JP7849044B2 - Polishing system, wafer transport control method, and work hole detection method - Google Patents
Polishing system, wafer transport control method, and work hole detection methodInfo
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Description
本発明は、研磨機によって研磨されるウェーハを保持するキャリアのワークホールの位置を検出する研磨システム、ウェーハの搬送制御方法及びワークホール検出方法に関する発明である。 The present invention relates to a polishing system for detecting the position of a work hole in a carrier that holds a wafer being polished by a polishing machine, a wafer transport control method, and a work hole detection method .
従来から、研磨機でウェーハを研磨する際にウェーハを保持するキャリアのワークホールの位置を検出するワークホール検出装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。従来のワークホール検出装置では、所定の中心角を成すように設置された二つのカメラによって画像データを取得する。そして、この画像データから得られたワークホールのエッジ部上の二点の位置と、カメラ間の中心角とに基づいて、ワークホールの中心位置を検出する。 Conventional work hole detection devices are known for detecting the position of work holes in a wafer carrier when a wafer is polished using a polishing machine (see, for example, Patent Document 1). Conventional work hole detection devices acquire image data using two cameras positioned to form a predetermined central angle. The central position of the work hole is then detected based on the positions of two points on the edge of the work hole obtained from this image data, and the central angle between the cameras.
しかしながら、ワークホールの中心位置を検出する際に画像データを利用する場合では、キャリア周囲の照明状態の影響によって画像データの品質がばらつき、ワークホールのエッジ部を適切に検出できないことが考えられる。また、画像データを利用することから、キャリアと、このキャリアが載置される定盤の研磨面(研磨パッド等)との色彩が似ている場合に、ワークホールのエッジ部を検出しにくいという問題が発生する。 However, when using image data to detect the center position of a work hole, variations in image data quality due to the lighting conditions around the carrier may prevent proper detection of the work hole's edge. Furthermore, because image data is used, if the color of the carrier and the polishing surface (polishing pad, etc.) on which the carrier rests are similar, it becomes difficult to detect the work hole's edge.
本発明は、決められた位置に決められた姿勢で配置されていないウェーハに対して研磨加工してしまうことを防止できる研磨システム、ウェーハの搬送制御方法及びワークホール検出方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a polishing system, a wafer transport control method, and a work hole detection method that can prevent polishing of wafers that are not positioned in a predetermined location and orientation.
上記目的を達成するため、本発明は、定盤に貼付された研磨パッドによってウェーハを研磨する研磨機と、前記定盤に貼付された前記研磨パッドの上に配置されたキャリアのワークホール内に前記ウェーハを搬送するウェーハ搬送機と、を備えた研磨システムにおいて、対象物にレーザ光を照射し、前記対象物によって反射された反射光に基づいて前記対象物までの距離を非接触で測定すると共に、前記ウェーハ搬送機に搭載され、前記ウェーハと推定される位置に設定された高さ検出開始位置から予め設定された所定の軌跡に沿って移動可能な距離測定部と、前記距離測定部が前記高さ検出開始位置から前記軌跡に沿って移動しながら得られる測定値に基づいて、前記ワークホール内に前記ウェーハが正常に配置されたか否かを推定するウェーハ状態推定部と、を備える研磨システムである。 To achieve the above objective, the present invention provides a polishing system comprising: a polishing machine for polishing a wafer with a polishing pad attached to a surface plate; and a wafer transport machine for transporting the wafer into a work hole of a carrier placed on the polishing pad attached to the surface plate, wherein the polishing system comprises: a distance measuring unit that irradiates an object with laser light and measures the distance to the object non-contact based on the reflected light reflected by the object , and is mounted on the wafer transport machine and is movable along a predetermined trajectory set in advance from a height detection start position set to the position estimated to be the wafer; and a wafer state estimation unit that estimates whether the wafer is properly positioned in the work hole based on the measurement value obtained while the distance measuring unit moves along the trajectory from the height detection start position .
この結果、決められた位置に決められた姿勢で配置されていないウェーハに対して研磨加工してしまうことを防止できる。 As a result, it is possible to prevent polishing of wafers that are not positioned in the designated location and orientation.
以下、本発明の研磨システム、ウェーハの搬送制御方法及びワークホール検出方法を実施するための形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments for implementing the polishing system, wafer transport control method, and work hole detection method of the present invention will be described based on Embodiment 1 shown in the drawings.
(実施例1)
以下、実施例1のワークホール検出装置を適用した研磨システム1の構成を図1~図9に基づいて説明する。
(Example 1)
The configuration of the polishing system 1 to which the work hole detection device of Example 1 is applied will be described below with reference to Figures 1 to 9.
図1に示す研磨システム1は、研磨機10と、ウェーハ搬送機20と、メインコントローラ30と、を備えている。 The polishing system 1 shown in Figure 1 comprises a polishing machine 10, a wafer transporter 20, and a main controller 30.
研磨機10は、上定盤11及び下定盤12によって薄板状のウェーハ2の表裏両面を研磨加工する両面研磨装置である。ここで、ウェーハ2は、上定盤11に貼付された研磨パッド11aと、下定盤12に貼付された研磨パッド12aとによって研磨加工される。また、ウェーハ2は、図2に示すように、研磨パッド12aの上に配置されたキャリア13のワークホール14内に収容され、キャリア13によって保持されて研磨加工される。 The polishing machine 10 is a double-sided polishing device that polishes both the front and back surfaces of a thin wafer 2 using an upper platen 11 and a lower platen 12. Here, the wafer 2 is polished by a polishing pad 11a attached to the upper platen 11 and a polishing pad 12a attached to the lower platen 12. Furthermore, as shown in Figure 2, the wafer 2 is housed in a work hole 14 of a carrier 13 placed on the polishing pad 12a, and is held by the carrier 13 while being polished.
キャリア13は、ウェーハ2よりも薄い円盤状の薄板部材である。ワークホール14は、キャリア13を貫通する穴であり、ウェーハ2の直径よりも僅かに大きい内径寸法に設定されている。なお、図2に示す例では、ワークホール14は、キャリア13に一つ形成されているが、キャリア13に形成されるワークホール14の数は、任意に設定可能である。 The carrier 13 is a thin, disc-shaped plate member that is thinner than the wafer 2. The work hole 14 is a hole that penetrates the carrier 13 and has an inner diameter slightly larger than the diameter of the wafer 2. In the example shown in Figure 2, one work hole 14 is formed in the carrier 13, but the number of work holes 14 formed in the carrier 13 can be arbitrarily set.
また、このキャリア13は、研磨パッド12a上に配置される際、周方向の向きや位置が規定されると共に、例えば研磨機10のコントローラ(不図示)等によって移動軌跡が常時監視されている。これにより、下定盤12とキャリア13との相対的な位置関係は、常に把握することができ、ワークホール14の中心位置は、この位置関係に基づく演算によって求めることが可能である。なお、下定盤12とキャリア13との相対的な位置関係に基づいて演算されたワークホール14の中心位置を、以下「ティーチング位置α(図4参照)」という。このティーチング位置αは、ウェーハ搬送機20のX-Y座標系で規定される。 Furthermore, when the carrier 13 is placed on the polishing pad 12a, its circumferential orientation and position are defined, and its movement trajectory is constantly monitored by, for example, the controller (not shown) of the polishing machine 10. This allows the relative positional relationship between the lower platen 12 and the carrier 13 to be constantly monitored, and the center position of the work hole 14 can be determined by calculation based on this positional relationship. The center position of the work hole 14 calculated based on the relative positional relationship between the lower platen 12 and the carrier 13 is hereinafter referred to as the "teaching position α (see Figure 4)." This teaching position α is defined in the X-Y coordinate system of the wafer transporter 20.
ウェーハ搬送機20は、メインコントローラ30からの制御指令に基づいて駆動し、ウェーハ2を一枚ずつ自動搬送するロボットアームである。ウェーハ搬送機20は、ウェーハ2を着脱可能に保持する搬送ヘッド21と、搬送ヘッド21を水平方向及び垂直方向に移動させるアーム部22と、を備えている。 The wafer transfer machine 20 is a robotic arm that is driven based on control commands from the main controller 30 and automatically transfers wafers 2 one by one. The wafer transfer machine 20 includes a transfer head 21 that detachably holds the wafers 2, and an arm section 22 that moves the transfer head 21 in the horizontal and vertical directions.
このウェーハ搬送機20は、ウェーハ2の研磨加工に先立ち、多数のウェーハ2を収納したロードポート(不図示)から取り出されたウェーハ2を搬送ヘッド21で保持する。次に、アーム部22を動かして所定のワークホール14の上方位置まで搬送ヘッド21を搬送する。そして、搬送ヘッド21からウェーハ2を放してワークホール14内に配置する。 Prior to polishing the wafers 2, the wafer transfer machine 20 holds the wafers 2, which have been removed from a load port (not shown) containing a large number of wafers 2, using a transfer head 21. Next, the arm 22 is moved to transport the transfer head 21 to a position above a predetermined work hole 14. Finally, the wafers 2 are released from the transfer head 21 and placed inside the work hole 14.
また、ウェーハ搬送機20は、ウェーハ2の研磨加工後には、アーム部22を動かして所定のワークホール14の上方位置まで搬送ヘッド21を移動させる。続いて、搬送ヘッド21でワークホール14内のウェーハ2を保持し、ウェーハ2を取り出す。そして、アーム部22を動かして図示しないアンロードポートまでウェーハ2を搬送する。 Furthermore, after the wafer 2 has been polished, the wafer transfer machine 20 moves the arm 22 to move the transfer head 21 to a position above the predetermined work hole 14. Next, the transfer head 21 holds the wafer 2 within the work hole 14 and removes the wafer 2. Then, the arm 22 moves to transfer the wafer 2 to an unload port (not shown).
さらに、実施例1の搬送ヘッド21には、レーザ変位計R(距離測定部)が搭載されている。このレーザ変位計Rは、図3に示すように、対象物Tにレーザ光S1を照射し、対象物Tによって反射された反射光S2に基づいて対象物Tまでの距離Lを非接触で測定する距離センサである。 Furthermore, the transport head 21 of Example 1 is equipped with a laser displacement meter R (distance measuring unit). As shown in Figure 3, this laser displacement meter R is a distance sensor that measures the distance L to an object T non-contact by irradiating the object T with laser light S1 and using the reflected light S2 reflected by the object T.
このレーザ変位計Rは、アーム部22を駆動して搬送ヘッド21を移動した際、搬送ヘッド21と一体になって移動する。また、ウェーハ搬送機20は、レーザ変位計Rの高さ位置を一定に保持したまま移動させることができるため、レーザ変位計Rは、キャリア13の厚みを測定することができる。また、このレーザ変位計Rは、ウェーハ搬送機20によって移動している最中も対象物Tまでの距離を測定可能である。なお、レーザ変位計Rの測定中、対象物Tに付着した水分を除去するため、対象物Tに対して空気を噴射してもよい。 The laser displacement meter R moves in conjunction with the transport head 21 when the transport head 21 is moved by driving the arm 22. Furthermore, since the wafer transport machine 20 can move while maintaining a constant height position for the laser displacement meter R, the laser displacement meter R can measure the thickness of the carrier 13. The laser displacement meter R can also measure the distance to the object T while it is being moved by the wafer transport machine 20. During measurement by the laser displacement meter R, air may be sprayed onto the object T to remove any moisture adhering to it.
メインコントローラ30は、ウェーハ搬送機20に制御指令を出力し、ウェーハ搬送機20によるウェーハ2の搬送を制御すると共に、搬送ヘッド21の移動によるレーザ変位計Rの移動を制御する。また、メインコントローラ30は、下定盤12とキャリア13との相対的な位置関係に基づいてティーチング位置αを演算し、このティーチング位置αを用いてワークホール14のエッジ部の位置を三カ所以上(実施例1では四カ所)検出する。ここで、「エッジ部」とは、ワークホール14の内周縁部であり、ワークホール14とキャリア13との境界である。そして、検出したエッジ部の位置に基づいて、ワークホール14の中心位置を演算する。なお、ワークホール14のエッジ部の位置や、ワークホール14の中心位置は、いずれもウェーハ搬送機20のX-Y座標系で規定される。さらに、メインコントローラ30は、ウェーハ2の搬送後、搬送済みのウェーハの上面高さに基づいて、ウェーハの搬送状態を推定する。 The main controller 30 outputs control commands to the wafer transporter 20, controlling the transport of the wafer 2 by the wafer transporter 20, and also controlling the movement of the laser displacement meter R due to the movement of the transport head 21. Furthermore, the main controller 30 calculates a teaching position α based on the relative positional relationship between the lower platen 12 and the carrier 13, and uses this teaching position α to detect the position of three or more (four in Example 1) edges of the work hole 14. Here, the "edge" refers to the inner peripheral edge of the work hole 14, which is the boundary between the work hole 14 and the carrier 13. Then, based on the detected edge positions, the center position of the work hole 14 is calculated. Note that both the edge positions and the center position of the work hole 14 are defined in the X-Y coordinate system of the wafer transporter 20. Furthermore, after the wafer 2 has been transported, the main controller 30 estimates the wafer transport state based on the height of the top surface of the transported wafer.
すなわち、このメインコントローラ30は、ティーチング位置演算部31と、検出位置設定部32と、エッジ検出部33と、中心演算部34と、搬送制御部35と、ウェーハ状態推定部36と、を備えている。 In other words, the main controller 30 comprises a teaching position calculation unit 31, a detection position setting unit 32, an edge detection unit 33, a center calculation unit 34, a transport control unit 35, and a wafer state estimation unit 36.
ティーチング位置演算部31は、下定盤12とキャリア13との相対的な位置関係の情報が入力されると、この位置関係情報に基づいてティーチング位置αを演算する。なお、下定盤12とキャリア13との位置関係情報は、例えば研磨機10のコントローラから入力される。ティーチング位置演算部31によって演算されたティーチング位置αの情報は、検出位置設定部32に入力される。 The teaching position calculation unit 31, upon receiving information regarding the relative positional relationship between the lower platen 12 and the carrier 13, calculates the teaching position α based on this positional relationship information. This positional relationship information is input, for example, from the controller of the polishing machine 10. The teaching position α calculated by the teaching position calculation unit 31 is input to the detection position setting unit 32.
検出位置設定部32は、ティーチング位置演算部31からティーチング位置αの情報が入力されると、このティーチング位置情報に基づいて、ワークホール14の位置を検出する際の各種の検出位置を設定する。また、検出位置設定部32は、ウェーハ2の搬送後、中心演算部34によって演算されたワークホール14の中心位置(以下、「実中心位置β(図5参照)」という)の情報が入力される。そして、この実中心位置情報に基づいて、ウェーハ2の搬送状態を推定する際の各種の検出位置を設定する。ここで、「検出位置」とは、レーザ変位計Rの移動目標地点である。検出位置設定部32によって設定された検出位置の情報は、搬送制御部35に入力される。 When the detection position setting unit 32 receives information on the teaching position α from the teaching position calculation unit 31, it sets various detection positions for detecting the position of the work hole 14 based on this teaching position information. Furthermore, after the wafer 2 has been transported, the detection position setting unit 32 receives information on the center position of the work hole 14 (hereinafter referred to as "actual center position β (see Figure 5)") calculated by the center calculation unit 34. Based on this actual center position information, it sets various detection positions for estimating the transport state of the wafer 2. Here, "detection position" refers to the target point of the laser displacement meter R. The detection position information set by the detection position setting unit 32 is input to the transport control unit 35.
ここで、ワークホール14の位置を検出するときには、ワークホール14のエッジ部を検出する際の基準値となるキャリア13の高さと、第1エッジ位置P11、第2エッジ位置P13、第3エッジ位置P15、第4エッジ位置P17の四カ所の位置(図4参照)が検出される。そのため、検出位置設定部32は、図4に示す基準検出位置P10と、第1エッジ部検出位置P12と、第2エッジ部検出位置P14と、第3エッジ部検出位置P16と、第4エッジ部検出位置P18と、を設定する。なお、「基準検出位置P10」は、キャリア13の高さを検出する際のレーザ変位計Rの移動目標地点である。「第1エッジ部検出位置P12」は、第1エッジ位置P11を検出する際のレーザ変位計Rの移動目標地点である。「第2エッジ部検出位置P14」は、第2エッジ位置P13を検出する際のレーザ変位計Rの移動目標地点である。「第3エッジ部検出位置P16」は、第3エッジ位置P15を検出する際のレーザ変位計Rの移動目標地点である。「第4エッジ部検出位置P18」は、第4エッジ位置P17を検出する際のレーザ変位計Rの移動目標地点である。 Here, when detecting the position of the work hole 14, the height of the carrier 13, which serves as a reference value when detecting the edge portion of the work hole 14, and four positions (see Figure 4) of the first edge position P11, the second edge position P13, the third edge position P15, and the fourth edge position P17 are detected. Therefore, the detection position setting unit 32 sets the reference detection position P10, the first edge portion detection position P12, the second edge portion detection position P14, the third edge portion detection position P16, and the fourth edge portion detection position P18 shown in Figure 4. The "reference detection position P10" is the target point for the laser displacement meter R when detecting the height of the carrier 13. The "first edge portion detection position P12" is the target point for the laser displacement meter R when detecting the first edge position P11. The "second edge portion detection position P14" is the target point for the laser displacement meter R when detecting the second edge position P13. "Third edge detection position P16" is the target point for the laser displacement meter R when detecting the third edge position P15. "Fourth edge detection position P18" is the target point for the laser displacement meter R when detecting the fourth edge position P17.
また、第1エッジ部検出位置P12、第2エッジ部検出位置P14、第3エッジ部検出位置P16、第4エッジ部検出位置P18は、図4に示すように、これら四カ所の位置を順に結ぶ線分γによってティーチング位置αを囲むことが可能な位置に設定されている。すなわち、検出位置設定部32は、エッジ部検出位置を設定する際、ティーチング位置αを囲むことが可能な三カ所以上の検出位置を設定する。 Furthermore, the first edge detection position P12, the second edge detection position P14, the third edge detection position P16, and the fourth edge detection position P18 are set to positions that can enclose the teaching position α with a line segment γ connecting these four positions in sequence, as shown in Figure 4. In other words, when setting the edge detection positions, the detection position setting unit 32 sets three or more detection positions that can enclose the teaching position α.
そして、基準検出位置P10は、ティーチング位置αに基づいてキャリア13の基板部と推定される位置に設定される。なお、「キャリア13の基板部」とは、ワークホール14の外側位置であり、ワークホール14や捨て穴等が何ら形成されていない平坦部分である。また、第1エッジ部検出位置P12、第2エッジ部検出位置P14、第3エッジ部検出位置P16、第4エッジ部検出位置P18は、ここでは、全てティーチング位置αに基づいてワークホール14の内側になると推定される位置に設定される。 The reference detection position P10 is set to a position estimated to be the substrate portion of the carrier 13 based on the teaching position α. The "substrate portion of the carrier 13" refers to the area outside the work hole 14, a flat area where no work hole 14 or other void holes are formed. Furthermore, the first edge detection position P12, the second edge detection position P14, the third edge detection position P16, and the fourth edge detection position P18 are all set to positions estimated to be inside the work hole 14 based on the teaching position α.
さらに、ウェーハ2の搬送状態を推定するときには、実施例1では、ウェーハ搬送状態を判定する際の基準値となるキャリア13の高さと、搬送済みのウェーハ2の上面高さを検出する。そのため、検出位置設定部32は、図5に示す基準検出位置P20と、高さ検出開始位置P21と、を設定する。なお、「基準検出位置P20」は、キャリア13の高さを検出する際のレーザ変位計Rの移動目標地点である。「高さ検出開始位置P21」は、ウェーハ2の上面高さを検出する際のレーザ変位計Rの移動目標地点である。 Furthermore, when estimating the wafer 2 transport state, in Example 1, the height of the carrier 13, which serves as a reference value for determining the wafer transport state, and the height of the top surface of the transported wafer 2 are detected. Therefore, the detection position setting unit 32 sets the reference detection position P20 and the height detection start position P21 shown in Figure 5. The "reference detection position P20" is the target movement point of the laser displacement meter R when detecting the height of the carrier 13. The "height detection start position P21" is the target movement point of the laser displacement meter R when detecting the top surface height of the wafer 2.
ここで、基準検出位置P20は、実中心位置βに基づいてキャリア13の基板部と推定される位置に設定される。また、高さ検出開始位置P21は、実中心位置βに基づいてウェーハ2と推定される位置に設定される。 Here, the reference detection position P20 is set to the position estimated to be the substrate portion of the carrier 13 based on the actual center position β. The height detection start position P21 is set to the position estimated to be the wafer 2 based on the actual center position β.
エッジ検出部33は、レーザ変位計Rの測定値が入力されると、この測定値に基づいてワークホール14のエッジ部の位置を三カ所以上(実施例1では第1エッジ位置P11~第4エッジ位置P17の四カ所)検出する。エッジ検出部33によって検出されたエッジ部の位置情報は、中心演算部34に入力される。 When the edge detection unit 33 receives the measurement value from the laser displacement meter R, it detects the positions of three or more edges of the work hole 14 (four locations in Example 1, from the first edge position P11 to the fourth edge position P17) based on this measurement value. The position information of the edges detected by the edge detection unit 33 is input to the center calculation unit 34.
このエッジ検出部33は、エッジ部を検出する際、まず、レーザ変位計Rを基準検出位置P10に移動させて得られた測定値に基づいて基準値を設定する。ここでは、基準検出位置P10において得られた測定値から所定値を差し引いた値を基準値とする。続いて、レーザ変位計Rを第1エッジ部検出位置P12から所定軌跡に沿って移動させながら得られた測定値が、基準値を超えるか否かを判断する。そして、測定値が基準値を超えた時点でのレーザ変位計Rの移動量xと、第1エッジ部検出位置P12に基づいて、第1エッジ位置P11を検出する(図6参照)。 The edge detection unit 33, when detecting an edge, first sets a reference value based on the measurement obtained by moving the laser displacement meter R to the reference detection position P10. Here, the reference value is the value obtained by subtracting a predetermined value from the measurement obtained at the reference detection position P10. Next, it determines whether the measurement obtained while moving the laser displacement meter R from the first edge detection position P12 along a predetermined trajectory exceeds the reference value. Then, based on the amount of movement x of the laser displacement meter R at the point when the measurement exceeds the reference value, and the first edge detection position P12, the first edge position P11 is detected (see Figure 6).
なお、エッジ検出部33は、第2エッジ位置P13、第3エッジ位置P15、第4エッジ位置P17についても、レーザ変位計Rを移動させる都度、第1エッジ位置P11と同様に検出する。つまり、エッジ検出部33は、エッジ部検出位置(第1エッジ部検出位置P12等)からレーザ変位計Rを移動させながらエッジ部の位置(第1エッジ位置P11等)を検出することを、エッジ部の位置(第1エッジ位置P11等)を三カ所以上検出するまで繰り返す。 Furthermore, the edge detection unit 33 also detects the second edge position P13, the third edge position P15, and the fourth edge position P17 each time the laser displacement meter R is moved, in the same manner as the first edge position P11. In other words, the edge detection unit 33 detects the edge position (first edge position P11, etc.) while moving the laser displacement meter R from the edge detection position (first edge position P12, etc.) until it detects the edge position (first edge position P11, etc.) at three or more locations.
中心演算部34は、エッジ検出部33から三カ所以上(実施例1では、第1エッジ位置P11~第4エッジ位置P17の四カ所)のエッジ部の位置情報が入力される。そして、このエッジ部の位置情報に基づいて、実中心位置βを演算する。中心演算部34によって演算された実中心位置βの情報は、搬送制御部35に入力される。なお、実中心位置βは、三カ所以上のエッジ部の位置情報と一般的な円の方程式とを利用して求めることが可能である。 The central calculation unit 34 receives position information from three or more edge locations (four locations in Embodiment 1, from the first edge position P11 to the fourth edge position P17) from the edge detection unit 33. Based on this edge location information, it calculates the actual center position β. The information of the actual center position β calculated by the central calculation unit 34 is input to the transport control unit 35. The actual center position β can be determined using the position information from three or more edge locations and a general equation for a circle.
搬送制御部35は、検出位置設定部32から各種の検出位置(基準検出位置P10等)の情報が入力され、この各種の検出位置に基づいて、ウェーハ搬送機20に制御指令を出力する。そして、予め決められた順とタイミングで各種の検出位置を移動目標地点としてレーザ変位計Rを移動させる。また、搬送制御部35は、所定の検出位置(第1エッジ位置P11等)にレーザ変位計Rを移動させた後、ウェーハ搬送機20に制御指令を出力し、予め決められた方向にレーザ変位計Rを移動させる。 The transport control unit 35 receives information on various detection positions (such as the reference detection position P10) from the detection position setting unit 32 and outputs control commands to the wafer transport machine 20 based on these detection positions. The laser displacement meter R is then moved to the various detection positions as target points in a predetermined order and timing. Furthermore, after moving the laser displacement meter R to a predetermined detection position (such as the first edge position P11), the transport control unit 35 outputs control commands to the wafer transport machine 20 to move the laser displacement meter R in a predetermined direction.
ウェーハ状態推定部36は、ウェーハ2の搬送後、レーザ変位計Rの測定値が入力され、この測定値に基づいて搬送済みのウェーハ2の搬送状態を推定する。なお、ウェーハ状態推定部36によって推定された搬送状態情報は、例えば研磨機10のコントローラ等に入力され、研磨システム1のオペレータ等に報知されてもよい。 The wafer state estimation unit 36 receives the measurement value from the laser displacement meter R after the wafer 2 has been transported, and estimates the transported state of the transported wafer 2 based on this measurement value. The transported state information estimated by the wafer state estimation unit 36 may be input to, for example, the controller of the polishing machine 10, and reported to the operator of the polishing system 1.
このウェーハ状態推定部36は、ウェーハの搬送状態を推定する際、まず、レーザ変位計Rを基準検出位置P20に移動させたときに得られる測定値に基づいて基準範囲(上閾値及び下閾値)を設定する。続いて、レーザ変位計Rを高さ検出開始位置P21へ移動させ、この高さ検出開始位置P21から予め設定された所定の軌跡(ここでは、ウェーハ2の周縁部に沿った環状軌跡3)に沿って移動しながら得られる測定値(ウェーハの上面高さ)が、基準範囲を超えるか否かを判断する。 The wafer state estimation unit 36, when estimating the wafer transport state, first sets a reference range (upper threshold and lower threshold) based on the measurement value obtained when the laser displacement meter R is moved to the reference detection position P20. Next, it moves the laser displacement meter R to the height detection start position P21, and determines whether the measurement value (wafer top surface height) obtained while moving along a predetermined trajectory (in this case, an annular trajectory 3 along the periphery of the wafer 2) exceeds the reference range.
例えば、図7(a)に示すように、ウェーハ2がワークホール14内に正常に配置された場合は、レーザ変位計Rが環状軌跡3に沿って移動しながら得られる測定値は、基準範囲内に収まる(図7(b)参照)。すなわち、ウェーハ状態推定部36は、測定値が基準範囲内に収まったと判断したときは、ウェーハ2が正常に配置されたと推定する。 For example, as shown in Figure 7(a), when the wafer 2 is properly positioned within the work hole 14, the measured values obtained by the laser displacement meter R as it moves along the annular trajectory 3 fall within the reference range (see Figure 7(b)). That is, when the wafer state estimation unit 36 determines that the measured values fall within the reference range, it estimates that the wafer 2 is properly positioned.
これに対し、図8(a)に示すように、ウェーハ2がワークホール14のエッジ部に乗り上げた場合は、レーザ変位計Rが環状軌跡3に沿って移動しながらの測定途中で、測定値が基準範囲を超える(図8(b)参照)。なお、高さ検出開始位置P21の設定位置とウェーハ2の乗り上げ位置との関係によっては、図8(c)に示す測定値が得られるが、この場合であっても、レーザ変位計Rが環状軌跡3に沿って移動しながらの測定途中で、測定値が基準範囲を超える。さらに、図9(a)に示すように、ウェーハ2がワークホール14内に配置されても、スラリーや水等の影響で研磨パッド12aから浮き上がっている場合にも、レーザ変位計Rが環状軌跡3に沿って移動しながらの測定途中で測定値が基準範囲を超える(図9(b)参照)。そのため、ウェーハ状態推定部36は、基準範囲を超えた測定値を得たと判断したときは、ウェーハ2が正常に配置されていないと推定する。 In contrast, as shown in Figure 8(a), if the wafer 2 rides up onto the edge of the work hole 14, the measured value exceeds the reference range while the laser displacement meter R is moving along the annular trajectory 3 (see Figure 8(b)). Note that depending on the relationship between the height detection start position P21 and the position where the wafer 2 rides up, the measured value shown in Figure 8(c) may be obtained. Even in this case, the measured value exceeds the reference range while the laser displacement meter R is moving along the annular trajectory 3. Furthermore, as shown in Figure 9(a), even if the wafer 2 is placed within the work hole 14, if it is lifted off the polishing pad 12a due to the influence of slurry or water, the measured value exceeds the reference range while the laser displacement meter R is moving along the annular trajectory 3 (see Figure 9(b)). Therefore, when the wafer state estimation unit 36 determines that it has obtained a measured value exceeding the reference range, it estimates that the wafer 2 is not properly positioned.
以下、実施例1のメインコントローラ30にて実行されるウェーハ搬送制御処理の各ステップを、図10に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、このウェーハ搬送制御処理は、研磨パッド12a上の全てのキャリア13のワークホール14にウェーハ2を配置するまで繰り返し実行される。 The following describes each step of the wafer transport control process performed by the main controller 30 in Example 1, based on the flowchart shown in Figure 10. This wafer transport control process is repeatedly performed until all wafers 2 are placed in the work holes 14 of the carriers 13 on the polishing pad 12a.
ステップS1では、ウェーハ2の搬送を開始するか否かを判断する。YES(搬送開始)の場合はステップS2へ進む。NO(搬送しない)の場合はステップS1を繰り返す。なお、搬送の開始判断は、例えば搬送制御部35によって行われる。 In step S1, a decision is made as to whether or not to start transporting wafer 2. If YES (start transport), proceed to step S2. If NO (do not transport), repeat step S1. The decision to start transport is made, for example, by the transport control unit 35.
ステップS2(第1ステップ)では、ステップS1での搬送開始との判断に続き、ティーチング位置演算部31にてティーチング位置を演算し、検出位置設定部32によって、演算されたティーチング位置αの情報を読み込み、ステップS3へ進む。 In step S2 (the first step), following the determination to start transport in step S1, the teaching position calculation unit 31 calculates the teaching position, the detection position setting unit 32 reads the calculated teaching position α, and the process proceeds to step S3.
ステップS3(第1ステップ)では、ステップS2でのティーチング位置情報の読み込みに続き、検出位置設定部32にて、ティーチング位置情報に基づいて、ワークホール14の位置を検出する際の各種の検出位置(基準検出位置P10、第1エッジ部検出位置P12、第2エッジ部検出位置P14、第3エッジ部検出位置P16、第4エッジ部検出位置P18)を設定し、ステップS4へ進む。 In step S3 (the first step), following the reading of the teaching position information in step S2, the detection position setting unit 32 sets various detection positions (reference detection position P10, first edge detection position P12, second edge detection position P14, third edge detection position P16, and fourth edge detection position P18) for detecting the position of the work hole 14 based on the teaching position information, and then proceeds to step S4.
ステップS4(第1ステップ)では、ステップS3での検出位置の設定に続き、搬送制御部35からウェーハ搬送機20に制御指令を出力し、ステップS3にて設定した基準検出位置P10を移動目標地点としてレーザ変位計Rを移動し、ステップS5へ進む。 In step S4 (the first step), following the setting of the detection position in step S3, the transport control unit 35 outputs a control command to the wafer transport machine 20. The laser displacement meter R is then moved to the reference detection position P10 set in step S3 as the target point, and the process proceeds to step S5.
ステップS5(第1ステップ)では、ステップS4でのレーザ変位計Rの移動に続き、基準検出位置P10までの距離をレーザ変位計Rによって測定し、ステップS6へ進む。ここで、基準検出位置P10は、キャリア13の基板部と推定される位置に設定されているため、キャリア高さが検出される。そして、このキャリア高さに基づいて、ワークホール14のエッジ部を検出する際の基準値が設定される。 In step S5 (the first step), following the movement of the laser displacement meter R in step S4, the distance to the reference detection position P10 is measured by the laser displacement meter R, and the process proceeds to step S6. Here, since the reference detection position P10 is set to a position estimated to be the substrate portion of the carrier 13, the carrier height is detected. Based on this carrier height, a reference value is then set for detecting the edge portion of the work hole 14.
ステップS6(第1ステップ)では、ステップS5でのキャリア高さの検出に続き、搬送制御部35からウェーハ搬送機20に制御指令を出力し、ステップS3にて設定した第1エッジ部検出位置P12を移動目標地点としてレーザ変位計Rを移動し、ステップS7へ進む。 In step S6 (the first step), following the detection of the carrier height in step S5, the transport control unit 35 outputs a control command to the wafer transport machine 20. The laser displacement meter R is moved to the first edge detection position P12, which was set in step S3, as the target point, and the process proceeds to step S7.
ステップS7(第1ステップ)では、ステップS6でのレーザ変位計Rの移動に続き、予め決められた方向にレーザ変位計Rを移動させながら、レーザ変位計Rによって下方に存在するキャリア13又は研磨パッド12aまでの距離を測定する。そして、このとき得られた測定値及びステップS5にて検出されたキャリア高さから設定された基準値に基づいて、エッジ検出部33にて第1エッジ位置P11を検出し、ステップS8へ進む。 In step S7 (the first step), following the movement of the laser displacement meter R in step S6, the laser displacement meter R is moved in a predetermined direction while measuring the distance to the carrier 13 or polishing pad 12a located below. Then, based on the measured value obtained at this time and the reference value set from the carrier height detected in step S5, the edge detection unit 33 detects the first edge position P11, and the process proceeds to step S8.
ステップS8(第1ステップ)では、ステップS7での第1エッジ位置P11の検出に続き、搬送制御部35からウェーハ搬送機20に制御指令を出力し、ステップS3にて設定した第2エッジ部検出位置P14を移動目標地点としてレーザ変位計Rを移動し、ステップS9へ進む。 In step S8 (the first step), following the detection of the first edge position P11 in step S7, the transport control unit 35 outputs a control command to the wafer transport machine 20. The laser displacement meter R is then moved to the second edge detection position P14, which was set in step S3, as the target point, and the process proceeds to step S9.
ステップS9(第1ステップ)では、ステップS8でのレーザ変位計Rの移動に続き、予め決められた方向にレーザ変位計Rを移動させながら、レーザ変位計Rによって下方に存在するキャリア13又は研磨パッド12aまでの距離を測定する。そして、このとき得られた測定値及びステップS5にて設定された基準値に基づいて、エッジ検出部33にて第2エッジ位置P13を検出し、ステップS10へ進む。 In step S9 (the first step), following the movement of the laser displacement meter R in step S8, the laser displacement meter R is moved in a predetermined direction while measuring the distance to the carrier 13 or polishing pad 12a located below. Based on the measured value obtained at this time and the reference value set in step S5, the edge detection unit 33 detects the second edge position P13, and the process proceeds to step S10.
ステップS10(第1ステップ)では、ステップS9での第2エッジ位置P13の検出に続き、搬送制御部35からウェーハ搬送機20に制御指令を出力し、ステップS3にて設定した第3エッジ部検出位置P16を移動目標地点としてレーザ変位計Rを移動し、ステップS11へ進む。 In step S10 (the first step), following the detection of the second edge position P13 in step S9, the transport control unit 35 outputs a control command to the wafer transport machine 20. The laser displacement meter R is then moved to the third edge detection position P16, which was set in step S3, as the target point, and the process proceeds to step S11.
ステップS11(第1ステップ)では、ステップS10でのレーザ変位計Rの移動に続き、予め決められた方向にレーザ変位計Rを移動させながら、レーザ変位計Rによって下方に存在するキャリア13又は研磨パッド12aまでの距離を測定する。そして、このとき得られた測定値及びステップS5にて設定された基準値に基づいて、エッジ検出部33にて第3エッジ位置P15を検出し、ステップS12へ進む。 In step S11 (the first step), following the movement of the laser displacement meter R in step S10, the laser displacement meter R is moved in a predetermined direction while measuring the distance to the carrier 13 or polishing pad 12a located below. Based on the measured value obtained at this time and the reference value set in step S5, the edge detection unit 33 detects the third edge position P15, and the process proceeds to step S12.
ステップS12(第1ステップ)では、ステップS11での第3エッジ位置P15の検出に続き、搬送制御部35からウェーハ搬送機20に制御指令を出力し、ステップS3にて設定した第4エッジ部検出位置P18を移動目標地点としてレーザ変位計Rを移動し、ステップS13へ進む。 In step S12 (the first step), following the detection of the third edge position P15 in step S11, the transport control unit 35 outputs a control command to the wafer transport machine 20. The laser displacement meter R is then moved to the fourth edge detection position P18, which was set in step S3, as the target point, and the process proceeds to step S13.
ステップS13(第1ステップ)では、ステップS12でのレーザ変位計Rの移動に続き、予め決められた方向にレーザ変位計Rを移動させながら、レーザ変位計Rによって下方に存在するキャリア13又は研磨パッド12aまでの距離を測定する。そして、このとき得られた測定値及びステップS5にて設定された基準値に基づいて、エッジ検出部33にて第4エッジ位置P17を検出し、ステップS14へ進む。 In step S13 (the first step), following the movement of the laser displacement meter R in step S12, the laser displacement meter R is moved in a predetermined direction while measuring the distance to the carrier 13 or polishing pad 12a located below. Based on the measured value obtained at this time and the reference value set in step S5, the edge detection unit 33 detects the fourth edge position P17, and the process proceeds to step S14.
ステップS14(第2ステップ)では、ステップS13での第4エッジ位置P17の検出に続き、第1エッジ位置P11、第2エッジ位置P13、第3エッジ位置P15、第4エッジ位置P17に基づいて、中心演算部34にて実中心位置βを演算し、ステップS15へ進む。 In step S14 (the second step), following the detection of the fourth edge position P17 in step S13, the center calculation unit 34 calculates the actual center position β based on the first edge position P11, the second edge position P13, the third edge position P15, and the fourth edge position P17, and then proceeds to step S15.
ステップS15では、ステップS14での実中心位置βの演算に続き、搬送制御部35からウェーハ搬送機20に制御指令を出力し、ウェーハ2をワークホール14内に搬送し、ステップS16へ進む。このとき、搬送制御部35では、ティーチング位置演算部31にて演算されたティーチング位置αと、中心演算部34にて演算された実中心位置βとの差異(ズレ量)を求める。続いて、ティーチング位置αに対し、算出した差異(ズレ量)を補正して目標位置を設定する。そして、搬送ヘッド21に保持したウェーハ2の中心位置を、この目標位置に一致させる制御指令を出力し、ウェーハ2がワークホール14の中心に配置されるようにアーム部22を制御する。 In step S15, following the calculation of the actual center position β in step S14, the transport control unit 35 outputs a control command to the wafer transporter 20, transporting the wafer 2 into the work hole 14, and proceeding to step S16. At this time, the transport control unit 35 calculates the difference (amount of deviation) between the teaching position α calculated by the teaching position calculation unit 31 and the actual center position β calculated by the center calculation unit 34. Next, the calculated difference (amount of deviation) is corrected for the teaching position α to set the target position. Then, a control command is output to align the center position of the wafer 2 held by the transport head 21 with this target position, and the arm unit 22 is controlled so that the wafer 2 is positioned in the center of the work hole 14.
ステップS16(第3ステップ)は、ステップS15でのウェーハ2の搬送に続き、搬送制御部35からウェーハ搬送機20に制御指令を出力し、搬送済みのウェーハ2の上面高さを検出し、ステップS17へ進む。 Step S16 (the third step) follows the transfer of wafer 2 in step S15. The transfer control unit 35 outputs a control command to the wafer transfer machine 20, detects the height of the top surface of the transferred wafer 2, and proceeds to step S17.
ここで、ウェーハ2の上面高さを検出するに先立ち、まず、検出位置設定部32は、実中心位置βに基づいて基準検出位置P20と、高さ検出開始位置P21を設定する。続いて、搬送制御部35はレーザ変位計Rを基準検出位置P20に移動し、レーザ変位計Rは基準検出位置P20までの距離を測定する。なお、ウェーハ状態推定部36は、このとき得られた測定値に基づいて基準範囲(上閾値及び下閾値)を設定する。その後、搬送制御部35はレーザ変位計Rを高さ検出開始位置P21へ移動する。そして、レーザ変位計Rは、この高さ検出開始位置P21から予め設定された環状軌跡3に沿って移動しながらウェーハ2の上面高さを検出する。 Here, prior to detecting the top surface height of wafer 2, the detection position setting unit 32 first sets a reference detection position P20 and a height detection start position P21 based on the actual center position β. Next, the transport control unit 35 moves the laser displacement meter R to the reference detection position P20, and the laser displacement meter R measures the distance to the reference detection position P20. The wafer state estimation unit 36 sets a reference range (upper threshold and lower threshold) based on the measured values obtained at this time. After that, the transport control unit 35 moves the laser displacement meter R to the height detection start position P21. Then, the laser displacement meter R detects the top surface height of wafer 2 while moving along a pre-set annular trajectory 3 from this height detection start position P21.
ステップS17(第4ステップ)では、ステップS16でのウェーハ2の上面高さの検出に続き、ステップS16にて検出したウェーハ2の上面高さと、基準検出位置P20までの距離から設定された基準範囲と、に基づいて、ウェーハ状態推定部36にてウェーハ2の搬送状態を推定し、エンドへ進む。 In step S17 (the fourth step), following the detection of the wafer 2's top surface height in step S16, the wafer state estimation unit 36 estimates the wafer 2's transport state based on the top surface height detected in step S16 and the reference range set from the distance to the reference detection position P20, and then proceeds to the end.
以下、実施例1のワークホール検出装置及びワークホール検出方法の「ワークホール位置検出作用」を説明する。 The "work hole position detection function" of the work hole detection device and work hole detection method of Example 1 will be described below.
実施例1の研磨システム1においてウェーハ2を研磨加工するには、ウェーハ搬送機20を用いて研磨機10の下定盤12上にウェーハ2を自動的に搬送する。ここで、下定盤12には予め研磨パッド12aが貼付され、その上にワークホール14を有するキャリア13が配置されている。すなわち、ウェーハ搬送機20は、決められたワークホール14の中に決められた姿勢でウェーハ2を搬送する必要がある。 In the polishing system 1 of Example 1, the wafer 2 is automatically transported onto the lower platen 12 of the polishing machine 10 using the wafer transporter 20. Here, a polishing pad 12a is pre-attached to the lower platen 12, and a carrier 13 having a work hole 14 is placed on top of it. That is, the wafer transporter 20 needs to transport the wafer 2 into the designated work hole 14 in a predetermined orientation.
一方、キャリア13は、研磨パッド12a上に配置されるときの周方向の向きや位置が規定されると共に、移動軌跡が常時監視されている。そのため、下定盤12とキャリア13との相対的な位置関係は常に把握されており、ワークホール14の中心位置もティーチング位置αとして求められている。しかしながら、研磨機10のサンギヤやインターナルギヤのバックラッシュや、キャリアのバックラッシュ、さらに摩耗によるバックラッシュの増加等により、実際のワークホール14の中心位置は、ティーチング位置αからずれていることがある。そのため、ティーチング位置αを目標位置としてウェーハ2を搬送すると、ウェーハ2の搬送を適切に行えない場合が生じる。 On the other hand, the carrier 13 has a defined circumferential orientation and position when placed on the polishing pad 12a, and its movement trajectory is constantly monitored. Therefore, the relative positional relationship between the lower platen 12 and the carrier 13 is always known, and the center position of the work hole 14 is determined as the teaching position α. However, due to backlash in the sun gear and internal gear of the polishing machine 10, backlash in the carrier, and increased backlash due to wear, the actual center position of the work hole 14 may deviate from the teaching position α. Therefore, if the wafer 2 is transported using the teaching position α as the target position, there may be cases where the wafer 2 cannot be transported properly.
そこで、実施例1のウェーハ搬送機20では、ウェーハ2を配置すべきワークホール14の位置を認識するため、ウェーハ2の配置前にレーザ変位計Rを用いて三カ所以上のワークホール14のエッジ部の位置を検出し、ウェーハ搬送機20のX-Y座標系で規定される実中心位置βを演算する。そして、この実中心位置βと、予め求めたティーチング位置αとの差異を補正してウェーハ2を配置する。 Therefore, in the wafer transfer machine 20 of Example 1, in order to recognize the position of the work hole 14 where the wafer 2 should be placed, the positions of the edges of three or more work holes 14 are detected using a laser displacement meter R before placing the wafer 2, and the actual center position β defined in the X-Y coordinate system of the wafer transfer machine 20 is calculated. Then, the difference between this actual center position β and the previously determined teaching position α is corrected, and the wafer 2 is placed.
すなわち、メインコントローラ30の搬送制御部35において、図10に示すフローチャートのステップS1を実行し、ウェーハ2の搬送を開始すると判断したら、ステップS2を実行する。これにより、ティーチング位置演算部31は、ティーチング位置αを演算し、検出位置設定部32は、ティーチング位置演算部31によって演算されたティーチング位置αの情報を読み込む。 Specifically, in the transport control unit 35 of the main controller 30, step S1 of the flowchart shown in Figure 10 is executed. If it determines that the transport of the wafer 2 should begin, step S2 is executed. As a result, the teaching position calculation unit 31 calculates the teaching position α, and the detection position setting unit 32 reads the information of the teaching position α calculated by the teaching position calculation unit 31.
続いて、検出位置設定部32は、ステップS3を実行し、ティーチング位置情報に基づいて、ワークホール14の位置を検出する際の各種の検出位置(基準検出位置P10、第1エッジ部検出位置P12、第2エッジ部検出位置P14、第3エッジ部検出位置P16、第4エッジ部検出位置P18)を設定する。 Next, the detection position setting unit 32 executes step S3 and sets various detection positions (reference detection position P10, first edge detection position P12, second edge detection position P14, third edge detection position P16, and fourth edge detection position P18) for detecting the position of the work hole 14, based on the teaching position information.
ここで、第1エッジ部検出位置P12、第2エッジ部検出位置P14、第3エッジ部検出位置P16、第4エッジ部検出位置P18は、これら四カ所の位置を結ぶ線分γによってティーチング位置αを囲むことが可能な位置に設定される。また、基準検出位置P10は、ティーチング位置αに基づいて、キャリア13の基板部と推定される位置に設定される。 Here, the first edge detection position P12, the second edge detection position P14, the third edge detection position P16, and the fourth edge detection position P18 are set to positions that can enclose the teaching position α with a line segment γ connecting these four locations. Furthermore, the reference detection position P10 is set to a position estimated to be the substrate portion of the carrier 13, based on the teaching position α.
検出位置設定部32によって検出位置が設定されたら、ステップS4、ステップS5が実行され、搬送制御部35は、基準検出位置P10を移動目標地点としてレーザ変位計Rを移動し、レーザ変位計Rによって基準検出位置P10までの距離が測定される。ここで、基準検出位置P10は、キャリア13のワークホール14がない位置である。そのため、レーザ変位計Rは、キャリア13の高さを検出することができる。 Once the detection position is set by the detection position setting unit 32, steps S4 and S5 are executed. The transport control unit 35 moves the laser displacement meter R to the reference detection position P10 as the target point, and the distance to the reference detection position P10 is measured by the laser displacement meter R. Here, the reference detection position P10 is a position where there are no work holes 14 on the carrier 13. Therefore, the laser displacement meter R can detect the height of the carrier 13.
キャリア高さが検出されたら、ステップS6、ステップS7が実行される。すなわち、搬送制御部35は、第1エッジ部検出位置P12を移動目標地点としてレーザ変位計Rを移動する。レーザ変位計Rは、第1エッジ部検出位置P12から移動しながら対象物(キャリア13又は研磨パッド12a)までの距離を測定する。エッジ検出部33は、このとき得られた測定値と、予め検出したキャリア高さから求めた基準値とを比較し、第1エッジ位置P11を検出する。 Once the carrier height is detected, steps S6 and S7 are executed. Specifically, the transport control unit 35 moves the laser displacement meter R to the first edge detection position P12 as the target point. The laser displacement meter R measures the distance from the first edge detection position P12 to the object (carrier 13 or polishing pad 12a) while moving. The edge detection unit 33 compares the measured value obtained at this time with a reference value determined from the previously detected carrier height to detect the first edge position P11.
第1エッジ位置P11が検出されたら、ステップS8、ステップS9が実行される。すなわち、搬送制御部35は、第2エッジ部検出位置P14を移動目標地点としてレーザ変位計Rを移動する。レーザ変位計Rは、第2エッジ部検出位置P14から移動しながら対象物(キャリア13又は研磨パッド12a)までの距離を測定する。エッジ検出部33は、このとき得られた測定値と、予め検出したキャリア高さから求めた基準値とを比較し、第2エッジ位置P13を検出する。 Once the first edge position P11 is detected, steps S8 and S9 are executed. Specifically, the transport control unit 35 moves the laser displacement meter R to the second edge detection position P14 as the target point. The laser displacement meter R measures the distance from the second edge detection position P14 to the object (carrier 13 or polishing pad 12a) while moving. The edge detection unit 33 compares the measured value obtained at this time with a reference value determined from the previously detected carrier height to detect the second edge position P13.
第2エッジ位置P13が検出されたら、ステップS10、ステップS11が実行される。すなわち、搬送制御部35は、第3エッジ部検出位置P16を移動目標地点としてレーザ変位計Rを移動する。レーザ変位計Rは、第3エッジ部検出位置P16から移動しながら対象物(キャリア13又は研磨パッド12a)までの距離を測定する。エッジ検出部33は、このとき得られた測定値と、予め検出したキャリア高さから求めた基準値とを比較し、第3エッジ位置P15を検出する。 Once the second edge position P13 is detected, steps S10 and S11 are executed. Specifically, the transport control unit 35 moves the laser displacement meter R to the third edge detection position P16 as the target point. The laser displacement meter R measures the distance from the third edge detection position P16 to the object (carrier 13 or polishing pad 12a) while moving. The edge detection unit 33 compares the measured value obtained at this time with a reference value determined from the previously detected carrier height to detect the third edge position P15.
第3エッジ位置P15が検出されたら、ステップS12、ステップS13が実行される。すなわち、搬送制御部35は、第4エッジ部検出位置P18を移動目標地点としてレーザ変位計Rを移動する。レーザ変位計Rは、第4エッジ部検出位置P18から移動しながら対象物(キャリア13又は研磨パッド12a)までの距離を測定する。エッジ検出部33は、このとき得られた測定値と、予め検出したキャリア高さから求めた基準値とを比較し、第4エッジ位置P17を検出する。 Once the third edge position P15 is detected, steps S12 and S13 are executed. Specifically, the transport control unit 35 moves the laser displacement meter R to the fourth edge detection position P18 as the target point. The laser displacement meter R measures the distance from the fourth edge detection position P18 to the object (carrier 13 or polishing pad 12a) while moving. The edge detection unit 33 compares the measured value obtained at this time with a reference value determined from the previously detected carrier height to detect the fourth edge position P17.
四カ所のエッジ位置(第1エッジ位置P11、第2エッジ位置P13、第3エッジ位置P15、第4エッジ位置P17、以下同様)が検出されたら、ステップS14が実行され、中心演算部34は、四カ所のエッジ位置の情報と、円の方程式を利用して実中心位置βを演算する。 Once the four edge positions (first edge position P11, second edge position P13, third edge position P15, fourth edge position P17, and so on) are detected, step S14 is executed, and the center calculation unit 34 calculates the actual center position β using the information of the four edge positions and the equation of a circle.
そして、実中心位置βが演算されたら、搬送制御部35は、ステップS15を実行する。つまり、搬送制御部35は、ティーチング位置αと実中心位置βとの差異(ズレ量)を求め、この差異(ズレ量)によってティーチング位置αを補正して設定した目標位置にウェーハ2の中心位置を一致させる制御指令を出力し、ウェーハ2をワークホール14の中心に配置する。 Then, once the actual center position β is calculated, the transport control unit 35 executes step S15. That is, the transport control unit 35 determines the difference (amount of deviation) between the teaching position α and the actual center position β, corrects the teaching position α based on this difference (amount of deviation), and outputs a control command to align the center position of the wafer 2 with the set target position, thereby positioning the wafer 2 at the center of the work hole 14.
このように、実施例1では、四カ所のエッジ部の位置の情報に基づいて実中心位置βを検出するが、この四カ所のエッジ部の位置は、対象物Tまでの距離を測定するレーザ変位計Rを移動させながら対象物Tまでの距離を測定して得られた測定値に基づいて検出する。そのため、検出装置周囲の照明状態や、キャリア13の色彩の影響等を受けることなくワークホール14のエッジ部の位置を検出することができる。 Thus, in Example 1, the actual center position β is detected based on information about the positions of the four edge portions. The positions of these four edge portions are detected based on measurements obtained by moving a laser displacement meter R, which measures the distance to the object T, and measuring the distance to the object T. Therefore, the position of the edge portions of the work hole 14 can be detected without being affected by the lighting conditions around the detection device or the color of the carrier 13.
これにより、研磨機10の下定盤12上に配置されたキャリア13のワークホール14の位置を安定的に検出することができる。そして、ワークホール14の位置を安定的に把握できるため、ウェーハ2を決められた位置に決められた姿勢で精度よく配置することが可能となる。 This allows for stable detection of the position of the work hole 14 on the carrier 13, which is positioned on the lower platen 12 of the polishing machine 10. Because the position of the work hole 14 can be reliably determined, it becomes possible to accurately position the wafer 2 in a predetermined position and orientation.
また、対象物Tまでの距離は、レーザ光の反射光によってこの距離を測定するレーザ変位計Rによって測定される。そのため、キャリア13や研磨パッド12aに接触することなく距離を測定することができるため、対象物Tまでの距離Lを移動しながら高精度に測定することができる。これにより、ワークホール14のエッジ部の位置を高精度に検出することができる。 Furthermore, the distance to the object T is measured by a laser displacement meter R, which measures this distance using reflected laser light. Therefore, since the distance can be measured without contact with the carrier 13 or polishing pad 12a, the distance L to the object T can be measured with high precision while moving. This allows for high-precision detection of the position of the edge portion of the work hole 14.
さらに、実施例1では、このレーザ変位計Rが、ウェーハ2を搬送するウェーハ搬送機20の搬送ヘッド21に搭載されている。そのため、ワークホール14の近傍まで移動するウェーハ搬送機20を利用してレーザ変位計Rを移動させることができ、レーザ変位計Rを移動させる機構を別途設けなくても、適切な位置にレーザ変位計Rを移動させ、ワークホール14のエッジ部の位置を高精度に検出することができる。 Furthermore, in Example 1, the laser displacement meter R is mounted on the transport head 21 of the wafer transport machine 20 that transports the wafer 2. Therefore, the laser displacement meter R can be moved using the wafer transport machine 20, which moves to the vicinity of the work hole 14. This allows the laser displacement meter R to be moved to the appropriate position without requiring a separate mechanism for moving the laser displacement meter R, enabling high-precision detection of the edge position of the work hole 14.
また、実施例1では、下定盤12とキャリア13との相対的な位置関係を監視しており、ティーチング位置演算部31によって、下定盤12とキャリア13との相対的な位置関係に基づいてティーチング位置αを演算する。これにより、検出位置設定部32は、ティーチング位置αに基づいて、ワークホール14の位置を検出する際の各種の検出位置を設定することができる。すなわち、ティーチング位置αを目安にしてワークホール14のエッジ部の位置を検出することができる。このため、レーザ変位計Rを不要に移動させる必要がなく、短時間でのワークホール14のエッジ部の位置検出が可能となる。 Furthermore, in Embodiment 1, the relative positional relationship between the lower platen 12 and the carrier 13 is monitored, and the teaching position calculation unit 31 calculates the teaching position α based on the relative positional relationship between the lower platen 12 and the carrier 13. This allows the detection position setting unit 32 to set various detection positions for detecting the position of the work hole 14 based on the teaching position α. In other words, the position of the edge portion of the work hole 14 can be detected using the teaching position α as a guide. Therefore, there is no need to unnecessarily move the laser displacement meter R, and the position of the edge portion of the work hole 14 can be detected in a short time.
しかも、検出位置設定部32によって設定されたエッジ部検出位置(第1エッジ部検出位置P12、第2エッジ部検出位置P14、第3エッジ部検出位置P16、第4エッジ部検出位置P18、以下同様)は、これら四カ所の位置を結ぶ線分γによってティーチング位置αを囲むことが可能な位置に設定されている。 Furthermore, the edge detection positions (first edge detection position P12, second edge detection position P14, third edge detection position P16, fourth edge detection position P18, and so on) set by the detection position setting unit 32 are set to positions where the teaching position α can be enclosed by the line segment γ connecting these four locations.
つまり、検出位置設定部32は、ワークホール14のエッジ部の位置を検出する際、ティーチング位置αを囲むことが可能なエッジ部検出位置を三カ所以上設定する。そして、エッジ検出部33は、各エッジ部検出位置からレーザ変位計Rを移動させながらワークホール14のエッジ部の位置を検出することを繰り返し、ワークホール14のエッジ部の位置を三カ所以上検出する。このため、エッジ検出部33によって検出されたワークホール14のエッジ部の位置が、図4に示すように、ティーチング位置αを囲む位置となり、ワークホール14のエッジ部の位置に基づいて実中心位置βを演算する際の演算精度の向上を図ることができる。 In other words, when the detection position setting unit 32 detects the position of the edge portion of the work hole 14, it sets three or more edge portion detection positions that can surround the teaching position α. Then, the edge detection unit 33 repeatedly detects the position of the edge portion of the work hole 14 while moving the laser displacement meter R from each edge portion detection position, thereby detecting three or more positions of the edge portion of the work hole 14. Therefore, as shown in Figure 4, the positions of the edge portion of the work hole 14 detected by the edge detection unit 33 surround the teaching position α, improving the calculation accuracy when calculating the actual center position β based on the position of the edge portion of the work hole 14.
しかも、実施例1では、四カ所のエッジ部の位置を検出する。そのため、実中心位置βを演算する際に、四つの演算式を立てることが可能となり、例えばワークホール14のエッジ部の位置を三カ所検出する場合と比較して、演算精度を高めることができる。 Furthermore, in Example 1, the positions of four edge points are detected. Therefore, when calculating the actual center position β, it becomes possible to establish four calculation formulas, thereby improving calculation accuracy compared to, for example, the case where the positions of three edge points of the work hole 14 are detected.
以下、実施例1のワークホール検出装置及びワークホール検出方法の「ウェーハ搬送状態推定作用」を説明する。 The following describes the "wafer transport state estimation function" of the work hole detection device and work hole detection method of Example 1.
実施例1の研磨システム1では、ウェーハ2を搬送したら、図10に示すフローチャートにおけるステップS16を実行し、ウェーハ2の上面高さを設定する。すなわち、まず、検出位置設定部32は、実中心位置βに基づいて基準検出位置P20及び高さ検出開始位置P21を設定する。そして、搬送制御部35はウェーハ搬送機20を駆動し、レーザ変位計Rを基準検出位置P20まで移動させ、この基準検出位置P20までの距離を測定する。ここで、基準検出位置P20は、キャリア13の基板部と推定される位置である。そのため、レーザ変位計Rは、キャリア13の高さを検出することができる。また、このとき、ウェーハ状態推定部36は、キャリア高さに基づいて、ウェーハ2の搬送状態を推定する際の基準範囲を設定する。そして、搬送制御部35はウェーハ搬送機20を駆動し、レーザ変位計Rを高さ検出開始位置P21から環状軌跡3に沿って移動させる。レーザ変位計Rは、移動しながらウェーハ2までの距離を測定し、ウェーハ2の上面高さを検出する。 In the polishing system 1 of Example 1, after transporting the wafer 2, step S16 in the flowchart shown in Figure 10 is executed to set the top surface height of the wafer 2. Specifically, first, the detection position setting unit 32 sets the reference detection position P20 and the height detection start position P21 based on the actual center position β. Then, the transport control unit 35 drives the wafer transporter 20 and moves the laser displacement meter R to the reference detection position P20 and measures the distance to this reference detection position P20. Here, the reference detection position P20 is the position estimated to be the substrate portion of the carrier 13. Therefore, the laser displacement meter R can detect the height of the carrier 13. At this time, the wafer state estimation unit 36 sets a reference range for estimating the transport state of the wafer 2 based on the carrier height. Then, the transport control unit 35 drives the wafer transporter 20 and moves the laser displacement meter R from the height detection start position P21 along the annular trajectory 3. As the laser displacement meter R moves, it measures the distance to the wafer 2 and detects the top surface height of the wafer 2.
レーザ変位計Rによってウェーハ2の上面高さを検出したら、ステップS17を実行し、ウェーハ状態推定部36は、検出されたウェーハ2の上面高さと、予め設定した基準範囲とを比較し、ウェーハ2の搬送状態を推定する。 Once the laser displacement meter R detects the top surface height of wafer 2, step S17 is executed. The wafer state estimation unit 36 compares the detected top surface height of wafer 2 with a preset reference range and estimates the transport state of wafer 2.
このように、実施例1では、レーザ変位計Rによって測定された搬送済みのウェーハ2の上面高さに基づいて、ウェーハ2の搬送状態を推定するウェーハ状態推定部36を備えている。 Thus, in Example 1, a wafer state estimation unit 36 is provided that estimates the transport state of the wafer 2 based on the upper surface height of the transported wafer 2 measured by the laser displacement meter R.
これにより、ウェーハ2がワークホール14のエッジ部に乗り上げた場合(図8(a)参照)や、ウェーハ2が研磨パッド12aから浮き上がっている場合(図9(a)参照)など、ウェーハ2が決められた位置に決められた姿勢で配置されていないことが推定されたとき、この搬送情報を研磨システム1のオペレータ等に報知することで、搬送済みのウェーハ2の位置や姿勢を修正したり、ウェーハ2の研磨加工を中止したりすることができる。つまり、決められた位置に決められた姿勢で配置されていないウェーハ2に対して研磨加工してしまうことを防止できる。 This allows the system to detect when wafer 2 is not positioned in its designated location and orientation, such as when it rides up onto the edge of the work hole 14 (see Figure 8(a)) or when it is lifted off the polishing pad 12a (see Figure 9(a)). By notifying the operator of the polishing system 1 of this transport information, the system can correct the position and orientation of the transported wafer 2 or stop the polishing process. In other words, it prevents polishing of wafers that are not positioned in their designated location and orientation.
以上、本発明のワークホール検出装置及びワークホール検出方法を実施例1に基づいて説明してきたが、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 The work hole detection device and work hole detection method of the present invention have been described above based on Example 1. However, the specific configuration is not limited to this example, and changes or additions to the design are permitted as long as they do not deviate from the gist of the invention as described in each claim.
実施例1では、四カ所のエッジ部検出位置を順に結ぶ線分γによってティーチング位置αを囲むことが可能な位置にエッジ部検出位置を設定する例を示したが、これに限らない。三カ所以上のワークホール14のエッジ部の位置を検出すればよいため、図11に示すように、ティーチング位置αを囲まない位置に三カ所以上のエッジ部検出位置(図11に示す例では、第1エッジ部検出位置P12´、第2エッジ部検出位置P14´、第3エッジ部検出位置P16´、第4エッジ部検出位置P18´)を設定してもよい。すなわち、エッジ部検出位置は任意に設定することができる。 In Example 1, we showed an example where the edge detection positions were set in a location that could enclose the teaching position α with a line segment γ connecting the four edge detection positions in sequence. However, the method is not limited to this. Since it is sufficient to detect the edge positions of three or more work holes 14, as shown in Figure 11, three or more edge detection positions (in the example shown in Figure 11, the first edge detection position P12', the second edge detection position P14', the third edge detection position P16', and the fourth edge detection position P18') may be set in a location that does not enclose the teaching position α. In other words, the edge detection positions can be set arbitrarily.
また、実施例1では、全てのエッジ部検出位置が、ティーチング位置αに基づいてワークホール14の内側になると推定される位置に設定された例を示したが、これに限らない。ワークホール14の外側(キャリア13の基板部と推定される位置)にエッジ部検出位置を設定してもよい。なお、エッジ部検出位置をワークホール14の内側の位置に設定し、レーザ変位計Rをワークホール14の内側から外側に向かって移動させながら測定する場合、レーザ変位計Rの移動に伴ってキャリア13に空気を吹き付けることで、ワークホール14のエッジ部に付着した水分が除去されやすく、測定誤差の発生を抑制できる。 Furthermore, while Example 1 shows an example where all edge detection positions are set to positions estimated to be inside the work hole 14 based on the teaching position α, the method is not limited to this. Edge detection positions may also be set outside the work hole 14 (at positions estimated to be the substrate portion of the carrier 13). When setting the edge detection positions to positions inside the work hole 14 and measuring while moving the laser displacement meter R from the inside to the outside of the work hole 14, blowing air onto the carrier 13 as the laser displacement meter R moves makes it easier to remove moisture adhering to the edges of the work hole 14, thereby suppressing the occurrence of measurement errors.
さらに、ティーチング位置演算部31や検出位置設定部32を備えておらず、エッジ部検出位置を設定することなく、レーザ変位計Rを任意の位置から任意の方向に移動させながら得られた測定値を使用してワークホール14のエッジ部の位置を検出するようにしてもよい。 Furthermore, the system may not include a teaching position calculation unit 31 or a detection position setting unit 32. Instead, it may detect the position of the edge portion of the work hole 14 using measurements obtained while moving the laser displacement meter R from any position in any direction, without setting an edge portion detection position.
また、実施例1では、ウェーハ2の周縁部に沿った環状軌跡3に沿ってレーザ変位計Rを移動させて得られる測定値に基づいてウェーハ2の搬送状態を推定する例を示した。しかしながら、搬送済みのウェーハ2の高さを複数の位置で検出できればよいため、これに限らない。 Furthermore, in Example 1, we demonstrated an example in which the transport state of the wafer 2 is estimated based on measurements obtained by moving the laser displacement meter R along an annular trajectory 3 along the peripheral edge of the wafer 2. However, this is not limited to this example, as it is sufficient to detect the height of the transported wafer 2 at multiple locations.
例えば、図12(a)に示すように、実中心位置βで直交する二本の直線状の軌跡(第1軌跡4、第2軌跡5)に沿ってレーザ変位計Rを移動させて得られる測定値に基づいてウェーハ2の搬送状態を推定してもよい。このとき、図12(b)に示すように、第2軌跡5に沿ってレーザ変位計Rを移動させて得られる測定値が一定値であっても、第1軌跡4に沿ってレーザ変位計Rを移動させて得られる測定値が上閾値を超える場合は、ウェーハ状態推定部36は、基準範囲を超えた測定値を得たと判断し、ウェーハ2が正常に配置されていないと推定する。 For example, as shown in Figure 12(a), the transport state of the wafer 2 may be estimated based on measurements obtained by moving the laser displacement meter R along two orthogonal linear trajectories (first trajectory 4, second trajectory 5) at the actual center position β. In this case, as shown in Figure 12(b), even if the measurement obtained by moving the laser displacement meter R along the second trajectory 5 is a constant value, if the measurement obtained by moving the laser displacement meter R along the first trajectory 4 exceeds an upper threshold, the wafer state estimation unit 36 determines that it has obtained a measurement value exceeding the reference range and estimates that the wafer 2 is not properly positioned.
また、図13(a)に示すように、ウェーハ2の周縁部近傍の任意の六カ所の測定点(6a、6b、6c、6d、6e、6f)の上方位置にレーザ変位計Rを移動させ、各測定点6a~6fにおけるウェーハ2の高さ位置に基づいてウェーハ2の搬送状態を推定してもよい。このとき、図13(b)に示すように、六ケ所の測定点6a~6fのいずれかが基準範囲を超えた場合、ウェーハ状態推定部36はウェーハ2が正常に配置されていないと推定する。 Furthermore, as shown in Figure 13(a), the laser displacement meter R may be moved to a position above any six measurement points (6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f) near the periphery of the wafer 2, and the transport state of the wafer 2 may be estimated based on the height position of the wafer 2 at each measurement point 6a to 6f. In this case, as shown in Figure 13(b), if any of the six measurement points 6a to 6f exceeds the reference range, the wafer state estimation unit 36 estimates that the wafer 2 is not properly positioned.
また、実施例1では、対象物Tまでの距離を測定する距離測定部として、レーザ光の反射光S2によって距離を測定するレーザ変位計Rを用いる例を示したが、これに限らない。例えば、伸縮する測定ロッドを対象物Tまで伸ばし、ロッドの長さによって距離を測定する距離測定器等であってもよい。 Furthermore, while Example 1 showed an example where a laser displacement meter R, which measures distance using reflected laser light S2, was used as the distance measuring unit to measure the distance to the object T, the example is not limited to this. For example, a distance measuring device that extends an extendable measuring rod to the object T and measures the distance by the length of the rod may also be used.
また、実施例1では、キャリア13に形成された一つのワークホール14にウェーハ2を搬送する例を示したが、キャリア13に複数のワークホール14が形成されていてもよい。この場合、例えば、複数のワークホール14の実中心位置を一つずつ順に検出し、実中心位置を検出したワークホール14にウェーハ2を順に配置していくことができる。 Furthermore, while Example 1 showed an example of transporting a wafer 2 into a single work hole 14 formed in the carrier 13, multiple work holes 14 may be formed in the carrier 13. In this case, for example, the actual center positions of the multiple work holes 14 can be detected one by one, and the wafer 2 can be sequentially placed into the work holes 14 whose actual center positions have been detected.
また、ワークホール14の実中心位置βの検出は、搬送ヘッド21によってウェーハ2を保持した状態で行ってもよいし、ウェーハ2を保持していない状態で行ってもよい。ウェーハ2を保持した状態で実中心位置βを検出する場合では、実中心位置βの検出後、ウェーハ2を保持するためにアーム部22を駆動する必要がない。そのため、ウェーハ2の搬送時間の増長を抑制できる。 Furthermore, the detection of the actual center position β of the work hole 14 may be performed while the wafer 2 is held by the transport head 21, or while the wafer 2 is not held. When detecting the actual center position β while the wafer 2 is held, it is not necessary to drive the arm 22 to hold the wafer 2 after the detection of the actual center position β. Therefore, the increase in the transport time of the wafer 2 can be suppressed.
1 研磨システム
2 ウェーハ
10 研磨機
11 上定盤
12 下定盤
13 キャリア
14 ワークホール
20 ウェーハ搬送機
21 搬送ヘッド
22 アーム部
30 メインコントローラ
31 ティーチング位置演算部
32 検出位置設定部
33 エッジ検出部
34 中心演算部
35 搬送制御部
36 ウェーハ状態推定部
R レーザ変位計(距離測定部)
α ティーチング位置
β 実中心位置
1. Polishing System 2. Wafer 10. Polishing Machine 11. Upper Platen 12. Lower Platen 13. Carrier 14. Work Hole 20. Wafer Transfer Machine 21. Transfer Head 22. Arm 30. Main Controller 31. Teaching Position Calculation Unit 32. Detection Position Setting Unit 33. Edge Detection Unit 34. Center Calculation Unit 35. Transfer Control Unit 36. Wafer State Estimation Unit R. Laser Displacement Meter (Distance Measurement Unit)
α Teaching position β Actual center position
Claims (4)
対象物にレーザ光を照射し、前記対象物によって反射された反射光に基づいて前記対象物までの距離を非接触で測定すると共に、前記ウェーハ搬送機に搭載され、前記ウェーハと推定される位置に設定された高さ検出開始位置から予め設定された所定の軌跡に沿って移動可能な距離測定部と、
前記距離測定部が前記高さ検出開始位置から前記軌跡に沿って移動しながら得られる測定値に基づいて、前記ワークホール内に前記ウェーハが正常に配置されたか否かを推定するウェーハ状態推定部と、
を備えることを特徴とする研磨システム。 A polishing system comprising a polishing machine that polishes a wafer using a polishing pad attached to a surface plate, and a wafer transport machine that transports the wafer into a work hole of a carrier placed on the polishing pad attached to the surface plate,
A distance measuring unit is mounted on a wafer transporter and is capable of moving along a predetermined trajectory from a height detection start position set at a position estimated to be the wafer .
A wafer state estimation unit estimates whether the wafer is properly positioned in the work hole based on the measurement values obtained while the distance measuring unit moves along the trajectory from the height detection start position ,
A polishing system characterized by comprising the following features.
前記ウェーハ搬送機によって前記ウェーハの搬送後、対象物にレーザ光を照射し、前記対象物によって反射された反射光に基づいて前記対象物までの距離を非接触で測定すると共に、前記ウェーハ搬送機に搭載された距離測定部を前記ウェーハと推定される位置に設定された高さ検出開始位置から予め設定された所定の軌跡に沿って移動させながら搬送済みのウェーハの上面高さを検出するステップと、
前記ウェーハの上面高さに基づいて、前記ワークホール内に前記ウェーハが正常に配置されたか否かを推定するステップと、
を備えることを特徴とするウェーハの配置推定方法。 A method for estimating the placement of a wafer using a polishing system comprising a polishing machine that polishes a wafer using a polishing pad attached to a surface plate, and a wafer transport machine that transports the wafer into a work hole of a carrier placed on the polishing pad attached to the surface plate,
After the wafer has been transported by the wafer transporter, a laser beam is irradiated onto the object, and the distance to the object is measured non-contact based on the reflected light reflected by the object , and the height of the top surface of the transported wafer is detected while moving the distance measuring unit mounted on the wafer transporter along a predetermined trajectory set in advance from a height detection start position set at the position estimated to be the wafer .
A step of estimating whether the wafer is properly positioned in the work hole based on the upper surface height of the wafer,
A method for estimating the arrangement of wafers, characterized by comprising the following:
対象物までの距離を測定する距離測定部と、
前記距離測定部で測定した前記距離を使用し、前記ワークホールのエッジ部の位置を三カ所以上検出するエッジ検出部と、
前記エッジ検出部によって検出された三カ所以上の前記エッジ部の位置に基づいて、前記ワークホールの中心位置である実中心位置を演算する中心演算部と、
前記定盤と前記キャリアとの相対的な位置関係に基づいて演算された前記ワークホールの中心位置であるティーチング位置を演算するティーチング位置演算部と、を備え、
前記エッジ検出部は、前記ワークホールの外側位置の前記キャリアの基板部と推定される位置として予め設定した基準検出位置で得られた高さを示す測定値から所定値を差し引いた値である基準値と、前記距離測定部を前記ワークホールの内側になると推定される位置として設定したエッジ部検出位置から移動させながら得られた高さを示す測定値とを比較し、前記高さを示す測定値が前記基準値を超えるか否かの判断に基づいて前記エッジ部を検出するものであって、
前記所定値は、前記基準値を、前記エッジ部検出位置で得られた高さを示す測定値よりも大きく、前記基準検出位置で得られた高さを示す測定値よりも小さい値に設定する値であり、
前記ウェーハ搬送機は、前記ウェーハを前記ワークホール内に搬送する際、前記ティーチング位置と前記実中心位置との差異を補正して設定された目標位置に、搬送するウェーハの中心位置を一致させるように制御される
ことを特徴とする研磨システム。 A polishing system comprising a polishing machine that polishes a wafer using a polishing pad attached to a surface plate, and a wafer transport machine that transports the wafer into a work hole of a carrier placed on the polishing pad attached to the surface plate,
A distance measuring unit that measures the distance to the object,
An edge detection unit that uses the distance measured by the distance measuring unit to detect the position of three or more edges of the work hole,
A center calculation unit calculates the actual center position, which is the center position of the work hole, based on the positions of three or more edges detected by the edge detection unit,
The system includes a teaching position calculation unit that calculates a teaching position, which is the center position of the work hole calculated based on the relative positional relationship between the base plate and the carrier,
The edge detection unit compares a reference value, which is a value obtained by subtracting a predetermined value from a measured height obtained at a reference detection position, which is a position set in advance as the base portion of the carrier located outside the work hole, with a measured height obtained while moving the distance measuring unit from an edge detection position set as a position set as the inside of the work hole, and detects the edge portion based on whether the measured height exceeds the reference value.
The predetermined value is a value that sets the reference value to a value greater than the measured height obtained at the edge detection position and less than the measured height obtained at the reference detection position.
The polishing system is characterized in that, when transporting the wafer into the work hole, the wafer transporter is controlled to align the center position of the wafer being transported with a target position set by correcting the difference between the teaching position and the actual center position.
前記ワークホールの外側位置の前記キャリアの基板部と推定される位置として予め設定した基準検出位置で得られた高さを示す測定値から所定値を差し引いた値である基準値と、距離測定部を前記ワークホールの内側になると推定される位置として設定したエッジ部検出位置から移動させながら対象物までの距離を測定して得られた高さを示す測定値とを比較し、前記高さを示す測定値が前記基準値を超えるか否かの判断に基づいて、前記ワークホールのエッジ部の位置を三カ所以上検出する第1ステップと、
三カ所以上の前記エッジ部の位置に基づいて、前記ワークホールの中心位置を演算する第2ステップと、
ウェーハの搬送後、前記距離測定部を使用して搬送済みのウェーハの上面高さを検出する第3ステップと、
前記ウェーハの上面高さに基づいて、前記ワークホール内に前記ウェーハが正常に配置されたか否かを推定する第4ステップと、
を備え、
前記所定値は、前記基準値を、前記エッジ部検出位置で得られた高さを示す測定値よりも大きく、前記基準検出位置で得られた高さを示す測定値よりも小さい値に設定する値であり、
前記第1ステップでは、前記エッジ部の位置を検出する際、前記定盤と前記キャリアとの相対的な位置から演算された前記ワークホールの中心位置を囲むことが可能なエッジ部検出位置を三カ所以上設定し、前記エッジ部検出位置から前記距離測定部を移動させながら、前記エッジ部の位置を三カ所以上検出する
ことを特徴とするワークホール検出方法。 In a work hole detection method for detecting the position of a work hole in a carrier placed on a polishing pad attached to the surface plate of a polishing machine,
The first step involves comparing a reference value, which is a value obtained by subtracting a predetermined value from a measured height at a reference detection position set in advance as a position estimated to be the base portion of the carrier outside the work hole, with a measured height obtained by measuring the distance to the object while moving the distance measuring unit from an edge detection position set as a position estimated to be inside the work hole, and detecting the position of the edge portion of the work hole at three or more locations based on a determination of whether the measured height exceeds the reference value.
A second step involves calculating the center position of the work hole based on the positions of three or more of the aforementioned edge portions,
A third step involves using the distance measuring unit to detect the height of the top surface of the transported wafer after the wafer has been transported,
A fourth step of estimating whether the wafer is properly positioned within the work hole based on the upper surface height of the wafer,
Equipped with,
The predetermined value is a value that sets the reference value to a value greater than the measured height obtained at the edge detection position and less than the measured height obtained at the reference detection position.
In the first step, when detecting the position of the edge portion, three or more edge portion detection positions are set that can surround the center position of the work hole calculated from the relative positions of the surface plate and the carrier, and the position of the edge portion is detected at three or more locations while moving the distance measuring unit from the edge portion detection positions.
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