JP2988594B2 - Wafer center detection device - Google Patents

Wafer center detection device

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JP2988594B2 JP9126691A JP9126691A JP2988594B2 JP 2988594 B2 JP2988594 B2 JP 2988594B2 JP 9126691 A JP9126691 A JP 9126691A JP 9126691 A JP9126691 A JP 9126691A JP 2988594 B2 JP2988594 B2 JP 2988594B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ウェ−ハの加工や検査
装置に使用するウェ−ハ中心検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer center detecting device used for processing and inspecting a wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】ウェ−ハ表面、表面に形成された電極パ
タ−ンの検査やウェ−ハ処理工程等では、ウェ−ハの中
心位置を正確に求めることが必要とされている。このウ
エ−ハの中心位置を求める従来の方法を大別すると、ス
トッパを使用する接触式のものと、必要精度との関係で
ウェ−ハ外周を円と見做し得ることを利用し、測定光束
等をウエ−ハ外周に投射しウェ−ハ外周の形状を検出す
ることにより中心位置を求める非接触式のものがある。
接触式のものはウェ−ハを損傷する恐れがあるので、近
時においては後者の非接触式の方法が採用されている。
2. Description of the Related Art In the inspection of a wafer surface and an electrode pattern formed on the surface, a wafer processing step, and the like, it is necessary to accurately determine the center position of the wafer. The conventional method of determining the center position of the wafer is roughly classified into a contact type using a stopper and a method in which the outer periphery of the wafer can be regarded as a circle in relation to required accuracy. There is a non-contact type wherein a center position is obtained by projecting a light beam or the like on the outer periphery of the wafer and detecting the shape of the outer periphery of the wafer.
Since the contact type may damage the wafer, the latter non-contact type has recently been adopted.

【0003】非接触式の外周形状の検出には、一般に光
学的な検出手段が使用されている。例えば、測定光源と
測定光が入射する位置に受光素子を配置し、測定光を遮
断する方向にウェ−ハを移動し、移動時間と受光素子の
出力の関係からウェ−ハ外周の形状を検出する装置であ
る。
In order to detect a non-contact type outer peripheral shape, an optical detecting means is generally used. For example, a light receiving element is arranged at a position where the measuring light source and the measuring light are incident, the wafer is moved in a direction in which the measuring light is blocked, and the shape of the outer periphery of the wafer is detected from the relationship between the moving time and the output of the light receiving element. It is a device to do.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、ウェ−ハ外周
には1個ないし数個のオリエンテ−ションフラット(以
下OFという)が形成されているものがあり、円と見做
し得るのはこれを除いた外周部である。したがって、上
記のような非接触式のウェ−ハの中心検出装置では、検
出誤差の要因として光学測定から生じる要因の他にさら
にOFの存在による誤差も考慮しなければならない。こ
のため、ウェ−ハの中心位置を求めるには複雑な処理を
要し、また得られる結果も必ずしも精度の高いものでは
なかった。
However, one or several orientation flats (hereinafter referred to as OF) are formed on the outer periphery of the wafer, and it is possible to regard this as a circle. It is the outer peripheral part except for. Therefore, in the non-contact type wafer center detecting apparatus as described above, as a factor of the detection error, an error due to the presence of the OF must be considered in addition to a factor resulting from the optical measurement. Therefore, complicated processing is required to obtain the center position of the wafer, and the obtained result is not always accurate.

【0005】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、本発明の目的は簡単な機構によりウェ−ハの中心位
置を精度良く検出できるウェ−ハ中心検出装置を提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised in view of the above drawbacks, and an object of the present invention is to provide a wafer center detecting device capable of accurately detecting the center position of a wafer by a simple mechanism.

【0006】上記目的を達成するために、本発明のウェ
ーハ中心検出装置は次のような特徴を有している。 (1) ウェーハの中心位置を検出するウェーハ中心位
置検出装置において、ウェーハを所定方向に移動する移
動手段と、移動軸からの距離が異なる少なくとも4点に
測定光を投光する投光手段と、該測定光の投光位置に対
応して少なくとも4組の受光ユニットを持ち、前記投光
手段による測定光を検出する受光手段と、前記移動手段
の移動情報及び前記受光手段の出力からウェーハの外周
点の位置情報を得る測定手段と、外周点の位置情報から
3点を1組とする組み合わせを作り、組み合わされた3
点を通る円を求め、各円の大きさを所定の基準値と比較
して、基準値を超える情報を中心算出の情報から除外す
る第1除外手段と、該第1除外手段で除外された情報に
各外周点毎にその包含頻度を求め、所定の基準頻度を超
える外周点を含む情報をさらに除外する第2除外手段
と、第1除外手段及び第2除外手段で除外されない残余
の情報に基づいてウェーハの中心位置を演算する演算手
段とを持つウェーハ中心算出手段と、を備えることを特
徴とする
In order to achieve the above object, the wafer center detecting device of the present invention has the following features. (1) Center position of wafer for detecting center position of wafer
In the position detecting device, moving means for moving the wafer in a predetermined direction, and at least four points having different distances from the moving axis.
A light projecting means for projecting the measuring light and a projecting position of the measuring light.
Corresponding to at least four light receiving units,
Light receiving means for detecting measurement light by means, and the moving means
From the movement information and the output of the light receiving means
Measuring means for obtaining position information of points and from position information of outer peripheral points
Make a combination of three points as one set,
Find circles passing through points and compare the size of each circle with a predetermined reference value
Information that exceeds the reference value from the information for center calculation
The first exclusion unit and the information excluded by the first exclusion unit.
The inclusion frequency is calculated for each peripheral point, and exceeds the predetermined reference frequency.
Second exclusion means for further excluding information including a peripheral point to be obtained
And the remainder not excluded by the first exclusion means and the second exclusion means
Operator that calculates the center position of the wafer based on the information of
Characterized in that it comprises a wafer center calculating means with a stage, a.

【0007】[0007]

【0008】[0008]

【実施例】図1は本発明の1実施例の装置の要部の配置
を示す要部配置図である。1は被検物であるウェ−ハ、
2はウェ−ハ1を搬送する搬送ア−ムである。搬送ア−
ム2を構成する2a部は先端部に真空吸着孔(図示せ
ず)を有しウェ−ハ1を吸着する。搬送ア−ムの2b部
は軸2cを中心として回動し、2b部は軸2dを中心と
して回動する。2e部は図示しないモ−タにより固定回
転軸2fを中心として回転可能である。固定回転軸2f
を中心とする2e部の回転は、軸2dを中心とする2b
部の回転及び軸2cを中心とする2a部の回転とリンク
されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is an essential part layout diagram showing an essential part arrangement of an apparatus according to one embodiment of the present invention. 1 is a wafer as a test object,
Reference numeral 2 denotes a transfer arm for transferring the wafer 1. Transfer arc
A portion 2a of the drum 2 has a vacuum suction hole (not shown) at a tip end to suck the wafer 1. The transport arm 2b rotates about a shaft 2c, and the transport arm 2b rotates about a shaft 2d. The portion 2e is rotatable around a fixed rotating shaft 2f by a motor (not shown). Fixed rotating shaft 2f
The rotation of the 2e portion about the axis 2b is about 2b about the axis 2d.
It is linked to the rotation of the part and the rotation of the part 2a about the axis 2c.

【0009】3及び4は投光ユニットであり、投光ユニ
ット3及び4にはそれぞれ2か所に光を出射する窓が形
成されている。投光ユニット内にはコリメ−タレンズが
2個ずつ配置され、測定光は平行光として出射窓から出
射する。投光ユニット3及び4は搬送ア−ム2の2a部
のほぼ中心を通る移動軸Xに対してほぼ対称に配置され
ており、測定光はX軸から40mm、55mm離れた位置を
照明する。このように直線上に配置したのは単に処理の
便宜のためであって、要はウェ−ハ上の異なった位置の
情報が採れ、しかも極端に遍在させ6個以上がOFにか
かる可能性のあ位置でなければどこでもよい。5は受光
ユニットであり、投光ユニット3及び4の窓から出射す
る光束を受光する4個の光電センサが収納されている。
本実施例では透過式の検出を行っているが反射式で検出
しても良い。また光電センサの前には集光レンズを配置
してもよい。
Reference numerals 3 and 4 denote light projecting units. Each of the light projecting units 3 and 4 has windows formed therein at two places for emitting light. Two collimator lenses are arranged in the light projecting unit, and the measuring light exits from the exit window as parallel light. The light projecting units 3 and 4 are arranged substantially symmetrically with respect to a movement axis X passing substantially through the center of the portion 2a of the transport arm 2, and the measuring light illuminates a position 40 mm and 55 mm away from the X axis. This arrangement on a straight line is merely for convenience of processing. In short, information on different positions on the wafer can be obtained, and moreover, there is a possibility that 6 or more of them will be OF-related because they are extremely ubiquitous. It can be anywhere unless it is in the right position. Reference numeral 5 denotes a light receiving unit, which houses four photoelectric sensors that receive light beams emitted from the windows of the light emitting units 3 and 4.
In this embodiment, the transmission type detection is performed, but the reflection type detection may be performed. Further, a condenser lens may be arranged before the photoelectric sensor.

【0010】図2は電気系の要部ブロック図である。6
は装置の操作盤、7は装置全体を制御するとともに、各
種の演算を行うマイクロコンピュ−タである。8はウェ
−ハの搬送ア−ムを駆動する搬送ア−ム駆動部、9は受
光ユニット5からの信号をA/D変換するA/D変換器
である。
FIG. 2 is a block diagram of a main part of the electric system. 6
Is an operation panel of the apparatus, and 7 is a microcomputer which controls the entire apparatus and performs various calculations. Reference numeral 8 denotes a transport arm driving unit for driving a wafer transport arm, and reference numeral 9 denotes an A / D converter for A / D converting a signal from the light receiving unit 5.

【0011】以上の構成の装置の動作を図3のフロ−チ
ャ−トに基づいて説明する。搬送ア−ム2の2a部にウ
ェ−ハ1を載置した後、真空吸着孔から真空引きを行
い、搬送ア−ム2の2a部にウェ−ハ1を吸着する。ウ
ェ−ハ1が初期位置に置かれ、投光ユニット内の4個の
光源が測定光を発光すると、測定が開始する。マイクロ
コンピュ−タ7の指令により、搬送ア−ム駆動部8が駆
動し、2e部が固定回転軸2fを中心として回転する。
この回転とリンクして軸2dを中心として2b部、軸2
cを中心とする2a部がそれぞれ同一角回転することに
より、ウェ−ハ1は移動軸X上を直線的に移動する(図
1の点線部参照 ステップ1)。
The operation of the apparatus having the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG. After the wafer 1 is placed on the portion 2a of the transfer arm 2, the wafer 1 is sucked on the portion 2a of the transfer arm 2 by evacuating from the vacuum suction hole. The measurement is started when the wafer 1 is placed at the initial position and the four light sources in the light emitting unit emit measurement light. The transport arm drive unit 8 is driven by a command from the microcomputer 7, and the 2e unit rotates about the fixed rotary shaft 2f.
Linked with this rotation, a portion 2b around the shaft 2d, the shaft 2
The wafer 1 linearly moves on the movement axis X by rotating the portions 2a around the center c by the same angle (step 1 in FIG. 1).

【0012】受光ユニット5内の4個の光電センサは入
射光量を常時検出しており、その検出信号はA/D変換
した後マイクロコンピュ−タ7に送られる。ウェ−ハ1
による遮光開始時(エッジが掛かったとき)及び遮光終
了時(エッジが抜けたとき)を検出する。光電センサの
Y軸方向の位置は既知であるから、直線移動軸をパルス
送りとしたときの基準点からのパルス数(又は遮光開始
及び遮光終了までの時間)をウェ−ハ1の移動速度と関
連づけることにより、所定位置を原点とするウェ−ハの
外周点8個の位置座標が得られる(ステップ2)。
The four photoelectric sensors in the light receiving unit 5 constantly detect the amount of incident light, and the detection signals are sent to the microcomputer 7 after A / D conversion. Wafer 1
At the start of shading (when an edge is applied) and at the end of shading (when an edge is removed). Since the position of the photoelectric sensor in the Y-axis direction is known, the number of pulses from the reference point (or the time from the start of light shielding to the end of light shielding) when the linear movement axis is set as the pulse feed is determined by the moving speed of the wafer 1. By associating, the position coordinates of the eight peripheral points of the wafer having the origin at the predetermined position are obtained (step 2).

【0013】外周点8個の内3点の組合せは56組得ら
れるが、各組について周知の方法により3点を結ぶ円の
中心位置及び半径を演算する(ステップ3)。前述のよ
うにウェ−ハ外周には1個ないし数個のOFが形成され
ており、ステップ2で得られた外周点にはOFに掛かっ
ているものが含まれている可能性がある。そこで、ステ
ップ3で得た円の半径を所定の基準値と比較して基準値
を越えるデ−タをウェ−ハの中心位置を求めるデ−タか
ら除外する(ステップ4)。
There are obtained 56 combinations of three of the eight outer peripheral points, and the center position and the radius of a circle connecting the three points are calculated for each group by a known method (step 3). As described above, one or several OFs are formed on the outer periphery of the wafer, and there is a possibility that the outer peripheral points obtained in step 2 include those that are applied to the OF. Therefore, the radius of the circle obtained in step 3 is compared with a predetermined reference value, and data exceeding the reference value is excluded from the data for obtaining the center position of the wafer (step 4).

【0014】しかし、ステップ4では外周点がOF上に
あるデ−タ等を完全には除けない。そこで、ステップ4
で除外した円デ−タに含まれる各外周点ごとの包含頻度
を算出し、所定の基準頻度と比較して、これを越えると
きはこの外周点を含むデ−タを除外する(ステップ
5)。基準頻度は必要とされる測定精度を考慮して統計
的手法により決定される。また、例えば包含頻度が比較
的高い外周点が2個の場合は一方を含まないデ−タだけ
で包含頻度、基準頻度を算出するようにしてもよい。
However, in step 4, data whose outer peripheral point is on the OF cannot be completely excluded. Therefore, step 4
The inclusion frequency of each outer peripheral point included in the circle data excluded in the above is calculated, compared with a predetermined reference frequency, and if it exceeds this, the data including this outer peripheral point is excluded (step 5). . The reference frequency is determined by a statistical method in consideration of the required measurement accuracy. Further, for example, when there are two peripheral points having a relatively high inclusion frequency, the inclusion frequency and the reference frequency may be calculated using only data that does not include one of them.

【0015】ステップ4及びステップ5で除外した残余
の中心位置情報を平均して平均中心位置を算出し(ステ
ップ6)、算出したウェ−ハ1の平均中心位置をX−Y
ステ−ジ機構により装置の所定の位置に移動する(ステ
ップ7)。
An average center position is calculated by averaging the remaining center position information excluded in steps 4 and 5 (step 6), and the calculated average center position of the wafer 1 is calculated by XY.
The device is moved to a predetermined position of the apparatus by the stage mechanism (step 7).

【0016】以上の実施例は種々の変容が可能であるこ
とは当業者には明らかである。必要とされる測定精度が
許せば、ステップ5をとばしてしまうことも可能である
し、ウェ−ハの平均中心位置を求めるのに中心位置情報
の単純平均である必要もない。また、測定用光源及び光
電センサの数も必要があれば、さらに追加することも可
能である。
It will be apparent to those skilled in the art that the above embodiments can be modified in various ways. If the required measurement accuracy allows, step 5 can be skipped, and it is not necessary to use a simple average of the center position information to determine the average center position of the wafer. Further, if necessary, the number of measurement light sources and the number of photoelectric sensors can be further increased.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明のウェ−ハ中心検出装置によれ
ば、OFが複数あるウェ−ハについても4個の投光手段
と受光手段があれば中心位置が検出できる。
According to the wafer center detecting apparatus of the present invention, the center position of a wafer having a plurality of OFs can be detected by using four light projecting means and light receiving means.

【0018】また、ウェ−ハ検査装置や加工装置には搬
送機構が具備しているので、既存の搬送機構を利用する
ときは、測定用光源及び光電センサを設けるだけで足
り、他に特別な機構を設ける必要がない。
Since the wafer inspection device and the processing device are provided with a transport mechanism, when using an existing transport mechanism, it is sufficient to provide only a light source for measurement and a photoelectric sensor. There is no need to provide a mechanism.

【0019】さらに、OFにかかる等誤差を含むデ−タ
を有効に除去できるので、精度の高い中心位置を得るこ
とができる。
Further, since data including an error related to the OF can be effectively removed, a highly accurate center position can be obtained.

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

【図1】1実施例の装置の要部の配置を示す要部配置図
である。
FIG. 1 is a main part layout diagram showing an arrangement of main parts of an apparatus according to one embodiment.

【図2】電気系の要部ブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a main part of an electric system.

【図3】装置の動作を示すフロ−チャ−トである。FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ウェ−ハ 2 搬送ア−ム 3,4 投光ユニット 5 受光ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wafer 2 Conveying arm 3, 4 Light emitting unit 5 Light receiving unit

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ウェーハの中心位置を検出するウェーハ
中心位置検出装置において、ウェーハを所定方向に移動
する移動手段と、移動軸からの距離が異なる少なくとも
4点に測定光を投光する投光手段と、該測定光の投光位
置に対応して少なくとも4組の受光ユニットを持ち、前
記投光手段による測定光を検出する受光手段と、前記移
動手段の移動情報及び前記受光手段の出力からウェーハ
の外周点の位置情報を得る測定手段と、外周点の位置情
報から3点を1組とする組み合わせを作り、組み合わさ
れた3点を通る円を求め、各円の大きさを所定の基準値
と比較して、基準値を超える情報を中心算出の情報から
除外する第1除外手段と、該第1除外手段で除外された
情報に各外周点毎にその包含頻度を求め、所定の基準頻
度を超える外周点を含む情報をさらに除外する第2除外
手段と、第1除外手段及び第2除外手段で除外されない
残余の情報に基づいてウェーハの中心位置を演算する演
算手段とを持つウェーハ中心算出手段と、を備えること
を特徴とするウェーハ中心位置検出装置。
1. A wafer for detecting a center position of a wafer.
In the center position detecting device, a moving means for moving the wafer in a predetermined direction, at least a different distance from the moving axis
Projection means for projecting measurement light to four points, and projection positions of the measurement light
Hold at least four light receiving units corresponding to the
Light receiving means for detecting measurement light by the light emitting means;
Wafer from the movement information of the moving means and the output of the light receiving means
Measuring means for obtaining the position information of the outer peripheral point of the
Create a combination of three points from the report and combine
Find the circle passing through the three points, and determine the size of each circle as a predetermined reference value
Information that exceeds the reference value from the center calculation information
A first exclusion unit to be excluded and the first exclusion unit
The frequency of inclusion is determined for each perimeter point in the information, and the
Second exclusion that further excludes information that includes outer peripheral points that exceed degrees
Means, not excluded by the first exclusion means and the second exclusion means
Calculation of the center position of the wafer based on the remaining information
And a wafer center calculating means having a calculating means .
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