JP2021064689A - 搬送方法および搬送装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このように従来ではキャリアのホールをカメラで画像データとして捉え、それを基にウェーハの搬送を行っていた。
前記ウェーハを保持する搬送ヘッドを、該搬送ヘッドを取り付けた回動可能なアームを回動させることにより前記キャリア上を通過させ、
該キャリア上の通過時、前記搬送ヘッドに配設した変位センサーにより、前記搬送ヘッド側から、前記キャリアの表面と前記ホールとの高低差に基づいて該ホールの内周縁を検出し、
前記アームの位置を制御する制御手段によって、前記ホールの内周縁を検出したときの前記変位センサーの位置データから前記ホールの中心位置を算出し、該算出したホールの中心位置に基づいて、前記ウェーハを保持する前記搬送ヘッドの位置を前記アームを介して制御することで、前記ウェーハを前記キャリアのホール内に搬送することを特徴とする搬送方法を提供する。
前記ホールの内周縁を検出したときの前記変位センサーの4つの位置データのうち、3つの位置データの組み合わせを選択する工程Aと、
該選択した3つの位置データの組み合わせから2つの短辺と1つの斜辺からなる三角形を構成する工程Bと、
前記2つの短辺の各々の垂直二等分線の交点を前記ホールの中心位置の候補として得る工程Cと、
前記工程Aで選択したものとは異なる3つの位置データの組み合わせを選択して工程Bおよび工程Cを繰り返すことで、前記ホールの中心位置の異なる候補を1つ以上得る工程Dと、
前記工程Aから前記工程Dにより得られた前記ホールの中心位置の全ての候補の平均から前記ホールの中心位置を算出することができる。
前記ウェーハを保持する搬送ヘッドと、該搬送ヘッドが取り付けられており回動可能なアームと、該アームの位置を制御する制御手段とを有しており、
前記搬送ヘッドには変位センサーが配設されており、
該変位センサーは、前記アームにより前記キャリア上を通過する前記搬送ヘッド側から、前記キャリアの表面と前記ホールとの高低差に基づいて該ホールの内周縁を検出可能なものであり、
前記制御手段は、前記ホールの内周縁を検出したときの前記変位センサーの位置データから前記ホールの中心位置を算出し、該算出したホールの中心位置に基づいて、前記ウェーハを保持する前記搬送ヘッドの位置を前記アームを介して制御可能なものであることを特徴とする搬送装置を提供する。
図1に本発明における搬送装置の一例を示す。なお、両面研磨装置も一緒に図示している。ここではウェーハ加工装置として両面研磨装置を例に挙げて説明するが、機構がほとんど同じである両面ラップ装置とすることもできる。
本発明の搬送装置1は、例えば半導体基板としてのシリコンウエーハなどのウェーハの両面を研磨する両面研磨装置2に対して、従来のような高価なカメラや画像処理用コンピュータを必要とせずに、加工中にウエーハを保持しておくキャリアの円形穴状のホール内に正確に装填してセットすることができる安価で省スペースな装置である。
なお、キャリアCのホールHの内周縁は、キャリア母材そのものからなるものとすることもできるし、キャリア母材に対して樹脂等からなるインサートを配置したものとすることもできる。また、上下定盤UT、LTには、互いに対向する面に、ウェーハWを研磨するための研磨布PPが貼り付けられている。
このようにキャリアCを備える両面研磨装置2自体は、例えば従来と同様のものを用いることができる。
ここで図2に搬送ヘッド3およびアーム4の一例を示す。
アーム4は搬送ヘッド3がその先端に取り付けられており、搬送ヘッド3を自在に回動可能である。回動機構自体は特に限定されず、例えば従来と同様のものとすることができる。このアーム4および搬送ヘッド3は制御手段5によりその動きを制御可能である。特には、ウェーハカセット7から取り出したウェーハWをキャリアCのホールH内へ搬送できるよう、アーム4を介して搬送ヘッド3の位置調整等ができるものである。
変位センサー6は、例えばレーザーセンサーとすることができる。レーザーセンサーであれば小型で簡便に用意でき、比較的低コストである。レーザーをキャリアCの表面に向かって照射し、レーザーセンサーと物体との距離を測定可能なものである。
制御部により、連結されているアーム4を所望のように回動するよう制御可能である。また、アーム4と搬送ヘッド3の位置関係、さらには搬送ヘッド3の中心とその外周部に配設された変位センサー6との位置関係を予め取得してデータ入力しておくことで、アーム4の回動状態等からアーム4、搬送ヘッド3、ひいては変位センサー6の位置データを取得することができ、かつ、位置制御することが可能である。例えば、アーム4の回動の支点をX=0、Y=0とする、水平面の仮想のXY座標を設定することができ、該XY座標において変位センサー6等の位置を座標化して取得できるし、所望の座標の位置に移動させることができる。
特には、演算部で算出されたホールHの中心位置に基づいて、ウェーハWを保持する搬送ヘッド3の位置をアーム4を介して制御可能である。具体的には、ホールHの中心位置にまで搬送ヘッド3の中心(保持されたウェーハWの中心)が一致するようにアーム4を回動可能である。
さらには、演算部では、この取得した位置データからホールHの中心位置を算出可能である。ホールHの中心位置を算出できればよく、算出プログラム自体は特に限定されない。後述する本発明の搬送方法の説明においては、その一例を詳述する。
一方で本発明においては、比較的低コストである変位センサー6を配設したものであるので、安価で省スペースな装置とすることができる。データ処理のためのコンピュータとしても、変位センサー6による測定距離のデータの処理ができればよいので、画像のような複雑なデータを処理する必要もなく、処理ソフトも簡易で安価なものとすることができる。
まず、制御手段5によりアーム4を回動させて、搬送ヘッド3(および変位センサー6)を、両面研磨装置2の下定盤LT上に配設されているキャリアCのホールHの上を通過させ、変位センサー6によりホールHの内周縁を検出する。
ここで図5は平面視での変位センサー6によるホールHの内周縁検出の一例を示す説明図である。ホールHの内周縁の検出開始時と検出終了後の様子を示している。図5中、円はホールHの内周縁(エッジ)を示しており、a、b、c、dは搬送ヘッド3に配設された4つの変位センサー6を示しており、ほぼ正方形の各頂点に位置する配置となっている。また、制御手段5により、丸数字の0(アーム4の支点)からサンギヤSG側(サンギヤSGの中心)を結ぶラインをX軸とする仮想のXY平面が設定されている。ここではX軸に沿って、搬送ヘッド3を移動させる。
そして、このホールHの内周縁の検出したときの変位センサー6(abcdの全て)の位置データ(PQRS)を制御手段5の制御部等から取得する。
(工程A)
上記4つの位置データ(PQRS)のうち、3つの位置データの組み合わせを選択する。
例えばQRSやPRSのような組み合わせが考えられるが、ここではまずQRSを選択する。
(工程B)
選択した3つの位置データの組み合わせから2つの短辺と1つの斜辺からなる三角形を構成する。
ここでは△QRSとする。2つの短辺がQRとRSであり、1つの斜辺がQSである。
(工程C)
2つの短辺の各々の垂直二等分線の交点をホールHの中心位置の候補として得る。
ここではT1がホールHの中心位置の候補である。
(工程D)
工程Aで選択したものとは異なる3つの位置データの組み合わせを選択して工程Bおよび工程Cを繰り返すことで、ホールHの中心位置の異なる候補を1つ以上得る。
例えば、PQR、PRS、PQSをそれぞれ選択して、同様にして候補T2、T3、T4を得る。なお、T1以外に1つ以上の候補を得ればよいが、候補数が多いほどより正確にホールHの中心位置を算出することができるので好ましい。
(平均算出工程)
工程Aから工程Dにより得られたホールHの中心位置の全ての候補の平均からホールHの中心位置を算出する。
ここでは、T1−T4の平均の値(座標)として、ホールHの中心位置Tを算出する。
以上のような本発明の搬送方法によって、低コスト、省スペースの設備で簡便かつ安価に、両面研磨装置2のキャリアCのホールH内に正確にウェーハWを搬送して装填することができる。
4…アーム、 5…制御手段、 6、a、b、c、d…変位センサー、
7…ウェーハカセット、
C…キャリア、 H…キャリアのホール、 UT…上定盤、 LT…下定盤、
SG…サンギヤ、 IG…インターナルギヤ、 PP…研磨布、
I…インサート、 W…ウェーハ、
P、Q、R、S…ホールの内周縁を検出したときの変位センサーの位置データ、
T1、T2、T3、T4…ホールの中心位置の候補、
T…ホールの中心位置の候補の平均値(算出したホールの中心位置)。
Claims (6)
- ウェーハ加工装置の上下定盤間に配置されるキャリアのホールにウェーハを搬送する搬送方法であって、
前記ウェーハを保持する搬送ヘッドを、該搬送ヘッドを取り付けた回動可能なアームを回動させることにより前記キャリア上を通過させ、
該キャリア上の通過時、前記搬送ヘッドに配設した変位センサーにより、前記搬送ヘッド側から、前記キャリアの表面と前記ホールとの高低差に基づいて該ホールの内周縁を検出し、
前記アームの位置を制御する制御手段によって、前記ホールの内周縁を検出したときの前記変位センサーの位置データから前記ホールの中心位置を算出し、該算出したホールの中心位置に基づいて、前記ウェーハを保持する前記搬送ヘッドの位置を前記アームを介して制御することで、前記ウェーハを前記キャリアのホール内に搬送することを特徴とする搬送方法。 - 前記変位センサーをレーザーセンサーとすることを特徴とする請求項1に記載の搬送方法。
- 前記搬送ヘッドの外周部に沿って等間隔で前記変位センサーを4つ配設し、
前記ホールの内周縁を検出したときの前記変位センサーの4つの位置データのうち、3つの位置データの組み合わせを選択する工程Aと、
該選択した3つの位置データの組み合わせから2つの短辺と1つの斜辺からなる三角形を構成する工程Bと、
前記2つの短辺の各々の垂直二等分線の交点を前記ホールの中心位置の候補として得る工程Cと、
前記工程Aで選択したものとは異なる3つの位置データの組み合わせを選択して工程Bおよび工程Cを繰り返すことで、前記ホールの中心位置の異なる候補を1つ以上得る工程Dと、
前記工程Aから前記工程Dにより得られた前記ホールの中心位置の全ての候補の平均から前記ホールの中心位置を算出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の搬送方法。 - ウェーハ加工装置の上下定盤間に配置されるキャリアのホールにウェーハを搬送する搬送装置であって、
前記ウェーハを保持する搬送ヘッドと、該搬送ヘッドが取り付けられており回動可能なアームと、該アームの位置を制御する制御手段とを有しており、
前記搬送ヘッドには変位センサーが配設されており、
該変位センサーは、前記アームにより前記キャリア上を通過する前記搬送ヘッド側から、前記キャリアの表面と前記ホールとの高低差に基づいて該ホールの内周縁を検出可能なものであり、
前記制御手段は、前記ホールの内周縁を検出したときの前記変位センサーの位置データから前記ホールの中心位置を算出し、該算出したホールの中心位置に基づいて、前記ウェーハを保持する前記搬送ヘッドの位置を前記アームを介して制御可能なものであることを特徴とする搬送装置。 - 前記変位センサーがレーザーセンサーであることを特徴とする請求項4に記載の搬送装置。
- 前記搬送ヘッドの外周部に沿って等間隔で前記変位センサーが4つ配設されているものであることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の搬送装置。
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