(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハの芯出しを行なうウエハ芯出し装置において、
前記ウエハをテーブルに搬送するウエハ搬送部と、
前記ウエハ搬送部の搬送方向に交差する方向に沿い且つ前記テーブルの回転中心を通る前記搬送方向の軸に対して前記ウエハの複数のエッジ座標を常に所定の順番で検出するよう非対称に配置され、センサ間の距離を位置合わせ形状部の長さより大きくした第１と第２の２つのセンサと、
前記２つのセンサにより得られた複数のエッジ座標データのうち前記ウエハに形成された前記位置合わせ形状部を含まない３点のエッジ座標データに基づき前記ウエハの中心を求め、この求められたウエハの中心と前記テーブルの回転中心とのズレ量を求める演算部と、
を備え、
この演算部で求められたズレ量に基づいて前記テーブルの回転中心に前記ウエハの中心を合わせることを特徴とするウエハ芯出し装置。
【請求項２】
前記演算部は、前記一方のセンサにより検出された２点のエッジ座標データの中点Ｘ座標と、前記他方のセンサにより検出された２点のエッジ座標データの中点Ｘ座標が一致しているかを判定し、一致していると判定した場合に前記複数のエッジ座標データから任意の３点のエッジ座標データに基づいてウエハの中心位置を求めることを特徴とする請求項１に記載のウエハ芯出し装置。
【請求項３】
前記演算部は、前記一方のセンサにより検出された２点のエッジ座標データの中点Ｘ座標と、前記他方のセンサにより検出された２点のエッジ座標データの中点Ｘ座標が一致しているかを判定し、一致していると判定した場合に各エッジ座標データの３点の組み合わせから複数のウエハの中心位置を求め、この複数の中心位置の平均値を求めることを特徴とする請求項１に記載のウエハ芯出し装置。
【請求項４】
前記演算部は、前記一方のセンサにより検出された２点のエッジ座標データの中点Ｘ座標と、前記他方のセンサにより検出された２点のエッジ座標データの中点Ｘ座標が一致しているかを判定し、一致していないと判定した場合に前記ウエハに形成された位置合わせ形状部を含まない３点のエッジ座標データに基づき前記ウエハの中心を求めることを特徴とする請求項１に記載のウエハ芯出し装置。
【請求項５】
前記演算部は、一致しないと判定した場合、前記各センサにより検出された２点のエッジ座標データからそれぞれの弦の長さを実測し、一方の実測弦に対する他方の弦の長さを計算して求め、この計測した弦の長さと他方の実測弦の長さとの差の半値と前記各実測弦の中点の差とを比較して前記位置合わせ形状部が含まれるエッジ座標データを特定することを特徴とする請求項４に記載のウエハ芯出し装置。
【請求項６】
前記演算部は、前記各エッジ座標データの３点の組み合わせからそれぞれウエハの中心位置を求め、これら各中心位置から最も大きい半径を示す３点のエッジ座標データの組み合わせと、２番目に大きい半径を示す３点のエッジ座標データを抽出し、これら２組の組み合わせに対応する前記各弦が正しいかを判断することを特徴とする請求項１に記載のウエハ芯出し装置。
【請求項７】
前記演算部は、前記各エッジ座標データの３点の組み合わせからそれぞれウエハの中心位置を求め、これら各中心位置からの各半径値を求め、最も正規の半径値に近い３点の組み合わせの中心位置を前記ウエハの中心とすることを特徴とする請求項１記載のウエハ芯出し装置。
【請求項８】
テーブルにウエハを搬送するウエハ搬送部において、 前記ウエハ搬送部の搬送方向に交差する方向に沿い且つ前記テーブルの回転中心を通る前記搬送方向の軸に対して前記ウエハの複数のエッジ座標を常に所定の順番で検出するよう非対称に配置され、センサ間の距離を位置合わせ形状部の長さより大きくした第１と第２の２つのセンサにより得られた複数のエッジ座標データのうちウエハに形成された前記位置合わせ形状部を含まない３点のエッジ座標データに基づき前記ウエハの中心を求め、この求められたウエハ中心と前記テーブルの回転中心とのズレ量を求めるウエハ芯出し方法。
【請求項９】
コンピュータに、テーブルにウエハを搬送するウエハ搬送部において前記ウエハ搬送部の搬送方向に交差する方向に沿い且つ前記テーブルの回転中心を通る前記搬送方向の軸に対して前記ウエハの複数のエッジ座標を常に所定の順番で検出するよう非対称に配置され、センサ間の距離を位置合わせ形状部の長さより大きくした第１と第２の２つのセンサにより得られた複数のエッジ座標データのうちウエハに形成された前記位置合わせ形状部を含まない３点のエッジ座標データに基づき前記ウエハの中心を求めさせ、この求められたウエハ中心と前記テーブルの回転中心とのズレ量を求めさせるためのウエハ芯出しプログラム。
【請求項１０】
請求項１から７のいずれか１項に記載のウエハ芯出し装置を備え、カセットから前記ウエハを取り出し規定の位置まで搬送することを特徴とするウエハ搬送装置。
【請求項１１】
請求項１から７のいずれか１項に記載のウエハ芯出し装置を備えたことを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体の製造装置や検査装置に適用されるウエハ芯出し装置及び方法並びにプログラムとウエハ搬送装置、検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の半導体の製造装置や検査装置には、ウエハ芯出し装置が適用されたウエハ搬送装置が組み込まれており、該装置によりカセットから取り出したウエハを搬送し、規定の位置に位置決めするようになっている。
【０００３】
かかるウエハ芯出し装置が適用されるウエハ搬送装置の従来例として特許第２６１１２５１号公報に記載されたものがある。すなわち、同公報には、２組の検出手段から出力されるウエハのエッジを示す４つのエッジ座標データのうち、円の方程式によって任意の３つのエッジ座標データを用いて基板の中心位置を算出する方法が開示されている。
【０００４】
また、ウエハのように位置合わせ形状部であるオリフラ（オリエンテーションフラット：Ｏ．Ｆ．）又はノッチが存在する基板について、位置決めを実施する場合においては、４点のエッジ座標データより３点を選択する４組の組合せを作り、各組それぞれ３点の座標を円の方程式に代入して、計算から求めた４個の半径のうち最も長い半径を示す中心点が正規の中心とする方法が開示されている。
【０００５】
しかしながら、上記従来例では、円の方程式を用いてウエハの中心座標を算出しているため、カセット内のウエハの収納位置及び、オリフラ又はノッチの向きによっては、正しくウエハの中心座標を算出できない場合がある。このことについて、以下詳細に説明する。
【０００６】
先ず、４点のエッジ座標データうちの何処かにオリフラが存在する場合において、上述した従来例では、求めた４点のエッジ座標データより３点のエッジ座標データを選択する４組の組合せを作り、各組それぞれ３点のエッジ座標データを円の方程式に代入して、計算から求めた４個の半径のうち最も長い半径を示す中心点が正規の中心とすることになる。
【０００７】
ここで、図１０及び図１１を参照して、オリフラ位置と求まる半径との関係を説明する。図１０（ａ）（ｂ）及び図１１（ａ）（ｂ）は、弦ＢＣ＜弦ＡＤの場合、つまり−Ｙ軸方向にウエハがずれていた場合である。
【０００８】
図１０は、ウエハが下側にずれていた場合でオリフラが点Ｂに掛かっていたときのオリフラの掛かり量と半径との関係を示し、図１１は、同じくオリフラが点Ａに掛かっていたときのオリフラの掛かり量と半径との関係を示している。
【０００９】
図１０及び図１１に示すように、点Ｂ又は点Ｃにオリフラが存在した場合においては、∠ＡＢＣ、∠ＢＣＤは鈍角となるため、それぞれの３点のエッジ座標データから計算される円の半径は正規の半径よりか大きくなる(図１０のＲａｂｃ)。
【００１０】
逆に、点Ａ又は点Ｄにオリフラが存在した場合においては、オリフラの掛かり量が少ないと∠ＢＡＤ、∠ＣＤＡは鋭角となるため、それぞれの３点のエッジ座標データから計算される円の半径は既知の半径より小さくなる。
【００１１】
しかし、オリフラの掛かり量が多くなってくると、弦ＢＣ＝弦ＡＤとなる場合が存在し、検出された４点で構成される図形は平行四辺形となり、この場合は点ＢＡＤ、点ＢＣＤから求まる円の半径は等しくなってしまう(図１１のＲｄａｂがＲｂｃｄと交差する点)。
【００１２】
図１２におけるＲｃｄａがＲａｂｃと交差する点の状態を図示したのが図１４である。
【００１３】
さらに、オリフラの掛かり量が多くなってくると、弦ＢＣ＞弦ＡＤとなり、の半径は既知の半径より大きくなる(図１１のＲｄａｂ)。
【００１４】
同様に弦ＢＣ＞弦ＡＤの場合、つまり＋Ｙ軸方向にウエハがずれていた場合の半径値の推移を、図１２（ａ）（ｂ）、図１３（ａ）（ｂ）に示す。図１２は、ウエハが上側にずれていた場合でオリフラが点Ｂに掛かっていたときのオリフラの掛かり量と半径との関係を示し、図１３は同じくオリフラが点Ａに掛かっていたときのオリフラの掛かり量と半径との関係を示している。
【００１５】
上記計算例より、検出された４点のエッジ座標データより３点を選択する４組の組合せを作り、各組それぞれ３点の座標を円の方程式に代入して、計算から求めた４個の半径のうち最も長い半径を示す中心点が正規の中心とは限らない。
【００１６】
さらに、得られた４個のエッジ座標データにおいて、どの点のデータがオリフラに掛かったデータか判断できず、無条件に半径が最大となる円の中心をウエハ中心と判断するため、オリフラを含んだ３点のエッジ座標データから算出した中心と原点との中心ずれ量に基づいてウエハの中心位置決めをしてしまうと、原点に対してウエハの中心が大きくずれる虞がある。
【００１７】
このように、ウエハの中心位置がずれると、次工程にてオリフラ合わせ実施する場合においても、ウエハの偏芯が大きくなり、オリフラ合わせが実施でない虞がある。さらに、次工程やウエハカセットヘウエハを安全に搬送することができず、ウエハ破損を生ずる虞がある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来例では、原点に対して対称に配置した一対のセンサにより、４点又は３点のエッジ座標データを用いてウエハの中心座標を算出するようにしているので、正しくウエハを位置決めすることができずウエハを破損する虞があるという問題があった。
【００１９】
本発明の目的は、ウエハを規定位置に位置決めすることが可能なウエハ芯出し装置及び方法並びにプログラムとウエハ搬送装置、検査装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１に係る発明は、ウエハの芯出しを行なうウエハ芯出し装置において、前記ウエハをテーブルに搬送するウエハ搬送部と、前記ウエハ搬送部の搬送方向に交差する方向に沿い且つ前記テーブルの回転中心を通る前記搬送方向の軸に対して前記ウエハの複数のエッジ座標を常に所定の順番で検出するよう非対称に配置され、センサ間の距離を位置合わせ形状部の長さより大きくした第１と第２の２つのセンサと、前記２つのセンサにより得られた複数のエッジ座標データのうち前記ウエハに形成された前記位置合わせ形状部を含まない３点のエッジ座標データに基づき前記ウエハの中心を求め、この求められたウエハの中心と前記テーブルの回転中心とのズレ量を求める演算部と、を備え、この演算部で求められたズレ量に基づいて前記テーブルの回転中心に前記ウエハの中心を合わせる。
【００２２】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明について、前記演算部は、前記一方のセンサにより検出された２点のエッジ座標データの中点Ｘ座標と、前記他方のセンサにより検出された２点のエッジ座標データの中点Ｘ座標が一致しているかを判定し、一致していると判定した場合に前記複数のエッジ座標データから任意の３点のエッジ座標データに基づいてウエハの中心位置を求める。
【００２３】
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明について、前記演算部は、前記一方のセンサにより検出された２点のエッジ座標データの中点Ｘ座標と、前記他方のセンサにより検出された２点のエッジ座標データの中点Ｘ座標が一致しているかを判定し、一致していると判定した場合に各エッジ座標データの３点の組み合わせから複数のウエハの中心位置を求め、この複数の中心位置の平均値を求める。
【００２４】
請求項４に係る発明は、請求項１に係る発明について、前記演算部は、前記一方のセンサにより検出された２点のエッジ座標データの中点Ｘ座標と、前記他方のセンサにより検出された２点のエッジ座標データの中点Ｘ座標が一致しているかを判定し、一致していないと判定した場合に前記ウエハに形成された位置合わせ形状部を含まない３点のエッジ座標データに基づき前記ウエハの中心を求める。
【００２５】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明について、前記演算部は、一致しないと判定した場合、前記各センサにより検出された２点のエッジ座標データからそれぞれの弦の長さを実測し、一方の実測弦に対する他方の弦の長さを計算して求め、この計測した弦の長さと他方の実測弦の長さとの差の半値と前記各実測弦の中点の差とを比較して前記位置合わせ形状部が含まれるエッジ座標データを特定する。
【００２６】
請求項６に係る発明は、請求項１に係る発明について、前記演算部は、前記各エッジ座標データの３点の組み合わせからそれぞれウエハの中心位置を求め、これら各中心位置から最も大きい半径を示す３点のエッジ座標データの組み合わせと、２番目に大きい半径を示す３点のエッジ座標データを抽出し、これら２組の組み合わせに対応する前記各弦が正しいかを判断する。
【００２７】
請求項７に係る発明は、請求項１に係る発明について、前記演算部は、前記各エッジ座標データの３点の組み合わせからそれぞれウエハの中心位置を求め、これら各中心位置からの各半径値を求め、最も正規の半径値に近い３点の組み合わせの中心位置を前記ウエハの中心とする。
【００２８】
請求項８に係る発明は、テーブルにウエハを搬送するウエハ搬送部において、 前記ウエハ搬送部の搬送方向に交差する方向に沿い且つ前記テーブルの回転中心を通る前記搬送方向の軸に対して前記ウエハの複数のエッジ座標を常に所定の順番で検出するよう非対称に配置され、センサ間の距離を位置合わせ形状部の長さより大きくした第１と第２の２つのセンサにより得られた複数のエッジ座標データのうちウエハに形成された前記位置合わせ形状部を含まない３点のエッジ座標データに基づき前記ウエハの中心を求め、この求められたウエハ中心と前記テーブルの回転中心とのズレ量を求める。
【００２９】
請求項９に係る発明は、コンピュータに、テーブルにウエハを搬送するウエハ搬送部において前記ウエハ搬送部の搬送方向に交差する方向に沿い且つ前記テーブルの回転中心を通る前記搬送方向の軸に対して前記ウエハの複数のエッジ座標を常に所定の順番で検出するよう非対称に配置され、センサ間の距離を位置合わせ形状部の長さより大きくした第１と第２の２つのセンサにより得られた複数のエッジ座標データのうちウエハに形成された前記位置合わせ形状部を含まない３点のエッジ座標データに基づき前記ウエハの中心を求めさせ、この求められたウエハ中心と前記テーブルの回転中心とのズレ量を求めさせる。
請求項１０に係る発明は、請求項１から７のいずれか１項に係るウエハ芯出し装置を備え、カセットから前記ウエハを取り出し規定の位置まで搬送する。
請求項１１に係る発明は、請求項１から７のいずれか１項に係るウエハ芯出し装置を備える。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るウエハ芯出し装置及び方法並びにプログラムの好適な実施形態を、図面を参照して説明する。
【００３１】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態のウエハ芯出し装置が適用されるウエハ搬送装置の構成図であり、ウエハ１を収納したカセット２は、カセット台３上に設置されており、図示しない制御部により、エレベータ機構部４が制御されることにより、上下動可能となっている。
【００３２】
カセット２からウエハ１を取り出したり収納したりするためのウエハ取り出しアーム５とウエハ１のオリフラ合わせを実施するためのセンタテーブル６及びオリフラ合わせセンサ７が設けられている。
【００３３】
ウエハ取り出しアーム５は、図２に示すように、カセット２からウエハ１を取り出すウエハ取り出し方向(Ｘ軸)に往復移動し、カセット２から取り出したウエハ１をセンタテーブル６に搬送する。また、ウエハ取り出しアーム５は、センタテーブル６とウエハ１の位置関係を相対的に移動させるための、ウエハ取り出し方向と直角方向(Ｙ軸)及び、センタテーブル６にウエハ１を受け渡すための上下方向(Ｚ軸)に移動可能となっている。図２における符号１００は、ウエハ１が搬送されて位置決めされた状態を示している。
【００３４】
さらに、カセット台３とセンタテーブル６の間のウエハ搬送路上に設けられた取り付け体１０には、２個のセンタリングセンサ８、９が取り付けられている。
【００３５】
このセンサ８、９は、図３に示すように、原点（規定ウエハ中心）から距離Ｌ１にセンサ８を配置し、原点から距離Ｌ２にセンサ９を非対称に配置することで、センサ間中心とウエハ中心とがｔだけずれた配置関係となっている。換言すると、センサ８、９は、ウエハ搬送方向に交差する方向に沿い且つ規定ウエハ中心と非対称に配置されている。
【００３６】
また本実施形態のウエハ搬送装置は、センサ８、９からの出力値が取り込まれる演算部１１と、演算部１１により演算された芯出し補正量だけウエハ１を移動するべくウエハ取り出しアーム５を移動させるウエハ移動機構１２及びデータを記憶するメモリ１３とが設けられている。ウエハ移動機構１２は、ウエハ取り出しアーム５をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する際に、基準位置からの移動量が把握できるように、例えばパルスモータで駆動されている。
【００３７】
このようなハードウェア構成の下で、本実施形態のウエハ芯出し及び位置決めは、次のようにして行われる。
【００３８】
図４〜図７に示すフロー図のように、カセット２からウエハ取り出しアーム５により取り出されたウエハ１は、２個のセンサ８、９を通過する過程において、図３に示すように、４点（Ａ点，Ｂ点，Ｃ点，Ｄ点）のエッジ座標データが検出され、メモリ１３に検出データとして格納される（ステップＳ１〜Ｓ８）。
【００３９】
この場合、２個のセンサ８、９は、センサ間中心とウエハ中心が一致しないように非対称に配置されていることにより、検出されるＡ〜Ｄの４点は、カセット内でのウエハずれが発生しても、必ずＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄの順番で取り込まれる。
【００４０】
具体的に示すと、ウエハにＯＦが存在せず、カセット２内のウエハ１が、カセット内でずれていなかった場合は、２個のセンサ中心とカセット２内のウエハ１の中心を同軸上に設置しておけば、必ずセンサ８，９の検出は同時になる。
【００４１】
しかし、ウエハにはＯＦが存在するため、たとえ、カセット２内のウエハ１が、カセット内でずれていなかった場合においても、２個のセンサ中心とカセット２内のウエハ１の中心を同軸土に設置すると、センサ８側にＯＦが存在した場合とセンサ９側にＯＦが存在した場合では、検出される４点（Ａ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点）の順番は異なる。
【００４２】
しかし、センサ９側にＯＦが掛かっても、センサ９側のほうが先に検出される寸法量だけ、センサ８，９の２個のセンサ中心をカセット２内のウエハ１の中心とずらして配置することにより、必ず、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄの順番で座標値が検出される事が可能となる。
【００４３】
センサ８及び９の検出位置を結んだ直線とウエハ搬送方向（Ｘ軸）とが直角でない場台は、そのずれ量を予めメモリ１３に記憶させておくことにより、計算上はセンサ８,９の検出位置と、ウエハ搬送方向は常に直交させる事が可能である。
【００４４】
さらに、実際はカセット２内のウエハ１の中心はカセット２内で２ｍｍ程度はずれる可能性がある。従って、カセット２内のウエハ１の中心がカセット２内でずれた場合においても、必ず、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄの順番で座標値が検出されるように、センサ８,９の２個のセンサ中心をカセット２内のウエハ１の中心とずらして配置することにより、必ず、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄの順番で座標値が検出されるようにセンサを配置する必要がある。
【００４５】
次に、弦ＡＤの中点Ｅの座標と、弦ＢＣの中点Ｆの座標とを算出し（ステップＳ９〜Ｓ１０）、ＥとＦのＸ座標が一致しているか判定する（ステップＳ１１）。
【００４６】
ここで、ステップＳ１１にて、一致していると判定されると、ステップＳ１２〜Ｓ１６とステップＳ３７〜Ｓ４１とにより、ウエハ芯出し及び位置決めが行われ、一致していないと判定されると、ステップＳ１７〜Ｓ３６とステップＳ３７〜Ｓ４１とにより、ウエハ芯出し及び位置決めが行われる。
【００４７】
弦ＡＤの中点Ｅと弦ＢＣの中点Ｆの座標は等しく、４点の何れの点にもオリフラが存在しない場合である。
【００４８】
ステップＳ１２〜Ｓ１５において、図８に示すように、得られた４点から３点(ＡＢＣ，ＢＣＤ，ＣＤＡ，ＤＡＢ)の組合せから４個の中心座標(Ｏａｂｃ，Ｏｂｃｄ，Ｏｃｄａ，Ｏｄａｂ)を算出し、次いでこれら４点の中心座標値の平均値を算出（ステップＳ１６）する。
【００４９】
また、演算時間の短縮のために、得られた４点のうち任意の３点から中心座標を算出するようにして、(ステップＳ１２〜Ｓ１５の任意の１種類の計算だけを実施)平均化処理を省略しステップＢに進んでもよい。さらに、演算時間の短縮のために、図９に示すように、直線ＡＤの中点Ｅと直線ＢＣの中点ＦのＸ座標が一致しているため、中点Ｅ及びＦのＸ座標値がウエハのずれ量をΔＸとし、弦ＡＤ長さの１／２とウエハ半径Ｒを用いて、三平方の定理より、ΔＹ＝√｛Ｒ２−（ＡＤ／２）２｝を求めても同様の結果が得られる。
【００５０】
ここで、各中心座標は、次の第１の計算法で求める。
【００５１】
以下に、点ＢＣＤからウエハの中心Ｏｂｃｄ（Ｘｂｃｄ，Ｙｂｃｄ）を求める計算式を示す。
【００５２】
第１の計算法は、２点Ｃ（Ｘｃ，Ｙｃ）とＤ（Ｘｄ，Ｙｄ）とを結ぶ弦ＣＤの垂直２等分線と、２点Ｃ（Ｘｃ，Ｙｃ）とＢ（Ｘｂ，Ｙｂ）を結ぶ弦ＣＢの垂直２等分線との交点座標を求めるものであり、これがウエハの中心Ｏｂｃｄとなる。先ず、弦ＡＤの中点と弦ＢＣの中点座標が等しくない場合は、中点ＥとＦの差△ＥＦを算出する（ステップＳ１７）。
【００５３】
但し、Ｃ（Ｘｃ，Ｙｃ）とＢ（Ｘｂ，Ｙｂ）を結ぶ弦は、Ｘ軸(ウエハ取り出し方向)に平行である。２点Ｃ（Ｘｃ，Ｙｃ）とＤ（Ｘｄ，Ｙｄ）を結ぶ弦ＣＤの方程式は、下記式１〜３となる。
【００５４】
（Ｘ−Ｘｃ）／（Ｘｄ−Ｘｃ）＝（Ｙ−Ｙｃ）／（Ｙｄ−Ｙｃ）    …式１
（Ｙ−Ｙｃ）＝ｍ（Ｘ−Ｘｃ）
ｍ＝（Ｙｄ−Ｙｃ）／（Ｘｄ−Ｘｃ）…式２
Ｙ＝ｍＸ−ｍＸｃ＋Ｙｃ                                        …式３
式３に直交する直線をＹ′＝ｍ′Ｘ′と表すと、ｍ′＝−１／ｍより、下記式４となる。
【００５５】
Ｙ′＝ｍ′Ｘ′＝（Ｘｄ−Ｘｃ）／（Ｙｄ−Ｙｃ）Ｘ′、
ｍ′＝−（Ｘｄ−Ｘｃ）／（Ｙｄ−Ｙｃ）                        …式４
２点Ｃ（Ｘｃ，Ｙｃ）とＤ（Ｘｄ，Ｙｄ）の中点座標Ｈ（Ｘｈ，Ｙｈ）は、式５のようになる。
【００５６】
Ｘｈ＝（Ｘｃ＋Ｘｄ）／２、Ｙｈ＝（Ｙｃ＋Ｙｄ）／２            …式５
従って、２点Ｃ(Ｘｃ，Ｙｃ)とＤ(Ｘｄ，Ｙｄ)とを結ぶ弦ＣＤに直交する直線は、Ｈ（Ｘｈ，Ｙｈ）を通ることより、
Ｙ′−Ｙｈ＝ｍ′（Ｘ′−Ｘｈ）                                …式６
Ｙ′＝ｍ′Ｘ′−ｍ′Ｘｈ＋Ｙｈ、
ｍ′＝−（Ｘｄ−Ｘｃ）／（Ｙｄ−Ｙｃ）
…式７′
と表わせる。
【００５７】
なお、ここでＸｄ，Ｘｃとは、２個のセンタリングセンサをウエハが通過する過程において得られたＸ座標値である。また、Ｙｄ及びＹｃは固定値であり、原点からのＹ座標値を表す。Ｙｄ，ＹａはＬ２、Ｙｃ，ＹｂはＬ１となる。
【００５８】
同様に、２点Ｃ(Ｘｃ，Ｙｃ)と、Ｂ(Ｘｂ，Ｙｂ)とを通る弦ＣＢの垂直２等分線を求め、６′式との交点Ｏｂｃｄ(Ｘｂｃｄ，Ｙｂｃｄ)を求める。
【００５９】
但し、ここでＣ(Ｘｃ，Ｙｃ)とＢ(Ｘｂ，Ｙｂ)を通る弦ＣＢは、Ｘ軸に平行な直線であるため、２点Ｃ(Ｘｃ，Ｙｃ)とＢ(Ｘｂ，Ｙｂ)の中点座標Ｆ(Ｘｆ，Ｙｆ)のＸ座標値は、求める６′式との交点ＯｂｃｄのＸ座標値Ｘｂｃｄと同じである。
【００６０】
Ｘｆ＝（Ｘｃ＋Ｘｂ）／２＝Ｘｂｃｄ                              …式９
求めたＸｆを、６′式のＸ′に代入することにより、交点ＯｂｃｄのＹ座標値Ｙｂｃｄが求まる。
【００６１】
Ｙ′＝ｍ′Ｘ′−ｍ′Ｘｈ＋Ｙｈ＝ｍ′Ｘｆ′−ｍＸｈ＋Ｙｈ＝Ｙｂｃｄ
…式８
同様に残りの３通りの組み合わせから、３個の中心座標を求める。
【００６２】
以上により、Ｏｂｃｄは（Ｘｂｃｄ，Ｙｂｃｄ）となる。
【００６３】
４点の中心座標値を第１の計算法で求めた後、ステップＳ１６にて４点の中心座標値の平均値を求め、ウエハのずれ量(△Ｘ，△Ｙ)としてメモリ１３に登録する（ステップＳ３７）。
【００６４】
センタテーブル６上で、ウエハ取り出しアーム５を、登録されたずれ量(△Ｘ，△Ｙ)だけ移動させた後（ステップＳ３８）、センタテーブル６上にウエハを受け渡すことにより（ステップＳ３９）、センタテーブル６の中心と、カセット２から取り出したウエハ１の中心が一致する。
【００６５】
センタテーブル６の中心と、カセット２から取り出したウエハ１の中心が一致し、センタテーブル６上でウエハを回転させ、オリフラ又はノッチ位置を検出することにより、ウエハの位置決めが完了する（ステップＳ４０〜Ｓ４１）。
【００６６】
一方、ステップＳ１１にて、ＥとＦとの差が一致しないと判定された場合は、４点の中心座標値を、ステップＳ１２〜Ｓ１６に代えてステップＳ１７〜Ｓ３６により求め、ステップＳ３７〜Ｓ４１により、ウエハ芯出し及び位置決めを行う。
【００６７】
この場合、第２の計算式を用いる。第２の計算式は、一方の実測弦ＢＣから、他方の弦Ａ′Ｄ′を計算により求めるものである。
【００６８】
２点Ｂ（Ｘｂ，Ｙｂ）とＣ（Ｘｃ，Ｙｃ）を結ぶ弦ＢＣの長さは、
ＢＣ＝Ｘｃ−Ｘｂ
…１０式
弦ＢＣが正しいと仮定した場合における、弦Ａ′Ｄ′の長さを求める。
【００６９】
図９に示すように、Ｒはウエハ半径、センサ間寸法をＬ、規定中心(原点)からセンサ８までの寸法をＬ１、規定中心(原点)からセンサ９までの寸法をＬ２とすると、弦ＢＣが正しいと仮定した場合における、ウエハ中心からセンサ９までの寸法をＬ２′とし、Ｒ、Ｌ１′ＢＣ／２で構成される三角形より三平方の定理を用いると、
Ｌ１′2＝Ｒ2−(ＢＣ／２)2
Ｌ１′  ＝√（Ｒ2−(ＢＣ／２)2）                            …１１式
センサ間寸法Ｌは固定値のため、
ウエハ中心からセンサ９までの寸法をＬ２′とすると、
Ｌ２′＝Ｌ−Ｌ１′                                          …式１２
このＬ２′より弦Ａ′Ｄ′の長さを求める。
【００７０】
Ｒ、Ｌ２′、Ａ′Ｂ′／２で構成される三角形より同様に三平方の定理を用いて、
(Ａ′Ｄ′／２)2＝Ｒ2−（Ｌ２′）2
Ａ′Ｄ′＝２＊√（Ｒ2−（Ｌ２′）2                            …式１３
弦ＢＣの長さを基準として、計算した弦Ａ′Ｄ′の長さと実際の弦ＡＤの長さの差の半分(ΔＡＤ／２)がΔＥＦと等しければ弦ＡＤのＡもしくはＤにオリフラが掛かっていることになる。ここで、弦ＢＣの中点ＦにおけるＸ座標値は正しいウエハ中心のＸ座標値を表わしている。これに対し、弦ＡＤはオリフラが掛かった分だけ短くなるため、弦ＡＤの中点ＥにおけるＸ座標値は、オリフラが掛かった長さの半分だけ原点を基準に長くなる。
【００７１】
従って、原点からＥまでのＸ座標値と、原点からＦまでのＸ座標値を比較し、Ｅ＞Ｆであれは、Ａにオリフラか掛かっていると判定する。逆にＥ＜Ｆであれば、Ｄにオリフラが掛かっていると判定する。
【００７２】
同様に、弦ＡＤの長さを基準として、計算した弦Ｂ′Ｃ′の長さと実際の弦ＢＣの長さの差の半分(ΔＢＣ／２)がΔＥＦと等しければ弦ＢＣにオリフラが掛かっていることになる。
【００７３】
従って、原点からＥまでのＸ座標値と、原点からＦまでのＸ座標値を比較し、Ｅ＞Ｆであれは、Ｃにオリフラが掛かっていると判定する。逆にＥ＜Ｆであれば、Ｂにオリフラが掛かっていると判定する。
【００７４】
同様にして、弦ＡＤが正しいと仮定した場合における、弦Ｂ′Ｃ′の長さを求めることができる。
【００７５】
その後、各検出した弦ＡＤ及び弦ＢＣの長さを用いて、検出点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの何れにオリフラが掛かっているかの判断を実施した後、オリフラ部のデータを除いた残りの３点から第１の計算方法もしくは上記第２の計算式で用いた三平方の定理よりウエハの中心を算出する。
【００７６】
このウエハ中心値は、ウエハのずれ量(△Ｘ，△Ｙ)としてメモリ１３に登録する（ステップＳ３７）。
【００７７】
センタテーブル６上で、ウエハ取り出しアーム５を、登録された(△Ｘ，△Ｙ)だけ移動させた後（ステップＳ３８）、センタテーブル６上にウエハを受け渡すことにより（ステップＳ３９）、センタテーブル６の中心と、カセット２から取り出したウエハ１の中心が一致する。
【００７８】
センタテーブル６の中心と、カセット２から取り出したウエハ１の中心が一致し、センタテーブル６上でウエハを回転させ、オリフラ又はノッチ位置を検出することにより、ウエハの位置決めが完了する（ステップＳ４０〜Ｓ４１）。
【００７９】
（第２の実施形態）
図１に示す構成によれば、カセット２からウエハ取り出しアーム５により取り出されたウエハ１は、２個のセンサ８、９を通過する過程において、第３図に示すように、４点のエッジ座標データが検出され、センサ間中心とウエハ中心が一致しないように非対称に配置されていることにより、検出されるＡ〜Ｄの４点は、カセット２内でのウエハ１の位置ずれが発生しても、必ずＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄの順番で取り込まれる。
【００８０】
ここで、得られた４点のエッジ座標データから３点(ＡＢＣ，ＢＣＤ，ＣＤＡ，ＤＡＢ)の組合せから４個の中心座標を算出し、この値から各半径値を求め、最も正規の円の半径に近い中心点をウエハのずれ量として図示しないメモリ１３に△Ｘ，△Ｙとして登録する。
【００８１】
センタテーブル６上で、ウエハ取り出しアーム５を、メモリ１３に登録された△Ｘ，△Ｙだけ移動させた後、センタテーブル６上にウエハ１を受け渡すことにより、センタテーブル６の中心と、カセット２から取り出したウエハ１の中心が一致する。
【００８２】
センタテーブル６の中心と、カセット２から取り出したウエハ１の中心が一致し、センタテーブル６上でウエハ１を回転させ、オリフラ又はノッチ位置を検出することにより、ウエハの位置決めを完了させても同様の効果を得ることが可能である。
【００８３】
（第３の実施形態）
上述した第２の計算式では、実測弦ＢＣから、他方の弦Ａ′Ｄ′を算出しているが、予め、実測弦ＢＣに対応する他方の弦Ａ′Ｄ′の長さ、及び実測弦ＡＤに対応する他方の弦Ｂ′Ｃ′の長さを算出しておき、例えばメモリ１３にマップデータとして保持しておくことにより、演算時間を必要とせずに、どちらの弦が正しいかの判断が可能となり、搬送速度の向上につながる。
【００８４】
（第４の実施形態）
第４の実施形態は、図１５〜図１８に示すように、ウエハが下側又は上側にずれていた場合でオリフラが点Ｂ又はＡ側に掛かっていたときに好適な例である。
【００８５】
図１に示す構成によれば、カセット２からウエハ取り出しアーム５により取り出されたウエハ１は、２個のセンサ８、９を通過する過程において、第３図に示すように、４点のエッジ座標データが検出され、センサ間中心とウエハ中心が一致しないように非対称に配置されていることにより、検出されるＡ〜Ｄの４点は、カセット２内でのウエハ１の位置ずれが発生しても、必ずＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄの順番で取り込まれる。
【００８６】
ここで、得られた４点のエッジ座標データから３点(ＡＢＣ，ＢＣＤ，ＣＤＡ，ＤＡＢ)の組合せから算出される４個の中心点を算出する。
【００８７】
本実施形態では、４個の中心点の値から各半径値を求め、最も大きい半径を示す座標値の組み合わせと、２番目に大きい半径を示す座標値の組み合わせを抽出し、各座標値から、上記第１の実施形態で示した第２の計算式で、実測弦ＢＣに対応する他方の弦Ａ′Ｄ′の長さ、及び実測弦ＡＤに対応する他方の弦Ｂ′Ｃ′の長さを算出し、どちらの弦が正しいか判断し、その結果により、中心を求めても同様の効果が得られる。
【００８８】
なお、上述した各実施形態においては、ウエハ搬送中にウエハのオリフラ位置を検出するものとなっているが、図１において、センタテーブル６上でウエハ１を回転させてオリフラを検出するに際し、センサ８，９にもっとも近い回転方向に、センタテーブル６が回転制御されるように、センタテーブル６を移動させるウエハ移動機構１２を配置することにより、オリフラ検出のために動作する回転角度がもっとも少なくてすみ、オリフラ合わせの時間短縮が可能となる。
【００８９】
本発明によるウエハ芯出し制御は、ウエハ搬送方向に交差する方向に沿い且つ規定ウエハ中心と非対称に配置された二つのセンサ８，９からの検出値を演算部１１により演算して補正量を演算するものであるが、演算部１１の構成としてはハードウエアとして構成する他に、演算部１１をコンピュータ又はコンピュータの一部の機能により構成すると共に図４〜図７のフローが実施される方法又はプログラムを当該コンピュータによる演算部１１により実行するソフトウエアとして構成とすることもできる。
【００９０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、ウエハ搬送方向に交差する方向に沿い且つ規定ウエハ中心と非対称に配置された二つのセンサからの検出データからウエハのオリフラを判断して、該オリフラに掛かるデータ以外の残りの３点でウエハの中心座標値を算出するため、正しいウエハ中心を求めることが可能なウエハ芯出し装置及び方法並びにプログラムとウエハ搬送装置、検査装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るウエハ芯出し装置の一の実施形態を示す図。
【図２】同の実施形態における要部を示す斜視図。
【図３】同の実施形態の装置から得られる検出座標の状態を示す図。
【図４】同の実施形態の装置の制御部による動作フロー図。
【図５】同の実施形態の装置の制御部による動作フロー図。
【図６】同の実施形態の装置の制御部による動作フロー図。
【図７】同の実施形態の装置の制御部による動作フロー図。
【図８】図１の装置の制御部による中心を算出する説明図。
【図９】図１の装置の制御部によるオリフラ位置を算出する説明図。
【図１０】オリフラ位置と求まる半径との関係を説明するものであって、ウエハが下側にずれていた場合でオリフラが点Ｂに掛かっていたときのオリフラの掛かり量と半径との関係を示す図。
【図１１】同オリフラが点Ａに掛かっていたときのオリフラの掛かり量と半径との関係を示す図。
【図１２】同オリフラ位置と求まる半径との関係を説明するものであって、ウエハが上側にずれていた場合でオリフラが点Ｂに掛かっていたときのオリフラの掛かり量と半径との関係を示す図。
【図１３】同オリフラが点Ａに掛かっていたときのオリフラの掛かり量と半径との関係を示す図。
【図１４】図１の装置の制御部による中心を算出する説明図。
【図１５】センサをウエハ中心からずらして配置した場合における、オリフラ位置と求まる半径との関係を説明するものであって、ウエハが下側にずれていた場合でオリフラが点Ｂに掛かっていたときのオリフラの掛かり量と半径との関係を示す図。
【図１６】同オリフラが点Ａに掛かっていたときのオリフラの掛かり量と半径との関係を示す図。
【図１７】センサをウエハ中心からずらして配置した場合における、オリフラ位置と求まる半径との関係を説明するものであって、ウエハが上側にずれていた場合でオリフラが点Ｂに掛かっていたときのオリフラの掛かり量と半径との関係を示す図。
【図１８】同オリフラが点Ａに掛かっていたときのオリフラの掛かり量と半径との関係を示す図。
【符号の説明】
１    …  ウエハ
２    …  カセット
３    …  カセット台
４    …  エレベータ機構部
５    …  ウエハ取り出しアーム
６    …  センタテーブル
７    …  オリフラ合わせセンサ
８    …  センサ
９    …  センサ
１０  …  取り付け体
１１  …  演算部
１２  …  ウエハ移動機構
１３  …  メモリ
【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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