JPH04249339A - Alignment method of semiconductor wafer - Google Patents

Alignment method of semiconductor wafer

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JPH04249339A
JPH04249339A JP3035234A JP3523491A JPH04249339A JP H04249339 A JPH04249339 A JP H04249339A JP 3035234 A JP3035234 A JP 3035234A JP 3523491 A JP3523491 A JP 3523491A JP H04249339 A JPH04249339 A JP H04249339A
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JP
Japan
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orientation flat
semiconductor wafer
orientation
line sensor
measured
Prior art date
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Application number
JP3035234A
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Japanese (ja)
Inventor
Makiko Mori
真起子 森
Mitsutoshi Kuno
久野 光俊
Kazunori Iwamoto
岩本 和徳
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH04249339A publication Critical patent/JPH04249339A/en
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Abstract

PURPOSE:To perform an alignment operation with high accuracy by detecting the accurate position of an orientation flat. CONSTITUTION:While a semiconductor wafer 1 placed on a chuck 2 for orientation-flat detection use is being turned, the position of an edge at said semiconductor wafer 1 is measured by using a light-emitting diode 6 and a line sensor 7. An orientation-flat part is judged on the basis of the measured edge. Said orientation-flat part is made parallel to the movement direction of a Y-stage for orientation-flat detection use. Said orientation flat is directed to a designated direction on the basis of the difference in an angle between the direction of the orientation-flat part and the designated direction. In this state, the semiconductor wafer 1 is aligned with a designated position.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は半導体製造装置に用いる
半導体ウェハの位置合わせ方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for aligning semiconductor wafers used in semiconductor manufacturing equipment.

【0002】0002

【従来の技術】高集積度LSI製造装置に用いられる半
導体ウェハの位置合わせ方法としては、非接触で半導体
ウェハの外縁位置を検出して、その結果から該半導体ウ
ェハのオリエンテーションフラット(以下、「オリフラ
」と称す。)を求め、そのオリフラ位置を基準にして半
導体ウェハを所定の方向および位置に整合させる方法が
提案されている。
[Prior Art] As a method for aligning a semiconductor wafer used in a highly integrated LSI manufacturing apparatus, the position of the outer edge of the semiconductor wafer is detected in a non-contact manner, and the orientation flat (hereinafter referred to as "orientation flat") of the semiconductor wafer is determined based on the result. A method has been proposed in which a semiconductor wafer is aligned in a predetermined direction and position based on the orientation flat position.

【0003】上述のような、半導体ウェハの位置合わせ
方法を実施するための基本構成は、図1に示すように、
半導体ウェハ1を吸着保持したオリフラ検知用チャック
2をオリフラ検知用θステージ3によって回転させなが
ら、非接触外縁位置検出手段である、発光ダイオード6
と光電変換素子等からなるラインセンサ7とを用いて、
前記半導体ウェハ1の外縁一周分のエッジ位置を信号処
理部9を用いて計測し、演算制御部13によって計測し
たエッジ位置からオリフラ位置を求める。前記ラインセ
ンサ7はオリフラ検知用Xステージ4の移動方向と平行
に取付けられている。そして、求めたオリフラ位置を基
準にして、前記半導体ウェハ1を所定の位置へ移動させ
るための、X,Yおよびθの各軸についての補正駆動量
を演算し、その結果にしたがって、オリフラ検知用Xス
テージ4、オリフラ検知用Yステージ5およびオリフラ
検知用θステージ3を駆動することで、前記半導体ウェ
ハ1の位置合わせを行なう構成となっている。
The basic configuration for carrying out the above-mentioned semiconductor wafer alignment method is as shown in FIG.
While the orientation flat detection chuck 2 holding the semiconductor wafer 1 by suction is rotated by the orientation flat detection θ stage 3, the light emitting diode 6, which is a non-contact outer edge position detection means, is rotated.
and a line sensor 7 consisting of a photoelectric conversion element etc.,
The edge position for one circumference of the outer edge of the semiconductor wafer 1 is measured using the signal processing unit 9, and the orientation flat position is determined from the edge position measured by the arithmetic control unit 13. The line sensor 7 is installed parallel to the moving direction of the X stage 4 for orientation flat detection. Then, based on the obtained orientation flat position, corrected drive amounts for each of the X, Y, and θ axes are calculated to move the semiconductor wafer 1 to a predetermined position, and according to the results, the orientation flat detection The semiconductor wafer 1 is positioned by driving the X stage 4, the Y stage 5 for orientation flat detection, and the θ stage 3 for orientation flat detection.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術においては、ラインセンサの組付け時に所定の
位置からずれが生じた場合については考慮されていなか
った。現在のラインセンサの組付技術は、光学レチクル
のような高精度の治具を用いればX,Y方に対しては、
数μmの精度で位置合わせ可能であるが、θ方向に対し
て10−3rad以上の精度を実現することは大変困難
である。
However, the above-mentioned conventional techniques do not take into consideration the case where the line sensor deviates from a predetermined position during assembly. Current line sensor assembly technology uses a high-precision jig such as an optical reticle to
Although alignment is possible with an accuracy of several μm, it is very difficult to achieve an accuracy of 10 −3 rad or more in the θ direction.

【0005】傾いた状態で組付けられたラインセンサを
用いて半導体ウェハ1のエッジ位置を計測した場合に生
じる誤差について、図11および図12を参照して説明
する。
Errors that occur when the edge position of the semiconductor wafer 1 is measured using a line sensor assembled in an inclined state will be explained with reference to FIGS. 11 and 12.

【0006】図11は、オリフラ検知用チャックの中心
(以下、「チャック中心」と称す。)を原点とするx−
y座標系での半導体ウェハ1を示すものであり、ライン
センサ7は、x軸に対してΔθx 傾いた状態で組付け
られている。x,y方向の組付けはラインセンサ7の中
心をもって行なわれ、その精度は十分良いものとする。 図12は図11のラインセンサ7と該ラインセンサ7上
を通過するウェハ外縁との関係を示すもので、(a)〜
(e)は、図11において回転方向(図中矢印θ方向)
に半導体ウェハ1を回転させた場合のオリフラ部102
の部分がラインセンサ7上を通過する過程を示している
FIG. 11 shows an x-
This shows the semiconductor wafer 1 in the y-coordinate system, and the line sensor 7 is assembled in a state inclined by Δθx with respect to the x-axis. The assembly in the x and y directions is performed at the center of the line sensor 7, and the accuracy thereof is assumed to be sufficiently high. FIG. 12 shows the relationship between the line sensor 7 in FIG. 11 and the outer edge of the wafer passing over the line sensor 7.
(e) is the rotation direction in Fig. 11 (arrow θ direction in the figure)
Orientation flat portion 102 when semiconductor wafer 1 is rotated
This shows the process in which the portion passes over the line sensor 7.

【0007】図12の(a)では、オリフラ部102と
円弧部101の境界PA の近傍が計測されている。こ
のとき、本来ならばx軸上にある外縁が計測されなけれ
ばならないが、実際に計測されるのは、ラインセンサ7
上にある外縁なのでチャック中心からの距離は誤差Δl
 だけ長く計測されてしまう。この状態から、θ方向に
さらに回転させた状態が図12の(b)である。オリフ
ラ部102がx軸に対して垂直に近くなってくるので、
誤差Δlは減少する。さらにθ方向に回転させてオリフ
ラ部102がx軸に垂直な状態が図12の(c)である
。この状態では、計測誤差は純粋にラインセンサ7が傾
いていることのみによる誤差であり、ラインセンサ7の
中心Pから計測点までのラインセンサ7に沿って長さを
xとすると、この状態での誤差Δlは、 Δl=x*(l−cosΔθx ) と表され、前述のように、x軸に対してオリフラ部10
2が傾いているときの誤差と比較して無視できるオーダ
ーである。さらにθ方向に回転させた図12の(d)の
状態では、図12の(b)と逆の状態にあり、計測すべ
きx軸上の外縁よりラインセンサ7上の外縁は誤差Δl
だけ短く計測されてしまう。図12の(e)では、図1
2の(a)の逆の状態で円弧部101との境界PB の
近傍が計測されており、誤差Δlは図12の(d)と比
較して増大する。
In FIG. 12(a), the vicinity of the boundary PA between the orientation flat part 102 and the circular arc part 101 is measured. At this time, originally the outer edge on the x-axis should be measured, but what is actually measured is the line sensor 7.
Since the outer edge is on the top, the distance from the center of the chuck is an error Δl
It will be measured for a long time. FIG. 12(b) shows a state further rotated in the θ direction from this state. Since the orientation flat part 102 becomes close to perpendicular to the x-axis,
The error Δl decreases. FIG. 12C shows a state in which the orientation flat portion 102 is perpendicular to the x-axis after further rotation in the θ direction. In this state, the measurement error is purely due to the inclination of the line sensor 7, and if the length along the line sensor 7 from the center P of the line sensor 7 to the measurement point is x, then in this state The error Δl is expressed as Δl=x*(l-cosΔθx), and as mentioned above, the orientation flat part 10
This is of a negligible order compared to the error when 2 is tilted. In the state shown in FIG. 12(d), which is further rotated in the θ direction, the state is opposite to FIG.
It will be measured too short. In FIG. 12(e), FIG.
The vicinity of the boundary PB with the circular arc portion 101 is measured in a state opposite to that in FIG. 12(a), and the error Δl increases compared to FIG. 12(d).

【0008】円弧部101がラインセンサ7上にある時
は、図示していないが、図12の(c)とほぼ等しく、
殆ど影響が無い。したがって、図12の(a)〜(e)
の状態で計測したオリフラ部101のエッジ位置は図1
1に破線で示すようなS字型の計測値となり、結果的に
オリフラ検知θ精度が劣化する。但し、図11に示した
S次型の誤差曲線は一例であり、オリフラ部101がラ
インセンサ7上のどの位置で計測されたかにより、異な
った曲線となる。これには、チャック中心と半導体ウエ
ハ1の中心との偏心が関与するので、半導体ウエハ1一
枚毎に異なる量のオリフラ検知θ誤差がのこることにな
る。
Although not shown, when the arcuate portion 101 is on the line sensor 7, it is almost the same as (c) in FIG.
There is almost no effect. Therefore, (a) to (e) in FIG.
The edge position of the orientation flat part 101 measured in the state shown in Fig. 1
This results in an S-shaped measurement value as shown by the broken line in Figure 1, and as a result, the orientation flat detection θ accuracy deteriorates. However, the S-order error curve shown in FIG. 11 is just an example, and the curve differs depending on where on the line sensor 7 the orientation flat portion 101 is measured. Since this is related to eccentricity between the center of the chuck and the center of the semiconductor wafer 1, a different amount of orientation flat detection θ error remains for each semiconductor wafer.

【0009】本発明は、上記従来の技術が有する問題点
に鑑みてなされたもので、オリエンテーションフラット
の正確な位置を検出して高精度な位置合わせを可能にす
る、半導体ウェハの位置合わせ方法を提供することを目
的としている。
The present invention has been made in view of the problems of the conventional techniques described above, and provides a semiconductor wafer alignment method that enables highly accurate alignment by detecting the accurate position of the orientation flat. is intended to provide.

【0010】0010

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体製造用
の半導体ウェハを回転手段によって回転させながら、発
光手段と該発光手段に対する受光手段であるラインセン
サとの非接触外縁位置検出手段を用いて前記半導体ウェ
ハの外縁一周分のエッジ位置を計測し、計測したエッジ
位置の変化から前記半導体ウェハのオリエンテーション
フラット部を検出して該オリエンテーションフラット部
の向きを示すオリフラ位置を求め、求めたオリフラ位置
を基準にして、前記オリエンテーションフラット部を指
定方向へ向ける、半導体ウェハの位置合わせ方法におい
て、前記オリフラ位置を求めた後、該オリフラ位置に基
づいて前記回転手段を駆動して、前記オリエンテーショ
ンフラット部を前記ラインセンサ方向に向け、前記ライ
ンセンサの向きと垂直な方向への移動手段を用いて前記
半導体ウェハを走査して、前記オリエンテーションフラ
ット部の任意の2点のエッジ位置を計測し、計測した2
点のエッジ位置から前記オリエンテーションフラット部
の前記移動手段の移動方向に対する傾きを求め、求めた
傾きにしたがって前記回転手段を駆動して前記オリエン
テーションフラット部を前記移動手段の移動方向と平行
にした上で前記回転手段を駆動して前記オリエンテーシ
ョンフラット部を前記指定方向へ向けるものであり、前
記オリエンテーションフラット部を前記移動手段の移動
方向と平行にした際、回転手段による回転中心からオリ
エンテーションフラット部までの距離を示すオリフラ距
離を計測し、前記オリエンテーションフラット部を前記
指定方向に向けた後、前記オリフラ距離に基づいて、前
記指定方向の指定位置までの、半導体ウェハの移動量を
求めるもの、あるいは、ラインセンサの向きに垂直な移
動方向と該移動方向に直交する移動方向の2方向への移
動手段を用いて、前記半導体ウエハを指定位置に移動さ
せるものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention uses non-contact outer edge position detection means for a light emitting means and a line sensor serving as a light receiving means for the light emitting means while rotating a semiconductor wafer for semiconductor manufacturing by a rotating means. The edge position of the semiconductor wafer is measured for one circumference of the outer edge of the semiconductor wafer, the orientation flat part of the semiconductor wafer is detected from the change in the measured edge position, and the orientation flat position indicating the orientation of the orientation flat part is determined. In the method for aligning a semiconductor wafer, the orientation flat section is orientated in a specified direction with reference to the orientation flat section, after determining the orientation flat position, the rotating means is driven based on the orientation flat position, and the orientation flat section is The semiconductor wafer is scanned in the direction of the line sensor using a moving means in a direction perpendicular to the direction of the line sensor, and edge positions at arbitrary two points of the orientation flat part are measured.
The inclination of the orientation flat part with respect to the moving direction of the moving means is determined from the edge position of the point, and the rotating means is driven according to the determined inclination to make the orientation flat part parallel to the moving direction of the moving means. The rotation means is driven to orient the orientation flat portion in the designated direction, and when the orientation flat portion is made parallel to the moving direction of the moving means, the distance from the center of rotation by the rotation means to the orientation flat portion or a line sensor that measures an orientation flat distance indicating the orientation flat portion, orients the orientation flat portion in the designated direction, and then calculates the amount of movement of the semiconductor wafer to a designated position in the designated direction based on the orientation flat distance. The semiconductor wafer is moved to a designated position using means for moving in two directions: a moving direction perpendicular to the direction of the moving direction and a moving direction perpendicular to the moving direction.

【0011】[0011]

【作用】本発明の、半導体ウェハの位置合わせ方法は、
オリエンテーションフラット部を指定方向に向ける際、
前記オリエンテーションフラット部をラインセンサの方
向に向ける。これにより、前記オリエンテーションフラ
ット部は移動手段の移動方向に対して略平行となる。こ
の状態で、前記ラインセンサを用いて前記オリエンテー
ションフラット部の、任意の2点のエッジ位置を計測す
るために、前記移動手段によって半導体ウェハを前記移
動方向へ走査するが、このとき、前記オリエンテーショ
ンフラット部は、前記ラインセンサ上を、該ラインセン
サに対して略垂直な状態で移動することになるので、計
測したオリエンテーションフラット部の2点のエッジ位
置は、前記ラインセンサの傾斜等の組付誤差を無視でき
るものとなり、正確なオリエンテーションフラット部の
向きを検出することができる。
[Operation] The semiconductor wafer positioning method of the present invention is as follows:
Orientation When orienting the flat part in the specified direction,
Orient the orientation flat toward the line sensor. Thereby, the orientation flat portion becomes substantially parallel to the moving direction of the moving means. In this state, the semiconductor wafer is scanned in the moving direction by the moving means in order to measure the edge positions of arbitrary two points of the orientation flat part using the line sensor. Since the part moves on the line sensor in a state substantially perpendicular to the line sensor, the measured edge positions of the two points of the orientation flat part are determined by assembly errors such as inclination of the line sensor. can be ignored, and the orientation of the flat portion can be detected accurately.

【0012】この計測した2点のエッジ位置および該2
点間の距離から前記オリエンテーションフラット部の、
前記移動方向に対する傾きを求めて、前記オリエンテー
ションフラット部を前記移動方向と平行にする。このと
きの平行度は前記ラインセンサの組付誤差の影響を受け
ておらず、精度が大変良いため、該移動方向と前記指定
方向との角度差により前記オリエンテーションフラット
部を前記指定方向に向けることができる。
[0012] The edge positions of the two measured points and the two
From the distance between the points, the orientation flat part is determined from the distance between the points.
An inclination with respect to the moving direction is determined, and the orientation flat portion is made parallel to the moving direction. The parallelism at this time is not affected by the assembly error of the line sensor and has very high accuracy, so the orientation flat part can be directed in the specified direction based on the angular difference between the moving direction and the specified direction. Can be done.

【0013】[0013]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Embodiments Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0014】図1は本発明の、半導体ウェハの位置合わ
せ方法を実施するための半導体露光装置のオリフラ検知
部分を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an orientation flat detection portion of a semiconductor exposure apparatus for implementing the semiconductor wafer alignment method of the present invention.

【0015】本実施例では半導体ウェハ1を保持するオ
リフラ検知用チャック2が、該オリフラ検知用チャック
2の中心(以下、「チャック中心」と称す。)を軸にし
てその面内で前記半導体ウェハ1を図中θ方向に回転さ
せるオリフラ検知用θステージ3上に設置され、該オリ
フラ検知用θステージ3は前記半導体ウェハ1を図中x
軸およびy軸方向に移動させるための移動手段であるオ
リフラ検知用Xステージ4およびオリフラ検知用Yステ
ージ5の上に載置されている。また、前記チャック中心
と同じy座標位置には発光素子である発光ダイオード(
以下、「LED」と称す。)6が固定されており、さら
に、前記チャック中心と同じy座標位置で、かつ、規定
のx座標位置に、前記LED6に対する受光素子である
ラインセンサ7が、前記半導体ウェハ1を挟んで固定さ
れている。
In this embodiment, the orientation flat detection chuck 2 that holds the semiconductor wafer 1 moves the semiconductor wafer within its plane with the center of the orientation flat detection chuck 2 (hereinafter referred to as "chuck center") as an axis. The orientation flat detection θ stage 3 rotates the semiconductor wafer 1 in the θ direction in the figure.
It is placed on an X stage 4 for orientation flat detection and a Y stage 5 for orientation flat detection, which are moving means for moving in the axis and y axis directions. Also, at the same y-coordinate position as the center of the chuck, there is a light emitting diode (
Hereinafter, it will be referred to as "LED". ) 6 is fixed, and furthermore, a line sensor 7, which is a light receiving element for the LED 6, is fixed at the same y-coordinate position as the center of the chuck and at a prescribed x-coordinate position, sandwiching the semiconductor wafer 1. ing.

【0016】前記LED6から出射した光束は、不図示
のレンズによって平行光にされて前記半導体ウェハ1の
エッジ部分を照射し、該半導体ウェハ1によって一部遮
光されてラインセンサ7上に結像する。
The light beam emitted from the LED 6 is made into parallel light by a lens (not shown) and illuminates the edge portion of the semiconductor wafer 1, and is partially blocked by the semiconductor wafer 1 to form an image on the line sensor 7. .

【0017】前記ラインセンサ7の受光量に応じた出力
信号は信号処理部9によって取込まれる。該信号処理部
9において、ラインセンサ7の各画素からの出力信号を
A/D変換し、さらにエッジに対応する画素を検出する
。そして演算制御部13において、信号処理部9によっ
て検出された画素信号と前記チャック中心に対するライ
ンセンサ7のx座標位置とから、チャック中心から半導
体ウェハ1の外縁までのエッジ距離を示すエッジ位置を
、前記オリフラ検知用チャック2の回転角度対応で外縁
一周分について計測し、該エッジ距離の変化から半導体
ウェハ1のオリエンテーションフラット部(以下、「オ
リフラ」と称す。)の概略位置を検出する。
An output signal corresponding to the amount of light received by the line sensor 7 is taken in by a signal processing section 9. The signal processing section 9 A/D converts the output signal from each pixel of the line sensor 7, and further detects pixels corresponding to edges. Then, in the arithmetic control unit 13, an edge position indicating an edge distance from the chuck center to the outer edge of the semiconductor wafer 1 is determined from the pixel signal detected by the signal processing unit 9 and the x-coordinate position of the line sensor 7 with respect to the chuck center. One circumference of the outer edge is measured in accordance with the rotation angle of the orientation flat detection chuck 2, and the approximate position of the orientation flat portion (hereinafter referred to as "orientation flat") of the semiconductor wafer 1 is detected from the change in the edge distance.

【0018】前記オリフラ検知用θステージ3、オリフ
ラ検知用Xステージ4およびオリフラ検知用Yステージ
5は、それぞれθ軸駆動部10、X軸駆動部11および
Y軸駆動部12を介して、演算制御部13によって駆動
される。
The θ stage 3 for orientation flat detection, the X stage 4 for orientation flat detection, and the Y stage 5 for orientation flat detection are operated by calculation control via a θ axis drive section 10, an X axis drive section 11, and a Y axis drive section 12, respectively. 13.

【0019】演算制御部13は、前述のように検出され
たオリフラの位置に基づいて、前記半導体ウェハ1を所
望の位置へ移動させるため、前記オリフラ検知用θステ
ージ3、オリフラ検知用Xステージ4およびオリフラ検
知用Yステージ5の駆動量をそれぞれ求めてそれらを駆
動する。また、この演算制御部13は、オリフラ位置検
出の開始および終了時に、LED駆動部8を介して前記
LED6を駆動して点灯および消灯させる。
In order to move the semiconductor wafer 1 to a desired position based on the position of the orientation flat detected as described above, the calculation control unit 13 controls the orientation flat detection θ stage 3 and the orientation flat detection X stage 4. and the drive amount of the Y stage 5 for orientation flat detection are determined and driven. Further, the arithmetic control section 13 drives the LED 6 via the LED drive section 8 to turn it on and off at the start and end of orientation flat position detection.

【0020】次に、本実施例の動作について、図2に示
すフローチャートに沿って説明する。
Next, the operation of this embodiment will be explained along the flowchart shown in FIG.

【0021】本実施例では、前記半導体ウェハ1を、露
光用ウェハステージ(不図示)へ搬送するロードハンド
(不図示)へ受渡すための位置を指定位置とし、該指定
位置への半導体ウェハ1の位置合わせを行なう。
In this embodiment, the position for transferring the semiconductor wafer 1 to a load hand (not shown) that transports the semiconductor wafer 1 to an exposure wafer stage (not shown) is designated as a designated position, and the semiconductor wafer 1 is transferred to the designated position. Perform alignment.

【0022】最初に、半導体ウェハ1のオリフラ位置を
検出するため、半導体ウェハ1のエッジ位置の計測を行
なう(S201)。
First, in order to detect the orientation flat position of the semiconductor wafer 1, the edge position of the semiconductor wafer 1 is measured (S201).

【0023】このエッジ位置の計測開始状態では、半導
体ウェハ1はオリフラが任意の方向を向いた状態でオリ
フラ検知用チャック2に吸着されており、このとき、前
記半導体ウェハ1の中心とチャック中心との間には、半
導体ウェハ1の搬送時に生じる誤差によって規定値内の
偏心が発生する。また、オリフラ検知用Xステージ4お
よびオリフラ検知用Yステージ5は計測を行なうための
位置にある。
In this edge position measurement start state, the semiconductor wafer 1 is attracted to the orientation flat detection chuck 2 with the orientation flat facing in an arbitrary direction, and at this time, the center of the semiconductor wafer 1 and the center of the chuck are aligned. During this period, an eccentricity within a specified value occurs due to an error that occurs when the semiconductor wafer 1 is transported. Further, the orientation flat detection X stage 4 and the orientation flat detection Y stage 5 are in positions for performing measurement.

【0024】この状態で、演算制御部13が、LED駆
動部8を介してLED6を点灯させるとともに、θ軸駆
動部10を介してオリフラ検知用θステージ3を駆動し
て、前記オリフラ検知用チャック2を回転させ、前記オ
リフラ検知用θステージ3の等速回転中に、信号処理部
9によって、前記半導体ウェハ1の外縁一周分のエッジ
位置を所定の角度間隔で計測する。計測終了後、LED
駆動部8を介して、前記LED6を消灯させる。
In this state, the arithmetic control unit 13 lights up the LED 6 via the LED drive unit 8, and drives the θ stage 3 for orientation flat detection via the θ axis drive unit 10, so that the chuck for orientation flat detection 2 is rotated, and while the orientation flat detection θ stage 3 is rotating at a constant speed, the signal processing unit 9 measures the edge position of the semiconductor wafer 1 around the outer edge at predetermined angular intervals. After the measurement is completed, the LED
The LED 6 is turned off via the drive section 8.

【0025】エッジ位置の計測方法は、各計測ポイント
において、ラインセンサ7がLED6から一定時間内に
受光した光量によって蓄積された電荷を信号処理部9に
通し、エッジ位置を出力として得るものである。このエ
ッジ位置出力とラインセンサ7の、チャック中心からの
取り付け座標位置とから、チャック中心から外縁までの
距離がわかる。
The edge position measurement method is to pass the charge accumulated by the amount of light received by the line sensor 7 from the LED 6 within a certain period of time at each measurement point to the signal processing unit 9, and obtain the edge position as an output. . From this edge position output and the mounting coordinate position of the line sensor 7 from the center of the chuck, the distance from the center of the chuck to the outer edge can be determined.

【0026】半導体ウェハ1の外縁一周分のエッジ位置
の計測終了後、オリフラ検知用θステージ3が停止する
までに回転した角度をオーバーランの回転量βとして記
憶し、補正駆動時にフィードバックする。
After the measurement of the edge position for one circumference of the outer edge of the semiconductor wafer 1 is completed, the angle rotated by the orientation flat detection θ stage 3 until it stops is stored as the overrun rotation amount β, and is fed back at the time of correction drive.

【0027】オリフラ検知用θステージ3の回転角θに
対する、チャック中心から半導体ウェハ1の外縁までの
エッジ距離lの変化の軌跡を示したものが図3であり、
(a)はオリフラが1つの半導体ウェハを示し、(b)
は第1および第2の2つのオリフラが形成された半導体
ウェハを示している。
FIG. 3 shows the locus of change in the edge distance l from the chuck center to the outer edge of the semiconductor wafer 1 with respect to the rotation angle θ of the orientation flat detection θ stage 3.
(a) shows a semiconductor wafer with one orientation flat, (b)
shows a semiconductor wafer on which two orientation flats, first and second, are formed.

【0028】なお、チャック中心と半導体ウェハ1の中
心とに偏心がないときは、上記図3の(a),(b)に
おける、半導体ウェハ1の円弧に相当するゆるやかなカ
ーブは直線となる。
Note that when there is no eccentricity between the center of the chuck and the center of the semiconductor wafer 1, the gentle curve corresponding to the arc of the semiconductor wafer 1 in FIGS. 3(a) and 3(b) becomes a straight line.

【0029】つづいて、上述のようにして計測したエッ
ジ位置からオリフラ部を判定する(S202)。
Next, the orientation flat portion is determined from the edge position measured as described above (S202).

【0030】このオリフラ部の判定方法について、図4
に示すフローチャートに沿って説明する。
FIG. 4 shows a method for determining the orientation flat portion.
This will be explained according to the flowchart shown in .

【0031】前記エッジ距離lの軌跡について、データ
列lをスキャンして極小値を検索し(S401)、極小
値をとる回転角を記憶する。この極小値をとる回転角は
、図3の(a)に示す軌跡ではθ1aおよびθ2aの2
点であり、図3の(b)に示す軌跡ではθ1b,θ2b
,θ3bの3点である。
Regarding the trajectory of the edge distance l, the data string l is scanned to search for the minimum value (S401), and the rotation angle at which the minimum value is obtained is stored. The rotation angle that takes this minimum value is 2 of θ1a and θ2a in the locus shown in FIG. 3(a).
In the trajectory shown in FIG. 3(b), θ1b, θ2b
, θ3b.

【0032】次に、ステップS401で検出した極小値
の全てについてオリフラ条件を満たしているかどうか照
合を行なう。オリフラ条件の設定は色々な方法が考えら
れるが、例えば図5に示すような極小値近傍の拡大図に
おいて、■  極小値から両側に指定計測点数分はデー
タ列lが単調増加であること。
Next, it is checked whether all of the minimum values detected in step S401 satisfy the orientation flat condition. Various methods can be considered for setting the orientation flat condition, but for example, in an enlarged view near the minimum value as shown in FIG. 5, (1) The data string l must increase monotonically for the specified number of measurement points on both sides from the minimum value.

【0033】このとき、指定計測点数は、確実にオリフ
ラ上の点でなければならず、ウェハ径、オリフラの長さ
、偏心の最大可能性から決定できる。
At this time, the specified number of measurement points must be definitely points on the orientation flat, and can be determined from the wafer diameter, the length of the orientation flat, and the maximum possibility of eccentricity.

【0034】具体的には、半導体ウェハ半径をr、オリ
フラの長さをs,偏心の最大値をd,外縁一周分のエッ
ジ位置の計測点数をnとすると、指定計測点数は、(1
)式で求められる整数mで表される。
Specifically, if the radius of the semiconductor wafer is r, the length of the orientation flat is s, the maximum value of eccentricity is d, and the number of measurement points at the edge position for one circumference of the outer edge is n, the specified number of measurement points is (1
) is expressed as an integer m obtained by the formula.

【0035】[0035]

【数1】 前記図5においては、指定計測点数は極小値を含んで1
0ポイントとなっている。
[Equation 1] In FIG. 5, the specified number of measurement points is 1 including the minimum value.
It is 0 points.

【0036】■  極小値から指定計測点数分離れた計
測点の値lm と極小値の値lmin との差が、左右
それぞれ規定値Δl以上あること。このときのΔlの決
定方法は、最大偏心時の円弧上の極小値からm点分の変
化量より大きく、最大偏心時のオリフラ上の極小値から
m点分の変化量より小さくする。最大偏心時のオリフラ
上のm点分の変化量Δlm は、(2)式で表されるの
で、Δlm よりも若干小さな値をΔlに設定すればよ
い。
■ The difference between the value lm of the measurement point separated by the specified number of measurement points from the local minimum value and the value lmin of the local minimum value is greater than the specified value Δl on each of the left and right sides. The method for determining Δl at this time is to make it larger than the amount of change of m points from the minimum value on the arc at the time of maximum eccentricity, and smaller than the amount of change of m points from the minimum value on the orientation flat at the time of maximum eccentricity. Since the amount of change Δlm for m points on the orientation flat at the time of maximum eccentricity is expressed by equation (2), it is sufficient to set Δl to a value slightly smaller than Δlm.

【0037】[0037]

【数2】 偏心があることから生ずる極小値はオリフラ条件■を満
たさないので、ステップS402において、図3の(a
)に示したθ1aと図3の(b)に示したθ2bは除か
れる。また、半導体ウェハ1に欠け等があった場合に生
ずる極小値はオリフラ条件■によって除かれる。したが
って、このステップS402を通過するのはオリフラに
相当する部分の極小値のみとなる。
[Equation 2] Since the minimum value caused by the eccentricity does not satisfy the orientation flat condition ■, in step S402, (a
θ1a shown in ) and θ2b shown in FIG. 3(b) are excluded. Furthermore, the minimum value that occurs when there is a chip or the like in the semiconductor wafer 1 is eliminated by the orientation flat condition (2). Therefore, only the minimum value of the portion corresponding to the orientation flat passes through step S402.

【0038】つづいて、ステップS402においてオリ
フラ条件を満たした極小値の数をチェックする(S40
3)。
Next, in step S402, the number of local minimum values that satisfy the orientation flat condition is checked (S40
3).

【0039】図3の(a)のように、オリフラ条件を満
たす極小値が1個の場合はその部分がオリフラに相当す
る。したがって、この場合、前記回転角θ1aをオリフ
ラ位置としてオリフラ部判定の処理を終了する。3個以
上の場合は半導体ウェハ1にオリフラと区別がつかない
ような割れ、欠け等があったとしてエラー終了とする。 また、図3の(b)のように、θ1bとθ3bの2個の
場合は、半導体ウェハ1のID情報により現在オリフラ
検知をしている半導体ウェハ1が第2オリフラを持つも
のかどうか調べる(S404)。第2オリフラを持たな
い半導体ウェハを計測している場合は、ステップS40
3からのエラー分岐と同じ理由により、エラー終了とす
る。 第2オリフラを持つ半導体ウェハ1を計測している場合
には、第1オリフラと第2オリフラとの間の角度が予め
わかっているので、その半導体ウェハの、第1オリフラ
からみた第2オリフラの角度から第1オリフラを決定す
る(S405)。
As shown in FIG. 3A, when there is only one minimum value that satisfies the orientation flat condition, that portion corresponds to the orientation flat. Therefore, in this case, the rotation angle θ1a is set as the orientation flat position and the process of determining the orientation flat portion is ended. If there are three or more pieces, it is determined that the semiconductor wafer 1 has cracks, chips, etc. that cannot be distinguished from orientation flats, and the process ends with an error. In addition, as shown in FIG. 3(b), in the case of two θ1b and θ3b, it is checked whether the semiconductor wafer 1 whose orientation flat is currently being detected has a second orientation flat based on the ID information of the semiconductor wafer 1 ( S404). If a semiconductor wafer without a second orientation flat is being measured, step S40
For the same reason as the error branch from 3, it ends with an error. When measuring a semiconductor wafer 1 having a second orientation flat, since the angle between the first orientation flat and the second orientation flat is known in advance, the second orientation flat of the semiconductor wafer as seen from the first orientation flat is A first orientation flat is determined from the angle (S405).

【0040】本実施例では、図6に示す、チャック中心
を原点としたx−y座標系において、第1オリフラ61
からみた第2オリフラ62の角度が270°であり、計
測時にオリフラ検知用θステージ3をθ軸の正方向に回
転したとすれば、ラインセンサ7上には、第1オリフラ
計測後90°の角度で第2オリフラが計測できる。ゆえ
に、図3の(b)においてはθ1bの部分が第1オリフ
ラと決定される。
In this embodiment, in the xy coordinate system with the origin at the center of the chuck shown in FIG.
If the angle of the second orientation flat 62 is 270° and the orientation flat detection θ stage 3 is rotated in the positive direction of the θ axis during measurement, then the line sensor 7 will have an angle of 90° after the first orientation flat measurement. The second orientation flat can be measured by the angle. Therefore, in FIG. 3(b), the portion θ1b is determined to be the first orientation flat.

【0041】チャック中心と半導体ウェハ1の中心との
偏心が大きい場合には、エッジ位置計測を行なったとき
に、エッジ距離lの変化の軌跡がラインセンサ7の計測
レンジを越えて動いてしまうことが考えられる。その場
合、正確なウェハ外縁位置情報は得られないが、本発明
では、半導体ウェハ1の外縁一周分のウェハエッジ位置
情報を、オリフラの概略位置判定にのみ用いているので
、そういった場合においてもオリフラを認識することが
できれば、偏心が大きくてもオリフラ検知精度にはなん
ら影響がない。
If the eccentricity between the center of the chuck and the center of the semiconductor wafer 1 is large, the locus of change in the edge distance l may move beyond the measurement range of the line sensor 7 when the edge position is measured. is possible. In that case, accurate wafer outer edge position information cannot be obtained, but in the present invention, the wafer edge position information for one circumference of the outer edge of the semiconductor wafer 1 is used only for determining the approximate position of the orientation flat, so even in such a case, the orientation flat can be If it can be recognized, even if the eccentricity is large, it will have no effect on the orientation flat detection accuracy.

【0042】また、同様の理由により、エッジ位置の計
測点数を減らしたり、回転速度を増したりして、オリフ
ラ検知のスピードを向上させてもオリフラ検知精度は維
持できる。
Furthermore, for the same reason, the orientation flat detection accuracy can be maintained even if the orientation flat detection speed is improved by reducing the number of edge position measurement points or increasing the rotational speed.

【0043】上述のようにしてオリフラが検出されると
、そのオリフラとオリフラ検知用Yステージ5の走り方
向とが平行になるように演算制御部13によって調整す
る(S203)。
When the orientation flat is detected as described above, the arithmetic control section 13 adjusts so that the orientation flat and the running direction of the orientation flat detection Y stage 5 are parallel to each other (S203).

【0044】この調整方法について図7に示すフローチ
ャートに沿って説明する。
This adjustment method will be explained with reference to the flowchart shown in FIG.

【0045】ステップ202において、オリフラ位置を
示すと判定された、極小値をとる回転角度θi に計測
時のオーバーランの回転量βを加味して、オリフラがラ
インセンサ7の方向を向くように、(3)式を用いてθ
補正駆動量Δθi を算出し、θ軸駆動部10を駆動し
てオリフラ検知用θステージ3を回転させる(S701
)。
In step 202, the overrun rotation amount β during measurement is added to the rotation angle θi which takes the minimum value and is determined to indicate the orientation flat position, so that the orientation flat faces the direction of the line sensor 7. Using equation (3), θ
Calculate the corrected drive amount Δθi and drive the θ-axis drive unit 10 to rotate the θ stage 3 for orientation flat detection (S701
).

【0046】 Δθi =θi −β               
           (3)つづいて、オリフラ検知
用Yステージ5を走査してオリフラの両端でのエッジ位
置を、信号処理部9を通してラインセンサ7で計測し、
それらのX,Y座標を求める(S702)。このとき、
半導体ウェハ1はオリフラ検知用チャック2に対して偏
心を持っており、かつその偏心量は不明なので、実際に
はオリフラの両端ではなく、最大偏心分の安全を見込ん
だ内側のエッジ位置を計測する。
[0046] Δθi = θi −β
(3) Next, the Y stage 5 for orientation flat detection is scanned and the edge positions at both ends of the orientation flat are measured by the line sensor 7 through the signal processing section 9,
Their X and Y coordinates are determined (S702). At this time,
The semiconductor wafer 1 has an eccentricity with respect to the orientation flat detection chuck 2, and the amount of eccentricity is unknown, so the inner edge position is actually measured not at both ends of the orientation flat, but with the safety of the maximum eccentricity. .

【0047】図8に、規定値内最大の偏心を持って、オ
リフラがラインセンサ7の方向を向いた状態の半導体ウ
ェハ1を示す。この状態で、前記オリフラはオリフラ検
知用Yステージ5の走り方向と略平行となるが正確でな
い。上記図8において、sはオリフラの長さ、dは偏心
の最大値である。チャック中心からY軸方向の走査範囲
は確実にオリフラ上にあるように決定すべきであり、走
査範囲の両端A,BのY座標YA ,YB はそれぞれ
(4)式で表される。
FIG. 8 shows the semiconductor wafer 1 with the orientation flat facing the line sensor 7 with the maximum eccentricity within the specified values. In this state, the orientation flat is approximately parallel to the running direction of the orientation flat detection Y stage 5, but this is not accurate. In FIG. 8, s is the length of the orientation flat, and d is the maximum value of eccentricity. The scanning range in the Y-axis direction from the center of the chuck should be determined so as to be reliably on the orientation flat, and the Y coordinates YA and YB of both ends A and B of the scanning range are respectively expressed by equation (4).

【0048】[0048]

【数3】 次に、ステップS702で計測したエッジ位置に基づい
て、オリフラとオリフラ検知用Yステージ5の走り方向
を平行にするためのθ補正駆動量Δθを計算する(S7
03)。
[Equation 3] Next, based on the edge position measured in step S702, the θ correction drive amount Δθ for making the running directions of the orientation flat and the orientation flat detection Y stage 5 parallel is calculated (S7
03).

【0049】一方の端部Aでのエッジ位置のX座標をX
A 、他端Bでのエッジ位置のX座標をXB とすると
、θ補正駆動量Δθは(5)式で表される。
[0049] The X coordinate of the edge position at one end A is
A, and when the X coordinate of the edge position at the other end B is XB, the θ correction drive amount Δθ is expressed by equation (5).

【0050】[0050]

【数4】 そして、θ軸駆動部10を駆動して、オリフラ検知用θ
ステージ3を前記ステップS703で求めたθ補正駆動
量Δθだけ回転させる(S704)。
[Equation 4] Then, drive the θ-axis drive unit 10 to detect θ for orientation flat detection.
The stage 3 is rotated by the θ correction drive amount Δθ obtained in step S703 (S704).

【0051】つづいて、θ補正駆動量Δθのチェックを
行なう(S705)。この補正駆動量Δθが、予め定め
たトレランス内ならば、次のステップS706でオリフ
ラ検知用Yステージ5を原点に戻し、この平行出し処理
を終了する。この平行出し終了時、すなわち、オリフラ
がオリフラ検知用Yステージ5の走り方向と平行にされ
た状態の半導体ウェハ1を図9の(a)に示す。この状
態でチャック中心からオリフラまでの距離lOFを、ラ
インセンサ7を用いて計測する。
Next, the θ correction drive amount Δθ is checked (S705). If this corrected drive amount Δθ is within the predetermined tolerance, the orientation flat detection Y stage 5 is returned to the origin in the next step S706, and this parallelization processing is completed. FIG. 9A shows the semiconductor wafer 1 at the end of this parallelization, that is, in a state where the orientation flat is parallel to the running direction of the Y stage 5 for orientation flat detection. In this state, the distance lOF from the center of the chuck to the orientation flat is measured using the line sensor 7.

【0052】一方、前記θ補正駆動量Δθがトレランス
外であれば、ステップS702に戻って追込み処理を行
なう。
On the other hand, if the θ correction drive amount Δθ is outside the tolerance, the process returns to step S702 and a follow-up process is performed.

【0053】上述のようにして、オリフラがオリフラ検
知用Yステージ5の走り方向と平行にされると、ステッ
プ204からステップ206において、前記半導体ウェ
ハ1を、ロードハンド(不図示)への受渡し位置まで計
算値に基づいて位置合わせを行なう。ここでは、前記受
渡し位置を、後述する図9の(b)に一点鎖線で示す位
置とし、その部分に半導体ウェハ1のオリフラが沿うよ
うに位置合わせする。
When the orientation flat is made parallel to the running direction of the orientation flat detection Y stage 5 as described above, in steps 204 to 206, the semiconductor wafer 1 is transferred to a transfer position to a load hand (not shown). Positioning is performed based on the calculated values up to the point. Here, the delivery position is a position shown by a dashed line in FIG. 9(b), which will be described later, and the orientation flat of the semiconductor wafer 1 is aligned along that part.

【0054】まず、ステップ204では、オリフラ指定
方向である、Y軸負方向に向けるためθ軸駆動部10を
駆動して、前記図9の(a)の状態から、−θ方向へ9
0°オリフラ検知用θステージ3を回転させる。この動
作により、半導体ウェハ1のオリフラは、図9の(b)
に示すように、オリフラ検知用Yステージ5の走り方向
に対して垂直な状態となる。
First, in step 204, the θ-axis drive section 10 is driven to direct the orientation flat in the Y-axis negative direction, which is the specified direction of the orientation flat.
Rotate the θ stage 3 for 0° orientation flat detection. With this operation, the orientation flat of the semiconductor wafer 1 is moved as shown in FIG. 9(b).
As shown in the figure, the state is perpendicular to the running direction of the Y stage 5 for orientation flat detection.

【0055】このとき、チャック中心からオリフラまで
の距離は前記図9の(a)の状態から変化しておらず、
lOFであるので、Y補正駆動量ΔYは、X軸から前記
受渡し位置までの距離をYOFとして(6)式で表され
る。
At this time, the distance from the center of the chuck to the orientation flat has not changed from the state shown in FIG. 9(a),
Since it is lOF, the Y corrected drive amount ΔY is expressed by equation (6) where YOF is the distance from the X axis to the delivery position.

【0056】 ΔY=lOF−YOF               
           (6)ステップS205では、
前記Y補正駆動量ΔYに基づいて、Y軸駆動部12を駆
動して、オリフラ検知用Yステージ5を移動させる。こ
の動作によって、半導体ウェハ1のオリフラ部は前記受
渡し位置に沿った状態となる。
ΔY=lOF−YOF
(6) In step S205,
Based on the Y correction drive amount ΔY, the Y-axis drive section 12 is driven to move the orientation flat detection Y stage 5. This operation causes the orientation flat portion of the semiconductor wafer 1 to be aligned with the transfer position.

【0057】本実施例ではオリフラの指定位置をY軸負
方向に設定したが、他の方向に設定する場合は、Y方向
の位置決めのために、オリフラを指定方向に向けたとき
にY軸受渡し位置と合致すべきエッジのチャック中心か
らの距離を、あらかじめX方向に向けてラインセンサ7
で測定する必要がある。
In this embodiment, the designated position of the orientation flat is set in the negative direction of the Y-axis, but if it is set in another direction, the Y-axis transfer is performed when the orientation flat is directed in the designated direction in order to position the orientation flat in the Y-direction. The distance from the center of the chuck to the edge that should match the position is determined in advance by the line sensor 7 in the X direction.
need to be measured.

【0058】つづいて、ステップS206では、ライン
センサ7およびLED6を用い、信号処理部9を通して
エッジ位置を検出しながら、X軸駆動部11を駆動して
オリフラ検知用Xステージ4を移動させ、一方向からの
追い込みで突き当てで半導体ウェハ1を前記受渡し位置
に位置合わせする。そして、LED駆動部8を駆動して
LED6を消灯し、オリフラ検知シーケンスを終了する
Next, in step S206, while detecting the edge position through the signal processing section 9 using the line sensor 7 and the LED 6, the X-axis drive section 11 is driven to move the X stage 4 for orientation flat detection. The semiconductor wafer 1 is positioned at the delivery position by pushing from the direction and abutting against it. Then, the LED drive unit 8 is driven to turn off the LED 6, and the orientation flat detection sequence is completed.

【0059】次に、本発明の他の実施例について図10
を参照して説明する。
Next, FIG. 10 shows another embodiment of the present invention.
Explain with reference to.

【0060】図10は、本発明の他の位置合わせ動作を
示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing another alignment operation of the present invention.

【0061】本実施例においても、半導体露光装置のオ
リフラ検知部は、前述の図1に示したものと同一の構成
によって実施することができる。
In this embodiment as well, the orientation flat detection section of the semiconductor exposure apparatus can be implemented with the same configuration as that shown in FIG. 1 described above.

【0062】本実施例の場合も、半導体ウェハ1のエッ
ジ位置の計測開始時のオリフラ検知部各部の状態は前述
の実施例の場合と同様であり、さらに、エッジ位置の計
測(S1001)から、オリフラ位置の判定(S100
2)およびオリフラをオリフラ検知用Yステージ4の走
り方向と平行にする(S1003)までの過程について
も前述の場合と同様に行なわれる。
In the case of this embodiment as well, the states of the various parts of the orientation flat detection section at the start of measurement of the edge position of the semiconductor wafer 1 are the same as in the above-mentioned embodiment. Determination of orientation flat position (S100
2) and the process up to making the orientation flat parallel to the running direction of the orientation flat detection Y stage 4 (S1003) are performed in the same manner as in the above case.

【0063】ステップS1003で、オリフラ検知用Y
ステージ4の走り方向と平行にした後、ステップS10
04では、後述するステップS1006で半導体ウェハ
1のY軸補正を行なうためのY補正駆動量の追込み計測
を行なう。この方法は、ラインセンサ7の計測精度が不
図示の光学系のディストーションやボケ等によって、全
エリア同一でない場合に有効である。例えば、ラインセ
ンサ7の中央部の計測精度が優れている場合には、前述
の図9の(a)に示した、チャック中心からオリフラま
での距離lOFの計測はラインセンサ7の中央部で行な
うのが望ましい。そのため、オリフラ検知用Xステージ
4を駆動して、オリフラのエッジが、ラインセンサ7の
センターにくるように追込みを行なう。そのときのオリ
フラ検知用Xステージ4の追込み駆動量をXst、オリ
フラ検知用Xステージ4駆動前のチャック中心からライ
ンセンサ7のセンターまでの距離をXs とすると、チ
ャック中心からオリフラまでの距離lOFは、(7)式
で表される。
[0063] In step S1003, the orientation flat detection Y
After making it parallel to the running direction of stage 4, step S10
In step S1006, which will be described later, a follow-up measurement of the Y-correction driving amount is performed to correct the Y-axis of the semiconductor wafer 1. This method is effective when the measurement accuracy of the line sensor 7 is not the same in all areas due to distortion or blurring of an optical system (not shown). For example, if the measurement accuracy at the center of the line sensor 7 is excellent, the distance lOF from the chuck center to the orientation flat shown in FIG. 9(a) is measured at the center of the line sensor 7. is desirable. Therefore, the orientation flat detection X stage 4 is driven to drive the edge of the orientation flat to the center of the line sensor 7. If the drive amount of the X stage 4 for orientation flat detection at that time is Xst, and the distance from the center of the chuck to the center of the line sensor 7 before driving the X stage 4 for orientation flat detection is Xs, then the distance lOF from the center of the chuck to the orientation flat is , expressed by equation (7).

【0064】 lOF=Xs −Xst              
            (7)ここで、オリフラ検知
用Xステージ4の追込み駆動前の位置に戻し、ステップ
S1004を終了する。その後のオリフラ検知用θステ
ージ3、オリフラ検知用Yステージ5およびオリフラ検
知用Xステージ4の駆動(S1005〜S1007)に
ついても前述の図2のステップS204からステップS
206と同様である。
lOF=Xs−Xst
(7) Here, the orientation flat detection X stage 4 is returned to the position before the follow-up drive, and step S1004 is ended. The subsequent driving of the θ stage 3 for orientation flat detection, the Y stage 5 for orientation flat detection, and the X stage 4 for orientation flat detection (S1005 to S1007) is also performed in steps S204 to S in FIG.
This is similar to 206.

【0065】前述した各実施例では、オリフラ部の判定
方法として、ウェハ外縁位置データ列の極小値を検索し
てオリフラ条件との整合をとり、さらに相対角情報を用
いて第1オリフラを判定するという方法を用いたが、も
ちろん他のオリフラ判定方法を用いてもよい。
In each of the embodiments described above, as a method for determining the orientation flat portion, the minimum value of the wafer outer edge position data string is searched to match the orientation flat condition, and the first orientation flat is determined using relative angle information. Although this method was used, other orientation flat determination methods may of course be used.

【0066】さらに、オリフラと、オリフラ検知用Yス
テージ5の走り方向との平行出しの際に、偏心分の安全
を見込んだ計測点を設定してθ補正量を計算したが、オ
リフラ検知用Yステージ5の走査と同期してウェハエッ
ジ計測し、ウェハエッジの変化率が変わったところから
円弧部分になったと認識してオリフラの両端をθ補正量
Δθの計算のための計測点とすることもできる。この方
法を用いると、時間はかかるが、θ補正駆動量Δθ計算
式(5)の分母が大きくなるので、さらにθ精度が向上
する。
Furthermore, when aligning the orientation flat and the running direction of the Y stage 5 for orientation flat detection, the θ correction amount was calculated by setting a measurement point that takes into account the safety of the eccentricity. It is also possible to measure the wafer edge in synchronization with the scanning of the stage 5, recognize that the wafer edge has become an arc portion from a point where the rate of change has changed, and use both ends of the orientation flat as measurement points for calculating the θ correction amount Δθ. If this method is used, although it takes time, the denominator of the θ correction drive amount Δθ calculation formula (5) becomes larger, so the θ accuracy is further improved.

【0067】また、各実施例においては、半導体ウェハ
の位置合わせの際、図2のステップS205およびS2
06に対応する、オリフラ検知用Yステージ5およびオ
リフラ検知用Xステージ4による補正駆動処理を行なわ
ずにX,Y各軸の補正駆動量計測のみ行なって、ロード
ハンド(不図示)側でx,y方向について位置調整する
という方法もとれる。ただし、この方法では、ロードハ
ンドにX,Y各軸の微調機構を設ける必要がある。
In each embodiment, steps S205 and S2 in FIG. 2 are performed when aligning the semiconductor wafer.
Corresponding to 06, without performing correction drive processing by the orientation flat detection Y stage 5 and orientation flat detection X stage 4, only the correction drive amount measurement of each of the X and Y axes is performed, and the x, A method of position adjustment in the y direction can also be used. However, in this method, it is necessary to provide the load hand with a fine adjustment mechanism for each of the X and Y axes.

【0068】[0068]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので下記のような効果を奏する。
[Effects of the Invention] Since the present invention is constructed as described above, it produces the following effects.

【0069】(1)半導体ウェハのオリエンテーション
フラット部を、受光手段であるラインセンサに対して略
垂直な状態で走査することにより、ラインセンサの組付
けにθ方向の誤差があっても影響を受けず、半導体ウェ
ハの位置合わせの精度が向上する。
(1) Orientation of the semiconductor wafer By scanning the flat part of the semiconductor wafer in a state substantially perpendicular to the line sensor, which is the light receiving means, even if there is an error in the θ direction in the assembly of the line sensor, it will not be affected. First, the accuracy of semiconductor wafer alignment is improved.

【0070】(2)請求項第2項に記載したもののよう
に、オリエンテーションフラット部を移動手段の移動方
向と平行にした際に計測した、回転中心からオリエンテ
ーションフラット部までのオリフラ距離に基づいて、指
定位置までの移動量を求めることにより、前記オリフラ
距離についても、前記ラインセンサの組付誤差を無視で
きるものとなっているので、位置合わせの精度はより向
上する。
(2) As described in claim 2, based on the orientation flat distance from the rotation center to the orientation flat section, which is measured when the orientation flat section is made parallel to the moving direction of the moving means, By determining the amount of movement to the specified position, the assembly error of the line sensor can be ignored with respect to the orientation flat distance, so the accuracy of alignment is further improved.

【0071】(3)半導体ウェハのオリフラ位置検出後
に、オリフラ位置の角度検出誤差が補正されるので、半
導体ウェハのエッジ位置に基づいたオリフラ位置の検出
については、オリエンテーションフラットの概略位置を
認識できれば良いものとなり、前記エッジ位置の計測ポ
イントの低減あるいは、該エッジ位置計測時の回転速度
の増大が可能となって、オリエンテーションフラット検
知のスループットが向上する。
(3) After the orientation flat position of the semiconductor wafer is detected, the angle detection error of the orientation flat position is corrected, so the detection of the orientation flat position based on the edge position of the semiconductor wafer only needs to be able to recognize the approximate position of the orientation flat. This makes it possible to reduce the number of measurement points for the edge position or increase the rotational speed when measuring the edge position, thereby improving the throughput of orientation flat detection.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の、半導体ウェハの位置合わせ方法を実
施するためのオリフラ検知部を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an orientation flat detection unit for carrying out the semiconductor wafer positioning method of the present invention.

【図2】本発明の、半導体ウェハの位置合わせ方法の一
実施例を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing an embodiment of the semiconductor wafer positioning method of the present invention.

【図3】回転角に対する、チャック中心から半導体ウェ
ハ外縁までの距離の変化を示す図であり、(a)は、オ
リフラ部が1つのみの半導体ウェハの場合を示し、(b
)は、第1、第2の2つのオリフラ部が形成されている
半導体ウェハの場合を示している。
FIG. 3 is a diagram showing changes in the distance from the chuck center to the outer edge of the semiconductor wafer with respect to the rotation angle, (a) shows the case of a semiconductor wafer with only one orientation flat part, and (b)
) shows the case of a semiconductor wafer in which two orientation flat parts, first and second, are formed.

【図4】オリフラ位置判定の動作を示すフローチャート
である。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of orientation flat position determination.

【図5】回転角に対する、オリエンテーションフラット
部の、チャック中心から外縁までの距離の変化を示す図
である。
FIG. 5 is a diagram showing changes in the distance from the center of the chuck to the outer edge of the orientation flat portion with respect to the rotation angle.

【図6】チャック中心を原点とするx−y座標系におけ
る半導体ウェハを示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing a semiconductor wafer in an xy coordinate system with the origin at the center of the chuck.

【図7】オリフラ部を、オリフラ検知用Yステージの走
り方向と平行にするための動作を示すフローチャートで
ある。
FIG. 7 is a flowchart showing an operation for making the orientation flat part parallel to the running direction of the orientation flat detection Y stage.

【図8】チャック中心を原点とするx−y座標系におい
て、ラインセンサ方向を向いた半導体ウェハを示す平面
図である。
FIG. 8 is a plan view showing the semiconductor wafer facing the line sensor direction in an xy coordinate system with the origin at the center of the chuck.

【図9】チャック中心を原点とするx−y座標系におけ
る半導体ウェハを示す平面図であり、(a)は、オリフ
ラがy軸と平行にされた状態を示しており、(b)は、
オリフラが指定方向を向いた状態を示している。
FIG. 9 is a plan view showing a semiconductor wafer in an x-y coordinate system with the origin at the center of the chuck; (a) shows a state in which the orientation flat is parallel to the y-axis, and (b),
The orientation flat is shown facing the specified direction.

【図10】本発明の、半導体ウェハの位置合わせ方法の
他の実施例を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing another embodiment of the semiconductor wafer alignment method of the present invention.

【図11】従来の、半導体ウェハの位置合わせ方法を説
明するための、半導体ウェハを示す平面図である。
FIG. 11 is a plan view showing a semiconductor wafer for explaining a conventional semiconductor wafer positioning method.

【図12】ラインセンサ上を通過する半導体ウェハの外
縁を示す平面図であり、(a)〜(e)は、半導体ウェ
ハのオリフラ部がラインセンサ上を通過する過程を、順
に示している。
FIG. 12 is a plan view showing the outer edge of the semiconductor wafer passing over the line sensor, and (a) to (e) sequentially show the process in which the orientation flat portion of the semiconductor wafer passes over the line sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1    半導体ウェハ 2    オリフラ検知用チャック 3    オリフラ検知用θステージ 4    オリフラ検知用Xステージ 5    オリフラ検知用Yステージ 6    発光ダイオード 7    ラインセンサ 8    LED駆動部 9    信号処理部 10    θ軸駆動部 11    X軸駆動部 12    Y軸駆動部 13    演算制御部 61    第1オリフラ 62    第2オリフラ 1 Semiconductor wafer 2 Orientation flat detection chuck 3 θ stage for orientation flat detection 4 X stage for orientation flat detection 5 Y stage for orientation flat detection 6 Light emitting diode 7 Line sensor 8 LED drive unit 9 Signal processing section 10   θ-axis drive section 11 X-axis drive section 12 Y-axis drive section 13 Arithmetic control section 61 1st orientation flat 62 Second orientation flat

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  半導体製造用の半導体ウェハを回転手
段によって回転させながら、発光手段と該発光手段に対
する受光手段であるラインセンサとの非接触外縁位置検
出手段を用いて前記半導体ウェハの外縁一周分のエッジ
位置を計測し、計測したエッジ位置の変化から前記半導
体ウェハのオリエンテーションフラット部を検出して該
オリエンテーションフラット部の向きを示すオリフラ位
置を求め、求めたオリフラ位置を基準にして、前記オリ
エンテーションフラット部を指定方向へ向ける、半導体
ウェハの位置合わせ方法において、前記オリフラ位置を
求めた後、該オリフラ位置に基づいて前記回転手段を駆
動して、前記オリエンテーションフラット部を前記ライ
ンセンサ方向に向け、前記ラインセンサの向きと垂直な
方向への移動手段を用いて前記半導体ウェハを走査して
、前記オリエンテーションフラット部の任意の2点のエ
ッジ位置を計測し、計測した2点のエッジ位置から前記
オリエンテーションフラット部の前記移動手段の移動方
向に対する傾きを求め、求めた傾きにしたがって前記回
転手段を駆動して前記オリエンテーションフラット部を
前記移動手段の移動方向と平行にした上で前記回転手段
を駆動して、前記オリエンテーションフラット部を前記
指定方向へ向けることを特徴とする、半導体ウエハの位
置合わせ方法。
Claim 1: While a semiconductor wafer for semiconductor manufacturing is rotated by a rotating means, a non-contact outer edge position detection means of a light emitting means and a line sensor serving as a light receiving means for the light emitting means is used to detect one circumference of the outer edge of the semiconductor wafer. The orientation flat portion of the semiconductor wafer is detected from the change in the measured edge position to determine the orientation flat position indicating the orientation of the orientation flat portion. In the method for aligning a semiconductor wafer in which the orientation flat part is directed in a designated direction, after determining the orientation flat position, the rotating means is driven based on the orientation flat position to orient the orientation flat part in the direction of the line sensor; The semiconductor wafer is scanned using a moving means in a direction perpendicular to the direction of the line sensor, the edge positions of arbitrary two points of the orientation flat part are measured, and the edge positions of the orientation flat part are measured from the two measured edge positions. determining the inclination of the part with respect to the moving direction of the moving means, and driving the rotating means according to the obtained inclination to make the orientation flat part parallel to the moving direction of the moving means, and then driving the rotating means, A method for aligning a semiconductor wafer, comprising orienting the orientation flat portion in the designated direction.
【請求項2】  オリエンテーションフラット部を移動
手段の移動方向と平行にした際、回転手段による回転中
心からオリエンテーションフラット部までの距離を示す
オリフラ距離を計測し、前記オリエンテーションフラッ
ト部を指定方向に向けた後、前記オリフラ距離に基づい
て、前記指定方向の指定位置までの、半導体ウェハの移
動量を求めることを特徴とする請求項1記載の、半導体
ウェハ位置合わせ方法。
2. When the orientation flat part is made parallel to the moving direction of the moving means, an orientation flat distance indicating the distance from the center of rotation by the rotation means to the orientation flat part is measured, and the orientation flat part is oriented in a specified direction. 2. The semiconductor wafer positioning method according to claim 1, further comprising determining the amount of movement of the semiconductor wafer to the specified position in the specified direction based on the orientation flat distance.
【請求項3】  ラインセンサの向きに垂直な移動方向
と該移動方向に直交する移動方向との2方向への移動手
段を用いて、半導体ウェハを指定位置に移動させる請求
項2記載の、半導体ウェハの位置合わせ方法。
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor wafer is moved to a designated position using means for moving in two directions: a moving direction perpendicular to the direction of the line sensor and a moving direction perpendicular to the moving direction. How to align the wafer.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06224285A (en) * 1993-01-26 1994-08-12 Metsukusu:Kk Positioning device for wafer
US20100249986A1 (en) * 2009-03-31 2010-09-30 Tokyo Electron Limited Method for appointing orientation flat, apparatus for detecting orientation flat, and program for appointing orientation flat

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