JP5496710B2 - ウェーハの位置決め方法およびその装置 - Google Patents
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Description
(1)上記ウェーハの位置決め方法は、以下の工程を供えてなる。
(i)上記ウェーハのセンタリングを行うセンタリング工程
(ii)上記ウェーハを高速で1回転させながら、上記ラインセンサにより上記ウェーハの外周縁部を光学的に測定するとともに、上記ラインセンサの遮光幅の最小値が出た上記ウェーハの回転角度位置座標を上記位置決め基準部の仮位置として記憶する仮位置検出工程、および
(iii)上記仮位置検出工程で記憶した上記仮位置を基準として、上記ウェーハを低速で回転させながら、上記ラインセンサにより上記ウェーハの外周縁部を光学的に測定して、上記位置決め基準部の正確な位置を検出する位置確定工程
(1)上記ウェーハ回転手段は、垂直軸線まわりに回転駆動される回転主軸手段と、この回転主軸手段の上端部に設けられ、上記ウェーハを水平状態で吸引保持するバキュームチャック手段とを備えてなり、上記バキュームチャック手段のバキュームチャックは、上記ウェーハを水平状態で載置保持する上記ウェーハ保持部としての機能を兼備する。
(1)手作業によりまたは自動供給装置により、ウェーハWを、ウェーハ回転部1におけるバキュームチャック部11のチャック本体20上に置く(図3(a)参照)。
A.準備(仮位置検出工程):(図4(a)参照)
ウェーハ回転部1にセンタリングされて水平状態に保持されたウェーハWを、ウェーハ回転部1により正転方向Xへ高速で360°回転(1回転)させながら、ラインセンサ40によりウェーハWの外周縁部We(エッジ位置)を測定し(図4(a)における矢符方向(参照符号なし)は測定方向を示し、ウェーハWの正転方向Xと逆方向である。)、ラインセンサ40の最大遮光幅BWmaxが出た回転角度位置座標と、最小遮光幅BWminが出た回転角度位置座標を、上記位置決め演算部110の記憶回路110bに記憶する。
A.準備(仮位置検出工程)で記憶したオリフラOの仮位置(回転角度位置座標)を基準として、ウェーハWを正転方向Xへ低速で回転させながら、ラインセンサ40によりウェーハWの外周縁部Weを光学的に測定して、上記オリフラOの正確な位置を検出する。
(1)ウェーハWの早送り(オリフラOの一端の検出準備):
ウェーハWを、上記オリフラOの仮位置の手前θ1°(図示の実施形態の場合は約30°)の第1の検出準備位置まで正転方向Xへ高速で回転(早送り)させる。
ウェーハWを、上記第1の検出準備位置からラインセンサ40の遮光幅BWの変化量が位置決め判定閾値αを超えるところまで正転方向Xへ低速で回転し、この位置決め判定閾値αを超えた時点のウェーハWの回転位置座標を上記オリフラOの一端位置として検出し記憶する(図4(b)における(i)→(ii)の動作)。
ウェーハWを、(2)で検出したオリフラOの一端位置からθ2°(図示の実施形態の場合は約45°)の第2の検出準備位置まで正転方向Xへ高速で回転(早送り)させる(図4(b)における(ii)→(iii)の動作)。
ウェーハWを、上記第2の検出準備位置からラインセンサ40の遮光幅BWの変化量が位置決め判定閾値αを超えるところまで逆転方向Yへ低速で回転し、この閾値を超えた時点のウェーハWの回転位置座標を上記オリフラOの他端位置として検出し記憶する(図4(b)における(iii)→(iv)の動作)。
上記オリフラOの両端位置の中央の回転角度位置座標を演算し、そこをオリフラOの正確な位置と確定する(図4(b)における(v)の動作)。
上述のウェーハWのオリフラOの正確な位置を確定した後、ウェーハWを正転方向Xへ高速で360°1回転させながら、ラインセンサ40によりウェーハWの外周縁部Weを光学的に測定し(図4(c)における矢符方向(参照符号なし)は測定方向を示し、ウェーハWの正転方向Xと逆方向である。)、オリフラOを外れた複数の位置(図示の実施形態においては(i)〜(iv)の4箇所)におけるラインセンサ40の遮光幅BWを比較演算して、その最大差を算出し、この最大差を上記センタリング判定閾値βと比較して、上記最大差がセンタリング判定閾値βより大きければ、センタリング異常と判定する。
上述のウェーハWのオリフラOの正確な位置を確定した後、ウェーハWを正転方向Xへ高速で360°1回転させながら、ラインセンサ40によりウェーハWの外周縁部Weを光学的に測定し、ラインセンサ40の遮光幅BWが上記位置決め判定閾値αを超える箇所が1箇所以上あれば、外周カケ有りと判定する。
(1)ウェーハWを、上述のオリフラ位置確定工程の(5)において確定したオリフラOの正確な位置(確定位置)から逆転方向Yへθ3°(図示の実施形態においては約80°)だけ低速で回転させて、この位置(i)(補助位置決め基準部であるサブオリフラSOの通過側端の外側近接位置)におけるラインセンサ40のセンサ遮光幅BW(A)を記憶する。
Wa ウェーハの表面
Wb ウェーハの裏面
We ウェーハの外周縁部
G ウェーハの中心
O オリフラ(位置決め基準部)
BW 遮光幅
1 ウェーハ回転部(ウェーハ回転手段)
2 センタリング部(センタリング手段)
3 ラインセンサ部(ラインセンサ手段)
4 位置決め確定部(位置決め確定手段)
5 センタリング状態判定部(センタリング状態判定手段)
6 外周部判定部(外周部判定手段)
7 表裏判定部(表裏判定手段)
8 装置制御部(制御手段)
10 回転主軸部(回転主軸手段)
11 バキュームチャック部(バキュームチャック手段)
15 回転主軸
16 駆動モータ(回転駆動源)
20 チャック本体(ウェーハ保持部)
21 負圧源
30 基準側センタリング部材
31 可動側センタリング部材
32 進退駆動源
40 ラインセンサ
41 進退駆動源
100 ウェーハ回転制御部
101 センタリング制御部
102 ラインセンサ制御部
103 処理部
110 位置決め演算部
111 センタリング状態演算部
112 外周部演算部
113 表裏演算部
120 主制御部
130 基準側センタリング部材
131 可動側センタリング部材
Claims (12)
- 円板状のウェーハの外周縁部に設けられたオリフラやノッチ等の位置決め基準部を光学的に検出して、この位置決め基準部を基準としてウェーハの位置決めを行う方法であって、
ウェーハのセンタリング後、このウェーハを高速で1回転させながら、単一のラインセンサにより前記ウェーハの外周縁部を光学的に測定し、前記ラインセンサの遮光幅の最小値が出た前記ウェーハの回転位置座標を前記位置決め基準部の仮位置として記憶した後、その記憶した仮位置を基準として前記ウェーハを低速で回転させながら測定して、前記位置決め基準部の正確な位置を検出する
ことを特徴とするウェーハの位置決め方法。 - (1)前記ウェーハのセンタリングを行うセンタリング工程
(2)前記ウェーハを高速で1回転させながら、前記ラインセンサにより前記ウェーハの外周縁部を光学的に測定するとともに、前記ラインセンサの遮光幅の最小値が出た前記ウェーハの回転位置座標を前記位置決め基準部の仮位置として記憶する仮位置検出工程、および
(3)前記仮位置検出工程で記憶した前記仮位置を基準として、前記ウェーハを低速で回転させながら、前記ラインセンサにより前記ウェーハの外周縁部を光学的に測定して、前記位置決め基準部の正確な位置を検出する位置確定工程
を備えてなる
ことを特徴とする請求項1に記載のウェーハの位置決め方法。 - 前記位置確定工程は、前記ウェーハを、前記仮位置の手前の検出準備位置まで高速で回転させた後、低速で回転させながら、前記ラインセンサにより前記ウェーハの外周縁部を光学的に測定し、前記ラインセンサの遮光幅変化量が閾値を越えた2つの前記ウェーハの回転位置座標を前記位置決め基準部の両端位置として検出し、これら両端位置の中央回転位置座標から前記位置決め基準部の正確な位置を演算し検出するようにした
ことを特徴とする請求項2に記載のウェーハの位置決め方法。 - 前記ウェーハを前記検出準備位置から低速で回転させて、前記ラインセンサにより前記位置決め基準部の一端位置を検出した後、前記位置決め基準部の他端位置を通過した第2の検出準備位置まで高速で回転させ、この第2の検出準備位置から低速で逆方向へ回転させて、前記ラインセンサにより前記位置決め基準部の他端位置を検出するようにした
ことを特徴とする請求項3に記載のウェーハの位置決め方法。 - 前記ウェーハの位置決め基準部の正確な位置を確定した後、前記ウェーハを1回転させながら、前記ラインセンサにより前記ウェーハの外周縁部を光学的に測定し、前記位置決め基準部を外れた複数の位置における前記ラインセンサの遮光幅を比較演算して、その最大差を算出し、この最大差をセンタリング判定閾値と比較することによりセンタリング異常の有無を判定する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載のウェーハの位置決め方法。 - 前記ウェーハの位置決め基準部の正確な位置を確定した後、前記ウェーハを1回転させながら、前記ラインセンサにより前記ウェーハの外周縁部を光学的に測定し、前記ラインセンサの遮光幅を外周部判定閾値と比較することにより外周の欠けの有無を判定する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載のウェーハの位置決め方法。 - 外周縁部にサブオリフラ等の補助位置決め基準部が設けられたウェーハについて、このウェーハを、前記ウェーハの位置決め基準部の正確な位置から前記補助位置決め基準部の手前位置まで回転して、その手前位置の前記ラインセンサの遮光幅を記憶するとともに、前記ウェーハをさらに前記補助位置決め基準部の通過位置まで回転して、その通過位置の前記ラインセンサの遮光幅を記憶し、この後、前記ウェーハを前記補助位置決め基準部の中央位置まで逆方向へ回転して、その中央位置の前記ラインセンサの遮光幅を記憶し、この中央位置の前記遮光幅と、前記手前位置および通過位置の前記遮光幅の大きい方の遮光幅とを比較演算して、その差を表裏判定閾値と比較することによりウェーハの表裏を判定する
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか一つに記載のウェーハの位置決め方法。 - 円板状のウェーハの外周縁部に設けられたオリフラやノッチ等の位置決め基準部を光学的に検出して、この位置決め基準部を基準としてウェーハの位置決めを行う位置決め装置であって、
前記ウェーハを水平状態で載置保持するウェーハ保持部を有して、前記ウェーハを水平回転させるウェーハ回転手段と、
このウェーハ回転手段に載置保持される前記ウェーハのセンタリングを行うセンタリング手段と、
前記ウェーハ回転手段に載置保持される前記ウェーハの外周縁部を光学的に測定する単一のラインセンサ手段と、
前記ウェーハ回転手段、センタリング手段およびラインセンサ手段を相互に連動して制御する制御手段とを備えてなり、
この制御手段は、請求項1から4のいずれか一つに記載の位置決め方法を実行するように前記ウェーハ回転手段、センタリング手段およびラインセンサ手段を制御するように構成されている
ことを特徴とするウェーハの位置決め装置。 - 前記センタリング手段は、前記ウェーハ回転手段のウェーハ保持部を挟んで対向配置された一対のセンタリング部材を備え、
これら一対のセンタリング部材の一方が、センタリングの基準位置を規定する基準側センタリング部材を構成するとともに、他方がこの基準センタリング部材に対して前記ウェーハを移動させて位置決めする可動側センタリング部材を構成する
ことを特徴とする請求項8に記載のウェーハの位置決め装置。 - 前記ラインセンサ手段の測定結果から、予め設定されたセンタリング判定閾値に基づいて前記ウェーハのセンタリング異常の有無を判定するセンタリング状態判定手段を備える
ことを特徴とする請求項8または9に記載のウェーハの位置決め装置。 - 前記ラインセンサ手段の測定結果から、予め設定された外周部判定閾値に基づいて前記ウェーハの外周の欠けの有無を判定する外周部判定手段を備える
ことを特徴とする請求項8または9に記載のウェーハの位置決め装置。 - 前記ラインセンサ手段の測定結果から、予め設定された表裏判定閾値に基づいて前記ウェーハの表裏を判定する表裏判定手段を備える
ことを特徴とする請求項8または9に記載のウェーハの位置決め装置。
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