KR101859809B1 - 기판 검출 장치, 기판 검출 방법 및 기판 처리 시스템 - Google Patents

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는, 복수매의 기판을 다단으로 보유 지지하여 반송을 행하는 다단 반송에 있어서, 적은 센서에 의해 확실하게 기판의 유무나 위치 어긋남을 검출하는 것이다. 광학 센서(21)는 광을 조사하는 투광부(23)와, 투광부(23)로부터의 광을 수광하는 수광부(25)를 갖는다. 투광부(23)와 수광부(25)는 투광부(23)로부터 수광부(25)에 조사되는 광의 광축(27)이 지지부(13)에 다단으로 지지된 웨이퍼(W)의 상면 또는 하면(거의 수평)에 대해, 수직을 제외한 소정의 각도 θ로 교차하도록 배치되어 있다. 백색 화살표의 방향으로 반송 아암(11a)의 지지부(13)를 진출시킨 경우에, 투광부(23)로부터의 광은, 최하단의 웨이퍼(W)로부터 최상단의 웨이퍼(W)에, 순차적으로, 정상 반송 상태의 웨이퍼(W)에 있어서의 좌우의 단부 부근에 조사된다.

Description

기판 검출 장치, 기판 검출 방법 및 기판 처리 시스템{SUBSTRATE DETECTION APPARATUS, SUBSTRATE DETECTION METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM}
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 기판을 반송할 때에, 기판의 유무나 위치 어긋남을 검출하는 기판 검출 장치, 기판 검출 방법 및 상기 기판 검출 장치를 구비한 기판 처리 시스템에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 과정에서는, 반도체 웨이퍼 등의 기판에 대해, 성막이나 에칭 등의 다양한 처리가 반복해서 행해진다. 이들 처리를 행하는 반도체 제조 장치에는, 상이한 내용의 처리를 행하는 처리 장치가 조합된 기판 처리 시스템이 사용되고 있다. 이와 같은 기판 처리 시스템에는, 복수의 처리 장치 사이를 포함하는 시스템 내의 기판의 반송 및 다른 기판 처리 시스템과의 사이에서 기판의 수수 등을 행하기 위해, 하나 또는 복수의 기판 반송 장치가 설치되어 있다.
기판 반송 장치는, 예를 들어 신축, 굴신, 선회, 승강 등의 동작을 행할 수 있도록 구성된 반송 아암을 갖고 있다. 그리고, 기판 반송 장치는, 반송 아암의 선단에 설치된 지지부에 의해 기판을 보유 지지함으로써 기판의 반송을 행하도록 되어 있다.
반송 도중에는, 다양한 요인에 의해, 본래, 지지부에 보유 지지되어 있어야 하는 기판이 존재하지 않는 결실이나, 기판이 지지부의 소정의 위치로부터 벗어난 상태에서 반송되는 위치 어긋남이 발생하는 경우가 있다. 기판의 결실이나 허용 범위를 초과하는 위치 어긋남이 발생하면, 기판 처리 시스템 내에서의 기판의 이송, 예를 들어 처리 장치와 기판 반송 장치 사이에서의 기판의 수수나, 다른 기판 처리 시스템과의 사이에서의 기판의 수수가 정확하게 행해지지 않게 된다. 그 결과, 성막이나 에칭 등의 처리의 정밀도나 스루풋이 저하되어 수율의 저하를 초래하는 원인으로 된다. 또한, 과도한 위치 어긋남에 의해, 반송 도중에 반송 경로상의 부재에 기판이 접촉하여 파손되거나, 기판이 보유 지지 부재로부터 낙하하는 등의 사고를 야기하는 경우도 있다.
반송 도중에 지지부에서의 기판의 유무나 위치 어긋남을 검출하기 위해, 광학 센서를 사용하는 기술이 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에서는, 반송되는 원형 기판의 표면에 대해 광축이 수직한 광을 조사하고, 원형 기판이 광축을 가로지를 때의 신호 변화를 좌표 변환하여 가상 원의 중심 좌표를 구하고, 위치 어긋남량을 연산하는 방법이 제안되어 있다.
또한, 특허문헌 2 및 특허문헌 3에서는, 반송되는 기판의 표면에 대해 광축이 경사지도록 광을 조사함으로써, 기판의 유무나 위치 어긋남을 검출하는 제안이 이루어져 있다. 그러나, 특허문헌 2, 3의 기술은, 복수매의 기판을 다단으로 보유 지지하여 반송을 행하는 경우에, 각 단의 기판에 대해, 각각 개별로 광학 센서를 설치할 필요가 있다.
일본 특허 공개 소 64-57104호 공보 일본 특허 공개 평 10-84028호 공보 일본 특허 공개 평 11-214481호 공보
특허문헌 2, 3과 같이, 복수매의 기판을 다단으로 보유 지지하여 반송을 행하는 경우에, 기판마다 전용의 광학 센서를 설치하여 반송 도중의 위치를 파악하고자 하면, 광학 센서를 설치하는 장소나 비용이 필요하게 되어, 풋프린트의 증대나 비용의 증가를 초래하게 된다. 특히, 기판 처리 시스템의 한정된 반송 스페이스 내에서, 다수의 광학 센서를 기판의 매수에 따라 배치하는 것에는 큰 제약이 수반된다.
따라서, 본 발명은, 복수매의 기판을 다단으로 보유 지지하여 반송을 행하는 다단 반송에 있어서, 적은 센서에 의해 확실하게 기판의 유무나 위치 어긋남을 검출한다.
본 발명의 기판 검출 장치는, 복수매의 원판 형상의 기판을 서로의 수직 간격을 두고 다단으로 지지하는 지지부를 구비한 반송 장치에 있어서의 상기 지지부의 미리 정해진 위치에 상기 기판이 정상적으로 지지되어 있는지의 여부를 검출하는 것이다. 본 발명의 기판 검출 장치는, 광을 조사하는 투광부와 상기 투광부로부터의 광을 수광하는 수광부를 갖는 광학 센서를 복수 포함하고 있다. 그리고, 본 발명의 기판 검출 장치는, 복수매의 상기 기판이 상기 지지부의 미리 정해진 위치에 정상적으로 지지된 상태에서 일괄 반송되는 동안에, 상기 투광부로부터의 광이, 복수매의 상기 기판의 각각에 의해 순차적으로 차단되도록, 적어도 한 쌍의 상기 광학 센서가 배치되어 있다.
본 발명의 기판 검출 장치에 있어서, 적어도 한 쌍의 상기 광학 센서는, 복수매의 상기 기판이 상기 지지부의 미리 정해진 위치에 정상적으로 지지된 상태에서 일괄 반송되는 동안에, 상기 투광부로부터 상기 수광부에 조사되는 광의 광축이, 각각, 상기 기판의 상면 또는 하면에 대해 수직을 제외한 각도로 교차하고, 또한 상기 투광부로부터의 광이, 상기 기판에 있어서 반송 방향에 대해 직교하는 방향의 양단부 부근에 조사되도록 배치되어 있어도 된다.
본 발명의 기판 검출 장치는, 복수매의 상기 기판이 일괄 반송되는 동안에, 적어도 한 쌍의 상기 광학 센서가, 최하부에 배치된 상기 기판으로부터 최상부에 배치된 상기 기판에 순차적으로 광을 조사하는 것이어도 되고, 또는, 최상부에 배치된 상기 기판으로부터 최하부에 배치된 상기 기판에 순차적으로 광을 조사하는 것이어도 된다.
본 발명의 기판 처리 시스템은, 복수매의 원판 형상의 기판을 서로의 수직간격을 두고 다단으로 지지하는 지지부를 갖는 반송 장치와, 상기 반송 장치에 있어서의 상기 지지부의 미리 정해진 위치에 상기 기판이 정상적으로 지지되어 있는지의 여부를 검출하는 기판 검출 장치를 포함하고 있다. 본 발명의 기판 처리 시스템에 있어서, 상기 기판 검출 장치는, 광을 조사하는 투광부와 상기 투광부로부터의 광을 수광하는 수광부를 갖는 광학 센서를 복수 포함하고 있다. 그리고, 본 발명의 기판 처리 시스템은, 복수매의 상기 기판이 상기 지지부의 미리 정해진 위치에 정상적으로 지지된 상태에서 일괄 반송되는 동안에, 상기 투광부로부터의 광이, 복수매의 상기 기판의 각각에 의해 순차적으로 차단되도록, 적어도 한 쌍의 상기 광학 센서가 배치되어 있다.
본 발명의 기판 처리 시스템에 있어서, 적어도 한 쌍의 상기 광학 센서는, 상기 반송 장치에 의해, 복수매의 상기 기판이 상기 지지부의 미리 정해진 위치에 정상적으로 지지된 상태에서 일괄 반송되는 동안에, 상기 투광부로부터 상기 수광부에 조사되는 광의 광축이, 각각, 상기 기판의 상면 또는 하면에 대해 수직을 제외한 각도로 교차하고, 또한 상기 투광부로부터의 광이, 상기 기판에 있어서, 반송 방향에 대해 직교하는 방향의 양단부 부근에 조사되도록, 배치되어 있어도 된다.
본 발명의 기판 처리 시스템은, 상기 반송 장치에 의해, 복수매의 상기 기판이 일괄 반송되는 동안에, 적어도 한 쌍의 상기 광학 센서가, 최하부에 배치된 상기 기판으로부터 최상부에 배치된 상기 기판에 순차적으로 광을 조사하는 것이어도 되고, 또는, 최상부에 배치된 상기 기판으로부터 최하부에 배치된 상기 기판에 순차적으로 광을 조사하는 것이어도 된다.
본 발명의 기판 처리 시스템은, 상기 기판의 반송에 수반되는, 적어도 한 쌍의 상기 광학 센서에 있어서의 상기 수광부의 검출 신호의 변화와, 상기 지지부의 이동량에 기초하여, 상기 기판의 유무 및 상기 기판의 위치 어긋남 중 적어도 어느 하나를 검출하는 것이어도 된다.
본 발명의 기판 처리 시스템에 있어서, 상기 투광부는, 스폿 광을 조사하는 것이어도 된다. 이 경우, 상기 검출 신호의 변화는, 상기 스폿 광이 상기 기판에 의해 차광될 때 및 상기 수광부에 재입광될 때의 신호 변화이어도 된다.
본 발명의 기판 처리 시스템에 있어서, 상기 투광부는, 광을 미리 정해진 폭으로 조사하는 것이어도 된다. 이 경우, 상기 검출 신호의 변화는, 상기 미리 정해진 폭의 광의 전부 또는 일부분이 상기 기판에 의해 차광될 때 및 상기 수광부에 재입광될 때의 신호의 변화이어도 된다.
본 발명의 기판 처리 시스템은, 상기 검출 신호를 데이터 처리하는 데이터 처리부를 더 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 상기 데이터 처리부는, 상기 검출 신호의 변화를, 상하에 다단으로 배치된 복수매의 상기 기판의 양단부 부근의 윤곽 형상을 동일 평면에 투영한 복수의 원호 형상의 데이터로 변환하는 것이어도 된다. 또한, 상기 데이터 처리부는, 상기 복수의 원호 형상의 데이터로부터, 원호의 기점 및 인접하는 원호의 교점과 원호의 정점의 위치 좌표를 추출해도 된다.
본 발명의 기판 처리 시스템에 있어서, 상기 데이터 처리부는, 상기 원호 형상의 데이터를 2회 미분한 후에, 포물선 근사 처리하여, 상기 기점 및 상기 교점의 위치 좌표를 추출해도 된다.
본 발명의 기판 처리 시스템에 있어서, 상기 데이터 처리부는, 상기 원호 형상의 데이터를 포물선 근사 처리하여, 상기 정점의 위치 좌표를 추출해도 된다.
본 발명의 기판 검출 방법은, 상기 어느 한쪽의 기판 검출 장치를 사용하여, 적어도 한 쌍의 상기 광학 센서에 있어서의 상기 수광부의 검출 신호의 변화와, 상기 지지부의 이동량에 기초하여, 상기 기판의 유무 및 상기 기판의 위치 어긋남 중 적어도 어느 하나를 검출하는 것이다.
본 발명에 따르면, 복수매의 기판을 다단으로 보유 지지하여 반송을 행하는 다단 반송에 있어서, 적은 수의 센서에 의해 확실하게 기판의 유무나 위치 어긋남을 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템의 개략 구성도이다.
도 2a는 도 1에 도시한 기판 처리 시스템의 제어부의 하드웨어 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 2b는 도 1에 도시한 기판 처리 시스템의 제어부의 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 센서부의 구성을 지지부의 동작과의 관계로 설명하는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서, 지지부에 정상적으로 지지된 5매의 반도체 웨이퍼를, 투광부의 시점으로부터 광축을 따라 본 상태를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 5는 도 4의 A부의 확대도이다.
도 6은 제1 실시 형태에 관한 센서부의 다른 구성예를 설명하는 모식도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 센서부의 구성을 지지부의 동작과의 관계로 설명하는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서, 지지부에 정상적으로 지지된 5매의 반도체 웨이퍼를, 투광부의 시점으로부터 광축을 따라 본 상태를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 9a는 좌측에 배치된 광학 센서로부터의 원호 형상의 출력 신호를 나타내는 그래프이다.
도 9b는 우측에 배치된 광학 센서로부터의 원호 형상의 출력 신호를 나타내는 그래프이다.
도 10은 도 9a 및 도 9b에 나타내는 원호 형상의 출력 신호를 합성한 그래프이다.
도 11은 도 9a 및 도 9b에 나타내는 원호 형상의 출력 신호를 좌표 변환하여 얻어지는 5개의 가상 원을 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 데이터 처리 수순의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 13은 출력 데이터의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14는 출력 데이터를 2회 미분하여 얻어지는 피크를 나타내는 도면이다.
도 15는 역치 처리의 설명도이다.
도 16은 포물선 근사 처리의 설명도이다.
도 17은 출력 데이터로부터 원호 부분을 추출하는 과정을 나타내는 설명도이다.
도 18은 도 17에서 얻어진 원호 부분에 대한 포물선 근사 처리의 설명도이다.
도 19는 지지부에 지지된 1매째의 반도체 웨이퍼의 중심 좌표와 반경을 산출하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 20은 지지부에 지지된 2매째의 반도체 웨이퍼의 중심 좌표와 반경을 산출하는 방법을 설명하는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
[기판 처리 시스템]
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템(1)의 개략 구성도이다. 기판 처리 시스템(1)은 5개의 프로세스 모듈(3)과, 진공 반송실(5)과, 2개의 로드 로크실(7)과, 대기압 반송실(9)을 갖는다.
<프로세스 모듈>
각 프로세스 모듈(3)에서는, 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 「웨이퍼」라고 기재함)(W)에 대해 원하는 처리가 행해진다. 프로세스 모듈(3)은 도시하지 않은 배기 장치에 의해 원하는 감압 상태로 유지되어 있다.
<진공 반송실>
진공 반송실(5)은 게이트 밸브(GV)를 통해, 각 프로세스 모듈(3) 및 각 로드 로크실(7)에 연결되어 있다. 진공 반송실(5)에는, 서로 간격을 두고 상하에 다단으로 배치된 웨이퍼(W)를 일괄 반송하는 반송 장치(11)가 배치되어 있다. 반송 장치(11)는 굴신, 선회, 승강 및 직선 이동이 가능하게 구성된 반송 아암(11a)을 갖고 있고, 반송 아암(11a)은 다단으로 구성된 지지부(13)를 갖고 있다. 반송 장치(11)는 반송 아암(11a)의 지지부(13)를 진출·퇴피시킬 때의 위치를 파악하기 위한 인코더(도시 생략)를 갖고 있다. 반송 장치(11)는 각 프로세스 모듈(3)과 진공 반송실(5) 사이 및 진공 반송실(5)과 로드 로크실(7) 사이에서, 지지부(13)에 의해 웨이퍼(W)를 다단으로 지지하고, 일괄 반송한다.
또한, 진공 반송실(5) 내의, 각 프로세스 모듈(3)과의 연결 부분의 근방 위치에는, 반송 장치(11)의 지지부(13)에 의해 다단으로 지지되어 일괄 반송되는 웨이퍼(W)의 유무 또는 위치 어긋남을 검출하기 위한 센서부(20)가 설치되어 있다. 센서부(20)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.
<로드 로크실>
로드 로크실(7)은 진공 분위기와 대기 분위기를 절환 가능하도록 구성되어 있다. 로드 로크실(7)과 대기압 반송실(9)의 연결부에는, 게이트 밸브(GV)가 설치되어 있다.
<대기압 반송실>
대기압 반송실(9)에는, 웨이퍼(W)를 보유 지지하는 반송 장치(15)가 설치되어 있다. 반송 장치(15)는 굴신, 선회, 승강 및 직선 이동이 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 대기압 반송실(9)에는, 4개의 포트(17)가 연결되어 있다. 각 포트(17)에는, 웨이퍼(W)를 복수매 수용할 수 있는 카세트(C)가 적재된다.
<제어부>
또한, 기판 처리 시스템(1)은 제어부(30)를 구비하고 있다. 기판 처리 시스템(1)의 각 구성부는, 각각 제어부(30)에 접속되어, 제어부(30)에 의해 제어된다. 제어부(30)는 전형적으로는 컴퓨터이다. 도 2a는, 도 1에 도시한 제어부(30)의 하드웨어 구성의 일례를 도시하고 있다. 제어부(30)는 주제어부(101)와, 키보드, 마우스 등의 입력 장치(102)와, 프린터 등의 출력 장치(103)와, 표시 장치(104)와, 기억 장치(105)와, 외부 인터페이스(106)와, 이들을 서로 접속하는 버스(107)를 구비하고 있다. 주제어부(101)는 CPU(중앙 처리 장치)(111), RAM(랜덤 액세스 메모리)(112) 및 ROM(리드 온리 메모리)(113)을 갖고 있다. 기억 장치(105)는 정보를 기억할 수 있는 것이라면, 그 형태는 상관없지만, 예를 들어 하드 디스크 장치 또는 광 디스크 장치이다. 또한, 기억 장치(105)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체(115)에 대해 정보를 기록하고, 또한 기록 매체(115)로부터 정보를 판독하도록 되어 있다. 기록 매체(115)는 정보를 기억할 수 있는 것이라면, 그 형태는 상관없지만, 예를 들어 하드 디스크, 광 디스크, 플래시 메모리 등이다. 기록 매체(115)는 웨이퍼(W)에 대한 처리 방법의 레시피를 기록한 기록 매체이어도 된다.
제어부(30)에서는, CPU(111)가, RAM(112)을 작업 영역으로서 사용하여, ROM(113) 또는 기억 장치(105)에 저장된 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리 시스템(1)에 있어서 웨이퍼(W)에 대한 처리를 실행할 수 있도록 되어 있다. 구체적으로는, 제어부(30)는 기판 처리 시스템(1)에 있어서, 예를 들어 웨이퍼(W)의 반송이나, 웨이퍼(W)에 대한 처리 등에 관계되는 각 구성부[반송 장치(11), 반송 장치(15), 센서부(20), 각 프로세스 모듈(3) 등]를 제어한다.
도 2b는 제어부(30)에 있어서의 웨이퍼(W)의 유무의 검출이나 위치 어긋남의 검출에 관련되는 기능을 도시하는 기능 블록도이다. 도 2b에 도시한 바와 같이, 제어부(30)는 데이터 변환부(121)와, 연산부(122)와, 판정부(123)와, 입출력 제어부(124)를 구비하고 있고, 데이터 변환부(121)와 연산부(122)는 데이터 처리부(120)를 구성하고 있다. 제어부(30)에 의한 처리는, CPU(111)가, RAM(112)을 작업 영역으로서 사용하여, ROM(113) 또는 기억 장치(105)에 저장된 소프트웨어(프로그램)를 실행함으로써 실현된다. 또한, 제어부(30)는 다른 기능도 갖고 있지만, 여기서는 설명을 생략한다.
(데이터 변환부)
데이터 변환부(121)는, 예를 들어 후술하는 바와 같이, 센서부(20)의 광학 센서에 있어서의 수광부에서 검출되는 검출 신호와 반송 아암(11a)의 인코더 값 등을 수취하고, 좌표 변환을 행하는 등, 소정의 출력 신호로 변환하는 처리를 행한다.
(연산부)
연산부(122)는 데이터 변환부(121)로부터의 출력 신호에 기초하여, 예를 들어 웨이퍼(W)의 중심 위치를 구하거나, 위치 어긋남량을 산출하거나, 각종 연산 처리를 실시한다.
(판정부)
판정부(123)는 데이터 처리부(120)에서의 데이터 처리의 결과에 기초하여, 웨이퍼(W)의 유무나, 위치 어긋남의 유무를 판정한다.
(입출력 제어부)
입출력 제어부(124)는 입력 장치(102)로부터의 입력의 제어나, 출력 장치(103)에 대한 출력의 제어나, 표시 장치(104)에 있어서의 표시의 제어나, 외부 인터페이스(106)를 통해 행하는 외부와의 데이터 등의 입출력의 제어를 행한다.
[센서부]
이어서, 도 3∼도 6을 참조하면서, 기판 검출 장치로서의 센서부(20)에 대해 상세하게 설명한다. 센서부(20)는 복수매의 웨이퍼(W)를 서로의 수직 간격을 두고 다단으로 지지하는 지지부(13)를 갖는 반송 아암(11a)에 있어서 지지부(13)의 소정 위치에 웨이퍼(W)가 정상적으로 지지되어 있는지의 여부를 광학적 수단에 의해 검출한다.
<제1 실시 형태>
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 센서부(20)의 구성을, 복수매의 웨이퍼(W)를 다단으로 지지하는 지지부(13)의 동작과의 관계에서 설명하는 모식도이다. 본 실시 형태에서는, 반송 장치(11)의 반송 아암(11a)의 선단에 설치된 지지부(13)는 위로부터 아래로 5단의 핸드(13a, 13b, 13c, 13d, 13e)를 갖고 있다. 각 핸드(13a, 13b, 13c, 13d, 13e)에는, 각각 웨이퍼(W)가 거의 수평하게 적재되고, 지지된다. 이와 같이, 본 실시 형태에 있어서, 지지부(13)는 최대로 5매의 웨이퍼(W)를 다단으로 지지한 상태에서, 예를 들어 프로세스 모듈(3)에 일괄 반송한다. 도 3에 있어서, 백색 화살표는, 지지부(13)의 진출 방향을 의미하고 있고, 그 반대의 방향이 지지부(13)의 퇴피 방향을 의미한다. 또한, 지지부(13)의 진출 및 퇴피의 방향을 Y 방향(반송 방향)이라고 하고, 수평면상에서 Y 방향에 직교하는 방향을 X 방향[반송되는 웨이퍼(W)의 폭 방향]이라고 한다. 또한, 다단 일괄 반송에 있어서의 핸드의 수[웨이퍼(W)의 매수]는 5개(5단)로 한정되는 것은 아니다.
도 3에 도시한 바와 같이, 광학 센서(21)는 광을 조사하는 투광부(23)와, 투광부(23)로부터의 광을 수광하는 수광부(25)를 갖는다. 본 실시 형태에 있어서, 투광부(23)는 예를 들어 레이저광 등의 스폿 광을 수광부(25)를 향해 조사한다. 수광부(25)는 예를 들어 포토다이오드나 CCD 등의 수광 소자(도시 생략)를 구비하고 있고, 투광부(23)로부터 조사된 광을 수광하여 전기적인 검출 신호로 변환한다. 수광부(25)의 검출 신호는 처리를 위해, 제어부(30)에 보내진다.
도 4는 지지부(13)의 핸드(13a∼13e)의 소정 위치에 5매의 웨이퍼(W)가 정상적으로 지지된 상태(이하, 「정상 반송 상태」라고 기재하는 경우가 있음)에 있어서, 5매의 웨이퍼(W)를, 투광부(23)의 시점으로부터 광축(27)을 따른 방향에서 본 상태를 모식적으로 도시하고 있다. 도 4 중의 백색 화살표는, 지지부(13)의 진출 방향을 의미하고 있고, 그 반대 방향이 지지부(13)의 퇴피 방향을 의미한다. 센서부(20)는 X 방향으로 병렬로 배치된 좌우 한 쌍의 광학 센서(21)를 갖고 있다. 도 4에서는, 설명의 편의상, 백색 화살표로 나타내는 웨이퍼(W)의 진출 방향을 기준으로, 진출 방향을 향하여 좌측의 광학 센서를 부호 21A로 나타내고, 진출 방향을 향하여 우측의 광학 센서를 부호 21B로 나타내고 있다. 도 5는 도 4의 A부의 확대도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 투광부(23)와 수광부(25)는 투광부(23)로부터 수광부(25)에 조사되는 스폿 광의 광축(27)이 지지부(13)에 다단으로 지지된 웨이퍼(W)의 상면 또는 하면(거의 수평)에 대해, 수직(90°)을 제외한 소정의 각도 θ로 교차하도록 배치되어 있다. 웨이퍼(W)의 상면 또는 하면에 대한 광축(27)의 각도 θ는, 지지부(13)의 핸드(13a∼13e)의 수직 간격에 따라 설정할 수 있지만, 본 실시 형태에서는, 각도 θ는, 예를 들어 60°∼80°의 범위 내, 바람직하게는 65°∼75°, 구체적으로는 예를 들어 70°로 설정되어 있다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 투광부(23)로부터의 광을, 정상 반송 상태의 웨이퍼(W)에 있어서의 X 방향의 양단부 P0 부근에 조사할 수 있도록, 한 쌍의 광학 센서(21A, 21B)가 좌우에 배치되어 있다. 또한, X 방향의 양단부 P0은, 원판 형상의 웨이퍼(W)의 직경에 상당하는 거리로 X 방향으로 이격된 웨이퍼(W)의 좌우의 단부이다. 각 투광부(23)로부터의 스폿 광의 광축(27)은 각 웨이퍼(W)의 X 방향의 양단부 P0으로부터, 각각, 예를 들어 3∼10㎜의 범위 내, 바람직하게는 5㎜ 정도, X 방향으로 내측의 위치에 교차하도록 설정되어 있다. 본 실시 형태에서는, 각 웨이퍼(W)의 X 방향의 양단부 P0으로부터, 각각 5㎜ 내측에서 광축(27)과 교차하는 것으로 한다.
상술과 같이, 웨이퍼(W)의 상면 또는 하면에 대한 광축(27)의 각도 θ를, 90°로 하지 않고, 예를 들어 60°∼80°의 범위 내의 각도로 경사지도록 투광부(23)와 수광부(25)를 배치함으로써, 도 3 및 도 4의 백색 화살표의 방향으로 반송 아암(11a)의 지지부(13)를 진출시킨 경우에, 최하단의 웨이퍼(W)로부터 최상단의 웨이퍼(W)로, 순차적으로, 투광부(23)로부터의 광을 조사할 수 있다. 즉, 정상 반송 상태에서는, 한 쌍의 투광부(23)로부터의 한 쌍의 광은, 먼저, 최초로 핸드(13e)에 지지된 최하단의 웨이퍼(W)의 X 방향의 양단부 P0 부근에 의해, 각각 차단된 후, 수광부(25)에 재입광한다. 이어서, 한 쌍의 광은, 핸드(13d)에 지지된 아래로부터 2단째의 웨이퍼(W)의 X 방향의 양단부 P0 부근에 의해, 각각 차단된 후, 수광부(25)에 재입광한다. 또한, 아래로부터 3단째, 아래로부터 4단째, 아래로부터 5단째(최상단)의 웨이퍼(W)의 순서대로, 한 쌍의 광은, 각 웨이퍼(W)의 X 방향의 양단부 P0 부근에 의해, 각각 차광된 후에 수광부(25)에 재입광되는 것이 반복된다. 예를 들어, 웨이퍼(W)가 정상 반송 상태에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 핸드(13b)에 지지된 아래로부터 4단째의 원판 형상의 웨이퍼(W)의 X 방향의 편측의 단부 P0 부근에서는, 투광부(23)로부터의 스폿 광이 웨이퍼(W)의 엣지상의 부위 P1에서 차광되고, 부위 P2 의 바로 뒤에서 수광부(25)에 재입광한다. 즉, 스폿 광은, 부위 P1∼P2의 사이에서 차광된다. 웨이퍼(W)의 X 방향의 반대측의 단부 P0 부근에서도 마찬가지이다.
그리고, 수광부(25)에서는, 원판 형상의 웨이퍼(W)의 X 방향의 양단부 P0 부근에서, 투광부(23)로부터의 스폿 광이 차광될 때 및 재입광될 때의 검출 신호의 변화를 데이터 처리부(120)에 보낸다. 그러나, 정상 반송 상태가 아닌, 예를 들어 아래로부터 4단째의 핸드(13b)에 웨이퍼(W)가 존재하지 않는 경우나, 웨이퍼(W)가 5㎜를 초과하여 X 방향으로 크게 위치 어긋나 있는 경우에는, 적어도 편측의 광학 센서(21A) 또는 광학 센서(21B)에 있어서, 광의 차광이 검출되는 경우가 없기 때문에, 수광부(25)에 있어서의 검출 신호는 변화되지 않는다. 이와 같이 하여, 웨이퍼(W)의 유무나, 큰 위치 어긋남을 검출할 수 있다.
또한, 한 쌍의 광학 센서(21A, 21B)는 웨이퍼(W)의 X 방향의 양단부 P0 부근에 배치되어 있는 점에서, 좌우 2개소의 부위 P1, P1 및 좌우 2개소의 부위 P2, P2에서의 검출 신호의 변화와, 그때의 반송 아암(11a)에 있어서의 지지부(13)의 인코더의 값으로부터, 데이터 처리부(120)에서는, XY면(수평면)에 있어서의 부위 P1, P1 및 부위 P2, P2의 위치 좌표를 구할 수 있다. 따라서, 지지부(13)의 핸드(13a∼13e) 상에서의 웨이퍼(W)의 위치 어긋남을 검출할 수 있다. 예를 들어 지지부(13)의 핸드(13a∼13e) 중 어느 하나에 지지된 웨이퍼(W)가 위치 어긋나 있는 경우, 검출 신호가 변화되는 좌우 2개소의 부위 P1, P1 및 좌우 2개소의 부위 P2, P2의 위치 좌표는, 정상 반송 상태의 위치 좌표에 대해 변위된다. 이 위치 좌표의 변위를 검출함으로써, 예를 들어 판정부(123)에 있어서, 지지부(13)의 핸드(13a∼13e)의 소정 위치에 웨이퍼(W)가 정상적으로 지지되어 있는지의 여부를 판정할 수 있다. 또한, 정상 반송 상태에서 검출 신호가 변화되는 좌우 2개소의 부위 P1, P1 및 좌우 2개소의 부위 P2, P2의 위치 좌표는, 미리 실험적으로 측정해 두어도 되고, 또는, 반송 아암(11a)의 인코더의 값과, 핸드(13a∼13e) 상에 있어서의 웨이퍼(W)의 정상적인 지지 위치에 기초하여, 미리 구해 둘 수도 있다.
또한, 원의 중심은, 원주상의 3점의 좌표가 결정되면 계산할 수 있으므로, 데이터 처리부(120)에서는, 부위 P1, P1 및 부위 P2, P2 중 적어도 3개소의 위치 좌표로부터, 검출 대상의 웨이퍼(W)의 중심 좌표를 구할 수 있다(특허문헌 1 참조). 이와 같이 하여 구한 웨이퍼(W)의 중심 좌표를, 정상 반송 상태에 있어서의 웨이퍼(W)의 중심 좌표와 비교함으로써, 위치 어긋남의 유무를 확인할 수 있음과 함께, XY 방향에 있어서의 어긋남량을 계산할 수 있다. 또한, 정상 반송 상태에 있어서의 웨이퍼(W)의 중심 좌표는, 미리 실험적으로 측정해 두어도 되고, 또는, 반송 아암(11a)의 인코더의 값과, 핸드(13a∼13e) 상에 있어서의 웨이퍼(W)의 정상적인 지지 위치에 기초하여, 미리 구해 둘 수도 있다.
도 5에 있어서, 부위 P3 및 부위 P4는, 투광부(23)로부터 광축(27)을 따른 시선에 있어서의, 서로 겹친 인접하는 상하의 웨이퍼(W)의 외관상의 교점을 의미한다. 즉, 부위 P3은, 투광부(23)의 시점으로부터, 아래로부터 3단째의 웨이퍼(W)와 아래로부터 4단째의 웨이퍼(W)의 엣지가 교차하여 보이는 점이며, 부위 P4는, 투광부(23)의 시점으로부터, 아래로부터 4단째의 웨이퍼(W)와 아래로부터 5단째의 웨이퍼(W)의 엣지가 교차하여 보이는 점이다. 본 실시 형태에서는, 정상 반송 상태에 있어서, 투광부(23)로부터의 스폿 광이, 웨이퍼(W)의 X 방향의 단부 P0과, 부위 P3 및 부위 P4와의 사이에 조사되도록 설정하는 것이 바람직하다(도 5 참조). 이와 같은 위치에 스폿 광을 조사함으로써, 수광부(25)에 있어서의 검출 신호의 변화를 이용하여, 웨이퍼(W)의 위치 어긋남의 검출을 정확하게 행할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 웨이퍼(W)의 유무 및 위치 어긋남의 검출은, 지지부(13)를 퇴피시키는 경우에도 행할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 있어서 지지부(13)를 퇴피시키는 경우, 정상 반송 상태에서는, 투광부(23)로부터의 광은, 먼저, 최초로 핸드(13a)에 지지된 최상단의 웨이퍼(W)의 X 방향의 양단부 P0 부근에 의해 차단된 후, 수광부(25)에 재입광한다. 이어서, 핸드(13b)에 지지된 위로부터 2단째의 웨이퍼(W)의 X 방향의 양단부 P0 부근에 의해 차단된 이후에 수광부(25)에 재입광한다. 또한 위로부터 3단째, 4단째, 5단째(최하단)의 웨이퍼(W)의 순서대로, 각 웨이퍼(W)의 X 방향의 양단부 P0 부근에 의해 차광된 후에 수광부(25)에 재입광되는 것이 반복된다. 그러나, 핸드(13a∼13e) 중 어느 하나에 웨이퍼(W)가 존재하지 않는 경우나, 위치 어긋남이 발생하고 있는 경우에는, 수광부(25)의 검출 신호는, 정상 반송 상태에 비해 변화된다. 따라서, 상기와 마찬가지로 하여, 예를 들어 판정부(123)에 있어서, 지지부(13)의 핸드(13a∼13e)에 있어서의 웨이퍼(W)의 유무나, 위치 어긋남의 검출을 행할 수 있다.
또한, 도시는 생략하지만, 도 3과는 반대로, 투광부(23)를 핸드(13e)의 하방에, 수광부(25)를 핸드(13a)의 상방에 배치할 수도 있다. 이 경우, 웨이퍼(W)의 X 방향의 양단부 P0 부근에 의한 차광과 수광부(25)에의 재입광의 순서는, 지지부(13)를 진출시킬 때는, 도 3에 있어서 지지부(13)를 진출시킬 때와 동일한 순서로 되고, 지지부(13)를 퇴피시킬 때는, 도 3에 있어서 지지부(13)를 퇴피시킬 때와 동일한 순서로 된다.
또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 지지부(13)를 진출시키는 경우에, 하방의 수광부(25)가 전방측[지지부(13)에 가까운 측], 상방의 투광부(23)가 안측[지지부(13)로부터 먼 측]으로 되도록 광축(27)을 경사지게 하였지만, 광축(27)은 연직 방향에 대해 Y 방향의 어느 쪽으로 기울여도 된다. 예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이, 지지부(13)를 진출시키는 경우에, 상방의 투광부(23)가 전방측[지지부(13)에 가까운 측], 하방의 수광부(25)가 안측[지지부(13)로부터 먼 측]으로 되도록 광축(27)을 경사지게 할 수도 있다. 이 경우, 웨이퍼(W)의 X 방향의 양단부 P0 부근에 의한 차광과 수광부(25)에의 재입광의 순서는, 지지부(13)를 진출시킬 때도 퇴피시킬 때도, 도 3의 반대로 된다. 또한, 도 6에 있어서 투광부(23)와 수광부(25)를 상하로 역회전시켜도 된다. 그 경우도, 웨이퍼(W)의 X 방향의 양단부 P0 부근에 의한 차광과 수광부(25)에의 재입광의 순서는, 지지부(13)를 진출시킬 때도 퇴피시킬 때도, 도 3의 반대로 된다.
이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 적어도 한 쌍의 광학 센서(21A, 21B)는 광축(27)을 지지부(13)의 진출 및 퇴피의 방향(Y 방향)의 어느 쪽으로 기울인 상태에서, 웨이퍼(W)의 X 방향의 양단부 P0 부근에 광을 조사할 수 있도록, 좌우에 배치하였다. 이러한 구성에 의해, 복수매의 웨이퍼(W)의 다단 일괄 반송에 있어서, 2개의 광학 센서(21A, 21B)로 복수매의 웨이퍼(W)에 관한 유무나 위치 어긋남을 검출할 수 있다.
<제2 실시 형태>
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 기판 검출 장치로서의 센서부(20A)의 구성을, 웨이퍼(W)를 다단으로 지지하는 지지부(13)의 동작과의 관계에서 설명하는 모식도이다. 도 8은 정상 반송 상태의 5매의 웨이퍼(W)를, 투광부(24)의 시점으로부터 광축(27)을 따른 방향에서 본 상태를 모식적으로 도시하고 있다. 도 7 및 도 8에 있어서, 백색 화살표는, 지지부(13)의 진출 방향을 의미하고 있고, 그 반대 방향이 지지부(13)의 퇴피 방향을 의미한다. 지지부(13)의 구성은, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
본 실시 형태에 관한 센서부(20A)는 적어도 한 쌍의 광학 센서(22)를 갖고 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 광학 센서(22)는 광을 조사하는 투광부(24)와, 투광부(24)로부터의 광을 수광하는 수광부(26)를 갖는다. 본 실시 형태에서는, 센서부(20A)로서 길이 측정 센서를 사용하는 점에서, 제1 실시 형태와 상이하다. 즉, 투광부(24)는 예를 들어 레이저광 등을, 소정의 폭의 광[띠 형상 광(28)]으로서 수광부(26)를 향해 조사한다.
도 8에서는, 설명의 편의상, 백색 화살표로 나타내는 웨이퍼(W)의 진출 방향을 기준으로, 진출 방향을 향하여 좌측의 광학 센서를 부호 22A로 나타내고, 진출 방향을 향하여 우측의 광학 센서를 부호 22B로 나타내고 있다. 또한, 도 8에서는, 투광부(24)로부터 폭 D로 조사되는 띠 형상 광(28)을 모식적으로 웨이퍼(W)의 X 방향의 양단부 P0에 겹쳐 나타내고 있다. 수광부(26)는 예를 들어 포토 다이오드나 CCD 등의 수광 소자를 구비하고, 투광부(24)로부터 조사된 띠 형상 광(28)을 수광하여 전기적인 검출 신호로 변환한다. 수광부(26)는 검출 신호를 처리하기 위해 제어부(30)의 데이터 처리부(120)에 검출 신호를 보낸다.
도 7에 도시한 바와 같이, 투광부(24)와 수광부(26)는 투광부(24)로부터 수광부(26)에 조사되는 띠 형상 광(28)의 광축(27)이 지지부(13)에 다단으로 지지된 웨이퍼(W)의 상면 또는 하면(거의 수평한 면)에 대해, 90°를 제외한 소정의 각도 θ로 교차하도록 배치되어 있다. 웨이퍼(W)의 상면 또는 하면에 대한 광축(27)의 각도 θ는, 지지부(13)의 핸드(13a∼13e)의 수직 간격에 따라 적절히 설정할 수 있지만, 본 실시 형태에서는, 각도 θ는, 예를 들어 60°∼80°의 범위 내, 바람직하게는 65°∼75°, 구체적으로는 예를 들어 70°로 설정되어 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 투광부(24)로부터의 띠 형상 광(28)을 정상 반송 상태의 웨이퍼(W)에 있어서의 X 방향의 단부 P0 부근에 조사할 수 있도록, 한 쌍의 광학 센서(22)가 좌우에 배치되어 있다. 도 8에 도시한 바와 같이, 투광부(24)로부터의 띠 형상 광(28)은 각 웨이퍼(W)의 X 방향의 단부 P0을 포함하는 범위에 소정의 폭 D로 조사되도록 설정되어 있다. 예를 들어, 투광부(24)로부터의 띠 형상 광(28)은 각 웨이퍼(W)의 X 방향의 단부 P0을 포함하는 범위에, X 방향으로 예를 들어 7∼15㎜의 범위 내, 바람직하게는 10㎜ 정도의 폭 D로 조사되도록 설정되어 있다. 더욱 구체적으로는, 본 실시 형태에서는, 정상 반송 상태에 있어서, 투광부(24)로부터의 띠 형상 광(28)이 부위 P3 및 부위 P4(도 5 참조)와, X 방향의 단부 P0을 포함하는 범위에 조사되도록 설정하는 것이 바람직하다. 이와 같은 범위에 띠 형상 광(28)을 조사함으로써, 수광부(26)에 있어서의 검출 신호의 변화를 이용하여, 웨이퍼(W)의 위치 어긋남의 검출을 정확하게 행할 수 있다.
상술과 같이, 웨이퍼(W)의 상면 또는 하면에 대한 광축(27)의 각도 θ를 90°로 하지 않고, 예를 들어 60°∼80°의 범위 내로 되도록 투광부(24)와 수광부(26)를 배치함으로써, 도 7 및 도 8의 백색 화살표의 방향으로 반송 아암(11a)의 지지부(13)를 진출시킨 경우에, 최하단의 웨이퍼(W)로부터 최상단의 웨이퍼(W)에, 순차적으로, 투광부(24)로부터의 띠 형상 광(28)을 조사할 수 있다. 즉, 정상 반송 상태에서는, 투광부(24)로부터의 한 쌍의 띠 형상 광(28)은 먼저, 최초로 핸드(13e)에 지지된 최하단의 웨이퍼(W)의 X 방향의 양단부 P0 부근에 의해, 각각 부분적으로 차단된다. 이어서, 한 쌍의 띠 형상 광(28)은 핸드(13d)에 지지된 아래로부터 2단째의 웨이퍼(W)의 X 방향의 양단부 P0 부근에 의해, 각각 부분적으로 차단된다. 한 쌍의 띠 형상 광(28)은 또한 아래로부터 3단째, 아래로부터 4단째, 아래로부터 5단째(최상단)의 웨이퍼(W)의 순서대로, 각 웨이퍼(W)의 X 방향의 양단부 P0 부근에 의해, 각각 부분적인 차광이 반복된다. 동일하게, 한 쌍의 띠 형상 광(28)의 각 수광부(26)에의 부분적인 재입광이 반복된다.
그리고, 각 수광부(26)에서는, 원판 형상의 웨이퍼(W)의 X 방향의 단부 P0 부근에서, 투광부(24)로부터의 띠 형상 광(28)의 폭 D 방향의 일부분이 차광될 때 및 재입광될 때의 검출 신호의 변화를 데이터 처리부(120)에 보낸다.
여기서, 정상 반송 상태에서는, 지지부(13)의 핸드(13a∼13e)에 지지된 5매의 원판 형상의 웨이퍼(W)의 X 방향의 편측의 단부 P0 부근에서는, 투광부(24)로부터의 띠 형상 광(28)이 웨이퍼(W)의 엣지 형상을 따라 부분적으로 차광된다. 그 때문에, 데이터 처리부(120)에서는, 예를 들어 한쪽의 광학 센서(22A)의 수광부(26)에 있어서의 검출 신호와, 반송 아암(11a)의 인코더의 값으로부터, 5매의 웨이퍼(W)의 X 방향에 있어서의 한쪽의 엣지의 윤곽에 근사한 5개의 원호 형상의 데이터가 출력된다. 마찬가지로, 데이터 처리부(120)에서는, 다른 한쪽의 광학 센서(22B)의 수광부(26)에 있어서의 검출 신호와, 반송 아암(11a)의 인코더의 값으로부터, 5매의 웨이퍼(W)의 X 방향에 있어서의 반대측의 엣지의 윤곽에 근사한 5개의 원호 형상의 데이터도 출력된다.
도 9a는 정상 반송 상태에 있어서의, 한 쌍의 광학 센서(22) 중, X 방향의 편측에 배치된 광학 센서(22A)로부터의 출력 데이터를 나타내고, 도 9b는 정상 반송 상태에 있어서의, X 방향의 타측에 배치된 광학 센서(22B)로부터의 출력 데이터를 나타내고 있다. 도 9a, 도 9b에서는, 각각, 5매의 웨이퍼(W)의 X 방향에 있어서의 한쪽의 엣지의 윤곽에 근사한 5개의 원호 형상의 데이터가 출력되어 있다. 또한, 도 9a, 도 9b에 있어서, 종축은, 수광부(26)에 의해 검출되는 길이 측정 폭(수광 폭)이며, 횡축은 반송 아암(11a)의 지지부(13)의 이동량이다. 예를 들어, 핸드(13a∼13e) 중 어느 1개에, 웨이퍼(W)가 존재하지 않는 경우를 상정하면, 그 부분에서는 차광되는 일이 없기 때문에, 수광부(26)에 있어서의 검출 신호는 변화되지 않는다. 따라서, 예를 들어 도 9a, 도 9b에 나타내는 출력 데이터에 있어서, 원호의 수는 4개만 나타난다. 이와 같이 하여, 예를 들어 판정부(123)에 있어서는, 원호 형상의 출력 데이터에 기초하여, 웨이퍼(W)의 유무를 검출하는 것이 가능해진다. 또한, 도 9a 및 도 9b에 있어서, 원호의 높이(즉, 길이 측정 폭의 크기)에 역치를 설정하고, 판정부(123)에서는, 원호의 정점이 당해 역치를 초과하는지의 여부를 판단하여, 웨이퍼(W)의 유무를 검출해도 된다.
도 10은, 도 9a 및 도 9b에 나타내는 원호 형상의 출력 데이터를 합성한 그래프이다. 즉, 도 10은, 한 쌍의 광학 센서(22A, 22B)의 각각으로부터 얻어진 원호 형상의 출력 데이터를, 데이터 처리부(120)에 있어서 합성한 결과를 나타내고 있다. 여기서, 도 10에 있어서의 세로의 파선은, 정상 반송 상태에 있어서의 각 웨이퍼(W)의 X 방향의 단부 P0이 띠 형상 광(28)을 가로지르는 통과 포인트 P5를 의미하고 있다. 각 통과 포인트 P5는, 반송 아암(11a)의 인코더의 값과, 핸드(13a∼13e)의 수직 간격, 한 쌍의 광학 센서(22)의 설치 위치 및 상기 각도 θ 등으로부터 구할 수 있다. 정상 반송 상태라면, 도 10에 나타내는 바와 같이, 합성된 출력 데이터의 각 원호의 정점과, 통과 포인트 P5가, 거의 일치할 것이다. 따라서, 예를 들어 판정부(123)에서는, 합성된 출력 데이터의 각 원호의 정점과, 통과 포인트 P5가, 일치하는지의 여부를 판단함으로써, 웨이퍼(W)의 유무를 검출할 수 있다. 이와 같이, 웨이퍼(W)의 좌우에 배치된 한 쌍의 광학 센서(22)로부터의 검출 신호에 기초하는 출력 데이터를 합성함으로써, 웨이퍼(W)의 유무의 검출을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 도 10에 있어서, 각 통과 포인트 P5에 있어서의 합성된 원호의 높이(즉, 길이 측정 폭의 크기)에 역치를 설정하고, 판정부(123)에서는, 합성된 원호의 정점이 당해 역치를 초과하는지의 여부를 판단함으로써, 웨이퍼(W)의 유무를 검출해도 된다.
도 11은, 데이터 처리부(120)에 있어서, 도 9a 및 도 9b에 나타내는 원호 형상의 출력 데이터를 좌표 변환함으로써, 검출 대상의 5매의 웨이퍼(W)의 평면 형상에 상당하는 5개의 가상 원을 도시한 상태를 나타내고 있다. 이와 같은 가상 원에 기초하여, 예를 들어 허프 변환에 의해 그 중심 좌표 O를 추정할 수 있다. 그리고, 예를 들어 판정부(123)에 있어서, 각 웨이퍼(W)에 상당하는 각 가상 원의 중심 좌표 O를, 정상 반송 상태에 있어서의 각 웨이퍼(W)의 중심 좌표와 비교함으로써, 웨이퍼(W)의 위치 어긋남의 유무를 검출할 수 있다. 또한, 각 웨이퍼(W)에 상당하는 각 가상 원의 중심 좌표 O와, 정상 반송 상태에 있어서의 각 웨이퍼(W)의 중심 좌표로부터, XY면에 있어서의 위치 어긋남량을 계산할 수 있다.
도 9a, 9b∼도 11에 나타낸 출력예는, 간이한 방법으로 웨이퍼(W)의 유무의 검출과 위치 어긋남의 검출을 행할 수 있는 방법으로서 유효하다. 이 경우, 광학 센서(22)로서, 수광부(26)에 CCD 이미지 센서 등의 고정밀도의 수광 소자를 구비한 길이 측정 센서를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 도 9a에 나타낸 출력 데이터와 도 9b에 나타낸 출력 데이터의 차분을 구함으로써, 반송 아암(11a)에 있어서의 지지부(13)의 진출 동작 또는 퇴피 동작에 있어서의 궤적을 검출할 수도 있다. 지지부(13)의 궤적의 확인은, 반송 아암(11a)의 이상의 유무를 검출하는 방법으로서 유효하다.
이어서, 도 12∼도 20을 참조하면서, 본 실시 형태에 관한 센서부(20A)를 사용하여, 웨이퍼(W)의 유무의 검출과 위치 어긋남의 검출을 행하기 위한 또 다른 데이터 처리 수순을 설명한다. 도 12는, 본 데이터 처리 수순의 일례를 나타내는 흐름도이다. 본 데이터 처리 수순은, 예를 들어 스텝 S1부터 스텝 S8까지의 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 스텝 S1∼스텝 S2는, 출력 데이터의 전처리를 행하는 공정이다. 또한, 스텝 S3∼스텝 S5는, 출력 데이터의 원호에 있어서의 기점 또는 인접하는 원호와의 교점(이하, 이들을 단순히 「기점」이라고 기재하는 경우가 있음)을 추출하는 공정이다. 또한, 스텝 S6∼스텝 S7은, 출력 데이터의 원호에 있어서의 정점을 추출하는 처리이다. 본 수순은, 광학 센서(22)의 수광부(26)에, 광량을 검출하는 수광 소자(예를 들어 포토 다이오드 등)를 구비한 길이 측정 센서를 사용하는 경우에 유효하다.
(스텝 S1)
스텝 S1에서는, 데이터 처리부(120)가 웨이퍼(W)의 좌우의 한 쌍의 광학 센서(22A, 22B)에 있어서의 검출 신호를 취득하고, 인코더에 의해 얻어지는 반송 아암(11a)의 지지부(13)의 이동량에 관련지어진 복수의 원호 부분을 갖는 출력 데이터로서 출력한다. 출력 데이터의 일례를 도 13에 나타낸다. 도 13에 있어서, 종축은, 수광부(26)에 의한 길이 측정 폭이며, 횡축은 반송 아암(11a)의 지지부(13)의 이동량이다.
(스텝 S2)
이어서, 스텝 S2에서는, 전처리로서, 출력 데이터의 평활화 처리를 행한다. 평활화 처리의 일례로서, 반송 아암(11a)의 지지부(13)의 규정 범위의 이동량에 상당하는 출력 데이터로부터 최댓값과 최솟값을 제외한 나머지의 데이터의 평균값을 구해도 된다.
(스텝 S3)
이어서, 스텝 S3에서는, 스텝 S2에서 평활화 처리한 출력 데이터를 2회 미분한다. 2회 미분에 의해, 도 14에 나타내는 바와 같이, 각 원호 형상의 데이터로부터, 데이터가 크게 변화되는 복수의 피크가 추출된다.
(스텝 S4)
이어서, 스텝 S4에서는, 스텝 S3에서 얻은 각 피크에 대해, 소정의 역치와 비교하고, 역치를 만족시키지 않는 부분을 데이터 처리의 대상으로부터 제외하는 역치 처리를 행한다. 도 15는, 스텝 S3에서 추출된 피크의 하나(도 14 중, 부호 Z로 나타내는 피크)를 확대한 도면이다. 도 15에서는, 역치 Th를 파선으로 나타내고 있고, 역치 Th를 만족시키는 부분은, 역치 Th보다도 하방의 범위이며, 아래로 볼록한 사다리꼴로 나타내고 있다.
(스텝 S5)
이어서, 스텝 S5에서는, 역치 Th를 만족시킨 복수의 2회 미분 데이터에 대해, 각각 최소 제곱법에 의해 포물선 근사 처리를 행한다. 도 16은, 도 14 중, 부호 Z로 나타내는 피크의 2회 미분 데이터에 대해, 포물선 근사 처리를 행한 상태를 나타내고 있다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 얻어진 근사 포물선의 정점을, 여기서는 원호의 「기점」이라고 정의한다. 이와 같이, 스텝 S5에서는, 역치 Th를 만족시킨 각 2회 미분 데이터에 대해, 각각 기점을 정의해 간다. 이 기점은, 반송 도중에, 수광부(26)에 있어서의 검출 신호가 크게 변동되는 위치를 의미한다. 구체적으로는, 기점은, 투광부(24)로부터의 띠 형상 광(28)의 일부분이 최초의 웨이퍼(W)의 엣지에서 차단되는 개소, 또는 마지막으로 띠 형상 광(28)의 모두가 수광부(26)에 재입광하는 개소, 또는, 투광부(24)로부터 광축(27)을 따른 시선에 있어서의, 서로 겹친 인접하는 상하의 웨이퍼(W)의 외관상의 교점(도 5에 있어서의 P3, P4)에 상당하는 것이다. 또한, 상기 외관상의 교점을 정확하게 검출하기 위해서는, 정상 반송 상태에 있어서, 투광부(24)로부터의 띠 형상 광(28)을 부위 P3 및 부위 P4(도 5 참조)와, X 방향의 단부 P0의 양쪽을 포함하는 범위로 조사하는 것이 중요하다.
(스텝 S6)
이어서, 스텝 S6에서는, 스텝 S2에서 평활화 처리한 출력 데이터로부터 원호 부분을 추출한다. 구체적으로는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 스텝 S5에서 정의된 2개의 기점의 사이에 형성되는 원호 부분의 데이터를 추출한다. 도 17은, 도 14에 나타낸 원호 1을 추출한 예이다. 추출된 원호 부분의 데이터는, 웨이퍼(W)의 X 방향의 단부 P0 부근의 엣지의 평면 형상, 즉, 단부 P0 부근의 윤곽에 상당한다.
(스텝 S7)
이어서, 스텝 S7에서는, 스텝 S6에서 얻어진 원호 부분의 데이터에 대해, 최소 제곱법에 의해 포물선 근사 처리를 행한다. 그리고, 도 18에 나타내는 바와 같이, 얻어진 근사 포물선의 정점을 추출한다. 이 정점은, 웨이퍼(W)의 X 방향의 하나의 단부 P0에 상당한다.
이상의 스텝 S2∼스텝 S7까지의 처리를, 웨이퍼(W)의 좌우의 한 쌍의 광학 센서(22A, 22B)의 검출 신호에 기초하는 출력 데이터에 대해, 각각 행함으로써, 1매의 웨이퍼(W)의 X 방향의 양쪽의 단부 P0의 Y 방향에 있어서의 가상의 위치 좌표와, 투광부(24)로부터 광축(27)을 따른 시선에 있어서의, 서로 겹친 인접하는 상하의 웨이퍼(W)의 외관상의 교점(도 5에 있어서의 P3, P4)의 Y 방향에 있어서의 가상의 위치 좌표가 얻어진다.
(스텝 S8)
이어서, 스텝 S8에서는, 스텝 S2∼스텝 S7에서 얻어진 가상의 위치 좌표로부터, 지지부(13)에 지지된 웨이퍼(W)의 중심 좌표 O와 반경 r을 산출한다. 스텝 S8에서는, 먼저, 검출 정밀도가 가장 높다고 생각되는 수광부(26)에 가장 가까운 웨이퍼(W)를 1번째의 웨이퍼(W)로서 중심 좌표 O1과 반경 r1을 산출하는 것이 바람직하다. 그리고, 구해진 1번째의 웨이퍼(W)의 중심 좌표 O1과 반경 r1을 바탕으로, 인접하는 2번째의 웨이퍼(W)의 중심 좌표 O2와 반경 r2를 산출한다. 이어서, 2번째의 웨이퍼(W)의 중심 좌표 O2와 반경 r2를 바탕으로, 인접하는 3번째의 웨이퍼(W)의 중심 좌표 O3과 반경 r3을 산출한다. 이와 같이 하여, 지지부(13)의 핸드(13a∼13e)에 지지된 모든 웨이퍼(W)에 대해, 순차적으로, 중심 좌표 O와 반경 r을 산출해 갈 수 있다.
도 19는, 1매째의 웨이퍼(W)에 대해, 중심 좌표 O1과 반경 r1을 구하는 경우의 설명도이다. 여기서, 점 a는 편측의 광학 센서(22A)에서 얻어진 1매째의 웨이퍼(W)의 기점의 Y 방향에 있어서의 위치 좌표, 점 b는 다른 한쪽의 광학 센서(22B)에서 얻어진 1매째의 웨이퍼(W)의 기점의 Y 방향에 있어서의 위치 좌표를 의미한다. 또한, 점 c는 편측의 광학 센서(22A)에서 얻어진 1매째의 웨이퍼(W)의 단부 P0의 Y 방향에 있어서의 위치 좌표, 점 d는 다른 한쪽의 광학 센서(22B)에서 얻어진 1매째의 웨이퍼(W)의 단부 P0의 Y 방향에 있어서의 위치 좌표를 의미한다. 또한, Y1은, 점 c 및 점 d에 대해, 인코더에 의해 얻어지는 Y 방향의 좌표의 평균이다. 또한, 길이 L은 좌우 한 쌍의 광학 센서(22A, 22B)의 띠 형상 광(28)의 간격을 의미하고, X1은, 길이 L의 중점에 대한, 1매째의 웨이퍼(W)의 중심 좌표 O1의 X 방향에 있어서의 어긋남 폭을 의미한다. 이들은, 이하의 식 (1)∼(6)으로 나타내는 관계를 갖고 있다. 또한, 식 (1)∼(6) 중, 예를 들어 「ac」라고 하는 표기는, 점 a∼c 사이의 거리를 의미한다. 식 (4)에서는, 상기 스텝 S1∼스텝 S8에서 얻어진 a, b, c, d의 Y 방향의 위치 좌표와, 한 쌍의 광학 센서(22A, 22B)의 배치에 의해 결정되는 길이 L의 값으로부터, cO1 사이의 거리를 나타내는 것이 얻어진다. 그리고, 식 (5) 및 식 (6)에서는, 식 (4)에서 얻어지는 cO1 사이의 거리로부터, 1매째의 웨이퍼(W)의 중심 좌표의 어긋남 폭 X1과 반경 r1을 산출할 수 있다.
Figure 112016011275164-pat00001
도 20은, 상기 1매째의 웨이퍼(W)의 계산 결과에 기초하여, 2매째의 웨이퍼(W)에 대해, 중심 좌표 O2와 반경 r2를 구하는 경우의 설명도이다. 여기서, 점 e는 편측의 광학 센서(22A)에서 얻어진 2매째의 웨이퍼(W)의 기점의 Y 방향에 있어서의 위치 좌표, 점 f는 다른 한쪽의 광학 센서(22B)에서 얻어진 2매째의 웨이퍼(W)의 기점의 Y 방향에 있어서의 위치 좌표를 의미한다. 또한, 점 g는 편측의 광학 센서(22A)에서 얻어진 2매째의 웨이퍼(W)의 단부의 P0의 Y 방향에 있어서의 위치 좌표, 점 h는 다른 한쪽의 광학 센서(22B)에서 얻어진 2매째의 웨이퍼(W)의 단부 P0의 Y 방향에 있어서의 위치 좌표를 의미한다. 또한, 길이 Y2는, 점 g 및 점 h에 대해, 인코더에 의해 얻어지는 Y 방향의 좌표의 평균이다. 또한, Δx는 1매째의 웨이퍼(W)의 중심 좌표 O1에 대한 2매째의 웨이퍼(W)의 중심 좌표 O2의 X 방향에 있어서의 어긋남 폭을 의미한다. 이들은, 이하의 식 (7)∼(19)로 나타내는 관계를 갖고 있다. 또한, 식 (7)∼(19) 중, 예를 들어 「O2O1」이라고 하는 표기는, 점 O2∼O1 사이의 거리를 의미한다.
Figure 112016011275164-pat00002
이와 같은 계산을 반복함으로써, 복수의 웨이퍼(W)의 중심 좌표 O와 반경 r을 순차적으로 산출할 수 있다. 또한, 핸드(13a∼13e) 중 어느 하나에 웨이퍼(W)가 존재하지 않는 경우에는, 이하의 순서로 행하면 된다. 예를 들어, 핸드(13c)에 웨이퍼(W)가 존재하지 않는 경우에는, 먼저, 핸드(13a)에 지지된 웨이퍼(W)를 1매째의 웨이퍼(W)(제1 웨이퍼(W))로서 상기 중심 좌표 Oa와 반경 ra을 산출하고, 당해 중심 좌표 Oa와 반경 ra을 기준으로, 인접하는 핸드(13b)에 지지된 웨이퍼(W)(제2 웨이퍼(W))의 중심 좌표 Ob와 반경 rb을 산출한다. 이어서, 핸드(13d)에 지지된 웨이퍼(W)를 1매째의 웨이퍼(W)(새로운 제1 웨이퍼(W))로서 각 중심 좌표 Od와 반경 rd을 산출하고, 당해 중심 좌표 Od와 반경 rd을 기준으로, 인접하는 핸드(13e)에 지지된 웨이퍼(W)(새로운 제2 웨이퍼(W))의 중심 좌표 Oe와 반경 re을 산출하면 된다.
이와 같이 하여 얻어진 각 웨이퍼(W)의 중심 좌표 O를, 예를 들어 판정부(123)에 있어서, 정상 반송 상태에 있어서의 중심 좌표와 비교함으로써, 웨이퍼(W)의 위치 어긋남의 유무를 검출할 수 있음과 함께, XY 방향에 있어서의 어긋남량을 계산할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 적어도 한 쌍의 광학 센서(22A, 22B)의 광축(27)을 지지부(13)의 진출 및 퇴피의 방향(Y 방향)의 어느 쪽으로 기울인 상태에서, 웨이퍼(W)의 X 방향의 양단부 P0 부근에 띠 형상 광(28)을 조사할 수 있도록 좌우에 배치하였다. 이러한 구성에 의해, 복수매의 웨이퍼(W)의 다단 일괄 반송에 있어서, 2개의 광학 센서(22A, 22B)에 의해, 복수매의 웨이퍼(W)에 관한 유무나 위치 어긋남을 검출할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 다른 구성 및 효과는, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고 다양하게 변형 가능하다. 예를 들어, 광학 센서(21, 22)에 의해 얻어진 검출 신호에 대한 데이터 처리의 내용이나, 해당 데이터 처리의 결과에 기초하여, 웨이퍼(W)의 유무나 위치 어긋남을 검출하는 수순은, 상기 실시 형태에서 설명한 방법에 한정되는 것은 아니다.
또한, 기판은, 원형의 기판이면 되고, 반도체 웨이퍼에 한정되는 것은 아니다.
11 : 반송 장치
11a : 반송 아암
13 : 지지부
13a∼13e : 핸드
20 : 센서부
21 : 광학 센서
23 : 투광부
25 : 수광부
27 : 광축
W : 반도체 웨이퍼

Claims (16)

  1. 복수매의 원판 형상의 기판을 서로의 수직 간격을 두고 다단으로 지지하는 지지부를 구비한 반송 장치에 있어서의 상기 지지부의 미리 정해진 위치에 상기 기판이 정상적으로 지지되어 있는지의 여부를 검출하는 기판 검출 장치로서,
    광을 조사하는 투광부와 상기 투광부로부터의 광을 수광하는 수광부를 갖는 광학 센서를 복수 포함하고,
    적어도 한 쌍의 상기 광학 센서는,
    복수매의 상기 기판이 상기 지지부의 미리 정해진 위치에 정상적으로 지지된 상태에서 일괄 반송되는 동안에, 상기 투광부로부터의 광이, 복수매의 상기 기판의 각각에 의해 순차적으로 차단되도록, 상기 투광부로부터 상기 수광부에 조사되는 광의 광축이, 각각, 상기 기판의 상면 또는 하면에 대해 수직을 제외한 각도로 교차하고, 또한 상기 투광부로부터의 광이, 상기 기판에 있어서 반송 방향에 대해 직교하는 방향의 양단부 부근에 조사되도록 배치되어 있는, 기판 검출 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    복수매의 상기 기판이 일괄 반송되는 동안에,
    적어도 한 쌍의 상기 광학 센서는, 최하부에 배치된 상기 기판으로부터 최상부에 배치된 상기 기판에 순차적으로 광을 조사하는, 기판 검출 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    복수매의 상기 기판이 일괄 반송되는 동안에,
    적어도 한 쌍의 상기 광학 센서는, 최상부에 배치된 상기 기판으로부터 최하부에 배치된 상기 기판에 순차적으로 광을 조사하는, 기판 검출 장치.
  5. 복수매의 원판 형상의 기판을 서로의 수직 간격을 두고 다단으로 지지하는 지지부를 갖는 반송 장치와,
    상기 반송 장치에 있어서의 상기 지지부의 미리 정해진 위치에 상기 기판이 정상적으로 지지되어 있는지의 여부를 검출하는 기판 검출 장치를 포함하는 기판 처리 시스템으로서,
    상기 기판 검출 장치는,
    광을 조사하는 투광부와 상기 투광부로부터의 광을 수광하는 수광부를 갖는 광학 센서를 복수 포함하고 있고,
    적어도 한 쌍의 상기 광학 센서는,
    상기 반송 장치에 의해, 복수매의 상기 기판이 상기 지지부의 미리 정해진 위치에 정상적으로 지지된 상태에서 일괄 반송되는 동안에, 상기 투광부로부터의 광이, 복수매의 상기 기판의 각각에 의해 순차적으로 차단되도록, 상기 투광부로부터 상기 수광부에 조사되는 광의 광축이, 각각, 상기 기판의 상면 또는 하면에 대해 수직을 제외한 각도로 교차하고, 또한 상기 투광부로부터의 광이, 상기 기판에 있어서, 반송 방향에 대해 직교하는 방향의 양단부 부근에 조사되도록 배치되어 있는, 기판 처리 시스템.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 반송 장치에 의해, 복수매의 상기 기판이 일괄 반송되는 동안에, 적어도 한 쌍의 상기 광학 센서는, 최하부에 배치된 상기 기판으로부터 최상부에 배치된 상기 기판에 순차적으로 광을 조사하는, 기판 처리 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 반송 장치에 의해, 복수매의 상기 기판이 일괄 반송되는 동안에, 적어도 한 쌍의 상기 광학 센서는, 최상부에 배치된 상기 기판으로부터 최하부에 배치된 상기 기판에 순차적으로 광을 조사하는, 기판 처리 시스템.
  9. 제5항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 반송에 수반되는, 적어도 한 쌍의 상기 광학 센서에 있어서의 상기 수광부의 검출 신호의 변화와, 상기 지지부의 이동량에 기초하여, 상기 기판의 유무 및 상기 기판의 위치 어긋남 중 적어도 어느하나를 검출하는, 기판 처리 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 투광부는, 스폿 광을 조사하는 것이며, 상기 검출 신호의 변화는, 상기 스폿 광이 상기 기판에 의해 차광될 때 및 상기 수광부에 재입광될 때의 신호의 변화인, 기판 처리 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 투광부는, 광을 미리 정해진 폭으로 조사하는 것이며, 상기 검출 신호의 변화는, 상기 미리 정해진 폭의 광의 전부 또는 일부분이 상기 기판에 의해 차광될 때 및 상기 수광부에 재입광될 때의 신호의 변화인, 기판 처리 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 검출 신호를 데이터 처리하는 데이터 처리부를 더 포함하고,
    상기 데이터 처리부는, 상기 검출 신호의 변화를, 상하에 다단으로 배치된 복수매의 상기 기판의 양단부 부근의 윤곽 형상을 동일 평면에 투영한 복수의 원호 형상의 데이터로 변환하는, 기판 처리 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는, 상기 복수의 원호 형상의 데이터로부터, 원호의 기점 및 인접하는 원호의 교점, 및 원호의 정점의 위치 좌표를 추출하는, 기판 처리 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는, 상기 원호 형상의 데이터를 2회 미분한 후에, 포물선 근사 처리하여, 상기 기점 및 상기 교점의 위치 좌표를 추출하는, 기판 처리 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는, 상기 원호 형상의 데이터를 포물선 근사 처리하여, 상기 정점의 위치 좌표를 추출하는, 기판 처리 시스템.
  16. 제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 기재된 기판 검출 장치를 사용하고, 적어도 한 쌍의 상기 광학 센서에 있어서의 상기 수광부의 검출 신호의 변화와, 상기 지지부의 이동량에 기초하여, 상기 기판의 유무 및 상기 기판의 위치 어긋남 중 적어도 어느 하나를 검출하는, 기판 검출 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200075749A (ko) * 2018-12-18 2020-06-26 가부시키가이샤 야스카와덴키 반송 시스템 및 반송 제어 방법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013106185A1 (de) * 2013-06-13 2014-12-18 Pilz Auslandsbeteiligungen Gmbh Lichtgitterbauteil
KR101757815B1 (ko) * 2015-09-25 2017-07-14 세메스 주식회사 기판 중심 검출 방법, 기판 반송 방법, 반송 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치.
KR101987895B1 (ko) * 2017-02-02 2019-06-12 주식회사 투윈테크 반도체 또는 디스플레이 시스템 분야에서 사용되는 이송 위치 측정용 테스트 더미 및 상기 이송 위치 측정용 테스트 더미를 이용한 정밀 이송 측정 방법
JP7227729B2 (ja) * 2018-10-23 2023-02-22 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
US10953539B2 (en) * 2018-12-27 2021-03-23 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Substrate transfer robot and automatic teaching method
JP2021048322A (ja) * 2019-09-19 2021-03-25 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板搬送装置および基板搬送方法
JP2022096193A (ja) * 2020-12-17 2022-06-29 日本電産サンキョー株式会社 産業用ロボット

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000114350A (ja) 1998-09-29 2000-04-21 Sony Corp ウェーハの検出装置及び検出方法
JP2003017548A (ja) 2001-06-28 2003-01-17 Sunx Ltd ウエハ検出装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2611251B2 (ja) 1987-08-28 1997-05-21 株式会社ニコン 基板搬送装置
JPH0279035U (ko) * 1988-12-05 1990-06-18
US5225691A (en) * 1992-05-18 1993-07-06 Avalon Engineering, Inc. Semiconductor wafer cassette mapper with emitter and detector arrays for slot interrogation
JP3334822B2 (ja) * 1994-03-31 2002-10-15 住友精密工業株式会社 ウエハキャリア歪み測定方法
JPH08124998A (ja) * 1994-10-24 1996-05-17 Kokusai Electric Co Ltd 半導体製造装置の基板検出方法
JPH09186217A (ja) * 1996-01-05 1997-07-15 Canon Inc ウエハ搬入搬出装置
JPH1084028A (ja) 1996-09-09 1998-03-31 Kokusai Electric Co Ltd ウェーハ搬送装置
JPH1148057A (ja) * 1997-08-05 1999-02-23 Daihen Corp 薄板基板の検出装置
JPH11214481A (ja) 1998-01-20 1999-08-06 Kokusai Electric Co Ltd 固体デバイス製造装置
JP2001044263A (ja) * 1999-08-04 2001-02-16 Nikon Corp 基板搬送方法及び基板搬送装置
JP4389305B2 (ja) * 1999-10-06 2009-12-24 東京エレクトロン株式会社 処理装置
JP2002270671A (ja) * 2001-03-06 2002-09-20 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP4566798B2 (ja) * 2005-03-30 2010-10-20 東京エレクトロン株式会社 基板位置決め装置，基板位置決め方法，プログラム
US8099190B2 (en) * 2007-06-22 2012-01-17 Asm International N.V. Apparatus and method for transferring two or more wafers whereby the positions of the wafers can be measured
JP2009135276A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Panasonic Corp 基板搬送装置
JP2013171872A (ja) * 2012-02-17 2013-09-02 Tokyo Electron Ltd 基板処理装置及び基板処理方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000114350A (ja) 1998-09-29 2000-04-21 Sony Corp ウェーハの検出装置及び検出方法
JP2003017548A (ja) 2001-06-28 2003-01-17 Sunx Ltd ウエハ検出装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200075749A (ko) * 2018-12-18 2020-06-26 가부시키가이샤 야스카와덴키 반송 시스템 및 반송 제어 방법
KR102477371B1 (ko) 2018-12-18 2022-12-13 가부시키가이샤 야스카와덴키 반송 시스템 및 반송 제어 방법

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