JP4520260B2 - Wafer defect detection method and apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、ノッチまたはオリフラと称される切欠きが形成される円板状半導体ウェハの周縁部に発生する欠陥を検出するウェハの欠陥検出方法および装置に関する。   The present invention relates to a wafer defect detection method and apparatus for detecting defects generated at the peripheral edge of a disk-shaped semiconductor wafer in which notches or orientation flats are formed.

第１の従来技術として、特許文献１に、オリエンテーションフラット（以下、オリフラと称する）を検出するウェハの位置検出装置が開示される。この位置検出装置は、ウェハをその軸線まわりに所定の角度毎に角変位するようにステップ送りさせて、ウェハの周縁部の形状をラインセンサによって検出する。   As a first conventional technique, Patent Document 1 discloses a wafer position detection device that detects an orientation flat (hereinafter referred to as an orientation flat). This position detection device causes the wafer to be stepped so that the wafer is angularly displaced about its axis by a predetermined angle, and the shape of the peripheral edge of the wafer is detected by a line sensor.

位置検出装置は、ウェハの角変位量と、イメージセンサ出力とに基づいて、オリフラが形成される位置を算出する。具体的には、ウェハの回転中心から周縁部までの距離が最も短くなる部分θｍ＋４の角度位置を検出し、その角度位置に基づいてオリフラの角度位置を検出している。 The position detection device calculates the position where the orientation flat is formed based on the angular displacement amount of the wafer and the image sensor output. Specifically, the angular position of the portion θm + 4 where the distance from the rotation center of the wafer to the peripheral portion is the shortest is detected, and the angular position of the orientation flat is detected based on the angular position.

また第２の従来技術として、特許文献２に、オリフラを検出する機能を有する基板処理装置が開示される。この基板処理装置は、オリフラのうち、周方向両側部分Ｐ，Ｑの角度位置を検出し、それらの両側部分Ｐ，Ｑの角度位置に基づいてオリフラの中心角度位置を検出する。   As a second conventional technique, Patent Document 2 discloses a substrate processing apparatus having a function of detecting an orientation flat. This substrate processing apparatus detects the angular positions of both side portions P and Q in the circumferential direction of the orientation flat, and detects the central angular position of the orientation flat based on the angular positions of both side portions P and Q.

特公平７−１３９９８号公報Japanese Patent Publication No. 7-13998 特開平１０−２７０４０４号公報JP-A-10-270404

第１の従来技術では、ウェハの周縁部に生じる欠陥切欠き部分の深さが、オリフラが形成されるオリフラ部分の深さよりも小さいことを前提としているので、オリフラ部分の深さよりも欠陥切欠き部分の深さが同じ場合には、オリフラ部分と欠陥切欠き部分とを区別することができない。さらにオリフラ部分の深さよりも欠陥切欠き部分の深さが大きい場合には、欠陥切欠き部分をオリフラ部分と誤検出するおそれがある。したがってウェハの欠陥切欠き部分を正確に検出することができない。   In the first prior art, since it is assumed that the depth of the defect notch formed at the peripheral edge of the wafer is smaller than the depth of the orientation flat where the orientation flat is formed, the defect notch is deeper than the orientation flat. When the depth of the part is the same, the orientation flat part and the defect notch part cannot be distinguished. Further, when the depth of the defect notch portion is larger than the depth of the orientation flat portion, the defect notch portion may be erroneously detected as the orientation flat portion. Therefore, it is impossible to accurately detect the defective notch portion of the wafer.

第２の従来技術についても、ウェハの欠陥切欠き部分を検出する構成については開示されておらず、欠陥切欠き部分を検出することができない。また第１の従来技術と同様に、オリフラ部分と欠陥切欠き部分とを区別することができず、欠陥切欠き部分とオリフラ部分とを誤検出するおそれがある。   The second prior art also does not disclose a configuration for detecting a defect notch portion of a wafer, and cannot detect a defect notch portion. As in the first prior art, the orientation flat portion and the defect notch portion cannot be distinguished from each other, and the defect notch portion and the orientation flat portion may be erroneously detected.

なお、従来技術として、ウェハにオリフラ部分が形成される場合について説明した。これに限らず、ノッチがウェハに形成される場合であっても上述した問題が生じる。ノッチが形成されるノッチ部分は、オリフラ部分よりもその深さおよび幅が小さい。上述した従来技術を適用してノッチ部分を検出しようとした場合には、欠陥切欠き部分とノッチ部分とを誤検出する可能性が大きくなる。   In addition, the case where the orientation flat part was formed in the wafer was demonstrated as a prior art. However, the problem described above occurs even when the notch is formed in the wafer. The notch portion where the notch is formed is smaller in depth and width than the orientation flat portion. When the above-described prior art is applied to detect the notch portion, the possibility of erroneous detection of the defect notch portion and the notch portion increases.

したがって本発明の目的は、半導体ウェハにおいて、その周縁部に発生する欠陥切欠き部分を精度よく検出することができるウェハの欠陥検出方法および装置を提供することである。   Accordingly, it is an object of the present invention to provide a wafer defect detection method and apparatus capable of accurately detecting a defect notch portion generated in the peripheral portion of a semiconductor wafer.

本発明は、周縁部に予め定める規定切欠き部分が形成される円板状の半導体ウェハにおいて、その周縁部に発生する欠陥切欠き部分を検出するウェハの欠陥検出方法であって、
ウェハに予め設定される軸線からウェハの周縁まで延びる周縁直線が、軸線まわりを角変位する場合の、前記周縁直線の距離変化を測定し、
前記測定結果に基づいて、切欠き部分を周縁直線が通過する角変位量を表わす幅と、前記切欠き部分で周縁直線の距離が最も小さくなる周縁直線に関連する深さとを、注目する切欠き部分毎に算出し、
注目する切欠き部分の幅と深さとの少なくとも１つが、規定切欠き部分に設定される規定範囲外である場合に、その注目する切欠き部分を欠陥切欠き部分として検出し、
注目する切欠き部分の幅と深さとが、規定切欠き部分に設定される規定範囲内である場合に、その注目する切欠き部分における周縁直線の距離変化を表わす曲線式を算出し、
前記注目する切欠き部分について算出した曲線式が、規定切欠き部分における周縁直線の距離変化を表わす規定曲線式に対して、予め定める類似範囲内であると、その注目する切欠き部分を規定切欠き部分として検出することを特徴とするウェハの欠陥検出方法である。 The present invention is a wafer defect detection method for detecting a defect notch portion generated in a peripheral portion of a disc-shaped semiconductor wafer in which a predetermined notch portion is formed in a peripheral portion,
When the peripheral straight line extending from the axis set in advance to the wafer to the peripheral edge of the wafer is angularly displaced around the axis, the distance change of the peripheral straight line is measured.
Based on the measurement result, a notch to which attention is paid is a width representing an angular displacement amount at which the peripheral straight line passes through the notch portion, and a depth related to the peripheral straight line at which the distance of the peripheral straight line becomes the smallest in the notch portion. Calculate for each part,
When at least one of the width and depth of the notch portion to be noticed is outside the specified range set in the notch portion, the notch portion to be noticed is detected as a defect notch portion ,
When the width and depth of the notch part of interest are within the specified range set for the notch part, calculate a curve formula representing the distance change of the peripheral straight line in the notch part of interest,
If the curve equation calculated for the notched portion of interest falls within a predetermined similar range to the prescribed curve equation representing the change in the distance of the peripheral straight line at the prescribed notch portion, the notched portion of interest is defined as the prescribed notch portion. A defect detection method for a wafer, wherein the defect is detected as a chipped portion .

また本発明は、前記測定結果に基づいて、欠陥切欠き部分について、ウェハに設定される任意の基準位置に対するウェハの軸線まわりの角変位位置を求めることを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that, based on the measurement result, an angular displacement position around the axis of the wafer with respect to an arbitrary reference position set for the wafer is obtained for the defect notch portion.

また本発明は、規定切欠き部分について、ウェハに設定される任意の基準位置に対するウェハの軸線まわりの角変位位置を求めることを特徴とする。 The present invention is, for provisions notch portion, and obtains the angular displacement position about the axis of the wafer relative to an arbitrary reference position set in the wafer.

また本発明は、複数の注目する切欠き部分について算出した曲線式が、前記規定曲線式に対して予め定める類似範囲内である場合に、最も前記規定曲線式に近い曲線式となる切欠き部分を規定切欠き部分として検出することを特徴とする。   Further, the present invention provides a notch portion that is the closest to the specified curve formula when the curve formula calculated for a plurality of notched portions of interest is within a predetermined similar range to the specified curve formula. Is detected as a specified notch.

また本発明は、周縁直線の距離変化において、周縁直線が軸線を一周する周期と等しい周波数成分を除去した演算結果に基づいて、切欠き部分の幅と深さとを求めることを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that, in the change in the distance of the peripheral straight line, the width and depth of the notch portion are obtained based on a calculation result obtained by removing a frequency component equal to a period in which the peripheral straight line goes around the axis.

また本発明は、注目する切欠き部分の幅と深さとが、予め定める許容範囲内である場合に、その注目する切欠き部分を無視することを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that the notch portion to be noticed is ignored when the width and depth of the notch portion to be noticed are within a predetermined allowable range.

また本発明は、前記規定切欠き部分は、ノッチおよびオリエンテーションフラットのいずれか一方が形成される部分とすることを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that the prescribed notch portion is a portion where one of a notch and an orientation flat is formed.

また本発明は、周縁部に予め定める規定切欠き部分が形成される円板状の半導体ウェハにおいて、その周縁部に発生する欠陥切欠き部分を検出するウェハの欠陥検出装置であって、
基部と、
ウェハを保持する保持部と、
基部に設定される中心軸線まわりに保持部を回転駆動する回転駆動手段と、
保持部の角変位量を測定する角度測定手段と、
保持部に保持されるウェハの周縁部の周方向一部に対向し、ウェハの周縁部のウェハ半径方向位置を測定する周縁位置測定手段と、
角度測定手段と周縁位置測定手段との測定結果に基づいて、欠陥切欠き部分を検出する欠陥検出手段とを有し、
欠陥検出手段は、
ウェハを角変位させてウェハ周縁部のウェハ半径方向の位置変化が予め定めるしきい値よりも大きくなるときに、周縁位置測定手段に対向するウェハの周縁部に切欠き部分が形成されていることを検出し、
切欠き部分が周縁位置測定手段を通過する間のウェハの角変位量を表わす幅と、前記切欠き部分で前記中心軸線からウェハ周縁部までの距離が最も小さくなる周縁直線の距離に関連する深さとを、注目する切欠き毎に算出し、
注目する切欠き部分の幅と深さとの少なくとも１つが、規定切欠き部分に設定される規定範囲外である場合に、その注目する切欠き部分を欠陥切欠き部分として検出し、
注目する切欠き部分の幅と深さとが、規定切欠き部分に設定される規定範囲内である場合に、その注目する切欠き部分における周縁直線の距離変化を表わす曲線式を算出し、
前記注目する切欠き部分について算出した曲線式が、規定切欠き部分における周縁直線の距離変化を表わす規定曲線式に対して、予め定める類似範囲内であると、その注目する切欠き部分を規定切欠き部分として検出することを特徴とするウェハの欠陥検出装置である。 Further, the present invention is a defect detection apparatus for a wafer for detecting a defect notch portion generated in a peripheral portion of a disc-shaped semiconductor wafer in which a predetermined notch portion is formed in a peripheral portion,
The base,
A holding unit for holding the wafer;
Rotation driving means for rotating the holding unit around a central axis set on the base;
Angle measuring means for measuring the amount of angular displacement of the holding part;
A peripheral position measurement unit that measures a position in the wafer radial direction of the peripheral portion of the wafer, facing a part in the peripheral direction of the peripheral portion of the wafer held by the holding unit;
Based on the measurement results of the angle measurement means and the peripheral position measurement means, and having a defect detection means for detecting a defect notch portion,
Defect detection means
When the wafer is angularly displaced and the position change in the wafer radial direction of the wafer peripheral portion becomes larger than a predetermined threshold value, a notch portion is formed in the peripheral portion of the wafer facing the peripheral position measuring means. Detect
The depth associated with the width representing the angular displacement of the wafer while the notch passes through the peripheral position measuring means, and the depth related to the distance of the peripheral straight line where the distance from the central axis to the wafer peripheral edge becomes the smallest at the notch. For each notch to be noticed,
When at least one of the width and depth of the notch portion to be noticed is outside the specified range set in the notch portion, the notch portion to be noticed is detected as a defect notch portion ,
When the width and depth of the notch part of interest are within the specified range set for the notch part, calculate a curve formula representing the distance change of the peripheral straight line in the notch part of interest,
If the curve equation calculated for the notched portion of interest falls within a predetermined similar range to the prescribed curve equation representing the change in the distance of the peripheral straight line at the prescribed notch portion, the notched portion of interest is defined as the prescribed notch portion. A defect detection apparatus for a wafer, wherein the defect detection device detects the defect portion .

また本発明は、欠陥検出手段は、前記測定結果に基づいて、欠陥切欠き部分について、ウェハに設定される任意の基準位置に対するウェハの軸線まわりの角変位位置を求めることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the defect detecting means obtains an angular displacement position around the axis of the wafer with respect to an arbitrary reference position set on the wafer, for the defect notch portion , based on the measurement result .

本発明によれば、切欠き部分の幅と深さとを求める。切欠き部分について、規定切欠き部分の幅と深さとの少なくともいずれか一方が、規定切欠き部分に設定される規定範囲外である場合に、その切欠き部分を欠陥切欠き部分として検出する。これによってウェハに発生する欠陥切欠き部分を規定切欠き部分として誤検出することなく、欠陥切欠き部分を精度よく検出することができる。   According to the present invention, the width and depth of the notch are determined. When at least one of the width and depth of the specified notch is outside the specified range set for the specified notch, the notch is detected as a defect notch. As a result, it is possible to accurately detect the defect notch portion without erroneously detecting the defect notch portion generated on the wafer as the specified notch portion.

また規定切欠き部分と欠陥切欠き部分との両方がウェハに形成される場合であっても、規定切欠き部分と欠陥切欠き部分とをそれぞれ区別して検出することができる。これによって欠陥切欠き部分が形成されるウェハを取除くことができる。
また切欠き部分における周縁直線の距離変化を表わす曲線式を算出し、その曲線式に基づいて、切欠き部分が、規定切欠き部分と欠陥切欠き部分とのいずれであるかを判断する。これによって、万が一、規定切欠き部分の幅と深さとの規定範囲内となるような欠陥切欠き部分が発生しても、欠陥切欠き部分として検出することができ、規定切欠き部分の誤検出を防ぐことができる。 Even when both the prescribed notch portion and the defect notch portion are formed on the wafer, the prescribed notch portion and the defect notch portion can be detected separately. As a result, the wafer on which the defect notch is formed can be removed.
Further, a curve equation representing a change in the distance of the peripheral straight line in the notch portion is calculated, and based on the curve equation, it is determined whether the notch portion is a specified notch portion or a defect notch portion. As a result, even if a defect notch that occurs within the specified range of the width and depth of the specified notch is generated, it can be detected as a defect notch, and the specified notch is erroneously detected. Can be prevented.

また本発明によれば、ウェハに設定される任意の基準位置に対して欠陥切欠き部分の角変位位置を求めることで、欠陥切欠き部分の発生位置を把握することができる。これによってウェハのうちで欠陥切欠き部分を除く部分にパターン形成処理を施すことができる。 Further, according to the present invention, the occurrence position of the defect notch portion can be grasped by obtaining the angular displacement position of the defect notch portion with respect to an arbitrary reference position set on the wafer. This enables the score facilities patterning process in a portion except-out defects cutouts among the wafers.

また本発明によれば、ウェハに設定される任意の基準位置に対して規定切欠き部分の角変位位置を求めることで、規定切欠き部分の発生位置を把握することができる。 Further, according to the present invention, the occurrence position of the specified notch portion can be grasped by obtaining the angular displacement position of the specified notch portion with respect to an arbitrary reference position set on the wafer .

また本発明によれば、複数の注目する切欠き部分について、算出した曲線式が、前記規定曲線式に対して予め定める類似範囲内である場合に、最も前記規定曲線式に近い曲線式となる切欠き部分を規定切欠き部分として検出する。これによって複数の切欠き部分から、１つの規定切欠き部分と、その他の欠陥切欠き部分とを精度よく区別して検出することができる。   Further, according to the present invention, when a calculated curve formula is within a predetermined similar range with respect to the specified curve formula, a curve formula closest to the specified curve formula is obtained for a plurality of notched portions to be noticed. A notch is detected as a specified notch. As a result, it is possible to accurately distinguish and detect one specified notch portion and other defect notch portions from a plurality of notch portions.

また本発明によれば、ウェハに予め設定される軸線が、ウェハの中心位置から偏心していた場合、周縁直線の距離変化は、ウェハが角変位する一周期と等しい周期を有する周波数成分が含まれる。この周波数成分を除去することによって、ウェハの偏心が周縁直線の距離変化に影響をおよぼすことを防ぐことができる。これによって切欠き部分の幅と深さを正確に求めることができ、よって規定切欠き部分と欠陥切欠き部分とをさらに精度よく検出することができる。   Further, according to the present invention, when the axis set in advance on the wafer is eccentric from the center position of the wafer, the distance change of the peripheral straight line includes a frequency component having a period equal to one period in which the wafer is angularly displaced. . By removing this frequency component, it is possible to prevent the eccentricity of the wafer from affecting the distance change of the peripheral straight line. As a result, the width and depth of the notch portion can be accurately obtained, and therefore the specified notch portion and the defect notch portion can be detected with higher accuracy.

またウェハが偏心した状態であっても規定切欠き部分を精度よく検出できるので、周縁距離変化の測定を容易に行うことができる。またこの周波数成分に基づいて、ウェハに予め設定される軸線に対してウェハの中心位置が偏心する偏心量と偏心方向とを求めることもできる。   In addition, even if the wafer is in an eccentric state, the specified notch portion can be detected with high accuracy, so that it is possible to easily measure the peripheral distance change. Further, based on this frequency component, it is also possible to obtain an eccentric amount and an eccentric direction in which the center position of the wafer is eccentric with respect to an axis set in advance on the wafer.

また本発明によれば、注目する切欠きの深さと幅とが許容範囲内である場合に、その注目する切欠き部分を無視する。これによって注目する欠陥切欠き部分を正確に検出することができる。たとえば切欠き部分として深さおよび幅がウェハ品質として問題のない小さなものまで、欠陥として誤検出することを防ぐことができる。また、ウェハの製造過程で発生するような凹凸の深さと幅とを許容範囲として登録しておくことで、製造過程で生じる凹凸部分を欠陥として検出しないようにすることもできる。   Further, according to the present invention, when the depth and width of the notch of interest are within the allowable range, the notch of interest is ignored. As a result, it is possible to accurately detect the notched defect notch. For example, it is possible to prevent erroneous detection as a defect even if the depth and width of the notch part are small and have no problem in wafer quality. In addition, by registering the depth and width of the unevenness generated in the wafer manufacturing process as an allowable range, it is possible to prevent the uneven part generated in the manufacturing process from being detected as a defect.

また本発明によれば、規定切欠き部分がノッチおよびオリエンテーションフラットのいずれか一方が形成される部分とする。これによって、欠陥切欠き部分とノッチ部分またはオリエンテーションフラット部分とを区別して検出することができる。またウェハについて、ノッチが形成されるノッチウェハであるか、オリエンテーションフラットが形成されるオリフラウェハであるかを判別することができる。   Further, according to the present invention, the specified notch portion is a portion where either one of the notch and the orientation flat is formed. Thereby, it is possible to distinguish and detect the defect notch portion and the notch portion or the orientation flat portion. In addition, it is possible to determine whether the wafer is a notch wafer in which a notch is formed or an orientation flat wafer in which an orientation flat is formed.

さらに規定切欠き部分としてノッチ部分およびオリエンテーションフラット部分の両方を規定切欠き部分として設定していてもよい。この場合、ノッチ部分およびオリフラ部分の判定基準値を独立して設定することによって、ウェハに形成される規定切欠き部分が、ノッチ部分かオリフラ部分かにかかわらず、本検出装置を使用することが可能となり、利便性を向上することができる。   Furthermore, both the notch part and the orientation flat part may be set as the prescribed notch part as the prescribed notch part. In this case, the detection device can be used regardless of whether the notch part or orientation flat part is formed on the wafer by setting the determination reference values of the notch part and orientation flat part independently. It becomes possible and the convenience can be improved.

また本発明によれば、保持部にウェハを保持させた状態で、回転駆動手段によって保持部とともにウェハを回転させる。ウェハが回転することによって、角度測定手段に対向するウェハの周縁部が移り変わる。ウェハの周縁部に切欠き部分がある場合には、ウェハが角変位すると、周縁位置測定手段によって測定される測定結果が変化する。   According to the present invention, the wafer is rotated together with the holding unit by the rotation driving means while the wafer is held by the holding unit. As the wafer rotates, the peripheral edge of the wafer facing the angle measuring means changes. When there is a notch in the peripheral edge of the wafer, the measurement result measured by the peripheral position measuring means changes when the wafer is angularly displaced.

欠陥検出手段は、角度測定手段と周縁位置測定手段による測定結果に基づいて、切欠き部分の幅と深さとを求める。そして注目する切欠き部分の幅と深さとが、予め定められる規定切欠き部分に設定される幅と深さとの規定範囲内であると規定切欠き部分として検出し、規定範囲外であると欠陥切欠き部分として検出する。このように切欠き部分の幅と深さとに基づいて、注目する切欠き部分が欠陥であるか否かを判定することによって、精度よく欠陥を検出することができる。
また欠陥検出手段は、切欠き部分における周縁直線の距離変化を表わす曲線式を算出し、その曲線式に基づいて、切欠き部分が、規定切欠き部分と欠陥切欠き部分とのいずれであるかを判断する。これによって、万が一、規定切欠き部分の幅と深さとの規定範囲内となるような欠陥切欠き部分が発生しても、欠陥切欠き部分として検出することができ、規定切欠き部分の誤検出を防ぐことができる。 The defect detection means obtains the width and depth of the notch portion based on the measurement results by the angle measurement means and the peripheral position measurement means. Then, if the width and depth of the notch portion of interest are within the prescribed range of the width and depth set in the prescribed notch portion determined in advance, it is detected as the prescribed notch portion, and if it is outside the prescribed range, the defect is detected. Detect as a notch. As described above, by determining whether or not the notched portion of interest is a defect based on the width and depth of the notched portion, the defect can be detected with high accuracy.
In addition, the defect detection means calculates a curve equation representing the distance change of the peripheral straight line in the notch portion, and based on the curve equation, whether the notch portion is the specified notch portion or the defect notch portion. Judging. As a result, even if a defect notch that occurs within the specified range of the width and depth of the specified notch is generated, it can be detected as a defect notch, and the specified notch is erroneously detected. Can be prevented.

また本発明によれば、ウェハに設定される任意の基準位置に対して欠陥切欠き部分の角変位位置を求めることで、欠陥切欠き部分の発生位置を把握することができる。これによってウェハのうちで欠陥切欠き部分を除く部分にパターン形成処理を施すことができる。 Further, according to the present invention, the occurrence position of the defect notch portion can be grasped by obtaining the angular displacement position of the defect notch portion with respect to an arbitrary reference position set on the wafer. As a result, a pattern forming process can be performed on a portion of the wafer excluding the defect notch portion .

図１は、本発明の実施の一形態であるウェハ形状検出装置２０の構成を示すブロック図である。ウェハ形状検出装置２０は、ウェハ２１の角変位位置を調整するいわゆるアライナ装置と、ウェハ２１の欠陥を検出するウェハの欠陥検出装置とを兼用する。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wafer shape detection apparatus 20 according to an embodiment of the present invention. The wafer shape detection device 20 serves both as a so-called aligner device that adjusts the angular displacement position of the wafer 21 and a wafer defect detection device that detects defects in the wafer 21.

半導体ウェハ２１は、予め結晶方向が設定されている。半導体ウェハ２１は、結晶方向の判別用に、規定切欠き部分がその周縁部に形成される。半導体ウェハ２１は、製造装置の予め定める方向にその結晶方向が沿うように、位置合せされた状態で各種半導体処理が施されることがある。この場合、ウェハ２１の規定切欠き部分が製造装置の予め定める位置に対向するようにウェハ２１が配置される。   The crystal orientation of the semiconductor wafer 21 is set in advance. The semiconductor wafer 21 has a specified notch formed on the peripheral edge thereof for discriminating the crystal direction. The semiconductor wafer 21 may be subjected to various semiconductor processes in an aligned state so that its crystal direction is aligned with a predetermined direction of the manufacturing apparatus. In this case, the wafer 21 is arranged so that the specified notch portion of the wafer 21 faces a predetermined position of the manufacturing apparatus.

図２は、ノッチ２２を説明するためのウェハ２１の一部を拡大して示す図である。半導体ウェハ２１は、円板状に形成される。第１の実施形態では、規定切欠き部分は、ノッチ２２が形成されるノッチ部分８０によって実現される。ノッチ２２は、半導体ウェハ２１の周縁部２３に形成される凹所である。ノッチ部分８０は、ウェハ２１を厚み方向に垂直な断面で見た場合に、周縁部２３に、ウェハ２１の中心位置に向かうにつれて先細となる略Ｕ字状の切口を形成する。ノッチ２２の詳細な寸法は、ＳＥＭＩ（Semiconductor
Equipment and Materials Institute）などによって予め規格化されている。 FIG. 2 is an enlarged view showing a part of the wafer 21 for explaining the notch 22. The semiconductor wafer 21 is formed in a disk shape. In the first embodiment, the defined notch portion is realized by a notch portion 80 in which the notch 22 is formed. The notch 22 is a recess formed in the peripheral edge 23 of the semiconductor wafer 21. When the wafer 21 is viewed in a cross section perpendicular to the thickness direction, the notch portion 80 forms a substantially U-shaped cut end that tapers toward the center position of the wafer 21 in the peripheral portion 23. The detailed dimension of the notch 22 is SEMI (Semiconductor
Standardized in advance by the Equipment and Materials Institute).

ウェハ形状検出装置２０は、ノッチ部分８０を検出する。ウェハ形状検出装置２０は、ノッチ部分８０がウェハ形状検出装置２０に設定される基準位置に向くように、ウェハ２１を角変位する。これによってウェハ２１の結晶方向が予め定める方向に延びるようにウェハ２１の位置が調整される。この状態で、ウェハ２１は、ロボットハンドなどの移載装置によってウェハ形状検出装置２０から移載されて、所定の他の半導体処理装置に、結晶方向を考慮した位置合わせがなされる。   The wafer shape detection device 20 detects the notch portion 80. The wafer shape detection device 20 angularly displaces the wafer 21 so that the notch portion 80 faces the reference position set in the wafer shape detection device 20. Thereby, the position of the wafer 21 is adjusted so that the crystal direction of the wafer 21 extends in a predetermined direction. In this state, the wafer 21 is transferred from the wafer shape detection device 20 by a transfer device such as a robot hand, and is aligned with a predetermined other semiconductor processing device in consideration of the crystal direction.

またウェハ形状検出装置２０は、半導体ウェハ２１の周縁部に発生して欠陥となる凹所８３が形成される欠陥切欠き部分８２を検出する。欠陥切欠き部分８２を検出すると、欠陥切欠き部分８２の発生を報知することによって、作業者は、ウェハ２１に欠陥切欠き部分８２が形成されていることを判断する。またウェハ形状検出装置２０は、ロボットハンドなどの移載装置に、ウェハ２１に欠陥切欠き部分８２が生じていることを伝える。この場合、移載装置は、欠陥切欠き部分８２が生じているウェハ２１を取除き、欠陥が生じているウェハ２１が後段の半導体処理装置で処理が施されることを防ぐ。   Further, the wafer shape detection device 20 detects a defect notch portion 82 that is formed in the peripheral portion of the semiconductor wafer 21 and in which a recess 83 is formed as a defect. When the defect notch portion 82 is detected, the operator determines that the defect notch portion 82 is formed on the wafer 21 by notifying the generation of the defect notch portion 82. In addition, the wafer shape detection device 20 notifies a transfer device such as a robot hand that a defect notch portion 82 has occurred in the wafer 21. In this case, the transfer apparatus removes the wafer 21 in which the defect notch portion 82 is generated, and prevents the wafer 21 in which the defect is generated from being processed in the subsequent semiconductor processing apparatus.

ウェハ形状検出装置２０は、基部３０と、保持部３１と、モータ３２と、エンコーダ３３と、ラインセンサ３４と、センサコントローラ３５と、制御部３６とを有する。基部３０は、保持部３１、モータ３２、エンコーダ３３およびラインセンサ３４を支持する。   The wafer shape detection apparatus 20 includes a base 30, a holding unit 31, a motor 32, an encoder 33, a line sensor 34, a sensor controller 35, and a control unit 36. The base 30 supports the holding unit 31, the motor 32, the encoder 33, and the line sensor 34.

保持部３１は、半導体ウェハ２１を吸着保持する。保持部３１は、基部３０に予め設定される中心軸線２９まわりに回転可能に基部３０に支持される。具体的には、保持部３１には、ウェハ２１が当接する当接面が形成される。当接面には、空気を吸引する吸引孔が形成される。当接面に半導体ウェハ２１を当接させた状態で、吸引孔から空気を吸引することによって、半導体ウェハ２１を保持部３１に吸着保持させることができる。半導体ウェハ２１は、その中心位置２８が、基部３０の中心軸線２９上に可及的に配置されるように保持部３１に当接される。   The holding unit 31 holds the semiconductor wafer 21 by suction. The holding portion 31 is supported by the base portion 30 so as to be rotatable around a central axis 29 preset in the base portion 30. Specifically, the holding portion 31 is formed with a contact surface with which the wafer 21 contacts. A suction hole for sucking air is formed in the contact surface. With the semiconductor wafer 21 in contact with the contact surface, the semiconductor wafer 21 can be sucked and held by the holding portion 31 by sucking air from the suction holes. The semiconductor wafer 21 is brought into contact with the holding portion 31 so that the center position 28 is arranged on the central axis 29 of the base portion 30 as much as possible.

モータ３２は、基部３０に対して保持部３１を予め定める中心軸線２９まわりに連続的に回転駆動する。モータ３２は、その回転出力を、動力伝達機構３７を介して保持部３１に伝達する。したがってモータ３２の出力軸が回転すると、保持部３１および保持部３１に保持されるウェハ２１が中心軸線２９まわりに連続的に回転する。モータ３２は、たとえば直流モータによって実現され、保持部３１を回転駆動する回転駆動手段となる。   The motor 32 continuously rotates the holding unit 31 around a predetermined central axis 29 with respect to the base 30. The motor 32 transmits the rotation output to the holding unit 31 via the power transmission mechanism 37. Accordingly, when the output shaft of the motor 32 rotates, the holding unit 31 and the wafer 21 held by the holding unit 31 continuously rotate around the central axis 29. The motor 32 is realized by, for example, a direct current motor, and serves as a rotational drive unit that rotationally drives the holding unit 31.

エンコーダ３３は、回転前の状態から出力軸が角変位した角変位量を測定する。すなわちエンコーダ３３は、保持部３１の角変位量を測定する角度測定手段となる。エンコーダ３３は、このようなインクリメンタル形でもよいがアブソリュート形であってもよい。   The encoder 33 measures the amount of angular displacement in which the output shaft is angularly displaced from the state before rotation. That is, the encoder 33 serves as an angle measuring unit that measures the angular displacement amount of the holding unit 31. The encoder 33 may be such an incremental type, but may be an absolute type.

ラインセンサ３４は、基部３０に固定される。ラインセンサ３４は、保持部３１に保持されるウェハ２２の周縁部２３の一部に対向した位置に配置される。ラインセンサ３４は、ウェハの周縁について、ウェハ２１の半径方向ｒの位置を測定する。具体的には、ラインセンサ３４は、投光部３４ａと受光部３４ｂとを有する。   The line sensor 34 is fixed to the base 30. The line sensor 34 is disposed at a position facing a part of the peripheral edge 23 of the wafer 22 held by the holding unit 31. The line sensor 34 measures the position in the radial direction r of the wafer 21 with respect to the peripheral edge of the wafer. Specifically, the line sensor 34 includes a light projecting unit 34a and a light receiving unit 34b.

投光部３４ａは、ウェハ半径方向ｒに延び中心軸線２９に平行に進む帯状の平行光を投光する。受光部３４ｂは、保持されるウェハ２１を挟んで投光部３４ａに対向して配置される。たとえば投光部３４ａは、発光ダイオード素子または半導体レーザ素子によって実現される。受光部３４ｂは、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサによって実現される。具体的には受光部３４ｂは、多数の微細なフォトダイオードがウェハ半径方向ｒに並び、投光部３４ａから投光された平行光を受光可能に構成される。   The light projecting unit 34 a projects belt-shaped parallel light that extends in the wafer radial direction r and travels parallel to the central axis 29. The light receiving unit 34b is disposed to face the light projecting unit 34a with the held wafer 21 interposed therebetween. For example, the light projecting unit 34a is realized by a light emitting diode element or a semiconductor laser element. The light receiving unit 34b is realized by a CCD (Charge Coupled Device) image sensor. Specifically, the light receiving unit 34b is configured such that a large number of fine photodiodes are arranged in the radial direction r of the wafer and can receive the parallel light projected from the light projecting unit 34a.

投光部３４ａから投光された光の一部は、ウェハ２１によって遮光される。また残りの一部は、ウェハ２１よりも半径方向外方を通過して受光部３４ｂに入射する。ウェハ２１の周縁の位置が中心軸線２９に対して半径方向ｒに近づくと、ウェハ２１によって遮光される光が少なくなり、受光部３４ｂに入射する光の光量が大きくなる。またウェハ２１の周縁の位置が中心軸線２９に対して半径方向ｒに遠ざかると、ウェハ２１によって遮光される光が多くなり、受光部３４ｂに入射する光の光量が小さくなる。受光部３４ｂは、投光部３４ａから入射する光量によって出力する電気量が変化する。   A part of the light projected from the light projecting unit 34 a is shielded by the wafer 21. The remaining part passes radially outward from the wafer 21 and enters the light receiving portion 34b. When the position of the peripheral edge of the wafer 21 approaches the radial direction r with respect to the central axis 29, the light shielded by the wafer 21 decreases, and the amount of light incident on the light receiving unit 34b increases. Further, when the position of the peripheral edge of the wafer 21 is moved away from the central axis 29 in the radial direction r, the light shielded by the wafer 21 increases and the amount of light incident on the light receiving unit 34b decreases. The amount of electricity output from the light receiving unit 34b varies depending on the amount of light incident from the light projecting unit 34a.

センサコントローラ３５は、投光部３４ａに対して受光部３４ｂに向けて光を投光するように投光指令を与える。またセンサコントローラ３５は、受光部３４ｂから出力される電気量に基づいて、ラインセンサ３４に対向する部分における周縁の半径方向ｒの位置を検出する。   The sensor controller 35 gives a light projection command to the light projecting unit 34a so as to project light toward the light receiving unit 34b. Further, the sensor controller 35 detects the position in the radial direction r of the peripheral edge at the portion facing the line sensor 34 based on the amount of electricity output from the light receiving unit 34b.

制御部３６は、センサコントローラ３５からラインセンサ３４に対向する周縁の半径方向ｒの位置が与えられる。また制御部３６は、モータ３２に回転指令を与えるとともに、エンコーダ３３から半導体ウェハ２１の角変位量が与えられる。   The controller 36 is given a position in the radial direction r of the peripheral edge facing the line sensor 34 from the sensor controller 35. Further, the control unit 36 gives a rotation command to the motor 32, and receives an angular displacement amount of the semiconductor wafer 21 from the encoder 33.

制御部３６は、モータ３２によってウェハ２１が連続的に回転駆動された状態における、センサコントローラ３５とエンコーダ３３とから与えられる情報に基づいて、ノッチ部分８０の角度位置と、欠陥切欠き部分８２を検出する。制御部３６は、欠陥切欠き部分８２を検出すると、ウェハ２１に欠陥切欠き部分８２が発生していることを出力する。たとえば、制御部３６は、欠陥切欠き部分８２の有無を報知する。   The control unit 36 determines the angular position of the notch portion 80 and the defect notch portion 82 based on information given from the sensor controller 35 and the encoder 33 in a state where the wafer 21 is continuously rotated by the motor 32. To detect. When detecting the defect notch portion 82, the control unit 36 outputs that the defect notch portion 82 is generated on the wafer 21. For example, the control unit 36 notifies the presence or absence of the defect notch portion 82.

また、ウェハ２１の結晶方向を予め定める方向に向くようするために、制御部３６は、予め定める角度位置にノッチ部分８０を配置するように、モータ３２に制御指令を与える。たとえばノッチ部分８０がラインセンサ３４を通過してから、予め定める任意の角変位量だけ、角変位した角変位位置でウェハ２１が回転を停止するように、モータ３２を制御する。   Further, in order to direct the crystal direction of the wafer 21 in a predetermined direction, the control unit 36 gives a control command to the motor 32 so as to arrange the notch portion 80 at a predetermined angular position. For example, after the notch portion 80 passes through the line sensor 34, the motor 32 is controlled so that the wafer 21 stops rotating at the angular displacement position that is angularly displaced by a predetermined arbitrary amount of angular displacement.

制御部３６は、演算を行う演算回路と、予め定めるプログラムおよび設定数値が記憶される記憶回路とを含んで構成される。制御部３６は、演算回路が記憶回路に記憶されるプログラムを実行することによって、ノッチ部分８０および欠陥切欠き部分８２を検出する。たとえば演算回路はＣＰＵによって実現される。またたとえば記憶回路は、ＲＡＭおよびＲＯＭによって実現される。   The control unit 36 includes an arithmetic circuit that performs an operation, and a storage circuit that stores a predetermined program and set numerical values. The control unit 36 detects the notch portion 80 and the defect notch portion 82 by executing a program stored in the storage circuit by the arithmetic circuit. For example, the arithmetic circuit is realized by a CPU. For example, the memory circuit is realized by a RAM and a ROM.

保持部３１にウェハ２１を保持した状態で、モータ３２によって保持部３１とともにウェハ２１を一周以上連続的に回転させる。このときエンコーダ３３は、回転前の状態に対するウェハ２１の角変位量をエンコーダ値として検出する。ウェハ２１の角変位量が大きくなるにつれてエンコーダ値は大きくなる。   In a state where the wafer 21 is held by the holding unit 31, the wafer 21 is continuously rotated together with the holding unit 31 by one or more rounds by the motor 32. At this time, the encoder 33 detects the angular displacement amount of the wafer 21 with respect to the state before the rotation as an encoder value. The encoder value increases as the angular displacement amount of the wafer 21 increases.

またウェハ２１を連続的に回転させたとき、ラインセンサ３４に対向する周縁部２３が移り変わる。ラインセンサ３４は、ラインセンサ３４に対向する部分における周縁の半径方向ｒの位置を、センサ値として検出する。   When the wafer 21 is continuously rotated, the peripheral edge 23 facing the line sensor 34 changes. The line sensor 34 detects the position in the radial direction r of the peripheral edge at the portion facing the line sensor 34 as a sensor value.

なお、ウェハ２１の厚み方向に垂直な平面における断面形状が真円に形成され、かつウェハ２１の中心位置２８と、基部３０の中心軸線２９とが一致している場合には、センサ値は一定になる。これに対して、ウェハ２１に切欠き部分が形成される場合およびウェハ２１が偏心している場合には、ウェハ２１の角変位とともにセンサ値も変化する。   In addition, when the cross-sectional shape in a plane perpendicular to the thickness direction of the wafer 21 is formed in a perfect circle, and the center position 28 of the wafer 21 and the center axis 29 of the base portion 30 coincide with each other, the sensor value is constant. become. On the other hand, when a notch is formed in the wafer 21 and when the wafer 21 is eccentric, the sensor value also changes with the angular displacement of the wafer 21.

本実施の形態では、センサ値が小さくなればなるほど、ラインセンサ３４に対向する部分における周縁が半径方向ｒ内方に位置する。また本実施の形態では、エンコーダ値が大きくなればなるほど、回転前の状態からウェハ２１が大きく角変位する。なお、本発明において、ウェハ２１の半径８５とは、ウェハ２１に切欠きがなく真円に形成された場合におけるウェハ２１の半径８５に相当する。またウェハ２１の中心位置２８とは、ウェハ２１の断面が真円に形成された場合におけるウェハ２１の中心位置に相当する。   In the present embodiment, the smaller the sensor value, the more the peripheral edge of the portion facing the line sensor 34 is located inward in the radial direction r. In the present embodiment, the greater the encoder value, the greater the angular displacement of the wafer 21 from the state before rotation. In the present invention, the radius 85 of the wafer 21 corresponds to the radius 85 of the wafer 21 when the wafer 21 is formed in a perfect circle without a notch. The center position 28 of the wafer 21 corresponds to the center position of the wafer 21 when the cross section of the wafer 21 is formed in a perfect circle.

図３は、３つの切欠き２５，２６，２７が発生するノッチウェハ２１を示す正面図である。図４は、図３に示すノッチウェハ２１を角変位させた場合のエンコーダ値ｅと、そのエンコーダ値ｅに対応するセンサ値ｃとを示すグラフである。図３に示すノッチウェハ２１は、第１の切欠き２７が形成される第１切欠き部分１２７と、第２の切欠き２５が形成される第２切欠き部分１２５と、第３の切欠き１２６が形成される第３切欠き部分１２６とが形成される。   FIG. 3 is a front view showing the notch wafer 21 in which the three notches 25, 26 and 27 are generated. FIG. 4 is a graph showing an encoder value e when the notch wafer 21 shown in FIG. 3 is angularly displaced, and a sensor value c corresponding to the encoder value e. The notch wafer 21 shown in FIG. 3 includes a first cutout portion 127 in which a first cutout 27 is formed, a second cutout portion 125 in which a second cutout 25 is formed, and a third cutout 126. And a third notch portion 126 is formed.

なお、図４は、ウェハ２１の中心位置２８と、基部３０の中心軸線２９とが一致している状態における測定結果である。センサ値ｃは、中心軸線２９からウェハ２１の周縁まで延びる周縁直線４０のうち、ラインセンサ３４に対向する周縁距離４０の距離に相当する。エンコーダ値ｅは、回転前の状態から、任意のウェハ周縁部２３がラインセンサ３４に対向するまでの角変位量に相当する。   FIG. 4 shows a measurement result in a state where the center position 28 of the wafer 21 and the center axis 29 of the base portion 30 coincide with each other. The sensor value c corresponds to a distance of a peripheral distance 40 facing the line sensor 34 among the peripheral straight lines 40 extending from the central axis 29 to the peripheral edge of the wafer 21. The encoder value e corresponds to the amount of angular displacement from the state before rotation until the arbitrary wafer peripheral edge 23 faces the line sensor 34.

図３に示すノッチウェハ２１の場合、角変位前の状態から、ウェハ２１を約９０°角変位すると、第１切欠き部分１２７がラインセンサ３４に対向する。またウェハ２１を角変位前の状態から約１７５°角変位すると、第２切欠き部分１２５がラインセンサ３４に対向する。またウェハ２１を角変位前の状態から約２６０°角変位すると、第３切欠き部分１２６がラインセンサ３４に対向する。   In the case of the notch wafer 21 shown in FIG. 3, when the wafer 21 is displaced by about 90 ° from the state before the angular displacement, the first cutout portion 127 faces the line sensor 34. When the wafer 21 is angularly displaced by about 175 ° from the state before the angular displacement, the second notch portion 125 faces the line sensor 34. When the wafer 21 is angularly displaced by about 260 ° from the state before the angular displacement, the third notch portion 126 faces the line sensor 34.

ウェハ２１が角変位して、ラインセンサ３４に第１切欠き部分１２７が近接すると、まず第１角変位位置４２で、ラインセンサ３４に対向する周縁の周縁直線４０（以下、ライン上の周縁直線４０と称する）の距離がウェハ２１の半径８５とほぼ等しい状態からウェハ２１の半径８５よりも小さい状態となる。さらにウェハ２１が角変位すると、ライン上の周縁直線４０の距離が徐々に短くなる。   When the wafer 21 is angularly displaced and the first cutout portion 127 comes close to the line sensor 34, first, a peripheral straight line 40 (hereinafter referred to as a peripheral straight line on the line) facing the line sensor 34 at the first angular displacement position 42. The distance from the radius 85 of the wafer 21 is smaller than the radius 85 of the wafer 21. Further, when the wafer 21 is angularly displaced, the distance of the peripheral straight line 40 on the line is gradually shortened.

第１角変位位置４２から第２角変位位置４４に達した後、さらにウェハ２１が角変位すると、ライン上の周縁直線の距離が徐々に長くなる。そして第３角変位位置４３に達すると、ライン上の周縁直線の距離がウェハ２１の半径８５よりも小さい状態からウェハ２１の半径８５とほぼ等しい状態に戻る。本実施の形態では、ほぼ等しい状態とは、等しい状態も含む。   When the wafer 21 is further angularly displaced after reaching the second angular displacement position 44 from the first angular displacement position 42, the distance between the peripheral straight lines on the line gradually increases. When the third angular displacement position 43 is reached, the distance from the peripheral straight line on the line returns from a state where it is smaller than the radius 85 of the wafer 21 to a state where it is substantially equal to the radius 85 of the wafer 21. In the present embodiment, the substantially equal state includes an equal state.

ウェハ２１が角変位して、第２切欠き部分１２５および第３切欠き部分１２６がラインセンサ３４に近接するときも、第１切欠き部分１２７が近接する場合と同様である。具体的には、ライン上の周縁直線の距離は、第１角変位位置４２に達してから徐々に短くなる。そして第２角変位位置４４に達したあとは徐々に長くなり、第３角変位位置４３に達するとウェハ２１の半径８５とほぼ等しい状態に戻る。上述した各角変位位置４２，４３，４４は、回転前の角変位位置に対する角変位量に基づいて求められる。   When the wafer 21 is angularly displaced and the second notch portion 125 and the third notch portion 126 are close to the line sensor 34, the same is true as when the first notch portion 127 is close. Specifically, the distance between the peripheral straight lines on the line gradually decreases after reaching the first angular displacement position 42. Then, after reaching the second angular displacement position 44, it gradually becomes longer, and when it reaches the third angular displacement position 43, it returns to a state almost equal to the radius 85 of the wafer 21. Each angular displacement position 42, 43, 44 described above is obtained based on the amount of angular displacement with respect to the angular displacement position before rotation.

制御部３６は、ウェハ回転時のセンサ値ｃおよびエンコーダ値ｅに基づいて、第１角変位位置４２、第２角変位位置４４および第３角変位位置４３を検出する。制御部３６は、各角変位位置４２〜４４を検出すると、第１角変位位置４２と第３角変位位置４３との間に、切欠きが形成されていることを判断する。   The controller 36 detects the first angular displacement position 42, the second angular displacement position 44, and the third angular displacement position 43 based on the sensor value c and the encoder value e when the wafer is rotated. When detecting the respective angular displacement positions 42 to 44, the control unit 36 determines that a notch is formed between the first angular displacement position 42 and the third angular displacement position 43.

また制御部３６は、第１角変位置４２から第３角変位位置４３までの間の角変位量を切欠き部分の幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３とする。また第２角変位位置４４における周縁直線の距離４０をウェハ２１の半径８５から減算した距離を、切欠き部分の深さＨ１，Ｈ２，Ｈ３とする。また切欠き部分の第１角変位位置４２と第３角変位位置４３との中間の角変位位置を切欠き部分の角変位位置４５とする。   Further, the control unit 36 sets the angular displacement amount between the first angular displacement position 42 and the third angular displacement position 43 as the widths W1, W2, and W3 of the notch portions. The distance obtained by subtracting the peripheral straight line distance 40 at the second angular displacement position 44 from the radius 85 of the wafer 21 is defined as the depths H1, H2, and H3 of the notches. Further, an angular displacement position between the first angular displacement position 42 and the third angular displacement position 43 in the notch portion is set as an angular displacement position 45 in the notch portion.

ノッチ部分８０として許容される幅および深さの規定範囲は、予め設定される任意の値である。このようなノッチ２２の幅および深さの規定範囲は、予め記憶回路に記憶される。   The prescribed ranges of the width and depth allowed for the notch portion 80 are arbitrary values set in advance. Such prescribed ranges of the width and depth of the notch 22 are stored in advance in the storage circuit.

図３に示すノッチウェハ２１の場合、第１切欠き部分１２７は、その幅Ｗ１が規定範囲の上限値よりも大きく、その深さＨ１が規定範囲の上限値よりも大きい。したがって制御部３６は、第１の切欠き部分１２７をノッチ部分８０として検出せずに、欠陥切欠き部分８２として検出する。   In the case of the notch wafer 21 shown in FIG. 3, the first notch portion 127 has a width W1 larger than the upper limit value of the specified range, and a depth H1 larger than the upper limit value of the specified range. Therefore, the control unit 36 does not detect the first notch portion 127 as the notch portion 80 but detects it as the defect notch portion 82.

また第２切欠き部分１２５は、その幅Ｗ２が、規定範囲の下限値よりも大きく上限値よりも小さい。またその深さＨ２が、規定範囲の下限値よりも大きく上限値よりも小さい。したがって制御部３６は、第２切欠き部分１２５をノッチ部分８０として検出する。   Further, the width W2 of the second notch portion 125 is larger than the lower limit value of the specified range and smaller than the upper limit value. The depth H2 is larger than the lower limit value of the specified range and smaller than the upper limit value. Therefore, the control unit 36 detects the second notch portion 125 as the notch portion 80.

また第３切欠き部分１２６は、その幅Ｗ３が規定範囲の下限値よりも小さく、その深さＨ３が規定範囲の下限値よりも小さい。したがって制御部３６は、第３切欠き部分１２６をノッチ部分８０として検出せずに、欠陥切欠き部分８２として検出する。このように制御部３６は、注目する切欠き部分２５〜２７の幅Ｗと深さＨとの少なくともいずれか一方が規定範囲内に入らなかった場合には、欠陥切欠き部分８２として判断する。   The third notch 126 has a width W3 smaller than the lower limit value of the specified range, and a depth H3 smaller than the lower limit value of the specified range. Therefore, the control unit 36 does not detect the third notch portion 126 as the notch portion 80 but detects it as the defect notch portion 82. Thus, the control part 36 judges as the defect notch part 82, when at least any one of the width W and the depth H of the notch part 25-27 to which it pays attention does not enter in the regulation range.

図５は、制御部３６の第１の切欠き検出動作を示すフローチャートである。制御部３６は、センサ値ｃとエンコーダ値ｅとから欠陥切欠き部分８２およびノッチ部分８０を検出する場合には、検出動作を実行可能となるように、データ処理する必要がある。   FIG. 5 is a flowchart showing the first notch detection operation of the control unit 36. When detecting the defect notch portion 82 and the notch portion 80 from the sensor value c and the encoder value e, the control unit 36 needs to process data so that the detection operation can be executed.

ステップａ０では、制御部３６は、使用者などから予めノッチ部分８０の幅Ｗおよび深さＨの規定範囲が与えられる。制御部３６は、与えられた規定範囲を記憶回路に記憶する。このように準備動作が完了した状態で、制御部３６は、保持部３１によって保持されるウェハ２１を連続的に回転させて、ステップａ１に進む。   In step a0, the control unit 36 is given a predetermined range of the width W and the depth H of the notch portion 80 in advance by a user or the like. The control unit 36 stores the given specified range in the storage circuit. In the state where the preparatory operation is completed in this way, the control unit 36 continuously rotates the wafer 21 held by the holding unit 31, and proceeds to step a1.

ステップａ１では、制御部３６は、センサコントローラ３５からセンサ値ｃを取得し、エンコーダ３３からエンコーダ値ｅを取得する。制御部３６は、同時刻に取得したエンコーダ値ｅとセンサ値ｃとを関連づけて記憶回路に記憶する。   In step a <b> 1, the control unit 36 acquires the sensor value c from the sensor controller 35 and acquires the encoder value e from the encoder 33. The control unit 36 stores the encoder value e and the sensor value c acquired at the same time in association with each other in the storage circuit.

図６は、ステップａ１で取得したセンサ値ｃをエンコーダ値ｅの順に並べたグラフである。図６には、縦軸にセンサ値ｃをとし、横軸にエンコーダ値ｅをとしたグラフを示す。また、図６に示すグラフは、基部３０の中心軸線２９と、ウェハ２１の中心位置２８とが偏心した場合における検出結果である。制御部３６は、各エンコーダ値ｅに関連づけられるセンサ値ｃをそれぞれ検出データとし、ステップａ２に進む。   FIG. 6 is a graph in which the sensor value c acquired in step a1 is arranged in the order of the encoder value e. FIG. 6 shows a graph with the sensor value c on the vertical axis and the encoder value e on the horizontal axis. Further, the graph shown in FIG. 6 is a detection result when the center axis 29 of the base 30 and the center position 28 of the wafer 21 are eccentric. The control unit 36 uses the sensor value c associated with each encoder value e as detection data, and proceeds to step a2.

ステップａ２では、制御部３６は、各検出データｃの変化のうち、ウェハ２１が一周するときの周期に対応した偏心周波数成分変化を抽出する。具体的には、制御部３６は、まず、検出データｃのうちから、任意の数の検出データを抽出する。そしてエンコーダ値ｅの増加に関して、抽出した各検出データｃの偏心周波数成分変化を表わす偏心正弦波波形の演算式を求める。   In step a2, the control unit 36 extracts an eccentric frequency component change corresponding to a period when the wafer 21 goes around from one change in each detection data c. Specifically, the control unit 36 first extracts an arbitrary number of detection data from the detection data c. Then, with respect to the increase of the encoder value e, an arithmetic expression of an eccentric sine wave waveform representing a change in the eccentric frequency component of each extracted detection data c is obtained.

本実施の形態では、検出データの抽出は、エンコーダ値が１２°変化する毎の検出データｃを順に取出する。そして取出した各検出データｃのうちで、ｉ番目に取出した検出データｃｉと、その１つ前、すなわちｉ−１番目に取出した検出データｃ（ｉ−１）との差が予め定める設定範囲を超えている場合には、ｉ番目に取出した検出データｃｉを取除き、その残りの各検出データを用いて、偏心正弦波波形の演算式を求める。   In the present embodiment, detection data is extracted in order by detecting data c every time the encoder value changes by 12 °. The set range in which the difference between the i-th extracted detection data ci and the i-1th extracted detection data c (i-1) among the detected data c extracted is determined in advance. Is exceeded, the i-th extracted detection data ci is removed, and an arithmetic expression of the eccentric sine wave waveform is obtained using the remaining detection data.

演算式は、抽出した各検出データのうちの３つを用いて、次の（１）式における演算式のＹに検出データｃを、Ｘにその検出データｃに対応するエンコーダ値ｅをそれぞれ代入して、各定数α，β，γの値を求める。なお、前記３つの検出データは、できるだけエンコーダ値ｅが１２０°間離れたものを用いる。
Ｙ＝α・Ｓｉｎ（Ｘ＋β）＋γ …（１） As the arithmetic expression, three of the extracted detection data are used, and the detection data c is substituted into Y of the arithmetic expression in the following expression (1), and the encoder value e corresponding to the detection data c is substituted into X. Then, the values of the constants α, β, γ are obtained. For the three detection data, data having encoder values e separated by 120 ° are used as much as possible.
Y = α · Sin (X + β) + γ (1)

さらに、抽出した各検出データのうちの３つを種々変更した場合における各定数Ａ，Ｂ，Ｃをそれぞれ求め、求めた各定数α，β，γの平均値を（１）式の各係数として、演算式を決定する。すなわち３０個の検出データを抽出した場合には１０回分の、２４個の検出データしか取れなかった場合には８回分の各定数Ａ，Ｂ，Ｃの平均値を使って求められる（１）式を偏心正弦波波形の演算式とする。なお、偏心正弦波波形の演算式を求める方法は、本実施の形態の一例であって、他の導出方法を用いて演算式を求めてもかまわない。   Furthermore, the constants A, B, and C when three of the extracted detection data are variously changed are obtained, and the average values of the obtained constants α, β, and γ are used as the coefficients of the equation (1). Determine the arithmetic expression. That is, when 30 pieces of detection data are extracted, 10 times, and when only 24 pieces of detection data can be obtained, the average value of constants A, B, and C is obtained for 8 times. Is an arithmetic expression of an eccentric sine wave waveform. Note that the method for obtaining the arithmetic expression of the eccentric sine wave waveform is an example of the present embodiment, and the arithmetic expression may be obtained using another derivation method.

図７は、正弦波データｄを示すグラフである。制御部３６は、偏心正弦波波形の演算式に各エンコーダ値ｅを代入して、各エンコーダ値ｅに関連づけられる正弦波データｄを演算する。正弦波データｄを演算すると、ステップａ３に進む。   FIG. 7 is a graph showing the sine wave data d. The control unit 36 assigns each encoder value e to the calculation formula of the eccentric sine wave waveform, and calculates the sine wave data d associated with each encoder value e. When the sine wave data d is calculated, the process proceeds to step a3.

たとえば正弦波波形の演算式が上述の（１）式で表わされる場合、注目するエンコーダ値ｅｉに関連づけられる正弦波データｄｉは、α・Ｓｉｎ（ｅｉ＋β）＋γで表わされる。   For example, when the arithmetic expression of the sine wave waveform is expressed by the above-described expression (1), the sine wave data di associated with the encoder value ei of interest is expressed by α · Sin (ei + β) + γ.

ステップａ３では、制御部３６は、関連づけられるエンコーダ値ｅ毎に、ステップａ１に示す検出データｃからステップａ２に示す正弦波データｄを減算（ｃ−ｄ）して、偏心の影響を除去した差分データｆをそれぞれ演算する。図８は、差分データｆを示すグラフである。   In step a3, the control unit 36 subtracts (c−d) the sine wave data d shown in step a2 from the detection data c shown in step a1 for each of the associated encoder values e, thereby removing the influence of eccentricity. Data f is calculated. FIG. 8 is a graph showing the difference data f.

ステップａ４では、差分データｆを微分した微分データｇを演算する。具体的には、微分データｇは、差分データｆにおける注目するエンコーダ値ｅ毎に、注目するエンコーダ値ｅｉに対応する差分データｆｉと、注目するエンコーダ値ｅｉの次のエンコーダ値ｅ（ｉ＋１）に対応する差分データｆ（ｉ＋１）との差を示すデータであり、エンコーダ値ｅ毎にそれぞれ関連づけられる。微分データｇを演算すると、ステップａ５に進む。   In step a4, differential data g obtained by differentiating difference data f is calculated. Specifically, the differential data g is, for each encoder value e of interest in the difference data f, the difference data fi corresponding to the encoder value ei of interest and the encoder value e (i + 1) next to the encoder value ei of interest. This data indicates the difference from the corresponding difference data f (i + 1), and is associated with each encoder value e. When the differential data g is calculated, the process proceeds to step a5.

たとえば注目するエンコーダ値ｅｉに対応する差分データをｆｉとし、注目するエンコーダ値ｅｉの次のエンコーダ値ｅ（ｉ＋１）に対応する差分データをｆ（ｉ＋１）とすると、注目するエンコーダ値ｅｉに関連づけられる微分データｇは、ｆ（ｉ＋１）−ｆｉとなる。   For example, if the difference data corresponding to the encoder value ei of interest is fi and the difference data corresponding to the encoder value e (i + 1) next to the encoder value ei of interest is f (i + 1), the difference data is associated with the encoder value ei of interest. The differential data g is f (i + 1) −fi.

図９は、差分データｆの一部を拡大して欠陥切欠きを示すグラフである。ステップａ５では、制御部３６は、差分データｆに基づいて、ウェハ２１の半径８５と等しい円弧が形成される周縁部分を検索して、データの検出を開始する起点を求める。この起点からウェハ２１を３６０°角変位させる間の差分データｆを用いる。   FIG. 9 is a graph showing a defect cutout by enlarging a part of the difference data f. In step a5, the control unit 36 searches for a peripheral portion where an arc equal to the radius 85 of the wafer 21 is formed based on the difference data f, and obtains a starting point from which data detection is started. Difference data f during the displacement of the wafer 21 by 360 ° from this starting point is used.

具体的には、微分データｇが小さく、差分データｆが予め定める第１しきい値Ｐ１を継続した状態で、エンコーダ値ｅが予め定める第２しきい値Ｐ２にわたって増加するエンコーダ値の変化間隔を検出し、そのエンコーダ値ｅの変化間隔のうちもっとも小さいエンコーダ値を起点エンコーダ値ｅａとして検出する。なお、起点エンコーダ値ｅａの角変位位置におけるライン上の周縁直線４０の距離は、ウェハ２１の半径８５とほぼ等しくなる。起点エンコーダ値ｅａを検出すると、ステップａ６に進む。   Specifically, the encoder value change interval in which the encoder value e increases over the predetermined second threshold value P2 in the state where the differential data g is small and the difference data f continues the predetermined first threshold value P1. Then, the smallest encoder value among the change intervals of the encoder value e is detected as the starting encoder value ea. The distance of the peripheral straight line 40 on the line at the angular displacement position of the starting encoder value ea is substantially equal to the radius 85 of the wafer 21. When the starting encoder value ea is detected, the process proceeds to step a6.

ステップａ６では、起点エンコーダ値ｅａからエンコーダ値ｅが増加したときに、差分データｆが予め定める第３しきい値Ｐ３以下となる場合、制御部３６は、そのときのエンコーダ値ｅｂを上述した第１角変位位置４２とし、第１角変位位置４２から切欠き部分が形成されていることを判断する。第１角変位位置４２を検出すると、ステップａ７に進む。   In step a6, when the encoder value e increases from the starting encoder value ea, if the difference data f is equal to or less than the predetermined third threshold value P3, the control unit 36 sets the encoder value eb at that time to the above-described encoder value eb. A single angular displacement position 42 is determined, and it is determined that a notch is formed from the first angular displacement position 42. When the first angular displacement position 42 is detected, the process proceeds to step a7.

ステップａ７では、制御部３６は、第１角変位位置４２からエンコーダ値ｅが増加したときに、差分データｆが予め定める第４しきい値Ｐ４以下で、かつ微分データｇが小さく、差分データｆが予め定める第５しきい値Ｐ５以下を継続した状態で、エンコーダ値ｅが予め定める第６しきい値Ｐ６にわたって増加するエンコーダ値の変化間隔を検出し、そのエンコーダ値ｅの変化間隔の起点となるエンコーダ値を復帰エンコーダ値ｅｃとして検出する。なお、復帰エンコーダ値ｅｃの角変位位置におけるライン上の周縁直線４０の距離は、ウェハ２１の半径８５とほぼ等しくなる。復帰エンコーダ値ｅｃを検出すると、ステップａ８に進む。   In step a7, when the encoder value e increases from the first angular displacement position 42, the control unit 36 determines that the difference data f is less than or equal to a predetermined fourth threshold value P4, the differential data g is small, and the difference data f In the state where the encoder value e increases over the predetermined sixth threshold value P6, and the starting point of the change interval of the encoder value e is detected. Is detected as a return encoder value ec. The distance of the peripheral straight line 40 on the line at the angular displacement position of the return encoder value ec is substantially equal to the radius 85 of the wafer 21. When the return encoder value ec is detected, the process proceeds to step a8.

ステップａ８では、制御部３６は、復帰エンコーダ値ｅｃからエンコーダ値ｅが減少したときに、差分データｆが予め定める第７しきい値Ｐ７以下となる場合、制御部３８は、そのときのエンコーダ値ｅｄを上述した第３角変位位置４３とし、ステップａ９に進む。   In step a8, when the difference data f becomes equal to or smaller than a predetermined seventh threshold value P7 when the encoder value e decreases from the return encoder value ec, the control unit 38 determines that the encoder value at that time is Let ed be the third angular displacement position 43 described above, and proceed to step a9.

ステップａ９では、ステップａ６で求めた第１角変位位置４２と、ステップａ８で求めた第３角変位位置４３との間の、エンコーダ値ｅおよび差分データ値ｆとに基づいて、切欠きの幅Ｗ、深さＨおよび切欠きの位置４５を求め、ステップａ１０に進む。   In step a9, the width of the notch is determined based on the encoder value e and the difference data value f between the first angular displacement position 42 obtained in step a6 and the third angular displacement position 43 obtained in step a8. W, depth H, and notch position 45 are obtained, and the process proceeds to step a10.

ステップａ１０では、制御部３６は、差分データｆに基づいて、復帰エンコーダ値ｅｃからエンコーダ値が増加したときに、次の第１角変位位置４２が存在するか否かを判断し、次の第１角変位位置４２が存在すると判断すると、ステップａ７に戻る。そして次の切欠きについて切欠きの幅Ｗ、深さＨおよび切欠きの位置４５を求める。またステップａ１０において、起点エンコーダ値ｅａから３６０°エンコーダ値ｅが増加しても、次の第１角変位位置４２が存在しない場合には、ステップａ１１に進む。   In step a10, the control unit 36 determines whether or not the next first angular displacement position 42 exists when the encoder value is increased from the return encoder value ec based on the difference data f. If it is determined that the single-angle displacement position 42 exists, the process returns to step a7. For the next notch, the notch width W, depth H, and notch position 45 are determined. In Step a10, even if the 360 ° encoder value e is increased from the starting encoder value ea, if the next first angular displacement position 42 does not exist, the process proceeds to Step a11.

ステップａ１１では、検出した１または複数の切欠き部分のうち、ノッチ部分８０の規定範囲内の幅と深さとを有する１つの切欠き部分を検出し、その切欠き部分をノッチ部分８０として判断する。またその他の切欠き部分を欠陥切欠き部分８２として検出する。   In step a 11, one notch portion having a width and a depth within a specified range of the notch portion 80 is detected from the detected one or more notch portions, and the notch portion is determined as the notch portion 80. . Other notch portions are detected as defect notch portions 82.

ノッチ部分８０の規定範囲内の幅と深さとを有する複数の切欠き部分がある場合には、ノッチ部分８０に予め設定される最適幅と最適深さとに最も近い１つの切欠き部分をノッチ部分８０として判断してもよい。   When there are a plurality of notch portions having a width and a depth within the prescribed range of the notch portion 80, the notch portion closest to the optimum width and depth preset in the notch portion 80 is the notch portion. You may judge as 80.

このようにして制御部３６は、１または複数の切欠き部分から１つのノッチ部分８０を検出すると、残余の切欠き部分を欠陥切欠き部分８２として検出する。そしてステップａ１２に進み、切欠きの検出動作を終了する。   In this way, when the control unit 36 detects one notch portion 80 from one or a plurality of notch portions, it detects the remaining notch portion as the defect notch portion 82. Then, the process proceeds to step a12, and the notch detection operation is terminated.

またウェハ形状検出装置２０がアライナ装置となる場合には、ノッチ部分８０を予め定める角度位置に角変位させる。そしてウェハを移送するハンドロボットがウェハ２１を搬送可能な状態とする。またウェハ形状検出装置２０は、欠陥切欠き８２を検出した場合には、ウェハ２１に欠陥があることを報知する。   When the wafer shape detection device 20 is an aligner, the notch portion 80 is angularly displaced to a predetermined angular position. Then, the hand robot that transfers the wafer is brought into a state in which the wafer 21 can be transferred. In addition, when the wafer shape detection device 20 detects the defect notch 82, the wafer shape detection device 20 notifies that the wafer 21 has a defect.

以上のように、ウェハ形状検出装置２０が上述した第１の欠陥検出方法を実行することによって、ウェハ形状検出装置２０は、切欠き部分の幅と深さとを検出する。切欠き部分の幅と深さとの少なくともいずれか一方が、ノッチ部分８０に設定される規定範囲外である場合に、その切欠き部分を欠陥切欠き部分として検出する。言い換えると、切欠き部分の幅と深さとの両方が規定範囲内である場合についてのみ、その切欠き部分をノッチ部分８０として検出する。またウェハ２１に傷などの欠陥が形成される場合であっても、正確にノッチ部分８０を検出することができる。   As described above, the wafer shape detection device 20 detects the width and depth of the notch portion by executing the first defect detection method described above. When at least one of the width and the depth of the notch portion is outside the specified range set in the notch portion 80, the notch portion is detected as a defect notch portion. In other words, the notch portion is detected as the notch portion 80 only when both the width and depth of the notch portion are within the specified range. Even if a defect such as a scratch is formed on the wafer 21, the notch portion 80 can be detected accurately.

これによってウェハに形成される欠陥切欠き部分８２とノッチ部分８０とを誤検出することなく、欠陥切欠き部分８２を精度よく検出することができる。欠陥切欠き部分８２を精度よく検出することで、欠陥切欠き部分８２が形成されるウェハ２１を、半導体製造過程で取除くことができる。これによって欠陥が生じているウェハ８２を早期に取除くことで、欠陥が生じているウェハに半導体処理が施されることを防ぐことができる。   Thereby, the defect notch portion 82 can be detected with high accuracy without erroneously detecting the defect notch portion 82 and the notch portion 80 formed on the wafer. By accurately detecting the defect notch portion 82, the wafer 21 on which the defect notch portion 82 is formed can be removed during the semiconductor manufacturing process. By removing the wafer 82 in which the defect has occurred thereby at an early stage, it is possible to prevent the wafer having the defect from being subjected to semiconductor processing.

また本実施の形態では、ウェハ形状検出装置２０は、ノッチ部分８０の検出と同時に欠陥切欠き部分８２を検出する。これによって欠陥切欠き部分８２を検出する工程を別工程にする必要がないので、検出に費やす時間を短くすることができる。言い換えると、装置のタクトタイムに影響を与えることなく、ウェハ周辺部の欠陥を検出することができる。   In the present embodiment, wafer shape detection apparatus 20 detects defect notch portion 82 simultaneously with detection of notch portion 80. As a result, the process for detecting the defect notch 82 need not be a separate process, and the time spent for detection can be shortened. In other words, it is possible to detect a defect in the peripheral portion of the wafer without affecting the tact time of the apparatus.

また本実施の形態では、検出データｃから正弦波データｄを差分した差分データｆに基づいて、切欠き部分の幅と深さとを検出する。したがってウェハ２１の中心位置２８が回転軸線２９に対して偏心していた場合であっても、その偏心の影響をなくして、切欠き部分の幅と深さを検出することができる。これによって切欠き部分の幅と深さを正確に求めることができ、よってノッチ部分８０と欠陥切欠き部分８２とをさらに精度よく検出することができる。   In the present embodiment, the width and depth of the notch are detected based on the difference data f obtained by subtracting the sine wave data d from the detection data c. Therefore, even if the center position 28 of the wafer 21 is eccentric with respect to the rotation axis 29, the influence of the eccentricity can be eliminated and the width and depth of the notched portion can be detected. As a result, the width and depth of the notch portion can be accurately obtained, and therefore the notch portion 80 and the defect notch portion 82 can be detected with higher accuracy.

また偏心正弦波波形の演算式を求めることによって、その振幅と位相とからウェハ２１の偏心具合を求めることができる。たとえば偏心具合をロボットハンドに伝えることによって、ロボットハンドがウェハの偏心具合を把握することができ、ウェハ形状検出装置２０に保持されるウェハ２１を正確に保持することができる。また上述したようにウェハ２１が偏心した状態で保持部３１に保持された場合であっても、ノッチ部分８０と欠陥切欠き部分８２を正確に検出することができ、ロボットハンドの位置教示動作にかかる手間を少なくすることができる。   Further, by obtaining an arithmetic expression of the eccentric sine wave waveform, the degree of eccentricity of the wafer 21 can be obtained from the amplitude and phase. For example, by transmitting the degree of eccentricity to the robot hand, the robot hand can grasp the degree of eccentricity of the wafer, and the wafer 21 held by the wafer shape detection device 20 can be accurately held. Further, as described above, even when the wafer 21 is held in the holding portion 31 in an eccentric state, the notch portion 80 and the defect notch portion 82 can be accurately detected, and the robot hand position teaching operation can be performed. Such trouble can be reduced.

また本実施の形態によれば、ノッチ部分８０に基づいてウェハ２１の配置位置を整えるいわゆるアライナ装置の演算プログラムを変更することによって、ウェハ２１の配置位置の調整とともにウェハ２１の欠陥を検出することができる。したがって新たな物理的構成を追加する必要がなく、ウェハの欠陥検出装置を容易に実現することができる。   Further, according to the present embodiment, the defect of the wafer 21 is detected together with the adjustment of the arrangement position of the wafer 21 by changing the calculation program of the so-called aligner device that arranges the arrangement position of the wafer 21 based on the notch portion 80. Can do. Therefore, it is not necessary to add a new physical configuration, and a wafer defect detection apparatus can be easily realized.

また本実施の形態では、微分データｇに基づいて、切欠き部分が形成されない周縁部２３を検出する。これによって差分データｆに基づくよりも、切欠き部分が形成されない周縁部２３を正確に検出することができ、ノッチ部分８０と欠陥切欠き部分８２をより正確に検出することができる。また周縁部に切欠きが形成されない起点エンコーダ値ｅａから、ノッチ部分８０および欠陥切欠き部分８２の検出を開始する。これによって切欠き部分の途中から切欠き部分の検出を開始することが防がれ、切欠き部分をさらに正確に検出することができる。   In the present embodiment, based on the differential data g, the peripheral edge 23 where the notch is not formed is detected. As a result, it is possible to accurately detect the peripheral portion 23 where the notch portion is not formed, and to detect the notch portion 80 and the defect notch portion 82 more accurately than based on the difference data f. Further, detection of the notch portion 80 and the defect notch portion 82 is started from the starting encoder value ea where no notch is formed in the peripheral portion. This prevents the detection of the cutout part from the middle of the cutout part, and the cutout part can be detected more accurately.

図１０および図１１は、本発明の第２のウェハの欠陥検出方法を説明するためのグラフである。図１０は、差分データｆの一部を拡大してノッチ部分８０を示すグラフである。また図１１は、差分データｆの一部を拡大して欠陥切欠き部分８２を示すグラフである。   10 and 11 are graphs for explaining the defect detection method for a second wafer of the present invention. FIG. 10 is a graph showing a notch portion 80 by enlarging a part of the difference data f. FIG. 11 is a graph showing a defect notch 82 by enlarging a part of the difference data f.

ノッチ部分８０では、第１角変位位置４２から第２角変位位置４４までエンコーダ値ｅの増加とともに変化する差分データｆを、横軸をエンコーダ値ｅとし、縦軸を差分データｆとするグラフ上にプロットする。この場合、プロットされた差分データｆは、グラフ上に描かれる規定曲線５０にそって並ぶ。この規定曲線５０は、予め定める規定曲線式によって表わされる。   In the notch portion 80, on the graph, the difference data f that changes as the encoder value e increases from the first angular displacement position 42 to the second angular displacement position 44 is the encoder value e and the vertical axis is the difference data f. Plot to. In this case, the plotted difference data f is arranged along the prescribed curve 50 drawn on the graph. The specified curve 50 is represented by a predetermined specified curve formula.

本実施の形態では、規定曲線５０を、Ａ・ｅ２＋Ｂ・ｅ＋Ｃとなる２次曲線式によって表わす。Ａは、エンコーダ値ｅの２乗の係数であって、規定曲線５０の形状を表わす形状特定係数Ａとなる。ＢおよびＣは、ウェハ２１の配置位置によって異なる。なお、上式においてｅは、エンコーダ値を表わす。 In the present embodiment, the prescribed curve 50 is represented by a quadratic curve formula of A · e 2 + B · e + C. A is a coefficient of the square of the encoder value e, and is a shape specifying coefficient A representing the shape of the prescribed curve 50. B and C differ depending on the arrangement position of the wafer 21. In the above equation, e represents an encoder value.

これに対して欠陥切欠き部分８２では、プロットされる差分データｆは、規定曲線５０とは形状が異なる非規定曲線５１に沿って並ぶ。また欠陥切欠き部分８２では、規定曲線５０に対して、プロットされた差分データｆが大きくばらつく。またプロットされた差分データｆが並ぶ近似曲線式は、最小２乗法などの近似法を用いることで容易に導くことができる。   On the other hand, in the defect notch portion 82, the plotted difference data f is arranged along a non-specified curve 51 having a shape different from that of the specified curve 50. Further, in the defect notch portion 82, the plotted difference data f varies greatly with respect to the prescribed curve 50. Moreover, the approximate curve equation in which the plotted difference data f is arranged can be easily derived by using an approximation method such as a least square method.

注目する切欠き部分の前記形状特定係数Ａが、ノッチ部分８０を表わす形状特定係数Ａの規定範囲外であると、注目する切欠き部分を欠陥切欠き部部分８２として検出することができる。   If the shape specifying coefficient A of the notch portion of interest is outside the specified range of the shape specifying coefficient A representing the notch portion 80, the notch portion of interest can be detected as the defect notch portion 82.

前記形状特定係数Ａは、ノッチ部分を表わす規定曲線式に対して、切欠き部分を表わす曲線式が類似しているかどうかを判定するための判定値となる。すなわち近似曲線式のうち切欠き部分の形状を示す係数を抽出し、その係数が規定曲線式のうち規定切欠き部分の形状を示す係数に対する類似度を判断することによって、曲線式が類似しているかどうかを判断する。たとえば類似度は、規定切欠き部分の形状を示す係数と、注目する切欠き部分の形状を示す係数との差によって決定される。   The shape specifying coefficient A is a determination value for determining whether or not the curve equation representing the notch portion is similar to the prescribed curve equation representing the notch portion. That is, by extracting a coefficient indicating the shape of the notched portion from the approximate curve formula, and determining the similarity of the coefficient with respect to the coefficient indicating the shape of the specified notch portion of the specified curve formula, the curve formula is similar. Determine whether or not. For example, the degree of similarity is determined by a difference between a coefficient indicating the shape of the specified notch portion and a coefficient indicating the shape of the notch portion of interest.

図１２は、図１０のグラフの一部を拡大して示すグラフである。ノッチ部分８０での各プロット点は、規定曲線５０からの誤差平均値が予め定める規定範囲内となる。誤差平均値は、各プロット点６０の差分データｆと、各プロット点６０に設定されるエンコーダ値ｅでの規定曲線５０の差分データｆとの差を全て足し合わせた値である。   FIG. 12 is a graph showing a part of the graph of FIG. 10 in an enlarged manner. Each plot point in the notch portion 80 falls within a predetermined range in which an error average value from the predetermined curve 50 is predetermined. The error average value is a value obtained by adding all the differences between the difference data f of each plot point 60 and the difference data f of the specified curve 50 at the encoder value e set at each plot point 60.

任意のプロット点６０の差分データｆをｘｉとし、その任意のプロット点６０に設定されるエンコーダ値ｅでの差分データｆをｙｉとすると、誤差平均値Ｖは、以下の式によって表わされる。   When the difference data f at an arbitrary plot point 60 is xi and the difference data f at the encoder value e set at the arbitrary plot point 60 is yi, the error average value V is expressed by the following equation.

Figure 0004520260
Figure 0004520260

ただし、ｘｉは、第１角変位位置４３から第２角変位位置４４までのｎ個のプロット点のうち、ｉ番目の差分データを示す。またｙｉは、ｉ番目のプロット点と同じエンコーダ値ｅにおける規定曲線５０の差分データを示す。 Here, xi represents i-th difference data among n plot points from the first angular displacement position 43 to the second angular displacement position 44. Yi indicates difference data of the prescribed curve 50 at the same encoder value e as the i-th plot point.

注目する切欠き部分での誤差平均値Ｖが、予め定める規定範囲外であると、注目する切欠き部分を欠陥切欠き部分８２として検出することができる。   When the error average value V at the notched portion to be noticed is outside the predetermined range, the notched portion to be noticed can be detected as the defect notched portion 82.

前記誤差平均値Ｖもまた、ノッチ部分を表わす規定曲線式に対して、切欠き部分を表わす曲線式が類似しているかどうかを判定するための判定値となる。規定曲線に対する誤差平均値Ｖが小さければ小さいほど、注目する切欠き部分の形状が、ノッチ部分の形状に類似していることを示す。   The error average value V is also a determination value for determining whether or not the curve equation representing the notch portion is similar to the prescribed curve equation representing the notch portion. It shows that the shape of the notch part to which the attention is paid is similar to the shape of a notch part, so that the average error value V with respect to a regulation curve is small.

図１３は、制御部３６の第２の切欠き検出動作を示すフローチャートである。ステップｂ０では、制御部３６は、ノッチ部分８０での形状特定係数Ａの規定範囲が与えられる。制御部３６は、与えられた規定範囲を記憶回路に記憶する。そして制御部３６は、ウェハ２１を保持部３１に吸着保持させた状態で、ウェハ２１を回転させ、ステップｂ１に進む。   FIG. 13 is a flowchart showing the second notch detection operation of the control unit 36. In step b0, the control unit 36 is given a specified range of the shape specifying coefficient A at the notch portion 80. The control unit 36 stores the given specified range in the storage circuit. Then, the control unit 36 rotates the wafer 21 in a state where the wafer 21 is sucked and held by the holding unit 31, and proceeds to step b1.

制御部３６は、ステップｂ１で、前述した図５に示すステップａ１〜ステップａ１０に相当する動作を行う。ただし、ステップａ９で制御部３６が切欠き部分の深さと幅とを演算した代わりに、第１角変位位置４３と第２角変位位置４４との間での、差分データ値ｆの近似曲線式を演算する。   In step b1, the controller 36 performs an operation corresponding to step a1 to step a10 shown in FIG. However, instead of the controller 36 calculating the depth and width of the notch portion in step a9, an approximate curve equation of the difference data value f between the first angular displacement position 43 and the second angular displacement position 44 is obtained. Is calculated.

ステップｂ１で、各切欠きの近似曲線式を求めると、ステップｂ２に進む。ステップｂ２では、検出した１または複数の切欠き部分の近似曲線式のうち、その形状特定係数Ａが規定範囲内となる１または複数の切欠き部分を検出し、ステップｂ３に進む。   When the approximate curve equation of each notch is obtained in step b1, the process proceeds to step b2. In step b2, one or more notch portions whose shape specifying coefficient A is within a specified range are detected from the detected approximate curve equations of one or more notch portions, and the process proceeds to step b3.

ステップｂ３では、ステップｂ２で検出された１または複数の切欠き部分について、規定曲線に対する誤差平均値Ｖを求め、ステップｂ４に進む。ステップｂ４では、ステップｂ２で検出した１または複数の切欠き部分について、規定曲線に対する誤差平均値が、規定範囲内である切欠きをノッチ部分８０として検出する。   In step b3, an error average value V with respect to the prescribed curve is obtained for one or more notch portions detected in step b2, and the process proceeds to step b4. In step b4, a notch whose average error value with respect to the prescribed curve is within a prescribed range for the one or more notches detected in step b2 is detected as a notch portion 80.

またステップｂ４において、誤差平均値Ｖが規定範囲内となる複数の切欠き部分が存在する場合には、誤差平均値が規定範囲内となる複数の切欠き部分のうちから、最も誤差平均値が小さいものをノッチ部分８０として検出する。このようにして制御部３６は、１または複数の切欠き部分から１つのノッチ部分８０を検出すると、残余の切欠き部分を欠陥切欠き部分として検出する。そしてステップｂ５に進み、切欠き部分の検出動作を終了する。   In step b4, if there are a plurality of cutout portions where the error average value V is within the specified range, the error average value is the largest of the plurality of cutout portions where the error average value is within the specified range. A small one is detected as a notch portion 80. In this way, when the control unit 36 detects one notch portion 80 from one or a plurality of cutout portions, the control portion 36 detects the remaining cutout portion as a defect cutout portion. Then, the process proceeds to step b5, and the notch detection operation is terminated.

以上のように、ウェハ形状検出装置２０が上述した第２の欠陥検出方法を実行することによって、ウェハ形状検出装置２０は、切欠き部分における曲線式を算出し、その曲線式に基づいて、切欠き部分が、ノッチ部分８０と欠陥切欠き部分８２とのいずれであるかを判断する。   As described above, when the wafer shape detection apparatus 20 executes the second defect detection method described above, the wafer shape detection apparatus 20 calculates a curve equation at the notch portion, and based on the curve equation, the cut shape is calculated. It is determined whether the notch portion is the notch portion 80 or the defect notch portion 82.

具体的には、切欠き部分での形状特定係数Ａおよび誤差平均値Ｖを検出することで、欠陥切欠き部分の形状に基づいて切欠き部分を判断する。これによってノッチ部分８０の幅と深さとの規定範囲内に含まれる欠陥切欠き部分であっても、欠陥切欠き部分８２とノッチ部分８０とを区別して検出することができ、誤検出を防ぐことができる。また、第１の欠陥検出方法と同様の手順を行う工程については、第１の欠陥検出方法と同様の効果を得ることができる。   Specifically, the notch portion is determined based on the shape of the defect notch portion by detecting the shape specifying coefficient A and the error average value V at the notch portion. As a result, even if it is a defect notch part included in the prescribed range of the width and depth of the notch part 80, the defect notch part 82 and the notch part 80 can be distinguished and detected, thereby preventing erroneous detection. Can do. Moreover, the same effect as that of the first defect detection method can be obtained for the step of performing the same procedure as that of the first defect detection method.

図１４は、制御部３６の第３の欠陥検出動作を示すフローチャートである。第３の欠陥検出動作は、切欠き部分の深さ、幅、形状特定係数Ａおよび規定曲線との誤差平均値を用いて、ウェハの欠陥切欠き部分およびノッチ部分を検出する。なお、切欠きの幅、深さ、形状特定係数Ａおよび規定曲線との誤差平均値Ｖは、前述と同様の手順によって求めることができるので、その説明を省略する。   FIG. 14 is a flowchart showing the third defect detection operation of the control unit 36. In the third defect detection operation, the defect notch portion and the notch portion of the wafer are detected using the depth, width, shape specifying coefficient A of the notch portion, and the average error value with the specified curve. Note that the notch width, depth, the shape specifying coefficient A, and the error average value V with respect to the specified curve can be obtained by the same procedure as described above, and thus the description thereof is omitted.

ステップｃ０では、制御部３６は、欠陥として無視すべき切欠き部分の幅と深さとの許容範囲を記憶する。また制御部３６は、検出すべきノッチ部分８０の幅と深さと形状特定係数Ａの規定範囲を記憶する。このように準備動作が完了した状態で、制御部３６は、保持部３１によって保持されるウェハ２１を回転させ、ステップｃ１に進む。   In step c0, the control unit 36 stores an allowable range of the width and depth of the notch portion that should be ignored as a defect. Further, the control unit 36 stores the width and depth of the notch portion 80 to be detected and the specified range of the shape specifying coefficient A. In a state where the preparatory operation is completed in this way, the control unit 36 rotates the wafer 21 held by the holding unit 31, and proceeds to step c1.

ステップｃ１では、制御部３６は、第１の欠陥検出動作と同様に、切欠き部分の幅と深さとを取得し、取得するとステップｃ２に進む。ステップｃ２では、制御部３６は、取得した切欠き部分の幅と深さとが、欠陥として無視すべき許容範囲内であるか否かを判断する。取得した切欠き部分の幅と深さとが許容範囲内でないと判断すると、ステップｃ３に進む。ステップｃ３では、ステップｃ２で取得した切欠き部分の幅と深さとがノッチ部分８０として規定される規定範囲内であるかどうかを判断する。取得した切欠き部分の幅と深さとが規定範囲内であると、ステップｃ４に進む。   In step c1, the control unit 36 acquires the width and depth of the notch portion as in the first defect detection operation, and proceeds to step c2 when acquired. In step c2, the control unit 36 determines whether or not the acquired width and depth of the cutout portion are within an allowable range that should be ignored as a defect. If it is determined that the width and depth of the acquired notch are not within the allowable range, the process proceeds to step c3. In step c3, it is determined whether or not the width and depth of the notch portion acquired in step c2 are within a specified range defined as the notch portion 80. If the acquired width and depth of the notch are within the specified range, the process proceeds to step c4.

ステップｃ４では、取得した切欠き部分の形状が、ノッチ部分８０の形状に相当するか否かを判断する。具体的には、上述した切欠き部分の形状特定係数Ａと誤差平均値Ｖとが、規定範囲内に含まれるか否かを判断し、規定範囲内であることを判断するとステップｃ５に進む。ステップｃ５では、ノッチ部分８０の規定範囲内であると判断した切欠き部分をノッチ部分８０としてカウントし、切欠き位置などの情報を記憶してステップｃ７に進む。   In step c4, it is determined whether or not the acquired shape of the notch portion corresponds to the shape of the notch portion 80. Specifically, it is determined whether or not the shape specifying coefficient A and the error average value V of the notch portion described above are included in the specified range. If it is determined that they are within the specified range, the process proceeds to step c5. In step c5, the notch portion determined to be within the specified range of the notch portion 80 is counted as the notch portion 80, information such as the notch position is stored, and the process proceeds to step c7.

ステップｃ２において、制御部３６は、取得した切欠き部分の幅と深さとが、欠陥として無視すべき許容範囲内であると、その切欠き部分をカウントせずにステップｃ７に進む。またステップｃ３およびステップｃ４において、取得した切欠き部分がノッチ部分８０の規定範囲から外れると、ステップｃ６に進む。ステップｃ６では、制御部３６は、ノッチ部分８０の規定範囲外であると判断した切欠き部分を欠陥切欠き部分８２としてカウントし、切欠き位置などの情報を記憶してステップｃ７に進む。   In step c2, if the width and depth of the acquired notch portion are within an allowable range that should be ignored as a defect, the control unit 36 proceeds to step c7 without counting the notch portion. In step c3 and step c4, when the acquired notch part is out of the specified range of the notch part 80, the process proceeds to step c6. In step c6, the control unit 36 counts the notch portion determined to be outside the specified range of the notch portion 80 as the defect notch portion 82, stores information such as the notch position, and proceeds to step c7.

ステップｃ７では、ウェハ一周分のデータを検索したか否かを判断する。ウェハ一周分のデータを検索していない場合には、ステップｃ１に戻り、他の切欠き部分が存在しないかを検出する。また、ステップｃ７において、ウェハ一周分のデータを検索したことを判断した場合には、ステップｃ９に進み、欠陥検出動作を終了する。   In step c7, it is determined whether data for one round of the wafer has been retrieved. If the data for one round of the wafer is not retrieved, the process returns to step c1 to detect whether there is another notch portion. If it is determined in step c7 that data for one round of the wafer has been retrieved, the process proceeds to step c9, and the defect detection operation is terminated.

またステップｃ１において、制御部３６は、第１の欠陥検出動作と同様に、切欠き部分の幅と深さとのデータを取得できないと、ステップｃ８に進む。ステップｃ８では、ウェハ一周分のデータを検索したか否かを判断する。ウェハ一周分のデータを検索していない場合には、ステップｃ１に戻り、他の切欠き部分が存在しないかを検出する。また、ステップｃ８において、ウェハ一周分のデータを検出したことを判断した場合には、ステップｃ９に進み、欠陥検出動作を終了する。   In step c1, the control unit 36 proceeds to step c8 when it cannot acquire the data of the width and depth of the notch portion, similarly to the first defect detection operation. In step c8, it is determined whether data for one round of the wafer has been retrieved. If the data for one round of the wafer is not retrieved, the process returns to step c1 to detect whether there is another notch portion. If it is determined in step c8 that data for one round of the wafer has been detected, the process proceeds to step c9 and the defect detection operation is terminated.

以上のような第３の欠陥検出方法では、第１の欠陥検出方法と第２の欠陥検出方法との両方の効果を得ることができる。これによって、万が一、ノッチ部分８０の幅と深さとの規定範囲内となるような欠陥切欠き部分８２が発生しても、欠陥切欠き部分８２として検出することができる。これによってノッチ部分８０の誤検出を防ぐことができる。   In the third defect detection method as described above, the effects of both the first defect detection method and the second defect detection method can be obtained. As a result, even if a defect notch portion 82 occurs that falls within the prescribed range of the width and depth of the notch portion 80, it can be detected as the defect notch portion 82. Thereby, erroneous detection of the notch portion 80 can be prevented.

またステップｃ４で、複数の注目する切欠き部分の形状特定係数Ａが、規定範囲に含まれる場合であっても、最も前記規定曲線式に近い曲線式となる切欠き部分、すなわち誤差平均値Ａが最も小さい切欠き部分をノッチ部分８０として検出する。これによって切欠き部分をさらに精度よく検出することができる。   Further, in step c4, even when the shape specifying coefficient A of a plurality of notched portions to be noticed is included in the specified range, the notched portion that becomes the curve equation closest to the specified curve equation, that is, the error average value A Is detected as a notch portion 80. As a result, the notch can be detected with higher accuracy.

また、ステップｃ２において、注目する切欠きの深さと幅とが許容範囲内である場合に、その注目する切欠き部分を無視する。これによって注目する欠陥切欠き部分８２を正確に検出することができる。たとえば切欠き部分として深さおよび幅がウェハ品質として問題のない小さなものまで、欠陥として誤検出することを防ぐことができる。ウェハの製造過程で発生するような凹凸の深さと幅とを許容範囲として登録しておくことで、製造過程で生じる凹凸部分を欠陥として検出しないようにすることもできる。   In step c2, when the depth and width of the notch of interest are within the allowable range, the notch of interest is ignored. This makes it possible to accurately detect the defect notch portion 82 of interest. For example, it is possible to prevent erroneous detection as a defect even if the depth and width of the notch part are small and have no problem in wafer quality. By registering the depth and width of the unevenness generated in the wafer manufacturing process as an allowable range, it is possible not to detect the uneven part generated in the manufacturing process as a defect.

また形状特定係数Ａおよび誤差平均値Ｖは、幅および深さが規定範囲内となった切欠き部分についてのみ求める。したがって全ての切欠き部分について、形状特定係数Ａおよび誤差平均値Ｖを求める場合に比べて、計算時間を短縮化することができる。   In addition, the shape specifying coefficient A and the error average value V are obtained only for the notch portions whose width and depth are within the specified ranges. Accordingly, the calculation time can be shortened as compared with the case where the shape specifying coefficient A and the error average value V are obtained for all the notched portions.

なお、上述した本実施の形態として、予め規定される規定切欠きとしてノッチ２２が用いられる場合について説明したが、規定切欠きとしてノッチ２２以外、たとえばオリエンテーションフラット（以下、オリフラと称する）が用いられても、同様の効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the case where the notch 22 is used as the predefined notch is described. However, for example, an orientation flat (hereinafter referred to as an orientation flat) other than the notch 22 is used as the defined notch. However, the same effect can be obtained.

図１５は、オリフラ２４が形成される半導体ウェハ２１を示す正面図である。他の実施形態では、規定切欠き部分は、オリフラ２４が形成されるオリフラ部分７３によって実現される。オリフラ２４は、半導体ウェハ２１の周縁部２３に形成される凹所である。オリフラ部分７３は、ウェハ２１を厚み方向に垂直な断面で見た場合に、ウェハ２１の中心位置２８から外方に延びる一半径線７１に垂直な平面７０が形成される。オリフラ２４の詳細な寸法は、ＳＥＭＩなどによって予め規格化されている。   FIG. 15 is a front view showing the semiconductor wafer 21 on which the orientation flat 24 is formed. In another embodiment, the defined notch portion is realized by an orientation flat portion 73 in which the orientation flat 24 is formed. The orientation flat 24 is a recess formed in the peripheral edge 23 of the semiconductor wafer 21. The orientation flat portion 73 is formed with a plane 70 perpendicular to a radius line 71 extending outward from the center position 28 of the wafer 21 when the wafer 21 is viewed in a cross section perpendicular to the thickness direction. The detailed dimensions of the orientation flat 24 are standardized in advance by SEMI or the like.

図１６は、オリフラ２４における差分データｆの一部を示すグラフである。オリフラ２４であっても、ノッチ２２と同様にして、その幅Ｗ、深さＨ、近似曲線７２が規定される。したがって切欠き部分について、幅Ｗ、深さＨ、近似曲線式の形状特定係数Ａ、誤差平均値Ｖがオリフラ２４に設定される規定範囲内であると、オリフラ２４として判断することができる。   FIG. 16 is a graph showing a part of the difference data f in the orientation flat 24. Even in the orientation flat 24, the width W, the depth H, and the approximate curve 72 are defined in the same manner as the notch 22. Therefore, it can be determined that the notched portion is the orientation flat 24 when the width W, the depth H, the shape specifying coefficient A of the approximate curve equation, and the error average value V are within the specified range set in the orientation flat 24.

図１７は、オリフラ２４における差分データｆが最小となる部分を拡大して示すグラフである。ラインセンサ３４の検出精度が低い場合には、図１７に示すプロット点に示すように差分データｆが最も小さくなるエンコーダ値ｅが予め定める範囲７３にわたる。したがって差分データｆが最も小さくなるエンコーダ値ｅに基づいて決定されるオリフラ部分７３の角度位置を１つに決定することが困難な場合がある。   FIG. 17 is an enlarged graph showing a portion where the difference data f in the orientation flat 24 is minimized. When the detection accuracy of the line sensor 34 is low, the encoder value e having the smallest difference data f covers a predetermined range 73 as shown by the plot points shown in FIG. Therefore, it may be difficult to determine one angular position of the orientation flat portion 73 determined based on the encoder value e with the smallest difference data f.

これに対して、差分データｆに基づいて決定される近似曲線７２を求めることによって、差分データｆが最も小さくなるエンコーダ値ｅを容易に求めることができ、そのエンコーダ値ｅをオリフラ部分７３の角度位置、言い換えると切欠き角変位位置４５として判断することができる。これによってオリフラ部分７３の角度位置を精度よく検出することができる。これによってウェハ形状検出装置２０は、アライナ装置としての性能を向上することができる。このようなことは上述したノッチ部分８０の場合についても同様である。   On the other hand, by obtaining the approximate curve 72 determined based on the difference data f, the encoder value e that minimizes the difference data f can be easily obtained. The position, in other words, the notch angle displacement position 45 can be determined. As a result, the angular position of the orientation flat portion 73 can be detected with high accuracy. Thereby, the wafer shape detection apparatus 20 can improve the performance as an aligner. The same applies to the case of the notch portion 80 described above.

またオリフラ部分７３に欠けが形成される場合でも、近似曲線７２と差分データｆとの差をとることによって、オリフラ部分７３に形成される欠陥切欠き部分についても検出することができる。この場合、オリフラ部分７３に形成される切欠き部分は、オリフラの近似曲線７２からの誤差が大きい差分データｆとなる。したがって誤差が大きい差分データｆからオリフラ部分７３に形成される欠陥切欠き部分を判断することができる。誤差が大きい差分データｆを除いて、切欠き部分の近似曲線式を求め直して、オリフラ部分の近似曲線７２と比較してもよい。   Further, even when a chip is formed in the orientation flat portion 73, a defect notch portion formed in the orientation flat portion 73 can be detected by taking the difference between the approximate curve 72 and the difference data f. In this case, the notch portion formed in the orientation flat portion 73 becomes the difference data f having a large error from the orientation curve 72 of the orientation flat. Therefore, it is possible to determine a defect notch portion formed in the orientation flat portion 73 from the difference data f having a large error. Except for the difference data f having a large error, the approximate curve equation of the notched portion may be obtained again and compared with the approximate curve 72 of the orientation flat portion.

またオリフラ２４として、主オリフラと副オリフラとの２つのオリフラが形成される場合がある。このような場合には、主オリフラと副オリフラとのそれぞれの規定範囲を制御部３６が記憶することによって、主オリフラ部分と、副オリフラ部分と、欠陥切欠き部分とを区別して検出することができる。   In addition, as the orientation flat 24, two orientation flats of a main orientation flat and a sub orientation flat may be formed. In such a case, the control unit 36 stores the specified ranges of the main orientation flat and the secondary orientation flat so that the main orientation flat portion, the secondary orientation flat portion, and the defect notch portion can be distinguished and detected. it can.

また制御部３６が記憶する規定範囲は、ノッチ２２に設定される規定範囲とオリフラ２４に設定される規定範囲との両方を記憶していてもよい。これによって、ウェハ２１に形成される規定切欠き部分が、ノッチ部分８０かオリフラ部分７３かにかかわらず、本検出装置を使用することが可能となり、利便性を向上することができる。たとえばウェハ２１の大きさを判断して、ノッチ部分８０とオリフラ部分７３の規定範囲のいずれを用いて、規定切欠き部分を区別するのかを判断して、その判断した規定範囲に基づいて、規定切欠き部分を検出してもよい。このように規定切欠き部分として規定される規定範囲と、切欠きとして無視される許容範囲とは、任意に数値入力可能であって、複数設定可能であることが好ましい。   The specified range stored by the control unit 36 may store both the specified range set for the notch 22 and the specified range set for the orientation flat 24. This makes it possible to use the present detection device regardless of whether the prescribed notch portion formed in the wafer 21 is the notch portion 80 or the orientation flat portion 73, and the convenience can be improved. For example, the size of the wafer 21 is determined, and it is determined which of the specified ranges of the notch portion 80 and the orientation flat portion 73 is used to distinguish the specified notch portion, and the specified range is determined based on the determined specified range. You may detect a notch part. As described above, the specified range defined as the specified notch portion and the allowable range ignored as the notch can be arbitrarily input numerical values, and it is preferable that a plurality can be set.

なお規定範囲は、実際のノッチ部分またはオリフラ部分を測定して規定してもよい。また予め定められる規格に基づいて、決定してもよい。またウェハ形状検出装置２０には、制御部３６に記憶される規定範囲を、使用者が入力および変更可能となるような設定手段が設けられることが好ましい。たとえば設定手段は、キーボードなどによって実現される。設定手段によって、測定すべき半導体ウェハ毎に規定範囲が変更されることによって、さらに切欠き部分の誤検出を防ぐことができる。   The specified range may be specified by measuring an actual notch portion or orientation flat portion. Further, it may be determined based on a predetermined standard. The wafer shape detection apparatus 20 is preferably provided with setting means that allows the user to input and change the specified range stored in the control unit 36. For example, the setting means is realized by a keyboard or the like. By changing the specified range for each semiconductor wafer to be measured by the setting means, it is possible to further prevent erroneous detection of the notch portion.

また本実施の形態では、切欠き部分の幅と深さとに基づいたが、さらに切り欠き部分によって切り欠かれた領域の面積に基づいて、切欠き部分の検出を行ってもよい。切り欠かれた領域の面積は、たとえば切り欠き部分の幅と深さとを積算することによって求めることができる。   Further, in the present embodiment, based on the width and depth of the notch portion, the notch portion may be detected based on the area of the region notched by the notch portion. The area of the notched region can be obtained, for example, by adding up the width and depth of the notched portion.

なお本実施の形態では、ラインセンサ３４に対して、ウェハ２１を連続的に回転させた。これに対してウェハ２１に対してラインセンサ３４を連続的に回転させてもよい。また、ウェハ形状検出装置２０の動作の一部または全てを作業者が行ってもよい。   In the present embodiment, the wafer 21 is continuously rotated with respect to the line sensor 34. On the other hand, the line sensor 34 may be continuously rotated with respect to the wafer 21. Also, an operator may perform part or all of the operation of the wafer shape detection device 20.

この場合、作業者は、ウェハ２１に予め設定される軸線からウェハ２１の周縁まで延びる周縁直線が、軸線まわりを角変位する場合の、前記周縁直線４０の距離変化を測定し、前記測定結果に基づいて、切欠き部分を周縁直線が通過する角変位量を表わす幅と、前記切欠き部分で周縁直線の距離が最も小さくなる周縁直線に関連する深さとを算出し、注目する切欠き部分の幅と深さとの少なくとも１つが、規定切欠き部分に設定される規定範囲外である場合に、その注目する切欠き部分を欠陥切欠き部分として検出する。   In this case, the operator measures the distance change of the peripheral straight line 40 when the peripheral straight line extending from the axis set in advance to the wafer 21 to the peripheral edge of the wafer 21 is angularly displaced around the axis, and the measurement result is Based on the width representing the amount of angular displacement that the peripheral straight line passes through the notch part and the depth related to the peripheral straight line where the distance of the peripheral straight line is the smallest in the notch part. When at least one of the width and the depth is outside the specified range set in the specified notch portion, the notch portion of interest is detected as the defect notch portion.

本発明の実施の一形態であるウェハ形状検出装置２０の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the wafer shape detection apparatus 20 which is one Embodiment of this invention. ノッチ２２を説明するためのウェハ２１の一部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows a part of wafer 21 for demonstrating the notch 22. FIG. ３つの切欠き２５，２６，２７が発生するノッチウェハ２１を示す正面図である。It is a front view which shows the notch wafer 21 in which the three notches 25, 26, and 27 generate | occur | produce. 図３に示すノッチウェハ２１を角変位させた場合のエンコーダ値ｅと、そのエンコーダ値ｅに対応するセンサ値ｃとを示すグラフである。It is a graph which shows the encoder value e at the time of carrying out the angular displacement of the notch wafer 21 shown in FIG. 3, and the sensor value c corresponding to the encoder value e. 制御部３６の第１の切欠き検出動作を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a first notch detection operation of the control unit 36. ステップａ１で取得したセンサ値ｃとエンコーダ値ｅとをエンコーダ値ｅの順に並べたグラフである。It is the graph which put sensor value c and encoder value e acquired at Step a1 in order of encoder value e. 正弦波データｄを示すグラフである。It is a graph which shows the sine wave data d. 差分データｆを示すグラフである。It is a graph which shows difference data f. 差分データｆの一部を拡大して欠陥切欠きを示すグラフである。It is a graph which expands a part of difference data f and shows a defect notch. 差分データｆの一部を拡大してノッチ部分８０を示すグラフである。5 is a graph showing a notch portion 80 by enlarging a part of difference data f. 差分データｆの一部を拡大して欠陥切欠き部分８２を示すグラフである。It is a graph which expands a part of difference data f, and shows the defect notch part 82. FIG. 図１０のグラフの一部を拡大して示すグラフである。It is a graph which expands and shows a part of graph of FIG. 制御部３６の第２の欠陥切欠き検出動作を示すフローチャートである。7 is a flowchart showing a second defect notch detection operation of the control unit 36. 制御部３６の第３の欠陥検出動作を示すフローチャートである。7 is a flowchart showing a third defect detection operation of the control unit 36. オリフラ２４が形成される半導体ウェハ２１を示す正面図である。It is a front view which shows the semiconductor wafer 21 in which the orientation flat 24 is formed. オリフラ２４における差分データｆの一部を示すグラフである。4 is a graph showing a part of difference data f in the orientation flat 24. オリフラ２４における差分データｆが最小となる部分を拡大して示すグラフである。4 is an enlarged graph showing a portion where differential data f in the orientation flat 24 is minimized.

符号の説明Explanation of symbols

２０ ウェハ形状検出装置
２１ 半導体ウェハ
２２ ノッチ
２３ 周縁部
２４ オリフラ
２５，２６，２７ 切欠き
２８ 中心軸線
２９ 中心位置
３０ 基部
３１ 保持部
３２ モータ
３３ エンコーダ
３４ ラインセンサ
３５ センサコントローラ
３６ 制御部
４０ 周縁直線
４１ 基準位置
５０ 規定近似曲線
Ｗ 幅
Ｈ 深さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Wafer shape detection apparatus 21 Semiconductor wafer 22 Notch 23 Peripheral part 24 Orientation flats 25, 26, 27 Notch 28 Center axis 29 Center position 30 Base 31 Holding part 32 Motor 33 Encoder 34 Line sensor 35 Sensor controller 36 Control part 40 Peripheral straight line 41 Reference position 50 Specified approximate curve W Width H Depth

Claims (9)

周縁部に予め定める規定切欠き部分が形成される円板状の半導体ウェハにおいて、その周縁部に発生する欠陥切欠き部分を検出するウェハの欠陥検出方法であって、
ウェハに予め設定される軸線からウェハの周縁まで延びる周縁直線が、軸線まわりを角変位する場合の、前記周縁直線の距離変化を測定し、
前記測定結果に基づいて、切欠き部分を周縁直線が通過する角変位量を表わす幅と、前記切欠き部分で周縁直線の距離が最も小さくなる周縁直線に関連する深さとを、注目する切欠き部分毎に算出し、
注目する切欠き部分の幅と深さとの少なくとも１つが、規定切欠き部分に設定される規定範囲外である場合に、その注目する切欠き部分を欠陥切欠き部分として検出し、
注目する切欠き部分の幅と深さとが、規定切欠き部分に設定される規定範囲内である場合に、その注目する切欠き部分における周縁直線の距離変化を表わす曲線式を算出し、
前記注目する切欠き部分について算出した曲線式が、規定切欠き部分における周縁直線の距離変化を表わす規定曲線式に対して、予め定める類似範囲内であると、その注目する切欠き部分を規定切欠き部分として検出することを特徴とするウェハの欠陥検出方法。 In a disk-shaped semiconductor wafer in which a predetermined notch portion defined in advance in the peripheral portion is formed, a wafer defect detection method for detecting a defect notch portion generated in the peripheral portion,
When the peripheral straight line extending from the axis set in advance to the wafer to the peripheral edge of the wafer is angularly displaced around the axis, the distance change of the peripheral straight line is measured.
Based on the measurement result, a notch to which attention is paid is a width representing an angular displacement amount at which the peripheral straight line passes through the notch portion, and a depth related to the peripheral straight line at which the distance of the peripheral straight line becomes the smallest in the notch portion. Calculate for each part,
When at least one of the width and depth of the notch portion to be noticed is outside the specified range set in the notch portion, the notch portion to be noticed is detected as a defect notch portion ,
When the width and depth of the notch part of interest are within the specified range set for the notch part, calculate a curve formula representing the distance change of the peripheral straight line in the notch part of interest,
If the curve equation calculated for the notched portion of interest falls within a predetermined similar range to the prescribed curve equation representing the change in the distance of the peripheral straight line at the prescribed notch portion, the notched portion of interest is defined as the prescribed notch portion. A method for detecting a defect of a wafer, wherein the defect is detected as a chipped portion . 前記測定結果に基づいて、欠陥切欠き部分について、ウェハに設定される任意の基準位置に対するウェハの軸線まわりの角変位位置を求めることを特徴とする請求項１記載のウェハの欠陥検出方法。   2. The wafer defect detection method according to claim 1, wherein an angular displacement position around the axis of the wafer with respect to an arbitrary reference position set for the wafer is obtained for the defect notch portion based on the measurement result. 規定切欠き部分について、ウェハに設定される任意の基準位置に対するウェハの軸線まわりの角変位位置を求めることを特徴とする請求項１または２記載のウェハの欠陥検出方法。 For provisions notch portion, a defect detection method according to claim 1 or 2, wherein the wafer and obtaining the angular displacement position about the axis of the wafer relative to an arbitrary reference position set in the wafer. 複数の注目する切欠き部分について算出した曲線式が、前記規定曲線式に対して予め定める類似範囲内である場合に、最も前記規定曲線式に近い曲線式となる切欠き部分を規定切欠き部分として検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のウェハの欠陥検出方法。 When the curve formula calculated for a plurality of notched portions to be noticed is within a predetermined similarity range with respect to the specified curve formula, the cutout portion that is closest to the specified curve formula is defined as the specified notch portion. The defect detection method for a wafer according to any one of claims 1 to 3, wherein: 周縁直線の距離変化において、周縁直線が軸線を一周する周期と等しい周波数成分を除去した演算結果に基づいて、切欠き部分の幅と深さとを求めることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のウェハの欠陥検出方法。 In the distance change of the peripheral linear, either peripheral straight line on the basis of the calculation result of removing the frequency component equal to the period of around an axis, according to claim 1-4, characterized in that to determine the width and depth of the notch portion The wafer defect detection method according to claim 1. 注目する切欠き部分の幅と深さとが、予め定める許容範囲内である場合に、その注目する切欠き部分を無視することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のウェハの欠陥検出方法。 The width of the notch portion of interest and the depth, if within the allowable range specified in advance, the wafer according to any one of claims 1-5, characterized in that ignore the notch portion of the attention Defect detection method. 前記規定切欠き部分は、ノッチおよびオリエンテーションフラットのいずれか一方が形成される部分とすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のウェハの欠陥検出方法。 The defining notch portion, a defect detection method for a wafer according to any one of claims 1-6, characterized in that either part one is formed of a notch and an orientation flat. 周縁部に予め定める規定切欠き部分が形成される円板状の半導体ウェハにおいて、その周縁部に発生する欠陥切欠き部分を検出するウェハの欠陥検出装置であって、
基部と、
ウェハを保持する保持部と、
基部に設定される中心軸線まわりに保持部を回転駆動する回転駆動手段と、
保持部の角変位量を測定する角度測定手段と、
保持部に保持されるウェハの周縁部の周方向一部に対向し、ウェハの周縁部のウェハ半径方向位置を測定する周縁位置測定手段と、
角度測定手段と周縁位置測定手段との測定結果に基づいて、欠陥切欠き部分を検出する欠陥検出手段とを有し、
欠陥検出手段は、
ウェハを角変位させてウェハ周縁部のウェハ半径方向の位置変化が予め定めるしきい値よりも大きくなるときに、周縁位置測定手段に対向するウェハの周縁部に切欠き部分が形成されていることを検出し、
切欠き部分が周縁位置測定手段を通過する間のウェハの角変位量を表わす幅と、前記切欠き部分で前記中心軸線からウェハ周縁部までの距離が最も小さくなる周縁直線の距離に関連する深さとを、注目する切欠き毎に算出し、
注目する切欠き部分の幅と深さとの少なくとも１つが、規定切欠き部分に設定される規定範囲外である場合に、その注目する切欠き部分を欠陥切欠き部分として検出し、
注目する切欠き部分の幅と深さとが、規定切欠き部分に設定される規定範囲内である場合に、その注目する切欠き部分における周縁直線の距離変化を表わす曲線式を算出し、
前記注目する切欠き部分について算出した曲線式が、規定切欠き部分における周縁直線の距離変化を表わす規定曲線式に対して、予め定める類似範囲内であると、その注目する切欠き部分を規定切欠き部分として検出することを特徴とするウェハの欠陥検出装置。 In a disk-shaped semiconductor wafer in which a predetermined notch portion that is predetermined in the peripheral edge portion is formed, a wafer defect detection device that detects a defect notch portion generated in the peripheral edge portion,
The base,
A holding unit for holding the wafer;
Rotation driving means for rotating the holding unit around a central axis set on the base;
Angle measuring means for measuring the amount of angular displacement of the holding part;
A peripheral position measurement unit that measures a position in the wafer radial direction of the peripheral portion of the wafer, facing a part in the peripheral direction of the peripheral portion of the wafer held by the holding unit;
Based on the measurement results of the angle measurement means and the peripheral position measurement means, and having a defect detection means for detecting a defect notch portion,
Defect detection means
When the wafer is angularly displaced and the position change in the wafer radial direction of the wafer peripheral portion becomes larger than a predetermined threshold value, a notch portion is formed in the peripheral portion of the wafer facing the peripheral position measuring means. Detect
The depth associated with the width representing the angular displacement of the wafer while the notch passes through the peripheral position measuring means, and the depth related to the distance of the peripheral straight line where the distance from the central axis to the wafer peripheral edge becomes the smallest at the notch. For each notch to be noticed,
When at least one of the width and depth of the notch portion to be noticed is outside the specified range set in the notch portion, the notch portion to be noticed is detected as a defect notch portion ,
When the width and depth of the notch part of interest are within the specified range set for the notch part, calculate a curve formula representing the distance change of the peripheral straight line in the notch part of interest,
If the curve equation calculated for the notched portion of interest falls within a predetermined similar range to the prescribed curve equation representing the change in the distance of the peripheral straight line at the prescribed notch portion, the notched portion of interest is defined as the prescribed notch portion. A defect detection apparatus for a wafer, wherein the defect detection device detects the defect portion . 欠陥検出手段は、前記測定結果に基づいて、欠陥切欠き部分について、ウェハに設定される任意の基準位置に対するウェハの軸線まわりの角変位位置を求めることを特徴とする請求項８記載のウェハの欠陥検出装置。 The defect detecting means, on the basis of the measurement result, the portion-out defects notches, of the wafer of claim 8, wherein the determination of the angular displacement position about the axis of the wafer relative to an arbitrary reference position set in the wafer Defect detection device.
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