JP2012209361A - Center alignment device for work - Google Patents

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Toshio Kamigaki
敏雄 神垣
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Sinfonia Technology Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an alignment device capable of aligning the center position of a work with the center of a rotary shaft during rotating operation without stopping the rotating operation.SOLUTION: A center alignment device for a work includes a placement table 21 on which a work W is placed; an XY stage 22 which is arranged below the placement table 21 and moves the placement table 21 in two orthogonal directions on a plane; an X-axial driving part 6 and a Y-axial driving part 7 which drive the XY stage 22; a rotary shaft which supports the XY stage rotatably from below and is aligned with the origin of the XY stage; a rotary shaft driving part 8 which drives and rotates the rotary shaft; and edge position detection means 3 for detecting an edge position of the work W. A control part 4 calculates a movement quantity of the XY stage 22 needed to align the center position of the work W with the center of the rotary shaft based upon edge position information and rotational angle information while driving and rotating the rotary shaft, and actuates one of the X-axial driving part 6 and Y-axial driving part 7 based upon the movement quantity.

Description

本発明は、ウェーハ等のほぼ円周形状をなす外形状を有するワークの中心位置を回転ステージの回転軸の中心に合わせるワークの中心位置合わせ装置に関するものである。   The present invention relates to a work center alignment apparatus for aligning the center position of a work having an outer shape, such as a wafer, with the center of a rotation axis of a rotary stage.

例えばFOUPなどの収容容器内に収容したウェーハ等のほぼ円盤形状をなすワークを処理装置内に搬入したり、処理装置により処理を終えたワークを収容容器内に搬入する際には、搬入対象となる全てのワークを所定の姿勢に位置決めさせた状態で搬入することが求められる。そこで、従来から、例えばFOUPなどの収容容器内から半導体製造装置内へワークを搬送する途中でワークを回転ステージに載せ、その状態で回転ステージを一回転させながらワークのエッジ位置をセンサで検出し、その検出したエッジ位置に基づいてワークの中心位置を算出する態様が知られている(例えば特許文献1、特許文献2)。   For example, when a workpiece having a substantially disk shape, such as a wafer accommodated in a storage container such as FOUP, is loaded into the processing apparatus, or a workpiece that has been processed by the processing apparatus is loaded into the storage container, It is required to carry in all the workpieces positioned in a predetermined posture. Therefore, conventionally, for example, a workpiece is placed on a rotating stage while the workpiece is being transferred from a container such as FOUP to a semiconductor manufacturing apparatus, and the edge position of the workpiece is detected by a sensor while rotating the rotating stage in that state. A mode is known in which the center position of the workpiece is calculated based on the detected edge position (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特許文献1には、ワークを載置した状態で回転ステージを回転軸回りに一回転させながらセンサでエッジ位置を検出し、その検出したエッジ位置に基づいて算出したワークの中心位置と回転軸の中心とのズレ量に応じて、回転ステージの回転を停止させた状態でXYステージを平面内で直交する2方向に適宜移動させてウェーハの中心位置と回転軸の中心とを一致させる態様が開示されている。   In Patent Document 1, an edge position is detected by a sensor while rotating a rotary stage around a rotation axis while a work is placed, and the center position of the work and the rotation axis calculated based on the detected edge position are detected. Disclosed is a mode in which the XY stage is appropriately moved in two directions orthogonal to each other in a plane in a state where the rotation of the rotary stage is stopped in accordance with the amount of deviation from the center so that the center position of the wafer coincides with the center of the rotation axis. Has been.

また、特許文献2には、ワークを載置した状態で回転ステージを回転軸回りに一回転させながらセンサによって検出したエッジ位置に基づいてワークの中心位置を算出し、算出したワークの中心位置と回転軸の中心とのズレ量に応じて、回転ステージの回転を停止させた状態でワークに対するワーク搬送用アームのアクセス位置を補正することによって、収容容器内または処理装置内におけるウェーハの中心位置を整然に維持し得るように構成された態様が開示されている。   In Patent Document 2, the center position of the workpiece is calculated based on the edge position detected by the sensor while rotating the rotary stage around the rotation axis while the workpiece is placed. By correcting the access position of the workpiece transfer arm with respect to the workpiece in a state where the rotation of the rotary stage is stopped according to the amount of deviation from the center of the rotation axis, the center position of the wafer in the storage container or the processing apparatus is determined. An aspect configured to be kept in order is disclosed.

特開平09−8105号公報Japanese Patent Laid-Open No. 09-8105 特許3748940号公報Japanese Patent No. 3748940

しかしながら、上述した何れの態様においても、ウェーハの中心位置を算出するために、ワークを回転ステージ上で一回転させてその過程の全てのエッジ位置または所定箇所(所定回転角度毎)のエッジ位置を検出することが必須条件であるため、当然のことながらワークを一回転させている間はワークの中心位置を回転軸の中心に一致させることは不可能であった。   However, in any of the above-described aspects, in order to calculate the center position of the wafer, the work is rotated once on the rotary stage, and all edge positions in the process or edge positions at predetermined positions (for each predetermined rotation angle) are obtained. Since detection is an essential condition, it is naturally impossible to make the center position of the workpiece coincide with the center of the rotation axis while the workpiece is rotated once.

このように、従来の態様では、エッジ位置の検出のために少なくともワークを一回転させる時間を確保しなければならず、より高速での位置合わせ処理の実現、ひいてはワークに対して所望の処理を施すために要する時間全体の短縮化が望まれる。   As described above, in the conventional mode, it is necessary to secure a time for rotating the workpiece at least once for detecting the edge position, thereby realizing a higher-speed alignment process, and thus performing a desired process on the workpiece. It is desired to shorten the entire time required for application.

本発明は、このような問題に着目してなされたものであって、主たる目的は、ワークを回転させてエッジ位置を検出しながら、回転動作を停止させることなく回転動作中にワークの中心位置を回転軸の中心に合わせることが可能な位置合わせ装置を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to such a problem, and the main purpose of the present invention is to detect the edge position by rotating the workpiece and to detect the center position of the workpiece during the rotation operation without stopping the rotation operation. It is an object of the present invention to provide an alignment device that can adjust the center of the rotation axis to the center of the rotation axis.

すなわち、本発明に係るワークの位置合わせ装置は、円周形状またはほぼ円周形状の外形状を有するワークを載せる載置台と、載置台の下側に配置され且つ載置台を平面上で直交するX軸方向及びY軸方向に移動させるXYステージと、XYステージを下方から回転可能に支持しXYステージの原点に一致する回転軸と、載置台に載置したワークのエッジ位置を検出するエッジ位置検出手段とを備えていることを特徴としている。   That is, the workpiece alignment apparatus according to the present invention includes a mounting table on which a workpiece having a circumferential shape or a substantially circumferential outer shape is placed, and a mounting table that is disposed below the mounting table and is orthogonal to the mounting table on a plane. An XY stage that moves in the X-axis direction and the Y-axis direction, a rotational axis that supports the XY stage rotatably from below, and that coincides with the origin of the XY stage, and an edge position that detects the edge position of the workpiece placed on the mounting table And a detecting means.

このように、本発明では、XYステージ及び載置台を共通の回転軸回りに回転可能に構成し、載置台に載置したワークのエッジ位置をエッジ位置検出手段で検出可能な構成を採用している。ここで、エッジ位置検出手段としては、センサまたはカメラなど光学機器を挙げることができる。また、本発明におけるワークは、「円周形状またはほぼ円周形状の外形状を有する」ものであればよく、エッジに切り欠きやスリット等のノッチあるいはオリフラ(オリエントフラット)を形成した概ね円周状の外形を有しているとみなせるワークも包含するものである。ワークとしては、ウェーハやCD、DVD等の記録用ディスク、ダイヤフラムや鏡板等の機械部品が挙げられる。   As described above, in the present invention, the XY stage and the mounting table are configured to be rotatable around a common rotation axis, and the edge position detection unit can detect the edge position of the workpiece mounted on the mounting table. Yes. Here, as the edge position detecting means, an optical device such as a sensor or a camera can be cited. In addition, the work in the present invention may be any work as long as it has a “circumferential shape or a substantially circumferential outer shape”. It also includes a workpiece that can be regarded as having a shape of a shape. Examples of the workpiece include wafers, recording disks such as CDs and DVDs, and mechanical parts such as diaphragms and end plates.

そして、本発明に係るワークの位置合わせ装置は、さらに、XYステージをX軸方向へ駆動させるX軸駆動部と、XYステージをY軸方向へ駆動させるY軸駆動部と、回転軸を回転駆動させる回転軸駆動部と、エッジ位置検出手段からエッジの位置に関するエッジ位置情報及び回転軸駆動部から回転軸の回転角度に関する回転角度情報、これらの情報(エッジ位置情報、回転角度情報)の入力を受けてX軸駆動部及びY軸駆動部の作動を制御する制御部とを備え、この制御部が、回転軸駆動部により回転軸を回転駆動させている状態において、入力されるエッジ位置情報及び回転角度情報に基づきワークの中心位置を回転軸中心に一致させるために要するXYステージの移動量を算出し、この移動量に基づいてX軸駆動部又はY軸駆動部の少なくとも何れか一方を作動させるものであることを特徴としている。   The workpiece alignment apparatus according to the present invention further includes an X-axis drive unit that drives the XY stage in the X-axis direction, a Y-axis drive unit that drives the XY stage in the Y-axis direction, and a rotary shaft that rotates. The rotation axis drive unit to be input, the edge position information on the edge position from the edge position detection means, the rotation angle information on the rotation angle of the rotation axis from the rotation axis drive unit, and these information (edge position information and rotation angle information) are input. And a control unit that controls the operation of the X-axis drive unit and the Y-axis drive unit, and the control unit is configured to input edge position information and the rotation position when the rotary shaft is driven to rotate by the rotary shaft drive unit. Based on the rotation angle information, the amount of movement of the XY stage required to make the center position of the workpiece coincide with the center of the rotation axis is calculated, and based on this amount of movement, the amount of X-axis drive unit or Y-axis drive unit is reduced. It is characterized in that Kutomo in which actuate either.

このようなワークの位置合わせ装置であれば、載置台にワークを載置した状態で回転軸回りに載置台及びXYステージを回転させて、エッジ位置検出手段によりワークのエッジ位置を検出しながら、リアルタイムで制御部に入力されるエッジ位置情報及び回転角度情報に基づいて算出したXYステージの移動量に応じて制御部によりX軸駆動部又はY軸駆動部の少なくとも何れか一方を作動させるように構成しているため、ワークを回転させながらその中心位置を回転軸の中心に合わせることができる。したがって、従来のようにエッジ位置の検出のために少なくともワークを一回転させる時間を確保しなければならない態様と比較して、ワークの中心位置を回転軸の中心に一致させる処理(位置合わせ処理)の短時間化を実現することができ、ワークに対して所望の処理を施すために要する時間全体の短縮化に図ることができる。ここで、本発明では、制御部が算出した移動量によって、X軸駆動部のみを作動させる場合と、Y軸駆動部のみを作動させる場合と、X軸駆動部及びY軸駆動部の両方を作動させる場合とがある。   With such a workpiece alignment device, while rotating the mounting table and the XY stage around the rotation axis in a state where the workpiece is mounted on the mounting table, while detecting the edge position of the workpiece by the edge position detection means, According to the movement amount of the XY stage calculated based on edge position information and rotation angle information input to the control unit in real time, at least one of the X-axis drive unit and the Y-axis drive unit is operated by the control unit. Since it comprises, the center position can be match | combined with the center of a rotating shaft, rotating a workpiece | work. Therefore, compared with the conventional mode in which it is necessary to secure at least a time for one rotation of the workpiece for detecting the edge position, the processing for aligning the center position of the workpiece with the center of the rotation axis (alignment processing). The overall time required for performing a desired process on the work can be shortened. Here, in the present invention, when only the X-axis drive unit is operated, only when the Y-axis drive unit is operated, and both the X-axis drive unit and the Y-axis drive unit are operated according to the movement amount calculated by the control unit. May be activated.

また、本発明に係るワークの位置合わせ装置であれば、回転させながらワークの中心位置を回転軸の中心に一致させることが可能であるため、位置合わせ処理が完了した状態のワークを例えばアームで次工程に搬送する場合に、ワークに対するアームのアクセス位置を固定することができる。したがって、本発明に係る位置合わせ装置は、回転ステージの回転を停止させた状態でワークに対するワーク搬送用アームのアクセス位置を補正する態様と比較して、ワークに対するワーク搬送用アームのアクセス位置を補正する処理が不要となり、構造の簡素化及び低価格化を図りつつ短時間化を実現することができる。   Also, with the workpiece alignment apparatus according to the present invention, it is possible to match the center position of the workpiece with the center of the rotation axis while rotating the workpiece. When carrying to the next process, the access position of the arm with respect to the workpiece can be fixed. Therefore, the alignment apparatus according to the present invention corrects the access position of the workpiece transfer arm with respect to the workpiece as compared with the mode of correcting the access position of the workpiece transfer arm with respect to the workpiece while the rotation of the rotary stage is stopped. This eliminates the need for the processing to be performed, and can shorten the time while simplifying the structure and reducing the price.

本発明によれば、載置台をXYステージ上に配置し、これら載置台及びXYステージを共通の回転軸を中心に回転させるという斬新な技術的思想を採用することによって、載置台上のワークを回転させながら、エッジ位置情報及び回転角度情報に基づいて回転ワークの中心位置を回転軸の中心に合わせることが可能となり、位置合わせ処理に要する時間の短縮化を実現することができる。   According to the present invention, by adopting a novel technical idea that the mounting table is arranged on the XY stage and the mounting table and the XY stage are rotated around a common rotation axis, the workpiece on the mounting table is moved. While rotating, the center position of the rotating workpiece can be aligned with the center of the rotation axis based on the edge position information and the rotation angle information, and the time required for the alignment process can be shortened.

本発明の一実施形態に係るワークの中心位置合わせ装置の全体構成模式図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The whole structure schematic diagram of the center alignment apparatus of the workpiece | work which concerns on one Embodiment of this invention. 図1のA方向矢視図。The A direction arrow directional view of FIG. 同実施形態における基準データを示す図。The figure which shows the reference | standard data in the same embodiment. 同実施形態においてウェーハの中心位置が回転軸中心に一致していない場合の図3に対応するグラフを模式的に示す図。The figure which shows typically the graph corresponding to FIG. 3 when the center position of a wafer does not correspond to the rotating shaft center in the embodiment. 同実施形態に係るワークの中心位置合わせ装置によってウェーハの中心位置を回転軸中心に一致させる処理を行った場合の図3に対応するグラフを模式的に示す図。The figure which shows typically the graph corresponding to FIG. 3 at the time of performing the process which makes the center position of a wafer correspond to a rotating shaft center by the center alignment apparatus of the workpiece | work which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るワークの中心位置合わせ装置の処理手順を示す図。The figure which shows the process sequence of the center alignment apparatus of the workpiece | work which concerns on the same embodiment.

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態に係るワークの中心位置合わせ装置1(アライメント装置とも称される。以下、説明の便宜上、「本装置1」と記載する場合がある)は、ワークたるウェーハWの中心位置を回転ステージ2の回転中心位置に合わせるものであり、図1及び図2に示すように、ウェーハWを載せて回転可能な回転ステージ2と、この回転ステージ2の上方に所定の等角度間隔で設けられウェーハWのエッジ位置を検出可能なエッジ位置検出手段3と、これら回転ステージ2及びエッジ位置検出手段3の作動を制御する制御部4とを備えている。   A workpiece center alignment apparatus 1 (also referred to as an alignment apparatus. Hereinafter, for convenience of explanation, it may be referred to as “this apparatus 1”), the center position of a wafer W as a workpiece is set on a rotary stage. 1 and FIG. 2, a rotary stage 2 that can be rotated by placing a wafer W thereon, and a wafer provided above the rotary stage 2 at predetermined equal angular intervals. An edge position detection unit 3 capable of detecting the edge position of W and a control unit 4 for controlling the operations of the rotary stage 2 and the edge position detection unit 3 are provided.

回転ステージ2は、ウェーハWを載せる載置台21と、載置台21の下側に配置されて載置台21を平面上で直交するX軸方向及びY軸方向に移動させるXYステージ22とを有し、これら載置台21及びXYステージ22が、XYステージ22を下方から回転可能に支持しXYステージ22の原点に一致する回転軸5を中心に一体回転するものである。すなわち、本実施形態では、XYステージ22自体も回転軸5回りに回転し、このXYステージ22の上側に配置した載置台21もXYステージ22と共に回転軸5回りに回転するように構成している。この回転ステージ2の回転中心は回転軸5の中心と一致する。   The rotary stage 2 includes a mounting table 21 on which the wafer W is placed, and an XY stage 22 that is disposed below the mounting table 21 and moves the mounting table 21 in the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to each other on a plane. The mounting table 21 and the XY stage 22 support the XY stage 22 so as to be rotatable from below, and rotate integrally around a rotating shaft 5 that coincides with the origin of the XY stage 22. That is, in the present embodiment, the XY stage 22 itself rotates around the rotation axis 5, and the mounting table 21 disposed above the XY stage 22 is configured to rotate around the rotation axis 5 together with the XY stage 22. . The rotation center of the rotary stage 2 coincides with the center of the rotary shaft 5.

載置台21は、上面が平坦なものであればよく、本実施形態では略円盤状を有するものを適用している。また、XYステージ22は、X軸方向にスライド移動可能なX軸スライダ22Aと、Y軸方向にスライド移動可能なY軸スライダ22Bとを備えている。   The mounting table 21 only needs to have a flat upper surface, and in the present embodiment, the mounting table 21 has a substantially disk shape. The XY stage 22 includes an X-axis slider 22A that is slidable in the X-axis direction and a Y-axis slider 22B that is slidable in the Y-axis direction.

エッジ位置検出手段3は、例えばセンサを用いて構成したものであり、載置台21に載せたウェーハWのエッジを検出可能な位置に配置している。本実施形態では、エッジ位置検出手段3で検出したエッジ位置に関する情報(エッジ位置情報)を制御部4に提供(出力)している。   The edge position detection means 3 is configured using, for example, a sensor, and is arranged at a position where the edge of the wafer W placed on the mounting table 21 can be detected. In the present embodiment, information (edge position information) related to the edge position detected by the edge position detecting means 3 is provided (output) to the control unit 4.

また、本装置1は、XYステージ22をX軸方向へ駆動させるX軸駆動部6と、XYステージ22をY軸方向へ駆動させるY軸駆動部7と、回転軸5を回転駆動させる回転軸駆動部8とを備え、これら各駆動部(X軸駆動部6、Y軸駆動部7、回転軸駆動部8)の作動を制御部4で制御している。   The apparatus 1 also includes an X-axis drive unit 6 that drives the XY stage 22 in the X-axis direction, a Y-axis drive unit 7 that drives the XY stage 22 in the Y-axis direction, and a rotary shaft that drives the rotary shaft 5 to rotate. The drive unit 8 is provided, and the operation of each of these drive units (the X-axis drive unit 6, the Y-axis drive unit 7, and the rotary shaft drive unit 8) is controlled by the control unit 4.

X軸駆動部6やY軸駆動部7は、例えばリニアモータを用いて構成したものである。なお、リニアモータに代えてボールネジ機構を適用してもよい。本実施形態では、X軸駆動部6とX軸スライダ22Aとをスリップリング(図示省略)を介して接続するとともに、Y軸駆動部7とY軸スライダ22Bとをスリップリング(図示省略)を介して接続している。その結果、回転軸5を一方向へ連続して回転させた場合であっても、各軸駆動部(X軸駆動部6、Y軸駆動部7)とXYステージ22(X軸スライダ22A、Y軸スライダ22B)との間で断線が生じることなく、各軸駆動部(X軸駆動部6、Y軸駆動部7)からXYステージ22(X軸スライダ22A、Y軸スライダ22B)に対して駆動電力と電気信号を適切に伝達することができる。   The X-axis drive unit 6 and the Y-axis drive unit 7 are configured using, for example, a linear motor. A ball screw mechanism may be applied instead of the linear motor. In the present embodiment, the X-axis drive unit 6 and the X-axis slider 22A are connected via a slip ring (not shown), and the Y-axis drive unit 7 and the Y-axis slider 22B are connected via a slip ring (not shown). Connected. As a result, even when the rotating shaft 5 is continuously rotated in one direction, the respective axis driving units (X-axis driving unit 6, Y-axis driving unit 7) and the XY stage 22 (X-axis sliders 22A, Y) Drive from each axis drive unit (X-axis drive unit 6, Y-axis drive unit 7) to the XY stage 22 (X-axis slider 22A, Y-axis slider 22B) without disconnection from the axis slider 22B) Electric power and electric signals can be transmitted appropriately.

また、回転軸駆動部8は、例えば回転軸5を有する回転モータMを作動させて回転軸5の回転動作を制御するものであり、本実施形態ではこの回転軸駆動部8によって回転させる回転軸5の回転角度に関する情報(回転角度情報)を制御部4に提供(出力)している。   The rotary shaft drive unit 8 controls, for example, the rotary operation of the rotary shaft 5 by operating a rotary motor M having the rotary shaft 5. In this embodiment, the rotary shaft is rotated by the rotary shaft drive unit 8. 5 (rotation angle information) is provided (output) to the control unit 4.

制御部4は、ウェーハWの回転中心位置と回転ステージ2の回転中心位置(回転軸5の中心)との位置合わせに係る制御や処理を行うものである。この制御部4は、演算機能、通信機能等を備えた汎用のパーソナルコンピュータ等からなるコントローラC内に設けられ、当該コントローラCに備えられた内部メモリやHDDなど外部記憶装置に記憶されたプログラムに従って、CPUや通信インタフェース、その他コントローラCの各構成部品や各要素を作動させることによって、図1に示すように、XYステージ移動量算出手段41と、XYステージ補正手段42としての機能を少なくとも有するものである。   The control unit 4 performs control and processing related to the alignment between the rotation center position of the wafer W and the rotation center position of the rotation stage 2 (center of the rotation shaft 5). The control unit 4 is provided in a controller C composed of a general-purpose personal computer or the like having a calculation function, a communication function, etc., and according to a program stored in an external storage device such as an internal memory or HDD provided in the controller C. 1, at least functions as an XY stage movement amount calculation means 41 and an XY stage correction means 42 as shown in FIG. It is.

XYステージ移動量算出手段41は、回転軸駆動部8により回転軸5を回転駆動させている状態において、入力されるエッジ位置情報及び回転角度情報に基づきウェーハWの中心位置を回転軸5の中心に一致させるために要するXYステージ22の移動量を算出するものである。ここで、制御部4には、回転ステージ2上に載置したウェーハWの中心位置と回転軸5の中心とが一致した状態で回転軸5を回転させた場合における回転角度情報とエッジ位置情報との関係を図3に示すようにXY座標上に表したデータ(基準データ)が記憶されている。同図からも把握できるように、回転ステージ2上に載置したウェーハWの中心位置と回転軸5の中心とを一致させ状態で回転軸5を回転させた場合、何れの回転角度であってもウェーハWのエッジ位置は常に一定である。基準データにおけるエッジ位置(基準エッジ位置)の集合である直線を水平基準線Lとする。なお、この基準データは、ウェーハWとしてエッジ部分にノッチやオリフラ等の切欠部を形成していない円形のものを適用した場合のものである。   The XY stage movement amount calculating means 41 determines the center position of the wafer W as the center of the rotation shaft 5 based on the input edge position information and rotation angle information in a state where the rotation shaft 5 is rotationally driven by the rotation shaft driving unit 8. The amount of movement of the XY stage 22 required to match the above is calculated. Here, the control unit 4 provides the rotation angle information and the edge position information when the rotation shaft 5 is rotated in a state where the center position of the wafer W placed on the rotation stage 2 and the center of the rotation shaft 5 coincide with each other. As shown in FIG. 3, data (reference data) representing the relationship with XY is stored. As can be understood from the figure, when the rotation shaft 5 is rotated in a state where the center position of the wafer W placed on the rotation stage 2 and the center of the rotation shaft 5 coincide with each other, any rotation angle is obtained. However, the edge position of the wafer W is always constant. A straight line that is a set of edge positions (reference edge positions) in the reference data is defined as a horizontal reference line L. The reference data is obtained when a circular wafer having no notches or orientation flats formed in the edge portion is applied as the wafer W.

そして、回転ステージ2に載置したウェーハWのエッジ位置と回転軸5の回転角度についても、基準データと同様のXY座標上に表すことができ、回転ステージ2に載置したウェーハWの中心位置が回転軸5の中心と一致していない場合には、回転ステージ2上のウェーハWのエッジ位置の集合である線は、例えば図4に示すような曲線として表れる。なお、同図において、他の部分とは明らかに異なる曲線iが表れる領域Iは、ウェーハWのエッジに形成したノッチWnをエッジ位置検出手段3で検出している状態を意味する。   The edge position of the wafer W placed on the rotary stage 2 and the rotation angle of the rotary shaft 5 can also be expressed on the XY coordinates similar to the reference data, and the center position of the wafer W placed on the rotary stage 2 Is not coincident with the center of the rotary shaft 5, a line that is a set of edge positions of the wafer W on the rotary stage 2 appears as a curve as shown in FIG. In the figure, a region I in which a curve i clearly different from the other parts appears means that the notch Wn formed at the edge of the wafer W is detected by the edge position detecting means 3.

本実施形態のXYステージ移動量算出手段41は、エッジ位置検出手段3及び回転軸駆動部8から入力されるエッジ位置情報と回転角度情報とに基づいて基準データと同様のXY座標上に表示されるある回転角度における回転ステージ2上のウェーハWのエッジ位置と基準エッジ位置(水平基準線L上のある点)との差分(図4における上下方向の直線距離t)に応じて、回転軸5の回転中心方向へウェーハWを移動させる量(移動量)を算出する。具体的に、XYステージ移動量算出手段41は、回転角度情報から回転角度を把握し、その回転角度におけるX軸方向及びY軸方向の合成移動量が回転軸5の中心を向くようにXYステージ22の移動量を算出する。例えば、回転軸5の回転角度が90度であれば、Y軸駆動部7によってY軸スライダ22Bを回転ステージ2上のウェーハWのエッジ位置と基準エッジ位置との差分だけ移動させる値を移動量として算出する。また、回転軸5の回転角度が45度であれば、X軸駆動部6によってX軸スライダ22Aを回転ステージ2上のウェーハWのエッジ位置と基準エッジ位置との差分に「1/2×√2」を乗じた分だけ移動させる値、及びY軸駆動部7によってY軸スライダ22Bを回転ステージ2上のウェーハWのエッジ位置と基準エッジ位置との差分に「1/2×√2」を乗じた分だけ移動させる値を移動量として算出する。   The XY stage movement amount calculation means 41 of the present embodiment is displayed on the same XY coordinates as the reference data based on the edge position information and the rotation angle information input from the edge position detection means 3 and the rotation axis drive unit 8. Depending on the difference (vertical distance t in FIG. 4) between the edge position of the wafer W on the rotation stage 2 and the reference edge position (a certain point on the horizontal reference line L) at a certain rotation angle, the rotation axis 5 The amount (movement amount) by which the wafer W is moved in the direction of the rotation center is calculated. Specifically, the XY stage movement amount calculation means 41 grasps the rotation angle from the rotation angle information, and the XY stage so that the combined movement amount in the X axis direction and the Y axis direction at the rotation angle faces the center of the rotation axis 5. The movement amount of 22 is calculated. For example, if the rotation angle of the rotary shaft 5 is 90 degrees, the Y-axis drive unit 7 moves the Y-axis slider 22B by the difference between the edge position of the wafer W on the rotary stage 2 and the reference edge position. Calculate as If the rotation angle of the rotary shaft 5 is 45 degrees, the X-axis drive unit 6 causes the X-axis slider 22 </ b> A to be set to “½ × √” as the difference between the edge position of the wafer W on the rotary stage 2 and the reference edge position. 2 ”and the difference between the edge position of the wafer W on the rotary stage 2 and the reference edge position is set to“ 1/2 × √2 ”. A value to be moved by the multiplied amount is calculated as a movement amount.

XYステージ補正手段42は、XYステージ移動量算出手段41で算出した移動量に基づいてX軸駆動部6又はY軸駆動部7の少なくとも何れか一方を作動させてXYステージ22を面方向(X軸方向、Y軸方向)に水平姿勢を維持したまま移動させるものである。本実施形態では、XYステージ移動量算出手段41で算出した移動量によって、XYステージ補正手段42はX軸スライダ22Aのみを移動させる場合、またはY軸スライダ22Bのみを移動させる場合、あるいはX軸スライダ22A及びY軸スライダ22Bの両方を移動させる場合がある。XYステージ補正手段42は、XYステージ移動量算出手段41で算出した移動量に基づくXYステージ22の補正値によってX軸駆動部6及びY軸駆動部7の作動を制御している。   The XY stage correction unit 42 operates at least one of the X-axis drive unit 6 and the Y-axis drive unit 7 based on the movement amount calculated by the XY stage movement amount calculation unit 41 to move the XY stage 22 in the surface direction (X (Axial direction, Y-axis direction) with the horizontal posture maintained. In the present embodiment, the XY stage correction unit 42 moves only the X-axis slider 22A, moves only the Y-axis slider 22B, or moves the X-axis slider according to the movement amount calculated by the XY stage movement amount calculation unit 41. There are cases where both 22A and the Y-axis slider 22B are moved. The XY stage correction unit 42 controls the operation of the X-axis drive unit 6 and the Y-axis drive unit 7 based on the correction value of the XY stage 22 based on the movement amount calculated by the XY stage movement amount calculation unit 41.

次に、図5及び図6を参照しながら本実施形態に係るワークの中心位置合わせ装置1の操作手順及び作用について説明する。   Next, the operation procedure and operation of the workpiece center alignment apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

先ず、エッジの一部にノッチWnを形成したウェーハWを回転ステージ2の載置台21上にセットした状態で、本装置1は、回転軸駆動部8によって回転軸5を回転させて回転ステージ2と共に回転するウェーハWのエッジ位置をエッジ位置検出手段3で検出する。そして、本装置1では、XYステージ移動量算出手段41が、エッジ位置検出手段3から入力されるエッジ位置情報と、回転軸駆動部8から入力される回転角度情報とに基づいて、ウェーハWの中心位置を回転軸5の中心に一致させるために要するXYステージ22の移動量を算出する(XYステージ移動量算出工程S1、図6参照)。例えば、図5に示すように、回転軸5の回転角度が90度における回転ステージ2上のウェーハWのエッジ位置と基準データの基準エッジ位置との差が「α」である場合(ケース1)、XYステージ移動量算出手段41は、Y軸駆動部7によってY軸スライダ22Bを回転ステージ2上のウェーハWのエッジ位置と基準エッジ位置との差分「α」だけ移動させる値を移動量として算出する。また、回転軸5の回転角度が45度における回転ステージ2上のウェーハWのエッジ位置と基準データの基準エッジ位置との差が「β」である場合(ケース2)、XYステージ移動量算出手段41は、X軸駆動部6によってX軸スライダ22Aを回転ステージ2上のウェーハWのエッジ位置と基準エッジ位置との差分βに「1/2×√2」を乗じた値「β(1/2×√2)」、及びY軸駆動部7によってY軸スライダ22Bを回転ステージ2上のウェーハWのエッジ位置と基準エッジ位置との差分βに「1/2×√2」を乗じた値「β(1/2×√2)」、をそれぞれX軸スライダ22Aの移動量、Y軸スライダ22Bの移動量として算出する。   First, in a state in which a wafer W having a notch Wn formed at a part of the edge is set on the mounting table 21 of the rotary stage 2, the apparatus 1 rotates the rotary shaft 5 by the rotary shaft driving unit 8 to rotate the rotary stage 2. The edge position of the rotating wafer W is detected by the edge position detecting means 3. In the present apparatus 1, the XY stage movement amount calculation means 41 is based on the edge position information input from the edge position detection means 3 and the rotation angle information input from the rotation shaft drive unit 8. The amount of movement of the XY stage 22 required to make the center position coincide with the center of the rotary shaft 5 is calculated (XY stage movement amount calculation step S1, see FIG. 6). For example, as shown in FIG. 5, when the difference between the edge position of the wafer W on the rotary stage 2 and the reference edge position of the reference data is “α” when the rotation angle of the rotating shaft 5 is 90 degrees (case 1). The XY stage movement amount calculation means 41 calculates, as the movement amount, a value by which the Y axis drive unit 7 moves the Y axis slider 22B by the difference “α” between the edge position of the wafer W on the rotation stage 2 and the reference edge position. To do. If the difference between the edge position of the wafer W on the rotary stage 2 and the reference edge position of the reference data when the rotation angle of the rotary shaft 5 is 45 degrees is “β” (case 2), the XY stage movement amount calculating means 41 is a value “β (1/1/2) obtained by multiplying the difference β between the edge position of the wafer W on the rotary stage 2 and the reference edge position by the X-axis drive unit 6 by“ 1/2 × √2 ”. 2 × √2) ”and a value obtained by multiplying the difference β between the edge position of the wafer W on the rotary stage 2 and the reference edge position by the Y-axis drive unit 7 by“ 1/2 × √2 ”. “Β (½ × √2)” is calculated as the movement amount of the X-axis slider 22A and the movement amount of the Y-axis slider 22B, respectively.

次いで、本装置1では、制御部4により、算出した移動量を補正値として、この補正値に基づいてX軸駆動部6又はY軸駆動部7の少なくとも何れか一方を作動させて、XYステージ21の位置を補正する(XYステージ補正工程S2、図6参照)。例えば、ケース1では、制御部4のXYステージ補正手段42が、Y軸駆動部7によってY軸スライダ22Bを補正値に応じた移動量「α」だけ移動させる。また、ケース2では、制御部4のXYステージ補正手段42が、X軸駆動部6によってX軸スライダ22Aを補正値に応じた移動量「β(1/2×√2)」」だけ移動させるとともに、Y軸駆動部7によってY軸スライダ22Bを移動量「β(1/2×√2)」だけ移動させる。   Next, in the present apparatus 1, the control unit 4 uses the calculated movement amount as a correction value, and operates at least one of the X-axis drive unit 6 and the Y-axis drive unit 7 based on the correction value, thereby XY stage. 21 is corrected (XY stage correction step S2, see FIG. 6). For example, in case 1, the XY stage correction unit 42 of the control unit 4 moves the Y-axis slider 22 </ b> B by the movement amount “α” corresponding to the correction value by the Y-axis drive unit 7. Further, in case 2, the XY stage correction means 42 of the control unit 4 moves the X-axis slider 22A by the movement amount “β (1/2 × √2)” corresponding to the correction value by the X-axis drive unit 6. At the same time, the Y-axis drive unit 7 moves the Y-axis slider 22B by the movement amount “β (1/2 × √2)”.

以上の処理手順を経ることによって、本装置1はXYステージ22をX軸方向またはY軸方向の少なくとも一方へ所定量移動させて、このXYステージ22に支持されてXYステージ22と一体回転する載置台21上に載置したウェーハWの中心位置と回転軸5の中心とを一致させることができる。   Through the above processing procedure, the apparatus 1 moves the XY stage 22 by a predetermined amount in at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction, and is mounted on the XY stage 22 supported by the XY stage 22 and rotating integrally with the XY stage 22. The center position of the wafer W placed on the mounting table 21 and the center of the rotating shaft 5 can be matched.

ここで、本装置1は、回転ステージ2を回転させた状態でXYステージ移動量工程S1及びXYステージ補正工程S2を行うため、図5に示すように、回転ステージ2を1回転させる過程で、回転ステージ2上のウェーハWのエッジ位置を基準エッジ位置に近付けることができ、少なくとも回転ステージ2が一回転し終えた時点では回転ステージ2上のウェーハWのエッジ位置を基準エッジ位置に一致させることができる。   Here, in order to perform the XY stage movement amount step S1 and the XY stage correction step S2 in a state where the rotary stage 2 is rotated, the present apparatus 1 is a process of rotating the rotary stage 2 once as shown in FIG. The edge position of the wafer W on the rotary stage 2 can be brought close to the reference edge position, and at least when the rotary stage 2 has completed one rotation, the edge position of the wafer W on the rotary stage 2 is made to coincide with the reference edge position. Can do.

このように、本装置1は、載置台21にウェーハWを載置した状態で回転軸5回りに載置台21及びXYステージ22を回転させて、エッジ位置検出手段3によりウェーハWのエッジ位置を検出しながら、リアルタイムで制御部4に入力されるエッジ位置情報及び回転角度情報に基づいて算出したXYステージ22の移動量に応じて制御部4によりX軸駆動部6又はY軸駆動部7の少なくとも何れか一方を作動させるように構成しているため、ウェーハWを回転させながらその中心位置を回転軸5の中心に合わせることができる。したがって、従来のように回転ステージを一回転させてから一旦停止し、回転中に検出したエッジ位置情報に基づいて回転ステージを所定方向へ移動させる態様と比較して、ウェーハWの中心位置を回転軸5の中心に一致させる処理(位置合わせ処理)に要する時間の短縮化を実現することができ、ウェーハWに対して所望の処理を施すために要する時間全体の短縮化に図ることができる。   As described above, the apparatus 1 rotates the mounting table 21 and the XY stage 22 around the rotation axis 5 in a state where the wafer W is mounted on the mounting table 21, and the edge position of the wafer W is detected by the edge position detection unit 3. While detecting, according to the movement amount of the XY stage 22 calculated based on the edge position information and the rotation angle information input to the control unit 4 in real time, the control unit 4 controls the X-axis drive unit 6 or the Y-axis drive unit 7. Since at least one of them is configured to operate, the center position of the wafer W can be adjusted to the center of the rotation shaft 5 while rotating the wafer W. Accordingly, the center position of the wafer W is rotated as compared with the conventional method in which the rotation stage is temporarily stopped after being rotated once and then the rotation stage is moved in a predetermined direction based on the edge position information detected during the rotation. It is possible to reduce the time required for the process (positioning process) for matching with the center of the axis 5, and to reduce the entire time required for performing a desired process on the wafer W.

また、本実施形態に係る位置合わせ装置1では、回転させながらウェーハWの中心位置を回転軸5の中心にリアルタイムで一致させることが可能であるため、位置合わせ処理が完了した状態のウェーハWを例えばアームで次工程に搬送する場合に、ウェーハWに対する搬送用アーム(図示しない)のアクセス位置を固定することができる。したがって、本装置1は、回転ステージの回転を停止させた状態で、算出した所定のズレ量に応じてウェーハに対する搬送用アームのアクセス位置を補正する態様と比較して、ウェーハWに対する搬送用アームのアクセス位置を補正する処理が不要となり、構造の簡素化及び低価格化を図ることができる。   Further, in the alignment apparatus 1 according to the present embodiment, since the center position of the wafer W can be matched with the center of the rotation shaft 5 in real time while rotating, the wafer W in a state where the alignment process has been completed can be obtained. For example, when an arm is transferred to the next process, the access position of a transfer arm (not shown) with respect to the wafer W can be fixed. Therefore, the present apparatus 1 is configured so that the transfer arm for the wafer W is compared with a mode in which the access position of the transfer arm for the wafer is corrected according to the calculated predetermined shift amount in a state where the rotation of the rotary stage is stopped. The process of correcting the access position is not required, and the structure can be simplified and the price can be reduced.

さらに、ウェーハWの中心位置を回転軸5の中心に一致させるために要するXYステージ22の移動量は、上述したように、ある回転角度における実際のウェーハWのエッジ位置と基準エッジ位置との差分に基づいて簡易な演算処理で算出することができ、高度且つ複雑な演算処理が要求される態様と比較して、処理能力がさほど高くない安価な演算処理装置を用いることが可能であり、低コスト化をも図ることができる。   Furthermore, as described above, the amount of movement of the XY stage 22 required to make the center position of the wafer W coincide with the center of the rotation axis 5 is the difference between the actual edge position of the wafer W and the reference edge position at a certain rotation angle. It is possible to use an inexpensive arithmetic processing device that is not so high in processing capacity as compared with an aspect that requires high-level and complicated arithmetic processing. Cost can also be reduced.

また、エッジの一部にノッチWnを形成したウェーハWの中心位置を回転軸5の中心に一致させる場合、図4及び図5に示すように、ウェーハWのうちノッチWnを形成した領域がエッジ位置検出手段3のエッジ検出ポイントを通過している間のエッジ位置情報に基づくエッジ位置の集合である曲線iが、ノッチWnを形成していないエッジがエッジ位置検出手段3のエッジ検出ポイントを通過している間のエッジ位置情報に基づくエッジ位置の集合である曲線と比較して特異な線となる。この点に着目し、制御部4が、入力されるエッジ位置情報及び回転角度情報に基づいて、特異な曲線iが表れている時点Iを、ウェーハWのうちノッチWnを形成した領域がエッジ位置検出手段3のエッジ検出ポイントを通過している時点と捉え、この時点における回転角度に基づいて、回転軸駆動部8によって回転駆動軸を所定角度回転させるようにすれば、載置台21上のウェーハWを所定の向きに設定した状態で次工程に提供することができる。また、ノッチWn部分がエッジ位置検出手段3に近い位置となるように載置台21上にウェーハWをセットして、位置合わせ処理を行うようにすれば、ノッチWn部分を検出するための回転角度を少なくすることができる。   Further, when the center position of the wafer W in which the notch Wn is formed in a part of the edge is made to coincide with the center of the rotating shaft 5, the region where the notch Wn is formed in the wafer W is the edge as shown in FIGS. A curve i, which is a set of edge positions based on edge position information while passing through the edge detection points of the position detection means 3, passes through the edge detection points of the edge position detection means 3 when an edge that does not form the notch Wn. Compared with a curve that is a set of edge positions based on edge position information during the process, the line is unique. Focusing on this point, the control unit 4 determines the time point I at which a specific curve i appears based on the input edge position information and rotation angle information as the edge position of the wafer W where the notch Wn is formed. If it is assumed that the edge detection point of the detection means 3 has passed and the rotation drive shaft 8 rotates the rotation drive shaft by a predetermined angle based on the rotation angle at this time, the wafer on the mounting table 21 It can be provided to the next process in a state where W is set in a predetermined direction. Further, if the wafer W is set on the mounting table 21 so that the notch Wn portion is close to the edge position detecting means 3, and the alignment process is performed, the rotation angle for detecting the notch Wn portion. Can be reduced.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、ワークとして、ノッチやオリフラなどの切欠部を形成していないウェーハや、ウェーハに代えて、CDやDVD等の記録用ディスク、或いはダイヤフラムや鏡板等の機械部品を適用してもよい。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above. For example, a wafer in which notches such as notches and orientation flats are not formed, or a recording disk such as a CD or a DVD, or a mechanical part such as a diaphragm or a mirror plate may be applied as a workpiece.

上述した実施形態では、X軸駆動部とX軸スライダとの間、Y軸駆動部とY軸スライダとの間にそれぞれスリップリングを配置した態様を例示したが、各軸駆動部とXYステージをリード線で接続してもよい。この場合、回転軸を一方向へ連続して回転させた場合にリード線が絡まったり、リード線に無理な力(引っ張り力)が作用することによって断線し得る事態を回避するために、回転軸を所定角度回転させる毎(例えば、一回転毎であったり、あるいは所定回数の回転毎も含む)に回転方向を逆転させるようにすることが望ましい。   In the embodiment described above, the aspect in which the slip ring is disposed between the X-axis drive unit and the X-axis slider and between the Y-axis drive unit and the Y-axis slider is illustrated. You may connect with a lead wire. In this case, in order to avoid a situation where the lead wire is entangled when the rotary shaft is continuously rotated in one direction or an excessive force (tensile force) acts on the lead wire, It is desirable to reverse the rotation direction every time the is rotated by a predetermined angle (for example, every rotation or every predetermined number of rotations).

また、XYステージを所定の移動量に応じて移動させた後においてもウェーハの中心位置が回転軸中心に一致していない場合、つまり、ウェーハのエッジ位置情報及び回転角度情報を関連付けたXY座標上において、載置台上のウェーハのエッジ位置が予め設定している基準エッジ位置と一致しない事象が確認される場合、上述したXYステージ移動量算出工程及びXYステージ補正工程を上記事象が完全に消える又はほぼ消えるまで繰り返せばよい。   Further, when the center position of the wafer does not coincide with the rotation axis center even after the XY stage is moved in accordance with a predetermined movement amount, that is, on the XY coordinates associated with the wafer edge position information and the rotation angle information. When the event that the edge position of the wafer on the mounting table does not match the preset reference edge position is confirmed, the above-described event disappears completely from the above-described XY stage movement amount calculation step and XY stage correction step. Repeat until it almost disappears.

また、エッジ位置検出手段が、カメラや偏位計を利用してワークのエッジ位置を検出するものであっても構わない。   The edge position detecting means may detect the edge position of the workpiece using a camera or a displacement meter.

XYステージ移動量算出手段における演算プログラムが上述した実施形態に述べた演算プログラム以外のものであっても構わない。   The calculation program in the XY stage movement amount calculation means may be other than the calculation program described in the above embodiment.

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。   In addition, the specific configuration of each part is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

1…ワークの中心位置合わせ装置
21…載置台
22…XYステージ
3…エッジ位置検出手段
4…制御部
5…回転軸
6…X軸駆動部
7…Y軸駆動部
8…回転軸駆動部
W…ワーク(ウェーハ)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Center position alignment apparatus 21 ... Mounting stage 22 ... XY stage 3 ... Edge position detection means 4 ... Control part 5 ... Rotating shaft 6 ... X-axis drive part 7 ... Y-axis drive part 8 ... Rotation axis drive part W ... Workpiece (wafer)

Claims (1)

円周形状またはほぼ円周形状の外形状を有するワークを載せる載置台と、
前記載置台の下側に配置され且つ載置台を平面上で直交するX軸方向及びY軸方向に移動させるXYステージと、
前記XYステージをX軸方向へ駆動させるX軸駆動部と、
前記XYステージをY軸方向へ駆動させるY軸駆動部と、
前記XYステージを下方から回転可能に支持し当該XYステージの原点に一致する回転軸と、
前記回転軸を回転駆動させる回転軸駆動部と、
ワークのエッジ位置を検出するエッジ位置検出手段と、
前記エッジ位置検出手段からエッジの位置に関するエッジ位置情報、及び前記回転軸駆動部から前記回転軸の回転角度に関する回転角度情報、の入力を受けて前記X軸駆動部及び前記Y軸駆動部の作動を制御する制御部とを備え、
前記制御部が、前記回転軸駆動部により前記回転軸を回転駆動させている状態において、入力される前記エッジ位置情報及び前記回転角度情報に基づきワークの中心位置を回転軸中心に一致させるために要する前記XYステージの移動量を算出し、当該移動量に基づいて前記X軸駆動部又は前記Y軸駆動部の少なくとも何れか一方を作動させるものであることを特徴とするワークの中心位置合わせ装置。
A mounting table on which a workpiece having a circumferential shape or a substantially circumferential outer shape is placed;
An XY stage disposed below the mounting table and moving the mounting table in the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to each other on a plane;
An X-axis drive unit that drives the XY stage in the X-axis direction;
A Y-axis drive unit that drives the XY stage in the Y-axis direction;
A rotating shaft that rotatably supports the XY stage from below and coincides with the origin of the XY stage;
A rotating shaft driving unit for rotating the rotating shaft;
Edge position detecting means for detecting the edge position of the workpiece;
The operation of the X-axis drive unit and the Y-axis drive unit in response to the input of the edge position information related to the edge position from the edge position detection means and the rotation angle information related to the rotation angle of the rotation shaft from the rotation shaft drive unit And a control unit for controlling
In order to make the center position of the workpiece coincide with the center of the rotation axis based on the input edge position information and the rotation angle information in a state where the control section rotates the rotation axis by the rotation axis driving section. A workpiece center alignment apparatus that calculates a required amount of movement of the XY stage and operates at least one of the X-axis drive unit or the Y-axis drive unit based on the amount of movement. .
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