JPH0770582B2 - ウエハー位置決め装置及びその原点復帰処理方法 - Google Patents
ウエハー位置決め装置及びその原点復帰処理方法Info
- Publication number
- JPH0770582B2 JPH0770582B2 JP63295340A JP29534088A JPH0770582B2 JP H0770582 B2 JPH0770582 B2 JP H0770582B2 JP 63295340 A JP63295340 A JP 63295340A JP 29534088 A JP29534088 A JP 29534088A JP H0770582 B2 JPH0770582 B2 JP H0770582B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- center
- axis
- xyθ table
- gravity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体ウエハーのオリエンテーションフラッ
ト部（以下「オリフラ」と略称する。）を利用したウエ
ハーのプリアライメントに適した位置決め装置に関す
る。
ト部（以下「オリフラ」と略称する。）を利用したウエ
ハーのプリアライメントに適した位置決め装置に関す
る。
半導体ウエハーは、シリコン等の単結晶体を所定の厚さ
に斜めにスライスして切り出すので、実際にウエハーと
して用いる際には、形状を真円にするために周縁を研磨
し、また加工時のウエハーの方向性を出すために直線状
のカット部（オリフラ）を設けるのが通常である。
に斜めにスライスして切り出すので、実際にウエハーと
して用いる際には、形状を真円にするために周縁を研磨
し、また加工時のウエハーの方向性を出すために直線状
のカット部（オリフラ）を設けるのが通常である。
この研磨加工されたウエハーは、マガジンに複数枚収納
されるが、この収納された状態ではオリフラの方向がラ
ンダムであり、これを取り出して次の工程に移す際に
は、方向性を揃える必要があるため、ウエハーのオリフ
ラ方向の位置決めを行わなければならない。
されるが、この収納された状態ではオリフラの方向がラ
ンダムであり、これを取り出して次の工程に移す際に
は、方向性を揃える必要があるため、ウエハーのオリフ
ラ方向の位置決めを行わなければならない。
初期のオリフラ方向位置決めの方法は、機械的にオリフ
ラの部分を探触する接触方式であったため、ウエハーに
傷を付けたり、接触部分の摩耗等の問題があった。
ラの部分を探触する接触方式であったため、ウエハーに
傷を付けたり、接触部分の摩耗等の問題があった。
そこで非接触でオリフラ方向を位置決めする方法が各種
提案されてきた。
提案されてきた。
例えば、特開昭63−196057号公報には、xyθテーブル上
のウエハーのxy方向の位置及びオリフラの両端の位置を
検出するフォトセンサを設け、またxy動手段とθ動手段
及びθ微動手段を設けて、高速で高精度の位置合わせを
行うものが記載されている。
のウエハーのxy方向の位置及びオリフラの両端の位置を
検出するフォトセンサを設け、またxy動手段とθ動手段
及びθ微動手段を設けて、高速で高精度の位置合わせを
行うものが記載されている。
また、特開昭63−184351号公報においては、画像処理に
よりウエハーの位置、回転角を求める場合、一旦ウエハ
ーの画像をメモリに取り込み、メモリ内で画像の回転操
作、平行シフト操作を行うことにより、ウエハーの位置
ずれ、回転ずれを検出することが記載されている。
よりウエハーの位置、回転角を求める場合、一旦ウエハ
ーの画像をメモリに取り込み、メモリ内で画像の回転操
作、平行シフト操作を行うことにより、ウエハーの位置
ずれ、回転ずれを検出することが記載されている。
ところが、特開昭63−196057号公報に記載された装置に
おいては、フォトセンサをxyθテーブルの位置検出に用
いているため、フォトセンサの取付精度や検出精度に問
題があり、温度等の外部環境条件によっても検出特性が
変化するという問題があった。
おいては、フォトセンサをxyθテーブルの位置検出に用
いているため、フォトセンサの取付精度や検出精度に問
題があり、温度等の外部環境条件によっても検出特性が
変化するという問題があった。
また、特開昭63−184351号公報に記載された装置におい
ては、撮像したウエハーの画像をメモリに取り込んで、
画像処理によって画像の回転等の処理をおこなっている
が、メモリ内で画像を回転する操作は、一般に膨大な演
算を必要とするため、高速にウエハーの位置ずれ、回転
ずれを検出することができないという問題があった。
ては、撮像したウエハーの画像をメモリに取り込んで、
画像処理によって画像の回転等の処理をおこなっている
が、メモリ内で画像を回転する操作は、一般に膨大な演
算を必要とするため、高速にウエハーの位置ずれ、回転
ずれを検出することができないという問題があった。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであり、高精度で迅速な処理によってウエハーの位置
合わせを行うことを目的とする。
のであり、高精度で迅速な処理によってウエハーの位置
合わせを行うことを目的とする。
この目的を達成するため、本発明のウエハーの位置決め
装置は、xyθテーブル上に置かれたウエハーを撮像する
テレビカメラと、このテレビカメラで撮像されたウエハ
ー画像からウエハーの重心PGとウエハー重心から最短距
離のウエハーの輪郭点P1を求める手段と、前記ウエハー
重心PGと前記ウエハー重心から最短距離のウエハー輪郭
点P1とを結ぶ線分の傾きαからxyθテーブルのθ軸の第
１の動作量を求める手段と、ウエハー外形の円弧上の３
点P2,P3,P4を通る円の中心PCをウエハー中心位置として
求める手段と、このウエハー中心位置PCとxyθテーブル
の基準位置からのずれ量に基づいて前記xyθテーブルの
x,y軸動作量を求める手段と、オリエンテーションフラ
ット部の２点P5,P6を通る直線の傾きとxyθテーブルの
基準角とのずれ角に基づいてxyθテーブルのθ軸の第２
の動作量を求める手段と、前記x,y軸動作量及びθ軸の
第１の動作量及び第２の動作量に基づいてxyθテーブル
のx,y,θ軸をそれぞれ移動させる手段とを備えたことを
特徴とする。
装置は、xyθテーブル上に置かれたウエハーを撮像する
テレビカメラと、このテレビカメラで撮像されたウエハ
ー画像からウエハーの重心PGとウエハー重心から最短距
離のウエハーの輪郭点P1を求める手段と、前記ウエハー
重心PGと前記ウエハー重心から最短距離のウエハー輪郭
点P1とを結ぶ線分の傾きαからxyθテーブルのθ軸の第
１の動作量を求める手段と、ウエハー外形の円弧上の３
点P2,P3,P4を通る円の中心PCをウエハー中心位置として
求める手段と、このウエハー中心位置PCとxyθテーブル
の基準位置からのずれ量に基づいて前記xyθテーブルの
x,y軸動作量を求める手段と、オリエンテーションフラ
ット部の２点P5,P6を通る直線の傾きとxyθテーブルの
基準角とのずれ角に基づいてxyθテーブルのθ軸の第２
の動作量を求める手段と、前記x,y軸動作量及びθ軸の
第１の動作量及び第２の動作量に基づいてxyθテーブル
のx,y,θ軸をそれぞれ移動させる手段とを備えたことを
特徴とする。
このウエハー位置決め装置を用いてウエハーの位置決め
を行った後、次のウエハーを受け入れるためにxyθテー
ブルの原点復帰を行う。
を行った後、次のウエハーを受け入れるためにxyθテー
ブルの原点復帰を行う。
この原点復帰に先立って、装置のセットアップ前に一
度、次の処理を行う。
度、次の処理を行う。
すなわち、xyθテーブルの重心を通る線分の両端に２つ
の位置決め標識を形成し、前記xyθテーブルの座標（x,
y,θ）の任意の位置からθ軸をθ1,θ2,θ３の回転角で
回転させたときの前記位置決め標識の一方の重心位置の
画面上の座標値（x1,y1），（x2,y2），（x3,y3）を求
め、 画面上の３つの座標値（x1,y1），（x2,y2），（x3,
y3）よりθ軸の回転中心の画面上の点Ｇ（xg,yg）を求
め、 回転角θをθ軸の動作可能範囲のほぼ中央の角度に移動
させ、 xyθテーブル面を撮像し、その画像から円形を呈したウ
エハーホルダーの重心を求め、その重心をxyθテーブル
の重心位置とし、この重心位置がθ軸の回転中心Ｇと一
致するようにx,y軸を移動させてこの点をxyθテーブル
の原点として記憶し、 前記２つの位置決め標識の重心Ｋ′,Lを求め、xyθテー
ブルの重心Ｋが線分Ｋ′Ｌ上のどの位置にあるかを求
め、 xyθテーブルをｘ軸方向に任意の量だけ移動して位置決
め装置の座標系とテレビカメラの座標系とのずれ角θ０
及び距離係数kCSを求める。
の位置決め標識を形成し、前記xyθテーブルの座標（x,
y,θ）の任意の位置からθ軸をθ1,θ2,θ３の回転角で
回転させたときの前記位置決め標識の一方の重心位置の
画面上の座標値（x1,y1），（x2,y2），（x3,y3）を求
め、 画面上の３つの座標値（x1,y1），（x2,y2），（x3,
y3）よりθ軸の回転中心の画面上の点Ｇ（xg,yg）を求
め、 回転角θをθ軸の動作可能範囲のほぼ中央の角度に移動
させ、 xyθテーブル面を撮像し、その画像から円形を呈したウ
エハーホルダーの重心を求め、その重心をxyθテーブル
の重心位置とし、この重心位置がθ軸の回転中心Ｇと一
致するようにx,y軸を移動させてこの点をxyθテーブル
の原点として記憶し、 前記２つの位置決め標識の重心Ｋ′,Lを求め、xyθテー
ブルの重心Ｋが線分Ｋ′Ｌ上のどの位置にあるかを求
め、 xyθテーブルをｘ軸方向に任意の量だけ移動して位置決
め装置の座標系とテレビカメラの座標系とのずれ角θ０
及び距離係数kCSを求める。
なお、２つの位置決め標識は、両者を区別するために、
径の異なる大小の円形のものとすることができる。
径の異なる大小の円形のものとすることができる。
以上の前処理を行った後のウエハー位置決め装置の原点
位置決めは次のように行う。
位置決めは次のように行う。
すなわち、ウエハー位置決め装置によってウエハーの位
置決めを行い、ロボットによってそのウエハーを搬出し
た後、 テレビカメラで撮像したxyθテーブルの２つの位置決め
標識の座標Ｍ及びＬを求め、この２つの座標よりxyθテ
ーブルの中心Ｋ及びベクトルKLを求め、このベクトルKL
がカメラ座標のyC軸と平行になるようにxyθテーブルの
θ軸を回転し、回転後のxyθテーブルの重心Ｋの座標と
前記の方法で求めたずれ角θ０及び距離係数kCSとに基
づいてxyθテーブルのx,y方向の移動量を求め、この移
動量に基づいてxyθテーブルをx,y方向に移動させる。
置決めを行い、ロボットによってそのウエハーを搬出し
た後、 テレビカメラで撮像したxyθテーブルの２つの位置決め
標識の座標Ｍ及びＬを求め、この２つの座標よりxyθテ
ーブルの中心Ｋ及びベクトルKLを求め、このベクトルKL
がカメラ座標のyC軸と平行になるようにxyθテーブルの
θ軸を回転し、回転後のxyθテーブルの重心Ｋの座標と
前記の方法で求めたずれ角θ０及び距離係数kCSとに基
づいてxyθテーブルのx,y方向の移動量を求め、この移
動量に基づいてxyθテーブルをx,y方向に移動させる。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の構成例を示すもので、11はテレビカメ
ラ、12は光源、13は画像処理装置、14はxyθテーブル、
15はxyθテーブルコントローラ、16はシーケンサであ
る。xyθテーブル14はウエハー21を支持するウエハーホ
ルダー22、ウエハー21の映像の輪郭を明確にするための
背景用カバー23、Ｙテーブル24、Ｘテーブル25、θター
ンテーブル26、θ軸用モータ27を備えている。
ラ、12は光源、13は画像処理装置、14はxyθテーブル、
15はxyθテーブルコントローラ、16はシーケンサであ
る。xyθテーブル14はウエハー21を支持するウエハーホ
ルダー22、ウエハー21の映像の輪郭を明確にするための
背景用カバー23、Ｙテーブル24、Ｘテーブル25、θター
ンテーブル26、θ軸用モータ27を備えている。
θターンテーブル26はθ軸用モータ27によりXY平面上で
回転する。θターンテーブル26にはＸテーブル25が固定
されており、Ｙテーブル24はＸテーブルに固定されてい
る。ドーナツ状の背景カバー23及び円形のウエハーホル
ダー22はそれぞれの中心がほぼ一致するようにＹテーブ
ル24に固定されている。
回転する。θターンテーブル26にはＸテーブル25が固定
されており、Ｙテーブル24はＸテーブルに固定されてい
る。ドーナツ状の背景カバー23及び円形のウエハーホル
ダー22はそれぞれの中心がほぼ一致するようにＹテーブ
ル24に固定されている。
第２図はxyθテーブル14を上面より見た図を示すもので
あり、背景用カバー23の対向する２か所には、径が異な
る大小の円形位置決め標識M1及びM2が設けられている。
位置決め標識M1、M2の中心を結ぶ線分の中点が背景用カ
バー23の中心とほぼ一致するように位置決め標識M1、M2
は設置されている。
あり、背景用カバー23の対向する２か所には、径が異な
る大小の円形位置決め標識M1及びM2が設けられている。
位置決め標識M1、M2の中心を結ぶ線分の中点が背景用カ
バー23の中心とほぼ一致するように位置決め標識M1、M2
は設置されている。
上記２つの位置決め用標識は１つ（M2のみ）にすること
もできる。その場合は、２つの位置決め標識の中点の代
わりに、ウエハーホルダーの画像からウエハーホルダー
の重心位置を求め、その位置を利用する。
もできる。その場合は、２つの位置決め標識の中点の代
わりに、ウエハーホルダーの画像からウエハーホルダー
の重心位置を求め、その位置を利用する。
第３図はウエハーの位置と概略回転角を求める方法を説
明する図、第４図はウエハーの回転角を高精度に求める
方法を説明する図である。
明する図、第４図はウエハーの回転角を高精度に求める
方法を説明する図である。
第３図において、ウエハーの画像パターンの重心PGを求
める。次に、ウエハー重心PGに最も近いウエハーの輪郭
点P1を画像データから求める。線分PGP1の方向をウエハ
ーの概略回転角αとする。重心PGを通りウエハーの概略
回転角αに対して＋π/2,−π，−π/2の傾きの３つの
直線を想定し、それぞれの直線がウエハーの輪郭と交わ
る近辺にウインドウw1,w2,w3を設定する。次に各ウイン
ドウ内でのウエハーの平均輪郭点を求める。
める。次に、ウエハー重心PGに最も近いウエハーの輪郭
点P1を画像データから求める。線分PGP1の方向をウエハ
ーの概略回転角αとする。重心PGを通りウエハーの概略
回転角αに対して＋π/2,−π，−π/2の傾きの３つの
直線を想定し、それぞれの直線がウエハーの輪郭と交わ
る近辺にウインドウw1,w2,w3を設定する。次に各ウイン
ドウ内でのウエハーの平均輪郭点を求める。
各ウインドウ毎の平均輪郭点P2,P3,P4の３点を通る円の
中心PCを求め、ウエハーの位置とする。最終位置決め位
置と検出したウエハー位置とから、ウエハーのx,y方向
のずれ量を求め、xyθテーブルのx,y軸の移動量とす
る。±π/4、±３π/4のうち、ウエハーの最終位置決め
方向に最も近い方向とウエハーの概略回転角との角度差
をウエハー回転量として、xyθテーブルのθ軸を回転す
ると、第４図に示す状態になる。
中心PCを求め、ウエハーの位置とする。最終位置決め位
置と検出したウエハー位置とから、ウエハーのx,y方向
のずれ量を求め、xyθテーブルのx,y軸の移動量とす
る。±π/4、±３π/4のうち、ウエハーの最終位置決め
方向に最も近い方向とウエハーの概略回転角との角度差
をウエハー回転量として、xyθテーブルのθ軸を回転す
ると、第４図に示す状態になる。
第４図において、オリフラ部に２つのウインドウを設定
し、各ウインドウ内における、ウエハーの平均輪郭点
P5,P6を求める。直線P5P6に直交する直線の傾きをウエ
ハーの回転角とし、検出したウエハーの回転角とウエハ
ーの最終位置決め方向との角度差をウエハー回転補正量
Δθとしてxyθテーブルのθ軸を回転する。
し、各ウインドウ内における、ウエハーの平均輪郭点
P5,P6を求める。直線P5P6に直交する直線の傾きをウエ
ハーの回転角とし、検出したウエハーの回転角とウエハ
ーの最終位置決め方向との角度差をウエハー回転補正量
Δθとしてxyθテーブルのθ軸を回転する。
このようにして、xyθテーブル14上のウエハー21はオリ
フラ部の位置決めがなされ、フォーク状の搬出具を先端
に有するロボットによって次のプラントに移送される。
フラ部の位置決めがなされ、フォーク状の搬出具を先端
に有するロボットによって次のプラントに移送される。
ウエハー搬送後のxyθテーブル14の原点復帰方法につい
て以下に説明する。
て以下に説明する。
１）ウエハー搬送及びウエハー位置決め方法 １−１）基準位置（原点位置） 第２図に示すように、背景用カバー23に設けた２個の円
形状の位置決め標識M1（大）及びM2（小）のそれぞれ中
心M,Lを通る直線（第５図参照）がカメラ座標系（xC,
yC）のyC軸に平行となるように、位置決め標識の中心
Ｍ、Ｌの中点Ｋと点Ｇを一致させる（第６図参照）。こ
のときyL＞yKとなるようにする。
形状の位置決め標識M1（大）及びM2（小）のそれぞれ中
心M,Lを通る直線（第５図参照）がカメラ座標系（xC,
yC）のyC軸に平行となるように、位置決め標識の中心
Ｍ、Ｌの中点Ｋと点Ｇを一致させる（第６図参照）。こ
のときyL＞yKとなるようにする。
点Ｇはキャリブレーションにより予め求められたカメラ
座標系でのθ軸回転中心である。▲▼は点Ｋから点
Ｌへのベクトルである。
座標系でのθ軸回転中心である。▲▼は点Ｋから点
Ｌへのベクトルである。
基準位置における各軸座標値はＯ（原点）である。
１−２）第７図に示すように、ロボット31がウエハー21
を位置決め装置へ搬送する。このとき、ウエハー21がず
れて位置決め装置のxyθテーブル（ウエハーテーブル2
2）に置かれたとする。
を位置決め装置へ搬送する。このとき、ウエハー21がず
れて位置決め装置のxyθテーブル（ウエハーテーブル2
2）に置かれたとする。
１−３）位置決め装置によるウエハーの位置決め ロボット（Ｒ軸に装着されたフォーク）31とウエハー22
との位置決めを次のように仮定する。
との位置決めを次のように仮定する。
オリフラがＲ軸方向と直交し、ウエハー重心Ｊを点Ｇに
一致させるものとする。このときのオリフラはロボット
側に位置決めする。
一致させるものとする。このときのオリフラはロボット
側に位置決めする。
すなわち、第８図（ａ）に示すようにＲ軸上の点Ｇを想
定し、第８図（ｂ）に示すようにウエハーの中心Ｊを点
Ｇに一致させ、最後に第８図（ｃ）に示すようにオリフ
ラがＲ軸と直交するようにウエハーを回転させる。
定し、第８図（ｂ）に示すようにウエハーの中心Ｊを点
Ｇに一致させ、最後に第８図（ｃ）に示すようにオリフ
ラがＲ軸と直交するようにウエハーを回転させる。
１−４）ロボットがウエハーを位置決め装置から搬送 以上のように位置決めされたウエハー21を、第９図に示
すようにロボット31が搬送する。
すようにロボット31が搬送する。
２）位置決め装置の原点復帰 ロボットは原点センサにより原点位置が機械的に決ま
る。位置決め装置は原点センサを有していないため、画
像処理により原点復帰動作を行わせる。
る。位置決め装置は原点センサを有していないため、画
像処理により原点復帰動作を行わせる。
原点復帰とは、基準位置に位置決めすることである（１
−１）参照）。
−１）参照）。
第10図はその位置決めの様子を示している。第10図
（ａ）は原点復帰前の点Ｇとベクトル▲▼の関係を
示している。第10図（ｂ）はベクトル▲▼がyC軸に
平行で＋yC方向を向くようにθ軸を回転させたところで
ある。第10図（ｃ）は点Ｋを点Ｇと一致させるようにx,
y軸を移動させた様子を示している。
（ａ）は原点復帰前の点Ｇとベクトル▲▼の関係を
示している。第10図（ｂ）はベクトル▲▼がyC軸に
平行で＋yC方向を向くようにθ軸を回転させたところで
ある。第10図（ｃ）は点Ｋを点Ｇと一致させるようにx,
y軸を移動させた様子を示している。
３）キャリブレーション 位置決め装置の原点復帰及びウエハー位置決めする
に当たり、カメラ座標系と位置決め装置座標系との間で
キャリブレーションが必要となる。
に当たり、カメラ座標系と位置決め装置座標系との間で
キャリブレーションが必要となる。
Ｒ軸方向に対するオリフラ位置決め用にロボットと
カメラ間でのキャリブレーションが必要となる。
カメラ間でのキャリブレーションが必要となる。
３−１）カメラ座標系でのθ軸回転中心位置Ｇを求め
る。
る。
方法1:x,y,θ軸を動かしながら手動によりθ軸回転中心
Ｇを探す。
Ｇを探す。
方法2:θ軸のみを動かし、３点教示により演算にてθ回
転中心Ｇ（xg,yg）を求める。
転中心Ｇ（xg,yg）を求める。
算出方法を第11図を参照しながら以下に説明する。
まず、θ軸を動かし、点1,点2,点３を教示する。点4,点
５はそれぞれ点１点2,点２点３の中心である。
５はそれぞれ点１点2,点２点３の中心である。
ただし、（λ1,μ１），（l1,m1）はそれぞれ、 の方向余弦である。
点４及び点Ｇを通る直線の方程式は、 ｙ＝a1x＋b1とすると、 b1＝y4−a1×x4である。
同様にして点５及び点Ｇを通る直線の方程式は、ｙ＝a2
x＋b2とすると、 b2＝y5−a2×x5である。
x＋b2とすると、 b2＝y5−a2×x5である。
a1x＋b1＝a2x＋b2より、 が求められる。
３−２）位置決め装置の基準位置移動時の位置決め装置
座標系〔xS,yS〕とカメラ座標系〔xC,yC〕との座標変換
式（第12図参照） 位置決め装置の基準位置移動時の［xS,yS］と［xC,yC］
との角度θ０を求める。
座標系〔xS,yS〕とカメラ座標系〔xC,yC〕との座標変換
式（第12図参照） 位置決め装置の基準位置移動時の［xS,yS］と［xC,yC］
との角度θ０を求める。
３−１）項の処理を完了した後、手動により位置決め装
置の基準位置合わせを行う。
置の基準位置合わせを行う。
ｘ軸を＋方向へ移動させ、θ０を求める。
この（２）式より、θ０が導かれる。
次に、カメラ座標系と位置決め装置座標系で距離係数k
CSを第13図を参照して求める。
CSを第13図を参照して求める。
ここで、（xCA,yCA），（xCB,yCB）はそれぞれカメラ座
標系における点A,Bの座標値、（xSA,ySA），（xSB,
ySB）はそれぞれ位置決め装置座標系における点A,Bの座
標値である。
標系における点A,Bの座標値、（xSA,ySA），（xSB,
ySB）はそれぞれ位置決め装置座標系における点A,Bの座
標値である。
３−４）オリフラ位置決め用Ｒ軸方向定義 第14図に示すように、Ｒ軸（ウエハーを搬出するロボッ
トの軸）方向を定義する点をＣとする。Ｒ軸が位置決め
装置へ侵入する方向となるようなGCの点Ｃを定義する。
トの軸）方向を定義する点をＣとする。Ｒ軸が位置決め
装置へ侵入する方向となるようなGCの点Ｃを定義する。
３−５）カメラ座標系でθ軸（右手系）回転が反時計回
りとなる方向を＋にとる。
りとなる方向を＋にとる。
４）位置決め装置の原点復帰 第15図（ａ）に示すように、画像処理により▲▼を
求める。点K,Lの座標値は当然求まっている。
求める。点K,Lの座標値は当然求まっている。
第15図（ｂ）に示すよう、▲▼がyC軸に平行で＋ｙ
軸方向となるようにθ軸を回転させる。
軸方向となるようにθ軸を回転させる。
▲▼の方向余弦を（k,l）とすると、回転角度θｇ
は、 θｇ＝cos-1（ｌ） ……（４） 第15図（ｃ）に示すように、点Ｋを点Ｇと一致させる。
は、 θｇ＝cos-1（ｌ） ……（４） 第15図（ｃ）に示すように、点Ｋを点Ｇと一致させる。
θｇ回転させた時の点Ｋを再度、画像処理により求め、
（２）式及びkCS（（３）式）により一致させる。
（２）式及びkCS（（３）式）により一致させる。
位置決め装置の座標値を〔xS,yS〕とすると、 で求まる。
本方法では、第15図（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の順で動作
することになる。
することになる。
θｇ回転させたとしたときの点Ｋの座標値を演算により
求め、（５）式に代入することにより、本方式では直接
第15図（ｃ）に示す位置に位置決めすることができる。
求め、（５）式に代入することにより、本方式では直接
第15図（ｃ）に示す位置に位置決めすることができる。
第15図（ａ）の画像処理で求めた点（xg,yg）を中心に
反時計方向θｇだけ＋方向へ回転したときの座標値
（xk,yk）は以下のようになる。
反時計方向θｇだけ＋方向へ回転したときの座標値
（xk,yk）は以下のようになる。
ここで〔xk1,yk1〕は第15図（ａ）の画像処理で求めた
点Ｋの座標値である。
点Ｋの座標値である。
５）位置決め装置によるウエハー位置決め θ軸角度及びx,y軸移動量を求める。
（ａ） 第16図（ａ）に示すように、画像処理によりウ
エハー中心点Ｊを求める。
エハー中心点Ｊを求める。
（ｂ） 第16図（ｂ）に示すように、点Ｊを点Ｇに一致
させる。
させる。
（ｃ） 第16図（ｃ）に示すように、点C,Dを画像処理
により求め、θ軸の回転量θｇを求める。
により求め、θ軸の回転量θｇを求める。
第17図に示すように、点Ｇから線分CDに垂直に下ろした
ときのCDとの交点Ｅを求める。線分CDの直線の方程式
は、 点Ｅの座標値を（xe,ye）とすれば、 （xc,xd）xg−（xc,yd）xe ＋（yc−yd）yg−（yc−ｄ）ye＝０ yeに（８）式を代入して整理すると、 よってEGの方向余弦（p,q）が求まる。
ときのCDとの交点Ｅを求める。線分CDの直線の方程式
は、 点Ｅの座標値を（xe,ye）とすれば、 （xc,xd）xg−（xc,yd）xe ＋（yc−yd）yg−（yc−ｄ）ye＝０ yeに（８）式を代入して整理すると、 よってEGの方向余弦（p,q）が求まる。
θｇ＝cos-1（λ・ｐ＋μ・ｑ） ……（11） （ｄ） （ａ）の画像処理で点C,Dを求めておく。
点Ｊを点Ｇに一致させたとしたときの新たな点C,Dの座
標値は、 但し、（xc1,yc1），（xd1,yd1）は（ａ）の画像処理で
求めた座標値である。
標値は、 但し、（xc1,yc1），（xd1,yd1）は（ａ）の画像処理で
求めた座標値である。
よって、（xc,yc），（xd,yd）を（８）式〜（11）式に
代入することにより、θｇが求まる。
代入することにより、θｇが求まる。
本方法により、直接、第16図（ｃ）に示す位置に位置決
めできる。
めできる。
以上に説明したように、本発明の位置決め装置は、ウエ
ハー画面をメモリー上で回転、シフトを行わないため、
高速にウエハーの位置、回転ずれを検出できるという効
果がある。また、半導体ウエハー位置、回転ずれをウエ
ハーに対して非接触で検出できるため、ウエハーを傷つ
けたり、ゴミを発生することもなく位置決めできるとい
う効果もある。
ハー画面をメモリー上で回転、シフトを行わないため、
高速にウエハーの位置、回転ずれを検出できるという効
果がある。また、半導体ウエハー位置、回転ずれをウエ
ハーに対して非接触で検出できるため、ウエハーを傷つ
けたり、ゴミを発生することもなく位置決めできるとい
う効果もある。
さらに、xyθテーブル上に２つの位置決め標識を設け、
この標識の位置に基づいてxyθテーブルの座標とカメラ
座標との相対位置を求めることにより、ウエハー搬送前
後のxyθテーブルの原点復帰を容易に行うことができ
る。
この標識の位置に基づいてxyθテーブルの座標とカメラ
座標との相対位置を求めることにより、ウエハー搬送前
後のxyθテーブルの原点復帰を容易に行うことができ
る。
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図はxyθテー
ブルの例を示す平面図、第３図はウエハーの位置と概略
回転角を求める方法を説明する図、第４図はウエハーの
回転角を高精度に求める方法を説明する図、第５図〜第
17図は本発明によりxyθテーブルの原点復帰方法を説明
するための図である。 11:テレビカメラ、12:光源 13:画像処理装置、14:xyθテーブル 15:xyθテーブルコントローラ 16:シーケンサ 21:ウエハー、22:ウエハーホルダー 23:背景用カバー、24:Yテーブル 25:Xテーブル、26:θターンテーブル 26:θ軸用モータ M1,M2:位置決め標識 31:ロボット
ブルの例を示す平面図、第３図はウエハーの位置と概略
回転角を求める方法を説明する図、第４図はウエハーの
回転角を高精度に求める方法を説明する図、第５図〜第
17図は本発明によりxyθテーブルの原点復帰方法を説明
するための図である。 11:テレビカメラ、12:光源 13:画像処理装置、14:xyθテーブル 15:xyθテーブルコントローラ 16:シーケンサ 21:ウエハー、22:ウエハーホルダー 23:背景用カバー、24:Yテーブル 25:Xテーブル、26:θターンテーブル 26:θ軸用モータ M1,M2:位置決め標識 31:ロボット
Claims (4)
- 【請求項１】xyθテーブル上に置かれたウエハーを撮像
するテレビカメラと、このテレビカメラで撮像されたウ
エハー画像からウエハーの重心PGとウエハー重心から最
短距離のウエハーの輪郭点P1を求める手段と、前記ウエ
ハー重心PGと前記ウエハー重心から最短距離のウエハー
輪郭点P1とを結ぶ線分の傾きαからxyθテーブルのθ軸
の第１の動作量を求める手段と、ウエハー外形の円弧上
の３点P2,P3,P4を通る円の中心PCをウエハー中心位置と
して求める手段と、このウエハー中心位置PCとxyθテー
ブルの基準位置からのずれ量に基づいて前記xyθテーブ
ルのx,y軸動作量を求める手段と、オリエンテーション
フラット部の２点P5,P6を通る直線の傾きとxyθテーブ
ルの基準角とのずれ角に基づいてxyθテーブルのθ軸の
第２の動作量を求める手段と、前記x,y軸動作量及びθ
軸の第１の動作量及び第２の動作量に基づいてxyθテー
ブルのx,y,θ軸をそれぞれ移動させる手段とを備えたこ
とを特徴とするウエハーの位置決め装置。 - 【請求項２】xyθテーブル面に位置決め標識を形成し、
テレビカメラxyθテーブル面を撮像し、前記xyθテーブ
ルのθ軸をθ1,θ2,θ３の回転角で回転させたときのそ
れぞれの回転角における前記位置決め標識の重心の画面
上での３つの位置を求め、求めた３つの位置よりθ軸の
回転中心をカメラ座標系の点Ｇとして求め、回転角θを
θ軸の動作可能範囲のほぼ中央の角度に移動させ、xyθ
テーブル面を撮像し、その画像から円形を呈したウエハ
ーホルダーの重心を求め、その重心をxyθテーブルの重
心位置とし、この重心位置がθ軸の回転中心Ｇと一致す
るようにx,y軸を移動させてこの点をxyθテーブルの原
点として記憶し、 前記xyθテーブルの原点と前記位置決め標識の重心とを
結ぶ線分がテレビカメラ座標系のｙ軸の方向と平行にな
るようにxyθテーブルのθ軸を回転し、次いでxyθテー
ブルのｘ軸を一定量移動し、そのときの前記位置決め標
識の画像面での位置及び移動量を求め、求めた位置及び
移動量を基に、ウエハー位置決め装置の原点復帰時のxy
θテーブルの移動量を求める際のファクターとなる、位
置決め装置の座標系とテレビカメラの座標系とのずれ角
θ０及び距離係数kCSを求めることを特徴とするウエハ
ー位置決め装置の原点復帰時の前処理方法。 - 【請求項３】位置決め標識は、xyθテーブルの中心を通
る線分の両端に配置された、径の異なる大小２つの円形
を呈していることを特徴とする請求項２記載のウエハー
位置決め装置の原点復帰時の前処理方法。 - 【請求項４】xyθテーブル面に位置決め標識を形成し、
テレビカメラでxyθテーブル面を撮像し、前記xyθテー
ブルのθ軸をθ1,θ2,θ３の回転角で回転させたときの
それぞれの回転角における前記位置決め標識の重心の画
面上での３つの位置を求め、求めた３つの位置よりθ軸
の回転中心をカメラ座標系の点Ｇとして求め、回転角θ
をθ軸の作動可能範囲のほぼ中央の角度に移動させ、xy
θテーブル面を撮像し、その画像から円形を呈したウエ
ハーホルダーの重心を求め、その重心をxyθテーブルの
重心位置とし、この重心位置がθ軸の回転中心Ｇと一致
するようにx,y軸を移動させてこの点をxyθテーブルの
原点として記憶し、 前記xyθテーブルの原点と前記位置決め標識の重心とを
結ぶ線分がテレビカメラ座標系のｙ軸の方向と平行にな
るようにxyθテーブルのθ軸を回転し、次いでxyθテー
ブルのｘ軸を一定量移動し、そのときの前記位置決め標
識の画像面での位置及び移動量を求め、求めた位置及び
移動量を基に、ウエハー位置決め装置の原点復帰時のxy
θテーブルの移動量を求める際のファクターとなる、位
置決め装置の座標系とテレビカメラの座標系とのずれ角
θ０及び距離係数kCSを求めておき、 xyθテーブル上に置かれたウエハーをテレビカメラで撮
像し、得られたウエハー画像での、ウエハー外形の円弧
上の３点を検出し、その３点を通る円の中心をウエハー
位置として検出し、基準位置からのずれ量を前記xyθテ
ーブルのx,y軸動作量とし、オリエンテーションフラッ
ト部の２点を通る直線の傾きを求め、この直線の傾きと
基準角とのずれ量を前記xyθテーブルのθ軸動作量とし
てxyθテーブルを回転させ、xyθテーブル上のウエハー
をロボットによって搬出した後、 テレビカメラで撮像したxyθテーブルの２つの位置決め
標識の座標Ｍ及びＬを求め、この２つの座標よりxyθテ
ーブルの中心Ｋ及びベクトルKLを求め、このベクトルKL
がカメラ座標のyC軸と平行になるようにxyθテーブルの
θ軸を回転し、回転後のxyθテーブルの中心Ｋの座標と
前記ずれ角θ０及び距離係数kCSとに基づいてxyθテー
ブルのx,y方向の移動量を求め、この移動量に基づいてx
yθテーブルをx,y方向に移動させることを特徴とするウ
エハー位置決め装置の原点復帰方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63295340A JPH0770582B2 (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | ウエハー位置決め装置及びその原点復帰処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63295340A JPH0770582B2 (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | ウエハー位置決め装置及びその原点復帰処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02142158A JPH02142158A (ja) | 1990-05-31 |
| JPH0770582B2 true JPH0770582B2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=17819349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63295340A Expired - Fee Related JPH0770582B2 (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | ウエハー位置決め装置及びその原点復帰処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0770582B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6309163B1 (en) * | 1997-10-30 | 2001-10-30 | Applied Materials, Inc. | Wafer positioning device with storage capability |
| JP4632590B2 (ja) * | 2001-08-30 | 2011-02-16 | キヤノンアネルバ株式会社 | 基板搬送システム及び基板処理装置 |
| JP4963469B2 (ja) * | 2005-06-24 | 2012-06-27 | 株式会社アルバック | 位置修正装置、位置修正方法 |
| CN103197517B (zh) * | 2012-01-05 | 2015-02-11 | 上海微电子装备有限公司 | 一种工件台平衡质量质心测试校准方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6081613A (ja) * | 1983-10-11 | 1985-05-09 | Hitachi Ltd | ウエハ整合装置 |
| JPS60167009A (ja) * | 1984-02-10 | 1985-08-30 | Hitachi Ltd | 板状物の位置合わせ方法および装置 |
| JPS6265436A (ja) * | 1985-09-18 | 1987-03-24 | Tokyo Sokuhan Kk | ダイボンダにおけるウエハ−位置制御方法 |
| JPS62214310A (ja) * | 1986-03-17 | 1987-09-21 | Toshiba Seiki Kk | ウエハ外径の検出方法 |
-
1988
- 1988-11-22 JP JP63295340A patent/JPH0770582B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02142158A (ja) | 1990-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10751883B2 (en) | Robot system with supplementary metrology position coordinates determination system | |
| CN108917604B (zh) | 一种法向测量装置及其标定方法 | |
| US6195619B1 (en) | System for aligning rectangular wafers | |
| US6591160B2 (en) | Self teaching robot | |
| US6760976B1 (en) | Method for active wafer centering using a single sensor | |
| US6506614B1 (en) | Method of locating and placing eye point features of a semiconductor die on a substrate | |
| JPH01127238A (ja) | 可動部材用の限定的再位置決め区域における位置フイードバック向上 | |
| TWI390660B (zh) | 用於半導體晶圓對準之方法與設備 | |
| JP2004276151A (ja) | 搬送用ロボットおよび搬送用ロボットの教示方法 | |
| JPS62289712A (ja) | 歯車検査装置のトレ−サを方位決めするための方法と装置 | |
| US20020017911A1 (en) | Shape accuracy improvement using a novel calibration approach | |
| JPS6332306A (ja) | 無接触三次元自動寸法測定方法 | |
| JPH0770582B2 (ja) | ウエハー位置決め装置及びその原点復帰処理方法 | |
| CN113781558A (zh) | 一种姿态与位置解耦的机器人视觉寻位方法 | |
| JPH03161223A (ja) | ワークのはめ合い方法 | |
| JPS6320380B2 (ja) | ||
| JP3880030B2 (ja) | Ｖ溝形状測定方法及び装置 | |
| JPH05198662A (ja) | プローブ装置及び同装置におけるアライメント方法 | |
| CN102934216A (zh) | 用于对准半导体材料的方法 | |
| JP2005317806A (ja) | 装着精度測定方法 | |
| TW202219458A (zh) | 工具機的轉動軸中心位置量測方法 | |
| JPH0283183A (ja) | 多関節型ロボットの位置設定方法 | |
| JP2000199704A (ja) | 画像処理装置のキャリブレ―ション方法 | |
| JPH0471673B2 (ja) | ||
| JPH02110789A (ja) | ３次元物体の形状認識方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |