(57)【要約】【課題】  アライナと基板とが接触している領域に位置決め部が位置することをなくして、短時間に基板を位置調整することができるエッジ保持アライナを提供する。【解決手段】  各第２ノッチセンサ２４ａ，２４ｂとエンコーダ２５との各検出結果によってノッチ１７の角度位置を判定する。制御手段３８は、各保持体２６，２７とノッチ１７とが相互に周方向Ｂにずれるように旋回アーム２２を角変位させて、各保持体２６，２７によってウェハ１９を保持する。各保持体２６，２７が接触しているエッジ部分にはノッチ１７が形成されていないので、第１ノッチセンサ２３は、ノッチ１７を良好に検出することができる。これによって従来技術のように各保持体２６，２７の基板保持位置に起因して、旋回アーム２２からウェハ１９を複数回持替える必要がない。【選択図】      図１
2005039046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状の基板のエッジの一部に予め設けられる位置決め部を判定し、その判定結果に基づいて基板の位置を調整して保持するエッジ保持アライナであって、
基台と、
予め定める旋回軸線を有し、旋回軸線まわりに角変位可能に基台に支持され、基板の軸線と旋回軸線とが一致した状態で基板のエッジを保持する保持体を有する旋回アームと、
旋回アームを旋回軸線まわりに角変位駆動する旋回アーム駆動手段と、
旋回軸線を中心とする仮想円の半径方向に、保持体を変位駆動する保持体駆動手段と、
基台に設けられ、基板のエッジの移動経路に臨み、位置決め部に対向することによって位置決め部の存在の有無を検出する位置決め部第１検出手段と、
旋回アームに設けられ、基板のエッジの移動経路に臨み、位置決め部に対向することによって位置決め部の存在の有無を検出する位置決め部第２検出手段と、
旋回アームの旋回軸線まわりの角度位置を検出する角度位置検出手段と、
旋回アーム駆動手段を制御して旋回アームを角変位させ、その角変位期間における位置決め部第２検出手段と角度位置検出手段との各検出結果に基づいて、位置決め部の位置を判定し、旋回アーム駆動手段を制御して保持体と位置決め部とが相互に周方向にずれた位置に配置するように旋回アームを角変位させる制御手段とを含むことを特徴とするエッジ保持アライナ。
【請求項２】
前記制御手段は、位置決め部が予め定める基準角度位置に配置された状態で、他の基板搬送装置に基板を受け渡し可能な受渡可能位置範囲に、旋回アームが配置されるように、保持体が基板を保持する前に旋回アーム駆動手段を制御して旋回アームを角変位させることを特徴とする請求項１記載のエッジ保持アライナ。
【請求項３】
保持体から基板を取出すとともに取出した基板を再び保持体に保持させる持替体を有し、基板を保持体から取出した状態で旋回アームを角変位可能な状態に保つ持替アームと
持替アームを変位駆動する持替アーム駆動手段とをさらに含むことを特徴とする請求項１または２記載のエッジ保持アライナ。
【請求項４】
前記制御手段は、位置決め部が予め定める基準角度位置に配置された状態で、持替アームと旋回アームとが干渉しない非干渉位置範囲に、旋回アームが配置されるように、保持体が基板を保持する前に旋回アーム駆動手段を制御して旋回アームを角変位させることを特徴とする請求項３記載のエッジ保持アライナ。
【請求項５】
保持体は、複数設けられ、各保持体は、基板をその半径方向両側から基板を協働して挟持して保持することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエッジ保持アライナ。
【請求項６】
位置決め部第１検出手段および位置決め部第２検出手段を用いて、基板の位置決め部を検出することによって、予め定める位置に対する基板のずれを演算するずれ検出手段をさらに有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のエッジ保持アライナ。
【請求項７】
請求項６記載のエッジ保持アライナと、
エッジ保持アライナに基板を搬送する基板搬送装置とを含み、
基板搬送装置は、エッジ保持アライナのずれ検出手段によって検出される基板のずれに基づいて、基板の位置を補正することを特徴とするウェハの位置合わせシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板のエッジに接触して基板を保持した状態で、基板を回転させて基板の位置を調整するエッジ保持アライナに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハなどの円板状に形成される基板には、基板の円周方向における基準位置を示す目印として、ノッチまたはオリフラが外周部に位置決め部として形成される場合がある。ノッチは、基板の外周部がＶ字状に切り欠かれた凹所が形成される部分である。またオリフラは、基板の外周部が弦状に切り欠かれた凹所が形成される部分である。
【０００３】
基板に表面処理、たとえば半導体ウェハにおけるゲート形成処理などを行う場合などには、個々の基板は、位置決め部の角度位置が予め定める基準角度位置に一致している状態で、処理ステージにセットされることが要求される。
【０００４】
通常基板は、上下方向に並んで複数カセットに収容される。カセットに収容される各基板は、位置決め部がランダムな状態で配置される。基板は、基板搬送装置によって、カセットからアライナに搬送される。アライナは、搬送された基板の位置決め部を予め定める基準角度位置に位置調整して保持する。次に基板搬送装置が、アライナによって位置調整された基板を処理ステージに搬送することによって、処理ステージで基板の位置決め部の角度位置と基準角度位置とを一致させることができる。従来、基板のエッジを支持して、基板の位置を調整するエッジ保持アライナが開示されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に開示されるエッジ保持アライナは、ロボットハンドによって、回転保持体に基板が搬送される。アライナは、搬送された基板を、回転保持体によって１回転させてノッチの位置を検出し、ノッチの位置が予め定める基準角度位置となるように基板を角変位させて、基板の位置を調整する。
【０００６】
次に上下移動用保持体が、位置調整された基板を保持して回転保持体よりも上方に移動させる。そして上下移動用保持体に保持された基板を、ロボットハンドによってアライナから取出す。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１５１５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示されるエッジ保持アライナは、基板のエッジに回転保持体が接して基板を保持する。したがって回転保持体と接触しているエッジ領域にノッチが位置する場合には、ノッチを良好に検出することができない。
【０００９】
この場合、回転保持体に保持される基板を上下移動用保持体またはロボットハンドに持替える必要がある。そして回転保持体を角変位させてから、回転保持体に基板を保持し直して、ノッチの位置検出動作を再度行う必要がある。このような場合には、アライナによる基板の位置調整に時間がかかるという問題がある。
【００１０】
したがって本発明の目的は、アライナと基板とが接触している部分に位置決め部が存在することをなくして、短時間に基板を位置調整することができるエッジ保持アライナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、円板状の基板のエッジの一部に予め設けられる位置決め部を判定し、その判定結果に基づいて基板の位置を調整して保持するエッジ保持アライナであって、
基台と、
予め定める旋回軸線を有し、旋回軸線まわりに角変位可能に基台に支持され、基板の軸線と旋回軸線とが一致した状態で基板のエッジを保持する保持体を有する旋回アームと、
旋回アームを旋回軸線まわりに角変位駆動する旋回アーム駆動手段と、
旋回軸線を中心とする仮想円の半径方向に、保持体を変位駆動する保持体駆動手段と、
基台に設けられ、基板のエッジの移動経路に臨み、位置決め部に対向することによって位置決め部の存在の有無を検出する位置決め部第１検出手段と、
旋回アームに設けられ、基板のエッジの移動経路に臨み、位置決め部に対向することによって位置決め部の存在の有無を検出する位置決め部第２検出手段と、
旋回アームの旋回軸線まわりの角度位置を検出する角度位置検出手段と、
旋回アーム駆動手段を制御して旋回アームを角変位させ、その角変位期間における位置決め部第２検出手段と角度位置検出手段との各検出結果に基づいて、位置決め部の位置を判定し、旋回アーム駆動手段を制御して保持体と位置決め部とが相互に周方向にずれた位置に配置するように旋回アームを角変位させる制御手段とを含むことを特徴とするエッジ保持アライナである。
【００１２】
また本発明は、前記制御手段は、位置決め部が予め定める基準角度位置に配置された状態で、他の基板搬送装置に基板を受け渡し可能な受渡可能位置範囲に、旋回アームが配置されるように、保持体が基板を保持する前に旋回アーム駆動手段を制御して旋回アームを角変位させることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、保持体から基板を取出すとともに取出した基板を再び保持体に保持させる持替体を有し、基板を保持体から取出した状態で旋回アームを角変位可能な状態に保つ持替アームと
持替アームを変位駆動する持替アーム駆動手段とをさらに含むことを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記制御手段は、位置決め部が予め定める基準角度位置に配置された状態で、持替アームと旋回アームとが干渉しない非干渉位置範囲に、旋回アームが配置されるように、保持体が基板を保持する前に旋回アーム駆動手段を制御して旋回アームを角変位させることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、保持体は、複数設けられ、各保持体は、基板をその半径方向両側から基板を協働して挟持して保持することを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、位置決め部第１検出手段および位置決め部第２検出手段を用いて、基板の位置決め部を検出することによって、予め定める位置に対する基板のずれを演算するずれ検出手段をさらに有することを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記エッジ保持アライナと、
エッジ保持アライナに基板を搬送する基板搬送装置とを含み、
基板搬送装置は、エッジ保持アライナのずれ検出手段によって検出される基板のずれに基づいて、基板の位置を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、基板が旋回軸線と同軸に配置されると、基板を保持する前に旋回アームを角変位させる。このとき位置決め部第２検出手段は、基板のエッジに対向しながら、旋回軸線まわりに周方向に角変位する。制御手段は、位置決め部第２検出手段と角度位置検出手段との各検出結果によって位置決め部の角度位置を判定する。位置決め部第２検出手段の移動経路に対向するエッジ領域に位置決め部が存在すると、制御手段は、保持体と位置決め部とが相互に周方向にずれるように旋回アームを角変位させる。そして保持体は、位置決め部が形成されていないエッジの一部に接触して基板を保持する。また位置決め部第２検出手段の移動経路に対向するエッジ領域に位置決め部が存在しないと、制御手段は、前記位置決め部第２検出手段の移動経路に対向するエッジの一部に接触して基板を保持する。
【００１９】
このようにして位置決め部が形成されていないエッジの一部に保持体を接触させて基板を保持した後、旋回アームを角変位させる。そしてその角変位期間における位置決め部第１検出手段と角度位置検出手段との各検出結果に基づいて、位置決め部の角度位置を判定する。そして位置決め部が基準角度位置に配置されるように、旋回アームを角変位させる。
【００２０】
保持体が接触しているエッジの一部には位置決め部が形成されていないので、位置決め部第１検出手段は、保持体の影響を受けることなく、位置決め部を良好に検出することができる。言い換えると保持体に基板を保持したあとに旋回アームを最大でも１回転角変位するだけで、位置決め部の角度位置を確実に判定することができる。このように位置決め部は、保持体が接触するエッジ部分とは異なる領域に存在することになり、従来技術のように保持体の基板保持位置に起因して、旋回アームに対して基板を複数回持替える必要がない。したがって保持体の基板保持位置に関係なく、基板を持ち替える必要がなく、また基板を１回転以上回転する必要がない。これによって基板の位置決め部の判定に費やす時間を低減して、基板の位置調整動作に必要な時間を短縮することができる。
【００２１】
また本発明によれば、位置決め部第２検出手段の移動経路に対向するエッジ領域に位置決め部が存在する場合、位置決め部が基準角度位置に配置された状態で受渡可能位置範囲に旋回アームが配置されるように、旋回アームを角変位させてから基板を保持する。このように基板を保持することによって、他の基板搬送装置と旋回アームとが干渉することなく、他の基板搬送装置にウェハを受渡すことができる。
【００２２】
このようにして位置決め部を基準角度位置に配置するまでに、他の基板搬送装置と旋回アームとが干渉することを防ぐことができる。他の基板搬送装置と旋回アームとが干渉すると、ウェハを持ち替えて保持しなおす必要があるが、本発明のように干渉を防止することによって、持ち替えにかかる時間を短縮することができ、短時間にウェハを位置調整することができる。
【００２３】
また本発明によれば、位置決め部を基準角度位置に位置調整した状態で、旋回アームと他の基板搬送装置とが干渉する場合、持替アームによって旋回アームから基板を取出して旋回アームを角変位した後、旋回アームに基板を再び保持させる。これによって位置決め部を基準角度位置に配置した状態で、旋回アームと基板搬送装置とが干渉しない位置関係にすることができる。これによって位置決め部が基板のエッジの任意の位置にある場合であっても、位置調整した基板を基板搬送装置に搬送させることができる。
【００２４】
また本発明によれば、位置決め部第２検出手段の移動経路に対向するエッジ領域に位置決め部が存在する場合、位置決め部が基準角度位置に配置された状態で非干渉位置範囲に旋回アームが配置されるように、旋回アームを角変位させてから基板を保持する。これによって位置決め部を予め定める基準角度位置に配置するまでに、旋回アームと持替アームとが干渉することを防ぐことができる。したがって旋回アームに保持される基板を持替えなければならない可能性を低くすることができる。
【００２５】
旋回アームと持替アームとが干渉すると、ウェハを持ち替える回数が増えることになるが、本発明のように持ち替えアームと旋回アームとの干渉を防止することによって、旋回アームから持ち替えアームに基板を持替える回数を低減することができ、基板の位置調整に費やす時間を短縮することができる。
【００２６】
また本発明によれば、保持体が基板の半径方向両側から基板を挟持して保持することによって、旋回アームによって基板を旋回軸線まわりに回転させたときにずれることを防止することができ、位置合わせ精度を向上することができる。また保持体が基板を下方から支持して基板を保持する場合に比べて、旋回アームを高速に角変位することができる。これによってさらに位置合わせ動作を短時間で行うことができる。
【００２７】
また本発明によれば、位置決め部第１検出手段および位置決め部第２検出手段によって、基板の位置ずれを演算することができるので、基板がずれていることを判定することができる。たとえばずれが大きい場合には、異常状態であることを出力し、位置調整動作を停止することによって、ウェハおよびエッジ保持アライナが損傷することを防止することができる。
【００２８】
また本発明によれば、基板搬送装置は、基板のずれを補正することができるので、正確なウェハの配置位置を教示される必要が無く、教示時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は、本発明の実施の一形態であるエッジ保持アライナ２０を模式的に示す斜視図であり、図２は、エッジ保持アライナ２０の一部を省略して示す平面図である。なお、理解を容易にするために以下に示す各図面において部分的に省略または簡略化して示す場合がある。
【００３０】
エッジ保持アライナ２０（以下単にアライナ２０と称する）は、半導体ウェハ１９のエッジ１６に形成されるノッチ１７の角度位置を判定する。そして、その判定結果に基づいてウェハ１９の位置を調整する。ノッチ１７は、半導体ウェハ１９の位置を調整するための位置決め部であって、ウェハ１９の厚み方向に挿通するＶ字状の切欠きが形成される。
【００３１】
ウェハ１９は、他の基板搬送装置であるロボットハンド１８によってアライナ２０に搬入される。ロボットハンド１８は、ウェハ１９のエッジ１６に接触して、ウェハ１９を下方から支持した状態で搬送する。ロボットハンド１８は、たとえばＹ字状に形成され、ウェハ１９の周方向Ｂにそれぞれ異なる３点以上のエッジ部分でウェハ１９を支持する。またロボットハンド１８は、ウェハ１９を半径方向Ａに変位可能な可動挟持片と、ロボットハンド１８に固定される固定挟持片を有し、プランジャによって可動挟持片によってウェハを押圧することで、可動挟持片と固定挟持片とによってウェハ２１を挟持する。
【００３２】
またアライナ２０は、ロボットハンド１８からウェハ１９が搬送されると、そのウェハ１９を位置調整して保持する。そして位置調整されたウェハ１９は、ロボットハンド１８によってアライナ２０から搬出され、位置が調整された状態でロボットハンド１８に搬送される。
【００３３】
アライナ２０は、基台２１と、旋回アーム２２と、第１ノッチセンサ２３と、第２ノッチセンサ２４ａ，２４ｂと、持替アーム３２〜３５とを含む。基台２１は、予め定める基台軸線Ｌ２１に沿って延び、略長尺形状に形成される。基台軸線Ｌ２１は、旋回軸線Ｌ１に垂直に延びる。たとえば基台２１は、外形が略四角柱形状に形成され、予め定める長手方向Ｘ、幅方向Ｙおよび高さ方向Ｚを有する。これらの各方向Ｘ，Ｙ，Ｚは、互いに直交する。また基台２１には、中空形状に形成されて、内部に内部空間４６が形成される。
【００３４】
旋回アーム２２は、予め定めるアーム軸線Ｌ２２に沿って延び、略長尺形状に形成される。旋回アーム２２は、基台２１に設けられ、予め定める旋回軸線Ｌ１まわりに角変位可能に設けられる。なお、予め定める旋回軸線Ｌ１は、本発明の実施の形態では鉛直な方向に延び、アーム軸線Ｌ２２は、旋回軸線Ｌ１に垂直に延びる。
【００３５】
旋回アーム２２は、ウェハ１９の軸線Ｌ１０と旋回軸線Ｌ１とが一致した状態で、ウェハ１９を着脱自在に保持する。また旋回アーム２２は、保持したウェハ１９を旋回軸線Ｌ１まわりに角変位する。以下、旋回アーム２２に保持されたウェハ１９の半径方向、すなわち旋回軸線Ｌ１を中心とする仮想円の半径方向を、単に半径方向Ａと称し、旋回アーム２２に保持されたウェハ１９の周方向、すなわち前記仮想円の周方向Ｂを単に周方向Ｂと称する。
【００３６】
旋回アーム２２は、アーム軸線Ｌ２２に沿って延びる略長尺形状のアーム本体１００と、アーム本体１００の両端部１００ａ，１００ｂに設けられる保持体２６，２７とを含む。アーム本体１００は、旋回軸線Ｌ１に垂直に延び、長手方向中間部を旋回軸線Ｌ１が挿通する。したがって旋回アーム２２が旋回軸線Ｌ１まわりに角変位する場合には、アーム軸線Ｌ２２が旋回軸線Ｌ１まわりに角変位する。
【００３７】
また各保持体２６，２７は、ウェハ１９を保持するために設けられる。各保持体２６，２７は、旋回軸線Ｌ１に垂直な仮想面において、旋回軸線Ｌ１に関してそれぞれ点対称に配置される。各保持体２６，２７は、半径方向Ａに変位可能に設けられる。各保持体２６，２７は、ともにウェハ１９のエッジ１７を半径方向Ａ内方に押圧することによって、協働してウェハ１９を挟持可能となる。
【００３８】
第１ノッチセンサ２３は、基台２１に設けられる。第１ノッチセンサ２３は、旋回軸線Ｌ１に同軸にウェハ１９が配置された場合、そのエッジ１６の一部に対向し、対向したエッジ部分にノッチ１７が形成されているか否かを検出する。したがって第１ノッチセンサ２３は、位置決め部第１検出手段となる。
【００３９】
第２ノッチセンサ２４ａ，２４ｂは、アーム本体１００の両端部１００ａ，１００ｂにそれぞれ設けられ、旋回アーム２２とともに角変位する。第２ノッチセンサ２４は、旋回軸線Ｌ１に同軸にウェハ１９が配置された場合、そのエッジ１６の一部に対向し、その対向したエッジ部分にノッチ１７が形成されているか否かを検出する。したがって第２ノッチセンサ２４ａ，２４ｂは、位置決め部第２検出手段となる。たとえば第１および第２ノッチセンサ２３，２４ａ，２４ｂは、光ファイバを用いた光検出センサによって実現される。
【００４０】
第２ノッチセンサ２４ａ，２４ｂは、各保持体２６，２７にそれぞれ固定されていてもよい。この場合には、第２ノッチセンサ２４ａ，２４ｂを各保持体２６，２７とともに半径方向Ａに変位させることができ、サイズが異なるウェハ１９であっても、ノッチ１９を検出することができる。
【００４１】
持替アーム３２〜３５は、旋回アーム２２に対するウェハ１９の角度位置を調整するために用いられる。持替アーム３２〜３５は、ウェハ１９を着脱自在に保持する。なお持替アーム３２〜３５は、ウェハ１９の軸線Ｌ１０と旋回軸線Ｌ１とが一致した状態でウェハ１９を保持し、旋回アーム２２がウェハ１９を保持した場合と同じ高さでウェハ１９を保持する。
【００４２】
持替アーム３２〜３５は、一端部３２ａ〜３５ａが基台２１に角変位可能に支持される。また持替アーム３２〜３５は、他端部３２ｂ〜３５ｂが旋回アーム２２に保持されるウェハ１９に対して、近接および離反可能に設けられる。具体的には、持替アーム３２〜３５は、予め定める角変位軸線Ｌ２，Ｌ３まわりに角変位可能に設けられる。持替アーム３２〜３５が角変位軸線Ｌ２，Ｌ３まわりに角変位することによって、各保持体２６，２７に保持されるウェハ１９に対して近接および離反する方向に変位する。
【００４３】
なお、角変位軸線Ｌ２，Ｌ３は、旋回軸線Ｌ１に垂直な平面に沿って延びる。また本発明の実施の形態では、角変位軸線Ｌ２，Ｌ３は、基台軸線Ｌ２１に垂直に延びる。持替アーム３２〜３５は、ウェハ１９を保持するために２つ以上設けられ、本実施の形態では、４つの持替アーム３２〜３５を有する。
【００４４】
持替アーム３２〜３５は、ウェハ１９を保持するために、他端部３２ｂ〜３５ｂに持替体２８〜３１がそれぞれ設けられる。各持替体２８〜３１がウェハ１９のエッジ１６を協働して挟持することによって、持替アーム３２〜３５は、ウェハ１９を保持することができる。
【００４５】
また図２に示すように、アライナ２０は、旋回アーム２２を旋回軸線Ｌ１まわりに角変位駆動する旋回アーム駆動手段３６と、各保持体２６，２７を一半径方向Ａに変位駆動する保持体駆動手段４０と、持替アーム３２〜３５を角変位軸線Ｌ２，Ｌ３まわりに角変位駆動する持替アーム駆動手段３７とを有する。またロボットハンド１８は、ロボットハンド駆動手段３９によって変位駆動される。
【００４６】
図３は、旋回軸線Ｌ１に垂直な仮想面からみて保持体２６を拡大して示す断面図である。また図４は、保持体２６を拡大して示す平面図である。第１および第２の保持体２６，２７の構成は、同一であるので、一方の保持体２６について説明し、他方の保持体２７についての説明は省略する。
【００４７】
保持体２６は、ウェハ１９に当接する当接片７０が形成される。当接片７０は、ウェハ１９を厚み方向一方側たとえば下方側から支持する支持部１０１と、支持部１０１のうちの半径方向Ａ外方側部分１０１ａから高さ方向一方Ｚ１に突出する突出部１０２とを有する。高さ方向一方Ｚ１は、旋回軸線Ｌ１に平行であり、基台２１から旋回アーム２２に向かう方向である。本実施の形態では、高さ方向一方Ｚ１は、上方向となる。
【００４８】
支持部１０１は、半径方向Ａ内方に向かうにつれて下方に傾斜する傾斜面９９が形成される。これによってウェハ１９が各保持体２６，２７の支持部１０１に乗載されると、エッジ１６の下面１３と支持部１０１とが点接触する。
【００４９】
図４に示すように、突出部１０２は、エッジ１６に臨む面９８が半径方向Ａ外方に凸に湾曲して形成される。たとえば突出部１０１のエッジ１６に臨む面９８は、ウェハ１９の半径とほぼ同程度の曲率半径を有する。これによって各保持体２６，２７が半径方向Ａ内方に移動すると、各保持体２６，２７にエッジ１６が面接触する。
【００５０】
２つの保持体２６，２７が互いに半径方向Ａ内方に移動すると、旋回軸線Ｌ１と同軸に配置されたウェハ１９のエッジ１６を協働して挟持し、ウェハ１９を保持することができる。また２つの保持体２６，２７が互いに半径方向Ａ外方に移動すると、各保持体２６，２７によるウェハ１９の保持が解除される。
【００５１】
各保持体２６，２７は、旋回軸線Ｌ１に関して点対称に配置されるので、各保持体２６，２７がそれぞれエッジ１６に面接触することによって、ウェハ１９の軸線Ｌ１０が旋回軸線Ｌ１からずれることなく、ウェハ１９を保持することができる。
【００５２】
また当接片７０は、ねじ部材７１，７２によって、保持体２６，２７の残余の部分に、半径方向Ａに位置調整可能に着脱可能に連結される。これによって各保持体２６，２７の半径方向Ａの位置を微調整することができ、ウェハ１９を旋回軸線Ｌ１に同軸にして確実に保持することができる。
【００５３】
図５は、旋回軸線Ｌ１と基台軸線Ｌ２１とを含む仮想面からみて持替アーム３２を拡大して示す断面図である。各持替アーム３２〜３５の構成は、同一であるので、１つの持替アーム３２について説明し、他の持替アーム３３〜３５についての説明は省略する。
【００５４】
持替体２８は、ウェハ１９のエッジ１６が嵌合する嵌合部９７が形成される。嵌合部９７は、持替アーム３２がウェハ１９を保持する保持位置に移動した場合に、半径方向Ａ外方に没入する凹所９３が形成される。嵌合部９７は、ウェハ１９が嵌合した状態で、エッジ１６に臨む嵌合面９５，９６を有し、嵌合面９５，９６は、持替アーム３２が予め定める保持位置に移動した場合に、半径方向Ａ外方に向かうにつれて互いに高さ方向Ｚに離反する第１傾斜面９５と第２傾斜面９６とを有する。ウェハ１９は、第１傾斜面９５および第２傾斜面９６にそれぞれ接触する。
【００５５】
第１傾斜面９５と第２傾斜面９６との境界９５の上下方向位置は、旋回アーム２２にウェハ１９が保持された場合のウェハ１９の厚み方向中間の上下方向位置と一致する。これによってウェハ１９を上下方向に変位させることなく、旋回アーム２２と持替アーム３２〜３５とで、ウェハ１９を持替えることができる。
【００５６】
このような持替体２８が持替アーム３２の他端部３２ｂに設けられる。また持替アーム３２の一端部３２ａは、軸受を介して基台２１に連結される。軸受の角変位中心は、持替アーム３２の角変位軸線Ｌ２となる。これによって持替アーム３２は、角変位軸線Ｌ２まわりに角変位可能に設けられる。
【００５７】
また持替アーム３２が保持位置に配置された場合、旋回軸線Ｌ１と基台軸線Ｌ２１とを含む仮想平面で見たとき、持替アーム３２の角変位軸線Ｌ２と、エッジ１６と持替体２８とが接触している位置とを結ぶ直線９４は、旋回軸線Ｌ１と平行に延びる。これによって持替体２８がウェハ１９を半径方向Ａ内方に押圧した場合であっても、ウェハ１９には半径方向Ａに力が与えられるだけであって、ウェハ１９の厚み方向に力が与えられることがない。
【００５８】
また持替アーム３２が保持位置から角変位して、持替体２８が半径方向Ａ外方に移動した退避位置に角変位すると、旋回アーム２２が角変位するのに必要な占有領域の外方に持替アーム３２が移動する。これによって退避位置に移動した持替アーム３２は、旋回アーム２２の角変位を阻害することがない。
【００５９】
４つの持替持替アーム３２〜３４は、周方向Ｂに互いにずれた位置に配置される。また４つの持替アーム３２〜３５のうち、第１および第４持替アーム３２，３５が旋回軸線Ｌ１に関して点対称に配置されるとともに、第２および第３持替アーム３３，３４もまた旋回軸線Ｌ１に関して点対称に配置される。これによってウェハ１９の軸線Ｌ１０が旋回軸線Ｌ１からずれることなく、ウェハ１９を保持することができる。また第１および第２持替アーム３２，３３の角変位軸線Ｌ２は同軸に延び、第３および第４持替アーム３４，３５の角変位軸線Ｌ３は同軸に延びる。
【００６０】
図６は、図１のＳ６−Ｓ６切断線から見たアライナ２０の断面図である。旋回アーム２２は、旋回アーム駆動手段であるサーボモータ３６によって旋回軸線Ｌ１まわりに角変位駆動される。サーボモータ３６は、エンコーダ２５を内蔵しており、エンコーダ２５の検出値であるエンコーダ値に基づいて、旋回アーム２２の角度位置を検出することができる。したがってエンコーダ２５は、旋回アーム２２の旋回軸線Ｌ１まわりの角度位置を検出する角度位置検出手段となる。
【００６１】
アーム本体１００の長手方向両端部１００ａ，１００ｂには、２つのアーム側検出部１０３，１０４がそれぞれ設けられる。アーム側検出部１０３，１０４は、旋回軸線Ｌ１とアーム軸線Ｌ２２とを含む仮想平面における断面が略Ｃ字状に形成され、アーム側検出部１０３，１０４の周方向一端部１０３ａ，１０４ａがアーム本体１００側に設けられる。
【００６２】
アーム側検出部１０３，１０４の周方向他端部１０３ｂ，１０４ｂは、周方向一端部１０３ａ，１０４ａから上方に延び、さらに半径方向Ａ内方に湾曲する。ウェハ１９が旋回軸線Ｌ１と同軸に配置されると、各アーム側検出部１０３，１０４の周方向一端部１０３ａ，１０４ａと周方向他端部１０３ｂ，１０４Ｂとの間の空間にエッジ１６が配置される。
【００６３】
各アーム側検出部１０３，１０４は、第２ノッチセンサ２４ａ，２４ｂがそれぞれ内蔵される。第２ノッチセンサ２４ａ，２４ｂは、投光部１０５と、受光部１０６とを有する。投光部１０５は、アーム側検出部１０３，１０４の周方向他端部１０３ｂ，１０４ｂに内蔵され、アーム側検出部１０３，１０４の周方向一端部１０３ａ，１０４ａに向けて旋回軸線Ｌ１に平行に光を投光する。また受光部１０６は、周方向一端部１０３ａ，１０４ａに内蔵され、投光部１０５からの光を受光する。投光部１０５および受光部１０６は、たとえば光ファイバを用いて実現される。光ファイバを用いることによって精度よくノッチを検出することができる。
【００６４】
投光部１０５および受光部１０６が光ファイバを用いて実現される場合、光ファイバを制御するファイバ制御装置がアーム本体１００に内蔵される。ファイバ制御装置は、たとえばファイバ内を通過する光を増幅するアンプ装置１２０を含む。第２ノッチセンサ２４ａ，２４ｂは、投光部１０５から光を投光した場合における受光部１０６の受光状態に基づいて、投光部１０５と受光部１０６との間にエッジ１６が存在するか否かを判定することができる。
【００６５】
なお、アンプ装置１２０は、アーム本体１００のうち半径方向Ａ外方側に設けられることが好ましい。これによって光ファイバケーブルの屈曲による光量変化を少なくすることができ、より精度よくノッチ１７の有無を判定することができる。
【００６６】
図７は、図１のＳ７−Ｓ７切断線から見たアライナ２０の断面図である。基台２１は、基台軸線Ｌ２１に沿って延びる基台本体１０９を有する。基台本体１０９には、長手方向Ｘ一端部２１ａから高さ方向一方Ｚ１である上方に突出する基台側検出部１０７が設けられる。基台側検出部１０７は、旋回アーム２２の角変位を阻害しない位置に設けられる。基台側検出部１０７の高さ方向一方側端部１０７ａには、半径方向Ａ内方に向かって屈曲する屈曲部分１０８が形成される。ウェハ１９が旋回軸線Ｌ１と同軸に配置されると、屈曲部分１０８と基台本体１０９との間にエッジ１６が配置される。また屈曲部分１０８と基台本体１０９との間に、角変位する旋回アーム２２の長手方向端部が通過可能に形成される。
【００６７】
基台側検出部１０７は、第１ノッチセンサ２３が内蔵される。第１ノッチセンサ２３は、投光部１１０と受光部１１１とを含む。投光部１１０は、屈曲部分１０８に内蔵され、基台本体１０９に向けて旋回軸線Ｌ１に平行に光を投光する。また受光部１１１は、基台本体１０９に内蔵され、投光部１１０からの光を受光する。光部１１０および受光部１１１は、たとえば光ファイバを用いて実現される。光ファイバを用いることによって精度よくノッチを検出することができる。
【００６８】
投光部１１０および受光部１１１が光ファイバを用いて実現される場合、光ファイバを制御するファイバ制御装置が基台本体１０９に内蔵される。ファイバ制御装置は、たとえばアンプ装置１１２を含む。第１ノッチセンサ２３は、投光部１１０から光を投光した場合における受光部１１１の受光状態に基づいて、投光部１１０と受光部１１１との間にエッジ１６が存在するか否かを判定する。
【００６９】
図８は、ウェハ１９の軸線Ｌ１０と旋回軸線Ｌ１とが同軸に配置された状態を示す平面図である。また図９は、受光部１１１の受光量と旋回アーム２２の角度位置との関係を示すグラフである。ウェハ１９が旋回軸線Ｌ１に同軸に配置された状態で、基台側検出部１０７は、投光部１１０からウェハ１９のエッジ１６に光を投光する。ノッチ１７と基台側検出部１０７とが周方向に異なる位置に配置される場合、投光部１１０から投光された光１５は、エッジ１６によって遮られて受光部１１１まで達しない。旋回アーム２２とともにウェハ１９を角変位させて、基台側検出部１０７とノッチ１７とが対向する場合、投光部１１０から投光された光１４は、ノッチ１７によって形成される空間を通過し、受光部１１１に達し、受光部１１１が投光部１１０からの光を受光する。
【００７０】
すなわち受光部１１１が投光部１１０からの光を受光したときには、基台側検出部１１０とノッチ１７とが対向した位置に、ノッチ１７が配置されている。受光部１１の受光時における旋回アーム２２の角度位置をエンコーダ２５によって検出することによって、ノッチ１７の角度位置を判定することができる。図８に２点差線で示す円は、ウェハ１９を角変位した場合に、投光部１１０からの光１４が移動する移動経路を示す。第１ノッチセンサ２３は、投光部１１０からの光の一部または全部がノッチ１７を通過するように基台側検出部１０７に配置される。
【００７１】
また図６に示すアーム側検出部１０３，１０４も同様であって、受光部１０６が投光部１０５からの光を受光したときには、アーム側検出部１０３，１０４とノッチ１７とが対向した位置に、ノッチ１７が配置される。したがってこのときの旋回アーム２２の角度位置を検出することによってノッチ１７の角度位置を判定することができる。
【００７２】
図１０は、アライナ２０の電気的構成を示すブロック図である。アライナ２０は、制御手段３８をさらに含む。上述したように、旋回アーム駆動手段３６は、旋回アーム２２を旋回軸線Ｌ１まわりに角変位駆動する。また持替アーム駆動手段３７は、各持替アーム３２〜３５を予め定める角変位軸線Ｌ２，Ｌ３まわりに角変位駆動する。また保持体駆動手段４０は、保持体２６，２７を半径方向Ａに変位駆動する。
【００７３】
エンコーダ２５は、旋回アーム２２の角度位置を検出し、検出結果を制御手段３８に与える。また第１ノッチセンサ２３および第２ノッチセンサ２４ａ，２４ｂは、ノッチ１７の有無を示す検出結果を制御手段３８に与える。制御手段３８は、各ノッチセンサ２３，２４ａ，２４ｂの検出結果と、エンコーダ２５の検出結果とに基づいて、ノッチ１７の角度位置を検出し、ノッチ１７が予め定める基準角度位置に移動するように、旋回アーム駆動手段３６、持替アーム駆動手段３７および保持体駆動手段４０を制御する。また本実施の形態の制御手段は、ロボットハンド１８を駆動するロボットハンド駆動手段３９を制御してもよい。
【００７４】
制御手段３８は、コンピュータによって実現される。たとえば制御手段３８は、記憶手段と、演算手段とを含む。記憶手段は、後述する動作を実行するための動作プログラムを予め記憶している。そして記憶手段に記憶される動作プログラムを、演算装置が実行することによって、後述する動作を行うことができる。またアライナ２０は、異常状態であることを報知する報知手段を有する。報知手段は、スピーカ、ディスプレイなどによって実現される。これによって作業者に異常状態を知らせることができる。
【００７５】
図１１は、アーム軸線Ｌ２２と基台軸線Ｌ２１とが平行となった状態のアライナ２０を具体的に示す断面図である。旋回アーム２２は、旋回軸線Ｌ１まわりに角変位することによって、アーム軸線Ｌ２２と基台軸線Ｌ２１とが平行となる場合がある。
【００７６】
基台２１は、旋回アーム駆動手段であるサーボモータ３６およびエンコーダ２５を内蔵する。旋回アーム２２は、アーム本体１００から旋回軸線Ｌ１に沿って基台２１に連なる連結部４１を有する。連結部４１は、旋回軸線Ｌ１に沿って同軸に延び、中空の円筒状に形成される。連結部４１は、軸受４３を介して旋回軸線Ｌ１まわりに角変位可能に基台２１に連結される。連結部４１は、動力伝達機構４２によってサーボモータ３６からの動力が伝達される。動力伝達機構４２は、たとえば歯車群およびベルトなどによって実現され、サーボモータ３６の動力を減速して伝達する減速機構が含まれていることが好ましい。
【００７７】
連結部４１の内部空間４５は、アーム本体１００の内部空間４４と基台２１の内部空間４６とを連通する。旋回アーム２２に信号および動力を伝達するケーブルは、基台２１の内部空間４６から連結部４１の内部空間４５を挿通して旋回アーム２２の内部空間４４に配設される。これによって旋回アーム２２が角変位した場合であっても、旋回アーム２２に接続されるケーブルが位置調整作業を阻害することがない。
【００７８】
またケーブルがねじれることを防ぐために、旋回アーム２２は、複数回転角変位することが防止される。すなわち旋回軸線Ｌ１まわりに周方向両方に角変位駆動される。旋回アーム２２を周方向一方に角変位させてウェハ１９の位置調整動作を行った場合、次回の位置調整動作では、旋回アーム２２を周方向他方に角変位させてウェハ１９の位置調整動作を行う。
【００７９】
連結部４１を挿通するケーブルは、たとえば各第２ノッチ検出センサ２４ａ，２４ｂから出力されるノッチ有無情報信号を伝達するケーブル、保持体駆動手段を駆動するための駆動力を伝達するケーブルなどである。
【００８０】
持替アーム駆動手段３７は、エアシリンダ４７と、電磁弁４８と、リンク機構４９とを含んで実現され、これらは基台２１に内蔵される。エアシリンダ４７は、ポンプ５０から圧縮空気が供給されることによって、ピストンロッド４７ａを伸縮させる。ピストンロッド４７ａの先端部５２には、持替リンク部材５１が連結される。持替リンク部材５１は、棒状に形成され、長手方向一端部５１ａがピストンロッド４７ａの先端部５２に角変位可能に連結される。
【００８１】
また持替リンク部材５１の長手方向他端部５１ｂは、間接的に各持替アーム３２〜３５の一端部３２ａ〜３５ａに固定される。このようにピストンロッド４７ａの先端部５２と持替リンク部材５１とを含んでリンク機構４９を構成することができ、ピストンロッド４７ａの伸縮に応じて、持替アーム３２〜３５を角変位軸線Ｌ２，Ｌ３まわりに角変位することができる。
【００８２】
エアシリンダ４７は、復動形である。エアシリンダ４７に設けられるピストンロッド４７ａは、シリンダチューブ４７ｂから部分的に突出し、ピストンの変位によって伸長および縮退自在である。エアシリンダ４７は、一方の圧力室に空気を供給し、他方の圧力室から空気を排出することによって、ピストンロッドを伸長させることができる。またエアシリンダ４７は、他方の圧力室に空気を供給し、一方の圧力室から空気を排出することによって、ピストンロッドを縮退させることができる。
【００８３】
電磁弁４８は、たとえば４ポート３位置電磁切換弁である。電磁弁４８は、制御手段３８からの指令信号に基づいて、空気管路の接続状態を切換える。制御手段から電磁弁４８に排気指令信号、いわゆるエギゾースト（Exhaust）指令信号が与えられると、電磁弁４８は変位許容状態となり、ポンプ５０からエアシリンダ４７への圧縮空気の供給が絶たれるとともに、エアシリンダ４７の２つの圧力室が連通されて、各圧力室と圧縮空気の排出路とが連通される。これによって外力によってピストンロッド４７ａが伸縮および縮退することになり、ピストンロッド４７ａの変位が許容される変位許容状態となる。
【００８４】
電磁弁４８に伸長指令信号が与えられると、電磁弁４８は、伸長接続状態となり、ポンプ５０からエアシリンダ４７の一方の圧力室に圧縮空気が供給されるとともに、他方の圧力室から圧縮空気が排出される。これによってピストンロッドは伸長される。
【００８５】
また電磁弁４８に縮退指令信号が与えられると、電磁弁４８は、縮退接続状態となり、ポンプ５０からエアシリンダ４７の他方の圧力室に圧縮空気が供給されるとともに、一方の圧力室から圧縮空気が排出される。これによってピストンロッドは縮退される。このように制御手段３８によって、電磁弁４８の接続状態を制御することによって、ピストンロッドの伸縮動作を制御することができる。
【００８６】
なお、本実施の形態のように持替アーム３２〜３５が複数設けられる場合には、エアシリンダ４７およびリンク機構５１は、持替アーム３２〜３５の数に応じて複数設けられてもよい。また各持替アーム３２〜３５が連動して動作するように機械的または電気的に構成される。
【００８７】
保持体２６，２７は、アーム本体１００から高さ方向一方Ｚ１、すなわち上方に所定隙間Ｋ３を開けて配置される。したがって保持体２６，２７に保持されるウェハ１９は、アーム本体１００との間に上下方向に隙間Ｋ３を開けて保持される。この隙間Ｋ３は、ロボットハンド１８の厚み寸法よりも大きく、ロボットハンド１８が挿入可能な寸法に設定される。
【００８８】
また持替体２８〜３１もまた、ウェハ１９を保持する位置にある状態で、アーム本体１００から高さ方向一方Ｚ１、すなわち上方に所定隙間Ｋ３を開けて配置される。旋回アーム２２から持替アーム３２〜３５にウェハ１９が持替えられても、ウェハ１９の上下方向の位置が変更されることがない。これによってウェハ１９は、持替時に上下方向の力、すなわちウェハ１９厚み方向の力を受けることがなく、持替時の破損が防止される。
【００８９】
図１２は、図１１のアライナ２０をＳ１２−Ｓ１２切断面線から見た断面図である。アーム側検出部１０４，１０５は、挿通孔５３が形成される。挿通孔５３は、アーム側検出部１０４，１０５を保持体２６，２７の移動方向に沿って挿通し、アーム本体１００の内部空間４４と半径方向Ａ外方の空間とを連通する。保持体２６，２７は、半径方向Ａ外方に移動すると、挿通孔５３を挿通する。これによってアーム側検出部１０４，１０５は、保持体２６，２７の動作を妨げることなく、第２ノッチセンサ２４ａ，２４ｂをエッジ１６に対向させることができる。
【００９０】
図１３は、図１１のアライナ２０をＳ１３−Ｓ１３切断面線から見た断面図である本実施の形態では、持替リンク部材５１は、角変位軸線Ｌ２，Ｌ３に沿って延びる角変位軸５４に固定され、角変位軸５４は、軸受５５によって基台２１に対して角変位自在に設けられる。そして持替アーム３２〜３５の長手方向一端部が、角変位軸５４に固定される。持替アーム３２〜３５は、Ｌ字状に形成され、基台２１から幅方向Ｙに突出する第１部材５６と、第１部材５６の基台２１と反対側の端部から上方に屈曲する第２部材５７とを含んで構成される。これによって第１および第２の持替アーム３２，３３の各持替体２８，２９の周方向間隔を広げることができ、ウェハ１９を安定して保持することができる。
【００９１】
また第１の持替アーム３２と第２の持替アーム３３とは、同じ角変位軸線Ｌ２を有し、同じ角変位軸５４に固定される。これによって２つの持替アーム３２，３３を連動して動作させることができる。同様に第３の持替アーム３４と第４の持替アーム３５とは、同じ角変位軸線Ｌ３を有し、同じ角変位軸に固定される。これによって２つを１つのエアシリンダで、２つの持替アーム３４，３５を連動して動作させることができる。
【００９２】
図１４は、旋回アーム２２の具体的構成を示す断面図であり、図１５は、図１４の旋回アーム２２をＳ１５−Ｓ１５切断面線から見て示す断面図である。また図１６は、図１４の旋回アーム２２をＳ１６−Ｓ１６切断面線から見て示す断面図であり、図１７は、図１４の旋回アームＳ１７−Ｓ１７切断面線から見て示す断面図である。
【００９３】
保持体駆動手段４０は、エアシリンダ５９と、電磁弁６０と、リンク機構６１とを含んで実現され、エアシリンダ５９およびリンク機構６１が旋回アーム２２のアーム本体１００の内部空間４４に内蔵される。エアシリンダ５９および電磁弁６０の構成については、持替アーム駆動手段３７のエアシリンダ４７および電磁弁４８と同様の構成を示し、説明を省略する。
【００９４】
保持体駆動手段４０のエアシリンダ５９のピストンロッドの先端部は、第１旋回リンク部材６３に連結される。第１旋回リンク部材６３は、アーム軸線Ｌ２２と平行な方向に延びる第１レールガイド６４によって案内される。これによって第１旋回リンク部材６３は、アーム軸線Ｌ２２と平行な方向に移動可能に設けられ、他の方向への移動が阻止される。第１旋回リンク部材６３のエアシリンダと反対側の端部は、第２旋回リンク部材６５に連結される。第１および第２旋回リンク部材６３，６５は、相互に角変位可能に連結される。
【００９５】
第２旋回リンク部材６５は、アーム本体１００の幅方向に延び、旋回軸線Ｌ１に近接した位置を角変位中心として角変位可能に設けられる。第２旋回リンク部材６５は、角変位中心からアーム本体１００の幅方向両側に延びる。また第２旋回リンク部材６５は、両端部にそれぞれ第３旋回リンク部材６６および第４旋回リンク部材６７が角変位可能に連結される。
【００９６】
第３旋回リンク部材６６および第４旋回リンク部材６７は、第２旋回リンク部材６５の角変位中心から同じ距離離れた位置で連結される。第３旋回リンク部材６６は、第２旋回リンク部材６５との連結位置からアーム本体一端部１００ａに向かって延びる。また第４旋回リンク部材６７は、第２旋回リンク部材６５との連結位置からアーム本体他端部１００ｂに向かって延びる。
【００９７】
第３旋回リンク部材６６は、アーム軸線Ｌ２２と平行な方向に延びる第２ガイドレール６８によって案内される。これによって第３旋回リンク部材６６は、半径方向Ａと垂直な方向に移動可能に設けられ、他の方向への移動が阻止される。第３旋回リンク部材６６には、結合部材７５を介して第１保持部２６が固定される。第１保持部２６は、半径方向Ａに沿って配置される。
【００９８】
同様に第４旋回リンク部材６７にも、ガイドレールによって案内されて、結合部材６９を介して第１保持体２７が固定される。第２保持部２７もまた、半径方向Ａに一致する位置に配置される。
【００９９】
エアシリンダ５９のピストンロッドを伸縮させることによって、第１旋回リンク部材６３が半径方向Ａに平行に変位する。これによって第２旋回リンク部材６５が角変位中心まわりに角変位する。図１６に示すように、角変位中心から第３旋回リンク部材６６の連結位置までの距離Ｋ１と、角変位中心から第４旋回リンク部材６７の連結位置までの距離Ｋ２とが等しいので、第３および第４旋回リンク部材６６，６７は、同じ変位量で半径方向Ａに平行であって向きが反対に変位する。これによって第３および第４千回リンク部材６６，６７に固定された第１および第２保持部２６，２７は、互いに半径方向Ａに近接および離反する方向に変位する。
【０１００】
このように第２旋回リンク部材６５を用いることによって、１つのエアシリンダ５９によって、各保持部２６，２７を連動して反対方向に同じ変位量だけ移動させることができる。またアーム本体１００の内部空間４４には、また本実施の形態では、このような複数のリンク機構を用いて２つの保持体２６，２７を変位駆動させたが、ベルト駆動によって２つの保持体２６，２７を変位駆動させてもよい。
【０１０１】
ロボットハンド１８がウェハ１９を旋回軸線Ｌ１に同軸に配置した状態で、保持体を半径方向Ａ内方に移動させることによって、旋回アーム２２にウェハ１９を保持させることができる。この状態でロボットハンド１８を退避させてもウェハ１９は、アライナ２０に保持される。
【０１０２】
また旋回アーム２２にウェハ１９を保持させた状態で、持替体２８〜３１をウェハ１９のエッジ１６に接触させて、旋回アーム２２によるウェハ１９の挟持を解除することによって、ウェハ１９を旋回アーム２２から持替アーム３２〜３５に持替えることができる。このように持替アーム３２〜３５がウェハ１９を旋回アーム２２から受取った状態において、旋回アーム２２は、旋回軸線Ｌ１まわりに角変位可能となる。
【０１０３】
同様に保持アーム３２〜３５にウェハ１９を保持させた状態で、保持体２６，２７をウェハ１９のエッジ１６に接触させて、持替アーム３２〜３５によるウェハ１９の挟持を解除することによって、ウェハ１９を持替アーム３２〜３５から旋回アーム２２に持替えることができる。
【０１０４】
図１８は、制御手段３８のおおまかな制御動作を示すフローチャートであり、図１９は、アライナ２０の位置調整動作を説明するための平面図である。まず制御手段３８は、ステップａ０で、旋回アーム２２を初期位置に移動させる。たとえば初期位置は、アーム軸線Ｌ２２がロボットハンド１８の進入方向の沿って延びるロボット移動径路Ｕ１に垂直となる位置である。これによってロボットハンド１８がぶれた場合であっても、旋回アーム２２に接触することが防止され、より高速でロボットハンド１８をアライナ２０に挿入させることができる。
【０１０５】
図１９（１）に示すように、ロボットハンド１８によってウェハ１９と旋回軸線Ｌ１とが同軸に配置されると、ステップａ１に進み、制御手段３８が制御動作を開始する。
【０１０６】
ステップａ１では、図１９（２）に示すように、ウェハ１９を保持する前に、予め定める移動角度θ３で旋回アーム２２を角変位させる。移動角度θ３は、可及的に小さい角度に設定される。たとえば移動角度θ３は、１０度に設定される。
【０１０７】
旋回アーム２２が初期位置から移動角度θ３角変位すると、各第２ノッチセンサ２４ａ，２４ｂは、ウェハ１９のエッジ１６に対向しながら、旋回軸線Ｌ１まわりに周方向Ｂに移動角度θ３角変位する。そして制御手段３８は、旋回アーム２２の角変位期間中における第２ノッチセンサ２４ａ，２４ｂの検出結果に基づいて、ノッチ１７の有無を判定する。
【０１０８】
角変位期間中に、ノッチ１７が検出された場合には、制御手段３８は、第２ノッチセンサ２４ａ，２４ｂとエンコーダ２５との各検出結果によってノッチ１７の角度位置を判定する。第２ノッチセンサ２４ａ，２４ｂの移動中に対向したエッジ領域にノッチ１７が存在すると、制御手段３８は、各保持体２６，２７とノッチ１７とが相互に周方向Ｂにずれるように旋回アーム２２を角変位させる。また角変位期間中にノッチ１７が検出されない場合には、角変位期間中に第２ノッチセンサ２４ａ，２４ｂが対向したエッジ領域に各保持体２６，２７を配置させる。
【０１０９】
たとえば角変位期間中に、アーム軸線Ｌ２２を初期位置から周方向Ｂ一方に１０度角変位する場合、その初期位置から周方向一方に５度移動するまでにノッチ１７が検出された場合には、初期位置から周方向Ｂ一方に１０度角変位した位置にアーム軸線Ｌ２２を配置する。また初期位置から周方向一方に５度移動した後にノッチ１７が検出された場合には、初期位置にアーム軸線Ｌ２２を配置する。このようにして、１０度角変位する間にノッチが検出された場合、各保持体２６，２７がノッチ１７に対向しないように旋回アーム２２を角変位させて、ウェハを保持する。
【０１１０】
角変位期間中にノッチ１７が検出されない場合には、初期位置から周方向Ｂ一方に５度角変位した位置にアーム軸線Ｌ２２を配置する。このように旋回アーム２２を角変位するとステップａ２に進む。
【０１１１】
なお、移動角度θ３に従って旋回アーム２２がエッジ１６を移動する周方向距離Ｋ５は、図２，図４に示すような、各保持体２６，２７が接触するエッジ部分の両端９６，９７の周方向距離Ｋ４よりも大きくしたうえで、かつ可及的に小さく設定される。周方向距離Ｋ４より大きくすることで、ステップａ２の後では、各保持体２６，２７は、ノッチ１７に対して周方向Ｂにかならずずれた位置に配置される。また移動角度θ３を可及的に小さくすることで、ステップａ１に示す第１次ノッチ検出動作時間を短縮することができる。
【０１１２】
ステップａ２では、保持体駆動手段４０を制御して、各保持体２６，２７によってウェハ１９を保持させる。またウェハ１９の保持が完了すると、ロボットハンド駆動手段３９にウェハ１９の保持が完了したことを伝える。これによってロボットハンド１８は、アライナ２０から退避する。このようにして図１９（３）に示すように、制御手段３８は、ウェハ１９を保持体２６，２７に保持させ、ロボットハンド１８がアライナ２０から退避したことを確認すると、ステップａ３に進む。
【０１１３】
ステップａ３では、図１９（４）に示すように、旋回アーム２２を１回転角変位させる。制御手段３８は、第１ノッチセンサ２３によって、旋回アーム２２の角変位期間にノッチ１７を検出する。ステップａ３では、各保持体２６，２７が保持した位置にノッチ１７が形成されていないので、旋回アーム２２を１回転角変位させるあいだにノッチ１７を確実に検出することができる。そしてエンコーダ２５と第１ノッチセンサ２３との検出結果に基づいて、ノッチ１７の角度位置を判定し、ステップａ４に進む。
【０１１４】
ステップａ４では、ノッチ１７の角度位置が予め定める基準角度位置となるように、旋回アーム駆動手段３６、保持体駆動手段４０および持替アーム駆動手段３７を制御し、旋回アーム２２、保持体２６，２７および持替アーム３２〜３５を駆動させる。図１９（５）に示すように、ノッチ１７の角度位置を基準角度位置に位置するようにウェハ１９を位置調整すると、ロボットハンド駆動手段３９にウェハ１９の位置調整が完了したことを伝え、ステップａ５に進む。これによってロボットハンド１８は、アライナ２０に向かって移動する。
【０１１５】
ステップａ５では、ウェハ１９を受渡可能な位置に、ロボットハンド１８が移動したことを判断すると、保持体駆動手段４０を制御して、各保持体２６，２７によるウェハ１９の保持を解除し、図１９（６）に示すように、ウェハ１９を旋回アーム２２からロボットハンド１８に受渡し、ステップａ６に進む。ステップａ６では、制御手段３８は制御動作を終了する。
【０１１６】
以上のように本発明の実施の一形態では、各保持体２６，２７が接触しているエッジ部分にはノッチ１７が存在していないので、第１ノッチセンサ２３は、保持体２６，２７の影響を受けることなく、ノッチ１７を良好に検出することができる。言い換えるとウェハ１９を保持したあとに、旋回アーム２２を最大でも１回転角変位するだけで、ノッチ１７の角度位置を確実に判定することができる。
【０１１７】
これによって従来技術のように、各保持体２６，２７の基板保持位置に起因して、旋回アーム２２に対してウェハ１９を複数回持替える必要がなく、またウェハ１９を１回転以上回転する必要がない。したがってノッチ１７の位置検出に費やす時間を低減して、ウェハ１９の位置調整動作に必要な時間を短縮することができる。
【０１１８】
また旋回アーム２２は、各保持体２６，２７によってウェハ１９を挟持して保持する。これによってウェハ１９と旋回アーム２２とがずれるおそれが少なく、ウェハ１９を下方から支持している場合に比べて、保持したウェハ１９を高速で回転させることができる。これによってより短時間でウェハ１９の位置調整を行うことができる。
【０１１９】
またステップａ３に示す第２次ノッチ検出工程よりも、ステップａ１に示す第１次ノッチ検出工程のほうが、旋回アーム２２の角変位速度を速くすることが好ましい。第１次ノッチ検出工程は、正確にノッチ１７の位置を検出する必要がなく、各保持体２６，２７が接触する部分にノッチ１７が存在するか否かを判定するだけでよい。このように第１次ノッチ検出工程における旋回アーム２２の角変位速度を速くすることによって、ノッチ１７の検出精度を低下させずに、位置調整動作を短縮することができる。
【０１２０】
またステップａ１における第１次ノッチ検出工程において、旋回アーム２２の角変位量を可及的に小さくすることによってさらに、ウェハ１９の位置調整動作に必要な時間を短縮することができる。またステップａ１における第１次ノッチ検出工程で、ノッチ１７の角度位置が判定されると、ステップａ３における第２次ノッチ検出工程を省略してもよい。これによってさらに短時間にウェハ１９の位置調整動作を行うことができる。
【０１２１】
またステップａ３に示す第２次ノッチ検出工程において、旋回アーム２２を１回転するまでにノッチ１７を判定した場合には、そのあとすぐにステップａ４に進んでウェハ１９の位置調整してもよい。
【０１２２】
なお、制御手段３８は、上述したステップａ３で検出されたノッチ１７の角度位置に基づいて、ステップａ４で、３つのうちのいずれかの位置調整動作を行う。図２０は、第１の位置調整動作を説明するための平面図である。制御手段３８は、ノッチ１７が基準角度位置に配置された状態で、旋回アーム２２からロボットハンド１８にウェハ１９を受渡し可能な受渡可能位置範囲となると判断すると、第１の位置調整動作を行う。
【０１２３】
第１の位置調整動作では、持替アーム３２〜３５を用いることなく、旋回アーム２２を角変位させて、ノッチ１７を基準角度位置に配置する。図２０に示すように、ウェハ１９を位置調整した状態で、アーム軸線Ｌ２２とロボット進入方向に沿って延びるロボット移動経路Ｕ１との角度θ１が、ロボットハンド非干渉角度範囲ω１であると、第１の位置調整動作を行う。
【０１２４】
ロボット移動経路Ｕ１は、旋回軸線Ｌ１に垂直な平面において、ロボットハンド１８がアライナ２０からウェハ１９を受取る場合に、ロボットハンド１８がアライナ２０に進入する方向に沿って延びる経路である。またロボットハンド非干渉角度範囲ω１は、ロボットハンド１８へのウェハ１９受渡時に、ロボットハンド１８と旋回アーム２２とが干渉しない角度範囲である。たとえばロボットハンド１８の移動経路に旋回アーム２２が配置されている場合には、ロボットハンド１８と旋回アーム２２とが干渉してしまう。
【０１２５】
ウェハ１９を位置調整した状態で、アーム軸線Ｌ２２とロボット移動経路Ｕ１との角度θ１が、ロボットハンド非干渉角度範囲ω１となると、旋回アーム２２を角変位させるだけで、ロボットハンド１８は、旋回アーム２２に干渉することなく位置調整されるウェハ１９を受取ることができる。
【０１２６】
たとえばロボットハンド非干渉角度範囲ω１は、前記ロボット移動経路Ｕ１とアーム軸線Ｌ２２との角度θ１が５０度以上でかつ１３０度以下となる角度範囲である。言い換えるとロボットハンド非干渉角度範囲ω１は、前記ロボット移動経路Ｕ１に垂直な仮想線Ｕ２とアーム軸線Ｌ２２との角度が、±４０度以内の角度範囲となる。このような場合には、制御手段３８は、持替アーム３２〜３５を駆動させることなく、旋回アーム２２を角変位させてウェハ１９を位置調整する。
【０１２７】
また、制御手段３８は、旋回アーム２２を角変位するだけでは、ロボットハンド１８にウェハ１９を受け渡し不可能であると判断すると、第２の位置調整動作または第３の位置調整動作を行う。第２および第３の位置調整動作では、持替アーム３２〜３５を用いてノッチ１７と旋回アーム２２との相対角度位置を調整する。
【０１２８】
図２１は、第２の位置調整動作を説明するための平面図である。ウェハ１９を位置調整した状態で、アーム軸線Ｌ２２と前記ロボット移動経路Ｕ１との角度θ１がロボットハンド非干渉角度範囲ω１でなく、アーム軸線Ｌ２２と基台軸線Ｌ２１との角度θ２が持替アーム干渉角度範囲ω２でないと、第２の位置調整動作を行う。
【０１２９】
持替アーム干渉角度範囲ω２は、旋回アーム２２から持替アーム３２〜３５にウェハ１９を受渡すにあたって、持替アーム３２〜３５と旋回アーム２２とが干渉する角度範囲である。たとえば持替アーム３２〜３５の上方に旋回アーム２２が存在する場合には、旋回アーム２２と持替アーム３２〜３５とが干渉する。
【０１３０】
ウェハ１９を位置調整した状態で、ロボットハンド非干渉角度範囲ω１でなく持替アーム干渉角度範囲ω２でない場合には、ウェハ１９と旋回アーム２２との角度位置を調整して、アーム軸線Ｌ２２とロボット移動経路Ｕ１との角度θをロボットハンド非干渉角度範囲ω１に収める必要がある。たとえば持替アーム干渉角度範囲ω２は、基台軸線Ｌ２１に対するアーム軸線Ｌ２２の角度が、−４０度より大きく、４０度より小さい角度範囲となる。
【０１３１】
図２２は、第２の位置調整動作の手順を示すフローチャートであり、図２３および図２４は、第２の位置調整動作の手順を説明するための平面図である。まずステップｂ０で、制御手段３８は、第２の位置調整動作を行う必要があると判定すると、ステップｂ１に進み、第２の位置調整動作を開始する。
【０１３２】
ステップｂ１では、ノッチ１７を基準角度位置に保った状態で、ロボットハンド非干渉角度範囲ω１でかつ持替アーム干渉角度範囲ω２でない第１角度範囲ω３が存在するとステップｂ２に進む。また持替アーム干渉角度範囲ω２でかつロボットハンド非干渉角度範囲ω１でない第２角度範囲ω４が存在するとステップｂ８に進む。
【０１３３】
すなわち図２１（１）に示すような場合では、ステップｂ２に進み、図２１（２）に示すような場合では、ステップｂ９に進む。またロボットハンド非干渉角度範囲ω１と持替アーム干渉角度範囲ω２とが一致する場合には、ステップｂ１に進む。
【０１３４】
ステップｂ２では、ノッチ１７が基準角度位置に位置するように、旋回アーム２２を角変位させ、ステップｂ３に進む。ステップｂ３では、持替アーム駆動手段３７を制御し、持替アーム３２〜３５を変位駆動させ、持替体２８〜３１によってウェハ１９を保持する。これによって図２３（１）に示すように、ウェハ１９は、各持替アーム３２〜３５と旋回アーム２２との両方に保持された状態となる。そして各持替アーム３２〜３５による保持が完了すると、ステップｂ４に進む。
【０１３５】
ステップｂ４では、保持体駆動手段４０を制御し、各保持体２６，２７によるウェハ１９の保持を解除する。これによって図２３（２）に示すように、旋回アーム２２を角変位可能な状態とし、ステップｂ５に進む。ステップｂ５では、アーム軸線Ｌ２２とロボット移動径路Ｕ１との角度θ１がロボットハンド非干渉角度範囲ω１の範囲となるように、旋回アーム２２を角変位させ、ステップｂ６に進む。
【０１３６】
ステップｂ６では、保持体駆動手段４０を制御し、各保持体２６，２７によってウェハ１９を保持する。これによって図２３（３）に示すように、ウェハ１９は、各持替アーム３２〜３５と旋回アーム２２との両方に保持された状態となる。そして旋回アーム２２による保持が完了すると、ステップｂ７に進む。
【０１３７】
ステップｂ７では、持替アーム駆動手段３７を制御し、持替アーム３２〜３５を変位駆動させる。そして持替体２８〜３１によるウェハ１９の保持を解除する。これによって図２３（４）に示すように、ウェハ１９を位置調整するとともに、アーム軸線Ｌ２２とロボット移動経路Ｕ１との角度をロボットハンド非干渉角度範囲ω１に収めることができる。そしてステップｂ８に進み、第２位置調整動作を終了する。
【０１３８】
またステップｂ９では、ノッチ１７が基準角度位置に配置された状態から、予め定める第１所定角度θ７ずれるように、旋回アーム２２を周方向一方Ｂ１角変位させる。言い換えると、ノッチ１７を基準角度位置に配置した図２４（１）に示す状態から、アーム軸線Ｌ２２と基台軸線Ｌ２１との角度θ２が持替アーム干渉角度範囲ω２とならないように、旋回アーム２２を前記第１所定角度θ７だけ周方向一方向Ｂ１に角変位させた状態にして、ステップｂ１０に進む。
【０１３９】
ステップｂ１０では、持替アーム駆動手段３７を制御し、持替アーム３２〜３５を変位駆動させ、図２４（２）に示すように、保持体２６，２７と持替体２８〜３１とによってウェハ１９を保持し、ステップｂ１１に進む。
【０１４０】
ステップｂ１１では、保持体駆動手段４０を制御し、各保持体２６，２７によるウェハ１９の保持を解除する。これによって旋回アーム２２を角変位可能な状態とし、ステップｂ１２に進む。ステップｂ１２では、図２４（３）に示すように、アーム軸線Ｌ２２と基台軸線Ｌ２１との角度θ２が持替アーム干渉角度範囲ω２とならないように、周方向他方Ｂ２に旋回アーム２２を角変位させ、ステップｂ１３に進む。
【０１４１】
ステップｂ１３では、保持体駆動手段４０を制御して、各保持体２６，２７によってウェハ１９を保持し、ステップｂ１４に進む。ステップｂ１４では、持替アーム駆動手段３７を制御し、持替アーム３２〜３５を変位駆動させる。そして図２４（４）に示すように、持替体２８〜３１によるウェハ１９の保持を解除し、ステップｂ１５に進む。
【０１４２】
ステップｂ１５では、旋回アーム２２を角変位して、ノッチ１７が基準角度位置に配置されるように角変位する。これによってアーム軸線Ｌ２２とロボット移動経路Ｕ１との間の角度θ１をロボットハンド非干渉角度範囲ω１に収めることができる。そしてステップｂ８に進み、第２の位置調整動作を終了する。
【０１４３】
なお、一度の持替では、ノッチ１７を基準角度位置に配置することができない場合には、ノッチ１７と旋回アーム２２とを徐々にずらしながら、ステップｂ８〜ｂ１３の動作を複数回繰り返すことによって、アーム軸線２２とロボット移動経路Ｕ１との角度θ１をロボットハンド非干渉角度範囲ω１に収めることができる。
【０１４４】
また基台軸線Ｌ２１と、ロボット移動経路Ｕ１とが垂直である場合など、持替アーム３２〜３５からロボットハンド１８にウェハ１９を搬送可能な場合には、位置調整時間を短縮するために、ステップｂ６の動作を省略して、持替アーム３２〜３５からロボットハンド１８にウェハ１９を受け渡してもよい。
【０１４５】
図２５は、第３の位置調整動作を説明するための平面図である。ロボットハンド１８の進入方向およびウェハ１９の位置によっては、ノッチ１７を基準角度位置に配置した状態で、アーム軸線Ｌ２２とロボット移動経路Ｕ１との角度θ１が、ロボットハンド非干渉角度範囲ω１でなく、かつアーム軸線Ｌ２２と基台軸線Ｌ２１との角度θ２が持替アーム干渉角度範囲ω２であると、第３の位置調整動作を行う。すなわちノッチ１７を基準角度位置に配置した状態では、旋回アーム２２がロボットハンド１８と干渉し、かつその状態では、旋回アーム２２から持替アーム３２〜３５にウェハ１９を持ち替えることができない場合に、第３の位置調整動作を行う。
【０１４６】
図２６は、第３の位置調整動作の手順を示すフローチャートであり、図２７は、第３の位置調整動作の手順を示す平面図である。まずステップｃ０で、制御手段３８は、第３の位置調整動作を行う必要があると判定すると、ステップｃ１に進み、第３の位置調整動作を開始する。
【０１４７】
ステップｃ１では、旋回アーム２２を角変位させ、旋回アーム２２から持替アーム３２〜３５にウェハ１９を持替えるにあたって、旋回アーム２２と持替アーム３２〜３５とが干渉しない位置に旋回アーム２２を配置させて、ステップｃ２に進む。たとえばノッチ１７を基準角度位置に配置した状態から、第２所定角度θ８で角変位させた位置となるように旋回アーム２２を角変位させる。
【０１４８】
なお第２所定角度θ８は、図２５に示すように、ノッチ１７を基準角度位置に配置した状態におけるアーム軸線Ｌ２２から持替アーム干渉角度範囲ω２の境界までの角度θ９以上となる角度である。このようにして図２７（１）に示す位置から図２７（２）に示す位置に、旋回アーム２２を周方向他方Ｂ２に角変位させる。
【０１４９】
ステップｃ２では、上述したステップｂ３およびステップｂ４と同様の動作を行い、図２７（３）に示すように、旋回アーム２２から持替アーム３２〜３５にウェハ１９を持ち替え、ステップｃ３に進む。
【０１５０】
ステップｃ３では、図２７（４）に示すように、アーム軸線Ｌ２２と基台軸線Ｌ２１との角度θ２が持替アーム干渉角度範囲ω２とならないように、さらにアーム軸線Ｌ２２とロボット移動経路Ｕ２との角度θ１がロボットハンド非干渉角度範囲ω１となるように、旋回アーム２２を周方向他方Ｂ２に角変位させる。より正確には、アーム軸線Ｌ２２とロボット移動経路Ｕ１との角度θ１を、ロボットハンド非干渉角度範囲ω１から周方向他方Ｂ２に前記第２所定角度θ８角変位した角度範囲ω３に配置し、ステップｃ４に進む。
【０１５１】
ステップｃ４では、上述したステップｂ６およびステップｂ７と同様の動作を行い、図２７（５）に示すように、旋回アーム２２から持替アーム３２〜３５にウェハ１９を持ち替え、ステップｃ５に進む。ステップｃ５では、旋回アーム２２を前記第２所定角度θ８で周方向一方Ｂ１に角変位させる。これによってノッチ１７を基準角度位置に配置したうえで、アーム軸線Ｌ２２とロボット移動経路Ｕ１との角度θ１をロボットハンド非干渉角度範囲ω１に収めることができる。そしてステップｃ６に進み、第３の位置調整動作を終了する。
【０１５２】
なお、一度の持替では、ノッチ１７を基準角度位置に配置することができない場合には、ノッチ１８と旋回アーム２２とを徐々にずらしながら、ステップｃ１〜ｃ５の動作を複数回繰り返すことによって、アーム軸線Ｌ２２とロボット移動経路Ｕ１との角度θ１をロボットハンド非干渉角度範囲ω１に移動させることができる。
【０１５３】
第２または第３の位置調整動作のように、旋回アーム２２とロボットハンド１８とが干渉する場合であっても、持替アーム３２〜３５を用いることによって、ノッチ１７を基準角度位置に配置した状態で、旋回アーム２２とロボットハンド１８とが干渉しない位置関係にすることができる。これによってノッチ１７がエッジ１７の任意の位置にある場合であっても、位置調整したウェハ１９をロボットハンド１８に搬送させることができる。
【０１５４】
このような第１〜第３の位置調整動作のいずれかのいずれの位置調整動作を御手段３８が行うことによって、ノッチ１７の位置およびロボットハンド１８の進入方向にかかわらず、位置調整したウェハ１９をロボットハンド１８に受渡すことができる。また一度の持替でウェハ１９の位置調整が可能な場合、第２所定角度θ８は、ノッチ１７を基準角度位置に配置した状態におけるアーム軸線Ｌ２２から持替アーム干渉角度範囲ω２の境界までの角度θ９以上となる角度であり、可及的に小さい角度であることが好ましい。これによってステップｃ１およびステップｃ５における旋回アーム２２の角変位量を小さくすることができ、位置調整時間を短縮化することができる。
【０１５５】
また、上述した発明の実施の形態では、ステップａ１における第１次ノッチ検出工程でノッチ１７が検出されると、旋回アーム２２を−５度角変位して保持するとしたが、−５度でなくてもよい。たとえば第１次ノッチ検出工程でノッチ１７が検出されると、ノッチ１７が基準角度位置に配置された状態でロボットハンド１８と旋回アーム２２とが干渉しない範囲、すなわち受渡可能位置範囲に旋回アーム２２が配置されるように、旋回アーム２２を予め角変位させてからウェハ１９を保持してもよい。言い換えると持替アーム３２〜３５によってウェハ１９を持ち替えるにあたって、ノッチ１７と、ウェハ１９を搬送する多関節ロボットのロボットハンド１８の形状とに基づいて、持替アーム３２〜３５によるウェハ１９の持ち替え回数が少なくなる角度位置でウェハ１９を保持するように旋回アーム２２を角変位させる。
【０１５６】
この場合、制御手段３８は、前記ロボット移動経路Ｕ１、ロボットハンド非干渉角度範囲ω１を記憶し、第１次ノッチ検出工程で判定されたノッチ１７の角度位置と、記憶している各情報とに基づくことによって、ウェハ１９をロボットハンド１８に受渡す時に、受渡可能位置に旋回アーム２２を配置することができる。
【０１５７】
これによってノッチ１７を基準角度位置に配置した状態で、ロボットハンド１８と旋回アーム２２とが干渉することを防ぐことができる。ロボットハンド１８と旋回アーム２２とが干渉すると、ウェハ１９を持ち替えて保持しなおす必要があるが、本発明のように干渉を防止するようにしてからウェハ１９を保持することによって、持替すべき状況を可及的に少なくすることができ、作業時間を短縮することができる。
【０１５８】
同様に、第１次ノッチ検出工程でノッチ１７が検出されると、ノッチ１７が基準角度位置に配置された状態で持替アーム３２〜３５と旋回アーム２２とが干渉しない範囲、すなわち非干渉位置範囲に旋回アーム２２が配置されるように、旋回アーム２２を予め角変位させてからウェハ１９を保持してもよい。この場合、制御手段３８は、予めロボット移動経路Ｕ１、ロボットハンド非干渉角度範囲ω１、持替アーム干渉角度範囲ω２を記憶し、第１次ノッチ検出工程で判定されたノッチ１７の角度位置と、記憶している各情報とに基づくことによって、非干渉位置範囲に予め旋回アーム２２を配置することができる。
【０１５９】
これによってノッチ１７を基準角度位置に配置するために、旋回アーム２２から持替アーム３２〜３５にウェハ１９の持ち替えが必要となる場合であっても、旋回アーム２２と持替アーム３２〜３５とが干渉することを防ぐことができる。また旋回アーム２２から持替アーム３２〜３５にウェハ１９を持替えなければならない可能性を低くすることができる。これによってさらに持替回数を減らすことができ、ウェハ１９の位置調整動作に必要な時間をさらに短縮することができる。
【０１６０】
このようにノッチ１７を基準角度位置に配置した状態で、旋回アーム２２とロボットハンド１８とが干渉しない位置を保持する場合、および旋回アーム２２と持替アーム３２〜３５とが干渉しない位置を保持する場合、前記移動角度θ３を大きくして、エッジを保持する前に可及的に広範囲のエッジ領域におけるノッチの有無を判定することが好ましい。これによってよってさらに持替回数を減らすことができる。
【０１６１】
図２８は、ロボットハンド１８にウェハ１９を受渡すときの具体的な動作手順を示すフローチャートであり、図２９は、受渡すときの動作手順を説明するための平面図である。
【０１６２】
まず制御手段３８は、上述したような第１〜第３野いずれかの位置調整動作を行い、ステップｄ０で、図２９（１）に示すようにノッチ１７を基準角度位置に調整して保持すると、ステップｄ１に進み、受渡動作を開始する。ステップｄ１では、制御手段３８は、ロボットハンド駆動手段３９に動作開始指令を与える。これによってロボットハンド１８がウェハ１９とアーム本体１００との間に進入し、予め定められるティーチング位置に移動する。
【０１６３】
図２９（２）に示すようにロボットハンド１８がティーチング位置に移動すると、ロボット駆動手段４０からティーチング位置移動完了信号が与えられ、ステップｄ２に進む。
【０１６４】
ステップｄ２では、保持手段駆動手段４０の電磁弁６０にエギゾースト（Exhaust）指令信号を与えて、外力によって各保持体２６，２７が変位する変位許容状態とする。またロボットハンド駆動手段３９に動作開始指令信号を与える。動作開始指令信号が与えられたロボットハンド駆動手段３９は、ロボットハンド１８に設けられるプランジャを用いて、挟持片を変位させてウェハ１９を挟持して保持する。そしてロボットハンド１８によるウェハ１９の挟持が完了すると、各保持体２６，２７を半径方向Ａ外方に移動させ、ロボットハンド１８にウェハ１９を受渡して、ステップｄ３に進む。
【０１６５】
ステップｄ２において、各保持体２６，２７を変位許容状態とすることによって、ウェハ１９は、外力によってずれることが可能な状態となる。これによってロボットハンド１８のプランジャがウェハ１９を挟持した場合であっても、ウェハ１９が損傷することを防止することができる。
【０１６６】
ステップｄ３では、旋回アーム２２を角変位させ、図２９（３）に示すように、ロボット移動経路Ｕ１に垂直にアーム軸線Ｌ２２を配置し、ステップｄ４に進む。ステップｄ４では、ロボットハンド駆動手段３９に受渡完了指令を与え、図２９（４）に示すように、ロボットハンド駆動手段３９が予め教示される動作を行い、ステップｄ５に進む。ステップｄ５では、受渡動作を終了する。
【０１６７】
ステップｄ３で、ウェハ１９をロボットハンド１８に受け渡した後、旋回アーム２２を角変位させて、ロボット移動経路Ｕ１に垂直にアーム軸線Ｌ２２を配置することによって、ウェハ１９が、旋回アーム２２に干渉することを防止して、ロボットハンド１８をアライナ２０から離脱させることができる。また旋回アーム２２を初期位置に配置することができ、次のウェハ位置合わせ調整動作を円滑に行うことができる。  エンコーダ２５は、電源が投入された旋回アーム２２の角度位置をゼロ度位置と設定し、ゼロ度位置からの角変位量をエンコーダ値として制御手段３８に与える。制御手段３８は、電源が投入された後に検定指令信号を旋回アーム駆動手段３９に与えることによって、角度位置の検定を行う。
【０１６８】
アライナ２０は、角度位置の検定を行うために、検定用センサが設けられる。検定用センサは、予め定める設定角度位置に対して既知の角度位置に旋回アーム２２が配置されたときに、検出信号を出力する。設定角度位置は、旋回アーム２２を角変位するときに基準となる角度位置である。
【０１６９】
旋回アーム駆動手段３９は、検定指令信号を受取ると予め定める周方向Ｂに低速で角変位する。このとき旋回アーム２２が設定角度位置に対して既知の角度位置に配置されると、制御手段３８は、検定用センサから検出信号を受取る。
【０１７０】
検出信号を受取った場合、制御手段３８は、旋回アーム２２のゼロ位置からの角変位量をエンコーダ２５から取得し、ゼロ位置と設定角度位置とのずれ量を決定し、そのずれ量を補正する補正量を決定する。制御手段３８は、エンコーダ２５からのエンコーダ値と前記補正量とに基づいて、基準となる設定角度位置からの旋回アーム２２の角変位量を検出することができる。
【０１７１】
たとえば検出信号を受取ったときの旋回アーム２２の角度位置を、設定角度位置から周方向他方に３９０度、言い換えると周方向一方に−３９０度角変位した位置として設定する。検定後に制御手段３８は、設定角度位置から±３６０度の範囲内で、旋回アーム２２を機械的に動作させる。なお、電源投入時に検定用センサが既に検出信号を出力している場合には、周方向他方に所定角変位量ずらした後、周方向一方に低速で角変位する。
【０１７２】
さらに精度を向上するために、上述した方法の後に、旋回アーム２２を角変位させて、旋回アーム２２によって第１ノッチセンサ２３の受光状態が変化してから解消されるまでの位置を検出して、その変化期間に移動した旋回アーム２２の移動経路のうちの周方向中央位置を求めて、その中央位置を初期位置とする。そして初期位置を求めるための補正値を決定する。すなわちアーム軸線Ｌ２２と基台軸線とが一致する位置を初期位置とする。
【０１７３】
図３０および図３１は、制御手段３８の動作手順をより詳細に示すフローチャートである。制御手段３８は、ウェハ１９の位置調整の準備が完了するとステップｅ１に進み、制御動作を開始する。
【０１７４】
ステップｅ１では、旋回アーム２２を初期位置に角変位させる。具体的には、ロボット移動経路Ｕ１に対して、アーム軸線Ｌ２２が９０度または−９０度となるように配置する。なお、アーム軸線Ｌ２２を９０度または−９０度のいずれに角変位させるかは、初期位置に角変位する前の旋回アーム１８の角度位置によって決定される。このように旋回アーム２２を２つのうちいずれかの初期位置に角変位させると、ステップｅ２に進む。ステップｅ１において、旋回アーム２２は、複数回転角変位することがなく、アーム体１００から基台２１に連なるケーブルがねじれて破損することが防止される。
【０１７５】
ステップｅ２では、保持体駆動手段４０を制御して各保持体２６，２７を半径方向Ａ外方にそれぞれ移動させる。すなわちウェハ１９が配置される空間を形成し、ステップｅ３に進む。ステップｅ３では、ロボットハンド駆動手段３９にウェハ配置指令を与え、ステップｅ４に進む。
【０１７６】
ステップｅ４では、ウェハ１９を保持したロボットハンド１８が、各保持体間を通過し、ウェハ１９を旋回軸線Ｌ１と同軸に配置する。制御手段３８は、ウェハ１９が旋回軸線Ｌ１に同軸に配置されたことを検知し、ステップｅ５に進む。ステップｅ５では、各第２ノッチセンサ２４ａ，２４ｂを動作させ、受光部１０６の検出状態を確認し、ステップｅ６に進む。またステップｅ５において、第１ノッチセンサ２３もまた動作させてもよい。
【０１７７】
ステップｅ６では、２つのノッチセンサ２４ａ，２４ｂがともに遮光状態を検出する場合には、正常位置にウェハ１９が配置されたことを確認し、ステップｅ７に進む。また２つの第２ノッチセンサ２４ａ，２４ｂのうち、一方のノッチセンサ２４ａが遮光状態を検出し、他方のノッチセンサ２４ｂが透光状態を検出した場合には、透光状態を示した第２ノッチセンサ２４ｂに対向する位置にノッチ１７が存在することを判定して、正常位置にウェハ１９が配置されたことを確認し、ステップｅ７に進む。
【０１７８】
また両方のノッチセンサ２４ａ，２４ｂが透光状態を示す場合には、ステップｅ８に進んで、報知手段を用いて異常状態であることを報知し、ステップｅ１７に進む。ステップｅ１７で制御手段２８は、動作を終了する。なお、ステップｅ６において、各第２ノッチセンサ２４ａ，２４ｂの他に第１ノッチセンサ２３を用いることによって、ノッチ位置およびウェハの配置異常をより正確に求めることができる。
【０１７９】
ステップｅ６で、ウェハ１９の配置位置が正常であると確認されると、ステップｅ７で、予め定められる角度範囲である揺動角度、たとえば１０度、旋回アーム２２を角変位させてステップｅ９に進む。
【０１８０】
ステップｅ９では、ステップｅ７の角変位期間中における各第２ノッチセンサ２４ａ，２４ｂの検出状態がともに遮光状態であるならば、角変位期間中に第２ノッチセンサ２４が対向した領域には、ノッチ１７が存在しないことを判定し、ステップｅ１０に進む。ステップｅ１０では、ノッチ１７が存在しないエッジ領域に各保持体２６，２７が対向するように、旋回アーム２２を角変位させ、ステップｅ１２に進む。
【０１８１】
またステップｅ９において、ステップｅ７の角変位期間中における一方の第２ノッチセンサ２４ａの検出状態が遮光状態であり、他方の第２ノッチセンサ２４ｂの検出状態が透光状態である場合であると、ステップｅ１１に進む。
【０１８２】
ステップｅ１１では、ステップｅ９において、透光状態となるときの旋回アーム２２の周方向角度範囲がノッチ相当の周方向角度範囲となる場合には、その透光状態となる第２ノッチセンサ２４に対向する位置にノッチ１７が存在すると判定し、ステップｅ１０に進む。ステップｅ１０では、ノッチ１７が存在しないエッジ領域に各保持体２６，２７が対向するように、旋回アーム２２を角変位し、ステップｅ１２に進む。
【０１８３】
またステップｅ１１において、透光状態となるときの旋回アーム２２の周方向角度範囲がノッチ相当の周方向角度範囲でないないならば、ステップｅ８に進んで、異常状態であることを報知し、ステップｅ１７に進む。ステップｅ１７で制御手段２８は、位置調整動作を終了する。
【０１８４】
図３２は、ウェハ１９の軸線Ｌ１０が旋回軸線Ｌ１に対してずれて配置された場合を示す平面図であり、図３３は、図３２の場合の受光部の受光量と旋回アーム２２の角度位置との関係を示すグラフである。ウェハ１９の配置位置が旋回軸線Ｌ１からずれた場合には、２つの第２ノッチセンサ２４ａ，２４ｂのうち、いずれか一方の第２ノッチセンサ２４が投光部１０６からの光を受光するときの、旋回アーム２２の周方向角度範囲が大きくなる。またウェハが欠けてい場合およびウェハのサイズが異なる場合であっても、受光量が正常な場合に比べて異なる。
【０１８５】
またステップｅ１２では、ウェハ１９を旋回アーム２２に保持させる。具体的には、ロボットハンド駆動手段３９のプランジャをウェハ１８から離反させ、ウェハ１９の挟持を解除するように挟持解除指令を与える。これによってウェハ１８は、ロボットハンド１８によって下方から支持された状態となり、外力によって半径方向に変位可能な状態となる。
【０１８６】
次に制御手段３８は、保持体駆動手段４０を制御して、各保持体２６，２７を半径方向Ａ内方に移動させ、各保持体２６，２７によって協働してウェハ１９を挟持させ、ステップｅ１３に進む。ロボットハンド１８による挟持を解除した状態で、保持体２６，２７によってウェハ１９を挟持することによって、ウェハ１９は、外力によってずれることが可能な状態となる。これによって保持体２６，２７がウェハ１９を保持した場合に、ウェハ１９が損傷することを防止することができる。
【０１８７】
ステップｅ１３では、ロボットハンド１８をアライナ２０から離反させるロボット離反指令をロボットハンド駆動手段３９に与える。ロボットハンド１８がアライナ２０から退避した退避位置に移動すると、ステップｅ１４に進む。ステップｅ１４では、旋回アーム２２を最大で１回転角変位させる。このときの角変位期間において第１ノッチセンサ２３を動作させ、旋回アーム２２の角度位置とともに受光部１１１の受光状態を調べる。これによって制御手段３８は、ノッチ１７の角度位置を判定し、ステップｅ１５に進む。
【０１８８】
ステップｅ１５では、ステップｅ１４で求めたノッチ１７の角度位置と、予め定められるロボット移動経路Ｕ１と、ロボットハンド非干渉角度範囲ω１と、持替アーム干渉角度範囲ω２とに基づいて、上述した第１〜第３の位置調整動作のいずれかを行い、ステップｅ１６に進む。ステップｅ１６では、図３０に示すロボット受渡動作を行い、ステップｅ１７に進み、ステップｅ１７で制御手段３８の動作を終了する。
【０１８９】
本発明の実施の一形態のエッジ保持アライナ２０は、２つの保持体２６，２７が、旋回軸線Ｌ１に関して点対称にそれぞれ２つ設けられる。これによって保持体２６，２７間の間隔を大きくすることができるので、旋回アーム２２とロボットハンド１８とが干渉する可能性を小さくすることができる。これによって旋回アーム２２からロボットハンド１８にウェハ１９を受渡すにあたって、旋回アーム２２に保持されたウェハ１９を持ち替えることなく、ウェハ１９を受渡すことができる範囲を大きくすることができる。これによって位置調整したウェハ１９がずれる可能性を小さくすることができる。また構造を単純化することができる。
【０１９０】
また図４に示すように、各保持体２６，２７は、その両側部分９５，９６でエッジ１６に接触する。これによって２つの保持体２６，２７であっても、安定してウェハ１９を保持することができる。さらに各保持体２６，２７が協働してウェハ１９を押圧することによって、より確実にウェハ１９を保持することができる。これによって旋回アーム２２が角変位したとしても、ウェハ１９がずれることを防止することができる。またロボットハンド１８から旋回アーム２２にウェハを受渡す場合に、ロボットハンド１８に対してウェハ１９がずれている場合であっても、正確にウェハ１９を旋回軸線Ｌ１と同軸に配置することができる。
【０１９１】
また図１９，図２３，図２４に示すように、基台軸線Ｌ２１と大略的に垂直な方向からロボットアーム１８が進入するように、アライナ２０の位置を調整することによって、旋回アーム２２がロボットハンド非干渉角度範囲ω１でない角度位置の場合には、持替アーム干渉角度範囲ω２となる角度位置となる可能性を少なくすることができ、持替回数を少なくすることができる。
【０１９２】
また図５に示すように、各持替体２８〜３１がウェハ１９のエッジに接触する位置と角変位軸線Ｌ２とを結ぶ直線９４が、旋回軸線Ｌ１に平行に延びる。言換えると前記直線９４は、ウェハ１９の一半径方向に延びる。各持替体２８〜３１は、角変位軸５４から角変位軸線Ｌ２，Ｌ３まわりの回転モーメントを受けて、エッジ１６を旋回軸線Ｌ１に向けて押圧する。
【０１９３】
上述したように角変位軸線Ｌ２と持替体２８〜３１とを結ぶ直線９４は、旋回軸線Ｌ１に平行に延びるので、ウェハ１９にはその半径方向Ａに向かう力のみが持替体２８〜３１からが与えられる。すなわちウェハ１９には、その厚み方向に向かう力が持替体２３〜３１から与えられることはなく、破損を防止して確実にウェハ１９を保持することができる。
【０１９４】
持替体２８〜３１は、エッジ１６を保持しない退避状態では、旋回アーム２２の角変位を許容する位置に配置する必要がある。たとえば比較例として、持替体２８〜３１を半径方向Ａに沿って直線的に変位して、エッジ１６に接触する場合には、退避位置に移動するまでに長い移動経路が必要となり、アライナが大型化する。しかし本実施の形態では、持替体２８〜３１は、角変位軸線Ｌ２，Ｌ３まわりに角変位してエッジに近接および離反する。これによって持替体２８〜３１が半径方向Ａに直進移動する場合に比べて、角変位体２８〜３１の移動経路を短くすることができ、アライナ２０を小型化することができる。
【０１９５】
また単に、持替体２８を角変位させた場合には、ウェハ２２の厚み方向に力を与えて挟持するおそれがあるが、上述したように角変位軸線Ｌ２と持替体２８〜３１とを結ぶ直線９４は、旋回軸線Ｌ１に平行に延びることによって、挟持したウェハ１９に厚み方向の力が与えられることを防止することができる。
【０１９６】
また本実施の形態では、各保持体２６，２７は、共通のポンプから与えられる圧縮空気によってエアシリンダが動作され、連動して駆動される。空気が圧縮性を有するので、２つのうち一方の保持体２６が先にウェハ１９に接触しても、その保持体２６が極端に強く基板を押圧することがない。そして保持体２６，２７を動作させる圧縮空気の圧力が等しいので、各保持体２６，２７が基板を押圧する力が最終的につりあい、ウェハ１９を旋回軸線Ｌ１と同軸に保持することができる。
【０１９７】
同様に持替アーム３２〜３５もまた、共通のポンプから与えられる圧縮空気によってシリンダを動作され、連動して駆動されるので、上述した保持体２６，２７と同様の効果を得ることができる。
【０１９８】
また制御手段３８がロボットハンド駆動手段３９を制御可能な場合には、ステップｅ１１において、２つの第２ノッチ検出手段２４ａ，２４ｂと第１ノッチ検出手段２３との検出結果に基づいて、制御手段３８が、旋回軸線Ｌ１とロボットハンド１８に保持されるウェハの軸線Ｌ１０とのずれを求め、ロボットハンド１８のティーチング位置を補正しなおしてもよい。これによってロボットハンド１８の移動位置を作業者が正確に挟持しなくても、挟持位置が補正されて、ロボットハンド１８によってウェハ１９を旋回軸線Ｌ１に同軸に調整することができる。これによって短時間でロボットハンド１８のティーチングを行うことができ、利便性を向上することができる。またウェハ１９の把持ミスを防止することができる。
【０１９９】
また上述した本発明の実施の一形態は、本発明の例示に過ぎず、発明の範囲内で構成を変更することができる。たとえば位置決め部としてノッチ１７を検出したが、ノッチ１７以外の位置決め部であってもよい。たとえばウェハ１９に形成されるオリフラを検出しても、ウェハ１９の位置を調整することができる。またエッジ保持アライナ２０は、ウェハ１９以外の基板の位置を調整してもよく、たとえば円板形状のガラス基板の位置を調整してもよい。
【０２００】
また旋回アーム駆動手段３６、持替アーム駆動手段３７、保持体駆動手段４０は、上述した構成でなくてもよく、旋回アーム２２、持替アーム３２〜３５、各保持体２６，２７を駆動可能であれば他の構成であってもよい。たとえば持替アーム駆動手段３７、持替アーム駆動手段４０は、エアシリンダを用いて実現されるが、電気モータによって実現してもよい。また各ノッチセンサ２３，２４ａ，２４ｂは、光ファイバ以外によって実現されてもよい。また旋回軸線Ｌ１は、鉛直方向に延びるとしたが、他の方向に延びてもよい。この場合、高さ方向一方は上下方向以外の方向となる。また基台軸線Ｌ２１とロボット移動径路Ｕ１とが９０度でなくてもよい。また制御手段３８の制御動作は、本発明の一例であって、本発明のアライナ２０を用いて、他の制御動作を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２０１】
【図１】本発明の実施の一形態であるエッジ保持アライナ２０を模式的に示す斜視図である。
【図２】エッジ保持アライナ２０の一部を省略して示す平面図である。
【図３】旋回軸線Ｌ１に垂直な仮想面からみて保持体２６を拡大して示す断面図である。
【図４】保持体２６を拡大して示す平面図である。
【図５】旋回軸線Ｌ１と基台軸線Ｌ２１とを含む仮想面からみて持替アーム３２を拡大して示す断面図である。
【図６】図１のＳ６−Ｓ６切断線から見たアライナ２０の断面図である。
【図７】図１のＳ７−Ｓ７切断線から見たアライナ２０の断面図である。
【図８】ウェハ１９の軸線Ｌ１０と旋回軸線Ｌ１とが同軸に配置された状態を示す平面図である。
【図９】受光部の受光量と旋回アームの角度位置との関係を示すグラフである。
【図１０】アライナ２０の電気的構成を示すブロック図である。
【図１１】旋回アーム２２と基台２１とが上下に並んだ状態のアライナ２０を具体的に示す断面図である。
【図１２】図１１のアライナ２０をＳ１２−Ｓ１２切断面線から見た断面図である。
【図１３】図１１のアライナ２０をＳ１３−Ｓ１３切断面線から見た断面図である。
【図１４】旋回アーム２２の具体的構成を示す断面図である。
【図１５】図１４の旋回アーム２２をＳ１５−Ｓ１５切断面線から見て示す断面図である。
【図１６】図１４の旋回アーム２２をＳ１６−Ｓ１６切断面線から見て示す断面図である。
【図１７】図１４の旋回アームＳ１７−Ｓ１７切断面線から見て示す断面図である。
【図１８】制御手段３８のおおまかな制御動作を示すフローチャートである。
【図１９】アライナ２０の位置調整動作を説明するための平面図である。
【図２０】第１の位置調整動作を説明するための平面図である。
【０２０２】
【図２１】第２の位置調整動作を説明するための平面図である。
【図２２】第２の位置調整動作の手順を示すフローチャートである。
【図２３】第２の位置調整動作の手順を説明するための平面図である。
【図２４】第２の位置調整動作の手順を説明するための平面図である。
【図２５】第３の位置調整動作を説明するための平面図である。
【図２６】第３の位置調整動作の手順を示すフローチャートである。
【図２７】第３の位置調整動作の手順を示す平面図である。
【図２８】ロボットハンドにウェハ１９を受渡すときの具体的な動作手順を示すフローチャートである。
【図２９】ロボットハンドにウェハ１９を受渡すときの動作手順を説明するための平面図である。
【図３０】制御手段３８の動作手順をより詳細に示すフローチャートである。
【図３１】制御手段３８の動作手順をより詳細に示すフローチャートである。
【図３２】ウェハ１９の軸線Ｌ１０が旋回軸線Ｌ１に対してずれて配置された場合を示す平面図である。
【図３３】図３２の場合の受光部の受光量と旋回アームの角度位置との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０２０３】
１６  エッジ
１７  ノッチ
１８  ロボットハンド
１９  基板
２０  アライナ
２１  基台
２２  旋回アーム
２３  第１ノッチセンサ
２４ａ，２４ｂ  第２ノッチセンサ
２５  エンコーダ
２６，２７  保持部
２８〜３１  持替部
３２〜３５  持替アーム
３６  サーボモータ
３７  持替体駆動手段
３８  制御手段
３９  ロボットハンド駆動手段
４０  保持体駆動手段
Ｌ１  旋回軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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