WO2002023623A1 - Appareil d'alignement - Google Patents

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WO2002023623A1
WO2002023623A1 PCT/JP2001/007984 JP0107984W WO0223623A1 WO 2002023623 A1 WO2002023623 A1 WO 2002023623A1 JP 0107984 W JP0107984 W JP 0107984W WO 0223623 A1 WO0223623 A1 WO 0223623A1
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wafer
outer peripheral
contact position
semiconductor wafer
peripheral edge
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PCT/JP2001/007984
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Shunsuke Kurata
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Olympus Optical Co., Ltd.
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    • Y10S414/139—Associated with semiconductor wafer handling including wafer charging or discharging means for vacuum chamber

Definitions

  • the present invention relates to an alignment apparatus for aligning a semiconductor wafer in a predetermined posture.
  • the substrate inspection apparatus inspects the surface of the semiconductor wafer, and if there is a defect on the surface of the semiconductor wafer, detects the defect.
  • Defects on the semiconductor wafer surface are, for example, scratches, chips, uneven surfaces, soiling, and dust.
  • This substrate inspection system consists of a wafer carrier that stores a plurality of semiconductor wafers, a macro inspection that inspects semiconductor wafers visually, and a micro inspection that enlarges the surface of a semiconductor wafer with a microscope.
  • Inspection unit for performing inspection and the semiconductor wafer stored in the wafer carrier is taken out and passed to the inspection unit, which receives the semiconductor wafer that has been inspected by this inspection unit and sends it back to the wafer carrier. It is a loader part to return and a force.
  • the inspection unit is equipped with a wafer transfer device that circulates and transfers the semiconductor wafer received from the loader unit to the position for the mouth opening inspection and then to the position for the mouth opening inspection.
  • the semiconductor wafer is rotated and oscillated by an oscillating mechanism, and illumination for the macro inspection is applied to the surface of the semiconductor wafer.
  • the inspector visually observes reflected light and scattered light from the semiconductor wafer. Observation is made to detect defective parts.
  • micro-inspection involves semiconductors detected by macro-inspection.
  • the defect on the wafer surface is enlarged using a microscope.
  • the enlarged image of the defective portion is captured by, for example, an imaging device and displayed on a monitor. This allows the inspector to observe the type and size of the defective part.
  • the semiconductor wafer is visually observed by the inspector while rotating and oscillating. If the center of the wafer of the semiconductor wafer is eccentric, the semiconductor wafer is eccentrically rotated. This makes it difficult to detect defective parts.
  • the semiconductor wafer is usually centered at the center of the wafer and passed to the inspection unit.
  • This centering method is performed as follows.
  • the orthogonal robot is composed of an arm that moves in the X-axis direction and an arm that moves in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction.
  • This orthogonal robot takes out a semiconductor wafer from a wafer carrier and transfers it to an inspection unit. Centering detects the wafer edge of a semiconductor wafer at four points when a semiconductor wafer crosses a plurality of sensors provided in the wafer transfer path (in front of the wafer carrier). The center deviation of the wafer of the semiconductor wafer is calculated based on the three pieces of edge information.
  • orthogonal robots are used in the loader that transports semiconductor wafers from the wafer carrier to the inspection unit, a large moving space for the X and Y arms is required.
  • Inspection equipment installed in the clean room is required to reduce the transfer speed of the semiconductor wafer and to reduce the installation space of the loader.
  • This multi-joint wafer transfer robot performs an operation of rotating the multi-joint arm, an operation of extending and retracting the hand by extending and retracting the multi-joint arm, and an operation of moving the multi-joint arm up and down.
  • An object of the present invention is to provide an alignment apparatus that can align a posture of an object such as a semiconductor wafer to a predetermined posture.
  • the present invention relates to an alignment apparatus for aligning a target object in a predetermined posture, wherein the target object stored in a storage container is provided with equipment.
  • a transfer port for transferring to the transfer position of the device, at least two optical sensors provided at the transfer position for detecting the outer peripheral edge of the object, and moving the optical sensor and the object relative to each other.
  • the transfer robot controls the transfer robot based on the moving means for arranging the outer peripheral edge of the object within the field of view of the optical sensor, and at least three positions of the outer peripheral edge detected by each optical sensor.
  • an alignment control unit for aligning the target object in a predetermined posture.
  • An alignment device is the alignment device according to the above-described present invention, wherein the optical sensor is located outside the maximum of the plurality of objects around the regular center position of the transfer position. It is characterized in that it is fixedly arranged at four positions corresponding to the outer peripheral edge of the object having a diameter, and the moving means positions the edge of the object on each optical sensor.
  • An alignment apparatus is the alignment apparatus according to the above-described aspect of the present invention, wherein the optical sensor is provided for a plurality of objects having different outer diameters around a regular center position of the transfer position. It is characterized in that four positions are fixedly arranged on a concentric circle at each position corresponding to the outer peripheral edge.
  • An alignment apparatus is the alignment apparatus according to the above-described present invention, wherein the moving mechanism section includes at least two optical sensors for each of a plurality of objects having different outer diameters. It is characterized in that it is moved to each location corresponding to the periphery.
  • An alignment apparatus is the alignment apparatus according to the above-described present invention, wherein the optical sensor is provided at a transfer position. Are arranged at four locations on a concentric circle centered on the regular center position of the object, and the moving means moves the four optical sensors to concentric positions corresponding to edges of a plurality of objects having different outer diameters. You.
  • An alignment apparatus is the alignment apparatus according to the present invention, wherein the optical sensor includes an outer peripheral edge of an object having a maximum outer diameter centered on a regular center position of the transfer position. And concentric circles corresponding to the above are arranged at positions where the outer peripheral edge of the object having a small outer diameter intersects the concentric circle.
  • An alignment device is the alignment device according to the above-described present invention, wherein the moving mechanism section includes a rotating shaft rotatable in an axial direction, and one end provided on the rotating shaft. It is a multi-joint transfer robot comprising: a plurality of connected arms that are connected to form an articulated arm; and a hand that is connected to the other end of the connected arms and holds an object. .
  • An alignment apparatus is the alignment apparatus according to the above-described present invention, wherein the optical sensor comprises a two-dimensional image pickup device having an epi-telecentric illumination system. With respect to a two-dimensional image of the outer edge of the object acquired by the sensor, one or more lines in the direction perpendicular to the outer edge are obtained. And
  • the alignment device of the present invention configured as described above, when the object stored in the storage container is transferred to the transfer position of the equipment by the transfer robot, at least the transfer position is set to the transfer position. Also Two optical sensors are provided, these optical sensors and the object are moved relative to each other, and the outer edge of the object is arranged within the field of view of each optical sensor, and detected by each optical sensor The transport robot is controlled based on at least three pieces of position information of the outer peripheral edge, and the object is aligned in a predetermined posture.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a wafer inspection apparatus using a first embodiment of an alignment apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an arrangement position of each non-contact position sensor in the alignment device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a specific configuration diagram of a non-contact position sensor in the first embodiment of the alignment device according to the present invention.
  • FIG. 4 is a specific configuration diagram of a non-contact position sensor in a second embodiment of the alignment apparatus according to the present invention.
  • FIG. 5 is a specific configuration diagram of a non-contact position sensor in a third embodiment of the alignment apparatus according to the present invention.
  • FIG. 6 is a specific configuration diagram of a non-contact position sensor in a fourth embodiment of the alignment apparatus according to the present invention.
  • Figure 7 shows the non-contact position sensors located on the front and back sides of the wafer edge of the semiconductor wafer.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a wafer inspection apparatus to which the alignment apparatus of the present invention is applied. This wafer inspection system is divided into Loader 1 and Detector 2
  • the loader unit 1 and the inspection unit 2 are provided separately and independently.
  • the loader unit 1 is disposed on the left side when viewed from the front side F, and the inspection unit 2 is disposed on the right side.
  • the loader unit 1 is composed of a Ueno, a carrier 3, a wafer transfer robot 4, and a power.
  • a plurality of semiconductor wafers are housed in the wafer carrier 3 in a vertical direction at a predetermined pitch.
  • the untested semiconductor wafer 5 among these semiconductor wafers 5 is referred to as a semiconductor wafer 5a, and the inspected semiconductor wafer 5 is referred to as a semiconductor wafer 5b.
  • the wafer transport robot 4 takes out the uninspected semiconductor wafer 5 a stored in the wafer carrier 3, passes it to the inspection unit 2, and receives the semiconductor wafer b inspected by the inspection unit 2. Stored in Djah Carrier 3.
  • the wafer transfer robot 4 is an articulated robot.
  • the wafer transfer robot 4 connects three connecting arms 6 to 8 to form an articulated arm.
  • the connecting arm 6 at one end of the connecting arms 6 to 8 is connected to the rotating shaft 9.
  • the rotating shaft 9 rotates in the direction of arrow a about the axial direction.
  • a node 10 is connected to the connecting arm 8 on the other end side.
  • the hand 10 sucks and holds the semiconductor wafer 5.
  • the hand 10 is composed of a relief portion 11 and a suction portion 12.
  • the robot control unit 13 controls the operation of the wafer transfer robot 4. That is, the mouth pot control unit 13 rotates the articulated arm about the rotation axis 9 in the direction of arrow a, and The arms 6 to 8 are extended and retracted to move the hand 10 forward and backward.
  • the inspection unit 2 performs a macro inspection and a micro inspection. In the macro inspection, the semiconductor wafer 5 is visually observed, and a defect on the surface of the semiconductor wafer 5 is detected. These defects are, for example, scratches, chips, uneven surfaces, dirt and dust.
  • a defect on the surface of the semiconductor wafer 5 detected by the macroscopic inspection is magnified and observed with a microscope, and the type and size of the defect are acquired.
  • a wafer transfer device 14 is provided on the gantry of the inspection section 2.
  • the wafer transfer device 14 includes a rotating shaft 15 and three transfer arms 16 a and 16 b provided at equal angles (for example, 120 degrees) with respect to the rotating shaft 15. , 16c.
  • These transfer arms 16a, 16b, and 16c are formed as L-shaped hands 17a, 17b, and 17c, respectively, in a letter shape. As shown in FIG. 2, these L-shaped hands 17a, 17b and 17c have a long finger 18 and a short finger 19 as compared with each other.
  • a plurality of suction holes (wafer chucks) 20 are formed in the L-shaped nodes 17a, 17b, and 17c. These suction holes 12 are connected to a suction device such as a suction pump.
  • FIG. 2 shows only the L-shaped hand 17a
  • the other L-shaped hands 17b and 17c have the same configuration as the L-shaped hand 17a. The description is omitted.
  • the wafer transfer device 14 rotates, for example, counterclockwise (in the direction of arrow b) in the drawing around the rotation axis 15.
  • three Arm 1 6 a, 1 6 b, 1 6 c is a Pojishi tio down P Shi passes receiving the wafer, respectively, and macro Ken ⁇ Pojishi tio down P 2, in the Mi click b biopsy ⁇ passed City Pojishi tio down P 3 Circular moves.
  • the wafer transfer position P is where the semiconductor wafer 5 is transferred between the wafer transfer robot 4 and the wafer transfer device 14.
  • any one of the three transfer arms 16a and 16b16c, for example, the transfer arm 17a in FIG. 1 is positioned.
  • the wafer transfer port 4 operates as follows under the control of the robot controller 13.
  • the wafer transfer robot 4 extends the articulated arm and inserts the hand 10 into the L-shaped hand 17a of the transfer arm 16a.
  • the wafer transfer robot 4 holds the semiconductor wafer 5 and lowers the node 1.0 by, for example, lowering the head from above the L-shaped hand 1a. Transfer the semiconductor wafer 5 to the L-shaped node 17a.
  • the center position of the wafer transfer position P is provided within the transfer stroke range of the wafer transfer robot 4.
  • the wafer transfer position Pi is provided with four non-contact position sensors (optical sensors) 21 to 24 as shown in FIG. These non-contact position sensors 21 to 24 are for alignment of the semiconductor wafer 5. These non-contact position sensors 21 to 24 are located below the L-shaped node 17a, 17b or 17c which is positioned on the wafer transfer position P and in the inspection section 2. It is fixed on the gantry.
  • the four non-contact position sensors 21 to 34 are provided with a plurality of semiconductor wafers 5 having different outer diameters, for example, a semiconductor wafer 5A having an outer diameter of 200 mm and a semiconductor wafer 5B having an outer diameter of 300 mm. It is arranged at each position corresponding to the outer peripheral edge (hereinafter, referred to as a wafer edge portion).
  • the four non-contact position sensors 21 to 24 are arranged on a concentric circle corresponding to the wafer edge position of the semiconductor wafer 5B having an outer diameter of 300 inm around the wafer transfer position P. It is located.
  • These non-contact position sensors 21 to 24 form a pair of two non-contact position sensors 30 and 31 and a pair of two non-contact position sensors 32 and 33.
  • the robot When transferring semiconductor wafers 5 A and 5 B with an outer diameter of 200 mm or an outer diameter of 30 O mm from the node 10 to the L-shaped hand 11 a, 17 b or 17 c, the robot
  • the control unit 13 controls the operation of the wafer transport robot 4 as follows.
  • the wafer transport rod 4 moves the articulated arm and the hand 10 reciprocally in the direction of arrow c shown in FIG. 2 and moves the wafer edge portion of the semiconductor wafer 5A held on the hand 10 to the non-contact position sensor 21.
  • the wafer transfer robot 4 firstly moves the wafer edge portion of the semiconductor wafer 5A to a pair of non-contact position sensors 21 1 and 2. 2 Position above 2.
  • the wafer transfer robot 4 positions the wafer edge portion of the semiconductor wafer 5A above the other pair of non-contact position sensors 23 and 24.
  • the wafer transfer port 4 When transferring a semiconductor wafer 5B with an outer diameter of 30 Omm to a hand 10 force, L-shaped node 17a, 17b or 17c, the wafer transfer port 4 must be an articulated arm. The semiconductor wafer 5B is moved so that the wafer edge of the semiconductor wafer 5B enters the detection fields of the four non-contact position sensors 21 to 24 at the same time. Positioning.
  • the distance between the non-contact position sensors 21 and 22 and the distance between the non-contact position sensors 23 and 24 in these pairs are, for example, 5 A of semiconductor wafer having an outer diameter of 20 to 0 mm. Is longer than the span of the frame or the width of the neck of the hand 10.
  • Fig. 3 is a specific configuration diagram of the non-contact position sensors 21 to 24. These non-contact position sensors 21 to 24 use an epi-telecentric illumination imaging optical system.
  • the light source is a light emitting diode (LED) 25.
  • the LED 25 emits LED light.
  • a half mirror 26 is provided as an optical path splitting element.
  • a convex lens 27 is provided on the reflection optical path of the half mirror 26.
  • the convex lens 27 has a function of a collimating lens and a function of a condenser lens.
  • the convex lens 27 has the L
  • the ED light is shaped into parallel light and irradiated onto the wafer edge of the semiconductor wafer 5A or 5B (the function of the collimating lens).
  • the convex lens 27 condenses the LED light reflected from the wafer edge portion of the semiconductor wafer 5A or 5B (operation of the condensing lens).
  • An aperture 28, a lens 29, and a detection element 30 are provided on the converging optical path of the convex lens 27.
  • the aperture 28 is formed in a circular shape.
  • the detection device 30 is a device in which a plurality of solid-state imaging devices (CCD) are arranged in a two-dimensional plane, and for example, CMOS is used.
  • CCD solid-state imaging devices
  • the detecting element 30 captures the LED light reflected from the wafer edge portion of the semiconductor wafer 5A or 5B, and outputs a two-dimensional image signal.
  • the alignment control unit 31 receives the image signals output from the four non-contact position sensors 21 to 24, creates respective image data, and generates the semiconductor data 5A or 5A in the image data.
  • One line or multiple lines of CCD image data (hereinafter referred to as “line image data”) in the direction orthogonal to the wafer edge of B is extracted, and a total of four semiconductor wafers 5A or 5A are extracted from this line image data.
  • the alignment control unit 31 is configured to detect at least an orientation knob from each detection position of the semiconductor wafer 5A or 5B at the wafer edge.
  • the three wafer edge position information (coordinates) where no switch information is mixed is obtained, and the center position of the semiconductor wafer 5A or 5B is obtained from these coordinates.
  • the center position of the semiconductor wafer 5A or 5B can be obtained by a known method for obtaining the center coordinates of a circle.
  • the alignment control unit 31 compares the center position of the semiconductor wafer 5A or 5B with a regular center (the center of the wafer transfer position P), and compares the semiconductor wafer 5A or 5B. Find the amount of deviation of the center position from the regular center.
  • the deviation amount obtained by the alignment control unit 31 is sent to the robot control unit 13.
  • the mouth port control unit 13 obtains a correction amount for centering from the deviation amount, and gives an instruction of the correction amount to the wafer transfer port 4.
  • the wafer transfer port 4 is aligned based on the correction amount so that the center of the semiconductor wafer 5A or 5B coincides with the regular center position.
  • the macro inspection Pojishi tio down P 2 on platform of test ⁇ 2, the macro port inspection rocking mechanism 3 2, a rotating mechanism 3 3 is only set for macro examination.
  • the swing mechanism for macro inspection 32 observes the front surface or the back surface of the semiconductor wafer 5 while oscillating the semiconductor wafer 5 visually.
  • the illumination for macroscopic observation is applied to the semiconductor wafer 5 held by the macro inspection rocking mechanism 32 at a predetermined angle.
  • the rotation mechanism for macro inspection 33 rotates the semiconductor wafer 5. And move it up and down.
  • Mi click b inspecting unit 3 4 the Mi click b inspecting unit 3 4 This provided on the inspection portion 2 pedestal, Mi click b inspection delivery Pojishi tio Pojishi the emission P 3 ® Jung been Bruno, down The semiconductor wafer 5 held on the node 17a, 17b or 17c is received.
  • the micro detector 34 has a stage 35 and a microscope 36.
  • the stage 35 holds the semiconductor wafer 5 by suction and moves the semiconductor wafer 5.
  • the microscope 36 enlarges an image of the surface of the semiconductor wafer 5 adsorbed and held on the stage 35, and observes the enlarged image with an eyepiece lens 37.
  • An imaging device 38 such as a CCD is attached to the microscope, and the image is displayed on the monitor.
  • the operation unit 39 is provided in front of the detection unit 2.
  • the operation section 39 is used to perform operations for tuna inspection and micro inspection, operations for inputting these inspection results, and operations for inputting various data such as data relating to the operation of the entire inspection apparatus. And.
  • the hand 17a of the wafer transfer device 14 is positioned at the wafer transfer position P.
  • Han de 1 7 b is Position Jung the macro port inspection Position emissions P 2.
  • L-Ha nd 1 7 c is Pojishi ® Jung to Mi click b inspection delivery Pojishi tio down P 3.
  • the wafer transfer robot 4 rotates around the rotation axis 9 to move the articulated arm to the wafer. Facing the direction of carrier 3 installation.
  • the wafer transfer port 4 extends each of the connecting arms 6 to 8 to suck and hold the uninspected semiconductor wafer 5 a stored in the wafer carrier 3.
  • the wafer transfer robot 4 contracts each of the connecting arms 6 to 8 and the hand 10, and then stops, for example, rotates counterclockwise by 90 degrees to stop the wafer transfer position of the inspection unit 2. Point the multi-joint arm in the P direction.
  • the wafer transport robot 4, the connecting arms 6 to 8 and the hand 10 are again extended in the direction of arrow A, and the articulated arm is inserted from the left side wall of the inspection unit 2, and the wafer transfer position P is set. Stop on top.
  • the mouth pot control unit 13 holds the semiconductor wafers 5 A, 5 B having an outer diameter of 200 mm or an outer diameter of 30 O mm with a hand 10 force, an L-shaped node 17 a, When passing to 17b or 17c, control the operation of wafer transport robot 4 as follows.
  • the wafer transfer port bot 4 When transferring a semiconductor wafer 5 A having an outer diameter of 20 O mm from the node 10 to the L-shaped hand 17 a, 17 b or 17 c, the wafer transfer port bot 4 is provided with an articulated arm and The hand 10 is moved to move the position of the semiconductor wafer 5A held on the hand 10 in the direction of arrow c.
  • the wafer edge portion of the semiconductor wafer 5A is positioned above a pair of non-contact position sensors 21 and 22 and then the wafer edge of the semiconductor wafer 5A is positioned. Of the other pair of non-contact position sensors 23 and 24 Jung upward.
  • the non-contact position sensors 21 and 22 detect the wafer edge of the semiconductor wafer 5A and output each image signal.
  • the non-contact position sensors 23 and 24 detect the wafer edge portion of the semiconductor wafer 5A and output each image signal.
  • the wafer transfer robot 4 has multiple joints.
  • the arm and the hand 10 are moved to position the semiconductor wafer 5B so that the wafer edge of the semiconductor wafer 5B simultaneously enters all the detection visual fields of the four non-contact position sensors 21 to 24. I do.
  • the non-contact position sensors 21 to 24 simultaneously detect the wafer edge of the semiconductor wafer 5A and output respective image signals.
  • the operation of the non-contact position sensors 21 to 24 is as follows. It is as expected.
  • Each of the four non-contact position sensors 21 to 24 emits an LED light from an LED 25 force.
  • This LED light is reflected by the half mirror 26, shaped into parallel light by the convex lens 27, and irradiated on the wafer portion of the semiconductor wafer 5 A or 5 B.
  • the reflected light from the wafer edge portion enters the convex lens 27 again.
  • the reflected light from the wafer edge is condensed by the convex lens 27, and enters the detection element 30 through the diaphragm 28 and the lens 29.
  • This detecting element 30 is a semiconductor wafer 5A or 5B wafer.
  • the image of the edge part is captured and output as an image signal.
  • the alignment control unit 31 receives the image signals output from the four non-contact position sensors 21 to 24, creates respective image data, and generates semiconductor data in these image data.
  • the alignment control unit 31 checks the three wafer edge portions in which at least the orientation notch information is not mixed from each detection position of the semiconductor wafer 5A or 5B wafer edge portion. The coordinates are determined, and the center position of the semiconductor wafer 5A or 5B is determined from these coordinates.
  • the alignment control unit 31 compares the center position of the semiconductor wafer 5A or 5B with the normal center, and determines the normal center force of the center position of the semiconductor wafer 5A or 5B. Obtain the shift amount.
  • the alignment control unit 31 determines a correction amount for centering from the deviation amount, and gives a command of the correction amount to the wafer transport robot 4.
  • the wafer transfer robot 4 moves the articulated arm and the hand 10 according to the correction amount, and aligns the center position of the semiconductor wafer 5A or 5B held on the hand 10 .
  • the center position of the semiconductor wafer 5A or 5B is adjusted to the regular center position. That is, the semiconductor wafer 5A or 5B is centered.
  • the wafer transfer robot 4 releases the suction on the semiconductor wafer 5A and transfers the semiconductor wafer 5A on the hand 10 to the L-shaped hand 17a.
  • the wafer transport robot 4 arranges the hand 10 holding the semiconductor wafer 5A above the L-shaped hand 17a, and then lowers the semiconductor wafer 5A to move the semiconductor wafer 5A to the L-shaped hand. Hand over to 1 7a.
  • Mi click b inspection delivery Pojishi tio down P 3 In Mi click b inspecting unit 3 4, L-type Roh, mounted on the stage 35 receives the semiconductor wafer 5 a, which is held on a down-de 1 7 c I do.
  • the micro-inspection unit 34 unloads the inspected semiconductor wafer 5b from the inside and transfers it to the L-shaped hand 17c.
  • the wafer transfer device 14 again rotates around the rotation axis 15, for example, counterclockwise on the drawing.
  • L-Ha nd 1 7 b is Pojishi ® training the Mi click port inspection delivery Position emissions P 3.
  • the L-shaped node 17c is positioned at the wafer transfer position Pi.
  • the semiconductor wafer 5 is delivered at the wafer delivery position Pi.
  • the non-contact position cell is provided at the wafer transfer position Pi for transferring the semiconductor wafer 5A or 5B from the wafer transfer robot 4 to the wafer transfer device 14.
  • the correction amount for centering the center position of the semiconductor wafer 5A or 5B based on the force of the four wafer edge portions of the semiconductor wafer 5A or 5B detected by the sensors 21 to 24 is determined. Then, center the center position of the semiconductor wafer 5A or 5B at the same position of the wafer transfer position P.
  • the wafer transfer robot 4 performs an operation of rotating the articulated arm, an operation of extending and retracting the position of the hand by extending and retracting the articulated arm, and an operation of elevating and lowering the articulated arm.
  • the correction amount for centering the center position of a plurality of types of semiconductor wafers 5A or 5B having different radii can be obtained by a simple arithmetic processing. .
  • the semiconductor wafer 5 When the semiconductor wafer 5 is transferred to the micro inspection section 34, the semiconductor wafer 5 is within a predetermined alignment range, that is, the alignment range by the stage 35 of the micro inspection section 34. Can be put inside. What is the alignment time in the micro inspection unit 34? Can be shortened.
  • the four non-contact position sensors 21 to 24 are arranged at positions corresponding to the wafer edge of the semiconductor wafer 5B having an outer diameter of 30 Om.
  • the two non-contact position sensors 21 and 22 and the other two non-contact position sensors 23 and 24 are laid out as one pair.
  • the wafer transfer port bot 4 reciprocates the node 10 holding the semiconductor wafer 5A in the direction of arrow c so that one pair of non- Position the contact position sensors 21 and 22 and the other non-contact position sensors 23 and 24.
  • the center positions of the semiconductor wafers 5A and 5B having the outer diameters of 200 mm and 300 mm can be centered.
  • the alignment operation of the semiconductor wafers 5A and 5B is performed during a series of transfer operations immediately before the transfer of the semiconductor wafers 5A and 5B. Whichever of the semiconductor wafers 5A and 5B of 20 Omm or 30 Omm is conveyed, the semiconductor wafers 5A and 5B can be handled.
  • the four non-contact position sensors 21 to 24 use an epi-telecentric illumination / imaging optical system. These non-contact position sensors 2 1 to 2 4 are small, because of the co-down Nono 0 data collected by the lower surface of the semiconductor wafer 5 does not affect the operation of the wafer transfer Ropo' DOO 4 ⁇ Pi wafer transfer apparatus 1 4 It is possible to place them in In addition, the non-contact position sensors 21 to 24 are thrown above the semiconductor wafer 5. Since no optical section or light receiving section is provided, the non-contact position sensors 21 to 24 do not prevent downflow in a semiconductor manufacturing plant. Since the non-contact position sensors 21 to 24 use telecentric lighting, each of the non-contact position sensors 21 to 24 and the semiconductor wafer 5A or 5B are connected as shown in FIG. It is possible to always accurately detect the wafer edge portion of the semiconductor wafer 5A or 5B even if the interval D changes.
  • the configuration of the alignment device in the first embodiment is changed.
  • the loader unit 1 and the inspection unit 2 are the same as the loader unit 1 and the inspection unit 2 in the first embodiment, and the description of the configuration and operation will be omitted to avoid duplication.
  • FIG. 4 is a specific configuration diagram of the non-contact position sensor in the second embodiment of the alignment device according to the present invention.
  • two non-contact position sensors 40 and 41 are fixedly arranged.
  • non-contact position sensors 40 and 41 have the same configuration as the configuration of the non-contact position sensors 21 to 24 shown in FIG. Therefore, the non-contact position sensors 23 and 24 are also used for detecting the respective wafer edge portions of the semiconductor wafer 5A having an outer diameter of 200 mm and the semiconductor wafer 5B having an outer diameter of 300 mm.
  • the non-contact position sensors 21 and 22 are dedicated to detecting a semiconductor wafer 5B having an outer diameter of 300 mm.
  • the non-contact position sensors 40 and 41 are dedicated to detecting a semiconductor wafer 5A having an outer diameter of 20 Om m.
  • the robot control section 13 controls the operation of the wafer transfer port 4 as follows.
  • the wafer transport rod 4 when transferring a semiconductor wafer 5A having an outer diameter of 20 O mm from the hand 10 to the L-shaped hand 17a, 17b or 17c, the wafer transport rod 4 must have multiple joints. Move the arm and the hand 10 to move the position of the semiconductor wafer 5 A held on the node 10 above the four non-contact position sensors 23, 24, 40, 41. Positioning at
  • the wafer transfer port 4 When transferring a semiconductor wafer 5B with an outer diameter of 30 O mm from the hand 10 to the L-shaped hand 17a, 17b, or 17c, the wafer transfer port 4 is connected to the multi-joint arm. Then, the hand 10 is moved, and the position of the semiconductor wafer 5B held on the hand 10 is positioned above the four non-contact position sensors 21 to 24.
  • the alignment control unit 31 has the following functions. That is, a semiconductor wafer 5 A having an outer diameter of 200 mm is connected to a node 10 A, When passing to the mold nodes 17a, 17b or 17c, the alignment control unit 31 sends the signals output from the four non-contact position sensors 23, 24, 4041 to each other. Image signals are input to create respective image data, and one-line image data in the direction orthogonal to the wafer edge portion of the semiconductor wafer 5A in these image data is extracted. Find each detection position at the wafer edge of the semiconductor wafer 5A at the point.
  • the alignment control unit 31 obtains at least three wafer edge coordinates in which at least the orifice notch information is not mixed from each detection position of the wafer edge portion of the semiconductor wafer 5A. Find the center position of the semiconductor wafer 5A.
  • the alignment control unit 31 compares the center position of the semiconductor wafer 5A with the regular center, and obtains the regular center force of the center position of the semiconductor wafer 5A and the amount of deviation.
  • the alignment control unit 31 obtains a correction amount for centering from the deviation amount, and gives a command of the correction amount to the wafer transfer robot 4.
  • the alignment control unit 31 operates as follows. Each image signal output from the two non-contact position sensors 21 to 24 is input to create respective image data, and a direction orthogonal to the wafer edge portion of the semiconductor wafer 5B in these image data The one-line image data is extracted, and the respective detection positions of the wafer edge portion of the semiconductor wafer 5B in total of four points are obtained from the line image data.
  • the alignment control unit 31 calculates three wafer edge coordinates in which at least no orifice information is mixed from each detection position of the wafer edge of the semiconductor wafer 5B. From these coordinate forces, the center position of the semiconductor wafer 5B is determined.
  • the alignment control unit 31 compares the center position of the semiconductor wafer 5B with the regular center, and obtains a deviation from the regular center force of the center position of the semiconductor wafer 5B.
  • the alignment control unit 31 obtains a correction amount for centering from the deviation amount, and gives a command of the correction amount to the wafer transfer robot 4.
  • the wafer transfer robot 4 moves the articulated arm and the hand 10 according to the correction amount, and aligns the center position of the semiconductor wafer 5B held on the hand 10 with the arm. .
  • the non-contact position sensors 23 and 24 which are both used for the semiconductor wafer 5A having an outer diameter of 200 mm and the semiconductor wafer 5B having an outer diameter of 300 mm, are provided.
  • the second embodiment unlike the first embodiment, there is no need to reciprocate the semiconductor wafer 5A having an outer diameter of 200 mm to position the semiconductor wafer 5A on the non-contact position sensor. Accordingly, the second embodiment is more aligned than the first embodiment. Time can be shortened.
  • the third embodiment is a modification of the arrangement of the argument device in the first embodiment.
  • the loader unit 1 and the inspection unit 2 are the same as the loader unit 1 and the inspection unit 2 in the first embodiment, and the description of the configuration and operation will be omitted to avoid duplication.
  • FIG. 5 is a specific configuration diagram of a non-contact position sensor in a third embodiment of the alignment apparatus according to the present invention.
  • Two non-contact position sensors 21 and 22 are provided. These non-contact position sensors 21 and 22 can be moved to first, second and third detection positions Q 2 and Q 3 in pairs.
  • the movement of the non-contact position sensors 21 and 22 can be realized by providing a moving mechanism such as a rail on the gantry of the detection unit 2.
  • the first and second detection positions Q 1 Q 2 are positions corresponding to the wafer edge portion of the semiconductor wafer 5B having an outer diameter of 300 mm.
  • the second and third detection positions Q 2 and Q 3 are positions corresponding to the wafer edge of the semiconductor wafer 5A having an outer diameter of 200 mm.
  • the moving mechanism 42 holds the semiconductor wafers 5A and 5B having an outer diameter of 20 Omm or an outer diameter of 30 Omm from the hand 10 to the L-shaped node 17a 17b or 17c.
  • the two non-contact position sensors 21 and 22 are controlled to move as follows.
  • the moving mechanism section 42 has two Move the non-contact position sensors 2 1 and 2 2 Not is-positioned to the first detection position Q, then Position engraving to position Q 2 second detection.
  • the moving mechanism section 42 uses two non-contact position sensors. 2 1, 2 2, first is Pojishi ® training to the third detection position Q 3, then Pojishi ® training the second detection position Q 2.
  • the moving mechanism 4 2 When a semiconductor wafer 5B having an outer diameter of 30 O mm is transferred to a hand 10 L-shaped hand 17a, 17b or 17c, the moving mechanism 4 2 has two non-contact positions.
  • the sensor 2 1, 2 2 first is Pojishi ® training to the first detection position Q i, then the second detection position Q 2 to position Eng.
  • the two non-contact position sensors 21 and 22 When the two non-contact position sensors 21 and 22 are positioned at the first detection position Q, the two non-contact position sensors 21 detect the ueno and the edge of the semiconductor wafer 5B and output the image signal.
  • Sensor 2 1, 2 2 the second detection position Q 2 can and have been Pojishi ® training, semiconductor Ueno detects the Ueno ⁇ edge portion of the 5 B and outputs the image signal .
  • the alignment control unit 31 receives the image signals output from the four non-contact position sensors 21 to 24, creates respective image data, and generates the semiconductor data in these image data.
  • One line image data in the direction orthogonal to the wafer edge portion of wafer 5B is extracted, and each detection position of a total of four points of the wafer edge portion of semiconductor wafer 5B is obtained from this line image data.
  • the alignment control unit 31 is located at the center of the semiconductor wafer 5B. The amount of deviation from the normal center force is obtained, the amount of deviation is determined, and a correction amount for centering is obtained, and a command for this correction amount is given to the wafer transport robot 4.
  • the wafer transfer robot 4 moves the articulated arm and the hand 10 in accordance with the correction amount, and aligns the center position of the semiconductor wafer 5B held on the node 10.
  • the mobile unit structure 42 is position two non-contact position sensors 2 1, 2 2, first is Pojishi tio two in g to the third detection position Q 3 from the first detection position Q i, then the second detection position Q 2 Jung.
  • Non-contact position of the two sensors 2 1, 2 2 can and have been-positioned to the third detection position Q 3, to detect the wafer edge portion of the semiconductor wafer 5 A and outputs the image signal.
  • the two non-contact position sensors 21 and 22 When the two non-contact position sensors 21 and 22 are positioned at the second detection position Q2, they detect a wafer edge portion of the semiconductor wafer 5B and output an image signal thereof.
  • the alignment control unit 31 receives the image signals output from the two non-contact position sensors 21 and 22 to generate respective image data, and generates semiconductor data in these image data.
  • One line image data in the direction orthogonal to the wafer edge of wafer 5A is extracted, and from this line image data, a total of four detection positions of the semiconductor wafer 5A at the wafer edge are obtained. .
  • the alignment control unit 31 obtains the amount of deviation of the center position of the semiconductor wafer 5A from the normal center force, and calculates A correction amount for centering is obtained from the deviation amount, and the command of the correction amount is given to the wafer transfer robot 4.
  • the wafer transfer robot 4 moves the articulated arm and the hand 10 according to the correction amount, and aligns the center position of the semiconductor wafer 5A held on the node 10.
  • the two non-contact position sensors 21 and 22 correspond to the semiconductor wafers 5A and 5B having the outer diameter of 200 mm or the outer diameter of 300 mm. Position.
  • the two non-contact position sensors 21 and 22 can also be used for detecting the semiconductor wafers 5A and 5B having an outer diameter of 200 mm and an outer diameter of 30 Omm.
  • the number of sensors on the base of the detector 2 can be reduced.
  • the fourth embodiment is obtained by changing the configuration of the argument device in the first embodiment.
  • the loader unit 1 and the inspection unit 2 are the same as the loader unit 1 and the inspection unit 2 in the first embodiment, and the description of the configuration and operation will be omitted to avoid duplication.
  • FIG. 6 is a specific configuration diagram of a non-contact position sensor in a fourth embodiment of the alignment apparatus according to the present invention.
  • non-contact position sensors 43 to 46 are fixedly arranged. These non-contact position sensors 43 to 46 have the same configuration as the non-contact position sensors 21 to 24 shown in FIG. These non-contact position sensors 43 to 46 are arranged where the detection visual field is not obstructed by the L-shaped node 16a.
  • the non-contact position sensors 21 to 24 and the non-contact position sensors 43 to 46 are fixedly arranged on concentric circles.
  • Ropo' DOO control unit 1 the outer diameter 2 0 0 mm or the outer diameter of 3 0 0 m m semiconductor Ueno ⁇ 5 A, 5 B and Ha nd 1 0 Power et al. L-Bruno, down de 1 7 a, 1
  • the operation of the wafer transfer robot 4 is controlled as follows.
  • the wafer transport robot 4 Moves the articulated arm and the hand 10 to move the position of the semiconductor wafer 5A held on the hand 10 above the four non-contact position sensors 43 to 46.
  • the wafer transfer port 4 is a robot arm. Then, the hand 10 is moved, and the position of the semiconductor wafer 5B held on the hand 10 is positioned above the four non-contact position sensors 21 to 24.
  • the alignment control unit 31 has the following functions. That is, a semiconductor wafer having an outer diameter of 200 mm or 300 mm, 5 A, 5 When passing B to the node 10 or the L-shaped node 17a, 17b or 17c, the alignment control unit 31 sends four non-contact position sensors 43 to 46 or 21 Each image signal output from 21 to 24 is input to create respective image data, and one line image of these image data in the direction orthogonal to the wafer edge of semiconductor wafer 5A or 5B. The data is extracted, and the respective detection positions of the wafer edge portion of the semiconductor wafer 5A or 5B in total of four points are obtained from the line image data.
  • the alignment control unit 31 obtains three wafer edge coordinates in which at least the orientation notch information is not mixed from each detection position of the wafer edge portion of the semiconductor wafer 5A or 5B.
  • the alignment control unit 31 for obtaining the center position of the semiconductor wafer 5A or 5B from these coordinates compares the center position of the semiconductor wafer 5A or 5B with the regular center and calculates the semiconductor wafer 5A. Or, determine the amount of deviation from the normal center force at the center position of 5B.
  • the alignment control unit 31 obtains a correction amount for centering from the deviation amount, and gives a command of the correction amount to the wafer transfer robot 4.
  • the wafer transfer robot 4 moves the articulated arm and the hand 10 according to the amount of correction, and aligns the center position of the semiconductor wafer 5A held on the node 10.
  • the four non-contact position sensors 43 to 46 are fixedly arranged at positions corresponding to the wafer edge of the semiconductor wafer 5A having an outer diameter of 200 mm. At a position corresponding to the wafer edge of a 300 mm diameter semiconductor wafer 5B. Four non-contact position sensors 21 to 24 are fixedly arranged.
  • the wafer transfer robot 4 is configured such that the semiconductor wafer having an outer diameter of 200 mm or an outer diameter of 30 Omm, either 5 A or 5 B, is replaced with an L-shaped hand 17 a, 17 b or 17 c. Even in the case of transfer, the node 10 stops at the same position on the wafer transfer position P. Therefore, the wafer transfer robot 4 has an outer diameter of 200 mm or an outer diameter of 30 O mm. There is no need to change the operation for semiconductor wafers 5A and 5B.
  • four non-contact position sensors 43 to 46 for detecting a semiconductor wafer 5A having an outer diameter of 20 O mm may be deformed as follows.
  • the four non-contact position sensors 21 to 24 are removed and the original position for detecting the wafer edge portion of the semiconductor wafer 5B having an outer diameter of 30 O mm and the semiconductor wafer 5 having an outer diameter of 20 O mm are removed. Moveable between the position where the wafer edge of A is detected.
  • the present invention is not limited to the above-described first to fourth embodiments, and can be variously modified in an implementation stage without departing from the gist of the invention.
  • the non-contact position sensors 21 to 24 are arranged below the semiconductor wafer 5, but the non-contact position sensors 21 to 24 are arranged as shown in FIG. It may be arranged on the front and back surfaces of the semiconductor wafer 5.
  • the apparatus of the present invention rotates the wafer in the wafer transfer position P1.
  • the semiconductor wafer 5 held on the rotary stage is rotated, and the attitude of the semiconductor wafer 5 is determined based on the position information of the wafer edge detected by the non-contact position sensors 21 to 24. May be controlled.
  • the present invention is applied to an apparatus that inspects and measures a glass substrate of a flat panel display such as a semiconductor wafer or a liquid crystal display using a visual / microscope.
  • At least two optical sensors for detecting a wafer edge portion of a semiconductor wafer or the like at a plurality of locations are provided. Therefore, a semiconductor wafer is detected based on each position of the wafer edge portion detected by these optical sensors. Can be aligned to the desired position

Description

明 細 書
ァラ イ メ ン ト装置
技術分野
本発明は、 半導体ウェハを所定の姿勢にァライ メ ン トする ァライ メ ン ト装置に関する。
背景技術
基板検査装置は、 半導体ウェハの表面を検査し、 半導体ゥ ェハ表面上の欠陥部があれば、 この欠陥部を検出する。 半導 体ウェハ表面上の欠陥部は、 例えば傷、 欠け、 表面むら、 汚 れ、 ダス ト である。
この基板検査装置は、 複数の半導体ウェハを収納する ゥェ ハキャ リ ア と、 半導体ウェハを目視によ り 検査するマク ロ検 査と半導体ウェハの表面を顕微鏡によ り 拡大 して検査する ミ ク ロ検査と を行な う 検査部と、 ウェハキヤ リ ァに収納されて いる半導体ウェハを取り 出 して検査部に渡し、 こ の検査部で 検査の終了 した半導体ウェハを受け取って再びウェハキヤ リ ァに戻すローダ部と 力 らなっている。
検查部は、 ローダ部から受け取った半導体ウェハをマク 口 検査のポジショ ン、 次に ミ ク 口検査のポジショ ンに循環移送 する ウェハ搬送装置を備えている。
マク ロ検査は、 揺動機構によ り 半導体ウェハを回転、 揺動 させ、 マ ク ロ検査用の照明を半導体ウェハの表面に照射する 検査員は、 半導体ウェハからの反射光、 散乱光を 目視によ り 観察 して欠陥部を検出する。
次に、 ミ ク ロ検査は、 マク ロ検査によ り 検出された半導体 ウェハ表面上の欠陥部を顕微鏡を用いて拡大する。 この拡大 された欠陥部の像は、 例えば撮像装置によ り 撮像され、 かつ モニタに表示される。 これによ り 、 検査員は、 欠陥部の種類 や大き さ な どを観察する。
と ころが、 マク ロ検査では、 半導体ウェハを回転、 揺動さ せながら検査員の 目視によ り観察するため、 半導体ウェハの ェハ中心が偏芯している と、 半導体ウェハが偏芯回転し欠陥 部を検出 しずら く なる。
従って、 半導体ウェハを回転、 揺動させた と き のウェハ中 心の偏芯動作は、 減少させる必要がある。
こ のため、 通常、 半導体ウェハは、 ウエノヽ中心のセンタ リ ングが行われて、 検査部に渡される。
こ のセ ンタ リ ング方法は、 次の通 り 行われる。
直交口 ポッ トがローダ部に用い られる場合について説明す る。 直交ロボッ ト は、 X軸方向に移動するアーム と、 こ の X 軸方向に対して直交する Y軸方向に移動するアームとからな る。
こ の直交ロボッ ト は、 ウェハキャ リ アカゝら半導体ウェハを 取り 出 して検査部に渡す。 センタ リ ングは、 ウェハ搬送路中 (ウェハキャ リ アの前） に設けた複数のセ ンサを、 半導体ゥ ェハが横切ったと き に、 半導体ウェハのウェハエッジ部を 4 点で検出 し、 この う ちの 3 つのエ ッジ情報に基づいて半導体 ウ ェハの ウェハ中心ずれ量を求める。
こ の半導体ウェハを検査装置に受け渡す際に、 半導体ゥェ ハの ウェハ中心ずれ量を補正し、 ウェハ中心をァライ メ ン ト する。
ウェハキヤ リ ァから検査部に半導体ウェハを搬送する ロ ー ダ部に直交ロボッ ト を用いる と、 X ， Yアーム の大きな移動 スペース が必要になる。
ク リ ー ンルーム に設置されている検査装置では、 半導体ゥ ェハの搬送速度やローダ部の設置スペースを小さ く する こ と が要望されている こ と から、 多関節のウェハ搬送ロボッ トが 用いられる。
こ の多関節の ウェハ搬送ロボッ ト は、 多関節アームを回転 させる動作と、 多関節アームを伸縮してハ ン ドの位置を前進 後退させる動作と、 多関節アームを昇降させる動作と を行な
5 。
しかしなが ら、 多関節のウェハ搬送ロボッ トでは、 複数の 多関節アームを伸縮 ■ 回動制御して、 半導体ウェハのァライ メ ン トする動作制御が複雑になる。 又、 ウェハキ ャ リ ア の前 でウェハ中心ずれ量を求めた位置から検査装置の受け渡しス テー シ ヨ ン位置まで遠く 、 かつウェハキャ リ ア方向と受け渡 しス テーシ ョ ン方向に回動させるため、 精度高く セ ンタ リ ン グする こ と が困難になる。
発明の開示
本発明は、 半導体ウェハなどの対象物の姿勢を所定の姿勢 にァライ メ ン トでき るァライ メ ン ト装置を提供する こ と を 目 的とする。
本発明は、 対象物を所定の姿勢にァライ メ ン トするァライ メ ン ト装置において、 収納容器に収納された対象物を設備装 置の受け渡し位置に搬送する搬送口ポッ ト と、 受け渡し位置 に設けられ、 対象物の外周縁を検出する少なく と も 2つの光 学センサと、 これら光学センサと対象物と を相対的に移動し 光学センサの視野範囲内に対象物の外周縁を配置する移動手 段と、 各光学センサによ り 検出された外周縁の少な く と も 3 箇所の位置情報に基づいて搬送ロボッ ト を制御し、 対象物を 所定の姿勢にァライ メ ン トするァライ メ ン ト制御部と を具備 したこ と を特徴とするァライ メ ン ト装置である。
本発明の他の観点によるァライ メ ン ト装置は、 上記本発明 のァライ メ ン ト装置において、 光学センサは、 受け渡し位置 の正規の中心位置を中心に して複数の対象物の う ち最大外径 の対象物の外周縁に対応する 4箇所に固定配置し、 移動手段 は、 対象物のエ ッジを各光学センサにポジショ ニングする こ と を特徴とする。
本発明の他の観点によるァライ メ ン ト装置は、 上記本発明 のァライ メ ン ト装置において、 光学センサは、 受け渡し位置 の正規の中心位置を中心に して外径が異なる複数の対象物の 外周縁に対応する各位置ごと に、 それぞれ 4箇所ずつ同心円 上に固定配置されたこ と を特徴とする。
本発明の他の観点によるァライ メ ン ト装置は、 上記本発明 のァライ メ ン ト装置において、 移動機構部は、 少なく と も 2 つの光学センサを、 外径の異なる複数の対象物の各外周縁に 対応する各箇所にそれぞれ移動させる こ と を特徴とする。
本発明の他の観点によるァライ メ ン ト装置は、 上記本発明 のァライ メ ン ト装置において、 光学センサは、 受け渡し位置 の正規の中心位置を中心とする同心円上に 4箇所配置され、 移動手段は、 4つの光学センサを外径の異なる複数の対象物 のエッジに対応する 同心円位置に移動させる こ と を特徴とす る。
本発明の他の観点によるァライ メ ン ト装置は、 上記本発明 のァライ メ ン ト装置において、 光学セ ンサは、 受け渡し位置 の正規の中心位置を中心とする最大外径の対象物の外周縁に 対応する同心円 と 、 この同心円上において小さい外径の対象 物の前記外周縁とが交差する位置に配置される こ と を特徴と する。
本発明の他の観点によるァライ メ ン ト装置は、 上記本発明 のァライ メ ン ト装置において、 移動機構部は、 軸方向に回転 可能な回転軸と 、 この回転軸に一端が設け られ、 互いに連結 されて多関節アームを構成する複数の連結アーム と、 これら 連結アームの他端に連結され、 対象物を保持するハン ドと か らなる多関節の搬送ロボッ トである こ と を特徴とする。
本発明の他の観点によるァライ メ ン ト装置は、 上記本発明 のァライ メ ン ト装置において、 光学センサは、 落射テレセ ン ト リ ック 照明系を備えた 2次元撮像素子からなり 、 光学セ ン サによ り 取得された対象物の外周縁の 2次元画像に対し、 外 周縁と直交する方向の 1 ライ ン又は複数ライ ンの.画像データ から外周縁の位置情報を求める こ と を特徴とする。
以上のよ う に構成された本発明のァライ メ ン ト装置は、 収 納容器に収納された対象物を搬送ロボッ ト によ り 設備装置の 受け渡し位置に搬送する際、 この受け渡し位置に少なく と も 2つの光学センサを設け、 これら光学センサと対象物と を相 対的に移動 して、 各光学セ ンサの視野範囲内に対象物の外周 縁を配置 し、 各光学センサによ り 検出された外周縁の少なく と も 3箇所の位置情報に基づいて搬送ロボッ ト を制御 し、 対 象物を所定の姿勢にァライ メ ン トする。
図面の簡単な説明
図 1 は本発明に係わるァライ メ ン ト装置の第 1 の実施形態 を用いたウェハ検査装置の構成図。
図 2 は本発明に係わるァライ メ ン ト装置の第 1 の実施形態 における各非接触位置センサの配置位置を示す図。
図 3 は本発明に係わるァライ メ ン ト装置の第 1 の実施形態 における非接触位置センサの具体的な構成図。
図 4 は本発明に係わるァライ メ ン ト装置の第 2 の実施形態 における非接触位置セ ンサの具体的な構成図。
図 5 は本発明に係わるァライ メ ン ト装置の第 3 の実施形態 における非接触位置センサの具体的な構成図。
図 6 は本発明に係わるァライ メ ン ト装置の第 4 の実施形態 における非接触位置センサの具体的な構成図。
図 7 は半導体ウェハのウェハエッジ部の表裏面側に配置さ れた非接触位置センサを示す図。
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の第 1 の実施の形態について図面を参照 して 説明する。
図 1 は本発明のァライ メ ン ト装置を適用 したウェハ検査装 置の構成図である。 このウェハ検査装置は、 大き く 分けて口 ーダ部 1 と検查部 2 と 力、らなる。
これら ローダ部 1 と検査部 2 と は、 それぞれ分離独立 して 設け られている。 ローダ部 1 は、 正面側 Fから見て左側に配 置され、 検査部 2 は右側に配置されている。
ローダ部 1 は、 ウエノ、キャ リ ア 3 と ウェハ搬送ロボッ ト 4 と力、らなっている。 ウェハキャ リ ア 3 には、 複数の半導体ゥ ェハが所定のピッチで上下方向に収納されている。 なお、 こ れら半導体ウェハ 5 の う ち未検査の半導体ウェハ 5 を半導体 ウェハ 5 a と称し、 検査済みの半導体ウェハ 5 を半導体ゥェ ハ 5 b と称する。
ウェハ搬送ロボッ ト 4 は、 ウェハキャ リ ア 3 内に収納され ている未検査の半導体ウェハ 5 a を取り 出 して検査部 2 に渡 し、 検査部 2 で検查済みの半導体ウェハ b を受け取って ゥェ ハキャ リ ア 3 内に収納する。
ウェハ搬送ロボッ ト 4 は、 多関節のロボッ トである。 こ の ウェハ搬送ロ ボッ ト 4 は、 3 つの連結アーム 6 〜 8 を連結し て多関節アームを構成している。 これら連結アーム 6 〜 8 の う ち一端側の連結アーム 6 は、 回転軸 9 に接続されている。 この回転軸 9 は、 軸方向を中心に矢印 a 方向に回転する。 他端側の連結アーム 8 には、 ノヽン ド 1 0 が連結されている このハン ド 1 0 は、 半導体ウェハ 5 を吸着保持する。 このハ ン ド 1 0 は、 逃げ部 1 1 と吸着部 1 2 と力 らなっている。
ロ ポッ ト制御部 1 3 は、 ウェハ搬送ロボッ ト 4 を動作制御 する。 すなわち、 口ポッ ト制御部 1 3 は、 多関節アームを回 転軸 9 を中心に して矢印 a 方向に回転させ、 かつ各連結ァー ム 6 〜 8 を伸縮動作させてハ ン ド 1 0 を前進、 後退させる。 検査部 2 は、 マク ロ検査と ミ ク ロ検査と を行な う。 マク ロ 検査は、 半導体ウェハ 5 を 目視によ り 観察 し、 半導体ウェハ 5 の表面上の欠陥部を検出する。 こ の欠陥部は、 例えば傷、 欠け、 表面むら、 汚れ、 ダス トである。
ミ ク ロ検查は、 マク 口検査によ り 検出された半導体ウェハ 5 の表面上の欠陥部を顕微鏡によ り 拡大して観察 し、 欠陥部 の種類や大き さな どを取得する。
検査部 2 の架台上には、 ウェハ搬送装置 1 4 が設け られて い る 。 こ のウェハ搬送装置 1 4 は、 回転軸 1 5 と 、 こ の回転 軸 1 5 に対して等角度 （例えば 1 2 0度） 毎に設け られた 3 本の搬送アーム 1 6 a 、 1 6 b 、 1 6 c と 力 らなっている。
これら搬送アーム 1 6 a 、 1 6 b 、 1 6 c は、 それぞれし 字形状の L型ハ ン ド 1 7 a 、 1 7 b、 1 7 c に形成されてい る。 これら L型ハ ン ド 1 7 a 、 1 7 b 、 1 7 c は、 図 2 に示 すよ う に互いに比較 して長い指 1 8 と、 短い指 1 9 と を有し てレヽる。
これら L型ノヽ ン ド 1 7 a 、 1 7 b 、 1 7 c には、 複数の吸 着孔 （ウェハチャ ック） 2 0 が形成されている。 これら吸着 孔 1 2 は、 吸引ポンプ等の吸引装置に連結されている。
なお、 図 2 は L型ハ ン ド 1 7 a のみを示 しているが、 他の L型ノヽン ド 1 7 b 、 1 7 c も L型ハン ド 1 7 a と 同一構成で あ り 、 その説明は省略する。
ウェハ搬送装置 1 4 は、 回転軸 1 5 を中心に例えば図面上 左回 り （矢印 b方向） に回転する。 これによ り 、 3本の搬送 アーム 1 6 a 、 1 6 b 、 1 6 c は、 それぞれウェハ受け渡 し ポジシ ョ ン P と 、 マク ロ検查ポジシ ョ ン P 2 と 、 ミ ク ロ検 査受渡 しポジシ ョ ン P 3 と に循環移動する。
ウエノヽ受け渡 しポジシ ョ ン P は、 ウェハ搬送ロ ボッ ト 4 と ウェハ搬送装置 1 4 と の間で半導体ウェハ 5 の受け渡 しを 行な う と こ ろである。
ウェハ搬送装置 1 4 は、 3本の搬送アーム 1 6 a 、 1 6 b 1 6 c のいずれか 1 本の搬送アーム、 例えば図 1 では搬送ァ ーム 1 7 a がポジシ ョ ニングされる。
こ の と き 、 ウェハ搬送口 ポッ ト 4 は、 ロ ボ ッ ド制御部 1 3 の制御に よ り 次のよ う に動作する。 ウェハ搬送ロ ボッ ト 4 は 多関節アームを伸ば してハ ン ド 1 0 を搬送アーム 1 6 a の L 型ハ ン ド 1 7 a 内に差 し入れる。 ウェハ搬送ロ ボ ッ ト 4 は、 半導体ウ エノヽ 5 を保持 してレ、 る ノヽ ン ド 1.0 を、 例えば L型ハ ン ド 1 Ί a の上方か ら下方に下降させる こ と によ り 、 半導体 ウェハ 5 を L型ノヽン ド 1 7 a に渡す。
ウェハ受け渡 しポジショ ン P ェ の中心位置は、 ウェハ搬送 ロ ボ ッ ト 4 の搬送ス ト ローク範囲内に設け られている。
ウェハ受け渡 しポジシ ョ ン P i には、 図 2 に示すよ う に 4 つの非接触位置セ ンサ （光学セ ンサ） 2 1 〜 2 4 が設け られ ている。 これら非接触位置セ ンサ 2 1 〜 2 4 は、 半導体ゥェ ハ 5 のァ ラ イ メ ン ト用であ る。 これら非接触位置センサ 2 1 〜 2 4 は、 ウェハ受け渡しポジシ ョ ン P ェにポジシ ョ ユング される L型ノヽ ン ド 1 7 a 、 1 7 b 又は 1 7 c の下方で、 かつ 検査部 2 の架台上に固定されて設け られている。 4 つの非接触位置センサ 2 1 〜 3 4 は、 外径の異なる複数 の半導体ウェハ 5 、 例えば外径 2 0 0 m mの半導体ウェハ 5 Aと、 外径 3 0 0 m mの半導体ウェハ 5 B と の外周縁 （以下 ウェハエッジ部と称する） に応じた各位置にそれぞれ配置さ れている。
具体的に 4つの非接触位置センサ 2 1 〜 2 4 は、 ウェハ受 け渡しポジシ ョ ン P を中心に外径 3 0 0 in mの半導体ゥェ ハ 5 B のウェハエッジ位置に対応する同心円上に配置されて いる。
これら非接触位置セ ンサ 2 1 〜 2 4 は、 2 つの非接触位置 セ ンサ 3 0 と 3 1 と のペア と 、 2 つの非接触位置セ ンサ 3 2 と 3 3 と のペアを形成する。
外径 2 0 0 m m又は外径 3 0 O m mの半導体ウェハ 5 A、 5 B をノヽン ド 1 0 力 ら L型ハン ド 1 1 a 、 1 7 b 又は 1 7 c に渡す場合、 ロボッ ト制御部 1 3 は、 次のよ う にウェハ搬送 ロボッ ト 4 を動作制御する。
すなわち、 外径 2 0 0 m mの半導体ウエノ、 5 Aをノ、ン ド 1 0 力、ら L型ハン ド 1 7 a 、 1 7 b又は 1 7 c に渡す場合、 ゥ ェハ搬送ロ ポッ ト 4 は、 多関節アーム及びハン ド 1 0 を図 2 に示す矢印 c 方向に往復移動動作させ、 ハン ド 1 0上に保持 している半導体ウェハ 5 Aのウェハエッジ部を非接触位置セ ンサ 2 1 及ぴ 2 2 と、 非接触位置センサ 2 3及ぴ 2 4 の上方 にポジショ ユングする。
例えば、 ウェハ搬送ロボッ ト 4 は、 先ず、 半導体ウェハ 5 Aのウェハエッジ部を、 1 ペアの非接触位置センサ 2 1 及ぴ 2 2 の上方にポジショ ニングする。
次に、 ウェハ搬送ロ ボッ ト 4 は、 半導体ウェハ 5 Aのゥェ ハエッジ部を、 他の 1 ペアの非接触位置セ ンサ 2 3及び 2 4 の上方にポジショ ニングする。
外径 3 0 O m mの半導体ウェハ 5 B をハン ド 1 0 力、ら L型 ノヽン ド 1 7 a 、 1 7 b 又は 1 7 c に渡す場合、 ウェハ搬送口 ボッ ト 4 は、 多関節アーム及ぴハン ド 1 0 を移動動作させ、 半導体ウェハ 5 B のウェハエッジ部が 4 つの非接触位置セン サ 2 1 〜 2 4の全ての検出視野内に同時に入る よ う に、 半導 体ウェハ 5 B をポジショ ニングする。
これらペアの非接触位置セ ンサ 2 1 と 2 2 の間隔、 及ぴ非 接触位置センサ 2 3 と 2 4 の間隔は、 それぞれ例えば外径 2 0-0 m mの半導体ウエノヽ 5 Aのォ リ フ ラのスパン又はハン ド 1 0 のネ ックの幅よ り も長く 離れている。
図 3 は非接触位置セ ンサ 2 1 〜 2 4 の具体的な構成図であ る。 これら非接触位置センサ 2 1 〜 2 4 は、 落射テ レセ ン ト リ ック照明結像光学系を用いている。
光源は、 発光ダイオー ド （ L E D ) 2 5 であ る。 この L E D 2 5 は、 L E D光を出射する。 この L E D光の光路上には 光路分割素子と してハーフ ミ ラー 2 6 が設け られている。 こ のハーフ ミ ラー 2 6 の反射光路上には、 凸レンズ 2 7が設け られている。
凸 レンズ 2 7 は、 コ リ メ ー ト レンズの作用 と集光レンズの 作用 と を有する。
すなわち、 凸 レンズ 2 7 は、 L E D 2 5 力 ら出射された L E D光を平行光に整形 して半導体ウェハ 5 A又は 5 Bのゥェ ハエッジ部に照射する （コ リ メ ー ト レンズの作用） 。
凸 レンズ 2 7 は、 半導体ウェハ 5 A又は 5 B の ウェハエ ツ ジ部から反射してきた L E D光を集光する （集光レンズの作 用） 。
凸 レンズ 2 7 の集光光路上には、 絞り 2 8 、 レンズ 2 9 、 検出素子 3 0 が設け られている。 絞り 2 8 は、 円形に形成さ れている。
検出素子 3 0 は、 複数の固体撮像素子 （ C C D ) を 2次元 平面状に配列したも ので、 例えば C M O Sが用い られる。
検出素子 3 0 は、 半導体ウェハ 5 A又は 5 Bの ウェハエツ ジ部から反射してきた L E D光を撮像し、 2 次元の画像信号 を出力する。
ァライ メ ン ト制御部 3 1 は、 4 つの非接触位置センサ 2 1 〜 2 4から 出力される各画像信号を入力 してそれぞれの画像 データ を作成し、 これら画像データにおける半導体ウェハ 5 A又は 5 B のウェハエッジ部と直交する方向の 1 ライ ン又は 複数ライ ンの C C Dの画像データ （以下、 ライ ン画像データ と称する） を抽出 し、 この ライ ン画像データから合計 4点の 半導体ウェハ 5 A又は 5 B のウェハエッジ部の各検出位置
(座標） を求める。 この場合、 C C Dから出力される画像信 号なので、 ウェハエッジ部の検出位置は、 画素数から容易に 求め られる。
ァライ メ ン ト制御部 3 1 は、 半導体ウェハ 5 A又は 5 B の ウェハエッジ部の各検出位置から少な く と もオリ フラゃノ ッ チ情報が混入 していない 3 つの ウェハエ ッ ジ位置情報 （座 標） を求め、 これら座標か ら半導体ウェハ 5 A又は 5 B の中 心位置を求める。
この半導体ウェハ 5 A又は 5 B の中心位置は、 円の中心座 標を求める周知の方法カゝら求め られる。
ァライ メ ン ト制御部 3 1 は、 半導体ウェハ 5 A又は 5 B の 中心位置 と正規の中心 （ウェハ受け渡 しポジシ ョ ン P ェ の中 心） と を比較 し、 半導体ウェハ 5 A又は 5 B の中心位置の正 規の中心か らのズレ量を求める。
ァ ライ メ ン ト制御部 3 1 によ り 求め られたズレ量は、 ロ ボ ッ ト制御部 1 3 に送 られる。 口 ポ ッ ト制御部 1 3 は、 ズレ量 か らセンタ リ ングする ための捕正量を求め、 この補正量の指 令を ウェハ搬送ロ ポ ッ ト 4 に与える。
ウェハ搬送ロ ポッ ト 4 は、 補正量に基づいて半導体ウェハ 5 A又は 5 B の中心が正規の中心位置に一致する よ う にァラ ィ メ ン トする。
検查部 2 の架台上のマク ロ検査ポジシ ョ ン P 2 には、 マク 口検査用揺動機構 3 2 と 、 マク ロ検査用回転機構 3 3 と が設 け られている。
マク ロ検査用揺動機構 3 2 は、 半導体ウェハ 5 を揺動させ なが ら表面又は裏面を検査員 Qの 目視によ り 観察する。
なお、 マク ロ検査用揺動機構 3 2 に保持されている半導体 ウェハ 5 には、 マク 口観察用の照明が所定の角度で照射され る。
マク ロ検査用回転機構 3 3 は、 半導体ウェハ 5 を回転させ. かつ上下方向に移動させる。
ミ ク ロ検査部 3 4 は、 検査部 2 の架台上に設け られている こ の ミ ク ロ検査部 3 4 は、 ミ ク ロ検査受渡しポジシ ョ ン P 3 にポジシ ョ ユングされたノ、ン ド 1 7 a 、 1 7 b又は 1 7 c 上 に保持されている半導体ウェハ 5 を受け取る。
ミ ク ロ検查部 3 4 は、 ス テージ 3 5 と顕微鏡 3 6 と を有し ている。 ステージ 3 5 は、 半導体ウェハ 5 を吸着保持し、 か つ半導体ウェハ 5 を移動させる。
顕微鏡 3 6 は、 ス テージ 3 5 上に吸着保持された半導体ゥ ェハ 5 の表面の像を拡大し、 その拡大像は接眼レ ンズ 3 7で 観察する。
顕微鏡には、 C C D等の撮像装置 3 8 が取付け られ、 その モニタに表示される。
操作部 3 9 は、 検查部 2 の正面に設け られている。 こ の操 作部 3 9 は、 マグロ検査、 ミ ク ロ検査の操作と、 これら検查 結果をイ ンプ ッ トする操作と、 検査装置全体の動作に関する データな どの各種データをイ ンプッ トする操作と を行う。
次に、 上記の如く 構成された装置の作用について説明する 先ず、 例えばウェハ搬送装置 1 4 のハ ン ド 1 7 a はウェハ 受け渡しポジショ ン P にポジショ ニングされている。 ハン ド 1 7 b はマク 口検査ポジショ ン P 2にポジショ ユングされ ている。 L型ハ ン ド 1 7 c はミ ク ロ検査受渡しポジシ ョ ン P 3にポジシ ョ ユングされている。
ウェハ受け渡しポジショ ン P ェにおいて、 ウェハ搬送ロボ ッ ト 4 は、 回転軸 9 を中心に回転して多関節アームをウェハ キャ リ ア 3 の設置方向に向 く 。
次に、 ウェハ搬送口ポッ ト 4 は、 各連結アーム 6〜 8 を伸 ばしてウェハキ ヤ リ ァ 3 内に収納されている未検査の半導体 ウェハ 5 a を吸着保持する。
次に、 ウェハ搬送ロボッ ト 4 は、 各連結アーム 6〜 8及び ハン ド 1 0 を縮め、 続いて例えば左回 り に 9 0度回転して停 止 し、 検査部 2 のウェハ受け渡しポジシ ョ ン P 方向に多関 節アームを向ける。
次に、 ウェハ搬送ロボッ ト 4、 再び各連結アー ム 6 〜 8及 びハ ン ド 1 0 を矢印 A方向に伸ばし、 多関節アームを検査部 2 の左側壁面から差し入れ、 ウェハ受け渡しポジシ ョ ン P 上で停止させる。
次に、 口 ポッ ト制御部 1 3 は、 外径 2 0 0 m m又は外径 3 0 O m mの半導体ウェハ 5 A、 5 B をハン ド 1 0 力、ら L型ノヽ ン ド 1 7 a 、 1 7 b 又は 1 7 c に渡す場合、 次のよ う にゥェ ハ搬送ロボッ ト 4 を動作制御する。
外径 2 0 O m mの半導体ウェハ 5 A をノヽ ン ド 1 0から L型 ハ ン ド 1 7 a 、 1 7 b 又は 1 7 c に渡す場合、 ウェハ搬送口 ボッ ト 4 は、 多関節アーム及びハ ン ド 1 0 を移動動作させ、 ハ ン ド 1 0 上に保持している半導体ウェハ 5 Aの位置を矢印 c方向に移動させる。
例えば、 ウェハ搬送ロボッ ト 4 は、 先ず、 半導体ウェハ 5 Aの ウェハエッジ部が 1 ペア の非接触位置セ ンサ 2 1 及び 2 2 の上方にポジショ ユング し、 次に半導体ウェハ 5 Aの ゥェ ハエ ッジ部が他の 1 ペアの非接触位置センサ 2 3 及び 2 4 の 上方にポジショ ユングする。
このと き、 非接触位置センサ 2 1 及び 2 2 は、 半導体ゥェ ハ 5 Aの ウェハエッジ部を検出 し、 各画像信号を出力する。
次に、 非接触位置センサ 2 3及ぴ 2 4 は、 半導体ウェハ 5 Aのウェハエッジ部を検出 し、 各画像信号を出力する。
一方、 外径 3 0 O m mの半導体ウエノヽ 5 B をノヽン ド 1 0 か ら L型ハン ド 1 7 a 、 1 7 b又は 1 7 c に渡す場合、 ウェハ 搬送ロボッ ト 4 は、 多関節アーム及びハン ド 1 0 を移動動作 させ、 半導体ウェハ 5 B のウェハエッジ部が 4つの非接触位 置センサ 2 1 〜 2 4 の全ての検出視野内に同時に入る よ う に 半導体ウェハ 5 B をポジショ ニングする。
この と き非接触位置センサ 2 1 〜 2 4 は、 同時に半導体ゥ ェハ 5 Aのウェハエッジ部を検出 し、 各画像信号を出力する これら非接触位置センサ 2 1 〜 2 4 の動作は、 次の通 り で ある。
4 つの各非接触位置センサ 2 1 〜 2 4 は、 それぞれ L E D 2 5 力 ら L E D光を出射する。
この L E D光は、 ハーフ ミ ラー 2 6 で反射し、 凸レンズ 2 7 によ り 平行光に整形されて半導体ウェハ 5 A又は 5 B のゥ ェハエツジ部に照射される。
こ のウェハエ ッジ部からの反射光は、 再び凸レンズ 2 7 に 入射する。 この このウェハエッジ部からの反射光は、 凸レン ズ 2 7 によ り集光され、 絞り 2 8 、 レンズ 2 9 を通して検出 素子 3 0 に入射する。
この検出素子 3 0 は、 半導体ウェハ 5 A又は 5 B のウェハ ェッジ部の像を撮像して画像信号と して出力する。
次に、 ァライ メ ン ト制御部 3 1 は、 4 つの非接触位置セ ン サ 2 1 〜 2 4 から出力される各画像信号を入力 してそれぞれ の画像データ を作成し、 これら画像データ における半導体ゥ ェハ 5 A又は 5 Bのウェハエッジ部と直交する方向の 1 ライ ンの C C Dのラ イ ン画像データ を抽出 し、 このライ ン画像デ ータから合計 4 点の半導体ウェハ 5 A又は 5 Bのウェハエツ ジ部の各検出位置を求める。
次に、 ァライ メ ン ト制御部 3 1 は、 半導体ウェハ 5 A又は 5 Bのウェハエ ッジ部の各検出位置から少な く と もオリ フラ ゃノ ツチ情報が混入していない 3 つのウェハエッジ部の座標 を求め、 これら座標から半導体ウェハ 5 A又は 5 Bの中心位 置を求める。
次に、 ァライ メ ン ト制御部 3 1 は、 半導体ウェハ 5 A又は 5 Bの中心位置と正規の中心と を比較し、 半導体ウェハ 5 A 又は 5 B の中心位置の正規の中心力、らのズレ量を求める。
次に、 ァライ メ ン ト制御部 3 1 は、 ズレ量からセンタ リ ン グするための補正量を求め、 この補正量の指令をウェハ搬送 ロボッ ト 4 に与える。
ウェハ搬送ロ ボッ ト 4 は、 補正量に従って多関節アーム及 びハン ド 1 0 を移動 し、 ハン ド 1 0上に保持している半導体 ウェハ 5 A又は 5 B の中心位置をァライ メ ン トする。
この結果、 半導体ウェハ 5 A又は 5 Bは、 中心位置が正規 の中心位置に合わせられる。 すなわち、 半導体ウェハ 5 A又 は 5 Bは、 センタ リ ングされる。 次に、 ウェハ搬送ロ ボッ ト 4 は、 半導体ウェハ 5 Aに対す る吸着を解除し、 ハ ン ド 1 0上の半導体ウェハ 5 Aを L型ハ ン ド 1 7 a に渡す。
すなわち、 ウェハ搬送ロボッ ト 4 は、 半導体ウェハ 5 Aを 保持するハ ン ド 1 0 を L型ハン ド 1 7 a の上方に配置し、 次 に下降させて半導体ウェハ 5 Aを L型ハ ン ド 1 7 a に渡す。
マク ロ検査ポジシ ョ ン P 2において、 L型ノヽン ド 1 7 に 吸着保持されている半導体ウェハ 5 Aは、 マク ロ検査用揺動 機構 3 2 に渡される。
ミ ク ロ検査受渡しポジシ ョ ン P 3において、 ミ ク ロ検査部 3 4 は、 L型ノ、 ン ド 1 7 c 上に保持されている半導体ウェハ 5 a を受け取ってステージ 3 5 上に載置する。
ミ ク ロ検査が終了する と、 ミ ク ロ検査部 3 4 は、 検査済み の半導体ウェハ 5 b を内部から搬出 し、 L型ハ ン ド 1 7 c 上 に渡す。
マク ロ検査及びミ ク ロ検査が終了する と 、 ウェハ搬送装置 1 4 は、 再び回転軸 1 5 を中心に例えば図面上左回 り に回転 する。
これによ り 、 ウェハ搬送装置 1 4 の L型ハン ド 1 7 a がマ ク ロ検査ポジショ ン P 2にポジショ エングされ。 L型ハ ン ド 1 7 b が ミ ク 口検査受渡しポジショ ン P 3にポジシ ョ ニング される。 L 型ノヽン ド 1 7 c がウェハ受け渡しポジショ ン P i にポジシ ョ ニ ングされる。
これ以降、 ウェハ受け渡しポジショ ン P iにおいて半導体 ウェハ 5 の受け渡しが行われる。 こ のウェハ受け渡しポジシ ヨ ン P iでは、 半導体ウェハ 5 a のァライ メ ン トが行われる， マク 口検査ポジシ ョ ン P 2においてマク 口検査が行われる， ミ ク ロ検査受渡しポジショ ン P 3において ミ ク ロ検査が行わ れる。
このよ う に上記第 1 の実施の形態においては、 半導体ゥェ ハ 5 A又は 5 B をウェハ搬送ロボッ ト 4から ウェハ搬送装置 1 4 に渡すウェハ受け渡しポジシ ョ ン P iで、 非接触位置セ ンサ 2 1 〜 2 4 によ り 検出された 4点の半導体ウェハ 5 A又 は 5 Bの ウェハエッジ部力 ら半導体ウェハ 5 A又は 5 B の中 心位置をセ ンタ リ ングするための補正量を求め、 同一位置の ウェハ受け渡しポジショ ン P ェで半導体ウェハ 5 A又は 5 B の中心位置をセ ンタ リ ングする。
従って、 ウェハ搬送ロボッ ト 4 は、 多関節アームを回転さ せる動作と 、 多関節アームを伸縮 してハン ドの位置を前進、 後退させる動作と、 多関節アームを昇降させる動作と を行な
5 。
こ のウェハ搬送ロボッ ト 4 を用いても、 半径の異なる複数 種類の半導体ウェハ 5 A又は 5 B の中心位置をセンタ リ ング する補正量は、 簡単な演算処理によ り 求める こ とができ る。
これによ り マク ロ検査時の半導体ウェハ 5 の回転偏芯動作 を減少でき る。 マク ロ観察の効率が向上する。
ミ ク ロ検査部 3 4 に半導体ウェハ 5 を渡すと き、 半導体ゥ ェハ 5 は、 所定のァライ メ ン ト範囲内、 すなわち ミ ク ロ検査 部 3 4 のステージ 3 5 によるァライ メ ン ト範囲内に入れる こ とができ る。 ミ ク ロ検査部 3 4 におけるァライ メ ン ト時間は . 短縮でき る。
4 つの非接触位置セ ンサ 2 1 〜 2 4 は、 外径 3 0 O m mの 半導体ウェハ 5 B のウェハエッジ部に対応する位置に配置さ れている。 かつ 2つの非接触位置センサ 2 1 及ぴ 2 2 と、 他 の 2 つの非接触位置セ ンサ 2 3 及び 2 4 と は、 それぞれ 1ぺ ァ と してレヽる。
外径 2 0 0 m mの半導体ウェハ 5 Aの場合、 ウェハ搬送口 ボッ ト 4 は、 半導体ウェハ 5 Aを保持しているノヽン ド 1 0 を 矢印 c 方向に往復移動させて、 1 ペアの非接触位置セ ンサ 2 1 及ぴ 2 2 と、 他の非接触位置センサ 2 3及び 2 4 にポジシ ョ ユ ングする。
従って、 本装置では、 外径 2 0 0 mmと 3 0 0 mmと の各 半導体ウェハ 5 A、 5 B に対してその中心位置をセンタ リ ン グする こ と ができ る。
半導体ウェハ 5 A、 5 B のァ ライ メ ン ト動作は、 半導体ゥ ェハ 5 A、 5 B を受け渡す直前の一連の搬送動作中にでき る このァラ イ メ ン ト動作は、 外径 2 0 O m m又は 3 0 O m mの 各半導体ウェハ 5 A、 5 B のいずれが搬送されても、 これら 半導体ウェハ 5 A、 5 B に対応でき る。
4 つの非接触位置センサ 2 1 〜 2 4 は、 落射テ レセ ン ト リ ック 照明結像光学系を用いている。 これら非接触位置セ ンサ 2 1 〜 2 4 は、 小型で、 コ ンノヽ0タ トであるため、 ウェハ搬送 ロポッ ト 4及ぴウェハ搬送装置 1 4 の動作に影響を与えない 半導体ウェハ 5 の下面に配置する こ とが可能である。 又、 非接触位置センサ 2 1 〜 2 4 は、 半導体ウェハ 5 の上方に投 光部又は受光部を設けないため、 非接触位置センサ 2 1 〜 2 4 は、 半導体製造工場におけるダウンフローを妨げない。 非接触位置センサ 2 1 〜 2 4 は、 テ レセン ト リ ック照明を 用いているため、 図 3 に示すよ う に各非接触位置センサ 2 1 〜 2 4 と半導体ウェハ 5 A又は 5 B と の間隔 Dが変化 しても 常に正確に半導体ウェハ 5 A又は 5 B のウェハェ ッジ部を検 出する こ とができ る。
4 つの非接触位置センサ 2 1 〜 2 4 からの出力 される C C Dの画像信号の う ち 1 ライ ン又は複数ライ ンの画像データ を 用いるので、 半導体ウエノ、 5 A又は 5 B のウェハエッジ部を 検出する画像処理速度が速く なる。 半導体ウェハ 5 のマク 口 検査及びミ ク ロ検査の検査時間は、 短縮される。
次に、 本発明の第 2 の実施形態について説明する。
この第 2 の実施形態は、 上記第 1 の実施形態におけるァラ ィ メ ン ト装置の構成を変えたものである。
従って、 ローダ部 1 及び検査部 2 は、 上記第 1 の実施形態 における ローダ部 1 及び検査部 2 と 同一であるので、 その構 成及び作用の説明は重複を さ けるために省略する。
図 4 は本発明に係わるァライ メ ン ト装置の第 2 の実施形態 における非接触位置センサの具体的な構成図である。
外径 2 0 0 m mの半導体ウェハ 5 Aがポジショ ニングされ る と ころには、 2つの非接触位置センサ 4 0 、 4 1 が固定配 置されている。
これら非接触位置センサ 4 0 、 4 1 は、 図 3 に示す非接触 位置センサ 2 1 〜 2 4 の構成と 同一構成である。 従って、 非接触位置セ ンサ 2 3 、 2 4 は、 外径 2 0 O mm の半導体ウェハ 5 A と外径 3 0 0 mmの半導体ウェハ 5 B の 各ウェハエッジ部の検出の兼用 と なる。
非接触位置センサ 2 1 、 2 2 は、 外径 3 0 0 m mの半導体 ウェハ 5 B の検出専用 と なる。
非接触位置センサ 4 0、 4 1 は、 外径 2 0 O m mの半導体 ウェハ 5 Aの検出専用 と なる。
外径 2 0 O mm又は外径 3 0 O m mの半導体ウ エノヽ 5 A、 5 B をノヽ ン ド 1 0 力、 ら L型ノヽ ン ド 1 7 a 、 1 7 b 又は 1 7 c に渡す場合、 ロボッ ト制御部 1 3 は、 次のよ う にウェハ搬送 口ポッ ト 4 を動作制御する。
すなわち、 外径 2 0 O m mの半導体ウェハ 5 Aをハン ド 1 0 力 ら L型ハン ド 1 7 a 、 1 7 b 又は 1 7 c に渡す場合、 ゥ ェハ搬送ロポッ ト 4 は、 多関節アーム及びハン ド 1 0 を移動 動作させ、 ノヽ ン ド 1 0 上に保持している半導体ウェハ 5 Aの 位置を、 4 つの非接触位置セ ンサ 2 3 、 2 4 、 4 0 、 4 1 の 上方にポジショ ニ ングする。
外径 3 0 O m mの半導体ウェハ 5 B をハ ン ド 1 0 力 ら L型 ハ ン ド 1 7 a 、 1 7 b 又は 1 7 c に渡す場合、 ウェハ搬送口 ポッ ト 4 は、 多関節アーム及びハ ン ド 1 0 を移動動作させ、 ハ ン ド 1 0 上に保持 している半導体ウェハ 5 B の位置を、 4 つの非接触位置セ ンサ 2 1 〜 2 4 の上方にポジショ ニングす る。
ァライ メ ン ト制御部 3 1 は、 次の各機能を有する。 すなわ ち、 外径 2 0 0 mmの半導体ウエノヽ 5 Aをノヽン ド 1 0 力、ら L 型ノヽン ド 1 7 a 、 1 7 b又は 1 7 c に渡す場合、 ァライ メ ン ト制御部 3 1 は、 4 つの非接触位置センサ 2 3 、 2 4、 4 0 4 1 から出力される各画像信号を入力 してそれぞれの画像デ ータ を作成し、 これら画像データ における半導体ウェハ 5 A のウェハエッジ部と直交する方向の 1 ライ ン画像データ を抽 出 し、 このライ ン画像データから合計 4点の半導体ウェハ 5 Aの ウェハエッジ部の各検出位置を求める。
ァライ メ ン ト制御部 3 1 は、 半導体ウェハ 5 Aのウェハェ ッジ部の各検出位置から少なく と もオリ フ ラゃノ ツチ情報が 混入していない 3 つの ウェハエッジ座標を求め、 これら座標 力 ら半導体ウェハ 5 Aの中心位置を求める。
ァライ メ ン ト制御部 3 1 は、 半導体ウェハ 5 Aの中心位置 と正規の中心と を比較 し、 半導体ウェハ 5 Aの中心位置の正 規の中心力、らのズレ量を求める。
ァライ メ ン ト制御部 3 1 は、 ズレ量からセ ンタ リ ングする ための補正量を求め、 この補正量の指令を ウェハ搬送ロ ボッ ト 4 に与える。
一方、 外径 3 0 0 m mの半導体ウェハ 5 B をハン ド 1 0 か ら L型ハン ド 1 7 a 、 1 7 b又は 1 7 c に渡す場合、 ァライ メ ン ト制御部 3 1 は、 4つの非接触位置セ ンサ 2 1 〜 2 4 か ら出力される各画像信号を入力 してそれぞれの画像データを 作成 し、 これら画像データ における半導体ウェハ 5 Bのゥェ ハエ ッジ部と直交する方向の 1 ライ ン画像データ を抽出 し、 このライ ン画像データから合計 4 点の半導体ウェハ 5 B のゥ ェハエッジ部の各検出位置を求める。 ァ ライ メ ン ト制御部 3 1 は、 半導体ウェハ 5 B の ウェハェ ッ ジ部の各検出位置か ら少な く と もオ リ フ ラゃノ ツチ情報が 混入していない 3 つの ウェハエ ッジ座標を求め、 これら座標 力 ら半導体ウェハ 5 B の中心位置を求める。
ァライ メ ン ト制御部 3 1 は、 半導体ウェハ 5 B の中心位置 と正規の中心と を比較 し、 半導体ウェハ 5 B の中心位置の正 規の中心力、 らのズレ量を求める。
ァ ライ メ ン ト制御部 3 1 は、 ズレ量からセ ンタ リ ングする ための補正量を求め、 この補正量の指令を ウェハ搬送ロ ボッ ト 4 に与える。
ウェハ搬送ロ ボッ ト 4 は、 補正量に従って多関節アーム及 びハン ド 1 0 を移動 し、 ノ、ン ド 1 0 上に保持 している半導体 ウェハ 5 B の中心位置をァ ライ メ ン トする。
この よ う に上記第 2 の実施形態においては、 外径 2 0 0 m mの半導体ウェハ 5 A と外径 3 0 O m mの半導体ウェハ 5 B と の兼用の非接触位置センサ 2 3 、 2 4 と 、 外径 3 0 O m m の半導体ウェハ 5 B専用の非接触位置センサ 2 1 、 2 2 と 、 外径 2 0 O m mの半導体ウェハ 5 A専用の非接触位置セ ンサ 4 0 、 4 1 と を設けた。
従って、 この第 2 の実施形態においても上記第 1 の実施形 態の作用効果と 同様の作用効果を得る こ と ができ る。
第 2 の実施形態は、 上記第 1 の実施形態の よ う に外径 2 0 0 m mの半導体ウェハ 5 Aを非接触位置セ ンサ上にポジショ ユングさせるために往復移動させる必要がない。 これに よ り 第 2 の実施形態は、 上記第 1 の実施形態よ り もァ ライ メ ン ト の時間を短縮でき る。
次に、 本発明の第 3 の実施形態について説明する。
こ の第 3 の実施形態は、 上記第 1 の実施形態におけるァラ ィ メ ン ト装置の構成を変えたものである。
従って、 ローダ部 1 及び検査部 2 は、 上記第 1 の実施形態 における ローダ部 1 及び検査部 2 と同一であるので、 その構 成及び作用の説明は重複を さ けるために省略する。
図 5 は本発明に係わるァライ メ ン ト装置の第 3 の実施形態 における非接触位置セ ンサの具体的な構成図であ る。
2 つの非接触位置セ ンサ 2 1 、 2 2 が設け られている。 こ れら非接触位置センサ 2 1 、 2 2 は、 ペアで、 第 1 と第 2 と 第 3 の検出位置 Q 2、 Q 3に移動可能である。
非接触位置センサ 2 1 、 2 2 の移動は、 検查部 2 の架台上 にレールな どの移動機構を設ける こ と によって実現でき る。 第 1 と第 2 の検出位置 Q 1 Q 2は、 外径 3 O O mmの半 導体ウェハ 5 B のウェハエ ッジ部に対応する位置である。
第 2 と第 3 の検出位置 Q 2、 Q 3は、 外径 2 0 0 mmの半 導体ウェハ 5 Aのウェハエッジ部に対応する位置である。
移動機構部 4 2 は、 外径 2 0 O mm又は外径 3 0 O m mの 半導体ウェハ 5 A、 5 B をハン ド 1 0 力 ら L型ノヽン ド 1 7 a 1 7 b又は 1 7 c に渡す場合、 次のよ う に 2つの非接触位置 センサ 2 1 、 2 2 を移動制御する。
すなわち、 外径 3 0 0 m mの半導体ウェハ 5 B をハン ド 1 0 力、ら L型ハン ド 1 7 a 、 1 7 b 又は 1 7 c に渡す場合、 移 動機構部 4 2 は、 2 つの非接触位置センサ 2 1 、 2 2 を、 先 ずは第 1 の検出位置 Q にポジショ ニング し、 次に第 2 の検 出位置 Q 2 にポジショ エングする。
外径 2 0 O m mの半導体ウェハ 5 Aをハン ド 1 0 力 ら L型 ハン ド 1 7 a 、 1 7 b又は 1 7 c に渡す場合、 移動機構部 4 2 は、 2つの非接触位置センサ 2 1 、 2 2 を、 先ずは第 3 の 検出位置 Q 3にポジシ ョ ニング し、 次に第 2 の検出位置 Q 2 にポジシ ョ ニングする。
外径 3 0 O m mの半導体ウェハ 5 B をハン ド 1 0 カゝら L型 ハン ド 1 7 a 、 1 7 b又は 1 7 c に渡す場合、 移動機構部 4 2 は、 2 つの非接触位置センサ 2 1 、 2 2 を、 先ずは第 1 の 検出位置 Q iにポジシ ョ ニング し、 次に第 2 の検出位置 Q 2 にポジショ エングする。
2 つの非接触位置センサ 2 1 、 2 2 は、 第 1 の検出位置 Q ェにポジシ ョ ニングされた と き、 半導体ウェハ 5 B の ウエノ、 エッジ部を検出 してその画像信号を出力する。
2つの非接触位置.センサ 2 1 、 2 2 は、 第 2 の検出位置 Q 2にポジシ ョ ニングされた と き、 半導体ウエノ、 5 B のウエノヽ エッジ部を検出 してその画像信号を出力する。
次に、 ァ ライ メ ン ト制御部 3 1 は、 4 つの非接触位置セン サ 2 1 〜 2 4 から出力される各画像信号を入力 してそれぞれ の画像データ を作成 し、 これら画像データ における半導体ゥ ェハ 5 Bの ウェハエ ッジ部と直交する方向の 1 ライ ン画像デ ータ を抽出 し、 この ライ ン画像データから合計 4点の半導体 ウェハ 5 B のウェハエッジ部の各検出位置を求める。
ァライ メ ン ト制御部 3 1 は、 半導体ウェハ 5 B の中心位置 の正規の中心力 らのズレ量を求め、 このズレ量力、らセンタ リ ングするための補正量を求め、 こ の補正量の指令をウェハ搬 送ロ ボッ ト 4 に与える。
ウェハ搬送ロ ポッ ト 4 は、 補正量に従って多関節アーム及 びハ ン ド 1 0 を移動 し、 ノヽ ン ド 1 0上に保持している半導体 ウェハ 5 B の中心位置をァライ メ ン トする。
一方、 外径 2 0 O m mの半導体ウエノヽ 5 A をノヽ ン ド 1 0か ら L型ハ ン ド 1 7 a 、 1 7 b又は 1 7 c に渡す場合、 移動機 構部 4 2 は、 2 つの非接触位置セ ンサ 2 1 、 2 2 を、 先ずは 第 1 の検出位置 Q iから第 3 の検出位置 Q 3 にポジシ ョ ニ ン グし、 次に第 2 の検出位置 Q 2にポジショ ユングする。
2 つの非接触位置セ ンサ 2 1 、 2 2 は、 第 3 の検出位置 Q 3にポジショ ニングされたと き、 半導体ウェハ 5 Aのウェハ エッジ部を検出 してその画像信号を出力する。
2 つの非接触位置セ ンサ 2 1 、 2 2 は、 第 2 の検出位置 Q 2にポジショ エングされた と き、 半導体ウェハ 5 Bのウェハ エッジ部を検出 してその画像信号を出力する。
次に、 ァライ メ ン ト制御部 3 1 は、 2 つの非接触位置セ ン サ 2 1 、 2 2 から出力された各画像信号を入力 してそれぞれ の画像データ を作成 し、 これら画像データ における半導体ゥ ェハ 5 Aの ウェハエッジ部と直交する方向の 1 ラ イ ン画像デ ータを抽出 し、 こ の ラ イ ン画像データから合計 4 点の半導体 ウェハ 5 Aのウェハエッジ部の各検出位置を求める。
以下、 上記同様に、 ァライ メ ン ト制御部 3 1 は、 半導体ゥ ェハ 5 Aの中心位置の正規の中心力 らのズレ量を求め、 こ の ズレ量からセンタ リ ングするための補正量を求め、 この補正 量の指令をウェハ搬送ロボッ ト 4 に与える。
ウェハ搬送ロボッ ト 4は、 補正量に従って多関節アーム及 びハン ド 1 0 を移動 し、 ノヽン ド 1 0上に保持している半導体 ウェハ 5 Aの中心位置をァライ メ ン トする。
このよ う に上記第 3 の実施形態においては、 2 つの非接触 位置センサ 2 1 、 2 2 を、 外径 2 0 0 m m又は外径 3 0 0 m mの半導体ウェハ 5 A、 5 Bに応 じてポジショ ニングする。
従って、 この第 3 の実施形態においても上記第 1 の実施形 態の作用効果と 同様の作用効果を得る こ と ができ る。
2つの非接触位置センサ 2 1 、 2 2 は、 外径 2 0 0 m mと 外径 3 0 O m m と の各半導体ウェハ 5 A、 5 B の検出に兼用 でき る。 検出部 2 の架台上のセンサ数が減少でき る。
次に、 本発明の第 4 の実施形態について説明する。
こ の第 4 の実施形態は、 上記第 1 の実施形態におけるァラ ィ メ ン ト装置の構成を変えたものである。
従って、 ローダ部 1 及び検査部 2 は、 上記第 1 の実施形態 における ローダ部 1 及び検査部 2 と 同一であるので、 その構 成及び作用の説明は重複をさ けるために省略する。
図 6 は本発明に係わるァライ メ ン ト装置の第 4 の実施形態 における非接触位置セ ンサの具体的な構成図である。
外径 2 0 0 m mの半導体ウェハ 5 Aがポジショ ニングされ る と ころには、 4 つの非接触位置センサ 4 3 〜 4 6 が固定配 置されている。 これら非接触位置センサ 4 3 〜 4 6 は、 図 3 に示す非接触位置セ ンサ 2 1 〜 2 4 の構成と 同一構成である これら非接触位置セ ンサ 4 3 〜 4 6 は、 L型ノヽ ン ド 1 6 a によ り検出視野が妨げられないと ころに配置される。
外径 3 0 0 m mの半導体ウェハ 5 B がポジショ ニングされ る と ころには、 4つの非接触位置センサ 2 1 〜 2 4が固定配 置されている。
これら非接触位置セ ンサ 2 1 〜 2 4 と非接触位置セ ンサ 4 3 〜 4 6 と は、 同心円上に固定配置されている。
ロポッ ト制御部 1 3 は、 外径 2 0 0 m m又は外径 3 0 0 m mの半導体ウエノヽ 5 A、 5 Bをハ ン ド 1 0 力 ら L型ノ、 ン ド 1 7 a 、 1 7 b 又は 1 7 c に渡す場合、 次のよ う にウェハ搬送 ロボッ ト 4 を動作制御する。
すなわち、 外径 2 0 0 m mの半導体ウエノ、 5 Aをハン ド 1 0力、ら L型ハ ン ド 1 7 a 、 1 7 b 又は 1 7 c に渡す場合、 ゥ ェハ搬送ロ ボッ ト 4 は、 多関節アーム及びハ ン ド 1 0 を移動 動作させ、 ハ ン ド 1 0上に保持している半導体ウェハ 5 Aの 位置を、 4 つの非接触位置セ ンサ 4 3 〜 4 6 の上方にポジシ
3 ユングする。
外径 3 0 O m mの半導体ウェハ 5 B をハ ン ド 1 0 カゝら L型 ハン ド 1 7 a 、 1 7 b又は 1 7 c に渡す場合、 ウェハ搬送口 ボッ ト 4 は、 ロ ボッ ドアーム及びハン ド 1 0 を移動動作させ、 ハン ド 1 0 上に保持している半導体ウェハ 5 B の位置を、 4 つの非接触位置セ ンサ 2 1 〜 2 4 の上方にポジショ ニングす る。
ァライ メ ン ト制御部 3 1 は、 次の各機能を有する。 すなわ ち、 外径 2 0 0 mm又は 3 0 0 m mの半導体ウエノ、 5 A、 5 B をノヽン ド 1 0 力、ら L型ノヽン ド 1 7 a 、 1 7 b 又は 1 7 c に 渡す場合、 ァライ メ ン ト制御部 3 1 は、 4つの非接触位置セ ンサ 4 3 〜 4 6又は 2 1 〜 2 4 から出力される各画像信号を 入力 してそれぞれの画像データを作成 し、 これら画像データ における半導体ウェハ 5 A又は 5 B のウェハエッジ部と直交 する方向の 1 ライ ン画像データ を抽出 し、 このライ ン画像デ ータから合計 4 点の半導体ウェハ 5 A又は 5 Bの ウェハエツ ジ部の各検出位置を求める。
ァ ライ メ ン ト制御部 3 1 は、 半導体ウェハ 5 A又は 5 B の ウェハエッジ部の各検出位置から少な く と もオリ フラゃノ ッ チ情報が混入していない 3 つのウェハエッジ座標を求め、 こ れら座標か ら半導体ウェハ 5 A又は 5 B の中心位置を求める ァライ メ ン ト制御部 3 1 は、 半導体ウェハ 5 A又は 5 B の 中心位置と 正規の中心と を比較し、 半導体ウェハ 5 A又は 5 B の中心位置の正規の中心力、 らのズレ量を求める。
ァライ メ ン ト制御部 3 1 は、 ズレ量からセンタ リ ングする ための補正量を求め、 この補正量の指令をウェハ搬送ロボッ ト 4 に与え る。
ウェハ搬送ロボッ ト 4 は、 捕正量に従って多関節アーム及 びハン ド 1 0 を移動 し、 ノヽン ド 1 0 上に保持している半導体 ウェハ 5 Aの中心位置をァライ メ ン トする。
こ のよ う に上記第 4 の実施形態においては、 外径 2 0 0 m mの半導体ウェハ 5 Aのウェハエッジ部に対応する位置に 4 つの非接触位置センサ 4 3 〜 4 6 を固定配置し、 外径 3 0 0 m mの半導体ウェハ 5 B のウェハエッジ部に対応する位置に 4つの非接触位置センサ 2 1 〜 2 4 を固定配置した。
従って、 この第 4 の実施形態においても上記第 1 の実施形 態の作用効果と 同様の作用効果を得る こ と ができ る。
又、 ウェハ搬送ロボッ ト 4 は、 外径 2 O O mm又は外径 3 0 O m mの半導体ウエノ、 5 A、 5 B のいずれかを L型ハン ド 1 7 a 、 1 7 b 又は 1 7 c に渡す場合であっても、 ノヽン ド 1 0 を ウェハ受け渡しポジシ ョ ン P ェ上の同一位置で停止する 従って、 ウェハ搬送ロボッ ト 4 は、 外径 2 0 0 mm又は外 径 3 0 O m mの半導体ウェハ 5 A、 5 Bで動作を変更する必 要がない。
なお、 上記第 4 の実施形態は、 次のよ う に変形しても よい 外径 2 0 O m mの半導体ウェハ 5 Aを検出するための 4つ の非接触位置セ ンサ 4 3 〜 4 6 を無く し、 4 つの非接触位置 センサ 2 1 〜 2 4 を外径 3 0 O m mの半導体ウエノヽ 5 B の ゥ ェハエッジ部を検出する本来の位置と、 外径 2 0 O m mの半 導体ウェハ 5 Aのウェハエ ッジ部を検出する位置との間に移 動自在にする。
なお、 本発明は、 上記第 1 乃至第 4 の実施形態に限定され る も のでな く 、 実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で 種々 に変形する こ とが可能である。
上記第 1 乃至第 4 の実施形態は、 半導体ウェハ 5 の下方に 非接触位置センサ 2 1 〜 2 4 を配置しているが、 図 7 に示す よ う に非接触位置センサ 2 1 〜 2 4 を半導体ウェハ 5 の表裏 面側に配置 しても よい。
本発明装置は、 ウェハ受け渡しポジショ ン P 1 に回転ステ ージを設け、 この回転ステージに保持された半導体ウェハ 5 を回転させて、 非接触位置セ ンサ 2 1 〜 2 4 によ り 検出され たウェハエッジ部の位置情報に基づいて半導体ウェハ 5 の姿 勢を制御 しても よい。
産業上の利用可能性
本発明は、 例えば半導体ウェハ、 又は液晶ディ スプレイ な どのフ ラ ッ トパネルディ ス プレイ のガラス基板を 目視ゃ顕微 鏡を用いて検査 · 測定する装置に適用 される。
本発明によれば、 半導体ウェハなどのウェハエッジ部を複 数箇所で検出する少な く と も 2 つの光学センサを設けたので これら光学センサによ り 検出されたウェハエッジ部の各位置 に基づいて半導体ウェハを所定の姿勢にァライ メ ン トでき る

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 対象物を所定の姿勢にァライ メ ン トするァライ メ ン ト 装置において、
収納容器に収納された前記対象物を設備装置の受け渡し位 置に搬送する搬送ロボッ ト と、
前記受け渡し位置に設け られ、 前記対象物の外周縁を検出 する少な く と も 2つの光学センサ と 、
これら光学センサ と前記対象物と を相対的に移動し、 前記 光学センサの視野範囲内に前記対象物の前記外周縁を配置す る移動手段と、
前記各光学セ ンサによ り 検出された前記外周縁の少な く と も 3 箇所の位置情報に基づいて前記搬送ロボッ ト を制御 し、 前記対象物を前記所定の姿勢にァライ メ ン トするァライ メ ン ト制御部と、
を具備したこ と を特徴とするァライ メ ン ト装置。
2 . 請求項 1 記載のァライ メ ン ト装置において、
前記光学センサは、 前記受け渡し位置の正規の中心位置を 中心に して複数の前記対象物の う ち最大外径の前記対象物の 前記外周縁に対応する 4箇所に固定配置し、
前記移動手段は、 前記対象物の前記外周縁を前記各光学セ ンサにポジショ ニングする、
こ と を特徴とする。
3 . 請求項 1 記載のァライ メ ン ト装置において、
前記光学センサは、 前記受け渡し位置の正規の中心位置を 中心に して外径が異なる複数の前記対象物の前記外周縁に対 応する各位置ごと に、 それぞれ 4箇所ずつ同心円上に固定配 置されたこ と を特徴とする。
4 . 請求項 1 記載のァライ メ ン ト装置において、
前記移動機構部は、 少な く と も 2 つの前記光学セ ンサを、 外径の異なる複数の前記対象物の前記各外周縁に対応する各 箇所にそれぞれ移動させる こ と を特徴とする。
5 . 請求項 1 記載のァライ メ ン ト装置において、
前記光学センサは、 前記受け渡し位置の正規の中心位置を 中心とする 同心円上に 4箇所配置され、 前記移動手段は、 前 記 4つの光学センサを外径の異なる複数の対象物の前記外周 縁に対応する同心円位置に移動させる こ と を特徴とする。
6 . 請求項 1 記載のァライ メ ン ト装置において、
前記光学センサは、 前記受け渡し位置の正規の中心位置を 中心とする最大外径の前記対象物の前記外周縁に対応する同 心円 と、 こ の同心円上において小さい外径の前記対象物の前 記外周縁と が交差する位置に配置される こ と を特徴とする。
7 . 請求項 1 記載のァライ メ ン ト装置において、
前記移動機構部は、 軸方向に回転可能な回転軸と、 こ の回転軸に一端が設け られ、 互いに連結されて多関節ァ ームを構成する複数の連結アーム と、
これら連結アーム の他端に連結され、 前記対象物を保持す る ノヽ ン ドと 、
からなる多関節の搬送ロボッ トである こ と を特徴とする。
8 . 請求項 1 記載のァライ メ ン ト装置において、
前記光学セ ンサは、 落射テ レセ ン ト リ ッ ク 照明系を備えた 2次元撮像素子からな り 、 前記光学センサによ り 取得された 前記対象物の外周縁の 2次元画像に対し、 前記外周縁と直交 する方向の 1 ライ ン又は複数ライ ンの画像データから前記外 周縁の位置情報を求める こ と を特徴とする。
補正害の請求の範囲
[ 2 0 0 2年 2月 7曰 （0 7 . 0 2 . 0 2 ) 国際事務局受理：出願当初の請求の範囲 1一 8は補正された；新しい請求の範囲 9が加えられた。 （5頁） ]
1 (補正後） . 円形状対象物をァライメ ン トするァライ メ ン ト装置において、
収納容器から前記円形状対象物を設備装置の受け渡し位置 に搬送する多関節型搬送ロポッ ト と 、
前記受け渡し位置で前記多関節型搬送ロボッ トから前記円 形状対象物を受け取り 、 前記設備装置内の他の位置に搬送す る搬送手段と 、
前記受け渡し位置に設けられ、 サイズの異なる前記円形状 対象物の外周縁の少なく と もオリ フラ又はノ ツチを含まない 3箇所のエッジ情報を検出する少なく と も 2つの非接触位置 センサと 、
これら非接触位置センサと前記円形状対象物と を相対的に 移動させ、 前記サイズの異なる前記円形状対象物の外周縁を 前記各非接触位置センサの検出範囲に配置させる移動手段と 前記各非接触位置センサによ り 前記多関節型搬送ロボッ ト 上に保持された前記円形状対象物の中心位置と前記受け渡し 位置の中心位置と のズレ量を求め、 このズレ量に基づいて前 記多関節.型搬送ロボッ トを制御して前記円形状対象物の中心 位置を前記受け渡し中心位置にァライ メ ン ト させる制御手段 と 、
を具備したこ と を特徴とするァラィ メ ン ト装置。
2 (補正後） . 請求項 1記載のァライ メ ン ト装置において、 前記非接触位置センサは、 サイ ズの異なる最大外径の前記 円形状対象物の外周縁に対応する 4箇所に 2個一組と して左 襪疋された j¾紙（条約第 条》 右に配置され、
前記移動手段は、 前記多関節型搬送ロボッ ト によ り前記受 け渡し位置に搬送された前記円形状対象物を前記各組みの前 記非接触位置センサ間に移動させる こ と を特徴とする。
3 (補正後） . 請求項 1記載のァライメ ン ト装置において、 前記非接触位置センサは、 サイズの異なる最大外径の前記 円形状対象物の外周縁に対応する 4箇所に 2個一組と して左 右に配置され、 この う ちの一組の前記非接触位置センサ と対 向 させ前記サイズの異なる小さな前記円形状対象物の外周縁 に対応する 2箇所に前記非接触位置センサを配置したこ と を 特徴とする。
襪疋された用紙（条約第 条) 4 (補正後） . 請求項 3記載のァライ メ ン ト装置において、 前記非接触位置センサは、 一方の一組を前記最大外径の前 記円形状対象物の外周縁と前記小さな前記円形状対象物の外 周縁とが交差する 2箇所に配置したこ と を特徴とする。
5 (補正後） . 請求項 1 記載のァライ メ ン ト装置において、 前記非接触位置センサは、 前記サイ ズの異なる各前記円形 状対象物の外周縁に対応させて 4箇所に配置したこ と を特徴 とする。
6 (補正後） . 請求項 1 記載のァライメ ン ト装置において、 前記非接触位置センサは、 サイズの異なる最大外径の前記 円形状対象物の外周縁に対応する 2箇所に一組配置され、 前記移動手段は、 当該一組の非接触位置センサを前記最大 外径の円形状対象物の反対側の外周縁まで移動させ、 この移 動範囲内において前記サイ ズの異なる他の円形状対象物の外 周縁と対応する位置に配置可能にしたこ と を特徴とする。
7 (補正後） . 請求項 1 記載のァライメ ン ト装置において、 前記搬送手段は、 前記受け渡し位置と前記設備装置の他の 位置と の間で前記円形状対象物を循環搬送する回転アーム搬 送ロボッ トで、 この回転アーム搬送ロボッ トの受け取り 中心 位置が前記受け渡し位置の中心位置に一致する よ う に停止す る こ と を特徴とする。
8 (補正後） . 請求項 1記載のァライ メ ン ト装置において、 前記非接触位置センサは、 落射テ レセン ト リ ック照明系を 備えた 2次元撮像素子からな り 、 前記非接触位置センサによ り 取得された前記円形状対象物の外周縁の 2次元画像に対し 襦正された用紙 （条約第 条） て、 前記外周縁と交差する方向の 1 ライ ン又は複数ライ ンの 画像データから前記外周縁のエ ッジ情報を求める こ と を特徴 とする。
襦正された用紙（条約第19条) 9 (追加） . 請求項 1 記載のァライ メ ン ト装置において、 前記非接触位置センサは、 前記円形状対象物の外周縁を検 出する際に、 前記多関節型搬送ロボッ トのハン ド及び前記搬 送手段のハン ドと光学的に干渉しない位置に配置される こ と を特徴とする。
襦正された用紙 （条約第 条）
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