JP2018139281A - 位置決め装置および位置決め方法 - Google Patents

Abstract

【課題】位置決めの際の移動によって位置決め対象物に傷が付くことを防止することができる位置決め装置および位置決め方法を提供すること。【解決手段】位置決め装置１０は、位置決め対象物ＷＦを保持する保持手段２０と、保持手段２０で保持された位置決め対象物ＷＦに当接し、当該位置決め対象物ＷＦを所定の位置に位置決めする在所位置決め手段３０とを備え、保持手段２０は、在所位置決め手段３０によって移動される位置決め対象物ＷＦと一体的に移動する。【選択図】図１

Description

本発明は、位置決め装置および位置決め方法に関する。

従来、位置決め対象物を保持する保持手段と、保持手段で保持された位置決め対象物に位置決め部材を当接させ、当該位置決め対象物を所定の位置に位置決めする位置決め手段とを備えたプリアライメント装置（位置決め装置）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１−１２０８４１号公報

特許文献１に記載されたような従来の位置決め装置では、ウエハ台（保持面）上をウェハ（位置決め対象物）が摺動して移動する構成なので、当該位置決め対象物に傷が付くという不都合がある。

本発明の目的は、位置決めの際の移動によって位置決め対象物に傷が付くことを防止することができる位置決め装置および位置決め方法を提供することにある。

本発明は、各請求項に記載した構成を採用した。

本発明によれば、位置決め対象物と一体的に保持手段も移動するので、位置決めの際の移動によって位置決め対象物に傷が付くことを防止することができる。
また、保持手段固定手段を備えれば、位置決め対象物が位置決めされた位置から位置ずれすることを防止することができる。
また、方角位置決め手段を備えれば、位置決め対象物の方角を位置決めすることができる。

（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施形態に係る位置決め装置の側面図および動作説明図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれが直交する関係にあり、Ｘ軸およびＹ軸は、所定平面内の軸とし、Ｚ軸は、前記所定平面に直交する軸とする。さらに、本実施形態では、Ｙ軸と平行な図１中手前方向から観た場合を基準とし、方向を示した場合、「上」がＺ軸の矢印方向で「下」がその逆方向、「左」がＸ軸の矢印方向で「右」がその逆方向、「前」がＹ軸と平行な図１中手前方向で「後」がその逆方向とする。

図１において、位置決め装置１０は、位置決め対象物としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」ともいう）ＷＦを保持する保持手段２０と、保持手段２０で保持されたウエハＷＦに当接し、当該ウエハＷＦを所定の位置に位置決めする在所位置決め手段３０と、保持手段２０を移動可能に支持する支持面４１Ａを有する支持手段４０と、支持手段４０を回転させてウエハＷＦを所定の方角に位置決めする方角位置決め手段５０と、保持手段２０を所定の初期位置に復帰させる移動手段６０と、ウエハＷＦに設けられたノッチやオリエンテーションフラット等の図示しない方位印を検出するカメラや投影機等の撮像手段や、光学センサや超音波センサ等の各種センサ等の検出手段７０とを備えている。

保持手段２０は、ウエハＷＦを保持する保持面２１Ａから側面２１Ｂに連通する吸引孔２１Ｃが形成された保持部材２１と、吸引孔２１Ｃに配管２２Ａを介して連通された減圧ポンプや真空エジェクタ等の第１減圧手段２２とを備えている。

在所位置決め手段３０は、駆動機器としての直動モータ３１の出力軸３１Ａに支持された当接部材３２を備えている。直動モータ３１および当接部材３２は、これらを１組として保持部材２１の外周に複数並設されている。

支持手段４０は、保持手段２０を支持する支持面４１Ａに形成された環状の溝部４１Ｂから底面４１Ｃに連通する連通孔４１Ｄが形成された支持部材４１と、ウエハＷＦと一体となって移動した保持手段２０を支持面４１Ａ上で固定する保持手段固定手段４２とを備えている。
保持手段固定手段４２は、配管４２Ａを介して連通孔４１Ｄに連通する減圧ポンプや真空エジェクタ等の第２減圧手段４２Ｂを備えている。

方角位置決め手段５０は、出力軸５１Ａで支持部材４１を支持する駆動機器としての回動モータ５１を備えている。

移動手段６０は、在所位置決め手段３０と同様の構成であり、在所位置決め手段３０の各構成の付番号の先頭の３の記号を６に置き換えることで説明ができるので、その説明を省略する。

以上の位置決め装置１０において、ウエハＷＦを位置決めする手順について説明する。
先ず、各部材が初期位置に配置された図１（Ａ）で示す状態の位置決め装置１０に対し、当該位置決め装置１０の使用者（以下、単に「使用者」という）または、多関節ロボットやベルトコンベア等の図示しない搬送手段により、保持面２１Ａ上にウエハＷＦを載置すると、保持手段２０が第１減圧手段２２を駆動し、ウエハＷＦを吸着保持する。

次に、移動手段６０が直動モータ６１を駆動し、図１（Ｂ）に示すように、保持部材２１から当接部材６２を離間させた後、在所位置決め手段３０が直動モータ３１を駆動し、ウエハＷＦの外縁に当接部材３２を当接させ、ウエハＷＦを所定の位置に移動させる。これにより、ウエハＷＦの中心ＷＣと回動モータ５１の回転中心軸ＭＣとが合致する。この際、ウエハＷＦは、保持部材２１に吸着保持されているので、保持部材２１は、在所位置決め手段３０によって移動されるウエハＷＦと一体的に移動することとなる。

次いで、支持手段４０が第２減圧手段４２Ｂを駆動し、保持部材２１を吸着保持した後、在所位置決め手段３０が直動モータ３１を駆動し、当接部材３２を初期位置に復帰させる。その後、方角位置決め手段５０が回動モータ５１を駆動し、支持部材４１を回転させた後、検出手段７０が撮像手段等を駆動し、ウエハＷＦに設けられた図示しない方位印を検出し、当該方位印を所定の方角に向けて停止させ、ウエハＷＦを所定の姿勢とさせる。次いで、図示しない搬送手段がウエハＷＦをその上面から支持すると、保持手段２０が第１減圧手段２２の駆動を停止し、当該図示しない搬送手段が当該ウエハＷＦを次工程に搬送する。そして、支持手段４０が第２減圧手段４２Ｂの駆動を停止した後、移動手段６０が直動モータ６１を駆動し、図１（Ｃ）に示すように、当接部材６２で保持部材２１を初期位置に復帰させ、以降上記同様の動作が繰り返される。なお、保持部材２１の初期位置とは、回動モータ５１の回転中心軸ＭＣの位置に当該保持部材２１の中心ＨＣが合致した位置である。

以上のような実施形態によれば、ウエハＷＦと一体的に保持手段２０も移動するので、位置決めの際の移動によってウエハＷＦに傷が付くことを防止することができる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれる。

例えば、保持手段２０は、保持面２１Ａに開口した吸引孔２１ＣにウエハＷＦを吸着保持可能な吸着パッドを設けてもよいし、保持面２１Ａに単数または複数の吸引孔２１Ｃを備えてもよいし、メカチャックやチャックシリンダ等の把持手段、クーロン力、接着剤、粘着剤、磁力、ベルヌーイ吸着、駆動機器等でウエハＷＦを保持してもよいし、保持部材２１の下面にキャスタやコロ等の転がり部材を配置したり、支持面４１Ａや保持部材２１を支持する図示しない保持部材支持手段との摩擦を低減するシート、フィルム、テープ、樹脂、金属等を配置したりしてもよい。

在所位置決め手段３０は、ピン状や板状等の部材で当接部材３２を構成してもよいし、当接部材３２をなくし、直動モータ３１の出力軸３１ＡでウエハＷＦを位置決めしてもよいし、メカチャックやチャックシリンダ等の把持手段、クーロン力、接着剤、粘着剤、磁力、ベルヌーイ吸着、駆動機器等でウエハＷＦを支持（保持）しながら位置決めする構成を採用してもよい。

支持手段４０は、メカチャックやチャックシリンダ等の把持手段、クーロン力、接着剤、粘着剤、磁力、ベルヌーイ吸着、駆動機器等で保持手段固定手段４２を構成してもよいし、位置決め装置１０に備わっていなくてもよい。
支持部材４１は、保持部材２１と異なる大きさであってもよい。

方角位置決め手段５０は、支持部材４１を停止または回転させつつ撮像手段等を回転させ、ウエハＷＦに設けられた図示しない方位印を検出し、当該方位印を所定の方角に向けて停止させ、ウエハＷＦを所定の姿勢とさせてもよいし、位置決め装置１０に備わっていなくてもよい。

移動手段６０は、ピン状や板状等の部材で当接部材６２を構成してもよいし、当接部材６２をなくし、直動モータ６１の出力軸６１Ａで保持部材２１を移動させてもよいし、位置決め装置１０に備わっていなくてもよい。
当接部材６２は、保持部材２１のみに当接するものであってもよい。

検出手段７０は、方位印の代わりに、ウエハＷＦに刻印された製造番号、回路パターン、カーフ、またはストリート等を検出するものでもよいし、ウエハＷＦ以外の場合でも、所定の法則性をもって位置決め対象物の位置を特定できる目印となるもの検出するものであれば何ら限定されるものではないし、位置決め装置１０に備わっていなくてもよい。

また、本発明における位置決め対象物の材質、種別、形状等は、特に限定されることはない。位置決め対象物としては、例えば、食品、樹脂容器、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハ等の半導体ウエハ、回路基板、光ディスク等の情報記録基板、ガラス板、鋼板、陶器、木板または樹脂板等、任意の形態の部材や物品なども対象とすることができる。

本発明における手段および工程は、それら手段および工程について説明した動作、機能または工程を果たすことができる限りなんら限定されることはなく、まして、前記実施形態で示した単なる一実施形態の構成物や工程に全く限定されることはない。例えば、在所位置決め手段は、保持手段で保持された位置決め対象物に当接し、当該位置決め対象物を所定の位置に位置決め可能なものであれば、出願当初の技術常識に照らし合わせ、その技術範囲内のものであればなんら限定されることはない（他の手段および工程についての説明は省略する）。
また、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダおよびロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

１０ 位置決め装置
２０ 保持手段
３０ 在所位置決め手段
４０ 支持手段
４１Ａ 支持面
４２ 保持手段固定手段
５０ 方角位置決め手段
ＷＦ ウエハ（位置決め対象物）

Claims (4)

1. 位置決め対象物を保持する保持手段と、
   前記保持手段で保持された位置決め対象物に当接し、当該位置決め対象物を所定の位置に位置決めする在所位置決め手段とを備え、
   前記保持手段は、前記在所位置決め手段によって移動される前記位置決め対象物と一体的に移動することを特徴とする位置決め装置。
2. 前記保持手段を移動可能に支持する支持面を有する支持手段を備え、当該支持手段は、前記位置決め対象物と一体となって移動した前記保持手段を前記支持面上で固定する保持手段固定手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
3. 前記支持手段を回転させて前記位置決め対象物を所定の方角に位置決めする方角位置決め手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載の位置決め装置。
4. 位置決め対象物を保持手段で保持する保持工程と、
   前記保持工程で保持された位置決め対象物に当接し、当該位置決め対象物を所定の位置に位置決めする在所位置決め工程とを備え、
   前記在所位置決め工程は、前記位置決め対象物と一体的に前記保持手段も移動させて当該位置決め対象物を位置決めすることを特徴とする位置決め方法。

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