JPH0334215B2 - - Google Patents
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- JPH0334215B2 JPH0334215B2 JP60175380A JP17538085A JPH0334215B2 JP H0334215 B2 JPH0334215 B2 JP H0334215B2 JP 60175380 A JP60175380 A JP 60175380A JP 17538085 A JP17538085 A JP 17538085A JP H0334215 B2 JPH0334215 B2 JP H0334215B2
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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半導体基板の
プリアライメント機構に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a pre-alignment mechanism for semiconductor substrates in semiconductor manufacturing equipment.
従来、この種のプリアライメント機構は第５図
に示す様に、全てオリエンテーシヨンフラツトを
用いていた。この様な従来方式には第５図ａの様
に機械的にプリアライメントを実施するものと、
第５図ｂ，ｃの様にSPDとパルスモーターによ
りプリアライメントを実施するものがある。図に
おいて１，２はオリフラ検出ローラー、３は位置
決め及び回転ローラー、４は押し付けローラであ
る。また５は発光ダイオード、６はシリコン・フ
オト・ダイオード、７はパルスモーター、８は真
空チヤツクである。
Conventionally, all pre-alignment mechanisms of this type have used an orientation flat, as shown in FIG. Such conventional methods include one in which pre-alignment is performed mechanically as shown in Figure 5a,
As shown in Figures 5b and 5c, there is a system that performs prealignment using an SPD and a pulse motor. In the figure, 1 and 2 are orientation flat detection rollers, 3 is a positioning and rotating roller, and 4 is a pressing roller. Further, 5 is a light emitting diode, 6 is a silicon photo diode, 7 is a pulse motor, and 8 is a vacuum chuck.
従来の半導体基板のプリアライメント機構は半
導体基板のオリエンテーシヨンフラツトを用いて
機械的に位置決めをしたり、SPDやパルスモー
ターを用いて、オリエンテーシヨンフラツトを検
出し、プリアライメントを実施している為、再現
精度が半導体基板に付着したゴミや汚れ等により
悪くなり、またプリアライメント精度の絶対値も
悪くなるという欠点があつた。
Conventional semiconductor substrate pre-alignment mechanisms use the orientation flat of the semiconductor substrate for mechanical positioning, or use SPD or pulse motors to detect the orientation flat and perform pre-alignment. As a result, the reproducibility accuracy deteriorates due to dust and dirt adhering to the semiconductor substrate, and the absolute value of the prealignment accuracy also deteriorates.
本発明は高精度かつ再現精度の高いプリアライ
メントを実施可能にする機構を提供するものであ
る。 The present invention provides a mechanism that makes it possible to perform prealignment with high accuracy and high reproducibility.
上記目的を達成するため、本発明による半導体
基板のプリアライメント機構においては、第１、
第２、第３の光学系と、基準マークと、デイテク
ターと、信号処理部と、制御部と、回転テーブル
及びＸ−Ｙステージとを有する半導体基板のプリ
アライメント機構であつて、
第１、第２、第３の光学系は、回転テーブル上
の半導体基板の同一円周上の位置に直線状に付さ
れた３種類の検知用マークをそれぞれ別個に光学
的に撮像して検知するものであり、
３種類の検知用マークの内、２種類は半導体基
板上の同一直線上に付され、他の１種類は、前記
２種類のマークと直交して付されたものであり、
基準マークは、３種類の検知用マークの角度の
基準となるものであり、光学的に検知された３種
類の検知用マークの撮像信号は基準マークと同一
平面に形成され、
デイテクターは、３種類の検知用マークの撮像
信号と基準マークとの関係位置を検知してその検
知信号を信号処理部に入力するものであり、
信号処理部は、デイテクターによる検知信号と
基準マークと各検知用マークの撮像信号との平行
度のずれを検知するとともに信号処理して制御部
にずれの補正指令を出力するものであり、
制御部は、信号処理部からの出力に基づき、Ｘ
−Ｙステージ及び回転テーブルの駆動指令を出力
するものであり、
Ｘ−Ｙステージ及び回転テーブルは、半導体基
板を支え、制御部からの指令を受けて基準マーク
と、３種類の検知用マークの各撮像信号とが平行
になるまで繰返し半導体基板を平面の２軸方向及
び回転方向に駆動するものである。
In order to achieve the above object, in the semiconductor substrate pre-alignment mechanism according to the present invention, first,
A semiconductor substrate pre-alignment mechanism comprising second and third optical systems, a reference mark, a detector, a signal processing section, a control section, a rotary table and an X-Y stage, the 2. The third optical system is for detecting three types of detection marks attached linearly at positions on the same circumference of the semiconductor substrate on the rotary table by separately optically imaging them. Of the three types of detection marks, two types are placed on the same straight line on the semiconductor substrate, and the other type is placed perpendicular to the two types of marks, and the reference mark is: It serves as a reference for the angle of the three types of detection marks, and the image signals of the three types of detection marks that are optically detected are formed on the same plane as the reference mark. The sensor detects the relative position between the imaging signal of the detector and the reference mark, and inputs the detection signal to the signal processing section.The signal processing section combines the detection signal from the detector with the imaging signal of the reference mark and each detection mark. It detects the deviation in parallelism, processes the signal, and outputs a correction command for the deviation to the control unit.The control unit, based on the output from the signal processing unit,
- It outputs drive commands for the Y stage and rotary table. The semiconductor substrate is repeatedly driven in two plane axial directions and in a rotational direction until the imaging signal becomes parallel to the imaging signal.
半導体基板上の複数の検知用マークの各々の撮
像信号と基準マークとの関係から両者の平行度の
ずれを検出し、平行度のずれを補正する方向にＸ
−Ｙステージ及び回転テーブルを駆動するもので
ある。平行度のずれの検出と補正とを繰返し、基
準マークとすべての検知用マークの撮像信号とが
平行になれば、半導体基板のプリアライメントは
終了する。
The deviation in parallelism between the imaging signals of each of the plurality of detection marks on the semiconductor substrate and the reference mark is detected from the relationship between the two, and the
- It drives the Y stage and rotary table. The detection and correction of the parallelism deviation is repeated, and when the reference mark and the imaging signals of all the detection marks become parallel, the pre-alignment of the semiconductor substrate is completed.
次に本発明の一実施例について図面を参照して
説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第２図ａ，ｂは本発明に用いる半導体基板のマ
ーク例である。図中の破線は従来のオリエンテー
シヨンフラツトがあつた所である。９ａはY1マ
ーク、９ｂはY2マーク、９ｃはＸマークである。
第１図に本発明の一実施例の構成図を示す。１０
は基準マーク、１１はY1対物レンズ、１２はY2
対物レンズ、１３はＸ対物レンズ、１４は反射ミ
ラー、１５は回転テーブル、１６はＸ−Ｙステー
ジ、１７はデイテクター、１８はモニター、１９
は90°反転器、２０は信号処理部、２１は演算器、
２２は回転テーブル、１５及びＸ−Ｙステージ１
６の制御部である。 FIGS. 2a and 2b show examples of marks on a semiconductor substrate used in the present invention. The broken line in the figure is where the conventional orientation flat was located. 9a is a Y1 mark, 9b is a Y2 mark, and 9c is an X mark.
FIG. 1 shows a configuration diagram of an embodiment of the present invention. 10
is the reference mark, 11 is the Y 1 objective lens, 12 is the Y 2
Objective lens, 13 is an X objective lens, 14 is a reflection mirror, 15 is a rotary table, 16 is an X-Y stage, 17 is a detector, 18 is a monitor, 19
is a 90° inverter, 20 is a signal processing unit, 21 is an arithmetic unit,
22 is a rotary table, 15 and X-Y stage 1
This is the control section of No. 6.
まず、半導体基板が回転テーブル１５の上に置
かれた後、回転テーブル１５及びＸ−Ｙステージ
１６によりY1マーク９ａ、Y2マーク９ｂ、Ｘマ
ーク９ｃがそれぞれY1対物レンズ１１、Y2対物
レンズ１２、Ｘ対物レンズ１３の下へ移動させら
れる。それぞれのマーク９ａ，９ｂ，９ｃは対物
レンズ１１，１２，１３を通して反射ミラー１４
により基準マーク１０と共にデイテクター１７へ
導かれ、モニター１８に写し出される。同時にデ
イテクター１７から信号処理部２０へ送られ、さ
らに演算器２１を経て回転テーブル１５及びＸ−
Ｙステージ１６の制御部２２へ情報が送られる。
回転テーブル１５及びＸ−Ｙステージ１６はその
情報に従つて動作する。この動作を繰り返しなが
ら基準マークとY1マーク９ａ、Y2マーク９ｂ、
Ｘマーク９ｃの信号を平行にする。 First, after the semiconductor substrate is placed on the rotary table 15, the rotary table 15 and the X-Y stage 16 move the Y1 mark 9a, Y2 mark 9b, and X mark 9c to the Y1 objective lens 11 and the Y2 objective lens, respectively. The lens 12 is moved below the X objective lens 13. The respective marks 9a, 9b, 9c are reflected by the reflecting mirror 14 through the objective lenses 11, 12, 13.
It is guided along with the reference mark 10 to the detector 17 and displayed on the monitor 18. At the same time, the signal is sent from the detector 17 to the signal processing section 20, and further passes through the arithmetic unit 21 to the rotary table 15 and the X-
Information is sent to the control section 22 of the Y stage 16.
The rotary table 15 and the XY stage 16 operate according to the information. While repeating this operation, remove the reference mark, Y1 mark 9a, Y2 mark 9b,
Make the signals of the X mark 9c parallel.
以上の動作を終了すれば、半導体基板のプリア
ライメントが終了する。 When the above operations are completed, the pre-alignment of the semiconductor substrate is completed.
第１図では、デイテクター１７にITVカメラ
を用い、モニター１８の画像を画像処理部２０に
て処理する一実施例である。第３，４図に画像処
理の一実施例を示す。 FIG. 1 shows an example in which an ITV camera is used as the detector 17 and the image on the monitor 18 is processed by the image processing section 20. An example of image processing is shown in FIGS. 3 and 4.
第３図においてY1マーク９ａ、Y2マーク９ｂ、
Ｘマーク９ｃがモニター１８に第３図ａの様に写
つされたとする。この時、それぞれのマーク９
ａ，９ｂ，９ｃの任意の点と、その点からＬだけ
離れた点の２点、つまり合計６点について考え
る。第３図ａに示す様に上記６点と基準マークと
の距離をそれぞれy1、y2、y3、y4、x1、x2とす
る。ここで下記の関係式(1)を満たす様に回転テー
ブル１５を回転させると、第３図ｂの様になる。 In Figure 3, Y 1 mark 9a, Y 2 mark 9b,
Assume that the X mark 9c is displayed on the monitor 18 as shown in FIG. 3a. At this time, each mark 9
Consider two points, an arbitrary point a, 9b, and 9c, and a point L apart from that point, that is, six points in total. As shown in FIG. 3a, the distances between the six points and the reference mark are y 1 , y 2 , y 3 , y 4 , x 1 , and x 2 , respectively. If the rotary table 15 is rotated so as to satisfy the following relational expression (1), the result will be as shown in FIG. 3b.
y1＝y2＝y3＝y4、x1＝x2 ……(1)
この状態で半導体基板上のY1マーク９ａとY2
マーク９ｂは、基準マーク１０に対して平行にな
つている。つまり半導体基板の結晶方向は基準マ
ーク１０に対して一定の角度を持つた位置にある
ことになる。しかし半導体基板は理想的な位置に
対してＸ方向及びＹ方向にずれている。 y 1 = y 2 = y 3 = y 4 , x 1 = x 2 ...(1) In this state, the Y 1 mark 9a and Y 2 on the semiconductor substrate
The mark 9b is parallel to the reference mark 10. In other words, the crystal direction of the semiconductor substrate is at a position at a constant angle with respect to the reference mark 10. However, the semiconductor substrate is shifted in the X direction and the Y direction with respect to the ideal position.
ここで、半導体基板が理想的な位置にある時の
マーク９ａ及び９ｂと基準マーク１０との距離を
Ｙ及びＸとする。 Here, let Y and X be the distances between the marks 9a and 9b and the reference mark 10 when the semiconductor substrate is in an ideal position.
第３図ａのy1、y2、y3、y4、x1、x2が第３図ｂ
に示す様にy1′＝y2′＝y3′＝y4′、x1′＝x2′になつ
た
とすると、次式(2)を満たす様にＸ−Ｙステージ１
６を移動させれば、半導体基板のプリアライメン
ト動作は終了する。 y 1 , y 2 , y 3 , y 4 , x 1 , x 2 in Figure 3 a are in Figure 3 b
As shown in , if y 1 ′=y 2 ′=y 3 ′=y 4 ′, x 1 ′=x 2 ′, then
6 is moved, the pre-alignment operation of the semiconductor substrate is completed.
y1′＝y2′＝y3′＝y4′＝Ｙ x1′＝x2′＝Ｘ ……(2)
第４図に画像処理の一実施例を示す。第３図ａ
のY1マーク９ａを例にとつてみると、Y1マーク
９ａと基準マーク１０により第４図の様な信号が
出る。それぞれの信号の中心の距離をy1及びy2と
おく。この様にして上記のy1、y2、y3、y4、x1、
x2等の距離を求め演算に用いる。y 1 ′=y 2 ′=y 3 ′=y 4 ′=Y x 1 ′=x 2 ′=X (2) FIG. 4 shows an example of image processing. Figure 3a
Taking the Y1 mark 9a as an example, the Y1 mark 9a and the reference mark 10 produce a signal as shown in FIG. Let the distances between the centers of each signal be y 1 and y 2 . In this way, the above y 1 , y 2 , y 3 , y 4 , x 1 ,
Find the distance such as x 2 and use it for calculation.
本実施例ではデイテクターとしてITVカメラ
を用いたが、画像処理以外の方式も適用可能であ
る。例えば、光とデイテクターによりマーク位置
を検出する方式や、超音波、電子ビームなどによ
りマーク位置を検出する方式などマークの検出方
式は可変であり、その検出方式に合つた信号処理
をすればよい。 Although an ITV camera was used as a detector in this embodiment, methods other than image processing are also applicable. For example, the mark detection method is variable, such as a method of detecting the mark position using light and a detector, or a method of detecting the mark position using ultrasonic waves, electron beams, etc., and signal processing that suits the detection method may be performed.
第２図ａ，ｂのマーク９ａ，９ｂ，９ｃについ
ても形状及び位置は任意のものでよい。 The shapes and positions of the marks 9a, 9b, and 9c in FIGS. 2a and 2b may be arbitrary.
以上説明したように本発明は半導体基板上のマ
ークをデイテクターにより検知し、必要な信号処
理系を介してＸ−Ｙステージや回転機構部へ信号
を、フイードバツクすることにより、高精度な半
導体基板のプリアライメントができ、かつ、その
再現精度も良い。
As explained above, the present invention detects marks on a semiconductor substrate with a detector, and feeds back signals to the X-Y stage and rotation mechanism through the necessary signal processing system, thereby achieving high-precision semiconductor substrate processing. Pre-alignment is possible, and its reproducibility is also good.
本発明では、半導体基板にオリエンテーシヨン
フラツトを設ける必要がない為、半導体基板は高
速回転時の安定性が向上すると共に、半導体基板
の無駄も省けるという利点を有するものである。 In the present invention, since there is no need to provide an orientation flat on the semiconductor substrate, the stability of the semiconductor substrate during high-speed rotation is improved and there is an advantage that waste of the semiconductor substrate can be avoided.
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図
ａ，ｂは本発明に用いる半導体基板上のマーク例
を示す図、第３図ａ，ｂは第１図に示すモニター
の実施例を示す図、第４図は信号処理の実施例を
示す図、第５図ａ，ｃは従来の半導体基板のプリ
アライメント機構図、ｂは第５図ｃの平面図であ
る。
９ａ……Y1マーク、９ｂ……Y2マーク、９ｃ
……Ｘマーク、１０……基準マーク、１１……
Y1対物レンズ、１２……Y2対物レンズ、１３…
…Ｘ対物レンズ、１４……反射ミラー、１５……
回転テーブル、１６……Ｘ−Ｙステージ、１７…
…デイテクター（ITVカメラ）、１８……モニタ
ー、１９……90°回転光学系（像を90°回転させ
る）、２０……信号処理部、２１……演算器、２
２……（回転テーブル、Ｘ−Ｙステージの）制御
部。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIGS. 2 a and b are diagrams showing examples of marks on a semiconductor substrate used in the present invention, and FIGS. 3 a and b are implementations of the monitor shown in FIG. 1. FIG. 4 is a diagram showing an example of signal processing, FIGS. 5a and 5c are diagrams of a conventional pre-alignment mechanism for a semiconductor substrate, and FIG. 5b is a plan view of FIG. 5c. 9a...Y 1 mark, 9b...Y 2 mark, 9c
...X mark, 10...Reference mark, 11...
Y 1 objective lens, 12...Y 2 objective lens, 13...
...X objective lens, 14... Reflection mirror, 15...
Rotary table, 16...X-Y stage, 17...
...Detector (ITV camera), 18...Monitor, 19...90° rotating optical system (rotates the image by 90°), 20...Signal processing unit, 21...Calculating unit, 2
2... (rotary table, X-Y stage) control unit.
Claims (1)
と、デイテクターと、信号処理部と、制御部と、
回転テーブル及びＸ−Ｙステージとを有する半導
体基板のプリアライメント機構であつて、 第１、第２、第３の光学系は、回転テーブル上
の半導体基板の同一円周上の位置に直線状に付さ
れた３種類の検知用マークをそれぞれ別個に光学
的に撮像して検知するものであり、 ３種類の検知用マークの内、２種類は半導体基
板上の同一直線上に付され、他の１種類は、前記
２種類のマークと直交して付されたものであり、 基準マークは、３種類の検知用マークの角度の
基準となるものであり、光学的に検知された３種
類の検知用マークの撮像信号は基準マークと同一
平面に形成され、 デイテクターは、３種類の検知用マークの撮像
信号と基準マークとの関係位置を検知してその検
知信号を信号処理部に入力するものであり、 信号処理部は、デイテクターによる検知信号と
基準マークと各検知用マークの撮像信号との平行
度のずれを検知するとともに信号処理して制御部
にずれの補正指令を出力するものであり、 制御部は、信号処理部からの出力に基づき、Ｘ
−Ｙステージ及び回転テーブルの駆動指令を出力
するものであり、 Ｘ−Ｙステージ及び回転テーブルは、半導体基
板を支え、制御部からの指令を受けて基準マーク
と、３種類の検知用マークの各撮像信号とが平行
になるまで繰返し半導体基板を平面の２軸方向及
び回転方向に駆動するものであることを特徴とす
る半導体基板のプリアライメント機構。[Claims] 1. First, second, and third optical systems, a reference mark, a detector, a signal processing section, a control section,
A pre-alignment mechanism for a semiconductor substrate including a rotary table and an X-Y stage, wherein the first, second, and third optical systems are aligned linearly at positions on the same circumference of the semiconductor substrate on the rotary table. The three types of detection marks attached are detected by optically imaging them separately, and two of the three types of detection marks are attached on the same straight line on the semiconductor substrate, and the other The first type is a mark attached perpendicular to the two types of marks, and the reference mark is a reference mark for the angle of the three types of detection marks, and the reference mark is a mark that is attached perpendicular to the two types of marks. The imaging signal of the detection mark is formed on the same plane as the reference mark, and the detector detects the relative position between the imaging signal of the three types of detection marks and the reference mark, and inputs the detection signal to the signal processing section. Yes, the signal processing unit detects a deviation in parallelism between the detection signal from the detector and the imaging signal of the reference mark and each detection mark, processes the signal, and outputs a correction command for the deviation to the control unit, The control unit controls X based on the output from the signal processing unit.
- It outputs drive commands for the Y stage and rotary table. 1. A pre-alignment mechanism for a semiconductor substrate, characterized in that the semiconductor substrate is repeatedly driven in two plane axial directions and in a rotational direction until an imaging signal becomes parallel to the semiconductor substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17538085A JPS6235640A (en) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | Pre-alignment mechanism for semiconductor substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17538085A JPS6235640A (en) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | Pre-alignment mechanism for semiconductor substrate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6235640A JPS6235640A (en) | 1987-02-16 |
| JPH0334215B2 true JPH0334215B2 (en) | 1991-05-21 |
Family
ID=15995093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17538085A Granted JPS6235640A (en) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | Pre-alignment mechanism for semiconductor substrate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6235640A (en) |
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- 1985-08-09 JP JP17538085A patent/JPS6235640A/en active Granted
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Also Published As
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|---|---|
| JPS6235640A (en) | 1987-02-16 |
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