JPH10214876A - ウェハ位置ずれ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウェハのウェハステージからの位置ずれの有無
を的確に把握しえることを課題とする。 【解決手段】レーザー光を発信する発信器(19)、ウェハ
からのレーザー光を検出するレーザー検出器(21)及びウ
ェハからの放射光を検出する放射温度計(24)を有したデ
ィテクター部(17)と、前記発信器(19)からのレーザー反
射光をウェハに照射するように通過させ、かつウェハか
らのレーザー反射光及びウェハからの放射光を受光する
センサーヘッド部(15)と、前記ディテクター部(17)とセ
ンサーヘッド部(15)間を連結するように設けられ、前記
発信器(19)からのレーザー光をセンサーヘッド部(15)に
送り、かつセンサーヘッド部(15)からディテクター部(1
7)にウェハからのレーザー反射光及びウェハからの放射
光を送る光ファイバ(16)とを具備することを特徴とする
ウェハ位置ずれ検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はウェハ位置ずれ検出
装置に関し、特に室温及び加熱中にウェハをウェハステ
ージに乗せる際に有用なウェハ位置ずれ検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、真空容器内にウェハステージを配
置し、このウェハステージ上にウェハを載せて回転処理
する真空処理装置は、種々の分野、例えばエッチング，
スパッタ、ＣＶＤなどに用いられている。ところで、こ
うした真空処理装置では、ウェハが高速で回転するた
め、回転を始める前にウェハが所定の場所に乗っている
ことを確認する必要がある。従来、ウェハステージに乗
せられたウェハの位置ずれを検出する装置としては、図
１に示すものが知られている。この装置は、ウェハとウ
ェハステージの明るさの違いを２値化処理することによ
り、ウェハのエッジを識別してウェハの位置ずれを検出
するものである。

【０００３】図中の付番１は、ウェハ用落し込み段差２
にウェハ３を乗せたウェハステージである。このウェハ
ステージ１の下方には、ウェハ３を加熱するヒータ４が
配置されている。前記ウェハステージ１の上方には、カ
メラ５がウェハ３の周縁部付近上に位置するように配置
されている。前記カメラ５には、カメラケーブル６を介
して画像処理装置７、モニタ８が順次接続されている。
ここで、こうした構成の装置において、ヒータ４により
前記ウェハステージ１が加熱されるため、ウェハ３に比
べてウェハステージ１の方が温度が高くなる。従って、
モニタ８には、カメラ５により写されたウェハ３及びウ
ェハステージ１の境界部付近において、温度の低いウェ
ハ側では暗く写り（モニタ８の斜線部分）、温度の高い
ウェハステージ側では明るく画像が写しだされる。この
画像には、図１（Ｂ）のＸ部に対応する領域が写し出さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ウェハの位置ずれ検出装置においては、図１のようにウ
ェハステージ１が加熱されるときはウェハ３とウェハス
テージ１の温度差によりウェハ３の位置ずれを検出がで
きるが、室温時には両者の温度差が明瞭に出ないためウ
ェハの位置ずれを検出することが困難となる。また、ウ
ェハステージ１を加熱する時であっても、両者の温度差
が顕著に現れない場合はウェハの位置ずれを検出するこ
とが困難である。

【０００５】本発明はこうした事情を考慮してなされた
もので、ウェハから反射するレーザ光の有無及びウェハ
の周縁部の温度差を検出する機構を設けることにより、
ウェハのウェハステージからの位置ずれの有無を的確に
把握しえるウェハの位置ずれ検出装置を提供することを
目的とする。また、本発明はセンサーヘッド部をウェハ
の周縁部の真上に位置するように配置することにより、
円周方向の温度差からもウェハずれを検出し、より確実
にウェハの位置ずれを検出できるウェハの位置ずれ検出
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ウェハ用落し
込み段差を有したウェハステージ上のウェハの位置ずれ
を検出するウェハ位置ずれ検出装置において、レーザー
光を発信する発信器、ウェハからのレーザー光を検出す
る第１の検出器及びウェハからの放射光を検出する第２
の検出器を有したディテクター部と、前記発信器からの
レーザー光をウェハに照射するように通過させ、かつウ
ェハからのレーザー光及びウェハからの放射光を受光す
るセンサーヘッド部と、前記ディテクター部とセンサー
ヘッド部間を連結するように設けられ、前記発信器から
のレーザー光をセンサーヘッド部に送り、かつセンサー
ヘッド部からディテクター部にウェハからのレーザー光
及びウェハからの放射光を送る伝送光路とを具備するこ
とを特徴とするウェハ位置ずれ検出装置である。

【０００７】本発明において、前記センサーヘッド部は
ウェハの周縁部の真上に位置するように配置されている
ことが好ましい。これは、回転中のウェハ放射光を受光
し温度に換算することで、円周方向の温度差からもウェ
ハずれを検出し、より確実にウェハの位置ずれを検出す
るためである。

【０００８】（作用）本発明の作用は次の通りである。
図２（Ａ）のセンサーヘッド部はウェハがウェハステー
ジのウェハ用落し込み段差内に乗った場合にのみ、レー
ザー発信器から照射されセンサーヘッド部を通過したレ
ーザー光がウェハ表面で反射し、センサーヘッド部に入
射するようにウェハに対して垂直に設置されている。一
方、図３に示すように、ウェハがウェハステージのウェ
ハ用落し込み段差からずれた場合、即ちウェハがウェハ
用落し込み段差の縁に乗り上げた場合は、ウェハに対し
てセンサーヘッド部は傾きを持つために、ウェハからの
反射光はセンサーヘッド部に入射しない。つまり、ディ
テクター部でこのレーザー反射光の有無を検出すること
により、ウェハがウェハ用落し込み段差内にあるかどう
かを確実に検出できる。

【０００９】また、ウェハとウェハステージは回転する
ため、ウェハがウェハステージのウェハ用落し込み段差
内に乗った場合は、ウェハはヒーターに対して水平に置
かれ均一に加熱されて円周方向に温度差は生じない。し
かし、ウェハがウェハステージの落し込み段差からずれ
た場合、ウェハはヒーターに対して傾きを持って加熱さ
れるため、円周方向に温度差を生じる。このように、回
転中のウェハからの放射光を受光し温度に換算すること
で、円周方向の温度差からもウェハずれを検出し、より
確実にウェハの位置ずれを検出できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例に係るウ
ェハ位置ずれ検出装置を図２（Ａ），（Ｂ）を参照して
説明する。ここで、図２（Ａ）は同装置の全体図、図２
（Ｂ）は図２（Ａ）の要部の平面図である。

【００１１】図中の付番11は、ウェハ用落し込み段差12
にウェハ13を乗せたウェハステージである。このウェハ
ステージ11の下方には、ウェハ13を加熱するヒータ14が
配置されている。前記ウェハステージ11の上方には、セ
ンサーヘッド部15がウェハ13の周縁部上に位置するよう
に配置されている。前記センサーヘッド部15には、伝送
光路としての光ファイバ16を介してディテクター部17が
接続されている。ここで、前記ディテクター部17は、レ
ーザー光18を発信するレーザー発信器19と、ウェハ13か
らのレーザー反射光20を検出する第１の検出器としての
レーザー検出器21と、２つのハーフミラー22，23と、ウ
ェハ13からの放射光を検出する第２の検出器としての放
射温度計24とを有している。また、前記センサーヘッド
部15は、前記発信器19からのレーザー光18をウェハ13に
照射するように通過させ、かつウェハ13からのレーザー
反射光20及びウェハ13からの放射光25を通過させる機能
を有している。更に、前記光ファイバ16は、前記レーザ
ー発信器19からのレーザー光18をセンサーヘッド部15に
送り、かつセンサーヘッド部15からディテクター部17に
ウェハ13からのレーザー反射光20及びウェハからの放射
光25を送ることができるようになっている。

【００１２】このように、上記実施例に係るウェハの位
置ずれ検出装置は、センサーヘッド部15とディテクター
部17と両者を接続する光ファイバ16とを具備し、前記デ
ィテクター部17はレーザー光18を発信するレーザー発信
器19とウェハ13からのレーザー反射光20を検出するレー
ザー検出器21と２つのハーフミラー22，23とウェハ13か
らの放射光25を検出する放射温度計24とを有し、前記セ
ンサーヘッド部15は前記レーザー発信器19からのレーザ
ー光18をウェハ13に照射するように通過させ、かつウェ
ハ13からのレーザー反射光20及び放射光25を通過させる
機能を有している。

【００１３】こうした構成のウェハの位置ずれ検出装置
において、センサーヘッド部15はウェハ13がウェハステ
ージ11のウェハ用落し込み段差12内に乗った場合にの
み、レーザー発信器19から照射されセンサーヘッド部15
を通過したレーザー光18がウェハ表面で反射し、センサ
ーヘッド部15に入射するようにウェハ13に対して垂直に
設置されている。

【００１４】一方、図３に示すように、ウェハ13がウェ
ハステージ11のウェハ落し込み段差12からずれた場合、
即ちウェハ13がウェハ用落し込み段差12の縁に乗り上げ
た場合は、ウェハ13に対してセンサーヘッド部15は傾き
を持つために、ウェハ13からのレーザ反射光20はセンサ
ーヘッド部15に入射せず、ディテクター部17のレーザー
検出器21に達しない。つまり、ディテクター部17でこの
レーザー反射光20の有無を検出することにより、ウェハ
13がウェハ用落し込み段差12内にあるかどうかを確実に
検出できる。

【００１５】また、ウェハ13とウェハステージ11は回転
するため、ウェハ13がウェハステージ11のウェハ用落し
込み段差12内に乗った場合は、ウェハ13はヒータ14に対
して水平に置かれ均一に加熱されて円周方向に温度差は
生じない。しかし、ウェハ１３がウェハステージ１１の
ウェハ用落し込み段差12からずれた場合、ウェハ13はヒ
ータ14に対して傾きを持って加熱されるため、円周方向
に温度差を生じる。このように、回転中のウェハ放射光
を受光し温度に換算することで、円周方向の温度差から
もウェハずれを検出し、より確実にウェハの位置ずれを
検出できる。

【００１６】なお、上記実施例では、センサーヘッド部
がウェハの周縁部上に位置するように配置されている場
合について述べたが、センサーヘッド部はウェハの周縁
部より若干内側に配置されている場合でも、ウェハの温
度差を検出することが可能である。

【００１７】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、ウェ
ハから反射するレーザ光の有無を第１の検出器（レーザ
ー検出器）により検出するとともに，ウェハの周縁部の
温度差を第２の検出器（放射温度計）により検出する構
成とすることにより、ウェハのウェハステージからの位
置ずれの有無を的確に把握しえるウェハの位置ずれ検出
装置を提供できる。また、本発明はセンサーヘッド部を
ウェハの周縁部の真上に位置するように配置することに
より、円周方向の温度差からもウェハずれを検出し、よ
り確実にウェハの位置ずれを検出できるウェハの位置ず
れ検出装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のウェハの位置ずれ検出装置の説明図で、
図１（Ａ）は同検出装置の全体図、図１（Ｂ）は同検出
装置のウェハステージ及びセンサーヘッド部の平面図。

【図２】本発明の一実施例に係るウェハの位置ずれ検出
装置の説明図で、図２（Ａ）は同検出装置の全体図、図
２（Ｂ）は同検出装置のウェハステージ及びセンサーヘ
ッド部の平面図。

【図３】図２のウェハの位置ずれ検出装置において、ウ
ェハがウェハステージの段差部に乗り上げた時の状態を
示す説明図。

【符号の説明】

11…ウェハステージ、 12…ウェハ用落し込み段差、 13…ウェハ、 14…ヒータ、 15…センサーヘッド部、 16…光ファイバ、 17…ディテクター部、 19…レーザー発信器、 21…レーザー検出器、 22，23…ハーフミラー、 24…放射温度計。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェハ用落し込み段差を有したウェハス
   テージ上のウェハの位置ずれを検出するウェハ位置ずれ
   検出装置において、 レーザー光を発信する発信器、ウェハからのレーザー光
   を検出する第１の検出器及びウェハからの放射光を検出
   する第２の検出器を有したディテクター部と、 前記発信器からのレーザー光をウェハに照射するように
   通過させ、かつウェハからのレーザー光及びウェハから
   の放射光を受光するセンサーヘッド部と、 前記ディテクター部とセンサーヘッド部間を連結するよ
   うに設けられ、前記発信器からのレーザー光をセンサー
   ヘッド部に送り、かつセンサーヘッド部からディテクタ
   ー部にウェハからのレーザー光及びウェハからの放射光
   を送る伝送光路とを具備することを特徴とするウェハ位
   置ずれ検出装置。
2. 【請求項２】 前記センサーヘッド部は、前記ウェハの
   周縁部の真上に位置するように配置されていることを特
   徴とする請求項１記載のウェハ位置ずれ検出装置。