(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部に一部に切欠部を有するウェハを吸着固定する手段と、
前記ウェハを回転させるウェハ回転手段と、
前記ウェハの回転時に前記ウェハ縁部及び前記切欠部の時間的位置変化を電気信号に変換する電気信号変換手段と、
前記電気信号変換手段の出力信号から前記ウェハの回転偏心による信号を除去するようカットオフ周波数を前記ウェハ回転手段から送られた回転周波数に合わせるカットオフ周波数可変フィルタと、
前記カットオフ周波数可変フィルタで分離された前記ウェハの切欠部による電気信号から前記ウェハの切欠部の中心位置を検出する切欠部中心位置検出手段と、
を具備したことを特徴とするウェハ位置決め装置。
【請求項２】
前記切欠部は、前記ウェハの縁部に形成されたオリエンテーション・フラット又はノッチであることを特徴とする請求項１記載のウェハ位置決め装置。
【請求項３】
前記カットオフ周波数可変フィルタは、前記ウェハ回転手段の回転周波数のみを濾過するノッチフィルタであることを特徴とする請求項１記載のウェハ位置決め装置。
【請求項４】
前記カットオブ周波数可変フィルタは、前記ウェハ回転手段の回転周波数を超えた周波数のみを出力するハイパスフィルタであることを特徴とする請求項１記載のウェハ位置決め装置。
【請求項５】
前記切欠部中心位置検出手段は、前記ウェハの切欠き部による電気信号に対してスレッシュホールドレベルを設定し、このスレッシュホールドレベルに対応する前記ウェハの切欠部による電気信号の２点間の位置を平均して前記切欠部の中心を求めることを特徴とする請求項１記載のウェハ位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体のウェハに形成されているオリエンテーション・フラット（以下オリフラと称する）またはノッチからなるウェハ切欠部の情報に基づきウェハの位置決めを行うウェハ位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のウェハ位置決め装置の一例として図４に示すオリフラまたはノッチ（以下両者を指すときはオリフラ等と称する）の情報を非接触で検出するものがある。ウェハ１は、円板状であって外周面の一部に軸方向に沿って形成されたウェハ切欠部（後述する）１ａおよび該ウェハ切欠部以外の円弧面をなすウェハ縁部（後述する）１ｂを有する。ウェハ１は真空吸着パッド２に固定され、真空吸着パッド２は回転ステージ３に連結され、回転ステージ３を回転させることによりウェハ１は回転するようになっている。ウェハ１の端部は、ウェハ１のオリフラ等を検出するための発光ダイオード４とフォトディテクタ５が設けられ、フォトディテクタ５の検出信号はアンプ６により増幅されて、以下に述べるコントローラ９に入力される。
【０００３】
コントローラ９は、Ａ／Ｄコンバータ７、演算処理装置８からなり、Ａ／Ｄコンバータ７はアンプ６により増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するもので、演算処理装置８はＡ／Ｄコンバータ７により変換されたデジタル信号を入力し、後述する所望の演算処理を行い回転ステージ３に対して制御信号を出力する。
【０００４】
このような構成のものにおいて、発光ダイオード４からはフォトディテクタ５に向かって常時光が照射されており、ウェハ１により遮光されない光のみがフォトディテクタ５の受光面に届き電気信号に変換される。
【０００５】
回転ステージ３を回転させることによりウェハ１を図５（ａ）のように回転させると、フォトディテクタ５の出力信号が図５（ｂ）のように変化していく。
ウェハ１のオリフラ部１ａが、フォトディテクタ５の光検出部にかかると、ウェハ縁部１ｂによって遮光される光の量が少なくなり、その分、フォトディテクタ５に届く光の量が多くなっていく。さらに、ウェハ１の回転が進むと、再びウェハ縁部１ｂによって遮光される光の量が多くなり、その分、フォトディテクタ５に届く光の量が少くなっていく。この結果、ウェハ１のオリフラ部１ａがフォトディテクタ５の光検出部を通過したときのフォトディテクタ５の出力信号の時間的変化は、図５（ｂ）のＴのようになる。このＴ部分以外の大きなうねりの信号は、ウェハ１の偏心によるものである。
【０００６】
以上の説明は、ウェハ１にオリフラ１ａを有する場合であるが、図６（ａ）に示すようにウェハ１にノッチ１ｃを有する場合には、フォトディテクタ５の出力信号は図６（ｂ）のようになる。
【０００７】
以上述べたようなウェハ１の回転時のフォトディテクタ５の出力信号から、オリフラ１ａまたはノッチ１ｃの位置を検出し、これによってウェハ１の位置決めを行うが、ウェハ１の回転時のフォトディテクタ５の出力信号は、回転の偏心による大きなうねりの信号にオリフラ１ａまたはノッチ１ｃによる信号が含まれる形となっている。このため、このままスレッシュホールドレベルを設定したとしても、図６（ｂ）のウェハ回転時の信号のように、ノッチ信号の方が、回転偏心の信号よりも小さいときには、ノッチ１ｃの位置を検出することができなくなってしまう。従って、何等かの手段を用いて回転偏心の信号と切欠部の信号を分離もしくは弁別化する必要がある。
【０００８】
そこで、演算処理装置８において、ウェハ回転時の信号の差分を演算すると、図５（ｂ）、図６（ｂ）から図７（ａ）、図８（ａ）のような差分信号が得られる。すると、図６（ｂ）の回転偏心の信号にノッチ信号が埋もれてしまうような場合でも、図８（ａ）に示すようにノッチ部分が回転偏心の部分よりもかなり強調された形となる。
【０００９】
そして、図８（ａ）のようなウェハ回転時の差分信号に対し、スレッシュホールドレベルを正（ＴＬ＋）と負（ＴＬ−）において設定し、差分信号がＴＬ＋以上となった位置＜ｕｐ＞とＴＬ−以下となった位置＜ｄｏｗｎ＞の中心（↑印）をもって、ウェハ切欠部の位置を判断している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この方法では、検出位置＜ｕｐ＞と＜ｄｏｗｎ＞が切欠部の中心位置（▽印）に対して対称とならず、その分検出される切欠部の中心位置（↑印）はずれることになる。
【００１１】
特に、図７（ａ），（ｂ）に示すように、切欠部がオリフラの場合には、検出位置＜ｕｐ＞と＜ｄｏｗｎ＞の距離が大きいので、検出されるオリフラの中心位置（↑印）は実際のオリフラの中心位置（▽印）に対して大きくずれてしまう。よって、ウェハの位置決めを行ったとき、ウェハの向きがずれるという結果になる。
【００１２】
本発明の目的は、ウェハ回転時の回転偏心の信号とウェハ切欠部の信号を分離でき、検出されたウェハの切欠部の中心位置が実際のウェハの切欠部の中心位置とがずれることなく、ウェハの位置決めが正確に行えるウェハ位置決め装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に対応する発明は、外周部に一部に切欠部を有するウェハを吸着固定する手段と、前記ウェハを回転させるウェハ回転手段と、前記ウェハの回転時に前記ウェハ縁部及び前記切欠部の時間的位置変化を電気信号に変換する電気信号変換手段と、前記電気信号変換手段の出力信号から前記ウェハの回転偏心による信号を除去するようカットオフ周波数を前記ウェハ回転手段から送られた回転周波数に合わせるカットオフ周波数可変フィルタと、前記カットオフ周波数可変フィルタで分離された前記ウェハの切欠部による電気信号から前記ウェハの切欠部の中心位置を検出する切欠部中心位置検出手段とを具備したことを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、ウェハ回転時の回転偏心の信号と切欠部の信号とを、回転偏心の信号の周波数をカットオフ周波数とするノッチフィルタ又はハイパスフィルタからなるカットオフ周波数可変フィルタに通すことにより分離でき、検出されたウェハの切欠部の中心位置と実際のウェハの切欠部の中心位置とがずれることなく、この結果、ウェハの位置決めが正確に行える。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、本発明のウェハ位置決め装置を説明するための図であり、図４の従来例と異なる点は、電気信号変換手段と切欠部中心位置検出手段との間、具体的にはフォトディテクタ５の検出信号を増幅するアンプ６と、コントローラ９に有するＡ／Ｄコンバータ７の間に、カットオフ周波数をウェハ回転手段例えば回転ステージ３の回転周波数に合わせることが可能なカットオフ周波数可変フィルタ１１を設けたものである。
【００１７】
カットオフ周波数可変フィルタ１１としては、図１（ｂ）に示すように、回転ステージ３の回転周波数のみを濾過するノッチフィルタを使用するか、または図１（ｃ）に示すように回転ステージ３の回転周波数を越えた周波数のみを出力するハイパスフィルタを使用する。
【００１８】
このように構成された実施形態において、ウェハ１が回転したときのフォトディテクタ５の出力信号は、図５（ｂ）、図６（ｂ）のようになる。この後、フォトディテクタ５の出力信号は、カットオフ周波数可変フィルタ１１を通る。この場合、カットオフ周波数可変フィルタ１１のカットオフ周波数は、回転ステージ３の回転周波数に合っていて、ウェハ１の回転偏心の信号の周波数は、回転ステージ３の回転周波数と一致しているので、ウェハ１が回転時のフォトディテクタ５の出力信号は、カットオフ周波数可変フィルタ１１を通ることによって、回転偏心の信号が除去され、図２（ａ）、図３（ａ）のようなウェハ切欠部１ａによる信号が取り出されることになる。図２は切欠部１ａがオリフラの場合であり、図３は切欠部１ａがノッチの場合である。
【００１９】
そして、図２（ａ）、図３（ａ）に示す信号に対して、演算処理装置８において、スレッシュホールドレベルＴＬを設け、カットオフ周波数可変フィルタ１１を通った後の信号がＴＬ以上になった位置を＜ｕｐ＞とし、その後、ＴＬ未満になった位置を＜ｄｏｗｎ＞とし、＜ｕｐ＞と＜ｄｏｗｎ＞の平均を切欠部１ａの中心位置（↑印）として検出する。
【００２０】
＜ｕｐ＞と＜ｄｏｗｎ＞は、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示すように実際の切欠部１ａの中心位置（▽印）に対して対称であるので、差分データにスレッシュホールドレベルを設けた従来の装置のような、検出された切欠部の中心位置（↑印）とのずれはなくなり、ウェハ１の向きがずれることはなくなる。
【００２１】
以上述べた実施形態によれば、ウェハ回転時の回転偏心の信号と切欠部１ａの信号とを、回転偏心の信号の周波数をカットオフ周波数とするノッチフィルタまたはハイパスフィルタからなるカットオフ周波数可変フィルタ１１に通すことにより分離でき、検出されたウェハの切欠部の中心位置と実際のウェハの切欠部の中心位置とがずれることなく、この結果ウェハの位置決めが正確に行える。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べた本発明によれば、ウェハ回転時の回転偏心の信号とウェハ切欠部の信号を分離でき、検出されたウェハの切欠部の中心位置と実際のウェハの切欠部の中心位置とがずれることなく、ウェハの位置決めが正確に行えるウェハ位置決め装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のウェハ位置決め装置の第１実施形態を説明するための図。
【図２】図１の作用効果を説明するための図。
【図３】図１の作用効果を説明するための図。
【図４】従来のウェハ位置決め装置の第１例を説明するための図。
【図５】図４の作用効果を説明するための図。
【図６】図４の作用効果を説明するための図。
【図７】図４の問題点を説明するための図。
【図８】図４の問題点を説明するための図。
【符号の説明】
１…ウェハ
２…真空吸着パッド
３…回転ステージ
４…発光タイオード
５…フォトディテクタ
６…アンプ
７…Ａ／Ｄコンバータ
８…演算処理装置
９…コントローラ
１１…カットオフ周波数可変ィルタ
【図１】
0003935532.tif 000002
【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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