JPH0626232B2 - ウエハ位置整合方法 - Google Patents
ウエハ位置整合方法Info
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- JPH0626232B2 JPH0626232B2 JP63180258A JP18025888A JPH0626232B2 JP H0626232 B2 JPH0626232 B2 JP H0626232B2 JP 63180258 A JP63180258 A JP 63180258A JP 18025888 A JP18025888 A JP 18025888A JP H0626232 B2 JPH0626232 B2 JP H0626232B2
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- wafer
- outer edge
- stage
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Jigs For Machine Tools (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はウエハの位置整合方法に係り、特に半導体製造
装置においてウエハのオリエンテーシヨンフラツトの向
きとウエハ中心位置を所定の方向、位置に整合させるの
に好適なウエハ位置整合方法に関する。
装置においてウエハのオリエンテーシヨンフラツトの向
きとウエハ中心位置を所定の方向、位置に整合させるの
に好適なウエハ位置整合方法に関する。
電子線描画装置において、回路パターンをウエハ上に重
ね合わせて描画する場合、回路パターン位置合わせを正
確、かつ、高速に行う必要がある。回路パターン位置合
わせを高速に行うためには、まず、ウエハ外形を基準位
置に正確に合わせる必要がある。ウエハ整合装置は、こ
のウエハ外形位置合わせを行う装置である。ウエハ整合
は、ウエハ中心位置と結晶方向を示すために設けるオリ
エンテーシヨンフラツト（以下、オリフラという）の向
きを基準位置に合わせることによつて行う。ウエハ中心
位置合わせは、ウエハ外縁位置データからウエハ中心と
回転基準軸中心とのずれ量（偏心量）を算出することに
より行う。偏心量は、特開昭60−81613 号公報に示され
ているように、オリフラ部以外のウエハ外縁位置データ
を３点ないし４点検出した結果から算出する。
ね合わせて描画する場合、回路パターン位置合わせを正
確、かつ、高速に行う必要がある。回路パターン位置合
わせを高速に行うためには、まず、ウエハ外形を基準位
置に正確に合わせる必要がある。ウエハ整合装置は、こ
のウエハ外形位置合わせを行う装置である。ウエハ整合
は、ウエハ中心位置と結晶方向を示すために設けるオリ
エンテーシヨンフラツト（以下、オリフラという）の向
きを基準位置に合わせることによつて行う。ウエハ中心
位置合わせは、ウエハ外縁位置データからウエハ中心と
回転基準軸中心とのずれ量（偏心量）を算出することに
より行う。偏心量は、特開昭60−81613 号公報に示され
ているように、オリフラ部以外のウエハ外縁位置データ
を３点ないし４点検出した結果から算出する。
まず、３点検出による方法について説明する。オリフラ
中心がウエハ外縁位置検出部に位置する角度よりもウエ
ハを９０゜だけ回転させ、回転中心からウエハエツジ
（ウエハ外縁位置）までの距離ρを検出し、これをａと
する。続いてウエハを９０゜づつ回転させ、同様の距離
ρを検出し、それをｂ，ｃとする。このａ，ｂ，ｃを用
いて演算により偏心量を求める。
中心がウエハ外縁位置検出部に位置する角度よりもウエ
ハを９０゜だけ回転させ、回転中心からウエハエツジ
（ウエハ外縁位置）までの距離ρを検出し、これをａと
する。続いてウエハを９０゜づつ回転させ、同様の距離
ρを検出し、それをｂ，ｃとする。このａ，ｂ，ｃを用
いて演算により偏心量を求める。
次に、４点検出による方法について説明する。まず、オ
リフラ中心がウエハ外縁位置検出部に位置する角度より
４５゜だけウエハを回転させ、回転中心からウエハエツ
ジまでの距離ρを検出し、これをａとする。続いてウエ
ハを９０゜づつ回転させ、同様の距離ρを検出し、それ
をｂ，ｃ，ｄとする。このａ，ｂ，ｃ，ｄを用いて演算
により偏心量を求める。
リフラ中心がウエハ外縁位置検出部に位置する角度より
４５゜だけウエハを回転させ、回転中心からウエハエツ
ジまでの距離ρを検出し、これをａとする。続いてウエ
ハを９０゜づつ回転させ、同様の距離ρを検出し、それ
をｂ，ｃ，ｄとする。このａ，ｂ，ｃ，ｄを用いて演算
により偏心量を求める。
以上の方法のうち、いずれを用いても偏心量を求めるこ
とができる。
とができる。
上記従来技術は、偏心量を求めるために必要な３点ない
し４点の外縁位置データが正しいか否か（データにウエ
ハの欠けやレジストのはく離、サブオリフラ等によるノ
イズ成分が含まれているか否か）を判断することなく、
３点ないし４点の外縁位置データはウエハ円周上にある
ものとして偏心量を求めていた。このため、検出された
ウエハ外縁位置にサブオリフラや欠け，レジストはく離
が存在する場合、外縁位置データに誤差要因が生じ、著
しく整合制度が損われるという問題があつた。
し４点の外縁位置データが正しいか否か（データにウエ
ハの欠けやレジストのはく離、サブオリフラ等によるノ
イズ成分が含まれているか否か）を判断することなく、
３点ないし４点の外縁位置データはウエハ円周上にある
ものとして偏心量を求めていた。このため、検出された
ウエハ外縁位置にサブオリフラや欠け，レジストはく離
が存在する場合、外縁位置データに誤差要因が生じ、著
しく整合制度が損われるという問題があつた。
本発明の目的は、ウエハ外縁に欠け，レジストはく離や
サブオリフラが存在しても正確なウエハ偏心量を求め
て、常に高精度のウエハ位置整合を実現させれることに
ある。
サブオリフラが存在しても正確なウエハ偏心量を求め
て、常に高精度のウエハ位置整合を実現させれることに
ある。
本発明は、Ｘ，Ｙ２軸方向に可動なＸ−Ｙステージと、
ウエハを真空吸着して回転させるθステージと、該θス
テージの回転角を検出する回転角検出器と、前記ウエハ
の外縁位置を検出するウエハ外縁位置検出器とを備え、
前記ウエハ外縁位置検出器を用いて検出した前記ウエハ
の３ないし４点でのウエハ外縁位置を検出した結果か
ら、３点検出法或いは４点検出法を用いて前記ウエハの
前記θステージに対する偏心量のＸ軸成分，Ｙ軸成分を
演算し、このＸ軸成分，Ｙ軸成分相当の位置修正を前記
Ｘ−Ｙステージを用いて行うウエハ位置整合方法におい
て、 前記ウエハ外縁位置検出器を用いてウエハ全周の外縁
位置を所定の回転角度単位に多数等分化した点（これら
の点を等分点と称し、等分点は前記３点検出法或いは４
点検出法の３ないし４点データの多数候補となり得るよ
う等分化されている）で前記θステージの回転角度と関
係させて検出し、これらのウエハ外縁位置データより
演算手段を用いてウエハ全周の前記各等分点のウエハ外
縁位置・θステージの回転中心間の距離ρを算出し、こ
の距離算出データを用いて、前記θステージの回転角Ａ
iに対応のウエハ外縁位置・θステージの回転中心間の
距離ρiと、前記回転角Ａiから１８０゜離れた回転角Ａ
i+180゜に対応のウエハ外縁位置・θステージの回転中
心間の距離ρi+180゜との和を求め、この和を仮のウエ
ハ直径ｒiとし、この仮のウエハ直径ｒiの算出をウエハ
半周すなわち前記回転角Ａiが０゜〜１８０゜の範囲の
各等分点で行い、これらの直径ｒiを算出した結果か
ら前記ウエハの直径ｒiの度数分布を作成して最頻値を
求め、該最頻値の有効範囲内に含まれるデータの平均値
を算出して、該算出値をノイズ成分判定用のウエハ直径
ｒとし、 前記３点検出法或いは４点検出法を実行する場合に
は、前記ウエハの３点或いは４点の外縁位置に対応の前
記仮の直径ｒiが前記ノイズ成分判定用直径ｒの許容範
囲に入るか条件判定を行い、この条件を満たせば前記３
点検出法或いは４点検出法による偏心量演算を行い、前
記条件を満たさない場合には、条件を満たすまで前記θ
ステージの回転角度を変えて別の外縁位置の３点或いは
４点について前記条件判定を行うことを特徴とする。
ウエハを真空吸着して回転させるθステージと、該θス
テージの回転角を検出する回転角検出器と、前記ウエハ
の外縁位置を検出するウエハ外縁位置検出器とを備え、
前記ウエハ外縁位置検出器を用いて検出した前記ウエハ
の３ないし４点でのウエハ外縁位置を検出した結果か
ら、３点検出法或いは４点検出法を用いて前記ウエハの
前記θステージに対する偏心量のＸ軸成分，Ｙ軸成分を
演算し、このＸ軸成分，Ｙ軸成分相当の位置修正を前記
Ｘ−Ｙステージを用いて行うウエハ位置整合方法におい
て、 前記ウエハ外縁位置検出器を用いてウエハ全周の外縁
位置を所定の回転角度単位に多数等分化した点（これら
の点を等分点と称し、等分点は前記３点検出法或いは４
点検出法の３ないし４点データの多数候補となり得るよ
う等分化されている）で前記θステージの回転角度と関
係させて検出し、これらのウエハ外縁位置データより
演算手段を用いてウエハ全周の前記各等分点のウエハ外
縁位置・θステージの回転中心間の距離ρを算出し、こ
の距離算出データを用いて、前記θステージの回転角Ａ
iに対応のウエハ外縁位置・θステージの回転中心間の
距離ρiと、前記回転角Ａiから１８０゜離れた回転角Ａ
i+180゜に対応のウエハ外縁位置・θステージの回転中
心間の距離ρi+180゜との和を求め、この和を仮のウエ
ハ直径ｒiとし、この仮のウエハ直径ｒiの算出をウエハ
半周すなわち前記回転角Ａiが０゜〜１８０゜の範囲の
各等分点で行い、これらの直径ｒiを算出した結果か
ら前記ウエハの直径ｒiの度数分布を作成して最頻値を
求め、該最頻値の有効範囲内に含まれるデータの平均値
を算出して、該算出値をノイズ成分判定用のウエハ直径
ｒとし、 前記３点検出法或いは４点検出法を実行する場合に
は、前記ウエハの３点或いは４点の外縁位置に対応の前
記仮の直径ｒiが前記ノイズ成分判定用直径ｒの許容範
囲に入るか条件判定を行い、この条件を満たせば前記３
点検出法或いは４点検出法による偏心量演算を行い、前
記条件を満たさない場合には、条件を満たすまで前記θ
ステージの回転角度を変えて別の外縁位置の３点或いは
４点について前記条件判定を行うことを特徴とする。
ウエハ全周のウエハ外縁位置の各等分点（回転角度Ａ
ｉ）でのθステージの回転中心からウエハ外縁位置まで
の距離ρiと、その反対側（１８０゜離れた点）のθス
テージの回転中心からウエハ外縁位置までの距離ρ
i+180゜の和は、ウエハ直径に近似する。
ｉ）でのθステージの回転中心からウエハ外縁位置まで
の距離ρiと、その反対側（１８０゜離れた点）のθス
テージの回転中心からウエハ外縁位置までの距離ρ
i+180゜の和は、ウエハ直径に近似する。
しかし、ノイズ成分（ウエハ欠け、サブオリフラ、レジ
ストはく離等）が存在する場合、そのノイズ成分のある
点のρiとρi+180゜の和はウエハの本来のウエハ直径と
比較した場合、誤差が大きくなり、もはや上記近似関係
は成立しない。
ストはく離等）が存在する場合、そのノイズ成分のある
点のρiとρi+180゜の和はウエハの本来のウエハ直径と
比較した場合、誤差が大きくなり、もはや上記近似関係
は成立しない。
このノイズ成分のある３点ないし４点データを用いて３
点検出法，４点検出法のウエハ偏心量演算を行うことは
ウエハ偏心量ひいてはウエハ整合位置精度を低下させ
る。
点検出法，４点検出法のウエハ偏心量演算を行うことは
ウエハ偏心量ひいてはウエハ整合位置精度を低下させ
る。
本発明は、上記の点に着目して、３点検出法或いは４点
検出法の候補となるべき３ないし４点データを多数用意
し（このデータは、上記プロセスで達成される）、３
点検出法或いは４点検出法を実行する場合には、予め、
これらの検出法の候補となるべき全ての３ないし４点の
外縁位置データの仮の直径ｒｉ＝ρi＋ρi+180゜を上記
プロセスによって求め、また、上記プロセスによっ
て上記ｒiがノイズ成分のないウエハ外縁位置のもので
あるか否か判定するためのノイズ判定用直径ｒを求め
る。
検出法の候補となるべき３ないし４点データを多数用意
し（このデータは、上記プロセスで達成される）、３
点検出法或いは４点検出法を実行する場合には、予め、
これらの検出法の候補となるべき全ての３ないし４点の
外縁位置データの仮の直径ｒｉ＝ρi＋ρi+180゜を上記
プロセスによって求め、また、上記プロセスによっ
て上記ｒiがノイズ成分のないウエハ外縁位置のもので
あるか否か判定するためのノイズ判定用直径ｒを求め
る。
上記ノイズ判定用直径ｒは、直径ｒi度数分布での最頻
値の有効範囲内データの平均値を用いる。
値の有効範囲内データの平均値を用いる。
これは、多数等分化された点に対応のそれぞれの仮りの
ウエハ直径ｒiは、ウエハがθステージに対して偏心し
ている場合には、ばらつきがあり、本来の直径に対して
誤差の大きいものや誤差の小さいものなどがあり、これ
を度数分布（正規分布）として表わせば、最も頻度の高
い直径が本来の直径に最も近いものとして統計的に求め
ることができるので、これをノイズ成分のない正規のウ
エハ直径とみなすことができるためである。
ウエハ直径ｒiは、ウエハがθステージに対して偏心し
ている場合には、ばらつきがあり、本来の直径に対して
誤差の大きいものや誤差の小さいものなどがあり、これ
を度数分布（正規分布）として表わせば、最も頻度の高
い直径が本来の直径に最も近いものとして統計的に求め
ることができるので、これをノイズ成分のない正規のウ
エハ直径とみなすことができるためである。
そして、上記ノイズ成分判定用直径ｒを用いて、のプ
ロセスにより、３点或いは４点検出法の候補となる各点
の仮の直径ｒi＝ρi＋ρi+180゜が判定用直径ｒの許容
範囲に入るか否か条件判定することができ、この条件を
満たせば、上記候補点の外縁位置データはノイズ成分の
ない信頼できるものとして、３点或いは４点検出法のウ
エハ偏心量演算を実行することができる。また、３点或
いは４点の各検出法の候補となるべき点に対応の直径ｒ
iが前記条件を満たさない場合には、条件を満たすまで
前記θステージの回転角度を変えて別の外縁位置（候
補）の３点或いは４点について前記条件判定を行う。
ロセスにより、３点或いは４点検出法の候補となる各点
の仮の直径ｒi＝ρi＋ρi+180゜が判定用直径ｒの許容
範囲に入るか否か条件判定することができ、この条件を
満たせば、上記候補点の外縁位置データはノイズ成分の
ない信頼できるものとして、３点或いは４点検出法のウ
エハ偏心量演算を実行することができる。また、３点或
いは４点の各検出法の候補となるべき点に対応の直径ｒ
iが前記条件を満たさない場合には、条件を満たすまで
前記θステージの回転角度を変えて別の外縁位置（候
補）の３点或いは４点について前記条件判定を行う。
したがって、３点検出法或いは４点検出法によりθステ
ージに対するウエハの偏心量を演算する場合に、その演
算に用いるウエハ外縁の３点或いは４点のウエハ外縁位
置を、多数の等分点の中からノイズ成分がない点を選択
して、３点検出法或いは４点検出法を実行するので、常
に正確なウエハ偏心量のＸ軸成分，Ｙ軸成分を演算する
ことができる。
ージに対するウエハの偏心量を演算する場合に、その演
算に用いるウエハ外縁の３点或いは４点のウエハ外縁位
置を、多数の等分点の中からノイズ成分がない点を選択
して、３点検出法或いは４点検出法を実行するので、常
に正確なウエハ偏心量のＸ軸成分，Ｙ軸成分を演算する
ことができる。
以下本発明の一実施例を第１図〜第６図を用いて詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本発明の適用対象となるウエハ整合装置の一実
施例を示す全体構成図である。
施例を示す全体構成図である。
第１図において、１はＸ−Ｙステージ、２はウエハ３を
真空吸着して回転させるθステージで、Ｘ−Ｙステージ
１はＸ軸制御系４、Ｙ軸制御系５によつて位置制御さ
れ、θステージ２は駆動モータ６とタイミングベルト７
によつて回転され、回転軸（換言すればθステージ２）
の回転角を検出する回転角検出器８を備えている。
真空吸着して回転させるθステージで、Ｘ−Ｙステージ
１はＸ軸制御系４、Ｙ軸制御系５によつて位置制御さ
れ、θステージ２は駆動モータ６とタイミングベルト７
によつて回転され、回転軸（換言すればθステージ２）
の回転角を検出する回転角検出器８を備えている。
光源１１，集光レンズ１２，結像レンズ１３，一次元イ
メージセンサ（ＣＣＤ）１４は、θステージ２上のウエ
ハ３の外縁位置を検出するウエハ外縁位置検出器を構成
し、光源１１からの光は集光レンズ１２よつて集光さ
れ、ウエハ３の外縁を照射し、結像レンズ１３を通して
ＣＣＤ１４上にウエハ３の外縁位置を結像させる。
メージセンサ（ＣＣＤ）１４は、θステージ２上のウエ
ハ３の外縁位置を検出するウエハ外縁位置検出器を構成
し、光源１１からの光は集光レンズ１２よつて集光さ
れ、ウエハ３の外縁を照射し、結像レンズ１３を通して
ＣＣＤ１４上にウエハ３の外縁位置を結像させる。
本実施例では、ウエハ３をθステージ２により所定の回
転角度単位で順次回転させて最終的に一回転させ、ウエ
ハ全周の外縁位置を所定の回転角度ごとに多数等分化し
た各点（第３図の回転角度Ａ0，Ａ1，Ａ2，Ａ3……Ａｎ
に対応する各点で、ｎは等分数を示す）でθステージ２
の回転角度と関係させて検出し、その一定角度毎の外縁
位置情報を電子計算機１５内に取り込む。このＡ0〜Ａ
ｎに相当の等分点は、３点検出法或いは４点検出法の３
ないし４点データの多数候補となり得るよう等分化され
ている。
転角度単位で順次回転させて最終的に一回転させ、ウエ
ハ全周の外縁位置を所定の回転角度ごとに多数等分化し
た各点（第３図の回転角度Ａ0，Ａ1，Ａ2，Ａ3……Ａｎ
に対応する各点で、ｎは等分数を示す）でθステージ２
の回転角度と関係させて検出し、その一定角度毎の外縁
位置情報を電子計算機１５内に取り込む。このＡ0〜Ａ
ｎに相当の等分点は、３点検出法或いは４点検出法の３
ないし４点データの多数候補となり得るよう等分化され
ている。
計算機１５ではウエハ１回転分のデータを取り終えた時
点でウエハ外縁位置情報よりウエハ整合動作に必要な補
正量を第２図に示したフローチヤートにしたがつて計算
し、その補正量をもとにＸ軸制御系４、Ｙ軸制御系５、
θステージ２を用いてウエハ３のオリフラの方向及びウ
エハ中心を所定の方向、位置に整合させる。この位置整
合の詳細は後述してある。
点でウエハ外縁位置情報よりウエハ整合動作に必要な補
正量を第２図に示したフローチヤートにしたがつて計算
し、その補正量をもとにＸ軸制御系４、Ｙ軸制御系５、
θステージ２を用いてウエハ３のオリフラの方向及びウ
エハ中心を所定の方向、位置に整合させる。この位置整
合の詳細は後述してある。
第３図はウエハ３とＣＣＤ１４との関係を示した図で、
（ａ）は両者の関係を示し、（ｂ）はウエハ３の１回転
分の外縁位置データの波形を示す。第３図（ａ）におい
て、Ｏはθステージ２の回転中心で、Ｗはウエハ３の中
心を示し、Ａ0，Ａ1，Ａ2，Ａ3，……Ａｎはθステージ
２の所定回転角で、各回転角度Ａｉ（ＡｉはＡ0〜Ａ
ｎ）に対応するウエハ３の外縁位置とθステージ２の回
転中心Ｏとの距離がρがＣＣＤ１４の外縁位置検出デー
タと回転中心Ｏの位置データを基に計算機１５により算
出される。それらの回転角Ａｉと外縁位置データ（距離
ρ）の関係の一例を第３図（ｂ）に示す。
（ａ）は両者の関係を示し、（ｂ）はウエハ３の１回転
分の外縁位置データの波形を示す。第３図（ａ）におい
て、Ｏはθステージ２の回転中心で、Ｗはウエハ３の中
心を示し、Ａ0，Ａ1，Ａ2，Ａ3，……Ａｎはθステージ
２の所定回転角で、各回転角度Ａｉ（ＡｉはＡ0〜Ａ
ｎ）に対応するウエハ３の外縁位置とθステージ２の回
転中心Ｏとの距離がρがＣＣＤ１４の外縁位置検出デー
タと回転中心Ｏの位置データを基に計算機１５により算
出される。それらの回転角Ａｉと外縁位置データ（距離
ρ）の関係の一例を第３図（ｂ）に示す。
次に、ウエハ３の中心の整合に必要な偏心量（ウエハ中
心Ｗとθステージ回転中心Ｏとのずれ量）算出について
第２図に示したフローチヤート及び第４図〜第６図を用
いて詳細に説明する。偏心量は３点ないし４点の外縁位
置情報より求めることができる。この３点検出法、４点
検出法そのものは公知であるが、それに用いる３点，４
点の外縁位置データにノイズ成分が含まれているか否か
条件判定する点に新規な手法が採用されている。
心Ｗとθステージ回転中心Ｏとのずれ量）算出について
第２図に示したフローチヤート及び第４図〜第６図を用
いて詳細に説明する。偏心量は３点ないし４点の外縁位
置情報より求めることができる。この３点検出法、４点
検出法そのものは公知であるが、それに用いる３点，４
点の外縁位置データにノイズ成分が含まれているか否か
条件判定する点に新規な手法が採用されている。
まず、４点の外縁位置情報より偏心量を求める方法（４
点検出法）について説明する。
点検出法）について説明する。
４点検出法は、第５図に示すように、オリフラ中心がウ
エハ外縁位置検出器に位置する角度よりθだけウエハを
回転させ、その時のウエハ外縁位置検出器の位置にきた
ウエハ外縁位置（回転角θの外縁位置）・θステージ回
転中心間の距離ρをａとして、以下、θ＋π／２，，θ
＋π，θ＋３／２πの外縁位置に対応する距離ρをｂ，
ｃ，ｄとし、この４点データａ，ｂ，ｃ，ｄによってウ
エハ偏心量のＸ軸成分，Ｙ軸成分を算出するものである
が〔この演算には、後述の（６），（７）式が用いられ
る〕、本実施例では、４点検出法を行うに際して、ノイ
ズ成分（ウエハの欠け、レジストはく離、サブオリフラ
など）などが４点のデータａ，ｂ，ｃ，ｄに影響を与え
るのを避けるために、第４図を用いて説明するウエハの
直径を求める方法と、第５図を用いて説明するデータ圧
縮法を併用してノイズ成分のない４点を選択する。
エハ外縁位置検出器に位置する角度よりθだけウエハを
回転させ、その時のウエハ外縁位置検出器の位置にきた
ウエハ外縁位置（回転角θの外縁位置）・θステージ回
転中心間の距離ρをａとして、以下、θ＋π／２，，θ
＋π，θ＋３／２πの外縁位置に対応する距離ρをｂ，
ｃ，ｄとし、この４点データａ，ｂ，ｃ，ｄによってウ
エハ偏心量のＸ軸成分，Ｙ軸成分を算出するものである
が〔この演算には、後述の（６），（７）式が用いられ
る〕、本実施例では、４点検出法を行うに際して、ノイ
ズ成分（ウエハの欠け、レジストはく離、サブオリフラ
など）などが４点のデータａ，ｂ，ｃ，ｄに影響を与え
るのを避けるために、第４図を用いて説明するウエハの
直径を求める方法と、第５図を用いて説明するデータ圧
縮法を併用してノイズ成分のない４点を選択する。
まず、第４図を用いてウエハ３の直径を求める方法につ
いて説明する。
いて説明する。
第４図（ａ）に示すように、Ｘ−Ｙステージ２の回転角
Ａｉ（i＝0〜ｎであるが、第４図では、θステージの回
転半周角１８０゜以後のＡiは、Ａn/2，Ａn/2+1，Ａ
n/2+2，…で示してあり、このうちサフィックスｎ／２
は、回転角１８０゜を意味するものである）に対応する
ウエハ外縁位置・θステージ回転中心Ｏ間の距離データ
ρi（i＝0〜ｎであるが、第４図では、回転角Ａn/2以後
の距離ρiはρn/2，ρn/2+1，ρn/2+2，…で示してあ
る）とすると、回転角Ａiのウエハ３の直径ｒiは次式で
近似できる。
Ａｉ（i＝0〜ｎであるが、第４図では、θステージの回
転半周角１８０゜以後のＡiは、Ａn/2，Ａn/2+1，Ａ
n/2+2，…で示してあり、このうちサフィックスｎ／２
は、回転角１８０゜を意味するものである）に対応する
ウエハ外縁位置・θステージ回転中心Ｏ間の距離データ
ρi（i＝0〜ｎであるが、第４図では、回転角Ａn/2以後
の距離ρiはρn/2，ρn/2+1，ρn/2+2，…で示してあ
る）とすると、回転角Ａiのウエハ３の直径ｒiは次式で
近似できる。
ｒi＝ρi＋ρi+180゜ …(1) 上記式のうちρi+180゜は、第４図のρn/2+iに相当する
ものである。ｒiを仮りの直径とし、ＡｉがＡ0〜Ａn/2
（θ＝０゜〜１８０゜）で求めた結果の一例を第４図
（ｂ）に示す。この結果よりウエハ３の直径ｒを求める
ために、直径の度数分布より最頻値（データ度数の多い
値）を求めると、第４図（ｃ）のようになる。最頻値よ
り有効範囲±α（αはウエハ直径の許容範囲を決定する
任意の定数）内に含まれているデータのみを取り出して
平均すると、ウエハ３の直径ｒは次式によつて近似でき
る。
ものである。ｒiを仮りの直径とし、ＡｉがＡ0〜Ａn/2
（θ＝０゜〜１８０゜）で求めた結果の一例を第４図
（ｂ）に示す。この結果よりウエハ３の直径ｒを求める
ために、直径の度数分布より最頻値（データ度数の多い
値）を求めると、第４図（ｃ）のようになる。最頻値よ
り有効範囲±α（αはウエハ直径の許容範囲を決定する
任意の定数）内に含まれているデータのみを取り出して
平均すると、ウエハ３の直径ｒは次式によつて近似でき
る。
ここに、ｒｊ；最頻値より有効範囲内に含まれるデータ ｍ；そのデータの数 この直径ｒは、本来のウエハ直径に最も近いもので、ノ
イズ成分が存在しないものとみなすことができるから、
これをノイズ成分判定用の直径とし、以下に示す圧縮デ
ータを併用してノイズ成分の含まれていない４点のデー
タを第５図（ａ）に示すように検出する。
イズ成分が存在しないものとみなすことができるから、
これをノイズ成分判定用の直径とし、以下に示す圧縮デ
ータを併用してノイズ成分の含まれていない４点のデー
タを第５図（ａ）に示すように検出する。
第５図（ｂ）は外縁位置データの圧縮データ値の波形を
示す。圧縮データは、ウエハ全周のＡ０〜Ａｎの各点に
おける距離ρの偏差がどのくらいあるか隣り合う外縁位
置を順次比較して求めたデータで、隣合う外縁位置（距
離ρ）データにそれぞれ−Ｌ1／Ｎ，Ｌ2／Ｎ（Ｎ，
Ｌ1，Ｌ2はノイズ成分と外縁位置データを区別できる任
意の定数）の荷重関数を掛け、その結果を加えることに
よつて求める。演算結果は整数とし、小数点以下は切り
捨てる。
示す。圧縮データは、ウエハ全周のＡ０〜Ａｎの各点に
おける距離ρの偏差がどのくらいあるか隣り合う外縁位
置を順次比較して求めたデータで、隣合う外縁位置（距
離ρ）データにそれぞれ−Ｌ1／Ｎ，Ｌ2／Ｎ（Ｎ，
Ｌ1，Ｌ2はノイズ成分と外縁位置データを区別できる任
意の定数）の荷重関数を掛け、その結果を加えることに
よつて求める。演算結果は整数とし、小数点以下は切り
捨てる。
以下、求められた直径ｒと圧縮データとにより４点検出
法の４点を選択する方法について説明する。
法の４点を選択する方法について説明する。
まず、回転角θに対応するθステージ２の回転中心Ｏと
ウエハ３の外縁位置間の距離をａとする。以下、θ＋π
／２，θ＋π，θ＋３／２πに対応するデータをそれぞ
れｂ，ｃ，ｄとする。ａ，ｂ，ｃ，ｄに対して以下の条
件判定を行う。
ウエハ３の外縁位置間の距離をａとする。以下、θ＋π
／２，θ＋π，θ＋３／２πに対応するデータをそれぞ
れｂ，ｃ，ｄとする。ａ，ｂ，ｃ，ｄに対して以下の条
件判定を行う。
ｒ−β≦ａ＋ｃ≦ｒ＋β …(3) ｒ−β≦ｂ＋ｄ≦ｒ＋β …(4) ａ(θ)＝ｂ(θ＋π／２) ＝ｃ(θ＋π) ＝ｄ(θ＋３／２π)０ …(5) ここに、β；直径の許容範囲を決定する任意の定数 ａ(θ)〜ｄ（θ＋３／２π）；回転角θ（回転角Ａｉ）
に対応する圧縮データ値 以上の条件をすべて満足する回転角をθ＝Ａ0〜Ａnの範
囲より検出する。以上により検出された４点のデータ
ａ，ｂ，ｃ，ｄによつて偏心量のＸ軸成分ｅ，Ｙ軸成分
ｆは次式によつて決定される。
に対応する圧縮データ値 以上の条件をすべて満足する回転角をθ＝Ａ0〜Ａnの範
囲より検出する。以上により検出された４点のデータ
ａ，ｂ，ｃ，ｄによつて偏心量のＸ軸成分ｅ，Ｙ軸成分
ｆは次式によつて決定される。
ただし、ｕ，ｖは次式で示される。
ｕ＝(ｄ−ｂ)／２ ｖ＝(ｃ−ａ)／２ …(7) 次に、(3)，(4)，(5) 式で示される判定条件を満たす回
転角θが存在しない場合の偏心量検出（３点のデータに
より偏心量を検出）について第６図により説明する。回
転角θ＝Ａｉに対応するデータをａｉとし、以下、θ＋
π／２，θ＋３／２πに対応するデータをそれぞれ
ｂｉ，ｄｉとする。この場合にも、上記(3)，(4)，(5)
式の条件判定が利用されるが、(3)式は、ｒ−β≦２ａi
≦ｒ＋β、(4)式は、ｒ−β≦ｂi＋ｄi≦ｒ＋βとして
条件判定が行われる。
転角θが存在しない場合の偏心量検出（３点のデータに
より偏心量を検出）について第６図により説明する。回
転角θ＝Ａｉに対応するデータをａｉとし、以下、θ＋
π／２，θ＋３／２πに対応するデータをそれぞれ
ｂｉ，ｄｉとする。この場合にも、上記(3)，(4)，(5)
式の条件判定が利用されるが、(3)式は、ｒ−β≦２ａi
≦ｒ＋β、(4)式は、ｒ−β≦ｂi＋ｄi≦ｒ＋βとして
条件判定が行われる。
そして、上記条件を満たす場合には、(7) 式は次式のよ
うに変形される（第６図（ａ））。
うに変形される（第６図（ａ））。
ｕ＝(ｄi−ｂi)／２ ｖ＝(ｒ−２ａi)／２ …(8) ここに、ｒ；前述の方法により検出したウエハ直径 (8)式を(6)式に適用することによつて３点のデータより
偏心量検出ができる。
偏心量検出ができる。
なお、上記ｒi＝ρi＋ρi+180゜（４点検出法ではａ＋
ｃ、ｂ＋ｄ、３点検出法では２ａi、ｂi＋ｄi）がノイ
ズ成分判定用の直径ｒの許容範囲に入るか否かを条件判
定する場合には、(3) (4)或いはこの変形式を用いるだ
けでも、充分であり、上記圧縮データ法を省略してもよ
い。上記実施例では、条件判定に念を入れて、上記圧縮
データ法を併用させたものである。
ｃ、ｂ＋ｄ、３点検出法では２ａi、ｂi＋ｄi）がノイ
ズ成分判定用の直径ｒの許容範囲に入るか否かを条件判
定する場合には、(3) (4)或いはこの変形式を用いるだ
けでも、充分であり、上記圧縮データ法を省略してもよ
い。上記実施例では、条件判定に念を入れて、上記圧縮
データ法を併用させたものである。
また、４点検出法或いは３点検出法を１回だけでなく、
これをθステージの回転角度を変えて、前記条件判定を
満たすθ＝Ａ0〜Ａｎの範囲（ウエハ全周）の全ての４
点或いは３点で実行して、求めたウエハ偏心量の度数分
布よりＸ軸成分，Ｙ軸成分の最頻度を検出し〔第５図
（ｂ）〕、最頻度より有効範囲±γ1，γ2（γ1，γ2は
それぞれＸ軸成分，Ｙ軸成分の偏心量として許容できる
任意の定数）内に含まれているデータのみを取り出し、
その平均値から、偏心量を求めてもよい。この偏心量は
次式により決定できる。
これをθステージの回転角度を変えて、前記条件判定を
満たすθ＝Ａ0〜Ａｎの範囲（ウエハ全周）の全ての４
点或いは３点で実行して、求めたウエハ偏心量の度数分
布よりＸ軸成分，Ｙ軸成分の最頻度を検出し〔第５図
（ｂ）〕、最頻度より有効範囲±γ1，γ2（γ1，γ2は
それぞれＸ軸成分，Ｙ軸成分の偏心量として許容できる
任意の定数）内に含まれているデータのみを取り出し、
その平均値から、偏心量を求めてもよい。この偏心量は
次式により決定できる。
ここに、ｅｊ；最頻値より有効範囲±γ１に含まれるデ
ータ Ｋ；そのデータの数 ｆj；最頻値より有効範囲±γ２に含まれるデータ ｌ；そのデータ数 オリフラの方向検出は、前述した圧縮データ値の波形を
用いてオリフラ部の特徴（データ幅、極性の変化）によ
りオリフラ両端部を認識し、その中心をオリフラ中心と
することによつて行う。
ータ Ｋ；そのデータの数 ｆj；最頻値より有効範囲±γ２に含まれるデータ ｌ；そのデータ数 オリフラの方向検出は、前述した圧縮データ値の波形を
用いてオリフラ部の特徴（データ幅、極性の変化）によ
りオリフラ両端部を認識し、その中心をオリフラ中心と
することによつて行う。
以上のように本発明によれば、３点或いは４点検出法に
よりウエハ偏心量を算出する場合に、ウエハ外周に欠
け、レジストのはく離、サブオリフラ等のノイズ成分が
存在していても、そのノイズ成分のある３点データ，４
点データを回避して適正な３点データ或いは４点データ
を選択するので、正確なウエハ偏心量を求め、ウエハ中
心の位置を常に高精度に整合できるという効果がある。
よりウエハ偏心量を算出する場合に、ウエハ外周に欠
け、レジストのはく離、サブオリフラ等のノイズ成分が
存在していても、そのノイズ成分のある３点データ，４
点データを回避して適正な３点データ或いは４点データ
を選択するので、正確なウエハ偏心量を求め、ウエハ中
心の位置を常に高精度に整合できるという効果がある。
第１図は本発明の適用対象となるウエハ整合装置の一実
施例を示す全体構成図、第２図は第１図の計算機におけ
るプログラムの一実施例を示すフローチヤート、第３図
はウエハと一次元イメージセンサの関係の説明図、第４
図はウエハの直径の検出方法の説明図、第５図は４点デ
ータによる偏心検出方法の説明図、第６図は３点データ
による偏心検出方法の説明図である。 １……Ｘ−Ｙステージ、２……θステージ、３……ウエ
ハ、４……Ｘ軸制御系、５……Ｙ軸制御系、６……駆動
モータ、７……タイミングベルト、８……回転角検出
器、１１，１２，１３，１４……ウエハ外縁位置検出器
（光源，集光レンズ，結像レンズ，一次元イメージセン
サ）、１５……電子計算機。
施例を示す全体構成図、第２図は第１図の計算機におけ
るプログラムの一実施例を示すフローチヤート、第３図
はウエハと一次元イメージセンサの関係の説明図、第４
図はウエハの直径の検出方法の説明図、第５図は４点デ
ータによる偏心検出方法の説明図、第６図は３点データ
による偏心検出方法の説明図である。 １……Ｘ−Ｙステージ、２……θステージ、３……ウエ
ハ、４……Ｘ軸制御系、５……Ｙ軸制御系、６……駆動
モータ、７……タイミングベルト、８……回転角検出
器、１１，１２，１３，１４……ウエハ外縁位置検出器
（光源，集光レンズ，結像レンズ，一次元イメージセン
サ）、１５……電子計算機。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤倉 洋一 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日立 製作所那珂工場内 (56)参考文献 特開 昭60−81613（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−585（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】Ｘ，Ｙ２軸方向に可動なＸ−Ｙステージ
と、ウエハを真空吸着して回転させるθステージと、該
θステージの回転角を検出する回転角検出器と、前記ウ
エハの外縁位置を検出するウエハ外縁位置検出器とを備
え、前記ウエハ外縁位置検出器を用いて検出した前記ウ
エハの３ないし４点でのウエハ外縁位置を検出した結果
から、３点検出法或いは４点検出法を用いて前記ウエハ
の前記θステージに対する偏心量のＸ軸成分，Ｙ軸成分
を演算し、このＸ軸成分，Ｙ軸成分相当の位置修正を前
記Ｘ−Ｙステージを用いて行うウエハ位置整合方法にお
いて、 前記ウエハ外縁位置検出器を用いてウエハ全周の外縁位
置を所定の回転角度単位に多数等分化した点（これらの
点を等分点と称し、等分点は前記３点検出法或いは４点
検出法の３ないし４点データの多数候補となり得るよう
等分化されている）で前記θステージの回転角度と関係
させて検出し、これらのウエハ外縁位置データより演算
手段を用いてウエハ全周の前記各等分点のウエハ外縁位
置・θステージの回転中心間の距離ρを算出し、この距
離算出データを用いて、前記θステージの回転角Ａiに
対応のウエハ外縁位置・θステージ回転中心間の距離ρ
ｉと、前記回転角Ａiから１８０゜離れた回転角Ａ
i+180゜に対応のウエハ外縁位置・θステージの回転中
心間の距離ρi+180゜との和を求め、この和を仮のウエ
ハ直径ｒiとし、この仮のウエハ直径ｒiの算出をウエハ
半周すなわち前記回転角Ａiが０゜〜１８０゜の範囲の
各等分点で行い、これらの直径ｒiを算出した結果から
前記ウエハの直径ｒiの度数分布を作成して最頻値を求
め、該最頻値の有効範囲内に含まれるデータの平均値を
算出して、該算出値をノイズ成分判定用のウエハ直径ｒ
とし、 前記３点検出法或いは４点検出法を実行する場合には、
前記ウエハの３点或いは４点の外縁位置に対応の前記仮
の直径ｒiが前記ノイズ成分判定用直径ｒの許容範囲に
入るか条件判定を行い、この条件を満たせば前記３点検
出法或いは４点検出法による偏心量演算を行い、前記条
件を満たさない場合には、条件を満たすまで前記θステ
ージの回転角度を変えて別の外縁位置の３点或いは４点
について前記条件判定を行うことを特徴とするウエハ位
置整合方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記θス
テージに対する前記ウエハの偏心量を演算する場合に
は、まず４点検出法に用いる前記ウエハの４点の外縁位
置に対応の仮の前記直径ｒiが前記ノイズ成分判定用直
径ｒの許容範囲に入るか否かの条件判定を行い、この条
件判定をウエハ全周の全ての等分点で行っても条件を満
たさない場合には、前記４点検出法に代わって前記３点
検出法による偏心量演算を実行することを特徴とするウ
エハ位置整合方法。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項又は第２項におい
て、前記３点検出法或いは前記４点検出法を、前記θス
テージの回転角度を変えて前記条件判定を満たす前記ウ
エハの全周の各等分点で実行して、前記ウエハの偏心量
のＸ軸成分，Ｙ軸成分の度数分布を作成しこの度数分布
の中の最頻値の有効範囲内に含まれるデータの平均値か
ら前記Ｘ軸成分，Ｙ軸成分を算出するウエハ位置整合方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63180258A JPH0626232B2 (ja) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | ウエハ位置整合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63180258A JPH0626232B2 (ja) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | ウエハ位置整合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0231443A JPH0231443A (ja) | 1990-02-01 |
| JPH0626232B2 true JPH0626232B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=16080112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63180258A Expired - Fee Related JPH0626232B2 (ja) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | ウエハ位置整合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626232B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58198896A (ja) * | 1982-05-14 | 1983-11-18 | 松下電工株式会社 | 照明器具 |
| JP3074313B2 (ja) * | 1993-01-26 | 2000-08-07 | 株式会社メックス | ウエハーの位置決め装置 |
| JP4547524B2 (ja) * | 2000-12-05 | 2010-09-22 | 川崎重工業株式会社 | ワーク処理方法、ワーク処理装置およびロボット |
| WO2003043077A1 (fr) * | 2001-11-14 | 2003-05-22 | Rorze Corporation | Procede et appareil de positionnement de plaquette, systeme de traitement et procede de positionnement de l'axe du siege de plaquette d'un appareil de positionnement de plaquette |
| JP4063526B2 (ja) * | 2001-11-14 | 2008-03-19 | ローツェ株式会社 | ウエハ位置決め装置のウエハ座回転軸線位置決め方法およびその方法を用いたウエハ位置決め装置 |
| JP4961895B2 (ja) * | 2006-08-25 | 2012-06-27 | 東京エレクトロン株式会社 | ウェハ搬送装置、ウェハ搬送方法及び記憶媒体 |
| US8752449B2 (en) | 2007-05-08 | 2014-06-17 | Brooks Automation, Inc. | Substrate transport apparatus with multiple movable arms utilizing a mechanical switch mechanism |
| JP6313030B2 (ja) * | 2013-12-02 | 2018-04-18 | 株式会社ダイヘン | ウエハ情報処理装置 |
| US9886029B2 (en) | 2013-12-02 | 2018-02-06 | Daihen Corporation | Workpiece processing apparatus and workpiece transfer system |
| JP2015222796A (ja) * | 2014-05-23 | 2015-12-10 | 東京エレクトロン株式会社 | ウエハの位置検出装置、ウエハの位置検出方法、及び記憶媒体 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54585A (en) * | 1977-06-02 | 1979-01-05 | Terumetsuku Kk | Automatic angle setting device |
| JPS6081613A (ja) * | 1983-10-11 | 1985-05-09 | Hitachi Ltd | ウエハ整合装置 |
-
1988
- 1988-07-21 JP JP63180258A patent/JPH0626232B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0231443A (ja) | 1990-02-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |