JPH077069A - ウェハ位置決め装置及びその方法 - Google Patents

ウェハ位置決め装置及びその方法

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JPH077069A
JPH077069A JP14243393A JP14243393A JPH077069A JP H077069 A JPH077069 A JP H077069A JP 14243393 A JP14243393 A JP 14243393A JP 14243393 A JP14243393 A JP 14243393A JP H077069 A JPH077069 A JP H077069A
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JP
Japan
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wafer
positioning
stage
detected
center
Prior art date
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JP14243393A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Yamaguchi
博史 山口
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウェハのオリフラやVノッチを位置合わせ基
準として用いて、これらを高分解能で正確に検出すると
共に、ウェハサイズの影響を受けることなく高精度にウ
ェハの位置決めを行なう。 【構成】 本発明は、ウェハを吸着固定し、ウェハを回
転させるウェハ回転手段と、このウェハ回転手段により
回転させられているウェハの位置合わせ基準を検出する
検出手段と、ウェハ回転手段の中心とウェハの中心とを
一致させるセンタリング手段と、ウェハを任意に移動さ
せる移動手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ウェハを搬送・位置決
めするウェハ位置決め装置及びその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】シリコンウェハには結晶方位に依存する
種々の特性があり、これらを評価することでウェハの物
性量を決定している。例えば、酸化誘起欠陥の形状は結
晶方位に依存する形状と傾き角をもって現れ、これらの
密度分布評価はウェハの特性エビデンスとして信頼性を
決める方法に用いられている。
【0003】酸化誘起欠陥の検査では、形状的な特微量
を求めることにより、欠陥とそれ以外の区別を行うた
め、検査の自動化にあたっては規則性が顕著に表われた
方が確率面でのクラス分けが容易となり、検査精度が向
上する。
【0004】ところで、ウェハには結晶方位に対し、一
定の角度をもって加工されるオリフラ(オリエンテーシ
ョン・フラット)やVノッチと呼ばれる切欠きが設けら
れており、この部位を位置合わせ基準として利用して、
ウェハ面内での座標決定を行うよう定められている。よ
って、上述の欠陥はオリフラやVノッチに対し、一定角
度で傾くので、検査の際にはオリフラやVノッチを基準
とした位置決めにより検査精度を向上できることにつな
がる。
【0005】また、同一ウェハ内で、検査の再現性や様
々な評価工程間の結果を合わせて関連性を検討する上で
も当然、検討対象となる位置の特定ができなければ、評
価不能となることはいうまでもない。
【0006】特にウェハの場合、製品レベルの半導体が
nmレベルのミクロ化されたパターンを有することから、
微小領域での評価が対象となることが多い。このような
事情からオリフヤやVノッチを位置合わせ基準として利
用した位置合わせは通常の製造ルーチンで行われている
ものであるが、殊に自動機器においての位置合わせ装置
は従来、一般的なものとしてウェハ中心からオリフラ迄
の距離とウェハ半径の間にセンサを設置した状態でウェ
ハを一方向に定速回転させてセンサのON/OFFでオ
リフラ位置を検出する方法がとられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記手法では
ウェハ中心をセンサまでの距離が固定であるため、ウェ
ハサイズも固定であり任意サイズのウェハに対応できな
い、また、同様にオリフラが検出できてもVノッチには
対応できない。
【0008】更にこの種の位置決め方法では、一定高速
回転であるため検出センサの応答性による誤差量が増
し、例えば回転誤差 0.5°以下レベルの精密位置決めに
は不向きであるといった問題がある。
【0009】そこで、上記問題点を解決するために、本
発明はウェハのオリフラやVノッチを位置合わせ基準と
して用いて、これらを高分解能で正確に検出すると共
に、ウェハサイズの影響を受けることなく、高精度にウ
ェハの位置決めを行なうウェハ位置決め装置及びその方
法を提供する。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ウェハを吸着固定し、ウェハを回転させ
るウェハ回転手段と、このウェハ回転手段により回転さ
せられているウェハの位置合わせ基準を検出する検出手
段と、前記ウェハ回転手段の中心と前記ウェハの中心と
を一致させるセンタリング手段と、前記ウェハを任意に
移動する移動手段とを備えたウェハ位置決め装置、及
び、ウェハを検出手段まで移動させて、ウェハの周囲辺
縁部を検出し、その後ウェハを回転させ、ウェハの位置
合わせ用基準の所定部位を検出し、再度同一位置を高分
解能回転で再検出し、前記ウェハの中心を通り前記位置
合わせ用基準を対称に分割する仮想線を設定し、この設
定された仮想線に対し前記検出した位置合わせ用基準の
所定部位に対向する部位を検出するまで前記ウェハを高
分解能回転させ、前記所定部位と対向部位との間の回転
量を検出記憶し、この検出記憶した回転量を基に位置決
め座標を決定し、この決定した位置決め座標を基に前記
ウェハの位置決めを行なうことを特徴とするウェハ位置
決め方法を提供する。
【0011】
【作用】以上のように構成された本発明においては、ウ
ェハの搬送原点に対する位置合わせ基準(オリフラ或い
はVノッチ)の相対位置座標が決定され、この相対位置
座標を基にウェハの位置決めが行なわれるので、高精度
な位置決めが実現できる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図1(A)(B)は、対象となるウェハの平面図
であり、ウェハ外径は4″、5″、6″、8″が主流と
なっている。結晶方位を決定する部位として、(A)で
はオリフラ2を有し、(B)ではVノッチ3をもつウェ
ハを示している。オリフラ及びVノッチとも外形寸法は
SEMI規格等で標準化されているため、各ウェハ外径
に公差を含めた寸法は既知と考えて差しつかえない。よ
って、以降で説明する位置決めでは、上記外形寸法は既
知量として扱う。
【0013】図2、図3は本発明の構成例であり、図2
(A)は平面図、(B)は正面図、図3はシステムブロ
ック図を示す。以下、動作内容を説明する。ウェハ1を
吸着ステージ5の人手もしくは自動ハンドで積載後、セ
ンタリング機構11が閉じて、ウェハ外径を押えることに
よりウェハ中心と吸着ステージ5の中心を一致させる。
次に吸着ステージ5は吸着動作を行い、ステージ面にウ
ェハを固定し、ウェハの位置ズレを防止する、吸着が正
常に完了したならばセンタリング機構11は開状態とな
る。
【0014】上記ステージは、他にθ方向、X方向、Y
方向移動が可能な各軸ステージ上に構成されており、一
つの搬送系をなしている。各軸は例えば図3に示すよう
に、パルスモータ12a、12b、12cとモータドライバ13
a、13b、13c及びそれらを制御するモータコントロー
ラ14a、14b、14cにより駆動する、又、吸着ステージ
5は電磁弁15の弁開閉動作で実現し、センタリング機構
11はシリンダ16の動作を電磁弁17で制御する。
【0015】オリフラ及びVノッチの検出は、検出セン
サ4により行う。ここでは、透過式の光センサを想定し
た。センサの信号はアンプ19を介して統括制御コントロ
ーラ18へ入力される。位置決めに必要なウェハ外形デー
タはインタフェース部20より伝送されるものとする。
【0016】上記構成により、オリフラの場合を例とし
て図4、5、6を参照して位置決め方法を以下に説明す
る。尚、実施例では図5に示す座標系において、X軸上
のウェハ中心9とセンサ部10が位置し、センサは遮光
(ウェハ入)状態でON、透光(ウェハ出)状態でOF
Fとする。又、回転速度ω1 、ω2 (rad/S )の分解能
はω2 の方がω1 より高い。即ち、精密動作ができるよ
うにパルス設定されているものとする。
【0017】まず、図5に示すように、ステージへ積載
・固定されたウェハは+X方向に一定量lx 分移動す
る。このときのlx は、ウェハ外径1aが公差範囲の最
小値とみなした時、ウェハ外周部がセンサ検知できるま
での理論値として算出する。この移動により任意のウェ
ハサイズに対応可能となる。ウェハ外周部がセンサ部へ
移動した場合、ウェハは検知され図4の処理a′から処
理gへ移行するが、図5(B)に示すように、オリフラ
部がセンサへ移動した場合、センサはONしないため、
ウェハ外周部が検出(ON)するまでウェハ1aをω1
速度で+θ方向へ回転させる(図4処理b)。回転中セ
ンサがONすれば、オリフラを検出したことになるので
処理gへ移行する。尚、図5(B)に示すように、この
ときの回転量はオリフラの開口角θL にオフセット分α
を加えた角度としてウェハ外周検出を評価すれば十分で
ある。
【0018】次に、ω1 速度で−θ方向へ回転する(処
理g)と処理aにてオリフラが検知できる位置へウェハ
が移動した場合は、程無くウェハ外周からセンサがオリ
フラ部へ移行し、センサOFF状態(処理j)となり、
θ回転は一時停止する(処理k)。ところが図5(C)
に示すように、ウェハ中心からオリフラ迄の距離より
も、センサ位置が内側となった場合、ウエハは1回転完
了(処理h「Yes 」)しても、オリフラは検知できない
ため、ステージは−X方向へ一定ピッチの微小移動後、
再度回転し、オリフラ検知(センサOFF)となるま
で、上記一連の動作を繰り返す。図5(D)はΔl分移
動したときオリフラが検知できた状態を示している。こ
こまではオリフラの概略検知動作であり、以下に精密位
置合わせ動作を図4と図6を用いて説明する。精密にオ
リフラ検出するために回転速度はω2として実施する。
【0019】まず、現状のセンサポイント( 図6の・
点)は((k))にあり回転は停止しているので、ω2 速度
で+θ方向へウェハを回転させる(処理l)と、図6の
n点で遮光されてセンサONとなるのでθ回転を停止す
る(図4処理n) 次にθ方向のパルスステップ量カウンタをクリアし、カ
ウント待機状態(θ)としておき、ω2 速度で−θ方向
へ回転すると同時にカウントを開始し(図4処理p)、
センサがOFF→ONへ変わった(図4処理g「Yes
」)ところで、回転を停止する(図4処理r)と、セ
ンサポイントは図6のr点にある。このとき、図6中の
n点とr点はウェハ中心を通りオリフラに垂直な軸に対
して線対称な位置にあり、ステップカウント量はn点か
らr点までの円弧に等しいので、+θ方向へ1/2(ス
テップカウント)量分回転停止すると、オリフラとX軸
は直交し、この点を回転原点とすればオリフラ基準での
位置決めが完了する。
【0020】尚、本実施例では、更にオペレーション位
置でオリフラがX軸に平行となるような回転動作を加え
て、オペレータ側にオリフラが向くようにしたが、この
ような操作は使い勝手に合わせて工夫できる。
【0021】図7は、他の実施例であり、XYステージ
を除いた簡略構成である。ただし、検出センサは位置決
め後のオペレーションの邪魔にならないように、シリン
ダ駆動によって逃げられるようにしている。ウェハサイ
ズが一定ならばこのような構成でも十分対応できる。
【0022】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ウ
ェハの位置決めをウェハサイズに依らず正確に自動化で
き、人手の介在を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に使用されるウェハのオリフラ及びVノ
ッチを表わす図。
【図2】本発明の一実施例を示す概要構成図。
【図3】本発明の一実施例を示すシステムブロック図。
【図4】本発明の一実施例の位置決め動作を示すフロー
チャート。
【図5】本発明の一実施例の位置決め動作の説明図。
【図6】本発明の一実施例の精密位置決め動作の説明
図。
【図7】本発明の他の実施例を示す図。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウェハを吸着固定し、ウェハを回転させ
    るウェハ回転手段と、このウェハ回転手段により回転さ
    せられているウェハの位置合わせ基準を検出する検出手
    段と、前記ウェハ回転手段の中心と前記ウェハの中心と
    を一致させるセンタリング手段と、前記ウェハを任意に
    移動する移動手段とを具備したことを特徴とするウェハ
    位置決め装置。
  2. 【請求項2】 ウェハを検出手段まで移動させて、ウェ
    ハの周囲辺縁部を検出し、その後ウェハを回転させ、ウ
    ェハの位置合わせ用基準の所定部位を検出し、再度同一
    位置を高分解能回転で再検出し、前記ウェハの中心を通
    り前記位置合わせ用基準を対称に分割する仮想線を設定
    し、この設定された仮想線に対し前記検出した位置合わ
    せ用基準の所定部位に対向する部位を検出するまで前記
    ウェハを高分解能回転させ、前記所定部位と対向部位と
    の間の回転量を検出記憶し、この検出記憶した回転量を
    基に位置決め座標を決定し、この決定した位置決め座標
    を基に前記ウェハの位置決めを行なうことを特徴とする
    ウェハ位置決め方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100506818B1 (ko) * 2002-12-13 2005-08-09 삼성전자주식회사 반도체 기판의 이동위치 설정방법 및 반도체 기판의검사방법
KR100600265B1 (ko) * 2004-09-14 2006-07-13 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 베이크 오븐 및 그를 이용한 베이킹 방법
US7153087B2 (en) 2002-01-28 2006-12-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Centering mechanism, centering unit, semiconductor manufacturing apparatus, and centering method
US7547181B2 (en) 2004-11-15 2009-06-16 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Substrate position correcting method and apparatus using either substrate radius or center of rotation correction adjustment sum
JP2018037560A (ja) * 2016-08-31 2018-03-08 富士電機株式会社 炭化珪素半導体基体、炭化珪素半導体基体の結晶軸合わせ方法および炭化珪素半導体装置の製造方法

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