JPH0556653B2 - - Google Patents

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JPH0556653B2
JPH0556653B2 JP60061056A JP6105685A JPH0556653B2 JP H0556653 B2 JPH0556653 B2 JP H0556653B2 JP 60061056 A JP60061056 A JP 60061056A JP 6105685 A JP6105685 A JP 6105685A JP H0556653 B2 JPH0556653 B2 JP H0556653B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
shaft
optical sensor
angular position
edge
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP60061056A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS60218853A (ja
Inventor
Enu Gyarubaato Danieru
Deii Batsukurei Jere
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ESU BUI JII RITOGURAFUII SHISU
ESU BUI JII RITOGURAFUII SHISUTEMUZU Inc
Original Assignee
ESU BUI JII RITOGURAFUII SHISU
ESU BUI JII RITOGURAFUII SHISUTEMUZU Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by ESU BUI JII RITOGURAFUII SHISU, ESU BUI JII RITOGURAFUII SHISUTEMUZU Inc filed Critical ESU BUI JII RITOGURAFUII SHISU
Publication of JPS60218853A publication Critical patent/JPS60218853A/ja
Publication of JPH0556653B2 publication Critical patent/JPH0556653B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、シリコン・ウエーハを前整列
(prealign)させるための装置に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
集積回路の製造時、シリコン・ウエーハを加工
場へ送る前に前整列させることが必要である。加
工場では、ウエーハに回路パターンを刻む前にウ
エーハが精密整列させられる。ウエーハを精密整
列機構の範囲内で正確に充分位置決めしなければ
ならないので、前整列は重要である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
現在市販されている前整列装置では、ウエーハ
を中心に置く、すなわち角方位決め以前にX−Y
方向で位置決めする必要がある。それはウエーハ
を前整列装置段へ2.54cm(1インチ)以上ずれて
送るためである。これは現在入手できる角方位技
術の範囲外のことである。
本発明は課題は上述した問題点を解決し、しか
も1つの光源と1つのセンサを用いてウエーハの
X−Y位置および角度位置を正確に決め得る前整
列装置を提供することである。
〔問題点を解決するための手段〕 上記課題は本発明によりウエーハ前整列装置を
次のように構成して解決される。すなわち、光セ
ンサ手段は、ウエーハの縁の影を捕らえるのに十
分に長い直線寸法を有し、前記光センサ手段は、
第2手段がシヤフトを回転する際に出力信号を発
生し、該出力信号は、フラツト部の角位置、前記
ウエーハのシヤフトに対する偏心度および前記フ
ラツト部と前記偏心度との間のシヤフトに対する
角度関係を表すものであり、前記シヤフトはレゾ
ルバ手段を有し、該レゾルバ手段は当該シヤフト
の他端に配置され、該シヤフトの角度位置を所定
の増分で表す信号を供給するものであり、さら
に、前記ウエーハの所望のX−Y位置および角度
位置を表すデータを記憶しており、前記レゾルバ
手段および前記光センサ手段からの信号が供給さ
れ、前記光センサ手段の出力信号の平均と当該出
力信号のピークまたは谷との差に基づいてウエー
ハの前記X−Y位置および角度位置からのずれを
計算するためのコンピユータ手段と、前記コンピ
ユータ手段と前記第2手段との間に接続され、前
記ウエーハを所望の角度位置に位置決めするため
のモータドライバ手段とが設けられているように
構成して解決される。
〔作用〕
ウエーハが完全に1回転させられると、光セン
サはウエーハの縁を検出して偏心すなわちX−Y
方向における中心からのウエーハの距離を表わす
記号を供給する。この信号はまたウエーハの凹部
または凸部を検知することによつてウエーハの角
位置を示す。使用した光センサのタイプは、光源
によつて作られた影を保証する直線寸法をもつも
のであり、ウエーハの縁は光センサの視野内にあ
る。光センサからの信号はコンピユータへ供給さ
れ、ここでウエーハのX−Y位置および角方位を
計算するために使用される。
ウエーハの角位置が既知であるので、シヤフト
は回転させられ、ウエーハを所望の角方位に向け
る。ウエーハのX−Y位置を表わす情報は、ウエ
ーハが次の段に移されるときにウエーハを中心に
置くのに使用され得る。
〔実施例〕
第1図には、この発明のウエーハ前整列
(prealignment)装置10が示されている。この
ウエーハ前整列装置10はシヤフト・アセンブリ
11を備え、このシヤフト・アセンブリ11には
ハウジング12がある。シヤフト13は、慣用の
軸受14の助けを借りて、ハウジング12内に回
転自在に装架される。シヤフト13の一端はカツ
プ状要素15になる。シヤフト13の中にはコン
ジツト16が形成され、このコンジツト16はハ
ウジング12の中に形成されたコンジツト17を
介してチユーブ18と連通している。従つて、要
素15へ移されたウエーハ19は、コンジツト1
6および17並びにチユーブ18を通して要素1
5の中心に加えた真空によつて要素15へ緊着さ
れ得る。
サーボモータ20は、シヤフト13の他端に配
置され、かつモータドライブ21によつて付勢さ
れるときにシヤフト13を回転させるのに使用さ
れる。シヤフト13の他端にはレゾルバ22も配
置され、このレゾルバ22はシヤフト13の角方
位を表わす信号を供給する。この信号は信号処理
器23へ供給され、ここでシヤフト13の個々の
角位置のための正確な数にデジタル化される。す
なわち、シヤフト13の10〜20アークセコンド毎
のシヤフト13の角位置を示す数が求められてコ
ンピユータ27へ入力される。そのようなレゾル
バや処理用エレクトロニクスは周知で市販されて
いる。
ウエーハ19の一側には、発光ダイオード、レ
ーザダイオードまたは他の慣用の光源であり得る
光源24がある。この光源24からの光ビーム路
中に事実上置かれたウエーハ19の他側には、電
荷結合素子アレイであり得る光センサ25があ
る。光源24がウエーハ19の縁の影を光センサ
25へ直接投射するか或は光学系により間接的に
投射するように、光源24と光センサ25はウエ
ーハ19の縁の予期された近似位置に配置され
る。
光センサ25は、広い偏心範囲に亘つてウエー
ハ19の縁の影を捕えるような長さをもつように
選ばれる。例えば、ウエーハ19はシヤフト13
へ移されるときに1.77cm(0.5インチ)以上、中
心がずらされ得る。そのような光センサの一例
は、テキサス・インスツル−メンツ社によつて製
造された電荷結合素子アレイ例えばTC103であ
る。そのような電荷結合素子アレイは2.54cm(1
インチ)以上の検知長さをもち2000個以上の電荷
結合素子から成る。従つて、この電荷結合素子ア
レイは大きな変動例えば1.77cm以上の偏心変動、
すなわちウエーハ19がウエーハ前整列装置10
に移されるときの中心のずれ量に適応できる。
光源24とウエーハ19の間に配置された図示
のレンズ列は、ウエーハ19の縁を横切る半径方
向線に光を当てる。ウエーハ19と光センサ25
の間の光学レンズは光センサ25に光ビームのテ
レセントリツク(telecentric)像を与える。これ
は検知面に事実上コリメートな光ビームを与え、
従つて光センサ25の検知面に投射される縁の影
はシヤープに規定される。この目的を達成するた
め他のレンズ構成を使用しても良い。
シヤフト13が回転すると、光センサ25は周
期的に電子走査されてアナログ出力信号を発生す
る。
光センサ25のこのアナログ出力信号は直線ア
レイ信号処理回路26へ供給され、ここでデジタ
ル化されて一連の数に縮小される。各数は所定の
シヤフト角でのウエーハ縁位置を表わし、コンピ
ユータ27へ入力される。
直線アレイ信号処理回路26からのデジタル情
報は、インテル社から市販されているインテル
8088であり得るコンピユータ27へ供給される。
ウエーハ19の回転が完了するまで、デジタル
直線出力および適当なレゾルバ・シヤフト角デー
タはコンピユータ27に記憶される。コンピユー
タ27はウエーハ19のX−Y位置および角方位
を計算するのに充分な情報をもつ。
ウエーハ19の所望の角方位が既知量でありか
つコンピユータ27に永久記憶され得るので、モ
ータドライバ21はウエーハ19を所望の角方位
まで回転させるように付勢され得る。
中心からのX−Y位置の偏心すなわち偏差がコ
ンピユータ27によつてまた計算されたので、こ
の情報はX−Y段へ供給されてその位置決めを行
い、もつてウエーハ19が移されるときにそれを
中心にもたらす。前述したように、広い偏心範囲
に亘つてウエーハ縁を捕えることのできる光セン
サ25を使用したので、完全なX−Y段は不要で
あり、ウエーハ19の幾何学的形状とは無関係な
万能型ウエーハ前整列装置10が提供される。代
表的なシステムではウエーハ19がウエーハ前整
列装置10へ未知の角度でかつ中心から最大1.77
cmはずれて移されるので、この発明はウエーハを
まず中心に置くことなく或る角位置にあるウエー
ハを正確に整列させるための方法を提供する。
第2図は、光センサ25によるウエーハ19の
縁走査から得られた信号を例示する。
カーブAは、ウエーハ19をシヤフト13の中
心に正確に移した状態すなわち偏心が無い状態で
かつ凹部または凸部をもたないウエーハ19から
得られる光センサ25の信号を示す。
他方、カーブBは、ウエーハ19が中心からず
れておりかつ凹部または凸部をもつているときの
信号を表わす。このカーブBは正弦波に近く、カ
ーブB沿いの種々の点での振幅はウエーハ19が
回転させられるにつれて種々の角度でのウエーハ
19の偏心すなわち中心すばれ状態を表わす。こ
の信号中の偏差Sはウエーハ19中の凹部または
凸部の位置従つてその角方位を示す。
カーブB上の値θは凹部または凸部の角位置を
示す。Dはウエーハ19の直径の目安である。E
はウエーハ19の偏心の目安であり、そしてSは
直径Dと一緒になつて凹部または凸部の幅を決定
する、凹部または凸部材の深さの目安である。こ
のように、光センサ25からの信号がウエーハ1
9の角位置を決定するのに充分な情報を提供する
ことは理解できる。ウエーハ19の所望位置も既
知であるので、ウエーハ19は所望の角位置へ容
易に位置決めされ得る。
光センサ25からの信号が中心からのウエーハ
19の偏差も含むので、この情報はウエーハ19
が移されたときに中心に来るようにウエーハ19
が移されるX−Y段を前位置決めするのに使用さ
れ得る。
以上の説明から明らかなように、特許請求の範
囲内で種々の変形例が可能である。
〔発明の効果〕
この発明によれば、ウエーハを中心に置く、す
なわち角方位決めする前に、X−Y方向で位置決
めする必要がないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を一部ブロツク図
で示す概略図、そして第2図はこの発明の動作を
理解するのに有用な信号の波形図である。 10……ウエーハ前整列装置、11……シヤフ
ト・アセンブリ、13……シヤフト、15……シ
ヤフトのカツプ状要素、16と17……コンジツ
ト、18……チユーブ、19……ウエーハ、20
……サーボモータ、21……モータドライバ、2
4……光源、25……光センサ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 シヤフトと、 ウエーハを該シヤフトの一端へ偏心して緊着す
    るための第1手段と、該ウエーハはフラツト部を
    有しており、 前記シヤフトを回転させるための第2手段と、 前記ウエーハの一方の側に配置され、当該ウエ
    ーハの縁の影を検知するための1つの光センサ手
    段と、 前記ウエーハの他方の側に配置され、単一光ビ
    ームを、前記ウエーハの回転軸に対して平行に一
    部は前記ウエーハの一方の側に、一部は前記光セ
    ンサ手段に照射する1つの光源手段とを有するウ
    エーハ前整列装置において、 前記光センサ手段は、前記ウエーハの縁の影を
    捕らえるのに十分に長い直線寸法を有し、 前記光センサ手段は、前記第2手段がシヤフト
    を回転する際に出力信号を発生し、 該出力信号は、前記フラツト部の角位置、前記
    ウエーハのシヤフトに対する偏心度および前記フ
    ラツト部と前記偏心度との間のシヤフトに対する
    角度関係を表すものであり、 前記シヤフトはレゾルバ手段を有し、該レゾル
    バ手段は当該シヤフトの他端に配置され、該シヤ
    フトの角度位置を所定の増分で表す信号を供給す
    るものであり、 さらに、前記ウエーハの所望のX−Y位置およ
    び角度位置を表すデータを記憶しており、前記レ
    ゾルバ手段および前記光センサ手段からの信号が
    供給され、前記光センサ手段の出力信号の平均と
    当該出力信号のピークまたは谷との差に基づいて
    ウエーハの前記X−Y位置および角度位置からの
    ずれを計算するためのコンピユータ手段と、 前記コンピユータ手段と前記第2手段との間に
    接続され、前記ウエーハを所望の角度位置に位置
    決めするためのモータドライバ手段とが設けられ
    ていることを特徴とするウエーハ前整列装置。 2 前記光センサ手段の出力信号は、変化部を有
    する正弦波であり、 該変化部は前記フラツト部の角度位置を表し、 該変化部を除く正弦波の平均は、ウエーハの直
    径を表し、 当該正弦波の平均と正弦波のピークまたは谷と
    の差は、前記ウエーハの位置および偏心度を表
    し、 前記変化部の正弦波からの大きさはフラツト部
    の深さを表す特許請求の範囲第1項記載のウエー
    ハ前整列装置。 3 前記光センサ手段は電荷結合素子アレイを有
    し、該電荷結合素子アレイは前記光源手段および
    ウエーハの縁に対して配置され、前記ウエーハが
    シヤフトの中心から約2.77cm(0.5インチ)ずれ
    ていても前記ウエーハの縁の影を捕らえる特許請
    求の範囲第1項記載のウエーハ前整列装置。 4 電荷結合素子アレイへ接続されてこの電荷結
    合素子アレイからの信号のデジタル出力を供給す
    る第3手段を更に備えた特許請求の範囲第3項記
    載のウエーハ前整列装置。
JP6105685A 1984-03-30 1985-03-27 ウエーハ前整列装置 Granted JPS60218853A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US59518884A 1984-03-30 1984-03-30
US595188 1984-03-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60218853A JPS60218853A (ja) 1985-11-01
JPH0556653B2 true JPH0556653B2 (ja) 1993-08-20

Family

ID=24382131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6105685A Granted JPS60218853A (ja) 1984-03-30 1985-03-27 ウエーハ前整列装置

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JP (1) JPS60218853A (ja)
DE (1) DE3506782C2 (ja)
GB (1) GB2157078B (ja)

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GB8502075D0 (en) 1985-02-27
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