JPS6143442A - ウエハ方向位置決め装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 こ、の発明は半尋体ウェハを所望の向きに位置決めする
装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

半導体ウェハプロセスに於いては、回路パターン露光、
ダイシング等りエハの回転方向位置決めを、必要とする
工程があり、種々のウェハ方向位置決め方法が採用され
ている。例えば第２図（りに示す如く、駆動ローラ１で
ウェハ２を回転させ、オリエンテーションフラット４が
駆動ローラ位置に来た時には支エローラ３によってウェ
ハを支え、駆動ローラとオリエンテーションフラットが
当接しなくなり、ウェハの回転が停止する方式があるが
、この方式ではウェハ外周面とローラが接触しているの
でウェハ、レジスト、ローラ各材料の細片がウェハに付
着し、その部分の回路チップを不良品としてしまうこと
がある。

また、第２図（ｂ）に示す如く、つ・エバ２の裏面を例
えば真空チャック５で吸着しながら回転させ、投光器６
、受光器７を設けてオリエンテーションフラット４によ
る光量変化を検知する方法もあるが、負３２図（ａ）　
、　（ｂ）いずれの場合にも、直径の呼び寸法の異なる
ウェハに対応するにはローラや投受光器の位置を変更し
なければならず、仮に直径の呼び寸法が同じウェハでも
オリエンテーションフラットの長さの許容範囲は数量も
あるので回転位置決め精度のバラツキが大きく、極端な
場合には位置決め不能となる事もあった。

〔発明の目的〕

この発明は上述した従来装置の欠点を改良したもので、
ウェハ外周に非接触で、直径の呼び寸法の異なるウェハ
にも機構の調整、変更なしに対応できるフェノ・方向位
置決め装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

この発明は、フェノ・の外周面に投光した時、光軸と外
周面のなす角度によって反射方向が異なり、受光器に入
射する光量が変化する事に着目し、オリエンテーション
フラット方向の検知に応用したものである。

第１図（ａ）に示す如くフェノ・２に向って投光器８か
ら光を投射し、ハーフミラ−９を通してウェハ表面に当
て、反射光をハーフミラ−９で反射し　　：受光器１０
に投射する如く構成すると、フェノ・表面と光軸のなす
角度θの変化に併い第１図（ｂ）の如き受光量変化が観
測される。

発明者の行なった実験によればウェハ外周の研削面を反
射面とした場合、角度θが９０’士りの範囲では受光量
はほとんど均一であるが角度θがその範囲からはずれる
に従って受光量が減少し、角度θが９０°±１０°の範
囲より外になると受光量はほとんどゼロとなる。

一方、ウェハにはその直径の呼び寸法に対応してオリエ
ンテーションフラットの長さが規定されているが第３図
に示す如くウェハ中心からオリエンテーションフラット
と円形外周の交点を通る直線とオリエンテーションフラ
ットのなす角度θを各々の直径の呼び寸法に対して求め
ると、２インチでは７５′、３インチでは７６°、４イ
ンチでは７４°、５インチでは７４°となるのでウェハ
な回転させた場合第４図に示す如く２個の谷・を待った
角度−受光量曲線が得られる。ここでスレッショルドレ
ベルを適切に設定し急激な立ち下りとの交点１１と急激
な立ち上りとの交点１２を求めればその中間点１３がオ
リエンテーションフラットが角度９０’をもって光軸と
対向している位置である事が分る。また第３図の如き構
成では、ウェハ１回転の間に於いてほとんどの角度では
受光があり、２個の谷の出現する角度範囲は相対的に狭
い事を利用しである一定時間受光が有った後にスレッシ
ョルドレベル以下に受光量が減少した瞬間を第４図に於
ける１１の状態とし、それから３回目にスレッショルド
レベルを横切る瞬間を１２の状態としてもよい。

〔発明の実施例〕

第５図は本発明の一実施例に係わるウェハ方向位置決め
装置を示す概略構成図であり、第５図（ａ）は横面図、
第５図（ｂ）は上面図である。

投光器８よりウェハ２の略水平面内で略中心１４の方向
に光束を投射する。ハーフミラ−９を通過し、ウェハ２
の外周面１５に当った光束は反射してハーフミラ−９に
戻り、該ハーフミラ−９によって反射されて受光器１０
に入射する。ここでモータ１６を回転させ、その回転角
度と関連づけられた受光量を制御装置１７によって演算
し、オリエンテーションフラットの方向とモータ１６の
回転角度の関運を算出し、所望の回転角度でモータ１６
を停止させ、る構成である。

ここで使用する光束を略平行光線とすればウェハ直径の
呼び寸法が異なったウェハに対しても何ら機構の調整、
変更を施さすとも同等の受光量を確保できる事は自明で
ある。また、光束を使用するので°ウェハ外周面１５に
対しては非接触でオリエンテーションフラット検知が可
能である。また本実施例の如き構成ではオリエンテーシ
ョンフラットの長さが数關程度変動しても、角度θが多
少変動するだけであるので位置決め不能となる様なこと
はない。

〔発明の他の実施例〕

前述の実施例では単に光線と記述しているが、これは可
視光に限られるものでなく、平行光線を形成でき、かつ
その光線に対して感度を有する受光器との組合せが達成
されるものであれば紫外光でも赤外光でも良い。また可
視光をノイズとして感知しにくいという点ではレーザ光
線である事が望ましく、レーザ光線を変調すれば更にノ
イズに強くなる。受光器に、第４図に於ける立ち上りと
立ち下りの特性に差がある場合にはモータを正回転と逆
回転させ、オリエンテーションフラットト円形外周の２
個の交点を、いずれも立ち上り、又は立ち下りのみで検
知する様になせば、より良い回転角度検出精度が得られ
る。

モータについては、パルスモータや、ロータリーエンコ
ーダによるフィードバック制御をなしたＤＣモータを使
う事が、検知後に任意の方向に向けてウェハを停止させ
るのが容易な点で望ましい。

ウェハそのものの研削面アラサや、使用するレジスト、
ポリシリコンやアルミニウム等ウェハ表面に堆積してい
る物質により反射率すなわち受光量のレベルが異なる場
合は、オリエンテーションフラット検出動作の前に、あ
らかじめ少くとも１回転該ウェハな予備回転させ、その
間の受光器の出力レベルを制御装置によって演算し、受
光器の出力レベルが適切な値になるように該受光器用ア
ンプのゲインを調整し、その後オリエンテーションフラ
ット検出動作をすればよい。

〔発明の効果〕

これまでの説明の如く、本発明によればウエノ＼外周面
に非接触式に、直径の呼び寸法の異なるウェハにも機構
の調整、変更なしに対応できるウェハ方向位置決め装置
の提供が達成された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるウェハ方向位置決めの基本的概念
を示す概略図、第２図は従来技術：二よるウェハ方向位
置決め装置の概略図、第３図は本発明によるウエノ・方
向位置決め装置の一実施例の要部を示す概略図、第４図
は第３図の構成より得られる角度−受光量の関係を示す
特性図、第５図は本発明によるウエノ・方向位置決め装
置の一実施例、　の概略図である。 １・・・駆動ローラ、２・・・ウエノ・、３・・・叉エ
ローラ、４・・・オリエンテーションフラット、５・・
・真空チャック、６・・・投光器、７・・・受光器、８
・・・投光器、９・・・ノ１−フミラー、１０・・・受
光器、１４・・・ウェハの中心、１５・・・ウエノ・の
外周面、１６・・・モータ、１７・・・制御装置。 第　　３　図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）外周に位置決め用のオリエンテーションフラット
   を形成したウェハを、該ウェハ面に水平な面上で回転さ
   せて所望の向きに位置決めする装置に於いて、該ウェハ
   の水平面内で中心方向に平行光線を投射し、前記ウェハ
   の外周面から反射した光線を受光器で受け、該受光器の
   出力信号を演算処理して前記ウェハのオリエンテーショ
   ンフラット方向を検出するようにしたことを特徴とする
   ウェハ方向位置決め装置。
2. （２）平行光線がレーザ光線であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のウェハ方向位置決め装置。
3. （３）ウェハを正回転と逆回転させ、各々より得られた
   出力信号を演算処理することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のウェハ方向位置決め装置。
4. （４）ウェハをパルスモータで回転させ、所望の方向に
   位置決め停止させる事を特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のウェハ方向位置決め装置。
5. （５）ウェハをＤＣモータで回転させ、ロータリーエン
   コーダを使用したフィードバック制御により所望の方向
   に位置決め停止させることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のウェハ方向位置決め装置。
6. （６）あらかじめ少くとも１回転、該ウェハを予備回転
   させ、その間の受光器の出力レベルにより該受光器用ア
   ンプのゲインを調整し、その後オリエンテーションフラ
   ット検出動作をすることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のウェハ方向位置決め装置。