JP6210525B1 - Alignment method and alignment apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】回転するテーブルにウェハを支持させた時のウェハの位置を精度よくかつ低コストで決定することができるアライメント方法及びアライメント装置を提供する。【解決手段】本発明に係るアライメント方法は、ウェハ40の端部45におけるウェハ40の側面48に形成されたノッチ49の内面49aを照明した照明光が、内面49aによって反射された反射光を用いてウェハ40の位置決めを行う。また、反射光が内面49aによって集光された集光像の画像を撮像した端部45の位置に基づいて、ウェハ40を回転させることにより、ウェハ40の位置決めを行う。【選択図】図1An alignment method and an alignment apparatus are provided that can determine the position of a wafer when the wafer is supported on a rotating table with high accuracy and at low cost. In an alignment method according to the present invention, illumination light that illuminates an inner surface 49a of a notch 49 formed on a side surface 48 of a wafer 40 at an end 45 of the wafer 40 is used as reflected light reflected by the inner surface 49a. Then, the wafer 40 is positioned. Further, the wafer 40 is positioned by rotating the wafer 40 based on the position of the end 45 where the image of the condensed image obtained by collecting the reflected light by the inner surface 49a is captured. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、アライメント方法及びアライメント装置に関し、例えば、回転するテーブル上にウェハを支持させた時のウェハの位置決めを行うアライメント方法及びアライメント装置に関する。 The present invention relates to an alignment method and an alignment apparatus, for example, an alignment method and an alignment apparatus for positioning a wafer when the wafer is supported on a rotating table.
ウェハ中の欠陥を検査する場合において、欠陥の位置を特定するためには、ウェハをテーブル上に精度良くアライメントすることが不可欠である。そのため、ウェハに形成されたノッチを基準にして、テーブル上のウェハの位置決めを行っている(ノッチアライメント)。 When inspecting a defect in a wafer, it is indispensable to accurately align the wafer on a table in order to specify the position of the defect. Therefore, the wafer is positioned on the table based on the notch formed on the wafer (notch alignment).
例えば、特許文献1〜4には、回転するテーブル上に支持させたウェハに対して、ノッチアライメントを行うことが開示されている。 For example, Patent Documents 1 to 4 disclose performing notch alignment on a wafer supported on a rotating table.
特許文献1には、ウェハの端部を挟むように設けられた透過センサによって、ウェハのノッチを検出し、ウェハのノッチアライメントを行うことが記載されている。特許文献1に記載された方法では、ノッチアライメントのために、センサやカメラ等、付加的な装置を準備する必要がある。 Patent Document 1 describes that a notch of a wafer is detected and a notch alignment of the wafer is performed by a transmission sensor provided so as to sandwich an end portion of the wafer. In the method described in Patent Document 1, it is necessary to prepare an additional device such as a sensor or a camera for the notch alignment.
特許文献2には、ウェハの上方からウェハの複数の点を撮像してアライメント用画像を取得し、アライメント用画像を用いて、パターン形成後のウェハのノッチアライメントを行うことが記載されている。特許文献2に記載された方法では、アライメント用画像を撮像するために、ウェハに正対したカメラや、アライメント用画像と比較するための画像処理用装置を準備する必要がある。 Patent Document 2 describes that a plurality of points on a wafer are imaged from above the wafer to obtain an alignment image, and the notch alignment of the wafer after pattern formation is performed using the alignment image. In the method described in Patent Document 2, in order to capture an alignment image, it is necessary to prepare a camera facing the wafer and an image processing apparatus for comparison with the alignment image.
特許文献3及び4には、ウェハの端部の検査装置が記載されている。特許文献3及び4に記載された装置では、ノッチアライメントにより位置決めされたウェハの中心と、ステージの回転中心とが一致していると仮定して検査を行っており、ウェハの中心と、ステージの回転中心との間の偏芯量を考慮しておらず、精度よくウェハの位置決めがされていないおそれがある。 Patent Documents 3 and 4 describe a wafer edge inspection apparatus. In the apparatuses described in Patent Documents 3 and 4, the inspection is performed on the assumption that the center of the wafer positioned by the notch alignment is coincident with the rotation center of the stage. The amount of eccentricity between the center of rotation is not taken into account, and the wafer may not be positioned accurately.
このように、従来のウェハのノッチアライメントでは、ウェハに正対するカメラ等を用いて行われることが一般的であり、そのためのセンサ、カメラ、周辺処理系を準備する必要がある。また、ウェハの中心と、ステージの回転中心との間の偏芯量を考慮しておらず、精度よくウェハの位置決めがされていないおそれがある。 As described above, the conventional notch alignment of a wafer is generally performed using a camera or the like directly facing the wafer, and it is necessary to prepare a sensor, a camera, and a peripheral processing system for that purpose. In addition, the amount of eccentricity between the center of the wafer and the center of rotation of the stage is not considered, and there is a possibility that the wafer is not accurately positioned.
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、回転するテーブルにウェハを支持させた時に、ウェハの位置決めを精度よくかつ低コストで行うことができるアライメント方法及びアライメント装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and provides an alignment method and an alignment apparatus that can accurately and inexpensively position a wafer when the wafer is supported on a rotating table. The purpose is to provide.
本発明に係るアライメント方法は、ウェハの端部に形成されたノッチの内面であって、前記ウェハの周縁に沿った方向において前記ウェハの側面に挟まれた前記内面を照明した照明光が、前記内面によって反射された反射光を用いて前記ウェハの位置決めを行う。このような構成により、ウェハの位置決めを精度よくかつ低コストで行うことができる。 In the alignment method according to the present invention, the illumination light that illuminates the inner surface of the notch formed at the edge of the wafer and sandwiched between the side surfaces of the wafer in a direction along the periphery of the wafer is The wafer is positioned using the reflected light reflected by the inner surface. With such a configuration, the wafer can be positioned accurately and at low cost.
また、アライメント方法は、前記内面によって前記反射光が線状に集光された線状像の画像を撮像した前記端部の位置に基づいて、前記ウェハを回転させることにより、前記ウェハの位置決めを行う。このような構成により、ウェハの回転ずれを精度よく補正することができる。 Further, the alignment method includes positioning the wafer by rotating the wafer based on the position of the end where the image of the linear image in which the reflected light is linearly collected by the inner surface is captured. Do. With such a configuration, the rotational deviation of the wafer can be accurately corrected.
さらに、アライメント方法は、回転軸を有するテーブル上に前記ウェハを支持し、前記回転軸を中心に前記テーブルを回転させ、前記端部を前記照明光で照明し、前記照明光が前記端部によって反射した前記反射光を対物レンズで集光し、前記対物レンズにより集光した前記反射光を検出することによって前記端部の画像を撮像し、オートフォーカス光学系により、前記画像の焦点が合う前記対物レンズの位置であって、前記対物レンズの光軸方向における位置を導き、前記オートフォーカス光学系が導いた前記位置に前記対物レンズを移動させ、前記画像のデータに、所定の付加データを付加し、前記ウェハを一回転させたときの前記光軸方向における前記対物レンズの位置に基づいて、前記回転軸と前記ウェハとの偏芯量を算出し、前記偏芯量に基づいて前記テーブルを移動させることにより、前記ウェハの位置決めを行う。このような構成により、ウェハの偏芯量を精度よくかつ低コストで補正することができる。 Further, in the alignment method, the wafer is supported on a table having a rotation axis, the table is rotated around the rotation axis, the end portion is illuminated with the illumination light, and the illumination light is transmitted by the end portion. The reflected light is collected by an objective lens, and the reflected light collected by the objective lens is detected to capture an image of the end, and the image is focused by an autofocus optical system. The position of the objective lens in the optical axis direction is derived, the objective lens is moved to the position guided by the autofocus optical system, and predetermined additional data is added to the image data. Then, based on the position of the objective lens in the optical axis direction when the wafer is rotated once, the amount of eccentricity between the rotation axis and the wafer is calculated, By moving the table based on the core weight, for positioning of the wafer. With such a configuration, the amount of eccentricity of the wafer can be corrected accurately and at low cost.
前記付加データを、前記画像を撮像したときの前記ノッチの位置、前記画像を撮像したときの前記端部の位置、及び、前記光軸方向における前記対物レンズの位置を含むようにする。このような構成により、回転ずれ及び偏芯量と、ウェハの端部の位置とを対応付けすることができる。 The additional data includes the position of the notch when the image is captured, the position of the end when the image is captured, and the position of the objective lens in the optical axis direction. With such a configuration, it is possible to associate the rotational deviation and the eccentricity amount with the position of the end portion of the wafer.
また、一方向に並んだ複数の画素によって、前記端部を前記回転軸方向に沿って撮像する。このような構成により、ウェハの偏芯量を精度よく測定することができる。 Further, the end portion is imaged along the rotation axis direction by a plurality of pixels arranged in one direction. With such a configuration, the amount of eccentricity of the wafer can be accurately measured.
本発明に係るアライメント装置は、ウェハの端部に形成されたノッチの内面であって、前記ウェハの周縁に沿った方向において前記ウェハの側面に挟まれた前記内面を照明した照明光が、前記内面によって反射された反射光を用いて前記ウェハの位置決めを行う。このような構成とすることにより、ウェハの位置決めを精度よくかつ低コストで行うことができる。 In the alignment apparatus according to the present invention, the illumination light that illuminates the inner surface of the notch formed at the edge of the wafer and sandwiched between the side surfaces of the wafer in the direction along the periphery of the wafer is The wafer is positioned using the reflected light reflected by the inner surface. With such a configuration, the wafer can be positioned accurately and at low cost.
また、アライメント装置は、前記内面によって前記反射光が線状に集光された線状像の画像を撮像した前記端部の位置に基づいて、前記ウェハを回転させることにより、前記ウェハの位置決めを行う。このような構成により、ウェハの回転ずれを精度よく補正することができる。 In addition, the alignment apparatus positions the wafer by rotating the wafer based on the position of the end where the image of the linear image in which the reflected light is linearly collected by the inner surface is captured. Do. With such a configuration, the rotational deviation of the wafer can be accurately corrected.
さらに、アライメント装置は、回転軸を有し、前記ウェハを支持するテーブルと、前記回転軸を中心に前記テーブルを回転させる第1駆動部と、前記ウェハの端部を照明する前記照明光を生成する光源と、前記照明光が前記端部によって反射した前記反射光を集光する対物レンズと、前記対物レンズを前記対物レンズの光軸方向に移動させる第2駆動部と、前記対物レンズにより集光した前記反射光を検出することによって前記端部の画像を撮像する撮像部と、前記撮像部において前記画像の焦点が合う前記光軸方向における前記対物レンズの位置を導くオートフォーカス光学系と、前記テーブルを移動させる移動手段と、前記第1駆動部及び前記第2駆動部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記オートフォーカス光学系が導いた前記位置に前記対物レンズを移動させ、前記画像のデータに、所定の付加データを付加させ、前記ウェハを一回転させたときの前記光軸方向における前記対物レンズの位置に基づいて、前記回転軸と前記ウェハとの偏芯量を算出し、前記偏芯量に基づいて前記テーブルを移動させることにより、前記ウェハの位置決めを行う。このような構成とすることにより、ウェハの偏芯量を精度よくかつ低コストで補正することができる。 Furthermore, the alignment apparatus has a rotation axis, generates a table that supports the wafer, a first drive unit that rotates the table around the rotation axis, and the illumination light that illuminates the edge of the wafer. A light source, an objective lens that collects the reflected light reflected by the end portion of the illumination light, a second drive unit that moves the objective lens in the optical axis direction of the objective lens, and the objective lens. An imaging unit that captures an image of the end portion by detecting the reflected light that is emitted; an autofocus optical system that guides a position of the objective lens in the optical axis direction where the image is focused in the imaging unit; A moving unit that moves the table; and a control unit that controls the first driving unit and the second driving unit. The control unit is guided by the autofocus optical system. Based on the position of the objective lens in the optical axis direction when the objective lens is moved to the position, predetermined additional data is added to the image data, and the wafer is rotated once, the rotation axis The wafer is positioned by calculating the amount of eccentricity between the wafer and the wafer and moving the table based on the amount of eccentricity. With such a configuration, the amount of eccentricity of the wafer can be corrected accurately and at low cost.
前記付加データは、前記画像を撮像したときの前記ノッチの位置、前記画像を撮像したときの前記端部の位置、及び、前記光軸方向における前記対物レンズの位置を含む。このような構成により、回転ずれ及び偏芯量と、ウェハの端部の位置とを対応付けすることができる。 The additional data includes the position of the notch when the image is captured, the position of the end when the image is captured, and the position of the objective lens in the optical axis direction. With such a configuration, it is possible to associate the rotational deviation and the eccentricity amount with the position of the end portion of the wafer.
また、前記撮像部は、一方向に並んだ複数の画素を含み、前記複数の画素は、前記端部を前記回転軸方向に沿って撮像する。このような構成により、ウェハの偏芯量を精度よく測定することができる。 The imaging unit includes a plurality of pixels arranged in one direction, and the plurality of pixels images the end portion along the rotation axis direction. With such a configuration, the amount of eccentricity of the wafer can be accurately measured.
本発明によれば、回転するテーブルにウェハを支持させた時に、ウェハの位置決めを精度よくかつ低コストで行うことができるアライメント方法及びアライメント装置を提供する。 According to the present invention, there is provided an alignment method and an alignment apparatus capable of positioning a wafer with high accuracy and low cost when the wafer is supported on a rotating table.
以下、本実施形態の具体的構成について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。 Hereinafter, a specific configuration of the present embodiment will be described with reference to the drawings. The following description shows preferred embodiments of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiments. In the following description, the same reference numerals indicate substantially the same contents.
(実施形態1)
実施形態1に係るアライメント装置及びアライメント方法を説明する。図1は、実施形態1に係るアライメント装置の概要を例示した図である。図1に示すように、本実施形態に係るアライメント装置1は、テーブル10及び光学系20を備えている。アライメント装置1は、テーブル10に支持したウェハ40の位置決めを行う装置である。
(Embodiment 1)
An alignment apparatus and an alignment method according to Embodiment 1 will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of the alignment apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the alignment apparatus 1 according to this embodiment includes a table 10 and an optical system 20. The alignment apparatus 1 is an apparatus that positions the wafer 40 supported on the table 10.
テーブル10は、上面を有し、上面上にウェハ40を支持する。例えば、上面にウェハ40を吸着させてウェハ40を支持する。テーブル10は、上面に垂直な方向の回転軸14を有している。テーブル10は、回転軸14を中心にして回転する。これにより、上面上に支持されたウェハ40も、回転軸14を中心にして回転する。回転軸14を通り、回転軸14に直交する方向を、径方向とよぶ。ウェハ40の周縁に沿った方向を周方向と呼ぶ。 The table 10 has an upper surface and supports the wafer 40 on the upper surface. For example, the wafer 40 is supported by adsorbing the wafer 40 on the upper surface. The table 10 has a rotation shaft 14 in a direction perpendicular to the upper surface. The table 10 rotates around the rotation shaft 14. As a result, the wafer 40 supported on the upper surface also rotates about the rotation shaft 14. A direction passing through the rotation shaft 14 and orthogonal to the rotation shaft 14 is referred to as a radial direction. A direction along the periphery of the wafer 40 is referred to as a circumferential direction.
ウェハ40は、円板状の薄い部材であり、例えば、シリコンウェハである。ウェハ40は、表面41及び裏面42を有している。裏面42がテーブル10の上面に接している。ウェハ40は、ウェハ40の中心43を通り、表面41及び裏面42に直交する中心軸44を有している。なお、回転軸14と中心軸44とのズレ(偏芯量)を考慮した場合については後述する実施形態2で説明する。ウェハ40はベアウェハでもよい。また、ウェハ40の表面には、LSI(Large−Scale Integration)等の電子回路のパターンが形成されていてもよい。 The wafer 40 is a disk-shaped thin member, for example, a silicon wafer. The wafer 40 has a front surface 41 and a back surface 42. The back surface 42 is in contact with the top surface of the table 10. The wafer 40 has a central axis 44 that passes through the center 43 of the wafer 40 and is orthogonal to the front surface 41 and the back surface 42. In addition, the case where the deviation (eccentricity) between the rotating shaft 14 and the central shaft 44 is taken into account will be described in a second embodiment to be described later. The wafer 40 may be a bare wafer. In addition, an electronic circuit pattern such as LSI (Large-Scale Integration) may be formed on the surface of the wafer 40.
ウェハ40の側面48は、表面41の周縁と裏面42の周縁との間に形成されている。ウェハ40の側面48は、中心軸44に平行な面を含んでいる。なお、ウェハ40の表面41と側面48とのなす角部にベベル面が形成されていてもよい。また、ウェハ40の裏面42と側面48とのなす角部にベベル面が形成されていてもよい。 The side surface 48 of the wafer 40 is formed between the periphery of the front surface 41 and the periphery of the back surface 42. The side surface 48 of the wafer 40 includes a surface parallel to the central axis 44. A bevel surface may be formed at the corner formed by the surface 41 and the side surface 48 of the wafer 40. Further, a bevel surface may be formed at a corner formed by the back surface 42 and the side surface 48 of the wafer 40.
ウェハ40の端部45の一部に、ノッチ49が形成されている。ノッチ49は、ウェハ40の側面48に形成されている。ノッチ49は、ウェハ40の表面41から裏面42に渡って形成されている。ノッチ49の内面49aは、中心軸44方向の上方において、ウェハ40の表面41と接続している。ノッチ49の内面49aは、中心軸44方向の下方において、ウェハ40の裏面42と接続している。ノッチ49の内面49aは、ウェハ40の周方向において、ウェハ40の側面48と接続している。したがって、ノッチ49の内面49aは、ウェハの周方向において、ウェハ40の側面48に挟まれている。なお、ノッチ49の内面49aと、ウェハ40の表面41、裏面42及び側面48との間に、べベル面が形成されていてもよい。 A notch 49 is formed in a part of the end portion 45 of the wafer 40. The notch 49 is formed on the side surface 48 of the wafer 40. The notch 49 is formed from the front surface 41 to the back surface 42 of the wafer 40. The inner surface 49 a of the notch 49 is connected to the surface 41 of the wafer 40 above the central axis 44. The inner surface 49 a of the notch 49 is connected to the rear surface 42 of the wafer 40 below the central axis 44. The inner surface 49 a of the notch 49 is connected to the side surface 48 of the wafer 40 in the circumferential direction of the wafer 40. Therefore, the inner surface 49a of the notch 49 is sandwiched between the side surfaces 48 of the wafer 40 in the circumferential direction of the wafer. A bevel surface may be formed between the inner surface 49 a of the notch 49 and the front surface 41, the back surface 42, and the side surface 48 of the wafer 40.
図2は、ウェハ40のノッチ49の形状を例示した上面図である。図2では、ウェハ40の表面41において、ノッチ49が形成された部分のみを例示している。図2に示すように、ウェハ40の端部45に形成されたノッチ49は、湾曲した形状となっている。ノッチ49の周方向における中心部は、ノッチ49の径方向における最深部となっている。ノッチ49の最深部と、ウェハ40の端部45との間の長さDは、例えば、約1.2mm、スペック上は、1+0.25mmとなっている。ノッチ49の中心部、すなわち、ノッチ49の最深部を挟んで両側の内面49aの間の角度Uは、例えば、90°となっている。ノッチ49は、中心部を挟んで、左右対称となっている。ウェハ40をそろえるために、直径3mmのピンPが差し込めるような形状にノッチ49は形成されている。例えば、ノッチ49の内面49aは、円筒の側壁の内面に類似した形状となっている。 FIG. 2 is a top view illustrating the shape of the notch 49 of the wafer 40. FIG. 2 illustrates only a portion of the surface 41 of the wafer 40 where the notch 49 is formed. As shown in FIG. 2, the notch 49 formed in the end portion 45 of the wafer 40 has a curved shape. The central portion in the circumferential direction of the notch 49 is the deepest portion in the radial direction of the notch 49. The length D between the deepest part of the notch 49 and the end part 45 of the wafer 40 is, for example, about 1.2 mm, and 1 + 0.25 mm in terms of specifications. The angle U between the inner surfaces 49a on both sides across the center of the notch 49, that is, the deepest part of the notch 49 is, for example, 90 °. The notch 49 is symmetric with respect to the center. In order to align the wafers 40, a notch 49 is formed in such a shape that a pin P having a diameter of 3 mm can be inserted. For example, the inner surface 49a of the notch 49 has a shape similar to the inner surface of the cylindrical side wall.
図1に示すように、光学系20は、光源50、対物レンズ60及び撮像部70を有している。また、光学系20は、複数のレンズ及びハーフミラー等の光学部材を有している。 As shown in FIG. 1, the optical system 20 includes a light source 50, an objective lens 60, and an imaging unit 70. The optical system 20 includes optical members such as a plurality of lenses and a half mirror.
光源50は、ウェハ40の端部45を照明する照明光を生成する。光源50は、例えば、キセノンランプである。なお、光源50は、キセノンランプに限らない。光源50によって生成された照明光は、ノッチ49の内面49aを含むウェハ40の端部45を照明する。対物レンズ60は、照明光がウェハ40の端部45、及び、ノッチ49の内面49aによって反射した反射光を集光する。対物レンズ60の光軸64は、テーブル10の回転軸14に直交する径方向となっている。 The light source 50 generates illumination light that illuminates the end portion 45 of the wafer 40. The light source 50 is, for example, a xenon lamp. The light source 50 is not limited to a xenon lamp. The illumination light generated by the light source 50 illuminates the end 45 of the wafer 40 including the inner surface 49 a of the notch 49. The objective lens 60 collects the reflected light that is reflected by the end portion 45 of the wafer 40 and the inner surface 49 a of the notch 49. The optical axis 64 of the objective lens 60 is a radial direction orthogonal to the rotation axis 14 of the table 10.
撮像部70は、対物レンズ60により集光した反射光を検出することによって、ウェハ40の端部45の画像を撮像する。撮像部70は、例えば、撮像カメラにおけるイメージセンサである。 The imaging unit 70 captures an image of the end 45 of the wafer 40 by detecting the reflected light collected by the objective lens 60. The imaging unit 70 is an image sensor in an imaging camera, for example.
アライメント装置1は、ウェハ40の端部45に形成されたノッチ49の内面49aを照明した照明光が、ノッチ49の内面49aによって反射された反射光を用いてウェハ40の位置決めを行う。 The alignment apparatus 1 positions the wafer 40 by using the reflected light reflected by the inner surface 49 a of the notch 49, which is the illumination light that illuminates the inner surface 49 a of the notch 49 formed at the end 45 of the wafer 40.
照明光は、例えば、ウェハ40の中心軸44に直交するウェハ40の側方からノッチ49の内面49aを照明する。ノッチ49の内面49aは、円筒の側壁の内面に類似した形状となっている。したがって、ノッチ49の内面49aは、シリンドリカルミラーとして照明光を集光する機能を有している。ノッチ49の内面49aは、鏡面となっている。ウェハ40の表面にパターンが形成されている場合においても、ウェハ40の内面49aは、鏡面になっていることが多い。 For example, the illumination light illuminates the inner surface 49 a of the notch 49 from the side of the wafer 40 orthogonal to the central axis 44 of the wafer 40. The inner surface 49a of the notch 49 has a shape similar to the inner surface of the cylindrical side wall. Therefore, the inner surface 49a of the notch 49 has a function of condensing illumination light as a cylindrical mirror. The inner surface 49a of the notch 49 is a mirror surface. Even when a pattern is formed on the surface of the wafer 40, the inner surface 49a of the wafer 40 is often a mirror surface.
次に、ウェハ40のアライメント方法を説明する。
図3は、実施形態1に係るアライメント方法を例示したフローチャート図である。図3のステップS11に示すように、まず、回転軸14を有するテーブル10上にウェハ40を支持させる。例えば、テーブル10の上面上にウェハ40を吸着させてウェハ40を支持させる。
Next, an alignment method for the wafer 40 will be described.
FIG. 3 is a flowchart illustrating the alignment method according to the first embodiment. As shown in step S <b> 11 of FIG. 3, first, the wafer 40 is supported on the table 10 having the rotation shaft 14. For example, the wafer 40 is sucked onto the upper surface of the table 10 and supported.
次に、図3のステップS12に示すように、ウェハ40を支持したテーブル10を、回転軸14を中心に回転させる。そして、ウェハ40の端部45を照明光で照明する。このとき、ステップS13に示すように、ノッチ49の内面49aも照明光で照明される。 Next, as shown in step S <b> 12 of FIG. 3, the table 10 that supports the wafer 40 is rotated about the rotation shaft 14. And the edge part 45 of the wafer 40 is illuminated with illumination light. At this time, as shown in step S13, the inner surface 49a of the notch 49 is also illuminated with illumination light.
次に、照明光がウェハ40の端部45によって反射した反射光を対物レンズ60で集光する。このとき、図3のステップS14に示すように、対物レンズ60は、照明光がノッチ49の内面49aによって反射した反射光を集光する。ノッチ49の内面49aは、シリンドリカルミラーとして照明光を集光する機能を有している。したがって、反射光は、ノッチ49の内面49aによって線状に集光される。対物レンズ60は、線状に集光された反射光を集光する。 Next, the reflected light reflected by the end portion 45 of the wafer 40 is condensed by the objective lens 60. At this time, as shown in step S <b> 14 of FIG. 3, the objective lens 60 condenses the reflected light that is reflected by the inner surface 49 a of the notch 49. The inner surface 49a of the notch 49 has a function of condensing illumination light as a cylindrical mirror. Therefore, the reflected light is collected linearly by the inner surface 49 a of the notch 49. The objective lens 60 collects the reflected light collected in a linear shape.
次に、図3のステップS15に示すように、ノッチ49の内面49aによって反射光が線状に集光された線状像の画像を撮像する。 Next, as shown in step S15 of FIG. 3, an image of a linear image in which reflected light is linearly collected by the inner surface 49a of the notch 49 is captured.
図4は、実施形態1に係るアライメント装置1において撮像されたウェハ40のノッチ49を例示した図である。図4に示すように、ウェハ40の端部45によって反射された反射光を用いて撮像すると、ウェハ40の周方向における端部45に沿って延びた高輝度の像と、ノッチ49の中心部に上下方向に細い線状に集光された線状像とを含む画像が撮像される。 FIG. 4 is a diagram illustrating a notch 49 of the wafer 40 imaged by the alignment apparatus 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 4, when imaging is performed using the reflected light reflected by the end portion 45 of the wafer 40, a high-luminance image extending along the end portion 45 in the circumferential direction of the wafer 40 and the center portion of the notch 49. An image including a linear image condensed in a thin line shape in the vertical direction is captured.
図5は、実施形態1に係るアライメント装置1において撮像されたノッチ49の輝度変化を例示したグラフであり、横軸は、ウェハ40の周方向における端部の位置を示し、縦軸は、輝度を示す。図5に示すように、ウェハ40のノッチ49以外の端部45の輝度は、ほぼ一定の値となっている。これに対して、ノッチ49の内面49aの部分では、輝度が減少し、低い値となっている。しかしながら、ノッチ49の内面49aの中心部においては、輝度にピークが出現している。なお、ノッチ49以外の端部45において、局所的に反射率が低くなって、ノッチ49のようなイメージが近似的に得られても、ノッチ49の近傍の領域を指定することにより、ノッチ49との混同を回避することができる。 FIG. 5 is a graph illustrating the change in luminance of the notch 49 imaged in the alignment apparatus 1 according to the first embodiment. The horizontal axis indicates the position of the end portion in the circumferential direction of the wafer 40, and the vertical axis indicates the luminance. Indicates. As shown in FIG. 5, the luminance of the end portion 45 other than the notch 49 of the wafer 40 has a substantially constant value. On the other hand, in the portion of the inner surface 49a of the notch 49, the luminance decreases and becomes a low value. However, a peak appears in luminance at the center of the inner surface 49a of the notch 49. It should be noted that even if the reflectance is locally lowered at the end portion 45 other than the notch 49 and an image like the notch 49 is approximately obtained, the notch 49 can be specified by designating a region in the vicinity of the notch 49. Can be avoided.
図6は、実施形態1に係るアライメント装置1において、対物レンズ60からノッチ49への照明光を例示した図である。図6に示すように、ウェハ40が回転することによりウェハ40の端部45を照明する照明光は、ノッチ49を照明する際には、ノッチ49の内面49aを照明する。例えば、照明光は、対物レンズ60からケーラー照明としてウェハ40の端部45を照明している。照明光がノッチ49の内面49aを照明する際に、照明光は径方向に向かっている。そうすると、ノッチ49の内面49aはシリンドリカルミラー状となっているので、線状の線状像を結像する。 FIG. 6 is a diagram illustrating illumination light from the objective lens 60 to the notch 49 in the alignment apparatus 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 6, the illumination light that illuminates the end portion 45 of the wafer 40 by rotating the wafer 40 illuminates the inner surface 49 a of the notch 49 when illuminating the notch 49. For example, the illumination light illuminates the end portion 45 of the wafer 40 from the objective lens 60 as Koehler illumination. When the illumination light illuminates the inner surface 49a of the notch 49, the illumination light is directed in the radial direction. Then, since the inner surface 49a of the notch 49 has a cylindrical mirror shape, a linear line image is formed.
図7は、実施形態1に係るアライメント装置1において、対物レンズ60の光軸64がノッチ49の中心部を通る場合の照明光(図中の点線)及び反射光(図中の実線)を例示した図である。図7に示すように、対物レンズ60の光軸64がノッチ49の中心部を通る場合には、ノッチ49の内面49aで反射した反射光は、焦点面において、線状の線状像を形成する。 FIG. 7 illustrates illumination light (dotted line in the figure) and reflected light (solid line in the figure) when the optical axis 64 of the objective lens 60 passes through the center of the notch 49 in the alignment apparatus 1 according to the first embodiment. FIG. As shown in FIG. 7, when the optical axis 64 of the objective lens 60 passes through the center of the notch 49, the reflected light reflected by the inner surface 49a of the notch 49 forms a linear line image on the focal plane. To do.
図8は、実施形態1に係るアライメント装置1において、対物レンズ60の光軸64がノッチ49の中心部とずれた場合の照明光(図中の点線)及び反射光(図中の実線)を例示した図である。図8に示すように、対物レンズ60の光軸64がノッチ49の中心部とずれた場合には、ノッチ49の内面49aで反射した反射光は、対物レンズ60に集光されない。よって、図4及び図5で示したように、輝度が低下する。 FIG. 8 shows illumination light (dotted line in the figure) and reflected light (solid line in the figure) when the optical axis 64 of the objective lens 60 is shifted from the center of the notch 49 in the alignment apparatus 1 according to the first embodiment. FIG. As shown in FIG. 8, when the optical axis 64 of the objective lens 60 deviates from the center of the notch 49, the reflected light reflected by the inner surface 49 a of the notch 49 is not condensed on the objective lens 60. Therefore, as shown in FIGS. 4 and 5, the luminance decreases.
このように、線状像の画像を撮像した場合におけるウェハ40の端部45の位置は、対物レンズ60の光軸64がノッチ49の中心部を通っていることを示している。よって、線状像の画像を撮像したウェハ40の端部45の位置に基づいて、ウェハ40を回転させることにより、ウェハ40の位置決めを行うことができる。 As described above, the position of the end portion 45 of the wafer 40 when a linear image is captured indicates that the optical axis 64 of the objective lens 60 passes through the center portion of the notch 49. Therefore, the wafer 40 can be positioned by rotating the wafer 40 based on the position of the end portion 45 of the wafer 40 from which the linear image is captured.
そこで、図3のステップS16に示すように、線状像の画像が撮像されたウェハ40の端部45の位置と、ノッチ49が本来位置すべき位置との間の回転のずれを算出する。例えば、あらかじめ、ノッチ49が本来位置すべき位置を、テーブル10に設けられたエンコーダによって設定しておく。そして、線状像の画像が撮像されたウェハ40の端部45の位置を、テーブル10に設けられたエンコーダによって読み取る。両者のエンコーダ値の差から、回転ずれを算出する。 Therefore, as shown in step S16 of FIG. 3, a rotational deviation between the position of the end 45 of the wafer 40 where the linear image is captured and the position where the notch 49 should be originally positioned is calculated. For example, the position where the notch 49 should be originally positioned is set in advance by an encoder provided in the table 10. Then, the position of the end 45 of the wafer 40 where the linear image is captured is read by an encoder provided on the table 10. The rotational deviation is calculated from the difference between the two encoder values.
次に、図3のステップS17に示すように、算出した回転ずれの分だけ、ウェハ40を回転させる。これにより、ウェハ40の位置決めを行うことができる。なお、必ずしも算出した回転ずれの分だけ、ウェハ40を回転させる必要はなく、以降の工程で、回転ずれを考慮して解消するようにしてもよい。 Next, as shown in step S <b> 17 of FIG. 3, the wafer 40 is rotated by the calculated rotational deviation. Thereby, positioning of the wafer 40 can be performed. Note that the wafer 40 does not necessarily have to be rotated by the calculated rotational deviation, and may be eliminated in consideration of the rotational deviation in the subsequent steps.
次に、実施形態1に係るアライメント装置1及びアライメント方法の効果を説明する。
アライメント装置1は、ウェハ40の端部45に形成されたノッチ49の内面49aを照明した照明光が、ノッチ49の内面49aによって反射された反射光を用いてウェハ40の位置決めを行っている。よって、ウェハ40の位置を精度よく決定することができる。特に、ノッチ49の内面49aの形状は、中心部を中心にした対称形に高精度に形成されているので、ウェハ40の位置を精度よく決定することができる。
Next, effects of the alignment apparatus 1 and the alignment method according to the first embodiment will be described.
The alignment apparatus 1 positions the wafer 40 by using the reflected light reflected by the inner surface 49 a of the notch 49 as the illumination light that illuminates the inner surface 49 a of the notch 49 formed at the end 45 of the wafer 40. Therefore, the position of the wafer 40 can be determined with high accuracy. In particular, since the shape of the inner surface 49a of the notch 49 is formed with high accuracy in a symmetrical shape with the center portion as the center, the position of the wafer 40 can be determined with high accuracy.
また、ウェハ40の表面41に正対するカメラ等を必要としないので、低コストでウェハ40の位置決めを行うことができる。 Further, since a camera or the like directly facing the surface 41 of the wafer 40 is not required, the wafer 40 can be positioned at a low cost.
(実施形態2)
次に、実施形態2に係るアライメント装置2及びアライメント方法を説明する。本実施形態は、実施形態1に比べて、ウェハ40の偏芯量を測定し、測定した偏芯量に基づいて、ウェハ40の位置を補正する機能が付加されている。まず、本実施形態のアライメント装置2の構成を説明する。図9は、実施形態2に係るアライメント装置2の構成を例示した図である。図9に示すように、本実施形態に係るアライメント装置2は、テーブル10、θ軸モータ15、光学系20、Z軸モータ25、制御部30を備えている。
(Embodiment 2)
Next, an alignment apparatus 2 and an alignment method according to the second embodiment will be described. Compared with the first embodiment, the present embodiment has a function of measuring the amount of eccentricity of the wafer 40 and correcting the position of the wafer 40 based on the measured amount of eccentricity. First, the structure of the alignment apparatus 2 of this embodiment is demonstrated. FIG. 9 is a diagram illustrating the configuration of the alignment apparatus 2 according to the second embodiment. As shown in FIG. 9, the alignment apparatus 2 according to this embodiment includes a table 10, a θ-axis motor 15, an optical system 20, a Z-axis motor 25, and a control unit 30.
テーブル10は、上面11を有し、上面11上にウェハ40を支持する。例えば、上面11にウェハ40を吸着させてウェハ40を支持する。テーブル10は、上面11に垂直な方向の回転軸14を有している。テーブル10は、回転軸14を中心にして回転する。これにより、上面11上に支持されたウェハ40も、回転軸14を中心にして回転する。回転軸14を通り、回転軸14に直交する方向を、径方向とよび、ウェハ40の周縁に沿った方向を周方向と呼ぶことは、実施形態1と同様である。 The table 10 has an upper surface 11 and supports the wafer 40 on the upper surface 11. For example, the wafer 40 is attracted to the upper surface 11 to support the wafer 40. The table 10 has a rotation shaft 14 in a direction perpendicular to the upper surface 11. The table 10 rotates around the rotation shaft 14. As a result, the wafer 40 supported on the upper surface 11 also rotates about the rotation shaft 14. The direction passing through the rotating shaft 14 and perpendicular to the rotating shaft 14 is called the radial direction, and the direction along the periphery of the wafer 40 is called the circumferential direction, as in the first embodiment.
ウェハ40は、円板状の薄い部材であり、例えば、シリコンウェハである。ウェハ40は、ウェハ40の中心43を通り、表面41及び裏面42に直交する中心軸44を有している。ウェハ40がテーブル10上に保持された場合に、ウェハ40の中心43と、テーブル10の回転軸14との間に位置のズレが生じる場合がある。このように、回転軸14に対して中心43がズレることを偏芯しているという。例えば、回転軸14と、中心43との間の偏芯量は100μmである。ウェハ40の端部45の一部には、ノッチ49が形成されている。 The wafer 40 is a disk-shaped thin member, for example, a silicon wafer. The wafer 40 has a central axis 44 that passes through the center 43 of the wafer 40 and is orthogonal to the front surface 41 and the back surface 42. When the wafer 40 is held on the table 10, there may be a positional shift between the center 43 of the wafer 40 and the rotating shaft 14 of the table 10. Thus, it is said that the center 43 is decentered with respect to the rotating shaft 14. For example, the amount of eccentricity between the rotating shaft 14 and the center 43 is 100 μm. A notch 49 is formed in a part of the end portion 45 of the wafer 40.
θ軸モータ15(第1駆動部)は、回転軸14を中心にテーブル10を回転させる。θ軸モータ15は、例えば、テーブル10の下方に設けられている。θ軸モータ15の駆動は、制御部30からの制御信号により制御されている。また、θ軸モータ15は、回転に関する情報を、例えば、エンコーダにより、制御部30に対して出力する。 The θ-axis motor 15 (first drive unit) rotates the table 10 around the rotation shaft 14. The θ-axis motor 15 is provided below the table 10, for example. The driving of the θ-axis motor 15 is controlled by a control signal from the control unit 30. Further, the θ-axis motor 15 outputs information related to rotation to the control unit 30 by, for example, an encoder.
光学系20は、光源50、対物レンズ60、撮像部70に加えて、オートフォーカス光学系80を有している。また、光学系20は、複数のレンズ及びハーフミラー等の光学部材を有していることは、実施形態1と同様である。 The optical system 20 includes an autofocus optical system 80 in addition to the light source 50, the objective lens 60, and the imaging unit 70. The optical system 20 includes optical members such as a plurality of lenses and a half mirror as in the first embodiment.
光源50は、ウェハ40の端部45を照明する照明光を生成する。対物レンズ60の光軸64は、テーブル10の回転軸14に直交する径方向となっている。径方向のうち、対物レンズ60の光軸64と略一致した方向をZ軸方向とよぶ。Z軸方向をフォーカス方向ともいう。Z軸方向のうち、回転軸14から対物レンズ60へ向かう方向を+Z軸方向とし、その逆方向を−Z軸方向とする。 The light source 50 generates illumination light that illuminates the end portion 45 of the wafer 40. The optical axis 64 of the objective lens 60 is a radial direction orthogonal to the rotation axis 14 of the table 10. Of the radial direction, a direction substantially coincident with the optical axis 64 of the objective lens 60 is referred to as a Z-axis direction. The Z-axis direction is also called the focus direction. Among the Z-axis directions, the direction from the rotation axis 14 toward the objective lens 60 is defined as + Z-axis direction, and the opposite direction is defined as -Z-axis direction.
対物レンズ60には、Z軸モータ25(第2駆動部)が取り付けられている。Z軸モータ25は、対物レンズ60を光軸64方向、すなわち、Z軸方向に移動させる。Z軸モータ25の駆動は、制御部30からの制御信号により制御されている。また、Z軸モータ25は、光軸64方向における対物レンズ60の位置に関する情報を、例えば、エンコーダにより、制御部30に対して出力する。 A Z-axis motor 25 (second drive unit) is attached to the objective lens 60. The Z-axis motor 25 moves the objective lens 60 in the optical axis 64 direction, that is, in the Z-axis direction. The driving of the Z-axis motor 25 is controlled by a control signal from the control unit 30. Further, the Z-axis motor 25 outputs information related to the position of the objective lens 60 in the direction of the optical axis 64 to the control unit 30 by using, for example, an encoder.
撮像部70は、対物レンズ60により集光した反射光を検出することによって、ウェハ40の端部45の画像を撮像する。端部45には、ノッチ49も含まれている。撮像部70は、撮像した端部45の画像を制御部30に出力する。 The imaging unit 70 captures an image of the end 45 of the wafer 40 by detecting the reflected light collected by the objective lens 60. The end 45 also includes a notch 49. The imaging unit 70 outputs the captured image of the end portion 45 to the control unit 30.
オートフォーカス光学系80は、撮像部70においてウェハ40の端部45の画像の焦点(ピント)が合う位置であって、光軸64方向における対物レンズ60の位置を導き出す。そして、オートフォーカス光学系80は、導き出した対物レンズ60の位置の情報を制御部30に対して出力する。 The autofocus optical system 80 derives the position of the objective lens 60 in the optical axis 64 direction at a position where the image of the end portion 45 of the wafer 40 is in focus in the imaging unit 70. Then, the autofocus optical system 80 outputs the derived position information of the objective lens 60 to the control unit 30.
複数のレンズ及びハーフミラー等の光学部材は、光源50により生成された照明光をウェハ40の端部45に導くとともに、端部45で反射し、対物レンズ60で集光された反射光を撮像部70まで導いている。 An optical member such as a plurality of lenses and a half mirror guides the illumination light generated by the light source 50 to the end portion 45 of the wafer 40, reflects the reflected light at the end portion 45, and collects the reflected light collected by the objective lens 60. It leads to part 70.
制御部30は、θ軸モータ15及びZ軸モータ25の駆動を制御する。制御部30は、θ軸モータ15を駆動させて、テーブル10を所定の回転速度で回転させる。これにより、制御部30は、画像を撮像したときのウェハ40の端部45の位置を導く出すことができる。また、制御部30は、オートフォーカス光学系80から対物レンズ60の位置の情報を受信する。そして、制御部30は、Z軸モータ25を駆動させて、オートフォーカス光学系80が導いた位置に対物レンズ60を移動させる。 The control unit 30 controls driving of the θ-axis motor 15 and the Z-axis motor 25. The controller 30 drives the θ-axis motor 15 to rotate the table 10 at a predetermined rotational speed. Thereby, the control part 30 can guide | lead-out the position of the edge part 45 of the wafer 40 when an image is imaged. Further, the control unit 30 receives information on the position of the objective lens 60 from the autofocus optical system 80. Then, the control unit 30 drives the Z-axis motor 25 to move the objective lens 60 to the position guided by the autofocus optical system 80.
テーブル10の回転に伴って、ウェハ40も回転する。テーブル10の回転軸14と、ウェハ40の中心43とが偏芯している場合には、ウェハ40の回転に伴って、Z軸上における端部45の位置が変化する。オートフォーカス光学系80は、端部45の画像の焦点(ピント)のズレから、Z軸上における端部45の位置の変化を感知する。そして、オートフォーカス光学系80は、端部45の画像の焦点が合う対物レンズ60の位置を導き、その位置の情報を制御部30に出力する。制御部30は、オートフォーカス光学系80から受信した位置の情報に基づいて、対物レンズ60の位置を移動させる。ウェハ40が回転し続けることによって、Z軸上の端部45の位置が変化する。オートフォーカス光学系80は、その変化に追随するように対物レンズ60の位置を制御部30に対して出力する。制御部30は、オートフォーカス光学系80から受信した位置に対物レンズ60を追随させる。このようにして、制御部30は、対物レンズ60の位置のフィードバック制御を行う。 As the table 10 rotates, the wafer 40 also rotates. When the rotation shaft 14 of the table 10 and the center 43 of the wafer 40 are eccentric, the position of the end portion 45 on the Z-axis changes as the wafer 40 rotates. The autofocus optical system 80 detects a change in the position of the end portion 45 on the Z-axis from a shift of the focus (focus) of the image of the end portion 45. Then, the autofocus optical system 80 derives the position of the objective lens 60 in which the image of the end 45 is in focus, and outputs information on the position to the control unit 30. The control unit 30 moves the position of the objective lens 60 based on the position information received from the autofocus optical system 80. As the wafer 40 continues to rotate, the position of the end 45 on the Z-axis changes. The autofocus optical system 80 outputs the position of the objective lens 60 to the control unit 30 so as to follow the change. The control unit 30 causes the objective lens 60 to follow the position received from the autofocus optical system 80. In this way, the control unit 30 performs feedback control of the position of the objective lens 60.
制御部30は、また、撮像部70から受信した画像のデータに、所定の付加データを付加する。付加データは、例えば、画像を撮像したときのウェハ40の端部45の回転角度で示した位置及び光軸64方向における対物レンズ60の位置を含んでいる。また、付加データは、線状像を含む画像を撮像したときのノッチ49の位置を含んでいる。ノッチ49の位置も回転角度で示している。なお、付加データは、これらに限らない。制御部30、例えば、PC(Personal Computer)である。 The control unit 30 also adds predetermined additional data to the image data received from the imaging unit 70. The additional data includes, for example, the position indicated by the rotation angle of the end portion 45 of the wafer 40 when the image is captured and the position of the objective lens 60 in the optical axis 64 direction. Further, the additional data includes the position of the notch 49 when an image including a linear image is captured. The position of the notch 49 is also indicated by the rotation angle. The additional data is not limited to these. The control unit 30 is, for example, a PC (Personal Computer).
次に、実施形態2に係るアライメント装置の構成の詳細を説明する。図10は、実施形態2に係るアライメント装置2を例示した構成図である。図10に示すように、テーブル10は、R軸テーブル13、ガイド16a及び16b、θ軸テーブル17及び真空チャック18を有している。また、制御部30は、軸制御処理部31、カメラ制御部32、オートフォーカス制御部33及びデータ処理部34を有している。 Next, details of the configuration of the alignment apparatus according to the second embodiment will be described. FIG. 10 is a configuration diagram illustrating the alignment apparatus 2 according to the second embodiment. As shown in FIG. 10, the table 10 includes an R axis table 13, guides 16 a and 16 b, a θ axis table 17, and a vacuum chuck 18. The control unit 30 includes an axis control processing unit 31, a camera control unit 32, an autofocus control unit 33, and a data processing unit 34.
R軸テーブル13は、ガイド16a及び16b上に設けられている。ガイド16a及び16bは、例えば、ステージ上に固定され、対物レンズ60の光軸64方向と同じ方向、すなわち、Z軸方向に延びている。R軸テーブル13は、ガイド16a及び16bに沿って移動することにより、テーブル10上に支持されたウェハ40をZ軸方向に沿って移動させることができる。このように、R軸テーブル13は、テーブル10を移動させる移動手段となるものである。なお、偏芯量を補正できるように移動できれば、ガイド16a及び16bの延びる方向、並びに、R軸テーブル13の移動は、Z軸方向に限らない。 The R-axis table 13 is provided on the guides 16a and 16b. For example, the guides 16a and 16b are fixed on the stage and extend in the same direction as the optical axis 64 direction of the objective lens 60, that is, in the Z-axis direction. The R axis table 13 can move along the Z axis direction by moving the wafer 40 supported on the table 10 by moving along the guides 16a and 16b. Thus, the R-axis table 13 serves as a moving unit that moves the table 10. Note that the direction in which the guides 16a and 16b extend and the movement of the R-axis table 13 are not limited to the Z-axis direction as long as the movement can be performed so that the eccentricity can be corrected.
R軸テーブル13は、R軸モータ12の駆動により移動する。R軸モータ12の駆動は、モータドライバ19を介して、制御部30における軸制御処理部31により制御される。例えば、R軸テーブル13の移動開始、移動停止、移動速度の変更は、モータドライバ19を介して、制御部30がR軸モータ12を制御することにより行われる。また、R軸モータ12は、テーブル10の位置に関する情報を、例えば、エンコーダにより、制御部30に対して出力する。 The R axis table 13 is moved by driving the R axis motor 12. The drive of the R-axis motor 12 is controlled by the axis control processing unit 31 in the control unit 30 via the motor driver 19. For example, movement start, movement stop, and movement speed change of the R-axis table 13 are performed by the control unit 30 controlling the R-axis motor 12 via the motor driver 19. Further, the R-axis motor 12 outputs information related to the position of the table 10 to the control unit 30 by, for example, an encoder.
θ軸テーブル17は、R軸テーブル13上に設けられている。θ軸テーブル17は、テーブル10における回転する部材であり、回転軸14を中心にして回転する。θ軸テーブル17は、θ軸モータ15の駆動により回転する。 The θ-axis table 17 is provided on the R-axis table 13. The θ-axis table 17 is a rotating member in the table 10 and rotates around the rotation shaft 14. The θ-axis table 17 is rotated by driving the θ-axis motor 15.
真空チャック18は、θ軸テーブル17上に設けられている。真空チャック18は、テーブル10の上面11に載置されたウェハ40を吸着して、ウェハ40をテーブルに支持する。 The vacuum chuck 18 is provided on the θ-axis table 17. The vacuum chuck 18 sucks the wafer 40 placed on the upper surface 11 of the table 10 and supports the wafer 40 on the table.
θ軸モータ15は、θ軸テーブル17を回転させる。θ軸モータ15の駆動は、モータドライバ19aを介して、制御部30における軸制御処理部31により制御される。例えば、θ軸テーブル17の回転開始、回転停止、回転速度の変更は、モータドライバ19aを介して、制御部30がθ軸モータ15を制御することにより行われる。 The θ-axis motor 15 rotates the θ-axis table 17. The driving of the θ-axis motor 15 is controlled by an axis control processing unit 31 in the control unit 30 via a motor driver 19a. For example, rotation start, rotation stop, and rotation speed change of the θ-axis table 17 are performed by the control unit 30 controlling the θ-axis motor 15 via the motor driver 19a.
ウェハ40は、テーブル10の上面11上に、真空チャック18により支持されている。ウェハ40の裏面42が真空チャック18に吸着されている。ウェハ40の表面41において、回転軸14との交点を回転中心46とする。偏芯している場合には、中心43と回転中心46との間にはズレが生じている。 The wafer 40 is supported on the upper surface 11 of the table 10 by the vacuum chuck 18. The back surface 42 of the wafer 40 is attracted to the vacuum chuck 18. On the surface 41 of the wafer 40, the intersection with the rotation axis 14 is set as the rotation center 46. In the case of eccentricity, there is a deviation between the center 43 and the rotation center 46.
ウェハ40の表面において、回転中心46から任意の方句へ延ばした直線を基準線47とする。例えば、回転中心46からノッチ49へ延ばした直線を基準線47としてもよい。ウェハ40の任意の端部45の位置を、その端部45から回転中心46までを結ぶ直線と、基準線47との間の回転角度θによって規定する。したがって、ウェハ40の端部45は、全周にわたる0°〜360°までの回転角度θで対応付けることができる。 A straight line extending from the rotation center 46 to an arbitrary phrase on the surface of the wafer 40 is defined as a reference line 47. For example, a straight line extending from the rotation center 46 to the notch 49 may be used as the reference line 47. The position of an arbitrary end 45 of the wafer 40 is defined by a rotation angle θ between a straight line connecting the end 45 to the rotation center 46 and the reference line 47. Therefore, the end portion 45 of the wafer 40 can be associated with a rotation angle θ from 0 ° to 360 ° over the entire circumference.
基準線47に対応した端部45の回転角度で示した位置は、0°である。基準線47から30°回転した直線に対応した端部45の回転角度で示した位置は、30°である。測定開始時に、基準線47に対応した0°の回転角度で示した位置の端部45を撮像したとする。そうすると、テーブル10の回転に伴って、撮像する端部45の回転角度で示した位置は、0°から回転角度θが増加する。そして、撮像する端部45の回転角度で示した位置が360°になったとき、ウェハ40は一回転したことになる。 The position indicated by the rotation angle of the end 45 corresponding to the reference line 47 is 0 °. The position indicated by the rotation angle of the end 45 corresponding to a straight line rotated 30 ° from the reference line 47 is 30 °. It is assumed that the end portion 45 at the position indicated by the rotation angle of 0 ° corresponding to the reference line 47 is imaged at the start of measurement. Then, as the table 10 rotates, the rotation angle θ of the position indicated by the rotation angle of the end 45 to be imaged increases from 0 °. Then, when the position indicated by the rotation angle of the end 45 to be imaged is 360 °, the wafer 40 is rotated once.
軸制御処理部31は、θ軸テーブル17のエンコーダによる回転の情報から、画像を撮像したときの端部45の回転角度で示した位置情報を取得し、データ処理部34に転送する。データ処理部34は受信した位置の情報を付加データとして保存する。 The axis control processing unit 31 acquires position information indicated by the rotation angle of the end 45 when the image is captured from the rotation information by the encoder of the θ-axis table 17 and transfers the position information to the data processing unit 34. The data processing unit 34 stores the received position information as additional data.
ウェハ40の端部45にべベル面が形成されていてもよい。撮像部70は、べベル面を含めた端部45を撮像してもよいし、べベル面の間の端面を撮像してもよい。 A bevel surface may be formed on the end portion 45 of the wafer 40. The imaging unit 70 may image the end 45 including the bevel surface, or may image the end surface between the bevel surfaces.
光学系20には、フォーカス移動軸21が取り付けられている。フォーカス移動軸21は、対物レンズ60を、対物レンズ60の光軸64方向、すなわち、Z軸方向に移動させる。フォーカス移動軸21は、Z軸モータ25の駆動により作動する。Z軸モータ25の駆動は、モータドライバ29を介して、制御部30における軸制御処理部31により制御される。例えば、フォーカス移動軸21の移動開始、移動停止、移動速度の変更は、モータドライバ29を介して、制御部30がZ軸モータ25を制御することにより行われる。 A focus moving shaft 21 is attached to the optical system 20. The focus moving shaft 21 moves the objective lens 60 in the direction of the optical axis 64 of the objective lens 60, that is, in the Z-axis direction. The focus moving shaft 21 is operated by driving a Z-axis motor 25. The driving of the Z-axis motor 25 is controlled by an axis control processing unit 31 in the control unit 30 via a motor driver 29. For example, the movement of the focus moving shaft 21 is started, stopped, and the moving speed is changed by the control unit 30 controlling the Z-axis motor 25 via the motor driver 29.
図11は、実施形態2に係る光学系を例示した構成図である。図10及び11に示すように、光学系20は、光源50、対物レンズ60、撮像部70、オートフォーカス光学系80並びにレンズ及びハーフミラー等の光学部材を有している。 FIG. 11 is a configuration diagram illustrating an optical system according to the second embodiment. As shown in FIGS. 10 and 11, the optical system 20 includes a light source 50, an objective lens 60, an imaging unit 70, an autofocus optical system 80, and optical members such as a lens and a half mirror.
光源50で生成された照明光は、ハーフミラー22aで反射され、レンズ23aを透過する。例えば、レンズ23aはf80のレンズである。レンズ23aを透過した照明光は、ハーフミラー22bで反射され、レンズ23bを透過する。例えば、レンズ23bはf50のレンズである。レンズ23bを透過した照明光は、対物レンズ60で集光されて、ウェハ40の端部45を照明する。例えば、対物レンズ60は、f20である。 The illumination light generated by the light source 50 is reflected by the half mirror 22a and passes through the lens 23a. For example, the lens 23a is an f80 lens. The illumination light transmitted through the lens 23a is reflected by the half mirror 22b and passes through the lens 23b. For example, the lens 23b is an f50 lens. The illumination light transmitted through the lens 23 b is collected by the objective lens 60 and illuminates the end portion 45 of the wafer 40. For example, the objective lens 60 is f20.
一方、ウェハ40の端部45で反射した反射光は、対物レンズ60で集光される。そして、対物レンズ60で集光された反射光は、レンズ23bを透過し、ハーフミラー22bに入射する。ハーフミラー22bに入射した反射光の一部は、オートフォーカス光学系80に入射する。 On the other hand, the reflected light reflected by the end portion 45 of the wafer 40 is collected by the objective lens 60. The reflected light collected by the objective lens 60 passes through the lens 23b and enters the half mirror 22b. A part of the reflected light incident on the half mirror 22 b enters the autofocus optical system 80.
オートフォーカス光学系80は、例えば、レンズ23c、ハーフミラー22c及びフォトダイオード(PD:Photodiode)24a及び24bを有し、位相差オートフォーカス方式で焦点を合わせる。 The autofocus optical system 80 includes, for example, a lens 23c, a half mirror 22c, and photodiodes (PD: Photodiode) 24a and 24b, and focuses using a phase difference autofocus method.
位相差オートフォーカス方式では、例えば、レンズ23cから入った反射光をハーフミラー22cで2つに分離し、フォトダイオード24a及び24bに導く。フォトダイオード24a及び24bで結像した2つの画像からピントの方向と量を判断する。これにより、対物レンズ60を+Z軸方向または−Z軸方向に移動させる量を導き出す。なお、オートフォーカス光学系80は、位相差オートフォーカス方式に限らない。コントラスト方式、補助光方式、コンフォーカル方式でもよい。 In the phase difference autofocus method, for example, the reflected light entering from the lens 23c is separated into two by the half mirror 22c and guided to the photodiodes 24a and 24b. The direction and amount of focus are determined from the two images formed by the photodiodes 24a and 24b. Thereby, the amount by which the objective lens 60 is moved in the + Z axis direction or the −Z axis direction is derived. The autofocus optical system 80 is not limited to the phase difference autofocus method. A contrast method, an auxiliary light method, or a confocal method may be used.
このようにして、オートフォーカス光学系80は、撮像部70において端部45の画像の焦点が合う対物レンズ60の位置を導く。そして、オートフォーカス光学系80は、導いた対物レンズ60の位置を制御部30のオートフォーカス制御部33に出力する。オートフォーカス制御部33は、オートフォーカス光学系80から受信した対物レンズ60の位置の情報を軸制御処理部31に転送する。軸制御処理部31は、受信した位置の情報に基づいて対物レンズ60の位置を移動させる。ウェハ40の回転に伴って、Z軸上の端部45の位置が変化する。その変化に追随するように、制御部30は、対物レンズ60の位置を移動させる。このようにして、制御部30は、フィードバック制御を行う。 In this manner, the autofocus optical system 80 guides the position of the objective lens 60 where the image of the end portion 45 is in focus in the imaging unit 70. Then, the autofocus optical system 80 outputs the guided position of the objective lens 60 to the autofocus control unit 33 of the control unit 30. The autofocus control unit 33 transfers information on the position of the objective lens 60 received from the autofocus optical system 80 to the axis control processing unit 31. The axis control processing unit 31 moves the position of the objective lens 60 based on the received position information. As the wafer 40 rotates, the position of the end 45 on the Z axis changes. The control unit 30 moves the position of the objective lens 60 so as to follow the change. In this way, the control unit 30 performs feedback control.
なお、ウェハ40の回転速度が速い場合には、ノッチ49の部分において、オートフォーカス光学系80が導いた焦点が合う位置に、対物レンズ60を追随させることができない場合がある。しかしながら、ノッチ49の部分においては、前述したように、例えば、ノッチ49の内面49aによって集光された線状像を撮像する。また、オートフォーカス光学系80によるオートフォーカスを停止させてもよい。オートフォーカスを停止させた場合でも、ノッチ49の部分においては、ノッチ49の内面49aによって集光された線状像を撮像することができる。 When the rotation speed of the wafer 40 is fast, the objective lens 60 may not be able to follow the position where the focus is guided by the autofocus optical system 80 in the notch 49 portion. However, at the notch 49, as described above, for example, a linear image collected by the inner surface 49a of the notch 49 is captured. Further, the autofocus by the autofocus optical system 80 may be stopped. Even when the autofocus is stopped, a linear image condensed by the inner surface 49a of the notch 49 can be captured at the notch 49 portion.
オートフォーカス制御部33は、オートフォーカス光学系80から受信した対物レンズ60の位置の情報をデータ処理部34に転送する。データ処理部34は受信した対物レンズ60の位置の情報を付加データとして保存する。 The autofocus control unit 33 transfers information on the position of the objective lens 60 received from the autofocus optical system 80 to the data processing unit 34. The data processing unit 34 stores the received position information of the objective lens 60 as additional data.
ハーフミラー22bに入射した反射光の一部は、ハーフミラー22bで反射する。そして、反射光は、レンズ23aを透過し、ハーフミラー22aに入射する。ハーフミラー22aに入射した反射光の一部は、ハーフミラー22aを透過し、撮像部70に入射する。撮像部70は、入射した反射光を検出して、端部45の画像を取得する。 A part of the reflected light incident on the half mirror 22b is reflected by the half mirror 22b. The reflected light passes through the lens 23a and enters the half mirror 22a. Part of the reflected light incident on the half mirror 22 a passes through the half mirror 22 a and enters the imaging unit 70. The imaging unit 70 detects incident reflected light and acquires an image of the end portion 45.
撮像部70は、例えば、撮像カメラにおけるイメージセンサである。例えば、撮像部70は、リニア状に一方向に並んだ複数の画素71を含んでいる。例えば、リニア状に、1024ピクセルの画素71が並んでいる。例えば、0番目から1023番目までの画素71が並んでいる。一方向に並んだ複数の画素71は、ウェハ40の端部45を回転軸14方向に沿って撮像する。例えば、0番目の画素71は、端部45の回転軸14方向に延びた領域の最も裏面42側の部分を撮像し、1023番目の画素71は、最も表面41側の部分を撮像する。すなわち、小さい番号の画素71ほど、裏面42側の部分を撮像し、大きい番号の画素71ほど、表面41側の部分を撮像する。なお、小さい番号の画素71ほど表面41側の部分を撮像するようにしてもよい。このように、撮像部70は、ウェハ40の端部45の回転軸14方向に沿って延びた領域の画像を取得する。撮像部70は、取得した画像の情報を制御部30のカメラ制御部32に出力する。なお、撮像部70は、2次元に並んだ複数の画素を含む2次元CMOSカメラでもよい。2次元に並んだ複数の画素は、端部45を、回転軸14の方向及び周方向を辺とした領域ごとに撮像する。 The imaging unit 70 is an image sensor in an imaging camera, for example. For example, the imaging unit 70 includes a plurality of pixels 71 arranged linearly in one direction. For example, the pixels 71 of 1024 pixels are arranged linearly. For example, the pixels 71 from the 0th to the 1023th are arranged. The plurality of pixels 71 arranged in one direction image the end 45 of the wafer 40 along the direction of the rotation axis 14. For example, the 0th pixel 71 images the portion of the end 45 extending in the direction of the rotation axis 14 on the most back surface 42 side, and the 1023th pixel 71 images the most surface 41 side portion. That is, the lower-numbered pixels 71 image the portion on the back surface 42 side, and the larger-numbered pixels 71 image the portion on the front surface 41 side. In addition, you may make it image the part by the side of the surface 41, so that the pixel 71 of a smaller number. As described above, the imaging unit 70 acquires an image of an area extending along the direction of the rotation axis 14 of the end portion 45 of the wafer 40. The imaging unit 70 outputs the acquired image information to the camera control unit 32 of the control unit 30. Note that the imaging unit 70 may be a two-dimensional CMOS camera including a plurality of pixels arranged two-dimensionally. The plurality of pixels arranged in two dimensions image the end portion 45 for each region having the direction of the rotation axis 14 and the circumferential direction as sides.
カメラ制御部32は、撮像部70が撮像した画像のデータを受信する。カメラ制御部32は、受信した画像のデータをデータ処理部34に転送する。カメラ制御部32は、撮像部70の撮像の開始、終了、その他の撮像に関する動作を制御する。 The camera control unit 32 receives image data captured by the imaging unit 70. The camera control unit 32 transfers the received image data to the data processing unit 34. The camera control unit 32 controls the start and end of imaging of the imaging unit 70 and other operations related to imaging.
データ処理部34は、画像のデータに、付加データを付加する。画像データは、1024ピクセルの画素71に対応したデータとなっている。ひとつの画素71のデータは、例えば、16ビットのデータとなっている。データ処理部34は、画像のデータに数ピクセル分の付加データを付加する。例えば、データ処理部34は、付加データとして、画像を撮像したときの端部45の回転角度で示した位置(θ角度で対応付けられたデータ)と、対物レンズ60の位置(フォーカス軸における位置のデータ)と、を付加する。また、付加データは、ノッチ49の回転角度で示した位置を含んでいる。データ処理部34は、画像の撮像に同期させて、付加データを付加する。なお、付加データは、画像を撮像したときの端部45の回転角度で示した位置、対物レンズ60の位置、及び、ノッチ49の回転角度で示した位置に限らない。 The data processing unit 34 adds additional data to the image data. The image data is data corresponding to the pixel 71 of 1024 pixels. The data of one pixel 71 is 16-bit data, for example. The data processing unit 34 adds additional data for several pixels to the image data. For example, as the additional data, the data processing unit 34 includes a position indicated by the rotation angle of the end 45 when the image is captured (data associated with the θ angle) and the position of the objective lens 60 (position on the focus axis). Data). Further, the additional data includes a position indicated by the rotation angle of the notch 49. The data processing unit 34 adds additional data in synchronization with image capturing. The additional data is not limited to the position indicated by the rotation angle of the end 45 when the image is captured, the position of the objective lens 60, and the position indicated by the rotation angle of the notch 49.
次に、実施形態2に係るアライメント装置2の動作として、アライメント方法を説明する。図12は、実施形態2に係るアライメント方法を例示したフローチャート図である。 Next, an alignment method will be described as an operation of the alignment apparatus 2 according to the second embodiment. FIG. 12 is a flowchart illustrating the alignment method according to the second embodiment.
まず、図12のステップS21及び図9〜図10に示すように、テーブル10上にシリコンウェハ等のウェハ40を支持させる。そして、真空チャック18によりテーブル10上にウェハ40を吸着させる。これにより、回転軸14を有するテーブル10上にウェハ40を支持する。なお、ウェハ40としては、シリコンウェハに限らない。 First, as shown in step S <b> 21 of FIG. 12 and FIGS. 9 to 10, a wafer 40 such as a silicon wafer is supported on the table 10. Then, the wafer 40 is sucked onto the table 10 by the vacuum chuck 18. As a result, the wafer 40 is supported on the table 10 having the rotating shaft 14. The wafer 40 is not limited to a silicon wafer.
次に、制御部30における軸制御処理部31を起動させ、モータドライバ19aに対して、θ軸モータ15を駆動させる制御信号を出力させる。これにより、モータドライバ19aは、θ軸モータ15を駆動させて、図12のステップS22に示すように、ウェハ40を支持したテーブル10を、回転軸14を中心に所定の回転速度で回転させる。 Next, the axis control processing unit 31 in the control unit 30 is activated to cause the motor driver 19a to output a control signal for driving the θ-axis motor 15. As a result, the motor driver 19a drives the θ-axis motor 15 to rotate the table 10 supporting the wafer 40 at a predetermined rotation speed around the rotation shaft 14 as shown in step S22 of FIG.
また、テーブル10の回転の情報から、画像を撮像したときの端部45の回転角度で示した位置情報を取得する。例えば、軸制御処理部31により、画像を撮像したときの端部45の回転角度で示した位置情報を取得する。取得した位置情報をデータ処理部34に転送し、付加データとして保存する。 Further, position information indicated by the rotation angle of the end 45 when the image is captured is acquired from the rotation information of the table 10. For example, the axis control processing unit 31 acquires position information indicated by the rotation angle of the end 45 when an image is captured. The acquired position information is transferred to the data processing unit 34 and stored as additional data.
θ軸テーブル17の回転により、θ軸テーブル17に支持されたウェハ40も回転する。このとき、θ軸テーブル17の回転軸14と、ウェハ40の中心43との間にズレが発生する場合があり、このズレを偏芯量ということは上述したとおりである。 As the θ-axis table 17 rotates, the wafer 40 supported by the θ-axis table 17 also rotates. At this time, a deviation may occur between the rotation shaft 14 of the θ-axis table 17 and the center 43 of the wafer 40, and this deviation is the eccentricity as described above.
次に、光学系20を構成する光学部材を所定の位置に配置させる。すなわち、光源50により生成された照明光がウェハ40の端部45を照明するとともに、照明光が端部45によって反射された反射光を対物レンズ60で集光するようにする。また、対物レンズ60の光軸64を、テーブル10の回転軸14の径方向に合わせる。その方向をZ軸方向とするとともに、対物レンズ60をウェハ40の端部45に対向させる。 Next, the optical member which comprises the optical system 20 is arrange | positioned in a predetermined position. In other words, the illumination light generated by the light source 50 illuminates the end portion 45 of the wafer 40, and the reflected light reflected by the end portion 45 is condensed by the objective lens 60. Further, the optical axis 64 of the objective lens 60 is aligned with the radial direction of the rotating shaft 14 of the table 10. The direction is set as the Z-axis direction, and the objective lens 60 is opposed to the end portion 45 of the wafer 40.
次に、光源50を起動させて、照明光を生成し、図12のステップS23に示すように、ウェハ40の端部45を照明光で照明する。その際に、ノッチ49の内面49aも照明光で照明する。そして、図12のステップS24に示すように、照明光が端部45によって反射した反射光を対物レンズ60で集光する。その際に、照明光がノッチ49の内面49aによって反射した反射光も集光する。 Next, the light source 50 is activated to generate illumination light, and the end portion 45 of the wafer 40 is illuminated with illumination light as shown in step S23 of FIG. At that time, the inner surface 49a of the notch 49 is also illuminated with illumination light. Then, as shown in step S <b> 24 of FIG. 12, the reflected light reflected by the end portion 45 of the illumination light is collected by the objective lens 60. At that time, the reflected light reflected by the inner surface 49 a of the notch 49 is also collected.
次に、対物レンズ60で集光された反射光の一部を、オートフォーカス光学系80に到達させる。そして、端部45の画像の焦点を合わせるオートフォーカス光学系80により、撮像部70において端部45の画像の焦点が合う対物レンズ60の位置を導く。そして、導いた対物レンズ60の位置まで、対物レンズ60を光軸64方向、すなわちZ軸方向に移動させる。 Next, part of the reflected light collected by the objective lens 60 reaches the autofocus optical system 80. Then, the position of the objective lens 60 in which the image of the end 45 is in focus in the imaging unit 70 is guided by the autofocus optical system 80 that focuses the image of the end 45. Then, the objective lens 60 is moved in the direction of the optical axis 64, that is, in the Z-axis direction, up to the position of the guided objective lens 60.
また、対物レンズ60の位置の情報を取得する。例えば、オートフォーカス制御部33により、撮像部70において端部45の画像の焦点が合う対物レンズ60の位置の情報を取得する。取得した位置情報をデータ処理部34に転送し、付加データとして保存する。 Further, information on the position of the objective lens 60 is acquired. For example, the autofocus control unit 33 acquires information on the position of the objective lens 60 in which the image of the end portion 45 is focused in the imaging unit 70. The acquired position information is transferred to the data processing unit 34 and stored as additional data.
一方、対物レンズ60で集光された反射光の一部を、撮像部70に到達させる。そして、対物レンズ60により集光した反射光を撮像部70で検出することによって、図12のステップS25に示すように、端部45の画像を撮像する。その際に、ノッチ49の部分においては、ノッチ49の内面49aによって線状に集光された線状像を含む画像を撮像する。 On the other hand, a part of the reflected light collected by the objective lens 60 reaches the imaging unit 70. Then, the reflected light collected by the objective lens 60 is detected by the imaging unit 70, thereby capturing an image of the end 45 as shown in step S25 of FIG. At that time, in the portion of the notch 49, an image including a linear image condensed linearly by the inner surface 49a of the notch 49 is captured.
次に、撮像部70が撮像した画像のデータを制御部30に出力する。そして、制御部30において、撮像部70から受信した画像のデータに、所定の付加データを付加する。例えば、付加データとして、画像を撮像したときの端部45の位置と、光軸64方向における対物レンズ60の位置とを含むようにする。画像を撮像したときの端部45の位置には、線状像を撮像したときの端部45の位置が含まれている。端部45の位置は、回転角度で示されている。 Next, image data captured by the image capturing unit 70 is output to the control unit 30. Then, the control unit 30 adds predetermined additional data to the image data received from the imaging unit 70. For example, the additional data includes the position of the end 45 when an image is captured and the position of the objective lens 60 in the direction of the optical axis 64. The position of the end 45 when the image is captured includes the position of the end 45 when the linear image is captured. The position of the end 45 is indicated by the rotation angle.
図13は、実施形態2に係るアライメント方法により測定した偏芯量を例示したグラフであり、横軸は回転角度で示した端部の位置(角度θに対応した位置)であり、縦軸は光軸上の対物レンズの位置が示す偏芯量である。点線は、偏芯がない理想的な場合を示している。 FIG. 13 is a graph illustrating the amount of eccentricity measured by the alignment method according to the second embodiment, where the horizontal axis is the position of the end indicated by the rotation angle (position corresponding to the angle θ), and the vertical axis is This is the amount of eccentricity indicated by the position of the objective lens on the optical axis. The dotted line indicates an ideal case where there is no eccentricity.
図13に示すように、シリコンウェハ等のウェハ40の真円度は、その加工法により、高精度に確保されており、ウェハ40偏芯量は、回転角度に関して正弦波となっている。すなわち、回転角度で示した端部45の位置によって、光軸64上の対物レンズ60の位置は、正弦波の関数として変化している。例えば、図13に示すように、0°及び180°の回転角度に対応した端部45を撮像した時の対物レンズ60の位置は、偏芯が小さい理想的な位置となっている。一方、90°の回転角度に対応した端部45を撮像した時の対物レンズ60の位置は、+Z軸方向に大きく変化しており、270°の回転角度に対応した端部45を撮像した時の対物レンズ60の位置は、逆に−Z軸方向に大きく変化している。このように、回転角度と、その回転角度における偏芯量とを正弦波にフィッティングさせることにより、回転角度と偏芯量との関係を導き出し、補正量を算出する。なお、正弦波にフィッティングさせずに、測定した各回転角度における偏芯量のデータそのものを用いて補正してもよい。 As shown in FIG. 13, the roundness of the wafer 40 such as a silicon wafer is ensured with high accuracy by the processing method, and the eccentric amount of the wafer 40 is a sine wave with respect to the rotation angle. That is, the position of the objective lens 60 on the optical axis 64 varies as a function of a sine wave depending on the position of the end 45 indicated by the rotation angle. For example, as shown in FIG. 13, the position of the objective lens 60 when the end 45 corresponding to the rotation angles of 0 ° and 180 ° is imaged is an ideal position with small eccentricity. On the other hand, the position of the objective lens 60 when the end portion 45 corresponding to the 90 ° rotation angle is imaged changes greatly in the + Z-axis direction, and the end portion 45 corresponding to the 270 ° rotation angle is imaged. Conversely, the position of the objective lens 60 greatly changes in the −Z-axis direction. In this way, by fitting the rotation angle and the eccentric amount at the rotation angle to a sine wave, the relationship between the rotation angle and the eccentric amount is derived, and the correction amount is calculated. In addition, you may correct | amend using the eccentricity data itself in each measured rotation angle, without fitting to a sine wave.
図12のステップS26に示すように、制御部30は、ウェハ40を一回転させたときの光軸64方向における対物レンズ60の位置に基づいて、回転軸14とウェハ40との偏芯量を算出する。例えば、制御部30は、回転軸14と中心43との間の偏芯量として、対物レンズ60の位置における(最大値+最小値)/2の値を算出する。このようにして、アライメント装置2は、偏芯量を算出する。 As shown in step S26 of FIG. 12, the control unit 30 determines the amount of eccentricity between the rotation shaft 14 and the wafer 40 based on the position of the objective lens 60 in the direction of the optical axis 64 when the wafer 40 is rotated once. calculate. For example, the control unit 30 calculates a value of (maximum value + minimum value) / 2 at the position of the objective lens 60 as the amount of eccentricity between the rotation shaft 14 and the center 43. In this way, the alignment apparatus 2 calculates the amount of eccentricity.
また、制御部30は、線状像の画像が撮像されたウェハ40の端部45の位置と、ノッチ49が本来位置すべき位置との間の回転のずれを算出する。 In addition, the control unit 30 calculates a rotational deviation between the position of the end portion 45 of the wafer 40 where the linear image is captured and the position where the notch 49 should be originally positioned.
次に、アライメント装置2により、偏芯量及び回転のずれを補正する。
図12のステップS27に示すように、制御部30は、アライメント装置2で算出した偏芯量に基づいて、テーブル10を移動させることにより偏芯量を補正する。具体的には、制御部30の軸制御処理部31は、データ処理部34に保存してある回転角度θに対応した端部45の位置における偏芯量を打ち消すように、すなわち、回転角度θに対応した端部45の位置における偏芯量と逆方向の移動量となるように、R軸テーブル13を光軸64方向に移動させる。例えば、90°の回転角度に対応した端部45が撮像する位置にきたときには、R軸テーブル13を−Z軸方向に移動させる。また、270°の回転角度に対応した端部45が撮像する位置にきたときには、R軸テーブル13を+Z軸方向に移動させる。R軸テーブル13の駆動は、モータドライバ19を介して制御部30により制御される。なお、フィードバック制御においては、R軸テーブルの駆動及びZ軸方向への対物レンズ60の駆動における応答の遅れが生じる場合には、その遅れ分を考慮した付加データを使用することができる。
Next, the alignment device 2 corrects the eccentricity and the rotational deviation.
As shown in step S <b> 27 of FIG. 12, the control unit 30 corrects the eccentricity amount by moving the table 10 based on the eccentricity amount calculated by the alignment apparatus 2. Specifically, the axis control processing unit 31 of the control unit 30 cancels the eccentricity at the position of the end 45 corresponding to the rotation angle θ stored in the data processing unit 34, that is, the rotation angle θ. The R-axis table 13 is moved in the direction of the optical axis 64 so that the amount of movement in the direction opposite to the amount of eccentricity at the position of the end portion 45 corresponding to. For example, when the end portion 45 corresponding to the rotation angle of 90 ° comes to the position for imaging, the R-axis table 13 is moved in the −Z-axis direction. Further, when the end portion 45 corresponding to the rotation angle of 270 ° comes to the position for imaging, the R-axis table 13 is moved in the + Z-axis direction. The driving of the R-axis table 13 is controlled by the control unit 30 via the motor driver 19. In the feedback control, when there is a response delay in driving the R-axis table and driving the objective lens 60 in the Z-axis direction, additional data considering the delay can be used.
図14は、実施形態2に係るアライメント方法により補正した偏芯量を例示したグラフであり、横軸は回転角度で示した端部の位置であり、縦軸は対物レンズの光軸における位置が示す偏芯量である。図14に示すように、偏芯量を打ち消すようにテーブル10をZ軸方向に移動させることにより、偏芯量を抑制することができる。 FIG. 14 is a graph illustrating the amount of eccentricity corrected by the alignment method according to the second embodiment, where the horizontal axis is the position of the end indicated by the rotation angle, and the vertical axis is the position of the objective lens on the optical axis. The amount of eccentricity shown. As shown in FIG. 14, the eccentric amount can be suppressed by moving the table 10 in the Z-axis direction so as to cancel the eccentric amount.
また、制御部30は、線状像の画像が撮像されたウェハ40の端部45の位置と、ノッチ49が本来位置すべき位置との間の回転のずれに基づいてテーブル10を回転させる。 In addition, the control unit 30 rotates the table 10 based on a rotational deviation between the position of the end 45 of the wafer 40 where the linear image is captured and the position where the notch 49 should be originally positioned.
次に、本実施形態に係るアライメント装置2及びアライメント方法の効果を説明する。
アライメント装置2は、オートフォーカスにより導いた対物レンズ60の位置から、ウェハ40の偏芯量を算出している。これにより、ウェハ40の偏芯量を精度よくかつ低コストで測定することができる。
Next, effects of the alignment apparatus 2 and the alignment method according to the present embodiment will be described.
The alignment apparatus 2 calculates the amount of eccentricity of the wafer 40 from the position of the objective lens 60 guided by autofocus. Thereby, the amount of eccentricity of the wafer 40 can be measured accurately and at low cost.
また、画像データに、画像を撮像したときの端部45の回転角度で示した位置、ノッチ49の回転角度で示した位置、及び、光軸64方向における対物レンズ60の位置、を付加している。これにより、これらの位置と、画像とを対応させることができる。また、データの付加は、撮像と同時に行われるので、データの取得に要する時間を短縮することができる。 In addition, the position indicated by the rotation angle of the end 45 when the image is captured, the position indicated by the rotation angle of the notch 49, and the position of the objective lens 60 in the direction of the optical axis 64 are added to the image data. Yes. Thereby, these positions can be associated with images. In addition, since the addition of data is performed simultaneously with imaging, the time required for data acquisition can be shortened.
さらに、撮像部70は一方向に並んだ複数の画素71を含むようにし、端部45を回転軸14方向に沿って撮像している。よって、端部45を細かく撮像することができ、偏芯量の精度をより向上させることができる。 Furthermore, the imaging unit 70 includes a plurality of pixels 71 arranged in one direction, and images the end 45 along the direction of the rotation axis 14. Therefore, the end portion 45 can be finely imaged, and the accuracy of the eccentricity amount can be further improved.
付加データに、端部45の位置及び対物レンズ60の位置以外のデータを付加することもでき、これにより、種々のデータを画像データに付加することができる。 Data other than the position of the end 45 and the position of the objective lens 60 can be added to the additional data, whereby various data can be added to the image data.
アライメント装置2においては、光学系20のレンズ等により、例えば、端部45を8倍の画像として撮像する。また、撮像部70においては、例えば、14μmの幅のピクセルを1024個一列に配置している。よって、視野は、14μm×1024ピクセル÷8より、1.792mmとなる。また、300mmのウェハの周囲長は、942.47mmである。したがって、ウェハの周囲を撮像する場合には、525枚の画像が撮像される。一方、撮像部70を60kHzで動作させているので、525枚×1024ピクセル÷60より、8.96秒で1回転させることにより、1回転分の端部45の画像を取得することができる。すなわち、回転速度を0.11rpsとすることができる。このように、8.96秒でウェハ40を1回転させることにより、ウェハ40の端部45の画像と、画像を撮像したときの端部45の位置及び光軸64方向における対物レンズ60の位置を得ることができる。よって、偏芯量の測定に要する時間を短縮することができる。 In the alignment apparatus 2, for example, the end 45 is captured as an 8 × image by the lens of the optical system 20. In the imaging unit 70, for example, 1024 pixels having a width of 14 μm are arranged in a line. Therefore, the field of view is 1.792 mm from 14 μm × 1024 pixels ÷ 8. The peripheral length of the 300 mm wafer is 942.47 mm. Therefore, when imaging the periphery of the wafer, 525 images are captured. On the other hand, since the imaging unit 70 is operated at 60 kHz, an image of the end 45 for one rotation can be acquired by making one rotation in 8.96 seconds from 525 sheets × 1024 pixels ÷ 60. That is, the rotation speed can be 0.11 rps. Thus, by rotating the wafer 40 once in 8.96 seconds, the image of the end portion 45 of the wafer 40, the position of the end portion 45 when the image is captured, and the position of the objective lens 60 in the optical axis 64 direction are captured. Can be obtained. Therefore, the time required for measuring the eccentricity can be shortened.
また、ウェハ40の表面41の部分の画像を取得することなく、偏芯量を測定することができるので、撮像に要する時間を短縮し、画像を保存するメモリを小さくすることができる。 In addition, since the amount of eccentricity can be measured without acquiring an image of the portion of the surface 41 of the wafer 40, the time required for imaging can be shortened and the memory for storing the image can be reduced.
さらに、アライメント装置2を、そのまま偏芯量の補正に用いることができるので、ウェハ40の偏芯量の補正に要する時間を短縮することができる。また、アライメント装置2を用いて偏芯量を抑制したウェハ40のスキャンをすることができる。 Furthermore, since the alignment apparatus 2 can be used for correcting the eccentricity as it is, the time required for correcting the eccentricity of the wafer 40 can be shortened. Further, the wafer 40 can be scanned with the amount of eccentricity suppressed by using the alignment apparatus 2.
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態よる限定は受けない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention contains the appropriate deformation | transformation which does not impair the objective and advantage, Furthermore, it does not receive the limitation by said embodiment.
1 アライメント装置
10 テーブル
11 上面
12 R軸モータ
13 R軸テーブル
14 回転軸
15 θ軸モータ(第1駆動部)
16a、16b ガイド
17 θ軸テーブル
18 真空チャック
19 モータドライバ
20 光学系
21 フォーカス移動軸
22a、22b、22c ハーフミラー
23a、23b、23c レンズ
24a、24b フォトダイオード
25 Z軸モータ(第2駆動部)
29 モータドライバ
30 制御部
31 軸制御処理部
32 カメラ制御部
33 オートフォーカス制御部
34 データ処理部
40 ウェハ
41 表面
42 裏面
43 中心
44 中心軸
45 端部
46 回転中心
47 基準線
48 側面
49 ノッチ
49a 内面
50 光源
60 対物レンズ
64 光軸
70 撮像部
71 画素
80 オートフォーカス光学系
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Alignment apparatus 10 Table 11 Upper surface 12 R-axis motor 13 R-axis table 14 Rotating shaft 15 (theta) axis motor (1st drive part)
16a, 16b Guide 17 θ axis table 18 Vacuum chuck 19 Motor driver 20 Optical system 21 Focus moving shafts 22a, 22b, 22c Half mirrors 23a, 23b, 23c Lenses 24a, 24b Photo diode 25 Z-axis motor (second drive unit)
29 Motor driver 30 Control unit 31 Axis control processing unit 32 Camera control unit 33 Autofocus control unit 34 Data processing unit 40 Wafer 41 Front surface 42 Back surface 43 Center 44 Center axis
45 End 46 Rotation Center 47 Reference Line 48 Side 49 Notch 49a Inner Surface 50 Light Source 60 Objective Lens 64 Optical Axis 70 Imaging Unit 71 Pixel 80 Autofocus Optical System
Claims (9)
前記内面によって前記反射光が線状に集光された線状像の画像を撮像した前記端部の位置に基づいて、前記ウェハを回転させることにより、前記ウェハの位置決めを行う、
アライメント方法。 Illumination light that illuminates the inner surface of the notch formed at the edge of the wafer and that is sandwiched between the side surfaces of the wafer in a direction along the periphery of the wafer is reflected light reflected by the inner surface. An alignment method for positioning the wafer using :
The wafer is positioned by rotating the wafer based on the position of the end where the image of the linear image in which the reflected light is linearly collected by the inner surface is captured.
Alignment method.
前記回転軸を中心に前記テーブルを回転させ、
前記端部を前記照明光で照明し、
前記照明光が前記端部によって反射した前記反射光を対物レンズで集光し、
前記対物レンズにより集光した前記反射光を検出することによって前記端部の画像を撮像し、
オートフォーカス光学系により、前記画像の焦点が合う前記対物レンズの位置であって、前記対物レンズの光軸方向における位置を導き、
前記オートフォーカス光学系が導いた前記位置に前記対物レンズを移動させ、
前記画像のデータに、所定の付加データを付加し、
前記ウェハを一回転させたときの前記光軸方向における前記対物レンズの位置に基づいて、前記回転軸と前記ウェハとの偏芯量を算出し、
前記偏芯量に基づいて前記テーブルを移動させることにより、前記ウェハの位置決めを行う、
請求項1に記載のアライメント方法。 Supporting the wafer on a table having a rotation axis;
Rotate the table around the rotation axis,
Illuminating the end with the illumination light;
The reflected light reflected by the end portion of the illumination light is collected by an objective lens,
Taking an image of the end by detecting the reflected light collected by the objective lens,
By the autofocus optical system, the position of the objective lens at which the image is focused, and the position of the objective lens in the optical axis direction is derived,
Moving the objective lens to the position guided by the autofocus optical system;
Add predetermined additional data to the image data,
Based on the position of the objective lens in the optical axis direction when the wafer is rotated once, the amount of eccentricity between the rotation axis and the wafer is calculated,
The wafer is positioned by moving the table based on the amount of eccentricity.
The alignment method according to claim 1 .
前記画像を撮像したときの前記ノッチの位置、前記画像を撮像したときの前記端部の位置、及び、前記光軸方向における前記対物レンズの位置を含むようにする、
請求項2に記載のアライメント方法。 The additional data is
The position of the notch when the image is captured, the position of the end when the image is captured, and the position of the objective lens in the optical axis direction are included.
The alignment method according to claim 2 .
請求項2または3に記載のアライメント方法。 The end portion is imaged along the direction of the rotation axis by a plurality of pixels arranged in one direction.
The alignment method according to claim 2 or 3 .
前記内面によって前記反射光が線状に集光された線状像の画像を撮像した前記端部の位置に基づいて、前記ウェハを回転させることにより、前記ウェハの位置決めを行う、
アライメント装置。 Illumination light that illuminates the inner surface of the notch formed at the edge of the wafer and that is sandwiched between the side surfaces of the wafer in a direction along the periphery of the wafer is reflected light reflected by the inner surface. An alignment apparatus for positioning the wafer using :
The wafer is positioned by rotating the wafer based on the position of the end where the image of the linear image in which the reflected light is linearly collected by the inner surface is captured.
Alignment device.
前記回転軸を中心に前記テーブルを回転させる第1駆動部と、
前記ウェハの端部を照明する前記照明光を生成する光源と、
前記照明光が前記端部によって反射した前記反射光を集光する対物レンズと、
前記対物レンズを前記対物レンズの光軸方向に移動させる第2駆動部と、
前記対物レンズにより集光した前記反射光を検出することによって前記端部の画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部において前記画像の焦点が合う前記光軸方向における前記対物レンズの位置を導くオートフォーカス光学系と、
前記テーブルを移動させる移動手段と、
前記第1駆動部及び前記第2駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記オートフォーカス光学系が導いた前記位置に前記対物レンズを移動させ、
前記画像のデータに、所定の付加データを付加させ、
前記ウェハを一回転させたときの前記光軸方向における前記対物レンズの位置に基づいて、前記回転軸と前記ウェハとの偏芯量を算出し、
前記偏芯量に基づいて前記テーブルを移動させることにより、前記ウェハの位置決めを行う、
請求項5に記載のアライメント装置。 A table having a rotation axis and supporting the wafer;
A first drive unit that rotates the table about the rotation axis;
A light source that generates the illumination light that illuminates an edge of the wafer;
An objective lens that collects the reflected light reflected by the end portion of the illumination light;
A second drive unit that moves the objective lens in the optical axis direction of the objective lens;
An imaging unit that captures an image of the end portion by detecting the reflected light collected by the objective lens;
An autofocus optical system for guiding the position of the objective lens in the optical axis direction where the image is focused in the imaging unit;
Moving means for moving the table;
A control unit for controlling the first drive unit and the second drive unit;
With
The controller is
Moving the objective lens to the position guided by the autofocus optical system;
Add predetermined additional data to the image data,
Based on the position of the objective lens in the optical axis direction when the wafer is rotated once, the amount of eccentricity between the rotation axis and the wafer is calculated,
The wafer is positioned by moving the table based on the amount of eccentricity.
The alignment apparatus according to claim 5 .
前記画像を撮像したときの前記ノッチの位置、前記画像を撮像したときの前記端部の位置、及び、前記光軸方向における前記対物レンズの位置を含む、
請求項6に記載のアライメント装置。 The additional data is
Including the position of the notch when the image is captured, the position of the end when the image is captured, and the position of the objective lens in the optical axis direction,
The alignment apparatus according to claim 6 .
前記複数の画素は、前記端部を前記回転軸の方向に沿って撮像する、
請求項6または7に記載のアライメント装置。 The imaging unit includes a plurality of pixels arranged in one direction,
The plurality of pixels image the end along the direction of the rotation axis,
The alignment apparatus according to claim 6 or 7 .
前記複数の画素は、前記端部を、回転軸の方向及び周方向を辺とした領域ごとに撮像する、
請求項6または7に記載のアライメント装置。 The imaging unit is a two-dimensional CMOS camera including a plurality of pixels arranged two-dimensionally,
The plurality of pixels image the end portion for each region with the direction of the rotation axis and the circumferential direction as sides.
The alignment apparatus according to claim 6 or 7 .
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