KR20210082363A - Apparatus and method for detecting work hole - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연마기에 의해 연마되는 웨이퍼를 유지하는 캐리어의 워크 홀의 위치를 검출하는 워크 홀 검출 장치 및 워크 홀 검출 방법에 관한 발명이다.The present invention relates to a work-hole detecting apparatus and a work-hole detecting method for detecting the position of a work hole in a carrier holding a wafer to be polished by a polishing machine.
종래부터, 연마기로 웨이퍼를 연마할 때에 웨이퍼를 유지하는 캐리어의 워크 홀의 위치를 검출하는 워크 홀 검출 장치가 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 종래의 워크 홀 검출 장치에서는, 소정의 중심각을 이루도록 설치된 2개의 카메라에 의해 화상 데이터를 취득한다. 그리고, 이 화상 데이터로부터 얻어진 워크 홀의 에지부 상의 2점의 위치와, 카메라 간의 중심각에 기초하여, 워크 홀의 중심 위치를 검출한다.DESCRIPTION OF RELATED ART Conventionally, when grinding|polishing a wafer with a grinder, the work hole detection apparatus which detects the position of the work hole of the carrier which holds a wafer is known (for example, refer patent document 1). In the conventional work hole detection apparatus, image data is acquired by two cameras installed so that a predetermined|prescribed central angle may be achieved. And the center position of a work hole is detected based on the center angle between the position of two points on the edge part of a work hole obtained from this image data, and a camera.
그러나, 워크 홀의 중심 위치를 검출할 때에 화상 데이터를 이용하는 경우에서는, 캐리어 주위의 조명 상태의 영향에 의해 화상 데이터의 품질이 변동하여, 워크 홀의 에지부를 적절히 검출할 수 없는 것이 고려된다. 또한, 화상 데이터를 이용하기 때문에, 캐리어와, 이 캐리어가 배치되는 정반(定盤)의 연마면(연마 패드 등)의 색채가 비슷한 경우에, 워크 홀의 에지부를 검출하기 어렵다고 하는 문제가 발생한다.However, in the case of using image data when detecting the center position of the work hole, it is considered that the quality of the image data fluctuates due to the influence of the illumination state around the carrier, and therefore the edge portion of the work hole cannot be properly detected. In addition, since image data is used, when the color of the carrier and the polishing surface (polishing pad, etc.) of the surface on which the carrier is arranged are similar, a problem arises that it is difficult to detect the edge portion of the work hole.
본 발명은 상기 문제에 주목하여 이루어진 것으로, 연마기의 정반 상에 배치된 캐리어의 워크 홀 위치를 안정적으로 검출할 수 있는 워크 홀 검출 장치 및 워크 홀 검출 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above problem, and an object of the present invention is to provide a work-hole detecting apparatus and a work-hole detecting method capable of stably detecting a work-hole position of a carrier arranged on a surface plate of a polishing machine.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 연마기의 정반 상에 배치된 캐리어의 워크 홀의 위치를 검출하는 워크 홀 검출 장치로서, 대상물까지의 거리를 측정하는 거리 측정부와, 상기 거리 측정부의 측정값을 사용하여, 상기 워크 홀의 에지부의 위치를 3군데 이상 검출하는 에지 검출부와, 상기 에지 검출부에 의해 검출된 3군데 이상의 상기 에지부의 위치에 기초하여, 상기 워크 홀의 중심 위치를 연산하는 중심 연산부를 구비한다.In order to achieve the above object, the present invention is a workhole detection apparatus for detecting the position of a workhole of a carrier disposed on a surface plate of a polishing machine, a distance measuring unit for measuring the distance to an object, and the measured value of the distance measuring unit An edge detection unit for detecting the position of the edge portion of the work hole at three or more locations using the edge detection unit, and a center calculating unit for calculating the center position of the work hole based on the position of the edge portion at three or more locations detected by the edge detection unit. .
이 결과, 캐리어 주위의 조명 상태나, 캐리어의 색채 등의 영향을 받지 않고, 연마기의 정반 상에 배치된 캐리어의 워크 홀 위치를 안정적으로 검출할 수 있다.As a result, the work hole position of the carrier arrange|positioned on the surface plate of a grinder can be detected stably, without being influenced by the illumination state around a carrier, the color of a carrier, etc.
도 1은 실시예 1의 워크 홀 검출 장치를 적용한 연마 시스템의 전체 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 실시예 1의 워크 홀 검출 장치를 적용한 연마 시스템의 전체 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3은 레이저 변위계의 측정 원리를 도시한 설명도이다.
도 4는 워크 홀 검출 시에 설정되는 각종 검출 위치와, 검출되는 에지 위치를 도시한 설명도이다.
도 5는 웨이퍼 반송 상태 추정 시에 설정되는 각종 검출 위치와, 레이저 변위계의 이동 궤적을 도시한 설명도이다.
도 6은 에지 위치 검출 시의 레이저 변위계의 측정값을 도시한 도면이다.
도 7의 (a)는 웨이퍼 정상 반송 시의 웨이퍼 상태를 도시한 설명도이다. 도 7의 (b)는 웨이퍼 정상 반송 시의 레이저 변위계의 측정값을 도시한 도면이다.
도 8의 (a)는 웨이퍼 얹힘 시의 웨이퍼 상태를 도시한 설명도이다. 도 8의 (b)는 웨이퍼 얹힘 시의 레이저 변위계의 측정값을 도시한 제1 도면이다. 도 8의 (c)는 웨이퍼 얹힘 시의 레이저 변위계의 측정값을 도시한 제2 도면이다.
도 9의 (a)는 웨이퍼 부유 시의 웨이퍼 상태를 도시한 설명도이다. 도 9의 (b)는 웨이퍼 부유 시의 레이저 변위계의 측정값을 도시한 도면이다.
도 10은 실시예 1의 메인 컨트롤러에서 실행되는 웨이퍼 반송 제어 처리를 도시한 흐름도이다.
도 11은 에지부 검출 위치의 다른 설정예를 도시한 설명도이다.
도 12의 (a)는 웨이퍼 반송 상태 추정 시의 레이저 변위계의 이동 궤적의 제1 변형예를 도시한 설명도이다. 도 12의 (b)는 제1 변형예의 이동 궤적을 따라 웨이퍼 상면 높이를 검출했을 때의 웨이퍼 얹힘 시의 레이저 변위계의 검출값을 도시한 도면이다.
도 13의 (a)는 웨이퍼 반송 상태 추정 시의 레이저 변위계의 이동 궤적의 제2 변형예를 도시한 설명도이다. 도 13의 (b)는 제2 변형예의 이동 궤적을 따라 웨이퍼 상면 높이를 검출했을 때의 웨이퍼 얹힘 시의 레이저 변위계의 검출값을 도시한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a side view which shows schematically the whole structure of the grinding|polishing system to which the work-hole detection apparatus of Example 1 is applied.
Fig. 2 is a plan view schematically showing the overall configuration of a polishing system to which the work hole detection apparatus of Example 1 is applied.
3 is an explanatory diagram showing the measuring principle of the laser displacement meter.
4 is an explanatory diagram showing various detection positions set at the time of work hole detection, and edge positions to be detected.
Fig. 5 is an explanatory diagram showing various detection positions set at the time of estimating the wafer transfer state and movement trajectories of the laser displacement meter.
6 is a diagram showing measurement values of the laser displacement meter at the time of edge position detection.
Fig. 7A is an explanatory diagram showing the state of the wafer during normal wafer transfer. FIG. 7B is a diagram showing measured values of the laser displacement meter during normal wafer transfer.
Fig. 8(a) is an explanatory view showing the state of the wafer at the time of placing the wafer. FIG. 8(b) is a first view showing the measured values of the laser displacement meter at the time of placing the wafer. FIG. 8(c) is a second diagram showing the measured values of the laser displacement meter at the time of placing the wafer.
Fig. 9A is an explanatory view showing the state of the wafer when the wafer is floating. Fig. 9B is a diagram showing the measured values of the laser displacement meter when the wafer is floating.
Fig. 10 is a flowchart showing a wafer transfer control process executed in the main controller of the first embodiment.
11 is an explanatory diagram showing another example of setting an edge portion detection position.
12A is an explanatory diagram showing a first modified example of the movement trajectory of the laser displacement meter at the time of estimating the wafer conveyance state. Fig. 12B is a diagram showing the detection values of the laser displacement meter at the time of placing the wafer when the height of the wafer top surface is detected along the movement trajectory of the first modification.
13A is an explanatory diagram showing a second modified example of the movement trajectory of the laser displacement meter at the time of estimating the wafer conveyance state. Fig. 13B is a diagram showing the detection value of the laser displacement meter at the time of placing the wafer when the height of the wafer top surface is detected along the movement trajectory of the second modification.
이하, 본 발명의 워크 홀 검출 장치 및 워크 홀 검출 방법을 실시하기 위한 형태를, 도면에 도시된 실시예 1에 기초하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing the work-hole detection apparatus and work-hole detection method of this invention is demonstrated based on Example 1 shown in drawing.
(실시예 1)(Example 1)
이하, 실시예 1의 워크 홀 검출 장치를 적용한 연마 시스템(1)의 구성을 도 1 내지 도 9에 기초하여 설명한다.Hereinafter, the structure of the grinding|
도 1에 도시된 연마 시스템(1)은, 연마기(10)와, 웨이퍼 반송기(20)와, 메인 컨트롤러(30)를 구비하고 있다.The
연마기(10)는, 상정반(11) 및 하정반(12)에 의해 박판형의 웨이퍼(2)의 표리 양면을 연마 가공하는 양면 연마 장치이다. 여기서, 웨이퍼(2)는, 상정반(11)에 부착된 연마 패드(11a)와, 하정반(12)에 부착된 연마 패드(12a)에 의해 연마 가공된다. 또한, 웨이퍼(2)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 연마 패드(12a) 위에 배치된 캐리어(13)의 워크 홀(14) 내에 수용되고, 캐리어(13)에 의해 유지되어 연마 가공된다.The
캐리어(13)는, 웨이퍼(2)보다 얇은 원반형의 박판 부재이다. 워크 홀(14)은, 캐리어(13)를 관통하는 구멍이고, 웨이퍼(2)의 직경보다 약간 큰 내경 치수로 설정되어 있다. 또한, 도 2에 도시된 예에서는, 워크 홀(14)은, 캐리어(13)에 하나 형성되어 있으나, 캐리어(13)에 형성되는 워크 홀(14)의 수는, 임의로 설정 가능하다.The
또한, 이 캐리어(13)는, 연마 패드(12a) 상에 배치될 때, 둘레 방향의 방향이나 위치가 규정되고, 예컨대 연마기(10)의 컨트롤러(도시하지 않음) 등에 의해 이동 궤적이 상시 감시되고 있다. 이에 의해, 하정반(12)과 캐리어(13)의 상대적인 위치 관계는, 항상 파악할 수 있고, 워크 홀(14)의 중심 위치는, 이 위치 관계에 기초한 연산에 의해 구하는 것이 가능하다. 또한, 하정반(12)과 캐리어(13)의 상대적인 위치 관계에 기초하여 연산된 워크 홀(14)의 중심 위치를, 이하 「티칭 위치(α)(도 4 참조)」라고 한다. 이 티칭 위치(α)는, 웨이퍼 반송기(20)의 X-Y 좌표계로 규정된다.Further, when the
웨이퍼 반송기(20)는, 메인 컨트롤러(30)로부터의 제어 지령에 기초하여 구동하여, 웨이퍼(2)를 한 장씩 자동 반송하는 로봇 아암이다. 웨이퍼 반송기(20)는, 웨이퍼(2)를 착탈 가능하게 유지하는 반송 헤드(21)와, 반송 헤드(21)를 수평 방향 및 수직 방향으로 이동시키는 아암부(22)를 구비하고 있다.The
이 웨이퍼 반송기(20)는, 웨이퍼(2)의 연마 가공에 앞서, 다수의 웨이퍼(2)를 수납한 로드 포트(도시하지 않음)로부터 취출된 웨이퍼(2)를 반송 헤드(21)로 유지한다. 다음으로, 아암부(22)를 움직여 소정의 워크 홀(14)의 상방 위치까지 반송 헤드(21)를 반송한다. 그리고, 반송 헤드(21)로부터 웨이퍼(2)를 놓아주어 워크 홀(14) 내에 배치한다.The
또한, 웨이퍼 반송기(20)는, 웨이퍼(2)의 연마 가공 후에는, 아암부(22)를 움직여 소정의 워크 홀(14)의 상방 위치까지 반송 헤드(21)를 이동시킨다. 계속해서, 반송 헤드(21)로 워크 홀(14) 내의 웨이퍼(2)를 유지하여, 웨이퍼(2)를 취출한다. 그리고, 아암부(22)를 움직여 도시하지 않은 언로드 포트까지 웨이퍼(2)를 반송한다.In addition, after the
또한, 실시예 1의 반송 헤드(21)에는, 레이저 변위계(R)(거리 측정부)가 탑재되어 있다. 이 레이저 변위계(R)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 대상물(T)에 레이저광(S1)을 조사하고, 대상물(T)에 의해 반사된 반사광(S2)에 기초하여 대상물(T)까지의 거리(L)를 비접촉으로 측정하는 거리 센서이다.Moreover, the laser displacement meter R (distance measuring part) is mounted in the
이 레이저 변위계(R)는, 아암부(22)를 구동하여 반송 헤드(21)를 이동시켰을 때, 반송 헤드(21)와 일체가 되어 이동한다. 또한, 웨이퍼 반송기(20)는, 레이저 변위계(R)의 높이 위치를 일정하게 유지한 채로 이동시킬 수 있기 때문에, 레이저 변위계(R)는, 캐리어(13)의 두께를 측정할 수 있다. 또한, 이 레이저 변위계(R)는, 웨이퍼 반송기(20)에 의해 이동하고 있는 중에도 대상물(T)까지의 거리를 측정 가능하다. 또한, 레이저 변위계(R)의 측정 중, 대상물(T)에 부착된 수분을 제거하기 위해서, 대상물(T)에 대해 공기를 분사해도 좋다.When this laser displacement meter R drives the
메인 컨트롤러(30)는, 웨이퍼 반송기(20)에 제어 지령을 출력하여, 웨이퍼 반송기(20)에 의한 웨이퍼(2)의 반송을 제어하고, 반송 헤드(21)의 이동에 의한 레이저 변위계(R)의 이동을 제어한다. 또한, 메인 컨트롤러(30)는, 하정반(12)과 캐리어(13)의 상대적인 위치 관계에 기초하여 티칭 위치(α)를 연산하고, 이 티칭 위치(α)를 이용하여 워크 홀(14)의 에지부의 위치를 3군데 이상(실시예 1에서는 4군데) 검출한다. 여기서, 「에지부」란, 워크 홀(14)의 내주 가장자리부이고, 워크 홀(14)과 캐리어(13)의 경계이다. 그리고, 검출한 에지부의 위치에 기초하여, 워크 홀(14)의 중심 위치를 연산한다. 또한, 워크 홀(14)의 에지부의 위치나, 워크 홀(14)의 중심 위치는, 모두 웨이퍼 반송기(20)의 X-Y 좌표계로 규정된다. 또한, 메인 컨트롤러(30)는, 웨이퍼(2)의 반송 후, 반송이 완료된 웨이퍼의 상면 높이에 기초하여, 웨이퍼의 반송 상태를 추정한다.The
즉, 이 메인 컨트롤러(30)는, 티칭 위치 연산부(31)와, 검출 위치 설정부(32)와, 에지 검출부(33)와, 중심 연산부(34)와, 반송 제어부(35)와, 웨이퍼 상태 추정부(36)를 구비하고 있다.That is, the
티칭 위치 연산부(31)는, 하정반(12)과 캐리어(13)의 상대적인 위치 관계의 정보가 입력되면, 이 위치 관계 정보에 기초하여 티칭 위치(α)를 연산한다. 또한, 하정반(12)과 캐리어(13)의 위치 관계 정보는, 예컨대 연마기(10)의 컨트롤러로부터 입력된다. 티칭 위치 연산부(31)에 의해 연산된 티칭 위치(α)의 정보는, 검출 위치 설정부(32)에 입력된다.When information on the relative positional relationship between the
검출 위치 설정부(32)는, 티칭 위치 연산부(31)로부터 티칭 위치(α)의 정보가 입력되면, 이 티칭 위치 정보에 기초하여, 워크 홀(14)의 위치를 검출할 때의 각종의 검출 위치를 설정한다. 또한, 검출 위치 설정부(32)는, 웨이퍼(2)의 반송 후, 중심 연산부(34)에 의해 연산된 워크 홀(14)의 중심 위치(이하, 「실제 중심 위치(β)(도 5 참조)」라고 함)의 정보가 입력된다. 그리고, 이 실제 중심 위치 정보에 기초하여, 웨이퍼(2)의 반송 상태를 추정할 때의 각종의 검출 위치를 설정한다. 여기서, 「검출 위치」란, 레이저 변위계(R)의 이동 목표 지점이다. 검출 위치 설정부(32)에 의해 설정된 검출 위치의 정보는, 반송 제어부(35)에 입력된다.When information of the teaching position α is input from the teaching
여기서, 워크 홀(14)의 위치를 검출할 때에는, 워크 홀(14)의 에지부를 검출할 때의 기준값이 되는 캐리어(13)의 높이와, 제1 에지 위치(P11), 제2 에지 위치(P13), 제3 에지 위치(P15), 제4 에지 위치(P17)의 4군데의 위치(도 4 참조)가 검출된다. 그 때문에, 검출 위치 설정부(32)는, 도 4에 도시된 기준 검출 위치(P10)와, 제1 에지부 검출 위치(P12)와, 제2 에지부 검출 위치(P14)와, 제3 에지부 검출 위치(P16)와, 제4 에지부 검출 위치(P18)를 설정한다. 또한, 「기준 검출 위치(P10)」는, 캐리어(13)의 높이를 검출할 때의 레이저 변위계(R)의 이동 목표 지점이다. 「제1 에지부 검출 위치(P12)」는, 제1 에지 위치(P11)를 검출할 때의 레이저 변위계(R)의 이동 목표 지점이다. 「제2 에지부 검출 위치(P14)」는, 제2 에지 위치(P13)를 검출할 때의 레이저 변위계(R)의 이동 목표 지점이다. 「제3 에지부 검출 위치(P16)」는, 제3 에지 위치(P15)를 검출할 때의 레이저 변위계(R)의 이동 목표 지점이다. 「제4 에지부 검출 위치(P18)」는, 제4 에지 위치(P17)를 검출할 때의 레이저 변위계(R)의 이동 목표 지점이다.Here, when detecting the position of the
또한, 제1 에지부 검출 위치(P12), 제2 에지부 검출 위치(P14), 제3 에지부 검출 위치(P16), 제4 에지부 검출 위치(P18)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 이들 4군데의 위치를 순서대로 연결하는 선분(γ)에 의해 티칭 위치(α)를 둘러싸는 것이 가능한 위치에 설정되어 있다. 즉, 검출 위치 설정부(32)는, 에지부 검출 위치를 설정할 때, 티칭 위치(α)를 둘러싸는 것이 가능한 3군데 이상의 검출 위치를 설정한다.In addition, the first edge portion detection position P12, the second edge portion detection position P14, the third edge portion detection position P16, and the fourth edge portion detection position P18 are , is set at a position where it is possible to surround the teaching position α by a line segment γ that sequentially connects these four positions. That is, the detection
그리고, 기준 검출 위치(P10)는, 티칭 위치(α)에 기초하여 캐리어(13)의 기판부로 추정되는 위치에 설정된다. 또한, 「캐리어(13)의 기판부」란, 워크 홀(14)의 외측 위치이고, 워크 홀(14)이나 더미 홀 등이 하등 형성되어 있지 않은 평탄 부분이다. 또한, 제1 에지부 검출 위치(P12), 제2 에지부 검출 위치(P14), 제3 에지부 검출 위치(P16), 제4 에지부 검출 위치(P18)는, 여기서는, 전부 티칭 위치(α)에 기초하여 워크 홀(14)의 내측이 된다고 추정되는 위치에 설정된다.And the reference detection position P10 is set at the position estimated to the board|substrate part of the
또한, 웨이퍼(2)의 반송 상태를 추정할 때에는, 실시예 1에서는, 웨이퍼 반송 상태를 판정할 때의 기준값이 되는 캐리어(13)의 높이와, 반송이 완료된 웨이퍼(2)의 상면 높이를 검출한다. 그 때문에, 검출 위치 설정부(32)는, 도 5에 도시된 기준 검출 위치(P20)와, 높이 검출 개시 위치(P21)를 설정한다. 또한, 「기준 검출 위치(P20)」는, 캐리어(13)의 높이를 검출할 때의 레이저 변위계(R)의 이동 목표 지점이다. 「높이 검출 개시 위치(P21)」는, 웨이퍼(2)의 상면 높이를 검출할 때의 레이저 변위계(R)의 이동 목표 지점이다.In addition, when estimating the conveyance state of the
여기서, 기준 검출 위치(P20)는, 실제 중심 위치(β)에 기초하여 캐리어(13)의 기판부로 추정되는 위치에 설정된다. 또한, 높이 검출 개시 위치(P21)는, 실제 중심 위치(β)에 기초하여 웨이퍼(2)로 추정되는 위치에 설정된다.Here, the reference detection position P20 is set at a position estimated to be the substrate portion of the
에지 검출부(33)는, 레이저 변위계(R)의 측정값이 입력되면, 이 측정값에 기초하여 워크 홀(14)의 에지부의 위치를 3군데 이상[실시예 1에서는 제1 에지 위치(P11)∼제4 에지 위치(P17)의 4군데] 검출한다. 에지 검출부(33)에 의해 검출된 에지부의 위치 정보는, 중심 연산부(34)에 입력된다.When the measurement value of the laser displacement meter R is input, the
이 에지 검출부(33)는, 에지부를 검출할 때, 먼저, 레이저 변위계(R)를 기준 검출 위치(P10)로 이동시켜 얻어진 측정값에 기초하여 기준값을 설정한다. 여기서는, 기준 검출 위치(P10)에 있어서 얻어진 측정값으로부터 소정값을 뺀 값을 기준값으로 한다. 계속해서, 레이저 변위계(R)를 제1 에지부 검출 위치(P12)로부터 소정 궤적을 따라 이동시키면서 얻어진 측정값이, 기준값을 초과하는지의 여부를 판단한다. 그리고, 측정값이 기준값을 초과한 시점에서의 레이저 변위계(R)의 이동량(x)과, 제1 에지부 검출 위치(P12)에 기초하여, 제1 에지 위치(P11)를 검출한다(도 6 참조).This
또한, 에지 검출부(33)는, 제2 에지 위치(P13), 제3 에지 위치(P15), 제4 에지 위치(P17)에 대해서도, 레이저 변위계(R)를 이동시킬 때마다, 제1 에지 위치(P11)와 동일하게 검출한다. 즉, 에지 검출부(33)는, 에지부 검출 위치[제1 에지부 검출 위치(P12) 등]로부터 레이저 변위계(R)를 이동시키면서 에지부의 위치[제1 에지 위치(P11) 등]를 검출하는 것을, 에지부의 위치[제1 에지 위치(P11) 등]를 3군데 이상 검출할 때까지 반복한다.In addition, the
중심 연산부(34)는, 에지 검출부(33)로부터 3군데 이상[실시예 1에서는, 제1 에지 위치(P11)∼제4 에지 위치(P17)의 4군데]의 에지부의 위치 정보가 입력된다. 그리고, 이 에지부의 위치 정보에 기초하여, 실제 중심 위치(β)를 연산한다. 중심 연산부(34)에 의해 연산된 실제 중심 위치(β)의 정보는, 반송 제어부(35)에 입력된다. 또한, 실제 중심 위치(β)는, 3군데 이상의 에지부의 위치 정보와 일반적인 원의 방정식을 이용하여 구하는 것이 가능하다.In the
반송 제어부(35)는, 검출 위치 설정부(32)로부터 각종의 검출 위치[기준 검출 위치(P10) 등]의 정보가 입력되고, 이 각종의 검출 위치에 기초하여, 웨이퍼 반송기(20)에 제어 지령을 출력한다. 그리고, 미리 결정된 순서와 타이밍으로 각종의 검출 위치를 이동 목표 지점으로 하여 레이저 변위계(R)를 이동시킨다. 또한, 반송 제어부(35)는, 소정의 검출 위치[제1 에지 위치(P11) 등]로 레이저 변위계(R)를 이동시킨 후, 웨이퍼 반송기(20)에 제어 지령을 출력하여, 미리 결정된 방향으로 레이저 변위계(R)를 이동시킨다.The
웨이퍼 상태 추정부(36)는, 웨이퍼(2)의 반송 후, 레이저 변위계(R)의 측정값이 입력되고, 이 측정값에 기초하여 반송이 완료된 웨이퍼(2)의 반송 상태를 추정한다. 또한, 웨이퍼 상태 추정부(36)에 의해 추정된 반송 상태 정보는, 예컨대 연마기(10)의 컨트롤러 등에 입력되고, 연마 시스템(1)의 오퍼레이터 등에게 통지되어도 좋다.The wafer
이 웨이퍼 상태 추정부(36)는, 웨이퍼의 반송 상태를 추정할 때, 먼저, 레이저 변위계(R)를 기준 검출 위치(P20)로 이동시켰을 때에 얻어지는 측정값에 기초하여 기준 범위(상한 임계값 및 하한 임계값)를 설정한다. 계속해서, 레이저 변위계(R)를 높이 검출 개시 위치(P21)로 이동시키고, 이 높이 검출 개시 위치(P21)로부터 미리 설정된 소정의 궤적[여기서는, 웨이퍼(2)의 둘레 가장자리부를 따른 환형 궤적(3)]을 따라 이동하면서 얻어지는 측정값(웨이퍼의 상면 높이)이, 기준 범위를 초과하는지의 여부를 판단한다.When estimating the transfer state of the wafer, the wafer
예컨대, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(2)가 워크 홀(14) 내에 정상으로 배치된 경우에는, 레이저 변위계(R)가 환형 궤적(3)을 따라 이동하면서 얻어지는 측정값은, 기준 범위 내에 들어간다[도 7의 (b) 참조]. 즉, 웨이퍼 상태 추정부(36)는, 측정값이 기준 범위 내에 들어갔다고 판단했을 때에는, 웨이퍼(2)가 정상으로 배치되었다고 추정한다.For example, as shown in FIG. 7A , when the
이에 대해, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(2)가 워크 홀(14)의 에지부에 얹힌 경우에는, 레이저 변위계(R)가 환형 궤적(3)을 따라 이동하면서의 측정 도중에, 측정값이 기준 범위를 초과한다[도 8의 (b) 참조]. 또한, 높이 검출 개시 위치(P21)의 설정 위치와 웨이퍼(2)의 얹힘 위치의 관계에 따라서는, 도 8의 (c)에 도시된 측정값이 얻어지지만, 이 경우라도, 레이저 변위계(R)가 환형 궤적(3)을 따라 이동하면서의 측정 도중에, 측정값이 기준 범위를 초과한다. 또한, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(2)가 워크 홀(14) 내에 배치되어도, 슬러리나 물 등의 영향으로 연마 패드(12a)로부터 부상하고 있는 경우에도, 레이저 변위계(R)가 환형 궤적(3)을 따라 이동하면서의 측정 도중에 측정값이 기준 범위를 초과한다[도 9의 (b) 참조]. 그 때문에, 웨이퍼 상태 추정부(36)는, 기준 범위를 초과한 측정값을 얻었다고 판단했을 때에는, 웨이퍼(2)가 정상으로 배치되어 있지 않다고 추정한다.In contrast, as shown in FIG. 8A , when the
이하, 실시예 1의 메인 컨트롤러(30)에서 실행되는 웨이퍼 반송 제어 처리의 각 단계를, 도 10에 도시된 흐름도에 기초하여 설명한다. 또한, 이 웨이퍼 반송 제어 처리는, 연마 패드(12a) 상의 모든 캐리어(13)의 워크 홀(14)에 웨이퍼(2)를 배치할 때까지 반복해서 실행된다.Hereinafter, each step of the wafer transfer control process executed by the
단계 S1에서는, 웨이퍼(2)의 반송을 개시할지의 여부를 판단한다. '예'(반송 개시)인 경우에는 단계 S2로 진행한다. '아니오'(반송하지 않음)인 경우에는 단계 S1을 반복한다. 또한, 반송의 개시 판단은, 예컨대 반송 제어부(35)에 의해 행해진다.In step S1, it is determined whether or not the transfer of the
단계 S2(제1 단계)에서는, 단계 S1에서의 반송 개시라고 하는 판단에 이어서, 티칭 위치 연산부(31)에서 티칭 위치를 연산하고, 검출 위치 설정부(32)에 의해, 연산된 티칭 위치(α)의 정보를 읽어들이며, 단계 S3으로 진행한다.In step S2 (first step), following the determination of the start of conveyance in step S1 , the teaching
단계 S3(제1 단계)에서는, 단계 S2에서의 티칭 위치 정보의 읽어들임에 이어서, 검출 위치 설정부(32)에서, 티칭 위치 정보에 기초하여, 워크 홀(14)의 위치를 검출할 때의 각종의 검출 위치[기준 검출 위치(P10), 제1 에지부 검출 위치(P12), 제2 에지부 검출 위치(P14), 제3 에지부 검출 위치(P16), 제4 에지부 검출 위치(P18)]를 설정하고, 단계 S4로 진행한다.In step S3 (first step), following the reading of the teaching position information in step S2, the detection
단계 S4(제1 단계)에서는, 단계 S3에서의 검출 위치의 설정에 이어서, 반송 제어부(35)로부터 웨이퍼 반송기(20)에 제어 지령을 출력하여, 단계 S3에서 설정한 기준 검출 위치(P10)를 이동 목표 지점으로 하여 레이저 변위계(R)를 이동시키고, 단계 S5로 진행한다.In step S4 (first step), following the setting of the detection position in step S3, a control command is output from the
단계 S5(제1 단계)에서는, 단계 S4에서의 레이저 변위계(R)의 이동에 이어서, 기준 검출 위치(P10)까지의 거리를 레이저 변위계(R)에 의해 측정하고, 단계 S6으로 진행한다. 여기서, 기준 검출 위치(P10)는, 캐리어(13)의 기판부로 추정되는 위치에 설정되어 있기 때문에, 캐리어 높이가 검출된다. 그리고, 이 캐리어 높이에 기초하여, 워크 홀(14)의 에지부를 검출할 때의 기준값이 설정된다.In step S5 (first step), following the movement of the laser displacement meter R in step S4, the distance to the reference detection position P10 is measured by the laser displacement meter R, and the process proceeds to step S6. Here, since the reference detection position P10 is set at the position estimated by the board|substrate part of the
단계 S6(제1 단계)에서는, 단계 S5에서의 캐리어 높이의 검출에 이어서, 반송 제어부(35)로부터 웨이퍼 반송기(20)에 제어 지령을 출력하여, 단계 S3에서 설정한 제1 에지부 검출 위치(P12)를 이동 목표 지점으로 하여 레이저 변위계(R)를 이동시키고, 단계 S7로 진행한다.In step S6 (first step), following the detection of the carrier height in step S5, a control command is output from the
단계 S7(제1 단계)에서는, 단계 S6에서의 레이저 변위계(R)의 이동에 이어서, 미리 결정된 방향으로 레이저 변위계(R)를 이동시키면서, 레이저 변위계(R)에 의해 하방에 존재하는 캐리어(13) 또는 연마 패드(12a)까지의 거리를 측정한다. 그리고, 이때 얻어진 측정값 및 단계 S5에서 검출된 캐리어 높이로부터 설정된 기준값에 기초하여, 에지 검출부(33)에서 제1 에지 위치(P11)를 검출하고, 단계 S8로 진행한다.In step S7 (first step), following the movement of the laser displacement meter R in step S6, while moving the laser displacement meter R in a predetermined direction, the
단계 S8(제1 단계)에서는, 단계 S7에서의 제1 에지 위치(P11)의 검출에 이어서, 반송 제어부(35)로부터 웨이퍼 반송기(20)에 제어 지령을 출력하여, 단계 S3에서 설정한 제2 에지부 검출 위치(P14)를 이동 목표 지점으로 하여 레이저 변위계(R)를 이동시키고, 단계 S9로 진행한다.In step S8 (first step), following the detection of the first edge position P11 in step S7, a control command is output from the
단계 S9(제1 단계)에서는, 단계 S8에서의 레이저 변위계(R)의 이동에 이어서, 미리 결정된 방향으로 레이저 변위계(R)를 이동시키면서, 레이저 변위계(R)에 의해 하방에 존재하는 캐리어(13) 또는 연마 패드(12a)까지의 거리를 측정한다. 그리고, 이때 얻어진 측정값 및 단계 S5에서 설정된 기준값에 기초하여, 에지 검출부(33)에서 제2 에지 위치(P13)를 검출하고, 단계 S10으로 진행한다.In step S9 (first step), following the movement of the laser displacement meter R in step S8, while moving the laser displacement meter R in a predetermined direction, the
단계 S10(제1 단계)에서는, 단계 S9에서의 제2 에지 위치(P13)의 검출에 이어서, 반송 제어부(35)로부터 웨이퍼 반송기(20)에 제어 지령을 출력하여, 단계 S3에서 설정한 제3 에지부 검출 위치(P16)를 이동 목표 지점으로 하여 레이저 변위계(R)를 이동시키고, 단계 S11로 진행한다.In step S10 (first step), following the detection of the second edge position P13 in step S9, a control command is output from the
단계 S11(제1 단계)에서는, 단계 S10에서의 레이저 변위계(R)의 이동에 이어서, 미리 결정된 방향으로 레이저 변위계(R)를 이동시키면서, 레이저 변위계(R)에 의해 하방에 존재하는 캐리어(13) 또는 연마 패드(12a)까지의 거리를 측정한다. 그리고, 이때 얻어진 측정값 및 단계 S5에서 설정된 기준값에 기초하여, 에지 검출부(33)에서 제3 에지 위치(P15)를 검출하고, 단계 S12로 진행한다.In step S11 (first step), following the movement of the laser displacement meter R in step S10, while moving the laser displacement meter R in a predetermined direction, the
단계 S12(제1 단계)에서는, 단계 S11에서의 제3 에지 위치(P15)의 검출에 이어서, 반송 제어부(35)로부터 웨이퍼 반송기(20)에 제어 지령을 출력하여, 단계 S3에서 설정한 제4 에지부 검출 위치(P18)를 이동 목표 지점으로 하여 레이저 변위계(R)를 이동시키고, 단계 S13으로 진행한다.In step S12 (first step), following the detection of the third edge position P15 in step S11, a control command is output from the
단계 S13(제1 단계)에서는, 단계 S12에서의 레이저 변위계(R)의 이동에 이어서, 미리 결정된 방향으로 레이저 변위계(R)를 이동시키면서, 레이저 변위계(R)에 의해 하방에 존재하는 캐리어(13) 또는 연마 패드(12a)까지의 거리를 측정한다. 그리고, 이때 얻어진 측정값 및 단계 S5에서 설정된 기준값에 기초하여, 에지 검출부(33)에서 제4 에지 위치(P17)를 검출하고, 단계 S14로 진행한다.In step S13 (first step), following the movement of the laser displacement meter R in step S12, while moving the laser displacement meter R in a predetermined direction, the
단계 S14(제2 단계)에서는, 단계 S13에서의 제4 에지 위치(P17)의 검출에 이어서, 제1 에지 위치(P11), 제2 에지 위치(P13), 제3 에지 위치(P15), 제4 에지 위치(P17)에 기초하여, 중심 연산부(34)에서 실제 중심 위치(β)를 연산하고, 단계 S15로 진행한다.In step S14 (second step), following the detection of the fourth edge position P17 in step S13, the first edge position P11, the second edge position P13, the third edge position P15, 4 Based on the edge position P17, the
단계 S15에서는, 단계 S14에서의 실제 중심 위치(β)의 연산에 이어서, 반송 제어부(35)로부터 웨이퍼 반송기(20)에 제어 지령을 출력하여, 웨이퍼(2)를 워크 홀(14) 내에 반송하고, 단계 S16으로 진행한다. 이때, 반송 제어부(35)에서는, 티칭 위치 연산부(31)에서 연산된 티칭 위치(α)와, 중심 연산부(34)에서 연산된 실제 중심 위치(β)의 차이(어긋남량)를 구한다. 계속해서, 티칭 위치(α)에 대해, 산출한 차이(어긋남량)를 보정하여 목표 위치를 설정한다. 그리고, 반송 헤드(21)에 유지한 웨이퍼(2)의 중심 위치를, 이 목표 위치에 일치시키는 제어 지령을 출력하여, 웨이퍼(2)가 워크 홀(14)의 중심에 배치되도록 아암부(22)를 제어한다.In step S15 , following the calculation of the actual center position β in step S14 , a control command is output from the
단계 S16(제3 단계)은, 단계 S15에서의 웨이퍼(2)의 반송에 이어서, 반송 제어부(35)로부터 웨이퍼 반송기(20)에 제어 지령을 출력하여, 반송이 완료된 웨이퍼(2)의 상면 높이를 검출하고, 단계 S17로 진행한다.In step S16 (third step), following the transfer of the
여기서, 웨이퍼(2)의 상면 높이를 검출하기에 앞서, 먼저, 검출 위치 설정부(32)는, 실제 중심 위치(β)에 기초하여 기준 검출 위치(P20)와, 높이 검출 개시 위치(P21)를 설정한다. 계속해서, 반송 제어부(35)는 레이저 변위계(R)를 기준 검출 위치(P20)로 이동시키고, 레이저 변위계(R)는 기준 검출 위치(P20)까지의 거리를 측정한다. 또한, 웨이퍼 상태 추정부(36)는, 이때 얻어진 측정값에 기초하여 기준 범위(상한 임계값 및 하한 임계값)를 설정한다. 그 후, 반송 제어부(35)는 레이저 변위계(R)를 높이 검출 개시 위치(P21)로 이동시킨다. 그리고, 레이저 변위계(R)는, 이 높이 검출 개시 위치(P21)로부터 미리 설정된 환형 궤적(3)을 따라 이동하면서 웨이퍼(2)의 상면 높이를 검출한다.Here, before detecting the upper surface height of the
단계 S17(제4 단계)에서는, 단계 S16에서의 웨이퍼(2)의 상면 높이의 검출에 이어서, 단계 S16에서 검출한 웨이퍼(2)의 상면 높이와, 기준 검출 위치(P20)까지의 거리로부터 설정된 기준 범위에 기초하여, 웨이퍼 상태 추정부(36)에서 웨이퍼(2)의 반송 상태를 추정하고, 엔드로 진행한다.In step S17 (fourth step), following the detection of the upper surface height of the
이하, 실시예 1의 워크 홀 검출 장치 및 워크 홀 검출 방법의 「워크 홀 위치 검출 작용」을 설명한다.Hereinafter, the "workhole position detection action" of the workhole detection apparatus and workhole detection method of Example 1 is demonstrated.
실시예 1의 연마 시스템(1)에 있어서 웨이퍼(2)를 연마 가공하기 위해서는, 웨이퍼 반송기(20)를 이용하여 연마기(10)의 하정반(12) 상에 웨이퍼(2)를 자동적으로 반송한다. 여기서, 하정반(12)에는 미리 연마 패드(12a)가 부착되고, 그 위에 워크 홀(14)을 갖는 캐리어(13)가 배치되어 있다. 즉, 웨이퍼 반송기(20)는, 결정된 워크 홀(14) 중에 결정된 자세로 웨이퍼(2)를 반송할 필요가 있다.In order to polish the
한편, 캐리어(13)는, 연마 패드(12a) 상에 배치될 때의 둘레 방향의 방향이나 위치가 규정되고, 이동 궤적이 상시 감시되고 있다. 그 때문에, 하정반(12)과 캐리어(13)의 상대적인 위치 관계는 항상 파악되어 있고, 워크 홀(14)의 중심 위치도 티칭 위치(α)로서 구해지고 있다. 그러나, 연마기(10)의 선 기어나 인터널 기어의 백래시나, 캐리어의 백래시, 또한 마모에 의한 백래시의 증가 등에 의해, 실제의 워크 홀(14)의 중심 위치는, 티칭 위치(α)로부터 어긋나 있는 경우가 있다. 그 때문에, 티칭 위치(α)를 목표 위치로 하여 웨이퍼(2)를 반송하면, 웨이퍼(2)의 반송을 적절히 행할 수 없는 경우가 발생한다.On the other hand, as for the
그래서, 실시예 1의 웨이퍼 반송기(20)에서는, 웨이퍼(2)를 배치해야 할 워크 홀(14)의 위치를 인식하기 위해서, 웨이퍼(2)의 배치 전에 레이저 변위계(R)를 이용하여 3군데 이상의 워크 홀(14)의 에지부의 위치를 검출하고, 웨이퍼 반송기(20)의 X-Y 좌표계로 규정되는 실제 중심 위치(β)를 연산한다. 그리고, 이 실제 중심 위치(β)와, 미리 구한 티칭 위치(α)의 차이를 보정하여 웨이퍼(2)를 배치한다.Therefore, in the
즉, 메인 컨트롤러(30)의 반송 제어부(35)에 있어서, 도 10에 도시된 흐름도의 단계 S1을 실행하여, 웨이퍼(2)의 반송을 개시한다고 판단하면, 단계 S2를 실행한다. 이에 의해, 티칭 위치 연산부(31)는, 티칭 위치(α)를 연산하고, 검출 위치 설정부(32)는, 티칭 위치 연산부(31)에 의해 연산된 티칭 위치(α)의 정보를 읽어들인다.That is, when the
계속해서, 검출 위치 설정부(32)는, 단계 S3을 실행하여, 티칭 위치 정보에 기초하여, 워크 홀(14)의 위치를 검출할 때의 각종의 검출 위치[기준 검출 위치(P10), 제1 에지부 검출 위치(P12), 제2 에지부 검출 위치(P14), 제3 에지부 검출 위치(P16), 제4 에지부 검출 위치(P18)]를 설정한다.Then, the detection
여기서, 제1 에지부 검출 위치(P12), 제2 에지부 검출 위치(P14), 제3 에지부 검출 위치(P16), 제4 에지부 검출 위치(P18)는, 이들 4군데의 위치를 연결하는 선분(γ)에 의해 티칭 위치(α)를 둘러싸는 것이 가능한 위치에 설정된다. 또한, 기준 검출 위치(P10)는, 티칭 위치(α)에 기초하여, 캐리어(13)의 기판부로 추정되는 위치에 설정된다.Here, the first edge portion detection position P12, the second edge portion detection position P14, the third edge portion detection position P16, and the fourth edge portion detection position P18 connect these four positions. It is set at a position where it is possible to surround the teaching position α by the line segment γ. In addition, the reference detection position P10 is set at the position estimated to be the board|substrate part of the
검출 위치 설정부(32)에 의해 검출 위치가 설정되면, 단계 S4, 단계 S5가 실행되고, 반송 제어부(35)는, 기준 검출 위치(P10)를 이동 목표 지점으로 하여 레이저 변위계(R)를 이동시키고, 레이저 변위계(R)에 의해 기준 검출 위치(P10)까지의 거리가 측정된다. 여기서, 기준 검출 위치(P10)는, 캐리어(13)의 워크 홀(14)이 없는 위치이다. 그 때문에, 레이저 변위계(R)는, 캐리어(13)의 높이를 검출할 수 있다.When the detection position is set by the detection
캐리어 높이가 검출되면, 단계 S6, 단계 S7이 실행된다. 즉, 반송 제어부(35)는, 제1 에지부 검출 위치(P12)를 이동 목표 지점으로 하여 레이저 변위계(R)를 이동시킨다. 레이저 변위계(R)는, 제1 에지부 검출 위치(P12)로부터 이동하면서 대상물[캐리어(13) 또는 연마 패드(12a)]까지의 거리를 측정한다. 에지 검출부(33)는, 이때 얻어진 측정값과, 미리 검출한 캐리어 높이로부터 구한 기준값을 비교하여, 제1 에지 위치(P11)를 검출한다.When the carrier height is detected, steps S6 and S7 are executed. That is, the
제1 에지 위치(P11)가 검출되면, 단계 S8, 단계 S9가 실행된다. 즉, 반송 제어부(35)는, 제2 에지부 검출 위치(P14)를 이동 목표 지점으로 하여 레이저 변위계(R)를 이동시킨다. 레이저 변위계(R)는, 제2 에지부 검출 위치(P14)로부터 이동하면서 대상물[캐리어(13) 또는 연마 패드(12a)]까지의 거리를 측정한다. 에지 검출부(33)는, 이때 얻어진 측정값과, 미리 검출한 캐리어 높이로부터 구한 기준값을 비교하여, 제2 에지 위치(P13)를 검출한다.When the first edge position P11 is detected, steps S8 and S9 are executed. That is, the
제2 에지 위치(P13)가 검출되면, 단계 S10, 단계 S11이 실행된다. 즉, 반송 제어부(35)는, 제3 에지부 검출 위치(P16)를 이동 목표 지점으로 하여 레이저 변위계(R)를 이동시킨다. 레이저 변위계(R)는, 제3 에지부 검출 위치(P16)로부터 이동하면서 대상물[캐리어(13) 또는 연마 패드(12a)]까지의 거리를 측정한다. 에지 검출부(33)는, 이때 얻어진 측정값과, 미리 검출한 캐리어 높이로부터 구한 기준값을 비교하여, 제3 에지 위치(P15)를 검출한다.When the second edge position P13 is detected, steps S10 and S11 are executed. That is, the
제3 에지 위치(P15)가 검출되면, 단계 S12, 단계 S13이 실행된다. 즉, 반송 제어부(35)는, 제4 에지부 검출 위치(P18)를 이동 목표 지점으로 하여 레이저 변위계(R)를 이동시킨다. 레이저 변위계(R)는, 제4 에지부 검출 위치(P18)로부터 이동하면서 대상물[캐리어(13) 또는 연마 패드(12a)]까지의 거리를 측정한다. 에지 검출부(33)는, 이때 얻어진 측정값과, 미리 검출한 캐리어 높이로부터 구한 기준값을 비교하여, 제4 에지 위치(P17)를 검출한다.When the third edge position P15 is detected, steps S12 and S13 are executed. That is, the
4군데의 에지 위치[제1 에지 위치(P11), 제2 에지 위치(P13), 제3 에지 위치(P15), 제4 에지 위치(P17), 이하 동일]가 검출되면, 단계 S14가 실행되고, 중심 연산부(34)는, 4군데의 에지 위치의 정보와, 원의 방정식을 이용하여 실제 중심 위치(β)를 연산한다.When four edge positions (first edge position P11, second edge position P13, third edge position P15, fourth edge position P17, hereinafter the same) are detected, step S14 is executed and , The
그리고, 실제 중심 위치(β)가 연산되면, 반송 제어부(35)는, 단계 S15를 실행한다. 즉, 반송 제어부(35)는, 티칭 위치(α)와 실제 중심 위치(β)의 차이(어긋남량)를 구하고, 이 차이(어긋남량)에 따라 티칭 위치(α)를 보정하여 설정한 목표 위치에 웨이퍼(2)의 중심 위치를 일치시키는 제어 지령을 출력하여, 웨이퍼(2)를 워크 홀(14)의 중심에 배치한다.Then, when the actual center position β is calculated, the
이와 같이, 실시예 1에서는, 4군데의 에지부의 위치의 정보에 기초하여 실제 중심 위치(β)를 검출하지만, 이 4군데의 에지부의 위치는, 대상물(T)까지의 거리를 측정하는 레이저 변위계(R)를 이동시키면서 대상물(T)까지의 거리를 측정하여 얻어진 측정값에 기초하여 검출한다. 그 때문에, 검출 장치 주위의 조명 상태나, 캐리어(13)의 색채의 영향 등을 받지 않고 워크 홀(14)의 에지부의 위치를 검출할 수 있다.As described above, in Example 1, the actual center position β is detected based on the information on the positions of the edge portions at four locations, but the positions of the four edge portions are determined by a laser displacement meter that measures the distance to the object T. It is detected based on the measured value obtained by measuring the distance to the object T while moving (R). Therefore, the position of the edge part of the
이에 의해, 연마기(10)의 하정반(12) 상에 배치된 캐리어(13)의 워크 홀(14)의 위치를 안정적으로 검출할 수 있다. 그리고, 워크 홀(14)의 위치를 안정적으로 파악할 수 있기 때문에, 웨이퍼(2)를 결정된 위치에 결정된 자세로 정밀도 좋게 배치하는 것이 가능해진다.Thereby, the position of the
또한, 대상물(T)까지의 거리는, 레이저광의 반사광에 의해 이 거리를 측정하는 레이저 변위계(R)에 의해 측정된다. 그 때문에, 캐리어(13)나 연마 패드(12a)에 접촉하지 않고 거리를 측정할 수 있기 때문에, 대상물(T)까지의 거리(L)를 이동하면서 고정밀도로 측정할 수 있다. 이에 의해, 워크 홀(14)의 에지부의 위치를 고정밀도로 검출할 수 있다.In addition, the distance to the target object T is measured by the laser displacement meter R which measures this distance by the reflected light of a laser beam. Therefore, since the distance can be measured without contacting the
또한, 실시예 1에서는, 이 레이저 변위계(R)가, 웨이퍼(2)를 반송하는 웨이퍼 반송기(20)의 반송 헤드(21)에 탑재되어 있다. 그 때문에, 워크 홀(14)의 근방까지 이동하는 웨이퍼 반송기(20)를 이용하여 레이저 변위계(R)를 이동시킬 수 있고, 레이저 변위계(R)를 이동시키는 기구를 별도로 설치하지 않아도, 적절한 위치로 레이저 변위계(R)를 이동시켜, 워크 홀(14)의 에지부의 위치를 고정밀도로 검출할 수 있다.Further, in the first embodiment, this laser displacement meter R is mounted on the
또한, 실시예 1에서는, 하정반(12)과 캐리어(13)의 상대적인 위치 관계를 감시하고 있고, 티칭 위치 연산부(31)에 의해, 하정반(12)과 캐리어(13)의 상대적인 위치 관계에 기초하여 티칭 위치(α)를 연산한다. 이에 의해, 검출 위치 설정부(32)는, 티칭 위치(α)에 기초하여, 워크 홀(14)의 위치를 검출할 때의 각종의 검출 위치를 설정할 수 있다. 즉, 티칭 위치(α)를 기준으로 하여 워크 홀(14)의 에지부의 위치를 검출할 수 있다. 이 때문에, 레이저 변위계(R)를 불필요하게 이동시킬 필요가 없고, 단시간에서의 워크 홀(14)의 에지부의 위치 검출이 가능해진다.Further, in the first embodiment, the relative positional relationship between the
게다가, 검출 위치 설정부(32)에 의해 설정된 에지부 검출 위치[제1 에지부 검출 위치(P12), 제2 에지부 검출 위치(P14), 제3 에지부 검출 위치(P16), 제4 에지부 검출 위치(P18), 이하 동일]는, 이들 4군데의 위치를 연결하는 선분(γ)에 의해 티칭 위치(α)를 둘러싸는 것이 가능한 위치에 설정되어 있다.In addition, the edge portion detection positions (first edge portion detection position P12, second edge portion detection position P14, third edge portion detection position P16, fourth edge The sub-detection position P18, hereinafter the same] is set at a position where the teaching position α can be surrounded by the line segment γ connecting these four positions.
즉, 검출 위치 설정부(32)는, 워크 홀(14)의 에지부의 위치를 검출할 때, 티칭 위치(α)를 둘러싸는 것이 가능한 에지부 검출 위치를 3군데 이상 설정한다. 그리고, 에지 검출부(33)는, 각 에지부 검출 위치로부터 레이저 변위계(R)를 이동시키면서 워크 홀(14)의 에지부의 위치를 검출하는 것을 반복하여, 워크 홀(14)의 에지부의 위치를 3군데 이상 검출한다. 이 때문에, 에지 검출부(33)에 의해 검출된 워크 홀(14)의 에지부의 위치가, 도 4에 도시된 바와 같이, 티칭 위치(α)를 둘러싸는 위치가 되고, 워크 홀(14)의 에지부의 위치에 기초하여 실제 중심 위치(β)를 연산할 때의 연산 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.That is, when detecting the position of the edge portion of the
게다가, 실시예 1에서는, 4군데의 에지부의 위치를 검출한다. 그 때문에, 실제 중심 위치(β)를 연산할 때에, 4개의 연산식을 세우는 것이 가능해지고, 예컨대 워크 홀(14)의 에지부의 위치를 3군데 검출하는 경우와 비교하여, 연산 정밀도를 높일 수 있다.Furthermore, in Example 1, the positions of the edge portions at four locations are detected. Therefore, when calculating the actual center position β, it is possible to establish four calculation expressions, for example, compared with the case where the position of the edge portion of the
이하, 실시예 1의 워크 홀 검출 장치 및 워크 홀 검출 방법의 「웨이퍼 반송 상태 추정 작용」을 설명한다.Hereinafter, the "wafer conveyance state estimating action" of the workhole detection apparatus and workhole detection method of the first embodiment will be described.
실시예 1의 연마 시스템(1)에서는, 웨이퍼(2)를 반송하면, 도 10에 도시된 흐름도에서의 단계 S16을 실행하여, 웨이퍼(2)의 상면 높이를 설정한다. 즉, 먼저, 검출 위치 설정부(32)는, 실제 중심 위치(β)에 기초하여 기준 검출 위치(P20) 및 높이 검출 개시 위치(P21)를 설정한다. 그리고, 반송 제어부(35)는 웨이퍼 반송기(20)를 구동하여, 레이저 변위계(R)를 기준 검출 위치(P20)까지 이동시키고, 이 기준 검출 위치(P20)까지의 거리를 측정한다. 여기서, 기준 검출 위치(P20)는, 캐리어(13)의 기판부로 추정되는 위치이다. 그 때문에, 레이저 변위계(R)는, 캐리어(13)의 높이를 검출할 수 있다. 또한, 이때, 웨이퍼 상태 추정부(36)는, 캐리어 높이에 기초하여, 웨이퍼(2)의 반송 상태를 추정할 때의 기준 범위를 설정한다. 그리고, 반송 제어부(35)는 웨이퍼 반송기(20)를 구동하여, 레이저 변위계(R)를 높이 검출 개시 위치(P21)로부터 환형 궤적(3)을 따라 이동시킨다. 레이저 변위계(R)는, 이동하면서 웨이퍼(2)까지의 거리를 측정하여, 웨이퍼(2)의 상면 높이를 검출한다.In the
레이저 변위계(R)에 의해 웨이퍼(2)의 상면 높이를 검출하면, 단계 S17을 실행하여, 웨이퍼 상태 추정부(36)는, 검출된 웨이퍼(2)의 상면 높이와, 미리 설정한 기준 범위를 비교하여, 웨이퍼(2)의 반송 상태를 추정한다.When the upper surface height of the
이와 같이, 실시예 1에서는, 레이저 변위계(R)에 의해 측정된 반송이 완료된 웨이퍼(2)의 상면 높이에 기초하여, 웨이퍼(2)의 반송 상태를 추정하는 웨이퍼 상태 추정부(36)를 구비하고 있다.As described above, in the first embodiment, the wafer
이에 의해, 웨이퍼(2)가 워크 홀(14)의 에지부에 얹힌 경우[도 8의 (a) 참조]나, 웨이퍼(2)가 연마 패드(12a)로부터 부상하고 있는 경우[도 9의 (a) 참조] 등, 웨이퍼(2)가 결정된 위치에 결정된 자세로 배치되어 있지 않은 것이 추정되었을 때, 이 반송 정보를 연마 시스템(1)의 오퍼레이터 등에게 통지함으로써, 반송이 완료된 웨이퍼(2)의 위치나 자세를 수정하거나, 웨이퍼(2)의 연마 가공을 중지하거나 할 수 있다. 즉, 결정된 위치에 결정된 자세로 배치되어 있지 않은 웨이퍼(2)에 대해 연마 가공해 버리는 것을 방지할 수 있다.As a result, when the
이상, 본 발명의 워크 홀 검출 장치 및 워크 홀 검출 방법을 실시예 1에 기초하여 설명해 왔으나, 구체적인 구성에 대해서는, 이 실시예에 한정되는 것이 아니며, 특허청구의 범위의 각 청구항에 따른 발명의 요지를 일탈하지 않는 한, 설계의 변경이나 추가 등은 허용된다.As mentioned above, although the work-hole detection apparatus and work-hole detection method of this invention have been demonstrated based on Example 1, about a specific structure, it is not limited to this Example, The summary of invention according to each claim of a claim As long as it does not deviate from the above, changes or additions in design are permitted.
실시예 1에서는, 4군데의 에지부 검출 위치를 순서대로 연결하는 선분(γ)에 의해 티칭 위치(α)를 둘러싸는 것이 가능한 위치에 에지부 검출 위치를 설정하는 예를 나타내었으나, 이것에 한하지 않는다. 3군데 이상의 워크 홀(14)의 에지부의 위치를 검출하면 되기 때문에, 도 11에 도시된 바와 같이, 티칭 위치(α)를 둘러싸지 않는 위치에 3군데 이상의 에지부 검출 위치[도 11에 도시된 예에서는, 제1 에지부 검출 위치(P12'), 제2 에지부 검출 위치(P14'), 제3 에지부 검출 위치(P16'), 제4 에지부 검출 위치(P18')]를 설정해도 좋다. 즉, 에지부 검출 위치는 임의로 설정할 수 있다.In Example 1, an example is shown in which the edge detection position is set at a position where the teaching position α can be surrounded by the line segment γ that sequentially connects the four edge detection positions. I never do that. Since it is enough to detect the position of the edge portion of the
또한, 실시예 1에서는, 모든 에지부 검출 위치가, 티칭 위치(α)에 기초하여 워크 홀(14)의 내측이 된다고 추정되는 위치에 설정된 예를 나타내었으나, 이것에 한하지 않는다. 워크 홀(14)의 외측[캐리어(13)의 기판부로 추정되는 위치]에 에지부 검출 위치를 설정해도 좋다. 또한, 에지부 검출 위치를 워크 홀(14)의 내측의 위치에 설정하고, 레이저 변위계(R)를 워크 홀(14)의 내측으로부터 외측을 향해 이동시키면서 측정하는 경우, 레이저 변위계(R)의 이동에 따라 캐리어(13)에 공기를 분무함으로써, 워크 홀(14)의 에지부에 부착된 수분이 제거되기 쉽고, 측정 오차의 발생을 억제할 수 있다.In addition, in Example 1, although the example was shown in which all the edge part detection positions were set to the position estimated to be inside the
또한, 티칭 위치 연산부(31)나 검출 위치 설정부(32)를 구비하고 있지 않고, 에지부 검출 위치를 설정하지 않고, 레이저 변위계(R)를 임의의 위치로부터 임의의 방향으로 이동시키면서 얻어진 측정값을 사용하여 워크 홀(14)의 에지부의 위치를 검출하도록 해도 좋다.In addition, the measurement value obtained by moving the laser displacement meter R from an arbitrary position in an arbitrary direction without providing the teaching
또한, 실시예 1에서는, 웨이퍼(2)의 둘레 가장자리부를 따른 환형 궤적(3)을 따라 레이저 변위계(R)를 이동시켜 얻어지는 측정값에 기초하여 웨이퍼(2)의 반송 상태를 추정하는 예를 나타내었다. 그러나, 반송이 완료된 웨이퍼(2)의 높이를 복수의 위치에서 검출할 수 있으면 되기 때문에, 이것에 한하지 않는다.Further, in Example 1, an example of estimating the conveyance state of the
예컨대, 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이, 실제 중심 위치(β)에서 직교하는 2개의 직선형의 궤적[제1 궤적(4), 제2 궤적(5)]을 따라 레이저 변위계(R)를 이동시켜 얻어지는 측정값에 기초하여 웨이퍼(2)의 반송 상태를 추정해도 좋다. 이때, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2 궤적(5)을 따라 레이저 변위계(R)를 이동시켜 얻어지는 측정값이 일정값이어도, 제1 궤적(4)을 따라 레이저 변위계(R)를 이동시켜 얻어지는 측정값이 상한 임계값을 초과하는 경우에는, 웨이퍼 상태 추정부(36)는, 기준 범위를 초과한 측정값을 얻었다고 판단하고, 웨이퍼(2)가 정상으로 배치되어 있지 않다고 추정한다.For example, as shown in (a) of FIG. 12, the laser displacement meter R along two straight trajectories (
또한, 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(2)의 둘레 가장자리부 근방의 임의의 6군데의 측정점(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f)의 상방 위치에 레이저 변위계(R)를 이동시키고, 각 측정점(6a∼6f)에서의 웨이퍼(2)의 높이 위치에 기초하여 웨이퍼(2)의 반송 상태를 추정해도 좋다. 이때, 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이, 6군데의 측정점(6a∼6f) 중 어느 하나가 기준 범위를 초과한 경우, 웨이퍼 상태 추정부(36)는 웨이퍼(2)가 정상으로 배치되어 있지 않다고 추정한다.In addition, as shown in Fig. 13 (a), the laser displacement meter ( ) is positioned above the arbitrary six measurement points ( 6a , 6b , 6c , 6d , 6e , 6f ) in the vicinity of the peripheral edge of the
또한, 실시예 1에서는, 대상물(T)까지의 거리를 측정하는 거리 측정부로서, 레이저광의 반사광(S2)에 의해 거리를 측정하는 레이저 변위계(R)를 이용하는 예를 나타내었으나, 이것에 한하지 않는다. 예컨대, 신축하는 측정 로드를 대상물(T)까지 신장시키고, 로드의 길이에 의해 거리를 측정하는 거리 측정기 등이어도 좋다.Further, in Example 1, an example of using a laser displacement meter R for measuring a distance by means of a reflected light S2 of a laser beam as a distance measuring unit for measuring the distance to the object T is shown, but it is not limited to this does not For example, a distance measuring device or the like may be used in which a stretching measuring rod is extended to the object T, and the distance is measured by the length of the rod.
또한, 실시예 1에서는, 캐리어(13)에 형성된 하나의 워크 홀(14)에 웨이퍼(2)를 반송하는 예를 나타내었으나, 캐리어(13)에 복수의 워크 홀(14)이 형성되어 있어도 좋다. 이 경우, 예컨대, 복수의 워크 홀(14)의 실제 중심 위치를 하나씩 순서대로 검출하고, 실제 중심 위치를 검출한 워크 홀(14)에 웨이퍼(2)를 순서대로 배치해 갈 수 있다.Moreover, in Example 1, although the example of conveying the
또한, 워크 홀(14)의 실제 중심 위치(β)의 검출은, 반송 헤드(21)에 의해 웨이퍼(2)를 유지한 상태에서 행해도 좋고, 웨이퍼(2)를 유지하고 있지 않은 상태에서 행해도 좋다. 웨이퍼(2)를 유지한 상태에서 실제 중심 위치(β)를 검출하는 경우에서는, 실제 중심 위치(β)의 검출 후, 웨이퍼(2)를 유지하기 위해서 아암부(22)를 구동할 필요가 없다. 그 때문에, 웨이퍼(2)의 반송 시간의 증장(增長)을 억제할 수 있다.In addition, the detection of the actual center position β of the
1: 연마 시스템
2: 웨이퍼
10: 연마기
11: 상정반
12: 하정반
13: 캐리어
14: 워크 홀
20: 웨이퍼 반송기
21: 반송 헤드
22: 아암부
30: 메인 컨트롤러
31: 티칭 위치 연산부
32: 검출 위치 설정부
33: 에지 검출부
34: 중심 연산부
35: 반송 제어부
36: 웨이퍼 상태 추정부
R: 레이저 변위계(거리 측정부)
α: 티칭 위치
β: 실제 중심 위치1: Polishing system 2: Wafer
10: grinding machine 11: table plate
12: lower class 13: carrier
14: work hole 20: wafer transfer machine
21: transfer head 22: arm part
30: main controller 31: teaching position calculation unit
32: detection position setting unit 33: edge detection unit
34: center operation unit 35: conveyance control unit
36: Wafer state estimation unit R: Laser displacement meter (distance measurement unit)
α: Teaching position β: Actual center position
Claims (10)
대상물까지의 거리를 측정하는 거리 측정부와,
상기 거리 측정부의 측정값을 사용하여, 상기 워크 홀의 에지부의 위치를 3군데 이상 검출하는 에지 검출부와,
상기 에지 검출부에 의해 검출된 3군데 이상의 상기 에지부의 위치에 기초하여, 상기 워크 홀의 중심 위치를 연산하는 중심 연산부
를 구비하는 것을 특징으로 하는 워크 홀 검출 장치.In the work hole detection apparatus for detecting the position of the work hole of the carrier arranged on the surface plate of the grinder,
a distance measuring unit for measuring the distance to the object;
an edge detection unit for detecting three or more positions of the edge portion of the work hole by using the measured value of the distance measurement unit;
Based on the positions of the three or more edge portions detected by the edge detection unit, a center calculating unit for calculating the center position of the work hole
Workhole detection device comprising a.
상기 거리 측정부는, 레이저광의 반사광에 의해 상기 거리를 측정하는 레이저 변위계인 것을 특징으로 하는 워크 홀 검출 장치.According to claim 1,
The distance measuring unit is a workhole detection device, characterized in that the laser displacement meter for measuring the distance by the reflected light of the laser beam.
상기 정반과 상기 캐리어의 상대적인 위치에 기초하여, 상기 워크 홀의 중심 위치를 연산하는 티칭 위치 연산부
를 구비하는 것을 특징으로 하는 워크 홀 검출 장치.According to claim 1,
Based on the relative positions of the surface plate and the carrier, a teaching position calculating unit for calculating the center position of the work hole
Workhole detection device comprising a.
상기 정반과 상기 캐리어의 상대적인 위치에 기초하여, 상기 워크 홀의 중심 위치를 연산하는 티칭 위치 연산부
를 구비하는 것을 특징으로 하는 워크 홀 검출 장치.3. The method of claim 2,
Based on the relative positions of the surface plate and the carrier, a teaching position calculating unit for calculating the center position of the work hole
A workhole detection device comprising a.
상기 거리 측정부에 의해 측정된, 반송이 완료된 웨이퍼의 상면 높이에 기초하여, 상기 웨이퍼의 반송 상태를 추정하는 웨이퍼 상태 추정부
를 구비하는 것을 특징으로 하는 워크 홀 검출 장치.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
A wafer state estimating unit for estimating the transfer state of the wafer based on the upper surface height of the transferred wafer measured by the distance measuring unit
Workhole detection device comprising a.
상기 거리 측정부는, 상기 워크 홀 내에 웨이퍼를 반송하는 웨이퍼 반송기에 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 워크 홀 검출 장치.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The distance measuring unit is mounted on a wafer transporter that transports a wafer into the workhole.
상기 거리 측정부는, 상기 워크 홀 내에 웨이퍼를 반송하는 웨이퍼 반송기에 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 워크 홀 검출 장치.6. The method of claim 5,
The distance measuring unit is mounted on a wafer transporter that transports a wafer into the workhole.
거리 측정부를 이동시키면서 대상물까지의 거리를 측정하여 얻어진 측정값에 기초하여, 상기 워크 홀의 에지부의 위치를 3군데 이상 검출하는 제1 단계와,
3군데 이상의 상기 에지부의 위치에 기초하여, 상기 워크 홀의 중심 위치를 연산하는 제2 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크 홀 검출 방법.In the work hole detection method for detecting the position of the work hole of the carrier disposed on the surface plate of the polishing machine,
A first step of detecting three or more positions of the edge portion of the work hole based on the measured value obtained by measuring the distance to the object while moving the distance measuring unit;
A second step of calculating the center position of the work hole based on the position of the edge portion at three or more places
Workhole detection method comprising a.
상기 제1 단계에서는, 상기 에지부의 위치를 검출할 때, 상기 정반과 상기 캐리어의 상대적인 위치로부터 연산되는 상기 워크 홀의 중심 위치를 둘러싸는 것이 가능한 에지부 검출 위치를 3군데 이상 설정하고, 상기 에지부 검출 위치로부터 상기 거리 측정부를 이동시키면서, 상기 에지부의 위치를 3군데 이상 검출하는 것을 특징으로 하는 워크 홀 검출 방법.9. The method of claim 8,
In the first step, when detecting the position of the edge portion, three or more edge portion detection positions capable of enclosing the center position of the work hole calculated from the relative positions of the surface plate and the carrier are set, and the edge portion A workhole detection method, characterized in that the position of the edge portion is detected at three or more locations while the distance measurement portion is moved from the detection position.
상기 웨이퍼의 반송 후, 상기 거리 측정부를 사용하여, 반송이 완료된 웨이퍼의 상면 높이를 검출하는 제3 단계와,
상기 웨이퍼의 상면 높이에 기초하여, 상기 웨이퍼의 반송 상태를 추정하는 제4 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크 홀 검출 방법.
10. The method according to claim 8 or 9,
a third step of detecting the height of the top surface of the transferred wafer using the distance measuring unit after the transfer of the wafer;
A fourth step of estimating a conveyance state of the wafer based on the upper surface height of the wafer
Workhole detection method comprising a.
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