JPS6394653A - 基板の自動位置合せ方法及び装置 - 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】 本発明は基板（ウェハー、ガラスなど）の位置合せ方法
及び装置に係シ、特に回転処理装置（レジスト塗布機、
スクラバー、現像機、表面検査機など）に必要な基板の
位置合せと基板の搬送を傷付や破損などを起生させるこ
となく、またごみの発生や基板周縁部の衝突なしに正確
に行われるようになすことを目的とする。

従来、基板搬送機構としてはエアー搬送、○−リング搬
送、メカニカル搬送などが採用されており、エアー搬送
では供給側における可動テーブル上の位置合せガイドに
基板が送シ込まれるときはガイド前縁部で、またスピン
ドルチャック上の基板が可動テーブル上に移されるとき
はガイド前縁部で夫々れ衝突が起るのであり、従って該
衝突による基板周縁部の傷付や破損及びゴミ発生の原因
となっている。

一方、０−リング搬送は搬送が駆動ベルトに変わるだけ
で、同じ位置決め方法が採用されているため上側同様に
基板周縁部の傷付、破損やゴミ発生による基板の汚れが
あるのであり、更にこれにはベルトの摩耗及びこれによ
って発生するゴミなどによる基板の歩溜低下を生じさせ
ると言う問題がある。

他方、ゴミの発生が少なく確実な基板搬送と位置合せを
可能とした本出願人になる特開昭５８−１１８１２５号
のメカニカル搬送方式がある。

これは第１図に示す如きものでベース板上の中央位置に
於いて、スピンドルチャック１を一定高さ位置で昇降す
るように設けしめると共に、スピンドルチャック１を中
心とする左右対称位置方向にこれと関連して移動する１
対のフォーク３．３′をベース板１０上の一定高さ位置
に設け、且つ各フォークはフォークを支持してなる水平
支持アーム４．４′との間をスピンドルチャック１上に
保持した基板が通過するに充分な立体空間との構成とな
し、またフォーク３は基板２の周縁の一部と一致する切
欠円を有する位置決めフック５を設け１、且つフォーク
３．３′及びスピンドルチャックｌには真空孔を穿設し
て基板を吸引止着する構成である。

ところで、この作用について説明すると、供給側キャリ
ア１１に収納されている基板２は供給側搬送チャック９
によシ基板受は台６まで搬送されてその位置で待機して
いる。この状態のときスピンドルチャック１は基板２を
保持して回転処理が行われているのであり、今スピンド
ルチャック１上の基板２の処理が終了するとスピンドル
チャック１は基板２を保持した状態で上限まで上昇する
。しかして、次にシリンダ７を作動させることにより摺
動匣８全体の移動でフォーク支持手段を供給側へ移動さ
せるのであシ、この時フォーク３は供給側搬送チャック
に保持された基板の下方を通って移動し、またスピンド
ルチャック１に保持された基板２を挾むように収納側フ
ォーク３′と収納側アーム４′が通過するものとなる。

次に供給側搬送チャック９の真空を切シ下方へ降下させ
ると共に、スピンドルチャック１の真空も切って同時に
下降させるのであり、この時供給側搬送チャック９上の
基板は、受は台６上へ、またスピンドルチャック１上の
基板は収納側フォーク３′上へ移る。このときフォーク
真空孔で吸引して基板２を固定する。しかして、シリン
ダ７を移動させると供給側フォーク３の位置決めフック
５により受は台６上の基板は位置決めフック５に引っか
けられて受は台６上を滑りながらスピンドルチャックｌ
側へ搬送されるのであ）、基板２が受は台６より離れる
と位置決めフック５によシ位置決めされた状態で基板２
は真空孔によって供給側フォーク３に保持されスピンド
ルチャック上まで搬送されるものとなる。

一方収納側フオークが上の基板は収納側エレベータ−（
図示していない）中に入った状態となるのであシ、この
状態でフォーク３．３′の真空孔の真空を切りスピンド
ルチャックｌを上限まで上昇させると共に収納側キャリ
ア１２を１ピツチ上昇せしめ、フォーク３．３１上の各
基板をスピンドルチャックｌおよび収納側キャリア１２
上へ移動せしめる。このさいスピンドルチャック１上の
基板は上昇中に真空孔にてイ吊持されてなる。

シリンダ７を再移動させフォーク待機位置まで戻してそ
の位置で停止させるのであシ、スピンドルチャック１は
下限まで下降させて回転処理し、以後は同様にして繰り
返えされるのである。

上記のメカ式搬送機構による搬送位置決め方法は、従来
方式のエアー及びＯ−リング搬送の欠点をカバーし、安
定性が高くゴミの発生量が少ないなど大幅な改善がなさ
れるものの、受は台６上の基板を搬送フォーク３上に設
けた位置決めフック５にて引っかけながら受けとり、こ
れにより位置決めするため基板の後縁部で衝突が起るの
であり、従って依然衝突による基板周縁部の傷付きや破
損が起り得るものとなる。

本発明は上記の如き従来技術の欠点を全面的に解決せん
とするものであって、即ち本発明によれば基板の周縁部
に対する接触および衝突が皆無となり傷付や破損を完全
防止できるのであシ、その特徴とするところは基板供給
キャリアとスピンドルチャック間に於ける供給キャリア
寄りで搬送中の基板周縁部を非接触の上下方向で挾むよ
うにした少くとも２個のセンサーで検出し、これにより
ずれ量を検出すると共に基板を前後左右方向へ適宜移動
するようになさしめて、基板の適正な位置合せが自動的
に行われるようになさしめることにある。

以下、本発明実施の一例を第２図以下の添附図面にもと
づいて説明する。

第２図は本発明装置の部分破断斜視図であって、第１図
のものに比べてフォーク３に位置決めフック５を有さな
いこと、及び該図で搬送チャック９及び基板受は台６の
代シに自動位置合せ装置１５が設けられることを除いて
は同一の構成である。

第３図は自動位置合せ装置１５ヲ側面から見た略式図で
あって、以下これについて説明する。

自動位置合せ装置１５は平面内を夫々れ単独に前後左右
方向へ移動するＸテープ／Ｌ／１６、Ｙテープ／ｌ／　
１７と該Ｙテーブル上で上下動を可能とした搬送チャッ
ク１８及びセンサー１９．１９’と光源２０．２σ並び
にコントローラー２１とから（丁り成される。

こ＼にＸ７−−プル１６は台盤２２上に搭載された駆動
用モーター２３が順方向又は逆方向に回動させるに伴い
前後（十ｘ　、　−ｘ　）方向に移動するのである。Ｙ
テーブル１７は上記Ｘテーブル１６上に塔載されておシ
、Ｘテーブル上に取けけられた駆動用モーター２４が順
方向又は逆方向に回転されるに伴い左右（−Ｍ％−Ｆ）
方向に移動するのである。

一方、搬送チャック１８はＹテーブル１７上で上下動可
能としたシリンダー２５を介し設けてあり、１つ搬送チ
ャック１８は基板２の裏面を載置しこれを真空吸着によ
って保持するようになっている。

他方、センサー１９．１９’にはレーザーディテクター
等が使用されるのでろ！１、且つ光源２０．２σにはレ
ーザーダイオード等が使用される。しかして、これらセ
ンサー１９．１９’と光源２０．２０′は基板を挾んで
上下に、且つ基板の搬送（移動）方向軸に関して対称と
なる位置で、しかも使用する各種基板の大きさに対して
基板の周縁部が上記２つのセンサー１９１９’と光源２
０１２σ間を横切ることを満足するように設置されてい
る。

しかして、センサー１９．１９’は基板の周縁部により
遮光されるとデジタル出力をコントローラー２１へ送り
込むようになっており、該コントローラー２１ハセンサ
ー１９．１９′カラテジタル出力を取り込み、このデジ
タル出力に応じた直交方向（Ｘ−Ｙ座標）の位置を求め
、そのＸ−Ｙ座標点より演算処理を行って基板の中心座
標ＯＷ及び基板半径百−を算出するのであυ、該算出結
果に基づいて基準点Ｏに対するＸ、Ｙ方向のずれ量を夫
々ｎ算出すると共に、Ｘテーブル１６、Ｙテープ／Ｌ／
１７の駆動モーター２３．２４に制御信号を送って制御
するようになすのである。このさいコントローラー２１
には予み使用する各種基板の半径が入力されている。

次に上記構成の位置合せ作用について説明する。第４図
（（イ）〜（ハ）は基板の位置ずれ検出方法の説明図で
ある。（イに於いて搬送チャック１８が基板２を供給キ
ャリアから受は取る時の搬送チャック１８の中心座標を
（○、Ｏ）とし、且つ基板の中心を位置合せすべき基準
点Ｏの座標を（ｅｌｏ）とする。また、センサー１９１
９’は搬送チャック１８と基準点Ｏの間の定位置で基板
搬送方向軸（Ｘ軸〕に対しＬの一定距離離して設けであ
る。

今、搬送チャック１８が基板２を吸引止着して位置合せ
すべき基準点Ｏ方向に対しくｐｉ　Ｇ／（（：１（ホ）
の如く移動すると、センサー１９．１９’は基板周縁部
Ａ、Ｂ１Ｃ，Ｄによって遮光されるものとなシ、この時
発生するセンサー出力をコントローラー２１に入力し、
その出力に応じた直交方向位置（Ｘ、Ｙ座標、但しＸ座
標は搬送チャック中心位置、Ｙ座標はセンサー取付は位
置）即ち図示例で（？、　Ｌ）、Ｃ１ｂ、−Ｌ）、１’
、−Ｌ）、ｌｄ、Ｌ）を夫々れ求め、該４点の座標位置
から基板の中心位置ＯＷの座標位置Ｃ７Ｉｂ）と半径Ｒ
ｗを人達により演算処理して求めるのである。

（Ｘ−ａ）　２　＋　（ｙ　−ｂ）　２　；Ｒ２ｗ、　
、　、・■このさい、使用する基板が円の場合及び−図
の点線で示す２′のように位置している場合には、基板
２の全円周縁部にてセンサー１９．１９’が遮光される
ため、■式に対し求めた４つの座標位置から任意の３点
の座標位置（Ａ、ＢＣ或はＢ、、Ｃ，Ｄ或はＡｌＢ、　
Ｄ）を代入することによシ求められる。

ところで、実線のように切欠された基板２が位置してい
る場合にはセンサー１９は基板切欠部Ａ点にて遮光され
ることなり、Ａ点の座標位置を含む３点の座標位置よシ
求めた（氏Ｂ、　ＣとＡ、　Ｃ，ＤとＡ、、Ｂ、Ｄの組
合せ）ａｌｂ、ＲＺＩ＋の値は誤差を含むことになり、
Ｂ、　Ｃ。

Ｄ３点の組合せより求めた’％　’ｓ　Ｒｗ値は基板２
の真の中・Ｕ座標位置（ａＳ”）とＲ−値をボす。

従って、各点の組会せより（こ＼では４種類）夫々れａ
、　ｂ、　Ｒ１ｌ値を求めた後、前記予め入力きれてい
る各種基板のＲ値とを比較することによって基板２の切
欠部を除く３点の組合せを容易に選ぶことができる。

こうして求めた基板中心座標位置（ζｂ）と基準点座標
Ｃｅ、Ｏ’）より、Ｘ、Ｙ軸方向のずれ量△Ｘ１、△ｒ
を夫々れ算出する。

△ｘ　＝　ｌ　−ａ・・・・■ △ｙ＝ｂ　、拳１１＠・・・ｅ■ 上記算出結果に基づいて図（へ）に示す如くＸ軸方向に
△ｘ、Ｙ軸方向に△ｌだけ各Ｘテープ゛　　ル１６、Ｙ
テーブル１７を移動させることにより、基準点０ど基準
中心点ＯＷを合致させることができるのである。

斯くして、位置合せされた基板はフォーク３上に載置さ
れて処理部へ導かれ処理されるものとなるのであシ、こ
れについては特開昭５８−１１８１２５号で説明した通
りである。

本発明は以上の如く基板の搬送途中で基板周縁部の座標
位置を求めて位置合せが行われるようになすのであって
、これには位置決めフォークなどが接触するものではな
く、全く非接触の状態で行われる。従って、特に脆弱な
基板であっても傷付きや破損などのトラブルを生じさせ
ないのであり、基板処理の歩留シ向上と高精度処理の図
れる上で著効を奏するものである。

なお、本発明によれば直径の呼び寸法の異なる基板に対
しても機構の調整、変更なしに搬送及び位置合せを可能
となすことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術のメカニカル搬送に係る搬送位置決め
装置の全体斜視図、第２図は本発明に係る位置決め装置
の全体斜視図、第３図は同装置の側面図、第４図（イ）
〜（べは基板の位置ずれ検出方法の説明図である。 １　・・・スピンドルチャック　　２　日・基板３．３
′　　・・・フォーク　４．４′・・・水平支持アーム
５　・・・位置決めフック　　　６　・・・基板受は台
７・・・シリンダ　　　　　８・・・摺動匣９　・・・
供給側搬送チャック　１１　・・・供給側キャリア１２
・・・収納側キャリア　　１５・・・自動位置合せ装置
１６　　・−Ｘチー　プル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板供給キャリアとスピンドルチャック間に於け
   る供給キャリア寄りで搬送中の基板周縁部を非接触の上
   下方向で挾むようになした少くとも２個のセンサーで検
   出し、これによりずれ量を算出すると共に基板を前後左
   右方向へ適宜自動移動するようになさしめて、基板の適
   正な位置合せが行われるようになすことを特徴とした基
   板の自動位置合せ方法。
2. （２）基板供給キャリアとスピンドルチャック間に於け
   る供給キャリア寄り位置に、基板を真空吸着して上下動
   可能な搬送チャックを備えると共に、前後左右の水平方
   向へ夫々れ単独に移動できるようになしたＸ、Ｙテーブ
   ル、及び基板の搬送方向で基板周縁部を非接触の上下方
   向で挾むようにした２個のセンサーを基板移動方向軸に
   関して対称となる位置で、且つ各種基板の大きさに対し
   て基板周縁部が前記２個のセンサー及び光源間を横切る
   ことを満足するような距離間に設け、また基板が移動す
   るときの基板周縁部に関するセンサー信号に基づいてこ
   れを検出し、直交方向（Ｘ−Ｙ座標）の位置を求めると
   共に、基準点に対する基板のずれ量を算出し、これに基
   づいて前記Ｘ、Ｙテーブルを適宜前後左右方向へ移動さ
   せて制御するコントローラを設けしめたことを特徴とす
   る基板の自動位置合せ装置。