JPH02292844A

JPH02292844A - ウエハの外周位置検出装置

Info

Publication number: JPH02292844A
Application number: JP1113127A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Chikamatsu; 秀一近松
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1989-05-02
Filing date: 1989-05-02
Publication date: 1990-12-04

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】［産業玉の利用分野］この発明は、ウェハの外周位置検出装置に関し、詳しく
は、ウェハの外周を検出して検出データに基づきウェハ
のオリエンティション●フラット（以下ＯＦ）を基準位
置に一致させるとともに、回転中心に対するウェハの偏
心を修正して位置決めする場合において外乱先による検
出誤動作を防止することができるようなウェハの外周位
置検出装置に関するものである。

［従来の技術］半導体製品のＩＣチップは、シリコンなどのウェハに対
してマスクによりＩＣパターンが投影露光され、所定の
処理が行われた後、チップ毎にカットされて製作される
。各処理装置ではＩＣチップを正しく位置決めして処理
されるので、位置決めのためにウェハに設けられてい’
６０Ｆを処理装置の基準位置に一致させて載置し或は装
着することが必要になる。また、このようなことは、ウ
ェハの異物を検査する異物検査装置等でも同様である。

第４図（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、ウェハの位置決め
等に利用されるＯＦの形式を示すものであって、図（ａ
）においてはウェハ１の外周に直線状のＯＦが１箇所設
けられ、図（ｂ）では、互いに直角方向の２箇所にＯＦ
１とこれより短いＯＦ２が設けられている。これに対し
て、図（Ｃ）ではＯＦ２の代わりにＶ字形のノッチが設
けられている。その位置決めには、図（ａ），（Ｃ）の
場合はＯＦが、また、図（ｂ）のウェハではＯＦ１が対
象とされ、これらの位置を基準位置に一致させることで
ウェハの位置決めが行われる。

第５図（ａ），（ｂ）は従来のウェハの位置決め方式の
例を示すものであって、図（ａ）では、ウェハ１の外周
に対して、例えば、３個の光学センサ２ａ，　２ｂ，２
ｃを配設し、ウェハ１を回転させて各センサがすべて受
光する位置を検出してそれを基準位置（角度）として位
置決めするものである。図（ｂ）では、一次元ＣＯＤ等
を利用したリニア光センサ２ｄを利用して外周検出を行
うものであって、ＯＦの位置でリュア光センサ２ｄの受
光画素の番号が変化するので、その番号変化によりＯＦ
を検出して位置決めするものである。

しかも、前記の第５図（ａ）の位置決め方式では、基準
位置に対してＯＦを一致させることができるが、第４図
（ｂ）のようにＯＦ．，ＯＦ２がある場合は、なんらか
の方法によりＯＦＩ　を判別することが必要になる。ま
た、ウェハ１に偏心があるときは、その方向は、もちろ
ん、偏心量も検出されず、偏心の修正を行うことができ
ない。これに対して、第５図（ｂ）の方式では、まず、
ＯＦを基準位置に合わせた後、外周部の偏心によるリニ
ア光センサの受光画素の番号の変化状態を調べ、ある程
度試行錯誤によりウェハ１を移動して、番号変化が最小
となるように位置修正することで多少の偏心を直すこと
ができる。

［解決しようとする課題コ第５図（ｂ）の方式では、通常、フィラメンを使用した
光源が用いられ、これからの光の受光の有無をリニア光
センサで検出するようになっている。そこで、外乱光が
リニア光センサに入射されたときに誤検出し易いという
欠点がある。

この発明は、このような従来技術の問題点を解決するも
のであって、リニア光センサを用いてウェハの外周位置
を検出することでウェハのＯＦを基塗位置に一致させる
ウェハの位置決め方式において外乱先による誤動作を防
止することができるようなウェハの外周位置検出装置を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段コこのような目的を達成するためのこの発明のウェハの外
周位置検出装置の構成は、外周側が回転テーブルより外
側にはみ出して載置されたウェハの外周位置を検出して
ウェハの位置決めを行うウェハ位置決め方式において、
はみ出した外周側を挟むようにウェハに隣接して平行に
配置されたリニア光源とこのリニア光源からの光を受け
るリニア光センサとを備えていて、リニア光ｉ１Ｑ／）
｛ＬＥＤで構成されているものである。

［作用コこのように、リニア光源をＬＥＤで構成することにより
、単色光となるので、リニア光源側の検出レベルを前記
単色光に合わせることができ、外乱光に影響され難いウ
ェハ外周位置の検出が可能になる。

［実施例コ以下、この発明の一実施例について図面を参！１６して
詳細に説明する。

第１図は、この発明の一実施例のウェハの外周位置検出
装置の説明図であり、第２図は、そのリニア光源とリニ
ア光センサとの関係を示す側面詳細図、第３図は、その
ウェハ位置決めシステムのブロック図である。

第１図において、１は、ウェハであって、ウェハ１は、
ウェハハンドリング機構（図示せず）により搬送されて
回転ステージ６上に載置される。

ここで、回転ステージ６の載置台６ｂの径は、ウェハ１
の径より小さいものであって、ウエノ）■が載置台６ｂ
に載置されたときには、ウェハ１の外周１ａが載置台６
ｂの外側にはみ出して載置される。そして、このはみ出
した外周１ａを挟むように、下側にはＬＥＤ素子を複数
個配列したリニア光［３ａが、上側には１ラインＣＯＤ
イメージセンサ等のリニア光センサ３ｂがそれぞれウェ
ハ１に隣接して平行に配置されている。さらに、リニア
光源３ａとリニア光センサ３ｂと間に多数直線状に配列
された棒状のレンズからなるロツドレンズアレイ３ｃ．
３ｄが設けられていて、ウェハ１（試料）とリニア光セ
ンサ３ｂ　（ＣＯＤ）間にはフィルタが挿入されている
。なお、このフィルタの特性は、リニア光源３ａのＬＥ
Ｄの波長に対応する光を通すように選択されている。な
お、回転テーブル６の中心とリニア光センサ３ｂの受光
素子の回転テーブルθ側の端との距離は、Ｊ２１に設定
されていて、リニア光センサ３ｂの中心とその受光素子
の前記端との距離は、，Ｉ！２に設定されている。この
ことにより受光素子の端からの番号それ自体が回転中心
からウェハ１の外周までの距離を表すことになる。また
、第１図において、３ｅはＣＯＤ駆動回路であり、３ｆ
はＬＥＤ電源回路であって、第３図ではこれらを省略し
ている。

さて、リニア光源３ａとリニア光センサ３との関係の詳
細は、第２図に示されるように、リニア光源３ａは、Ｌ
ＥＤアレイ３１で構成され、その上部に設けられ、この
ＬＥＤアレイ３１の光を受ける、直線状に多数配列され
ら光ファイバ群３２と、この光ファイバ群３２の光を受
け、リニア光センサ３ｂ側に光を発射するロッドレンズ
アレイ３３（第ｔ図のロッドレンズアレイ３ｃに対応）
が設けられている。ここで、光ファイバ群３２は、ＬＥ
Ｄアレイ３１の各ＬＥＤ素子の光の焦点位置からずれた
位置に、図では、光ファイバ群３２の受光而３２ａより
さらに奥に焦点を結ぶように配置されていて、光ファイ
バ群３２の受光面３２ａでは、焦点ぼけさせた光が受光
される。

このようにすることによりむらのない均一な光をリニア
光センサ３ｂに照射することができ、検出精度を向上さ
せることができる。また、ＬＥＤによる単色光にするこ
とにより、リニア光センサ３ｂで検出される信号に対し
て光受光の有無の検出レベルをＬＥＤの波長とその強さ
に合わせて設定することができる。

一方、リニア光センサ３ｂ側では、前記のロッドレンズ
アレイ３３から照射される直線状に均一化された光を受
けるロッドレンズアレイ３４（第１図のロツドレンズア
レイ３ｄに対応）が設けられ、このロッドレンズアレイ
３４で受けた光をスリット３５とその奥に配置されたフ
ィルタ３６を通して一次元イメージセンサ３７がほぼ均
一にされたＬＥＤの単色光を受光するように構成されて
いる。

以上のような構成を採ることにより、たとえ外乱光がリ
ニア光センサ３ｂ側に入ったとしてもノイズ光に影響さ
れ難い検出系とすることができる。

第３図は、このような検出装置を使用した場合の位置決
めシステムの全体的な構成である。ウェハエは回転ステ
ージ６に吸着されてスピンドルモ−タ６ａにより回転さ
れ、回転角度は角度検出器８により検出されて角度信号
がＭＰＵ４に出力される。ウェハ１の外周に対してリニ
ア光源３ａより平行な単色光の直線状ビームが照射され
、それをリニア光センサ３ｂにより受光する。ウェハ１
の回転中心に対する外周の位置に従って、受光した画素
よりの受光信号が出力され、これが画素番号検出回路７
に入力される。画素に対する番号は内側より半径方向に
順次付与されているものとし、受光した各画素のうち最
小番号を画素番号として画素番号検出回路７が検出する
。このことによりウェハ１の中心からの距離が検出でき
、検出画素番号がＭＰＵ４に出力される。

画素番号検出回路７より出力された画素番号は、角度検
出器８からの角度信号とともにＭＰＵ４で処理され、外
周の位置データが回転角度に応じて算出される。そして
、ＯＦの中心の位置とこれに対するウェハの偏心方向及
び偏心量とが前記のデータからさらに算出されて、これ
らのデータがメモリ４ａに記憶される。なお、メモリ４
ａにあらかじめ近似解のテーブルを記憶しておき、ＭＰ
Ｕ４でこの近似テーブルを参照して偏心量とオリフラの
方向の解を求め、さらに高速に前記の算出を行うように
してもよい。

さて、ＯＦの回転角や偏心方向、そして偏心量が得られ
ると、それをメモリ４ａの所定領域に記憶する。次に、
ＯＦの位置（基準位置からみた回転位置）をメモリ４ａ
から読出して回転制御回路５、スピンドルモータ６ａに
より、ＯＦの中心があらかじめ基準角度（基準位置）に
一致する川度までウェハ１を回転して停止する。ついで
、前記のようなウェハ１の偏心方向の角度と偏心揖とを
メモリ４ａから読出し、これに応じてＭＰＵ４が回転ス
テージ６のウェハ１の吸着を解放し、移動機構９により
吸着機構１０を制御してウェハ１（その周辺部又は裏側
）を吸着し、偏心を修正する方向に移動させる。なお、
移動方法としては上記と異なる、例えば、ウェハ１と回
転ステージ６などの回転機構全体をＸＹ移動機構に搭載
して移動する方法でも差支えなく、その場合はウェハ１
は回転ステージ６に吸着したまま移動させることになる
。

以上説明してきたが、実施例では外乱光に影響されない
ばかりでなく、リニアセンサ，レンズ，リニア光源の構
成を採っているので、４インチ〜８インチ以上のウェハ
まで検出することができる。

この点従来ではウェハのインチが相違するごとに検出ユ
ニットを切換える機構を設けたり、切換えている。この
装置ではそのようなことをしないで済む利点がある。ま
た、従来の方式に比べて安価な装置にできる。さらに、
リニアな光を下からＱ（１射するようにしているので、
リニアセンサが上となり反射光の影響を受けない。ＬＥ
Ｄ光源の像を試料（ウェハ）に結像させているので、ウ
ェハエッジのコントラストが高い像がＣＯＤ等のセンサ
に得られるのでＳ／Ｎ比が同一ヒする。

［発明の効果］以上の説明により明らかなように、この発明にあっては
、リニア光源をＬＥＤで構成することにより、単色光と
なるので、リニア光源側の検出レベルを前記単色光に合
わせることができ、外乱光に影響され難いウェハ外周位
置の検出が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例のウェハの外周位置検出
装置の説明図、第２図は、そのリニア光源とリニア光セ
ンサとの関係を示す側面詳細図、第３図は、そのウェハ
位置決めシステムのブロック図、第４図は、ウェハのオ
リエンティシロン拳フラットの種類の説明図、第５図は
、従来のウェハの外周位置検出方式の説明図である。１・・・ウェハ、２ａｔ　２ｂｔ　２ｃ・・・光学セン
サ、３ａ・・・リニア光源、３ｂ・・・リニア光センサ
、３　ｃ　＊　　３　ｄ・・・ロッドレンズアレイ、４
・・・マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、４ａ・・・メモ
リ、５・・・回転制御回路、６・・・回転ステージ、６
ａ・・・スピンドルモータ、７・・・画素番号検出回路
、８・・・角度検出器、９・・・移動機構、１０・・・
吸着機構。第１図３ｅ第２図第因第図（ａ）（ｂ）（Ｃ）藁図（ａ）（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）外周側が回転テーブルより外側にはみ出して載置
されたウェハの外周位置を検出してウェハの位置決めを
行うウェハ位置決め方式において、はみ出した前記外周
側を挟むように前記ウェハに隣接して平行に配置された
リニア光源とこのリニア光源からの光を受けるリニア光
センサとを備え、前記リニア光源はＬＥＤで構成されて
いることを特徴とするウェハの外周位置検出装置。
（２）リニア光源とリニア光センサとの間にＬＥＤの波
長を透過させるフィルタが設けられていることを特徴と
する請求項１記載のウェハの外周位置検出装置。
（３）リニア光源はＬＥＤアレイとこのＬＥＤアレイの
光を受ける直線状に多数配列されら光ファイバ群と、こ
の光ファイバ群の光を受け、リニア光センサ側に光を発
射するロッドレンズアレイとを有していて、前記光ファ
イバ群は前記ＬＥＤアレイの各ＬＥＤ素子の光をその焦
点位置からずれた位置において受けることを特徴とする
請求項１記載のウェハの外周位置検出装置。