特開 2022-48506 アライナ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022048506

(43)【公開日】2022-03-28

(54)【発明の名称】アライナ装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20220318BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20220318BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 N

G03F7/20 521

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020154361

(22)【出願日】2020-09-15

(71)【出願人】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】100135389

【弁理士】

【氏名又は名称】臼井 尚

(74)【代理人】

【識別番号】100168099

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 伸太郎

(72)【発明者】

【氏名】井浦 惇

【テーマコード（参考）】

2H197

5F131

【Ｆターム（参考）】

2H197EB20

2H197HA03

5F131AA02

5F131BA13

5F131CA18

5F131CA37

5F131EA02

5F131EA14

5F131EA22

5F131EA23

5F131EB01

5F131FA17

5F131KA12

5F131KA34

5F131KB54

5F131KB55

(57)【要約】

【課題】少ない駆動軸によって平面方向（Ｘ－Ｙ方向）および垂直軸周りの回転方向（θ方向）の位置ずれ補正を行うことが可能なアライナ装置を提供する。
【解決手段】本発明のアライナ装置Ａ１は、ワークＷを支持す第１支持部１１、および第１支持部１１を第１垂直軸Ｖ１の周りに回転駆動させるための第１駆動源１２を有する第１回転駆動機構１と、ワークＷを支持する第２支持部２１、および第２支持部２１を第２垂直軸Ｖ２の周りに回転駆動させるための第２駆動源２２を有する第２回転駆動機構２と、第２支持部２１に支持されたワークＷを上下動させる昇降機構３と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを支持する第１支持部、および上記第１支持部を第１垂直軸の周りに回転駆動させるための第１駆動源を有する第１回転駆動機構と、
上記ワークを支持する第２支持部、および上記第２支持部を第２垂直軸の周りに回転駆動させるための第２駆動源を有する第２回転駆動機構と、
上記第２支持部に支持された上記ワークを上下動させる昇降機構と、を備える、アライナ装置。

【請求項2】

上記第１支持部は、上記ワークが載置される第１載置面を有し、
上記昇降機構は、上記ワークが載置される第２載置面を有し、当該第２載置面を、上記第１載置面よりも下方の第１位置と、上記第１載置面よりも上方の第２位置との間で上下動させる、請求項１に記載のアライナ装置。

【請求項3】

上記昇降機構は、水平方向において互いに離間して配置される複数の昇降シリンダを含み、
上記各昇降シリンダは、その上端部に上記第２載置面を有する、請求項２に記載のアライナ装置。

【請求項4】

上記第１回転駆動機構は、上記第１駆動源に連結され、水平面に沿って延びる第１アームと、上記第１駆動源により回転駆動される第１駆動プーリと、上記第１垂直軸を中心として上記第１アームにより回転可能に支持された第１従動プーリと、上記第１駆動プーリおよび上記第１従動プーリに掛け回された第１ベルトと、を有し、
上記第１支持部は、上記第１従動プーリよりも上方に配置され、かつ上記第１従動プーリと連結されており、
上記第２回転駆動機構は、上記第２駆動源に連結され、水平面に沿って延びる第２アームと、上記第２駆動源により回転駆動される第２駆動プーリと、上記第２垂直軸を中心として上記第２アームにより回転可能に支持された第２従動プーリと、上記第２駆動プーリおよび上記第２従動プーリに掛け回された第２ベルトと、を有し、
上記第２支持部は、水平面に沿って延びるワーク支持用アームを含み、
上記複数の昇降シリンダは、互いに離間するように上記ワーク支持用アームに支持されている、請求項３に記載のアライナ装置。

【請求項5】

上記第１駆動源は、上記第１従動プーリに対し、水平面に沿う第１方向の一方側に配置され、
上記第２従動プーリおよび上記第２駆動源は、上記第１従動プーリに対し、上記第１方向の他方側に配置されており、
上記昇降機構は、一対の上記昇降シリンダにより構成されており、
当該一対の上記昇降シリンダは、上記第１垂直軸を挟んで互いに反対側に配置される、請求項４に記載のアライナ装置。

【請求項6】

複数の上記第１回転駆動機構、複数の上記第２回転駆動機構および複数の上記昇降機構を備え、
複数の上記第１回転駆動機構それぞれにおける上記第１従動プーリは、上下方向において互いに間隔を隔て、かつ平面視において重なるように配置されており、
複数の上記第１回転駆動機構それぞれにおける上記第１駆動源および上記第１駆動プーリは、平面視において上記第１垂直軸の周方向に間隔を隔てて配置されており、
複数の上記第２回転駆動機構それぞれにおける上記第２従動プーリは、上下方向において互いに間隔を隔て、かつ平面視において重なるように配置されており、
複数の上記第２回転駆動機構それぞれにおける上記第２駆動源および上記第２駆動プーリは、平面視において上記第２垂直軸の周方向に間隔を隔てて配置されている、請求項５に記載のアライナ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アライナ装置に関し、より詳細には、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情報に基づいて当該ワークの位置ずれを補正する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体プロセスにおいて、たとえばロードロックチャンバに搬入されたウエハ（ワーク）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。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、たとえば特許文献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、載置台に置かれた１枚のウエハの平面方向（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おり、この位置ずれ量情報を用いてウエハを平面方向（Ｘ－Ｙ方向）および回転方向（θ方向）に移動させるための移動部を具備する。より詳細には、当該移動部は、たとえば、載置台に置かれたウエハを水平面に沿う直交２軸それぞれに移動させるにｘ軸方向移動機構およびｙ軸方向移動機構と、ウエハを垂直軸の周りに回転させる回転機構と、を有する。このようなアライナ装置によれば、ウエハの位置ずれ量情報に基づいて当該ウエハを所定の位置（水平方向位置および回転方向位置）へ適宜移動させることで、ウエハの位置ずれを補正することが可能である。

【0003】

上記従来の特許文献１に示されたアライナ装置においては、ウエハの位置ずれを補正するために、Ｘ方向およびＹ方向それぞれの移動に直動軸を２軸使用し、回転方向への移動に回転軸を１軸使用している。これにより、１枚のウエハの位置ずれ補正のために３軸の駆動軸が必要である。特に２軸使用される直動軸については、ボールねじやガイド部材が必要で１軸あたりの構成部品が多い。したがって、上記３軸の駆動軸を構成する部品点数はさらに多くなり、アライナ装置全体の構造が複雑になるとともに装置の大型化を招いていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－１９５３２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、少ない駆動軸によって平面方向（Ｘ－Ｙ方向）および垂直軸周りの回転方向（θ方向）の位置ずれ補正を行うことが可能なアライナ装置を提供することを主たる課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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。

【0007】

本発明によって提供されるアライナ装置は、ワークを支持する第１支持部、および上記第１支持部を第１垂直軸の周りに回転駆動させるための第１駆動源を有する第１回転駆動機構と、上記ワークを支持する第２支持部、および上記第２支持部を第２垂直軸の周りに回転駆動させるための第２駆動源を有する第２回転駆動機構と、上記第２支持部に支持された上記ワークを上下動させる昇降機構と、を備える。

【0008】

好ましい実施の形態においては、上記第１支持部は、上記ワークが載置される第１載置面を有し、上記昇降機構は、上記ワークが載置される第２載置面を有し、当該第２載置面を、上記第１載置面よりも下方の第１位置と、上記第１載置面よりも上方の第２位置との間で上下動させる。

【0009】

好ましい実施の形態においては、上記第１回転駆動機構の上記第１支持部には、上記ワークを吸着するための吸着部が設けられている。

【0010】

好ましい実施の形態においては、上記昇降機構は、水平方向において互いに離間して配置される複数の昇降シリンダを含み、上記各昇降シリンダは、その上端部に上記第２載置面を有する。

【0011】

好ましい実施の形態においては、上記第１回転駆動機構は、上記第１駆動源に連結され、水平面に沿って延びる第１アームと、上記第１駆動源により回転駆動される第１駆動プーリと、上記第１垂直軸を中心として上記第１アームにより回転可能に支持された第１従動プーリと、上記第１駆動プーリおよび上記第１従動プーリに掛け回された第１ベルトと、を有し、上記第１支持部は、上記第１従動プーリよりも上方に配置され、かつ上記第１従動プーリと連結されており、上記第２回転駆動機構は、上記第２駆動源に連結され、水平面に沿って延びる第２アームと、上記第２駆動源により回転駆動される第２駆動プーリと、上記第２垂直軸を中心として上記第２アームにより回転可能に支持された第２従動プーリと、上記第２駆動プーリおよび上記第２従動プーリに掛け回された第２ベルトと、を有し、上記第２支持部は、水平面に沿って延びるワーク支持用アームを含み、上記複数の昇降シリンダは、互いに離間するように上記ワーク支持用アームに支持されている。

【0012】

好ましい実施の形態においては、上記第１駆動源は、上記第１従動プーリに対し、水平面に沿う第１方向の一方側に配置され、上記第２従動プーリおよび上記第２駆動源は、上記第１従動プーリに対し、上記第１方向の他方側に配置されており、上記昇降機構は、一対の上記昇降シリンダにより構成されており、当該一対の上記昇降シリンダは、上記第１垂直軸を挟んで互いに反対側に配置される。より好ましくは、上記一対の上記昇降シリンダは、水平面に沿い、かつ上記第１方向と直角である第２方向に離間して配置される。

【0013】

好ましい実施の形態においては、複数の上記第１回転駆動機構、複数の上記第２回転駆動機構および複数の上記昇降機構を備え、複数の上記第１回転駆動機構それぞれにおける上記第１従動プーリは、上下方向において互いに間隔を隔て、かつ平面視において重なるように配置されており、複数の上記第１回転駆動機構それぞれにおける上記第１駆動源および上記第１駆動プーリは、平面視において上記第１垂直軸の周方向に間隔を隔てて配置されており、複数の上記第２回転駆動機構それぞれにおける上記第２従動プーリは、上下方向において互いに間隔を隔て、かつ平面視において重なるように配置されており、複数の上記第２回転駆動機構それぞれにおける上記第２駆動源および上記第２駆動プーリは、平面視において上記第２垂直軸の周方向に間隔を隔てて配置されている。

【発明の効果】

【0014】

本発明に係るアライナ装置によれば、第１支持部を第１垂直軸の周りに回転駆動させる第１回転駆動機構と、第２支持部を第２垂直軸の周りに回転駆動させる第２回転駆動機構との協働により、ワークの平面方向（Ｘ－Ｙ方向）および回転方向（θ方向）の位置ずれを補正することができる。すなわち、本発明のアライナ装置によれば、従来よりも少ない２軸（回転軸）の駆動軸によって、板状のワークについて平面方向（Ｘ－Ｙ方向）および垂直軸周りの回転方向（θ方向）の位置ずれの補正を適切に行うことができる。

【0015】

また、本発明に係るアライナ装置において、ワークの位置ずれ補正のための駆動軸として、第１回転駆動機構および第２回転駆動機構のいずれについても回転動作を伴う回転軸が使用される。本実施形態と異なり直線移動を伴う直動軸の場合、回転軸の場合と比べて部品点数が多く設置スペースも大きくなる。これに対し、本発明のアライナ装置では、第１回転駆動機構および第２回転駆動機構の構成部品が少なく、装置全体の構造の簡素化およびコスト削減を図ることができ、また、装置全体の小型化を図ることが可能である。

【0016】

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。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１実施形態に係るアライナ装置を示す平面図である。

【図2】第１回転駆動機構の正面図であり、一部を縦断面図で表す。

【図3】第２回転駆動機構の正面図であり、一部を縦断面図で表す。

【図4】図１に示すアライナ装置の正面図であり、一部を縦断面図で表す。

【図5】図１に示すアライナ装置の作動状態を説明するための平面図である。

【図6】図１に示すアライナ装置の作動状態を説明するための平面図である。

【図7】図１に示すアライナ装置の作動状態を説明するための正面図であり、一部を縦断面図で表す。

【図8】図１に示すアライナ装置の作動状態を説明するための平面図である。

【図9】図１に示すアライナ装置の作動状態を説明するための平面図である。

【図10】図１に示すアライナ装置の変形例を示す平面図である。

【図11】図１０に示すアライナ装置の正面図であり、一部を縦断面図で表す。

【図12】本発明の第１実施形態に係るアライナ装置を示す平面図である。

【図13】図１２に示すアライナ装置を概略的に示す部分正面図であり、一部を縦断面図で表す。

【発明を実施するための形態】

【0018】

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。

【0019】

図１～図４は、本発明の第１実施形態に係るアライナ装置を示している。本実施形態のアライナ装置Ａ１は、第１回転駆動機構１と、第２回転駆動機構２と、昇降機構３と、を備えており、たとえば、薄板状のワークＷとしての半導体ウエハの位置ずれを補正するために用いるものである。詳細な図示は省略するが、アライナ装置Ａ１は、たとえば、搬送ロボットにより処理チャンバに搬入されるワークＷに対し、当該処理チャンバに搬入する前に所定の基準位置に対する位置ずれの補正を行う。

【0020】

第１回転駆動機構１は、図１、図２に示すように、第１支持部１１、第１駆動源１２、第１アーム１３、第１駆動プーリ１５、第１従動プーリ１６および第１ベルト１７を有する。第１支持部１１は、ワークＷを支持する部分であり、本実施形態では、円板状の載置台として構成されている。第１支持部１１の上端面は、ワークＷを載置するための第１載置面１１ａとされている。第１支持部１１は、下方に延びる軸部１１２を有する。

【0021】

第１駆動源１２は、第１支持部１１を回転駆動させるためのものであり、たとえばモータからなる。第１駆動源１２および第１支持部１１は、水平方向に互いに離間して配置されている。第１アーム１３は、水平面に沿って延びており、一方の端部が減速機１４を介して第１駆動源１２に連結されている。減速機１４は、第１駆動源１２の出力軸の回転を減速して出力するものであり、たとえばギア減速機である。第１駆動プーリ１５は、減速機１４の回転軸１４１に取り付けられており、第１駆動源１２によって回転駆動させられる。

【0022】

第１従動プーリ１６は、第１支持部１１の軸部１１２に取り付けられている。これら第１支持部１１および第１従動プーリ１６は、第１アーム１３の他方の端部に支持されている。具体的には、第１支持部１１および第１従動プーリ１６は、ベアリング等を介して第１アーム１３に支持されており、第１垂直軸Ｖ１を中心として回転可能である。第１ベルト１７は、無端ベルトであり、上記の第１駆動プーリ１５および第１従動プーリ１６に掛け回されている。

【0023】

上記構成により、第１駆動源１２が駆動すると、第１駆動プーリ１５が回転駆動し、この回転駆動力が第１ベルト１７、第１従動プーリ１６を介して第１支持部１１に伝達される。このようにして、第１支持部１１が第１垂直軸Ｖ１の周りに回転駆動させられる。

【0024】

なお、本実施形態では、第１支持部１１には吸着部１１１が設けられている。吸着部１１１は、第１支持部１１の上面（第１載置面１１ａ）に開口する吸着パッド等により構成されており、第１アーム１３内に形成された通気流路１３１に連通している。図示しない真空ポンプにより作用する真空圧によって、第１支持部１１の第１載置面１１ａに載置されたワークＷは吸着部１１１に吸着される。また、吸着部１１１における吸着作用は、適宜オン－オフの切り替えがなされる。

【0025】

第２回転駆動機構２は、図１、図３に示すように、第２支持部２１、第２駆動源２２、第２アーム２３、第２駆動プーリ２５、第２従動プーリ２６および第２ベルト２７を有する。第２支持部２１は、ワークＷを支持する部分であり、本実施形態では、基部２１０、ワーク支持用アーム２１１および軸部２１２を有する。ワーク支持用アーム２１１は、基部２１０に繋がり、水平面に沿って延びている。軸部２１２は、基部２１０の下方に延びている。具体的には、ワーク支持用アーム２１１は、平面視において略Ｃ字状に形成されており、当該平面視Ｃ字状の中央において基部２１０に繋がっている。

【0026】

第２駆動源２２は、第２支持部２１を回転駆動させるためのものであり、たとえばモータからなる。第２駆動源２２および第２支持部２１は、水平方向に互いに離間して配置されている。第２アーム２３は、水平面に沿って延びており、一方の端部が減速機２４を介して第２駆動源２２に連結されている。減速機２４は、第２駆動源２２の出力軸の回転を減速して出力するものであり、たとえばギア減速機である。第２駆動プーリ２５は、減速機２４の回転軸２４１に取り付けられており、第２駆動源２２によって回転駆動させられる。

【0027】

第２従動プーリ２６は、第２支持部２１の軸部２１２に取り付けられている。これら第２支持部２１および第２従動プーリ２６は、第２アーム２３の他方の端部に支持されている。具体的には、第２支持部２１および第２従動プーリ２６は、ベアリング等を介して第２アーム２３に支持されており、第２垂直軸Ｖ２を中心として回転可能である。第２ベルト２７は、無端ベルトであり、上記の第２駆動プーリ２５および第２従動プーリ２６に掛け回されている。

【0028】

上記構成により、第２駆動源２２が駆動すると、第２駆動プーリ２５が回転駆動し、この回転駆動力が第２ベルト２７、第２従動プーリ２６を介して第２支持部２１に伝達される。このようにして、第２支持部２１が第２垂直軸Ｖ２の周りに回転駆動させられる。

【0029】

昇降機構３は、第２支持部２１に支持されたワークＷを上下動させるためのものである。図１に示すように、昇降機構３は、複数の昇降シリンダ３１を含んで構成される。本実施形態において、昇降機構３は、一対の昇降シリンダ３１により構成される。当該一対の昇降シリンダ３１は、ワーク支持用アーム２１１の両端部に設けられており、水平方向において互いに離間するように配置されている。本実施形態において、一対の昇降シリンダ３１は、第１垂直軸Ｖ１を挟んで互いに反対側に配置される。

【0030】

各昇降シリンダ３１は、たとえば、エアシリンダからなり、図３に示すようにシリンダ部３２およびロッド部３３を有する。ロッド部３３は、Ｚ方向（上下方向）に沿って往復動可能であり、当該ロッド部３３の上端部の端面が、ワークＷを載置するための第２載置面３３ａとされている。第２載置面３３ａは、第１支持部１１の第１載置面１１ａよりも下方の第１位置（図３において実線で表す）と、第１載置面１１ａよりも上方の第２位置（図３において仮想線で表す）との間で上下動させられる。

【0031】

図１、図４に示すように、第１回転駆動機構１は、水平面に沿うＸ方向（第１方向）に延びるように配置される。具体的には、第１回転駆動機構１の第１駆動源１２は、第１従動プーリ１６に対し、Ｘ方向の一方側（図１、図４における図中右側）に配置されている。第２回転駆動機構２の第２従動プーリ２６および第２駆動源２２は、第１回転駆動機構１の第２従動プーリ２６に対し、Ｘ方向の他方側（図１、図４における図中左側）に配置されている。また、第２駆動源２２は、第２従動プーリ２６に対し、Ｘ方向の他方側に配置されている。これにより、第１回転駆動機構１の第１アーム１３および第２回転駆動機構２の第２アーム２３は、全体としてＸ方向に延びるように配置されている。

【0032】

図１、図４から理解されるように、一対の昇降シリンダ３１は、Ｙ方向（第２方向）において離間して配置されている。Ｙ方向は、水平面に沿い、かつＸ方向と直角である。

【0033】

本実施形態のアライナ装置Ａ１は、たとえば処理チャンバに隣接する搬送エリアに配置される。搬送エリアにおいては、搬送ロボット（図示略）によりワークＷが搬送されてアライナ装置Ａ１にセットされる。搬送ロボットは、ワークＷを支持するためのハンド８（図１、図４において仮想線で表す）を備える。ハンド８は、たとえば二股状のフォーク８１を有し、当該フォーク８１にワークＷが載置される。図１に示したハンド８は、図中上方からＹ方向に沿って図中下方に移動し、アライナ装置Ａ１上に進入させられる。ここでハンド８を下げると、図４に示すように、ワークＷが第１支持部１１（第１回転駆動機構１）の第１載置面１１ａに載置され、アライナ装置Ａ１に受け渡される。なお、ワークＷ（半導体ウエハ）は、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Ｎ１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。

【0034】

アライナ装置Ａ１は、ワークＷの基準位置に対する位置ずれ量情報に基づき、ワークＷの位置を補正する。ワークＷの位置ずれ量は、たとえば、アライナ装置Ａ１に近接して配置される位置ずれ量検出手段９によって取得される。位置ずれ量検出手段９は、ワークＷ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可能であれば、どのような構成であってもよい。位置ずれ量検出手段９は、たとえば発光部および受光センサ（エリアセンサ）を有する構成とすることができる。この場合、第１回転駆動機構１によりワークＷを第１垂直軸Ｖ１の周りに１回転させつつ受光センサによりワークＷの輪郭形状に応じた受光量の変化を検知し、データ化する。そして、ワークＷの外周全体の輪郭形状のデータから、所定の演算処理を行うことで、ワークＷの平面方向（Ｘ－Ｙ方向）および回転方向（θ方向）の位置ずれ量が算出される。

【0035】

次に、上記構成のアライナ装置Ａ１の作動例について、図５～図９を参照しつつ、以下に説明する。

【0036】

図５は、ハンド８からアライナ装置Ａ１に受け渡されたワークＷについて、仮想線で表すとともに輪郭付近に斜線を付している。また、当該ワークＷにおける中心位置をワーク中心Ｏ１として表す。

【0037】

図５において、ワークＷが位置補正後に到達するべき位置を、「基準ワーク位置Ｗｘ」と定めて仮想線で表しており、その基準ワーク位置Ｗｘにおける中心位置を基準中心Ｏｘとして表し、基準ワーク位置Ｗｘにおけるノッチの位置を基準ノッチ位置Ｎｘとして表す。基準中心Ｏｘは、平面視において、第１回転駆動機構１の第１支持部１１の回転中心である第１垂直軸Ｖ１と重なっている。

【0038】

図５において、平面視における第１垂直軸Ｖ１を中心とし、第１垂直軸Ｖ１からワーク中心Ｏ１までの距離を半径（以下、第１半径Ｒ１という）とする円を第１軌道円Ｃ１として設定する。また、平面視における第２垂直軸Ｖ２を中心とし、第２垂直軸Ｖ２から第１垂直軸Ｖ１までの距離を半径（以下、第２半径Ｒ２という）とする円を第２軌道円Ｃ２として設定する。ここで、上記の第１半径Ｒ１は、アライナ装置Ａ１に載置されるワークＷが異なるとワーク中心Ｏ１の位置が変化する。したがって、上記の第１半径Ｒ１および第１軌道円Ｃ１は変動し得る。その一方、第２半径Ｒ２は、第１回転駆動機構１および第２回転駆動機構２の配置によって決定する。したがって、アライナ装置Ａ１に載置されるワークＷが異なっても、上記の第２半径Ｒ２および第２軌道円Ｃ２は一定である。

【0039】

次に、図６に示すように、第１回転駆動機構１を駆動し、第１支持部１１を太矢印で表すように図中時計回りに回転させる。ここで、第１支持部１１の第１載置面１１ａに載置されたワークＷは、吸着部１１１により吸着保持されつつ第１垂直軸Ｖ１を中心として回転し、ワーク中心Ｏ１を、第１軌道円Ｃ１に沿って第１軌道円Ｃ１と第２軌道円Ｃ２の交点の位置に移動させる。ワーク中心Ｏ１が上記交点に移動した後、吸着部１１１による吸着がオフとされる。

【0040】

次いで、図７に示すように、一対の昇降シリンダ３１の各ロッド部３３を上昇させる。ここで、昇降シリンダ３１の第２載置面３３ａは、第１支持部１１の第１載置面１１ａよりも下方の第１位置から第１載置面１１ａよりも上方の第２位置まで上昇する。これにより、ワークＷは、一対の昇降シリンダ３１により持ち上げられて、第２載置面３３ａに載置された状態となる。このとき、ワークＷは、一対の昇降シリンダ３１（昇降機構３）を介して第２支持部２１に支持されている。

【0041】

次いで、図８に示すように、第２回転駆動機構２を駆動し、第２支持部２１を太矢印で表すように図中時計回りに回転させる。ここで、第２支持部２１のワーク支持用アーム２１１に設けられた一対の昇降シリンダ３１は、第２垂直軸Ｖ２を中心として回転する。また、当該一対の昇降シリンダ３１の第２載置面３３ａに載置されたワークＷも第２垂直軸Ｖ２を中心として回転し、ワーク中心Ｏ１を、第２軌道円Ｃ２に沿って第１垂直軸Ｖ１と重なる位置（基準中心Ｏｘ）に移動させる。このようにしてワーク中心Ｏ１が基準中心Ｏｘと一致し、ワークＷの平面方向（Ｘ－Ｙ方向）の補正が完了する。

【0042】

次いで、一対の昇降シリンダ３１の各ロッド部３３を降下させる。ここで、昇降シリンダ３１の第２載置面３３ａは、第１支持部１１の第１載置面１１ａよりも上方の第２位置から第１載置面１１ａよりも下方の第１位置まで降下する。これにより、ワークＷは、第１載置面１１ａに載置され、第１支持部１１に支持される。また、第２回転駆動機構２についても駆動し、第２支持部２１を図５に示したのと同様の元の位置に戻す。

【0043】

次いで、図９に示すように、第１回転駆動機構１を駆動し、第１支持部１１を太矢印で表すように図中反時計回りに回転させる。ここで、第１支持部１１の第１載置面１１ａに載置されたワークＷは、吸着部１１１により吸着保持されつつ第１垂直軸Ｖ１（ワーク中心Ｏ１）を中心として回転し、ノッチＮ１を、基準ワーク位置Ｗｘにおける基準ノッチ位置Ｎｘと一致するように移動させる。ノッチＮ１が基準ノッチ位置Ｎｘと一致するように移動した後、吸着部１１１による吸着がオフとされる。

【0044】

なお、図９に示したノッチＮ１位置の補正の前に、必要に応じて位置ずれ量検出手段９による検出を行ってもよい。この場合、ワーク中心Ｏ１が基準中心Ｏｘと一致した時点でのノッチＮ１の位置をより正確に把握することが可能である。

【0045】

上記したアライナ装置Ａ１の一連の作動により、ワークＷの平面方向（Ｘ－Ｙ方向）および回転方向（θ方向）の位置ずれが補正され、ワークＷが基準ワーク位置Ｗｘに移動させられる。その後、アライナ装置Ａ１上にハンド８（図示せず）を進入させてワークＷを持ち上げ、処理チャンバ等にワークＷが搬送される。

【0046】

本実施形態のアライナ装置Ａ１においては、第１支持部１１を第１垂直軸Ｖ１の周りに回転駆動させる第１回転駆動機構１と、第２支持部２１を第２垂直軸Ｖ２の周りに回転駆動させる第２回転駆動機構２との協働により、ワークＷの平面方向（Ｘ－Ｙ方向）および回転方向（θ方向）の位置ずれを補正することができる。すなわち、アライナ装置Ａ１によれば、従来よりも少ない２軸（回転軸）の駆動軸によって、板状のワークＷについて平面方向（Ｘ－Ｙ方向）および垂直軸周りの回転方向（θ方向）の位置ずれの補正を適切に行うことができる。

【0047】

本実施形態のアライナ装置Ａ１において、ワークＷの位置ずれ補正のための駆動軸として、第１回転駆動機構１および第２回転駆動機構２のいずれについても回転動作を伴う回転軸が使用される。本実施形態と異なり直線移動を伴う直動軸の場合、回転軸の場合と比べて部品点数が多く設置スペースも大きくなる。これに対し、本実施形態のアライナ装置Ａ１では、第１回転駆動機構１および第２回転駆動機構２の構成部品が少なく、装置全体の構造の簡素化およびコスト削減を図ることができ、また、装置全体の小型化を図ることが可能である。

【0048】

第１垂直軸Ｖ１周りに回転させられる第１支持部１１は、ワークＷが載置される第１載置面１１ａを有する。第２垂直軸Ｖ２周りに回転させられる第２支持部２１には、一対の昇降シリンダ３１（昇降機構３）が設けられている。一対の昇降シリンダ３１には、ワークＷが載置される第２載置面３３ａが設けられており、第２載置面３３ａは、第１支持部１１の第１載置面１１ａよりも下方の第１位置と第１載置面１１ａよりも上方の第２位置との間で上下動可能である。このような構成によれば、ワークＷが第１支持部１１に支持される状態と、第２支持部２１に支持される状態とに容易に切り替えることができる。

【0049】

第１回転駆動機構１の第１支持部１１には、ワークＷを吸着するための吸着部１１１が設けられている。このような構成によれば、ワークＷを支持した第１支持部１１が回転する際に、当該ワークＷがずれ動くとは防止される。

【0050】

昇降機構３は複数の昇降シリンダ３１を含んで構成されており、各昇降シリンダ３１は、その上端部に第２載置面３３ａを有する。このような構成によれば、複数の昇降シリンダ３１における複数の第２載置面３３ａによってワークＷが支持される。したがって、比較的簡単な構造により、ワークＷを安定的に支持しながら上下動させることができる。

【0051】

第１回転駆動機構１は、第１駆動源１２、第１アーム１３、第１駆動プーリ１５、第１従動プーリ１６および第１ベルト１７を有するベルト駆動機構によって構成されており、第２回転駆動機構２は、第２駆動源２２、第２アーム２３、第２駆動プーリ２５、第２従動プーリ２６および第２ベルト２７を有するベルト駆動機構によって構成されている。また、一対（複数）の昇降シリンダ３１は、水平方向において互いに離間するように、ワーク支持用アーム２１１（第２支持部２１）の支持されている。このような構成によれば、第１駆動源１２、第２駆動源２２、および複数の昇降シリンダ３１（昇降機構３）を適宜位置に配置することができる。

【0052】

第２支持部２１に支持された昇降機構３は、一対の昇降シリンダ３１により構成されており、当該一対の昇降シリンダ３１は、第１垂直軸Ｖ１を挟んで互いに反対側に配置される。このような構成によれば、第２支持部２１に支持されるワークＷは、一対の昇降シリンダ３１によりバランスよく支持される。

【0053】

第１回転駆動機構１において、第１駆動源１２は、第１従動プーリ１６に対し、水平面に沿うＸ方向の一方側に配置されている。また、第２回転駆動機構２（第２従動プーリ２６および第２駆動源２２）は、第１従動プーリ１６に対し、Ｘ方向の他方側に配置されている。その一方、一対の昇降シリンダ３１は、水平面に沿い、かつＸ方向と直角であるＹ方向に離間して配置されている。このような構成によれば、ワークＷを搬送するためのハンド８について、Ｙ方向に沿って進行させることで、アライナ装置Ａ１との干渉を回避しつつ、当該アライナ装置Ａ１とワークＷの受け渡しが可能な位置（アライナ装置Ａ１の上方位置）に進入させることが可能である。

【0054】

図１０、図１１は、上記第１実施形態に係るアライナ装置Ａ１の変形例を示している。本変形例のアライナ装置Ａ１１は、第１回転駆動機構１および第２回転駆動機構２の構成が上記のアライナ装置Ａ１と異なっている。なお、図１０以降の図面において、上記実施形態のアライナ装置Ａ１と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。

【0055】

図１０、図１１に示したアライナ装置Ａ１１において、第１回転駆動機構１および第２回転駆動機構２は、それぞれベルト駆動機構を具備していない。具体的には、第１回転駆動機構１は、上記のアライナ装置Ａ１におけるに第１アーム１３、第１駆動プーリ１５、第１従動プーリ１６および第１ベルト１７を備えておらず、これに代えて連結部１８を備える。本変形例において、第１駆動源１２は第１支持部１１の真下に配置されている。減速機１４は、第１駆動源１２の上方に配置されている。連結部１８は、略円筒状とされており、減速機１４の上端部に固定されている。減速機１４の回転軸１４１は連結部１８の内側に配置されており、この回転軸１４１に、第１支持部１１の軸部１１２が相対回転不能な状態で外嵌されている。上記構成により、第１駆動源１２が駆動すると、減速機１４の回転軸１４１およびこれと相対回転不能な軸部１１２が回転駆動し、第１支持部１１が第１垂直軸Ｖ１の周りに回転駆動させられる。

【0056】

第２回転駆動機構２は、上記のアライナ装置Ａ１におけるに第２アーム２３、第２駆動プーリ２５、第２従動プーリ２６および第２ベルト２７を備えておらず、これに代えて連結部２８を備える。本変形例において、第２駆動源２２は第２支持部２１（基部２１０）の真下に配置されている。減速機２４は、第２駆動源２２の上方に配置されている。連結部２８は、略円筒状とされており、減速機２４の上端部に固定されている。減速機２４の回転軸２４１は連結部２８の内側に配置されており、この回転軸２４１に、第２支持部２１の軸部２１２が相対回転不能な状態で外嵌されている。上記構成により、第２駆動源２２が駆動すると、減速機２４の回転軸２４１およびこれと相対回転不能な軸部２１２が回転駆動し、第２支持部２１が第２垂直軸Ｖ２の周りに回転駆動させられる。

【0057】

本変形例のアライナ装置Ａ１１は、図５～図９を参照して説明したアライナ装置Ａ１と同様に作動させることによって、ワークＷの平面方向（Ｘ－Ｙ方向）および回転方向（θ方向）の位置ずれが補正され、当該ワークＷを基準ワーク位置Ｗｘに移動させることができる。

【0058】

本変形例のアライナ装置Ａ１１においては、第１支持部１１を第１垂直軸Ｖ１の周りに回転駆動させる第１回転駆動機構１と、第２支持部２１を第２垂直軸Ｖ２の周りに回転駆動させる第２回転駆動機構２との協働により、ワークＷの平面方向（Ｘ－Ｙ方向）および回転方向（θ方向）の位置ずれを補正することができる。すなわち、アライナ装置Ａ１によれば、従来よりも少ない２軸（回転軸）の駆動軸によって、板状のワークＷについて平面方向（Ｘ－Ｙ方向）および垂直軸周りの回転方向（θ方向）の位置ずれの補正を適切に行うことができる。

【0059】

本変形例のアライナ装置Ａ１１において、ワークＷの位置ずれ補正のための駆動軸として、第１回転駆動機構１および第２回転駆動機構２のいずれについても回転動作を伴う回転軸が使用される。本実施形態と異なり直線移動を伴う直動軸の場合、回転軸の場合と比べて部品点数が多く設置スペースも大きくなる。これに対し、本実施形態のアライナ装置Ａ１では、第１回転駆動機構１および第２回転駆動機構２の構成部品が少なく、装置全体の構造の簡素化およびコスト削減を図ることができ、また、装置全体の小型化を図ることが可能である。

【0060】

第１垂直軸Ｖ１周りに回転させられる第１支持部１１は、ワークＷが載置される第１載置面１１ａを有する。第２垂直軸Ｖ２周りに回転させられる第２支持部２１には、一対の昇降シリンダ３１（昇降機構３）が設けられている。一対の昇降シリンダ３１には、ワークＷが載置される第２載置面３３ａが設けられており、第２載置面３３ａは、第１支持部１１の第１載置面１１ａよりも下方の第１位置と第１載置面１１ａよりも上方の第２位置との間で上下動可能である。このような構成によれば、ワークＷが第１支持部１１に支持される状態と、第２支持部２１に支持される状態とに容易に切り替えることができる。

【0061】

図１２、図１３は、本発明の第２実施形態に係るアライナ装置を示している。なお、図１０以降の図面において、上記実施形態のアライナ装置Ａ１と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。

【0062】

本実施形態のアライナ装置Ａ２は、複数の第１回転駆動機構１、複数の第２回転駆動機構２、および複数の昇降機構３を備えて構成される。図１２、図１３に示した例では、アライナ装置Ａ２は、第１回転駆動機構１、第２回転駆動機構２および昇降機構３を５つずつ具備する。アライナ装置Ａ２における各第１回転駆動機構１、各第２回転駆動機構２、および各昇降機構３の構成は、上記実施形態のアライナ装置Ａ１における第１回転駆動機構１、第２回転駆動機構２、および昇降機構３（一対の昇降シリンダ３１）と実質的に同一である。

【0063】

図１２、図１３に示すように、複数の第１回転駆動機構１それぞれにおける第１従動プーリ１６は、Ｚ方向（上下方向）において互いに間隔を隔て、かつ平面視において重なるように配置されている。本実施形態において、複数の第１回転駆動機構１それぞれにおける第１垂直軸Ｖ１（第１従動プーリ１６の回転軸線）は、平面視において一致している。また、図１２に示すように、複数の第１回転駆動機構１それぞれにおける第１駆動源１２および第１駆動プーリ１５は、平面視において第１垂直軸Ｖ１の周方向に間隔を隔てて配置されている。複数の第１回転駆動機構１それぞれにおける第１駆動源１２は、いずれの第１従動プーリ１６に対しても、水平面に沿うＸ方向（第１方向）の一方側（図１２における図中右側）に配置されている。

【0064】

図１２、図１３に示すように、複数の第２回転駆動機構２それぞれにおける第２従動プーリ２６は、Ｚ方向において互いに間隔を隔て、かつ平面視において重なるように配置されている。本実施形態において、複数の第２回転駆動機構２それぞれにおける第２垂直軸Ｖ２（第２従動プーリ２６の回転軸線）は、平面視において一致している。また、図１２に示すように、複数の第２回転駆動機構２それぞれにおける第２駆動源２２および第２駆動プーリ２５は、平面視において第２垂直軸Ｖ２の周方向に間隔を隔てて配置されている。複数の第２回転駆動機構２それぞれにおける第２従動プーリ２６および第２駆動源２２は、いずれの第１従動プーリ１６に対しても、Ｘ方向の他方側（図１２における図中左側）に配置されている。

【0065】

図１２、図１３に示すように、複数の昇降機構３それぞれにおける一対の昇降シリンダ３１は、水平面に沿い、かつＸ方向と直角であるＹ方向（第２方向）に離間して配置されている。

【0066】

本実施形態において、第１回転駆動機構１および第２回転駆動機構２の各組に対し、その上方にワークＷを支持したハンド８が進入可能である。本実施形態では、ワークＷの搬送に用いられ搬送ロボットとして、たとえば複数のワークＷを一括して搬送することが可能な多段式のロボットハンドを有する搬送ロボットが用いられる。また、第１回転駆動機構１および第２回転駆動機構２の各組に対応して、ハンド８の上方位置には、たとえばセンサ９１が配置されている。各センサ９１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。このようなセンサ９１の例としては、たとえば、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。

【0067】

本実施形態では、たとえばハンド８が第１回転駆動機構１および第２回転駆動機構２の上方に進入した状態において、当該ハンド８を上昇させる。そして、ワークＷをセンサ９１に接触または近接非接触させた状態にて、センサ９１を利用してワークＷの位置ずれ量情報を取得することがきでる。センサ９１は、ワークＷの外形形状を認識することができればよいため、ワークＷのＸ－Ｙ方向の位置ずれの可能性の範囲内で当該ワークＷ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、各センサ９１は、円形であってもよいし、矩形あるいはドーナツ形状であってもよい。

【0068】

本実施形態のアライナ装置Ａ２において、複数ずつの第１回転駆動機構１、第２回転駆動機構２および昇降機構３（一対の昇降シリンダ３１）の各組において、図５～図９を参照して説明したアライナ装置Ａ１（第１回転駆動機構１、第２回転駆動機構２および昇降機構３）と同様に作動させることによって、複数のワークＷの平面方向（Ｘ－Ｙ方向）および回転方向（θ方向）の位置ずれが補正され、当該ワークＷを基準ワーク位置Ｗｘに移動させることができる。

【0069】

本実施形態においては、第１支持部１１を第１垂直軸Ｖ１の周りに回転駆動させる第１回転駆動機構１と、第２支持部２１を第２垂直軸Ｖ２の周りに回転駆動させる第２回転駆動機構２との協働により、ワークＷの平面方向（Ｘ－Ｙ方向）および回転方向（θ方向）の位置ずれを補正することができる。すなわち、アライナ装置Ａ１によれば、従来よりも少ない２軸（回転軸）の駆動軸によって、板状のワークＷについて平面方向（Ｘ－Ｙ方向）および垂直軸周りの回転方向（θ方向）の位置ずれの補正を適切に行うことができる。

【0070】

本実施形態において、ワークＷの位置ずれ補正のための駆動軸として、第１回転駆動機構１および第２回転駆動機構２のいずれについても回転動作を伴う回転軸が使用される。本実施形態と異なり直線移動を伴う直動軸の場合、回転軸の場合と比べて部品点数が多く設置スペースも大きくなる。これに対し、本実施形態のアライナ装置Ａ１では、第１回転駆動機構１および第２回転駆動機構２の構成部品が少なく、装置全体の構造の簡素化およびコスト削減を図ることができ、また、装置全体の小型化を図ることが可能である。

【0071】

本実施形態のアライナ装置Ａ２において、その他にも、上記第１実施形態のアライナ装置Ａ１について上述したのと同様の作用効果を奏する。さらに、アライナ装置Ａ２においては、複数のワークＷについて、処理チャンバに搬入する前の段階で、一括して位置ずれの補正を行うことができる。

【0072】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲は上記した実施形態に限定されるものではなく、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包摂される。

【符号の説明】

【0073】

Ａ１，Ａ１１，Ａ２：アライナ装置、１：第１回転駆動機構、１１：第１支持部、１１ａ：第１載置面、１１１：吸着部、１２：第１駆動源、１３：第１アーム、１５：第１駆動プーリ、１６：第１従動プーリ、１７：第１ベルト、２：第２回転駆動機構、２１ ：第２支持部、２１１：ワーク支持用アーム、２２：第２駆動源、２３：第２アーム、２５：第２駆動プーリ、２６：第２従動プーリ、２７：第２ベルト、３：昇降機構、３１：昇降シリンダ、３３ａ：第２載置面、Ｗ：ワーク、Ｘ：方向（第１方向）、Ｙ：方向（第２方向）、Ｚ：方向（上下方向）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】