JPH05166702A - 半導体ウェハアライメント装置 - Google Patents
半導体ウェハアライメント装置Info
- Publication number
- JPH05166702A JPH05166702A JP35144891A JP35144891A JPH05166702A JP H05166702 A JPH05166702 A JP H05166702A JP 35144891 A JP35144891 A JP 35144891A JP 35144891 A JP35144891 A JP 35144891A JP H05166702 A JPH05166702 A JP H05166702A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- alignment
- mark
- semiconductor wafer
- chuck
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体ウェハ表面に形成された回路パターン
に影響されない高精度のウェハアライメントを実現可能
とする。 【構成】 ウェハ１の裏面に少くとも２箇所にアライメ
ント用マークを設け、ウェハチャック２にウェハ１を載
置固着したとき、ウェハチャック２に設けた当該マーク
検出用穴３からこのマークを検出器４にて光学的に検出
する。この検出状態により、ウェハチャック２をθ，
Ｘ，Ｙ方向に夫々ステージ６〜８にて駆動制御して、フ
ァインアライメントを行う。
に影響されない高精度のウェハアライメントを実現可能
とする。 【構成】 ウェハ１の裏面に少くとも２箇所にアライメ
ント用マークを設け、ウェハチャック２にウェハ１を載
置固着したとき、ウェハチャック２に設けた当該マーク
検出用穴３からこのマークを検出器４にて光学的に検出
する。この検出状態により、ウェハチャック２をθ，
Ｘ，Ｙ方向に夫々ステージ６〜８にて駆動制御して、フ
ァインアライメントを行う。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は半導体ウェハアライメント装置に
関し、特に回路パターンを有する半導体ウェハの処理及
び検査を行う場合に必要なウェハ位置合せのためのアラ
イメントをなす半導体ウェハアライメント装置に関する
ものである。
関し、特に回路パターンを有する半導体ウェハの処理及
び検査を行う場合に必要なウェハ位置合せのためのアラ
イメントをなす半導体ウェハアライメント装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来技術】従来のこの種のアライメント方式では、半
導体ウェハの結晶方位を示すオリエンテーションフラッ
トの位置を用いてウェハの回転方向を補正する粗位置合
せであるプリアライメントの後、高精度に位置合せを行
うファインアライメントを行うようになっている。
導体ウェハの結晶方位を示すオリエンテーションフラッ
トの位置を用いてウェハの回転方向を補正する粗位置合
せであるプリアライメントの後、高精度に位置合せを行
うファインアライメントを行うようになっている。
【０００３】ウェハ表面の各チップ間には、通常５０〜
100 μｍ程度の幅を有するストリートラインと称するチ
ップ分離用境界線がある。ファインアライメントとして
は、このストリートラインを検出してアライメントを行
うストリート検出方式や、ストリートラインが明瞭でな
い場合やストリートライン上にテスト用パターンが存在
する場合などストリートラインを直接光学的に検出でき
ない場合には、パターン認識によるアライメント方式が
用いられる。
100 μｍ程度の幅を有するストリートラインと称するチ
ップ分離用境界線がある。ファインアライメントとして
は、このストリートラインを検出してアライメントを行
うストリート検出方式や、ストリートラインが明瞭でな
い場合やストリートライン上にテスト用パターンが存在
する場合などストリートラインを直接光学的に検出でき
ない場合には、パターン認識によるアライメント方式が
用いられる。
【０００４】図４（ａ）はストリート検出方式の概要説
明図であり、図４（ｂ）はストリートラインを光学的に
検出するストリートライン検出器２０の内部の光学系の
概略説明図である。
明図であり、図４（ｂ）はストリートラインを光学的に
検出するストリートライン検出器２０の内部の光学系の
概略説明図である。
【０００５】ストリート検出方式では、レーザ発光源２
２で作られたHe−Neレーザ光は光路２３中のミラー２５
によって光路２３を変えられ、一部のミラー２６によっ
て振動を加えられ、さらにミラー２７〜３６を通ること
によって矩形状のビームとしてレンズ３７に入力され、
レンズ３７によって絞られ、矩形状の絞られたビーム２
１としてウェハ１表面に照射される。
２で作られたHe−Neレーザ光は光路２３中のミラー２５
によって光路２３を変えられ、一部のミラー２６によっ
て振動を加えられ、さらにミラー２７〜３６を通ること
によって矩形状のビームとしてレンズ３７に入力され、
レンズ３７によって絞られ、矩形状の絞られたビーム２
１としてウェハ１表面に照射される。
【０００６】ウェハ１表面からの反射光３９は再びレン
ズ３７を通してミラー３６とレンズ３８によって受光セ
ンサ２４に入射するようになっている。ビーム２１によ
る反射光３９は、回路パターン部では、パターンによっ
て散乱光となるが、ストリートライン部では、ほとんど
そのまま反射して元の光路に戻ってくる。この反射光の
違いを受光センサ２４で受けることにより、ビーム２１
とストリートラインの位置関係によるセンサ出力信号に
よって、位置ずれを検出してウェハ位置を制御する。
ズ３７を通してミラー３６とレンズ３８によって受光セ
ンサ２４に入射するようになっている。ビーム２１によ
る反射光３９は、回路パターン部では、パターンによっ
て散乱光となるが、ストリートライン部では、ほとんど
そのまま反射して元の光路に戻ってくる。この反射光の
違いを受光センサ２４で受けることにより、ビーム２１
とストリートラインの位置関係によるセンサ出力信号に
よって、位置ずれを検出してウェハ位置を制御する。
【０００７】このストリート検出方式を用いたものの例
としては、Ａ−ＰＭ−6000Ａフルオートプローバ（東京
精密製）などがある。
としては、Ａ−ＰＭ−6000Ａフルオートプローバ（東京
精密製）などがある。
【０００８】一方、パターン認識によるアライメント方
式は、ストリート検出方式の様にビームを走査して、ウ
ェハ表面からの反射光を受光しているが、反射光を一定
の長さだけサンプリングして、予め記録してあるアライ
メント位置データとの相関を求めることにより、位置ず
れを制御するものである。
式は、ストリート検出方式の様にビームを走査して、ウ
ェハ表面からの反射光を受光しているが、反射光を一定
の長さだけサンプリングして、予め記録してあるアライ
メント位置データとの相関を求めることにより、位置ず
れを制御するものである。
【０００９】この方式では、表面にパターンが形成され
ているウェハであれば、ほとんどのものがアライメント
可能であるが、回路パターンによっては、ストリート検
出方式に対してアライメント時間が長くなることがあ
る。
ているウェハであれば、ほとんどのものがアライメント
可能であるが、回路パターンによっては、ストリート検
出方式に対してアライメント時間が長くなることがあ
る。
【００１０】このパターン認識によるアライメント方式
を用いたものの例としては、ＡＦ−6000フルオートプロ
ーバ（安藤電気製）などがある。
を用いたものの例としては、ＡＦ−6000フルオートプロ
ーバ（安藤電気製）などがある。
【００１１】この様な従来のアライメント方式では、ス
トリート検出方式の場合、ストリートラインを直接光学
的に検出できない場合には、アライメントが困難とな
り、パターン認識によるアライメント方式についても、
回路パターンが変更となる毎に規定値の入力が必要とな
るといった問題点がある。
トリート検出方式の場合、ストリートラインを直接光学
的に検出できない場合には、アライメントが困難とな
り、パターン認識によるアライメント方式についても、
回路パターンが変更となる毎に規定値の入力が必要とな
るといった問題点がある。
【００１２】また、チップサイズによってストリートラ
イン位置が異なるため、予めチップサイズによる検出場
所の限定や限定しない場合には、ビーム走査する範囲を
拡げて実施するためアライメント時間が多くかかるとい
った問題点がある。
イン位置が異なるため、予めチップサイズによる検出場
所の限定や限定しない場合には、ビーム走査する範囲を
拡げて実施するためアライメント時間が多くかかるとい
った問題点がある。
【００１３】
【発明の目的】本発明の目的は、ウェハ表面に形成され
ている回路パターンに影響されない高精度の半導体ウェ
ハアライメントの実現を可能とする半導体ウェハアライ
メント装置を提供することである。
ている回路パターンに影響されない高精度の半導体ウェ
ハアライメントの実現を可能とする半導体ウェハアライ
メント装置を提供することである。
【００１４】
【発明の構成】本発明によれば、裏面にアライメント用
マークを少なくとも２箇所設けた半導体ウェハのアライ
メント装置であって、前記ウェハを載置固着しこの載置
固着状態での前記マークの位置に夫々対応したマーク検
出用穴を有するウェハ載置部と、前記ウェハ表面に平行
な面において互いに直交する方向に前記載置部を直線駆
動自在な駆動手段と、前記ウェハの中心を通りこのウェ
ハ表面に直交する軸を中心に前記載置部を回動駆動自在
な駆動手段と、前記マーク検出用穴を夫々通して前記ウ
ェハの裏面のマークを検出光学的に検出すべく位置固定
されたマーク検出手段とを含むことを特徴とする半導体
ウェハアライメント装置が得られる。
マークを少なくとも２箇所設けた半導体ウェハのアライ
メント装置であって、前記ウェハを載置固着しこの載置
固着状態での前記マークの位置に夫々対応したマーク検
出用穴を有するウェハ載置部と、前記ウェハ表面に平行
な面において互いに直交する方向に前記載置部を直線駆
動自在な駆動手段と、前記ウェハの中心を通りこのウェ
ハ表面に直交する軸を中心に前記載置部を回動駆動自在
な駆動手段と、前記マーク検出用穴を夫々通して前記ウ
ェハの裏面のマークを検出光学的に検出すべく位置固定
されたマーク検出手段とを含むことを特徴とする半導体
ウェハアライメント装置が得られる。
【００１５】
【実施例】次に、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００１６】図１は本発明の一実施例のウェハアライメ
ント機構についての概略を示す斜視図、図２はアライメ
ント機構部分の概略を示す側面図、図３はウェハ裏面の
アライメント用マークの一実施例を示す図である。なお
全図を通して同等部分については同一符号を付与してい
る。
ント機構についての概略を示す斜視図、図２はアライメ
ント機構部分の概略を示す側面図、図３はウェハ裏面の
アライメント用マークの一実施例を示す図である。なお
全図を通して同等部分については同一符号を付与してい
る。
【００１７】ウェハ１には、裏面２箇所（少くとも２箇
所あれば良い）にウェハプロセス段階で消えない様に十
分な深さを有するアライメント用マーク１０が、ウェハ
プロセス中でエッチングやレーザマーカー等によって形
成されている。
所あれば良い）にウェハプロセス段階で消えない様に十
分な深さを有するアライメント用マーク１０が、ウェハ
プロセス中でエッチングやレーザマーカー等によって形
成されている。
【００１８】このウェハ１は図示していないプリアライ
メント機構によってオリエンテーションフラット１１位
置により向きを修正され、ウェハチャック２上のガイド
ピン５に沿ってウェハチャック２上の規定位置に置かれ
る。規定位置にウェハ１が置かれることによりウェハチ
ャック２に設けられている検出用穴３の位置にウェハ１
裏面のアライメント用マーク１０が来る。検出用穴３は
アライメント用マーク１０を光学的に検出するためにア
ライメント用マーク１０より大きめとなっていて、規定
位置からの若干のウェハ１のずれに対処している。
メント機構によってオリエンテーションフラット１１位
置により向きを修正され、ウェハチャック２上のガイド
ピン５に沿ってウェハチャック２上の規定位置に置かれ
る。規定位置にウェハ１が置かれることによりウェハチ
ャック２に設けられている検出用穴３の位置にウェハ１
裏面のアライメント用マーク１０が来る。検出用穴３は
アライメント用マーク１０を光学的に検出するためにア
ライメント用マーク１０より大きめとなっていて、規定
位置からの若干のウェハ１のずれに対処している。
【００１９】ウェハチャック２上に置かれたウェハ１は
真空吸着によってウェハチャック２上に吸着固定され、
ウェハチャック２の移動時に位置がずれないようになっ
ている。
真空吸着によってウェハチャック２上に吸着固定され、
ウェハチャック２の移動時に位置がずれないようになっ
ている。
【００２０】また、ウェハチャック２はウェハチャック
２の中心を軸として円周方向に微小回転が可能なθステ
ージ６の上に取付けられており、更にこのθステージ６
は図示Ｙ軸方向に移動可能なＹ軸ステージ７上に取付け
られている。
２の中心を軸として円周方向に微小回転が可能なθステ
ージ６の上に取付けられており、更にこのθステージ６
は図示Ｙ軸方向に移動可能なＹ軸ステージ７上に取付け
られている。
【００２１】Ｙ軸ステージ７は図示Ｙ軸と９０°直交し
たＸ軸方向に移動可能なＸ軸ステージ８上に取付けられ
ており、Ｘ軸ステージ８は基台９上に取付けられてい
る。θステージ６、Ｙ軸ステージ７、Ｘ軸ステージ８の
移動はパルスモータによって精度よく行われる。
たＸ軸方向に移動可能なＸ軸ステージ８上に取付けられ
ており、Ｘ軸ステージ８は基台９上に取付けられてい
る。θステージ６、Ｙ軸ステージ７、Ｘ軸ステージ８の
移動はパルスモータによって精度よく行われる。
【００２２】プリアライメントが正常であると、ウェハ
チャック２に設けられている検出用穴３にウェハ１のア
ライメント用マーク１０が来ているため、各検出用穴３
に対応して配置されているマーク形状を光学的に検知す
る光学的センサのマーク検出器４から所定の検出信号が
得られるようになり、基準位置と検出位置の相互関係か
ら各ステージを移動して精度良いアライメント動作を行
う。
チャック２に設けられている検出用穴３にウェハ１のア
ライメント用マーク１０が来ているため、各検出用穴３
に対応して配置されているマーク形状を光学的に検知す
る光学的センサのマーク検出器４から所定の検出信号が
得られるようになり、基準位置と検出位置の相互関係か
ら各ステージを移動して精度良いアライメント動作を行
う。
【００２３】プリアライメントが正しくない場合には、
ウェハチャック２の検出用穴３の位置にアライメント用
マーク１０が来ないため、マーク検出器４の出力信号が
なくなるため、再度プリアライメントを実行することに
なる。
ウェハチャック２の検出用穴３の位置にアライメント用
マーク１０が来ないため、マーク検出器４の出力信号が
なくなるため、再度プリアライメントを実行することに
なる。
【００２４】アライメント動作としては、マーク検出器
４の取付け時に基準位置を設定しておき、マーク検出器
４で検知されたアライメント用マーク１０の検出信号と
位置ずれを２箇所のマーク検出器４からの信号入力によ
り、モニタ１２等で確認を行う。
４の取付け時に基準位置を設定しておき、マーク検出器
４で検知されたアライメント用マーク１０の検出信号と
位置ずれを２箇所のマーク検出器４からの信号入力によ
り、モニタ１２等で確認を行う。
【００２５】次いで、図示していないコントロール機構
によって、先ずいずれかひとつのマーク位置に注目し、
そのマーク位置が基準位置のＹ軸と一致するようにＹ軸
ステージ７を移動する。次いで注目したマーク位置がＹ
軸上からずれないようにしつつθステージ６とＹ軸ステ
ージ７とを交互に移動させつつ、注目したマーク位置と
残りのマーク位置がＹ軸上に一致するまで動作を行う。
によって、先ずいずれかひとつのマーク位置に注目し、
そのマーク位置が基準位置のＹ軸と一致するようにＹ軸
ステージ７を移動する。次いで注目したマーク位置がＹ
軸上からずれないようにしつつθステージ６とＹ軸ステ
ージ７とを交互に移動させつつ、注目したマーク位置と
残りのマーク位置がＹ軸上に一致するまで動作を行う。
【００２６】次に、いずれかのマーク位置に注目し、マ
ーク位置がＹ軸上からずれないことを確認しつつＸ軸ス
テージ８を移動させ、マーク位置が基準位置となるまで
動作を行い基準位置に一致することによってアライメン
ト動作が終了となる。
ーク位置がＹ軸上からずれないことを確認しつつＸ軸ス
テージ８を移動させ、マーク位置が基準位置となるまで
動作を行い基準位置に一致することによってアライメン
ト動作が終了となる。
【００２７】上記の実施例では、Ｙ軸のアライメントを
行っていたが、Ｘ軸のアライメントを先に実施しても良
い。また、マーク検出器４からの検出信号をモニタ１２
に表示しないで、位置ずれを算出して自動的に各ステー
ジの移動量に応じいて各ステージを制御するような制御
器を備えることも可能である。
行っていたが、Ｘ軸のアライメントを先に実施しても良
い。また、マーク検出器４からの検出信号をモニタ１２
に表示しないで、位置ずれを算出して自動的に各ステー
ジの移動量に応じいて各ステージを制御するような制御
器を備えることも可能である。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、裏
面の２箇所以上にアライメント用マークを有するウェハ
を、アライメント用マークに対応したマーク検出用穴を
有するウェハチャック上に搭載し、検出用穴に対応した
光学的センサのマーク検出器によりアライメント用マー
クを検出して位置ずれを制御することにより、ウェハ表
面の回路パターンを使用した従来のアライメント方式に
対して、表面のパターンの影響を受けないため、パター
ンが希薄なウェハやマルチチップ搭載ウェハなどに対し
て一定の高精度なアライメントが可能となるという効果
を有する。
面の２箇所以上にアライメント用マークを有するウェハ
を、アライメント用マークに対応したマーク検出用穴を
有するウェハチャック上に搭載し、検出用穴に対応した
光学的センサのマーク検出器によりアライメント用マー
クを検出して位置ずれを制御することにより、ウェハ表
面の回路パターンを使用した従来のアライメント方式に
対して、表面のパターンの影響を受けないため、パター
ンが希薄なウェハやマルチチップ搭載ウェハなどに対し
て一定の高精度なアライメントが可能となるという効果
を有する。
【図１】本発明の実施例の構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例の側面図である。
【図３】本発明の実施例に用いるウェハ裏面のアライメ
ント用マークの例を示す図である。
ント用マークの例を示す図である。
【図４】従来のファインアライメント方式を説明するた
めの図である。
めの図である。
１ 半導体ウェハ ２ ウェハチャック ３ マーク検出用穴 ４ マーク検出器 ６ θステージ ７ Ｙ軸ステージ ８ Ｘ軸ステージ ９ 基台 １０ アライメント用マーク １１ オリエンテーションフラット １２ モニタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｆ 8418−4Ｍ
Claims (1)
- 【請求項１】 裏面にアライメント用マークを少なくと
も２箇所設けた半導体ウェハのアライメント装置であっ
て、前記ウェハを載置固着しこの載置固着状態での前記
マークの位置に夫々対応したマーク検出用穴を有するウ
ェハ載置部と、前記ウェハ表面に平行な面において互い
に直交する方向に前記載置部を直線駆動自在な駆動手段
と、前記ウェハの中心を通りこのウェハ表面に直交する
軸を中心に前記載置部を回動駆動自在な駆動手段と、前
記マーク検出用穴を夫々通して前記ウェハの裏面のマー
クを検出光学的に検出すべく位置固定されたマーク検出
手段とを含むことを特徴とする半導体ウェハアライメン
ト装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35144891A JPH05166702A (ja) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | 半導体ウェハアライメント装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35144891A JPH05166702A (ja) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | 半導体ウェハアライメント装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05166702A true JPH05166702A (ja) | 1993-07-02 |
Family
ID=18417360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35144891A Pending JPH05166702A (ja) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | 半導体ウェハアライメント装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05166702A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8061500B2 (en) | 2007-10-24 | 2011-11-22 | Applied Materials Italia S.R.L. | Alignment device and method to align plates for electronic circuits |
| JP2016092043A (ja) * | 2014-10-30 | 2016-05-23 | ウシオ電機株式会社 | アライメント装置、露光装置、およびアライメント方法 |
| CN114758969A (zh) * | 2022-04-18 | 2022-07-15 | 无锡九霄科技有限公司 | 晶圆片背面视觉检测结构、检测方法和相关设备 |
-
1991
- 1991-12-12 JP JP35144891A patent/JPH05166702A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8061500B2 (en) | 2007-10-24 | 2011-11-22 | Applied Materials Italia S.R.L. | Alignment device and method to align plates for electronic circuits |
| JP2016092043A (ja) * | 2014-10-30 | 2016-05-23 | ウシオ電機株式会社 | アライメント装置、露光装置、およびアライメント方法 |
| CN114758969A (zh) * | 2022-04-18 | 2022-07-15 | 无锡九霄科技有限公司 | 晶圆片背面视觉检测结构、检测方法和相关设备 |
| CN114758969B (zh) * | 2022-04-18 | 2023-09-12 | 无锡九霄科技有限公司 | 晶圆片背面视觉检测结构、检测方法和相关设备 |
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