本論文提出一雷射掃描晶圓定位系統用來量測集束型設備中晶圓的
圓心位置。此定位系統是由雷射掃描系統與散射光偵測系統組成。利用振鏡
掃描器將雷射光線反射至感測區域形成一道掃描光線。當機械手臂輸送晶圓
通過掃描光線時，散射光偵測系統將接收到一光強度隨時間變化之散射光時
序訊號。根據散射光時序訊號與已知的速度及位置參數，晶圓位置演算法便
可計算出機械手臂運動速度與晶圓圓心位置。
為驗證系統之定位能力，使用四吋晶圓進行實驗。在以實驗速度為速度
參數之實驗中，定位精確度小於1.5mm；在以理論速度為速度參數之實驗中
，定位精確度則皆小於0.1mm。本系統亦可用於速度量測，速度量測之絕對
誤差小於1mm/s，量測精確度則低於0.7mm/s。

A laser scanning method for wafer positioning is proposeed to determine the center position of the wafer in the cluster tool. This positioning system incorporates a laser scanning system and a scattering light receiving system. The scanner is used to reflect a laser beam into a scanning line on the sensing area. As the wafer passes by the scanning line, a scattering light receiving system detects the time-sequence signal of the scattered lights. The velocity of a robot plate and the position of wafer ia determined by signal processing of the time-sequence signal.
4-inch wafer positioning experiment results demonstrate that the positioning system can be used to detectc the positioning of a wafer. The velocity measurement precision is under 0.7 mm/s, and the absolut error is about 1 mm/s.
The wafer positioning precision is 0.1 mm.

[1]　F.　T.　Rosenquist,　B.　Richardson,　W.　J.　Fonsnight　and　A.　C.　Bonora,　“Wafer　mapping　system”,　U.　S.　Patent,　No.6188323,　2001.
[2]　P.　C.　Chung　and　T.　L.　Lu,　“Wafer　mapping　apparatus”,　U.　S.　Patent,　No.6303939,　2001.
[3]　R.　M.　Spencer　and　C.　O.　Lada,　“Method　and　system　for　locating　and　positioning　circular　workpieces”,　U.　S.　Patent,　No.4833790,　1989.
[4]　A.　L.　Adams　and　C.　D.　Head,　“Semiconductor　slice　prealignment　system”,　U.　S.　Patent,　No.4024944,　1977.
[5]　H.　S.　Lee,　J.　W.　Jeon,　J.　W.　Kim,　S.　J.　Jung　and　J.　E.　Byum,　“A　12-inch　wafer　prealigner”,　Microprocessors　and　Microsystems,　Vol.　27,　No.　4,　pp.　151-158,　2003.
[6]　D.　Cheng　and　W.　W.　Zhang,　“System　and　method　for　detecting　the　center　of　an　integrated　circuit　wafer”,　U.　S.　Patent,　No.4819467,　1989.
[7]　S.　Shmookler,　A.　G..　Weinberg,　“System　and　method　for　automated　positioning　of　a　substrate　in　a　processing　chamber”,　U.　S.　Patent,　No.5483138,　1996.
[8]　W.　R.　Johanson,　C.　Stevens,　S.　Kleinke　and　D.　Genetti,　“Wafer　centering　system　and　method”,　U.　S.　Patent,　No.　6405101,　2002.
[9]　R.　Martinson,　D.　Shrivastava,　M.　Weis,　“Method　for　active　wafer　centering　using　a　single　sensor”,　U.　S.　Patent,　No.　6760976,　2004.
[10]　R.　Fay,　P.　Peng,　W.　Chen,　G.　Tsai　and　J.　F.　Chang,　“Wafer　positioning　device”,　U.　S.　Patent,　No.　6471464,　2002.
[11]　W.　S.　Yoo　and　K.　Kang,　“Wafer　alignment　system　and　method”,　U.　S.　Patent,　No.　6516244,　2003.
[12]　J.　W.　Lee,　B.　G.　Lee　and　J.　J.　Lee,　“Position　error　inspection　for　mounting　wafer　in　cleaning　device”,　CGIV　''08　Proceedings　of　the　2008　Fifth　International　Conference　on　Computer　Graphics,　Imaging　and　Visualisation,　pp.　280-285,　2008.
[13]　J.　W.　Lee,　B.　G.　Lee,　J.　J.　Lee　and　J.　Yoon,　“Position　error　inspection　for　mounting　wafer　in　cleaning　device　using　the　radial　shape　board”,　VIZ　''09　Proceedings　of　the　2009　Second　International　Conference,　pp.　247-252,　2009.
[14] V.　F.　Duma,　A.　G.　Podoleanu　and　M.　Nicolov,　“Modeling　a　galvoscanner　with　an　optimized　scanning　function”,　Syrom　2009,　pp.　539-548,　2010.
[15]　V.　Duma,　“On-line　measurements　with　optical　scanners:　metrological　aspects”,　Proc.　SPIE,　Vol.　5856,　pp.　606-617,　2005.
[16]　L.　Beiser,　“Fundamental　architecture　of　optical　scanning　systems”,　Applied　Optics,　Vol.　34,　No.　31,　pp.　7307-7317,　1995.
[17]　R.　P.　Aylward,　“Advanced　galvanometer-based　optical　scanner　design”,　Sensor　Review,　Vol.　23,　Iss.　3,　pp.　216-222,　2003.
[18]　R.　P.　Aylward,　“The　advances　and　technologies　of　galvanometer-based　scanners”,　Proc.　SPIE,　Vol.　3787,　pp.　158-164,　1999.
[19]　G.　G.　Baker　and　E.　F.　Boyle,　“Wafer　centration　device”,　U.　S.　Patent,　No.　4880348,　1989.
[20]　M.　Mayo,　“Pre-aligner”,　U.　S.　Patent,　No.　7042568,　2006.
[21]　H.　S.　Lee,　J.　W.　Jeon,　J.　W.　Kim　and　S.　J.　Chung,　“The　development　of　a　12-inch　wafer　prealigner　with　optical　character　recognition”,　The　27th　Annual　Conference　of　the　IEEE　Industrial　Electronics　Society,　Vol.　1,　pp.　215-219,　2001.
[22]　I.　D.　Coope,　“Circle　fitting　by　linear　and　nonlinear　least　squares”,　Journal　of　Otimization　Theory　and　Applications”　Vol.　76,　No.　2,　pp.　381-388,　1993.
[23]　W.　Gander,　G.　.H.　Golub　and　R.　Strebel,　“Least-squares　fitting　of　circles　and　ellipses”,　BIT　Numerical　Mthematics,　Vol.　34,　No.　4,　pp.　558-578,　1994.
[24]　N.　Chernov　and　C.　Lesort,　“Least　squares　fitting　of　circles”,　Journal　of　Mathematical　Imaging　and　Vision,　Vol.　23,　pp.　239-252,　2005.
[25]　J.　L.　Dye　and　V.　A.　Nicely,　“A　general　purpose　curve　fitting　program　for　class　and　research　use”,　Journal　of　Chemical　Education,　Vol.　48,　No.　7,　pp.　443-448,　1971.
[26]　D.　Umbach　and　K.　N.　Jones,　“A　few　methods　for　fitting　circles　to　data”,　IEEE　Transactions　on　Instrumentation　and　Measurement,　Vol.　52,　Iss.　6,　pp.　1881-1885,　2003.
[27]　R.　Fruhwirth,　A.　Strandlie　W.　Waltenberger　and　J.　Wroldsen,　“A　review　of　fast　circle　and　helix　fitting”,　Nuclear　Instruments　and　Methods　in　Physics　Research,　Vol.　502,　pp.　705-707,2003.
[28]　W.　Maddams,　“The　scope　and　limitations　of　curve　fitting”,　Applied　Spectroscopy,　Vol.　34,　Iss.　3,　pp.　245-267,　1980.
[29]　C.　Rusu,　M.　Tico,　P.　Kuosmanen　and　E.　J.　Delp,　“Classical　geometrical　approach　to　circle　fitting-　review　and　new　developments”,　Journal　of　Electronic　Imaging,　Vol.　12,　No.　1,　pp.　179-193,　2003.