JP6842300B2 - 基板位置アライナ - Google Patents

Description

本発明の実施形態は基板位置アライナ（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｌｉｇｎｅｒ）に関する。より詳細には、開示された実施形態は、垂直基板の位置合わせをする方法および装置に関する。

半導体製造では一般的に、製造のさまざまなプロセスを通して基板を移送するために基板ハンドラ（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｈａｎｄｌｅｒ）が使用されている。基板ハンドラは通常、基板のエッジをつかんで基板を保持する基板グリッパ（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｇｒｉｐｐｅｒ）を備える移送ロボットを含む。しかしながら、基板の結晶方位、場合によってはドーピングの向きを示すため、基板はしばしば、１つまたは複数の側部に形成されたフラット（ｆｌａｔ）、ノッチ（ｎｏｔｃｈ）などのカット（ｃｕｔ）を含む。そのため、垂直向きプロセス（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）、例えば化学機械研磨（ＣＭＰ）システム内の洗浄モジュールでは、基板のオリエンテーションカット（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｃｕｔ）が基板グリッパの邪魔をする可能性があり、それによって基板が不適切に保持されたりまたは落下したりする可能性がある。このことは特に、基板の直径に対してオリエンテーションカットの長さが長く、したがって、基板を心々で回転させること、およびオリエンテーションカットを避けて基板を適切につかむことをともに困難にする１５０ｍｍ基板の処理で問題となる。

したがって、垂直基板を保持する基板グリッパの能力を向上させる方法および装置が求められている。

基板位置アライナのための方法および装置であって、垂直基板を保持する基板グリッパの能力を向上させる方法および装置が提供される。一実施形態では、基板位置アライナが、基板保持アセンブリ、複数のローラ、回転機構およびセンサを含む。基板保持アセンブリは、基板を垂直な向きに保持するように構成されている。複数のローラは、少なくとも２つのアイドラローラ（ｉｄｌｅｒ ｒｏｌｌｅｒ）および駆動ローラを含む。ローラはそれぞれ、基板保持アセンブリ内に画定された基板回転の中心から共通の半径のところに離隔されて位置する１点をそのローラの周囲に有する。回転機構は、駆動ローラを選択的に回転させるように構成されている。センサは、ほぼこの共通の半径のところに置かれており、基板のオリエンテーションカットの向きが水平から約−４４度〜約＋４４度の間の範囲内にないときにオリエンテーションカットの存在を検出するように構成されている。
他の実施形態では、基板アライナが、基板保持アセンブリ、少なくとも３つのアイドラローラおよび駆動ローラ、回転機構、ならびに第１、第２および第３のセンサを含む。基板保持アセンブリは、基板を垂直な向きに保持するように構成されており、基板保持アセンブリ内に画定された基板回転の中心を有する。ローラはそれぞれ、基板回転の中心から共通の半径のところに離隔されて位置する１点をそのローラの周囲に有する。回転機構は、駆動ローラを回転させるように構成されている。第１のセンサは、基板が基板保持アセンブリ内に位置するときに基板を検出するように構成されている。第２のセンサおよび第３のセンサはそれぞれ、基板の向きがカットダウンオリエンテーション（ｃｕｔ−ｄｏｗｎ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）に近いかまたはカットダウンオリエンテーションであるときに基板のオリエンテーションカットの存在を検出するように構成されている。
他の実施形態では、オリエンテーションカットを有する基板の位置合わせをする方法が、複数のローラ上に基板を置くことを含み、これらのローラは、基板が常に少なくとも３つのローラ上で支持されるような態様で分布している。この方法はさらに、ローラ上に基板が存在することを感知すること、およびオリエンテーションカットの向きが水平から約−４４度〜約＋４４度の間の範囲内にないときにオリエンテーションカットの存在を感知することを含む。

上に挙げた本発明の実施形態が達成され、上に挙げた本発明の実施形態を詳細に理解することができるように、添付図面に示された本発明の実施形態を参照することによって、上に概要を示した発明をより具体的に説明する。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態だけを示したものであり、したがって添付図面を本発明の範囲を限定するものと考えるべきではない。等しく有効な別の実施形態を本発明が受け入れる可能性があるためである。

本発明の基板位置アライナの一実施形態を含む半導体基板化学機械平坦化システムの上面図である。 裏側から見た基板位置アライナの一実施形態の分解図である。 図１の基板位置アライナの断面図である。 図２の基板位置アライナを使用して実施することができる位置合わせプロセスの略図である。 図２の基板位置アライナを使用して実施することができる位置合わせプロセスの略図である。 図２の基板位置アライナを使用して実施することができる位置合わせプロセスの略図である。 図２の基板位置アライナを使用して実施することができる位置合わせプロセスの略図である。 図２の基板位置アライナを使用して実施することができる位置合わせプロセスの略図である。

理解を容易にするため、上記の図に共通する同一の要素を示すのには、可能な限り同一の参照符号を使用した。また、本明細書に記載された他の実施形態で利用するために、１つの実施形態の要素を有利に適合させることができる。
本発明の実施形態は、基板位置アライナのための方法および装置に関する。一実施形態では、この基板位置アライナが、垂直方向に向けられた基板を処理する洗浄システムを有するＣＭＰシステム内で使用される。しかしながら、本明細書に記載された基板位置アライナが、他の半導体製造プロセス、特に基板が垂直方向に向けられたプロセスに対して適当であることも企図される。
図１は、粒子洗浄モジュール１８２の一実施形態を含む洗浄システム１１６を有する半導体基板化学機械平坦化（ＣＭＰ）システム１００の上面図を示す。洗浄システム１１６に加えて、ＣＭＰシステム１００は一般に、ファクトリインターフェース（ｆａｃｔｏｒｙ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１０２、装填ロボット１０４および平坦化モジュール１０６を備える。装填ロボット１０４は、ファクトリインターフェース１０２および平坦化モジュール１０６の近くに配置されて、ファクトリインターフェース１０２と平坦化モジュール１０６の間での基板１２２の移送を容易にする。

ＣＭＰシステム１００のこれらのモジュールの制御および統合を容易にするためにコントローラ１０８が提供される。コントローラ１０８はＣＭＰシステム１００のさまざまな構成要素に結合されて、例えば平坦化プロセス、洗浄プロセスおよび移送プロセスの制御を容易にする。
ファクトリインターフェース１０２は一般に、インターフェースロボット１２０、１つまたは複数の基板カセット１１８および基板位置アライナ１８０を含む。インターフェースロボット１２０は、基板カセット１１８、洗浄システム１１６およびインプットモジュール１２４の間で基板１２２を移送するために使用される。インプットモジュール１２４は、平坦化モジュール１０６とファクトリインターフェース１０２の間での基板１２２の移送を容易にするように置かれる。一実施形態では、インプットモジュール１２４が基板位置アライナ１８０に隣接して位置する。基板位置アライナ１８０は、平坦化モジュール１０６から基板１２２が移送された後に基板１２２の位置決めをするように構成されている。基板位置アライナ１８０の詳細については後にさらに論じる。
平坦化モジュール１０６は少なくとも１つのＣＭＰステーションを含む。このＣＭＰステーションを、電気化学機械平坦化ステーションとして構成することが企図される。図１に示された実施形態では、平坦化モジュール１０６が、環境制御されたエンクロージャ（ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）１８８内に配置された第１のステーション１２８、第２のステーション１３０および第３のステーション１３２として示された複数のＣＭＰステーションを含む。一実施形態では、第１のステーション１２８、第２のステーション１３０および第３のステーション１３２が、研磨材を含む研磨流体を利用して平坦化プロセスを実行するように構成された従来のＣＭＰステーションを含む。あるいは、他の材料を平坦化するＣＭＰプロセスであって、他のタイプの研磨流体の使用を含むＣＭＰプロセスを実行することも企図される。ＣＭＰプロセスは従来のものであるため、簡潔にするためにＣＭＰプロセスのさらなる説明は省いた。

平坦化モジュール１０６はさらに、機械ベース１４０の上面ないし第１の面１３８に配置された移送ステーション１３６およびカルーセル（ｃａｒｏｕｓｅｌ）１３４を含む。一実施形態では、移送ステーション１３６が、インプットバッファステーション１４２、アウトプットバッファステーション１４４、移送ロボット１４６およびロードカップアセンブリ（ｌｏａｄ ｃｕｐ ａｓｓｅｍｂｌｙ）１４８を含む。装填ロボット１０４は、インプットモジュール１２４から基板を取り出し、その基板をインプットバッファステーション１４２へ移送するように構成されている。装填ロボット１０４は、研磨された基板を、アウトプットバッファステーション１４４からインプットモジュール１２４へ戻す目的にも利用される。研磨された基板は次いで、インプットモジュール１２４から、洗浄システム１１６内を通して運ばれ、その後、インターフェースロボット１２０によって、ファクトリインターフェース１０２に結合されたカセット１１８に戻される。移送ロボット１４６は、バッファステーション１４２、１４４とロードカップアセンブリ１４８の間で基板を移動させる目的に利用される。

一実施形態では、移送ロボット１４６が、基板のエッジをつかんで基板を保持する空気圧式のグリッパフィンガをそれぞれが有する２つのグリッパアセンブリを含む。移送ロボット１４６は、これから処理する基板をインプットバッファステーション１４２からロードカップアセンブリ１４８へ移送し、同時に、処理された基板をロードカップアセンブリ１４８からアウトプットバッファステーション１４４へ移送することができる。有利に使用することができる移送ステーションの一例が、２０００年１２月５日にＴｏｂｉｎに発行された米国特許出願第６，１５６，１２４号に記載されている。

カルーセル１３４はベース１４０の中心に配置される。カルーセル１３４は通常、研磨ヘッド１５２をそれぞれが支持した複数のアーム１５０を含む。第１のステーション１２８の研磨パッド１２６の平坦化面および移送ステーション１３６が見えるように、図１に示されたアーム１５０のうちの２本のアーム１５０は破線で示されている。カルーセル１３４は、平坦化ステーション１２８、１３０、１３２と移送ステーション１３６の間で研磨ヘッドアセンブリ１５２を移動させることができるような態様で割出し可能（ｉｎｄｅｘａｂｌｅ）である。有利に利用することができる１つのカルーセルが、１９９８年９月８日にＰｅｒｌｏｖ他に発行された米国特許第５，８０４，５０７号に記載されている。

洗浄システム１１６は、研磨された基板から、研磨後に残った研磨屑、研磨材および／または研磨流体を除去する。洗浄システム１１６は、複数の洗浄モジュール１６０、基板ハンドラ１６６、乾燥装置１６２およびアウトプットモジュール１５６を含む。基板ハンドラ１６６は、平坦化モジュール１０６から戻った処理された基板１２２を、インプットモジュール１２４に隣接した基板位置アライナ１８０から取り出し、その基板１２２を、複数の洗浄モジュール１６０および乾燥装置１６２を通して移送する。乾燥装置１６２は、洗浄システム１１６を出た基板を乾燥させ、インターフェースロボット１２０による洗浄システム１１６とファクトリインターフェース１０２の間での基板の移送を容易にする。乾燥装置１６２は、スピンリンス乾燥装置（ｓｐｉｎ−ｒｉｎｓｅ−ｄｒｙｅｒ）または他の適当な乾燥装置とすることができる。適当な乾燥装置１６２の一例は、ＭＥＳＡ（商標） Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ＣｌｅａｎｅｒまたはＤＥＳＩＣＡ（登録商標） Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｃｌｅａｎｅｒの部分として使用されている乾燥装置である。これらの基板洗浄装置はともに、米カリフォルニア州Ｓａｎｔａ ＣｌａｒａのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能である。

図１に示された実施形態では、洗浄システム１１６内で利用される洗浄モジュール１６０が、メガソニッククリアリング（ｍｅｇａｓｏｎｉｃ ｃｌｅａｒｉｎｇ）モジュール１６４Ａ、第１のブラシモジュール１６４Ｂおよび第２のブラシモジュール１６４Ｃを含む。モジュール１６０はそれぞれ、垂直方向に向けられた基板、すなわち研磨された表面が実質的に垂直な平面内にある基板を処理するように構成されている。この垂直な平面は、図１に示されたＸ軸およびＺ軸に対して直角なＹ軸によって表される。

動作について説明する。ＣＭＰシステム１００の動作は、インターフェースロボット１２０によってカセット１１８のうちの１つからインプットモジュール１２４へ基板１２２を移送することから始まる。次いで、装填ロボット１０４が、その基板を、インプットモジュール１２４から、平坦化モジュール１０６の移送ステーション１３６へ移動させる。基板１２２を研磨ヘッド１５２に装填し、研磨パッド１２６の上で移動させ、研磨パッド１２６に押しつけて研磨する。この間、基板の向きは水平である。研磨された後、研磨する基板１２２は、移送ステーション１３６に戻され、そこからは、ロボット１０４が、平坦化モジュール１０６からの基板１２２をインプットモジュール１２４へ移送することができる。一実施形態では、ロボット１０４が、基板をインプットモジュール１２４へ移送し、その間に、基板を回転させて向きを垂直にする。次いで、基板ハンドラ１６６がインプットモジュール１２４から基板１２２を取り出し、その基板を、洗浄システム１１６の洗浄モジュール１６０を通して移送する。モジュール１６０はそれぞれ、洗浄プロセスの全体を通じて基板を垂直な向きに支持するように適合されている。洗浄された後、洗浄された基板１２２は、アウトプットモジュール１５６へ移送される。洗浄された基板１２２は、インターフェースロボット１２０によってカセット１１８のうちの１つに戻され、その間に、洗浄された基板１２２は水平な向きに戻される。

適当な任意の基板ハンドラを利用することができるが、図１に示された基板ハンドラ１６６は、インプットモジュール１２４、洗浄モジュール１６０および乾燥装置１６２の間で基板を移送するように構成された少なくとも１つのグリッパ（２つのグリッパ１７４、１７６が示されている）を有するロボット１６８を含む。相互汚染を低減させるため、基板ハンドラ１６６は、任意選択で、最後の洗浄モジュール１６０と乾燥装置１６２の間で基板を移送するように構成された第２のロボット（図示せず）を含むことができる。

図１に示された実施形態では、基板ハンドラ１６６が、カセット１１８およびインターフェースロボット１２０を洗浄システム１１６から分離する仕切り壁１５８に結合されたレール１７２を含む。洗浄モジュール１６０、乾燥装置１６２ならびにインプットおよびアウトプットモジュール１２４、１５６への接近を容易にするため、ロボット１６８は、レール１７２に沿って横方向に移動するように構成されている。
一実施形態では、装填ロボット１０４が、研磨された基板１２２を、水平な向きのまま、インプットモジュール１２４へ移送するように構成される。ロボット１６８はさらに、基板１２２を基板位置アライナ１８０へ移送し、その間に、基板１２２を回転させて向きを垂直にするようにも構成されている。他の実施形態では、装填ロボット１０４が、研磨された基板１２２を基板位置アライナ１８０へ直接に移送し、その間に、基板１２２を回転させて向きを垂直にするように構成される。

図２は、基板位置アライナ１８０の一実施形態の分解図を示す。基板位置アライナ１８０は、ノッチ、フラットなどのオリエンテーションカット２０２を基板１２２の底部などの既知の位置まで回転させるような態様で基板１２２を位置決めする（すなわち基板の向きを回転させる）ように構成されている。いくつかの実施形態では、オリエンテーションカット２０２の長さが約５２ｍｍ〜約６３ｍｍの間、例えば５７ｍｍまたは５８ｍｍである。しかしながら、オリエンテーションカット２０２の長さは、基板サイズに対して適当な任意の長さとすることができ、上記の範囲だけに限定されない。このことは、ロボット１６８のグリッパ１７４、１７６が、オリエンテーションカット２０２を避けて、基板１２２の周囲の反対側の側方エッジから基板１２２を適切につかむことを有利に可能にする。基板位置アライナ１８０は、垂直位置に向けられた基板１２２を本明細書に記載されたとおりの向きに向けるのに特に有益だが、基板位置アライナ１８０の使用は垂直向きプロセスに対してだけに限定されない。

一実施形態では、基板位置アライナ１８０が、基板ホルダアセンブリ２０４、基板回転機構２０６、駆動ローラ２０８、複数のアイドラローラ２１０、基板存在センサ２１２および主オリエンテーションカットセンサ２１４を含む。基板位置アライナ１８０は、副オリエンテーションカットセンサ４１８（図４Ａ〜４Ｅに示されている）を含むことができる。基板１２２を湿った状態に維持するため、基板位置アライナ１８０はさらに水供給源（図示せず）を含むことができる。基板位置アライナ１８０の構成要素は、セラミック、ポリエーテルエーテルケトンまたは湿式プロセスに適した他の材料から製作することができる。

基板ホルダアセンブリ２０４は三日月形の本体を有し、この三日月形の本体は、アイドラローラ２１０によって画定される弧によって規定される基板回転の中心２３６を有し、基板回転の中心２３６は、アライナ１８０内に配置されたときの基板１２２の中心と一致する。基板ホルダアセンブリ２０４は、それらの間で基板１２２を実質的に垂直な向きに保持するように構成された第１のプレート２１６および第２のプレート２１８を含む。第１のプレート２１６は、駆動ローラ２０８の一部分を収納するように構成された第１の駆動ローラ開孔２２０を含む。第２のプレート２１８は、駆動ローラ２０８の一部分を収納するように構成された第２の駆動ローラ開孔２２２を有する。第１および第２のプレート２１６、２１８は、アイドラローラ２１０の反対側の端部を収納するように構成された複数のアイドラローラ開孔２２４を含む。図１において、第１のプレート２１６に形成されたアイドラローラ開孔２２４は隠れていて見えない。さらに、第１および第２のプレート２１６、２１８は、プレートを貫くように形成された、基板位置アライナ１８０内の流体が基板ホルダアセンブリ２０４を通り抜けることを可能にする、１つまたは複数の排出孔３０２（図３に示されている）を含む。

少なくとも１つのアイドラローラ２１０と駆動ローラ２０８の間の半径方向距離は、それに合わせて基板アライナ１８０が設計されたオリエンテーションカット２０２の長さよりも大きくなるように選択することができる。例えば、長さ約５８ｍｍのオリエンテーションカット２０２に対しては、少なくとも１つのアイドラローラ２１０と駆動ローラ２０８の間の半径方向距離が約５９ｍｍ〜約６５ｍｍの間、例えば約６１ｍｍである。第１のプレート２１６と第２のプレート２１８は、それらのプレートの対応するそれぞれの開孔２２０、２２２、２２４内の駆動ローラ２０８およびアイドラローラ２１０によって一体に結合されている。一実施形態では、駆動ローラ２０８とアイドラローラ２１０の両方がそれぞれ、基板回転の中心２３６からの共通の半径から離隔されて位置する１点をそのローラの周囲に有する。一実施形態では、この共通の半径が約６５ｍｍ〜約８５ｍｍの間、例えば約７５ｍｍである。
一実施形態では、第１のプレート２１６が、基板位置アライナブラケット２３２に結合される。基板位置アライナブラケット２３２は、基板位置アライナ１８０をインプットモジュール１２４に結合するように構成されている。

基板回転機構２０６は、駆動ローラ２０８を回転させるように構成されており、駆動ローラ２０８は次に、アイドラローラ２１０上で基板１２２を回転させる。基板回転機構２０６は、モータ、アクチュエータ、または基板１２２を回転させる他の適当な機構とすることができる。一実施形態では、基板回転機構２０６が、シャフト２２６を介して駆動ローラ２０８に結合されたモータである。基板回転機構２０６は、任意選択のモータブラケット２２８を介して第１のプレート２１６に結合することができる。シャフト２２６は、基板回転機構２０６から、モータブラケット２２８および第１のプレート２１６を貫いて、駆動ローラ２０８まで延びる。

図２に示された実施形態は３つのアイドラローラ２１０を示しているが、基板位置アライナ１８０は、任意の数のアイドラローラ２１０を有するように構成することができる。一実施形態では、アイドラローラ２１０の数が、基板１２２のサイズおよびオリエンテーションカット２０２の長さに基づいて選択される。例えば、基板位置アライナ１８０は、少なくとも３つのアイドラローラ２１０および１つの駆動ローラ２０８を含む。一実施形態では、基板位置アライナ１８０が、１５０ｍｍ基板用の少なくとも３つのアイドラローラ２１０および１つの駆動ローラ２０８を含む。任意選択で、１つまたは複数のアイドラローラ２１０を駆動することができる。一実施形態では、駆動ローラ２０８およびアイドラローラ２１０が（図４Ａ〜４Ｅに示された）基板１２２の水平方向の直径よりも下に位置するような態様で、駆動ローラ２０８およびアイドラローラ２１０が基板ホルダアセンブリ２０４内に位置する。

基板存在センサ２１２は、基板ホルダアセンブリ２０４内に基板１２２が存在することを検出するように構成されている。主オリエンテーションカットセンサ２１４は、オリエンテーションカット２０２がセンサ２１４の正面に位置するときにオリエンテーションカット２０２の存在を検出するように構成されている。一実施形態では、オリエンテーションカットの向きが水平から約−４４度〜約＋４４度の範囲内、例えば水平から約−３８度〜約＋３８度の範囲内にあるときにオリエンテーションカットの存在を検出するように、主オリエンテーションカットセンサ２１４が構成される。一実施形態では、オリエンテーションカット２０２の向きがカットアップオリエンテーション（ｃｕｔ ｕｐ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）であるとき、すなわちオリエンテーションカットが水平から約−４４度〜約＋４４度の範囲内にあるときにオリエンテーションカット２０２を検出するように、主オリエンテーションカットセンサ２１４を位置決めすることも企図される。副オリエンテーションカットセンサ４１８は、オリエンテーションカット２０２が副オリエンテーションカットセンサ４１８の正面に位置するときにオリエンテーションカット２０２の存在を検出するように構成されている。基板存在センサ２１２は、センサ２１２と基板１２２の間の視野に投射された光を使用することによって基板１２２の存在を検出するように構成されている。同様に、オリエンテーションカットセンサ２１４、４１８も、センサ２１４、４１８とオリエンテーションカット２０２の間の距離に投射された光を使用することによってオリエンテーションカット２０２の存在を検出するように構成されている。センサ２１２、２１４および４１８は、この視野または帰還信号の変化を調べる。センサ２１２、２１４および４１８は、光電センサ、近接センサ、または基板１２２もしくはオリエンテーションカット２０２の存在を検出する他の適当なセンサとすることができる。
一実施形態では、基板存在センサ２１２および主オリエンテーションカットセンサ２１４がセンサブラケット２３０によって保持される。センサブラケット２３０は、センサ２１４が基板１２２のオリエンテーションカット２０２の存在を検出することができるような態様で、基板ホルダアセンブリ２０４に対してセンサ２１２、２１４を位置決めするように構成されている。センサブラケット２３０は、基板ホルダアセンブリ２０４の表側２３２および裏側２３４にまたがるように構成されている。図２は、センサブラケット２３０に結合されたセンサ２１４、２１４を示しているが、センサ２１２、２１４を、他の適当な方式で基板位置アライナ１８０に結合することも企図される。例えば、センサ２１４、２１４を、基板ホルダアセンブリ２０４の表側２３２および裏側２３４の第１および第２のプレート２１６、２１８に結合することができ、センサ２１４、２１４は、第１および第２のプレート２１６、２１８から直接に延びることができる。

図３は、基板ホルダアセンブリ２０４内に置かれた基板１２２の断面図である。一実施形態では、基板１２２のアイドラローラ２１０の頂部とプレート２１６、２１８の隣接する頂部エッジの間の距離が、テーパの付いたリップ（ｔａｐｅｒｅｄ ｌｉｐ）３００を形成する。リップ３００の高さ「Ｈ」は約０．５ｍｍ〜約１．５ｍｍの間、例えば約１ｍｍである。リップ３００は、基板ホルダアセンブリ２０４内で垂直に保持されているときに基板１２２の質量および高さのバランスが保たれるような態様で基板１２２の底部を収納するように構成されている。

図４Ａ〜４Ｅは、基板位置アライナ１８０を使用して実施することができる位置合わせシーケンスの略図である。図４Ａでは、第１のプレート２１６のリップ３００と第２のプレート２１８のリップ３００の間の駆動ローラ２０８およびアイドラローラ２１０上に基板１２２が置かれている（明瞭にするため図４Ａ〜４Ｅにはセンサブラケット２３０が示されていない）。基板存在センサ２１２が、基板ホルダアセンブリ２０４内に基板１２２が存在することを検出する。基板１２２が存在することを基板存在センサ２１２が示すと、主オリエンテーションカットセンサ２１４が、オリエンテーションカット２０２が存在するかどうかを判定する。主オリエンテーションカットセンサ２１４がオリエンテーションカット２０２の存在を検出した場合には、図４Ｄに示されているように、ロボット１６８のエッジグリッパ４０２が、オリエンテーションカット２０２を避けて、基板１２２の側方エッジを適切につかむ。しかしながら、オリエンテーションカット２０２が存在しない（すなわちセンサ２１４、４１８によって検出されなかった）場合には、図４Ｂ〜４Ｃに示されているように、基板回転機構２０６が、駆動ローラ２０８の回転を開始して基板１２２を回転させる。図４Ｂ〜４Ｃに示された実施形態では、駆動ローラ２０８を時計回りに回転させる。一実施形態では、基板回転機構２０６が、約１７０ｒｐｍ〜約１９０ｒｐｍ、例えば１８０ｒｐｍの速度で基板１２２を回転させるように構成される。グリッパ４０２が、オリエンテーションカット２０２を避けて基板１２２の周囲としっかりと係合することができるように、基板回転機構２０６は、向きがカットダウンオリエンテーションである基板１２２の底部にオリエンテーションカット２０２が存在すること、すなわち図４Ｄに示されているように基板１２２の中心と垂直に位置合わせされたオリエンテーションカット２０２が存在することを主オリエンテーションカットセンサ２１４が検出するまで、基板１２２を、図４Ｂ〜４Ｃに示されているように回転させ続ける。

一実施形態では、図４Ａ〜４Ｅに示されているように、副オリエンテーションカットセンサ４１８が、主オリエンテーションカットセンサ２１４に隣接して位置し、主オリエンテーションカットセンサ２１４とは段違い（ｏｆｆｓｅｔ）になっている。センサ２１４とセンサ４１８は、アイドラローラ２１０によって画定される弧によって規定される基板回転の中心２３６から実質的に等距離のところに離隔されて位置する。駆動ローラ２０８は、センサ４１８とセンサ２１４の間に置くことができる。副オリエンテーションカットセンサ４１８は、主オリエンテーションカットセンサ２１４と同じように機能する。主オリエンテーションカットセンサ２１４がオリエンテーションカット２０２の存在を検出しない場合、基板回転機構２０６は、オリエンテーションカット２０２が検出されるかまたは約５秒などの所定の時間が経過するまで、基板１２２を回転させ続ける。副オリエンテーションカットセンサ４１８は、オリエンテーションカット２０２が基板１２２と駆動ローラ２０８の接触を妨げている状況、したがってセンサ２１４によってオリエンテーションカット２０２を検出することができる位置まで基板１２２が回転することをオリエンテーションカット２０２が妨げている状況において、オリエンテーションカット２０２を検出するように機能する。一実施形態では、オリエンテーションカット２０２の向きが、図４Ｅに示されているようにカットダウンオリエンテーションに近く、グリッパ４０２と接触しない。カット１２２がグリッパ４０２と接触しないように、いくつかの実施形態では、センサ４１８が、アライナ１８０の中心に対して垂直から８０度以下の角度のところに配置される。副オリエンテーションカットセンサ４１８がオリエンテーションカット２０２の存在を検出した場合、基板１２２はカットダウン位置にあり、この位置では、ロボット１６８が、オリエンテーションカット２０２を避けて、基板１２２の周囲のところで基板を適切につかむことができる。しかしながら、主オリエンテーションカットセンサ２１４および副オリエンテーションカットセンサがともにオリエンテーションカット２０２を検出しない場合、基板位置アライナ１８０は、警報を発して、ハードウェア障害（ｈａｒｄｗａｒｅ ｆａｕｌｔ）を起動させる。一実施形態では、所定の時間または所定量の基板回転の後にオリエンテーションカット２０２の存在が検出されない場合に、基板位置アライナ１８０が警報を発する。

上記の基板位置アライナは、エンドエフェクタまたはロボットのグリッパが、その基板のオリエンテーションカットを避けて、基板を適切につかむことを可能にするカットダウンオリエンテーションに、基板を有利に位置合わせする。このことは特に、オリエンテーションカットの長さが比較的に長く、例えばオリエンテーションカットの長さが２００ｍｍ基板のカットと同じであり、向きが定められていない基板をつかむことが問題となる可能性がある１５０ｍｍ基板の処理において有益である。

以上の説明は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の基本的な範囲を逸脱することなく本発明の他の追加の実施形態を考案することができ、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (12)

1. 基板を垂直な向きに保持するように構成された基板保持アセンブリと、
   少なくとも２つのアイドラローラおよび駆動ローラを含み、それぞれのローラの周囲の１点が、前記基板保持アセンブリ内に画定された基板回転の中心から共通の半径のところに離隔されて位置する複数のローラと、
   前記駆動ローラを選択的に回転させるように構成された回転機構と、
   ほぼ前記共通の半径のところに置かれたセンサであり、前記基板が存在しカットダウンオリエンテーションにあるときであってオリエンテーションカットの向きが水平から−２２度〜＋２２度の間の範囲内にあるときに前記オリエンテーションカットを検出するように構成されたセンサと
   を備える基板位置アライナ。
2. 基板保持アセンブリが、前記基板を間に保持するように構成された第１のプレートおよび第２のプレートを有する三日月形の本体を備える、請求項１に記載の基板位置アライナ。
3. 前記三日月形の本体が、セラミックまたはポリエーテルエーテルケトンから製作された、請求項２に記載の基板位置アライナ。
4. 前記共通の半径が７５ｍｍである、請求項１に記載の基板位置アライナ。
5. 前記アイドラローラと前記駆動ローラの間の半径方向距離が５９ｍｍ〜６５ｍｍの間である、請求項１に記載の基板位置アライナ。
6. 前記駆動ローラの頂部と前記第１および第２のプレートの隣接する頂部エッジとの間の距離が、テーパの付いたリップを画定する、請求項２に記載の基板位置アライナ。
7. 前記テーパの付いたリップの高さが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの間である、請求項６に記載の基板位置アライナ。
8. 前記回転機構がモータまたはアクチュエータである、請求項１に記載の基板位置アライナ。
9. 前記センサが、前記センサと前記基板の前記オリエンテーションカットの間に投射された光を使用することによって前記基板の前記オリエンテーションカットの存在を検出するように構成された、請求項１に記載の基板位置アライナ。
10. 基板を垂直な向きに保持するように構成された基板保持アセンブリであり、前記基板保持アセンブリ内に画定された基板回転の中心を有する基板保持アセンブリと、
    少なくとも３つのアイドラローラおよび駆動ローラであり、それぞれのローラの周囲の１点が、前記基板回転の中心から共通の半径のところに離隔されて位置するローラと、
    前記駆動ローラを回転させるように構成された回転機構と、
    前記基板が前記基板保持アセンブリ内に位置するときに前記基板を検出するように構成された第１のセンサと、
    前記基板の向きがカットダウンオリエンテーションに近いかまたはカットダウンオリエンテーションであるときに前記基板を検出するようにそれぞれが構成された第２のセンサおよび第３のセンサと
    を備え、
    前記第２のセンサは、オリエンテーションカットの向きが水平から−２２度〜＋２２度の間の範囲内にあるときに前記オリエンテーションカットを検出するように構成された
    基板位置アライナ。
11. 前記駆動ローラが、前記第２のセンサと前記第３のセンサの間に配置された、請求項１０に記載の基板位置アライナ。
12. オリエンテーションカットを有し、垂直な向きに保持される基板の位置合わせをする方法であって、
    複数のローラ上に前記基板を置くこと
    を含み、前記基板が常に少なくとも２つのローラ上で支持されるような態様で前記ローラが分布しており、前記方法がさらに、
    前記ローラ上に前記基板が存在することを感知すること、
    前記基板がカットダウンオリエンテーションにあり、前記オリエンテーションカットの向きが水平から−２２度〜＋２２度の間の範囲内にあるときに前記オリエンテーションカットの存在を感知すること、及び
    前記オリエンテーションカットの前記存在が検出されるまで前記ローラを回転させること
    を含む方法。

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