(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースに取付けられて側面から見た形状がコの字状のフレームと、前記フレームの下部（または上部）に取付けられた光源と、前記フレームの内側下部（または内側上部）に取付けられ、前記光源の拡散光を平行光に変換する凸レンズと、前記凸レンズを前記フレームに固定するレンズホルダと、前記フレームの内側上部（または内側下部）に取付けられ、前記平行光を受光して電気的信号にする受光器と、前記フレームに取付けられ、前記電気的信号を所望の変位量に変換する信号処理回路と、からなるプリアライメントセンサにおいて、前記凸レンズは、その中心位置が前記光源と前記受光器の中心間を結ぶ光軸中心から検出方向に垂直な水平方向にわずかにオフセットするよう配置されていることを特徴とするプリアライメントセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体製造装置に用いられて半導体ウエハやオリエンテーションフラット、ノッチの位置を検出するプリアライメントセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプリアライメントセンサについて、図１と図３を用いて説明する。図１において、１は側面の形状がコの字形をして図示しないベースに固定されたフレームである。２はＬＥＤかレーザからなり、フレーム１の下部に固定された光源である。３はコの字状をしたフレーム１の内側下部に設けられて光源２の拡散光を平行光に変換する凸レンズである。４は樹脂かアルミニウムで形成されており、凸レンズ３をフレーム１に固定するレンズホルダである。５はコの字状をしたフレーム１の内側上部に設けられたＣＣＤリニアセンサ等の受光器であり、図の検出方向に伸びる検出部分を有している。６はフレーム１の上部に設けられ、受光器５から出力された電気信号を処理して物体の変位量を得る信号処理回路である。光源２と凸レンズ３、受光器５はそれぞれの中心線が一直線上に来るように配置されている。フレーム１と、光源２、レンズ３、レンズホルダ４、受光器５、信号処理回路６とでプリアライメントセンサを構成している。７はフレーム１の近傍に設けられ、円盤状のウエハ８を上に載せて回転させるテーブルである。図１においてテーブル７上にウェハ８が配置されるとウェハ８の左端が凸レンズ３と受光器５の間を遮るようになっている。
【０００３】
以上のような構成のもとで、プリアライメントセンサがウエハ中心位置とオリフラまたはノッチの位置を検出するときの動作を以下に説明する。まず光源２が放射した拡散光は凸レンズ３で平行光にされ、受光器５に照射される。このとき、テーブル７上にウエハ８がない場合は受光器５の検出部分の全面に平行光が照射される。次に、ウエハ８がテーブル７上におかれ、平行光を遮光すると、受光器５上に遮光された部分と、遮光されない部分の明暗が生ずる。この明暗の範囲を受光器５で検出し、電気信号に変換することで、ウエハ８のエッジ位置を検出することができる。さらに、テーブル７をθ方向に一回転させる間に所定の箇所でウエハ８のエッジ位置を検出すれば、テーブル７の回転量と変位の関係から、ウェハ８の中心位置を求めることができる。
ところで、プリアライメントセンサを構成する部材として、一般的に、金属部には、アルマイト処理したアルミニウム、樹脂部には、ポリアセタール樹脂等が使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが従来技術では、図４に示すように、光源２から凸レンズ３に入射する拡散光のうち、中心軸近傍の光が、凸レンズ内部で反射し、受光器中心部に光が集中してしまう。その結果、平行光の光度レベルが検出範囲において不均一となり、受光器５の受光レベルがばらつくために、検出精度が悪化するという問題があった。そこで本発明は、高精度な検出ができるプリアライメントセンサを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため本発明のプリアライメントセンサは、ベースに取付けられて側面から見た形状がコの字状のフレームと、前記フレームの下部（または上部）に取付けられた光源と、前記フレームの内側下部（または内側上部）に取付けられ、前記光源の拡散光を平行光に変換する凸レンズと、前記凸レンズを前記フレームに固定するレンズホルダと、前記フレームの内側上部（または内側下部）に取付けられ、前記平行光を受光して電気的信号にする受光器と、前記フレームに取付けられ、前記電気的信号を所望の変位量に変換する信号処理回路と、からなるプリアライメントセンサにおいて、前記凸レンズが、その中心位置が前記光源と前記受光器の中心間を結ぶ光軸中心から検出方向に垂直な水平方向にわずかにオフセットするよう配置されていることを特徴としている。このようになっているため、高精度な検出ができるのである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。図１は、本発明の実施例を示す側面図であり従来技術の場合と同じである。図２は正面図であり、従来技術を説明する図３の正面図とは凸レンズ４の位置がずれている点のみが異なっている。図１から図３において符号を統一しているので構成についての重複する説明は省略する。
【０００７】
フレーム１に使われている材料はアルミニウムであり、硫酸硬質アルマイト処理の後、蒸気封孔処理されたものである。硫酸硬質アルマイトしたアルミニウムは、通常のアルマイト処理したアルミニウムと比較して、表面の酸化皮膜が硬く、耐食性に優れるという特徴がある。しかし一方で、アルマイト処理を行うとその処理表面に微小な孔が発生し、真空中においては発ガスの要因、薬液雰囲気中では耐食性低下の要因となるので、蒸気封孔処理をおこない、アルマイト処理によって発生した微小孔を塞ぐという処理をしている。上記表面処理を施したアルミニウムは発ガスが少なく、また、耐食性の点で優れているのが特徴である。
【０００８】
レンズホルダ４に使われている材料はフッ素系の樹脂である。フッ素系樹脂も同様に発ガスが少なく、耐食性の点で優れ、良好な低発ガス特性、耐食性を得ることができる。
信号処理回路６はプリント基板上に電子部品が実装され、エポキシ樹脂でモールドされている。信号処理回路がプリント基板上に電子部品が実装されただけでは、発ガスが多い上に、耐食性の点で問題がある。そこで、表面をエポキシ樹脂で覆って保護し、発ガスを抑えるとともに耐食性を向上させているのである。モールドするエポキシ樹脂をアルミナ充填エポキシ樹脂とすれば、樹脂にアルミナが含まれていることから、樹脂硬化の際、通常の樹脂よりも変形が小さい。このため、電子部品への応力が緩和されるので、電子部品の剥離等が無く、信頼性を向上させることができる。
【０００９】
次に、図２と図４について説明する。図おいて、凸レンズ３の中心位置は、光源２と受光器５の中心間を結ぶ中心線上から検出方向に対して垂直となる方向、すなわち図２の左右の方向にオフセットして配置されているのが特徴である。図２と図４の場合は左側にｅだけずれた場合を示している。このような配置にすると、光源２から放射された拡散光の一部は、凸レンズ３の内部で反射するものの、受光器５中心部に光が集中することはなく、凸レンズ３から出た平行光の光度レベルが検出範囲において均一化されて受光器５における受光レベルが不均一となるようなことはないのである。したがって、受光器５で光の明暗が確実に検出できるため、より良好な検出精度を得ることができるのである。
以上の説明で用いた実施例は、図１〜図４に示しているように、フレーム１の下部に光源２とレンズ３を配置し、上部に受光器５を配置しているが、フレーム１の上部に光源２とレンズ３を配置し、下部に受光器５を配置してもよく、同じ効果が得られる。
【００１０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のプリアライメントセンサによれば、より高精度な変位検出が可能になるという顕著な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプリアライメントセンサの正面図
【図２】本発明のプリアライメントセンサの側面図
【図３】従来のプリアライメントセンサの側面図
【図４】本発明のプリアライメントセンサの利点を説明する図
【符号の説明】
１  フレーム
２  光源
３  凸レンズ
４  レンズホルダ
５  受光器
６  信号処理器
７  テーブル
８  ウェハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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