JPH0936206A - 半導体ウエハの位置合わせ装置 - Google Patents
半導体ウエハの位置合わせ装置Info
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- JPH0936206A JPH0936206A JP20922895A JP20922895A JPH0936206A JP H0936206 A JPH0936206 A JP H0936206A JP 20922895 A JP20922895 A JP 20922895A JP 20922895 A JP20922895 A JP 20922895A JP H0936206 A JPH0936206 A JP H0936206A
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- Japan
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- semiconductor wafer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体ウエハのオリエンテーションフラット
部の位置を高速に、かつ高精度に検出し、半導体ウエハ
の位置合わせを行うことができる半導体ウエハの位置合
わせ装置を提供する。 【解決出段】 ステージに回転可能に支持した半導体ウ
エハを照明し、その像を、該像の円周に一致する円形開
口を有するマスクを介して撮像素子上に結像させる。す
ると高精度な撮像素子上に取り込まれた光学像は、半導
体ウエハのオリエンテーションフラット部のエッジの外
側のみが弓形の明部となる。その明部の位置、特にエッ
ジの位置からオリエンテーションフラット部の位置を非
接触で検出し、これに応じてオリエンテーションフラッ
ト部の位置が予め設定された目標位置になるようにステ
ージを駆動して半導体ウエハを回転させることで、半導
体ウエハを高精度に、かつ高速に位置合わせ可能とな
る。
部の位置を高速に、かつ高精度に検出し、半導体ウエハ
の位置合わせを行うことができる半導体ウエハの位置合
わせ装置を提供する。 【解決出段】 ステージに回転可能に支持した半導体ウ
エハを照明し、その像を、該像の円周に一致する円形開
口を有するマスクを介して撮像素子上に結像させる。す
ると高精度な撮像素子上に取り込まれた光学像は、半導
体ウエハのオリエンテーションフラット部のエッジの外
側のみが弓形の明部となる。その明部の位置、特にエッ
ジの位置からオリエンテーションフラット部の位置を非
接触で検出し、これに応じてオリエンテーションフラッ
ト部の位置が予め設定された目標位置になるようにステ
ージを駆動して半導体ウエハを回転させることで、半導
体ウエハを高精度に、かつ高速に位置合わせ可能とな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハの一
部を切り欠いてなるオリエンテーションフラット部を検
出してその円周方向位置を合わせるための装置に関する
ものである。
部を切り欠いてなるオリエンテーションフラット部を検
出してその円周方向位置を合わせるための装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエハを処理する場合、処理装置
に対してこのウエハを位置合わせする必要があることか
ら、ウエハの周縁の一部を切り欠いてなるオリエンテー
ションフラット部をもって位置合わせを行っている。具
体的には、まずウエハをテーブルに回転可能にセット
し、そのオリエンテーションフラット部の位置を検出
し、オリエンテーションフラット部の位置が予め設定さ
れた目標位置になるように前記ステージを回転駆動する
ようにしている。
に対してこのウエハを位置合わせする必要があることか
ら、ウエハの周縁の一部を切り欠いてなるオリエンテー
ションフラット部をもって位置合わせを行っている。具
体的には、まずウエハをテーブルに回転可能にセット
し、そのオリエンテーションフラット部の位置を検出
し、オリエンテーションフラット部の位置が予め設定さ
れた目標位置になるように前記ステージを回転駆動する
ようにしている。
【０００３】ここで、一般的に半導体ウエハのオリエン
テーションフラット部の形成位置を検出するには、半導
体ウエハの周縁部を光軸が通過するようにフォトセンサ
を設置し、回転テーブル上に載置された半導体ウエハを
所定の回転速度で回転させて、オリエンテーションフラ
ット部がフォトセンサの光軸上を通過したときのセンサ
信号を基にその位置を検出する方法や、特開平５−８２
６２８号公報に開示されているように、回転するウエハ
を上部から照明してカメラで撮像し、これを画像処理し
てエッジ部を検出し、これによりオリエンテーションフ
ラット部の位置を判断する方法などが知られている。
テーションフラット部の形成位置を検出するには、半導
体ウエハの周縁部を光軸が通過するようにフォトセンサ
を設置し、回転テーブル上に載置された半導体ウエハを
所定の回転速度で回転させて、オリエンテーションフラ
ット部がフォトセンサの光軸上を通過したときのセンサ
信号を基にその位置を検出する方法や、特開平５−８２
６２８号公報に開示されているように、回転するウエハ
を上部から照明してカメラで撮像し、これを画像処理し
てエッジ部を検出し、これによりオリエンテーションフ
ラット部の位置を判断する方法などが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記フ
ォトセンサを用いる方法にあってはこのフォトセンサの
精度が低く、半導体ウエハのオリエンテーションフラッ
ト部の位置を高精度に検出することができないという問
題があった。また、ウエハをカメラで撮像して画像処理
してエッジ検出する方法にあっては、その処理が複雑に
なるという問題があった。更にいずれの方法もウエハを
回転させてそのオリエンテーションフラット部の位置を
検出することから、検出に要する時間が長くなり、スル
ープットが低下するという問題もあった。
ォトセンサを用いる方法にあってはこのフォトセンサの
精度が低く、半導体ウエハのオリエンテーションフラッ
ト部の位置を高精度に検出することができないという問
題があった。また、ウエハをカメラで撮像して画像処理
してエッジ検出する方法にあっては、その処理が複雑に
なるという問題があった。更にいずれの方法もウエハを
回転させてそのオリエンテーションフラット部の位置を
検出することから、検出に要する時間が長くなり、スル
ープットが低下するという問題もあった。
【０００５】本発明は上記したような従来技術の問題点
に鑑みなされたものであり、その主な目的は、半導体ウ
エハのオリエンテーションフラット部の位置を高速に、
かつ高精度に検出し、半導体ウエハの位置合わせを行う
ことができる半導体ウエハの位置合わせ装置を提供する
ことにある。
に鑑みなされたものであり、その主な目的は、半導体ウ
エハのオリエンテーションフラット部の位置を高速に、
かつ高精度に検出し、半導体ウエハの位置合わせを行う
ことができる半導体ウエハの位置合わせ装置を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記した目的は本発明に
よれば、円板状をなす半導体ウエハの一部を切り欠いて
なるオリエンテーションフラット部を検出してその円周
方向位置を合わせるための装置であって、前記半導体ウ
エハを回転可能に支持するステージと、前記ステージに
支持された半導体ウエハを照明する手段と、前記照明さ
れた半導体ウエハの像を該ウエハの周囲をも含むように
撮像素子上に結像させる光学系と、前記光学系と前記撮
像素子との間に配置され、前記結像した半導体ウエハの
像よりも小さく、かつ該像に於ける中心からオリエンテ
ーションフラット部までの距離よりも大きい径の円形開
口が前記半導体ウエハの像と同心をなすように設けられ
たマスクと、前記撮像素子により取り込まれた半導体ウ
エハの像の明部の位置から前記オリエンテーションフラ
ット部の位置を検出する手段と、前記オリエンテーショ
ンフラット部の位置が予め設定された目標位置になるよ
うに前記ステージを駆動して前記半導体ウエハを回転さ
せる手段とを有することを特徴とする半導体ウエハの位
置合わせ装置を提供することにより達成される。
よれば、円板状をなす半導体ウエハの一部を切り欠いて
なるオリエンテーションフラット部を検出してその円周
方向位置を合わせるための装置であって、前記半導体ウ
エハを回転可能に支持するステージと、前記ステージに
支持された半導体ウエハを照明する手段と、前記照明さ
れた半導体ウエハの像を該ウエハの周囲をも含むように
撮像素子上に結像させる光学系と、前記光学系と前記撮
像素子との間に配置され、前記結像した半導体ウエハの
像よりも小さく、かつ該像に於ける中心からオリエンテ
ーションフラット部までの距離よりも大きい径の円形開
口が前記半導体ウエハの像と同心をなすように設けられ
たマスクと、前記撮像素子により取り込まれた半導体ウ
エハの像の明部の位置から前記オリエンテーションフラ
ット部の位置を検出する手段と、前記オリエンテーショ
ンフラット部の位置が予め設定された目標位置になるよ
うに前記ステージを駆動して前記半導体ウエハを回転さ
せる手段とを有することを特徴とする半導体ウエハの位
置合わせ装置を提供することにより達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】ステージに回転可能に支持した半
導体ウエハを照明し、その像を、該像の円周に一致する
円形開口を有するマスクを介して撮像素子上に結像させ
る。すると高精度な撮像素子上に取り込まれた光学像
は、半導体ウエハのオリエンテーションフラット部のエ
ッジの外側のみが弓形の明部となる。その明部の位置、
特にエッジの位置からオリエンテーションフラット部の
位置を検出し、これに応じてオリエンテーションフラッ
ト部の位置が予め設定された目標位置になるようにステ
ージを駆動して半導体ウエハを回転させることで、半導
体ウエハを高精度に、かつ高速に位置合わせ可能とな
る。
導体ウエハを照明し、その像を、該像の円周に一致する
円形開口を有するマスクを介して撮像素子上に結像させ
る。すると高精度な撮像素子上に取り込まれた光学像
は、半導体ウエハのオリエンテーションフラット部のエ
ッジの外側のみが弓形の明部となる。その明部の位置、
特にエッジの位置からオリエンテーションフラット部の
位置を検出し、これに応じてオリエンテーションフラッ
ト部の位置が予め設定された目標位置になるようにステ
ージを駆動して半導体ウエハを回転させることで、半導
体ウエハを高精度に、かつ高速に位置合わせ可能とな
る。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付の図面につい
て詳しく説明する。
て詳しく説明する。
【０００９】図１は、図示されない半導体ウエハの処理
装置に付設された半導体ウエハの位置合わせ装置の構成
を示す図である。この装置は、半導体ウエハＷを例えば
真空吸着によって保持、固定可能であり、かつ回転可能
なステージ１と、このステージ１を回転駆動するための
例えばパルスモータからなるアクチュエータ２と、ステ
ージ１に保持された半導体ウエハＷを下方から照明する
ための例えばハロゲンランプからなる光源３及びミラー
４と、半導体ウエハＷの像を取り込むための撮像素子５
と、半導体ウエハＷの像を撮像素子５上に縮小して結像
するための光学系６と、半導体ウエハ１の光学像の直径
よりも小さく、この光学像に於ける半導体ウエハの中心
からオリエンテーションフラット部に下ろした垂線の長
さ（距離）よりも大きな径の絞り（開口）７ａが設けら
れたマスク７と、撮像素子５で取り込まれた半導体ウエ
ハＷの像からそのオリエンテーションフラット部Ｆの形
成位置及び予め設定された位置にオリエンテーションフ
ラット部が一致するように半導体ウエハＷの回転量を算
出するための演算処理部８と、この演算処理部８による
算出結果を受けてアクチュエータ２にステージ１の回転
量の信号を送るステージコントローラ１０とから構成さ
れている。
装置に付設された半導体ウエハの位置合わせ装置の構成
を示す図である。この装置は、半導体ウエハＷを例えば
真空吸着によって保持、固定可能であり、かつ回転可能
なステージ１と、このステージ１を回転駆動するための
例えばパルスモータからなるアクチュエータ２と、ステ
ージ１に保持された半導体ウエハＷを下方から照明する
ための例えばハロゲンランプからなる光源３及びミラー
４と、半導体ウエハＷの像を取り込むための撮像素子５
と、半導体ウエハＷの像を撮像素子５上に縮小して結像
するための光学系６と、半導体ウエハ１の光学像の直径
よりも小さく、この光学像に於ける半導体ウエハの中心
からオリエンテーションフラット部に下ろした垂線の長
さ（距離）よりも大きな径の絞り（開口）７ａが設けら
れたマスク７と、撮像素子５で取り込まれた半導体ウエ
ハＷの像からそのオリエンテーションフラット部Ｆの形
成位置及び予め設定された位置にオリエンテーションフ
ラット部が一致するように半導体ウエハＷの回転量を算
出するための演算処理部８と、この演算処理部８による
算出結果を受けてアクチュエータ２にステージ１の回転
量の信号を送るステージコントローラ１０とから構成さ
れている。
【００１０】次に、上記構成の半導体ウエハの位置合わ
せ装置の作動要領について説明する。最初に、半導体ウ
エハＷのオリエンテーションフラット部Ｆの検出する。
そのために、まず光源３によりミラー４を介して半導体
ウエハＷを下方から照明し、その光学像を光学系６を介
して撮像素子５上に縮小して結像させる。このとき、撮
像素子５上に結像する半導体ウエハＷの光学像は、該半
導体ウエハのオリエンテーションフラット部として切り
欠かれた部分のうちの絞り７ａの内側部分のみが弓形の
明部となる。この撮像素子５は微小な光感受素子１１を
規則的に配列したものであり、撮像素子５上に光学像を
結像した場合、実像と光学像との位置関係を明確にする
ことが可能となっており、微小な光感受素子の置かれて
いる座標を用いて実像の位置を表すことができるように
なっている。
せ装置の作動要領について説明する。最初に、半導体ウ
エハＷのオリエンテーションフラット部Ｆの検出する。
そのために、まず光源３によりミラー４を介して半導体
ウエハＷを下方から照明し、その光学像を光学系６を介
して撮像素子５上に縮小して結像させる。このとき、撮
像素子５上に結像する半導体ウエハＷの光学像は、該半
導体ウエハのオリエンテーションフラット部として切り
欠かれた部分のうちの絞り７ａの内側部分のみが弓形の
明部となる。この撮像素子５は微小な光感受素子１１を
規則的に配列したものであり、撮像素子５上に光学像を
結像した場合、実像と光学像との位置関係を明確にする
ことが可能となっており、微小な光感受素子の置かれて
いる座標を用いて実像の位置を表すことができるように
なっている。
【００１１】図２に、撮像素子５上に取り込まれた半導
体ウエハＷの像の一例を示す。図中、像のオリエンテー
ションフラット部の位置は撮像素子５の明部Ａのうち最
も距離が離れている光感受素子１１ａと光感受素子１１
ｂとを結ぶ直線に対応する。従って、光感受素子１１ａ
と光感受素子１１ｂとの位置、またはこれらを結ぶ直線
の傾きなどからオリエンテーションフラット部の基準位
置に対する回転角度θを検出することができる。
体ウエハＷの像の一例を示す。図中、像のオリエンテー
ションフラット部の位置は撮像素子５の明部Ａのうち最
も距離が離れている光感受素子１１ａと光感受素子１１
ｂとを結ぶ直線に対応する。従って、光感受素子１１ａ
と光感受素子１１ｂとの位置、またはこれらを結ぶ直線
の傾きなどからオリエンテーションフラット部の基準位
置に対する回転角度θを検出することができる。
【００１２】例えば、撮像素子５の中心を原点Ｏとし、
光感受素子１１ａの座標を（ｘ1，ｙ1）、光感受素子１
１ｂの座標を（ｘ2，ｙ2）とし、半導体ウエハＷの像の
半径（または絞り７ａの半径）をｒとすると、回転角度
θを、
光感受素子１１ａの座標を（ｘ1，ｙ1）、光感受素子１
１ｂの座標を（ｘ2，ｙ2）とし、半導体ウエハＷの像の
半径（または絞り７ａの半径）をｒとすると、回転角度
θを、
【００１３】
【数１】θ＝（ｓｉｎ-1（ｙ1／ｒ）＋ｓｉｎ-1（ｙ2／
ｒ））／２ として求めることができる。
ｒ））／２ として求めることができる。
【００１４】これ以外にも撮像素子５上に取り込まれた
半導体ウエハＷの像のオリエンテーションフラット部の
中点を求め、これと原点Ｏとを結ぶ線の角度を適宜な方
法で求めたり、光感受素子１１ａと光感受素子１１ｂ、
即ち撮像素子５上に取り込まれた半導体ウエハＷの像の
オリエンテーションフラット部の始端と終端とを結ぶ座
標同士を結ぶ線を求め、その角度を求めるなど、演算処
理部８にて計算により容易にオリエンテーションフラッ
ト部の基準位置に対する回転角度θを検出することがで
きる。
半導体ウエハＷの像のオリエンテーションフラット部の
中点を求め、これと原点Ｏとを結ぶ線の角度を適宜な方
法で求めたり、光感受素子１１ａと光感受素子１１ｂ、
即ち撮像素子５上に取り込まれた半導体ウエハＷの像の
オリエンテーションフラット部の始端と終端とを結ぶ座
標同士を結ぶ線を求め、その角度を求めるなど、演算処
理部８にて計算により容易にオリエンテーションフラッ
ト部の基準位置に対する回転角度θを検出することがで
きる。
【００１５】次に、上記検出結果に基づきステージコン
トローラ１０からアクチュエータ２にステージ１の回転
量の信号が送られ、実際にステージ１を回転させ、半導
体ウエハＷを位置合わせすることとなる。
トローラ１０からアクチュエータ２にステージ１の回転
量の信号が送られ、実際にステージ１を回転させ、半導
体ウエハＷを位置合わせすることとなる。
【００１６】尚、本実施例では照明光源としてハロゲン
ランプを用いたが、撮像素子が感受できる波長の光を発
する光源であれば他の光源を用いても良いことは云うま
でもない。また、照明及び光学系の位置関係は照明が半
導体ウエハの直下で光学系が直上である必要はなく、逆
でも良く、撮像素子に取り込まれた光学像と実像の関係
が明確であれば斜めから半導体ウエハ像を取り込んでも
同様な結果が得られる。
ランプを用いたが、撮像素子が感受できる波長の光を発
する光源であれば他の光源を用いても良いことは云うま
でもない。また、照明及び光学系の位置関係は照明が半
導体ウエハの直下で光学系が直上である必要はなく、逆
でも良く、撮像素子に取り込まれた光学像と実像の関係
が明確であれば斜めから半導体ウエハ像を取り込んでも
同様な結果が得られる。
【００１７】
【発明の効果】上記した説明により明らかなように、本
発明による半導体ウエハの位置合わせ装置によれば、ス
テージに回転可能に支持した半導体ウエハを照明し、そ
の像を、該像の円周に一致する円形開口を有するマスク
を介して撮像素子上に結像させる。すると高精度な撮像
素子上に取り込まれた光学像は、半導体ウエハのオリエ
ンテーションフラット部のエッジの外側のみが弓形の明
部となる。その明部の位置、特にエッジの位置からオリ
エンテーションフラット部の位置を非接触で検出し、こ
れに応じてオリエンテーションフラット部の位置が予め
設定された目標位置になるようにステージを駆動して半
導体ウエハを回転させることで、半導体ウエハを高精度
に、かつ高速に位置合わせ可能となる。しかも、その構
成部品としてのステージ、照明手段、光学系、制御回
路、アクチュエータなどが汎用の部品を流用可能である
ことから、装置の構築が容易、かつ安価に可能である。
発明による半導体ウエハの位置合わせ装置によれば、ス
テージに回転可能に支持した半導体ウエハを照明し、そ
の像を、該像の円周に一致する円形開口を有するマスク
を介して撮像素子上に結像させる。すると高精度な撮像
素子上に取り込まれた光学像は、半導体ウエハのオリエ
ンテーションフラット部のエッジの外側のみが弓形の明
部となる。その明部の位置、特にエッジの位置からオリ
エンテーションフラット部の位置を非接触で検出し、こ
れに応じてオリエンテーションフラット部の位置が予め
設定された目標位置になるようにステージを駆動して半
導体ウエハを回転させることで、半導体ウエハを高精度
に、かつ高速に位置合わせ可能となる。しかも、その構
成部品としてのステージ、照明手段、光学系、制御回
路、アクチュエータなどが汎用の部品を流用可能である
ことから、装置の構築が容易、かつ安価に可能である。
【図１】半導体ウエハの処理装置に付設された半導体ウ
エハの位置合わせ装置の構成を示す図。
エハの位置合わせ装置の構成を示す図。
【図２】図１の撮像素子の平面図。
１ ステージ ２ アクチュエータ ３ 光源 ４ ミラー ５ 撮像素子 ６ 光学系 ７ マスク ７ａ 絞り（開口） ８ 演算処理部 １０ ステージコントローラ １１、１１ａ、１１ｂ 光感受素子 Ｗ 半導体ウエハ Ｆ オリエンテーションフラット部
Claims (1)
- 【請求項１】 円板状をなす半導体ウエハの一部を切
り欠いてなるオリエンテーションフラット部を検出して
その円周方向位置を合わせるための装置であって、 前記半導体ウエハを回転可能に支持するステージと、 前記ステージに支持された半導体ウエハを照明する手段
と、 前記照明された半導体ウエハの像を撮像素子上に結像さ
せる光学系と、 前記光学系と前記撮像素子との間に配置され、前記結像
した半導体ウエハの像よりも小さく、かつ該像に於ける
中心からオリエンテーションフラット部までの距離より
も大きい径の円形開口が前記半導体ウエハの像と同心を
なすように設けられたマスクと、 前記撮像素子により取り込まれた半導体ウエハの像の明
部の位置から前記オリエンテーションフラット部の位置
を検出する手段と、 前記オリエンテーションフラット部の位置が予め設定さ
れた目標位置になるように前記ステージを駆動して前記
半導体ウエハを回転させる手段とを有することを特徴と
する半導体ウエハの位置合わせ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20922895A JPH0936206A (ja) | 1995-07-25 | 1995-07-25 | 半導体ウエハの位置合わせ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20922895A JPH0936206A (ja) | 1995-07-25 | 1995-07-25 | 半導体ウエハの位置合わせ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0936206A true JPH0936206A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16569480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20922895A Pending JPH0936206A (ja) | 1995-07-25 | 1995-07-25 | 半導体ウエハの位置合わせ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0936206A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011238649A (ja) * | 2010-05-06 | 2011-11-24 | Lintec Corp | 位置検出装置及びこれを用いたアライメント装置 |
-
1995
- 1995-07-25 JP JP20922895A patent/JPH0936206A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011238649A (ja) * | 2010-05-06 | 2011-11-24 | Lintec Corp | 位置検出装置及びこれを用いたアライメント装置 |
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