(57)【要約】【課題】ウエハの外周部に形成されたノッチがウエハ把持部に位置する状態でも、ノッチ部を把持部からずらすためのウエハの持ち替えとノッチの再検出動作を行うことなく、一度のウエハ把持とノッチ検出動作でノッチ合せを終了し、ノッチがウエハ把持部にある場合のノッチ合せ時間を従来に比べて大幅に短縮することが可能なエッジグリップ式ノッチ合せ装置を提供する。【解決手段】ウエハのエッジグリップ式ノッチ合せ装置において、ウエハの外周部に形成されたノッチを検出するノッチ検出センサに光学式測長センサを使用し、このセンサがウエハの上方に位置し、ウエハが把持された状態でノッチの形成されたウエハ外周部までの距離を測定可能な位置に配置され、センサのＯＮ・ＯＦＦ信号や受光量の変化ではなく、センサからウエハまでの距離の変化を判定してノッチ位置を判断するように構成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハ外周部にノッチを有する円板状ウエハのエッジを、ウエハの半径方向への開閉動作によって機械的に昇降把持する複数の把持部と、前記把持部がウエハの下部で連結され把持部の開閉動作を行う開閉駆動機構と、前記把持部及び開閉駆動機構と把持したウエハを開閉駆動機構の中心を回転中心として回転させる回転機構と、前記把持部でウエハのエッジを把持した状態で前記回転機構によって回転させて、ウエハの外周部にあるノッチを検出するノッチ検出センサと、前記ノッチ検出センサにより検出されたウエハのノッチの位置を基準位置から指定された角度に合せて、ウエハ搬送ロボットとの受け渡しを行うため前記ウエハの外周部を周方向に間隔をあけて複数の下方から支持する支持部とから構成されたウエハのノッチ合せ装置において、
前記ノッチ検出センサがウエハの上方に設置され、光学式側長センサを用いてノッチ部を距離の変化で検出することを特徴とするウエハのエッジグリップ式ノッチ合せ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハ等の外周に形成されたノッチの位置を検出し、基準位置から指定された角度に位置合せを行うウエハのエッジグリップ式ノッチ合せ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造装置や各種ウエハ検査装置においては、ウエハ搬入時にウエハの向きを一定にすることが必要であり、ウエハの外周に形成されたノッチ（深さ１ｍｍ程度）を指定されたある一定方向へ合せるノッチ合せを行った後に所定の位置へ搬入する。このノッチ合せ時におけるウエハの保持方式として、従来のウエハ裏面真空吸着方式から、例えば特許文献１に記載されているように、ウエハ外周側面のエッジ部を機械的に把持するエッジグリップ方式を採用する傾向にある。
【０００３】
このエッジグリップ方式の場合、カセット内等に収納されたウエハをウエハ搬送ロボットで取り出し、ノッチ合せ装置に移載しウエハ外周側面を機械的に把持することで位置合せが終了する。この時ウエハ把持部はウエハのエッジ部を把持するウエハ平面に垂直な面と、把持開放時にウエハのエッジ部をささえるウエハ内側に向かって下方向に傾斜する傾斜面を有し、ウエハ平面に垂直な面でウエハが把持された状態でウエハ把持部と共にウエハを回転させ、その回転途中でウエハの外周に形成されたノッチを、透過式光学センサや反射式光学センサを用いたノッチ検出センサのＯＮ・ＯＦＦ信号の変化や受光量の変化によってノッチ位置が検出される。
【０００４】
その後、ノッチ位置を基準位置から指定された角度へ回転させ、ウエハ把持部の開動作によってウエハ把持を開放し、ウエハの内側に向かって下方向に傾斜する傾斜面上に載置されているウエハを、開放動作に伴い下方向へ動作しながら、ウエハ搬送ロボットとの受け渡しのためにウエハの外周部を周方向に間隔をおいて複数の下方から支持する支持部へ載置しノッチ合せ動作を終了する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１００８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術によるノッチ検出方法では、ウエハを把持した時にウエハ外周に形成されたノッチがこの把持部の位置にある場合、透過式光学センサでは把持部のエッジ部をささえるウエハ内側に向かって下方向に傾斜する傾斜面に光軸が遮られＯＮ・ＯＦＦ信号の変化やノッチ部の受光量の変化が得られずノッチ部が検出できない。
【０００７】
又、反射式光学センサでは同様にエッジ部をささえるウエハ内側に向かって下方向に傾斜する傾斜面の反射を誤検出しノッチ部が検出できない場合が発生する。そのため、ウエハを把持した状態でノッチ検出を行ってノッチ部が検出できない場合、一旦、ウエハ把持部の開動作によってウエハ把持を開放し、ウエハ搬送ロボットとの受け渡しのためにウエハの外周部を周方向に間隔をおいて複数の下方から支持する支持部にウエハを載置し、ウエハを把持しない状態で把持部の幅＋α（数度）分だけ把持部を回転させ、再度ウエハを把持し直しウエハを把持部と共に回転させノッチ検出センサで再検出を行うため、この時にはノッチ合せ時間が約２倍と長くなる問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、ウエハの外周部に形成されたノッチがウエハ把持部にある状態でも、ノッチ検出部に光学式側長センサを用いてノッチ部を距離の変化で検出することでノッチ位置が判断可能となり、一度のウエハ把持とノッチ検出動作でノッチ合せを終了し、ウエハ把持部にノッチがある場合のノッチ合せ時間を従来に比べ大幅に短縮することが可能なエッジグリップ式ノッチ合せ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のエッジグリップ式ノッチ合せ装置は、ウエハのエッジである外周部をウエハの半径方向への開閉動作によって機械的に昇降把持する複数の把持部と、この複数の把持部がウエハの下部で連結され把持部の開閉動作を行う開閉駆動機構と、把持部及び開閉駆動機構と把持したウエハを開閉駆動機構の中心を回転中心として回転させる回転機構とを備え、ウエハを把持したまま回転駆動すると共に、ウエハ外周部に形成されたノッチを検出するノッチ検出部から構成される。
【００１０】
また前記とは別に、ウエハ搬送ロボットとの受け渡しを行うためにウエハの外周部を周方向に間隔をおいて複数の下方から支持する支持部を有している。このエッジグリップ式ノッチ合せ装置において、ノッチ検出部には光学式側長センサがウエハの上方に設置され、ウエハ回転中にウエハまでの距離を連続的に測定し、ウエハ外周に形成されたノッチ部を、従来の光学式センサのＯＮ・ＯＦＦ信号の変化やノッチ部の受光量の変化ではなく、距離の変化で検出することを特徴とする。
【００１１】
この時のノッチ部の判断として、把持部にあるエッジ部をささえるウエハ内側に向かって下方向に傾斜する傾斜面にノッチが位置する場合、光学式側長センサからノッチ部までの距離は回転中の測定では急激にウエハの厚さ分（φ３００ｍｍウエハの場合で７５５〜７９５μｍ）ノッチ部以外のウエハ表面より長くなり、把持部にウエハが位置する場合でもノッチ部と判断可能となる。把持部にノッチ部が位置しない場合はノッチ部で距離の変化が異常に大きくなるか、距離測定が不能となり、この部分がノッチ部と判断でき検出可能となる。
このようにして、本発明によるエッジグリップ式ノッチ合せ装置では、ウエハの外周部に形成されたノッチ部がウエハ把持部に位置する状態でも、ノッチ部の判断が可能となり、一度のウエハ把持とノッチ検出動作でノッチ合せを終了することが可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、ウエハの外周部に形成されたノッチがウエハ把持部にある状態でも、ノッチ検出部に光学式側長センサを用いてノッチ部を距離の変化で検出することでノッチ位置が判断可能となり、ノッチがウエハ把持部に位置する場合でもウエハの持ち替えとノッチの再検出動作を行うことなく、一度のウエハ把持とノッチ検出動作でノッチ合せを終了することが可能となる。そのため、ノッチがウエハ把持部に位置する場合のノッチ合せ時間を従来に比べ半分に短縮することが可能になり、装置のスループット向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に本発明の一実施形態に係るエッジグリップ式ノッチ合せ装置の概略構成図を示し、図２に図１の平面図を示す。又、図３にノッチ検出の部分図を示し、図４及び図５に図３による検出時のノッチが把持部に有る場合の検出波形の一例を示し、図６及び図７に図３による検出時のノッチが把持部に無い場合の検出波形の一例を示す。
【００１４】
ウエハ２６の外周部にはノッチが設けてある。図１に示すように、エッジグリップ式ノッチ合せ装置には、ウエハ２６の外周部を把持するために複数の把持具１が設けてある。この把持具１はシャフト２により連結ハウジング５に連結されている。シャフト２は、ハウジング５内に組込まれたガイドベアリング４によってガイドされている。
【００１５】
さらに、シャフト２は連結プレート３によって従動プーリ６に連結されている。これにより、複数の把持具１を従動プーリの回転と上下動に連動して動作させることができる。従動プーリ６の下方内側には従動プーリ６の回転に合わせて回転可能でハウジング５を上下動作させるための上下スライドベアリング８が設けてある。ベース２４に一端を支持したガイドシャフト１６が設けてある。このガイドシャフト１６に設けたガイドベアリング１５を介してプレート１８が支持されている。
【００１６】
このプレート１８が上下駆動源１４とバネ１７の動作により上下動するように構成してある。このプレート１８にはベアリング９を介してスライドシャフト８ａが設けてあり、スライドシャフト８ａは、プレート１８が上下動することで連動して上下動し、従動プーリ６にも上下スライドベアリング８の上下動が伝達され、それが連結プレート３を介してシャフト２に伝達される。
【００１７】
上下スライドベアリング８のスライドシャフト８ａが上昇することで、連結プレート３を介して複数の把持具１が半径方向へ連動して閉動作し、ウエハ２６の把持動作を行う。又、同様にスライドシャフト８ａが下降することで、連結プレート３を介して複数の把持具１が半径方向へ連動して開動作し、ウエハ２６の把持を開放することができる。
【００１８】
又、ベース２４に組込まれたベアリング７とスライドシャフト８ａの下端を支持しているベアリング９により、従動プーリ６とスライドシャフト８ａは回転可能に構成されている。従動プーリ６と連結プレート３を介して連結されたシャフト２及び複数の把持具１が回転可能となる。
【００１９】
ここで、従動プーリ６はベルト１３を介し、モータ１１と駆動プーリ１０によって回転される。従動プーリ６の回転角度は、モータ１１の軸端に設けたエンコーダ１２と、原点センサ２３によって検知可能である。さらに、搬送ロボットとのウエハの受け渡し箇所である支持ピン１９及び２０は、図２に示す通り把持具１を挟むように互いに配置されている。
【００２０】
把持具１の部分にノッチが位置する時に検出後のノッチ位置を支持ピン１９又は２０のどちらかに向けるような指示があった場合、又は把持具１にノッチが無い場合で検出後のノッチ位置を指示された位置に向けた時、把持具１と支持ピン１９又は２０が接触する場合に、支持ピン上下駆動源２１又は２２を駆動することによって、把持具１の接触する側の支持ピン２０又は２１を下げることが可能である。
【００２１】
さらに、把持具１によって把持されたウエハ２６の外周にはノッチが形成されている。このノッチを検出するために光学式測長センサからなるノッチ検出センサ２５がウエハ２６の端部の上方に設けてある。このノッチ検出センサ２５は、図３に示すようにノッチ検出センサ２５からウエハ２６までの距離Ｌ１と、ノッチ部の下に位置する把持部傾斜面上面までの距離Ｌ１＋ｔを測定できる位置に設置してある。尚、ノッチ検出センサ２５からベース２４までの距離をＬ２とする。
【００２２】
ここで、具体的なノッチの検出例を図４から図７に示す。先ず、図４に示すように、把持具１にノッチが位置する場合、ノッチ検出センサ２５からウエハ２６の上面まではＬ１の距離で測定され、ノッチ部はウエハ２６の厚さｔが加算されＬ１＋ｔで測定される。
【００２３】
このＬ１＋ｔの範囲の前後が不連続となりＬ１に対しウエハ２６の厚さｔ分が急激に変化するため、原点からのこの範囲をノッチと判断することができる。ここで、把持部傾斜面の影響でウエハ厚さｔが正確に測定できなくても前後の不連続点から判断することが可能である。
【００２４】
さらに、把持部傾斜面の影響でウエハ厚さｔが測定不能となっても、図５に示す通り測定データが得られない範囲がノッチ部分であると判断できる。次に、図６に示すように、把持具１にノッチが位置しない場合は、ノッチ部がベース２４までの距離Ｌ２で測定される。このＬ２の範囲の前後で不連続となり、Ｌ１に対しベース２４までの距離Ｌ２が急激に変化するため、原点からのこの範囲をノッチと判断することができる。
さらに、ベース２４までの距離Ｌ２が光学式測長センサの測定範囲を超え測定不能となっても図７に示す通り測定データが得られない範囲がノッチ部分と判断できる。
以上説明してきたように、従来の光学式センサのＯＮ・ＯＦＦ信号や受光量の変化でノッチ位置を検出する方法と異なり、光学式測長センサを用いることで、距離の変化やデータが得られない範囲をノッチ位置として判断することができるため、従来のような把持部にノッチが有る場合の支持ピンへの持ち替え動作や、持ち替え後のノッチの再検出動作が不要となり、把持部にノッチが位置する場合のノッチ合せ時間を従来の半分に短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係るエッジグリップ式ノッチ合せ装置の概略構成図。
【図２】図１の平面図。
【図３】ノッチ検出の部分図。
【図４】図３による検出時のノッチが把持部に有る場合の検出波形の説明図。
【図５】図３による検出時のノッチが把持部に有る場合で且つ把持部傾斜面が測定不能な場合の検出波形の説明図。
【図６】図３による検出時のノッチが把持部に無い場合の検出波形の説明図。
【図７】図３による検出時のノッチが把持部に無の場合で且つ測定範囲を超え測定不能な検出波形の説明図。
【符号の説明】
【００２６】
１…把持具、２…シャフト、３…連結プレ−ト、４…ガイドベアリング、５…ハウジング、６…従動プードシャフト、９…ベアリング、１０…駆動プーリ、１１…モータ、１２…エンコーダ、１３…ベルト、１４…上下動駆動源、２２…支持ピン上下駆動源、２３…原点センサ、２４…ベース、２５…ノッチ検出センサ、２６…ウエハ。
【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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