JP2004363218A - Pre-aligner equipment - Google Patents

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JP2004363218A
JP2004363218A JP2003157771A JP2003157771A JP2004363218A JP 2004363218 A JP2004363218 A JP 2004363218A JP 2003157771 A JP2003157771 A JP 2003157771A JP 2003157771 A JP2003157771 A JP 2003157771A JP 2004363218 A JP2004363218 A JP 2004363218A
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Japan
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wafer
notch
sensor
light
detection sensor
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JP2003157771A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuji Arinaga
雄司 有永
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Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Publication date
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide pre-aligner equipment wherein notch detection mistake to tolerance and eccentricity of a wafer is eliminated, a notch can be detected certainly and sensor position adjustment is simple. <P>SOLUTION: The pre-aligner equipment is provided with a wafer holding rolling mechanism which holds the wafer W on a table 1 and rotates it, a notch detection sensor 5 which consists of a light casting apparatus 5a which casts light to a peripheral part of the wafer W, and a photodetector 5b which receives the light at a notch position of the wafer W. In the pre-aligner equipment, diameter of a shaft of light of the photodetector 5b is made smaller than width of a notch opening portion. A sensor anchor block 6 is arranged as independent of the wafer holding rolling mechanism and fixes the notch detection sensor 5. A linear motor 7 performs rectilinear movement of the notch detection sensor 5 to radial direction of the wafer W. A pre-alignment controller 9 having notch positioning function controls the wafer holding rolling mechanism and the linear motor 7, calculates rotation position of the notch 8 from a signal of the notch detection sensor 5, and arranges the notch 8 at a prescribed position are installed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、略円形の半導体ウエハのノッチを検出、位置決めするプリアライナ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、略円形の半導体ウエハのノッチを検出、位置決めするプリアライナ装置としては、例えば、特許文献1に開示されたものがある。以下、該装置を図6、図7を用いて説明する。
【0003】
図6は従来のプリアライナ装置の一部を切り欠いて示す平面図である。図6において、ウエハWのプリアライナ装置は、図示しない筐体にアーム等を介して保持されているリング10に対して回転可能であり、ウエハWの面を同一の平面上を回転可能な回転板SBと、上記回転板SBを回転駆動させる回転板駆動手段と、上記ウエハWの中心に向かって上記ウエハWの端面を押圧可能であり、上記回転板SBに載置されているチャックピース41〜45と、上記ウエハWの中心に向かって上記チャックピース41〜45を直線往復運動させる、図示しないチャックピース駆動手段とを有するものである、
ここで、回転板駆動手段は、回転板SBを回転駆動させる手段であり、自転モータ21と、第1軸22と、第1軸22と連動する第1駆動伝達ギア23と、第1軸22と連動する第2軸24と、第2軸24の先端に設けられている第1回転駆動ローラ25と、ギア23と噛み合う第2駆動伝達ギア(不図示)と、前記第2駆動伝達ギアと連動する第3軸(不図示)と、前記第3軸の先端に設けられている第2回転駆動ローラ(不図示)とを有する。前記2つの回転駆動ローラは、自転モータ21の回転力を回転板SBに伝達するものである。
図6はこのような構成において、ウエハ把持装置を構成するチャックピース41〜45のうちで、チャックピース41、43、44のみがウエハWの端面を把持している状態となっている。センサSEは、投光器SE1と、図示しない受光器SE2とによって構成され、ウエハWのノッチ(ウエハWの端面における切り込み)が通過する位置に設置されている投受光装置である。前記センサSEは、図示しないアームに固定されている。
【0004】
図7は、従来のプリアライナ装置の一部を切り欠いて示す平面図であって、チャックピース41、43がウエハWの端面から離れ、チャックピース42、44、45がウエハWの端面を把持している状態を示す図である。このチャックピース41〜45は、ウエハWの中心に向かってウエハWの端面を押圧可能であり、このうち3つのチャックピースがウエハWの端面に押圧を加えることにより、ウエハWの重心位置がウエハ把持装置の中心位置と一致させるものである。
また、自転モータ21を駆動することによりウエハWが自転する過程で、そのウエハWの縁部に設けられているノッチも回動し、このノッチが回動する軌跡を挟むように、センサSEを構成する投光器SE1と受光器SE2に向かう光線の光路を横切るようにノッチが通過し、ノッチをセンサSEが検出するものである。
このように、従来のウエハプリアライナ装置は、ウエハWをチャックピースで把持して、ウエハWの重心位置がウエハ把持装置の中心位置と一致させるとともに、ウエハWの縁部に設けられているノッチが通過する位置にセンサSEを設置し、自転モータでウエハを自転させることによりノッチを検出するのである。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−269312号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のプリアライナ装置では、ノッチを検出するセンサの位置は固定となっており、ウエハ中心方向およびウエハ中心から外側方向にセンサ位置を自動に調整することができないので、ウエハ径寸法の公差、またはウエハを把持するためのチャックピース個々の押圧の違いによりウエハが偏心するような場合は、ウエハ縁部のノッチを検出することができなくなるというような問題があった。また、ノッチサイズが1mm程度であるためプリアライナ装置組立時のノッチ検出センサ位置決めが難しいという問題も抱えていた。
【0007】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ウエハの公差、偏心に対するノッチ検出ミスを無くし、確実にウエハのノッチを検出することができ、さらにセンサ位置調整が簡単であるプリアライナ装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、請求項1の本発明は、略円形のウエハを垂直方向の回転軸を持つテーブルに把持して回転させることができるウエハ把持回転機構と、前記ウエハの周縁部に投光する投光器と前記ウエハのノッチ位置で光を受光する受光器とより構成されるノッチ検出センサを備えたプリアライナ装置において、前記受光器の光芒径がノッチ開口部の幅寸法より小さく設定されており、前記ウエハ把持回転機構とは別体に配置されると共に、前記ノッチ検出センサを固定するためのセンサ固定台と、前記ノッチ検出センサをウエハの径方向に直線往復移動を行うための直動移動装置と、前記ウエハ把持回転機構および前記直動移動装置の動作をコントロールすると共に前記ノッチ検出センサの信号からノッチの回転位置を計算し、ノッチを所定の位置に配置するノッチ位置決め機能を有するプリアライメントコントローラと、を備えたものである。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1記載のプリアライナ装置において、前記プリアライメントコントローラは、前記ノッチ検出センサの信号が出力されない場合は、該センサ信号が出力されるまでセンサ位置をウエハの径方向に移動させるように、該直動移動装置に指令を送る手段を有するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて具体的に説明する。
図1は、本発明の実施例を示すプリアライナ装置の全体斜視図である。
図1において、1は垂直方向の回転軸を持つ、ウエハWおよびウエハチャック機構2を有するテーブル、2はウエハ端を把持しさらに把持したウエハWを上下方向に移動可能なウエハチャック機構、3は前記テーブル1およびウエハWを把持したウエハチャック機構2を回転させるモータ、4は前記モータ3の回転角度を検出するエンコーダであり、テーブル1と、ウエハチャック機構2、モータ3、エンコーダ4とでウェハ把持回転機構を構成している。また、5はウエハノッチ8を検出するノッチ検出センサ、6は前記ウエハ把持回転機構とは別体に配置されると共に、ノッチ検出センサ5を固定するセンサ固定台、7は前記ノッチ検出センサ5とセンサ固定台6をウエハWの径方向に往復移動可能な直線移動装置であるリニアモータ、9は前記モータ3およびリニアモータ7の動作をコントロールし、さらに前記ノッチ検出センサ5の信号からノッチ8の回転位置を計算し、ノッチ8を所定の位置に配置するノッチ位置決め機能を有するプリアライメントコントローラである。
【0011】
図2は図1におけるノッチ検出センサの詳細な説明図である。
5aはウエハの周縁部に投光するための投光器、5bはウエハのノッチ位置で光を受光する受光器、5cは投光器5aおよび受光器5bに電源を供給すると共に受光信号からノッチ8の有無を出力するセンサアンプである。なお、投光器5aおよび受光器5bを光ファイバで構成し、センサアンプ5cに光源、受光センサを設けてもよい。
図2に示すように、受光器5bの光を受ける幅は一般に光芒径と呼ばれる。この光芒径がノッチ8の開口部の幅寸法より大きい場合、受光器5bへの回り込み光の影響によりノッチ検出幅がノッチの実際の幅より大きくなるためノッチ位置決め精度が悪くなる。このためセンサ5の光芒径はノッチ8の開口部の幅寸法より小さく設定されている。
【0012】
図3は図1におけるセンサアンプの内部回路ブロック図である。
51は投光素子、52は受光素子、53は電流指令器、54は電流電圧変換器、55はコンパレータ、56は投光器ON−OFF制御器である。
プリアライメントコントローラ9から投光器ON信号を投光器ON−OFF制御器56が受けとると電流指令器53から投光素子51へ電流が流れ投光素子51から光が照射される。投光素子51からの光を受光素子51が受光すると電流電圧変換器54で電圧信号に変換されコンパレータ55でデジタル信号に変換されプリアライメントコントローラ9にセンサ出力信号が送られる。
【0013】
図4はノッチ検出センサの出力信号を示す図である。
前記センサの出力信号は図4に示すようにノッチありの場合“H”、ノッチ無しの場合“L”が出力される。なお、ノッチありの場合“L”、ノッチ無しの場合“H”としてもよい。投光器5a、受光器5bを光ファイバで構成する場合、投光素子51および受光素子52はセンサアンプ5c内部に構成される。
【0014】
図5は本発明の実施例を示すプリアライナ装置による半導体ウェハのノッチ検出・位置決め方法のフローチャートである。なお、以下のフローチャートに示すステップ(手段)はプリアライメントコントローラ9により動作指令が出されるものとなっている。
まず、ステップST1において、ウエハWを図示しないロボットハンド等によりテーブル1上に搬送せた後、ウエハチャック機構2でウエハWのエッジを把持する。ウエハWの上方向にあるウエハチャック機構2がウエハWの方向に移動し、ウエハWを把持する。そして、ロボットハンドが移動後ウエハチャック機構2は下方向に移動する。このときウエハWの重心は、ほぼテーブル1の中心位置と一致する。
続いて、ステップST2において、センサ5の測定の準備を行う。
ステップST3において、モータ3によりテーブル1とウエハWを把持したウエハチャック機構2を回転させ、エンコーダ4とノッチ検出センサ5よりノッチ8の回転方向の位置を計測する。
ステップST4において、ノッチ8の回転位置をノッチ検出センサ5で検出できたかの判断を行い、検出できた場合はステップST5へ進み、検出できない場合はステップST7へ進む。
ステップST4においてノッチ8の位置を検出できると、ステップST5において、ノッチ位置が所定の位置となるようにモータ3を回転させる。
ステップST6において、ウエハチャック機構2を上昇させた後、ロボットハンドにウエハWを受け渡し、一連のプリアライメ動作は終了する。
次に、ステップST4でノッチ位置を検出できなかった場合は、ステップST7に進み、さらに、ステップST7において、センサ出力信号が“H”かまたは“L”かを判断し、センサ出力信号が“H”であればステップST8へ進み、センサ出力信号が“L”であればステップST10へ進む。なお、センサ出力信号は、“H”で投光器5aと受光器5b間に何も遮光物体(ウェハW)がない場合、センサ出力信号“L”で、投光器5aと受光器5b間に遮光物体(ウェハW)があるとしている。
次に、ステップST8において、ステップST7でセンサ出力信号が“H”であれば、センサ固定台6をリニアモータ7によりノッチ8を検出できるウエハ径方向位置に向かって、センサ受光信号“L”が出力されるまでウエハWの内周方向に移動させる。
それから、ステップST9において、リニアモータ7でノッチ奥行幅の1/2程度ウエハ内周方向にセンサ固定台6を移動して、ステップST2へ戻る。
また、ステップST7でセンサ出力信号が“L”であれば、ステップST10において、センサ固定台6をリニアモータ7により、センサ受光信号 “H”が出力されるまでウエハの外周方向に移動させる。
それから、ステップST11において、リニアモータ7で、ノッチ奥行幅の1/2程度ウエハ内周方向にセンサ固定台6を移動して、ステップST2へ戻る。なお、以上に述べた一連のプリアライナ動作はプリアライメントコントローラ9による指令および計算によって行われる。
【0015】
したがって、本発明の実施例は、略円形のウエハWを垂直方向の回転軸を持つテーブル1に把持して回転させることができるウエハ把持回転機構と、前記ウエハの周縁部に投光する投光器5aとウエハWのノッチ位置で光を受光する受光器5bとより構成されるノッチ検出センサ5を備えたプリアライナ装置において、受光器5bの光芒径がノッチ開口部の幅寸法より小さく設定されており、前記ウエハ把持回転機構とは別体に配置されると共に、ノッチ検出センサ5を固定するためのセンサ固定台6と、ノッチ検出センサ5をウエハWの径方向に直線往復移動を行うためのリニアモータ7と、前記ウエハ把持回転機構およびリニアモータ7の動作をコントロールし、ノッチ検出センサ5の信号からノッチの回転位置を計算し、ノッチ8を所定の位置に配置するノッチ位置決め機能を有するプリアライメントコントローラ9と、を備えたので、ウエハ外形サイズの公差、把持したウェハの偏心に対するノッチ検出ミスを防止することができる。また、確実にウェハのノッチを検出することができ、しかもノッチ検出センサ位置を簡単に自動調整することができる、さらに、ノッチ検出センサ位置の初期設定を容易に行うことができる。
また、プリアライメントコントローラ9は、ノッチ検出センサ5の信号が出力されない場合は、該センサ信号が出力されるまでセンサ位置をウエハの径方向に移動させるように、リニアモータ7に指令を送る手段を有する構成にしたので、より確実にノッチ検出ミスをなくすことができる。
【0016】
なお、リニアモータ7に替えて、ボールネジ機構と回転モータを用いセンサ固定台6を直線移動させるものでもよい。
また、図5に示したプリアライナ装置のフローチャートは、プリアライナ装置組立時のノッチ検出センサ5の位置決めを行う際にも適用可能である。
また、プリアライナ装置組立時のノッチ検出センサ5の位置決めを行う際にウエハWをウエハチャック機構2で把持させて、リニアモータ7でノッチ8を検出できるウエハ径方向位置にセンサ固定台6を移動させることにより自動的にノッチ検出センサ5の位置決めを行うこともできる。
【0017】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のプリアライナ装置によれば、略円形のウエハを垂直方向の回転軸を持つテーブルに把持して回転させることができるウエハ把持回転機構と、前記ウエハの周縁部に投光する投光器と前記ウエハのノッチ位置で光を受光する受光器とより構成されるノッチ検出センサを備えたプリアライナ装置において、前記受光器の光芒径がノッチ開口部の幅寸法より小さく設定されており、前記ウエハ把持回転機構とは別体に配置されると共に、前記ノッチ検出センサを固定するためのセンサ固定台と、前記ノッチ検出センサをウエハの径方向に直線往復移動を行うための直動移動装置と、前記ウエハ把持回転機構および前記直動移動装置に夫々設けられたモータの動作をコントロールし、前記ノッチ検出センサの信号からノッチの回転位置を計算し、ノッチを所定の位置に配置するノッチ位置決め機能を有するプリアライメントコントローラと、を備えたため、ウエハ外形サイズの公差、把持したウェハの偏心に対するノッチ検出ミスを防止することができる。また、確実にウェハのノッチを検出することができ、しかもノッチ検出センサ位置を簡単に自動調整することができる、さらに、ノッチ検出センサ位置の初期設定を容易に行うことができる。
また、プリアライメントコントローラは、前記ノッチ検出センサの信号が出力されない場合は、該センサ信号が出力されるまでセンサ位置をウエハの径方向に移動させるように、該直動移動装置に指令を送る手段を有したため、より確実にノッチ検出ミスをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すプリアライナ装置の全体斜視図
【図2】図1におけるノッチ検出センサの詳細な説明図
【図3】図1におけるセンサアンプ内部のブロック図
【図4】ノッチ検出センサの出力信号の説明図
【図5】本発明の実施例を示す半導体ウェハのノッチ検出・位置決め方法のフローチャート
【図6】従来のプリアライナ装置の一部を切り欠いて示す平面図
【図7】従来のプリアライナ装置の一部を切り欠いて示す平面図であって、チャックピース41、43がウエハWの端面から離れ、チャックピース42、44、45がウエハWの端面を把持している状態を示すもの
【符号の説明】
1 テーブル
2 ウエハチャック機構
3 モータ
4 エンコーダ
5 ノッチ検出センサ
5a 投光器
5b 受光器
5c センサアンプ
51 投光素子
52 受光素子
53 電流指令器
54 電流電圧変換器
55 コンパレータ
56 投光器ON−OFF制御器
6 センサ固定台
7 リニアモータ(直線移動装置)
8 ノッチ
9 プリアライメントコントローラ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pre-aligner device for detecting and positioning a notch in a substantially circular semiconductor wafer.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a pre-aligner device for detecting and positioning a notch in a substantially circular semiconductor wafer, for example, there is a device disclosed in Patent Document 1. Hereinafter, the apparatus will be described with reference to FIGS.
[0003]
FIG. 6 is a plan view showing a part of the conventional pre-aligner device cut away. In FIG. 6, a pre-aligner device for a wafer W is rotatable with respect to a ring 10 held by a housing (not shown) via an arm or the like, and a rotating plate capable of rotating the surface of the wafer W on the same plane. SB, rotary plate driving means for driving the rotary plate SB to rotate, and chuck pieces 41 to 41 capable of pressing the end face of the wafer W toward the center of the wafer W and mounted on the rotary plate SB. 45, and chuck piece driving means (not shown) for linearly reciprocating the chuck pieces 41 to 45 toward the center of the wafer W.
Here, the rotating plate driving unit is a unit that rotationally drives the rotating plate SB, and includes a rotation motor 21, a first shaft 22, a first drive transmission gear 23 interlocked with the first shaft 22, and a first shaft 22. The second drive transmission gear (not shown) meshing with the second shaft 24, the first rotation drive roller 25 provided at the tip of the second shaft 24, the gear 23, and the second drive transmission gear It has a third shaft (not shown) interlocked therewith, and a second rotary drive roller (not shown) provided at the tip of the third shaft. The two rotary drive rollers transmit the rotational force of the rotation motor 21 to the rotary plate SB.
FIG. 6 shows a state in which only the chuck pieces 41, 43, and 44 of the chuck pieces 41 to 45 constituting the wafer gripping device grip the end face of the wafer W in such a configuration. The sensor SE is a light emitting / receiving device that includes a light emitter SE1 and a light receiver SE2 (not shown) and is installed at a position where a notch of the wafer W (a cut in an end surface of the wafer W) passes. The sensor SE is fixed to an arm (not shown).
[0004]
FIG. 7 is a plan view showing a part of the conventional pre-aligner apparatus, in which the chuck pieces 41 and 43 are separated from the end face of the wafer W, and the chuck pieces 42, 44 and 45 grip the end face of the wafer W. FIG. The chuck pieces 41 to 45 can press the end face of the wafer W toward the center of the wafer W. Of these, three chuck pieces apply pressure to the end face of the wafer W, so that the center of gravity of the wafer W is This is to match the center position of the gripping device.
Further, in the process of rotating the wafer W by driving the rotation motor 21, the notch provided at the edge of the wafer W also rotates, and the sensor SE is moved so as to sandwich the locus of rotation of the notch. The notch passes so as to cross the optical path of the light beam traveling toward the light emitter SE1 and the light receiver SE2, and the sensor SE detects the notch.
As described above, the conventional wafer pre-aligner apparatus grips the wafer W with the chuck piece so that the center of gravity of the wafer W coincides with the center position of the wafer gripping apparatus, and the notch provided at the edge of the wafer W The sensor SE is installed at a position where the laser beam passes, and the notch is detected by rotating the wafer by the rotation motor.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-26912
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional pre-aligner apparatus, the position of the sensor for detecting the notch is fixed, and the sensor position cannot be automatically adjusted in the direction toward the center of the wafer and outward from the center of the wafer. Alternatively, when the wafer is eccentric due to the difference in the pressure of each chuck piece for gripping the wafer, there is a problem that the notch at the edge of the wafer cannot be detected. In addition, since the notch size is about 1 mm, it is difficult to position the notch detection sensor when assembling the pre-aligner device.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and eliminates a notch detection error due to wafer tolerance and eccentricity, can reliably detect a wafer notch, and can easily adjust a sensor position. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the present invention according to claim 1 has a wafer gripping / rotating mechanism capable of gripping and rotating a substantially circular wafer on a table having a vertical rotation axis, and throwing the wafer onto a peripheral portion of the wafer. In a pre-aligner apparatus including a notch detection sensor including a light projector that emits light and a light receiver that receives light at a notch position of the wafer, a beam diameter of the light receiver is set to be smaller than a width dimension of a notch opening. A sensor fixing table for fixing the notch detection sensor, and a linear movement for linearly reciprocating the notch detection sensor in the radial direction of the wafer. Controlling the operation of the apparatus, the wafer holding and rotating mechanism and the linear moving device, and calculating the rotational position of the notch from the signal of the notch detection sensor; A pre-alignment controller having a notch positioning function to place switch in position, in which with a.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the pre-aligner apparatus according to the first aspect, when the signal of the notch detection sensor is not output, the pre-alignment controller moves the sensor position in the radial direction of the wafer until the sensor signal is output. It has means for sending a command to the linear moving device so as to move it.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall perspective view of a pre-aligner apparatus showing an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a table having a wafer W and a wafer chuck mechanism 2 having a vertical rotation axis, reference numeral 2 denotes a wafer chuck mechanism capable of gripping a wafer end and moving the gripped wafer W in a vertical direction, and reference numeral 3 denotes a wafer chuck mechanism. A motor 4 for rotating the wafer chuck mechanism 2 holding the table 1 and the wafer W is an encoder for detecting a rotation angle of the motor 3, and the table 1, the wafer chuck mechanism 2, the motor 3, and the encoder 4 It constitutes a holding and rotating mechanism. Reference numeral 5 denotes a notch detection sensor for detecting the wafer notch 8, reference numeral 6 denotes a sensor fixing stand which is disposed separately from the wafer holding and rotating mechanism and fixes the notch detection sensor 5, and reference numeral 7 denotes the notch detection sensor 5 and the sensor. A linear motor 9 is a linear moving device that can reciprocate the fixed table 6 in the radial direction of the wafer W. The linear motor 9 controls the operation of the motor 3 and the linear motor 7, and further rotates the notch 8 based on a signal from the notch detection sensor 5. This is a pre-alignment controller having a notch positioning function of calculating a position and arranging the notch 8 at a predetermined position.
[0011]
FIG. 2 is a detailed explanatory diagram of the notch detection sensor in FIG.
5a is a light projector for projecting light to the peripheral portion of the wafer, 5b is a light receiver for receiving light at the notch position of the wafer, 5c supplies power to the light projector 5a and the light receiver 5b, and determines the presence or absence of the notch 8 from the light receiving signal. It is a sensor amplifier that outputs. Note that the light projector 5a and the light receiver 5b may be formed of optical fibers, and the sensor amplifier 5c may be provided with a light source and a light receiving sensor.
As shown in FIG. 2, the width of the light receiver 5b that receives light is generally called a beam diameter. If the beam diameter is larger than the width of the opening of the notch 8, the notch detection width becomes larger than the actual width of the notch due to the influence of the sneaking light on the light receiver 5b, so that the notch positioning accuracy deteriorates. For this reason, the beam diameter of the sensor 5 is set smaller than the width of the opening of the notch 8.
[0012]
FIG. 3 is an internal circuit block diagram of the sensor amplifier in FIG.
51 is a light emitting element, 52 is a light receiving element, 53 is a current commander, 54 is a current-voltage converter, 55 is a comparator, and 56 is a light projector ON-OFF controller.
When the projector ON-OFF controller 56 receives the projector ON signal from the pre-alignment controller 9, a current flows from the current commander 53 to the projector 51, and light is emitted from the projector 51. When the light from the light projecting element 51 is received by the light receiving element 51, the light is converted into a voltage signal by the current / voltage converter 54, converted into a digital signal by the comparator 55, and sent to the pre-alignment controller 9.
[0013]
FIG. 4 is a diagram showing an output signal of the notch detection sensor.
As shown in FIG. 4, the output signal of the sensor is "H" when there is a notch, and "L" when there is no notch. In addition, it is good also as "L" when there is a notch, and "H" when there is no notch. When the light projector 5a and the light receiver 5b are configured by optical fibers, the light projecting element 51 and the light receiving element 52 are configured inside the sensor amplifier 5c.
[0014]
FIG. 5 is a flowchart of a method for detecting and positioning a notch in a semiconductor wafer by a pre-aligner apparatus according to an embodiment of the present invention. Steps (means) shown in the flowchart below are those in which an operation command is issued by the pre-alignment controller 9.
First, in step ST1, the wafer W is transferred onto the table 1 by a robot hand (not shown) or the like, and the wafer chuck mechanism 2 grips the edge of the wafer W. The wafer chuck mechanism 2 above the wafer W moves in the direction of the wafer W, and grips the wafer W. Then, after the robot hand moves, the wafer chuck mechanism 2 moves downward. At this time, the center of gravity of the wafer W substantially coincides with the center position of the table 1.
Subsequently, in step ST2, preparation for measurement by the sensor 5 is performed.
In step ST3, the table 3 and the wafer chuck mechanism 2 holding the wafer W are rotated by the motor 3, and the position of the notch 8 in the rotation direction is measured by the encoder 4 and the notch detection sensor 5.
In step ST4, it is determined whether or not the rotational position of the notch 8 has been detected by the notch detection sensor 5. If detected, the process proceeds to step ST5. If not, the process proceeds to step ST7.
If the position of the notch 8 can be detected in step ST4, the motor 3 is rotated in step ST5 so that the notch position becomes a predetermined position.
In step ST6, after raising the wafer chuck mechanism 2, the wafer W is transferred to the robot hand, and a series of pre-alignment operations ends.
Next, if the notch position cannot be detected in step ST4, the process proceeds to step ST7, and in step ST7, it is determined whether the sensor output signal is “H” or “L”, and the sensor output signal is set to “H”. If "", the process proceeds to step ST8, and if the sensor output signal is "L", the process proceeds to step ST10. When the sensor output signal is "H" and there is no light-shielding object (wafer W) between the light emitter 5a and the light receiver 5b, the sensor output signal is "L" and the light-shielding object (light) between the light emitter 5a and the light receiver 5b. There is a wafer W).
Next, in step ST8, if the sensor output signal is “H” in step ST7, the sensor light receiving signal “L” is moved toward the wafer radial position where the sensor fixing base 6 can detect the notch 8 by the linear motor 7. The wafer W is moved in the inner circumferential direction until it is output.
Then, in step ST9, the sensor fixing base 6 is moved by the linear motor 7 in the inner circumferential direction of the wafer by about 1/2 of the notch depth width, and the process returns to step ST2.
If the sensor output signal is "L" in step ST7, in step ST10, the sensor fixing base 6 is moved by the linear motor 7 in the outer peripheral direction of the wafer until the sensor light receiving signal "H" is output.
Then, in step ST11, the sensor fixing base 6 is moved by the linear motor 7 in the inner circumferential direction of the wafer by about 1/2 of the notch depth width, and the process returns to step ST2. A series of prealigner operations described above are performed by instructions and calculations by the prealignment controller 9.
[0015]
Therefore, the embodiment of the present invention comprises a wafer gripping / rotating mechanism capable of gripping and rotating a substantially circular wafer W on a table 1 having a vertical rotation axis, and a projector 5a for projecting light to a peripheral portion of the wafer. In the pre-aligner device including the notch detection sensor 5 including the light receiving device 5b that receives light at the notch position of the wafer W, the beam diameter of the light receiving device 5b is set to be smaller than the width dimension of the notch opening. A sensor fixing base 6 for fixing the notch detection sensor 5 and a linear motor for linearly reciprocating the notch detection sensor 5 in the radial direction of the wafer W, while being disposed separately from the wafer gripping rotation mechanism; 7, the operation of the wafer gripping and rotating mechanism and the linear motor 7 is controlled, the rotational position of the notch is calculated from the signal of the notch detection sensor 5, and the notch 8 is located. A pre-alignment controller 9 having a notch positioning function be placed in position, so with a tolerance of the wafer outer dimensions, the notch detection error for the eccentricity of the grasped wafer can be prevented. Further, the notch of the wafer can be reliably detected, the position of the notch detection sensor can be easily and automatically adjusted, and the initial setting of the position of the notch detection sensor can be easily performed.
When the signal of the notch detection sensor 5 is not output, the pre-alignment controller 9 sends a command to the linear motor 7 to move the sensor position in the radial direction of the wafer until the sensor signal is output. With this configuration, it is possible to more reliably eliminate notch detection errors.
[0016]
Note that, instead of the linear motor 7, a sensor fixing base 6 may be linearly moved using a ball screw mechanism and a rotary motor.
Further, the flowchart of the pre-aligner apparatus shown in FIG. 5 can be applied to positioning of the notch detection sensor 5 at the time of assembling the pre-aligner apparatus.
Further, when positioning the notch detection sensor 5 at the time of assembling the pre-aligner apparatus, the wafer W is gripped by the wafer chuck mechanism 2 and the sensor fixing base 6 is moved to a wafer radial position where the notch 8 can be detected by the linear motor 7. Thus, the notch detection sensor 5 can be automatically positioned.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the pre-aligner apparatus of the present invention, a wafer gripping / rotating mechanism capable of gripping and rotating a substantially circular wafer on a table having a vertical rotation axis, and throwing the wafer onto the peripheral edge of the wafer. In a pre-aligner apparatus including a notch detection sensor including a light projector that emits light and a light receiver that receives light at a notch position of the wafer, a beam diameter of the light receiver is set to be smaller than a width dimension of a notch opening. A sensor fixing table for fixing the notch detection sensor, and a linear movement for linearly reciprocating the notch detection sensor in the radial direction of the wafer. And the operation of motors provided in the wafer gripping / rotating mechanism and the linear moving device, respectively. And a pre-alignment controller having a notch positioning function of calculating a rotational position of the notch and arranging the notch at a predetermined position, thereby preventing a notch detection error with respect to a wafer outer size tolerance and eccentricity of a gripped wafer. . Further, the notch of the wafer can be reliably detected, the position of the notch detection sensor can be easily and automatically adjusted, and the initial setting of the position of the notch detection sensor can be easily performed.
Further, the pre-alignment controller sends a command to the linear movement device to move the sensor position in the radial direction of the wafer until the sensor signal is output when the signal of the notch detection sensor is not output. , The notch detection error can be more reliably eliminated.
[Brief description of the drawings]
1 is an overall perspective view of a pre-aligner apparatus showing an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a detailed explanatory view of a notch detection sensor in FIG. 1; FIG. 3 is a block diagram inside a sensor amplifier in FIG. 1; FIG. 5 is an explanatory diagram of an output signal of a detection sensor. FIG. 5 is a flowchart of a method for detecting and positioning a notch in a semiconductor wafer according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 11 is a plan view showing a part of the conventional pre-aligner apparatus, in which the chuck pieces 41 and 43 are separated from the end faces of the wafer W and the chuck pieces 42, 44 and 45 are gripping the end faces of the wafer W. Indicating [Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 Table 2 Wafer chuck mechanism 3 Motor 4 Encoder 5 Notch detection sensor 5a Projector 5b Receiver 5c Sensor amplifier 51 Projector 52 Projector 54 Current commander 54 Current-voltage converter 55 Comparator 56 Projector ON-OFF controller 6 Sensor fixed Stand 7 Linear motor (linear moving device)
8 notch 9 pre-alignment controller

Claims (2)

略円形のウエハを垂直方向の回転軸を持つテーブルに把持して回転させることができるウエハ把持回転機構と、前記ウエハの周縁部に投光する投光器と前記ウエハのノッチ位置で光を受光する受光器とより構成されるノッチ検出センサを備えたプリアライナ装置において、
前記受光器の光芒径がノッチ開口部の幅寸法より小さく設定されており、
前記ウエハ把持回転機構とは別体に配置されると共に、前記ノッチ検出センサを固定するためのセンサ固定台と、
前記ノッチ検出センサをウエハの径方向に直線往復移動を行うための直動移動装置と、
前記ウエハ把持回転機構および前記直動移動装置の動作をコントロールすると共に前記ノッチ検出センサの信号からノッチの回転位置を計算し、ノッチを所定の位置に配置するノッチ位置決め機能を有するプリアライメントコントローラと、を備えたことを特徴とするプリアライナ装置。
A wafer gripping and rotating mechanism capable of gripping and rotating a substantially circular wafer on a table having a vertical rotation axis, a light projector for projecting light to a peripheral portion of the wafer, and a light receiving device for receiving light at a notch position of the wafer A pre-aligner device having a notch detection sensor composed of a
The beam diameter of the light receiver is set smaller than the width of the notch opening,
Attached to the wafer gripping and rotating mechanism separately, and a sensor fixing table for fixing the notch detection sensor,
A linear moving device for linearly reciprocating the notch detection sensor in the radial direction of the wafer,
A pre-alignment controller having a notch positioning function of controlling the operation of the wafer gripping rotation mechanism and the linear movement device and calculating the rotational position of the notch from the signal of the notch detection sensor, and arranging the notch at a predetermined position; A pre-aligner device comprising:
前記プリアライメントコントローラは、前記ノッチ検出センサの信号が出力されない場合は、該センサ信号が出力されるまでセンサ位置をウエハの径方向に移動させるように、該直動移動装置に指令を送る手段を有する請求項1記載のプリアライナ装置。The pre-alignment controller, when the signal of the notch detection sensor is not output, sends a command to the linear movement device so as to move the sensor position in the radial direction of the wafer until the sensor signal is output. The pre-aligner device according to claim 1, further comprising:
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