JPS63227034A - ウエ−ハ位置合わせ方法 - 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】 〔↑既要〕 外周の一部にファセットを有する円板状のつ工−ハを回
転可能なテーブル上に載置し回転させて、ファセットの
向きを所定の方向に合わせるウェーハ位置合わせにおい
て、 載置されたウェーハが合わせ位置の近傍に来た際に照射
位置がファセットに来るように咳ウェーへの外周側面に
光束を照射し、その反射光の検知により上記回転の停止
位置を求めることにより、合わせ精度の向上を図ったも
のである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、外周の一部にファセットを有する円板状のウ
ェーハを回転可能なテーブル上に載置し回転させて、フ
ァセットの向きを所定の方向に合わせるウェーハ位置合
わせの方法に関す。

半導体装置などの製造に用いられるホトリソグラフィ技
術の露光においては、ウェーハの位置合わせが必要であ
るため、露光に先立ち上記の位置合わせを行うことが多
い。

そして、この位置合わせは、露光パターンの微細化に伴
い合わせ精度を高めることが望まれる。

〔従来の技術〕

第４図は上記位置合わせの従来方法例を示す平面図であ
る。

同図において、位置合わせの対象となるウェーハＷは、
外周の一部に外周側面が平面となるファセッ）Ｆを有す
る円板状をなしており、真空チャックを具えて回転可能
なチーゲル１上に中心を合わせて載置されチャックされ
る。載置された際のウェーハＷは、ファセットＦの向き
方向が不定であるので、位置合わせは、不図示の駆動機
構によリテーブル１と共にウェーハＷを回転させ、図示
の如くファセットＦの向きが所定の方向に達したところ
で、ホトセンサ２ａ、　２ｂにファセットＦを検知させ
、その検知により上記の回転を止めることによって行う
。

ホトセンサ２ａ、　２ｂは、発光素子および受光素子を
具えて光通過型と光反射型とがあり、何れの場合もウェ
ーハＷに対する発光素子の照射位置がウェーハＷ主面の
円弧部周縁より内側にあって、前者の場合ウェーハＷに
よる光遮蔽の消失が、また後者の場合光反射の消失がフ
ァセットＦを検知するような位置に配置される。

そして、ウェーハＷには外径寸法およびファセットＦの
長さ寸法にばらつきがあるため、ホトセンサ２ａ、　２
ｂの配置は、ウェーハＷの中心からの距離が最大となる
ファセットＦの位置となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このため、ウェーハＷの中心からの距離が上記最大より
小さいファセットＦを有するウェーハＷに対して位置合
わせをした場合には、第５図に示す如（、ファセソ）Ｆ
の位置が長鎖線から短鎖線までの範囲の中に入れば位置
合わせの条件が満たされるので、位置合わせ精度が悪く
なる問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、外周の一部に外周側面が平面となるファ
セットを有する円板状のウェーハを回転可能なテーブル
上に載置し回転させて、該ファセットの向きを所定の方
向に合わせるウェーハ位置合わせにおいて、載置された
ウェーハが合わせ位置の近傍に来た際に照射位置がファ
セットに来るように該ウェーハの外周側面に光束を照射
し、その反射光の検知により上記回転の停止位置を求め
る本発明のウェーハ位置合わせ方法によって解決される
。

本発明によれば、上記反射光の検知は、該反射光が、上
記載置されたウェーハが合わせ位置の直前に来た際に一
方でまた直後に来た際に他方で極大の強さとなり、且つ
合わせ位置に来た際に互いに等しい強さとなる二つの位
置で、該反射光の強さを検知するものとなし、該二つの
位置における該反射光の強さの差が、正負に渡り変化す
る領域のＯとなるところを上記回転の停止位置とするの
が望ましい。

〔作用〕

本方法では、ファセットを検知するための光照射がウェ
ーハの外周側面になされる。そして、上記回転により照
射位置がファセットに来ると、そこが平面であるため反
射光の方向がウェーハの回転に伴って移動する。従って
、反射光の検知を所定の位置で行うことにより、回転の
停止位置を所定の一点に求めることが出来る。

然も、反射光の方向は、ウェーハ中心からファセット塩
の距離に関係なくファセットの向きの方向により一義的
に定まるので、求められた回転の停止位置は、ウェーハ
に外径寸法やファセットの長さ寸法のばらつきがあって
も、それに関係なくファセットの向きの方向を一定にさ
せる。

また一般に、ファセットの平面が鏡面より粗いため上記
反射光は中心を最強とする散乱光となるので、上記の如
くにした二つの位置での反射光ヰ★知および回転停止位
置の求めが可能である。

そして、このようにした場合には、回転途上で検知した
極大が回転停止の直前を示すこと、および停止位置が明
確に示されることにより、正確な位置に回転を停止させ
ることが容易になる。

〔実施例〕

以下本発明方法の実施例について第１図〜第３図により
説明する。

第１図は実施例を示す平面図、第２図は実施例における
停止位置の求めの説明図、第３図は他の実施例を示す平
面図、であり、企図を通じ同一符号は同一対象物を示す
。

第１図において、ウェーハＷは、従来方法例の場合と同
様に、テーブル１上に中心を合わせて載置されチャック
されて、不図示の駆動機構によりテーブルｌと共に回転
する。そして、図示の如くファセットＦの向きが所定の
方向に達したところで、発光素子３ａ、３ｂおよび受光
素子４ａ、　４ｂの組み合わせによりファセットＦの向
きが検知され、その検知により回転が止められて、所望
の位置合わせがなされる。

発光素子３ａ、　３ｂは、例えば発光ダイオードなどか
らなり、何れも、ウェーハＷが合わせ位置の近傍に来た
際に照射位置がファセットＦに来るようにウェーハＷの
外周側面に光束５を照射する。

受光素子４ａは、例えばホトダイオードまたはホトトラ
ンジスタなどからなり、ウェーハＷが合わせ位置の直前
に来た際に発光素子３ａの光束５による反射光６を極大
の強さに検知し、合わせ位置に来た際に該反射光６を適
宜の強さに検知する位置に配置される。

また、受光素子４ｂは、受光素子４ａと同じものであり
、ウェーハＷが合わせ位置の直後に来た際に発光素子３
ｂの光束５による反射光６を極大の強さに検知し、合わ
せ位置に来た際に該反射光６を受光素子４ａの場合と同
じ強さに検知する位置に配置される。

受光素子４ａ、４ｂが反射光６をこのように検知出来る
のは、先に述べた如く、ファセットＦの平面が鏡面より
粗いため、反射光６が中心を最強とする散乱光となるた
めである。

さすれば、ウェーハＷが合わせ位置に来たときに、受光
素子４ａおよび４ｂが検知した光の強さの差は０となる
。

従って、上記光の強さの差をウェーハＷの回転に対して
リアルタイムに検出することにより、ウェーハＷの合わ
せ位置となる回転の停止位置は、その差がＯとなったと
ころとして求めることが出来る。

ウェーハＷの回転を横軸に取ってその様子を示したのが
第２図であり、受光素子４ａが検知した光の強さが長鎖
線で、受光素子４ｂが検知した光の強さを正負逆転させ
たものが短鎖線で、また、両光の強さの差が長鎖線と短
鎖線との和である実線で示される。

この実線は、ウェーハＷの回転に従って極大・０・極少
の経過をたどり、この０の点が回転の停止位置を示す。

然も、その近傍の傾斜が大きいことから、停止位置を明
確に示している。また、上記の極大は、停止位置の直前
にあるため停止位置が近いことを示すので、ウェーハＷ
の回転速度を落とすことに利用することが出来て回転停
止の位置に正確に停止させることを容易にさせる。

そして、この位置合わせ方法では、先に説明したように
、ウェーハＷの外周側面に光束５を照射してその反射光
６により回転の停止位置を求めているため、求められた
停止位置は、ウェーハＷに外径寸法やファセッｌ−Ｆの
長さ寸法のばらつきがあっても、ファセットＦの方向を
一定にさせ、従来方法例の如き位置合わせ精度の低下が
ない。

本発明者の実験によれば、上記実施例によって位置合ね
せをした場合のファセソｌ−Ｆの向き方向のばらつきは
、従来方法例によった場合の約１７５となり、合わせ精
度が大幅に向上した。

第３図に示す他の実施例は、先の実施例の発光素子３ａ
および３ｂを共通にして発光素子３ａに３ｂを兼ねさせ
たものである。図（ａ）では、ウェーハＷが合わせ位置
にある際に光束５がファセッ）Ｆを略垂直に照射するよ
うにして、受光素子４ａおよび４ｂを発光素子３ａの両
側に配置している。また図（ｂ）では、同じくファセッ
トＦを斜めに照射するようにして、受光素子４ａおよび
４ｂを発光素子３ａの片側に配置している。

そして、何れの場合も、ファセットＦの向きの検知の仕
組みは、先の実施例と同様であり、合わせ精度も同様で
ある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の構成によれば、外周の一部
にファセットを有する円板状のウェーハを回転可能なテ
ーブル上に載置し回転させて、ファセットの向きを所定
の方向に合わせるウェーハ位置合わせにおいて、ウェー
ハに外径寸法やファセットの長さ寸法のばらつきがあっ
ても、そのばらつきに影響されないようにした合わせ精
度の向上を図ることが出来て、例えば、露光におけるパ
ターンの微細化に対する対応を容易にさせる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施例を示す平面図、第２図は実
施例における停止位置の求めの説明図、 第３図は他の実施例を示す平面図、 第４図は従来方法例を示す平面図、 第５図は従来方法例の問題点説明図、 である。 図において、 １はテーブル、　　　２ａ、２ｂはホトセンサ、３ａ、
３ｂは発光素子、　４ａ、４ｂは受光素子、５は光束、
　　　　　　６は反射光、 Ｗはウェーハ、　　　　Ｆはファセット、である。 ｆθ・ノ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　（１７］矛Ｊ）図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）外周の一部に外周側面が平面となるファセットを有
   する円板状のウェーハを回転可能なテーブル上に載置し
   回転させて、該ファセットの向きを所定の方向に合わせ
   るウェーハ位置合わせにおいて、 載置されたウェーハが合わせ位置の近傍に来た際に照射
   位置がファセットに来るように該ウェーハの外周側面に
   光束を照射し、その反射光の検知により上記回転の停止
   位置を求めることを特徴とするウェーハ位置合わせ方法
   。 ２）上記反射光の検知は、該反射光が、上記載置された
   ウェーハが合わせ位置の直前に来た際に一方でまた直後
   に来た際に他方で極大の強さとなり、且つ合わせ位置に
   来た際に互いに等しい強さとなる二つの位置で、該反射
   光の強さを検知するものであり、 該二つの位置における該反射光の強さの差が、正負に渡
   り変化する領域の０となるところを上記回転の停止位置
   とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のウ
   ェーハ位置合わせ方法。