JP2001235309A - Device for optically detecting and processing surface to be processed - Google Patents

Device for optically detecting and processing surface to be processed

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JP2001235309A
JP2001235309A JP2000047879A JP2000047879A JP2001235309A JP 2001235309 A JP2001235309 A JP 2001235309A JP 2000047879 A JP2000047879 A JP 2000047879A JP 2000047879 A JP2000047879 A JP 2000047879A JP 2001235309 A JP2001235309 A JP 2001235309A
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light
processed
processing
area
main body
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JP2000047879A
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Japanese (ja)
Inventor
Etsuro Sato
悦郎 佐藤
Kazuhiro Hayasaka
和寛 早坂
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for optically detecting and processing an area to be processed such that optical detection of the area to be processed and positioning of the processing device can be achieved at the same time. SOLUTION: A processed area detector 15, having a light projection hole 17a through which light is projected onto a surface to be processed and a light receiving hole 17b for receiving the light reflected from the light projection hole 17a, is mounted integrally with a processor body 11. The detector is mounted in such a manner that the optical axis L1 of the processor body 11 intersects the projected light and the reflected light at one point. As a result, detection of the area to be processed and positioning of the detector body are achieved at the same time.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の技術分野】本発明は、半導体ウェハ表面の規
格位置、液晶基板などのガラス基板、ベアチップなどの
電極(パッド)、IC表面、各種セラミック製品、さら
にはICのリード部などの各種電子部品や超精密小型部
品などの被処理面に、例えば製品管理用あるいは各種セ
キュリティ用の各種マークを形成し、或いはそれらのマ
ークを光学的に読み取るのに好適な被処理面の検出と各
種の光学的処理とを格別の位置合わせを要することな
く、しかも被処理面の格別の照明が不要な被処理領域の
検出兼処理装置に関する。
The present invention relates to a standard position on a semiconductor wafer surface, a glass substrate such as a liquid crystal substrate, an electrode (pad) such as a bare chip, an IC surface, various ceramic products, and various electronic devices such as an IC lead. Forming various marks for product management or various security, for example, on the surface to be processed, such as parts and ultra-precision small parts, or detecting the surface to be processed suitable for optically reading those marks and various optical The present invention relates to an apparatus for detecting and processing an area to be processed which does not require special positioning of a target processing and does not require special illumination of a surface to be processed.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、半導体製造工程にあっては、各
工程ごとに多様で且つ厳密な製造条件を設定する必要が
あり、これらを管理するために、半導体ウェハの一部表
面に数字、文字或いはバーコードなどからなるマークが
多数のドットで表示され、これを読み取ることが行われ
る。
2. Description of the Related Art For example, in a semiconductor manufacturing process, it is necessary to set various and strict manufacturing conditions for each process. Alternatively, a mark composed of a bar code or the like is displayed with a large number of dots, and reading is performed.

【0003】一方、上記ドットからなる各種マークは、
通常、連続パルスレーザビームを光学系を介して半導体
ウェハの一部表面に照射することにより形成される。し
かも、そのためのマーキングは一回に限らず、各製造工
程の履歴特性を知るためにも、各製造工程にて必要最小
限の履歴データをマーキングすることが多い。しかしな
がら、半導体ウェハにおけるマーキング領域は極めて狭
い領域に限られているため、マーキングされるドットの
大きさ及び数にも制限があり、そのマーキング領域、ド
ットの大きさ、ドット数がSEMI規格などにより規定
されている。
On the other hand, various marks made up of the above dots are
Usually, it is formed by irradiating a continuous pulse laser beam to a partial surface of a semiconductor wafer via an optical system. In addition, the marking for that purpose is not limited to one time, and in order to know the history characteristic of each manufacturing process, the minimum necessary history data is often marked in each manufacturing process. However, since the marking area on a semiconductor wafer is limited to an extremely narrow area, the size and number of dots to be marked are also limited, and the marking area, dot size, and number of dots are defined by SEMI standards and the like. Have been.

【0004】ドットマーキングがなされた半導体ウェハ
は、例えば特開平2−299216号公報に開示されて
いる如く、He−Neレーザのレーザビームの照射によ
る反射率の変化、或いは通常のレーザビームの熱波の振
動の変化として読み取られ、その読み取られた情報に基
づき、以降の製造工程における各種の製造条件が設定さ
れる。従って、前述の読み取りが正確になされず、誤っ
た情報として読み取る場合には、偶然を除くと全てが不
良品となる。
[0004] A semiconductor wafer on which dot marking has been performed, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-299216, changes in reflectivity due to irradiation of a He-Ne laser beam, or heat waves of a normal laser beam. Is read as a change in the vibration, and various manufacturing conditions in subsequent manufacturing steps are set based on the read information. Therefore, when the above-mentioned reading is not accurately performed and the information is read as erroneous information, all of them are defective unless accidental.

【0005】この読取りを確実にすべく、例えば特開昭
59−84515号公報の開示によれば、1個のドット
マークを形成するにあたり各パルスごとに順次ドット径
を小さくして、同一ポイントに複数回重複して照射し、
ドットの孔径を順次小さくしながら深いドットを形成し
ているが、第1回目のドットの開口径が100〜200
μmに対して深さが1μm以下とあり、具体的には4回
のレーザビーム照射がなされることが記載されているこ
とから、この場合のドット深さはせいぜい3〜4μmで
ある。同公報の図面から、1回に形成されるドット形状
もガウシアン形状に近似している。
In order to ensure this reading, for example, according to the disclosure of JP-A-59-84515, when forming one dot mark, the dot diameter is successively reduced for each pulse so that the same point is formed. Irradiate multiple times,
Although deep dots are formed while sequentially reducing the hole diameter of the dots, the opening diameter of the first dot is 100 to 200.
Since the depth is 1 μm or less with respect to μm, specifically, it is described that laser beam irradiation is performed four times, the dot depth in this case is at most 3 to 4 μm. From the drawings in the publication, the dot shape formed at one time is also close to the Gaussian shape.

【0006】しかるに、この公報に開示されたドットマ
ークにあっても、その開口径は100〜200μmと極
めて大きく、SEMI規格などにより規定されているマ
ーキング領域内に最大数のドットを形成したとしても、
その情報量には限度がある。しかも、そのアスペクト比
は0.02〜0.03と小さく、視認性が低いといわざ
るを得ない。
However, even in the dot mark disclosed in this publication, the opening diameter is as large as 100 to 200 μm, and even if the maximum number of dots are formed in a marking area defined by the SEMI standard or the like. ,
The amount of information is limited. In addition, the aspect ratio is as small as 0.02 to 0.03, which means that the visibility is low.

【0007】こうした状況の下で、本発明者等は、半導
体ウェハの大型化と回路の高集積化に伴いウェハ表面の
効率的な活用が迫られていること、半導体製造工程にお
ける各種の成膜と平坦化処理などのためウェハ表面に上
記マークを形成しても消失することなどの理由から、先
に例えば特開平11−156563号公報、特開平11
−162800号公報、特願平10−334009号な
どにより、マーク形成面に沿った幅が1〜15μmで、
アスペクト比の大きい凹穴状のドットマークと、高さは
それほどでもないが中央が隆起するドットマークと、そ
の形成方法及び新たな形成領域を提案している。
[0007] Under these circumstances, the inventors of the present invention have demanded the efficient use of the wafer surface due to the increase in the size of semiconductor wafers and the increase in the degree of integration of circuits. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-156563 and Japanese Patent Application Laid-Open No.
According to Japanese Patent Application No. -162800 and Japanese Patent Application No. 10-33409, the width along the mark forming surface is 1 to 15 μm,
It proposes a concave dot mark with a large aspect ratio, a dot mark that is not so high but has a raised center, a method of forming the dot mark, and a new formation area.

【0008】新たな形成領域としては、例えばスクライ
ブライン、ウェハ外周のベベル面、ノッチの内面ベベル
面などであり、これらのドットマークは、微小な形態で
あるにも関わらず、特異な形態であることによって視認
性に優れ、前記形成領域を選択すれば多様な処理を経て
もその形態が十分に維持される。
[0008] The new formation area is, for example, a scribe line, a bevel surface on the outer periphery of a wafer, an inner bevel surface of a notch, and the like, and these dot marks have a peculiar form in spite of a minute form. Thereby, the visibility is excellent, and if the formation region is selected, the form is sufficiently maintained even after various processes.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このように、ドットマ
ークの微小化が実現されると、例えば図9に示すように
ノッチの内面のウェハ裏面側ベベル面に縦長さL1が5
0μm、横長さL2が200μmの矩形領域内に8×3
2ドットのマークを形成することができるようになる。
しかしながら、前記矩形領域に微小なドットマークを正
確に形成しようとすると、同領域が鏡面に近い平坦面で
あることが要求される。最近のノッチのベベル面はほぼ
鏡面に近く形成されていることから、同ベベル面領域に
前記ドットマークを形成することは可能であるが、ノッ
チのベベル面は2個の略S字状の曲面を組み合わせたほ
ぼV字状の切欠きからなるため、従来でもその直線部を
見出すと共にその領域が平坦面であることをも確認しな
ければならない。この点は、その平坦面に形成されたド
ットマークを読み取るときにも同じことがいえる。
As described above, when the miniaturization of the dot mark is realized, for example, as shown in FIG. 9, the vertical length L1 is set to 5 on the bevel surface on the wafer rear surface on the inner surface of the notch.
8 μm in a rectangular area of 0 μm and a horizontal length L2 of 200 μm
A two-dot mark can be formed.
However, in order to accurately form minute dot marks in the rectangular area, the area needs to be a flat surface close to a mirror surface. Since the bevel surface of a recent notch is formed almost in the vicinity of a mirror surface, it is possible to form the dot mark in the bevel surface region, but the bevel surface of the notch has two substantially S-shaped curved surfaces. , A straight-line portion must be found and it must be confirmed that the region is a flat surface. The same can be said for reading a dot mark formed on the flat surface.

【0010】前記読取り及び書込み領域を特定して所定
の処理を行うには、通常は光電センサによる光量の変化
を検出して書込み領域又は読取り領域を特定したのち、
処理装置の光軸を前記領域の被処理面に対して直交させ
ると共に、その被処理面に処理装置の焦点を合わせるこ
とにより行われる。前記被処理面が狭小であり、同処理
面に施される処理が微細であればあるほど、その被処理
面の検出の煩雑性が増し、また被処理面が検出されたと
しても、その後の被処理面と処理装置との相対的な位置
決めと焦点合わせなどの調整作業も極めて煩雑なものと
なる。
In order to specify the read and write areas and perform a predetermined process, usually, a change in the amount of light by a photoelectric sensor is detected to specify the write area or the read area.
This is performed by making the optical axis of the processing device orthogonal to the surface to be processed in the above-mentioned region and focusing the processing device on the surface to be processed. The smaller the surface to be processed and the finer the processing performed on the surface to be processed, the more complicated the detection of the surface to be processed, and even if the surface to be processed is detected, Adjustment work such as relative positioning and focusing between the processing target surface and the processing apparatus is also extremely complicated.

【0011】本発明は、上述の課題を解消することを目
的としてなされたものであり、通常の光学的処理にも適
用できることは勿論であるが、特に狭小な領域の微細な
光学的処理を行うに好適であり、被処理領域の光学的検
出と処理装置の位置決めとを同時に行い得る光学的な被
処理領域検出兼処理装置を提供することを目的としてい
る。
The present invention has been made for the purpose of solving the above-mentioned problems, and it is needless to say that the present invention can be applied to ordinary optical processing. It is an object of the present invention to provide an optical processing area detection and processing apparatus which can simultaneously perform optical detection of the processing area and positioning of the processing apparatus.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段及び作用効果】本件請求項
1に係る発明は、被処理面を光学的に検出すると共に、
その被処理面に関する処理を行う装置であって、処理器
本体と、同処理器本体に一体に取り付けられ、前記被処
理面に投光する投光口及び同投光口からの投光の反射光
を受光する受光口を有する被処理領域検出器とを備え、
前記処理器本体の光軸と前記投射光及び反射光とが一点
で交差するように配されており、被処理領域の検出と処
理器本体の位置決めとを同時になし得ることを特徴とす
る被処理面の光学的な被処理領域検出兼処理装置にあ
る。
The invention according to claim 1 of the present invention optically detects a surface to be processed,
An apparatus for performing processing on the surface to be processed, comprising: a processing unit main body; a light emitting port that is integrally attached to the processing unit main body and that projects light onto the processing surface; A processed area detector having a light receiving port for receiving light,
The optical axis of the processing unit main body and the projection light and the reflected light are arranged so as to intersect at a single point, and the detection of the processing target region and the positioning of the processing unit main body can be performed simultaneously. In the apparatus for optically detecting and processing an area to be processed.

【0013】前記被処理領域検出器の投光口及び受光口
は、投受光口の中心間を結ぶ線分の二等分線上の所定位
置で投光軸と受光軸が交差するように、適当な傾斜角を
もって処理器本体に取り付けられる。このとき、処理器
本体の光軸も前記投光軸と受光軸との交差位置を通るよ
うにする。処理器本体の光軸と前記投光軸及び受光軸と
が同一平面上になるように、処理器本体と被処理領域検
出器を一体に取り付けてもよいが、通常は処理器本体の
光軸を投光軸及び受光軸を含む平面から外して取り付け
る。一般的には、前記処理器本体の焦点位置に前記交差
位置を合わせて被処理領域検出器を処理器本体に取り付
けている。
The light-emitting port and the light-receiving port of the processing target area detector are appropriately positioned so that the light-transmitting axis and the light-receiving axis intersect at a predetermined position on a bisector of a line connecting the centers of the light transmitting and receiving ports. It is attached to the processing unit main body with an appropriate inclination angle. At this time, the optical axis of the processor main body also passes through the intersection of the light projecting axis and the light receiving axis. The processor main body and the processing area detector may be integrally mounted such that the optical axis of the processor main body and the light projecting axis and the light receiving axis are on the same plane. Is attached out of the plane including the light emitting axis and the light receiving axis. Generally, the target area detector is attached to the processing unit main body so that the intersection position is adjusted to the focal position of the processing unit main body.

【0014】いま、被処理領域を検出すると同時に処理
器本体を位置決めするには、先ず本発明の処理装置の各
光軸を被処理面に対向させて同処理装置を設置する。こ
のとき、予め被処理領域検出器の投光口及び受光口の間
の線分の二等分線を被処理面に対して直交するように調
整する。次いで、上記投光口から被処理面に向けて投光
しながら周辺を照射し、その反射光を受光口にて受光す
る。その受光量を電気量に変換し、光量の変化を検出す
る。光量に変化のない領域が平坦面であると判断され、
その領域に向けて被処理領域検出器がセットされる。こ
のとき、同時に処理器本体のセットも自動的になされる
ことになる。ここで、処理器本体の焦点を微調整すれば
本発明の処理装置のセットが完了する。
Now, in order to detect the region to be processed and at the same time position the main body of the processing apparatus, first, the processing apparatus of the present invention is installed with its optical axes facing the surface to be processed. At this time, the bisector of the line segment between the light emitting port and the light receiving port of the processing target area detector is adjusted so as to be orthogonal to the processing target surface. Next, while projecting light from the light emitting port toward the surface to be processed, the periphery is irradiated, and the reflected light is received by the light receiving port. The received light amount is converted into an electric amount, and a change in the light amount is detected. The area where the light amount does not change is determined to be a flat surface,
The processed area detector is set toward the area. At this time, the processor body is automatically set at the same time. Here, if the focus of the processor main body is finely adjusted, the setting of the processing apparatus of the present invention is completed.

【0015】また、例えば処理装置が被処理領域に形成
されたドットマークの読取り装置である場合、本発明は
更に有用である。すなわち、上記被処理領域検出器から
の投光が照明光となり、通常の読取り装置のごとく改め
て照明装置を付設する必要がなく、前記被処理領域検出
器を照明装置として兼用できる。
The present invention is further useful, for example, when the processing device is a device for reading a dot mark formed in a processing target area. That is, the light emitted from the processed area detector serves as illumination light, and it is not necessary to newly provide an illumination device as in a normal reader, and the processed area detector can be used also as an illumination device.

【0016】本件請求項2に係る発明は、前記処理器本
体と前記被処理領域検出器とが脱着構造を有しているこ
とを特徴としている。請求項1に係る発明では処理器本
体に被処理領域検出器が単に一体に取り付けられている
ことを規定しているに過ぎない。従って、請求項1に係
る発明にあっては処理器本体と被処理領域検出器とが完
全な一体物として製造される場合も、両者を脱着自在に
別個に製造する場合も含むものであるが、この請求項2
に係る発明では両者が脱着構造を有していることを規定
している。その結果、前記被処理領域検出器を処理器本
体から取り外し可能としているため、被処理領域検出器
の仕様を変更する場合にも、必要な仕様をもつ被処理領
域検出器と容易に交換することができ、また処理器本体
及び被処理領域検出器の洗浄や調整などの各種メンテナ
ンスも一体のままで行う必要がなく、分解した状態で個
々に行うことが可能となる。
The invention according to a second aspect of the present invention is characterized in that the processor main body and the processing target area detector have a detachable structure. The invention according to claim 1 merely stipulates that the processing target region detector is simply attached to the processing device main body. Therefore, the invention according to claim 1 includes a case where the processing unit main body and the processing target area detector are manufactured as a completely integrated product, and a case where both are manufactured detachably separately. Claim 2
In the invention according to the above, it is specified that both have a detachable structure. As a result, since the processing target area detector is detachable from the processing unit main body, even when the specification of the processing target area detector is changed, it can be easily replaced with a processing target area detector having a required specification. In addition, it is not necessary to perform various maintenances such as cleaning and adjustment of the processing apparatus main body and the target area detector in an integrated manner, and it is possible to individually perform the maintenance in a disassembled state.

【0017】[0017]

【発明の実施形態】以下、本発明の好適な実施形態を添
付図面に基づいて具体的に説明する。図1は被処理面で
ある半導体ウェハの、例えばノッチ内面のベベル面に形
成された微小なドットマークの読み取り装置に適用され
た本発明の光学的な被処理領域検出兼処理装置における
ヘッド部10の具体的な構造を示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a head unit 10 in an optical device for detecting and processing an area to be processed according to the present invention applied to a device for reading a minute dot mark formed on a bevel surface of a notch inner surface of a semiconductor wafer to be processed. 3 shows a specific structure.

【0018】前記ヘッド部10は、本発明の処理器本体
である撮像器本体11と被処理領域検出器である投受光
器15とを備えている。前記撮像器本体11は先端部に
複数のレンズが組み込まれたレンズユニット12と、同
レンズユニット12の後端部に形成された外ネジに螺合
嵌着する円筒体13と、同円筒体13の後端部に形成さ
れた外ネジに螺合嵌着する撮像体14から構成されてい
る。
The head section 10 includes an image pickup device main body 11 as a processing device main body of the present invention and a light emitting and receiving device 15 as a processed region detector. The image pickup device main body 11 includes a lens unit 12 having a plurality of lenses incorporated at a front end thereof, a cylindrical body 13 screwed into an external screw formed at a rear end of the lens unit 12, and a cylindrical body 13. The image pickup body 14 is screw-fitted to an external screw formed at the rear end of the camera body.

【0019】一方、前記投受光器15は前記レンズユニ
ット12に密着状態に外嵌され、ビス16により固定さ
れる筒部17からなり、同筒部17の外周面に所定の傾
斜角をもって上記円筒体13の中心線L1上に向けられ
た投光口17aと受光口17bとが、各投受光口17
a,17bの中心間を結ぶ線分の二等分線L2が前記円
筒体13の中心線L1を通るように設けられている。前
記投受光器15の投受光口17a,17bには、それぞ
れ光ファイバに接続された球状レンズ又は凸レンズが嵌
め込まれている。
On the other hand, the light emitting and receiving device 15 comprises a cylindrical portion 17 which is fitted to the lens unit 12 in close contact with the lens unit 12 and is fixed by a screw 16. The cylindrical portion 17 has a predetermined inclination angle on its outer peripheral surface. The light emitting port 17a and the light receiving port 17b directed on the center line L1 of the body 13 are
A bisector L2 of a line connecting the centers of a and 17b is provided so as to pass through the center line L1 of the cylindrical body 13. A spherical lens or a convex lens connected to an optical fiber is fitted into each of the light emitting and receiving ports 17a and 17b of the light emitting and receiving device 15.

【0020】このように、本実施形態にあってはレンズ
ユニット12と投受光器15とを取り付け及び取り外し
ができるため、多様な投受光器の仕様を変更する場合に
も、必要な仕様をもつ他の投受光器と容易に交換するこ
とができ、またレンズユニット12及び投受光器15の
洗浄や調整などの各種メンテナンスも一体のままで行う
必要はなく、分解した状態で個々に行うことが可能とな
る。
As described above, in this embodiment, since the lens unit 12 and the light emitting and receiving device 15 can be attached and detached, even if the specifications of various light emitting and receiving devices are changed, necessary specifications are provided. It can be easily exchanged for another emitter / receiver, and it is not necessary to perform various maintenance such as cleaning and adjustment of the lens unit 12 and the emitter / receiver 15 as an integral unit. It becomes possible.

【0021】なお、本実施形態におけるマーク読取り装
置にあっては、例えばドットマーク形成面上のドットマ
ークを撮像して、これを画像処理するものであり、通常
の撮影と同様に光の正反射による光量差を求めるもので
はないため、照明光の正反射位置に配する必要はなく、
図2に示すように撮像体14の光軸は必ずしも投光口1
7a及び受光口17bの各光軸を含む平面上に配する必
要はない。
In the mark reading apparatus of the present embodiment, for example, a dot mark on a dot mark forming surface is picked up and subjected to image processing. It does not need to be arranged at the regular reflection position of the illumination light,
As shown in FIG. 2, the optical axis of the imaging body 14 is
It is not necessary to arrange them on a plane including each optical axis of the light receiving port 7a and the light receiving port 17b.

【0022】本実施形態による前記レンズユニット12
は、外径が5mmφ、内径が3.5mmφのユニット筒
本体12aと、外径が5mmφ、天井部に径が3mmφ
の撮像窓を有する蓋体12bと、前記ユニット本体12
aに組み込まれた複数のレンズ群12cとからなり、前
記ユニット筒本体12aの先端部外周面にも外ネジが切
られており、この先端部の外ネジに前記蓋体12bが螺
合嵌着されている。また、前記ユニット筒本体12aの
外周面の一部に上記ビス16が係着する係着孔が形成さ
れている。上記円筒体13の内径は後端に向けて段階的
に径を大きくしており、上記撮像体14はCCD撮像素
子18を内蔵している。
The lens unit 12 according to the present embodiment
Has a unit cylinder body 12a having an outer diameter of 5 mmφ and an inner diameter of 3.5 mmφ, and an outer diameter of 5 mmφ and a diameter of 3 mmφ on the ceiling.
Lid 12b having an imaging window, and the unit body 12
a, a plurality of lens groups 12c incorporated into the unit cylinder body 12a, and an outer thread is also cut on the outer peripheral surface of the distal end of the unit cylinder main body 12a, and the lid 12b is screwed onto the outer thread of the distal end. Have been. Further, an engagement hole for engaging the screw 16 is formed in a part of the outer peripheral surface of the unit cylinder main body 12a. The inner diameter of the cylindrical body 13 is increased stepwise toward the rear end, and the imaging body 14 has a built-in CCD imaging device 18.

【0023】因みに、本実施形態ではドットマーク形成
面に照射する光束領域は径が1mmφの円形であって、
撮像領域は前記形成面の横が0.5mm、縦が0.4m
mの矩形領域であり、上記投受光器15の投光口17a
及び受光口17bの各光軸の交点位置を、前記レンズユ
ニット12に組み込まれた先端レンズの外面中心から上
記中心線上の10.019mmの点に設定している。ま
た、同じく前記レンズユニット12に組み込まれた先端
レンズの外面中心から上記CCD撮像素子18の結像面
までの寸法を41.67mmに設定している。ただし、
以上の寸法は単なる例示に過ぎず、処理の種類や処理対
象の大きさによって任意に設定できるものである。
By the way, in this embodiment, the light beam area irradiated on the dot mark forming surface is a circle having a diameter of 1 mmφ,
The imaging area is 0.5 mm horizontally and 0.4 m vertically above the formation surface.
m is a rectangular area, and the light emitting port 17a of the light emitting and receiving device 15 is
The position of the intersection of each optical axis of the light receiving port 17b is set at a point of 10.19 mm on the center line from the center of the outer surface of the tip lens incorporated in the lens unit 12. The dimension from the center of the outer surface of the tip lens similarly incorporated in the lens unit 12 to the image forming surface of the CCD image pickup device 18 is set to 41.67 mm. However,
The above dimensions are merely examples, and can be set arbitrarily according to the type of processing and the size of the processing target.

【0024】いま、上述の構成を備えた本発明の光学的
な被処理領域検出兼処理装置におけるヘッド部10を使
って、上記狭小領域のドットマーク形成面を検出すると
共に、同領域に形成されたドットーマークを読み取るに
あたっては、半導体ウェハに形成されたノッチのベベル
面が図3に示すごとくウェハ表面に対して傾斜している
ことから、先ず半導体ウェハ又とヘッド部10の一方又
は双方を動かして、上記投光口17a及び受光口17b
により得られる上記二等分線L2をドットマークが形成
されているノッチのベベル面に対して垂直となるように
予め調整しておく。
Now, using the head unit 10 in the optical device for detecting and processing an area to be processed according to the present invention having the above-described structure, the dot mark forming surface of the narrow area is detected and formed in the same area. When reading the dot-mark, since the bevel surface of the notch formed on the semiconductor wafer is inclined with respect to the wafer surface as shown in FIG. 3, first, one or both of the semiconductor wafer and the head unit 10 are moved. The light emitting port 17a and the light receiving port 17b
Is previously adjusted so as to be perpendicular to the bevel surface of the notch in which the dot mark is formed.

【0025】この準備作業を終えたのち、投受光器15
の光源を入れる。次いで、投光口17aから投射される
投光を読み取ろうとするノッチ内面のベベル面に沿って
走査させる。このとき前記受光口17bにはその反射光
が受光され、その光量変化が光電変換素子を介して検出
される。もし、検出面に所定の形態をもつドットマーク
が形成されていると、それらのドットマーク群により前
記光量変化が所定の光量変化として捉えられ、ドットマ
ークが形成されていない領域では前記光量変化が乏しく
なる。
After completing this preparation work, the light emitting and receiving device 15
Turn on the light source. Next, the light projected from the light emitting port 17a is scanned along the bevel surface on the inner surface of the notch to be read. At this time, the reflected light is received by the light receiving port 17b, and the change in the light amount is detected via the photoelectric conversion element. If dot marks having a predetermined form are formed on the detection surface, the change in the amount of light is perceived as a predetermined change in the amount of light by the dot mark group. Become scarce.

【0026】この光量変化が予め設定された基準値の範
囲にあり、しかも本発明にあっては前記光量変化の検出
と同時に、投光口17aから投射される投光を照明光と
して利用して、投受光器15を一体に組み込んだ上記撮
像器本体11により、その検出面の表面を撮像してモニ
ターなどに表示するため、別個の照明装置が不要とな
り、前述の操作によりドットマークの形成領域であるこ
とが容易に確認できる。ここで、撮像器本体11を微調
整して、ドットマーク形成面に焦点を合わせドットマー
クを読み取る。
The change in the light amount is within a range of a preset reference value, and in the present invention, the light emitted from the light emitting port 17a is used as illumination light simultaneously with the detection of the change in the light amount. In addition, since the imaging device main body 11 in which the light emitting and receiving device 15 is integrated is used, the surface of the detection surface is imaged and displayed on a monitor or the like, so that a separate illumination device is not required. Can be easily confirmed. Here, the image pickup device main body 11 is finely adjusted to focus on the dot mark formation surface and read the dot marks.

【0027】図4〜図7は、本発明の光学的な被処理領
域検出兼処理装置を、半導体ウェハのノッチ内面のベベ
ル面にドットマークを形成するレーザマーカに組み込ん
だときの光学系ヘッド部20の一例を示している。本実
施形態における前記光学系ヘッド部20は、図示を省略
しているが上記ドットマークの読取り装置のヘッド部1
0と同様に、所定のパターンに形成された複数の微細な
スポット状のレーザビームをマーク形成面に結像するレ
ンズユニット21と投受光器25とを備えている。図示
例にあって、前記投受光器25は独立した投光器25a
及び受光器25bと、それぞれを脱着可能に固設支持す
る支持部材25cとを有している。
FIGS. 4 to 7 show an optical system head unit 20 in which the apparatus for detecting and processing an optical area to be processed according to the present invention is incorporated in a laser marker for forming a dot mark on a bevel surface inside a notch of a semiconductor wafer. An example is shown. Although not shown, the optical system head unit 20 in the present embodiment is a head unit 1 of the above-described dot mark reading apparatus.
Like the lens unit 0, the lens unit 21 and the light emitting and receiving unit 25 for forming an image of a plurality of fine spot-shaped laser beams formed in a predetermined pattern on a mark forming surface are provided. In the illustrated example, the light emitting and receiving device 25 is an independent light emitting device 25a.
And a light receiver 25b, and a support member 25c for detachably fixing and supporting each of them.

【0028】本実施形態によれば、前記レンズユニット
21は図示せぬ複数のレンズが組み込まれる円筒体から
なり、また前記投受光器25の投光器25a及び受光器
25bは、図6及び図7に示すようにほぼ鏡面対称の形
態を有している。一方、前記投受光器25の支持部材2
5cは、正面視で中央部に前記レンズユニット21を螺
合固定するため外周の三方向から止ネジで固定する円筒
空間を有する全体が略凸字型をなしている。
According to the present embodiment, the lens unit 21 is formed of a cylindrical body into which a plurality of lenses (not shown) are incorporated, and the light projector 25a and the light receiver 25b of the light emitter / receiver 25 are shown in FIGS. As shown, it has a substantially mirror-symmetrical form. On the other hand, the support member 2 of the
5c has a substantially convex shape as a whole having a cylindrical space in which the lens unit 21 is screwed and fixed at the center in a front view from three directions on the outer periphery with fixing screws.

【0029】前記投光器25aは、直方体からなる本体
25a−1と、内部に光ファイバ29aに接続されたボ
ールレンズ26aと同レンズ26aを介して出射される
光を収束する凸レンズ26bが組み込まれた投光口部材
25a−2とを備えている。前記本体25a−1には左
右幅方向の一方に偏位した部位には前記投光口部材25
a−2を螺合するための螺合穴28が形成されており、
更に同螺合穴28の底面中央には前記光ファイバ29a
を挿通するためのファイバ挿通孔28aが貫通して形成
されている。
The projector 25a has a main body 25a-1 formed of a rectangular parallelepiped, a ball lens 26a connected to an optical fiber 29a, and a convex lens 26b for converging light emitted through the lens 26a. A light port member 25a-2. The main body 25a-1 is provided with the light emitting member 25
A screw hole 28 for screwing a-2 is formed,
Further, the optical fiber 29a is located at the center of the bottom of the screw hole 28.
Is inserted through the fiber insertion hole 28a.

【0030】一方、前記螺合穴28の形成部を外れた本
体25a−1の部位には、前記螺合穴28に直交させ
て、前記本体25a−1を上記支持部材25cの左右翼
部25b,25cに固着するための前記螺合穴28に直
交したボルト挿入孔28bが形成されている。また、本
体25a−1の前記ファイバ挿通孔28aと直交する上
面側には、同ファイバ挿通孔28aに連通するビス孔2
8cが形成されている。
On the other hand, at the part of the main body 25a-1 which is outside the formation part of the screwing hole 28, the main body 25a-1 is orthogonal to the screwing hole 28 and the left and right wing parts 25b of the support member 25c are attached. , 25c is formed with a bolt insertion hole 28b orthogonal to the screw hole 28. A screw hole 2 communicating with the fiber insertion hole 28a is provided on the upper surface of the main body 25a-1 orthogonal to the fiber insertion hole 28a.
8c is formed.

【0031】前記受光器25bは、上述のごとく前記投
光器25aとほぼ鏡面対称の構造を有しているが、投光
器25aと異なるところは、上記投光口部材25a−2
に組み込まれた凸レンズ26bが排除され、投光器25
aから投射された光の反射光を直接集めて光ファイバ2
9bに送るためのボールレンズ26aが組み込まれてい
るに過ぎない点である。
The light receiver 25b has a substantially mirror-symmetrical structure with respect to the light projector 25a as described above, except for the light projector 25a.
The convex lens 26b incorporated in the light source 25 is eliminated.
a, the reflected light of the light projected from
The point is that only a ball lens 26a for sending to the lens 9b is incorporated.

【0032】また、前記支持部材25cの左右翼部25
d,25eには、それぞれに前記投光器25a及び受光
器25bの光軸を上記レンズユニット21の光軸上の焦
点で交差させるための外ネジをもつ高さ微調整用ボルト
27a,27bが取り付けられている。従って、図示例
では明示していないが、前記投受光器25の各本体25
a−1,25b−1にあって、前記高さ微調整用ボルト
27a,27bと接触する側面には、前記ボルト27
a,27bと噛合するネジ溝が数状形成されている。
The left and right wing portions 25 of the support member 25c
Height fine adjustment bolts 27a and 27b having external screws for making the optical axes of the projector 25a and the light receiver 25b intersect at the focal point on the optical axis of the lens unit 21 are attached to d and 25e, respectively. ing. Therefore, although not explicitly shown in the illustrated example, each main body 25 of the light emitter / receiver 25 is not shown.
a-1 and 25b-1, the side surface which comes into contact with the height fine adjustment bolts 27a and 27b is provided with the bolt 27
A number of screw grooves meshing with the a and 27b are formed.

【0033】ここで、上記ドットマークの読取り装置に
おける操作と本実施形態における操作の大きな相違点
は、読取り操作にあっては上述のごとく光学系ヘッド1
0の撮像器本体11の光軸を読取り面に対して垂直とす
る必要はなかったが、本実施例のごとき微小なドットマ
ークを形成するためのマーキング操作にあっては、その
形成面に対する光学系ヘッド20のレンズユニット21
における光軸L3とその焦点を高精度にセットする必要
がある点である。この実施形態にあっては、図8に示す
ようにレンズユニット21の光軸L3を前記投受光器2
5の投光口部材25a−2及び受光口部材25b−2の
各中心を結ぶ線分の二等分線L4上に合致させると共
に、レンズユニット21の光軸L3をドットマーク形成
面に対して垂直に高精度にセットする必要がある。
Here, the major difference between the operation in the above-described dot mark reading device and the operation in the present embodiment is that in the reading operation, as described above, the optical system head 1 is used.
It is not necessary that the optical axis of the imager main body 11 is perpendicular to the reading surface. However, in the marking operation for forming minute dot marks as in the present embodiment, the optical Lens unit 21 of system head 20
It is necessary to set the optical axis L3 and its focal point at a high precision. In this embodiment, as shown in FIG. 8, the optical axis L3 of the lens unit
5 and the optical axis L3 of the lens unit 21 with respect to the dot mark forming surface while matching the bisector L4 of the line connecting the centers of the light emitting port member 25a-2 and the light receiving port member 25b-2. It is necessary to set vertically with high precision.

【0034】そこで本実施形態にあっては、レンズユニ
ット21の光軸L3を、前記投光口部材25a−2及び
受光口部材25b−2の各中心と、それらの光軸の交差
する点とにより形成される平面内に完全に包含されよう
にすると共に、レンズユニット21の光軸L3が前記二
等分線L4と完全に一致するように、投受光器25がレ
ンズユニット21に高精度に組み込まれている。
Therefore, in the present embodiment, the optical axis L3 of the lens unit 21 is defined as the center of each of the light emitting port member 25a-2 and the light receiving port member 25b-2, and the point where the optical axes intersect. And the light emitter / receiver 25 is positioned on the lens unit 21 with high accuracy so that the optical axis L3 of the lens unit 21 completely matches the bisector L4. It has been incorporated.

【0035】以上の構成からなる本実施形態におけるレ
ーザマーキング用の光学系ヘッド部20により、ドット
マークの形成領域の検出と、そのドットマーキングは次
の用にしてなされる。
With the laser marking optical system head 20 of the present embodiment having the above-described configuration, the detection of the dot mark formation area and the dot marking are performed as follows.

【0036】先ず、本実施形態による光学系ヘッド部2
0の各光軸がドットマークの形成面である図示せぬ半導
体ウェハのノッチ内面のベベル面に向くように本発明の
領域検出兼ドットマーカを予め設置しておく。ここで、
上記投受光器25の光源を入れて、光学系ヘッド部20
又は半導体ウェハを動かしながら、投光器25aにより
前記ベベル面を照射して受光器25bによりその反射光
を受光する。このときの受光量が予め設定された範囲に
あり、且つその受光時間が所定時間を継続したとき、図
示せぬ制御部において平坦面であると判断され、その領
域が記憶される。このとき、投受光器25と一体にされ
たレンズユニット20の光軸L3は同時に前記平坦面に
対して垂直となり、その焦点を微調整すればマーキング
操作が即座に開始できる。
First, the optical system head 2 according to the present embodiment
The area detection and dot marker of the present invention is installed in advance so that each optical axis of 0 is directed to the bevel surface of the notch inner surface of the semiconductor wafer (not shown), which is the surface on which the dot mark is formed. here,
The light source of the light emitter / receiver 25 is inserted, and the optical system head 20 is turned on.
Alternatively, while the semiconductor wafer is moving, the bevel surface is irradiated by the light projector 25a and the reflected light is received by the light receiver 25b. When the light reception amount at this time is within a preset range and the light reception time continues for a predetermined time, the control unit (not shown) determines that the surface is a flat surface and stores the area. At this time, the optical axis L3 of the lens unit 20 integrated with the light emitter / receiver 25 is also perpendicular to the flat surface at the same time, and if the focus is finely adjusted, the marking operation can be started immediately.

【0037】以上の説明からも明らかなように、本発明
の光学的な被処理領域検出兼処理装置によれば、被処理
領域を検出すると同時に処理装置の位置決めが自動的に
行われるため、従来のごとく被処理領域を検出する操作
と処理装置の位置決め操作とを別個に行う必要がなくな
り、この種の煩雑な作業が簡略化され、処理効率が一段
と高まる。更に、例えばドットーマークの読取りのごと
く、被処理領域を照明する必要があるときに、本発明に
よれば被処理領域の検出光を同領域の照明光として利用
できるため、改めて照射装置を取り付ける必要がなく装
置の簡略化が達成される。
As is clear from the above description, according to the optical processing area detection and processing apparatus of the present invention, the processing apparatus is automatically positioned at the same time as the processing area is detected. As described above, it is not necessary to separately perform the operation of detecting the region to be processed and the operation of positioning the processing apparatus, and this kind of complicated work is simplified, and the processing efficiency is further improved. Further, when it is necessary to illuminate the area to be processed, for example, when reading a dot-mark, the detection light of the area to be processed can be used as illumination light for the area according to the present invention. And simplification of the device is achieved.

【0038】なお、上述の実施形態は本発明の典型的な
例を示しているに過ぎず、例えば半導体の製造時におけ
る各種の成膜工程や配線工程などの超精密処理にも当然
に利用できるものである。
The above-described embodiment merely shows a typical example of the present invention, and can be naturally applied to, for example, ultra-precision processing such as various film forming steps and wiring steps at the time of manufacturing a semiconductor. Things.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の被処理領域検出兼処理装置の実施形態
を示すドットマーク読取り装置のヘッド部の一例を示す
断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a head section of a dot mark reading device according to an embodiment of a processing target region detection and processing device of the present invention.

【図2】同ヘッド部におけるレンズユニットと投受光器
との各光軸の関係を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between optical axes of a lens unit and a light emitting and receiving device in the head unit.

【図3】微小なドットマークの形成領域の一例を示す部
分立体図である。
FIG. 3 is a partial three-dimensional view showing an example of a formation area of a minute dot mark.

【図4】本発明の被処理領域検出兼処理装置の他の実施
形態を示すドットマーカのヘッド部の一例を一部を切開
して示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a head portion of a dot marker according to another embodiment of the apparatus for detecting and processing an area to be processed according to another embodiment of the present invention, with a part thereof cut away;

【図5】同正面図である。FIG. 5 is a front view of the same.

【図6】同ヘッド部の投光器の構造図である。FIG. 6 is a structural diagram of a projector of the head unit.

【図7】同ヘッド部の受光器の構造図である。FIG. 7 is a structural diagram of a light receiver of the head unit.

【図8】前記ヘッド部におけるレンズユニットと投受光
器との各光軸の関係を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a relationship between optical axes of a lens unit and a light emitting and receiving device in the head unit.

【図9】上記ドットマークの形成領域に形成されるマー
ク数の一例を示す平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing an example of the number of marks formed in the dot mark formation area.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ドットマークの読取りヘッド部 11 撮像器本体 12 レンズユニット 12a ユニット筒本体 12b 蓋体 12c レンズ群 13 円筒体 14 撮像体 15 投受光器 16 ビス 17 筒部 17a,17b 投受光口 18 CCD撮像素子 20 光学系ヘッド部 21 レンズユニット 25 投受光器 25a 投光器 25a−1 本体 25a−2 投光口部材 25b 受光器 25b−1 本体 25b−2 受光口部材 25c 支持部材 25d,25e 左右翼部 26a ボールレンズ 26b 凸レンズ 27a,27b 高さ微調整用ボルト 28 螺合穴 28a ファイバ挿通孔 28b ボルト挿入孔 28c ビス孔 29a,29b 光ファイバ L1 撮像器本体の光軸 L2 二等分線 L3 (マーキング用)レンズユニットの光軸 L4 二等分線 REFERENCE SIGNS LIST 10 Dot mark reading head unit 11 Imager body 12 Lens unit 12a Unit cylinder body 12b Lid 12c Lens group 13 Cylindrical body 14 Imager 15 Light emitter / receiver 16 Screw 17 Cylindrical part 17a, 17b Light emitting / receiving port 18 CCD image sensor 20 Optical head 21 Lens unit 25 Projector 25a Projector 25a-1 Main body 25a-2 Projector 25b Receiver 25b-1 Main body 25b-2 Light receiver 25c Support members 25d, 25e Left and right wings 26a Ball lens 26b Convex lens 27a, 27b Bolt for fine height adjustment 28 Screw hole 28a Fiber insertion hole 28b Bolt insertion hole 28c Screw hole 29a, 29b Optical fiber L1 Optical axis of imager body L2 Bisector L3 (for marking) Lens unit Optical axis L4 bisector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA06 BB27 CC19 FF44 GG12 HH04 JJ01 LL02 LL04 MM01 PP22 5F031 CA02 CA05 JA04 JA35 JA38 JA50 PA18  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued from the front page F term (reference) 2F065 AA06 BB27 CC19 FF44 GG12 HH04 JJ01 LL02 LL04 MM01 PP22 5F031 CA02 CA05 JA04 JA35 JA38 JA50 PA18

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被処理領域を光学的に検出すると共に、
その被処理面に関する各種の処理を行う装置であって、 処理器本体と、同処理器本体に一体に取り付けられ、前
記被処理面に投光する投光口及び同被処理面からの反射
光を受光する受光口を有する被処理領域検出器とを備
え、 前記処理器本体の光軸と前記投射光及び反射光とが一点
で交差するように配されてなり、 被処理面の検出と処理器本体の位置決めとが同時になさ
れることを特徴とする被処理面の光学的な被処理領域検
出兼処理装置。
1. A method for optically detecting an area to be processed,
An apparatus for performing various types of processing on the surface to be processed, comprising: a processing unit main body; a light emitting port that is integrally attached to the processing unit main body and emits light to the surface to be processed; and reflected light from the surface to be processed. A processing area detector having a light receiving port for receiving light, wherein the optical axis of the processing apparatus main body and the projection light and the reflected light are arranged to intersect at one point, and the detection and processing of the processing surface An apparatus for optically detecting and processing an area to be processed on a surface to be processed, wherein positioning of the container body is performed simultaneously.
【請求項2】 前記処理器本体と前記被処理領域検出器
とが脱着構造を有してなる請求項1記載の被処理領域検
出兼処理装置。
2. The apparatus for detecting and processing an area to be processed according to claim 1, wherein the processing unit main body and the area to be processed detector have a detachable structure.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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