JP2874795B2 - オリエンテーションフラット検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はウェーハのオリエンテーションフラット検出
装置、殊に、光透過性を有するガラスウェーハ等のオリ
エンテーションフラットを検出するのに好適な装置に関
するものである。

［従来の技術］ ウェーハには位置合わせに使用するオリエンテーショ
ンフラットとよばれる平坦部が設けられている。

このオリエンテーションフラットを検出する方法とし
ては従来次のような検出装置が提案されている。

接触式のものとしては、測定子をウェーハの外周端に
当接させ、ウェーハを中心軸回りに回転させることによ
り、測定子の変位を求めてその変位の最大値をオリエン
テーションフラットの位置とするものがある。

また、非接触式のものとしては、シリコンウェーハの
オリエンテーションフラットの位置検出に使用されてい
る第５図のような検出装置である。第５図に基づいてそ
の構成を説明する。

21はオリエンテーションフラット（OF）をもつウェー
ハであり、22はこのウェーハ21を中心軸回りに回転させ
る回転ステージである。23はウェーハ21の外周端付近を
ウェーハ21と垂直な方向から投影する光源であり、24は
この投影光を平行光束にするためのレンズである。25は
イメージセンサ等光源からの投影光を受光する受光部で
あり、26は受光部からの情報を取り込んでオリエンテー
ションフラットの位置を検出する処理部である。

上記のような構成の装置により、回転角に対する受光
部25の光量を検出したり、回転角に対する回転中心まで
の距離をサンプリングして、オリエンテーションフラッ
トの位置を検出していた。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前者である接触式の場合、ウェーハと測定子
が接触するので、ウェーハまたは測定子のダストが発生
し、ウェーハに付着するという重大な欠点があった。

また、後者のような非接触式の装置は、ウェーハ21が
光源23からの光を透過しないという性質を利用したもの
であるので、半導体製造用のマスクとして使用されるガ
ラスウェーハのような光源の発する光束の波長に対して
光透過性を有するウェーハのオリエンテーションフラッ
トの位置検出には採用できないものである。すなわち、
ウェーハはオリフラ部とその他の外周部とで光量差が現
れず、また、イメージセンサ等による回転角に対する回
転中心までの距離も検出できない。

本発明は上記理由に鑑み案出されたもので、ガラスウ
ェーハのような光透過性を有するウェーハのオリエンテ
ーションフラットの位置も検出することのできる装置を
提供することを技術課題とする。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明のオリエンテーシ
ョンフラット検出装置は、オリエンテーションフラット
をもつウェーハを回転軸回りに回転させる回転手段と、
前記オリエンテーションフラットと光軸が平行できない
とき前記ウェーハ端面に照射されて直進せず、平行なと
きは直進する部分を有するように配置された平行光束を
投影する測定投影光学系と、該測定投影光学系の直進す
る光束を受光する位置に配置された受光素子と、該受光
素子からの情報に基づいて前記オリエンテーションフラ
ットの位置を導き出す処理部とからなることを特徴とし
ている。

また、上記オリエンテーションフラット検出装置にお
いて、上記受光素子の信号により回転中心からの距離を
算出し、算出された距離が所定の範囲外のときはエラー
を表示する表示手段を設けたことを特徴としている。

さらに、上記距離を算出する基となる受光素子はリニ
アイメージセンサであることを特徴とするオリエンテー
ションフラット検出装置。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の１実施例の構成を示す概略図であ
る。

１は被検体であるガラスウェーハであり、第２図のOF
で示されるようなオリエンテーションフラットをもつ。

２は真空吸着によりガラスウェーハ１を水平かつ回転
自在に保持する回転ステージであり、ガラスウェーハ１
の中心が回転ステージ２の回転軸上にあるようにセット
される。

３は測定光を発する発光ダイオードであり、He−Neレ
ーザー光を用いてもよい。４は発光ダイオード３を発し
た光を平行光束とするコリメーティングレンズ、５は測
定光束を絞るアパーチャである。発光ダイオード３、コ
リメーティングレンズ４、アパーチャ５は測定投影系を
構成する。測定投影系は、オリエンテーションフラット
（OF）と測定投影系の光軸が平行でないとき遮光され、
平行なときは遮光されず直進する部分を有するように配
置する（第１図及び第２図参照）。

オリエンテーションフラットと測定投影系の光軸が平
行でないときの測定光の光路を第３図を使用して説明す
る。Ａを測定投影光軸とすると、両者が平行でないとき
は、ガラスウェーハ１の端面に照射した測定光は一部が
反射して光路Ｒとなり、一部の透過光は屈折して光路Ｔ
となり、光路Ａを直進する成分はなくなる。

６は受光素子で入射光量を検出するフォトダイオード
やラインイメージセンサを使用する。受光素子６はウェ
ーハ１により遮光されず、直進する測定光束が入射する
位置に置く。

なお、測定投影系と受光部の配置は、オリエンテーシ
ョンフラットの位置によりその入射量が変化する位置で
あれば原理的に不都合はない。

発光ダイオード３、コリメーティングレンズ４、アパ
ーチャ５、イメージセンサ６はウェーハ１のサイズによ
り一体的に移動できる構成になっている。

７はプリアンプで受光素子６からの信号を増幅する。
増幅された信号はA/Dコンバータ８にてデジタル信号化
し、ラッチ９に一時記録し、記録されたデータはメモリ
10に書き込まれる。

11は装置全体を制御し処理するマイクロコンピュータ
である。

12は回転ステージ２を駆動するモータである。13はモ
ータ駆動ドライバ、14はモータ駆動制御回路であり、回
転ステージ２を一定角度ずつ回転駆動する。

15は回転ステージ２が一定角度ずつ駆動する都度に加
算して、回転角度を得るアドレスカウンタである。

なお、回転ステージ２の角度検出にはロータリーエン
コーダ等を用いることもできる。

以上のような構成の実施例において、次にその動作を
説明する。

図示なき装置により搬送されてきたガラスウェーハ１
を図示なき装置により回転ステージ２の回転中心にその
円中心を一致させ回転ステージ２に真空吸着し、水平か
つ回転自在に保持する。

次に、発光ダイオード３が発光し測定が開始される。

マイクロコンピュータ11はモータ駆動制御回路14の作
動信号を発し、モータ駆動ドライブ13を介してモータ12
を一定角度ずつ回転駆動する。これにより回転ステージ
２に保持されたガラスウェーハ１も一定角度ずつ回転す
る。一定角度ずつ回転するごとにアドレスカウンタ15が
加算される。このタイミングの受光素子６からの信号を
プリアンプ７にて増幅し、A/Dコンバータ８にてデジタ
ル信号化しラッチ９に記録する。記録されたデータはメ
モリ10に書き込まれる。

ガラスウェーハ１が１回転するまで上記動作を繰り返
し、１回転分のデータがメモリ10に記録され、マイクロ
コンピュータ11により処理される。

第３図はこのようにして得られたガラスウェーハ１の
回転角に対する受光部の受光光量の変化の一例を示した
ものである。受光光量が最大のときの回転角度がオリエ
ンテーションフラットの位置を特定する。また、その位
置は光量変化の起点及び終点の中間位置で表わすことも
できる。

なお、本実施例ではガラスウェーハ１の中心が回転ス
テージ２の回転軸上にあるように確実にセットされるこ
とを前提としたが、何らかの原因で偏心のため誤測定さ
れる可能性がある。したがって、リニアイメージセンサ
で遮光位置（または受光位置）を検出し、回転中心との
距離を得ることにより誤測定かどうかを判断し、その結
果を表示することができる。遮光位置（または受光位
置）の検出は、ホトダイオードの場合においても、例え
ば測定光をウェーハ入射前にビームスプリッタで分割
し、受光位置でのそれぞれの光量比を取ることによって
ほぼ正確に検出できる。

［効果］ 本発明の構成によれば、測定光源の波長に対して透過
する性質のウェーハのオリエンテーションフラットの位
置を容易に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例のオリエンテーションフラット検出装
置の構成を示す説明図、第２図は測定投影系及び受光素
子とオリエンテーションフラットとの配置関係を示す説
明図である。第３図は測定光がウェーハの端面に照射さ
れたときの光路を示す説明図、第４図はオリエンテーシ
ョンフラットの回転角と受光光量の関係を示すグラフ、
第５図は従来の検出装置を示す説明図である。 １……ガラスウェーハ ２……回転ステージ ３……発光ダイオード ４……コリメーティングレンズ ５……アパーチャ ６……受光素子 12……モータ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オリエンテーションフラットをもつウェー
   ハを回転軸回りに回転させる回転手段と、 前記オリエンテーションフラットと光軸が平行でないと
   き前記ウェーハ端面に照射されて直進せず、平行なとき
   は直進する部分を有するように配置された平行光束を投
   影する測定投影光学系と、 該測定投影光学系の直進する光束を受光する位置に配置
   された受光素子と、 該受光素子からの情報に基づいて前記オリエンテーショ
   ンフラットの位置を導き出す処理部と、からなることを
   特徴とするオリエンテーションフラット検出装置。
2. 【請求項２】第１項のオリエンテーションフラット検出
   装置において、 上記受光素子の信号により回転中心からの距離を算出
   し、算出された距離が所定の範囲外のときはエラーを表
   示する表示手段を設けたことを特徴とするオリエンテー
   ションフラット検出装置。
3. 【請求項３】第２項の受光素子はリニアイメージセンサ
   であることを特徴とするオリエンテーションフラット検
   出装置。