(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上側と下側の研磨板と、前記下側の研磨板上にウエハ結晶体を載置するための収容開口を有する複数個のランナーディスクと、回転によって前記ランナーディスクを移動させるロールオフ装置と、前記個々のランナーディスクを所定の装填および取り出し位置に移動させるためのロールオフ装置用の制御駆動部とを備えた両面研磨機を用いて、ウエハ結晶体に対して両面研磨機を自動的に作動させる方法であって、
装填位置にあるランナーディスクの収容開口の中心位置を光学認識システムによって測定して記憶し、
前記収容開口の測定された中心位置に順次ロボットアームのグリップ手段を方向づけ、
前記グリップ手段の方向づけ時に、個々の開口の正確な中心位置をロボットアームに取り付けられた第２光学認識システムによって決定して記憶し、
ロボットアームのグリップ手段によってウエハ結晶体の表面を把持した状態で、個々のウエハ結晶体を所定の順序で研磨機外の挿入待機位置からランナーディスクの収容開口に挿入するとき、
各ウエハ結晶体を収容開口に対する正確な方向づけ後に、前記ウエハ結晶体の周縁部分が収容開口の外部領域にかかるように傾斜姿勢で収容開口に降ろし、その後ウエハ結晶体が収容開口に平面的に収容されるまでウエハ結晶体に圧力をかけて水平姿勢に倒して挿入し、
所定の順序で装填位置に配置される個々のランナーディスクに対して前記動作を繰り返すことを特徴とする両面研磨機へのウエハ結晶体の自動装填方法。
【請求項２】
上側と下側の研磨板と、前記下側の研磨板上にウエハ結晶体を載置するための収容開口を有する複数個のランナーディスクと、回転によって前記ランナーディスクを移動させるロールオフ装置と、前記個々のランナーディスクを所定の装填および取り出し位置に移動させるためのロールオフ装置用の制御駆動部とを備えた両面研磨機を用いて、ウエハ結晶体に対して両面研磨機を自動的に作動させる方法であって、
装填位置にあるランナーディスクの収容開口の中心位置を光学認識システムによって測定して記憶し、
前記収容開口の測定された中心位置に順次ロボットアームのグリップ手段を方向づけ、
前記グリップ手段の方向づけ時に、個々の開口の正確な中心位置をロボットアームに取り付けられた第２光学認識システムによって決定して記憶し、
ロボットアームのグリップ手段によってウエハ結晶体の表面を把持した状態で、個々のウエハ結晶体を所定の順序で研磨機外の挿入待機位置からランナーディスクの収容開口に挿入するとき、
各ウエハ結晶体を収容開口に対する正確な方向づけ後に、前記ウエハ結晶体の周縁部分が収容開口の外部領域にかかるように傾斜姿勢で収容開口に降ろし、その後ウエハ結晶体が収容開口に平面的に収容されるまでウエハ結晶体を回転させて水平姿勢に倒して挿入し、
所定の順序で装填位置に配置される個々のランナーディスクに対して前記動作を繰り返すことを特徴とする両面研磨機へのウエハ結晶体の自動装填方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のウエハ結晶体に対して両面研磨機を自動的に作動させる方法において、
前記ランナーディスク（１４）の所定の収納開口に装填されて研磨処理の施されたウエハ結晶体の位置を光学認識システムによって決定し、
ロボットアームのグリップ手段によって個々のウエハ結晶体をランナーディスク（１４）から順次取り出して、この研磨処理後にウエハ結晶体に施される処理のために搬出することを特徴とする両面研磨機へのウエハ結晶体の自動装填方法。
【請求項４】
請求項３に記載のウエハ結晶体に対して両面研磨機を自動的に作動させる方法において、
ウエハ結晶体の取り出しをするとき、前記グリップ手段のランナーディスク（１４）への近接および離間移動は、装填と同じ順序で行ない、
かつ、収納開口からのウエハ結晶体を前記グリップ手段によって取り出す動作は、装填動作とは逆の順序で行なうことを特徴とする両面研磨機へのウエハ結晶体の自動装填方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のウエハ結晶体に対して両面研磨機を自動的に作動させる方法において、
挿入準備のできた状態にあるウエハ結晶体をカセット内に維持し、ロボットアームにより前記カセットから受け取ったウエハ結晶体をセンタリングステーションに置いた後、前記センタリングステーションで中心位置調整したウエハ結晶体をグリップ手段で把持し、ランナーディスクの収容開口に挿入することを特徴とする両面研磨機へのウエハ結晶体の自動装填方法。
【請求項６】
上側と下側の研磨板と、前記下側の研磨板上にウエハ結晶体を載置するための収容開口を有する複数個のランナーディスクと、回転によって前記ランナーディスクを移動させるロールオフ装置と、前記個々のランナーディスクを所定の装填および取り出し位置に移動させるためのロールオフ装置用の制御駆動部とを備えた両面研磨機を用いて、ウエハ結晶体に対して両面研磨機を自動的に作動させる方法であって、
装填位置にあるランナーディスクの収容開口の中心位置を光学認識システムによって測定して記憶し、
前記収容開口の測定された中心位置に順次ロボットアームのグリップ手段を方向づけ、
前記グリップ手段の方向づけ時に、個々の開口の正確な中心位置をロボットアームに取り付けられた第２光学認識システムによって決定して記憶し、
ロボットアームのグリップ手段によってウエハ結晶体の表面を把持した状態で、個々のウエハ結晶体を所定の順序で研磨機外の挿入待機位置からランナーディスクの収容開口に挿入するとき、
各ウエハ結晶体を収容開口に対する正確な方向づけ後に、前記ウエハ結晶体の周縁部分が収容開口の外部領域にかかるように傾斜姿勢で収容開口に降ろし、その後ウエハ結晶体が収容開口に平面的に収容されるまで水平姿勢に倒して挿入し、
さらに、前記ランナーディスクに前記ウエハ結晶体の挿入後にウエハ結晶体に一時的に圧力をかけ、
所定の順序で装填位置に配置される個々のランナーディスクに対して前記動作を繰り返すことを特徴とする両面研磨機へのウエハ結晶体の自動装填方法。
【請求項７】
上側と下側の研磨板と、前記下側の研磨板上にウエハ結晶体を載置するための収容開口を有する複数個のランナーディスクと、回転によって前記ランナーディスクを移動させるロールオフ装置と、前記個々のランナーディスクを所定の装填および取り出し位置に移動させるためのロールオフ装置用の制御駆動部とを備えた両面研磨機を用いて、ウエハ結晶体に対して両面研磨機を自動的に作動させる方法であって、
装填位置にあるランナーディスクの収容開口の中心位置を光学認識システムによって測定して記憶し、
前記収容開口の測定された中心位置に順次ロボットアームのグリップ手段を方向づけ、
前記グリップ手段の方向づけ時に、個々の開口の正確な中心位置をロボットアームに取り付けられた第２光学認識システムによって決定して記憶し、
ロボットアームのグリップ手段によってウエハ結晶体の表面を把持した状態で、個々のウエハ結晶体を所定の順序で研磨機外の挿入待機位置からランナーディスクの収容開口に挿入するとき、
各ウエハ結晶体を収容開口に対する正確な方向づけ後に、前記ウエハ結晶体の周縁部分が収容開口の外部領域にかかるように傾斜姿勢で収容開口に降ろし、その後ウエハ結晶体が収容開口に平面的に収容されるまで水平姿勢に倒して挿入し、
前記ランナーディスクに前記ウエハ結晶体を挿入後にウエハ結晶体を一時的に回転させ、
所定の順序で装填位置に配置される個々のランナーディスクに対して前記動作を繰り返すことを特徴とする両面研磨機へのウエハ結晶体の自動装填方法。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のウエハ結晶体に対して両面研磨機を自動的に作動させる方法において、
収容開口を形成するランナーディスクの側壁は、収容開口の輪郭に沿って射出成形されたプラスチック枠によって形成され、その輪郭部分を第１および／または第２光学認識システムが検出することを特徴とする両面研磨機へのウエハ結晶体の自動装填方法。
【請求項９】
上側と下側の研磨板（１０）と、下側の研磨板（１０）上に載置されたランナーディスク（１４）と、回転によってランナーディスクを移動させるロールオフ装置（２０）と、個々のランナーディスクを所定の装填および取り出し位置に移動させるためのロールオフ装置用の被制御駆動部とを備えた両面研磨機に対してウエハ結晶体（４６）を装填および取り出しする自動装填・取り出し装置であって、
ウエハ結晶体の表面を把持するグリップ手段（２８）付きのアーム（２６）を有し、ロボット制御部によって室内のいかなる場所にも移動可能な多軸ロボットと、
装填位置にあるランナーディスク（１４）の収容開口（１６）を検出する視野（３８）を持ち、収容開口の中心位置を測定し、その中心値をメモリーに保存する少なくとも１個の光学認識システム（３４）とを備え、
前記ロボット制御部は、前記光学認識システムによって測定された収容開口の中心位置を前記メモリーから読み出し、
前記読み出した位置情報に基づいて前記アームを移動させてグリップ手段（２８）に把持されたウエア結晶体を前記収容開口まで搬送させ、
さらに、前記ロボット制御部は、前記アームおよびグリップ手段を操作して、前記収容開口の位置に搬送されたウエハ結晶体を傾斜姿勢で降下させて下方に向いたウエハ結晶体の外周先端を前記収容開口の内縁に接触させ、この接触した位置を支点にしてウエハ結晶体が水平姿勢になるようウエハ結晶体に圧力をかけて収納開口に倒して収容させる
ことを特徴とする両面研磨機へのウエハ結晶体の自動装填装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の自動装填・取り出し装置において、
前記ロボットアーム（２６）に取り付けられた第２光学認識システム（３６）を備え、
かつ、前記第２光学認識システム（３６）は、グリップ手段（２８）の方向づけ後に、収容開口（１６）の中心位置の正確な決定のために収容開口（１６）の縁の直径に位置する少なくとも２個の点を検出し、前記グリップ手段（２８）によって把持されるウエハ結晶体（４６）をアドレス指定し、それらを収容開口（１６）に対して方向づけるために正確な中心値が記憶されることを特徴とする両面研磨機へのウエハ結晶体の自動装填装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の自動装填・取り出し装置において、
前記光学認識システム（３４）は、前記ランナーディスクの上方に固定されていることを特徴と両面研磨機へのウエハ結晶体の自動装填装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の自動装填・取り出し装置において、
前記光学認識システム（３４）は、前記ランナーディスク（１４）に前記ウエハ結晶体を搬送、または前記ランナーディスク（１４）からウエハ結晶体を取り出すために、このランナーディスク（１４）の上方に移動してきたローディングアーム（２８）よりも上方に設けられていることを特徴とする両面研磨機へのウエハ結晶体の自動装填装置。
【請求項１３】
請求項９ないし請求項１２のいずれかに記載の自動装填・取り出し装置において、
前記光学認識システムが画像評価を含むカメラを有することを特徴とする両面研磨機へのウエハ結晶体の自動装填装置。
【請求項１４】
請求項９ないし請求項１３のいずれかに記載の自動装填・取り出し装置において、
前記グリップ手段（２８）が任意に真空下に設定される吸着カップ（３２）を有することを特徴とする両面研磨機へのウエハ結晶体の自動装填装置。
【請求項１５】
請求項９ないし請求項１４のいずれかに記載の自動装填・取り出し装置において、
一旦置かれたウエハ結晶体がグリップ手段によって軸合わせに把持されるセンタリングステーションを設けたことを特徴とする両面研磨機へのウエハ結晶体の自動装填装置。
【請求項１６】
請求項９ないし請求項１５のいずれかに記載の自動装填・取り出し装置において、
ウエハ結晶体をカセット（１１４）へ順次搬送する湿式収納ステーション（１１０、１１２）が設けられていることを特徴とする両面研磨機へのウエハ結晶体の自動装填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、研削後のウエハ結晶体の研磨処理を実行するために利用される方法および装置に係り、特に、ウエハ結晶体を効率よく搬送する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高集積密度のマイクロエレクトロニクス部品の製造は、製造されるウエハ結晶体の平坦度、無欠陥度および粗面度についての非常に厳しい条件が要求される。その最終処理ステップは、研削後のウエハ結晶体の研磨である。上記条件はウエハ結晶体の両面を磨くことによって最適に満たされる。いわゆる両面研磨機はこの目的に使われる。
【０００３】
両面研磨機は、例えば、ドイツ連邦共和国公報ＤＥ１９５４７０８６に記載されている。それはウエハ結晶体をいわゆるランナーディスクの収容開口に入れることを特徴とする。ランナーディスクは研磨布が貼られた下側の研磨板上に順番に載置される。ランナーディスクはロールオフ装置によってその移動が開始され、その移動を維持される。同様に研磨布が貼られた上側の研磨板をウエハ結晶体上に移動させ、研磨剤を加えながら、両研磨板を回転させ、転動させることで両面研磨が行われる。
【０００４】
上記公報は、ランナーディスクを所定の装填・取り出し位置へ移動させる方法も記載している。通常、ランナーディスクは周縁に歯を備え、それが内側および外側歯のリム、またはピン付きリムと係合する。内側および／または外側歯のリムが回転すると、ランナーディスクは機械の縦軸回りに移動しながら回転する。伝動比は既知であるから、位置決め用駆動部によって各ランナーディスクが静止点に対する所望の位置（装填・取り出し位置）へ移動される。
【０００５】
さらに、両面研磨機からウエハ結晶体を搬出する装置が、ドイツ連邦共和国公報ＤＥ１０００７３８９から公知である。その公知装置は複数の吸引孔が設けられた吸着ヘッドを備え、それによってランナーディスク内のすべてのウエハ結晶体を同時に吸着保持することができる。その目的のため、吸着ヘッドは縦軸まわりで回転可能に軸支され、ウエハ結晶体を同時に吸着保持できる回転位置に移動される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の両面研磨機を用いる場合、次のような問題がある。
すなわち、上記公報に記載されたウエハ結晶体の両面研磨は、いわゆるバッチ処理である。その処理の開始前に多数のウエハ結晶体がランナーに置かれることを必要とする。製造ラインにおいて、ウエハ結晶体が正確に位置づけられ、縁を損傷せずに正しい順序になり、浮き上がりが生じないことが重要である。現状ではウエハ結晶体を人が持ち運び収容開口にウエハ結晶体を挿入しており、順番が守られず、縁が破損し、ロールオフ回転の開始時に少なくとも１個のウエハ結晶体が浮き上がって機械の内部で損傷する恐れがある。また、ウエハ結晶体だけでなく、ランナーディスクや研磨布が破壊されるかもしれず、大きな損害と生産不良を引き起こす恐れがある。
【０００７】
ウエハ結晶体の搬出後に、残留する研磨剤を取り除き、研磨布とランナーディスクを濡らしておくために両面研磨機がリンス処理される。研磨剤がそのまま乾燥すると、研磨時にかき傷をつける恐れがある。リンス処理では水で布を濡らし、収容開口ないしネスト（nests）に水が閉じこめられる結果となる。この水は、望ましくない結果として記載したように結晶体の浮上を引き起こすこととなる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、冒頭に記載した種類の両面研磨機にウエハ結晶体を自動的に装填する方法を提供し、縁の損傷を回避し、ウエハ結晶体の浮上を防止することを目的とする。さらに、ウエハ結晶体の所定順序を守り確実に取り扱うことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、請求項１および請求項２の特徴によって達成される。
すなわち、請求項１に記載の発明は、上側と下側の研磨板と、前記下側の研磨板上にウエハ結晶体を載置するための収容開口を有する複数個のランナーディスクと、回転によって前記ランナーディスクを移動させるロールオフ装置と、前記個々のランナーディスクを所定の装填および取り出し位置に移動させるためのロールオフ装置用の制御駆動部とを備えた両面研磨機を用いて、ウエハ結晶体に対して両面研磨機を自動的に作動させる方法であって、
装填位置にあるランナーディスクの収容開口の中心位置を光学認識システムによって測定して記憶し、
前記収容開口の測定された中心位置に順次ロボットアームのグリップ手段を方向づけ、
前記グリップ手段の方向づけ時に、個々の開口の正確な中心位置をロボットアームに取り付けられた第２光学認識システムによって決定して記憶し、
ロボットアームのグリップ手段によってウエハ結晶体の表面を把持した状態で、個々のウエハ結晶体を所定の順序で研磨機外の挿入待機位置からランナーディスクの収容開口に挿入するとき、
各ウエハ結晶体を収容開口に対する正確な方向づけ後に、前記ウエハ結晶体の周縁部分が収容開口の外部領域にかかるように傾斜姿勢で収容開口に降ろし、その後ウエハ結晶体が収容開口に平面的に収容されるまでウエハ結晶体に圧力をかけて水平姿勢に倒して挿入し、
所定の順序で装填位置に配置される個々のランナーディスクに対して前記動作を繰り返すことを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、上側と下側の研磨板と、前記下側の研磨板上にウエハ結晶体を載置するための収容開口を有する複数個のランナーディスクと、回転によって前記ランナーディスクを移動させるロールオフ装置と、前記個々のランナーディスクを所定の装填および取り出し位置に移動させるためのロールオフ装置用の制御駆動部とを備えた両面研磨機を用いて、ウエハ結晶体に対して両面研磨機を自動的に作動させる方法であって、
装填位置にあるランナーディスクの収容開口の中心位置を光学認識システムによって測定して記憶し、
前記収容開口の測定された中心位置に順次ロボットアームのグリップ手段を方向づけ、
前記グリップ手段の方向づけ時に、個々の開口の正確な中心位置をロボットアームに取り付けられた第２光学認識システムによって決定して記憶し、
ロボットアームのグリップ手段によってウエハ結晶体の表面を把持した状態で、個々のウエハ結晶体を所定の順序で研磨機外の挿入待機位置からランナーディスクの収容開口に挿入するとき、
各ウエハ結晶体を収容開口に対する正確な方向づけ後に、前記ウエハ結晶体の周縁部分が収容開口の外部領域にかかるように傾斜姿勢で収容開口に降ろし、その後ウエハ結晶体が収容開口に平面的に収容されるまでウエハ結晶体を回転させて水平姿勢に倒して挿入し、
所定の順序で装填位置に配置される個々のランナーディスクに対して前記動作を繰り返すことを特徴とするものである。
【００１０】
（作用・効果）請求項１に記載の発明方法においては、装填位置にあるランナーディスクの収容開口の中心位置が、第１光学認識システムによって大まかに測定されて記憶される。続いて、ロボットアームのグリップ手段が、収容開口の測定された中心に順次向けられる。ロボットアームまたはグリップ手段のそれぞれが方向づけられる間、個々の収容開口の中心の正確な位置が、ロボットアームに取り付けられた第２光学認識システムによって決定されて記憶される。上記過程で、ロボットアームは、装填位置にあるランナーディスクの収容開口の中心の正確な位置を決定する第２測定手段として役立つ。第１測定手段は第１ステップで中心位置を多少正確に測定する第１光学認識システムである。第１光学認識システムの座標系がロボットアームを作動させるロボットに関連づけられていることが分かる。
【００１１】
ロボットのコンピューターが収容開口の中心の正確な位置を記憶した後、ロボットアームとそのグリップ手段によりウエハ結晶体の挿入を行うことができる。これはランナーディスクの収容開口毎に所定の順序で行われる。所定のランナーディスクが装填された後、次のランナーディスクが装填位置に移動され、上記と同じ動作が実行される。
【００１２】
ロボットアームによって搬送されて、対応する収容開口に向けられる間、ウエハ結晶体を略水平姿勢にする。しかし、単に収容開口内に降ろす場合、縁に損傷を与えることはないが、ウエハ結晶体が上記したようにランナー上で浮く恐れがある。
ここで、各ウエハ結晶体を、収容開口に対する方向づけ後に、先ず周辺部分が収容開口の外部領域にかかるように傾斜姿勢で収容開口に降ろす。その後、ウエハ結晶体が収容開口に平面的に収容されるまで水平姿勢へと倒す。先ず比較的少量の水が収容開口から排除される。収容開口へ完全に倒すことで、より多くの水が収容開口から一方向に排除される。このとき、さらに、ウエハ結晶体に圧力をかけながら傾斜姿勢での挿入したり、または、ウエハ結晶体を回転させながら挿入したりすることにより、より確実に水を収容開口から排除することができる。したがって、ディスク上でウエハ結晶体を浮せることはなくなる。
【００１５】
上記操作は、さらにグリップ手段またはロボットアームによって、ウエハ結晶体に一時的に圧力をかけるか回転させることによって完全なものにできる。
【００１６】
研磨の前にウエハ結晶体は研削処理を受ける。その後、ウエハ結晶体は、さらに次の処理を施すためにカセットに入れられる。その後、研磨機に挿入するために、ロボットアームがカセットからウエハ結晶体を取り出す。正確に位置づけられたウエハ結晶体をロボットアームが受け取るようにカセットを配備することが考えられるが、それはいくつかの問題を引き起こす。従って、発明の一つの観点によれば、ロボットアームはカセットからウエハ結晶体を個別に取り出し、センタリングステーションに個別に置く。続いて、ランナーディスクを収容開口に挿入するために、グリップ手段が、正確に中心位置調整されたウエハ結晶体をセンタリングステーションから取り出す。また、別の移送装置でウエハ結晶体をセンタリングステーションに移送することも考えられる。
【００１７】
処理作業の終了後、ロボットアームでランナーディスクからウエハ結晶体を取り出すことが可能であることも分かっている。この趣意で、ランナーディスクの装填または取り出し位置で、ランナーディスクの開口の位置を再度決定する。そのような決定は装填作業と同程度に正確である必要はなくランナーディスクの開口からウエハ単結晶を取り出すために、グリップ手段は少し偏心状態でウエハ結晶体と係合してもよい。第１工程におけるランナーディスクの収容開口の中心の決定は、両面研磨機の上側研磨板が遠ざかるように回動した後すぐに開始でき、比較的迅速に行なえる。そうすると、ウエハ結晶体は、継続して取り出し移動される、好ましくは装填と同じ順序で、ロボットアームまたはそのグリップ手段によってランナーディスク内から順次取り出される。そして、各ウエハ結晶体は湿式収納ステーション等の次段階のステーションへ個別に送られる。そこからウエハ結晶体はウォーターシュート（water chute）を介して、使用の準備ができているカセットへ搬送することができる。
【００１８】
通常、ランナーディスクはスチール製である。収容開口の縁でウエハ結晶体を損傷することを避けるために、ランナーディスクの開口側面の輪郭状に射出成形されたプラスチック枠によって縁を形成することは公知である。例えば、ランナーディスク開口のスチール縁は、プラスチック枠が十分な接着を確保するように、多重あり継ぎ形状になっている。プラスチック材は透明でもよく、暗色のものでもよい。従って、プラスチック枠の色が収容開口の測定に影響することを防止するために、発明の一つの観点によれば、第１および／または第２光学認識システムがランナーディスクの開口側面の輪郭状に形成された縁を検出する。
【００１９】
また、本発明は両面研磨機へのウエハ結晶体の自動装填・取り出し装置をも提供する。発明装置は請求項９に記載されている。それはウエハ結晶体の表面を把持するグリップ手段付きのアームを持った多軸ロボットを備える。本発明によれは、グリップ手段は、真空源と任意に接続され得る吸着カップによって構成することができる。ロボットに関して一般的に知られているように、アームまたはグリップ手段は、室内の任意の場所に移動できる。装填位置にあるランナーディスクの収容開口を検出する視野を持つ第１光学認識システムは、その中心位置を測定し、中心値をメモリーに保存する。第１光学認識システムは固定されていることが好ましく、さらに下側の研磨板の上方の比較的高い箇所に設けられることが望ましい。そのシステムが十分正確に作動するなら、１個の認識システムであってもよい。また、第２の光学認識システムはアームに取り付けることができる。測定された中心位置の座標に基づいて、グリップ手段が収容開口の中心に向けられる。続いて、第２光学認識システムが、収容開口の直径上の２個以上の点を検出することによって、中心位置をより正確に検出する。そして、正確な中心値が記憶される。ウエハ結晶体の縁を損傷せずに収容開口に挿入するために、ウエハ結晶体を把持したグリップ手段を移動させるのに中心の正確な座標が役立つ。
【００２０】
既に述べたように、グリップ手段は傾斜可能に設計される。ウエハ結晶体が斜めに挿入された後で、ウエハ結晶体の外周の接線である回動軸心まわりで水平になるまで倒される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の両面研磨機について図面を参照しながらより詳細に説明する。本発明の一実施例に係る両面研磨機は、ＤＥ１９５４７０８６またはＤＥ１０００７３８９に詳細に記載されたような両面研磨機として知られているものを使用する。その研磨機は２枚の研磨板を持ち、両研磨板の間に設けられたランナーディスクの収容開口に対してウエハ結晶体の出し入れを可能にするために、上側の研磨板が下側の研磨板から離れるように回動する構成になっている。ランナーディスクは歯またはピン付きの内側および外側リムによって回転可能である。
【００２２】
図１に示すように、両面研磨機の下側の研磨板１０に研磨布１２が貼られている。研磨布にはランナーディスクが数個、例えば３個または５個載置され、そのうちの１個が図１と図２中の符号１４で示されている。各ランナーディスク１４は３つの収容開口１６を有する。図３に示されるように、平坦なランナーディスク１４は、両面研磨機の歯またはピン付きの内側リムおよび外側リムと係合する歯１８が周縁に形成されている。歯またはピン付きの内側リムおよび外側リムが図１中符号２０で示されている。図４に示されるように、スチール製ランナーディスク１４の収容開口１６の縁があり継ぎ形状になっている。このような形状の縁２２にプラスチック枠２４が射出成形されている。プラスチック枠２４の内縁２９は収容開口１６の縁を構成する。内縁２９の半径Ｒは、図１〜図４に示されていない収容されるべきウエハ結晶体の半径より少しだけ大きい。例えば、半径Ｒは１５０．５０ｍｍで、ウエハ結晶体の半径は１５０ｍｍである。
【００２３】
図２に示されるように、詳細が示されていないローディングロボットのロボットアームが符号２６で示され、アーム２６にローディングヘッド２８が符号３０の箇所でヒンジ連結している。ローディングヘッド２８は、任意に真空源に接続することができる３つ以上の吸着カップ３２を備えている。ローディングロボットは後述する機能のための演算手段を持つ制御装置を備えている。
【００２４】
さらに図２に示されるように、第１光学認識システム３４が固定配置されている。また、第２光学認識システム３６がローディングヘッド２８に取り付けられている。ローディングヘッド２８は、ランナーディスク１４の個々の収容開口１６に、図示しないウエハ結晶体を順次挿入するのを補助する。その目的で、個々のランナーディスク１４を装填位置へ順次移動させる必要がある。例えばＤＥ１０００７３８９は、どのようにしてランナーディスク１４を装填または取り出し位置に移動させるかを詳細に記載している。図１のランナーディスク１４がそのような装填位置にあると仮定する。例えば適当なデジタルカメラからなる第１光学認識システム３４は、ランナーディスク１４が入った四角の視野を持つ（図１に示す）。この第１光学認識システム３４は収容開口１６を特定し、それらの縁からの中心４０の位置を測定することができる。中心４０の位置とそれらの座標はロボット制御部の適当なメモリーに保存される。
【００２５】
続いて、空のローディングヘッド２８が、例えば、図１の左側の収容開口１６である第１の収容開口１６へ向けられる。この動作は、記憶されているこの収容開口１６の中心の座標の助けで実行される。しかし、中心位置の上記測定は、収容開口内にウエハ結晶体を的確に移送することが可能なほど正確ではない。従って、既に測定された中心位置にローディングヘッド２８を移動させながら、これもデジタルカメラからなり得る第２光学認識システム３６によって、別途測定が行われる。例えば、このシステムは収容開口１６の縁と直径が交差する多数の点４２の測定に役立つ。これらの点４２は中心４０の正確な位置の決定、従って、前に保存された中心データの修正を可能にする。このようにして、ロボットのメモリーは収容開口１６の正確な中心位置のデータを保存することになる。他の収容開口１６に関しても、上記と同じ方法で正確な中心位置を決定する。
【００２６】
測定が終了すると、ランナーディスク１６の収容開口１６へのウエハ結晶体の挿入を開始することができる。これは図５〜図９に詳細に示されている。
【００２７】
各リンス作業の後には純水４４がランナーディスク１４の収容開口１６内とディスク自体の上に存在する。図外のロボットを用いて、ローディングヘッド２８は、前処理済みのウエハ結晶体を重ねて収納したカセット（図示せず）からウエハ結晶体を１枚取り出し、図外のセンタリングステーションに降ろし、センタリングステーションでウエハ結晶体を解放し、正確に中心位置調整されたウエハ結晶体と再び係合する。続いて、図５〜図９の符号４６で示されるウエハ結晶体をランナーディスク１４の収容開口１６に対して、図５に示すように正確に方向づける。ローディングヘッド２８を下降させて傾けることにより、ウエハ結晶体４６の外部領域が収容開口１６の縁上の点Ａに位置するように、ウエハ結晶体４６が収容開口１６に載置される。斜めに置かれたウエハ結晶体４６の下の水を変位させるに十分な空きスペースが生じる。この後、ウエハ結晶体４６は点Ａまわりで倒され（矢印４８を参照）、これによって水４４を一方向（図の左方向）に逃がす。図６〜図８はウエハ結晶体を倒しながら挿入する様子を示す。図９で、ウエハ結晶体４６は水平姿勢にされ、水の膜が無くなった収容開口１６内に載置される。吸着カップ３２がウエハ結晶体４６から分離し、排除された水がランナーディスク１４の表面に集まる。そして、ローディングヘッド２８は次の装填動作のために移動することができる。カセットから次のウエハ結晶体を取り出し、センタリングステーションでその容器を軸合わせし、上記のようにウエハ結晶体を次の収容開口１６内に置く。これはランナーディスク１４の収容開口のすべてが装填されるまで上記動作が行われる。続いて、図示しない次のランナーディスクが装填位置に移動させられる。上記認識システムが、ランナーディスクの収容開口の中心の正確な座標を決定することを助け、両面研磨機のランナーディスクのすべて（図示せず）が所定の順で装填されるまで、装填動作が上記のように行われる。その後、公知の研磨処理を開始することができる。
【００２８】
上記ロボットは処理済みウエハ結晶体の取り出しをも可能にする。図１０を参照してこれを説明する。図１０で下側の研磨板が示されているが、アーム１０２に枢支され、高さ調節も可能な上側の研磨板の取付け具１００も示されている。また、二軸ロボットのアーム２６も示されている。さらに、ウエハ結晶体用の２台のリフタ１０４、センタリングステーション１０６、ウエットデポジタ１０８（wet  depositer）、ウエハ結晶体棚１１０、ウォーターシュート１１２(water chute)、カセット１１４なども設けられている。最後に、アーム１１６が固定され、それはランナーディスク１４用の照明装置を備えている。
【００２９】
積込みにあたって、ロボットアーム２６はリフタ１０４からウエハ結晶体を取り出す。ウエハ結晶体は先ずセンタリングステーション１０６に送られ、正確に中心位置調整されて再びロボットアーム２６に把持される。このプロセスが完了すると、ランナーディスク４０は上記と同様に、または公告された出願ＤＥ１０００７３８９に記載されたように位置づけられる。また、ウエハ結晶体はロボットアームと吸着カップ３２を備える上記グリップ装置２８とによって取り出される。固定された第１光学認識システム３４が、ランナーディスク１４の収容開口１６の位置検出に再び用いられる。吸着カップにとって、わずかなずれは問題にならないから、正確に中心を決定することは不要である。収容開口中心の決定が終了した後、ロボットアーム２６はウエハ結晶体を挿入と同じ順序で取り上げる。
【００３０】
各ウエハ結晶体は棚１１０へ送られる。そこから、ウエハ結晶体はウォーターシュート１１２を介して、使用の準備ができているカセット１１４へ供給される。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、装填位置にはるランナーディスクの収容開口の中心位置を第１光学認識システムによって測定して記憶し、この収容開口の中心位置を基づいてロボットアームのグリップ手段を方向づける過程で、第２光学認識システムによって個々の収容開口の正確な中心位置が決定されて記憶される。したがって、ロボットアームのグリップ手段は、第２光学認識システムによって得られた個々の開口の正確な位置情報に基づいてウエハ結晶体をランナーディスクの収容開口に正確に装填するとともに、研磨処理を施したウエハ結晶体を収容開口に装填した同じ順番で正確に取り出し搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ランナーディスクが装填位置にある状体の両面研磨機の研磨板を模式的に示す断片平面図である。
【図２】図１の下側研磨板の部分断面を示し、発明装置のロボットアームとグリップ手段の一部を模式的に示す図である。
【図３】ランナーディスクの拡大図である。
【図４】ランナーディスクの開口側面部分の要部構成を示す拡大図である。
【図５】図２と同様の図で、グリップ手段でウエハ結晶をランナーディスクの収容開口に挿入する種々の段階を示す説明図である。
【図６】図２と同様の図で、グリップ手段でウエハ結晶をランナーディスクの収容開口に挿入する種々の段階を示す説明図である。
【図７】図２と同様の図で、グリップ手段でウエハ結晶をランナーディスクの収容開口に挿入する種々の段階を示す説明図である。
【図８】図２と同様の図で、グリップ手段でウエハ結晶をランナーディスクの収容開口に挿入する種々の段階を示す説明図である。
【図９】図２と同様の図で、グリップ手段でウエハ結晶をランナーディスクの収容開口に挿入する種々の段階を示す説明図である。
【図１０】両面研磨機の一部を模式的に示す概略平面図である。
【符号の説明】
１０  …  研磨板
１２  …  研磨布
１４  …  ランナーディスク
１６  …  収容開口
２６  …  ロボットアーム
２８  …  ローディングヘッド（吸着ヘッド）
３４  …  第１光学認識システム
３６  …  第２光学認識システム
４６  …  ウエハ結晶体
【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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