JPWO2010073817A1 - Substrate positioning apparatus, substrate processing apparatus, substrate positioning program, and electronic device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
本発明は、半導体・電子部品製造装置に内において搬送中の基板の位置ずれを補正する目的を有する基板位置決め装置において、位置ずれの検出精度を向上させる。本発明の一実施形態では、遮光センサで測定した波形を一旦sinカーブで近似し、その近似式からずれの最大値とずれの位置を求める。The present invention improves the detection accuracy of misalignment in a substrate positioning apparatus having a purpose of correcting misalignment of a substrate being conveyed in a semiconductor / electronic component manufacturing apparatus. In one embodiment of the present invention, the waveform measured by the light shielding sensor is first approximated by a sin curve, and the maximum value of the deviation and the position of the deviation are obtained from the approximate expression.
Description
本発明は、半導体や磁気抵抗効果素子等の電子部品の製造装置における基板の位置決め装置、位置決め方法に関する。 The present invention relates to a substrate positioning apparatus and positioning method in a manufacturing apparatus for electronic components such as semiconductors and magnetoresistive elements.
従来、半導体や磁気抵抗効果素子等の電子部品の製造装置における基板の位置ずれ検出方法としては、特許文献1に開示される以下の方法が知られている。
Conventionally, the following method disclosed in
特許文献1では、基板をステージに載せた状態でステージを回転させ、ステージの外周に固定された遮光センサで、回転する基板の外周の位置を測定し、その測定値による波形に基づいて、基板の位置ずれを検出する。
In
しかしながら、遮光センサの分解能は一定なので、基板の位置ずれ量が少なくなるとセンサの遮光量の変化が少なくなり、波形の変化も少なくなる。波形の変化が少ないと遮光量が最大となる箇所を見つけることは難しいという問題があった。 However, since the resolution of the light shielding sensor is constant, if the amount of positional deviation of the substrate is reduced, the change in the light shielding amount of the sensor is reduced and the change in the waveform is also reduced. There is a problem that it is difficult to find a portion where the light shielding amount is maximum when the change in the waveform is small.
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、基板の位置ずれ量が小さい場合でも高精度に位置ずれ量を推定可能な基板位置決め装置、基板処理装置、基板位置決めプログラム及び電子デバイスの製造方法を提供することをその目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. A substrate positioning apparatus, a substrate processing apparatus, a substrate positioning program, and an electronic device that can estimate the positional deviation amount with high accuracy even when the positional deviation amount of the substrate is small. The object is to provide a manufacturing method.
本発明の第1の態様は、基板位置決め装置であって、基板を保持するための基板保持手段と、前記基板保持手段に基板が保持される場合に、該基板の保持面内における仮想中心から前記基板端部までの面内方向距離を計測する距離計測手段と、前記仮想中心と基板端部の基準点とを結ぶ線分と、前記距離計測手段により前記面内方向距離が計測された計測箇所と前記仮想中心とを結ぶ線分とのなす角度を計測する角度取得手段と、前記距離計測手段により計測された面内方向距離及び前記角度取得手段により計測された角度に基づいて、前記面内方向距離と前記角度とを対応させた計測波形を取得する計測波形取得手段と、前記計測波形を三角関数に近似する近似手段と、前記近似手段により近似した三角関数に基づいて、前記保持された基板中心の前記仮想中心からのずれ量を演算する演算手段とを備えることを特徴とする。 A first aspect of the present invention is a substrate positioning apparatus, comprising: a substrate holding means for holding a substrate; and a virtual center in a holding surface of the substrate when the substrate is held by the substrate holding means. A distance measuring unit that measures an in-plane direction distance to the substrate end, a line segment that connects the virtual center and a reference point of the substrate end, and a measurement in which the in-plane direction distance is measured by the distance measuring unit An angle acquisition unit that measures an angle formed by a line segment that connects a location and the virtual center, an in-plane direction distance measured by the distance measurement unit, and an angle measured by the angle acquisition unit, Measurement waveform acquisition means for acquiring a measurement waveform corresponding to an inward distance and the angle, approximation means for approximating the measurement waveform to a trigonometric function, and the trigonometric function approximated by the approximation means. Group Characterized in that it comprises a calculating means for calculating a deviation amount from the virtual center of.
本発明の第2の態様は、基板位置決めプログラムであって、基板の保持面内における仮想中心から基板端部までの面内方向距離と、前記仮想中心と基板端部の基準点とを結ぶ線分と、前記面内方向距離が計測された計測箇所と前記仮想中心とを結ぶ線分とのなす角度と、を対応させた計測波形を取得する計測波形取得ステップと、前記計測波形を三角関数に近似する近似ステップと、前記近似ステップにおいて近似した三角関数に基づいて、前記保持面に保持された基板中心の前記仮想中心からのずれ量を演算する演算ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a substrate positioning program, which is a line connecting an in-plane direction distance from a virtual center to a substrate end in a substrate holding surface, and the virtual center and a reference point of the substrate end. A measurement waveform acquisition step for acquiring a measurement waveform in which a minute and an angle formed by a line segment connecting the measurement location where the in-plane direction distance is measured and the virtual center are matched, and the measurement waveform is a trigonometric function And an arithmetic step for calculating a deviation amount of the center of the substrate held on the holding surface from the virtual center based on the trigonometric function approximated in the approximating step. And
本発明の第3の態様は、基板処理装置であって、上記第1の態様に記載の基板位置決め装置と、基板を搬送させるための搬送ロボットを備えた搬送チャンバと、前記搬送チャンバに接続し、前記搬送ロボットにより基板の搬送が可能に構成され、搬送された基板に対し処理を行うためのプロセスチャンバとを備えることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus, the substrate positioning apparatus according to the first aspect, a transfer chamber including a transfer robot for transferring the substrate, and connected to the transfer chamber. The substrate is configured to be capable of transporting a substrate by the transport robot, and includes a process chamber for processing the transported substrate.
本発明の第4の態様は、電子デバイスの製造方法であって、上記第3の態様に記載の基板処理装置を用いて、電子デバイスを製造することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an electronic device, wherein the electronic device is manufactured using the substrate processing apparatus according to the third aspect.
本発明で求めた値を使う事でウェハーの位置決め精度を向上することができる。 By using the values obtained in the present invention, the wafer positioning accuracy can be improved.
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings described below, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof is omitted.
図1は、本発明による一実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す図である。
図1に示す基板処理装置は、基板搬送用の搬送ロボット4が設けられ、基板位置決め装置としてのアライメントチャンバ1と、基板に対する処理を行うための複数のチャンバを備えた搬送チャンバ2と、搬送チャンバ2に接続され、基板に処理を行うための複数のプロセスチャンバ3と、を有する。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
The substrate processing apparatus shown in FIG. 1 is provided with a transfer robot 4 for transferring a substrate, an
搬送ロボット4によって複数のプロセスチャンバ3のそれぞれに基板が順に搬送され、各プロセスチャンバ3での処理が行われる。 The substrate is sequentially transferred to each of the plurality of process chambers 3 by the transfer robot 4, and processing in each process chamber 3 is performed.
プロセスチャンバ3が備える複数のチャンバとしては、スパッタリング法やCVD法により基板に成膜処理を行う成膜チャンバ、基板の加熱や冷却などの温度調整や脱ガス、クリーニングを行うためのチャンバ、エッチング処理を行うチャンバなどが挙げられる。 The plurality of chambers included in the process chamber 3 include a film formation chamber for performing film formation processing on the substrate by sputtering or CVD, a chamber for performing temperature adjustment, degassing, and cleaning such as heating and cooling of the substrate, and etching processing. And a chamber for performing the above.
アライメントチャンバ1は複数のチャンバを備える搬送チャンバ2に接続されており、アライメントチャンバ1を介して搬送チャンバ2とプロセスチャンバ3との間での基板の受け渡しが可能である。
The
搬送チャンバ2は、複数のロードロック/アンロードロックチャンバ6に接続されている。
The
ロードロック/アンロードロックチャンバ6を介してオートフィーダ5から供給される基板を搬送チャンバ2に導入することや、処理後の基板を搬送チャンバ2から回収することが可能である。
It is possible to introduce the substrate supplied from the auto-
上記の搬送チャンバ2、プロセスチャンバ3、ロードロック/アンロードロックチャンバ6、アライメントチャンバ1のそれぞれは、ターボ分子ポンプなどの排気手段を備えると共に、ゲートバルブを介して互いに接続されており、独立して真空排気可能である。
Each of the
基板搬送前や基板処理前には、基板が配置されることとなる所定のチャンバで排気が行われる。 Before substrate transport or substrate processing, exhaust is performed in a predetermined chamber where the substrate is to be placed.
図2は、本実施形態に係るアライメントチャンバ1の概略横断面図であり、図3は、本実施形態に係る基板の載置状態及び遮光センサの配置状態を示す概略平面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the
アライメントチャンバ1は、真空容器202に開口した搬送用通路201を通って、隣接する搬送チャンバ2が備える搬送ロボット4のアームが挿入可能になっており、これにより基板200が搬送可能になっている。
In the
アライメントチャンバ1には、基板を載置した状態で面内回転させることができる基板ステージ12が設けられる。基板ステージ12は制御装置13からの回転指令に応じて回転し、実際に回転した角度を示す回転角度信号を制御装置13へ出力する。
The
また、載置された基板200の仮想中心(基板ステージ12の回転中心)から所定距離離れた場所であり、基板200の端部近傍となる箇所には遮光センサ11が設けられ、基板端部の基板ステージ12の回転中心からの距離が計測できるように構成されている。
なお、本明細書において、「仮想中心」とは、基板ステージといった基板保持手段においてずれて載置された基板の中心の補正対象となる点であって、ずれた基板の中心を合わせる基準となる点(例えば、基板ステージ12の回転中心)を指す。Further, a
In the present specification, the “virtual center” is a point to be corrected for the center of the substrate that is shifted and placed on the substrate holding means such as the substrate stage, and serves as a reference for aligning the center of the shifted substrate. A point (for example, the rotation center of the substrate stage 12) is indicated.
遮光センサ11は、具体的には、本実施形態では、LEDアレイなどを有するライン状の発光部11aと、CCDセンサなどを有するライン状の受光部11bを備える。該発光部11aおよび受光部11bは、基板ステージ12の径方向に沿って、基板の端部を挟んで互いに対向する位置に設けられている。
Specifically, in the present embodiment, the
発光部11aから照射された光は受光部11bにて受光されるわけだが、発光部11aから受光部11bへと照射される光を遮る基板200の領域に応じて、受光部11b(遮光センサ11)が感知する光量(遮光量)は変化する。すなわち、遮光量が大きくなるほど、基板200の上記光を遮る領域が大きくなり、該遮る領域の端部と回転ホルダー12の回転中心との間の距離は大きくなる。このように、遮光量と、基板200の端部と基板ステージ12の回転中心(仮想中心)との間の距離とは相関関係がある。従って、ある瞬間(基板200のある計測箇所)における遮光量を計測することは、該ある瞬間における、上記遮光量を検出した計測箇所と上記回転中心(仮想中心)との間の面内方向距離を計測することと同義となる。
The light emitted from the
遮光センサ11は、発光部11aからの光のうち、基板200の端部にて遮光された光を受光部11bで検出し、遮光量信号として制御装置13へと出力する。基板ステージ12、遮光センサ11及びこれらを制御する制御装置13は、本実施形態の基板位置決め装置に含まれる。
The
制御装置13は、遮光センサ11からの遮光量信号、及び、基板ステージ12からの回転角度信号を、基板ステージ12の回転中に所定の時間間隔で受信しており、これらを対応させた計測波形を取得し、これに基づき後述する基板位置決め動作を実行する。
The
なお、本実施形態では、基板ステージ12からの回転角度信号は、基板ステージ12に内蔵されたロータリエンコーダの出力パルスであり、これに基づいて回転角度が算出される。すなわち、ロータリエンコーダは、基板200の端部の所定の点を基準点とすると、該基準点と回転ホルダー12の回転中心(仮想中心)とを結ぶ線分と、上記端部における基準点以外の点(計測箇所)と回転ホルダー12の回転中心とを結ぶ線分とのなす角度(回転角度)を取得することができる。
In the present embodiment, the rotation angle signal from the
また、制御装置13は、プログラムにより動作するコンピュータなどから構成されるもので、種々の演算、制御、判別などの処理動作を実行するCPU(不図示)を備える。また、制御部13は、このCPUによって実行される様々な制御プログラムなどを格納する記憶部(不図示)を有する。この記憶部は、CPUの処理動作中のデータや入力データなどを一時的に格納するメモリ部を有することもできる。上記記憶部には、コンピュータを制御装置13として動作させるプログラムも格納される。
The
図4は、本実施形態に係る制御装置13の、基板を位置決めするための処理を示すフローチャートを示す図である。
FIG. 4 is a flowchart illustrating processing for positioning the substrate in the
まず、制御装置13は、基板200が基板ステージ12に載置されたことを検出する(ステップS101)。
First, the
次に、制御装置13は、基板ステージ12に回転指令を送信して基板ステージ11を回転させ(ステップS102)、遮光センサ11から遮光量信号を受信し、ロータリエンコーダから回転角度信号を受信する。このとき、ロータリエンコーダは、所定の時間間隔で回転角度を取得し、回転角度信号を制御装置13へと送信しているが、遮光センサ11は、該所定の時間間隔と同期して遮光量信号を制御装置13へと送信する。この処理は、所定の時間間隔毎に回転角度を取得しているので、基板200の端部(円周部)の複数の箇所におけるそれぞれの回転角度を取得し、かつ該箇所における遮光量を取得することになる。すなわち、遮光センサ11およびロータリエンコーダは、制御装置13がある回転角度における遮光量を認識できるように、遮光量信号と回転角度信号とを関連付けて送信するのである。
制御装置13は、受信した遮光量信号および回転角度信号に基づいて、各回転角度に対する遮光量をプロットして、計測波形を取得する(ステップS103)。このとき、遮光センサ11およびロータリエンコーダから遮光量信号および回転角度信号が同期して送信されるので、これらの信号をプロットすることにより、計測波形は、図5に示すようなサインカーブに近い波形となって現れる。
なお、上述のように、遮光量を測定することは、上記面内方向距離を測定することに他ならないので、図5に示す計測波形は、基板200の回転角度と、基板200の端部と基板ステージ12の回転中心(仮想中心)との間の距離(面内方向距離)との関係を示す計測波形であるとも言える。Next, the
The
Note that, as described above, measuring the light shielding amount is nothing but measuring the in-plane direction distance. Therefore, the measurement waveform shown in FIG. 5 includes the rotation angle of the
その後、制御装置13は、ステップS103にて取得した計測波形から所定の算出ルールに従って、図6に示すように、最も遮光量が大きくなる最大偏心位置を推定し、その振幅(最大振幅A1)と角度(最大偏心位置角度α1)とを算出する(ステップS104)。
Thereafter, the
算出ルールとしては、例えば、振幅が最大となる付近の計測値を抽出し、角度が大きくなるに従って振幅が増加傾向から減少傾向に変化する変曲点を最大偏心位置として、その振幅A1と角度α1を算出する。 As a calculation rule, for example, a measurement value in the vicinity where the amplitude is maximum is extracted, and an inflection point where the amplitude changes from an increasing tendency to a decreasing tendency as the angle increases is set as the maximum eccentric position, and the amplitude A1 and the angle α1. Is calculated.
次に、制御装置13は、下記式(1)の角度αと振幅Aに上述のステップで算出した角度α1と振幅A1を代入し、近似式Yを設定する(ステップS105)。
Y=Asin(θ+α)+B…式(1) Next, the
Y = Asin (θ + α) + B (1)
図7は、(1)式中の記号A、Bを説明するための図である。図7には、基板200の基板中心と基板ステージ12の回転中心とがずれている状態が示されている。
FIG. 7 is a diagram for explaining symbols A and B in the equation (1). FIG. 7 shows a state where the substrate center of the
ここで、記号Bは振幅の中心値であり、基板中心と基板ステージ12の回転中心が一致して回転させたときの遮光量である。また、記号Aは基板ステージ12の回転中心と基板200の基板中心との距離となる。
なお、記号Aは、基板200の配置ずれに応じて変化する。また、記号Bは、基板サイズによって決まる定数であり、各基板サイズに応じて(すなわち、基板中心と基板ステージ12の回転中心が一致して回転させたときの遮光量に応じて)、予め測定しておき、テーブル等により、基板サイズと関連付けて制御装置13の記憶部に予め保持させても良い。このようにすることで、制御装置13は、基板200のサイズに応じて上記テーブルを参照して、適切な定数Bを取得することができる。Here, the symbol B is the center value of the amplitude, and is the light shielding amount when the substrate center and the rotation center of the
Note that the symbol A changes according to the displacement of the
次に、制御装置13は、ステップS105にて設定した近似式と、ステップS103にて取得した計測波形との差の総和Dtを求めて、制御装置13の記憶部が有するメモリ部(不図示)に保存する(ステップS106)。総和Dtは、本実施形態では、一定間隔Rごとに差分Dnを算出して、全周(360°)の合計を算出し、上記メモリ部に保存する。
Next, the
この後、制御装置13は、α>α1+S、α<α1−Sを確認することにより所定の探索範囲(α1±S°)の探索が終了したかを確認する(ステップS107)。ここで、記号Sは所定の値である。
Thereafter, the
ステップS107にて所定の探索範囲の探索が終了していないことが確認された場合には、制御装置13は、式(1)中の角度αの値をα1から所定量であるθ1ずつ前後にシフトさせた近似式を設定する(ステップS108)。このとき、θ1をn(nは自然数)回ずつ前後にシフトすれば良い。次いで、制御装置13は、ステップS105に戻って、n・θ1だけシフトした角度αのそれぞれに対して近似式を設定する。次いで、制御装置13は、該設定した近似式のそれぞれと計測波形との差分を求めて、求めた差分の各々をメモリ部に保存する(ステップS106)。すなわち、各角度αに対応する総和Dtをメモリ部に保存する。従って、制御装置13は、メモリ部から所定の総和Dtを取得することにより、該総和Dtに対応する角度αを取得することができ、対応する近似式を抽出することができる。
When it is confirmed in step S107 that the search for the predetermined search range has not been completed, the
ステップS105〜S108の動作は、ステップS107にて所定の探索範囲の探索が終了していることが確認されるまで行われ、これにより、所定の探索範囲(α1±S°)が探索し終わるまで、繰り返されることとなる。 The operations in steps S105 to S108 are performed until it is confirmed in step S107 that the search for the predetermined search range has been completed, and thereby the predetermined search range (α1 ± S °) has been searched. Will be repeated.
その後、制御装置13は、メモリ部に保存された各角度aに対応する総和Dtを参照して、探索した近似式の中で最も総和Dtの小さかった近似式を抽出し、そのときの角度αの値をαminとして算出する(ステップS109)。このステップS105〜S109は第1探索ステップである。すなわち、制御装置13は、第1探索ステップにおいて、式(1)中の角度αの値を所定量だけシフトし、該シフトした値の角度αに対する近似式をそれぞれ求め、該求められた近似式の中から、始めに設定した近似式よりも上記計測波形との差分が小さい近似式を探索する。
Thereafter, the
次に、第1探索ステップと同様にして、第2探索ステップを行う。 Next, the second search step is performed in the same manner as the first search step.
このとき、制御装置13は、上記式(1)の振幅Aには最大振幅A1、角度αはステップS109で算出したαminとして近似式を設定し(ステップS110)、ステップS106と同様にして、このαminの値を所定量であるθ1′単位でシフトさせた近似式の計測波形との差分の総和Dtを算出、保存する(ステップS111)。
At this time, the
この後、制御装置13は、α>α1+S′、α<α1−S′を確認することにより所定の探索範囲(α1±S°)の探索が終了したかを確認する(ステップS112)。なお、記号S’は、所定量でありその絶対値は、記号Sの絶対値よりも小さい。
Thereafter, the
ステップS112にて所定の探索範囲の探索が終了していないことが確認された場合には、制御装置13は、ステップS108と同様にして、式(1)中の角度αの値をαminから所定量であるθ1′単位でシフトさせた近似式を設定する(ステップS113)。このとき、θ1′をm(mは自然数)回ずつ前後にシフトすれば良い。次いで、制御装置13は、ステップS110に戻って、m・θ1′だけシフトした角度aのそれぞれに対して近似式を設定する。次いで、制御装置13は、該設定した近似式のそれぞれと計測波形との差分を求めて、求めた差分の各々をメモリ部に保存する。
When it is confirmed in step S112 that the search for the predetermined search range has not ended, the
上記のシフト量θ1′は第1探索ステップでのシフト量θ1よりも小さく、かつ、探索範囲(αmin±S′°)も第1探索ステップの探索範囲(αmin±S°)よりも狭く設定し、精度の高い探索を行う。 The shift amount θ1 ′ is set smaller than the shift amount θ1 in the first search step, and the search range (αmin ± S ′ °) is set to be narrower than the search range (αmin ± S °) in the first search step. , Search with high accuracy.
制御装置13は、メモリ部を参照して、このようにして探索した各近似式の中から最も総和Dtの小さい近似式を抽出する(ステップS114)。
The
その後、今度は、制御装置13は、ステップS115にて、式(1)中の振幅Aについて、所定の最適ルールに従って最適値の探索を行う。この最適化ルールとしては、例えば、振幅Aの値を現在の最大振幅A1の値から少しずつシフトさせ、所定角度における計測波形の遮光量との差分の全周(360°)にわたる総和を求める。
Then, this time, the
上記の総和が負から正、又は、正から負に変わる振幅Aの値を探索する。探索範囲やシフト量を小さくして複数回の探索を行えば、さらに高い精度で近似式を求めることができる。 The value of the amplitude A at which the above sum changes from negative to positive or from positive to negative is searched. If the search range and shift amount are reduced and a plurality of searches are performed, an approximate expression can be obtained with higher accuracy.
制御装置13は、上記の過程を経て最終的な近似式を決定する(ステップS116)。その後、制御装置13は、ステップS116にて決定された近似式に基づいて基板の位置を決定する(ステップS116)。基板の位置は、図7に示すように、記号A,αを決定することで、回転中心からのずれ量として算出することができる。
The
なお、基板の位置の修正は、搬送ロボットにより基板を取り出すときにエンドエフェクタの位置を調整することによって修正してもよいし、アライメントチャンバ1に修正用の装置を設けてもよい。
Note that the correction of the position of the substrate may be performed by adjusting the position of the end effector when the substrate is taken out by the transfer robot, or a correction device may be provided in the
上記のように構成される本実施形態では、基板ステージ12は基板を保持する基板保持手段として動作する。
In the present embodiment configured as described above, the
遮光センサ11、基板ステージ12および制御装置13は、基板200の保持面内における仮想中心から基板端部までの面内方向距離を計測する距離計測手段として動作する。
The
また、遮光センサ11、基板ステージ12および制御装置13は、基板200の仮想中心及び基板200の端部の基準点に対して距離計測手段による計測箇所のなす角度を計測する角度取得手段として動作する。
Further, the
また、遮光センサ11、基板ステージ12および制御装置13は、距離計測手段及び角度取得手段により複数箇所の基板端部を計測し、計測結果を面内方向距離と角度とを対応させた計測波形として取得する計測波形取得手段として動作する。
Further, the
制御装置13は、計測波形を三角関数に近似し、近似式の記号A又はαの値を所定量シフトさせる第1、第2探索手段を含む近似手段と、近似手段により近似した三角関数に基づいて、基板中心の仮想中心からのずれ量を演算する演算手段として動作する。
The
図8に、実際の計測波形と上述のようにして求めた近似式とのグラフを示す。測定値にばらつきが生じていても、近似式を用いることで、精確に基板の位置を求めることができる。 FIG. 8 shows a graph of the actual measurement waveform and the approximate expression obtained as described above. Even if the measurement values vary, the position of the substrate can be obtained accurately by using the approximate expression.
特に、これは図9に示すように、基板200の中心位置と仮想中心(回転ステージ12の回転中心)とのずれ量が小さい場合に顕著で、測定値のばらつきとずれ量の区別が困難な場合にも、高い精度で近似式を算出することができる。
In particular, as shown in FIG. 9, this is remarkable when the deviation amount between the center position of the
(実施例)
次に、本発明の効果を確認するための試験を行った。
本試験では、図2に示すような装置において、基板ステージ12に基板を載置し、実施例の方法及び比較例の方法で、100回ずつ最大偏芯位置における角度αを算出した。
実施例の方法では、図4に示すフローのように2回の探索を行って近似式を求め、このときの角度αの値を得た。比較例の方法では、計測波形の振幅が最大となる点を最大偏芯位置におけるデータとして、そのときの角度を角度αとして得た。(Example)
Next, a test for confirming the effect of the present invention was conducted.
In this test, in the apparatus as shown in FIG. 2, the substrate was placed on the
In the method of the example, the approximate expression was obtained by performing the search twice as in the flow shown in FIG. 4, and the value of the angle α at this time was obtained. In the method of the comparative example, the point at which the amplitude of the measurement waveform is maximum is obtained as data at the maximum eccentric position, and the angle at that time is obtained as the angle α.
図10及び図11に結果を示す。図10は基板ステージ12の回転中心(仮想中心)からの基板中心のずれ量が2.0mmのとき、図11は同じずれ量が0.2mmと小さいときに行った試験の結果である。
The results are shown in FIGS. FIG. 10 shows the results of a test performed when the amount of deviation of the substrate center from the rotation center (virtual center) of the
これらの図に示すように、同じ基板を測定したものでも比較例による場合は、測定ごとに角度αの値のばらつきが大きいが、本実施例による場合には、角度αは測定ごとに角度αの値が安定し、ばらつきが小さいのが確認できる。 As shown in these figures, even when the same substrate is measured, when the comparative example is used, the variation in the value of the angle α is large for each measurement. However, according to this embodiment, the angle α is the angle α for each measurement. It can be confirmed that the value of is stable and the variation is small.
特に、図11に示すように基板のずれ量が小さいときにこの差は顕著であり、このよう場合でも本発明の方法によれば高い精度で基板の位置を決定できることが確認された。 In particular, as shown in FIG. 11, this difference is remarkable when the amount of deviation of the substrate is small. Even in this case, it was confirmed that the position of the substrate can be determined with high accuracy according to the method of the present invention.
近似式を用いることで、求めたウェハーずれ方向の繰返し精度が向上した。 By using the approximate expression, the repeatability in the obtained wafer shift direction was improved.
なお、本発明の適用は、上記実施形態に限定されない。例えば、遮光センサの方を回転させてもよい。また、複数の遮光センサを基板の周囲3か所以上に配置したり、全周を検出可能なCCDカメラを配置してもよい。 The application of the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the light shielding sensor may be rotated. Further, a plurality of light shielding sensors may be arranged at three or more locations around the substrate, or a CCD camera capable of detecting the entire circumference may be arranged.
Claims (7)
前記基板保持手段に基板が保持される場合に、該基板の保持面内における仮想中心から前記基板端部までの面内方向距離を計測する距離計測手段と、
前記仮想中心と基板端部の基準点とを結ぶ線分と、前記距離計測手段により前記面内方向距離が計測された計測箇所と前記仮想中心とを結ぶ線分とのなす角度を計測する角度取得手段と、
前記距離計測手段により計測された面内方向距離及び前記角度取得手段により計測された角度に基づいて、前記面内方向距離と前記角度とを対応させた計測波形を取得する計測波形取得手段と、
前記計測波形を三角関数に近似する近似手段と、
前記近似手段により近似した三角関数に基づいて、前記保持された基板中心の前記仮想中心からのずれ量を演算する演算手段と
を備えることを特徴とする基板位置決め装置。Substrate holding means for holding the substrate;
A distance measuring means for measuring an in-plane direction distance from a virtual center in the holding surface of the substrate to the edge of the substrate when the substrate is held by the substrate holding means;
An angle for measuring an angle formed by a line segment connecting the virtual center and the reference point of the substrate edge, and a line segment connecting the virtual center and the measurement point where the distance in the in-plane direction is measured by the distance measuring unit. Acquisition means;
Based on the in-plane direction distance measured by the distance measurement unit and the angle measured by the angle acquisition unit, a measurement waveform acquisition unit that acquires a measurement waveform corresponding to the in-plane direction distance and the angle;
Approximation means for approximating the measurement waveform to a trigonometric function;
A substrate positioning apparatus comprising: an arithmetic unit that calculates a deviation amount of the held substrate center from the virtual center based on a trigonometric function approximated by the approximating unit.
Asin(θ+α)+B…式(1)The approximating means shifts a value of at least one of the symbol A and the symbol α of the approximate formula set in the following formula (1) by a predetermined amount, repeats the operation of calculating the difference between the approximate formula and the measured waveform, and sets the setting The substrate positioning apparatus according to claim 1, further comprising a first search unit that searches for an approximate expression having a smaller difference from the measurement waveform than the approximate expression.
Asin (θ + α) + B (1)
前記距離計測手段は、前記仮想中心から所定距離離れた位置に配置され、前記相対的に回転する基板端部を複数回検出することで、前記基板端部の複数箇所の前記仮想中心からの距離を計測することを特徴とする請求項1に記載の基板位置決め装置。A rotating means for rotating the substrate held by the substrate holding means relative to the distance measuring means within the holding surface;
The distance measuring means is disposed at a position away from the virtual center by a predetermined distance, and detects the relatively rotating substrate end portion a plurality of times, thereby detecting the distance from the virtual center at a plurality of locations of the substrate end portion. The substrate positioning apparatus according to claim 1, wherein:
前記計測波形を三角関数に近似する近似ステップと、
前記近似ステップにおいて近似した三角関数に基づいて、前記保持面に保持された基板中心の前記仮想中心からのずれ量を演算する演算ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とする基板位置決めプログラム。In-plane direction distance from the virtual center to the substrate end in the holding surface of the substrate, a line segment connecting the virtual center and the reference point of the substrate end, the measurement location where the in-plane direction distance was measured, and the A measurement waveform acquisition step for acquiring a measurement waveform corresponding to an angle formed by a line connecting the virtual center;
An approximation step for approximating the measured waveform to a trigonometric function;
A substrate positioning program that causes a computer to execute a calculation step of calculating a deviation amount of the substrate center held on the holding surface from the virtual center based on the trigonometric function approximated in the approximation step.
基板を搬送させるための搬送ロボットを備えた搬送チャンバと、
前記搬送チャンバに接続し、前記搬送ロボットにより基板の搬送が可能に構成され、搬送された基板に対し処理を行うためのプロセスチャンバと
を備えることを特徴とする基板処理装置。A substrate positioning device according to claim 1;
A transfer chamber having a transfer robot for transferring a substrate;
A substrate processing apparatus comprising: a process chamber connected to the transfer chamber and configured to be able to transfer a substrate by the transfer robot, and performing a process on the transferred substrate.
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