JPH10340943A - Wafer position detecting equipment - Google Patents

Wafer position detecting equipment

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Publication number
JPH10340943A
JPH10340943A JP14896897A JP14896897A JPH10340943A JP H10340943 A JPH10340943 A JP H10340943A JP 14896897 A JP14896897 A JP 14896897A JP 14896897 A JP14896897 A JP 14896897A JP H10340943 A JPH10340943 A JP H10340943A
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JP
Japan
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wafer
line sensor
light
detection
semiconductor wafer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP14896897A
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Japanese (ja)
Inventor
Junji Okada
淳二 岡田
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10340943A publication Critical patent/JPH10340943A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the timing of position detection accurate and improve throughput, in the position detection of a wafer and an orientation flatness or a notch. SOLUTION: In this equipment, a semiconductor wafer 1 is mounted on a retaining member 2, light from a light source 6 is casted on the peripheral part of the semiconductor wafer 1, while the semiconductor wafer 1 is rotated together with the rotation of a motor 3. Positions of the wafer and an orientation flat or a notch are detected by receiving the light with a CCD line sensor 4. In this case, the CCD line sensor 4 is driven synchronously with positional information of the semiconductor wafer 1. An electronic shutter function is mounted on the CCD line sensor 4, and detection is performed during only a certain fixed time. Detection is performed during acceleration deceleration of the semiconductor wafer 1.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置、
特にはプロセス処理装置における半導体ウエハの位置お
よびオリエンテーションフラットまたはノッチの位置を
検出するウエハ位置検出装置に関する。
The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus,
In particular, the present invention relates to a wafer position detecting device for detecting a position of a semiconductor wafer and a position of an orientation flat or a notch in a processing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体の世界においてはウエハ径
の拡大化とパターン加工の微細化が進み、以前にも増し
てウエハのクリーン度が要求されるようになってきた。
また、ウエハの結晶方位を示す基準はオリエンテーショ
ンフラット(以下オリフラとする)からノッチへと移っ
ている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the world of semiconductors, the diameter of wafers and the pattern processing have become finer, and the degree of cleanliness of wafers has been required more than ever before.
Further, the reference indicating the crystal orientation of the wafer has shifted from an orientation flat (hereinafter, referred to as an orientation flat) to a notch.

【0003】半導体製造装置においては、ウエハの中心
位置およびオリフラまたはノッチの位置合せのため、従
来からウエハの位置を検出する装置が用いられている。
特開平6−45226号公報には、真空吸着したウエハ
を回転させ、ウエハのエッジ位置検出信号を求め、この
検出信号に基づきXYステージを駆動して、ウエハの位
置合せをする技術が開示されている。また、特開平5−
218179号公報には、ウエハを回転させるステッピ
ングモータの回転とは非同期にCCDラインセンサでノ
ッチの検出をする場合に、粗いステップでウエハを回転
させノッチ周辺を検出後、再度細かいステップでウエハ
をノッチ周辺で駆動して詳しく検出をする技術が開示さ
れている。
[0003] In a semiconductor manufacturing apparatus, an apparatus for detecting the position of a wafer has conventionally been used for aligning the center position of the wafer and the orientation flat or notch.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-45226 discloses a technique of rotating a wafer that has been vacuum-sucked, obtaining an edge position detection signal of the wafer, and driving an XY stage based on the detection signal to align the wafer. I have. Further, Japanese Unexamined Patent Publication No.
Japanese Patent Publication No. 218179 discloses that when a notch is detected by a CCD line sensor asynchronously with the rotation of a stepping motor for rotating a wafer, the wafer is rotated in a coarse step, the periphery of the notch is detected, and then the wafer is notched in a fine step again. There is disclosed a technique for detecting in detail by driving in the periphery.

【0004】また、特開平8−264606号公報およ
び特開平5−291383号公報には、異物の付着を防
ぐため、ウエハを大気にさらすことなく真空中で一貫し
て処理するためのマルチチャンバクラスタ化の技術が開
示されている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-264606 and 5-291383 disclose a multi-chamber cluster for consistently processing a wafer in a vacuum without exposing the wafer to the atmosphere in order to prevent foreign matter from adhering. Technology is disclosed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ウエハ
の定速回転域で検出を行なう場合、真空中で支持部材上
に載置されたウエハを高速で回転させると、真空中の支
持部材の摩擦係数は大気中の摩擦係数に比べて小さいた
めウエハが滑る可能性が大きくなるため、ウエハの回転
速度を遅くさせたり、ウエハの起動・停止をゆっくりに
する必要があるが、これはスループットの向上の障害に
なっていた。また、従来CCDラインセンサはウエハの
検出位置とは非同期で検出を行なっているため、検出の
位置と検出のタイミング間でずれが発生し、正確な検出
ができないといった問題があった。
However, when the detection is performed in the constant rotation region of the wafer, when the wafer placed on the support member is rotated at a high speed in a vacuum, the friction coefficient of the support member in the vacuum is increased. Is smaller than the coefficient of friction in the atmosphere, so the possibility of the wafer slipping increases.Therefore, it is necessary to slow down the rotation speed of the wafer or start / stop the wafer slowly. Had been an obstacle. In addition, since the conventional CCD line sensor performs detection asynchronously with the detection position of the wafer, there is a problem that a deviation occurs between the detection position and the detection timing, and accurate detection cannot be performed.

【0006】一方、ウエハの加速・減速の回転域で測定
を行なうと、ウエハの検出位置はウエハの回周において
通常一定間隔で設けられているため、ウエハの加速・減
速中に各検出位置間の時間間隔が変化するためCCDの
受光量が一定でなくなり、ウエハのトップスピードで最
適の受光量にCCDを調整しても、加速・減速の回転域
ではCCD出力が飽和してしまう可能性がある。このた
め、ウエハの加速・減速領域での検出は困難であり、ウ
エハが定速回転になるまで検出を待たなければならず、
スループットの向上の障害となっていた。
On the other hand, when the measurement is performed in the rotation range of the acceleration and deceleration of the wafer, the detection positions of the wafer are usually provided at regular intervals in the rotation of the wafer. The light receiving amount of the CCD is not constant because the time interval changes, and even if the CCD is adjusted to the optimum light receiving amount at the top speed of the wafer, the CCD output may be saturated in the acceleration / deceleration rotation range. is there. For this reason, it is difficult to detect the wafer in the acceleration / deceleration region, and it is necessary to wait until the wafer rotates at a constant speed.
This was an obstacle to improving the throughput.

【0007】本発明は上記のような背景のもとになされ
たものであり、本発明の目的は、スループットが向上し
たウエハ位置検出装置を提供することにあり、正確なウ
エハ位置検出を行なうことができるウエハ位置検出装置
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to provide a wafer position detecting device with improved throughput, and to perform accurate wafer position detection. It is an object of the present invention to provide a wafer position detecting device which can perform the above.

【0008】[0008]

【発明を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第1のウエハ位置検出装置は、ウエハを
水平に保持し、ウエハを伴って垂直方向の回転軸を中心
に回転することにより、ウエハを回転させるように構成
された保持手段と、上記保持手段の回転角度を検出し、
電気的信号に変換する変換手段と、上記保持手段に保持
されたウエハの周縁部に投光する投光手段と、上記投光
手段により投光された光によるウエハの投影像の位置を
検出し、電気的信号として出力するラインセンサと、上
記ラインセンサからの信号を処理する信号処理手段と、
複数の予め定められた回転角度にウエハが位置するのに
同期して、上記ラインセンサを駆動し、検出をおこなう
よう制御する制御手段とを有する。
In order to achieve the above object, a first wafer position detecting apparatus of the present invention holds a wafer horizontally and rotates the wafer around a vertical rotation axis with the wafer. By detecting the holding means configured to rotate the wafer, the rotation angle of the holding means,
Converting means for converting the light into electric signals; light projecting means for projecting light onto the peripheral portion of the wafer held by the holding means; and detecting a position of a projected image of the wafer by the light projected by the light projecting means. A line sensor that outputs as an electrical signal, and a signal processing unit that processes a signal from the line sensor,
Control means for controlling the line sensor to drive and detect the line sensor in synchronization with the wafer being positioned at a plurality of predetermined rotation angles.

【0009】本発明の第2のウエハ位置検出装置は、上
記本発明の第1のウエハ位置検出装置において、上記ラ
インセンサは、駆動時において、初期状態から駆動され
るとともに光の検出を開始し、出力が飽和しない範囲で
予め定められた一定の時間のみ光を検出する。
According to a second wafer position detecting device of the present invention, in the first wafer position detecting device of the present invention, at the time of driving, the line sensor is driven from an initial state and starts detecting light. The light is detected only for a predetermined period of time within a range where the output is not saturated.

【0010】本発明の第3のウエハ位置検出装置は、上
記本発明の第1あるいは第2のウエハ位置検出装置にお
いて、上記制御手段は、上記検出位置がウエハの回周上
等間隔にくるように制御する。
In a third wafer position detecting device according to the present invention, in the first or second wafer position detecting device according to the present invention, the control means may control the detection positions to be at equal intervals on the circumference of the wafer. To control.

【0011】本発明の第4のウエハ位置検出装置は、ウ
エハを水平に保持し、ウエハを伴って垂直方向の回転軸
を中心に回転することにより、ウエハを回転させるよう
に構成された保持手段と、上記保持手段の回転角度を検
出し、電気的信号に変換する変換手段と、上記保持手段
に保持されたウエハの周縁部に投光する投光手段と、上
記投光手段により投光された光によるウエハの投影像の
位置を検出し、電気的信号として出力するラインセンサ
であり、駆動されるとともに初期状態から光の検出を開
始し、出力が飽和しない範囲で予め定められた一定の時
間のみ光を検出するラインセンサと、上記ラインセンサ
からの信号を処理する信号処理手段と、上記ラインセン
サを予め定められた検出のタイミングで駆動するよう制
御する制御手段とを有する。
A fourth wafer position detecting device according to the present invention is a holding means configured to hold a wafer horizontally, and to rotate the wafer by rotating about a vertical rotation axis with the wafer. A conversion unit that detects a rotation angle of the holding unit and converts the rotation angle into an electric signal; a light projection unit that emits light to a peripheral portion of the wafer held by the holding unit; Is a line sensor that detects the position of the projected image of the wafer by the emitted light and outputs it as an electrical signal. A line sensor that detects light only in time, a signal processing unit that processes a signal from the line sensor, and a control unit that controls the line sensor to be driven at a predetermined detection timing. A.

【0012】本発明の第5のウエハ位置検出装置は、上
記本発明第1、2、3あるいは4のウエハ位置検出装置
において、上記ラインセンサは電子シャッタ機能を搭載
したCCDラインセンサである。
In a fifth wafer position detecting device according to the present invention, in the first, second, third or fourth wafer position detecting device according to the present invention, the line sensor is a CCD line sensor having an electronic shutter function.

【0013】(作用)本発明の第1のウエハ位置検出装
置においては、ウエハの回転角度が予め定められた回転
角度になるのに同期して、ラインセンサが駆動されて検
出が行われる。
(Operation) In the first wafer position detecting device according to the present invention, the line sensor is driven and detection is performed in synchronization with the rotation angle of the wafer reaching a predetermined rotation angle.

【0014】本発明の第2のウエハ位置検出装置におい
ては、本発明の第1のウエハ位置検出装置の作用に加え
てさらに、ラインセンサが駆動されると、ラインセンサ
は出力が飽和しない範囲で予め決められた一定の時間間
隔だけ検出をおこない、その際、ラインセンサは初期状
態より駆動されるので、駆動以前の受光の影響は受けな
い。
In the second wafer position detecting device of the present invention, in addition to the operation of the first wafer position detecting device of the present invention, when the line sensor is driven, the output of the line sensor falls within a range where the output is not saturated. Detection is performed only for a predetermined fixed time interval. At this time, since the line sensor is driven from the initial state, it is not affected by light reception before driving.

【0015】本発明の第3のウエハ位置検出装置におい
ては、本発明の第1あるいは第2のウエハ位置検出装置
の作用に加えてさらに、ウエハの回周上等間隔に配置さ
れた検出位置において検出が行われる。
According to the third wafer position detecting device of the present invention, in addition to the operation of the first or second wafer position detecting device of the present invention, furthermore, at the detecting positions arranged at equal intervals on the circumference of the wafer. Detection is performed.

【0016】本発明の第4のウエハ位置検出装置におい
ては、ラインセンサが駆動されると、ラインセンサは出
力が飽和しない範囲で予め決められた一定の時間間隔だ
け検出をおこない、その際、ラインセンサは初期状態よ
り駆動されるので、駆動以前の受光の影響は受けない。
In the fourth wafer position detecting apparatus according to the present invention, when the line sensor is driven, the line sensor performs detection for a predetermined fixed time interval within a range where the output is not saturated. Since the sensor is driven from the initial state, it is not affected by light reception before driving.

【0017】本発明の第5のウエハ位置検出装置におい
ては、本発明の第1、2、3あるいは4のウエハ位置検
出装置の作用に加えてさらに、ラインセンサとして電子
シャッタ機能を搭載したCCDラインセンサにより検出
が行われる。
In the fifth wafer position detecting device of the present invention, in addition to the operation of the first, second, third or fourth wafer position detecting device of the present invention, a CCD line having an electronic shutter function as a line sensor is further provided. Detection is performed by a sensor.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1の実施形態)本発明のウエハ位置検出装置をプロ
セス処理装置において用いられる半導体ウエハの位置検
出装置に適用した第1の実施形態を図面を参照して説明
する。
(First Embodiment) A first embodiment in which a wafer position detecting device of the present invention is applied to a semiconductor wafer position detecting device used in a processing apparatus will be described with reference to the drawings.

【0019】図1は本第1の実施形態の半導体ウエハ位
置検出装置のブロック構成図である。半導体ウエハ1は
保持手段である支持部材2の上に水平に載置されてお
り、支持部材2はモータ3の垂直な回転軸上に配置さ
れ、モータ3の回転により半導体ウエハ1を伴って回転
するように構成されている。モータ3と一体にモータ3
の回転角度を検知し、電気的信号に変換する変換手段で
あるエンコーダ13が設けられている。
FIG. 1 is a block diagram of a semiconductor wafer position detecting apparatus according to the first embodiment. The semiconductor wafer 1 is placed horizontally on a support member 2 serving as a holding means, and the support member 2 is disposed on a vertical rotation axis of a motor 3, and is rotated with the semiconductor wafer 1 by the rotation of the motor 3. It is configured to be. Motor 3 with motor 3
An encoder 13 is provided, which is a conversion unit that detects the rotation angle of the motor and converts the rotation angle into an electric signal.

【0020】制御手段であるCPU10に接続されて投
光手段である光源6が設けられており、光源6と半導体
ウエハ1の間にはレンズ5が設けられ、半導体ウエハ1
を挟んで光源6の反対側にはラインセンサであるCCD
ラインセンサ4が設けられている。
A light source 6 serving as a light projecting means is provided connected to a CPU 10 serving as a control means. A lens 5 is provided between the light source 6 and the semiconductor wafer 1, and a semiconductor wafer 1 is provided.
Is a line sensor CCD on the opposite side of the light source 6
A line sensor 4 is provided.

【0021】CCDラインセンサ4には信号処理手段で
ある信号処理回路7とタイミングパルス発生回路8が接
続され、信号処理回路7はタイミングパルス発生回路8
とCPU10に接続されている。また、タイミングパル
ス発生回路8はCPU10に接続されている。CPU1
0はさらにモータドライバ9、外部コントローラ12、
記録回路11に接続されており、記憶回路11は外部コ
ントローラ12に接続されている。また、モータドライ
バ9はモータ3に接続されている。
The CCD line sensor 4 is connected to a signal processing circuit 7 serving as signal processing means and a timing pulse generating circuit 8, and the signal processing circuit 7 includes a timing pulse generating circuit 8
And the CPU 10. The timing pulse generator 8 is connected to the CPU 10. CPU1
0 is a motor driver 9, an external controller 12,
The storage circuit 11 is connected to an external controller 12. Further, the motor driver 9 is connected to the motor 3.

【0022】プロセス処理装置内において、半導体ウエ
ハ1が図示しないロボットアームより支持部材2に載置
されると、外部コントローラ12より信号がCPU10
に入り半導体ウエハ1の位置検出が開始される。外部コ
ントローラ12よりモータドライバ9に対して指令パル
ス信号が出力され、モータドライバ9からの駆動信号が
エンコーダ13と一体に形成されたモータ3に出力さ
れ、モータ3が回転を開始する。
When the semiconductor wafer 1 is placed on the support member 2 by a robot arm (not shown) in the processing apparatus, a signal is sent from the external controller 12 to the CPU 10.
And the position detection of the semiconductor wafer 1 is started. A command pulse signal is output from the external controller 12 to the motor driver 9, and a driving signal from the motor driver 9 is output to the motor 3 formed integrally with the encoder 13, and the motor 3 starts rotating.

【0023】モータ3の回転軸上には支持部材2が構成
され、支持部材2の上には半導体ウエハ1が載置されて
いるので、半導体ウエハ1はモータ3の回転に伴って回
転することになり、モータ3の回転角度を検知すれば半
導体ウエハ1の回転角度を知ることができる。
The support member 2 is formed on the rotating shaft of the motor 3, and the semiconductor wafer 1 is mounted on the support member 2. The semiconductor wafer 1 rotates with the rotation of the motor 3. By detecting the rotation angle of the motor 3, the rotation angle of the semiconductor wafer 1 can be known.

【0024】このとき、モータ3の回転角度はエンコー
ダ13により位置信号であるエンコーダ信号に変換され
る。エンコーダ信号はモータドライバ9にフィードバッ
クされモータ3を精度よく制御するためのサーボ機構に
利用されるとともに、CPU10にも入力される。CP
U10はエンコーダ信号をモニタしていて、エンコーダ
信号が示す回転角度が、半導体ウエハ1の回周上に予め
設定した検出位置に対応する回転角度に一致した場合
に、タイミングパルス発生回路8を経由してCCDライ
ンセンサ4を駆動して検出を行なう。なお、上記検出位
置は、後の計算処理の簡便さを考慮して半導体ウエハ1
の回周上に等間隔に設定している。
At this time, the rotation angle of the motor 3 is converted by the encoder 13 into an encoder signal which is a position signal. The encoder signal is fed back to the motor driver 9 and used for a servo mechanism for controlling the motor 3 with high accuracy, and is also input to the CPU 10. CP
U10 monitors the encoder signal. When the rotation angle indicated by the encoder signal coincides with the rotation angle corresponding to the detection position set in advance on the circumference of the semiconductor wafer 1, the timing signal is passed through the timing pulse generation circuit 8. To drive the CCD line sensor 4 to perform detection. The above-described detection position is determined based on the semiconductor wafer 1 in consideration of the simplicity of the subsequent calculation processing.
Are set at equal intervals on the circumference of.

【0025】さて、CPU10によって駆動されたCC
Dラインセンサ4は電子シャッタ機構を備えており、駆
動信号によって直ちに光の検出を開始し、各検出位置で
一定の予め定められた時間のみ光の検出をする。その
際、検出開始前の受光状態は検出結果には影響しないよ
うな構造になっている。CCDラインセンサ4の構造は
後程詳述する。
Now, the CC driven by the CPU 10
The D-line sensor 4 has an electronic shutter mechanism, and starts detecting light immediately by a drive signal, and detects light only at a predetermined time at each detection position. At this time, the light receiving state before the start of the detection is structured so as not to affect the detection result. The structure of the CCD line sensor 4 will be described later in detail.

【0026】光源6は半導体ウエハ1が支持部材2に載
置されるとCPU10よりの指令により発光を開始し、
半導体ウエハ1の一連の位置検出動作が全て完了するま
で、安定した光量を提供する。光源6からの光はレンズ
5によって平行光線にされ、半導体ウエハ1の周辺部に
当てられ、CCDラインセンサ4によって受光される。
この際、半導体ウエハ1によって影になった位置をCC
Dラインセンサ4の出力より知ることにより、半導体ウ
エハ1のエッジの位置を求めている。本第1の実施形態
では、半導体ウエハ1のエッジ位置は平行光線による影
に位置を利用して求めているが、これに限定されない。
例えば、レンズを用いて、半導体ウエハ1の像をCCD
ラインセンサ4の画素面に結像させてもよい。
When the semiconductor wafer 1 is placed on the support member 2, the light source 6 starts emitting light in response to a command from the CPU 10,
Until a series of position detection operations of the semiconductor wafer 1 are all completed, a stable light amount is provided. The light from the light source 6 is collimated by the lens 5, applied to the periphery of the semiconductor wafer 1, and received by the CCD line sensor 4.
At this time, the position shaded by the semiconductor wafer 1 is referred to as CC.
The position of the edge of the semiconductor wafer 1 is obtained by knowing from the output of the D line sensor 4. In the first embodiment, the edge position of the semiconductor wafer 1 is obtained by using the position of the shadow due to the parallel rays, but is not limited to this.
For example, using a lens, an image of the semiconductor
An image may be formed on the pixel surface of the line sensor 4.

【0027】CPU10によって駆動されたCCDライ
ンセンサ4からの出力は、信号処理回路7に入り半導体
ウエハ1のエッジの位置を示すエッジ信号に加工され、
CPU10に入力される。CPU10は検出位置におけ
るエッジ位置を記録回路11に記録するとともに、半導
体ウエハ1が一回転して全検出位置における検出を完了
した後、記録回路11に記録したデータを外部コントロ
ーラ12を経由して外部に出力する。外部では例えばプ
ロセスコントローラに該データは取り込まれ、ウエハ1
の位置とオリフラまたはノッチの位置が計算される。本
第1の実施形態では、外部で計算を実施したが、内部で
計算して結果を外部に出力してもよいことはもちろんで
ある。
The output from the CCD line sensor 4 driven by the CPU 10 enters the signal processing circuit 7 and is processed into an edge signal indicating the position of the edge of the semiconductor wafer 1.
It is input to the CPU 10. The CPU 10 records the edge position at the detection position in the recording circuit 11 and, after the semiconductor wafer 1 completes one rotation and completes the detection at all the detection positions, transmits the data recorded in the recording circuit 11 to the external circuit 12 via the external controller 12. Output to Externally, the data is taken into, for example, a process controller and the wafer 1
And the position of the orientation flat or notch are calculated. In the first embodiment, the calculation is performed externally, but the calculation may be performed internally and the result may be output to the outside.

【0028】図2のフローチャートを参照して、本第1
の実施形態の半導体ウエハ位置検出装置の動作を詳述す
る。外部コントローラ12から信号がCPU10に入り
半導体ウエハ位置検出装置の動作が開始されると、CP
U10はCPU10の内部に含まれる各種レジスタを初
期化する(ステップS1)。ついで、外部コントローラ
12に検出動作中であることを示す信号を出力する(ス
テップS2)。次に、外部コントローラ12はモータド
ライバ9に回転指令を出してモータ3の駆動を開始する
(ステップS3)。モータ3の回転に伴い回転軸上に構
成された支持部材2も回転し、これにより、支持部材2
の上に載置された半導体ウエハ1も回転する。本第1の
実施形態においてモータ3はエンコーダ13と一体に形
成されているダイレクトドライブ方式のACサーボモー
タを使用しているが、必要な精度で回転するよう制御で
きればこれに限らない。
Referring to the flowchart of FIG.
The operation of the semiconductor wafer position detecting device according to the embodiment will be described in detail. When a signal from the external controller 12 enters the CPU 10 and the operation of the semiconductor wafer position detecting device is started, CP
U10 initializes various registers included in the CPU 10 (step S1). Next, a signal indicating that the detection operation is being performed is output to the external controller 12 (step S2). Next, the external controller 12 issues a rotation command to the motor driver 9 to start driving the motor 3 (step S3). With the rotation of the motor 3, the support member 2 formed on the rotating shaft also rotates, thereby the support member 2
The semiconductor wafer 1 placed on the wafer also rotates. In the first embodiment, the motor 3 uses a direct drive type AC servomotor integrally formed with the encoder 13, but is not limited to this as long as it can be controlled to rotate with required accuracy.

【0029】このときのモータ3の駆動パターンは台形
駆動と呼ばれるもので、図3に示す。図3において、縦
軸はモータ3の回転速度、横軸はモータの回転開始から
の時間を表わす。モータ3の回転開始からの時間と回転
速度の関係を見ると、速度が増加している加速領域、回
転速度が一定の定速回転領域、さらに、回転速度が減少
している減速領域と続き、台形の形状を成していること
がわかる。本第1の実施形態においては、モータ3の回
転はすなわち半導体ウエハ1の回転であるので、上記の
回転開始からの時間と回転速度の関係は、半導体ウエハ
1についてもあてはまる。
The driving pattern of the motor 3 at this time is called trapezoidal driving and is shown in FIG. 3, the vertical axis represents the rotation speed of the motor 3, and the horizontal axis represents the time from the start of the rotation of the motor. Looking at the relationship between the time from the start of rotation of the motor 3 and the rotation speed, an acceleration region where the speed is increasing, a constant-speed rotation region where the rotation speed is constant, and a deceleration region where the rotation speed is decreasing, It can be seen that it has a trapezoidal shape. In the first embodiment, since the rotation of the motor 3 is the rotation of the semiconductor wafer 1, the relationship between the time from the start of the rotation and the rotation speed also applies to the semiconductor wafer 1.

【0030】本第1の実施形態においては、半導体ウエ
ハ1の360度の回転すなわち一回転の範囲において、
上記加速領域、上記定速回転領域ならびに上記減速領域
がくるように制御されており、あえて半導体ウエハ1が
定速回転になるのを待つことなく、上記加速領域および
減速領域においても検出作業を行ない、半導体ウエハ1
の一回転で検出動作をすべて終了するようにしている。
In the first embodiment, the rotation of the semiconductor wafer 1 by 360 degrees, that is, one rotation,
Control is performed so that the acceleration region, the constant speed rotation region, and the deceleration region come, and the detection operation is performed in the acceleration region and the deceleration region without waiting for the semiconductor wafer 1 to rotate at a constant speed. , Semiconductor wafer 1
One rotation completes the detection operation.

【0031】さて、図2のフローチャートに戻ると、モ
ータ3が回転し始めるとモータ3の回転角度すなわち半
導体ウエハ1の回転角度を表わすエンコーダ信号がエン
コーダ13よりモータドライバ9を経由してCPU10
に出力される。CPU10ではエンコーダ信号の内容を
解析し(ステップS4)、予め設定した検出位置に対応
する回転角度に半導体ウエハ1の回転角度が一致するか
判断し(ステップS5)、一致しない場合はステップS
4に戻り半導体ウエハ1の回転角度の監視を継続する。
一致した場合は、CPU10はタイミングパルス発生回
路8に指令を出し、CCDラインセンサ4を駆動する
(ステップS6)。本第1の実施形態においてはこのよ
うにCPU10が制御して、複数のあらかじめ定められ
た回転角度に半導体ウエハ1が位置するのに同期して、
CCDラインセンサ4を駆動し、検出をおこなってい
る。
Returning to the flowchart of FIG. 2, when the motor 3 starts rotating, an encoder signal representing the rotation angle of the motor 3, that is, the rotation angle of the semiconductor wafer 1 is sent from the encoder 13 via the motor driver 9 to the CPU 10.
Is output to The CPU 10 analyzes the contents of the encoder signal (step S4) and determines whether the rotation angle of the semiconductor wafer 1 matches the rotation angle corresponding to the preset detection position (step S5).
4, the monitoring of the rotation angle of the semiconductor wafer 1 is continued.
If they match, the CPU 10 issues a command to the timing pulse generation circuit 8 to drive the CCD line sensor 4 (step S6). In the first embodiment, the CPU 10 controls the semiconductor wafer 1 in such a manner that the semiconductor wafer 1 is positioned at a plurality of predetermined rotation angles.
The CCD line sensor 4 is driven to perform detection.

【0032】ここで、図4を用いてCCDラインセンサ
4の構造を説明するとともに、図5を用いてエンコーダ
信号およびCCDラインセンサ4の駆動信号を説明す
る。図4において(a)はCCDに電荷が蓄積されてい
るときの模式図、(b)は電荷を蓄積せず捨てていると
きの模式図、(c)はCCD出力の電荷の読み出し時の
模式図であり、斜線部分は蓄積された電荷を示し、縦方
向はポテンシャルの高さを示している。光を受けて電荷
を蓄積している状態では(a)に示すように、シャッタ
ゲート301およびリードアウトゲート302のポテン
シャルが高いので、CCDセンサ303に光が当たると
光電変換により発生した電荷が蓄積される。蓄積される
電荷量は入射光の量に比例している。
Here, the structure of the CCD line sensor 4 will be described with reference to FIG. 4, and the encoder signal and the drive signal of the CCD line sensor 4 will be described with reference to FIG. 4A is a schematic diagram when electric charges are accumulated in the CCD, FIG. 4B is a schematic diagram when electric charges are accumulated and discarded, and FIG. 4C is a schematic diagram when electric charges of the CCD output are read. In the figure, the hatched portions indicate the accumulated charges, and the vertical direction indicates the height of the potential. In the state in which the electric charge is accumulated by receiving the light, as shown in (a), since the potential of the shutter gate 301 and the lead-out gate 302 is high, the electric charge generated by the photoelectric conversion is accumulated when the light strikes the CCD sensor 303. Is done. The amount of charge stored is proportional to the amount of incident light.

【0033】この状態で、(b)に示すようにシャッタ
ゲート301のポテンシャルを下げると、電荷はCCD
センサ303に蓄積されずシャッタドレイン304に全
て捨てられ、最終的にはセンサのサブ基盤に捨てられる
ことになる。このように、シャッタゲート301のポテ
ンシャルを下げておくことにより、CCDセンサ303
に光が入射する状態であっても、電荷が蓄積されない初
期状態にCCDを保っておくことができる。また、
(a)の状態からリードアウトゲート302のポテンシ
ャルを下げると、(c)で示すように蓄積された電荷は
CCDレジスタ305に移動し、この電荷を転送するこ
とにより出力を取出すことができる。
In this state, when the potential of the shutter gate 301 is lowered as shown in FIG.
All the data is not accumulated in the sensor 303 and is discarded in the shutter drain 304, and is eventually discarded in the sub-board of the sensor. Thus, by lowering the potential of the shutter gate 301, the CCD sensor 303
Even when light is incident on the CCD, the CCD can be kept in an initial state in which charges are not accumulated. Also,
When the potential of the readout gate 302 is lowered from the state of (a), the accumulated electric charge moves to the CCD register 305 as shown in (c), and an output can be obtained by transferring this electric charge.

【0034】図5はエンコーダ信号およびCCDライン
センサ4の駆動信号の説明図である。図5において、一
番上に示したものはエンコーダ信号である。モータ3が
回転するとエンコーダ13は所定の微少回転角度ごとに
パルス状のエンコーダ信号を出力する。エンコーダ信号
はCPU10によってカウントされ、予め定められた複
数の検出位置に対応するカウント数がカウントされる
と、CPU10はCCDラインセンサ4を駆動すべくタ
イミングパルス発生回路8にカウントアップ信号を出力
する。図5の上から2番目にカウントアップ信号を示
す。タイミングパルス発生回路8はカウントアップ信号
を受信すると、シャッタパルスを通常状態であるローレ
ベルからハイレベルに変化させる。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an encoder signal and a drive signal of the CCD line sensor 4. In FIG. 5, the one shown at the top is an encoder signal. When the motor 3 rotates, the encoder 13 outputs a pulse-like encoder signal at every predetermined minute rotation angle. The encoder signal is counted by the CPU 10, and when a count number corresponding to a plurality of predetermined detection positions is counted, the CPU 10 outputs a count-up signal to the timing pulse generation circuit 8 to drive the CCD line sensor 4. The count-up signal is shown second from the top in FIG. When receiving the count-up signal, the timing pulse generating circuit 8 changes the shutter pulse from a low level which is a normal state to a high level.

【0035】CCDラインセンサ4はシャッタパルスが
ローの状態では図4の(b)に示したようにシャッタゲ
ート301のポテンシャルが低い状態になっており、光
が入射しても電荷は蓄積されず全てシャッタドレイン3
04に捨てられている。この状態でシャッタパルスがハ
イになると図4の(a)に示すようにシャッタパルスの
立ち上がりのタイミングでシャッタゲート301のポテ
ンシャルが高くなり、入射する光に応じた電荷の蓄積が
開始される。
In the CCD line sensor 4, when the shutter pulse is low, the potential of the shutter gate 301 is low as shown in FIG. 4B, and no charge is accumulated even when light enters. All shutter drain 3
04 was thrown away. In this state, when the shutter pulse goes high, the potential of the shutter gate 301 increases at the rising timing of the shutter pulse, as shown in FIG. 4A, and the accumulation of electric charge according to the incident light starts.

【0036】さて、図5でシャッタパルスがローからハ
イになった後、予め定められた一定の時間経過した後、
タイミングパルス発生回路8は、CCDラインセンサ4
にリードアウトパルスを出力するとともに、シャッタパ
ルスをハイからローの通常状態にもどす。リードアウト
パルスは図5の上から4番目に示すように、通常はハイ
レベルにある電位が一時的にローレベルに変化するパル
スである。
In FIG. 5, after a predetermined period of time elapses after the shutter pulse changes from low to high,
The timing pulse generation circuit 8 includes the CCD line sensor 4
And outputs the readout pulse to the normal state, and returns the shutter pulse to the normal state from high to low. As shown in the fourth from the top in FIG. 5, the readout pulse is a pulse in which the normally high potential temporarily changes to the low level.

【0037】このリードアウトパルスの立ち下がりのタ
イミングで図4の(c)に示すように、リードアウトゲ
ートのポテンシャルが下がり、今まで蓄積された電荷は
全てCCDレジスタ305に移動する。この電荷はCC
Dクロックに同期して読み出され、CCDラインセンサ
4の出力として信号処理回路7に入力される。CCDク
ロックは図5の一番下に図示されている。
At the falling timing of the readout pulse, as shown in FIG. 4C, the potential of the readout gate drops, and all the electric charges accumulated so far move to the CCD register 305. This charge is CC
The signal is read out in synchronization with the D clock and input to the signal processing circuit 7 as the output of the CCD line sensor 4. The CCD clock is shown at the bottom of FIG.

【0038】以上のように、シャッタパルスの立ち上が
りのタイミングで入射光に応じた電荷の蓄積が開始さ
れ、リードアウトパルスの立ち下がりのタイミングで蓄
積された電荷が読み出されるので、この時間がCCDラ
インセンサ4が有効に光を検出をしている区間であり、
他の区間では、電荷は図4に示すシャッタドレイン30
4に捨てられ続けるので、CCDラインセンサ4は受光
しても光の検出を行なわない。
As described above, the accumulation of the electric charge according to the incident light starts at the timing of the rising edge of the shutter pulse, and the accumulated electric charge is read out at the timing of the falling edge of the readout pulse. This is a section where the sensor 4 is effectively detecting light,
In other intervals, the charge is applied to the shutter drain 30 shown in FIG.
4, the CCD line sensor 4 does not detect light even if it receives light.

【0039】このように、CCDの受光中であっても検
出を行なう場合と行なわない場合をシャッタドレイン3
04のポテンシャルで制御する機能を電子シャッタ機能
と呼ぶ。図5のリードアウトパルスの図において、露光
時間と記した部分は、電子シャッタ機能で光の検出をし
ている部分であり、カメラがシャッタを開いてフィルム
に露光している時間に相当する。本第1の実施形態で
は、CCDラインセンサ4が有効に光を検出する区間の
長さを、CCDに当てられている光の強さを考慮の上で
CCDの出力が飽和しない範囲で一定に設定している。
As described above, the shutter drain 3 determines whether or not detection is performed even during light reception by the CCD.
The function controlled by the potential 04 is called an electronic shutter function. In the readout pulse diagram of FIG. 5, the portion indicated as exposure time is a portion where light is detected by the electronic shutter function, and corresponds to the time during which the camera opens the shutter and exposes the film. In the first embodiment, the length of the section where the CCD line sensor 4 effectively detects light is made constant within a range where the output of the CCD is not saturated in consideration of the intensity of light applied to the CCD. You have set.

【0040】上記のように、本第1の実施形態では、C
CDラインセンサ4は駆動時において、初期状態から駆
動されるとともに光の検出を開始し、出力が飽和しない
範囲で予め定められた一定の時間のみ光を検出する機能
を、電子シャッタ機能を利用して実現しているが、電子
シャッタに限定されないことはもちろんである。例え
ば、CCDラインセンサ4と半導体ウエハ1の間に検出
をする一定時間のみ開くよう制御された機械式シャッタ
を設け、検出時間のみCCDラインセンサ4が受光する
ように構成してもよい。この場合歯車の歯の部分がシャ
ッタになったような円形の歯車型の回転シャッタを半導
体ウエハ1と同期して回転するようにしてもよい。
As described above, in the first embodiment, C
During driving, the CD line sensor 4 is driven from an initial state and starts detecting light, and uses a function of detecting light only for a predetermined period of time within a range where output is not saturated, using an electronic shutter function. However, it is a matter of course that the present invention is not limited to the electronic shutter. For example, a mechanical shutter controlled to open only for a certain period of time for detection between the CCD line sensor 4 and the semiconductor wafer 1 may be provided, and the CCD line sensor 4 may receive light only for the detection time. In this case, a circular gear-type rotary shutter in which a tooth portion of a gear becomes a shutter may be rotated in synchronization with the semiconductor wafer 1.

【0041】さて、図2のフローチャートに戻り説明す
る。CCDラインセンサ4からの出力が信号処理回路7
に入力されると、信号処理回路7は半導体ウエハ1のエ
ッジがどこにあるのかを解析し(ステップS7)、エッ
ジ信号を出力する(ステップS8)。図6は半導体ウエ
ハ1の位置によるエッジ信号を示したものであり、横軸
が画素位置を、縦軸が出力レベルを表わす。図6の
(a)は半導体ウエハ1のエッジがCCDラインセンサ
4の検出範囲外にある場合であり、半導体ウエハ1の影
がないためCCDラインセンサ4は全画素が受光する。
はじめローレベルであった出力が、検出範囲では全体に
渡りハイレベルの出力となり、検出範囲を外れると再び
ローレベルの出力になる。図6の(b)は半導体ウエハ
1がシリコンウエハのように不透明なウエハの場合であ
る。はじめローレベルであった出力がCCDラインセン
サ4の検出範囲に入り一旦ハイレベルになった後、半導
体ウエハ1のエッジ位置で再びローレベルになってい
る。
Returning to the flowchart of FIG. The output from the CCD line sensor 4 is a signal processing circuit 7
, The signal processing circuit 7 analyzes where the edge of the semiconductor wafer 1 is located (step S7), and outputs an edge signal (step S8). FIG. 6 shows an edge signal according to the position of the semiconductor wafer 1, where the horizontal axis represents the pixel position and the vertical axis represents the output level. FIG. 6A shows a case where the edge of the semiconductor wafer 1 is out of the detection range of the CCD line sensor 4. Since there is no shadow of the semiconductor wafer 1, all pixels of the CCD line sensor 4 receive light.
The output which was initially at a low level becomes a high-level output throughout the detection range, and becomes a low-level output again outside the detection range. FIG. 6B shows a case where the semiconductor wafer 1 is an opaque wafer such as a silicon wafer. The output which was initially at the low level enters the detection range of the CCD line sensor 4 and once goes to the high level, and then goes to the low level again at the edge position of the semiconductor wafer 1.

【0042】図6の(c)は半導体ウエハ1がガラス、
水晶あるいはサファイアのような透明なウエハの場合で
ある。はじめローレベルであった出力がCCDラインセ
ンサ4の検出範囲に入るとハイレベルになり、半導体ウ
エハ1のエッジ位置で一旦ローレベルになる。半導体ウ
エハ1は透明なので、エッジ位置を過ぎると再びハイレ
ベルになり、検出範囲を外れると再びローレベルに戻
る。透明なウエハのエッジ位置におけるローレベルの長
さはおよそ500ミクロンでありCCDラインセンサの
分解能で十分検出可能である。
FIG. 6C shows that the semiconductor wafer 1 is made of glass,
This is the case for a transparent wafer such as quartz or sapphire. When the output which was initially at the low level enters the detection range of the CCD line sensor 4, the output goes to the high level, and once at the edge position of the semiconductor wafer 1, goes to the low level. Since the semiconductor wafer 1 is transparent, it goes high again after passing through the edge position, and returns to low level again outside the detection range. The length of the low level at the edge position of the transparent wafer is about 500 microns, and can be sufficiently detected with the resolution of the CCD line sensor.

【0043】図2のフローチャートのステップS8で出
力されたエッジ信号はCPU10に入力され、CPU1
0はエッジの位置を記録回路11に記録する(ステップ
S9)。次に、半導体ウエハ1の一周について検出が完
了したか判断される(ステップS10)。まだ半導体ウ
エハ1の一周について検出が完了していない場合はステ
ップS4に戻り、次の検出位置における検出のサイクル
に入る。
The edge signal output in step S8 of the flowchart of FIG.
0 records the edge position in the recording circuit 11 (step S9). Next, it is determined whether the detection has been completed for one round of the semiconductor wafer 1 (step S10). If the detection has not yet been completed for one round of the semiconductor wafer 1, the process returns to step S4, and enters a cycle of detection at the next detection position.

【0044】半導体ウエハ1の一周について検出が完了
した場合は、記録回路11に記録されたエッジデータが
外部コントローラ12を経由して外部に出力され(ステ
ップS11)、外部において半導体ウエハ1の位置とオ
リフラまたはノッチの位置が計算される。モータ3は回
転を停止し、CPU10は命令待ちの状態になる(ステ
ップS12)。
When the detection has been completed for one round of the semiconductor wafer 1, the edge data recorded in the recording circuit 11 is output to the outside via the external controller 12 (step S11), and the position of the semiconductor wafer 1 is determined. The position of the orientation flat or notch is calculated. The motor 3 stops rotating, and the CPU 10 waits for a command (step S12).

【0045】図7に半導体ウエハ1の一周について検出
したエッジデータの一例を示す。図7の(a)はオリフ
ラを具備する半導体ウエハ1の場合であり、図7の
(b)はノッチを具備する半導体ウエハ1の場合であ
る。半導体ウエハの偏芯量はd/2によって、偏芯方向
は角度θ1またはθ3によって、オリフラの方向はθ2
によって求まる。このように、エッジデータより半導体
ウエハ1の位置とオリフラまたはノッチの位置は簡単に
計算することができる。
FIG. 7 shows an example of edge data detected for one round of the semiconductor wafer 1. FIG. 7A shows the case of the semiconductor wafer 1 having the orientation flat, and FIG. 7B shows the case of the semiconductor wafer 1 having the notch. The amount of eccentricity of the semiconductor wafer is d / 2, the eccentric direction is angle θ1 or θ3, and the direction of the orientation flat is θ2.
Determined by As described above, the position of the semiconductor wafer 1 and the position of the orientation flat or the notch can be easily calculated from the edge data.

【0046】このように、本第1の実施形態において
は、半導体ウエハ1の回転角度に同期してCCDライン
センサ4を駆動しているので、各検出位置において正確
なタイミングで検出が可能である。さらに、CCDライ
ンセンサ4は駆動信号によって直ちに光の検出を開始す
るので、各検出位置においてより正確なタイミングで検
出が可能である。また、各検出位置においてCCDライ
ンセンサ4の検出時間は一定に保たれているので、半導
体ウエハ1が定速回転になるまで待つことなく、加速・
減速領域を含む全回転領域での検出が可能であり、スル
ープットの向上が可能である。
As described above, in the first embodiment, since the CCD line sensor 4 is driven in synchronization with the rotation angle of the semiconductor wafer 1, it is possible to detect each detection position at an accurate timing. . Further, since the CCD line sensor 4 immediately starts detecting light in response to the drive signal, it is possible to detect the light at more accurate timing at each detection position. Further, since the detection time of the CCD line sensor 4 is kept constant at each detection position, the acceleration / deceleration is performed without waiting for the semiconductor wafer 1 to rotate at a constant speed.
Detection can be performed in the entire rotation region including the deceleration region, and the throughput can be improved.

【0047】(第2の実施形態)本発明のウエハ位置検
出装置をプロセス処理装置において用いられる半導体ウ
エハの位置検出装置に適用した第2の実施形態を図面を
参照して説明する。
(Second Embodiment) A second embodiment in which the wafer position detecting device of the present invention is applied to a semiconductor wafer position detecting device used in a processing apparatus will be described with reference to the drawings.

【0048】本第2実施形態においては、ウエハの位置
の検出は、ウエハの回転角度とは無関係なタイミングで
行なっている。本第2の実施形態は第1の実施形態に類
似しているので、同じ部分は説明せず、異なる部分のみ
説明する。
In the second embodiment, the position of the wafer is detected at a timing independent of the rotation angle of the wafer. Since the second embodiment is similar to the first embodiment, the same portions will not be described, and only different portions will be described.

【0049】本第2の実施形態におけるブロック構成図
は、第1の実施形態の図1と同様であるので、説明を省
略する。本第2の実施形態における動作の詳細は、検出
動作をおこなうタイミングの取り方のみ異なり、図3に
示された台形駆動パターン、図4に示されたCCDライ
ンセンサの構造、図5に示された信号、図6に示された
エッジ信号、図7に示された半導体ウエハの一周につい
て求めたエッジデータは同様なので、説明を省略する。
The block diagram of the second embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG. The details of the operation in the second embodiment are different only in how to take the timing for performing the detection operation. The trapezoidal drive pattern shown in FIG. 3, the structure of the CCD line sensor shown in FIG. 4, and the structure shown in FIG. 6, the edge signal shown in FIG. 6, and the edge data obtained for one round of the semiconductor wafer shown in FIG.

【0050】図1に示された半導体ウエハ1が支持台2
の上に載置された後、モータ3の回転に伴い半導体ウエ
ハ1が回転を開始するまでは、本第2実施形態は第1実
施形態と同様であるが、本第2実施形態においては、C
CDラインセンサ4の駆動は半導体ウエハ1の回転開始
直後から、一定の時間間隔で、半導体ウエハ1の一回転
に渡って行われる。このためCCDラインセンサ4の駆
動タイミングは半導体ウエハの回転角度に同期して決定
されていない。逆に、CCDラインセンサ4が駆動され
るタイミングで、その時の半導体ウエハの回転角度をエ
ンコーダ13の出力するエンコーダ信号よりデータとし
て求めておき、記憶回路11にエッジ位置とともに対応
する回転角度も記憶しておく。
The semiconductor wafer 1 shown in FIG.
The second embodiment is the same as the first embodiment until the semiconductor wafer 1 starts to rotate with the rotation of the motor 3 after being placed on the first embodiment, but in the second embodiment, C
The drive of the CD line sensor 4 is performed over one rotation of the semiconductor wafer 1 at a fixed time interval immediately after the rotation of the semiconductor wafer 1 is started. Therefore, the drive timing of the CCD line sensor 4 is not determined in synchronization with the rotation angle of the semiconductor wafer. Conversely, at the timing when the CCD line sensor 4 is driven, the rotation angle of the semiconductor wafer at that time is obtained as data from the encoder signal output from the encoder 13, and the corresponding rotation angle is stored in the storage circuit 11 together with the edge position. Keep it.

【0051】半導体ウエハが一回転して検出が完了した
後、外部にデータを出力し、半導体ウエハの回転を停止
する点は、本第2実施形態は第1実施形態と同様であ
る。本第2実施形態の動作の詳細を図8のフローチャー
トを参照して説明する。外部コントローラ12から信号
がCPU10に入り半導体ウエハ位置検出装置の動作が
開始されると、CPU10はCPU10の内部に含まれ
る各種レジスタを初期化する(ステップS21)。つい
で、外部コントローラ12に検出動作中であることを示
す信号を出力する(ステップS22)。次に、外部コン
トローラ12によりモータドライバ9に回転指令を出し
てモータ3の駆動を開始する(ステップS23)。モー
タ3の回転に伴い回転軸上に構成された支持部材2も回
転し、これにより、支持部材2の上に載置された半導体
ウエハ1も回転する。本第2実施形態においてはモータ
3はエンコーダ13と一体に形成されているダイレクト
ドライブ方式のACサーボモータを使用しているが、必
要な精度で回転するよう制御できればこれに限らない。
The second embodiment is the same as the first embodiment in that data is output to the outside after the semiconductor wafer makes one rotation and detection is completed, and the rotation of the semiconductor wafer is stopped. The operation of the second embodiment will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. When a signal is input from the external controller 12 to the CPU 10 and the operation of the semiconductor wafer position detecting device is started, the CPU 10 initializes various registers included in the CPU 10 (Step S21). Next, a signal indicating that the detection operation is being performed is output to the external controller 12 (step S22). Next, the external controller 12 issues a rotation command to the motor driver 9 to start driving the motor 3 (step S23). With the rotation of the motor 3, the support member 2 formed on the rotating shaft also rotates, and accordingly, the semiconductor wafer 1 mounted on the support member 2 also rotates. In the second embodiment, the motor 3 uses a direct drive type AC servomotor integrally formed with the encoder 13, but the present invention is not limited to this as long as it can be controlled to rotate with required accuracy.

【0052】モータ3が回転を開始すると、CPU10
は予め一定の時間間隔で定められた検出のタイミングか
判断する(ステップS24)。検出のタイミングでなけ
れば待機する。検出のタイミングならば、CPU10は
エンコーダ13の出力するエンコーダ信号より半導体ウ
エハ1の回転角度を求める(ステップS25)。また、
CPU10はステップS25と同じタイミングでCCD
ラインセンサ4を駆動する(ステップS26)。この時
間間隔は半導体ウエハ1のトップ回転速度においても、
オリフラあるいはノッチの検出ができるように、CCD
ラインセンサ4の分解能と半導体ウエハ1のトップ回転
速度の関係から定められている。
When the motor 3 starts rotating, the CPU 10
It is determined whether or not the detection timing is predetermined at predetermined time intervals (step S24). If it is not the timing of detection, it waits. If it is the detection timing, the CPU 10 obtains the rotation angle of the semiconductor wafer 1 from the encoder signal output from the encoder 13 (step S25). Also,
The CPU 10 controls the CCD at the same timing as in step S25.
The line sensor 4 is driven (Step S26). This time interval is set at the top rotation speed of the semiconductor wafer 1 as well.
CCD so that orientation flat or notch can be detected
It is determined from the relationship between the resolution of the line sensor 4 and the top rotation speed of the semiconductor wafer 1.

【0053】このように、一定の時間間隔で検出を行な
っているため、半導体ウエハ1の加速回転中と減速回転
中における半導体ウエハ1上の検出位置の間隔は加速・
減速の影響で一定ではない。また、定速回転中は半導体
ウエハ1上の検出位置の間隔は一定であるが、加速・減
速中よりも長くなる。
As described above, since the detection is performed at a constant time interval, the interval between the detection positions on the semiconductor wafer 1 during the acceleration rotation and the deceleration rotation of the semiconductor wafer 1 is determined by the acceleration / deceleration.
It is not constant due to the effect of deceleration. Further, the interval between the detection positions on the semiconductor wafer 1 is constant during the constant speed rotation, but longer than during the acceleration / deceleration.

【0054】このように、検出位置の間隔は全検出域に
渡り一定ではないが、個々の検出タイミングにおいて、
CCDラインセンサ4は電子シャッタ機能を使用して、
駆動されるとともに初期状態から光の検出を開始し、出
力が飽和しない範囲で予めさだめられた一定の時間のみ
光を検出するので、CCDラインセンサの駆動と同時の
タイミングでエンコーダ信号を取り込んで回転角度を求
めれば、エッジ信号と対応する回転角度が得られるの
で、このデータを半導体ウエハの一周に渡って収集する
ことにより半導体ウエハ1の位置とオリフラまたはノッ
チの位置の計算をすることができる。
As described above, the interval between the detection positions is not constant over the entire detection area, but at each detection timing,
The CCD line sensor 4 uses an electronic shutter function,
As soon as it is driven, it starts detecting light from the initial state and detects light only for a predetermined period of time within the range where the output does not saturate, so it takes in the encoder signal at the same time as driving the CCD line sensor and rotates it If the angle is obtained, a rotation angle corresponding to the edge signal can be obtained. Therefore, by collecting this data over one circumference of the semiconductor wafer, the position of the semiconductor wafer 1 and the position of the orientation flat or the notch can be calculated.

【0055】本第2実施形態においては、CCDライン
センサ4は駆動されるとともに初期状態から光の検出を
開始し、出力が飽和しない範囲で予め定められた一定の
時間のみ光を検出する機能を電子シャッタを利用して実
現しているが、電子シャッタに限定されないことはもち
ろんである。例えば、光源の前で機械式の回転シャッタ
を一定速度で回転させれば、同様の作用が得られる。
In the second embodiment, the CCD line sensor 4 is driven and starts detecting light from an initial state, and has a function of detecting light only for a predetermined period of time within a range where the output is not saturated. It is realized using an electronic shutter, but it is needless to say that the present invention is not limited to the electronic shutter. For example, a similar effect can be obtained by rotating a mechanical rotary shutter at a constant speed in front of the light source.

【0056】本第2実施形態では、一定の時間間隔でC
CDラインセンサ4を駆動しているが、オリフラあるい
はノッチの検出が可能ならば、時間間隔は一定である必
要はない。例えば、オリフラあるいはノッチの検出をC
PU10でリアルタイムで行なうようにして、オリフラ
あるいはノッチを検出するまでは、比較的短い時間間隔
でCCDラインセンサ4を駆動しておき、オリフラある
いはノッチを検出後は時間間隔を長くしてもよい。この
ように構成すれば、後工程でウエハ位置とオリフラある
いはノッチの位置を計算する場合、計算量を減らすこと
ができる。
In the second embodiment, C is set at fixed time intervals.
Although the CD line sensor 4 is driven, the time interval need not be constant as long as the orientation flat or the notch can be detected. For example, detection of orientation flat or notch is C
The CCD line sensor 4 may be driven at a relatively short time interval until the orientation flat or the notch is detected by detecting the orientation flat or the notch, and the time interval may be extended after the orientation flat or the notch is detected. With this configuration, when calculating the wafer position and the position of the orientation flat or the notch in a later process, the calculation amount can be reduced.

【0057】CCDラインセンサ4からの出力が信号処
理回路7に入力されると、信号処理回路7は半導体ウエ
ハ1のエッジがどこにあるのか解析し(ステップS2
7)、エッジ信号を出力する(ステップS28)。この
エッジ信号はCPU10に入力され、CPU10はエッ
ジの位置を対応する回転角度とともに記録回路11に記
録する(ステップS29)。次に半導体の一周について
検出が完了したか判断される(ステップS30)。まだ
半導体ウエハ1の一周について検出が完了していない場
合はステップS24に戻り、次の検出タイミングにおけ
る検出のサイクルに入る。
When the output from the CCD line sensor 4 is input to the signal processing circuit 7, the signal processing circuit 7 analyzes where the edge of the semiconductor wafer 1 is located (step S2).
7) Output an edge signal (step S28). This edge signal is input to the CPU 10, and the CPU 10 records the position of the edge in the recording circuit 11 together with the corresponding rotation angle (step S29). Next, it is determined whether detection has been completed for one round of the semiconductor (step S30). If the detection has not yet been completed for one round of the semiconductor wafer 1, the process returns to step S24, and enters a detection cycle at the next detection timing.

【0058】半導体ウエハ1の一周について検出が完了
した場合は、記録回路11に記録されたエッジ位置と対
応する回転角度のデータが、外部コントローラ12を経
由して外部に出力され(ステップS31)、外部におい
て半導体ウエハ1の位置とオリフラまはたノッチの位置
が計算される。モータ3は回転を停止し、CPU10は
命令待ちの状態になる(ステップS32)。
When the detection of one round of the semiconductor wafer 1 is completed, the data of the rotation angle corresponding to the edge position recorded in the recording circuit 11 is output to the outside via the external controller 12 (step S31). Outside, the position of the semiconductor wafer 1 and the position of the orientation flat or notch are calculated. The motor 3 stops rotating, and the CPU 10 waits for a command (step S32).

【0059】このように、本第2実施形態では、CCD
ラインセンサ4は駆動信号によって直ちに光の検出を開
始するので、正確なタイミングで検出が可能である。ま
た、CCDラインセンサ4の検出時間は一定に保たれて
いるので、半導体ウエハ1が定速回転になるまで待つこ
となく、加速・減速領域を含む全回転領域での検出が可
能であり、スループットの向上が可能である。
As described above, in the second embodiment, the CCD
Since the line sensor 4 immediately starts detecting light in response to the drive signal, detection can be performed at an accurate timing. Further, since the detection time of the CCD line sensor 4 is kept constant, the detection can be performed in the entire rotation region including the acceleration / deceleration region without waiting for the semiconductor wafer 1 to rotate at a constant speed. Can be improved.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1による本
発明のウエハ位置検出装置によれば、各検出位置におい
て、正確なタイミングでウエハ位置検出をおこなうこと
ができる。
As described above, according to the wafer position detecting apparatus of the present invention, the wafer position can be detected at each detection position at an accurate timing.

【0061】請求項2による本発明のウエハ位置検出装
置によれば、請求項1に記載のウエハ位置検出装置の効
果に加えて、より正確なタイミングで検出をおこなうこ
とができるとともに、スループットが向上する。
According to the wafer position detecting device of the present invention according to the second aspect, in addition to the effect of the wafer position detecting device according to the first aspect, detection can be performed at more accurate timing and throughput is improved. I do.

【0062】請求項3による本発明のウエハ位置検出装
置によれば、請求項1または請求項2に記載のウエハ位
置検出装置の効果に加えて、簡単な計算でウエハ位置と
オリフラまたはノッチの位置を求めることができる。
According to the wafer position detecting device of the present invention according to claim 3, in addition to the effect of the wafer position detecting device according to claim 1 or 2, the wafer position and the position of the orientation flat or notch can be calculated by a simple calculation. Can be requested.

【0063】請求項4のよる本発明のウエハ位置検出装
置によれば、各検出位置において正確なタイミングで検
出をおこなうことができるとともに、スループットが向
上する。
According to the wafer position detecting device of the present invention, the detection can be performed at each detection position at an accurate timing, and the throughput is improved.

【0064】請求項5による本発明のウエハ位置検出装
置によれば、請求項1、2、3または4記載のウエハ位
置検出装置の効果を電子シャッタ機能を搭載したCCD
ラインセンサを使用することで得ることができる。
According to the wafer position detecting device of the present invention, the effect of the wafer position detecting device according to the first, second, third, or fourth aspect is obtained by using a CCD having an electronic shutter function.
It can be obtained by using a line sensor.

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

【図1】本発明の第1および第2実施形態のウエハ位置
検出装置の構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wafer position detecting device according to first and second embodiments of the present invention.

【図2】第1実施形態のウエハ位置検出装置の動作を詳
細に説明するフローチャート。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the wafer position detection device of the first embodiment in detail.

【図3】第1および第2実施形態のウエハの駆動パター
ンを示す図。
FIG. 3 is a view showing a driving pattern of a wafer according to the first and second embodiments.

【図4】第1および第2実施形態のCCDラインセンサ
の電子シャッタ機能を説明する図。
FIG. 4 is a view for explaining an electronic shutter function of the CCD line sensors of the first and second embodiments.

【図5】第1および第2実施形態のエンコーダ信号およ
びCCDラインセンサに関する信号の図。
FIG. 5 is a diagram illustrating encoder signals and signals related to a CCD line sensor according to the first and second embodiments.

【図6】第1および第2実施形態のウエハ位置・種類と
エッジ信号の関連を示す図。
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a wafer position / type and an edge signal according to the first and second embodiments.

【図7】第1および第2実施形態のウエハ一周に渡る検
出結果の例を示す図。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a detection result over one circumference of a wafer according to the first and second embodiments.

【図8】第2実施形態のウエハ位置検出装置の動作を詳
細に説明するフローチャート。
FIG. 8 is a flowchart illustrating in detail the operation of the wafer position detection device according to the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体ウエハ(ウエハ) 2 支持部材(保持手段) 3 モータ 4 CCDラインセンサ(ラインセンサ) 5 レンズ 6 光源(投光手段) 7 信号処理回路(信号処理手段) 8 タイミングパルス発生回路 9 モータドライバ 10 CPU(制御手段) 11 記憶回路 12 外部コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor wafer (wafer) 2 Support member (holding means) 3 Motor 4 CCD line sensor (line sensor) 5 Lens 6 Light source (light emitting means) 7 Signal processing circuit (signal processing means) 8 Timing pulse generating circuit 9 Motor driver 10 CPU (control means) 11 Storage circuit 12 External controller

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ウエハを水平に保持し、ウエハを伴って
垂直方向の回転軸を中心に回転することにより、ウエハ
を回転させるように構成された保持手段と、 上記保持手段の回転角度を検出し、電気的信号に変換す
る変換手段と、 上記保持手段に保持されたウエハの周縁部に投光する投
光手段と、 上記投光手段により投光された光によるウエハの投影像
の位置を検出し、電気的信号として出力するラインセン
サと、 上記ラインセンサからの信号を処理する信号処理手段
と、 複数の予め定められた回転角度にウエハが位置するのに
同期して、上記ラインセンサを駆動し、検出をおこなう
よう制御する制御手段と、 を有することを特徴とするウエハ位置検出装置。
1. A holding means configured to hold a wafer horizontally and rotate the wafer about a vertical rotation axis with the wafer, thereby detecting the rotation angle of the holding means. Converting means for converting the signal into an electric signal; light projecting means for projecting light onto a peripheral portion of the wafer held by the holding means; and a position of a projected image of the wafer by the light projected by the light projecting means. A line sensor for detecting and outputting as an electrical signal; a signal processing means for processing a signal from the line sensor; and synchronizing the position of the wafer at a plurality of predetermined rotation angles with the line sensor. Control means for driving and controlling to perform detection.
【請求項2】 上記ラインセンサは、駆動時において、
初期状態から駆動されるとともに光の検出を開始し、出
力が飽和しない範囲で予め定められた一定の時間のみ光
を検出する、 ことを特徴とする請求項1記載のウエハ位置検出装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the line sensor is driven when
2. The wafer position detecting device according to claim 1, wherein the device is driven from an initial state and starts detecting light, and detects light only for a predetermined period of time within a range where output is not saturated.
【請求項3】 上記制御手段は、上記検出位置がウエハ
の回周上等間隔にくるように制御することを特徴とする
請求項1または2記載のウエハ位置検出装置。
3. The wafer position detecting device according to claim 1, wherein the control means controls the detection positions so as to be at equal intervals on the circumference of the wafer.
【請求項4】 ウエハを水平に保持し、ウエハを伴って
垂直方向の回転軸を中心に回転することにより、ウエハ
を回転させるように構成された保持手段と、 上記保持手段の回転角度を検出し、電気的信号に変換す
る変換手段と、 上記保持手段に保持されたウエハの周縁部に投光する投
光手段と、 上記投光手段により投光された光によるウエハの投影像
の位置を検出し、電気的信号として出力するラインセン
サであり、駆動されるとともに初期状態から光の検出を
開始し、出力が飽和しない範囲で予め定められた一定の
時間のみ光を検出するラインセンサと、 上記ラインセンサからの信号を処理する信号処理手段
と、 上記ラインセンサを予め定められた検出のタイミングで
駆動するよう制御する制御手段と、 を有することを特徴とするウエハ位置検出装置。
4. A holding means configured to hold a wafer horizontally and rotate the wafer around a vertical rotation axis with the wafer, thereby detecting the rotation angle of the holding means. Converting means for converting the signal into an electric signal; light projecting means for projecting light onto a peripheral portion of the wafer held by the holding means; and a position of a projected image of the wafer by the light projected by the light projecting means. A line sensor that detects and outputs light as an electric signal, and is driven and starts detecting light from an initial state, and detects light only for a predetermined period of time within a range where output is not saturated, A signal processing unit for processing a signal from the line sensor; and a control unit for controlling the line sensor to be driven at a predetermined detection timing. Position detection device.
【請求項5】 上記ラインセンサは電子シャッタ機能を
搭載したCCDラインセンサであることを特徴とする請
求項1、2、3または4記載のウエハ位置検出装置。
5. A wafer position detecting device according to claim 1, wherein said line sensor is a CCD line sensor having an electronic shutter function.
JP14896897A 1997-06-06 1997-06-06 Wafer position detecting equipment Withdrawn JPH10340943A (en)

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