JPS62237743A - Wafer matching apparatus - Google Patents

Wafer matching apparatus

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Publication number
JPS62237743A
JPS62237743A JP7992886A JP7992886A JPS62237743A JP S62237743 A JPS62237743 A JP S62237743A JP 7992886 A JP7992886 A JP 7992886A JP 7992886 A JP7992886 A JP 7992886A JP S62237743 A JPS62237743 A JP S62237743A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
outer edge
edge position
orientation flat
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7992886A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhiro Numata
沼田 光浩
Shigeo Otsuki
繁夫 大月
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.)
Hitachi Instruments Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Instruments Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Instruments Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Instruments Engineering Co Ltd
Priority to JP7992886A priority Critical patent/JPS62237743A/en
Publication of JPS62237743A publication Critical patent/JPS62237743A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To accurately match an eccentric position with respect to a rotary base in a direction of the orientation flat portion of a wafer in a predetermined direction and position by recognizing the orientation flat portion and calculating the eccentric amount with respect to the base to detect the outer edge position in noncontact with the outer periphery of the wafer. CONSTITUTION:A wafer 2 is attracted in vacuum on a rotary base 1, and the base 1 is secured to a rotational shaft 6 rotatably driven via gears 4, 5 by a drive motor 3. A rotating angle detector 7 is provided at the lower end of the shaft 6. A light 10 is emitted through a condensing lens 9 from a light source 8 at the outer edge of the wafer 2 to focus an image at the outer edge position of the wafer 2 on a one-dimensional image sensor 12. After position information data of l/2 rotation of the wafer 2 is input by a controller 13, parameter necessary for wafer matching operation is calculated by the data, and the direction of an orientation flat portion 14 of the wafer 2 and the eccentric position of the base 1 are detected with the parameters.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一次元イメージセンサを用いて半導体ウェハ(
以下単にウェハと称する)の外縁位置を検出して、ウェ
ハを所定の方向、位置に整合させるウェハ整合位置に係
り、特に非接触で前記外縁位置を検出するウェハ整合装
置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention uses a one-dimensional image sensor to detect semiconductor wafers (
The present invention relates to a wafer alignment position that detects the outer edge position of a wafer (hereinafter simply referred to as a wafer) and aligns the wafer in a predetermined direction and position, and particularly relates to a wafer alignment apparatus that detects the outer edge position in a non-contact manner.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

高集積度LS I′1!i造装置に用いられるウェハ整
−合装置としては、非接触でつ壬ハの外縁位置を検出し
てその結果からウェハのオリエンテーション・フラット
の方向とこのウェハを載置する回転台に対する偏心位置
を所定の方向及び位置に整合させる方法が知られている
。この方法によると非接触で整合するため、整合時のウ
ェハの欠けやウェハ上に塗布されたレジストの剥離など
による欠損を防止することができる。しかしながら始め
からウェハに欠けやレジストの剥離が存在した場合につ
いては配慮されていなかった。この結果高精度位置合わ
せ及び高信頼性を確保する上で問題となっていた。
Highly integrated LS I'1! The wafer alignment device used in the i-manufacturing equipment detects the outer edge position of the wafer in a non-contact manner and uses the results to determine the orientation of the wafer, the direction of the flat, and the eccentric position relative to the rotary table on which the wafer is placed. Methods for aligning in a predetermined direction and position are known. According to this method, since alignment is performed without contact, it is possible to prevent damage caused by chipping of the wafer during alignment or peeling off of the resist coated on the wafer. However, no consideration was given to the case where the wafer had chipping or peeling of the resist from the beginning. As a result, there has been a problem in ensuring high precision alignment and high reliability.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明は上述した従来のウェハ整合装置において問題と
なっていたウェハに欠けやレジストの剥離が存在した場
合に、ウェハを高精度で所定の方向及び位置に整合する
ことが困難であるという問題を解決し、この場合でもウ
ェハ外周に非接触で外縁位置を検出して、ウェハのオリ
エンテーションフラットの方向と回転台に対する偏心位
置を所定の方向及び位置に精度よく整合させることので
きるウェハ整合装置を提供することを目的とする。
The present invention solves the problem of the conventional wafer alignment apparatus described above, in which it is difficult to align the wafer in a predetermined direction and position with high precision when there is chipping or peeling of the resist on the wafer. To provide a wafer alignment device that can solve the problem and, even in this case, detect the outer edge position without contacting the wafer outer periphery and accurately align the direction of the wafer orientation flat and the eccentric position with respect to the rotary table in a predetermined direction and position. The purpose is to

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は上記の目的を達成するために、駆動源により回
転駆動される回転軸に固設された回転及び回転軸方向に
上下動可能な回転台と、この回転台上に載置された半導
体ウェハの外縁位置を透過光により検出するウェハ外縁
位置データ検出手段と、前記回転台の回転量を検出する
回転角検出手段とを具備したウェハ整合装置を用いて、
このウェハ整合装置に前記ウェハ外縁位置データを取り
込んで記憶加工する手段と、この加工データからノイズ
成分を除去する手段とを有する制御装置を設けて、前記
ウェハのオリエンテーション・フラット部の認識及びウ
ェハの前記回転台に対する偏心量の計算を行うようにし
たものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a rotary table fixed to a rotary shaft rotationally driven by a drive source and movable up and down in the direction of the rotary shaft, and a semiconductor mounted on the rotary table. Using a wafer alignment device comprising a wafer outer edge position data detection means for detecting the outer edge position of the wafer using transmitted light, and a rotation angle detection means for detecting the amount of rotation of the rotary table,
This wafer aligning device is provided with a control device having means for importing and memorizing the wafer outer edge position data, and means for removing noise components from the processed data. The amount of eccentricity with respect to the rotary table is calculated.

〔作用〕[Effect]

上記の構成によると、ウェハを回転させて一定角度毎の
ウェハ外縁位置情報を単純かつ高精度な光学式−次元イ
メージセンサ(COD)により検出して、この検出デー
タを制御装置が1回転分取り込み、記憶、加工、演算を
行うことにより、ウェハのオリエンテーション・フラッ
トの中心位置を認識するとともに、ウェハの回転台に対
する偏心量を計算することができる。
According to the above configuration, the wafer is rotated and the wafer outer edge position information is detected at each fixed angle using a simple and highly accurate optical-dimensional image sensor (COD), and the control device captures this detection data for one rotation. By performing storage, processing, and calculation, it is possible to recognize the center position of the wafer orientation flat and to calculate the amount of eccentricity of the wafer with respect to the rotary table.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明に係るウェハ整合装置の一実施例を図面を
参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a wafer alignment apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図乃至第5図に本発明の一実施例を示す。An embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1 to 5.

第1図において、回転台1上にはウェハ2が真空吸着さ
れており、この回転台1は駆動モータ3により歯車4,
5を介して回転駆動される回転軸6に固設されている。
In FIG. 1, a wafer 2 is vacuum-adsorbed on a rotary table 1, and a gear 4,
It is fixed to a rotating shaft 6 which is rotationally driven via a rotary shaft 5 .

この回転軸6の下端には回転角検出器7が設けられてい
る。前記ウェハ2の外縁には光源8から集光レンズ9を
介して光10が照射されており、結像レンズ11を介し
て一次元イメージセンサ12上に前記ウェハ2の外縁位
置が結像される。そしてこのウェハ2を1回転させるこ
とによりウェハ2の一定角度毎の位置情報を制御装置1
3内に取り込むように構成されている。
A rotation angle detector 7 is provided at the lower end of the rotation shaft 6. The outer edge of the wafer 2 is irradiated with light 10 from a light source 8 via a condensing lens 9, and the outer edge position of the wafer 2 is imaged onto a one-dimensional image sensor 12 via an imaging lens 11. . By rotating the wafer 2 once, the position information of the wafer 2 at each fixed angle is transmitted to the control device 1.
It is configured to be taken into 3.

次に本実施例の作用を説明する。制御装置13によりウ
ェハ2の1回転分の位置情報データを取り込んだ後、こ
のデータによりウェハ整合動作に必要なパラメータを計
算し、このパラメータをもとにウェハ2のオリエンテー
ション・フラン1−14の方向と回転台1に対する偏心
位置を検出する。
Next, the operation of this embodiment will be explained. After the control device 13 captures the positional information data for one rotation of the wafer 2, parameters necessary for wafer alignment operation are calculated using this data, and based on these parameters, the orientation of the wafer 2 is determined in the direction of the flange 1-14. and the eccentric position with respect to the rotary table 1 is detected.

第2図(a)、(b)に−次元イメージセンサ12上に
結像されたウェハ2の一定角度毎の外縁位置データを示
す。ここで。は回転台1の回転中心、Wはウェハ2の中
心を示す、ここで実際のプロセスウェハにおいてはウェ
ハの欠けやレジストの剥離などがあるため、第3図(a
)に示すようにウェハ外縁位置データにはノイズ成分が
含まれる場合がある。この問題を解決するためノイズ成
分のデータとエリエンチージョンフラット部の正しいデ
ータとを識別できるようにデータ圧縮を行う。このデー
タ圧縮法を第3図(c)に示す。まず隣り合うウェハ外
縁位置データにそれぞれ=Lt/N、Lz/Nの荷重関
数を掛けてその結果を加える。ここでN、Ll、L2.
はそれぞれノイズ成分、通常の生データ及びオリエンテ
ーション・フラットを区別するための任意の定数である
FIGS. 2(a) and 2(b) show outer edge position data of the wafer 2 imaged on the -dimensional image sensor 12 at each constant angle. here. indicates the center of rotation of the rotary table 1, and W indicates the center of the wafer 2. In actual process wafers, there are chips in the wafer, peeling of the resist, etc.
), the wafer outer edge position data may contain noise components. In order to solve this problem, data compression is performed so that the data of the noise component and the correct data of the elimination flat part can be distinguished. This data compression method is shown in FIG. 3(c). First, adjacent wafer outer edge position data are multiplied by weight functions of =Lt/N and Lz/N, respectively, and the results are added. Here, N, Ll, L2.
are arbitrary constants to distinguish between noise components, normal raw data, and orientation flats, respectively.

この演算結果は整数とし小数点以下は切り捨てる。The result of this operation is assumed to be an integer and the decimal places are rounded down.

このような処理をすることにより第3図(a)に示すウ
ェハの外縁位置データから第3図(b)に示す圧縮デー
タを得ることができる。この図よリウエハ2の欠けやレ
ジストの剥離などによるノイズ成分及びオリエンテーシ
ョン・フラット以外では圧縮データは零であることがわ
かる。さらに圧縮法を使ったときにオリエンテーション
・フラット部にあられれる下記の特徴を利用して、オリ
エンテーション・フラットの両端部を決定する。
By performing such processing, the compressed data shown in FIG. 3(b) can be obtained from the wafer outer edge position data shown in FIG. 3(a). This figure shows that the compressed data is zero except for noise components caused by chipping of the rewafer 2, peeling of the resist, etc., and orientation flats. Furthermore, both ends of the orientation flat are determined by using the following features that appear in the orientation flat when the compression method is used.

すなわち、偏心量が±100μm以内のときはオリエン
テーション・フラットの中心より左右に圧縮データは−
と十とに分れる。また左右に分れたー、十の圧縮データ
の個数はウェハのサイズによりある特定の範囲に限定さ
れる。またオリエンテーション・フラットの中心角はウ
ェハサイズにより決定されるので、オリエンテーション
・フラット内に入る外縁位置データ数はある特定の範囲
に限定される。そして上記の条件を満足する外縁位置デ
ータ数が多数ある場合は、条件を満足する最大のものが
オリエンテーション・フラットの両端部として認識され
る。
In other words, when the amount of eccentricity is within ±100 μm, the compressed data will be - to the left and right of the center of the orientation flat.
It is divided into ten. Furthermore, the number of pieces of compressed data divided into left and right sides is limited to a certain range depending on the size of the wafer. Furthermore, since the central angle of the orientation flat is determined by the wafer size, the number of outer edge position data that can fit within the orientation flat is limited to a certain range. If there is a large number of outer edge position data that satisfy the above conditions, the largest one that satisfies the conditions is recognized as both ends of the orientation flat.

次に第4図によりオリエンテーション・フラットの中心
検出について説明する。上記の圧縮法により検出された
オリエンテーション・フラットの両端部のデータの中か
ら、外縁位置データQlに対応する反対側の位置データ
、mlを検出し、同様に第4図(a)に示すように(u
2.mz)・・・・・・(Q、n、mn)のn点を検出
する。次にそれぞれの平均値(Ql+m+)/2を制御
装置13内のメモリに記憶する。この記憶された値の中
から最頻値αを検出し、さらに第4図(c)に示すよう
にこの最頻値から有効範囲±βを設けて、この有効範囲
内に入っているデータのみを利用してオリエンテーショ
ン・フラットの中心を検出する。
Next, detection of the center of the orientation flat will be explained with reference to FIG. From the data at both ends of the orientation flat detected by the above compression method, the opposite position data ml corresponding to the outer edge position data Ql is detected, and similarly as shown in FIG. 4(a), (u
2. mz)......Detect n points of (Q, n, mn). Next, each average value (Ql+m+)/2 is stored in the memory within the control device 13. The mode α is detected from among the stored values, and a valid range ±β is set from this mode as shown in Fig. 4(c), and only data within this valid range is Detect the center of the orientation flat using

続いて第5図に示すようにウェハ2の中心Wを回転台1
の回転中心Oに一致させる補正量を検出する。この補正
量を計算するアルゴリズムは第5図(a)に示すように
オリエンテーション・フラット14の中心からαだけ離
れた4点A t + B t rCl、Dtに対し、ウ
ェハの欠けやレジストの剥離などによるノイズが存在す
る場合、αとずれたβだけ離れたAz 、Bz + C
z + Dzの4点に対して補正量計算を行う。この場
合のノイズ判定には前述した圧縮データを利用する。
Next, as shown in FIG.
The amount of correction to match the center of rotation O is detected. The algorithm for calculating this correction amount is as shown in FIG. If there is noise due to α, Az, Bz + C, which is separated by β shifted from α.
The correction amount is calculated for the four points z + Dz. In this case, the above-mentioned compressed data is used for noise determination.

第5図(b)には前記Bz点の回りの7点のウェハ外縁
位置データとウェハ2の回転角との関係を示し、第5図
(c)には前記At点の回りの7点についての同様な関
係を示す、第5図(a)の場合、A1点にノイズ成分が
存在するので、オリエンテーション・フラットの中心か
らβ度だけ離れたAz、Bz+Cz、Dzの4点を選択
し、各点の回りの7点のデータに対して最小自乗法を用
いて外縁位置データを整える。
FIG. 5(b) shows the relationship between the wafer outer edge position data at seven points around the Bz point and the rotation angle of the wafer 2, and FIG. 5(c) shows the relationship between the wafer outer edge position data at seven points around the Bz point, and FIG. In the case of Fig. 5(a), which shows a similar relationship, there is a noise component at point A1, so four points, Az, Bz + Cz, and Dz, which are separated by β degrees from the center of the orientation flat, are selected, and each The outer edge position data is adjusted using the least squares method for data at seven points around the point.

本実施例によれば、ウェハの欠け、レジストの剥離など
によるノイズ成分を除去し、外縁位置データの信頼性を
高めることによりウェハ2の高精度位に合わせが可能と
なる。
According to this embodiment, it is possible to align the wafer 2 with high accuracy by removing noise components caused by chipping of the wafer, peeling of the resist, etc., and increasing the reliability of the outer edge position data.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述したように本発明によれ番f、ウェハ外周にウェハ
の欠けやレジストの剥離などがあっても、ウェハのオリ
エンテーション・フラット方向と回転中心の位はを高精
度で所定の方向2位はに整合でき、ウェハの歩留りを向
上させることができる。
As described above, the present invention allows the wafer orientation, flat direction, and center of rotation to be set in the predetermined direction with high precision even if there is a chipping of the wafer or peeling of the resist on the outer periphery of the wafer. alignment, and can improve wafer yield.

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

第1図は本発明に係るウェハ整合装置の一実施例を示す
斜視図、第2図はウェハと一次元イメージセンサとの関
係を示す平面図及びグラフ、第3図はウェハ外縁位置デ
ータの圧縮法を示すグラフ及び処理チャート、第4図は
オリエンテーション・フラットの中心検出手段を示すグ
ラフ、第5図はウェハ中心を回転台の中心に一致させる
ための補正量を検出する手段を示すグラフである。 1・・・回転台、2・・・ウェハ、3・・・駆動源、6
・・・回転軸、7・・・回転角検呂器、8・・・光源、
12・・・−次元 −イメージセンサ、13・・・制御
装置、オリエンテー奉 3 図 早 4 図
Fig. 1 is a perspective view showing an embodiment of a wafer alignment device according to the present invention, Fig. 2 is a plan view and graph showing the relationship between a wafer and a one-dimensional image sensor, and Fig. 3 is compression of wafer outer edge position data. Fig. 4 is a graph showing a means for detecting the center of the orientation flat, and Fig. 5 is a graph showing a means for detecting a correction amount for aligning the center of the wafer with the center of the rotary table. . 1... Turntable, 2... Wafer, 3... Drive source, 6
...Rotation axis, 7...Rotation angle checker, 8...Light source,
12...-Dimension-Image sensor, 13...Control device, Orientation support 3 Figure Haya 4 Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、駆動源により回転駆動される回転軸に固設された回
転及び回転軸方向に上下動可能な回転台と、この回転台
上に載置された半導体ウェハの外縁位置を透過光により
検出するウェハ外縁位置データ検出手段と、前記回転台
の回転量を検出する回転角検出手段とを具備したウェハ
整合装置において、前記ウェハ外縁位置データを取り込
んで記憶加工する手段と、この加工データからノイズ成
分を除去する手段とを有する制御装置を設けるとともに
、この制御装置により前記ウェハのオリエンテーション
・フラット部の認識及び前記ウェハの前記回転台に対す
る偏心量の計算を行うことを特徴とするウェハ整合装置
1. A rotary table fixed to a rotary shaft driven by a drive source and movable up and down in the direction of the rotary shaft, and detecting the outer edge position of a semiconductor wafer placed on this rotary table using transmitted light. In a wafer alignment apparatus comprising a wafer outer edge position data detection means and a rotation angle detection means for detecting the amount of rotation of the rotary table, there is a means for capturing and storing the wafer outer edge position data, and a noise component is extracted from the processed data. A wafer aligning apparatus comprising: a control device having a means for removing the wafer, and the control device recognizes the orientation flat portion of the wafer and calculates the amount of eccentricity of the wafer with respect to the rotary table.
JP7992886A 1986-04-09 1986-04-09 Wafer matching apparatus Pending JPS62237743A (en)

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JP7992886A JPS62237743A (en) 1986-04-09 1986-04-09 Wafer matching apparatus

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JP7992886A Pending JPS62237743A (en) 1986-04-09 1986-04-09 Wafer matching apparatus

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JP (1) JPS62237743A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0373553A (en) * 1989-08-14 1991-03-28 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Apparatus for detecting position of wafer
JPH03142853A (en) * 1989-10-28 1991-06-18 Hitachi Ltd Apparatus and method for aligning wafer
JPH03189502A (en) * 1989-12-20 1991-08-19 Tokyo Electron Ltd Position detecting method
JP2010239060A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Tokyo Electron Ltd Method for appointing orientation flat, apparatus for detecting orientation flat, and program for appointing orientation flat
JP2021173618A (en) * 2020-04-24 2021-11-01 Towa株式会社 Device and method for positioning, resin molding system, and method for manufacturing resin molded product

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