(57)【要約】【課題】低コストで基板の偏心状態を確実に検出することができる検出システムおよび検出方法を提供すること。【解決手段】円形の基板が載置される載置台を回転軸まわりに回転させる回転部と、回転中の基板における外周部の有無を回転軸からの距離が異なる複数の検出位置でそれぞれ検出する検出部とを備えるように検出システムを構成する。外周部の有無が切り替わる際の載置台の位相を検出位置と組み合わせた検出情報に基づいて基板の偏心状態を判定する判定部を備えるように検出システムを構成する。【選択図】図１
2015119066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形の基板が載置される載置台を回転軸まわりに回転させる回転部と、
回転中の前記基板における外周部の有無を前記回転軸からの距離が異なる複数の検出位置でそれぞれ検出する検出部と、
前記外周部の有無が切り替わる際の前記載置台の位相を前記検出位置と組み合わせた検出情報に基づいて前記基板の偏心状態を判定する判定部と
を備えることを特徴とする検出システム。
【請求項２】
前記判定部は、
前記検出位置がそれぞれ異なる前記検出情報に基づき、前記回転軸から前記基板の外周までの距離と前記位相との関係を推定することによって前記基板の偏心方向および偏心量を含んだ前記偏心状態を判定すること
を特徴とする請求項１に記載の検出システム。
【請求項３】
ハンドを有するロボットをさらに備え、
前記検出部は、
前記ハンドに設けられ、前記基板の外周部を前記基板の側面から検出すること
を特徴とする請求項１または２に記載の検出システム。
【請求項４】
前記ロボットは、
前記検出位置で前記ハンドを前記回転軸方向へ移動させることによって前記外周部の前記回転軸方向の位置を前記検出部に検出させ、検出された当該回転軸方向の位置に前記検出部を位置させること
を特徴とする請求項３に記載の検出システム。
【請求項５】
前記ロボットは、
前記ハンドを前記外周部の外側から前記基板へ近づけることによって前記検出部がはじめて前記外周部を検出した位置に基づいて決定される前記検出位置に前記検出部を位置させること
を特徴とする請求項３または４に記載の検出システム。
【請求項６】
前記検出部は、
前記基板の収容容器における収容状態の検出に用いられるセンサであること
を特徴とする請求項３、４または５に記載の検出システム。
【請求項７】
円形の基板が載置される載置台を回転軸まわりに回転させる回転工程と、
回転中の前記基板における外周部の有無を前記回転軸からの距離が異なる複数の検出位置でそれぞれ検出する検出工程と、
前記外周部の有無が切り替わる際の前記載置台の位相を前記検出位置と組み合わせた検出情報に基づいて前記基板の偏心状態を判定する判定工程と
を含むことを特徴とする検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、検出システムおよび検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウェハなどの基板をアライメントする際に、基板の向きや位置を検出する検出システムが知られている。
【０００３】
かかる検出システムとしては、たとえば、円形の基板を回転させるテーブルと、光源と、ＣＣＤ（charge  coupled  device）センサとを備えたものがある。
【０００４】
ここで、基板はテーブルの回転軸から偏心した状態でテーブルに載置されることもある。このため、基板の外周部を確実に検出するために、テーブルの径方向に複数の素子を並べたＣＣＤラインセンサおよび複数の光源が用いられる（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５２８７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した従来の検出システムを用いた場合、センサに関するコストがかさみやすく、この点で改善の余地がある。また、近年は基板の大径化に伴って上記した偏心が問題になる状況が増えつつある。このため、低コストで基板の偏心状態を確実に検出することが好ましい。
【０００７】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、低コストで基板の偏心状態を確実に検出することができる検出システムおよび検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の一態様に係る検出システムは、回転部と、検出部と、判定部とを備える。前記回転部は、円形の基板が載置される載置台を回転軸まわりに回転させる。前記検出部は、回転中の前記基板における外周部の有無を前記回転軸からの距離が異なる複数の検出位置でそれぞれ検出する。前記判定部は、前記外周部の有無が切り替わる際の前記載置台の位相を前記検出位置と組み合わせた検出情報に基づいて前記基板の偏心状態を判定する。
【発明の効果】
【０００９】
実施形態の一態様によれば、低コストで基板の偏心状態を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態に係る検出システムの一連の検出動作を示す模式図である。
【図２】図２は、検出システムの配置を示す模式図である。
【図３Ａ】図３Ａは、ロボットの構成を示す斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、ハンドの構成を示す斜視図である。
【図４】図４は、検出システムのブロック図である。
【図５Ａ】図５Ａは、検出システムの検出位置を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、位相と回転中心からウェハの外周までの距離の関係の例を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、ウェハの偏心状態の例を示す図である。
【図６】図６は、検出方法の変形例（その１）を示す図である。
【図７】図７は、検出方法の変形例（その２）を示す図である。
【図８】図８は、検出部の他の検出例を示す図である。
【図９】図９は、検出システムが実行する処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、ウェハの外周部の判定の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する検出システムおよび検出方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
まず、実施形態に係る検出システムにおける基板の偏心状態の検出方法について、図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係る検出システムの一連の検出動作を示す模式図である。なお、図１では、説明を分かりやすくするために回転中心に対する基板の偏心状態を誇張して示している。
【００１３】
図１に示すように、実施形態に係る検出システムは、円形の基板を回転中心まわりに回転させる回転部（不図示）と、検出部とを備える。検出部は、基板の外周部の有無の切り替わりを検出するセンサである。ここで、検出部は、たとえば、投光部および受光部を有する光学センサであり、投光部および受光部間に形成される光路が遮られた場合に、基板が「有」の状態であることを検知する。
【００１４】
図１に示すように、実施形態に係る検出システムでは、検出部が、回転中心まわりの、たとえば矢印２０１の方向に回転する基板の外周部の有無の切り替わりを第１の検出位置で検出する（ステップＳ１）。
【００１５】
検出部は、回転中心からの距離が第１の検出位置とは異なる第２の検出位置で基板の外周部の有無の切り替わりをさらに検出する（ステップＳ２）。そして、検出システムは、上記した検出位置および基板の外周部の有無が切り替わる際の基板の回転位置（回転部の位相）に基づいて、基板中心の回転中心に対する偏心状態を判定する（ステップＳ３）。
【００１６】
具体的には、検出システムは、回転部の位相を検出位置と組み合わせた検出情報から基板の回転中心に対する偏心方向や偏心量を判定する。この点の詳細については図５Ａ〜図５Ｃを用いて後述する。
【００１７】
このように、実施形態に係る検出システムは、たとえば光学センサなどの廉価なセンサを用いて、回転する基板の外周部の有無の切り替わりを検出する。そして、回転部の位相を検出位置と組み合わせた検出情報から基板の回転中心に対する偏心方向や偏心量を判定する。したがって、実施形態に係る検出システムによれば、低コストで基板の偏心状態を確実に検出することができる。
【００１８】
なお、図１に示した例では、光学センサの光路が基板に対して平行になるように検出部が設置される場合について例示したが、これに限られるものではなく、検出部は、光路が基板に対して任意の角度を有するように設置されてもよい。
【００１９】
また、図１に示した例では、光学センサの光路が第１の検出位置と第２の検出位置とで平行である場合を例示した。しかしながら、これに限られず、第１および第２の検出位置は、回転中心から基板の外周部の有無の切り替わりが検出される点までの距離がお互いに異なっていさえすればよい。したがって、第１の検出位置および第２の検出位置における光学センサの光路は、平行でなくてもよく、同一平面上にあることを要しない。
【００２０】
また、図１に示した例では、検出部に光学センサが用いられる場合について例示した。しかしながら、これに限られず、検出部は、超音波センサや接触型のセンサ、カメラやビデオなどの撮像装置を用いることとしてもよい。
【００２１】
また、図１に示した「検出部」は、後述するプリアライナ装置（回転部２６）に設けてもよいが、実施形態に係る検出システム１では、検出部６０をロボット１０のハンド１１に設けることとした。このようにすることで、異なる検出位置間の検出部６０の移動を容易に行うことができる。以下では、検出部６０をロボット１０のハンド１１に設けた検出システム１について、図２を用いて具体的に説明する。
【００２２】
図２は、検出システムの配置を示す模式図である。なお、説明を分かりやすくするために、図２には、鉛直上向きを正方向とし、鉛直下向き（すなわち、「鉛直方向」）を負方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。したがって、ＸＹ平面に沿った方向は、「水平方向」を指す。かかる直交座標系は、以下の説明に用いる他の図面においても示す場合がある。
【００２３】
図２に示すように、検出システム１は、基板搬送部２と、基板供給部３と、基板処理部４とを備える。基板搬送部２は、ロボット１０と、かかるロボット１０を内部に配設する筐体２０とを備える。なお、基板供給部３は、かかる筐体２０の一方の側面２１に設けられ、基板処理部４は、他方の側面２２に設けられる。また、図中の符号１００は、検出システム１の設置面を示している。
【００２４】
ロボット１０は、搬送対象物であるウェハＷを保持可能なハンド１１を有するアーム部１２を備える。アーム部１２は、筐体２０の底壁部を形成する基台設置フレーム２３上に設置される基台１３に対して昇降自在、かつ水平方向に旋回自在に支持される。なお、ロボット１０の詳細については、図３Ａを用いて後述する。
【００２５】
筐体２０は、いわゆるＥＦＥＭ（Equipment  Front  End  Module）であり、上部に備えるフィルタユニット２４を介してクリーンエアのダウンフローを形成する。かかるダウンフローにより、筐体２０の内部は高クリーン度状態に保たれる。また、基台設置フレーム２３の下面には脚具２５が備えられており、筐体２０と設置面１００との間に所定のクリアランスＣを設けつつ筐体２０を支持する。
【００２６】
基板供給部３は、複数のウェハＷ（図１の基板に相当）を高さ方向に多段に収納するフープ３０と、かかるフープ３０の蓋体を開閉して、ウェハＷを筐体２０内へ取り出せるようにするフープオープナ（図示せず）とを備える。なお、フープ３０およびフープオープナのセットは、所定の高さを有するテーブル３１上に所定の間隔をおいて複数セット並設することができる。なお、フープ３０の詳細については、図８を用いて後述する。
【００２７】
基板処理部４は、たとえば、洗浄処理や成膜処理、フォトリソグラフィ処理といった半導体製造プロセスにおける所定のプロセス処理をウェハＷに対して施すプロセス処理部である。基板処理部４は、かかる所定のプロセス処理を行う処理装置４０を備える。かかる処理装置４０は、筐体２０の他方の側面２２に、たとえばロボット１０を挟んで基板供給部３と対向するように配置される。なお、図２では基板供給部３と基板処理部４とが対向するように配置された場合を例にとって説明したが、基板供給部３と基板処理部４との位置関係を限定するものではない。たとえば、基板供給部３と基板処理部４とは、基板搬送部２の１つの側面に並べて配置されたり、対向していない２つの側面にそれぞれ配置されるなど、任意の位置関係で配置されることが可能である。
【００２８】
また、筐体２０の内部には、ウェハＷのセンタリングを行うプリアライナ装置などの回転部２６が設けられる。回転部２６は、ウェハＷを載置する載置台２６ａを有し、載置台２６ａは、ウェハＷをＺ軸に平行な軸ＡＸｒまわりに回転可能に設けられる。
【００２９】
また、検出システム１は、筐体２０の外部に制御装置５０を備える。制御装置５０は、ロボット１０や、回転部２６や、後述する検出部６０といった筐体２０内部の各種装置と情報伝達可能に接続される。
【００３０】
そして、かかる構成に基づき、検出システム１は、ロボット１０に昇降動作や旋回動作をとらせながら、フープ３０内のウェハＷを取り出させ、回転部２６を介してウェハＷを処理装置４０へ搬入する。そして、処理装置４０において所定のプロセス処理を施されたウェハＷをふたたびロボット１０の動作によって搬出および搬送し、フープ３０へ再収納する。
【００３１】
なお、制御装置５０は、接続された各種装置の動作を制御するコントローラであり、種々の制御装置や演算処理装置、記憶装置などを含んで構成される。制御装置５０の詳細については、図４を用いて後述する。
【００３２】
また、図２では、１筐体の制御装置５０を示しているが、制御装置５０は、たとえば、制御対象となる各種装置のそれぞれに対応付けられた複数個の筐体で構成されてもよく、さらに、筐体２０の内部に配設されてもよい。
【００３３】
また、制御装置５０の行うロボット１０の各種動作の動作制御は、あらかじめ制御装置５０に格納されている教示データに基づいて行なわれてもよい。また、かかる教示データは、制御装置５０と相互通信可能に接続された上位装置（不図示）から取得されてもよい。この場合、上位装置は、ロボット１０（およびその各構成要素）の状態を随時監視することができる。
【００３４】
次に、実施形態に係るロボット１０の構成について図３Ａを用いて説明する。図３Ａは、ロボットの構成を示す斜視図である。図３Ａに示すように、ロボット１０は、ハンド１１と、アーム部１２と、基台１３とを備える。アーム部１２は、昇降部１２ａと、関節部１２ｂ、関節部１２ｄおよび関節部１２ｆと、第１アーム１２ｃと、第２アーム１２ｅとをさらに備える。
【００３５】
基台１３は、上述したように、基台設置フレーム２３（図２参照）上に設置されるロボット１０のベース部である。昇降部１２ａは、かかる基台１３から鉛直方向（Ｚ軸方向）にスライド可能に設けられ（図３Ａの両矢印ａ０参照）、アーム部１２を鉛直方向に沿って昇降させる。
【００３６】
関節部１２ｂは、軸ａ１まわりの回転関節である（図３Ａの軸ａ１まわりの両矢印参照）。第１アーム１２ｃは、かかる関節部１２ｂを介し、昇降部１２ａに対して旋回可能に連結される。
【００３７】
また、関節部１２ｄは、軸ａ２まわりの回転関節である（図３Ａの軸ａ２まわりの両矢印参照）。第２アーム１２ｅは、かかる関節部１２ｄを介し、第１アーム１２ｃに対して旋回可能に連結される。
【００３８】
また、関節部１２ｆは、軸ａ３まわりの回転関節である（図３Ａの軸ａ３まわりの両矢印参照）。ハンド１１は、かかる関節部１２ｆを介し、第２アーム１２ｅに対して旋回可能に連結される。
【００３９】
なお、ロボット１０には、モータなどの駆動源（不図示）が搭載されており、関節部１２ｂ、関節部１２ｄおよび関節部１２ｆのそれぞれは、かかる駆動源の駆動に基づいて回転する。ハンド１１は、ウェハＷ（図２参照）を保持するエンドエフェクタである。ハンド１１は、軸ａ３を旋回軸として設けられ、軸ａ３まわりに旋回することができる。
【００４０】
次に、第１の実施形態に係るハンド１１の構成の詳細について、図３Ｂを用いて説明する。図３Ｂは、ハンドの構成を示す斜視図である。図３Ｂに示すように、ハンド１１は、第２アーム１２ｅの先端部において、関節部１２ｆを介し、軸ａ３まわりに回転可能に設けられる。ハンド１１は、プレート支持部１１ａと、プレート１１ｂと、係止部１１ｃとを備える。そして、プレート１１ｂには検出部６０が設けられる。
【００４１】
プレート支持部１１ａは、関節部１２ｆに連結され、プレート１１ｂを支持する。すなわち、プレート１１ｂは、ハンド１１の基部にあたる部材である。なお、図３Ｂには、先端側が二股に分かれた形状のプレート１１ｂを例示しているが、プレート１１ｂの形状を限定するものではない。
【００４２】
係止部１１ｃは、ウェハＷを係止することでハンド１１上へ保持する部材である。本実施形態では、かかる係止部１１ｃが、図３Ｂに示す位置に３個設けられ、ウェハＷを３点で係止して保持するものとする。なお、係止部１１ｃの個数は限定されるものではなく、たとえば、４個以上設けられてもよい。なお、図３Ｂには、ハンド１１に保持された状態のウェハＷを点線で示している。
【００４３】
検出部６０は、一対の投光部および受光部を含む光学センサであり、一例として図３Ｂに示すように、プレート１１ｂの２つの突出部の先端の側面にお互いを対向させて設けられる。図３Ｂには、投光部から投光される光線の軌跡を検出線Ｌとして示している。なお、検出部６０は、回転するウェハＷの外周部の有無の切り替わりが検出可能な形態であれば、たとえば、回転部２６（図２参照）など、どこに設置されてもよい。
【００４４】
次に、実施形態に係る検出システム１の構成について、図４を用いて説明する。図４は、実施形態に係る検出システムのブロック図である。なお、図４では、検出システム１の説明に必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。また、図４を用いた説明では、主として制御装置５０の内部構成について説明することとし、既に図２で示した各種装置については説明を簡略化する場合がある。
【００４５】
図４に示すように、制御装置５０は、制御部５１と記憶部５２とを備える。制御部５１は、取得部５１ａと、判定部５１ｂと、指示部５１ｃとをさらに備える。制御部５１は、制御装置５０の全体制御を行う。取得部５１ａは、検出部６０で検出された、回転するウェハＷ（図２参照）の外周部の有無の切り替わりや回転部２６の有する載置台２６ａ（図２参照）の位相を含む情報を取得して、かかる情報を判定部５１ｂに送る。
【００４６】
判定部５１ｂは、ウェハＷの外周部の有無が切り替わった際の載置台２６ａの位相および検出部６０の位置からウェハＷの偏心状態を判定する。なお、かかる偏心状態の判定は、判定情報５２ａに基づいて行われる。判定情報５２ａは、たとえば、載置台２６ａの位相に対する軸ＡＸｒ（図２参照）からウェハＷの外周までの距離の関係を含む情報であり、あらかじめ記憶部５２に登録される。
【００４７】
指示部５１ｃは、判定部５１ｂからの情報に基づき、ロボット１０（図２参照）や回転部２６といった各種装置を動作させる動作信号を生成して各種装置へ出力する。記憶部５２は、ハードディスクドライブや不揮発性メモリといった記憶デバイスであり、判定情報５２ａを記憶する。なお、判定情報５２ａの内容については既に説明したため、ここでの記載を省略する。
【００４８】
また、上記した説明では、制御装置５０が、あらかじめ登録された判定情報５２ａなどに基づいてウェハＷの偏心状態の判定を行う例を示したが、制御装置５０と相互通信可能に接続された上位装置から必要な情報を随時取得することとしてもよい。
【００４９】
次に、実施形態に係る検出システム１のウェハＷの偏心状態の検出方法の一例について図５Ａ〜図５Ｃを用いて説明する。図５Ａは、検出システムの検出位置を示す図であり、図５Ｂは、位相と回転中心からウェハの外周までの距離の関係の例を示す図であり、図５Ｃは、ウェハの偏心状態の例を示す図である。
【００５０】
なお、説明を分かりやすくするために、載置台２６ａ（図２参照）のウェハＷの載置面と軸ＡＸｒの交点を回転中心Ｃ０とし、回転中心Ｃ０を通るＸ軸に平行な軸を軸Ｘ０、Ｙ軸に平行な軸を軸Ｙ０として示している。また、ウェハＷの偏心状態をわかりやすくするために、載置台２６ａに偏心せずに載置された場合のウェハＷの外周部の位置を一点破線で示している。
【００５１】
また、以下の説明ではウェハＷの回転につきＺ軸の正方向からみて反時計回りの方向を「正方向」とする。そして、図５Ａにおいて軸Ｘ０の回転中心Ｃ０よりＸ軸の負方向側の部分を基準とする軸ＡＸｒまわりの正方向の回転角度を「位相」とする。これらは、以下の説明に用いる他の図面においても示す場合がある。なお、図５Ａでは、ウェハＷは、主面をＸＹ平面に平行にして載置台２６ａ上に載置され、回転部２６により正方向に回転しているものとする。
【００５２】
図５Ａに示すように、ロボット１０（図２参照）は、たとえば、プレート１１ｂをＸＹ平面と、検出線Ｌを軸Ｙ０とそれぞれ平行にして、ハンド１１をウェハＷへＸ軸の負方向から近づける（矢印２０２）。この場合、検出線ＬのＺ軸方向の位置は、ウェハＷの側面、すなわち２つの主面の間に納まるように定められる。
【００５３】
ロボット１０は、回転中心Ｃ０と検出線Ｌとの距離が図５Ａに示す距離ｄ１（以下、「第１の検出位置」と記載する）またはｄ２（以下、「第２の検出位置」と記載する）となるようにハンド１１を移動させる。そして、検出部６０は、第１および第２の検出位置の順に、それぞれでウェハＷの外周部の有無の切り替わりを検出する。
【００５４】
なお、第２の検出位置は、第１の検出位置よりもＸ軸の負方向にあっても構わない。また、距離ｄ１や距離ｄ２は、ウェハＷのサイズや検出部６０の間隔などからあらかじめ適宜定められる。また、ここでは、検出部６０に検出されるウェハＷの外周部の有無の変化について、（有→無）や（無→有）といった変化の方向についての情報は含まれないこととする。
【００５５】
ここで、図５Ａに示した第１および第２の検出位置のそれぞれの検出位置では、ウェハＷが１回転すると外周部の有無が２回切り替わる。図５Ｂには、この２回の切り替わりが（有→無）から（無→有）に変化する場合の一例を検出点２０３ａおよび２０４ａとして白抜きの丸（実線）で示している。また、（無→有）から（有→無）に変化する場合の一例を検出点２０３ｂおよび２０４ｂとして白抜きの丸（点線）で示している。
【００５６】
かかる２つの場合は、ウェハＷが載置台２６ａに載置された「初期状態」において、回転中心Ｃ０に対してウェハＷの偏心量は同じであるが偏心方向が異なる場合に相当する。なお、検出点２０３ａおよび２０３ｂは、第１の検出位置で検出され、検出点２０４ａおよび２０４ｂは、第２の検出位置で検出される。
【００５７】
ところで、回転する「円」の位相と、「円内の中心以外の一点」から「一定方向の円の外周までの距離」との関係は、円の半径を中心にして振動する「正弦波曲線」を描くことが知られている。なお、この正弦波曲線は、一周期が３６０°で、振幅（片振幅）が円の中心から円内の中心以外の一点までの距離となる。
【００５８】
そして、本実施例では、上述した円がウェハＷの外周部に、円内の中心以外の一点が回転中心Ｃ０に、一定方向（Ｘ軸の負方向）の円の外周までの距離が後述する「距離ｄ」に、振幅がウェハＷの回転中心Ｃ０に対する偏心量に相当するといえる。ここで、距離ｄは、軸Ｘ０上に投影された、回転中心Ｃ０から円の外周までの距離のことを指す。そこで、本実施例では、第１および第２の検出位置でウェハＷの外周部の有無が切り替わる位相と距離ｄとを組み合わせて正弦波曲線を推定することとした。
【００５９】
図５Ｂには、検出点２０３ａおよび２０４ａから推測された正弦波曲線２０５ａ（実線）と、検出点２０３ｂおよび２０４ｂから推測された正弦波曲線２０５ｂ（点線）とを示している。図５Ｂの横軸は、回転するウェハＷの位相であり、縦軸は、既に上述した距離ｄである。また、図５Ｂの縦軸には、回転中心Ｃ０からのウェハＷの半径に相当する距離を距離Ｒとして示している。
【００６０】
図５Ｂに示すように、位相０〜３６０°の範囲において正弦波曲線２０５ａは凹型となり、正弦波曲線２０５ｂは凸型となる。しかしながら、正弦波曲線２０５ａと正弦波曲線２０５ｂとは、位相が異なるだけで周期（３６０°）および振幅（距離Ｇ０）は同じである。このため、後述するウェハＷの偏心状態の判定方法は、正弦波曲線２０５ａと正弦波曲線２０５ｂとで同じとなる。
【００６１】
したがって、以下では、正弦波曲線２０５ａを例にとって本実施形態におけるウェハＷの偏心状態の判定方法の一例について説明する。なお、偏心状態の判定方法は、以下に示す一例に限られない。ウェハＷの偏心状態は、正弦波曲線２０５ａにおいての任意の位相と距離ｄとの関係に基づいて判定することが可能である。たとえば、正弦波曲線２０５ａの、距離ｄが距離Ｒとなる「節」や、縦軸の正方向についての「ピークボトム」などからウェハＷの偏心状態を判定することとしてもよい。
【００６２】
図５Ｂには、正弦波曲線２０５ａのたとえば縦軸の正方向についてのたとえば「ピークトップ」の位相を位相（３６０−θ０）°として示している。この場合、ピークトップはウェハＷの回転に対し、位相θ０°進んでおり、初期状態におけるピークトップは、位相θ０°の方向にあるといえる。
【００６３】
また、図５Ｂには、ピークトップにおける距離ｄの距離Ｒとの差を距離Ｇ０として示している。この距離Ｇ０は、正弦波曲線２０５ａの振幅であるため、回転中心Ｃ０から中心Ｃ１までの距離、すなわちウェハＷの回転中心Ｃ０に対する偏心量に等しくなるといえる。また、図５Ｂには、正弦波曲線２０５ｂのピークトップの位相を位相（３６０−θ１）°として示している。なお、この場合においても、回転中心Ｃ０と中心Ｃ１との距離は、距離Ｇ０に等しくなる。
【００６４】
したがって、図５Ｃに示すように、正弦波曲線２０５ａによれば、ウェハＷの中心Ｃ１（黒塗りの丸）は、初期状態において回転中心Ｃ０からみて位相θ０°の方向に距離Ｇ０離れて位置すると判定される。また、図５Ｃには、正弦波曲線２０５ｂにより、初期状態において回転中心Ｃ０からみて位相θ１°の方向に距離Ｇ０離れて位置すると判定されたウェハＷの中心Ｃ１（白抜きの丸）および外周部（点線）も示している。なお、図５Ｃでは、説明を分かりやすくするために回転中心Ｃ０に対するウェハＷ（中心Ｃ１）の位置を誇張して示している。
【００６５】
また、回転中心Ｃ０と中心Ｃ１とが一致している場合、すなわちウェハＷの偏心がない場合、正弦波曲線２０５ａおよび２０５ｂの振幅は０となる。このため、図５Ｂにおいて距離ｄは、位相によらず距離Ｒで一定となる。この場合、位相や検出位置に関わらず、回転するウェハＷの外周部の有無の切り替わりは検出されない。したがって、ウェハＷの外周部の有無の切り替わりがあらかじめ定められた複数の点で検出されない場合、ウェハＷの偏心がないと判定することができる。
【００６６】
このように、実施形態に係る検出システム１では、回転するウェハＷの外周部の有無の切り替わりを回転中心Ｃ０から距離の異なる複数の点で検出し、位相および距離ｄの関係が描く正弦波曲線２０５ａや正弦波曲線２０５ｂを推定する。したがって、簡便な処理でウェハＷの回転中心Ｃ０に対する偏心方向および偏心量を判定することができる。
【００６７】
また、実施形態に係る検出システム１では、ハンド１１（図３Ｂ参照）に設けられた検出部６０をロボット１０（図２参照）に移動させることで検出位置の距離ｄを変化させることとした。これにより、１つ（一対）のセンサでウェハＷの偏心状態を検出することが可能となる。したがって、センサの個数を減らすことで設備コストの低減を図ることができる。
【００６８】
なお、ここでは４点の「位相および距離ｄ」（以下、「検出データ」と記載する）から正弦波曲線２０５ａや正弦波曲線２０５ｂを推定することとした。しかしながら、異なる距離ｄを少なくとも２点含む３点以上の検出データがあれば、正弦波曲線２０５ａや正弦波曲線２０５ｂを推定することができる。
【００６９】
たとえば、図５Ｂに示した正弦波曲線２０５ａの場合では、２つの検出点２０３ａおよび１つの検出点２０４ａ、または、１つの検出点２０３ａおよび２つの検出点２０４ａで足りる。また、検出データの点数を４点よりも多くとり、正弦波曲線２０５ａや正弦波曲線２０５ｂの推定の精度を高めることとしてもよい。
【００７０】
また、ウェハＷの外周部の有無の切り替わりの変化の方向をさらに検出することとすれば、距離ｄの異なる少なくとも２点の検出データから正弦波曲線２０５ａや正弦波曲線２０５ｂを推定することができる。
【００７１】
具体的には、図５Ｂにおいて、ウェハＷの外周部の有無の（有→無）の切り替わりは正弦波曲線２０５ａや正弦波曲線２０５ｂの負の「勾配」に、（無→有）の切り替わりは正の勾配に対応する。したがって、少なくとも２点の距離ｄの異なる検出データがあれば位相、検出位置、および勾配から、正弦波曲線２０５ａや正弦波曲線２０５ｂを推定することができる。たとえば、図５Ｂに示した正弦波曲線２０５ａの場合では、１つの検出点２０３ａおよび１つの検出点２０４ａで足りる。
【００７２】
また、図５Ａでは、検出線ＬをＸＹ平面およびＹ軸にそれぞれ平行にして検出を行ったが、検出線Ｌの向きはこれに限られず、任意の向きとすることができる。また、検出部６０は、たとえば双腕ロボットなどの複数のアームを有するロボット１０のハンド１１にそれぞれ設けられてもよい。この場合、距離ｄが異なる点におけるウェハＷの外周部の有無の切り替わりを同時に検出することができる。このため、ウェハＷの偏心状態を短時間で判定することが可能となる。
【００７３】
また、図５Ａでは、検出部６０が光学センサである場合を例示したが、カメラやビデオなどの撮像装置を用いることもできる。この場合、検出部６０は、ウェハＷの有するたとえば印や所定の形状などからウェハＷの向きをさらに検出することとしてもよい。
【００７４】
ところで、図５Ａでは、第１および第２の検出位置がウェハＷのサイズや検出部６０の間隔などからあらかじめ定められることとしたが、検出位置の決定方法は係る例示に限られない。そこで、以下では検出方法の変形例（その１）について図６を用いて説明する。図６は、検出方法の変形例（その１）を示す図である。
【００７５】
変形例（その１）にかかる検出方法では、ハンド１１は、検出部６０がはじめてウェハＷの外周部を検出した位置（図６の距離ｄ０参照）に基づいて検出位置を決定する。この場合、距離ｄ０を第１の検出点としてもよい。
【００７６】
このようにすることで、図６においてＸ軸の正方向に移動するハンド１１とウェハＷとの干渉を防ぐことができる。また、ウェハＷを回転させながら距離ｄ０を検出することとすれば、ウェハＷの偏心量が大きい場合であっても、かかる干渉を確実に防ぐことができる。
【００７７】
また、図５Ａでは、ウェハＷがＸＹ平面に平行に保持されることとしたが、載置台２６ａ（図２参照）に載置されたウェハＷにはＺ軸方向にたわみが生じる場合がある。この場合、検出部６０は、たわんだウェハＷの外周部を検出する必要がある。そこで、以下では検出方法の変形例（その２）について図７を用いて説明する。図７は、検出方法の変形例（その２）を示す図である。
【００７８】
図７に示すように、載置台２６ａに載置されたウェハＷは、中心Ｃ１から外周部にかけて徐々にたわんだいわゆるドーム型の形状となる。なお、図７には、たわみがない状態のウェハＷと、かかるウェハＷに対して外周部の検出を行うハンド１１とを点線で示している。
【００７９】
図７に示す点線のハンド１１の位置でウェハＷを検出できない場合、ロボット１０（図２参照）は、ハンド１１を軸ＡＸｒの方向（たとえばＺ軸の負方向）に移動させてウェハＷの有無を検出する（矢印２０６）。この場合、ウェハＷが有から無の状態に切り替わる位置がウェハＷの外周部のＺ軸方向の位置となる。
【００８０】
このようにすることで、検出部６０は、ウェハＷがたわんだ場合であってもウェハＷの外周部を検出することができる。また、図７に示す点線のハンド１１をＺ軸の負方向だけでなくＺ軸の正方向にも移動させてウェハＷの有無を検出することとすれば、反りがあるウェハＷの外周部を検出することができる。
【００８１】
また、変形例（その２）にかかる検出方法では、軸ＡＸｒからの任意の距離における外周部のＺ軸方向の位置を推定することもできる。具体的には、検出部６０は、軸ＡＸｒからの距離が異なる２つの位置でウェハＷの外周部を検出する。そして、かかる外周部を検出した位置における２つの検出線Ｌ（図７のＬ１およびＬ２参照）を含む平面上（図７のＰ１参照）にウェハＷの外周部の全周があると推定する。
【００８２】
このように推定されたウェハＷの外周部の位置を載置台２６ａ（図２参照）の位相の情報と組み合わせることで、たわみや反りを有するウェハＷにおいても、任意の位相におけるウェハＷの外周部の位置を判定することが可能となる。これにより、ウェハＷの外周部を容易に検出することができる。
【００８３】
ところで、上述してきた実施例では、検出部６０がウェハＷの偏心状態を検出する場合の例について説明してきたが、検出部６０は他の検出対象を検出することとしてもよい。以下では、一例として検出部６０がフープ３０に収納された複数のウェハＷの収納状態を検出する場合について図８を用いて説明する。図８は、検出部の他の検出例を示す図である。
【００８４】
図８に示すように、基板供給部３はフープ３０を有する。フープ３０は、Ｚ軸方向に形成されたウェハＷをたとえば水平方向に保持可能な溝部３１１を有し、複数のウェハＷをＺ軸方向に多段に収納する。図８には、複数のウェハＷがフープ３０内に収納された状態を示している。
【００８５】
ロボット１０（図２参照）は、ハンド１１の先端を所定の位置でＺ軸方向に走査させる。そして、検出部６０は、検出線ＬがウェハＷの周縁部に遮られるか否かによってウェハＷの有無を検出する。すなわち、検出部６０は、ウェハＷの位置や数を検出するためのいわゆるマッピング操作を行うマッピングセンサである。
【００８６】
このように、検出部６０は、ウェハＷの偏心の検出に限らずマッピング操作にも用いられる。したがって、検出部６０で複数の検出対象を検出することができ、設備コストの低減を図ることができる。なお、フープ３０は図８に例示した形態に限られず、複数のウェハＷを収納することができるものであればよい。
【００８７】
次に、実施形態にかかる検出システム１が実行する処理手順について図９を用いて説明する。図９は、実施形態にかかる検出システムが実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、図９では、検出部６０が第1の検出位置で検出処理を行ってから、回転部２６が回転を開始する場合について説明するが、回転部２６は、ステップＳ１０１に前もって回転を開始してもよい。
【００８８】
図９に示すように、検出部６０が第１の検出位置に移動すると（ステップＳ１０１）、判定部５１ｂはウェハＷの外周部が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ウェハＷの外周部が検出された場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、回転部２６がウェハＷを回転させる（ステップＳ１０４）。なお、ウェハＷにたわみや反りがない場合には、ステップＳ１０２は省略してもよい。
【００８９】
ステップＳ１０２でウェハＷの外周部が検出されない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、検出システム１は、ウェハＷの外周部の判定処理を行う（ステップＳ１０３）。この外周部の判定処理の詳細な処理手順については図１０を用いて後述する。
【００９０】
つづいて、検出部６０がウェハＷの外周部の有無の切り替わりを検出すると（ステップＳ１０５）、ロボット１０は、検出部６０を第２の検出位置に移動させる（ステップＳ１０６）。そして、検出部６０がウェハＷの外周部の有無の切り替わりを検出し（ステップＳ１０７）、判定部５１ｂがウェハＷの偏心状態を判定し（ステップＳ１０８）、処理を終了する。
【００９１】
この場合、回転部２６は、ステップＳ１０４からステップＳ１０７まで継続して回転してもよいし、ステップＳ１０５の完了とともに回転をいったん中止してステップＳ１０６の完了とともに回転を再開することとしてもよい。
【００９２】
つづいて、図９のステップＳ１０３に示したウェハの外周部の判定処理の詳細な処理手順について図１０を用いて説明する。図１０は、ウェハの外周部の判定の処理手順を示すフローチャートである。
【００９３】
検出部６０が回転軸（軸ＡＸｒ）の方向に移動して（ステップＳ２０１）、ウェハＷの外周部を検出する（ステップＳ２０２）。そして、検出部６０は、回転軸からの距離が第１の検出位置とは異なる位置に移動し（ステップＳ２０３）、回転軸の方向に移動する（ステップＳ２０４）。
【００９４】
つづいて、検出部６０は、ウェハＷの外周部を検出し（ステップＳ２０５）、判定部５１ｂがウェハＷの外周部を判定して（ステップＳ２０６）、リターンする。ここで、外周部の判定とは、ステップＳ２０２およびＳ２０４の検出線Ｌの位置に基づいて所定の平面を特定し、かかる平面上にウェハＷの外周部が存在すると推定する処理を指す。
【００９５】
上述してきたように、実施形態の一態様に係る検出システムは、回転部と、検出部と、判定部とを備える。回転部は、円形の基板が載置される載置台を回転軸まわりに回転させる。検出部は、回転中の基板における外周部の有無を回転軸からの距離が異なる複数の検出位置でそれぞれ検出する。判定部は、外周部の有無が切り替わる際の載置台（回転部）の位相を検出位置と組み合わせた検出情報に基づいて基板の偏心状態を判定する。
【００９６】
このように、実施形態に係る検出システムは、たとえば光学センサなどの廉価なセンサを用いて、基板の回転中心に対する偏心方向や偏心量を判定する。したがって、実施形態に係る検出方法によれば、低コストで基板の偏心状態を確実に検出することができる。
【００９７】
なお、上述した実施形態では、１つのハンドの先端部に１個（一対）の検出部が設けられている場合を例に挙げて説明したが、検出部の個数を限定するものではなく、複数設けられてもよい。また、検出部の設置場所を限定するものでもなく、たとえば回転部などのハンド以外の場所に設けられてもよい。
【００９８】
また、上述した実施形態では、検出部が固定して設置されている場合を例に挙げて説明したが、検出部は、たとえば所定の動力源などに駆動される可動式であり、移動しながら基板の外周部の有無の検出を複数の位置で行うものであってもよい。
【００９９】
また、上述した実施形態では、単腕ロボットを例に挙げて説明したが、双腕以上の多腕ロボットに適用することとしてもよい。また、１つのアームの先端部に複数のハンドが設けられていてもよい。
【０１００】
また、上述した実施形態では、検出対象であるワークが基板であり、かかる基板が主にウェハである場合を例に挙げて説明したが、基板の種別を問わず適用することができる。また、検出対象であるワークは、回転軸についての円周の一部または全部と一致する形状を有するものであれば基板でなくともよい。
【０１０１】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１  検出システム
２  基板搬送部
３  基板供給部
４  基板処理部
１０  ロボット
１１  ハンド
１２  アーム部
２６  回転部
２６ａ  載置台
３０  フープ
５０  制御装置
６０  検出部
２０３ａ、２０３ｂ、２０４ａ、２０４ｂ  検出点
２０５ａ、２０５ｂ  正弦波曲線
【図１】
2015119066.tif 000003
【図２】
2015119066.tif 000004
【図３Ａ】
2015119066.tif 000005
【図３Ｂ】
2015119066.tif 000006
【図４】
2015119066.tif 000007
【図５Ａ】
2015119066.tif 000008
【図５Ｂ】
2015119066.tif 000009
【図５Ｃ】
2015119066.tif 000010
【図６】
2015119066.tif 000011
【図７】
2015119066.tif 000012
【図８】
2015119066.tif 000013
【図９】
2015119066.tif 000014
【図１０】
2015119066.tif 000015