JPS61228643A - 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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Publication number
JPS61228643A
JPS61228643A JP6838385A JP6838385A JPS61228643A JP S61228643 A JPS61228643 A JP S61228643A JP 6838385 A JP6838385 A JP 6838385A JP 6838385 A JP6838385 A JP 6838385A JP S61228643 A JPS61228643 A JP S61228643A
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JP
Japan
Prior art keywords
wafer
alignment
optical sensor
precisely
moved
Prior art date
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Pending
Application number
JP6838385A
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
Priority to JP6838385A priority Critical patent/JPS61228643A/ja
Publication of JPS61228643A publication Critical patent/JPS61228643A/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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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (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1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1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4図)において両端のローラ2a、2cはウェハ1に
摺触しないので、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の摺触を受ける。
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、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1をローラ2
a、2c、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P□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P1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A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P3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
位置決め用のア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、光学系によってアライメントパタ
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長ストローク移
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X′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
の操作によってウェハ1を吸着している真空吸着ベッド
7を矢印X方向に移動させて仮想線で示した7′位置に
する。このX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1b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7111)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方向に畏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、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、該ウェハの周囲に摺触してこれを回動さ
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X−Yテーブルを構成してい
る中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1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Y−Y’(第1図において紙面と
垂直)方向に往復移動して、これに搭載した上段のテー
ブル4clcX−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、該上段のテーブル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4a’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1b′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’
力方向紙面と垂直)に精密に微動させるとともに、上段
のテーブル4c’を矢印X −X′方向に精密に微動せ
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1o−t、 to−2を設置する。
上記のフォトトランジスタ10−t、 10−2は、そ
れぞれ第5図に示した点212点P2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to−t、 1o−2に対し
てそれぞれLEDILI、同11−2を正対せしめて配
設し、サポートアーム12によって中段のテーブル4b
に対して支承する。上記フォトトランジスタ10−’t
、 10−!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、Yテーブルである中段テーブ
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
中段のテーブルに対して支承する。
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1G−t、 IL2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ILt、 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 Dll−+、 11−2が中段のテーブ
ル4bに対して直接的に支承されているので、上段のテ
ーブル4cをX軸方向に移動せしめる際、該LEDIL
t、11−2と光学系の部材(例えば対物レンズ5)と
の干渉を生じない。
〔発明の効果〕
以上説明したように1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蕪<。
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’・・・ウェハ、la−オリフラ、lb、 lb
’・・・アライメント用パターン、1−t、 1−2.
1−a・・・ウェハ、2a、2b、2cm3点ローラ、
 2a’、2b’。 2c’・・・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(べ−ス部材)、4b・・・中段のテーブル(Yテー
ブル)、4c・・・上段のテーブル(Xテーブル)、5
・・・対物レンズ、7,7′・・・真空吸着ベッド、I
Lt、 1G−2・・・フォトトランジスタ、11−t
、 114・・・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5図

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動
    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、前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得
    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X−Yテーブルを構成している中段
    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。
JP6838385A 1985-04-02 1985-04-02 ウエハのアライメント装置 Pending JPS61228643A (ja)

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JP (1) JPS61228643A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01133332A (ja) * 1987-08-11 1989-05-25 Applied Materials Inc ウエハの心出し方法及び同方法に使用する装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01133332A (ja) * 1987-08-11 1989-05-25 Applied Materials Inc ウエハの心出し方法及び同方法に使用する装置

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