JP3295915B2 - Semiconductor wafer positioning method and apparatus - Google Patents

Semiconductor wafer positioning method and apparatus

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JP3295915B2
JP3295915B2 JP23271797A JP23271797A JP3295915B2 JP 3295915 B2 JP3295915 B2 JP 3295915B2 JP 23271797 A JP23271797 A JP 23271797A JP 23271797 A JP23271797 A JP 23271797A JP 3295915 B2 JP3295915 B2 JP 3295915B2
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semiconductor wafer
center
rotation
rotary table
wafer
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一雄 高橋
光夫 木戸
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株式会社 日立インダストリイズ
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウエファの位
置決め方法とその装置に係り、特に、半導体ウエファの
中心位置が正確であるか確認をして所望の箇所に位置決
めをする方法とその装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for positioning a semiconductor wafer and, more particularly, to a method and an apparatus for positioning a semiconductor wafer at a desired position after confirming that the center position of the semiconductor wafer is accurate. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体ウエファ(以下、ウエファと略記
する)はインゴットを長さ方向に対して垂直な横方向に
スライスして製作される。インゴットは回転させながら
外周を研磨加工されるので極めて真円度は高く、従って
ウエファもほぼ真円形である。しかしながら直径につい
ては製作公差があり、円周上の所定箇所にはオリエンテ
ーションフラットかVノッチが形成される。ウエファカ
セットに収納されている状況ではオリエンテーションフ
ラットあるいはVノッチの位置がどの方向に位置してい
るか不明である。
2. Description of the Related Art Semiconductor wafers (hereinafter abbreviated as wafers) are manufactured by slicing an ingot in a horizontal direction perpendicular to a longitudinal direction. Since the outer periphery of the ingot is polished while being rotated, the roundness is extremely high, and thus the wafer is also substantially round. However, there is a manufacturing tolerance for the diameter, and an orientation flat or a V notch is formed at a predetermined position on the circumference. In the situation where the wafer is stored in the wafer cassette, it is not known in which direction the position of the orientation flat or the V notch is located.

【0003】そこで、不純物拡散用マスクの形成など各
種の処理工程においては、処理装置に対し個々のウエフ
ァの中心や方向を合わせる位置決めをしている。
Therefore, in various processing steps such as formation of an impurity diffusion mask, positioning is performed such that the center and the direction of each wafer are aligned with respect to a processing apparatus.

【0004】従来のウエファの位置決め装置は、回転テ
ーブルにウエファを載置し、該回転テーブルを回転させ
ることでウエファの周縁位置を一次元センサで検出して
該ウエファに設けられているオリエンテーションフラッ
トあるいはVノッチの位置や回転テーブルの回転中心と
ウエファの中心位置のずれ(偏差)を算出するもの(特
開平1−184844号公報、特開平1−303737
号公報など)や、テーブルにウエファを載置し、該テー
ブルを一軸方向に移動させてウエファの周縁位置を一次
元センサで検出して該ウエファに設けられているオリエ
ンテーションフラットあるいはVノッチの位置やテーブ
ルの中心とウエファの中心位置のずれを算出するもの
(特開平7−263518号公報など)がある。そし
て、各テーブルの中心とウエファの中心位置のずれは各
テーブルに付随したX−Yテーブル上にウエファを一旦
移して中心位置合わせをしている。その後、ハンドリン
グアームなどでウエファを処理装置などの所望の箇所に
移載し位置決めしている。
In a conventional wafer positioning device, a wafer is placed on a rotary table, and the rotary table is rotated to detect a peripheral edge position of the wafer with a one-dimensional sensor, and an orientation flat or a wafer provided on the wafer is detected. A device for calculating the deviation (deviation) between the position of the V notch and the center of rotation of the rotary table and the center of the wafer (JP-A-1-184844, JP-A-1-303737)
Or a wafer is placed on a table, the table is moved in one axis direction, the peripheral position of the wafer is detected by a one-dimensional sensor, and the position of an orientation flat or V notch provided on the wafer is determined. There is one that calculates a shift between the center of the table and the center of the wafer (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 7-263518). Then, the deviation between the center of each table and the center position of the wafer is performed by temporarily moving the wafer onto an XY table attached to each table to perform the center position adjustment. After that, the wafer is transferred and positioned at a desired location such as a processing apparatus by a handling arm or the like.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のウエファの位置
決め装置は、長期間使用による機械的摩耗などを原因と
するセンサ検出データ誤差やノイズによるセンサ誤検出
あるいはセンサ検出データをディジタル処理するための
サンプリング周期で検出位置がずれてしまうことによる
センサ誤検出等に基づく位置決め不良が存在した。ま
た、位置決め後、半導体ウエファの中心位置が正確であ
るか確認をする手段がないために、位置決め不良を防止
できなかった。従って、半導体素子の製作歩留に悪影響
をもたらしていた。
A conventional wafer positioning apparatus is provided with a sampling device for digitally processing sensor detection data due to sensor detection data error or noise caused by mechanical wear due to long-term use or noise. There was a positioning failure based on a sensor erroneous detection or the like due to a shift of the detection position in a cycle. In addition, since there is no means for confirming whether or not the center position of the semiconductor wafer is accurate after the positioning, the positioning failure cannot be prevented. Therefore, the production yield of the semiconductor device is adversely affected.

【0006】それ故、本発明の目的は、簡単な構成で半
導体ウエファの中心位置が正確であるか確認をして確実
に所望の箇所に位置決めをすることができる半導体ウエ
ファの位置決め方法および装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for positioning a semiconductor wafer capable of confirming whether or not the center position of the semiconductor wafer is accurate with a simple configuration and reliably positioning the semiconductor wafer at a desired position. To provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明方法は、第1回転中心の回りの回転と第1回転中心を
中心とした半径方向の伸縮が可能な多関節形アームのロ
ボットハンドと該ロボットハンドの移動範囲内に配置さ
れ、第2回転中心の回りに回転する回転テーブルと、該
回転テーブルを挟んで両側に配置され、該第1回転中心
から該第2回転中心に向かう第1方向と直交する第2方
向の位置を検出できる1対のセンサとを用いる半導体ウ
エファの位置決め方法であって、該ロボットハンドを回
転させ、その上に載置した半導体ウエファを該第1方向
に合わせ、次に第1方向に沿って移動させ、該1対のセ
ンサで該半導体ウエファの第2方向の端部を検出し、半
導体ウエファの中心を算出する第1検出工程と、該回転
テーブルに載置した半導体ウエファを該第2回転中心の
回りで回転させ、該1対のセンサの少なくとも1方を用
いて該半導体ウエファの周縁を検出し、半導体ウエファ
の中心を算出する第2検出工程と、該第1、第2の検出
工程のいずれか一方の検出工程で得た半導体ウエファの
中心位置を他方の検出工程で得た半導体ウエファの中心
位置で確認する工程とを含むものである。
According to the present invention, there is provided a robot hand having an articulated arm capable of rotating around a first rotation center and extending and contracting in a radial direction about the first rotation center. And a rotary table that is disposed within a movement range of the robot hand and that rotates around a second rotation center; and a rotation table that is disposed on both sides of the rotation table and that moves from the first rotation center to the second rotation center. A method of positioning a semiconductor wafer using a pair of sensors capable of detecting a position in a second direction orthogonal to one direction, the method comprising: rotating the robot hand to move a semiconductor wafer placed thereon in the first direction. A first detection step of detecting the end of the semiconductor wafer in the second direction with the pair of sensors and calculating the center of the semiconductor wafer; Mounting A second detecting step of rotating the semiconductor wafer around the second center of rotation, detecting a periphery of the semiconductor wafer using at least one of the pair of sensors, and calculating a center of the semiconductor wafer; Confirming the center position of the semiconductor wafer obtained in one of the first and second detection steps with the center position of the semiconductor wafer obtained in the other detection step.

【0008】上記目的を達成する本発明装置の特徴とす
るところは、垂直と水平と回転の移動を行なう多関節形
アームの先端部に半導体ウエファを載置し得るハンドが
設けられているロボットハンドと、該ロボットハンドの
移動範囲内にあって該ロボットハンドと半導体ウエファ
を移載し合う回転テーブルと、該回転テーブルを挾んで
両側にそれぞれ設けられ該回転テーブル上あるいは前記
ハンド上の半導体ウエファの周縁位置を検出する1対の
センサと、前記ロボットハンドに載置された半導体ウエ
ファが前記1対のセンサを結ぶ方向に対し直交する方向
で該センサ間を通過するように該ハンドを水平移動させ
る第1の駆動モードと、半導体ウエファを載置した前記
回転テーブルを回転させる第2の駆動モードとを有する
制御手段と、該第1の駆動モードによる前記ハンドの水
平移動で両センサにより検出した該ハンド上の半導体ウ
エファの周縁位置データから該半導体ウエファの中心位
置を求める第一の演算手段と、前記回転テーブルを前記
第二の駆動モードで回転させることで前記両センサのう
ち少なくとも一方のセンサにより検出した該回転テーブ
ル上の半導体ウエファの周縁位置データから該半導体ウ
エファの中心位置を求める第2の演算手段とを有し、前
記制御手段はさらにいずれか一方の演算手段で得た半導
体ウエファの中心位置データと前記回転テーブルの回転
中心位置データとの偏差から前記ロボットハンドで該半
導体ウエファの中心位置と前記回転テーブルの回転中心
位置を一致させる第3の駆動モードを有し、さらに該位
置合せモードで前記回転テーブルの回転中心位置に中心
を一致させた該半導体ウエファについて他方の演算手段
で得た該半導体ウエファの中心位置データが前記回転テ
ーブルの回転中心位置に一致しているか確認する確認手
段を有することにある。
A feature of the apparatus of the present invention that achieves the above object is that a robot hand provided with a hand on which a semiconductor wafer can be placed at the tip of an articulated arm that moves vertically, horizontally, and rotationally is provided. A rotary table within the moving range of the robot hand for transferring the semiconductor wafer to the robot hand; and a rotary table provided on both sides of the rotary table, the semiconductor wafer on the rotary table or on the hand. A pair of sensors for detecting a peripheral edge position and the semiconductor wafer mounted on the robot hand are horizontally moved so as to pass between the sensors in a direction orthogonal to a direction connecting the pair of sensors. Control means having a first drive mode and a second drive mode for rotating the turntable on which the semiconductor wafer is placed; First calculating means for determining the center position of the semiconductor wafer from the peripheral position data of the semiconductor wafer on the hand detected by both sensors in the horizontal movement of the hand in the drive mode, and driving the rotary table to the second drive Second arithmetic means for determining the center position of the semiconductor wafer from the peripheral edge position data of the semiconductor wafer on the turntable detected by at least one of the two sensors by rotating in the mode. The means further calculates the center position of the semiconductor wafer and the center of rotation of the rotary table by the robot hand from the deviation between the center position data of the semiconductor wafer and the center of rotation data of the rotary table obtained by one of the arithmetic means. A third drive mode for making the rotary table coincide with the rotary table. For the semiconductor wafer having to match the center on the rolling center position is to have a confirmation means the center position data of the semiconductor wafer obtained by other computing means to check if it matches the rotation center position of the rotary table.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1は本発明装置の一実施形態を
示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the apparatus of the present invention.

【0010】図1において、1はウエファ、2はロボッ
トハンド、3はウエファカセット(以下、カセットと略
記する)、4は回転テーブル、5および6は光学式寸法
測長器(1対のセンサ)、7は回転テーブル4のモー
タ、8はモータ7の回転量を検出するエンコーダ、9,
10はそれぞれ寸法測長器5,6が検出するデータを格
納する記憶部、11はエンコーダ8の出力を格納する記
憶部、12,13はそれぞれロボットハンド2の半径方
向,回転方向の移動量を格納する記憶部、14はロボッ
トハンド2やモータ7の制御部、15は演算処理部であ
る。
In FIG. 1, 1 is a wafer, 2 is a robot hand, 3 is a wafer cassette (hereinafter abbreviated as a cassette), 4 is a rotary table, 5 and 6 are optical dimension measuring devices (a pair of sensors). , 7 is a motor of the rotary table 4, 8 is an encoder for detecting the amount of rotation of the motor 7, 9,
Reference numeral 10 denotes a storage unit for storing data detected by the dimension measuring devices 5 and 6, reference numeral 11 denotes a storage unit for storing the output of the encoder 8, and reference numerals 12 and 13 denote movement amounts of the robot hand 2 in the radial direction and the rotation direction, respectively. A storage unit for storing, 14 is a control unit for the robot hand 2 and the motor 7, and 15 is an arithmetic processing unit.

【0011】直交座標系であるX軸、Y軸、Z軸の方向
を図に示すように定める。すなわち、Z軸方向は高さ方
向であり、XY平面はZ軸に直交する。X軸方向はロボ
ットハンド2の回転中心から回転テーブル4の回転中心
に向かう方向である。Y軸方向はXY平面内でX軸に直
交する方向である。さらに、XY平面内での方位角方向
(ロボットハンド2の回転方向および回転テーブル4の
回転方向)をθ軸方向とする。
The directions of the X axis, Y axis, and Z axis, which are rectangular coordinate systems, are determined as shown in the figure. That is, the Z-axis direction is the height direction, and the XY plane is orthogonal to the Z-axis. The X-axis direction is a direction from the center of rotation of the robot hand 2 to the center of rotation of the turntable 4. The Y axis direction is a direction orthogonal to the X axis in the XY plane. Further, the azimuth direction (the rotation direction of the robot hand 2 and the rotation direction of the turntable 4) in the XY plane is defined as the θ-axis direction.

【0012】ウエファ1はカセット3にそのオリエンテ
ーションフラットあるいはVノッチを任意な方向に向け
て多段に収納されている。個々のウエファ1はカセット
3からロボットハンド2で取り出したり収納したりす
る。ロボットハンド2はZ軸方向の垂直移動とXY平面
内での水平屈曲運動(半径方向移動)およびθ軸方向の
回転運動(回転移動)を行なうアームを有し、このアー
ムの先端部にウエファを載置し得るハンドが設けられて
いる多関節形のものである。
The wafers 1 are accommodated in a cassette 3 in multiple stages with their orientation flats or V notches oriented in any direction. The individual wafers 1 are taken out of the cassette 3 by the robot hand 2 and stored. The robot hand 2 has an arm that performs vertical movement in the Z-axis direction, horizontal bending movement (radial movement) in the XY plane, and rotational movement (rotational movement) in the θ-axis direction. It is an articulated type provided with a hand that can be placed.

【0013】まず、ロボットハンド2を用いてウエファ
1をカセット3から取り出す。すなわち、ロボットハン
ド2のハンドの高さをカセット3のウエファ1収納棚の
高さから所定高さ低い位置に設定し、ロボットハンド2
のハンドをカセット3内に挿入する。次に、ロボットハ
ンド2の高さを上昇させ、ハンド上にウエファ1を載置
する。続いて、ロボットハンド2を半径方向に収縮さ
せ、ハンドをロボットハンド2の回転中心から所定の距
離の半径位置に位置決めする。次に、ロボットハンドを
θ軸回転(回転運動)させロボットハンド2の回転中心
から回転テーブル4の中心方向に向かう方向(X軸方
向)にウエファ1を向け、ロボットハンド2のZ軸動作
(垂直移動)にてウエファを所定の高さに位置決めす
る。なお、ロボットハンド2のθ軸回転量は記憶部13
に取り込む。
First, the wafer 1 is taken out of the cassette 3 using the robot hand 2. That is, the height of the robot hand 2 is set to a position lower than the height of the wafer 1 storage shelf of the cassette 3 by a predetermined height.
Is inserted into the cassette 3. Next, the height of the robot hand 2 is raised, and the wafer 1 is placed on the hand. Subsequently, the robot hand 2 is contracted in the radial direction, and the hand is positioned at a radial position at a predetermined distance from the rotation center of the robot hand 2. Next, the robot hand is rotated by θ axis (rotational movement), the wafer 1 is directed in a direction (X-axis direction) from the rotation center of the robot hand 2 toward the center of the rotary table 4, and the Z-axis operation (vertical movement) of the robot hand 2 is performed. (Moving) to position the wafer at a predetermined height. The rotation amount of the θ-axis of the robot hand 2 is stored in the storage unit 13.
Take in.

【0014】次に、ロボットハンド2を伸長し、ウエフ
ァ1をX軸方向に移動する。ここで、ロボットハンド2
のX軸原点(回転中心)から回転テーブル4の回転中心
間の距離はロボットハンド2の移動範囲内の任意に決め
られた値とする。ウエファ1の中心は、一旦回転テーブ
ル4の中心を通り越す。たとえば、ウエファ1全体が回
転テーブル4上を通過するようにロボットハンド2を制
御する。
Next, the robot hand 2 is extended, and the wafer 1 is moved in the X-axis direction. Here, robot hand 2
The distance between the X axis origin (center of rotation) and the center of rotation of the rotary table 4 is an arbitrarily determined value within the moving range of the robot hand 2. The center of the wafer 1 once passes through the center of the turntable 4. For example, the robot hand 2 is controlled so that the entire wafer 1 passes over the turntable 4.

【0015】回転テーブル4の回転中心においてX軸と
直交する方向をY軸とし、光学式寸法測長器5、6は回
転テーブル4の回転中心からY軸上の等距離に配置さ
れ、X軸方向に移動するウエファ1のY軸方向端部の位
置を測定(検出)し、記憶部9,10にそのデータを同
期して記憶する。これらの光学式寸法測長器5、6は、
Z軸方向に進行する多数の光線をY軸方向に沿って並
べ、これら多数の光線のいずれをウエファ1が遮ったか
でY軸方向のウエファ1の周縁位置を測定(検出)する
構成で実現できる。なお、寸法測長器5、6は、Y軸方
向に発したエネルギビームをウエファ1の周側面で反射
させ、戻ってくるまでの時間からウエファ1の周縁位置
を測定(検出)するものでもよい。
The direction orthogonal to the X axis at the center of rotation of the rotary table 4 is defined as the Y axis, and the optical dimension measuring devices 5 and 6 are arranged at an equal distance from the center of rotation of the rotary table 4 on the Y axis. The position of the end in the Y-axis direction of the wafer 1 moving in the direction is measured (detected), and the data is synchronously stored in the storage units 9 and 10. These optical dimension measuring devices 5 and 6 are
A large number of light rays traveling in the Z-axis direction are arranged along the Y-axis direction, and the peripheral position of the wafer 1 in the Y-axis direction is measured (detected) depending on which of these many light rays is blocked by the wafer 1. . In addition, the dimension measuring devices 5 and 6 may reflect the energy beam emitted in the Y-axis direction on the peripheral side surface of the wafer 1 and measure (detect) the peripheral position of the wafer 1 from the time until it returns. .

【0016】ロボットハンド2を用いてウエファ1をX
軸上に沿って移動させ、回転テーブル4上で光学式寸法
測長器5,6間を通過させると、光学式寸法測長器5、
6はウエファ1の外周形状の変化に対応した周縁位置デ
ータを発生する。これを記憶部9、10に同期して取り
込む。また、この動作におけるロボットハンド2のX軸
方向移動量は記憶部12に同期して取り込まれる。
The wafer 1 is moved to X using the robot hand 2.
When it is moved along the axis and passes between the optical dimension measuring devices 5 and 6 on the rotary table 4, the optical dimension measuring device 5
Numeral 6 generates peripheral position data corresponding to a change in the outer peripheral shape of the wafer 1. This is taken into the storage units 9 and 10 in synchronization. Further, the movement amount of the robot hand 2 in the X-axis direction in this operation is fetched in synchronization with the storage unit 12.

【0017】図2は、ウエファ1をロボットハンド2で
X軸方向に搬送し、光学式寸法測長器5、6間を通過さ
せることによって、ウエファ1の直径部分の周縁位置デ
ータd1,d2が得られる様子を示す。この直径部分が
オリエンテーションフラットやVノッチに重ならないも
のであれば、直ちにウエファの直径、中心を得ることが
できる。すなわち、光学式寸法測長器5,6はX軸方向
と直交するY軸方向で回転テーブル4の回転中心Pから
等距離(s)の位置に設置されているので、ウエファ1
の直径Dおよびロボットハンド2上でのウエファ1の中
心位置Oと回転テーブル4の回転中心Pのずれyを演算
処理部15で演算できる。
FIG. 2 shows that the wafer 1 is conveyed in the X-axis direction by the robot hand 2 and passed between the optical dimension measuring devices 5 and 6, so that the peripheral edge position data d1 and d2 of the diameter portion of the wafer 1 are obtained. The appearance obtained is shown. If the diameter portion does not overlap the orientation flat or the V notch, the diameter and center of the wafer can be immediately obtained. That is, since the optical dimension measuring devices 5 and 6 are installed at the same distance (s) from the rotation center P of the rotary table 4 in the Y axis direction orthogonal to the X axis direction, the wafer 1
And the deviation y between the center position O of the wafer 1 on the robot hand 2 and the rotation center P of the turntable 4 can be calculated by the calculation processing unit 15.

【0018】直径部分がオリエンテーションフラットや
Vノッチと重なる時は他の方法を採用できる。たとえ
ば、ウエファ1の直径部分の周縁位置データでなく、ウ
エファ1が光学式寸法測長器5、6を通過するときの光
のオンオフから周縁(の一部)を検出し、図2に示す周
縁位置データh1〜h4を得る。演算処理部15でその
任意な3点h1〜h3(公知技術によりオリエンテーシ
ョンフラットやVノッチと重ならないものを選ぶ)を頂
点とする三角形の外接円の中心(外心)位置Gを得て、
その位置Gをウエファ1の中心位置Oとすればよい。以
上説明した第1の検出工程は、X軸方向にウエファを移
動することによりウエファの中心を検出している。
When the diameter portion overlaps the orientation flat or the V notch, another method can be adopted. For example, instead of the peripheral position data of the diameter portion of the wafer 1, the peripheral (part of) is detected from the on / off of the light when the wafer 1 passes through the optical dimension measuring devices 5 and 6, and the peripheral edge shown in FIG. Position data h1 to h4 are obtained. The arithmetic processing unit 15 obtains the center (circumcenter) position G of a circumscribed circle of a triangle having the vertices at any three points h1 to h3 (choose an orientation flat or a V notch according to a known technique).
The position G may be set as the center position O of the wafer 1. The first detection step described above detects the center of the wafer by moving the wafer in the X-axis direction.

【0019】ここで、演算処理部15でずれyを算出
し、ロボットハンド2によりずれyを解消するように、
即ち、ウエファ1の中心位置Oと回転テーブル4の回転
中心Pが一致するようにウエファ1を回転テーブル4上
に載置する。
Here, the deviation y is calculated by the arithmetic processing unit 15 and the deviation y is eliminated by the robot hand 2.
That is, the wafer 1 is placed on the turntable 4 such that the center position O of the wafer 1 and the rotation center P of the turntable 4 match.

【0020】周縁位置データd1,d2やh1〜h4が
アナログ処理で検出されている場合にはずれyはY軸方
向のものだけであるが、ディジタル処理ではサンプリン
グ周期でX軸方向のずれを伴うことがある。
When the edge position data d1, d2 and h1 to h4 are detected by analog processing, the deviation y is only in the Y-axis direction, but in digital processing, the sampling cycle involves a deviation in the X-axis direction. There is.

【0021】さらに、この回転テーブル4上への載置で
ウエファ1の中心位置Oと回転テーブル4の回転中心P
が一致していたか否かを確認する。
Further, the center position O of the wafer 1 and the rotation center P
Check to see if they match.

【0022】この確認処理は、回転テーブル4を回転さ
せて寸法測長器5,6が検出するウエファ1の外周形状
の変化に対応した周縁位置データを基に実行する。
This confirmation process is executed based on the peripheral position data corresponding to the change of the outer peripheral shape of the wafer 1 detected by the dimension measuring devices 5 and 6 by rotating the rotary table 4.

【0023】即ち、ロボットハンド2でウエファ1を回
転テーブル4上に載置し、モータ7で回転テーブル4を
回転させる。回転量はエンコーダ8で検出し、その出力
は記憶部11に格納しておく。ウエファ1の回転で寸法
測長器5,6が検出するウエファ1の外周形状の変化に
対応した周縁位置データは記憶部9,10に格納してお
く。
That is, the wafer 1 is placed on the turntable 4 by the robot hand 2 and the turntable 4 is rotated by the motor 7. The rotation amount is detected by the encoder 8, and its output is stored in the storage unit 11. Peripheral position data corresponding to a change in the outer peripheral shape of the wafer 1 detected by the dimension measuring devices 5 and 6 by rotation of the wafer 1 is stored in the storage units 9 and 10.

【0024】なお、ロボットハンド2やモータ7などに
対する一切の駆動指令は処理のプログラムを格納した制
御部14から出され、各部は駆動指令を受けてその動作
を遂行する。各記憶部9〜13に同期して格納したデー
タの処理は演算処理部15で実行される。
It should be noted that all drive commands for the robot hand 2 and the motor 7 are issued from the control unit 14 which stores a processing program, and each unit receives the drive command and performs its operation. The processing of the data stored in synchronization with each of the storage units 9 to 13 is executed by the arithmetic processing unit 15.

【0025】図3は、回転テーブル4を回転させた場合
に寸法測長器5,6が検出するウエファ1の周縁位置デ
ータをエンコーダ8で検出したウエファ1の回転角度に
対比させてプロットしウエファ1の外周形状PEに模擬
したものである。そして、オリエンテ−ションフラット
の位置に当るθa〜θbの範囲を除く任意の3点H1〜
H3を抽出して描かれる三角形TRYの外心位置G、即
ち、ウエファ1の中心位置Oを得る。以上説明した第2
の検出工程は、θ軸方向にウエファ1を回転することに
よりウエファの中心を検出している。
FIG. 3 is a graph plotting the peripheral position data of the wafer 1 detected by the dimension measuring devices 5 and 6 when the rotary table 4 is rotated, in comparison with the rotation angle of the wafer 1 detected by the encoder 8. This is a simulation of the outer shape PE of No. 1. Any three points H1 to H3 excluding the range of θa to θb corresponding to the position of the orientation flat
An outer-center position G of the triangle TRY drawn by extracting H3, that is, a center position O of the wafer 1 is obtained. The second explained above
In the detection step, the center of the wafer is detected by rotating the wafer 1 in the θ-axis direction.

【0026】ウエファ1の中心位置Oと回転テーブル4
の回転中心Pが一致していれば、ロボットハンド2によ
るウエファ1の回転テーブル44上への載置、即ち、位
置決めが正確に行なわれたこと(正常)を確認できる。
The center position O of the wafer 1 and the rotary table 4
If the rotation center P of the robot hand 2 coincides, it can be confirmed that the robot hand 2 has placed the wafer 1 on the turntable 44, that is, that the positioning has been performed correctly (normally).

【0027】位置決めが正確に行われていない(異常
な)場合や誤検出の場合には、図3に示すように、ウエ
ファ1の中心位置Oと回転テーブル4の回転中心Pのず
れ量と回転テーブル4の回転角によってX,Y各軸方向
でのずれ量x、yを検出できる。
In the case where the positioning is not performed accurately (abnormal) or in the case of erroneous detection, as shown in FIG. 3, the deviation amount between the center position O of the wafer 1 and the rotation center P of the rotary table 4 and the rotation The shift amounts x and y in the X and Y axis directions can be detected based on the rotation angle of the table 4.

【0028】このずれx、yはウエファ1を次ぎに予定
されている半導体ウエファ載置テーブル、例えば、精密
な位置合せが要求されるホトリソ工程のマスク合わせテ
ーブルなどの所望位置にロボットハンド2で移載する際
にその移載距離を補正することによって補正できる。
The shifts x and y are moved by the robot hand 2 to a desired position such as a semiconductor wafer mounting table scheduled next to the wafer 1, for example, a mask alignment table in a photolithography process where precise alignment is required. The correction can be made by correcting the transfer distance when loading.

【0029】同一構成物を用いた簡略なものであるが、
ウエファ1は異なる手法で中心位置を求められるために
二度目のものは一度目の処理の確認処理となり、サンプ
リング周期によるずれがあっても検出精度は2度の処理
で高められる。従って、ロボットハンド2による位置合
せで充分であり、位置合せのための精密なXYテーブル
などは不要で装置は簡略化できる。また、ロボットハン
ド2で直接所望の位置に移載し位置決めをするので処理
時間は短縮される。
Although it is a simple one using the same components,
Since the center position of the wafer 1 can be obtained by a different method, the second one is a confirmation processing of the first processing, and even if there is a deviation due to the sampling cycle, the detection accuracy can be improved by the two processings. Therefore, positioning by the robot hand 2 is sufficient, and a precise XY table or the like for positioning is unnecessary, and the apparatus can be simplified. Further, since the robot hand 2 directly transfers and positions the desired position, the processing time is shortened.

【0030】長期間使用による機械的摩耗やノイズなど
でセンサ検出データ誤差を生じても、サンプリング周期
のずれによる場合と同様に検出精度は2度の処理で高め
られ、ウエファ1は所望の箇所に正確に位置合せをする
ことができる。従って、半導体素子の製作歩留は向上す
る。
Even if a sensor detection data error occurs due to mechanical wear or noise due to long-term use, the detection accuracy can be improved by twice processing, as in the case of a sampling cycle shift, and the wafer 1 can be placed at a desired location. Accurate positioning can be achieved. Therefore, the production yield of the semiconductor device is improved.

【0031】以上の実施形態では、サンプリング周期の
影響を考慮して先にX軸方向への移動によるウエファの
中心検出、後で回転移動によるウエファの中心検出を行
ってウエファ1の中心位置を得、かつその中心位置の確
認をしているが、高精度を要求されない場合には、逆に
して、先に回転移動によるウエファの中心検出、後でX
軸方向への水平移動によるウエファの中心検出を行って
も良い。
In the above embodiment, the center position of the wafer 1 is obtained by first detecting the center of the wafer by moving in the X-axis direction and later by detecting the center of the wafer by rotating in consideration of the influence of the sampling period. , And its center position is checked, but if high accuracy is not required, the center of the wafer is first detected by rotational movement, and
The center of the wafer may be detected by horizontal movement in the axial direction.

【0032】光学式寸法測長器は2個に限定されるもの
ではなく、オリエンテーションフラットあるいはVノッ
チの位置の影響を無くすためにX軸方向への移動用とし
て3個以上設置してもよい。また、回転移動では検出時
間が長くなることを問題にしないのであれば1個でも充
分検出が可能である。
The number of optical dimension measuring devices is not limited to two, and three or more optical dimension measuring devices may be provided for movement in the X-axis direction in order to eliminate the influence of the position of the orientation flat or the V notch. In addition, as long as the detection time does not matter in the rotational movement, one detection can be sufficiently performed.

【0033】制御部14が行う制御のプログラムを記録
媒体に記憶させ、ハードウェアと別個に管理し、バージ
ョンアップ可能としてもよい。
The control program executed by the control unit 14 may be stored in a recording medium, managed separately from hardware, and upgraded.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な構成で位置決め精度を検証して確実に所望の箇所
にウエファを位置決めすることができる。
As described above, according to the present invention,
With a simple configuration, the positioning accuracy can be verified and the wafer can be reliably positioned at a desired position.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明装置の一実施形態を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the device of the present invention.

【図2】図1に示した本発明装置で半導体ウエファを水
平に移動させてセンサで検出した半導体ウエファの周縁
位置データの例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of peripheral position data of a semiconductor wafer detected by a sensor while horizontally moving the semiconductor wafer in the apparatus of the present invention shown in FIG. 1;

【図3】図1に示した本発明装置で半導体ウエファを回
転移動させてセンサで検出した半導体ウエファの周縁位
置データの例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of peripheral position data of a semiconductor wafer detected by a sensor while rotating and moving the semiconductor wafer in the apparatus of the present invention shown in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体ウエファ 2…ロボットハンド 3…ウエファカセット 4…回転テーブル 5,6…光学式寸法測長器(1対のセンサ) 7…モータ 8…エンコーダ 9〜13…記憶部 14…制御部 15…演算処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor wafer 2 ... Robot hand 3 ... Wafer cassette 4 ... Rotary table 5, 6 ... Optical dimension measuring device (one pair of sensors) 7 ... Motor 8 ... Encoder 9-13 ... Storage part 14 ... Control part 15 ... Arithmetic processing unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−85038(JP,A) 特開 昭64−71144(JP,A) 特開 平6−177230(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/68 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-6-85038 (JP, A) JP-A-64-71144 (JP, A) JP-A-6-177230 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/68

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1回転中心の回りの回転と第1回転中心
を中心とした半径方向の伸縮が可能な多関節形アームの
ロボットハンドと該ロボットハンドの移動範囲内に配置
され、第2回転中心の回りに回転する回転テーブルと、
該回転テーブルを挟んで両側に配置され、該第1回転中
心から該第2回転中心に向かう第1方向と直交する第2
方向の位置を検出できる1対のセンサとを用いる半導体
ウエファの位置決め方法であって、 該ロボットハンドを回転させ、その上に載置した半導体
ウエファを該第1方向に合わせ、次に第1方向に沿って
移動させ、該1対のセンサで該半導体ウエファの第2方
向の端部を検出し、半導体ウエファの中心を算出する第
1検出工程と、 該回転テーブルに載置した半導体ウエファを該第2回転
中心の回りで回転させ、該1対のセンサの少なくとも1
方を用いて該半導体ウエファの周縁を検出し、半導体ウ
エファの中心を算出する第2検出工程と 該第1、第2の検出工程のいずれか一方の検出工程で得
た半導体ウエファの中心位置を他方の検出工程で得た半
導体ウエファの中心位置で確認する工程とを含む半導体
ウエファの位置決め方法。
A robot hand of an articulated arm capable of rotating around a first center of rotation and extending and contracting in a radial direction about the first center of rotation. A rotary table that rotates around the center of rotation,
A second direction orthogonal to a first direction from the first rotation center to the second rotation center, the second direction being arranged on both sides of the rotation table;
A method of positioning a semiconductor wafer using a pair of sensors capable of detecting a position in a direction, wherein the robot hand is rotated, and a semiconductor wafer placed thereon is aligned with the first direction, and then the first direction A first detection step of detecting the end of the semiconductor wafer in the second direction with the pair of sensors and calculating the center of the semiconductor wafer; and moving the semiconductor wafer placed on the turntable to the Rotating about a second center of rotation, wherein at least one of the pair of sensors
And a second detecting step of calculating the center of the semiconductor wafer by detecting the peripheral edge of the semiconductor wafer, and the center position of the semiconductor wafer obtained in one of the first and second detecting steps. Confirming at the center position of the semiconductor wafer obtained in the other detection step.
【請求項2】前記第1検出工程後、算出した半導体ウエ
ファの中心を回転テーブルの第2回転中心に合わせて、
ロボットハンドから回転テーブルへ半導体ウエファを移
載する工程を含み、その後前記第2検出工程を行う請求
項1記載の半導体ウエファの位置決め方法。
2. After the first detection step, the calculated center of the semiconductor wafer is aligned with the second rotation center of the turntable,
2. The method according to claim 1, further comprising a step of transferring the semiconductor wafer from the robot hand to the rotary table, and thereafter performing the second detection step.
【請求項3】垂直と水平と回転の移動を行なう多関節形
アームの先端部に半導体ウエファを載置し得るハンドが
設けられているロボットハンドと、該ロボットハンドの
移動範囲内にあって該ロボットハンドと半導体ウエファ
を移載し合う回転テーブルと、該回転テーブルを挾んで
両側にそれぞれ設けられ該回転テーブル上あるいは前記
ハンド上の半導体ウエファの周縁位置を検出する1対の
センサと、前記ロボットハンドに載置された半導体ウエ
ファが前記1対のセンサを結ぶ方向に対し直交する方向
で該センサ間を通過するように該ハンドを水平移動させ
る第1の駆動モードと、半導体ウエファを載置した前記
回転テーブルを回転させる第2の駆動モードとを有する
制御手段と、該第1の駆動モードによる前記ハンドの水
平移動で両センサにより検出した該ハンド上の半導体ウ
エファの周縁位置データから該半導体ウエファの中心位
置を求める第一の演算手段と、前記回転テーブルを前記
第二の駆動モードで回転させることで前記両センサのう
ち少なくとも一方のセンサにより検出した該回転テーブ
ル上の半導体ウエファの周縁位置データから該半導体ウ
エファの中心位置を求める第2の演算手段とを有し、前
記制御手段はさらにいずれか一方の演算手段で得た半導
体ウエファの中心位置データと前記回転テーブルの回転
中心位置データとの偏差から前記ロボットハンドで該半
導体ウエファの中心位置と前記回転テーブルの回転中心
位置を一致させる第3の駆動モードを有し、さらに該位
置合せモードで前記回転テーブルの回転中心位置に中心
を一致させた該半導体ウエファについて他方の演算手段
で得た該半導体ウエファの中心位置データが前記回転テ
ーブルの回転中心位置に一致しているか確認する確認手
段を有する半導体ウエファの位置決め装置。
3. A robot hand provided with a hand on which a semiconductor wafer can be placed at the tip of an articulated arm which moves vertically, horizontally and rotationally, and is provided within a moving range of the robot hand. A rotary table on which the robot hand and the semiconductor wafer are transferred; a pair of sensors provided on both sides of the rotary table for detecting the peripheral position of the semiconductor wafer on the rotary table or on the hand; A first drive mode for horizontally moving the hand so that the semiconductor wafer placed on the hand passes between the sensors in a direction orthogonal to the direction connecting the pair of sensors, and the semiconductor wafer is placed on the first drive mode; Control means having a second drive mode for rotating the turntable; and both sensors for horizontal movement of the hand in the first drive mode First calculating means for determining the center position of the semiconductor wafer from the peripheral edge position data of the semiconductor wafer on the hand, and at least one of the two sensors by rotating the turntable in the second drive mode. Second arithmetic means for obtaining the center position of the semiconductor wafer from the peripheral position data of the semiconductor wafer on the rotary table detected by one of the sensors, wherein the control means is further obtained by any one of the arithmetic means. A third drive mode in which the robot hand matches the center position of the semiconductor wafer with the center of rotation of the rotary table from the deviation between the center position data of the semiconductor wafer and the center of rotation of the rotary table; The semiconductor wafer whose center is coincident with the center of rotation of the rotary table in the alignment mode. Te positioning device for a semiconductor wafer having a confirmation means for confirming whether the center position data of the semiconductor wafer obtained by the other computing means coincides with the rotation center position of the rotary table.
【請求項4】請求項3に記載のものにおいて、前記制御
手段はさらに、前記確認手段による確認処理で得た半導
体ウエファの中心位置データと前記回転テーブルの回転
中心位置データとの偏差についてのデータに基づいて該
半導体ウエファを前記ロボットハンドで任意な半導体ウ
エファ載置テーブルの所望位置に移載する第4の駆動モ
ードを有する半導体ウエファの位置決め装置。
4. The apparatus according to claim 3, wherein said control means further comprises a data on a deviation between the center position data of the semiconductor wafer obtained by the confirmation processing by said confirmation means and the rotation center position data of said turntable. A semiconductor wafer positioning device having a fourth drive mode for transferring the semiconductor wafer to a desired position on an arbitrary semiconductor wafer mounting table by the robot hand based on the above.
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