JPH01102315A - 回転体位置検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、回転体位置検出方法に関する。

（従来の技術） 従来１回転機構を有し回転により処置を行う装置では、
一般に動力源にモータを、回転角検出にロータリエンコ
ーダを用いている。つまり、動力源には、高速・高精度
の目的でサーボ技術を駆使したサーボモータを、また、
低速・低価格の目的で指令パルス入力に応じて回転角が
追従するステップモータが用いられている。そして、回
転位置検出にはアブソリュート型やインクリメンタル型
のロータリエンコーダが用いられている。

そして１通常この様なロータリエンコーダは、モータ等
により回転されて回転状態が検出されるべき回転体を支
持する回転軸の端部にロータリエンコーダの軸を連結し
て用いるため、回転軸の両端が機械等で塞がっているよ
うな場合、即ち、回転軸に遊端がない場合はそのまま使
用することができない、また、この場合は、ベルトやギ
ア等を用いて、回転軸の回転をロータリエンコーダの軸
に伝達させることが考えられるが、ベルトの伸縮やギア
のかみ合わせの遊び等によって正確な回転状態を検出す
ることができない場合が生じる。

そこで、遊端のない回転軸に簡単に取付けられしかも正
確な回転状態を検出する為に、回転軸の表面に回転軸の
半径方向からロータリエンコーダを取付け、このロータ
リエンコーダに形成されたコードを複数のコード読取手
段で読取り、回転軸の回転位置等をデジタル的に読出し
、制御装置等に利用する技術が特公昭６１−２７６８Ｑ
号公報に開示される。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記した通常のロータリエンコーダの使
用時も、特公昭６１−２７６８９号公報に開示される技
術の使用時も、回転軸とロータリエンコーダの機械的な
結合の不備や、回転体と回転軸の機械的な結合の不備な
どで動作中の結合ずれにより、回転体の絶対的な位置情
報が正確な値とならない場合が生じ、動作時に回転体の
位置と位置情報の相違による衝突等の事故が発生すると
いう問題があった。

本発明は、上記点に対処してなされたもので、回動する
回転体の位置を常に正確に把握し、動作時の事故等を防
止して安定した処置を行うことのできる回転体位置検出
方法を提供するものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、固定された絶対的位置情報から回転体の位置
を検出するようにしたことを特徴とする。

（作　用） 本発明は、固定された絶対的位置情報から回転体の位置
を検出するので、正確に回転体の位置検出を実行できる
。さらに、回動して被処置体を処置する回転体そのもの
の絶対値の位置情報を、回転体及びこの回転体を設けた
固定部に具備した検知手段例えばグレーコードを印刷し
た位置情報板とセンサで検出するので、機械的な結合の
不備が生じても、回転体の位置は常に正確に把握される
。

そこで、例えば、複数の回転体が相互に干渉領域を形成
していても、常に回転体そのものの絶対値の位置情報が
わかるので、各回転体の衝突等も未然に防止できる。

（実施例） 以下１本発明の方法を半導体製造工程の例えばプローブ
工程やアッシング工程等で、被処置体例えば半導体ウェ
ハを搬送する処置を行う回転処置装置に適用した実施例
につき図面を参照して説明する。

固定部■例えば厚さ８ｍｍで表面アルマイト処理のＡＱ
製製板板例えば直径８＋＋ｕｗの孔■が設けられている
。そして、例えばギア等により減速比がｌ／１５の減速
器■を介して、この孔■を貫通して回動可能な如く回転
軸に）例えばｓｕｓ　ｍの軸を備えたモータ■例えばパ
ルス入力に応じて回転角が追従するステッピングモータ
が固定部ωに固着されている。

この回転軸に）端部には連結部（ｅ例えば厚さ１５ｍｍ
で表面アルマイト処理のＡＱ＠方形状ブロックを介して
、回転体■即ちアーム例えば長さ４００ｍｍ、幅４０＋
ａ＋＊厚さ５ＩＩＩＩ＋で表面アルマイト処理のＡＱ製
ファーム連結されている。つまり、モータ■の回動によ
り回転体■は回動可能となっている。

そして１回転体■の先端側近傍にはセラミック製り字状
載置部■が被処置体例えば半導体ウェハ〇）が載置可能
な如く２ケ所設けられている。この載置部■のウェハ■
載置面には、半導体ウェハ０）裏面を吸着保持する為に
図示しない吸引孔が設けてあり、この吸引孔を図示しな
い真空発生器に接続し、必要に応じてウェハ０）を吸着
保持する。

また、回転体■の中央付近には絶縁性で外径６ｍ１１程
度の円筒状スペーサ（１０）を介して、配線した絶縁基
板とこの絶縁基板にハンダ付けされた反射型フォトセン
サから構成されるセンサ（１１）が設置されている６ そして、このセンサ（１１）と対向する移動範囲の固定
部ω上に、絶対的位置情報を設けた位置情報板（１２）
例えば表面に光を反射するグレーコードを形成した印刷
配線板が、絶縁性で外径６ｍｍ程度の円筒状スペーサ（
１０）を介して、センサ（１１）により位置情報を検知
可能な如く固定して設けられる。

つまり、回転体■及び固定部■に具備したセンサ（１１
）及び位置情報板（１２）により回転体そのものの絶対
値の位置情報を検出する手段を構成し、この位置情報か
ら回転体■の位置データを検出する。

また、モータ０とセンサ（１１）と位置情報板（１２）
を命令制御や検知制御可能な如く、接続線（１３８〜１
３ｃ）で接続された制御部（１４）が設けられている。

次に、上述した回転処置装置による゛搬送動作を説明す
る。

まず、図示しない予備載置台等の昇降動作により、半導
体ウェハ（９）を載置部（８）に載置する。このとき、
予め回転体■はウェハ（９）載置可能位置に位置情報板
（１２）から位置検出し１回動後停止している。つまり
、回転体■がウェハ０載置可能位置に移動する様に、制
御部（１４）からの命令制御で、接続線（１３ａ）を介
して予め定められたパルス入力されたモータ■が回動す
る。このモータ■は減速器■と接続して使用することに
より、少ないトルクで重量物を動かすことができる。そ
して、回転軸（イ）と連結部０を介して回転体■が回動
し、この回転体■に固定したセンサ（１１）例えば反射
型フォトセンサの図示しない発光部からの光を１位置情
報板（１２）の表面に形成した光を反射するグレーコー
ドにより反射し、再び反射型フォトセンサの図示しない
受光部で反射光を検知することで、位置情報板（１２）
に印刷したグレーコードの絶対値の位置情報を検出する
。この検出した位置情報は接続線（１３ｂ）を介して制
御部（１４）に送られ、予め制御部（１４）にプログラ
ムして記憶された各位置情報と比較し、位置情報が一致
すれば回転体■はそのまま停止し、一致しなければ補正
量を算出して再び補正パルス入力をモータ０に与え、位
置情報が一致するまで回転体■の位置補正を行う。

ここで位置情報板（１２）は固定部■に固着され、第２
図に示す如く、フェノール、エポキシ、ポリエステル等
の熱硬化性樹脂を紙、布、ガラス織布等の基材に含浸せ
しめた電気絶縁積層材料を所定の仕上り厚さになる枚数
だけ重ね、この積層材料間や表裏面に導電回路を形成し
、これを加熱加圧積層成形して硬化させた印刷配線板で
あり１表面は導電回路パターンと同様にグレーコードパ
ターンを印刷し、エツチングにより表面のレジストを除
去することで５表面に例えばニッケルメッキで光沢があ
り、光を反射可能な導電回路とグレーコードを成形して
いる。

このグレーコードは１２０度の角度にわたって形成され
ているが１回転体■の必要回転角に応じて３６０度に形
成してもよく、　グレーフードの形成角は必要に応じて
何度でもよい。

そして、グレーコード以外の空いている印刷配線板上に
導電回路を形成し、制御部（１４）の回路の一部をこの
導電回路上に構成することにより、ノイズを防止し、省
スペース化を実現できる。

ここで、グレーコードは公知の技術であり、ここではア
ブソリュートタイプで７ビツトのグレーコードを構成し
ているが、ビット数は分解能を満足できれば何ビットで
も良い、また、グレーコードの形状は第３図に示す様に
回転体■回転中心に対して同心円状にコード（３０）外
形を形成すると、センサ（ｔｇと位置情報板（１２）に
多少の位置ズレが生じても位置情報に影響が生じにくい
という効果がある。

また、センサ（１１）は回転体■に固着され、センサ（
１１）を構成する絶縁基板上の反射型フォトセンサは、
位置情報板（１２）のグレーコードの各ビットに対向し
て検知可能に対応する様に、直線状に７個設けであるの
で、グレーコードの反射による光を検知して位置情報を
確実に読取ることができる。

さらに、センサ（１１）と制御部（１４）を接続する接
続線（１３ｂ）は、回転体■の回動時に余分なストレス
がかからない様に、回転軸に）回りに螺旋状に配線し１
周辺を構成する物と非接触とするのがよい。

つまり、回動して半導体ウェハ■を搬送する回転体■に
固着したセンサ（１１）で、固定部■に固着した位置情
報板（１ｚ）のグレーコードを読みとるので、連結部■
と回転軸０）の結合等機械的な結合の不備が生じても、
回転体■そのものの絶対値の位置情報は常に正確に把握
できるので１回転体■の位置と位置情報の相違から生じ
る回転体■回動時の衝突等事故を防止できる。

次に、半導体ウェハ０を載置部■に載置後、図示しない
吸引孔でウェハ■裏面を吸着保持し、図示しない処理載
置台上まで移動する如く、制御部（１４）の命令制御で
モータ■が指令パルス入力台だけ回動し、減速器■と回
転軸に）と連結部０を介して回転体■を回動する。この
時、図示しない予備載置台に停止する時と同様に、セン
サ（１１）と位置　・情報板（１２）の働きで回転体■
の絶対値の位置情報を検出し、　この検出した位置情報
を接続線（１３ｂ）を介して制御部（１４）に送り、予
め制御部（１４）に記憶された各位置情報と比較し、位
置情報が一致すれば回転体■はそのまま停止し、一致し
なければ補正量を算出して再び補正パルス入力をモータ
■に予え、位置情報が一致するまで回転体■の位置補正
を行う。

そして、図示しない処理載置台の図示しないウェハ■受
渡し機構の昇降により、半導体ウェハ■は処理載置台に
載置され、回転体■は処理に影響のない場所に移動して
、半導体ウェハ■を搬送する処置を終了する。

ここで、上述した回転体■そのものの絶対値の位置情報
を検出する手段を回転体■及び固定部■に具備したこと
により、第４図の如く複数例えば２個の回転体■が相互
干渉領域（４０）を形成する場合、つまり、矢印（４１
，４２）で示す回転体■の先端の軌跡が干渉領域（４０
）を生じても、干渉領域（４０）内の各回転体■は常に
絶対値の位置情報を把握できるので、機械的結合の不備
が生じても互いの回転体■の衝突を防止することができ
る。これは。

回転軸（へ）の位置情報を検出しているからではなく。

回転体■そのものの絶対値の位置情報を検出しているた
めである。

しかもまた、組立直後や改造の調整やその他の理由で電
源を初めて入れて回転処置装置を動かす場合も、電源投
入直後に回転体■そのものの絶対値の位置情報がセンサ
（１１）と位置情報板（１２）で検出され制御部（１４
）で認識できる１例えば、第４図の如く２個の回転体■
が相互干渉領域（４０）を形成する場合に電源を投入し
て各回転体■を予め定めたホームポジションに移動させ
るときは、例えば第５図に示す様な動作を行う、このこ
とにより、組立時や改造時等の組立ミスで機械的な結合
の不備が生じても衝突等の事故を防止でき、また、エン
コーダを使用する時などで行う回転体■とモータ■の位
置関係を確認するため調整も不要となる。

上記実施例の回転体■そのものの絶対値の位置情報を検
出する手段として、反射型フォトセンサを用いたセンサ
（１１）と、光を反射するグレーコードを成形した位置
情報板（１２）を用いて説明したが。

センサ（１１）は透過形フォトセンサでも磁気センサで
もよく、位置情報板（１２）はＳｕＳ製エツチングプレ
ートでも良く、回転体■そのものの絶対値の位置情報を
検出できれば何でもよい。

また、上記実施例では固定部■に位置情報板（１２）を
設け、回転体■にセンサ（１１）を設けて説明したが、
固定部ω側にセンサ（１１）を設けて回転体■側に位置
情報板を設けてもよいことは言うまでもない。

そして、上記実施例では被処置体が半導体ウェハ０で、
処置の内容が搬送である場合を用いて説明したが、被処
置体は液晶表示装置でもよく、処置されるものであれば
何でもよく、処置の内容は、薬液塗布のノズルの回動で
もよく１回動により何らかの処置を行うものであれば何
でもよいことは言うまでもない。

以上述べたようにこの実施例によれば、半導体ウェハ■
を回転体■に設けた載置部■に載置し、固定部■に固着
したモータ■の回動により１回転体■を回動し、半導体
ウェハ０を搬送処置する。

そして、この回転体■にセンサ（１１）を設け、固定部
■に位置情報板（１２）を固着し、センサ（１１）と位
置情報板（１２）の働きにより、回転体■そのものの絶
対的位置情報を検知し、この回転体■の位置データより
位置制御を行うことで、回転体■の位置を常に正確に把
握できるので、回転体■の干渉や衝突等の事故を防止す
ることができる。

［発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば９回動する回転体そ
のものの絶対値の位置情報を検出するので１機械的績合
の不備による事故等を防止し、確実で安定した処置を実
現可能・とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を回転処置装置の搬送処置に適用
した一実施例の構成図、第２図は第１図の位置情報板の
形状を示す図、第３図は第２図のコード形状を説明する
図、第４図は第１図の回転処置装置が複数存在して干渉
領域を形成する場合を説明する図、第５図は第４図の電
源投入時の回転体の動きを説明するフロー図である。 図において、 １・・・固定部　　　　　４・・・回転軸５・・・モー
タ　　　　　７・・・回転体９・・・半導体ウェハ　　
１１・・・センサ１２・・・位置情報板　　　１４・・
・制御部３０・・・コード　　　　　４０・・・干渉領
域特許出願人　東京エレクトロン株式会社第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転体の回転位置を検出するに際し、上記回転体
   の移動範囲に固定して絶対的位置情報を設け、この位置
   情報から上記回転体の位置データを検出することを特徴
   とする回転体位置検出方法。
2. （２）絶対的位置情報は、印刷配線板の表面に光を反射
   するグレーコードを形成したことにより構成されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転体位置検
   出方法。
3. （３）検出は、反射型フォトセンサで行うことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の回転体位置検出方法。