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JP4889616B2 - Aligner equipment - Google Patents
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Description

この発明は、半導体製造に用いられ、円形薄板状のウエハの位置決めに使用されるアライナ装置に関する。   The present invention relates to an aligner used for semiconductor manufacturing and used for positioning a circular thin plate-like wafer.

半導体製造には、円形薄板状のウエハに対する複数の処理が含まれる。各処理は、個別の処理装置を用いて行われる。ウエハは、1つの処理装置での処理が終了する毎に次の処理を行う処理装置へロボットを介して搬送される。各処理装置でウエハに適正な処理を施すためには、各処理装置に対してウエハを正確な位置に適正な回転角度で搬送する必要がある。このため、半導体製造には、ウエハを予め定められた基準位置及び基準角度に位置決めするアライナ装置が用いられる(例えば、特許文献1参照。)。   Semiconductor manufacturing includes a plurality of processes on a circular thin wafer. Each processing is performed using an individual processing device. The wafer is transferred via a robot to a processing apparatus that performs the next processing every time processing in one processing apparatus is completed. In order to perform an appropriate process on a wafer in each processing apparatus, it is necessary to convey the wafer to an accurate position with an appropriate rotation angle with respect to each processing apparatus. For this reason, an aligner that positions a wafer at a predetermined reference position and reference angle is used for semiconductor manufacturing (see, for example, Patent Document 1).

アライナ装置は、ウエハを載置したステージを垂直な軸廻りに回転させながらエッジセンサでウエハの外周端を検出し、エッジセンサの1周分の検出結果に基づいてステージに対するウエハの偏心量及び偏心方向、並びにノッチ又はオリフラの位置を算出する。エッジセンサは、ウエハの外周端の近傍でウエハを厚さ方向(垂直方向)に挟む発光部と受光部とを備え、ステージの半径方向(水平方向)に並んだ複数の平行光を発光部から受光部に向けて照射し、半径方向の受光位置に応じた検出信号を受光部から出力する。   The aligner detects the outer peripheral edge of the wafer with an edge sensor while rotating the stage on which the wafer is placed around a vertical axis, and the amount of eccentricity and eccentricity of the wafer with respect to the stage based on the detection result of one edge sensor. Calculate the direction as well as the position of the notch or orientation flat. The edge sensor includes a light emitting unit and a light receiving unit that sandwich the wafer in the thickness direction (vertical direction) in the vicinity of the outer peripheral edge of the wafer, and receives a plurality of parallel lights arranged in the radial direction (horizontal direction) of the stage from the light emitting unit. Irradiation is directed toward the light receiving unit, and a detection signal corresponding to the light receiving position in the radial direction is output from the light receiving unit.

一方、ウエハは、後の処理での損傷を防止するため、所定の処理が終了した時点で表面にフィルムが貼付される場合がある。フィルムは、ウエハとの位置関係を正確に規定することなくウエハの表面の全面を確実に被覆できるように、ウエハよりも大径に形成されている。フィルムの外周端は、ウエハの外周端から外側にはみ出しており、はみ出し量はウエハの全周について一定でない。このため、従来のエッジセンサでは、フィルムの外周端は検出できるが、ウエハの外周端を検出することができない。   On the other hand, in order to prevent damage in later processing, a film may be attached to the surface of the wafer when predetermined processing is completed. The film is formed to have a larger diameter than the wafer so that the entire surface of the wafer can be reliably covered without accurately defining the positional relationship with the wafer. The outer peripheral edge of the film protrudes outward from the outer peripheral edge of the wafer, and the amount of protrusion is not constant for the entire periphery of the wafer. For this reason, the conventional edge sensor can detect the outer peripheral edge of the film, but cannot detect the outer peripheral edge of the wafer.

そこで、従来のエッジセンサに代えてリニアスキャンカメラを備えたアライナ装置が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。リニアスキャンカメラは、結像光学系とリニアイメージセンサとを含み、長手方向をステージの半径方向に沿って配置され、ウエハの下面側における外周端近傍の画像を撮像する。リニアスキャンカメラの出力信号に基づいて、ウエハの外周端の位置を抽出できるとされている。
特開平11−233594号公報 特開2006−023199号公報
Therefore, an aligner device having a linear scan camera instead of the conventional edge sensor has been proposed (see, for example, Patent Document 2). The linear scan camera includes an imaging optical system and a linear image sensor. The linear scan camera is arranged in the longitudinal direction along the radial direction of the stage and captures an image near the outer peripheral edge on the lower surface side of the wafer. The position of the outer peripheral edge of the wafer can be extracted based on the output signal of the linear scan camera.
JP-A-11-233594 JP 2006-023199 A

しかしながら、近年、ウエハの薄肉化が進んでおり、特に厚さ100μm以下のウエハでは反りが発生し易く、ウエハの表面に直交する方向についてウエハの外周端の位置が上下5mm程度の範囲で変位している場合がある。一般にリニアスキャンカメラは被写界深度が浅く、ウエハにこのような反りが生じている場合は、ウエハの回転中にウエハの外周端に焦点が合わなくなり、ウエハの外周端の位置を正確に検出することができなくなる。   However, in recent years, the thickness of the wafer has been reduced. In particular, a wafer having a thickness of 100 μm or less is likely to be warped, and the position of the outer peripheral edge of the wafer is displaced within a range of about 5 mm in the vertical direction in the direction perpendicular to the surface of the wafer. There may be. In general, linear scan cameras have a shallow depth of field, and when the wafer is warped, the outer edge of the wafer is not focused during wafer rotation, and the position of the outer edge of the wafer is accurately detected. Can not do.

また、アライナ装置に対するウエハの搬送位置の誤差、ノッチ又はオリフラの形状等を考慮すると、ステージの半径方向について比較的長い範囲を撮像できるようにする必要がある。このため、結像光学系の口径が大きくなり、コストの上昇を招くだけでなく、ステージとの干渉によって小径のウエハの位置決めが困難になる。また、リニアイメージセンサの素数が増加し、検出信号の転送時間が長くなり、ウエハの位置決め作業が長時間化する。   In consideration of an error in the wafer transfer position with respect to the aligner, the shape of the notch or orientation flat, etc., it is necessary to be able to image a relatively long range in the radial direction of the stage. For this reason, the aperture diameter of the imaging optical system becomes large, which not only increases the cost, but also makes it difficult to position a small diameter wafer due to interference with the stage. Further, the prime number of the linear image sensor increases, the transfer time of the detection signal becomes long, and the wafer positioning operation takes a long time.

この発明の目的は、フィルムが貼付されたウエハに搬送位置の誤差や反りを生じている場合にも、ウエハの外周端の位置を撮像範囲の比較的小さいリニアスキャンカメラで正確に検出することができるアライナ装置を提供することにある。   An object of the present invention is to accurately detect the position of the outer peripheral edge of a wafer with a linear scan camera having a relatively small imaging range even when an error or warpage of the transfer position occurs in a wafer to which a film is attached. It is in providing the aligner apparatus which can be performed.

この発明のアライナ装置は、ウエハ回転機構、リニアスキャンカメラ、変位センサ、面振追従機構、偏心追従機構、制御部を備えている。ウエハ回転機構は、ウエハを垂直軸廻りに回転させる。リニアスキャンカメラは、ウエハの下方に配置され、垂直軸の半径方向における所定長さの撮像範囲で上方の画像を撮像する。変位センサは、ウエハの外周端の垂直方向の位置を検出する。面振追従機構は、ウエハに対してリニアスキャンカメラを相対的に垂直方向に移動させる。偏心追従機構は、ウエハに対してリニアスキャンカメラを相対的に水平方向に移動させる。制御部は、ウエハが1回転する間に、変位センサの検出結果に基づいてウエハの外周端がリニアスキャンカメラの被写界深度内に位置するように面振追従機構を動作させる。また、制御部は、ウエハが1回転する間に、イメージセンサの撮像データに基づいてウエハの外周端がリニアスキャンカメラの水平方向の撮像範囲内に位置するように偏心追従機構を動作させる。   The aligner of the present invention includes a wafer rotation mechanism, a linear scan camera, a displacement sensor, a surface vibration tracking mechanism, an eccentric tracking mechanism, and a control unit. The wafer rotation mechanism rotates the wafer around a vertical axis. The linear scan camera is disposed below the wafer and captures an upper image within an imaging range having a predetermined length in the radial direction of the vertical axis. The displacement sensor detects the vertical position of the outer peripheral edge of the wafer. The surface vibration tracking mechanism moves the linear scan camera in the vertical direction relative to the wafer. The eccentric tracking mechanism moves the linear scan camera relative to the wafer in the horizontal direction. The controller operates the surface follow-up mechanism so that the outer peripheral edge of the wafer is positioned within the depth of field of the linear scan camera based on the detection result of the displacement sensor during one rotation of the wafer. Further, the control unit operates the eccentric tracking mechanism so that the outer peripheral edge of the wafer is positioned within the horizontal imaging range of the linear scan camera based on the imaging data of the image sensor during one rotation of the wafer.

この構成では、ウエハが回転している間におけるウエハの外周端の垂直方向及び水平方向の位置に追従して、リニアスキャンカメラが、ウエハに対して相対的に、垂直方向及び水平方向に移動する。ウエハが1回転する間におけるウエハの外周端の垂直方向の変位量がリニアスキャンカメラの被写界深度を超える場合でも、また、ウエハが1回転する間におけるウエハの外周端の水平方向の変位量がリニアスキャンカメラの撮像範囲を超える場合でも、リニアスキャンカメラは焦点が合った状態でウエハの外周端の画像を撮像する。   In this configuration, the linear scan camera moves in the vertical and horizontal directions relative to the wafer, following the vertical and horizontal positions of the outer peripheral edge of the wafer while the wafer is rotating. . Even when the vertical displacement of the outer peripheral edge of the wafer during one rotation of the wafer exceeds the depth of field of the linear scan camera, the horizontal displacement of the outer peripheral edge of the wafer during one rotation of the wafer Even when the imaging range exceeds the imaging range of the linear scan camera, the linear scan camera captures an image of the outer peripheral edge of the wafer in a focused state.

この構成において、変位センサを撮像範囲内でリニアスキャンカメラとの間にウエハを垂直方向に挟んで配置するとともに、リニアスキャンカメラと一体にしてウエハの外周端に対して相対的に水平方向に移動させるようにしてもよい。リニアスキャンカメラが撮像すべきウエハの外周端の垂直方向の変位に応じて、面振追従機構を即時的に動作させることができる。   In this configuration, the displacement sensor is arranged with the wafer vertically sandwiched between the linear scan camera within the imaging range, and moved in the horizontal direction relative to the outer peripheral edge of the wafer together with the linear scan camera. You may make it make it. The surface vibration follow-up mechanism can be immediately operated in accordance with the vertical displacement of the outer peripheral edge of the wafer to be imaged by the linear scan camera.

また、面振追従機構を、リニアスキャンカメラを垂直方向に移動させる機構としてもよい。回転駆動されるウエハ回転機構にウエハを昇降させる機構を備える必要がなく、装置の構成を簡略化できる。   The surface vibration follow-up mechanism may be a mechanism that moves the linear scan camera in the vertical direction. It is not necessary to provide a mechanism for moving the wafer up and down in the rotationally driven wafer rotation mechanism, and the configuration of the apparatus can be simplified.

さらに、偏心追従機構を、ウエハ回転機構を水平方向に移動させる機構としてもよい。ウエハを挟んで上下に位置するリニアスキャンカメラ及び変位センサを、水平方向に移動させる必要がなく、装置の構成を簡略化できる。   Furthermore, the eccentric tracking mechanism may be a mechanism that moves the wafer rotation mechanism in the horizontal direction. It is not necessary to move the linear scan camera and the displacement sensor positioned above and below the wafer in the horizontal direction, and the configuration of the apparatus can be simplified.

ウエハ回転機構に、ウエハよりも小径のステージであってウエハの下面を真空吸着するステージを備えてもよい。ウエハの外周端を挟持する機構を備える必要がなく、装置の構成を簡略化できる。また、ウエハを適正な位置に移動させるための持ち替え作業が不要になり、位置決め作業を簡略化できる。   The wafer rotation mechanism may be provided with a stage having a smaller diameter than the wafer and vacuum-sucking the lower surface of the wafer. It is not necessary to provide a mechanism for clamping the outer peripheral edge of the wafer, and the configuration of the apparatus can be simplified. In addition, the holding work for moving the wafer to an appropriate position becomes unnecessary, and the positioning work can be simplified.

この発明によれば、ウエハが回転している間におけるウエハの外周端の垂直方向及び水平方向の位置に追従して、ウエハに対するリニアスキャンカメラの相対位置を垂直方向及び水平方向に移動させることができる。ウエハが1回転する間におけるウエハの外周端の垂直方向の変位量がリニアスキャンカメラの被写界深度を超える場合、及びウエハの外周端の水平方向の変位量がリニアスキャンカメラの撮像範囲を超える場合でも、ウエハの外周端の画像を焦点の合った状態で撮像することができる。これによって、フィルムが貼付されたウエハに搬送位置の誤差や反りを生じている場合にも、撮像範囲の比較的小さいリニアスキャンカメラでウエハの位置を正確に検出することができ、装置の大型化を防ぐことができる。   According to the present invention, the relative position of the linear scan camera with respect to the wafer can be moved in the vertical and horizontal directions following the vertical and horizontal positions of the outer peripheral edge of the wafer while the wafer is rotating. it can. When the vertical displacement amount of the outer peripheral edge of the wafer during one rotation of the wafer exceeds the depth of field of the linear scan camera, and the horizontal displacement amount of the outer peripheral edge of the wafer exceeds the imaging range of the linear scan camera. Even in this case, the image of the outer peripheral edge of the wafer can be taken in a focused state. This makes it possible to accurately detect the position of the wafer with a linear scan camera having a relatively small imaging range even when there is an error or warping of the transfer position on the wafer to which the film has been attached. Can be prevented.

図1は、この発明の実施形態に係るアライナ装置の側面図である。アライナ装置10は、半導体製造時に表面にフィルムが貼付された円形薄板のウエハWの位置決めに使用される。アライナ装置10には、図示しないロボットアームを介してウエハWが搬入される。アライナ装置10は、基台101上に下部ハウジング102を載置し、下部ハウジング102の上方にアーム103を介して上部ハウジング104を支持している。下部ハウジング102内には、ウエハ回転機構1、リニアスキャンカメラ2、面振追従機構3、偏心追従機構4、制御部5が収納されている。上部ハウジング104内には、変位センサ6、照明7が収納されている。   FIG. 1 is a side view of an aligner according to an embodiment of the present invention. The aligner apparatus 10 is used for positioning a wafer W of a circular thin plate having a film attached to the surface at the time of manufacturing a semiconductor. A wafer W is loaded into the aligner apparatus 10 via a robot arm (not shown). The aligner device 10 mounts a lower housing 102 on a base 101 and supports an upper housing 104 via an arm 103 above the lower housing 102. Housed in the lower housing 102 are a wafer rotation mechanism 1, a linear scan camera 2, a surface vibration follow-up mechanism 3, an eccentric follow-up mechanism 4, and a control unit 5. A displacement sensor 6 and an illumination 7 are housed in the upper housing 104.

ウエハ回転機構本体1は、ステージ11、スピンドル12、モータ13、基台14を備えている。ステージ11は、ウエハ1よりも小径の円盤状を呈し、図示しない真空ポンプを介して上面にウエハWを真空吸着する。ウエハWの外周端を挟持する機構を備える必要がなく、装置の構成を簡略化でき、ウエハWを適正な位置に移動させるための持ち替え作業が不要になり、位置決め作業を簡略化できる。スピンドル12は、円筒形状を呈し、上端にステージ11を保持する。モータ13は、スピンドル12の内部に収納されており、ステージ11を回転させる。基台14は、スピンドル12の下端部に固定され、テーブル15上に水平面内で互いに直交する2方向に移動自在に載置されている。   The wafer rotation mechanism main body 1 includes a stage 11, a spindle 12, a motor 13, and a base 14. The stage 11 has a disk shape smaller in diameter than the wafer 1 and vacuum-sucks the wafer W on the upper surface via a vacuum pump (not shown). It is not necessary to provide a mechanism for clamping the outer peripheral edge of the wafer W, the configuration of the apparatus can be simplified, the holding work for moving the wafer W to an appropriate position becomes unnecessary, and the positioning work can be simplified. The spindle 12 has a cylindrical shape and holds the stage 11 at the upper end. The motor 13 is housed inside the spindle 12 and rotates the stage 11. The base 14 is fixed to the lower end portion of the spindle 12 and is placed on the table 15 so as to be movable in two directions orthogonal to each other within a horizontal plane.

リニアスキャンカメラ2は、ステージ11上に載置されたウエハWの下方に配置され、レンズ21、CCD22を備えている。レンズ21は、所定の焦点距離だけ上方の像を、下方に位置するCCD22の受光面に結像させる。実際には、レンズ21は、所定の被写界深度内の像をピントの合った状態でCCD22の受光面に結像させる。CCD22は、複数の受光素子をスピンドル12の半径方向に沿う所定長さの撮像範囲に配列した1次元のリニアイメージセンサであり、各画素における受光量に応じた電気信号を出力する。なお、CCD22に代えてCMOS等の他の固体撮像素子を用いることができる。   The linear scan camera 2 is disposed below the wafer W placed on the stage 11 and includes a lens 21 and a CCD 22. The lens 21 forms an image above a predetermined focal length on the light receiving surface of the CCD 22 positioned below. Actually, the lens 21 forms an image within a predetermined depth of field on the light receiving surface of the CCD 22 in a focused state. The CCD 22 is a one-dimensional linear image sensor in which a plurality of light receiving elements are arranged in an imaging range having a predetermined length along the radial direction of the spindle 12 and outputs an electrical signal corresponding to the amount of light received at each pixel. Note that another solid-state imaging device such as a CMOS can be used instead of the CCD 22.

面振追従機構3は、一例として垂直方向(Z軸方向)に沿って対向配置された2個のソレノイド31,32を備え、ソレノイド31,32の駆動電圧に応じたZ軸方向の位置にリニアスキャンカメラ2を移動させる。面振追従機構3は、リニアスキャンカメラ2を正確にZ軸方向に沿って昇降移動させることを条件に、モータによって回転駆動されるボールネジ等の他の構成とすることができる。   As an example, the surface vibration follow-up mechanism 3 includes two solenoids 31 and 32 arranged to face each other along the vertical direction (Z-axis direction), and linearly moves to a position in the Z-axis direction corresponding to the drive voltage of the solenoids 31 and 32. The scan camera 2 is moved. The surface vibration follow-up mechanism 3 can have another configuration such as a ball screw that is rotationally driven by a motor on condition that the linear scan camera 2 is moved up and down accurately along the Z-axis direction.

なお、面振追従機構3は、リニアスキャンカメラ2をステージ11上に載置されたウエハWに対して相対的に垂直方向に移動させることができるものであれば良く、ステージ11を昇降させる機構であってもよい。但し、リニアスキャンカメラ2を昇降させる機構は、回転駆動されるステージ11を昇降させる機構に比較して構成を簡略化し易い。   The surface vibration follow-up mechanism 3 may be any mechanism that can move the linear scan camera 2 in the vertical direction relative to the wafer W placed on the stage 11. It may be. However, the mechanism for raising and lowering the linear scan camera 2 is easier to simplify the configuration than the mechanism for raising and lowering the stage 11 that is rotationally driven.

偏心追従機構4は、一例としてリニアモータ41を備え、基台14をテーブル15上の水平面内でリニアスキャンカメラ2に対して近接又は離間する方向(X軸方向)に往復移動させる。偏心追従機構4は、基台14を正確にX軸方向に移動させることを条件に、モータによって回転駆動されるボールネジ等の他の構成とすることができる。   The eccentric follow-up mechanism 4 includes a linear motor 41 as an example, and reciprocates the base 14 in a direction close to or away from the linear scan camera 2 (X-axis direction) in a horizontal plane on the table 15. The eccentric follower mechanism 4 can have other configurations such as a ball screw that is rotationally driven by a motor on condition that the base 14 is accurately moved in the X-axis direction.

なお、偏心追従機構4は、リニアスキャンカメラ2をステージ11上に載置されたウエハWに対して相対的にX軸方向に移動させることができるものであれば良く、リニアスキャンカメラ2を往復移動させる機構であってもよい。但し、テーブル上で基台14を水平面内の直交する2方向に移動させる機構が既設されており、リニアスキャンカメラ2を変位センサ6とともに往復移動させる機構に比較して構成を簡略化し易い。   The eccentric follower mechanism 4 may be any mechanism that can move the linear scan camera 2 in the X-axis direction relative to the wafer W placed on the stage 11. The mechanism to move may be sufficient. However, a mechanism for moving the base 14 in two orthogonal directions in the horizontal plane on the table is already provided, and the configuration can be simplified as compared with a mechanism for reciprocating the linear scan camera 2 together with the displacement sensor 6.

変位センサ6は、垂直方向について、リニアスキャンカメラ2との間にステージ11上に載置されたウエハWを挟む位置に配置されている。変位センサ6は、一例として、送信部から送信した超音波が対象物で反射して戻ってくるまでの時間を計時して対象物までの距離を測定する超音波センサであり、超音波を下方に向けて送信する。変位センサ6は、ステージ11上に載置されたウエハWの外周端のZ軸方向における位置を正確に検出できることを条件に、超音波センサ以外のセンサを用いることができる。   The displacement sensor 6 is disposed at a position where the wafer W placed on the stage 11 is sandwiched between the displacement sensor 6 and the linear scan camera 2 in the vertical direction. As an example, the displacement sensor 6 is an ultrasonic sensor that measures the distance until the ultrasonic wave transmitted from the transmission unit is reflected by the object and returns, and measures the distance to the object. Send to. As the displacement sensor 6, a sensor other than the ultrasonic sensor can be used on condition that the position of the outer peripheral end of the wafer W placed on the stage 11 in the Z-axis direction can be accurately detected.

照明7は、光源71及び拡散板72を備えている。光源71は、一例としてLEDであり、下方に向けて光を照射する。拡散板72は、光源71から照射された光を、ステージ11上に載置されたウエハWの外周端近傍に均一に配光する。照明7は、ステージ11上に載置されたウエハWの外周端近傍に均一に光を照射できることを条件に、他の構成及び配置位置とすることができる。   The illumination 7 includes a light source 71 and a diffusion plate 72. The light source 71 is an LED as an example, and irradiates light downward. The diffusion plate 72 uniformly distributes the light emitted from the light source 71 in the vicinity of the outer peripheral edge of the wafer W placed on the stage 11. The illumination 7 can have other configurations and arrangement positions on the condition that light can be uniformly irradiated in the vicinity of the outer peripheral edge of the wafer W placed on the stage 11.

図2は、上記アライナ装置に備えられる制御部のブロック図である。制御部5は、ウエハWが1回転する間に、ウエハWの外周端がリニアスキャンカメラ2の被写界深度内に位置するようにリニアスキャンカメラ2を昇降させ、ウエハWの外周端がリニアスキャンカメラ2の撮像範囲の中央部に位置するように基台14を往復移動させる。また、制御部5は、ステージ11上に載置されたウエハWの偏心量及び偏心方向、及びウエハWの外周の一部に形成されているノッチ又はオリフラ等の位置決め部の回転位置を検出し、ウエハWの中心位置及び回転角度を適正な位置及び角度に矯正する。   FIG. 2 is a block diagram of a control unit provided in the aligner device. The controller 5 raises and lowers the linear scan camera 2 so that the outer peripheral edge of the wafer W is positioned within the depth of field of the linear scan camera 2 during one rotation of the wafer W, and the outer peripheral edge of the wafer W is linear. The base 14 is reciprocated so as to be positioned at the center of the imaging range of the scan camera 2. Further, the control unit 5 detects the eccentric amount and the eccentric direction of the wafer W placed on the stage 11 and the rotational position of a positioning unit such as a notch or orientation flat formed on a part of the outer periphery of the wafer W. The center position and rotation angle of the wafer W are corrected to an appropriate position and angle.

このため、制御部5は、CPU51に、リニアスキャンカメラ2、変位センサ3、ROM52、RAM53、インタフェース54、モータドライバ55、ソレノイドドライバ56、リニアモータドライバ57、光源71を接続して構成されている。   For this reason, the control unit 5 is configured by connecting the linear scan camera 2, the displacement sensor 3, the ROM 52, the RAM 53, the interface 54, the motor driver 55, the solenoid driver 56, the linear motor driver 57, and the light source 71 to the CPU 51. .

CPU51は、ROM52に予め格納されたプログラムにしたがって、リニアスキャンカメラ2の画像データ及び変位センサ3の検出信号に基づいて、モータ12、ソレノイド31,32及びリニアモータ41,42を駆動する。この間に入出力されるデータがRAM53の所定のメモリエリアに格納される。なお、リニアモータ42は、基台14をテーブル15上の水平面内でX軸に直交する方向に沿って往復移動させる。   The CPU 51 drives the motor 12, the solenoids 31 and 32, and the linear motors 41 and 42 based on the image data of the linear scan camera 2 and the detection signal of the displacement sensor 3 in accordance with a program stored in advance in the ROM 52. Data input / output during this time is stored in a predetermined memory area of the RAM 53. The linear motor 42 reciprocates the base 14 in a horizontal plane on the table 15 along a direction orthogonal to the X axis.

CPU51には、リニアスキャンカメラ2が撮像した画像データが入力される。CPU51は、リニアスキャンカメラ2から入力された画像データを解析してウエハWの外周端の位置を検出する。CPU51は、ウエハWの外周端の位置の検出結果に基づいて、ウエハWの外周端がリニアスキャンカメラ2の撮像範囲の中央部に位置するように、リニアモータ41の駆動データをリニアモータドライバ57に出力する。リニアモータドライバ57は、駆動データに基づいてリニアモータ41を駆動する。   Image data captured by the linear scan camera 2 is input to the CPU 51. The CPU 51 analyzes the image data input from the linear scan camera 2 and detects the position of the outer peripheral edge of the wafer W. Based on the detection result of the position of the outer peripheral edge of the wafer W, the CPU 51 sends the drive data of the linear motor 41 to the linear motor driver 57 so that the outer peripheral edge of the wafer W is positioned at the center of the imaging range of the linear scan camera 2. Output to. The linear motor driver 57 drives the linear motor 41 based on the drive data.

また、CPU51には、変位センサ3が測定した距離データが入力される。CPU51は、変位センサ3から入力された距離データに基づいてウエハWの外周端とリニアスキャンカメラ2との距離を算出する。CPU51は、算出した距離がリニアスキャンカメラ2の被写界深度内に収まるように、ソレノイド31,32の駆動データをソレノイドドライバ56に出力する。ソレノイドドライバ56は、駆動データに基づいてソレノイド31,32を駆動する。   Further, distance data measured by the displacement sensor 3 is input to the CPU 51. The CPU 51 calculates the distance between the outer peripheral edge of the wafer W and the linear scan camera 2 based on the distance data input from the displacement sensor 3. The CPU 51 outputs drive data of the solenoids 31 and 32 to the solenoid driver 56 so that the calculated distance is within the depth of field of the linear scan camera 2. The solenoid driver 56 drives the solenoids 31 and 32 based on the drive data.

インタフェース54は、CPU51を図示しない外部装置に接続する。CPU51は、インタフェース54を介して、外部装置との間でデータの送受信を行う。   The interface 54 connects the CPU 51 to an external device (not shown). The CPU 51 transmits / receives data to / from an external device via the interface 54.

図3は、上記アライナ装置における制御部の処理手順を示すフローチャートである。アライナ装置0に電源が投入されると、制御部5のCPU51は、ウエハWの搬入を待機する(S1)。ウエハWが搬入されると、CPU51は、図示しない真空ポンプを駆動し、ステージ11の上面にウエハWを真空吸着させる(S2)。   FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of the control unit in the aligner apparatus. When the aligner apparatus 0 is powered on, the CPU 51 of the control unit 5 waits for the wafer W to be loaded (S1). When the wafer W is loaded, the CPU 51 drives a vacuum pump (not shown) to vacuum-suck the wafer W onto the upper surface of the stage 11 (S2).

次いで、CPU51は、リニアモータ41を駆動し、基台14を所定距離だけリニアスキャンカメラ2に近接させた後(S3)、照明7の光源71を点灯して基台14をリニアスキャンカメラ2から離間させる(S4,S5)。この時、基台14をリニアスキャンカメラ2に近接させる所定距離は、少なくともアライナ装置10に対するウエハWの搬入時に生じるウエハWの偏心量よりも大きな値が設定される。   Next, the CPU 51 drives the linear motor 41 to bring the base 14 close to the linear scan camera 2 by a predetermined distance (S3), and then turns on the light source 71 of the illumination 7 to move the base 14 from the linear scan camera 2. Separate (S4, S5). At this time, the predetermined distance for bringing the base 14 close to the linear scan camera 2 is set to a value larger than at least the amount of eccentricity of the wafer W that occurs when the wafer W is loaded into the aligner apparatus 10.

CPU51は、基台14がリニアスキャンカメラ2から離間する方向に移動している間に、変位センサ6の検出信号を読み取り(S6)、検出信号が表す検出距離に基づいてソレノイド31,32を駆動し、リニアスキャンカメラ2を昇降させる(S7)。これとともに、CPU51は、リニアスキャンカメラリニアスキャンカメラ2の画像データを解析し(S8)、ウエハWの外周端が画像の中央部に達した時に、リニアモータ41の駆動を停止して基台14の移動を停止させる(S9,S10)。   The CPU 51 reads the detection signal of the displacement sensor 6 while the base 14 moves away from the linear scan camera 2 (S6), and drives the solenoids 31 and 32 based on the detection distance represented by the detection signal. Then, the linear scan camera 2 is moved up and down (S7). At the same time, the CPU 51 analyzes the image data of the linear scan camera 2 (S8). When the outer peripheral edge of the wafer W reaches the center of the image, the driving of the linear motor 41 is stopped and the base 14 Is stopped (S9, S10).

例えば、図4(A)に示すように、ウエハWよりも大径の半透明フィルムFがウエハWの表面に貼付されている場合、画像の明度データは図4(B)に示す状態になる。そこで、CPU51は、画像の明度データが閾値THを切る位置をウエハWの外周端として検出し、この位置が画像データの中央部に達した時にリニアモータ41の駆動を停止する。   For example, as shown in FIG. 4A, when a translucent film F having a diameter larger than that of the wafer W is attached to the surface of the wafer W, the brightness data of the image is in the state shown in FIG. . Therefore, the CPU 51 detects the position where the brightness data of the image falls below the threshold value TH as the outer peripheral edge of the wafer W, and stops driving the linear motor 41 when this position reaches the center of the image data.

この後、CPU51は、モータ13を駆動してステージ11をウエハWとともに回転させる(S11)。CPU51は、ウエハWが1回転する間に、変位センサ6の検出距離に基づいてリニアスキャンカメラ2を昇降させつつ(S12,S13)、リニアスキャンカメラ2の画像データの解析結果に基づく基台14の移動を行い(S14,S15)、基台14の移動量を記憶する(S16)。CPU51は、基台14の移動量をウエハWが1回転する間に、予め設定されたサンプリング周期でRAM53に記憶する。   Thereafter, the CPU 51 drives the motor 13 to rotate the stage 11 together with the wafer W (S11). The CPU 51 raises and lowers the linear scan camera 2 based on the detection distance of the displacement sensor 6 during one rotation of the wafer W (S12, S13), and the base 14 based on the analysis result of the image data of the linear scan camera 2. Are moved (S14, S15), and the movement amount of the base 14 is stored (S16). The CPU 51 stores the movement amount of the base 14 in the RAM 53 at a preset sampling cycle while the wafer W rotates once.

CPU51は、ウエハWが1回転した時に、モータ13の駆動を停止し(S17,S18)、RAM53の記憶内容から、ウエハWの偏心量及び偏心方向、並びにノッチ又はオリフラの回転角度を、ウエハWの位置誤差として算出する(S19)。CPU51は、ウエハWの位置誤差の算出結果に基づいて、モータ13及びリニアモータ41,42を駆動し、ウエハWの位置及び回転角度が予め定められた適正な値となるように、ウエハWを移動及び回転させる(S20)。   When the wafer W makes one rotation, the CPU 51 stops driving the motor 13 (S17, S18), and from the stored contents of the RAM 53, the eccentric amount and eccentric direction of the wafer W and the rotation angle of the notch or orientation flat are determined. (S19). The CPU 51 drives the motor 13 and the linear motors 41 and 42 based on the calculation result of the position error of the wafer W, and moves the wafer W so that the position and the rotation angle of the wafer W become predetermined appropriate values. Move and rotate (S20).

以上のように、アライナ装置10は、ウエハWの外周端の水平方向及び垂直方向の変位応じて、基台14を移動させるとともにリニアスキャンカメラ2を昇降させ、リニアスキャンカメラ2とウエハWの外周端との相対位置を一定に維持しつつ、ウエハWの外周端の位置を測定する。   As described above, the aligner 10 moves the base 14 and raises / lowers the linear scan camera 2 in accordance with the horizontal and vertical displacements of the outer peripheral edge of the wafer W, so that the outer periphery of the linear scan camera 2 and the wafer W is increased. The position of the outer peripheral edge of the wafer W is measured while keeping the relative position to the edge constant.

このため、ウエハWが1回転する間におけるウエハWの外周端の垂直方向の変位量がリニアスキャンカメラ2の被写界深度を超える場合でも、リニアスキャンカメラ2は焦点が合った状態でウエハWの外周端の画像を撮像することができる。また、ウエハWが1回転する間におけるウエハWの外周端の水平方向の変位量がリニアスキャンカメラ2の撮像範囲を超える場合でも、リニアスキャンカメラ2は焦点が合った状態でウエハWの外周端の画像を撮像することができる。   For this reason, even when the amount of vertical displacement of the outer peripheral edge of the wafer W during one rotation of the wafer W exceeds the depth of field of the linear scan camera 2, the linear scan camera 2 remains in focus and remains in focus. It is possible to take an image of the outer peripheral edge. Even when the amount of horizontal displacement of the outer peripheral edge of the wafer W during one rotation of the wafer W exceeds the imaging range of the linear scan camera 2, the linear scan camera 2 remains in focus and the outer peripheral edge of the wafer W is in focus. Images can be taken.

したがって、半透明フィルム等の透光性フィルムを表面に貼付したウエハWに反りを生じている場合でも、被写界深度の浅い比較的小型のリニアスキャンカメラ2を用いてウエハWの外周端の位置を正確に測定することができ、ウエハWの位置及び回転角度を基準位置及び基準角度に正確に補正できる。   Therefore, even when the wafer W having a translucent film such as a translucent film adhered to the surface is warped, a relatively small linear scan camera 2 having a shallow depth of field is used to detect the outer peripheral edge of the wafer W. The position can be accurately measured, and the position and rotation angle of the wafer W can be accurately corrected to the reference position and the reference angle.

なお、変位センサ6は、撮像範囲の中央部でリニアスキャンカメラ2との間にウエハWを垂直方向に挟んで配置され、リニアスキャンカメラ2と一体にしてウエハWの外周端に対して相対的に水平方向に移動するようにしている。このため、変位センサ6はウエハWの外周端のZ軸方向の位置を正確に検出することができ、リニアスキャンカメラ2が撮像すべきウエハWの外周端の垂直方向の変位に応じて、面振追従機構3を即時的に動作させることができる。   The displacement sensor 6 is disposed with the wafer W vertically sandwiched between the displacement sensor 6 and the linear scan camera 2 at the center of the imaging range, and is relative to the outer peripheral edge of the wafer W integrally with the linear scan camera 2. To move horizontally. For this reason, the displacement sensor 6 can accurately detect the position of the outer peripheral end of the wafer W in the Z-axis direction, and the surface of the outer peripheral end of the wafer W to be imaged by the linear scan camera 2 depends on the vertical displacement. The vibration follower mechanism 3 can be operated immediately.

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The above description of the embodiment is to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the claims. Furthermore, the scope of the present invention is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.

この発明の実施形態に係るアライナ装置の側面図である。It is a side view of an aligner device concerning an embodiment of this invention. 同アライナ装置の制御部のブロック図である。It is a block diagram of the control part of the aligner apparatus. 同制御部の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the control part. (A)は半透明フィルムが表面に貼付されたウエハの拡大部分断面図であり、(B)は同ウエハのリニアスキャンカメラによる撮像画像の明度データを示す図である。(A) is an enlarged partial sectional view of a wafer having a translucent film attached to the surface, and (B) is a diagram showing brightness data of an image captured by the linear scan camera of the wafer.

符号の説明Explanation of symbols

1−ウエハ回転機構
2−リニアスキャンカメラ
3−面振追従機構
4−偏心追従機構
5−制御部
6−変位センサ
W−ウエハ
1-wafer rotation mechanism 2-linear scan camera 3-surface vibration follow-up mechanism 4-eccentric follow-up mechanism 5-control unit 6-displacement sensor W-wafer

Claims (5)

円形薄板状のウエハを垂直軸廻りに回転させるウエハ回転機構と、
前記ウエハの下方に配置され、前記垂直軸の半径方向における所定長さの撮像範囲内で上方の画像を撮像するリニアスキャンカメラと、
前記ウエハの外周端の垂直方向の位置を検出する変位センサと、
前記リニアスキャンカメラを前記ウエハの外周端に対して相対的に垂直方向に移動させる面振追従機構と、
前記リニアスキャンカメラ及び前記変位センサを前記ウエハの外周端に対して相対的に水平方向に移動させる偏心追従機構と、
前記ウエハ回転機構が前記ウエハを1回転させる間に、前記変位センサの検出結果に基づいて前記ウエハの外周端が前記リニアスキャンカメラの被写界深度内に位置するように前記面振追従機構を動作させ、前記リニアスキャンカメラの撮像データに基づいて前記ウエハの外周端が前記撮像範囲内に位置するように前記偏心追従機構を動作させる制御部と、
を備え、前記ウエハの位置及び回転角度が予め定められた基準位置及び基準角度に補正するアライナ装置。
A wafer rotating mechanism for rotating a circular thin wafer around a vertical axis;
A linear scan camera that is disposed below the wafer and captures an upper image within an imaging range of a predetermined length in the radial direction of the vertical axis;
A displacement sensor for detecting a vertical position of the outer peripheral edge of the wafer;
A surface vibration follow-up mechanism that moves the linear scan camera in a direction perpendicular to the outer peripheral edge of the wafer;
An eccentric tracking mechanism for moving the linear scan camera and the displacement sensor in a horizontal direction relative to the outer peripheral edge of the wafer;
While the wafer rotating mechanism makes one rotation of the wafer, the surface vibration follow-up mechanism is arranged so that the outer peripheral edge of the wafer is located within the depth of field of the linear scan camera based on the detection result of the displacement sensor. A controller that operates and operates the eccentric tracking mechanism so that an outer peripheral edge of the wafer is positioned within the imaging range based on imaging data of the linear scan camera;
And an aligner that corrects the position and rotation angle of the wafer to a predetermined reference position and reference angle.
前記変位センサを前記撮像範囲内で前記リニアスキャンカメラとの間に前記ウエハを垂直方向に挟んで配置した請求項1に記載のアライナ装置。   The aligner according to claim 1, wherein the displacement sensor is disposed between the linear scan camera and the wafer in a vertical direction within the imaging range. 前記面振追従機構は、前記リニアスキャンカメラを垂直方向に移動させる機構である請求項1又は2に記載のアライナ装置。   The aligner apparatus according to claim 1, wherein the surface vibration tracking mechanism is a mechanism that moves the linear scan camera in a vertical direction. 前記偏心追従機構は、前記ウエハ回転機構を前記垂直軸に直交する水平方向に移動させる機構である請求項1乃至3の何れかに記載のアライナ装置。   4. The aligner apparatus according to claim 1, wherein the eccentric tracking mechanism is a mechanism that moves the wafer rotation mechanism in a horizontal direction orthogonal to the vertical axis. 前記ウエハ回転機構は、前記ウエハよりも小径のステージであって前記ウエハの下面を真空吸着するステージを備えた請求項1乃至4の何れかに記載のアライナ装置。   The aligner apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the wafer rotation mechanism includes a stage having a smaller diameter than the wafer and vacuum-sucking the lower surface of the wafer.
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