JPH0254551A - ウエハの光学的プリアライメント装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、光センサを用いて、ウェハのプリアライメン
トを行う光学的プリアライメント装置に関する。

（従来の技術） 従来から、ウェハのオリエンテーション・フラット（以
下、これをＯＦと称す）を利用して、このウェハのプリ
アライメント（事前位置合せ）を行う装置として、例え
ば特公昭５５−３９９０１号公報等に記載されているよ
うに光センサを用いたプリアライメント装置がある。

次にこの光学的プリアライメント装置の構成について説
明する。

第２図および第３図に示すように、装置全体を支持する
とともに図中Ｙ方向に移動自在とされたＹステージ１上
には、昇降自在なＺステージ２が設けられており、さら
にこのＺステージ２上には、ウェハ３を載せて所定の回
転動作を行うサブチャック４が設けられている。またこ
のサブチャック４と２ステージ２との間には、ウェハ３
の図中Ｘ方向に対する位置補正を行うためのピンセット
５が設けられている。

さらにＺステージ２には、そのステージ面に設けられた
センサスリット６を介してステージ面に対し垂直上向き
にセンサ光を発する発光素子７が配置されており、一方
、Ｚステージ２の上方には発光素子７からのセンサ光を
受光する受光素子８がセンサ保持部材９において下向き
に保持されている。

第４図は受光素子からの出力をＣＰＵに出力する信号処
理回路の構成を示すブロック図である。

同図に示すように、この信号処理回路は、受光素子８か
らの出力電流を電圧に変換する電流／電圧変換回路１１
と、この電流／電圧変換回路１１から出力された電圧の
高周波成分を除去するローパスフィルタ１２と、ローパ
スフィルタ１２を通過した電圧のサンプリングを行うサ
ンプルホールド回路］３と、サンプルホールド回路１３
にホールドされた電圧をディジタル信号に変換してこれ
をＣＰＵ１４に転送するＡ／Ｄコンバータ１５とから構
成されている。

そして以上のように構成された光学的プリアライメント
装置におけるウェハ３のプリアライメントの実行は次の
ような動作によりなされる。

まずサブチャック４上にウェハ３を載せ、このサブチャ
ック４の回転動作と発光素子７の発光を開始させる。発
光素子７から発射されたセンサ光はセンサスリット６を
通過して、ウェハ３の周縁部で部分的に遮断され、その
残りのセンサ光が受光索子８で受光される。これにより
受光素子８の出力は、電流／電圧変換回路１１において
電流から電圧に変換され、さらにローパスフィルタ１２
、サンプル車ごルド回路１３を介してＡ／Ｄコンバータ
１５に人力されることによりディジタル信号に変換され
てＣＰＵ１４に出力される。

この結果、第５図に示すように、ウェハ３のＯＦとザブ
チャック４の中心位置からのウェハ３の偏心量が検出さ
れる。この後、ＣＰＵ１４はその算出結果に基づいてＹ
ステージ１の移動によるＹ方向の位置補正と、サブチャ
ック４をピンセット５上に載せてＸ方向の位置補正を行
う。そしてこれらの位置補正が終了した後、次にサブチ
ャック４を所定の角度回転させてウェハ３のＯＦの位置
合せを行う。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来からの光学的プリアライ
メント装置では、受光素子の出力変化に基づいてウェハ
のＯＦを検出しているため、ウェハの直径が小さなもの
になると、そのウェハの微小なＯＦを正確に検出するこ
とが困難になり、高い精度でウェハのプリアライメント
を行うことが難しくなるという問題があった。

本発明はこのような事情に対処してなされたものであり
、直径の小さなウェハに対しても、このウェハの微小な
ＯＦの正確な検出を行うことができ、高い精度でウェハ
のプリアライメントを行うことのできるウェハの光学的
プリアライメント装置の提供を目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のウェハの光学的プリアライメント装置は上記し
た目的を達成するために、ウェハを回転させつつこのウ
ェハの周縁の変化を、発光素子と受光素子とを用いて光
学的に検出゛し、ウェハのアライメントを行う装置にお
いて、受光素子の出力に対しウェハの直径に応じた変更
を加える出力変更手段と、この出力変更手段により変更
された受光素子の出力をウェハの直径に基づき予め設定
された増幅度で増幅する可変増幅回路とを備えたことを
特徴としている。

（作　用） すなわち、本発明のウェハの光学的プリアライメント装
置では、出力変更手段において、受光素子の出力に対し
ウェハの直径に応じた変更を加え、可変増幅回路におい
て、出力変更手段により変更された受光素子の出力をウ
ェハの直径に基づき予め設定された増幅度で増幅するよ
うにしたので、直径の小さなウェハに対しても、微小な
ＯＦの正確な検出を行うことができ、高い精度でウェハ
のプリアライメントを行うことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

この実施例における光学的プリアライメント装置には次
のような信号処理回路が備えられている。

すなわち、第１図に示されるように、この信号処理回路
は、発光素子からのセンサ光を受光してこれを電流に変
換する受光素子２１と、受光素子２１から出力された電
流を電圧に変換する電流／電圧変換回路２２と、電流／
電圧変換回路２２から出力された電圧の高周波成分を除
去するローパスフィルタ２３と、ローパスフィルタ２３
を通過した電圧を、ウェハの直径に応じて予め設定され
た増幅度で増幅する可変利得増幅回路２４と、増幅され
た電圧をサンプリングするサンプルホールド回路２５と
、サンプルホールド回路２５にホールドされた電圧をデ
ィジタル信号に変換してＣＰＵ２６に転送するためのＡ
／Ｄコンバータとヲ備えて構成されている。

また上述した可変利得増幅回路２４は、増幅器２８と、
この増幅器２８とローパスフィルタ２３との間に介挿さ
れた抵抗Ｒａと、ＣＰＵ２６からの指令に基づいて増幅
器２８における増幅度を設定するためのセレクタ２９と
、このセレクタ２９と増幅器２８の入力側との間に介挿
された抵抗Ｒｂと、セレクタ２９においてこの信号処理
回路との接続が選択される抵抗Ｒｃ　ＳＲｄ　ＳＲｅ　
％Ｒｆと、ＣＰＵ２６からの信号に応じた電圧を抵抗Ｒ
ｇを介して増幅器２８に付加するＤ／Ａコンバータ３０
とを備えて構成されている。

この可変利得増幅回路２４での増幅度の設定は、セレク
タ２９において、４つの抵抗Ｒｃ、Ｒｄ。

Ｒｅ、Ｒｆのうちのど“れを回路に接続するかによって
なされる。

ここで抵抗Ｒａ、Ｒｂ５ＲｃＳＲｄのそれぞれ抵抗値を
「１」、抵抗Ｒｅの抵抗値を「２」、抵抗Ｒｆの抵抗値
を「４」とすると、増幅度は、例えばセレクタ２９にお
いてａ点を接続したとき「ｌ」、ｂ点を接続したとき「
２」、０点を接続したとき「４」となる。したがってこ
のセレクタ２９においては、合計４種類の増幅度の設定
が可能とされている。

また上述したＤ／Ａコンバータ３０から出力電圧は、プ
リアライメントの対象となるウェハの直径が変更しても
、増幅器２８から出力される検出処理のための基準電圧
がある一定のレベルに保たれるようウェハの直径の変更
に応じてその都度設定されるようになっている。

すなわち、直径の小さなウェハのＯＦを検出する場合、
発光素子からのセンチ光を遮断する部分が少なくなるた
め、その分受光素子２１からの出力が大となる。

したがって、この場合、Ｄ／Ａコンバータ３０から、受
光素子２１側からの出力電圧をレベルダウンされるため
の電圧を出力することによりＯＦ検出のための基準電圧
を確保する。

次にこの実施例装置における信号処理回路の動作を説明
する。

まず、この光学的プリアライメント装置におけるアライ
メント開始にあたり、ウェハの直径に応じた可変利得増
幅回路２４の増幅度をセレクタ２９において設定すると
ともに、Ｄ／Ａコンバータ３０から出力すべき電圧を設
定する。

増幅度の設定完了後、サブチャックの回転動作とともに
発光素子からのセンサ光の発光が開始される。これによ
り受光素子２１において、ウェハの周縁部で遮断された
以外のセンサ光が受光され、その受光量に応じた電流が
発生する。

この後、この発生電流は、電流／電圧変換回路２２にお
いて電圧に変換され、ローパスフィルタ２３を介して可
変利得増幅回路２４の増幅器２８に出力される。これと
同時にＤ／Ａコンバータ３０から増幅器２８にＣＰＵ２
６からの信号に応じた電圧が印加される。そしてこれら
の電圧は、可変利得増幅回路２４において予め設定され
た増幅度で増幅されてサンプルホールド回路２５に出力
され、ここでサンプリングが行われる。そしてこのサン
プルホールド回路２５にホールドされた電圧は、Ａ／Ｄ
コンバータ２７においてディジタル信号に変換されてＣ
ＰＵ２６に出力される。

かくしてこの実施例のウェハの光学的プリアライメント
装置によれば、ウェハの直径に基づき可変利得増幅回路
２４の増幅度とＤ／Ａコンバータ３０からの印加電圧を
それぞれ設定することにより、ウェハの直径に応じたＯ
Ｆの検出処理を行うことができるので、直径の小さなウ
ェハに対しても、微小なＯＦの正確な検出を行うことが
でき、高い精度でウェハのプリアライメントを行うこと
が可能となる。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、出力変更手段にお
いて、受光素子の出力に対しウェハの直径に応じた変更
を加え、可変増幅回路において、出力変更手段により変
更された受光素子の出力をウェハの直径に基づき予め設
定された増幅度で増幅するようにしたので、直径の小さ
なウェハに対しても、微小なＯＦの正確な検出を行うこ
とができ、高い精度でウェハのプリアライメントを行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のウェハの光学的プリアライ
メント装置における信号処理回路の構成を説明するため
のブロック図、第２図は従来からのウェハの光学的プリ
アライメント装置の構成を説明するための斜視図、第３
図は第２図の側面断面図、第４図は第１図の光学的プリ
アライメント装置における信号処理回路の構成を説明す
るためのブロック図、第５図はウェハの回転角度と受光
素子の出力電流との関係を示す図である。 ２１・・・受光素子、２２・・・電流／電圧変換回路、
２３・・・ローパスフィルタ、２４・・・可変利得増幅
回路、２５・・・サンプルホールド回路、２６・・・Ｃ
ＰＵ。 ２７・・・Ａ／Ｄコンバータ、２８・・・増幅器、２９
・・・セレクタ、３０・・・Ｄ／Ａコンバータ。 出願人　　　　　東京エレクトロン株式会社代理人　弁
理士　須　山　佐　− （ほか］名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ウェハを回転させつつこのウェハの周縁の変化を
   、発光素子と受光素子とを用いて光学的に検出し、前記
   ウェハのアライメントを行う装置において、前記受光素
   子の出力に対し前記ウェハの直径に応じた変更を加える
   出力変更手段と、この出力変更手段により変更された前
   記受光素子の出力を前記ウェハの直径に基づき予め設定
   された増幅度で増幅する可変増幅回路とを備えたことを
   特徴とするウェハの光学的プリアライメント装置。