Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7779680B2 - Aligner and method for correcting positional deviation of plate-shaped workpiece - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7779680B2 - Aligner and method for correcting positional deviation of plate-shaped workpiece - Google Patents

Aligner and method for correcting positional deviation of plate-shaped workpiece

Info

Publication number
JP7779680B2
JP7779680B2 JP2021138339A JP2021138339A JP7779680B2 JP 7779680 B2 JP7779680 B2 JP 7779680B2 JP 2021138339 A JP2021138339 A JP 2021138339A JP 2021138339 A JP2021138339 A JP 2021138339A JP 7779680 B2 JP7779680 B2 JP 7779680B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plate
positional deviation
workpiece
sensor
deviation amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021138339A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023032299A (en
Inventor
将人 奥田
泰伸 音川
雄也 阪口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daihen Corp
Original Assignee
Daihen Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daihen Corp filed Critical Daihen Corp
Priority to JP2021138339A priority Critical patent/JP7779680B2/en
Publication of JP2023032299A publication Critical patent/JP2023032299A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7779680B2 publication Critical patent/JP7779680B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Description

本発明は、アライナ装置および板状ワークの位置ずれ補正方法に関し、詳しくは、半導体ウエハなどの板状ワークの基準位置に対する位置ずれ量を検出し、検出された位置ずれ量にもとづいて板状ワークの位置を補正する技術に関する。 The present invention relates to an aligner device and a method for correcting positional deviation of a plate-shaped workpiece. More specifically, it relates to technology that detects the amount of positional deviation of a plate-shaped workpiece, such as a semiconductor wafer, from a reference position and corrects the position of the plate-shaped workpiece based on the detected amount of positional deviation.

半導体プロセスにおいて、例えばロードロックチャンバに搬入されたウエハは、搬送ロボットにより処理チャンバに搬入される。処理チャンバ内で処理をする内容によっては、ウエハを処理チャンバ内の基準位置に正確に搬入する必要があるが、そのために従来は、ワークを処理チャンバに搬入する前の段階において、例えば特許文献1に示されるアライナ装置を介在させている。このアライナ装置は、ウエハの平面方向(X-Y方向)および回転方向(θ方向)の位置ずれ量を検出することができるように構成されている。具体的には、円形状のウエハを回転させつつ当該ウエハの外周の位置をラインセンサにより検出し、検出データに基づいてウエハのX-Y方向およびθ方向の位置ずれ量を検出する。アライナ装置は、この位置ずれ量情報を用いることにより、X-Y方向およびθ方向の位置ずれを補正する。その後、搬送ロボットが、位置ずれ補正が済んだウエハをアライナ装置から掬い上げ、例えば次工程である処理チャンバ内の基準位置に搬送することができる。 In semiconductor processing, for example, a wafer loaded into a load lock chamber is transferred into a processing chamber by a transfer robot. Depending on the processing to be performed in the processing chamber, the wafer must be accurately transferred to a reference position within the processing chamber. To achieve this, an aligner device, such as that shown in Patent Document 1, is used before the workpiece is transferred into the processing chamber. This aligner device is configured to detect the amount of misalignment of the wafer in the planar direction (X-Y directions) and rotational direction (θ direction). Specifically, a line sensor detects the outer periphery of a circular wafer while it is rotating, and then detects the amount of misalignment of the wafer in the X-Y and θ directions based on the detection data. The aligner device uses this misalignment information to correct the misalignment in the X-Y and θ directions. The transfer robot then picks up the corrected wafer from the aligner device and transports it to the reference position within the processing chamber for the next process, for example.

上記従来のアライナ装置によるウエハの位置ずれ補正の処理は、搬送ロボットからアライナ装置へウエハを移し替えた後に行われる。そして、位置ずれ補正後のウエハは、再び搬送ロボットに移し替えられ、当該搬送ロボットにより次工程に搬送される。しかしながら、このようなウエハの位置ずれ補正の処理では、搬送ロボットとアライナ装置との間でのウエハの移し替えが繰り返されることになり、位置ずれ補正の処理を含めたウエハの搬送時間が長くなっていた。 The process of correcting wafer misalignment using the conventional aligner device described above is performed after the wafer is transferred from the transfer robot to the aligner device. After the misalignment correction, the wafer is then transferred back to the transfer robot, which then transports it to the next process. However, this type of wafer misalignment correction process requires repeated transfers of the wafer between the transfer robot and the aligner device, lengthening the wafer transport time, including the misalignment correction process.

特開2015-195328号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-195328

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、板状ワークの位置ずれ補正の処理を含めた搬送時間を短縮することができるように構成したアライナ装置を提供することを主たる課題とする。 The present invention was conceived in light of the above circumstances, and its main objective is to provide an aligner device that is configured to shorten the transport time, including the process of correcting positional deviations of plate-shaped workpieces.

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。 To solve the above problems, the present invention employs the following technical means.

本発明の第1の側面によって提供されるアライナ装置は、板状ワークを載置保持できるハンド体を有するロボットハンドと、下向きのセンサ面を有し、当該センサ面の下位に近接または接触する板状ワークの外形形状を検出することができるセンサと、上記ロボットハンドによって搬送され、上記ハンド体に載せられた板状ワークを上記センサ面に近接または接触するように持ち上げ、かつ持ち上げた状態から持ち下げることができるワークリフト機構と、上記センサにより取得された、上記ワークリフト機構により持ち上げられた状態の板状ワークの外形形状から、当該板状ワークの基準位置からの位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、を備えることを特徴とする。 The aligner device provided by a first aspect of the present invention is characterized by comprising: a robot hand having a hand body on which a plate-shaped workpiece can be placed and held; a sensor having a downward-facing sensor surface capable of detecting the outer shape of a plate-shaped workpiece that is close to or in contact with the lower part of the sensor surface; a work lift mechanism that is transported by the robot hand and can lift the plate-shaped workpiece placed on the hand body so that it is close to or in contact with the sensor surface and can then lower it from the lifted state; and a positional deviation calculation means that calculates the amount of positional deviation of the plate-shaped workpiece from a reference position based on the outer shape of the plate-shaped workpiece in a state lifted by the work lift mechanism, obtained by the sensor.

好ましい実施の形態においては、上記ワークリフト機構により上記板状ワークを持ち下げて上記ハンド体上に移載するに際し、上記位置ずれ量算出手段により算出された位置ずれ量に基づき、上記板状ワークが上記ハンド体上の基準位置に載るように、上記ロボットハンドを制御する制御手段をさらに含む。 In a preferred embodiment, the system further includes a control means for controlling the robot hand so that, when the work lift mechanism lifts the plate-shaped workpiece and transfers it onto the hand body, the plate-shaped workpiece is placed at a reference position on the hand body based on the positional deviation amount calculated by the positional deviation amount calculation means.

好ましい実施の形態においては、上記位置ずれ量算出手段で算出された位置ずれ量を外部に出力する機能を含む。 In a preferred embodiment, the device includes a function to output the amount of positional deviation calculated by the positional deviation calculation means to an external device.

好ましい実施の形態においては、上記板状ワークは、半導体ウエハである。 In a preferred embodiment, the plate-shaped workpiece is a semiconductor wafer.

本発明の第2の側面によって提供される板状ワークの位置ずれ補正方法は、板状ワークを載置保持できるハンド体を有するロボットハンドと、下向きのセンサ面を有し、当該センサ面の下位に近接または接触する板状ワークの外形形状を検出することができるセンサと、上記ロボットハンドによって搬送され、上記ハンド体に載せられた板状ワークを上記センサ面に近接または接触するように持ち上げ、かつ持ち上げた状態から持ち下げることができるワークリフト機構と、上記センサにより取得された、上記ワークリフト機構により持ち上げられた状態の板状ワークの外形形状から、当該板状ワークの基準位置からのずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、上記ワークリフト機構により上記板状ワークを持ち下げて上記ハンド体上に移載するに際し、上記位置ずれ量算出手段により算出された位置ずれ量に基づき、上記板状ワークが上記ハンド体上の基準位置に載るように、上記ロボットハンドを制御する制御手段と、を備えるアライナ装置を用いた板状ワークの位置ずれ補正方法であって、上記ハンド体上に載る板状ワークが上記センサの下方における補正基準位置に位置するように、上記ロボットハンドを移動させる板状ワーク搬入ステップと、上記ワークリフト機構により上記板状ワークを上記ハンド体から持ち上げ、上記センサのセンサ面に近接または接触させ、上記センサにより、上記板状ワークの外形形状を取得する外形形状取得ステップと、上記取得された外形形状から、上記板状ワークの基準位置からのX-Y方向の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出ステップと、上記ワークリフト機構により上記板状ワークを持ち下げて上記ハンド体上に移載するに際し、上記位置ずれ量算出手段により算出された位置ずれ量に基づき、上記板状ワークが上記ハンド体上の基準位置に載るように、上記ロボットハンドをX-Y方向に制御する位置補正ステップと、を含むことを特徴とする。 A method for correcting positional deviation of a plate-shaped workpiece provided by a second aspect of the present invention includes a robot hand having a hand body on which a plate-shaped workpiece can be placed and held; a sensor having a downward-facing sensor surface capable of detecting the outer shape of a plate-shaped workpiece that is in proximity to or in contact with the lower part of the sensor surface; a work lift mechanism that is transported by the robot hand and that can lift the plate-shaped workpiece placed on the hand body so that it is in proximity to or in contact with the sensor surface and then lower it from the lifted state; a positional deviation amount calculation means that calculates the amount of deviation of the plate-shaped workpiece from a reference position based on the outer shape of the plate-shaped workpiece in a state lifted by the work lift mechanism acquired by the sensor; and when the work lift mechanism lifts the plate-shaped workpiece and transfers it onto the hand body, the robot hand is moved so that the plate-shaped workpiece is placed at the reference position on the hand body based on the positional deviation amount calculated by the positional deviation amount calculation means. A method for correcting positional deviation of a plate-shaped workpiece using an aligner device having a control means for controlling a position of the plate-shaped workpiece placed on the hand body, the method comprising: a plate-shaped workpiece carrying-in step of moving the robot hand so that the plate-shaped workpiece placed on the hand body is positioned at a correction reference position below the sensor; an outer shape acquisition step of lifting the plate-shaped workpiece from the hand body using the work lift mechanism and bringing it close to or into contact with the sensor surface of the sensor, and acquiring the outer shape of the plate-shaped workpiece using the sensor; a position deviation calculation step of calculating the amount of position deviation of the plate-shaped workpiece in the X and Y directions from a reference position based on the amount of position deviation calculated by the position deviation calculation means when the work lift mechanism lifts the plate-shaped workpiece and transfers it onto the hand body, and controls the robot hand in the X and Y directions so that the plate-shaped workpiece is placed at the reference position on the hand body.

好ましい実施の形態においては、上記位置補正ステップは、上記板状ワーク搬入ステップに用いた第1のロボットハンドを制御することにより行う。 In a preferred embodiment, the position correction step is performed by controlling the first robot hand used in the plate-shaped workpiece carrying-in step.

好ましい実施の形態においては、上記位置補正ステップは、上記板状ワーク搬入ステップに用いた第1のロボットハンドとは異なる、上記板状ワークを載置保持できるハンド体を有する第2のロボットハンドを制御することにより行う。 In a preferred embodiment, the position correction step is performed by controlling a second robot hand that has a hand body capable of placing and holding the plate-shaped workpiece, different from the first robot hand used in the plate-shaped workpiece carrying-in step.

好ましい実施の形態においては、上記板状ワークは、半導体ウエハである。 In a preferred embodiment, the plate-shaped workpiece is a semiconductor wafer.

上記構成のアライナ装置によれば、板状ワークの位置ずれ補正の処理を含めた搬送時間を短縮することが可能である。 The aligner device configured as described above can shorten the transport time, including the process of correcting misalignment of plate-shaped workpieces.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.

本発明の第1実施形態に係るアライナ装置の平面的模式図である。1 is a schematic plan view of an aligner device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 本発明の第1実施形態に係るアライナ装置の側面的模式図である。1 is a schematic side view of an aligner device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 本発明に係るアライナ装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of an aligner device according to the present invention. 本発明の第1実施形態に係るアライナ装置の作動状態説明図であり、(a)は図1の矢印Y方向から見た説明図、(b)は図1の矢印X方向から見た説明図である。2A and 2B are explanatory views of an operating state of the aligner device according to the first embodiment of the present invention, where FIG. 2A is an explanatory view seen from the direction of an arrow Y in FIG. 1 , and FIG. 2B is an explanatory view seen from the direction of an arrow X in FIG. 1 . 本発明の第1実施形態に係るアライナ装置の作動状態説明図であり、(a)は図1の矢印Y方向から見た説明図、(b)は図1の矢印X方向から見た説明図である。2A and 2B are explanatory views of an operating state of the aligner device according to the first embodiment of the present invention, where FIG. 2A is an explanatory view seen from the direction of an arrow Y in FIG. 1 , and FIG. 2B is an explanatory view seen from the direction of an arrow X in FIG. 1 . 本発明に係るアライナ装置の作用説明図である。1 is a diagram illustrating the operation of the aligner device according to the present invention. 本発明の第1実施形態に係るアライナ装置の作動状態説明図であり、(a)は図1の矢印Y方向から見た説明図、(b)は図1の矢印X方向から見た説明図である。2A and 2B are explanatory views of an operating state of the aligner device according to the first embodiment of the present invention, where FIG. 2A is an explanatory view seen from the direction of an arrow Y in FIG. 1 , and FIG. 2B is an explanatory view seen from the direction of an arrow X in FIG. 1 . 本発明の第1実施形態に係るアライナ装置の作動状態説明図であり、(a)は図1の矢印Y方向から見た説明図、(b)は図1の矢印X方向から見た説明図である。2A and 2B are explanatory views of an operating state of the aligner device according to the first embodiment of the present invention, where FIG. 2A is an explanatory view seen from the direction of an arrow Y in FIG. 1 , and FIG. 2B is an explanatory view seen from the direction of an arrow X in FIG. 1 . 本発明の第2実施形態に係るアライナ装置の平面的模式図である。FIG. 10 is a schematic plan view of an aligner device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係るアライナ装置の側面的模式図である。FIG. 10 is a schematic side view of an aligner device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係るアライナ装置の作動状態説明図であり、(a)は図9の矢印Y方向から見た説明図、(b)は図9の矢印X方向から見た説明図である。10A and 10B are explanatory views of an operating state of an aligner device according to a second embodiment of the present invention, where FIG. 10A is an explanatory view seen from the direction of an arrow Y in FIG. 9 and FIG. 10B is an explanatory view seen from the direction of an arrow X in FIG. 9 . 本発明の第2実施形態に係るアライナ装置の作動状態説明図であり、(a)は図9の矢印Y方向から見た説明図、(b)は図9の矢印X方向から見た説明図である。10A and 10B are explanatory views of an operating state of an aligner device according to a second embodiment of the present invention, where FIG. 10A is an explanatory view seen from the direction of an arrow Y in FIG. 9 and FIG. 10B is an explanatory view seen from the direction of an arrow X in FIG. 9 . 本発明の第2実施形態に係るアライナ装置の作動状態説明図であり、(a)は図9の矢印Y方向から見た説明図、(b)は図9の矢印X方向から見た説明図である。10A and 10B are explanatory views of an operating state of an aligner device according to a second embodiment of the present invention, where FIG. 10A is an explanatory view seen from the direction of an arrow Y in FIG. 9 and FIG. 10B is an explanatory view seen from the direction of an arrow X in FIG. 9 . 本発明の第2実施形態に係るアライナ装置の作動状態説明図であり、(a)は図9の矢印Y方向から見た説明図、(b)は図9の矢印X方向から見た説明図である。10A and 10B are explanatory views of an operating state of an aligner device according to a second embodiment of the present invention, where FIG. 10A is an explanatory view seen from the direction of an arrow Y in FIG. 9 and FIG. 10B is an explanatory view seen from the direction of an arrow X in FIG. 9 . 本発明の第2実施形態に係るアライナ装置の作動状態説明図であり、(a)は図9の矢印Y方向から見た説明図、(b)は図9の矢印X方向から見た説明図である。10A and 10B are explanatory views of an operating state of an aligner device according to a second embodiment of the present invention, where FIG. 10A is an explanatory view seen from the direction of an arrow Y in FIG. 9 and FIG. 10B is an explanatory view seen from the direction of an arrow X in FIG. 9 . 本発明の第2実施形態に係るアライナ装置の作動状態説明図であり、(a)は図9の矢印Y方向から見た説明図、(b)は図9の矢印X方向から見た説明図である。10A and 10B are explanatory views of an operating state of an aligner device according to a second embodiment of the present invention, where FIG. 10A is an explanatory view seen from the direction of an arrow Y in FIG. 9 and FIG. 10B is an explanatory view seen from the direction of an arrow X in FIG. 9 .

以下、本発明の好ましい実施形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。 Below, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1~図10は、本発明の第1実施形態に係るアライナ装置B1を示す。 Figures 1 to 10 show an aligner device B1 according to a first embodiment of the present invention.

図1~図3に示すように、アライナ装置B1は、ワークの位置ずれ量検出装置A1を含み、当該ワークの位置ずれ量検出装置A1は、ロボットハンド1と協働して作動し、センサ3と、ワークリフト機構5と、センサ3からのワーク外縁形状情報に基づきワークの基準位置に対する位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段6と、を備える。 As shown in Figures 1 to 3, the aligner device B1 includes a workpiece misalignment detection device A1, which operates in cooperation with the robot hand 1 and includes a sensor 3, a workpiece lift mechanism 5, and a misalignment calculation means 6 that calculates the amount of misalignment of the workpiece relative to a reference position based on workpiece outer edge shape information from the sensor 3.

ロボットハンド1は、例えば多関節ロボットのエンドアーム(図示略)に設置された支持体12にハンド体13を設けた構造を有する。ハンド体13は、ワークとしての半導体ウエハWを上面に載せて保持できるようになっている。ロボットハンド1は、マニピュレータ(図示略)の制御により、少なくとも、ハンド体13を水平姿勢にしつつ、平面方向(X-Y方向)に移動できる機能を有する。なお、ハンド体13の平面形状は、本実施形態では、図1に表れているように、二股フォーク状となっているが、例えば三又フォーク状のように、他の形状であってもよい。 The robot hand 1 has a structure in which a hand body 13 is attached to a support 12 mounted on, for example, the end arm (not shown) of an articulated robot. The hand body 13 is capable of holding a semiconductor wafer W as a workpiece on its upper surface. The robot hand 1 has the function of moving the hand body 13 in a planar direction (X-Y directions) while at least maintaining a horizontal position under the control of a manipulator (not shown). In this embodiment, the planar shape of the hand body 13 is a two-pronged fork shape as shown in Figure 1, but it may have other shapes, such as a three-pronged fork shape.

センサ3は、接触または近接非接触により、その下位に位置する平面的な対象物の外形を像として捉えることができる機能を有するものが採用される。センサ3は、枠体4から水平方向に延びる支持板41の下面に、センサ面31を下向きにして取り付けられている。このようなセンサ3の例としては、例えば、タッチパネルに採用されているように、静電式に対象物の存在を認識する技術を利用したもの、あるいは、CCD等の撮像素子を複数個平面的に配列したもの、等がある。本発明では、後記するように、センサ3は、半導体ウエハWの外形形状を認識することができればよいため、当該半導体ウエハWのX-Y方向の位置ずれの可能性の範囲内で当該半導体ウエハの外形を認識するに十分な平面的形状を有しておればよい。すなわち、センサ3は、図6に表れているように円形であってもよいし、その他の形状として、例えば、矩形であってもよいし、ドーナツ形状であってもよい。 The sensor 3 employed has the ability to capture an image of the outline of a planar object located below it through contact or non-contact proximity. The sensor 3 is attached with its sensor surface 31 facing downward to the underside of a support plate 41 extending horizontally from the frame 4. Examples of such sensors 3 include those that utilize electrostatic technology to recognize the presence of an object, as used in touch panels, or those that employ a planar array of multiple image sensors such as CCDs. In the present invention, as described below, the sensor 3 is required to recognize the outline of the semiconductor wafer W. Therefore, it is sufficient for the sensor 3 to have a planar shape sufficient to recognize the outline of the semiconductor wafer W within the range of possible misalignment in the X-Y directions. In other words, the sensor 3 may be circular, as shown in Figure 6, or may have other shapes, such as a rectangle or a doughnut shape.

ワークリフト機構5は、ロボットハンド1に保持されて枠体4内へ進入した半導体ウエハWをハンド体13から一定高さ持ち上げたり、持ち下げたりする機能を有する。本実施形態では、枠体4への半導体ウエハWの進入経路に干渉しないように配置された3本のステー51の下端に内向き水平部511を形成し(図1参照)、当該水平部511に上向きに突出するリフトピン512を設けた構成を有している(図2参照)。上記3本のステー51ないし3つのリフトピン512のセットは、センサ3に対応して設けられており、各セットは、枠体4外に配置した例えばエアシリンダなどのアクチュエータ(図示略)により所定距離上下方向に作動させられる。なお、センサ3に対応して設けられる3本のステー51と3つのリフトピン512のセットは、この数に限定されない。例えば、後述する図9に示すように、4本のステーと4つのリフトピンのセットにしてもよい。 The work lift mechanism 5 functions to lift or lower the semiconductor wafer W held by the robot hand 1 and inserted into the frame 4 by a certain height from the hand body 13. In this embodiment, three stays 51 are positioned so as not to interfere with the path of entry of the semiconductor wafer W into the frame 4. An inward-facing horizontal portion 511 is formed at the lower end of each stay (see FIG. 1), and upward-protruding lift pins 512 are provided on the horizontal portion 511 (see FIG. 2). Each set of three stays 51 and three lift pins 512 is provided corresponding to a sensor 3, and each set is actuated a predetermined distance vertically by an actuator (not shown), such as an air cylinder, located outside the frame 4. The number of sets of three stays 51 and three lift pins 512 provided corresponding to each sensor 3 is not limited to this number. For example, as shown in FIG. 9, which will be described later, a set of four stays and four lift pins may be provided.

半導体ウエハWは、図1、図6に示すように、通常、円形の板状をしており、その外周には、周方向の回転姿勢を検出するためのノッチW1またはオリエンテーションフラットと呼ばれる切欠き部(図示せず)が形成されている。半導体プロセスにおいて、このような半導体ウエハWは、処理チャンバに搬入されて所定の処理がなされるが、処理の内容によっては、当該半導体ウエハWを、X-Y方向およびθ方向の基準位置に正確に位置づける必要がある。本発明は、このような場合において、ロボットハンド1が半導体ウエハWを処理チャンバに搬入する以前の段階において、位置ずれの補正を行うことができるようにするものである。 As shown in Figures 1 and 6, a semiconductor wafer W is typically circular and plate-shaped, with a notch W1 or a cutout (not shown) called an orientation flat formed on its outer periphery for detecting its circumferential rotational orientation. In semiconductor processing, such a semiconductor wafer W is loaded into a processing chamber and subjected to a specific process. Depending on the process, however, the semiconductor wafer W may need to be accurately positioned at reference positions in the X-Y and θ directions. In such cases, the present invention enables positional misalignment to be corrected before the robot hand 1 loads the semiconductor wafer W into the processing chamber.

位置ずれ量算出手段6は、センサ3によって画像として取得された半導体ウエハWの外形形状から、当該半導体ウエハWの基準位置からのX-Y方向およびθ方向の位置ずれ量を算出する。具体的には、図6に示すように、半導体ウエハWの画像の中心、例えば、半導体ウエハの画像W’における外周円の中心O1の、半導体ウエハWの中心が位置するべき基準位置C1からのX方向の位置ずれ量δxおよびY方向の位置ずれ量δyを算出するとともに、画像W’におけるノッチW1の、半導体ウエハWのノッチW1が位置するべき基準位置N1からのθ方向の位置ずれ量δθを算出する。 The misalignment calculation means 6 calculates the misalignment amounts in the X-Y and θ directions of the semiconductor wafer W from a reference position based on the outer shape of the semiconductor wafer W captured as an image by the sensor 3. Specifically, as shown in FIG. 6, it calculates the misalignment amount δx in the X direction and the misalignment amount δy in the Y direction of the center of the image of the semiconductor wafer W, for example, the center O1 of the outer circle in image W' of the semiconductor wafer, from reference position C1 where the center of the semiconductor wafer W should be located, and it also calculates the misalignment amount δθ in the θ direction of the notch W1 in image W' from reference position N1 where the notch W1 of the semiconductor wafer W should be located.

上記構成のワークの位置ずれ量検出装置A1は、制御装置7によって駆動制御されるロボットハンド1およびワークリフト機構5と協働してアライナ装置B1を構成し、このアライナ装置B1は、例えば次のようにして作動する。 The workpiece positional deviation detection device A1 configured as described above cooperates with the robot hand 1 and workpiece lift mechanism 5, which are driven and controlled by the control device 7, to form the aligner device B1, which operates, for example, as follows:

図4に示すように、各リフトピン512は下動位置にあり、ハンド体13に半導体ウエハWが載置保持されたロボットハンド1が例えばX方向に移動して、ハンド体13が枠体4内の補正基準位置まで進入し、半導体ウエハWをセンサ3の下方に位置づける。このときの半導体ウエハWは、多段式カセット(図示略)やロードロックチャンバ(図示略)から搬送されてきたものであり、ハンド体13上の半導体ウエハWが位置するべき基準位置C1に対し、X-Y方向およびθ方向に、区々に位置ずれした状態にある。 As shown in FIG. 4, each lift pin 512 is in a downward movement position, and the robot hand 1, with the semiconductor wafer W placed and held on the hand body 13, moves, for example, in the X direction, until the hand body 13 advances to the correction reference position within the frame body 4 and positions the semiconductor wafer W below the sensor 3. At this time, the semiconductor wafer W has been transferred from a multi-stage cassette (not shown) or load lock chamber (not shown), and is misaligned in the X-Y and θ directions relative to the reference position C1 where the semiconductor wafer W on the hand body 13 should be located.

次に、図5に示すように、各リフトピン512が上昇して半導体ウエハWをハンド体13から持ち上げ、センサ3の下面に近接させる。ここで、半導体ウエハWの表面の汚染を避けるため、半導体ウエハWをセンサ3に接触させない。この状態において、センサ3は、上記したように半導体ウエハWの外形形状を画像データとして取得する。この画像データを受け取った位置ずれ量算出手段6は、上記したように、半導体ウエハWにつき、基準位置C1,N1からのX方向の位置ずれ量δx、Y方向の位置ずれ量δyおよびθ方向の位置ずれ量δθを算出する(図6)。 Next, as shown in FIG. 5, the lift pins 512 rise to lift the semiconductor wafer W from the hand body 13 and bring it close to the underside of the sensor 3. Here, to avoid contamination of the surface of the semiconductor wafer W, the semiconductor wafer W does not come into contact with the sensor 3. In this state, the sensor 3 acquires the outer shape of the semiconductor wafer W as image data, as described above. The positional deviation calculation means 6 receives this image data and calculates the positional deviation δx in the X direction, the positional deviation δy in the Y direction, and the positional deviation δθ in the θ direction for the semiconductor wafer W from the reference positions C1 and N1, as described above (FIG. 6).

続いて、次のようにして、X方向の位置ずれ量δx、Y方向の位置ずれ量δyを補正しつつ半導体ウエハWをハンド体13に受け渡す。 Next, the semiconductor wafer W is transferred to the hand body 13 while correcting the positional deviation δx in the X direction and the positional deviation δy in the Y direction as follows:

図7に示すように、ハンド体13が半導体ウエハWの位置ずれ量δx,δyを補正するために、ハンド体13が補正基準位置からδxa,δyaだけ移動するように、ロボットハンド1を移動制御する。この状態において、図8に示すように、リフトピン512のセットを下動させ、当該リフトピン512により持ち上げられていた半導体ウエハWをハンド体13に受け渡す。この状態において、ハンド体13に載る半導体ウエハWは、当該ハンド体13に対してその基準位置C1に位置することになる。このように、ハンド体13は枠体4から退避することなく上記の操作を行うことができる。 As shown in FIG. 7, in order for the hand body 13 to correct the positional deviations δx and δy of the semiconductor wafer W, the movement of the robot hand 1 is controlled so that the hand body 13 moves δxa and δya from the correction reference position. In this state, as shown in FIG. 8, the set of lift pins 512 is moved downward, and the semiconductor wafer W held up by the lift pins 512 is transferred to the hand body 13. In this state, the semiconductor wafer W placed on the hand body 13 is positioned at its reference position C1 relative to the hand body 13. In this way, the hand body 13 can perform the above operations without retracting from the frame 4.

以後、ロボットハンド1は、ハンド体13のX-Y方向の基準位置C1に半導体ウエハWを載置保持した状態で、枠体4から退避し、半導体ウエハWを所定の次工程へと搬送することができる。 The robot hand 1 then retracts from the frame 4 with the semiconductor wafer W placed and held at the reference position C1 in the X-Y direction of the hand body 13, and can transport the semiconductor wafer W to the next specified process.

以上述べたように、上記構成のワークの位置ずれ量検出装置A1およびこれらを含むアライナ装置B1によれば、板状ワークとしての半導体ウエハWの外形形状を平面的なセンサ面31を有するセンサ3により取得し、こうして取得された外形形状の像から半導体ウエハWの基準位置からのX方向の位置ずれ量δx、Y方向の位置ずれ量δyおよびθ方向の位置ずれ量δθを算出することができる。したがって、半導体ウエハWの位置ずれ量を検出するための物理的構成を薄状に構成することができる。 As described above, with the workpiece misalignment detection device A1 configured as described above and the aligner device B1 including it, the outer shape of the semiconductor wafer W as a plate-like workpiece can be acquired by the sensor 3 having the planar sensor surface 31, and the X-direction misalignment amount δx, Y-direction misalignment amount δy, and θ-direction misalignment amount δθ from the reference position of the semiconductor wafer W can be calculated from the image of the outer shape thus acquired. Therefore, the physical configuration for detecting the misalignment amount of the semiconductor wafer W can be configured to be thin.

アライナ装置B1は、センサ3、ワークリフト機構5、位置ずれ量算出手段6および制御装置7を具備する。センサ3は下向きのセンサ面31を有し、ワークリフト機構5は、ロボットハンド1によって搬送され、ハンド体13に載せられた半導体ウエハW(板状ワーク)をセンサ面31に近接または接触するように持ち上げ、かつ持ち上げた状態から持ち下げることができる。位置ずれ量算出手段6は、センサ3により取得された半導体ウエハW(板状ワーク)の外形形状から、当該半導体ウエハWの基準位置C1からの位置ずれ量を算出する。このような構成によれば、ロボットハンド1が枠体4から退避することなく半導体ウエハWの基準位置からの位置ずれ量δx,δyの算出や、当該位置ずれ量に基づいて半導体ウエハWがハンド体13等の基準位置C1に載るように半導体ウエハWの位置ずれ補正をすることができる。したがって、半導体ウエハWの位置ずれ補正の処理を含めた搬送時間を短縮することが可能である。 The aligner device B1 comprises a sensor 3, a workpiece lift mechanism 5, a misalignment calculation means 6, and a control device 7. The sensor 3 has a downward-facing sensor surface 31. The workpiece lift mechanism 5 can lift a semiconductor wafer W (plate-shaped workpiece) transported by the robot hand 1 and placed on the hand body 13 so that it approaches or contacts the sensor surface 31, and then lower it from the lifted state. The misalignment calculation means 6 calculates the misalignment amount of the semiconductor wafer W from the reference position C1 based on the outer shape of the semiconductor wafer W (plate-shaped workpiece) acquired by the sensor 3. This configuration allows the robot hand 1 to calculate the misalignment amounts δx and δy of the semiconductor wafer W from the reference position without retracting from the frame 4, and to correct the misalignment of the semiconductor wafer W based on the calculated misalignment amount so that the semiconductor wafer W is placed at the reference position C1 of the hand body 13, etc. This reduces the transport time, including the process of correcting the misalignment of the semiconductor wafer W.

本実施形態においては、ワークリフト機構5として、所定距離上下動する複数のリフトピン512を具備し、当該複数のリフトピン512により半導体ウエハWを持ち上げ、また持ち下げる構成としたが、ワークリフト機構の構成はこれに限定されない。ワークリフト機構としては、たとえばリフトピン512等を設けずに、ロボット側においてロボットハンド1を適宜上下移動させることでハンド体13に載置保持された半導体ウエハWを持ち上げ、また持ち下げて、ワークリフト機構の機能を担うように構成してもよい。この場合、図1、図2等に示した3本のステー51ないし3つのリフトピン512のセットは、省略することができる。 In this embodiment, the work lift mechanism 5 is equipped with multiple lift pins 512 that move up and down a predetermined distance, and is configured to lift and lower the semiconductor wafer W using the multiple lift pins 512, but the configuration of the work lift mechanism is not limited to this. For example, the work lift mechanism may be configured without lift pins 512, and instead perform the function of the work lift mechanism by appropriately moving the robot hand 1 up and down on the robot side to lift and lower the semiconductor wafer W placed and held on the hand body 13. In this case, the set of three stays 51 or three lift pins 512 shown in Figures 1 and 2, etc., can be omitted.

なお、本実施形態では、半導体ウエハWのθ方向の位置ずれを補正できないが、θ方向の位置ずれ量δθは算出されているのであり、必要に応じて、別途の工程において、半導体ウエハWのθ方向の位置ずれを補正することができる。 In this embodiment, it is not possible to correct the positional misalignment of the semiconductor wafer W in the θ direction, but the amount of positional misalignment δθ in the θ direction is calculated, and if necessary, the positional misalignment of the semiconductor wafer W in the θ direction can be corrected in a separate process.

このθ方向の位置ずれの補正は、必要に応じて他の装置において行う。そのため、位置ずれ量算出手段6または制御装置7は、算出した位置ずれ量を外部に出力する機能を有している。他の装置としては、例えば、ターンテーブルを備えており、ターンテーブルの回転によって、θ方向の位置ずれを補正できる装置である。処理チャンバがθ方向の位置ずれを補正できる機能を有していれば、処理チャンバでθ方向の位置ずれを補正することができる。もちろん、θ方向の位置ずれだけでなく、X-Y方向の位置ずれ量を外部に出力してもよい。なお、図3では、制御装置7から位置ずれ量を外部に出力するものとして図示している。 This correction of positional misalignment in the θ direction is performed in another device as needed. For this reason, the positional misalignment calculation means 6 or control device 7 has the function of outputting the calculated positional misalignment amount to the outside. An example of such another device is a device equipped with a turntable that can correct positional misalignment in the θ direction by rotating the turntable. If the processing chamber has the function of correcting positional misalignment in the θ direction, the positional misalignment in the θ direction can be corrected in the processing chamber. Of course, not only the positional misalignment in the θ direction, but also the positional misalignment amounts in the X and Y directions may be output to the outside. Note that Figure 3 illustrates the positional misalignment amount being output to the outside from the control device 7.

図9~図16は、本発明の第2実施形態に係るアライナ装置B2およびこれが含むワークの位置ずれ量検出装置A2を示す。本実施形態に係るワークの位置ずれ量検出装置A2は、ワークリフト機構5におけるステー51ないしリフトピン512の構成が第1実施形態と異なる。なお、これらの図において、第1実施形態と同様または同等の部材または部分には、同様の符号を付してある。 Figures 9 to 16 show an aligner device B2 and a workpiece misalignment detection device A2 included therein according to a second embodiment of the present invention. The workpiece misalignment detection device A2 according to this embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the stay 51 or lift pin 512 in the workpiece lift mechanism 5. Note that in these figures, members or parts that are similar or equivalent to those in the first embodiment are designated by the same reference numerals.

ワークの位置ずれ量検出装置A2は、ワーク搬入用の第1のロボットハンド1と、位置ずれ補正済みのワーク搬出用の第2のロボットハンド2とが協働してワークとしての半導体ウエハWの基準位置に対する位置ずれを補正するアライナ装置B2としての機能を発揮するように構成されている。 The workpiece misalignment detection device A2 is configured to function as an aligner device B2, which corrects the misalignment of the semiconductor wafer W (workpiece) relative to a reference position, by using a first robot hand 1 for loading the workpiece and a second robot hand 2 for unloading the workpiece after the misalignment has been corrected.

第1のロボットハンド1および第2のロボットハンド2は、基本的に第1の実施形態について上述したロボットハンド1と同様の構成を有する。すなわち、例えば多関節ロボットのエンドアーム(図示略)に設置された支持体12,22にハンド体13,23を設けた構造を有し、マニピュレータ(図示略)の制御により、少なくとも、ハンド体13,23を水平姿勢にしつつ、平面方向(X-Y方向)に移動できる機能を有する。ハンド体13,23は、二股フォーク状の平面形状を有する。 The first robot hand 1 and second robot hand 2 basically have the same configuration as the robot hand 1 described above in the first embodiment. That is, for example, they have a structure in which hand bodies 13, 23 are attached to supports 12, 22 installed on the end arm (not shown) of an articulated robot, and have the function of being able to move at least the hand bodies 13, 23 in a horizontal position and in a planar direction (X-Y direction) by control of a manipulator (not shown). The hand bodies 13, 23 have a planar shape resembling a fork with two prongs.

センサ3の構成は、第1の実施形態について上述したのと同様の構成を有し、近接非接触により、その下位に位置する平面的な対象物の外形を像として捉えることができる機能を有するものが採用される。センサ3は、枠体4から水平方向に延びる支持板41の下面に、センサ面31を下向きにして取り付けられている。 The sensor 3 has the same configuration as that described above for the first embodiment, and is capable of capturing an image of the outline of a planar object located below it through close, non-contact contact. The sensor 3 is attached, with the sensor surface 31 facing downward, to the underside of a support plate 41 that extends horizontally from the frame 4.

ワークリフト機構5は、第1のロボットハンド1に保持されて枠体4内に進入した半導体ウエハWをハンド体13から一定高さ持ち上げるとともに、第2のロボットハンド2のハンド体23に半導体ウエハWを位置ずれ補正しつつ受け渡す機能を有する。本実施形態では、第1のロボットハンド1による枠体4へのX方向一方側(図9の左方)からの半導体ウエハWの進入経路および第2のロボットハンド2による枠体4からX方向他方側(図9の右方)への半導体ウエハWの搬出経路に干渉しないように配置された4本のステー51の下端に内向き水平部511を形成し、当該水平部511に上向きに突出するリフトピン512を設けた構成を有している。上記4本のステー51ないし4つのリフトピン512のセットは、センサ3に対応して設けられており、各セットは、枠体4外に配置した例えばエアシリンダなどのアクチュエータ(図示略)により所定距離上下方向に作動させられる。 The work lift mechanism 5 has the function of lifting a semiconductor wafer W held by the first robot hand 1 and inserted into the frame 4 by a certain height from the hand body 13, and transferring the semiconductor wafer W to the hand body 23 of the second robot hand 2 while correcting for misalignment. In this embodiment, the work lift mechanism 5 has four stays 51 arranged so as not to interfere with the path of entry of the semiconductor wafer W into the frame 4 from one side in the X direction (left side in FIG. 9) by the first robot hand 1 and the path of removal of the semiconductor wafer W from the frame 4 to the other side in the X direction (right side in FIG. 9) by the second robot hand 2. The stays 51 have inward-facing horizontal portions 511 at their lower ends, and lift pins 512 protruding upward are provided on the horizontal portions 511. Each set of the four stays 51 and four lift pins 512 is provided corresponding to the sensor 3, and each set is actuated vertically a predetermined distance by an actuator (not shown), such as an air cylinder, located outside the frame 4.

位置ずれ量算出手段6は、第1実施形態について上述したのと同様、センサ3によって画像として取得された半導体ウエハWの外形形状から、当該半導体ウエハWのX方向の位置ずれ量δx、Y方向の位置ずれ量δyおよびθ方向の位置ずれ量δθを算出する(図6)。 As described above for the first embodiment, the misalignment calculation means 6 calculates the misalignment amount δx in the X direction, the misalignment amount δy in the Y direction, and the misalignment amount δθ in the θ direction of the semiconductor wafer W from the outer shape of the semiconductor wafer W acquired as an image by the sensor 3 (Figure 6).

上記構成のワークの位置ずれ量検出装置A2は、制御装置7によって駆動制御される第1および第2のロボットハンド1,2およびワークリフト機構5と協働してアライナ装置B2を構成し、このアライナ装置B2は、例えば次のようにして作動する。 The workpiece positional deviation detection device A2 configured as described above cooperates with the first and second robot hands 1 and 2 and the workpiece lift mechanism 5, which are driven and controlled by the control device 7, to form the aligner device B2, which operates, for example, as follows:

図11に示すように、ハンド体13に半導体ウエハWが載置保持されたロボットハンド1がX方向に移動して、ハンド体13が枠体4内の補正基準位置まで進入し、半導体ウエハWをセンサ3の下方に位置づける。このときの半導体ウエハWは、ハンド体13上の基準位置C1,N1に対し、X-Y方向およびθ方向に、区々に位置ずれした状態にある。なお、この段階において、第2のロボットハンド2は、第1のロボットハンド1のX方向反対側において、枠体4から退避させられている。 As shown in Figure 11, the robot hand 1, with the semiconductor wafer W placed and held on the hand body 13, moves in the X direction until the hand body 13 enters the correction reference position within the frame body 4 and positions the semiconductor wafer W below the sensor 3. At this time, the semiconductor wafer W is misaligned in the X-Y and θ directions relative to the reference positions C1 and N1 on the hand body 13. At this stage, the second robot hand 2 has been retracted from the frame body 4 on the opposite side of the first robot hand 1 in the X direction.

次に、図12に示すように、各リフトピン512が上昇して半導体ウエハWをハンド体13から持ち上げ、センサ3の下面に近接させるとともに、図13に示すように、第1のロボットハンド1を枠体4から退避させる。この状態において、センサ3は、半導体ウエハWの外形を画像データとして取得する。この画像データを受け取った位置ずれ量算出手段6は、上記したように、半導体ウエハWにつき、基準位置C1,N1からのX-Y方向およびθ方向の位置ずれ量δx,δy,δθを算出する(図6)。 Next, as shown in FIG. 12, the lift pins 512 rise to lift the semiconductor wafer W from the hand body 13 and bring it close to the underside of the sensor 3, and as shown in FIG. 13, the first robot hand 1 is retracted from the frame body 4. In this state, the sensor 3 acquires the outer shape of the semiconductor wafer W as image data. The positional deviation calculation means 6 receives this image data and calculates the positional deviation amounts δx, δy, and δθ of the semiconductor wafer W in the X-Y and θ directions from the reference positions C1 and N1, as described above (FIG. 6).

続いて、次のようにして、X方向の位置ずれ量δx、Y方向の位置ずれ量δyを補正しつつ当該半導体ウエハWを第2のロボットハンド2のハンド体23に受け渡す。 Then, the semiconductor wafer W is transferred to the hand body 23 of the second robot hand 2 while correcting the positional deviation δx in the X direction and the positional deviation δy in the Y direction as follows:

図14に示すように、第2のロボットハンド2が枠体4内に進入し、ハンド体23に補正基準位置を取らせる。この補正基準位置は、第1のロボットハンド1のハンド体13が枠体4内に進入したときの補正基準位置と実質的に一致した位置であり、ハンド体23上のX-Y方向の基準位置C1は、第1のロボットハンド1が補正基準位置をとるときのハンド体13上のX-Y方向の基準位置C1と一致する。 As shown in Figure 14, the second robot hand 2 enters the frame 4, causing the hand body 23 to assume the correction reference position. This correction reference position is a position that substantially coincides with the correction reference position when the hand body 13 of the first robot hand 1 enters the frame 4, and the reference position C1 in the X-Y directions on the hand body 23 coincides with the reference position C1 in the X-Y directions on the hand body 13 when the first robot hand 1 assumes the correction reference position.

次いで、図15に示すように、ハンド体23に対する半導体ウエハWの位置ずれ量δx,δyを補正するために、ハンド体23が補正基準位置からδx,δyだけ移動するように、第2のロボットハンド2を移動制御する。この状態において、図16に示すように、リフトピン512のセットを下動させ、当該リフトピン512により持ち上げられていた半導体ウエハWをハンド体23に受け渡す。この状態において、ハンド体23に載る半導体ウエハWは、当該ハンド体23に対してその基準位置C1に位置することになる。 Next, as shown in FIG. 15, in order to correct the positional deviation δx, δy of the semiconductor wafer W relative to the hand body 23, the movement of the second robot hand 2 is controlled so that the hand body 23 moves δx, δy from the correction reference position. In this state, as shown in FIG. 16, the set of lift pins 512 is moved downward, and the semiconductor wafer W lifted by the lift pins 512 is transferred to the hand body 23. In this state, the semiconductor wafer W placed on the hand body 23 is positioned at its reference position C1 relative to the hand body 23.

なお、本実施形態のワークの位置ずれ補正の手順では、図14、図15を参照して説明したように、第2のロボットハンド2が枠体4内に進入する際にハンド体23に補正基準位置をとらせ、その後、ハンド体23を半導体ウエハWの位置ずれを補正するためにハンド体23を補正基準位置から位置ずれ量δx,δyだけ移動させていた。これに代えて、第2のロボットハンド2のハンド体23が枠体4に進入する前(図9、図10等に示した状態)にハンド体23を位置ずれ量δx,δyだけ移動させて位置ずれ補正を行い、その後に第2のロボットハンド2を枠体4内に進入させてもよい。または、第2のロボットハンド2のハンド体23が枠体4に進入する際にハンド体23を位置ずれ量δx,δyだけ移動させる位置ずれ補正を行いながら第2のロボットハンド2を枠体4内に進入させてもよい。これらの場合、第2のロボットハンド2を枠体4内に進入させた後、リフトピン512のセットを下動させ、当該リフトピン512により持ち上げられていた半導体ウエハWをハンド体23に受け渡すことができる。この状態において、ハンド体23に載る半導体ウエハWは、当該ハンド体23に対してその基準位置C1に位置する(図16参照)。 In the procedure for correcting the positional deviation of the workpiece in this embodiment, as described with reference to Figures 14 and 15, the hand body 23 is placed at the correction reference position when the second robot hand 2 enters the frame 4, and then the hand body 23 is moved by the positional deviation amounts δx and δy from the correction reference position to correct the positional deviation of the semiconductor wafer W. Alternatively, the hand body 23 of the second robot hand 2 may be moved by the positional deviation amounts δx and δy before entering the frame 4 (the state shown in Figures 9 and 10, etc.), to perform the positional deviation correction, and then the second robot hand 2 may be entered into the frame 4. Alternatively, the second robot hand 2 may be entered into the frame 4 while performing the positional deviation correction by moving the hand body 23 by the positional deviation amounts δx and δy when entering the frame 4. In these cases, after the second robot hand 2 enters the frame 4, the set of lift pins 512 is moved downward, and the semiconductor wafer W held up by the lift pins 512 can be transferred to the hand body 23. In this state, the semiconductor wafer W placed on the hand body 23 is positioned at its reference position C1 relative to the hand body 23 (see Figure 16).

以後、第2のロボットハンド2は、ハンド体23のX-Y方向の基準位置C1に半導体ウエハWを載置保持した状態で、半導体ウエハWを所定の次工程へと搬送することができる。本実施形態においても、半導体ウエハWのθ方向の位置ずれを補正できないが、θ方向の位置ずれ量δθは算出されているのであり、必要に応じて、別途の工程において、半導体ウエハWのθ方向の位置ずれを補正することができる点は、第1実施形態について上述したのと同様である。 The second robot hand 2 can then transport the semiconductor wafer W to the next process while holding the semiconductor wafer W at the reference position C1 in the X-Y directions of the hand body 23. In this embodiment, the positional deviation of the semiconductor wafer W in the θ direction cannot be corrected either, but the amount of positional deviation δθ in the θ direction is calculated, and the positional deviation of the semiconductor wafer W in the θ direction can be corrected in a separate process as needed, just as in the first embodiment.

以上述べたように、上記構成のワークの位置ずれ量検出装置A2およびこれらを含むアライナ装置B2によれば、板状ワークとしての半導体ウエハWの外形形状を平面的なセンサ面31を有するセンサ3により取得し、こうして取得された外形形状の像から半導体ウエハWの基準位置からのX方向の位置ずれ量δx、Y方向の位置ずれ量δyおよびθ方向の位置ずれ量δθを算出することができる。したがって、半導体ウエハWの位置ずれ量を検出するための物理的構成を薄状に構成することができる。 As described above, with the workpiece misalignment detection device A2 configured as described above and the aligner device B2 including it, the outer shape of the semiconductor wafer W as a plate-like workpiece can be acquired by the sensor 3 having the planar sensor surface 31, and the X-direction misalignment amount δx, Y-direction misalignment amount δy, and θ-direction misalignment amount δθ from the reference position of the semiconductor wafer W can be calculated from the image of the outer shape thus acquired. Therefore, the physical configuration for detecting the misalignment amount of the semiconductor wafer W can be configured to be thin.

アライナ装置B2は、センサ3、ワークリフト機構5、位置ずれ量算出手段6および制御装置7を具備する。センサ3は下向きのセンサ面31を有し、ワークリフト機構5は、第1のロボットハンド1によって搬送され、ハンド体13に載せられた半導体ウエハW(板状ワーク)をセンサ面31に近接または接触するように持ち上げ、かつ持ち上げた状態から持ち下げることができる。位置ずれ量算出手段6は、センサ3により取得された半導体ウエハW(板状ワーク)の外形形状から、当該半導体ウエハWの基準位置C1からの位置ずれ量を算出する。本実施形態では、ワークリフト機構5により半導体ウエハWが持ち上げられている間に、第1のロボットハンド1が枠体4から退避させられ、かつ第2のロボットハンド2のハンド体23が枠体4内に進入させられ、半導体ウエハWがハンド体23の基準位置C1に載るように第2のロボットハンド2を移動制御する。この状態でワークリフト機構5が半導体ウエハWを持ち下げることで、当該半導体ウエハWをハンド体23に受け渡す。 The aligner device B2 includes a sensor 3, a work lift mechanism 5, a positional deviation calculation means 6, and a control device 7. The sensor 3 has a downward-facing sensor surface 31. The work lift mechanism 5 can lift a semiconductor wafer W (plate-shaped workpiece) transported by the first robot hand 1 and placed on the hand body 13 so that the workpiece W approaches or comes into contact with the sensor surface 31, and then lower the workpiece W from the lifted state. The positional deviation calculation means 6 calculates the positional deviation of the semiconductor wafer W from the reference position C1 based on the outer shape of the semiconductor wafer W (plate-shaped workpiece) acquired by the sensor 3. In this embodiment, while the semiconductor wafer W is being lifted by the work lift mechanism 5, the first robot hand 1 is retracted from the frame 4, and the hand body 23 of the second robot hand 2 is advanced into the frame 4, and the movement of the second robot hand 2 is controlled so that the semiconductor wafer W is placed at the reference position C1 of the hand body 23. In this state, the work lift mechanism 5 lowers the semiconductor wafer W, transferring the semiconductor wafer W to the hand body 23.

本実施形態においては、センサ3(センサ面31)の下方に第1のロボットハンド1および第2のロボットハンド2を適宜進入させるとともに、センサ3の下方において半導体ウエハWをワークリフト機構5により上下動させる間に位置ずれ量算出手段6によって半導体ウエハWの基準位置C1からの位置ずれ量を算出し、かつ当該位置ずれを補正する。そして、第2のロボットハンド2は、ワークリフト機構5により受け渡された半導体ウエハWを、ハンド体23の基準位置C1に載置保持した状態で次工程に搬送することができる。このように、本実施形態によれば、第1および第2のロボットハンド1,2、センサ3、ワークリフト機構5、位置ずれ量算出手段6および制御装置7が互いに連携ないし協働することにより、第1のロボットハンド1に載置された半導体ウエハWの位置ずれを適切に補正した状態で第2のロボットハンド2に当該半導体ウエハWを受け渡し、次工程に向けて迅速に搬送することが可能である。したがって、半導体ウエハWの位置ずれ補正の処理および第1のロボットハンド1から第2のロボットハンド2への半導体ウエハWの受け渡しを含めた搬送時間の短縮を図ることができる。 In this embodiment, the first robot hand 1 and the second robot hand 2 are appropriately advanced below the sensor 3 (sensor surface 31), and while the semiconductor wafer W is moved up and down below the sensor 3 by the work lift mechanism 5, the misalignment amount calculation means 6 calculates the misalignment amount of the semiconductor wafer W from the reference position C1 and corrects the misalignment. The second robot hand 2 can then transport the semiconductor wafer W handed over by the work lift mechanism 5 to the next process while holding it at the reference position C1 of the hand body 23. Thus, according to this embodiment, the first and second robot hands 1 and 2, the sensor 3, the work lift mechanism 5, the misalignment amount calculation means 6, and the control device 7 work together to appropriately correct the misalignment of the semiconductor wafer W placed on the first robot hand 1, and then transfer the semiconductor wafer W to the second robot hand 2, allowing it to be quickly transported to the next process. This makes it possible to shorten the transfer time, including the process of correcting the positional misalignment of the semiconductor wafer W and the transfer of the semiconductor wafer W from the first robot hand 1 to the second robot hand 2.

もちろん、本発明の範囲は上述した実施形態に限定されることはなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は、すべて本発明の範囲に含まれる。 Of course, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and all modifications within the scope of the claims are included within the scope of the present invention.

上述した実施形態では、半導体ウエハWの表面の汚染を避けるため、半導体ウエハWをセンサ3に接触させないようにしたが、接触してもよい場合は、半導体ウエハWをセンサ3に接触させるようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the semiconductor wafer W is prevented from coming into contact with the sensor 3 to avoid contamination of the surface of the semiconductor wafer W, but if contact is acceptable, the semiconductor wafer W may be brought into contact with the sensor 3.

A1,A2:位置ずれ量検出装置、B1,B2:アライナ装置、W:半導体ウエハ(板状ワーク)、W’:半導体ウエハの画像、O1:画像の中心、C1:中心の基準位置、N1:ノッチの基準位置、δx:X方向位置ずれ量、δy:Y方向位置ずれ量、δθ:θ方向位置ずれ量、1:ロボットハンド(第1のロボットハンド)、13:ハンド体、2:ロボットハンド(第2のロボットハンド)、23:ハンド体、3:センサ、31:センサ面、5:ワークリフト機構:6:位置ずれ量算出手段、7:制御装置 A1, A2: Misalignment detection device, B1, B2: Aligner device, W: Semiconductor wafer (plate-shaped workpiece), W': Semiconductor wafer image, O1: Image center, C1: Reference center position, N1: Notch reference position, δx: X-direction misalignment, δy: Y-direction misalignment, δθ: θ-direction misalignment, 1: Robot hand (first robot hand), 13: Hand body, 2: Robot hand (second robot hand), 23: Hand body, 3: Sensor, 31: Sensor surface, 5: Work lift mechanism, 6: Misalignment calculation means, 7: Control device

Claims (4)

板状ワークを載置保持できるハンド体を有するロボットハンドと、
下向きのセンサ面を有し、当該センサ面の下位に近接または接触する板状ワークの外形形状を検出することができるセンサと、
上記ロボットハンドによって搬送され、上記ハンド体に載せられた板状ワークを上記センサ面に近接または接触するように持ち上げ、かつ持ち上げた状態から持ち下げることができるワークリフト機構と、
上記センサにより取得された、上記ワークリフト機構により持ち上げられた状態の板状ワークの外形形状から、当該板状ワークの基準位置からの位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、
を備え
上記センサ面は、上記板状ワークの外形形状に対応する平面的形状および上記板状ワークの外形寸法に対応する大きさを有することを特徴とする、アライナ装置。
a robot hand having a hand body capable of placing and holding a plate-shaped workpiece;
A sensor having a downward-facing sensor surface that can detect the outer shape of a plate-like workpiece that is in proximity to or in contact with a lower part of the sensor surface;
a work lift mechanism that can lift a plate-shaped workpiece transported by the robot hand and placed on the hand body so that the plate-shaped workpiece approaches or comes into contact with the sensor surface, and can also lower the workpiece from the lifted state;
a positional deviation amount calculation means for calculating a positional deviation amount of the plate-shaped workpiece from a reference position based on the external shape of the plate-shaped workpiece in a state lifted by the work lift mechanism, the positional deviation amount being acquired by the sensor;
Equipped with
The aligner device is characterized in that the sensor surface has a planar shape corresponding to the outer shape of the plate-like workpiece and a size corresponding to the outer dimensions of the plate-like workpiece .
上記ワークリフト機構により上記板状ワークを持ち下げて上記ハンド体上に移載するに際し、上記位置ずれ量算出手段により算出された位置ずれ量に基づき、上記板状ワークが上記ハンド体上の基準位置に載るように、上記ロボットハンドを制御する制御手段をさらに含む、請求項1に記載のアライナ装置。 The aligner device of claim 1 further includes a control means for controlling the robot hand so that, when the work lift mechanism lifts the plate-shaped workpiece and transfers it onto the hand body, the plate-shaped workpiece is placed at a reference position on the hand body based on the positional deviation amount calculated by the positional deviation amount calculation means. 上記位置ずれ量算出手段で算出された位置ずれ量を外部に出力する機能を含む、請求項1または2に記載のアライナ装置。 The aligner device of claim 1 or 2, further comprising a function for outputting the positional deviation amount calculated by the positional deviation amount calculation means to an external device. 板状ワークを載置保持できるハンド体を有するロボットハンドと、下向きのセンサ面を有し、当該センサ面の下位に近接または接触する板状ワークの外形形状を検出することができるセンサと、上記ロボットハンドによって搬送され、上記ハンド体に載せられた板状ワークを上記センサ面に近接または接触するように持ち上げ、かつ持ち上げた状態から持ち下げることができるワークリフト機構と、上記センサにより取得された、上記ワークリフト機構により持ち上げられた状態の板状ワークの外形形状から、当該板状ワークの基準位置からのずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、上記ワークリフト機構により上記板状ワークを持ち下げて上記ハンド体上に移載するに際し、上記位置ずれ量算出手段により算出された位置ずれ量に基づき、上記板状ワークが上記ハンド体上の基準位置に載るように、上記ロボットハンドを制御する制御手段と、を備えるアライナ装置を用いた板状ワークの位置ずれ補正方法であって、
上記ハンド体上に載る板状ワークが上記センサの下方における補正基準位置に位置するように、上記ロボットハンドを移動させる板状ワーク搬入ステップと、
上記ワークリフト機構により上記板状ワークを上記ハンド体から持ち上げ、上記センサの上記センサ面に近接または接触させ、上記センサにより、上記板状ワークの外形形状を取得する外形形状取得ステップと、
上記取得された外形形状から、上記板状ワークの基準位置からのX-Y方向の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出ステップと、
上記ワークリフト機構により上記板状ワークを持ち下げて上記ハンド体上に移載するに際し、上記位置ずれ量算出手段により算出された位置ずれ量に基づき、上記板状ワークが上記ハンド体上の基準位置に載るように、上記ロボットハンドをX-Y方向に制御する位置補正ステップと、
を含み、
上記センサ面は、上記板状ワークの外形形状に対応する平面的形状および上記板状ワークの外形寸法に対応する大きさを有することを特徴とする、板状ワークの位置ずれ補正方法。
a work lift mechanism that is transported by the robot hand and that can lift the plate-shaped work placed on the hand body so that it approaches or contacts the sensor surface and can lower the plate-shaped work from the lifted state; a positional deviation amount calculation means that calculates a deviation amount of the plate-shaped work from a reference position based on the outer shape of the plate-shaped work in a state where it has been lifted by the work lift mechanism, which is acquired by the sensor; and a control means that controls the robot hand so that the plate-shaped work is placed at the reference position on the hand body based on the positional deviation amount calculated by the positional deviation amount calculation means when the plate-shaped work is lifted down by the work lift mechanism and transferred onto the hand body,
a plate-shaped workpiece carrying step of moving the robot hand so that the plate-shaped workpiece placed on the hand body is positioned at a correction reference position below the sensor;
an outer shape acquisition step of lifting the plate-shaped workpiece from the hand body by the work lift mechanism, bringing the plate- shaped workpiece close to or into contact with the sensor surface of the sensor, and acquiring the outer shape of the plate-shaped workpiece by the sensor;
a positional deviation amount calculation step of calculating a positional deviation amount in the XY direction from a reference position of the plate-like workpiece based on the acquired outer shape;
a position correction step of controlling the robot hand in the XY directions based on the positional deviation amount calculated by the positional deviation amount calculation means when the plate-shaped workpiece is lifted down by the work lift mechanism and transferred onto the hand body so that the plate-shaped workpiece is placed at a reference position on the hand body;
Including,
A method for correcting positional deviation of a plate-like workpiece, characterized in that the sensor surface has a planar shape corresponding to the outer shape of the plate-like workpiece and a size corresponding to the outer dimensions of the plate-like workpiece .
JP2021138339A 2021-08-26 2021-08-26 Aligner and method for correcting positional deviation of plate-shaped workpiece Active JP7779680B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021138339A JP7779680B2 (en) 2021-08-26 2021-08-26 Aligner and method for correcting positional deviation of plate-shaped workpiece

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021138339A JP7779680B2 (en) 2021-08-26 2021-08-26 Aligner and method for correcting positional deviation of plate-shaped workpiece

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023032299A JP2023032299A (en) 2023-03-09
JP7779680B2 true JP7779680B2 (en) 2025-12-03

Family

ID=85415802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021138339A Active JP7779680B2 (en) 2021-08-26 2021-08-26 Aligner and method for correcting positional deviation of plate-shaped workpiece

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7779680B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002151575A (en) 2000-11-13 2002-05-24 Daihen Corp Wafer aligner equipment
JP2009054933A (en) 2007-08-29 2009-03-12 Ryusyo Industrial Co Ltd Wafer transfer system
JP2015195328A (en) 2014-03-28 2015-11-05 株式会社ダイヘン Workpiece processing apparatus and workpiece transfer system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10284576A (en) * 1997-04-07 1998-10-23 Mecs:Kk Wafer conveyer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002151575A (en) 2000-11-13 2002-05-24 Daihen Corp Wafer aligner equipment
JP2009054933A (en) 2007-08-29 2009-03-12 Ryusyo Industrial Co Ltd Wafer transfer system
JP2015195328A (en) 2014-03-28 2015-11-05 株式会社ダイヘン Workpiece processing apparatus and workpiece transfer system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023032299A (en) 2023-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101369702B1 (en) Method for pre-heating probe card
JP7097691B2 (en) Teaching method
CN111029275B (en) Substrate processing system
CN100440475C (en) Method for calculating conveying deviation of conveying mechanism and semiconductor processing device
CN107026110B (en) Substrate transfer position teaching method and substrate processing system
KR102742279B1 (en) Aligner apparatus and method for correcting positional deviation of workpiece
JP7779680B2 (en) Aligner and method for correcting positional deviation of plate-shaped workpiece
US20250183079A1 (en) Substrate Transport System and Substrate Position Adjustment Method
JP7765914B2 (en) Aligner and method for correcting positional deviation of workpiece
JP7429579B2 (en) Aligner device and method for correcting positional deviation of plate-shaped workpiece
TWM661424U (en) Wafer aligner
JP7768743B2 (en) Industrial robot and teaching method for industrial robot
KR102867839B1 (en) Substrate return method and substrate return device
JP2021158246A (en) Device for detecting positional deviation amount of work-piece, aligner device, and method for correcting positional deviation of work-piece
US12469724B2 (en) Correction method and substrate transfer apparatus
JP7542144B2 (en) Parts transfer device
JP7161956B2 (en) Inspection device and inspection method
KR20250114071A (en) Substrate return method and substrate processing system
CN121311772A (en) Processor for testing electronic components and method for aligning electronic components in the processor for testing electronic components
JPH0620919A (en) Substrate-position compensator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240719

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20250513

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250603

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250801

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20251111

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20251120

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7779680

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150