JPH08306767A

JPH08306767A - 基板の位置決め装置

Info

Publication number: JPH08306767A
Application number: JP13591095A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Shibata; 浩匡柴田; Tatsuhiro Tsuda; 樹宏津田; Toru Yoshikawa; 透吉川
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-05-09
Filing date: 1995-05-09
Publication date: 1996-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】フラット付きウエハ及びノッチ付きウエハの
いずれをもプリアライメントする。【構成】コントローラによりウエハの回転中の切欠き
検出センサ５６の出力に基づいて切欠きの種類がフラッ
トであるかノッチであるかが判別され、この判別結果に
応じてフラット又はノッチがそれぞれ所定の位置に来る
ように、センターアップ５４の回転制御がなされる。そ
して、ウエハが回転位置決めされた後、フラット付きウ
エハの場合は、位置決めハンマ７２とピン６６Ａ、６６
Ｂ、６６Ｃとによって位置決めされ、ノッチ付きウエハ
の場合は、位置決めハンマ７３とピン６６Ｃ、６６Ｄと
によって位置決めされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板の位置決め装置に
係り、更に詳しくは、レーザ光に対してステージを２次
元方向に相対走査しつつ、ステージ上に載置される基板
を加工する装置、例えば、半導体製造装置、レーザリペ
ア装置等におけるウエハのプリアライメントに用いて好
適な基板の位置決め装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１（Ａ）には、従来のオリエンテー
ション・フラット（以下、適宜「フラット」という）付
きのウエハの位置決めを行なうフラット付きウエハ用プ
リアライメント装置１００の上部本体１０１を取り除い
た状態の平面図が示されており、図１１（Ｂ）には同図
（Ａ）の底面図、即ちプリアライメント装置１００の正
面図が概略的に示されている。

【０００３】このプリアライメント装置１００は、図示
しないウエハ搬送アームから受け渡されたウエハＷを載
置するウエハ回転・上下動機構１０２と、このウエハ回
転・上下動機構１０２上に載置されたウエハＷの中心出
し機構１０４と、フラットの位置を検出するための透過
光式の光電センサ１０６と、ウエハＷをフラットに沿っ
て位置決めするための位置決めピン１０８Ａ及び１０８
Ｂ、１０８Ｃがそれぞれ設けられた位置決めピンブロッ
ク１１０、１１２と、これらの位置決めピンブロック１
１０、１１２と共に、図１１（Ａ）における仮想線の位
置に回転位置決めされたウエハＷを実線位置に位置決め
する位置決めハンマ１１４とを備えている。

【０００４】図１２（Ａ）には、従来のノッチ付きウエ
ハの位置決めを行なうノッチ付きウエハ用プリアライメ
ント装置１２０の上部本体１０１を取り除いた状態の平
面図が示されており、図１２（Ｂ）には同図（Ａ）の底
面図、即ちプリアライメント装置１２０の正面図が概略
的に示されている。

【０００５】このプリアライメント装置１２０は、図示
しないウエハ搬送アームから受け渡されたウエハＷを載
置するウエハ回転・上下動機構１０２と、このウエハ回
転・上下動機構１０２上に載置されたウエハＷの中心出
し機構１０４と、ノッチの位置を検出するための透過光
式の光電センサ１２２と、ウエハＷをノッチの位置に基
づいて所定の位置に位置決めするための位置決めピン１
２４Ａ、１２４Ｂがそれぞれ設けられた位置決めピンブ
ロック１２６、１２８と、これらの位置決めピンブロッ
ク１２６、１２８と共に、図１２（Ａ）における仮想線
の位置に回転位置決めされたウエハＷを実線位置に位置
決めする位置決めハンマ１３０とを備えている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図１１と図１２とを比
較すると明かなように、従来のフラット付きウエハ用プ
リアライメント装置１００では、ノッチ付きウエハに対
応できず、また、従来のノッチ付きウエハ用プリアライ
メント装置１３０では、フラット付きウエハに対応する
ことはできないという不都合があった。

【０００７】本発明は、かかる従来技術の有する不都合
に鑑みてなされたもので、その目的は、フラット付きウ
エハ及びノッチ付きウエハのように切欠きの種類が異な
る基板のいずれをもプリアライメントすることができる
基板の位置決め装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ光に対
してステージを２次元方向に相対走査しつつ、前記ステ
ージ上に載置される基板を加工する装置に用いられ、前
記レーザ光を照射するのに先立って前記基板の位置決め
を行なう基板の位置決め装置であって、前記基板の外周
の一部に設けられた切欠きの位置を非接触で検出する検
出手段と；前記切欠きを非接触で検出すると共に当該切
欠きが直線状の切欠きかＶ字状の切欠きかを判別する判
別手段と；前記基板を保持して前記ステージの移動面と
平行な面内で回転させる回転機構と；前記検出手段の検
出結果及び前記判別手段の判別結果に基づいて前記切欠
きが該切欠きの種類に応じて定まる第１の所定位置又は
第２の所定位置に位置決めされるように、前記回転機構
を制御する制御手段と；前記切欠きが第１の所定位置へ
位置決めされた前記基板をそのままの回転角度で第１位
置へ位置決めする第１の位置決め手段と；前記切欠きが
第２の所定位置へ位置決めされた前記基板をそのままの
角度で第２位置へ位置決めする第２の位置決め手段とを
有する。

【０００９】この場合において、前記検出手段と前記判
別手段とが、前記切欠きを非接触で検出する同一の手段
を含んで構成されていても良い。

【００１０】また、前記判別手段は、前記切欠きに光ビ
ームを照射し、その一部を光電検出する光電検出手段を
含んでいても良い。

【００１１】更に、前記判別手段は、前記切欠きの検出
時に得られた検出信号波形中のピーク点又はボトム点の
近傍部分の特性に基づいて前記切欠きの種類を判別する
ものであっても良い。このピーク点（又はボトム点）近
傍部分の特性とは、例えば、検出信号中のピーク（又は
ボトム）波形の幅、所定のスライスレベルにおけるピー
ク（又はボトム）波形の幅、検出信号波形中のバックグ
ラウンドからピーク点（又はボトム点）までの高さ、あ
るいはスライスレベルからピーク点（ボトム点）までの
高さ及び検出信号のピーク点（又はボトム点）近傍部分
の微分信号波形中のピーク点、ボトム点相互の間隔等が
ある。

【００１２】

【作用】本発明によれば、基板の切欠きが直線状又はＶ
字状のいずれであっても、判別手段によってその切欠き
の種類が判別され、この判別手段の判別結果と検出手段
による切欠きの位置検出結果とに基づいて制御手段によ
って切欠きの種類に応じた基板の回転位置決めのための
回転機構の制御が行なわれる。これにより、例えば、基
板が直線状の切欠きを有する基板である場合は、この基
板は切欠きが第１の所定位置へ位置決めされるように回
転位置決めされ、その後第１の位置決め手段によってそ
のままの角度で第１位置に位置決めされる。一方、例え
ば、基板がＶ字状の切欠きを有する基板である場合に
は、この基板は切欠きが第２の所定位置へ位置決めされ
るように回転位置決めされ、その後第２の位置決め手段
によってそのままの角度で第２位置へ位置決めされる。

【００１３】これによれば、直線状の切欠きを有する基
板、Ｖ字状の切欠きを有する基板のいずれであっても、
切欠きの種類に応じて適切かつ確実な位置決めが行なわ
れる。

【００１４】この場合、第１の所定位置、第２の所定位
置と切欠きが形成される位置との関係は任意に定めるこ
とができ、これらの位置関係は既知であるから、基板の
外周部のどこに切欠きがあってもそれに応じて基板を回
転位置決めすることができる。

【００１５】この場合において、検出手段と判別手段と
が、切欠きを非接触で検出する同一の手段を含んで構成
されている場合には、検出手段と判別手段が全く別々の
手段である場合に比べて構成が簡単になる。

【００１６】また、判別手段が、切欠きに光ビームを照
射し、その一部を光電検出する光電検出手段を含んで構
成されている場合には、切欠き（開口部）の形状に応じ
て当該切欠き部分の透過光量又は反射光量が異なるの
で、この光電検出手段から出力される光電信号に基づい
て容易に切欠きの種類が判別される。

【００１７】

【実施例】

《第１実施例》以下、本発明に係る基板の位置決め装置
が適用された第１実施例のレーザリペア装置について、
図１ないし図８に基づいて説明する。なお、以下の説明
においては、直線上の切欠きであるオリエンテーション
フラット（以下、適宜「フラット」という）ＯＦが外周
部の一部に設けられた基板としての８インチ径のウエハ
をウエハＷ１、Ｖ字状の切欠きであるノッチＮが外周部
の一部に設けられた基板としての８インチ径のウエハを
ウエハＷ２という。

【００１８】図１には、第１実施例に係るレーザリペア
装置１０の概略構成が示されている。このレーザリペア
装置１０は、ウエハキャリア台１４と、ウエハ搬送アー
ム機構１６と、基板の位置決め装置としてのプリアライ
メント装置１８と、ＸＹステージ装置２０と、を備えて
いる。

【００１９】ウエハキャリア台１４はウエハＷ１又はウ
エハＷ２（以下、適宜「ウエハＷ」と総称する）が収納
されたウエハキャリア１２を載置するための台である。

【００２０】ウエハ搬送アーム機構１６は、ウエハキャ
リア台１４上に載置されたウエハキャリア１２からウエ
ハＷを抜き出してプリアライメント装置１８へ搬送した
り、プリアライメント装置１８により後述するようにし
てプリアライメントされたウエハＷをそのままの回転方
向を保持しつつ後述するウエハホルダ４０上へ搬送した
りする搬送手段である。このウエハ搬送アーム機構１６
は、ウエハＷを保持して搬送する搬送アーム２２と、こ
の搬送アーム２２を駆動するアーム駆動機構８８とを有
する。このアーム駆動機構８８は、後述するコントロー
ラ７８によって制御されるようになっている（図４参
照）。

【００２１】ＸＹステージ装置２０は、架台２６と、こ
の架台２６上に設けられたベースプレート２８と、この
ベースプレート２８上に移動ガイド３０Ａ，３０Ｂに沿
って図１におけるＹ軸方向に往復移動可能に設けられた
Ｙテーブル３２と、このＹテーブル３２上に移動ガイド
３４Ａ，３４Ｂに沿ってＹ軸と直交するＸ軸方向に往復
移動可能に設けられたステージとしてのＸテーブル３６
とを含んで構成されている。ここで、Ｙテーブル３２、
Ｘテーブル３６は、図示しない送りねじ機構を介して図
示しないモータによりそれぞれＹ軸、Ｘ軸方向に駆動さ
れるが、これらの構成は公知であるので、その詳細な説
明は省略する。

【００２２】架台２６の一端部（図１における下端部）
上には、前述したウエハキャリア台１４、ウエハ搬送ア
ーム機構１６及びプリアライメント装置１８が搭載され
た台３８が固定されている。また、Ｘテーブル３６上に
は、ウエハホルダ４０が設けられている。

【００２３】更に、図１においては図示は省略したが、
実際にはベースプレート２８の中央部には、ウエハホル
ダ４０上に載置されたウエハＷを加工するための加工用
レーザ光の照射光学系を構成する対物レンズが図１の紙
面手前方向に所定間隔を隔てた位置に設けられている。

【００２４】次に、本装置１０の主要部であるプリアラ
イメント装置１８について図２に基づいて説明する。図
２（Ａ）にはこのプリアライメント装置１８の上部本体
５２を取り除いた状態の平面図が示されており、図２
（Ｂ）には同図（Ａ）の底面図、即ちプリアライメント
装置１８の正面図が概略的に示されている。

【００２５】このプリアライメント装置１８は、図２
（Ｂ）に示されるように、相互に対向して所定間隔を隔
てて配置された正方形板状の下部本体５０と、同形状の
上部本体５２とを有している。なお、下部本体５０、上
部本体５２はいかなる形状でもよく、さらに互いに異な
る形状でもよい。下部本体５０の中央部には回転機構及
び上下動機構としてのセンターアップ５４が設けられ、
更にこの下部本体５０上には、上部本体５２側に向けて
光ビームを照射する発光ダイオード等の発光素子５６Ａ
と、ウエハ中心出し機構（これについては後述する）と
が設けられている。

【００２６】前記発光素子５６Ａは、上部本体５２側に
この発光素子５６Ａに対向して設けられたフォトダイオ
ード等の受光素子５６Ｂと共に、ウエハＷのフラットＯ
Ｆ又はノッチＮ（以下、適宜「切欠きＫ」と総称する）
に光ビームを照射し、透過光の一部を光電検出すること
により切欠きＫを検出する切欠き検出センサ５６を構成
するものである。

【００２７】センターアップ５４は、円柱状（又は四角
柱状でも、いかなる形状でもよい）とされ、図２（Ｂ）
の矢印Ａ、Ｂで示されるように上下動及び軸Ｃ周りの回
転が可能な構造となっている。このセンターアップ５４
は、実際にはセンターアップ駆動機構（図２では図示せ
ず）８４を介して後述するコントローラ７８により駆動
制御されるようになっている（図４参照）。

【００２８】ウエハ中心出し機構は、下部本体５０上に
センターアップ５４を中心として放射状に配置された複
数のガイド部材５８と、各ガイド部材５８に沿ってそれ
ぞれ往復移動する複数のピン６０とから構成されてい
る。これらのピン６０は、実際にはピン駆動機構（図２
では図示せず）８６を介して後述するコントローラ７８
により同時に同一距離だけ駆動される（図４参照）。

【００２９】一方、上部本体５２には、図２（Ｂ）に示
されるように、５つの固定ピンブロック６２Ａ、６２
Ｂ、６３Ａ、６３Ｂ、６４が下方に突出して設けられて
いる。図２（Ａ）に示されるように、固定ピンブロック
６２Ａ、６２Ｂは、上部本体５２の一端面（図２（Ａ）
における下側の面）近傍に当該一端面平行方向に所定間
隔を隔てて配置されており、固定ピンブロック６３Ａ、
６３Ｂは、上部本体５２の他端面（図２（Ａ）における
上側の面）近傍に当該他端面平行方向に所定間隔を隔て
て配置されている。残りの固定ピンブロック６４は、図
２（Ａ）に示されるように、上部本体５２の前記一端面
に直交する別の端面近傍にその長手方向が当該別の端面
に平行な方向となるように配置されている。これら５つ
の固定ピンブロック６２Ａ、６２Ｂ、６３Ａ、６３Ｂ、
６４には、各１本の位置決めピン６６Ａ、６６Ｂ、６６
Ｃ、６６Ｄ、６６Ｅが下方に向けて突設されている。更
に、上部本体５２にはフラット位置決めハンマ用ガイド
部材７０Ａ、ノッチ位置決めハンマ用ガイド部材７０Ｂ
が下方に向けて突設されている。この内、フラット位置
決めハンマ用ガイド部材７０Ａは、固定ピンブロック６
３Ａの近傍にセンターアップ５４に対して接近・離間す
る方向に沿って配置され、当該フラット位置決めハンマ
用ガイド部材７０Ａに沿ってフラット位置決めハンマ７
２が往復移動可能に設けられている。また、ノッチ位置
決めハンマ用ガイド部材７０Ｂは、固定ピンブロック６
２Ａと固定ピンブロック６２Ｂとの間に、センターアッ
プ５４に対して接近・離間する方向に配置され、当該ノ
ッチ位置決めハンマ用ガイド部材７０Ｂに沿ってノッチ
位置決めハンマ７３が往復移動可能に設けられている。
これらの位置決めハンマ７２、７３も実際にはハンマ駆
動機構（図２では図示せず）９０を介して後述するコン
トローラ７８により駆動制御されるようになっている
（図４参照）。

【００３０】ここで、位置決めピン６６Ａ、６８Ｂ、６
６Ｅは、センターアップ５４によりフラットＯＦがＸ軸
に平行となる図２（Ａ）に仮想線で示される位置（第１
の所定位置）に来るように回転位置決めされた後のウエ
ハＷ１をそのままの角度で図２（Ａ）中に実線で示され
る位置（第１位置）へ位置決めする第１の位置決め手段
を、位置決めハンマ７２と共に構成するピンであり、残
りの位置決めピン６６Ｃ、６６Ｄは、センターアップ５
４によりノッチＮが図３（Ａ）に仮想線で示されるＹ軸
方向の位置（第２の所定位置）に来るように回転位置決
めされた後のウエハＷ２をそのまま角度で図３（Ａ）中
に実線で示される位置（第２位置）へ位置決めする第２
の位置決め手段を、位置決めハンマ７３と共に構成する
ピンである。

【００３１】図３（Ｂ）には、ウエハＷ２が位置決め
（回転及び中心出し）された状態を示す図３（Ａ）の円
Ｂ内の部分が拡大して示されている。この図によれば、
ノッチ位置決めハンマ７３がウエハＷ２のノッチＮ内に
嵌合しＸ方向の位置決めがなされた状態でＹ方向に向け
て駆動されるので、第２の位置決め手段を構成する位置
決めピンは位置決めピン６６Ｃ、６６Ｄの２本だけで足
りることがわかる。

【００３２】次に、本装置１０の制御系について説明す
る。図４には、この制御系の概略構成が示されている。
この図において、制御手段としてのコントローラ７８の
入力端には、センターアップ５４の回転角度を検出する
エンコーダ８０、前述した切欠き検出センサ５６、及び
Ｘテーブル３６の位置（ＸＹ座標位置）を検出するステ
ージ位置検出センサ（通常は光波干渉計で構成される）
９２等が接続されている。一方、このコントローラ７８
の出力端には、センターアップ駆動機構８４、ピン駆動
機構８６、アーム駆動機構８８、ハンマ駆動機構９０、
及びＸテーブル３６、Ｙテーブル３２を駆動するステー
ジ駆動系９４が接続されている。

【００３３】コントローラ７８は、ＣＰＵ（中央処理装
置）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力インタフェース、出力イン
タフェース等を含んで構成されたマイクロコンピュータ
等により構成さている。

【００３４】次に、上述のようにして構成されたレーザ
リペア装置１０の全体的な作用をコントローラ７８の制
御機能を中心として説明する。まず、最初に８インチ径
のフラット付きウエハＷ１がプリアライメントされる場
合について、この場合の処理の流れを示す図５を参照し
つつ説明する。

【００３５】コントローラ７８では、アーム駆動機構
８８を制御して搬送アーム２２を駆動し、ウエハキャリ
ア台１４上に載置されたウエハキャリア１２からウエハ
Ｗ１を抜き出し、このウエハＷ１を保持した搬送アーム
２２をプリアライメント装置１８を構成する上部本体５
２と下部本体５０との間に移動させる。次に、コントロ
ーラ７８では、センターアップ駆動機構８４を介してセ
ンターアップ５４を上昇駆動してウエハＷ１を下方から
保持させる。この搬送アーム２２からセンターアップ５
４にウエハＷ１が移載され保持された状態が、図５
（Ａ）に示されている。次に、コントローラ７８で
は、アーム駆動機構８８を制御して搬送アーム２２を退
避させた後、センターアップ５４が所定量下降するよう
にセンターアップ駆動機構８４を制御する。これによ
り、図２（Ｂ）に二点鎖線で示される位置にウエハＷ１
が移動する。次に、コントローラ７８では、ピン駆動機
構８６を介してウエハ中心出し機構を構成する複数のピ
ン６０を同一速度でセンターアップ５４に向けて駆動す
る。これにより、全てのピン６０がウエハＷ１の外周に
それぞれの方向から当接してウエハＷ１の中心出しが行
なわれる。この中心出しが行なわれた状態が、図５
（Ｂ）に示されている。コントローラ７８では、中心出
し終了後、直ちに各ピン６０を元の位置に退避させる。

【００３６】次に、コントローラ７８では、センター
アップ駆動機構８４を介してセンターアップ５４を再び
所定量上昇駆動する。これにより、ウエハＷ１が図２
（Ｂ）に実線で示される高さ位置に移動する。次いで、
コントローラ７８では、センターアップ駆動機構８４を
介してセンターアップ５４を回転駆動する。これによ
り、センターアップ５４に保持された状態でウエハＷ１
が回転する。このウエハＷ１の回転中の様子が図５
（Ｃ）に示されている。このウエハＷ１の回転中、コン
トローラ７８では、エンコーダ８０の出力と共に切欠き
検出センサ５６の出力をモニタしており、これらの出力
信号（検出信号）に基づいてこの切欠きがフラットＯＦ
である、即ち当該ウエハＷがウエハＷ１であることを、
以下のようにして判別する。

【００３７】ここで、このコントローラ７８による切欠
きの種類の判別原理について、図７ないし図８に基づい
て詳述する。

【００３８】ウエハＷの回転中、切欠きＫのある場所で
のみ、発光素子５６Ａからの光ビームがウエハＷ越しに
透過して受光素子５６Ｂで受光されるので、この部分で
切欠き検出センサ５６の検出信号中にバックグランドレ
ベルを超えるレベルのピーク波形が出現する筈である。
即ち、図７（Ａ）に示されるウエハＷ１のフラットＯＦ
部分の中心角θ1 、又は図８（Ａ）に示されるウエハＷ
２のノッチＮ部分の中心角θ2 に対応する幅のピーク波
形が検出信号中に現われる筈である。図７（Ｂ）には、
ウエハＷ１のフラットＯＦを検出したときの切欠き検出
センサ５６の検出信号の一例が示され、図８（Ｂ）に
は、ウエハＷ２のノッチＮを検出したときの切欠き検出
センサ５６の検出信号の一例が示されている。これらの
図において、横軸はエンコーダ８０の出力であるウエハ
の回転角度を示し、縦軸はセンサ出力を示す。

【００３９】図７（Ｂ）と図８（Ｂ）とを比較すると明
かなように、ウエハＷ１のフラットＯＦを検出している
ときの切欠き検出センサ５６の検出信号中のピーク波形
の幅に相当する角度ｗ₁はウエハＷ２のノッチＮを検出
しているときの切欠き検出センサ５６の検出信号中のピ
ーク波形の幅に相当する角度ｗ₂より相当大きいことか
ら、検出信号波形中に出現するピーク波形の幅ｗ（ｗ₁
又はｗ₂）を検出すれば切欠きＫがフラットＯＦなのか
ノッチＮなのかを判別できる。

【００４０】コントローラ７８では、上記のようにして
切欠きＫがフラットＯＦであることを判別すると同時
に、切欠き検出センサ５６の出力に基づいてフラットＯ
Ｆの位置をも検出し、エンコーダ８０の出力をモニタし
つつフラットＯＦがＸ軸に平行となる前述した第１の所
定位置に位置決めされる位置にウエハＷ１が回転位置決
めされるようにセンターアップ５４を所定量回転させて
停止する。この第１の所定位置にウエハＷ１のフラット
ＯＦが回転位置決めされた状態が図５（Ｄ）に示されて
いる。

【００４１】ウエハＷ１の回転位置決めを行なった
後、コントローラ７８では、ハンマ駆動機構９０を介し
て位置決めハンマ７２を図５（Ｅ）に示されるように、
ウエハＷ１に押し付ける。これにより、ウエハＷ１は、
図５（Ｅ）中に点線で示される位置（図２（Ａ）に仮想
線で示される位置）から図５（Ｅ）中に実線で示される
第１位置（図２（Ａ）に実線で示される位置）に移動
し、位置決めピン６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｅ及び位置決め
ハンマ７２によって位置決めされる。

【００４２】この位置決め後、コントローラ７８で
は、位置決めハンマ７２を退避させると共にセンターア
ップ５４を上昇駆動して停止し、その位置で待機させ、
アーム駆動機構８８を制御して搬送アーム２２をウエハ
Ｗ１の下方に移動させる。次に、コントローラ７８では
センターアップ駆動機構８４を介してセンターアップ５
４を下降させる。これによりウエハＷ１が位置決めされ
た状態（プリアライメントされた状態）で搬送アーム２
２に移載される。このセンターアップ５４から搬送アー
ム２２にウエハＷ１が移載された状態が図５（Ｆ）に示
されている。次に、コントローラ７８では、アーム駆動
機構８８を制御してウエハＷの回転方向の向きを保持し
た状態でＸテーブル３６上のウエハホルダ４０上に移載
させる。

【００４３】この後、ウエハホルダ４０によりウエハ
Ｗ１が吸着され、ウエハＷ１の処理が行なわれる。この
処理は、ステージ駆動系９４を加工位置データ及びステ
ージ位置検出センサ９２の出力に基づいて制御すること
により、図示しない対物レンズの下方でＸテーブル３６
をＸ、Ｙ両方向に移動させ、レーザ光をＸテーブル３６
に対して相対走査することにより行なわれる。

【００４４】次に、８インチ径のノッチ付きウエハＷ２
がプリアライメントされる場合について、この場合の処
理の流れを示す図６を参照しつつ説明する。

【００４５】コントローラ７８では、前述したウエハ
Ｗ１のプリアライメント時と同様の制御動作を行なって
搬送アーム２２からセンターアップ５４上にウエハＷ２
を移載する。この搬送アーム２２からセンターアップ５
４にウエハＷ１が移載され保持された状態が、図６
（Ａ）に示されている。

【００４６】次に、コントローラ７８では、前述した
ウエハＷ１のプリアライメント時と同様の制御動作を行
なってウエハ中心出し機構を構成する複数のピン６０に
よりウエハＷ２の中心出しを行なう。この中心出しが行
なわれた状態が、図５（Ｂ）に示されている。コントロ
ーラ７８では、中心出し終了後、直ちに各ピン６０を元
の位置に退避させる。

【００４７】次に、コントローラ７８では、センター
アップ駆動機構８４を介してセンターアップ５４を所定
量上昇駆動する。これにより、ウエハＷ２が図２（Ｂ）
に実線で示される高さ位置に移動する。次いで、コント
ローラ７８では、センターアップ駆動機構８４を介して
センターアップ５４を回転駆動する。これにより、セン
ターアップ５４に保持された状態でウエハＷ２が回転す
る。このウエハＷ２の回転中の様子が図５（Ｃ）に示さ
れている。このウエハＷ１の回転中、コントローラ７８
では、エンコーダ８０の出力と共に切欠き検出センサ５
６の出力をモニタしており、これらの出力信号（検出信
号）に基づいて切欠きＫがノッチＮである、即ち当該ウ
エハがウエハＷ２であることを、前述の如くして判別す
る。

【００４８】コントローラ７８では、上記のようにして
切欠きがノッチＮであることを判別すると同時に、切欠
き検出センサ５６の出力に基づいてノッチＮの位置をも
検出し、エンコーダ８０の出力をモニタしつつノッチＮ
がセンターアップ５４の中心を通るＹ軸方向の位置であ
る第２の所定位置（図３（Ａ）に仮想線で示される位
置）に位置決めされる位置にウエハＷ２が回転位置決め
されるようにセンターアップ５４を所定量回転させて停
止する。この第２の所定位置にウエハＷ２のノッチＮが
回転位置決めされた状態が図６（Ｄ）に示されている。

【００４９】ウエハＷ２の回転位置決めを行なった
後、コントローラ７８ではハンマ駆動機構９０を介して
位置決めハンマ７３を、図６（Ｅ）に示されるように、
ウエハＷ２に押し付ける。これにより、ノッチＮを有す
るウエハＷ２は、図６（Ｅ）中に点線で示される位置
（図３（Ａ）に仮想線で示される位置）から図６（Ｅ）
中に実線で示される第２位置（図３（Ａ）に実線で示さ
れる位置）に移動し、位置決めピン６６Ｃ、６６Ｄ及び
位置決めハンマ７３によって位置決めされる。

【００５０】この位置決め後、コントローラ７８で
は、位置決めハンマ７３を退避させると共にセンターア
ップ５４を上昇駆動して停止し、その位置で待機させて
アーム駆動機構８８を制御して搬送アーム２２をウエハ
Ｗ２の下方に移動させる。次に、コントローラ７８では
センターアップ駆動機構８４を介してセンターアップ５
４を下降させる。これによりウエハＷ２が位置決めされ
た状態（プリアライメントされた状態）で搬送アーム２
２に移載される。このセンターアップ５４から搬送アー
ム２２にウエハＷ２が移載された状態が図６（Ｆ）に示
されている。次に、コントローラ７８では、アーム駆動
機構８８を制御してウエハＷ２の回転方向の向きを保持
した状態でＸテーブル３６上のウエハホルダ４０上に移
載させる。

【００５１】この後、ウエハホルダ４０によりウエハ
Ｗ１が吸着され、ウエハＷ２の処理が行なわれる。

【００５２】これまでの説明から明らかなように、本第
１実施例では、フラット検出センサ５６とエンコーダ８
０とコントローラ７８とによって、ウエハＷの切欠きに
光ビームを照射してその一部を光電検出することによ
り、切欠きの位置を検出する検出手段と、切欠きの種類
を判別する判別手段とが構成されている。

【００５３】以上説明したように、本第１実施例による
と、８インチ径のフラット付きウエハＷ１とノッチ付き
ウエハＷ２とが混在して流れてきても、自動的にウエハ
の種類を判別することができると共に、ウエハの種類に
適した位置決め方法でプリアライメントを行なうことが
できる。

【００５４】なお、上記実施例においては、コントロー
ラ７８が、切欠き検出センサ５６の検出信号中のピーク
波形の幅ｗ₁又はｗ₂に基づいてウエハＷの切欠きＫが
フラットＯＦであるかノッチＮであるかの判別をする場
合を例示したが、図７（Ｂ）、図８（Ｂ）に示される所
定のスライスレベルＬにおけるピーク波形の幅に相当す
る角度ｗ_1'又はｗ_2'を測定して、該ウエハＷがフラット
付きウエハＷ１であるかノッチ付きウエハＷ２であるか
を判別しても良い。あるいは、コントローラ７８では、
図７（Ｂ）、図８（Ｂ）における、検出信号波形中のバ
ックグラウンドからピーク点までの高さｈ₁、ｈ₂を直
接測定、あるいはスライスレベルＬからピーク点までの
高さｈ_1'、ｈ_2'を測定して、該ウエハＷがフラット付き
ウエハＷ１であるかノッチ付きウエハＷ２であるかを判
別しても良い。更には、図７（Ｃ）、図８（Ｃ）にそれ
ぞれ示される、図７（Ｂ）、図８（Ｂ）の検出信号の微
分信号波形中のピーク点、ボトム点相互の間隔ｗ₃又は
ｗ₄を測定して、ウエハＷがウエハＷ１であるかＷ２で
あるかを判別することも可能である。

【００５５】《第２実施例》次に、本発明の第２実施例
を図９ないし図１０に基づいて説明する。この第２実施
例では、前述した第１実施例のプリアライメント装置１
８に代えて基板の位置決め装置としてのプリアライメン
ト装置７４が設けられている点のみが、第１実施例と異
なるのみで、その他の部分は第１実施例と同一である。
従って、プリアライメント装置７４の構成のみを説明
し、その他の部分の構成についてはその説明を省略す
る。また、前述した第１実施例のプリアライメント装置
１８と同一又は同等の構成部分については、同一の符号
を付すと共に、その説明を簡略にし若しくは省略するも
のとする。

【００５６】図９には、第２実施例に係るプリアライメ
ント装置７４の構成が示されている。図９（Ａ）には、
このプリアライメント装置７４の上部本体５２を取り除
いた状態の平面図が示されており、図９（Ｂ）には、図
９（Ａ）の底面図、即ちプリアライメント装置７４の正
面図が一部破断して示されている。

【００５７】このプリアライメント装置７４は、８イン
チ径のフラット付きウエハＷ１、８インチ径のノッチ付
きウエハＷ２の他、６インチ径のフラット付きウエハＷ
３の位置決め（プリアライメント）をも行うものであ
る。

【００５８】このプリアライメント装置７４は、下部本
体５０側の構成は、発光素子５６Ａのセンターアップ５
４寄りの位置に別の発光素子５７Ａが設けられている点
が前述した第１実施例のプリアライメント装置１８と異
なるのみで、その他の部分の構成は第１実施例のプリア
ライメント装置１８と同一である。

【００５９】上部本体５２には、受光素子５６Ｂの内側
に発光素子５７Ａに対向して別の受光素子５７Ｂが設け
られている。この受光素子５７Ｂは、発光素子５７Ａと
共に６インチのフラット付きウエハＷ３のフラットＯＦ
を検出するフラット検出センサ５７を構成する。

【００６０】上部本体５２の上方には、これに平行にピ
ンブロック取付台７５が配置され、このピンブロック取
付台７５からは上部本体５２を貫通した状態でピンブロ
ック７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃが下方に向けて突設されて
いる。

【００６１】ピンブロック７６Ｃには、図９（Ｂ）に示
されるように、その下端部に内側が一段高くなるように
された段部が形成され、この段部の外側の低い方の面に
はウエハＷ１用の位置決めピン６６Ｅが下方に向けて突
設されており、内側の高い方の面にはウエハＷ３用の位
置決めピン６７Ｃが下方に向けて突設されている。ピン
ブロック７６Ａ、７６Ｂにも図示は省略したがピンブロ
ック７６Ｃと同様の段部が構成されており、同様に、外
側の低い方の面にはウエハＷ１用の位置決めピン６６
Ａ、６６Ｂが取り付けられ、内側の高い方の面にはウエ
ハＷ３用の位置決めピン６７Ａ、６７Ｂが取り付けられ
ている（図９（Ａ）参照）。

【００６２】ピンブロック取付台７５は、図９（Ｂ）に
矢印Ｄ、Ｅで示されるように位置決めピン上下動機構機
構７７によって上下動されるようになっている。従っ
て、上部本体５２に適宜形成された開口部内をピンブロ
ック７６Ａ、７６Ｂ及び７６Ｃが上下動することによ
り、ウエハＷ１用の位置決めピン６６Ａ、６６Ｂ、６６
ＣとウエハＷ３用の位置決めピン６７Ａ、６７Ｂ、６７
Ｃとが一体的に上下動するように構成されている。位置
決めピン上下動機構７７もコントローラ７８によって制
御される。上部本体５２のその他の部分の構成は第１実
施例と同一になっている。

【００６３】図１０には、本第２実施例の装置の制御系
の構成が示されている。この制御系の構成は、第１実施
例の装置の制御系の構成とほぼ同様であるが、コントロ
ーラ７８の入力端にフラット検出センサ５７が更に接続
され、コントローラ７８の出力端に位置決めピン上下動
機構７７が更に接続されている点が異なる。

【００６４】次に、上述のようにして構成された本第２
実施例の装置の全体的な作用をコントローラ７８の制御
機能を中心として説明する。

【００６５】ウエハＷが搬送アーム２２からセンターア
ップ５４上に移載され、ウエハ中心出し機構を構成する
複数のピン６０によりウエハＷの中心出しが行なわれる
までのコントローラ７８の制御動作は第１実施例で説明
した通りであるので、詳細な説明は省略する。

【００６６】中心出し終了後、コントローラ７８では、
ピン駆動機構８６を介して各ピン６０を元の位置に退避
させた後、センターアップ駆動機構８４を介してセンタ
ーアップ５４を所定量上昇駆動する。これにより、ウエ
ハＷが図９（Ｂ）に仮想線で示される位置から実線で示
される高さ位置に移動する。次いで、コントローラ７８
では、センターアップ駆動機構８４を介してセンターア
ップ５４を回転駆動する。これにより、センターアップ
５４に保持された状態でウエハＷが回転する。このウエ
ハＷの回転中、コントローラ７８では、エンコーダ８０
の出力と共に切欠き検出センサ５６及びフラット検出セ
ンサ５７の出力をモニタしており、これらの出力信号
（検出信号）に基づいてウエハＷがウエハＷ１、Ｗ２、
Ｗ３のいずれであるかを判別する。

【００６７】即ち、８インチ径のウエハＷ１又はＷ２で
ある場合は、フラット検出センサ５７の検出信号はバッ
クグラウンドレベルのままである筈であるから、センタ
ーアップ５４が３６０度回転（１回転）する間に、フラ
ット検出センサ５７の検出信号にバックグラウンドレベ
ルを超えるピーク波形が現われた場合は、コントローラ
７８では、６インチ径のフラット付きウエハＷ３である
と判別する。また、センターアップ５４が３６０度回転
する間に、フラット検出センサ５７の検出信号がバック
グラウンドレベルを維持した場合には、切欠き検出セン
サ５６の検出信号に基づいて第１実施例と同様にして、
当該ウエハＷがウエハＷ１又はＷ２であると判別する。

【００６８】コントローラ７８では、上記のようにして
ウエハＷがウエハＷ３であることを判別した場合は、フ
ラット検出センサ５７の出力に基づいてフラットＯＦの
位置をも検出し、エンコーダ８０の出力をモニタしつつ
フラットＯＦがＸ軸に平行となる位置にウエハＷ３が回
転位置決めされるようにセンターアップ５４を所定量回
転させて停止する。このようにしてウエハＷ３の回転位
置決めを行なった後、ピンブロック取付台７５が下降し
ウエハＷ３用の位置決めピン６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃ
が、位置決めハンマ７２と同一高さとなるように位置決
めピン上下動機構７７を駆動制御する。次に、コントロ
ーラ７８ではハンマ駆動機構９０を介して位置決めハン
マ７２をウエハＷ３に押し付ける。これにより、フラッ
トＯＦを有するウエハＷ３は、図９（Ａ）に仮想線で示
される位置に位置決めされる。

【００６９】この位置決め後、コントローラ７８では、
位置決めハンマ７２を退避させると共にセンターアップ
５４を上昇駆動して停止し、その位置で待機させてアー
ム駆動機構８８を制御して搬送アーム２２をウエハＷ３
の下方に移動させる。次に、コントローラ７８ではセン
ターアップ駆動機構８４を介してセンターアップ５４を
下降させる。これによりウエハＷ３が位置決めされた状
態（プリアライメントされた状態）で搬送アーム２２に
移載される。次に、コントローラ７８では、アーム駆動
機構８８を制御してウエハＷ３の回転方向の向きを保持
した状態でＸテーブル３６上のウエハホルダ４０上に移
載させる。

【００７０】一方、コントローラ７８では、ウエハＷが
ウエハＷ１であると判別した場合は、第１実施例で説明
したのと同様にしてウエハＷ１の回転位置決めを行なっ
た後、ピンブロック取付台７５が上昇しウエハＷ１用の
位置決めピン６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｅが、位置決めハン
マ７２と同一高さとなるように位置決めピン上下動機構
７７を駆動制御し、その後ハンマ駆動機構９０を介して
位置決めハンマ７２をウエハＷ１に押し付ける。これに
より、フラットＯＦを有するウエハＷ１は、図９（Ａ）
に実線で示される位置に位置決めされる。

【００７１】この位置決め後、コントローラ７８では、
位置決めハンマ７２を退避させると共にセンターアップ
５４を上昇駆動して停止し、その位置で待機させてアー
ム駆動機構８８を制御して搬送アーム２２をウエハＷの
下方に移動させる。次に、コントローラ７８ではセンタ
ーアップ駆動機構８４を介してセンターアップ５４を下
降させる。これによりウエハＷ１が位置決めされた状態
（プリアライメントされた状態）で搬送アーム２２に移
載される。次に、コントローラ７８では、アーム駆動機
構８８を制御してウエハＷ１の回転方向の向きを保持し
た状態でＸテーブル３６上のウエハホルダ４０上に移載
させる。

【００７２】また、コントローラ７８では、ウエハＷが
８インチ径のノッチ付きウエハＷ２であると判別した場
合は、第１実施例で説明したのと同様にしてウエハＷ２
の回転位置決めを行なった後、ハンマ駆動機構９０を介
して位置決めハンマ７３をウエハＷ２に押し付ける。こ
れによりノッチＮを有するウエハＷ２は、位置決めされ
る。

【００７３】この位置決め後、コントローラ７８では、
位置決めハンマ７２を退避させると共にセンターアップ
５４を上昇駆動して停止し、その位置で待機させてアー
ム駆動機構８８を制御して搬送アーム２２をウエハＷ２
の下方に移動させる。次に、コントローラ７８ではセン
ターアップ駆動機構８４を介してセンターアップ５４を
下降させる。これによりウエハＷ２が位置決めされた状
態（プリアライメントされた状態）で搬送アーム２２に
移載される。次に、コントローラ７８では、アーム駆動
機構８８を制御してウエハＷ２の回転方向の向きを保持
した状態でＸテーブル３６上のウエハホルダ４０上に移
載させる。

【００７４】上記のいずれの場合も、ウエハホルダ４０
によりウエハＷが吸着され、ウエハＷの処理が行なわれ
る。

【００７５】以上説明したように、本第２実施例による
と、８インチ径のフラット付きウエハＷ１、８インチ径
のノッチ付きウエハＷ２、６インチのフラット付きウエ
ハＷ３のように外径の異なる複数種類のフラット付きウ
エハとノッチ付きウエハが混在している場合であって
も、自動的に外径を判別しかつ切欠きがフラットである
かノッチであるかを判別することにより、ウエハの種類
を判別して、ウエハの種類に応じて適切なプリアライメ
ントが行なわれる。

【００７６】なお、上記実施例においては、切欠き検出
のためのセンサ５６、５７を透過光式の光電センサで構
成する場合を例示したが、本発明の検出手段、判別手段
を構成するセンサがこれに限定されるものではなく、反
射光式の光電センサによって検出手段や判別手段を構成
しても良い。反射光式の光電センサを使用する場合は、
切欠きの所だけ、バックグランドレベルより低くなるボ
トム波形が、検出信号中に出現するようになる点が、透
過光式の場合と異なるが、この場合であっても同様にし
てボトム点近傍部分の波形の特性に基づいて切欠きがフ
ラットＯＦであるかノッチＮであるかを判別することが
できる。また、光以外の方式のセンサ（渦電流センサ、
静電容量センサ、超音波センサ等）によって検出手段や
判別手段を構成しても良く、これらのセンサによって検
出手段や判別手段を構成しても上記と同様にして切欠き
の位置を検出したり種類を判別したりすることは可能で
ある。

【００７７】また、上記第１、第２実施例では、切欠き
の位置検出と種類判別とを同一のセンサの出力に基づい
て行なう場合を例示したが、それぞれの目的のために別
々のセンサを設け、これらをそれぞれ含んで検出手段、
判別手段を別々に構成しても良い。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板の切欠きが直線状又はＶ字状のいずれであっても、判
別手段によってその切欠きの種類が判別され、基板は切
欠きの種類に応じて適切かつ確実に位置決めされること
から、フラット付きウエハ及びノッチ付きウエハのよう
に切欠きの種類が異なる基板のいずれをもプリアライメ
ントすることができるという従来にない優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係るレーザリペア装置の構成を示
す概略平面図である。

【図２】図１のアライメント装置の概略構成を示す図で
ある。

【図３】（Ａ）は図２のアライメント装置によるノッチ
付きウエハのプリアライメント時の位置決め状態を説明
するための図、（Ｂ）は（Ａ）の円Ｂ部分を拡大して示
す図である。

【図４】図１の装置の制御系の概略構成を示すブロック
図である。

【図５】図２の装置によるフラット付きウエハのプリア
ライメント時の処理の流れを示す図である。

【図６】図２の装置によるノッチ付きウエハのプリアラ
イメント時の処理の流れを示す図である。

【図７】フラット付きウエハの切欠きがフラットである
ことの判別方法及びその原理を説明するための図であ
る。

【図８】ノッチ付きウエハの切欠きがノッチであること
の判別方法及びその原理を説明するための図である。

【図９】第２実施例に係るアライメント装置の構成を示
す図である。

【図１０】第２実施例の装置の制御系の概略構成を示す
ブロック図である。

【図１１】従来のフラット付きウエハ用のプリアライメ
ント装置の構成を示す図である。

【図１２】従来のノッチ付きウエハ用のプリアライメン
ト装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１０レーザリペア装置１８位置決め装置（プリアライメント装置）３６Ｘテーブル（ステージ）５４センターアップ（回転機構）５６切欠き検出センサ（光電検出手段、検出手段の
一部、判別手段の一部）６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｅ位置決めピン（第１の位置
決め手段の一部）６６Ｃ、６６Ｄ位置決めピン（第２の位置決め手段
の一部）７２フラット位置決めハンマ（第１の位置決め手段
の一部）７３ノッチ位置決めハンマ（第２の位置決め手段の
一部）７４位置決め装置（プリアライメント装置）７８コントローラ（制御手段、検出手段の一部、判
別手段の一部）８０エンコーダ（検出手段の一部、判別手段の一
部）Ｗ、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３ウエハ（基板）ＯＦフラット（切欠き）Ｎノッチ（切欠き）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光に対してステージを２次元方向
に相対走査しつつ、前記ステージ上に載置される基板を
加工する装置に用いられ、前記レーザ光を照射するのに
先立って前記基板の位置決めを行なう基板の位置決め装
置であって、前記基板の外周の一部に設けられた切欠きの位置を非接
触で検出する検出手段と；前記切欠きを非接触で検出す
ると共に当該切欠きが直線状の切欠きかＶ字状の切欠き
かを判別する判別手段と；前記基板を保持して前記ステ
ージの移動面と平行な面内で回転させる回転機構と；前
記検出手段の検出結果及び前記判別手段の判別結果に基
づいて前記切欠きが該切欠きの種類に応じて定まる第１
の所定位置又は第２の所定位置に位置決めされるよう
に、前記回転機構を制御する制御手段と；前記切欠きが
前記第１の所定位置へ位置決めされた前記基板をそのま
まの回転角度で第１位置へ位置決めする第１の位置決め
手段と；前記切欠きが前記第２の所定位置へ位置決めさ
れた前記基板をそのままの角度で第２位置へ位置決めす
る第２の位置決め手段とを有する基板の位置決め装置。
【請求項２】前記検出手段と前記判別手段とが、前記
切欠きを非接触で検出する同一の手段を含んで構成され
ていることを特徴とする請求項１記載の基板の位置決め
装置。
【請求項３】前記判別手段が、前記切欠きに光ビーム
を照射し、その一部を光電検出する光電検出手段を含む
ことを特徴とする請求項１又は２記載の基板の位置決め
装置。
【請求項４】前記判別手段は、前記切欠きの検出時に
得られた検出信号波形中のピーク点又はボトム点の近傍
部分の特性に基づいて前記切欠きの種類を判別すること
を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板
の位置決め装置。