JP2013153108A - 基板位置決め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の検出性能を長期にわたって保つこと。
【解決手段】保持部と、発光部および受光部と、発光制御部と、検出部と、調整部とを備えるように基板位置決め装置を構成する。保持部は、基板を保持する。発光部および受光部は、上記基板の各主面側にお互いに対向するように配置される。発光制御部は、上記発光部の発光量を制御値によって制御する。検出部は、上記受光部による受光量を検出する。調整部は、上記保持部によって上記基板が保持されていない状態で、上記制御値を上記受光量に基づいて調整する。
【選択図】図３

Description

開示の実施形態は、基板位置決め装置に関する。

従来、ＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）と呼ばれる局所クリーン装置内に形成された空間において、ウェハなどの基板をロボットが搬送する際に基板の位置決めを行うアライメント装置（以下、「基板位置決め装置」と記載する）が知られている。

かかる基板位置決め装置は、たとえば、基板の外周部を主面方向から挟むように対向配置された発光素子および受光素子の形成する光軸を、基板の外周部が遮る際に検出される光量変化などに基づいて基板の位置決めを行う（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００４−２００６４３号公報

しかしながら、従来の基板位置決め装置は、長期にわたって使用された場合に、基板の検出性能が低下するおそれがある。これは、発光素子が経年劣化することで、以前と同一の電流の量を与えられても、出力される光量が低下する場合があるためである。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、基板の検出性能を長期にわたって保つことができる基板位置決め装置を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る基板位置決め装置は、保持部と、発光部および受光部と、発光制御部と、検出部と、調整部とを備える。保持部は、基板を保持する。発光部および受光部は、前記基板の各主面側にお互いに対向するように配置される。発光制御部は、前記発光部の発光量を制御値によって制御する。検出部は、前記受光部による受光量を検出する。調整部は、前記保持部によって前記基板が保持されていない状態で、前記制御値を前記受光量に基づいて調整する。

実施形態の一態様によれば、基板の検出性能を長期にわたって保つことができる。

図１は、実施形態に係る基板位置決め装置を備える搬送システムの全体構成を示す模式図である。 図２Ａは、実施形態に係る基板位置決め装置の構成を示す模式透視図である。 図２Ｂは、センサ部の模式側面図および検出される受光量の状態を示す図である。 図３は、実施形態に係る基板位置決め装置の構成例を示すブロック図である。 図４Ａは、受光量情報の一例を示す図である。 図４Ｂは、制御値情報の一例を示す図である。 図４Ｃは、制御値と受光量との関係を示す図である。 図５Ａは、発光部を正常と判定する一例を示す図である。 図５Ｂは、発光部を警告レベルの異常と判定する一例を示す図（その１）である。 図５Ｃは、発光部を警告レベルの異常と判定する一例を示す図（その２）である。 図５Ｄは、発光部を深刻な異常と判定する一例を示す図である。 図６は、実施形態に係る制御装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。 図７は、実施形態に係る閾値決定装置の構成例を示すブロック図である。 図８Ａは、閾値決定処理の概要を示す図である。 図８Ｂは、基板情報の一例を示す図である。 図８Ｃは、基板別閾値情報の一例を示す図である。 図９は、実施形態に係る閾値決定装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板位置決め装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

また、以下では、ロボットを用いて半導体ウェハを搬送する搬送システムを例に挙げて説明することとし、かかる「半導体ウェハ」を「ウェハ」と記載する。また、ロボットの「エンドエフェクタ」については、「ハンド」と記載する。

まず、実施形態に係る基板位置決め装置を備える搬送システムの全体構成について図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係る基板位置決め装置を備える搬送システム１の全体構成を示す模式図である。

なお、説明を分かりやすくするために、図１には、鉛直上向きを正方向とし、鉛直下向き（すなわち、「鉛直方向」）を負方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。したがって、ＸＹ平面に沿った方向は、「水平方向」を指す。かかる直交座標系は、以下の説明に用いる他の図面においても示す場合がある。

また、以下では、複数個で構成される構成要素については、複数個のうちの１個にのみ符号を付し、その他については符号の付与を省略する場合がある。かかる場合、符号を付した１個とその他とは同様の構成であるものとする。

図１に示すように、搬送システム１は、基板搬送部２と、基板供給部３と、基板処理部４とを備える。基板搬送部２は、ロボット１０と、かかるロボット１０を内部に配設する筐体２０とを備える。なお、基板供給部３は、かかる筐体２０の一方の側面２１に設けられ、基板処理部４は、他方の側面２２に設けられる。また、図中の符号１００は、搬送システム１の設置面を示している。

ロボット１０は、搬送対象物であるウェハＷを上下２段で保持可能なハンド１１を有するアーム部１２を備える。アーム部１２は、筐体２０の底壁部を形成する基台設置フレーム２３上に設置される基台１３に対して昇降自在、かつ水平方向に旋回自在に支持される。

筐体２０は、いわゆるＥＦＥＭであり、上部に備えるフィルタユニット２４を介してクリーンエアのダウンフローを形成する。かかるダウンフローにより、筐体２０の内部は高クリーン度状態に保たれる。また、基台設置フレーム２３の下面には脚具２５が備えられており、筐体２０と設置面１００との間に所定のクリアランスＣを設けつつ筐体２０を支持する。

基板供給部３は、複数のウェハＷを高さ方向に多段に収納するフープ３０と、かかるフープ３０の蓋体を開閉して、ウェハＷを筐体２０内へ取り出せるようにするフープオープナ（図示せず）とを備える。なお、フープ３０およびフープオープナのセットは、所定の高さを有するテーブル３１上に所定の間隔をおいて複数セット並設することができる。

基板処理部４は、たとえば、洗浄処理や成膜処理、フォトリソグラフィ処理といった半導体製造プロセスにおける所定のプロセス処理をウェハＷに対して施すプロセス処理部である。基板処理部４は、かかる所定のプロセス処理を行う処理装置４０を備える。かかる処理装置４０は、筐体２０の他方の側面２２に、ロボット１０を挟んで基板供給部３と対向するように配置される。

また、筐体２０の内部には、ウェハＷの位置決めを行う基板位置決め装置５０が設けられる。なお、基板位置決め装置５０の詳細については、図２Ａおよび図２Ｂを用いて後述する。

そして、かかる構成に基づき、搬送システム１は、ロボット１０に昇降動作や旋回動作をとらせながら、フープ３０内のウェハＷを取り出させ、基板位置決め装置５０を介してウェハＷを処理装置４０へ搬入する。そして、処理装置４０において所定のプロセス処理を施されたウェハＷをふたたびロボット１０の動作によって搬出および搬送し、フープ３０へ再収納する。

次に、実施形態に係る基板位置決め装置５０の構成について図２Ａを用いて説明する。図２Ａは、実施形態に係る基板位置決め装置５０の構成を示す模式透視図である。

図２Ａに示すように、基板位置決め装置５０は、モータ５１と、伝達機構５２と、載置台５３（保持部）と、センサ部５４と、制御装置６０とを備える。伝達機構５２は、駆動側プーリ５２ａと、従動側プーリ５２ｂと、ベルト５２ｃとをさらに備える。

また、センサ部５４は、発光部５４ａと、受光部５４ｂとをさらに備える。また、発光部５４ａは、光源５４ａａをさらに備え、受光部５４ｂは、フォトダイオード５４ｂａおよびラインセンサ５４ｂｂをさらに備える。

モータ５１は、軸ＡＸ１を回転させる駆動源である。かかるモータ５１の出力軸（すなわち、駆動軸であり、以下、軸ＡＸ１に対応）には、伝達機構５２の駆動側プーリ５２ａが設けられ、モータ５１が回転駆動するのにともなって回転する。なお、モータ５１の回転角度（すなわち、駆動側プーリ５２ａの回転角度）は、図示略のエンコーダなどによって随時検出される。

従動側プーリ５２ｂは、軸ＡＸ２まわりの回転軸（以下、図示略の従動軸として軸ＡＸ２に対応）に回転可能に設けられる。

なお、図示していないが、駆動側プーリ５２ａおよび従動側プーリ５２ｂは略同一のピッチ幅の外歯を有している。そして、かかる駆動側プーリ５２ａと従動側プーリ５２ｂとの間には、前述の外歯と略同一のピッチ幅の歯付ベルトであるベルト５２ｃが掛け回される。これにより、駆動側プーリ５２ａの回転はベルト５２ｃを介して伝達され、従動側プーリ５２ｂを駆動側プーリ５２ａに従動して回転させる。

なお、かかる伝達機構５２を用いることなく、モータ５１と従動側プーリ５２ｂとを直結する構成をとってもよい。

そして、従動側プーリ５２ｂには、ウェハＷを載置して保持する載置台５３が連結される。載置台５３は、従動側プーリ５２ｂが従動して回転するのに応じて、載置されたウェハＷを位置合わせのために回転させる。

なお、図示していないが、載置台５３にウェハＷを吸着する吸着部を備えることとしたうえで、ウェハＷを所定の保持力（すなわち、吸着力）をもって保持し、遠心力によるずれを防いで位置合わせの精度を高めることとしてもよい。

センサ部５４は、ウェハＷの外周部を光学的に検知するデバイスである。ここで、かかるセンサ部５４について、具体的に図２Ｂを用いて説明する。図２Ｂは、センサ部５４の模式側面図および検出される受光量の状態を示す図である。

図２Ｂに示すように、発光部５４ａおよび受光部５４ｂは、載置台５３に載置されたウェハＷの各主面側にお互いに対向するように配置されている。すなわち、受光部５４ｂは、光源５４ａａから発せられる光（図中の光源５４ａａからの上向き矢印参照）を、ウェハＷを介して受光することとなる。なお、図示していないが、ここで受光する光には、ウェハＷを透過した透過光や、ウェハＷによって散乱した散乱光などが含まれる。

そして、受光部５４ｂは、受光した光を、受光量を示す電気信号へ変換して制御装置６０（図２Ａ参照）へ出力する。そして、制御装置６０は、たとえば図２Ｂに示すように、所定の閾値を超える大きな受光量を示すウェハＷの位置Ｐ１を、かかるウェハＷのエッジ位置として取得する。

そして、制御装置６０は、取得したエッジ位置に基づいてウェハＷの外周部に設けられたノッチやオリエンテーションフラットを識別し、識別したこれら部位の方向に基づいてモータ５１を回転させ、ウェハＷを位置合わせする。

なお、かかるウェハＷの位置合わせの際、フォトダイオード５４ｂａの受光量はウェハＷの有無の確認に、ラインセンサ５４ｂｂの受光量はウェハＷの外周部の形状の取得に、それぞれ用いられることが好ましい。

図２Ａの説明に戻り、制御装置６０について説明する。制御装置６０は、基板位置決め装置５０を制御する制御ユニットである。なお、図２Ａは、かかる制御装置６０の配置箇所を限定するものではない。

また、かかる制御装置６０には、上位装置７０が相互通信可能に接続される。上位装置７０は、基板位置決め装置５０において処理されるウェハＷの種別などを制御装置６０へ通知する。

なお、図中に破線の接続線で示したが、出荷前の基板位置決め装置５０には、後述するウェハＷのエッジ位置取得のための所定の閾値を決定する閾値決定装置８０が接続される。

閾値決定装置８０については、図７〜図９を用いて詳述する。かかる閾値決定装置８０によって決定された所定の閾値は、後述する基板別閾値情報へ含まれて、出荷時などに制御装置６０へ組み込まれる。なお、かかる閾値決定装置８０における閾値決定処理シーケンスを実行する処理部を制御装置６０へ内蔵することとしたうえで、出荷後、実稼働中に、動的に閾値を調整させてもよい。かかる点についても、図７〜図９を用いた説明で後述する。

ところで、上述した光源５４ａａは、後述する発光制御部からの制御値によって制御される（すなわち、発光量が定まる）が、いわゆる経年劣化によって制御値の示す発光量を出力できない場合がある。

そこで、本実施形態に係る基板位置決め装置５０は、ウェハＷが保持されていない状態で、制御値を受光量に基づいて調整することとした。以下、かかる点について詳細に説明する。

なお、以下では、上述の制御値が増加すれば、光源５４ａａへ供給される電流の量は増加する、すなわち、光源５４ａａの発光量は大きくなることを前提とする。

図３は、実施形態に係る基板位置決め装置５０の構成例を示すブロック図である。なお、図３では、基板位置決め装置５０の調整手法の説明にあたり必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

図２Ａでの説明と一部重複するが、図３に示すように、基板位置決め装置５０は、モータ５１と、発光部５４ａと、受光部５４ｂと、制御装置６０とを備える。上位装置７０は、制御装置６０と接続される。なお、図２Ａに示した基板位置決め装置５０の他の構成要素については、ここでの記載を省略している。

また、制御装置６０は、制御部６１と、記憶部６２とを備える。また、制御部６１は、受光量検出部６１ａと、調整部６１ｂと、発光制御部６１ｃと、報知部６１ｄと、エッジ取得部６１ｅと、モータ駆動部６１ｆとをさらに備える。そして、記憶部６２は、受光量情報６２ａと、制御値情報６２ｂと、基板別閾値情報６２ｃとを記憶する。

なお、モータ５１と、発光部５４ａと、受光部５４ｂと、上位装置７０とについては既に説明済みであるので、以下の説明に適宜用いることとする。

制御部６１は、制御装置６０の全体制御を行う。受光量検出部６１ａは、受光部５４ｂにおける受光量を電気信号として検出する。

また、受光量検出部６１ａは、検出した受光量が、記憶部６２の受光量情報６２ａに含まれる下限警告値を下回り、かつ、ウェハＷが保持されていない状態であるならば、調整処理開始のトリガとみなして、検出した受光量を調整部６１ｂへ受け渡す。

かかる調整時に受け渡される受光量は、上述したフォトダイオード５４ｂａにおける受光量であれば足りるが、ラインセンサ５４ｂｂの受光量であってもよい。なお、調整時以外の通常時には、受光量検出部６１ａは、検出した受光量をエッジ取得部６１ｅへ受け渡す。

調整部６１ｂは、制御値情報６２ｂに含まれる現在の制御値である現在値と受光量検出部６１ａから受け取った受光量とに基づいて制御値を調整する。かかる調整処理の詳細については、図４Ａ〜図５Ｄを用いて後述する。

また、調整部６１ｂは、調整処理の継続中には、制御値を増加させて発光制御部６１ｃに対して受け渡すとともに、かかる増加させた制御値で制御値情報６２ｂの現在値を更新する。なお、調整処理の開始時には、制御値の下限に相当する値を発光制御部６１ｃへ受け渡すことで現在値をいわばリセットしてもよい。

また、調整部６１ｂは、発光部５４ａが異常であるか否かを判定し、異常である場合には、報知部６１ｄに対してかかる旨を報知するように依頼する。

発光制御部６１ｃは、調整部６１ｂから受け取った制御値で発光部５４ａを駆動する。報知部６１ｄは、調整部６１ｂからの依頼に応じた内容の通知を上位装置７０へ送信することによって、上位装置７０のオペレータなどのユーザに対して発光部５４ａの異常を報知する。なお、報知部６１ｄを、基板位置決め装置５０が備えるステータスランプのような出力デバイスとして構成してもよい。

ここで、調整部６１ｂが行う調整処理の詳細について、図４Ａ〜図５Ｄを用いて説明する。まず、図４Ａ〜図４Ｃを用いて、受光量情報６２ａ、制御値情報６２ｂおよび制御値と受光量との関係について説明する。

図４Ａは、受光量情報６２ａの一例を示す図である。図４Ａに示すように、受光量情報６２ａは、下限値および下限警告値（第２の閾値）を含んだ情報である。下限値は、受光量検出部６１ａが検出可能な受光量の下限値である。

また、下限警告値は、下限値よりも大きいが、警告レベルである受光量を示す。なお、ここでは、下限警告値に値ａが、下限値に値ｂが、それぞれ設定されている例を示している。

また、図４Ｂは、制御値情報６２ｂの一例を示す図である。図４Ｂに示すように、制御値情報６２ｂは、上限値および上限警告値（第１の閾値）を含んだ情報である。上限値は、発光制御部６１ｃが出力可能な制御値の上限値である。

また、上限警告値は、上限値よりも小さいが、警告レベルである制御値を示す。なお、ここでは、上限値に値ｃが、上限警告値に値ｄが、それぞれ設定されている例を示している。

また、図４Ｂに示すように、制御値情報６２ｂは、制御値の基準値、補正値および現在値をさらに含んだ情報である。基準値および補正値については、図５Ａを用いた説明で後述する。なお、ここでは、基準値に値ｅが、補正値に０が、現在値に値ｖが、それぞれ設定されている例を示している。

これらを前提とする制御値と受光量との関係について説明する。図４Ｃは、制御値と受光量との関係を示す図である。なお、ここでは、かかる関係を、制御値を横軸、受光量を縦軸とする座標系で示している。

図４Ｃに示すように、受光量の下限警告値ａ、下限値ｂ、制御値の上限値ｃおよび上限警告値ｄによって、前述の座標系は、いくつかの領域に区切ることができる。

そして、調整部６１ｂは、制御値と実際の受光量とが描くカーブが、かかる領域のうち、図４Ｃに示す「正常領域」に至るならば、発光部５４ａを正常であると判定する。

また、調整部６１ｂは、上述したカーブが、かかる領域のうち、図４Ｃに示す「警告レベルの異常領域」に至るならば、発光部５４ａを警告レベルの異常であると判定する。

また、調整部６１ｂは、上述したカーブが、かかる領域のうち、図４Ｃに示す「深刻な異常領域」に至るならば、発光部５４ａを深刻な異常であると判定する。

次に、図５Ａ〜図５Ｄを用いて、調整部６１ｂによる前述の異常判定を具体的に説明する。図５Ａは、発光部５４ａを正常と判定する一例を示す図である。また、図５Ｂは、発光部５４ａを警告レベルの異常と判定する一例を示す図（その１）であり、図５Ｃは、発光部５４ａを警告レベルの異常と判定する一例を示す図（その２）である。また、図５Ｄは、発光部５４ａを深刻な異常と判定する一例を示す図である。

図５Ａに示すように、制御値と実際の受光量とが描くカーブがカーブＣ１であった場合、「正常領域」に至っているので、調整部６１ｂは、前述のように発光部５４ａを正常であると判定する。

ここで、図５Ａに示すように、制御値と受光量とが描く理想的なカーブがカーブＣｉであるものとする。また、かかるカーブＣｉにおける下限警告値ａに対応する制御値が値ｅであるものとする。かかる値ｅは、上述した制御値情報６２ｂの基準値に対応している（図４Ｂ参照）。

ここで、図５Ａに示すように、カーブＣ１は、基準値である値ｅよりも大きい値ｆにおいて下限警告値ａに達している。これは、カーブＣｉよりも値（ｆ−ｅ）分、発光部５４ａの立ち上がりが遅れたことを示している。

すなわち、発光部５４ａに、異常とまでは判定されないものの軽度の経年劣化が生じていることが想定される。かかる場合、調整部６１ｂは、たとえば、以降の制御値に対して補正値が加算されて出力されるような制御値の調整を行う。

具体的には、制御値情報６２ｂの補正値を、たとえば、上述の値（ｆ−ｅ）で更新して、以降の通常時には、発光制御部６１ｃがつねに制御値へかかる補正値を加算することによって実現することができる。

これにより、発光部５４ａの経年劣化を補いつつ、ウェハＷの検出性能を長期にわたって保つことができる。

なお、図５Ａに示した「正常領域」は、上限警告値ｄ以下で変化させた制御値に対応する受光量が下限警告値ａ以上となる領域である。したがって、調整部６１ｂは、かかる領域に至るように制御値を調整する処理部であると言い換えることができる。

また、図５Ｂに示すように、制御値と実際の受光量とが描くカーブがカーブＣ２であった場合、「警告レベルの異常領域」に至っているので、調整部６１ｂは、前述のように発光部５４ａを警告レベルの異常であると判定する。また、調整部６１ｂは、かかる警告レベルの異常に対して、たとえば、発光部５４ａの早期の交換を促す旨を報知するように報知部６１ｄに対して依頼する。

なお、図５Ｂに示す警告レベルの異常は、受光量が下限警告値ａを上回ったものの、制御値が上限警告値ｄを上回ったためである。

また、図５Ｃに示すように、制御値と実際の受光量とが描くカーブがカーブＣ３であった場合、「警告レベルの異常領域」に至っているので、調整部６１ｂは、前述のように発光部５４ａを警告レベルの異常であると判定する。また、調整部６１ｂは、かかる警告レベルの異常に対して、図５Ｂの場合と同様の旨を報知するように報知部６１ｄに対して依頼する。

なお、図５Ｃに示す警告レベルの異常は、制御値が上限値ｃに達したにも関わらず、受光量が下限警告値ａを上回らなかったためである。

また、図５Ｄに示すように、制御値と実際の受光量とが描くカーブがカーブＣ４であった場合、「深刻な異常領域」に至っているので、調整部６１ｂは、前述のように発光部５４ａを深刻な異常であると判定する。また、調整部６１ｂは、かかる深刻な異常に対して、たとえば、発光部５４ａの即時の交換を要する旨を報知するように報知部６１ｄに対して依頼する。

なお、図５Ｄに示す深刻な異常は、制御値が上限値ｃに達したにも関わらず、受光量が下限値ｂすらも上回らなかったためである。

このように、実施形態に係る基板位置決め装置５０では、調整部６１ｂが、発光部５４ａの交換の度合いなどを切り分けた異常判定を行うので、メンテナンス時における故障診断などの手間を省くことができ、作業効率を向上させることができる。

なお、図５Ａ〜図５Ｄを用いた説明では、調整部６１ｂが、主に「正常領域」で制御値を調整し、それ以外の領域では、制御値を調整するのではなく異常を報知する場合について示したが、これに限られるものではない。論理的には、調整部６１ｂは、上限値ｃ以下で変化させた制御値に対応する受光量が下限値ｂ以上となるように制御値を調整することが可能である。

図３の説明に戻り、エッジ取得部６１ｅについて説明する。エッジ取得部６１ｅは、調整時以外の通常時において、ウェハＷのエッジ位置を取得する処理を行う。

このとき、エッジ取得部６１ｅは、上位装置７０から通知されたウェハＷの種別に該当する所定の閾値を基板別閾値情報６２ｃから取得して用いる。なお、かかるエッジ位置の取得については図２Ｂを用いた説明で既に述べたため、ここでの記載を省略する。

また、エッジ取得部６１ｅは、取得したエッジ位置に基づいてウェハＷを回転させるべく、モータ駆動部６１ｆに対して回転角度を受け渡す。

モータ駆動部６１ｆは、エッジ取得部６１ｅから受け取った回転角度でモータ５１を回転させる。

記憶部６２は、ハードディスクドライブや不揮発性メモリといった記憶デバイスであり、受光量情報６２ａと、制御値情報６２ｂと、基板別閾値情報６２ｃとを記憶する。

受光量情報６２ａおよび制御値情報６２ｂについては既に詳しく述べたため、ここでの記載を省略する。

基板別閾値情報６２ｃは、ウェハＷの種別ごとにエッジ位置の取得に用いる所定の閾値を対応付けた情報である。なお、図２Ａの説明でも触れたが、かかるウェハＷの種別ごとの閾値は、閾値決定装置８０によってあらかじめ決定される。かかる点の詳細は、図７以降の説明で後述する。

次に、実施形態に係る制御装置６０が実行する処理手順について、図６を用いて説明する。図６は、実施形態に係る制御装置６０が実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、図６には、主に制御装置６０の調整部６１ｂが実行する調整処理の開始直後からの処理手順について示している。

図６に示すように、まず調整部６１ｂは、発光部５４ａを制御する制御値（現在値）が制御値情報６２ｂの上限値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、制御値がかかる上限値以下である場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、調整部６１ｂは、制御値を増加して発光部５４ａを発光させる（ステップＳ１０２）。

そして、調整部６１ｂは、かかる発光部５４ａの発光量に対する受光量を受光量検出部６１ａから受け取り、かかる受光量が受光量情報６２ａの下限警告値を上回るか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ここで、受光量がかかる下限警告値を上回る場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、調整部６１ｂは、ステップＳ１０４へ制御を移す。また、ステップＳ１０３の判定条件を満たさない場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、ステップＳ１０１からの処理を繰り返す。

つづいて、調整部６１ｂは、制御値が制御値情報６２ｂの上限警告値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ここで、制御値がかかる上限警告値以下である場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、調整部６１ｂは、発光部５４ａを正常であると判定する（ステップＳ１０５）。また、必要に応じて制御値を補正（すなわち、補正値を算出して登録）後（ステップＳ１０６）、処理を終了する。

なお、ステップＳ１０４の判定条件を満たさない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、調整部６１ｂは、発光部５４ａを警告レベルの異常であると判定する（ステップＳ１０７）。また、発光部５４ａの早期の交換を促す旨を報知させた後（ステップＳ１０８）、処理を終了する。

ところで、ステップＳ１０１の判定条件を満たさなかった場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、調整部６１ｂは、受光量が受光量情報６２ａの下限値を下回るか否かを判定する（ステップＳ１０９）。ここで、受光量がかかる下限値を下回る場合（ステップＳ１０９，Ｙｅｓ）、調整部６１ｂは、発光部５４ａを深刻な異常であると判定する（ステップＳ１１０）。また、発光部５４ａの即時の交換を要する旨を報知させた後（ステップＳ１１１）、処理を終了する。

また、ステップＳ１０９の判定条件を満たさなかった場合（ステップＳ１０９，Ｎｏ）、調整部６１ｂは、発光部５４ａを警告レベルの異常であると判定する（ステップＳ１１２）。また、発光部５４ａの早期の交換を促す旨を報知させた後（ステップＳ１１３）、処理を終了する。

ところで、上述したが、基板位置決め装置５０は、ウェハＷの位置決め処理を行う通常時には、ウェハＷの種別ごとに対応付けられた所定の閾値を用いてウェハＷのエッジ位置の取得を行う。

かかるウェハＷの種別ごとに閾値を分けるのは、ウェハＷには、シリコンやガラスといった素材や、エッジ端面の形状など、さまざまな特性の違いがあるためである。そして、かかる特性の違いによって生じる光の透過率や反射率などを補って適正にエッジ位置を取得するためには、上述した閾値決定装置８０における閾値決定処理が肝要となる。

そこで、以下、実施形態に係る閾値決定装置８０が行う閾値決定処理について、図７〜図９を用いて説明しておく。

図７は、実施形態に係る閾値決定装置８０の構成例を示すブロック図である。なお、図７では、閾値決定装置８０の閾値決定手法の説明にあたり必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

また、閾値決定装置８０は、出荷前の基板位置決め装置５０に接続された場合に、制御装置６０と同様にモータ５１や発光部５４ａ、受光部５４ｂなどの各デバイスを制御可能であるものとする。

そこで、図７では、図３に示した制御装置６０と同一の構成要素については同一の符号を付すこととし、説明を省略するか、または簡単な説明にとどめることとする。また、以下では、処理対象となるウェハＷの理想的なエッジ位置を「理想エッジ位置」と記載する。

なお、以下では、出荷前の基板位置決め装置５０に接続される閾値決定装置８０があらかじめ閾値を決定する場合について説明するが、以下に示す閾値決定処理シーケンスを実行する処理部を制御装置６０へ内蔵したうえで、出荷後、実稼働中に、かかる処理部を用いて動的に閾値を調整することとしてもよい。

図７に示すように、閾値決定装置８０は、制御部８１と、記憶部８２とを備える。また、制御部８１は、理想エッジ位置演算部８１ａと、ワーク閾値変更部８１ｂと、モータ駆動部６１ｆと、受光量検出部６１ａと、エッジ取得部６１ｅと、検証部８１ｃと、閾値決定部８１ｄとをさらに備える。そして、記憶部８２は、基板情報８２ａと、理想エッジ位置８２ｂと、ワーク閾値８２ｃと、基板別閾値情報６２ｃとを記憶する。

まず、ここで、閾値決定処理の対象となるウェハＷは、作業者やロボット１０（図１参照）などによって偏芯なく載置台５３（図２Ａ参照）へ載置されているものとする。

理想エッジ位置演算部８１ａは、ウェハＷに関する情報をウェハＷの種別ごとに定義した基板情報８２ａに基づいて理想エッジ位置を演算する。そして、演算結果を、理想エッジ位置８２ｂとして記憶部８２へ登録する。

ここで、閾値決定処理の理解を助けるために、図８Ａを用いて閾値決定処理の概要について説明しておく。図８Ａは、閾値決定処理の概要を示す図である。

図８Ａに示すように、閾値決定処理では、ラインセンサ５４ｂｂ（図２Ｂ参照）について検出された受光量に対してワーク閾値を順次増やしながらあてはめてゆき、ワーク閾値ごとに取得されるエッジ位置がそれぞれ理想エッジ位置８２ｂの許容範囲内であるか否かを検証することによって、ラインセンサ５４ｂｂの受光量を２値化する閾値を決定する。

すなわち、図８Ａに示すように、ワーク閾値１〜ｎを矢印ｂ１〜ｂｎに示す順であてはめてゆき、たとえば、ワーク閾値ｎ−１においてかかる値を超える位置Ｐ２をエッジ位置として取得する。そして、かかる位置Ｐ２は理想エッジ位置８２ｂの許容範囲内にないので、ワーク閾値ｎ−１はワーク閾値ｎに増加される。

そして、つづくワーク閾値ｎにおいて取得される位置Ｐ３は理想エッジ位置８２ｂの許容範囲内にあるので、閾値決定装置８０は、かかるワーク閾値ｎを前述の２値化する閾値として決定することとなる。

これにより、ウェハＷの種別が多様である場合であっても、それぞれの種別に対応する適正な閾値を決定することができるので、ウェハＷのエッジ取得およびそれに基づくウェハＷの位置決めを精度よく行うことが可能となる。

なお、これまでは、ワーク用の閾値を増加させながら行う場合を例に挙げて説明した。かかる場合は、閾値となる光量の探索方向が「暗」から「明」へ向けてである場合に対応する。

したがって、かかる探索方向が、これとは逆の「明」から「暗」へ向けてである場合、ワーク用の閾値は、取りうる値の最大値から最小値にかけて順次減少させてゆくこととすればよい。なお、以下では、これまでと同様、ワーク用の閾値を増加させる場合を例に挙げることとする。

また、出荷後、実稼働中の基板位置決め装置５０が動的に閾値を調整する場合、それまで登録されていた元の閾値をワーク用の閾値とし、かかるワーク用の閾値によって取得されるエッジ位置が適正に理想エッジ位置８２ｂの許容範囲内であるか否かを検証すればよい。

そして、取得されたエッジ位置が許容範囲内でないならば、上記と同様にワーク用の閾値を変化させつつエッジ位置を取得し、取得されたエッジ位置が理想エッジ位置８２ｂの許容範囲内に収まる適正値となるまで閾値を調整すればよい。なお、このときワーク用の閾値は、取りうる値の最小値から最大値までを変化させることなく、あらかじめ登録されていた元の閾値を基準とする所定幅で変化させてもよい。

図７の理想エッジ位置演算部８１ａについての説明に戻る。また、理想エッジ位置演算部８１ａは、閾値決定処理の開始をワーク閾値変更部８１ｂへ通知する。

ワーク閾値変更部８１ｂは、閾値決定処理の開始を受けて、ワーク用の閾値であるワーク閾値８２ｃを取り出し、その取りうる値の最小値から最大値にかけて順次増加させる。また、ワーク閾値変更部８１ｂは、増加させるたびにワーク閾値８２ｃを更新する。すなわち、ワーク閾値８２ｃには、ワーク用の閾値の現在値がつねに登録される。

また、ワーク閾値変更部８１ｂは、ワーク閾値８２ｃを増加させるたびに、ウェハＷを１周分回転させるようモータ駆動部６１ｆへ依頼する。依頼を受けたモータ駆動部６１ｆは、モータ５１を駆動してウェハＷを１周分回転させる。

受光量検出部６１ａは、モータ駆動部６１ｆによるモータ５１の駆動の開始を受けて、ウェハＷ１周分の受光量を検出する。

エッジ取得部６１ｅは、受光量検出部６１ａの検出した受光量とワーク閾値８２ｃとに基づいてウェハＷのエッジ位置を取得し、取得したエッジ位置およびワーク閾値８２ｃの現在値を検証部８１ｃに対して受け渡す。

検証部８１ｃは、理想エッジ位置８２ｂおよび受け取ったワーク閾値８２ｃの現在値に基づいて取得されたエッジ位置を検証する。そして、検証の結果、取得されたエッジ位置が適正であれば、検証部８１ｃは、ワーク閾値８２ｃの現在値を閾値決定部８１ｄへ受け渡す。

また、検証の結果、取得されたエッジ位置が適正でなければ、検証部８１ｃは、ワーク閾値変更部８１ｂへワーク閾値８２ｃを増加させるよう依頼する。

閾値決定部８１ｄは、受け取ったワーク閾値８２ｃの現在値を閾値として決定し、処理対象のウェハＷの種別に対応付けて基板別閾値情報６２ｃへ登録する。

そして、図中の破線の矢印に示すように、基板別閾値情報６２ｃは、基板位置決め装置５０の出荷時などに制御装置６０へ組み込まれることとなる。なお、出荷後、実稼働中に、動的に閾値を調整する場合には、決定された閾値で基板別閾値情報６２ｃを更新することとなる。

記憶部８２は、記憶部６２（図３参照）と同様の記憶デバイスである。図７の基板情報８２ａは、ウェハＷの種別ごとのウェハＷに関する情報である。ここで、図８Ｂを用いてその一例を示しておく。図８Ｂは、基板情報８２ａの一例を示す図である。

図８Ｂに示すように、ウェハＷの種別に「基板Ａ」と「基板Ｂ」の２種別があるものとする。基板情報８２ａは、かかる種別ごとに、たとえば、ウェハＷの「直径」を含んで定義することができる。ここでは、便宜的に、「基板Ａ」の「直径」を「ｇ」と、「基板Ｂ」の「直径」を「ｈ」と、それぞれ定義している。

前述の理想エッジ位置演算部８１ａは、かかる「直径」などに基づいてウェハＷの理想的なエッジ位置を演算することとなる。

また、図８Ｂに示すように便宜的に、「基板Ａ」の場合は「±ｉ」と、「基板Ｂ」の場合は「±ｊ」と、それぞれ定義しているが、基板情報８２ａに理想エッジ位置の「許容幅」を含んでもよい。かかる「許容幅」が定義されている場合、理想エッジ位置演算部８１ａは、演算結果に対してかかる「許容幅」をもたせた値を理想エッジ位置８２ｂとして登録する。

図７の説明に戻る。理想エッジ位置８２ｂおよびワーク閾値８２ｃについては上述したため、ここでの記載を省略する。基板別閾値情報６２ｃについても上述したが、図８Ｃにその一例を示しておく。図８Ｃは、基板別閾値情報６２ｃの一例を示す図である。

図８Ｃに示すように、基板別閾値情報６２ｃは、ウェハＷの種別ごとに「閾値」などを対応付けた情報である。ここでは、便宜的に、「基板Ａ」の「閾値」を「ｋ」と、「基板Ｂ」の「閾値」を「ｌ」と、それぞれ対応付けた例を示している。

なお、出荷後、実稼動中の基板位置決め装置５０においては、上位装置７０から、それまでの基板別閾値情報６２ｃにない新規種別のウェハＷの処理要求を受けることも考えられる。

かかる場合には、その新規種別のウェハＷの処理要求を受けたことをトリガとして、上述した閾値処理決定シーケンスを実行し、かかる新規種別のウェハＷについての閾値を決定することとすればよい。

次に、実施形態に係る閾値決定装置８０が実行する処理手順について、図９を用いて説明する。図９は、実施形態に係る閾値決定装置８０が実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、図９には、ウェハＷの１種別かつ１枚分についての処理手順を示している。

図９に示すように、まず、閾値決定の対象となるウェハＷを偏芯なく載置台５３へセットする（ステップＳ２０１）。なお、かかるステップＳ２０１は、作業者により行われることが好ましい。

そして、理想エッジ位置演算部８１ａが、理想エッジ位置８２ｂを演算して求める（ステップＳ２０２）。つづいて、ワーク閾値変更部８１ｂが、ワーク閾値８２ｃへ初期値をセットする（ステップＳ２０３）。

そして、モータ駆動部６１ｆが、モータ５１を駆動させてウェハＷを１周分回転させる（ステップＳ２０４）。また、受光量検出部６１ａが、かかるウェハＷを回転させたときの受光量を検出する（ステップＳ２０５）。

そして、エッジ取得部６１ｅが、かかる受光量とワーク閾値８２ｃとに基づいてウェハＷのエッジ位置を取得する（ステップＳ２０６）。そして、検証部８１ｃが、取得された取得エッジ位置が理想エッジ位置８２ｂの許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。

ここで、取得エッジ位置が理想エッジ位置８２ｂの許容範囲内である場合（ステップＳ２０７，Ｙｅｓ）、閾値決定部８１ｄが、ワーク閾値８２ｃを閾値として決定し（ステップＳ２０８）、決定した閾値を基板別閾値情報６２ｃへ登録したうえで（ステップＳ２０９）、処理を終了する。

一方、ステップＳ２０７の判定条件を満たさなかった場合（ステップＳ２０７，Ｎｏ）、ワーク閾値変更部８１ｂが、ワーク閾値８２ｃを変更して（ステップＳ２１０）、ステップＳ２０４からの処理を繰り返す。

上述してきたように、実施形態に係る基板位置決め装置は、保持部と、発光部および受光部と、発光制御部と、検出部と、調整部とを備える。保持部は、基板を保持する。発光部および受光部は、上記基板の各主面側にお互いに対向するように配置される。発光制御部は、上記発光部の発光量を制御値によって制御する。検出部は、上記受光部による受光量を検出する。調整部は、上記保持部によって上記基板が保持されていない状態で、上記制御値を上記受光量に基づいて調整する。

したがって、実施形態に係る基板位置決め装置によれば、基板の検出性能を長期にわたって保つことができる。

なお、上述した実施形態では、検出された受光量が下限警告値を下回り、かつ、ウェハが保持されていないことをトリガとして、調整処理が行われる場合について説明したが、これに限られるものではない。

たとえば、キャリブレーションコマンドといった入力コマンドを設けることとしたうえで、作業者からかかるコマンドの入力を受け付けたタイミングで調整処理を開始してもよい。

かかる場合、ウェハが保持されていないことを作業者が目視で確認できるうえ、コマンド入力のような簡易な操作で調整処理を行うことができるので、メンテナンス性の向上にも資することができる。

また、上述した実施形態では、基板が主にウェハである場合を例に挙げて説明したが、基板の種別を問わず適用できることは言うまでもない。

また、上述した実施形態では、受光部が主にフォトダイオードやラインセンサである場合について説明したが、これに限定されるものではない。たとえば、ファイバセンサでもよく、いわば受光素子であればよい。

また、上述した実施形態では、基板の搬送システムが備える基板位置決め装置を例に挙げて説明を行ったが、かかる基板位置決め装置が備えられるシステムの種別を問うものではない。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 搬送システム
２ 基板搬送部
３ 基板供給部
４ 基板処理部
１０ ロボット
１１ ハンド
１２ アーム部
１３ 基台
２０ 筐体
２１、２２ 側面
２３ 基台設置フレーム
２４ フィルタユニット
２５ 脚具
３０ フープ
３１ テーブル
４０ 処理装置
５０ 基板位置決め装置
５１ モータ
５２ 伝達機構
５２ａ 駆動側プーリ
５２ｂ 従動側プーリ
５２ｃ ベルト
５３ 載置台
５４ センサ部
５４ａ 発光部
５４ａａ 光源
５４ｂ 受光部
５４ｂａ フォトダイオード
５４ｂｂ ラインセンサ
６０ 制御装置
６１ 制御部
６１ａ 受光量検出部
６１ｂ 調整部
６１ｃ 発光制御部
６１ｄ 報知部
６１ｅ エッジ取得部
６１ｆ モータ駆動部
６２ 記憶部
６２ａ 受光量情報
６２ｂ 制御値情報
６２ｃ 基板別閾値情報
７０ 上位装置
８０ 閾値決定装置
８１ 制御部
８１ａ 理想エッジ位置演算部
８１ｂ ワーク閾値変更部
８１ｃ 検証部
８１ｄ 閾値決定部
８２ 記憶部
８２ａ 基板情報
８２ｂ 理想エッジ位置
８２ｃ ワーク閾値
１００ 設置面

Claims (6)

1. 基板を保持する保持部と、
   前記基板の各主面側にお互いに対向するように配置される発光部および受光部と、
   前記発光部の発光量を制御値によって制御する発光制御部と、
   前記受光部による受光量を検出する検出部と、
   前記保持部によって前記基板が保持されていない状態で、前記制御値を前記受光量に基づいて調整する調整部と
   を備えることを特徴とする基板位置決め装置。
2. 前記発光制御部が出力可能な前記制御値の上限値を含む制御値情報と、前記検出部が検出可能な前記受光量の下限値を含む受光量情報とを記憶する記憶部
   をさらに備え、
   前記調整部は、
   前記上限値以下で変化させた前記制御値に対応する前記受光量が前記下限値以上となるように該制御値を調整すること
   を特徴とする請求項１に記載の基板位置決め装置。
3. 前記制御値情報は、
   前記上限値よりも小さい第１の閾値を
   さらに含み、
   前記受光量情報は、
   前記下限値よりも大きい第２の閾値を
   さらに含み、
   前記調整部は、
   前記第１の閾値以下で変化させた前記制御値に対応する前記受光量が前記第２の閾値以上となるように該制御値を調整すること
   を特徴とする請求項２に記載の基板位置決め装置。
4. ユーザに対して前記発光部の異常を報知する報知部
   をさらに備え、
   前記調整部は、
   前記上限値まで前記制御値を増加させても前記受光量が前記下限値を超えない場合に、前記報知部へ報知を指示すること
   を特徴とする請求項２または３に記載の基板位置決め装置。
5. 前記調整部は、
   前記上限値まで前記制御値を増加させても前記受光量が前記第２の閾値を超えない場合に、前記報知部へ報知を指示すること
   を特徴とする請求項４に記載の基板位置決め装置。
6. 前記調整部は、
   前記第１の閾値まで前記制御値を増加させても前記受光量が前記第２の閾値を超えない場合に、前記報知部へ報知を指示すること
   を特徴とする請求項４または５に記載の基板位置決め装置。

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