JPH08306763A

JPH08306763A - 位置合わせ装置

Info

Publication number: JPH08306763A
Application number: JP10389195A
Authority: JP
Inventors: Takechika Nishi; 健爾西
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-04-27
Filing date: 1995-04-27
Publication date: 1996-11-22
Also published as: KR960039247A

Abstract

(57)【要約】【目的】オリフラなどの切欠き部が無いウェハ用位置
決め装置である。【構成】本装置は、ウェハＷを回転機構１０２、１０
６により回転し、その回転角度に従って位置決めのため
の情報をサンプリングしている。すなわち、本装置１０
０は、回転するウェハＷの表面または裏面に形成された
基準マーク１１０に光５０４を照射し、その基準マーク
１１０からの回折光５２２または散乱光をウェハＷの回
転に同期して受光している。従って、ウェハの回転角θ
に従って、基準マーク位置にピークθ１を有する波形信
号が得られる。これによってウェハＷの回転角度を正確
に知ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造素子製造用
の露光装置などと組み合わせて用いられる基板の位置合
わせ装置に関するものであり、特にオリエンテーション
フラットやノッチ等の切欠き状の位置合わせ基準が外周
部に形成されていないウェハを所定の基準位置に対して
位置合わせする装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置は、基板（ウェハ）
Ｗの外周部に切欠き状の位置合わせ基準（切欠き部）が
形成された基板の位置合わせを行うものであった。な
お、円板状のウェハＷに形成される切欠き部としては、
図１２（ａ）に示すように、基板（ウェハ）Ｗの外周の
一部を直線的に切断した、いわゆるオリエンテーション
フラット１２や、図１２（ｂ）に示すように、ウェハＷ
の外周の一部に切り込みを入れた、いわゆるノッチ１４
などが知られている。

【０００３】上記のような切欠き部を有する基板を位置
決めする装置の概略的な構成を、図１３に示す。すなわ
ち、モータ１６などの回転機構の回転軸１８によって回
転可能に支持されたウェハホルダ２０上に、ウェハＷを
その中心とモータ１６の回転中心とがほぼ一致するよう
に載置し、ウェハＷの周辺部に複数の光源２２、２４
（光源は１つであってもよい）から光束を照射する。こ
れらの光束は、通常はウェハＷの周辺部によって遮光さ
れるが、ウェハＷの切り欠き部分１２が光束の位置に存
在する場合にはウェハＷによって遮光されることなく、
ウェハＷを挟んで光源２２、２４と向かい合う位置に配
置された受光器２６、２８によって受光される。受光器
２６、２８で検出された光量信号は、位置検出部３０に
入力し、各光量信号に基づいてウェハＷの切り欠き部１
２の位置に関する情報を制御部３２に出力する。制御部
３２は、切り欠き部１２の位置情報に基づいて、ウェハ
Ｗを所定量だけ回転するように回転制御部３４に信号を
出力する。

【０００４】そして、上記のような構成の装置におい
て、ウェハＷの周辺部に光束を照射した状態でウェハＷ
を回転させ、受光器２６、２８で検出される光束の光量
変化を調べることによってオリエンテーションフラット
１２やノッチ１４の位置を検出し、ウェハＷのプリアラ
イメントを行っていた。なお、モータ１６等の回転機
構、またはウェハホルダ２０には、ロータリーエンコー
ダ等の位置計測装置（不図示）が設けられており、ウェ
ハＷの回転量（回転角）を計測することが可能となって
いる。

【０００５】図１４（ａ）、（ｂ）は、それぞれオリエ
ンテーションフラット１２を有するウェハＷの回転角θ
と、受光器２６、２８で検出される光量信号の出力との
関係を示す図である。例えば図１３において、ウェハＷ
がウェハホルダ２０上に載置、固定された時の回転角θ
を零とし、回転制御部３４が回転角θを監視しながらウ
ェハＷを矢印の方向に回転させる。その際、ウェハＷの
周辺部に対して光源２２、２４から光束が照射されてお
り、オリエンテーションフラット１２の移動に伴って、
先ず受光器２６が光束を受光するようになる。オリエン
テーションフラット１２が光束の部分を通過する間（受
光器２６については回転角θ１からθ２の間、受光器２
８については回転角θ３からθ４の間）は、受光器２６
または２８から光量信号が得られる。受光器２６で出力
が検出され始めてから、受光器２８で出力が検出されな
くなる間のほぼ中間（回転角θ１と回転角θ４とのほぼ
中間）の回転角を求め、この位置をオリエンテーション
フラット１２の中心位置とする。求められた回転角に基
づいて、また光源２２、２４及び受光器２６、２８の位
置とオリエンテーションフラット１２を位置合わせすべ
き位置との関係を考慮して、ロータリーエンコーダ等の
位置計測装置で監視しながらウェハＷを回転して位置合
わせする。

【０００６】図１４（ｃ）は、図１２（ｂ）に示すよう
なノッチ１４を有するウェハＷの回転角θと受光器２６
または２８で検出される光量信号の出力との関係を示す
図である。この場合、信号のピーク位置がノッチの位置
となり、このノッチの位置合わせについてはオリエンテ
ーションフラットを有するウェハの場合と同様である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、ウェハ上に回
路素子を形成するためには幾つもの工程を経る必要があ
り、オリエンテーションフラットやノッチ等の切り欠き
が存在するウェハを使用した場合、工程が進むにつれて
この切り欠きのためにウェハが歪んでしまう（非線形な
歪みが生じる）という問題点が生じていた。

【０００８】特に、ウェハを露光する露光工程において
は、ウェハの非線形的な歪みが深刻な影響を与える。例
えば、露光装置（ステッパー）おいては、重ね合わせ露
光する際に、ウェハ（各露光領域）を位置合わせする方
法として、任意の数カ所の露光領域の位置を計測し、そ
の位置に基づいて他の露光領域の位置を類推して、その
結果に基づいて重ね合わせ露光を行うという方法が用い
られることもある。この方法においては、ウェハ上の各
露光領域の配列が線形であるという仮定を基に重ね合わ
せ露光するので、切り欠きが原因で生じるウェハの非線
形歪みは直接位置合わせ精度の劣化につながることにな
る。そこで、この非線形歪みによる誤差を避けるため、
切り欠きが存在しない円形のウェハを用いることが考え
られる。

【０００９】しかしながら、図１３に示すような従来の
位置決め装置は、オリエンテーションフラットやノッチ
等の切り欠き部が設けられているウェハに対してのみ適
用できるものであった。つまり、周辺部に切り欠き部の
存在しないウェハの場合は、受光部で光束を受光するこ
とができないので、従来の装置では位置合わせを行うこ
とができなかった。

【００１０】本発明は、以上のような問題点に鑑みて成
されたものであり、オリエンテーションフラットやノッ
チなどの切欠き部が周辺部に形成されていないウェハ
（円形ウェハ）に対しても高精度にプリアライメントを
行うことが可能な新規かつ改良された位置決め装置を提
供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、外周部に位置合わせ用の切欠きの形成
されていない基板（Ｗ）を位置合わせする装置（１０
０）において、基板の表面または裏面のいずれかの外周
近傍に位置合わせ用基準マーク（１１０、１２０）を付
し、その基板を回転機構（１０２、１０６）上に載置
し、基板を回転させながら、その基準マークに光照射手
段（５０３、５０６、５０８、５１０、５１２）により
光（５０４、５０４’）を照射し、その基準マーク（１
１０、１２０）により発生した回折光（５２２、５２
２’）又は散乱光を回転機構の回転角度（θ）に従っ
て、受光手段（５１２、５１０、５１４、５１６、５１
８、５２０）により受光することで位置決めを行う構成
としている。

【００１２】

【作用】本発明に係る位置決め装置（１００）では、ウ
ェハ（Ｗ）を回転機構（１０２、１０６）により回転
し、その回転角度に従って位置決めのための情報をサン
プリングしている。すなわち、本発明に係る位置決め装
置（１００）は、回転するウェハ（Ｗ）の表面または裏
面に形成された基準マーク（１１０、１２０）に光（５
０４、５０４’）を照射し、その基準マーク（１１０、
１２０）からの回折光（５２２、５２２’）または散乱
光をウェハ（Ｗ）の回転に同期して受光している。従っ
て、ウェハの回転角（θ）に従って、図１０に示す様
な、基準マーク位置にピーク（θ１）を有する波形信号
が得られる。これによってウェハ（Ｗ）の回転角度を正
確に知ることができる。

【００１３】このように、本発明に係る位置決め装置に
よれば、基板にオリエンテーションフラットの様な切欠
き状の位置合わせ基準を特別に設けなくとも、基板の位
置合わせを正確に行うことができる。

【００１４】

【実施例】以下に、本発明に係る位置決め装置を露光装
置と組み合わせた好適な実施例について添付図面を参照
しながら詳細に説明する。

【００１５】図１は、本発明に係る位置合わせ装置を露
光装置と組み合わせたシステムの概略的な構成を示す図
である。図示のように、このシステムは、本発明に係る
プリアライメント用の位置合わせ装置１００と、ウェハ
搬送装置２００と、露光装置３００とから主に構成され
ており、各装置は主制御部４００により統一的に制御す
ることが可能である。

【００１６】まず、本発明に係るプリアライメント用の
位置合わせ装置１００の概略構成について説明する。こ
の位置合わせ装置１００は、ウェハＷを載置固定するプ
リアライメント用のウェハホルダ１０２と、このウェハ
ホルダ１０２を回転自在に軸支するモータ１０６などの
回転機構を備えている。この回転機構１０６の動作は、
主制御部４００からの指令に応じて、回転制御部１０８
を介して制御される。なお、回転機構１０６、またはウ
ェハホルダ１０２には、ロータリーエンコーダ等の位置
計測装置（不図示）が設けられており、ウェハＷの回転
量（回転角）を計測することが可能となっている。ま
た、ウェハホルダ１０２の周囲には、図９（ａ）に示す
ようなプリアライメントピン１０４ａ、１０４ｂ、１０
４ｃが略同心円上に配置されている。これらのプリアラ
イメントピン１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃを半径方向
（矢印の方向）に駆動することによって、ウェハＷの中
心Ｏとウェハホルダ１０２の中心（回転中心）Ｏ’とが
ほぼ一致するように位置合わせされ保持される。その
際、図９（ｂ）に示すように、ウェハＷには、位置合わ
せすべき所定の位置に対する微小なオフセット（２次元
方向の位置ずれ）と回転ずれとが残存している。

【００１７】ウェハＷ（ウェハホルダ１０２）の上方に
は、アライメント光学系５００が設置されている。この
アライメント光学系５００は、光照射部（５０３、５０
６、５０８、５１０、５１２）と受光部（５１２、５１
０、５１４、５１６、５１８、５２０）を備えている。
ウェハＷ表面の外周部には、図３に関連して後述する基
準マーク１１０が付されており、この基準マーク１１０
がアライメント光学系５００の光照射部（５０３、５０
６、５０８、５１０、５１２）からの照明光５０４で照
射され、同基準マーク１１０によって回折された光５２
２が受光部（５１２、５１０、５１４、５１６、５１
８、５２０）により検出される。

【００１８】アライメント光学系５００の典型的な構成
を図６に示す。なお、図６は、レーザスポット５０４の
長手方向から見た構成図であり、図中、実線はレーザビ
ームの広がりを示し、破線はその瞳像を示している。ア
ライメント光学系５００はレーザ光源５０３を備えてい
る。このレーザ光源５０３から射出されたレーザビーム
５０４は、ビームエキスパンダ５０６、５０８によって
広げられ、ハーフミラー５１０で偏向され、シリンドリ
カルレンズ５１２により集光されてウェハＷの表面（基
準マーク１１０）を照射する。ウェハＷの表面（基準マ
ーク１１０）において反射された反射光は、シリンドリ
カルレンズ５１２を経て、ハーフミラー５１０を透過
後、リレーレンズ５１４、５１６によってアパーチャ５
１８に達する。そして、アパーチャ５１８により選択さ
れた回折光または散乱光のみが、受光器５２０に達する
ように構成されている。

【００１９】一方、主制御部４００は、回転制御部１０
８から出力されるウェハＷ（ウェハホルダ１０２）の回
転角度を表す信号に同期して、アライメント光学系５０
０の制御部５０２に同期信号を出力する。そして、アラ
イメント光学系５００の制御部５０２は、この同期信号
に合わせて、受光器５２０により受光された回折光また
は散乱光を取り込んでいく構成になっている。

【００２０】次に、上記位置決め装置１００に隣接して
設置されるウェハ搬送機構２００の構成について簡単に
説明する。図示のウェハ搬送装置２００は、ウェハＷを
搬送するウェハ搬送アーム２０２と、ウェハ搬送アーム
２０２を駆動するローダ駆動部２０４と、ウェハローダ
制御部２０６とから主に構成されており、主制御部４０
０からの指令に応じて、位置合わせ装置１００によりプ
リアライメントされたウェハＷを露光装置３００のウェ
ハホルダ３０２上に高い精度で搭載することが可能であ
る。

【００２１】図示の露光装置３００は、投影光学系３０
４を備えており、レチクルステージ３０６上に載置され
たレチクルまたはマスクに形成された回路パターンを、
投影光学系３０４を介して、ウェハホルダ３０２上に載
置されたウェハＷ上に投影露光することができる。ウェ
ハホルダ３０２は、ウェハステージ３１０上に載置され
ており、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に高い精度でアライメ
ントすることができる。なお３１２ａ、３１２ｂはレー
ザ干渉計であり、ウェハステージ３１０の位置を高い精
度で検出することが可能である。ウェハステージ制御部
３１４は、レーザ干渉計３１２ｂの出力を受けて、不図
示の駆動装置により、ウェハステージ３１０を精密にア
ライメントすることができる。

【００２２】ところで、図１においては、図３（ａ）に
示すようにウェハＷの表面に付された基準マーク１１０
を検出するアライメント光学系５００を備えた位置決め
装置１００を示したが、本発明はかかる実施例に限定さ
れず、図３（ｂ）に示すようにウェハＷの裏面に付され
た基準マーク１２０を検出するように構成することもで
きる。その場合には、図２に示すように、アライメント
光学系５００’をウェハＷの下方に設け、レーザビーム
５０４’により基準マーク１２０を検出し、制御部５０
２’によりウェハＷの回転角度を算出する。なお、図２
に示す装置の基本的構成は、図１に示す装置と実質的に
等価なので、図２に示す構成部材のうち、図１に示すも
のと同じ機能を有するものについては、同じ参照番号を
付することにより、重複説明を省略することにする。

【００２３】次に、図３を参照しながらウェハＷの表面
または裏面に形成される基準マーク１１０、１２０の配
置について説明する。図３（ａ）は、ウェハＷの表面に
基準マーク１１０が付された場合を示している。この基
準マーク１１０は、レーザアライメント光学系５００に
より照射されるレーザ照明スポット５０４の長手方向に
格子状に形成されたマークである。この基準マーク１１
０は、回路パターンが形成された部分１１４の外側領域
に設けられており、前記プリアライメントピン１０４ａ
〜１０４ｃ（図９（ａ）参照）により位置決めされた精
度でウェハＷを回転させた時に、アライメント光学系５
００からのレーザスポット５０４が基準マーク１１０を
横切る程度の大きさを有している。そして、図３（ａ）
に示す基準マーク１１０は、図１に示す位置決め装置１
００に対応するものである。

【００２４】これに対して、図３（ｂ）は、ウェハＷの
裏面に基準マーク１２０が付された場合を示している。
この基準マーク１２０は、ウェハホルダ１０２によるウ
ェハバキューム部１０２ａと干渉しない位置に設けられ
ている。基準マーク１２０の大きさに関しては、（ａ）
と同じ条件であり、図２に示すアライメント光学系５０
０’からのレーザスポット５０４’が同基準マーク１２
０を横切る程度の大きさを有している。そして、図３
（ｂ）に示す基準マーク１２０は、図２に示す位置決め
装置１００’に対応するものである。

【００２５】図４（ａ）（ｂ）に、図１に示す装置１０
０において、ウェハＷの表面に付された基準マーク１１
０（図３（ａ））にレーザスポット５０４が照射される
様子を示す。なお、図４（ａ）は、レーザスポット５０
４の長手方向から見た側面図であり、図４（ｂ）は、レ
ーザスポット５０４の短手方向から見た場合の側面図で
ある。レンズ５１２はシリンドリカルレンズであり、レ
ーザスポット５０４は、短手方向に集光され、長手方向
に平行な光線となっている。かかるレーザスポット５０
４を照射しながら、モータ１０６によって任意の位置か
らウェハＷを、図３（ａ）に矢印で示すように、回転角
度θにより回転させながら、回折光５２２を受光するこ
とにより、図１０に示すような、回折光の強度と回転角
度θとの関係を得ることができる。

【００２６】また、図５（ａ）（ｂ）は、図２に示す装
置１００’において、ウェハＷの裏面に付された基準マ
ーク１２０（図３（ｂ））にレーザスポット５０４’を
照射して、回折光５２２’を受光する構成を示したもの
である。なお、図５（１）は、レーザスポット５０４’
の長手方向から見た側面図であり、図５（ｂ）は、レー
ザスポット５０４’の短手方向から見た場合の側面図で
ある。本構成によっても、ウェハＷ裏面において反射し
た回折光５２２’の強度分布を監視することにより、ウ
ェハＷの回転角度θを知ることが可能である。ただし、
図５に示す装置の基本的構成は図４に示す装置と実質的
に等価なので、図５に示す構成部材のうち、図４に示す
ものと同じ機能を有するものについては、同じ参照番号
を付することにより、重複説明を省略することにする。

【００２７】次に図１に示すシステムの概略的な動作に
ついて説明する。まず不図示の収納ケースよりウェハＷ
を取り出して、ウェハホルダ１０２上に載置し、プリア
ライメントピン１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃによりプ
リアライメントを行う。なお、ここでは接触式のプリア
ライメント系で説明したが、図１３に示すような光電検
出により非接触でウェハＷの外径位置を検出する方式で
ＸＹの位置を求めてもよい。次いで、レーザ光源５０３
を起動してレーザビーム５０４を出射する。出射された
レーザビーム５０４は、ビームエキスパンダ５０６、５
０８により拡張された後、ハーフミラー５１０によりウ
ェハＷ方向に偏向され、シリンドリカルレンズ５１２に
より集光されてウェハＷ表面（基準マーク１１０）を照
射する。

【００２８】このように、レーザビーム５０４によりウ
ェハＷの表面を照射した様子を、図７に拡大して示す。
なお、図７は、図６の視野方向に直交した方向、すなわ
ちレーザビームの短手方向から基準マーク１１０を見た
時の様子を示している。図示のように、所定間隔を開け
て配置された格子状の基準マーク１１０に平行なレーザ
ビーム５０４を照射することにより、格子状の基準マー
ク１１０からの反射光は、同じ方向を戻る０次光５２２
ａと、±１次光５２２ｂ、±２次光５２２ｃ等に分散さ
れた回折光５２２を構成する。

【００２９】再び、図６を参照して説明すると、ウェハ
Ｗの表面（基準マーク１１０）において反射された回折
光５２２ａ、５２２ｂ、５２２ｃは、再びシリンドリカ
ルレンズ５１２を経て、ハーフミラー５１０を透過後、
リレーレンズ５１４、５１６によってアパーチャ５１８
に達する。アパーチャ５１８は、瞳位置に対応して配置
されるとともに、図８（ａ）に示すように、中央部に遮
光帯５１８ａを有し、その両側に開口部５１８ｂを備え
ている。従って、アパーチャ５１８に到達した回折光の
うち、０次光５２２ａは中央部の遮光帯５１８ａで遮光
されるので、±１次光５２２ｂ、±２次光５２２ｃのみ
が開口部５１８ｂを透過し、受光器５２０に達すること
となる。

【００３０】かかる構成において、ウェハＷが回転する
と、その回転角度θに同期して、受光器５２０からのア
ナログ信号は、アライメント光学系５００の制御器５０
２によりデジタル変換され、メモリ上に記憶される。そ
の時得られた波形信号が図１０に示されている。図１０
の出力信号θ１は、ウェハが０゜地点よりθ１回転した
時に、レーザスポット５０４を回折光マーク１１０が通
過した様子を示している。ウェハ回転制御部１０８は、
θ１の角度に応じてウェハ角度を決定し、そのウェハ角
度に応じてウェハＷを受け渡し位置にまで回転させる。
そして、この受け渡し位置において、ウェハＷをウェハ
搬送アーム２０２に受け渡すことで、プリアライメント
動作が終了する。

【００３１】さらに、ウェハ搬送アーム２０２はローダ
駆動部２０４により駆動されてウェハＷを露光装置３０
０のウェハステージ３０２に搭載する。そして、露光装
置３００は、ウェハＷを精密に位置決めしながら、その
露光面に回路パターンを焼き付けて行く。このように、
本発明によれば、オリエンテーションフラットやノッチ
をもたないウェハＷであっても高い精度でプリアライメ
ントを行い、露光装置３００に受け渡すことが可能であ
る。以上、図１のシステムに関連して本発明にかかる位
置決め装置１００の動作について説明したが、図２のシ
ステムに関しても、図１のシステムと実質的に同様に動
作させることが可能であることは言うまでもない。

【００３２】ところで、上記構成では、図９（ａ）に示
すように、ウェハＷをウェハホルダ１０２に載置した
後、プリアライメントピン１０４ａ、１０４ｂ、１０４
ｃによりプリアライメントを行っている。すなわち、プ
リアライメントピン１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃが当
接するウェハＷの外形を基準として仮のウェハ中心
（Ｏ）を検出している。そのために、ウェハの外形誤差
分（例えば、約５０μｍ程度）だけ、図９（ｂ）に示す
ように、ウェハＷの中心（Ｏ）と回転中心（Ｏ’）にず
れ（回転誤差Δθ）が生じる場合がある。しかしなが
ら、図３（ａ）（ｂ）に示すような１本の基準マーク１
１０、１２０を検出するのみでは、回転誤差Δθの認識
ができないので、その分だけアライメントが不正確にな
るおそれがある。

【００３３】そこで、本発明の別の実施例によれば、図
１１（ａ）に示すように、２系統のアライメント光学系
を設置して、約１８０゜離隔した２つのレーザスポット
光５３０、５３２により基準マーク１１０からの回折光
を検出するように構成することができる。かかる構成の
場合には、ウェハの中心（Ｏ）と回転中心（Ｏ’）が、
Ｙ方向にΔＹだけずれていると、レーザスポット光５３
０、５３２の検出角度が２×ａｒｃｓｉｎ（ΔＹ／Ｙ）
だけ変化することになる。また回転誤差Δθは、検出さ
れた回転角度θをａｒｃｓｉｎ（ΔＹ／Ｙ）で補正した
値として認識することができる。従って、本実施例によ
れば、Ｙ方向ずれΔＹと、回転誤差Δθについても正確
に認識することが可能となり、より精度の高いアライメ
ントを行うことができる。なお、本実施例において、ウ
ェハＷの上下を認識可能するためには、図示のように、
レーザスポット光５３０、５３２の検出位置を中心より
Δａだけずらすか、左右対称なマーク配置形状にしてお
く必要がある。

【００３４】また、図１１（ｂ）に示すように、２つの
基準マーク１１０ａ、１１０ｂを、例えば１８０゜離し
て配置し、これらの基準マーク１１０ａ、１１０ｂを単
一のレーザスポット光５３４により検出する構成によ
り、図１０（ａ）と同様の効果を得ることが可能であ
る。この場合にも、ウェハの中心（Ｏ）と回転中心
（Ｏ’）が、Ｙ方向にΔＹだけずれていれば、基準マー
ク１１０ａ、１１０ｂの検出角度が２×ａｒｃｓｉｎ
（ΔＹ／Ｙ）だけ変化することになる。また回転誤差Δ
θは、検出された回転角度θをａｒｃｓｉｎ（ΔＹ／
Ｙ）で補正した値として認識することができる。従っ
て、本構成によっても、Ｙ方向ずれΔＹと、回転誤差Δ
θについて正確に認識することが可能となり、より精度
の高いアライメントを行うことができる。なお、本実施
例において、ウェハＷの上下を認識可能するためには、
基準マーク１１０ａ、１１０ｂの互いのマーク形状やマ
ルチマークピッチを変えることにより、双方のマークの
識別ができるように構成する必要がある。

【００３５】以上、本発明に係る位置決め装置につい
て、図示の実施例に即して説明したが、本発明はかかる
例に限定されず、特許請求の範囲に記載された技術的範
囲内で各種の変更および修正を加えることができること
は言うまでもない。例えば、上記実施例においては、図
３（ａ）（ｂ）に示すような格子状パターンを基準マー
クとして用い、その回折光をアパーチャ５１８を介して
受光器５２０で受光する構成を示したが、本発明はかか
る実施例に限定されず、例えば、棒状パターンを基準マ
ークとして用い、そのエッジ部からの散乱光を検出する
構成を採用することも可能である。あるいは、フレネル
パターンの様な集光スポット検出を行う構成とすること
もできる。

【００３６】

【発明の効果】以上の様に本発明によれば、ウェハ
（Ｗ）上の表面又は裏面に設けられた基準マーク（１１
０、１２０）による回析・散乱情報をウェハ回転角度
（θ）に同期して受光するため、オリエンテーションフ
ラットやノッチをもたないウェハに対しても高い精度で
プリアライメントをすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る位置決め装置を備え
た露光システムの概略構成を示す構成図である。

【図２】本発明の第２実施例に係る位置決め装置を備え
た露光システムの概略構成を示す構成図である。

【図３】ウェハに付した基準マークとレーザスポットと
の関係を示す平面図であり、（ａ）はウェハ表面に基準
マークを付した場合、（ｂ）はウェハ裏面に基準マーク
を付した場合をそれぞれ示している。

【図４】本発明の第１実施例に係る位置決め装置の基準
マーク検出部を示す側面図であり、（ａ）はレーザスポ
ットの長手方向から見た側面図、（ｂ）はレーザスポッ
トの短手方向から見た側面図である。

【図５】本発明の第２実施例に係る位置決め装置の基準
マーク検出部を示す側面図であり、（ａ）はレーザスポ
ットの長手方向から見た側面図、（ｂ）はレーザスポッ
トの短手方向から見た側面図である。

【図６】本発明に係る位置決め装置に適用可能なアライ
メント光学系の概略構成を示す構成図である。

【図７】ウェハ表面の基準マークからの回折光の様子を
示した説明図である。

【図８】アライメント光学系に実装されるアパーチャの
開口の様子を示す概略的な平面図である。

【図９】（ａ）はプリアライメントピンによるウェハ外
形基準合わせの動作を示す説明図であり、（ｂ）はプリ
アライメント後のウェハ中心と回転中心とのずれを示す
説明図である。

【図１０】ウェハ回転角度に同期して得られた波形情報
を示すグラフである。

【図１１】本発明に係る位置合わせ装置のさらに別の実
施例を示す説明図であり、（ａ）は２系統のレーザスポ
ットを用いる場合、（ｂ）は２種類の基準マークを用い
る場合をそれぞれ示している。

【図１２】従来の位置合わせ装置の対象であるウェハの
外形形状を示す平面図であり、（ａ）はオリエンテーシ
ョンフラット（オリフラ）付ウェハ、（ｂ）はノッチ付
ウェハをそれぞれ示している。

【図１３】従来の位置合わせ装置の概略構成図である。

【図１４】従来の位置合わせ装置における波形情報を示
すグラフであり、（ａ）（ｂ）はオリフラ付ウェハの場
合の受光センサの出力を示し、（ｃ）はノッチ付ウェハ
の場合の受光センサ出力を示している。

【符号の説明】

Ｗウェハ１００位置合わせ装置１０２ウェハホルダ１０６回転機構（モータ）１０８回転制御部１１０基準マーク４００主制御部５００アライメント光学系５０３レーザ光源５０４照明光５０６ビームエキスパンダ５０８ビームエキスパンダ５１０ハーフミラー５１２シリンドリカルレンズ５１４リレーレンズ５１６リレーレンズ５１８アパーチャ５２０受光器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外周部に位置合わせ用の切欠きの形成さ
れていない基板を位置合わせする装置において、前記基板を載置して回転する回転機構と、前記基板の表
面または裏面のいずれかの外周近傍に付された位置合わ
せ用基準マークと、その基準マークに光を照射する手段
と、その基準マークにより発生した回折光又は散乱光を
前記回転機構の回転角度に従って受光する手段とを具備
したことを特徴とする、位置合わせ装置。