(57)【要約】　　　（修正有）【課題】ロボットによる搬送中にウェハ及び他の基板の基準位置からのずれを検出し補正することによって、基板を正確に位置決めするシステム及び方法を提供する。【解決手段】本装置は、少なくとも２つの固定された基準点３０２、３０４を含む。基準点３０２，３０４は、加工ツールに対して、またはエンドエフェクタ２２４に対して一定の位置関係を持ち得る。ロボットアームが通路に沿ってエンドエフェクタ２２４及び基板２１０を移動させると、カメラ３０６が、基板２１０の縁及び基準点３０２，３０４の画像を取り込む。２つまたはそれ以上のカメラ３０６も設置可能である。次いで、コンピュータが、これらの読み取りに基づいて、エンドエフェクタ２２４上における所望のまたは中心の位置に対する基板２１０の位置のドリフトを算出可能であり、このドリフトは、次のロボットアームの移動時に補正され得る。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体加工装置内において基板を正確に位置決めする方法であって、
ロボットに連結されたエンドエフェクタ上に前記基板を載置するステップと、前記ロボットとともに通路に沿って前記基板及びエンドエフェクタを移動させるステップと、
前記基板の第１の縁部分の第１の画像を、近傍に位置する第１の基準点とともに取り込むステップと、
前記基板の第２の縁部分の第２の画像を、近傍に位置する第２の基準点とともに取り込むステップと、
前記取り込まれた画像を用いることによって、理想基板位置に対する前記基板の位置ずれを測定するステップと、
ロボットが次に前記基板を移動させる間に、位置ずれに対する補償を行うステップと、
を含む基板位置決め方法。
【請求項２】
前記第１及び第２の基準点は、前記エンドエフェクタに対して一定の位置関係を有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１及び第２の基準点は、前記エンドエフェクタ上に設けられる請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１及び第２の基準点は、前記エンドエフェクタに取り付けられた基準点ホルダー上に設けられる請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記第１及び第２の基準点は、前記通路に略平行な直線に沿って相互に間隔をおいて配置される請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記第１及び第２の基準点は、前記通路に略垂直な直線に沿って間隔をおいて配置される請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記取り込みステップは、５０ｍｍ×５０ｍｍ以下の視野を有した画像取り込み素子を用いることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記画像取り込み素子は、２０ｍｍ×２０ｍｍ以下の視野を有する請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記画像取り込み素子は、１０ｍｍ×１０ｍｍ以下の視野を有する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記測定ステップは、前記基板の中心点を計算することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記位置ずれ測定ステップは、前記エンドエフェクタの理想基板中心点と算出した前記基板中心点とを比較するステップを含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記補償ステップは、搬送開始位置から搬送終了位置への基板移動中に行われる請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記補償ステップは、中継位置に前記ウェハを配置し該ウェハを補正済みの位置で取り上げることにより行われる請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記取り込みステップは、カメラを使用することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記取り込みステップは、電荷結合素子を用いることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
第１の画像取り込み用素子が、前記第１の画像を取り込むように配置され、第２の画像取り込み用素子が、前記第２の画像を取り込むように配置される請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の画像取り込み用素子及び第２の画像取り込み用素子は、ほぼ同時に各画像を取り込む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記補償ステップは、前記基板を搬送終了位置へ配置するように前記ロボットに命令するプロセッサが用いられる請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記プロセッサは、基板上のフラットまたはノッチを認識するようにプログラムされる請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の基準点は、前記第１の画像を取り込むカメラに対して一定の位置関係を有し、前記第２の基準点は、前記第２の画像を取り込むカメラに対して一定の位置関係を有する請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１及び第２の画像は、前記基板がそれぞれ第１及び第２の位置にそれぞれ位置する間に、異なる時点において単一のカメラにより取り込まれる請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１の基準点及び第２の基準点は、同じ点である請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
通路に沿って前記基板を搬送するように構成されたエンドエフェクタと、
少なくとも１つの基準マークと、
少なくとも１つの基準マークと前記基板の縁の異なる部分とをそれぞれ含む２つの画像を取り込むように配置された少なくとも１台のカメラと、
理想基板位置に対する前記基板の位置ずれを算出するように構成され、前記少なくとも１台のカメラからの入力信号を受け取るプロセッサと、
を備えた基板位置決め装置。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの基準マークは、前記エンドエフェクタに対して一定の位置関係を有した少なくとも２つの基準マークを含む請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記少なくとも２つの基準マークは、前記エンドエフェクタ上に直接設けられる請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記少なくとも２つの基準マークのそれぞれは、前記エンドエフェクタに取り付けられた基準マークホルダー上に設けられる請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】
前記少なくとも２つの基準マークのそれぞれは、連続した基準マーキングを含む請求項２４に記載の装置。
【請求項２８】
前記少なくとも２つの基準マークは、前記通路に略垂直な直線に沿って間隔をおいて配置される請求項２４に記載の装置。
【請求項２９】
前記少なくとも１台のカメラは、５０ｍｍ×５０ｍｍ以下の視野を有する請求項２３に記載の装置。
【請求項３０】
前記少なくとも１台のカメラは、２０ｍｍ×２０ｍｍ以下の視野を有する請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記少なくとも１台のカメラは、１０ｍｍ×１０ｍｍ以下の視野を有する請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記少なくとも１台のカメラは、電荷結合素子からなる請求項２３に記載の装置。
【請求項３３】
前記少なくとも１台のカメラは、前記カメラの視野内における前記基板の有無を検出するセンサーにより起動される請求項２３に記載の装置。
【請求項３４】
前記少なくとも１台のカメラは、タイマーにより起動される請求項２３に記載の装置。
【請求項３５】
前記少なくとも１台のカメラは、前記基板の有無に対応する画素数が変わることによって起動される電荷結合素子を含む請求項２３に記載の装置。
【請求項３６】
前記電荷結合素子は、一定の閾値レベルを上回る光強度または前記閾値レベルを下回る光強度を示す一定の画素数になると起動される請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
前記電荷結合素子は、前記電荷結合素子が一定の閾値レベルを越えることにより検出される総光強度になると起動される請求項３５に記載の装置。
【請求項３８】
前記少なくとも１台のカメラは、第１の基準マークの画像を取り込むように配置された第１のカメラと、第２の基準マークの画像を取り込むように配置された第２のカメラとを含む請求項２３に記載の装置。
【請求項３９】
前記第１のカメラ及び第２のカメラは、ほぼ同時に各画像を取り込む請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
前記プロセッサは、前記ウェハの縁と前記基準マークの１つとの間の距離を算出するように構成される請求項２３に記載の装置。
【請求項４１】
前記プロセッサは、実際のウェハの中心点を算出せずに、前記理想基板位置に対する前記基板の位置ずれを算出するように構成される請求項２３に記載の装置。
【請求項４２】
前記プロセッサは、前記エンドエフェクタ上における前記基板用の中心点と理想中心点に対する前記基板のドリフトとを算出するように構成される請求項２３に記載の装置。
【請求項４３】
前記プロセッサは、前記算出した位置ずれの補償を行うために位置変化を算出するように構成される請求項２３に記載の装置。
【請求項４４】
前記プロセッサは、前記算出された位置変化に応答して、前記エンドエフェクタに接続されたロボットに命令するように構成される請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
前記プロセッサは、前記基板上のフラットまたはノッチを認識するように構成される請求項２３に記載の装置。
【請求項４６】
前記プロセッサは、フラットまたはノッチが認識された時に基準マークの近傍において前記基板のための仮想縁を外挿するように構成される請求項４５に記載の装置。
【請求項４７】
前記少なくとも１つの基準マークは、前記少なくとも１台のカメラに対して一定の位置関係を有する請求項２３に記載の装置。
【請求項４８】
通路に沿って前記基板を搬送するように構成されたエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタに対して一定の位置関係を有し少なくとも２つの基準マークと、
前記基準マークの１つと前記基板の縁の異なる部分とをそれぞれ含む２つの画像を取り込むように配置された少なくとも１台のカメラと、
前記基準マークに対する前記基板の位置を算出するように構成され、前記少なくとも１台のカメラから入力信号を受け取るプロセッサと、
を備えた基板位置決め装置。
【請求項４９】
前記少なくとも１台のカメラは、前記エンドエフェクタが前記通路に沿って移動するのに伴って前記２つの画像を取り込むように配置された単一のカメラを含む請求項４８に記載の装置。
【請求項５０】
半導体加工装置内において基板を正確に位置決めする方法であって、
前記ロボットにより通路に沿って基板を移動させるステップと、
前記基板の第１の縁部分及び第１の基準マークを含む第１の画像を取り込むステップと、
前記基板の第２の縁部分及び第２の基準マークを含む第２の画像を取り込むステップと、
前記各基準マークから、各前記第１及び第２それぞれの画像用の前記基板の縁までの距離を測定するステップと、
前記測定した距離を用いて理想位置の基板に対する前記基板位置のドリフトを算出するステップと、
を含む基板位置決め方法。
【請求項５１】
エンドエフェクタ上における基板のドリフトを算出するシステムであって、
前記エンドエフェクタを支持し移動させるロボットであり、第１の位置と第２の位置とを含んだ移動通路に沿って前記エンドエフェクタ及び支持された基板を移動させるように構成された前記ロボットと、
基準マークと、
前記基準マークに対して一定の位置関係を有したカメラであり、前記基板が第１の位置にある第１の画像と、前記基板が第２の位置にある第２の画像とを取り込むように配置され、各前記第１及び第２の画像は、前記カメラに対して一定の位置関係を有した基準マークと前記基板の縁の異なる部分を含む、前記カメラと、
前記基準マークに対する基板の位置を算出するように構成され前記カメラ及びロボットから入力信号を受け取るプロセッサと、
を備えた基板ドリフト算出システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概ね、半導体基板の、基準位置からのずれを検出し補正することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
加工中において、一般的には、半導体加工機内において１つの場所から別の場所へシリコンウェハのような基板を搬送するロボットを使用する。一般に、ウェハは、収納カセットと、半導体加工機内の加工チャンバー内のボートまたはウェハホルダーとの間を搬送される。ロボットは、カセットからウェハを取り上げ、搬送し、加工完了後にウェハを収納カセット内に戻すエンドエフェクタを含む。
【０００３】
ウェハは、高い精度で配置しなければならないことが多い。例えば、縦型炉用のボートのスロット内におけるウェハの配置には誤差がほとんど存在しない場合が多い。例えば、Ｚｉｎｇｅｒによる米国特許第５，４０７，４４９号明細書（特許文献１）を参照。
【０００４】
配置の精度を必要とする別の例を図１に示す。枚葉式ウェハ加工チャンバー内の典型的なウェハ及び、ウェハ保持用サセプタを図１に示す。所与のウェハについて、ウェハが収まる、サセプタ上のポケットの直径は、ウェハの直径よりも若干大きいだけである。ウェハの縁とサセプタポケットの縁との間には非常に狭い間隙が存在することが多い。重要なことは、ウェハが、ポケットの中心に配置され側壁と接触しないことである。ウェハがポケットの側壁と接触した場合、局所的に温度が変化して、ウェハ全体にわたって温度勾配が生じる結果となる。殆どの半導体加工が非常に温度に依存することから、これによって、処理結果が均一でなくなる可能性がある。同様に、ウェハは、中心に配置されないと、いくつかの異なる処理を受けている間に損傷を受けかねない。
【０００５】
ウェハ搬送中において、エンドエフェクタに対するウェハの位置は、通常変わらない。「ドリフト（ｄｒｉｆｔ）」として知られる、最終的なウェハの配置における誤差は、主に取り上げ時におけるウェハの位置が変わることによる。すなわち、エンドエフェクタは、若干相違する位置で各ウェハに装着される。従って、搬送先へ配置する前にウェハの位置を補正する必要がある。
【０００６】
多くの場合には、ロボットによる再取り上げの前に所与のウェハの中心位置を確認する独立型ステーションが、設置され、その結果、ロボットのエンドエフェクタの中心への配置が確実に行われる。残念ながら、このようなシステムには、貴重な加工時間を浪費する別個の上げ降ろし作業が必要である。従って、エフェクタがウェハを１つの場所から別の場所へ搬送する時に、「インライン式」でウェハの位置を測定し補正するのが好ましい。この補正を有効にする１つの方法は、カセットから取り出した後のウェハの位置測定に基づいてウェハ搬送ロボットのための配置場所を変更することによる。
【０００７】
先行技術においては、サセプタまたは他の搬送先にウェハを配置する前にロボット上におけるウェハの位置を測定する多くの方法が存在する。ウェハとの接触を避けることが望ましいことから、光学系が広く使用される。典型的な光学系においては、ビームが、ウェハに向けられ、ロボットが装置内を動く時に、センサーが、反射ビームまたは、透過ビームの一部分のいずれかを検出する。次に、センサーデータを用いて、ウェハの位置を割り出す。
【０００８】
ウェハの位置を補正するために使用される殆どの方法が、光透過型センサーに基づく。典型的な光センサーは、受信機及び送信機からなる。送信機は、受信機により受信される（可視スペクトル内外に存在し得る）光線を生じる。ビームが、ウェハのような、送信機と受信機との間の物体により遮断されると、センサーは、その遮断を検出し、コンピュータに信号を送信する。次いで、コンピュータは、光センサーにおける遮断時間及び期間、ロボットの移動速度、及びロボットの位置に基づいてウェハの位置を外挿することができる。よって、実際のウェハの位置が、算出され、その結果としての配置操作では、搬送先にウェハを正確に配置するために、この実際のウェハの位置を用いる。
【０００９】
【特許文献１】
米国特許第５，４０７，４４９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
光測定の精度は、部分的に、これらの光学素子の位置の正確さにより左右されることが知られる。現在、これらのシステムは、複雑な機械手段を用いて配置され、該機械手段は、必ずしも精密ではない。さらには、典型的なインライン型ウェハセンタリングシステムは、かなり複雑でかつ高価であり、精確な配置を行うために多くのセンサーを必要とする。
【００１１】
ロボットによる搬送中にウェハ及び他の基板を正確に配置する、簡易で信頼性のあるシステムへの要請が存在する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この要請を満たすためには、本発明の実施形態が、正確な中心位置からの基板ドリフト量を測定し、かつ、搬送終了位置になる前に基板ドリフト量を補正する装置及び方法を提供する。
【００１３】
本発明の一態様によれば、半導体加工装置内において基板を正確に位置決めする方法が提供される。基板が、ロボットに連結されたエンドエフェクタ上に載置される。基板及びエンドエフェクタは、ロボットとともに通路に沿って移動する。基板の第１の縁部分の第１の画像が、近傍に位置する第１の基準点とともに、取り込まれる。基板の第２の縁部分の第２の画像も、近傍に位置する第２の基準点とともに、取り込まれる。次いで、理想基板位置に対する基板の位置ずれが、取り込まれた画像を用いて測定される。次いで、種々の位置ずれの補償が、ロボットが次に基板を移動させている間に行われる。
【００１４】
本発明の別の態様によれば、基板の位置決めをする装置は、通路に沿って基板を搬送するように構成されたエンドエフェクタ、少なくとも１つの基準マーク及び、２つの画像を取り入れるように配置された少なくとも１台のカメラを含む。各画像には、少なくとも１つの基準マーク及び、基板の縁の異なる部分が含まれる。プロセッサが、理想基板位置に対する基板の位置ずれを算出するように構成され、該プロセッサは、少なくとも１台のカメラからの入力信号を受け取る。
【００１５】
本発明の一実施形態において、少なくとも２つの基準マークが、エンドエフェクタに固定され、基板とともに移動する。基準マークは、基板の縁の所望の部分の近くに配置される。別の実施形態では、基準デバイスは定位置にあり、少なくとも１つの基準マークを含む。
【００１６】
プロセッサは、ＰｅｎｔｉｕｍＴＭというブランド名の下でＩｎｔｅｌ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販される中央処理装置のような、一般的な中央処理装置からなる。プロセッサはまた、デジタルシグナルプロセッサまたはマイクロコントローラーのような専用の処理装置からなるものとしてもよい。プロセッサは、独立型としてもよく、或いは、ＲＡＭ、キーボード、モニタ、ハードディスクなどを含んだ、一般的なコンピュータにおいて見られる他の要素と組み合わせてもよい。カメラからの情報を用いて、プロセッサは、基準点に対する基板のドリフトを算出し、基板が搬送終了位置に正確に配置されるようにロボットアームの動きを調節することができる。
【００１７】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下の詳細な説明及び添付の図面から容易に明らかとなろう。ただし、以下の詳細な説明及び添付の図面は、例示を目的とするものであって、本発明を限定するものではない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明の、ウェハのドリフトを補正する本方法及び装置を、好適な実施形態に関連して説明するが、本発明の方法及び装置は、図示した装置に限定されない。むしろ、本方法及び装置は、高精度で所定位置に基板を配置する必要があるいかなる手段または環境においても使用可能である。さらには、ここに説明する操作についての式及び特定の数列が例示に過ぎず、かつ、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限り変更可能であることを、当業者は容易に理解するだろう。
【００１９】
本発明は、以下の詳細な説明を読めばさらに完全に理解され、この詳細な説明は、添付の図面と関連づけて読むべきである。この説明においては、同様の番号は、本発明の種々の実施形態の中において同じ構成要素を指す。
【００２０】
位置決め精度の重要性
図１は、サセプタのポケット内における所定位置の２００ｍｍウェハを示す概略平面及び断面図である。この図面に、典型的なウェハ１０と、枚葉式ウェハ加工チャンバー内にウェハを保持するサセプタ１２とを示す。直径が２００ｍｍのウェハについては、ウェハが収まるサセプタポケットの直径は、ウェハより若干大きい直径であるに過ぎない。本例において、サセプタポケットの直径は、２０１ｍｍに過ぎない。多くの場合、正確に中心に配置したウェハ１０の縁とサセプタポケットの縁との間には、図示した例ではわずか０．５ｍｍの非常に狭い間隙１４がある。３００ｍｍウェハ用のサセプタでも、同様に、ウェハ受け入れポケット内に非常にわずかの間隙しかない。
【００２１】
重要なことは、ウェハが、ポケットの中心に配置され、側壁と接触しないことである。ウェハがポケットの側壁と接触した場合、温度が局所的に変化して、ウェハ全体に渡って温度勾配が生じる結果となる。半導体加工が非常に温度に依存することが多いことから、これによって、処理結果が均一でなくなる可能性がある。同様に、ウェハは、中心に配置されないと、バッチシステム（例えば縦型炉）のためにボートが搬出入を行う間のような、種々の異なる処理を受けている間に損傷を受けかねない。
【００２２】
加工装置
図２は、本発明の一実施形態を用いた、例示的な半導体加工装置２０１の概略平面図である。ウェハ２１０が、ロボット２１４により半導体加工装置２０１内の種々の場所の間を搬送される。ロボット２１４は、エンドエフェクタ２２４を含み、該エンドエフェクタ２２４は、パドル、フォーク、ベルヌーイワンド、吸引装置、グリッパーなどの形態を取り得る。ここで示した実施形態においては、ロボット２１４は、ロードロックチャンバー２２０、２２２と処理チャンバー２２６との間のウェハハンドリングまたは搬送チャンバー２２５内に配置される。この例では、ウェハ２１０は、（処理チャンバー２２６内の）ウェハサポートまたはサセプタ２１２、冷却または中継ステーション２１６、２１８、及びロードロックチャンバー２２０、２２２の間を移動可能である。ウェハ加工は、反応チャンバー２２６内のサセプタ２１２上において行われる。ウェハの（加工前の）中継及び（加工後の）冷却は、ステーション２１６及び２１８において行われる。好ましくは、少なくともウェハのドリフト測定及び、さらに好ましくはウェハ２１０のドリフトの補正も、ウェハハンドリングチャンバー２２５内において行われる。
【００２３】
図３は、本発明の一実施形態により構成されたロボット２１４及びエンドエフェクタ２２４の概略平面図である。ロボット２１４の端のエンドエフェクタ２２４は、第１の基準マークホルダー３０２と第２の基準マークホルダー３０４とを備えた基準器具に接続され、これら各基準マークホルダーは、例えばエンドエフェクタ２２４の中心から径方向外側に、ウェハの縁を越えて延びる。
【００２４】
図３に、各基準マークホルダー３０２、３０４上には、連続した基準マーク４０２が示されているが、２つの画像を取り込みできるのに十分な程度の基準マークしか必要ではなく、各画像には基準マークと基板の縁の別の部分とが含まれることが、以下に説明する実施形態からみて理解されるだろう。いくつかの構成においては、マークがエンドエフェクタとともに移動しない場合には、この目的のために必要な基準マークは、１つのみでよい。ここで示した実施形態においては、マークがエンドエフェクタに対して一定の位置関係を有する場合、少なくとも２つの基準マークを含むことが好ましい。
【００２５】
カメラ３０６が、ロボット２１４の移動通路に沿って配置される。好ましい実施形態においては、カメラ３０６は、電荷結合素子（ＣＣＤ）からなる。ＣＣＤは、光子（光）を電子に変換する（電荷）、小さな感光ダイオードの集まりである。従って、ＣＣＤにより取り込まれた画像は、プロセッサ（図示せず）により格納、分析、及び処理可能である。ＣＣＤの視野と取り込み中の画像とは、好ましくは特定の比率を有し、さらに好ましくはこの比率は１：１である。この比率によって、好ましくは５０ｍｍ×５０ｍｍのＣＣＤが、またはさらに好ましくは２０ｍｍ×２０ｍｍのＣＣＤが、または最も好ましくは標準の１０ｍｍ×１０ｍｍのＣＣＤが、種々のドリフト予測量を伴ったウェハ２１０及び基準マーク４０２の画像を確実に取り込むのに十分広い視野を持ち得る。適切な精度でウェハのずれを測定するのには２５６Ｋ画素のカメラで十分である。
【００２６】
好適な実施形態では、カメラ３０６の視野は、１０ｍｍ×１０ｍｍ程度まで小さくすることができ、それは、ウェハ２１０の縁と各近接した基準マーク４０２との間の間隔が、基準マーク４０２とウェハ２１０の縁とを取り込むのに十分広く、ウェハ２１０の縁を視野内にしたままでウェハ２１０のドリフト許容量を得られるからである。好ましくは、視野を狭くすることによって、広い空間を必要とせずにウェハ加工装置内の、カメラの含有物、最後の光源及び対応の光学素子が簡略化される。さらには、１０ｍｍ×１０ｍｍの視野を有するＣＣＤ及び光源（図示せず）がウェハハンドリングチャンバー２２５の外部に配置され得るように、ウェハハンドリングチャンバー２２５の壁内に光透過ウィンドウを組み込むことは、比較的簡単である。
【００２７】
図３にのみ示すが、図４Ａから図５及び図９におけるカメラ３０６の位置が視野４０６、４１２、４１４、９０２により示されることを当業者は理解するだろう。
【００２８】
図３に戻って、エンドエフェクタ２２４は、（点線で示す）ウェハ２１０を持ち上げるように構成される。特に、ロボットがエンドエフェクタの移動方向または軸線に沿って２つの位置の間を動く時に、カメラ３０６は、２つの画像中に、ウェハ２１０の２つの縁部分と、基準マークホルダー３０２、３０４の部分とを取り込むように配置される。或いは、２つの画像を同時に取り込む２つの別個のカメラを備えることができる。パラメータＲが、ロボットの始点に対するエンドエフェクタ２２４の延長／後退の程度を示す。パラメータθが、回転時にロボットアームにより形成される角度を示す。別のパラメータＺが、垂直方向の動き（図示せず）を示す。本実施形態の方法及び装置では、好ましいロボット及び座標系を前提として説明を行い、移動方向に沿ったウェハの動きＲとずれ角度θ（ａｎｇｌｅ　ｏｆ　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）とを調節することによってウェハ基準位置からのウェハのドリフトの補正を行うことを示す。しかしながら、ここに説明した原理及び利点が、代替始点を有した代替座標系に容易に適用可能であることを、当業者は容易に理解するだろう。
【００２９】
図３のホルダー３０２、３０４は、連続した基準マーク４０２を付けて示す。このような構成においては、基準マーク４０２には、各マークの位置を正確に特定するために、番号または距離のような確認記号を付与可能であることを、当業者は理解するだろう。或いは、基準マーク４０２自体を特有のものにでき、その結果、各基準マークを容易に確認でき、従って、正確な位置が分かる。例えば、基準マーク４０２は、短いバーと長いバーとを交互にして、バーコードとして配置可能である。
【００３０】
図４Ａ及び図４Ｂに、本発明の２つの特定の実施形態の概略平面図を示す。これらの図面に示した各実施形態では、エンドエフェクタ２２４に対して付けられた２つのマーク４０２と、単一のカメラとを使用する。カメラは、エンドエフェクタ２１４が移動方向に沿って動く時に、２つの画像を取り込むように配置され、各画像には、基準マークの一方とウェハ縁の異なる部分とが含まれる。他の構成では、その代わりに、これらの２つの画像を同時に取り込む２つのカメラを使用可能である。
【００３１】
図４Ａでは、エンドエフェクタ２２４は、第１の基準マークホルダー３０２及び第２の基準マークホルダー３０４に接続され、該基準マークホルダー３０２、３０４は、エンドエフェクタ２２４のウェハ基準中心点４０４から径方向外側に延びる。ウェハ基準中心点４０４は、ドリフト調節の必要がない、正確に配置されたウェハ２１０の中心点を示す。ここで示した実施形態においては、各基準マークホルダーは、好ましくは十字マーク、小さい直径の円などのような、ポイントを定める単一の基準マーク４０２を含む。図４Ｂでは、別個の基準マークホルダーを不要にするがエンドエフェクタ自体に基準マーク４０２を設けられるように、エンドエフェクタ２２４を大きくする。カメラ３０６の視野４０６（図３に図示）を本実施形態においても示す。視野４０６の広さは、ウェハ２１０にある程度の種々のドリフトが生じた時に、ロボット２１４が通路に沿って動いている時に、カメラ３０６が、各基準マークホルダー３０２、３０４の対応の基準マーク４０２と一緒にウェハ２１０の少なくとも一部分の画像を必ず取り込み得る程度である。代替実施形態では、図３に示したように、狭い間隔をおいて配置したドットまたは線のような複数の基準マークを使用可能であることを、当業者は理解するだろう。しかしながら、残りの図の実施形態では、好ましくは２つの個別の基準マーク４０２が設けられる。
【００３２】
図４Ｃは、本発明の別の実施形態により構成されたロボットエンドエフェクタの概略平面図である。本実施形態では、第１の基準マークホルダー４０８と第２の基準マークホルダー４１０とが、エンドエフェクタ２２４に取り付けられる。基準マークホルダー４０８、４１０は、エンドエフェクタ２２４から外側に、かつロボット２１４のＲ軸線（エンドエフェクタ移動方向）に平行に延びる。基準マークホルダー４０８、４１０は、ｄの間隔を離され、ウェハ基準中心点４０４に関連して配置される。各基準マークホルダー４０８、４１０上には、本実施形態では単純な線で図示した少なくとも１つの基準マーク４０２がある。従って、図４Ｃでは、２つの基準マーク４０２が、概ねエンドエフェクタの通路（Ｒ軸線）に垂直の線に沿って配置される。
【００３３】
好ましくは、第１のカメラは、ロボット２１４が延びるかまたは後退する時に、ウェハ２１０の縁及び第１の基準マークホルダー４０８が第１のカメラの視野４１２を通過するように配置される。さらに、第２のカメラ（図示せず）が、ロボット２１４が通路に沿って動く時に、ウェハ２１０及び第２の基準マークホルダー４１０が第２のカメラの視野４１４を通過するように配置される。視野４１２及び４１４の広さの程度は、ウェハ２１０にある程度の種々のドリフトが生じた場合、ロボット２１４が通路に沿って動いている時に、各カメラが、対応の基準マーク４０２と一緒にウェハ２１０の少なくとも一部分の画像を必ず取り込み可能な程度である。図４Ｃの実施形態において、本システムは、好ましくは、種々のある程度のドリフトが起きた場合、各画像に基準マーク４０２の一方とウェハ２１０の一部分の縁とが含まれることになると予測される、エンドエフェクタの軌道内の１カ所で、同時に２つの画像を取り込めるようにプログラムされる。以下に説明するように、画像は、いくつかの方法のどれかで取り込まれる。
【００３４】
図５に、本発明の好適な実施形態により使用されるカメラの拡大した視野４０６を示す。ウェハ２１０は、ウェハの縁と、基準マークホルダー３０２の基準マーク４０２との間にいくらか間隔をおいて配置される。以下に説明するように、この視野４０６の画像は、基準マーク４０２とウェハ２１０の縁との間の間隔を測定するために、取り込み、格納し、処理することができるか、或いはウェハ２１０を正確に配置するために使用できる。
【００３５】
好適な実施形態の実施
本発明の好適な実施形態の実施を図２から図５を参照して説明する。ロボットのエンドエフェクタは、半導体加工装置２０１内の種々の搬送開始位置からウェハを取り上げ、種々の搬送終了位置へ移動させることができる。例えば、図２の装置では、搬送開始位置及び搬送終了位置は、典型的なウェハ２１０用の処理サイクル中において、反応チャンバー２２６、冷却ステーション２１６、またはロードロックチャンバー２２０、２２２になり得る。
【００３６】
図２及び図４Ａに関して、１つの方法では、エンドエフェクタ２２４は、反応チャンバー２２６からウェハ２１０を持ち上げる。ロボット２１４が後退している時に、第１の基準マークホルダー３０２とウェハ２１０の縁とが、カメラ３０６の視野４０６内に現れる（図３）。カメラ３０６が、起動し、ウェハ２１０の第１の縁部分と、第１の基準マークホルダー３０２上の基準マーク４０２との第１の画像を取り込む。次いで、画像は、処理装置（図示せず）に送られる。ロボットアームが後退し続けると、ウェハ２１０が、カメラの視野４０６を通過する。第２の基準マークホルダー３０４と、ウェハ２１０の第２の縁部分とがカメラ３０６の視野４０６内に現れた時に、カメラ３０６が、再度起動する。その時に、カメラ３０６が、ウェハ２１０の第２の縁部分と、第２の基準マークホルダー３０４上の基準マーク４０２との画像を取り込む。
【００３７】
カメラ３０６は、種々の異なる手段によってこれらの画像を取り込むように起動可能である。例えば、カメラ３０６は、ロボットアームの位置センサーまたは、ウェハ２１０の縁を検出するように設計された光センサーによって起動可能である。カメラ自体を光センサーとして使用可能であることが好ましい。例えば、カメラ及び光源は、ウェハと対向した側に配置可能である。ウェハが存在しない時、カメラ３０６により検出される光の強度は、最大値となる。ウェハ２１０の前縁部分が第１の基準マークホルダー３０２とともにカメラ３０６の視野４０６内へ移動する時には、ウェハ及び基準マークホルダー３０２によりカメラ部分が光源から遮られて、その結果、光強度が低くなる。カメラにより検出される総光強度或いは、光強度があるスイッチレベルを下回るカメラの画素数のいずれかが、用いられて、カメラが起動しそれにより画像を取り込むことができる。同様に、ウェハ２１０の後縁部分が第２の基準マークホルダー３０４とともにカメラ３０６の視野４０６から出ていく時に、カメラは、二度目の起動が行われる。強度における変化（総光強度または、光強度があるレベルを超える画素数のいずれか）は、カメラにより再度検出されて、それにより第２の画像が取り込まれる。画像の取り込みを開始する、ウェハの影の感知を容易にするためには、基準マークホルダーを金属ストリップにすることができ、基準マーク４０２を、ウェハ縁のすぐ外側のストリップ内の円形孔にすることができる。
【００３８】
代替実施形態では、カメラは、タイマーにより二度起動させることができ、このタイマーは、ロボット２１４がアームを、第１の基準マークホルダー３０２と第２の基準マークホルダー３０４とがそれぞれ視野４０６内に入ることが予測される２つの位置へ後退させるのにかかる時間量を測定するように設定されている。
【００３９】
１台のカメラを用いて二度起動させ２つの画像を連続して取り込むという上記説明が図４Ｂの実施形態に同様に適用可能であることは、理解されるだろう。同様に、エンドエフェクタの移動軸線（図示したロボット２１４用のＲ軸線）に平行な線に概ね沿って２つの基準マークが位置する他の実施形態において単一のカメラを用いることができる。
【００４０】
さらには、図４Ｃに示すように、複数のカメラ３０６を用いて、同時に、少なくとも１つの基準マークとウェハ縁の一部分とをそれぞれの画像に含めて、異なる視野４１２、４１４の複数の画像を取り込むことができる。このような構成は、２つの基準マークの中央を通る線がエンドエフェクタの移動軸線に平行でない（例えば、垂直である）場合に特に好ましいが、図４Ａ及び図４Ｂの平行な構成に用いることもできる。
【００４１】
単一のまたは複数の、いずれの基準マーク４０２が１つの基準マークホルダー上に使用されても、ウェハの縁は、基準マークの１つと一致可能であって、その結果、ウェハ２１０の縁の位置が、近接して配置された基準マーク４０２の位置と正確に一致する。或いは、ウェハ２１０の縁と、最も近い基準マーク４０２との間にはなおいくらかの間隔をあけることができる。例えば、ウェハ２１０の縁と基準マーク４０２との間には２ミリメートルの間隔をあけることができる。好ましい実施形態では、プロセッサは、ＣＣＤにより得られる画像により、ウェハ２１０の縁と基準マーク４０２との間の間隔を正確に測定することができる。これは、一連の基準マークを用いた実施形態と単一のマークの実施形態と両方に当てはまる。好ましくは、ウェハ２１０と基準マーク４０２との間の間隔をウェハ２１０のドリフトの計算に用いる。基板のずれの測定ステップは、反応チャンバー２２６内にウェハ２１０を配置する前に行うのが好ましい。基板のずれの測定ステップに用いるカメラ３０６は、ロボット２１４が反応チャンバー２２６内へ延びる、エンドエフェクタ２２４の通路に沿って配置されることが好ましい。しかしながら、これは、１つの実施形態の一例に過ぎず、基板のずれの測定ステップは、搬送チャンバー２２５中の他の場所において行うことができる。基板のずれの測定及び補正操作が、他の処理器具内において、また一連の加工の他の段階において実行可能であることもまた、当業者は理解するだろう。例えば、基板のずれの測定は、ロードロックチャンバー２２０、２２２の一方からウェハを取り出した直後に行うことができる。さらに、基板のずれの測定及び補正操作は、専用のセンタリングステーションにおいて実行可能である。バッチ型加工システムでは、加工前にウェハボートへの載置中に基板のずれの補正を行うことが有用である。さらに、ドリフトを計算するためにウェハ２１０の中心点を正確に計算する必要はない。以下の説明を考慮して、ウェハ２１０の中心点を正確に導き出さずにドリフトを計算可能であることを、当業者は理解するだろう。好適な実施形態における中心検出操作及び基板のずれの測定操作の詳細を以下に説明する。
【００４２】
ウェハ中心点の計算
それぞれの画像に横切り部分５０２が含まれる２つの画像が得られるとすぐに、プロセッサは、これらの画像を分析してウェハ２１０の中心点を計算することが好ましい。
【００４３】
本発明の一実施形態に係る計算を示すために、図６Ａ及び図６Ｂに、エンドエフェクタに対して異なる２つの位置にあるウェハを示す。エンドエフェクタは図示していないが、ウェハ基準中心点４０４と、（図６Ａでは横切り部分５０２ａ、５０２ｂ、かつ図６Ｂでは５０２ａ’及び５０２ｂ’で間接的に示す）基準マークとのそれぞれが、エンドエフェクタに関連して定められることが理解されよう。図６Ａでは、ウェハ２１０は、ウェハ基準中心点４０４に関連して完全にエンドエフェクタの中心に配置されている。図６Ｂでは、ウェハ２１０’は、ずれており、エンドエフェクタのウェハ基準中心点４０４に対して中心に正確に配置されていない。図６Ａ及び図６Ｂでは、２つの画像が、カメラ３０６により予め取り込まれ、横切り部分５０２ａ、５０２ｂ及び５０２ａ’及び５０２ｂ’が、それぞれ、基準マークを参照することによりプロセッサにより算出されている。これらの図面において、「ｄ」は、基準マークホルダー４０８と４１０との間の間隔を示し、この基準マークホルダー４０８及び４１０は、図４Ｃに関連して上述したように構成される。図６Ａに示すように、ウェハ２１０が完全に中心に配置された場合、ウェハの中心位置の座標は、選択した座標系を用いて（０．５・ｄ，０）になる。よって、基準マークホルダー４０８、４１０に沿ったウェハ２１０の縁の座標は、それぞれ（０，ｙ０）、（ｄ，ｙ０）となる。図６Ｂに示すように、中心がずれたウェハ２１０’の場合には、基準マークホルダー４０８、４１０に沿ったウェハの縁の座標は、それぞれ（０，ｙ１）、（ｄ，ｙ２）となる。
【００４４】
図６Ａ及び図６Ｂを参照して、以下の説明は、本発明の一実施形態が中心のずれたウェハ２１０’の中心点をどのように計算するかを示す。
【００４５】
第１に、（０，ｙ１）を中心とする円と、（ｄ，ｙ２）を中心とする円の式を示す。
【００４６】
【式１】
2004080001.tif 000003
【００４７】
ウェハの中心は、これら２つの円の交差点にある。
【００４８】
第２に、（０，ｙ１）の点と（ｄ，ｙ２）の点との間の垂直二等分線の式を、式（１）及び（２）から導く。
【００４９】
【式２】
2004080001.tif 000004
【００５０】
この式は簡単にすることができる。
【００５１】
【式３】
2004080001.tif 000005
【００５２】
定数ａとｂは、パラメータｄ、ｙ１及びｙ２から計算できる。
【００５３】
【式４】
2004080001.tif 000006
【００５４】
第３に、式（１）と（３ａ）、または（２）と（３ａ）を組み合わせて、ウェハの中心位置の座標を計算可能である。
【００５５】
【式５】
2004080001.tif 000007
【００５６】
この式は、簡単にすることができる。
【００５７】
【式６】
2004080001.tif 000008
【００５８】
定数Ａ、Ｂ及びＣは、パラメータｄ、ｙ１、ｙ２、ａ及びｂから計算できるので、以下の関係が、ｘ座標について成り立つ。
【００５９】
【式７】
2004080001.tif 000009
【００６０】
ｙ座標については、
【００６１】
【式８】
2004080001.tif 000010
【００６２】
となる。
【００６３】
これら２つの解（ｘＣ１，ｙＣ１）及び（ｘＣ２，ｙＣ２）から、ただ１つが、実際のウェハの中心位置となる。
【００６４】
【式９】
2004080001.tif 000011
【００６５】
上記のウェハの中心位置の計算方法は、２つのウェハ縁の位置の座標が分かっている時に常に用いることができる。好適な実施形態において使用される、分かっている位置（０，ｙ１）及び（ｄ，ｙ２）の代わりに、（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）のような分かっている択一的位置も許容可能である。本発明の代替実施形態において種々の座標系を用いることができることを、当業者は理解するだろう。選択される座標系は、エンドエフェクタ自体に相関関連があることが好ましい。
【００６６】
ウェハの中心点の算出が不要なウェハドリフトの計算
別の実施形態では、ウェハ２１０のずれは、ウェハの中心点を計算せずに算出される。図７及び図８を参照してこのことを説明する。
【００６７】
図７に、本発明の別の実施形態による計算を示すために、エンドエフェクタに対して異なる２つの位置にあるウェハを示す。エンドエフェクタは図示していないが、２つの基準マークＲ１、Ｒ２のそれぞれが、エンドエフェクタに装着された基準マークホルダー７０２、７０４上に配置され、ウェハ２１０の縁のすぐ外側に配置されることを理解するだろう。
【００６８】
本実施形態では、最初に、エンドエフェクタ上の基準位置にウェハ２１０の配置することにより本システムを較正する。示したように、ウェハ２１０の移動する通路に沿って（図３に示した）カメラ３０６を配置する。次いで、ウェハ２１０が移動すると、２つの画像が取り込まれる。すなわち、基準マークＲ１（及び第１のウェハ縁部分）がカメラ３０６の視野内に入った時に第１の画像が取り込まれ、基準マークＲ２（及び第２のウェハ縁部分）がカメラ３０６の視野内に入った時の第２の画像が取り込まれる。次いで、基準マークＲ１、Ｒ２とウェハ２１０の縁部分との間の間隔を測定する。好ましくは、この間隔は、ウェハ２１０の移動通路に垂直方向に測定される。カメラ３０６の方向付けは、カメラ３０６の画素からなる四角形のマトリックスの一方の軸線がウェハの移動方向（Ｘ方向）内になるように、かつ、他方の軸線（Ｙ方向）がウェハ２１０の移動通路に対して垂直方向に向けられるように行われ、次いで、基準マークＲ１、Ｒ２とウェハ２１０の各縁部分との間の間隔は、単に、特定の基準マークと対応するウェハの縁部分との間の画素数をこの方向に数えていくことにより測定可能である。次いで、この情報が、プロセッサにより格納され、非理想位置のウェハと比較される。
【００６９】
この実施形態では、理想位置のウェハ２１０の縁は、それぞれ、基準マークホルダー７０２、７０４をポイントＡ及びＢにおいて横切り、基準マークホルダー７０２と基準マークホルダー７０４との間の間隔は、２＊ｂである（ことが分かる）。中心がずれたウェハ２１０’の縁は、基準マークホルダー７０２、７０４をＡ’及びＢ’で横切る。次いで、基準点Ｒ１、Ｒ２に対するＸ方向（ΔＸ）およびＹ方向（ΔＹ）について、中心のずれたウェハ２１０’のドリフト（ずれ）を理想位置のウェハ２１０と比較する。従って、ウェハの中心の位置を計算せずに、所望の位置補正を容易に計算できる。位置ずれはわずかであるために、Ｙ方向におけるウェハの中心のずれ（ΔＹｃ）は、ウェハの縁が基準マークホルダーを横切る場所の（カメラにより測定した）平均のずれとして計算可能である。
【００７０】
【式１０】
2004080001.tif 000012
【００７１】
Ｘ方向のドリフトを測定するためにはさらに計算する必要がある。ウェハ２１０の縁上の２つの点について、すなわち基準ウェハのＡ点及びＢ点と、ずれたウェハのＡ’点とＢ’点とについて位置を測定する。ＡＢ線とＡ’Ｂ’線とは、半径がｒと分かっている円の円周に沿った弦である。基準ウェハと比較して、弦の向きは、角度α分変化した（三角形Ａ’，Ａ”Ｂ’を参照）。
【００７２】
【式１１】
2004080001.tif 000013
【００７３】
円の中心は、弦の中点を通る垂線上にある。中心がずれたウェハ２１０’の場合には、弦ＡＢへの垂線が、Ｃ’点と交わる。ウェハ位置におけるわずかのずれについて、角度αが小さく、弦Ａ’Ｂ’の長さがなお２ｂであり、ウェハのずれた中心Ｍ’からＣ’点までの距離がｓであるとする。次いで、中心がずれたウェハ２１０’の、Ｘ方向における位置ずれは、以下の式から得られる。
【００７４】
【式１２】
2004080001.tif 000014
【００７５】
ここで、ｓを置き換えることができる。
【００７６】
【式１３】
2004080001.tif 000015
【００７７】
ここで、ウェハの中心の正確な位置を知る必要なしに、ずれ量ΔＹ１及びΔＹ２とｂとでＹ方向及びＸ方向においてウェハの位置ずれ量を表した。位置ずれ量ΔＹ１及びΔＹ２は、基準点Ｒ１及びＲ２と、ウェハの縁との間の測定した距離に関連した単純な方法で求められる。
【００７８】
【式１４】
2004080001.tif 000016
【００７９】
別の実施形態では、図８に示すように、基準点Ｒ１とウェハ２１０の縁との間の距離は、径方向に測定可能である。得られる値Δｒ１は、以下の式から容易に値ΔＹ１に換算できる。
【００８０】
【式１５】
2004080001.tif 000017
【００８１】
同様に、第２の基準点Ｒ２について、値ΔＹ２は、値Δｒ２から得られる。これらの値ΔＹ１及び値ΔＹ２から、ウェハの位置ずれは、上記の式（５）から（８）によって容易に計算できる。
【００８２】
基準マークとウェハの縁との間の距離が測定されるとともに対応の基準マークホルダーが延びる方向が一致する必要はないことが、当業者には明らかだろう。例えば、図７に示した２つの基準マークＲ１及びＲ２は、種々の適切な方法でエンドエフェクタ（図７には図示せず）に装着される種々の形状の基準ホルダー上に付けることができる。
【００８３】
ウェハドリフトの調節
一度ウェハ２１０’の中心点が中心からずれると、またはずれが測定されると、ロボット２１４は、後の加工のためにドリフトを補償しウェハを正確に位置決めするように調節され得る。従って、ロボット２１４の通路に対する調節が計算される。ここで示した実施形態では、これらの調節は、ロボットの位置パラメータＲ及びθに対する調節という方法を取り、ロボット２１４を制御するためにどんな座標系でも用いられる調節としての方式を取る。
【００８４】
或いは、ドリフトの補正は、中継または冷却ステーション２１６、２１８、または基板を載置可能な場所の中心に配置する目的のために使用される他の種々のステーションにおいて行うことができる。一例として、基板が取り上げられた後に正確に中心に配置されるように、中継または冷却ステーションにウェハを降ろした後の取り上げ操作に対する調節がある。
【００８５】
ノッチ／フラット検出
今日のＳＥＭＩスタンダードでは、１つのノッチまたはフラットを有するウェハが求められる。望ましい場合には、ここに説明した装置を、ウェハの前縁または後縁にノッチまたはフラットを設けたウェハを収容するように構成することができる。好ましくは、ウェハは、ノッチまたはフラットが基準マークのいずれとも重ならないように構成される。ノッチまたはフラットが基準マークホルダーの１つと重なってしまった場合でも、装置はなお、ウェハの中心またはドリフトを計算可能である。
【００８６】
図９に、本発明の一実施形態において、ウェハ縁が基準マークホルダー３０２を横切る場所にフラット９０６を有したウェハ９０４がハンドリングされる様子を示す。カメラ３０６がフラット９０６とともにウェハ９０４の画像９０２を取り込んだ後に、カメラは、その画像をプロセッサ（図示せず）に送る。次いで、プロセッサは、一般的な画像解析技術を用いて、ウェハ９０４の縁をマッピングする。ウェハ２１０の縁が円形であるか、或いはフラットまたはノッチを含むかどうかを、プロセッサが認識することは、比較的容易だろう。ウェハ２１０の縁における画素のＸ、Ｙの位置が、円の式に一致する場合には、ノッチまたはフラットは存在しない。各画像について、フラットまたはノッチの有無のチェックが行われる。フラット９０６またはノッチの存在を認識すると、プロセッサは、ウェハ９０４の縁の円形部分をアルゴリズムによって外挿し、仮想縁９０８を作り出す。次いで、プロセッサは、仮想ウェハ縁９０８が基準マークホルダー３０２を横切る横切り部分９１０を推定することができる。この横切り部分９１０によって、次に、プロセッサは、既述のように、基準点４０２と（仮想）ウェハ縁との間の距離を計算し、もしあればドリフトを補償することができる。
【００８７】
上に示した各実施形態では基準マーク４０２がロボットエンドエフェクタ２２４にウェハ２１０とともに移動するが、代替実施形態（図示せず）では、１つまたはそれ以上の基準マーク４０２を、中継または冷却ステーションのような一定の位置に配置することができる。ロボット２１４が、事前にプログラムされた第１の位置にウェハ２１０を搬送すると、ウェハ２１０の縁の第１の部分は、基準マーク４０２とともにカメラの視野４０６に入り、第１の画像が取り込まれる。ロボット２１４が引き続き通路に沿って移動すると、ウェハ２１０の縁の第２の部分が、同じ基準点４０２とともに、取り込まれる第２の画像のための、同じカメラの視野４０６に入る。ドリフトの計算は、上記の計算と非常に似ており、違いは、基準点の間の距離が、ロボット２１４の第１の位置と第２の位置との間の距離に置き換えられる点である。従って、プロセッサは、ロボットまたはロボットのコントローラと交信して、ウェハの位置またはドリフトを計算する際に用いる第１の位置と第２の位置とを測定する。本実施形態に係る基準マークは、エンドエフェクタとともに移動せずに、装置に対して一定の位置関係をしかつカメラに対して一定の位置関係を有する。代わりに、それぞれに固有の基準マークを有した２台のカメラを用いることができるが、十分な情報を有した２つの画像を取り込むために唯一の基準マーク及び１台のカメラが必要であることが好ましい。
【００８８】
【発明の効果】
本発明の実施形態により得られるいくつかの利点がある。本発明に係る、ウェハセンタリング方法の１つの利点は、数学において導かれ正確に証明されるものであり経験に基づくものではない点である。計算は、容易に正確な測定が行われる、最低限の数の別個の変数を必要とするだけであり、結果が正確であることを保証する。本方法は、信頼できる。本方法には、複雑なソフトウェアや複雑な機械の調節が不要である。さらには、基準マークをエンドエフェクタに対して一定の位置関係を有する、ここで示した実施形態において、本システムでは、画像が撮影される時にロボット２１４の正確な位置を測定する必要はなく、複雑な較正及び確認作業も不要である。ハードウェアは全て市販品を入手でき、低価格で、コンパクトで、容易に組み込むことができる。本方法は、ドリフトが、検出され、ロボット、器具内の固定具に対する位置及び空間の関係に非常に依存する、ウェハの位置を正確に測定を行わずに、エンドエフェクタ２２４の所定の基準ウェハ中心点４０４と比較することにより補正されることから、柔軟性がある。本方法には、種々の特別な搬送ロボットも、種々のリアルタイムに信号を取得する必要がない。最後に、既存のウェハ加工装置は、本装置により容易に改装可能である。
【００８９】
本発明の範囲を逸脱せずに上述のプロセスに種々の省略、追加及び変更が可能であり、このような変更及び変形は、添付の特許請求の範囲により説明するように、本発明の範囲内とされることを、当業者は理解するだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】ウェハホルダーまたはサセプタのポケット内における所定位置の２００ｍｍウェハを示す、概略平面及び断面図である。
【図２】本発明の一実施形態を用いた、例示的な半導体加工装置の概略平面図である。
【図３】本発明の好適な実施形態に係るロボットの概略平面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態により構成された、ロボットエンドエフェクタの概略平面図である。
【図４Ｂ】本発明の別の実施形態により構成された、ロボットのエンドエフェクタの概略平面図である。
【図４Ｃ】本発明の別の実施形態により構成された、ロボットのエンドエフェクタの概略平面図である。
【図５】本発明の好適な実施形態により用いたカメラの視野を示す図である。
【図６Ａ】一実施形態によって基準マークに対して正確に中心に配置されたウェハを示す図である。
【図６Ｂ】図６Ａの基準マークに対して中心がずれたウェハを示す図である。
【図７】本発明の別の実施形態に係る、ウェハと中心がずれたウェハとを示す図である。
【図８】本発明の別の実施形態に係る、ウェハと中心がずれたウェハとを示す図である。
【図９】本発明の好適な実施形態により用いたカメラで撮影された、フラットを有したウェハの拡大画像を示す図である。
【符号の説明】
２０１　半導体加工装置
２１０　ウェハ（基板）
２１４　ロボット
２２４　エンドエフェクタ
３０２　第１の基準マークホルダー
３０４　第２の基準マークホルダー
３０６　カメラ
４０２　基準マーク（基準点）
４０４　ウェハ基準中心点
４０８　第１の基準マークホルダー
４１０　第２の基準マークホルダー
９０６　フラット
【図１】
2004080001.tif 000018
【図２】
2004080001.tif 000019
【図３】
2004080001.tif 000020
【図４Ａ】
2004080001.tif 000021
【図４Ｂ】
2004080001.tif 000022
【図４Ｃ】
2004080001.tif 000023
【図５】
2004080001.tif 000024
【図６Ａ】
2004080001.tif 000025
【図６Ｂ】
2004080001.tif 000026
【図７】
2004080001.tif 000027
【図８】
2004080001.tif 000028
【図９】
2004080001.tif 000029