WO2016199224A1

WO2016199224A1 - 基板搬送方法及び基板搬送装置

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Publication number: WO2016199224A1
Application number: PCT/JP2015/066612
Authority: WO
Inventors: 孝南; 勝田　信一
Original assignee: 株式会社安川電機
Priority date: 2015-06-09
Filing date: 2015-06-09
Publication date: 2016-12-15

Abstract

より簡単な構成で基板の中心位置を取得する。　基板搬送方法は、円形状のウエハＷの方向性を検知可能に構成されたアライメント装置２０においてウエハＷの径の大きさを取得する第１の工程と、ウエハＷが一つの光電センサ３０を通過するようにウエハＷを搬送し、ウエハＷの周縁部のうち互いに異なる２点を光電センサ３０により検出する第２の工程と、第１の工程で取得されたウエハＷの径の大きさと、第２の工程で取得された２点の位置とに基づいて、ウエハＷの中心位置を算出する第３の工程とを含む。

Description

基板搬送方法及び基板搬送装置

　本開示は、基板搬送方法及び基板搬送装置に関する。

　特許文献１は、例えば、切り欠き（例えば、ノッチ、直線部（オリエンテーション・フラット））が設けられた基板（円盤状の半導体ウエハ）を収納する収納カセットと処理チャンバとの間において、基板をロボットハンドによって搬送する基板搬送装置を開示している。

　ロボットハンドによって基板を搬送するにあたり、ロボットハンドの基準点に対する基板の中心位置を求めておく必要がある。そこで、特許文献１が開示する方法は、基板が複数の光学センサを通過するように基板をロボットハンドによって搬送させることにより、基板のエッジ（外周縁）の位置座標を複数取得する工程と、これらの位置座標に基づいて得られる２つの異なる垂直二等分線の交点から、幾何学的に基板の中心位置を求める工程とを含む。

特開平０１－０４８４４３号公報

　本開示は、より簡単な構成で基板の中心位置を取得することが可能な基板搬送方法及び基板搬送装置を説明する。

　本実施形態の一つの観点に係る基板搬送方法は、円形状の基板の方向性を検知可能に構成されたアライメント装置において基板の径の大きさを取得する第１の工程と、基板が一つのセンサを通過するようにロボットハンドが基板を搬送し、基板の周縁部のうち互いに異なる２点をセンサにより検出する第２の工程と、第１の工程で取得された基板の径の大きさと、第２の工程で取得された２点の位置とに基づいて、基板の中心位置を算出する第３の工程とを含む。

　本実施形態の他の観点に係る基板搬送装置は、円形状の基板を搬送するように構成されたロボットハンドと、基板の方向性を検知可能に構成されたアライメント装置と、基板の周縁部を検出可能に構成された一つのセンサと、制御部とを備え、制御部は、ロボットハンドにより基板をアライメント装置に搬送させ、アライメント装置において基板の径の大きさを取得させる第１の制御と、センサを通過するようにロボットハンドにより基板を搬送させ、基板の周縁部のうち互いに異なる２点をセンサにより検出する第２の制御と、第１の制御で取得された基板の径の大きさと、第２の制御で取得された２点の位置とに基づいて、基板の中心位置を算出する第３の制御とを実行する。

　本開示に係る基板搬送方法及び基板搬送装置によれば、より簡単な構成で基板の中心位置を取得することが可能となる。

図１は、本実施形態に係る基板搬送装置の一例を示す上面図である。図２は、アライメント装置の一例を示す概略図である。図３は、一つのセンサによってウエハのエッジ座標を検出する様子を説明するための図である。図４は、基板搬送装置のハードウェア構成図である。図５は、コントローラのハードウェア構成図である。図６は、基板搬送装置の動作を説明するためのフローチャートである。図７は、サンプリング器によるサンプリングデータの一例を示す。図８は、本実施形態に係る基板搬送装置によるウエハの中心座標の算出手法を説明するための図である。図９は、２つのセンサによってウエハのエッジ座標を検出する様子を説明するための図である。図１０は、２つのセンサを用いてウエハの中心座標の算出手法を説明するための図である。

　以下に説明される本開示に係る実施形態は本発明を説明するための例示であるので、本発明は以下の内容に限定されるべきではない。

　［１］実施形態の概要
　本実施形態の一つの観点に係る基板搬送方法は、円形状の基板の方向性を検知するアライメント装置において基板の径の大きさを取得する第１の工程と、基板が一つのセンサを通過するようにロボットハンドが基板を搬送し、基板の周縁部のうち互いに異なる２点をセンサにより検出する第２の工程と、第１の工程で取得された基板の径の大きさと、第２の工程で取得された２点の位置とに基づいて、基板の中心位置を算出する第３の工程とを含む。

　本実施形態の一つの観点に係る基板搬送方法では、アライメント装置による基板の方向性の検知に際して得られる基板の径の大きさを、中心位置の算出に利用している。アライメント装置で得られた基板の径の大きさを利用すれば、基板の周縁部のうち２点を取得するだけで、ロボットハンドの基準点に対する中心位置を算出できる。すなわち、基板の半径と等しい長さの２辺と、センサで検出された２点を結ぶ線分とで構成される三角形の頂点のうち、当該２点を構成する頂点以外の残余の頂点が基板の中心であるので、当該残余の頂点の座標を算出することにより、中心位置が得られる。従って、中心位置を取得するためのセンサが一つで足りる。その結果、より簡単な構成で基板の中心位置を取得することが可能となる。

　第２及び第３の工程を第１の工程の後に行ってもよい。この場合、基板がアライメント装置から搬出された後に、基板の周縁部のうち２点の検出と中心位置の算出とが行われるので、基板の搬送の際に生じうる基板の位置ずれに起因する誤差が、算出される中心位置に含まれなくなる。そのため、基板の中心位置をより正確に算出することができる。

　第２及び第３の工程の後に、基板を処理する処理室内にロボットハンドにより基板を搬送してもよい。この場合、第３の工程により得られた基板の中心位置を用いて、より正確に基板を処理室に搬送することができる。

　第１の工程では、アライメント装置において、基板の中心部を保持して基板を回転させつつ基板の周縁部を全周にわたってサンプリングすることと、当該サンプリングにより得られたデータに基づいて基板の方向性及び基板の径の大きさを求めることとを行ってもよい。この場合、アライメント装置における基板の方向性の取得に伴い、基板の径も取得することができる。そのため、基板の中心位置の算出をより効率的に行うことが可能となる。

　本実施形態の他の観点に係る基板搬送装置では、アライメント装置による基板の方向性の検知に際して得られる基板の径の大きさを、中心位置の算出に利用している。アライメント装置で得られた基板の径の大きさを利用すれば、基板の周縁部のうち２点を検出するだけで、ロボットハンドの基準点に対する中心位置を算出できる。すなわち、基板の半径と等しい長さの２辺と、センサで検出された２点を結ぶ線分とで構成される三角形の頂点のうち、当該２点を構成する頂点以外の残余の頂点が基板の中心であるので、当該残余の頂点の座標を算出することにより中心位置が得られる。従って、中心位置を取得するためのセンサが一つで足りる。その結果、より簡単な構成で基板の中心位置を取得することが可能となる。

　制御部は、第２及び第３の制御を第１の制御の後に実行してもよい。この場合、基板がアライメント装置からロボットハンドに受け渡された後に、基板の周縁部のうち２点の検出と中心位置の算出とが行われるので、基板がアライメント装置からロボットハンドに受け渡される際に生じうる基板の位置ずれに起因する誤差が、算出される中心位置に含まれなくなる。そのため、基板の中心位置をより正確に算出することができる。

　本実施形態の他の観点に係る基板搬送装置は、基板を処理する処理室をさらに備え、センサは処理室の入口近傍に配置され、制御部は、第２及び第３の制御の後に、ロボットハンドを制御して基板を処理室内に搬送させてもよい。この場合、第３の制御により得られた基板の中心位置を用いて、より正確に基板を処理室に搬送することができる。

　アライメント装置は、基板を回転させる回転機構と、回転機構によって回転されている基板の周縁部を全周にわたってサンプリングするサンプリング器とを含み、制御部は、第１の制御の際に、サンプリング器によって得られたデータに基づいて基板の方向性及び基板の径の大きさを求めてもよい。この場合、アライメント装置における基板の方向性の取得に伴い、基板の径も取得することができる。そのため、基板の中心位置の算出をより効率的に行うことが可能となる。

　［２］実施形態の例示
　以下に、本開示に係る実施形態の基板搬送装置１の一例について、図面を参照しつつより詳細に説明する。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

　［２．１］基板搬送装置の構成
　まず、基板搬送装置１の構成について説明する。基板搬送装置１は、円形状のウエハＷ（基板）をロボット１０によって搬送する装置である。基板搬送装置１が取り扱うウエハＷには、切り欠き部Ｗａが設けられている（図１等参照）。切り欠き部Ｗａは、例えば、ノッチ（Ｕ字型、Ｖ字型等の溝）であってもよいし、直線状に延びる直線部（オリエンテーション・フラット）であってもよい。切り欠き部ＷａはウエハＷに対して小さいので、ウエハＷは全体として円形状を呈しているといえる。ウエハＷの形状は、略真円形状であってもよく、ＳＥＭＩ規格、ＪＥＩＴＡ規格等の規格に準拠していてもよい。ＳＥＭＩ規格によれば、例えば直径３００ｍｍのウエハＷにおいて、直径に±０．２ｍｍの誤差が存在することが許容されている。

　基板搬送装置１は、図１に示されるように、搬送室２と、基板供給室３と、アライメント装置２０と、基板処理室４（処理室）と、コントローラ５（制御部）とを備える。基板供給室３、アライメント装置２０、基板処理室４、及びコントローラ５は、例えば、搬送室２の側方（周囲）に配置されている。

　搬送室２は、基板供給室３、アライメント装置２０、及び基板処理室４の間でウエハＷが搬送される際に、ウエハＷが通過する中継用のチャンバとして機能する。搬送室２は、例えば、いわゆるＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）であってもよい。この場合、搬送室２は、フィルタユニット（図示せず）を有する。当該フィルタユニットを介して、搬送室２にクリーンエアのダウンフローが形成される。当該ダウンフローにより、基板搬送装置１の運転中、搬送室２の内部が高クリーン状態に保たれる。

　搬送室２内には、ウエハＷを搬送可能に構成されたロボット１０が配置されている。ロボット１０は、コントローラ５からの制御信号に基づいて動作する。ロボット１０は、基台１１と、アーム１２と、少なくとも一つのロボットハンド１３とを有する。基台１１は、搬送室２の底壁部に設けられている。アーム１２は、基台１１に対して昇降可能且つ鉛直軸周りに回転可能に支持されている。ロボットハンド１３は、アーム１２の先端部に対して鉛直軸周りに回転可能に支持されている。ロボットハンド１３は、ウエハＷを支持可能に構成されている。多数のウエハＷを効率的に搬送するために、ロボット１０は複数のロボットハンド１３を有していてもよい。この場合、各ロボットハンド１３が互いに独立にアーム１２の先端部に対して回転可能とされていてもよい。

　基板供給室３は、フープ（収容容器）と、フープオープナー（図示せず）とを有する。フープは、複数のウエハＷを鉛直方向に多段に収容可能に構成されている。フープオープナーは、フープの蓋部を開閉するための機構である。フープの蓋部がフープオープナーによって開放されると、フープと搬送室２とが連通し、フープ内に収容されているウエハＷがフープから搬送室２へと取り出し可能となる。図１には３つの基板供給室３が描かれているが、基板供給室３の数は１つ以上であってもよい。

　アライメント装置２０は、ウエハＷの方向性を検知可能に構成されている。具体的には、アライメント装置２０は、ウエハＷの特定部位を識別することにより、ウエハＷの方向性（ウエハＷの結晶方位）を検知する。当該特定部位は、ウエハＷの結晶方位を示す標識として機能する。特定部位としては、例えば、切り欠き部Ｗａや、ウエハＷの表面に設けられたマーキング（図示せず）などが挙げられる。マーキングとしては、例えば、レーザ光によってウエハＷに形成された凹部が挙げられる。当該凹部の集合が、文字、バーコード、二次元コード等をなしていてもよい。

　アライメント装置２０は、図２に示されるように、モータ２１（回転機構）と、エンコーダ２２と、保持テーブル２３と、サンプリング器２４とを有する。

　モータ２１は、コントローラ５からの制御信号に基づいて回転駆動する。モータ２１の回転軸は、例えば、鉛直方向に沿って延びている。エンコーダ２２は、モータ２１の回転位置を検出し、その検出信号をコントローラ５に送信する。保持テーブル２３は、ウエハＷの中心部を保持可能に構成されている。保持テーブル２３は、例えば、ウエハＷを吸着保持する。保持テーブル２３によって保持されたウエハＷの中心軸は、鉛直方向に沿って延びていてもよい。保持テーブル２３は、モータ２１の回転軸に接続されている。そのため、保持テーブル２３に保持されたウエハＷは、モータ２１の回転に伴い回転する。

　サンプリング器２４は、ウエハＷのプロファイル（輪郭）を取得するために、モータ２１によって回転されているウエハＷの周縁部を全周にわたってサンプリング可能に構成されている。サンプリング器２４は、光源２５と、ラインセンサ２６とを含む。

　光源２５及びラインセンサ２６は、ウエハＷの周縁部が間に位置するように、上下方向に並んでいる。すなわち、光源２５及びラインセンサ２６は、ウエハＷの周縁部を介して、上下方向において対向している。

　光源２５は、ウエハＷの周縁部の下方に位置している。光源２５は、コントローラ５からの制御信号に基づいて、上方に向けて光を出射する。ラインセンサ２６は、例えば、一次元のＣＣＤイメージセンサである。ラインセンサ２６は、直線状に並んだ複数の受光素子（撮像素子）によって構成されている。ラインセンサ２６は、ウエハＷの径方向に沿って延びている。ラインセンサ２６の各受光素子は、受光した光量を示す光量信号をコントローラ５に送信する。

　光源２５からの光がウエハＷによって遮られずにラインセンサ２６に到達した場合にラインセンサ２６の受光素子が受光する光量と、光源２５からの光がウエハＷによって遮られた場合にラインセンサ２６の受光素子が受光する光量とは、大きく異なる。そのため、ラインセンサ２６は、受光した光量が低い受光素子の数に応じて、ウエハＷによる遮光幅が検出される。

　図１に戻って、基板処理室４は、半導体製造プロセスにおける所定の処理をウエハＷに対して施すチャンバである。当該処理としては、例えば、ウエハＷの洗浄処理、ウエハＷの表面に対する成膜処理、ウエハＷの表面に形成された薄膜に対するフォトリソグラフィ処理などが挙げられる。図１には２つの基板処理室４が描かれているが、基板処理室４の数は１つ以上であってもよい。

　各基板処理室４の入口近傍には、図１に示されるように、それぞれ一つの光電センサ３０が設けられている。光電センサ３０は、図３に示されるように、投光器３１と、受光器３２とを有する。投光器３１及び受光器３２は、ウエハＷが間に位置するように、上下方向に並んでいる。すなわち、投光器３１及び受光器３２は上下方向において対向しており、これらの間をウエハＷが通過可能に構成されている。

　投光器３１は、コントローラ５からの制御信号に基づいて、受光器３２に向けて光を出射する。受光器３２は、受光した光量を示す光量信号をコントローラ５に送信する。

　投光器３１からの光がウエハＷによって遮られずに受光器３２に到達した場合に受光器３２が受光する光量と、投光器３１からの光がウエハＷによって遮られた場合に受光器３２が受光する光量（主に環境光の光量）とは、大きく異なる。そのため、受光器３２において受光した光量の変化が所定の閾値以上であったときに、ウエハＷの周縁部が光電センサ３０を通過したことが検出される。

　コントローラ５は、基板搬送装置１の全体の動作を制御する。コントローラ５は、図４に示されるように、機能モジュールとして、モータ駆動部Ｍ１と、発光駆動部Ｍ２と、プロファイル特定部Ｍ３と、ウエハ径算出部Ｍ４と、外周点取得部Ｍ５と、中心点算出部Ｍ６と、ロボット制御部Ｍ７とを含む。これらの機能モジュールは、コントローラ５の機能を便宜上複数のモジュールに区切ったものに過ぎず、コントローラ５を構成するハードウェアがこのようなモジュールに分かれていることを意味するものではない。各機能モジュールは、プログラムの実行により実現されるものに限られず、専用の電気回路（例えば論理回路）、又は、これを集積した集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）により実現されるものであってもよい。

　モータ駆動部Ｍ１は、モータ２１に制御信号を出力して、モータ２１の回転駆動を制御する。発光駆動部Ｍ２は、光源２５又は投光器３１に制御信号を出力して、光源２５及び投光器３１の点灯及び消灯をそれぞれ制御する。

　プロファイル特定部Ｍ３は、エンコーダ２２の検出信号と、ラインセンサ２６の光量信号とに基づいて、ウエハＷの周縁部のプロファイルを特定する。ウエハ径算出部Ｍ４は、プロファイル特定部Ｍ３によって特定されたウエハＷの周縁部のプロファイルに基づいて、ウエハＷの径（半径又は直径）を算出する。

　外周点取得部Ｍ５は、受光器３２の光量信号に基づいて、ウエハＷの外周点座標を取得する。中心点算出部Ｍ６は、ウエハ径算出部Ｍ４において算出されたウエハＷの径と、外周点取得部Ｍ５において取得された２つの外周点座標とに基づいて、ウエハＷの中心点の座標（中心位置）を算出する。

　ロボット制御部Ｍ７は、ロボット１０に制御信号を出力して、ロボットハンド１３にウエハＷの授受及び搬送を行わせる。

　コントローラ５のハードウェアは、例えば一つ又は複数の制御用のコンピュータにより構成される。コントローラ５は、ハードウェ上の構成として、例えば図５に示す回路１２０を有する。回路１２０は、電気回路要素（circuitry）で構成されていてもよい。回路１２０は、具体的には、プロセッサ１２１と、メモリ１２２と、ストレージ１２３と、入出力ポート１２４と、ドライバ１２５とを有する。ドライバ１２５は、ロボット１０、アライメント装置２０（モータ２１、光源２５）、及び光電センサ３０（投光器３１）をそれぞれ駆動する回路である。入出力ポート１２４は、ロボット１０、アライメント装置２０（エンコーダ２２、ラインセンサ２６）、及び光電センサ３０（受光器３２）との間で信号の入出力を行うのに加え、ドライバ１２５に対する信号の入出力も行う。プロセッサ１２１は、メモリ１２２及びストレージ１２３の少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、入出力ポート１２４を介した信号の入出力を実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。

　本実施形態では、基板搬送装置１は、一つのコントローラ５を備えているが、複数のコントローラ５で構成されるコントローラ群（制御部）を備えていてもよい。基板搬送装置１がコントローラ群を備えている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコントローラ５によって実現されていてもよいし、２個以上のコントローラ５の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラ５が複数のコンピュータ（回路１２０）で構成されている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコンピュータ（回路１２０）によって実現されていてもよいし、２つ以上のコンピュータ（回路１２０）の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラ５は、複数のプロセッサ１２１を有していてもよい。この場合、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのプロセッサ１２１によって実現されていてもよいし、２つ以上のプロセッサ１２１の組み合わせによって実現されていてもよい。

　［２．２］基板搬送装置の動作
　次に、基板搬送装置１の動作について、図６～図８を参照して説明する。まず、コントローラ５（ロボット制御部Ｍ７）は、ロボット１０に指示して、ロボットハンド１３により基板供給室３（フープ）内のウエハＷを１枚保持し、ウエハＷをアライメント装置２０内に搬送させる（図６のステップＳ１参照）（第１の工程、第１の制御）。ロボット１０は、コントローラ５（ロボット制御部Ｍ７）からの制御信号に基づき、ロボットハンド１３によりウエハＷを保持テーブル２３上に載置させる。保持テーブル２３は、ウエハＷが載置されると、ウエハＷを吸着保持する。

　次に、アライメント装置２０において、ウエハＷの周縁部を全周にわたってサンプリングするサンプリング処理を行う（図２及び図６のステップＳ２参照）（第１の工程、第１の制御）。具体的には、コントローラ５（発光駆動部Ｍ２）が光源２５に指示して、光源２５を点灯させる。この状態で、コントローラ５（モータ駆動部Ｍ１）がモータ２１に指示して、モータ２１を駆動し、ウエハＷを回転させる。

　コントローラ５（プロファイル特定部Ｍ３）は、所定のサンプリングレートにて、エンコーダ２２により検出されたウエハＷの回転角度位置と、ラインセンサ２６により検出された遮光幅とを対応付けて記録する。これにより、ウエハＷの周縁部のプロファイルが、図７に示されるようなサンプリングデータＤとして特定される。サンプリングデータＤは、滑らかな部分Ｄａと、下方に向けて突出した部分Ｄｂとを有する。部分ＤｂがウエハＷのうち切り欠き部Ｗａを示しており、部分ＤａがウエハＷのうち切り欠き部Ｗａ以外の部分を示している。コントローラ５（プロファイル特定部Ｍ３）は、突出した部分Ｄｂとして特定された切り欠き部Ｗａの位置に基づいて、ウエハＷの方向性、すなわちウエハＷの結晶方位を求めることができる。

　なお、保持テーブル２３に保持されたウエハＷの中心軸とモータ２１の回転軸とが一致していない場合には、部分Ｄａは、サインカーブ状を呈する（図７参照）。一方、保持テーブル２３に保持されたウエハＷの中心軸とモータ２１の回転軸とが略一致する場合には、部分Ｄａは、略水平に延びる直線状を呈する。

　次に、コントローラ５（ウエハ径算出部Ｍ４）は、サンプリングデータＤに基づいて、ウエハＷの径を算出する（図６のステップＳ４参照）（第１の工程、第１の制御）。具体的には、サンプリングデータＤの部分Ｄａのうちから任意の３点の座標を抽出し、これらの３点の座標からウエハＷの半径ｒを算出する。算出方法としては、例えば、３点の座標うち２点同士を結ぶ２本の線分の各垂直二等分線の交点を求め、当該交点と３点の座標のうちいずれか１点との距離を求める方法が挙げられる。直交する２直線の傾きがｍ_１，ｍ_２のとき式１が成り立つので、抽出した３点の座標をＡ（ａ_１，ａ_２）、Ｂ（ｂ_１，ｂ_２）、Ｃ（ｃ_１，ｃ_２）としたとき、２点Ａ，Ｂの中心を通る垂直二等分線は式２で与えられ、２点Ｂ，Ｃを通る垂直二等分線は式３で与えられる。式２，３を連立一次方程式として解くことにより、アライメント装置２０における座標系でのウエハＷの中心点の座標Ｏ′（ｘ_０′，ｙ_０′）が求められる。ウエハＷの半径ｒは、２点Ａ，Ｏ′の距離として求められる。
　　ｍ_１×ｍ_２＝－１　　・・・（１）

　次に、コントローラ５（ロボット制御部Ｍ７）は、ロボット１０に指示して、ロボットハンド１３によりウエハＷをアライメント装置２０から搬出する（図６のステップＳ５参照）。次に、光電センサ３０によるウエハＷの外周点の取得処理を行う（図６のステップＳ６参照）（第２の工程、第２の制御）。具体的には、コントローラ５（発光駆動部Ｍ２）が投光器３１に指示して、投光器３１を点灯させる。この状態で、コントローラ５（ロボット制御部Ｍ７）は、ロボットハンド１３によりウエハＷを光電センサ３０に向けて搬送する。このとき、ウエハＷは、光電センサ３０の投光器３１から出射された光が、切り欠き部Ｗａを除くウエハＷの周縁部の２点を通過する軌道に沿って、搬送される（図３参照）。

　コントローラ５（外周点取得部Ｍ５）は、受光器３２において光量の変化が所定の閾値以上であったときに、ウエハＷの周縁部が光電センサ３０を通過したと認識して、そのときのロボットハンド１３（ロボット１０）の座標をウエハＷの外周点の座標として取得する。ウエハＷの周縁部は、光電センサ３０を２回通過するので、コントローラ５（外周点取得部Ｍ５）は、２つの座標Ｐ_１（ｘ_１，ｙ_１），Ｐ_２（ｘ_２，ｙ_２）を取得する。

　次に、コントローラ５（中心点算出部Ｍ６）は、ステップＳ４において得られたウエハＷの半径ｒと、ステップＳ６において得られた２つの座標Ｐ_１（ｘ_１，ｙ_１），Ｐ_２（ｘ_２，ｙ_２）とに基づいて、ロボットハンド１３（ロボット１０）の基準点に対するウエハＷの中心点の座標Ｏ（ｘ_０，ｙ_０）を算出する（図８及び図６のステップＳ７参照）（第３の工程、第３の制御）。座標Ｏ（ｘ_０，ｙ_０）を算出する方法としては、例えば、式４から得られる座標Ｐ_１，Ｐ_２間の距離Ｌ、∠ＯＰ_１Ｐ_２＝∠ＯＰ_２Ｐ_１＝αとしたときに式５，６から得られるｃｏｓα，ｓｉｎαとを用いて、式７，８により求める方法や、式９，１０の連立方程式を解く方法が挙げられる。なお、ステップＳ７における中心点の座標の算出処理は、本実施形態では、ウエハＷがロボットハンド１３により基板処理室４に向けて搬送される過程で行われる。

　次に、コントローラ５（ロボット制御部Ｍ７）は、ロボット１０に指示して、ロボットハンド１３によりウエハＷを基板処理室４に搬入する（図６のステップＳ８参照）。この際、ステップＳ７において算出されたウエハＷの中心点の座標Ｏ（ｘ_０，ｙ_０）がロボットハンド１３（ロボット１０）の基準点に対してずれていた場合には、コントローラ５（ロボット制御部Ｍ７）は、そのずれ量を補正したうえで、ロボットハンド１３によりウエハＷを基板処理室４の所定位置に載置させる。基板処理室４内で所定の処理がウエハＷに対して行われた後、コントローラ５（ロボット制御部Ｍ７）は、ロボット１０に指示して、ウエハＷを基板処理室４から搬出する。

　［２．３］作用
　ところで、ロボットハンド１３（ロボット１０）の基準点に対するウエハＷの中心点の座標Ｏ（ｘ_０，ｙ_０）を算出するための方法として、図９及び図１０に示されるように、２つの光電センサ３０を用いることも考えられる。すなわち、２つの光電センサ３０により、ウエハＷの外周点を４点Ｐ_１～Ｐ_４取得し、そのうちの３点の座標からウエハＷの中心点の座標を算出する。３点の座標をＰ_１（ｘ_１，ｙ_１）、Ｐ_２（ｘ_２，ｙ_２）、Ｐ_４（ｘ_４，ｙ_４）としたとき、ウエハＷの中心点の座標Ｏ（ｘ_０，ｙ_０）は、線分Ｐ_１Ｐ_２の垂直二等分線Ｌ_１と、線分Ｐ_２Ｐ_４の垂直二等分線Ｌ_２との交点の座標として求められる。

　この場合、複数の光電センサ３０を必要とする。そのため、基板搬送装置１のコストの増大が懸念される。

　しかしながら、上記の実施形態においては、アライメント装置２０によるウエハＷの方向性の検知に際して得られるウエハＷの径の大きさを、ウエハＷの中心点の座標Ｏ（ｘ_０，ｙ_０）の算出に利用している。アライメント装置２０で得られるウエハＷの径の大きさは極めて正確であるので、これを利用することにより、ウエハＷの周縁部のうち２点を光電センサ３０によって取得するだけで、ロボットハンド１３（ロボット１０）の基準点に対するウエハＷの中心点の座標Ｏ（ｘ_０，ｙ_０）を極めて正確に算出できる。すなわち、ウエハＷの半径と等しい長さの２辺と、光電センサ３０で検出された２点を結ぶ線分とで構成される三角形の頂点のうち、当該２点を構成する頂点以外の残余の頂点がウエハＷの中心であるので、当該残余の頂点の座標を算出することにより、ウエハＷの中心点の座標Ｏ（ｘ_０，ｙ_０）が得られる。従って、ウエハＷの中心点の座標Ｏ（ｘ_０，ｙ_０）を取得するための光電センサ３０が一つで足り、コストの削減が図られる。その結果、より簡単な構成でウエハＷの中心点の座標Ｏ（ｘ_０，ｙ_０）を取得することが可能となる。

　複数の光電センサ３０を用いる場合には、異なるサイズのウエハＷに対応させるために光電センサ３０間の配置を変更する手間が生じうる。しかしながら、上記実施形態においては、一つの光電センサ３０を用いているので、異なるサイズのウエハＷを取り扱う場合にも容易に対応することができる。

　上記の実施形態においては、アライメント装置２０によってウエハＷの径の大きさを取得した後に、光電センサ３０によるウエハＷの外周点の取得処理と、ウエハＷの中心点の座標Ｏ（ｘ_０，ｙ_０）の算出処理とを行っている。そのため、ウエハＷがアライメント装置２０から搬出された後に、ウエハＷの周縁部のうち２点の検出と中心位置の算出が行われるので、ウエハＷの搬送の際に生じうるウエハＷの位置ずれに起因する誤差が、算出されるウエハＷの中心点の座標Ｏ（ｘ_０，ｙ_０）に含まれなくなる。そのため、ウエハＷの中心点の座標Ｏ（ｘ_０，ｙ_０）をより正確に算出することができる。

　上記の実施形態においては、光電センサ３０によるウエハＷの外周点の取得処理と、ウエハＷの中心点の座標Ｏ（ｘ_０，ｙ_０）の算出処理との後に、ウエハＷを基板処理室４に搬入している。そのため、算出されたウエハＷの中心点の座標Ｏ（ｘ_０，ｙ_０）を用いて、より正確にウエハＷを基板処理室４に搬送することができる。

　上記の実施形態においては、アライメント装置２０により、ウエハＷの中心部を保持してウエハＷを回転させつつウエハＷの周縁部のプロファイルを全周にわたってサンプリングするサンプリング処理を行っている。また、当該サンプリング処理により得られたデータに基づいて、ウエハＷの結晶方位及び径の大きさを求めている。そのため、ウエハＷの周縁部のサンプリングにより、ウエハＷの結晶方位の取得に伴って、ウエハＷの径も取得することができる。従って、ウエハＷの中心点の座標Ｏ（ｘ_０，ｙ_０）の算出をより効率的に行うことが可能となる。

　［２．４］実施形態の他の例
　以上、本開示に係る実施形態について詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。例えば、上記実施形態では、光電センサ３０が基板処理室４の入口近傍に設けられていたが、基板供給室３の入口近傍や、基板搬送装置１内のその他の箇所に光電センサ３０が設けられていてもよい。

　基板供給室３の入口近傍に光電センサ３０が設けられる場合には、アライメント装置２０によるサンプリング処理及びウエハＷの径の算出処理の前に、光電センサ３０によるウエハＷの外周点の取得処理が行われる。すなわち、アライメント装置２０によるサンプリング処理及びウエハＷの径の算出処理と、光電センサ３０によるウエハＷの外周点の取得処理とは、どちらが先に行われてもよい。

　光電センサ３０が基板処理室４の入口近傍以外に設けられている場合には、光電センサ３０によるウエハＷの外周点の取得処理の後に、ウエハＷが基板処理室４に搬入されなくてもよい。

　上記実施形態では、アライメント装置２０において、ウエハＷの中心部を吸着保持しつつウエハＷを回転させた状態で、ウエハＷの方向性を検出していた（吸着保持型のアライメント装置２０であった）が、アライメント装置２０におけるウエハＷの方向性の検出はこれに限られない。例えば、アライメント装置２０は、ウエハＷの周縁部を保持するグリッパを有しており、当該グリッパがウエハＷを保持した状態でウエハＷを回転等させることにより、ウエハＷの方向性を検出してもよい（すなわち、周縁保持型のアライメント装置２０でもよい）。

　ウエハＷには切り欠き部Ｗａが設けられていなくてもよい。この場合、ウエハＷの特定部位（例えば、ウエハＷの表面に設けられたマーキング）に基づいて、アライメント装置２０においてウエハＷの方向性が検出される。

　１…基板搬送装置、４…基板処理室（処理室）、５…コントローラ（制御部）、１０…ロボット、１３…ロボットハンド、２０…アライメント装置、２１…モータ（回転機構）、２４…サンプリング器、２５…光源、２６…ラインセンサ、３０…光電センサ（一つのセンサ）、３１…投光器、３２…受光器、Ｗ…ウエハ（基板）、Ｗａ…切り欠き部。

Claims

　円形状の基板の方向性を検知可能に構成されたアライメント装置において前記基板の径の大きさを取得する第１の工程と、
　前記基板が一つのセンサを通過するように前記基板を搬送し、前記基板の周縁部のうち互いに異なる２点を前記センサにより検出する第２の工程と、
　前記第１の工程で取得された前記基板の径の大きさと、前記第２の工程で取得された２点の位置とに基づいて、前記基板の中心位置を算出する第３の工程とを含む、基板搬送方法。
　前記第２及び第３の工程を前記第１の工程の後に行う、請求項１に記載の基板搬送方法。
　前記第２及び第３の工程の後に、前記基板を処理する処理室内に前記基板を搬送する、請求項２に記載の基板搬送方法。
　前記第１の工程では、
　　前記アライメント装置において、前記基板の中心部を保持して前記基板を回転させつつ前記基板の周縁部を全周にわたってサンプリングすることと、
　　当該サンプリングにより得られたデータ基づいて前記基板の方向性及び前記基板の径の大きさを求めることとを行う、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板搬送方法。
　円形状の基板を搬送するように構成されたロボットハンドと、
　前記基板の方向性を検知可能に構成されたアライメント装置と、
　前記基板の周縁部を検出可能に構成された一つのセンサと、
　制御部とを備え、
　前記制御部は、
　　前記ロボットハンドにより前記基板を前記アライメント装置に搬送させ、前記アライメント装置において前記基板の径の大きさを取得させる第１の制御と、
　　前記センサを通過するように前記ロボットハンドにより前記基板を搬送させ、前記基板の周縁部のうち互いに異なる２点を前記センサにより検出する第２の制御と、
　　前記第１の制御で取得された前記基板の径の大きさと、前記第２の制御で取得された２点の位置とに基づいて、前記基板の中心位置を算出する第３の制御とを実行する、基板搬送装置。
　前記制御部は、前記第２及び第３の制御を前記第１の制御の後に実行する、請求項５に記載の基板搬送装置。
　前記基板を処理する処理室をさらに備え、
　前記センサは前記処理室の入口近傍に配置され、
　前記制御部は、前記第２及び第３の制御の後に、前記ロボットハンドを制御して前記基板を前記処理室内に搬送させる、請求項６に記載の基板搬送装置。
　前記アライメント装置は、
　　前記基板を回転させる回転機構と、
　　前記回転機構によって回転されている前記基板の周縁部を全周にわたってサンプリングするサンプリング器とを含み、
　前記制御部は、前記第１の制御の際に、前記サンプリング器によって得られたデータに基づいて前記基板の方向性及び前記基板の径の大きさを求める、請求項５～７のいずれか一項に記載の基板搬送装置。