半导体衬底的位置检测装置和位置检测方法_4

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。图8~图11为表示半导体晶圆5的错位量检测的大致内容的说明图。
[0081]首先,进行装载于基准位置的半导体晶圆5的摄像,该基准位置为构成进行错位 量检测时的基准、不产生错位量的位置。在真空运送机器人15所具有的机械手指21上的 设计上的最适合位置采用夹具等,装载构成基准的半导体晶圆5。然后,使真空运送机器人 15动作、按照半导体晶圆5的移动轨迹上的前端部分位于摄像机24的视野28内部的方式, 使真空运送机器人15动作,直至监视位置。在到达规定的监视位置的场合,暂时停止真空 运送机器人15的动作,对半导体晶圆5的周缘部分进行摄像。已拍摄的图像作为基准圆36 的图像数据而发送给存储机构30,存储于其内部。另外,对于构成基准的图像数据,也可替 换实际物品的半导体晶圆5,而采用具有与半导体晶圆5相同的圆弧的夹具等。另外,在本 实施例中,于摄像时,暂时使真空运送机器人15停止,但是为了提高通过量,也可通过真空 运送机器人15对半导体晶圆5进行摄像。
[0082] 在该里,图像数据发送给边缘抽取部31,抽取周缘部分的边缘。接着,坐标检测部 41根据在边缘抽取部31中所要求的边缘数据,与已知的半导体晶圆5的半径,求出设置于 基准位置的作为半导体晶圆5的基准圆36的中屯、坐标。为了求出中屯、坐标,可从通过边缘 抽取部31而抽取的边缘数据中,抽取圆周上的顶点位置的Y轴坐标值、与任意的两个点,根 据与该两个点有关的坐标数据和半导体晶圆5的半径而求出。下面对其检测流程进行说 明。
[0083](第1错位量检测方法)
[0084]图8为表示基准圆36和视野28的位置关系的说明图。基准圆36W模拟方式表 示位置检测中的半导体晶圆5的整体像,视野28表示通过摄像机24拍摄的摄像范围,视野 28的图面视左下地点为原点。首先,指定通过边缘抽取处理抽取的边缘上的任意的两个地 点。已指定的两个地点在该里,为地点A、地点B,地点A的视野28内的XY为狂1,Yl)、地 点B的XY坐标为狂2,Y2)。接着,引出与视野28的Y轴平行,通过地点A的直线XI,和与 Y轴平行,引出地点B的直线X2。另外,基准圆36的中屯、点为01,其XY坐标为(a,b)。接 着,拉动通过基准圆36的中屯、点01,与视野28的X轴平行的直线R,直线R和直线XI的交 点为D,直线R和直线X2的交点为E。在该里,交点D的XY坐标系的位置为狂l,b),交点E 的XY坐标系的位置为狂2,b)。其结果是,在基准圆36上形成两个直角S角形a和6,该 直角S角形a和P的相应的边A- 01、B- 01为与基准圆36的半径r相同的长度。由 于上述情况,关于直角S角形a,
[0085]狂l-a)2+(Yl-b)2= r2 ……(1)
[0086] 成立,关于直角S角形0,
[0087]狂2-a)2+(Y2-b)2= r2 ......似
[008引 成立。
[0089] 另外,引出通过基准圆36的中屯、点01与Y轴平行的直线U,该直线U和基准圆36 的边缘的视野28内的交点为地点C。该地点C的视野28内的XY坐标为(a,Y3)。在该里, 由于作为基准圆36而描绘的半导体晶圆5装载于机械手指21上,与Y轴平行移动,地点C 可称为最接近目的地的顶点。关于该地点C中的作为Y坐标的Y3的坐标位置为通过位置 检测装置39而检测的值,而关于X坐标的a,由于只能辨认不清楚的摄像,故为不清楚的值。 由于作为地点A的XY坐标的XI、Y1、W及作为地点B的XY坐标的X2、Y2的值为可通过位 置检测装置29而检测的值,故中屯、点01的Y坐标b可作为
[0090] b=Y3-r ......(3)
[00川而计算。另外,半径r为运输时的半导体晶圆5的半径,为已知的值。
[0092] 接着,在下面对中屯、点01的X坐标a的计算方法进行说明。首先,如果为式(1)~ (2),为下述的式。
[0093] 狂1-a) 2-狂2-a) 2+ (Yl-b) 2- (Y2-b) 2= 0 ......(4)
[0094] 如果将该式(4)展开,则得到:
[0095] X12-X22巧12-Y22-2 狂 1-X2)a-2(Y1-Y2)b= 0 ......巧)
[0096] 如果按照计算a的计算式而整理,则得到:
[0097] a=找12-X22巧l2-Y22-2(Yl-Y2)b}/2 狂1-X2) ......化)
[009引如上所述,由于aW外的值为已检测的坐标上的值,故可根据上述计算式,计算中 屯、点01的X坐标的值a。在该里计算的基准圆36的中屯、点01的坐标(a,b)发送给存储 机构30,存储于其内部。
[0099] 如果基准圆36的检测结束,则位置检测装置29将该中屯、位置01的坐标(a,b)作 为基准位置,抽取在实际的制造步骤中运送的半导体晶圆5的边缘,进行偏移量的检测。在 进行该检测时,使机械手指21动作的各电动机的动作位置必须要求为与W抽取前述的基 准圆36的监视位置相同的位置。检测从通过目标制造步骤运送的半导体晶圆5抽取的计 量圆37的中屯、位置的方法按照与前述的式(1)~(6)所示的流程相同的流程而进行。
[0100] 图9为表示W模拟方式表示通过目标制造步骤运送的半导体晶圆5的计量圆37 和视野28的位置的说明图。计量圆37的中屯、点02的视野28上的XY坐标在该里,为(C, d)。在该里,通过边缘抽取部31抽取的计量圆37的边缘与直线XI、X2的交点为地点F,地 点G,地点F的XY坐标为狂1、Y4),地点G的XY坐标为狂2、Y5)。接着,引出通过测量圆37 的中屯、点02,与X轴平行的直线R',在该里,直线R'和直线XI的交点为J,直线R'和直线 X2的交点为K。交点J的XY坐标为(XI,d),交点K的XY坐标为胆,d),其结果是,在计量 圆37上形成两个直角S角形丫和5。该直角S角形丫、5的各自的边F- 02、G- 02 为与计量圆37的半径r相同的长度,根据上述情况,针对直角=角形丫,下述式
[0101] 狂l-c)2+(Y4-d)2=r2 ......(7)
[0102] 成立,针对直角S角形S,下述式
[010引 狂2-C) 2+ (Y5-d) 2 =r2 ......巧)
[0104]成立。
[01化]另外,与基准圆36相同,同样对于计量圆37,通过中屯、点02,与Y轴平行的直线U' 和计量圆37的边缘的视野28内的交点为地点H,该地点H的XY坐标为(C,Y6)。在该里, 由于与基准圆36相同,测量圆37也放置于机械手指21上,与Y轴平行地朝向画面上方而 移动,故地点H可称为最接近目的地的顶点。作为该地点H的Y坐标的Y6的位置为可通过 位置检测装置29检测的值。但是,关于X坐标C,由于只识别不清楚的摄像,故为不清楚的 值。另外,由于地点F的XY坐标的狂1,Y4),W及地点G的XY坐标的胆,YW的值均为通 过位置检测装置29检测的值,故中屯、点02的Y坐标d可作为下述式:
[0106] d=Y6-r......巧)
[0107] 而计算。另外,由于半径r为运送时的半导体晶圆5的半径,故其为已知的值。
[0108] 接着,中屯、点02的X坐标C的计算方法像下述那样。如果为式(7)-式巧),则结 果为:
[0109] ai-c)2-a2-c)2+(Y4-d)2-(Y5-d)2=0 ......(10)
[0110] 如果将该式(4)展开,则结果为:
[0111] X12-X22巧42-Y52-2狂 1-X2)C-2 (Y4-Y5)d= 0 ......(11)
[011引如果将式(11)整理为计算C的计算式,则得到:
[0113] C=找12-X22巧42-Y52-2(Y4-Y5)山/2 狂1-X2) ......(12)
[0114] 由于X坐标cW外的值为已检测的坐标上的值,故可根据上述计算式,计算中屯、点 02的X坐标C。在该里计算的计量圆37的中屯、点02的坐标(c,d)发送给存储机构30,存 储于其内部。
[0115] 接着,补偿量计算部32对在该里而计算的中屯、点的坐标(C,d)相对于基准圆36 的中屯、点01的坐标(a,b),在XY坐标上,是否于X轴方向和Y轴方向偏移的情况进行数值 化处理。根据在该里经过数值化处理的偏移量,补偿量计算机构32按照可于抵消错位量的 方向使真空运送机器人15的机
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