JP4385699B2 - Semiconductor wafer direction adjusting method and semiconductor wafer direction adjusting apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、半導体ウェーハにイオン注入処理を施す工程において、イオン注入装置の真空槽内のプラテンに保持された半導体ウェーハの方向を調整するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for adjusting the direction of a semiconductor wafer held on a platen in a vacuum chamber of an ion implantation apparatus in a step of performing an ion implantation process on a semiconductor wafer.
一般的なイオン注入装置では、機体の外部に複数枚の半導体ウェーハ(以下、単に「ウェーハ」という場合もある。)が装着されたウェーハカセットが設けられる。また、一般的なウェーハには、結晶方位を示す略V字状のノッチが形成されており、このノッチに基づき方向を合わせられた状態でウェーハカセットに挿入される。 In a general ion implantation apparatus, a wafer cassette having a plurality of semiconductor wafers (hereinafter sometimes simply referred to as “wafers”) mounted on the outside of the machine body is provided. Further, a general wafer has a substantially V-shaped notch indicating a crystal orientation, and is inserted into the wafer cassette in a state in which the direction is aligned based on the notch.
イオン注入処理時には、前記ウェーハカセットからウェーハが1枚ずつ取り出され、真空槽に送り込まれる。ウェーハを真空槽に導く作業は、ロボットアームなどにより行われる。この真空槽内には、「プラテン」と呼ばれるウェーハの保持装置が配備されている。真空槽に導入されたウェーハは、プラテンの上面に、ノッチが所定の方位に合うように調整された状態で設置される。この後、ウェーハは、静電気によりプラテン上に保持される。そしてプラテンが垂直に起立し、ウェーハに対するイオン注入が実行される。なお、プラテンには回転機構が設けられているので、必要に応じてノッチの方向を微調整することができる。 During the ion implantation process, wafers are taken out from the wafer cassette one by one and fed into a vacuum chamber. The operation of guiding the wafer to the vacuum chamber is performed by a robot arm or the like. In this vacuum chamber, a wafer holding device called a “platen” is provided. The wafer introduced into the vacuum chamber is placed on the upper surface of the platen in a state adjusted so that the notch is aligned with a predetermined orientation. Thereafter, the wafer is held on the platen by static electricity. Then, the platen stands upright, and ion implantation is performed on the wafer. Since the platen is provided with a rotation mechanism, the direction of the notch can be finely adjusted as necessary.
従来のイオン注入装置では、真空槽の手前位置などで、ウェーハのノッチが正しい方向を向いているかどうかを検査するようにしている。この検査は、一般にリニアセンサなどを用いて行われるが、ウェーハの2次元画像を取得しての画像処理により行うこともできる。 In the conventional ion implantation apparatus, it is inspected whether the notch of the wafer is directed in the correct direction at a position before the vacuum chamber or the like. This inspection is generally performed using a linear sensor or the like, but can also be performed by image processing after acquiring a two-dimensional image of the wafer.
たとえば、下記特許文献1には、搬送途中のウェーハを撮像し、得られた画像につき、ウェーハの輪郭線に相当するエッジを抽出したり、ウェーハ周縁とその近傍とにおける明暗の状態を抽出するなどの方法により、ウェーハのノッチを検出することが記載されている。
For example, in
前記したように、従来のイオン注入装置では、ウェーハを真空槽に導入する前にノッチが正しい方向を向いているかどうかを確認している。しかしながら、真空槽の手前までのウェーハが正しく方向決めされていても、プラテンに設置される際にずれが生じる可能性がある。前記したように、プラテンには回転機構が設けられているが、設置時にノッチのずれを検出するようにしなければ、そのずれを補正するのは不可能である。
したがって、イオン注入処理を精度良く行うには、プラテンにウェーハを設置した後にノッチの方向を検出するのが望ましい。
As described above, in the conventional ion implantation apparatus, it is confirmed whether or not the notch is oriented in the correct direction before introducing the wafer into the vacuum chamber. However, even if the wafer up to the front of the vacuum chamber is correctly oriented, there is a possibility that a deviation occurs when it is placed on the platen. As described above, the platen is provided with the rotation mechanism, but it is impossible to correct the deviation unless the notch deviation is detected at the time of installation.
Therefore, in order to perform the ion implantation process with high accuracy, it is desirable to detect the direction of the notch after placing the wafer on the platen.
また、前記特許文献1に開示されたようなノッチ検出の手法を真空槽内で実行する場合、プラテンの周囲の部材がカメラの視野に入ったり、撮像領域の一部に影が生じるなどすると、エッジ抽出や画像の明暗の抽出結果にノイズが混入し、ノッチを正しく検出できなくなるおそれがある。また、ウェーハ本体に比べてノッチは微小なものであるから、ウェーハ全体をカメラの視野に含めると、画像上のノッチはきわめて小さくなる。このため、ノッチの位置を高い精度で検出するのは困難である。
In addition, when the notch detection method disclosed in
この発明は上記問題に着目してなされたもので、真空槽内のプラテンにウェーハを設置した後にそのノッチが正確な方向からどれだけずれているかを検出することにより、イオン注入処理直前にウェーハの方向を精度良く調整し、高精度のイオン注入処理を行えるようにすることを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problem.After the wafer is placed on the platen in the vacuum chamber, by detecting how much the notch is deviated from the accurate direction, the wafer is immediately before the ion implantation process. It is an object to adjust the direction with high accuracy so that high-precision ion implantation processing can be performed.
また、この発明では、前記ノッチを正確な方向に合わせるのに必要なプラテンの回転角度(この明細書では、この角度を「補正角度」という。)を精度良く求め、ウェーハの方向調整を簡単かつ精度良く行うことを目的とする。 Further, in the present invention, the rotation angle of the platen necessary for aligning the notch in the correct direction (in this specification, this angle is referred to as “correction angle”) is obtained with high accuracy, and wafer direction adjustment can be performed easily and easily. The purpose is to perform with high accuracy.
また、この発明は、ノッチの置かれるべき方向が検出に適さない場合でも、精度の良い検出を実行できるようにして、ウェーハの方向調整を精度良く行うことを目的とする。
さらに、この発明は、ノッチについて十分な解像度を持つ画像が生成できるように撮像手段の視野を調整することにより、より高い精度でノッチの検出処理を実行し、ウェーハの方向調整をより精度良く行うことを目的とする。
Another object of the present invention is to accurately adjust the direction of the wafer so that accurate detection can be performed even when the direction in which the notch is to be placed is not suitable for detection.
Furthermore, the present invention adjusts the field of view of the imaging means so that an image with sufficient resolution can be generated for the notch, thereby performing notch detection processing with higher accuracy and performing wafer orientation adjustment with higher accuracy. For the purpose.
この発明にかかる半導体ウェーハの方向調整方法は、外周縁の一箇所にノッチが形成された円形状の半導体ウェーハを、中心部を軸として回転するプラテンの上に設置し、当該プラテンに支持された半導体ウェーハを上方からカメラにより撮像し、撮像により生成された画像を処理した結果に基づきプラテンの回転動作を制御することによって半導体ウェーハの方向を調整するもので、以下の第1〜第6のステップを実行する。In the method for adjusting the direction of a semiconductor wafer according to the present invention, a circular semiconductor wafer having a notch formed at one location on the outer peripheral edge is placed on a platen that rotates about a central portion, and is supported by the platen. The semiconductor wafer is imaged from above by the camera, and the direction of the semiconductor wafer is adjusted by controlling the rotation operation of the platen based on the result of processing the image generated by the imaging. The following first to sixth steps Execute.
第1ステップでは、プラテンの上に半導体ウェーハが設置されたときに半導体ウェーハの中心点からノッチの正しい位置に向かう方向を基準方向として、この基準方向があらかじめ定めた特定の方向に対してなす角度θTを基準角度として登録する。第2ステップでは、プラテンの上に支持された半導体ウェーハの外周縁の少なくともノッチを含む一部が前記カメラの視野に含まれるようにカメラの視野範囲を設定して、撮像を実行する。第3ステップでは、撮像により生成された画像から半導体ウェーハの外周縁を表すエッジ画素群を検出し、検出されたエッジ画素群のうち円弧を構成する部分に基づき、当該円弧の中心点を半導体ウェーハの中心点として検出する。第4ステップでは、前記第3ステップで検出されたエッジ画素群のうち円弧を構成しないエッジ画素に基づいて前記ノッチの位置を検出する。第5ステップでは、第3および第4のステップの検出結果に基づき、半導体ウェーハの中心点からノッチに向かう方向を特定し、この方向が前記特定の方向に対してなす角度θNを算出する。第6ステップでは、第5ステップで特定された角度θNと基準角度θTとの差θを求め、この角度θの値に基づき前記プラテンの回転方向および回転角度を制御してプラテンを回転させることにより、半導体ウェーハの方向を調整する。 In the first step, when the semiconductor wafer is placed on the platen, the direction from the center point of the semiconductor wafer toward the correct position of the notch is set as a reference direction, and the angle formed by the reference direction with respect to a predetermined direction. θT is registered as a reference angle. In the second step, imaging is performed by setting the field of view of the camera so that at least a part including at least the notch of the outer peripheral edge of the semiconductor wafer supported on the platen is included in the field of view of the camera. In the third step, an edge pixel group representing the outer periphery of the semiconductor wafer is detected from an image generated by imaging, and the center point of the arc is determined based on a portion of the detected edge pixel group constituting the arc. Detect as the center point. In the fourth step, the position of the notch is detected based on edge pixels that do not form an arc in the edge pixel group detected in the third step . In the fifth step, a direction from the center point of the semiconductor wafer toward the notch is specified based on the detection results of the third and fourth steps, and an angle θN formed by the direction with respect to the specific direction is calculated. In the sixth step, a difference θ between the angle θN specified in the fifth step and the reference angle θT is obtained, and the platen is rotated by controlling the rotation direction and the rotation angle of the platen based on the value of the angle θ. Adjust the direction of the semiconductor wafer.
さらに、第2ステップでは、第1ステップで登録した基準角度θTに基づき、前記半導体ウェーハの中心点がプラテンの中心点に位置合わせされている場合に前記基準方向に相当する方向が、前記プラテンの中心点を基点に所定角度分の幅をもって広がる適正領域内に含まれるか否かを判別し、当該方向が適正領域内に含まれると判別したときはプラテンを回転させることなく撮像を行う一方、当該方向が適正領域の外にあると判別したときは、前記プラテンの中心点から適正領域内の一点に向かう方向が前記特定の方向に対してなす角度と前記基準角度θTとの差αを調整角度として求めて、この調整角度αの値に基づきプラテンの回転方向および回転角度を制御してプラテンを回転させてから撮像を実行する。 Furthermore, in the second step, when the center point of the semiconductor wafer is aligned with the center point of the platen based on the reference angle θT registered in the first step, the direction corresponding to the reference direction is It is determined whether or not it is included in an appropriate area that spreads with a width of a predetermined angle from the center point, and when it is determined that the direction is included in the appropriate area, imaging is performed without rotating the platen, When it is determined that the direction is outside the appropriate area, the difference α between the reference angle θT and the angle formed by the direction from the center point of the platen toward one point in the appropriate area with respect to the specific direction is adjusted. The angle is obtained, and the imaging is executed after the platen is rotated by controlling the rotation direction and angle of the platen based on the value of the adjustment angle α.
上記方法の第3ステップでは、第2ステップでの撮像により生成された画像中に含まれるエッジ(輪郭線)を抽出する処理を実行した後に、たとえば下記の特許文献2に記載された方法により、半導体ウェーハの外周縁を表すエッジ画素群の中から円弧を構成する点を抽出することができる。また第4ステップでは、たとえば半導体ウェーハの外周縁を表すエッジ画素群のうち、円弧を構成する点を消去し、残されたエッジ画素の中からノッチの輪郭に相当するものを抽出し、V字パターンの重心など、所定の代表点の座標を検出する。 In the third step of the above method, after executing processing for extracting edges (contour lines) included in the image generated by imaging in the second step, for example , according to the method described in
上記の方法によれば、画像処理により求めたノッチの方向を表す角度θNと、あらかじめ登録した基準方向を表す基準角度θTとの差θの値に応じて、プラテンの回転方向や回転角度を制御することによって、基準方向に対するノッチのずれを解消することが可能になる。According to the above method, the rotation direction and the rotation angle of the platen are controlled according to the value of the difference θ between the angle θN representing the notch direction obtained by image processing and the reference angle θT representing the reference direction registered in advance. By doing so, it becomes possible to eliminate the deviation of the notch with respect to the reference direction.
ここで、実際のウェーハはプラテンの中心点を軸として回転することになるから、前記ノッチのずれを補正するには、ウェーハの中心点がプラテンの中心点に正しく位置合わせされている必要がある、と考えることができる。しかしながら、この発明によれば、画像上のウェーハの中心点を前記基準点とした場合には、ウェーハの中心点とプラテンの中心点との位置関係にかかわらず、基準角度とノッチの方向を示す角度との差を、基準方向にノッチを合わせるのに必要なプラテンの回転角度(補正角度)とすることができる。以下、その根拠について述べる。 Here, since the actual wafer rotates about the center point of the platen, the center point of the wafer needs to be correctly aligned with the center point of the platen to correct the notch displacement. Can be considered. However, according to the present invention, when the center point of the wafer on the image is the reference point, the reference angle and the direction of the notch are shown regardless of the positional relationship between the center point of the wafer and the center point of the platen. The difference from the angle can be the rotation angle (correction angle) of the platen necessary for aligning the notch with the reference direction. The basis for this will be described below.
図10は、ウェーハを撮像して得られた画像におけるノッチの方向と基準方向との関係を模式的に示す。
図中のOはウェーハの中心点、Rはプラテンの中心点であり、この例では、両者は一致しているものとしている。また、処理対象のウェーハの輪郭線を円Wとして表すとともに、画像上で検出されたノッチの位置を点N、正しいノッチの位置を点Tとして、それぞれ示す。また、プラテンおよびウェーハは、図中の矢印Fの方向(反時計回り)を正方向として回転するものとする(つぎの図11でも同じ。)。
FIG. 10 schematically shows the relationship between the notch direction and the reference direction in an image obtained by imaging a wafer.
In the figure, O is the center point of the wafer, and R is the center point of the platen. In this example, both are the same. Further, the contour line of the wafer to be processed is represented as a circle W, the notch position detected on the image is indicated as a point N, and the correct notch position is indicated as a point T. The platen and the wafer are rotated with the direction of arrow F (counterclockwise) in the figure as the positive direction (the same applies to FIG. 11).
上記において、ウェーハの中心点Oを基準点とすると、この点Oから点Nに向かうベクトルをノッチの方向と考えることができる。同様に、点Oから点Tに向かうベクトルを基準方向とすることができる。そこで、この例では、中心点Oからx軸の正方向に向けて線分OQ(Qはウェーハの輪郭線上の点)を設定し、この線分OQから反時計回りに見た角度により、ノッチの方向を示す角度θN(以下、「ノッチ角度θN」という。)や基準方向を示す角度θTを表している。すなわち、θN=∠NOQであり、θT=∠TOQである。 In the above description, when the center point O of the wafer is a reference point, a vector from the point O to the point N can be considered as a notch direction. Similarly, a vector from point O to point T can be used as the reference direction. Therefore, in this example, a line segment OQ (Q is a point on the outline of the wafer) is set from the center point O toward the positive direction of the x axis, and the notch is determined according to the angle viewed from the line segment OQ counterclockwise. An angle θN indicating the direction of the angle (hereinafter referred to as “notch angle θN”) and an angle θT indicating the reference direction are represented. That is, θN = ∠NOQ and θT = ∠TOQ.
したがって、この例の場合には、基準角度θTとノッチ角度θNとの差θ(∠NOT)がノッチのずれ量となる。また、この例では、ウェーハの中心点Oはプラテンの中心点Rに一致しているから、中心点Rを軸に角度θだけウェーハを回転させることにより、前記点Nを点Tの位置に合わせることができる。よって、前記ノッチ角度θNと基準角度θTとの差分演算による差の値は、ノッチを基準方向に合わせるための補正角度に相当することになる。 Therefore, in this example, the difference θ (∠NOT) between the reference angle θT and the notch angle θN is the notch deviation amount. In this example, since the center point O of the wafer coincides with the center point R of the platen, the point N is aligned with the position of the point T by rotating the wafer by the angle θ about the center point R. be able to. Therefore, the difference value obtained by calculating the difference between the notch angle θN and the reference angle θT corresponds to a correction angle for aligning the notch with the reference direction.
つぎに、図11は、ウェーハの中心点Oがプラテンの中心点Rから位置ずれしている例を示す。図中、Nは、前図と同様に、画像上で検出されたノッチの位置を示すもので、∠NOQの大きさθNがノッチ角度として求められる。 Next, FIG. 11 shows an example in which the center point O of the wafer is displaced from the center point R of the platen. In the figure, N indicates the position of the notch detected on the image, as in the previous figure, and the magnitude θN of ∠NOQ is obtained as the notch angle.
この例でも、前記中心点Oに対し基準角度θTに対応する方向にノッチを位置合わせしなければならない点は、図10の例と同様である。すなわち、中心点Oに対し、基準角度θTとノッチ角度θNとの差θだけノッチを移動させる必要がある。 In this example, the notch must be aligned with the center point O in the direction corresponding to the reference angle θT, as in the example of FIG. That is, it is necessary to move the notch with respect to the center point O by the difference θ between the reference angle θT and the notch angle θN.
図11の例では、点Rを軸にして、ウェーハを前記角度θだけ正方向に回転させるものと仮定している。図中、点線で示す円WCは、この角度θ回転した後のウェーハの輪郭線である。また、この回転により、点Oは点OCに、点Nは点NCに、それぞれ移動する。また、回転前のウェーハにおいて、前記中心点R,Oを結ぶ直線とウェーハの輪郭線Wとの交点をPとすると、前記ウェーハの回転により、この点Pは、図中の点PCに移動する。 In the example of FIG. 11, it is assumed that the wafer is rotated in the positive direction by the angle θ about the point R. In the figure, the circle W C indicated by a dotted line is the outline of the wafer after the angle θ rotation. Further, by this rotation, the point O to point O C, the point N to point N C, respectively move. The movement, in the wafer before the rotation, when the center point R, the intersection of the contour line W lines and wafer connecting O and P, by rotation of the wafer, this point P is a point P C in FIG. To do.
上記によれば、回転後の点OC,PC,NCは、回転前の点O,P,Nと同じ関係をもって位置するはずであるから、
∠PcOcNc=∠PON ・・・(1) となる。
According to the above, since the points O C , P C and N C after the rotation should be located with the same relationship as the points O, P and N before the rotation,
∠P c O c N c = ∠PON ··· (1) to become.
また、中心点Rを基準にx軸の正方向に向けて線分RQ´を設定すると、
∠PcRQ´=∠PRQ´+θ ・・・(2) となる。
When the line segment RQ ′ is set in the positive direction of the x axis with the center point R as a reference,
∠P c RQ ′ = ∠PRQ ′ + θ (2)
さらに、点Ocからx軸の正方向に向かう線分OcQc(Qcはウェーハ上の点)を設定すると、線分OQ、線分OcQc、線分RQ´は、いずれもx軸に平行であるから、同位角の関係により、
∠POQ=∠PRQ´ ∠PCOCQC=∠PCRQ´ ・・・(3) となる。
Further, when (the Q c point on the wafer) line segments O c Q c going from point O c in the positive direction of the x-axis to set the line segment OQ, segment O c Q c, is the line segment RQ', either Is also parallel to the x-axis,
∠POQ = ∠PRQ' ∠P C O C Q C = ∠P C RQ' ··· (3) to become.
よって、(2)(3)式により下記の関係が成り立つ。
∠PCOCQC=∠POQ+θ ・・・(4)
さらに、上記の(4)式から前記(1)式を差し引くと、
∠NCOCQC=∠NOQ+θ
=θN+θ ・・・(5) となる。
したがって、∠NCOCQC=θTであるから、前記点OCから見た点Ncは、図10の点Oから見た点Tと同じ方向に位置すると考えることができる。
Therefore, the following relationship is established by the equations (2) and (3).
∠P C O C Q C = ∠POQ + θ ··· (4)
Furthermore, subtracting the equation (1) from the above equation (4),
∠N C O C Q C = ∠NOQ + θ
= ΘN + θ (5)
Accordingly, since it is ∠N C O C Q C = θT , N c point viewed from the point O C can be considered to be located in the same direction as the T point as viewed from the point O in FIG. 10.
上記によれば、ウェーハの中心点Oが中心点Rからずれている場合にも、プラテンの中心点Rを軸にしてウェーハを角度θだけ回転させることにより、ノッチを基準方向θTに対応する位置に移動させることができる。すなわち、基準角度θTとノッチ角度θNとの差θを補正角度としてプラテンを回転させることにより、ノッチを基準方向に正しく合わせることができるのである。 According to the above, even when the center point O of the wafer is deviated from the center point R, the notch is positioned corresponding to the reference direction θT by rotating the wafer by the angle θ around the center point R of the platen. Can be moved to. That is, by rotating the platen with the difference θ between the reference angle θT and the notch angle θN as a correction angle, the notch can be correctly aligned with the reference direction.
したがって、プラテン上におけるウェーハのノッチの方向を、中心点OからノッチNに向かうベクトルが特定の方向(図10,11の例では点Oから点Qに向かう方向)に対してなす角度により表すこととして、画像から求めたノッチの方向を表す角度θNと基準角度θTとの差θを求め、このθの値に応じてプラテンの回転を制御することによって、ウェーハの中心点とプラテンの中心点との位置関係を考慮することなく、ウェーハの方向を適正な方向に調整することができる。 Therefore, the direction of the notch of the wafer on the platen is represented by an angle formed by a vector from the center point O to the notch N with respect to a specific direction (in the example of FIGS. 10 and 11, the direction from the point O to the point Q). By calculating the difference θ between the angle θN representing the direction of the notch obtained from the image and the reference angle θT, and controlling the rotation of the platen according to the value of θ, the center point of the wafer and the center point of the platen The wafer direction can be adjusted to an appropriate direction without considering the positional relationship.
なお、前記図10,11の例のように、基準方向θTやノッチ角度θNを計測する方向をプラテンの回転の正方向に合わせている場合には、基準角度θTからノッチ角度θNを差し引くようにするのが望ましい。この場合、得られた補正角度θがプラスであれば、プラテンを正方向に回転し、補正角度θがマイナスであれば、プラテンを負の方向に回転させることができる。 10 and 11 , when the direction of measuring the reference direction θT and the notch angle θN is aligned with the positive direction of the platen rotation, the notch angle θN is subtracted from the reference angle θT. It is desirable to do. In this case, if the obtained correction angle θ is positive, the platen can be rotated in the positive direction, and if the correction angle θ is negative, the platen can be rotated in the negative direction.
また、第3ステップの半導体ウェーハの中心点を検出する処理では、たとえば、前出の特許文献1の段落[0008]に開示された方法を適用することができる。ただし、下記の特許文献3に記載された方法によれば、後記するようにウェーハの一部分を撮像対象とする場合にも、その中心点を精度良く求めることができる。
In the process of detecting the center point of the semiconductor wafer in the third step , for example, the method disclosed in paragraph [0008] of
上記の方法において、適正領域は、撮像手段の視野に含まれる領域であって、ノッチの検出を精度良く行うことが可能な領域と考えることができる。たとえば、照明状態が良好な領域、周辺部材などの邪魔物が含まれない領域などを適正領域と考えることができる。 In the above method , the appropriate area is an area included in the field of view of the imaging means, and can be considered as an area where the notch can be detected with high accuracy. For example, a region with a good illumination state, a region that does not include obstacles such as peripheral members, and the like can be considered as appropriate regions.
この発明では、半導体ウェーハの中心点がプラテンの中心点に位置合わせされている場合に基準方向に相当するものとして特定された方向が適正領域の外にあると判別した場合には、プラテンの中心点から適正領域の所定の代表点(たとえば、領域の中央位置)に向かう方向が前記特定の方向に対してなす角度と前記基準角度θTとの差αを求め、この角度αの値に基づきプラテンの回転方向および回転角度を制御してプラテンを回転させる。このようにすれば、ノッチが基準方向から極端にずれていない限り、プラテンの回転によってノッチを適正領域に入れることができる。よって、この回転処理後のウェーハを撮像し、第3〜5の各ステップを実行することにより、適正領域内に移動したノッチを精度良く検出し、その方向を表す角度θNを求めることができる。 In the present invention, when the center point of the semiconductor wafer is aligned with the center point of the platen, if it is determined that the direction specified as corresponding to the reference direction is outside the appropriate region, the center of the platen A difference α between an angle formed by the direction from the point toward a predetermined representative point of the appropriate region (for example, the center position of the region) with respect to the specific direction and the reference angle θT is obtained, and the platen is determined based on the value of the angle α. The platen is rotated by controlling the rotation direction and rotation angle. In this way, as long as the notch is not extremely deviated from the reference direction, the notch can be put in an appropriate region by rotating the platen. Therefore, by imaging the wafer after the rotation processing and executing the third to fifth steps, it is possible to accurately detect the notch that has moved into the appropriate region and obtain the angle θN representing the direction .
ノッチを適正領域に入れるためにプラテンを回転させてから撮像を行った場合、この撮像により生成された画像から求めた角度θNと基準角度θTとの差θは、基準方向に対するノッチの本来のずれ量に前記プラテンの回転角度αを加味したものとなる。よって、この場合にも、第6ステップにおいて、角度θの値に基づきプラテンの回転方向および回転角度を制御してプラテンを回転させることにより、ノッチを基準方向に合わせることができる。 When imaging is performed after the platen is rotated in order to put the notch in an appropriate region, the difference θ between the angle θN obtained from the image generated by this imaging and the reference angle θT is the original deviation of the notch with respect to the reference direction. The platen rotation angle α is added to the amount . Therefore, also in this case, in the sixth step , the notch can be aligned with the reference direction by controlling the rotation direction and rotation angle of the platen based on the value of the angle θ and rotating the platen .
上記の方法によれば、ノッチがその検出が困難な領域に定められる場合でも、ノッチが適正領域に入るようにプラテンを回転させてから検出処理を行い、その回転角度が加味された補正量を得ることができる。よって、ノッチの基準方向がどのように定められていても、その基準方向にノッチを合わせるのに必要な補正角度を精度良く検出し、ウェーハの方向を正確に調整することができる。 According to the above method , even when the notch is defined in an area where it is difficult to detect, the detection process is performed after the platen is rotated so that the notch enters the appropriate area, and the correction amount in consideration of the rotation angle is obtained. Obtainable. Therefore, no matter how the reference direction of the notch is determined, it is possible to accurately detect the correction angle necessary for aligning the notch with the reference direction and accurately adjust the direction of the wafer.
なお、上記方法において、ノッチの方向が正しいかどうかの判別を行う必要がある場合には、基準角度を前記検出前の回転角度αにより補正してから判別を行うとよい。 In the above method , if it is necessary to determine whether or not the direction of the notch is correct, the determination may be made after correcting the reference angle with the rotation angle α before detection .
つぎに、上記の半導体ウェーハの方向調整方法の好ましい態様では、第2ステップにおいて、プラテンに支持された半導体ウェーハのうち、プラテンの中心点に対応する点および外周縁の一部を含む範囲がカメラの視野に対応するように前記カメラの視野範囲を設定して撮像を実行する。 Next, in a preferable aspect of the above-described method for adjusting the direction of the semiconductor wafer , in the second step, a range including a point corresponding to the center point of the platen and a part of the outer peripheral edge among the semiconductor wafers supported by the platen is a camera. The field of view of the camera is set so as to correspond to the field of view, and imaging is performed .
上記態様では、半導体ウェーハの全体画像ではなく、中心部および端縁の一部を含む部分画像が生成されることになるから、ノッチの部分について、十分な解像度を持つ画像を得ることができる。また、撮像手段の視野内の適正領域外の方向が基準方向となっている場合には、プラテンを回転させることにより、適正領域にノッチを入れてから撮像し、回転角度が加味された補正角度を得ることができる。 In the above aspect, since the partial image including the central portion and part of the edge is generated instead of the entire image of the semiconductor wafer, an image having a sufficient resolution can be obtained for the notch portion . Also, if the direction outside the appropriate area in the field of view of the imaging means is the reference direction, a correction angle that takes into account the notch in the appropriate area by rotating the platen and takes the rotation angle into account Can be obtained.
上記の態様によれば、ノッチについて、十分な解像度を持つ画像を生成することが可能となるから、その位置を高精度で検出することができる。よって、補正角度をより精度良く求めることが可能となり、ウェーハの方向調整の精度を向上することができる。 According to the above aspect, an image having a sufficient resolution can be generated for the notch, and the position can be detected with high accuracy. Therefore, the correction angle can be obtained with higher accuracy, and the accuracy of wafer direction adjustment can be improved.
つぎに、この発明にかかる半導体ウェーハの方向調整装置は、外周縁の一箇所にノッチが形成された円形状の半導体ウェーハを上面で支持するプラテンが中心部を軸として回転する中心点を軸として回転する動作を制御することにより、当該プラテンに支持される半導体ウェーハの方向を調整するもので、前記プラテンの上に半導体ウェーハが設置されたときに当該半導体ウェーハの中心点からノッチの正しい位置に向かう方向があらかじめ定めた特定の方向に対してなす角度θTを、ノッチがとるべき基準方向を表す基準角度として登録する登録手段;前記プラテンの上方に、当該プラテン上の半導体ウェーハの外周縁の少なくとも一部を視野に含むように配備された撮像手段;前記プラテン上に設置された半導体ウェーハに対する撮像処理が前記撮像手段の視野内に前記半導体ウェーハのノッチが含まれる状態で実施されるように、プラテンの回転および撮像手段による撮像を制御する撮像制御手段;撮像制御手段の制御により実行された撮像により生成された画像から前記半導体ウェーハの外周縁を表すエッジ画素群を検出するエッジ画素検出手段;エッジ画素検出手段により検出されたエッジ画素群の中の円弧を構成する部分に基づき、当該円弧の中心点を半導体ウェーハの中心点として検出する第1検出手段;エッジ画素検出手段により検出されたエッジ画素群のうち円弧を構成しないエッジ画素に基づいて前記ノッチの位置を検出する第2検出手段;前記第1および第2の検出手段による検出結果に基づき、半導体ウェーハの中心点からノッチに向かう方向を特定し、この方向が前記特定の方向に対してなす角度θNを求める角度算出手段;角度算出手段により算出された角度θNと登録手段に登録されている基準角度θTとの差θを求め、この角度θの値に基づきプラテンの回転方向および回転角度を制御してプラテンを回転させることにより、半導体ウェーハの方向を調整する方向調整手段;の各手段を具備する。 Next, in the semiconductor wafer direction adjusting apparatus according to the present invention, a platen that supports a circular semiconductor wafer having a notch formed at one location on the outer peripheral edge on the upper surface rotates around a central point as an axis. By controlling the rotating operation, the direction of the semiconductor wafer supported by the platen is adjusted. When the semiconductor wafer is placed on the platen, the center point of the semiconductor wafer is positioned at the correct position of the notch. Registration means for registering an angle θT formed by a direction toward a predetermined direction as a reference angle representing a reference direction to be taken by the notch; above the platen, at least of the outer peripheral edge of the semiconductor wafer on the platen imaging means partially deployed to include a field of view; imaging processing for the semiconductor wafer placed on said platen As but is performed in a state that includes a notch of the semiconductor wafer within the field of view of the imaging means, the imaging control means controls the imaging by the rotation and image capturing means of the platen; through the image capturing is performed by the control of the imaging control unit Edge pixel detection means for detecting an edge pixel group representing the outer peripheral edge of the semiconductor wafer from the generated image; based on a portion constituting the arc in the edge pixel group detected by the edge pixel detection means; First detection means for detecting a point as the center point of the semiconductor wafer; second detection means for detecting the position of the notch based on an edge pixel that does not form an arc among the edge pixel group detected by the edge pixel detection means; Based on the detection results of the first and second detection means, the direction from the center point of the semiconductor wafer toward the notch is specified, and this is detected. An angle calculating means for determining an angle θN formed by the direction of the specific direction; obtaining a difference θ between the angle θN calculated by the angle calculating means and a reference angle θT registered in the registering means, Direction adjusting means for adjusting the direction of the semiconductor wafer by rotating the platen by controlling the rotation direction and the rotation angle of the platen based on the value.
撮像手段は、たとえばシャッタカメラであって、真空槽の適所に形成された窓部に対応づけて設置することができる。 The imaging means is, for example, a shutter camera, and can be installed in association with a window portion formed at an appropriate position in the vacuum chamber.
さらに、上記の撮像制御手段は、前記登録手段に登録されている基準角度θTに基づき、前記半導体ウェーハの中心点が前記プラテンの中心点に位置合わせされている場合に前記基準方向に相当する方向が、前記プラテンの中心点を基点に所定角度分の幅をもって広がる適正領域内に含まれるか否かを判別し、当該方向が適正領域に含まれると判別したときはプラテンを回転させることなく撮像を行う一方、当該方向が適正領域の外にあると判別したときは、前記プラテンの中心点から適正領域内の一点に向かう方向が前記特定方向に沿うベクトルに対してなす角度と前記基準角度θTとの差αを調整角度として求めて、この調整角度αの値に応じて前記プラテンを回転させてから撮像を実行する。Further, the imaging control unit is configured to generate a direction corresponding to the reference direction when the center point of the semiconductor wafer is aligned with the center point of the platen based on the reference angle θT registered in the registration unit. Is determined to be included in an appropriate area extending with a predetermined angle width from the center point of the platen, and when it is determined that the direction is included in the appropriate area, imaging is performed without rotating the platen. On the other hand, when it is determined that the direction is outside the appropriate region, the angle formed by the direction from the center point of the platen toward one point in the appropriate region with respect to the vector along the specific direction and the reference angle θT Is obtained as an adjustment angle, and the platen is rotated according to the value of the adjustment angle α, and then imaging is performed.
上記構成によれば、前記した半導体ウェーハの方向調整方法を実行して、プラテンに設置された後のウェーハの方向を精度良く調整することができる。
なお、この半導体ウェーハの方向調整装置の登録手段には、各種ウェーハについての前記基準角度が登録されるのが望ましい。また、基準角度は、上位のシステムなどからの入力を受け付けることによって、取得することもできる。
According to the said structure, the direction adjustment method of the semiconductor wafer mentioned above can be performed, and the direction of the wafer after installing in a platen can be adjusted with a sufficient precision.
In addition, it is desirable that the reference angle for various wafers is registered in the registration means of the semiconductor wafer direction adjusting device. The reference angle can also be acquired by receiving an input from a host system or the like.
この発明によれば、イオン注入対象のウェーハを真空槽のプラテンに設置した際に、基準方向に対するノッチの回転ずれ量を検出するので、ウェーハの方向を正しく調整した上でイオン注入処理を行うことが可能となり、イオン注入処理の精度を保証することができる。 According to the present invention, when the wafer to be ion-implanted is placed on the platen of the vacuum chamber, the amount of rotational deviation of the notch with respect to the reference direction is detected, so that the ion implantation process is performed after correctly adjusting the wafer direction. Therefore, the accuracy of the ion implantation process can be guaranteed.
また、この発明では、ウェーハの中心点がプラテンの中心点から位置ずれしている場合にも、画像上のウェーハの中心点を基準点として求めた補正角度により、簡単かつ精度良く、ウェーハの方向を調整することができる。 Further, according to the present invention, even when the center point of the wafer is displaced from the center point of the platen, the wafer direction can be easily and accurately determined by the correction angle obtained with the center point of the wafer on the image as the reference point. Can be adjusted.
さらに、この発明では、ノッチが検出に適していない領域に置かれる場合でも、補正角度を精度良く求めてウェーハの方向を調整することが可能となる。また、ノッチについて十分な解像度を確保できるように撮像手段の視野を絞り込み、この視野内において、精度の高い検出処理を実行することも可能になる。よって、ウェーハの方向調整を高精度で行うことが可能となるから、ウェーハ注入処理の精度を向上することができる。 Further, according to the present invention, even when the notch is placed in a region not suitable for detection, the correction angle can be obtained with high accuracy and the wafer direction can be adjusted. It is also possible to narrow the field of view of the imaging means so as to ensure a sufficient resolution for the notch, and to perform highly accurate detection processing within this field of view. Therefore, the wafer direction can be adjusted with high accuracy, so that the accuracy of the wafer injection process can be improved.
図1は、この発明が適用されたイオン注入装置の電気構成を示す。
このイオン注入装置は、複数枚のウェーハを順に真空槽に導いてイオン注入処理を施すもので、コンピュータによる主制御装置1に、メモリ部2、入力部3、モニタ装置4、ウェーハ搬出入処理装置5、プラテン制御装置6、イオン発生処理装置7、真空槽制御装置8、安全管理装置9、および検査装置10などが接続されて成る。
FIG. 1 shows an electrical configuration of an ion implantation apparatus to which the present invention is applied.
This ion implantation apparatus sequentially conducts an ion implantation process by introducing a plurality of wafers to a vacuum chamber, and includes a
前記メモリ部2は、たとえばハードディスク装置であって、主制御装置1の処理に必要なプログラムのほか、処理対象のウェーハの種類や各種設定データ(ウェーハをプラテンに設置する際のノッチの方向を示すデータ、イオンの注入角度、ウェーハの向き検査に使用する基準データなど)の保存に使用される。入力部3は、キーボードなどであって、前記メモリ部2へのデータ保存作業やコマンドなどの入力に用いられる。モニタ装置4は、前記設定データの内容や処理結果(検査装置10による検査結果や、イオン注入処理が適正に行われたかどうかの情報など)を表示するほか、後記するカメラ110により得られたウェーハの画像やそのエッジ画像を表示できるように設定される。
The
ウェーハ搬出入処理装置5は、複数枚のウェーハを収容可能なウェーハカセットや、ウェーハ搬送用のロボットアーム、ロボットアームの駆動機構などにより構成される。プラテン制御装置6は、後記するプラテン22のモータ23やアーム部24などの動作を制御するためのものである。イオン発生処理装置7は、イオンビームの発生源、質量分析機、高電圧発生回路、イオンビームの加速器、ビーム収束のためのレンズ、ビーム走査のための回路などにより構成される。真空槽制御装置8には、真空槽のドアの開閉装置、真空ポンプおよびその駆動部、真空度の計測部などが含められる。
The wafer carry-in / out
安全管理装置9は、異常発生時に各種装置を緊急停止させるためのもので、緊急停止スイッチ、インターロック部、人検知用のセンサ、上記した各装置における異常検出用のセンサなどを具備する。なお、この安全管理装置9には、独立の制御用コンピュータが設けられており、異常検知時には、主制御装置1との通信により前記の緊急停止処理を実行したり、装置の主電源を遮断するようにしている。
The safety management device 9 is for emergency stop of various devices when an abnormality occurs, and includes an emergency stop switch, an interlock unit, a human detection sensor, an abnormality detection sensor in each of the devices described above, and the like. The safety management device 9 is provided with an independent control computer, and when an abnormality is detected, the emergency stop process is executed by communication with the
前記検査装置10は、真空槽内のプラテンに設置されたウェーハが正しい向きに設置されたかどうかを判別するためのもので、安全管理装置9と同様に、独立の制御用コンピュータを具備し、主制御装置1との通信により処理を実行する。また、この検査装置10では、向きが正しくないと判別した場合には、その向きを正しくするのに必要な補正角度(プラテンの回転角度)を算出して、主制御装置に出力するようにしている。
The
図2は、検査装置10の詳細な構成を示す。この検査装置10は基板100を本体とするもので、イオン注入装置の機体適所に取り付けられる。この基板100には、CPU102、ROM103、RAM104から成る制御部101のほか、画像入力部105、画像メモリ106、タイミング制御部107、エッジ抽出部108、通信インターフェース109(図ではI/Fと記載。)などが搭載される。
FIG. 2 shows a detailed configuration of the
さらに、この実施例の検査装置10は、周辺機器として、CCDを具備するシャッタカメラ110(以下、単に「カメラ110」という。)を具備する。前記画像入力部105は、このカメラ110に接続されるもので、カメラ用のインターフェース回路や、濃淡画像をディジタル変換するためのA/D変換回路などを含む。エッジ抽出部108は、シフトレジスタや微分回路などを具備する専用ICであって、画像入力部105により入力され、変換された各画素データを順に取り込みつつ、エッジ抽出処理を実行する。なお、この実施例のエッジ抽出処理では、周囲近傍との濃度差が所定値以上となる画素を抽出することにより、ウェーハの周縁部について、数画素分の幅を持つエッジを抽出することができる。
Furthermore, the
画像メモリ106は、前記画像入力部105により変換された後のディジタル画像や、エッジ抽出部108のエッジ抽出処理により生成されたエッジ画像を個別に保存するように設定される。通信インターフェース109は、前記主制御装置1との通信を行うためのもので、主制御装置1から検査開始コマンドを受信したり、主制御装置1に検査結果や補正量などのデータ(詳細は後記する。)を返送するために使用される。また、この通信インターフェース109は、画像メモリ106に保存された画像を送信することもできる。
The
CPU102は、主制御装置1から検査開始のコマンドを受けると、ROM103内のプログラムに基づいて後記する検査手順を実行し、ウェーハの向きの適否の検査や補正角度の算出処理を行う。なお、この検査装置10のROM103には、真空槽内のプラテンの回転動作をチェックするためのプログラムも組み込まれている。このプラテンの動作チェックは、イオン注入処理の開始前に実施されるもので、プラテンに設定された2つのマーク(詳細は後記する。)を用いて行われる。
When the
図3は、真空槽の内部構成を前記カメラ110の設置例とともに示す。
図示例の真空槽21では、床板21bの中央に支持台23が設けられ、その上面にアーム部24およびモータ25を介して円盤状のプラテン22が取り付けられる。なお、処理対象のウェーハ11は、静電気によりプラテン22の上面に固定支持される。
FIG. 3 shows an internal configuration of the vacuum chamber together with an installation example of the
In the illustrated
アーム部24は、ジャッキ部24aや図示しない関節部を具備するもので、通常はプラテン22の面を水平状態で支持し、イオン注入処理時に、プラテン22の面を垂直に起立させる。なお、支持台23には中空の制御室(図示せず。)が設けられ、その内部に、前記モータ25やアーム部24の駆動回路などが収容される。
The
前記カメラ110は、真空槽21の天井裏に、プラテン22の真上に位置するように設置される。このカメラ110は、光軸を鉛直方向に向け、プラテン22の周縁よりやや外側までの範囲を撮像するように、視野範囲が調整される。また、このカメラ110は、ズームアップ機能を具備するもので、検査対象のウェーハ11の種類によっては、光軸の方向や倍率を調整して、ウェーハ11の一部分のみを撮像するように視野を絞り込むことにより、通常よりも解像度の高い画像を生成するようにしている。
The
さらに、天井裏には、所定長さの2個の蛍光灯30,31が、カメラ110を中央に挟むようにして、奥行き方向(図の紙面に直交する方向)に平行に配備される。
Further, two
前記真空槽21の天井板21aは不透明であるが、カメラ110および蛍光灯30,31の設置位置に対応する位置にのみ、透明ガラスが嵌め込まれた窓部が(図示せず。)が形成される。なお、これら窓部の周縁は、裏側から金属枠体26,27,28により補強されており、金属枠体26,27,28の上方にそれぞれカメラ110、蛍光灯30,31が配備される。
The ceiling plate 21a of the
また、真空槽21の床板21bの上面には、蛍光灯30,31からの光を拡散反射させるために、全面にわたって微小凸部29が形成される。さらに、カメラ110側の窓部の大きさは、ウェーハ11からの鏡面反射光が窓外に逃げるように調整されている(図中の点線矢印を参照。)。これにより、検査時には、ウェーハ11の画像が暗く、背景部分が明るい画像が生成される。なお、照明の方法は上記に限らず、たとえば、床板21bを介しての透過照明を行うようにしてもよい。
Further, on the upper surface of the
前記プラテン22の上面には、図4(1)に示すように、中心部および周縁近傍の一箇所に、それぞれ同心円状のマークM1,M2が設けられる。これらのマークM1,M2は、印刷またはプラテン22の表面への刻印処理により形成されるもので、同心円の半径やその比率は、マーク毎に異なる値になるように設定されている。これらのマークM1,M2は、真空槽21へのウェーハ11の導入に先立ち、プラテン22が正しく回転しているかどうかを検査するために用いられる。
As shown in FIG. 4A, concentric marks M1 and M2 are provided on the upper surface of the
図4(2)は、プラテン22の回転に伴うマークM2の位置の変化を模式的に示す。図中のa1は、プラテン22が回転する前のマークM2の位置を、a2は、プラテン22が180°回転した後のマークM2の位置を、それぞれ示す。プラテン22が180°回転すれば、マークM2も180°回転した位置に動くはずであるから、a1とa2との中間に位置する点bは、前記中央のマークM1の位置に対応する、と考えることができる。
FIG. 4B schematically shows a change in the position of the mark M2 accompanying the rotation of the
検査装置10は、カメラ110によりプラテン22を撮像し、上記図4(2)の原理に基づき回転動作の適否にかかる検査を実行する。この検査では、まず、静止した状態のプラテン22を撮影した後、さらに、プラテン22を90°回転させて撮影する処理を3サイクル実行する。すなわち、最初の撮影におけるプラテン22の回転角度を0°とすると、0°,90°,180°,270°の各回転角度に対応する画像が得られることになる。
The
検査装置10は、中央のマークM1については、4枚の画像の少なくとも1枚(たとえば回転角度0°のときの画像)について抽出処理を行い、マークM1の中心点の座標を算出する。一方、外側のマークM2については、前記4枚の画像すべてにおいて、それぞれ個別に抽出処理を行って、マークM2の中心点の座標を算出する。さらに、回転角度に180°の開きがある画像同士を組み合わせる(回転角度0°に対応する画像と180°に対応する画像、および回転角度90°に対応する画像と270°に対応する画像が組み合わせられることになる。)。そして、各組毎に、前記マークM2の中心点として抽出された2点(前記図5(2)の点a1,a2に相当する。)を結ぶ線分を設定し、この線分の中点の座標を前記マークM1の中心点と比較する。ここで前記線分の中点の座標とマークM1の中心点の座標との距離が所定の誤差の範囲内であれば、プラテン22は正常に回転していると判断されることになる。
The
なお、上記の検査では、前記カメラ110から入力した画像に対するパターンマッチング処理によって、各マークM1,M2を抽出した後、その中心点の座標を抽出するようにしている。
In the above inspection, the coordinates of the center point are extracted after each mark M1, M2 is extracted by pattern matching processing on the image input from the
上記の検査において、プラテン22が正しく回転していると判断された場合には、ウェーハの向き検査において、プラテン22上のウェーハ11の向きが適正でないと判断されても、補正角度に基づき、ウェーハ11の向きを正しく調整することが可能となる。すなわち、プラテン22が正しく回転していることが確認されて初めて、ウェーハ11の方向を精度良く調整してイオン注入処理を行うことが可能となるのである。
If it is determined in the above inspection that the
イオン注入処理では、ウェーハのいずれの位置にイオンを打ち込むかによって、ウェーハの結晶軸の方位を変更する必要がある。すなわち、前記プラテン22上のウェーハ11におけるノッチの方向は、そのウェーハ11の設計データに基づき決定されることになる。この実施例のイオン注入装置では、ノッチのあるべき方向(基準方向)をウェーハ11の中心点から見た方向として規定している。そして、製造される予定のウェーハの種類毎に、あらかじめ上位のシステム(図示せず。)や入力部3から前記基準方向を示す基準角度を入力し、メモリ部2に登録するようにしている。
In the ion implantation process, it is necessary to change the orientation of the crystal axis of the wafer depending on which position of the wafer is ion-implanted. That is, the notch direction of the
図5は、前記ノッチの方向およびその方向を示すノッチ角度の設定例を示す。図中のOは、ウェーハの中心点である。また、この実施例では、略V字状の切り欠きパターンの重心の座標をノッチの位置を示す代表点としている。図中のNは、抽出された代表点を示す。 FIG. 5 shows an example of setting the direction of the notch and the notch angle indicating the direction. O in the figure is the center point of the wafer. In this embodiment, the coordinates of the center of gravity of the substantially V-shaped cutout pattern are used as representative points indicating the positions of the notches. N in the figure indicates the extracted representative point.
この実施例では、中心点Oから点Nに向かうベクトルPNをノッチの方向とする。また、前記中心点Oからx軸の正方向に沿う方向にベクトルX0を設定し、このベクトルX0に対してベクトルPNがなす角度θNをノッチ角度とする。なお、この実施例のプラテン22は、反時計回りを正方向として回転するので、これに合わせてノッチ角度θNも反時計回りに計測される。
In this embodiment, the vector P N extending from the center point O to the point N and the direction of the notch. Also, setting the vector X 0 in the direction along the positive direction of the x-axis from the center point O, and the angle θN formed by the vector P N and the notch angle to the vector X 0. Since the
基準方向も、上記のベクトルPNと同様に、中心点Oからノッチの代表点があるべき座標位置に向かうベクトルとして表される。また、基準角度も、前記のベクトルがベクトルX0に対してなす角度として表される。 Reference direction, similarly to the vector P N, is represented as a vector directed to the coordinate position where there is a representative point of the notch from the center point O. The reference angles, the vector is represented as an angle formed with respect to the vector X 0.
前記検査装置は、カメラ110により得た画像において、ウェーハ11の中心点とノッチの代表点Nの座標とを検出する。そして、これらの検出結果を用いて、図5の原理に基づきノッチ角度を算出する。さらに、検査対象のウェーハに対応する基準角度と算出したノッチ角度との差を求め、その値が所定の誤差範囲内にあるか否かによって、ウェーハの方向の適否を判断する。また、ここでウェーハの方向が正しくないと判断した場合には、前記基準角度とノッチ角度との差を、ノッチを基準方向に合わせるための補正角度として、主制御装置1に出力する。主制御装置1は、この補正角度の示す方向および角度に従ってプラテン22を回転させることにより、ウェーハの方向を調整し、しかる後にイオン注入処理を開始する。
The inspection apparatus detects the center point of the
さらに、この実施例では、所定種類のウェーハについて、前記したように、カメラ110の視野を絞り込んで撮像を行い、その画像を用いて検査を行うようにしている。また主制御装置1は、詳細は後記するが、検査対象のウェーハ11の基準方向が前記カメラ110の視野に適切に含まれていない場合には、ノッチの撮像が可能になるようにプラテン22を回転してから検査装置10を作動させ、検査を行わせるようにしている。なお、主制御装置1は、プラテン制御装置6に回転の方向および回転角度を示す制御信号を出力することにより、目的とする方向および角度によるプラテン22の回転動作を実現させる。
Further, in this embodiment, as described above, a predetermined type of wafer is picked up by narrowing the field of view of the
図6は、前記視野が限定されたカメラ110により得られる画像の例である。この例では、検査対象のウェーハ11について、前記中心点Oやノッチの全体像N1を含む部分画像が生成されている。また、図中のI1,I2は、カメラ110の視野の両側縁に対応する。
FIG. 6 is an example of an image obtained by the
以下、前記図6のように、カメラ110の視野を限定して検査を行うウェーハを例にして、一連の処理の流れを説明する。
図7は、前記イオン注入装置の主制御装置1において実行される処理手順を示す。なお、図中のSTはSTEP(ステップ)の略である。以下の説明でも、これに倣って、各ステップを「ST」と示す。また、図7の角度θや角度αは、いずれも正の値をとるものとする。
Hereinafter, as shown in FIG. 6, a flow of a series of processes will be described using a wafer to be inspected while limiting the visual field of the
FIG. 7 shows a processing procedure executed in the
まず、処理開始時には、図示しない上位システムからの生産指示コマンドに待機する。この生産指示には、生産すべきウェーハの種類や生産枚数などが含まれている。生産指示コマンドを受けると、ST1からST2に進み、前記メモリ部2より、生産指示に対応するウェーハの処理に必要な設定データを読み出し、内部RAMなどにセットする。なお、この設定データには、前記した基準角度や、検査のためのデータが含まれる。
First, at the start of processing, the system waits for a production instruction command from a host system not shown. This production instruction includes the type of wafer to be produced, the number of produced sheets, and the like. When a production instruction command is received, the process proceeds from ST1 to ST2, and setting data necessary for processing a wafer corresponding to the production instruction is read from the
つぎに、ST3では、前記ウェーハ搬出入処理装置5を駆動して、ウェーハカセットから1枚目のウェーハ11を取り出し、真空槽21へと搬入する。つぎのST4では、前記ウェーハ11をプラテン22に設置する。なお、ST3およびST4では、ウェーハ11のノッチが前記基準角度データに対応する方向を向いた状態でプラテン22上に位置するように、ロボットアームの動きが制御される。
Next, in
つぎのST5では、前記ウェーハ11のノッチを撮像することが可能であるかどうかを判断する。この判断は、カメラ110の視野の範囲を示す角度範囲とノッチの基準角度θTとを比較することにより行われる。なお、視野の範囲は、プラテンの中心点から見た視野の両側縁I1,I2(図6に示す。)の方向を示す角度δ1,δ2により表すことができる。すなわち、視野の両側縁に対し、それぞれプラテンの中心点から見た方向を示すベクトルを設定し、これらのベクトルを前記図5と同様の方法で角度に置き換える。そして、大きい方の角度を上限値δ1、小さい方の角度を下限値δ2とすることができる。
In next ST5, it is determined whether or not the notch of the
ノッチの代表点を精度良く検出するには、前記図6に示すように、視野の両側縁I1,I2から十分な距離を隔てた位置にノッチの画像を結像させるのが望ましい。そこで、ST5では、前記基準角度θTについて、δ2<θT<δ1であり、かつ前記(δ1−θT)および(θT−δ2)が、いずれも所定のしきい値を超えるときに、「YES」の判定を行う。この「YES」判定があれば、ST6に進み、前記ノッチの基準角度θTを検査装置に送信する。さらに、ST7では、前記検査装置10を用いて、ウェーハが正しい向きに設置されているかどうかを検査する。ここで、検査装置10は、後記する処理を実行し、その処理における最終の判断結果を主制御装置1に送信する。
In order to detect the representative point of the notch with high accuracy, it is desirable to form an image of the notch at a position separated from both side edges I1 and I2 of the visual field by a sufficient distance as shown in FIG. Therefore, in ST5, when δ2 <θT <δ1 with respect to the reference angle θT and both (δ1−θT) and (θT−δ2) exceed a predetermined threshold, “YES” Make a decision. If this “YES” determination is made, the process proceeds to ST6 and the reference angle θT of the notch is transmitted to the inspection apparatus. Further, in ST7, the
検査装置10からウェーハの向きが正しいとする判断結果(「OK」フラグ)が送信されると、ST8が「YES」となってST19に進む。ST19では、前記プラテン制御装置6を駆動してプラテン22の面を垂直に起立させた後、イオン発生処理装置7を駆動し、設計データに基づく一連のイオン注入処理を実行する。
When a determination result (“OK” flag) indicating that the orientation of the wafer is correct is transmitted from the
一方、検査装置10からウェーハ11の向きが不適であるとする判断結果(「NG」フラグ)が送信された場合、ST8が「NO」となってST9に進む。このST9では、前記NGフラグとともに、ウェーハの方向調整に必要な補正角度が送信されたかどうかをチェックする。ここで補正角度θが送信されていれば、ST9からST10に進み、その補正角度θ分だけプラテン22を回転させることにより、ウェーハ11の向きが正しくなるように調整する。なお、この補正角度θは、基準角度θTからノッチ角度θNを差し引いたものとして表される。この例では、θが正の値をとると想定しているので、ST10では、プラテンは正方向に回転することになる。
On the other hand, when a determination result (“NG” flag) indicating that the orientation of the
このようにして補正角度分だけプラテンを回転させることにより、ノッチが基準方向に合わせられる。この後は、ST19に進み、イオン注入処理を開始する。 In this way, the notch is aligned with the reference direction by rotating the platen by the correction angle. After this, the process proceeds to ST19 and the ion implantation process is started.
つぎに、前記ST5の判定が「NO」の場合、すなわち、ノッチがカメラの視野内に適切に含まれないと判断されたときは、ST11に進み、前記ノッチをカメラの視野に入れるのに必要な回転角度α(以下、「調整角度α」という。)を算出する。このST11では、たとえば、前記δ1とδ2との平均値δ3を求め、さらに、この平均値δ3から基準角度θTを差し引いた値(δ3−θT)を調整角度αとする。 Next, when the determination of ST5 is “NO”, that is, when it is determined that the notch is not properly included in the camera field of view, the process proceeds to ST11 and is necessary for putting the notch into the camera field of view. A simple rotation angle α (hereinafter referred to as “adjustment angle α”) is calculated. In ST11, for example, an average value δ3 of the δ1 and δ2 is obtained, and a value obtained by subtracting the reference angle θT from the average value δ3 (δ3-θT) is set as the adjustment angle α.
つぎのST12では、前記調整角度α分だけプラテン22を回転する。なお、この例では、αについても正の値をとると考えているので、ST12では、プラテン22を、正方向に回転させることになる。
In the next ST12, the
つぎのST13では、前記ノッチの基準角度θTを前記調整角度αを加えた値に補正し、これを検査装置10に送信する。そして、ST14では、ウェーハの向き検査を開始する。この検査の手順はST7と同様であるが、前記調整角度αにより補正された基準角度θTにより、ノッチの方向の適否や補正角度の算出処理が行われることになる。この検査により「OK」フラグが送信されると、ST15が「YES」となってST16に進み、プラテンを前記角度αだけ負の方向に回転させる。これにより、ノッチは、検査前の位置に戻ることになる。
In the
また、検査装置10より「NG」フラグと補正角度とが送信された場合には、ST15が「NO」、ST17が「YES」となって、ST18に進む。このST18では、前記調整角度αから補正角度θを差し引いた分だけプラテンを負の方向に回転させる。これにより、ノッチは、検査前の位置からプラテンの中心点Rを軸としてθ回転した位置に移動することになる。
If the “NG” flag and the correction angle are transmitted from the
このように、検査前にプラテンを回転させた場合には、検査後は、「OK」,「NG」のいずれの結果を得た場合にも、プラテンを負の方向に回転させ、しかる後にST19に進む。 As described above, when the platen is rotated before the inspection, after the inspection, the platen is rotated in the negative direction regardless of whether “OK” or “NG” is obtained, and then ST19. Proceed to
ST19では、設計データに基づきイオン注入処理を実行する。一連の処理が終了すると、ST20に進み、正常に処理が完了した旨をメモリ部2に保存する。そして、続くST21において、前記ウェーハ11をプラテン22から取り外し、真空槽21外に搬出する処理を実行する。
In ST19, an ion implantation process is executed based on the design data. When the series of processing ends, the process proceeds to ST20, and the fact that the processing has been normally completed is stored in the
なお、検査装置10が、NGフラグとともに補正が不可能であることを示すエラーコードを送信した場合(ST9が「NO」の場合またはST17が「NO」の場合)には、ST23に進み、前記エラーコードをメモリ部2に書き込む処理(エラー処理)を実行する。この後は、ST21に進み、ウェーハ11をプラテン22から取り外して、真空槽21外に搬出する処理を実行する。
When the
ウェーハの搬出後は、ST22に進み、生産が終了したかどうかをチェックする。ここで、処理すべきウェーハが残っている場合には、ST22が「NO」となってST3に戻り、つぎのウェーハを真空槽21内に導入して以下同様の手順を実行する。前記生産指示により指示された数のウェーハを処理した場合には、ST22が「YES」となり、処理を終了する。
After unloading the wafer, the process proceeds to ST22 to check whether the production is finished. Here, when there is a wafer to be processed, ST22 becomes “NO”, the process returns to ST3, the next wafer is introduced into the
なお、上記の処理を経たウェーハ11は、正常な処理が行われたかどうかに関わらず、同一のウェーハカセット(処理済み用のウェーハを格納するもの)に収容される。ただし、ST20やST23では、保存する情報にウェーハ11の識別番号を対応づけるようにしているので、仮に不良のウェーハ11があっても、そのウェーハ11が後段の工程に流れるのを防止することができる。
Note that the
つぎに、前記ST7,ST14のウェーハの向き検査について、図8を用いて、検査装置10側で実行される具体的な処理を説明する。なお、この図8では、ST101から処理が開始されるものとする。
Next, with respect to the wafer orientation inspection in ST7 and ST14, specific processing executed on the
この手順を実行するに先立ち、検査装置10のCPU102は、前記主制御装置1より各種検査用データの送信を受け、これらをRAM104内に保存する。この後、最初のST101では、前記タイミング制御部107よりカメラ110に駆動信号を与えて撮像を行わせる。この撮像動作に伴い、画像入力部105によるA/D変換処理およびエッジ抽出部108によるエッジ抽出処理が実行され、所定階調の濃淡画像データ、および2値のエッジ画像データが、画像メモリ106に格納される。なお、カメラ110の視野は、あらかじめ限定された範囲に調整されているものとする。
Prior to executing this procedure, the
ST102〜104の処理は、エッジ画像を対象として行われる。
ST102では、前記エッジ画像において、ウェーハの中心点を抽出する処理を実行する。この処理は、前出の特許文献3の方法に基づき行われる。簡単に言うと、画像上の各エッジ画素につき、それぞれその濃度勾配に沿う方向(明るい部分から暗い部分に向かう方向)にウェーハの半径よりやや長い線分を設定する。これにより、前記画像上に含まれるウェーハの周縁のエッジのうち、ノッチ以外の円弧の部分を構成する各エッジ画素からの線分が中心点Oの付近で交わるようになる。よって、所定数以上の線分が交わった点の集合の中から代表点を抽出し、これをウェーハの中心点Oとする。
The processes of ST102 to ST104 are performed on the edge image.
In ST102, processing for extracting the center point of the wafer is executed in the edge image. This process is performed based on the method of
上記の方法によれば、生成された画像にウェーハ11の一部分しか含まれていなくとも、中心点Oの位置を精度良く求めることができる。中心点Oの抽出に成功すると、ST103が「YES」となってST104に進み、前記エッジ画像上でノッチを検出する処理を実行する。以下、この処理について簡単に説明する。
According to the above method, even if only a part of the
この検出処理では、前出の特許文献2の方法に基づき、画像上で円弧の構成点に相当するエッジ画素を抽出する。この抽出処理により、ウェーハの輪郭線の構成点のうち、ノッチ以外の構成点が抽出されることになる。
In this detection process, edge pixels corresponding to the constituent points of the arc are extracted on the image based on the method disclosed in
つぎに、抽出された円弧の構成点を消去し、残されたエッジの中からノッチの特徴を反映したエッジ画素の集合を抽出する。ウェーハのノッチは、完全なV字状ではなく、先端部分(切り込みの最も奥の部分)が面取りされた状態で形成される(図6のN1を参照。)ので、先端部分を構成する画素は円弧の構成点とみなされる可能性が高い。一方、V字パターンの両側縁は直線状であるので、それぞれ所定数のエッジ画素が連なった状態にあるものと考えられる。 Next, the constituent points of the extracted arc are deleted, and a set of edge pixels reflecting the notch characteristics is extracted from the remaining edges. The notch of the wafer is not completely V-shaped, and is formed with the tip portion (the deepest portion of the cut) chamfered (see N1 in FIG. 6), so the pixels constituting the tip portion are It is likely to be considered as a constituent point of an arc. On the other hand, since both side edges of the V-shaped pattern are linear, it is considered that a predetermined number of edge pixels are connected to each other.
よって、円弧の構成点を消去する処理により、ノッチの部分については、図9に示すように、先端部分のエッジ13cが消失し、両側縁のエッジ13a,13bが分離した状態で残されるようになる。そこで、ST104では、円弧の構成点を消去した後のエッジ画像から前記エッジ13a,13bに対応する一対のエッジ集合を抽出する。さらに、これら一対の集合毎に重心を求め、各重心間の中点の座標を求めることにより、ノッチの位置を検出するようにしている。なお、ノッチの位置の算出方法は上記に限定されるものではなく、たとえば、一対のエッジ集合をその間にある画素(エッジ画素以外の画素)も含めて統合し、この統合された集合体において、重心などの代表点を求めるようにしてもよい。
Therefore, by the process of erasing the constituent points of the arc, as shown in FIG. 9, the
また、ノッチの検出処理は上記に限定されるものではない。たとえば、エッジ画素に対する輪郭追跡処理を行って、エッジの向きが大きく変化する変曲点を抽出するようにしてもよい。画像上のエッジ画素の大半は円弧の構成点であり、しかも拡大されていることから、これら円弧の部分で向きが大きく変化することはない。これに対し、ノッチに相当する略V字状のパターンについては、2つの切り込み開始点や、先端の部分(切り込みの奥部)において、エッジの向きが大きく変化するから、ノッチを精度良く検出することができる。 Further, the notch detection process is not limited to the above. For example, an inflection point at which the edge direction changes greatly may be extracted by performing contour tracking processing on edge pixels. Since most of the edge pixels on the image are constituent points of the arc and are enlarged, the direction does not change greatly in the arc portion. On the other hand, for the substantially V-shaped pattern corresponding to the notch, the direction of the edge changes greatly at the two incision start points and at the tip part (the deep part of the incision), so the notch is accurately detected. be able to.
このようにしてノッチの位置を検出すると、ST105が「YES」となってST106に進む。このST106では、前記図5に示した方法に基づきノッチ角度を算出する。続くST107では、このノッチ角度と主制御装置から送信された基準角度との差を求め、その差が所定の誤差範囲であるかどうかをチェックする。この差が誤差範囲内であれば、ST107が「YES」となってST108に進み、前記した「OK」フラグをオン設定して主制御装置1に送信する。
When the position of the notch is detected in this way, ST105 becomes “YES” and the process proceeds to ST106. In ST106, the notch angle is calculated based on the method shown in FIG. In the subsequent ST107, a difference between the notch angle and the reference angle transmitted from the main controller is obtained, and it is checked whether or not the difference is within a predetermined error range. If this difference is within the error range, ST107 is “YES”, the process proceeds to ST108, the above-mentioned “OK” flag is set to ON, and is transmitted to
また、前記の差が誤差を越える場合には、ST107からST109に進む。このST109では、ウェーハの向きが不適であったことを示す「NG」フラグをオン設定するとともに、前記の差を補正角度として設定し、NGフラグとともに主制御装置1に送信する。なお、補正角度は、基準角度からノッチ角度を差し引いたものとするので、この差が負値となった場合は、プラテン22を逆回転させる必要があることを意味するものになる。
When the difference exceeds the error, the process proceeds from ST107 to ST109. In ST109, an “NG” flag indicating that the orientation of the wafer is inappropriate is set to ON, the difference is set as a correction angle, and transmitted to the
前記ST102において、中心点の抽出処理に失敗した場合には、ST103が「NO」となって、ST110に進む。またST104において、ノッチを検出できなかった場合には、ST105が「NO」となり、同様にST110に進む。
ST110では、前記「NG」フラグをセットするとともに、補正ができない理由を示すエラーコードを設定し、これらを主制御装置1に送信する。なお、ST103、ST105のいずれが「NO」となったかによって、前記エラーコードの値は異なるものとなる。
If the center point extraction process has failed in ST102, ST103 becomes “NO” and the process proceeds to ST110. If the notch cannot be detected in ST104, ST105 becomes “NO”, and the process similarly proceeds to ST110.
In ST110, the “NG” flag is set, an error code indicating the reason why the correction cannot be performed is set, and these are transmitted to the
上記の実施例によれば、画像上のウェーハ11の中心点Oを基準としてノッチ角度や基準角度を示し、これらの角度の差を補正角度としてプラテン22を回転させている。既に図10,11を用いて説明したように、ウェーハ11の中心点Oとプラテン22の中心点Rとが一致している場合にも、両者が一致しない場合にも、上記の方法で求めた補正角度分だけプラテン22を回転させることにより、ノッチを基準方向に合わせることができる。
According to the above embodiment, the notch angle and the reference angle are shown with the center point O of the
また、前記図7,8の手順では、カメラ110の視野を絞り込むことにより、ウェーハ11の部分画像を生成しているので、ウェーハ全体を撮像するよりも、ノッチの部分の解像度が高い画像を得ることができる。また、前出の特許文献3の方法によれば、部分円であっても中心点を精度良く求めることができるから、中心点、ノッチの位置をともに精度良く検出して、ノッチ角度を正確に求めることができる。よって、補正角度を高い精度で求めることができ、ウェーハの方向を精度良く調整することができる。
7 and 8, the partial image of the
なお、図7,8の手順では、ウェーハが正しい方向を向いているか否かを検査する都合上、基準角度θTを調整角度αにより補正するようにしたが、ウェーハの方向の適否判別の結果をフラグデータとして出力する必要がない場合には、撮影前にプラテン22を回転させた場合でも、本来の基準角度θTを用いて補正角度θを求め、その角度θ分だけプラテン22を回転させればよい。
In the procedure of FIGS. 7 and 8, the reference angle θT is corrected by the adjustment angle α for the purpose of inspecting whether or not the wafer is oriented in the correct direction. If it is not necessary to output the flag data, even if the
さらに、ウェーハ11の全体が撮像される場合にも、照明ムラや周囲部材との位置関係などの要因により、カメラ110の視野内にノッチの検出に適した領域と適さない領域とが存在する場合には、図7と同様の方法で検査を行うことができる。すなわち、検査対象のウェーハ11の基準方向が検出に適さない領域に含まれる場合には、このノッチが検出に適した領域に含まれるように所定の調整角度分だけプラテン22を回転させて検査を実行すればよい。また、この検査によりずれ量が検出された場合には、ずれ量に前記調整角度を加えた値を補正角度としてプラテン22を回転させることにより、前記ノッチを基準方向に位置合わせすることができる。
Furthermore, even when the
ところで、ウェーハの側面(周縁の厚み方向の面)は垂直面ではなく、曲面状に形成される。上記の実施例では、カメラ110や光源を図3のように配置することにより、ウェーハ11の表面からの鏡面反射光がカメラ110に入射しないようにしたが、ウェーハ11の側面からの鏡面反射光がカメラ110に入り込む可能性がある。この側面の全周にわたる曲率は一様なものではなく、固体間でのばらつきもあるので、光学系の調整により鏡面反射光の入射を防ぐのは困難である。
By the way, the side surface (surface in the thickness direction of the periphery) of the wafer is not a vertical surface but a curved surface. In the above embodiment, the
ウェーハ11の側面からの鏡面反射光がカメラ110に入ると、ウェーハの周縁でハレーションが生じ、ノッチとして誤検出されるおそれがある。前記図8の手順は、ノッチが1つだけ検出されることを前提としており、ノッチとみなされる部分が複数検出された場合には、ST105が「NO」となって、向き調整が不可能と判断されてしまう。このような不具合を防止するには、プラテン22にウェーハ11を設置した後に、つぎのような処理を行うとよい。なお、この処理では、説明を簡単にするために、ウェーハ11の全体が撮像される場合を前提とする。
When specular reflection light from the side surface of the
まず、プラテン22にウェーハ11が設置された直後に撮像を行い、得られた画像上のノッチを検出する。検出されたノッチ角度は、検査装置10のRAM104などに保存される。つぎに、プラテン22を所定角度回転させ、再度の撮像を行い、得られた画像上で2度目のノッチ検出処理を実行する。ここで、2度目の処理で検出されたノッチ角度を最初に検出されたノッチ角度と比較すると、本来のノッチについては、プラテンの回転角度に相当する角度差が得られるはずである。これに対し、ハレーションについては、ウェーハ11の回転により光源との関係が変化すると、2度目の撮像時には、前回のハレーション発生部位からの反射光がカメラ110に入らなくなったり、別の部位からの反射光がカメラ110に入射するなど、プラテン22の回転に追従した角度差が得られない可能性が高い。よって、1回目に得た画像と2回目に得た画像との間で、ノッチ角度の差がプラテン22の回転角度に対応するノッチ候補の組をノッチとみなし、それ以外のものをハレーションによるノイズとみなすことにより、ウェーハ11の側面からの鏡面反射光による影響を取り除いて、本来のノッチを精度良く特定することができる。
First, imaging is performed immediately after the
なお、上記2つの画像において、ノッチ角度の差がプラテン22の回転角度に対応するノッチ候補の組が複数見つかった場合には、再度プラテン22を回転させて、同様の処理を行うとよい。ただし、この処理を複数回繰り返しても、なお、複数組のノッチ候補が存在する場合には、処理を打ち切ってエラー処理に進むのが望ましい。
また、前記図7の手順のように、ウェーハ11の一部分を撮像する場合には、ノッチをカメラ110の視野に入れるためにプラテン22を回転させた後の撮像に続き、ノッチがカメラ110の視野から出ない範囲でプラテン22を回転させて2度目の撮像を行うことにより、上記と同様に、ノッチとハレーションの発生部位とを切り分けて判断することができる。ノッチをカメラ110の視野に入れるための調整が必要でない場合も、同様である。
In the above two images, when a plurality of sets of notch candidates whose difference in notch angle corresponds to the rotation angle of the
When imaging a part of the
このようにして、ノッチとハレーションの発生部位とを識別し、最終的にノッチが特定されると、そのノッチについて、1回目に検出されたノッチ角度を基準角度と照合することにより、ウェーハ11の向きの適否を判別することができる。さらに、向きが適正でない場合には、前記実施例と同様に、基準角度とノッチ角度との差に相当する角度だけプラテン22を回転することにより、ウェーハ11の向きを調整することができる。
In this way, the notch and the halation occurrence site are identified, and when the notch is finally identified, the notch angle detected for the first time is checked against the reference angle for the notch, thereby Appropriate orientation can be determined. Further, if the orientation is not appropriate, the orientation of the
1 主制御装置
6 プラテン制御装置
10 検査装置
11 ウェーハ
21 真空槽
22 プラテン
101 制御部
102 CPU
105 画像入力部
108 エッジ抽出部
109 通信インターフェース
110 カメラ
DESCRIPTION OF
105
Claims (3)
前記プラテンの上に半導体ウェーハが設置されたときに前記半導体ウェーハの中心点からノッチの正しい位置に向かう方向を基準方向として、この基準方向があらかじめ定めた特定の方向に対してなす角度θTを基準角度として登録する第1ステップと、
前記プラテンの上に支持された半導体ウェーハの外周縁の少なくともノッチを含む一部が前記カメラの視野に含まれるようにカメラの視野範囲を設定して、撮像を実行する第2ステップと、
前記撮像により生成された画像から半導体ウェーハの外周縁を表すエッジ画素群を検出し、検出されたエッジ画素群のうち円弧を構成する部分に基づき、当該円弧の中心点を前記半導体ウェーハの中心点として検出する第3ステップと、
前記第3ステップで検出されたエッジ画素群のうち円弧を構成しないエッジ画素に基づいて前記ノッチの位置を検出する第4ステップと、
前記第3および第4のステップの検出結果に基づき、半導体ウェーハの中心点からノッチに向かう方向を特定し、この方向が前記特定の方向に対してなす角度θNを算出する第5ステップと、
前記第5ステップで特定された角度θNと基準角度θTとの差θを求め、この角度θの値に基づき前記プラテンの回転方向および回転角度を制御してプラテンを回転させることにより、前記半導体ウェーハの方向を調整する第6ステップとを実行し、
前記第2ステップでは、前記第1ステップで登録した基準角度θTに基づき、前記半導体ウェーハの中心点が前記プラテンの中心点に位置合わせされている場合に前記基準方向に相当する方向が、前記プラテンの中心点を基点に所定角度分の幅をもって広がる適正領域内に含まれるか否かを判別し、当該方向が適正領域内に含まれると判別したときはプラテンを回転させることなく撮像を行う一方、当該方向が適正領域の外にあると判別したときは、前記プラテンの中心点から適正領域内の一点に向かう方向が前記特定の方向に対してなす角度と前記基準角度θTとの差αを調整角度として求めて、この調整角度αの値に基づき前記プラテンの回転方向および回転角度を制御してプラテンを回転させてから、撮像を実行する、
ことを特徴とする半導体ウェーハの方向調整方法。 A circular semiconductor wafer with a notch formed at one location on the outer periphery is placed on a platen that rotates around the center, and the semiconductor wafer supported by the platen is imaged from above with a camera. In the method of adjusting the direction of the semiconductor wafer by controlling the rotation operation of the platen based on the result of processing the generated image,
When a semiconductor wafer is placed on the platen, the direction from the center point of the semiconductor wafer toward the correct position of the notch is used as a reference direction, and an angle θT formed by the reference direction with respect to a predetermined direction is used as a reference. A first step of registering as an angle;
A second step of performing imaging by setting a field-of-view range of the camera so that at least a part including at least a notch of the outer periphery of the semiconductor wafer supported on the platen is included in the field-of-view of the camera;
An edge pixel group representing the outer periphery of the semiconductor wafer is detected from the image generated by the imaging, and a center point of the arc is determined based on a portion constituting the arc of the detected edge pixel group. A third step to detect as
A fourth step of detecting the position of the notch based on edge pixels that do not constitute an arc among the edge pixel group detected in the third step ;
A fifth step of identifying a direction from the center point of the semiconductor wafer toward the notch based on the detection results of the third and fourth steps, and calculating an angle θN formed by the direction with respect to the specific direction;
A difference θ between the angle θN specified in the fifth step and a reference angle θT is obtained, and the platen is rotated by controlling the rotation direction and the rotation angle of the platen based on the value of the angle θ, whereby the semiconductor wafer And a sixth step of adjusting the direction of
In the second step, when the center point of the semiconductor wafer is aligned with the center point of the platen based on the reference angle θT registered in the first step, a direction corresponding to the reference direction is the platen It is determined whether or not it is included in an appropriate area that spreads with a predetermined angle width from the center point of the image, and when it is determined that the direction is included in the appropriate area, imaging is performed without rotating the platen. When it is determined that the direction is outside the appropriate region, the difference α between the angle formed by the direction from the center point of the platen toward one point in the appropriate region with respect to the specific direction and the reference angle θT is calculated. Obtaining as an adjustment angle, controlling the rotation direction and rotation angle of the platen based on the value of the adjustment angle α, rotating the platen, and then performing imaging.
A method for adjusting the direction of a semiconductor wafer.
前記プラテンの上に半導体ウェーハが設置されたときに当該半導体ウェーハの中心点からノッチの正しい位置に向かう方向があらかじめ定めた特定の方向に対してなす角度θTを、前記ノッチがとるべき基準方向を表す基準角度として登録する登録手段と、
前記プラテンの上方に、当該プラテン上の半導体ウェーハの外周縁の少なくとも一部を視野に含むように配備された撮像手段と、
前記プラテン上に設置された半導体ウェーハに対する撮像処理が前記撮像手段の視野内に前記半導体ウェーハのノッチが含まれる状態で実施されるように、前記プラテンの回転および撮像手段による撮像を制御する撮像制御手段と、
前記撮像制御手段の制御により実行された撮像により生成された画像から前記半導体ウェーハの外周縁を表すエッジ画素群を検出するエッジ画素検出手段と、
前記エッジ画素検出手段により検出されたエッジ画素群の中の円弧を構成する部分に基づき、当該円弧の中心点を半導体ウェーハの中心点として検出する第1検出手段と、
前記エッジ画素検出手段により検出されたエッジ画素群のうち円弧を構成しないエッジ画素に基づいて前記ノッチの位置を検出する第2検出手段と、
前記第1および第2の検出手段による検出結果に基づき、前記半導体ウェーハの中心点からノッチに向かう方向を特定し、この方向が前記特定の方向に対してなす角度θNを求める角度算出手段と、
前記角度算出手段により算出された角度θNと前記登録手段に登録されている基準角度θTとの差θを求め、この角度θの値に基づき前記プラテンの回転方向および回転角度を制御してプラテンを回転させることにより、前記半導体ウェーハの方向を調整する方向調整手段とを具備し、
前記撮像制御手段は、前記登録手段に登録されている基準角度θTに基づき、前記半導体ウェーハの中心点が前記プラテンの中心点に位置合わせされている場合に前記基準方向に相当する方向が、前記プラテンの中心点を基点に所定角度分の幅をもって広がる適正領域内に含まれるか否かを判別し、当該方向が適正領域に含まれると判別したときはプラテンを回転させることなく撮像を行う一方、当該方向が適正領域の外にあると判別したときは、前記プラテンの中心点から適正領域内の一点に向かう方向が前記特定の方向に対してなす角度と前記基準角度θTとの差αを調整角度として求めて、この調整角度αの値に基づき前記プラテンの回転方向および回転角度を制御してプラテンを回転させてから撮像を実行する、半導体ウェーハの方向調整装置。 The direction of the semiconductor wafer supported by the platen is adjusted by controlling the operation of the platen that supports the circular semiconductor wafer having a notch formed at one location on the outer periphery on the upper surface and rotating around the center. A device,
When a semiconductor wafer is placed on the platen, an angle θT formed by a direction from the center point of the semiconductor wafer toward the correct position of the notch with respect to a predetermined direction is set as a reference direction that the notch should take. Registration means for registering as a reference angle to represent;
Imaging means arranged above the platen so as to include at least a part of the outer peripheral edge of the semiconductor wafer on the platen in the field of view;
Imaging control for controlling rotation of the platen and imaging by the imaging means so that an imaging process for the semiconductor wafer placed on the platen is performed in a state where the notch of the semiconductor wafer is included in the visual field of the imaging means Means,
Edge pixel detection means for detecting an edge pixel group representing an outer peripheral edge of the semiconductor wafer from an image generated by imaging executed by control of the imaging control means;
First detection means for detecting a center point of the arc as a center point of the semiconductor wafer based on a portion constituting the arc in the edge pixel group detected by the edge pixel detection means;
Second detection means for detecting the position of the notch based on edge pixels that do not constitute an arc of the edge pixel group detected by the edge pixel detection means;
Based on the detection results by the first and second detection means, an angle calculation means for specifying a direction from the center point of the semiconductor wafer toward the notch and obtaining an angle θN formed by the direction with respect to the specific direction;
A difference θ between the angle θN calculated by the angle calculation unit and the reference angle θT registered in the registration unit is obtained, and the platen is controlled by controlling the rotation direction and the rotation angle of the platen based on the value of the angle θ. A direction adjusting means for adjusting the direction of the semiconductor wafer by rotating it;
The imaging control means, based on the reference angle θT registered in the registration means, the direction corresponding to the reference direction when the center point of the semiconductor wafer is aligned with the center point of the platen, It is determined whether or not it is included in an appropriate area that spreads with a predetermined angle width from the center point of the platen, and when it is determined that the direction is included in the appropriate area, imaging is performed without rotating the platen. When it is determined that the direction is outside the appropriate region, the difference α between the angle formed by the direction from the center point of the platen toward one point in the appropriate region with respect to the specific direction and the reference angle θT is calculated. The direction of the semiconductor wafer, which is obtained as an adjustment angle, controls the rotation direction and rotation angle of the platen based on the value of the adjustment angle α, and executes imaging after rotating the platen Integer unit.
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