JPS61201442A - 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１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）１ｍが設けられている。

このウェハ１を自動機器に供給して露光などの加工を行
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１はウェハの外形を対比する
為に示したものであり、所望のプリアライメント位置を
表わしている。

オリフラ１ａに沿って３個のローラ２ｍ、　２ｂ、　２
ｃが設けられている。詳しくは、両端のローラ２ａ、　
２ｃがオリフラ１ａに接し、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２２ａは図の左回９に、中央のローラ２ｂと
右端のローラ２Ｃとは右回りに、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）　２ａ、　２ｂ
。

２ｃ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向かう方向に）
押動する手段が設けられる。

上記の矢印入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グツジャローラ
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１を供給して
矢印入方向に押しつけると（偶然にオリフラ１ａが３点
ローラ２ａ〜２Ｃに正対した場合を除き）ウェハ１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、　２ｅはウェハ１
に指触しないので、ウニノ１１は中央のローラ２ｂによ
って矢印りの如く図示左回り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リフラ１
ａが３点ロー２２ａ〜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１が受け
る回転駆動力が相殺され、該ウェハｌが静止するので、
両端のロー２２ｍ、　２ｃを停止させ、矢印入方向の押
動によってウニノ＼ｌをローラ２ｍ、　２ｅ、　３に押
しつけてシ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・ｆターン
１ｂが設けられており、Ｘ‐Ｙテーブル４上に搬送、載
置されたウェハ１′のアライメントハターンｌｂ’に対
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、光学系によりてアライメント・母
ターンｌｂ’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’力方向Ｙ
‐Ｙ’力方向サブミクロンオーダで微動させる。これに
よってウェハ１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、しかも高精度
で行うには、準備工程としてのノリアライメントが出来
る限り精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１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
も余り好ましくない。

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’力方向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７ｂは水
平面内で直交２軸Ｘ、Ｙに沿って精密に駆動される。ウ
ェハ１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ｌをプリアライメン
トするように３点ローラ２ｍ、　２ｂ、　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、　
２ｂ、　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１で示す。１ａはオリフラ、１ｂはアライメン
ト用の・母ターンである。

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ェハを鎖線１′で示す。ｌｂ’
はこの状態におけるアライメント用の・母ターンである
。

上記の状態のアライメント用・ぐターン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アライメント装置（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し、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、搭載固定されたウェハ１′は、そ
の／４ターンｌｂ’を対物レンズ５に正対せしめられる
。

上述の構造機能から明らかなように、この試案の装置に
よるとウニ・・１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に搭載されている位置決めローラ３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。

上記の位置決めローラを退避せしめ得るように構成しよ
うとすると、迅速、容易に退避・復元できなければなら
ない上に、退避後に復元したとき正確に原位置に一致し
なければならない。

従来技術によって前記の位置決めローラを退避せしめ得
るように構成した場合、これを正確に原位置に復元させ
るためには複雑で大形の位置決め手段（位置決めローラ
の位置決め手段）を設けなければならず、コスト高とな
る上に保守整備が厄介である。

〔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位置決
め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、ウェハ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〕

上記の目的を達成するため、本発明の装置は、水平な直
交２軸に沿って精密に移動する機能を備えたＸ‐Ｙテー
ブル上にノリアライメント装置を搭載し、上記のノリア
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、前記ノ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Ｘ‐Ｙテーブルのベース部材に対して回動可能
に支承したアーム部材を設け、上記アーム部材の先端に
前記の位置決めローラを軸着して、Ｘ‐Ｙテーブルのベ
ース部材を移動せしめる際、該Ｘ‐Ｙテーブルに搭載さ
れた位置決めローラが光学系と干渉しないように下方へ
退避せしめ得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て示した３点ローラ２ｍ、　２
ｂ、　２ｃ、及びｘ‐Ｙテーブル７は試案の装置におけ
ると同様、乃至は類似の構成部材である。第１図は本実
施例を模式的に描いた平面図、第２図は上記実施例を矢
印Ｂ方向に見た側面図である。

３“は、試案（第７図）における位置決めローラ３に対
応する位置決めローラで、アーム９の先端に軸支しであ
る。

第２図に示したように、Ｘ‐Ｙテーブル７は、Ｘ‐Ｙテ
ーブルベース部材７ａに対してＹ‐Ｙ’力方向精密に駆
動される中段のテーブル（Ｙテーブル）７ｃの上に、ｘ
　−ｘ’力方向紙面に垂直方向）に精密に駆動される上
段のテーブル（Ｘ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は案内レール
１０（第２図）上に載置されて往復矢印Ｂ−Ｂ′方向（
第１図参照・第２図において紙面と垂直方向）に駆動さ
れる。

上記Ｘ‐Ｙテーブルのベース部材７ａにブラケット１１
を設置して前記のアーム９を回動自在に枢支する。第２
図に仮想線で示した９′は下降方向に回動させたアーム
を示し、この場合の位置決めローラの位置を仮想線３″
で示す。

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を第１図の
矢印Ｂ′方向、第２図において紙面と垂直に手前方向に
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）との干渉を僻けるよう、アー
ム９を円弧矢印Ｃ′力方向回動せしめ、位置決めローラ
３／／を３＃位置に退避させる。

上記の退避作動は、アーム９を円弧矢印Ｃ′力方向回動
させるだけであるから迅速・容易に行うことができ、更
に該アームを円弧矢印Ｃ方向に回動させて位置決めロー
ラを３“位置へ復元させることも容易にできる。

その上、上記の円弧矢印Ｃは、垂直線Ｈ−Ｈ’に接して
いるので、アーム９がほぼ水平姿勢にあるときは、その
回動停止位置に僅かの誤差があっても（アーム９が水平
に対して僅かに傾いていても）、これに支承された位置
決めロー２３′の平面位置（平面投影における位置）に
及ぼす誤差は実用上まったく零であるとみなすことがで
きる。

〔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、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位置
決め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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を模式的に描いた平面図、第
２図は第ｉ図の矢印Ｂ方向に見た模式的な側面図である
。 第３図はウェハの平面図、第４図及び第５図は３点ロー
ラ式プリアライメントの説明図、第６図は従来のウェハ
のアライメント装置の説明図、第７図は試案のアライメ
ント装置の説明図である。 １．１′・・・ウェハ、１ｍ・・・オリフラ、ｌｂ、　
ｌｂ’・・・アライメントノやターン、２ａ、　２ｂ、
　２ｃ・・・３点ローラ、４・・・Ｘ‐Ｙテーブル、５
・・・対物レンズ、６・・・アーム、７・・・Ｘ‐Ｙテ
ーブル、７＆・・・Ｘ‐Ｙテーブルのベース部材、８・
・・３点ローラの駆動手段、９・・・アーム、１０・・
・Ｘ‐Ｙテーブルのベース部材を案内するレール、１１
・・・ブラケット。 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 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水平な直交２軸に沿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Ｘ‐Ｙテーブルのベース部材に対して
   回動可能に支承したアーム部材を設け、上記アーム部材
   の先端に前記の位置決めローラを軸着して、Ｘ‐Ｙテー
   ブルのベース部材を移動せしめる際、該Ｘ‐Ｙテーブル
   に搭載された位置決めローラが光学系と干渉しないよう
   に下方へ退避せしめ得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。