JP2024054636A - ロボットシステム、アライナおよび半導体基板のアライメント方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体基板をアライメントするための全体的な所要時間を短くすることが可能なロボットシステムを提供する。【解決手段】このロボットシステム１００では、制御部２３は、目印１１２を検出するための載置部２１の回転を停止させずに、位置特定制御を行うとともに、目印１１２の位置Ｐ２が特定された後、載置部２１の回転を停止させずに、かつ、載置部２１の回転方向を維持したまま、アライメント制御を行う。【選択図】図５

Description

この開示は、ロボットシステム、アライナおよび半導体基板のアライメント方法に関する。

従来、半導体基板をアライメントするためのアライナが知られている。たとえば、特許文献１には、外周縁にノッチを有する半導体基板をアライメントするためのアライナが開示されている。

特開２０２１－４４５４８号公報

ここで、上記特許文献１には明確に記載されていないが、上記特許文献１に記載のような従来のアライナでは、ノッチの位置を検出するために半導体基板が載置された載置部を回転させた後、載置部の回転を一旦停止させてから、ノッチの位置を特定するための検出データの解析が行われ、ノッチの位置を特定した後、ノッチの位置が目標位置であるアライメント位置に位置するように、ノッチの位置から見てアライメント位置に近い方向に、載置部を回転させると考えられる。したがって、上記特許文献１に記載のような従来のアライナでは、載置部の回転を一旦停止させたり、載置部の回転方向を変えたりするために、載置部の回転を減速および加速する必要があり、半導体基板をアライメントするための全体的な所要時間が長くなりやすいと考えられる。このため、半導体基板をアライメントするための全体的な所要時間を短くすることが可能な構成が望まれている。

この開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この開示の１つの目的は、半導体基板をアライメントするための全体的な所要時間を短くすることが可能なロボットシステム、アライナおよび半導体基板のアライメント方法を提供することである。

上記目的を達成するために、この開示の第１の局面によるロボットシステムは、外周部に周方向の位置決めを行うための目印が形成された半導体基板を搬送する基板搬送ロボットと、半導体基板をアライメントするためのアライナと、を備え、アライナは、半導体基板を載置した状態で回転軸線周りに回転する載置部と、載置部に載置され回転軸線回りに回転する半導体基板の目印を検出する検出部と、検出部による目印の検出結果に基づいて目印の位置を特定する位置特定制御を行うとともに、特定した目印の位置に基づいて半導体基板をアライメントするように載置部を回転させるアライメント制御を行う制御部と、を備え、制御部は、目印を検出するための載置部の回転を停止させずに、位置特定制御を行うとともに、目印の位置が特定された後、載置部の回転を停止させずに、かつ、載置部の回転方向を維持したまま、アライメント制御を行う。

この開示の第１の局面によるロボットシステムでは、上記のように、制御部は、目印を検出するための載置部の回転を停止させずに、位置特定制御を行うとともに、目印の位置が特定された後、載置部の回転を停止させずに、かつ、載置部の回転方向を維持したまま、アライメント制御を行う。これにより、目印を検出するために載置部の回転を開始させてから、目印がアライメント位置に位置するまで、載置部を停止させることなく同じ方向に回転させ続けるので、載置部の回転を一旦停止させる場合、載置部の回転方向を途中で変える場合等と比較して、載置部の回転を減速および加速させる時間を短くすることができる。その結果、半導体基板をアライメントするための全体的な所要時間を短くすることができる。

上記目的を達成するために、この開示の第２の局面によるアライナは、外周部に周方向の位置決めを行うための目印が形成された半導体基板をアライメントするためのアライナであって、半導体基板を載置した状態で回転軸線周りに回転する載置部と、載置部に載置され回転軸線回りに回転する半導体基板の目印を検出する検出部と、検出部による目印の検出結果に基づいて目印の位置を特定する位置特定制御を行うとともに、特定した目印の位置に基づいて半導体基板をアライメントするように載置部を回転させるアライメント制御を行う制御部と、を備え、制御部は、目印を検出するための載置部の回転を停止させずに、位置特定制御を行うとともに、目印の位置が特定された後、載置部の回転を停止させずに、かつ、載置部の回転方向を維持したまま、アライメント制御を行う。

この開示の第２の局面によるアライナでは、上記のように、第１の局面によるロボットシステムと同様に、制御部は、目印を検出するための載置部の回転を停止させずに、位置特定制御を行うとともに、目印の位置が特定された後、載置部の回転を停止させずに、かつ、載置部の回転方向を維持したまま、アライメント制御を行う。これにより、第１の局面によるロボットシステムと同様に、載置部の回転を一旦停止させる場合、載置部の回転方向を途中で変える場合等と比較して、載置部の回転を減速および加速させる時間を短くすることができる。その結果、第１の局面によるロボットシステムと同様に、半導体基板をアライメントするための全体的な所要時間を短くすることができる。

上記目的を達成するために、この開示の第３の局面による半導体基板のアライメント方法は、外周部に周方向の位置決めを行うための目印が形成された半導体基板のアライメント方法であって、載置部に載置され回転軸線回りに回転する半導体基板の目印を検出することと、目印を検出するための載置部の回転を停止させずに、目印の検出結果に基づいて目印の位置を特定することと、目印の位置が特定された後、載置部の回転を停止させずに、かつ、載置部の回転方向を維持したまま、特定した目印の位置に基づいて半導体基板をアライメントするように載置部を回転させることと、を備える。

この開示の第３の局面による半導体基板のアライメント方法では、上記のように、目印を検出するための載置部の回転を停止させずに、目印の検出結果に基づいて目印の位置を特定することが行われるとともに、目印の位置が特定された後、載置部の回転を停止させずに、かつ、載置部の回転方向を維持したまま、特定した目印の位置に基づいて半導体基板をアライメントするように載置部を回転させることが行われる。これにより、目印を検出するために載置部を回転させてから、目印がアライメント位置に位置するまで、載置部を停止させることなく同じ方向に回転させ続けるので、目印を検出するための載置部の回転を停止させてから目印の位置を特定する場合、載置部の回転を一旦停止させる場合、載置部の回転方向を途中で変える場合等と比較して、載置部の回転を減速および加速させる時間を短くすることができる。その結果、第１の局面によるロボットシステムと同様に、半導体基板をアライメントするための全体的な所要時間を短くすることができる。

本開示によれば、上記のように、半導体基板をアライメントするための全体的な所要時間を短くすることが可能なロボットシステム、アライナおよび半導体基板のアライメント方法を提供することができる。

本開示の一実施形態によるロボットシステムの全体構成を示した斜視図である。 本開示の一実施形態によるアライナにおいて目印を検出するために載置部を回転させる前の状態を示した模式図である。 本開示の一実施形態によるアライナにおいて平面視で目印が検出部とオーバラップした状態を示した模式図である。 本開示の一実施形態によるアライナの位置特定制御およびアライメント制御を説明するための図である。 本開示の一実施形態によるアライナにおいて目印をアライメント位置に位置させた状態を示した模式図である。 本開示の一実施形態によるアライナの載置部の回転方向を説明するための模式図である。 本開示の一実施形態によるアライナの半導体基板のアライメントのフローである。 本開示の第１変形例によるアライナを示した模式図である。 本開示の第２変形例による半導体基板を示した模式図である。 本開示の第３変形例によるアライナの載置部の回転方向を説明するための模式図である。 本開示の第４変形例によるアライナの位置特定制御およびアライメント制御を説明するための図である載置部の回転方向を説明するための模式図である。

以下、本開示を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

［ロボットシステムの構成］
図１から図６までを参照して、本開示の一実施形態によるロボットシステム１００の構成について説明する。

（ロボットシステムの全体構成）
図１に示すように、ロボットシステム１００は、半導体基板１１０を搬送する基板搬送ロボット１０と、半導体基板１１０をアライメントするためのアライナ２０と、を備える。半導体基板１１０は、外周部１１１の一部に周方向の位置決めを行うための目印１１２が形成されている。目印１１２は、半導体基板１１０に１つだけ設けられている。目印１１２は、ノッチである。なお、半導体基板１１０のアライメントは、ロボットシステム１００による基板搬送の動作を補正するために行われる。ロボットシステム１００による基板搬送の動作は、たとえば、ロボットシステム１０による半導体基板１１０を取りに行く動作、ロボットシステム１０による半導体基板１１０を置く動作、等である。

基板搬送ロボット１０は、半導体基板１１０を保持するハンド１１と、先端部にハンド１１が取り付けられたロボットアーム１２と、を備える。基板搬送ロボット１０は、たとえば、水平多関節ロボットである。

アライナ２０は、半導体基板１１０を載置した状態で回転軸線９０周りに回転する載置部２１を備える。半導体基板１１０は、半導体基板１１０が載置部２１に載置された状態で回転可能なように、載置部２１に吸着されているか、または、載置部２１の載置面に半導体基板１１０との間で摩擦力を発生させる加工が施されている。この場合、載置部２１の回転軸線９０に対して、載置部２１に載置された半導体基板１１０の重心または中心がずれている場合がある。

アライナ２０は、載置部２１に載置され回転軸線９０回りに回転する半導体基板１１０の目印１１２を検出する検出部２２を備える。検出部２２は、検出用の光を発する発光部と、発光部から発行された光を受光する受光部と、を含む。発光部および受光部は、互いに、半導体基板１１０の外周部１１１を挟むように配置されている。検出部２２は、載置部２１を回転させることにより半導体基板１１０が回転軸線９０回りに回転している状態で、発光部から発光された光を受光部が受光するか否かに基づいて、半導体基板１１０の外周部１１１に形成された目印１１２を検出する。すなわち、検出部２２は、透過型センサである。検出部２２は、アライナ２０に１つだけ設けられている。なお、検出部２２は、たとえば、反射型センサであってもよいし、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等のイメージセンサを備えたカメラであってもよい。

アライナ２０は、載置部２１の回転を制御する制御部２３を備える。制御部２３は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサと、情報を記憶するメモリと、を含む。なお、制御部２３は、アライナ２０専用の制御部であってもよいし、ロボット１０を制御する制御部を兼ねていてもよい。

（制御部による位置特定制御）
図２および図３に示すように、制御部２３は、検出部２２による目印１１２の検出結果に基づいて目印１１２の位置Ｐ２を特定する位置特定制御を行う。具体的には、制御部２３は、検出部２２により目印１１２を検出するために、載置部２１を回転させる。図４に示すように、制御部２３は、載置部２１を回転させながら、検出部２２による目印１１２の検出結果のデータＤを取得する。制御部２３は、載置部２１を回転させながら、取得したデータＤを、目印１１２の位置Ｐ２が特定されるまで、取得した順に逐一解析する。すなわち、制御部２３は、目印１１２を検出するための載置部２１の回転を停止させずに、位置特定制御を行う。

制御部２３は、データＤのうちの、載置部２１を等速で回転させている間に検出された等速回転部分Ｄ１に加えて、載置部２１の回転を加速させている間に検出された加速回転部分Ｄ２を用いて、位置特定制御を行う。具体的には、制御部２３は、載置部２１の回転を開始させた後、所定の回転速度Ｖｐになるまで、載置部２１の回転速度Ｖを増加させるとともに、載置部２１の回転速度Ｖが所定の回転速度Ｖｐになった後、目印１１２の位置Ｐ２が特定されるまで、載置部２１を等速で回転させる。制御部２３は、載置部２１を回転させ始めてから、目印１１２の位置Ｐ２が特定されるまで、データＤを取得し続ける。データＤは、等速回転部分Ｄ１および加速回転部分Ｄ２のみを含む。なお、目印１１２を検出するためのデータＤは、載置部２１を３６０度回転させた分だけあればよいので、等速回転部分Ｄ１に対応する載置部２１の回転角度は、３６０度未満となっている。すなわち、制御部２３は、データＤのうちの、載置部２１を等速で３６０度未満回転させている間に検出された等速回転部分Ｄ１に加えて、加速回転部分Ｄ２を用いて、位置特定制御を行う。

制御部２３は、データＤのうちの、等速回転部分Ｄ１に加えて、載置部２１の回転速度の大きさに応じてデータＤを解析するための線形補間の時間間隔ｄＴが調整された加速回転部分Ｄ２を用いて、位置特定制御を行う。具体的には、制御部２３は、データＤのうちの、等速回転部分Ｄ１に加えて、載置部２１の回転速度が大きくなるにしたがって線形補間の時間間隔ｄＴが徐々に小さくなるように調整された加速回転部分Ｄ２を用いて、位置特定制御を行う。すなわち、位置特定制御に用いられるデータＤのうち、等速回転部分Ｄ１に対しては、一定の時間間隔ｄＴで線形補間される。一方、位置特定制御に用いられるデータＤのうち、加速回転部分Ｄ２に対しては、等速回転部分Ｄ１に対応する単位時間当たりの載置部２１の回転角度と、加速回転部分Ｄ２に対応する単位時間当たりの載置部２１の回転角度とが略等しくなるように、加速回転部分Ｄ２における線形補間の時間間隔ｄＴが調整される。

（制御部によるアライメント制御）
制御部２３は、特定した目印１１２の位置Ｐ２に基づいて半導体基板１１０をアライメントするように載置部２１を回転させるアライメント制御を行う。具体的には、図３および図５に示すように、制御部２３は、目印１１２の位置Ｐ２が特定された後、目印１１２がアライメント位置Ｐ３に位置するまで、載置部２１を回転させる。なお、アライメント位置Ｐ３は、アライメント制御における目印１１２の目標位置である。

制御部２３は、目印１１２の位置Ｐ２が特定された後、載置部２１の回転を停止させずに、かつ、載置部２１の回転方向を維持したまま、アライメント制御を行う。すなわち、図２、図３および図５に示すように、制御部２３は、検出部２２により目印１１２を検出するために載置部２１の回転を開始させてから、目印１１２がアライメント位置Ｐ３に位置するまで、載置部２１を同じ方向に回転させ続ける。なお、図２、図３および図５では、載置部２１を時計回りに回転させた例を示している。

制御部２３は、載置部２１の回転軸線９０に対する半導体基板１１０の重心または中心のずれである偏心を解析する偏心解析制御を行う場合、目印１１２の位置Ｐ２が特定された後、かつ、載置部２１が目印１１２の位置Ｐ２の特定のための回転を開始してから少なくとも略１８０度以上回転した後に、アライメント制御を行う。具体的には、偏心解析制御を行う必要がある場合に、目印１１２の位置Ｐ２が特定された後でも、載置部２１が目印１１２の位置Ｐ２の特定のための回転を開始してから少なくとも偏心解析制御に必要となる略１８０度以上回転するまでは、アライメント制御を行わない。なお、偏心解析制御は、半導体基板１１０の重心または中心を検出するために、半導体基板１１０の外周部１１１の略１８０度分の検出データに基づいて行われる。偏心解析制御により取得された半導体基板１１０の重心または中心の情報は、ロボットシステム１００による基板搬送の動作を補正するために用いられる。

制御部２３は、検出部２２により目印１１２を検出するための載置部２１の回転方向を、載置部２１の回転前の載置部２１に対する検出部２２の位置Ｐ１と、アライメント位置Ｐ３との関係に基づいて決定する。具体的には、図６に示すように、制御部２３は、検出部２２により目印１１２を検出するための載置部２１の回転を、載置部２１の回転前の載置部２１に対する検出部２２の位置Ｐ１から見てアライメント位置Ｐ３に対して近い方向に決定する。すなわち、載置部２１の回転前の載置部２１に対する検出部２２の位置Ｐ１から見て載置部２１のアライメント位置Ｐ３に対して時計回りの方が近い場合には、検出部２２により目印１１２を検出するための載置部２１の回転を開始させてから、目印１１２がアライメント位置Ｐ３に位置するまで、載置部２１を時計回りに回転させ続ける。言い換えると、図６において、半導体基板１１０を時計に見立てた場合、検出部２２の位置Ｐ１が６時の方向にある状態で、アライメント位置Ｐ３が０時の方向から６時の方向までの間の範囲内にあれば、載置部２１を反時計回りに回転させ続ける。また、載置部２１の回転前の載置部２１に対する検出部２２の位置Ｐ１から見てアライメント位置Ｐ３に対して反時計回りの方が近い場合には、検出部２２により目印１１２を検出するための載置部２１の回転を開始させてから、目印１１２がアライメント位置Ｐ３に位置するまで、載置部２１を反時計回りに回転させ続ける。言い換えると、図６において、半導体基板１１０を時計に見立てた場合、検出部２２の位置Ｐ１が６時の方向にある状態で、アライメント位置Ｐ３が６時の方向から１２時の方向までの間の範囲内にあれば、載置部２１を時計回りに回転させ続ける。

［半導体基板のアライメント方法］
図７を参照して、半導体基板１１０のアライメント方法について説明する。

図７に示すように、ステップＳ１において、載置部２１に載置され回転軸線９０回りに回転する半導体基板１１０の目印１１２を検出することが行われる。

次に、ステップＳ２において、目印１１２を検出するための載置部２１の回転を停止させずに、目印１１２の検出結果に基づいて目印１１２の位置Ｐ２を特定することが行われる。なお、ステップＳ２は、ステップＳ１が終了した後に開始されるのではなく、ステップＳ１と略並行して行われる。

次に、ステップＳ３において、目印１１２の位置Ｐ２が特定された後、載置部２１の回転を停止させずに、かつ、載置部２１の回転方向を維持したまま、特定した目印１１２の位置Ｐ２に基づいて半導体基板１１０をアライメントするように載置部２１を回転させることが行われる。

［実施形態の効果］
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

（ロボットシステムおよびアライナの効果）
本実施形態では、制御部２３は、目印１１２を検出するための載置部２１の回転を停止させずに、位置特定制御を行うとともに、目印１１２の位置Ｐ２が特定された後、載置部２１の回転を停止させずに、かつ、載置部２１の回転方向を維持したまま、アライメント制御を行う。これにより、目印１１２を検出するために載置部２１を回転させてから、目印１１２がアライメント位置Ｐ３に位置するまで、載置部２１を停止させることなく同じ方向に回転させ続けるので、載置部２１の回転を一旦停止させる場合、載置部２１の回転方向を途中で変える場合等と比較して、載置部２１の回転を減速および加速させる時間を短くすることができる。その結果、半導体基板１１０をアライメントするための全体的な所要時間を短くすることができる。

また、本実施形態では、制御部２３は、検出部２２による目印１１２の検出結果のデータＤのうちの、載置部２１を等速で回転させている間に検出された等速回転部分Ｄ１に加えて、載置部２１の回転を加速させている間に検出された加速回転部分Ｄ２を用いて、位置特定制御を行う。これにより、加速回転部分Ｄ２を位置特定制御に用いる分だけ、位置特定制御に必要となる等速回転部分Ｄ１を取得するための載置部２１の回転角度範囲を小さくすることができる。その結果、加速回転部分Ｄ２を位置特定制御に用いない場合と比較して、位置特定制御の所要時間を短くすることができるので、半導体基板１１０をアライメントするための全体的な所要時間をより短くすることができる。

また、本実施形態では、制御部２３は、データＤのうちの、載置部２１を等速で３６０度未満回転させている間に検出された等速回転部分Ｄ１に加えて、加速回転部分Ｄ２を用いて、位置特定制御を行う。これにより、等速回転部分Ｄ１が３６０度以上の場合と比較して、等速回転部分Ｄ１を取得するための載置部２１の回転角度範囲を小さくすることができる。その結果、等速回転部分Ｄ１が３６０度以上の場合と比較して、位置特定制御の所要時間を短くすることができるので、半導体基板１１０をアライメントするための全体的な所要時間をより短くすることができる。

また、本実施形態では、制御部２３は、データＤのうちの、等速回転部分Ｄ１に加えて、載置部２１の回転速度の大きさに応じてデータＤを解析するための線形補間の時間間隔が調整された加速回転部分Ｄ２を用いて、位置特定制御を行う。これにより、等速回転部分Ｄ１に対応する単位時間当たりの載置部２１の回転角度と、加速回転部分Ｄ２に対応する単位時間当たりの載置部２１の回転角度とが略等しくなるように、加速回転部分Ｄ２に対して線形補間の時間間隔ｄＴを調整すれば、等速回転部分Ｄ１と加速回転部分Ｄ２との間で線形補間の精度を等しくすることができる。その結果、等速回転部分Ｄ１に加えて加速回転部分Ｄ２を位置特定制御に用いる場合でも、位置特定制御の精度が低下するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、制御部２３は、データＤのうちの、等速回転部分Ｄ１に加えて、載置部２１の回転速度が大きくなるにしたがって線形補間の時間間隔ｄＴが徐々に小さくなるように調整された加速回転部分Ｄ２を用いて、位置特定制御を行う。これにより、等速回転部分Ｄ１に対応する単位時間当たりの載置部２１の回転角度と、加速回転部分Ｄ２に対応する単位時間当たりの載置部２１の回転角度とが略等しくなるように、加速回転部分Ｄ２に対して線形補間の時間間隔ｄＴを調整することができるので、等速回転部分Ｄ１と加速回転部分Ｄ２との間で線形補間の精度を確実に等しくすることができる。その結果、等速回転部分Ｄ１に加えて加速回転部分Ｄ２を位置特定制御に用いる場合でも、位置特定制御の精度が低下するのを確実に抑制することができる。

また、本実施形態では、制御部２３は、検出部２２により目印１１２を検出するための載置部２１の回転方向を、載置部２１の回転前の載置部２１に対する検出部２２の位置Ｐ１と、アライメント制御における目印１１２の目標位置であるアライメント位置Ｐ３との関係に基づいて決定する。これにより、載置部２１の回転前の載置部２１に対する検出部２２の位置Ｐ１と、アライメント位置Ｐ３との関係に基づいて、位置特定制御の後に行われるアライメント制御において、目印１１２をアライメント位置Ｐ３に位置させるまでの間の載置部２１の回転角度範囲が小さくなるように、載置部２１の回転方向を決定することができる。その結果、載置部２１の回転方向を載置部２１の回転前の載置部２１に対する検出部２２の位置Ｐ１とアライメント位置Ｐ３との関係を考慮せずに決定する場合と比較して、アライメント制御の所要時間を短くすることができるので、半導体基板１１０をアライメントするための全体的な所要時間をより短くすることができる。

また、本実施形態では、制御部２３は、検出部２２により目印１１２を検出するための載置部２１の回転を、載置部２１の回転前の載置部２１に対する検出部２２の位置Ｐ１から見てアライメント位置Ｐ３に対して近い方向に行う。これにより、載置部２１の回転を、載置部２１の回転前の載置部２１に対する検出部２２の位置Ｐ１から見てアライメント位置Ｐ３に対して遠い方向に行う場合と比較して、位置特定制御の後に行われるアライメント制御において、目印１１２をアライメント位置Ｐ３に位置させるまでの載置部２１の回転角度範囲を小さくすることができる。その結果、載置部２１の回転を載置部２１の回転前の載置部２１に対する検出部２２の位置Ｐ１から見てアライメント位置Ｐ３に対して遠い方向に行う場合と比較して、アライメント制御の所要時間を短くすることができるので、半導体基板１１０をアライメントするための全体的な所要時間をより短くすることができる。

また、本実施形態では、制御部２３は、載置部２１の回転軸線９０に対する半導体基板１１０の重心または中心のずれである偏心を解析する偏心解析制御を行う場合、目印１１２の位置Ｐ２が特定された後、かつ、載置部２１が目印１１２の位置Ｐ２の特定のための回転を開始してから少なくとも略１８０度以上回転した後に、アライメント制御を行う。これにより、偏心解析制御を行う必要がある場合に、目印１１２の位置Ｐ２が特定された後でも、目印１１２の位置Ｐ２の特定のための回転を開始してから載置部２１が少なくとも偏心解析制御に必要となる略１８０度以上回転するまでは、アライメント制御を行わないことによって、偏心解析制御を確実に行うことができる。また、位置特定制御のための載置部２１の回転と、偏心解析制御のための載置部２１の回転とを、共通化することができるので、半導体基板１１０をアライメントするための全体的な所要時間をより短くすることができる。

また、本実施形態では、目印１１２は、ノッチである。これにより、目印１１２がノッチである半導体基板１１０をアライメントするための全体的な所要時間を短くすることができる。

（半導体基板のアライメント方法の効果）
本実施形態では、目印１１２を検出するための載置部２１の回転を停止させずに、目印１１２の検出結果に基づいて目印１１２の位置Ｐ２を特定することが行われるとともに、目印１１２の位置Ｐ２が特定された後、載置部２１の回転を停止させずに、かつ、載置部２１の回転方向を維持したまま、特定した目印１１２の位置Ｐ２に基づいて半導体基板１１０をアライメントするように載置部２１を回転させることが行われる。これにより、目印１１２を検出するために載置部２１を回転させてから、目印１１２がアライメント位置Ｐ３に位置するまで、載置部２１を停止させることなく同じ方向に回転させ続けるので、載置部２１の回転を一旦停止させる場合、載置部２１の回転方向を途中で変える場合等と比較して、載置部２１の回転を減速および加速させる時間を短くすることができる。その結果、ロボットシステム１００およびアライナ２０の効果と同様に、半導体基板１１０をアライメントするための全体的な所要時間を短くすることができる。

［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、検出部２２は、アライナ２０に１つだけ設けられている例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、図８に示す第１変形例のアライナ２２０のように、検出部２２は、アライナ２２０に２つ以上設けられていてもよい。これにより、検出部２２がアライナ２２０に１つだけ設けられる場合と比較して、目印１１２を検出するための載置部２１の回転角度を小さくすることができるので、位置特定制御の所要時間を短くすることができる。なお、図８では、検出部２２が、回転軸線９０周りに略１８０度の間隔で２つ設けられている例を示している。

また、上記実施形態では、目印１１２は、ノッチである例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、図９に示す第２変形例の半導体基板２１０のように、目印２１２は、オリエンテーションフラットであってもよい。これにより、目印２１２がオリエンテーションフラットである半導体基板２１０をアライメントするための全体的な所要時間を確実に短くすることができる。

また、上記実施形態では、制御部２３は、載置部２１の回転軸線９０に対する半導体基板１１０の重心または中心のずれである偏心を解析する偏心解析制御を行う場合、目印１１２の位置Ｐ２が特定された後、かつ、載置部２１が目印１１２の位置Ｐ２の特定のための回転を開始してから少なくとも略１８０度以上回転した後に、アライメント制御を行う例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、制御部は、載置部の回転軸線に対する半導体基板の重心または中心のずれである偏心を解析する偏心解析制御を行わない場合、載置部が目印の位置の特定のための回転を開始してから少なくとも略１８０度以上回転しているか否かに関係なく、目印の位置が特定された後、アライメント制御を行ってもよい。

また、上記実施形態では、制御部２３は、検出部２２により目印１１２を検出するための載置部２１の回転方向を、載置部２１の回転前の載置部２１に対する検出部２２の位置Ｐ１から見てアライメント位置Ｐ３に対して近い方向に決定する例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、図１０に示す第３変形例のように、制御部２３は、検出部２２により目印１１２を検出するための載置部２１の回転方向を、載置部２１の回転前の載置部２１に対する検出部２２の位置Ｐ１と、アライメント位置Ｐ３との関係に基づいて決定するのであれば、載置部２１の回転方向を、載置部２１の回転前の載置部２１に対する検出部２２の位置Ｐ１から見てアライメント位置Ｐ３に対して近い方向に決定する場合のように、載置部２１の回転方向を、アライメント位置Ｐ３が２つの領域のいずれにあるかによって決定するのではなく、アライメント位置Ｐ３が３つ以上の領域のいずれにあるかによって決定してもよい。なお、図１０に示す第３変形例では、載置部２１の回転方向を、載置部２１のアライメント位置Ｐ３が４つの領域のいずれにあるかによって決定する。具体的には、図１０において、半導体基板１１０を時計に見立てた場合、検出部２２の位置Ｐ１が６時の方向にある状態で、アライメント位置Ｐ３が０時の方向から４時の方向までの間の範囲内にあるか、または、６時の方向から８時の方向までの間の範囲内にあれば、載置部２１を反時計回りに回転させ続けるとともに、半導体基板１１０のアライメント位置Ｐ３が４時の方向から６時の方向までの間の範囲内にあるか、８時の方向から１２時までの方向の間の範囲内にあるか、または、４時の方向から６時の方向までの間の範囲内にあれば、載置部２１を時計回りに回転させ続ける。

また、上記実施形態では、制御部２３は、検出部２２により目印１１２を検出するための載置部２１の回転方向を、載置部２１の回転前の載置部２１に対する検出部２２の位置Ｐ１と、アライメント位置Ｐ３との関係に基づいて決定する例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、制御部は、検出部により目印を検出するための載置部の回転方向を、載置部の回転前の載置部に対する検出部の位置と、アライメント位置との関係に基づかずに決定してもよい。

また、上記実施形態では、制御部２３は、データＤのうちの、等速回転部分Ｄ１に加えて、載置部２１の回転速度が大きくなるにしたがって線形補間の時間間隔ｄＴが徐々に小さくなるように調整された加速回転部分Ｄ２を用いて、位置特定制御を行う例を示した。すなわち、制御部２３は、データＤのうちの、等速回転部分Ｄ１に加えて、載置部２１の回転速度の大きさに応じてデータＤを解析するための線形補間の時間間隔ｄＴが調整された加速回転部分Ｄ２を用いて、位置特定制御を行う例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、制御部は、データのうちの、等速回転部分に加えて、載置部の回転速度が大きくなるにしたがって線形補間の時間間隔が徐々に小さくなるように調整されていない加速回転部分を用いて、位置特定制御を行ってもよい。すなわち、制御部は、データのうちの、等速回転部分に加えて、載置部の回転速度の大きさに応じてデータを解析するための線形補間の時間間隔が調整されていない加速回転部分を用いて、位置特定制御を行ってもよい。

また、上記実施形態では、データＤは、等速回転部分Ｄ１および加速回転部分Ｄ２のみを含み、制御部２３は、データＤのうちの、等速回転部分Ｄ１および加速回転部分Ｄ２を用いて、位置特定制御を行う例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、図１１に示す第４変形例のように、データＤが、等速回転部分Ｄ１および加速回転部分Ｄ２に加えて、減速回転部分Ｄ３も含む場合に、制御部２３は、データＤのうちの、等速回転部分Ｄ１および加速回転部分Ｄ２に加えて、載置部２１の回転を減速させている間に検出された減速回転部分Ｄ３を用いて、位置特定制御を行ってもよい。これにより、データＤが、等速回転部分Ｄ１および加速回転部分Ｄ２に加えて、減速回転部分Ｄ３も含む場合に、減速回転部分Ｄ３を位置特定制御に用いる分だけ、位置特定制御に必要となる等速回転部分Ｄ１を取得するための載置部２１の回転角度範囲を小さくすることができる。その結果、データＤが減速回転部分Ｄ３を含む場合に、減速回転部分Ｄ３を位置特定制御に用いない場合と比較して、位置特定制御の所要時間を短くすることができるので、半導体基板１１０をアライメントするための全体的な所要時間をより短くすることができる。

また、上記実施形態では、制御部２３は、データＤのうちの、載置部２１を等速で３６０度未満回転させている間に検出された等速回転部分Ｄ１に加えて、加速回転部分Ｄ２を用いて、位置特定制御を行う。例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、制御部は、データのうちの、載置部を等速で３６０度以上回転させている間に検出された等速回転部分に加えて、加速回転部分を用いて、位置特定制御を行ってもよい。

また、上記実施形態では、制御部２３は、検出部２２による目印１１２の検出結果のデータＤのうちの、載置部２１を等速で回転させている間に検出された等速回転部分Ｄ１に加えて、載置部２１の回転を加速させている間に検出された加速回転部分Ｄ２を用いて、位置特定制御を行う例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、制御部は、検出部による目印の検出結果のデータのうちの、載置部の回転を加速させている間に検出された加速回転部分を用いずに、載置部を等速で回転させている間に検出された等速回転部分のみを用いて、位置特定制御を行ってもよい。

また、上記実施形態では、検出部２２は、半導体基板１１０の目印１１２を検出するとともに、制御部２３は、検出部２２による目印１１２の検出結果に基づいて目印１１２の位置Ｐ２を特定する例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、検出部は、半導体基板の目印に加えて半導体基板の欠損を検出するとともに、制御部は、検出部による目印検出結果に基づいて目印の位置を特定するのに加えて、検出部による欠損の検出結果に基づいて欠損の位置を特定してもよい。

本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、従来の回路、および／または、それらの組み合わせ、を含む回路または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、またはユニットはハードウェアとソフトウェアの組み合わせであり、ソフトウェアはハードウェアおよび／またはプロセッサの構成に使用される。

［態様］
上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（項目１）
外周部に周方向の位置決めを行うための目印が形成された半導体基板を搬送する基板搬送ロボットと、
前記半導体基板をアライメントするためのアライナと、を備え、
前記アライナは、
前記半導体基板を載置した状態で回転軸線周りに回転する載置部と、
前記載置部に載置され前記回転軸線回りに回転する前記半導体基板の前記目印を検出する検出部と、
前記検出部による前記目印の検出結果に基づいて前記目印の位置を特定する位置特定制御を行うとともに、前記特定した前記目印の位置に基づいて前記半導体基板をアライメントするように前記載置部を回転させるアライメント制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記目印を検出するための前記載置部の回転を停止させずに、前記位置特定制御を行うとともに、前記目印の位置が特定された後、前記載置部の回転を停止させずに、かつ、前記載置部の回転方向を維持したまま、前記アライメント制御を行う、ロボットシステム。

（項目２）
前記制御部は、前記検出部による前記目印の前記検出結果のデータのうちの、前記載置部を等速で回転させている間に検出された等速回転部分に加えて、前記載置部の回転を加速させている間に検出された加速回転部分を用いて、前記位置特定制御を行う、項目１に記載のロボットシステム。

（項目３）
前記制御部は、前記データのうちの、前記載置部を等速で３６０度未満回転させている間に検出された前記等速回転部分に加えて、前記加速回転部分を用いて、前記位置特定制御を行う、項目２に記載のロボットシステム。

（項目４）
前記制御部は、前記データのうちの、前記等速回転部分および前記加速回転部分に加えて、前記載置部の回転を減速させている間に検出された減速回転部分を用いて、前記位置特定制御を行う、項目３または項目４に記載のロボットシステム。

（項目５）
前記制御部は、前記データのうちの、前記等速回転部分に加えて、前記載置部の回転速度の大きさに応じて前記データを解析するための前記線形補間の時間間隔が調整された前記加速回転部分を用いて、前記位置特定制御を行う、項目２から項目４までのいずれか１項に記載のロボットシステム。

（項目６）
前記制御部は、前記データのうちの、前記等速回転部分に加えて、前記載置部の回転速度が大きくなるにしたがって前記線形補間の時間間隔が徐々に小さくなるように調整された前記加速回転部分を用いて、前記位置特定制御を行う、項目５に記載のロボットシステム。

（項目７）
前記制御部は、前記検出部により前記目印を検出するための前記載置部の回転方向を、前記載置部の回転前の前記載置部に対する前記検出部の位置と、前記アライメント制御における前記目印の目標位置であるアライメント位置との関係に基づいて決定する、項目１から項目６までのいずれか１項に記載のロボットシステム。

（項目８）
前記制御部は、前記検出部により前記目印を検出するための前記載置部の回転方向を、前記載置部の回転前の前記載置部に対する前記検出部の位置から見て前記アライメント位置に対して近い方向に決定する、項目７に記載のロボットシステム。

（項目９）
前記制御部は、前記載置部の前記回転軸線に対する前記半導体基板の重心または中心のずれである偏心を解析する偏心解析制御を行う場合、前記目印の位置が特定された後、かつ、前記載置部が前記目印の位置の特定のための回転を開始してから少なくとも略１８０度以上回転した後に、前記アライメント制御を行う、項目１から項目８までのいずれか１項に記載のロボットシステム。

（項目１０）
前記目印は、ノッチである、項目１から項目９までのいずれか１項に記載のロボットシステム。

（項目１１）
前記目印は、オリエンテーションフラットである、項目１から項目９までのいずれか１項に記載のロボットシステム。

（項目１２）
外周部に周方向の位置決めを行うための目印が形成された半導体基板をアライメントするためのアライナであって、
前記半導体基板を載置した状態で回転軸線周りに回転する載置部と、
前記載置部に載置され前記回転軸線回りに回転する前記半導体基板の前記目印を検出する検出部と、
前記検出部による前記目印の検出結果に基づいて前記目印の位置を特定する位置特定制御を行うとともに、前記特定した前記目印の位置に基づいて前記半導体基板をアライメントするように前記載置部を回転させるアライメント制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記目印を検出するための前記載置部の回転を停止させずに、前記位置特定制御を行うとともに、前記目印の位置が特定された後、前記載置部の回転を停止させずに、かつ、前記載置部の回転方向を維持したまま、前記アライメント制御を行う、アライナ。

（項目１３）
外周部に周方向の位置決めを行うための目印が形成された半導体基板のアライメント方法であって、
載置部に載置され回転軸線回りに回転する前記半導体基板の前記目印を検出することと、
前記目印を検出するための前記載置部の回転を停止させずに、前記目印の検出結果に基づいて前記目印の位置を特定することと、
前記目印の位置が特定された後、前記載置部の回転を停止させずに、かつ、前記載置部の回転方向を維持したまま、特定した前記目印の位置に基づいて前記半導体基板をアライメントするように前記載置部を回転させることと、を備える、半導体基板のアライメント方法。

１０ 基板搬送ロボット
２０、２２０ アライナ
２１ 載置部
２２ 検出部
９０ 回転軸線
１００ ロボットシステム
１１０、２１０ 半導体基板
１１１ （半導体基板の）外周部
１１２、２１２ 目印
Ｄ （検出部による目印の検出結果の）データ
Ｄ１ 等速回転部分
Ｄ２ 加速回転部分
Ｄ３ 減速回転部分
Ｐ１ （載置部の回転前の載置部に対する検出部の）位置
Ｐ２ 目印の位置
Ｐ３ アライメント位置

Claims (13)

1. 外周部に周方向の位置決めを行うための目印が形成された半導体基板を搬送する基板搬送ロボットと、
   前記半導体基板をアライメントするためのアライナと、を備え、
   前記アライナは、
   前記半導体基板を載置した状態で回転軸線周りに回転する載置部と、
   前記載置部に載置され前記回転軸線回りに回転する前記半導体基板の前記目印を検出する検出部と、
   前記検出部による前記目印の検出結果に基づいて前記目印の位置を特定する位置特定制御を行うとともに、前記特定した前記目印の位置に基づいて前記半導体基板をアライメントするように前記載置部を回転させるアライメント制御を行う制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記目印を検出するための前記載置部の回転を停止させずに、前記位置特定制御を行うとともに、前記目印の位置が特定された後、前記載置部の回転を停止させずに、かつ、前記載置部の回転方向を維持したまま、前記アライメント制御を行う、ロボットシステム。
2. 前記制御部は、前記検出部による前記目印の前記検出結果のデータのうちの、前記載置部を等速で回転させている間に検出された等速回転部分に加えて、前記載置部の回転を加速させている間に検出された加速回転部分を用いて、前記位置特定制御を行う、請求項１に記載のロボットシステム。
3. 前記制御部は、前記データのうちの、前記載置部を等速で３６０度未満回転させている間に検出された前記等速回転部分に加えて、前記加速回転部分を用いて、前記位置特定制御を行う、請求項２に記載のロボットシステム。
4. 前記制御部は、前記データのうちの、前記等速回転部分および前記加速回転部分に加えて、前記載置部の回転を減速させている間に検出された減速回転部分を用いて、前記位置特定制御を行う、請求項２に記載のロボットシステム。
5. 前記制御部は、前記データのうちの、前記等速回転部分に加えて、前記載置部の回転速度の大きさに応じて前記データを解析するための前記線形補間の時間間隔が調整された前記加速回転部分を用いて、前記位置特定制御を行う、請求項２に記載のロボットシステム。
6. 前記制御部は、前記データのうちの、前記等速回転部分に加えて、前記載置部の回転速度が大きくなるにしたがって前記線形補間の時間間隔が徐々に小さくなるように調整された前記加速回転部分を用いて、前記位置特定制御を行う、請求項５に記載のロボットシステム。
7. 前記制御部は、前記検出部により前記目印を検出するための前記載置部の回転方向を、前記載置部の回転前の前記載置部に対する前記検出部の位置と、前記アライメント制御における前記目印の目標位置であるアライメント位置との関係に基づいて決定する、請求項１に記載のロボットシステム。
8. 前記制御部は、前記検出部により前記目印を検出するための前記載置部の回転方向を、前記載置部の回転前の前記載置部に対する前記検出部の位置から見て前記アライメント位置に対して近い方向に決定する、請求項７に記載のロボットシステム。
9. 前記制御部は、前記載置部の前記回転軸線に対する前記半導体基板の重心または中心のずれである偏心を解析する偏心解析制御を行う場合、前記目印の位置が特定された後、かつ、前記載置部が前記目印の位置の特定のための回転を開始してから少なくとも略１８０度以上回転した後に、前記アライメント制御を行う、請求項１に記載のロボットシステム。
10. 前記目印は、ノッチである、請求項１に記載のロボットシステム。
11. 前記目印は、オリエンテーションフラットである、請求項１に記載のロボットシステム。
12. 外周部に周方向の位置決めを行うための目印が形成された半導体基板をアライメントするためのアライナであって、
    前記半導体基板を載置した状態で回転軸線周りに回転する載置部と、
    前記載置部に載置され前記回転軸線回りに回転する前記半導体基板の前記目印を検出する検出部と、
    前記検出部による前記目印の検出結果に基づいて前記目印の位置を特定する位置特定制御を行うとともに、前記特定した前記目印の位置に基づいて前記半導体基板をアライメントするように前記載置部を回転させるアライメント制御を行う制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記目印を検出するための前記載置部の回転を停止させずに、前記位置特定制御を行うとともに、前記目印の位置が特定された後、前記載置部の回転を停止させずに、かつ、前記載置部の回転方向を維持したまま、前記アライメント制御を行う、アライナ。
13. 外周部に周方向の位置決めを行うための目印が形成された半導体基板のアライメント方法であって、
    載置部に載置され回転軸線回りに回転する前記半導体基板の前記目印を検出することと、
    前記目印を検出するための前記載置部の回転を停止させずに、前記目印の検出結果に基づいて前記目印の位置を特定することと、
    前記目印の位置が特定された後、前記載置部の回転を停止させずに、かつ、前記載置部の回転方向を維持したまま、特定した前記目印の位置に基づいて前記半導体基板をアライメントするように前記載置部を回転させることと、を備える、半導体基板のアライメント方法。

Images