JP2007157968A - Angle regulator for semiconductor wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体露光装置における半導体ウエハの角度調整をおこなう半導体ウエハ角度調整装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor wafer angle adjusting device for adjusting the angle of a semiconductor wafer in a semiconductor exposure apparatus.
半導体ウエハの角度調整を行う場合、半導体ウエハ外周の切り欠きをもって角度調整を行っている。具体的には、半導体ウエハをステージ上に設置し、切り欠きを検知して角度ズレを計測し、角度ズレを調整するのに必要なだけステージを回転させるようにしている。
ここで、一般的に半導体ウエハの切り欠きを検知する方法として以下が知られている。
・ 半導体ウエハ外周の一部を撮像できるように撮像装置を設置し、所定の速度で回転させながら連続的に外周の一部を撮像し、撮像した画像を処理して切り欠きを検知する方法(例えば、特許文献1参照)。
・ 撮像装置によって半導体ウエハ全体を撮像する方法(例えば、特許文献2参照)。
図4は、従来技術を示す半導体ウエハ角度調整装置の構成図であり、上記2の方法の構成を示した図である。
図4において、1は撮像装置、4は半導体ウエハ、5はステージ、6は制御装置、7は光源、8は光源用ミラーである。
以下、図4を用いて従来技術による半導体ウエハ角度調整装置の動作について説明する。
従来の撮像装置1では、光源用ミラー8に反射した光源7の光を用いて、撮像装置1で半導体ウエハ4全体を撮像し、その画像を制御装置6で処理し、ステージ5で調整を行う。
このように、従来の半導体ウエハ角度調整装置は、外周の一部を連続的に撮像する、あるいは、半導体ウエハ全体を撮像することで切り欠きを検知するものである。
Here, the following methods are generally known as methods for detecting notches in a semiconductor wafer.
A method of installing an imaging device so that a part of the outer periphery of the semiconductor wafer can be imaged, continuously imaging a part of the outer periphery while rotating at a predetermined speed, and processing the captured image to detect notches ( For example, see Patent Document 1).
A method for imaging the entire semiconductor wafer with an imaging device (for example, see Patent Document 2)
FIG. 4 is a configuration diagram of a semiconductor wafer angle adjusting apparatus showing the prior art, and is a diagram showing a configuration of the above-described two methods.
In FIG. 4, 1 is an imaging device, 4 is a semiconductor wafer, 5 is a stage, 6 is a control device, 7 is a light source, and 8 is a light source mirror.
Hereinafter, the operation of the conventional semiconductor wafer angle adjusting apparatus will be described with reference to FIG.
In the
As described above, the conventional semiconductor wafer angle adjusting device detects a notch by continuously imaging a part of the outer periphery or by imaging the entire semiconductor wafer.
しかしながら、従来の半導体ウエハ角度調整装置において、特許文献1に記載の方法は、半導体ウエハの角度調整前にも、半導体ウエハの切り欠きを検知するために、テーブルを回転させる必要があり処理時間が多くかかるという問題がある。
また、特許文献2に記載の方法は、半導体ウエハ全体を撮像して切り欠きを観測するため、撮像装置における撮像素子の解像度の制約から、半導体ウエハ外周の一部を直線的に切り欠いてなるオリエンテーションフラット等の比較的大きな切り欠きの半導体ウエハには適用できるが、半導体ウエハ外周の一部を楔型に切り欠いてなるノッチ等の比較的小さな切り欠きの半導体ウエハには適用できない、あるいは、必要な精度が得られないという問題がある。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、半導体ウエハ外周のみを一度に撮像することで切り欠きを検知し、高速かつ高精度に半導体ウエハの角度調整をすることができる半導体ウエハ角度調整装置を提供することを目的とする。
However, in the conventional semiconductor wafer angle adjusting apparatus, the method described in
Further, the method described in Patent Document 2 images the entire semiconductor wafer and observes the cutout, and therefore, a part of the outer periphery of the semiconductor wafer is cut out linearly due to the resolution limitation of the image pickup device in the image pickup apparatus. Applicable to semiconductor wafers with relatively large notches such as orientation flats, but not applicable to semiconductor wafers with relatively small notches such as notches formed by cutting a part of the outer periphery of the semiconductor wafer into a wedge shape, or There is a problem that the required accuracy cannot be obtained.
The present invention has been made in view of such problems, and a semiconductor capable of detecting notches by imaging only the outer periphery of a semiconductor wafer at a time and adjusting the angle of the semiconductor wafer at high speed and with high accuracy. An object of the present invention is to provide a wafer angle adjusting device.
上記問題を解決するため、請求項1に記載の発明は、円板状の半導体ウエハを載置して回転するステージと、光源および光源用ミラーから成り前記半導体ウエハに光を照射する照射部と、前記半導体ウエハを前記ステージの回転軸上から光学的に撮像する撮像装置と、前記撮像装置から得られた画像を処理して前記ステージを駆動する制御装置と、を備え、前記半導体ウエハの外周を切り欠いてなる部分を検出して、その円周方向角度を調整する半導体ウエハ角度調整装置において、前記撮像装置の光軸と同心をなすように設けられ、入射した光を前記撮像装置に反射する円錐状ミラーと、前記撮像装置の光軸と同心をなすように設けられ、入射した前記照射部からの光を前記円錐状ミラーに環状に反射するすり鉢状ミラーと、を備え、前記撮像装置は、前記半導体ウエハの外周を一度で撮像することを特徴とするものである。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の半導体ウエハ角度調整装置において、前記制御装置は、前記撮像装置から取得した画像データに基づいて前記半導体ウエハと背景とのエッジを検出し、検出した前記エッジの各点と中心との距離データを算出し、前記距離データから最も距離の短い点である最短距離点データを探索し、前記最短距離点データに基づいて角度調整の目標とする方向と、前記半導体ウエハの前記外周を切り欠いてなる部分と前記半導体ウエハの中心を結んだ方向とが成す角度を求めるものであることを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor wafer angle adjusting device according to the first aspect, the control device detects an edge between the semiconductor wafer and a background based on image data acquired from the imaging device. And calculating distance data between each detected point of the edge and the center, searching for the shortest distance point data that is the shortest distance point from the distance data, and angle adjustment targets based on the shortest distance point data And an angle formed by a portion formed by cutting out the outer periphery of the semiconductor wafer and a direction connecting the center of the semiconductor wafer.
請求項1に記載の発明によると、半導体ウエハ外周のみを一度に撮像することができ、半導体ウエハ全体を撮像する場合に比べてより高精度な半導体ウエハ外周の画像を高速に得ることができる。
また、請求項2に記載の発明によると、半導体ウエハ外周を切り欠いてなるノッチ等の比較的小さな切り欠きの位置を検知することができ、検知したノッチの位置からウエハの角度ズレを算出することができる。
According to the first aspect of the present invention, only the outer periphery of the semiconductor wafer can be imaged at a time, and a more accurate image of the outer periphery of the semiconductor wafer can be obtained at a higher speed than in the case of imaging the entire semiconductor wafer.
According to the second aspect of the present invention, the position of a relatively small notch such as a notch formed by notching the outer periphery of the semiconductor wafer can be detected, and the angle deviation of the wafer is calculated from the detected notch position. be able to.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明を示す半導体ウエハ角度調整装置の構成図である。
図1において、1は光学的な撮像装置、すなわちカメラ、2は円錐状ミラー、3はすり鉢状ミラー、4は半導体ウエハ、5はステージ、6は制御装置、7は光源、8は光源用ミラーである。
本発明が従来技術である図4と異なる点は、本発明の半導体ウエハ角度調整装置は円錐状ミラー2とすり鉢状ミラー3を撮像装置1の光軸と同心をなすように備えている点であり、半導体ウエハ4の全体ではなく半導体ウエハ4の外周のみを撮像できるようにしている点である。
以下、図1を用いて本発明の半導体ウエハ角度調整装置の構成について詳細を説明する。
ステージ5は半導体ウエハ4を、例えば真空吸着によって保持し、回転させることができる機構となっている。また、半導体ウエハ4を照射する照射部は光源7および光源用ミラー8から成っている。また、撮像装置1、円錐状ミラー2、すり鉢状ミラー3、半導体ウエハ4、およびステージ5の各中心軸が一致するように設置する構造となっている。さらに、円錐状ミラー2とすり鉢状ミラー3の配置はその高さが一致し、半導体ウエハ4の外周付近を通る光源用ミラー8による反射光は、すり鉢状ミラー3の反射面で水平方向に反射され中心に向かい、円錐状ミラー2の反射面で撮像装置1方向に環状に反射される構造となっている。
また、撮像装置1に入射した光は画像データとして制御装置6に伝送され、制御装置6は、半導体ウエハ4の角度ズレを算出し、ステージ5に対して角度ズレを調整するための回転を行わせることができる構造となっている。
FIG. 1 is a configuration diagram of a semiconductor wafer angle adjusting device showing the present invention.
In FIG. 1, 1 is an optical imaging device, that is, a camera, 2 is a conical mirror, 3 is a mortar mirror, 4 is a semiconductor wafer, 5 is a stage, 6 is a control device, 7 is a light source, and 8 is a light source mirror. It is.
The present invention is different from the prior art of FIG. 4 in that the semiconductor wafer angle adjusting device of the present invention is provided with a conical mirror 2 and a mortar-shaped mirror 3 so as to be concentric with the optical axis of the
Hereinafter, the configuration of the semiconductor wafer angle adjusting device of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
The
Further, the light incident on the
図2は、本発明の半導体ウエハ角度調整装置により得られる半導体ウエハ4の撮像図である。図2において、11は半導体ウエハ4の外周の一部を楔型に切り欠いてなるノッチ、12は撮像装置1の画素である。
以下、図2を用いて、本発明の半導体ウエハ角度調整装置により得られる半導体ウエハ4の撮像図について説明する。撮像図は基本的には上から下に見下ろすのと同じで、違いは物体、すなわち半導体ウエハの中心部が撮像されなくなる点である。なお、図2では中心部分の画像の様子については省略している。
半導体ウエハ4の外周を切り欠いてなるノッチ11の先端は、半導体ウエハ4の外周の中で撮像中心から最も近くに撮像される。撮像中心を原点Oとし、撮像装置1の画素12のうち撮像中心から最も近くに撮像された画素の座標を(x、y)とし、該画素と原点との距離をrとし、角度調整の目標とする方向をy軸とすると、ノッチ11の先端・原点O・y軸とのなす角度θは、次式で求まる。
θ=cos−1(y/r) (1)
FIG. 2 is an imaging view of the semiconductor wafer 4 obtained by the semiconductor wafer angle adjusting device of the present invention. In FIG. 2,
Hereinafter, an imaging diagram of the semiconductor wafer 4 obtained by the semiconductor wafer angle adjusting device of the present invention will be described with reference to FIG. The captured image is basically the same as looking down from the top, and the difference is that the object, that is, the center of the semiconductor wafer is not imaged. In FIG. 2, the state of the image of the central portion is omitted.
The tip of the
θ = cos −1 (y / r) (1)
図3は、本発明の半導体ウエハ角度調整装置の制御装置6において半導体ウエハ4の撮像図からズレ角を算出するための流れ図である。
以下、図3を用いて、本発明の半導体ウエハ角度調整装置の制御装置6において半導体ウエハ4の撮像図からズレ角を算出する手順についてステップを追って説明する。
先ず、ステップST21では、半導体ウエハ4の撮像図は半導体ウエハ4が暗部でそれ以外が明部となる2値画像であるから、これをエッジ抽出処理にて、外周のみを明部とする。次に、ステップST22では、得られた画像の明部各点に対し、距離算出処理により原点Oとの距離を算出する。次に、ステップST23では、得られた距離群から最近傍探索処理により、最も距離の短い画素12を探索する。最後に、ステップST24では、発見した画素12から(1)式を用いて角度θ、すなわちズレ角を算出する。
FIG. 3 is a flowchart for calculating the deviation angle from the imaged image of the semiconductor wafer 4 in the
Hereinafter, the procedure for calculating the misalignment angle from the captured image of the semiconductor wafer 4 in the
First, in step ST21, since the imaging drawing of the semiconductor wafer 4 is a binary image in which the semiconductor wafer 4 is a dark part and the other part is a bright part, only the outer periphery is made a bright part by edge extraction processing. Next, in step ST22, the distance from the origin O is calculated by distance calculation processing for each point of the bright portion of the obtained image. Next, in step ST23, the
以上述べたように、本実施例に係る半導体ウエハ角度調整装置は円錐状ミラー2とすり鉢状ミラー3を備えることにより、半導体ウエハ4の全体ではなく半導体ウエハ4の外周のみを撮像できる。このように、半導体ウエハ4の外周のみを撮像することにより、切り欠きを検知するための画像の分解能を向上させることができ、半導体ウエハ4の外周の高精度な画像が得られる。その為、一部を楔型に切り欠いてなるノッチ等の比較的小さな切り欠きをも高速に検知できるのである。また、本発明の半導体ウエハ角度調整装置は、配置が従来技術のものに比べて配置が自由であるので、空間制約が厳しい量産機でも実現性が高い。 As described above, the semiconductor wafer angle adjusting device according to the present embodiment includes the conical mirror 2 and the mortar-shaped mirror 3, so that only the outer periphery of the semiconductor wafer 4 can be imaged, not the entire semiconductor wafer 4. Thus, by imaging only the outer periphery of the semiconductor wafer 4, the resolution of the image for detecting the notch can be improved, and a highly accurate image of the outer periphery of the semiconductor wafer 4 can be obtained. Therefore, a relatively small notch such as a notch that is partially cut into a wedge shape can be detected at high speed. In addition, the semiconductor wafer angle adjusting device of the present invention can be arranged more freely than the conventional one, so that it is highly feasible even in a mass production machine with severe space constraints.
本発明は、半導体ウエハ外周の切り欠きを検知し半導体ウエハの角度調整をおこなう半導体露光装置、特にサイクルタイムの短縮を要求される半導体露光装置に最適である。 The present invention is most suitable for a semiconductor exposure apparatus that detects notches on the outer periphery of a semiconductor wafer and adjusts the angle of the semiconductor wafer, particularly a semiconductor exposure apparatus that requires a reduction in cycle time.
1 撮像装置
2 円錐状ミラー
3 すり鉢状ミラー
4 半導体ウエハ
5 ステージ
6 制御装置
7 光源
8 光源用ミラー
11 ノッチ
12 画素
DESCRIPTION OF
Claims (2)
光源(7)および光源用ミラー(8)から成り前記半導体ウエハ(4)に光を照射する照射部と、
前記半導体ウエハ(4)を前記ステージ(5)の回転軸上から光学的に撮像する撮像装置(1)と、
前記撮像装置(1)から得られた画像を処理して前記ステージ(5)を駆動する制御装置(6)と、を備え、
前記半導体ウエハ(4)の外周を切り欠いてなる部分(11)を検出して、その円周方向角度を調整する半導体ウエハ角度調整装置において、
前記撮像装置(1)の光軸と同心をなすように設けられ、入射した光を前記撮像装置(1)に反射する円錐状ミラー(2)と、
前記撮像装置(1)の光軸と同心をなすように設けられ、入射した前記照射部からの光を前記円錐状ミラー(2)に環状に反射するすり鉢状ミラー(3)と、を備え、
前記撮像装置(1)は、前記半導体ウエハ(4)の外周を一度で撮像することを特徴とする半導体ウエハ角度調整装置。 A stage (5) on which a disk-shaped semiconductor wafer (4) is placed and rotated;
An irradiating unit comprising a light source (7) and a light source mirror (8) for irradiating the semiconductor wafer (4) with light;
An imaging device (1) for optically imaging the semiconductor wafer (4) from the rotational axis of the stage (5);
A control device (6) for processing the image obtained from the imaging device (1) and driving the stage (5),
In the semiconductor wafer angle adjusting device for detecting the portion (11) formed by cutting out the outer periphery of the semiconductor wafer (4) and adjusting the circumferential angle thereof,
A conical mirror (2) provided concentrically with the optical axis of the imaging device (1) and reflecting incident light to the imaging device (1);
A mortar-shaped mirror (3) provided concentrically with the optical axis of the imaging device (1) and reflecting the incident light from the irradiation unit in a ring shape on the conical mirror (2);
The semiconductor wafer angle adjusting device, wherein the image pickup device (1) picks up an image of the outer periphery of the semiconductor wafer (4) at a time.
前記撮像装置(1)から取得した画像データに基づいて前記半導体ウエハ(4)と背景とのエッジを検出し、
検出した前記エッジの各点と中心との距離データを算出し、
前記距離データから最も距離の短い点である最短距離点データを探索し、
前記最短距離点データに基づいて角度調整の目標とする方向と、前記半導体ウエハ(4)の前記外周を切り欠いてなる部分(11)と前記半導体ウエハ(4)の中心を結んだ方向とが成す角度を求めるものであることを特徴とする請求項1に記載の半導体ウエハ角度調整装置。 The control device (6)
Detecting an edge between the semiconductor wafer (4) and a background based on image data acquired from the imaging device (1);
Calculate distance data between each point of the detected edge and the center,
Search the shortest distance point data which is the shortest point from the distance data,
A target direction for angle adjustment based on the shortest distance point data, and a direction connecting the center (11) of the semiconductor wafer (4) with the portion (11) formed by cutting the outer periphery of the semiconductor wafer (4). 2. The semiconductor wafer angle adjusting device according to claim 1, wherein an angle formed is obtained.
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JP2005350245A JP2007157968A (en) | 2005-12-05 | 2005-12-05 | Angle regulator for semiconductor wafer |
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Cited By (1)
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JP2014086579A (en) * | 2012-10-19 | 2014-05-12 | Applied Materials Inc | Reflective member for vacuum chamber |
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2005
- 2005-12-05 JP JP2005350245A patent/JP2007157968A/en not_active Withdrawn
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