JP2003133393A - ウエハアライナ装置及びこれを備えるウエハ検査装置 - Google Patents
ウエハアライナ装置及びこれを備えるウエハ検査装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウエハの切欠部やウエハの中心位置の検出を
精度良く行えるウエハアライナ装置及びこれを備えるウ
エハ検査装置を提供すること。 【解決手段】 ウエハの切欠部を検出するウエハアライ
ナ装置において、ウエハを保持する保持手段と、保持手
段に保持されたウエハの外周端を部分的に拡大して撮像
する撮像手段を持つと共に、撮像手段が有する撮像素子
面の異なる検出領域に切欠部を含む１個所と少なくとも
他の２個所のウエハ外周端像を導く導光光学系を持つ検
出手段と、撮像手段により撮像された画像を処理してウ
エハの中心位置情報と切欠部の位置情報とを求める演算
手段と、を備える。
精度良く行えるウエハアライナ装置及びこれを備えるウ
エハ検査装置を提供すること。 【解決手段】 ウエハの切欠部を検出するウエハアライ
ナ装置において、ウエハを保持する保持手段と、保持手
段に保持されたウエハの外周端を部分的に拡大して撮像
する撮像手段を持つと共に、撮像手段が有する撮像素子
面の異なる検出領域に切欠部を含む１個所と少なくとも
他の２個所のウエハ外周端像を導く導光光学系を持つ検
出手段と、撮像手段により撮像された画像を処理してウ
エハの中心位置情報と切欠部の位置情報とを求める演算
手段と、を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハの切
欠部の位置検出を行うウエハアライナ装置、及びこれを
備えるウエハ検査装置に関する。
欠部の位置検出を行うウエハアライナ装置、及びこれを
備えるウエハ検査装置に関する。
【０００２】
【従来技術】半導体ウエハの表面やパターンを顕微鏡で
検査するウエハ検査装置、半導体製造に使用される露光
装置等の半導体製造装置においては、ウエハの位置合わ
せが重要である。このため、ウエハには位置合わせの基
準にするノッチと呼ばれる凹状の切欠部が外周端に形成
されている。このノッチ及びウエハの中心位置を検出す
る方法としては、図１０（ａ）、（ｂ）に示す２つのア
ライナ装置が知られている。
検査するウエハ検査装置、半導体製造に使用される露光
装置等の半導体製造装置においては、ウエハの位置合わ
せが重要である。このため、ウエハには位置合わせの基
準にするノッチと呼ばれる凹状の切欠部が外周端に形成
されている。このノッチ及びウエハの中心位置を検出す
る方法としては、図１０（ａ）、（ｂ）に示す２つのア
ライナ装置が知られている。
【０００３】図１０（ａ）に示す装置は、照明光源１０
０によりウエハ５０を照明し、ウエハ５０の全体像をＣ
ＣＤカメラ１０１で撮像してウエハ外周端の形状情報を
得る。その外周形状の情報から、ノッチ５１の位置及び
ウエハ５０の中心位置（偏心量）を求める。図１０
（ｂ）に示す装置は、ステージ１１０に載せられたウエ
ハ５０を回転させると共に、外周端に設けられた照明光
源１１１及びラインセンサ１１２からなる１組の検出手
段を用いたものであり、ウエハ５０を回転させながら明
暗信号の変化を検出することによりウエハ外周端の形状
情報を得る。
０によりウエハ５０を照明し、ウエハ５０の全体像をＣ
ＣＤカメラ１０１で撮像してウエハ外周端の形状情報を
得る。その外周形状の情報から、ノッチ５１の位置及び
ウエハ５０の中心位置（偏心量）を求める。図１０
（ｂ）に示す装置は、ステージ１１０に載せられたウエ
ハ５０を回転させると共に、外周端に設けられた照明光
源１１１及びラインセンサ１１２からなる１組の検出手
段を用いたものであり、ウエハ５０を回転させながら明
暗信号の変化を検出することによりウエハ外周端の形状
情報を得る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装
置には次のような問題があった。前者の装置はウエハ全
体をカメラ１０１で撮像するため、位置検出の精度が粗
くなる。特に、近年はウエハが直径３００ｍｍに大型化
しており、この方式はウエハの大型化に伴って検出精度
の低下となる。また、後者の装置はステージ１１０の回
転角の制御に検出精度が依存すると共に、やはりウエハ
の大型化に伴って精度の低下となる。加えて、回転させ
ながら位置検出を行うため、検出に時間が掛かるという
問題がある。
置には次のような問題があった。前者の装置はウエハ全
体をカメラ１０１で撮像するため、位置検出の精度が粗
くなる。特に、近年はウエハが直径３００ｍｍに大型化
しており、この方式はウエハの大型化に伴って検出精度
の低下となる。また、後者の装置はステージ１１０の回
転角の制御に検出精度が依存すると共に、やはりウエハ
の大型化に伴って精度の低下となる。加えて、回転させ
ながら位置検出を行うため、検出に時間が掛かるという
問題がある。
【０００５】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
ウエハの切欠部やウエハの中心位置の検出を精度良く行
えるウエハアライナ装置及びこれを備えるウエハ検査装
置を提供することを技術課題とする。
ウエハの切欠部やウエハの中心位置の検出を精度良く行
えるウエハアライナ装置及びこれを備えるウエハ検査装
置を提供することを技術課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とす
る。 （１） ウエハの外周端に形成された切欠部を検出する
ウエハアライナ装置において、ウエハを保持する保持手
段と、該保持手段に保持されたウエハの外周端を部分的
に拡大して撮像する撮像手段を持つと共に、該撮像手段
が有する撮像素子面の異なる検出領域に前記切欠部を含
む１個所と少なくとも他の２個所のウエハ外周端像を導
く導光光学系を持つ検出手段と、前記撮像手段により撮
像された画像を処理してウエハの中心位置情報と前記切
欠部の位置情報とを求める演算手段と、を備えることを
特徴とする。 （２） （１）のウエハアライナ装置は、前記検出手段
の検出前にウエハの切欠部の位置を検出するプリアライ
ナ手段と、該検出情報に基づき前記撮像手段の何れかの
検出範囲に前記切欠部が入るようにウエハを移動する移
動手段と、を備えることを特徴とする。 （３） （１）の導光光学系は、前記撮像手段の各検出
範囲に他のウエハ外周端像が映り込まないように撮像範
囲を制限する絞りを有することを特徴とする。 （４） （１）のウエハアライナ装置において、前記検
出手段は前記撮像手段の各検出範囲に異なるサイズのウ
エハの外周端像を導く第２の導光光学系を持つことを特
徴とする。 （５） ウエハ検査装置は（１）〜（４）の何れかのウ
エハアライナ装置を備えることを特徴とする。
に、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とす
る。 （１） ウエハの外周端に形成された切欠部を検出する
ウエハアライナ装置において、ウエハを保持する保持手
段と、該保持手段に保持されたウエハの外周端を部分的
に拡大して撮像する撮像手段を持つと共に、該撮像手段
が有する撮像素子面の異なる検出領域に前記切欠部を含
む１個所と少なくとも他の２個所のウエハ外周端像を導
く導光光学系を持つ検出手段と、前記撮像手段により撮
像された画像を処理してウエハの中心位置情報と前記切
欠部の位置情報とを求める演算手段と、を備えることを
特徴とする。 （２） （１）のウエハアライナ装置は、前記検出手段
の検出前にウエハの切欠部の位置を検出するプリアライ
ナ手段と、該検出情報に基づき前記撮像手段の何れかの
検出範囲に前記切欠部が入るようにウエハを移動する移
動手段と、を備えることを特徴とする。 （３） （１）の導光光学系は、前記撮像手段の各検出
範囲に他のウエハ外周端像が映り込まないように撮像範
囲を制限する絞りを有することを特徴とする。 （４） （１）のウエハアライナ装置において、前記検
出手段は前記撮像手段の各検出範囲に異なるサイズのウ
エハの外周端像を導く第２の導光光学系を持つことを特
徴とする。 （５） ウエハ検査装置は（１）〜（４）の何れかのウ
エハアライナ装置を備えることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１（ａ）は本実施の形態のウエ
ハ検査装置１を上方から見たときの図であり、図１
（ｂ）はウエハ検査装置１の側面を示した図である。
に基づいて説明する。図１（ａ）は本実施の形態のウエ
ハ検査装置１を上方から見たときの図であり、図１
（ｂ）はウエハ検査装置１の側面を示した図である。
【０００８】２はウエハ５０を収納しているキャリアで
ある。図中のウエハ５０は外径（直径）がφ３００ｍｍ
のものを示している。６はウエハ５０のノッチ位置の概
略求めるプリアライナであり、５はプリアライナ６での
検出時にウエハ５０を回転させるための回転ステージで
ある。３はロボットアームであり、キャリア２、回転ス
テージ５及びチェンジアーム７の間でウエハ５０を受け
渡す役目をする。例えば、キャリヤ２内のスロットに１
枚ずつ収納されたウエハ５０がロボットアーム３によっ
て取り出されたり、キャリヤ２内に収納される。チェン
ジアーム７は３つの保持アームを持つ。
ある。図中のウエハ５０は外径（直径）がφ３００ｍｍ
のものを示している。６はウエハ５０のノッチ位置の概
略求めるプリアライナであり、５はプリアライナ６での
検出時にウエハ５０を回転させるための回転ステージで
ある。３はロボットアームであり、キャリア２、回転ス
テージ５及びチェンジアーム７の間でウエハ５０を受け
渡す役目をする。例えば、キャリヤ２内のスロットに１
枚ずつ収納されたウエハ５０がロボットアーム３によっ
て取り出されたり、キャリヤ２内に収納される。チェン
ジアーム７は３つの保持アームを持つ。
【０００９】８はＸＹステージであり、ウエハ５０を保
持して図１（ａ）に示すＸＹ方向に移動する。また、Ｘ
Ｙステージ８は保持軸を中心に回転する回転機能も備え
ている。９はウエハ５０を拡大観察するための顕微鏡で
あり、ＸＹステージ８によりウエハ５０を移動すること
によって、任意の位置を観察することができる。尚、ロ
ボットアーム３、回転ステージ５、チェンジアーム７、
ＸＹステージ８は、図示なき真空ポンプなどの真空源に
よりウエハ５０を吸着して保持する。１０はメインのア
ライナであり、ウエハ５０のエッジ（外周端）を部分的
に拡大撮影し、ノッチ５１（図２参照）及びウエハ５０
の中心位置をプリアライナ６よりも更に精密に検出す
る。
持して図１（ａ）に示すＸＹ方向に移動する。また、Ｘ
Ｙステージ８は保持軸を中心に回転する回転機能も備え
ている。９はウエハ５０を拡大観察するための顕微鏡で
あり、ＸＹステージ８によりウエハ５０を移動すること
によって、任意の位置を観察することができる。尚、ロ
ボットアーム３、回転ステージ５、チェンジアーム７、
ＸＹステージ８は、図示なき真空ポンプなどの真空源に
よりウエハ５０を吸着して保持する。１０はメインのア
ライナであり、ウエハ５０のエッジ（外周端）を部分的
に拡大撮影し、ノッチ５１（図２参照）及びウエハ５０
の中心位置をプリアライナ６よりも更に精密に検出す
る。
【００１０】図２はプリアライナ６の構成を説明する図
であり、図２（ａ）はプリアライナ６とウエハ５０を上
から見たときの図、図２（ｂ）は側面を示した図であ
る。プリアライナ６は、ウエハエッジに向けて検出光を
投光するＬＥＤ７１ａ及びその検出光を受光するライン
センサ等の受光素子７２ａからなる第１検出光学系７０
ａと、同じくＬＥＤ７１ｂ及び受光素子７２ｂからなる
第２検出光学系７０ｂを備える。第１検出光学系７０ａ
はウエハ５０がφ３００ｍｍの場合に使用し、第２検出
光学系７０ｂはウエハ５０がφ２００ｍｍの場合に使用
する。４２は回転ステージ５を回転する駆動ユニットで
ある。
であり、図２（ａ）はプリアライナ６とウエハ５０を上
から見たときの図、図２（ｂ）は側面を示した図であ
る。プリアライナ６は、ウエハエッジに向けて検出光を
投光するＬＥＤ７１ａ及びその検出光を受光するライン
センサ等の受光素子７２ａからなる第１検出光学系７０
ａと、同じくＬＥＤ７１ｂ及び受光素子７２ｂからなる
第２検出光学系７０ｂを備える。第１検出光学系７０ａ
はウエハ５０がφ３００ｍｍの場合に使用し、第２検出
光学系７０ｂはウエハ５０がφ２００ｍｍの場合に使用
する。４２は回転ステージ５を回転する駆動ユニットで
ある。
【００１１】図３はアライナ１０の構成を説明する図で
ある。図３（ａ）はアライナ１０を上方から見たときの
図、図３（ｂ）はアライナ１０の側面を示した図であ
る。ＸＹステージ８の移動支基１２（ＸＹ方向に可動）
の上面には、面発光ＬＥＤ１１が９０°間隔に４個設け
られており、ＸＹステージ８に保持されたφ３００ｍｍ
のウエハ５０のエッジを部分的に下方から略均一に照明
する。ウエハ５０の上方（Ｚ方向）には固定支基１３が
配置されている。固定支基１３は図示なき固定部材によ
り、ウエハ検査装置１に固定されている。固定支基１３
の上には、ミラー１４、三角孔の絞り１５がそれぞれ９
０°間隔に４ヶ所配置されている。また、ミラー１４の
下部の固定支基１３には、ＬＥＤ１１からの光が通過す
るように穴１８が空けられている。固定支基１３の中央
には４つの反射面を持つピラミッド型ミラー１６が配置
されており、その上方に撮像素子と撮影レンズを持つ１
つのＣＣＤカメラ１７が配置されている。これらＬＥＤ
１１、ミラー１４、絞り１５、ピラミッド型ミラー１
６、ＣＣＤカメラ１７により、φ３００ｍｍのウエハ５
０の中心位置及びノッチ５１を検出する光学系が構成さ
れる。
ある。図３（ａ）はアライナ１０を上方から見たときの
図、図３（ｂ）はアライナ１０の側面を示した図であ
る。ＸＹステージ８の移動支基１２（ＸＹ方向に可動）
の上面には、面発光ＬＥＤ１１が９０°間隔に４個設け
られており、ＸＹステージ８に保持されたφ３００ｍｍ
のウエハ５０のエッジを部分的に下方から略均一に照明
する。ウエハ５０の上方（Ｚ方向）には固定支基１３が
配置されている。固定支基１３は図示なき固定部材によ
り、ウエハ検査装置１に固定されている。固定支基１３
の上には、ミラー１４、三角孔の絞り１５がそれぞれ９
０°間隔に４ヶ所配置されている。また、ミラー１４の
下部の固定支基１３には、ＬＥＤ１１からの光が通過す
るように穴１８が空けられている。固定支基１３の中央
には４つの反射面を持つピラミッド型ミラー１６が配置
されており、その上方に撮像素子と撮影レンズを持つ１
つのＣＣＤカメラ１７が配置されている。これらＬＥＤ
１１、ミラー１４、絞り１５、ピラミッド型ミラー１
６、ＣＣＤカメラ１７により、φ３００ｍｍのウエハ５
０の中心位置及びノッチ５１を検出する光学系が構成さ
れる。
【００１２】ＬＥＤ１１からの照明光はウエハ５０のエ
ッジを照明する。ウエハ５０で遮られなかった光はミラ
ー１４に反射された後、絞り１５を経てさらにピラミッ
ド型ミラー１６のミラー面によって反射され、ＣＣＤカ
メラ１７に導かれる。このとき、ＣＣＤカメラ１７の撮
像面の異なる領域に４個所のエッジ像が導かれるように
ミラー１４、絞り１５及びミラー１６が構成されてい
る。
ッジを照明する。ウエハ５０で遮られなかった光はミラ
ー１４に反射された後、絞り１５を経てさらにピラミッ
ド型ミラー１６のミラー面によって反射され、ＣＣＤカ
メラ１７に導かれる。このとき、ＣＣＤカメラ１７の撮
像面の異なる領域に４個所のエッジ像が導かれるように
ミラー１４、絞り１５及びミラー１６が構成されてい
る。
【００１３】図５はＣＣＤカメラ１７に撮像されるウエ
ハ５０のエッジ像の様子を示した図である。略３角形に
４分割された領域７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄがそ
れぞれ４組のＬＥＤ１１〜ミラー１６によってそれぞれ
導かれるエッジ像の撮像領域を示している。各領域７０
ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ内の領域６０ａ，６０ｂ，
６０ｃ、６０ｄが検出領域として設定されている。絞り
１５は、各検出領域に他のエッジ像が映り込まないよう
に光束を制限するために設けられている。絞り１５の配
置は、できるだけウエハ５０側が好ましく、穴１８を絞
り１５の代わりとしても良い。
ハ５０のエッジ像の様子を示した図である。略３角形に
４分割された領域７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄがそ
れぞれ４組のＬＥＤ１１〜ミラー１６によってそれぞれ
導かれるエッジ像の撮像領域を示している。各領域７０
ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ内の領域６０ａ，６０ｂ，
６０ｃ、６０ｄが検出領域として設定されている。絞り
１５は、各検出領域に他のエッジ像が映り込まないよう
に光束を制限するために設けられている。絞り１５の配
置は、できるだけウエハ５０側が好ましく、穴１８を絞
り１５の代わりとしても良い。
【００１４】また、アライナ１０はφ２００ｍｍウエハ
のエッジ像をＣＣＤカメラ１７に導く光学系も同時に備
える。φ２００ｍｍウエハのエッジに対応させて、移動
支基１２には面発光ＬＥＤ２１が９０°間隔に４個設け
られており、固定支基１３には光路長補正レンズ２２、
ハーフミラー２３が同様に９０°間隔に各４個設けられ
ている。φ２００ｍｍウエハの場合はＬＥＤ１１を消し
た状態でＬＥＤ２１を点灯する。ＣＣＤカメラ１７は、
ミラー１６、絞り１５、ハーフミラー２３、レンズ２２
を介してφ２００ｍｍウエハの４個所のエッジを同時に
撮像する。
のエッジ像をＣＣＤカメラ１７に導く光学系も同時に備
える。φ２００ｍｍウエハのエッジに対応させて、移動
支基１２には面発光ＬＥＤ２１が９０°間隔に４個設け
られており、固定支基１３には光路長補正レンズ２２、
ハーフミラー２３が同様に９０°間隔に各４個設けられ
ている。φ２００ｍｍウエハの場合はＬＥＤ１１を消し
た状態でＬＥＤ２１を点灯する。ＣＣＤカメラ１７は、
ミラー１６、絞り１５、ハーフミラー２３、レンズ２２
を介してφ２００ｍｍウエハの４個所のエッジを同時に
撮像する。
【００１５】以上のような構成の装置において、その動
作を図４の制御系ブロック図を用いて説明する。なお、
ウエハ５０はφ３００ｍｍのものとして説明する。制御
部４０はロボットアーム３を駆動させて、キャリヤ２内
からウエハ５０を吸着保持する。その後、ウエハ５０を
回転ステージ５上まで搬送する。回転ステージ５上にウ
エハ５０が搭載されると、制御部４０は回転ステージ５
を駆動ユニット４２により回転させる。回転が始まると
プリアライナ６によりノッチ５１の概略検出が行われ
る。ＬＥＤ７１ａからの検出光により、ウエハ５０の下
方に取り付けた受光素子７２ａにはウエハエッジの影が
投影される。制御部４０は回転ステージ５を一定角度ず
つ回転する都度、受光素子７２ａからの信号により回転
中心からのエッジ距離を得て、このデータをメモリ４１
に記憶する。回転ステージ５の回転により１周分の外周
データが得られたら、メモリ４１から記憶したデータを
呼び出し、エッジ距離が大きく変化する回転角度をノッ
チ５１の位置として求める。制御部４０は、ＸＹステー
ジ８にウエハ５０を受け渡した時にノッチ５１がＣＣＤ
カメラ１７の検出エリア６０ｄの範囲に入るように、回
転ステージ５を回転させる。
作を図４の制御系ブロック図を用いて説明する。なお、
ウエハ５０はφ３００ｍｍのものとして説明する。制御
部４０はロボットアーム３を駆動させて、キャリヤ２内
からウエハ５０を吸着保持する。その後、ウエハ５０を
回転ステージ５上まで搬送する。回転ステージ５上にウ
エハ５０が搭載されると、制御部４０は回転ステージ５
を駆動ユニット４２により回転させる。回転が始まると
プリアライナ６によりノッチ５１の概略検出が行われ
る。ＬＥＤ７１ａからの検出光により、ウエハ５０の下
方に取り付けた受光素子７２ａにはウエハエッジの影が
投影される。制御部４０は回転ステージ５を一定角度ず
つ回転する都度、受光素子７２ａからの信号により回転
中心からのエッジ距離を得て、このデータをメモリ４１
に記憶する。回転ステージ５の回転により１周分の外周
データが得られたら、メモリ４１から記憶したデータを
呼び出し、エッジ距離が大きく変化する回転角度をノッ
チ５１の位置として求める。制御部４０は、ＸＹステー
ジ８にウエハ５０を受け渡した時にノッチ５１がＣＣＤ
カメラ１７の検出エリア６０ｄの範囲に入るように、回
転ステージ５を回転させる。
【００１６】また、メモリ４１に記憶された回転角度毎
のエッジ距離情報から回転ステージ５に置かれたウエハ
５０の偏心量を検出し、回転ステージ５上のウエハ５０
の中心位置にロボットアーム３のウエハ搬送中心が来る
ように、制御部４０はロボットアーム３を駆動する。ロ
ボットアーム３は、ウエハ５０の偏心を概ねなくしノッ
チ５１の位置を考慮した状態で、ウエハ５０を回転ステ
ージ５から受け取る。
のエッジ距離情報から回転ステージ５に置かれたウエハ
５０の偏心量を検出し、回転ステージ５上のウエハ５０
の中心位置にロボットアーム３のウエハ搬送中心が来る
ように、制御部４０はロボットアーム３を駆動する。ロ
ボットアーム３は、ウエハ５０の偏心を概ねなくしノッ
チ５１の位置を考慮した状態で、ウエハ５０を回転ステ
ージ５から受け取る。
【００１７】ウエハ５０を受け取ったロボットアーム３
は、ウエハ５０をチェンジアーム７に受け渡す。チェン
ジアーム７は、ウエハ５０をＸＹステージ８に受け渡
す。チェンジアーム７がウエハ５０をＸＹステージ８へ
受け渡した時点で、制御部４０はアライナ１０を作動さ
せる。なお、アライナ１０を作動させるときは、図３の
ように、ＸＹステージ８の中心がカメラ１７の撮影基準
軸と一致する所定位置に置かれる様に駆動ユニット４３
により、ＸＹステージ８が動かされる。４つの面発光Ｌ
ＥＤ１１を点灯すると、図５の如く、カメラ１７により
９０°間隔のウエハ５０の拡大されたエッジ像が一度に
撮像される。検出領域の画素数を２５０、この領域で物
側５ｍｍのものを撮像するものとした場合、１画素当た
りの撮像範囲は２０μｍとなる。すなわち、２０μｍの
分解能で検出できる。図５において、６１ａ、６１ｂ、
６１ｃ、６１ｄはそれぞれウエハ５０の外周エッジ像で
ある。６１ｅはノッチ５１部分の像であり、プリアライ
ナ６の角度合わせによりおよその位置出しができている
ため、ノッチ像６１ｅが検出領域６０ｄに入るようにな
っている。
は、ウエハ５０をチェンジアーム７に受け渡す。チェン
ジアーム７は、ウエハ５０をＸＹステージ８に受け渡
す。チェンジアーム７がウエハ５０をＸＹステージ８へ
受け渡した時点で、制御部４０はアライナ１０を作動さ
せる。なお、アライナ１０を作動させるときは、図３の
ように、ＸＹステージ８の中心がカメラ１７の撮影基準
軸と一致する所定位置に置かれる様に駆動ユニット４３
により、ＸＹステージ８が動かされる。４つの面発光Ｌ
ＥＤ１１を点灯すると、図５の如く、カメラ１７により
９０°間隔のウエハ５０の拡大されたエッジ像が一度に
撮像される。検出領域の画素数を２５０、この領域で物
側５ｍｍのものを撮像するものとした場合、１画素当た
りの撮像範囲は２０μｍとなる。すなわち、２０μｍの
分解能で検出できる。図５において、６１ａ、６１ｂ、
６１ｃ、６１ｄはそれぞれウエハ５０の外周エッジ像で
ある。６１ｅはノッチ５１部分の像であり、プリアライ
ナ６の角度合わせによりおよその位置出しができている
ため、ノッチ像６１ｅが検出領域６０ｄに入るようにな
っている。
【００１８】図６は、図５の生画像を画像処理部３１で
微分画像に変換したものである。微分処理することによ
りウエハ５０の画像を微分処理した外周端像６３ａ、６
３ｂ、６３ｃ、６３ｄ及びノッチ像６３ｅが強調され
る。
微分画像に変換したものである。微分処理することによ
りウエハ５０の画像を微分処理した外周端像６３ａ、６
３ｂ、６３ｃ、６３ｄ及びノッチ像６３ｅが強調され
る。
【００１９】図７における線分６４ａ、６４ｂ、６４
ｃ、６４ｄは、図６の微分された外周端像を検出領域６
０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄにおいて二値化したもの
である。演算処理部３２はアライナ１０の原点位置から
Ｘ方向へ線分６４ａまでの距離をＸ１、線分６４ｃまで
の距離をＸ２として、その平均値Ｘ３＝（Ｘ１−Ｘ２）
／２をアライナ１０の原点位置からウエハ５０のＸ方向
への偏心量として求める。このＸ３を検出領域６０ａ、
６０ｃにおいてＹ軸方向に２００ポイント求め、その平
均値Ｘ３'をメモリ４１に記憶する。同様に、Ｙ軸方向
も平均値Ｙ３＝（Ｙ１−Ｙ２）／２をアライナ１０の原
点位置からＹ方向への偏心量として求める。Ｙ軸方向
は、ノッチ５１部分の比較ができないため、この部分を
検出領域６０ｂ、６０ｄにおいて省いている。そのた
め、平均値Ｙ３の値をＸ軸方向に１００ポイント求め、
その平均値Ｙ３'をメモリ４１に記憶する。
ｃ、６４ｄは、図６の微分された外周端像を検出領域６
０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄにおいて二値化したもの
である。演算処理部３２はアライナ１０の原点位置から
Ｘ方向へ線分６４ａまでの距離をＸ１、線分６４ｃまで
の距離をＸ２として、その平均値Ｘ３＝（Ｘ１−Ｘ２）
／２をアライナ１０の原点位置からウエハ５０のＸ方向
への偏心量として求める。このＸ３を検出領域６０ａ、
６０ｃにおいてＹ軸方向に２００ポイント求め、その平
均値Ｘ３'をメモリ４１に記憶する。同様に、Ｙ軸方向
も平均値Ｙ３＝（Ｙ１−Ｙ２）／２をアライナ１０の原
点位置からＹ方向への偏心量として求める。Ｙ軸方向
は、ノッチ５１部分の比較ができないため、この部分を
検出領域６０ｂ、６０ｄにおいて省いている。そのた
め、平均値Ｙ３の値をＸ軸方向に１００ポイント求め、
その平均値Ｙ３'をメモリ４１に記憶する。
【００２０】次に、ノッチ位置を求めるために図８にお
けるノッチ強調画像６４ｅを作成する。正確にノッチ位
置を求めるためには、図９に示すノッチ強調画像６４ｅ
において、ノッチ高さＨ１の上部から３０％の距離Ｈ２
の位置にＸ方向基準線Ｌを引き、その基準線から上下に
１ピクセルづつ２本のラインを引き、それぞれノッチの
線分との交点とアライナ１０の原点位置からのＸ方向へ
の距離Xa1〜Xa5、Xb1〜Xb5を求め、次式によりその偏心
量Ｘｃを求め、メモリ４１に記憶する。 Ｘｃ=(Xa1+Xa2+Xa3+Xa4+Xa5-Xb1-Xb2-Xb3-Xb4-Xb5)/10 そして、Ｘ方向偏心平均値Ｘ３'、Ｙ方向偏心平均値Ｙ
３'、ノッチ偏心量Ｘｃをもとに、ＸＹステージ８の中
心位置に対するウエハ５０の中心位置及びノッチ位置の
情報を得る。この位置情報を加味して駆動ユニット４３
によりＸＹステージ８が移動し、ウエハ５０が顕微鏡９
の観察視野下に搬送される。これにより、操作者は高度
な位置精度のもとにウエハ５０の表面を検査することが
できる。
けるノッチ強調画像６４ｅを作成する。正確にノッチ位
置を求めるためには、図９に示すノッチ強調画像６４ｅ
において、ノッチ高さＨ１の上部から３０％の距離Ｈ２
の位置にＸ方向基準線Ｌを引き、その基準線から上下に
１ピクセルづつ２本のラインを引き、それぞれノッチの
線分との交点とアライナ１０の原点位置からのＸ方向へ
の距離Xa1〜Xa5、Xb1〜Xb5を求め、次式によりその偏心
量Ｘｃを求め、メモリ４１に記憶する。 Ｘｃ=(Xa1+Xa2+Xa3+Xa4+Xa5-Xb1-Xb2-Xb3-Xb4-Xb5)/10 そして、Ｘ方向偏心平均値Ｘ３'、Ｙ方向偏心平均値Ｙ
３'、ノッチ偏心量Ｘｃをもとに、ＸＹステージ８の中
心位置に対するウエハ５０の中心位置及びノッチ位置の
情報を得る。この位置情報を加味して駆動ユニット４３
によりＸＹステージ８が移動し、ウエハ５０が顕微鏡９
の観察視野下に搬送される。これにより、操作者は高度
な位置精度のもとにウエハ５０の表面を検査することが
できる。
【００２１】アライナ１０が動作し、オペレータが顕微
鏡９でウエハ５０を検査している間には、制御部４０は
ロボットアーム３により次のウエハ５０をキャリア２か
ら取出し、上記と同様にプリアライナ６での検出を行っ
た後に、チェンジアーム７の次の保持アームで待機させ
る。これにより、次のウエハ５０がチェンジアーム７か
ら即座にＸＹステージ８に移動されるので、ウエハの位
置検出のスループットを速くすることができる。
鏡９でウエハ５０を検査している間には、制御部４０は
ロボットアーム３により次のウエハ５０をキャリア２か
ら取出し、上記と同様にプリアライナ６での検出を行っ
た後に、チェンジアーム７の次の保持アームで待機させ
る。これにより、次のウエハ５０がチェンジアーム７か
ら即座にＸＹステージ８に移動されるので、ウエハの位
置検出のスループットを速くすることができる。
【００２２】なお、以上ではウエハ５０のエッジ像を９
０度離れた４個所で得る例を示したが、ウエハ５０が完
全な円形であると考えたときには、少なくとも３個所の
外周端像があれば円の中心位置が求まるので、これをウ
エハ中心とすれば良い。ノッチ５１を同時に検出する場
合には、３個所の内の１つにノッチ５１の像を含ませれ
ば良い。
０度離れた４個所で得る例を示したが、ウエハ５０が完
全な円形であると考えたときには、少なくとも３個所の
外周端像があれば円の中心位置が求まるので、これをウ
エハ中心とすれば良い。ノッチ５１を同時に検出する場
合には、３個所の内の１つにノッチ５１の像を含ませれ
ば良い。
【００２３】また、上記実施の形態では、プリアライナ
６を設けているが、特にプリアライナ６を設けないで、
アライナ１０にその機能を兼ね合わせても良い。例え
ば、アライナ１０のＸＹステージ８を回転させて、カメ
ラ１７によりウエハ５０の所定回転角毎のウエハ像を撮
影し、画像処理部３１によってウエハ５０のエッジ像を
画像処理した後、ノッチ５１の位置を求める。また、画
像処理部３１によってウエハ５０のエッジ像を画像処理
した後、演算処理部３２によってウエハの偏心量を概ね
得る。制御部４０は、ＸＹステージ８を上記偏心量に応
じた分だけ移動させて概ねウエハの偏心をなくし、ＸＹ
ステージ８を回転させてノッチ５１を所定の位置にあわ
せる。その後は上述のようにアライナ１０により精度良
くウエハ５０の位置検出を行う。
６を設けているが、特にプリアライナ６を設けないで、
アライナ１０にその機能を兼ね合わせても良い。例え
ば、アライナ１０のＸＹステージ８を回転させて、カメ
ラ１７によりウエハ５０の所定回転角毎のウエハ像を撮
影し、画像処理部３１によってウエハ５０のエッジ像を
画像処理した後、ノッチ５１の位置を求める。また、画
像処理部３１によってウエハ５０のエッジ像を画像処理
した後、演算処理部３２によってウエハの偏心量を概ね
得る。制御部４０は、ＸＹステージ８を上記偏心量に応
じた分だけ移動させて概ねウエハの偏心をなくし、ＸＹ
ステージ８を回転させてノッチ５１を所定の位置にあわ
せる。その後は上述のようにアライナ１０により精度良
くウエハ５０の位置検出を行う。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ノッチ
（切欠部）位置の検出及びウエハ中心位置の検出を精度
良く行うことができる。また、ウエハを回転させずにす
むため、検出の高速化を図ることができる。
（切欠部）位置の検出及びウエハ中心位置の検出を精度
良く行うことができる。また、ウエハを回転させずにす
むため、検出の高速化を図ることができる。
【図１】ウエハ検査装置の外観を示す図である。
【図２】プリアライナーの外観を示す図である。
【図３】アライナーの外観を示す図である。
【図４】制御系を示すブロック図である。
【図５】ウエハエッジの撮影画像を示す図である。
【図６】ウエハの微分画像を示す図である。
【図７】ウエハの微分画像を二値化したものを示す図で
ある。
ある。
【図８】ノッチ強調画像を示す図である。
【図９】ノッチの偏心量Ｘを求める図である。
【図１０】従来のウエハ位置検出装置を示す図である。
１ ウエハ検査装置
５ 回転ステージ
６ プリアライナ
８ ＸＹステージ
１０ アライナ
１１ 面発光ＬＥＤ
１４ ミラー
１５ 絞り
１６ ピラミッド型ミラー
１７ カメラ
２１ 面発光ＬＥＤ
２２ 光路長補正レンズ
２３ ハーフミラー
３１ 画像処理部
３２ 演算処理部
４０ 制御部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 夏目 勝弘
愛知県蒲郡市拾石町前浜34番地14 株式会
社ニデック拾石工場内
(72)発明者 今泉 智
愛知県蒲郡市拾石町前浜34番地14 株式会
社ニデック拾石工場内
Ｆターム(参考） 2F065 AA01 AA07 AA12 AA17 AA20
AA31 BB03 CC19 DD03 DD06
FF04 GG07 GG13 GG18 HH13
HH15 JJ02 JJ03 JJ05 JJ09
JJ25 JJ26 LL12 LL30 MM04
NN20 PP12 PP13 QQ04 QQ23
QQ29 QQ31 QQ32 QQ42 TT08
4M106 AA01 CA38 CA50 DJ07
5F031 CA02 FA01 FA11 FA12 FA14
GA03 GA43 GA50 JA04 JA29
JA34 JA35 JA36 KA13 KA14
MA33
Claims (5)
- 【請求項１】 ウエハの外周端に形成された切欠部を検
出するウエハアライナ装置において、ウエハを保持する
保持手段と、該保持手段に保持されたウエハの外周端を
部分的に拡大して撮像する撮像手段を持つと共に、該撮
像手段が有する撮像素子面の異なる検出領域に前記切欠
部を含む１個所と少なくとも他の２個所のウエハ外周端
像を導く導光光学系を持つ検出手段と、前記撮像手段に
より撮像された画像を処理してウエハの中心位置情報と
前記切欠部の位置情報とを求める演算手段と、を備える
ことを特徴とするウエハアライナ装置。 - 【請求項２】 請求項１のウエハアライナ装置は、前記
検出手段の検出前にウエハの切欠部の位置を検出するプ
リアライナ手段と、該検出情報に基づき前記撮像手段の
何れかの検出範囲に前記切欠部が入るようにウエハを移
動する移動手段と、を備えることを特徴とするウエハア
ライナ装置。 - 【請求項３】 請求項１の導光光学系は、前記撮像手段
の各検出範囲に他のウエハ外周端像が映り込まないよう
に撮像範囲を制限する絞りを有することを特徴とするウ
エハアライナ装置。 - 【請求項４】 請求項１のウエハアライナ装置におい
て、前記検出手段は前記撮像手段の各検出範囲に異なる
サイズのウエハの外周端像を導く第２の導光光学系を持
つことを特徴とするウエハアライナ装置。 - 【請求項５】 請求項１〜４の何れかのウエハアライナ
装置を備えることを特徴とするウエハ検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001325334A JP3946485B2 (ja) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | ウエハアライナ装置及びこれを備えるウエハ検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001325334A JP3946485B2 (ja) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | ウエハアライナ装置及びこれを備えるウエハ検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003133393A true JP2003133393A (ja) | 2003-05-09 |
| JP3946485B2 JP3946485B2 (ja) | 2007-07-18 |
Family
ID=19141920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001325334A Expired - Fee Related JP3946485B2 (ja) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | ウエハアライナ装置及びこれを備えるウエハ検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3946485B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012064608A (ja) * | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Hitachi High-Technologies Corp | 検査装置 |
| JP2014509070A (ja) * | 2011-01-07 | 2014-04-10 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | 表面計測ツールにおける改善された局部的特徴定量化のための方法及びシステム |
| CN116072583A (zh) * | 2023-02-13 | 2023-05-05 | 无锡星微科技有限公司 | 一种基于视觉的晶圆预对准平台以及对准方法 |
-
2001
- 2001-10-23 JP JP2001325334A patent/JP3946485B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012064608A (ja) * | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Hitachi High-Technologies Corp | 検査装置 |
| JP2014509070A (ja) * | 2011-01-07 | 2014-04-10 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | 表面計測ツールにおける改善された局部的特徴定量化のための方法及びシステム |
| JP2016225652A (ja) * | 2011-01-07 | 2016-12-28 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | 表面計測ツールにおける改善された局部的特徴定量化のための方法及びシステム |
| CN116072583A (zh) * | 2023-02-13 | 2023-05-05 | 无锡星微科技有限公司 | 一种基于视觉的晶圆预对准平台以及对准方法 |
| CN116072583B (zh) * | 2023-02-13 | 2024-01-30 | 无锡星微科技有限公司 | 一种基于视觉的晶圆预对准平台以及对准方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3946485B2 (ja) | 2007-07-18 |
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