JP2016192462A - ウェーハ位置決め検出装置、方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態のウェーハ位置決め検出装置1は、ウェーハ2の回転中心と回転軸の軸中心とを合わせて保持しながら回転して回転角度を測定可能な測定テーブル4、ウェーハ2の外周エッジ近傍に設置可能であってウェーハ2の略円盤状の面に対して照射されたレーザ光を受光計測して外周エッジとの距離を計測するレーザ計測ユニット5、および、イレギュラな要素に起因する測定データを除外する有効データ群を抽出して当該データを楕円方程式に適用してウェーハ2の外周エッジと偏心量および偏心方向とを演算する演算装置10を備えている。
【選択図】図1
Description
以下に、ウェーハ位置決め検出装置1の動作概要を説明する。
演算装置10は、測定されたウェーハ半径riについて、所定の比較角度間隔Δθdごとに回転角度θiにおけるウェーハ半径riの差異を所定の閾値Δrth以内であるか否かを判定し、この判定結果を用いて、連続的な回転角度範囲でのすべてのウェーハ半径riが所定の閾値Δrth以内であると判定された外周エッジの連続データの塊を有効データ群として抽出する。抽出された有効データ群を用いて、楕円方程式に基づいてウェーハ2の外周エッジを統計演算する。
図5は、図1に示す演算装置10の構成の一例を示すブロック図である。
図6は、有効データ群抽出部13における測定データに対する閾値判定処理を説明するための図である。
図7において、図7(a)は有効データ群抽出部13における測定データに対する有効データ群判定処理を示し、図7(b)は統計演算部14における統計演算処理の一例を示す図である。
例えば、図3(a)および(b)に示す測定データの場合において、有効データ群抽出部13は、
L#1:2番目に安定した辺(有効データ群の優先順位2)
L#2:異物の部分(不連続データ)
L#3:3番目に安定した辺(有効データ群の優先順位3
)
L#4:欠損またはノッチの部分(不連続データ)
L#5:最も安定した辺(有効データ群の優先順位1)
L#6:欠損またはノッチの部分(不連続データ)
L#7:4番目に安定した辺(有効データ群の優先順位4)
L#8:異物の部分(有効データ群の優先順位5)
と示すように判定する。
統計演算部14は、前述したような有効データ群抽出部13により抽出された有効データ群を用いて、楕円方程式に適用してウェーハ2の外周を統計演算する。統計演算部14は、得られた結果について、記憶部12に記憶する。
ノッチ判定部15は、統計演算されたウェーハ2の外周エッジおよび記憶部12に記憶された測定データに基づいて、例えば測定終了時におけるウェーハ2の回転停止位置におけるノッチ21の位置を判定する。図4に示す例では、ノッチ21の位置は、測定テーブル4の回転軸の基準とする測定基準位置MesLineから回転角度(θn−Δθv)に換算した値とされる。
(A)検出した凹みの中で最も半径が小さい場所を仮のノッチ中心点とする。
(B)仮ノッチ中心点から左右に最小半径+10μm(=rmin+Δrd)となっている箇所を検出する。
(C)左右で検出した座標の中間点をノッチ21の中心点とし、次の工程ではノッチ21を0度として処理する。これで、ノッチ判定処理が終了する。なお、次の工程ではノッチ基準となるので、必ずノッチ21の向きが同一方向(Ref基準)となる。
・凹みを1つのみ検出した場合に、(A)〜(C)の処理に移る。
・凹みを1つのみ検出した場合に、(A)〜(C)の処理に移る。
・凹みを検出した場合に、(A)〜(C)の処理に移る。
・凹みを検出できなかった場合に、さらにノッチ判定の条件を緩くし、第2の浅溝sh#2(凹み100μm以上)で、凹みを検出し直す。
・ノッチ判定部15は、凹みを検出できない場合に、ウェーハ2のノッチエラーとして警告を出力する。次の工程は実行されず、ウェーハ2は元の位置に戻される。
優先順位1)L#5:1番目に(異物・欠損が無い最も)長い連続データの辺
優先順位2)L#7:2番目に長い連続データの辺
優先順位3)L#3:3番目に長い連続データの辺
(除外するデータ)
L#1:楕円の演算から除外する連続データの辺
L#6:異物が連続した連続データの辺
L#2、L#8:異物と判定された部分
(ノッチ判定)
L#4:ノッチ21と判定された部分
以上のように、ウェーハ2の外周エッジ部分にゴミが付着したり、また、欠損した部分がある場合でも、ノッチ21の位置を検出でき、かつ、楕円形状のウェーハ2の中心Cwを正確に検出することができる。
図12は、主に図1のウェーハ位置決め検出装置1に用いられるウェーハ位置決め検出処理のフロー図である。また、図13は、図12のウェーハ半径測定処理の詳細を示すフロー図である。また、図14は、図12の有効データ群判定処理の詳細を示すフロー図であり、図15は、図12のノッチ判定処理の詳細を示すフロー図である。図16は、図15のノッチ判定処理の詳細の続きを示すフロー図である。
ウェーハ位置決め検出装置1の主電源パワーオン後、起動処理などを経た後、例えば搬送レール6よりウェーハ2が測定テーブル4に載置可能である通知を受けると、ウェーハ位置決め検出処理を含めた以降の処理が開始される。
測定データ取得部11は、レーザ計測ユニット5に対して、基準位置Pos#1〜#3のうちのウェーハ径に対応する位置に配置するように指示を送る(ステップS21)。
有効データ群抽出部13は、記憶部12に記憶された測定データから比較角度間隔Δθdごとのウェーハ半径riを取得する(ステップS31)。例えば、はじめの比較開始は、測定開始角度とそれから比較角度間隔Δθd離れた回転角度θiとの比較から始められる。
ノッチ判定部15は、統計演算部14により算出された楕円2Qに基づくウェーハ2の外周データを取得する(ステップS71)。
図17は、図1に示す演算装置10のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図17に示すように、演算装置10Aは、例えばCPU(Central Processing Unit)101、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103、HDD(Hard Disk Drive)104、CD−ROM(Compact Disk ROM)105、キーボード106、マウス107、モニタ108、インタフェース109等を備えるコンピュータである。
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。また、例えば、この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形には、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
Claims (8)
- 外周エッジにノッチを有する略円盤状のウェーハの中心を検出するウェーハ位置決め検出装置であって、
前記ウェーハを載置して前記ウェーハの回転中心と回転軸の軸中心とを合わせて保持しながら回転し、当該回転軸の回転角度を測定可能な測定テーブルと、
載置された前記ウェーハの外周エッジ近傍に前記測定テーブルと所定の間隔を保持して設置可能であり、前記ウェーハの略円盤状の面に対して垂直方向にレーザ光を照射し、照射されたレーザ光を受光計測して前記ウェーハの外周エッジとの距離を計測するレーザ計測ユニットと、
前記ウェーハの回転中心から前記ウェーハの外周エッジまでのウェーハ半径と、前記ウェーハの中心に対する前記回転中心からの偏心量および偏心方向とを演算する演算装置とを備え、
前記測定テーブルの外径は前記ウェーハの外径よりも小さく形成されており、前記測定テーブルは前記レーザ計測ユニットにより前記ウェーハの全周にわたる前記ウェーハの外周エッジとの距離を計測可能に回転し、
前記演算装置は、
前記回転角度と、前記回転角度ごとに計測された前記レーザ計測ユニットと前記ウェーハの外周エッジとの距離から算出した前記ウェーハ半径を含む測定データを取得する測定データ取得部と、
前記測定データ取得部により取得された前記測定データを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記ウェーハ半径について、所定の比較角度間隔ごとに前記回転角度における前記ウェーハ半径の差異を所定の閾値以内であるか否かを判定し、連続的な回転角度範囲でのすべての前記ウェーハ半径が前記所定の閾値以内であると判定された前記測定データを有効データ群として抽出する有効データ群抽出部と、
抽出された前記有効データ群を用いて、楕円方程式に基づいて前記ウェーハの外周エッジを統計演算し、当該統計演算した前記外周エッジに基づいて前記偏心量および偏心方向を演算する統計演算部とを有する
ことを特徴とするウェーハ位置決め検出装置。 - 前記有効データ群抽出部は、抽出した前記有効データ群のうちから各々の測定区間での弧長がより長い有効データ群に優先順位付けし、所定の優先順位までの前記有効データ群をさらに抽出して前記統計演算部に用いさせる
ことを特徴とする請求項1に記載のウェーハ位置決め検出装置。 - 前記測定データ取得部は、前記ウェーハの全周についての測定範囲について、測定開始角度から一定角度範囲までを測定終了角度に到るまでに重複して測定するオーバラップ区間を有するように前記測定データを取得する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のウェーハ位置決め検出装置。 - 前記演算装置は、
統計演算された前記ウェーハの外周エッジおよび前記記憶部に記憶された前記測定データから、基準とする溝の深さに基づいて前記ノッチの位置を判定するノッチ判定部をさらに有する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のウェーハ位置決め検出装置。 - 前記統計演算部は、前記ウェーハの外周エッジを前記楕円方程式に最小二乗法を用いて統計演算する
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のウェーハ位置決め検出装置。 - 前記演算装置は、
前記偏心量および偏心方向に基づいて、前記ウェーハの中心と次工程で前記ウェーハを載置させるための次工程テーブルの回転中心とを一致させるように、前記ウェーハの中心に関する調整データを当該次工程の装置に通知する調整データ通知部をさらに有する
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のウェーハ位置決め検出装置。 - 測定テーブルおよびレーザ計測ユニットを備え、当該測定テーブルに外周エッジにノッチを有する略円盤状のウェーハを載置してウェーハの中心を検出するウェーハ位置決め検出装置に用いられるウェーハ位置決め検出方法であって、
前記測定テーブルの外径は前記ウェーハの外径よりも小さく形成されており、
前記ウェーハ位置決め検出装置が以下の各々のステップ、すなわち、
載置された前記ウェーハの回転中心と前記測定テーブルの回転軸の軸中心とを合わせて保持させながら前記測定テーブルを回転させて当該回転軸の回転角度を測定する回転測定ステップと、
載置された前記ウェーハの外周エッジ近傍に前記ウェーハの略円盤状の面に対して垂直方向に前記レーザ計測ユニットによりレーザ光を照射し、照射したレーザ光を受光計測して前記ウェーハの回転中心と前記ウェーハの外周エッジまでのウェーハ半径を計測する距離計測ステップと、
前記距離計測ステップにより計測された前記ウェーハ半径に基づいて、前記ウェーハの中心に対する前記回転中心からの偏心量および偏心方向を演算する演算ステップとを実行し、
前記演算ステップは、さらに、
前記回転角度と、前記回転角度ごとに前記距離計測ステップにより計測された前記ウェーハ半径を含む測定データを取得する測定データ取得ステップと、
前記測定データ取得ステップにより取得された前記測定データを記憶する記憶ステップと、
記憶された前記ウェーハ半径について、所定の比較角度間隔ごとに前記回転角度における前記ウェーハ半径の差異を所定の閾値以内であるか否かを判定する閾値判定ステップと、
連続的な回転角度範囲でのすべての前記ウェーハ半径が前記所定の閾値以内であると判定された前記測定データを有効データ群として抽出する有効データ群抽出ステップと、
抽出された前記有効データ群を用いて、楕円方程式に基づいて前記ウェーハの外周エッジを統計演算し、当該統計演算した前記外周エッジに基づいて前記偏心量および偏心方向を演算する統計演算ステップとを含む
ことを特徴とするウェーハ位置決め検出方法。 - コンピュータを、
測定テーブルおよびレーザ計測ユニットを備え、当該測定テーブルに外周エッジにノッチを有する略円盤状のウェーハを載置してウェーハの中心を検出する、前記測定テーブルの外径が前記ウェーハの外径よりも小さく形成されているウェーハ位置決め検出装置として動作させるウェーハ位置決め検出プログラムであって、
載置された前記ウェーハの回転中心と前記測定テーブルの回転軸の軸中心とを合わせて保持させながら前記測定テーブルを回転させて当該回転軸の回転角度を測定する回転測定ステップと、
載置された前記ウェーハの外周エッジ近傍に前記ウェーハの略円盤状の面に対して垂直方向に前記レーザ計測ユニットによりレーザ光を照射し、照射したレーザ光を受光計測して前記ウェーハの回転中心と前記ウェーハの外周エッジまでのウェーハ半径を計測する距離計測ステップと、
前記距離計測ステップにより計測された前記ウェーハ半径に基づいて、前記ウェーハの中心に対する前記回転中心からの偏心量および偏心方向を演算する演算ステップとを含み、
前記演算ステップは、さらに、
前記回転角度と、前記回転角度ごとに前記距離計測ステップにより計測された前記ウェーハ半径を含む測定データを取得する測定データ取得ステップと、
前記測定データ取得ステップにより取得された前記測定データを記憶する記憶ステップと、
記憶された前記ウェーハ半径について、所定の比較角度間隔ごとに前記回転角度における前記ウェーハ半径の差異を所定の閾値以内であるか否かを判定する閾値判定ステップと、
連続的な回転角度範囲でのすべての前記ウェーハ半径が前記所定の閾値以内であると判定された前記測定データを有効データ群として抽出する有効データ群抽出ステップと、
抽出された前記有効データ群を用いて、楕円方程式に基づいて前記ウェーハの外周エッジを統計演算し、当該統計演算した前記外周エッジに基づいて前記偏心量および偏心方向を演算する統計演算ステップとを含む
ことを特徴とするウェーハ位置決め検出プログラム。
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