JPH03159255A - 円形基板の位置決め装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、半導体ウェハを取り扱う際に半導体ウェハ
の位置決めを高精度に行う必要がある半導体ウェハの自
動搬送装置を有する検査装置および製造装置における円
形基板の位置決め装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、半導体ウェハ（以下円形基板という）はその円
周端部の一部にＶ字状またはその他の形状の切り欠き（
ノツチ）を有している。従来の位置決め装置においては
円形基板の周縁部に円形基板を挟むようにして、透過形
検出装置を設けた構成となっている。この透過形検出装
置は、以下のような構成となっている。すなわち、１対
の発光素子および受光素子を対向して配置し、発光素子
から投光された光が受光素子に受光されるようにしてお
き、受光素子で受光される受光光量に比例する検出信号
を取り出すようにしたものである。

したがって、円形基板の切り欠き部分以外の周縁部では
発光素子からの光が遮光され、切り欠き部分が発光素子
の位置を通過するとき、発光素子から投光される光が切
り欠き部分を透過して受光素子に受光されるため、その
瞬間だけ切り欠き部分の面積に応じた受光信号が出力さ
れることになる。このような構成において、円形基板を
回転させたとき、円形基板の切り欠き部分に対応して１
つのピークを有した受光信号が受光素子から出力される
。この受光信号の微分波形がゼロクロスする点は上記ピ
ーク位置に対応しており、このゼロクロスする点に対応
した検出信号を上記透過形検出装置から得て、この検出
信号に基づいて位置決め装置が円形基板の位置決めを行
っている。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来の位置決め装置において、円形基板の周縁
部は切り欠き部分以外では常に発光素子の光を遮光して
いるが、円形基板の中心と回転中心との偏心が大きく１
例えば、切り欠きの深さ（通常［■〜１．２５ｍｍ程度
）を超える場合、円形基板の周縁部が切り欠き以外の部
分でも発光素子の位置から外れてしまい、発光素子の光
が受光素子に受光されてしまうことがある。このとき、
受光信号の値は円形基板の回転周期に同期して変動する
ことになる。この結果、受光素子は円形基板の切り欠き
部分以外の位置のときに受光信号を発生し、この受光信
号の微分波形がゼロクロスする点て透過形検出装置が検
出信号を出力してしまうことになり、円形基板の切り欠
きの位置とは無関係に位置決めされる恐れがある。この
ような誤動作を防止するため、円形基板の偏心量を高精
度に補正しておく必要があった。したがって、位置決め
装置の構成が複雑となり、かつ位置決めに要する時間も
長くなる欠点があった。また、透過形検出装置の受光素
子に入射する外乱光の成分が受光信号に重畳することに
より、微分波形のゼロクロス点の検出が不確かなものに
なり、検出信号の精度が悪影響を受は易い欠点もあった
。

また、上記透過形検出装置の代わりにイメージセンサを
受光素子として使用した検出装置が実用化されているが
、イメージセンサは高価であり。

かつ検出回路が複雑になるなどの欠点があった。

この発明はこのような従来の課題を解決し、円形基板な
どの円形基板の中心と回転中心との偏心を大きく許容で
き、かつ外乱光の影響を受けにくい位置決め装置を提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明の位置決め装置は、円形基板の周縁部を挟む位
置に、発光部と、該発光部から投光された光を受光する
並設された２つの矩形状で、かつ長手方向がほぼ前記円
形基板の法線と同一方向に配置された受光素子を有する
受光部と、前記２つの受光素子から別々に出力された２
つの受光信号の差信号を得る差信号検出手段とを有する
透過型検出装置を備えている。

［作用］ 透過形検出装置の２つの受光素子は矩形状であり、かつ
受光素子の長手方向がほぼ円形基板の法線方向と同方向
に配置されているため、差信号検出手段から出力される
差信号は、円形基板の切り欠きに対応し、ｓｉｎ波状に
変動してゼロクロスする。しかし、回転する円形基板の
周縁部の位置の変動に応じて２つの受光素子から出力さ
れる受光信号が変動しても、差信号検出手段から出力さ
れる差信号はほとんど変動せず、ゼロクロスしない。ま
た、２つの受光素子に入射する外乱光による受光信号の
変動分は受光信号の差信号をとることにより除去される
。

［実施例］ 次に、この発明について図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の位置決め装置の一実施例における透
過形検出装置を示す構成図である０回転する円形基板１
の周縁部を挟んで透過形検出装置を構成する発光部２お
よび受光部３が配置されており、発光部２から投光され
た光束ｊは円形基板１の周縁部に接するようになってい
る。

第２図は受光部３を発光部１側から見た平面図である。

受光部２は２つの矩形型の受光素子４゜５が並設されて
構成されており、この２つの受光素子４，５はその長手
方向が円形基板の１の法線と平行になるように配置され
ている。

第３図は透過形検出装置において受光素子４゜５からの
受光信号を入力して切り欠きに対応した信号を出力する
信号処理回路のブロック図、第４図は第３図の各信号を
示す波形図である。

第３図において、６，７は受光素子４．５の受光信号Ｓ
、Ｃを増幅する増幅器（ＡＩ、Ａ２＞、８，９はコンパ
レータ（Ｃ１，Ｃ２）、１０は争安定マルチバイブレー
タ（Ｍ＞、１１はＮＡＮＤゲート、１２はラッチ、１３
は減算器である。

次に、動作について説明する。

第３図において、受光素子４．５の受光信号Ｓ、Ｃはそ
れぞれ増幅器６．７で増幅され、第４図（Ａ）において
実線で示した信号ａおよび破線で示した信号すとなる。

それぞれ円形基板の切り欠きに相当する位置で１つのピ
ークを有する波形となるが、２つの受光素子は上記円形
基板の円周方向の位置が異なるため、信号ａおよび信号
すのピークの時間的位置は異なった位置となる。

減算器１３によって信号ａから信号すを差し引かれ差信
号Ｃが検出される（第４図（Ｂ）　”）　、この差信号
Ｃは図示するように円形基板の切り欠きに対応する位置
付近でｓｉｎ波状の波形となり、この差信号Ｃがゼロク
ロスした点（基準電圧Ｏ■と交差した点）は切り欠きの
中心位置に対応している。また、このように差信号Ｃを
とることにより、２つの受光素子に入射する外乱光によ
る信号ａ、ｂの変動分はこの２つの信号ａ、ｂの差信号
をとることにより除去される。

コンパレータ９に入力した差信号Ｃは任意の電圧Ｅ、Ｖ
と比較され、コンパレータ９からパルス信号ｄが出力さ
れる（第４図（Ｃ））、このパルス信号ｄを入力した単
安定マルチバイブレータ１０は、パルス信号ｄの立ち上
がりで所定の時間幅Δｔの期間「Ｈ」となるパルス信号
ｅを出力する（第４図（Ｄ））、この時間幅Δｔは円形
基板１の回転速度および切り欠きの大きさに応じて定め
られる。

一方、コンパレータ８に入力した差信号Ｃは基準電圧Ｏ
Ｖと比較され、コンパレータ９からパルス信号ｆが出力
される（第４図（Ｅ）　）　、このパルス信号ｆの立ち
下がりは差信号Ｃがゼロクロスした点、すなわち、切り
欠きの中心位置に対応している。

上記パルス信号ｅ、ｆを入力したＮＡＮＤゲート１１は
、パルス信号ｅが「Ｈ」となっているΔｔの期間におけ
るパルス信号ｆの立ち下がりで立ち上がるパルス信号ｇ
をラッチ１２に出力する（第４図（Ｆ））、ラッチ１２
は上記パルス信号ｇの立ち１がりでラッチをかけて、切
り欠きの中心位置に対応して「Ｈ」に立ち上がる位置決
め検出信号りを出力する（第４図（Ｇ））、したかって
、位置決め装置はこの位置決め検出信号りに基づいて円
形基板の位置決めを行えばよい。

以−Ｆ説明したように透過形検出装置の２つの受光素子
は矩形状であり、かつ受光素子の長手方向がほぼ円形基
板の法線方向と同方向に配置されている。したがって、
回転する円形基板の周縁部の位置の変動に応じて２つの
受光素子から出力される受光信号Ｓ、Ｃに生じる変動は
ほぼ同一であり、信号ａ、ｂに生じる変動もほぼ同一で
ある。

この結果、差信号Ｃはほとんど変動しないため、ゼロク
ロスせず、透過形検出装置から位置決め検出信号りが誤
って出力されることはない、すなわち、円形基板の中心
と回転中心との偏心によって生じる円形基板の周縁部の
位置変動は差信号Ｃにほとんど影響を与えないので、円
形基板の中心と回転の中心との偏心量に対する許容量は
従来に比較して大きくすることができる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明の円形基板の位置決め装置
によれば、透過形検出装置の２つの受光素子は矩形状で
あり、かつ受光素子の長手方向がほぼ円形基板の法線方
向と同方向に配置されているため、円形基板の中心と回
転中心との偏心は差信号にほとんど影響を与えないので
、透過形検出装置から誤って位置決め検出信号が出力さ
れることはないため、円形基板の中心と回転の中心との
偏心量に対する許容量は大きくなる。したがって、従来
と違い円形基板の位置決め装置に円形基板を装着する前
にこの円形基板の偏心量を高精度に補正しておく必要が
ないため、位置決め装置の構成が単純となり、かつ位置
決めに要する時間も短くなる効果がある。

また、２つの受光素子に入射する外乱光による受光信号
の変動分は受光信号の差信号をとることにより除去され
る。したがって、外乱光が位置決め精度に与える悪影響
を減らすことができる利点がある。

さらに、透過形検出装置の受発光素子としてフォトダイ
オードおよびフォトトランジスタを使用すれば、ライン
センサを使用した場合に比較して安価に円形基板の位置
決め装置を構成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の円形基板の位置決め装置の一実施例
における透過形検出装置を示す構成図、第２図は受光部
の平面図、第３図は透過形検出装置の信号処理回路の回
路図、第４図（Ａ）〜（Ｇ）は同信号処理回路における
波形図である。 １・・−円形基板、２・・・発光部、３・・・受光部、
４゜５・・・受光素子、６．７・・・増幅器、１３−・
・減算器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円周端部の一部に凹状切り欠き部を有する円形基板の位
   置決めを行う位置決め装置において、円形基板の周縁部
   を挟む位置に、発光部と、該発光部から投光された光を
   受光する並設された２つの矩形状で、かつ長手方向がほ
   ぼ前記円形基板の法線と同一方向に配置された受光素子
   を有する受光部と、前記２つの受光素子から別々に出力
   された２つの受光信号の差信号を得る差信号検出手段と
   を有する透過型検出装置を備えたことを特徴とする円形
   基板の位置決め装置。