JP2007095881A

JP2007095881A - Alignment device and visual inspection equipment

Info

Publication number: JP2007095881A
Application number: JP2005281466A
Authority: JP
Inventors: Naruhiro Komuro; 考広小室
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2007-04-12

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive alignment device and visual inspection equipment capable of computing the center position of a substrate at high speed. SOLUTION: Light projections 22a and 22b irradiate the periphery of a substrate. Light-receivers 23a and 23b detect the light irradiated from each of light projections 22a and 22b. A memory 42 memorizes correspondence information where the result of detection by the light-receivers 23a and 23b are associated with the position of the substrate. An alignment control unit 41 computes the center position of the substrate by using the above correspondence information. COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体ウェハ等の基板の中心位置を検出するアライメント装置に関する。また、本発明は、このアライメント装置を備えた、基板の外観を検査するための外観検査装置にも関する。 The present invention relates to an alignment apparatus that detects the center position of a substrate such as a semiconductor wafer. The present invention also relates to an appearance inspection apparatus for inspecting the appearance of a substrate provided with this alignment apparatus.

例えばＩＣやＬＳＩ、液晶表示パネル等の製造工程における微細パターンの形成工程等において、シリコンウェハに代表される半導体基板、あるいは誘電体、金属、絶縁体等の円形の基板を回転させてフォトレジスト液の塗布や現像、基板周辺部に対する露光等の各種処理を行うのに際し、当該基板の中心位置を正確に検出する必要がある（例えば特許文献１〜特許文献２参照）。 For example, in a fine pattern forming process in the manufacturing process of ICs, LSIs, liquid crystal display panels, etc., a photoresist substrate is prepared by rotating a semiconductor substrate typified by a silicon wafer or a circular substrate such as a dielectric, metal, or insulator. It is necessary to accurately detect the center position of the substrate when performing various processes such as coating, developing, and exposing the peripheral portion of the substrate (see, for example, Patent Documents 1 to 2).

特許文献１には、４つの非接触位置センサによって検出されたウェハの外周縁の位置に応じてウェハを所定位置にアライメントするアライメント装置が記載されている。また、２つの非接触位置センサを設けてこれらを移動させることによって、合計４点のウェハの外周縁の位置を検出し、それらの位置に応じてウェハを所定位置にアライメントすることも記載されている。特許文献２には、発光部と受光部からなる３組のセンサを設け、予め記憶した各センサの受光部に受光される光束の面積の算出結果とウェハの中心位置との対応情報を用いて、各センサの検出結果からウェハの中心位置を算出する基板中心位置検出装置が記載されている。
国際公開第０２／２３６２３号パンフレット特開平１１−５４５９５号公報 Patent Document 1 describes an alignment apparatus that aligns a wafer at a predetermined position according to the position of the outer peripheral edge of the wafer detected by four non-contact position sensors. It also describes that two non-contact position sensors are provided and moved to detect the position of the outer peripheral edge of a total of four wafers, and the wafer is aligned at a predetermined position according to those positions. Yes. In Patent Document 2, three sets of sensors including a light emitting unit and a light receiving unit are provided, and correspondence information between the calculation result of the area of the light beam received by the light receiving unit of each sensor stored in advance and the center position of the wafer is used. A substrate center position detection device is described that calculates the center position of a wafer from the detection results of each sensor.
International Publication No. 02/23623 Pamphlet Japanese Patent Laid-Open No. 11-54595

特許文献１に記載された技術では、４つのセンサを用いているため、コストが高くなるという問題があった。また、２つのセンサを設けて移動させる場合にも、センサを移動させる手段が必要となるため、コストが高くなるという問題があった。 The technique described in Patent Document 1 has a problem that the cost increases because four sensors are used. Further, even when two sensors are provided and moved, there is a problem that the cost increases because a means for moving the sensors is required.

特許文献２に記載された技術では、予め記憶した、各センサの受光部に受光される光束の面積を計算で算出した結果を用いているため、発光部の個体差を考慮しない構成となり、必ずしもセンサの個体差に対応できるものではなかった。 The technique described in Patent Document 2 uses a result of calculating the area of the light beam received by the light receiving unit of each sensor, which is stored in advance. It could not cope with individual differences of sensors.

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、高速に基板の中心位置を算出することができる安価でセンサの個体差に対応可能なアライメント装置および外観検査装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides an alignment apparatus and an appearance inspection apparatus that can calculate the center position of a substrate at high speed and can cope with individual differences in sensors. With the goal.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、基板の周縁部に光を照射する投光手段と、前記投光手段から照射された光を検出する検出手段とからなる組を２組有し、前記検出手段による検出の結果と、基準点からの前記基板の中心位置のずれ量とが対応付けられた対応情報を記憶する記憶手段と、前記対応情報を用いて前記基板の中心位置を算出する算出手段とを備えたことを特徴とするアライメント装置である。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and includes a set of a light projecting unit that irradiates light to a peripheral portion of a substrate and a detection unit that detects light emitted from the light projecting unit. Two sets of storage means for storing correspondence information in which the result of detection by the detection means is associated with a deviation amount of the center position of the substrate from a reference point; and the correspondence information is used to store the substrate An alignment apparatus comprising a calculating means for calculating a center position.

また、本発明のアライメント装置において、前記算出手段は、前記対応情報を用いて前記基板の周縁部の２点の位置を算出し、算出した２点を通る円の中心位置を算出し、算出した円の中心位置を前記基板の中心位置とすることを特徴とする。 In the alignment apparatus of the present invention, the calculation means calculates the position of two points on the peripheral edge of the substrate using the correspondence information, calculates the center position of a circle passing through the calculated two points, and calculates The center position of the circle is the center position of the substrate.

また、本発明のアライメント装置において、前記基板を移動し、前記算出手段によって算出された前記基板の中心位置を補正する移動手段をさらに備えたことを特徴とする。 The alignment apparatus according to the present invention further includes a moving unit that moves the substrate and corrects the center position of the substrate calculated by the calculating unit.

また、本発明のアライメント装置において、前記投光手段と前記検出手段とからなる２つの組の光軸と前記基準点とを結ぶ線の互いに成す角度が任意に設定可能であることを特徴とする。 In the alignment apparatus of the present invention, the angle formed by the lines connecting the two optical axes of the light projecting means and the detecting means and the reference point can be arbitrarily set. .

また、本発明のアライメント装置において、２つの前記投光手段のうち、少なくとも一方の前記投光手段から光が照射された領域に、前記基板が存在しない場合に、２つの前記投光手段から光が照射された各領域に前記基板が存在するように、前記基板を移動させる前記移動手段を制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする。 Further, in the alignment apparatus of the present invention, when the substrate does not exist in a region irradiated with light from at least one of the two light projecting units, the light from the two light projecting units is light. The apparatus further comprises control means for controlling the moving means for moving the substrate so that the substrate exists in each region irradiated with.

また、本発明は、上記のアライメント装置を備えた、前記基板の外観を検査するための外観検査装置である。 Moreover, this invention is an external appearance inspection apparatus for inspecting the external appearance of the said board | substrate provided with said alignment apparatus.

本発明のアライメント装置は２組の投光手段および検出手段を有しており、３組以上の投光部および受光部を有するものと比較して、構造が簡単となり、安価な装置を実現することができるという効果が得られる。また、投光部が照射する光の明るさが、投光部の個体差により異なっていても、実際の検出結果に基づいて、基準点からの基板中心のずれ量に関する対応情報を作成し記憶するので、個体差に依存せずに、より精度を確保したアライメントが可能となる。 The alignment apparatus of the present invention has two sets of light projecting means and detection means, and has a simple structure and realizes an inexpensive apparatus as compared with one having three or more sets of light projecting parts and light receiving parts. The effect that it can be obtained. Also, even if the brightness of the light emitted by the light projecting unit varies depending on the individual difference of the light projecting unit, the correspondence information regarding the deviation amount of the substrate center from the reference point is created and stored based on the actual detection result. Therefore, alignment with higher accuracy can be achieved without depending on individual differences.

以下、図面を参照し、本発明を実施するための最良の形態について説明する。まず、本発明の第１の実施形態を説明する。図２は、本実施形態によるアライメント装置の概略側面図である。半導体ウェハ１は搬送機構５０上に載置される。搬送機構５０は、例えば半導体ウェハの搬送用のロボットハンド等であり、半導体ウェハ１の主面に沿った平面内で半導体ウェハ１を移動させることができる。搬送機構５０は、搬送中に半導体ウェハ１がずれないように、例えば真空チャック等で半導体ウェハ１を固定する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a schematic side view of the alignment apparatus according to the present embodiment. The semiconductor wafer 1 is placed on the transport mechanism 50. The transport mechanism 50 is, for example, a robot hand for transporting a semiconductor wafer, and can move the semiconductor wafer 1 in a plane along the main surface of the semiconductor wafer 1. The transport mechanism 50 fixes the semiconductor wafer 1 with, for example, a vacuum chuck so that the semiconductor wafer 1 does not shift during transport.

投光部２２ａおよび２２ｂは半導体ウェハ１の周縁部に光を照射する。受光部２３ａおよび２３ｂは、投光部２２ａおよび２２ｂによって照射された光を検出する。半導体ウェハ１を間にして投光部２２ａと対向する位置に受光部２３ａが配置され、半導体ウェハ１を間にして投光部２２ｂと対向する位置に受光部２３ｂが配置されている。このように、本実施形態によるアライメント装置は、投光部と受光部からなるセンサの組を２組有している。投光部２２ａおよび受光部２３ａ（以下、センサａと表記する）は支持部材２４ａによって固定され、投光部２２ｂおよび受光部２３ｂ（以下、センサｂと表記する）は支持部材２４ｂによって固定されている。 The light projecting portions 22 a and 22 b irradiate the peripheral edge of the semiconductor wafer 1 with light. The light receiving parts 23a and 23b detect the light irradiated by the light projecting parts 22a and 22b. A light receiving portion 23a is disposed at a position facing the light projecting portion 22a with the semiconductor wafer 1 in between, and a light receiving portion 23b is disposed at a position facing the light projecting portion 22b with the semiconductor wafer 1 in between. As described above, the alignment apparatus according to the present embodiment has two sets of sensors including the light projecting unit and the light receiving unit. The light projecting unit 22a and the light receiving unit 23a (hereinafter referred to as sensor a) are fixed by a support member 24a, and the light projecting unit 22b and the light receiving unit 23b (hereinafter referred to as sensor b) are fixed by a support member 24b. Yes.

図３は、本実施形態によるアライメント装置の概略平面図である。センサａとセンサｂの２組は、半導体ウェハ１の中心１０ａが所定の基準位置に一致している場合の半導体ウェハ１の周縁部に位置している。また、センサｂは、半導体ウェハ１の中心１０ａを回転中心として、センサａを９０度回転させた位置に配置されている。 FIG. 3 is a schematic plan view of the alignment apparatus according to the present embodiment. Two sets of the sensor a and the sensor b are located at the periphery of the semiconductor wafer 1 when the center 10a of the semiconductor wafer 1 coincides with a predetermined reference position. The sensor b is disposed at a position where the sensor a is rotated 90 degrees with the center 10a of the semiconductor wafer 1 as the rotation center.

図４は、上記の投光部２２ａおよび２２ｂと同一構成の投光部２２の構成を示すと共に、受光部２３ａおよび２３ｂと同一構成の受光部２３の構成を示している。投光部２２の赤外発光ＬＥＤ２６と受光部２３のフォトダイオード３２が、半導体ウェハ１の周縁部を介して対向配置されている。 FIG. 4 shows the configuration of the light projecting unit 22 having the same configuration as the light projecting units 22a and 22b and the configuration of the light receiving unit 23 having the same configuration as the light receiving units 23a and 23b. The infrared light emitting LED 26 of the light projecting unit 22 and the photodiode 32 of the light receiving unit 23 are disposed to face each other with the peripheral edge of the semiconductor wafer 1 interposed therebetween.

赤外発光ＬＥＤ２６とフォトダイオード３２との間の光軸３３上には、コリメートレンズ２７、赤外通過フィルタ２８、スリット板２９、結像レンズ３０、およびピンホール３１が配置されている。赤外発光ＬＥＤ２６によって照射された赤外光は、コリメートレンズ２７によって平行光束３４に変換される。この平行光束３４は、可視光線によるノイズを低減するために配置された赤外通過フィルタ２８を通過する。スリット板２９は、所定幅で長方形状のスリット２９ａが形成されており、このスリット２９ａの長手方向が半導体ウェハ１の半径方向に対して平行となると共に、スリット２９ａの重心位置が光軸３３に一致するように配置されている。赤外通過フィルタ２８およびスリット板２９は、中心位置の検出対象となる半導体ウェハ１とコリメートレンズ２７の間であればどこに配置してもよいが、半導体ウェハ１と結像レンズ３０との間の鏡筒中に配置すると、外乱光の影響が小さくなるので効果的である。 A collimating lens 27, an infrared pass filter 28, a slit plate 29, an imaging lens 30, and a pinhole 31 are disposed on the optical axis 33 between the infrared light emitting LED 26 and the photodiode 32. The infrared light irradiated by the infrared light emitting LED 26 is converted into a parallel light beam 34 by the collimator lens 27. The parallel light beam 34 passes through an infrared pass filter 28 arranged to reduce noise caused by visible light. The slit plate 29 is formed with a rectangular slit 29 a having a predetermined width, the longitudinal direction of the slit 29 a is parallel to the radial direction of the semiconductor wafer 1, and the center of gravity of the slit 29 a is at the optical axis 33. They are arranged to match. The infrared pass filter 28 and the slit plate 29 may be arranged anywhere between the semiconductor wafer 1 and the collimating lens 27 as the detection target of the center position, but between the semiconductor wafer 1 and the imaging lens 30. The arrangement in the lens barrel is effective because the influence of disturbance light is reduced.

平行光束３４はスリット板２９を通過し、結像レンズ３０によって集光され、ピンホール３１を通過する。ピンホール３１は結像レンズ３０の焦点位置もしくはその近くに配置され、その大きさは、スリット板２９によって絞り込まれた平行光束３４が結像レンズ３０によって結像されるときのピンホール位置での光束の大きさ程度に形成されている。このピンホール３１は、外乱光をカットし、赤外発光ＬＥＤ２６から発光される光のみをフォトダイオード３２に通し、Ｓ／Ｎ比を向上させるためのものであり、外乱光が入らないのであれば配置しなくてもよい。ピンホール３１を通過した光はフォトダイオード３２の受光面に入射する。フォトダイオード３２は、入射する光の光量に応じた電気信号を出力する。なお、光束内では、どの位置でも光強度が一定であることが望ましい。そのため、光強度を均一化するための光学手段として、フィルタや単ファイバを光路中に設けてもよい。 The parallel light beam 34 passes through the slit plate 29, is condensed by the imaging lens 30, and passes through the pinhole 31. The pinhole 31 is disposed at or near the focal position of the imaging lens 30, and the size of the pinhole 31 is that at the pinhole position when the parallel light beam 34 narrowed down by the slit plate 29 is imaged by the imaging lens 30. It is formed about the size of the light beam. The pinhole 31 is for cutting off disturbance light, allowing only light emitted from the infrared light emitting LED 26 to pass through the photodiode 32, and improving the S / N ratio. It is not necessary to arrange. The light that has passed through the pinhole 31 enters the light receiving surface of the photodiode 32. The photodiode 32 outputs an electrical signal corresponding to the amount of incident light. In addition, it is desirable that the light intensity is constant at any position in the light beam. Therefore, a filter or a single fiber may be provided in the optical path as an optical means for making the light intensity uniform.

半導体ウェハ１が平行光束３４を遮らない場合、投光部２２から照射された平行光束３４は受光部２３にそのまま入射する。一方、図４に示されるように、半導体ウェハ１の周縁部が平行光束３４を遮ると、平行光束３４のうち、半導体ウェハ１によって遮られなかった部分の光のみが受光部２３に入射する。したがって、半導体ウェハ１が平行光束３４を遮る程度（半導体ウェハ１が平行光束３４を遮る部分の面積）に応じて、受光部２３からの出力信号が変化する。なお、図４においては、投光部２２が上、受光部２３が下となるように配置されているが、投光部２２が下、受光部２３が上となるように配置してもよい。 When the semiconductor wafer 1 does not block the parallel light beam 34, the parallel light beam 34 irradiated from the light projecting unit 22 enters the light receiving unit 23 as it is. On the other hand, as shown in FIG. 4, when the peripheral portion of the semiconductor wafer 1 blocks the parallel light beam 34, only the light of the parallel light beam 34 that is not blocked by the semiconductor wafer 1 enters the light receiving unit 23. Therefore, the output signal from the light receiving unit 23 changes according to the extent to which the semiconductor wafer 1 blocks the parallel light beam 34 (the area of the portion where the semiconductor wafer 1 blocks the parallel light beam 34). In FIG. 4, the light projecting unit 22 is disposed on the upper side and the light receiving unit 23 is disposed on the lower side. However, the light projecting unit 22 may be disposed on the lower side and the light receiving unit 23 may be disposed on the upper side. .

図１は、本実施形態によるアライメント装置の機能構成を示している。投光部２２ａ，２２ｂおよび受光部２３ａ，２３ｂはアライメント制御部４１に接続されている。アライメント制御部４１は、半導体ウェハ１のアライメント処理を制御するものである。このアライメント制御部４１は、投光部２２ａおよび２２ｂが備える赤外発光ＬＥＤ２６の光量を変更する。また、アライメント制御部４１は、受光部２３ａおよび２３ｂが備えるフォトダイオード３２から出力された信号を増幅およびＡ／Ｄ変換し、検出された光量の変化を例えば電圧の変化として検出する。 FIG. 1 shows a functional configuration of the alignment apparatus according to the present embodiment. The light projecting units 22 a and 22 b and the light receiving units 23 a and 23 b are connected to the alignment control unit 41. The alignment control unit 41 controls the alignment process of the semiconductor wafer 1. This alignment control part 41 changes the light quantity of infrared light emission LED26 with which the light projection parts 22a and 22b are provided. Further, the alignment control unit 41 amplifies and A / D-converts the signal output from the photodiode 32 included in the light receiving units 23a and 23b, and detects the detected change in the light amount as, for example, a change in voltage.

アライメント制御部４１には記憶部４２が接続されている。記憶部４２は、半導体ウェハ１の位置と、検出された光量とが対応付けられた対応情報等を記憶する。対応情報は、半導体ウェハ１のアライメントの際にアライメント制御部４１によって用いられる情報であり、その詳細は後述する。アライメント制御部４１には搬送機構制御部４３も接続されている。搬送機構制御部４３は搬送機構５０のＸＹ平面内での移動を制御する。 A storage unit 42 is connected to the alignment control unit 41. The storage unit 42 stores correspondence information in which the position of the semiconductor wafer 1 is associated with the detected light amount. The correspondence information is information used by the alignment control unit 41 when the semiconductor wafer 1 is aligned, and details thereof will be described later. A conveyance mechanism control unit 43 is also connected to the alignment control unit 41. The transport mechanism control unit 43 controls the movement of the transport mechanism 50 in the XY plane.

次に、半導体ウェハ１のアライメント方法を説明する。アライメントによって、半導体ウェハ１の中心１０ａを、センサａとセンサｂの２つの光軸の位置と半導体ウェハ１の半径に関連して決定される基準点３５（図５参照）に一致させるものとし、基準点３５の位置は既知であるとする。まず、実際のアライメント処理の前に以下の準備処理を行う。準備処理用の半導体ウェハ１を用意し、搬送機構５０に載置し、その半導体ウェハ１の中心１０ａを基準点３５に予め一致させておく。その状態から、投光部２２ａから受光部２３ａへ照射された光（平行光束３４）の光軸３３と基準点３５とを結んだ軸３６に沿って半導体ウェハ１を移動させる。 Next, an alignment method for the semiconductor wafer 1 will be described. By alignment, the center 10a of the semiconductor wafer 1 is made to coincide with a reference point 35 (see FIG. 5) determined in relation to the positions of the two optical axes of the sensors a and b and the radius of the semiconductor wafer 1. It is assumed that the position of the reference point 35 is known. First, the following preparation process is performed before the actual alignment process. A semiconductor wafer 1 for preparation processing is prepared and placed on the transport mechanism 50, and the center 10 a of the semiconductor wafer 1 is made to coincide with the reference point 35 in advance. From this state, the semiconductor wafer 1 is moved along the axis 36 connecting the optical axis 33 of the light (parallel light beam 34) irradiated from the light projecting unit 22a to the light receiving unit 23a and the reference point 35.

まず、半導体ウェハ１は、平行光束３４を完全に遮る位置まで移動し、続いて逆方向に平行光束３４を全く遮らない位置まで移動する。アライメント制御部４１は、上記の半導体ウェハ１の移動を搬送機構制御部４３に指示し、搬送機構制御部４３は、この指示に従って搬送機構５０の動作を制御する。上記の一連の動作時に、アライメント制御部４１は、受光部２３ａから順次出力された信号を検出し、その信号値と半導体ウェハ１の移動量（あるいは半導体ウェハ１の中心１０ａの座標値）とを対応付けて、対応情報として記憶部４２に格納する。アライメント制御部４１は、例えば半導体ウェハ１が所定距離移動する毎に受光部２３ａからの信号を検出し、対応情報に情報を追加する。これによって、軸３６に沿った基準点３５からの中心１０ａの距離（ずれ量）と光量（光量に対応した信号値）とが対応付けられたテーブルが対応情報として生成される。 First, the semiconductor wafer 1 moves to a position where the parallel light beam 34 is completely blocked, and then moves to a position where the parallel light beam 34 is not blocked at all in the opposite direction. The alignment control unit 41 instructs the transfer mechanism control unit 43 to move the semiconductor wafer 1, and the transfer mechanism control unit 43 controls the operation of the transfer mechanism 50 according to this instruction. During the above series of operations, the alignment control unit 41 detects signals sequentially output from the light receiving unit 23a, and calculates the signal value and the movement amount of the semiconductor wafer 1 (or the coordinate value of the center 10a of the semiconductor wafer 1). Corresponding information is stored in the storage unit 42 as correspondence information. For example, the alignment control unit 41 detects a signal from the light receiving unit 23a every time the semiconductor wafer 1 moves a predetermined distance, and adds information to the correspondence information. Thereby, a table in which the distance (deviation amount) of the center 10a from the reference point 35 along the axis 36 and the light amount (signal value corresponding to the light amount) are associated is generated as correspondence information.

続いて、半導体ウェハ１を移動させ、半導体ウェハ１の中心１０ａを基準点３５に再度一致させる。その状態から、投光部２２ｂから受光部２３ｂへ照射された光（平行光束３４）の光軸３３と基準点３５とを結んだ軸３７に沿って半導体ウェハ１を移動させ、上記と同様の処理を行う。これによって、軸３６および３７のそれぞれに沿った方向での対応情報が生成される。そして、対応情報は共に記憶部４２に格納される。 Subsequently, the semiconductor wafer 1 is moved, and the center 10 a of the semiconductor wafer 1 is made to coincide with the reference point 35 again. From this state, the semiconductor wafer 1 is moved along the axis 37 connecting the optical axis 33 of the light (parallel light beam 34) irradiated from the light projecting unit 22b to the light receiving unit 23b and the reference point 35, and the same as described above. Process. As a result, correspondence information in the direction along each of the axes 36 and 37 is generated. Both pieces of correspondence information are stored in the storage unit 42.

上記の準備処理の後、実際のアライメント処理が行われる。実際のアライメント処理では、アライメント制御部４１から搬送機構制御部４３に指示が出力され、搬送機構制御部４３は搬送機構５０に半導体ウェハ１を搬送させる。ロボットハンド等の搬送機構５０は半導体ウェハ１を半導体ウェハ用のカセット等からアライメント装置まで搬送し、搬送機構５０の基準点が基準点３５と一致するように、予め設定されたアライメント位置で停止する。カセット等で半導体ウェハ１に位置ずれが発生している場合、搬送機構５０上にずれて受け渡されるので、アライメント位置に搬送された半導体ウェハ１の中心１０ａは基準点３５と一致していない。 After the above preparation process, an actual alignment process is performed. In the actual alignment process, an instruction is output from the alignment control unit 41 to the transfer mechanism control unit 43, and the transfer mechanism control unit 43 causes the transfer mechanism 50 to transfer the semiconductor wafer 1. A transport mechanism 50 such as a robot hand transports the semiconductor wafer 1 from a semiconductor wafer cassette or the like to the alignment apparatus, and stops at a preset alignment position so that the reference point of the transport mechanism 50 coincides with the reference point 35. . If the semiconductor wafer 1 is misaligned due to a cassette or the like, the center 10a of the semiconductor wafer 1 transported to the alignment position does not coincide with the reference point 35 because the misalignment is transferred onto the transport mechanism 50.

続いて、アライメント制御部４１は、受光部２３ａおよび２３ｂからの出力信号を検出する。アライメント制御部４１は記憶部４２から対応情報を読み出し、受光部２３ａおよび２３ｂからのそれぞれの出力信号に対応した距離を選択する。受光部２３ａからの出力信号に対応した距離をＡ、受光部２３ｂからの出力信号に対応した距離をＢとすると、距離Ａは、投光部２２ａから受光部２３ａへ照射された光の平行光束３４の光軸３３の位置（図５の光軸位置３３ａ）と半導体ウェハ１の周縁との間の最短距離に等しく、距離Ｂは、投光部２２ｂから受光部２３ｂへ照射された光の平行光束３４の光軸３３の位置（図５の光軸位置３３ｂ）と半導体ウェハ１の周縁との間の最短距離に等しい。 Subsequently, the alignment control unit 41 detects output signals from the light receiving units 23a and 23b. The alignment control unit 41 reads correspondence information from the storage unit 42 and selects a distance corresponding to each output signal from the light receiving units 23a and 23b. Assuming that the distance corresponding to the output signal from the light receiving unit 23a is A and the distance corresponding to the output signal from the light receiving unit 23b is B, the distance A is the parallel luminous flux of the light emitted from the light projecting unit 22a to the light receiving unit 23a. 34 is equal to the shortest distance between the position of the optical axis 33 (optical axis position 33a in FIG. 5) and the periphery of the semiconductor wafer 1, and the distance B is parallel to the light irradiated from the light projecting unit 22b to the light receiving unit 23b. This is equal to the shortest distance between the position of the optical axis 33 of the light beam 34 (optical axis position 33 b in FIG. 5) and the periphery of the semiconductor wafer 1.

光軸位置３３ａに最も近い半導体ウェハ１の周縁上の点を周縁点ａとし、光軸位置３３ｂに最も近い半導体ウェハ１の周縁上の点を周縁点ｂとすると、光軸位置３３ａからの周縁点ａのＸ方向のずれ量ａｘおよびＹ方向のずれ量ａｙは
ａｘ＝Ａｃｏｓ４５°，ａｙ＝Ａｓｉｎ４５°
となる。同様に、光軸位置３３ｂからの周縁点ｂのＸ方向のずれ量ｂｘおよびＹ方向のずれ量ｂｙは
ｂｘ＝Ｂｃｏｓ４５°，ｂｙ＝Ｂｓｉｎ４５°
となる。 A point on the periphery of the semiconductor wafer 1 closest to the optical axis position 33a is defined as a peripheral point a, and a point on the periphery of the semiconductor wafer 1 closest to the optical axis position 33b is defined as a peripheral point b. The shift amount ax in the X direction and the shift amount ay in the Y direction of the point a are as follows: ax = Acos 45 °, ay = Asin 45 °
It becomes. Similarly, the displacement amount bx in the X direction and the displacement amount by in the Y direction of the peripheral point b from the optical axis position 33b are bx = Bcos 45 ° and by = Bsin 45 °.
It becomes.

図６に示すように、基準点３５の座標を（０，０）、基準点３５にある半導体ウェハ１の半径をＲとすると、光軸位置３３ａの座標は（Ｒｃｏｓ４５°，−Ｒｓｉｎ４５°）となる。また、光軸位置３３ｂの座標は（−Ｒｃｏｓ４５°，−Ｒｓｉｎ４５°）となる。続いて、周縁点ａおよびｂの座標が算出される。 As shown in FIG. 6, assuming that the coordinates of the reference point 35 are (0, 0) and the radius of the semiconductor wafer 1 at the reference point 35 is R, the coordinates of the optical axis position 33a are (R cos 45 °, −R sin 45 °). Become. The coordinates of the optical axis position 33b are (-Rcos 45 °, -Rsin 45 °). Subsequently, the coordinates of the peripheral points a and b are calculated.

図７に示すように、半導体ウェハ１の周縁が、平行光束３４を全く遮らない位置から光軸位置３３ａまたは３３ｂまでの間の位置にある場合、周縁点ａの座標（Ｘａ，Ｙａ）および周縁点ｂの座標（Ｘｂ，Ｙｂ）は
Ｘａ＝Ｒｃｏｓ４５°−Ａｃｏｓ４５°，Ｙａ＝−Ｒｓｉｎ４５°＋Ａｓｉｎ４５°
Ｘｂ＝−Ｒｃｏｓ４５°＋Ｂｃｏｓ４５°，Ｙｂ＝−Ｒｓｉｎ４５°＋Ｂｓｉｎ４５°
となる。また、図８に示すように、半導体ウェハ１の周縁が、光軸位置３３ａまたは３３ｂから平行光束３４を完全に遮る位置までの間の位置にある場合、周縁点ａの座標（Ｘａ，Ｙａ）および周縁点ｂの座標（Ｘｂ，Ｙｂ）は
Ｘａ＝Ｒｃｏｓ４５°＋Ａｃｏｓ４５°，Ｙａ＝−Ｒｓｉｎ４５°−Ａｓｉｎ４５°
Ｘｂ＝−Ｒｃｏｓ４５°−Ｂｃｏｓ４５°，Ｙｂ＝−Ｒｓｉｎ４５°−Ｂｓｉｎ４５°
となる。 As shown in FIG. 7, when the peripheral edge of the semiconductor wafer 1 is in a position between the position that does not block the parallel light beam 34 and the optical axis position 33a or 33b, the coordinates (Xa, Ya) of the peripheral point a and the peripheral edge The coordinates (Xb, Yb) of the point b are Xa = Rcos45 ° −Acos45 °, Ya = −Rsin45 ° + Asin45 °
Xb = −R cos 45 ° + B cos 45 °, Yb = −R sin 45 ° + B sin 45 °
It becomes. Further, as shown in FIG. 8, when the peripheral edge of the semiconductor wafer 1 is located between the optical axis position 33a or 33b and the position where the parallel light beam 34 is completely blocked, the coordinates (Xa, Ya) of the peripheral point a And the coordinates (Xb, Yb) of the peripheral point b are: Xa = Rcos 45 ° + Acos 45 °, Ya = −R sin 45 ° −A sin 45 °
Xb = −R cos 45 ° −B cos 45 °, Yb = −R sin 45 ° −B sin 45 °
It becomes.

上記のようにして、半導体ウェハ１の周縁部がセンサの光束と接している範囲内において、半導体ウェハ１の周縁部の２点の位置が求められる。これら２点を通る円の中心が半導体ウェハ１の中心１０ａであり、以下の式より中心１０ａの座標（Ｘ，Ｙ）が算出される。この式は、円周上の２点の座標と半径から円の中心座標を求める公式を適用している。そのため、円の中心と２つのセンサの光軸とを結ぶ線の互いに成す角度が変更されても、その計算式の角度部分を変更すれば、中心が求まる。したがって、基準点からの距離が半導体ウェハ１の半径と一致すれば、２つのセンサの配置は、２つのセンサの光軸と基準点とを結ぶ線の成す角度が任意の角度となる位置で実現可能となり、センサ配置の自由度を大きくすることができる。 As described above, the positions of two points on the peripheral edge of the semiconductor wafer 1 are obtained within a range where the peripheral edge of the semiconductor wafer 1 is in contact with the light flux of the sensor. The center of the circle passing through these two points is the center 10a of the semiconductor wafer 1, and the coordinates (X, Y) of the center 10a are calculated from the following equations. This formula applies a formula for obtaining the center coordinates of a circle from the coordinates and radius of two points on the circumference. Therefore, even if the angle formed by the lines connecting the center of the circle and the optical axes of the two sensors is changed, the center can be obtained by changing the angle portion of the calculation formula. Therefore, if the distance from the reference point matches the radius of the semiconductor wafer 1, the arrangement of the two sensors is realized at a position where the angle formed by the line connecting the optical axis of the two sensors and the reference point is an arbitrary angle. It becomes possible, and the freedom degree of sensor arrangement | positioning can be enlarged.

アライメント制御部４１は、上記のようにして半導体ウェハ１の中心１０ａの位置を算出する。算出結果から、中心１０ａの基準点３５からのずれ量が分かる。つまり、搬送機構５０の基準点から半導体ウェハ１の中心１０ａがどれだけずれているのかが分かる。搬送機構５０が他の装置に半導体ウェハ１を受け渡す際には、アライメント制御部４１は、このずれ量の補正を搬送機構制御部４３に指示する。指示を受けた搬送機構制御部４３は、搬送機構５０を駆動して半導体ウェハ１を移動させる。搬送機構５０は、中心１０ａを新たな基準点として半導体ウェハ１を搬送し、中心位置のずれを補正する。この結果、半導体ウェハ１の中心ずれが補正された状態で、次の検査工程または製造工程等に半導体ウェハ１を渡すことができる。 The alignment control unit 41 calculates the position of the center 10a of the semiconductor wafer 1 as described above. The amount of deviation from the reference point 35 of the center 10a is known from the calculation result. That is, it can be seen how much the center 10 a of the semiconductor wafer 1 is displaced from the reference point of the transport mechanism 50. When the transport mechanism 50 delivers the semiconductor wafer 1 to another apparatus, the alignment control unit 41 instructs the transport mechanism control unit 43 to correct the deviation amount. Receiving the instruction, the transfer mechanism control unit 43 drives the transfer mechanism 50 to move the semiconductor wafer 1. The transport mechanism 50 transports the semiconductor wafer 1 using the center 10a as a new reference point, and corrects the shift of the center position. As a result, the semiconductor wafer 1 can be transferred to the next inspection process or manufacturing process in a state where the center deviation of the semiconductor wafer 1 is corrected.

上述したように、本実施形態によるアライメント装置は、予め作成した対応情報を用いて半導体ウェハ１の中心位置を算出する。予め対応情報が作成されていれば、受光部２３での光の検出結果から半導体ウェハ１の中心１０ａの位置を算出するだけでよいので、半導体ウェハ１の回転機構は必要ない。したがって、半導体ウェハ１を回転させずに高速に基板の中心位置を算出することができると共に、安価な装置を実現することができる。また、半導体ウェハ１の大きさが変わらない限り、対応情報を再度作成する必要がない。したがって、検査済みの半導体ウェハ１がカセット等に戻され、次の未検査の半導体ウェハ１がアライメント装置に搬送された際には、受光部２３からの出力信号を検出し、直ちに半導体ウェハ１の中心１０ａの位置を算出することができるので、高速に基板の中心位置を算出することができる。 As described above, the alignment apparatus according to the present embodiment calculates the center position of the semiconductor wafer 1 using correspondence information created in advance. If the correspondence information is created in advance, it is only necessary to calculate the position of the center 10a of the semiconductor wafer 1 from the light detection result in the light receiving unit 23, so that the rotation mechanism of the semiconductor wafer 1 is not necessary. Therefore, the center position of the substrate can be calculated at high speed without rotating the semiconductor wafer 1, and an inexpensive apparatus can be realized. Further, as long as the size of the semiconductor wafer 1 does not change, it is not necessary to create correspondence information again. Therefore, when the inspected semiconductor wafer 1 is returned to the cassette or the like and the next uninspected semiconductor wafer 1 is transported to the alignment apparatus, the output signal from the light receiving unit 23 is detected, and the semiconductor wafer 1 is immediately detected. Since the position of the center 10a can be calculated, the center position of the substrate can be calculated at high speed.

また、本実施形態によるアライメント装置は２組の投光部および受光部を有しており、３組以上の投光部および受光部を有するものと比較して、構造が簡単となり、安価な装置を実現することができる。さらに、投光部が照射する光の明るさが、投光部の個体差により異なっていても、実際の検出結果に基づいて、基準点からの基板中心のずれ量に関する対応情報を作成し記憶するので、個体差に依存せずに、より精度を確保したアライメントが可能となる。さらに、半導体ウェハ１を間にして投光部および受光部を対向させて配置したことにより、ウェハの表面を撮像した画像を用いて中心位置を算出するものと比較して、ウェハの表面の状態等の影響を受け難く、高精度に中心位置を算出することができる。また、本実施形態ではセンサにスリットを設けているので、スリットを設けない場合に比べ、半導体ウェハ１の周縁部の移動に際し、リニアな特性を得やすく、光束の周辺でも精度よく検出することができる。 In addition, the alignment apparatus according to the present embodiment has two sets of light projecting parts and light receiving parts, and has a simpler structure and is less expensive than that having three or more sets of light projecting parts and light receiving parts. Can be realized. Furthermore, even if the brightness of the light emitted by the light projecting unit varies depending on the individual difference of the light projecting unit, the correspondence information regarding the deviation amount of the substrate center from the reference point is created and stored based on the actual detection result. Therefore, alignment with higher accuracy can be achieved without depending on individual differences. Furthermore, by arranging the semiconductor wafer 1 so that the light projecting portion and the light receiving portion are opposed to each other, the state of the wafer surface is compared with that in which the center position is calculated using an image obtained by imaging the wafer surface. Therefore, the center position can be calculated with high accuracy. In addition, since the sensor is provided with a slit in this embodiment, it is easier to obtain linear characteristics when moving the peripheral portion of the semiconductor wafer 1 than when no slit is provided, and it is possible to accurately detect the periphery of the light beam. it can.

次に、本実施形態の変形例を説明する。半導体ウェハ１が搬送機構５０上で著しくずれている場合があり、この場合の処理を説明する。半導体ウェハ１が搬送機構５０上でずれており、２つの投光部のうち、一方の投光部から照射された光を完全に半導体ウェハ１が遮る場合、その投光部に対向して配置された受光部の出力信号は最低値に近くなる。また、一方の投光部に対向して配置された受光部に、光が半導体ウェハ１によって遮られることなく入射した場合（すなわち、一方の投光部から光が照射された領域に半導体ウェハ１が全く存在しない場合）、その受光部の出力信号は最大値にほぼ等しくなる。 Next, a modification of this embodiment will be described. There are cases where the semiconductor wafer 1 is significantly displaced on the transport mechanism 50, and the processing in this case will be described. When the semiconductor wafer 1 is displaced on the transport mechanism 50 and the semiconductor wafer 1 completely blocks the light emitted from one of the two light projecting units, the semiconductor wafer 1 is disposed facing the light projecting unit. The output signal of the received light receiving unit is close to the minimum value. In addition, when light is incident on the light receiving portion disposed opposite to the one light projecting portion without being blocked by the semiconductor wafer 1 (that is, the region irradiated with light from one light projecting portion is the semiconductor wafer 1). Is not present at all), the output signal of the light receiving unit is substantially equal to the maximum value.

この場合、アライメントの前処理として、アライメント制御部４１は、出力信号の値が最大値となっている受光部側に半導体ウェハ１を一定量だけ移動するように搬送機構制御部４３に指示する。搬送機構制御部４３は指示に従い、搬送機構５０を駆動し、半導体ウェハ１を一定量だけ移動させる。 In this case, as pre-processing for alignment, the alignment control unit 41 instructs the transport mechanism control unit 43 to move the semiconductor wafer 1 by a certain amount to the light receiving unit side where the value of the output signal is the maximum value. In accordance with the instruction, the transport mechanism control unit 43 drives the transport mechanism 50 to move the semiconductor wafer 1 by a certain amount.

図９（ａ）の場合、投光部２２ａおよび受光部２３ａ側の平行光束が半導体ウェハ１に当たっていて、投光部２２ｂおよび受光部２３ｂ側の平行光束が半導体ウェハ１に全く当たっていない場合、半導体ウェハ１は投光部２２ｂおよび受光部２３ｂ側に移動する。アライメント制御部４１は、２つの受光部からの出力信号を検出し、その信号値に基づいて、２つの投光部から光が照射された２つの領域の両方に半導体ウェハ１が存在すると判断した場合、前述したアライメント処理を開始する。もし、移動させた結果、２つの投光部から照射された光がいずれも半導体ウェハ１に全く当たらなくなった場合には、以下の処理が行われる。 In the case of FIG. 9A, when the parallel light beams on the light projecting unit 22a and the light receiving unit 23a hit the semiconductor wafer 1, and the parallel light beam on the light projecting unit 22b and the light receiving unit 23b do not hit the semiconductor wafer 1 at all, The semiconductor wafer 1 moves toward the light projecting unit 22b and the light receiving unit 23b. The alignment control unit 41 detects output signals from the two light receiving units, and based on the signal values, determines that the semiconductor wafer 1 exists in both of the two regions irradiated with light from the two light projecting units. In the case, the alignment process described above is started. If the light irradiated from the two light projecting units does not hit the semiconductor wafer 1 at all as a result of the movement, the following processing is performed.

半導体ウェハ１がアライメント装置に搬送された直後や、上記の処理が行われた後に、２つの投光部から照射された光がいずれも半導体ウェハ１に全く当たっていない場合、２つの受光部からの出力信号は最大値にほぼ等しくなる。この場合、アライメント制御部４１は、図９（ｂ）に示されるように、Ｙ軸方向に半導体ウェハ１を一定量だけ移動するように搬送機構制御部４３に指示する。搬送機構制御部４３は指示に従い、搬送機構５０を駆動し、半導体ウェハ１をＹ軸マイナス方向に一定量だけ移動させる。 Immediately after the semiconductor wafer 1 is transported to the alignment apparatus or after the above processing is performed, if none of the light emitted from the two light projecting units strikes the semiconductor wafer 1, the two light receiving units The output signal of becomes substantially equal to the maximum value. In this case, as shown in FIG. 9B, the alignment control unit 41 instructs the transport mechanism control unit 43 to move the semiconductor wafer 1 by a certain amount in the Y-axis direction. In accordance with the instruction, the transport mechanism control unit 43 drives the transport mechanism 50 to move the semiconductor wafer 1 by a certain amount in the negative Y-axis direction.

移動後、アライメント制御部４１は両方の受光部からの出力信号を検出し、２つの投光部から光が照射された２つの領域の両方に半導体ウェハ１が存在すると判断した場合、前述したアライメント処理を開始する。もし、半導体ウェハ１が一定量移動した後でも、２つの投光部から照射された光がいずれも半導体ウェハ１に全く当たっていない場合、半導体ウェハ１は、上記と同様にしてＹ軸に沿って逆方向に移動する。また、Ｙ軸方向に半導体ウェハ１を移動させても、一方の投光部から照射された光のみが半導体ウェハ１に当たり、もう一方の投光部から照射された光が半導体ウェハ１に全く当たらない場合には、前述した処理に移行する。上記の処理を繰り返すことによって、投光部２２ａから光が照射された領域、および投光部２２ｂから光が照射された領域の両方に半導体ウェハ１が存在するようになる。なお、２つの投光部からの光が半導体ウェハ１によって遮られ、２つの受光部からの出力信号が共に最低値となる場合は、Ｙ軸プラス方向に移動させる。 After the movement, the alignment control unit 41 detects output signals from both light receiving units, and determines that the semiconductor wafer 1 exists in both of the two regions irradiated with light from the two light projecting units, the alignment described above Start processing. If the light irradiated from the two light projecting portions does not hit the semiconductor wafer 1 at all even after the semiconductor wafer 1 moves by a certain amount, the semiconductor wafer 1 is moved along the Y axis in the same manner as described above. To move in the opposite direction. Further, even if the semiconductor wafer 1 is moved in the Y-axis direction, only light irradiated from one light projecting unit hits the semiconductor wafer 1, and light irradiated from the other light projecting unit hits the semiconductor wafer 1 at all. If not, the process proceeds to the process described above. By repeating the above process, the semiconductor wafer 1 exists in both the region irradiated with light from the light projecting unit 22a and the region irradiated with light from the light projecting unit 22b. When the light from the two light projecting parts is blocked by the semiconductor wafer 1 and the output signals from the two light receiving parts both have the lowest value, the light is moved in the Y axis plus direction.

次に、本発明の第２の実施形態を説明する。図１０は、本外観検査装置の構成を示す平面図である。本外観検査装置は、第１の実施形態で説明したアライメント装置を備えている。この外観検査装置は、半導体ウェハ１に対するマクロ検査およびミクロ検査を行うための検査部２と、検査部２に対して未検査の半導体ウェハ１を供給すると共に、検査部２によって検査が行われて検査済みとなった半導体ウェハ１を排出するために半導体ウェハ１を搬送する搬送部３（ローダ）とを有している。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a plan view showing the configuration of the appearance inspection apparatus. The appearance inspection apparatus includes the alignment apparatus described in the first embodiment. This appearance inspection apparatus supplies an inspection unit 2 for performing macro inspection and micro inspection on a semiconductor wafer 1 and an uninspected semiconductor wafer 1 to the inspection unit 2, and the inspection unit 2 performs inspection. A transport unit 3 (loader) for transporting the semiconductor wafer 1 is provided to discharge the semiconductor wafer 1 that has been inspected.

搬送部３に隣接してウェハカセット４が搭載されている。搬送部３は、２つのウェハカセット４を着脱可能に取り付けられるように構成されている。ウェハカセット４内には複数の半導体ウェハ１が上下方向に所定ピッチで収納されている。搬送部３には、ウェハ搬送ロボット５が設けられている。ウェハ搬送ロボット５は、ウェハカセット４に収納されている未検査の半導体ウェハ１を取り出して検査部２に渡し、検査部２から検査済みの半導体ウェハ１を受け取ってウェハカセット４内に収納する。 A wafer cassette 4 is mounted adjacent to the transfer unit 3. The transfer unit 3 is configured so that two wafer cassettes 4 can be detachably attached. A plurality of semiconductor wafers 1 are stored in the wafer cassette 4 at a predetermined pitch in the vertical direction. The transfer unit 3 is provided with a wafer transfer robot 5. The wafer transfer robot 5 takes out the uninspected semiconductor wafer 1 stored in the wafer cassette 4 and passes it to the inspection unit 2, receives the inspected semiconductor wafer 1 from the inspection unit 2, and stores it in the wafer cassette 4.

ウェハ搬送ロボット５は、半導体ウェハ１を吸着保持する３つの連結アーム（多関節アーム５１〜５３）を有する多関節型のロボットである。このウェハ搬送ロボット５は、第１の実施形態における搬送機構５０に相当する。ハンド５４は、多関節アーム５１〜５３の先端側に連結される。複数の吸着孔５４ａがハンド５４に設けられている。ハンド５４は半導体ウェハ１を吸着保持する。ハンド５４は、多関節アーム５１〜５３の伸縮動作によって、前進および後退する。多関節アーム５１〜５３の根元側は、回転軸５５に対して軸方向を中心に矢印Ａ方向に回転可能である。また、搬送部３は、ウェハカセット４との間で半導体ウェハ１の受け渡しを行う位置、および検査部２との間で半導体ウェハ１の受け渡しを行う位置の間でウェハ搬送ロボット５を一方向（矢印Ｂ方向）に往復運動させるシフト機構５６を備えている。 The wafer transfer robot 5 is an articulated robot having three connecting arms (articulated arms 51 to 53) that hold the semiconductor wafer 1 by suction. The wafer transfer robot 5 corresponds to the transfer mechanism 50 in the first embodiment. The hand 54 is connected to the distal end side of the articulated arms 51 to 53. A plurality of suction holes 54 a are provided in the hand 54. The hand 54 holds the semiconductor wafer 1 by suction. The hand 54 moves forward and backward by the expansion and contraction of the articulated arms 51 to 53. The base side of the multi-joint arms 51 to 53 can rotate in the direction of arrow A around the axial direction with respect to the rotation shaft 55. The transfer unit 3 moves the wafer transfer robot 5 in one direction between a position where the semiconductor wafer 1 is transferred to and from the wafer cassette 4 and a position where the semiconductor wafer 1 is transferred to the inspection unit 2 ( A shift mechanism 56 that reciprocates in the direction of arrow B) is provided.

検査部２のベース上にはウェハ搬送装置６および概略のアライメントを行うプリアライメント装置として、先に説明した実施形態のアライメント装置７が設けられている。ウェハ搬送装置６には、回転軸を中心に３本の搬送アーム６ａ，６ｂ，６ｃが等角度（例えば１２０度）毎に設けられている。各搬送アーム６ａ〜６ｃの先端には、それぞれＬ字状に形成されたハンド（載置部）が設けられており、複数の吸着孔（ウェハチャック）が形成されている。各吸着孔は吸引ポンプ等の吸引装置に連結されている。搬送アーム６ａ〜６ｃの先端に半導体ウェハ１が載置された状態で吸引装置を動作させた際には、吸引装置の吸引力によって、半導体ウェハ１が搬送アーム６ａ〜６ｃの先端に吸着保持される。 On the base of the inspection unit 2, the wafer transfer device 6 and the alignment device 7 according to the above-described embodiment are provided as a pre-alignment device that performs rough alignment. The wafer transfer device 6 is provided with three transfer arms 6a, 6b, and 6c at equal angles (for example, 120 degrees) around the rotation axis. At the tip of each transfer arm 6a to 6c, an L-shaped hand (mounting portion) is provided, and a plurality of suction holes (wafer chucks) are formed. Each suction hole is connected to a suction device such as a suction pump. When the suction device is operated with the semiconductor wafer 1 placed on the tips of the transfer arms 6a to 6c, the semiconductor wafer 1 is attracted and held on the tips of the transfer arms 6a to 6c by the suction force of the suction device. The

ウェハ搬送装置６が回転軸を中心に例えば図面上左回りに回転すると、各搬送アーム６ａ，６ｂ，６ｃはそれぞれウェハ受け渡し位置Ｐ１、マクロ検査位置Ｐ２、ウェハ受け渡し位置Ｐ３のいずれかに位置するようになっている。また、ウェハ搬送装置６は、各搬送アーム６ａ〜６ｃが一体的に昇降可能となっている。 When the wafer transfer device 6 rotates around the rotation axis, for example, counterclockwise in the drawing, each transfer arm 6a, 6b, 6c is positioned at any one of the wafer transfer position P1, the macro inspection position P2, and the wafer transfer position P3. It has become. In the wafer transfer device 6, the transfer arms 6a to 6c can be moved up and down integrally.

ウェハ受け渡し位置Ｐ１は、ウェハ搬送ロボット５とウェハ搬送装置６との間で半導体ウェハ１の受け渡しが行われる位置である。マクロ検査位置Ｐ２は、半導体ウェハ１に対するマクロ検査が行われる位置である。ウェハ受け渡し位置Ｐ３は、各搬送アーム６ａ〜６ｃのうちいずれか１つの搬送アームとＸＹθステージ１４上のミクロウェハ保持部１３との間で半導体ウェハ１の受け渡しが行われる位置である。ウェハ受け渡し位置Ｐ１の中心位置は、ウェハ搬送ロボット５の搬送ストローク範囲内になるように形成されている。 The wafer transfer position P1 is a position where the semiconductor wafer 1 is transferred between the wafer transfer robot 5 and the wafer transfer device 6. The macro inspection position P2 is a position where a macro inspection is performed on the semiconductor wafer 1. The wafer transfer position P3 is a position where the semiconductor wafer 1 is transferred between any one of the transfer arms 6a to 6c and the microwafer holding unit 13 on the XYθ stage 14. The center position of the wafer delivery position P 1 is formed so as to be within the transfer stroke range of the wafer transfer robot 5.

アライメント装置７はウェハ受け渡し位置Ｐ１に配置されている。アライメント装置７は、ウェハ中心に対して１２０°の角度で配置された２組のセンサ（投光部と受光部）を有している。このアライメント装置７は、半導体ウェハ１の中心ずれを補正するために、ウェハ搬送ロボット５が半導体ウェハ１をウェハカセット４から取り出して、検査部２のウェハ受け渡し位置Ｐ１に受け渡す動作中に、予め設定されたアライメント位置で停止した際に、半導体ウェハ１の中心位置のずれ量を検出する。このとき第１の実施形態の数式を計算するにあたり、４５°の代わりに６０°を用いる。このずれ量を補正するように、半導体ウェハ１の中心位置を新たな基準点としてウェハ搬送ロボット５のハンド５４が移動し、半導体ウェハ１の中心位置が補正された状態で、ウェハ搬送装置６と半導体ウェハ１の受け渡しが行われる。なお、２つのセンサは、ウェハ搬送ロボット５がウェハ受け渡し位置Ｐ１で半導体ウェハ１を受け渡す際と、３本の搬送アーム６ａ〜６ｃが回転移動する際に干渉しない位置に設けられている。また、投光部と受光部をつなぐ支柱部分を、干渉しないよう十分遠くに配置してもよい。 The alignment device 7 is arranged at the wafer delivery position P1. The alignment apparatus 7 has two sets of sensors (light projecting part and light receiving part) arranged at an angle of 120 ° with respect to the wafer center. This alignment apparatus 7 is used in advance during an operation in which the wafer transfer robot 5 takes out the semiconductor wafer 1 from the wafer cassette 4 and transfers it to the wafer transfer position P1 of the inspection unit 2 in order to correct the center deviation of the semiconductor wafer 1. When stopping at the set alignment position, the shift amount of the center position of the semiconductor wafer 1 is detected. At this time, 60 ° is used instead of 45 ° in calculating the mathematical formula of the first embodiment. In order to correct the deviation, the hand 54 of the wafer transfer robot 5 moves with the center position of the semiconductor wafer 1 as a new reference point and the center position of the semiconductor wafer 1 is corrected. Delivery of the semiconductor wafer 1 is performed. The two sensors are provided at positions that do not interfere when the wafer transfer robot 5 transfers the semiconductor wafer 1 at the wafer transfer position P1 and when the three transfer arms 6a to 6c rotate. Further, the column portion connecting the light projecting unit and the light receiving unit may be disposed sufficiently far away so as not to interfere.

検査部２のベース上にはマクロ検査部９およびミクロ検査部１０も設けられている。マクロ検査部９のマクロ検査位置Ｐ２には、検査員８の目視により半導体ウェハ１の表面（裏面を含む）を検査するためのマクロ検査用揺動機構９ａが設けられている。マクロ検査用揺動機構９ａによって、半導体ウェハ１は揺動可能に保持される。マクロ検査においては、半導体ウェハ１を照明して、その散乱光を観察する目視によって、半導体ウェハ１上の膜ムラや大きな欠陥部分等が検出される。 On the base of the inspection unit 2, a macro inspection unit 9 and a micro inspection unit 10 are also provided. A macro inspection swing mechanism 9 a for inspecting the front surface (including the back surface) of the semiconductor wafer 1 by visual inspection by the inspector 8 is provided at the macro inspection position P 2 of the macro inspection unit 9. The semiconductor wafer 1 is swingably held by the macro inspection swing mechanism 9a. In the macro inspection, the film unevenness on the semiconductor wafer 1 or a large defect portion or the like is detected by visual observation of illuminating the semiconductor wafer 1 and observing the scattered light.

ミクロ検査部１０はアライメント用センサ１１、顕微鏡１２、ミクロウェハ保持部１３、ＸＹθステージ１４、および周縁側面部観察ユニット１５を備えている。アライメント用センサ１１は、高精度にアライメントを行うためのものであり、例えばＣＣＤカメラで構成されており、ウェハ搬送装置６によって半導体ウェハ１がウェハ受け渡し位置Ｐ３に移動し、ミクロウェハ保持部１３に渡された後、アライメント基準位置に対する半導体ウェハ１の中心ずれおよび角度ずれを補正するために、半導体ウェハ１の周縁端面部を検出するものである。 The micro inspection unit 10 includes an alignment sensor 11, a microscope 12, a micro wafer holding unit 13, an XYθ stage 14, and a peripheral side surface part observation unit 15. The alignment sensor 11 is for performing alignment with high accuracy, and is composed of, for example, a CCD camera. The semiconductor wafer 1 is moved to the wafer transfer position P3 by the wafer transfer device 6 and transferred to the microwafer holder 13. Then, in order to correct the center deviation and the angle deviation of the semiconductor wafer 1 with respect to the alignment reference position, the peripheral edge surface portion of the semiconductor wafer 1 is detected.

顕微鏡１２は半導体ウェハ１の像を拡大する。ミクロウェハ保持部１３はＸＹθステージ１４と一体的に構成されており、半導体ウェハ１を保持して回転させる回転機構と、顕微鏡１２での観察における焦点合わせのための昇降機構とを有している。ＸＹθステージ１４はウェハ受け渡し位置Ｐ１と顕微鏡１２の所定の観察位置との間でウェハ保持部３３を移動させるため、ＸＹ平面内で移動可能である。周縁側面部観察ユニット１５は、半導体ウェハ１の周縁側面部を観察するためのＣＣＤカメラ等を備えている。 The microscope 12 enlarges the image of the semiconductor wafer 1. The microwafer holding unit 13 is configured integrally with the XYθ stage 14 and has a rotating mechanism for holding and rotating the semiconductor wafer 1 and a lifting mechanism for focusing in observation with the microscope 12. The XYθ stage 14 is movable in the XY plane in order to move the wafer holding unit 33 between the wafer delivery position P1 and a predetermined observation position of the microscope 12. The peripheral side surface portion observation unit 15 includes a CCD camera or the like for observing the peripheral side surface portion of the semiconductor wafer 1.

ウェハ受け渡し位置Ｐ３に移動した搬送アーム６ａ、６ｂ、または６ｃ上に保持されている半導体ウェハ１は、ミクロウェハ保持部１３によって受け取られ、この際にアライメント用センサ１１によって位置ずれが検出される。この位置ずれは、中心ずれおよび角度ずれとして算出される。この算出結果に基づいて、ＸＹθステージ１４がＸ軸およびＹ軸方向に移動制御され、ミクロウェハ保持部１３がθ方向に回転制御される。 The semiconductor wafer 1 held on the transfer arms 6a, 6b, or 6c moved to the wafer delivery position P3 is received by the microwafer holding unit 13, and the positional deviation is detected by the alignment sensor 11 at this time. This positional deviation is calculated as a center deviation and an angular deviation. Based on this calculation result, the movement of the XYθ stage 14 is controlled in the X-axis and Y-axis directions, and the rotation of the microwafer holding unit 13 is controlled in the θ direction.

ミクロ検査部１０においては、顕微鏡１２で拡大された半導体ウェハ１の像をＣＣＤカメラ等によって撮像したり、接眼レンズ１６を通して観察したりできるようになっている。また、周縁側面部観察ユニット１５によって、半導体ウェハ１の周縁端面部を撮像して観察できるようにもなっている。 In the micro inspection unit 10, an image of the semiconductor wafer 1 magnified by the microscope 12 can be taken with a CCD camera or the like, or can be observed through the eyepiece 16. Further, the peripheral side surface portion observation unit 15 can image and observe the peripheral edge surface portion of the semiconductor wafer 1.

検査部２の前面には、ウェハ搬送ロボット５およびウェハ搬送装置６の動作や、検査部２でのマクロ検査およびミクロ検査等の各種操作を検査員８が行うための操作部１７が設けられている。この操作部１７の左側には、ミクロ検査において、顕微鏡１２を通して撮像された半導体ウェハ１の拡大画像等を映し出すモニタ１８が設けられている。 On the front surface of the inspection unit 2, an operation unit 17 is provided for the inspector 8 to perform various operations such as operations of the wafer transfer robot 5 and the wafer transfer device 6, macro inspection and micro inspection in the inspection unit 2. Yes. On the left side of the operation unit 17, a monitor 18 that displays an enlarged image of the semiconductor wafer 1 taken through the microscope 12 in the micro inspection is provided.

次に、本実施形態による外観検査装置の動作を説明する。ウェハ搬送ロボット５は多関節アーム５１〜５３およびハンド５４を図７の矢印Ｃ方向に伸ばして、ウェハカセット４内に収納されている半導体ウェハ１を吸着保持し、多関節アーム５１〜５３およびハンド５４を縮めながら、ウェハ受け渡し位置Ｐ１に移動して停止する。続いて、ウェハ搬送ロボット５は多関節アーム５１〜５３およびハンド５４を矢印Ｄ方向に伸ばし、吸着保持している半導体ウェハ１を搬送アーム６ａの上方に移動する。アライメント装置７は、第１の実施形態で説明したように、半導体ウェハ１の中心位置を検出する。検出された中心位置が所定の基準位置に一致するように、ウェハ搬送ロボット５のハンド５４が移動し、半導体ウェハ１の中心位置が補正される。 Next, the operation of the visual inspection apparatus according to the present embodiment will be described. The wafer transfer robot 5 extends the articulated arms 51 to 53 and the hand 54 in the direction of arrow C in FIG. 7 to suck and hold the semiconductor wafer 1 housed in the wafer cassette 4. While contracting 54, it moves to the wafer delivery position P1 and stops. Subsequently, the wafer transfer robot 5 extends the articulated arms 51 to 53 and the hand 54 in the direction of arrow D, and moves the semiconductor wafer 1 held by suction to above the transfer arm 6a. The alignment apparatus 7 detects the center position of the semiconductor wafer 1 as described in the first embodiment. The hand 54 of the wafer transfer robot 5 moves so that the detected center position coincides with a predetermined reference position, and the center position of the semiconductor wafer 1 is corrected.

続いて、ウェハ搬送装置６（搬送アーム６ａ，６ｂ，６ｃのいずれかでよい）は半導体ウェハ１をウェハ搬送ロボット５から受け取り、回転して、半導体ウェハ１をウェハ受け渡し位置Ｐ１からマクロ検査位置Ｐ２まで搬送する。半導体ウェハ１はウェハ搬送装置６からマクロ検査用揺動機構９ａに渡され、検査員８が半導体ウェハ１を揺動しながら目視するマクロ検査が行われる。マクロ検査の終了後、ウェハ搬送装置６はマクロ検査用揺動機構９ａから半導体ウェハ１を受け取り、回転して、半導体ウェハ１をウェハ受け渡し位置Ｐ３まで移動する。搬送アーム６ａ〜６ｃが下降し、半導体ウェハ１はミクロウェハ保持部１３上に載置される。 Subsequently, the wafer transfer device 6 (which may be any of the transfer arms 6a, 6b, and 6c) receives the semiconductor wafer 1 from the wafer transfer robot 5, rotates, and rotates the semiconductor wafer 1 from the wafer transfer position P1 to the macro inspection position P2. Transport to. The semiconductor wafer 1 is transferred from the wafer transfer device 6 to the macro inspection swing mechanism 9a, and a macro inspection is performed in which the inspector 8 visually observes the semiconductor wafer 1 while swinging. After completion of the macro inspection, the wafer transfer device 6 receives the semiconductor wafer 1 from the macro inspection swing mechanism 9a, rotates, and moves the semiconductor wafer 1 to the wafer delivery position P3. The transfer arms 6 a to 6 c are lowered, and the semiconductor wafer 1 is placed on the microwafer holding unit 13.

ミクロ検査部１０において、アライメント用センサ１１は半導体ウェハ１の周縁端面部を検出する。この検出結果に基づいて半導体ウェハ１の位置ずれ量（アライメント補正量）が算出され、その位置ずれ量に応じてＸＹθステージ１４がＸＹ平面内で移動すると共に、ミクロウェハ保持部１３が回転する。これによって半導体ウェハ１がアライメントされる。アライメント後、半導体ウェハ１の周縁部が観察位置に来るようにＸＹθステージ１４が移動する。 In the micro inspection unit 10, the alignment sensor 11 detects the peripheral edge surface portion of the semiconductor wafer 1. Based on the detection result, the amount of misalignment (alignment correction amount) of the semiconductor wafer 1 is calculated. The XYθ stage 14 moves in the XY plane according to the amount of misalignment, and the microwafer holding unit 13 rotates. Thereby, the semiconductor wafer 1 is aligned. After alignment, the XYθ stage 14 moves so that the peripheral edge of the semiconductor wafer 1 is at the observation position.

検査員８が操作部１７を介して入力する指示に基づいて、半導体ウェハ１が回転しながら、その像が顕微鏡１２で拡大され、周縁部の上面像がＣＣＤカメラ等によって撮像されてモニタ１８に表示される。あるいは、周縁部の上面像が、接眼レンズ１６を通して観察される。さらに、半導体ウェハ１の周縁側面部が周縁側面部観察ユニット１５の観察位置に来るようにＸＹθステージ１４が移動する。半導体ウェハ１が回転しながら、その周縁側面部の像がＣＣＤカメラ等によって撮像されてモニタ１８に表示される。上記のようにして、ミクロ検査が行われる。 Based on an instruction input by the inspector 8 via the operation unit 17, the image of the semiconductor wafer 1 is rotated while the image is magnified by the microscope 12, and a top image of the peripheral portion is captured by a CCD camera or the like and is displayed on the monitor 18. Is displayed. Alternatively, a top image of the peripheral edge is observed through the eyepiece lens 16. Further, the XYθ stage 14 moves so that the peripheral side surface portion of the semiconductor wafer 1 comes to the observation position of the peripheral side surface portion observation unit 15. While the semiconductor wafer 1 is rotating, an image of the peripheral side surface is captured by a CCD camera or the like and displayed on the monitor 18. A micro inspection is performed as described above.

ミクロ検査が終了すると、ミクロウェハ保持部１３がウェハ受け渡し位置Ｐ３に来るようにＸＹθステージ１４が移動する。搬送アーム６ａ〜６ｃが上昇し、半導体ウェハ１はウェハ搬送装置６に渡される。ウェハ搬送装置６が回転し、半導体ウェハ１がウェハ受け渡し位置Ｐ１に移動する。半導体ウェハ１はウェハ搬送ロボット５に渡され、ウェハ搬送ロボット５によってウェハカセット４の所望の位置に収納される。以後、上記と同様にウェハカセット４内に収納されている未検査の半導体ウェハ１が順次運び出され、マクロ検査およびミクロ検査が行われて、ウェハカセット４内に収納される。 When the micro inspection is completed, the XYθ stage 14 is moved so that the micro wafer holding unit 13 comes to the wafer delivery position P3. The transfer arms 6 a to 6 c are raised, and the semiconductor wafer 1 is transferred to the wafer transfer device 6. The wafer transfer device 6 rotates and the semiconductor wafer 1 moves to the wafer delivery position P1. The semiconductor wafer 1 is transferred to the wafer transfer robot 5 and stored in a desired position of the wafer cassette 4 by the wafer transfer robot 5. Thereafter, the uninspected semiconductor wafers 1 accommodated in the wafer cassette 4 are sequentially carried out in the same manner as described above, subjected to macro inspection and micro inspection, and stored in the wafer cassette 4.

上述した本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができるアライメント装置を備えた、半導体ウェハ１の外観を検査するための外観検査装置を実現することができる。 According to this embodiment described above, it is possible to realize an appearance inspection apparatus for inspecting the appearance of the semiconductor wafer 1 that includes the alignment apparatus that can obtain the same effects as those of the first embodiment.

以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and includes design changes and the like without departing from the gist of the present invention. .

本発明の第１の実施形態によるアライメント装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the alignment apparatus by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態によるアライメント装置の概略側面図である。1 is a schematic side view of an alignment apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態によるアライメント装置の概略平面図である。1 is a schematic plan view of an alignment apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態によるアライメント装置が備える投光部および受光部の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the light projection part with which the alignment apparatus by the 1st Embodiment of this invention is equipped, and a light-receiving part. 本発明の第１の実施形態におけるアライメント方法を説明するための参考図である。It is a reference diagram for explaining an alignment method in the first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態におけるアライメント方法を説明するための参考図である。It is a reference diagram for explaining an alignment method in the first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態におけるアライメント方法を説明するための参考図である。It is a reference diagram for explaining an alignment method in the first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態におけるアライメント方法を説明するための参考図である。It is a reference diagram for explaining an alignment method in the first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態におけるアライメント前の半導体ウェハの位置補正を説明するための参考図である。It is a reference figure for explaining position correction of a semiconductor wafer before alignment in a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第２の実施形態による外観検査装置の平面図である。It is a top view of the external appearance inspection apparatus by the 2nd Embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１・・・半導体ウェハ、２・・・検査部、３・・・搬送部、４・・・ウェハカセット、５・・・搬送ロボット、６・・・ウェハ搬送装置、６ａ，６ｂ，６ｃ・・・搬送アーム、７・・・アライメント装置、９・・・マクロ検査部、９ａ・・・マクロ検査用揺動機構、１０・・・ミクロ検査部、１１・・・アライメント用センサ、１２・・・顕微鏡、１３・・・ミクロウェハ保持部、１４・・・ＸＹθステージ、１５・・・周縁側面部観察ユニット、１６・・・接眼レンズ、１７・・・操作部、１８・・・モニタ、２２，２２ａ，２２ｂ・・・投光部、２３，２３ａ，２３ｂ・・・受光部、２４ａ，２４ｂ・・・支持部材、２６・・・赤外発光ＬＥＤ、２７・・・コリメートレンズ、２８・・・赤外通過フィルタ、２９・・・スリット板、２９ａ・・・スリット、３０・・・結像レンズ、３１・・・ピンホール、３２・・・フォトダイオード、４１・・・アライメント制御部、４２・・・記憶部、４３・・・搬送機構制御部、５０・・・搬送機構、５１，５２，５３・・・多関節アーム、５４・・・ハンド、５４ａ・・・吸着孔、５５・・・回転軸、５６・・・シフト機構

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor wafer, 2 ... Inspection part, 3 ... Transfer part, 4 ... Wafer cassette, 5 ... Transfer robot, 6 ... Wafer transfer apparatus, 6a, 6b, 6c ... -Transfer arm, 7 ... Alignment device, 9 ... Macro inspection unit, 9a ... Macro inspection swing mechanism, 10 ... Micro inspection unit, 11 ... Alignment sensor, 12 ... Microscope, 13 ... micro wafer holding unit, 14 ... XYθ stage, 15 ... peripheral side surface observation unit, 16 ... eyepiece, 17 ... operating unit, 18 ... monitor, 22, 22a , 22b ... light projecting unit, 23, 23a, 23b ... light receiving unit, 24a, 24b ... support member, 26 ... infrared light emitting LED, 27 ... collimating lens, 28 ... red Outer filter, 29... Slit plate, 29 ... Slit, 30 ... imaging lens, 31 ... pinhole, 32 ... photodiode, 41 ... alignment control unit, 42 ... storage unit, 43 ... conveyance mechanism control unit , 50 ... transport mechanism, 51, 52, 53 ... articulated arm, 54 ... hand, 54a ... suction hole, 55 ... rotating shaft, 56 ... shift mechanism

Claims

There are two sets of light projecting means for irradiating light to the peripheral edge of the substrate and detection means for detecting light emitted from the light projecting means,
Storage means for storing correspondence information in which a result of detection by the detection means is associated with a deviation amount of the center position of the substrate from a reference point;
Calculating means for calculating a center position of the substrate using the correspondence information;
An alignment apparatus comprising:

The calculation means calculates the position of two points on the peripheral edge of the substrate using the correspondence information, calculates the center position of a circle passing through the calculated two points, and sets the calculated center position of the circle as the center of the substrate The alignment apparatus according to claim 1, wherein the alignment apparatus is a position.

The alignment apparatus according to claim 1, further comprising a moving unit that moves the substrate and corrects a center position of the substrate calculated by the calculating unit.

4. The angle formed by the lines connecting the two sets of optical axes of the light projecting means and the detecting means and the reference point can be arbitrarily set. An alignment apparatus according to any one of the items.

When the substrate does not exist in an area irradiated with light from at least one of the two light projecting means, the substrate is applied to each area irradiated with light from the two light projecting means. 5. The alignment apparatus according to claim 1, further comprising a control unit that controls the moving unit that moves the substrate such that the substrate exists.

An appearance inspection apparatus for inspecting the appearance of the substrate, comprising the alignment apparatus according to claim 1.