JPS61201441A - ウエハのアライメント装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半導体ウェハの加工工程において、該ウェハ
を精密に位置決めする為のアライメント装置に関するも
のである。

〔発明の背景〕

半導体ウェハｌは一般に第３図に示すごとく、はぼ円形
の薄板に構成され、粗位置決め（プリアライメント）を
行う為の切欠（オリフラ）ｌａが設けられている。

このウェハｌを自動機器に供給して路光などの加工を行
う場合、精密な位置決めをする為の準備工程としてプリ
アライメントが行われる。

上記のプリアライメントの技術として、第４図に示すよ
うな３点ローラ式のプリアライメント装置が公知である
。

本第４図に仮想線で描いたｌはウェハの外形を対比する
為に示したものであシ、所望のプリアライメント位置を
表わしている。

オリフラＩａＫ＆って３個のローラ２ａ、　２ｂ、　２
Ｇが設けられている。詳しくは、両端のローラ２ａｌ　
２Ｃがオリフラ１　ａ　Ｋ　ｇし、中央のローラ２ｂは
オリフラｌａから微小寸法ｄだけ離間するようにオフセ
ットされている。

左端のローラ２ａは図の左回りに、中央のロー２２ｂと
右端のローラ２Ｃとは右回シに、それぞれ回転せしめら
れる。

上記３個のローラ（３点ローラと呼ぶ）　２　ａ、　ｚ
　ｂ＋２０に対して適宜に離れた位置に、位置決め用の
ローラ３が設けられ、かつ、ウェハ１を矢印Ａの如く（
即ち、位置決めローラと３点ローラとの中間に同かう方
向に）押動する手段が設けられる。

上記の矢印Ａ方向の押動手段としては、プリアライメン
トの途中では例えばエアーを吹きつける方法が用いられ
、プリアライメントを終了する時点ではブツシャローラ
などの機械的部材が用いられる。

第５図に示すごとく、任意の姿勢にウェハｌを供給して
矢印Ａ方向に押しつけると（偶然にオリフラｌａが３点
ローラ２ａ〜２Ｃに正対した場合を除き）ウェハｌの周
囲の円弧部分が中央のローラ２ｂに接する。この状態（
第５図）において両端のローラ２ａ、２ｃはウェハ１に
指触しないので、ウェハｌは中央のローラ２ｂによって
矢印りの如く図示左回）方向に回動せしめられる。

ウェハｌが回動して、第４図に示したようにオＩＪ　７
うｌａが３点ローラ２ａ〜２Ｃに正対する姿勢になると
、該オリフラ１ａは中央のローラ２ｂから離間して、両
端のローラ２ａ、２Ｃの指触を受ける。ところが、この
状態（第４図）においては両端のローラ２ａと同２Ｃと
がそれぞれ反対方向に回転しているので、ウェハｌが受
ける回転駆動力が相殺され、該ウェハ１が静止するので
、両端のローラ２ａ、　２ｃを停止させ、矢印Ａ方向の
押動によってウェハｌをローラ２ａ、　２Ｃ＠　３に押
しつけてプリアライメントを完了する。

第６図に実線で示した１の如くプリアライメントを完了
したウェハは、回動アーム６によって吸着把持されてｘ
−Ｙテーブル４上に搬送される。

ウェハ１には精密位置決め用のアライメントパターンｌ
ｂが設けられており、ｘ−Ｙテーブル４上に搬送、ＩＲ
置されたウェハ１′のアライメントパターンｌｂ’　Ｉ
ｃ対向するように光学系（図示省略）の対物レンズ５が
設置されている。

Ｘ−Ｙテーブル４は、光学系によって７ライメントパタ
ーン１ｂ’を拡大投影しつつ、その位置が所定の個所へ
来るようにＸ−Ｙテーブル４を図のｘ−ｘ’方向、Ｙ−
Ｙ’方向にサブミクロンオーダで微動させる。これによ
ってウェハｌの精密位置決め（アライメント）が完了す
る。

上に述べた精密位置決めの操作を迅速に、しかも、１ｊ
ｌｌｉ１度で行うには、準備工程としてのプリアライメ
ントが出来る限シ梢密に行われることが望ましい。とこ
ろが、第６図に示した従来技術においては、プリアライ
メントを精密に行っても、これを吸着把持し、搬送し、
Ｘ−Ｙテーブル４上の吸着手段（図示せず）に受渡す途
中で位置ずれを生じるという問題が有る。その上、ウェ
ハｌを吸着把持して搬送することは、ウェハの清浄を維
持する為にも余シ好ましくない。

上記の不具合を解消するため、本発明者は第７図に示す
ようなアライメント装置を創作した（以下、試案と言う
）。

７はＸ−Ｙテーブルで、　７ａはそのベース部分である
。このベース部分である下段７ａの上に、Ｘ−Ｘ′方向
の移動可能な中段のテーブル（本図において隠れている
）を介して、Ｙ−Ｙ’方向の移動可能な上段のテーブル
７ｂが搭載されていて、この上段のテーブル７１は水平
面内で直又２軸Ｘ、ＹｉＣｉつてＮ＠に駆動される。ウ
ェハｌは上記の上段７ｂ上に供給される。

上記のＸ−Ｙテーブル７のベース部材である下段７ａを
往復矢印Ｂ−Ｂ’の如く水平に一定距離だけ往復動せし
めるように案内手段及び駆動手段（共に図示せず）を設
ける。

実線で示した７は矢印Ｂ方向に移動した状態のＸ−Ｙテ
ーブル、鎖線で示した７′は同じ＜Ｂ′方向に移動した
状態のＸ−Ｙテーブルである。

７位置のＸ−Ｙテーブル上にウェハ１をプリアライメン
トするように３点ローラ２ａ＃　２ｂｌ　２Ｃ及び位置
決めローラ３を設ける。８は上記３点ローラ２ａ、　２
ｂ、　２Ｃの駆動手段である。

７位置のＸ−Ｙテーブル上にプリアライメントしたウェ
ハを実線ｌで示す。１ａはオリフラ、ｌｂはアライメン
ト用のパターンである。

上記のＸ−Ｙテーブル７を７′位置に駆動したとき、そ
の上に位置決めされたウエノ％を鎖線１′で示す。ｌｂ
’はこの状態におけるアライメント用のパターンである
。

上記の状態のアライメント用パターンｌｂ′に対向する
よう、光学系（図示せず）の対物レンズ５を位置せしめ
て、該光学系を当該アライメント装置の固定部分に設置
する。

以上のように構成した試案の７ライメント装置（第７図
）によれば、７位置のＸ−Ｙテーブル上でウェハを１位
置にプリアライメント済、これをＸ−Ｙテーブルの上段
７ｂに対して吸着固定し、ＸＹテーブルを７′位置に移
動せしめる。すると、搭載固定さ゛れたウエノ、　１／
は、そのパターン１ｂ’ｌｔ物レンズ５に正対せしめら
れる。

この試案の装置によると上述の構造機能から明らかなよ
うに、ウエノ・ｌがその表面を吸着把持されないので汚
染される虞れが無く、また、吸着把持→搬送→受渡しと
いった工程を含まないので、搬送・受渡しによる位置ず
れを生じる虞れが無い。

ところが、上記の試案（第７図）において、Ｘ−Ｙテー
ブル７を７′位置に移動させるとき、該Ｘ−Ｙテーブル
７に搭載されている３点ローラが光学系（対物レンズ５
を支承している。図示省略）に干渉するという問題が有
る。

上記の３点ローラ２Ｌ　２ｂ、　２ｃは駆動手段８に取
シ付けられていて容易に着脱できないので、該３点ロー
ラを退避させようとすると、該３点ローラに比して大形
、大重量の機器である駆動手段８を一緒に退避させる必
景かあシ、かつ、退避の後に元位置に復帰したとき、精
密に原位置と一致しなければならない。

〔発明の目的〕

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、Ｘ−Ｙテ
ーブルをプリアライメント位置から光学系を設けた位置
に移動させる際、上記Ｘ−Ｙテーブルに搭載した３点ロ
ーラが光学系機器と干渉しないように迅速、容易に退避
することができ、しかも精密に原位置に復元せしめ得る
、ウエノ・のアライメント装置を提供しようとするもの
である。

〔発明の概要〕

前記の目的を達成するため、本発明に係るウェハのプリ
アライメント装置は、水平な直交２軸に旧って精密に移
動する機能を備えたＸ−Ｙテーブル上にプリアライメン
ト装置を搭載し、上記のプリアライメント装置はウェハ
のオリ７うに当接する３点ローラと、該９エノ１の円周
に当接する位置決めローラとを設けたものとし、かつ、
前記プリアライメント装置に載置したプリアライメント
済みのウェハが光学系の対物レンズに正対するように前
記のＸ−Ｙテーブルのベース部材を移動せしめる構成の
ウェハ用アライメント装置において、前記の３点ローラ
は、これを上下移動架台に搭載したものとし、かつ、該
上下移動架台はＸ−Ｙテーブルのベース部材に設置した
垂直なレールによって摺動自在に案内されるとともに、
上下駆動手段を設けたものとして、Ｘ−Ｙテーブルを移
動させる際、該Ｘ−Ｙテーブルに搭載された３点ローラ
が光学系と干渉しないように下方へ退避できるように構
成したことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

次に、本発明の１実施例を第１図及び第２図について説
明する。

本実施例は第７図に示した試案の装置に本発明を適用゛
して改良した１例であって、第７図（試案）におけると
同一の図面参照番号を付した部材は試案の構成部材と同
様乃至類似の構成部材である。

上下移動架台を構成して３点ローラ駆動手段８および３
点ローラ２ａ、　２ｂ、　２Ｃを搭載する。

一方、第２図に示したようにＸ−Ｙテーブル７は、Ｘ−
Ｙテーブルのベース部材７ａに対してＹ軸方向（Ｂ　−
Ｂ’方向と同じ）に精密に駆動される中段のテーブル（
Ｘテーブル７Ｃの上に、Ｙ軸方向（第２図において紙面
と垂直）に精密に駆動される上段のテーブル（Ｙテーブ
ル）７ｂを搭載して構成されている。

上記の下段テーブルであるベース部材７ａは水平案内手
段１１（第２図）上に載置されて往復矢印Ｂ−Ｂ’方向
に往復駆動される。

上記Ｘ−Ｙテーブルのベース部材７ａに２対の垂直な案
内レール１２を植設する。

本発明を実施する場合、上記の案内レール１２の設置個
数は任意に設定することができる。

前記の上下移動架台１０を上記垂直案内レールＬによっ
て上下動を案内するとともに、駆動手段（図示省略）を
設け、３点ローラ２ａ、　２ｂ、　２Ｃを支承している
３点ローラ駆動手段８を上下に駆動し得るように構成す
る。

以上のように構成したウェハのアライメント装置（第１
図、第２図）においては、Ｘ−Ｙテーブル７を矢印Ｂ′
方向に移動させる際、ウェハ１（仮想線で示す）の直上
部に位置する光学系（図示せず）との干渉を避けるよう
、上下移動架台１０を下降させて３点ローラ２ａ、　２
ｂ、　２ｃ　ｔ−下方に退避せしめる。

上記の回避作動は３点ローラ駆動手段８を一緒に動かし
て行なうが、該駆動手段８を搭載した上下移動架台１０
は２対の垂直案内レール１２によって支承・案内されて
いるので、迅速、容易に行うことができ、更に該上下移
動架台１０を上昇せしめて３点ローラ２ａｌ　２ｂ、　
２Ｃを原位置に復元させることも容易である。

その上、３点ローラ２　ａ＋　２　ｂ　＊　２　ｃの退
避、復元作動は垂直案内レールしに案内されて垂直上下
方向に行われるので、該３点ローラ２ａｌ　２ｂｌ　２
Ｃは退避。

復元作動に際してその平面位置（水平投影面上における
位置）が変化しない。従って、その上下駆動における停
止位置に若干の誤差が有っても、ウェハ１のプリアライ
メント作用に誤差を生せしめる虞れが無い。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く、本発明に係る装置によれば、３点ロ
ーラ式プリアライメント装置を備えたウェハ用の７ライ
メント装置において、ｘ−Ｙテーブルをプリアライメン
ト位置から光学系を設けた位置に移動させる際、上記Ｘ
−Ｙテーブルに搭載した３点ローラが光学系機器と干渉
しないように迅速、容易に退避することができ、しかも
精密に原位置に復元せし゛め得るという優れた実用的効
果を奏する。

１面の簡単な説明 点ローラ式ダリアライメント装置のローラ配置を示す平
面図、第５図は同じく作動説明図、第６図は従来のアラ
イメント装置の１例を示す平面図である。第７図は試案
の装置の説明図である。

１．１′・・・ウェハ、１ａ・・・オリフラ、１ｂ、Ｉ
ｂ’・・・アライメント用のパターン％　　２ａｌ　２
ｂ、　２Ｃ・・・３点ローラ、２ａ’、　２ｂ’＋　２
ｃ’−３点ローラ、３，３’・・・位置決めローラ、４
・・・Ｘ−Ｙテーブル、５・・・対物レンズ。

６−ＤＯ駆動−Ａ、　　７．７’−Ｘ−Ｙテーブル、７
ａ。

７ａ′・・・ベース部材である下段、７ｂ、７ｂ′・・
・上段、７Ｃ・・・中段、８・・・３点ローラの駆動手
段、１０・・・上下移動架台、１１・・・水平案内手段
、１２・・・垂直案内レール。

特　許　出　願　人　日立電子エンジニアリング株式会
社代理人　弁理士　秋　　本　　正　　　実第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水平な直交２軸に沿つて精密に移動する機能を備えたＸ
   −Ｙテーブル上にプリアライメント装置を搭載し、上記
   のプリアライメント装置はウェハのオリフラに当接する
   ３点ローラと、該ウェハの円周に当接する位置決めロー
   ラとを設けたものとし、かつ、前記プリアライメント装
   置に載置したプリアライメント済みのウェハが光学系の
   対物レンズに正対するように前記のＸ−Ｙテーブルのベ
   ース部材を移動せしめる構成のウェハ用アライメント装
   置において、前記の３点ローラは、これを上下移動架台
   に搭載したものとし、かつ、該上下移動架台はＸ−Ｙテ
   ーブルのベース部材に設置した垂直なレールによつて摺
   動自在に案内されるとともに、上下駆動手段を設けたも
   のとして、Ｘ−Ｙテーブルを移動させる際、該Ｘ−Ｙテ
   ーブルに搭載された３点ローラが光学系と干渉しないよ
   うに下方へ退避できるように構成したことを特徴とする
   、ウェハのアライメント装置。