TW201624602A

TW201624602A - 定位裝置

Info

Publication number: TW201624602A
Application number: TW104130607A
Authority: TW
Inventors: Toshiaki Kodama
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2014-09-17
Filing date: 2015-09-16
Publication date: 2016-07-01
Also published as: JP2016063029A; JP6405819B2; KR101785790B1; US20160078612A1; US9607389B2; KR20160033048A; TWI649830B

Abstract

提供一種可在檢測晶圓之定位標記的定位裝置中，高精度地檢測晶圓之周端的技術。構成如下述之裝置，其係設置有：攝像部，以跨越晶圓之周緣，形成有向晶圓之徑方向延伸之帶狀攝像區域的方式，從該晶圓之下方側進行拍攝；旋轉機構，使載置有晶圓的載置部旋轉；照射部，從前述晶圓之下面側朝向前述攝像區域照射光；及反射構件，用以使通過前述晶圓之外側而被照射至該晶圓之上方的光朝向前述攝像區域反射，在對前述攝像區域進行拍攝而獲得之晶圓之徑方向的亮度分布圖案中，使晶圓之外側的亮度大於晶圓之周端的亮度。根據前述亮度分布圖案，可進行晶圓之周端的檢測及前述定位標記的檢測。

Description

定位裝置

本發明，係關於定位裝置，該定位裝置，係藉由對作為圓形基板之晶圓之下面進行拍攝的方式，檢測定位標記。

在半導體製造裝置中，作為圓形基板的半導體晶圓(以下，稱為「晶圓」)，係藉由搬送機構被收授至處理模組而接受處理。在藉由搬送機構被搬送至處理模組之前，有晶圓被搬送至定位裝置，從而檢測其周端之位置及方向的情形。而且，根據該檢測結果，前述搬送機構，係從該定位裝置來接收晶圓，該晶圓，係以朝向預定方向的方式，被搬送至前述處理模組內，並且被搬送至預定位置。

然而，以往，在晶圓，係設置有被稱為表示其方向之溝槽的缺口，前述定位裝置，係構成為具有透過型感測器，以便可檢測該溝槽之方向與晶圓之周端的位置。但是，關於使用直徑為450mm之新的晶圓，係探討了在晶圓背面的周端附近，設置由點狀之雷射記號所構成之Fiducial Mark(以下，記載為定位標記)來代替溝槽的情形。因此，探討了以在定位裝置設置作為反射型感測器的攝像機，藉由該攝像機對被照射來自光源之光的晶圓進行拍攝的方式，檢測晶圓之周端及定位標記的情形。

在此，在晶圓之周端部的表面及背面，係構成有被稱為斜面(bevel)的傾斜面。詳細內容雖在發明之實施形態進行敍述，但以像那樣構成有周端部的方式，在晶圓中，來自光源之光的反射程度在該周端部與比周端部更往內側是不同的，因而難以正確地檢測晶圓之周端。作為定位裝置，例如在專利文獻1中，雖係記載有藉由攝像機來取得包含晶圓之輪廓線的圖像，根據該圖像取得晶圓之位置的技術，但未能著眼於上述之問題，而無法解決該問題。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2009-88184號公報

本發明，係有鑑於像這樣之情事下所進行研究者，其目的，係提供一種在檢測作為圓形基板之晶圓之定位標記的定位裝置中，可高精度地檢測晶圓之周端的技術。

根據本發明之定位裝置，係將作為圓形基板的晶圓載置於載置部，使前述載置部旋轉且光學式地檢測形成於晶圓之下面側的定位標記，而使晶圓之方向與預定方向對合，該定位裝置，其特徵係，具備有：攝像部，以跨越前述晶圓之周緣，形成有向晶圓之徑方向延伸之帶狀攝像區域的方式，從該晶圓之下方側進行拍攝；旋轉機構，為了使前述攝像區域沿前述晶圓之圓周移動，而使前述載置部旋轉；照射部，從前述晶圓之下面側朝向前述攝像區域照射光；反射構件，用以使通過前述晶圓之外側而被照射至該晶圓的上方之來自前述照射部的光朝向前述攝像區域反射，在對前述攝像區域進行拍攝而獲得之晶圓之徑方向的亮度分布圖案中，使晶圓之外側的亮度大於晶圓之周端的亮度；及控制部，根據前述亮度分布圖案，進行晶圓之周端的檢測及前述定位標記的檢測。

在本發明之定位裝置中，係設置有：反射構件，使從晶圓之下方側的照射部所照射，通過該晶圓之外側而被照射至晶圓之上方的光朝向攝像部之攝像區域反射。藉由該反射構件，針對藉由攝像部所取得的亮度分布圖案，晶圓之外側的亮度，係大於晶圓之周端的亮度。因此，可高精度地檢測晶圓之周端。

W‧‧‧晶圓

1‧‧‧基板處理裝置

17‧‧‧第1晶圓搬送機構

22‧‧‧第2晶圓搬送機構

3A、3B、3C‧‧‧裝載鎖定模組

34‧‧‧平台

37‧‧‧驅動機構

46‧‧‧光源

47‧‧‧攝像元件

48‧‧‧攝像機

5‧‧‧控制部

51、61‧‧‧反射構件

62、63‧‧‧反射區域

[圖1]包含有本發明之定位裝置之基板處理裝置的橫剖平面圖。

[圖2]包含有前述定位裝置之第1實施形態之裝載鎖定模組的縱剖側視圖。

[圖3]表示前述裝載鎖定模組之光路的說明圖。

[圖4]表示在前述裝載鎖定模組中所取得之圖像與亮度分布曲線圖與晶圓之斜面部之位置之關係的說明圖。

[圖5]表示第2實施形態之裝載鎖定模組的橫剖平面圖。

[圖6]表示前述裝載鎖定模組之光路的說明圖。

[圖7]表示在前述裝載鎖定模組中所取得之圖像與亮度分布曲線圖與晶圓之斜面部之位置之關係的說明圖。

[圖8]表示在前述裝載鎖定模組中所取得之圖像與亮度分布曲線圖與晶圓之斜面部之位置之關係的說明圖。

[圖9]表示第2實施形態之裝載鎖定模組之變形例的縱剖側視圖。

[圖10]表示圖案之波形之變形例的曲線圖。

[圖11]表示在比較例之裝載鎖定模組中所取得之圖像與亮度分布曲線圖與晶圓之斜面部之位置之關係的說明圖。

[圖12]表示在比較例之裝載鎖定模組中所取得之圖像與亮度分布曲線圖與晶圓之斜面部之位置之關係的說明圖。

(第1實施形態)

參閱圖1之概略平面圖，說明本發明之實施形態的基板處理裝置1。該基板處理裝置1，係對晶圓W，以單片(逐片)的方式施予電漿處理。該晶圓W的直徑，係例如450mm。基板處理裝置1，係具備有：傳送模組11，在平面視圖下，呈細長五角形；6個處理模組12，放射狀地配置於傳送模組11之周圍，且連接於該傳送模組11；裝載模組13，配置為與傳送模組11相對向；及2個裝載鎖定模組3A、3B，介於傳送模組11及裝載模組13之間。

處理模組12，係具備有真空容器，在真空容器內，係設置有載置晶圓W的平台14。圖中15，係升降銷，為了將晶圓W收授至後述之第1晶圓搬送機構17，而使該晶圓W相對於平台14之表面進行升降。在處理模組12中，係在晶圓W被載置於平台14後，使真空容器內成為預定真空度且導入處理氣體，並且對真空容器內施加高頻電力而生成電漿。藉由該電漿，晶圓W，係接受蝕刻處理等的電漿處理。處理模組12與傳送模組11，係以開關自如的閘閥16來分隔。

傳送模組11之內部，係被維持為真空環境，且設置有2根曲臂型的搬送臂17A與具有未圖示之導引軌的第1晶圓搬送機構17。搬送臂17A，係構成為分別旋轉自如且伸縮自如，在其前端，係安裝有載置並保持晶圓W的機械腕17B。第1晶圓搬送機構17，係構成為沿著導引軌而在傳送模組11之長度方向移動自如，且構成為在傳送模組11與各處理模組12與裝載鎖定模組3A、3B之間，進行晶圓W之收授。

裝載模組13，係構成為長方體狀之大氣環境的搬送室，且裝載鎖定模組3A、3B，係連接於沿著長邊方向延伸之2個側面中的一方。在2個側面中的另一方，係設置有用以載置作為收容複數個晶圓W之容器之載體C的載體載置台21，在該例子中，係設置有3個載體載置台21。

在裝載模組13之內部，係配置有搬送晶圓W的第2晶圓搬送機構22，且具有未圖示之導引軌與曲臂型之搬送臂22A。搬送臂22A，係沿著導引軌而在裝載模組13之長度方向移動自如，又，構成為旋轉自如且伸縮自如。與第1晶圓搬送機構17相同地，在第2晶圓搬送機構22之搬送臂22A的前端，係安裝有載置並保持晶圓W的機械腕22B。藉由該第2晶圓搬送機構22，構成為可在載體載置台21上的載體C與裝載鎖定模組3A、3B之間進行晶圓W之收授。

裝載鎖定模組3A、3B，係構成為可將其內部切換為真空環境與大氣壓環境的內壓可變室。又，該裝載鎖定模組3A、3B，係亦可構成為檢測晶圓W之周端的位置與定位標記，且在第1晶圓搬送機構17之機械腕17B、第2晶圓搬送機構22之機械腕22B的預定位置，以預定方向來分別收授晶圓W的定位裝置。

亦參閱圖2之縱剖側視圖，說明以裝載鎖定模組3A、3B中為代表的3A。圖中31，係構成裝載鎖定模組3A的容器，分別經由閘閥32、33(參閱圖1)，而連接於傳送模組11、裝載模組13。在容器31內，係設置有載置晶圓W之水平的圓形平台34，在平台34之表面，係設置有支撐晶圓W之背面的3個支銷35。平台34，係構成為其徑的大小比晶圓W之徑小，以便可對載置於該平台34上之晶圓W之周緣部的背面側進行拍攝。又，平台34，係經由垂直之軸部36，而連接於驅動機構37。藉由該驅動機構37，載置於平台34之晶圓W，係繞垂直軸旋轉並且進行升降。晶圓W，係以使晶圓W之中心與平台34之旋轉中心一致或大致一致的方式，載置於平台34。晶圓W之中心的位置，係從晶圓W之周端的位置來予以算出。

例如在容器31之壁面部，係形成有氣體供給口38與排氣口39。在氣體供給口38，係經由氣體供給管，而連接有氮氣(N₂)供給源38A。又，在排氣口39，係經由排氣管，而連接有由真空泵等所構成的排氣機構39A。藉由來自氣體供給口38之N₂氣體的供給與來自排氣口39的排氣，可使容器31內在大氣壓環境與真空環境之間切換。

又，在容器31之底面部，係設置有開口部41，該開口部41，係垂直地形成為朝向被載置於平台34之晶圓W的周端部呈開口。在容器31之外側，沿著該開口部41之開口緣設置有環構件42，環構件42之開口部，係被光可透過的透過窗43所封塞。在環構件42之下方，係設置有光學單元44，在光學單元44，係包含有半透鏡45與光源46。在光學單元44之下方，係以可對容器31內之攝像區域40進行拍攝的方式，連接有攝像機48(該攝像機，係包含有攝像元件47與未圖示的透鏡)。攝像機48之攝像方向亦即前述透鏡之光軸，係朝向垂直上方。

作為攝像部之攝像機48，係固定焦點攝像機，因此，其景深被固定。亦即，構成為攝像機48對焦至容器31內之上下方向的預定範圍，且該範圍被固定。而且，在該範圍中，係包含有載置於平台34之晶圓W的背面。又，前述攝像區域40，係形成為以朝載置於平台34之晶圓W之徑方向延伸的方式，帶狀地跨越晶圓W之周緣。亦即，晶圓W之圓周中之一部分的端部，係與其外側之區域一起被局部地拍攝。另外，前述攝像區域 40，係亦可設定為略微偏離晶圓W之直徑方向。當藉由攝像機48進行拍攝時，則包含有關於攝像區域40的各部位之亮度之資訊的資料訊號，係從攝像元件47輸出至控制部5。以後，將前述資料訊號記載為亮度資料。根據該亮度資料，控制部5，係取得攝像區域40之圖像。

針對晶圓W進一步進行說明，在晶圓W之周端部，係形成有被稱為斜面部的區域。在圖3等中，表示為B的斜面部，係指在晶圓W之表面、背面，設置有隨著從晶圓W之周端朝向內方而分別朝向上方、下方之傾斜面的區域。在該斜面部B之晶圓W之徑方向中的寬度，係具有400μm左右的公差。為了方便說明，將在晶圓W中比斜面部B更往內側的平板區域設成為本體部A。本體部A，係以構成為平板的方式，使從光源46所照射的光向垂直下方正反射。斜面部B，係如上述，以形成傾斜面的方式，使從光源46所照射的光向傾斜方向正反射。如此一來，因反射光的方向不同，在由如前述所配置之攝像機48取得之亮度分布中，斜面部B之亮度，係低於本體部A之亮度。

又，在本體部A中之晶圓W背面的周端附近，係設置有定位標記(該定位標記，係由先前技術之項目中所敍述的點狀雷射記號所構成)。在由攝像機48所取得之本體部A之背面的圖像中，以定位標記之亮度小於其周圍之亮度的方式，形成有該定位標記。定位標記，係以例如在晶圓W之圓周方向相互遠離的方式，形成有3 個。

在容器31內之頂棚面31A，係以水平的方式來形成。在該頂棚面31A，係以與開口部41重疊的方式，配置有反射構件51。反射構件51，係指沿著晶圓W之徑方向而設置之細長的平板構件，從側面觀察，其一端，係位於比載置於平台34之晶圓W的端部更往內側，其另一端，係位於比前述晶圓W的端部更往外側。藉由像這樣的配置，在上述之攝像機48的攝像區域40，係包含有該反射構件51。該反射構件51，係如後述，經由開口部41，使從光源46所照射的光反射。該反射構件51之正反射光，係朝向垂直下方。而且，在取得晶圓W及反射構件51之圖像後時，在該圖像中，反射構件51之亮度比斜面部B之亮度高。為了輕易地進行晶圓W之周端的檢測，而以例如相對於斜面部B之亮度(正反射率)，反射構件51之亮度(正反射率)相當高的方式，構成為反射構件51之亮度(正反射率)為2倍以上。

接著，說明圖1、圖2所示之控制部5。控制部5，係藉由電腦所構成，且具備有進行程式、各種演算的CPU及記憶體等。程式，係編入有命令(各步驟)，以便可將控制訊號發送至基板處理裝置1之各部，進行後述之晶圓W的處理及晶圓W之搬送。程式，係被儲存於作為電腦記憶媒體例如軟碟片、光碟、硬碟、MO(光磁碟)、記憶卡等之記憶媒體的程式儲存部，且安裝於控制部5。

被搬送至裝載鎖定模組3A的晶圓W，係在檢測到其周端及定位標記後，被收授至第1晶圓搬送機構17的機械腕17B。參閱圖3，說明該晶圓之周端及定位標記的檢測。在圖3中，係以箭頭來表示從光源46所照射之光的光路。在晶圓W被載置於平台34的狀態下，從光源46，在光學單元44內朝向側方照射光，該光被半透鏡45反射而朝向垂直上方，進而照射至載置於平台34之晶圓W背面的周緣部與其外側。在晶圓W之背面的周緣部中，在斜面部B中，垂直朝下方反射的光比較少。相對於此，在本體部A中，比較多的光，係藉由正反射垂直朝下方反射。又，從半透鏡45照射至晶圓W之外側的光，係藉由反射構件51之正反射，朝向垂直下方。

如此一來，在從光源46照射光，藉由晶圓W及反射構件51發生反射的狀態下，藉由攝像機48進行攝像區域40之拍攝，將所取得之亮度資料發送至控制部5。圖4，係表示從該亮度資料所獲得之圖像及曲線圖與晶圓W的對應。圖4之中段所示之圖像的長度方向(圖中之左右方向)，係對應於晶圓W之徑方向。又，圖4之下段所示之曲線圖的縱軸，係表示圖像之亮度，值越大，則形成越明亮的圖像。曲線圖之橫軸的各數值，係表示沿著晶圓W之徑方向之攝像區域40的各位置，因此，曲線圖之橫軸的各位置與圖像之長度方向的各位置，係彼此對應。曲線圖之橫軸的數值0，係對應於攝像區域40中之晶圓W之外方側的一端，橫軸的數值越大，則表示越往晶圓W之內方側的位置。以後，如該圖4之下段的曲線圖所示，將攝像區域40中之表示亮度分布圖案的曲線圖記載為亮度分布曲線圖。

由於在攝像區域40，係包含有反射構件51與晶圓W之背面，因此，所取得之亮度資料，係表示該些亮度分布。如上述，針對該亮度分布，晶圓W之斜面部B的亮度，係小於反射構件51的亮度及比斜面部B更往內側之本體部A的亮度。因此，在圖4之亮度分布曲線圖中，當朝向晶圓W之內方側觀察曲線圖之波形時，存在有亮度急遽下降的點，將對應於該點之攝像區域的位置設成為P1。又，當朝向晶圓W之外方側觀察曲線圖之波形時，存在有亮度急遽下降的點，將對應於該點之攝像區域的位置設成為P2。位置P1，係指比位置P2更往外方側的位置，當從位置P1朝向位置P2觀察位置P1、P2間的亮度時，在急遽下降後，形成為以比較低的值轉變而急遽上升的波形。控制部5，係檢測像這樣的波形，將前述位置P1作為晶圓W之周端的位置而進行檢測。

在圖4之圖像及亮度分布曲線圖中，係表示拍攝了上述之定位標記(標示為圖中Q1)的狀況。如上述，在本體部A中，定位標記Q1之亮度，係低於其周圍之亮度。因此，在亮度分布曲線圖中，針對定位標記Q1，取得急峻的複數個尖峰。控制部5，係從例如像這樣之曲線圖的波形，檢測該定位標記。如上述，定位標記Q1，雖係設置有複數個例如3個，但在各定位標記Q1 中，由於尖峰的間隔不同，因此，控制部5，係可彼此識別各定位標記Q1，並在檢測到定位標記Q1後，以使各定位標記Q1朝向預定方向的方式，調整平台34之方向。

返回到裝載鎖定模組3A之動作的說明。如前述，一邊從光源46照射光，一邊使平台34旋轉1次，從而取得晶圓W之全周的亮度資料。而且，在該全周之亮度資料中，如圖4之亮度分布曲線圖所說明，檢測曲線圖之波形下降的位置P1。而且，根據檢測到之晶圓W之全周中的位置P1，算出晶圓W之中心位置及相對於該中心位置之平台34之旋轉中心的偏心量。而且，從亮度資料檢測定位標記Q1，以使該定位標記Q1朝向預定方向的方式，在平台34進行旋轉而調整晶圓W之方向後停止。

然後，根據所算出之晶圓W的中心位置及/或前述偏心量，以使晶圓W之中心位於第1晶圓搬送機構17之機械腕17B上之預定位置的方式，該機械腕17B往晶圓W的背面移動。然後，平台34會下降，機械腕17B如上述接收方向被調整後的晶圓W。

接著，說明基板處理裝置1全體中之晶圓W的搬送例。在該搬送例中，裝載鎖定模組3A，係使用來作為往傳送模組11搬入用之模組，裝載鎖定模組3B，係使用來作為從傳送模組11搬出用之模組。載體C之晶圓W，係藉由第2晶圓搬送機構22被搬送至裝載模組13內，其次，其次，被收授至內部已成為大氣壓環境的裝載鎖定模組3A。在裝載鎖定模組3A中，為了使容器31內成為預定壓力之真空環境，而與從排氣口39進行排氣並行地，進行前述之晶圓W之周端的檢測、晶圓W之中心位置及偏心量的算出、定位標記Q1的檢測。

然後，如上述，晶圓W，係根據該些檢測結果，被收授至第1晶圓搬送機構17，然後，被搬送至處理模組12。在裝載鎖定模組3A中，由於是如上述般進行方向及相對於機械腕17B之接收位置的調整，因此，晶圓，係以預定方向被收授至處理模組12的預定位置，其後，接受蝕刻處理。處理後之晶圓W，係被收授至第1晶圓搬送機構17，且被搬送至容器31內已成為真空環境的裝載鎖定模組3B。為了使容器31內成為大氣壓環境，而對容器31內進行N₂氣體之供給。然後，晶圓W，係被收授至第2晶圓搬送機構22，且返回到載體C。

在上述之搬送例中，雖未在裝載鎖定模組3B中進行以裝載鎖定模組3A所進行之晶圓W之周端及定位標記Q1的檢測、晶圓W之中心位置及前述偏心量的算出，但亦可與例如改變裝載鎖定模組3B之壓力並行地，進行該些參數的檢測及算出。在該情況下，係根據其檢測結果及算出結果，晶圓W，係以朝向預定方向的方式，被載置於第2晶圓搬送機構22之機械腕2B的預定位置。

在該基板處理裝置1之裝載鎖定模組3A、3B中，係如前述，使用用以檢測定位標記Q1的攝像機48及光學單元44，對晶圓W之周端照射光，並且對晶圓W之背面進行拍攝。而且，由於設置有反射構件51(該反射構件，係使通過晶圓W之外側而被照射至晶圓W之表面側的光朝向晶圓W的背面側反射)，因此，在藉由以攝像機48進行拍攝所取得的亮度分布圖案中，晶圓W之外側的亮度高於晶圓W之周端之斜面部B的亮度。因此，可高精度地檢測晶圓W之周端。而且，由於可從像這樣檢測到之晶圓W的周端來求出晶圓W之中心位置或該中心位置與晶圓W之旋轉中心的偏心量，因此，可根據該些中心位置或偏心量，將晶圓W高精度地載置於第1晶圓搬送機構17之機械腕17B上的預定位置。作為結果，由於可將晶圓W高精度地搬送至處理模組12內的預定位置，因此，可提高晶圓W之處理的精度。

(第2實施形態)

接著，針對第2實施形態之裝載鎖定模組3C之構成，參閱圖5之橫剖平面圖與圖6之縱剖側視圖，以與裝載鎖定模組3A、3B的差異點為中心進行說明。由於晶圓W之斜面部B，係厚度比本體部A薄，故存在有缺口。圖5中，將該缺口表示為60。即使在該裝載鎖定模組3C中產生有缺口60的情況下，亦構成為可進行晶圓W之周端的檢測。

在該裝載鎖定模組3C中，係在頂棚面31A設置反射構件61來代替反射構件51。在圖5中，係在虛線的箭頭前端，表示該反射構件61之下面。該反射構件61之下面，係沿著晶圓W之徑方向，交替地反覆配列有長方形的反射區域62、63，反射區域62、63之正反射率，係彼此不同。如後述，即使斜面部B有缺口，亦為了形成如可根據亮度分布曲線圖來進行晶圓W之周端之檢測的圖案，例如反射區域62所致之來自光源46之光的正反射率，係比反射區域63所致之前述光的正反射率高例如50%以上。更具體而言，反射區域62所致之前述光的正反射率，係例如75%以上，反射區域63所致之前述光的正反射率，係例如10%以下。又，在所取得的圖像中，例如以使反射區域62、63之亮度大於晶圓W之斜面部B的亮度且小於晶圓W之本體部A之亮度的方式，構成各反射區域62、63。

攝像機48，係對焦至晶圓W之背面，而不對焦至反射構件61。亦即，由於反射構件61，係位於攝像機48之景深的外側，故反射構件61之圖像會模糊。在圖6中所示，反射構件61之下面與晶圓W之表面的距離H1，係例如10mm。圖7，係表示從對攝像區域40進行拍攝而獲得之亮度資料所形成的圖像與亮度分布曲線圖。如圖7之上段所示，用以作成圖7之圖像及亮度分布曲線圖的亮度資料，係設成為對晶圓W之斜面部B未產生缺口60的部位進行拍攝而獲得者。

如前述，以配列有反射區域62、63的方式，在所取得的圖像中，在攝像區域40內之晶圓W的外側，係交互出現有：對應於該反射區域62之亮度比較高的區域；及對應於反射區域63之亮度比較低的區域。而且，如上述，以反射構件61位於景深之外側的方式，在該些反射區域62、63之邊界中，亮度，係隨著從一方之區域朝向另一方之區域而逐漸變化。作為結果，亮度分布曲線圖之波形，係成為呈規則性變化的波形，例如圖7所示，成為正弦曲線。

如上述，反射區域62、63之亮度，係大於斜面部B之亮度，因此，在亮度分布曲線圖中，當從晶圓W之外方側朝向內側觀察亮度之變化時，在晶圓W之周端中，以正弦曲線中斷的方式，曲線圖之亮度下降。將與該正弦曲線中斷之點相對應之攝像區域的位置設成為P3。由該位置P3，在晶圓W之內方側中，曲線圖之波形，係形成為與晶圓W之斜面部B及本體部A之亮度分布相對應的波形。亦即，當朝向比位置P3更往內方側觀察亮度之變化時，在位置P3急遽下降後的亮度，係在朝向晶圓W之內方側以比較低的值轉變後，急遽上升，其後，以比較高的亮度轉變。另外，曲線圖中的位置P2，係指如圖4所說明，對應於斜面部B與本體部A之邊界而亮度急遽變化的位置。

對應於反射區域62、63的前述正弦曲線，係限定地出現在晶圓W的外側區域，而不曾出現在攝像區域40中對應於晶圓W之斜面部B及本體部A的位置。因此，控制部5，係從上述之正弦曲線的中斷來檢測位置P3，將該位置P3作為晶圓W之周端的位置而進行檢測。

接著，使用圖8，說明從對在晶圓W中斜面部B具有缺口60的部位進行拍攝而獲得之亮度資料所取得的圖像及亮度分布曲線圖。在該例中，如圖5所示，從晶圓W之本來的周端橫跨本體部A的外端會產生缺口60。如前述，本體部A之亮度，係大於反射區域62、63之亮度。因此，針對亮度分布曲線圖之波形，當朝向晶圓W之內方側觀察攝像區域40時，存在有反射區域62、63所致之正弦曲線之圖案中斷的點，而形成為在該點中大致垂直上升的波形。將與該點相對應之攝像區域的位置設成為P4。在比位置P4更往晶圓W之內方側的位置，係形成為與晶圓W之本體部A相對應的亮度。亦即，在位置P4進行上升後的亮度，係朝向晶圓W之內方側而以比較高的值轉變。因此，在具有缺口60的情況下，由於前述正弦曲線亦限定地出現在晶圓W之外側區域，因此，控制部5，係可從上述之正弦曲線的中斷檢測位置P4，將該P4作為晶圓W之周端的位置而進行檢測。

在晶圓W之周端部中，缺口60未到達斜面部B之內端的情況下，亦即在縱剖側面下觀看而斜面部B之一部分有缺口的情況下，對該晶圓W之周端部進行拍攝而獲得之亮度分布曲線圖的波形，係形成為與圖7所示者大致相同的波形。該情況下，控制部5，亦可將正弦曲線中斷的位置P3作為晶圓W的周端而進行檢測。亦即，不論缺口60之大小，控制部5，係可根據前述正弦曲線之中斷，檢測晶圓W之周端。另外，以產生有缺口60的方式，所取得之亮度分布曲線圖中之位置P3、位置P2的間隔，係小於圖7之曲線圖所示的間隔。

在該裝載鎖定模組3C中，係與裝載鎖定模組3A中的處理相同地，一邊從光源46照射光，一邊將載置有晶圓W的平台34旋轉1次。藉由此，藉由控制部5，檢測定位標記Q1，並且檢測晶圓W全周中之周端的位置。而且，藉由控制部5，從前述周端之位置算出晶圓W的外形，從而特定產生有缺口60的區域。根據在除了該特定之區域以外的區域所檢測到之晶圓W之周端的位置，算出晶圓W的中心位置及該中心位置與晶圓W之旋轉中心的偏心量。

裝載鎖定模組3C，係代替例如上述之裝載鎖定模組3A，設置於基板處理裝置1。藉由此，根據如上述所算出之前述晶圓W的中心位置與前述偏心量，進行使晶圓W收授至第1晶圓搬送機構17的機械腕17B。如上述，由於是根據除了產生有缺口60之區域以外之周端的位置，特定晶圓W之中心位置，因此，可將晶圓W更高精度地收授至機械腕17B的預定位置。

又，由於是根據該裝載鎖定模組3C，如上述算出晶圓W之外形，因此，可檢測在晶圓W之周端中存在有缺口之部位的個數或缺口之面積等之晶圓W之周端部的缺口狀況。因此，在將裝載鎖定模組3C設置於上述之基板處理裝置1時、控制部5判定了存在有缺口之部位的個數及/或缺口之面積為容許值以上時，亦可不將其晶圓W搬送至處理模組12，而是經由傳送模組11、裝載鎖定模組3B返回到載體C。

然而，在裝載鎖定模組3C中，係以在晶圓W之外側形成有規則性之圖案的方式，設置反射構件61，且在亮度分布曲線圖中，根據該規則性之圖案被中斷後的位置，求出晶圓W之周端。如上述，該圖案為曲線，在圖案被中斷的位置P3中，係變化為直線或大概直線的波形。亦即，以將晶圓W之周端作為邊界而波形之形狀明確地變化的方式，可更確實地進行控制部5所致之該邊界的識別，亦即晶圓W之周端的檢測。

又，如圖7所示，在晶圓W之徑方向觀察亮度分布曲線圖，與斜面部B相對應之區域中之曲線圖的波形，係形成為暫時下降後而上升的圖案。由於反射構件61所致之曲線圖的波形亦形成為正弦曲線，因此，當相同地在晶圓W之徑方向進行觀察時，則形成為暫時下降後而上升的圖案。以使控制部5可明確地區別該些波形之形狀的方式，加以設定反射構件61中之沿著表示比較低之亮度之反射區域63之晶圓W之徑方向的寬度。具體而言，係如圖7所示，反射區域63之前述寬度L1，係構成為與斜面部B之前述寬度L2不同。在圖7中，係表示構成為反射區域63之寬度L1小於斜面部B之寬度L2的例子。

其次，在圖9中，表示作為第2實施形態之變形例的裝載鎖定模組3D。在該裝載鎖定模組3D，係未設置有反射構件61，容器31之頂棚面31A，係構成為鏡面，該頂棚面31A中之來自光源46之光的正反射率，係例如與反射構件61之反射區域62相同地形成為75%以上。又，在該頂棚面31A，係在晶圓W之徑方向上隔著間隔設置有複數個溝64，各溝64，係朝晶圓W之切線方向延伸。該溝64中之來自光源46之光的正反射率，係例如與反射構件61之反射區域63相同地，被設成為10%以下。藉由像這樣的構成，在亮度分布曲線圖中，形成有如圖7、圖8所說明之正弦曲線的圖案。因此，在該裝載鎖定模組3D中，亦與裝載鎖定模組3C相同地，可檢測斜面部B之缺口，而更高精度地從晶圓W之周緣算出晶圓W的中心位置。

針對形成於晶圓W之外側之圖案的波形，係只要為可藉由控制部5來檢測晶圓之周端者，則不限於以在亮度分布曲線圖中形成有正弦曲線的方式，構成反射構件61的情形。例如，亦可形成有如圖10所示之規則性之三角波的圖案。由於在與晶圓W之周端相對應的位置中，係出現有垂直性高於該圖案之波形的波形，因此，控制部5，係可根據曲線圖之波形，進行該晶圓W之周端的檢測。又，形成像這樣之晶圓W之外側的圖案，以使控制部5可確實地進行檢測，因此，亦可在控制部5可進行檢測的範圍下，使圖案產生些許變形而成為不規則。

自此起，為了更詳細說明前述之實施形態之各裝載鎖定模組的效果，而說明關於比較例的裝載鎖定模組。比較例1之裝載鎖定模組，係除了未設置反射構件 51以外，其餘構成為與裝載鎖定模組3A相同。又，容器31之頂棚面31A，係設成為來自光源46之光的吸收率大於該反射構件51者。圖11，係表示根據在該比較例1之裝載鎖定模組中取得之亮度資料所作成的圖像及亮度分布曲線圖。

在比較例1中，因頂棚面31A的吸光率大，因此，在所取得之圖像中，與裝載鎖定模組3A所取得的圖像相比，頂棚面31A之亮度較低，且斜面部B之亮度與頂棚面31A之亮度的差較小。而且，當觀察比較例1之亮度分布曲線圖時，未檢測到對應於裝載鎖定模組3A之亮度分布曲線圖中說明之晶圓W之周端的位置而出現之急遽下降的波形。因此，在比較例1中，係無法檢測晶圓W之周端。

該比較例1之亮度分布曲線圖的波形，亦與裝載鎖定模組3A之亮度分布曲線圖的波形相同地，亮度在對應於斜面部B與本體部A之邊界的位置P2急遽下降。因此，可預先設定斜面部B之寬度的大小，根據所檢測到之位置P2與前述斜面部B之寬度來預測晶圓W之周端的位置。但是，如前述，由於斜面部B的寬度存在公差，因此，難以使像那樣所預測之周端的位置與實際周端的位置一致。又，即使在斜面部B產生有缺口60，亦難以判別缺口60之有無。因此，在上述之裝載鎖定模組3A中，可高精度地檢測比該比較例1更周端的位置。

在比較例2之裝載鎖定模組中，係在容器31 之頂部設置有作為晶圓W之透過照明的光源65。光源65的光，係朝向下方之攝像機48的攝像區域40照射。從上述之晶圓W下方的光源46所照射之光的波長(設成為第1波長)，係與從該頂部的光源65所照射之光的波長(設成為第2波長)不同，作為攝像機48的攝像元件47，係使用除了如前述可取得攝像區域40的亮度分布以外，並可彼此識別第1波長與第2波長者。在對晶圓W進行拍攝之際，係從光源65、光源46同時對晶圓W照射光。

圖12，係表示根據在該比較例2之裝載鎖定模組中取得之亮度資料所作成的圖像及亮度分布曲線圖。因上述之光源46、65之波長的差異，在攝像區域40中，例如從光源65照射光的區域亦即晶圓W之外側區域的圖像，係被取得來作為與晶圓W之本體部A之圖像不同之顏色(不同波長)的圖像。為了表示顏色的差異，而在圖中，對晶圓W之外側的圖像附加斜線。

在比較例2之裝載鎖定模組中，在對未產生晶圓W之缺口60的區域進行拍攝時，係如圖12所示，取得具有與在裝載鎖定模組3A所取得之亮度分布曲線圖之波形相同之波形的亮度分布曲線圖。亦即，如圖4之亮度分布曲線圖所說明，檢測晶圓W之周端位置及對應於斜面部B與本體部A之邊界的位置而亮度急遽下降的位置P1、P2。在攝像區域40中，比位置P1更往晶圓W之外方側的亮度分布，係藉由來自晶圓W上方的光源65之光的照射來取得，比位置P2更往晶圓W之內方側的亮度分布，係藉由來自晶圓W下方之光源46的光照射來取得。

如圖8所示的晶圓W所示，從本來的周端橫跨本體部A的外端會產生缺口60，在比較例2的裝載鎖定模組中，在像這樣對存在有缺口60的區域進行拍攝時，在所取得的亮度分布曲線圖中，未檢測到對應於晶圓W之周端位置之亮度的下降、對應於斜面部B與本體部A之邊界之亮度的下降。亦即，無法從亮度分布曲線圖檢測晶圓W之周端。但是，如上述，由於攝像元件47，係可彼此識別來自光源46、65之光的波長，因此，沿著晶圓W之徑方向觀察攝像區域40，可將切換波長之位置作為晶圓之周端的位置而進行檢測。亦即，該比較例2亦與裝載鎖定模組3C相同地，即使在晶圓W之周端具有缺口60，亦可高精度地檢測晶圓W之周端位置。但是，在該比較例2中，係必須設置作為透過照明之昂貴的光源65，且必須進一步使用作為攝像元件47之可識別2種彼此不同的波長者。因此，作為裝載鎖定模組3C，係具有相對於該比較例2之裝載鎖定模組，能夠以價廉之構成來檢測晶圓W之周端的優點。

3A‧‧‧裝載鎖定模組

5‧‧‧控制部

31‧‧‧容器

31A‧‧‧頂棚面

34‧‧‧平台

35‧‧‧支銷

36‧‧‧軸部

37‧‧‧驅動機構

38‧‧‧氣體供給口

38A‧‧‧氮氣(N₂)供給源

39‧‧‧排氣口

39A‧‧‧排氣機構

40‧‧‧攝像區域

41‧‧‧開口部

42‧‧‧環構件

43‧‧‧透過窗

44‧‧‧光學單元

45‧‧‧半透鏡

46‧‧‧光源

47‧‧‧攝像元件

48‧‧‧攝像機

51‧‧‧反射構件

A‧‧‧本體部

B‧‧‧斜面部

H1‧‧‧距離

Claims

一種定位裝置，係將作為圓形基板的晶圓載置於載置部，使前述載置部旋轉且光學式地檢測形成於晶圓之下面側的定位標記，而使晶圓之方向與預定方向對合，該定位裝置，其特徵係，具備有：攝像部，以跨越前述晶圓之周緣，形成有向晶圓之徑方向延伸之帶狀攝像區域的方式，從該晶圓之下方側進行拍攝；旋轉機構，為了使前述攝像區域沿前述晶圓之圓周移動，而使前述載置部旋轉；照射部，從前述晶圓之下面側朝向前述攝像區域照射光；反射構件，用以使通過前述晶圓之外側而被照射至該晶圓的上方之來自前述照射部的光朝向前述攝像區域反射，在對前述攝像區域進行拍攝而獲得之晶圓之徑方向的亮度分布圖案中，使晶圓之外側的亮度大於晶圓之周端的亮度；及控制部，根據前述亮度分布圖案，進行晶圓之周端的檢測及前述定位標記的檢測。
如申請專利範圍第1項之定位裝置，其中，前述反射構件，係具備有正反射率彼此不同的第1反射區域與第2反射區域，前述第1反射區域及前述第2反射區域，係沿著晶圓之徑方向，交替地反覆而設置。
如申請專利範圍第2項之定位裝置，其中，在前述攝像區域中之對應於晶圓之外側的區域，係以形成有規則性之亮度分布圖案的方式，構成前述反射構件。
如申請專利範圍第3項之定位裝置，其中，前述規則性之亮度分布圖案，係藉由正弦曲線所構成。
如申請專利範圍第2~4項中任一項之定位裝置，其中，前述控制部，係檢測在晶圓之周端產生有缺口的區域，且根據在除了產生有該缺口之區域以外的區域所檢測到之晶圓之周端的位置，來檢測晶圓之中心的位置。