KR100932316B1 - 웨이퍼의 중심 검출 방법 및 그 방법을 기록한 기록 매체 - Google Patents

웨이퍼의 중심 검출 방법 및 그 방법을 기록한 기록 매체 Download PDF

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 탑재대의 이동량을 적게 하여 웨이퍼의 얼라인먼트 시간을 단축할 수 있는 웨이퍼의 중심 검출 방법을 제공하는것을 목적으로 한다.
본 발명의 웨이퍼의 중심 검출 방법은 이동 가능한 탑재대(11)상에 탑재된 노치를 갖는 웨이퍼 W를 얼라인먼트할 때에, 웨이퍼 W를 제 1 CCD 카메라(14)에 의해서 촬상하고, 표시 화면(16)상에 표시된 웨이퍼 화상에 의거하여 웨이퍼 W의 중심을 검출할 때에, 제 1 CCD 카메라(14)에 의해 노치를 중심으로 웨이퍼 W를 촬상하는 공정과, 웨이퍼 W의 화상으로부터 에지라인 E를 추출하는 공정과, 에지라인 E로부터 노치형상을 검출하는 공정과, 노치형상에 의거하여 웨이퍼 W의 중심 C를 산출하는 공정을 구비하고 있다.

Description

웨이퍼의 중심 검출 방법 및 그 방법을 기록한 기록 매체{METHOD FOR DETECTING THE CENTER OF WAFER AND STORAGE MEDIUM STORING A PROGRAM FOR EXECUTING THE METHOD}
본 발명은 탑재대상에 탑재된 웨이퍼에 대해 각종 처리를 실행하기 전의 웨이퍼의 위치 결정(얼라인먼트) 조작의 일환으로서 실행되는 웨이퍼의 중심 검출 방법 및 그 방법을 기록한 기록 매체에 관한 것이다.
웨이퍼의 반도체 제조 공정은 각종 처리 공정을 구비하고 있다. 각 처리공정에서는 웨이퍼를 탑재대상에 탑재하고, 탑재대상에서 웨이퍼에 대해 각각의 처리가 실시된다. 웨이퍼를 처리할 때에는 처리에 앞서 웨이퍼를 정확하게 위치 결정하는 얼라인먼트 조작을 실행한 후, 소정의 처리를 실시하는 것이 있다.
예를 들면, 도 6에 나타내는 검사 장치를 이용하여 웨이퍼의 검사를 실행하는 경우에도, 웨이퍼의 각 디바이스의 복수의 검사용 전극과 이들에 대응하는 프로브와의 얼라인먼트를 실행한 후, 복수의 검사용 전극과 이들에 대응하는 프로브를 전기적으로 접촉시켜 검사를 실행한다. 이 검사 장치는 예를 들면 도 6의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 W를 로드, 언로드하는 로더실(1)과, 웨이퍼 W의 전기적 특성 검사를 실행하는 프로버실(2)을 구비하고 있다. 로더실(1)은 카세트 C내의 웨이퍼 W를 프로버실(2)로 반송하는 반송아암(3)과, 반송아암(3)에 의해서 웨이퍼 W를 반송하는 동안에 웨이퍼 W의 프리 얼라인먼트<pre alignment>를 실행하는 프리 얼라인먼트 기구(4)를 구비하고 있다. 프로버실(2)은 프리 얼라인먼트 후의 웨이퍼 W를 탑재하는 X, Y, Z 및 θ방향으로 이동 가능한 탑재대(5)와, 탑재대(5)의 위쪽에 배치된 프로브 카드(6)와, 프로브 카드(6)의 복수의 프로브(6A)와 탑재대(5)상의 웨이퍼 W의 얼라인먼트를 실행하는 얼라인먼트 기구(7)를 구비하고 있다. 또한, 프로브 카드(6)는 헤드 플레이트(8)의 개구부에 고정되어 있다. 헤드 플레이트(8)의 상면에는 테스트 헤드(9)가 배치되고, 프로브 카드(6)는 테스트 헤드(9)를 거쳐서 테스터(도시하지 않음)에 전기적으로 접속되어 있다.
그렇게 해서, 프리 얼라인먼트 기구(4)는 웨이퍼 W를 탑재하는 회전 가능한 회전대(4A)와, 웨이퍼 W의 외주연부에 형성된 노치를 광학적으로 검출하는 광학적 검출 수단(도시하지 않음)을 구비하고, 웨이퍼 W를 탑재한 회전대(4A)가 회전하는 동안에 광학적 검출 수단으로 웨이퍼 W의 노치를 검출하는 것에 의해서, 웨이퍼 W를 소정의 방향으로 프리 얼라인먼트한다. 이러한 종류의 프리 얼라인먼트 기구로서는 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 웨이퍼 프리 얼라인먼트 장치가 알려져 있다.
또한, 얼라인먼트 기구(7)는 도 6에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 W를 촬상하는 제 1 CCD 카메라(7A)와, 프로브(6A)를 촬상하도록 탑재대(5)의 측쪽에 부착된 제 2 CCD 카메라(7B)와, 제 1 CCD 카메라(7A)를 지지하는 얼라인먼트 브리지(7C)와, 얼라인먼트 브리지(7C)를 프로브 센터로 안내하는 좌우 한쌍의 가이드레일(7D)을 구비하고, 제 1 CCD 카메라(7A)로 웨이퍼 W의 검사용 전극을 촬상함과 동시에 제 2 CCD 카메라(7B)로 프로브(6A)를 촬상하고, 각각의 촬상 위치 데이터에 의거하여 검사용 전극과 프로브(6A)의 얼라인먼트를 실행한다.
그런데, 웨이퍼 W의 얼라인먼트에 앞서, 제 1 CCD 카메라(7A)를 이용하여 웨이퍼 W의 사이즈 및 웨이퍼 W의 중심을 검출한다. 이 때, 탑재대(5)가 제 1 CCD 카메라(7A)의 아래쪽에서 수평 방향으로 이동하면서, 예를 들면 도 7에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 W를 촬상하고, 화상 처리하여 웨이퍼 W의 에지상의 3점을 점 P1, P2, P3으로서 인식한다. 또한, 컴퓨터에 의해서 점 P1과 점 P2의 결선 및 점 P2와 점 P3의 결선을 구한 후, 각 결선의 수직 이등분선의 교점을 웨이퍼 W의 중심 C로서 산출한다.
(특허문헌 1) 일본국 특허공개공보 평성10-012709
그러나, 웨이퍼 W의 중심 C를 검출하는 종래 방법에서는 제 1 CCD 카메라(7A)에 의해서 웨이퍼 W의 3점 P1, P2, P3을 인식하기 위해서는 웨이퍼 W의 주연부가 제 1 CCD 카메라(7A)의 광축을 횡단하도록 탑재대(5)를 이동시키지 않으면 안 되어, 탑재대(5)의 이동량이 커지고, 3점의 검출에 많은 시간을 할애할 수 밖에 없어, 웨이퍼 W의 얼라인먼트 시간의 단축에는 한계가 있었다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 탑재대의 이동량을 적게 하여 웨이퍼의 얼라인먼트 시간을 단축할 수 있는 웨이퍼의 중심 검출 방법 및 그 방법을 기록한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 하여 고 있다.
본 발명의 청구항 1에 기재된 웨이퍼의 중심 검출 방법은 이동 가능한 탑재대상에 탑재된 노치를 갖는 웨이퍼를 얼라인먼트할 때에, 상기 웨이퍼를 촬상 수단에 의해서 촬상하고, 웨이퍼 화상에 의거하여 상기 웨이퍼의 중심을 검출하는 방법에 있어서, 상기 촬상 수단에 의해 상기 노치를 포함시켜 상기 웨이퍼를 촬상하는 공정과, 상기 웨이퍼의 화상으로부터 에지라인을 추출하는 공정과, 상기 에지라인으로부터 상기 노치형상을 검출하는 공정과, 상기 노치형상에 의거하여 상기 웨이퍼의 중심을 산출하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 2에 기재된 웨이퍼의 중심 검출 방법은 청구항 1에 기재된 발명에 있어서, 상기 노치가 소정의 방향으로 되도록 상기 화상을 회전시키는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 3에 기재된 웨이퍼의 중심 검출 방법은 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 발명에 있어서, 상기 노치형상을 검출하는 공정은 상기 에지라인의 기울기에 의거하여 상기 노치의 시점 및 상기 노치의 종점을 검출하는 공정과, 상기 노치의 형상을 함수 근사 처리하는 것에 의해서 상기 노치의 정점을 산출하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 4에 기재된 웨이퍼의 중심 검출 방법은 청구항 3에 기재된 발명에 있어서, 상기 노치형상을 검출하는 공정은 상기 시점과 상기 정점의 결선의 제 1 경사각을 구하는 공정과, 상기 종점과 상기 정점의 결선의 제 2 경사각을 구하는 공정과, 상기 시점과 상기 종점의 결선의 제 3 경사각을 구하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 5에 기재된 웨이퍼의 중심 검출 방법은 청구항 4에 기재된 발명에 있어서, 상기 제 1 경사각과 상기 제 2 경사각의 가산값의 절대값 및 상기 제 3 경사각이 각각의 허용값내에 있는지 없는지를 판단하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 6에 기재된 웨이퍼의 중심 검출 방법은 청구항 5에 기재된 발명에 있어서, 상기 제 1 경사각과 상기 제 2 경사각의 가산값의 절대값 및 상기 제 3 경사각이 각각 제 1, 제 2 허용값을 갖고, 제 1 허용값이 0.1° 이하이고 또한 상기 제 2 허용값이 실질적으로 0°인 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 7에 기재된 웨이퍼의 중심 검출 방법은 청구항 6에 기재된 발명에 있어서, 상기 제 1 경사각과 상기 제 2 경사각의 가산값의 절대값 및 상기 제 3 경사각의 적어도 어느 한쪽이 제 1, 제 2 허용값내에 없을 때에는 상기 화상을 소정의 각도만큼 회전시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 8에 기재된 웨이퍼의 중심 검출 방법은 청구항 7에 기재된 발명에 있어서, 상기 소정의 회전량이 0.1°인 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 9에 기재된 웨이퍼의 중심 검출 방법은 청구항 7 또는 청구항 8에 기재된 발명에 있어서, 상기 회전량을 점차 보존하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 10에 기재된 웨이퍼의 중심 검출 방법은 청구항 5 또는 청구항 6에 기재된 발명에 있어서, 상기 제 1 경사각과 상기 제 2 경사각의 가산값의 절대값 및 상기 제 3 경사각이 각각 제 1, 제 2 허용값내에 있을 때에는 상기 시점과 상기 종점을 연결하는 직선과, 이 직선에 수직이고 상기 정점을 지나는 수선과의 교점을 상기 웨이퍼의 에지 위치로서 산출하는 공정과, 상기 에지 위치로부터 상기 웨이퍼의 반경분만큼 떨어진 상기 수선상의 위치를 상기 웨이퍼의 중심으로서 구하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 11에 기재된 기록 매체는 컴퓨터를 구동시켜 탑재대상에 탑재된 노치를 갖는 웨이퍼의 얼라인먼트시에, 상기 웨이퍼를 촬상 수단에 의해서 촬상하고, 표시 화면상에 표시된 웨이퍼 화상에 의거하여 상기 웨이퍼의 중심을 검출하도록 컴퓨터를 구동시키는 프로그램을 기록한 기록 매체로서, 상기 컴퓨터를 구동시켜, 청구항 1 내지 청구항 10중의 어느 한 항에 기재된 웨이퍼의 중심 검출 방법을 실행시키는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 탑재대의 이동량을 적게 하여 웨이퍼의 얼라인먼트 시간을 단축시킬 수 있는 웨이퍼의 중심 검출 방법 및 그 방법을 기록한 기록 매체를 제공할 수 있다.
이하, 도 1∼도 5에 나타내는 실시형태에 의거하여 본 발명을 설명한다. 본 실시형태의 검사 장치(10)는 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이, 피처리체인 노치를 갖는 웨이퍼 W를 탑재하는 이동 가능한 탑재대(11)와, 이 탑재대(11)의 위쪽에 배치된 프로브 카드(12)와, 이 프로브 카드(12)의 복수의 프로브(12A)와 탑재대(11)상의 웨이퍼 W의 얼라인먼트를 실행하는 얼라인먼트 기구(13)와, 얼라인먼트 기구(13)를 구성하는 제 1, 제 2 촬상 수단(예를 들면, CCD 카메라)(14, 15)과, 제 1, 제 2 CCD 카메라(14, 15)에 의해서 촬상된 화상을 표시하는 표시 화면(16)을 갖는 표시 장치와, 이들 구성기기를 제어하는 컴퓨터로 이루어지는 제어 장치(17)를 구비하고, 제어 장치(17)의 제어하에서, 얼라인먼트 기구(13)에 의해서 탑재대(11)상의 웨이퍼 W와 프로브 카드(12)의 복수의 프로브(12A)와의 얼라인먼트를 실행한 후, 복수의 프로브(12A)와 웨이퍼 W를 전기적으로 접촉시켜 웨이퍼 W의 전기적 특성 검사를 실행하도록 구성되어 있다.
또한, 검사 장치(10)는 도 1에 나타내는 바와 같이 키보드 등의 입력부(18)를 구비하여, 입력부(18)에 의해서 각종 검사 조건을 입력할 수 있으며, 표시 화면(16)상에 표시된 메뉴(16A)나 마이크로 컴퓨터(도시하지 않음)를 지정하여 각종 프로그램 등을 실장할 수 있다.
탑재대(11)는 도 1에 나타내는 바와 같이 구동 기구(11A) 및 검출기(예를 들면, 인코더)(11B)를 구비하고, 구동 기구(11A)를 거쳐서 X, Y, Z 및 θ방향으로 이동시킴과 동시에 인코더(11B)를 거쳐서 이동량을 검출하도록 구성되어 있다. 구동 기구(11A)는 탑재대(11)가 배치된 XY 테이블을 구동한다, 예를 들면 모터와 볼나사를 주체로 하는 구동 기구(도시하지 않음)와, 탑재대(11)에 내장된 승강 구동 기구와, 탑재대(11)를 θ방향으로 회전시키는 θ구동 기구를 구비하고 있다. 인코더(11B)는 모터의 회전수를 거쳐서 XY 테이블의 X, Y방향으로의 이동거리를 각각 검출하고, 각각의 검출 신호를 제어 장치(17)로 송신한다. 제어 장치(17)는 인코더(11B)로부터의 신호에 의거하여 구동 기구(11A)를 제어하고, 이로써 탑재대(11)의 X, Y방향으로의 이동량을 제어한다.
얼라인먼트 기구(13)는 상술한 바와 같이 제 1, 제 2 CCD 카메라(14, 15) 및 얼라인먼트 브리지(19)를 구비하고 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 제 1 CCD 카메라(14)는 얼라인먼트 브리지(19)에 장착되고, 제 2 CCD 카메라(15)는 탑재대(11)의 측쪽에 장착되어 있다. 제 1, 제 2 CCD 카메라(14, 15)는 모두 고배율과 저배율의 2개의 배율을 구비하며, 소정의 배율로 프로브(12A)나 웨이퍼 W를 촬상한다.
제 1 CCD 카메라(14)는 얼라인먼트 브리지(19)를 거쳐서 프로버실의 배면으로부터 프로브 센터까지 진출하여 프로브 카드(12)와 탑재대(11)의 사이에 위치하고, 여기서 탑재대(11)가 X, Y방향으로 이동하는 동안에, 웨이퍼 W를 위쪽으로부터 소정의 배율로 도 2의 (a)의 사각으로 둘러싼 노치 N을 포함하는 부분을 촬상하고, 촬상 신호를 제어 장치(17)로 송신하며, 제어 장치(17)를 거쳐서 그 웨이퍼 화상을 표시 화면(16)상에 표시한다. 또한, 제 2 CCD 카메라(15)는 얼라인먼트 브리지(19)가 프로브실내의 배면으로 후퇴한 후, 프로브 카드(12)의 아래쪽에서 탑재대(11)가 X, Y방향으로 이동하는 동안에, 프로브 카드(12)의 아래쪽으로부터 복수의 프로브(12A)를 소정의 배율로 촬상하고, 촬상 신호를 제어 장치(17)로 송신하며, 제어 장치(17)를 거쳐서 프로브를 표시 화면(16)상에 표시한다.
제어 장치(17)는 중앙 연산 처리부(17A)와, 본 발명의 웨이퍼의 중심 검출 방법을 실행하는 프로그램을 포함하는 각종 프로그램이 기억된 프로그램 기억부(17B)와, 각종 데이터를 기억하는 기억부(17C)와, 제 1, 제 2 CCD 카메라(14, 15)로부터의 촬상 신호를 화상 처리하는 화상 처리부(14A, 15A)와, 이들 화상 처리부(14A, 15A)로부터의 화상 신호를 화상 데이타로서 기억하는 화상 기억부(14B, 15B)와, 이들 화상 신호에 의거하여 표시 화면(16)에 중앙 연산 처리부(17A)의 처리 화상을 표시하기 위한 표시 제어부(14C, 15C)를 구비하고, 중앙 연산 처리부(17A)가 프로그램 기억부(17B), 기억부(17C)의 사이에서 신호를 송수신하여 검사 장치(10)의 각종 구성기기를 제어한다.
중앙 연산 처리부(17A)에는 입력부(18)가 접속되며, 입력부(18)로부터 입력된 각종 데이터 신호를 처리하여, 기억부(17C)에 저장한다. 본 실시형태에서는 프로그램 기억부(17B)에 본 발명의 웨이퍼의 중심 검출 방법을 실행하기 위한 프로그램이 저장되며, 표시 화면(16)의 메뉴 (16A)로부터 프로그램을 선택하여 실행시킬 수 있다. 또한, 이들 방법은 메뉴 표시 대신에 아이콘 표시로 해도 좋다.
또한, 중앙 연산 처리부(17A)에는 화상 기억부(14B, 15B) 및 표시 제어부(14C, 15C)가 접속되고, 제 1, 제 2 CCD 카메라(14, 15)에 의한 촬상 화상을 중앙 연산 처리부(17A) 및 표시 제어부(14C, 15C)를 거쳐서 표시 화면(16)상에 각각 표시한다. 화상 기억부(14B, 15B)에는 제 1, 제 2 CCD 카메라(14, 15)에 의한 현재의 촬상 화상 이외에, 과거의 촬상 화상이나 가공 화상 등을 저장할 수 있다.
웨이퍼의 중심 검출 방법의 프로그램이나 그 밖의 프로그램은 각종 기억 매체를 거쳐서 프로그램 기억부(17B)에 저장되어 있다. 또한, 이들 프로그램은 통신 매체에 의해서 각종의 검사 장치에 다운로드할 수도 있다. 본 실시형태에서는 프로그램 기억부(17B)에 저장된 웨이퍼의 중심 검출 방법의 프로그램을 실행한다.
다음에, 도 2∼도 5를 참조하면서 본 발명의 웨이퍼의 중심 검출 방법의 1실시형태에 대해 설명한다. 웨이퍼의 중심 검출은 웨이퍼 W의 프리 얼라인먼트 후에 웨이퍼 W의 얼라인먼트의 일환으로서 초기단계에 실행되고, 웨이퍼 W의 중심을 구함과 동시에 웨이퍼 W의 회전량을 구한다. 웨이퍼 W의 중심은 XY좌표에 있어서 약 50㎛ 이내, 회전각도에서 약 0.1°의 범위내의 정밀도로 구해진다. 또한, 웨이퍼 W의 프리 얼라인먼트는 XY방향으로 예를 들면 ± 500㎛ 정도이고 노치의 회전 방향은 예를 들면 ±1° 정도의 정밀도로 실행되고 있다.
우선, 표시 화면(16)의 메뉴(16A)로부터 웨이퍼의 중심 검출 방법을 나타내는 프로그램을 선택하면, 제어 장치(17)를 거쳐서 그 프로그램을 도 3에 나타내는 흐름에 따라서 실행한다. 즉, 로더실에 있어서 미리 프리 얼라인먼트된 웨이퍼 W를 프로버실의 탑재대(11)상에 탑재한다. 이 때, 웨이퍼 W는 이미 프리 얼라인먼트되어 있기 때문에, 웨이퍼 W의 노치가 대략 일정한 방향으로 되어 탑재대(11)상에 웨이퍼 W가 탑재되어 있다. 여기서, 프로브 센터에서 대기하고 있는 제 1 CCD 카메라(14)의 아래쪽에서 탑재대(11)가 구동 기구(11A)를 거쳐서 구동하고, 웨이퍼 W의 노치 N이 제 1 CCD 카메라(14)의 광축에 위치하도록 이동하며, 이 위치에서 제 1 CCD 카메라(14)가 노치를 검출한 후(스텝 S1), 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 노치 N을 중심으로 해서 웨이퍼 W를 촬상하면, 그 화상이 화상 처리부(14A) 및 화상 기억부(14B)를 거쳐서 제어 장치(17)내에 받아들여진다(스텝 S2). 제어 장치(17)에서는 중앙 연산 처리부(17A)를 거쳐서 표시 화면(16)에 도 1, 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 화상 W1을 표시한다. 도 1에서는 웨이퍼 화상 W1의 방향은 노치 N이 정점을 위쪽으로 한 수직 상태로부터 90° 시계방향으로 회전한 수평 상태로 되어 있다. 탑재대(11)상의 웨이퍼 W는 프리 얼라인먼트되어 있기 때문에, 웨이퍼 화상 W1은 도 1, 도 4의 (a)에 나타내는 상태 이외에, 예를 들면 더욱 시계 방향으로 90°, 180°, 270° 회전한 상태로 될수 있다.
그래서 본 실시형태에서는 웨이퍼 W의 중심을 검출하기 쉽도록 표시 화면(16)상에서 웨이퍼 화상 W1의 중심을 기준으로 해서 웨이퍼 W1을 도 4의 (a)의 상태로부터 동일 도면의 (b)에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 화상 W1의 중심을 기준점으로 하여 90° 시계방향으로 회전시켜 노치 N이 수직으로 서도록 화상 변환한다(스텝 S3). 이 때, 예를 들면 노치 N의 방향이 도 4의 (a)에 나타내는 위치로부터 반시계방향으로 90° 회전한 상태이면, 시계 방향으로 180° 회전시켜 도 4의 (b)의 상태로 화상 변환한다. 웨이퍼 화상 W1가 그 밖의 방향을 나타내는 경우에는 도 4의 (b)의 상태로 되도록 화상 변환한다. 그 후, 캘리퍼 툴<calliper tool>을 이용하여 도 4의 (b)에 나타내는 웨이퍼 화상 W1로부터 에지라인 E 를 추출하고(스텝 S4), 동일 도면의 (c)에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 화상 W1의 에지라인 E를 2차원의 XY좌표로서 그래프화한다. 여기서 캘리퍼 툴은 에지라인 E를 추출하는 기능이며, 웨이퍼 화상 W1의 화상으로부터 자동적으로 웨이퍼 화상 W1의 에지라인 E를 추출한다.
그 후, 캘리퍼 툴을 이용하여 웨이퍼 화상 W1의 에지 E로부터 노치 N을 검출한다(스텝 S5). 노치 N을 검출하는 공정은 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 노치 N의 2개의 변이점(시점<start point>, 종점<end point>)을 검출하는 공정과, 노치 N의 정점을 검출하는 공정과, 노치 N의 기울기를 구하는 공정을 포함하고 있다.
노치 N의 변이점을 검출하는 공정에서는 우선 도 5의 (a)에 있어서의 에지라인 E상의 인접하는 위치 데이터(화소)를 X방향으로 1화소씩 정방향으로 진행시키고, Y방향의 위치 데이터의 차분 처리를 하여 변위 데이터 Dn(=Yn-Yn +1)를 구한다. 이 차분 처리를 순차 반복하여, 변위 데이터 Dn이 최초에 예를 들면 기준값 10이상 의 변위를 나타내는 점을 인식하면, 이 점을 시점 SP로서 검출하여, 시점 SP의 좌표값(Xs, Ys)을 기억부(17C)에 저장한다. 이 차분 처리를 X의 정방향으로 연속하여 실행하고, 마지막에 10 이상의 변위를 나타내는 점을 인식하면, 이 점을 종점 EP로서 검출하고, 종점 EP의 좌표값(XE, YE)을 기억부(17C)에 저장한다. 이와 같이 인접하는 위치 데이터를 차분 처리하는 것에 의해서, 시점 SP 및 종점 EP를 확실하게 검출할 수 있다. 또한, 여기서는 시점 SP 및 종점 EP를 구할 때에, 변위 데이터 Dn의 변위의 기준값을 10으로 하고 있지만, 이 기준값은 10에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라서 적절한 수치를 설정할 수 있다. 이 반복적인 차분 처리는 에지 라인 E의 접선의 기울기를 산출하고, 이 기울기에 의거하여 시점 SP 및 종점 EP를 구하는 것과 동일하다. 기울기의 크기가 아닌, 변화율로 설정할 수도 있다.
노치 N의 정점의 검출공정에서는 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이 노치 N의 형상이 이차함수에 가까운 형상으로 형성되어 있기 때문에, 최소제곱법을 이용하여 노치 N의 곡선상에 있는 복수의 위치 데이터에 의거하여 이차함수를 구한 후, 그 이차함수의 정점을 노치 N의 정점 KP의 좌표값(XK, YK)으로서 구한다. 이 시점에서는 노치 N의 정점과 웨이퍼 W의 중심을 지나는 직선이 X축에 대해 수직으로 되어 있는지 없는지가 불명이다. 수직이 아니면 이차함수를 재차 구할 필요가 있다. 그래서, 도 5의 (a)에 나타내는 노치 N의 기울기를 구한다.
노치의 기울기를 구하는 공정에서는 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이 우선 노치 N의 시점 SP와 정점 KP를 연결하는 직선의 기울기 M1=(YS-YK/XS-XK)을 구함과 동시에, 종점 EP와 정점 KP을 연결하는 직선의 기울기 M2=(YE-YK/XE-XK)를 구한다. 이어서, 시점 SP와 종점 EP를 연결하는 직선의 기울기 M3=(YS-YE/XS-XE)을 구한다. 이것에 의해 노치 N의 검출을 종료한다.
다음에, 노치 N의 기울기에 의해서, 도 3의 흐름도에 나타내는 바와 같이 탑재대상의 웨이퍼 W의 회전량이 허용값내에 있는지 없는지를 아래와 같이 하여 판단한다(스텝 S6). 즉, 회전량의 허용값은 M1+M2 < 0. 1°와 M3≒0의 2개이다. 이 2개의 허용값을 동시에 만족시키는지의 여부에 의해 웨이퍼 W의 회전량의 적부를 판단한다. 중앙 연산 처리부(17A)에 있어서, 이들 2개의 허용값을 동시에 만족시키는지의 여부를 판단하고, 2개의 허용값의 적어도 어느 한쪽을 만족시키지 않는 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같은 상태의 경우에는 화상을 웨이퍼 화상 W1의 중심을 기준으로 해서 θ방향으로 0.1°만큼 시계방향으로 회전시켜 그 기울기를 보정하고, 그 웨이퍼 화상 W1의 회전량(0.1°)을 기억부(17C)에 저장한다(스텝 S7). 웨이퍼 화상 W1 의 회전 후, 노치 N의 기울기가 2개의 조건이 허용값내에 달할 때까지 상술한 스텝 S4부터 스텝 S6까지의 조작을 반복 실행함과 동시에, 처음부터의 회전량을 기억부(17C)에 순차 저장한다.
도 3에 나타내는 스텝 S6에 있어서 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이 노치 N의 기울기가 허용값내에 있다고 판단하면, 노치 N의 시점 SP와 종점 EP를 연결하는 직선에 대해 정점 KP를 지나는 수선을 작성하고, 동일 도면의 (c)에 나타내는 바와 같이 수선과 직선의 교점(XN, YN)을 산출한다. 이 교점(XN, YN)은 웨이퍼 W의 에지 라인상의 일점으로서 인식하고, 그 좌표값을 기억부(17C)에 저장한다. 그 후, 화상을 역변환하여 스텝 S3에서 실행한 화상 변환전의 도 2의 (a)에 나타내는 촬상 화상으로 되돌린다(스텝 S8). 이 때, 스텝 S7에서 실행한 화상의 회전량은 되돌리지 않고 원래의 촬상 화상 그대로로 한다. 이 때, 교점(XN, YN)은 이것을 구할 때까지의 회전량에 따라 촬상 화상상에서 변환하고, 그 화면상에서 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 W의 에지라인상의 교점(X′N, Y′N)으로서 표시된다. 그리고, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이 촬상 화면상에서 에지라인 E에 있어서 교점(X'N, Y'N)과 교차하는 수선 L (도 5에서, 정점 KP와 교점(XN, YN)을 연결하는 선에 해당)을 긋고, 교점(X'N, Y'N)으로부터 웨이퍼 W의 반경분만큼 떨어진 수선 L상의 위치를 웨이퍼 W의 중심점 C(XC, YC)로 해서 산출하고(스텝 S9), 웨이퍼 W의 중심 검출을 종료한다(스텝 S10).
웨이퍼 W의 중심을 검출한 후, 중심 검출까지 회전한 웨이퍼 W1의 회전량만큼, 탑재대(11)를 θ방향으로 회전하는 것에 의해서 노치 N이 웨이퍼 W의 얼라인먼트에 의해 구해지는 방향과 정확하게 일치하고, 이 노치 N에 의거하여 검출된 웨이퍼 W의 중심이 얼라인먼트에 의해 구해지는 중심으로 되어, 웨이퍼 W의 얼라인먼트를 고정밀도로 실행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시형태의 웨이퍼의 중심 검출 방법은 제 1 CCD 카메라(14)에 의해 노치 N을 중심으로 웨이퍼 W를 촬상한 후, 웨이퍼 W의 화상으로부터 에지 E를 추출하고, 이 에지로부터 노치 N을 검출하며, 또한 노치 N에 의거하여 웨이퍼 W의 중심 C를 산출하기 때문에, 탑재대(11)는 제 1 CCD 카메라(14)의 아래쪽으로 한번만 이동하는 것만으로 웨이퍼 W의 중심을 검출할 수 있고, 탑재대(11)의 이동량이 적어져 얼라인먼트 시간을 현격히 단축할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 노치 N의 정점 KP가 위쪽으로 되도록 웨이퍼 W1의 화상을 회전시키기 때문에, 노치 N의 이차 함수 근사를 용이하게 실행할 수 있다. 또한, 노치 N을 검출할 때에는 에지라인 E상에서 인접하는 위치 데이터 Dn을 차분 처리하는 것에 의해서 노치 N의 시점 SP 및 노치 N의 종점 EP를 검출한 후, 노치 N의 형상을 이차 함수 근사 처리하는 것에 의해서 노치 N의 정점 KP를 산출하기 때문에, 웨이퍼 W의 중심을 검출하는 경우에 필요한 위치 데이터를 확실하게 얻을 수 있다. 또한, 노치 N을 검출할 때에는 노치 N의 시점 SP 및 정점 KP의 결선의 제 1 경사각 M1과, 종점 EP와 정점 KP의 결선의 제 2 경사각 M2와, 시점 SP와 종점 EP의 결선의 제 3 경사각 M3을 구하는 것에 의해, 이들 경사각 M1, M2, M3에 의거하여 웨이퍼 W의 기준위치부터의 회전량을 검출할 수 있고, 더 나아가서는 그 회전량을 보정하여 웨이퍼 W의 얼라인먼트에 의해 구해지는 방향과 정확하게 일치시킬 수 있다.
또한, 제 1 경사각 M1과 제 2 경사각 M2의 가산값의 절대값 및 제 3 경사각 M3이 각각 허용값내에 있을 때에는 시점 SP과 종점 EP를 연결하는 직선과, 이 직선 에 수직이고 정점 KP를 지나는 수선의 교점(XN, YN)에 의거하여 얻어진 웨이퍼 화상 W1의 교점(X'N, Y'N)을 웨이퍼 W의 에지 위치로 해서 산출함과 동시에, 에지 위치로부터 웨이퍼 W의 반경분만큼 떨어진 수선상의 위치를 웨이퍼의 중심으로 하여 구하기 때문에, 노치 N상의 주요 3점과 웨이퍼 사이즈에 의해서 웨이퍼 W의 중심 C를 확실하게 검출할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는 웨이퍼 W를 검사하는 경우에 대해 설명했지만, 본 발명의 웨이퍼의 중심 검출 방법은 검사 장치 이외에 촬상 수단을 이용하여 웨이퍼의 중심을 검출하는 경우에도 적용할 수 있다.
본 발명은 웨이퍼의 중심을 검출하는 경우에 적합하게 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 웨이퍼의 중심 검출 방법의 1실시형태를 실시하기 위해 이용되는 검사 장치의 구성을 나타내는 블럭도이고,
도 2의 (a), (b)는 각각 도 1에 나타내는 제 1 CCD 카메라로 촬상하는 웨이퍼를 나타내는 평면도로서, (a)는 제 1 CCD 카메라로 촬상하는 부분을 나타내는 도면, (b)는 본 발명 방법에 의해 웨이퍼의 중심을 구한 도면이고,
도 3은 웨이퍼의 중심을 검출할 때까지의 전체 공정을 나타내는 흐름도이고,
도 4의 (a)∼(c)는 각각 웨이퍼의 촬상부터 웨이퍼 W의 에지의 추출까지를 공정순으로 나타내는 주요부 공정도이고,
도 5의 (a)∼(c)는 각각 웨이퍼의 노치 검출로부터 노치 부분의 에지라인의 중심을 구할 때까지를 공정순으로 나타내는 주요부 공정도이고,
도 6의 (a), (b)는 각각 검사 장치의 일예를 나타내는 도면으로써, (a)는 정면의 일부를 파단하여 나타내는 정면도, (b)는 검사 장치의 내부를 나타내는 평면도이고,
도 7은 종래의 웨이퍼의 중심 검출 방법의 일예를 나타내는 설명도이다.
(도면의 주요부분에 관한 부호의 설명)
10: 검사 장치 11: 탑재대
13: 얼라인먼트 기구 14: 제1 CCD 카메라(촬상 수단)
16: 표시 화면 W: 웨이퍼
N: 노치 SP: 시점
EP: 종점 KP: 정점

Claims (11)

  1. 이동 가능한 탑재대상에 탑재된 노치를 갖는 웨이퍼를 얼라인먼트할 때에, 웨이퍼 화상에 의거하여 상기 웨이퍼의 중심을 검출하는 방법에 있어서,
    촬상 수단에 의해 상기 노치를 포함시켜 상기 웨이퍼를 촬상하는 공정과,
    상기 웨이퍼의 화상으로부터 에지라인을 추출하는 공정과,
    상기 에지라인으로부터 상기 노치의 형상을 검출하는 공정과,
    상기 노치의 형상에 의거하여 상기 웨이퍼의 중심을 산출하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는
    웨이퍼의 중심 검출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 노치가 소정의 방향으로 되도록 상기 화상을 회전시키는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는
    웨이퍼의 중심 검출 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 노치형상을 검출하는 공정은 상기 에지라인의 접선의 기울기에 의거하여 상기 노치의 시점 및 상기 노치의 종점을 검출하는 공정과,
    상기 노치의 형상을 함수 근사 처리하는 것에 의해서 상기 노치의 정점을 산출하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는
    웨이퍼의 중심 검출 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 노치의 형상을 검출하는 공정은 상기 시점과 상기 정점의 결선의 제 1 경사각을 구하는 공정과,
    상기 종점과 상기 정점의 결선의 제 2 경사각을 구하는 공정과,
    상기 시점과 상기 종점의 결선의 제 3 경사각을 구하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는
    웨이퍼의 중심 검출 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 경사각과 상기 제 2 경사각의 가산값의 절대값 및 상기 제 3 경사각이 각각의 허용값내에 있는지 없는지를 판단하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는
    웨이퍼의 중심 검출 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 경사각과 상기 제 2 경사각의 가산값의 절대값 및 상기 제 3 경사각이 각각 제1, 제 2 허용값을 갖고, 제 1 허용값이 약 0.1° 이하이고 또한 상기 제 2 허용값이 실질적으로 0°인 것을 특징으로 하는
    웨이퍼의 중심 검출 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 경사각과 상기 제 2 경사각의 가산값의 절대값 및 상기 제 3 경사각의 적어도 어느 한쪽이 제1, 제 2 허용값내에 없을 때에는 상기 화상을 소정의 각도만큼 회전시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는
    웨이퍼의 중심 검출 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 소정의 각도는 약 0.1°인 것을 특징으로 하는
    웨이퍼의 중심 검출 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 소정의 각도를 순차 보존하는 것을 특징으로 하는
    웨이퍼의 중심 검출 방법.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 경사각과 상기 제 2 경사각의 가산값의 절대값 및 상기 제 3 경사각이 각각 제1, 제 2 허용값내에 있을 때에는 상기 시점과 상기 종점을 연결하는 직선과, 이 직선에 수직이고 상기 정점을 지나는 수선과의 교점을 상기 웨이퍼의 에지 위치로서 산출하는 공정과,
    상기 에지 위치로부터 상기 웨이퍼의 반경분만큼 떨어진 상기 수선상의 위치를 상기 웨이퍼의 중심으로서 구하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는
    웨이퍼의 중심 검출 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    컴퓨터를 구동시켜 탑재대상에 탑재된 노치를 갖는 웨이퍼의 얼라인먼트시에, 상기 웨이퍼를 촬상 수단에 의해서 촬상하고, 표시 화면상에 표시된 웨이퍼 화상에 의거하여 상기 웨이퍼의 중심을 검출하도록 컴퓨터를 구동시키는 프로그램을 기록한 기록 매체로서, 상기 컴퓨터를 구동시켜, 웨이퍼의 중심 검출 방법을 실행시키는 것을 특징으로 하는
    기록 매체.
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