JPS61228642A - ウエハのアライメント装置 - Google Patents

ウエハのアライメント装置

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JPS61228642A
JPS61228642A JP6838285A JP6838285A JPS61228642A JP S61228642 A JPS61228642 A JP S61228642A JP 6838285 A JP6838285 A JP 6838285A JP 6838285 A JP6838285 A JP 6838285A JP S61228642 A JPS61228642 A JP S61228642A
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JP
Japan
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wafer
alignment
stage
precisely
roller
Prior art date
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Pending
Application number
JP6838285A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiji Namiki
南木 美嗣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Electronics Engineering Co Ltd filed Critical Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
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Publication of JPS61228642A publication Critical patent/JPS61228642A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H01L21/681Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment using optical controlling means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
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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、検査工程において該ウ
ェハの位置及び姿勢(水平面内における角位置)を精密
に決める機能を備えた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2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3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3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2a、 2b。
2c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1a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1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4図に示すごとく、任意の姿勢にウェハ1を供給して
矢印A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4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1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1が回動して、第3図に示したようにオリフラ1
a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1両端の
ローラ2a、2cの指触を受ける。
ところが、この状態(第3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1
が静止する。このとき1両端のローラ2a、2cを停止
させ、矢印入方向の押動によってウェハ1をローラ2a
、 2c、及びローラ3に押しつけてプリアライメント
を完了する。
上に述べたプリアライメント作動の完了を検出するため
に、第5図に示した点P1に光センサが設けられる0本
第5図において、1点鎖線で描いた1−1はプリアライ
メント装置に供給された状態のウェハを示していて、こ
の状態のウェハは前述のように矢印り方向に回動せしめ
られ、実線で示した1−3位置にプリアライメントされ
る。ウェハがプリアライメント完了位置1−3になると
点P1に対向するので、この点Piに設けた光センサが
プリアライメント作動の完了を検知する。
2点鎖線で示した1−2は、プリアライメント作動の前
半を終った状態を示し、この状態において3点ローラ2
a、2b、2cを停止させるとともに。
ウェハ1−2を矢印入方向にローラ(図示せず)で押し
つけてプリアライメント作動を完了させる。
なお、図示の22点にも光センサを設けておくと。
プリアライメント作動の前半工程から後半工程に移行す
べきタイミングを掴むのに好都合である。
このP8の点にも光センサを設けた構成は1本発明者が
創作して別途に出願中の発明である。
以上のようにしてプリアライメントを終えたウェハは第
6図に示すととく回動アーム6の先端部に吸着把持され
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7ライメントパターン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′
のアライメントパターン1b′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テーブル上のウェハ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、準備工程としてのプ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
余り好ましくない。
そごで、プリアライメント済みのウェハを把持し直して
搬送、受渡しすることなく、プリアライメント済みのウ
ェハを吸着保持したままで光学系に対向する位置まで移
動させるため、第7図に示す構成が考えられる。この構
成(第7図)は本発明者が創作して別途に出願中のもの
である。
真空吸着ベッド7はX−Yテーブル(図示せず)の最上
面に設けられ、長ストロークのX−Yテーブルによって
矢印X−X’、Y−Y’方向に移動せしめられる。この
X−Yテーブルはセンチメートル単位の喪ストローク移
動と1ミクロン単位の精密な微動との両方が可能な構造
である。
この構成(第7図)によれば、X−Yテーブルを操作し
て矢印Y′方向に移動させた位置(実線で示す)におい
てウェハ1のプリアライメントを行い、X−Yテーブル
を駆動して真空吸着ベッド7を矢印Y方向に移動させて
仮想線で示した7′位置にする。このY方向移動により
、ウェハ1は1′位置となり、アライメントパターン1
bがlb’位置に移動せしめられて対物レンズ5に正対
する。
この構成(第7図)においては、真空吸着ベッド7によ
るプリアライメント済みウェハ1の吸着を解除せずに、
そのまま光学系による精密位置決め作動に移行できる。
しかし、この第7図の構成を実施する場合、前に述べた
ように点p!、p、に設けた光センサが、X−Yテーブ
ルの移動を妨げないことが必要で、しかもX−Yテーブ
ルが一旦矢印X方向に長ストローク移動しても、同X′
方向に長ストローク復帰したとき、該光センサはプリア
ライメントさるべきウェハ位置(実線で示した1)に対
して精密に所定の関係位置に復元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
ーブル上に載置された位置のウェハを介して、光センサ
の投光手段(例えばLED)と。
光センサの受光手段(例えばフォトトランジスタ)とを
対向せしめて支承し、かつ、該光センサの設置によって
x−Yテーブルの作動を妨げる虞れ無く、しかもx−Y
テーブルの作動に拘らず光センサの設置位置精度を保ち
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1本発明に係る装置は、オリ
フラ及びアライメント用のパターンを設けた円板状の半
導体ウェハを、該ウェハの周囲に指触してこれを回転さ
せる複数個のローラと該ウェハの円周部に当接する位置
決めローラとによってプリアライメントし、上記のプリ
アライメント済みウェハに設けた上記のパターンが光学
系の対物レンズに正対するように該ウェハを移動せしめ
、上記のパターンが精密に所定の位置、姿勢となるよう
に該ウェハを搭載したX−Yテーブルを微動せしめるよ
うに構成したアライメント装置において、前記のX−Y
テーブルが水平面内で一定距離を往復移動してプリアラ
イメント手段と光学系との間を往復する構造とし、かつ
、前記x−Yテーブルの上段のテーブル面上に凹みを設
けて光センサ用の投光手段及び受光手段の何れか一方を
設けるとともに、前記の両手段の何れか他方を上記の一
方に対向して位置せしめ、この他方側の手段を支持手段
を介して前記上段のテーブルに対して支承したことを特
徴とする。
〔発明の実施例〕
次に、本発明の一実施例を第1図について説明する。
本実施例のx−Yテーブル4′は、下段4a、中段4b
、上段4cの3個のテーブルを積み重ねた構造で、下段
のテーブル4aはベース部材である。
中段のテーブル4bは矢印Y−Y’方向(本図において
紙面と垂直)に往復移動して、これに搭載した上段のテ
ーブル4cをx−x’力方向往復移動せしめる。
上記上段のテーブル4cは、その頂面に真空吸着ベッド
7を一体的に設けてあり、該上段のテープル4c上に載
置されたウェハ1がプリアライメントを終了すると、こ
のウェハ1を吸着保持する。
本第1図においては、読図を容易ならしめるため、プリ
アライメント用の3点ローラ及び位置決めローラの図示
を省略しである。
上段のテーブル4cが矢印X方向に移動して4c’位置
になると、これに吸着保持されたウェハは1′位置とな
る。
ウェハが1′位置になると、このウェハ1′に設けられ
たアライメント用のパターンlb’が対物レンズ5に対
向するので、この状態で中段テーブル4b’をY−Y’
力方向精密に微動させるとともに。
上段のテーブル4c’をx−x’力方向精密に微動せし
め、対物レンズ5を含む光学系(図示省略)によってウ
ェハ1′のアライメントパターンlb’を精密にアライ
メントする。
本実施例は、上段のテーブル4cの頂面に凹みを設けて
フォトトランジスタ1G−t、 10−tを設置する。
上記のフォトトランジスタ1G−t、 1G−2は、そ
れぞれ第5図に示した点P□9点P3に対応する位置に
設置し、その上端が真空吸着ベッド7の上面よりも突出
しないよう、僅かに下げて設置する。
上記のフォトトランジスタILt、 10−2に対して
それぞれLEDILt、同11−2を正対せしめて配設
し、サポートアーム12によって上段のテーブル4cに
対して支承する。上記フォトトランジスタ10−t、 
10−2は、その下端がウェハ1の上面よりも僅かに上
方に位置するように支承する。
本発明は上記のようにして、投光手段(本例においては
LED)及び受光手段(本例においてはフォトトランジ
スタ)を、ウェハを介して対向せしめて光センサを構成
する0本発明を実施する際。
投光手段、受光手段の何れを上段テーブルに埋設しても
よい。
また1本実施例においては、投、受光手段の片方をサポ
ートアーム12によって、Xテーブルである上段テーブ
ルに対して支承したが1本発明を実施する際、直交2軸
X、Yは任意に設定することができるので、Xテーブル
、Yテーブルといった名称に拘ることなく、投、受光手
段の一方を上段のテーブルに埋設するとともに、他方を
上段のテーブルに対して支承する。
本発明を実施する場合、第1図において仮想線で示した
ように上段のテーブル4Cを矢印X方向に移動させて該
上段のテーブルを4c’の位置にするとき、該上段のテ
ーブル4cに対して支承されているLEDILtが対物
レンズ5と干渉するようであれば、サポートアーム12
を可動形の構造として干渉を回避させれば良い。
以上のように構成した本実施例の装置(第1図)におい
ては、フォトトランジスタ1(Lt、 10−2が上段
のテーブル4cに埋設されているので、このフォトトラ
ンジスタ1G−t、 10−2はウェハ1に接触するこ
とがなく、プリアライメント作動を妨げる虞れが無い。
更に、L E DILt、 11−2が上段のテーブル
4Cに対して直接的に支承されているので、中段のテー
ブル4bのY軸方向の移動や上段のテーブル4CのX軸
方向の移動の影響を受けずに、フォトトランジスタIL
t、 10−2に対して正確に正対する位置を保持する
。また1本発明を適用して設置したフォトトランジスタ
1G−t、 10−gおよびLHDII−t。
11−2はいずれもx−Yテーブルの上段に設置しであ
るので、中段のテーブル4bや上段のテーブル4cの走
行を妨げる虞れも無い。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の装置によれば、X−Yテ
ーブル上に載置された位置のウェハを介して、光センサ
の投光手段(例えばLED)と。
光センサの受光手段(例えばフォトトランジスタ)とを
対向せしめて支承しても、該光センサの設置によってX
−Yテーブルの作動を妨げる虞れ無く。
しかもX−Yテーブルの作動に拘らず設置位置を正確に
保持し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図は本発明を適用したウェハ用アライメント装置の
一実施例を示す概要的な側面図、第2図はウェハの外観
図、第3図は3点ローラ式プリアライメント装置のロー
ラ配置を示す平面図、第4図は同じく作動説明図、第5
図は従来のアライメント装置の一例を示す平面図である
。第6図は従来のアライメント装置の説明図、第7図は
改良形アライメント装置の説明図である。 1.1’−・・つx、ハ、la−オリフラ、lb、 l
b’・・・アライメント用パターン、 i−t、 i−
2,i−s・・・ウェハ、2a、2b、2c・・・3点
ローラ、2 a’ g 2 b’ e2c’・・・3点
ローラ、3,3’・・・位置決めローラ。 4・・・X−Yテーブル、 4a・・・下段のテーブル
、4b・・・中段のテーブル、 4c・・・上段のテー
ブル、5・・・対物レンズ、7,7′・・・真空吸着ベ
ッド、 10−t。 10−ト・・フォトトランジスタ、ILtt 11−x
・・・LED。 12・・・サポートアーム。 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2図   第3図 第41°4

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. オリフラ及びアライメント用パターンを設けた円板状の
    半導体ウェハを、該ウェハの周囲に摺触してこれを回転
    せしめる複数個のローラと該ウェハの円周部の縁に当接
    する位置決めローラとによってプリアライメントし、上
    記のプリアライメント済みウェハに設けた上記のパター
    ンが光学系の対物レンズに正対するように該ウェハを移
    動せしめ、上記のパターンが精密に所定の位置、姿勢と
    なるように該ウェハを搭載したX−Yテーブルを微動せ
    しめるように構成したアライメント装置において、前記
    のX−Yテーブルが水平面内で一定距離を往復移動して
    プリアライメント手段と光学系との間を往復する構造と
    し、かつ、前記X−Yテーブルの上段のテーブル面上に
    凹みを設けて光センサ用の投光手段及び受光手段の何れ
    か一方を設けるとともに、前記の両手段の何れか他方を
    上記の一方に対向して位置せしめ、この他方側の手段を
    、支持手段を介して前記上段のテーブルに対して支承し
    たことを特徴とするウェハのアライメント装置。
JP6838285A 1985-04-02 1985-04-02 ウエハのアライメント装置 Pending JPS61228642A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110767591A (zh) * 2015-11-05 2020-02-07 英飞凌科技股份有限公司 用于晶片处理的方法和装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110767591A (zh) * 2015-11-05 2020-02-07 英飞凌科技股份有限公司 用于晶片处理的方法和装置
US11637028B2 (en) 2015-11-05 2023-04-25 Infineon Technologies Ag Method and apparatus for use in wafer processing
CN110767591B (zh) * 2015-11-05 2023-10-03 英飞凌科技股份有限公司 用于晶片处理的方法和装置

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