(57)【要約】【課題】ステージの回転角度を高い精度で制御する技術を提供する。【解決手段】ステージは、基板が載置される載置面の裏側にシャフトが設けられ、当該シャフトを回転軸として、モータの駆動力により回転する。記憶部は、ステージの複数回転を周期として回転回数別にステージの回転角度の補正情報を記憶する。回転制御部は、補正情報に基づいてモータを制御してステージの回転を制御する。【選択図】図１
2020126927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が載置される載置面の裏側にシャフトが設けられ、当該シャフトを回転軸として、モータの駆動力により回転するステージと、
前記ステージの複数回転を周期として回転回数別に前記ステージの回転角度の補正情報を記憶する記憶部と、
前記補正情報に基づいて前記モータを制御して前記ステージの回転を制御する回転制御部と、
を有する半導体製造装置。
【請求項２】
前記ステージは、前記シャフトに設けられた第１の歯付プーリと前記モータの回転軸に設けられた第２の歯付プーリとにかみ合わせて歯付ベルトが掛けられ、前記モータの駆動力により前記歯付ベルトが周回駆動することで、回転し、
前記補正情報は、前記第１の歯付プーリと前記第２の歯付プーリとのプーリ比が１：１である場合、前記第１の歯付プーリまたは前記第２の歯付プーリの歯数と前記歯付ベルトの歯数との最小公倍数を前記第１の歯付プーリまたは前記第２の歯付プーリの歯数で除算した値の回転回数を周期として回転回数別に前記ステージの回転誤差を記憶し、
前記回転制御部は、前記ステージが回転した回転回数が前記周期の何れの回転回数に該当するか特定し、特定した回転回数に対応する前記補正情報に記憶された回転誤差に基づいて前記モータを制御して前記ステージの回転角度を制御する
請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記ステージは、前記シャフトに設けられた第１の歯付プーリと、前記モータの回転軸に設けられた第２の歯付プーリとにかみ合わせて歯付ベルトが掛けられ、前記モータの駆動力により前記歯付ベルトが周回駆動することで、回転し、
前記補正情報は、前記第１の歯付プーリと前記第２の歯付プーリとのプーリ比が１：１以外の場合、前記第２の歯付プーリの歯数と前記歯付ベルトの歯数との最小公倍数を前記第２の歯付プーリの歯数で除算した値と、前記第１の歯付プーリの歯数と前記歯付ベルトの歯数との最小公倍数を前記第１の歯付プーリの歯数で除算した値との最小公倍数となる値の回転回数を周期として回転回数別に前記ステージの回転誤差を記憶し、
前記回転制御部は、前記ステージが回転した回転回数が前記周期の何れの回転回数に該当するか特定し、特定した回転回数に対応する前記補正情報に記憶された回転誤差に基づいて前記モータを制御して前記ステージの回転角度を制御する
請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記補正情報は、前記回転回数別に、前記ステージの回転角度ごとの前記ステージの回転誤差を記憶する
請求項１〜３の何れか１つに記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記基板は、円盤状とされ、
前記ステージの前記載置面に載置された前記基板の径方向の位置を検出する検出部と、
前記ステージの回転軸に対して前記基板の中心を偏心させて前記載置面に当該基板を載置して、少なくとも前記周期分、前記ステージを回転させて前記検出部により検出された前記基板の径方向の位置の変化に基づいて前記補正情報を生成する生成部と、をさらに有する
請求項１〜４の何れか１つに記載の半導体製造装置。
【請求項６】
前記生成部は、前記ステージの回転軸に対して前記基板の中心の偏心量および偏心方向から求めた前記基板の径方向の位置の変化を示す基準波形と、前記ステージを回転させて、前記検出部により検出された回転回数ごとの前記基板の径方向の位置の変化を示す波形とを比較して、回転回数別に前記ステージの回転角度の回転誤差を求めて、前記補正情報を生成する
請求項５に記載の半導体製造装置。
【請求項７】
円盤状の基板が載置される載置面の裏側にシャフトが設けられ、当該シャフトを回転軸として、モータの駆動力によりステージを回転させ、
前記ステージの複数回転を周期とした回転回数別の前記ステージの回転角度の補正情報に基づいて前記モータを制御して前記ステージの回転を制御する
ステージの回転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体製造装置およびステージの回転制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ウエハを載置するステージの回転軸にプーリを設け、プーリに取り付けたベルトでプーリを回転させてステージを回転させる駆動機構を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２７０４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、ステージの回転角度を高い精度で制御する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様による半導体製造装置は、ステージと、記憶部と、回転制御部とを有する。ステージは、基板が載置される載置面の裏側にシャフトが設けられ、当該シャフトを回転軸として、モータの駆動力により回転する。記憶部は、ステージの複数回転を周期として回転回数別にステージの回転角度の補正情報を記憶する。回転制御部は、補正情報に基づいてモータを制御してステージの回転を制御する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、ステージの回転角度を高い精度で制御できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態に係るアライメント装置の概略構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係るステージの回転回数ごとの回転誤差の一例を示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係るステージに対してウエハを偏心させた状態の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施形態に係る径方向の位置の変化を示す波形の一例を示す図である。
【図５】図５は、実施形態に係る回転誤差の求め方の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施形態に係る補正情報のデータ構成の一例を模式的に示す図である。
【図７】図７は、実施形態に係る偏心方向の変更の一例を示す図である。
【図８】図８は、実施形態に係るステージの回転角度の補正の一例を示す図である。
【図９】図９は、実施形態に係る生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施形態に係る回転制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本願の開示する半導体製造装置およびステージの回転制御方法の実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態により、開示するエッチング方法およびエッチング装置が限定されるものではない。
【０００９】
ところで、半導体製造装置には、半導体ウエハ（以下「ウエハ」とも称する）を載置するステージが回転可能な構成のものがある。このような半導体製造装置としては、例えば、アライメント装置が挙げられる。例えば、半導体の製造では、ウエハをアライメント装置に搬送し、アライメント装置によりウエハの回転角度の調整などの各種のアライメントを行った後、ウエハをエッチング装置や成膜装置などの装置に搬送する。アライメント装置は、回転可能なステージが設けられ、ステージを回転させてウエハの回転角度の調整など各種のアライメントを行う。
【００１０】
ステージを回転させる駆動機構としては、ウエハを載置するステージの回転軸にプーリを設け、プーリに取り付けたベルトでプーリを回転させて、ステージを回転させる回転駆動機構がある。このような回転駆動機構では、プーリに対してベルトの滑りが発生すると、ステージの回転角度を制御できず、ウエハの回転角度を制御できなくなる。このため、回転駆動機構では、歯付プーリと歯付ベルトが用いられる。しかしながら、歯付プーリと歯付ベルトを用いてステージの回転を制御しても、ステージの回転角度に回転誤差が発生する。そこで、ステージの回転角度を高い精度で制御する技術が期待されている。
【００１１】
［装置構成］
実施形態に係る半導体製造装置の構成の一例を説明する。本実施形態では、半導体製造装置をアライメント装置とした場合を例に説明する。図１は、実施形態に係るアライメント装置の概略構成の一例を示す図である。
【００１２】
アライメント装置１０は、ステージ２０と、歯付プーリ２１と、歯付ベルト２２と、モータ２３とを有する。ステージ２０は、円盤状に形成され、水平に配置されている。ステージ２０は、上面がウエハＷを載置する載置面２０ａとされている。また、ステージ２０は、載置面２０ａの裏側となる裏面２０ｂに、円柱状のシャフト２５が設けられている。ステージ２０は、シャフト２５を回転軸として回転可能とされている。
【００１３】
シャフト２５の下端には、歯付プーリ２１が設けられている。歯付プーリ２１は、周面に沿って複数の歯が形成されている。歯付プーリ２１の回転に伴い、シャフト２５およびステージ２０は、周方向に回転する。
【００１４】
歯付プーリ２１には、歯付ベルト２２が掛けられている。歯付ベルト２２は、帯状のベルトを環状に繋いだ無端状とされ、環状の内側となる内周面に複数の歯が形成されている。歯付ベルト２２は、内周面に設けられた歯が歯付プーリ２１の歯にかみ合うように掛けられている。
【００１５】
歯付ベルト２２は、モータ２３の駆動力により周回駆動する。例えば、モータ２３の回転軸には、歯付プーリ２６が設けられている。歯付プーリ２６は、周面に沿って複数の歯が形成されている。本実施形態では、歯付プーリ２１と歯付プーリ２６とを同様の歯付プーリとしており、歯付プーリ２１と歯付プーリ２６とのプーリ比が１：１であるものとする。歯付ベルト２２は、内周面に設けられた歯が歯付プーリ２６の歯にかみ合うように掛けられている。これにより、モータ２３の回転軸の回転に伴い、歯付プーリ２６を介して歯付ベルト２２が周回駆動し、歯付プーリ２１が周方向に回転する。歯付プーリ２１と歯付プーリ２６とのプーリ比を１：１としたため、歯付プーリ２６が１回転するごとに、歯付プーリ２１が１回転する。そして、歯付プーリ２１の回転に伴い、シャフト２５およびステージ２０が周方向に回転する。なお、モータ２３は、ギアなどの動力を伝達可能な部品を介して歯付ベルト２２に動力を伝達してもよい。
【００１６】
上記のように構成されたアライメント装置１０は、制御部５０によって、その動作が統括的に制御される。制御部５０は、例えば、コンピュータであり、コントローラ５１と、ユーザインターフェース５２と、記憶部５３とが設けられている。
【００１７】
コントローラ５１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）を備えアライメント装置１０の各部を制御する。
【００１８】
ユーザインターフェース１０３は、工程管理者がアライメント装置１０を管理するためにコマンドの入力操作を行うキーボードや、アライメント装置１０の稼動状況を可視化して表示するディスプレイ等から構成されている。
【００１９】
記憶部５３には、アライメント装置１０で実行される各種処理をコントローラ５１の制御にて実現するための制御プログラムなどの各種のプログラムが格納されている。また、記憶部５３には、プログラムで使用する処理条件などの各種データが格納されている。例えば、記憶部５３には、補正情報５３ａが記憶されている。なお、各種のプログラムや各種データは、コンピュータで読み取り可能なコンピュータ記録媒体（例えば、ハードディスク、ＤＶＤなどの光ディスク、フレキシブルディスク、半導体メモリ等）に記憶されていてもよい。また、各種のプログラムや各種データは、他の装置に記憶され、例えば専用回線を介してオンラインで読み出して利用されてもよい。
【００２０】
コントローラ５１は、プログラムやデータを格納するための内部メモリを有し、記憶部５３に記憶された制御プログラムを読み出し、読み出した制御プログラムの処理を実行する。コントローラ５１は、制御プログラムが動作することにより各種の処理部として機能する。例えば、コントローラ５１は、生成部５１ａと、回転制御部５１ｂの機能を有する。なお、本実施形態では、コントローラ５１が、各種の処理部として機能する場合を例に説明するが、これに限定されるものではない。例えば、回転制御部５１ｂと、生成部５１ａの機能を複数のコントローラで分散して実現してもよい。
【００２１】
アライメント装置１０は、ステージ２０の回転回数および回転角度を検出可能に構成されている。例えば、モータ２３の回転軸には、不図示のエンコーダが設けられている。エンコーダは、モータ２３の回転軸の回転に伴いパルスを制御部５０に出力する。ステージ２０が１回転する間にエンコーダが出力されるパルスのパルス数は、特定の値となる。例えば、アライメント装置１０は、所定のタイミングのステージ２０の回転角度を初期状態とし、初期状態のステージ２０の回転角度を０°、回転回数を０とする。制御部５０は、エンコーダから出力されたパルスをカウントすることにより、初期状態からのステージ２０の回転回数および回転角度を検出できる。所定のタイミングは、何れであってもよく、例えば、アライメント装置１０を設置したタイミングや、生成部５１ａが補正情報５３ａを生成するタイミングであってもよい（詳細後述）。
【００２２】
ところで、アライメント装置１０は、ステージ２０を回転させた後にステージ２０をある特定の回転角度に位置決めすることを繰り返した場合、ステージ２０を回転させるごとに、位置決めしたステージ２０の回転角度に回転誤差が発生する。この回転誤差は、一定ではなく、ステージ２０を回転させるごとに変化する。図２は、実施形態に係るステージの回転回数ごとの回転誤差の一例を示す図である。図２は、ステージ２０を１回転させた後に、特定の回転角度に位置決めした際の特定の回転角度に対する回転誤差を検出した結果である。回転誤差は、例えば、次のように検出する。図１に示すように、ステージ２０上にカメラ３０を配置する。また、ウエハＷの上面にターゲットマークを設け、ターゲットマークがカメラ３０と対向するようにウエハＷをステージ２０に配置する。アライメント装置１０は、モータ２３を回転させてステージ２０を回転させ、モータ２３に設けたエンコーダから出力されたパルスをカウントし、ステージ２０の１回転分のパルス数ごとにモータ２３の回転を停止させる。すなわち、アライメント装置１０は、１回転ごとに、ステージ２０を同じ回転角度に繰り返し位置決めする。そして、ステージ２０を１回転させるごとに、ウエハＷのターゲットマークをカメラ３０で撮影し、撮影された画像内でのターゲットマークの位置からステージ２０の回転角度を求めて回転誤差を検出した。
【００２３】
図２に示すように、アライメント装置１０は、１回転ごとに、ステージ２０を同じ回転角度に繰り返し位置決めしても、ステージ２０の回転角度に回転誤差が発生する。ステージ２０の回転誤差は、回転回数ごとに変化し、周期的な傾向がある。例えば、図２の例では、ステージ２０の回転誤差に４９回転ごとの周期がある。図２には、１〜４９回転の回転誤差の波形と、５０〜９８回転の回転誤差の波形との差分を求めた差分波形Ｄが示されている。差分波形Ｄは、ほぼゼロ付近を推移している。このことから、図２の例では、ステージ２０の回転誤差は、４９回転の周期であることがわかる。
【００２４】
ステージ２０の回転誤差は、ステージ２０を回転させる回転駆動機構に用いられる歯付ベルトの歯の製造誤差によるものであることが判明した。また、ステージ２０の回転誤差が変動する変動周期は、歯付プーリと歯付ベルトの歯数から求められることが判明した。本実施形態のように、歯付プーリ２１と歯付プーリ２６とのプーリ比が１：１である場合、ステージ２０の回転誤差の変動周期は、歯付プーリ２１または歯付プーリ２６の歯数と歯付ベルト２２の歯数との最小公倍数を歯付プーリ２１または歯付プーリ２６の歯数で除算した値となることが判明した。
【００２５】
よって、アライメント装置１０は、変動周期の分だけ、回転回数別にステージ２０の回転角度の回転誤差を記憶すれば、ステージ２０の回転角度のバラツキを補正できる。
【００２６】
そこで、本実施に形態に係るアライメント装置１０は、変動周期の分だけ、回転回数別の回転角度の補正情報５３ａを記憶部５３に記憶する。補正情報５３ａは、生成部５１ａにより生成する。
【００２７】
補正情報５３ａの生成について説明する。本実施に形態に係るアライメント装置１０は、ステージ２０の載置面２０ａに載置されたウエハＷの径方向の位置を検出する検出部４０を有する。例えば、アライメント装置１０は、検出部４０として、図１に示すように、光源４１と、ラインセンサ４２とを有する。光源４１とラインセンサ４２は、ステージ２０の載置面２０ａに載置されたウエハＷの端部付近に対向して配置されている。光源４１は、制御部５０の制御により発光し、ラインセンサ４２に向けて光を出射する。ラインセンサ４２は、光を検出可能なセンサ部４２ａがウエハＷの径方向に多数並んで設けられている。ラインセンサ４２は、光源４１から出射された光がウエハＷにより一部遮蔽され、一部のセンサ部４２ａに光が到達しないように配置されている。ラインセンサ４２は、各センサ部４２ａの光の検出結果を示すセンサ情報を制御部５０に出力する。制御部５０は、センサ情報からウエハＷの径方向の位置を検出する。例えば、制御部５０は、光を検出したセンサ部４２ａのうち、ウエハＷの径方向に対して最も内側となるセンサ部４２ａの位置を、ウエハＷの径方向の位置と検出する。
【００２８】
アライメント装置１０では、ステージ２０の回転軸に対してウエハＷの中心を偏心させて載置面２０ａにウエハＷを載置する。例えば、ウエハＷの中心をステージ２０の回転軸からずらして載置面２０ａにウエハＷを載置する。ウエハＷは、ロボットアームなどの搬送機構を用いてステージ２０に載置してもよく、人手でステージ２０に載置してもよい。図３は、実施形態に係るステージに対してウエハＷを偏心させた状態の一例を示す図である。図３には、ステージ２０を上方から見た状態が示さている。ステージ２０は、円形とされており、ステージ２０の中心ＣＳが回転軸とされている。図３では、ステージ２０の中心ＣＳを原点として、直交するＸ軸、Ｙ軸を示している。ウエハＷは、ステージ２０の中心ＣＳに対して、ウエハＷの中心ＣＷがＸ軸方向に偏心して配置されている。なお、図３では、ウエハＷの偏心をわかりやすくするため、ステージ２０の中心ＣＳに対するウエハＷの中心ＣＷの偏心量ｅを大きく示したが、偏心量ｅは、数ミリメートル程度でよい。
【００２９】
生成部５１ａは、少なくとも変動周期分、ステージ２０を回転させて、光源４１から光を出射してラインセンサ４２により、ウエハＷの径方向の位置の変化を検出する。例えば、図２に示すように、変動周期が４９回転である場合、少なくとも４９回転、ステージ２０を回転させてウエハＷの径方向の位置の変化を検出する。ウエハＷの中心をステージ２０の回転軸からずらしたことで、ウエハＷの径方向の位置は、ステージ２０が１回転するごとに、周期的に変化する。
【００３０】
図４は、実施形態に係る径方向の位置の変化を示す波形の一例を示す図である。図４には、ステージ２０の回転させた際のウエハＷの径方向の位置の変化を示す波形Ｗ１が示さている。波形Ｗ１の１周期に対応する部分Ｔ１が、ステージ２０が１回転した際のウエハＷの径方向の位置の変化に対応する。ステージ２０の回転軸に対してウエハＷの中心を偏心させたことで、ステージ２０の回転に伴い、ウエハＷの径方向の位置は、周期的に変化する。なお、波形Ｗ１がパルス状に変化したパルス部分Ｗ１ａは、ウエハＷに形成されたノッチによる変化である。パルス部分Ｗ１ａは、波形Ｗ１の前後部分から補間することで波形に補正できる。
【００３１】
生成部５１ａは、ステージ２０の回転誤差の検出に用いる基準波形を求める。例えば、生成部５１ａは、ステージ２０に回転誤差が無い場合の理想的なウエハＷの径方向の位置の変化を示す波形を基準波形として求める。ここで、ステージ２０に回転誤差が無い場合、ウエハＷの径方向の位置の変化を示す波形は、ステージ２０の回転軸に対するウエハＷの偏心方向の回転角度および偏心方向に対する反対方向の回転角度で、偏心量の振幅を持った正弦波となる。よって、ステージ２０の回転軸に対するウエハＷの偏心方向および偏心量から基準波形を求めることができる。偏心方向および偏心量は、ステージ２０にウエハＷを載置した際の実際の偏心状態から求めてもよい。また、所定の偏心方向および偏心量となるように、ステージ２０にウエハＷを載置してもよい。また、偏心方向および偏心量は、変動周期分、ステージ２０を回転させて検出した１回転ごとの各波形から求めてもよい。例えば、各波形それぞれからウエハＷの径方向の位置が最大となる回転角度を求め、最大となる回転角度の平均の回転角度の方向を偏心方向としてもよい。また、各波形それぞれからウエハＷの径方向の位置の最大値、最小値を求め、各波形の最大値と最小値との差の平均値を１／２した値を偏心量としてもよい。生成部５１ａは、ステージ２０の回転軸に対するウエハＷの偏心方向、偏心量から、ステージ２０に回転誤差が無い場合の理想的なウエハＷの径方向の位置の変化を示す波形を基準波形として求める。例えば、生成部５１ａは、ステージ２０の回転軸に対するウエハＷの偏心方向の回転角度と、偏心方向に対する反対方向の回転角度で最大振幅となり、最大振幅を偏心量とした正弦波の波形を、基準波形として求める。
【００３２】
生成部５１ａは、求めた基準波形と、ステージ２０を回転させて検出したウエハＷの径方向の位置の変化を示す波形とを比較して、回転回数別に回転誤差を求めて、補正情報５３ａを生成する。
【００３３】
図５は、実施形態に係る回転誤差の求め方の一例を示す図である。図５には、基準波形ＷＳと、ステージ２０を回転させた検出したウエハＷの径方向の位置の変化を示す波形Ｗ１が示されている。波形Ｗ１は、ステージ２０が１回転する間のウエハＷの径方向の位置の変化を示している。基準波形ＷＳでは、回転角度θ0で振幅がｈ0となる。一方、波形Ｗ１では、回転誤差のため、回転角度θ0での振幅がｈ0とはならず、振幅ｈ0の回転角度がθnとなる。よって、回転角度θ0での回転誤差Δθ0は、θn−θ0となる。なお、検出したウエハＷの径方向の位置のデータに振幅ｈ0のデータがない場合、回転角度θnは、次のようにして求めてのよい。例えば、振幅ｈ0の前後の振幅に対する波形Ｗ１での回転角度の平均を、振幅ｈ0の波形Ｗ１の回転角度としてもよい。例えば、振幅ｈ0を挟んで前後の連続した２つの振幅を求める。例えば、振幅ｈ0よりも大きい振幅ｈ0largeと、振幅ｈ０よりも小さい振幅ｈ0smallを求める。そして、振幅ｈ0largeと振幅ｈ0smallに対する波形Ｗ１での回転角度θ0large、θ0smallを求める。そして、回転角度θ0large、θ0smallの中点（平均）を回転角度θnとしてもよい。
【００３４】
生成部５１ａは、検出された回転回数ごとの各波形をそれぞれ基準波形と比較して、回転回数別に回転角度ごとの回転誤差を求め、回転回数別の回転角度ごとの回転誤差を記憶した補正情報５３ａを生成する。生成部５１ａは、生成した補正情報５３ａを記憶部５３に格納する。
【００３５】
図６は、実施形態に係る補正情報のデータ構成の一例を模式的に示す図である。例えば、変動周期が４９回転である場合、補正情報５３ａには、回転回数が１〜４９のそれぞれについて回転角度１°毎に回転誤差が記憶される。
【００３６】
なお、基準波形ＷＳおよび波形Ｗ１のピーク部分となる回転角度は、回転角度の変化に対する振幅の変化が小さいため、回転誤差が求め難い場合がある。そこで、ステージ２０の回転軸に対してウエハＷの中心の偏心方向を変えて、再度、変動周期の回転回数別に回転誤差の検出を実施することが好ましい。ウエハＷの中心の偏心方向は、＋４５°〜＋１３５°、−４５°〜−１３５°の範囲で変えることが好ましい。図７は、実施形態に係る偏心方向の変更の一例を示す図である。ステージ２０は、円形とされており、ステージ２０の中心ＣＳが回転軸とされている。例えば、アライメント装置１０は、最初に、ステージ２０の中心ＣＳに対してウエハＷの中心ＣＷをＸ軸方向に偏心させた状態で、変動周期の回転回数別に回転角度ごとの回転誤差を求める。次に、アライメント装置１０は、ウエハＷの中心ＣＷの偏心方向を＋９０°変えて、ステージ２０の中心ＣＳに対してウエハＷの中心ＣＷをＹ軸方向に偏心させた状態で。変動周期の回転回数別に回転角度ごとの回転誤差を求める。このようにステージ２０の回転軸に対するウエハＷの中心の偏心方向を変えることで、基準波形ＷＳおよび波形Ｗ１のピーク部分の回転角度が変わるため、回転角度の全範囲で回転誤差が求めるやすくなる。
【００３７】
回転制御部５１ｂは、モータ２３を制御してステージ２０を回転させる。また、回転制御部５１ｂは、モータ２３のエンコーダから出力されたパルスをカウントし、パルスのカウント数からステージ２０の回転回数および回転角度を検出する。また、回転制御部５１ｂは、記憶部５３に記憶された補正情報５３ａに基づいてモータ２３を制御してステージ２０の回転を制御する。例えば、回転制御部５１ｂは、ステージ２０を特定の目標回転角度に制御する場合、ステージ２０が回転した回転回数が変動周期の何れの回転回数に該当するか特定する。例えば、回転制御部５１ｂは、ステージが回転した回転回数を変動周期で除算した余りを求め、余りに１を加算した値を変動周期での回転回数と特定する。例えば、図２に示すように、変動周期が４９回転であり、ステージ２０の回転回数が「１００」である場合、変動周期での回転回数は、「３」と特定される。なお、本実施形態では、変動周期の回転回数を１から定めたため、余りに１を加算している。変動周期の回転回数を０から定めた場合、余りの値が変動周期での回転回数となる。
【００３８】
回転制御部５１ｂは、特定した回転回数に対応する補正情報５３ａに記憶された回転誤差に基づいてモータ２３を制御してステージ２０の回転角度を制御する。例えば、回転制御部５１ｂは、補正情報５３ａから、特定した回転回数での目標回転角度に対応した回転誤差を読み出す。そして、回転制御部５１ｂは、目標回転角度を回転誤差で補正した回転角度にステージ２０の回転角度を制御する。
【００３９】
図８は、実施形態に係るステージの回転角度の補正の一例を示す図である。図８では、目標回転角度をθ0とする。回転制御部５１ｂは、ステージ２０の回転角度を目標回転角度θ0に制御した場合、ステージ２０には変動周期での回転回数ｎに応じて回転誤差Δθｎがあるため、図８（Ａ）に示すように、実際のステージ２０の回転角度がθ0＋Δθｎとなる。そこで、回転制御部５１ｂは、目標回転角度θ0を回転誤差Δθｎで補正し、ステージ２０の回転角度をθ0−Δθｎに制御する。これにより、図８（Ｂ）に示すように、実際のステージ２０の回転角度は、目標回転角度θ0になる。
【００４０】
このように、本実施形態に係るアライメント装置１０は、補正情報５３ａに基づいてモータ２３を制御してステージ２０の回転を制御することで、ステージ２０の回転角度を高い精度で制御できる。
【００４１】
次に、本実施形態に係るアライメント装置１０が実施する処理の流れについて説明する。最初に、アライメント装置１０が補正情報５３ａを生成する生成処理の流れについて説明する。図９は、実施形態に係る生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。この生成処理は、所定のタイミング、例えば、ユーザインターフェース１０３で生成処理の開始を指示する所定操作が行われたタイミングで実行される。
【００４２】
ステージ２０に対してウエハＷを偏心させて載置する（ステップＳ１０）。例えば、ロボットアームなどの搬送機構を用いて、ウエハＷの中心をステージ２０の回転軸からずらして載置面２０ａにウエハＷを載置する。
【００４３】
生成部５１ａは、少なくとも変動周期分、ステージ２０を回転させて、光源４１から光を出射してラインセンサ４２により、ウエハＷの径方向の位置の変化を検出する（ステップＳ１１）。変動周期は、予め設定される。例えば、図１に示すアライメント装置１０では、ステージ２０の回転誤差の変動周期は、歯付プーリ２１の歯数と歯付ベルト２２の歯数との最小公倍数を歯付プーリ２１の歯数で除算した値を変動周期とする。
【００４４】
生成部５１ａは、ステージ２０の回転誤差の検出に用いる基準波形を求める（ステップＳ１２）。例えば、生成部５１ａは、ステージ２０の回転軸に対するウエハＷの偏心方向の回転角度で波形が最大値となり、偏心方向に対する反対方向の回転角度で波形が最小値なり、波形の最大値と最小値との差を偏心量の２倍とした正弦波の波形を、基準波形として求める。
【００４５】
生成部５１ａは、検出された回転回数ごとの各波形をそれぞれ基準波形と比較して、回転回数別に回転角度ごとの回転誤差を求め、回転回数別に回転角度ごとの回転誤差を記憶した補正情報５３ａを生成する（ステップＳ１３）。
【００４６】
生成部５１ａは、生成した補正情報５３ａを記憶部５３に格納し（ステップＳ１４）、処理を終了する。
【００４７】
これにより、記憶部５３には、変動周期の分だけ、回転回数別に回転角度ごとの回転誤差を記憶した補正情報５３ａが記憶される。
【００４８】
次に、アライメント装置１０がステージ２０の回転を制御する回転制御処理の流れについて説明する。図１０は、実施形態に係る回転制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。この回転制御処理は、ステージ２０を特定の目標回転角度に制御する場合に実行される。
【００４９】
回転制御部５１ｂは、モータ２３のエンコーダから出力されたパルスのカウント数から、ステージ２０の回転回数を検出する（ステップＳ２０）。
【００５０】
回転制御部５１ｂは、検出したステージ２０の回転回数が、補正情報５３ａの変動周期の何れの回転回数に該当するか特定する（ステップＳ１２）。
【００５１】
回転制御部５１ｂは、特定した回転回数に対応する補正情報５３ａに記憶された回転誤差に基づいてモータ２３を制御してステージ２０の回転角度を制御し（ステップＳ２２）、処理を終了。例えば、回転制御部５１ｂは、補正情報５３ａから、特定した回転回数での目標回転角度に対応した回転誤差を読み出す。そして、回転制御部５１ｂは、目標回転角度を回転誤差で補正した回転角度にステージ２０の回転角度を制御する。
【００５２】
以上のように、本実施形態に係るアライメント装置１０は、ステージ２０と、記憶部５３と、回転制御部５１ｂとを有する。ステージ２０は、ウエハＷが載置される載置面の裏側にシャフト２５が設けられ、当該シャフト２５を回転軸として、モータ２３の駆動力により回転する。記憶部５３は、ステージ２０の複数回転を周期として回転回数別にステージ２０の回転角度の補正情報５３ａを記憶する。回転制御部５１ｂは、補正情報５３ａに基づいてモータ２３を制御してステージ２０の回転を制御する。これにより、本実施形態に係るアライメント装置１０は、ステージ２０の回転角度を高い精度で制御できる。
【００５３】
また、ステージ２０は、シャフト２５に設けられた第１の歯付プーリ（歯付プーリ２１）とモータ２３の回転軸に設けられた第２の歯付プーリ（歯付プーリ２６）とにかみ合わせて歯付ベルト２２が掛けられ、モータ２２の駆動力により歯付ベルト２２が周回駆動することで、回転する。補正情報５３ａは、第１の歯付プーリと第２の歯付プーリとのプーリ比が１：１である場合、第１の歯付プーリまたは第２の歯付プーリの歯数と歯付ベルト２２の歯数との最小公倍数を第１の歯付プーリまたは第２の歯付プーリの歯数で除算した値の回転回数を周期として回転回数別にステージ２０の回転誤差を記憶する。回転制御部５１ｂは、ステージ２０が回転した回転回数が周期の何れの回転回数に該当するか特定する。回転制御部５１ｂは、特定した回転回数に対応する補正情報５３ａに記憶された回転誤差に基づいてモータ２３を制御してステージ２０の回転角度を制御する。これにより、本実施形態に係るアライメント装置１０は、歯付ベルト２２の製造誤差によってステージ２０に周期的に発生する回転誤差を高い精度で補正できる。
【００５４】
また、補正情報５３ａは、回転回数別に、ステージ２０の回転角度ごとのステージ２０の回転誤差を記憶する。これにより、本実施形態に係るアライメント装置１０は、回転回数別に、ステージ２０の回転角度ごとに発生する回転誤差を高い精度で補正できる。
【００５５】
また、本実施形態に係るアライメント装置１０は、検出部４０と、生成部５１ａとを有する。検出部４０は、ステージ２０の載置面２０ａに載置されたウエハＷの径方向の位置を検出する。生成部５１ａは、ステージ２０の回転軸に対してウエハＷの中心を偏心させて載置面２０ａにウエハＷを載置して、少なくとも周期（変動周期）分、ステージ２０を回転させて検出部４０により検出されたウエハＷの径方向の位置の変化に基づいて補正情報５３ａを生成する。これにより、本実施形態に係るアライメント装置１０は、ウエハＷの径方向の位置の変化から、ステージ２０の回転角度の補正情報５３ａを生成できる。
【００５６】
また、生成部５１ａは、ステージ２０の回転軸に対してウエハＷの中心の偏心量および偏心方向から求めたウエハＷの径方向の位置の変化を示す基準波形と、ステージを回転させて検出された回転回数ごとのウエハＷの径方向の位置の変化を示す波形とを比較して、回転回数別にステージ２０の回転角度の回転誤差を求めて、補正情報５３ａを生成する。これにより、本実施形態に係るアライメント装置１０は、回転回数別にステージ２０の回転角度の回転誤差を記憶した補正情報５３ａを生成できる。
【００５７】
以上、実施形態について説明してきたが、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は、多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【００５８】
例えば、実施形態では、基板をウエハＷとした場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。基板は、円盤状であれば、何れであってよく、例えば、ガラス基板など、他の基板であってもよい。
【００５９】
また、実施形態では、回転回数別にステージ２０の回転角度ごとの回転誤差を求める場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ステージ２０をある特定の回転角度に位置決めるのみで使用する場合、補正情報５３ａには、回転回数別にステージ２０のある特定の回転角度での回転誤差を記憶させればよい。すなわち、補正情報５３ａは、回転角度ごとに回転誤差を記憶していなくもよい。
【００６０】
また、実施形態では、歯付プーリ２１と歯付プーリ２６とのプーリ比が１：１である場合である場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。歯付プーリ２６と歯付プーリ２１とのプーリ比が１：１以外であってもよい。歯付プーリ２１と歯付プーリ２６とのプーリ比が１：１以外の場合、ステージ２０の回転誤差の変動周期は、歯付プーリ２６の歯数と歯付ベルト２２の歯数との最小公倍数を歯付プーリ２６の歯数で除算した値と、歯付プーリ２１の歯数と歯付ベルト２２の歯数との最小公倍数を歯付プーリ２１の歯数で除算した値との最小公倍数の値となることが判明した。そこで、歯付プーリ２１と歯付プーリ２６とのプーリ比が１：１以外の場合、補正情報５３ａには、歯付プーリ２６の歯数と歯付ベルト２２の歯数との最小公倍数を歯付プーリ２６の歯数で除算した値と、歯付プーリ２１の歯数と歯付ベルト２２の歯数との最小公倍数を歯付プーリ２１の歯数で除算した値との最小公倍数となる値の回転回数を周期として回転回数別にステージ２０の回転誤差を記憶してもよい。これにより、本実施形態に係るアライメント装置１０は、歯付プーリ２６と歯付プーリ２１とのプーリ比が１：１以外である場合も、ステージ２０に周期的に発生する回転誤差を高い精度で補正できる。
【００６１】
また、実施形態では、検出部４０として、光源４１およびラインセンサ４２を用いて、ウエハＷの径方向の位置を検出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ウエハＷの径方向の位置を検出できれば、何れの構成を用いてもよい。
【００６２】
また、実施形態では、ウエハＷの径方向の位置を検出して補正情報５３ａを生成する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、上述のように、ウエハＷの上面に設けたターゲットマークをカメラ３０で撮影した画像から補正情報５３ａを生成してもよい。
【００６３】
また、実施形態では、歯付ベルト２２の製造誤差によってステージ２０に周期的に発生する回転誤差を補正する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。アライメント装置１０は、何らかの原因で、ステージ２０の回転誤差がステージ２０の複数回転の周期で変動する場合がある。アライメント装置１０は、回転誤差が変動する周期について、回転回数別にステージ２０の回転角度の補正情報を記憶すれば、周期的に変動するステージ２０の回転誤差を高い精度で補正できる。
【００６４】
また、実施形態では、半導体製造装置としてアライメント装置１０を例に説明したが、これに限定されるものではない。半導体製造装置は、基板を載置するステージが回転可能な構成のものであれば、何れであってもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１０  アライメント装置
２０  ステージ
２０ａ  載置面
２１  歯付プーリ
２２  歯付ベルト
２３  モータ
２５  シャフト
３０  カメラ
４０  検出部
４１  光源
４２  ラインセンサ
５０  制御部
５１  コントローラ
５１ａ  生成部
５１ｂ  回転制御部
５３  記憶部
Ｗ  ウエハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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