ス３２のみが移動することになる。ここで、前記スライ
ドベース３２と前記スライドプレート４２とは、スプリ
ング４４で連結されているため、前記スライドベース３
２のみが移動すると、その互いを連結するスプリング４
４が伸張する。この結果、前記ローラ２０が前記スプリ
ング４４による付勢力で前記ウェーハＷの外周に押圧さ
れることとなる。

【００１６】以上のように、前記ウェーハＷの外周に押
圧当接されたローラ２０は、ウェーハＷの外周面に常に
当接し、ウェーハＷの外周面に追従することができる。
次に、前記変位検出部１６の構成について説明する。ベ
ースプレート２２上には、ポスト４８が垂直に立設され
ている。このポスト４８には、所定の間隔をもって投光
ユニット５０と受光ユニット５２が水平に支持されてい
る。

【００１７】前記投光ユニット５０には、投光部５４が
設けられており、前記受光ユニット５２には、この投光
部５４と対向するよう受光部５６が設けられている。前
記投光部５４からは、前記受光部５６に向けて光を出射
し、前記受光部５６では、その投光部５４から出射され
た出射光の受光量を検出する。そして、その受光部５６
で検出された受光量の検出値は、前記制御部１８に出力
される。

【００１８】前記投光部５４と前記受光部５６との間に
は、投光部５４から出射された出射光を遮光する遮光部
材５８が配置されている。この遮光部材５８は、前記ス
ライドプレート４２に固着されており、前記スライドプ
レート４２の移動、すなわち、前記ローラ２０の移動に
連動して移動し、前記投光部５４からの出射光の光量を
遮光する。この結果、前記受光部５６で検出される受光
量は、前記ローラ２０の変位量と１対１で対応する。

【００１９】前述したように、前記受光部５６で検出さ
れた受光量は前記制御部１８に出力される。制御部１８
は、内蔵する演算手段によって、その検出結果に基づい
て前記ローラ２０の変位を算出する。そして、前記制御
部１８は、前記ウェーハＷを１回転させたときの前記ロ
ーラ２０の変位から前記ウェーハＷに形成されたオリフ
ラＯＦ又はノッチＮＯの位置を算出し、そのオリフラＯ
Ｆ又はノッチＮＯが所定の方向に位置するように前記ウ
ェーハテーブル２６の回転を制御する。

【００２０】前記のごとく構成された本発明に係るウェ
ーハプリアライメント装置の実施の形態の作用は次の通
りである。まず、シリンダ３４のロッドを収縮させた状
態で、ウェーハテーブル２６上にウェーハＷを載置す
る。このとき、ウェーハＷの中心とウェーハテーブル２
６の回転中心とが一致するようにウェーハＷを載置す
る。そして、ウェーハＷを載置したのち、そのウェーハ
Ｗを真空吸着してウェーハテーブル２６上に保持する。

【００２１】次に、収縮させておいたシリンダ３４のロ
ッドを所定量伸張させる。この結果、スライドベース３
２が所定の押圧位置に位置するとともに、ローラ２０
が、前記ウェーハテーブル２６に保持されたウェーハＷ
の外周に押圧当接される。前記ウェーハＷの外周にロー
ラ２０が押圧当接されると、次に、ウェーハテーブル２
６が駆動され、ウェーハＷが１回転する（３６０°回転
する。）。これと同時に、変位検出部１６において、ロ
ーラ２０の変位が検出される。

【００２２】ここで、前記ウェーハＷの外周に当接され
たローラ２０は、常にウェーハＷの外周に当接し、ウェ
ーハＷの外周面に追従して移動する。したがって、前記
ウェーハＷの円形部に当接している間は変位しないが、
ウェーハＷのオリフラＯＦに当接することにより変位す
る。この変位は、オリフラＯＦの中央部で最大となるた
め、ウェーハＷを１回転させたとき、何度の位置で変位
が最大となるかを検出することにより、オリフラＯＦの
位置を割り出すことができる。

【００２３】そして、オリフラＯＦの位置が検出されれ
ば、ウェーハＷを何度回転させれば、そのオリフラＯＦ
が所定の方向に位置するかが算出できるので、その算出
結果から、ウェーハテーブルＷを所定量回転させて、オ
リフラＯＦを所定の方向に位置させる。たとえば、オリ
フラＯＦを合わすべき方向がローラ２０の接触点から９
０°の方向に設定されていたとする。そして、ローラ２
０の変位の最大値が、検出開始から２０°の位置で検出
されたとする。この場合は、ウェーハＷを７０°回転さ
せれば、所定の位置にオリフラＯＦが位置する。

【００２４】このように、本実施の形態のウェーハプリ
アライメント装置によれば、ウェーハＷの外周部に押圧
当接するローラの変位からウェーハＷのオリフラＯＦの
位置を割り出すようにしているため、いかなる素材のウ
ェーハＷであっても正確にプリアライメントすることが
できる。なお、上述した実施の形態では、オリフラ付き
ウェーハＷをプリアライメントする場合について説明し
たが、ノッチ付きウェーハの場合は、図１に示すローラ
２０に変えて小径のローラ（ニードル状のもの）を使用
して検出する。これにより、ノッチの形状に沿って変位
を検出することができる。

【００２５】また、本実施の形態では、ローラ２０の変
位を光学式の検出手段で検出したが、これに限定される
ものではなく、他の検出手段を用いてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
いかなる素材のウェーハであっても正確にプリアライメ
ントすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るウェーハプリアライメント装置の
実施の形態の平面図

【図２】図１の側面図

【符号の説明】

１０…ウェーハプリアライメント装置 １２…ウェーハ保持部 １４…ローラ駆動部 １６…変位検出部 １８…制御部 ２０…ローラ ２６…ウェーハテーブル ３４…シリンダ ４２…スライドプレート ４４…スプリング ５４…投光部 ５６…受光部 ５８…遮光部材 Ｗ…ウェーハ ＯＦ…オリフラ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェーハの外周に形成されたオリフラ又
   はノッチの位置を検出し、そのオリフラ又はノッチを所
   定の方向に位置させて、前記ウェーハを所定の位置に位
   置決めするウェーハプリアライメント装置において、 前記ウェーハを支持するウェーハテーブルと、 前記ウェーハテーブルを回転させるモータと、 前記ウェーハテーブルに支持されたウェーハに対して進
   退移動自在に設けられた移動部材と、 前記移動部材を前記ウェーハの方向に付勢して、前記移
   動部材を前記ウェーハの外周に押圧当接させる付勢部材
   と、 前記ウェーハの外周に押圧当接させた移動部材の変位を
   検出する検出手段と、 前記モータを１回転させたときの前記検出手段の検出結
   果から前記移動部材の変位が最大になる位置を求めるこ
   とにより前記ウェーハに形成されたオリフラ又はノッチ
   の位置を割り出し、そのオリフラ又はノッチが所定の方
   向に位置するように前記モータの回転を制御する制御手
   段と、 からなることを特徴とするウェーハプリアライメント装
   置。
2. 【請求項２】 前記検出手段は、 投光部と、 前記投光部に対向して設けられた受光部と、 前記移動部材に連結されるとともに、前記投光部と受光
   部との間に配置され、前記移動部材の変位に連動して移
   動することにより、前記投光部からの出射光の一部又は
   全部を遮光する遮光部材と、 前記受光部によって検出された受光量に基づいて前記移
   動部材の変位を算出する演算手段と、 からなることを特徴とする請求項１記載のウェーハプリ
   アライメント装置。
3. 【請求項３】 プリアライメントをするウェーハは、透
   明ウェーハであることを特徴とする請求項１記載のウェ
   ーハプリアライメント装置。