JP2005268530A - Alignment device for semiconductor wafer - Google Patents

Alignment device for semiconductor wafer Download PDF

Info

Publication number
JP2005268530A
JP2005268530A JP2004078742A JP2004078742A JP2005268530A JP 2005268530 A JP2005268530 A JP 2005268530A JP 2004078742 A JP2004078742 A JP 2004078742A JP 2004078742 A JP2004078742 A JP 2004078742A JP 2005268530 A JP2005268530 A JP 2005268530A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor wafer
wafer
image data
edge
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2004078742A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomio Endo
富男 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2004078742A priority Critical patent/JP2005268530A/en
Publication of JP2005268530A publication Critical patent/JP2005268530A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To discriminate wafer edge positional information mixed with neither orientation flat nor notch information, and to align the semiconductor wafer at a reference position with high speed and high accuracy by employing few sensors. <P>SOLUTION: Respective capture image data obtained by photographing respective edge position sensors 30-33 are processed in the edge direction of the semiconductor wafer 1 through integration, and respective data are processed in the radial direction of the semiconductor wafer 1 through differentiation, then, three capture image data having no notch of the semiconductor wafer 1 are selected from large values among respective differential values. Thereafter, the center coordinate of the semiconductor wafer 1 is obtained from respective coordinates of the wafer edges obtained from the peek of respective differential values corresponding to respective capture image data, and the operation of a wafer transfer robot 5 is controlled in accordance with the amount of correction based on the center coordinate and the reference position to effect the centering of the center position of the semiconductor wafer 1 to the reference position. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えばウエハカセットキャリアから取り出した半導体ウエハを基準位置にアライメントする半導体ウエハのアライメント装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor wafer alignment apparatus for aligning a semiconductor wafer taken out of, for example, a wafer cassette carrier with a reference position.

半導体ウエハのウエハ検査装置又は製造装置では、複数の半導体ウエハを収納したウエハキャリアからウエハローダによって未検査の半導体ウエハを取り出して検査時又は加工処理時にセンタリング（アライメント）する必要がある。   In a wafer inspection apparatus or manufacturing apparatus for semiconductor wafers, an uninspected semiconductor wafer needs to be taken out from a wafer carrier containing a plurality of semiconductor wafers by a wafer loader and centered (aligned) during inspection or processing.

ウエハキャリアに収納されている未検査の各半導体ウエハは、整列しておらず、これら半導体ウエハの中心位置がばらばらな状態になっている。これら半導体ウエハをウエハローダによって取り出してウエハ検査装置又は製造装置に搬送すると、各半導体ウエハの中心位置がずれた状態で搬入される。このため、各半導体ウエハの中心位置ずれを基準位置にセンタリングする必要がある。   The uninspected semiconductor wafers housed in the wafer carrier are not aligned, and the center positions of these semiconductor wafers are in a dispersed state. When these semiconductor wafers are taken out by a wafer loader and transported to a wafer inspection apparatus or manufacturing apparatus, the semiconductor wafers are loaded with their center positions shifted. For this reason, it is necessary to center the deviation of the center position of each semiconductor wafer to the reference position.

ローダとして直交ロボットを用いている場合は、ウエハキャリアから半導体ウエハを取り出してウエハ検査装置又は製造装置に受け渡す動作の搬送途中に例えば左右一対のセンサを配置し、これらセンサ上に半導体ウエハを一定速度で横切らせ、このとき半導体ウエハの４点のエッジを検出し、これらエッジの位置情報に基づいて半導体ウエハの中心位置を求めるとともに、この半導体ウエハの中心位置と基準位置からアライメントの補正量を求めるのが一般的である。   When an orthogonal robot is used as the loader, for example, a pair of left and right sensors are arranged in the middle of the operation of taking out the semiconductor wafer from the wafer carrier and delivering it to the wafer inspection apparatus or manufacturing apparatus, and the semiconductor wafer is fixed on these sensors. At this time, four edges of the semiconductor wafer are detected, the center position of the semiconductor wafer is obtained based on the position information of these edges, and the alignment correction amount is calculated from the center position of the semiconductor wafer and the reference position. It is common to seek.

ローダとしてＲθＺ（伸縮、回転、昇降）動作を行う多関節のウエハ搬送ロボットを用いている場合は、各軸のロボットアームを制御して半導体ウエハのセンタリングを行うことが複雑であり、困難となっている。   When an articulated wafer transfer robot that performs RθZ (expansion, rotation, rotation) is used as a loader, it is complicated and difficult to center the semiconductor wafer by controlling the robot arm of each axis. ing.

アライメント方法には、特許文献１、２に記載された技術がある。特許文献１には、３つのラインセンサを用い、このうち各ラインセンサのうち２つを半導体ウエハのウエハエッジに対して垂直方向に配置すると共に、１つをウエハエッジに沿った方向に配置し、半導体ウエハを回転させてウエハエッジを検出すると共にノッチ又はオリフラを判定を行うことが記載されている。特許文献２には、ラインセンサを６つ放射状に設けてウエハエッジを検出し、半導体ウエハをアライメントすることが記載されている。
特開平６−４５２２６号公報 特開平８−１２４９９５号公報 As an alignment method, there are techniques described in Patent Documents 1 and 2. Patent Document 1 uses three line sensors, two of which are arranged in a direction perpendicular to the wafer edge of the semiconductor wafer, and one is arranged in a direction along the wafer edge. It describes that a wafer edge is detected by rotating a wafer and a notch or orientation flat is determined. Patent Document 2 describes that six line sensors are provided radially to detect a wafer edge and align a semiconductor wafer.
JP-A-6-45226 JP-A-8-124995

しかしながら、特許文献１では、半導体ウエハを回転させて多数回ウエハエッジを検出する必要がある。例えば、半導体ウエハが角度０．５度回転する毎に計７２０回ウエハエッジを検出し、これら検出結果から半導体ウエハのウエハエッジ位置、ノッチの中心位置を求める。このため、多数回のウエハエッジの検出によりアライメントに時間がかかる。半導体製造では、半導体ウエハの検査時間を短縮することも歩留まりの向上等により重要であり、マクロ検査のように半導体ウエハの中心位置ずれの精度が数十μｍ程度のあまり高精度を要求しない場合には、時間がかかり不利である。   However, in Patent Document 1, it is necessary to rotate the semiconductor wafer and detect the wafer edge many times. For example, each time the semiconductor wafer rotates 0.5 degrees, the wafer edge is detected 720 times in total, and the wafer edge position of the semiconductor wafer and the center position of the notch are obtained from the detection results. For this reason, it takes time for alignment by detecting the wafer edge many times. In semiconductor manufacturing, shortening the inspection time of a semiconductor wafer is also important for improving the yield, etc. When the accuracy of the center position deviation of a semiconductor wafer is not required to be as high as about several tens of μm as in a macro inspection. Is time consuming and disadvantageous.

特許文献２では、ラインセンサを６つも用いなければならず、高価になる。又、６つのラインセンサを各所定位置に位置合わせして設けなければならない。   In Patent Document 2, as many as six line sensors must be used, which is expensive. In addition, six line sensors must be provided in alignment with each predetermined position.

本発明は、半導体ウエハの外周縁の少なくとも４箇所を撮像する２次元撮像素子と、これら２次元撮像素子の撮像により取得された少なくとも４箇所の各画像データをそれぞれ半導体ウエハの外周縁方向に積分処理し、これら積分処理した各データをそれぞれ半導体ウエハの半径方向に微分処理し、これら微分処理により求められた各微分値から半導体ウエハにおけるノッチ又はオリフラ情報を有しない画像データを選択し、選択された少なくとも３つの画像データから半導体ウエハの外周縁上の複数箇所の各位置情報を求め、これら位置情報から半導体ウエハの中心位置を求める位置検出部と、位置検出部により求められた半導体ウエハの中心位置と基準位置とから半導体ウエハのアライメントの補正量を求め、この補正量に基づいて半導体ウエハを基準位置にアライメントするアライメント制御部とを具備した半導体ウエハのアライメント装置である。   The present invention integrates a two-dimensional image sensor that images at least four locations on the outer peripheral edge of a semiconductor wafer and at least four image data obtained by imaging with the two-dimensional image sensor in the direction of the outer peripheral edge of the semiconductor wafer. Each of the integrated and processed data is differentiated in the radial direction of the semiconductor wafer, and image data that does not have notch or orientation flat information in the semiconductor wafer is selected from each differential value obtained by the differential processing. In addition, a position detection unit that obtains position information of a plurality of locations on the outer peripheral edge of the semiconductor wafer from at least three image data and obtains a center position of the semiconductor wafer from the position information, and a center of the semiconductor wafer obtained by the position detection unit The semiconductor wafer alignment correction amount is obtained from the position and the reference position, and the semiconductor is based on the correction amount. Wafer an alignment apparatus for a semiconductor wafer comprising an alignment control unit for the alignment to the reference position.

本発明は、半導体ウエハの外周縁の少なくとも４箇所を撮像する２次元撮像素子と、これら２次元撮像素子の撮像により取得された少なくとも４箇所の各画像データをそれぞれ半導体ウエハの半径方向に微分処理し、これら微分処理により求められた各微分値から半導体ウエハのノッチ又はオリフラ情報を有しない少なくとも３つの画像データを用いて半導体ウエハの中心位置を求める位置検出部と、位置検出部により求められた半導体ウエハの中心位置と基準位置とから半導体ウエハのアライメントの補正量を求め、この補正量に基づいて半導体ウエハを基準位置にアライメントするアライメント制御部とを具備した半導体ウエハのアライメント装置である。   The present invention provides a two-dimensional imaging device that images at least four locations on the outer periphery of a semiconductor wafer, and differential processing of each image data at least four locations acquired by imaging with the two-dimensional imaging device in the radial direction of the semiconductor wafer. Then, a position detection unit that obtains the center position of the semiconductor wafer using at least three image data that does not have the notch or orientation flat information of the semiconductor wafer from each differential value obtained by the differential processing, and the position detection unit The semiconductor wafer alignment apparatus includes an alignment control unit that obtains a semiconductor wafer alignment correction amount from a center position of the semiconductor wafer and a reference position, and aligns the semiconductor wafer to the reference position based on the correction amount.

本発明は、少ないセンサを用いてオリフラやノッチ情報が混入していないウエハエッジ位置情報を判別し、高速にかつ精度高く半導体ウエハを基準位置にアライメントできる半導体ウエハのアライメント装置を提供できる。   The present invention can provide a semiconductor wafer alignment apparatus capable of determining wafer edge position information in which orientation flat or notch information is not mixed using a small number of sensors and aligning the semiconductor wafer with a reference position at high speed and with high accuracy.

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１はウエハ検査装置の構成図である。このウエハ検査装置は、大きく分けて、半導体ウエハ１に対するマクロ検査及びミクロ検査を行うための検査部２と、この検査部２に対して未検査の半導体ウエハ１を供給すると共に、検査部２から検査済みの半導体ウエハ１を排出するローダ部３をそれぞれ分離独立して設けている。   FIG. 1 is a block diagram of a wafer inspection apparatus. The wafer inspection apparatus is roughly divided into an inspection unit 2 for performing macro inspection and micro inspection on the semiconductor wafer 1, and an uninspected semiconductor wafer 1 to the inspection unit 2. A loader unit 3 for discharging the inspected semiconductor wafer 1 is provided separately and independently.

ローダ部３には、ＲθＺ動作を行う多関節のウエハ搬送ロボット５が設けられている。このウエハ搬送ロボット５は、３つの連結アーム６〜８を連結してなり、その先端の連結アーム８にハンド９が設けられている。このハンド９は、く字形状をなし、半導体ウエハ１の載置面に複数の吸着孔１０が形成されている。このウエハ搬送ロボット５は、各連結アーム６〜８を伸縮し、かつ軸１１を中心として回転自在に構成されている。このウエハ搬送ロボット５は、半導体ウエハ１を検査部２に対して供給／排出する。   The loader unit 3 is provided with an articulated wafer transfer robot 5 that performs an RθZ operation. The wafer transfer robot 5 is formed by connecting three connecting arms 6 to 8, and a hand 9 is provided on the connecting arm 8 at the tip thereof. The hand 9 has a square shape, and a plurality of suction holes 10 are formed on the mounting surface of the semiconductor wafer 1. The wafer transfer robot 5 is configured to extend and contract each of the connecting arms 6 to 8 and to rotate about a shaft 11. The wafer transfer robot 5 supplies / discharges the semiconductor wafer 1 to / from the inspection unit 2.

又、ローダ部３には、ウエハキャリア１２が搭載されている。これらローダ部３とウエハキャリア１２とは、検査部２の側面に配置されている。ウエハキャリア１２内には、複数の半導体ウエハ１ａが所定ピッチで収納されている。   A wafer carrier 12 is mounted on the loader unit 3. The loader unit 3 and the wafer carrier 12 are disposed on the side surface of the inspection unit 2. In the wafer carrier 12, a plurality of semiconductor wafers 1a are stored at a predetermined pitch.

検査部２には、ウエハ搬送装置１３が設けられている。このウエハ搬送装置１３は、３本の搬送アーム１４ａ、１４ｂ、１４ｃが設けられている。これら搬送アーム１４ａ、１４ｂ、１４ｃには、それぞれコ字形状のハンド（ウエハチャック）１５ａ、１５ｂ、１５ｃが設けられている。   The inspection unit 2 is provided with a wafer transfer device 13. The wafer transfer device 13 is provided with three transfer arms 14a, 14b, and 14c. These transfer arms 14a, 14b, and 14c are provided with U-shaped hands (wafer chucks) 15a, 15b, and 15c, respectively.

このウエハ搬送装置１３は、軸１６を中心に例えば図面上左回り（矢印方向）に回転し、各搬送アーム１４ａ、１４ｂ、１４ｃをそれぞれウエハ受け渡し位置（ポジション）Ｐ１と、マクロ検査位置（ポジション）Ｐ２と、ミクロ検査受渡し位置（ポジション）Ｐ３との間に循環してポジショニングする。ウエハ受け渡し位置Ｐ１は、当該位置Ｐ１の中心位置とウエハ搬送ロボット５の軸１１との間隔がこのウエハ搬送ロボット５の搬送ストローク範囲内になるように位置付けられている。マクロ検査位置Ｐ２には、検査員４の目視により半導体ウエハ１をマクロ検査するためのマクロ検査用揺動機構（マクロ検査部）１７と、半導体ウエハ１を回転させかつ上下方向に移動させるマクロ検査用回転機構（マクロ検査部）１８とが設けられている。これらマクロ検査用揺動機構１７及びマクロ検査用回転機構１８の上方には、半導体ウエハ１を照明するための図示しないマクロ用照明装置が設けられている。 The wafer transfer device 13 is rotated around the shaft 16, for example, the drawing counterclockwise (arrow), the carrier arms 14a, 14b, 14c, respectively wafer transfer position (the position) P 1, macro inspection position (position ) and P 2, which positioning is circulated between the micro inspection delivery position (position) P 3. The wafer transfer position P 1 is positioned so that the distance between the center position of the position P 1 and the axis 11 of the wafer transfer robot 5 is within the transfer stroke range of the wafer transfer robot 5. At the macro inspection position P 2 , a macro inspection rocking mechanism (macro inspection section) 17 for macro inspection of the semiconductor wafer 1 by visual inspection by the inspector 4 and a macro that rotates the semiconductor wafer 1 and moves it vertically. An inspection rotating mechanism (macro inspection unit) 18 is provided. Above the macro inspection swing mechanism 17 and the macro inspection rotation mechanism 18, a macro illumination device (not shown) for illuminating the semiconductor wafer 1 is provided.

又、検査部２の架台上には、ミクロ検査部１９が設けられている。このミクロ検査部１９は、ミクロ検査受渡し位置Ｐ３にポジショニングされたハンド１５ａ、１５ｂ又は１５ｃ上に保持されている半導体ウエハ１を受け取り、顕微鏡２０を用いて半導体ウエハ１をミクロ検査する。顕微鏡２０の接眼レンズ２１は、検査員４の前方に配置されている。検査部２の正面には、マクロ検査やミクロ検査の操作やこれら検査結果をインプットするための操作部２２が設けられている。 A micro inspection unit 19 is provided on the frame of the inspection unit 2. The micro inspection unit 19, the hand 15a, which is positioning the micro inspection delivery position P 3, receives the semiconductor wafer 1 held on 15b or 15c, the semiconductor wafer 1 to the micro inspection using a microscope 20. The eyepiece 21 of the microscope 20 is disposed in front of the inspector 4. On the front side of the inspection unit 2, an operation unit 22 for inputting operations of macro inspection and micro inspection and the inspection results is provided.

ウエハ受け渡し位置Ｐ１には、半導体ウエハ１のアライメント用の４つのエッジ位置センサ３０〜３３がウエハ搬送装置１３の各搬送アーム１４ａ、１４ｂ、１４ｃの下方となる検査部２の架台上に設けられている。これらエッジ位置センサ３０〜３３は、図２に示すように半導体ウエハ１の外周縁の位置（以下、ウエハエッジの位置と称する）に対応する同心円上の４箇所にそれぞれ配置されている。これらエッジ位置センサ３０〜３３は、半導体ウエハ１のウエハエッジを撮像してその画像信号を出力する。 The wafer transfer position P 1, provided four edge position sensors 30 to 33 for the alignment semiconductor wafer 1 is the carrier arms 14a of the wafer transfer device 13, 14b, on the inspection portion 2 serving as a lower 14c pedestal ing. As shown in FIG. 2, these edge position sensors 30 to 33 are arranged at four locations on concentric circles corresponding to the position of the outer peripheral edge of the semiconductor wafer 1 (hereinafter referred to as the position of the wafer edge). These edge position sensors 30 to 33 image the wafer edge of the semiconductor wafer 1 and output the image signal.

図３は各エッジ位置センサ３０〜３３の具体的な構成図である。これらエッジ位置センサ３０〜３３は、落射テレセントリック照明結像光学系を用いたもので、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）３４が設けられている。このＬＥＤ３４から出射されるＬＥＤ光の光路上にはハーフミラー３５が設けられ、このハーフミラー３５の反射光路上に凸レンズ３６が設けられている。この凸レンズ３６は、ＬＥＤ３４から出射されるＬＥＤ光を平行光に整形して半導体ウエハ１のウエハエッジ部分に照射するコリメートレンズの作用と、このウエハエッジからの反射してきたＬＥＤ光を集光する集光レンズとの作用とを有する。   FIG. 3 is a specific configuration diagram of the edge position sensors 30 to 33. These edge position sensors 30 to 33 use an epi-illumination telecentric illumination imaging optical system, and are provided with a light emitting diode (LED) 34 as a light source. A half mirror 35 is provided on the optical path of the LED light emitted from the LED 34, and a convex lens 36 is provided on the reflected optical path of the half mirror 35. The convex lens 36 functions as a collimating lens for shaping the LED light emitted from the LED 34 into parallel light and irradiating the wafer edge portion of the semiconductor wafer 1 and a condensing lens for condensing the LED light reflected from the wafer edge. And having the action.

この反射ＬＥＤ光の光路上には、ＣＣＤやＣ-ＭＯＳなどの２次元撮像素子３８が設けられている。この２次元撮像素子３８のラインの方向は、半導体ウエハ１のウエハエッジを横切る方向、最良のライン方向はウエハエッジの接線に対して垂直方向になるように設けられている。   A two-dimensional image sensor 38 such as a CCD or C-MOS is provided on the optical path of the reflected LED light. The direction of the line of the two-dimensional image sensor 38 is provided so as to cross the wafer edge of the semiconductor wafer 1 and the best line direction is perpendicular to the tangent to the wafer edge.

凸レンズ３６の外部側には、波長選択フィルタ３９が装着されている。この選択フィルタ３９は、半導体ウエハ１を製造する半導体製造工場の室内（周囲環境）を照明する照明光の波長成分外の波長領域の光を透過する特性を有する。２次元撮像素子３８に入射する光は、半導体ウエハ１のウエハエッジからの反射してきたＬＥＤ光の他に、当該ウエハ検査装置が設置された半導体製造工場の室内の照明光等がある。この半導体製造工場の室内照明としては、例えばＮａランプが多く用いられる。Ｎａランプから放射される光は、図４に示す波長特性を有する。このＮａランプから放射される光の波長特性は、殆ど波長領域５５０ｎｍ〜６５０ｎｍに含まれる。   A wavelength selection filter 39 is attached to the outside of the convex lens 36. The selection filter 39 has a characteristic of transmitting light in a wavelength region outside the wavelength component of illumination light that illuminates the room (ambient environment) of a semiconductor manufacturing factory that manufactures the semiconductor wafer 1. In addition to the LED light reflected from the wafer edge of the semiconductor wafer 1, the light incident on the two-dimensional image sensor 38 includes illumination light in the room of the semiconductor manufacturing factory where the wafer inspection apparatus is installed. For example, a Na lamp is often used as indoor lighting in this semiconductor manufacturing factory. The light emitted from the Na lamp has the wavelength characteristics shown in FIG. The wavelength characteristics of the light emitted from the Na lamp are mostly included in the wavelength region of 550 nm to 650 nm.

各エッジ位置センサ３０〜３３に用いるＬＥＤ３４が例えば白色発光であれば、当該ＬＥＤ３４から放射される光は、図５に示す波長特性を有する。ＬＥＤ３４が青色発光であれば、当該ＬＥＤ３４から放射される光は、図６に示す波長特性を有する。   If the LED 34 used for each of the edge position sensors 30 to 33 emits white light, for example, the light emitted from the LED 34 has the wavelength characteristics shown in FIG. If the LED 34 emits blue light, the light emitted from the LED 34 has the wavelength characteristics shown in FIG.

従って、２次元撮像素子３８は、Ｎａランプから放射される波長領域５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの光以外の波長の光、例えば波長５５０ｎｍ以下の光を入射して半導体ウエハ１のウエハエッジを撮像するために、波長選択フィルタ３９に波長５５０ｎｍ以下の光を透過する青色フィルタを用いる。   Accordingly, the two-dimensional imaging device 38 is configured to pick up light having a wavelength other than light in the wavelength region 550 nm to 650 nm emitted from the Na lamp, for example, light having a wavelength of 550 nm or less, and image the wafer edge of the semiconductor wafer 1. A blue filter that transmits light having a wavelength of 550 nm or less is used as the selection filter 39.

制御処理装置４０は、図７に示すアライメント制御フローチャートに従い、各エッジ位置センサ３０〜３３における各２次元撮像素子３８から出力された各画像信号を取り込んで各ディジタルのキャプチャ画像データとして記憶し、これらキャプチャ画像データを画像処理して半導体ウエハ１の中心位置を基準位置にセンタリングする。   In accordance with the alignment control flowchart shown in FIG. 7, the control processing device 40 takes in each image signal output from each two-dimensional image sensor 38 in each edge position sensor 30 to 33 and stores it as each digital captured image data. The captured image data is subjected to image processing to center the center position of the semiconductor wafer 1 to the reference position.

具体的に画像選択部４１は、各エッジ位置センサ３０〜３３における２次元撮像素子３８の撮像により取得された各キャプチャ画像データ（画像の各画素）をそれぞれ半導体ウエハ１の円周方向（ウエハエッジ方向）に対して略平行に積分処理（加算）し、これら積分処理した各データをそれぞれ半導体ウエハ１の半径方向（半導体ウエハ１の円周方向に対して各画素を加算した加算方向と垂直な方向）に微分処理（差分演算）し、これら微分処理により求められた各微分値のうち大きい方から半導体ウエハ１におけるノッチＮ又はオリフラ情報を有しない少なくとも３つのキャプチャ画像データを選択する。   Specifically, the image selection unit 41 captures each captured image data (each pixel of the image) acquired by the two-dimensional image sensor 38 in each edge position sensor 30 to 33 in the circumferential direction (wafer edge direction) of the semiconductor wafer 1. ) In the direction parallel to the addition direction in which each pixel is added to the radial direction of the semiconductor wafer 1 (the circumferential direction of the semiconductor wafer 1). ) To select at least three captured image data having no notch N or orientation flat information in the semiconductor wafer 1 from the larger one of the differential values obtained by the differential processing.

位置検出部４２は、画像選択部４１により選択された少なくとも３つのキャプチャ画像データから半導体ウエハ１のウエハエッジ上の複数箇所、例えば３箇所の各位置情報を求め、これら位置情報から半導体ウエハ１の中心位置を求める。   The position detection unit 42 obtains position information on a plurality of locations on the wafer edge of the semiconductor wafer 1, for example, three locations, from at least three captured image data selected by the image selection unit 41, and the center of the semiconductor wafer 1 from these position information. Find the position.

アライメント制御部４３は、位置検出部４２により求められた半導体ウエハ1の中心位置と基準位置とから半導体ウエハ1のセンタリングの補正量を求め、この補正量に従ってウエハ搬送ロボット５をＲθＺ動作制御して半導体ウエハ1の中心位置を基準位置にセンタリングする。   The alignment control unit 43 obtains a centering correction amount of the semiconductor wafer 1 from the center position and reference position of the semiconductor wafer 1 obtained by the position detection unit 42, and controls the wafer transfer robot 5 according to this correction amount by performing RθZ operation control. The center position of the semiconductor wafer 1 is centered to the reference position.

なお、２次元撮像素子３８は、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）のカラー画像データを出力するものを用いてもよい。カラー２次元撮像素子３８を用いることにより、画像選択部４１は、ウエハ検査装置が設置された半導体製造工場の室内のＮａランプから放射される波長領域５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの照明光の影響を低減するために、カラー２次元撮像素子３８の撮像により取得された各カラーキャプチャ画像データから予め選択された波長成分例えば波長領域５５０ｎｍ〜６５０ｎｍ以外の波長成分としてＢ（青）成分の画像データを抽出する。そして、画像選択部４１は、抽出したＢ成分の画像データに対して半導体ウエハ１のウエハエッジ方向θに対して略平行に積分処理し、これら積分処理した各データを半導体ウエハ１の半径方向Ｒに微分処理し、これら微分処理により求められた各微分値のうち大きい方から半導体ウエハ１におけるノッチＮ又はオリフラ情報を有しない少なくとも３つのキャプチャ画像データを選択するものとなる。   The two-dimensional image sensor 38 may output R (red), G (green), and B (blue) color image data. By using the color two-dimensional imaging device 38, the image selection unit 41 reduces the influence of illumination light in the wavelength region 550 nm to 650 nm emitted from the Na lamp in the room of the semiconductor manufacturing factory where the wafer inspection apparatus is installed. In addition, B (blue) component image data is extracted from each color capture image data acquired by imaging with the color two-dimensional imaging element 38 as a wavelength component selected in advance, for example, a wavelength component other than the wavelength region 550 nm to 650 nm. Then, the image selection unit 41 integrates the extracted B component image data substantially in parallel with the wafer edge direction θ of the semiconductor wafer 1, and sets each of the integrated data in the radial direction R of the semiconductor wafer 1. Differential processing is performed, and at least three captured image data having no notch N or orientation flat information in the semiconductor wafer 1 are selected from the larger one of the differential values obtained by the differential processing.

次に、上記の如く構成された装置の作用について説明する。   Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described.

ウエハ搬送ロボット５は、制御処理装置４０から発せられるウエハ取り出し指令を受けると、この指令に従ってウエハキャリア１２内に収納されている未検査の半導体ウエハ１を保持し、各連結アーム６〜８を縮め、例えば左回りに９０度回転して停止し、再び各連結アーム６〜８を検査部２の左面側からの矢印Ａ方向に伸ばしてウエハ受け渡し位置Ｐ１に移動する。これにより、未検査の半導体ウエハ１は、図２に示すように４つのエッジ位置センサ３０〜３３の上方に配置される。 When the wafer transfer robot 5 receives a wafer take-out command issued from the control processing device 40, the wafer transfer robot 5 holds the uninspected semiconductor wafer 1 stored in the wafer carrier 12 according to this command, and contracts the connecting arms 6-8. , for example to stop it rotated 90 degrees counterclockwise, to move again to the wafer transfer position P 1 is extended in the direction of the arrow a from the left side of the inspection unit 2 each connecting arm 6-8. Thereby, the uninspected semiconductor wafer 1 is disposed above the four edge position sensors 30 to 33 as shown in FIG.

これらエッジ位置センサ３０〜３３は、それぞれＬＥＤ３４から青色光を出射する。この青色光は、ハーフミラー３５で反射し、凸レンズ３６により平行光に整形され、例えば波長５５０ｎｍ以下の光を透過する波長選択フィルタ３９を透過して半導体ウエハ１のウエハエッジ部分に照射する。このウエハエッジからの反射してきた青色光は、再び波長選択フィルタ３９を透過し、凸レンズ３６により集光され２次元撮像素子３８に入射する。このとき、半導体製造工場の室内のＮａランプから放射される波長領域５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの照明光は、波長選択フィルタ３９のよりカツトされる。２次元撮像素子３８は、半導体ウエハ１のウエハエッジからの反射光を入射し、その画像信号を出力する。   Each of the edge position sensors 30 to 33 emits blue light from the LED 34. The blue light is reflected by the half mirror 35, shaped into parallel light by the convex lens 36, and passes through a wavelength selection filter 39 that transmits light having a wavelength of 550 nm or less, for example, and irradiates the wafer edge portion of the semiconductor wafer 1. The blue light reflected from the wafer edge passes through the wavelength selection filter 39 again, is collected by the convex lens 36, and enters the two-dimensional image sensor 38. At this time, the illumination light having a wavelength region of 550 nm to 650 nm emitted from the Na lamp in the semiconductor manufacturing plant is cut by the wavelength selection filter 39. The two-dimensional image sensor 38 receives reflected light from the wafer edge of the semiconductor wafer 1 and outputs an image signal thereof.

制御処理装置４０は、図７に示すアライメント制御フローチャートに従い、ステップ＃１において、４つのエッジ位置センサ３０〜３３の各２次元撮像素子３８からそれぞれ出力された各画像信号を取り込んでディジタルの各キャプチャ画像データとして記憶する。   In accordance with the alignment control flowchart shown in FIG. 7, the control processing device 40 captures each image signal output from each two-dimensional image sensor 38 of each of the four edge position sensors 30 to 33 in step # 1, and performs digital capture. Store as image data.

ここで、図２に示すように４つのエッジ位置センサ３０〜３３の上方に半導体ウエハ１を配置するので、これらエッジ位置センサ３０〜３３のうちいずれか１つのエッジ位置センサ３０〜３３の撮像範囲内に半導体ウエハのノッチＮ又はオリフラが入る可能性が高い。図８（ａ）はエッジ位置センサ３０〜３３の撮像範囲内に半導体ウエハのノッチＮが入っていないキャプチャ画像データＤａを示し、図９（ａ）はエッジ位置センサ３０〜３３の撮像範囲内に半導体ウエハのノッチＮが入っているキャプチャ画像データＤｂを示す。これらキャプチャ画像データＤａ、Ｄｂは、横方向が半導体ウエハ１の半径方向Ｒ、縦方向が半導体ウエハ１の円周方向（ウエハエッジ方向）θであり、白色部分が半導体ウエハ１の像を示す。   Here, since the semiconductor wafer 1 is disposed above the four edge position sensors 30 to 33 as shown in FIG. 2, the imaging range of any one of the edge position sensors 30 to 33 is selected. There is a high possibility that the notch N or orientation flat of the semiconductor wafer will enter. 8A shows the captured image data Da in which the notch N of the semiconductor wafer is not included in the imaging range of the edge position sensors 30 to 33, and FIG. 9A is in the imaging range of the edge position sensors 30 to 33. The captured image data Db including the notch N of the semiconductor wafer is shown. In the captured image data Da and Db, the horizontal direction is the radial direction R of the semiconductor wafer 1, the vertical direction is the circumferential direction (wafer edge direction) θ of the semiconductor wafer 1, and the white portion indicates an image of the semiconductor wafer 1.

次に、画像選択部４１は、ステップ＃２において、制御処理装置４０により記憶された図８（ａ）及び図９（ｂ）に示すような４つのキャプチャ画像データＤａ、Ｄｂをそれぞれ半導体ウエハ１のウエハエッジ方向θに対して略平行に積分（加算）処理する。この積分処理は、各キャプチャ画像データＤａ、Ｄｂにおけるノイズ成分の影響を軽減するためである。この積分処理は、各キャプチャ画像データＤａ、Ｄｂの全画面を積分処理する必要はなく、例えば半導体ウエハ１の半径方向Ｒに６４０画素、ウエハエッジ方向θに４８０画素の大きさの画素とすれば、１０〜１００ライン程度の範囲の画面を積分処理してもよい。図８（ｂ）は同図（ａ）に示すキャプチャ画像データＤａの積分処理したデータを示し、図９（ｂ）は同図（ａ）に示すキャプチャ画像データＤｂの積分処理したデータを示す。図８（ｂ）に示す積分処理結果に比較して図９（ｂ）に示す積分処理結果は、ノッチＮの像を含む分だけ半導体ウエハ１の半径方向Ｒに対する輝度値の変化が緩慢である。   Next, in step # 2, the image selection unit 41 receives four captured image data Da and Db as shown in FIGS. 8A and 9B stored by the control processing device 40, respectively, on the semiconductor wafer 1. Integration (addition) processing is performed substantially parallel to the wafer edge direction θ. This integration process is for reducing the influence of noise components in the captured image data Da and Db. For this integration processing, it is not necessary to integrate the entire screen of the captured image data Da and Db. For example, if the size of the semiconductor wafer 1 is 640 pixels in the radial direction R and 480 pixels in the wafer edge direction θ, A screen in the range of about 10 to 100 lines may be integrated. FIG. 8B shows the data obtained by integrating the captured image data Da shown in FIG. 8A, and FIG. 9B shows the data obtained by integrating the captured image data Db shown in FIG. Compared with the integration processing result shown in FIG. 8B, the integration processing result shown in FIG. 9B has a slow change in luminance value in the radial direction R of the semiconductor wafer 1 by the amount including the image of the notch N. .

次に、画像選択部４１は、ステップ＃３において、図８（ｂ）に示すキャプチャ画像データＤａの積分処理したデータ、及び図９（ｂ）に示すキャプチャ画像データＤｂの積分処理結果したデータをそれぞれ半導体ウエハ１の半径方向Ｒに微分（差分）処理する。図８（ｃ）は同図（ｂ）に示す半導体ウエハ１のノッチＮの入っていないキャプチャ画像データＤａの積分処理したデータを微分処理した結果の微分データを示し、この微分データは、図８（ｂ）に示す半導体ウエハ１のウエハエッジに対応する部分で鋭いピークを有する。又、図９（ｃ）は同図（ｂ）に示す半導体ウエハ１のノッチＮの入っているキャプチャ画像データＤｂの積分処理したデータを微分処理した結果の微分データを示し、この微分データは、緩やかなピークを有する。   Next, in step # 3, the image selection unit 41 obtains data obtained by integrating the captured image data Da shown in FIG. 8B and data obtained by integrating the captured image data Db shown in FIG. 9B. Differentiating (difference) processing is performed in the radial direction R of the semiconductor wafer 1. FIG. 8C shows differential data obtained by differentiating the data obtained by integrating the captured image data Da without the notch N of the semiconductor wafer 1 shown in FIG. 8B. This differential data is shown in FIG. The semiconductor wafer 1 shown in (b) has a sharp peak at a portion corresponding to the wafer edge. FIG. 9C shows differential data obtained by differentiating the integrated data of the captured image data Db including the notch N of the semiconductor wafer 1 shown in FIG. 9B. Has a gentle peak.

４つのエッジ位置センサ３０〜３３のうち撮像範囲内にノッチＮが入るのは、最大でも１のエッジ位置センサ３０、３１、…、３３である。ノッチＮがエッジ位置センサ３０〜３３の撮像範囲内に入ると、半導体ウエハ１のウエハエッジの検出に誤差が生じるので、その影響を除去するために、４つのエッジ位置センサ３０〜３３に対応する各微分データのうち微分値が最小となったエッジ位置センサ３０、３１、…、３３のキャプチャ画像データＤｂを用いないものとする。従って、画像選択部４１は、ステップ＃４において、４つのエッジ位置センサ３０〜３３に対応する各微分データのうち大きい方の３つの微分値を選択し、これと共に、これら３つの微分値に対応する各エッジ位置センサ（例えば３０〜３２）を選択する。   Of the four edge position sensors 30 to 33, the one having the notch N within the imaging range is at most one edge position sensor 30, 31,. If the notch N falls within the imaging range of the edge position sensors 30 to 33, an error occurs in the detection of the wafer edge of the semiconductor wafer 1. Therefore, in order to remove the influence, each of the four edge position sensors 30 to 33 corresponds. It is assumed that the captured image data Db of the edge position sensors 30, 31,. Accordingly, in step # 4, the image selection unit 41 selects the larger three differential values among the differential data corresponding to the four edge position sensors 30 to 33, and also corresponds to these three differential values. Each edge position sensor (for example, 30 to 32) to be selected is selected.

なお、カラー２次元撮像素子３８を用いれば、画像選択部４１は、各エッジ位置センサ３０〜３３におけるカラー２次元撮像素子３８の撮像により取得された各カラーキャプチャ画像データからＢ成分の画像データを抽出し、Ｂ成分の画像データに対して半導体ウエハ１のウエハエッジ方向θに対して略平行に積分処理し、これら積分処理した各データを半導体ウエハ１の半径方向Ｒに微分処理し、これら微分処理により求められた各微分値のうち大きい方から半導体ウエハ１におけるノッチを有しない３つのキャプチャ画像データを選択する。   If the color two-dimensional image sensor 38 is used, the image selection unit 41 obtains B component image data from each color capture image data acquired by imaging the color two-dimensional image sensor 38 in each of the edge position sensors 30 to 33. Extracting and integrating the B component image data substantially parallel to the wafer edge direction θ of the semiconductor wafer 1, differentially processing each integrated data in the radial direction R of the semiconductor wafer 1, and performing these differential processing Three captured image data not having a notch in the semiconductor wafer 1 are selected from the larger one of the differential values obtained by the above.

次に、位置検出部４２は、ステップ＃５において、画像選択部４１により選択された３つのノッチＮを含まない各キャプチャ画像データＤａ（図８（ａ））の各微分データ（図８（ｃ））から半導体ウエハ１のウエハエッジ座標を演算し求める。図８（ｃ）に示す各微分データのピーク位置は、半導体ウエハ１のウエハエッジ位置に対応し、これらピーク位置をｒ１、ｒ２、ｒ３とする。但し、これらピーク位置をｒ１、ｒ２、ｒ３の原点は、図８（ａ）に示す各キャプチャ画像データＤａにおける最下部とする。 Next, in step # 5, the position detection unit 42 determines each differential data (FIG. 8 (c) of each captured image data Da (FIG. 8 (a)) not including the three notches N selected by the image selection unit 41. )) To calculate the wafer edge coordinates of the semiconductor wafer 1. The peak positions of the differential data shown in FIG. 8C correspond to the wafer edge positions of the semiconductor wafer 1, and these peak positions are r 1 , r 2 , and r 3 . However, the origin of these peak positions r 1 , r 2 , r 3 is the lowest part in each captured image data Da shown in FIG.

ここで、ウエハ受け渡し位置Ｐ１上に配置された半導体ウエハ１が基準位置からずれていないときの半導体ウエハ１の中心座標を原点とする。４つのエッジ位置センサ３０〜３３の撮像中心の座標と撮像範囲とは、予め設計時と組み立て時の取付位置から既知である。これらエッジ位置センサ３０〜３３の撮像範囲の寸法は、横方向をＷ、縦方向をＨとする。 Here, the center coordinates of the semiconductor wafer 1 when the semiconductor wafer 1 disposed on the wafer transfer position P 1 is not shifted from the reference position as the origin. The coordinates of the imaging center and the imaging range of the four edge position sensors 30 to 33 are known in advance from the mounting positions at the time of design and assembly. The dimensions of the imaging ranges of these edge position sensors 30 to 33 are W in the horizontal direction and H in the vertical direction.

上記選択された３つのエッジ位置センサ３０〜３２の中心座標を極座標により表わすと、エッジ位置センサ３０は中心座標（Ｒ１，θ１）、エッジ位置センサ３１は中心座標（Ｒ２，θ２）、エッジ位置センサ３２は中心座標（Ｒ３，θ３）となる。 When the center coordinates of the selected three edge position sensors 30 to 32 are represented by polar coordinates, the edge position sensor 30 is center coordinates (R 1 , θ 1 ), and the edge position sensor 31 is center coordinates (R 2 , θ 2 ). The edge position sensor 32 has center coordinates (R 3 , θ 3 ).

次に、位置検出部４２は、ステップ＃６において、基準位置を原点として半導体ウエハ１のウエハエッジ位置ｒ１、ｒ２、ｒ３をＸＹ座標に変換する。これら半導体ウエハ１のウエハエッジの座標（ｘｎ，ｙｎ）は、
ｘｎ＝（Ｒｎ＋ｒｎ）cosθｎ、ｙｎ＝（Ｒｎ＋ｒｎ）sinθｎ …（１）
となる。なお、ｎ＝１，２，３である。 Next, in step # 6, the position detection unit 42 converts the wafer edge positions r 1 , r 2 , r 3 of the semiconductor wafer 1 into XY coordinates using the reference position as the origin. The coordinates (x n , y n ) of the wafer edge of these semiconductor wafers 1 are
x n = (R n + r n ) cos θ n , y n = (R n + r n ) sin θ n (1)
It becomes. Note that n = 1, 2, and 3.

位置検出部４２は、３つの半導体ウエハ１のウエハエッジの座標（ｘｎ，ｙｎ）を求めると、次式を演算して半導体ウエハ１の中心座標（ａ，ｂ）を求める。

Figure 2005268530
When the position detection unit 42 obtains the coordinates (x n , y n ) of the wafer edges of the three semiconductor wafers 1, it calculates the center coordinates (a, b) of the semiconductor wafer 1 by calculating the following equation.
Figure 2005268530

次に、アライメント制御部４３は、ステップ＃７において、位置検出部４２により求められた半導体ウエハ1の中心座標（ａ，ｂ）と基準位置とから半導体ウエハ1のアライメントの補正量を求め、この補正量に従ってウエハ搬送ロボット５をＲθＺ動作制御して半導体ウエハ1を基準位置にセンタリングする。   Next, in step # 7, the alignment control unit 43 obtains an alignment correction amount of the semiconductor wafer 1 from the center coordinates (a, b) of the semiconductor wafer 1 obtained by the position detection unit 42 and the reference position. In accordance with the correction amount, the wafer transfer robot 5 is controlled in RθZ operation to center the semiconductor wafer 1 at the reference position.

センタリングが終了すると、ウエハ搬送ロボット５は、未検査の半導体ウエハ１を搬送アーム１４ａのハンド１５ａ上に渡す。このハンド１５ａは、半導体ウエハ１を吸着保持する。そして、ウエハ搬送装置１３が軸１６を中心に図面上左回りに回転すると、搬送アーム１４ａは、マクロ検査位置Ｐ２にポジショニングされる。このマクロ検査位置Ｐ２において、半導体ウエハ１は、マクロ検査用揺動機構１７により揺動されたり、マクロ検査用回転機構１８により回転されて検査員４の目視によりマクロ検査が行われる。 When centering is completed, the wafer transfer robot 5 transfers the uninspected semiconductor wafer 1 onto the hand 15a of the transfer arm 14a. The hand 15a holds the semiconductor wafer 1 by suction. When the wafer transfer device 13 is rotated in the drawing counterclockwise around the shaft 16, the transfer arm 14a is positioning to the macro inspection position P 2. At the macro inspection position P 2 , the semiconductor wafer 1 is swung by the macro inspection swing mechanism 17 or rotated by the macro inspection rotation mechanism 18, and the macro inspection is performed by the inspector 4 by visual inspection.

次に、ウエハ搬送装置１３がさらに軸１６を中心に左回りに回転すると、搬送アーム１４ａは、ミクロ検査受渡し位置Ｐ３にポジショニングされる。このミクロ検査受渡し位置Ｐ３において、ハンド１４ａ上の半導体ウエハ１は、ミクロ検査部１９に受け渡され、ここで顕微鏡２０により拡大されてその像が撮像装置２１により撮像されたり、接眼レンズ２２を通してミクロ検査が行われる。 Then, the wafer transfer device 13 is further rotated about the shaft 16 counterclockwise, the transfer arm 14a is positioning the micro inspection delivery position P 3. At the micro inspection delivery position P 3 , the semiconductor wafer 1 on the hand 14 a is transferred to the micro inspection section 19, where it is magnified by the microscope 20 and an image thereof is taken by the imaging device 21 or through the eyepiece 22. Micro inspection is performed.

次に、ウエハ搬送装置１３がさらに軸１６を中心に左回りに回転すると、搬送アーム１４ａは、再びウエハ受け渡し位置Ｐ１にポジショニングされ、ウエハ搬送ロボット５のハンド９に渡される。このウエハ搬送ロボット５は、各連結アーム６〜８を縮め、例えば右回りに９０°回転して停止し、再び各連結アーム６〜８を伸ばして検査済みの半導体ウエハ１をウェハキャリア１２内に収納する。なお、搬送アーム１４ｂ、１４ｃについても同様の動作が行なわれる。 Next, when the wafer transfer device 13 further rotates counterclockwise about the shaft 16, the transfer arm 14 a is positioned again at the wafer transfer position P 1 and transferred to the hand 9 of the wafer transfer robot 5. The wafer transfer robot 5 contracts each of the connecting arms 6 to 8, for example, rotates 90 ° clockwise, stops, and extends each connecting arm 6 to 8 again to put the inspected semiconductor wafer 1 into the wafer carrier 12. Store. The same operation is performed on the transfer arms 14b and 14c.

このように上記一実施の形態においては、４つのエッジ位置センサ３０〜３３の撮像により取得された各キャプチャ画像データを半導体ウエハ１のウエハエッジ方向θに対して積分処理し、これら積分処理した各データを半導体ウエハ１の半径方向Ｒに微分処理し、これら微分値のうち大きい方から半導体ウエハ１におけるノッチＮを有しない３つのキャプチャ画像データを選択し、これら３つのキャプチャ画像データに対応する各微分値のピークから求められるウエハエッジの各座標（ｘｎ，ｙｎ）から半導体ウエハ１の中心座標（ａ，ｂ）を求め、この中心座標（ａ，ｂ）と基準位置とから求められる補正量に従ってウエハ搬送ロボット５をＲθＺ動作制御して半導体ウエハ1の中心位置を基準位置にセンタリングする。 As described above, in the above-described embodiment, the captured image data acquired by the imaging of the four edge position sensors 30 to 33 are integrated with respect to the wafer edge direction θ of the semiconductor wafer 1, and the integrated data Is differentiated in the radial direction R of the semiconductor wafer 1, and three captured image data not having the notch N in the semiconductor wafer 1 are selected from the larger one of these differential values, and each differential corresponding to these three captured image data is selected. The center coordinates (a, b) of the semiconductor wafer 1 are obtained from the coordinates (x n , y n ) of the wafer edge obtained from the peak value, and according to the correction amount obtained from the center coordinates (a, b) and the reference position. The wafer transfer robot 5 is controlled in RθZ operation to center the center position of the semiconductor wafer 1 to the reference position.

これにより、半導体ウエハ１におけるノッチＮを有しない３つのキャプチャ画像データを正確に選択できて、高速でかつ精度高く半導体ウエハ１を基準位置にセンタリングできる。そのうえ、半導体ウエハ１をウェハキャリア１２から取り出して検査部２に渡す流れの中のウエハ受け渡し位置Ｐ１にポジショニングするときに行うので、半導体ウエハ１を特許文献１に開示されているように回転させる必要もなく、センタリングの時間を短縮できる。 As a result, the three captured image data having no notch N in the semiconductor wafer 1 can be accurately selected, and the semiconductor wafer 1 can be centered at the reference position at high speed and with high accuracy. Moreover, since the semiconductor wafer 1 when positioning the wafer transfer position P 1 in the flow passing the inspection unit 2 is taken out from the wafer carrier 12 to rotate the semiconductor wafer 1, as disclosed in Patent Document 1 There is no need, and the centering time can be shortened.

このように半導体ウエハ１を基準位置にセンタリングできれば、マクロ検査時の半導体ウエハ１の回転偏芯動作を減少できそのマクロ観察の効率を向上でき、さらにミクロ検査部１９に半導体ウエハ１を受け渡すときにも半導体ウエハ１を所定のアライメント範囲内、すなわちミクロ検査部１９のステージによるアライメント範囲内に入れることができ、アライメント時間の短縮を図ることができる。そして、４つのエッジ位置センサ３０〜３３を設ければよいので、安価で実現できる。   If the semiconductor wafer 1 can be centered at the reference position in this way, the rotational eccentric operation of the semiconductor wafer 1 during the macro inspection can be reduced, and the macro observation efficiency can be improved. Further, when the semiconductor wafer 1 is delivered to the micro inspection unit 19 In addition, the semiconductor wafer 1 can be placed within a predetermined alignment range, that is, within the alignment range by the stage of the micro-inspection unit 19, and the alignment time can be shortened. Since four edge position sensors 30 to 33 are provided, this can be realized at low cost.

又、各エッジ位置センサ３０〜３３には、例えば波長５５０ｎｍ以下の光を透過する波長選択フィルタ３９を装着しているので、ウエハ検査装置が設置された半導体製造工場の室内のＮａランプから放射される波長領域５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの照明光が各エッジ位置センサ３０〜３３に入射しても、この照明光が２次元撮像素子３８に到達する光量を低減でき、半導体製造工場の室内の照明光の影響を低減してＳＮ比良く半導体ウエハ１のウエハエッジ座標を検出できる。   Each edge position sensor 30 to 33 is equipped with a wavelength selection filter 39 that transmits light having a wavelength of 550 nm or less, for example, so that it is radiated from a Na lamp in the semiconductor manufacturing factory where the wafer inspection apparatus is installed. Even if illumination light having a wavelength region of 550 nm to 650 nm is incident on the edge position sensors 30 to 33, the amount of illumination light reaching the two-dimensional image sensor 38 can be reduced, and the influence of illumination light in the room of the semiconductor manufacturing factory Thus, the wafer edge coordinates of the semiconductor wafer 1 can be detected with a high S / N ratio.

又、カラー２次元撮像素子３８を用いれば、当該カラー２次元撮像素子３８の撮像により取得された各カラーキャプチャ画像データからＢ成分の画像データを抽出することにより、上記同様に、半導体製造工場の室内の照明光の影響を低減してＳＮ比良く半導体ウエハ１のウエハエッジ座標を検出できる。   Further, if the color two-dimensional image sensor 38 is used, the B component image data is extracted from each color capture image data acquired by the image pick-up by the color two-dimensional image sensor 38. The wafer edge coordinates of the semiconductor wafer 1 can be detected with a good SN ratio by reducing the influence of the illumination light in the room.

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.

例えば、画像選択部４１は、２次元撮像素子３８の撮像により取得されたキャプチャ画像データを半導体ウエハ１のウエハエッジ方向θに対して積分処理しているが、キャプチャ画像データの輝度が十分高くかつＳＮ比が良ければ、積分処理を省略して、キャプチャ画像データを半導体ウエハ１の半径方向Ｒに微分処理し、これら微分処理により求められた各微分値のうち大きい方から半導体ウエハ１におけるノッチＮ又はオリフラ情報を有しない少なくとも３つのキャプチャ画像データを選択してもよい。   For example, the image selection unit 41 integrates the captured image data acquired by the imaging of the two-dimensional image sensor 38 with respect to the wafer edge direction θ of the semiconductor wafer 1, but the luminance of the captured image data is sufficiently high and SN If the ratio is good, the integration process is omitted, the captured image data is differentiated in the radial direction R of the semiconductor wafer 1, and the notch N or the notch N in the semiconductor wafer 1 from the larger one of the differential values obtained by these differentiation processes. You may select the at least 3 capture image data which do not have orientation flat information.

又、４つのエッジ位置センサ３０〜３３の各キャプチャ画像データからノッチＮ又はオリフラの入っていない３つのキャプチャ画像データを選択しているが、これに限らず、例えば位置検出部４２は、２次元撮像素子３８の撮像により取得された各キャプチャ画像データをそれぞれ半導体ウエハ１の半径方向Ｒに微分処理し、これら微分処理により求められた各微分値が予め設定された閾値以上であるか否かを判断する。この判断の結果、微分値が閾値以上であれば、位置検出部４２は、半導体ウエハ１のウエハエッジにノッチＮ又はオリフラ情報が無いと認識し、各２次元撮像素子３８の撮像によりそれぞれ取得された４つのキャプチャ画像データを用いて最小二乗法により半導体ウエハ１の中心位置を求めることもできる。   In addition, three capture image data not including the notch N or orientation flat are selected from the respective capture image data of the four edge position sensors 30 to 33. However, the present invention is not limited to this. For example, the position detection unit 42 is two-dimensional. Each captured image data acquired by imaging of the image sensor 38 is differentiated in the radial direction R of the semiconductor wafer 1, and whether each differential value obtained by the differentiation process is equal to or greater than a preset threshold value. to decide. If the differential value is equal to or greater than the threshold value as a result of this determination, the position detection unit 42 recognizes that there is no notch N or orientation flat information on the wafer edge of the semiconductor wafer 1 and has been acquired by imaging with each two-dimensional image sensor 38. The center position of the semiconductor wafer 1 can also be obtained by the method of least squares using the four captured image data.

また、上記実施形態では２次元撮像素子３８を半導体ウエハ１の外周縁の位置に対応する同心円上の４箇所に配置したが、半導体ウエハ１を載置して回転する回転ステージでアライメントする場合には、半導体ウエハ１の外周縁の位置に対応する同心円上の１箇所に２次元撮像素子３８を配置して半導体ウエハ１を回転させて少なくとも４箇所の半導体ウエハ１の外周縁を撮像してもよい。更に、２次元撮像素子３８を半導体ウエハ１の搬送路中にオリフラより長い間隔で２箇所に配置し、半導体ウエハ１の前後の外周縁の４箇所を撮像してもよい。   In the above embodiment, the two-dimensional image sensor 38 is arranged at four locations on the concentric circles corresponding to the position of the outer peripheral edge of the semiconductor wafer 1. However, when the semiconductor wafer 1 is placed and aligned with a rotating stage that rotates. Even if the two-dimensional imaging element 38 is arranged at one place on the concentric circle corresponding to the position of the outer peripheral edge of the semiconductor wafer 1 and the semiconductor wafer 1 is rotated to image at least four outer peripheral edges of the semiconductor wafer 1. Good. Furthermore, the two-dimensional image sensor 38 may be arranged at two places in the conveyance path of the semiconductor wafer 1 at intervals longer than the orientation flat, and four places on the front and rear outer peripheral edges of the semiconductor wafer 1 may be imaged.

本発明に係るウエハ検査装置の一実施の形態を示す構成図。The block diagram which shows one Embodiment of the wafer inspection apparatus which concerns on this invention. 同装置における各エッジ位置センサの配置図。FIG. 3 is a layout view of each edge position sensor in the apparatus. 同装置におけるエッジ位置センサの構成図。The block diagram of the edge position sensor in the same apparatus. Ｎａランプから放射される光の波長特性を示す図。The figure which shows the wavelength characteristic of the light radiated | emitted from Na lamp | ramp. 同装置におけるエッジ位置センサに用いられる白色ＬＥＤから放射される光の波長特性を示す図。The figure which shows the wavelength characteristic of the light radiated | emitted from white LED used for the edge position sensor in the apparatus. 同装置におけるエッジ位置センサに用いられる青色ＬＥＤから放射される光の波長特性を示す図。The figure which shows the wavelength characteristic of the light radiated | emitted from blue LED used for the edge position sensor in the apparatus. 同装置におけるアライメント制御フローチャート。The alignment control flowchart in the same apparatus. 同装置により取得されるノッチを含まないキャプチャ画像データ、積分処理データ及び微分データを示す図。The figure which shows the captured image data which does not contain the notch acquired by the same apparatus, integration process data, and differential data. 同装置により取得されるノッチを含むキャプチャ画像データ、積分処理データ及び微分データを示す図。The figure which shows the capture image data containing the notch acquired by the apparatus, integration process data, and differential data.

符号の説明Explanation of symbols

１：半導体ウエハ、２：検査部、３：ローダ部、５：ウエハ搬送ロボット、６〜８：連結アーム、９：ハンド、１０：吸着孔、１１：軸、１２：ウエハキャリア、１３：ウエハ搬送装置、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ：搬送アーム、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ：ハンド（ウエハチャック）、１６：軸、１７：マクロ検査用揺動機構（マクロ検査部）、１８：マクロ検査用回転機構（マクロ検査部）、１９：ミクロ検査部、２０：顕微鏡、２１：接眼レンズ、２２：操作部、３０〜３３：エッジ位置センサ、３４：発光ダイオード（ＬＥＤ）、３５：ハーフミラー、３６：凸レンズ、３７：ライン状の絞り、３８：２次元撮像素子、３９：波長選択フィルタ、４０：制御処理装置、４１：画像選択部、４２：位置検出部、４３：アライメント制御部。   1: semiconductor wafer, 2: inspection unit, 3: loader unit, 5: wafer transfer robot, 6-8: connecting arm, 9: hand, 10: suction hole, 11: shaft, 12: wafer carrier, 13: wafer transfer Device, 14a, 14b, 14c: transfer arm, 15a, 15b, 15c: hand (wafer chuck), 16: shaft, 17: swing mechanism for macro inspection (macro inspection section), 18: rotation mechanism for macro inspection (macro Inspection part), 19: Micro inspection part, 20: Microscope, 21: Eyepiece, 22: Operation part, 30-33: Edge position sensor, 34: Light emitting diode (LED), 35: Half mirror, 36: Convex lens, 37 : Line-shaped aperture, 38: Two-dimensional imaging device, 39: Wavelength selection filter, 40: Control processing device, 41: Image selection unit, 42: Position detection unit, 43: Alignment control unit

Claims (4)

半導体ウエハの外周縁の少なくとも４箇所を撮像する２次元撮像素子と、
これら２次元撮像素子の撮像により取得された前記少なくとも４箇所の各画像データをそれぞれ前記半導体ウエハの外周縁方向に積分処理し、これら積分処理した各データをそれぞれ前記半導体ウエハの半径方向に微分処理し、これら微分処理により求められた各微分値から前記半導体ウエハにおけるノッチ又はオリフラ情報を有しない画像データを選択し、選択された少なくとも３つの前記画像データから前記半導体ウエハの外周縁上の複数箇所の各位置情報を求め、これら位置情報から前記半導体ウエハの中心位置を求める位置検出部と、
前記位置検出部により求められた前記半導体ウエハの中心位置と基準位置とから前記半導体ウエハのアライメントの補正量を求め、この補正量に基づいて前記半導体ウエハを基準位置にアライメントするアライメント制御部と、
を具備したことを特徴とする半導体ウエハのアライメント装置。 A two-dimensional image sensor that images at least four locations on the outer periphery of the semiconductor wafer;
The image data of the at least four locations acquired by the imaging of the two-dimensional image sensor is integrated in the outer peripheral direction of the semiconductor wafer, and the integrated data is differentiated in the radial direction of the semiconductor wafer. Then, image data not having notch or orientation flat information in the semiconductor wafer is selected from each differential value obtained by the differential processing, and a plurality of locations on the outer periphery of the semiconductor wafer are selected from the selected at least three image data. Each of the position information, a position detection unit for obtaining the center position of the semiconductor wafer from the position information,
An alignment control unit that obtains an alignment correction amount of the semiconductor wafer from a center position and a reference position of the semiconductor wafer obtained by the position detection unit, and aligns the semiconductor wafer to a reference position based on the correction amount;
A semiconductor wafer alignment apparatus comprising: 半導体ウエハの外周縁の少なくとも４箇所を撮像する２次元撮像素子と、
これら２次元撮像素子の撮像により取得された前記少なくとも４箇所の各画像データをそれぞれ前記半導体ウエハの半径方向に微分処理し、これら微分処理により求められた各微分値から前記半導体ウエハのノッチ又はオリフラ情報を有しない少なくとも３つの前記画像データを用いて前記半導体ウエハの中心位置を求める位置検出部と、
前記位置検出部により求められた前記半導体ウエハの中心位置と基準位置とから前記半導体ウエハのアライメントの補正量を求め、この補正量に基づいて前記半導体ウエハを基準位置にアライメントするアライメント制御部と、
を具備したことを特徴とする半導体ウエハのアライメント装置。 A two-dimensional image sensor that images at least four locations on the outer periphery of the semiconductor wafer;
The image data of the at least four locations acquired by imaging of these two-dimensional imaging elements are each subjected to differential processing in the radial direction of the semiconductor wafer, and notches or orientation flats of the semiconductor wafer are obtained from the differential values obtained by these differential processing. A position detection unit for determining a center position of the semiconductor wafer using at least three image data having no information;
An alignment control unit that obtains an alignment correction amount of the semiconductor wafer from a center position and a reference position of the semiconductor wafer obtained by the position detection unit, and aligns the semiconductor wafer to a reference position based on the correction amount;
A semiconductor wafer alignment apparatus comprising: 前記２次元撮像素子は、前記半導体ウエハを含む周囲環境を照明する照明光の波長成分外の波長領域の光を透過する波長選択フィルタを介して前記半導体ウエハの外周縁を撮像することを特徴とする請求項１又は２記載の半導体ウエハのアライメント装置。 The two-dimensional imaging device images the outer peripheral edge of the semiconductor wafer through a wavelength selection filter that transmits light in a wavelength region outside the wavelength component of illumination light that illuminates the surrounding environment including the semiconductor wafer. The semiconductor wafer alignment apparatus according to claim 1 or 2. 前記２次元撮像素子は、カラー画像データを出力し、
前記位置検出部は、前記カラー画像信号から選択された波長成分の画像データを抽出することを特徴とする請求項１又は２記載の半導体ウエハのアライメント装置。 The two-dimensional image sensor outputs color image data;
3. The semiconductor wafer alignment apparatus according to claim 1, wherein the position detection unit extracts image data of a selected wavelength component from the color image signal.
JP2004078742A 2004-03-18 2004-03-18 Alignment device for semiconductor wafer Withdrawn JP2005268530A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004078742A JP2005268530A (en) 2004-03-18 2004-03-18 Alignment device for semiconductor wafer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004078742A JP2005268530A (en) 2004-03-18 2004-03-18 Alignment device for semiconductor wafer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005268530A true JP2005268530A (en) 2005-09-29

Family

ID=35092761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004078742A Withdrawn JP2005268530A (en) 2004-03-18 2004-03-18 Alignment device for semiconductor wafer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005268530A (en)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009253197A (en) * 2008-04-10 2009-10-29 Yamatake Corp Method and apparatus for detecting center position, and method and apparatus for adjusting center position
JP2011216789A (en) * 2010-04-01 2011-10-27 Nikon Corp Position detecting device, superposition device, position detecting method, and method of manufacturing device
JP2013141012A (en) * 2006-09-29 2013-07-18 Lam Research Corporation Offset correction techniques for positioning substrates
JP2014085296A (en) * 2012-10-26 2014-05-12 Tokyo Seimitsu Co Ltd Wafer shape measurement device
JP2014085295A (en) * 2012-10-26 2014-05-12 Tokyo Seimitsu Co Ltd Wafer shape measurement device
KR101402123B1 (en) * 2012-07-03 2014-06-03 주식회사 나노솔루션테크 Wafer aligning apparatus
JP2014236182A (en) * 2013-06-05 2014-12-15 信越半導体株式会社 Evaluation method and production method of semiconductor wafer
JP2016128831A (en) * 2016-02-12 2016-07-14 株式会社東京精密 Device and method for observing grinding slip streak
JP2016130738A (en) * 2016-02-12 2016-07-21 株式会社東京精密 Device and method of measuring shape of wafer
KR20180136778A (en) * 2017-06-15 2018-12-26 (주)에스아이엔지니어링 Apparatus for aligning semiconductor wafer using captured image and method thereof
JP2020091177A (en) * 2018-12-05 2020-06-11 株式会社ディスコ Center detection method
CN116423689A (en) * 2023-06-13 2023-07-14 江苏京创先进电子科技有限公司 Taihe wafer centering determination method and Taihe wafer cutting method
CN116754577A (en) * 2023-08-16 2023-09-15 苏州高视半导体技术有限公司 Wafer edge imaging system, control method thereof, electronic device and storage medium

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013141012A (en) * 2006-09-29 2013-07-18 Lam Research Corporation Offset correction techniques for positioning substrates
JP2009253197A (en) * 2008-04-10 2009-10-29 Yamatake Corp Method and apparatus for detecting center position, and method and apparatus for adjusting center position
JP2011216789A (en) * 2010-04-01 2011-10-27 Nikon Corp Position detecting device, superposition device, position detecting method, and method of manufacturing device
KR101402123B1 (en) * 2012-07-03 2014-06-03 주식회사 나노솔루션테크 Wafer aligning apparatus
JP2014085296A (en) * 2012-10-26 2014-05-12 Tokyo Seimitsu Co Ltd Wafer shape measurement device
JP2014085295A (en) * 2012-10-26 2014-05-12 Tokyo Seimitsu Co Ltd Wafer shape measurement device
JP2014236182A (en) * 2013-06-05 2014-12-15 信越半導体株式会社 Evaluation method and production method of semiconductor wafer
JP2016130738A (en) * 2016-02-12 2016-07-21 株式会社東京精密 Device and method of measuring shape of wafer
JP2016128831A (en) * 2016-02-12 2016-07-14 株式会社東京精密 Device and method for observing grinding slip streak
KR20180136778A (en) * 2017-06-15 2018-12-26 (주)에스아이엔지니어링 Apparatus for aligning semiconductor wafer using captured image and method thereof
KR102032403B1 (en) 2017-06-15 2019-10-15 (주)에스아이엔지니어링 Apparatus for aligning semiconductor wafer using captured image and method thereof
JP2020091177A (en) * 2018-12-05 2020-06-11 株式会社ディスコ Center detection method
JP7185510B2 (en) 2018-12-05 2022-12-07 株式会社ディスコ Center detection method
CN116423689A (en) * 2023-06-13 2023-07-14 江苏京创先进电子科技有限公司 Taihe wafer centering determination method and Taihe wafer cutting method
CN116423689B (en) * 2023-06-13 2023-09-15 江苏京创先进电子科技有限公司 Taihe wafer centering determination method and Taihe wafer cutting method
CN116754577A (en) * 2023-08-16 2023-09-15 苏州高视半导体技术有限公司 Wafer edge imaging system, control method thereof, electronic device and storage medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6549825B2 (en) Alignment apparatus
US7372062B2 (en) Defect inspection device and substrate manufacturing system using the same
JP5934874B2 (en) System and method for inspecting a wafer
CN109270906B (en) Workpiece processing device and workpiece conveying system
JP2016183978A (en) System and method for inspecting wafers
US20050122509A1 (en) Apparatus for wafer inspection
JP2008235892A (en) Apparatus and method for evaluation of defect in edge region of wafer
US20090161094A1 (en) Wafer bevel inspection mechanism
JPH11317429A (en) Improved method and device for direct probe sensing
US20080225281A1 (en) Visual inspection apparatus
JP2005268530A (en) Alignment device for semiconductor wafer
JP2009016455A (en) Substrate position detecting device and substrate position detecting method
KR20020054345A (en) Optical sensor
JP2007248241A (en) Inspection method and device of surface state
JP2015190826A (en) Substrate inspection device
CN103247548B (en) A kind of wafer defect checkout gear and method
TWI620039B (en) Position determining device, position determining method, lithographic apparatus, and method for manufacturing object
JP2008032433A (en) Substrate inspection device
US6963394B2 (en) Inspecting device for semiconductor wafer
JP4560898B2 (en) Inspection apparatus and inspection method
CN116137893A (en) Inspection device, inspection method, and method for manufacturing piston
JP5272784B2 (en) Optical inspection method and optical inspection apparatus
JP2008021884A (en) Inspection apparatus
JP2010019600A (en) Substrate visual inspection method and substrate visual inspecting device
JP3946485B2 (en) Wafer aligner apparatus and wafer inspection apparatus having the same

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20070605