(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、その光源の光を受光して一端から他端まで順にスキャンして検出位置情報と検出データを出力するＣＣＤリニアセンサとを備え、前記光源と前記ＣＣＤリニアセンサの間に半導体ウエハの外周が位置するときは前記検出データがＬＯからＨＩ又はＨＩからＬＯに変わるエッジによって前記半導体ウエハの外周位置を検出するプリアライメントセンサにおいて、
前記ＣＣＤセンサが前記ウエハの外周側から内側へスキャンして前記検出位置情報と前記検出データを順次出力すると、前記検出データがＬＯからＨＩ又はＨＩからＬＯに変わるエッジのところの前記検出位置情報が記録され、
前記エッジが複数ある場合はスキャンしたときの最後の前記エッジに対応する前記検出位置情報が前記半導体ウエハの外周位置とされることを特徴とするウエハの外周位置検出方法。
【請求項２】
略円板状の前記半導体ウエハが１回転するときに、前記スキャンが複数回繰り返されるとともに、前記エッジに対応する前記検出位置情報が前記スキャンに対応して記録されることを特徴とする請求項１記載のウエハの外周位置検出方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法を実施させるプログラムがコンピュータ読み取り可能に書き込まれたことを特徴とするウエハの外周位置検出方法を実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項４】
光源と、その光源の光を受光して一端から他端まで順にスキャンして検出位置情報と検出データを出力するＣＣＤリニアセンサとを備え、前記光源と前記ＣＣＤリニアセンサの間に半導体ウエハの外周が位置するときは前記検出データがＬＯからＨＩ又はＨＩからＬＯに変わるエッジによって前記半導体ウエハの外周位置を検出し、これを前記ウエハが１回転する間に所定の回数繰り返して前記ウエハのオリフラ位置やノッチ位置を計算するプリアライメントセンサにおいて、
前記ＣＣＤセンサが前記ウエハの外周側から内側へスキャンして出力した前記検出位置情報と前記検出データを入力し、前記検出データがＬＯからＨＩ又はＨＩからＬＯに変わるエッジのところの前記検出位置情報を出力する信号処理手段と、
前記スキャンが終了した時点で前記エッジが複数ある場合は最後のエッジに対応する前記検出位置情報を前記ウエハの外周位置として出力するデータ更新部と、
前記ウエハが１回転する間に所定の回数繰り返されるスキャン毎に入力する前記データ更新部の前記位置情報を全て格納するとともに一連のスキャンが終了すると全ての前記位置情報を出力するメモリと、
前記メモリが出力する全ての前記位置情報を入力するとオリフラ位置やノッチ位置を計算する所定の演算処理を実行するデータ処理部とからなることを特徴とするウエハの外周位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノッチと呼ばれるＶ字形の切り欠けまたはオリエンテーションフラット（オリフラ）と呼ばれる切り欠けを持つ不透明な略円形ウエハの位置決め（プリアライメント）方法および位置決め装置に係るものであり、特にＣＣＤリニアセンサを用いてウエハの外周位置を検出する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置には、ウエハの中心位置やオリフラやノッチの位置決めのため、従来からウエハのプリアライメントセンサが用いられている。その従来技術の例として、平行光ではなく点光源であっても精度よく位置決めを行う方法が特開平８−６４６６０に示されている。そこで、従来のウエハ位置決め方法について、図４のＣＣＤリニアセンサを用いたウエハ外周の外周位置検出装置のブロック図を用いて説明する。不透明な略円形のウエハ２がステージ１上に載置されており、ウエハ２の外周部を挟んで光源３とＣＣＤリニアセンサ４が設けられている。光源３がウエハ２の外周部を照明すると、その光がウエハ２で遮光され、ＣＣＤリニアセンサ４に明暗の像を投影する。この像が信号処理基板１１の信号処理部５で２値化したエッジ信号とされる。そしてエッジ信号が明から暗へ変化する瞬間のデータの値が内部に設けられたラッチ回路で保持され、計算機装置１０のメモリ７に出力して記録される。ウエハ２がステージ１によって１回転するまで、同じような動作を繰り返し、ウエハ１周分の外周データがメモリ７に記録される。このような信号処理部５とメモリ７の動作は計算機装置１０のＣＰＵ９の指令によって連携して行われる。メモリ７の外周データをもとに、データ処理部８でウエハ２のオリフラ位置またはノッチ位置、およびウエハ１の中心位置が求められる。このような動作をする時、信号処理部５では、ＣＣＤリニアセンサ４の一方の端からスキャンを開始し、エッジ信号の立ち上がり変化点を検出すると、そのときのエッジ位置データをラッチし、メモリ７に格納される。エッジ信号は通常図２のエッジ信号１３のようになり、ＣＣＤリニアセンサ４上に投影された像の明暗の変化点が立ち上がり変化点とされる。上記の１回のスキャン動作がステージ１周回転の間に何度も繰り返し行われ、１周分のデータからウエハ２の中心位置やオリフラ、ノッチ位置が計算される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の外周位置検出方法では、図２のようにＣＣＤリニアセンサ４上にパーティクル１２が付着した場合、エッジ信号１３はパーティクルのエッジ位置１５、１６のように複数回変化するので、最初のエッジ位置１６を出力してしまい、正しくウエハ外周位置を検出することができなかった。本発明の目的は、ＣＣＤリニアセンサ上にこのようなパーティクル等が付着しても正しくウエハ外周位置を検出することができる方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明のウエハの外周位置検出方法は、光源と、その光源の光を受光して一端から他端まで順にスキャンして検出位置情報と検出データを出力するＣＣＤリニアセンサとを備え、前記光源と前記ＣＣＤリニアセンサの間に半導体ウエハの外周が位置するときは前記検出データがＬＯ（又はＨＩ）からＨＩ（又はＬＯ）に変わるエッジによって前記半導体ウエハの外周位置を検出するプリアライメントセンサにおいて、前記ＣＣＤセンサが前記ウエハの外周側から内側へスキャンして前記検出位置情報と前記検出データを順次出力すると、前記検出データがＬＯ（又はＨＩ）からＨＩ（又はＬＯ）に変わるエッジのところの前記検出位置情報が記録され、前記エッジが複数ある場合はスキャンしたときの最後の前記エッジに対応する前記検出位置情報が前記半導体ウエハの外周位置とされることを特徴としている。
また、本発明のウエハの外周位置検出方法は、略円板状の前記半導体ウエハが１回転するときに、前記スキャンが複数回繰り返されるとともに、前記エッジに対応する前記検出位置情報が前記スキャンに対応して記録されることを特徴としている。
また、請求項３に記載のウエハの外周位置検出方法を実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、請求項１または２に記載の方法を実施させるプログラムがコンピュータ読み取り可能に書き込まれたことを特徴としている。
また、請求項４に記載のウエハの外周位置検出装置は、光源と、その光源の光を受光して一端から他端まで順にスキャンして検出位置情報と検出データを出力するＣＣＤリニアセンサとを備え、前記光源と前記ＣＣＤリニアセンサの間に半導体ウエハの外周が位置するときは前記検出データがＬＯ（又はＨＩ）からＨＩ（又はＬＯ）に変わるエッジによって前記半導体ウエハの外周位置を検出するプリアライメントセンサにおいて、前記ＣＣＤセンサが前記ウエハの外周側から内側へスキャンして前記検出位置情報と前記検出データを入力し、前記検出データがＬＯ（又はＨＩ）からＨＩ（又はＬＯ）に変わるエッジのところの前記検出位置情報を出力する信号処理手段と、前記スキャンが終了したと判断されればスキャンしたときの最後の前記位置情報を出力するデータ更新部と、スキャン毎に入力する前記データ更新部の前記位置情報を全て格納するとともに一連のスキャンが終了すると全ての前記位置情報を出力するメモリと、前記メモリが出力する全ての前記位置情報を入力すると所定の演算処理を実行するデータ処理部とからなることを特徴としている。
このようになっているため、ＣＣＤリニアセンサ上にパーティクル等が付着しても正しくウエハ外周位置を検出することができるのである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明の方法を実施するプリアライメントセンサの構成を示すブロック図であり、図２は検出信号を説明する図、図３は本発明の方法の処理手順を示すフローチャートである。
図１において、回転可能なステージ１上に不透明な略円形のウエハ２が載置され、ウエハ２の外周部を挟んで光源３と受光素子であるＣＣＤリニアセンサ４が上下に配置されている。光源３の光がウエハ２で遮光されるとＣＣＤリニアセンサ４上に明暗の像が投影する。この像が信号処理基板１１に設けられた信号処理部５でウエハ２のエッジ信号として２値化され、２値化されたエッジ信号の立ち上がり位置を外周位置としてラッチする。
【０００６】
ここで、ＣＣＤリニアセンサ４上にパーティクル１２が付着した場合に、正しくウエハ２の外周位置を検出する方法について図２を用いて説明する。図２において、ＣＣＤリニアセンサ４にパーティクル１２が付着した場合、あるいは光源３とＣＣＤリニアセンサ４の間にパーティクル１２が浮遊している場合、光源３より投光された光は、パーティクル１２とウエハ２により遮光される。ＣＣＤリニアセンサ４は右から左へ順にセル番号と明か暗の検出データが出力され、２値化されたエッジ信号１３を含んでいる。このエッジ信号１３のパーティクルのエッジ位置１４、１５をウエハ外周位置として誤検出しないようにするため、本発明ではＣＣＤリニアセンサ４のスキャン方向１７はウエハ２の外周側から内側へ、すなわち明から暗へ向かう方向にしている。そしてウエハ２の外周位置よりもウエハの内側ではウエハ２が不透明なためエッジ信号１３が変化しないことを利用して、最新のエッジ信号の立ち上がり点である最後のエッジ位置１４を外周位置データとして検出し、ウエハ２の外周位置としてメモリ７に格納するものである。
【０００７】
具体的には、図１のデータ更新部６において、ＣＣＤリニアセンサ４の右端から左端に至るスキャンが終了したかどうかを判断し、終了していれば信号処理部５にエッジ位置としてラッチされている信号をウエハ外周位置データとし、メモリ７に格納する。これをウエハ２が１周する間に所定の回数だけ繰り返す。データ処理部８では、こうして得られたウエハ２の１周分のウエハ外周位置データを用いて、ウエハ２のオリフラ位置やノッチ位置が計算される。
【０００８】
次に、上記の方法についてさらに詳しく図３のフローチャートに沿って説明する。まず不透明な略円形のウエハ２がステージ１上に図示しないロボット等により載置され、ステージ１に装備された図示しない吸着機構などにより固定されると、光源３がウエハ２の周縁部を照明する。そして（Ｓ１）ステージ１がウエハ２を載せたまま回転を始めると、（Ｓ２）計算機装置１０に搭載されたメモリ７の書込みアドレスがリセットされる。（Ｓ３）ＣＣＤリニアセンサ４が光源３の光を受光して明暗を同時に検出し、内部に電荷をホールドすると、図１の右端から左端に向けて受光セルの（Ｓ４）セル番号を１つ進めて、（Ｓ５）セル番号と明か暗の検出値データが信号処理部５に出力される。
【０００９】
（Ｓ６）信号処理部６では、１つ前のセル番号の検出値データと比較して、その検出値データが立ち上がっているかどうかが判断され、立ち上がっていれば（Ｓ７）立ち上がりエッジ位置としてリニアセンサのセル番号がデータ更新部６に出力され、（Ｓ８）ＣＣＤリニアセンサ４の右端から左端までのスキャンが終了したかどうかが判断される。（Ｓ６）で立ち上がっていると判断されなければ（Ｓ７）を経ることなく（Ｓ８）に移行する。（Ｓ８）でスキャンが終了したと判断されなければ（Ｓ４）へ移行して（Ｓ４）から（Ｓ７）までの上記手順が繰り返され、スキャンが終了したと判断されれば、（Ｓ９）データ更新部６が立ち上がりエッジ位置データをメモリ７に出力する。そして（Ｓ１０）メモリ７の書込みアドレスを＋１して（Ｓ１１）一連の計測が終了したかどうかが判断される。終了していないと判断されれば（Ｓ３）へ戻って（Ｓ３）から（Ｓ１０）の上記手順が繰り返され、一連の計測が終了したと判断されれば（Ｓ１２）ステージ１の回転が停止される。（Ｓ１３）こうして格納されたメモリ７の一連のデータがデータ処理部８に出力され、（Ｓ１４）データ処理部８に課せられた所定の処理が行われて計測が終了する。その後、出力されたオリフラ位置やノッチ位置を基準として、指定された位置までステージ１が回転されウエハ２の位置決めが行われ、ウエハ２の固定が解除されて、ウエハ２が次工程に搬送される。
【００１０】
請求項３に記載の本発明は、上記のウエハの外周位置検出方法を実施する手順をコンピュータプログラムとして記述したフロッピー（登録商標）ディスクなどの磁気ディスクや、ＣＤ−ＲＯＭなどの光ディスクであり、コンピュータ読み取り可能な種々の記録媒体である。これを読み取ったコンピュータはデータ更新部として上記の機能を果たすことができるのである。
【００１１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ＣＣＤリニアセンサ上にパーティクルが付着したことによって２値化された検出データが複数箇所で変化した場合であっても、最新の変化点をウエハの外周位置として検出することができるため、正しいウエハの外周位置を検出することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施するプリアライメントセンサの構成を示すブロック図
【図２】検出信号を説明する図
【図３】本発明の方法の処理手順を示すフローチャート
【図４】従来のプリアライメントセンサの構成を示すブロック図
【符号の説明】
１  ステージ、                     ２  ウエハ、         ３  光源、
４  ＣＣＤリニアセンサ、    ５  信号処理部、     ６  データ更新部、
７  メモリ、                ８  データ処理部、   ９  ＣＰＵ、
１０  計算機装置、          １１  信号処理基板、 １２  パーティクル、
１３  エッジ信号、          １４  最後のエッジ位置、
１５、１６  パーティクルのエッジ位置、                  １７  スキャンの方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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