JPH0530304B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は一部に位置決め指標としての実質的に
Ｖ字状の微小切欠きを有する半導体ウエハ等の円
形板状物体を測定装置、検査装置または露光装置
に配置するとき該物体を常に所定の方向に位置決
めする円形板状物体の角度位置決め装置に係るも
のである。

［発明の背景］ 従来の半導体ウエハの位置決め装置の一例（特
開昭58−18937）を第７図に示す。従来の位置決
め装置は、同図に示すように半導体ウエハ６（以
下単に「ウエハ」という）をのせて回転する回転
台３、この回転台３の回転中心から等距離を保ち
つつ回転中心に向つて収斂するように動き、また
回転中心から拡散するように動く往復部材２ａ，
２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ、光電素子Ｃ、およびこ
の光電素子Ｃに対しウエハを挾んで対向する位置
に配置した光源Ｌを備えている。

このウエハの位置決め装置は、回転台３の上に
自由に動ける状態でのせられているウエハ６の周
辺から往復部材２ａ〜２ｅが回転台３の中心に向
つてウエハ６を押しつつむようにして進み、ウエ
ハ６を動かしてウエハ６の中心と回転台３の中心
とを一致させる。その後、往復部材２ａ〜２ｅは
回転中心から離れる方向に外方へ後退する。この
センターリングが終了すると、ウエハ６を回転台
３に吸着固定し、回転台３を回転して光電素子Ｃ
への光源からの入射光量の変化の形でウエハ６の
周辺を読みとり、ウエハ６の切欠き６ａ（この場
合はオリエンテーシヨンフラツト）を検出する。
さらに第８図に示すように、この切欠きの微小な
傾きを修正するためレバー５により基準部材とし
ての固定ローラ４ａ，４ｂ，４ｃにウエハ６を押
しつけて最終的にウエハを位置決めする。

ところで、この従来のウエハ位置決め装置では
往復部材をウエハに強制的に押しつけねばなら
ず、それによりウエハを損傷することがある。ま
た、このような方法では位置精度があまりよくな
く、そのため最終位置決め操作を必要とし、その
ときもウエハ強制押しつけを行なわなければなら
ないという不都合がある。

一方、従来の位置決め装置として非接触型式の
ものも知られている（特開昭57−198642）。これ
はウエハを固定保持した回転台をパルスモーター
により間欠的に回転させ、ウエハの周辺にウエハ
を挾んで配置した光源と光電変換素子とによりウ
エハの周辺を読取り、光電変換素子からの電気信
号の極値点からウエハの切欠部を検出する。この
場合、非接触型式であるのでウエハを損傷するお
それはないが、ウエハの半径方向に複数個並設し
た光電変換素子によりウエハ回転中心のウエハの
輪郭の変化を比較する方法であるため、回転によ
り輪郭の変化は見られるが静止したウエハで高精
度の検出をすることは困難であつた。

［発明の目的］ 本発明は、上述の従来装置の問題点を解消し、
更に近年ウエハの大口径化に伴ない切欠き量の多
いオリエンテーシヨンフラツトでなく微小な切欠
きを有するウエハが出現していることに鑑みこの
ような微小切欠きを有するウエハのような円形板
状物体の場合にも精度良く非接触で切欠きを検出
しその円形板状物体の角度位置決めできる装置を
提供することを目的としている。

［発明の構成］ この目的を達成するため本発明の位置決め装置
は、周辺の一部に実質的にＶ字状の微小切欠きを
有する円形板状物体を保持して回転させる回転台
と、前記回転台に保持された前記物体の周辺付近
に存在し、前記回転台に保持された前記物体の半
径方向に所定の幅を有する第１センサと、前記回
転台に保持された前記物体の周辺付近で前記第１
センサと異なる位置に存在し、前記回転台に保持
された前記物体の接線方向に実質平行に並んでい
る複数の検出画素を有する第２センサを有し、前
記物体を前記回転台により回転させながら前記第
１センサで前記微小切欠きを光電検出することに
より、前記微小切欠きが前記第２センサの付近と
なるように前記回転台の回転を制御した後、前記
第２センサで前記微小切欠きを通過してきた光を
光電検出し、前記微小切欠きを通過してきた光の
中心を前記第２センサの各検出画素の出力を利用
して求めることにより、前記回転台による前記微
小切欠きの回転方向における位置決めを行なうこ
とを特徴とする。

前記第２センサは、例えばリニアイメージセン
サであり、その所定画素に前記微小切欠きを通過
してきた光の中心が一致するように前記微小切欠
きの回転方向における位置決めが行なわれる。

［実施例］ 本発明の実施例を以下に添付図を参照して説明
する。

第１図は本発明の一実施例に係るウエハの位置
決め装置の斜視図である。図に示すようにこのウ
エハの位置決め装置は、回転台８、この回転台８
に解放できるよう固定され、そして解放されると
Ｘ方向とＹ方向とに動くことができる載置台７、
この載置台７にのせられるウエハ６の周辺付近で
ウエハ６の接線方向に平行にウエハを挾んで配置
した切欠き検出用リニアイメージセンサCθと光
源Lθとを備えている。Ca，Cb，Cc，CdとLa，
Lb，Lc，LdはXY偏位検出用リニアイメージセ
ンサと光源である。

更に第２，３，５図も参照して詳しく説明すれ
ば、Ｖ字形の微小切欠き６ａを有するウエハ６は
第３図に示すように吸着溝７ａを有する載置台７
に吸着支持されるようになつており、更にこの載
置台７は回転台８に吸着溝８ａによつて吸着支持
されるようになつている。また回転台８はXY方
向に動き得るステージ９，１０上に載置されてい
る。また、回転台８の回転中心に対するウエハ６
の偏心を検出するリニアイメージセンサCa〜Cd
は、第２図に示すようにウエハ６の直径方向で対
向するように配置し、そしてそれらのリニアイメ
ージセンサを照射する光源La〜Ldをウエハ６の
下側に配置する。また切欠き検出を行なうリニア
イメージセンサCθをウエハ６の接線方向と平行
な方向に配置し、これを光源Lθにより照射する
ように構成する。

この実施例の動作を説明する。まず、回転台８
の上に吸着支持された載置台７の上面にウエハ６
を吸着固定し、これを回転させる。微小切欠き６
ａをリニアイメージセンサCθが検出した位置で
回転台８の回転を停止する。この状態ではまだウ
エハ６は回転台８の回転中心に対して偏心してい
る。この偏心量を第５ａ図に示すようにウエハ６
の半径方向に90°ずつずらして４個配置したリニ
アイメージセンサCa〜Cdによつて読込む。例え
ば、Ｘ方向の偏心量をリニアイメージセンサCa，
Ccのデジタル出力差に応じてΔx、Ｙ方向はリニ
アイメージセンサCb，CdによりΔyであると測定
する。次に回転台８の吸着を解除し、それにより
移動可能となつた載置台７を偏心量の測定値に基
づいてＸ方向にΔx、Ｙ方向にΔy移動させ、第５
ｂ図に示すように回転中心Ｏに対するウエハの偏
心を修正する。載置台７を移動させるのでウエハ
６を直接に圧接することはなくこの偏心調整は非
接触で行なえる。修正終了後、載置台７は再び回
転台８に吸着固定される。

微少切欠き６ａの回転方向のずれはリニアイメ
ージセンサCθにより検出する。第４ａ，４ｂ図
に示すようにリニアイメージセンサCθの所定の
中心画素C_Mに対して微少切欠き６ａからの透過
光の中心ＭがΔθずれていることをウエハ６の静
止状態で検出し（第４ａ図）、回転台８をΔθだけ
回転させて、透過光の中心Ｍと所定の中心画素
C_Mを一致させ回転方向のずれを精確に修正する
（第４ｂ図）。第６図に実施例の動作をフローチヤ
ートで示す。なお、第９図に従来のウエハ位置決
め装置の検出信号を本発明の場合（第４ａ，４ｂ
図）と対比して示す。

最初の状態で回転中心のウエハ６の切欠き６ａ
をリニアイメージセンサCθが検出し回転を停止
させるが、その際のリニアイメージセンサCθの
応答、処理時間を短縮してスループツトを向上さ
せるためアナログ光電変換素子Ｐを使用してウエ
ハ６を高速回転させリニアイメージセンサCθの
位置で停止させるようにしてもよい。

また偏心を修正した後のウエハ６をリニアイメ
ージセンサCa〜Cdにより計測してウエハ６の半
径を測定することもできる。この半径測定は次の
ように利用することができる。例えば本装置を使
用しないで他のウエハ位置決め装置により位置決
めされ露光工程を経たウエハは異なる位置決め基
準により焼付けされているが、このウエハを本装
置で位置決めする場合に、計測された半径情報に
基づいて位置決め基準の隔りを演算し、回転台８
の下に設置したＸステージ９およびＹステージ１
０を必要量だけ位置修正することにより、位置決
め基準の異なる装置との混合使用を可能とさせる
のである。また偏心を検出するリニアイメージセ
ンサCa〜Cdはデジタル出力でなくアナログ出力
の光電変換素子でもよく、実施例では４個のリニ
アイメージセンサを使用したが１個のリニアイメ
ージセンサでＸ方向の偏位を検出しその後、ウエ
ハを90°回転させてＹ方向の偏位を検出するよう
にしてもよい。またリニアイメージセンサに二次
元イメージセンサを使用して偏心量の検出と切欠
きの検出とに併用することもできる。

以上のように、本実施例ではリニアイメージセ
ンサのデジタル出力に基づいて検出するので、光
源の光量の経時変化による影響を受けず、またウ
エハとリニアイメージセンサの間にレンズを挿入
してウエハの像を拡大すれば検出精度を更に向上
させることもできる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば所定の回
転中心に非接触で精度良く円形板状物体例えばウ
エハの角度位置決めすることができる。

さらに、従来の位置決め装置のように切欠きの
検出をウエハの回転中に行なつてその信号に基づ
いてウエハの回転を所定量回して停止するのでな
く、ウエハの静止した状態で切欠きの位置を検出
するため高精度の位置決めが可能となる。また角
度修正後も常にウエハの位置にずれがないかを確
認する機能も有している。また、本発明の円形板
状物体の角度位置決め装置は、微少切欠きが異形
な場合でも正確に角度位置決めすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は、本発明の円形板状物体の角度位
置決め装置の実施例を示す、それぞれ斜視図、平
面図および側面図、第４図は、本発明の実施例に
おける、微小切欠きの位置と切欠き検出信号との
関係を示す模式図、第５図は、本発明の実施例に
おいてウエハの偏心を検出する様子を示す図、第
６図は、本発明の実施例の動作を説明するフロー
チヤート、第７および８図は、従来のウエハ位置
決め装置の斜視図および平面図、そして第９図
は、従来のウエハ位置決め装置におけるオリエン
テーシヨンフラツトの検出信号を示す模式図であ
る。 図中、６……ウエハ、６ａ……微少切欠、Ca，
Cb，Cc，Cd，Cθ……リニアイメージセンサ、７
……載置台、８……回転台、La，Lb，Lc，Ld，
Lθ，Lp……光源、９，１０……Ｘステージ、Ｙ
ステージ、Ｐ……アナログ光電変換素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 周辺の一部に実質的にＶ字状の微小切欠きを
   有するする円形板状物体を保持して回転させる回
   転台と、前記回転台に保持された前記物体の周辺
   付近に存在し、前記回転台に保持された前記物体
   の半径方向に所定の幅を有する第１センサと、前
   記回転台に保持された前記物体の周辺付近で前記
   第１センサと異なる位置に存在し、前記回転台に
   保持された前記物体の接線方向に実質平行に並ん
   でいる複数の検出画素を有する第２センサを有
   し、前記物体を前記回転台により回転させながら
   前記第１センサで前記微小切欠きを光電検出する
   ことにより、前記微小切欠きが前記第２センサの
   付近となるように前記回転台の回転を制御した
   後、前記第２センサで前記微小切欠きを通過して
   きた光を光電検出し、前記微小切欠きを通過して
   きた光の中心を前記第２センサの各検出画素の出
   力を利用して求めることにより、前記回転台によ
   る前記微小切欠きの回転方向における位置決めを
   行なうことを特徴とする位置決め装置。 ２ 前記第２センサがリニアイメージセンサであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   位置決め装置。 ３ 前記リニアイメージセンサの所定画素に前記
   微小切欠きを通過してきた光の中心が一致するよ
   うに前記微小切欠きの回転方向における位置決め
   を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載の位置決め装置。