JPS61184841A - Method and device for positioning of wafer - Google Patents

Method and device for positioning of wafer

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JPS61184841A
JPS61184841A JP2451785A JP2451785A JPS61184841A JP S61184841 A JPS61184841 A JP S61184841A JP 2451785 A JP2451785 A JP 2451785A JP 2451785 A JP2451785 A JP 2451785A JP S61184841 A JPS61184841 A JP S61184841A
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JP
Japan
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wafer
handler
center point
detection
orientation
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JP2451785A
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Japanese (ja)
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Shinkichi Deguchi
出口 信吉
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Canon Inc
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H01L21/681Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment using optical controlling means

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Abstract

PURPOSE:To simplify the next process by positioning a wafer by bringing the wafer in accordance with the reference position and direction in the course of transportation and utilizing a function of straight movement and rotation of a wafer transporting handler effectively. CONSTITUTION:The position of a center point O' of a wafer 3 and a direction O'R of an orientation flat 15 are detected by revolving the wafer 3 around a rotation shaft 13 and measuring a position of the periphery of the wafer 3 by a sensor 16. A point of intersection P of the extended line of a line OQ in a reference direction and the extended line of a line O'R in an actual direction is worked out and a distance OP is calculated. Then a pantograph mechanism 9 moves a supporting member 8 of a handler 4 straightly only by the moving quantity corresponding to the resultant value so as to bring the point P in accordance with the point O. The new center point position O'' of the wafer is present on the line OR'. The handler 4 is rotated together with the wafer 3 only by theta to bring the direction OR' in accordance with the reference direction OQ. The center point position moves to a point O''' on the line OQ. As the handler 4 has been slipped in reverse direction by theta, a rotary unit 12 rotates only the handler 4 reversely only by angle theta.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の利用分野] 本発明はウェハの位置決め方法および装置に関し、更に
詳しくは、露光装置などの半導体製造装置、或いはウエ
ハプローバなどの各種検査・測定装置において、オリエ
ンターショナルフラット付きの半導体ウェハをセットす
る際に、該ウェハの向きと位置を予め定められた方向お
よび位置に定めるための位置決めの方法および装置に関
する。
Detailed Description of the Invention [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a method and apparatus for positioning a wafer, and more specifically, the present invention relates to a method and apparatus for positioning a wafer. The present invention relates to a positioning method and apparatus for determining the orientation and position of a semiconductor wafer with a national flat in a predetermined direction and position when setting the wafer.

[従来技術] 半導体製造装置等においては、複数のウェハを次々に処
理する必要上、複数枚のウェハを棚状に収納したウェハ
カセットを配置し、このカセット内の棚段部のうちから
ウェハを一枚ずつ取り出してウェハチャック等に装着し
、必要な処理工程を終えたのちウェハチャックから別の
ウェハカセット内にウェハを収納するようにして、ウェ
ハ供給側と収納側とに同様のウェハカセットを配置する
のが一般的であったが、近時、処理済のウェハを元のカ
セットに戻すようにして、収納側のウェハカセットを不
必要とし、その分だけ装置の小型化を計るようにするこ
とが考えられ、このためウェハカセットとウェハチャッ
クとの間のウェハの受け渡しを、例えばパンタグラフ式
ロボットハンドのような水平面内で往復動および回動可
能なウェハ搬送用ハンドラによって行なうことが提案さ
れた。
[Prior Art] In semiconductor manufacturing equipment, etc., it is necessary to process a plurality of wafers one after another, so a wafer cassette storing a plurality of wafers in the form of a shelf is arranged, and the wafers are removed from the shelves in the cassette. The wafers are taken out one by one and placed on a wafer chuck, etc., and after the necessary processing steps are completed, the wafers are stored from the wafer chuck into separate wafer cassettes. However, recently, processed wafers have been returned to their original cassettes, making the wafer cassette on the storage side unnecessary and making the equipment more compact. Therefore, it has been proposed that wafers be transferred between a wafer cassette and a wafer chuck using a wafer transfer handler that can reciprocate and rotate in a horizontal plane, such as a pantograph robot hand. .

ところが、ウェハカセット内でのウェハの中心点位置や
そのオリエンテーショナルフラットの向きはカセット内
で一定に揃っているわけではなく、またハンドラもカセ
ット内のウェハを唯そのまま受取って運ぶだけでカセッ
ト内のウェハ位置および向きのバラツキを補正する機能
が無いので、ハンドラ上でウェハの中心点位置およびオ
リエンテーショナルフラットの向きがウェハ毎に異って
しまい、必然的にウェハチャックへ受渡した後でウェハ
の位置決めを行なわなければならず、ウェハチャック等
に位置合わせ機構を設けなければならなかったり、スル
ープットが低下したりする問題点が不可避であった。
However, the position of the center point of the wafer and the orientation of the wafer's orientation flat within the cassette are not constant, and the handler only receives and transports the wafer in the cassette. Since there is no function to correct variations in wafer position and orientation, the center point position and orientation of the wafer on the handler will vary from wafer to wafer, making it necessary to position the wafer after transferring it to the wafer chuck. Therefore, there are unavoidable problems such as having to provide a positioning mechanism on the wafer chuck or the like, and reducing throughput.

[発明の概要] 本発明は、前述の従来技術の問題点を解決して、ウェハ
搬送ハンドラ上でウェハの中心点位置とそのオリエンテ
ーショナルフラットの向きとを一定の基準位置および方
向に合わせることのできるウェハの位置決め方法および
装置を提供しようとするものである。
[Summary of the Invention] The present invention solves the problems of the prior art described above, and provides a method for aligning the center point position of the wafer and the direction of its orientation flat on a wafer transfer handler to a constant reference position and direction. The present invention aims to provide a method and apparatus for positioning a wafer.

すなわち本発明に従う位置決め方法では、ウェハカセッ
トとウェハチャック等との間のウェハの搬送のために、
水平面内で往復動および回動可能なウェハ搬送用ハンド
ラが使用され、カセットからのウェハをウェハチャック
等へ受渡す間に該ハンドラ上でウェハの位置決めが果さ
れる。
That is, in the positioning method according to the present invention, for transporting the wafer between the wafer cassette and the wafer chuck,
A wafer transport handler capable of reciprocating and rotating in a horizontal plane is used to position the wafers on the handler while transferring the wafers from the cassette to a wafer chuck or the like.

本発明による位置決め方法は、その主要ステップとして
、検出ステップ、移動ステップ、および単独回動ステッ
プを含み、これらステップの組合せでウェハのハンドラ
上での位置決めが行なわれる。
The positioning method according to the present invention includes a detection step, a movement step, and a single rotation step as its main steps, and the wafer is positioned on the handler by a combination of these steps.

検出ステップでは、ウェハを受取ったハンドラを所定の
検出位置に定位させてのち、この検出位置での前記ウェ
ハの外周位置を測定することによりウェハの中心点の位
置とそのオリエンテーショナルフラットの向ぎとを検出
する。
In the detection step, the handler that has received the wafer is positioned at a predetermined detection position, and then the outer circumferential position of the wafer is measured at this detection position, thereby determining the position of the center point of the wafer and the direction of its orientational flat. Detect.

移動ステップでは、前記検出ステップでの検出結果に基
づいてハンドラをウェハごと水平面内で直線移動または
回動させることにより、ウェハのオリエンテーショナル
フラットの向きを基準方向に合わせ、ウェハ中心点を基
準位置に合致させる。
In the moving step, the handler is linearly moved or rotated along with the wafer in a horizontal plane based on the detection result in the detection step, so that the orientation of the wafer's orientation flat is aligned with the reference direction, and the center point of the wafer is moved to the reference position. Match.

単独回動ステップでは、前記移動ステップ中のハンドラ
の回動の前又は後に、ウェハをそのままの向きで中心点
位置をずらすことなく一時保持し、ハンドラのみを所定
角度だけけ回動してから前記一時保持を解除して再びハ
ンドラをウェハごと直線移動または回動可能な状態にす
る。
In the independent rotation step, before or after the rotation of the handler during the movement step, the wafer is temporarily held in the same orientation without shifting the central point position, and only the handler is rotated by a predetermined angle before the rotation of the handler is performed. The temporary hold is released and the handler is made linearly movable or rotatable together with the wafer again.

前記ハンドラは、検出位置近傍の予め定められた位置に
設定された回動軸心まわりに回動可能で −あり、ウェ
ハ中心点を合わせるべき基準位置は好ましくはこの回動
軸心上に定められる。
The handler is rotatable around a rotation axis set at a predetermined position near the detection position, and a reference position at which the wafer center point should be aligned is preferably set on this rotation axis. .

前記ハンドラはまた前記回動軸心上を通る直線に沿って
往復動可能であり、その直線移動方向はハンドラが回動
軸心まわりに回動することで複数方向へ向い、そのうち
のひとつはウェハカセットへ向う方向であり、また別の
ひとつはウェハチャック等の処理系へ向う方向であって
、これら直線移動方向のうちのひとつが前記基準方向に
選ばれ、例えばウェハのオリエンテーショナルフラット
は、前記回動軸心からウェハカセットへ向う方向と直交
するように方向合せが行なわれる。
The handler is also capable of reciprocating along a straight line passing on the rotational axis, and the direction of linear movement is directed in multiple directions as the handler rotates around the rotational axis, one of which is directed toward the wafer. One direction is toward the cassette, and another direction is toward a processing system such as a wafer chuck. One of these linear movement directions is selected as the reference direction. For example, the orientation flat of the wafer is Orientation is performed so that it is perpendicular to the direction from the rotation axis toward the wafer cassette.

単独回動ステップにおけるウェハの一時保持は、ハンド
ラとウェハとの相対回動のために行なわれ、このとぎに
はウェハはハンドラによる支持から離れて例えば固定載
置台などの別の固定部材によりそのままの向きと位置で
保持され、この間にハンドラのみが移動ステップでの回
動方向とは逆方向に同角度だけ回動されるなどして、ハ
ンドラの向きとウェハの向きとの一致がとられる。この
場合、移動ステップでのハンドラの回動角度は検出ステ
ップでの検出結果によって与えられるので、ハンドラの
みの単独回動を移動ステップでのウェハと一緒の回動の
前に行なってハンドラに予めオフセット角を与えるよう
にしても、或いはハンドラのみの単独回動を移動ステッ
プでのウェハと一緒の回動の後に行なって相対角偏差を
吸収するようにしてもいずれでも可能である。
Temporary holding of the wafer in the single rotation step is performed for relative rotation between the handler and the wafer, at which point the wafer is removed from the support of the handler and held in place by another fixed member, such as a fixed mounting table. During this time, only the handler is rotated by the same angle in the direction opposite to the rotation direction in the movement step, so that the orientation of the handler and the orientation of the wafer match. In this case, the rotation angle of the handler in the movement step is given by the detection result in the detection step, so the handler is rotated individually before the rotation together with the wafer in the movement step to offset the handler in advance. It is possible to provide an angle, or to absorb the relative angular deviation by rotating the handler alone after the rotation together with the wafer in the moving step.

このような方法を実施するための本発明の位置決め装置
は、ウェハを載せて水平面内で往復動可能なウェハ搬送
用ハンドラと、予め設定された検出位置における前記ハ
ンドラ上のウェハの中心点の位置とそのオリエンテーシ
ョナルフラットの向きとを検出する検出装置と、前記ハ
ンドラを予め定められた位置の回動軸心まわりに回動さ
せる回動装置と、前記検出装置の検出結果に基づいて前
記ハンドラおよび前記回動装置を制御してウェハの中心
点の位置とオリエンテーショナルフラットの向きとをそ
れぞれ予め定められた基準位置と基準方向とに合わせる
制御装置と、前記ハンドラとの間でウェハの受け渡しが
可能であって受取ったウェハをそのままの位置および姿
勢に保持する保持手段とを基本要素として備えている。
The positioning device of the present invention for carrying out such a method includes a wafer transport handler that can carry a wafer and move back and forth in a horizontal plane, and a position of the center point of the wafer on the handler at a preset detection position. a detection device that detects the orientation of the handler and the direction of its oriented flat; a rotation device that rotates the handler around a rotation axis at a predetermined position; A wafer can be transferred between the handler and a control device that controls the rotation device to adjust the position of the center point of the wafer and the direction of the orientational flat to a predetermined reference position and direction, respectively. The basic element is a holding means for holding the received wafer in the same position and attitude.

この場合、好ましくは前記基準位置を前記検出位1行の
近傍で前記回転軸心上に定め、これにより制御装置から
ウェハ中心点をハンドラ回動軸心に一致させるような制
御動作を行なうようにする。
In this case, preferably, the reference position is set on the rotation axis in the vicinity of the first row of detection positions, and the control device performs a control operation to align the wafer center point with the handler rotation axis. do.

検出装置は例えば検出位置近傍に配置されたウェハ外周
位置測定用非接触センサを含み、この場合、ひとつのセ
ンサでもよいが、ウェハの外周位置を複数個所で測定す
るように複数のセンサを用いれば、検出時のウェハの回
動量を少なく或いは全く不要にすることができよう。こ
の非接触センサとしては静電容量型の近接形センサを用
いるのが測定精度等との関連で好ましいが、もちろん他
の例えば光電式のセンサを用いることも可能である。
The detection device includes, for example, a non-contact sensor for measuring the wafer outer circumferential position placed near the detection position.In this case, one sensor may be used, but it is possible to use multiple sensors to measure the wafer outer circumferential position at multiple locations. , the amount of rotation of the wafer during detection can be reduced or not required at all. As this non-contact sensor, it is preferable to use a capacitance type proximity sensor from the viewpoint of measurement accuracy, but it is of course possible to use other sensors such as a photoelectric type.

保持手段は前述のハンドラの単独回動のために必要なも
のであって、好ましくはハンドラを昇降させる昇降装置
と、それによるハンドラの下降によってハンドラ上のウ
ェハの下面を当接してウェハを載置保持する固定載置台
とによって構成する。
The holding means is necessary for the above-mentioned independent rotation of the handler, and preferably includes an elevating device for elevating and lowering the handler, and by lowering the handler, the wafer is placed in contact with the lower surface of the wafer on the handler. It consists of a fixed mounting table to hold the device.

ウェハ搬送用ハンドラには種々のものがあるが、本発明
の実施に好適なものは、ウェハを水平に支持する支持部
材をパンタグラフ機構等の一軸往復系によって水平面内
で直線往復動させ、且つこの一軸往復系と共に支持部材
を垂直な回動輪まわりに回動させる機能を最小限度猫え
たロボットハンドである。
There are various types of handlers for carrying wafers, but the one suitable for carrying out the present invention is one that reciprocates a support member that supports the wafer horizontally in a horizontal plane using a uniaxial reciprocating system such as a pantograph mechanism, and This is a robot hand that has a uniaxial reciprocating system and the ability to rotate the support member around a vertical rotation wheel to the bare minimum.

以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

[実施例] 第1〜3図は本発明の実施例に係るウェハ位置決め装置
を示し、第4〜5図はウェハの位置合せ動作を示してい
る。
[Embodiment] Figs. 1 to 3 show a wafer positioning apparatus according to an embodiment of the present invention, and Figs. 4 to 5 show a wafer positioning operation.

第1〜3図において、支持台1の上面片側にはウェハカ
セット2がセットされ、カセット内には複数段の棚にウ
ェハ3が収納されている。支持台1の上面の他の片側に
はウェハ搬送用ハンドラ4が昇降架台5に支持されて支
持台上面に位置しており、架台5は、モータ6によって
駆動される送り機構7により支持台1に対して昇降可能
に支持されている。ハンドラ4は、その上にウェハ3を
載せて搬送するためのフォーク状の水平支持部材8と、
この支持部材8の直線往復動を行なわせるパンタグラフ
機構9とを有し、パンタグラフ機構9はその両回動輪1
0.10の回動で開閉することによって支持部材8を直
線往復動させ、図示の向ぎにおいては支持部材8をカセ
ット2内に進入させ或いはそこから逆方向に退去させ、
この直線往復動と昇降架台5の昇降動作の協働で支持部
材8とカセット2内の棚段との間でウェハの受け渡しが
行なわれるようになっている。このパンタグラフ機構9
は、その回動輪10.10を介してパンタグラフ開閉駆
動ユニット11に支持されており、該ユニット11はさ
らにハンドラ回動ユニット12の回動軸13に支持され
ており、そしてこの回動ユニット12が前記昇降架台5
に取付けられている。従ってハンドラ4は回動軸13の
軸心方向に昇降可能であると共に該軸心まわりに回動し
て支持部材8の直線移動の向きを変えることもでき、例
えばカセット2から受取ったウェハを、カセット2とは
別方向に配置されている図示しないウェハチャック等へ
渡し、或いはその逆の受け渡し動作をするようになされ
ている。
1 to 3, a wafer cassette 2 is set on one side of the upper surface of a support stand 1, and wafers 3 are stored in a plurality of shelves within the cassette. On the other side of the upper surface of the support 1, a wafer transfer handler 4 is supported by an elevating pedestal 5 and is located on the upper surface of the support. It is supported so that it can be raised and lowered. The handler 4 includes a fork-shaped horizontal support member 8 on which the wafer 3 is placed and transported;
It has a pantograph mechanism 9 for linearly reciprocating the support member 8, and the pantograph mechanism 9 has both rotating wheels 1.
The support member 8 is linearly reciprocated by opening and closing with a rotation of 0.10 degrees, and the support member 8 is moved into the cassette 2 in the direction shown in the figure or withdrawn therefrom in the opposite direction.
The wafers are transferred between the support member 8 and the shelves in the cassette 2 through the cooperation of this linear reciprocating movement and the vertical movement of the lifting frame 5. This pantograph mechanism 9
is supported by a pantograph opening/closing drive unit 11 via its rotation wheel 10.10, which unit 11 is further supported by a rotation shaft 13 of a handler rotation unit 12, and this rotation unit 12 is The elevating frame 5
installed on. Therefore, the handler 4 can move up and down in the direction of the axis of the rotating shaft 13, and can also rotate around the axis to change the direction of linear movement of the support member 8. For example, the handler 4 can move the wafer received from the cassette 2, The wafer is transferred to a wafer chuck (not shown) placed in a direction other than the cassette 2, or vice versa.

前記回動軸13の軸心位置は、ハンドラ4のウェハカセ
ットからの後退限位置において、その支持部材8の先端
外にならないように定められており、好ましくは第3図
に示すようにパンタグラフ開閉用回動軸10.10の両
軸心を結ぶ線上にある。
The axial center position of the rotation shaft 13 is determined so as not to be outside the tip of the support member 8 when the handler 4 is at its retracted limit position from the wafer cassette. Preferably, as shown in FIG. It is on the line connecting both axes of the rotating shaft 10.10.

図示の例では回動軸13の軸心Oの位置がウェハの中心
点を位置合せすべき基準位置となっており、また前記ハ
ンドラの後退限位置が後述の検出位置となっている。
In the illustrated example, the position of the axis O of the rotating shaft 13 is the reference position for aligning the center point of the wafer, and the retraction limit position of the handler is the detection position described later.

前記後退限位置にあるハンドラ4の下降によってその上
のウェハ3の下面と当接し、ハンドラ4がウェハ3を残
置してそのままさらに下降できるように、支持台1上の
回動軸13まわりには固定載置台14が配設されている
When the handler 4 at the backward limit position is lowered, it comes into contact with the lower surface of the wafer 3 above it, and the handler 4 can leave the wafer 3 and move down further. A fixed mounting table 14 is provided.

また前記後退限位置にあるハンドラ4上のウェハ3の外
周位置を高精度で測定してウェハの中心点位置とそのオ
リエンテーショナルフラット15の向きを検出するため
静電容量型等の非接触センサ16が取付台17に支持さ
れて配置されている。
In addition, a non-contact sensor 16 such as a capacitive type is used to measure the outer circumferential position of the wafer 3 on the handler 4 at the retract limit position with high precision and detect the center point position of the wafer and the direction of the orientational flat 15. is supported and arranged on a mounting base 17.

第4図(a)にはウェハ3の中心点が基準位置O(回転
軸13の軸心)に一致し、そのオリエンテーショナルフ
ラット15の向きがカセット方向(OQ力方向に向いた
位置決め完了状態が示されており、また第4図(b)に
はカセット2からハンドラ上に受取ったウェハ3の中心
点がずれ、オリエンテーションフラットの向きも異なっ
ている状態が示されている。尚、第4図(b)で0′は
実際のウェハの中心点位置、O’ Rはそのオリエンテ
ーショナルフラットの向きである。
FIG. 4(a) shows a completed positioning state in which the center point of the wafer 3 coincides with the reference position O (axis center of the rotating shaft 13) and the orientation flat 15 is oriented in the cassette direction (OQ force direction). Furthermore, FIG. 4(b) shows a state in which the center point of the wafer 3 received from the cassette 2 onto the handler is shifted and the direction of the orientation flat is also different. In (b), 0' is the actual center point position of the wafer, and O'R is the direction of its oriented flat.

第1〜3図に示した装置を用いてウェハの位置決めを行
なう場合の操作例を以下に説明する。
An example of operation when positioning a wafer using the apparatus shown in FIGS. 1 to 3 will be described below.

まず始めにハンドラ4でカセット2内からウェハ3を一
枚とり出す、これはOQ力方向向いた支持部材8をユニ
ット11の軸10.10の回動でパンタグラフ機構9を
開閉伸縮させて行なう。ウェハ3を載せて後退限位置に
停止したハンドラ4上において、ウェハ3の中心点位置
0′は殆んどの場合基準位置Oに一致しておらず、また
オリエンテーショナルフラット15の向きもOQ力方向
らずれた0’ R方向を向いており、これを第4図(b
)に示す通りとする。そしてこれに対する位置決めの目
標状態は第4図(a)の通りとして以下に説明を行なう
First, the handler 4 takes out one wafer 3 from the cassette 2. This is done by opening and closing the pantograph mechanism 9 by rotating the support member 8 facing the OQ force direction by rotating the shaft 10, 10 of the unit 11. When the handler 4 is loaded with the wafer 3 and stopped at the backward limit position, the center point position 0' of the wafer 3 does not coincide with the reference position O in most cases, and the orientation of the orientational flat 15 is also in the OQ force direction. It is facing the shifted 0'R direction, and this is shown in Figure 4 (b
). The target positioning state for this will be described below as shown in FIG. 4(a).

まず第4図(b)の状態でセンサ16によるウェハの3
の中心点O′の位置とオリエンテーショナルフラット1
5の向きO’ Rとの検出を行なう、ここでセンサ16
は固定取付台17の最上部にあるので、前記モータ6お
よび送り機構7によって昇降架台5を上昇させ、ハンド
ラ4上のウェハ3をセンサ16の作動距離内に近づける
操作を行なう。
First, in the state shown in FIG. 4(b), the wafer is detected by the sensor 16.
The position of the center point O' and the orientational flat 1
Here, the sensor 16
is located at the top of the fixed mount 17, so the motor 6 and the feed mechanism 7 raise the elevating pedestal 5 to bring the wafer 3 on the handler 4 close to within the working distance of the sensor 16.

尚、センサ16の取付高さは、ハンドラ4がカセット2
の最上段の棚のウェハを受け渡しするときにセンサ16
とハンドラ4またはそれに載ったウェハ3とが干渉しな
いようなレベルに予め定められていることは述べるまで
もない。
The mounting height of the sensor 16 is such that the handler 4 is
sensor 16 when transferring wafers on the top shelf.
Needless to say, this is predetermined to a level that does not interfere with the handler 4 or the wafer 3 placed thereon.

前記のO′およびO’ Rの検出は、ウェハ3を載せた
ハンドラ4を回動ユニット12によって回動軸13まわ
りに一回転させ、この間にセンサ16でウェハ3の外周
位置を測定することにより行なう。
The above-mentioned O' and O'R can be detected by rotating the handler 4 on which the wafer 3 is placed once around the rotation axis 13 by the rotation unit 12, and measuring the outer peripheral position of the wafer 3 with the sensor 16 during this period. Let's do it.

この測定結果を座標計算することにより実際のウェハ3
の中心虚位120とオリエンテーショナルフラットの向
きO’ Rとが基準位置Oと基準方向○Qとの関係で検
出され、これらの偏差を無くすようにハンドラ4を直線
移動および回動させてウェハ3の目標位置への位置決め
が行なわれる。
By calculating the coordinates of this measurement result, the actual wafer 3
The center imaginary position 120 of Positioning to the target position is performed.

このためにまずはじめに第5図(a)に示すように基準
方向の直線OQの延長線と実際の向きの直線0’ Rの
延長線との交点Pの位置を求め、距離OPを演算してそ
れに対応する移動量だけパンタグラフ機構9によりハン
ドラ4の支持部材8を直線移動させ、これによって点P
を点0に一致させる。このときウェハ3の中心点0′は
第5図(a)でo″ の位置になり、向き○′Rは平行
シフトした向きOR’ となり、新たなウェハ中心点位
置0 ”は直線OR’上に位置することになる。
To do this, first, as shown in Figure 5(a), find the position of the intersection P between the extension of the straight line OQ in the reference direction and the extension of the straight line 0'R in the actual direction, and calculate the distance OP. The support member 8 of the handler 4 is moved linearly by the pantograph mechanism 9 by the amount of movement corresponding to this, and thereby the point P
Match point 0. At this time, the center point 0' of the wafer 3 is at the position o'' in FIG. It will be located in

この状態において、基準方向ORと実際の向きOR′と
はハンドラ4の回動軸13の軸心0上で交わり、両者に
間の角度はθとして求められる。次のステップではハン
ドラ4がウェハ3と一緒にθだけ回動され、方向OR’
が基準方向OQに合せられる。この状態は第5図(b)
の通りであり、ウェハ3の中心点位置は直線OQ上の点
Oに移動する。ここでハンドラ4はθ回転のためにその
直線移動方向が基準方向OQから逆方向にθだけずれて
しまっている。このずれを元に戻すためにハンドラ4を
下降させ、ウェハ3をそのままの向きで固定載置台14
上に載置保持させ、更にハンドラのみ下降させてウェハ
との接触を離してから、ハンドラ4のみを回動ユニット
12によって角度θだけ逆回転させる。この後にハンド
ラ4・を再び上昇させて固定載置台14上のウェハを3
をその上に載せ、第5図(C)に示すようにO′/  
とOとの差を無くすようにパンタグラフt[9によって
支持部材8を直線移動させ、ウェハ3の中心点を基準位
置0に合致させる。その後、カセット方向以外の方向に
あるウェハチャック等へ向けてハンドラ4の向きを回動
により、変更し、パンタグラフ機構9を伸長させて位置
決め済みウェハを送り出すものである。
In this state, the reference direction OR and the actual direction OR' intersect on the axis 0 of the rotating shaft 13 of the handler 4, and the angle between them is determined as θ. In the next step, the handler 4 is rotated by θ together with the wafer 3 in the direction OR'
is aligned with the reference direction OQ. This state is shown in Figure 5(b).
The center point position of the wafer 3 moves to the point O on the straight line OQ. Here, the linear movement direction of the handler 4 is deviated from the reference direction OQ by θ in the opposite direction due to the θ rotation. In order to restore this deviation, the handler 4 is lowered, and the wafer 3 is fixed on the mounting table 14 with the same orientation.
The handler 4 is placed and held on top, and then only the handler is lowered to remove contact with the wafer, and then only the handler 4 is rotated in the opposite direction by an angle θ by the rotation unit 12. After this, the handler 4 is raised again and the 3 wafers on the fixed mounting table 14 are lifted.
on top of it, and as shown in Figure 5(C), O'/
The support member 8 is moved linearly by the pantograph t[9 so as to eliminate the difference between and O, and the center point of the wafer 3 is aligned with the reference position 0. Thereafter, the orientation of the handler 4 is changed by rotation toward a wafer chuck or the like in a direction other than the cassette direction, and the pantograph mechanism 9 is extended to send out the positioned wafer.

尚、この実施例ではウェハの方向を先に基準方向に合わ
せてからハンドラの向きを戻す場合を述べたが、これは
ハンドラの向きを先に角度θのオフセットを与えるよう
にウェハの向きに一致させておき、その後、基準方向に
合せるようにしてもよい。また、ウェハの基準方向は第
4図(a)のOQ力方向けでなく、360°任意の方向
でも可能である。
In this example, the case was described in which the direction of the wafer was first aligned with the reference direction and then the direction of the handler was returned; It may also be possible to allow it to align with the reference direction after that. Further, the reference direction of the wafer is not the OQ force direction shown in FIG. 4(a), but may be any direction within 360°.

[発明の効果] 以上に述べたように、本発明によれば、ウェハカセット
からウェハチャック等ヘウエハを搬送する途中でウェハ
が基準位置および方向に合わせられ、ウェハ搬送ハンド
ラの直線運動および回動の機能を有効に活用して位置決
めを行なえるので、ウェハチャック側に例えばウェハプ
リアライメントのための位置決め機構を設けずに次工程
の機構を簡略化でき、またスループットの向上にも寄与
するものである。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the wafer is aligned with the reference position and direction while being transferred from the wafer cassette to the wafer chuck, etc., and the linear movement and rotation of the wafer transfer handler are controlled. Since positioning can be performed by effectively utilizing the functions, it is possible to simplify the mechanism for the next process without providing a positioning mechanism for wafer pre-alignment on the wafer chuck side, and also contributes to improving throughput. .

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

第1図は本発明の一実施例に係る位置決め装置の全体構
成を示す斜視図、第2図は同じく部分切欠正面図、第3
図は同じく平面9図、第4図(a>は位置決め後のウェ
ハの状況を示す部分平面図、第4図(b)は位置決め前
のウェハの状況を示す平面図、第5図(a)(b)(c
)は位置決め過程におけるウェハとハンドラとの動きを
示す説明図である。 2:ウェハカセット、3:ウェハ、 4:ウェハ搬送用ハンドラ、5:昇降架台、6:モータ
、7:送り機構、 8:ウェハ支持部材、9:パンタグラフ機構、11:パ
ンタグラフ開閉駆動ユニット、12:ハンドラ回動ユニ
ット、13:回動軸、14:固定載置台、 15:オリエンテーショナルフラット、16:非接触セ
ンサ、11:取付台、0:基準位置、OQ:基準方向。 手続補正書(自発) 昭和60年3月14日 特許庁長官  志 賀  学 殿 7、事件の表示 昭和60年 特 許 願 第24517号2、発明の名
称 ウェハの位置決め方法および装置 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 居 所 東京都大田区下丸子3−30−2名 称 (1
00)キャノン株式会社 代表者 賀来龍三部 4、代理人 〒105 住 所 東京都港区虎ノ門二丁目8番1号「図  面」
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a positioning device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially cutaway front view, and FIG.
The figures are also a plan view 9, Fig. 4 (a> is a partial plan view showing the wafer situation after positioning, Fig. 4 (b) is a plan view showing the wafer situation before positioning, and Fig. 5 (a) (b) (c
) is an explanatory diagram showing the movement of the wafer and handler in the positioning process. 2: Wafer cassette, 3: Wafer, 4: Wafer transport handler, 5: Elevating frame, 6: Motor, 7: Feeding mechanism, 8: Wafer support member, 9: Pantograph mechanism, 11: Pantograph opening/closing drive unit, 12: Handler rotation unit, 13: rotation axis, 14: fixed mounting base, 15: orientation flat, 16: non-contact sensor, 11: mounting base, 0: reference position, OQ: reference direction. Procedural amendment (voluntary) March 14, 1985 Manabu Shiga, Commissioner of the Patent Office 7, Indication of the case 1985 Patent Application No. 24517 2, Name of invention Wafer positioning method and device 3, Make amendments Relation to the Patent Case Patent Applicant Residence 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Name (1)
00) Canon Co., Ltd. Representative Ryu Kaku 3, Agent 105 Address 2-8-1 Toranomon, Minato-ku, Tokyo "Drawings"

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、水平面内で往復動および回動可能なウェハ搬送用ハ
ンドラにウェハを受取らせ、該ウェハの中心点の位置と
オリエンテーシヨナルフラットの向きとを予じめ定めら
れた基準位置と基準方向とに前記ハンドラ上でそれぞれ
定める方法であつて、ウェハを受取ったハンドラを所定
の検出位置に定位させてのち該検出位置での前記ウェハ
の外周位置を測定することによりウェハの中心点の位置
とそのオリエンテーシヨナルフラツトの向きとを検出す
る検出ステップと、 この検出結果に基づいてハンドラをウェハごと水平面内
で直線移動または回動させることによりウェハのオリエ
ンテーシヨナルフラツトの向きを前記基準方向に合わせ
、ウェハ中心点を前記基準位置に合致させる移動ステッ
プと、 前記移動ステップでのハンドラ回動の前又は後にウェハ
をそのままの向きで中心点位置をずらすことなく一時保
持し、ハンドラのみを所定角度だけ回動してから再びハ
ンドラをウェハごと直線移動または回動可能にする単独
回動ステップ、とを有することを特徴とするウェハの位
置決め方法。 2、ハンドラの回動軸心が検出位置近傍の予じめ定めら
れた一個所に位置し、前記基準位置をこの回転軸心上に
定めた特許請求の範囲第1項に記載のウェハの位置決め
方法。 3、基準方向をハンドラの直線移動方向のひとつに定め
、移動ステップにおいてウェハのオリエンテーシヨナル
フラットが基準方向と直交するようにハンドラの回動を
行なう特許請求の範囲第1項に記載のウェハの位置決め
方法。 4、単独回動ステップにおいてハンドラの昇降運動によ
りウェハを固定部材に受け渡して一時保持する特許請求
の範囲第1項に記載のウェハの位置決め方法。 5、ウェハを載せて水平面内で往復動可能なウエハ搬送
用ハンドラと、 所定の検出位置における前記ハンドラ上のウェハの中心
点の位置とそのオリエンテーショナルフラットの向きと
を検出する検出装置と、 前記ハンドラを予め定められた位置の回動軸心まわりに
回動させる回動装置と、 前記検出装置の検出結果に基づいて前記ハンドラおよび
前記回動装置を制御してウェハの中心点の位置とオリエ
ンテーショナルフラットの向きとをそれぞれ予め定めら
れた基準位置と基準方向とに合わせる制御装置と、 前記ハンドラとの間でウェハの受け渡しが可能であって
、受取ったウェハをそのままの位置および姿勢に保持す
る保持手段、 とを備えたことを特徴とするウェハの位置決め装置。 6、前記基準位置が、前記検出位置の近傍のハンドラの
回転軸心上に定められている特許請求の範囲第5項に記
載のウェハの位置決め装置。 7、検出装置が、ウェハの外周位置を測定する非接触セ
ンサを含む特許請求の範囲第5項に記載のウェハの位置
決め装置。 8、非接触センサがウェハの外周位置を複数個所で測定
する複数のセンサからなる特許請求の範囲第7項に記載
のウェハの位置決め装置。 9、非接触センサとして静電容量型センサを用いた特許
請求の範囲第7項または第8項に記載のウェハの位置決
め装置。 10、保持手段が、前記ハンドラを昇降させる昇降装置
と、ハンドラの下降によってハンドラ上のウェハの下面
と当接してウェハを載置保持する固定載置台とを含む特
許請求の範囲第5項に記載のウェハの位置決め装置。 11、前記ハンドラが、ウェハを水平に支持するウェハ
支持部材と、該ウェハ支持部材を水平面内で往復動作さ
せるパンタグラフ機構とを有する特許請求の範囲第5項
に記載のウェハの位置決め装置。
[Claims] 1. A wafer transfer handler capable of reciprocating and rotating in a horizontal plane receives a wafer, and the position of the center point of the wafer and the direction of the orientation flat are determined in advance. A method of determining a reference position and a reference direction on the handler, in which the handler that receives the wafer is positioned at a predetermined detection position, and then the outer peripheral position of the wafer at the detection position is measured. A detection step for detecting the position of the center point and the orientation of the oriented flat of the wafer; and a step of detecting the oriented flat of the wafer by linearly moving or rotating the handler along with the wafer in a horizontal plane based on the detection results. A moving step for aligning the orientation of the wafer with the reference direction and aligning the center point of the wafer with the reference position, and temporarily holding the wafer in the same orientation without shifting the center point position before or after rotating the handler in the moving step. , an independent rotation step of rotating only the handler by a predetermined angle and then allowing the handler to linearly move or rotate the wafer together again. 2. Wafer positioning according to claim 1, wherein the rotational axis of the handler is located at a predetermined location near the detection position, and the reference position is set on this rotational axis. Method. 3. The wafer according to claim 1, wherein the reference direction is set as one of the linear movement directions of the handler, and in the moving step, the handler is rotated so that the oriented flat of the wafer is orthogonal to the reference direction. Positioning method. 4. The wafer positioning method according to claim 1, wherein the wafer is transferred to and temporarily held by the fixing member by the vertical movement of the handler in the single rotation step. 5. A wafer transport handler that can carry a wafer and move back and forth in a horizontal plane; a detection device that detects the position of the center point of the wafer on the handler and the orientation of its oriented flat at a predetermined detection position; a rotation device that rotates the handler around a rotation axis at a predetermined position; and a rotation device that controls the handler and the rotation device based on the detection result of the detection device to determine the position and orientation of the center point of the wafer. A control device that adjusts the orientation of the null flat to a predetermined reference position and reference direction, respectively, and the handler can transfer wafers, and maintain the received wafers in the same position and attitude. A wafer positioning device comprising: a holding means; 6. The wafer positioning device according to claim 5, wherein the reference position is determined on the rotation axis of the handler near the detection position. 7. The wafer positioning device according to claim 5, wherein the detection device includes a non-contact sensor that measures the outer peripheral position of the wafer. 8. The wafer positioning device according to claim 7, wherein the non-contact sensor comprises a plurality of sensors that measure the outer peripheral position of the wafer at a plurality of locations. 9. The wafer positioning device according to claim 7 or 8, which uses a capacitive sensor as the non-contact sensor. 10. Claim 5, wherein the holding means includes an elevating device that raises and lowers the handler, and a fixed mounting table that places and holds the wafer by coming into contact with the lower surface of the wafer on the handler when the handler is lowered. wafer positioning device. 11. The wafer positioning device according to claim 5, wherein the handler includes a wafer support member that supports the wafer horizontally, and a pantograph mechanism that reciprocates the wafer support member in a horizontal plane.
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