JPH0637170A - ウェーハアライメント方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ウェーハの中心からオリエンテーション・フ
ラットまでの距離の異なる種類のウェーハ，並びに，直
径の異なるウェーハに対しても, 同様に処理できるウェ
ーハアライメント方法と装置を提供する。 【構成】 オリエンテーション・フラット７に垂直なひ
とつのウェーハ端面にストッパ１をあてがい，他のウェ
ーハ端面から該ウェーハを該ストッパーに押しつけるス
テップと，ウェーハの直径を測定するステップと，該直
径の値より，オリエンテーション・フラットに対向する
ストッパーの移動量を算出するステップと，ストッパー
を所定量移動し，ウェーハを該ストッパーへ押しつける
ステップとを有するように構成し, 並びに，７に平行
に，ウェーハ端面を押すプッシャー２と，他のウェーハ
端面に対向して設けられるストッパー４と，該ウェーハ
の直径を測定するセンサー７と，該直径の値より，スト
ッパー１の移動量を算出するコントロールユニットと，
７に対して垂直方向にウェーハを該ストッパー１へ押し
つけるプッシャー３とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，半導体ウェーハの位置
決めを行うウェーハアライメント方法に関する。( 以
下, 半導体ウェーハを単にウェーハと呼ぶ。)半導体装
置の製造工程においては，ウェーハアライメントは度々
起こってくる重要な工程である。Siデバイスの製造に用
いられるウェーハの形( 通常は円形)と大きさ( 通常,
直径で表す) とは, 一定していて，しかも, ウェーハは
ウェーハの一つの弦を境に弓形部がカットされている(
このようなウェーハを標準ウェーハと呼ぶ)。このカッ
ト面はオリエンテーション・フラット（OF)と呼ばれ，
ウェーハアライメントの一つの基準面になる。ウェーハ
の中心からOFまでの距離(D) は規格により一定である。
しかし, モニタチップを搭載するウェーハ( これをモニ
タウェーハと呼ぶ)は, 通常OFに平行な一つの面(OF')
によってモニタチップがカットされている。従ってモニ
タウェーハの中心からOF' までの距離(D')はD よりも小
さい。

【０００２】このモニタウェーハは, 従来, 標準ウェー
ハと同様にはアライメントすることができないので,製
造工程の効率向上の障害になっている。

【０００３】

【従来の技術】半導体ウェーハ上のパターンは, 一般に
ウェーハのOFと, OFに垂直な一つのウェーハ端面 (直径
の一つの端に接する平面のこと。) を基準にして形成さ
れるものである。

【０００４】図5 は, ウェーハ上に既に焼付られたパタ
ーンを所定の位置に一致させ, 同時にOFを所定の方向に
向ける従来のウェーハアライメントの方法を説明する模
式図である。

【０００５】先ず, ウェーハ41がステージ( 図示せず)
に載せられると, 四個の円周ガイド42がセンターリング
機構により, ウェーハ41をステージの中心43に向かって
押しつける。その結果, ウェーハ41の中心とステージ中
心43が位置合わせされる。次ぎに, ステージを中心軸の
回りに回転し, 光を用いた円周位置センサー44によっ
て, ウェーハ41のOF 47を円周位置センサー44の位置に
おいてY 方向に一致させる。その後, OF 47がX 方向と
一致するようにOF 47をローラガイド45の方に向け, ス
テージを90°回転し, ローラガイド45をOF 47の位置ま
で前進させる。その後, リンクガイド46をウェーハ41に
押しつけると, ウェーハ41の右端面とOF 47が固定され
てウェーハアライメントが終了する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のウェーハアライ
メント方法は, 通常のウェーハに対して行われるもので
ローラガイド45の前進できる範囲は規定されている。し
かし，前述のモニタウェーハに対しては, ローラガイド
45はこの範囲以上に前進しなければならないのである
が, 従来のウェーハアライメント装置ではこれはできな
い。一般に, D の異なる種類のウェーハに対して, 従来
のウェーハアライメント方法は, 同様に対応することが
できない。このような場合には, 手作業或いはマニュア
ル動作によって処理するほかはなく, そのため処理時間
が長くなるという問題生じる。

【０００７】そこで, 本発明は, D の異なる種類のウェ
ーハ，並びに，直径の異なるウェーハに対して同様に処
理できるウェーハアライメント方法と装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題は, 下記方法に
よって解決される。オリエンテーション・フラットに垂
直なひとつのウェーハ端面にストッパをあてがい，他の
ウェーハ端面から該ウェーハを該ストッパーに押しつけ
るステップと，ウェーハの直径を測定するステップと，
該直径の値より，オリエンテーション・フラットに対向
するストッパーの移動量を算出するステップと，ストッ
パーを所定量移動し，オリエンテーション・フラットに
対して垂直方向にウェーハを該ストッパーへ押しつける
ステップとを有するウェーハアライメント方法，並び
に，ウェーハのオリエンテーション・フラットに平行
に，ウェーハ端面を押すプッシャーと，他のウェーハ端
面に対向して設けられるストッパーと，該ウェーハの直
径を測定するセンサーと，該直径の値より，オリエンテ
ーション・フラットに対向して設けられたストッパーの
移動量を算出するコントロールユニットと，オリエンテ
ーション・フラットに対して垂直方向にウェーハを該ス
トッパーへ押しつけるプッシャーとを有するウェーハア
ライメント装置。

【０００９】図1 は本発明の原理説明図である。図にお
いて, 1 はウェーハの円周を止めるストッパー, 2 はウ
ェーハの円周を押すプッシャー, 3 はOFを押すプッシャ
ー,4 はチップレイアウトの際の基準面であるウェーハ
の右端面を止めるストッパー, 5 はウェーハの直径を測
定するセンサーである。図1 においては, 図5 における
センタリング機構で駆動される四個の円周ガイド42は図
示されていない。

【００１０】従来と同じ方法によりセンタリングされた
ウェーハ6 をプッシャー2 によりストッパー4 に押しつ
ける。センサー5 により測定された直径と標準の直径と
の差をもとにストッパー1 を固定し, プッシャー3 によ
りストッパー1 でウェーハ6が止まるまでOF 7を押しつ
ける。このようにしてD の如何に係わらずウェーハアラ
イメントができる。

【００１１】

【作用】本発明の方法によれば, ウェーハの直径に変動
があっても, 同様に処理することができる。

【００１２】図2 は直径の異なる二つのウェーハのアラ
イメントを説明する図である。センサー5 により測定さ
れたウェーハ6 の直径が標準ウェーハの直径よりもΔR
大きかった場合には ストッパー1 の位置を標準位置(
標準ウェーハに対する位置) より外側へΔR/2 移動させ
る。反対に, ウェーハ6 の直径が標準ウェーハの直径よ
りもΔR 小さかった場合にはストッパー1 の位置を標準
位置より内側へΔR/2 移動させる。この位置のストッパ
ー1 へウェーハ6 のOA' を押しつけることにより, ウェ
ーハ6, 12 上のパターン13は位置合わせされて, ウェー
ハアライメントができあがるので, 直径の相違には関係
なくウェーハアライメントが可能である。

【００１３】本発明は，加工精度の誤差範囲内で直径の
異なるウェーハに対しては勿論，一般に直径の異なるウ
ェーハに対しても適用できる。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例について, 図を参照しながら
説明する。図3 は本発明によるウェーハアライメントの
方法を実行するための装置機構を説明する図である。全
図において同一の符号は同一の部材を表すものとする。

【００１５】図3 において, 8 はCPU , 9 はドライバー
回路, 10,11は電磁弁である。1 はストッパーで, 一方
向に任意の位置へ移動できるように, これをモーター駆
動のおくりねじに接続している。2 及び3 はプッシャー
で, シリンダーで駆動され,或る程度のストロークを持
たせるためにバネ等の緩衝機構を備えている。

【００１６】センサー5 により測定されたウェーハ6 の
直径データはCPU 8 に送られ, そこにおいてストッパー
1の移動量が計算され, ストッパー 1の移動指示が, ド
ライバー回路8 を経由してストッパー 1の駆動モーター
に送られる。又, CPU 8 は電磁弁 9, 10をそれぞれ制御
することによってプッシャー2, 3が駆動される。

【００１７】図４は本発明によるウェーハアライメント
の方法を説明するフローチャートである。先ず, S1で,
従来の方法によってウェーハ6 がステージ上に載置され
センタリングされるものとする。この状態で, OFはX 方
向にあり, ウェーハ6 の中心はセンサー5 の中心軸（Ｘ
方向）上にある。次ぎに, S2で,プッシャー2 によりウ
ェーハ6 をストッパー 4に押しつける。

【００１８】次ぎに, S3で, センサー5 によりウェーハ
6 の外周を測定するか又は, 直接ウェーハ6 の直径を測
定し, S4で, ウェーハ6 の直径と標準ウェーハの直径と
の差を計算し, ストッパー1 の移動量を求める。。

【００１９】S5で, 該計算値を基にして ストッパー 1
を所定の位置へ移動させる。最後に, S6で, プッシャー
3 をウェーハ6 のOF 7に当て, ウェーハ6 をY 方向に,
ストッパー 1に押しつける。このようにして, ウェーハ
6 のアライメントは終了する。

【００２０】

【発明の効果】本発明によって, ウェーハ中心からOFま
での距離の如何に係わらず, 又ウェーハの直径の変動に
も係わらず, 同様にウェーハアライメントが可能な方法
及びその装置が提供される。その結果, 半導体装置製造
工程におけるスループットの改善に寄与するところが大
きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の原理説明図

【図２】 本発明による直径の異なる二つのウェーハの
ウェーハアライメントを説明する図

【図３】 本発明のウェーハアライメント装置の機構を
説明する図

【図４】 本発明のウェーハアライメント方法のフロー
チャート

【図５】 従来のウェーハアライメント方法を説明する
図

【符号の説明】

1, 4 ストッパー 2, 3 プッシャー 5, 44 センサー 6, 12, 41 ウェーハ 7, 47 OF 8 CPU 9 ドライバー回路 10, 11 電磁弁 13 パターン 42 円周ガイド 43 ステージ中心 45 ローラガイド 46 リンクガイド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウェーハ上に形成されたパターン
   を位置合わせするウェーハアライメントにおいて, オリエンテーション・フラットに垂直な一方のウェーハ
   端面にストッパーをあてがい，他方のウェーハ端面から
   該ウェーハを該ストッパーに押しつけるステップと， センサーにより, 該ウェーハの直径を測定するステップ
   と， 該直径値より，オリエンテーション・フラットに対向す
   るストッパーの標準位置からの移動量を算出するステッ
   プと， ストッパーを所定量移動し，オリエンテーション・フラ
   ットに対して垂直方向にウェーハを該ストッパーへ押し
   つけるステップとを有することを特徴とするウェーハア
   ライメント方法。
2. 【請求項２】 半導体ウェーハ上に形成されたパターン
   を位置合わせするウェーハアライメント装置において, 一方のウェーハ端面を, ウェーハのオリエンテーション
   ・フラットに平行な方向に押すプッシャーと，これに対
   向する他方のウェーハ端面に設けられるストッパーと， 該ウェーハの直径を測定するセンサーと， 該直径値より，オリエンテーション・フラットに対向し
   て設けられたストッパーの標準位置からの移動量を算出
   するコントロールユニットと， オリエンテーション・フラットに対して垂直方向に, オ
   リエンテーション・フラットに対向して設けられた該ス
   トッパーへ該ウェーハを押しつけるプッシャーとを有す
   ることを特徴とするウェーハアライメント装置。
3. 【請求項３】 前記, ウェーハアライメント装置は更
   に, ストッパー用モーターを駆動するドライバー回路
   と, プッシャー用シリンダーを駆動する電磁弁とを有す
   ることを特徴とする請求項２記載のウェーハアライメン
   ト装置。