JPH02153550A - Detecting device of notch part of discal body - Google Patents

Detecting device of notch part of discal body

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JPH02153550A
JPH02153550A JP63202432A JP20243288A JPH02153550A JP H02153550 A JPH02153550 A JP H02153550A JP 63202432 A JP63202432 A JP 63202432A JP 20243288 A JP20243288 A JP 20243288A JP H02153550 A JPH02153550 A JP H02153550A
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JP
Japan
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wafer
notch
disc
shaped object
orientation flat
Prior art date
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Pending
Application number
JP63202432A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Motohiro Sugiura
基弘 杉浦
Tatsufumi Takahashi
達史 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidek Co Ltd
Original Assignee
Nidek Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nidek Co Ltd filed Critical Nidek Co Ltd
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Publication of JPH02153550A publication Critical patent/JPH02153550A/en
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Abstract

PURPOSE:To detect the notch part of a discal body having the notch part on part of the body with high accuracy by a method wherein a photoelectric element is used as two pieces of photoelectric elements holding one detection direction in common and the output signals of the photoelectric elements are compared with each other. CONSTITUTION:An orientation flat detecting device is constituted of a wafer rotationally driving part consisting of a stage 2 and a stage driving unit 5 and a detection part consisting of two pieces of illuminating light sources 3 and two pieces of line image sensors 4a and 4b. These light sources 3 are arranged below a wafer 1. Moreover, the sensor 4 is arranged in close contact to the wafer 1 on the upper surface of the wafer 1. The peripheral edge part of the wafer 1 is irradiated by the light source 3 and illuminating light, which is not shielded by the wafer, is incided in the sensor 4. By comparing the output signals of these sensors (4a and 4b) with each other, a notch part of the wafer 1 is detected.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は一部に切欠部を有する円板状物体の切欠部検出
装置、例えば半導体ウェーハのオリエンテーションフラ
ット(オリフラ)を検出し、半導体ウェーへの位置合ぜ
を行う装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is a notch detecting device for a disc-shaped object having a notch in a part, for example, detecting an orientation flat of a semiconductor wafer, and detecting an orientation flat of a semiconductor wafer. The present invention relates to a device that performs alignment.

[従来技術] 非接触で半導体ウェーハのオリフラの位置を検出を行う
ものとしては、従来ステージ1上に保持されたウェーハ
2を回転させ、周縁に設けられた照明3及び受光素子4
からなる1組の検出手段を用いた第8図に示すような装
置が知られている。
[Prior Art] Conventionally, the position of the orientation flat of a semiconductor wafer is detected in a non-contact manner by rotating a wafer 2 held on a stage 1 and using lighting 3 and light receiving elements 4 provided at the periphery.
A device as shown in FIG. 8 using a set of detection means consisting of the following is known.

第9図はその平面図である。FIG. 9 is a plan view thereof.

この装置を用いて、半導体ウェーへのオリフラの位置を
検出する方式としては主として2種類のものが知られて
いる。即ち、オリフラ周辺の明暗信号の変化点を把える
方式と、オリエンテーションフラプト中央部での明暗信
号の最大値を把える方式でおる。
There are mainly two known methods for detecting the position of an orientation flat on a semiconductor wafer using this device. That is, two methods are used: one method is to determine the change point of the brightness signal around the orientation flat, and the other method is to determine the maximum value of the brightness signal value at the center of the orientation flap.

[解決すべき問題点と発明の課題] しかしながら、前者の方式ではオリフラ両端に面だれが
あるときは明暗信号の変化点を明瞭に把えることができ
ない。
[Problems to be Solved and Problems to be Solved by the Invention] However, in the former method, when there is surface sag at both ends of the orientation flat, it is not possible to clearly grasp the point of change in the brightness and darkness signals.

また、後者の方式ではステージとウェーハとの芯ずれが
あると、オリフラ中央部において明暗信号が最大値を示
すとは限らなくなる。殊に、複数のオリフラがおるウェ
ーハでは検出すべきオリフラ中央部において明暗信号が
最大値を示さない可能性が高くなる。
Furthermore, in the latter method, if there is misalignment between the stage and the wafer, the brightness and darkness signals will not necessarily show the maximum value at the center of the orientation flat. In particular, in the case of a wafer with a plurality of orientation flats, there is a high possibility that the bright and dark signals will not show the maximum value at the center of the orientation flat to be detected.

また、いずれの方式においても検出精度は光電素子自体
の分解能に依存するという問題点がある。
Further, in either method, there is a problem in that the detection accuracy depends on the resolution of the photoelectric element itself.

本発明の目的は上記従来装置の欠点に鑑み、部に切欠部
を有する円板状物体の切欠部を高精度に検出することの
できる装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the drawbacks of the conventional devices described above, an object of the present invention is to provide a device that can detect with high accuracy a notch in a disc-shaped object having a notch in a portion thereof.

[発明の構成] 本発明は、上記目的を達するために、一部に切欠部を有
する円板状物体の周縁部を照明し光電素子により順次周
縁部情報を得ることにより切欠部を検出する円板状物体
の切欠部検出装置において、前記光電素子を検出方向を
同じくする2個の光電素子とし、該光電素子の出力信号
の比較により切欠部を検出することを特徴としている。
[Structure of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention provides a circular object that detects a notch by illuminating the periphery of a disc-shaped object having a notch in a part and sequentially obtaining information on the periphery using a photoelectric element. The notch detection device for a plate-like object is characterized in that the photoelectric element is two photoelectric elements having the same detection direction, and the notch is detected by comparing output signals of the photoelectric elements.

また、第2の発明は上記第1の発明の構成に加うるに、
該検出結果より円板状物体と該円板状物体を保持するス
テージ間の芯ずれ量を算出する演算手段を設けたことを
特徴としている。
In addition to the configuration of the first invention, the second invention also includes:
The present invention is characterized in that a calculation means is provided for calculating the amount of misalignment between the disc-shaped object and the stage that holds the disc-shaped object from the detection result.

[発明の実施例] 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。[Embodiments of the invention] Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.

第1図は本発明の一実施例で市るウェーへのオリフラの
検出装置の側面図であり、第2図はその平面図である。
FIG. 1 is a side view of an apparatus for detecting an orientation flat on a wafer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof.

このオリフラ検出装置はステージ2及びステージ駆動ユ
ニット5とからなるウェーハ回転駆動部と、2個の照明
光源3,2個のラインイメージセンサ4a、4bからな
る検出部より構成される。
This orientation flat detection device is composed of a wafer rotation drive section consisting of a stage 2 and a stage drive unit 5, and a detection section consisting of two illumination light sources 3 and two line image sensors 4a and 4b.

照明光源3はウェーハ1の下方に配置されている。検出
精度を上げるために回転中心側に寄せてもよい。照明光
源は共用化し、あるいはそれぞれに複数の光源を設けて
もよいが、要は均等に照明する。ラインイメージセンサ
4はウェーハ1の上面にてウェーハ1に接近して配置さ
れる。
An illumination light source 3 is arranged below the wafer 1. In order to improve detection accuracy, it may be placed closer to the center of rotation. The illumination light source may be shared, or a plurality of light sources may be provided for each, but the key is to provide uniform illumination. Line image sensor 4 is arranged close to wafer 1 on the upper surface of wafer 1 .

照明光源3はウェーハ1の周縁部を照明し、つ工−ハに
より遮られなかった照明光はラインイメージセンサ4に
入射する。
The illumination light source 3 illuminates the periphery of the wafer 1, and the illumination light not blocked by the wafer is incident on the line image sensor 4.

なお、照明光源3とウェーハ1との間にコリメータレン
ズ、ラインイメージセンサ4とウェーハ1の間に集光光
学素子を挿入してもよい。
Note that a collimator lens may be inserted between the illumination light source 3 and the wafer 1, and a condensing optical element may be inserted between the line image sensor 4 and the wafer 1.

ざらに、照明光源3とラインイメージセンサ4はウェー
ハの口径に応じて可動にしてもよいし、予め複数組のセ
ンサを配置しておき、口径に応じて選択するようにして
もよい。
Roughly speaking, the illumination light source 3 and the line image sensor 4 may be made movable according to the aperture of the wafer, or a plurality of sets of sensors may be arranged in advance and selected according to the aperture.

第3図はオリフラ検出装置の電気系ブロックダイヤグラ
ムである。
FIG. 3 is an electrical system block diagram of the orientation flat detection device.

ウェーハ1を保持したステージ2はモータ駆動制御回路
10.モータ駆動ドライバ19を介し、モータユニット
を駆動させ、一定角度ずつ回転駆動される。一定角度ず
つ駆動する都度にアドレスカウンタ11が加算され、発
振器12に発振を開始させる。発振器12からのクロッ
ク信号によりラインイメージセンサ4a、4bは作動す
る。ラインイメージセンサ4a、4bからの出力信号は
プリアンプ13a、13bにてそれぞれ増幅され、コン
パレータ14a、14bにて2値化される。
The stage 2 holding the wafer 1 is connected to a motor drive control circuit 10. The motor unit is driven via the motor drive driver 19, and is rotated by a constant angle. The address counter 11 is incremented every time it is driven by a fixed angle, causing the oscillator 12 to start oscillating. The line image sensors 4a and 4b are activated by a clock signal from the oscillator 12. Output signals from the line image sensors 4a, 4b are amplified by preamplifiers 13a, 13b, respectively, and binarized by comparators 14a, 14b.

このようにして得られたウェーハ周縁部の2値化データ
中から暗から明へ変化する瞬間のデータカウンタ16の
値をラッチ15a、15bに記録する。記録されたそれ
ぞれのデータをマルチプレクサ17を介しメモリ18に
書込む。
The value of the data counter 16 at the moment of change from dark to bright from the binary data of the wafer peripheral area obtained in this way is recorded in the latches 15a and 15b. Each recorded data is written to the memory 18 via the multiplexer 17.

ウェーハ1が1回転するまで上記動作を繰り返し、ウェ
ーハ1周分の外周データをメモリ18に記録する。
The above operation is repeated until the wafer 1 rotates once, and the outer circumference data for one revolution of the wafer is recorded in the memory 18.

次に後に説明するようにオリフラの位置を検出した(第
6図参照)後、ステージ駆動ユニット5により再びウェ
ーハのオリフラをラインイメージセンサ郡付近まで回転
し位置させる。オリフラをラインイメージセンサ4付近
に位置さぜた後、再度一定角度ずつ回転させながら、2
個のラインイメージセンサ4よりウェーハ1の周縁の明
暗情報を得る。
Next, after detecting the position of the orientation flat as will be described later (see FIG. 6), the stage drive unit 5 rotates the orientation flat of the wafer again to position it near the line image sensor group. After positioning the orientation flat near the line image sensor 4, rotate it again by a certain angle and
Brightness information of the periphery of the wafer 1 is obtained from the line image sensors 4.

このときのオリフラ返戻の明暗情報の一例を第4図に示
す。ここでL4a、L4bはラインイメージセンサ4a
、4bそれぞれの信号であり、この2つの信号の交点A
はオリフラが第2図の軸Xに対して直交していることを
示す。
An example of the brightness information of the orientation flat return at this time is shown in FIG. Here, L4a and L4b are line image sensors 4a
, 4b, and the intersection point A of these two signals is
indicates that the orientation flat is perpendicular to the axis X in FIG.

しかし、2つのラインイメージセンサ4a、4bの取り
付は位置にずれがある場合A点ではオリフラが軸Xに対
して直交しないので、ラインイメージセンサ4a、4b
間のずれ量を補正値として用い、第4図におけるL4a
の信号とする。これより点A が求めるオリフラの方向
となる。
However, if the two line image sensors 4a, 4b are installed at different positions, the orientation flat will not be perpendicular to the axis X at point A, so the line image sensors 4a, 4b
Using the amount of deviation between as a correction value, L4a in FIG.
signal. From this point A becomes the direction of the desired orientation flat.

これらの処理はマイクロコンピュータからなる処理回路
にて実行される。
These processes are executed by a processing circuit consisting of a microcomputer.

オリフラの検出精度は、ラインイメージセンサ4a、4
bの間隔をD、ラインイメージセンサ4a、4bの受光
部間隔をdとする(第5図)と、(但し、dはオリフラ
の最大径よりも小さい)で表すことができる。
The detection accuracy of the orientation flat is determined by the line image sensors 4a and 4.
Letting the interval b be D and the distance between the light receiving parts of the line image sensors 4a and 4b be d (FIG. 5), it can be expressed as (however, d is smaller than the maximum diameter of the orientation flat).

従って、受光部間隔dを拡げることによりラインイメー
ジセンサ4a、4b固有の検出精度より検出精度を上げ
ることができる。
Therefore, by widening the distance d between the light receiving parts, the detection accuracy can be improved more than the detection accuracy inherent to the line image sensors 4a and 4b.

次に、芯づれ量の算出を説明する。Next, calculation of the misalignment amount will be explained.

第6図は、ウェーハ1周分の外周データの一例を示すも
のである。
FIG. 6 shows an example of outer circumference data for one circumference of the wafer.

第6図のデータは、ステージ2とウェーハ1の間に芯ず
れがあり、かつウェーハ1には第2オリフラも存在する
ことも示している。ここでデータの変化量の大きい2点
a−a、b−’rf間において、回転角度の大きいa−
d間に第1オリフラが存在することが判る。
The data in FIG. 6 also shows that there is misalignment between stage 2 and wafer 1, and that wafer 1 also has a second orientation flat. Here, between the two points a-a and b-'rf where the amount of data change is large, a-
It can be seen that the first orientation flat exists between d.

第7図にウェーハ1とステージ2の間に中心ずれがある
場合の状態を示す。
FIG. 7 shows a situation where there is a center shift between the wafer 1 and the stage 2.

ウェーハ1とステージ2の間の中心ずれ量は(ΔX、Δ
y)である。中心ずれ量はウェーハ1の周上でオリフラ
に属さない3点を用い、ステージ2の回転中心Pより各
点までの距離R,、R,2。
The amount of center deviation between wafer 1 and stage 2 is (ΔX, Δ
y). The amount of center deviation is determined by using three points on the circumference of the wafer 1 that do not belong to the orientation flat, and the distance from the rotation center P of the stage 2 to each point is R,, R, 2.

R3を算出することによってウェーハ1の中心Pとステ
ージ2の中心27間の中心ずれ量(ΔX。
By calculating R3, the amount of center deviation (ΔX) between the center P of the wafer 1 and the center 27 of the stage 2 is calculated.

Δy)を求める。Find Δy).

即ち、第2オリフラは第1オリフラの中心から一定角度
回転した位置におるので、メモリ18に記憶されている
前述のデータから第2オリフラの周上に属さない3点を
抽出し、公知の演算により3点を結ぶ二次曲線の中心を
求め、中心ずれ量(ΔX、Δy)を求める。
That is, since the second orientation flat is located at a position rotated by a certain angle from the center of the first orientation flat, three points that do not belong to the circumference of the second orientation flat are extracted from the aforementioned data stored in the memory 18, and a known calculation is performed. The center of the quadratic curve connecting the three points is determined by , and the amount of center deviation (ΔX, Δy) is determined.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、センサ自体の分
解能を越えてざらに高精度な切欠部の検出が可能となる
。また、センサの位置ずれが容易に補正できるので、組
立が極めて容易になる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to detect a notch with a high degree of precision exceeding the resolution of the sensor itself. Furthermore, since positional deviation of the sensor can be easily corrected, assembly becomes extremely easy.

ざらに、ステージとの位置ずれが高精度に検出できるの
で、後工程における高精度な位置合わせが可能となる。
In other words, positional deviation with respect to the stage can be detected with high precision, making it possible to perform highly accurate positioning in subsequent processes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例であるウェーハのオリフラの
検出装置の側面図であり、第2図はその平面図である。 第3図はオリフラ検出装置の電気系ブロックダイヤグラ
ム、第4図はオリフラ返戻の明暗情報の一例を示す図、
第5図はラインイメージセンサ4a、4bとオリフラの
検出精度の関係を説明する図、第6図は、ウェーハ1周
分の外周データの一例を示すものである。第7図はウェ
ーハとステージの間に中心ずれがある場合の状態を示す
図、第8図は従来のウェーハのオリフラの検出装置の側
面図であり、第9図はその平面図である。 1・・・・・・ウェーハ 2・・・・・・ステージ 3・・・・・・照明用光源 4・・・ラインイメージセ ンサ 5・・・・・・モータユニット
FIG. 1 is a side view of a wafer orientation flat detection apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof. Fig. 3 is an electrical system block diagram of the orientation flat detection device, Fig. 4 is a diagram showing an example of brightness information for returning the orientation flat,
FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the line image sensors 4a, 4b and orientation flat detection accuracy, and FIG. 6 is a diagram showing an example of outer circumference data for one rotation of the wafer. FIG. 7 is a diagram showing a state where there is a center deviation between the wafer and the stage, FIG. 8 is a side view of a conventional wafer orientation flat detection device, and FIG. 9 is a plan view thereof. 1... Wafer 2... Stage 3... Light source for illumination 4... Line image sensor 5... Motor unit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一部に切欠部を有する円板状物体の周縁部を照明
し光電素子により順次周縁部情報を得ることにより切欠
部を検出する円板状物体の切欠部検出装置において、 前記光電素子を検出方向を同じくする2個の光電素子と
し、該光電素子の出力信号の比較により切欠部を検出す
ることを特徴とする円板状物体の切欠部検出装置。
(1) A notch detection device for a disc-shaped object that detects a notch by illuminating the peripheral edge of a disc-shaped object having a notch in a part and sequentially obtaining peripheral edge information using a photoelectric element, wherein the photoelectric element A notch detection device for a disc-shaped object, characterized in that the notch is detected by comparing the output signals of the two photoelectric elements having the same detection direction and by comparing the output signals of the photoelectric elements.
(2)一部に切欠部を有する円板状物体の周縁部を照明
し光電素子により順次周縁部情報を得ることにより切欠
部を検出する円板状物体の切欠部検出装置において、 前記光電素子を検出方向を同じくする2個の光電素子と
し、該光電素子の出力信号の比較により切欠部を検出し
、該検出結果より円板状物体と該円板状物体を保持する
ステージ間の芯ずれ量を算出する演算手段を有すること
を特徴とする円板状物体の切欠部検出装置。
(2) A notch detection device for a disc-shaped object that detects a notch by illuminating the peripheral edge of a disc-shaped object having a notch in a part and sequentially obtaining peripheral edge information using a photoelectric element, wherein the photoelectric element are two photoelectric elements with the same detection direction, the notch is detected by comparing the output signals of the photoelectric elements, and the detection result is used to determine the misalignment between the disc-shaped object and the stage that holds the disc-shaped object. 1. A notch detection device for a disc-shaped object, comprising a calculation means for calculating a quantity.
(3)第1項乃至第2項記載の光電素子は2つのライン
イメージセンサであり、各光電素子に対応する別個の光
源を有することを特徴とする円板状物体の切欠部検出装
置。
(3) A notch detection device for a disc-shaped object, wherein the photoelectric elements according to items 1 and 2 are two line image sensors, and each photoelectric element has a separate light source corresponding to the photoelectric element.
(4)第2項記載の各光電素子に対応する別個の光源は
1つまたはライン状に配置された複数の光源からなるこ
とを特徴とする円板状物体の切欠部検出装置。
(4) A notch detection device for a disc-shaped object, wherein the separate light source corresponding to each photoelectric element as described in item 2 is composed of one or a plurality of light sources arranged in a line.
JP63202432A 1988-08-12 1988-08-12 Detecting device of notch part of discal body Pending JPH02153550A (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62211934A (en) * 1986-03-13 1987-09-17 Canon Inc Apparatus for positioning wafer

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