JP2013016747A - 基板位置合わせ方法、基板位置合わせ装置、コンピュータプログラム、及びコンピュータ可読記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】周縁部に少なくとも2つの直線部が形成される略円形の基板を精度良く位置合わせすることが可能な基板位置合わせ方法を提供する。
【解決手段】周縁部に少なくとも2つの直線部が形成される概ね円形の基板を位置合わせする基板位置合わせ方法であって、基板を保持して回転する保持回転部により前記基板を自転させながら、前記基板の周縁部に向けて発せられた光を受光した受光部から信号を取得し、取得した信号の強度と前記基板の回転角度とを関連付ける工程と、前記信号の強度の変化に基づいて、前記2つの直線部に対応すべき2つの回転角度区間を検出する工程と、前記信号の強度に関連付けられた前記回転角度に基づいて、前記2つの回転角度区間の角度差を求める工程と、前記角度差が所定の範囲内に収まるか否かを判定する工程と、前記判定する工程において前記角度差が所定の範囲内に収まると判定された場合に、前記2つの回転角度区間が、対応する前記2つの直線部に相当すると決定する工程とを含む基板位置合わせ方法が提供される。
【選択図】図2
【解決手段】周縁部に少なくとも2つの直線部が形成される概ね円形の基板を位置合わせする基板位置合わせ方法であって、基板を保持して回転する保持回転部により前記基板を自転させながら、前記基板の周縁部に向けて発せられた光を受光した受光部から信号を取得し、取得した信号の強度と前記基板の回転角度とを関連付ける工程と、前記信号の強度の変化に基づいて、前記2つの直線部に対応すべき2つの回転角度区間を検出する工程と、前記信号の強度に関連付けられた前記回転角度に基づいて、前記2つの回転角度区間の角度差を求める工程と、前記角度差が所定の範囲内に収まるか否かを判定する工程と、前記判定する工程において前記角度差が所定の範囲内に収まると判定された場合に、前記2つの回転角度区間が、対応する前記2つの直線部に相当すると決定する工程とを含む基板位置合わせ方法が提供される。
【選択図】図2
Description
本発明は、周縁部に少なくとも2つの直線部が形成される概ね円形の基板を位置合わせする基板位置合わせ方法、基板位置合わせ装置、基板位置合わせ装置に基板位置合わせ方法を実施させるコンピュータプログラム、及びこのコンピュータプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体に関する。
半導体製造装置には、搬送アームによって半導体ウエハなどの基板を精度良く搬送するため、基板位置合わせ装置を備えるものがある。基板位置合わせ装置においては、基板の周縁に設けられる例えばオリエンテーションフラット(以下、OFと記す)を基準として位置合わせが行われる。すなわち、基板のOFが検出され、検出されたOFが所定の位置に合うように基板の位置が調整される。基板のOFを検出する際は、パーティクル低減の観点から、非接触の光学式のセンサが用いられる。光学式センサにより、基板を保持回転部により保持し、基板の中心を回転中心として基板を回転しつつ、基板の周縁の形状を測定し、周縁のうち円弧状ではない平坦な部分がOFとして検出される(例えば特許文献1及び2)。
しかしながら、光学式センサにより基板の周縁の形状を測定する場合、例えば保持回転部の不具合や基板の反りなどによって基板が回転中心に対して偏心すると、基板の周縁の形状を正しく測定することができない事態ともなる。そうすると、例えば円弧状の部分がOFと判定されてしまい、基板を正しい位置に合わせることができなくなってしまう。
本発明は、上述の事情に鑑みて為され、周縁部に少なくとも2つの直線部が形成される略円形の基板を精度良く位置合わせすることが可能な基板位置合わせ方法、基板位置合わせ装置、基板位置合わせ装置に基板位置合わせ方法を実施させるコンピュータプログラム、及びこのコンピュータプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体を提供する。
本発明の第1の態様によれば、周縁部に少なくとも2つの直線部が形成される概ね円形の基板を位置合わせする基板位置合わせ方法が提供される。この基板位置合わせ方法は、基板を保持して回転する保持回転部により前記基板を自転させながら、前記基板の周縁部に向けて発せられた光を受光した受光部から信号を取得し、取得した信号の強度と前記基板の回転角度とを関連付ける工程と、前記信号の強度の変化に基づいて、前記2つの直線部に対応すべき2つの回転角度区間を検出する工程と、前記信号の強度に関連付けられた前記回転角度に基づいて、前記2つの回転角度区間の角度差を求める工程と、前記角度差が所定の範囲内に収まるか否かを判定する工程と、前記判定する工程において前記角度差が所定の範囲内に収まると判定された場合に、前記2つの回転角度区間が、対応する前記2つの直線部に相当すると決定する工程とを含む。
本発明の第2の態様によれば、周縁部に少なくとも2つの直線部が形成される概ね円形の基板を位置合わせする基板位置合わせ装置であって、基板を保持して回転する保持回転部と、前記保持回転部により自転する前記基板の周縁部に向けて発せられた光を受光した受光部から信号を出力する光センサ部と、前記光センサ部からの信号の強度と前記基板の回転角度とを関連付け、前記信号の強度の変化に基づいて、前記2つの直線部に対応すべき2つの回転角度区間を検出し、前記信号の強度に関連付けられた前記回転角度に基づいて、前記2つの回転角度区間の角度差を求め、前記角度差が所定の範囲内に収まるか否かを判定した結果、前記角度差が所定の範囲内に収まると判定された場合に、前記2つの回転角度区間が、対応する前記2つの直線部に相当すると決定する制御部とを含む基位置合わせ装置が提供される。
本発明の実施形態によれば、上述の事情に鑑みて為され、周縁部に少なくとも2つの直線部が形成される略円形の基板を精度良く位置合わせすることが可能な基板位置合わせ方法、基板位置合わせ装置、基板位置合わせ装置に基板位置合わせ方法を実施させるコンピュータプログラム、及びこのコンピュータプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体が提供される。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一または対応する部材または部品については、同一または対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的とせず、したがって、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定されるべきものである。
まず、図1を参照しながら、本発明の実施形態による基板位置合わせ装置について説明する。この基板位置合わせ装置は種々の半導体製造装置に備えることができる。
図1(a)に示すように、基板位置合わせ装置10は、多節型の搬送ロボット12と、ウエハWの裏面中央部を保持し回転するチャック14と、光センサ18と、搬送ロボット12、チャック14、及び光センサ18の動作を制御する制御部20とを備える。また、基板位置合わせ装置10は、後述するように、ウエハWの中心とチャック14の回転中心との間の中心位置合わせをするために設けられるウエハピンセット16を有している。ウエハピンセット16の動作もまた制御部20により制御される。さらに、位置合わせ装置10には、複数枚のウエハWが収容されるウエハキャリアCが載置されるステージSが設けられている。
図1(a)に示すように、基板位置合わせ装置10は、多節型の搬送ロボット12と、ウエハWの裏面中央部を保持し回転するチャック14と、光センサ18と、搬送ロボット12、チャック14、及び光センサ18の動作を制御する制御部20とを備える。また、基板位置合わせ装置10は、後述するように、ウエハWの中心とチャック14の回転中心との間の中心位置合わせをするために設けられるウエハピンセット16を有している。ウエハピンセット16の動作もまた制御部20により制御される。さらに、位置合わせ装置10には、複数枚のウエハWが収容されるウエハキャリアCが載置されるステージSが設けられている。
搬送ロボット12は、馬蹄形の上面形状を有するウエハピック12aを先端に有し、ウエハピック12aを図中のX軸方向及びY軸方向に移動することができる。ウエハピック12aの上面には、複数の(例えば3つの)吸着孔と、各吸着孔の周囲に設けられた吸着パッド(図示せず)とが設けられている。吸着孔は所定の排気機構(図示せず)に連通する。これにより、いわゆるバキューム機構が構成され、ウエハピック12aにより受け取られたウエハWが吸着により保持される。また、搬送ロボット12は、図示しない昇降機構によりZ軸方向に(上下に)移動することができる。このような構成により、搬送ロボット12は、ステージS上のウエハキャリアCにアクセスしてウエハWを取り出し、チャック14の上方にウエハWを保持することができる。また、チャック14からウエハWを受け取って、ウエハキャリアC内に戻すことができる。
なお、ウエハWは、本実施形態においては4インチの直径を有する円形ウエハであり、その周縁には円弧状の部分と2つの直線状の部分とを有し、全体として概ね円形の平面形状を有している。これら2つの直線状の部分は、いわゆるオリエンテーションフラットであり、基板結晶の所定の結晶方位に沿って形成されている。また、2つのオリエンテーションフラットのうち一方が長く、他方が短い。以下の説明において、長いオリエンテーションフラットをプライマリOF1、短いオリエンテーションフラットをセカンダリOF2と記す。
図1(a)におけるI−I線に沿った断面図である図1(b)を参照すると、チャック14は、シャフト14Sを介して駆動機構14aに連結されている。駆動機構14aにより、チャック14は、その中心を回転中心として回転することができ、上下に移動することができる。また、チャック14にも、搬送ロボット12のウエハピック12aと同様に、バキューム機構が設けられている。このような構成により、チャック14は、搬送ロボット12によってチャック14の上方にウエハWが保持されるときに、上方に移動することによってウエハWを受け取り、また、ウエハWを保持したまま上昇し、搬送ロボット12がウエハWの下方の空間に進入した後に下方に移動することによってウエハWを搬送ロボット12へ渡すことができる。
ウエハピンセット16にも、搬送ロボット12やチャック14と同様に、バキューム機構が設けられており、ウエハピンセット16の上面でウエハWを吸着により保持することができる。また、ウエハピンセット16は、図示しない駆動機構により、図中のX軸方向及びY軸方向に移動することができ、上下に移動することができる。
光センサ18は、図1(b)に示すように、発光器18eと、発光器18eに対応する受光器18dとを有している。発光器18eは、本実施形態では、チャック14に保持されるウエハWの下側に配置されるアーム部18bの上面に取り付けられ、受光器18dは、チャック14に保持されるウエハWの上側に配置されるアーム部18aの下面に取り付けられている。発光器18eは、例えば半導体レーザダイオードにより構成されると好ましく、発光ダイオード及び光学系により構成されても良い。また、受光器18dは、例えば、発光器18eからの光に対して感度を有するフォトダイオードであって良い。
また、光センサ18は、例えばパルスモータを含む駆動機構により、原点位置OP(点線で図示される光センサ18の位置)からX軸方向に往復運動をすることができる。
また、光センサ18は、例えばパルスモータを含む駆動機構により、原点位置OP(点線で図示される光センサ18の位置)からX軸方向に往復運動をすることができる。
制御部20は、搬送ロボット12、チャック14、ウエハピンセット16、及び光センサ18に対して電気的に接続され、これらに対して所定の信号を出力することにより、これらを制御する。また、制御部20は、チャック14によりウエハWを回転しつつ、光センサ18を制御して、光センサ18の発光器18eに対してウエハWの周縁部に光を照射させる。さらに、発光器18eからの光を受光した受光器18dから出力される、受光光の強度に応じた信号を入力する。入力された信号は、ウエハWの回転角度に関連付けられ、例えば制御部20内のメモリ装置に記憶される。ウエハWの回転角度に関連付けられた信号により、後述のとおりウエハWのプライマリOF1及びセカンダリOF2が検出される。
また、制御部20は、中央演算装置(CPU)を含むコンピュータであって良く、ウエハWのプライマリOF1及びセカンダリOF2を検出するステップを含む基板位置合わせ方法を基板位置合わせ装置10に実行させる処理プログラムに基づいて、搬送ロボット12、チャック14、ウエハピンセット16、及び光センサ18を制御することにより、その基板位置合わせ方法を実行させる。処理プログラムは、例えばCD−ROMやDVD−ROM、フレキシブルディスク、半導体メモリなどのコンピュータ可読記憶媒体に記憶され、コンピュータ可読記憶媒体から制御部20のメモリ装置にダウンロードされ、制御部20により実行される。
次に、図2から図6までを参照しながら、本発明の実施形態による基板位置合わせ方法について説明する。
まず、搬送ロボット12によりウエハキャリアCからウエハWが取り出され、チャック14の上方に保持される。次に、チャック14が上方へ移動して、搬送ロボット12により保持されるウエハWを受け取る。搬送ロボット12が退出した後、チャック14は下方へ移動する。これにより、ウエハWがチャック14により保持される(ステップS21)。なお、ステップS21においてカウンタiがゼロに設定され、これを利用して、一枚のウエハWに対して行われる、後述するステップの回数がカウントされる。
まず、搬送ロボット12によりウエハキャリアCからウエハWが取り出され、チャック14の上方に保持される。次に、チャック14が上方へ移動して、搬送ロボット12により保持されるウエハWを受け取る。搬送ロボット12が退出した後、チャック14は下方へ移動する。これにより、ウエハWがチャック14により保持される(ステップS21)。なお、ステップS21においてカウンタiがゼロに設定され、これを利用して、一枚のウエハWに対して行われる、後述するステップの回数がカウントされる。
次に、ウエハWの中心とチャック14の回転中心との位置合わせが行われる。具体的には、まず、光センサ18を原点位置OPからウエハWの周縁に向けて移動させて、ウエハWの周縁を検出する。これにより、ウエハWの周縁が検出された位置DPと原点位置OPとの距離D(図1(b))が求められる。この距離Dは、例えば、光センサ18を駆動するパルスモータへ入力されたパルス数に基づいて求めることができる。
次いで、チャック14によりウエハWを36°回転し、停止させ、再び、光センサ18を原点位置OPからウエハWの周縁に向けて移動させることにより、ウエハWの周縁を検出される位置DPまでの原点位置OPからの距離Dを求める。この後、これを8回繰り返し、ウエハWの周縁に沿った等角度間隔の10個の測定点において、光センサ18の原点位置OPからウエハWの周縁までの距離Dを測定する(ステップS22)。
ここで、ウエハWの中心とチャック14の回転中心とが一致していれば、測定点がプライマリOF1及びセカンダリOF2に該当する場合を除いて、光センサ18の原点位置OPからウエハWの周縁までの距離Dは、各測定点において等しくなる。一方、ウエハWの中心とチャック14の回転中心とがずれている場合には、光センサ18の原点位置OPからウエハWの周縁までの距離Dは、例えば図3に示すように、規則的に変化する。ここで、規則的な変化から大きく逸脱している測定点3は、プライマリOF1及びセカンダリOF2に該当するため、除外される。次いで、上述のようにして求めた、光センサ18の原点位置OPからウエハWの周縁までの距離Dに基づいて、残りの9つの測定点のうち3つの測定点(例えば測定点4、5、及び6)の位置が求められる。これにより、ウエハWの円弧状の部分の形状(曲率)が求められ、所定のフィッティングを行うことにより、ウエハWの中心を推定することができる。次いで、推定されたウエハWの中心と、予め求められているチャック14の回転中心との間の偏差の量及び方向が算出される(ステップS23)。
この後、ウエハWがチャック14からウエハピンセット16に受け渡される。ウエハWを受け取ったウエハピンセット16は、算出された偏差の量及び方向を相殺するように(ウエハWの中心とチャック14の回転中心とが一致するように)水平方向に移動する。この後、ウエハピンセット16からチャック14へウエハWが受け渡される。これにより、ウエハWの中心とチャック14の回転中心とが一致することとなる。以上により、ウエハWの中心とチャック14の回転中心との位置合わせが終了する(ステップS24)。
次に、プライマリOF1とセカンダリOF2の検出が行われる。まず、光センサ18(の発光器18e)が、ウエハWの周縁の円弧状の部分から所定の距離だけ内側の位置に配置される。具体的には、発光器18eからの光が、ウエハWの円弧状の部分により遮られ、プライマリOF1及びセカンダリOF2によっては遮られないように光センサ18が配置される。より具体的には、内側の位置は、例えばセカンダリOF2の長さに基づいて決定することができる。図4は、セカンダリOF2が形成されていないと仮定した場合の円弧状の部分AR(図4中に点線で示す)と、現実に形成されたセカンダリOF2との偏差dを示す図である。ここで4インチウエハにおいてセカンダリOF2の長さLが例えば16.0mmから20.0mmまでの範囲にあるとすると、円弧状の部分とセカンダリOF2との偏差dは、0.64mmから1.0mmまでの範囲となる。この場合、光センサ18は、例えば0.1mmから0.64mmだけ円弧状の部分から内側に配置されることが好ましい。0.1mmより小さい場合には、僅かな誤差によっても円弧状の部分によって光が遮られなくなり、セカンダリOF2と判断されるおそれがある。また、0.64mmよりも大きい場合には、セカンダリOF2によっても光が遮られてしまい、セカンダリOF2を検出することができなくなる可能性があるためである。本発明の発明者らが4インチウエハについて検討を行ったところ、0.2mmから0.4mmまでの範囲にあることが好ましく、0.2mmであると更に好ましいという結果が得られている。
なお、プライマリOF1の長さは、例えば33.5mmから34.5mmまでの範囲にあり、これに基づくと、円弧状の部分とプライマリOF1との偏差は、2.4mmから3.1mmまでの範囲となる。したがって、上述の所定の位置に光センサ18を配置すれば、プライマリOF1によって、発光器18eからの光が遮られることは殆ど無い。
次に、例えば約180°/秒の回転速度でウエハWをチャック14により1回転させつつ、光センサ18の受光器18dからの出力信号が取得される(ステップS25)。ここで、横軸に時間をとり、出力信号の強度を縦軸にとると、例えば図5のグラフが得られる。ここで、出力信号の強度が大きい範囲R1及びR2は、受光器18dに光が入射されている、すなわち、発光器18eからの光がウエハWに遮られないことから生じており、したがってウエハWのプライマリOF1及びセカンダリOF2の範囲に対応すると考えられる。
しかしながら、例えば、上述の中心位置合わせの際に誤差が生じたり、ウエハWを回転し始めた時に例えばチャック14のバキューム機構(例えば吸着パッド)の不具合によりウエハWがチャック14に対して偏心したり、ウエハWの反りにより吸着不良が発生しウエハWがチャック14に対して偏心する可能性がある。このような場合には、ウエハWの円弧状の部分によって光が遮られない可能性があり、範囲R1及びR2が、プライマリOF1やセカンダリOF2に対応していないおそれがある。そこで、以下のようにして、範囲R1及びR2が、プライマリOF1やセカンダリOF2に対応しているか否かが判定される。
まず、図5のグラフにおいて、範囲R1の中央の時刻T1と、範囲R2の中央の時刻T2とが求められる。次に、時刻T1と時刻T2との間隔Tが求められ、この間隔Tが、ウエハWの回転速度(約180°/秒)に基づいて回転角度差Dθに変換される(ステップS26)。ここで、範囲R1がプライマリOF1に対応し、範囲R2がセカンダリOF2に対応していると仮定すると、図6に示すように、回転角度差Dθは、プライマリOF1の垂直二等分線L1と、セカンダリOF2の垂直二等分線L2とのなす角(OF間の角度間隔)に相当する。この角度は、例えばウエハWの仕様等により、所定の範囲(例えば85°から95°まで)に収まっていることが決まっている。これに基づいて、回転角度差Dθが所定の範囲に収まっているか否かが判定される(ステップS27)。回転角度差Dθが所定の範囲に収まっている場合には(ステップS27:YES)、範囲R1及びR2はプライマリOF1及びセカンダリOF2に対応していると判断される(ステップS28)。次いで、範囲R1及びR2の幅(時間幅又は角度に変換された回転角度幅)が求められ、幅が広い範囲R1がプライマリOF1に対応し、幅が狭い範囲R2がセカンダリOF2に対応していると判断される(ステップS29)。
次いで、チャック14を回転することにより、例えば、プライマリOF1がY軸(図1参照)に対して平行となり、搬送ロボット12に面するようにウエハWが配置される(ステップS30)。この後、ウエハWは、チャック14から搬送ロボット12へ受け渡されて、ウエハキャリアCに戻される。これにより、ウエハWは、ウエハキャリアCにおいてプライマリOF1がウエハキャリアCの開口Coと平行となるように収容される(ステップS31)。
一方、回転角度差Dθが所定の範囲から逸脱している場合には(ステップS27:NO)、カウンタiが1か否かが判定され(ステップS32)、カウンタiが1でない場合には(ステップS32:NO)、カウンタiに1を加えた上で(ステップS33)、そのウエハWに対して、上述の位置合わせが再度行われ(ステップS22〜S24)、プライマリOF1とセカンダリOF2の検出が行われる(ステップS25〜S26)。これによっても回転角度差Dθが所定の範囲から逸脱している場合には(ステップS27:NO)、カウンタiが1となっているため(ステップS32:YES)、再度の位置合わせ等を行うことなく、基板位置合わせ装置10又はこの基板位置合わせ装置10を備える基板処理装置の表示部に、そのウエハWのウエハ番号と「位置合わせ不能」との警報とが表示される。さらに、そのウエハWがソフトマーキングされて搬送ロボット12によりウエハキャリアCに戻される(ステップS34)。
以上説明したとおり、本発明の実施形態による基板位置合わせにおいては、チャック14により回転されるウエハWの周縁部に対して発光器18eから照射された光は、ウエハWの円弧状の部分により遮られ、プライマリOF1及びセカンダリOF2によっては遮られずに受光器18dにより受光されるため、ウエハWの周縁の形状を反映した信号が取得される。この信号の強度変化とウエハWの回転角度とは関連付けられており、信号強度の大きい(受光している)範囲R1及びR2に対応した回転角度区間が検出される。これらの回転角度区間の角度差が所定の範囲に収まるか否かについての判定を行い、収まる場合に、これらがプライマリOF1又はセカンダリOF2に対応していると判断される。
例えば、信号強度の大小や回転角度区間の長さ(範囲R1及びR2の幅)に基づいてプライマリOF1及びセカンダリOF2を検出する場合には、ウエハWの中心とチャック14の回転中心との位置合わせ誤差、及びバキューム機構の不具合等により生じるウエハWのチャック14に対する偏心により、ウエハWの周縁の円弧状の部分により発光器18eからの光が遮られない場合には、その円弧状の部分をプライマリOF1又はセカンダリOF2と誤って認識するおそれがある。
一方、本発明の実施形態による基板位置合わせにおいては、範囲R1及びR2に対応した回転角度区間の角度差が所定の範囲に収まるか否かについて判定しているため、例えば図5において、円弧状の部分に対応した、信号強度の大きい範囲が見出されたとしても、その部分をプライマリOF1及びセカンダリOF2と誤って認識する可能性を低減できる。すなわち、本発明の実施形態による基板位置合わせによれば、プライマリOF1及びセカンダリOF2の検出精度を向上することができる。
以上、幾つかの実施形態及び実施例を参照しながら本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態及び実施例に限定されることなく、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更が可能である。
例えば、発光器18eからの出力信号の大きい範囲の回転角度区間の角度差に基づいて、これらの範囲がプライマリOF1及びセカンダリOF2に対応すると判断するだけでなく、プライマリOF1とセカンダリOF2とを区別しても良い。このような方法を図7を参照しながら説明する。この方法においては、チャック14によりウエハWを360°よりも大きい角度回転させることにより、図7(a)に示すように、受光器18dからの出力信号の強度が大きい範囲R1、R2、及びR3を得る。ここで、ウエハWのプライマリOF1とセカンダリOF2が図7(b)に示すように配置され、同図に矢印で示すように回転する場合、範囲R1と範囲R2との角度差が例えば85°から95°までの範囲に収まり、範囲R2と範囲R3との角度差が例えば265°から275°までの範囲に収まれば、範囲R1がセカンダリOF2に対応し、範囲R2がプライマリOF1に対応すると判断することができる。これは、図7(b)のように回転する場合には、プライマリOF1からセカンダリOF2までの角度差θLが、セカンダリOF2からプライマリOF1までの角度差θSよりも大きくなるためである。
一方、ウエハWのプライマリOF1とセカンダリOF2が図8(a)に示すように配置され、同図に矢印で示すように回転する場合、出力信号の強度と時間(回転角度)の関係は、図8(b)に示すとおりとなる。この場合、セカンダリOF2からプライマリOF1までの角度差θLが、プライマリOF1からセカンダリOF2までの角度差θSよりも大きくなる。したがって、範囲R1と範囲R2との角度差が例えば85°から95°までの範囲に収まり、範囲R2と範囲R3との角度差が例えば265°から275°までの範囲に収まれば、範囲R1がプライマリOF1に対応し、範囲R2がセカンダリOF2に対応すると判断することができる。
また、ウエハWの中心とチャック14の回転中心との位置合わせ(ステップS22〜24)においては、複数の画素が一方向に配列されるCCDラインセンサと、CCDラインセンサに一様に平行光を照射する発光器18eとを、平行光の一部がウエハWの周縁で遮られるように配置することにより、ウエハWの偏差量を測定しても良い。CCDラインセンサによれば、光が照射される照射領域の画素の数から、照射領域と非照射領域との境界の位置を把握することができ、境界の位置に対応したウエハWの周縁を検出することができる。
さらに、上述の実施形態においては、ウエハWの中心とチャック14の回転中心とを位置合わせする際に(ステップS22〜S24)、求めた偏差量に基づきウエハピンセット16を用いて偏差量を相殺したが、例えばチャック14を水平方向に(X軸方向及びY軸方向に)移動可能に構成し、プライマリOF1とセカンダリOF2の検出を行う際に、求めた偏差量を相殺するようにチャック14を水平方向に移動しても良い。求めた偏差量に基づいて、例えばウエハWの回転角度がθ1のときに、チャック14の回転中心に対してウエハWの中心が光センサ18側にαμmずれていることが分かった場合、プライマリOF1とセカンダリOF2の検出を行う際に、ウエハWの回転角度がθ1のときに、チャック14が光センサ18からαμm遠ざかるようにチャック14が移動することにより、ウエハWは、その中心を回転中心として回転することができる。
また、上記の実施形態においては、発光器18eと、これに対してウエハWの反対側において対向する受光器18dとを有する光センサ18を利用し、発光器18eからの光がウエハWの周縁により遮られることによりウエハWの周縁を検出したが、発光器18eからの光がウエハWの周縁が反射されたときに、その反射光を受光するように受光器18dを設けても良い。
また、上述の実施形態においては、図5に示すグラフにおいて横軸に時間をとり、時間間隔を回転角度差Dθに変換し、回転角度差Dθが所定の範囲に収まるか否かを判定したが、予め横軸に回転角度を取り、範囲R1及びR2の中心間の角度差から回転角度差Dθを求めても良い。すなわち、受光器18dからの信号の強度と回転角度とは、直接に関連付けられても良く、また、時間を介して関連付けられても良い。
また、ウエハWの周縁に沿った等角度間隔の10個の測定点において光センサ18の原点位置OPからウエハWの周縁までの距離を測定したが(ステップS22)、測定点の数は、これに限られない。例えば円弧状の部分における測定点と判断される、連続する3つの測定点が見つかった時点で、これらの3つの測定点により、ウエハWの中心を推定しても良い。
また、ステップS25において受光器18dからの出力信号を取得する場合、その取得開始時におけるウエハWの配置によっては、例えば図5のグラフにおいて範囲R1及びR2の間の角度差は、約270°となる場合がある(プライマリOF1とセカンダリOF2の間であって、両者の角度差が狭い円弧状の部分から、出力信号の取得を開始する場合)。このとき、2つの範囲R1及びR2の角度差が例えば265°から270°までの範囲に収まるか否かを判定すれば良い。
上記した角度差の範囲は、例示に過ぎず、使用するウエハWの仕様に応じて決定して良いことは言うまでもない。
10・・・基板位置合わせ装置、12・・・搬送ロボット、14・・・チャック、14a・・・駆動機構、16・・・ウエハピンセット、18・・・光センサ、18e・・・発光器、18d・・・受光器、20・・・制御部、C・・・ウエハキャリア、W・・・ウエハ。
Claims (11)
- 周縁部に少なくとも2つの直線部が形成される概ね円形の基板を位置合わせする基板位置合わせ方法であって、
基板を保持して回転する保持回転部により前記基板を自転させながら、前記基板の周縁部に向けて発せられた光を受光した受光部から信号を取得し、取得した信号の強度と前記基板の回転角度とを関連付ける工程と、
前記信号の強度の変化に基づいて、前記2つの直線部に対応すべき2つの回転角度区間を検出する工程と、
前記信号の強度に関連付けられた前記回転角度に基づいて、前記2つの回転角度区間の角度差を求める工程と、
前記角度差が所定の範囲内に収まるか否かを判定する工程と、
前記判定する工程において前記角度差が所定の範囲内に収まると判定された場合に、前記2つの回転角度区間が、対応する前記2つの直線部に相当すると決定する工程と
を含む基板位置合わせ方法。 - 前記決定する工程において決定された前記2つの直線部が、所定の位置に位置するように前記基板を回転する工程を更に含む、請求項1に記載の基板位置合わせ方法。
- 前記関連付ける工程に先立ち、前記基板の中心と前記保持回転部の回転中心とを一致させる工程を更に含む、請求項1又は2に記載の基板位置合わせ方法。
- 前記決定する工程において決定された前記2つの直線部を、前記2つの回転角度区間の長さに基づいて区別する工程を更に含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の基板位置合わせ方法。
- 前記所定の範囲が85°から95°までである、請求項1から4のいずれか一項に記載の基板位置合わせ方法。
- 周縁部に少なくとも2つの直線部が形成される概ね円形の基板を位置合わせする基板位置合わせ装置であって、
基板を保持して回転する保持回転部と、
前記保持回転部により自転する前記基板の周縁部に向けて発せられた光を受光した受光部から信号を出力する光センサ部と、
前記光センサ部からの信号の強度と前記基板の回転角度とを関連付け、
前記信号の強度の変化に基づいて、前記2つの直線部に対応すべき2つの回転角度区間を検出し、
前記信号の強度に関連付けられた前記回転角度に基づいて、前記2つの回転角度区間の角度差を求め、
前記角度差が所定の範囲内に収まるか否かを判定した結果、前記角度差が所定の範囲内に収まると判定された場合に、前記2つの回転角度区間が、対応する前記2つの直線部に相当すると決定する制御部と
を含む基位置合わせ装置。 - 前記保持回転部は、前記制御部により決定された前記2つの直線部が、所定の位置に位置するように前記基板を回転する、請求項6に記載の基板位置合わせ装置。
- 前記制御部が、決定された前記2つの直線部を、前記2つの回転角度区間の長さに基づいて区別する、請求項6又は7に記載の基板位置合わせ装置。
- 前記所定の範囲が85°から95°までである、請求項6から8のいずれか一項に記載の基板位置合わせ装置。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載の基板位置合わせ方法を請求項6から10のいずれか一項に記載の基板位置合わせ装置に実行させるプログラム。
- 請求項10に記載のプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体。
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