JP2845709B2

JP2845709B2 - 板状体の非接触位置決め装置

Info

Publication number: JP2845709B2
Application number: JP4019393A
Authority: JP
Inventors: 敏治岸村; 龍二岡本
Original assignee: Hitachi Techno Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 1993-03-01
Filing date: 1993-03-01
Publication date: 1999-01-13
Anticipated expiration: 2014-01-13
Also published as: JPH06249639A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウエハやコン
パクトディスクなどの円盤状物体やカードやシート等の
矩形物体や、その他の板状体を非接触で位置決めする装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の板状体の非接触位置決め装置とし
ては、所定の大きさの板状体をその主面と平行な方向に
移動させ、静止固定している複数のホトカプラ（発光素
子と受光素子との組み合わせ）で構成されるセンサユニ
ットで位置検出するものや、静止固定されている所定の
大きさの板状体を該板状体の主面と平行な方向に移動す
るセンサユニットで位置検出するものがあった。

【０００３】このような従来装置を示すものとして、技
術誌『自動化技術』第１９巻、第８号（１９８７）ｐｐ
５４〜６０や特公昭６１−３６３７号公報が知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】たとえば、半導体装置
の製造方法においては、半導体ウエハを自動的に搬送す
る工程が多数存在する。これらの搬送工程において、半
導体ウエハに損傷を与えずに、所望の位置に正確に搬送
するためには、半導体ウエハを所定位置に正確にかつ機
械的衝撃を与えることなく、速やかに配置する技術が必
要である。

【０００５】所定の大きさの板状体をその主面と平行な
方向に、該板状体とセンサユニットを相対的に移動させ
て位置検出する上記従来技術では、所定の大きさの板状
体とはサイズが異なる板状体を検出しようとすると、検
出に必要な板状体あるいはセンサユニットの移動距離が
大きくなり、位置検出に時間がかかり、また移動機構も
大きいものになってしまう。

【０００６】この点を解決すべく光センサの数を増やし
て、各種サイズの板状体の位置検出が短時間に完了する
ようにしたとしても、多数の光センサの配置や配線さら
には各光センサの検出結果の処理回路等の面で装置が複
雑となる。

【０００７】本発明は、各種形状、サイズの板状体の位
置検出に対して正確かつ迅速に対応することが可能で簡
素な構成の板状体の非接触位置決め装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、指向性の強い電磁波または音波で構成される集束
エネルギ線が板状体の縁に接することをセンサで検出し
て板状体の非接触位置決めを行なう装置において、複数
の集束エネルギ線を中心軸に沿って次第に収束、または
発散する方向に放射するエミッション手段と、放射され
たエネルギ線をそれぞれ検出する検出手段を有するセン
サユニットと、前記中心軸にほぼ垂直な面内で互いに前
記板状体を授受することができ前記面内に板状体を保持
するハンドおよびテーブルと、前記板状体の縁が前記複
数の集束エネルギ線の各々に接するように前記センサユ
ニットおよび前記ハンドまたはテーブルの一方を他方に
対して相対的に移動および回転させる駆動手段とを設け
たことにある。

【０００９】さらに、前記中心軸の方向あるいは前記中
心軸にほぼ垂直な面内で前記板状体またはセンサユニッ
トのいずれかを移動または回転させた場合に前記板状体
の縁が前記複数の集束エネルギ線の各々に接する時の板
状体またはセンサユニットの位置データから前記板状体
の面内方向での位置偏差を演算する手段を設けて、該演
算手段で得た位置偏差データに基づいて前記駆動手段は
前記ハンドまたはテーブルを移動または回転させて前記
板状体の位置合わせを行うことにある。

【００１０】

【作用】中心軸に沿って次第に収束、または発散する方
向に複数の集束エネルギ線を放射しつつ、中心軸ににほ
ぼ垂直な面内に板状体を保持し、該板状体またはセンサ
ユニットを相対的に中心軸に沿って移動または回転させ
た場合に、複数の集束エネルギ線の各々を板状体の縁で
遮ることができる。

【００１１】板状体の高さを変化させ、その縁によって
各集束エネルギ線が初めて遮られた高さから各集束エネ
ルギ線上の位置を求め、その位置を中心軸と垂直な面に
投影すると、板状体と合同または相似となる図形の形状
を特徴化できる点となる。

【００１２】これら特徴化点の基準点からの距離差と集
束エネルギ線の配置より、板状体中心の面内方向での位
置偏差を知ることができる。また、集束エネルギ線また
は板状体のどちらか一方を他方に対して回転させたと
き、集束エネルギ線が板状体によって遮られた各点の出
力と回転角の関係と集束エネルギ線の配置より、板状体
の面内方向での位置決めしようとしている所定の角度か
らの角度偏差を得ることができる。

【００１３】これらのデータに基づき、板状体を保持す
るハンドもしくはテーブルのセンサユニットに対する相
対的な移動または回転により板状体の位置修正を行な
う。検知ラインに用いる複数の集束エネルギ線の本数は
板状体の形状を特徴化できる数であればよいので、エミ
ッタおよび検出器の数は少なくて済み、装置全体は簡素
なものとなる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明装置の一実施例を、図１、図２
により説明する。図１は本発明の一実施例になる板状体
の非接触位置決め装置を示す部分的斜視図、図２は図１
に示した非接触位置決め装置の位置決め部を示す概略縦
断面図である。

【００１５】両図において、ベース１にガイドレール２
が固定され、ガイドレール２の上をサポート４が固定さ
れているガイドブロック３が昇降するようになってい
る。ベース１にモータブラケット５ａが固定され、モー
タブラケット５ａにパルスモータ７ａが固定されてい
る。パルスモータ７ａの出力軸にはボールねじ８が取り
付けられていて、ボールねじ８はサポート４に固定され
ているボールねじナット６に通されている。従って、サ
ポート４はパルスモータ７ａのボールねじ駆動によりガ
イドレール２に沿ってＺ方向に昇降することができる。

【００１６】また、サポート４と真空チャンバ１７の間
に気密手段としてベローズ４ａが取り付けられ、図２に
示すように、ベローズ４ａの内部にやはり気密確保のた
めパイプ４ｂが設けられている。

【００１７】サポート４にモータブラケット５ｂが固定
され、モータブラケット５ｂにパルスモータ７ｂが固定
されている。パルスモータ７ｂの出力軸にはロッド１０
が取り付けられている。ロッド１０の中間部には磁性流
体結合手段１０ａが介在されている。

【００１８】真空チャンバ１７内のロッド１０の先端に
は、回転テーブル１１が取り付けられ、ベローズ４ａや
パイプ４ｂは回転させることなく、パルスモータ７ｂに
よって流体結合手段１０ａを介して回転テーブル１１を
回転するようになっている。

【００１９】上記のように、サポート４がパルスモータ
７ａによりＺ方向に昇降し、パルスモータ７ｂによって
ロッド１０が回転することから、回転テーブル１１にＺ
方向への移動とＺ軸回りの回転をさせることができる。

【００２０】真空チャンバ１７外側には、光線１６ａ〜
１６ｄを中心軸に沿って次第に収束、または発散する方
向に放射する発光素子１４ａ〜１４ｄと、放射された光
線１６ａ〜１６ｄをそれぞれ検出する光検出器１５ａ〜
１５ｄが取り付けられている。

【００２１】これらの光線配置における中心軸は、たと
えば回転テーブル中心における法線で表わされる仮想軸
であり、この軸に対してある対称性をもって光線が配置
される。光線が配置された状態で言えば、光線配置の対
称軸が中心軸であるとも言える。ただし、対称性は必ず
しも必要ない。

【００２２】前記発光素子１４ａ〜１４ｄ、前記光検出
器１５ａ〜１５ｄは、図２に発光素子１４ａ、光検出器
１５ａを代表として示すように、真空チャンバ１７の外
に設置され、前記発光素子１４ａ〜１４ｄから放射され
た各光線１６ａ〜１６ｄは、真空チャンバ１７に嵌め込
んだレンズや窓ガラス１７ａ、１７ｂ等を通って真空チ
ャンバ１７内を通過し、真空チャンバ１７の外に設置さ
れている前記光検出器１５ａ〜１５ｄで検出されるよう
になっている。

【００２３】真空チャンバ１７内では、前後機器から搬
送されてきたウエハ１２がハンド１３ａに載せられる。
真空チャンバ１７と前後機器の気密は真空チャンバ１７
にゲートバルブを設けることで実現でき、真空チャンバ
１７は一例として１０^-6ｔｏｒｒ程度に減圧される。な
お、各部材接合部に設けた気密保持用Ｏリングは図面簡
略化のため省略している。

【００２４】ハンド１３ａは真空チャンバ１７内に設置
された真空用水平多関節ロボットの先端のハンドであ
り、ロボット軸中心Ｏｒに対して直進的に伸縮できるよ
うにリンク１３ｂ、リンク１３ｃに順次接続された機構
になっている。リンク１３ｃのロボット軸中心Ｏｒの下
部にはロボット軸１３ｄがあり、さらにそれは真空チャ
ンバ１７外のロボット本体１３ｅに接続されている。

【００２５】ロボット本体１３ｅの下部にはハンド１３
ａをロボット軸中心Ｏｒに対して直進的に（半径方向
に）伸縮する動作を行なう駆動用のパルスモータ７ｃ、
また、ハンド１３ａをロボット軸中心Ｏｒまわりに（円
周方向に）回転させる駆動用のパルスモータ７ｄが取り
付けられている。

【００２６】ハンド１３ａは、先端に２股に分岐した指
部を有する。この指部の隔たりは回転テーブル１１の直
径より大きくされているために、パルスモータ７ａの回
転で回転テーブル１１がウエハ１２の主面と垂直なＺ方
向に昇降すると、ハンド１３ａとの間でウエハ１２の授
受を行うことができる。

【００２７】ハンド１３がロボット軸中心Ｏｒに対して
直進的に伸縮されたり、ロボット軸Ｏｒを中心に回転さ
れることにより、ウエハ１２はその主面と平行なＸＹ両
軸方向において位置を変えることができる。

【００２８】制御機器１８は、発光素子１４ａ〜１４ｄ
に駆動電流を供給して各発光素子から光ビーム１６ａ〜
１６ｄを発射させる。ウエハ１２がない状態では、光検
出器１５ａ〜１５ｄはそれぞれ光ビーム１６ａ〜１６ｄ
を受光する。

【００２９】ウエハ１２によって光ビームが遮られる
と、光検出器１５ａ〜１５ｄは光ビームを受光しなくな
り、出力が変化する。ウエハ１２を下から上に持ち上げ
ていくと、光検出器１５は受光状態から遮光状態に変化
する。このようにして、光検出器１５ａ〜１５ｄの出力
信号によってウエハ１２縁端部を検出できる。

【００３０】各パルスモータ７ａ〜７ｄの出力軸にはエ
ンコーダ９ａ〜９ｄが接続され、エンコーダ９ａ〜９ｄ
はそれぞれのパルスモータの出力軸の回転を検出する信
号を発生する。

【００３１】光検出器１５ａ〜１５ｄの出力信号および
エンコーダ９ａ〜９ｄの出力信号は、制御機器１８に取
り込まれる。制御機器１８は、ウエハ１２の位置合わせ
制御をさせるドライバの機能も果たしている。その際、
制御機器１８は光検出器１５ａ〜１５ｄの出力信号およ
びエンコーダ９ａ〜９ｄの出力信号の演算を行い、演算
結果に基づいて、パルスモータ７ａ〜７ｄに駆動パルス
を供給し位置合わせを行なうことができる。

【００３２】次に、位置決め動作について説明する。な
お、位置決めにおいては、ウエハ等の位置決め対象物の
位置がある場所で検出できればよく、必ずしも最終状態
での位置が検出されなくてもよい。その後の移動はハン
ドやテーブルの移動量で知ることができる。

【００３３】図３は、発光素子から発射される光線１６
ａ〜１６ｄとウエハ１２の関係を示している。光線１６
ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは一点鎖線で示すようにＺ
軸を中心軸とする錐状に放射され、その交点１６Ｚは錐
の頂点であり、二点鎖線で示すＺ軸（中心軸）上にあ
る。

【００３４】図２に示すように、真空チャンバ外に設置
された発光素子１４ａ〜１４ｄから発射される光線１６
ａ〜１６ｄは、窓ガラス１７ａから真空チャンバ１７内
に入り、真空チャンバ１７の窓ガラス１７ｂから真空チ
ャンバ外に出て、真空チャンバ外に設置された光検出器
１５ａ〜１５ｄに受光される。

【００３５】窓ガラス１７ａ、１７ｂを光線が通過する
とき、屈折を生じるが、窓ガラス１７ａ、１７ｂにおけ
る屈折率を考慮することにより、また、光線の広がりを
考慮して補正することにより、図３に示すように、Ｚ軸
を中心軸とする錐状に放射される直線状の光線の配置と
して考えることができる。

【００３６】各光線１６ａ〜１６ｄとＺ軸に垂直な平面
との交点を該平面上で結ぶ図形は、平面の高さに拘ら
ず、全て相似形となる。図示の場合は正方形であるがこ
の正方形が内接する円形とも等価なものとして扱える。
なお、実際の装置においては、後述するようにハンドの
挿入等のため、正方形以外の形を取ることが多い。

【００３７】今、ハンド１３ａから回転テーブル１１に
受け渡されたウエハ１２ａが点線で示すＺ軸方向下側に
ずれた位置に配置されているとする。この時、全光線１
６ａ〜１６ｄはウエハ１２ａの縁で遮られていないた
め、各光検出器１５ａ〜１５ｄは全光線１６ａ〜１６ｄ
を検出する。これは、ウエハ１２ａが未だ検出されてい
ないことを意味する。

【００３８】そこで、パルスモータ７ａでサポート４を
上昇させ、ベローズ４ａを圧縮しつつロッド１０、磁性
流体結合手段１０ａ、回転テーブル１１を介して真空チ
ャンバ１７内でウエハ１２ａをＺ軸に沿って上昇させ
る。

【００３９】まず、ウエハ１２ａのＸＹ面内位置は正し
く、Ｚ軸方向の位置のみが不明であるとする。実線で示
すウエハ１２の位置において、全光線１６ａ〜１６ｄを
ウエハ１２の縁で同時に遮ったとする。この時、光検出
器１５ａ〜１５ｄは同時に全光線１６ａ〜１６ｄを検出
しなくなる。そこで、この位置でウエハ１２のＺ方向位
置が検出されたものと判断してパルスモータ７ａを停止
させウエハ１２の移動を止める。

【００４０】光線１６ａ〜１６ｄは、一点鎖線で示す錐
状に放射されているから、ウエハ１２をＺ方向にわずか
に移動させるだけで光線１６ａ〜１６ｄをウエハ１２で
遮ることができ、迅速に位置決めを行なうことができ
る。たとえば、厚さの異なるウエハ１２の表面を、所定
の高さに位置決めすることを容易に行なえる。

【００４１】さらに、ウエハ１２の径が異なる場合でも
光線とウエハの相対位置が変化するだけであり、ウエハ
径を入力しておけば、ウエハが光線を遮った高さからウ
エハ表面の高さを知ることができ、同じ光線１６〜１６
ｄの配置で位置決めすることができる。

【００４２】円形ウエハの場合、光線は位置を指定でき
る最低３本の光線を放つものでよいから、装置全体は簡
素なものとなる。次に、ウエハ１２がＺ軸方向だけでな
くＸ軸やＹ軸の方向にもずれている場合にそのずれを検
出し、必要に応じて修正する例を説明する。

【００４３】本例では、垂直昇降する回転テーブル１１
上に水平に載っているウエハ１２を発光素子１４ａ〜１
４ｄと光検出器１５ａ〜１５ｄとの間に入れた状態で、
パルスモータ７ａによるボールねじ駆動により回転テー
ブル１１上に水平に載っているウエハ１２をＺ軸に沿っ
て移動させる。各光線がウエハと接する位置を検出する
ことにより、ウエハ１２の位置検出を行なう。

【００４４】発光素子群と光検出器群の中心軸、すなわ
ち錐状に放射されている各光線１６ａ〜１６ｄの交点１
６Ｚの存在するＺ軸とウエハ１２の中心軸が偏心してい
ると、ウエハ１２の端縁が光線１６ａ〜１６ｄを遮る位
置は光線によって異なってくる。

【００４５】各光線１６ａ〜１６ｄが遮られるＺ軸方向
の位置を光検出器１５ａ〜１５ｄで検出し、そのＺ軸方
向位置データを制御機器１８で演算することによってウ
エハ１２の中心軸が光線の配置の中心軸からどの方向に
どれだけ偏心しているか、すなわち、ウエハ１２の位置
（面内偏差）を検出することができる。

【００４６】この演算結果よりハンド１３ａを利用する
ことにより、ウエハ１２を偏心量だけ逆方向に移動させ
ることで、ウエハ１２を測定系とは非接触で位置検出
し、ハンドで正確にセンタリングすることが可能とな
る。

【００４７】以下、制御機器１８で行なう位置データの
演算について詳細に説明する。図４はウエハ１２が回転
テーブル１１上に水平に載置された状態で、ウエハ１２
を上面から見た状況を示す。基準面Ｓは基準として任意
に選択できる水平面である。

【００４８】図４の射影において、光線１６ａと光線１
６ｃを結ぶ線は、中心軸Ｏａを通る一直線上にあり、ま
た、同じく光線１６ｂと光線１６ｄを結ぶ線も、中心軸
Ｏａを通る一直線上にある。

【００４９】なお、中心軸Ｏａを通る水平線Ａ１−Ａ２
に対して直線１５ａ−１５ｃ、１５ｂ−１５ｄは便宜
上、それぞれ３０度の角度をなしている。ウエハ１２の
中心Ｏｂは、光線配置の中心軸Ｏａから偏心している。

【００５０】各光線１６ａ〜１６ｂと基準面Ｓとの交点
は、中心軸Ｏａから等距離の位置にある。測定対象を円
形とすると、基準面Ｓは図に一点鎖線で示すような円形
に対応する。すなわち、中心をＯａに有する一点鎖線の
円形が基準面上にある時、全光線が同時に遮られる。

【００５１】ウエハ１２は、この円形より小さく、その
縁は基準面上の円から光線１６ａ〜１６ｄの位置でＬ
ａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ離れているとする。このＬａ、Ｌ
ｂ、Ｌｃ、Ｌｄが判れば、ウエハ１２の中心Ｏｂの偏心
量が判る。ウエハ１２をＺ軸に沿って上昇させると、ウ
エハ１２の縁によって図示の場合、光線１６ｄ、１６
ｃ、１６ａ、１６ｂの順番に遮られる。

【００５２】各光線１６ａ〜１６ｄがウエハによって初
めて遮光された時、光検出器１５ａ〜１５ｂの出力が変
化し、ウエハの高さを知ることができる。この高さから
光線１６ａ、１６ｂ、１６ｃおよび１６ｄのウエハ１２
の外側の部分の長さが判明する。ウエハ１２外側部分の
光線を基準面Ｓ上へ投影すると、それぞれＬａ、Ｌｂ、
ＬｃおよびＬｄとなる。

【００５３】光線の配置の中心軸Ｏａを原点とし、図４
に示すように、ハンド１３ａの挿入方向をＹ軸方向、ハ
ンド１３ａの挿入方向と直角な方向をＸ軸方向とする。
光線の射影はＸ軸方向に対して３０度の角度に配置され
ているとする。

【００５４】この時、光線の配置の中心軸Ｏａとウエハ
１２の中心Ｏｂの各軸方向の偏差ｘ，ｙは、

【００５５】

【数１】

【００５６】

【数２】と近似できる。すなわち、Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄを検
出することでｘ、ｙを知ることができる。なお、この演
算で得られた偏差ｘ，ｙから偏心したウエハを想定し、
Ｌａ〜Ｌｄを算出し、測定値と比較すること等によって
測定精度を改良することも容易に行なえる。また、３０
度の角度は、ハンド挿入空間を十分確保すると共に、上
述のｙ式の係数を簡単化する。ただし、この角度は原理
的に任意に選択できる。

【００５７】３０度以外の配置や光線が３本等異なる配
置における場合も、図４のような射影図等を基に幾何学
的に変換式を求めればよい。各光線１６ａ〜１６ｄがウ
エハ１２で遮光されるときのＺ軸方向位置を表すエンコ
ーダ９ａの信号を図１の制御機器１８に取り込み、予め
分かっている発光素子１４ａ〜１４ｄの位置データなど
から各遮光されていない部分の長さＬａ〜Ｌｄを求め、
上記両式で演算して偏差ｘ，ｙを容易に得ることができ
る。

【００５８】ウエハ１２の面内位置検出後、回転テーブ
ル１１を下降させ、ハンド１３ａにウエハ１２を預け
る。偏差ｘ，ｙだけハンド１３ａを逆方向に移動させる
と、中心軸Ｏａとウエハ１２の中心Ｏｂは一致する。こ
のようにして、ウエハ１２の面内位置を測定し、修正す
ることができる。

【００５９】次に、半導体ウエハのオリエンテーション
フラット２５のようなウエハ平面内位置について回転テ
ーブル１１を回転させて位置決めを行うことについて説
明する。

【００６０】上記に説明した操作でウエハ１２のセンタ
リングが完了すると、再び、パルスモータ７ａの駆動で
回転テーブル１１は上昇し、ハンド１３ａからウエハ１
２を受け取る。

【００６１】そしてウエハ１２のオリエンテーションフ
ラット２５が光線１６のいずれかで検出できる位置、す
なわち図３に示すように、全光線をウエハ１２で遮光で
き、かつウエハ１２を回転させたときオリエンテーショ
ンフラット２５をいずれか一つの光線が通過する位置で
ウエハ１２の上昇を停止させる。

【００６２】パルスモータ７ｂの駆動により回転テーブ
ル１１上のウエハ１２を回転させる。オリエンテーショ
ンフラット２５が光線１６のいずれかのところへきた時
だけ透光状態となる。透光状態開始角度と透光状態終了
角度の平均値がオリエンテーションフラット法線の角度
である。光検出器の出力信号と、エンコーダ９ｂの回転
角の検出信号により、オリエンテーションフラット２５
の位置が検出でき、所定の角度位置へオリエンテーショ
ンフラット２５を向けることができる。

【００６３】このように、本装置においては、ウェハ１
２をわずかに上下、前後左右、さらに回転させるだけ
で、その位置を検出し、所望の位置に位置合わせするこ
とができる。

【００６４】位置合わせが回転テーブル１１上で完了し
たら、回転テーブル１１を下げハンド１３ａにウェハ１
２を受け渡し、真空チャンバ１７のゲートバルブを開
き、ロボット本体１３ｅを操作してハンド１３ａから後
段機器に位置合わせされたウェハ１２を渡す。後段機器
が常圧下に置かれている時は、真空を破った後、ゲート
バルブを開いて後段機器にウエハ１２を渡す。

【００６５】真空チャンバ１７内で位置合わせが行なわ
れ、真空チャンバ１７内ではウエハ１２上に部材がない
ので、ウエハ１２上に塵埃が落下しない。また、発光素
子１４ａ〜１４ｄと光検出器１５ａ〜１５ｄを真空チャ
ンバ１７外に設置しているので、これらの部材からガス
が発生することはなく、ウエハ１２を傷めない。

【００６６】なお、窓ガラスやレンズを各光線に垂直に
なるように配置すると、各光線が真空チャンバ１７を通
過する際の屈折による位置合わせ演算の補正を避けるこ
とができる。

【００６７】各光線の配置としては、中心軸と交わらな
い螺旋配置、発光素子と光検出器を真空チャンバ１７の
片方の窓ガラス１７ａまたは１７ｂ側に置き、ウエハ１
２の周縁で反射する光を捉える反射型配置、さらには、
砂時計のガラスの形に各光線が走る中間絞り配置など錐
形の変形であれば如何なるものであっても実施できる。
これらの配置については、特願平４−１３９３３０号
（平成４年５月２９日出願）を参照することができる。

【００６８】矩形体の位置決めの場合は、矩形が設定方
向から傾いていると、初めの検出では高さを誤認するこ
とがある。しかし、回転によって平面内角度を検出し、
角度補正後に高さ検出を行なえば、正確な高さに位置決
めできる。なお、一方向の位置検出のみの場合は２本の
光線を用いてもよい。

【００６９】以上の実施例においては、集束エネルギ線
１６として半導体レーザや発光ダイオードから放射され
る光線を用いた。しかし、光線に限らず、その原理から
明らかなように、指向性の強いビームの利用が可能であ
る。実用的見地から、光を含むより広い波長範囲の電磁
波や音波の利用が好ましい。

【００７０】また、基準面と各光線との交点の代わり
に、中心軸と水平面の交点を基準点として用いてもよ
い。また、真空中以外の大気中や窒素などの不活性ガス
雰囲気中で位置合わせをしても良い。

【００７１】テーブルで昇降と回転、ハンドで面内移動
を行なう場合を説明したが、他の構成としてもよい。た
とえば、昇降をハンドで行なってもよい。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各種サイズの板状体の位置検出を正確にかつ迅速に行な
うことが可能であり、簡素な構成の板状体の非接触位置
決め装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による板状体の非接触位置決
め装置を示す部分的斜視図である。

【図２】図１に示した非接触位置決め装置の位置決め部
を示す概略縦断面図である。

【図３】図１に示す非接触位置決め装置における位置決
めの動作を説明する図である。

【図４】図１に示す非接触位置決め装置を用いて行なう
別の位置決めの動作を説明する図である。

【符号の説明】

１ベース２ガイドレール３ガイドブロック４サポート４ａベローズ４ｂパイプ５ａ、５ｂモータブラケット６ボールねじナット７ａ〜７ｄパルスモータ８ボールねじ９ａ〜９ｄエンコーダ１０ロッド１０ａ磁性流体結合手段１１回転テーブル１２ウエハ１３ａハンド１３ｂ、１３ｃリンク１３ｄロボット軸１３ｅロボット本体１４ａ〜１４ｄ発光素子１５ａ〜１５ｄ光検出器１６ａ〜１６ｄ光線１６Ｚ各光線の交点１７真空チャンバ１７ａ、１７ｂ窓ガラス１８制御機器

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01B 21/00 - 21/32 G01B 11/00 - 11/30 G01B 17/00 - 17/04 H01L 21/68

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】指向性の強い電磁波または音波で構成され
る集束エネルギ線が板状体の縁に接することをセンサで
検出して板状体の非接触位置決めを行なう装置におい
て、複数の集束エネルギ線を中心軸に沿って次第に収束、ま
たは発散する方向に放射するエミッション手段と、放射
されたエネルギ線をそれぞれ検出する検出手段を有する
センサユニットと、前記中心軸にほぼ垂直な面内で互いに前記板状体を授受
することができ前記面内に板状体を保持するハンドおよ
びテーブルと、前記板状体の縁が前記複数の集束エネルギ線の各々に接
するように前記センサユニットおよび前記ハンドまたは
テーブルの一方を他方に対して相対的に移動および回転
させる駆動手段とを備えたことを特徴とする板状体の非
接触位置決め装置。
【請求項２】さらに、前記中心軸の方向あるいは前記中
心軸にほぼ垂直な面内で前記板状体またはセンサユニッ
トのいずれかを移動または回転させた場合に前記板状体
の縁が前記複数の集束エネルギ線の各々に接する時の板
状体またはセンサユニットの位置データから前記板状体
の面内方向での位置偏差を演算する手段を備え、該演算手段で得た位置偏差データに基づいて前記駆動手
段は前記ハンドまたはテーブルを移動または回転させて
前記板状体の位置合わせを行うことを特徴とする請求項
１記載の板状体の非接触位置決め装置。