JP2000208590A - Method and apparatus for detecting position of wafer - Google Patents
Method and apparatus for detecting position of waferInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハの位置検出
方法および位置検出装置に関するものである。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method and an apparatus for detecting a position of a wafer.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体の製造工程においては、ノッチ、
オリエンテーションフラットなどの方向合わせ用の切欠
部が形成された円盤状のウエハが一枚づつ真空チャンバ
内に搬送されて、所定の反応処理が行われている。2. Description of the Related Art Notches,
Disc-shaped wafers having notches for orientation alignment, such as an orientation flat, are transported one by one into a vacuum chamber and subjected to a predetermined reaction process.
【0003】この真空チャンバ内にウエハを搬送する場
合、円盤状のウエハからできるだけ多くの四角形のチッ
プを形成する必要があるため、または真空チャンバ内で
の処理の歩留まりを向上させるために、ウエハの位置お
よび方向を正確に合わせて真空チャンバ内に位置させる
必要がある。When a wafer is transferred into the vacuum chamber, it is necessary to form as many square chips as possible from the disk-shaped wafer or to improve the yield of processing in the vacuum chamber. It must be positioned in the vacuum chamber with the correct position and orientation.
【0004】しかし、一般に、装置にウエハを渡すとき
は、正確な精度で渡されることは少なく、このため、装
置内でウエハの位置と方向を計測し、ずれが補正されて
いる。However, in general, when a wafer is transferred to an apparatus, the transfer is rarely performed with high accuracy. For this reason, the position and direction of the wafer are measured in the apparatus, and the deviation is corrected.
【0005】従来、このような位置補正のための機構を
設ける場所として、装置内に別の真空チャンバを設けて
おき、この真空チャンバ内でウエハの位置補正をした
後、反応処理を行う真空チャンバ内に搬送している。Conventionally, as a place where such a mechanism for position correction is provided, another vacuum chamber is provided in the apparatus, and after correcting the position of a wafer in this vacuum chamber, a vacuum chamber for performing a reaction process is provided. Transported inside.
【0006】このように、位置合わせ用の別の真空チャ
ンバを設けることは、タクトや搬送の柔軟性という点で
有利なため採用されている。Providing another vacuum chamber for positioning as described above is employed because it is advantageous in terms of tact and flexibility of conveyance.
【0007】ところで、ウエハの位置および切欠部の位
置を検出する場合、図5に示すように、コストやシステ
ムの小型化の要求から、一次元の光学式リニアセンサ6
1を配置しておき、回転テーブル62にウエハ51を載
置して回転させることにより、ウエハ51のずれ量dを
検出している。When detecting the position of the wafer and the position of the notch, as shown in FIG. 5, due to the cost and the demand for miniaturization of the system, the one-dimensional optical linear sensor 6 is required.
1, and the amount of displacement d of the wafer 51 is detected by mounting and rotating the wafer 51 on the turntable 62.
【0008】そして、このずれ量を検出する際には、ウ
エハ51は完全な円形でなく切欠部51aがあるため、
ウエハ51の外周の4点以上の位置を測定することで、
ウエハ51の中心位置が求められていた。When detecting the amount of deviation, the wafer 51 is not perfectly circular but has a notch 51a.
By measuring four or more positions on the outer periphery of the wafer 51,
The center position of the wafer 51 has been determined.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した位
置検出方法によると、位置検出精度を上げるために、ウ
エハを半回転(180度)以上回転させること、および
測定位置ごとに測定のための回転停止が4回以上入るこ
とにより、測定に要する時間がかかってしまうという問
題があった。According to the position detecting method described above, the wafer is rotated by a half turn (180 degrees) or more in order to improve the position detecting accuracy, and the rotation for measurement is performed for each measuring position. There is a problem that the time required for the measurement is increased by stopping more than four times.
【0010】そこで、本発明は、少ない測定位置でウエ
ハの中心位置を検出し得るウエハの位置検出方法および
位置検出装置を提供することを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a wafer position detection method and a position detection device capable of detecting the center position of a wafer at a small number of measurement positions.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のウエハの位置検出方法は、ノッチ、オリエ
ンテーションフラットなどの方向合わせ用の切欠部が形
成された円盤状のウエハを回転テーブル上に載置してそ
の中心位置を検出する方法であって、回転テーブルの周
縁部に配置された検出センサにより、異なる2つの測定
位置において、回転テーブルの中心位置からウエハの外
周縁までの距離を測定し、この測定により得られた2つ
の測定距離および既知であるウエハの半径距離に基づ
き、回転テーブルの中心位置に対するウエハの中心位置
を求め、かつ上記2つの測定位置とは異なる検算位置で
回転テーブルの中心位置からウエハの外周縁までの距離
を測定し、この検算用距離に、上記求められたウエハの
中心位置に基づき修正を施し、この修正検算用距離とウ
エハの半径距離とを比較して、求められたウエハの中心
位置が適正な位置であるか否かを判断する方法である。In order to solve the above-mentioned problems, a wafer position detecting method according to the present invention is directed to a method of rotating a disk-shaped wafer having a notch, an orientation flat or the like formed with a notch for alignment. A method of detecting the center position of the rotary table by detecting the distance from the center position of the rotary table to the outer peripheral edge of the wafer at two different measurement positions by a detection sensor arranged at the peripheral edge of the rotary table. Is measured, and the center position of the wafer with respect to the center position of the rotary table is obtained based on the two measurement distances obtained by the measurement and the known radial distance of the wafer, and at a verification position different from the two measurement positions. Measure the distance from the center position of the turntable to the outer peripheral edge of the wafer, and correct this correction distance based on the calculated center position of the wafer. Alms, by comparing the radial distance of the modified verification for distance and the wafer, a method of determining whether the center position of the wafer obtained is a proper position.
【0012】また、本発明のウエハの位置検出装置は、
回転テーブル上に載置されたノッチ、オリエンテーショ
ンフラットなどの方向合わせ用の切欠部が形成された円
盤状のウエハの中心位置を検出する装置であって、回転
テーブルの周縁部に配置されてウエハの外周縁を検出す
る検出センサと、この検出センサからの検出信号を入力
して回転テーブルの中心位置からウエハの外周縁までの
距離を求める距離演算部と、この距離演算部にて求めら
れた異なる2つの測定位置での測定距離および既知であ
るウエハの半径距離に基づき、互いの中心位置のずれ量
を求めるずれ量演算部と、このずれ量演算部で求められ
たずれ量に基づきウエハの中心位置を求める中心位置演
算部と、上記2つの測定位置とは異なる検算位置で測定
された検算用距離に、上記求められたずれ量に基づき修
正して修正検算用距離を求めるとともに、この修正検算
用距離とウエハの半径距離との差が設定値より小さいか
否かを判断する判断部とを具備したものである。Also, the wafer position detecting device of the present invention is
A device for detecting the center position of a disk-shaped wafer having a notch placed on a rotary table, a notch for orientation alignment such as an orientation flat, and the like, which is arranged at a peripheral portion of the rotary table and has a A detection sensor for detecting the outer peripheral edge, a distance calculation unit for inputting a detection signal from the detection sensor to obtain a distance from the center position of the rotary table to the outer peripheral edge of the wafer, and a different calculation unit for calculating the distance. A shift amount calculating unit for calculating a shift amount between the center positions of the wafers based on the measured distance at the two measurement positions and the known radial distance of the wafer; and a center of the wafer based on the shift amount obtained by the shift amount calculating unit. A center position calculating unit for calculating a position; and a correction distance, which is corrected based on the determined shift amount, to a verification distance measured at a verification position different from the two measurement positions. Together determine the release is obtained by including a determination unit for determining whether the difference between the radial distance of the modified verification for distance and the wafer is smaller than the set value.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、ノッチ、オリエンテーションフラットなどの方向合
わせ用の切欠部が形成された円盤状のウエハを回転テー
ブル上に載置してその中心位置を検出する方法であっ
て、回転テーブルの周縁部に配置された検出センサによ
り、異なる2つの測定位置において、回転テーブルの中
心位置からウエハの外周縁までの距離を測定し、この測
定により得られた2つの測定距離および既知であるウエ
ハの半径距離に基づき、回転テーブルの中心位置に対す
る実際のウエハの中心位置を求め、かつ上記2つの測定
位置とは異なる検算位置で回転テーブルの中心位置から
ウエハの外周縁までの距離を測定し、この検算用距離
に、上記求められたウエハの中心位置に基づき修正を施
し、この修正検算用距離とウエハの半径距離とを比較し
て、求められたウエハの中心位置が適正な位置であるか
否かを判断するウエハの位置検出方法である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the first aspect of the present invention, a disk-shaped wafer having notches for orientation alignment, such as a notch and an orientation flat, is placed on a rotary table, and the center of the wafer is placed. In this method, a distance between a center position of a rotary table and an outer peripheral edge of a wafer is measured at two different measurement positions by a detection sensor disposed at a peripheral portion of the rotary table. The actual center position of the wafer with respect to the center position of the rotary table is obtained based on the two measured distances and the known radius distance of the wafer, and the calculated center position of the rotary table is different from the two measurement positions. The distance to the outer peripheral edge of the wafer is measured, and the correction distance is corrected based on the calculated center position of the wafer. By comparing the radial distance of the wafer, a position detection method of the wafer to determine whether the center position of the wafer obtained is a proper position.
【0014】この位置検出方法によると、ウエハの外周
縁を3点で測定するだけで、ウエハの中心位置を正確に
求めることができる。According to this position detecting method, the center position of the wafer can be accurately obtained only by measuring the outer peripheral edge of the wafer at three points.
【0015】また、本発明の請求項2に記載の発明は、
ノッチ、オリエンテーションフラットなどの方向合わせ
用の切欠部が形成された円盤状のウエハを回転テーブル
上に載置してその中心位置を検出する方法であって、回
転テーブルの周縁部に配置された検出センサにより、異
なる2つの測定位置において、回転テーブルの中心位置
からウエハの外周縁までの距離を測定し、この測定によ
り得られた2つの測定距離および既知であるウエハの半
径距離に基づき、回転テーブルの中心位置に対するウエ
ハの中心位置のずれ量を求め、このずれ量に基づき実際
のウエハの中心位置を求め、かつ上記2つの測定位置と
は異なる検算位置で回転テーブルの中心位置からウエハ
の外周縁までの距離を測定し、この検算用距離に、上記
求められたウエハの中心位置に基づき修正を施し、この
修正検算用距離とウエハの半径距離との差が設定値より
小さいか否かを比較し、設定値より小さい場合に、上記
測定により求められたウエハの中心位置が適正であると
判断し、設定値を超える場合には、ウエハの位置をずら
して、再度、上記ウエハの中心位置を検出するウエハの
位置検出方法である。The invention according to claim 2 of the present invention provides:
This is a method of placing a disc-shaped wafer having a notch for orientation alignment such as a notch and an orientation flat on a rotary table and detecting the center position of the wafer, and detecting the center position of the wafer at the periphery of the rotary table. A sensor measures the distance from the center position of the rotary table to the outer peripheral edge of the wafer at two different measurement positions, and based on the two measured distances obtained by this measurement and the known radial distance of the wafer, Of the center position of the wafer with respect to the center position of the wafer, the actual center position of the wafer is calculated based on this shift amount, and the outer peripheral edge of the wafer from the center position of the rotary table at a check position different from the two measurement positions. Is measured, and the correction distance is corrected based on the calculated center position of the wafer. Compare whether the difference with the radius distance of Eha is smaller than the set value, if smaller than the set value, judge that the center position of the wafer obtained by the above measurement is appropriate, and if it exceeds the set value, Is a wafer position detection method in which the position of the wafer is shifted and the center position of the wafer is detected again.
【0016】この位置検出方法においても、請求項1と
同様に、ウエハの外周縁を3点で測定するだけで、回転
テーブルの中心位置に対するウエハの中心位置のずれ量
を正確に求めることができる。In this position detecting method, similarly to the first aspect, the deviation of the center position of the wafer from the center position of the rotary table can be accurately obtained only by measuring the outer peripheral edge of the wafer at three points. .
【0017】また、本発明の請求項3に記載の発明は、
請求項1または請求項2に記載のウエハの位置検出方法
において、異なる2つの測定位置を互いに90度離れた
位置にするとともに、検算位置をこれら両測定位置の中
間位置とする方法である。[0017] The invention according to claim 3 of the present invention provides:
A method according to claim 1 or 2, wherein the two different measurement positions are set to positions separated by 90 degrees from each other, and the check position is set to an intermediate position between these two measurement positions.
【0018】また、本発明の請求項4に記載の発明は、
請求項2または請求項3に記載のウエハの検出方法にお
いて、ずれ量を求める際に、このずれ量を未知数とする
とともに、2つの測定位置で測定された回転テーブル中
心位置とウエハ外周縁との間の各測定距離およびウエハ
の半径距離とに余弦定理を適用する方法である。Further, the invention according to claim 4 of the present invention provides:
In the wafer detecting method according to claim 2 or 3, when calculating the shift amount, the shift amount is set to an unknown value, and the difference between the center position of the rotary table measured at two measurement positions and the outer peripheral edge of the wafer is determined. This is a method of applying the cosine theorem to each of the measured distances and the radial distance of the wafer.
【0019】これら請求項3および請求項4に記載の発
明によると、3つの測定位置を90度以内の比較的狭い
範囲としているので、測定に要する時間を確実に短くす
ることができ、またずれ量を求めるのに余弦定理を使用
しているので、簡単な式により、ずれ量を求めることが
できる。According to the third and fourth aspects of the present invention, since the three measurement positions are within a relatively narrow range of 90 degrees or less, the time required for the measurement can be reliably shortened, and the displacement can be reduced. Since the cosine theorem is used to determine the amount, the amount of displacement can be determined by a simple formula.
【0020】さらに、本発明の請求項5に記載の発明
は、回転テーブル上に載置されたノッチ、オリエンテー
ションフラットなどの方向合わせ用の切欠部が形成され
た円盤状のウエハの中心位置を検出する装置であって、
回転テーブルの周縁部に配置されてウエハの外周縁を検
出する検出センサと、この検出センサからの検出信号を
入力して回転テーブルの中心位置からウエハの外周縁ま
での距離を求める距離演算部と、この距離演算部にて求
められた異なる2つの測定位置での測定距離および既知
であるウエハの半径距離に基づき、互いの中心位置のず
れ量を求めるずれ量演算部と、このずれ量演算部で求め
られたずれ量に基づきウエハの中心位置を求める中心位
置演算部と、上記2つの測定位置とは異なる検算位置で
測定された検算用距離に、上記求められたずれ量に基づ
き修正を施して修正検算用距離を求めるとともに、この
修正検算用距離とウエハの半径距離との差が設定値より
小さいか否かを判断する判断部とを具備したウエハの位
置検出装置である。Further, the invention according to claim 5 of the present invention detects the center position of a disc-shaped wafer having a notch, orientation flat, or other notch for orientation adjustment formed on a rotary table. Device for performing
A detection sensor disposed at the periphery of the turntable to detect the outer periphery of the wafer; and a distance calculation unit that receives a detection signal from the detection sensor and obtains a distance from the center position of the turntable to the outer periphery of the wafer. A shift amount calculating unit for calculating a shift amount between the center positions of the wafers based on the measured distances at the two different measurement positions obtained by the distance calculating unit and a known radial distance of the wafer; And a center position calculating unit for calculating the center position of the wafer based on the deviation amount obtained in step (a), and correcting the verification distance measured at a verification position different from the two measurement positions based on the deviation amount obtained. And a determining unit for determining whether a difference between the corrected verification distance and the radial distance of the wafer is smaller than a set value.
【0021】また、本発明の請求項6に記載の発明は、
請求項5に記載のウエハの位置検出装置において、異な
る2つの測定位置を互いに90度離れた位置にするとと
もに、検算位置をこれら両測定位置の中間位置となし、
かつずれ量を求める際に、このずれ量を未知数とすると
ともに、上記2つの測定位置で測定された回転テーブル
中心位置とウエハ外周縁との間の各測定距離およびウエ
ハの半径距離とに余弦定理を適用するようにしたもので
ある。The invention according to claim 6 of the present invention provides:
6. The wafer position detecting device according to claim 5, wherein the two different measurement positions are set to positions separated from each other by 90 degrees, and the check position is set to an intermediate position between these two measurement positions.
When calculating the shift amount, the shift amount is set to an unknown number, and the cosine theorem is used for each measurement distance between the center position of the rotary table and the outer peripheral edge of the wafer measured at the two measurement positions and the radial distance of the wafer. Is applied.
【0022】上記請求項5および請求項6に記載の位置
検出装置においても、上記請求項1ないし請求項4にお
いて述べたように、少ない測定箇所でかつ簡単な式によ
り、ウエハの中心位置を正確に求めることができる。Also in the position detecting device according to the fifth and sixth aspects, as described in the first to fourth aspects, the center position of the wafer can be accurately determined by using a small number of measurement points and a simple formula. Can be sought.
【0023】以下、本発明の実施の形態におけるウエハ
の位置検出装置および位置検出方法を、図1〜図4を用
いて説明する。Hereinafter, a wafer position detecting apparatus and position detecting method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0024】本実施の形態に係るウエハの位置検出装置
1は、例えば半導体製造装置において、所定の外周にノ
ッチ、オリエンテーションフラットなどの方向合わせ用
の切欠部(図面では、ノッチを示している)2aが形成
された円盤状のウエハ2に所定の反応処理を施すための
真空チャンバ内に設けられる。The wafer position detecting apparatus 1 according to the present embodiment is, for example, a notch or an orientation flat notch (notch is shown in the drawing) 2a on a predetermined outer periphery in a semiconductor manufacturing apparatus, for example. Is provided in a vacuum chamber for performing a predetermined reaction process on the disc-shaped wafer 2 on which is formed.
【0025】図1および図2に示すように、この位置検
出装置1は、駆動モータ3により回転される回転テーブ
ル4の中心位置31からその半径方向に沿って配置され
て、回転テーブル4上に載置されたウエハ2の外周縁を
検出する検出センサ(例えば、光学式リニアセンサが用
いられる)11と、この検出センサ11により検出され
た検出信号および回転テーブル3の回転位置検出計5か
らの回転位置信号を入力するとともに、所定複数位置
(例えば、A,B,Cにて示す)で回転テーブル4の中
心位置31からウエハ2の外周縁までの距離(例えば、
x0,y0,z0にて示す)を求める距離演算部12と、
この距離演算部12で求められた測定距離を入力すると
ともに所定の演算式に基づきウエハ2の中心位置32と
テーブル中心位置31とのずれ量dを求めるずれ量演算
部13と、このずれ量演算部13で求められたずれ量か
らウエハ中心位置32を求める中心位置演算部14とが
具備されている。As shown in FIGS. 1 and 2, the position detecting device 1 is arranged along a radial direction from a center position 31 of the turntable 4 rotated by the drive motor 3, and is mounted on the turntable 4. A detection sensor (for example, an optical linear sensor is used) 11 for detecting the outer peripheral edge of the placed wafer 2, a detection signal detected by the detection sensor 11, and a detection signal from the rotation position detector 5 of the turntable 3. A rotation position signal is input and a distance (for example, from the center position 31 of the rotary table 4 to the outer peripheral edge of the wafer 2 at a plurality of predetermined positions (for example, indicated by A, B, and C)).
x 0 , y 0 , z 0 );
A shift amount calculating unit 13 for inputting the measured distance obtained by the distance calculating unit 12 and obtaining a shift amount d between the center position 32 of the wafer 2 and the table center position 31 based on a predetermined calculation formula; And a center position calculating unit 14 for obtaining the wafer center position 32 from the shift amount obtained by the unit 13.
【0026】ところで、上記検出センサ11により、テ
ーブル中心位置31までの距離を求める際に、その測定
位置が切欠部2aにある場合、間違った中心位置が求め
られることになり、このような事態を防止するため、そ
の判断部15が具備されている。By the way, when the distance to the table center position 31 is determined by the detection sensor 11, if the measured position is in the notch 2a, an incorrect center position is determined. To prevent this, a determination unit 15 is provided.
【0027】すなわち、この判断部15は、上述した2
つの測定位置A,Bとは異なる、例えば中間の検算位置
Cにおける測定距離(距離演算部にて求められる)およ
び中心位置演算部14で求められたウエハ中心位置32
を入力するとともに、この検算位置で求められた検算用
距離を、演算により求められたウエハ中心位置32のず
れ量でもって修正を施し、この修正検算用距離と既知で
あるウエハの半径距離とを比較して、その差が設定値
(小さい値)より小さいか否かを判断するように構成さ
れている。そして、ここで、設定値より小さいと判断さ
れた場合には、演算により求められたウエハの中心位置
が、例えばウエハの位置を制御するための制御部16に
出力されて、ウエハ2の中心位置が所定の位置にくるよ
うに位置合わせが行われる。That is, the determination unit 15 determines whether
Different from the two measurement positions A and B, for example, the measurement distance (determined by the distance calculation unit) at the intermediate verification position C and the wafer center position 32 determined by the center position calculation unit 14
And the correction distance obtained at this verification position is corrected using the deviation amount of the wafer center position 32 obtained by the calculation, and the corrected verification distance and the known wafer radius distance are calculated. By comparing, it is configured to determine whether the difference is smaller than a set value (small value). If it is determined that the center position of the wafer 2 is smaller than the set value, the center position of the wafer obtained by the calculation is output to, for example, the control unit 16 for controlling the position of the wafer. Are positioned so that the position is at a predetermined position.
【0028】一方、設定値を超える場合には、いずれか
の測定位置が切欠部2aの箇所にあると判断されて、回
転テーブル4の駆動モータ3にウエハの位置を少しずら
せる指示が出力されるとともに、再度、ウエハ2の中心
位置の検出動作が繰り返して行われる。勿論、ウエハ2
の回転量は、切欠部2aを確実に回避し得るような角度
とされるため、再度の検出動作は1回だけで済む。On the other hand, if the set value is exceeded, it is determined that any of the measurement positions is located at the notch 2a, and an instruction to slightly shift the position of the wafer to the drive motor 3 of the turntable 4 is output. At the same time, the operation of detecting the center position of the wafer 2 is repeated. Of course, wafer 2
Is set to such an angle that the notch 2a can be reliably avoided, so that only one detection operation is required.
【0029】ここで、ウエハ中心位置32の検出動作
を、図2および図3に基づき具体的に説明する。Here, the operation of detecting the wafer center position 32 will be specifically described with reference to FIGS.
【0030】回転テーブル4にウエハ2が載置される
と、その状態で検出センサ11により、ウエハ2の外周
縁の第1測定位置A(例えば、図2の0度位置)におけ
る回転テーブル4の中心位置31から外周縁までの距離
x0が検出され、次に45度回転された検算位置Cで、
テーブル中心位置31から外周縁までの距離z0が測定
され、さらに45度回転された第2測定位置B(図2の
90度位置)で、テーブル中心位置31から外周縁まで
の距離y0が測定される。When the wafer 2 is placed on the turntable 4, the detection sensor 11 detects the position of the turntable 4 at the first measurement position A (for example, the 0-degree position in FIG. 2) on the outer peripheral edge of the wafer 2 in that state. A distance x 0 from the center position 31 to the outer peripheral edge is detected, and then at a check position C rotated by 45 degrees,
The distance z 0 from the table center position 31 to the outer periphery is measured, and the distance y 0 from the table center position 31 to the outer periphery at the second measurement position B (the 90-degree position in FIG. 2) further rotated by 45 degrees. Measured.
【0031】上記第1および第2測定位置での測定距離
x0,y0を用いて、テーブル中心位置31とウエハ中心
位置32までのずれ量dは、下記のようにして求められ
る。Using the measured distances x 0 and y 0 at the first and second measurement positions, the shift amount d between the table center position 31 and the wafer center position 32 is obtained as follows.
【0032】まず、三角形AOPと三角形BOPに余弦
定理を適用すると、下記の(1)式および(2)式が得
られる。下記式中、αはテーブル中心位置31とウエハ
中心位置32とを結ぶ直線と直線OAとのなす角度を示
し、rは既知であるウエハの半径距離を示す。First, when the cosine theorem is applied to the triangle AOP and the triangle BOP, the following equations (1) and (2) are obtained. In the following equation, α indicates an angle between a straight line connecting the table center position 31 and the wafer center position 32 and the straight line OA, and r indicates a known radial distance of the wafer.
【0033】[0033]
【数1】 上記(1)式および(2)式を、三角関数の基本公式
(sin2α+cos2α=1)に代入して、αを消去すると、下
記(3)式が得られる。(Equation 1) By substituting the above equations (1) and (2) into the basic formula of the trigonometric function (sin 2 α + cos 2 α = 1) and eliminating α, the following equation (3) is obtained.
【0034】[0034]
【数2】 上記(3)式をdについて解を求め、不要な解を棄てる
と、下記(4)式に示す解が得られる。(Equation 2) When the solution of the above equation (3) is obtained for d, and the unnecessary solution is discarded, the solution shown in the following equation (4) is obtained.
【0035】[0035]
【数3】 上記の解dに、それぞれsinαおよびcosαを掛けると、
テーブル中心位置31に対するウエハ中心位置32のx
方向およびy方向でのずれ量dx,dyが下記(5)式お
よび(6)式に示すように求められる。(Equation 3) By multiplying the above solution d by sinα and cosα respectively,
X of wafer center position 32 with respect to table center position 31
Shift amount d x in and y directions, d y is determined as shown in the following equation (5) and (6).
【0036】[0036]
【数4】 次に、検算動作について説明する。(Equation 4) Next, the verification operation will be described.
【0037】この検算は、検算用距離を上記求められた
ウエハ中心位置で修正を施して得られた修正検算用距離
と、ウエハ2の半径距離rとを比較することにより行わ
れる。This check is performed by comparing the corrected check distance obtained by correcting the check distance at the wafer center position obtained above with the radial distance r of the wafer 2.
【0038】すなわち、十分小さい値のkに対して、下
記(7)式が成立するかどうかを調べる。That is, it is checked whether or not the following equation (7) holds for a sufficiently small value of k.
【0039】[0039]
【数5】 上記(7)式が成立すれば、演算により求められたウエ
ハの中心位置が適正な位置にあると判断され、もし成立
しなければ、どちらかの測定位置が切欠部に位置してい
るため、正しい中心位置が求められていないと判断され
る。正しい中心位置でないと判断されると、少しウエハ
が回転された位置(ずらされた位置)で、再度、ウエハ
の中心位置の検出動作が行われる。(Equation 5) If the above equation (7) is satisfied, it is determined that the center position of the wafer obtained by the calculation is at an appropriate position. If not, one of the measurement positions is located in the notch. It is determined that the correct center position is not required. If it is determined that the center position is not correct, the operation of detecting the center position of the wafer is performed again at a position where the wafer is slightly rotated (shifted position).
【0040】勿論、ウエハには切欠部が一個所しか設け
られていないため、次の測定位置のずらし量を適当にと
ることにより、その測定位置は、切欠部から必ず外れた
場所にすることができる。Of course, since only one notch is provided in the wafer, the next measurement position can be set at a position that is always off the notch by appropriately shifting the next measurement position. it can.
【0041】このように、最高でも2回の検出動作によ
り、ウエハの中心位置を正確に求めることができる。As described above, the center position of the wafer can be accurately obtained by performing at most two detection operations.
【0042】なお、ウエハが搬送されてくるとき、普
通、その前工程の装置から出てくるときにすでに位置合
わせが、ある程度行われているため、切欠部の方向のず
れ量はそれ程大きくはなく、殆ど、数十度以内の角度に
おさまっている。Incidentally, when the wafer is transferred, usually the alignment has already been performed to some extent when the wafer comes out of the apparatus in the preceding process, so that the amount of deviation in the direction of the notch is not so large. , Almost at an angle within a few tens of degrees.
【0043】このため、切欠部のない方向、例えば切欠
部とは反対側から測定を開始するように、検出センサを
配置しておけば、殆ど、一回の検出動作で、正確なウエ
ハの中心位置を求めることができる。For this reason, if the detection sensor is arranged so as to start the measurement from the direction without the notch, for example, from the side opposite to the notch, the center of the wafer can be accurately detected by one detection operation. The position can be determined.
【0044】ここで、上記ウエハの位置検出装置を用い
た半導体製造装置の概略構成を、図4に基づき説明す
る。Here, a schematic configuration of a semiconductor manufacturing apparatus using the above-described wafer position detecting device will be described with reference to FIG.
【0045】図4に示すように、この半導体製造装置に
おいては、ウエハ2は、まずロードロック室21に搬入
され、ここで真空引きされた後、搬送アーム22によっ
て搬送室23を経由して位置検出室24に送られる。こ
の位置検出室24で上記の位置検出装置および位置検出
方法に基づき、ウエハの中心位置の検出すなわち位置ず
れが測定される。その後、検出された位置ずれ方向と逆
方向にウエハが移動されて、ウエハの中心が所定位置に
合わされ、そしてさらに切欠部2aの方向が所定方向と
なるように合わされる。この後、ウエハ2を搬送アーム
22により取り出し、搬送室23を経由してプロセス処
理室25に搬送される。As shown in FIG. 4, in this semiconductor manufacturing apparatus, the wafer 2 is first loaded into the load lock chamber 21, where it is evacuated and then moved by the transfer arm 22 via the transfer chamber 23. It is sent to the detection chamber 24. In the position detection chamber 24, the detection of the center position of the wafer, that is, the displacement is measured based on the above-described position detection device and position detection method. Thereafter, the wafer is moved in the direction opposite to the detected misalignment direction, the center of the wafer is aligned with a predetermined position, and the direction of the notch 2a is aligned with the predetermined direction. Thereafter, the wafer 2 is taken out by the transfer arm 22 and transferred to the process chamber 25 via the transfer chamber 23.
【0046】このように、本発明の実施の形態において
は、切欠部が殆ど存在しない2つの測定位置で、回転テ
ーブル中心位置からウエハの外周縁までの距離を測定す
るとともに、この2つの測定距離と既知のウエハの半径
距離とを用い、かつ余弦定理および三角関数の基本公式
を適用して、テーブル中心位置に対するウエハ中心位置
のずれ量を求め、このずれ量から実際のウエハの中心位
置を求め、しかも検算用距離により、求められたウエハ
の中心位置が適正か否かを判断するようにしたので、少
ない測定回数で正確なウエハの中心位置を求めることが
できる。As described above, in the embodiment of the present invention, the distance from the center of the rotary table to the outer peripheral edge of the wafer is measured at two measurement positions where there is almost no notch, and the two measurement distances are measured. And the known radial distance of the wafer, and applying the cosine theorem and the basic formula of the trigonometric function, to determine the shift amount of the wafer center position with respect to the table center position, and obtain the actual wafer center position from the shift amount. In addition, since it is determined whether or not the obtained center position of the wafer is appropriate based on the calculation distance, an accurate center position of the wafer can be obtained with a small number of measurements.
【0047】なお、上記実施の形態において、装置の構
成を説明する際に、計算部、演算部、判断部などを具備
していると説明したが、これらは機能に着目して説明し
たものであり、実際の構成においては、各機能は、必要
に応じて、プロセッサーに一体的に組み込まれている。In the above embodiment, when describing the configuration of the apparatus, it has been described that the apparatus includes a calculation unit, a calculation unit, a determination unit, and the like. Yes, in an actual configuration, each function is integrated into the processor as needed.
【0048】また、上記実施の形態において、検出セン
サを回転テーブルの半径方向に沿って配置するように説
明したが、勿論、半径方向に沿わなくても、ウエハの外
周部を検出できるなら、どのような配置であってもよ
い。In the above embodiment, the detection sensor is described as being arranged along the radial direction of the rotary table. Of course, if the outer peripheral portion of the wafer can be detected without being along the radial direction, any other sensor can be used. Such an arrangement may be used.
【0049】[0049]
【発明の効果】上記本発明のウエハの位置検出方法およ
び位置検出装置によると、ウエハの外周縁の2点を測定
して、回転テーブルの中心位置までの距離をそれぞれ求
め、これらの測定距離と既知のウエハの半径距離とを使
用して、回転テーブルの中心位置とウエハの中心位置と
のずれ量から実際のウエハの中心位置を求め、かつ検算
位置で測定された検算用距離と既知であるウエハの半径
距離とを使用して、上記求められたウエハの中心位置が
適正である否かを判断するようにしているので、ウエハ
の外周縁を3点で測定するだけで、ウエハの中心位置を
正確に求めることができる。すなわち、従来の位置検出
方法に比べて、より少ない測定回数で済むため、測定時
間の短縮を図ることができ、ひいては半導体の製造の迅
速化につながる。According to the wafer position detecting method and the position detecting apparatus of the present invention, two points on the outer peripheral edge of the wafer are measured to determine the distances to the center position of the rotary table, respectively. Using the known radial distance of the wafer, the actual center position of the wafer is determined from the amount of deviation between the center position of the rotary table and the center position of the wafer, and the verification distance measured at the verification position is known. Since it is determined whether or not the obtained center position of the wafer is appropriate using the radius distance of the wafer, the center position of the wafer can be determined simply by measuring the outer peripheral edge of the wafer at three points. Can be determined accurately. In other words, the number of measurements is smaller than that of the conventional position detection method, so that the measurement time can be shortened, which leads to the speedup of semiconductor manufacturing.
【図1】本発明の実施の形態におけるウエハの位置検出
装置の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a wafer position detecting device according to an embodiment of the present invention.
【図2】同実施の形態におけるウエハの中心位置を検出
する動作を説明するためのウエハの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the wafer for describing an operation of detecting a center position of the wafer in the embodiment.
【図3】図2のウエハの中心部の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a central portion of the wafer of FIG. 2;
【図4】同実施の形態のウエハの位置検出装置を適用し
た半導体製造装置の概略構成を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a schematic configuration of a semiconductor manufacturing apparatus to which the wafer position detecting device of the embodiment is applied.
【図5】従来例のウエハの位置検出方法を説明する概略
斜視図である。FIG. 5 is a schematic perspective view illustrating a conventional wafer position detection method.
1 ウエハの位置検出装置 2 ウエハ 2a 切欠部 4 回転テーブル 11 検出センサ 12 距離演算部 13 中心位置演算部 14 ずれ量演算部 31 テーブル中心位置 32 ウエハ中心位置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wafer position detecting device 2 Wafer 2a Notch 4 Rotary table 11 Detection sensor 12 Distance calculator 13 Center position calculator 14 Shift amount calculator 31 Table center position 32 Wafer center position
Claims (6)
の方向合わせ用の切欠部が形成された円盤状のウエハを
回転テーブル上に載置してその中心位置を検出する方法
であって、回転テーブルの周縁部に配置された検出セン
サにより、異なる2つの測定位置において、回転テーブ
ルの中心位置からウエハの外周縁までの距離を測定し、
この測定により得られた2つの測定距離および既知であ
るウエハの半径距離に基づき、回転テーブルの中心位置
に対するウエハの中心位置を求め、かつ上記2つの測定
位置とは異なる検算位置で回転テーブルの中心位置から
ウエハの外周縁までの距離を測定し、この検算用距離
に、上記求められたウエハの中心位置に基づき修正を施
し、この修正検算用距離とウエハの半径距離とを比較し
て、求められたウエハの中心位置が適正な位置であるか
否かを判断することを特徴とするウエハの位置検出方
法。1. A method for mounting a disc-shaped wafer having notches for orientation alignment, such as a notch and an orientation flat, on a rotary table and detecting the center position of the wafer, comprising the steps of: The distance from the center position of the rotary table to the outer peripheral edge of the wafer is measured at two different measurement positions by the detection sensor
The center position of the wafer with respect to the center position of the rotary table is determined based on the two measured distances obtained by this measurement and the known radial distance of the wafer, and the center of the rotary table at a check position different from the two measurement positions is determined. The distance from the position to the outer peripheral edge of the wafer is measured, this correction distance is corrected based on the obtained center position of the wafer, and the corrected correction distance is compared with the radial distance of the wafer. Determining whether the center position of the obtained wafer is an appropriate position.
の方向合わせ用の切欠部が形成された円盤状のウエハを
回転テーブル上に載置してその中心位置を検出する方法
であって、回転テーブルの周縁部に配置された検出セン
サにより、異なる2つの測定位置において、回転テーブ
ルの中心位置からウエハの外周縁までの距離を測定し、
この測定により得られた2つの測定距離および既知であ
るウエハの半径距離に基づき、回転テーブルの中心位置
に対するウエハの中心位置のずれ量を求め、このずれ量
に基づき実際のウエハの中心位置を求め、かつ上記2つ
の測定位置とは異なる検算位置で回転テーブルの中心位
置からウエハの外周縁までの距離を測定し、この検算用
距離に、上記求められたウエハの中心位置に基づき修正
を施し、この修正検算用距離とウエハの半径距離との差
が設定値より小さいか否かを比較し、設定値より小さい
場合に、上記測定により求められたウエハの中心位置が
適正であると判断し、設定値を超える場合には、ウエハ
の位置をずらして、再度、上記ウエハの中心位置を測定
することを特徴とするウエハの位置検出方法。2. A method for mounting a disc-shaped wafer having notches for orientation alignment, such as a notch and an orientation flat, on a rotary table and detecting a center position of the wafer, comprising: The distance from the center position of the rotary table to the outer peripheral edge of the wafer is measured at two different measurement positions by the detection sensor
Based on the two measured distances obtained by this measurement and the known radial distance of the wafer, a shift amount of the center position of the wafer with respect to the center position of the rotary table is obtained, and based on the shift amount, an actual center position of the wafer is obtained. And measuring the distance from the center position of the rotary table to the outer peripheral edge of the wafer at a check position different from the two measurement positions, and correcting the check distance based on the obtained center position of the wafer, Comparing whether the difference between the correction check distance and the radius distance of the wafer is smaller than a set value, and if smaller than the set value, it is determined that the center position of the wafer obtained by the above measurement is appropriate, A method for detecting the position of a wafer, comprising: shifting the position of the wafer if the set value is exceeded, and measuring the center position of the wafer again.
た位置にするとともに、検算位置をこれら両測定位置の
中間位置とすることを特徴とする請求項1または2に記
載のウエハの位置検出方法。3. The wafer position detection according to claim 1, wherein the two different measurement positions are separated from each other by 90 degrees, and the check position is set to an intermediate position between the two measurement positions. Method.
とするとともに、2つの測定位置で測定された回転テー
ブル中心位置とウエハ外周縁との間の各測定距離および
ウエハの半径距離とに余弦定理を適用することを特徴と
する請求項2または3に記載のウエハの位置検出方法。4. The method according to claim 1, wherein when determining the amount of deviation, the amount of deviation is set to an unknown value, and each measured distance between the center position of the rotary table measured at two measurement positions and the outer peripheral edge of the wafer and the radial distance of the wafer. The method according to claim 2 or 3, wherein the cosine theorem is applied to:
エンテーションフラットなどの方向合わせ用の切欠部が
形成された円盤状のウエハの中心位置を検出する装置で
あって、回転テーブルの周縁部に配置されてウエハの外
周縁を検出する検出センサと、この検出センサからの検
出信号を入力して回転テーブルの中心位置からウエハの
外周縁までの距離を求める距離演算部と、この距離演算
部にて求められた異なる2つの測定位置での測定距離お
よび既知であるウエハの半径距離に基づき、互いの中心
位置のずれ量を求めるずれ量演算部と、このずれ量演算
部で求められたずれ量に基づきウエハの中心位置を求め
る中心位置演算部と、上記2つの測定位置とは異なる検
算位置で測定された検算用距離に、上記求められたずれ
量に基づき修正して修正検算用距離を求めるとともに、
この修正検算用距離とウエハの半径距離との差が設定値
より小さいか否かを判断する判断部とを具備したことを
特徴とするウエハの位置検出装置。5. A device for detecting a center position of a disk-shaped wafer having notches, orientation flats, and other notches for orientation adjustment formed on a rotary table, wherein the center position of the disk-shaped wafer is located at a peripheral edge of the rotary table. A detection sensor disposed to detect an outer peripheral edge of the wafer, a distance calculation unit that receives a detection signal from the detection sensor and obtains a distance from the center position of the rotary table to the outer peripheral edge of the wafer, and a distance calculation unit. Calculation unit for calculating the amount of deviation between the center positions of the wafers based on the measurement distances at the two different measurement positions and the known radial distance of the wafer, and the amount of deviation calculated by the deviation amount calculation unit A center position calculating unit for obtaining the center position of the wafer based on the above, and correcting the distance for verification measured at a verification position different from the two measurement positions based on the obtained deviation amount. With obtaining the correction verification for the distance,
A determination unit configured to determine whether a difference between the correction check distance and the radial distance of the wafer is smaller than a set value.
た位置にするとともに、検算位置をこれら両測定位置の
中間位置となし、かつずれ量を求める際に、このずれ量
を未知数とするとともに、上記2つの測定位置で測定さ
れた回転テーブル中心位置とウエハ外周縁との間の各測
定距離およびウエハの半径距離とに余弦定理を適用した
ことを特徴とする請求項5に記載のウエハの位置検出装
置。6. The method according to claim 1, wherein the two different measurement positions are separated from each other by 90 degrees, and the check position is defined as an intermediate position between the two measurement positions. The cosine theorem is applied to each measurement distance between the rotary table center position measured at the two measurement positions and the outer peripheral edge of the wafer and the radial distance of the wafer. Position detection device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11007098A JP2000208590A (en) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | Method and apparatus for detecting position of wafer |
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-
1999
- 1999-01-14 JP JP11007098A patent/JP2000208590A/en active Pending
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