JPH02155252A - Positioning device for wafer - Google Patents
Positioning device for waferInfo
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- JPH02155252A JPH02155252A JP63308734A JP30873488A JPH02155252A JP H02155252 A JPH02155252 A JP H02155252A JP 63308734 A JP63308734 A JP 63308734A JP 30873488 A JP30873488 A JP 30873488A JP H02155252 A JPH02155252 A JP H02155252A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
- B28D5/0058—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
- B28D5/0082—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material for supporting, holding, feeding, conveying or discharging work
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、周縁の一部に直線的な切欠ぎが形成されてい
るウェハを所定の位置に位置決めするウェハ位置決め装
置に係り、特に、ＬＳＩ等の半導体素子製造用の露光装
置に用いられるウェハ位置決め装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a wafer positioning device for positioning a wafer having a linear notch formed in a part of its periphery at a predetermined position. In particular, the present invention relates to a wafer positioning apparatus used in an exposure apparatus for manufacturing semiconductor devices such as LSIs.
（従来の技術）
近年、ＬＳＩ等の半導体素子の回路パターンの微細化に
伴い、パターン転写手段として、高解像性能を有する光
学式投影露光装置が広く使用されるようになっている。(Prior Art) In recent years, with the miniaturization of circuit patterns of semiconductor devices such as LSIs, optical projection exposure apparatuses having high resolution performance have come to be widely used as pattern transfer means.
この露光装置を用いて転写を行う場合、露光に先立って
ウェハ位置決め装置のウェハチャック上にウェハを精度
良く位置決めして載置する必要がある。この操作は、プ
リアライメントと呼ばれており、一般にウェハの周縁に
形成れた直線的な切欠ぎ（オリエンテーション・フラッ
ト）を利用して行われる。When performing transfer using this exposure apparatus, it is necessary to precisely position and place the wafer on a wafer chuck of a wafer positioning apparatus prior to exposure. This operation is called prealignment, and is generally performed using a linear notch (orientation flat) formed at the periphery of the wafer.
従来、ウェハの切欠きを利用して位置決め（整合）を行
うウェハ位置決め装置は、ウェハの切欠きを複数のロー
ラ等に押付けて位置決めを行ったり（例えば、特開昭５
９−２１９９３１号公報）、或いは、ウェハを３次元方
向に移動可能なウェハステージ上に真空吸着等で固定し
、リニアイメージセンサ（ＣＯＤ）等を備えた光学的位
置検出手段によって位置決めを行っていた（例えば、特
開昭６１−３２５３９号公報）。Conventionally, wafer positioning devices that perform positioning (alignment) using a notch in the wafer perform positioning by pressing the notch in the wafer against a plurality of rollers (for example,
9-219931), or the wafer is fixed by vacuum suction or the like on a wafer stage that can be moved in three dimensions, and positioning is performed by optical position detection means equipped with a linear image sensor (COD) or the like. (For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-32539).
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、Ｏ−ラ等を押付けて位置決めを行う装置
では、ウェハの周縁にローラ等が接触して摺動するため
、ウェハ周縁の欠けやレジストの剥離が生じ、更に、こ
れらの破片がウェハのパターン面などに付着することに
より、ＬＳＩ等の製造歩留りが低下するという欠点があ
った。(Problems to be Solved by the Invention) However, in a device that performs positioning by pressing an O-roller or the like, the roller or the like slides in contact with the periphery of the wafer, resulting in chipping of the wafer periphery or peeling of the resist. Furthermore, there is a drawback that the manufacturing yield of LSIs and the like is reduced due to the adhesion of these fragments to the patterned surface of the wafer.
また、リニアイメージセンサを備えた光学的位置検出手
段によ２て位置決めを行う装置では、リニアイメージセ
ンサの分解能によってウェハの位置決め精度が規制され
るため、位置決め精度を高めるには高分解能のリニアイ
メージセンサが必要となり、コストが高くなる欠点があ
った。更に、位置決め精度が露光装置で露光する際の位
置合わせ精度に比べて比較的粗いにも拘らず、装置の構
成や位置決め制御が複雑となり、コストが高くなる欠点
があった。In addition, in a device that performs positioning using optical position detection means equipped with a linear image sensor, the wafer positioning accuracy is regulated by the resolution of the linear image sensor, so in order to increase the positioning accuracy, a high-resolution linear image is required. This method requires a sensor, which has the disadvantage of increasing costs. Furthermore, although the positioning accuracy is relatively low compared to the positioning accuracy when exposing with an exposure device, there is a drawback that the device configuration and positioning control are complicated and the cost is high.
本発明は上記した課題を解決する目的でなされ、ウェハ
の周縁と非接触で、且つ、簡単な構成でウェハの位置決
めを高精度に行うことができるウェハ位置決め装置を提
供しようとするものである。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a wafer positioning device that can position a wafer with high accuracy without contacting the periphery of the wafer and with a simple configuration.
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
前記した課題を解決するために本発明は、周縁に直線的
な切欠ぎが形成されたウェハを回転自在に保持するウェ
ハチャックと、該ウェハチャックを回転駆動する駆動手
段と、前記ウェハの中心を前記ウエハチャクの中心に位
置決めするセンタリング手段と、ビーム光を放射する光
源と、該光源から放射されたビーム光のビーム径を拡大
或いは縮小して複数に分割し、分割されたビーム光を前
記ウェハの一方の面側から前記ウェハの周縁に導く光学
系と、前記ウェハの他方の面側に配置され前記光学系に
より分割されたビーム光をそれぞれ受光する複数の受光
素子と、前記ウェハチャックの前記駆動手段による回転
に伴い前記各受光素子に前記ウェハの周縁で一部が遮蔽
されて受光されるビーム光の光量変化に基づいて前記ウ
ェハの切欠き位置を検出し、前記各受光素子が所定量遮
蔽されると前記駆動手段に停止信号を出力して前記ウェ
ハの位置決めをする制御演算部を具備したことを特徴と
する。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a wafer chuck that rotatably holds a wafer having a linear notch formed on its periphery; a driving means for rotating the chuck; a centering means for positioning the center of the wafer at the center of the wafer chuck; a light source for emitting a beam of light; and a beam diameter of the light beam emitted from the light source. an optical system that divides the beam light into a plurality of parts and guides the divided beam light from one surface side of the wafer to the periphery of the wafer; and an optical system that is arranged on the other surface side of the wafer and guides the divided beam light by the optical system, respectively. The wafer is cut based on a plurality of light receiving elements that receive light, and a change in the amount of beam light that is received by each of the light receiving elements as the wafer chuck is rotated by the driving means, with a portion of the light being received by the light receiving elements. The wafer is characterized by comprising a control calculation unit that detects a cutout position and outputs a stop signal to the drive means to position the wafer when each of the light receiving elements is shielded by a predetermined amount.
（作用）
本発明によれば、光学系を通してウェハの周縁に導かれ
る複数に分割されたビーム光をそれぞれ受光素子に受光
させて、受光されるビーム光の光量変化を検出すること
により、非接触でウェハの位置決めを容易に行うことが
できる。(Function) According to the present invention, the light beam divided into a plurality of parts guided to the periphery of the wafer through the optical system is received by the light receiving element, and the change in the light amount of the received light beam is detected. The wafer can be easily positioned.
（実施例）
以下、本発明を図示の一実施例に基づいて詳細に説明す
る。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an illustrated example.
第１図は本発明に係るウェハ位置決め装置を示す斜視図
である。この図に示すように、ウェハチャック１の周囲
には、ウェハチャック１伸申皓と同心に回転自在な回転
円環２と、回転円環２の下側に固定された固定円環３が
配置されており、回転円環２上にはセンタリングでこ４
８〜４「が支持軸５８〜５ｆにより回転自在に配設され
ている。FIG. 1 is a perspective view showing a wafer positioning device according to the present invention. As shown in this figure, a rotating ring 2 that can freely rotate concentrically with the wafer chuck 1 and a fixed ring 3 fixed to the lower side of the rotating ring 2 are arranged around the wafer chuck 1. There is a centering lever 4 on the rotating ring 2.
8 to 4'' are rotatably arranged by support shafts 58 to 5f.
センタリングでこ４８〜４ｆの一端側には、センタリン
グ用接触ピン６ａ〜６［がそれぞれ取付けられており、
他端側には、一端がばね止め棒７ａ〜Ｈ（７ｒは不図示
）に固着されたばね８８〜８ｆ （８ｆは不図示）が
それぞれ取付けられている。また、センタリングでこ４
ａ〜４「は、固定円環３に取付けられているビン９ａ〜
９ｒ ＜９ｆは不図示）によりその動きが制限されて
いる。回転円環２の周面には、空気圧等の駆動手段１０
を連結したロッド１１が取付けられており、駆動手段１
０でロッド１１を駆動することにより回転円環２が回転
する。Centering contact pins 6a to 6[ are attached to one end side of the centering levers 48 to 4f, respectively.
On the other end side, springs 88 to 8f (8f is not shown) each having one end fixed to spring stopper rods 7a to 7H (7r is not shown) are attached. Also, the centering lever 4
a~4'' is the bottle 9a~ attached to the fixed ring 3
9r <9f (not shown), its movement is restricted. A driving means 10 such as air pressure is provided on the circumferential surface of the rotating ring 2.
A rod 11 is attached to which the driving means 1 is connected.
By driving the rod 11 at 0, the rotating ring 2 rotates.
ウェハチャック１はモータ１２により回転駆動し、ウェ
ハチャック１上には不図示のウェハ移送手段により、周
縁に直線的な切欠き１３ａが形成されたウェハ１３が載
置されて真空吸着により固定される。ウェハチャック１
上に載置されるウェハ１３は、その周面に当接するセン
タリングでこ４８〜４ｆのセンタリング用接触ビン６８
〜６ｒにより、ウェハチャック１と同心に位置決めされ
る（詳細は後述する）。また、モータ１２は制御演算部
１４によりその回転が制御される。The wafer chuck 1 is rotationally driven by a motor 12, and a wafer 13 having a linear notch 13a formed on its periphery is placed on the wafer chuck 1 by a wafer transfer means (not shown) and fixed by vacuum suction. . Wafer chuck 1
The wafer 13 placed on the wafer 13 is placed on the centering contact pin 68 of the centering levers 48 to 4f that come into contact with the periphery of the wafer 13.
~6r, it is positioned concentrically with the wafer chuck 1 (details will be described later). Further, the rotation of the motor 12 is controlled by a control calculation section 14.
このように、本実施例では、モータ１２によりウェハチ
ャック１の駆動手段が構成され、また、回転円環２、固
定円環３、センタリングでこ４８〜４［、センタリング
用接触ビン６ａ〜６ｆ、ばね止め棒７ａ 〜７ｆ 、ば
ね８ａ〜８ｆ１ビン９ａ〜９ｆ、駆動手段１０．ロッド
１１により、ウェハ１３の中心をウェハチャック１の中
心に位置決めするセンタリング手段が構成されている。As described above, in this embodiment, the motor 12 constitutes the driving means for the wafer chuck 1, and also includes the rotating ring 2, the fixed ring 3, the centering levers 48 to 4[, the centering contact bins 6a to 6f, Spring stoppers 7a to 7f, springs 8a to 8f, pins 9a to 9f, drive means 10. The rod 11 constitutes centering means for positioning the center of the wafer 13 at the center of the wafer chuck 1.
ウェハチャック１の一端側の上方には、ビーム光を放射
する光源１５と、光源１５から放射されたビーム光を左
右に分割してウェハ１３の上面側からウェハ１３の周縁
方向に導く光学系１６が配置され、また、ウェハチャッ
ク１には、載置されるウェハ１３の周縁の下方に光学系
１６と対向して、光学系１６を通して分割された光源１
４からの光をそれぞれ受光する受光素子（ディテクタ）
１７８．１７ｂが直線上に配置されている（第２図参照
）。Above one end of the wafer chuck 1, there is a light source 15 that emits a beam of light, and an optical system 16 that divides the beam of light emitted from the light source 15 into left and right parts and guides it from the upper surface side of the wafer 13 toward the periphery of the wafer 13. is disposed on the wafer chuck 1, and a light source 1 divided through the optical system 16 is provided on the wafer chuck 1, facing the optical system 16 below the periphery of the wafer 13 placed thereon.
A light receiving element (detector) that receives light from 4.
178.17b are arranged on a straight line (see Figure 2).
光源１５には、ビーム光ａを放射するレーザ光源が用い
られており、光学系１６は、ビーム光ａのビーム径を拡
大、縮小するレンズ鏡筒部１８と、ビーム光ａを左右に
分割するビームスプリッタ１９と、ビームスプリッタ１
９により分割されたビーム光ａｌ＋ａ２をそれぞれ直角
方向に曲げる固定反射１２０ａ 、２０ｂと、固定反射
鏡２０ａ 。The light source 15 uses a laser light source that emits a beam of light a, and the optical system 16 includes a lens barrel section 18 that expands or reduces the beam diameter of the beam of light a, and a lens barrel section that divides the beam of light a into left and right sides. Beam splitter 19 and beam splitter 1
fixed reflectors 120a and 20b that respectively bend the beam light al+a2 divided by 9 in the right angle direction, and a fixed reflector 20a.
２０ｂで反射されたビーム光ａＩ、ａ２を受光素子１７
ａ、１７ｂに導く回動自在に支持したビーム走査用ミラ
ー２１とで構成されている。光学系１６の光源１５から
各受光索子１７ａ、１７ｂまでの光路長はそれぞれ等し
くなるように設定されている。受光素子１７ａ、１７ｂ
は、受光した光ｍに比例した電気信号を制御１′ｌＡ算
部１４に出力し、制御演算部１４は受光素子１７ａ、１
７ｂからそれぞれ入力される電気信号の差が零になった
時点でモータ１２に停止信号を出力してウェハチャック
１（ウェハ１３）を停止させる。The light beams aI and a2 reflected by the light receiving element 17
a, 17b, and a rotatably supported beam scanning mirror 21. The optical path lengths from the light source 15 of the optical system 16 to each of the light receiving cables 17a and 17b are set to be equal. Light receiving elements 17a, 17b
outputs an electrical signal proportional to the received light m to the control 1'lA calculating section 14, and the control calculating section 14 outputs an electric signal proportional to the received light m.
When the difference between the electric signals inputted from 7b becomes zero, a stop signal is output to the motor 12 to stop the wafer chuck 1 (wafer 13).
レンズ鏡筒部１８は、少なくとも一組のビームスプリッ
タ１９側に配設される凸レンズ２２と光源１５側に配設
される凹レンズ２３と、凹レンズ２３を前後方向に駆動
する駆動部（不図示）とで構成されており、駆動部（不
図示）によって凹レンズ２３を凸レンズ２２側に移動さ
せるとビーム光ａ１のビーム径は縮小され、凸レンズ２
２と反対側に移動させるとビーム光ａｌのビーム径は拡
大される（第３図参照）。The lens barrel section 18 includes at least one set of convex lenses 22 disposed on the beam splitter 19 side, a concave lens 23 disposed on the light source 15 side, and a drive section (not shown) that drives the concave lenses 23 in the front-back direction. When the concave lens 23 is moved toward the convex lens 22 side by a drive unit (not shown), the beam diameter of the beam light a1 is reduced, and the convex lens 2
2, the beam diameter of the light beam al is expanded (see FIG. 3).
第４図は、受光素子１７ａ、１７ｂの入射光量に対する
出力特性を示したものであり、入射光の遮蔽割合が５０
％近傍で、光量変化に対する感度が最大になる。FIG. 4 shows the output characteristics of the light receiving elements 17a and 17b with respect to the amount of incident light.
Sensitivity to changes in light amount reaches its maximum near %.
次に、上記のように構成された本発明に係るウェハ位置
決め装置の動作について説明する。Next, the operation of the wafer positioning apparatus according to the present invention configured as described above will be explained.
先ず、ウェハ１３を不図示のウェハ移送手段によりウェ
ハチャック１上に載置する。ウェハチャック１上にウェ
ハ１３が載置されると、駆動手段１０によりロッド１１
を駆動して回転円環２を右回転させる。回転円環２が右
回転すると、センタリング用接触ビン６ａ〜６ｆは一端
側がビン９８〜９「により係止されているので支持軸５
ａ〜５ｒを中心にして左回転し、センタリング用接触ビ
ン６８〜６ｒがウェハチャック１の中心を中心にして同
心円状に縮む。よって、ウェハ１３の周面にはセンタリ
ング用接触ビン６ａ〜６ｆが接触するので、センタリン
グ用接触ビン６８〜６「が同心円状に縮むに伴い、ウェ
ハ１３の中心がウェハチャック１の中心に位置決めされ
る。First, the wafer 13 is placed on the wafer chuck 1 by a wafer transfer means (not shown). When the wafer 13 is placed on the wafer chuck 1, the rod 11 is moved by the driving means 10.
is driven to rotate the rotating ring 2 clockwise. When the rotating ring 2 rotates clockwise, the centering contact pins 6a to 6f are locked at one end by the pins 98 to 9'', so the support shaft 5
It rotates counterclockwise around a to 5r, and the centering contact pins 68 to 6r contract concentrically around the center of the wafer chuck 1. Therefore, since the centering contact pins 6a to 6f contact the circumferential surface of the wafer 13, as the centering contact pins 68 to 6'' contract concentrically, the center of the wafer 13 is positioned at the center of the wafer chuck 1. Ru.
ウェハ１３の中心がウェハチャック１の中心に位置決め
されるとウェハ１３を真空吸着して固定し、駆動手段１
０によりロッド１１を駆動して回転円環２を左回転させ
、センタリング用接触ビン６ａ〜６「をウェハ１３の周
面から離して元の位置に戻す。このようにしてウェハ１
３がウェハチャック１上にセンタリングされる。When the center of the wafer 13 is positioned at the center of the wafer chuck 1, the wafer 13 is fixed by vacuum suction, and the driving means 1
0, the rod 11 is driven to rotate the rotary ring 2 to the left, and the centering contact pins 6a to 6'' are separated from the circumferential surface of the wafer 13 and returned to their original positions.In this way, the wafer 1
3 is centered on the wafer chuck 1.
ウェハ１３がウェハチャック１上にセンタリングされる
と、制御演算部１４から回転駆動信号を出力してモータ
１２を回転駆動し、ウェハチャック１の回転によってウ
ェハ１３を一体に回転させる。そして、光ｉｔ！１５か
らビーム光ａを放射し、レンズ鏡筒部１８を透過してビ
ームスプリッタ１９でビーム光ａをビーム光ａ１．ａ２
に分割する。When the wafer 13 is centered on the wafer chuck 1, a rotation drive signal is output from the control calculation section 14 to rotate the motor 12, so that the rotation of the wafer chuck 1 causes the wafer 13 to rotate together. And light it! 15, beam light a is transmitted through lens barrel section 18, and beam splitter 19 converts beam light a into beam light a1. a2
Divide into.
分割されたビーム光ａＩ、ａ２は、固定反射鏡２０ａ、
２０ｂ、ビーム走査用ミラー２１で反射されて、ウェハ
１３の周縁の上方からウェハ１３の周縁の下方に配置し
た各受光素子１７ａ、１７ｂに導かれる。The divided beam lights aI and a2 are fixed reflecting mirrors 20a,
20b, the beam is reflected by the beam scanning mirror 21 and guided from above the periphery of the wafer 13 to the light receiving elements 17a and 17b arranged below the periphery of the wafer 13.
この時、第５図（ａ ）に示すように、ウェハ１３の円
周状の周縁が受光素子１７８．１７ｂの上方に位置して
いると、ビーム光ａ１．ａ２はそのほとんどがウェハ１
３の円周状の周縁で遮蔽されるので、受光素子１７ａ、
１７ｂにはビーム光ａ＋８２がほとんど受光されず、規
定値以上の出ツノが得られない。そして、制御演算部１
４はこの時に受光索子１７ａ、１７ｂから入力される受
光間に比例した電気信号（この時の信号出力は第４図に
承りように僅かである）により、ウェハ１３０円周状の
周縁が受光素子１７ａ、％７ｂの上方に位置していると
判定し、ウェハ１３の回転を続行させる。At this time, as shown in FIG. 5(a), if the circumferential edge of the wafer 13 is located above the light receiving element 178.17b, the beam light a1. Most of a2 is wafer 1
Since the light-receiving elements 17a and 3 are shielded by the circumferential edge of
17b hardly receives the beam light a+82, and an output angle exceeding the specified value cannot be obtained. Then, the control calculation section 1
4, the circumferential edge of the wafer 130 receives light due to an electric signal proportional to the amount of light received from the light receiving cables 17a and 17b (the signal output at this time is small as shown in FIG. 4). It is determined that the wafer 13 is located above the elements 17a and %7b, and the rotation of the wafer 13 is continued.
そして、第５図（ｂ ）、 （ｃ ）、 （ｄ ）
に示すように、ウェハ１３の回転に伴い受光索子１７ａ
。And Fig. 5 (b), (c), (d)
As shown in FIG.
.
１７ｂの上方にウェハ１３の切欠き１３ａが位置でると
、遮敲醋が減少するので受光素子１７ａ。When the cutout 13a of the wafer 13 is positioned above the cutout 17b, the shielding force is reduced, so that the light receiving element 17a.
１７ｂに受光されるビーム光ａＩ、ａ２の九ｍが増加し
、制御演算部１４に受光素子１７ａ、１７ｂから入力さ
れる受光間に比例した規定値以上の電気信号を出力する
。この時、第５図（ｂ）。9m of the beams aI and a2 received by the light receiving elements 17b increases, and the control calculation unit 14 outputs an electric signal equal to or greater than a specified value proportional to the amount of light received from the light receiving elements 17a and 17b. At this time, FIG. 5(b).
（ｄ ）では、受光素子１７８．１７ｂに受光されるビ
ーム光ａｌ＋８２の光量がそれぞれ異っているので、制
御演算部１４は受光索子１７ａ、１７ｂから入力される
電気信号の差が零になるようにモータ１２へ回転駆動信
号を出力し、第５図（Ｃ）に示すような状態になるよう
に制御を行う。In (d), since the light intensity of the beam light al+82 received by the light receiving elements 178 and 17b is different, the control calculation unit 14 calculates that the difference between the electrical signals input from the light receiving elements 17a and 17b becomes zero. A rotational drive signal is output to the motor 12 as shown in FIG. 5(C), and control is performed so that the state shown in FIG.
このように、制御演算部１４に入力される受光索子１７
ａ、１７ｂからの電気信号の差が零になった時点で、ウ
ェハ１３は位置決め（粗い）されたと見なされる。In this way, the light receiving element 17 input to the control calculation unit 14
The wafer 13 is considered to be positioned (roughly) when the difference between the electrical signals from a and 17b becomes zero.
また、ウェハ１３が例えば５インチの場合、ＳＥＭＩ規
格は表１のようになっている。この場合、ウェハ１３の
中心から切欠き１３ａまでの距離の許容範囲は１．５Ｉ
Ｉ１ｍ程度となるので、レンズ鏡筒部１８の凹レンズ２
３を凸レンズ２２と反対側に移動させることにより、例
えばビーム光ａｌ、ａ２のビーム径を１１１１１１１程
度から５ＩＩｌｌＩｌ程度まで拡大することによって、
第６図に示すように、ウェハ１３より径が小さいウェハ
１３の場合でも十分に切欠き１３ａを検出することがで
きる。Further, when the wafer 13 is, for example, 5 inches, the SEMI standards are as shown in Table 1. In this case, the allowable range of the distance from the center of the wafer 13 to the notch 13a is 1.5I.
Since I1m is approximately, the concave lens 2 of the lens barrel portion 18
3 to the side opposite to the convex lens 22, for example, by expanding the beam diameters of the beams al and a2 from about 1111111 to about 5IIllIl,
As shown in FIG. 6, even in the case of a wafer 13 whose diameter is smaller than that of the wafer 13, the notch 13a can be sufficiently detected.
（以下余白）
表 １
上記した動作によってウェハ１３が位置決め〈粗い）さ
れると、受光索子１７ａ、１７ｂの光量変化に対する最
大感度位置を捜づためにビーム走査用ミラー２１を揺動
してビーム光ａ１．ａ２をウェハ１３の径方向に動かす
。受光索子１７ａ。(Leaves below) Table 1 When the wafer 13 is positioned (roughly) by the above-described operation, the beam scanning mirror 21 is oscillated to find the position of maximum sensitivity to changes in the light amount of the light receiving probes 17a and 17b. light a1. Move a2 in the radial direction of the wafer 13. Light receiving cord 17a.
１７ｂの光量変化に対する最大感度は、第４図に示した
ように、入射光の遮蔽割合が５０％近傍で最大となるの
で、ウェハ１３がビーム光ａｌ、ａ２を略半分遮蔽した
位置になった時にビーム走査用ミラー２１を停止する。As shown in FIG. 4, the maximum sensitivity of the wafer 17b to changes in the light amount is maximized when the shielding ratio of the incident light is around 50%, so the wafer 13 is at a position where approximately half of the beams al and a2 are shielded. At this time, the beam scanning mirror 21 is stopped.
そして、この時に要求される位置決め精度は、第６図に
示ずように、Ｙ、Ｘ方向に関しては±５０μｍ程度、θ
方向に関しては±１×１Ｏ−４ｒａｄ程度であり、受光
素子１７ａ、１７ｂ間の距離を例えば３０＋ｎｎ＋とじ
た場合、受光素子１７ａ、１７ｂに要求されるθ方向の
位置決め精度は±１０μ情となる。このため、レンズ視
筒部１８の凹レンズ２３を駆動手段（不図示）で凸レン
ズ２２方向に移動させてビーム光ａｌ、ａ２のビーム径
を縮小し、受光素子１７ａ、１７ｂの遮蔽割合の微少な
変化に対応して出力される電気信号の変化量を大きくす
る。そして、制御演算部１４は、入力される受光素子１
７ａ、１７ｂからの電気信号の差が零になるようにモー
タ１２の回転を制御する。As shown in Fig. 6, the positioning accuracy required at this time is approximately ±50 μm in the Y and X directions, and θ
Regarding the direction, it is about ±1×1 O−4 rad, and if the distance between the light receiving elements 17a and 17b is set to 30+nn+, for example, the positioning accuracy in the θ direction required for the light receiving elements 17a and 17b is about ±10μ. For this reason, the concave lens 23 of the lens viewing tube section 18 is moved in the direction of the convex lens 22 by a driving means (not shown) to reduce the beam diameters of the beams al and a2, thereby causing slight changes in the shielding ratio of the light receiving elements 17a and 17b. Increase the amount of change in the electrical signal output in response to the change. The control calculation unit 14 then selects the input light receiving element 1.
The rotation of the motor 12 is controlled so that the difference between the electric signals from 7a and 17b becomes zero.
この時、レンズ鎮筒部１８により、例えばビーム光ａの
ビーム径を１ｍｍ程度から２００μｍ程度に縮小すると
、その時の分解能は数μｍとなるので、要求される位置
決め精度を十分に達成できる。At this time, when the beam diameter of the light beam a is reduced from about 1 mm to about 200 μm by the lens stopper 18, the resolution at that time becomes several μm, so that the required positioning accuracy can be sufficiently achieved.
また、前記した実施例において、ＳＥＭＩ規格内で比較
的径の小さいウェハ１３を位置決めする時には、ビーム
光ａｌ、ａ２の遮蔽される割合がウェハ１３の円周状の
周縁でも小さくなる。よって、この時に受光素子１７ａ
、１７ｂからそれぞれ出力される電気信号が規定値より
大きくなるので、切欠き１３ａを検出する以前に受光素
子１７ａ、１７ｂからそれぞれ出力される電気信号の差
が零になった時に、制御演・篩部１４か・ら出力される
停止信号によりウェハチャック１（ウェハ１３）の回転
が停止する場合がある。このため、第７図に示すように
、受光索子１７ａ、１７ｂのどちらか一方（図では受光
素子１７ｂ）をビーム走査用ミラー２１と平行に移動し
て、ウェハ１３の中心Ｏから受光素子１７ａ、１７ｂま
での距ＩＩ Ｑ ＋Ｑ２を変えることにより、径の小さ
いウェハ１３の位置決めを行う場合であっても、ビーム
光ａ１ａ２がそれぞれ遮蔽される割合が左右の受光索子
１７ａ、１７ｂで異なるため、円周状の周縁でウェハチ
ャック１（ウェハ１３）の回転が停止することはない。Further, in the embodiment described above, when positioning the wafer 13 having a relatively small diameter within the SEMI standard, the proportion of the beams al and a2 that are blocked is also small at the circumferential edge of the wafer 13. Therefore, at this time, the light receiving element 17a
, 17b are larger than the specified value, so when the difference between the electrical signals output from the light receiving elements 17a and 17b becomes zero before detecting the notch 13a, the control operation and sieving The rotation of the wafer chuck 1 (wafer 13) may be stopped by the stop signal output from the section 14. Therefore, as shown in FIG. 7, one of the light receiving elements 17a and 17b (light receiving element 17b in the figure) is moved parallel to the beam scanning mirror 21, and the light receiving element 17a is moved from the center O of the wafer 13. , 17b, even when positioning the wafer 13 with a small diameter, the proportions at which the beam light a1a2 is blocked differs between the left and right light-receiving cables 17a and 17b. The rotation of the wafer chuck 1 (wafer 13) does not stop at the circumferential edge.
また、第８図に示すように、ビーム光を３分割して各ビ
ーム光をそれぞれ受光する３個の受光素子１７ａ 、
１７ｂ 、 １７ｃを一直線に配置することにより、ウ
ェハ１３の切欠き１３ａの部分を除く円周状の周縁が同
じ割合でビーム光を遮蔽することが防止されるので、受
光素子１７ａ、１７ｂ。In addition, as shown in FIG. 8, three light receiving elements 17a each divide the beam light into three and receive each beam light, respectively.
By arranging the light receiving elements 17b and 17c in a straight line, the circumferential edge of the wafer 13 excluding the notch 13a is prevented from blocking the beam light at the same rate.
１７ｃが切欠き１３ａ以外の位置ではウェハ１３が停止
ザることはない。この場合、受光索子１７ａ、１７ｂ間
の距離が離れている方が精度の良い位置決めができる。The wafer 13 does not stop when the wafer 17c is at a position other than the notch 13a. In this case, more accurate positioning can be achieved if the distance between the light receiving cables 17a and 17b is greater.
尚、本例では、ビームスプリッタ１つは、光源１５から
放射されるビーム光ａを３分割して受光索子ｉ ７ａ
、 １７ｂ 、 １７ｃにそれぞれ受光するように構成
されている。In this example, one beam splitter divides the beam a emitted from the light source 15 into three and sends it to the light receiving element i 7a.
, 17b, and 17c, respectively.
尚、前記した実施例では光源１５にレーザ光源を用いた
が、これに限らず、ＬＥＤや電球の性向に光を平行光束
にする光学系を一体に設けた光源によってビーム光を放
射しても良い。Although a laser light source is used as the light source 15 in the above-mentioned embodiment, the light source 15 is not limited to this, and a light beam may be emitted by a light source that is integrated with an optical system that converts the light into a parallel beam of light in accordance with the propensity of an LED or a light bulb. good.
［発明の効果］
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように本発明
によれば、ウェハの周縁の一方の側に配置した受光素子
に受光されるビーム光の光量変化を検出することにより
、簡単な構成でウェハの位置決めをウェハの周縁と非接
触で高精度に行うことができる。従って、高価なウェハ
ステージ、や複雑な位置決め制御が不要となり、また、
ウェハの欠けやレジストの剥離が防止されてＬＳＩ等の
半導体素子の製造歩留りが向上する。[Effects of the Invention] As described above in detail based on the embodiments, according to the present invention, a change in the amount of light beam received by a light receiving element arranged on one side of the periphery of a wafer can be detected. Accordingly, the wafer can be positioned with high precision without contacting the periphery of the wafer with a simple configuration. Therefore, there is no need for an expensive wafer stage or complicated positioning control, and
Wafer chipping and resist peeling are prevented, and the manufacturing yield of semiconductor devices such as LSIs is improved.
第１図は本弁明に係るウェハ位置決め装置を示す斜視図
、第２図は同装置の光学系を示す説明図、第３図は同装
置のレンズｖｉ筒部を示す断面図、第４図は受光素子の
遮蔽割合に対する出力特性図、第５図（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）はそれぞれウェハの各位置におけるビー
ム光の検出状態を示す説明図、第６図、第７図はそれぞ
れウェハの周縁と受光素子の位置関係を示づ説明図、第
８図は本発明の他の実施例を示づ説明図である。
１・・・ウェハチャック ２・・・回転円環３・・・
固定円環
４８〜４ｆ・・・センタリングてこ
６８〜６ｆ・・・センタリング用接触ビン１１・・・ロ
ッド １２・・・モータ１３・・・ウェハ
１３ａ・・・切欠ぎ１４・・・制御演算部
１６・・・光学系
１７ａ、１７ｂ・・・受光素子
１８・・・レンズ鏡筒部
１９・・・ビームスプリッタ
２０ａ 、２０ｂ ・・・反射鏡
２１・・・ビーム走査用ミラー
２２・・・凸レンズ
５・・・光源
２３・・・凹レンズ
（１７ａ
鷹 ２Ｚ
第 ３面
（’／、）
第５１！（ａ）
頁５＆（ｂ）
第５０（ｃ）FIG. 1 is a perspective view showing a wafer positioning device according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the optical system of the device, FIG. 3 is a cross-sectional view showing the lens VI cylinder part of the device, and FIG. Output characteristics diagram for the shielding ratio of the light receiving element, Fig. 5 (a), (b),
(c) and (d) are explanatory diagrams showing the detection state of the beam light at each position on the wafer, respectively. The figure is an explanatory diagram showing another embodiment of the present invention. 1... Wafer chuck 2... Rotating ring 3...
Fixed ring 48-4f...Centering lever 68-6f...Centering contact bottle 11...Rod 12...Motor 13...Wafer
13a... Notch 14... Control calculating section 16... Optical system 17a, 17b... Light receiving element 18... Lens barrel section 19... Beam splitter 20a, 20b... Reflecting mirror 21 ... Beam scanning mirror 22 ... Convex lens 5 ... Light source 23 ... Concave lens (17a Hawk 2Z 3rd surface ('/,) No. 51! (a) Pages 5 & (b) No. 50 (c)
Claims (1)
保持するウェハチャックと、該ウェハチャックを回転駆
動する駆動手段と、前記ウェハの中心を前記ウエハチャ
クの中心に位置決めするセンタリング手段と、ビーム光
を放射する光源と、該光源から放射されたビーム光のビ
ーム径を拡大或いは縮小して複数に分割し、分割された
ビーム光を前記ウェハの一方の面側から前記ウェハの周
縁に導く光学系と、前記ウェハの他方の面側に配置され
前記光学系により分割されたビーム光をそれぞれ受光す
る複数の受光素子と、前記ウェハチャックの前記駆動手
段による回転に伴い前記各受光素子に前記ウェハの周縁
で一部が遮蔽されて受光されるビーム光の光量変化に基
づいて前記ウェハの切欠き位置を検出し、前記各受光素
子が所定量遮蔽されると前記駆動手段に停止信号を出力
して前記ウェハの位置決めをする制御演算部を具備した
ことを特徴とするウェハ位置決め装置。a wafer chuck for rotatably holding a wafer having a linear notch formed on its periphery; a driving means for rotationally driving the wafer chuck; a centering means for positioning the center of the wafer at the center of the wafer chuck; and a beam. A light source that emits light, and an optical system that expands or reduces the beam diameter of the light beam emitted from the light source, divides it into a plurality of beams, and guides the divided beam light from one side of the wafer to the periphery of the wafer. a plurality of light receiving elements disposed on the other surface side of the wafer and each receiving the beam light split by the optical system, and a plurality of light receiving elements arranged on the other side of the wafer, each of which receives the wafer as the wafer chuck is rotated by the driving means. The notch position of the wafer is detected based on the change in the amount of beam light that is received while being partially shielded by the periphery of the wafer, and when each of the light receiving elements is shielded by a predetermined amount, a stop signal is output to the driving means. A wafer positioning device comprising: a control calculation section for positioning the wafer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63308734A JPH02155252A (en) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | Positioning device for wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63308734A JPH02155252A (en) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | Positioning device for wafer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02155252A true JPH02155252A (en) | 1990-06-14 |
Family
ID=17984643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63308734A Pending JPH02155252A (en) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | Positioning device for wafer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02155252A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5452521A (en) * | 1994-03-09 | 1995-09-26 | Niewmierzycki; Leszek | Workpiece alignment structure and method |
| US5511930A (en) * | 1992-03-02 | 1996-04-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Precision positioning apparatus |
| WO2009148070A1 (en) * | 2008-06-03 | 2009-12-10 | 株式会社アルバック | Stage with alignment function, treatment device equipped with stage with the alignment function, and substrate alignment method |
-
1988
- 1988-12-08 JP JP63308734A patent/JPH02155252A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5511930A (en) * | 1992-03-02 | 1996-04-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Precision positioning apparatus |
| US5452521A (en) * | 1994-03-09 | 1995-09-26 | Niewmierzycki; Leszek | Workpiece alignment structure and method |
| WO2009148070A1 (en) * | 2008-06-03 | 2009-12-10 | 株式会社アルバック | Stage with alignment function, treatment device equipped with stage with the alignment function, and substrate alignment method |
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