JP2009027184A - 半導体製造方法及び半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェハのノッチ位置合せを行う際ウェハ裏面へのパーティクルの付着を防止する。
【解決手段】基板のオリフラ又はノッチの位置を検出して一定位置に合せる工程を有する半導体製造方法において、前記基板のオリフラ又はノッチ合せは基板を横置きにして基板外周部を基板支持部３１０で支持した状態で回転させて行うようにする。
【選択図】図１５

Description

本発明は、基板のオリフラ又はノッチの位置を検出して一定位置に合わせるプロセスを有する半導体製造方法、および基板位置合わせ装置を備えた半導体製造装置に関するものである。

一般にウェハを収納する８インチカセット（蓋のないオープンカセットで、下部も開放されている）は開放構造をしているために、カセットを立ててウェハを縦置き状態にすることによりカセットの下部開口からウェハのノッチ合わせを行うことが可能な構造になっている。しかし、１２インチカセットであるフープ（FOUP:Front Opening Unified Pod）と呼ばれるウェハ収納器は、密閉された構造をしているため、ノッチ合わせをするとき必ずウェハをフープから取り出さなければならない。フープ内のウェハは通常横置き状態にあるから、縦置きでノッチ合わせをするためには、フープを縦置きにしたり、９０°回転させたりしなければならない。フープを縦置きにしたり、９０°回転させたりしてフープの姿勢を変えることは、容器が大きいこともあり非常に面倒である。また、１２インチウェハを２５枚収納すると、フープはかなりの重量になり、９０°回転させることが困難になる。そこで縦置きよりは横置きのままのフープからウェハを取り出して、横置き状態でウェハのノッチ合わせをした方が容易であると考えられる。

従来、横置き状態でウェハを位置決めする機構については、例えば特開平６−１３４５０号公報に提案されている。これはスリ鉢状の傾斜面を有する偏心補正治具にウェハを載置してウェハの偏心量を補正したうえで、偏心補正治具を下降して偏心補正治具から回転ステージにウェハを移載して真空吸着させ、偏心補正治具をさらに下降して退避させた状態で、回転ステージでウェハを回転させて、光学センサによるウェハのノッチを検出して位置決めする。位置決め後は逆の動作によりウェハを回収する。これによりウェハの偏心量を一挙動で補正して、ウェハの位置決めを正確に行うというものである。

しかしながら上述した位置決め機構では、ノッチ位置を検出する際にウェハ裏面を真空吸着で支持しているため、パーティクルの発生が避けられず、基板裏面にパーティクルが付着するという問題がある。

また上述した位置決め機構はあくまでも１枚のウェハについてのものであり、１枚当たりの位置決めの正確さや機構の簡略化を解消するという効果はあるものの、１枚しか検出できないため、複数枚を単位とする位置決め速度が遅く、これがボトルネックになり、装置全体としてのスループットが悪い。

複数枚のウェハを一括して位置決めするために、上記位置決め機構を複数個並列に設けることも可能であるが機構が大型化する。しかも、複数枚の基板を一括して位置合わせしようとすると、先に位置合わせした基板の角度位置を保持したまま、後の基板の位置合わせを行わなければならないという煩雑な操作を必要とする等、種々の不具合が生じ、それらを解消することがプロセス的にも機構的にも非常に複雑になる。

本発明の課題は、基板裏面を支持することからパーティクルの裏面への付着が避けられないという従来技術の問題点を解消して、基板位置合わせを行う際に、基板裏面へのパーティクルの付着を防止することが可能な半導体製造方法および半導体製造装置を提供する
ことにある。

また、本発明の課題は、基板一枚単位の位置合わせしかできないという従来技術の問題点を解消して、複数枚の基板を一括して位置合わせすることが可能な半導体製造方法および半導体製造装置を提供することにある。

また、本発明の課題は、基板を処理室又は処理用治具へ移載する基板移載機の空き時間に基板位置合わせを行ってスループットを向上できる半導体製造方法および半導体製造装置を提供することにある。

また、本発明の課題は、複数枚の基板を同時に位置合わせする時に生じる不具合を容易に解消することが可能な半導体製造方法および半導体製造装置を提供することにある。

第１の発明は、基板のオリフラ又はノッチの位置を検出して一定位置に合わせる工程を有する半導体製造方法において、前記基板のオリフラ又はノッチ合わせに、基板を処理室又は処理用治具に移載する基板移載機を用いる半導体製造方法である。

オリフラ又はノッチ合わせに基板を処理室又は処理用治具へ移載する基板移載機を用いると、オリフラ又はノッチ合わせを行う基板位置合わせ装置に対する基板の投入、排出が容易になる。また別途、移載機を用意する必要がないので、装置の小形化、コストダウンが図れる。

第２の発明は、前記基板移載機を設置した移載室で、基板のオリフラ又はノッチ合わせを行うようにした第１の発明に記載の半導体製造方法である。

移載室でオリフラ又はノッチ合わせを行うので、基板移載機を有効利用できる。また、基板移載室内の空きスペースに、基板位置合わせ装置を設置したため、別途、基板位置合わせ装置を設置するチャンバ等用意する必要がないので、装置の小型化、コストダウンが図れる。

第３の発明は、基板収納容器から前記基板移載機により基板を取り出して基板のオリフラ又はノッチ合わせを行う基板位置合わせ装置に投入し、オリフラ又はノッチ合わせ後、前記基板位置合わせ装置から基板を前記基板移載機により排出して処理室又は処理用治具に移載する工程を有することを特徴とする第１の発明又は第２の発明に記載の半導体製造方法である。

オリフラ又はノッチ合わせに基板を処理室又は処理用治具へ移載する基板移載機を用いると、オリフラ又はノッチ合わせを行う基板位置合わせ装置に対する基板の投入、排出が容易になる。また別途、移載機を用意する必要がないので、装置の小形化、コストダウンが図れる。

第４の発明は、（ａ）基板収納容器から前記基板移載機により基板を取り出して基板のオリフラ又はノッチ合わせを行う基板位置合わせ装置に投入し、オリフラ又はノッチ合わせを行い、（ｂ）オリフラ又はノッチ合わせを行った基板を前記基板移載機により前記基板位置合わせ装置から取り出して前記基板収納容器に戻し、（ｃ）前記基板収納容器内の全ての基板のオリフラ又はノッチ合わせ処理が終わるまで前記（ａ）〜（ｂ）を繰り返し、（ｄ）オリフラ又はノッチ合わせ処理が終わった基板収納容器を保管棚に保管し、基板収納容器を交換して（ａ）〜（ｄ）を繰り返していくことにより、基板のオリフラ又はノッチ合わせを予め行うようにした第１の発明又は第２の発明に記載の半導体製造方法であ
る。

処理室で基板を処理している間等の基板を処理室又は処理用治具へ移載する基板移載機の空き時間中に、次回以降に処理室で処理を行う基板のオリフラ又はノッチ合わせをできる限り行っておくと、オリフラ又はノッチ合わせの終了した基板については新たにオリフラ又はノッチ合わせすることなく、基板収納容器からそのまま処理室へ移載できるので、基板の移載がよりスピーディに行うことができ、スループットが向上する。

第５の発明は、基板収納容器内の基板のオリフラ又はノッチ合わせが予め行われた場合、その情報を記憶しておき、前記情報に基づいて移載する基板のオリフラ又はノッチ合わせが予め行われているかどうかを判断し、移載する基板のオリフラ又はノッチ合わせが予め行われている場合は、基板を基板収納容器から前記基板移載機により取り出し、前記基板位置合わせ装置を介さず、直接処理室又は処理用治具に移載する工程を有することを特徴とする第４の発明に記載の半導体製造方法である。

処理を行う基板のオリフラ又はノッチ合わせが予め行われている場合は、基板を基板収納容器から基板位置合わせ装置を介さず直接処理室又は処理用治具に移載する搬送経路が自動的に選択され、処理を行う基板のオリフラ又はノッチ合わせが予め行われていない場合は、基板を基板収納容器から基板位置合わせ装置に移載し、オリフラ又はノッチ合わせ後、処理室又は処理用治具に移載する搬送経路が自動的に選択されるため、ユーザは基板のオリフラ又はノッチ合わせが予め行われているかどうか意識する必要がない（基板のオリフラ又はノッチ合わせが予め行われているかどうかを確認し、搬送経路を選択する等煩わしい操作を行う必要がない）。

第６の発明は、基板のオリフラ又はノッチの位置を検出して一定位置に合わせる工程を有する半導体製造方法において、前記基板のオリフラ又はノッチ合わせは基板を横置きにして基板外周部を基板支持部で支持した状態で回転させて行うようにした半導体製造方法である。

オリフラ又はノッチ合わせを行う際、基板の裏面ではなく、基板の外周部を支持するようにしたので、基板裏面へのパーティクルの付着が生じない。横置きにしてオリフラ又はノッチ合わせが行えるので、横置き状態で基板が移送されてくる場合には、基板の姿勢を変えるという煩雑な操作が不要となり、オリフラ又はノッチ合わせが容易になる。特に、基板が大径になると、姿勢を変えるのが困難になるのでメリットは大きい。

第７の発明は、前記基板を前記基板支持部から一時的に退避させて、前記基板と前記基板支持部との周方向の相対位置をずらし、その後、退避させていた基板を再度前記基板支持部に支持させる工程を有することを特徴とする第６の発明に記載の半導体製造方法である。

具体的には、１枚又は複数枚の基板の外周部を基板支持部で横置きに支持した状態で、前記基板支持部を基板中心に回転させて各基板のオリフラ又はノッチ合わせを行うに際して、基板の周方向の位置を保持した状態で、基板退避機構により各基板を前記基板支持部から一時的に退避させ、退避させている間に、前記基板支持部を基板中心に回転して各基板の周方向に対する前記基板支持部の相対位置をずらし、ずらした前記基板支持部に退避させていた各基板を戻して再度支持するようにすることが好ましい。

基板のオリフラ又はノッチ合わせ過程又はオリフラ又はノッチ合わせ後などにおいて、基板と基板支持部との相対位置に不具合が生じる場合がある。そのような場合に、各基板を支持する基板支持部から基板を一時的に退避させ、退避させている間に、基板支持部を
基板の周方向に動かして基板に対する基板支持部の相対位置をずらすようにする。基板を退避させている間に、基板支持部を動かして基板に対する基板支持部の位置をずらすと、基板と基板支持部の位置関係の不具合を解消できる。

基板を基板支持部から退避させる基板退避機構としては、例えば１枚又は複数枚の基板をすくい上げて支持するすくい上げ支持ピンをもつ３本のすくい上げポールよりなる昇降自在に設けた基板すくい上げ機構等で良く、これを使って、基板支持部と干渉しないように基板を上昇させればよい。退避中はすくい上げたままの状態で基板の周方向の角度位置を保持し、退避後はそのまま基板を下降して基板退避機構から基板支持部に移載する。

第８の発明は、前記基板と前記基板支持部との周方向の相対位置をずらす際に、基板支持部がオリフラ又はノッチと干渉しないように、又は基板を基板移載機により前記基板支持部より排出する際、基板移載機の進入路が基板支持部と干渉しないように前記基板支持部の位置を修正するようにした第７の発明に記載の半導体製造方法である。

具体的には、基板の位置合わせを行う工程を有する半導体製造方法において、基板の周方向の位置を動かさないで、一旦基板をすくい上げて基板支持部から退避させ、退避させている間に、基板支持部を基板中心に回転して、基板支持部が基板のオリフラ又はノッチと重ならないように、又は基板位置合わせ後に基板移載機により基板を基板支持部から排出する際、基板移載機の進入路を基板支持部が塞がないように基板支持部の位置を修正するようにした半導体製造方法である。

基板位置合わせ（オリフラ又はノッチ合わせ）前に基板を支持する基板支持部に基板のオリフラ又はノッチが重なった場合、又は基板位置合わせ後に基板移載機により基板を排出する際基板移載機の進入路を前記基板支持部が塞ぐような場合がある。このような場合、基板の周方向の角度位置を動かさないで、一旦基板をすくい上げて基板支持部から退避させる。なお、オリフラ又はノッチと基板支持部の重なり解消のための動作の場合は、ノッチ合わせ前の基板についても基板の周方向の角度位置を保持したまま退避させる。退避させている間に、基板支持部を基板中心に回転して、基板支持部が基板のオリフラ又はノッチと重ならないように、又は基板移載機の進入路を基板支持部が塞がないように基板支持部の位置を修正する（後者の場合、これを原点戻しという）。原点戻しを行うと前記のような不具合を解消できる。

第９の発明は、基板外周部を基板支持部で支持する際、前記基板支持部と前記オリフラ又はノッチとが干渉する場合に、基板を一時的に退避させて、基板と基板支持部との周方向の相対位置をずらし、その後再度基板支持部に前記基板を支持させることにより、前記干渉を回避させるようにした第８の発明に記載の半導体製造方法である。

具体的には、基板外周部を基板支持部で支持することにより１枚又は複数枚の基板を横置きにした状態で、前記基板支持部を基板中心に回転させて各基板のオリフラ又はノッチ合わせを行う工程を有する半導体製造方法において、前記基板外周部を基板支持部で支持したとき、前記基板支持部と基板外周部に形成したオリフラ又はノッチとが干渉してオリフラ又はノッチの検出ができないとき、基板すくい上げ機構により前記基板を前記基板支持部からすくい上げて一時的に退避させ、その間に前記基板支持部を所定量回転させ、その後、退避させていた前記基板を前記基板支持部に戻し、前記オリフラ又はノッチと前記基板支持部の干渉を回避させるようにした半導体製造方法である。

基板を基板支持部に載置する時に、基板のオリフラ又はノッチ位置が特定できないので、基板支持部に基板のオリフラ又はノッチがかかることがある。基板支持部にオリフラ又はノッチがかかると、検出センサが基板支持部に邪魔されてオリフラ又はノッチを検出で
きなくなる場合がある。そこで、基板支持部とオリフラ又はノッチの干渉を避けるため、すくい上げ機構により基板を一旦すくい上げて退避させ、退避させている間に基板支持部を所定量回転させることにより、基板支持部を基板に対してずらして、前記干渉をなくすようにする。

このように基板をすくい上げて退避させている間に、基板支持部を基板に対してずらして、基板支持部とオリフラ又はノッチの干渉をなくすようにしたので、オリフラ又はノッチ検出ができなくなるという不具合を回避することができる。

第１０の発明は、前記オリフラ又はノッチ合わせ後、前記基板を一時退避させて、前記基板支持部を基板移載機の進入を許す許容位置にセットして、その後、再度基板支持部に前記基板を支持させるようにした第８の発明に記載の半導体製造方法である。

具体的には、基板移載機により、１枚又は複数枚の基板を基板位置合わせ装置に投入して基板の位置合わせをした後、前記基板位置合わせ装置から前記基板を排出する基板位置合わせ工程を有する半導体製造方法において、前記基板のオリフラ又はノッチ合わせをするに際して、前記基板位置合わせ装置に設けた前記基板の外周部を支持する基板支持部を、前記基板移載機の進入を許す許容位置にセットし、前記基板位置合わせ装置に投入される前記基板の外周部を前記基板位置合わせ装置の基板支持部により支持し、前記基板支持部により支持した前記基板を前記基板支持部とともに回転させて前記基板のオリフラ又はノッチを検出する。

その検出結果に基づいて前記基板の位置合わせを行い、前記基板位置合わせ装置に設けた基板すくい上げ機構により、前記位置合わせした基板を、位置合わせした基板の位置を保持した状態で前記基板支持部からすくい上げて一時的に退避させ、その間に前記基板移載機と前記基板支持部の干渉を避けるために前記基板支持部を回転して、前記基板支持部を基板移載機の進入を許す許容位置にリセットさせ（原点戻し）、リセット後の基板支持部に、退避させていた前記基板を戻すようにすることが好ましい。

基板支持部を回転して基板のオリフラ又はノッチ合わせを行った後に、基板支持部が基板移載機の進入を阻む基板位置合わせ装置の基板投入位置に来ることがある。基板支持部が投入位置に来ると、基板移載機と基板支持部とが干渉して基板の排出ができなくなる。そこで、基板搬送装置と基板支持部の干渉を避けるため、すくい上げ機構により全ての基板を一旦すくい上げて位置合わせ状態を保持したまま退避させ、退避中に基板支持部を所定量回転させることにより、基板支持部を原点位置にリセットして、前記干渉をなくすようにする。

基板をすくい上げて退避させている間に、オリフラ又はノッチ合わせ過程でずれた基板支持部を原点位置にリセットするようにしたので、オリフラ又はノッチ合わせ後に基板の排出ができなくなるという不具合を回避することができる。

第１１の発明は、基板のオリフラ又はノッチの位置を検出して一定位置に合わせる工程を有する半導体製造方法において、複数枚の基板のオリフラ又はノッチ合わせをするに際して、複数枚の基板を基板支持機構に積層支持して所要角度一括回転させることにより、あらかじめ全ての基板のオリフラ又はノッチを検出センサで検出して、検出情報を記憶させ、前記検出情報に基づいて基板支持機構を回転させて１枚づつ基板のオリフラ又はノッチ合わせを行うとともに前記基板の周方向の位置を保持したまま基板を基板支持機構から退避させて、全ての基板のオリフラ又はノッチ合わせが終了した後に、退避していた基板を基板支持機構に戻すようにした半導体製造方法である。

ここで検出情報は、オリフラ又はノッチを検出したときの基準角度位置からのずれ角の位置情報である。複数枚の基板を一括回転させて、検出センサを通過する過程で、全ての基板のオリフラ又はノッチを検出して、その検出情報をそれぞれ記憶しておくと、その後に基板をさらに回転しても、回転分に応じた検出情報の修正をしていけば、オリフラ又はノッチ位置を正確に覚えておくことができる。ここで検出情報の修正が必要な理由は次の通りである。例えば、基板のオリフラ又はノッチと基板支持部とが重なっていた場合に、それを解消するため全基板を一旦退避させて、基板支持部を所定量回転させるのだが、その際オリフラ又はノッチ位置検出済みの基板までもが、所定量回転する。したがって検出情報の修正が必要となる。

１枚ずつ基板のオリフラ又はノッチ合わせを行うとともに基板の周方向の位置を保持したまま基板を基板支持機構から退避させて、全ての基板のオリフラ又はノッチ合わせが終了した後に、退避していた基板を基板支持機構に戻すので、基板支持機構の基板支持位置を変更しても、位置合わせの終了したオリフラ又はノッチ位置が狂うことがなく、適切なオリフラ又はノッチ合わせが可能になる。

第１２の発明は、複数枚の基板のオリフラ又はノッチ位置が、検出センサの設置場所から離れているために、オリフラ又はノッチ位置が検出できない場合に、あらかじめ複数枚の基板を一定角度一括回転させて、前記オリフラ又はノッチ位置を、前記所要角度一括回転させることによりオリフラ又はノッチ位置が検出可能となる前記位置検出センサの設置場所近傍に来るようする工程を有することを特徴とする第１１の発明に記載の半導体製造方法である。

前記所要角度と一定角度とは異なり、基板を一定角度一括回転させる場合には、一定角度回転させたうえで、さらに所要角度回転させることにより、初めてオリフラ又はノッチ位置の検出が可能となる。オリフラ又はノッチ位置が、検出センサの設置場所から離れている場合に、基板を一定角度一括回転させて、オリフラ又はノッチ位置を位置検出センサの設置場所近傍に来るようにすると、オリフラ又はノッチ位置の検出が容易にできるようになる。

基板位置合わせ装置の基板投入側には、基板移載機が進入するので、位置検出センサを置けない。したがってオリフラ又はノッチ位置が投入側にあるときは、オリフラ又はノッチ位置がセンサの設置場所から離れていることになる。このため基板を回転させて、オリフラ又はノッチ位置をセンサの設置場所近傍にもって来る動作が必要になる。また基板位置合わせ装置の基板投入側にオリフラ又はノッチがない場合でも同じ動作が必要になることがある。

第１３の発明は、基板支持機構を所要角度回転させてもオリフラ又はノッチが検出できなかった場合に、下記工程（ａ）〜（ｄ）を行い、オリフラ又はノッチ検出を行うようにした第１１の発明又は第１２の発明に記載の半導体製造方法である。
（ａ）基板を基板支持機構から退避させる、（ｂ）基板支持機構を所定角度回転させる、（ｃ）基板を基板支持機構に戻す、（ｄ）基板支持機構を所要角度回転させオリフラ又はノッチ位置を検出する。ここで所定角度と所要角度とは後述するように異なる意味で使用している。

具体的には、非接触検出過程で位置検出センサにより基板のオリフラ又はノッチ位置が検出できなかったときは、下記工程（ａ）〜（ｄ）を行う。この工程を一度行えば、オリフラ又はノッチは検出不可能領域から検出可能領域に入り、ノッチ検出が可能となる。
（ａ）全基板を前記基板支持機構から退避させる、（ｂ）基板と前記基板支持機構との周方向の相対位置をずらすため、前記基板支持機構を所定量回転する、（ｃ）前記所定量回
転した前記基板支持機構に前記退避させていた基板を戻す、（ｄ）基板を所要量回転して前記センサで前記基板支持機構に戻した基板のオリフラ又はノッチ位置を検出する、基板のオリフラ又はノッチ位置が検出できたときは、検出情報に基づいて複数枚の基板を一括回転することにより複数枚の基板の位置合わせを順次１枚づつ行い、位置合わせが終了する度に、位置合わせ結果を保持させるために位置合わせが終了した基板を前記基板支持機構から退避させ、全ての基板の位置合わせが終了したら、退避した基板を戻して基板支持機構に支持させるようにすることが好ましい。

前記した所要角度と所定角度とは異なり、所要角度＞所定角度の関係がある。基板支持機構を所要角度回転させたときオリフラ又はノッチ位置が検出できなかった場合でも、基板の周方向位置を基板支持機構に対し所定角度だけずらして検出するので、オリフラ又はノッチ位置が検出できるようになる。

第１４の発明は、全基板のオリフラ又はノッチ位置検出動作終了後、オリフラ又はノッチを所定の位置に合わせる際、オリフラ又はノッチ位置が所定の位置から離れているために一度の回転ではオリフラ又はノッチを所定の位置に合わせることができない場合に、下記工程を繰り返し、オリフラ又はノッチを所定の位置に合わせるようにした第１１の発明に記載の半導体製造方法である。
（ａ）オリフラ又はノッチ位置から所定位置までの最短経路となる方向に基板支持機構を所要量回転させる（ｂ）基板を基板支持機構から退避させる（ｃ）基板支持機構を（ａ）とは逆の方向に所要量回転させる（ｄ）基板を支持機構に戻す

全基板のオリフラ又はノッチ位置検出後、オリフラ又はノッチ位置を所定の位置に合わせる際に、オリフラ又はノッチ位置が、所定位置から遠く離れている場合、装置の可動範囲の関係上、一度の回転では、オリフラ又はノッチを、所定の位置に合わせることができないことがある。そのような場合、上記工程（ａ）〜（ｄ）を繰り返し、オリフラ又はノッチ位置を少しずつずらしていくことにより、所定の位置へ、移動させることができる。なお、その際、記憶した検出情報よりノッチ位置から所定位置までの最短経路を選択する。

第１５の発明は、複数枚の基板のオリフラ又はノッチ合わせを一括して行う第１の発明〜第１０の発明のいずれかに記載の半導体製造方法である。

複数枚の基板のオリフラ又はノッチ合わせを一括して行うので、スループットが格段に向上する。

第１６の発明は、横置きに支持される１枚又は複数枚の基板のオリフラ又はノッチ合わせを行う基板位置合わせ装置を備えた半導体製造装置において、前記基板位置合わせ装置が、基板外周部を支持する基板支持部を有し、前記基板支持部を基板中心を軸として回転して前記基板を回転させる基板支持機構と、前記基板支持機構に支持されて回転する前記基板のオリフラ又はノッチを非接触で検出する検出センサとを備えた半導体製造装置である。

基板の支持は、裏面ではなく外周部で行うので、基板支持にともなって生じるパーティクルが裏面に付着しない。また検出センサでオリフラ又はノッチを非接触で検出すると、検出センサと基板との間で摩擦が生じない。したがって本発明によれば、基板とは非接触でオリフラ又はノッチを検出し、かつ基板外周部を支持するので、基板裏面へのパーティクル付着を有効に防止できる。

第１７の発明は、第１６の発明に記載の半導体製造装置において、前記支持部に支持テ
ーパ部を設け、支持テーパ部で基板の外周を支持するようにした半導体製造装置である。

基板は支持テーパ部に線接触ないし点接触で支持されるで、面接触で支持されるものに比べて、摩擦力が減少し、オリフラ又はノッチ合わせ時に伴うパーティクルの発生が低減するので、基板裏面へのパーティクル付着をより有効に防止できる。

第１８の発明は、第１６の発明又は第１７の発明に記載の半導体製造装置おいて、前記基板支持部がさらに基板偏心補正用のテーパ部をもつ半導体製造装置である。

基板が基板偏心補正用テーパ部を経て支持テーパ部に支持されるようにした場合には、基板が横置き状態にあるため、オリフラ又はノッチ合わせ過程で、基板の自重により自動的に基板の中心合わせがなされる。

第１９の発明は、前記基板を前記基板支持機構の基板支持部から退避させる基板退避機構を有する第１６の発明ないし第１８の発明のいずれかに記載の半導体製造装置である。

具体的には、横置きに支持される１枚又は複数枚の基板の位置合わせを行う基板位置合わせ装置を備えた半導体製造装置において、前記基板位置合わせ装置が、テーパ部をもち、前記テーパ部で基板の外周を支持する基板支持部を有し、前記基板支持部が基板中心に回転自在に設けられて、前記基板支持部で支持される基板を回転させる基板支持機構と、前記基板支持機構に支持されて回転する前記基板の外周部に形成されたオリフラ又はノッチを非接触で検出するセンサと、さらに前記基板の外周部を係止する基板係止部を有し、前記基板係止部を前記基板外周部に係止して、前記１枚又は複数枚の基板を前記基板支持機構の基板支持部から一時的に退避させる基板退避機構とを有する半導体製造装置であることが好ましい。

基板退避機構を有すると、基板支持部から基板を一旦退避させることができるので、基板支持部と基板との位置関係の不具合を解消できる。

第２０の発明は、前記基板支持機構および前記基板退避機構を下記（ａ）〜（ｃ）のように制御する制御部を備えた第１９の発明に記載の半導体製造装置である。（ａ）複数の基板のオリフラ又はノッチを検出し、１枚ずつオリフラ又はノッチ合わせを行うために前記基板支持機構の回転を制御し、（ｂ）前記オリフラ又はノッチ合わせの終わった基板を、１枚づつ前記基板支持機構から順次退避させるために前記基板退避機構を制御し、（ｃ）全基板のオリフラ又はノッチ合わせ終了後、退避させていた複数の基板を前記基板支持機構に戻すために前記基板退避機構を制御するものである。

具体的には、横置きに支持される複数枚の基板の位置合わせを行う基板位置合わせ装置を備えた半導体製造装置において、前記基板位置合わせ装置が、複数枚の基板を積層状態で横置きに支持してこれらを一括回転する基板支持機構と、前記基板支持機構で一括回転する各基板のオリフラ又はノッチを非接触で検出するセンサと、前記基板支持機構から基板を一時的に退避させる基板退避機構と、前記基板支持機構および前記基板退避機構を制御する制御部とを備える。

前記制御部は、（ａ）複数の基板を一括回転させて各基板のオリフラ又はノッチを検出させるために、及び各基板のオリフラ又はノッチの検出値に基づいて１枚ずつ各基板の位置合わせを行うために前記基板支持機構の回転を制御し、各基板の位置合わせが終了すると個別位置合わせ終了信号を出力し、（ｂ）前記個別位置合わせ終了信号に基づいて、位置合わせの終わった基板を１枚ずつ前記基板支持機構から順次退避させるために前記基板退避機構を制御し、（ｃ）全基板の位置合わせが終了すると全位置合わせ終了信号を出力
し、全位置合わせ終了信号に基づいて、退避させていた複数の基板を前記基板支持機構に戻すために前記基板退避機構を制御するものであることが好ましい。

基板支持機構及び基板退避機構を前記制御部により前述のように制御することによって、複数の基板のオリフラ又はノッチ合わせを１つの回転駆動部により円滑に行うことができる。

第２１の発明は、前記基板支持機構が、ターンテーブルと、前記ターンテーブルに立設された複数本の支持ポールと、各支持ポールに設けられ複数枚の基板の外周部を支持する基板支持部と、前記ターンテーブルを回転させる一台の回転駆動部とを備えた第１６の発明ないし第２０の発明のいずれかに記載の半導体製造装置である。

具体的には、前記基板支持機構は、ターンテーブルと、前記ターンテーブルに立設され、複数枚の基板を支持する複数本の支持ポールと、各支持ポールの軸方向に沿って所定ピッチをおいて設けられ、前記ターンテーブルの径方向内方側に突出するテーパ部を有し、前記テーパ部で前記基板の外周部を支持する複数枚の基板支持部と、前記支持ポールを立設した前記ターンテーブルを回転して前記複数枚の基板支持部に積層支持される前記複数枚の基板を一括回転させる一台の回転駆動部とを備えることが好ましい。

ターンテーブルとこれを回転させる回転駆動部が１つで済むので、構造の簡素化が図れる。なお、基板を支持する基板支持部は、基板外周部を支持するテーパ部を有する３本の支持ピンで構成することが好ましいが、接触面積が小さければピンである必要はない。

第２２の発明は、前記基板退避機構が、昇降自在に設けられたベースと、前記ベースを昇降させる昇降駆動部と、前記ベースに立設され、前記ベースの昇降により複数枚の基板を順次前記基板支持部からすくい上げる複数本のすくい上げポールと、各すくい上げポールに設けられ、基板の外周部を係止する基板係止部とを備えた第１９の発明ないし第２０の発明のいずれかに記載の半導体製造装置である。

具体的には、前記基板退避機構は、昇降自在に設けられたベースと、前記ベースを昇降させる昇降駆動部と、前記複数本の支持ポールとは干渉しないように前記ベースに立設され、前記ベースの昇降により複数枚の基板を順次前記支持ポールから一時的にすくい上げる複数本のすくい上げポールと、各すくい上げポールに複数枚の基板を最下層のものから順次すくい上げるために軸方向に所定ピッチをおいて設けられ、ベースの径方向内方側に突出して基板の外周部を係止する基板係止部を有し、前記ベースの上昇により基板外周部を係止して基板支持機構の基板支持部から基板をすくい上げ、すくい上げた基板を前記ベースの下降により基板支持部に戻す複数の基板係止部とを備えることが好ましい。

すくい上げポールに基板係止部を取り付けるだけの簡単な構造で、基板の周方向の位置を保持したまま、基板支持機構から基板を退避させることができる。

第２３の発明は、前記基板支持機構は、ターンテーブルと、前記ターンテーブルに立設された複数本の支持ポールと、各支持ポールに設けられ複数枚の基板の外周部を支持する基板支持部と、前記ターンテーブルを回転させる一台の回転駆動部とを有し、前記すくい上げポールに設けた基板係止部のピッチＰ１と、前記支持ポールの基板支持部のピッチＰ２とが、Ｐ１＜Ｐ２という関係を満たすことを特徴とする第２２の発明に記載の半導体製造装置である。

前記基板係止部のピッチＰ１と前記基板支持部のピッチＰ２とがＰ１＜Ｐ２の関係を満たすと、支持ポールに設けられた基板支持部により支持されている複数枚の基板を、すく
い上げポールに設けられた基板係止部により、最下段のものから、順次すくい上げることができる。

第２４の発明は、ｎ枚の基板を前記支持ポールから前記すくい上げポールにより1 枚ずつ順次すくい上げる場合において、前記すくい上げポールに設けた基板係止部のピッチＰ１と、前記支持ポールの基板支持部のピッチＰ２とが、（ｎ−１）Ｐ１＞（ｎ−２）Ｐ２という関係を満たすことを特徴とする第２３の発明に記載の半導体製造装置である。

上記関係を満たしていれば、支持ポールに設けられた基板支持部により支持されている複数枚の基板を、すくい上げポールに設けられた基板係止部により、最下段のものから、順次すくい上げることができる。また、基板をすくい上げポールですくい上げた状態で支持ポールを回転させても、基板と前記すくい上げポールに設けた基板係止部、前記支持ポールに設けた基板支持部は干渉しない。

また第２５の発明は、前記検出センサは、オリフラ又はノッチの検出時は基板の径方向内方に前進し、非検出時は基板の径方向外方に後退するように構成されている第１６の発明ないし第２４の発明のいずれに記載の半導体製造装置である。

具体的には、前記センサは、前記積層支持される各基板の径方向に進退自在に設けられ、基板外周部に形成されたオリフラ又はノッチの検出時は基板の径方向内方に前進して前記基板のオリフラ又はノッチを検出し、非検出時は基板の径方向外方に後退して前記基板支持部との干渉を回避するように構成されていることが好ましい。

検出センサは、基板外周部に形成されたオリフラ又はノッチの検出時は基板の径方向内方に前進して前記基板のオリフラ又はノッチを検出し、非検出時は基板の径方向外方に後退して前記基板支持部との干渉を回避する。

第２６の発明は、横置きに支持される複数枚の基板のオリフラ又はノッチ合わせを行うオリフラ又はノッチ合わせ装置を備えた半導体製造装置において、前記基板位置合わせ装置が、回転中心を共通にして積層状態に設けられ、基板を１枚ずつ載置する複数のターンテーブルと、各ターンテーブルに設けられ、各基板の外周部を支持するための複数の基板支持部と、前記複数のターンテーブルをそれぞれ独立して回転させる複数の回転駆動部と、前記オリフラ又はノッチを非接触で検出する検出センサとを備えた半導体製造装置である。

基板を１枚ずつ載置する複数のターンテーブルを備えているので、個々に位置合わせを行うことができ、制御も容易である。

第２７の発明は、第２６の発明に記載の半導体製造装置において、さらに基板を基板支持部から退避させる基板退避機構を備えることを特徴とする半導体製造装置である。

具体的には、横置きに支持される複数枚の基板の位置合わせを行う基板位置合わせ装置を備えた半導体製造装置において、前記基板位置合わせ装置が、回転中心を共通にして積層状態に設けられ、基板を１枚ずつ載置する複数のターンテーブルと、前記複数のターンテーブルにそれぞれ取り付けられ、各ターンテーブル上に載置される基板の外周部を複数箇所支持し、その支持部にテーパ部が形成されている複数枚の基板支持部と、前記複数のターンテーブルをそれぞれ独立して回転させる複数の駆動部と、前記基板支持部のテーパ部で支持される基板の外周部に形成されたオリフラ又はノッチを非接触で検出する固定系のセンサと、基板退避機構とを備える。

基板退避機構をさらに備えると、基板支持部と基板間の位置関係などに不具合があっても、オリフラ又はノッチ合わせをキャンセルすることなく、上記不具合を解消できる。

第２８の発明は、前記基板退避機構は、昇降移動自在に設けられた複数本のすくい上げポールと、各すくい上げポールに設けられ、上昇により基板外周部を係止して基板支持部から基板をすくい上げ、すくい上げた基板を下降により基板支持部に戻す複数の基板係止部とを有する第２７の発明に記載の半導体製造装置である。

前記基板退避機構は、昇降自在に設けられたベースと、前記ベースを昇降させる昇降駆動部と、前記ベースに立設され前記ベースの昇降により複数枚の基板を前記基板支持部から一時的にすくい上げる複数本のすくい上げポールと、各すくい上げポールに、複数枚の基板をすくい上げるために軸方向に所定ピッチをおいて設けられ、基板の径方向内方側に突出して基板の外周部を係止する基板係止部を有し、前記ベースの上昇により基板外周部を係止してターンテーブルの基板支持部から基板をすくい上げ、すくい上げた基板を前記ベースの下降により基板支持部に戻す複数の基板係止部とを有することが好ましい。

基板退避機構をさらに備えると、基板支持部と基板間の位置関係などに不具合があっても、オリフラ又はノッチ合わせをキャンセルすることなく、上記不具合を解消できる。

第２９の発明は、前記基板を回転させる際、前記検出センサと前記基板支持部とが干渉しない位置関係にあることを特徴とする第２６の発明ないし第２８の発明のいずれかに記載の半導体製造装置である。

検出センサと前記基板支持部とが干渉しない位置関係にあると、基板支持機構又はターンテーブルの回転規制がなくなり回転はフリーになるので、オリフラ又はノッチ位置がどこにあってもオリフラ又はノッチを容易に検出でき、オリフラ又はノッチ合わせを円滑に行うことができる。

第３０の発明は、前記検出センサと前記基板支持部とが干渉しない位置関係にある構造は、前記検出センサが光学センサである場合において、前記基板の径よりも小径としたターンテーブルと、前記ターンテーブルから径方向外方に突出して表面側に前記基板の外周部を支持する支持部を形成した基板支持部と、前記ターンテーブルの径方向外方であって、前記基板支持部に基板が支持されるときに小径のターンテーブルから飛出す基板外周部の裏面側に配置された受光部又は発光部と、受光部又は発光部に対向する基板外周部の表面側に配置された発光部又は受光部とを有する光学センサとを備えている構造である第２９の発明に記載の半導体製造装置である。

光学センサで基板外周部に形成したオリフラ又はノッチを検出しようとした場合、基板の径とターンテーブルの径が同じであると、オリフラ又はノッチを通過した光の進路をターンテーブルが塞ぐため、オリフラ又はノッチの検出ができなくなる。したがって、ターンテーブルの径を基板の径よりも小さくして、ターンテーブル上に載置した基板の外周部がターンテーブルよりも径方向外方に突出するようにする。これによりターンテーブルより突出した基板の外周部を支持する支持部を基板支持部に形成するだけの簡単な構造でターンテーブル回転時に、光学センサと基板支持部とが干渉しないようにすることができる。

第３１の発明は、前記ターンテーブルの下にターンテーブルを回転させる回転駆動部を置かない配置とする第２６の発明ないし第３０の発明のいずれかに記載の半導体製造装置である。

回転駆動部は例えばパルスモータである。回転駆動部とターンテーブルとを例えばベルト・プーリでつないで、回転駆動部をターンテーブルの側部に並行配置すると、ターンテーブルやターンテーブル上に支持される基板の厚さが回転駆動部の高さ中に吸収されるので、ターンテーブルの下に回転駆動部を直列配置する場合に比して、装置の高さ方向の小形化が図れる。ターンテーブルの下に回転駆動部を置かないので、装置高が低くなり装置を小形化できる。

第３２の発明は、垂直方向で隣り合う回転駆動部については、回転中心が異なるよう配置した第３１の発明に記載の半導体製造装置である。

垂直方向で隣り合う回転駆動部については、回転中心が異なるように回転駆動部を分散配置させると、回転駆動部同士の干渉が回避できるので、ターンテーブル間の間隔を所望の間隔以下とすることができ、装置の小形化を一層促進できる。

第３３の発明は、前記基板支持部が透明である第２６の発明ないし第３２の発明のいずれに記載の半導体製造装置である。透明部材は光学センサで取り扱う光に対して透明な部材で構成する。

基板支持部が透明なので、オリフラ又はノッチが基板支持部にかかっても、基板支持部によって光は遮られることがなくなり、オリフラ又はノッチを検出することができる。したがって、オリフラ又はノッチが基板支持部にかかっても、基板支持部を基板に対してずらす必要がなくなり、操作性が向上する。

本発明によれば、基板を裏面ではなく、基板の外周部で支持しているため、基板裏面にパーティクルが付着しない。また、複数枚の基板を支持できる支持ポールを持つことにより、複数枚の基板の一括位置合わせができる。また、基板を載置するターンテーブルを複数段持つことにより、複数枚の基板を同時に位置合わせできる。また、基板移載機の空き時間を利用して基板の位置合わせを行うことによりスループットを向上できる。特に、基板退避機構を設けたことにより、オリフラ又はノッチと基板支持部とが重なる等の不具合が生じた場合でも、その不具合を解消して、基板のオリフラ又はノッチを一定位置に整列させることができる。

以下に本発明に実施の形態を説明する。実施の形態では位置合わせ基板として大型の１２インチウェハを対象としているが、本発明は１２インチに限定されない。また、基板の位置合わせマークがノッチである場合について説明しているが、オリフラでもよい。さらに、ノッチを一括検出するウェハ枚数は５枚としているが、５枚に限定されず、１枚でも何枚でもよい。

図３０は、実施形態の半導体製造装置例である縦型ＣＶＤ／拡散装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図で、（ｃ）は基板収納容器としてのフープの斜視図であり、この装置に備えられた基板位置合わせ装置１００の配置を示している。半導体製造装置は、ウェハをフープ単位で搬入・搬出する搬入室２５１、搬入室２５１と処理室２５３との間でウェハ１０４をやり取りする移載室２５２、ウェハ１０４に成膜処理などを行う処理室２５３から主に構成され、複数枚のウェハ１０４を一括して位置合わせすることができる基板位置合わせ装置１００は中央の移載室２５２に備えられる。前記搬入室２５１には図示しないＩ／Ｏステージ、フープローダや保管棚としてのフープ棚が備えられている他、図示するようにフープ２５４の蓋２５４ａを開閉するポッドオープナ２５５が備えられ、ウェハを横置きにしたフープ２５４の蓋２５４ａを開けてフープ２５４内部から１２インチ
ウェハ１０４を横向きで取り出せるようになっている。

さて、横置きの状態でウェハ１０４が収納されたフープ２５４は、装置外部から搬送装置又は人手によって搬入室２５１内に搬入される。所定の経路を通ってポッドオープナ２５５の備えられた位置まで運ばれて蓋２５４ａが開けられる。移載室２５２には、複数枚のウェハ１０４を一括して移載することができるウェハ移載機２５６と前述した複数枚のウェハ１０４のノッチを一括して位置合わせする基板位置合わせ装置１００とが備えられ、蓋２５４ａの開けられたフープ２５４からウェハ移載機２５６のツィーザ２５７により複数枚のウェハ１０４が基板位置合わせ装置１００に一括して投入される。

基板位置合わせ後、ウェハ移載機２５６により基板位置合わせ装置１００から排出されたウェハ１０４は、ボート引出し位置にあるボート２６３へ移載する。ここでボート引出し位置とは、ボート２６３に対してウェハチャージ、ディスチャージを行う、ボート２６３を反応管２５８より引出した位置（アンロード位置）のことである。またボート２６３が処理用治具となる。所要枚数のウェハ１０４が移載されたボート２６３は、処理室２５３の上部の反応管２５８内に搬入される。その後、反応管２５８で成膜、拡散、酸化等の処理がなされる。このウェハ処理が終了すると、ボート２６３が下降して反応管２５８から搬出され、ボート２６３上のウェハ１０４は、上記とは逆の動作により処理室２５３から搬入室２５１に移載され（ただし基板位置合わせ装置１００は介さない）、フープ２５４に収納されて装置外へと搬出される。

なお、図３０中、２５９は移載エレベータ、２６０は移載機アーム、２６１はボートエレベータ、２６２はボートアームである。

本発明の実施形態の半導体製造装置では、前述の通り、基板位置合わせ装置は中央の移載室２５２に備えられており、ノッチ合わせを行う際はウェハ移載機２５６を用いて行う。具体的には、前述の通り、フープ２５４からウェハ移載機２５６により、複数枚のウェハ１０４が基板位置合わせ装置１００に一括して投入され、ノッチ合わせ後、ウェハ移載機２５６により基板位置合わせ装置１００から取り出されたウェハ１０４はそのままボート２６３に移載される。ボート２６３へ、所要枚数のウェハ１０４が装填された後、ウェハ移載機２５６は、フリーな状態となる。この状態は、処理中はもちろんボート２６３より処理後のウェハ１０４を払い出す時まで続く。この間、移載機２５６、基板位置合わせ装置１００、ポッドオープナ２５５等反応室以外の部分の駆動系は自由に動かすことができるため、この空き時間を利用して、ノッチ合わせを行うことができる。

具体的には、この空き時間（成膜時等）に、ノッチ合わせ前のウェハ１０４が収納されたフープ２５４は、図示しない保管棚よりポッドオープナ２５５の備えられた位置まで運ばれて蓋２５４ａが開けられる。蓋２５４ａの開けられたフープ２５４からウェハ移載機２５６のツィーザ２５７により複数枚のウェハ１０４が基板位置合わせ装置１００に一括して移載される。ノッチ合わせ後、ウェハ移載機２５６により、ノッチ合わせ後のウェハ１０４は基板位置合わせ装置１００からポッドオープナ２５５の位置にあるフープ２５４へ回収される。その後、本動作を繰り返し、フープ２５４内の全てのウェハ１０４のノッチ合わせが終了したらフープ２５４の蓋２５４ａが閉じられ、ノッチ合わせ済みのウェハ１０４を収納したフープ２５４は、図示しない保管棚へ戻される。この動作を、ウェハ移載機２５６の空き時間にできる限り行う。これにより、ノッチ合わせ済みとなったウェハ１０４については、基板位置合わせ装置１００を介さずにウェハ１０４をフープ２５４から直接ボート２６３に移載することが可能となる。

なお、前述のように予めウェハ１０４のノッチ合わせを行った場合、その情報を記憶しておくのが望ましい。そうすることにより、ウェハ１０４の移載の際、前記情報に基づい
て、移載するウェハ１０４のノッチ合わせが予め行われているかどうかを判断し、ウェハ１０４のノッチ合わせが予め行われている場合は、ウェハ１０４をフープ２５４から基板位置合わせ装置１００を介さず、直接ボート２６３に移載するようにできる。また、移載するウェハ１０４のノッチ合わせが予め行われていない場合は、前述の通り、ウェハ１０４はフープ２５４から基板位置合わせ装置１００に移載され、ノッチ合わせ後、ボート２６３に移載されるようにする。以上のように、ウェハ１０４移載の際、前記情報に基づいて適切なウェハ搬送経路が自動的に選択されるので、ユーザはウェハ１０４のノッチ合わせが予め行われているかどうか意識する必要がなく、ウェハ搬送経路を選択する等の煩わしい操作を行う必要がなくなる。

このようにウェハ移載機２５６の空き時間を利用して、予め未処理ウェハ１０４のノッチ合わせを行うことにより、ノッチ合わせ済みとなったウェハ１０４については、基板位置合わせ装置を介さず直接ボートへ移載できるため、ノッチ合わせ工程を省略でき、その分スループットが向上する。

次に移載室２５２に備えられた基板位置合わせ装置１００について詳細に説明する。

第１の実施の形態（図１〜図１４）これは１台のモータにて横置き状態にあるウェハのノッチを５枚一括で検出して位置合わせする基板位置合わせ装置例である。

図１は、基板位置合わせ装置の斜視図、図２は正面図である。基板位置合わせ装置１００は、台座１０１と、台座１０１上に昇降自在に設けられたリング状のベース１０２と、リング状ベース１０２よりは上方に配置されているが同じく台座１０１上に回転自在に設けられたターンテーブル１０３とを備えている。

複数枚（図示例では５枚）のウェハ１０４は、ターンテーブル１０３の外周に所定角度を置いて立設された複数本（図示例では３本）の支持ポール１０５によって、基板外周部１０４ｂが下側から支持されて、横置きの積層状態で垂直方向に一定間隔で保持される。

３本の支持ポール１０５は、回転駆動部としてのモータ１０６によって可逆回転するターンテーブル１０３の周辺部のほぼ半円部に偏って分散配置され、その立設方向は、ターンテーブル１０３の回転軸線と平行になっている。各支持ポール１０５には、長さ方向に一定ピッチでウェハ１０４の外周部１０４ｂを下側から支持する基板支持部としての支持ピン１０７がターンテーブル１０３の径方向内方側に向かって腕状に突設されている。したがって、ウェハ１０４は支持ポール１０５によって横置き状態に支持されたままターンテーブル１０３によって回転するようになっている。なお、ターンテーブル１０３は台座１０１に支持台１０８を介して取り付けられており、ターンテーブル１０３を回転するモータ１０６は、支持台１０８の中に設けられている。また、３本の支持ポール１０５の上部にはウェハ１０４の表面を覆うプレート１０９を設けて、ウェハ１０４の表面にパーティクルが付着しないようにしている。

本発明の基板支持機構は、上記ターンテーブル１０３と、支持ポール１０５と、支持ピン１０７と、一台のモータ１０６とから主に構成される。

また、５枚のウェハ１０４は、ノッチ位置合わせを終了したウェハ１０４から順に、昇降（矢印ａ方向）自在に設けられた３本のすくい上げポール１１０によって、その上昇により基板支持ピン１０７からすくい上げられるようになっている。またすくい上げられたウェハ１０４はすくい上げポール１１０の下降により基板支持ピン１０７に戻されるようになっている。この際、すくい上げポール１１０は昇降するだけで、すくい上げポール１１０を支持しているベース１０２は回転しないので、ウェハ１０４の周方向の角度位置は
、固定されたままで動かない。

すくい上げポール１１０には、長さ方向に一定ピッチでウェハ１０４の外周部１０４ｂを支持してウェハ１０４をすくい上げる基板係止部としてのすくい上げ支持ピン１１１が回転中心に向かって腕状に突設されている。このすくい上げ支持ピン１１１は、図に示すように、ウェハ１０４の枚数に対応して５個等間隔に設けられる。３本のすくい上げポール１１０は、台座１０１に取り付けられたモータ１１２とスライド機構１１３とによって昇降移動するベース１０２の周辺部に略１２０°間隔に分散配置されて、その立設方向はターンテーブル１０３の回転軸心と平行になっている。

昇降移動は台座１０１とベース１０２間に設けたガイド１１４によって滑らかに行われるようになっている。またすくい上げポール１１０は、起立状態で径方向（矢印ｂ方向）に進退自在に設けられ、ウェハ１０４を回転するときは支持ポール１０５と干渉しないように後退して退避し、すくい上げ時は前進してすくい上げ支持ピン１１１が基板外周部１０４ｂに達するようになっている。そのために各すくい上げポール１１０は、ベース１０２に固定した、対応するエアシリンダ１１５に取り付けられている。

本発明の基板退避機構は、上記ベース１０２と、すくい上げポール１１０と、すくい上げ支持ピン１１１と、エアシリンダ１１５と、モータ１１２から主に構成される。

さらに、基板位置合わせ装置１００には、基板支持ピン１０７に支持した５枚のウェハ１０４のノッチ１０４ａを検出する光学センサ１１６を有するセンサポール１１７が立設されている。センサポール１１７は、すくい上げポール１１０と同様に、径方向（矢印ｃ方向）に一定ストローク進退自在に設けられ、ウェハ１０４のノッチ１０４ａを検出するときは、前進して光学センサ１１６が基板外周部１０４ｂに非接触で近づき、検出しないときは支持ポール１０５と干渉しないように後退して退避するようになっている。

ここで支持ポール１０５、すくい上げポール１１０、センサポール１１７の動的関係は、支持ポール１０５は回転自在であるけれども（すくい上げポール１１０が後退して支持ポール１０５と干渉しない限りにおいて）、進退や昇降はしないのに対し、すくい上げポール１１０は回転しないけれども、進退および昇降はする。そしてセンサポール１１７は進退のみが許されるようになっている。

また相互の位置関係は、支持ポール１０５とすくい上げポール１１０は同心円状に配列され、支持ポール１０５の方はウェハ外周の円周上に略９０°、９０°１８０°間隔で配置されるのに対し、すくい上げポール１１０の方は、支持ポール１０５より一回り外側の円周上に略１２０°の等間隔で配置されるようになっている。図面斜め手前の１８０°開いた２本の支持ポール１０５間がウェハ１０４の投入・排出口となり、黒塗り矢印が進入方向であり、その逆がウェハ１０４の排出方向になる。センサポール１１７は、ターンテーブル１０３の回転軸を挟んで前記ウェハ１０４の投入・排出口のちょうど反対側に配置される。センサポール１１７を反対側に設けたのは、投入・排出の邪魔にならないようにするためである。５枚のウェハ１０４は横置き状態でウェハ移載機２５６（図３０）によって基板位置合わせ装置１００に投入され、又は基板位置合わせ装置１００から抜き出される。

図３（ａ）に示すように、支持ポール１０５に突設した５本の基板支持ピン１０７のウェハ１０４を支持する支持部は、比較的テーパ角度の大きい第１テーパ部１１８を有する。第１テーパ部１１８の下部には、第１テーパ部１１８よりもテーパ角度の小さな第２テーパ部９９が連続して形成されている。

第１テーパ部１１８の支持面はθ＝６０°の角度のテーパ面をもち、これを第１テーパ面とする。第２テーパ部９９の支持面はθ＝６．６°の角度のテーパ面をもち、これを第２テーパ面とする。第１テーパ面は、ウェハ１０４の自重によりウェハ１０４の偏心補正を行う。第２テーパ面はウェハ１０４を外周部で支持する。ウェハ１０４と基板支持ピン１０７を面で接触させるのではなく、点あるいは線で接触させてウェハ裏面へのパーティクル付着を防止する。第２テーパ面の適正角度は２°〜７°である。つまり、基板支持ピン１０７の第１テーパ部１１８はウェハ１０４の偏心補正を行うための偏心補正用テーパ部であり、第２テーパ部９９はウェハ１０４の外周部を支持するための支持テーパ部である。なお、ここで示したテーパ角度は、ほんの一例であり、基板の偏心補正又は外周保持を行えるものであれば、何度であっても構わない。また、テーパ部は基板の偏心補正および外周保持を同時に行えるものであれば、１つであっても構わない。

また、図３（ｂ）に見られるように、すくい上げポール１１０のすくい上げ支持ピン１１１のウェハ１０４を支持するウェハ受載縁面１１９にもごく僅かではあるがテーパが付けられている。テーパにより点接触させて、すくい上げ時にウェハ裏面にパーティクルが付着するのを防止するためである。図３（ａ）の基板支持ピン１０７の第２テーパ部９９と同様に、テーパ面の適正角度は２°〜７°でよい。

すくい上げポール１１０のすくい上げ支持ピン１１１にあっては、ノッチ合わせ後（偏心補正後）のウェハ１０４が載るため、偏心補正の必要がなく、ウェハ裏面へのパーティクル付着防止のため、ウェハとの接触面積が低減するよう、上述したように僅かにテーパがついていればよい。

図４は、すくい上げポール１１０とウェハ１０４との関係を示している。ベース１０２に固定したエアシリンダ１１５を動作させて、すくい上げポール１１０をウェハ１０４側（径方向内方側）へ進めた状態を示す。モータ１１２によりスライド機構１１３を介してベース１０２を上昇することによりすくい上げポール１１０は上昇するから、すくい上げ支持ピン１１１でウェハ１０４を垂直方向にすくい上げることができる。

次に光学センサ１１６について説明する。図５は光学センサ１１６の発光素子１１６ａおよび受光素子１１６ｂとを取り付けたセンサポール１１７と、ウェハ１０４との関係を示す図であり、図５（ａ）はセンサポール１１７を退避させた状態図、図５（ｂ）はノッチ位置を検出するためにセンサポール１１７を進出させた状態図である。

ノッチを検出するためには、台座１０１に固定された支持台１２１上に取り付けたエアシリンダ１２２を動作させて、退避位置にあるセンサポール１１７（図５（ａ））を矢印の方向へ移動させ、光学センサ１１６をウェハ１０４の外周部１０４ｂに送り込む（図５（ｂ））。この状態で、ウェハ１０４を一定角度だけ回転させると、ウェハ１０４の外周部１０４ｂは、発光素子１１６ａと受光素子１１６ｂの間隙１２３を通過するから、ノッチの有無を検知することができる。ノッチがどの角度位置にあるかは、モータ１０６の位置検出用エンコーダからの角度信号で検知できるようになっている。各ウェハ１０４のノッチ角度位置は図示しない記憶装置に記憶される。ノッチ角度位置を検知後、すくい上げ動作前に、センサポール１１７は後退して退避させる（図５（ａ））。センサが挿入されている状態では、ウェハをすくい上げる際、センサとウェハが干渉するので、これを回避するためである。

図６を用いて光学センサ１１６によるノッチ検出の原理説明をする。図６（ａ）は斜視図、図６（ｂ）は受光素子での受光量変化特性図である。

光学センサ１１６は基板外周部１０４ｂより上方にある発光ダイオードなどからなる発
光素子１１６ａと、基板外周部１０４ｂより下方にあるＣＣＤカメラなどからなる受光素子１１６ｂからなり、発光素子１１６ａからの光１２５を受光素子１１６ｂで受光し、その光量変化でノッチを検索する。ウェハ１０４を回転させると受光素子１１６ｂからの受光量は図６（ｂ）に示すように変化するが、ノッチ１０４ａに差し掛かると、それまで基板外周部１０４ｂによって遮られていた発光素子１１６ａからの光１２５がノッチ１０４ａを通過するので急激に受光量が増大する。この急激に受光量が増大する山がノッチ部となる。例えばウェハ１０４を回転させ、１周目で回転始点からノッチ１０４ａまでの距離、受光素子１１６ｂの受光量を調査し、２周目以降でノッチが受光素子１１６ｂ上に来たとき回転を止めることにより、ノッチの位置合わせができる。

つぎに上述した構成の基板位置合わせ装置の動作について図７および図８を用いて説明する。図７はノッチ１０４ａを検出する際のウェハ１０４の挙動を説明する平面図、図８は５枚のウェハを一括してノッチ合わせする場合に、ノッチ合わせの終了したウェハ（ハッチングしたウェハ）１０４を順次すくい上げていく説明図である。

図７（ａ）はウェハ投入時を示し、ウェハ移載機２５６でウェハ５枚を矢印ａの方向から基板位置合わせ装置に一括投入し、投入されたウェハ１０４をウェハ支持ポール１０５の基板支持ピン１０７で支える。センサポール１１７は、支持ポール１０５の後方に配置してある。また、すくい上げポール１１０は後退させてウェハ１０４から遠ざけたところに退避させている。

このとき基板支持ピン１０７で支持されるウェハ５枚のノッチ１０４ａの周方向の角度位置は、それぞれ光学センサ１１６の位置Ｂと回転中心Ｏを結んだラインの延長線ＡＯを挟んで角度θの範囲にあるとする。本装置ではθ＝６０°（±３０°）の範囲内にノッチ１０４ａがあることを前提としている。これは本装置で扱うウェハ１０４は洗浄工程を終えたものであり、洗浄時にノッチ１０４ａが多少ずれるものの、ノッチ１０４ａの位置は５枚のウェハ１０４で全くランダムということはなく、そのずれは一般に±３０°といわれており、そのずれをカバーするよう、本装置の可動範囲を６０°（±３０°）と設定したためである。なお、ここでは本装置の可動範囲を、洗浄工程でのノッチ１０４ａのずれに合わせて比較的狭い範囲に設定したが、実際に装置が動けるのは、ノッチ検出時においては、支持ポール１０５とセンサポール１１７が干渉しない程度の範囲であり、ノッチ合わせ時においては、支持ポール１０５とすくい上げポール１１０が干渉しない程度の範囲であり、これは支持ポール１０５、すくい上げポール１１０、センサポール１１７の形状、寸法、幅位置等により決まる。

前述した図７（ａ）の原点位置の状態から、モータ１０６でターンテーブル１０３を回転して支持ポール１０５を動かすことにより、ウェハ５枚を１８０°矢印のように反時計回りに回転させてノッチ検出開始位置である図７（ｂ）の状態にもっていく。なお回転方向はどちらでもよいので、時計回りに回転させてもよい。要は光学センサ１１６によるノッチ検出が可能となればよい。その結果、支持ポール１０５は同図（ｂ）のような位置へ来て、ノッチ１０４ａが光学センサ１１６に接近する。なお、すくい上げポール１１０は周方向の動きが固定されているから角度位置の変化はない。また光学センサ１１６も周方向の角度位置変化はない。この状態で光学センサ１１６をウェハ１０４の方向へ進入させると、光学センサ１１６は点線位置から実線位置へ来る。ここでモータ１０６を回転させ、各ウェハ１０４のノッチ１０４ａの角度位置を、一括して検索し、その検出情報である角度位置を記憶手段に記憶しておく。なお、角度位置はモータ１０６の位置検出用エンコーダからの角度信号で検知できるようになっている。

次に、前記角度位置データをもとに、各ウェハ１０４のノッチ１０４ａを順次ラインＯＢ上に合わせる動作を説明する。なお、ここではノッチ１０４ａをラインＯＢ上に合わせ
る動作について述べるが、ノッチ１０４ａは任意の位置に合わせることが可能である。

１枚目のウェハ１０４のノッチ１０４ａが図７（ｂ）に見られるように、光学センサ１１６の左側にあるとすると、この角度位置データをもとにウェハ１０４を時計方向に回転させて、ラインＯＢの位置へノッチ１０４ａを合わせ、モータ１０６の回転を停止させる。このようにして１枚目のノッチ位置合わせを終了する。図８（ａ）は５枚のウェハ１０４の中の一番下のウェハ１０４（ハッチングで示す）のノッチをラインＯＢに合わせた後、すくい上げポール１１０をウェハの径方向内方へ進入させ、すくい上げ支持ピン１１１を各ウェハ１０４の外周部１０４ｂの下方に滑り込ませた状態を示す。さらに図８（ｂ）に示すように、スライド機構１１３によりすくい上げ支持ピン１１１を上昇させて、ノッチ合わせを終えた１枚目のウェハ１０４をすくい上げて、支持ポール１０５の基板支持ピン１０７から離す。

次に、下から１枚目のウェハ１０４をすくい上げた状態で、支持ポール１０５を回転させ、下から２枚目のウェハ１０４のノッチ１０４ａを検出角度位置データに基づいてラインＯＢに合わせる。２枚目のノッチ合わせを終わったら、図８（ｃ）に示すようにすくい上げ支持ピン１１１により２枚目のウェハ１０４をすくい上げる。同様に３枚目、４枚目、５枚目というようにノッチ合わせとすくい上げを順次繰り返す。図８（ｄ）は最後のウェハ１０４をすくい上げポール１１０のすくい上げ支持ピン１１１ですくい上げた状態を示す。このようにして全てのウェハ１０４を基板支持ピン１０７からすくい上げ支持ピン１１１へ移載する。以上の動作を終了した時点で、全てのウェハ１０４のノッチ１０４ａはラインＯＢの線上に来る。

最初のウェハのノッチ合わせを行うときは、すくい上げポール１１０は退避しているので、支持ポール１０５はすくい上げポール１１０と干渉せずにフリーに回転できる。しかし、すくい上げポール１１０をすくい上げ可能な位置にセット後、すくい上げた状態を保持して、次のウェハ１０４のノッチ合わせを行っていくために、ウェハ１０４が回転できるのは、支持ポール１０５とすくい上げポール１１０とが干渉しない程度の範囲内（θ）に限定される。しかし、その範囲は、洗浄工程でのノッチのずれが±３０°であるため、少なくともそれをカバーできる範囲であることを要する。なお、すくい上げポール１１０をすくい上げ可能な位置にセットするタイミングについては、ノッチ位置検出後、１枚目のウェハのノッチ位置合わせ動作を行う前であっても構わない。

上述したようにノッチ合わせの終わったウェハ１０４を１枚ずつ順次すくい上げていくためには、すくい上げポール１１０のすくい上げ支持ピン１１１のピッチＰ₁ と支持ポール１０５の基板支持ピン１０７のピッチＰ₂ とは、図８において、少なくとも下記のような関係になっている必要がある。

Ｐ₁ ＜Ｐ₂ （１）
４Ｐ₁ ＞３Ｐ₂ （２）
ただし、式（２）はノッチ合わせ対象ウェハが５枚の場合に成り立つ式である。ノッチ合わせ対象ウェハがｎ枚の場合には、式（２）は次のようになる。
（ｎ−１）Ｐ₁ ＞（ｎ−２）Ｐ₂ （３）
実際に、Ｐ₁ 、Ｐ₂ を決定するときは、更に、ウェハたわみ、ウェハ１０４とすくい上げ支持ピン１１１、基板支持ピン１０７との隙間についても考慮する必要がある。例えば、ウェハたわみ＝０．３とした場合において、図８（ａ）に示す最下段同士のすくい上げ支持ピン１１１と基板支持ピン１０７との隙間ΔＬ＝２ｍｍとしたとき、Ｐ₁ ＝１９ｍｍ、Ｐ₂ ＝２３ｍｍ、すくい上げピッチ＝４ｍｍとなる。この導出は後述する実施例で詳細に説明する。

上述した一連の動作終了後は、３本の支持ポール１０５はノッチ合わせ動作を繰り返したため、図７（ｂ）の位置から外れている。よって、ここでターンテーブル１０３を回転して支持ポール１０５を図７（ｂ）の位置状態に戻す。次に、すくい上げポール１１０を下降させて、５枚のウェハ１０４全てをすくい上げ支持ピン１１１から支持ポール１０５の基板支持ピン１０７へ戻す。戻した後、すくい上げポール１１０をウェハ１０４の外側へ退避させる。この状態で、支持ポール１０５を１８０°回転させると、支持ポール１０５は図７（ａ）の元の原点位置に戻る。ここでウェハ移載機２５６で５枚のウェハ１０４を一括して基板位置合わせ装置１００から排出する。

上述した説明は、基板支持ピン１０７で支持されるウェハ５枚のノッチ１０４ａの角度位置が、それぞれ光学センサ１１６の位置Ｂと回転中心Ｏを結んだラインの延長線ＡＯを挟んで角度θ＝６０°の範囲に限定されている場合を想定した。しかし、ノッチ１０４ａが所定角度θ範囲内にない場合もあり得るので、本方式を所定角度θ範囲内にない場合でもノッチ検出が行えるように汎用化する必要がある。さらにすくい上げポール１１０で任意のウェハ１０４をすくい上げている状態で、支持ポール１０５に支持されているウェハ１０４を回転させるには、支持ポール１０５とすくい上げポール１１０との干渉が生じるので、この干渉による制約も考慮する必要がある。

この支持ポール１０５とすくい上げポール１１０との干渉の問題を図１０（ａ）を用いて説明する。各ウェハ１０４をすくい上げポール１１０に最終的に載せるときは、各ウェハ１０４のノッチ位置は、ノッチ合わせ位置（光センサ位置）Ｓに来るようにしたい。このとき支持ポール１０５上にあるウェハ１０４のノッチ位置は、図１０（ａ）のθ＝６０°の範囲内になければ、ノッチ１０４ａをノッチ合わせ位置Ｓに移動させることはできない。これは、本装置においては、ノッチ合わせ動作を行う際にはウェハ周方向の可動範囲が制限されてしまうからである。ノッチ合わせ動作においては、すくい上げポール１１０を図７（ｂ）に示す退避位置からウェハ径方向内方へ挿入し、図１０（ａ）に示すように、すくい上げ可能な位置にセットする必要がある。このため、支持ポール１０５のウェハ周方向の可動範囲は支持ポール１０５とすくい上げポール１１０とが干渉しない程度の範囲に制限されてしまう。なお、本装置においては、支持ポール１０５とすくい上げポール１１０間に十分に余裕を持たせるようにしてあり、少なくとも洗浄工程におけるノッチのずれ（±３０°）をカバーできるように可動範囲を決めている。

上記問題を解決し、ノッチ１０４ａが所定角度θ範囲内にない場合にも対応できる装置について以下に説明する。まず本装置においてノッチを検索することが可能な領域、ノッチを検索することが不可能な領域について図１０（ｂ）を用いて説明する。ウェハ１０４は、略１８０°、９０°、９０°の間隔で配置された３本の支持ポール１０５で支持されている。ウェハ１０４のノッチ１０４ａを検索する場合、センサポール１１７を退避位置からウェハ径方向内方へ挿入し、図１０（ｂ）に示すように、ノッチ検索可能な位置にセットする必要がある。従って、ウェハ１０４には、センサポール１１７と支持ポール１０５とが干渉しない程度の範囲内でノッチ位置検索を行うことができる支持ポール１０５で囲まれた３つの検索可能領域Ｒ１〜Ｒ３と、センサポール１１７と支持ポール１０５とが干渉しないように可動範囲を制限したためにノッチ位置検索を行うことができなくなる支持ポール１０５近傍の３つの検索不可能領域Ｄ１〜Ｄ３とが形成される。ノッチ位置検索可能領域Ｒ１〜Ｒ３の範囲はそれぞれ１４８°、８１°、８１°である。なお、ここで示したノッチ位置検索可能領域の範囲はほんの一例であり、支持ポール１０５、センサポール１１７の幅、形状、両ポールの干渉を回避するための両ポール間のクリアランス等を変更することにより更に広くすることも可能である。

次にノッチ合わせ方法の概要について説明する。まず、ウェハ１０４の各１４８°、８１°、８１°の検索可能領域Ｒ１〜Ｒ３についてノッチ１０４ａ検索を行う。ノッチ１０
４ａが見つからなければ、ノッチ１０４ａは検索不可能領域Ｄ１〜Ｄ３のどこかにあることになる。この場合、一旦全ウェハをすくい上げポール１１０によりすくい上げ、支持ポール１０５のみを所定角度回転させ、ウェハ１０４を支持ポール１０５上に戻す。この動作により、支持ポール１０５に対してノッチ位置をずらすことができ、ノッチ１０４ａは検索不可能領域から検索可能領域Ｒ１〜Ｒ３のいずれかに入る。その後、再度検索可能領域Ｒ１〜Ｒ３を検索する。全ウェハ１０４のノッチ検出後、ノッチ１０４ａを所定位置に合わせる動作に入る。まずノッチ位置がθ範囲内にあるかどうか判断する。なお、この判断は、検出し記億したノッチ１０４ａの角度位置データにより行う。θ範囲内にあれば、そのままノッチ１０４ａがノッチ合わせ位置Ｓに来るようにウェハ１０４を回転させ、すくい上げポール１０７に載せる。θ範囲内になければ、可動範囲の関係上、一度の回転ではノッチ１０４ａをノッチ合わせ位置Ｓに移動させることができないので、少しずつノッチ位置をずらしていく。具休的には、一旦ウェハ１０４をすくい上げ、支持ポール１０５をノッチ位置を移動させる方向とは反対方向に所要角度回転させ、ウェハ１０４を支持ポール１０５に戻し、支持ポール１０５をノッチ位置がノッチ合わせ位置Ｓに近づくよう所要角度回転させることによりノッチ位置をずらす。これを繰り返すことにより、ノッチ位置はθ範囲内に入るのでノッチ１０４ａをノッチ合わせ位置Ｓに合わせることができる。なお、その際、ノッチ１０４ａが最短経路となる方向に移動するようにする。すなわち、図１０（ａ）においては、ノッチ１０４ａが右半分側にあれば時計方向に、左半分側にあれば、時計と反対方向にノッチ１０４ａを移動させる。本図の場合は、ノッチ１０４ａは左半分側にあるので、時計と反対方向に移動させることとなる。なお、前記最短経路の選択は、記億した角度位置データにより行われる。

図９は、上述したノッチ合わせを行う機構を制御する制御部のブロック図を示す。制御部は、制御回路１５０とドライバ１５１、１５２、電磁弁１５３、１５４とから構成され、次の機能を持つ。

複数のウェハを一括回転させて各ウェハのノッチを検出するために基板支持機構のモータ１０６の回転を制御し、（ａ）各ウェハのノッチの検出値に基づいてウェハの位置合わせ（ノッチ合わせ）を１枚ずつ行うために基板支持機構のモータ１０６の回転を制御し、（ｂ）１枚のウェハ１０４の位置合わせが終了すると個別位置合わせ終了信号を出力し、（ｃ）個別位置合わせ終了信号に基づいて、位置合わせの終わったウェハ１０４を１枚ずつ基板支持機構から順次退避させるために基板退避機構のモータ１１２、スライド機構１１３、エアシリンダ１１５を制御し、（ｄ）位置合わせの終わったウェハ１０４の退避後に、残りのウェハ１０４について（ａ）〜（ｃ）の制御を行い、（ｅ）全ウェハの位置合わせが終了すると全位置合わせ終了信号を出力し、（ｆ）全位置合わせ終了信号に基づいて、位置合わせ済みの全基板は基板退避機構により退避したままの状態で基板支持機構をノッチ検出を行う前の初期の状態に戻すよう基板支持機構のモータ１０６の回転を制御し、（ｇ）退避させていた複数の位置合わせ済みの全ウェハを基板支持機構に戻すために基板退避機構のモータ１１２、スライド機構１１３、エアシリンダ１１５を制御する。

上記制御部に基づく上述した一連の詳細な流れを図１１〜図１３のフローに示す。

ウェハ移載機２５６により５枚のウェハ１０４を基板位置合わせ装置１００に一括投入して、３本の支持ポール１０５上に移載する（ステップ２０１）。移載後、ノッチ検出するために支持ポール１０５をノッチ検出開始位置まで１８０°回転させて、図７（ａ）の状態から図７（ｂ）の状態にする（ステップ２０２）。センサポール１１７を進出させて光学センサ１１６をノッチ検出可能な位置へ挿入する（ステップ２０３）。ここまでがノッチ検出準備である。

次に検索可能領域についてのノッチ検出動作に入る。即ち、ウェハ１０４の支持ポール
１０５間の角度１４８°の範囲（第１領域Ｒ１）に対し５枚一括でノッチ１０４ａを検索する（ステップ２０４）。ノッチ検索後、センサポール１１７を後退させてセンサ１１６を抜く（ステップ２０５）。これは他の領域の検索に移る際の支持ポール１０５との干渉や、ウェハ１０４をすくい上げる際のウェハ１０４との干渉を避けるためである。

ここで、全ウェハ１０４のノッチ１０４ａが検出されたか否かを判断する（ステップ２０６）。検出された場合は、ステップ２１３に進み、すくい上げポール１０７をすくい上げ可能位置に挿入する。検出されなかった場合は、ステップ２０７に進み、ウェハの次の角度８１°の領域（第２領域Ｒ２）についてのノッチ検出動作を行う。全ウェハ１０４のノッチ１０４ａが検出されたか判断する（ステップ２０８）。検出された場合は、前述したステップ２１３に進む。検出されない場合は、さらにステップ２０９に進み、ウェハ１０４の残りの角度８１°の領域（第３領域Ｒ３）についてのノッチ検出動作を行う。

全ウェハのノッチが検出されたか判断する（ステップ２１０）。検出された場合は、前述したステップ２１３に進む。検出されない場合は、前述した３つのうちのいずれかの検索不可能領域Ｄ１〜Ｄ３にノッチ１０４ａが存在するとしてステップ２１１に進み、すくい上げポール１１０をすくい上げ可能位置に挿入する。そして検索不可能領域Ｄ１〜Ｄ３にあるノッチ１０４ａが検索可能領域Ｒ１〜Ｒ３に入るよう支持ポールに対しノッチ位置をずらす（ステップ２１２）。このようにして検索不可能領域に存在していたノッチ１０４ａを検索可能領域に移してから、ステップ２０３に戻り、前述した一連の検索可能領域についてのノッチ検出動作（ステップ２０３〜２１０）を再度行う。以上の動作により全ウェハ１０４のノッチ１０４ａを検出することができる。

全てのウェハ１０４のノッチ位置が検出されると、前述したようにすくい上げポール１１０をすくい上げ可能位置へ挿入するが（ステップ２１３）、このステップ２１３の処理後、ノッチ合わせ及びすくい上げ動作を行わせるためにステップ２１４に進む。ここで、すくい上げ動作が終わっていないウェハ１０４であって一番下の段にあるウェハ１０４のノッチ位置がθ（６０°）範囲内にあるか否かを判断する（ステップ２１４）。なお、この判断は記憶したノッチの角度位置データにより行う。θ範囲内にない場合は、支持ポールに対するノッチ１０４ａの相対位置を所要量ずつずらしてノッチ１０４ａをθ範囲内の領域に入れる処理を行い（ステップ２１８）、前述のステップ２１４に戻す。

θ範囲内にある場合は、すくい上げ動作が終わっていないウェハ１０４であって、一番下の段にあるウェハ１０４のノッチ位置が最終的に揃えたいノッチの位置Ｓになるよう支持ポール１０５を回転する（ステップ２１５）。そしてノッチ合わせ後のウェハ１０４をすくい上げる（ステップ２１６）。ついで、すくい上げが終了していないウェハ１０４があるか判断する（ステップ２１７）。終了していないウェハ１０４がある場合は、前述したステップ２１４に戻り、全ウェハのすくい上げが終了するまで上記ステップ２１４〜２１７を繰り返す。

全てのウェハ１０４のすくい上げが終了したらステップ２１９に進み、ここですくい上げポール１１０によりウェハ１０４をすくい上げたままの状態で、ノッチ検出開始位置（図７（ｂ）の状態）となるよう支持ポール１０５を回転させる。その後、すくい上げポール１１０上のウェハ１０４を支持ポール１０５上に載せ（ステップ２２０）、すくい上げポール１１０を退避させる（ステップ２２１）。そして支持ポール１０５を原点位置に回転させて図７（ａ）の位置に戻す（ステップ２２２）。最後にウェハ移載機２５６によりウェハ払出しを行う（ステップ２２３）。

ここで図１３を用いて前述した個別処理ステップ２０７、２０９、２１２、２１８の詳細を説明する。
（ａ）ステップ２０７（第２領域についてのノッチ検出動作）
ウェハ１０４の第２領域が検索可能となるよう支持ポール１０５を所要量回転させる（ステップ２０７１）。光学センサ１１６を挿入して（ステップ２０７２）、ウェハ１０４の支持ポール１０５間にある８１°の範囲に対して未検出のウェハについてのみノッチ１０４ａを検索する（ステップ２０７３）。検索後、光学センサ１１６を後退させる（ステップ２０７４）。

（ｂ）ステップ２０９（第３領域についてのノッチ検出動作）
ウェハ１０４の残りの第３領域が検索可能となるよう支持ポール１０５を所要量回転させる（ステップ２０９１）。光学センサ１１６を挿入して（ステップ２０９２）、ウェハ１０４の支持ポール１０５間にある８１°の範囲に対して未検出のウェハについてのみノッチ１０４ａを検索する（ステップ２０９３）。検索後、光学センサ１１６を後退させる（ステップ２０９４）。

（ｃ）ステップ２１２（検出不可能領域にあるノッチを、検索可能領域に入るようにノッチ位置をずらす動作）
支持ポール１０５上のウェハ１０４をすくい上げポール１１０によりすくい上げる（ステップ２１２１）。その後、ノッチ１０４ａが検索不可能領域から検索可能領域（１４８°、８１°、８１°）に入るように支持ポール１０５を所定量回転させる。この際、ノッチ検出済みウェハについては、ここで回転させた分を、検出したノッチ位置データに反映させるようデータを修正する。具体的には検出したノッチ位置データに回転した分を加える（ステップ２１２２）。支持ポール１０５を回転させる前記所定量は、（３６０°−（１４８°＋８１°＋８１°））／３＝１６．７°以上である。所定量回転させた後、すくい上げポール１１０を下げてウェハ１０４を支持ポール１０５上に戻し、すくい上げポール１１０を後退させる（ステップ２１２３）。

（ｄ）ステップ２１８（ウェハのノッチをθ範囲内の領域に入れる動作）
支持ポール１０５上のすくい上げ動作が終わっていないウェハ１０４であって一番下の段にあるウェハ１０４をすくい上げポール１１０によりすくい上げて退避させる（ステップ２１８１）。支持ポール１０５をノッチ１０４ａを移動させる方向と反対の方向に所要量回転させ（ステップ２１８２）、すくい上げポール１１０を下げて前のステップですくい上げたウェハを支持ポール上に戻す（ステップ２１８３）。その後、支持ポール１０５をノッチ１０４ａが、ノッチ位置からノッチ合わせ位置までの最短経路となる方向に（時計方向もしくは時計と反対方向に）に回転させる（ステップ２１８１）。なお、前述の通り前記最短経路は、記憶しているノッチ１０４ａの角度位置データにより決められる。すなわち、図１０（ａ）においては、ノッチ１０４ａが、左半分側にある場合は時計と反対方向に、右半分側にあれば時計方向に回転させる。この後、ステップ２１４に戻り、ノッチ位置がθ範囲内にあるかどうか判断する。なければ再度ステップ２１８１〜２１８４を行い、ノッチ位置がθ範囲内に入るまでこのステップを繰り返す。

図１４に、ステップ２１４〜２１８において、ノッチ位置検出を終えたウェハ１０４を所要量づつ回転させ、ラインＯＢ（図７参照）上にノッチ１０４ａを合わせる様子を示す。図中の点線は、支持ポール１０５の回転推移を表している。また、図中の一点鎖線はノッチ１０４ａとウェハ中心を通る直線であり、ウェハ１０４の回転推移を表わしている。なお、ウェハ１０４に点線や、一点鎖線で直径を引いたのは支持ポールに対するウェハの回転推移を分かり易く説明するためである。また、実際に本動作を行う場合、すくい上げポール１１０はウェハ径方向内方に挿入されているが、動作を分かり易く示すため、すくい上げポール１１０は退避した状態で描いている。

すべてのウェハ１０４のノッチ位置検出後、ノッチ合わせを行うウェハ１０４（すくい
上げ動作が終わっていないウェハ１０４であって、一番下の段にあるウェハ１０４）のノッチ位置がθ範囲内にあるかどうかを、記憶した角度位置データより判断する。θ範囲内にない場合は、ラインＡＢ（図７参照）の右側にあるか左側にあるかを、記憶した角度位置データより判断する。右側にある場合はウェハ１０４を時計と反対方向に、左側にある場合はウェハ１０４を時計方向に所要量ずつ回転させ、ノッチ１０４ａをラインＯＢ上に移動させる際、最短経路をとるようにする。

初期状態（ノッチ検出後ノッチ合わせ前の状態）で、ウェハ１０４のノッチ位置が左下にあるとする（図１４（ａ））。この場合、ノッチ１０４ａがθ範囲内になく、ラインＡＢの左側にあるため、ウェハ１０４はノッチ１０４ａが最短経路でラインＯＢ上に移動するよう時計方向に所要量ずつ回転させることになる。一旦ウェハ１０４をすくい上げて支持ポール１０５のみをノッチ１０４ａを移動させる方向と反対の方向である反時計方向に所要量回転させる。したがってこの動作ではウェハ１０４のノッチ位置は動かない（図１４（ｂ））。ウェハ１０４を支持ポール１０５に戻して、支持ポール１０５を、すなわちウェハ１０４を時計方向に所容量回転させる。これによりノッチ位置は所要量時計方向に動く（図１４（ｃ））。再度ウェハ１０４をすくい上げて支持ポール１０５をノッチ１０４ａを移動させる方向と反対の方向である時計と反対方向に所要量回転させる（図１４（ｄ））。ウェハ１０４を支持ポール１０５に戻してウェハ１０４を時計方向に回転する。これによりさらにノッチ位置は右回りに動く（図１４（ｅ））。このようにして、ノッチ位置をθ範囲内に入るようずらし、最終的にラインＯＢ上に合わせる。

なお、これまでの説明では、まず一旦ウェハ１０４をすくい上げ、ノッチをずらす方向と反対の方向に支持ポール１０５のみを所要量回転させる動作を行っているが、この動作の前にウェハ１０４を載せた状態で支持ポール１０５をノッチ位置がラインＯＢ上までの最短経路となる方向に回転させる動作を行うようにしてもよい。

第１実施形態のものは、ウェハ毎に必要となるウェハ載置用のターンテーブルを排し、その代りに支持ポール１０５を設けてウェハを支持するとともに、すくい上げポールを設けてノッチ合わせ済みのウェハを退避できるようにしたので、一括して複数枚のウェハノッチ合わせができる。また、ノッチ合わせの際、基板外周部１０４ｂをテーパ部９９で支持することにより、線接触状態ないし点接触状態で支持することになるので接触面積が少なく、ウェハ裏面を真空吸着するものに比べてパーティクルの発生を低減し、しかも支持されているのは基板外周部１０４ｂなので、ウェハ裏面へのパーティクル付着が大幅に低減できる。

しかしながら上述した第１の実施形態の基板位置合わせ装置でも、なお操作が複雑で、位置合わせ速度もそれほど速くはない。また、モータ１０６などの駆動部をウェハ１０４の下方に設置したことにより、装置高が高くなるという問題もある。そこで次に説明する第２実施形態のものは、個別ターンテーブル方式を導入することにより上述した問題の解決を図っている。

第２の実施の形態（図１５〜図１８）これは、複数枚のウェハのノッチをウェハにほとんど接触せずに、ウェハの枚数に応じた５個のモータを用意して、５枚一括で検出することが可能な基板位置合わせ装置である。

図１５に示すように、基板位置合わせ装置は、上板３０１を含めて５段の棚３０１〜３０５と下板３０６をもつ箱体３００を備え、箱体３００の前面２面が開放されて開架式となっている。５つの棚３０１〜３０５の上面には、回転中心を一致させたターンテーブル３０７がそれぞれ取り付けられて、５枚のウェハのノッチを検出できるようになっている。各ターンテーブル３０７は独立して回転駆動できるようになっており、その駆動機構に
はタイミングベルト３０８とモータ３０９が使用されている。各モータ３０９はターンテーブル３０７の下ではなく、サイドに設けられる。各棚３０１〜３０５はターンテーブル３０７の取付板としての機能に加えて、発生したパーティクルが下段のウェハ表面に付着するのを防止する防止板としての機能も有する。また、各棚３０１〜３０５の前面コーナ部がカットされ、そこがウェハ１０４の投入・排出口となる。

なお、各モータ３０９の取付け状況は、図示例では、棚３０１〜３０５の表裏面、又は箱体３００の左右というように分散配置されているが、これはモータ長があるので、最小スペースに納まるように配置するためである。ここでは各ターンテーブルの間隔を３０ｍｍ以内に納めている。

各ターンテーブル３０７の表面の外周部には、ウェハの外周部を支持できるように３つの支持ピン３１０が、ほぼ１２０°間隔に分散配置されて取り付けられている。また、ウェハ投入口と反対側の各棚３０１〜３０５の奥に光学センサ３１１が取り付けられ、支持ピン３１０に支持された５枚のウェハのノッチをそれぞれ検出できるようになっている。

図１６はターンテーブル３０７の駆動機構の詳細を示した側面図であり、図１６（ａ）はモータ３０９をターンテーブル３０７のサイドに設けるようにした実施形態（最上段に相当）によるものであり、図１６（ｂ）はターンテーブル３０７の真下にモータ３０９を設けた場合を想定した比較図である。ただし図１６（ｂ）は比較の便宜のために上下を逆にしている。

図１６（ａ）に示すように、ターンテーブル３０７の回転軸３１４にプーリ３１３を噛ます一方、モータ３０９の駆動軸３１５にもプーリ３１２を噛まして、プーリ３１２、３１３間にタイミングベルト３０８を張設している。タイミングベルト３０８はターンテーブル３０７と棚３０１との間隙に沿わせる。ターンテーブル３０７のサイドにモータ３０９を設けて、回転軸３１４と駆動軸３１５とを並列にならべると、駆動軸３１５を含めたモータ３０９の高さ（厚み）の一部がターンテーブル３０７の厚みに吸収されること、駆動軸３１５と回転軸３１４とを直列接続しないでもよいことが起因して、装置高Ｌａが低くなり装置の小形化が可能となる。これに対して、図１６（ｂ）のようにターンテーブル３０７の下にモータ３０９があると、モータ３０９の駆動軸３１５とターンテーブル３０７の回転軸３１４との接続長、及びモータ３０９の高さがそのまま部品の高さとして突出するので、装置高Ｌｂが高くなり、装置が大型化する。

図１７に前記光学センサ３１１と支持ピン３１０の詳細を示す。光学センサ３１１は断面コ字形をしており、断面コ字形の開口部３１６にウェハ１０４の外周部１０４ｂを受け入れるようになっている。コ字形上部に発光部３１１ａを下部に受光部３１１ｂを備え、ノッチが開口部３１６に来て受光部３１１ｂでの受光量が変化したときノッチ位置を検出できるようになっている。

ターンテーブル３０７の径はこれに載置されるウェハ１０４の径よりも若干小さく、支持ピン３１０がターンテーブル３０７の外周部から径方向外方に飛出してウェハ１０４の外周部１０４ｂを支持するようになっている。このようにウェハ１０４の外周部１０４ｂを支持する支持ピン３１０を形成することによって、支持ピン３１０と光学センサ３１１は干渉しないようになっているので、ウェハ１０４を制約なしに回転でき、ノッチ位置合わせを容易かつ高速に行うことができる。

各支持ピン３１０のウェハ１０４を支持する支持面は、テーパ部３１７となっており、これによりウェハ中心とターンテーブル３０７の回転中心とを容易に合わせて、ウェハ１０４の偏心を自動補正することができ、かつテーパ部３１７で基板外周部１０４ｂを支持
することによりウェハ裏面へのパーティクルの付着を防止している。

また図示するように支持ピン３１０は略Ｌ字形をしており、屈曲部３１８を下にして横倒しした格好でターンテーブル３０７の外周部に取り付けられている。そのＬ字形の屈曲部３１８の凹みが光学センサ３１１の突出した受光部３１１ｂの逃げ部となっている。このような逃げ部を形成すると、発光部３１１ａと受光部３１１ｂの対向距離を短くできるので、装置の小形化が図れる。

なお上記逃げ部は必須ではない。裏面側にセンサ用逃げ部はなくても、光学センサ３１１の発光部３１１ａと受光部３１１ｂとの間に支持ピン３１０があり、該支持ピン３１０が干渉していなければよい。

次に上述した構成をもつ５枚一括基板位置合わせ装置の動作手順を図１８のフローを用いて説明する。

５枚一括ウェハ移載機で基板位置合わせ装置に５枚のウェハ１０４を投入し、各ターンテーブル３０７に移載する（ステップ４０１、４０２）。各ターンテーブル３０７を独立に回転させ、各光学センサ３１１によりノッチを検出し（ステップ４０３）、ノッチを所定の位置に合わせる（ステップ４０４）。５段全てのターンテーブル３０７のノッチ合わせが終了したら、ウェハ移載機によりウェハ１０４を基板位置合わせ装置から搬出する。上記したノッチ合わせのやり方は、ウェハを回転させ、１周目でノッチを検出するが、検出した時点で減速し、回転を止め、行き過ぎた分を戻すように制御する。一見すると、ノッチを検出すると同時に合わせるという動作になる。

このように第２の実施形態は、ターンテーブル３０７に設けた支持ピン３１０のテーパ部３１７でウェハ１０４の外周部１０４ｂを支持し、ウェハ１０４を回転させ、ウェハ１０４のノッチ１０４ａを非接触で検出し、整列させるものであるから、パーティクルの発生を低減することができ、ウェハ裏面へのパーティクル付着を有効に防止できる。また、ターンテーブル３０７を回転させるモータ３０９は、ターンテーブル３０７毎に設けられ、それぞれ独立して動作するので、ノッチ位置が不揃いでもその整列のために他のウェハに拘束されることなく、個別的に対応できる。また、モータ３０９はウェハ１０４の真下に配置せずに、ターンテーブル３０７のサイドに設けてタイミングベルト３０８を用いてターンテーブル３０７へ駆動力を伝達するようにしたので、装置高を低くできる。このように比較的構造が単純で、回転に制約がなく、一括整列のため、ノッチ位置検出速度が非常に速い。

しかしながらこの第２の実施の形態の場合でも、支持ピン３１０上にノッチが重なった場合や、ノッチ合わせ後にツィーザ投入位置に支持ピン３１０が来る場合に次のような問題がある。例えば、図１９に示すように、ノッチ位置に支持ピン３１０が重なってしまうと、支持ピン３１０が光学センサの光路を塞いでしまうのでノッチ位置が検出できなくなる。また、図２０に示すように、ノッチ合わせのためにターンテーブル３０７を回転させたために、支持ピン３１０の位置がずれて、支持ピン３１０がウェハ移載機２５６のツィーザ２５７の進入位置に来て進入の障害になることがある。そのような場合には、ターンテーブル３０７の原点出しを行って、ツィーザ２５７の進入を可能にする必要があるが、そうすると折角ノッチ合わせをしたのにノッチの整列が乱れてしまうという問題が生じる。

そこで次に述べる第３の実施形態は、上述したような場合は、全てのウェハをすくい上げて退避させ、ターンテーブルを所定量回転させて支持ピンの位置をずらすことにより上述した問題の解決を図っている。このすくい上げ機構は第１の実施形態の考え方を取り入
れている。

第３の実施の形態（図２１〜図２９）これはウェハのノッチがターンテーブルの支持ピンと重なった場合でも、ノッチを整列することが可能な基板位置合わせ装置である。

図２１に示す基本構成は、図１５に示す第２の実施の形態の基板位置合わせ装置と同じである。異なる点は、第１の実施の形態で採用したウェハをすくい上げて退避させる基板退避機構を設けて、ノッチと支持ピンが重なった場合に、一旦ウェハをすくい上げて退避させ、その間ターンテーブルのみをずらし、ずらしたターンテーブルに再度ウェハを載置することにより、支持ピンとの重なりを防ぐようにした点である。また、位置合わせ後に支持ピンがツィーザの進入路を塞ぐことになった場合でも、同様にターンテーブルのみをずらし、ツィーザの進入路を解放するようにした点である。

５段積みのターンテーブル３０７の外周に昇降自在に設けられた３本のすくい上げポール３２１が立設されている。その立設方向はターンテーブル３０７の回転軸と平行になっている。すくい上げポール３２１には、長さ方向に一定ピッチでウェハの外周部を支持してウェハをすくい上げるすくい上げ支持ピン３２２が回転中心に向かって腕状に突設されている。図２１では、すくい上げ支持ピン３２２はターンテーブル３０７に設けた支持ピン３１０と重なる場合を描いてある。すくい上げ支持ピン３２２のウェハ支持面は、第１の実施形態と同様に僅かにテーパ角を付けたウェハ受載縁面としている。

３本のすくい上げポール３２１は、各棚３０１〜３０５を貫通して、最下段の棚３０５の下と下板３０６との間に形成される空間に設けられたベース３２３に一体的に取り付けられる。ベース３２３はエアシリンダ３２４によって昇降移動するようになっている。すくい上げポール３２１は、昇降するだけで回転も進退もしない。このすくい上げポール３２１の上昇により、すくい上げ支持ピン３２２が基板外周部に係止して基板支持ピン３１０からウェハをすくい上げるようになっている。すくい上げられたウェハはすくい上げポール３２１の下降により基板支持ピン３１０に戻されるようになっている。

ターンテーブル３０７を回転させる各モータ３０９の取付け状況は、第２の実施形態でも説明した通りであるが、ここでは、それとはまた別のモータ配置、取付け状況について説明する。より詳しく説明すると、図２２（ａ）のようになっている。投入時にウェハ１０４とモータ３０９が干渉するためラインＺより矢印側にモータ３０９を配置できない。図２２（ｂ）のように、各棚３０１〜３０５同士の間隔、すなわち各ターンテーブル３０７同士の間隔は、移載機２５６のピッチ変更機構の制約により３０ｍｍ以内にする必要がある。上の段のモータ（２段目のモータ（２））３０９と下の段のモータ（４段目のモータ（４））３０９の軸を揃えようとすると、モータ同士が干渉し３０ｍｍ以内に納めることができないため、モータ位置を互いにずれた配置としてある（図２２（ａ））。モータ３０９が角の方にあるのは、ターンテーブル３０７の中心とモータ軸の間をつなぐタイミングベルト３０８が入るよう距離を取るためである。奇数段目と偶数段目のモータ３０９が左右に分けて配置してあるのも各段が３０ｍｍ以内に納まるように、モータ同士が干渉しないようにするためである。

図２３は図２１の基板位置合わせ装置の詳細な説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は最下段の縦断面図を示す。図２３（ａ）に示す支持ピン位置センサ３２５は、ターンテーブル３０７の原点出しに使用されるセンサであって、このセンサ信号でターンテーブル３０７の原点出しを行って後述するように、ターンテーブル３０７上の支持ピン３１０とツィーザとの干渉を防ぐことができる。また、図２３（ｂ）に示すように、すくい上げシリンダ３２４はベース３２３を駆動させることにより、すくい上げポール３２１を昇降させるようになっているが、シリンダ３２４の昇降ロッド３２６と並行してガイド３２７が
設けられ、このガイド３２７によって昇降移動は滑らかに行われるようになっている。図２４に示すように、第３の実施形態のすくい上げポール３２１は、長さ方向に等間隔にすくい上げ支持ピン３２２が設けられ、ウェハ１０４をすくい上げるときは、５枚一括してすくい上げるようになっている。なお、すくい上げ支持ピン３２２のウェハ支持面は第１の実施形態と同様に、わずかにテーパ角を付けたウェハ受載面となっており、ウェハ外周を支持するようになっている。

さて上述した構成において、図２５〜図２８を用いて、支持ピン３１０の上にウェハ１０４のノッチが重なって置かれてノッチ位置が検出できない場合も含めたノッチ合わせ動作を説明する。

図２７に示すように、５枚一括ウェハ移載機で基板位置合わせ装置に５枚のウェハ１０４を投入し、各ターンテーブル３０７に移載する（ステップ５０１、５０２）。移載後、ターンテーブル３０７を回転してノッチ１０４ａを検出する（ステップ５０３）。ノッチ検出後、ノッチ１０４ａが検出されたウェハ１０４について並列にノッチ合わせを行う（ステップ５０４）。なお、本実施形態においては第２実施形態と同様、ノッチ１０４ａを検出した時点でターンテーブル３０７を減速し、回転を止め、行き過ぎた分を戻すような制御を行うため、ノッチ１０４ａが検出されたウェハ１０４については、一見するとノッチ１０４ａを検出すると同時にノッチ１０４ａを合わせるという動作になる。その後、全ウェハ１０４のノッチ１０４ａが検出されたかを判断する（ステップ５０５）。ここで、全ウェハ１０４のノッチ１０４ａが検出された場合、この時点で全ウェハ１０４のノッチ合わせが終了したことになりステップ５０９に飛ぶ。全ウェハ１０４のノッチ１０４ａが検出されなかった場合、ターンテーブル３０７の支持ピン３１０とノッチ１０４ａが重なつているウェハ１０４があるということなので、そのウェハ１０４について、その重なりを解消する動作を行う。まず、エアシリンダ３２４の動作により、すくい上げポール３２１を上昇させて、ターンテーブル３０７の支持ピン３１０に支持されている全てのウエハ１０４（図２５（ａ））をすくい上げ、ポール３２１により、一旦すくい上げて退避させる（ｂ）、（ステップ５０６））。

全ウェハ１０４を退避させている間に、ノッチ１０４ａが検出されなかったウェハ１０４のターンテーブル３０７の支持ピン３１０を所定量回転させターンテーブル３０７を停止する（ステップ５０７）。図２６に示すように、ターンテーブル停止時は支持ピン３１０とすくい上げ支持ピン３２２とは角度δだけずれた位置で停止するようにしてある。したがって支持ピン３１０とノッチの重なりを解消することができる。この状態で、エアシリンダ３２４を逆動作して、すくい上げポール３２１を降下させ（ステップ５０８）、ウェハ１０４を支持ピン３１０に移載する（図２５（ａ））。これによりノッチ位置が検出できるようになる。

支持ピン３１０とノッチ１０４ａの重なりが解消され、ノッチ１０４ａが検出できるようになると、ステツプ５０３に戻り、ノッチ１０４ａが検出されなかったウェハ１０４について、前述した一連のノッチ検出、ノッチ合わせ動作を再度行う（ステップ５０３〜５０５）。以上の動作により全ウェハ１０４のノッチ合わせを行うことができる。

全ウェハのノッチ合わせ後、全ウェハ１０４を退避させ（ステップ５０９）、退避中に各ターンテーブル３０７をそれぞれ所要量回転して全ターンテーブルの原点戻しを行う（ステップ５１０）。この原点戻しは、次回のノッチ合わせを行える状態にするためにも、ツィーザ搬入位置に支持ピンが有る無しにかかわらず、ノッチ合わせ後に毎回必ず行う。その後ウェハをターンテーブル３０７上に戻す（ステップ５１１）。そしてウェハ１０４をウェハ移載機を使用して円滑に排出する（ステップ５２２）。

以上述べたように、ウェハ移載機によってフープから取り出したウェハ１０４のノッチが、基板位置合わせ装置の支持ピン上に重なって置かれた場合でも、基板退避機構を有する基板位置合わせにより、一定の位置にノッチを整列させることができる。また、全ウェハのノッチ合わせ終了後、ターンテーブルの支持ピン位置がツィーザの進入経路にあった場合でも、すくい上げ機構により、全ウェハを、一旦、持ち上げ、その間に何も載っていないターンテーブルを、所要量だけ回転させて、原点戻しをする。その後、ウェハ持ち上げ機構を下降させ、原点合わせがなされたターンテーブル上に再びウェハを載置するので、ツィーザの進入の障害がなくなる。

なお、第３の実施形態では、ノッチが基板支持ピン上に重なってノッチを検出できない場合、基板退避機構を用いて重なりを解消するようにしているが、図２９に示すように、重なったままでも、支持ピン３３０を光学センサの光に対して透明な材料で形成すれば、基板退避機構を用いずにノッチを検出することができる。ノッチ１０４ａが支持ピン３３０上に重なっていても支持ピン３３０が透明であるため、光を遮ることなく、ノッチ１０４ａを検出することができる。支持ピン３３０の材質は石英ガラス等がよい。支持ピン３３０を透明な材質にすることの利点は、ノッチ１０４ａと支持ピン３３０が重なったときでも、ノッチ１０４ａを検出することが可能となり、再度ノッチを検出するといった動作がいらなくなるため、ノッチ検出時間の短縮ができる点である。ただし、この場合にも、ターンテーブル３０７上の支持ピン３３０と基板位置合わせ装置内に進入してくる移載機ツィーザとの干渉の問題があるので、基板退避機構は必要である。

上述した第１実施形態は原則としてノッチ位置が所定角度θ範囲内にあることを前提としているが、第２および第３実施形態は、そのような制約がなく、ノッチがどこにあっても検出可能である。なお、第２および第３実施形態の制御部のフローについては説明したが、制御ブロック図は省略した。制御ブロックは、基本的には第１実施の形態（図９参照）と同様に構成する。

第１の実施形態は、ノッチ位置を検出し、検出したノッチの角度位置データに基づいて、一枚ずつ、順次ノッチを所定位置に合わせるものであるが、これのノッチ合わせ時間は３６秒／５枚（７．２秒／枚）であった。また、ノッチ位置を検出し、検出したノッチの角度位置データに基づいて、ノッチを一括して所定位置に合わせる第２、第３の実施形態では、１９秒／５枚（３．８秒／枚）とさらに好い成績を示した。ただし、第３の実施形態での上記値は、ノッチと支持ピンとの重なりがない場合、もしくは、支持ピン３３０が透明な材料により構成されている場合であって、ノッチ１０４ａと支持ピン３３０が重なったときの最短時間である。透明材料でない場合であって、ノッチと支持ピンとの重なりがあるときは、３０＋α秒／５枚（６＋α′／枚）となる。なお、上記ノッチ合わせ時間は本装置を用いた場合のほんの一例であり、回転速度、すくい上げ速度等を、ウェハのずれ等不具合の生じない範囲で変更すれば、もっと短時間に行うことも可能である。

なお、ウェハ支持の安定上から支持ポールおよびすくい上げポールの数は３本が好ましいが、４本以上であってもよい。また本実施の形態では、基板位置合わせ装置に対するウェハの投入、排出時に基板移載機を用いているが、基板位置合わせ装置のウェハ間ピッチが、フープやボートのウェハ間ピッチと異なる場合は、それに合わせて基板移載機のツィーザ間ピッチを変更してやる必要がある。

[実施例]
ここでは第１の実施の形態の具体的な基板位置合わせ装置の構成と、５枚一括検出の場合のピッチＰ１、Ｐ２の値について説明する。
（１）基板位置合わせ装置図３１は第１の実施の形態の具体的な基板位置合わせ装置の斜視図である。

基板位置合わせ装置は２階立て構造になっている。１階はすくい上げポール６１０を昇降又は進退させる機構が収納された機構室６０１であり、２階はノッチ合わせを行う位置合わせ機構部６０２である。

２階の位置合わせ機構部６０２は、機構室６０１の上に回転自在に設けられたターンテーブル６０３と、ターンテーブル６０３の外周に立設されて５枚のウェハを横置きに積層して支持する３本の支持ポール６０５と、３本の支持ポール６０５の頂部に支持されて支持ポール６０５に支持される５枚のウェハの表面を覆う三角プレート６０９と、ターンテーブル６０３の径方向に対して進退自在に設けられ、ノッチ検出用の５つの光学センサ６１８を有し、これらの光学センサ６１６でウェハのノッチを検出するセンサポール６１７と、ターンテーブル駆動用モータ６０６とから構成されている。

１階の機構室６０１は、四角形の１隅をカットして変則５角形とした天板６１１と底板６１９をもつハウジング６００を備え、ハウジング６００の前面２面が開放されている。この開放されたハウジング６００の内部に、昇降自在に設けられた略円板状の水平プレート６１３と、この水平プレート６１３の外周に立設され、初期状態は機構室６０１内に退避しており、ノッチ合わせ時は２階のすくい上げ可能な位置まで上昇する３本のすくい上げポール６１０と、各すくい上げポール６１０を径方向に進退させる３個のシリンダ６１５と、水平プレート６１３に挿通されたボールネジ６１６と、水平プレート６１３に取り付けられてボールネジ６１６に装着されるボールナット（図示略）と、ボールネジ６１６を回転させるモータ６１２とが設けられている。

すくい上げポール６１０が初期状態において１階の機構室６０１に退避されているのは、すくい上げポール６１０が２階のすくい上げ可能な位置にあるとウェハの投入時にウェハと干渉するので、これを回避するためである。即ち、図３２に示すように、ウェハ移載時、ウェハ１０４が移載される動作範囲内にすくい上げポール６１０が存在するため、すくい上げポール６１０を退避しなければならない。このために上述したすくい上げポール６１０の退避動作が必要になり、ウェハ移載は必ず退避位置で行われることになる。

モータ６１２を駆動するとボールネジ６１６が回転し、ボールネジ６１６に沿って水平支持板６１３が上昇する。水平支持板６１３の上昇にともなって、すくい上げポール６１０が１階の退避位置から上がって来て、１階のすくい上げ可能な位置まで上昇する。水平支持板６１３に取り付けたシリンダ６１５を作動して、各すくい上げポール６１０を径方向内方に動かし、すくい上げ支持ピンをウェハ１０４の外周部の下に滑り込ます。モータ６１２を再び駆動して、すくい上げポール６１０を上昇させると、支持ポール６０５に支持されていたウェハ１０４はすくい上げられてすくい上げポール６１０に移載される。

上記構成の基板位置合わせ装置を用いてノッチ合わせするときの図１１および図１１２のフローの変更点は、ステップ２０２においては、支持ポール６０５をノッチ位置開始位置まで回転させた後、さらにすくい上げポール６１０をすくい上げ可能な位置まで上昇させる点、ステップ２２１においては、すくい上げポール６１０を後退させた後さらに１階の機構室６０１まで下降・退避させる点である。なお、すくい上げポール６１０をすくい上げ可能な位置まで上昇させる動作は、ステップ２０１以降２１１以前であれば、いつ行っても構わない。

（２）ピッチＰ1 、Ｐ2実際にウェハ１０４を１枚ずつ順次すくい上げていく場合、ウ
ェハ１０４とすくい上げ支持ピン１１１、基板支持ピン１０７の干渉を避けるために、ウェハたわみε、ウェハ１０４とすくい上げ支持ピン１１１、基板支持ピン１０７との隙間等を考慮する必要がある。ここでは、それらを考慮し、実際にウェハ１０４を１枚ずつ順
次すくい上げていくための、すくい上げ支持ピン１１１のピッチＰ1と基板支持ピン１０
７のピッチＰ2 を決定する方法の一例について示す。

図８において、各すくい上げ支持ピン１１１を下から順に、Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓ５、各基板支持ピン１０７を下から順に、Ｋ１、Ｋ２、…、Ｋ５、各ウェハ１０４を下から順に、Ｗ１、Ｗ２、…、Ｗ５、すくい上げ支持ピン１１１の厚さをｓ、基板支持ピン１０７の厚さをｋ、ウェハ１０４の厚さをｗ、ウェハたわみをεとする。

また、図８において、
（１）初期状態における最下段のすくい上げ支持ピンＳ１と最下段のウェハＷ1 との隙間（図８（ａ））、
（２）ｍ枚目のウェハ（ｍは１〜４の正数）をすくい上げた状態における、すくい上げられたウェハＷｍと基板支持ピンＫｍとの隙間、次にすくい上げるウェハＷ（ｍ＋１）とそのウェハをすくい上げるすくい上げ支持ピンＳ（ｍ＋１）との隙間（図８（ｂ）においてはｍ＝１）、
（３）最終（５枚目）のウェハをすくい上げた状態における最上段のウェハＷ5 と最上段の基板支持ピンＫ5 との隙間、最下段のウェハＷ1 と下から２番目の基板支持ピンＫ2 との隙間（図８（ｄ））、をそれぞれ△Ｌとすると、
Ｐ２＝Ｐ1 ＋２△Ｌ ・・・（４）
４Ｐ1 ＝３Ｐ２＋ｋ＋ｗ＋２△Ｌ ・・・ （５）
という式が成り立つ。

ここで隙間△Ｌは、ウェハ１０４と基板支持ピン１０７、すくい上げ支持ピン１１１が干渉しないよう少なくともウェハたわみ量ε以上にする必要があり（図３３）、更に適度な余裕ΔＬ′を持たせ、△Ｌ＝ε＋ΔＬ′とする。ウェハたわみをε＝０．３ｍｍ、余裕ΔＬ′≧１ｍｍと考え、設計時に△Ｌ＝２ｍｍと設定した。

すくい上げピツチは、図８より２△Ｌ＝４ｍｍとなる。また、ｓ＝ｋ＝２ｍｍ、ｗ＝０．７７５ｍｍとし、ｗ＝０．７７５ｍｍを約１ｍｍとすると、（４）、（５）式は次のようになる。
Ｐ２＝Ｐ1 ＋４４Ｐ1 ＝３Ｐ２＋７
よって、Ｐ1 ＝１９ｍｍ、Ｐ2 ＝２３ｍｍとなり、すくい上げポール１１０のすくい上げ支持ピン１１１のピッチＰ1 と支持ポール１０５の基板支持ピン１０７のピッチＰ２が決定される。

ただし、ここで示した余裕ΔＬ′、すくい上げ支持ピン１１１の厚さｓ、基板支持ピン１０７の厚さｋの値はほんの一例であり、また、ウェハたわみ量ε、ウェハ１０４の厚さｗはウェハの種類、材質、大きさ等の条件により様々に変化し得る。よって、すくい上げポール１１０のすくい上げ支持ピン１１１のピッチＰ1 と支持ポール１０５の基板支持ピン１０７のピッチＰ2 は様々な値に設定することができる。

１２インチウェハのたわみとの関係性において、ノッチ合わせ装置設計時にはウェハとの隙間ΔＬをどのくらいに設定すれば良いかは必ずしも明確でない。そこでウェハをすくい上げた時に基板支持ポールを回転させて干渉しない間隔を、一応２ｍｍと仮定した。これはウェハたわみの０．３ｍｍの６倍以上の隙間をとれば、たわみの存在が関係なくなると考えたからである。

また、ここではすくい上げ支持ピン１１１の間隔、基板支持ピン１０７の間隔がそれぞれ一定であるものについて述べたが、ノッチ合わせ後のウェハを一枚ずつ順次すくい上げることができるのであれば、等間隔でなくても構わない。

第１の実施の形態による半導体製造装置の基板位置合わせ装置の斜視図である。 第１の実施の形態による同正面図である。 第１の実施の形態による要部図の正面図であり、（ａ）は支持ポール、（ｂ）はすくい上げポールを示す。 第１の実施の形態によるすくい上げポールとウェハの関係を説明するための要部の正面図である。 第１の実施の形態によるノッチを検出するためのセンサポールとウェハの関係の説明図であり、（ａ）は退避状態、（ｂ）はセンサをウェハ方向へ送り込んだ状態を示す。 第１の実施の形態による光学センサの原理説明図であり、（ａ）はウェハと光学センサとの位置関係、（ｂ）は受光部での受光量変化特性図である。 第１の実施の形態による支持ポール、すくい上げポール、光学センサ、ウェハの相関図であり、（ａ）はウェハ投入時、（ｂ）は支持ポールを１８０°回転させた時の図である。 第１の実施の形態によるすくい上げポールの動作説明図であり、（ａ）は１枚目の位置合わせをしているとき、（ｂ）は位置合わせの終わった１枚目のウェハをすくい上げているとき、（ｃ）は位置合わせの終わった２枚目のウェハをすくい上げているとき、（ｄ）は位置合わせの終わった５枚目のウェハをすくい上げている時の図である。 第１の実施形態の機構を制御する制御部のブロック図である。 （ａ）は支持ポールとすくい上げポールの干渉の説明図、（ｂ）はウェハのノッチ検索領域の説明図である。 ノッチが所定角度θ範囲内にあるときの第１の実施形態の動作を説明するフローチャートである。 ノッチが所定角度θ範囲内にないときの第１の実施形態の動作を説明するフローチャートである。 個別処理ステップの詳細説明図であり、（ａ）はステップ２０７、（ｂ）はステップ２０９、（ｃ）はステップ２１２、（ｄ）はステップ２１８を示す。 ノッチが所定角度θ範囲内にないときの第１の実施形態の動作において、ノッチ位置が徐々にずれていく様子を示す説明図である。 第２の実施の形態による半導体製造装置の基板位置合わせ装置の斜視図である。 第２の実施形態によるターンテーブルの駆動系を説明する断面図であり、（ａ）はモータをウェハのサイドに配置した実施形態例、（ｂ）はモータをウェハ面に対抗して配置した直結型の比較例である。 第２の実施の形態による支持ピンとノッチ検出用の光学センサとの関係を示す配置図である。 第２の実施の形態による動作を説明するフローチャートである。 ノッチ位置が支持ピンと重なる場合を示す第２の実施の形態による説明図であり、（ａ）はウェハの平面図、（ｂ）はＡ部の拡大図である。 ツィーザと支持ピンの干渉を示す第２の実施の形態の説明図であり、（ａ）はツィーザの進入路に支持ピンが位置したとき、（ｂ）はターンテーブルが原点に戻されて進入路に支持ピンが来ないときを示す。 第３の実施の形態による半導体製造装置の基板位置合わせ装置の斜視図である。 第３の実施の形態によるモータ干渉の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。 第３の実施の形態による基板位置合わせ装置の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。 第３の実施の形態によるすくい上げ機構を説明する要部の縦断面図である。 第３の実施の形態によるウェハのすくい上げの説明図であり、（ａ）はすくい上げ前、（ｂ）はすくい上げ後を示す。 支持ピンに対するターンテーブル停止位置を示す第３の実施の形態による説明図である。 第３の実施の形態によるノッチと支持ピンの干渉を回避する動作を説明するフローチャートである。 第３の実施の形態によるツィーザと支持ピンとの干渉を回避する動作を説明するフローチャートである。 支持ピンを透明部材で構成した第３の実施の形態による要部の斜視図である。 本実施の形態による半導体製造装置における基板位置決め装置の配置を示す説明図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、(c) はフープの斜視図である。 実施例による第１実施形態の半導体製造装置の具体的な基板位置合わせ装置の斜視図である。 実施例のすくい上げポールとツィーザとの干渉を示す説明図である。 実施例のウェハひずみを考慮した説明図である。

符号の説明

１００ 基板位置合わせ装置
１０３ ターンテーブル
１０４ ウェハ
１０４ａ ノッチ
１０４ｂ 基板外周部
１０５ 支持ポール
１０６ モータ（回転駆動部）
１０７ 支持ピン
１１０ すくい上げポール
１１１ すくい上げ支持ピン
１１６ 光学センサ
１１７ センサポール

Claims (15)

1. 基板のオリフラ又はノッチの位置を検出して一定位置に合わせる工程を有する半導体製造方法において、前記基板のオリフラ又はノッチ合わせは基板を横置きにして基板外周部を基板支持部で支持した状態で回転させて行うようにした半導体製造方法。
2. 前記基板を前記基板支持部から一時的に退避させて、前記基板と前記基板支持部との周方向の相対位置をずらし、その後、退避させていた基板を再度前記基板支持部に支持させる工程を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体製造方法。
3. 前記基板と前記基板支持部との周方向の相対位置をずらす際に、基板支持部がオリフラ又はノッチと干渉しないように、又は基板を基板移載機により前記基板支持部から排出する際基板移載機の進入路が基板支持部と干渉しないように前記基板支持部の位置を修正するようにした請求項２に記載の半導体製造方法。
4. 基板外周部を基板支持部で支持する際、前記基板支持部と前記オリフラ又はノッチとが干渉する場合に、基板を一時的に退避させて、基板と基板支持部との周方向の相対位置をずらし、その後再度基板支持部に前記基板を支持させることにより、前記干渉を回避させるようにした請求項３に記載の半導体製造方法。
5. 前記オリフラ又はノッチ合わせ後、前記基板を一時退避させて、前記基板支持部を基板移載機の進入を許す許容位置にセットして、その後、再度基板支持部に前記基板を支持させるようにした請求項３に記載の半導体製造方法。
6. 横置きに支持される１枚又は複数枚の基板のオリフラ又はノッチ合わせを行う基板位置合わせ装置を備えた半導体製造装置において、前記基板位置合わせ装置が、基板外周部を支持する基板支持部を有し、前記基板支持部を基板中心を軸として回転して前記基板を回転させる基板支持機構と、前記基板支持機構に支持されて回転する前記基板のオリフラ又はノッチを非接触で検出する検出センサとを備えた半導体製造装置。
7. 請求項６に記載の半導体製造装置において、前記支持部に支持テーパ部を設け、支持テーパ部で基板の外周を支持するようにした半導体製造装置。
8. 請求項６又は７に記載の半導体製造装置おいて、前記基板支持部がさらに基板偏心補正用のテーパ部をもつ半導体製造装置。
9. 前記基板を前記基板支持機構の基板支持部から退避させる基板退避機構を有する請求項６ないし８のいずれかに記載の半導体製造装置。
10. 前記基板支持機構および前記基板退避機構を下記（ａ）〜（ｃ）のように制御する制御部を備えた請求項９に記載の半導体製造装置。
    （ａ）複数の基板のオリフラ又はノッチを検出し、１枚ずつオリフラ又はノッチ合わせを行うために前記基板支持機構の回転を制御し、
    （ｂ）前記オリフラ又はノッチ合わせの終わった基板を、１枚づつ前記基板支持機構から順次退避させるために前記基板退避機構を制御し、
    （ｃ）全基板のオリフラ又はノッチ合わせ終了後、退避させていた複数の基板を前記基板支持機構に戻すために前記基板退避機構を制御するものである。
11. 前記基板支持機構は、ターンテーブルと、前記ターンテーブルに立設された複数本の支持ポールと、各支持ポールに設けられ複数枚の基板の外周部を支持する基板支持部と、前
    記ターンテーブルを回転させる一台の回転駆動部とを備えた請求項６ないし１０のいずれかに記載の半導体製造装置。
12. 前記基板退避機構は、昇降自在に設けられたベースと、前記ベースを昇降させる昇降駆動部と、前記ベースに立設され、前記ベースの昇降により複数枚の基板を順次前記基板支持部からすくい上げる複数本のすくい上げポールと、各すくい上げポールに設けられ、基板の外周部を係止する基板係止部とを備えた請求項９ないし１０のいずれかに記載の半導体製造装置。
13. 前記基板支持機構は、ターンテーブルと、前記ターンテーブルに立設された複数本の支持ポールと、各支持ポールに設けられ複数枚の基板の外周部を支持する基板支持部と、前記ターンテーブルを回転させる一台の回転駆動部とを有し、前記すくい上げポールに設けた基板係止部のピッチＰ１と、前記支持ポールの基板支持部のピッチＰ２とが、Ｐ１＜Ｐ２という関係を満たすことを特徴とする請求項１２に記載の半導体製造装置。
14. ｎ枚の基板を前記支持ポールから前記すくい上げポールにより１枚ずつ順次すくい上げる場合において、前記すくい上げポールに設けた基板係止部のピッチＰ１と、前記支持ポールの基板支持部のピッチＰ２とが、（ｎ−１）Ｐ１＞（ｎ−２）Ｐ２という関係を満たすことを特徴とする請求項１３に記載の半導体製造装置。
15. 前記検出センサは、オリフラ又はノッチの検出時は基板の径方向内方に前進し、非検出時は基板の径方向外方に後退するように構成されている請求項６ないし１４のいずれかに記載の半導体製造装置。

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