JPH02116143A - 方形状体位置合わせ装置 - Google Patents

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】 【産業上の利用分野】

この発明は、方形状体の位置合わせ装置に関する。

【従来の技術】

従来、第６図に示すような円形半導体ウェーハを検査す
る１０−バと称せられる検査装置がある。 この検査装置では、検査用の基板載置台上において、予
め、定められた位置に半導体ウェーハを位置合わせする
必要がある。この位置合わせには、粗位置合わせと、微
細位置合わせとがある。粗位置合わせはプリアライメン
トと称されている。 先ず、カセットと呼ばれる基板収納部がら半導体ウェー
ハｌが引き出されてサブチャックと呼ばれる基板載置台
に載せられ、プリアライメントが行われる０次に、この
プリアライメントがなされた半導体ウェーハ１がメイン
チャックと称せられる基板載置台にサブチャックから移
される。そして、このメインチャック上で微細位置合わ
せが行われて、正確な位置合わせがなされ、検査が行わ
れる。 プリアライメントは、サブチャックの中心位ｌに半導体
ウェーハ１の中心位置を合わせると共に、第３図に示す
ように半導体ウェーハ１の１部に設けられたオリエンテ
ーションフラット２の位！を基準に半導体ウェーハ１の
方向を定める処理を行つ。 従来、プリアライメントは、第７図に示すように、半導
体ウェーハ１の周縁部において、この半導体ウェーハ１
を挾むような位置に発光ダイオードからなる光源と受光
素子とを設けて行っている。 すなわち、半導体ウェーハ１を回転させたとき半導体ウ
ェーハのサブチャック上での位置ずれに応じてウェーハ
が光を遮る面積が変わるので、このときの受光素子の受
光出力から半導体ウェーハ１のサブチャック上における
位置を検出してプリアライメントを行うものである。

【発明が解決しようとする課！ｌ！】

ところで、例えばセラミックからなる不透明方形基板が
最近使用されるようになってきたが、この方形基板も検
査装置で検査する工程が必要であり、その検査のために
、やはりアリアライメントと、微細位置合わせが必要で
ある。 ところが、この不透明方形基板は、半導体ウェーハと異
なり、方形であるので、円形の半導体ウェーハのグリア
ライメントの技術をそのまま使用することはできない。 この発明は以上の欠点を改善した位置合わせ装置を提供
しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

この発明による位置合わせ装置は、方形状基板上わせ体
を回転させたときの軌跡と予め定められた基準点との交
点から位置ずれ量を検出し、この位置ずれ量が零となる
ように上記被位置合わせ体の位置を修正する手段を具備
する。

【作用】

方形状体を回転させ、予め定められた基準と比較するの
で、被位置合わせ体を実質的に円形と見なして位置合わ
せを実行することができる。

【実施例】

この発明による方形状体位置合わせ装置の一実施例を図
を参照して以下説明する。 発光源からの光の内、方形状基板に遮られた面積に応じ
た光が受光素子に受光される。方形状基板を回転させれ
ば、発光源からの光の照射位置は方形基板上で円状の軌
跡を描く、シたかって、第２図に示すように方形状基板
上に内接円を描くと、その接点位置で受光出力が最大に
なることが判る。 このことから、受光出力が最大となる４点を検出手段で
検出すれば、基板載置台上の方形ガラス基板の位置が判
り、位置合わせを行うことができる。 ところで、この受光レベルが最大となる４点を見つける
場合、受光出力が一定値以上になる位置から見つけよう
とすると、光の強度のばらつきによってそのスレッショ
ールド値の設定が難しい。 そこで、この例では逆に、受光レベルが小となる位置を
先ず検出し、これに基づいて受光レベルのピーク値を検
出する。受光レベルが小となる位置の次には必ず、受光
レベルがピークとなる位置が存在するからである。そし
て、受光レベルが小の方のばらつきは小さく、スレッシ
ョールド値の設定が容易であるからである。 第１図において、１０は、例えば、第２図に示すような
方形状のセラミック製基板である。 １２は、このセラミック製方形状基板１０が載置される
サブチャックである。このサブチャック１２は、サブチ
ャックＺ軸方向駆動手段１３により上下方向に駆動でき
るようにされている。また、サブチャック回転駆動手段
１４によりこのサブチャック１２に吸着されるセラミッ
ク製方形状基板１０がその板面方向に回転させられるよ
うになっている。 また、１５はピンセットと称せられる移動台である。こ
のピンセット１５は、カセットからセラミック製方形状
基板を引き出し、サブチャック１２上にこのセラミック
製方形状基板を持ち来すロボット作用をする。このため
、ピンセット１５は、ピンセットＸ方向駆動手段１６に
より図中矢印で示す左右方向に移動されるとともに、Ｙ
軸方向駆動手段１７により紙面に垂直な方向に移動され
るようになされている。ピンセット１５によりサブチャ
ック上に持ち来されたセラミック製方形状基板１０は、
サブチャック１２がＺ軸方向駆動手段１３により上方に
持ち上げられることによりピンセット１５からサブチャ
ック１２上に移され、図示の状態になる。 セラミック製方形状基板１０の周辺部の下方に位置する
部分には、発光源としての例えば発光ダイオード１８が
設けられる。そして、セラミック製方形状基板１０の周
辺部の上方の発光ダイオード１８と対向する位置には、
受光素子１９が設けられる。したがって、発光ダイオー
ド１８及び受光素子１９は、セラミック製方形状基板１
０を挾むようにして設けられる。 この場合、第２図に示すように、セラミック製方形状基
板１０に内接円を描き、その接点をＡ、Ｂ。 Ｃ，Ｄとしたときに、セラミック製方形状基板１０の中
心く重心）位置とサブチャック１２の中心位置とが一致
しているとしてセラミック製方形状基板１０を回転させ
た場合に、上記接点Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの部分においては発
光ダイオード１８からの光束２４の一部がセラミック製
方形状基板１０を介して受光素子１９に供給されるよう
に、発光ダイオード１８、受光素子１９の設置位置が定
められる。なお、被検査体であるセラミック製方形状基
板１０のサイズが変えられてもこれに対処できるように
、発光ダイオード１８の池に、サブチャック１２の半径
方向の延長方向に発光ダイオード２０．２１が設けられ
ている。 受光素子１９の出力は、受光レベル検出手段２２に供給
される。この場合、発光ダイオード１８からの光のセラ
ミック製方形状基板１０上での照射面積分を差し引いた
透過光が受光素子１９に受光されるので、レベル検出手
段２２からは光の照射面積に応じたレベルの出力信号が
得られる。レベル検出手段２２の出力信号は、Ａ−Ｄコ
ンバータ２３に供給されてデジタル化される。そして、
ｑのデジタルデータがＣＰＵ３０に供給される。このＣ
ＰＵ３０は、信号ＳＤがスレッショールド値以下の点を
検出するための比較手段３１と、この比較手段３１の出
力に基づいて４個のピークレベル値を検出する検出手段
３２と、位置ずれ演算手段３３と、各駆動手段１３，１
４゜１６．１７への駆動信号の形成手段３４の機能を具
備する ４０はキー人力ボードで、ＣＰＵ３０にキー人力データ
が供給され、キー人力に応じた駆動信号が各駆動手段に
供給される。 この位置合わせ装置を用いたセラミック製方形状基板の
１リアライメントについて以下説明する。 以下の説明では、簡単のためセラミック製方形状基板１
０の基準面方向は、オペレータによって予め定められて
いるものとする。 サブチャック１２上に吸着されたセラミック製方形状基
板１０は、サブチャック回転駆動手段１４によリサブチ
ャック１２が回転されることにより回転させられる。す
ると、受光レベル検出手段２２からの検出出力ＳＤは、
第３図に示すように、回転中心Ｏｓ（セラミック製方形
状基板１０の中心Ｏｇからはずれている）からセラミッ
ク製方形状基板１０の各辺に垂線を下ろしたときの交点
位置Ｅ、Ｆ、ＧＨを光が照射する９０度角間隔ごとの回
転角位置のときにピークとなり、方形状基板１０の各角
部のところで、最小レベルとなる。したがって、受光レ
ベル検出手段２２からの検出出力ＳＤは、第４図に示す
ように、大レベル方向のピークと小レベル方向のピーク
が、１回転中にそれぞれ４個現れるものとなる。 セラミック製方形状基板１０のサブチャック１２上での
位置が大きくずれているときは、セラミック製方形状基
板１０がサブチャック１２に対し載置し直される０例え
ば、光の照射位置の軌跡がセラミック製方形状基板１０
に対し、第３図において点線５０で示すようになるとき
は、小レベルのピークが３個しか現れないが、このとき
は回転中心より接点Ｇ方向にセラミック製方形状基板１
０を移動させれば４個の小レベルピークが現れるように
できる。 受光出力に４個のピークが得られるような状態になった
ならば、Ａ−Ｄコンバータ２３がらの出力ＳＤのデジタ
ル値と、第４図に示すように、小レベルのスレッショー
ルドｆｆ１ＴＨとが比較手段３１において比較され、小
レベル方向のピークの存在位置ＳＥ、ＳＦ、ＳＧ、ＳＨ
が先ず検出される。 次に、検出された小レベル方向のピーク値ｆｓＥ、ＳＦ
、ＳＧ、　ＳＨから、これの後に現れる大レベル方向の
ピーク値！まで出力ＳＤのデジタル値が、それぞれサー
チされ、いわゆる山登り法によって、大レベル方向のピ
ーク値ＰＥ、ＰＦ、ＰＧ、ＰＨが求められる。 そして、その各ピークレベル値ＰＥ、　ＰＦ、　ＰＧ、
　ＰＨによって、位置ずれ量が演算手段３３で求められ
る。 この場合、第３図で、セラミック製方形状基板１０の中
心位置Ｏｇの、サブチャック１２の中心位置Ｏ５からの
ＦＨ力方向ずれ量をＸ、ＥＧ力方向ずれ量をＹとすると
、ピークレベル値ＰＦとＰＨとのレベル差がずれ量Ｘに
対応し、ピークレベル値ＰＥとＰＧとのレベル差がずれ
量Ｙに対応している。受光素子１９は一定の長さを有し
ており、受光出力レベルは入射光が受光素子１９を照射
する長さ分に対応しているので、全長さに入射したとき
の受光出力レベルを基準にすれば、受光出力レベルを長
さに換算することができる。ずれ量演算手段３３では、
こうして長さに換算されたずれ量Ｘ及びＹが求められる
。また、ｔａｎθ＝Ｙ／Ｘであることから、ずれ角θが
求められる。また、Ｏ５と０８間の距［ＤもＸ及びＹか
ら求められる。 これら角θ及び距離りの情報は、駆動信号形成手段３４
において、サブチャック１２の回転駆動情報及びピンセ
ットＸ方向駆動情報に変換され、これら駆動情報が、そ
れぞれサブチャック駆動手段１４及びピンセットＸ方向
駆動手段１６に供給される。 そして、第３図において、セラミック製方形状基板１０
が左回転方向に角度θだけ回転させられて、セラミック
製方形状基板１０の中心Ｏｇが直線ＦＨ上にくるように
される０次に、サブチャック１２が２軸方向駆動手Ｐｉ
１３により下方に下げられて、セラミック製方形状基板
１０がピンセット１５上に載せられ、その後、ピンセッ
ト１５か距離りだけ右方向に移動する。この位置は、中
心Ｏ５とＯｇとが一致する位置である。この状態で、サ
ブチャック１２が再び上方に上昇し、サブチャック１２
上にセラミック製方形状基板１０が載せられる。そして
、サブチャック１２が、今度は右回転方向に角度θだけ
回転させられる６以上により、正しい位置にセラミック
製方形状基板１０が位置合わせされる。 ４点Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈでのピークレベル値を用いて位置ず
れの補正を行う方法は、以上の例に限られるものではな
い０例えば、ピンセットがＸ、Ｙの置方向に移動可能に
なされるものであれば、ずれの角θを求める必要はない
。 尚、以上は方形状体がセラミック製方形状基板の場合で
あるが、この発明はその＠種々の不透明方形状基板の位
置合わせに適用することができる。 【発明の効果］ この発明によれば、方形状体を回転させたときに、発光
源からこの方形状体に遮られずに透過してくる光を受け
る受光素子の受光出力に現れる１回転内での４個のピー
クレベル値を検出し、その検出した４個のピークレベル
値を用いて位置ずれ量を演算することができる。したが
って、方形状体の位置合わせを比較的短時間で行うこと
ができる。 しかも、図の例においては、方形状体を回転させたとき
の受光出力レベルは小レベルと大レベルとが交互に現れ
ることに着目すると共に、小レベルピークは検出する際
のスレッショールド値の設定が容易であることに着目し
、先ず、小レベルピークを見付けた後、大レベル方向の
ピークレベル値を検出するようにしたので、大レベル方
向の４個のピークレベル値を確実に検出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一例の構成を示す図、第２図は、
セラミック製方形状基板の一例を示す図、第３図は、セ
ラミック製方形状基板の中心とサブチャックの中心との
位置ずれを説明するための図、第４図は、受光出力の一
例を示す図、第５図は、位置ずれの量の演算を説明する
ための図、第６図及び第７図は、半導体ウェーハの位置
合わせを説明するための図である。 １０；セラミック製方形状基板 １２；サブチャック １４；サブチャック回転駆動手段 １６；ピンセットＸ方向駆動手段 １８；発光ダイオード １９：受光素子 ２２；受光レベル検出手段 ３１；小レベルピーク検出手段 ３３；ずれ量演算手段 特許出願人　　東京エレクトロン株式会社代理人　弁理
士　佐　藤　正　美 憂を出力ＳＯ−二反り 第４図 イを置ｆ逼１十箪イ列 第 巳 方−Ｖ戊番不反の例 第２図 ＩｒｆＬｌずｔＬ　ｌ　’Ｆｔ　７ｒＸ４図第３図 半導体ウェーハ 第６図 半１１作トウニーＡｎ位置イトリヒ醍置。 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 方形状位置合わせ体を回転させたときの軌跡と予め定め
   られた基準点との交点から位置ずれ量を検出し、この位
   置ずれ量が零となるように上記被位置合わせ体の位置を
   修正する手段を具備することを特徴とする方形状体位置
   合わせ装置。