JPS61276229A

JPS61276229A - ウエハ位置検出装置

Info

Publication number: JPS61276229A
Application number: JP11643185A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Otsuki; 繁夫大月
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1985-05-31
Publication date: 1986-12-06

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、１次元イメージセ／すを用いウェハ外周ニ非
接触で、ウェハ粗位置合わせを行うための位置情報を検
出することに係シ、特に、縮小投影露光装置に好適な、
ウェハ位置検出装置に関する。

〔発明の背景〕

公知例によれば、各回転角に対するウェハ外縁位置デー
タを、マイクロコンピュータ内のメモリに記憶でせると
あるが、回転角の検出法、および回転角と外縁位置デー
タの関連性については配慮されていなかった。このため
、高精度位置合わせおよび高信頼性を確保する上で問題
となっていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、１次元イメージセンサを用いウェハ外
周に非接触でウェハの位置合わせを行う装置に対して、
回転角検出器を用い、回転角検出器の出力と１次元イメ
ージセンサの検出データとの間に関連性をもたせること
で、ウェハサイズの変更、および検出機構の負荷変動な
どの影、Ｗを受けない、高精度なウェハ外縁位置情報検
出手段を＼、゛パ提供することＶＣある。

〔発明の概要〕

本発明は、ウェハを回転させることでウェハ外縁を光学
的ＶＣ１次元イメージセンサ上に投影し、その外縁位置
検出データによシウエハ粗位置合わせを行う装置Ｉｌに
おいて、高精度、かつ高信頼検出データを得るため回転
角検出器を設け、その出力信号を１次元イメージセンサ
の走査タイミングとして使用すれば、等間隔な回転角に
対する離散的なウェハ外縁位置情報を正確に検出できる
ことに着目し、また、回転テーブル上のウェハの存在、
およびその位置検出が可能なよう、外部信号、内部信号
、いずれによっても１次元イメージセンサを走査し、ウ
ェハ外縁位置情報を検出するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

第１図に本発明の一実施例である、ウェハ位置検出装置
のブロック線図、第２図にその概略機構図を示す。まず
、第２図、第３図によってウェハ外縁位置情報検出装＠
Ｖｃついて説明する。

ウェハ２０を真空吸着、回転せしめるθテープ／ｖ２１
、および軸の他端に回転角検出器１を備え、歯車２２Ｖ
ｃよシ駆動モータ２３の回転力を伝達する機構系、さら
に光源２４、集光レンズ２５Ｖｃよシウエハ外縁を照射
し、結像レンズ２６を通して１次元イメージセンサ１０
上に、ウェハ２０の外縁位置を結像させる光学系とから
成る装置において、第３図（ａ）ＶＣ示す如く、θテー
ブル２１１Ｃ対しウェハ２０が偏心して真空吸着されて
いる場合、１次元イメージセンサ１０上に投影されたウ
ェハ２０の外縁位置像（映像信号）Ｆ′ｉ第３図（ｂ）
の如く暗部、明部のけつきりした２値化信号に近いもの
となる。

この明暗の分れ目、すなわちａ点のＣＣＤアドレスをウ
ェハ外縁位置データとし、前記、駆動モータ２３によシ
θテーブル２１すなわちウエノ九２０を回転させながら
、回転角検出器１の出力信号である回転角データおよび
ウェハ外縁位置データを連続して検出することにより、
第３図（ｃ）ＶＣ示すように離散的ではあるが、ウェハ
２０，１ＷｆＪ分の等間隔な回転角αに対する外縁位置
データＬ、、ｌ、。

ｔ３・・・ｔｎ　　合計ｎ点のサンプリングデータを得
ることができる。ここでＯはθテーブル２１０回転中心
、ｗｈウェハ２０の中心を示すものである。

次に、第１図によｔ）ｎ点のサンプリングデータの収集
法について説明する。計算機４はサンプリング数ｎ、お
よび回転角検出器１の分解能にもとづき、プログラマブ
ル分周回路３ｖＣ分周比１９をセットし、回転角検出器
１の出力信号によってウェハ外縁位置データが検出でき
るよう、走査信号切換回路６を制御する。一方、１次元
イメージセンサＩＯＨダイナミックな素子であるためそ
の制御信号として、シフトクロック１３および走査開始
信号１４が必要となるが、クロック発振回路５で作成し
た基本クロック１６および前記、走査信号切換回路６よ
シ出力される走査開始要求信号１５がタイミング発生回
路７の内部で同期化され、前記、１次元イメージセンサ
１０の制御信号として出力されるようになっている。す
なわち、駆動モータ２３Ｖｃよって回転されたウェハの
回転角情報が、回転角検出器１によって高精度に検出さ
れ、１次元イメージセンサ１０を走査し、センサ出力信
号１１が映像増幅回路９．２値化回路２７を通してウェ
ハ外縁位置データ（ＣＣＤアドレス）２８として計算機
４に入力されるようになっている。

こうすることによシ、駆動モータ２３が回転ムラ（速度
変動）を起こしても、高精度に回転角と外縁位置データ
との相対関係を維持しつつ、ｎ点のデータをサンプリン
グすることが可能となる。

ここでバイアス回路８は、センナを動作させるためのセ
ンサ駆動電圧１２を発生するものである。

次に、１次元イメージセンサ１０によるθテーブル２１
上のウェハ２０の存在、位置検出法について説明する。

前記ｎ点データのサンプリング時は、θテーブル２１を
回転させることによシ走査開始要求信号１５を発生させ
たが、ウェハの存在、あるいけその位置を検出する場合
ＶＣは、θテーブル２１を回転させずとも、プログラマ
ブル分周回路３から出力される外部走査信号１８と等価
な内部走査信号１７を、内部走査信号発生回路２よシ走
査信号切換回路６に入力することで、１次元イン、−ジ
センサ１０を動作させることが可能となつ−′ており、
これらの切換えは、計算機４からの命令で行えるように
なっている。

第４図は、ウェハ２０と１次元イメージセンサ１０の相
対位ｉｆｆに対する外縁位置像との関係を示したもので
ある。第４図（ａ）、　（ｂ）は共に明暗の分かれ目が
あり、これらの位置関係の違いは外縁位置ａ点の前後を
調べること、すなわち立上シなのか立下りなのかを判定
することにより両者の区別が可能である。また、８４図
（Ｃ）、　（ｄ）は共に外縁位置ａ点が見つからない場
合であるが、（Ｃ）はウェハが１次元イメージセンサを
まったく覆ってしまった場合、（ｂ）Ｈ１次元イメージ
センサ上にウェハが無い場合で、これら両者の区別は、
１次元イメージセンサの出力を走査開始から走査終了ま
での期間、明暗を判定することで可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、１次元イメージ
センサを用い、ウェハ外周に非接触でウェハの位置合わ
せを行う装＠ＶＣ対して、ウェハサイズが変更になった
場合の検出精度の維持、および検出機構の負荷変動、回
転ムラ等の影響防止による検出精度向上に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はウェハ外縁位置検出装置のブロック線図、第２
図はウェハ外縁位置検出装置の概略機構図、第３図、第
４図はウェハと１次元イメージセτ＼ン茗との相対位置関係に対する外縁付着データのプロフ
ィールを示す図である。１・・・回転角検出器、２・・・内部走査信号発生回路
、３・・・プログラマブル分周回路、４用計算機、５・
・・クロック発振回路、６・・・走査信号切換回路、７
・・・タイミング発生回路、８・・・バイアス回路、９
用映儂増幅回路、１０・・・１次元イメージセンサ（Ｃ
ＣＤ）、１１・・・センサ出力信号、１２・・・センサ
駆動電圧、１３・・・シフトクロック、１４・・・走査
開始信号、１５・・・走査開始要求信号、１６・・・基
本クロック　１７・・・内部走査信号、１８・・・外部
走査信号、１９・・・分周比、２０・・・ウェハ、２１
・・・θテーブル、２２・・・歯車、２３・・・駆動モ
ータ、２４・・・光源、２５・・・集光レンズ、２６・
・・結像レンズ、２７・・・２１化回路、２８・・・ウ
ェハ外縁位置データ。

Claims

【特許請求の範囲】１、半導体製造装置用ウェハ位置検出装置において、１
次元イメージセンサ（ＣＣＤ）、および、光源、さらに
ウェハを真空吸着、回転させるθテーブル、および回転
角検出器を具備し、透過光を用いウェハ１周にわたり、
ｎ点の等間隔な回転角に対する離散的なウェハ外縁位置
情報を検出する手段において、（１）回転角検出器の分周出力に同期して１次元イメー
ジセンサを走査し、ｎ点のウェハ外縁位置情報を得るこ
と（外部同期走査）。（２）前記、１次元イメージセンサにてθテーブル上の
ウェハの存在、およびその位置検出が可能なよう、内部
信号に同期して走査しウェハ位置情報を得ること（内部
同期走査）。（３）前記、２つの走査方式が主制御装置である計算機
からの命令で切換え可能であること。（４）ウェハサイズの変更等による検出精度低下を防ぐ
ため、回転角検出器の分周出力が計算機からプログラマ
ブルに設定できること、を特徴とするウェハ位置検出装置。