JPH04154146A - 円板体の位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば、半導体集積回路に利用されるウェハ
ーの材料分析等を行うに際し、該ウエノ＼−を分析装置
の所定位置に位置決めするための円板体の位置決め装置
に関する。

（従来の技術） 近年のコンピュータの発達と共に、ウェハーの材料を分
析する分析装置がウェハーの生産ラインこ直結される場
合が多く、これに伴い、特に粉塵や汚れの許されないウ
ェハーをクリーンな状態で測定可能なように、ウェハー
の試料を分析装置に自動的にセットするための装置も次
々に開発されているのか実情である。

一般に、上記ウェハーの材料分析は、それぞれのウェハ
ーの同一箇所を測定する必要かあり、ウェハーを分析装
置の所定位置に位置決めしセットしなければならない。

従来のウェハーの位置決め装置としては、第７図に示す
ものが知られている。即ち、同装置は、複数のウェハー
５０の収納されているウェハーカセット５１から取り出
された一枚のウェハー５０を載置する載置テーブル５３
と、該載置テーブル５３上に設けられたストッパ５４と
、シリンダ５５を介してウェハー５０の径方向に移動可
能な可動体５７とを備えている。

そして、該可動体５７を移動させてウェハー５０をスト
ッパ５４側に当接させることにより、ウェハー５０をそ
の中心か載置テーブル５３の所定位置に位置するように
位置決めしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の位置決め装置は、ウェハー５０の
位置決め時に、ウェハーの外周縁部がストッパ５４及び
可動体５７に当接される構成であるため、この時の衝撃
により、ウェハー５０の切粉が発生する恐れかあり、粉
塵の許されないウェハー５０にとって切粉の発生は好ま
しくなく、しかも、ウェハー５０の中心位置かずれると
いう欠点がある。

また、ウェハー５０とストッパ５４等が当接する際こ、
当接音か発生し、騒音の要因となるおそれもあった。

本発明は、上記問題に鑑み、ウェハー等の円板体の所定
位置への位置決め時に、円板体の外周縁部をストッパ等
に当接することなく位置決めを可能にして、該円板体の
切粉の発生を防止し、円板体を所定位置に確実に位置決
めでき、しかも、騒音のおそれのない円板体の位置決め
装置を提供することを課題とする。

（１題を解決するための手段） 本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、
その特徴はウェハー等の円板体２を所定位置に位置決め
するための円板体の位置決め装置であって、前記円板体
２を回転するための回転テーブル１５と、該円板体２の
一方側で且つ円板体２の径方向に配置された光源１８と
、円板体２の回転時に光源１８からの光を受けて円板体
２の外周縁部位置を検出すべく円板体２の他方側に設け
られた受光センサ２２と、回転テーブル１５の回転角度
と該回転角度に対応し且つ受光センサ２２からの信号に
より得られる円板体２の偏心量とを記憶しておく偏心量
計数手段２５と、前記円板体２を回転テーブル１５に対
して径方向に移動させる移動テーブル１０と、該移動テ
ーブル１０にて円板体２を移動させることにより該円板
体２の中心０１が回転テーブル１５の回転中心０に合致
するように、偏心量計数手段２５に記憶された円板体２
の最大偏心量βに対応する円板体２の回転角度を読み取
って、前記回転テーブル１５を回転制御する制御装置２
８とが設けられてなることにある。

また、前記円板体２には切り欠き３が形成され、該円板
体２の切り欠き３部分の偏心量を切り欠き３がない場合
の円板体２の偏心量に演算修正する演算処理装置２７が
設けられ、該演算処理装置２７により演算修正された偏
心量に基づいて円板体２の中心０１を回転テーブル１５
の回転中心０に合致させ、該円板体２の切り欠き３が円
板体周方向の所定位置に位置するように、前記偏心量計
数手段２５により記憶されている切り欠き３部分の回転
角度を読み取ることにより、回転テーブル１５を回転制
御するように構成することもできる。

更に、前記受光センサ２２を固体撮像素子から構成する
のか好ましい。

（作用） 上記ように構成された円板体の位置決め装置において、
回転テーブル１５に載置された円板体２の回転時に、光
源１８からの光を受光センサ２２が受光し、円板体２の
外周縁部が検出され、該受光センサ２２の信号により求
められる円板体２の偏心量と回転テーブル１５の回転角
度とが偏心量計数手段２５に記憶される。

該偏心量計数手段２５に記憶された最大偏心量ｌとその
ときの回転テーブル１５の回転角度とを制御装置２８が
読み取り、回転テーブル１５を所定の回゛転角度に回転
制御する。回転テーブル１５が回転制御された後に、移
動テーブル１０が円板体２を移動させ、該円板体２の中
心０１を回転テーブル１５の回転中心Ｏに合致させる。

また、演算処理装置２７か設けられている場合には、該
演算処理装置２７が円板体２の切り欠き３部分の偏心量
を、切り欠き３のない場合の偏心量に演算修正し、該演
算修正された偏心量に基ついて円板体２の回転中心０１
を回転テーブル１５の回転中心０に合致させることかで
きるのである。

そして、前記制御手段２日か前記偏心量計数手段２５に
記憶されている切り欠き３部分の回転角度を読み取って
、切り欠き３か円板体周方向の所定位置に位置するよう
に回転テーブル１５を回転制御し、切り欠き３部分を基
準にして円板体２を所定角度回転した状態に割り比すこ
とかできる。

（実施例） 本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図〜第６図は本発明を円板体としてのウェハー２の
材料を分析するための分析装置１に応用した例を示し、
該分析装置１は、複数のウェハー２が出し入れ自在に収
納されたウェハーカセット５と、該ウェハーカセット５
から一枚のウェハー２を取り出し可能なウェハー取り出
し装■６と、ウェハー２を所定位置に位置決めするため
の位置決め装置７と、該位置決め装置７により位置決め
されたウェハー２の所定箇所に遠赤外線等の測定光を照
射し、その際に反射する波長を測定することにより材料
の分析を行う分析部８とから構成されている。尚、各ウ
ェハー２には、その配向性か分かるようにそれぞれ同様
な切り欠き３か形成されている。

前記位置決め装置７は、機台１ａに水平に敷設されたレ
ール９に沿って前記ウェハー取り出し装置６と分析部８
との間を往復移動自在で且つ所定位置で停止可能な移動
テーブル１０を備え、該テーブル１０はテーブル本体１
１と該本体１１からウェハーカセット５と反対方向に互
いに間隔をおいて延設された一対の７一ム部１２とを有
する。

尚、該移動テーブル１０はその上面にウェハー２を吸着
固定可能に設けられている。

１５は移動テーブル１０により移送されてきたウェハー
２を回転させるための回転テーブルで、ウェハーカセッ
ト５と分析部８の測定光照射部１２との間に設けられて
いる。該回転テーブル１５は移動テーブル１０に対して
上下動自在に設けられており、ステッピングモータ等の
駆動手段の内蔵されたテーブル本体１６と該テーブル本
体１６の上方に位置し回転自在な円板回転体１７とから
構成されている。

該円板回転体１７は、移動テーブル１ｏの７一ム１２間
を昇降可能で、上昇時には移動テーブル１ｏに載置され
ているウェハー２を移動テーブル１ｏがら離間可能なよ
うに、移動テーブル１０上面より突出しく第３図参照）
、下降時には、移動テーブル１ｏの移動を許容するよう
に、アーム部１２よりも下方に位置する（第２図参照）
。また、該円板回転体１７は上面にウェハー２を吸着固
定可能に設けられている。

１８はウェハー２の上方に位置し且つ径方向に直線状に
配置された複数の光源で、二股状の取付は体２０の上７
−ム２１に設けられてなる。

２２は前記光源１８と同方向に配置された複数のＣＣＤ
型固体撮像素子等からなる受光ラインセンサで、前記取
付は体２０のウェハー２下方に位置する下７−ム２３に
設けられてなる。該受光ラインセンサ２２は前記光源１
８からの光を受けてウェハー２の外周縁部の位置を検出
できるようになっている。

該受光ラインセンサ２２は偏心量計数電子回路（偏心量
計数手段）２５に接続されており、を偏心量計数電子回
路２５は、ウェハー２を円板回転体１７上で回転させる
際に、該円板回転体１７の回転角度とその回転角度に対
応し且つ受光ラインセンサ２２からの信号により得られ
るウェハー２の偏心量（円板回転体１７の回転中心０に
対するウェハー２の偏心量）とを記憶しておくものであ
る。

２７は演算処理装置で、前記偏心量計数電子回路２５に
記憶された円板体の回転角度とその回転角度に対する円
板体の偏心量を読み取り、測定された偏心量を円板体に
切り欠き３かない場合における正しい偏心量（以下、修
正偏心量という）に演算修正するものである。

２８は制御装置で、該制御装置２８は、前記演算処理装
置２７により演算、修正された修正偏心量の最大の偏心
量ｌとその時の円板回転体１７の回転角度とを読み取り
、ウェハー２を移動テーブル１ｏにて移動させることに
より、ウェハー２の中心０１か円板回転体１７の回転中
心０に合致するように、読み取られた回転角度に基づい
て円板回転体１７を回転制御し、移動テーブル１０をウ
ェハー２の最大偏心量ｌに相当する距離たけ移動させる
。

また、前記ウェハー２をその中心０１か円板回転体１７
の回転中心Ｏに合致した状態で回転させた際に、前記偏
心量計数電子回路２５にウェハー２の切り欠き３部分の
ある円板回転体１７の回転角度か記憶される。そして、
前記制御装置２８は切り欠き３部分のある円板回転体１
７の回転角度を読み取って、該切り欠き３のある方向を
基準Ｔ１とし、切り欠き３がウェハー周方向の所定位置
に位置するように、回転テーブル１５を基準用に対して
所定の角度回転制御する。

次に、上記装置を用いてウェハー２の材料分析を行う場
合について説明する。

先ず、ウェハーカセット５内のウェハー２をウェハー取
り出し装置６のローディング７−ム６ａを介して取り出
し、レール９上方に位！させる。

この時、移動テーブル１０はウェハー取り出し装置６側
に移動されており、ウェハー２は移動テーブル１０に載
置されると共に吸着固定される。

次に、ウェハー２か移動テーブル１０にて回転テーブル
１５の位置まで移送されると、回転テーブル１５が上昇
し、その円板回転体１７か移動テーブル１０のアーム１
２間から突比してウェハー２を持ち上げる（第３図参照
）。その後に、ウェハー２は円板回転体１７により回転
れるのであるか、にのウェハー２の回転時に光源１８か
らの光を受光ラインセンサ２２か受光することにより、
ウェハー２の外周縁部か検出され、円板回転体１７の回
転角度とその回転角度に対するウェハー２の偏心量が順
次偏心量計数電子回路２５に記憶されるのである。

ウェハー２が一回転以上回転された後に、演算処理装置
２５でウェハー２の回転角度とその回転角度に対する偏
心量を読み取る（第４図口参照）。

このウェハー２の偏心量は、同図に示すように切り欠き
部分３が小さくなる。

次に、偏心量計数電子回路２５に記憶されている円板回
転体１７のある回転角度とその回転角度に対して１８０
°位相のずれた偏心量を加えて２で割り平均値を求め、
この平均値と予め演算され設定されている切り欠き３の
無い場合の基準値下とを比較する。この場合、切り欠き
３のある部分とそれより１８００位相のずれた部分の２
箇所に基準値下よりずれた部分か生じる（第４図口参照
）。

更に、一方のずれ量ａを２倍しく第４図口参照ン、その
ずれ量ａを既に計測された偏心量に加算すると切り欠き
のない場合の修正偏心量か得られるのである（第４図口
参照）。

尚、仮に、他方のずれ量ａを２倍しく第４図口参照）切
り欠き３のない部分の偏心量にこの２倍されたずれ量２
ａを加算すると、第４図へに示すように、偏心量は正し
い修正偏心量とはならない。

修正偏心量であるか否かの判断は、ウェハ−２一回転あ
たりの偏心量の描く軌跡のうち、山又は谷が３個以上で
あるか否かを測定し、３個以上の場合には、他のずれ量
を２倍して同回転角度における偏心量に加算するように
演算を行うのである。

次に、第４図イに示す修正偏心量に基づいて、最大偏心
量１とそのときの円板回転体１７の回転角度を求める。

そして、第５図の如く、ウェハー２を移動させる方向Ｂ
が移動テーブル１０の移動方向Ａと平行になるように、
求められた回転角度に基ついてウェハー２の載置されて
いる回転テーブル１５を回転制御する。回転テーブル１
５の回転制御後こ、回転テーブル１５を下降させ、ウェ
ハー２を移動テーブル１０に載置させる。

その後に、移動テーブル１０をウェハー２の最大偏心量
ｌに相当する距離たけ移動させ、ウェハー２の中心０１
と回転テーブル１５の回転中心０を正確に合致させるこ
とができる。

このようにウェハー２の中心０１と回転テーブル１５の
回転中心０を合致させた後に、移動テーブル１０により
ウェハー２を分析部８側に所定距離移動させ、ウェハー
２の中心に遠赤外線を照射し、その材料の分析を行うの
である。

ウェハー２の中心０１の分析終了後に、更に、ウェハー
２の中心０１以外の箇所を測定する場合には、再び移動
テーブル１０を回転テーブル１５まで所定距離戻し、前
記回転テーブル１５を介してウェハー２を回転させなが
ら光源１８及び受光ラインセンサ２２を用いてウェハー
２の外周縁部の位置を測定する。

このとき、ウェハー２の中心０１と円板回転体１７の回
転中心０とは合致しているため、ウェハー２か偏心する
ことはなく、切り欠き３部分のみ前述の如くずれか生し
る。

このずれの開始時の円板回転体１７の回転角度とその終
了時の回転角度とを割り比し、その２つの角度の中央か
切り欠きのある方向としての割り比し基準Ｔ１とし、切
り欠き３かウェハー２の周方向の所定位置に位置するよ
うに、この基準Ｔ１に対してウェハー２を所定角度α回
転させる。

このようにウェハー２を所定角度α位置に割り出した後
に、再びウェハー２を分析部８まで移動し、所定箇所Ｐ
の測定、分析を行うのである（第６図参照）。尚、ウェ
ハー２の測定箇所は、ウェハー２の回転角度を適宜割り
出すことにより、任意に設定自在である。

ウェハー２の測定後は、ウェハー２をウェハー取り出し
装置６まで移送し、該測定済のウェハー２はウェハーカ
セット５に収納されると共に、次の被測定ウェハー２が
取り出され、同様な分析か行われるのである。

上記実施例では、ウェハー２の一箇所に切り欠き３が設
けられた場合を例示したが、該切り欠き３は一箇所に限
らず、複数設けられたものであっても、あるいは、切り
欠き３のないウェハー２以外の円板体であっても、同様
にウェハー２（円板体）の位置決めを行うことが可能で
ある。尚、切り欠き３のない円板体を測定する場合には
、前記のように円板体の偏心量を正しい修正偏心量に修
正する必要はない。

また、ウェハーの中心を円板回転体の回転中心に合致さ
せる手段や、ウェハーを所定の回転位置に割り出す手段
も、上記実施例のものに限定されるものではなく、任意
に設計変更自在である。

（発明の効果） 本発明は、以上説明したように構成されているので、従
来と異なり、ウェハーの外周縁部をストッパ等に当接す
ることなく、ウェハーの中心を所定位置に位置決めする
ことかできる。

この結果、ウェハーの中心の位置決め時にウェハーの切
粉か発生するか防止できると共に、該切粉の発生に伴っ
てウェハーの中心かずれることもなく、ウェハーを所定
位置に確実に位置決めすることが可能となる。

しかも、位置決め時にウェハーはストッパ等に当接され
ないので、その時の当接音も完全に解消され、騒音の要
因となることもなく、その実用的価値は著大である。

また、円板体の切り欠き部分の偏心量を、切り欠きかな
い場合の円板体の偏心量に演算修正する演算処理装置が
設けら、且つ、切り欠き部分の回転角度を読み取って回
転テーブルを回転制御するように構成されている場合に
は、ウェハーの中心の位置決めのみならず、該切り欠き
を基１にしてウェハーを所定角度回転させた状態に正確
に割り出すことが可能となり、例えば、複数のウェハー
の所定箇所を測定するウェハーの材料分析装置に最適で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る全体斜視図、第２図は同回転テー
ブルか下降した状態を示す断面図、第３図は同回転テー
ブルか上昇した状態を示す断面図。 第４図は切り欠きを有するウェハーの偏心量を演算、修
正する際の説明図を示し、（イ）は測定された偏心量を
示す図、（ロ）はある回転角度と該回転角度から１８０
°位相のずれた位１の偏心■の平均値を示す図、（ハ）
は切り欠き部分の偏心量の一方のずれを示す図、（ニ）
は修正偏心量を示す図、（ホ）は切り欠き部分の偏心量
の他方のずれを示す図、（へ）は誤って修正された偏心
量を示す図。 第５図は円板体の中心を回転テーブルの回転中心に合致
させる際の説明図、第６図はウェハーを所定の角度回転
させた状態を示す図。 第７図は従来例を示す斜視図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ウェハー等の円板体２を所定位置に位置決めするた
   めの円板体の位置決め装置であって、前記円板体２を回
   転するための回転テーブル１５と、該円板体２の一方側
   で且つ円板体２の径方向に配置された光源１８と、円板
   体２の回転時に光源１８からの光を受けて円板体２の外
   周縁部位置を検出すべく円板体２の他方側に設けられた
   受光センサ２２と、回転テーブル１５の回転角度と該回
   転角度に対応し且つ受光センサ２２からの信号により得
   られる円板体２の偏心量とを記憶しておく偏心量計数手
   段２５と、前記円板体２を回転テーブル１５に対して径
   方向に移動させる移動テーブル１０と、該移動テーブル
   １０にて円板体２を移動させることにより該円板体２の
   中心０１が回転テーブル１５の回転中心Ｏに合致するよ
   うに、偏心量計数手段２５に記憶された円板体２の最大
   偏心量ｌに対応する円板体２の回転角度を読み取って、
   前記回転テーブル１５を回転制御する制御装置２８とが
   設けられてなることを特徴とする円板体の位置決め装置
   。 ２　前記円板体２には切り欠き３が形成され、該円板体
   ２の切り欠き３部分の偏心量を切り欠き３がない場合の
   円板体２の偏心量に演算修正する演算処理装置２７が設
   けられ、該演算処理装置２７により演算修正された偏心
   量に基づいて円板体２の中心０１を回転テーブル１５の
   回転中心Ｏに合致させ、該円板体２の切り欠き３が円板
   体周方向の所定位置に位置するように、前記偏心量計数
   手段２５により記憶されている切り欠き３部分の回転角
   度を読み取ることにより、回転テーブル１５を回転制御
   するように構成されてなることを特徴とする請求項１に
   記載の円板体の位置決め装置。 ３　前記受光センサ２２が固体撮像素子からなることを
   特徴とする請求項１または２に記載の円板体の位置決め
   装置。