JPH0917842A - 半導体ウエハのずれ検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、確実にウエハのずれを検出し、後工
程におけるウエハの破損を防止でき、しかも装置を安定
して稼働させることができる方法を提供することを目的
とする。 【構成】２つの主面を有するウエハの一方の主面を、発
光部および受光部を有するセンサの前記発光部に向け、
前記ウエハの他方の主面を前記受光部に向けるようにし
て、前記発光部と前記受光部との間に前記ウエハを載置
する工程と、前記発光部から前記受光部に向けて投影面
において線状または面状の検出光を出射する工程とを具
備し、前記発光部から出射された前記検出光の光量に対
する前記受光部に受光された前記検出光の光量の値があ
らかじめ設定された範囲外になったときに、前記ウエハ
の位置ずれと判断することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造工程
における半導体ウエハ（以下、ウエハを省略する）のず
れ検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程の特定の処理工程
において、ウエハのオリエンテーションフラットを基準
としてウエハを回転させたり、傾けたりするので、この
オリエンテーションフラットをある位置に合わせる工
程、いわゆるオリフラ合わせ工程が必要となる。このオ
リフラ合わせは、通常複数枚、例えば２５枚のウエハを
ウエハカセットに載置させた状態（１カセットもしくは
２カセット）で全てのウエハについて一度に行われる。

【０００３】オリフラ合わせは、例えば次のようにして
行う。底部に開口を有するウエハカセットの底部開口領
域にローラを配置する。このとき、開口領域においてウ
エハの円弧部分（オリエンテーションフラット以外の部
分）はローラと接触する。この状態でローラを回転させ
ると、円弧部分とローラが接触している間はローラの回
転と共にウエハは回転する。そして、ウエハが回転して
ローラの位置にオリエンテーションフラットが来ると、
ローラとウエハとが離れるのでウエハは回転しなくな
る。

【０００４】このようにして、全てのウエハが回転しな
くなった状態でセンシングを行う。センシングにおいて
は、図３に示すように、ウエハＡのオリエンテーション
フラット３２の下方であって、オリエンテーションフラ
ット３２と円弧部分３３との境界部分近傍に検出光３１
を出射して、この検出光３１をウエハが遮ったときに、
ウエハがずれたと判断する。このように、ウエハがずれ
たと判断すると、再度オリフラ合わせを行うか、場合に
よっては装置を停止させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ウエハのずれ検出方法では、検出光３１がスポットであ
り、オリエンテーションフラット３２側しか検出しない
ために、図３に示すウエハＢのように位置がずれていて
も、ウエハＢが検出光３１を遮らないので、位置がずれ
たとは判断されない。このウエハＢをこの状態のまま後
工程に送ると、後工程でウエハが破損する恐れがある。

【０００６】また、許容できる範囲の位置ずれであって
もセンサが位置ずれと判断してしまい、装置が停止して
しまうことがある。

【０００７】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、確実にウエハのずれを検出し、後工程におけるウ
エハの破損を防止でき、しかも装置を安定して稼働させ
ることができる方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は、２
つの主面を有するウエハの一方の主面を、発光部および
受光部を有するセンサの前記発光部に向け、前記ウエハ
の他方の主面を前記受光部に向けるようにして、前記発
光部と前記受光部との間に前記ウエハを載置する工程
と、前記発光部から前記受光部に向けて投影面において
線状または面状の検出光を出射する工程とを具備し、前
記発光部から出射された前記検出光の光量に対する前記
受光部に受光された前記検出光の光量の値があらかじめ
設定された範囲外になったときに、前記ウエハの位置ず
れと判断することを特徴とするウエハのずれ検出方法を
提供する。

【０００９】ここで、検出光の発光部（光源）として
は、波長７００〜１３００ｎｍ（可視光領域）の半導体
レーザ、半導体ウエハに損傷を与えない程度のエネルギ
ーを有する種々の波長のレーザ等を用いることができ
る。

【００１０】また、受光部としては、ＣＣＤ（電荷結合
素子）等の受光素子を用いることができる。なお、発光
部は、線状または面状の検出光を形成するための投光レ
ンズ等の手段を備えていてもよく、受光部は、線状また
は面状の検出光を集光させるための集光レンズ等の手段
を備えていてもよい。

【００１１】発光部と受光部との間にウエハを載置する
方法としては、複数枚のウエハを鉛直方向に立てて収容
したウエハカセットを発光部と受光部との間に載置する
方法等を挙げることができる。なお、ウエハカセットを
発光部と受光部との間に載置しなくても、鏡面体等を用
いて発光部から出射された検出光を半導体ウエハに照射
して受光部で受光することができる配置であればよい。

【００１２】本発明に係る方法によれば、線状または面
状の検出光を用い、出射量に対する受光量の値でウエハ
の位置ずれを定量的に測定するので、ウエハに対する検
出領域が広く、確実に、かつ正確にウエハの位置ずれを
検出することができる。

【００１３】また、出射量に対する受光量の値がある範
囲内にあれば、位置ずれと判断しないので、許容できる
範囲の位置ずれであれば、装置を停止させることなく操
業を続けることができ、作業の適正化を図ることができ
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して具体
的に説明する。

【００１５】図１は、本発明のウエハのずれ検出方法を
説明するための概略図である。また、図２は、本発明の
ウエハずれ検出方法における検出範囲を説明するための
図である。図中１１はウエハカセットを示す。ウエハカ
セット１１は、複数の溝を有する箱型形状を有してお
り、上部にフランジ部１１ａを備え、底部に開口部１１
ｂを有するものである。このウエハカセット１１の溝に
沿って複数枚、例えば２５枚のウエハＷが鉛直方向に立
てた状態で並設されている。また、２つのウエハカセッ
ト１１は、その下部が図示しないパレットの開口部に嵌
合された状態で一体的に移動可能になっている。

【００１６】ウエハカセット１１の下方には、オリフラ
合わせを行うためのローラ１２が配置されている。この
ローラ１２は、駆動手段１３により回転可能になってい
る。また、このローラ１２および駆動手段１３は、図示
しない昇降手段により一体的に昇降可能に構成されてい
る（図１中の矢印方向）。

【００１７】また、センシングの際にウエハカセット１
１を挟むようにして、センサの発光部１４ａ，１４ｂお
よび受光部１５ａ，１５ｂが配置されている。すなわ
ち、ウエハカセット１１は、ウエハの一方の主面を発光
部１４ａ，１４ｂに向け、ウエハの他方の主面を受光部
１５ａ，１５ｂに向けるようにして、センサの発光部１
４ａ，１４ｂと受光部１５ａ，１５ｂとの間に位置す
る。なお、受光部１５ａ，１５ｂは、図示しない制御手
段に電気的に接続されている。

【００１８】次に、本発明のウエハのずれ検出方法の手
順について説明する。

【００１９】図示しないパレットによりウエハカセット
１１のフランジ部１１ａを支持して、オリフラ合わせを
行う所定の位置まで移動させる。次いで、ローラ１２が
ウエハカセット１１の開口部１１ｂから露出したウエハ
Ｗの円弧部分１８に当接するまで、図示しない昇降手段
により、ローラ１２および駆動手段１３を一体的に上昇
させる。

【００２０】次いで、ローラ１２を駆動手段１３により
回転させてオリフラ合わせを行う。具体的には、ローラ
１２を回転させると、円弧部分１８とローラ１２が接触
している間はローラ１２の回転と共にウエハＷが回転
し、ローラ１２の位置にオリエンテーションフラット１
７が来ると、すなわち、オリエンテーションフラット１
７が下向きになり、ほぼ水平となると、ローラ１２とウ
エハＷとが離れてウエハＷは回転しなくなる。このよう
にしてウエハカセット内の全てのウエハＷが回転しなく
なったときにオリフラ合わせを終了する。通常オリフラ
合わせの時間は、ウエハＷの枚数等を考慮してローラ１
２の回転時間を調節することにより制御する。

【００２１】次いで、昇降手段により、ローラ１２およ
び駆動手段１３を一体的に下降させ、パレットを上昇さ
せることにより、センサの発光部１４ａ，１４ｂと受光
部１５ａ，１５ｂとの間の位置までウエハカセット１１
を上昇させる。そして、この状態でウエハの位置ずれの
センシングを行う。

【００２２】センシングにおいては、例えば波長７００
ｎｍの半導体レーザを光源として、センサの発光部１４
ａ，１４ｂから線状の検出光１６を受光部１５ａ，１５
ｂに向けて出射する。このとき、線状の検出光１６は、
ウエハＷに遮られた状態で受光部１５ａ，１５ｂに受光
される。したがって、出射された検出光１６の光量およ
び受光された検出光１６の光量により、ウエハＷが存在
する領域を確定することができる。すなわち、この光量
と、検出光を遮るウエハＷの距離とをあらかじめ対応さ
せておくことにより、ウエハＷが正確に載置されている
かどうかが分かる。

【００２３】これを利用して、あらかじめウエハＷの位
置ずれの許容範囲を定めておき、出射量に対する受光量
の値がこの許容範囲を外れたときに、ウエハＷの位置ず
れが起きたと判断することができる。例えば、８インチ
ウエハの場合には、位置ずれの許容範囲を１．０〜５．
０ｍｍに設定し、この範囲を超えたときにウエハの位置
ずれが発生しているとすることにより、ウエハの位置ず
れを正確に検出することができる。

【００２４】このようにすることにより、ウエハに対す
る検出領域が広くなり、確実に、かつ正確にウエハの位
置ずれを検出することができる。したがって、図２に示
すウエハＡについては、位置ずれがないと判断され、ウ
エハＢについては、位置ずれがあると判断される。

【００２５】このように、ウエハの位置ずれが検出され
ると、再度オリフラ合わせが行われるか、場合によって
は、警報等を鳴らして操業を停止させる。

【００２６】実際の半導体装置の製造工程において、ス
ポット状の検出光を用いてウエハの位置ずれを検出する
従来の方法では、月に１〜２回の割合で、ウエハの位置
ずれを正確に検出することができずに、位置がずれたウ
エハが搬送中に破損する事故が起きている。これによ
り、事故発生部分の洗浄やフィルタの洗浄等の多大な時
間を要して長時間にわたって操業を停止せざるを得なか
った。これに対して、線状または面状の検出光を用いて
ウエハの位置ずれを検出する本発明の方法では、ウエハ
の位置ずれの検出もれによるウエハの破損は全くなく、
良好に操業することができた。

【００２７】上記実施例においては、検出光として線状
の検出光を用いた例について説明しているが、本発明に
おいては、検出光として面状の検出光を用いても同様に
正確にウエハの位置ずれを検出することができる。

【００２８】また、上記実施例においては、線状の検出
光が照射されるウエハの全ての領域について位置ずれを
検出しているが、線状の検出光を複数に分断して、その
検出光が照射された部分（例えば、オリエンテーション
フラット近傍に２か所、上方の円弧部に２か所の計４か
所）ついて位置ずれを検出してもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明のウエハのず
れ検出方法は、センサの発光部と受光部との間にウエハ
を載置し、発光部から受光部に向けて投影面において線
状または面状の検出光を出射して、発光部から出射され
た検出光の光量に対する受光部に受光された検出光の光
量の値があらかじめ設定された範囲外になったときに、
ウエハがずれたと判断するので、確実にウエハのずれを
検出し、後工程におけるウエハの破損を防止でき、しか
も装置を安定して稼働させることができるものである。
これにより、ウエハの処理工程における歩留りを向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のウエハずれ検出方法を説明するための
概略図。

【図２】本発明のウエハずれ検出方法における検出範囲
を説明するための図。

【図３】従来のウエハずれ検出方法における検出範囲を
説明するための図。

【符号の説明】

１１…ウエハカセット、１１ａ…フランジ部、１１ｂ…
開口部、１２…ローラ、１３…駆動手段、１４ａ，１４
ｂ…発光部、１５ａ，１５ｂ…受光部、１６…検出光、
１７…オリエンテーションフラット、１８…円弧部分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２つの主面を有する半導体ウエハの一方の
   主面を、発光部および受光部を有するセンサの前記発光
   部に向け、前記半導体ウエハの他方の主面を前記受光部
   に向けるようにして、前記発光部と前記受光部との間に
   前記半導体ウエハを載置する工程と、 前記発光部から前記受光部に向けて投影面において線状
   または面状の検出光を出射する工程と、を具備し、 前記発光部から出射された前記検出光の光量に対する前
   記受光部に受光された前記検出光の光量の値があらかじ
   め設定された範囲外になったときに、前記半導体ウエハ
   の位置ずれと判断することを特徴とする半導体ウエハの
   ずれ検出方法。