(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
輪郭が円形で且つ外縁部に位置決め用切欠き部を有する被処理体を位置決めするための位置決め装置において、
前記被処理体を支持するための回転可能な載置台と、
前記載置台上の前記被処理体の外縁形状を光学的に検出する検出手段と、
前記検出手段から出力された前記被処理体の３６０度回転分の第１周縁形状信号を１８０度分ずらして重ね合わせ第２周縁形状信号を得る第１演算手段と、
前記第２周縁形状信号からピーク部分を抽出するピーク抽出手段と、
前記第１周縁形状信号の、前記ピーク部分を含む所定範囲およびその範囲に対して１８０度分ずれた範囲を無効データとする無効化手段と、
前記第１周縁形状信号から無効データを除いた有効データに基づいて第１周縁形状信号を曲線近似して第３周縁形状信号を得る第１曲線近似手段と、
前記第３周縁形状信号に基づいて前記載置台の回転中心に対する前記被処理体の偏心方向および偏心量を求める第２演算手段とを備えたことを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記第１周縁形状信号の前記無効データ部分を残余の有効データに基づいて補完し有効データ化するデータ補完手段をさらに備えたことを特徴とする、請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項３】
前記第１曲線近似手段が正弦波近似手段を備え、前記正弦波近似手段は、Ｎ個の測定データ（θｉ，Ｙｉ）を正弦波で表す、下記の式により最小２乗近似することを特徴とする、請求項１または２に記載の位置決め装置。
【数１】
0003748940.tif 000023
【請求項４】
前記正弦波近似手段が、前記載置台の回転中心に対する前記被処理体の偏心量ＥＭをＥＭ＝｜ａ｜、偏心方向ＥＤをＥＤ＝−φ＋３π／２（ａ＞０）、ＥＤ＝−φ＋π／２（ａ＜０）と設定することを特徴とする、請求項３に記載の位置決め装置。
【請求項５】
前記第１曲線近似手段が余弦波近似手段を備え、前記余弦波近似手段は、Ｎ個の測定データ（θｉ，Ｙｉ）を余弦波で表す下記の式により最小２乗近似することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の位置決め装置。
【数２】
0003748940.tif 000024
【請求項６】
前記余弦波近似手段が、前記載置台の回転中心に対する前記被処理体の偏心量ＥＭをＥＭ＝｜ａ｜、偏心方向ＥＤをＥＤ＝−φ＋π（ａ＞０）、ＥＤ＝−φ（ａ＜０）と設定することを特徴とする、請求項５に記載の位置決め装置。
【請求項７】
前記載置台を回転駆動するための第１駆動手段と、前記載置台上から前記被処理体を受け取るための旋回および伸縮可能な搬送アームと、前記搬送アームを旋回および伸縮駆動するための第２駆動手段と、前記偏心方向および偏心量に基づいて、前記第１および第２駆動手段を介して、前記載置台および搬送アームの動作を制御する制御手段とをさらに具備することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の位置決め装置。
【請求項８】
前記第１周縁形状信号と前記第３周縁形状信号に基づいて、前記第２周縁形状信号の前記ピーク部分に対応する互いに１８０度分ずれた前記第１周縁形状信号の２つの候補部分のいずれか一方を、前記切欠き部に対応する部分として選択する第２選択手段と、
前記第２選択手段により選択された部分に相当する前記第１周縁形状信号を曲線近似して第４周縁形状信号を得る第２曲線近似手段と、
前記第４周縁形状信号に基づいて、前記載置台の回転中心から前記切欠き部の方向を求める第３演算手段と、
をさらに備えたことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の位置決め装置。
【請求項９】
前記第２選択手段は、前記第１周縁形状信号と前記第３周縁形状信号との差分をとり、前記２つの候補部分の差分データの平均値を比較し、一方の候補部分が前記切欠き部に対応すると判断することを特徴とする、請求項８に記載の位置決め装置。
【請求項１０】
前記第２曲線近似手段は、Ｎ個の測定データ（θｉ，Ｙｉ）を下記の２次式により最小２乗近似するものであることを特徴とする、請求項８または９に記載の位置決め装置。
【数３】
0003748940.tif 000025
【請求項１１】
前記第３演算手段は、下記２次式から角度βを求め、ここで、前記角度βは前記載置台の回転中心を通る前記検出手段の光軸と、前記回転中心と前記切欠き部の最近接部とを結ぶ直線とがなす角度を表すことを特徴とする、請求項８〜１０のいずれかに記載の位置決め装置。
【数４】
0003748940.tif 000026
【請求項１２】
前記載置台を回転駆動するための第１駆動手段と、前記載置台上から前記被処理体を受け取るための旋回および伸縮可能な搬送アームと、前記搬送アームを旋回および伸縮駆動するための第２駆動手段と、前記偏心方向、偏心量および前記切欠き部の方向に基づいて、前記第１および第２駆動手段を介して、前記載置台および搬送アームの動作を制御する制御手段とをさらに備えたことを特徴とする、請求項８〜１１のいずれかに記載の位置決め装置。
【請求項１３】
前記搬送アームがその旋回の中心となる固定軸を有し、前記搬送アームにより前記被処理体を受け取る際に、前記被処理体の中心と前記切欠き部の中心とを結ぶ直線の延長線上に前記固定軸がくるように、前記載置台が回転して前記被処理体が位置決めされることを特徴とする、請求項１２に記載の位置決め装置。
【請求項１４】
輪郭が円形で且つ外縁部に位置決め用切欠き部を有する被処理体を位置決めするための位置決め装置において、
前記被処理体を支持すると共に回転可能な載置台と、
前記載置台上の前記被処理体の外縁形状を光学的に検出する検出手段と、
前記検出手段から出力された前記被処理体の３６０度回転分の第１周縁形状信号を１８０度分ずらして重ね合わせ第２周縁形状信号を得る演算手段と、
前記第２周縁形状信号からピーク部分を抽出すると共に、前記ピーク部分に対応する互いに１８０度分ずれた前記第１周縁形状信号の２つの候補部分を前記切欠き部に対応する部分として検索する候補検索手段と、
前記２つの候補部分の信号を評価し、前記２つの候補部分のいずれか一方を、前記切欠き部に対応する部分として選択する評価および選択手段と、
を備えたことを特徴とする位置決め装置。
【請求項１５】
前記評価および選択手段が、前記２つの候補部分のそれぞれに対して凸形状の評価用パターンを積和演算し、且つ互いの積和値の平均値を比較することを特徴とする、請求項１４に記載の位置決め装置。
【請求項１６】
前記載置台を回転駆動するための第１駆動手段と、前記載置台上から前記被処理体を受け取るための旋回および伸縮可能な搬送アームと、前記搬送アームを旋回および伸縮駆動するための第２駆動手段と、前記評価および選択手段からの信号に基づいて、前記第１および第２駆動手段を介して、前記載置台および搬送アームの動作を制御する制御手段とをさらに備えたことを特徴とする、請求項１３または１４に記載の位置決め装置。
【請求項１７】
輪郭が円形で且つ外縁部に位置決め用切欠き部を有する被処理体を処理するための処理システムにおいて：
前記被処理体を収納し且つ処理を施すための複数の処理室と、
前記処理室外で前記被処理体を支持するための回転可能な載置台と、
前記載置台を回転駆動するための第１駆動手段と、
前記処理室と前記載置台との間で前記被処理体を搬送するための搬送アームと、
前記伸縮アームを旋回および伸縮駆動するための第２駆動手段と、
前記載置台上の前記被処理体の外縁形状を光学的に検出する検出手段と、
前記検出手段から出力された前記被処理体の３６０度回転分の第１周縁形状信号を１８０度分ずらして重ね合わせ第２周縁形状信号を得る第１演算手段と、
前記第２周縁形状信号からピーク部分を抽出するピーク抽出手段と、
前記第１周縁形状信号の、前記ピーク部分を含む所定範囲およびその範囲に対して１８０度分ずれた範囲を無効データとする無効化手段と、
前記第１周縁形状信号から無効データを除いた有効データに基づいて第１周縁形状信号を曲線近似して第３周縁形状信号を得る第１曲線近似手段と、
前記第３周縁形状信号に基づいて前記載置台の回転中心に対する前記被処理体の偏心方向および偏心量を求める第２演算手段と、
前記偏心方向および偏心量に基づいて、前記第１および第２駆動手段を介して、前記載置台および伸縮アームの動作を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする、処理システム。
【請求項１８】
前記第１周縁形状信号と前記第３周縁形状信号に基づいて、前記第２周縁形状信号の前記ピーク部分に対応する互いに１８０度分ずれた前記第１周縁形状信号の２つの候補部分のいずれか一方を、前記切欠き部に対応する部分として選択する第２選択手段と、
前記第２選択手段により選択された部分に相当する前記第１周縁形状信号を曲線近似して第４周縁形状信号を得る第２曲線近似手段と、
前記第４周縁形状信号に基づいて、前記載置台の回転中心からの前記切欠き部の方向を求める第３演算手段とをさらに備え、
前記制御手段が、前記偏心方向、偏心量および前記切欠き部の方向に基づいて、前記第１および第２駆動手段を介して、前記載置台および伸縮アームの動作を制御することを特徴とする、請求項１７に記載の処理システム。
【請求項１９】
前記搬送アームがその旋回の中心となる固定軸を有し、前記搬送アームにより前記被処理体を受け取る際に、前記被処理体の中心と前記切欠き部の中心を結ぶ直線の延長線上に前記固定軸がくるように、前記載置台が回転して前記被処理体が位置決めされることを特徴とする、請求項１８に記載の処理システム。
【請求項２０】
輪郭が円形で且つ外縁部に位置決め用切欠き部を有する被処理体を処理するための処理システムにおいて：
前記被処理体を収納し且つ処理を施すための複数の処理室と、
前記処理室外で前記被処理体を支持するための回転可能な載置台と、
前記載置台を回転駆動するための第１駆動手段と、
前記処理室と前記載置台との間で前記被処理体を搬送するための搬送アームと、
前記伸縮アームを旋回および伸縮駆動するための第２駆動手段と、
前記載置台上の前記被処理体の外縁形状を光学的に検出する検出手段と、
前記検出手段から出力された前記被処理体の３６０度回転分の第１周縁形状信号を１８０度分ずらして重ね合わせ第２周縁形状信号を得る第１演算手段と、
前記第２周縁形状信号からピーク部分を抽出すると共に、前記ピーク部分に対応する互いに１８０度分ずれた前記第１周縁形状信号の２つの候補部分を前記切欠き部に対応する部分として検索する候補検索手段と、
前記２つの候補部分の信号を評価し、前記２つの候補部分のいずれか一方を、前記切欠き部に対応する部分として選択する評価および選択手段と、
前記評価および選択手段からの信号に基づいて、前記第１および第２駆動手段を介して、前記載置台および搬送アームの動作を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする、処理システム。
【請求項２１】
輪郭が円形で且つ外縁部に位置決め用切欠き部を有する被処理体を位置決めするための位置決め方法において、
検出手段が、回転可能な載置台上に支持された前記被処理体の外縁形状を光学的に検出し、
第１演算手段が、前記検出された前記被処理体の３６０度回転分の第１周縁形状信号を１８０度分ずらして重ね合わせ第２周縁形状信号を獲得し、
ピーク抽出手段が、前記第２周縁形状信号からピーク部分を抽出し、
無効化手段が、前記第１周縁形状信号の、前記ピーク部分を含む所定範囲およびその範囲に対して１８０度分ずれた範囲を無効データと設定し、
正弦波近似手段を備える第１曲線近似手段が、前記第１周縁形状信号から無効データを除いた有効データに基づいて第１周縁形状信号を、Ｎ個の測定データ（θｉ、Ｙｉ）を正弦波で表す、下記の式１により最小２乗近似して第３周縁形状信号を獲得し、
第２演算手段が、前記第３周縁形状信号に基づいて、前記載置台の回転中心に対する前記被処理体の偏心量ＥＭをＥＭ＝｜ａ｜、偏心方向ＥＤをＥＤ＝−φ＋３π／２（ａ＞０）、ＥＤ＝−φ＋π／２（ａ＜０）と、求めることを特徴とする位置決め方法。
【数５】
0003748940.tif 000027
【請求項２２】
輪郭が円形で且つ外縁部に位置決め用切欠き部を有する被処理体を位置決めするための位置決め方法において、
検出手段が、回転可能な載置台上に支持された前記被処理体の外縁形状を光学的に検出し、
第１演算手段が、前記検出された前記被処理体の３６０度回転分の第１周縁形状信号を１８０度分ずらして重ね合わせ第２周縁形状信号を獲得し、
ピーク抽出手段が、前記第２周縁形状信号からピーク部分を抽出し、
無効化手段が、前記第１周縁形状信号の、前記ピーク部分を含む所定範囲およびその範囲に対して１８０度分ずれた範囲を無効データと設定し、
余弦波近似手段を備える第１曲線近似手段が、前記第１周縁形状信号から無効データを除いた有効データに基づいて第１周縁形状信号を、Ｎ個の測定データ（θｉ、Ｙｉ）を余弦波で表す、下記の式１’により最小２乗近似して第３周縁形状信号を獲得し、
第２演算手段が、前記第３周縁形状信号に基づいて、前記載置台の回転中心に対する前記被処理体の偏心量ＥＭをＥＭ＝｜ａ｜、偏心方向ＥＤをＥＤ＝−φ＋π（ａ＞０）、ＥＤ＝−φ（ａ＜０）と、求めることを特徴とする位置決め方法。
【数６】
0003748940.tif 000028
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置決め装置および処理システムに係り、特に支配的な輪郭が概ね円形の被処理体を位置決めするための装置および同装置を有する処理システムに関し、特に半導体処理システムにおける位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体製造装置には、搬送アームなどの搬送手段により被処理体、例えば半導体ウェハを所定の処理室に対して高い精度で搬入搬出を行うために、ウェハの位置決め装置が設置されている。
【０００３】
また各ウェハには、位置決めのための基準として、図２に示すようなウェハの周縁の一部を直線的に切断した、いわゆるオリエンテーションフラット（ＷＦ）と称される切欠き部（ｃｕｔ−ｏｕｔ）や、図３に示すようなウェハの周縁の一部に凹みを形成した、いわゆるノッチ（ＷＮ）と称される切欠き部が形成されている。なお、以下本明細書では、被処理体の周縁部に形成される、オリエンテーションフラット又はノッチのような切欠き部からなる位置決め用のマークを、特に断らない限り、「切欠きマーク」と総称することにする。
【０００４】
上記位置決め装置としては、米国特許公報第４８８０３４８号に記載されているものがある。この位置決め装置は、回転載置台と、回転載置台に載置されたウェハの周縁を挟むように対向して配設された光学手段とを備えている。
【０００５】
位置決め時には、回転載置台上でウェハを回転させ、光学手段によりウェハの周縁の周縁形状（プロフィル）に関する情報を獲得する。そして、獲得された情報よりウェハの回転載置台の回転中心からの偏心量および偏心方向を求めてアライメントを行う。次いで、改めてウェハの周縁の周縁形状に関する情報を獲得し、その情報よりウェハの切欠マークの方向を求める。そして、回転載置台を所定量回転させて、搬送アームに対してウェハの切欠マークの方向のアライメントを行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の位置決め装置では、回転載置台上に載置されたウェハの偏心量のアライメントを行った後、ウェハの切欠マークのアライメントを行う必要があるため、位置決め動作に２ステップが必要である。そのため、処理に比較的長い時間を要するという問題がある。
【０００７】
また、従来の位置決め装置では、ウェハの周縁からサンプリングされた、例えば３点の座標に基づいて、ウェハの中心を求める方法が一般的である。このように、従来の位置決め装置では、点の座標のみを使用するため、光学系や電気回路系のノイズの影響を受けやすく、高い位置決め精度を得にくいという問題がある。
【０００８】
また、ウェハの中心を確定するための上記３点を決定する場合には、前処理として切欠マークのデータを除去する必要があるため、結果的に信号処理に時間を要するという問題も有している。
【０００９】
また、従来の位置決め装置で、例えば切欠マークを選定するために信号処理を行う場合には、例えば特公平５−４１０１７号に記載の装置のように、微分器を用いるのが一般的であった。しかし、微分処理によれば、切欠マークの選定を容易に行うことができる反面、ノイズの影響を受けやすいという問題を有している。従って、かかる点においても、従来の装置では、高い位置決め精度を得にくい。
【００１０】
本発明は、上記のような従来の位置決め装置の有する問題点に鑑みて成されたものであり、ノイズの影響を受け難く、位置合わせ精度の高いアライメントを高速で行うことが可能な、新規かつ改良された位置合わせ装置および処理システムを提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点にかかる、輪郭が円形で且つ外縁部に位置決め用切欠き部を有する被処理体を位置決めするための位置決め装置は、請求項１に記載のように、被処理体を支持するための回転可能な載置台と、載置台上の被処理体の外縁形状を光学的に検出する検出手段と、検出手段から出力された被処理体の３６０度回転分の第１周縁形状信号を１８０度分ずらして重ね合わせ第２周縁形状信号を得る第１演算手段と、第２周縁形状信号からピーク部分を抽出するピーク抽出手段と、第１周縁形状信号のピーク部分を含む所定範囲およびその範囲に対して１８０度分ずれた範囲を無効データとする無効化手段と、第１周縁形状信号から無効データを除いた有効データに基づいて第１周縁形状信号を曲線近似して第３周縁形状信号を得る第１曲線近似手段と、第３周縁形状信号に基づいて載置台の回転中心に対する被処理体の偏心方向および偏心量を求める第２演算手段とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
また請求項２に記載のように、上記装置に、第１周縁形状信号の無効データ部分を残余の有効データに基づいて補完し有効データ化するデータ補完手段をさらに設けてもよい。
【００１３】
また請求項３に記載のように、第１曲線近似手段が正弦波近似手段を備え、正弦波近似手段は、Ｎ個の測定データ（θｉ，Ｙｉ）を正弦波を表す、下記の式により最小２乗近似するように構成してもよい。
【００１４】
【数５】
0003748940.tif 000002
【００１５】
その際に、請求項４に記載のように、正弦波近似手段が、載置台の回転中心に対する被処理体の偏心量ＥＭをＥＭ＝｜ａ｜、偏心方向ＥＤをＥＤ＝−φ＋３π／２（ａ＞０）、ＥＤ＝−φ＋π／２（ａ＜０）と設定するように構成することが好ましい。
【００１６】
また請求項５に記載のように、第１曲線近似手段が余弦波近似手段を備えた、余弦波近似手段は、Ｎ個の測定データ（θｉ，Ｙｉ）を余弦波を表す下記の式により最小２乗近似するように構成してもよい。
【００１７】
【数６】
0003748940.tif 000003
【００１８】
その際に、請求項６に記載のように、余弦波近似手段が、載置台の回転中心に対する被処理体の偏心量ＥＭをＥＭ＝｜ａ｜、偏心方向ＥＤをＥＤ＝−φ＋π（ａ＞０）、ＥＤ＝−φ（ａ＜０）と設定するように構成することが好ましい。
【００１９】
また、請求項７に記載のように、上記位置決め装置に、載置台を回転駆動するための第１駆動手段と、載置台上から被処理体を受け取るための旋回および伸縮可能な搬送アームと、搬送アームを旋回および伸縮駆動するための第２駆動手段と、偏心方向および偏心量に基づいて、第１および第２駆動手段を介して、載置台および搬送アームの動作を制御する制御手段とをさらに設けてもよい。
【００２０】
また、請求項８に記載のように、上記位置決め装置に、第１周縁形状信号と第３周縁形状信号に基づいて、第２周縁形状信号のピーク部分に対応する互いに１８０度分ずれた第１周縁形状信号の２つの候補部分のいずれか一方を、切欠き部に対応する部分として選択する第２選択手段と、第２選択手段により選択された部分に相当する第１周縁形状信号を曲線近似して第４周縁形状信号を得る第２曲線近似手段と、第４周縁形状信号に基づいて、載置台の回転中心から切欠き部の方向を求める第３演算手段とをさらに備えるように構成してもよい。
【００２１】
さらに、請求項９に記載のように、第２選択手段を、第１周縁形状信号と第３周縁形状信号との差分をとり、２つの候補部分の差分データの平均値を比較し、一方の候補部分が前記切欠き部に対応すると判断するように構成することができる。
【００２２】
さらに、請求項１０に記載のように、第２曲線近似手段を、Ｎ個の測定データ（θｉ，Ｙｉ）を下記の２次式により最小２乗近似するものとして構成することができる。
【００２３】
【数７】
0003748940.tif 000004
【００２４】
さらに、請求項１１に記載のように、第３演算手段を、前記２次式から角度βを求めるものとして構成することができる。ここで、前記角度βは前記載置台の回転中心を通る前記検出手段の光軸と、前記回転中心と前記切欠き部の最近接部とを結ぶ直線とがなす角度を表すものである。
【００２５】
【数８】
0003748940.tif 000005
【００２６】
さらに請求項１２に記載のように、上記装置に、載置台を回転駆動するための第１駆動手段と、載置台上から被処理体を受け取るための旋回および伸縮可能な搬送アームと、搬送アームを旋回および伸縮駆動するための第２駆動手段と、偏心方向、偏心量および切欠き部の方向に基づいて、第１および第２駆動手段を介して、載置台および搬送アームの動作を制御する制御手段とを設けるように構成してもよい。
【００２７】
さらに請求項１３に記載のように、搬送アームがその旋回の中心となる固定軸を有し、搬送アームにより被処理体を受け取る際に、被処理体の中心と切欠き部の中心とを結ぶ直線の延長線上に固定軸がくるように、載置台が回転して被処理体が位置決めされるように構成してもよい。
【００２８】
さらに本発明の別の観点に基づいて構成される、輪郭が円形で且つ外縁部に位置決め用切欠き部を有する被処理体を位置決めするための位置決め装置は、請求項１４に記載のように、被処理体を支持すると共に回転可能な載置台と、載置台上の被処理体の外縁形状を光学的に検出する検出手段と、検出手段から出力された被処理体の３６０度回転分の第１周縁形状信号を１８０度分ずらして重ね合わせ第２周縁形状信号を得る演算手段と、第２周縁形状信号からピーク部分を抽出すると共に、ピーク部分に対応する互いに１８０度分ずれた第１周縁形状信号の２つの候補部分を切欠き部に対応する部分として検索する候補検索手段と、２つの候補部分の信号を評価し２つの候補部分のいずれか一方を切欠き部に対応する部分として選択する評価および選択手段とを備えたことを特徴としている。
【００２９】
また請求項１５に記載のように、上記位置決め装置の評価および選択手段を、前記２つの候補部分のそれぞれに対して凸形状の評価用パターンを積和演算し、且つ互いの積和値の平均値を比較するように構成してもよい。
【００３０】
また請求項１６に記載のように、上記装置に、載置台を回転駆動するための第１駆動手段と、載置台上から被処理体を受け取るための旋回および伸縮可能な搬送アームと、搬送アームを旋回および伸縮駆動するための第２駆動手段と、評価および選択手段からの信号に基づいて、第１および第２駆動手段を介して、載置台および搬送アームの動作を制御する制御手段とをさらに設けてもよい。
【００３１】
さらに本発明の別の観点によれば、輪郭が円形で且つ外縁部に位置決め用切欠き部を有する被処理体を処理するための処理システムは、請求項１７に記載のように、被処理体を収納し且つ処理を施すための複数の処理室と、処理室外で被処理体を支持するための回転可能な載置台と、載置台を回転駆動するための第１駆動手段と、処理室と載置台との間で被処理体を搬送するための搬送アームと、伸縮アームを旋回および伸縮駆動するための第２駆動手段と、載置台上の被処理体の外縁形状を光学的に検出する検出手段と、検出手段から出力された被処理体の３６０度回転分の第１周縁形状信号を１８０度分ずらして重ね合わせ第２周縁形状信号を得る第１演算手段と、第２周縁形状信号からピーク部分を抽出するピーク抽出手段と、第１周縁形状信号のピーク部分を含む所定範囲およびその範囲に対して１８０度分ずれた範囲を無効データとする無効化手段と、第１周縁形状信号から無効データを除いた有効データに基づいて第１周縁形状信号を曲線近似して第３周縁形状信号を得る第１曲線近似手段と、第３周縁形状信号に基づいて載置台の回転中心に対する被処理体の偏心方向および偏心量を求める第２演算手段と、偏心方向および偏心量に基づいて、第１および第２駆動手段を介して、載置台および伸縮アームの動作を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴としている。
【００３２】
さらに請求項１８に記載のように、上記装置に、第１周縁形状信号と第３周縁形状信号に基づいて、第２周縁形状信号のピーク部分に対応する互いに１８０度分ずれた第１周縁形状信号の２つの候補部分のいずれか一方を、切欠き部に対応する部分として選択する第２選択手段と、第２選択手段により選択された部分に相当する第１周縁形状信号を曲線近似して第４周縁形状信号を得る第２曲線近似手段と、第４周縁形状信号に基づいて、載置台の回転中心からの切欠き部の方向を求める第３演算手段とをさらに設け、制御手段により、偏心方向、偏心量および切欠き部の方向に基づいて、第１および第２駆動手段を介して、載置台および伸縮アームの動作を制御するように構成してもよい。
【００３３】
さらに請求項１９に記載のように、搬送アームがその旋回の中心となる固定軸を有し、その搬送アームにより被処理体を受け取る際に、被処理体の中心と切欠き部の中心を結ぶ直線の延長線上に固定軸がくるように、載置台が回転して被処理体が位置決めされることが好ましい。
【００３４】
さらに本発明の別の観点によれば、輪郭が円形で且つ外縁部に位置決め用切欠き部を有する被処理体を処理するための処理システムは、被処理体を収納し且つ処理を施すための複数の処理室と、処理室外で被処理体を支持するための回転可能な載置台と、載置台を回転駆動するための第１駆動手段と、処理室と載置台との間で被処理体を搬送するための搬送アームと、伸縮アームを旋回および伸縮駆動するための第２駆動手段と、載置台上の被処理体の外縁形状を光学的に検出する検出手段と、検出手段から出力された被処理体の３６０度回転分の第１周縁形状信号を１８０度分ずらして重ね合わせ第２周縁形状信号を得る第１演算手段と、第２周縁形状信号からピーク部分を抽出すると共に、ピーク部分に対応する互いに１８０度分ずれた第１周縁形状信号の２つの候補部分を切欠き部に対応する部分として検索する候補検索手段と、２つの候補部分の信号を評価し、２つの候補部分のいずれか一方を、切欠き部に対応する部分として選択する評価および選択手段と、評価および選択手段からの信号に基づいて、第１および第２駆動手段を介して、載置台および搬送アームの動作を制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００３５】
さらに本発明の別の観点によれば，支配的な輪郭が実質的に円形で且つ外縁部に位置決め用切欠き部を有する被処理体を位置決めするための位置決め方法が提供される。
上記のように構成された本発明にかかる位置決め装置，処理システムおよび位置決め方法は，以下に説明するように動作する。
【００３６】
まず、本発明にかかる位置決め装置では、検出手段によりウェハなどの被処理体の外縁形状に関する情報が光学的に検出される。その際に、検出手段を発光素子と受光素子とから構成すれば簡便な装置を構成できる。また、その検出手段としてＣＣＤ撮像素子を用いれば、より加工しやすいデータが得られるので、処理の高速化を図れる。
【００３７】
ここで、ウェハの中心と回転載置台の回転中心とが完全に一致している場合には、一回転（３６０度）の間、同一位置において光学信号が検出されるので、ウェハの外縁形状の位置座標は、図１９に示すように、水平方向への直線Ａとしてプロットされる。なお直線Ａに乗っているの凸部（ピーク部分）Ｂは、切欠マークであり、他の部分に比較して、より多くの光を透過したことを示している。
【００３８】
しかしながら、実際には、ウェハの中心と回転載置台の回転中心とは偏心しているので、図２０に示すように、ウェハの外縁形状の位置座標は、曲線Ｃとしてプロットされる。なお曲線Ｃ上の凸部（ピーク部分）Ｄは、図１９に示す凸部（ピーク部分）Ｂと同様に、切欠マークに対応する部分であり、他の部分に比較して、より多くの光を透過したことを示している。
【００３９】
ところで、被処理体の外縁形状の位置座標は、回転載置台上で回転されるので、３６０゜周期を有している。同時に、回転載置台上で回転される被処理体の形状が、ウェハのような円形形状のように線対象である場合には、被処理体の外縁形状の位置座標の位相の符号は、１８０度周期で反転し、切欠マークなどを除けば、１８０度周期で略相似形を示すことになる。
【００４０】
そこで、本発明の第１の観点にかかる位置決め装置では、第１演算手段により、被処理体の１回転（３６０度）分の外縁形状の位置座標を示す第１周縁形状信号を半周期（１８０度）分ずらして重ね合わせることにより、図２１に示すような、回転載置台の回転中心とウェハの中心との偏心分が相殺された第２外縁形状信号Ｅ、Ｆを得ることができる。
【００４１】
次いで、上記第２外縁形状信号の周縁形状Ｅ、Ｆからピーク部分が抽出される。このピーク部分は、上述したように、切欠マークの存在により光が余分に透過したことにより形成されたものである。この点、第１周縁形状信号では、図２０に示すように、ピーク部分Ｄが曲線Ｃ上に乗っているため、検出に時間を要していた。しかし、本装置によれば、第２周縁形状信号において、ウェハの中心と回転載置台の回転中心との偏心分が相殺されているので、ピーク部分の検出を容易に行うことができる。
【００４２】
そして、第２周縁形状信号のピーク部分か又はそのピーク部分と半周期（１８０度）分ずれた部分に、切欠マーク、すなわち位置決め用切欠き部が存在すると考えられるので、第２の視点の装置では、選択手段により上記部分のうちいずれか一方を切欠マークとして選択することができる。
【００４３】
その際に、第１周縁形状信号中の切欠マークが存在すると考えられる部分、すなわち第２周縁形状信号から検出されたピーク部分又はそのピーク部分と半周期（１８０度）分ずれた部分のそれぞれに対して、例えば図１８に示すような、予め設定された評価用パターンを積和演算することにより、切欠マークとそうでない部分との差異を際だたせることができる。その結果、切欠マークを容易に選択することができる。
【００４４】
さらに、本装置によれば、回転載置台の回転中心に対する被処理体の中心の偏心量および偏心方向を求めるために所定の前処理が行われる。すなわち、切欠マークにより形成されたピーク部分は、被処理体の周縁形状を曲線近似し、その近似曲線から偏心量および偏心方向を決定するためには、不要なデータである。そこで、本発明によれば、ピーク抽出手段により第２周縁形状信号から求めたピーク部分を含む所定範囲とその範囲から半周期（１８０度）分ずれた範囲に相当する第１周縁形状信号のデータを、データ無効化手段により無効データとして処理する。
【００４５】
その際に、本装置では、いちいち切欠マークの位置を特定せず、切欠マークが存在する可能性のある候補範囲を全て無効データ化するので、データ処理時間を短縮することができる。また、無効化されたデータ部分を補完することにより、より精度の高い位置決めを高速に行うことができる。
【００４６】
さらに、本装置では、第１曲線近似手段により、第４の装置により無効データを除いた第１周縁形状信号のデータを曲線近似して第３周縁形状信号を求める。このように第１周縁形状信号のデータを曲線近似することにより、被処理体の周縁形状を数学的に処理することが可能となり、処理の高速化を図れる。
【００４７】
なお、曲線近似に際しては、正弦波近似手段により正弦波近似することにより処理の簡略化および高速化が図れ、特に正弦波を最小２乗近似することにより、従来のように、有効データの中から特定データを選択する前処理（例えば、代表点を３点選択する処理）が不要になる。
【００４８】
さらに、本装置では、第２演算手段により、曲線近似された周縁形状信号のピーク部分（すなわち、偏心方向および偏心量を示す部分）に基づいて、被処理体の中心と回転載置台の回転中心との偏心方向および偏心量を、数学的に処理することができるので、処理の高速化を図れる。
【００４９】
さらに、本装置では、第２選択手段により、ウェハの偏心量および偏心方向を求めるために使用した第１、第２および第３周縁形状信号に基づいて、ウェハの切欠マークの位置を容易に決定することができる。なお、第２選択手段として、差分器と比較器を有する装置を用いることにより、装置の簡略化および処理の高速化が図れる。
【００５０】
さらに、切欠マークの候補位置のデータを第２曲線近似手段、例えば最小２乗近似手段により２次曲線に近似した後、第３演算手段により、切欠マークの位置、例えば切欠マークの中心位置を求めることができる。
【００５１】
このようにウェハの切欠マークの位置を決定する場合に、従来の装置では、ウェハの偏心量のアライメントを行った後、改めて切欠マークの位置を決定し、アライメントを行っていたため、位置決めに２ステップが必要であった。この点、本発明によれば、ウェハの偏心量および偏心方向を求めるために使用したものと同じ信号に基づいて、ウェハの切欠マークの位置をも求めることができるために、１ステップでウェハの位置決めを行うことが可能となり、処理の高速化が図れる。
【００５２】
特に本発明は、ウェハを移載する動作の頻度が高く、従って、位置決め頻度も高く、またそれらの処理の高速化要求されるマルチチャンバ方式の処理装置において、優れた効果を奏することができる。
【００５３】
さらに、本発明によれば、ウェハの中心と切欠マーク中心を結ぶ直線の延長線上に搬送アームの固定軸を持ってくるように位置決めを行うことにより、従来の装置のように、ウェハの偏心量および偏心方向のアライメントとウェハの切欠マークのアライメントとを２ステップで行わなくとも、本発明により偏心量および偏心方向、並びに切欠マークの位置が求められたウェハを搬送アームに対して１回の操作により受け渡しができる。
【００５４】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら、本発明にかかる位置決め装置および処理システムの好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００５５】
まず、本発明の実施例に係る位置決め装置を有し、且つ２以上の真空処理室を備えたマルチチャンバ方式の処理システムを、図１を参照して説明する。
【００５６】
図示のように、真空処理システムは、共通移載室（第１移載室）２を中心として、第１〜第４の４つの真空処理室４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄと、第１および第２の予備真空室６Ａ、６Ｂと、第１および第２のカセット室８Ａ、８Ｂが接続されて、いわゆるクラスタ状に処理室が配置されたマルチチャンバ方式の処理装置１０を構成している。
【００５７】
そして、これらの処理室は共通のサブクリーンルーム１２内に収容されて、大気から隔離されている。さらに、サブクリーンルーム１２に隣接して第２移載室１４が接続されて、外部と処理システム１０との間で被処理体の受け渡しを行うように構成されている。
【００５８】
第１〜第４の４つの真空処理室４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄは、被処理体である半導体ウェハ表面に所定の処理を連続して施すための装置の集合体である。例えば、ウェハのシリコン上に形成されたシリコン層間絶縁層にスルーホールを形成し、そのスルーホールに対してチタン膜／窒化チタン膜／タングステン膜を配線材として成膜するための処理システムを例に挙げれば、次のような構成とすることができる。
・第１の真空処理室４Ａとして、酸化シリコンから成る層間絶縁層にスルーホールをエッチングするプラズマエッチング装置。
・第２の真空処理室４Ｂとして、上記スルーホールに対してオーミックコンタクト層としてチタン層を形成するとともに、そのチタン層の上にバリヤ層として窒化チタン層を形成するためのスパッタ装置。
・第３の真空処理室４Ｃとして、上記バリヤ層の上にタングステン層を形成するためのＣＶＤ装置。
・第４の真空処理室４Ｄとして、スルーホールに形成されたタングステン層をエッチングバックするためのプラズマエッチング装置。
【００５９】
なお、以上示した装置群は、ほんの一例に過ぎず、要求される処理に応じて、様々な種類および数量の処理室を組み合わせてマルチチャンバ方式の処理システム１０を構成できることは言うまでもない。
【００６０】
ここで、上記処理システムの全体構成について説明する。まず第２移載室１４と外部とはドアＧ１を介して連通されている。第２移載室１４内には、例えば、第１〜第４の４つのカセット載置台１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄが横並びに設置されている。なお、図示の例では、第１および第３のカセット載置台１６Ａおよび１６ＣにカセットＣ１、Ｃ２が載置されている。これらカセットＣ１、Ｃ２は、所定枚数、例えば２４枚のウェハＷを収容して、移載するためのものである。
【００６１】
さらに、第２移載室１４内には、カセット搬送装置１８が設置されている。カセット搬送装置は、第１〜第４のカセット載置台１６Ａ〜１６Ｄの列に対して平行に（図示の例で、矢印方向に）移動可能であり、搬送アーム１８Ａにより、未処理のウェハが収容された所望のカセットを取り出し、カセット室８Ａ、８Ｂに移載するとともに、処理済みのウェハが収容されたカセットをカセット室８Ａ、８Ｂから回収できる。
【００６２】
上記第２移載室１４は、上記第１カセット室８ＡとはドアバルブＧ２を介して、第２カセット室８ＢとはドアバルブＧ３を介して、それぞれ接続されている。第１および第２カセット室８Ａ、８Ｂにはそれぞれ昇降自在のカセットステージ（図示せず）が設けられている。また第１および第２カセット室８Ａ、８Ｂと共通移載室２とは、ゲートバルブＧ４、Ｇ５を介して接続されている。
【００６３】
なお、第１および第２カセット室８Ａ、８Ｂは、それぞれ気密に構成されるとともに、図示しない排気経路および給気経路を有しており、その内部を所望の圧力雰囲気に調整可能である。従って、ドアバルブＧ２、Ｇ３を開放する場合（ゲートバルブＧ４、Ｇ５は閉止）には、第２移載室１４と第１および第２カセット室８Ａ、８Ｂ間を略同一の圧力雰囲気とすることができる。逆にゲートバルブＧ４，Ｇ５を開放する場合（ドアバルブＧ２、Ｇ３は閉止）には、共通移載室２と第１および第２カセット室８Ａ、８Ｂ間を略同一の圧力雰囲気とすることができる。
【００６４】
さて、上記共通移載室（第１移載室）２は、略円形の平面を有する気密室から成り、上述のように、ゲートバルブＧ４、Ｇ５を介して第１および第２カセット室８Ａ、８Ｂと接続されるとともに、ゲートバルブＧ６、Ｇ７、Ｇ８、Ｇ９を介して第１〜第４の真空処理室４Ａ〜４Ｄに接続されている。これらの真空処理室４Ａ〜４Ｄは、例えば、上述のようなエッチング装置、スパッタ装置、ＣＶＤ装置であり、各室内に収容された載置台２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄにウェハを載置固定して、所定の処理を施すものであるが、それらの構造の詳細な説明はここでは省略する。
【００６５】
さらに、上記共通移載室（第１移載室）２は、連通路２２Ａ、２２Ｂを介して第１および第２予備真空室６Ａ、６Ｂに接続されている。第１および第２予備真空室６Ａ、６Ｂには、載置台２４Ａ、２４Ｂが収容されている。これらの載置台２４Ａ、２４Ｂには、載置されたウェハを加熱するための加熱手段と、載置されたウェハを冷却するための冷却手段が実装されており、必要に応じてウェハを加熱又は冷却することが可能なように構成されている。
【００６６】
さらに上記共通移載室２内には、搬送アーム２６を備えた移載手段２８がほぼ中央に設置されている。この搬送アーム２６は、例えば多関節アームから成るものであり、共通移載室２の周囲に配置された、第１〜第４の真空処理室４Ａ〜４Ｄ、第１および第２の予備真空室２４Ａ、２４Ｂ、第１および第２のカセット室８Ａ、８Ｂの間で、所定のウェハを移載することができるように構成されている。
【００６７】
また、上記移載室２の第１および第２カセット室８Ａ、８Ｂ側には、被処理体であるウェハの位置合わせをするための位置決め装置３０が配置されている。この位置決め装置３０は、回転載置台ユニット３２と光学式の検出手段３４とから主に構成されているが、その詳細については後述する。
【００６８】
そして、第１〜第４の真空処理室４Ａ〜４Ｂ、および共通移載室２についても、上述の第１および第２カセット室８Ａ、８Ｂと同様に、図示しない排気経路と給気経路がそれぞれ設置されている。従って、必要に応じて、所定のゲートバルブを開閉した後、給気経路を介して所定の処理ガスやパージガスを各室内に導入したり、あるいは排気経路を介して各室を所定の圧力雰囲気に個別に制御することが可能である。
【００６９】
以上のように、本発明実施例に係る位置決め装置を有するマルチチャンバ方式の真空処理システム１０は構成されている。さて、上記のように構成されたマルチチャンバ方式の処理システム１０において、ウェハを所定の処理室に対して高い精度で搬入搬出するためには、搬送アーム２６によりウェハＷを高い精度で受け取る必要がある。そのために、通常は、搬送アーム２６により移載するウェハＷの中心と切欠マークとを、一旦本発明に係る位置決め装置３０により位置合わせし、その後、再び搬送アーム２６によりウェハＷを受け取り、所定の処理室に移載するように構成されている。
【００７０】
次に、かかる位置決め装置３０の構成について図４を参照しながら説明する。図示の位置決め装置３０は、回転載置台ユニット３２と検出手段３４とから主に構成されている。
【００７１】
回転載置台ユニット３２は、駆動部３６と、その駆動部３６にベローズ３８を介して設置された回転駆動軸４０と、その回転駆動軸４０上に固定された円板状回転載置台４２とから構成されている。従って、回転載置台４２は、ベローズ３８により昇降自在であるとともに、駆動部３６より回転駆動軸４０を介して伝達された動力により所定量だけ回転させることができる。なお、回転載置台４２の外径は、ウェハＷの外径よりも小さく構成されるが、回転時にウェハＷを十分に支承できる大きさであることが好ましい。また回転載置台４２の上面には図示しないゴムパッドまたは静電吸着パッドが設置されており、回転時にウェハＷを遠心力に抗して固定することが可能である。
【００７２】
検出手段３４は、図示の例では、発光部と受光部とにより構成されている。発光部は発光ダイオードなどの発光素子４４から成る。発光素子４４から射出された光は、レンズ４６、下方ミラー４８、上方ミラー５０を介して、受光素子５２により受光され、位置信号に変換された後、バス５４、５６を介して制御部５８に送られる。制御部５８に送られた信号は、制御部５８の各信号処理手段により所定の処理が施されて、ウェハの偏心量および偏心方向、並びに切欠マークの方向が求められる。かかる信号処理については、後で詳述する。制御部５８は、上記偏心量および偏心方向、並びに切欠きアーム等の情報に基づき、それぞれの駆動部２９および駆動部３６を介して、搬送アーム２６および回転載置台４２の動作を制御し、ウェハのアライメントを行う。
【００７３】
なお、図示の例では、検出手段３４を発光素子４４と受光素子５２とから構成したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ＣＣＤカメラにより直接ウェハの周縁部を撮像し、画像データとして処理することも可能であることは言うまでもない。このように、ＣＣＤカメラを用いた場合には、より加工しやすい信号データを得ることができるので、処理の高速化が図れる。
【００７４】
本発明に係る位置決め装置３０は上記のように構成されているので、図４〜図６に示すように動作する。すなわち、図４に示すように、回転載置台４２を下方位置に下げた状態で、搬送アーム２６によりウェハＷを回転載置台４２の上方に搬送する。次いで、図５に示すように、回転載置台４２を上昇させ、搬送アーム２６よりウェハＷを回転載置台４２上に受け渡した後に、搬送アーム２６を引っ込める。そして、図示しないゴムパッドまたは静電吸着パッドによりウェハＷを回転載置台４２上に固定することにより位置決め処理の準備が完了する。
【００７５】
次いで、図６に示すように、回転載置台４２をさらに上昇させるとともに、ウェハＷとともに回転載置台４２を回転させる。さらに、発光素子４４より光を照射し、レンズ４６、ミラー４８、５０を介して受光素子５２により受光する。その際に、回転するウェハＷの周縁が、光路を横切るように、ウェハＷが回転載置台４２上に載置される。従って、ウェハＷが１回転する間に、ウェハＷの周縁を透過する光（すなわち、ウェハＷの周縁により遮られなかった光）を検出することにより、ウェハＷの周縁形状に関する情報を収集することができる。
【００７６】
ここで、ウェハＷの中心と回転載置台４２の回転中心が一致していれば、略円形のウェハの周縁形状は一定であり、検出された信号は、図１９の実線Ａに示すように、光を透過する切欠マークに対応する部分Ｂを除き、ほぼ水平の直線としてプロットされる。そして、ウェハＷの位置決めに際しては、切欠マークに対応する部分Ｂの位置を決定すれば十分である。
【００７７】
しかしながら、実際には、図２および図３に示すように、ウェハＷの中心ＯＷと回転載置台４２の回転中心ＯＰとは偏心しており、検出された信号Ｃは、図２０の実線Ｃに示すように、光を透過する切欠マークに対応する部分Ｄを除き、略正弦波の曲線としてプロットされる。従って、ウェハＷの位置決めに際しては、ウェハＷの切欠マークに対応する部分Ｄの位置を検出するのみならず、回転載置台４２の回転中心ＯＰに対するウェハＷの中心ＯＷの偏心量および偏心方向を求める必要がある。
【００７８】
そのために、本発明に係る位置決め装置３０では、制御部５８を以下に示すような信号処理手段から構成している。次に、図７〜図９を参照しながら、上記制御部５８を構成する信号処理手段の一実施例について説明する。なお、図７〜図９図において、各信号処理手段の下に示したグラフは、各信号処理手段において実行される信号処理の概略を示したものである。
【００７９】
図７に示すように、検出手段３４により光学的に検出されたウェハＷの外縁形状は第１周縁形状信号６０（６０Ａ、６０Ｂ）として、第１演算手段６２に送られる。この第１演算手段６２は、回転載置台４２に載置されたウェハＷの１回転（３６０度）分の第１周縁形状信号６０（６０Ａ、６０Ｂ）を半周期（１８０度）分ずらして重ね合わせて、第２周縁形状信号６４を得るためのものである。そして、この第２周縁形状信号６４においては、図示のように、半周期（１８０度）分ずれた曲線部分同士が互いに相殺され（すなわち、ウェハＷの中心の回転載置台４２の中心に対する偏心分が相殺され）、光を透過した切欠マーク部に相当するピーク部分６６のみが顕著に表される。
【００８０】
この第２周縁形状信号６４を出力する第１演算手段６２の後段には、ピーク抽出手段６８が接続されている。このピーク抽出手段６８は、第２周縁形状信号６４において顕著になったピーク部分６６を抽出するためのものである。なお、このピーク抽出手段６８では、半周期分に重ねられた信号のみを処理対象としているので、抽出されたピーク部分はあくまでも切欠マークの候補位置であり、実際の切欠マークは、抽出されたピーク部分又はその部分から半周期ずれた部分に存在することに留意する必要がある。
【００８１】
さらにピーク抽出手段６８の後段には、データ無効化手段７０が接続されている。後述する曲線近似処理において、切欠マーク部に現れるピーク信号部分は不要なデータなので、このデータ無効化手段６８により切欠マーク部の信号を無効データとして予め処理するのである。その際に、データ無効化手段６８は、ピーク抽出手段６８により抽出されたピーク部分から推定される切欠マーク候補部分（すなわち、ピーク部分７２とその部分から半周期ずれた部分７４）を全て無効化する。このように、切欠マーク候補部分から実際の切欠マークに対応する部分を選択する処理手順を省略することにより、処理の高速化が図れるのである。
【００８２】
なお、説明を簡略化するため図示は省略したが、このデータ無効化手段６８の後段に、無効化されたデータ部分を残余の有効データに基づいて補完し、有効データ化するデータ補完手段を設けることも可能である。
【００８３】
さらにデータ無効化手段７０の後段には、図８に示すような第１曲線近似手段７６が接続されている。この第１曲線近似手段７６は、第１周縁形状信号６０から無効データを除いた有効データに基づいて、第１周縁形状信号６０を曲線近似して第３周縁形状信号７８を得るものである。この第１曲線近似手段７６としては、第１周縁形状信号６０を正弦波近似する手段であることが好ましい、特に、第１周縁形状信号６０の有効データ群から直接正弦波近似を行うことが可能な最小２乗近似法を用いることが好ましい。
【００８４】
さらに第１曲線近似手段７６の後段には第２演算手段８０が接続されている。この第２演算手段８０は、第１曲線近似手段７６により曲線近似された第３周縁形状信号７８より、ウェハＷの中心の回転載置台４２の回転中心に対する偏心量ＥM、および偏心方向ＥDを求めるものである。以上のように、本発明に係る位置決め装置３２によれば、従来のように、ウェハＷの偏心量および偏心方向を求めるに際して、有効データの中から特定データを選択する前処理（例えば、代表点３点を選択する処理）が不要となり、有効データ群から直接ウェハＷの偏心量および偏心方向を求めることができる。
【００８５】
さらに第２演算手段８０の後段には第２選択手段８２が接続されている。上述のように、第２周縁形状信号６４より切欠マークが存在する候補部分（２カ所）が明らかになっているが、切欠マークの位置を確定するにあたっては、切欠マーク候補部分から実際に切欠マークが存在している部分を確定する必要がある。そして、実際に切欠マークが存在する部分は、この第２選択手段８２により決定される。切欠マークに対応する部分を確定するにあたっては、まず、例えば実線８４で示すように第１周縁形状信号６０と第３周縁形状信号７８の差分をとる。次いで、その差分データ８４中の切欠マーク候補部分８６Ａ、８６Ｂの平均値同士を比較し、平均値の高い部分（図示の例では、８６Ａ）に切欠マークが存在すると判断することができる。
【００８６】
さらに第２選択手段８２の後段には、図９に示すように第２曲線近似手段８８が接続されている。この第２曲線近似手段８８は、第２選択手段８２により選択された切欠マーク部分に相当する第１周縁形状信号６０を曲線近似して第４周縁形状信号９０を求めるためのものである。そして、この第４周縁形状信号９０を求めるに際しても、最小２乗近似法により、有効データ群の中から直接２次曲線として曲線近似することが好ましい。なおかかる処理の詳細については後述する。
【００８７】
さらに第２曲線近似手段８８の後段には第３演算手段９２が接続されている。この第３演算手段９２は第２曲線近似手段８８により求められた第４周縁形状信号９０のピーク値に基づいて直接回転載置台４２の回転中心に対する切欠マークの最近接部Ｎｃ或いはＦｃを求めるためのものである。
【００８８】
以上のようにして、本発明に係る位置決め装置によれば、一連の信号処理により、ウェハＷの中心の回転載置台４２の中心に対する偏心量および偏心方向と、ウェハＷの切欠マークの位置とを同時に求めることが可能である。
【００８９】
従って、従来の装置のように、ウェハＷの中心の位置合わせと、ウェハＷの切欠マークの位置合わせとを２ステップで行う必要が無くなり、１ステップで処理することができるので、ウェハＷの位置決め処理を高速化できる。
【００９０】
また、その際に、従来の装置のように、検出手段によりサンプリングされた有効データ群の中から代表点を選択せずに、有効データ群を直接処理して、ウェハＷの偏心量および偏心方向、ウェハＷの切欠マークの位置を求めることができるので、さらに処理の高速化を図れる。
【００９１】
次に、本発明に係る位置決め装置によるウェハＷの中心および切欠マークの位置決め処理のアルゴリズムの一実施例について、図１０〜図１３を参照しながら説明する。
【００９２】
１．前処理、および切欠マーク候補位置の検索
まず、図１０に示すように、ステップＳ１０１において、検出手段３４によりサンプリングされたウェハＷの周縁形状を示すデータからノイズの除去が行われる。このノイズの除去は、例えば近傍の５つのサンプリングポイントの平均値をとり、ある場所のデータがその前後の平均値よりも所定値以上突出している場合には、その部分にノイズが含まれていると判断し、無効データ化することにより行われる。
【００９３】
次いでステップＳ１０２に進み、有効データの判定が行われる。図４に示すように、一般に光学式の検出手段３４では、ある幅を有する光線（図中、点線で示す）により、ウェハＷの周縁形状を測定している。従って、ウェハＷの回転載置台４２に対する偏心量が大きく、ウェハＷの周縁の軌道が、その光線の最大幅（Ｍａｘ）と最小幅（Ｍｉｎ）を超える場合には、図１０の（ａ）に点線で示す部分１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃに関して有効なサンプリングが行えない。そこで、ステップＳ１０２において、上記部分のデータを無効化する前処理が行われる。
【００９４】
次いでステップＳ１０３において、第１演算手段６２により、検出手段３４によりサンプリングされた第１周縁形状信号６０を半周期（１８０度）分ずらして重ね合わせて第２周縁形状６４を得るとともに、ピーク抽出手段６８により第２周縁形状６４のピーク部分６６を抽出する（図１０（ｂ））。
【００９５】
次いでステップＳ１０４に進み、有効データの割合を判定する。例えば、有効データが１回転（３６０度）分のサンプリングデータの３／１０に満たない場合（すなわち、図１０（ｃ）に示すように、重ね合わされた半回転（１８０度）分のサンプリングデータの３／５に満たない場合）には、有効なアライメント処理が行えない旨のエラー信号を出力し、ウェハＷを搬送アーム２６により回転載置台４２に載せ直す指令を送ることができる。
【００９６】
なお、有効データの判定の基準は上記実施例に限定されないことは言うまでもなく、要求精度に応じて任意の数値に設定することが可能である。
【００９７】
また、この実施例では、第１演算手段６２により第２周縁形状信号６４を求めた後に、サンプリングデータのエラーを判断しているが、ステップＳ１０２により有効データ判定する際に一括して、適当な基準値に基づいてサンプリングデータのエラーを判断する構成を採用することもできる。
【００９８】
次いで、図１１に示すステップＳ１１１に進み、ステップＳ１０３において重ね合わされたデータの平均値と標準偏差が演算される。その際には、ステップＳ１０３において検出されたピーク値（最大値）の位置から±３６度の範囲を除く有効データ（図１１（ａ）において、丸で囲った部分）が対象とされる。例えば、図２に示すようなオリエンテーションフラットを切欠マークとして使用する場合に、通常はオリエンテーションフラットはウェハＷの全周の３６度の範囲に収まるように設計されるので、最大の誤差を見ても、切欠マークは上記ピーク値６６から±３６度の範囲に存在すると考えられ、その部分を除く有効データを対象とすることにより、高い精度の平均値と標準偏差を得ることができるからである。
【００９９】
次いで、ステップＳ１１２に進み、切欠マーク候補位置の検索が行われる。その際には、例えば、重ね合わせデータの平均値（Ａｖｅ．）＋４σをしきい値として、そのしきい値を超える部分に切欠マーク候補が存在するものと判断することが可能である。なお、ここで切欠マーク位置と言わずに、切欠マーク候補位置と称しているのは、ステップＳ１１２での処理の対象は半回転分の重ね合わせデータであり、従って、実際の切欠マークは、当該処理により切欠マークがあると判定された部分か、あるいはその部分から半回転（１８０度）分ずれた部分に存在するものと考えられるからである。
【０１００】
次いで、処理はステップＳ１１３に進み、切欠マーク候補部分に存在するデータの数が３未満であるかどうかが判断される。すなわち、後続の処理において、切欠マーク部分に含まれるサンプリングデータに基づいて２次式による放物線近似が行われるが、２次式による放物線近似を行うためには、少なくとも３点に関するデータが必要だからである。従って、切欠マーク候補部分に存在するデータ３未満である場合には、切欠マーク部の特定を行うことが困難であるので、エラーの信号が出力される。
【０１０１】
２．ウェハＷの偏心量および偏心方向の計算
以上のような前処理を終了した後、アルゴリズムは、図１２に示すような、ウェハＷの偏心量および偏心方向の計算処理に進む。偏心量および偏心方向を求める場合に、本発明に係る位置決め装置３２においては、後述するように、第１曲線近似手段７６により第１周縁形状信号６０の正弦波近似が行われるが、その際に、切欠マーク部のデータは曲線近似の精度を落とす原因となるため、予め除去する必要がある。
【０１０２】
そこで、ステップＳ１２１において、データ無効化手段７０により、切欠マーク候補部分（図１２（ａ）の７２、７４）に含まれるデータを無効化する。なお以上の処理において無効化されたサンプリングデータ部分は、次の通りである。・ステップＳ１０１によりノイズと判定された部分
・ステップＳ１０２により検出手段３４の検出限界を超えたと判定された部分
・ステップＳ１１２により切欠マーク候補位置と判定された部分、およびその部分から半回転（１８０度）分ずれた切欠マーク候補位置部分
【０１０３】
さて、以上の工程により選択された有効データに基づいて第１周縁形状信号６０を曲線近似するのであるが、かかる処理に先立って、ステップＳ１２２において無効データの補完を行うことができる。
【０１０４】
すなわち、ウェハＷは略円形の平面を有しているため、検出手段３４により検出された第１周縁形状信号６０は、図１２（ｂ）に示すように、１８０度の地点１２５を中心として点対象図形として現れる。従って、例えば、ステップＳ１０２において無効と判断されたデータ領域１０５ａから半回転（１８０度）分ずれた領域（図１２（ｂ）において丸で囲んだ領域１２６）が有効データとして残っている場合には、そのデータ領域１２６に含まれるデータに基づいてデータ領域１０５ａを補完することが可能である。なお、このデータ補完処理は必ず必要であるわけではなく、かかる処理を省略して、処理の高速化を図ることが可能であることは言うまでもない。
【０１０５】
以上の処理が終了した後、ステップＳ１２３に進み、第１曲線近似手段７６による正弦波近似または余弦波近似が行われる。その際に、本発明に係る位置決め装置においては、最小２乗法による正弦波近似または余弦波近似処理が行われるので、有効データ群から直接ウェハＷの偏心量および偏心方向を求めることが可能である。従って、従来の装置のように、偏心量および偏心方向を求めるために、有効データの中から代表点を選択するような前処理を省略することができる。
【０１０６】
以下に、Ｎ個の測定データ（θi，Ｙi）を正弦波を表す式（１）により最小２乗近似する方法について説明する。ただし、上記ただし書き条件により、正弦波近似を行うデータは９０度ずれた４つのデータの集合でなければならない。
【０１０７】
【数９】
0003748940.tif 000006
【０１０８】
なお、余弦波は下記の式（１）’により表される。
【０１０９】
【数１０】
0003748940.tif 000007
【０１１０】
余弦波近似の場合にも、式（１）’により、正弦波近似とほぼ同様の手順でウェハＷの偏心量および偏心方向を求める。したがって、その詳細な説明は本明細書では省略する。
【０１１１】
ここに、最小２乗法とは、
【０１１２】
【数１１】
0003748940.tif 000008
【０１１３】
が極小となるようなａ、φ、ｃを求めることである。
【０１１４】
【数１２】
0003748940.tif 000009
【０１１５】
さらに上記を変形して、
【０１１６】
【数１３】
0003748940.tif 000010
【０１１７】
ここで、測定データのθｉをπ／２ずれた４つのデータの集合となるように選ぶとすれば、第２項および第３項は０となり、
【０１１８】
【数１４】
0003748940.tif 000011
【０１１９】
【数１５】
0003748940.tif 000012
【０１２０】
ここで、測定データのθｉはπ／２ずれた４つのデータの集合であるから、
【０１２１】
【数１６】
0003748940.tif 000013
【０１２２】
【数１７】
0003748940.tif 000014
【０１２３】
さて、以上のように第１曲線近似手段７６により、第１周縁形状信号６０を正弦波近似して、第３周縁形状信号７８を求めた後、処理はステップＳ１２４に進む。そして、本発明によれば、上記正弦波近似式において、ウェハＷの中心の回転載置台４２の回転中心に対する偏心量ＥMおよび偏心方向ＥDは、それぞれ、ＥM＝｜ａ｜、ＥD＝−φ＋３π／２（ａ＞０）、ＥD＝−φ＋π／２（ａ＜０）とすることができるので、容易に偏心量および偏心方向を求めることが可能である。
【０１２４】
３．切欠マーク方向の計算
さらに処理は、切欠マーク方向の計算に進む。かかる切欠マーク方向を算出するためのアルゴリズムについて、図１３を参照しながら説明する。
【０１２５】
まずステップＳ１３１において、第２選択手段８２により切欠マーク位置の選択が行われる。既に説明したように、ステップＳ１１２において、第２周縁形状６４により切欠マークが存在する候補部分（１８０度位相がずれた２カ所）は同定されている。しかし、切欠マーク方向を算出するにあたっては、これらの切欠マーク候補部分から実際に切欠マークが存在している部分を確定する必要がある。
【０１２６】
ステップＳ１３１においては、図１３（ａ）に示すように、ステップＳ１０２で求めた第１周縁形状信号６０とステップＳ１２３で求めた第３周縁形状信号７８との差分を求める。第３周縁形状信号７８は第１周縁形状信号６０から切欠マーク部分を除いた部分が曲線近似されたものなので、求められた差分は、図１３（ａ）に実線８４で示すように、実際に切欠マークが存在する部分８６Ａを除いて、ほぼ水平の直線を示す。そこで、上記差分のうち、ステップＳ１１２において求めた切欠マーク候補部分の平均値（８６Ａ、８６Ｂ）を比較すれば、その平均値の高い部分（図示の例では、８６Ａ）に実際に切欠マーク部分が存在していると判断することができる。
【０１２７】
このようにして、切欠マーク部分８４Ａを確定した後、ステップＳ１３２に進み第２曲線近似手段８８による放物線近似が行われる。その際に、本発明に係る位置決め装置においては、最小２乗法による放物線近似処理が行われるので、有効データ群から直接切欠マークの方向を求めることが可能である。
【０１２８】
以下に、 Ｎ個の測定データ（θi，Ｙi）を２次式、
【０１２９】
【数１８】
0003748940.tif 000015
【０１３０】
により最小２乗近似する方法について説明する。
ここに最小２乗法とは、
【０１３１】
【数１９】
0003748940.tif 000016
【０１３２】
式（５）をａ0、ａ1、ａ2でそれぞれ微分すると
【０１３３】
【数２０】
0003748940.tif 000017
【０１３４】
【数２１】
0003748940.tif 000018
【０１３５】
【数２２】
0003748940.tif 000019
【０１３６】
さて、以上のように第２曲線近似手段８８により、切欠マークに対応する信号部分を放物線近似して、第４周縁形状信号９０を求めた後、処理はステップＳ１３３に進む。そして、本発明によれば、第３演算手段９２により、上記放物線近似式から、
β＝−ａ1／２ａ2’  （なぜなら、ｄｙ／ｄｘ＝０）
を求めることにより、切欠マーク方向を得ることができる。ここで、βは、図２２図示の如く、回転載置台の回転中心ＯＰを通る検出手段３４の光軸と、同回転中心ＯＰと切欠マークの最近接部Ｎｃ或いはＦｃとを結ぶ直線とがなす角度を表す。
【０１３７】
なお、切欠きマーク方向は、切欠きマークがオリエーテーションフラットである場合と、ノッチである場合とで、幾分意味が違ってくる。オリエーテーションフラットの場合は、必ずしも回転載置台の回転中心ＯＰからオリエーテーションフラットの中心に対する方向を示すわけではなく、同回転中心からオリエーテーションフラットに下ろした垂線の方向を示す。この点について、図２２を参照して以下に詳述する。なお、図２２における各記号の意味は次の通りである。
ＯＰ：回転載置台の回転中心
ＯＲ：搬送アームの回転中心
ＯＷｃ：補正前のウェハ中心
ＯＷｅ：補正後のウェハ中心
Ｆｃ：補正前のオリエーテーションフラットの最近接部
Ｆｅ：補正後のオリエーテーションフラットの最近接部
Ｎｃ：補正前のノッチの最近接部
Ｎｅ：補正後のノッチの最近接部
ｄ：偏心量
α：偏心方向角度
β：切欠きマーク方向角度
θａ：ウェハの向き補正角度
θｂ：搬送アームの回転補正角度
Ｒｘ：搬送アームの伸縮補正量
【０１３８】
まず、切欠きマークがノッチの場合、補正の前後で合同なΔＮｃ・ＯＰ・ＯＷｃと、ΔＮｅ・ＯＰ・ＯＷｅとに注目する。補正後には、Ｎｅ・ＯＷｅ・ＯＲは直線状に並び、ΔＯＰ・ＯＷｅ・ＯＲが形成される。
【０１３９】
【数２３】
0003748940.tif 000020
【０１４０】
ΔＯＰ・ＯＷｅ・ＯＲに注目すると、
ｒｓｉｎθb＝ｄｓｉｎｔ
よって、
θb＝ｓｉｎ-1｛（ｄ／ｒ）ｓｉｎｔ｝
ＲX＝ｎ−ｒ＝ｒｃｏｓθb＋ｄｃｏｓｔ−ｒ
α＋θa＝ｔ＋θbより、
θa＝ｔ＋θb−α
【０１４１】
一方、切欠きマークがオリエーテーションフラットの場合、直線Ｎｅ・ＯＷｅと直線Ｆｅ・ＯＰとが平行となるため、式（６）において、
【０１４２】
【数２４】
0003748940.tif 000021
【０１４３】
さらに、図２２中にウェハの半分を一点鎖線で示すように、搬送アームの回転中心ＯＲとウェハＷの中心とを結ぶ直線に対して、切欠きマークの向きを時計回りに角度φだけ回転させて受け取る場合は、式（６）を、
【０１４４】
【数２５】
0003748940.tif 000022
【０１４５】
以上のようにして、本発明に係る位置決め装置による一連の処理が終了する。このように、本発明によれば、一連の信号処理により、ウェハＷの中心の回転載置台４２の中心に対する偏心量および偏心方向と、ウェハＷの切欠きマークの位置とを同時に求めることが可能である。
【０１４６】
従って、従来の装置のように、ウェハＷの中心の位置合わせと、ウェハＷの切欠きマークの位置合わせと２ステップで行う必要が無くなり、１ステップで処理することができるので、ウェハＷの位置決め処理を高速化できる。
【０１４７】
また、その際に、従来の装置のように、検出手段によりサンプリングされた有効データ群の中から代表点を選択せずに、有効データ群を直接処理して、ウェハＷの偏心量および偏心方向、ウェハＷの切欠きマークの位置を求めることができるので、さらに処理の高速化を図れる。
【０１４８】
次に、本発明に係る位置決め装置により、回転載置台４２の中心に対する偏心量および偏心方向と、切欠きマークの位置とが求められたウェハＷを搬送アーム２６により受け取る一連の動作について、図１４を参照しながら説明する。
【０１４９】
まず図１６を参照しながら、従来の位置決め装置の動作について説明する。
従来の一般的な位置決め装置は、回転載置台上に配設された、ウェハＷを支持するためのＸＹスライダ４２ｓを有する。ウェハＷを位置決めする際は、回転載置台４２を回転させると共に、スライダ４２ｓを駆動し、あらかじめ決められた搬送アーム２６の延出し位置の中心１０５に対するウェハの中心１０２の偏心を矯正する。また、この際、搬送アーム２６の延出し方向の中心線１０９上に切欠きマークの中心１０６来るようにする。そして、搬送アーム２６を直線１０９に沿って移動させて、ウェハＷを受け取る。
【０１５０】
その場合に、従来の位置決め装置では、第１工程において、搬送アーム２６の延出し位置の中心１０５とウェハＷの中心１０２との偏心が予め矯正されているので、ウェハＷＮＯ中心１０２と切欠きマーク中心１０６を結ぶ直線１０８と、搬送アーム２６の固定軸１０４と延出し位置の中心１０５を通る直線１０９とが略一致する。従って、搬送アーム２６を上記直線１０９に沿って進入させることにより、正確にウェハを受け取ることが可能となる。
【０１５１】
これに対して、本発明に係る位置決め装置では、回転載置台４２にＸＹスライダを設けなくとも、ウェハＷを搬送アーム２６で正確に受け取ることが可能となる。すなわち、回転載置台４２の回転中心１００とウェハＷの中心１０２が偏心した状態では、ウェハＷを反そうアーム２６で正確に受け取ることが可能となる。しかしながら、回転載置台４２の回転中心１００とウェハＷの中心１０２が偏心した状態では、ウェハＷの中心１０２と切欠きマーク中心１０６を結ぶ直線１０８と、回転載置台４２の中心と搬送アーム２６の固定軸１０４を結ぶ直線１１０とを、図１６に示すように一致させることができない。従って、図１５に示すように、回転載置台４２の中心と搬送アーム２６の固定軸１０４を結ぶ直線１１０の延長線上に切欠きマークの中心１０６を持ってくるのみでは、搬送アーム２６により、正確に（すなわち、搬送アーム２６の進入線と、ウェハＷの切欠きマーク中心１０６と中心１０２とを結ぶ直線１０８とが一致するように）ウェハＷを受け取ることができない。
【０１５２】
そこで、本発明によれば、位置決め装置によりウェハＷの偏心量および偏心方向と、切欠きマーク位置とを検出した後、図１４に示すように、回転載置台４２を回転させて、ウェハＷの中心１０２と切欠きマーク中心１０６を結ぶ直線１０８の延長線上に搬送アーム２６の固定軸１０４が来るようにする。かかる操作により、搬送アーム２６の進入線とウェハＷの中心１０２と切欠きマーク中心１０６を結ぶ直線１０８とを一致させることが可能となり、正確にウェハＷを受け取ることが可能となる。
【０１５３】
以上、本発明に係る位置決め装置により、ウェハＷの偏心量および偏心方向と、切欠きマーク位置とを一連の処理により連続的に求める実施例について説明したが、本発明はかかる実施例に限定されず、切欠きマーク位置のみを求める場合に対しても適用することが可能である。以下、切欠きマーク位置のみを求める場合の、本発明の実施例に係る位置決め装置を、図１７を参照しながら説明する。
【０１５４】
この実施例に係る位置決め装置は、図１７に示すように、検出手段１２０と、演算手段１２２と、候補検索手段１２４と、評価および選択手段１２６とから構成されている。検出手段１２０は、図７に示す検出手段３４と同様のもので、ウェハＷの外縁形状を光学的に検出し、第１周縁形状信号１２８を得るためのものである。この第１周縁形状信号１２８は、検出手段１２０の後段に接続される演算手段１２２に送られる。
【０１５５】
演算手段１２２は、図７に示す第１演算手段３４と同様のもので、回転載置台４２に載置されたウェハＷの１回転（３６０度）分の第１周縁形状信号１２８を半周期（１８０度）分ずらして重ね合わせて、第２周縁形状信号１３０を得るためのものである。そして、第２周縁形状信号１３０においては、図示のように、半周期（１８０度）分ずれた曲線部分同士が相殺され（すなわち、ウェハＷの中心の回転載置台４２の回転中心に対する偏心分が相殺され）、切欠きマーク部のピーク部分１３２のみが顕著に現れる。
【０１５６】
第２周縁形状信号１３０を出力する演算手段１２２の後段には、候補検索手段１２４が接続されている。候補検索手段１２４は、図７に示すピーク抽出手段と同様に、第２周縁形状信号１３０において顕著になったピーク部分１３２を抽出する。候補検索手段１２４では、半周期分に重ねられた信号のみを処理対象としているので、抽出されたピーク部分１３４はあくまでも切欠きマーク候補であり、実際の切欠きマークは、抽出されたピーク部分又はその部分から半周期ずれた部分に存在する。図１７では、第１周縁形状信号１２８から、２つの切欠きマーク候補部分１３４、１３６を得た状態を示す。
【０１５７】
そこで、本実施例に係る位置決め装置では、候補検出手段１２４の後段に評価および選択手段１２６が接続されている。すなわち、評価および選択手段１２６においては、候補検索手段１２４により抽出された切欠きマーク候補部分１３４、１３６から実際に切欠きマークが存在する部分が選択される。
【０１５８】
その際には、図１８（Ａ）〜（Ｃ）に示すような予め設定された評価用パターンを利用することが可能である。この評価用パターンは、第１周縁形状信号１２８中の切欠きマーク候補部分１３４、１３６、すなわち第２周縁形状信号１３０に基づいて抽出されたピーク部分１３４又はそのピーク部分から半周期（１８０度）分ずれた部分１３６のそれぞれに対して積和演算することにより、切欠きマーク部分と装でない部分との際を際だたせるためのものである。なお積和演算とは、信号パターンＳｉと評価用パターンＰｉについて、ΣＳｉＰｉを計算することである。
【０１５９】
かかる評価用パターンとしては、図１８（Ａ）に示すような矩形波信号、図１８（Ｂ）に示すようなのこぎり波信号、あるいは図１８（Ｃ）に示すような放物線波信号などの、実質的に切欠きマークが存在する信号幅に相当する部分において上に凸のピークを有する各種パターンを使用することができる。
【０１６０】
このように評価用パターンを、２つの切欠きマーク候補部分に積和演算すれば、それぞれの候補部分の平均を取れば、実際の切欠きマークに対応する部分の積和信号１３８が他方の切欠きマーク候補に対応する部分の積和信号１４０に比較して顕著に高い値を示すので、当該積和信号１３８側に切欠きマークが存在することを容易に知ることができる。
【０１６１】
以上説明したように、本発明に係る位置決め装置によれば、従来の装置や方法に比較して、より高速にかつ正確に、回転載置台４２に載置されたウェハＷの偏心量および偏心方向、並びにウェハＷの切欠きマークの位置を知ることが可能である。従って、搬送アーム２６により所定の処理室に迅速かつ正確に移載することが可能である。
【０１６２】
なお、以上においては、本発明に係る位置決め装置を、図１に示すようなマルチチャンバ方式の処理システムに適用した場合を例に挙げて、本発明の説明を行ったが、これは、搬送アームによる移載動作の頻度が高いマルチチャンバ方式の処理システムにおいてこそ、本発明の優れた作用効果が顕著に発揮されるからであって、本発明をかかるシステムに限定する意味ではない。従って、本発明は、かかるマルチチャンバ方式の処理システムに限定されず、迅速かつ正確な移載作業が要求される枚葉式又はバッチ式の各種処理システム、例えばＣＶＤ装置、エッチング装置、スパッタ装置、アッシング装置、拡散装置、露光装置、検査装置に対しても適用できることは言うまでもない。
【０１６３】
さらにまた、上記実施例においては、主に、本発明をウェハの外周の一部を水平方向にフラットに切断した位置決め用切欠き部、いわゆるオリエンテーションフラットに適用した例について説明したが、本発明はかかる例に限定されず、ウェハの外周の一部を凹に切り欠いた位置決め用切欠き部、いわゆるノッチに対しても好適に適用することも可能である。
【０１６４】
図３に示すノッチに対して本発明を適用する場合であっても、図２に示すオリエンテーションフラットの場合と同様に、ノッチ部分において光の透過量は他の部分よりも大きくなるので、オリエンテーションフラットとほぼ同様の波形信号を得ることが可能である。従って、得られた第１周縁形状信号を本発明に従って処理することにより、ウェハＷの偏心量および偏心方向、並びにノッチの方向を、迅速かつ正確に知ることが可能である。
【０１６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ウェハの偏心量および偏心方向、並びに切欠マークの位置を算出するにあたり複数工程を要していた従来の位置決め装置に比較して、単数工程によりウェハの偏心量および偏心方向、並びに切欠マークの位置を求めることが可能なので、ウェハのアライメント処理速度を向上させることが可能である。
【０１６６】
さらに、本発明によれば、従来の装置や方法のように、検出信号の中から複数のポイントをサンプリングして処理を行うのではなく、サンプリングデータを実質的に全て使用するので、ノイズの影響を受け難く、精度の高いアライメントを行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る位置決め装置を有するマルチチャンバ型処理システムの概略装置構成を示す平面図である。
【図２】オリエンテーションフラットを有するウェハの平面図である。
【図３】ノッチを有するウェハの平面図である。
【図４】図１に示す位置決め装置の構造および動作を示す概略側面図である。
【図５】図１に示す位置決め装置の構造および動作を示す概略側面図である。
【図６】図１に示す位置決め装置の構造および動作を示す概略側面図である。
【図７】図１に示す位置決め装置に置いて実行される信号処理の例を示す説明図である。
【図８】図１に示す位置決め装置に置いて実行される信号処理の例を示す説明図である。
【図９】図１に示す位置決め装置に置いて実行される信号処理の例を示す説明図である。
【図１０】図７〜図９に示す信号処理の各工程におけるアルゴリズムを示す流れ図である。
【図１１】図７〜図９に示す信号処理の各工程におけるアルゴリズムを示す流れ図である。
【図１２】図７〜図９に示す信号処理の各工程におけるアルゴリズムを示す流れ図である。
【図１３】図７〜図９に示す信号処理の各工程におけるアルゴリズムを示す流れ図である。
【図１４】図１に示す位置決め装置および搬送装置との動作を示す概略平面図である。
【図１５】図１に示す位置決め装置および搬送装置との動作を示す概略平面図である。
【図１６】従来の位置決め装置および搬送装置の動作を示す概略平面図である。
【図１７】図１に示す位置決め装置において実行される信号処理の別の例を示す説明図である。
【図１８】図１７に示す信号処理で使用される評価用パターンの例を示す図である。
【図１９】図１に示す位置決め装置において処理される信号波形を示す図である。
【図２０】図１に示す位置決め装置において処理される信号波形を示す図である。
【図２１】図１に示す位置決め装置において処理される信号波形を示す図である。
【図２２】図１に示す位置決め装置および搬送装置の動作におけるアルゴリズムを説明するための概略平面図。
【符号の説明】
Ｗ      被処理体（ウェハ）
１０    処理装置
３０    位置決め装置
３２    回転載置台ユニット
３４    検出手段
４２    回転載置台
５８    制御装置
６２    第１演算手段
６８    ピーク抽出手段
７０    データ無効化手段
７６    第１曲線近似手段
８０    第２演算手段
８２    第２選択手段
８８    第２曲線近似手段
９２    第３演算手段
【図１】
0003748940.tif 000029
【図２】
0003748940.tif 000030
【図３】
0003748940.tif 000031
【図４】
0003748940.tif 000032
【図５】
0003748940.tif 000033
【図６】
0003748940.tif 000034
【図７】
0003748940.tif 000035
【図８】
0003748940.tif 000036
【図９】
0003748940.tif 000037
【図１０】
0003748940.tif 000038
【図１１】
0003748940.tif 000039
【図１２】
0003748940.tif 000040
【図１３】
0003748940.tif 000041
【図１４】
0003748940.tif 000042
【図１５】
0003748940.tif 000043
【図１６】
0003748940.tif 000044
【図１７】
0003748940.tif 000045
【図１８】
0003748940.tif 000046
【図１９】
0003748940.tif 000047
【図２０】
0003748940.tif 000048
【図２１】
0003748940.tif 000049
【図２２】
0003748940.tif 000050