JP2023032299A - アライナ装置および板状ワークの位置ずれ補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】板状ワークの位置ずれ補正の処理を含めた搬送時間を短縮することができるように構成したアライナ装置を提供する。【解決手段】板状ワークを載置保持できるハンド体を有するロボットハンド１と、下向きのセンサ面を有し、当該センサ面の下位に近接または接触する板状ワークの外形形状を検出することができるセンサ３と、ロボットハンド１によって搬送され、ハンド体に載せられた板状ワークをセンサ面に近接または接触するように持ち上げ、かつ持ち上げた状態から持ち下げることができるワークリフト機構５と、センサ３により取得された、ワークリフト機構５により持ち上げられた状態の板状ワークの外形形状から、当該板状ワークの基準位置からの位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段６と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、アライナ装置および板状ワークの位置ずれ補正方法に関し、詳しくは、半導体ウエハなどの板状ワークの基準位置に対する位置ずれ量を検出し、検出された位置ずれ量にもとづいて板状ワークの位置を補正する技術に関する。

半導体プロセスにおいて、例えばロードロックチャンバに搬入されたウエハは、搬送ロボットにより処理チャンバに搬入される。処理チャンバ内で処理をする内容によっては、ウエハを処理チャンバ内の基準位置に正確に搬入する必要があるが、そのために従来は、ワークを処理チャンバに搬入する前の段階において、例えば特許文献１に示されるアライナ装置を介在させている。このアライナ装置は、ウエハの平面方向（Ｘ－Ｙ方向）および回転方向（θ方向）の位置ずれ量を検出することができるように構成されている。具体的には、円形状のウエハを回転させつつ当該ウエハの外周の位置をラインセンサにより検出し、検出データに基づいてウエハのＸ－Ｙ方向およびθ方向の位置ずれ量を検出する。アライナ装置は、この位置ずれ量情報を用いることにより、Ｘ－Ｙ方向およびθ方向の位置ずれを補正する。その後、搬送ロボットが、位置ずれ補正が済んだウエハをアライナ装置から掬い上げ、例えば次工程である処理チャンバ内の基準位置に搬送することができる。

上記従来のアライナ装置によるウエハの位置ずれ補正の処理は、搬送ロボットからアライナ装置へウエハを移し替えた後に行われる。そして、位置ずれ補正後のウエハは、再び搬送ロボットに移し替えられ、当該搬送ロボットにより次工程に搬送される。しかしながら、このようなウエハの位置ずれ補正の処理では、搬送ロボットとアライナ装置との間でのウエハの移し替えが繰り返されることになり、位置ずれ補正の処理を含めたウエハの搬送時間が長くなっていた。

特開２０１５－１９５３２８号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、板状ワークの位置ずれ補正の処理を含めた搬送時間を短縮することができるように構成したアライナ装置を提供することを主たる課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。

本発明の第１の側面によって提供されるアライナ装置は、板状ワークを載置保持できるハンド体を有するロボットハンドと、下向きのセンサ面を有し、当該センサ面の下位に近接または接触する板状ワークの外形形状を検出することができるセンサと、上記ロボットハンドによって搬送され、上記ハンド体に載せられた板状ワークを上記センサ面に近接または接触するように持ち上げ、かつ持ち上げた状態から持ち下げることができるワークリフト機構と、上記センサにより取得された、上記ワークリフト機構により持ち上げられた状態の板状ワークの外形形状から、当該板状ワークの基準位置からの位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、を備えることを特徴とする。

好ましい実施の形態においては、上記ワークリフト機構により上記板状ワークを持ち下げて上記ハンド体上に移載するに際し、上記位置ずれ量算出手段により算出された位置ずれ量に基づき、上記板状ワークが上記ハンド体上の基準位置に載るように、上記ロボットハンドを制御する制御手段をさらに含む。

好ましい実施の形態においては、上記位置ずれ量算出手段で算出された位置ずれ量を外部に出力する機能を含む。

好ましい実施の形態においては、上記板状ワークは、半導体ウエハである。

本発明の第２の側面によって提供される板状ワークの位置ずれ補正方法は、板状ワークを載置保持できるハンド体を有するロボットハンドと、下向きのセンサ面を有し、当該センサ面の下位に近接または接触する板状ワークの外形形状を検出することができるセンサと、上記ロボットハンドによって搬送され、上記ハンド体に載せられた板状ワークを上記センサ面に近接または接触するように持ち上げ、かつ持ち上げた状態から持ち下げることができるワークリフト機構と、上記センサにより取得された、上記ワークリフト機構により持ち上げられた状態の板状ワークの外形形状から、当該板状ワークの基準位置からのずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、上記ワークリフト機構により上記板状ワークを持ち下げて上記ハンド体上に移載するに際し、上記位置ずれ量算出手段により算出された位置ずれ量に基づき、上記板状ワークが上記ハンド体上の基準位置に載るように、上記ロボットハンドを制御する制御手段と、を備えるアライナ装置を用いた板状ワークの位置ずれ補正方法であって、上記ハンド体上に載る板状ワークが上記センサの下方における補正基準位置に位置するように、上記ロボットハンドを移動させる板状ワーク搬入ステップと、上記ワークリフト機構により上記板状ワークを上記ハンド体から持ち上げ、上記センサのセンサ面に近接または接触させ、上記センサにより、上記板状ワークの外形形状を取得する外形形状取得ステップと、上記取得された外形形状から、上記板状ワークの基準位置からのＸ－Ｙ方向の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出ステップと、上記ワークリフト機構により上記板状ワークを持ち下げて上記ハンド体上に移載するに際し、上記位置ずれ量算出手段により算出された位置ずれ量に基づき、上記板状ワークが上記ハンド体上の基準位置に載るように、上記ロボットハンドをＸ－Ｙ方向に制御する位置補正ステップと、を含むことを特徴とする。

好ましい実施の形態においては、上記位置補正ステップは、上記板状ワーク搬入ステップに用いた第１のロボットハンドを制御することにより行う。

好ましい実施の形態においては、上記位置補正ステップは、上記板状ワーク搬入ステップに用いた第１のロボットハンドとは異なる、上記板状ワークを載置保持できるハンド体を有する第２のロボットハンドを制御することにより行う。

好ましい実施の形態においては、上記板状ワークは、半導体ウエハである。

上記構成のアライナ装置によれば、板状ワークの位置ずれ補正の処理を含めた搬送時間を短縮することが可能である。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明の第１実施形態に係るアライナ装置の平面的模式図である。 本発明の第１実施形態に係るアライナ装置の側面的模式図である。 本発明に係るアライナ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るアライナ装置の作動状態説明図であり、（ａ）は図１の矢印Ｙ方向から見た説明図、（ｂ）は図１の矢印Ｘ方向から見た説明図である。 本発明の第１実施形態に係るアライナ装置の作動状態説明図であり、（ａ）は図１の矢印Ｙ方向から見た説明図、（ｂ）は図１の矢印Ｘ方向から見た説明図である。 本発明に係るアライナ装置の作用説明図である。 本発明の第１実施形態に係るアライナ装置の作動状態説明図であり、（ａ）は図１の矢印Ｙ方向から見た説明図、（ｂ）は図１の矢印Ｘ方向から見た説明図である。 本発明の第１実施形態に係るアライナ装置の作動状態説明図であり、（ａ）は図１の矢印Ｙ方向から見た説明図、（ｂ）は図１の矢印Ｘ方向から見た説明図である。 本発明の第２実施形態に係るアライナ装置の平面的模式図である。 本発明の第２実施形態に係るアライナ装置の側面的模式図である。 本発明の第２実施形態に係るアライナ装置の作動状態説明図であり、（ａ）は図９の矢印Ｙ方向から見た説明図、（ｂ）は図９の矢印Ｘ方向から見た説明図である。 本発明の第２実施形態に係るアライナ装置の作動状態説明図であり、（ａ）は図９の矢印Ｙ方向から見た説明図、（ｂ）は図９の矢印Ｘ方向から見た説明図である。 本発明の第２実施形態に係るアライナ装置の作動状態説明図であり、（ａ）は図９の矢印Ｙ方向から見た説明図、（ｂ）は図９の矢印Ｘ方向から見た説明図である。 本発明の第２実施形態に係るアライナ装置の作動状態説明図であり、（ａ）は図９の矢印Ｙ方向から見た説明図、（ｂ）は図９の矢印Ｘ方向から見た説明図である。 本発明の第２実施形態に係るアライナ装置の作動状態説明図であり、（ａ）は図９の矢印Ｙ方向から見た説明図、（ｂ）は図９の矢印Ｘ方向から見た説明図である。 本発明の第２実施形態に係るアライナ装置の作動状態説明図であり、（ａ）は図９の矢印Ｙ方向から見た説明図、（ｂ）は図９の矢印Ｘ方向から見た説明図である。

以下、本発明の好ましい実施形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。

図１～図１０は、本発明の第１実施形態に係るアライナ装置Ｂ１を示す。

図１～図３に示すように、アライナ装置Ｂ１は、ワークの位置ずれ量検出装置Ａ１を含み、当該ワークの位置ずれ量検出装置Ａ１は、ロボットハンド１と協働して作動し、センサ３と、ワークリフト機構５と、センサ３からのワーク外縁形状情報に基づきワークの基準位置に対する位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段６と、を備える。

ロボットハンド１は、例えば多関節ロボットのエンドアーム（図示略）に設置された支持体１２にハンド体１３を設けた構造を有する。ハンド体１３は、ワークとしての半導体ウエハＷを上面に載せて保持できるようになっている。ロボットハンド１は、マニピュレータ（図示略）の制御により、少なくとも、ハンド体１３を水平姿勢にしつつ、平面方向（Ｘ-Ｙ方向）に移動できる機能を有する。なお、ハンド体１３の平面形状は、本実施形態では、図１に表れているように、二股フォーク状となっているが、例えば三又フォーク状のように、他の形状であってもよい。

センサ３は、接触または近接非接触により、その下位に位置する平面的な対象物の外形を像として捉えることができる機能を有するものが採用される。センサ３は、枠体４から水平方向に延びる支持板４１の下面に、センサ面３１を下向きにして取り付けられている。このようなセンサ３の例としては、例えば、タッチパネルに採用されているように、静電式に対象物の存在を認識する技術を利用したもの、あるいは、ＣＣＤ等の撮像素子を複数個平面的に配列したもの、等がある。本発明では、後記するように、センサ３は、半導体ウエハＷの外形形状を認識することができればよいため、当該半導体ウエハＷのＸ－Ｙ方向の位置ずれの可能性の範囲内で当該半導体ウエハの外形を認識するに十分な平面的形状を有しておればよい。すなわち、センサ３は、図６に表れているように円形であってもよいし、その他の形状として、例えば、矩形であってもよいし、ドーナツ形状であってもよい。

ワークリフト機構５は、ロボットハンド１に保持されて枠体４内へ進入した半導体ウエハＷをハンド体１３から一定高さ持ち上げたり、持ち下げたりする機能を有する。本実施形態では、枠体４への半導体ウエハＷの進入経路に干渉しないように配置された３本のステー５１の下端に内向き水平部５１１を形成し（図１参照）、当該水平部５１１に上向きに突出するリフトピン５１２を設けた構成を有している（図２参照）。上記３本のステー５１ないし３つのリフトピン５１２のセットは、センサ３に対応して設けられており、各セットは、枠体４外に配置した例えばエアシリンダなどのアクチュエータ（図示略）により所定距離上下方向に作動させられる。なお、センサ３に対応して設けられる３本のステー５１と３つのリフトピン５１２のセットは、この数に限定されない。例えば、後述する図９に示すように、４本のステーと４つのリフトピンのセットにしてもよい。

半導体ウエハＷは、図１、図６に示すように、通常、円形の板状をしており、その外周には、周方向の回転姿勢を検出するためのノッチＷ１またはオリエンテーションフラットと呼ばれる切欠き部（図示せず）が形成されている。半導体プロセスにおいて、このような半導体ウエハＷは、処理チャンバに搬入されて所定の処理がなされるが、処理の内容によっては、当該半導体ウエハＷを、Ｘ－Ｙ方向およびθ方向の基準位置に正確に位置づける必要がある。本発明は、このような場合において、ロボットハンド１が半導体ウエハＷを処理チャンバに搬入する以前の段階において、位置ずれの補正を行うことができるようにするものである。

位置ずれ量算出手段６は、センサ３によって画像として取得された半導体ウエハＷの外形形状から、当該半導体ウエハＷの基準位置からのＸ－Ｙ方向およびθ方向の位置ずれ量を算出する。具体的には、図６に示すように、半導体ウエハＷの画像の中心、例えば、半導体ウエハの画像Ｗ’における外周円の中心Ｏ１の、半導体ウエハＷの中心が位置するべき基準位置Ｃ１からのＸ方向の位置ずれ量δｘおよびＹ方向の位置ずれ量δｙを算出するとともに、画像Ｗ’におけるノッチＷ１の、半導体ウエハＷのノッチＷ１が位置するべき基準位置Ｎ１からのθ方向の位置ずれ量δθを算出する。

上記構成のワークの位置ずれ量検出装置Ａ１は、制御装置７によって駆動制御されるロボットハンド１およびワークリフト機構５と協働してアライナ装置Ｂ１を構成し、このアライナ装置Ｂ１は、例えば次のようにして作動する。

図４に示すように、各リフトピン５１２は下動位置にあり、ハンド体１３に半導体ウエハＷが載置保持されたロボットハンド１が例えばＸ方向に移動して、ハンド体１３が枠体４内の補正基準位置まで進入し、半導体ウエハＷをセンサ３の下方に位置づける。このときの半導体ウエハＷは、多段式カセット（図示略）やロードロックチャンバ（図示略）から搬送されてきたものであり、ハンド体１３上の半導体ウエハＷが位置するべき基準位置Ｃ１に対し、Ｘ－Ｙ方向およびθ方向に、区々に位置ずれした状態にある。

次に、図５に示すように、各リフトピン５１２が上昇して半導体ウエハＷをハンド体１３から持ち上げ、センサ３の下面に近接させる。ここで、半導体ウエハＷの表面の汚染を避けるため、半導体ウエハＷをセンサ３に接触させない。この状態において、センサ３は、上記したように半導体ウエハＷの外形形状を画像データとして取得する。この画像データを受け取った位置ずれ量算出手段６は、上記したように、半導体ウエハＷにつき、基準位置Ｃ１，Ｎ１からのＸ方向の位置ずれ量δｘ、Ｙ方向の位置ずれ量δｙおよびθ方向の位置ずれ量δθを算出する（図６）。

続いて、次のようにして、Ｘ方向の位置ずれ量δｘ、Ｙ方向の位置ずれ量δｙを補正しつつ半導体ウエハＷをハンド体１３に受け渡す。

図７に示すように、ハンド体１３が半導体ウエハＷの位置ずれ量δｘ，δｙを補正するために、ハンド体１３が補正基準位置からδｘａ，δｙａだけ移動するように、ロボットハンド１を移動制御する。この状態において、図８に示すように、リフトピン５１２のセットを下動させ、当該リフトピン５１２により持ち上げられていた半導体ウエハＷをハンド体１３に受け渡す。この状態において、ハンド体１３に載る半導体ウエハＷは、当該ハンド体１３に対してその基準位置Ｃ１に位置することになる。このように、ハンド体１３は枠体４から退避することなく上記の操作を行うことができる。

以後、ロボットハンド１は、ハンド体１３のＸ－Ｙ方向の基準位置Ｃ１に半導体ウエハＷを載置保持した状態で、枠体４から退避し、半導体ウエハＷを所定の次工程へと搬送することができる。

以上述べたように、上記構成のワークの位置ずれ量検出装置Ａ１およびこれらを含むアライナ装置Ｂ１によれば、板状ワークとしての半導体ウエハＷの外形形状を平面的なセンサ面３１を有するセンサ３により取得し、こうして取得された外形形状の像から半導体ウエハＷの基準位置からのＸ方向の位置ずれ量δｘ、Ｙ方向の位置ずれ量δｙおよびθ方向の位置ずれ量δθを算出することができる。したがって、半導体ウエハＷの位置ずれ量を検出するための物理的構成を薄状に構成することができる。

アライナ装置Ｂ１は、センサ３、ワークリフト機構５、位置ずれ量算出手段６および制御装置７を具備する。センサ３は下向きのセンサ面３１を有し、ワークリフト機構５は、ロボットハンド１によって搬送され、ハンド体１３に載せられた半導体ウエハＷ（板状ワーク）をセンサ面３１に近接または接触するように持ち上げ、かつ持ち上げた状態から持ち下げることができる。位置ずれ量算出手段６は、センサ３により取得された半導体ウエハＷ（板状ワーク）の外形形状から、当該半導体ウエハＷの基準位置Ｃ１からの位置ずれ量を算出する。このような構成によれば、ロボットハンド１が枠体４から退避することなく半導体ウエハＷの基準位置からの位置ずれ量δｘ，δｙの算出や、当該位置ずれ量に基づいて半導体ウエハＷがハンド体１３等の基準位置Ｃ１に載るように半導体ウエハＷの位置ずれ補正をすることができる。したがって、半導体ウエハＷの位置ずれ補正の処理を含めた搬送時間を短縮することが可能である。

本実施形態においては、ワークリフト機構５として、所定距離上下動する複数のリフトピン５１２を具備し、当該複数のリフトピン５１２により半導体ウエハＷを持ち上げ、また持ち下げる構成としたが、ワークリフト機構の構成はこれに限定されない。ワークリフト機構としては、たとえばリフトピン５１２等を設けずに、ロボット側においてロボットハンド１を適宜上下移動させることでハンド体１３に載置保持された半導体ウエハＷを持ち上げ、また持ち下げて、ワークリフト機構の機能を担うように構成してもよい。この場合、図１、図２等に示した３本のステー５１ないし３つのリフトピン５１２のセットは、省略することができる。

なお、本実施形態では、半導体ウエハＷのθ方向の位置ずれを補正できないが、θ方向の位置ずれ量δθは算出されているのであり、必要に応じて、別途の工程において、半導体ウエハＷのθ方向の位置ずれを補正することができる。

このθ方向の位置ずれの補正は、必要に応じて他の装置において行う。そのため、位置ずれ量算出手段６または制御装置７は、算出した位置ずれ量を外部に出力する機能を有している。他の装置としては、例えば、ターンテーブルを備えており、ターンテーブルの回転によって、θ方向の位置ずれを補正できる装置である。処理チャンバがθ方向の位置ずれを補正できる機能を有していれば、処理チャンバでθ方向の位置ずれを補正することができる。もちろん、θ方向の位置ずれだけでなく、Ｘ－Ｙ方向の位置ずれ量を外部に出力してもよい。なお、図３では、制御装置７から位置ずれ量を外部に出力するものとして図示している。

図９～図１６は、本発明の第２実施形態に係るアライナ装置Ｂ２およびこれが含むワークの位置ずれ量検出装置Ａ２を示す。本実施形態に係るワークの位置ずれ量検出装置Ａ２は、ワークリフト機構５におけるステー５１ないしリフトピン５１２の構成が第１実施形態と異なる。なお、これらの図において、第１実施形態と同様または同等の部材または部分には、同様の符号を付してある。

ワークの位置ずれ量検出装置Ａ２は、ワーク搬入用の第１のロボットハンド１と、位置ずれ補正済みのワーク搬出用の第２のロボットハンド２とが協働してワークとしての半導体ウエハＷの基準位置に対する位置ずれを補正するアライナ装置Ｂ２としての機能を発揮するように構成されている。

第１のロボットハンド１および第２のロボットハンド２は、基本的に第１の実施形態について上述したロボットハンド１と同様の構成を有する。すなわち、例えば多関節ロボットのエンドアーム（図示略）に設置された支持体１２，２２にハンド体１３，２３を設けた構造を有し、マニピュレータ（図示略）の制御により、少なくとも、ハンド体１３，２３を水平姿勢にしつつ、平面方向（Ｘ-Ｙ方向）に移動できる機能を有する。ハンド体１３，２３は、二股フォーク状の平面形状を有する。

センサ３の構成は、第１の実施形態について上述したのと同様の構成を有し、近接非接触により、その下位に位置する平面的な対象物の外形を像として捉えることができる機能を有するものが採用される。センサ３は、枠体４から水平方向に延びる支持板４１の下面に、センサ面３１を下向きにして取り付けられている。

ワークリフト機構５は、第１のロボットハンド１に保持されて枠体４内に進入した半導体ウエハＷをハンド体１３から一定高さ持ち上げるとともに、第２のロボットハンド２のハンド体２３に半導体ウエハＷを位置ずれ補正しつつ受け渡す機能を有する。本実施形態では、第１のロボットハンド１による枠体４へのＸ方向一方側（図９の左方）からの半導体ウエハＷの進入経路および第２のロボットハンド２による枠体４からＸ方向他方側（図９の右方）への半導体ウエハＷの搬出経路に干渉しないように配置された４本のステー５１の下端に内向き水平部５１１を形成し、当該水平部５１１に上向きに突出するリフトピン５１２を設けた構成を有している。上記４本のステー５１ないし４つのリフトピン５１２のセットは、センサ３に対応して設けられており、各セットは、枠体４外に配置した例えばエアシリンダなどのアクチュエータ（図示略）により所定距離上下方向に作動させられる。

位置ずれ量算出手段６は、第１実施形態について上述したのと同様、センサ３によって画像として取得された半導体ウエハＷの外形形状から、当該半導体ウエハＷのＸ方向の位置ずれ量δｘ、Ｙ方向の位置ずれ量δｙおよびθ方向の位置ずれ量δθを算出する（図６）。

上記構成のワークの位置ずれ量検出装置Ａ２は、制御装置７によって駆動制御される第１および第２のロボットハンド１，２およびワークリフト機構５と協働してアライナ装置Ｂ２を構成し、このアライナ装置Ｂ２は、例えば次のようにして作動する。

図１１に示すように、ハンド体１３に半導体ウエハＷが載置保持されたロボットハンド１がＸ方向に移動して、ハンド体１３が枠体４内の補正基準位置まで進入し、半導体ウエハＷをセンサ３の下方に位置づける。このときの半導体ウエハＷは、ハンド体１３上の基準位置Ｃ１，Ｎ１に対し、Ｘ－Ｙ方向およびθ方向に、区々に位置ずれした状態にある。なお、この段階において、第２のロボットハンド２は、第１のロボットハンド１のＸ方向反対側において、枠体４から退避させられている。

次に、図１２に示すように、各リフトピン５１２が上昇して半導体ウエハＷをハンド体１３から持ち上げ、センサ３の下面に近接させるとともに、図１３に示すように、第１のロボットハンド１を枠体４から退避させる。この状態において、センサ３は、半導体ウエハＷの外形を画像データとして取得する。この画像データを受け取った位置ずれ量算出手段６は、上記したように、半導体ウエハＷにつき、基準位置Ｃ１，Ｎ１からのＸ－Ｙ方向およびθ方向の位置ずれ量δｘ，δｙ，δθを算出する（図６）。

続いて、次のようにして、Ｘ方向の位置ずれ量δｘ、Ｙ方向の位置ずれ量δｙを補正しつつ当該半導体ウエハＷを第２のロボットハンド２のハンド体２３に受け渡す。

図１４に示すように、第２のロボットハンド２が枠体４内に進入し、ハンド体２３に補正基準位置を取らせる。この補正基準位置は、第１のロボットハンド１のハンド体１３が枠体４内に進入したときの補正基準位置と実質的に一致した位置であり、ハンド体２３上のＸ－Ｙ方向の基準位置Ｃ１は、第１のロボットハンド１が補正基準位置をとるときのハンド体１３上のＸ－Ｙ方向の基準位置Ｃ１と一致する。

次いで、図１５に示すように、ハンド体２３に対する半導体ウエハＷの位置ずれ量δｘ，δｙを補正するために、ハンド体２３が補正基準位置からδｘ，δｙだけ移動するように、第２のロボットハンド２を移動制御する。この状態において、図１６に示すように、リフトピン５１２のセットを下動させ、当該リフトピン５１２により持ち上げられていた半導体ウエハＷをハンド体２３に受け渡す。この状態において、ハンド体２３に載る半導体ウエハＷは、当該ハンド体２３に対してその基準位置Ｃ１に位置することになる。

なお、本実施形態のワークの位置ずれ補正の手順では、図１４、図１５を参照して説明したように、第２のロボットハンド２が枠体４内に進入する際にハンド体２３に補正基準位置をとらせ、その後、ハンド体２３を半導体ウエハＷの位置ずれを補正するためにハンド体２３を補正基準位置から位置ずれ量δｘ，δｙだけ移動させていた。これに代えて、第２のロボットハンド２のハンド体２３が枠体４に進入する前（図９、図１０等に示した状態）にハンド体２３を位置ずれ量δｘ，δｙだけ移動させて位置ずれ補正を行い、その後に第２のロボットハンド２を枠体４内に進入させてもよい。または、第２のロボットハンド２のハンド体２３が枠体４に進入する際にハンド体２３を位置ずれ量δｘ，δｙだけ移動させる位置ずれ補正を行いながら第２のロボットハンド２を枠体４内に進入させてもよい。これらの場合、第２のロボットハンド２を枠体４内に進入させた後、リフトピン５１２のセットを下動させ、当該リフトピン５１２により持ち上げられていた半導体ウエハＷをハンド体２３に受け渡すことができる。この状態において、ハンド体２３に載る半導体ウエハＷは、当該ハンド体２３に対してその基準位置Ｃ１に位置する（図１６参照）。

以後、第２のロボットハンド２は、ハンド体２３のＸ－Ｙ方向の基準位置Ｃ１に半導体ウエハＷを載置保持した状態で、半導体ウエハＷを所定の次工程へと搬送することができる。本実施形態においても、半導体ウエハＷのθ方向の位置ずれを補正できないが、θ方向の位置ずれ量δθは算出されているのであり、必要に応じて、別途の工程において、半導体ウエハＷのθ方向の位置ずれを補正することができる点は、第１実施形態について上述したのと同様である。

以上述べたように、上記構成のワークの位置ずれ量検出装置Ａ２およびこれらを含むアライナ装置Ｂ２によれば、板状ワークとしての半導体ウエハＷの外形形状を平面的なセンサ面３１を有するセンサ３により取得し、こうして取得された外形形状の像から半導体ウエハＷの基準位置からのＸ方向の位置ずれ量δｘ、Ｙ方向の位置ずれ量δｙおよびθ方向の位置ずれ量δθを算出することができる。したがって、半導体ウエハＷの位置ずれ量を検出するための物理的構成を薄状に構成することができる。

アライナ装置Ｂ２は、センサ３、ワークリフト機構５、位置ずれ量算出手段６および制御装置７を具備する。センサ３は下向きのセンサ面３１を有し、ワークリフト機構５は、第１のロボットハンド１によって搬送され、ハンド体１３に載せられた半導体ウエハＷ（板状ワーク）をセンサ面３１に近接または接触するように持ち上げ、かつ持ち上げた状態から持ち下げることができる。位置ずれ量算出手段６は、センサ３により取得された半導体ウエハＷ（板状ワーク）の外形形状から、当該半導体ウエハＷの基準位置Ｃ１からの位置ずれ量を算出する。本実施形態では、ワークリフト機構５により半導体ウエハＷが持ち上げられている間に、第１のロボットハンド１が枠体４から退避させられ、かつ第２のロボットハンド２のハンド体２３が枠体４内に進入させられ、半導体ウエハＷがハンド体２３の基準位置Ｃ１に載るように第２のロボットハンド２を移動制御する。この状態でワークリフト機構５が半導体ウエハＷを持ち下げることで、当該半導体ウエハＷをハンド体２３に受け渡す。

本実施形態においては、センサ３（センサ面３１）の下方に第１のロボットハンド１および第２のロボットハンド２を適宜進入させるとともに、センサ３の下方において半導体ウエハＷをワークリフト機構５により上下動させる間に位置ずれ量算出手段６によって半導体ウエハＷの基準位置Ｃ１からの位置ずれ量を算出し、かつ当該位置ずれを補正する。そして、第２のロボットハンド２は、ワークリフト機構５により受け渡された半導体ウエハＷを、ハンド体２３の基準位置Ｃ１に載置保持した状態で次工程に搬送することができる。このように、本実施形態によれば、第１および第２のロボットハンド１，２、センサ３、ワークリフト機構５、位置ずれ量算出手段６および制御装置７が互いに連携ないし協働することにより、第１のロボットハンド１に載置された半導体ウエハＷの位置ずれを適切に補正した状態で第２のロボットハンド２に当該半導体ウエハＷを受け渡し、次工程に向けて迅速に搬送することが可能である。したがって、半導体ウエハＷの位置ずれ補正の処理および第１のロボットハンド１から第２のロボットハンド２への半導体ウエハＷの受け渡しを含めた搬送時間の短縮を図ることができる。

もちろん、本発明の範囲は上述した実施形態に限定されることはなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は、すべて本発明の範囲に含まれる。

上述した実施形態では、半導体ウエハＷの表面の汚染を避けるため、半導体ウエハＷをセンサ３に接触させないようにしたが、接触してもよい場合は、半導体ウエハＷをセンサ３に接触させるようにしてもよい。

Ａ１，Ａ２：位置ずれ量検出装置、Ｂ１，Ｂ２：アライナ装置、Ｗ：半導体ウエハ（板状ワーク）、Ｗ’：半導体ウエハの画像、Ｏ１：画像の中心、Ｃ１：中心の基準位置、Ｎ１：ノッチの基準位置、δｘ：Ｘ方向位置ずれ量、δｙ：Ｙ方向位置ずれ量、δθ：θ方向位置ずれ量、１：ロボットハンド（第１のロボットハンド）、１３：ハンド体、２：ロボットハンド（第２のロボットハンド）、２３：ハンド体、３：センサ、３１：センサ面、５：ワークリフト機構：６：位置ずれ量算出手段、７：制御装置

Claims (4)

1. 板状ワークを載置保持できるハンド体を有するロボットハンドと、
   下向きのセンサ面を有し、当該センサ面の下位に近接または接触する板状ワークの外形形状を検出することができるセンサと、
   上記ロボットハンドによって搬送され、上記ハンド体に載せられた板状ワークを上記センサ面に近接または接触するように持ち上げ、かつ持ち上げた状態から持ち下げることができるワークリフト機構と、
   上記センサにより取得された、上記ワークリフト機構により持ち上げられた状態の板状ワークの外形形状から、当該板状ワークの基準位置からの位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、
   を備えることを特徴とする、アライナ装置。
2. 上記ワークリフト機構により上記板状ワークを持ち下げて上記ハンド体上に移載するに際し、上記位置ずれ量算出手段により算出された位置ずれ量に基づき、上記板状ワークが上記ハンド体上の基準位置に載るように、上記ロボットハンドを制御する制御手段をさらに含む、請求項１に記載のアライナ装置。
3. 上記位置ずれ量算出手段で算出された位置ずれ量を外部に出力する機能を含む、請求項１または２に記載のアライナ装置。
4. 板状ワークを載置保持できるハンド体を有するロボットハンドと、下向きのセンサ面を有し、当該センサ面の下位に近接または接触する板状ワークの外形形状を検出することができるセンサと、上記ロボットハンドによって搬送され、上記ハンド体に載せられた板状ワークを上記センサ面に近接または接触するように持ち上げ、かつ持ち上げた状態から持ち下げることができるワークリフト機構と、上記センサにより取得された、上記ワークリフト機構により持ち上げられた状態の板状ワークの外形形状から、当該板状ワークの基準位置からのずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、上記ワークリフト機構により上記板状ワークを持ち下げて上記ハンド体上に移載するに際し、上記位置ずれ量算出手段により算出された位置ずれ量に基づき、上記板状ワークが上記ハンド体上の基準位置に載るように、上記ロボットハンドを制御する制御手段と、を備えるアライナ装置を用いた板状ワークの位置ずれ補正方法であって、
   上記ハンド体上に載る板状ワークが上記センサの下方における補正基準位置に位置するように、上記ロボットハンドを移動させる板状ワーク搬入ステップと、
   上記ワークリフト機構により上記板状ワークを上記ハンド体から持ち上げ、上記センサのセンサ面に近接または接触させ、上記センサにより、上記板状ワークの外形形状を取得する外形形状取得ステップと、
   上記取得された外形形状から、上記板状ワークの基準位置からのＸ－Ｙ方向の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出ステップと、
   上記ワークリフト機構により上記板状ワークを持ち下げて上記ハンド体上に移載するに際し、上記位置ずれ量算出手段により算出された位置ずれ量に基づき、上記板状ワークが上記ハンド体上の基準位置に載るように、上記ロボットハンドをＸ－Ｙ方向に制御する位置補正ステップと、
   を含むことを特徴とする、板状ワークの位置ずれ補正方法。

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