KR20160033048A - 얼라인먼트 장치 - Google Patents

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KR20160033048A
KR20160033048A KR1020150130810A KR20150130810A KR20160033048A KR 20160033048 A KR20160033048 A KR 20160033048A KR 1020150130810 A KR1020150130810 A KR 1020150130810A KR 20150130810 A KR20150130810 A KR 20150130810A KR 20160033048 A KR20160033048 A KR 20160033048A
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도시아키 고다마
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

웨이퍼의 얼라인먼트 마크를 검출하는 얼라인먼트 장치에 있어서, 웨이퍼의 둘레단을 정밀도 높게 검출할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
웨이퍼의 주연에 걸쳐서 웨이퍼의 직경 방향으로 연장하는 띠 형상의 촬상 영역이 형성되도록, 상기 웨이퍼의 하부측으로부터 촬상하는 촬상부와, 웨이퍼가 탑재되는 탑재부를 회전시키는 회전 기구와, 상기 웨이퍼의 하면측으로부터 상기 촬상 영역을 향해 광을 조사하는 조사부와, 상기 웨이퍼의 외측을 통과하여 상기 웨이퍼의 상방으로 조사된 광을 상기 촬상 영역을 향해 반사시키고, 상기 촬상 영역을 촬상하여 얻어지는 웨이퍼의 직경 방향의 휘도 분포 패턴에 있어서, 웨이퍼의 외측의 휘도를 웨이퍼의 둘레단의 휘도보다 크게 하기 위한 반사 부재가 마련되도록 장치를 구성한다. 상기 휘도 분포 패턴에 근거하여, 웨이퍼의 둘레단의 검출 및 상기 얼라인먼트 마크의 검출을 행할 수 있다.

Description

얼라인먼트 장치{ALIGNMENT APPARATUS}
본 발명은, 웨이퍼의 둘레단을 검출함으로써 웨이퍼를 정렬하는 얼라인먼트 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 장치에 있어서는, 원형 기판인 반도체 웨이퍼(이하 「웨이퍼」라고 함)가, 반송 기구에 의해 처리 모듈에 전달되어 처리를 받는다. 반송 기구에 의해 처리 모듈에 반송되기 전에, 웨이퍼는 얼라인먼트 장치에 반송되고, 그 둘레단의 위치 및 방향이 검출되는 경우가 있다. 그리고, 이 검출 결과에 근거하여 상기 반송 기구가 상기 얼라인먼트 장치로부터 웨이퍼를 수취하고, 상기 웨이퍼는 상기 처리 모듈내에서 소정의 방향을 향하도록 반송됨과 아울러, 소정의 위치에 반송된다.
그런데, 종래, 웨이퍼에는 그 방향을 나타내는 노치로 불리는 절결부가 마련되어 있고, 상기 얼라인먼트 장치는 상기 노치의 방향과 웨이퍼의 둘레단의 위치를 검출할 수 있도록 투과형 센서를 가지도록 구성되어 있었다. 그러나, 신규로 이용되는 직경이 450mm인 웨이퍼에 대해서는, 노치 대신에 웨이퍼의 이면의 둘레단 부근에 도트 형상의 레이저 마크로 구성한 Fiducial Mark(이하, 얼라인먼트 마크라고 기재함)를 마련하는 것이 검토되어 있다. 그래서, 얼라인먼트 장치에 반사형 센서로서 카메라를 마련하고, 광원으로부터의 광이 조사된 웨이퍼를 상기 카메라에 의해 촬상함으로써, 웨이퍼의 둘레단 및 얼라인먼트 마크를 검출하는 것이 검토되어 있다.
여기서, 웨이퍼의 둘레단부의 표면 및 이면에는, 베벨(bevel)로 불리는 경사면이 구성되어 있다. 상세하게는 발명의 실시 형태로 서술하지만, 그와 같이 둘레단부가 구성되어 있는 것에 의해, 웨이퍼에 있어서 상기 둘레단부와, 둘레단부보다 내측에서, 광원으로부터의 광의 반사 상태가 상이하고, 그에 따라 웨이퍼의 둘레단을 정확하게 검출하는 것이 곤란했다. 얼라인먼트 장치로서, 예를 들면 특허 문헌 1에는 카메라에 의해 웨이퍼의 윤곽선을 포함하는 화상을 취득하고, 이 화상에 근거하여 웨이퍼의 위치를 취득하는 기술에 대해 기재되어 있지만, 상기의 문제에 대해서는 착안되어 있지 않고, 상기 문제를 해결할 수 있는 것은 아니다.
(선행 기술 문헌)
(특허 문헌)
특허 문헌 1 : 일본 특개 제2009－88184호
본 발명은 이러한 사정 하에 이루어진 것으로, 그 목적은, 원형 기판인 웨이퍼의 얼라인먼트 마크를 검출하는 얼라인먼트 장치에 있어서, 웨이퍼의 둘레단을 정밀도 높게 검출할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 얼라인먼트 장치에 의하면, 원형 기판인 웨이퍼를 탑재부에 탑재하고, 상기 탑재부를 회전시켜 웨이퍼의 하면측에 형성된 얼라인먼트 마크를 광학적으로 검출하여, 웨이퍼의 방향을 소정의 방향에 맞추는 얼라인먼트 장치에 있어서,
상기 웨이퍼의 주연에 걸쳐서 웨이퍼의 직경 방향으로 연장하는 띠 형상의 촬상 영역이 형성되도록, 상기 웨이퍼의 하부측으로부터 촬상하는 촬상부와,
상기 웨이퍼의 하면측으로부터 상기 촬상 영역을 향해 광을 조사하는 조사부와,
상기 웨이퍼의 외측을 통과하여 상기 웨이퍼의 상방으로 조사된 상기 조사부로부터의 광을 상기 촬상 영역을 향해 반사시키고, 상기 촬상 영역을 촬상하여 얻어지는 웨이퍼의 직경 방향의 휘도 분포 패턴에 있어서, 웨이퍼의 외측의 휘도를 웨이퍼의 둘레단의 휘도보다 크게 하기 위한 반사 부재와,
상기 휘도 분포 패턴에 근거하여, 웨이퍼의 둘레단의 검출 및 상기 얼라인먼트 마크의 검출을 행하는 제어부
를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 얼라인먼트 장치에 있어서는, 웨이퍼의 하부측의 조사부로부터 조사되어, 상기 웨이퍼의 외측을 통과하여 웨이퍼의 상방으로 조사된 광을, 촬상부에 의한 촬상 영역을 향해 반사시키는 반사 부재가 마련되어 있다. 이 반사 부재에 의해, 촬상부에 의해 취득되는 휘도 분포 패턴에 대해, 웨이퍼의 외측의 휘도가 웨이퍼의 둘레단의 휘도보다 크게 된다. 따라서, 웨이퍼의 둘레단을 정밀도 높게 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 얼라인먼트 장치를 포함하는 기판 처리 장치의 횡단 평면도이다.
도 2는 상기 얼라인먼트 장치를 포함하는 제 1 실시 형태에 따른 로드록 모듈의 종단 측면도이다.
도 3은 상기 로드록 모듈에 있어서의 광로를 나타내는 설명도이다.
도 4는 상기 로드록 모듈에 있어서, 취득되는 화상과, 휘도 분포 그래프와, 웨이퍼의 베벨부의 위치의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 5는 제 2 실시 형태에 따른 로드록 모듈의 횡단 평면도이다.
도 6은 상기 로드록 모듈에 있어서의 광로를 나타내는 설명도이다.
도 7은 상기 로드록 모듈에 있어서, 취득되는 화상과, 휘도 분포 그래프와, 웨이퍼의 베벨부의 위치의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 8은 상기 로드록 모듈에 있어서, 취득되는 화상과, 휘도 분포 그래프와, 웨이퍼의 베벨부의 위치의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 9는 제 3 실시 형태의 로드록 모듈의 변형예를 나타내는 종단 측면도이다.
도 10은 패턴의 파형의 변형예를 나타내는 그래프도이다.
도 11은 비교예의 로드록 모듈에 있어서, 취득되는 화상과, 휘도 분포 그래프와, 웨이퍼의 베벨부의 위치의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 12는 비교예의 로드록 모듈에 있어서, 취득되는 화상과, 휘도 분포 그래프와, 웨이퍼의 베벨부의 위치의 관계를 나타내는 설명도이다.
(제 1 실시 형태)
본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)에 대해, 도 1의 개략 평면도를 참조하면서 설명한다. 이 기판 처리 장치(1)는, 웨이퍼 W에 대해서 매엽식으로(1매씩) 플라즈마 처리를 실시한다. 이 웨이퍼 W의 직경은, 예를 들면 450mm이다. 기판 처리 장치(1)는, 평면에서 보아 가늘고 긴 5각형의 트랜스퍼 모듈(11)과, 트랜스퍼 모듈(11)의 주위에 방사상으로 배치되어 상기 트랜스퍼 모듈(11)에 접속된 6개의 처리 모듈(12)과, 트랜스퍼 모듈(11)에 대향하여 배치된 로더 모듈(13)과, 트랜스퍼 모듈(11)과 로더 모듈(13)의 사이에 개재되는 2개의 로드록 모듈(3A, 3B)을 구비한다.
처리 모듈(12)은 진공 용기를 구비하며, 진공 용기 내에는 웨이퍼 W를 탑재하는 스테이지(14)가 마련된다. 도면 중 (15)는 승강 핀이며, 후술의 제 1 웨이퍼 반송 기구(17)에 웨이퍼 W를 전달하기 위해서, 스테이지(14)의 표면에 대해서 상기 웨이퍼 W를 승강시킨다. 처리 모듈(12)에서는, 스테이지(14)에 웨이퍼 W가 탑재된 후에 진공 용기 내를 소정의 진공도로 하여, 처리 가스를 도입함과 아울러 진공 용기 내에 고주파 전력을 인가하여 플라즈마를 생성한다. 이 플라즈마에 의해, 웨이퍼 W는 에칭 처리 등의 플라즈마 처리를 받는다. 처리 모듈(12)과 트랜스퍼 모듈(11)은, 개폐 자유로운 게이트 밸브(16)로 구획되어 있다.
트랜스퍼 모듈(11)의 내부는 진공 분위기로 유지되어 있고, 2개의 스칼라 암 타입의 반송 암(17A)과, 미도시의 가이드 레일을 가지는 제 1 웨이퍼 반송 기구(17)가 마련되어 있다. 반송 암(17A)은, 각각 선회 자유롭고 또한 신축 자유롭게 구성되어 있고, 그 선단에는 웨이퍼 W를 탑재하여 유지하는 엔드 이펙터(end effector)(17B)가 설치되어 있다. 제 1 웨이퍼 반송 기구(17)는, 가이드 레일을 따라 트랜스퍼 모듈(11)의 길이 방향으로 이동 자유롭게 구성되어 있고, 트랜스퍼 모듈(11)과 각 처리 모듈(12)과 로드록 모듈(3A, 3B)의 사이에서, 웨이퍼 W의 교환을 행할 수 있도록 구성되어 있다.
로더 모듈(13)은, 직방체 형상의 대기 분위기의 반송실로서 구성되어 있고, 긴쪽 방향을 따라 연장하는 2개의 측면 중 한쪽에, 로드록 모듈(3A, 3B)이 접속되어 있다. 2개의 측면 중 다른쪽에는, 복수의 웨이퍼 W를 수용하는 용기인 캐리어 C를 탑재하기 위한 캐리어 탑재대(21)가 마련되어 있고, 이 예에서는 3개의 캐리어 탑재대(21)가 마련되어 있다.
로더 모듈(13)의 내부에는, 웨이퍼 W를 반송하는 제 2 웨이퍼 반송 기구(22)가 배치되어 있고, 미도시의 가이드 레일과 스칼라 암 타입의 반송 암(22A)을 가지고 있다. 반송 암(22A)은, 가이드 레일을 따라 로더 모듈(13)의 길이 방향으로 이동 자유롭고, 또한 선회 자유롭고 또한 신축 자유롭게 구성되어 있다. 제 1 웨이퍼 반송 기구(17)와 마찬가지로, 제 2 웨이퍼 반송 기구(22)의 반송 암(22A)의 선단에는, 웨이퍼 W를 탑재하여 유지하는 엔드 이펙터(22B)가 설치되어 있다. 이 제 2 웨이퍼 반송 기구(22)에 의해, 캐리어 탑재대(21)상의 캐리어 C와, 로드록 모듈(3A, 3B)의 사이에서 웨이퍼 W의 교환을 행할 수 있도록 구성되어 있다.
로드록 모듈(3A, 3B)은, 그 내부를 진공 분위기와 대기압 분위기로 전환 가능한 내압 가변실로서 구성되어 있다. 또한, 이 로드록 모듈(3A, 3B)은, 웨이퍼 W의 둘레단의 위치와 얼라인먼트 마크를 검출하고, 제 1 웨이퍼 반송 기구(17)의 엔드 이펙터(17B), 제 2 웨이퍼 반송 기구(22)의 엔드 이펙터(22B)의 소정의 위치에, 소정의 방향으로 각각 웨이퍼 W를 전달하는 얼라인먼트 장치로서도 구성되어 있다.
로드록 모듈(3A, 3B) 중, 대표하여 (3A)에 대해, 도 2의 종단 측면도도 참조하여 설명한다. 도면 중 (31)은 로드록 모듈(3A)을 구성하는 용기이며, 게이트 밸브(32, 33)(도 1 참조)를 각각 거쳐서 트랜스퍼 모듈(11), 로더 모듈(13)에 접속되어 있다. 용기(31) 내에는, 웨이퍼 W를 탑재하는 수평인 원형의 스테이지(34)가 마련되어 있고, 스테이지(34)의 표면에는 웨이퍼 W의 이면을 지지하는 3개의 핀(35)이 마련되어 있다. 스테이지(34)는, 상기 스테이지(34)상에 탑재된 웨이퍼 W의 주연부의 이면측을 촬상할 수 있도록, 그 직경의 크기가 웨이퍼 W의 직경보다 작게 구성되어 있다. 또한, 스테이지(34)는, 수직인 축부(36)를 거쳐서 구동 기구(37)에 접속되어 있다. 이 구동 기구(37)에 의해, 스테이지(34)에 탑재된 웨이퍼 W가 수직축 주위로 회전됨과 아울러 승강한다. 웨이퍼 W는, 웨이퍼 W의 중심과 스테이지(34)의 회전 중심이 일치 내지는 대략 일치하도록, 스테이지(34)에 탑재된다. 웨이퍼 W의 중심의 위치는, 웨이퍼 W의 둘레단의 위치로부터 산출된다.
예를 들면, 용기(31)의 벽면부에는, 가스 공급구(38)와 배기구(39)가 형성되어 있다. 가스 공급구(38)에는, 가스 공급관을 거쳐서 질소(N2) 가스의 공급원(38A)이 접속되어 있다. 또한, 배기구(39)에는 배기관을 거쳐서, 진공 펌프 등에 의해 구성된 배기 기구(39A)가 접속되어 있다. 가스 공급구(38)로부터의 N2 가스의 공급과 배기구(39)로부터의 배기에 의해, 용기(31) 내를 대기압 분위기와 진공 분위기의 사이에서 전환할 수 있다.
또한, 용기(31)의 바닥면부에는 개구부(41)가 마련되어 있고, 상기 개구부(41)는 스테이지(34)에 탑재된 웨이퍼 W의 둘레단부를 향해 개구하도록 수직으로 형성되어 있다. 용기(31)의 외측에 있어서, 이 개구부(41)의 개구 둘레를 따라 링 부재(42)가 마련되어 있고, 링 부재(42)의 개구부는, 광을 투과할 수 있는 투과창(43)에 의해 막혀 있다. 링 부재(42)의 하방에는 광학 유닛(44)이 마련되어 있고, 광학 유닛(44)에는 하프 미러(45)와 광원(46)이 포함된다. 광학 유닛(44)의 하방에는, 촬상 소자(47)와 도시하지 않는 렌즈를 포함하는 카메라(48)가, 용기(31) 내의 촬상 영역(40)을 촬상할 수 있도록 접속되어 있다. 카메라(48)의 촬상 방향, 즉, 상기 렌즈의 광축은, 수직 상방을 향하고 있다.
촬상부인 카메라(48)는 고정 초점 카메라이며, 따라서, 그 피사계 심도가 고정되어 있다. 즉, 용기(31) 내의 상하 방향의 소정의 범위에 카메라(48)의 핀트가 맞도록 구성되어 있고, 상기 범위가 고정되어 있다. 그리고, 이 범위에는, 스테이지(34)에 탑재된 웨이퍼 W의 이면이 포함된다. 또한, 상기 촬상 영역(40)은 스테이지(34)에 탑재된 웨이퍼 W의 직경 방향으로 연장하도록 띠 형상으로, 웨이퍼 W의 주연에 걸치도록 형성되어 있다. 즉, 웨이퍼 W의 둘레 중 일부의 단부가, 그 외측의 영역과 함께 국소적으로 촬상된다. 또한, 상기 촬상 영역(40)은 웨이퍼 W의 직경 방향으로부터 다소 어긋나 설정되어 있어도 좋다. 카메라(48)에 의해 촬상이 행해지면, 촬상 소자(47)로부터 촬상 영역(40)의 각 개소의 휘도에 대한 정보를 포함하는 데이터 신호가 제어부(5)에 출력된다. 상기 데이터 신호를 이후, 휘도 데이터라고 기재한다. 이 휘도 데이터에 근거하여, 제어부(5)가 촬상 영역(40)의 화상을 취득한다.
웨이퍼 W에 대해 더 설명하면, 웨이퍼 W의 둘레단부에는 베벨부로 불리는 영역이 형성되어 있다. 도 3 등에 있어서, B로서 나타내는 베벨부는, 웨이퍼 W의 표면, 이면에 있어서, 웨이퍼 W의 둘레단으로부터 안쪽을 향함에 따라 상방, 하방을 각각 향하는 경사면이 마련되는 영역이다. 상기 베벨부 B의 웨이퍼 W의 직경 방향에 있어서의 폭에는, 400μm 정도의 공차가 있다. 설명의 편의상, 웨이퍼 W에 있어서 베벨부 B보다 내측의 평판 영역을 본체부 A로 한다. 본체부 A는 평판으로서 구성됨으로써, 광원(46)으로부터 조사되는 광을 수직 하방에 정반사한다. 베벨부 B는, 상기와 같이 경사면을 형성함으로써, 광원(46)으로부터 조사되는 광을 경사 방향으로 정반사한다. 이와 같이 광을 반사하는 방향이 상이한 것에 의해, 이미 기술한 바와 같이 배치된 카메라(48)에서 취득되는 휘도 분포에 있어서, 베벨부 B의 휘도는, 본체부 A의 휘도에 비해 낮아진다.
또한, 본체부 A에 있어서의 웨이퍼 W의 이면의 둘레단 부근에는, 배경 기술의 항목에서 서술한 도트 형상의 레이저 마크로 구성된 얼라인먼트 마크가 마련되어 있다. 카메라(48)에 의해 취득되는 본체부 A의 이면의 화상에 있어서, 얼라인먼트 마크의 휘도는 그 주위의 휘도에 비해 작아지도록, 상기 얼라인먼트 마크가 형성되어 있다. 얼라인먼트 마크는, 예를 들면 웨이퍼 W의 둘레방향으로 떨어져 3개 형성되어 있다.
용기(31) 내의 천정면(31A)은 수평으로 형성되어 있다. 이 천정면(31A)에는, 개구부(41)와 겹치도록 반사 부재(51)가 배치되어 있다. 반사 부재(51)는 웨이퍼 W의 직경 방향을 따라 마련되는 얇고 긴 평판 부재이며, 측면으로부터 보아, 그 일단은 스테이지(34)에 탑재된 웨이퍼 W의 단부보다 내측에 위치하고, 그 타단은 상기 웨이퍼 W의 단부보다 외측에 위치한다. 이러한 배치에 의해, 상기의 카메라(48)의 촬상 영역(40)에는, 이 반사 부재(51)가 포함된다. 상기 반사 부재(51)는, 후술하는 바와 같이 개구부(41)를 거쳐서 광원(46)으로부터 조사되는 광을 반사시킨다. 이 반사 부재(51)의 정반사광은, 수직 하방을 향한다. 그리고, 웨이퍼 W 및 반사 부재(51)의 화상을 취득했을 때에, 상기 화상에 있어서 베벨부 B의 휘도보다 반사 부재(51)의 휘도가 높아진다. 웨이퍼 W의 둘레단은 베벨부 B의 외측에 대응하거나, 또는 베벨부 B의 경사면의 외측에 대응할 수 있다. 웨이퍼 W의 둘레단의 검출을 용이하게 하기 위해서, 예를 들면 베벨부 B의 휘도(정반사율)에 대해서, 반사 부재(51)의 휘도(정반사율)가 충분히 높아지도록, 반사 부재(51)의 휘도(정반사율)가 2배 이상으로 구성되어 있다.
계속해서 도 1, 도 2에 나타내는 제어부(5)에 대해 설명한다. 제어부(5)는 컴퓨터에 의해 구성되어 있고, 프로그램, 각종의 연산을 행하는 CPU 및 메모리 등을 구비하고 있다. 프로그램은, 기판 처리 장치(1)의 각 부에 제어 신호를 송신하고, 후술하는 웨이퍼 W의 처리 및 웨이퍼 W의 반송을 행할 수 있도록 명령(각 스텝)이 내장되어 있다. 프로그램은, 컴퓨터 기억 매체, 예를 들면 플렉시블 디스크, 콤팩트 디스크, 하드 디스크, MO(광학 자기 디스크), 메모리 카드 등의 기억 매체인 프로그램 저장부에 저장되어, 제어부(5)에 인스톨된다.
로드록 모듈(3A)에 반송된 웨이퍼 W는, 그 둘레단 및 얼라인먼트 마크가 검출된 후에, 제 1 웨이퍼 반송 기구(17)의 엔드 이펙터(17B)에 전달된다. 이 웨이퍼의 둘레단 및 얼라인먼트 마크의 검출에 대해, 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3에서는 광원(46)으로부터 조사된 광의 광로를 화살표로 나타내고 있다. 웨이퍼 W가 스테이지(34)에 탑재된 상태에서, 광원(46)으로부터 광이, 광학 유닛(44) 내를 측방으로 향하도록 조사되고, 이 광이 하프 미러(45)에 의해 반사되어 수직 상방으로 향해져, 스테이지(34)에 탑재된 웨이퍼 W의 이면의 주연부와, 그 외측으로 조사된다. 웨이퍼 W의 이면의 주연부에 있어서, 베벨부 B에서는 수직 하방을 향해 반사되는 광은 비교적 적다. 그에 대해서, 본체부 A에서는 비교적 많은 광이 정반사에 의해 수직 하방을 향해 반사된다. 또한, 하프 미러(45)로부터 웨이퍼 W의 외측으로 조사된 광은, 반사 부재(51)의 정반사에 의해, 수직 하부를 향한다.
이와 같이 광원(46)으로부터 광이 조사되어, 웨이퍼 W 및 반사 부재(51)에 의해 반사가 일어나고 있는 상태에서, 카메라(48)에 의해 촬상 영역(40)의 촬상이 행해지고, 취득된 휘도 데이터가 제어부(5)에 송신된다. 도 4는, 이 휘도 데이터로부터 얻어지는 화상 및 그래프와, 웨이퍼 W의 대응을 나타내고 있다. 도 4의 중간단에 나타내는 화상의 길이 방향(도면 중의 좌우 방향)은, 웨이퍼 W의 직경 방향에 대응한다. 또한, 도 4의 하단에 나타내는 그래프의 세로축은 화상의 휘도를 나타내고, 값이 클수록 밝은 화상으로 된다. 그래프의 가로축의 각 수치는, 웨이퍼 W의 직경 방향에 따른 촬상 영역(40)의 각 위치를 나타내고 있고, 따라서 그래프의 가로축의 각 위치와, 화상의 길이 방향의 각 위치가 서로 대응한다. 그래프의 가로축의 수치 0이, 촬상 영역(40)에 있어서의 웨이퍼 W의 바깥쪽 측의 일단에 대응하고, 가로축의 수치가 커질수록 웨이퍼 W의 안쪽 측의 위치인 것을 나타낸다. 이후, 이 도 4의 하단의 그래프와 같이, 촬상 영역(40)에 있어서의 휘도 분포의 패턴을 나타내는 그래프를 휘도 분포 그래프라고 기재한다.
촬상 영역(40)에는, 반사 부재(51)와 웨이퍼 W의 이면이 포함되므로, 취득되는 휘도 데이터는, 이러한 휘도 분포를 나타낸다. 상기한 바와 같이, 이 휘도 분포에 대해, 웨이퍼 W의 베벨부 B의 휘도는, 반사 부재(51)의 휘도 및 베벨부 B보다 내측의 본체부 A의 휘도보다 작다. 따라서, 도 4의 휘도 분포 그래프에 있어서, 그래프의 파형을 웨이퍼 W의 안쪽 측을 향해 보면, 급격하게 휘도가 저하하는 포인트가 있고, 이 포인트에 대응하는 촬상 영역의 위치를 P1로 한다. 또한, 그래프의 파형을 웨이퍼 W의 바깥쪽 측을 향해 보면, 급격하게 휘도가 저하하는 포인트가 있고, 이 포인트에 대응하는 촬상 영역의 위치를 P2로 한다. 위치 P1은, 위치 P2보다 바깥쪽 측의 위치이며, 위치 P1, P2 간의 휘도를 위치 P1로부터 위치 P2를 향해 보면, 급격하게 낙하한 후에 비교적 낮은 값으로 천이하여, 급격하게 상승하는 파형이 된다. 제어부(5)는, 이러한 파형을 검출하여, 상기 위치 P1을 웨이퍼 W의 둘레단의 위치로서 검출한다.
도 4의 화상 및 휘도 분포 그래프에서는, 상기의 얼라인먼트 마크(도면 중 Q1로서 표시하고 있음)가 촬상된 케이스를 나타내고 있다. 상기와 같이 본체부 A에 있어서, 얼라인먼트 마크 Q1의 휘도는 그 주위의 휘도보다 낮다. 그 때문에, 휘도 분포 그래프에 있어서, 얼라인먼트 마크 Q1에 대해서는 급준한 복수의 피크로서 취득된다. 제어부(5)는, 예를 들면 그러한 그래프의 파형으로부터, 상기 얼라인먼트 마크를 검출한다. 상기와 같이 얼라인먼트 마크 Q1은 복수, 예를 들면 3개 마련되지만, 각 얼라인먼트 마크 Q1로 피크의 간격이 상이하므로, 제어부(5)는 각 얼라인먼트 마크 Q1을 서로 식별할 수 있고, 얼라인먼트 마크 Q1의 검출 후, 각 얼라인먼트 마크 Q1이 소정의 방향을 향하도록 스테이지(34)의 방향을 조정할 수 있다.
로드록 모듈(3A)에 있어서의 동작의 설명으로 돌아온다. 이미 기술한 바와 같이 광원(46)으로부터 광을 조사하면서, 스테이지(34)를 1 회전시켜, 웨이퍼 W의 전체 둘레의 휘도 데이터를 취득한다. 그리고, 이 전체 둘레의 휘도 데이터에 있어서, 도 4의 휘도 분포 그래프로 설명한 바와 같이, 그래프의 파형이 하강하는 위치 P1을 검출한다. 그리고, 검출된 웨이퍼 W의 전체 둘레에 있어서의 위치 P1에 근거하여, 웨이퍼 W의 중심 위치 및 상기 중심 위치의 스테이지(34)의 회전 중심에 대한 편심량이 산출된다. 또한, 휘도 데이터로부터 얼라인먼트 마크 Q1이 검출되고, 상기 얼라인먼트 마크 Q1이 소정의 방향을 향하도록 스테이지(34)가 회전하여, 웨이퍼 W의 방향이 조정된 후, 정지한다.
그리고 나서, 산출된 웨이퍼 W의 중심 위치 및/또는 상기 편심량에 근거하여, 웨이퍼 W의 중심이 제 1 웨이퍼 반송 기구(17)의 엔드 이펙터(17B)상의 소정의 위치에 위치하도록, 상기 엔드 이펙터(17B)가 웨이퍼 W의 이면으로 이동한다. 그리고 나서, 스테이지(34)가 하강하여, 엔드 이펙터(17B)가 상기와 같이 방향이 조정된 웨이퍼 W를 수취한다.
계속해서, 기판 처리 장치(1) 전체에 있어서의 웨이퍼 W의 반송 예를 설명한다. 이 반송 예에서는, 로드록 모듈(3A)이 트랜스퍼 모듈(11)로의 반입용의 모듈로서 이용되고, 로드록 모듈(3B)이 트랜스퍼 모듈(11)로부터의 반출용의 모듈로서 이용된다. 캐리어 C의 웨이퍼 W가, 제 2 웨이퍼 반송 기구(22)에 의해 로더 모듈(13)내에 반송되고, 그 다음에 내부가 대기압 분위기로 된 로드록 모듈(3A)에 전달된다. 로드록 모듈(3A)에서, 용기(31) 내를 소정의 압력의 진공 분위기로 하기 위해서 배기구(39)로부터 배기가 행해지는 것에 병행하여, 이미 기술한 웨이퍼 W의 둘레단의 검출, 웨이퍼 W의 중심 위치 및 편심량의 산출, 얼라인먼트 마크 Q1의 검출이 행해진다.
그리고 나서, 상기한 바와 같이 웨이퍼 W는 이러한 검출 결과에 근거하여, 제 1 웨이퍼 반송 기구(17)에 전달되고, 그리고 나서, 처리 모듈(12)에 반송된다. 로드록 모듈(3A)에 있어서, 상기와 같이 방향 및 엔드 이펙터(17B)에 대한 수취 위치의 조정이 행해지고 있으므로, 웨이퍼 W는 처리 모듈(12)의 소정의 위치에 소정의 방향으로 전달되고, 그 후 에칭 처리를 받는다. 처리 후의 웨이퍼 W는, 제 1 웨이퍼 반송 기구(17)에 전달되고, 용기(31) 내가 진공 분위기로 된 로드록 모듈(3B)에 반송된다. 용기(31) 내를 대기압 분위기로 하기 위해서, 용기(31) 내에 N2 가스의 공급이 행해진다. 그리고 나서, 웨이퍼 W는 제 2 웨이퍼 반송 기구(22)에 전달되어, 캐리어 C로 되돌려진다.
상기의 반송 예에 있어서는, 로드록 모듈(3B)에 의해 로드록 모듈(3A)에서 행하는 웨이퍼 W의 둘레단 및 얼라인먼트 마크 Q1의 검출, 웨이퍼 W의 중심 위치 및 상기 편심량의 산출을 행하지 않지만, 예를 들면 로드록 모듈(3B)의 압력을 변경하는 것에 병행하여, 이러한 파라미터의 검출 및 산출을 행하도록 해도 좋다. 그 경우에는, 그 검출 결과 및 산출 결과에 근거하여 제 2 웨이퍼 반송 기구(22)의 엔드 이펙터(22B)의 소정의 위치에, 소정의 방향을 향하도록 웨이퍼 W가 탑재된다.
이 기판 처리 장치(1)에 있어서의 로드록 모듈(3A, 3B)에서는, 이미 기술한 바와 같이 얼라인먼트 마크 Q1의 검출에 이용되는 카메라(48) 및 광학 유닛(44)을 이용하여, 웨이퍼 W의 둘레단에 광을 조사함과 아울러 웨이퍼 W의 이면을 촬상한다. 그리고, 웨이퍼 W의 외측을 통과하여 웨이퍼 W의 표면측에 조사된 광을 웨이퍼 W의 이면측으로 반사하는 반사 부재(51)를 마련하고 있기 때문에, 카메라(48)에서 촬상하는 것에 의해 취득되는 휘도 분포의 패턴에 있어서, 웨이퍼 W의 둘레단의 베벨부 B의 휘도보다 웨이퍼 W의 외측의 휘도가 높아진다. 따라서, 웨이퍼 W의 둘레단을 정밀도 높게 검출할 수 있다. 그리고, 이와 같이 검출한 웨이퍼 W의 둘레단으로부터, 웨이퍼 W의 중심 위치나 상기 중심 위치와 웨이퍼 W의 회전 중심의 편심량이 구해지므로, 이들의 중심 위치나 편심량에 근거하여, 제 1 웨이퍼 반송 기구(17)의 엔드 이펙터(17B)상의 소정의 위치에 정밀도 높게 웨이퍼 W를 탑재할 수 있다. 결과적으로, 웨이퍼 W를 처리 모듈(12) 내의 소정의 위치로 정밀도 높게 반송할 수 있기 때문에, 웨이퍼 W의 처리의 정밀도를 높일 수 있다.
(제 2 실시 형태)
계속해서, 제 2 실시 형태에 따른 로드록 모듈(3C)의 구성에 대해, 로드록 모듈(3A, 3B)과의 차이점을 중심으로, 도 5의 횡단 평면도와 도 6의 종단 측면도를 참조하여 설명한다. 웨이퍼 W의 베벨부 B는 본체부 A에 비해 두께가 작기 때문에, 결락되는 경우가 있다. 도 5 중, 이 결락을 (60)으로서 나타내고 있다. 이 로드록 모듈(3C)에서는 결락(60)이 생겼을 경우에 있어서도, 웨이퍼 W의 둘레단의 검출을 행할 수 있도록 구성되어 있다.
이 로드록 모듈(3C)에 있어서는, 천정면(31A)에 반사 부재(51) 대신에 반사 부재(61)가 마련되어 있다. 도 5에서는 긴 점선의 화살표의 끝에 이 반사 부재(61)의 하면을 나타내고 있다. 이 반사 부재(61)의 하면은, 웨이퍼 W의 직경 방향을 따라 구형 모양의 반사 영역(62, 63)이 교대로 반복하여 배열되어 있고, 반사 영역(62, 63)의 정반사율은 서로 상이하다. 후술하는 바와 같이 베벨부 B가 결락되어도, 휘도 분포 그래프에 근거하여 웨이퍼 W의 둘레단의 검출을 행할 수 있도록 하는 패턴을 형성하기 위해서, 예를 들면 반사 영역(62)에 의한 광원(46)으로부터의 광의 정반사율은, 반사 영역(63)에 의한 상기 광의 정반사율에 비해, 예를 들면 50% 이상 높다. 보다 구체적으로는, 반사 영역(62)에 의한 상기 광의 정반사율은, 예를 들면 75% 이상이며, 반사 영역(63)에 의한 상기 광의 정반사율은, 예를 들면 10% 이하이다. 또한, 취득되는 화상에 있어서, 예를 들면, 반사 영역(62, 63)의 휘도는, 웨이퍼 W의 베벨부 B의 휘도보다 크고, 웨이퍼 W의 본체부 A의 휘도보다 작아지도록, 각 반사 영역(62, 63)이 구성되어 있다.
카메라(48)의 핀트는 웨이퍼 W의 이면에 맞추어져 있고, 반사 부재(61)에는 맞추어져 있지 않았다. 즉, 반사 부재(61)는 카메라(48)의 피사계 심도의 외측에 위치하고 있기 때문에, 반사 부재(61)의 화상이 희미해진다. 도 6에서 나타내는, 반사 부재(61)의 하면과 웨이퍼 W의 표면의 거리 H1은, 예를 들면 10mm이다. 도 7은, 촬상 영역(40)을 촬상하여 얻어진 휘도 데이터로부터 형성되는 화상과, 휘도 분포 그래프를 나타내고 있다. 도 7의 상단에 나타낸 바와 같이, 도 7의 화상 및 휘도 분포 그래프의 작성에 이용된 휘도 데이터는, 웨이퍼 W의 베벨부 B의 결락(60)이 생기지 않은 개소를 촬상하여 얻어진 것으로 한다.
이미 기술한 바와 같이 반사 영역(62, 63)이 배열되어 있는 것에 의해, 취득되는 화상에 있어서, 촬상 영역(40) 내의 웨이퍼 W의 외측에는, 이 반사 영역(62)에 대응한 휘도가 비교적 높은 영역과, 반사 영역(63)에 대응한 휘도가 낮은 영역이 교대로 나타나게 된다. 그리고, 상기와 같이 피사계 심도의 외측에 반사 부재(61)가 위치함으로써, 이러한 반사 영역(62, 63)의 경계에 있어서는, 한쪽의 영역으로부터 다른쪽의 영역을 향함에 따라, 점차 휘도가 변화한다. 결과적으로, 휘도 분포 그래프의 파형으로서는 규칙적으로 변화하는 파형으로 되어, 예를 들면 도 7에 나타낸 바와 같이 정현 곡선으로 된다.
상기와 같이, 반사 영역(62, 63)의 휘도는 베벨부 B의 휘도보다 크고, 그 때문에 휘도 분포 그래프에 있어서, 웨이퍼 W의 바깥쪽 측으로부터 안쪽 측을 향해 휘도의 변화를 보면, 웨이퍼 W의 둘레단에 있어서 정현 곡선이 두절되도록 그래프의 휘도가 하강한다. 이 정현 곡선이 두절되는 점에 대응하는 촬상 영역의 위치를 P3로 한다. 이 위치 P3보다 웨이퍼 W의 안쪽 측에서는, 그래프의 파형은, 웨이퍼 W의 베벨부 B 및 본체부 A의 휘도 분포에 대응하는 파형으로 된다. 즉, 위치 P3보다 안쪽 측을 향해 휘도의 변화를 보면, 위치 P3에서 급격하게 강하한 휘도는, 웨이퍼 W의 안쪽 측을 향해 비교적 낮은 값으로 천이한 후, 급격하게 상승하고, 그 후에는 비교적 높은 휘도로 천이한다. 또한, 그래프 중의 위치 P2는, 도 4에서도 설명한 바와 같이 베벨부 B와 본체부 A의 경계에 대응하고, 휘도가 급격하게 변화하는 위치이다.
반사 영역(62, 63)에 대응하는 상기 정현 곡선은, 웨이퍼 W의 외측 영역에 한정적으로 나타나고, 촬상 영역(40)에 있어서 웨이퍼 W의 베벨부 B 및 본체부 A에 대응하는 위치에는 출현하지 않는다. 따라서, 제어부(5)는 상기의 정현 곡선의 두절로부터 위치 P3을 검출하고, 상기 위치 P3을 웨이퍼 W의 둘레단의 위치로서 검출한다.
계속해서, 웨이퍼 W에 있어서 베벨부 B의 결락(60)이 있는 개소를 촬상하여 얻어지는 휘도 데이터로부터 취득되는 화상 및 휘도 분포 그래프에 대해, 도 8을 이용하여 설명한다. 이 예에서는, 결락(60)이 도 5에서 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 W의 본래의 둘레단으로부터 본체부 A의 바깥단에 걸쳐 발생하고 있는 것으로 한다. 이미 기술한 바와 같이 본체부 A의 휘도는, 반사 영역(62, 63)의 휘도보다 크다. 따라서, 휘도 분포 그래프의 파형에 대해, 촬상 영역(40)을 웨이퍼 W의 안쪽 측을 향해 보면, 반사 영역(62, 63)에 의한 정현 곡선의 패턴이 중단되는 포인트가 있고, 상기 포인트에 있어서 대략 수직으로 상승하는 파형이 된다. 이 포인트에 대응하는 촬상 영역의 위치를 P4로 한다. 위치 P4보다 웨이퍼 W의 안쪽 측의 위치에서는, 웨이퍼 W의 본체부 A에 대응하는 휘도가 된다. 즉, 위치 P4에서 상승한 휘도는, 웨이퍼 W의 안쪽 측을 향해 비교적 높은 값으로 천이한다. 따라서, 결락(60)이 있는 경우에도, 상기 정현 곡선은 웨이퍼 W의 외측 영역에 한정적으로 나타나기 때문에, 제어부(5)는 상기의 정현 곡선이 두절로부터 위치 P4를 검출하고, 상기 P4를 웨이퍼 W의 둘레단의 위치로서 검출할 수 있다.
웨이퍼 W의 둘레단부에 있어서 결락(60)이 베벨부 B의 안쪽단에 도달하지 않은 경우, 즉 종단 측면에서 보아 베벨부 B의 일부가 결락되어 있는 경우, 상기 웨이퍼 W의 둘레단부를 촬상하여 얻어지는 휘도 분포 그래프의 파형은, 도 7에서 나타낸 것과 대략 마찬가지의 파형이 된다. 이 경우에도, 제어부(5)는, 정현 곡선이 중단되는 위치 P3을 웨이퍼 W의 둘레단으로서 검출할 수 있다. 즉, 결락(60)의 크기에 의하지 않고, 제어부(5)는, 상기 정현 곡선의 두절에 근거하여, 웨이퍼 W의 둘레단을 검출할 수 있다. 또한, 결락(60)이 생기고 있는 것에 의해, 취득되는 휘도 분포 그래프에 있어서의 위치 P3, 위치 P2의 간격은, 도 7의 그래프에 나타낸 간격보다 작아진다.
이 로드록 모듈(3C)에 있어서는, 로드록 모듈(3A)에서의 처리와 마찬가지로, 광원(46)으로부터 광을 조사하면서 웨이퍼 W가 탑재된 스테이지(34)가 1 회전된다. 그에 따라, 제어부(5)에 의해, 얼라인먼트 마크 Q1이 검출됨과 아울러, 웨이퍼 W의 전체 둘레에 있어서의 둘레단의 위치가 검출된다. 또한 제어부(5)에 의해, 상기 둘레단의 위치로부터 웨이퍼 W의 외형이 산출되어 결락(60)이 생긴 영역이 특정된다. 이 특정된 영역을 제외한 영역에서 검출된 웨이퍼 W의 둘레단의 위치에 근거하여, 웨이퍼 W의 중심 위치, 및 상기 중심 위치와 웨이퍼 W의 회전 중심의 편심량이 산출된다.
로드록 모듈(3C)은, 예를 들면 상기의 로드록 모듈(3A) 대신에 기판 처리 장치(1)에 마련된다. 그에 따라, 상기와 같이 산출된 상기 웨이퍼 W의 중심 위치와 상기 편심량에 근거하여 제 1 웨이퍼 반송 기구(17)의 엔드 이펙터(17B)로의 웨이퍼 W의 전달이 행해진다. 상기와 같이 결락(60)이 생긴 영역을 제외한 둘레단의 위치에 근거하여 웨이퍼 W의 중심 위치가 특정되므로, 보다 정밀도 높게 엔드 이펙터(17B)의 소정의 위치에 웨이퍼 W를 전달할 수 있다.
또한, 이 로드록 모듈(3C)에 의하면, 상기와 같이 웨이퍼 W의 외형을 산출하기 때문에, 웨이퍼 W의 둘레단에 있어서 결락되어 있는 개소의 수나, 결락의 면적 등의 웨이퍼 W의 둘레단부가 결락되는 상태를 검출할 수 있다. 그래서, 상기의 기판 처리 장치(1)에 로드록 모듈(3C)을 마련했을 경우, 결락되어 있는 개소의 수 및/또는 결락의 면적이 허용치 이상이라고 제어부(5)가 판정했을 경우에는, 그 웨이퍼 W에 대해서는 처리 모듈(12)에 반송하지 않고, 트랜스퍼 모듈(11), 로드록 모듈(3B)을 거쳐서, 캐리어 C로 되돌려지도록 해도 좋다.
그런데, 로드록 모듈(3C)에 있어서는, 웨이퍼 W의 외측에 규칙적인 패턴이 형성되도록 반사 부재(61)를 마련하여, 휘도 분포 그래프에 있어서, 이 규칙적인 패턴이 중단된 위치에 근거하여, 웨이퍼 W의 둘레단을 구하고 있다. 상기한 바와 같이 이 패턴은 곡선이며, 패턴이 중단되는 위치 P3에 있어서 직선 내지는 대략 직선의 파형으로 변화한다. 즉, 웨이퍼 W의 둘레단을 경계로 하여 파형의 형상이 명확하게 변화함으로써, 제어부(5)에 의한 상기 경계의 식별, 즉 웨이퍼 W의 둘레단의 검출이, 보다 확실하게 행해지도록 되어 있다.
또한, 도 7에 나타낸 바와 같이 휘도 분포 그래프를 웨이퍼 W의 직경 방향으로 보아, 베벨부 B에 대응하는 영역에 있어서의 그래프의 파형은, 일단 하강한 후에 상승하는 패턴이 된다. 반사 부재(61)에 의한 그래프의 파형도 정현 곡선이 되기 때문에 마찬가지로, 웨이퍼 W의 직경 방향으로 보면 일단 하강한 후, 상승하는 패턴이 된다. 이러한 파형의 형상을 제어부(5)가 명확하게 구별할 수 있도록, 반사 부재(61)에 있어서의 비교적 낮은 휘도를 나타내는 반사 영역(63)의 웨이퍼 W의 직경 방향에 따른 폭이 설정된다. 구체적으로는, 도 7에 나타낸 바와 같이 반사 영역(63)의 상기 폭 L1은, 베벨부 B의 상기 폭 L2와 상이하도록 구성된다. 도 7에서는 베벨부 B의 폭 L2보다 반사 영역(63)의 폭 L1이 작게 구성된 예를 나타내고 있다.
다음에 제 3 실시 형태의 변형예인 로드록 모듈(3D)을 도 9에 나타낸다. 이 로드록 모듈(3D)에는 반사 부재(61)가 마련되지 않고, 용기(31)의 천정면(31A)이 거울면으로서 구성되고, 상기 천정면(31A)에 있어서의 광원(46)으로부터의 광의 정반사율이, 예를 들면 반사 부재(61)의 반사 영역(62)과 마찬가지로 75% 이상으로 되어 있다. 또한, 이 천정면(31A)에는 홈(64)이, 웨이퍼 W의 직경 방향으로 간격을 두고 복수 마련되어 있고, 각 홈(64)은, 웨이퍼 W의 접선 방향으로 연장하고 있다. 이 홈(64)에 있어서의 광원(46)으로부터의 광의 정반사율은, 예를 들면 반사 부재(61)의 반사 영역(63)과 마찬가지로, 10% 이하로 된다. 이러한 구성에 의해, 휘도 분포 그래프에 있어서, 도 7, 도 8에서 설명한 바와 같은 정현 곡선의 패턴이 형성된다. 따라서, 이 로드록 모듈(3D)에 있어서도 로드록 모듈(3C)과 마찬가지로, 베벨부 B의 결락을 검출하여, 보다 정밀도 높게 웨이퍼 W의 주연으로부터 웨이퍼 W의 중심 위치를 산출할 수 있다.
웨이퍼 W의 외측에 형성되는 패턴의 파형에 대해서는, 제어부(5)에 의해 웨이퍼의 둘레단이 검출 가능한 것이면, 휘도 분포 그래프에 있어서 정현 곡선이 형성되도록 반사 부재(61)를 구성하는 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 10에 나타내는 바와 같은 규칙적인 삼각파의 패턴이 형성되도록 해도 좋다. 웨이퍼 W의 둘레단에 대응하는 위치에서는, 상기 패턴의 파형보다 수직성이 높은 파형이 출현하기 때문에, 제어부(5)는, 그래프의 파형에 근거하여 상기 웨이퍼 W의 둘레단의 검출을 행할 수 있다. 또한, 이러한 웨이퍼 W의 외측에 있어서의 패턴은, 제어부(5)에 의한 검출을 확실하게 행할 수 있도록 하기 위해서 형성하는 것이며, 따라서 제어부(5)가 검출을 행할 수 있는 범위에서, 패턴에 약간의 왜곡이 생겨, 비규칙적으로 되어 있어도 좋다.
이제부터, 이미 기술한 실시 형태의 각 로드록 모듈의 효과를 보다 상세하게 설명하기 위해서, 비교예의 로드록 모듈에 대해 설명한다. 비교예 1의 로드록 모듈은, 반사 부재(51)가 마련되지 않은 것을 제외하고는, 로드록 모듈(3A)과 마찬가지로 구성되어 있는 것으로 한다. 또한, 용기(31)의 천정면(31A)은, 상기 반사 부재(51)보다 광원(46)으로부터의 광의 흡수율이 큰 것으로 한다. 도 11은, 이 비교예 1의 로드록 모듈에 있어서, 취득되는 휘도 데이터에 근거하여 작성되는 화상 및 휘도 분포 그래프를 나타내고 있다.
비교예 1에서는, 천정면(31A)의 흡광율이 큰 것에 의해, 취득되는 화상에 있어서는 로드록 모듈(3A)에서 취득되는 화상에 비해 천정면(31A)의 휘도가 낮고, 베벨부 B의 휘도와 천정면(31A)의 휘도의 차이가 작다. 그리고, 비교예 1의 휘도 분포 그래프를 보면, 로드록 모듈(3A)의 휘도 분포 그래프에서 설명한 웨이퍼 W의 둘레단의 위치에 대응하여 나타나는 급격하게 하강하는 파형이 검출되지 않는다. 따라서, 비교예 1에서는 웨이퍼 W의 둘레단을 검출할 수 없다.
이 비교예 1의 휘도 분포 그래프의 파형에 대해서도, 로드록 모듈(3A)의 휘도 분포 그래프의 파형과 마찬가지로, 베벨부 B와 본체부 A의 경계에 대응하는 위치 P2에서 급격하게 휘도가 저하한다. 따라서, 미리 베벨부 B의 폭의 크기를 설정하고, 검출된 위치 P2와 상기 베벨부 B의 폭에 근거하여, 웨이퍼 W의 둘레단의 위치를 예측할 수 있다. 그러나, 이미 기술한 바와 같이 베벨부 B의 폭에는 공차가 존재하기 때문에, 그와 같이 예측된 둘레단의 위치를, 실제의 둘레단의 위치에 일치시키는 것은 곤란하다. 또한, 베벨부 B에 결락(60)이 생기고 있어도, 결락(60)의 유무를 판별하는 것도 곤란하다. 따라서, 상기의 로드록 모듈(3A)에서는, 이 비교예 1보다 둘레단의 위치를 정밀도 높게 검출할 수 있다.
비교예 2의 로드록 모듈에서는, 용기(31)의 천정부에 웨이퍼 W의 투과 조명으로서 광원(65)이 마련되어 있다. 광원(65)의 광은 하방의 카메라(48)의 촬상 영역(40)을 향해 조사된다. 상기의 웨이퍼 W의 하방의 광원(46)으로부터의 조사되는 광의 파장(제 1 파장이라 함)은, 이 천정부의 광원(65)으로부터 조사되는 광의 파장(제 2 파장이라 함)과 상이하고, 카메라(48)의 촬상 소자(47)로서는, 이미 기술한 바와 같이 촬상 영역(40)의 휘도 분포를 취득할 수 있는 것 이외에, 제 1 파장과 제 2 파장을 서로 식별할 수 있는 것이 이용된다. 웨이퍼 W를 촬상할 때에는, 광원(65), 광원(46) 모두로부터 웨이퍼 W에 광이 조사된다.
도 12는, 이 비교예 2의 로드록 모듈에 있어서 취득되는 휘도 데이터에 근거하여 작성되는 화상 및 휘도 분포 그래프를 나타내고 있다. 상기의 광원(46, 65)의 파장의 차이에 의해, 촬상 영역(40)에 있어서, 예를 들면 광원(65)으로부터 광이 조사되는 영역, 즉 웨이퍼 W의 외측 영역의 화상은, 웨이퍼 W의 본체부 A의 화상과는 상이한 색(상이한 파장)의 화상으로서 취득된다. 색의 차이를 나타내기 위해서 도면에서는, 웨이퍼 W의 외측의 화상에 대해 사선을 부여하여 나타내고 있다.
비교예 2의 로드록 모듈에 있어서, 웨이퍼 W의 결락(60)이 생기지 않은 영역을 촬상했을 경우에는, 도 12에 나타낸 바와 같이 로드록 모듈(3A)에서 취득되는 휘도 분포 그래프의 파형과 마찬가지의 파형을 가지는 휘도 분포 그래프가 취득된다. 즉, 도 4의 휘도 분포 그래프에서 설명한 바와 같이, 웨이퍼 W의 둘레단 위치, 및 베벨부 B와 본체부 A의 경계의 위치에 대응하여 급격하게 휘도가 저하하는 위치 P1, P2가 검출된다. 촬상 영역(40)에 있어서 위치 P1보다 웨이퍼 W의 바깥쪽 측의 휘도 분포는, 웨이퍼 W의 상방의 광원(65)으로부터의 광의 조사에 의해 취득되고, 위치 P2보다 웨이퍼 W의 안쪽 측의 휘도 분포는, 웨이퍼 W의 하방의 광원(46)으로부터의 광의 조사에 의해 취득되게 된다.
도 8에서 나타낸 웨이퍼 W와 같이 본래의 둘레단으로부터 본체부 A의 바깥단에 걸쳐 결락(60)이 발생하고, 비교예 2의 로드록 모듈에 있어서, 이와 같이 결락(60)이 있는 영역을 촬상했을 경우에는, 취득되는 휘도 분포 그래프에 있어서, 웨이퍼 W의 둘레단 위치에 대응하는 휘도의 저하, 베벨부 B와 본체부 A의 경계에 대응하는 휘도의 저하가 검출되지 않는다. 즉, 휘도 분포 그래프로부터는 웨이퍼 W의 둘레단을 검출할 수 없다. 그러나 상기와 같이 촬상 소자(47)는, 광원(46, 65)으로부터의 광의 파장을 서로 식별할 수 있으므로, 촬상 영역(40)을 웨이퍼 W의 직경 방향을 따라 보아, 파장이 전환되는 위치를 웨이퍼의 둘레단의 위치로서 검출할 수 있다. 즉, 이 비교예 2도, 로드록 모듈(3C)과 마찬가지로, 웨이퍼 W의 둘레단에 결락(60)이 있어도 웨이퍼 W의 둘레단 위치를 정밀도 높게 검출할 수 있다. 단, 이 비교예 2에서는, 투과 조명인 고가의 광원(65)을 마련할 필요가 있고, 또한 촬상 소자(47)로서 2개의 서로 다른 파장의 식별이 가능한 것을 이용할 필요가 있다. 따라서, 로드록 모듈(3C)로서는, 이 비교예 2의 로드록 모듈에 대해서 염가의 구성으로 웨이퍼 W의 둘레단을 검출할 수 있다고 하는 이점이 있다.
W : 웨이퍼
1 : 기판 처리 장치
17: 제 1 웨이퍼 반송 기구
22: 제 2 웨이퍼 반송 기구
3A, 3B, 3C : 로드록 모듈
34 : 스테이지
37 : 구동 기구
46 : 광원
47 : 촬상 소자
48 : 카메라
5 : 제어부
51, 61 : 반사 부재
62, 63 : 반사 영역

Claims (8)

  1. 원형 기판인 웨이퍼를 탑재부에 탑재하고, 상기 탑재부를 회전시켜 웨이퍼의 하면측에 형성된 얼라인먼트 마크를 광학적으로 검출하여, 웨이퍼의 방향을 소정의 방향에 맞추는 얼라인먼트 장치에 있어서,
    상기 웨이퍼의 주연에 걸쳐서 웨이퍼의 직경 방향으로 연장하는 띠 형상의 촬상 영역이 형성되도록, 상기 웨이퍼의 하부측으로부터 촬상하는 촬상부와,
    상기 웨이퍼의 하면측으로부터 상기 촬상 영역을 향해 광을 조사하는 조사부와,
    상기 웨이퍼의 외측을 통과하여 상기 웨이퍼의 상방으로 조사된 상기 조사부로부터의 광을 상기 촬상 영역을 향해 반사시키고, 상기 촬상 영역을 촬상하여 얻어지는 웨이퍼의 직경 방향의 휘도 분포 패턴에 있어서, 웨이퍼의 외측과 웨이퍼의 둘레단에서 휘도의 차가 있도록 정반사율을 갖는 반사부와,
    상기 휘도 분포 패턴에 근거하여, 웨이퍼의 둘레단의 검출 및 상기 얼라인먼트 마크의 검출을 행하는 제어부
    를 구비한 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 둘레단은 상기 조사부로부터 조사된 광에 대해서 경사면을 갖고, 상기 반사부는 상기 웨이퍼의 외측의 휘도를, 상기 웨이퍼의 직경 방향에서 상기 경사면의 외측 단부에 대응하는 상기 웨이퍼의 상기 둘레단의 휘도보다 높게 형성하도록 하는 정반사율을 갖는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 촬상 영역 중, 웨이퍼의 외측에 대응하는 영역에는 규칙적인 휘도 분포 패턴이 형성되도록 상기 반사부가 구성되는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 규칙적인 휘도 분포 패턴은, 정현 곡선에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사부는, 서로 정반사율이 상이한 제 1 반사 영역과 제 2 반사 영역을 구비하며,
    상기 제 1 반사 영역 및 상기 제 2 반사 영역은, 웨이퍼의 직경 방향을 따라 교대로 반복하여 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 탑재부에 탑재된 상기 웨이퍼를 수용하고, 상기 웨이퍼의 직경 방향을 따라 얇고 긴 평판 반사 부재가 상기 반사부로서 마련되어 있는 용기와,
    상기 웨이퍼의 후면에 형성된 정렬 마크를 촬상하는 상기 촬상 영역을 상기 웨이퍼의 둘레를 따라 이동시키기 위해서, 상기 탑재부를 회전시키는 회전 기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 탑재부에 탑재된 상기 웨이퍼를 수용하는 용기를 더 포함하고, 상기 반사부는 상기 촬상 영역에 대향하는 상기 용기의 내부면에 형성된 복수의 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 웨이퍼의 둘레단에 있어서 결락이 생긴 영역을 검출하고, 상기 결락이 생긴 영역 이외의 영역에서 검출된 웨이퍼의 둘레단의 위치에 근거하여, 웨이퍼의 중심의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12074051B2 (en) 2021-08-27 2024-08-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Teaching apparatus and substrate alignment apparatus using the same

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2014374A (en) * 2014-03-12 2015-11-02 Asml Netherlands Bv Sensor system, substrate handling system and lithographic apparatus.
US9841299B2 (en) * 2014-11-28 2017-12-12 Canon Kabushiki Kaisha Position determining device, position determining method, lithographic apparatus, and method for manufacturing object
JP6932597B2 (ja) * 2017-09-25 2021-09-08 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
KR102491575B1 (ko) 2017-09-28 2023-01-25 삼성전자주식회사 반도체 기판을 검사하는 방법 및 이를 이용하여 반도체 소자를 제조 하는 방법
WO2020105150A1 (ja) * 2018-11-19 2020-05-28 株式会社東京精密 レーザ加工装置及びその制御方法
JP7427333B2 (ja) * 2020-03-18 2024-02-05 株式会社ディスコ エッジアライメント方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2897355B2 (ja) * 1990-07-05 1999-05-31 株式会社ニコン アライメント方法，露光装置，並びに位置検出方法及び装置
JP2876507B2 (ja) * 1993-04-14 1999-03-31 日立電子エンジニアリング株式会社 ウエハ異物検査装置
JPH10144748A (ja) * 1996-11-12 1998-05-29 Shimadzu Corp ウェハステージ
JP2001006998A (ja) * 1999-06-22 2001-01-12 Hitachi Ltd パターン露光装置
JPWO2002045023A1 (ja) * 2000-11-29 2004-04-08 株式会社ニコン 画像処理方法、画像処理装置、検出方法、検出装置、露光方法及び露光装置
JP2002280287A (ja) * 2001-03-19 2002-09-27 Nikon Corp 位置検出方法、位置検出装置、露光方法、露光装置、及びデバイス製造方法
EP1791169A4 (en) * 2004-08-31 2011-03-02 Nikon Corp ALIGNMENT PROCESS, DEVELOPMENT SYSTEM, SUBSTRATED REPEATABILITY MEASURING METHOD, POSITION MEASURING METHOD, EXPOSURE METHOD, SUBSTRATE PROCESSING DEVICE, MEASURING METHOD AND MEASURING DEVICE
JP2007205864A (ja) * 2006-02-01 2007-08-16 Reitetsukusu:Kk 基盤検査装置、及び、基盤検査方法
TW200818256A (en) 2006-05-22 2008-04-16 Nikon Corp Exposure method and apparatus, maintenance method, and device manufacturing method
JP4744458B2 (ja) * 2007-01-31 2011-08-10 東京エレクトロン株式会社 基板位置決め装置および基板位置決め方法
JP4884345B2 (ja) * 2007-09-28 2012-02-29 株式会社山武 画像処理装置
JP5324231B2 (ja) 2009-01-08 2013-10-23 日東電工株式会社 半導体ウエハのアライメント装置
US8947664B2 (en) * 2009-12-23 2015-02-03 Infineon Technologies Ag Apparatus and method for aligning a wafer's backside to a wafer's frontside
US8620064B2 (en) * 2010-02-17 2013-12-31 Applied Materials, Inc. Method for imaging workpiece surfaces at high robot transfer speeds with reduction or prevention of motion-induced distortion
US9275886B2 (en) * 2012-10-29 2016-03-01 Rorze Corporation Device and method for detecting position of semiconductor substrate

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12074051B2 (en) 2021-08-27 2024-08-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Teaching apparatus and substrate alignment apparatus using the same

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Publication number Publication date
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