JPS6294951A - 円板物体の位置決め装置 - 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】 ［発明の属する分野］ 本発明は、単導体ウェハ等の円板状物体の微小切欠きを
検出することによりこの円板状物体を所定の向きに位置
決めする装置に関する。本発明は、特に、マスクアライ
ナ等の露光装置やウエハブローバ等の測定装置、検査装
置等に対して半導体ウェハを載置する際に使用する位置
決め装置に適用して好適なものである。

［従来技術］ 従来、この種の装置は、ウェハの周囲の一部に設けられ
た切欠きを用いて位置決めを行なうように構成されてい
る。普通、この切欠きは円板状のウェハの周囲を直線状
に切欠いたもので、オリエンテーションフラット（以下
、オリフラと呼ぶ）と呼ばれている。

オリフラを用いて位置決めする一例として、特開昭５８
−１８７１３号「円板物体の位置決め装置」に光型素子
を用いてウェハ端部変化を求め、その微分値によってオ
リフラの中心を求めて位置決めを行なう装置が示されて
いる。また、特開昭５７−１９８６４２号「ウェハ位置
検出装置」には光電素子によってウェハ端部位置を各回
転位置で比較し、回転位置変化に対するウェハ端部位置
の極値を求めることによってウェハ位置を検出する装置
が示されている。

ところが、近年、オリフラに加えて微小切欠き（以下、
ノツチと呼ぶ）をもったウェハが出てぎた。このノツチ
は、オリフラとともにウェハに備えられることが多い。

第９図は、オリフラおよびノツチを有するウェハの平面
図を示す。同図において、２１はウェハ、２２はノツチ
、２３はオリフラである。その場合、上記の二個の公知
例に係る装置では、ノツチとオリフラを区別することが
できずノツチ部での位置決めをすることは困難である。

また、第１０図に示すように、両側にフォトセンサ２５
を備えたビン２４をウェハ２１に押しつけなからウェハ
２１を回転し、ノツチにビン２４が入って両方のフォト
センサが同時に遮光されたとき、それを検出して位置決
めを行なう装置もある。しかし、この場合には、ビン２
４および２６を常に接触させなからウェハ２１を回転す
る必要があるため、ウェハ２１に強い外力が加わること
となる。従って、ウェハを破損しやすく、また高速にウ
ェハを回転することができないため位置決めに時間がか
かるという欠点があった。

［発明の目的］ 本発明は、上述従来形の問題点に鑑み、ノツチを備えた
ウェハ等の円板状物体においてノツチ部での位置決めを
行なうことができ、その際、ウェハに加わる外力を最小
に抑えてウェハを破損することがなく、さらに高速に位
置決めを行なうことが可能な円板物体の位置決め装置を
提供することを目的とする。さらに、ノツチとオリフラ
の両者を備えたウェハ等の円板状物体の位置決めにおい
ては、ノツチとオリフラの両者を正確に区別して、ノツ
チ部での位置決めを行なうことができる円板物体の位置
決め装置を提供することを目的とする。。

［実施例の説明］ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第２図は、本発明の一実施例に係る位置決め装置の外観
を示す。同図において、１はウェハ、２はウェハ駆動ロ
ーラ、４はウェハ１をｔ置するテーブルである。テーブ
ル４はウェハ１を浮上させるためのエアベアリング機構
を持っており、さらに傾斜させることができる。５は全
体を保持する基台、６および７はウェハ１の最終位置決
め用押しつけローラである。この押しつけローラ６およ
び７は基台５に装備されており、押しつけ時は内側に、
その他のときは外側へ移動可能である。押しつりローラ
７の上部にはウェハ回転ローラ８が取付けである。この
ウェハ回転ローラ８は、テープ・ル４を傾斜させた場合
にウェハ駆動ローラ２とともにウェハ１を保持する。９
はノッチセンサユニッ１−であり、ノツチが位置すべぎ
所定箇所に配置されている。

第３図は、上記実施例の装置の要部の平面図および側面
図を示す。ここで、第３図ａはテーブル４を傾斜させて
ノツチを検出している状態における平面図、第３図すお
よび第３図Ｃはともに第３図ａの状態における側面図で
ある。特に、第３図すはノツチセンサユニット９の部分
を詳しく示し、第３図Ｃはウェハ駆動ローラ２の部分を
詳しく示す。また、第３図ｄおよび第３図ｅは、それぞ
机、ノツチの検出が終了しテーブル４を水平にして機械
的な位置決めを行なう状態における平面図および側面図
を示す。

第３図において、１０は照明光源、１１は押しつけビン
、１２は集光レンズ、１０１は光電素子である。

これらの部分はすべてノツチセンサユニット９に取付け
てあり、ノツチの検出時および機械的な位置決めのため
の押しつけ時は内側へ、その他の場合は外側へと移動可
能である。

照明光源１０はウェハ１の端部（外周部）を下部より照
明するためのものであり、充電素子１０１はこれと対向
する上部に設けられている。この照明光源１０より出た
光は集光レンズ１２により集光される。この場合、ウェ
ハ端部における遮光の変化を光電素子１０１において正
確に検出するため、光はウェハ面上にて長手方向がウェ
ハの半径方向となるような長方形に集光される。光電素
子１０１および集光された光の長手方向の寸法はウェハ
の外径バラツキおよびノツチ、オリフラによる遮光の変
化を充分に満足する寸法になっている。

第３図Ｃにおいて、１１４はパルスジェネレータ、１１
５はウェハ１を回転するための駆動装置を構成するモー
タである。このモータ１１５の回転軸には歯車１４が取
付けられており、ウェハ駆動ローラ２に取付けられた歯
車１５と噛合している。すなわち、モータ１１５を駆動
することにより、ウェハ駆動ローラ２を回すことができ
る。同時に歯車１５はパルスジェネレータ１１４に取付
けられた歯車１６と噛合している。これらの歯車１５お
よび１６とパルスジェネレータ１１４は、例えばウェハ
駆動ローラ２が１回転すると、パルスジェネレータ１１
４が６００個のパルスを発生するというように適当に選
択されている。従って、パルスジェネレータ１１４のパ
ルスをカウントすることによりウェハ駆動ローラ２の回
転吊すなわちウェハの回転量を検出することができる。

第１図は、本実施例の装置の制御系の構成を示すブロッ
ク図である。同図により、ウェハを回転しノツチを光電
検出する際の制御系の各部の機能を説明する。

まず、光電素子１０１より出力される光電流をプリアン
プ１０２により増幅する。これにより、充電素子１０１
で検出した光示の変化は電圧の変化に変換して出力され
る。この信号は傾き検出回路１０４に入力され、信号の
時間的変化量の傾きを検出し、ノツチの大まかな位置検
出に用いられる。ノツチが僅かに光電素子１０１を通過
した時点でのウェハ外周の位置による光電素子１０１か
らの出力は、レベルシフタ１２２により、ある値レベル
シフトされコンパレータ１０３の一端へ入力される。コ
ンパレータ１０３のもう一端には、プリアンプ１０２の
出力信号が直接入力されており、両者の大小に応じた信
号出力がコンパレータ１０３より得られる。レベルシフ
タ１２２のレベルシフト量については後述する。

モータ１１５はウェハ駆動ローラ２を回転する動力とな
るものであり、スイッチ１１７によりモータ１１５の回
転の向きと速度すなわちウェハの回転速度を高速あるい
は低速逆回転の２段階に切換えることができる。モータ
１１５の回転はパルスジェネレータ１１４に伝えられ、
パルスジェネレータ１１４はウェハの回転に応じたパル
スを出力する。

カウンタ１０５はノツチを検出するために使用されるカ
ウンタである。アンドゲート１２１の作用により、コン
パレータ１０３の出力が゛Ｈ″レベルの時のみ、パルス
ジェネレータ１１４の出力パルスがカウンタ１０５に入
力され計数が行なわれる。コンパレータ１０６は、この
計数値と設定器１０７に予め設定されている上限値およ
び下限値とをそれぞれ比較し、計数値がその上限値と下
限値の範囲内ならば計数を行なった時点に検知していた
ウェハ端部にノツチが存在していたことを示す検出信号
を出力する。

アップダウンカウンタ１０８はノツチの中心位置を求め
るために使用されるカウンタである。このアップダウン
力・シフタ１０８へ入力されるパルスは、カウンタ１０
５に入力されるパルスと同一のものであるが、スイッチ
１１０を切換えることにより、直接入力と１／２に分周
されたものとのいずれか一方を選択できる。まＩζ、ス
イッチ１１０の切換信号は同時にアップダウンカウンタ
１０８のアップダウン切換も行なっている。すなわら、
カウントアツプ時は１／２分周器を通したものを計数し
、カウントダウン時は直接計数を行なう。これは、後述
するようにノツチの中心に位置決めするためである。ア
ップダウンカウンタ１０８からは、カラン］へダウン時
、その値が零となったとぎにキャリー信号が出力される
。

カウンタ１１１は、ウェハが１回転したことを検知する
ためのものである。カウンタ１１１は、パルスジェネレ
ータ１１４の出力パルスを計数する。設定器１１３には
、予めウェハが１回転した場合にパルスジェネレータ１
１４が出力するパルス数よりも若干大きい値を設定して
おく。コンパレータ１１２は、このカウンタ１１１の値
と設定器１１３の設定値とを比較し、カウンタ１１１の
値の方が大きいとき１回転したことを示す検知信号を出
力する。

シーケンサ１２０は上記のカウンタ、モータ等の制御を
すべて行なう。

以上のような構成において、第１図〜第３図、第４図の
フローチｖ−１−および第５図のタイムチャートを参照
しながら、ウェハを位置決めするまでの全体の動作につ
いて説明する。なお、第５図ａ〜ｈは、それぞれ第１図
のブロック図のａ〜ｈの位置における電圧変化を示すタ
イムチャートである。以下、これらの信号を、それぞれ
、信Ｓａ１信号ｂ、・・・・・・、信号りと呼ぶ。また
、第５図ａ〜ｈのタイムチャートはすべて、時間を横軸
としている。この横軸は、ウェハが一定速度で回転して
いる間においては、ウェハの回転方向の位置を示す軸ど
みなずこともできる。

まず、テーブル４を斜め位置にセットし、エアベアリン
グは構によりエアフローを行なう。ノツチセンサユニッ
ト９、押しつけローラ６および７は最も内側となる位置
にセットしておく。この状態でウェハ１が搬入されテー
ブル４上にＶ、置されると、エアベアリング効果により
ウェハ１は滑り、ウェハ回転ローラ８とウェハ駆動ロー
ラ２の両者に当って停止する（ステップＳｌ）。

次に、傾き検出回路１０４、カウンタ１０５、アップダ
ウンカウンタ１０８およびカウンタ１１１の内容を零に
クリアし、スイッチ１１７を高圧Ｖ＋側にしてウェハ１
の高速回転を行なう（ステップＳ２　）。

このときウェハ１とウェハ駆動ローラ２の間のスリップ
を防止するため、モータ１１５の回転は急加速や急減速
をしないようにする。すなわち、モータ１１５に対する
印加電圧は徐々に昇圧し一定の電圧にもっていく。モー
タ１１５の回転を止めるときも同様である。第５図りは
、このようななだらかな加減速駆動を行なうためにモー
タ１１５に与える電圧を示している。

このようにウェハ１を回転すると、その外周部のノツチ
およびオリフラにより、照明光源１０から照光される光
の遮光量は変化する。その光量変化を光電素子１０１に
より電気信号の変化に変換する。

第５図ａは、この電気信号をプリアンプ１０２により増
幅した後の信号ａを示す。同図ａにおいて、急′ａなビ
ークはノツチ部分を示し、なだらかなピークはオリフラ
部分を示している。この信号ａは傾き検出回路１０４に
入力し、信号の時間変化に対する変化堡（傾ぎ）が検出
される。この傾きの値をノツチによる光量変換の傾きの
値と比較することによりノツチ検出をすることができる
（ステップＳ３）。これらが一致したときノツチ検出信
号がシーケンサ１２０に出力される（第５図ｂ）。

この傾き検出回路１０４の動作については後に詳しく説
明する。

ウェハの回転量に応じたパルスジェネレータ１１４か・
らの出力パルスは、カウンタ１１１に入力し計数する。

コンパレータ１１２は、このカウンタ１１１の計数ｔｌ
＋”Ｉど設定器１１３に設定されている値とを比較する
。前述したように、設定器１１３の設定値としては、ウ
ェハが１回転したときにパルスジェネレータ１１４から
出力されるパルス数に若干のパルス数を加えた値を、予
め設定しておく。従って、ウェハが１回転以上すると、
コンパレータ１１２より検知信号が出力され、これによ
りシーケンサ１２０はウェハが１回転以上したことを検
知する（ステップ８４）。

ウェハが１回転してもノツチが検出できなかった場合は
、異常であるからステップＳ２から再びノツチ検出を行
なう。それでもなお検出できない場合は、第４図フロー
チャートには示していないが、エラーとして処理する。

ノツチが光電素子１０１を通過し、ノツチ検出信号がシ
ーケンサ１２０に入力されると、シーケンサ１２０はノ
ツチが光電素子１０１を完全に通過するのを持って、モ
ータ１１５をオフ゛し、ウェハの回転を停止する。この
停止したところのウェハ外周位置を傾き検出回路１０４
により測定し、その値を保持させる。この保持された信
号Ｃはレベルシフタ１２２に入力され、予め決められて
いるノツチの高さの半分に相当する電圧レベルだけシフ
トされ（信号ｄ）、スライスレベルとして以後のノッチ
中心検出に用いられる（ステップ８５）。

スライスレベルが決まると、次にスイッチ１１７を低圧
ＶＬに切換えて、モータ１１５すなわちウェハを低速逆
転させる。すなわち、モータ１１５には今までと逆向き
の電圧をかける（第５図ｈ）。これによりウェハのノツ
チの後縁を検出できる。

次に、上述のスライスレベル（信号ｄ）と光電素子１０
１からの信号ａ（第５図ｄの点線部分）とをコンパレー
タ１０３により比較する。このとき、ノツチやオリフラ
により光電素子１０１の出力レベルが増大し、スライス
レベルを越えた間、コンパレータ１０３は゛Ｈ″レベル
を出力する。第５図ｅは、このときのコンパレータ１０
３の出力を示す。

この出力信＠ｅはアンドゲート１２１に入力し、パルス
ジェネレータ１１４からの出力バルスがカウンタ１０５
およびアップダウンカウンタ１０８に加えられるのを制
御する。すなわち、ノツチやオリフラが光電素子１０１
の下を通過している門のみ、コンパレータ１０３の出力
は１１　ＨＩＴレベルとなりアンドゲート１２１が開く
ため、カウンタ１０５およびアップダウンカウンタ１０
８が計数される。第５図ｆは、カウンタ１０５への入力
信号を示す。

このとき、スイッチ１１０は１／２分周器１０９側にな
っており、アップダウンカウンタ１０８はカウントアツ
プ可能となっている。従って、パルスジェネレータ１１
４から２パルス出力されると７ツプダウンカウンタ１０
８の内容は１カウントアツプする。第５図９は、このと
きのアップダウンカウンタ１０８への入力を示す。信号
ｆのパルス部分が信号ｑでは半分のカウント数となって
いる。

また、コンパレータ１０６は、カウンタ１０５の内容と
予め設定器１０７に設定された上限値および下限値とを
それぞれ比較する。この上限値はノツチが光電素子１０
１の下を通過したときにカウンタ１０５に入力されるパ
ルス数に所定値を加えた値であり、下限値は同様に上記
のパルス数から所定値を減じた値である。

ノツチまたはオリフラが光電素子１０１の下を通過した
後にアンドゲート１２１が閉じられるが、その際、カウ
ンタ１０５の内容が設定器１０７に予め設定された上記
の上限値および下限値の間に入っていればノツチと判断
される。もし、この２つの設定値の範囲外であれば、そ
れはオリフラかその他のものであると判断される。「ノ
ツチである」ことを示すコンパレータ１０６からの信号
はシーケンサ１２０に入力し、シーケンサ１２０はこれ
によりノツチを検出する（ステップＳ６）。ざらに、こ
の検出において、カウンタ１０５にはノツチのパルス巾
が、またアップダウンカウンタ１０８にはその１／２の
値が設定されることとなる。

ステップ＄６でノツチが検出されると、シーケンサ１２
０はモータ１１５をオフしウェハの回転を停止する。次
に、モータ１１５を低速正転する。すなわち、モータ１
１５には再び正方向の電圧をかける（第５図ｈ）。これ
により、光電素子１０１は先程ウェハの逆回転の際に下
を通過したノツチの前縁を検知する。このとき、スイッ
チ１１０はパルスジェネレータ１１４の出力パルスが直
接アップダウンカウンタ１０８に入力される側となって
おり、アップダウンカウンタ１０８はダウンカウント可
能となっている。ここで、アップダウンカウンタ１０８
には、ノツチが通過するとぎに発生したパルス数の１／
２の値がセットされている。従って、ノツチの前縁を検
知した時点より、アップダウンカウンタ１０８の値をパ
ルスジェネレータの出力で減算してゆき、アップダウン
カウンタ１０８の内容が零となりキャリー信号が出力さ
れた時点で、モータ１１５を停止する。これにより、ノ
ツチの中心位置が検出されたことになる（ステップ３７
）。

以上の手順でウェハのノツチの位置決めは行なうが、さ
らに高精度にθ位置決めおよびセンタリングを行なうた
め、線機的に押しつけ動作を行なう（ステップ３８）。

まず、上述のようなノツチの位置決めの後、ウェハ１を
テーブル４に吸着し固定する。次にノツチセンサユニッ
ト９、押しつけローラ６および７を外側へ動かす。これ
は、テーブル４を水平にするときの妨げにはならないよ
うにするためである。

そうしておいて、テーブル４を水平にする。次に、押し
つけピン１１をまずノツチ部に挿入する。挿入完了後、
・クエへを再びエアによってテーブル４より浮上させる
。そして、押しつけローラ６および７をウェハに押しつ
けることにより、θ位置決めおよび中心位置決めを行な
う。第３図ｄおよびｅは、以上のような押しつけ動作の
様子を示している。

次に、ウェハ１をテーブル４に吸着し固定した後、押し
つけビン１１、押しつけロー５６および７を外側へ動か
し開放する。

以上により、本装置での位置決め動作は完了し、ウェハ
は露光装量、検査装置等のウェハ設置台へ位置決めされ
た状態のまま搬出される。（ステップＳ９）。

次に、傾き検出回路１０４の動作を第６図のブロック回
路図および第５図Ａ部の拡大図である第７図のタイムチ
ャートを参照して詳しく説明する。

なお、第７図（アン〜（ケ）はそれぞれ第６図の回路図
の（ア）・〜（ケ）の位置における電圧変化を示す一タ
イムチャートである。以下、これらの信号をそれぞれ信
号（ア）、信号（イ）、・・・・・・、信号（ケ）と呼
ぶ。

まず、プリアンプ１０２より出力された光電素子１０１
の信号は、Ｄ／Ａコンバータ２０１、カウンタ２０２、
コンパレータ２０３、ゲート２０５および発振器２０６
により構成される△／Ｄコンバータに入力される。

発振器２０６より出力されたクロック信号は、ゲート２
０５を通してカウンタ２０２のクロック信号計数入力端
子に接続されている。カウンタ２０２の出力はＤ／Ａコ
ンバータ２０１のデジタル入力端子に接続されているの
で、カウンタ２０２がアップまたはダウンすると、Ｄ／
Ａコンバータ２０１の出力信号（つ）が増減する。この
信号（つ）とプリアンプ１０２の出力信号（イ）とはコ
ンパレータ２０３により比較される。その結果、（イ）
〉（つ）のときはコンパレータ２０３からカウンタ２０
２ヘアツブ信号が出力され、（イ）＜（つ）のときはコ
ンパレータ２０３からカウンタ２０２ヘダウン信号が出
力される。従って、信号（イ）に追従するように信号（
つ）は変化している。このような構成のＡ／Ｄコンバー
タは追従比較Ａ／Ｄコンバータとして知られている。

さて、まずゲート２０５が開くと、発振器２０６．から
のクロック信号がカウンタ２０２に入力する（信号（１
））。それによって、Ｄ／Ａコンバータ２０１の出力信
号〈つ）が変化し、信号（イ）と一致したところで、コ
ンパレータ２０３の出力がＮ　ＨＩ＋がらＬ″へ、また
は“シ″から“Ｈ″へと切換ねる。この変化をエツジ検
出鼎２０４で検出し、ゲート２０５を閉じる。すると、
Ｄ／Ａコンバータ２０１の出力は、グーｈ２０５が閉じ
られた時点での値をボールドする（信号くつ））。

グー１〜２０５を開く信号は、パルスジェネレータ１１
４を分周器２１０で分周したパルスによりノツチ２１２
をクリアし作られる。すなわち、このクリア信号（ア）
は、ウェハ外周が光電素子１０１の下を通過する一定長
さごとに出力されることになる。

この信号（ア）は、カウンタ２０７およびラッチ２１１
も同時にクリアする。

信号（ア）によりゲート２０５が開き、信号（イ）と信
号（つ）が一致するまでパルス（１）が出力される。も
し、ゲート２０５が閉じて次に開くまでに信号（イ）が
大きく変化していると、信号（イ）と信号（つ）が一致
するまでに出力されるパルスの数も増加する。すなわち
、信号（ア）が出力される間のプリアンプ出力（イ）の
変化量に比例したパルス数が（１）に出力される。従っ
て、パルス（１）をカウントすることによって、信号（
イ）の傾きすなわちウェハ外周が一定距離進むときのウ
ェハ外周変化を知ることができる。オリフラよリノッチ
の方が外周変化が激しくこの信号の傾きが大きいので、
ノツチが光電素子１０１を通過すると、パルス（１）の
数は増える。例えば、オリフラの場合、パルス（１）は
５パルス出力され、ノツチの場合は１０パルス出力され
るというような差が現れる。従って、この場合７バルス
を基準とし、７バルスより少ないときはオリフラであり
、７バルスより多いときはノツチであると判別すること
ができる。この機能は、カウンタ２０７により実現して
いる。すなわち、カウンタ２０７に信号（１）のパルス
が７個入力されたときにＩＩ　Ｈ１１となる出力より信
号を取出す（信号（オ））。すなわち、カウンタ２０７
より信号（オ）が出力されたときは、ノツチが通過して
いる場合であると判断される。

この信号（オ）は、カウンタ２０８およびラッチ２１１
に供給される。カウンタ　２０８およびラッチ２１１の
機能は、ノツチであるという信号（オ）がある回数連続
して（例えば３回）出力されたときに初めて、ノツチを
検出したという信号を出力するものである。これにより
ノツチ検出の信頼性を増している。すなわち、ノツチで
あるという信号くオ）をそのまま用いると、ウェハ外周
のキズ等によりこの信号が出力される可能性がある。し
かし、正しくノツチを検出したときは信号（オ）は連続
して出力されるので、例えば、３回連続していれば確実
にノツチであると判別することができる。

この動作をさらに詳しく説明すると、まずラッチ２１１
は信号（ア）により毎回クリアされる。そのとき、ラッ
チ２１１の出力はゲート２１３を開くようにしておく。

カウンタ２０７の出力（オ）が出力されるとラッチ２１
１はセットされ、ゲート２１３は閉じるように働く。ま
た、ゲート２１３には、信号〈イ）と信号（つ）が一致
したときにエツジ検出回路２０４が出力するパルス（り
）が供給されている。すなわち、ノツチが検出されない
ときは信号（オ）が出力されないため、カウンタ２０８
はＡ／Ｄ変換が終了するごとにクリアされている。とこ
ろが、ノツチが検出され信号（オ）が出力されると、カ
ウンタ２０８をカウントアツプすると同時にラッチ２１
１をセットするため、ゲート２１３が閉じられる。従っ
て、カウンタ２０８はエツジ検出回路２０４からの出力
（り）によってはクリアされず、その値は保持される。

続けて、信号（オ）が出力されるとカウンタ２０８はカ
ウントアツプされ内容は２になる。従って、カウンタ２
０８が３をカウントしたときにＨ″が出力される出力（
キ）をチェックしていれば、ノツチ検出が３回連続した
ということを知ることができる。この信号（キ）をノツ
チが光電素子１０１を完全に通過し終わるディレィ２０
９に通した信号（ケ）によって、ゲート２０５を閉じれ
ば、その時点でのウェハ外周の位置を保持し続けること
ができる。また、この信号は、シーケンサ１２０にノツ
チを検出したという信号としても用いられる。

本実施例によれば、ノツチとオリフラの両者を備えたウ
ェハにおいて、ウェハを回転させたときの充電素子１０
１より得られるウェハ端部位置の時間的変化の傾きによ
り、ノツチの通過を検出し、ノツチ近傍のウェハ端部位
置によって決められたスライスレベルにより、光電素子
１０１の出力を２値化しているため、ウェハの外径バラ
ツキにかかわらず安定してノツチを検出することができ
る。

また、ノツチかオリフラかの最終判別には、ウェハを駆
動するウェハ駆動ローラ２と連動して回転するパルスジ
ェネレータ１１４からの出力パルスにより、２値化され
た結果のパルスの巾を計数し、その計数値と予め設定さ
れた設定値とを比較することにより行なっている。この
計数値は、ウェハの回転速度とは無関係に常に一定値と
なるため、正確にノツチのみを検出することが可能であ
る。

さらに、上記の設定値をオリフラのパルス巾の計数値と
等しくなるように設定し、傾き検出回路１０４の傾き設
定値を変えることにより、ノツチではなくオリフラが検
出できるという効果もある。

ウェハはノツチ検出時までは高速で回転される。

そして、ノツチが検出されると減速停止し、次に低速で
逆転しノツチの後縁が検出され次に前縁が検出される間
だけパルスジェネレータのパルス数を計数し、停止後、
計数値の１／２だけ正転することによりノツチの中心の
位置決めを行なっている。従って、比較的短時間で位置
決めを行なうことができるし、高速回転から減速停止す
るときにウェハとウェハ駆動ローラ間でスリップが起っ
ても影響が生じない。

さらに、本実施例では、ウェハを照光している照明光源
１０より出た光は、集光レンズ１２により、ウェハ面上
にて長手方向がウェハの半径方向となるような長方形に
集光されるため、この光を観測することでウェハの端部
の形状の変化を正確に得ることができ、正しく位置決め
を行なうことができる。

なお、このような集光レンズとして、シリンドリカルレ
ンズ等を用いれば、照明光源１０から出た光を簡単に長
方形に集光することができる。第３図は、集光レンズと
してシリンドリカルレンズを用いた位置決め装置のウェ
ハ端部検出系の斜視図である。

本実施例では、全体のシーケンス制御にシーケンサ１２
０を用いており、ざらにウェハ１回転の検出、ノツチ判
定およびノツチ中心検出等にそれぞれハードウェアによ
るカウンタやコンパレータ、設定器を設けているが、こ
れに限ることなく、マイクロコンピュータを使用するこ
ともできる。すなわち、シーケンス制御、ウェハ１回転
の検出、ノツチ判定およびノツチ中心検出等はマイクロ
コンピュータのソフトウェアとマイクロコンピュータに
接続されたメモリ上のソフト的なカウンタにより行なう
こともできる。

また、本実施例においては、ウェハの端部の形状の変化
を検出する光電素子１０１としてフォトディテクタを使
用しているが、これはＣＯＤのようなフォトアレイでも
良いし、ＩＴＶのような１次元以上の光電素子に置き代
えても良い。さらに、モータとしてパルスモータを使用
することもできる。このような場合、パルスエンコーダ
１１４は不要となる。

［発明の効果１ 以上説明したように、本発明によれば、ウェハ等の円板
物体の端部の形状の変化を検出する光電素子の出力変化
の傾きによりノツチが光電素子を通過したことを検知し
、その通過した時点での充電素子の出力値から自動的に
決定したスライスレベルによりノツチに対する光電素子
の出力を２値化し、得られたパルスの中心に対応する円
板上の位置を所定箇所に合せて円板物体を停止するよう
にしているので、ノツチ部における位置決めを行なうこ
とができる。また、外力を加えながら円板物体を回転さ
せることもないので、円板物体を破損することがない。

また、ノツチを検出するまでは円板物体を高速で回転さ
せることができるので、比較的短時間で位置決めを行な
うことができる。

さらに、ノツチとオリフラの両者を備えた円板物体の位
置決めにおいては、ノツチとオリフラの両者を正確に区
別してノツチ部での位置決めを行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る位置決め装置の制御
系を示すブロック図、 第２図は、上記実施例の装置の外観図、第３図は、上記
実施例の装置の平面図および側面図、 第４図は、ト記実施例の装置の動作のシーケンスを示す
フローチャート、 第５図は、第３図の各部の信号の波形を示すタイムチャ
ート図、 第６図は、上記実施例の傾き検出回路のブロック回路図
、 第７図は、第６図の各部における信号の波形を示すタイ
ムチャート図、 第８図は、集光レンズとしてシリンドリカルレンズを用
いた位置決め装置のウェハ端部検出系の斜視図、 第９図は、ノツチおよびオリフラを備えたウェハの平面
図、 第１０図は、ビンをウェハに押しつけながら位置決めを
行なう様子を示す平面図である。 ９：ノツチセンサユニット、１０：照明光源、１２：集
光レンズ、１０１：光電素子、１０２；プリアンプ、１
０３，１０６，１１２，２０３　：コンパレータ、１０
４：傾き検出回路、１０５．１０８．１１１，２０２，
２０７，２０８　：カウンタ、１０７，１１３：設定器
、１１０．１１７　：スイッチ、１０９：１／２分周器
、１１４：パルスジェネレータ、１１５：モータ、１１
６：ドライバ、１２０；シーケンサ、１２２ニレベルシ
フタ、２０４：エツジ検出器、２０６：発振器、２０９
：ディレィ、２１０：分周器。 ｊ　図 二ニーｊ 第３図Ｃ 第４図 ア 箸７　図 〆 第９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　周囲の一部に微小切欠きを設けた円板物体を回転する
   手段と、 該微小切欠きが位置すべき所定箇所に配置され、該円板
   物体を回転した際に該円板物体の端部の形状の変化を検
   出する一対の照明光源および光電素子と、 該円板物体の回転時の該光電素子の出力変化の傾きによ
   り上記微小切欠きが上記所定箇所を通過したことを検知
   する手段と、 該通過時点での上記光電素子の出力値から自動的に決定
   したスライスレベルを用いて、上記微小切欠きに対する
   光電素子の出力を２値化する手段と、 該２値化手段により得られたパルスの中心に対応する円
   板物体上の位置を上記所定箇所に合せて該円板物体を停
   止させる回転制御手段と を具備することを特徴とする円板物体の位置決め装置。