JP2006060135A - 基板状態検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハンドに保持した基板のずれを精度よく検出する基板検出装置を提供する。
【解決手段】 保持領域に配置されたウェハ２１の縁部５０の厚み方向一方Ｚ１に投光部４３が配置され、ウェハ２１の縁部５０の厚み方向他方Ｚ２に回帰反射型リフレクタ４７が配置される。また投光部４３から投光される光が、第１光軸５１に沿って進む。ウェハ２１がずれて縁部の位置が変位した場合に受光部４４の受光状態が変化する。第１光軸５１がウェハ２１の厚み方向表面に対して略垂直に延びることによって、第１光軸５１がウェハ２１の厚み方向表面に略平行に延びる場合に比べて、保持領域に対するウェハ２１のずれが小さい場合であっても、判定手段４８は、ウェハ２１が保持領域に配置されたか否か、すなわちウェハ２１のずれを精度よく検出することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ロボットハンドに保持される基板のずれを検出する基板状態検出装置に関する。

第１の従来技術として、ロボットハンドに保持される半導体基板の有無を検出する基板検出装置がある（たとえば特許文献１、図１参照）。この基板検出装置は、センサ本体と反射体とが設けられる。センサ本体は、ハンドの基端部に固定され、光を投光する投光部と光を受光する受光部とを有する。反射体は、投光部から投光された光を受光部に向けて反射する。

ハンドに基板が保持された状態で、センサ本体は基板よりも上方に設けられ、反射体は、基板よりも下方に設けられる。ハンドが基板を保持していない状態では、投光部から投光された光は、反射体に入射する。受光部は、反射体からの反射光を受光する。またハンドが基板を保持した状態では、投光部から投光された光は、基板によって遮光される。したがって受光部は、反射体からの反射光の受光が阻止される。このようにセンサ本体の受光状態が変化するので、受光状態に基づいて基板の有無を判断することができる。なお反射体は、ハンドに保持された基板の中心位置付近に配置される。

第２の従来技術の基板検出装置として、３つのセンサ本体と、各センサ本体に対応する反射体がそれぞれ設けられる（たとえば特許文献２、図４参照）。各センサ本体は、ハンドの基端部に設けられる。各反射体は、センサ本体に対して、水平方向に離反した位置に配置される。各センサ本体は、上述と同様、投光部と受光部とを有する。

各投光部から投光される光は、基板の上方から基板の下方に進むにつれて、ハンドの基端部から先端部に向かってほぼ水平に進む。基板がハンドに設定される保持領域に対してずれた状態では、各投光部のうちの少なくとも１つから投光された光は、対応する反射体に入射する。反射体は、入射した光を反射光として反射する。受光部は、反射体から反射した光を受光する。第２の従来技術の基板検出装置は、各センサ本体のうちの少なくとも１つが、反射体からの光を受光した場合に、基板が保持位置からずれた状態でハンドに保持されていると判定する。

特開平１０−１３５３０６号公報 特開平１０−１７５７３４号公報

第１の従来技術の基板検出装置は、反射体が、ハンドに保持された基板の中心位置に対向して配置される。したがってハンドが保持領域から少しずれた程度では、投光部から投光される光が基板によって遮光される状態が維持されてしまい、受光部の受光状態が変化しない。これによって基板の位置ずれについて判定することができない。

第２の従来技術の基板検出装置は、各センサ本体と、センサ本体にそれぞれ対応する反射体とが離れた位置に配置されており、センサ本体から投光される光は、ハンドの基端部から先端部に向かってほぼ水平に進む。したがって第１の従来技術と同様に、基板が保持領域から少しずれた程度では、基板のずれを検出することができず、保持領域から基板が大きくずれている場合についてしか、基板のずれ状態を検出することができない。

したがって本発明の目的は、ハンドに保持した基板、たとえば半導体基板のずれを精度よく検出する基板状態検出装置を提供することである。

本発明は、基板を保持するロボットハンドに備えられ、ロボットハンドに設定される保持領域に基板が配置されたか否かを検出する基板状態検出装置であって、
保持領域に基板が配置された場合にその基板の縁部に対向し、保持領域よりもハンド厚み方向一方に配置され、基板の厚み方向表面に対して略垂直に延びて保持領域を挿通する第１光軸に沿って進む光を投光する投光部と、
保持領域に基板が配置された場合にその基板の縁部に対向し、保持領域よりもハンド厚み方向他方に配置され、第１光軸に沿って進む光を予め定める第２光軸に沿って進むように反射する反射体と、
反射体から第２光軸に沿って進む光を受光可能な受光部と、
受光部の受光状態に基づいて、基板が保持領域に配置されたか否かを判定する判定部とを含むことを特徴とする基板状態検出装置である。

本発明に従えば、基板が保持領域に配置される場合、投光部から投光された光は、基板によって遮光されて、反射体に到達することが阻止される。また基板が保持領域からずれて配置される場合、投光部から投光された光は、基板によって遮光されず反射体に到達して、反射体によって反射される。この反射された光が受光部に到達することによって受光部が受光状態となる。このように保持領域に対する基板のずれによって、受光部の受光状態が変化する。したがって判定手段が受光部の受光状態の変化に基づいて、保持領域に配置される基板のずれ状態を判断することができる。

本発明では、保持領域に配置された基板の縁部の厚み方向一方側に投光部が配置され、基板の縁部の厚み方向他方側に反射体が配置される。また投光部から投光される光が、第１光軸に沿って進む。第１光軸は、基板の厚み方向表面に対して略垂直に延びる。したがって保持領域に対する基板のずれが小さくても、基板による投光部からの光の遮光状態が変化して、受光部の受光状態が変化する。これによって判定手段は、基板が保持領域に配置されたか否か、すなわち基板のずれを精度よく検出することができる。

また本発明は、投光部は、予め定める第１方向にだけ振動する偏光された光を投光し、
受光部は、予め定める第２方向にだけ振動する偏光された光を受光し、
反射体は、第１方向に振動する光を第２方向に振動する光として反射することを特徴とする。

本発明に従えば、投光部によって第１方向にだけ振動する光が投光される。反射体は、投光部から投光された光を、第２方向に振動する光として反射する。受光部は、第２方向にだけ振動する光を受光するので、反射体を介して投光部から投光された光を受光する。したがって投光部から投光された光とは異なる光が受光部に達しても、また反射体で反射しない光が受光部に達しても、受光部がその光を受光することを防ぎ、誤検出を防ぐことができる。

このように受光部は、投光部からの光が反射体で反射した光について受光することができ、検出精度を向上することができる。たとえば投光部から投光された光が、基板によって反射して受光部に達した場合、受光部が光を受光することがなく、安定して基板のずれを判定することができる。

また本発明は、反射体は、入射した光の方向に対して平行でかつ向きが反対となる方向に光を反射する回帰反射型リフレクタによって実現され、第１光軸と第２光軸とがほぼ一致するように設定されることを特徴とする。

本発明に従えば、反射体が回帰反射型リフレクタによって実現されることによって、投光部から反射体に入射した光の方向に対して、平行でかつ向きが反対となる方向に光を反射する。これによって投光部に近接した位置に受光部を配置することで、反射体で反射した投光部からの光を受光部で受光することができる。したがって投光部と受光部との位置合せを容易化して、投光部と受光部と反射体との取付けを容易に行うことができる。たとえば投光部の周囲に受光部を配置することによって、反射体で反射した投光部からの光を受光部で効率よく受光することができる。

また本発明は、対応する反射体と投光部と受光部とを１つの検出構成体として、３つ以上の検出構成体を有し、
判定部は、各検出構成体の受光部の受光結果に基づいて、保持領域に対して基板がずれる方向を判定することを特徴とする。

本発明に従えば、判定手段が、各検出構成体の受光部からの受光結果に基づくことによって、保持領域に対して基板のずれる方向を判定する。基板のずれる方向を判定することによって、より利便性を向上することができる。

また本発明は、基板を吸着してハンドを保持するロボットハンドに備えられることを特徴とする。

本発明に従えば、ハンドによって基板を吸着保持した状態で、ハンドとともに基板を移動させた場合、基板が保持領域からスライド移動する場合がある。本発明では、上述したように精度よく基板のずれを検出することができるので、ハンドとともに基板を搬送しているときに基板がスライド移動した場合であっても、基板のずれを精度よく検出することができる。

なお基板がスライドする方向はハンドの移動方向によって異なる。したがって３つ以上の検出構成体が設けられることが好ましい。これによって任意の位置に基板がずれた場合であっても、判定手段が基板のずれおよびその方向を精度よく判定することができる。

また本発明は、基板を乗載する乗載部と、基板を位置あわせするための位置決め部と、乗載部に乗載された基板をハンド厚み方向に交差する移動方向に変位させて、基板を位置決め部に当接させて保持領域に基板を配置する変位手段とを有するロボットハンドに備えられ、反射体は、乗載部に設けられることを特徴とする。

本発明に従えば、基板を保持するにあたって、まず乗載部に基板が乗載される。次に、変位手段が基板に当接して基板を変位させる。基板は、移動して位置決め部に当接することによってさらなる移動が阻止されて、保持領域に配置される。乗載部に反射体が設けられることによって、乗載部に基板が乗載された状態で、基板がずれているか否かを判断することができる。これによって変位手段によって基板を移動させる前に、基板のずれを検出することができ、基板がずれた状態で変位手段が基板を変位させることを防ぐことができ、基板の損傷および破損を防ぐことができる。

また本発明は、変位手段の両側に前記乗載部がそれぞれ設けられ、対応する反射体と投光部と受光部とを１つの検出構成体とし、変位手段に対して基板の周方向両側に設けられる２つの乗載部に対して検出構成体がそれぞれ設けられることを特徴とする。

本発明に従えば、変位手段の両側に設けられる乗載部毎に検出構成体が形成されることによって、変位手段によって基板が移動させる移動方向のずれを検出することができるとともに、２つの乗載部が並ぶ方向に基板がずれているか否かを判断することができる。これによって変位手段によって基板を移動させる前に、移動方向および乗載部が並ぶ方向の基板のずれを検出することができ、基板がずれた状態で変位手段が基板を変位させることをより確実に防いで、基板の損傷を防ぐことができる。

また本発明は、光反射率が高い基板を保持するロボットハンドに備えられ、ロボットハンドに設定される保持領域に基板が配置されたか否かを検出する基板状態検出装置であって、
保持領域に基板が配置された場合にその基板の縁部に対向し、保持領域よりもハンド厚み方向一方に配置され、基板の厚み方向表面に対して略垂直に延びて保持領域よりも外方の領域を挿通する第１光軸に沿って進む光を投光する投光部と、
保持領域に基板が配置された場合にその基板の縁部に対向し、保持領域よりもハンド厚み方向他方に配置され、第１光軸に沿って進む光を予め定める第２光軸に沿って進むように反射する反射体と、
反射体から第２光軸に沿って進む光が、基板によって反射されて予め定める第３光軸に沿って進む光を受光する受光部と、
受光部の受光状態に基づいて、基板が保持領域に配置されたか否かを判定する判定部とを含むことを特徴とする基板状態検出装置である。

本発明に従えば、基板が保持領域に配置される場合、投光部から投光された光は、保持領域の外方を通過して、反射体に到達し、反射体によって第２光軸に沿う方向に反射される。第２光軸に沿う光は基板によって反射されて第３光軸に沿う方向に反射される。第３光軸に沿う光は、受光部に到達することによって受光部が受光状態となる。

基板が保持領域を通過してずれた場合、投光部から投光された光は、基板によって遮光されて、反射体に到達することが阻止される。また基板が保持領域よりも手前にずれて配置される場合、反射体によって反射されて第２光軸に沿って進む光は、基板によって反射されず、受光部に到達することがない。

このように保持領域に対する基板のずれによって、受光部の受光状態が変化する。判定手段は、受光部の受光状態の変化に基づいて、保持領域に配置される基板のずれ状態を判断することができる。本発明では、反射体と基板とによって光をそれぞれ反射させて、投光部から受光部に光を導くことによって、基板のずれを精度よく検出することができる。具体的には、反射体からの光が基板によって反射されない場合と、投光部から反射体へ向かう光を遮光する場合と、を基板のずれとして判断することができる。すなわち基板が保持領域まで達していなくても、基板が保持領域を通り過ぎていても、基板のずれとして判断することができる。上述したように、投光部は、予め定める第１方向にだけ振動する偏光された光を投光し、受光部は、予め定める第２方向にだけ振動する偏光された光を受光し、反射体は、第１方向に振動する光を第２方向に振動する光として反射してもよい。

また本発明は、前記基板状態検出装置を備えるロボットハンドである。
本発明に従えば、ロボットハンドが基板状態検出装置を備えることによって、基板を保持した状態で、保持領域に対する基板のずれを判断することができる。

また本発明は、前記ロボットハンドと、
ロボットハンドを支持する基板搬送用アームと、
基板搬送用アームを変位駆動するアーム駆動手段と、
基板状態検出装置の検出結果に基づいて、アーム駆動手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする基板搬送用ロボットである。

本発明に従えば、制御手段が、基板状態検出装置の検出結果に基づいて、アーム駆動手段を制御することによって、基板がずれた場合における基板搬送用アームの動作を変更することができる。

請求項１記載の本発明によれば、保持領域に配置された基板の縁部に対して、厚み方向一方側に投光部が配置され、厚み方向他方側に受光部が配置される。また第１光軸が基板の厚み方向表面に対して略垂直に延びる。これによって第１光軸が基板の厚み方向表面に略平行な場合に比べて、基板のずれを精度よく検出することができる。

このようにハンドに保持した基板のずれを精度よく検出することができるので、保持領域に対して基板がずれた状態で、基板を搬送することを防ぐことができる。これによって基板の損傷および破損を防止することができる。またカセットなどの基板支持体に基板がずれた状態で支持される場合であっても、基板のずれを防いで保持することができ、基板支持体が基板を正確に保持する必要がない。

また請求項２記載の本発明によれば、偏光を用いることによって、投光部から投光されて反射体によって反射された光とは異なる光が、受光部に達する場合であっても、基板のずれを正確に判断することができる。たとえば投光部からの光が基板によって反射して受光部に向かって進む場合であっても、基板ずれの誤検出を防ぐことができる。

また請求項３記載の本発明によれば、反射体として回帰反射型リフレクタを用いることによって、投光部と受光部との位置合せを容易に行うことができる。たとえば投光部と受光部とを一体化した１つのユニットとして形成することが可能であり、基板状態検出装置を安価に形成することができる。

また請求項４記載の本発明によれば、３つ以上の検出構成体が設けられることによって、任意の方向に対する基板のずれを検出することができる。これによって基板を保持するときはもちろん、基板を搬送するときに基板が任意の方向にずれた場合であっても、基板のずれを検出することができる。

また請求項５記載の本発明によれば、ハンドによって基板を吸着保持した状態で、保持領域から任意の方向に基板がスライド移動する場合であっても、基板のずれを精度よく判定することができ、利便性を向上することができる。

また請求項６記載の本発明によれば、変位手段によって基板を移動させる前に、基板のずれを検出することができ、基板がずれた状態で変位手段が基板を変位させることを防ぐことができる。これによって基板の損傷および破損を防ぐことができる。

また請求項７記載の本発明によれば、変位手段によって基板が移動させる移動方向のずれを検出することができるとともに、２つの乗載部が並ぶ方向に基板がずれているか否かを判断することができる。これによって変位手段によって基板を移動させる前に、移動方向および２つの乗載部が並ぶ方向の基板のずれを検出することができ、基板がずれた状態で変位手段が基板を変位させることをより確実に防いで、基板の損傷を防ぐことができる。

また請求項８記載の本発明によれば、反射体と基板とによって光をそれぞれ反射させて、投光部から受光部に光を導くことによって、基板が保持領域まで達していなくても、また基板が保持領域を通り過ぎていても、基板のずれとして判断することができる。なお、基板によって光を反射させることによって、基板状態検出装置の構成を簡略化することができ、基板のずれ検出精度が高く、安価な基板状態検出装置を実現することができる。

また請求項９記載の本発明によれば、ロボットハンドが基板状態検出装置を備えることによって、基板を保持した状態で、保持領域に対する基板のずれを判断することができる。これによって基板がずれた状態で、基板を搬送することを防ぐことができ、基板の損傷および破損を防いで、生産効率を向上することができる。

また請求項１０記載の本発明によれば、制御手段が、基板状態検出装置の検出結果に基づいて、アーム駆動手段を制御することによって、基板がずれた場合における基板搬送用アームの動作を変更することができ、利便性を向上することができる。たとえば基板がずれたことを判断すると、基板を保持装置に戻して、保持動作を再度行わせることによって、基板をずれなく保持させることができる。また基板状態検出装置が、基板がずれた方向を出力可能である場合には、基板のずれた方向に基づいて、アーム駆動手段の移動位置を変更することによって、基板のずれを補正して基板を正確に基板を保持することができる。

図１は、本発明の第１実施の形態である基板状態検出装置２０を示す斜視図である。図２は、基板状態検出装置２０を備えるロボットハンド２２を示す平面図である。基板状態検出装置２０は、基板を保持するロボットハンド２２に備えられる。本実施の形態では、ハンド２２が保持する基板は、円板状に形成される半導体ウェハ２１である。

ロボットハンド２２は、ロボットアーム２３に連結され、ロボットアーム２３によって任意の位置に移動可能となる。ロボットアーム２３は、予め定める所定位置に配置されるウェハ２１をハンド２２に乗載して、予め定める他の所定位置に搬送する。

ハンド２２は、ウェハ２１の縁部５０に当接して、ウェハ２１を保持する。図２に示すようにロボットハンド２２は、ブレード３０と、アーム連結部３１とが形成される。ブレード３０は、板状に形成される。アーム連結部３１は、ブレード３０に連なりロボットアーム２３に連結される。

本実施の形態のブレード３０は、大略的に長手方向Ｘと幅方向Ｙとが設定されて略Ｙ字状に形成される。具体的には、ブレード３０は、アーム連結部３１に連なる基端部３２と、基端部３２から長手方向Ｘに延びるとともに幅方向Ｙに分岐して延びる２つの先端部３３，３４とが形成される。ブレード３０は、その厚み方向Ｚに延びる中心軸線Ｌ１が設定される。中心軸線Ｌ１は、ブレード３０の長手方向Ｘおよび幅方向Ｙの中間位置に設定され、２つの先端部３３，３４の幅方向Ｙの間を通過する。ブレード３０の先端部３３，３４は、長手方向Ｘに進み中心軸線Ｌ１を挿通する仮想線Ｕ１に対して対称に配置される。以下、ブレード３０の長手方向を単に長手方向Ｘと称し、ブレード３０の幅方向を単に幅方向Ｙと称し、ブレード３０の厚み方向を単に厚み方向Ｚと称する。本実施の形態では、ブレード３０は、水平に延びる。厚み方向一方Ｚ１が上方となり、厚み方向他方Ｚ２が下方となる。

ブレード３０には、ウェハ２１を下方から支持する複数の乗載部３５，３６，３７，３８が設けられる。各乗載部３５〜３８は、ウェハ２１の厚み方向Ｚ下側の縁部５０に下方からそれぞれ当接する。本実施の形態では、乗載部３５〜３８は、４つ設けられる。具体的には、ブレード３０の基端部３２に２つの基端乗載部３５，３６が設けられる。基端乗載部３５，３６は、長手方向Ｘに進み中心軸線Ｌ１を挿通する仮想線Ｕ１に対して幅方向Ｙに等間隔に配置される。またブレード３０の各先端部３３，３４にそれぞれ先端乗載部３７，３８が設けられる。複数の乗載部３５〜３８のうち、隣接する２つの乗載部は、中心軸線Ｌ１まわりの周方向角度が１８０度未満に設定される。これによって安定してウェハ２１を保持することができる。

ウェハ２１は、中心軸線Ｌ１に同軸に配置された状態で、ウェハ２１を保持する。ウェハ２１がブレード３０の中心軸線Ｌ１に同軸に配置されると、ブレード３０に設定される保持領域にウェハ２１が配置される。保持領域に配置されたウェハ２１は、水平に延びる。すなわちウェハ２１は、ブレード３０の厚み方向一方側の面と平行に配置される。このとき各乗載部３５〜３８は、ウェハ２１の縁部５０に当接して、ウェハ２１を支持する。

図３は、図２のＳ３−Ｓ３切断面線で切断して示す断面図である。基端部３２に設けられる基端乗載部３５は、乗載面４０が形成される。乗載面４０は、水平面に対して傾斜し、中心軸線Ｌ１に向かうにつれてブレード３０の上面４２に近づく。なお２つの基端乗載部３５，３６は、長手方向Ｘに延びて中心軸線Ｌ１を挿通する仮想線Ｕ１に対して、対称に形成される。また２つの基端乗載部３５，３６は、幅方向Ｙに間隔を開けて配置される。

基端乗載部３５，３６の乗載面４０のうち、中心軸線Ｌ１の半径方向内周側縁の中心軸線Ｌ１からの半径方向寸法Ｗ１は、ウェハ２１の半径方向寸法よりも小さく形成される。また基端乗載部３５，３６の乗載面４０のうち、中心軸線Ｌ１の半径方向外周側縁の中心軸線Ｌ１からの半径方向寸法Ｗ２は、ウェハ２１の半径方向寸法よりも大きく形成される。

図４は、図２のＳ４−Ｓ４切断面線で切断して示す断面図である。先端部３４に設けられる先端乗載部３５は、乗載面４１が形成される。乗載面４１は、水平面に対して傾斜し、中心軸線Ｌ１に向かうにつれてブレード３０の上面４２に近づく。２つの先端乗載部３７，３８は、長手方向Ｘに延びて中心軸線Ｌ１を挿通する仮想線Ｕ１に対して、対称に形成される。また２つの先端乗載部３７，３８は、幅方向Ｙに間隔を開けて配置される。

先端乗載部３７，３８の乗載面４１のうち、中心軸線Ｌ１の半径方向内周側縁における中心軸線Ｌ１からの半径方向寸法Ｗ３は、ウェハ２１の半径方向寸法よりも小さく形成される。また先端乗載部３５，３６の乗載面４１のうち、中心軸線Ｌ１の半径方向外周側縁における中心軸線Ｌ１からの半径方向寸法Ｗ４は、ウェハ２１の半径方向寸法とほぼ等しく形成される。

また先端乗載部３７，３８は、乗載面４１の半径方向外周側縁部に連なり、上方に突出する位置決め部１９が形成される。位置決め部１９は、ウェハ２１を位置あわせするために設けられ、乗載部３５〜３８に乗載されたウェハ２１の外周部に臨む当接面１８が形成される。当接面１８は、中心軸線Ｌ１を中心とする曲面を有し、その曲率半径は、ウェハ２１の半径とほぼ一致する。これによってウェハ２１は、先端乗載部３７，３８の乗載面４１の当接面１８にそれぞれ当接した状態で、保持領域に配置される。また、上述した寸法Ｗ１〜Ｗ４に基端乗載部３５，３６の乗載面４０と、先端乗載部３７，３８の乗載面４１とが形成されることによって、ウェハ２１は、各乗載部３５〜３８に乗載された状態で、長手方向Ｘに移動可能に形成される。

ロボットハンド２２は、変位手段１７を有する。変位手段１７は、各乗載部３５〜３８に乗載されたウェハ２１に当接して、ウェハ２１の厚み方向に交差する移動方向、本実施の形態では長手方向Ｘにウェハ２１を変位させて、ウェハ２１を位置決め部１９に当接させて保持領域にウェハ２１を配置する。

図１および図２に示すように、変位手段１７は、ウェハ２１に当接し、長手方向Ｘに移動可能に形成される当接片１６と、当接片１６を長手方向Ｘに変位駆動するエアシリンダ１５とを含んで実現される。当接片１６は、２つの基端乗載部３５，３６の間に設けられる。当接片１６は、乗載部３５〜３８に乗載されたウェハ２１の外周部に臨む当接面１３を有する。当接片１６の当接面１３の曲率半径は、ウェハ２１の半径と一致する。エアシリンダ１５は、中心軸線Ｌ１を挿通し長手方向Ｘに延びる仮想軸線に沿ってピストンロッドが延びる。ピストンロッド１４の先端部に当接片１６が固定される。したがってエアシリンダ１５がピストンロッド１４を変位駆動すると、当接片１６が長手方向Ｘに移動する。

各乗載部３５〜３８にウェハ２１が乗載された状態で、エアシリンダ１５が当接片１６を変位駆動すると、当接片１６がウェハ２１の外周面に当接し、ウェハ２１を長手方向Ｘに移動させる。ウェハ２１の下方縁部は、乗載部３５〜３８を摺動して位置決め部１９に当接する。このときウェハ２１の外周部は、位置決め部１９と当接片１６とによって異なる３箇所が当接する。位置決め部１９と当接片１６とは、中心軸線Ｌ１まわりに間隔を開けて配置され、その間隔は１８０度以下に設定される。これによってウェハ２１は、位置決め部１９と当接体１６とによって挟持され、ハンド２２に設定される保持領域に配置される。

本発明の実施の一形態では、ロボットハンド２２は、基板状態検出装置２０を備える。基板状態検出装置２０は、保持領域にウェハ２１が配置されたか否かを検出する。基板状態検出装置２０は、投光部４３と受光部４４とが一体化されるセンサユニット４５と、アーム連結部３１に設けられてセンサユニット４５を支持する支持体４６と、反射体となる回帰反射型リフレクタ４７と、判定部４８とを含む。なお、対応する投光部４３と受光部４４とリフレクタ４７とを含んで検出構成体と称する場合がある。センサユニット４５は、ブレードの基端部３２に設けられ、本実施の形態では、基端乗載部３５，３６付近に配置される。

図３に示すように、投光部４３は、保持領域にウェハ２１が配置された場合にそのウェハ２１の縁部５０に対向する。投光部４３は、保持領域よりもハンド厚み方向一方Ｚ１に配置される。投光部４３は、予め定められる第１光軸５１に沿って進む光を投光する。なお、第１光軸５１は、ウェハ２１の厚み方向表面４９に対して略垂直に延びて、保持領域を挿通してハンド厚み方向他方Ｚ２に向かう。

回帰反射型リフレクタ４７は、保持領域にウェハ２１が配置された場合にそのウェハ２１の縁部５０に対向する。リフレクタ４７は、保持領域よりもハンド厚み方向他方Ｚ２に配置される。したがってウェハ２１の縁部５０に対して、その厚み方向両側に投光部４３とリフレクタ４７とがそれぞれ配置される。

リフレクタ４７は、入射した光の方向に対して平行でかつ向きが反対となる方向に光を反射する。リフレクタ４７は、第１光軸５１に沿って進む光を反射する。そして、リフレクタ４７は、第１光軸５１に一致または近接して、第１光軸５１に平行に延びる第２光軸５２に沿って進むようにする。

受光部４４は、第２光軸５２に沿って進む光を受光する。受光部４４は、受光状態を示す情報を判定手段４８に与える。判定手段４８は、受光部４４から与えられた受光状態を示す情報、たとえば光の強さに基づいて、ウェハ２１が保持領域に配置されたか否か、すなわちウェハ２１のずれの有無を判定する。たとえば受光部４４は、光ファイバを介して受光部４４の受光状態を判定部４８に与える。判定部４８は、ウェハ２１のずれの有無をロボットコントローラ７６に与える。また判定手段４８は、各センサユニットのそれぞれの受光部４４から与えられる受光状態を示す情報に基づいて、ウェハ２１が保持領域に対してずれている方向を推定してもよく、推定した情報をロボットコントローラ７６に与えてもよい。

支持体４６は、アーム連結部３１から水平に突出し、基端乗載部３５，３６に対向する。支持体４６の先端部には、上述したセンサユニット４５が固定される。支持体４６と乗載部５０との厚さ方向寸法Ｗ５は、予め設定される。たとえばカセットによって上下方向に複数積載されたウェハ２１をハンド２２が保持する場合には、支持体４６と乗載部５０との厚さ方向寸法Ｗ５は、上下方向に並ぶウェハ２１のピッチよりも小さく設定される。これによって上下方向に並ぶウェハ２１に干渉することなく、ウェハを保持することができる。

図５は、リフレクタ４７の一部を拡大して示す正面図である。リフレクタ４７は、四面体であるコーナキューブ５３を複数有する。各コーナキューブ５３は、１つの透過面と、相互に垂直に交差する３つの反射面とを有する。コーナキューブ５３に対して透過面から入射した光は、各反射面によって反射し、透過面から出射する。各コーナキューブ５３は、透過面が仮想一平面に沿って設けられ、図５に示されるように、相互に隣接して配置される。このようなリフレクタ４７は、上述のように入射する光を、この入射する光の入射方向に対して反対の方向である反射方向に反射する。

本実施の形態では、基部乗載部３５，３６には、リフレクタ４７が嵌め込まれる嵌合凹所が形成される。リフレクタ４７は、基部乗載部３５，３６に形成される嵌合凹所にはめ込まれることによって、保持領域に配置されたウェハ２１に対向する。リフレクタ４７は、乗載部３５，３６の乗載面４０と面一に形成されるかまたは乗載面４０から没入して形成される。リフレクタ４７は、厚み方向一方側の面が平坦に形成され、厚み方向他方側の面に凹凸が形成される。本実施の形態では、厚み方向一方側の平坦な面が上方側に配置される。

中心軸線Ｌ１からの半径方向がウェハ２１の半径と等しい仮想円を考慮した場合、リフレクタ４７は、前記仮想円よりも内側に配置され、好ましくは、仮想円に沿って基準軸線Ｌ１まわりに周方向に帯状に延びることが好ましい。これによってセンサユニット４５の位置合せを容易に行うことができるとともにリフレクタ４７によって反射して受光部４４に到達する光の光量を大きくすることができる。

図６は、センサユニット４５を示す断面図である。センサユニット４５は、投光部４３と受光部４４とを有し、投光部４３と受光部４４とが一体に設けられる。たとえば投光部４３から投光される光は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子を発光源とするＬＥＤ光となる。たとえば受光部４４は、結合電荷素子（Charge Coupled Device：ＣＣＤ）によって実現される。投光部４３は、第１偏光フィルタ６０が設けられる。第１偏光フィルタ６０は、ＬＥＤ光を予め定める第１方向にだけ振動する光を通過させる。これによって投光部４３は、予め定める第１方向にだけ振動する偏光されたＬＥＤ光を投光する。また受光部４４は、第２偏光フィルタ６１が設けられる。第２偏光フィルタ６１は、ＬＥＤ光を予め定める第２方向にだけ振動する光を通過させる。これによって受光部４４は、予め定める第２方向にだけ振動する光を受光する。

なお可能であれば、投光部４３から投光する光は、ＬＥＤ光でなくてもよくファイバ光を用いてもよい。ファイバ光を用いることによって発光源と投光部４３とを離反させることができ、ロボットハンドを小形化することができる。

図７は、センサユニット４５とリフレクタ４７とを示す斜視図である。ウェハ２１が保持領域に配置されていない場合、投光部４３から投光された光は、第１光軸５１に沿って移動して、保持領域を通過してリフレクタ４７に入射する。なお、リフレクタ４７に入射する光は、予め第１方向にだけ振動する偏光された光である。

リフレクタ４７は、第１方向に振動する偏光された光を第２方向に振動として反射する。またリフレクタ４７は、入射した光の方向に対して平行でかつ向きが反対となる方向に光を反射する。このようにしてリフレクタ４７から反射した光は、第１光軸５１と平行でかつ第１光軸と一致または近傍を通過する第２光軸５２に沿って進み、受光部４４に到達する。受光部４４は、第２方向にだけ振動する偏光された光を受光する構成であるので、リフレクタ４７で反射した第２方向にだけ振動する偏光された光を受光することができる。また投光部４３と受光部４４とは、同軸に形成されてもよい。具体的には、投光部４３の周囲に受光部４４が一周するようにしてもよい。これによって受光部４４は、リフレクタ４７を介して、投光部４３からの投光された光を受光する受光量を向上することができる。これによって検出精度を向上することができるとともに短時間でウェハ２１のずれを検出することができる。

図８は、保持領域にウェハ２１が配置された状態を示す断面図である。正常にウェハ２１が位置あわせされた場合には、ウェハ２１は、保持領域に配置される。この場合には、投光部４３から照射された光は、ウェハ２１で遮光されてリフレクタ４７に達することがない。したがって受光部４４は、予め定める光量未満の受光量となり、非受光状態となる。仮にウェハ２１によって反射光が受光部４４に達したとしても、受光部４４に到達する光は、第１方向に振動する偏光された光であって、受光部４４が光を受光することが防がれる。

図９は、位置決め部１９を乗り越えて、保持領域からウェハ２１がずれて配置された状態を示す断面図である。ウェハ２１が位置決め部１９に乗り上げた状態で、変位手段１７がウェハ２１を長手方向Ｘに移動させると、ウェハ２１は、保持領域から長手方向Ｘへずれてしまう。この場合、投光部４３から投光された光は、ウェハ２１によって遮光されることがない。すなわち投光部４３から投光された光は、リフレクタ４７に入射する。そしてリフレクタ４７で反射した光は、保持領域５９を通過して受光部４４に達する。このとき、受光部４４に到達する光は、第２方向に振動する偏光された光であって、受光部４４が光を受光することができる。したがって受光部４４は、予め定める光量以上の受光量となり、受光状態となる。なおウェハ２１が保持領域に配置されていない場合も、ウェハ２１によって光が遮光されることがないので、受光部４４は、受光状態となる。判定手段４８は、受光部４４から受光状態を示す信号が与えられることによって、ウェハのずれおよびウェハの有無を判定することができる。

図１０は、ウェハ処理システム７０を示す斜視図である。ウェハ処理システム７０は、半導体ウェハ２１に成膜処理、エッチング処理および洗浄処理などを行って、半導体装置として形成するシステムである。上述したロボットハンド２２は、ロボットアーム２３に連結される。ハンド２２に保持されたウェハ２１は、ロボットハンド２２によって、一方の処理位置、たとえばカセット７１から他方の処理位置、たとえばアライナ７２に搬送される。

本実施の形態のロボットアーム２３は、予め定める旋回軸線Ｌ２を有する。ロボットアーム２３は、旋回軸線Ｌ２まわりに角変位自在に設けられる旋回部７３と、旋回部７３に対して上下方向に移動自在に設けられる昇降部７４と、昇降部７４に対して旋回軸線Ｌ１と垂直な方向に移動自在に設けられるアーム部７５とを有する。本実施の形態では、昇降部７４に対してアーム部７５が移動する方向は、長手方向Ｘに設定される。旋回部７３、昇降部７４およびアーム部７５は、それぞれ個別に設けられるアーム駆動手段、たとえばサーボモータによって変位駆動される。各サーボモータは、制御手段となるロボットコントローラ７６によってそれぞれ制御される。本実施の形態では、コントローラ７６は、変位手段であるエアシリンダ１５も制御する。

ロボットコントローラ７６は、予め定めるプログラムを記憶する。ロボットコントローラ７６が予め定めるプログラムを実行することによって、ロボットハンド２２によるウェハ移載動作を実行するように、ロボットハンドを移動させることができる。また本実施の形態では、ロボットコントローラ７６は、基板状態検出装置２０の判定手段４８からウェハのずれ状態を示す情報が与えられる。ロボットコントローラ７６は、判定手段４８から与えられる情報に基づいて、ハンドの動作を変更することができる。

図１１は、ロボットコントローラ７６によるウェハ移載動作を示すフローチャートである。ステップｓ１において、コントローラ７６は、作業者などからの指令によって、ハンド２２によるウェハ２１の搬送指示が与えられると、ステップｓ１に進み、ウェハ移載動作を開始する。ステップｓ１では、コントローラ７６は、各サーボモータを制御してハンド２２をウェハ保持準備位置に移動させる。具体的には、ウェハ２１の下側にハンド２２を配置させて、ステップｓ２に進む。

ステップｓ２では、コントローラ７６は、各サーボモータを制御してハンド２２にウェハ２１を乗載させる。具体的には、ウェハ２１の下側に配置させたハンド２２を上昇させて、カセットなどからウェハ２１を受取る。このときウェハ２１は、ハンド２２の各乗載部３５〜３８によって支持される。ウェハ２１をハンド２２に乗載すると、ステップｓ３に進む。

ステップｓ３では、コントローラ７６は、エアシリンダ１５によって当接片１６を変位駆動させて、当接片１６をウェハ２１に当接させる。また当接片１６によってウェハ２１を長手方向Ｘに移動させて、ステップｓ４に進む。ステップｓ４では、基板状態検出装置２０を動作させて、投光部４３から光を投光するとともに、受光部４４における受光状態を判定部４８から取得する。

コントローラ７６は、判定部４８から与えられる情報に基づいて、保持領域に対するウェハ２１がずれていない、すなわち受光部４４が非常光状態であることを判断すると、ステップｓ５に進む。またロボットコントローラ７６は、保持領域に対してウェハ２１がずれている、すなわち受光部４４が受光状態であることを判断すると、ステップｓ６に進む。

ステップｓ５では、ウェハ２１がずれていないので、コントローラ７６は、ハンド２２にウェハ２１を保持した状態で、ウェハ２１を載置すべき載置位置に移動させ、ウェハ２１を所定位置に載置し、ステップｓ９に進む。ステップｓ９では、コントローラ７６は、ウェハ２１の移載動作を終了する。

ステップｓ４において、保持領域に対してウェハ２１がずれていることを判断すると、ステップｓ６に進む。ステップｓ６では、リトライ回数を調べ、リトライ回数が所定値以下であると、ステップｓ７に進み、リトライ回数が所定値を超える場合には、ステップｓ８に進む。なお、移載動作を開始してから始めてステップｓ６に進んだ場合には、リトライ回数は、ゼロである。

ステップｓ７では、ステップｓ２で保持したウェハ２１を基板支持体に戻して、ウェハの保持を解除する。具体的には、エアシリンダ１５を変位駆動して当接片１６をウェハ２１から退避させる。そしてウェハ２１を下降させて、ウェハ２１の乗載を解除する。ウェハ２１の乗載を解除すると、ステップｓ２に戻る。

この後、ステップｓ２で再びウェハｓ２を乗載する動作を行う。このとき判定手段４８が保持領域に対するウェハ２１のずれ方向を推定可能である場合には、コントローラ７６は、ウェハ２１の推定された情報に基づいて、ハンド２２をずらしてウェハ２１を乗載してもよい。このようにしてウェハ２１の乗載をしなおした回数に応じて、リトライ回数を更新する。

ステップｓ６において、リトライ回数が予め定める所定値を超えた場合、ウェハ２１の乗載および乗載解除を繰り返しても、ウェハ２１のずれを解消することができないことをエラー表示し、ステップｓ９に進む。ステップｓ９では、コントローラ７６は、ウェハ２１の移載動作を終了する。

以上のように第１実施の形態では、保持領域に対するウェハ２１のずれによって、受光部４４の受光状態が変化する。したがって判定手段４８が受光部４４の受光状態の変化に基づいて、保持領域に配置されるウェハ２１のずれ状態を判断することができる。光を用いてウェハ２１の有無とともにウェハ２１のずれを検出することによって、比較例として当接片１６の移動量を検出し、その検出結果に基づいて間接的にウェハ２１の有無を検出する場合に比べて、正確にウェハ２１のずれを検出することができる。

また保持領域に配置されたウェハ２１の縁部５０に対して、厚み方向一方Ｚ１に投光部４３が配置され、厚み方向他方Ｚ２に受光部４４が配置される。また第１光軸５１がウェハ２１の厚み方向表面に対して略垂直に延びる。これによってウェハ２１が中心軸線Ｌ１から少しずれただけでも、ウェハ２１のずれを検出することができ、第１光軸５１がウェハ２１の厚み方向表面に略平行な場合に比べて、ウェハ２１のずれを精度よく検出することができる。また第１実施形態に示すように、ウェハ２１を当接片１６によって移動させて挟持する場合、ウェハ２１のずれる方向が長手方向Ｘにずれる場合が多い。本実施の形態では、ブレード３０の基端部３２にセンサユニットを配置することによって、ウェハ２１のずれを好適に判定することができる。

このようにハンド２２に保持したウェハ２１のずれを精度よく検出することができるので、保持領域に対してウェハ２１がずれた状態で、ウェハ２１を搬送することを防ぐことができる。これによってウェハ２１の損傷および破損を防止することができる。またウェハ２１がずれた状態で基板支持体であるカセット７１に支持される場合であっても、ウェハ２１のずれを防いで保持することができ、カセット７１にウェハ２１をずれなく正確に保持する必要がない。

また光を偏光することによって、投光部４３から投光されて反射体４７によって反射された光とは異なる光が、受光部４４に達する場合であっても、ウェハ２１のずれを正確に判断することができる。たとえば投光部４３からの光がウェハ２１によって反射して受光部４４に達する場合に、ウェハずれの誤検出を防ぐことができる。

また反射体として回帰反射型リフレクタ４７を用いることによって、投光部４３と受光部４４との位置合せを容易に行うことができる。たとえば投光部４３と受光部４４とを一体化した１つのユニットとして形成することが可能であり、基板状態検出装置２０を安価に形成することができる。また投光部４３に対して、リフレクタ４７を傾けて取り付けてもよく、リフレクタ４７の取付けも容易に行うことができる。また乗載部３５〜３８がウェハ２１に対して傾斜している場合であっても、ウェハ２１がずれている場合に、投光部４３から投光される光を反射して受光部４４に容易に受光させることができる。

またリフレクタ４７が基部乗載部３５，３６に設けられることによって、変位手段１７によってウェハ２１を移動させる前に、ウェハ２１のずれを検出することができ、ウェハ２１がずれた状態のままで変位手段１７がウェハ２１を変位させることを防ぐことができる。

またロボットハンド２２が基板状態検出装置２０を備えることによって、ウェハ２１を保持した状態で、保持領域に対するウェハ２１のずれを判断することができる。これによってウェハ２１がずれた状態のままで、ウェハ２１を搬送することを防ぐことができ、基板の損傷および破損を防いで、生産効率を向上することができる。

またロボットコントローラ７６が、基板状態検出装置２０の判定手段４８の検出結果に基づいて、サーボモータを制御することによって、ウェハ２１がずれた場合におけるロボットアーム２３およびハンド２２の動作を変更することができ、利便性を向上することができる。たとえばウェハ２１がずれたことを判断すると、ウェハ２１をカセット７１に戻して、保持動作を再度行わせることによって、ウェハ２１をずれなく保持させることができる。また基板状態検出装置２０が、ウェハ２１がずれた方向を出力可能である場合には、ウェハ２１のずれた方向に基づいて、アーム駆動手段の移動位置を変更することによって、ウェハ２１のずれを補正してウェハ２１を正確に保持することができる。

さらに２つ以上のセンサユニットが設けられることによって、ハンド２２によってウェハ２１を保持した状態で、幅方向Ｙにウェハ２１がスライド移動する場合であっても、ウェハ２１のずれを精度よく判定することができ、利便性を向上することができる。これによってウェハ２１がずれた状態で変位手段１７がウェハ２１を変位させることをより確実に防いで、ウェハ２１の損傷を防ぐことができる。なお、ハンド２２が変位手段１７を有する場合には、ウェハ２１がずれる方向が長手方向Ｘおよび幅方向のいずれかであるので、２つのセンサユニットによって、ウェハ２１のずれを十分に判定することができる。またセンサユニットが２つ以上設けられることによって、ウェハ２１にオリフラやノッチが形成される場合であっても、正確にウェハ２１のずれを判断することができる。

また投光部４３と受光部４４とが同軸に形成されてもよい。これによって投光部４３によって投光された光を、受光部４４が受光する受光効率を向上することができる。また乗載部３５〜３８にリフレクタ４７を設けることによって、ブレード本体を加工する必要がなく、ロボットハンドを安価に形成することができる。

図１２は、本発明の第２実施の形態である基板状態検出装置１２０を示す斜視図である。第２実施形態では、ロボットハンド１２２は、ウェハ２１を吸着して保持する。ロボットハンド１２２は、上述したロボットハンドと同様にアーム連結部１３１と、ブレード１３０とが形成される。ブレード１３０には、ウェハ２１を下方から吸着する吸着パッド１００が設けられる。吸着パッド１００は、ブレード１３０の各先端部１３３，１３４にそれぞれ設けられる。

第２実施の形態である基板状態検出装置１２０は、３つの検出構成体１０１，１０２，１０３が設けられる。第１の検出構成体１０１は、長手方向Ｘに延びて中心軸線Ｌ１を挿通する仮想線Ｕ１に沿って配置され、保持領域に配置されるウェハ２１の縁部１５０に対向する。また第２および第３の検出構成体１０２，１０３は、第１の検出構成体１０１に対して幅方向Ｙ両側にそれぞれ配置される。すなわち各検出構成体１００〜１０３は、幅方向Ｙにそれぞれずれるとともに、第１の検出構成体１０１と、第２および第３の検出構成体１０２，１０３とが長手方向Ｘにずれて設けられる。このように３つの検出構成体１０１〜１０３が設けられることによって、保持領域に対してウェハ２１のずれを幅方向Ｙおよび長手方向Ｘにより精度よく判定することができる。またウェハ２１が保持領域に対してずれる方向についてもより精度よく判定することができる。

図１３は、基板状態検出装置１２０を説明するための断面図である。各検出構成体１０１〜１０３は、投光部１４３と、受光部１４４と、反射体１４７とを有する。投光部１４３は、保持領域にウェハ２１が配置された場合にそのウェハ２１の縁部１５０に対向し、保持領域よりもハンド厚み方向一方Ｚ１に配置される。投光部１４３は、第１光軸１５２に沿って進む光を投光する。第１光軸１５２は、ウェハ２１の厚み方向一報側の表面に略垂直に延び、保持領域の外方であって、保持領域よりもアーム連結部１３１側となり保持領域に隣接する隣接領域を挿通してハンド厚み方向他方Ｚ２に向かう。

反射体１４７は、保持領域にウェハ２１が配置された場合にそのウェハ２１の縁部に対向する。反射体１４７は、保持領域よりもハンド厚み方向他方Ｚ２に配置され、第１光軸１５１に沿って進む光を、定める第２光軸１５２に沿って進むように反射する。第２光軸１５２は、厚み方向一方Ｚ１に進むとともに反射体１４７から中心軸線Ｌ１に向かう方向に進む。

受光部１４４は、保持領域にウェハ２１が配置された場合に反射体１４７によって反射されて第２光軸１５２に沿って進む光が、ウェハ２１によって反射されて予め定める第３光軸１５３に沿って進む光を受光する。第３光軸１５３は、第２光軸１５２とウェハ２１との交点から厚み方向他方Ｚ２に進むとともに中心軸線Ｌ１に向かう方向に進む。

図１３に示すように、ウェハ２１が保持領域に配置された状態では、投光部１４３から投光された光は、隣接領域を通過して、反射体１４７に到達し、反射体１４７によって第２光軸１５２に沿う方向に反射される。第２光軸１５２に沿う光はウェハ２１によって反射されて第３光軸１５３に沿う方向に反射される。第３光軸１５３に沿う光は、受光部１４４に到達することによって受光部１４４が受光状態となる。

図１４は、ウェハ２１が保持領域よりも手前にずれて配置される場合を示す断面図である。この場合、投光部１４３から投光された光は、隣接領域を通過して、反射体１４７に到達し、反射体１４７によって第２光軸１５２に沿う方向に反射される。反射体１４７によって反射されて第２光軸１５２に沿って進む光は、ウェハ２１によって反射されず、受光部１４４に到達することがない。これによって受光部１４４は、非受光状態となる。

図１５は、ウェハ２１が保持領域を通過して隣接領域までずれて配置される場合を示す断面図である。この場合、投光部１４３から投光された光は、ウェハ２１によって遮光されて、反射体１４７に到達することが阻止される。これによって受光部１４４は、非受光状態となる。

このように保持領域に対するウェハ２１のずれによって、受光部１４４の受光状態が変化する。判定手段は、受光部１４４の受光状態の変化に基づいて、保持領域に配置されるウェハ２１のずれ状態を判断することができる。本実施の形態では、反射体１４７とウェハ２１とによって光をそれぞれ反射させて、投光部１４３から受光部１４４に光を導くことによって、ウェハ２１のずれを精度よく検出することができる。具体的には、反射体１４７からの光がウェハ２１によって反射されない場合と、投光部１４３から反射体１４７へ向かう光を遮光する場合と、をウェハ２１のずれとして判断することができる。すなわちウェハ２１が保持領域まで達していなくても、ウェハ２１が保持領域を通り過ぎていても、ウェハ２１のずれとして判断することができる。また上述したように、投光部１４３は、予め定める第１方向にだけ振動する偏光された光を投光し、受光部１４４は、予め定める第２方向にだけ振動する偏光された光を受光し、反射体１４７は、第１方向に振動する光を第２方向に振動する光として反射してもよい。これによって検出精度をさらに向上することができる。

さらに３つ以上の検出構成体１０１〜１０３が設けられることによって、ハンド２２によってウェハ２１を吸着保持した状態で、保持領域から任意の方向にウェハ２１がスライド移動する場合であっても、ウェハ２１のずれを精度よく判定することができ、利便性を向上することができる。また長手方向Ｘおよび幅方向Ｙのずれを検出することができる。

以上のように本発明の第２実施の形態によれば、３つ以上の検出構成体１０１〜１０３が設けられることによって、任意の方向に対するウェハ２１のずれを検出することができる。またウェハ２１がずれる方向を検出することができる。これによってウェハ２１を保持するときはもちろん、ウェハ２１を搬送するときにウェハ２１が任意の方向にずれた場合であっても、ウェハ２１のずれを検出することができる。

また反射体１４７とウェハ２１とによって光をそれぞれ反射させて、投光部１４３から受光部１４４に光を導くことによって、ウェハ２１が保持領域まで達していなくても、またウェハ２１が保持領域を通り過ぎていても、ウェハ２１のずれとして判断することができる。またウェハ２１によって光を反射させることによって、基板状態検出装置１２０の構成を簡略化することができ、ウェハ２１のずれ検出精度が高く、安価な基板状態検出装置１２０を実現することができる。

上述した実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、発明の範囲内において構成を変更することができる。たとえば基板として半導体ウェハを用いたが、基板状態検出装置２０は、半導体ウェハ以外の位置ずれを検出してもよい。またハンド２２は、第１実施の形態のようにウェハ２１の外周部を挟持するチャック式ハンドであってもよく、第２実施の形態のようにウェハ２１を吸着パッドによって吸着する吸着パッド式ハンドであってもよい。またハンドに案内面が形成されており、案内面に案内させてウェハ２１を落とし込む落とし込み式ハンドであってもよい。このようにハンド２２によるウェハ２１の保持形式についてはこだわらない。また第１実施形態において、第２実施形態に示す検出構成体を設けてもよい。また第２実施形態において、第１実施形態に示すセンサユニットを設けてもよい。また各実施形態では、２つ以上の乗載部を設けたが、乗載部およびセンサユニットは、４つ以上であってもよい。ただし図１２に示すように、複数センサユニットが設けられる場合、中心軸線Ｌ１まわりの周方向一方のセンサユニットと、中心軸線Ｌ１まわりの周方向他方のセンサユニットとの間の角度θ１は、１８０度以下に設定されることが好ましく、投光部および受光部をロボットハンドの基端部側に設けることが好ましい。これによって、先端部側にセンサユニットを配置する場合に比べて、ウェハ２１の保持動作を容易に行うことができる。

また第１実施形態において、反射体として回帰反射型リフレクタを用いたが、リフレクタに換えて、プリズムによって実現されてもよい。このように第１実施形態では、反射体は、入射する光の入射方向に対して反対の方向である反射方向に反射するような性質、いわゆる回帰性を有するものであればよい。また本実施形態では、ブレード３０は、水平に延びるとしたが、吸着パッド方式の場合など、水平方向以外の方向に延びてもよい。

本発明の第１実施の形態である基板状態検出装置２０を示す斜視図である。 基板状態検出装置２０を備えるロボットハンド２２を示す平面図である。 図２のＳ３−Ｓ３切断面線で切断して示す断面図である。 図２のＳ４−Ｓ４切断面線で切断して示す断面図である。 リフレクタ４７の一部を拡大して示す正面図である。 センサユニット４５を示す断面図である。 センサユニット４５とリフレクタ４７とを示す斜視図である。 保持領域にウェハ２１が配置された状態を示す断面図である。 位置決め部１９を乗り越えて、保持領域からウェハ２１がずれて配置された状態を示す断面図である。 ウェハ処理システム７０を示す斜視図である。 ロボットコントローラ７６によるウェハ移載動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施の形態である基板状態検出装置１２０を示す斜視図である。 基板状態検出装置１２０を説明するための断面図である。 ウェハ２１が保持領域よりも手前にずれて配置される場合を示す断面図である。 ウェハ２１が保持領域を通過して隣接領域までずれて配置される場合を示す断面図である。

符号の説明

２０ 基板状態検出装置
２１ 半導体ウェハ
２２ ロボットハンド
２３ ロボットアーム
４３ 投光部
４４ 受光部
４５ センサユニット
４７ リフレクタ
４８ 判定手段

Claims (10)

1. 基板を保持するロボットハンドに備えられ、ロボットハンドに設定される保持領域に基板が配置されたか否かを検出する基板状態検出装置であって、
   保持領域に基板が配置された場合にその基板の縁部に対向し、保持領域よりもハンド厚み方向一方に配置され、基板の厚み方向表面に対して略垂直に延びて保持領域を挿通する第１光軸に沿って進む光を投光する投光部と、
   保持領域に基板が配置された場合にその基板の縁部に対向し、保持領域よりもハンド厚み方向他方に配置され、第１光軸に沿って進む光を予め定める第２光軸に沿って進むように反射する反射体と、
   反射体から第２光軸に沿って進む光を受光可能な受光部と、
   受光部の受光状態に基づいて、基板が保持領域に配置されたか否かを判定する判定部とを含むことを特徴とする基板状態検出装置。
2. 投光部は、予め定める第１方向にだけ振動する偏光された光を投光し、
   受光部は、予め定める第２方向にだけ振動する偏光された光を受光し、
   反射体は、第１方向に振動する光を第２方向に振動する光として反射することを特徴とする請求項１記載の基板状態検出装置。
3. 反射体は、入射した光の方向に対して平行でかつ向きが反対となる方向に光を反射する回帰反射型リフレクタによって実現され、第１光軸と第２光軸とがほぼ一致するように設定されることを特徴とする請求項１または２記載の基板状態検出装置。
4. 対応する反射体と投光部と受光部とを１つの検出構成体として、３つ以上の検出構成体を有し、
   判定部は、各検出構成体の受光部の受光結果に基づいて、保持領域に対して基板がずれる方向を判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の基板状態検出装置。
5. 基板を吸着してハンドを保持するロボットハンドに備えられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の基板状態検出装置。
6. 基板を乗載する乗載部と、基板を位置あわせするための位置決め部と、乗載部に乗載された基板をハンド厚み方向に交差する移動方向に変位させて、基板を位置決め部に当接させて保持領域に基板を配置する変位手段とを有するロボットハンドに備えられ、
   反射体は、乗載部に設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の基板状態検出装置。
7. 変位手段の両側に前記乗載部がそれぞれ設けられ、対応する反射体と投光部と受光部とを１つの検出構成体とし、変位手段に対して基板の周方向両側に設けられる２つの乗載部に対して検出構成体がそれぞれ設けられることを特徴とする請求項６記載の基板状態検出装置。
8. 光反射率が高い基板を保持するロボットハンドに備えられ、ロボットハンドに設定される保持領域に基板が配置されたか否かを検出する基板状態検出装置であって、
   保持領域に基板が配置された場合にその基板の縁部に対向し、保持領域よりもハンド厚み方向一方に配置され、基板の厚み方向表面に対して略垂直に延びて保持領域よりも外方の領域を挿通する第１光軸に沿って進む光を投光する投光部と、
   保持領域に基板が配置された場合にその基板の縁部に対向し、保持領域よりもハンド厚み方向他方に配置され、第１光軸に沿って進む光を予め定める第２光軸に沿って進むように反射する反射体と、
   反射体から第２光軸に沿って進む光が、基板によって反射されて予め定める第３光軸に沿って進む光を受光する受光部と、
   受光部の受光状態に基づいて、基板が保持領域に配置されたか否かを判定する判定部とを含むことを特徴とする基板状態検出装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の基板状態検出装置を備えるロボットハンド。
10. 請求項９記載のロボットハンドと、
    ロボットハンドを支持する基板搬送用アームと、
    基板搬送用アームを変位駆動するアーム駆動手段と、
    基板状態検出装置の検出結果に基づいて、アーム駆動手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする基板搬送用ロボット。

Images