JPS61228644A - 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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JPS61228644A
JPS61228644A JP60068384A JP6838485A JPS61228644A JP S61228644 A JPS61228644 A JP S61228644A JP 60068384 A JP60068384 A JP 60068384A JP 6838485 A JP6838485 A JP 6838485A JP S61228644 A JPS61228644 A JP S61228644A
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wafer
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JP60068384A
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Yoshiji Namiki
南木 美嗣
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Hitachi High Tech Corp
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Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • 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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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

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、半導体ウニへ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、はは円形
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l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。
上記のク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おる
本第3図に仮想線で描いたlはウェハの外形を対比する
為に示したものでアシ、所望のプリアライメント位置を
表わしている。
オリフラ1aに沿って3個のロー22m、2b 、2c
が設けられている。詳しく鉱、両端のロー22m、2c
がオリフラ1mに接し、中央のローラ2bはオリフラ1
m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hq図の左回シに、中央のローラbと右端
のローラにとは右回シに、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) hv ’ *
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l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ている。
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1mが3点
ローラ2a〜2Cに正対した場合を除き)ウェハ1の周
H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2m 、 2c fiウ
ェハ1に摺触しないので、ウェハ1は中央のローラ為に
よりて矢印りの如く図示左回シ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l
&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
ローニア2m 、 2a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2&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。
このとき、両端のロー22aI2aを停止させ、矢印入
方向の押動によってウェハlをローラ2m 、 2c及
び同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。本
第5図において、1点鎖線で描いた1→はダリアライメ
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−sKなると点
PIK対するので、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l−雪は、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 g 2b r 2eを停止させるとともに、ウェハ
1−!を矢印入方向にロー2(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P、の点にも光センサを設けた
構成は、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l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、6、x−yテーブル4上に搬送、載置されたウェハ
l′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XX/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
よりてウェハ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υ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
余シ好ましくない。
そこで、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t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テーブルによりて
矢印x−x’、y−y’方向に移動せしめられる。この
X−Yテーブルはセンナメートル単位の長ストローク移
動と、ミクロン単位の精密な微動との両方が可能な構造
でるる。
この構成(第7図)によれは、X−Yテーブルを操作し
て矢印で方向に移動させた位k(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方向移動によシ、ウェハ1 d l’位置と
なシ、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1、 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11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、 +Ptに設けた光センサか、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
アライメントされるべきウェハ位置(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はならな
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、光センナの受光手段(
例えは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
を妨ける虞れ無く、シかも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、該ウェハの周囲に接触してこれを回動させ
る複数個のローラと該つ具ハの円周部に当接する位置決
めローラとK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下段のペース部
材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1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4m、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 f: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シ、核上段のテーブル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
のウニノ・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4e’位置
になると、これに吸着保持されたウニノ・は1′位置と
なる。
ウェハが1′位置になると、このウニノ・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1上段のテーブル
4a’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10−+、10−*を設置する。
上記のフォトトランジスタ10−+、10→は、それぞ
れ第5図に示した点212点P!に対応する位置に設置
し、その上端が真空吸着ペッド7の上面よシも突出しな
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10−1,10−tに対して
それぞれLHDII−+、同11−tを正対せしめて配
設し、サポートアーム12によシ下段のベース部材4a
に対して支承する。上記フォトトランジスタ10−1゜
10−*は、その下端がウニノ11の上面よシも僅かに
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、ウニノ・を介して対向せしめて光センサを
構成する。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。何れか一方を上
段テーブルに埋設するとともに、他方を下段のベース部
材に対して支承する。
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10−1 、10−e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10−s 、 10−eはウニノ・lに接触す
ることがなく、グリア2イメント作動を妨げる虞れが無
い。
更に、LED 11−s 、 11−! Id下段のベ
ース部材4aに対して支承されているので、上段のテー
ブル4Cや中段のテーブル4bが移動しても該LIDI
I−+。
11−1は移動しない。従って、このLHDII−t 
、11−鵞及び、これを支承しているサポートアーム1
2が光学系の対物レンズ5と干渉する虞れが無い。また
、上、中段のテーブルの走行を妨げる虞れも無い。
前述の如く、上記の上段テーブル4C及び中段テーブル
4bはミクロンオーダーで精密に駆動される構造である
からフォトトランジスタ10−+ 、 10−*とLE
D 11−1.11−tとを精密に正対せしめる操作は
容易、迅速、かつ自動的に行うことができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の装置によれは、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
(例えは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
ず設置位を正確に保持し得るという優れた実用的効果を
奏する0
【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
1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1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、1&・・・オリフラ、lb 、
 lb’・・・アライメント用パターン、1−s 、1
−1,1−8・・・ウェハ、2m。 2b 、加・・・3点ローラ、2b’ 、 2b’ 、
 2e’・・−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−t・・・フォトトラン
ジスタ、11−亀、11−t・・・IID、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4ワ 1に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
    半導体ウエハを、該ウエ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、該ウエ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エ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エハを移動せ
    しめ、前記のパターンが精密に所定の位置、姿勢となる
    ように該ウエハを搭載した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ベ
    ース部材に対して支承したことを特徴とするウエハのア
    ライメント装置。
JP60068384A 1985-04-02 1985-04-02 ウエハのアライメント装置 Granted JPS61228644A (ja)

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JP60068384A JPS61228644A (ja) 1985-04-02 1985-04-02 ウエハのアライメント装置

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JPS61228644A true JPS61228644A (ja) 1986-10-11
JPH0556654B2 JPH0556654B2 (ja) 1993-08-20

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ID=13372173

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0278462A2 (en) * 1987-02-09 1988-08-17 Svg Lithography Systems, Inc. Wafer handling system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0278462A2 (en) * 1987-02-09 1988-08-17 Svg Lithography Systems, Inc. Wafer handling system

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JPH0556654B2 (ja) 1993-08-20

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