特表 2024-523036 偏差測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-06-25

(54)【発明の名称】偏差測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 5/00 20060101AFI20240618BHJP

【ＦＩ】

G01B5/00 F

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023577724

(86)(22)【出願日】2022-05-20

(85)【翻訳文提出日】2024-01-24

(86)【国際出願番号】 CN2022094167

(87)【国際公開番号】W WO2022262528

(87)【国際公開日】2022-12-22

(31)【優先権主張番号】202110666730.5

(32)【優先日】2021-06-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】510005650

【氏名又は名称】エーシーエム リサーチ （シャンハイ） インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】弁理士法人ＡＴＥＮ

(72)【発明者】

【氏名】ワン ホイ

(72)【発明者】

【氏名】リウ ウェンボー

(72)【発明者】

【氏名】ハン ハン

(72)【発明者】

【氏名】ジャア ショオナ

(72)【発明者】

【氏名】タオ シァオフォン

【テーマコード（参考）】

2F062

【Ｆターム（参考）】

2F062AA11

2F062BB08

2F062BC28

2F062EE01

2F062EE04

2F062EE12

2F062FF03

(57)【要約】

基板（Ｗ）の中心（Ｏ）と標準中心（Ｏ’）との偏差を測定する偏差測定装置であって、基準アーム（１０１）と、移動アーム（１０３）と、第１線形モジュール（１０２）とを有し、移動アーム（１０３）には第１位置決め爪（１０４）が設けられ、第１位置決め爪（１０４）は基板（Ｗ）の端部の２点に当接し、基準アーム（１０１）には第２位置決め爪（１０５）が設けられ、第２位置決め爪（１０５）は基板（Ｗ）の端部の２点に当接し、移動アーム（１０３）は基準アーム（１０１）に対向するように配置される。第１位置決め爪（１０４）の中心（ｘ１）と第２位置決め爪（１０５）の中心（ｘ２）とを結ぶ線は直線Ｌであり、直線Ｌは標準中心（Ｏ’）を通り、移動アーム（１０３）は第１線形モジュール（１０２）に駆動されて直線Ｌに沿って移動可能であり、第１位置決め爪（１０４）と第２位置決め爪（１０５）とが基板の端部に同時に接触するまで第１位置決め爪（１０４）が基板（Ｗ）を押し、このときに基板の中心（Ｏ）が直線Ｌ上に位置する。基板の中心（Ｏ）と標準中心（Ｏ’）との偏差は基準アーム（１０１）と移動アーム（１０３）との座標に基づいて計算可能である。基板（Ｗ）は、切り欠きまたは平坦な端部を有する楕円形または円形の基板であってもよい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の中心と標準中心との偏差を測定する偏差測定装置であって、基準アームと、移動アームと、第１線形モジュールとを有し、前記移動アームには第１位置決め爪が設けられ、前記第１位置決め爪は前記基板の端部の２点に当接し、前記基準アームには第２位置決め爪が設けられ、前記第２位置決め爪は前記基板の端部の２点に当接し、前記移動アームは前記基準アームに対向するように配置され、前記第１位置決め爪の中心と前記第２位置決め爪の中心とを結ぶ線は直線Ｌであり、前記直線Ｌは前記標準中心を通り、前記第１線形モジュールは前記移動アームに接続され、前記移動アームは前記第１線形モジュールに駆動されて前記直線Ｌに沿って移動し、前記第１位置決め爪と前記第２位置決め爪とが前記基板の端部に同時に接触するまで前記第１位置決め爪が前記基板を押し、このときに前記基板の中心が前記直線Ｌ上に位置し、前記基板の中心と前記標準中心との偏差が前記基準アームと前記移動アームとの座標に基づいて計算され、前記基板が円形基板または楕円形基板である、偏差測定装置。

【請求項2】

前記基板が切欠きまたは平坦な端部を有する、請求項１に記載の偏差測定装置。

【請求項3】

前記移動アーム上に配置された圧力センサをさらに備え、前記圧力センサが前記第１位置決め爪に接続されて前記基板の端部と前記第１位置決め爪との間の圧力を測定する、請求項１に記載の偏差測定装置。

【請求項4】

前記第１位置決め爪がばねを介して前記圧力センサに接続される、請求項３に記載された偏差測定装置。

【請求項5】

前記第１位置決め爪の両側それぞれに１つの帯状突起が配置され、前記移動アーム上に２つの平行なレールが配置され、２つの前記帯状突起が２つの前記レールにそれぞれ接続されることで、前記第１位置決め爪が前記レールに沿ってスライドする、請求項４に記載の偏差測定装置。

【請求項6】

前記第１位置決め爪と前記第２位置決め爪にはそれぞれ２つの転動要素が設けられており、前記転動要素の転動面が前記基板の端部への当接に用いられる、請求項１に記載の偏差測定装置。

【請求項7】

前記転動要素はローラである、請求項６に記載の偏差測定装置。

【請求項8】

前記第２線形モジュールをさらに備え、前記第２線形モジュールは前記基準アームに接続され、前記基準アームは前記第２線形モジュールによって駆動されて前記直線Ｌに沿って移動し、前記基準アームと前記移動アームとが前記基板と同期して移動して、前記基板の中心を前記標準中心に合わせる、請求項１に記載の偏差測定装置。

【請求項9】

前記第１線形モジュール上の前記移動アームの変位量と前記第２線形モジュール上の前記基準アームの変位量の両方が直接読み取られる、請求項８に記載の偏差測定装置。

【請求項10】

前記第１線形モジュールは変位センサに固定され、前記変位センサは前記移動アームに対向して配置されて前記移動アームの移動距離を測定するように構成され、前記第２線形モジュールが前記変位センサに固定され、前記変位センサは前記基準アームに対向して配置されて前記基準アームの移動距離を測定するように構成される、請求項８に記載の偏差測定装置。

【請求項11】

基板の中心と標準中心との偏差を測定する偏差測定装置であって、基準アームと、移動アームと、第１線形モジュールとを有し、前記基準アームには位置決め爪が設けられ、前記位置決め爪は前記基板の端部の２点に当接し、前記移動アームにはコンタクトヘッドと圧力センサとが設けられ、前記コンタクトヘッドは前記基板の端部の１点に当接し、前記圧力センサは前記コンタクトヘッドに接続され、前記圧力センサは前記基板の端部と前記コンタクトヘッドとの間の圧力を測定し、前記移動アームは前記基準アームに対向するように配置され、前記位置決め爪の中心と前記コンタクトヘッドの中心とを結ぶ線は直線Ｌであり、直線Ｌは前記標準中心を通り、前記第１線形モジュールは前記移動アームに接続され、前記移動アームは前記第１線形モジュールに駆動されて直線Ｌに沿って移動し、測定の際は前記移動アームが初期座標から移動を開始して、前記位置決め爪と前記コンタクトヘッドとが前記基板の端部に同時に接触するまで前記基板を押し、このときに前記基板の中心が前記直線Ｌ上に位置し、前記移動アームが終了座標に位置し、続いて前記基板の直径ｄ１を計算して前記基板の中心と前記標準中心との間の偏差ｎを取得し、その計算式は以下である、偏差測定装置。

ここで、ｄ０は標準直径であり、前記位置決め爪の形状はＶ字であり、θは前記位置決め爪の開き角度の半分であり、ｍ＝Δ１-Δ０であり、Δ１は前記移動アームの前記初期座標と前記終了座標との間の移動距離であり、Δ０は前記移動アームの標準移動距離であり、標準移動距離は予め求められており、その求め方は、標準直径ｄ０の基板を測定における基板として用い、得られた前記移動アームの初期座標と終了座標との間の移動距離を標準移動距離とするものである。

【請求項12】

前記コンタクトヘッドがばねを介して前記圧力センサに接続される、請求項１１に記載の偏差測定装置。

【請求項13】

前記移動アームにはスライド溝が設けられ、前記コンタクトヘッドが前記スライド溝に沿ってスライドする、請求項１１に記載の偏差測定装置。

【請求項14】

前記コンタクトヘッドには転動要素が設けられ、前記転動要素の転動面が前記基板の端部への当接に用いられる、請求項１１に記載の偏差測定装置。

【請求項15】

前記転動要素はローラである、請求項１４に記載の偏差測定装置。

【請求項16】

前記第２線形モジュールをさらに備え、前記第２線形モジュールは前記基準アームに接続され、前記基準アームは前記第２線形モジュールによって駆動されて前記直線Ｌに沿って移動し、前記基準アームと前記移動アームとが前記基板と同期して移動して、前記基板の中心を前記標準中心に合わせる、請求項１１に記載の偏差測定装置。

【請求項17】

前記第１線形モジュール上の前記移動アームの変位量と前記第２線形モジュール上の前記基準アームの変位量の両方が直接読み取られる、請求項１６に記載の偏差測定装置。

【請求項18】

前記第１線形モジュールは変位センサに固定され、前記変位センサは前記移動アームに対向して配置されて前記移動アームの移動距離を測定するように構成され、前記第２線形モジュールが前記変位センサに固定され、前記変位センサは前記基準アームに対向して配置されて前記基準アームの移動距離を測定するように構成される、請求項１６に記載の偏差測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般に半導体製造の分野に関し、より詳細には、基板の中心と標準中心との間の偏差を測定するための装置に関する。

【背景技術】

【0002】

基板処理工程のほとんどの工程では、基板の中心を通る軸を回転軸として基板を回転させるが、基板の中心と基板チャックの中心とを、つまり標準中心とを一致させる必要がある。基板製造工程では、プロセスレベルの制限により、基板の形状およびサイズと標準基板の形状およびサイズとの間に偏差が生じる場合がある。そのため、基板を設置した際に、基板の中心が標準中心からずれて不具合が生じる場合がある。例えば、基板端部洗浄装置では、基板を基板チャックでクランプし、回転駆動機構の駆動により回転軸を中心に基板を回転し、洗浄ノズルを基板の端部近傍に配置して基板の端部を洗浄する。基板の中心と標準中心との間に偏差があると、洗浄ノズルと基板の外周との距離がプリセット値とならず、良好な洗浄結果が得られないことになる。

【発明の概要】

【0003】

本発明の目的は、基板の中心と標準中心との間の偏差を測定するための装置を提案することである。

【0004】

上記の目的を達成するために、本発明の実施形態は、基板の中心と標準中心との間の偏差を測定する偏差測定装置であって、基準アームと、移動アームと、第１線形モジュールとを有する偏差測定装置を提供する。基準アーム上には位置決め爪が設けられており、位置決め爪は基板の端部の２点に当接するように構成されている。基準アーム上には第２位置決め爪が設けられており、第２位置決め爪は基板の端部の２点に当接するように構成されている。移動アームは基準アームと反対側に配置される。第１位置決め爪の中心と第２位置決め爪の中心を結ぶ線は直線Ｌであり、直線Ｌは標準中心を通る。第１線形モジュールは移動アームに接続され、移動アームは第１線形モジュールに駆動されて直線Ｌに沿って移動可能であり、第１位置決め爪と第２位置決め爪とが基板の端部に同時に接触するまで第１位置決め爪が基板を押す。基板の中心と標準中心との偏差が基準アームと移動アームとの座標に基づいて計算され、基板は円形基板または楕円形基板であってもよい。

【0005】

本発明の別の実施形態は、基板の中心と標準中心との間の偏差を測定する偏差測定装置であって、基準アームと、移動アームと、第１線形モジュールとを有する偏差測定装置を提供する。基準アームには基板の端部の２点に当接する位置決め爪が設けられる。移動アーム上には、コンタクトヘッドと圧力センサとが配置される。コンタクトヘッドは基板の端部の１点に当接するように構成される。圧力センサはコンタクトヘッドに接続され、基板の端部とコンタクトヘッドとの間の圧力を測定する。移動アームは基準アームと反対側に配置される。位置決め爪の中心とコンタクトヘッドの中心を結ぶ線は直線Ｌであり、直線Ｌは標準中心を通る。第１線形モジュールは移動アームに接続され、移動アームは第１線形モジュールに駆動されて直線Ｌに沿って移動可能であり、測定の際は移動アームが初期座標から移動を開始して、位置決め爪とコンタクトヘッドとが基板の端部に同時に接触するまで基板を押す。このときに基板の中心が直線Ｌ上に位置し、移動アームが終了座標に位置し、続いて基板の直径ｄ１を計算して基板の中心と標準中心との間の偏差ｎを取得する。その計算式は次のとおりである。

【0006】

ここで、ｄ０は標準直径であり、位置決め爪の形状はＶ字であり、θは位置決め爪の開き角度の半分であり、ｍ＝Δ１-Δ０であり、Δ１は移動アームの初期座標と終了座標との間の移動距離であり、Δ０は移動アームの標準移動距離であり、標準移動距離は予め求められており、その求め方は以下である。標準直径ｄ０の基板を測定における基板として用い、得られた移動アームの初期座標と終了座標との間の移動距離を標準移動距離とする。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態に係る偏差測定装置の斜視図を示す。

【図2】図２は、第１実施形態の偏差測定装置を用いて定型サイズの基板Ｗ'と非定型サイズの基板Ｗをそれぞれ測定した比較図である。

【図3】図３は、第１実施形態の偏差測定装置を使用して切り欠き付き基板を測定したときの状態図を示す。

【図4】図４は、第１実施形態の偏差測定装置を使用して平坦な端部を有する基板を測定したときの状態図を示す。

【図5a-5c】図５ａ～図５ｃは、第１実施形態の偏差測定装置を用いて楕円基板を測定したときの第一状態変化図を示す。

【図6a-6b】図６ａ～図６ｂは、第１実施形態の偏差測定装置を用いて楕円基板を測定したときの第二状態変化図を示す。

【図7】図７は、図１の構造の一部を拡大して示す図である。

【図8】図８は、図３の構造の一部を拡大して示す図である。

【図9】図９は、第１実施形態の変位センサを組み込んだ偏差測定装置の斜視図を示す。

【図10】図１０は、本発明の第２実施形態に係る偏差測定装置の斜視図を示す。

【図11】図１１は、図１０の構造の一部を拡大して示す図である。

【図12】図１２は、第２実施形態の偏差測定装置の上面図を示す。

【図13】図１３は、第２実施形態の基板直径ｄ１と、基板中心と標準中心との偏差ｎとを測定する模式図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明の実施形態における原理、技術的特徴、技術的効果、および技術的解決策は、添付の図面と併せて以下で明確かつ完全に説明される。

【0009】

＜第１実施形態＞
図１に示すように、本発明の実施形態は、基板の中心と標準中心との間の偏差を測定する偏差測定装置を開示する。偏差測定装置は、基準アーム１０１と、第１線形モジュール１０２と、移動アーム１０３とを含む。移動アーム１０３には、基板Ｗの端部の２点に当接する第１位置決め爪１０４が設けられている。基準アーム１０１には、基板Ｗの端部の２点に当接する第２位置決め爪１０５が設けられている。基準アーム１０１は移動アーム１０３に対向して配置されており、第１位置決め爪１０４の中心と第２位置決め爪１０５の中心とを結ぶ線は直線Ｌであり、直線Ｌは標準中心を通過し、第１線形モジュール１０２は移動アーム１０３に接続されており、移動アーム１０３は第１線形モジュール１０２によって駆動されて直線Ｌに沿って移動することができる。第１位置決め爪１０４と第２位置決め爪１０５とが同時に基板Ｗの端部に接触するまで、第１位置決め爪１０４が基板Ｗを押す。このとき、基板Ｗの中心は直線Ｌ上に位置する。基板Ｗの中心点と標準中心点との偏差は、基準アーム１０１と移動アーム１０３の座標に基づいて計算できる。

【0010】

図２に示すように、ｘ_１は第１位置決め爪１０４の中心点であり、ｘ_２は第２位置決め爪１０５の中心点である。基板Ｗ'が定型サイズ（標準サイズ）の基板である場合、第１位置決め爪１０４と第２位置決め爪１０５が同時に基板Ｗ'の端部に接触したとき、基板Ｗ'の中心点Ｏはｘ_１とｘ_２との中点であり、また基板Ｗ'の中心点Ｏは標準中心点Ｏ'でもある。また、基板Ｗが非定型サイズ（非標準サイズ）の円形基板の場合、第１位置決め爪１０４と第２位置決め爪１０５とが同時に基板Ｗの端部に接触すると、基板Ｗの中心点Ｏはｘ_１とｘ_２との中点となる。基板Ｗの中心点Ｏは標準中心点Ｏ'からずれている。第１位置決め爪１０４は移動アーム１０３に対して相対的に静止しており、第２位置決め爪１０５は基準アーム１０１に対して相対的に静止しているので、移動アーム１０３の座標は、第１位置決め爪１０４の中心点ｘ_１の座標とみなすことができ、基準アーム１０１の座標は、第２位置決め爪１０５の中心点ｘ_２の座標とみなすことができる。基板Ｗの中心点Ｏと標準中心点Ｏ’との偏差は、移動アーム１０３の座標と基準アーム１０１の座標とに基づいて算出することができる。

【0011】

例えば、定型サイズの基板を測定する場合、ｘ_２の座標が０、ｘ_１の座標が３１０の場合、標準中心点Ｏ'の座標は１５５となる。非定型サイズの円形基板を測定するとき、ｘ_２の座標が０、ｘ_１の座標が３０９．８である場合、基板の中心点Ｏの座標は１５４．９となり、基板の中心点Ｏと標準中心点Ｏ'との間の偏差は０．１となる。

【0012】

基板Ｗは、切り欠きを有する円形の基板であってもよい。図３に示すように、第１位置決め爪１０４と第２位置決め爪１０５とが基板Ｗの端部に同時に接触した場合、切り欠きが第２位置決め爪１０５のすぐ近くにあると、第１位置決め爪１０４と接触する基板Ｗの端部には点Ｉ、Ｊの２点が存在するため、第２位置決め爪１０５の点Ｈだけが基板Ｗの端部と接触する。これにより、切り欠きの存在は基板Ｗの中心点の位置の計算に影響しない。基板Ｗは、図４に示すように、平坦な端部を有する円形の基板であってもよく、平坦な端部の存在は基板Ｗの中心点の位置の計算に影響を及ぼさない。

【0013】

基板Ｗは楕円形の基板であってもよい。図５ａに示す位置のように、基板Ｗの端部の２点が第２位置決め爪１０５に接触しているが、基板Ｗの中心点Ｏが直線Ｌ上にない場合には、基板Ｗ上の第１位置決め爪１０４の推力Ｆが基板Ｗを反時計回りに回転させ、基板Ｗは図５ｂに示す位置を通過して最終的に図５ｃに示す位置に到達するが、このとき基板Ｗの端部の２点は第１位置決め爪１０４に当接し、基板Ｗの中心点Ｏと短軸が直線Ｌ上に位置し、基板Ｗの中心点Ｏがｘ_１とｘ_２との中点となる。ｘ_１は第１位置決め爪１０４の中心点であり、ｘ_２は第２位置決め爪１０５の中心点である。図５ａおよび図５ｂの円弧矢印は、第１位置決め爪１０４が基板Ｗを押すときの基板Ｗの回転方向を示す。

【0014】

基板Ｗが図６ａに示す位置にあるとき、基板Ｗの第１位置決め爪１０４の推力Ｆにより基板Ｗは時計回りに回転し、最終的に基板Ｗは図６ａに示す位置をとる。直線Ｌ上に基板の中心点Ｏと長軸が位置し、基板Ｗの中心点Ｏはｘ_１とｘ_２の中点であり、ｘ_１は第１位置決め爪１０４の中心点であり、ｘ_２は第２位置決め爪１０５の中心点である。図６ａの円弧状の矢印は、第１位置決め爪１０４が基板Ｗを押すときの基板Ｗの回転方向を示している。

【0015】

図７に示すように、移動アーム１０３には圧力センサ１０６が設けられており、圧力センサ１０６は第１位置決め爪１０４に接続されて、基板Ｗの端部と第１位置決め爪１０４との間の圧力を測定する。各測定中、第１位置決め爪１０４と第２位置決め爪１０５が基板Ｗの端部に同時に接触した後、第１位置決め爪１０４と基板Ｗとの間の圧力は固定値（例えば５Ｎ）または設定範囲内（例えば４．８Ｎ～５．２Ｎ）に保たれる。これにより、第１位置決め爪１０４と基板Ｗとの接触不良による誤差が低減され、基板Ｗの中心位置の算出精度が向上する。

【0016】

この実施形態の装置を使用した基板の中心と標準中心との間の偏差の測定は、以下のステップを含む。
ステップＳ１において、不図示の支持機構によって基板Ｗを水平に持ち上げ、第２位置決め爪１０５に当接させる。上述の支持機構は、滑らかで水平なプラットフォームまたは空中浮遊プラットフォームであってもよい。
ステップＳ２では、基準アーム１０１の位置が固定され、移動アーム１０３が初期座標から移動を開始して、第１線形モジュール１０２に駆動されて直線Ｌに沿って移動し、第１位置決め爪１０４と第２位置決め爪１０５とが同時に基板Ｗのエッジに接触するまで、第１位置決め爪１０４が基板Ｗを押す。
ステップＳ３では、移動アーム１０３が直線Ｌに沿ってゆっくりと移動し、その間に圧力センサ１０６がリアルタイムで圧力を測定する。
ステップＳ４において、圧力が設定値または設定範囲に達すると、移動アーム１０３は移動を停止し、圧力を設定値または設定範囲内に維持する。
ステップＳ５では、基準アーム１０１と移動アーム１０３の座標に基づいて基板Ｗの中心点位置を計算して、基板Ｗの中心と標準中心との偏差を求める。

【0017】

ステップＳ２において、基準アーム１０１の初期座標と移動アーム１０３の初期座標は予め求めておくことができる。ステップＳ５において、基準アーム１０１の座標は基準アーム１０１の初期座標である。第１線形モジュール１０２上の移動アーム１０３の変位量を読み取ることができるため、移動アーム１０３の初期座標と第１線形モジュール１０２上の移動アーム１０３の変位量とに基づいて、移動アーム１０３の座標を計算することができる。

【0018】

変位センサ１０１２を使用して、第１線形モジュール１０２の移動量を取得することもできる。図９に示すように、変位センサ１０１２は、第１線形モジュール１０２上に固定され、移動アーム１０３に対向して配置されてもよい。移動アーム１０３が移動した後、変位センサ１０１２は移動アーム１０３の移動距離を測定することができ、この移動距離は第１線形モジュール１０２上での移動アーム１０３の変位量である。

【0019】

図７～図９に示すように、第１位置決め爪１０４はばね１０７を介して圧力センサ１０６に接続されており、ばね１０７は第１位置決め爪１０４による基板Ｗの損傷を防止する緩衝の役割を果たすため、圧力センサ１０６の測定値がより正確になる。

【0020】

第１位置決め爪１０４の両側それぞれに１つの帯状突起１０４１が配置され、移動アーム１０３上に２つの平行なレール１０８が配置され、２つの帯状突起１０４１は２つのレール１０８にそれぞれ接続されることで、第１位置決め爪１０４はレール１０８に沿ってスライド可能である。

【0021】

第１位置決め爪１０４と第２位置決め爪１０５には、それぞれ２つのローラ１０９が設けられており、ローラ１０９の転動面が基板Ｗの端部への当接に用いられる。第１位置決め爪１０４が基板Ｗを押して回転させる際にローラ１０９と基板Ｗの端部との間に転がり摩擦が生じるため、基板Ｗの端部が傷つきにくい。

【0022】

ローラ１０９の代わりに、第１位置決め爪１０４および第２位置決め爪１０５の先頭部に埋め込まれた円形のボールを用いてもよい。

【0023】

本実施形態の偏差測定装置は第２線形モジュール１０１１をさらに備え、第２線形モジュール１０１１は基準アーム１０１に接続される。基準アーム１０１および移動アーム１０３は、それぞれ第２線形モジュール１０１１および第１線形モジュール１０２によって駆動されて、直線Ｌに沿って移動することができる。基板Ｗの中心と標準中心との偏差を測定した後、基板Ｗの中心を標準中心に移動させるために、基準アーム１０１および移動アーム１０３を基板Ｗと同期して移動させることで、基板Ｗの中心と標準中心とを一致させることができる。

【0024】

第２線形モジュール１０１１上の基準アーム１０１の変位量は、直接読み取ってもよく、変位センサ１０１２を用いて第２線形モジュール１０１１上の基準アーム１０１の変位量を取得してもよい。図９に示すように、変位センサ１０１２は、第２線形モジュール１０１１上に固定され、基準アーム１０１に対向して配置されてもよい。基準アーム１０１が移動するとき、変位センサ１０１２は基準アーム１０１の移動距離を計測することができる。この移動距離は、第２線形モジュール１０１１上での基準アーム１０１の変位量である。

【0025】

＜第２実施形態＞
図１０および図１２に示すように、本発明の実施形態は、基板の中心と標準中心との間の偏差を測定する偏差測定装置を開示する。偏差測定装置は、基準アーム２０１と、第１線形モジュール２０２と、移動アーム２０３とを含む。基準アーム２０１上には位置決め爪２０４が設けられており、位置決め爪２０４は基板の端部の２点に当接するように構成されている。移動アーム２０３上には、コンタクトヘッド２０５と圧力センサ２０６とが配置されている。コンタクトヘッド２０５は基板の端部上の一点に当接するように構成され、圧力センサ２０６はコンタクトヘッド２０５に接続されて、基板の端部とコンタクトヘッド２０５との間の圧力を測定する。移動アーム２０３は基準アーム２０１に対向して配置され、位置決め爪２０４の中心とコンタクトヘッド２０５の中心とを結ぶ線は標準中心を通る直線Ｌである。第１線形モジュール２０２は移動アーム２０３に接続されており、移動アーム２０３は第１線形モジュール２０２によって駆動されて、直線Ｌに沿って移動することができる。移動アーム２０３は基板を押して基板の端部を位置決め爪２０４とコンタクトヘッド２０５とに接触させる。このとき、基板の中心は直線Ｌ上に位置しており、基板の中心と標準中心との間の偏差は基準アーム２０１と移動アーム２０３との座標に基づいて計算することができる。

【0026】

図１１に示すように、コンタクトヘッド２０５はばね２０７を介して圧力センサ２０６に接続されている。移動アーム２０３にはスライド溝２０１０が設けられており、コンタクトヘッド２０５はスライド溝２０１０に沿ってスライドすることができる。コンタクトヘッド２０５が基板の端部を傷つけるのを防ぐために、コンタクトヘッド２０５上にローラ２０９が配置され、ローラ２０９のローラ面が基板の端部に当接する。基板とコンタクトヘッド２０５とが接触過程で相対的に摺動する場合、基板とコンタクトヘッド２０５との間の摩擦は滑り摩擦ではなく転がり摩擦となり、これにより基板の端部に与えるダメージが少なくなる。ローラ２０９の代わりに、コンタクトヘッド２０５の先頭部に埋め込まれた円形のボールを用いてもよい。

【0027】

本実施形態の装置を使用した基板の中心と標準中心との間の偏差の測定は、以下のステップを含む。
ステップＳ１において、不図示の支持機構によって基板Ｗを水平に持ち上げ、位置決め爪２０４に当接させる。上述の支持機構は、滑らかで水平なプラットフォームまたは空中浮遊プラットフォームであってもよい。
ステップＳ２では、基準アーム２０１の位置が固定され、移動アーム２０３が初期座標から移動を開始して、第１線形モジュール２０２に駆動されて直線Ｌに沿って移動し、位置決め爪２０４とコンタクトヘッド２０５とが同時に基板Ｗのエッジに接触するまで、コンタクトヘッド２０５が基板Ｗを押す。
ステップＳ３では、移動アーム２０３が直線Ｌに沿ってゆっくりと移動し、この処理の間に圧力センサ２０６がリアルタイムで圧力を測定する。
ステップＳ４において、圧力が設定値または設定範囲に達すると、移動アーム２０３は移動を停止し、圧力を設定値または設定範囲内に維持する。このとき、移動アーム２０３は終了座標に位置する。
ステップＳ５では、基板Ｗの直径ｄ１を計算し、基板Ｗの中心と標準中心との偏差ｎを求める。その計算式は次のとおりである。

【0028】

ここで、ｄ０は標準直径であり、位置決め爪２０４の形状はＶ字であり、θは位置決め爪２０４の開き角度の半分であり、ｍ＝Δ１-Δ０であり、Δ１は移動アーム２０３の初期座標と終了座標との間の移動距離であり、Δ０は移動アーム２０３の標準移動距離である。標準移動距離は予め求められており、その求め方は以下の通りである。標準直径ｄ０の基板を前記測定ステップにおける基板として用い、ステップＳ１～ステップＳ４を実行し、得られた移動アーム２０３の初期座標と終了座標との間の移動距離を標準移動距離とする。

【0029】

ステップＳ２では、位置決め爪２０４とコンタクトヘッド２０５とが基板の端部の３点に接触し、これら３点を結ぶ線が二等辺三角形を形成するため、円形の基板の中心は直線Ｌ上に位置することになる。

【0030】

以下に、標準直径３００ｍｍの場合を例として、基板の直径ｄ１および基板中心と標準中心との偏差ｎの算出原理を説明する。

【0031】

図１３に示すように、点線の円は直径ｄ０が３００ｍｍの標準基板を示し、実線の円は直径（直径ｄ１）が未知の基板を示し、右側の折り線はＶ字型の位置決め爪２０４を示す。Ｏは標準中心、つまり標準基板の中心であり、Ｐは直径が未知の基板の中心である。点Ａはコンタクトヘッド２０５と標準基板との接触点、点Ｂはコンタクトヘッド２０５と直径が未知の基板との接触点、点Ｃは標準基板と位置決め爪２０４との接触点、点Ｄは直径が未知の基板と位置決め爪２０４との接触点である。ＡＢの長さはｍとして定義される。ｍは方向量である。ｄ１＜３００の場合はｍ＞０となり、ｄ１＞３００の場合はｍ＜０となる。ＯＰの長さはｎとして定義される。ｎは方向量でもある。ＰがＯの右側にあるときはｎ＞０であり、ＰがＯの左側にあるときはｎ＜０である。角度θは位置決め爪２０４の開き角度の１／２である。

【0032】

偏差ｎと直径ｄ１が未知の基板との関係は、図１３から得ることができる。

【0033】

図１３から、ｍが次の等式に従うことが分かる。

【0034】

上記の２つの式を組み合わせると、次のように求めることができる。

【0035】

したがって、まず式（３）に従って基板の直径ｄ１を測定した後、直径が未知の基板の中心と標準中心との偏差ｎを式（１）に従って求めることができる。

【0036】

本実施形態の装置は第２線形モジュール２０１１をさらに含む。第２線形モジュール２０１１は基準アーム２０１に接続される。基準アーム２０１および移動アーム２０３は、それぞれ第２線形モジュール２０１１および第１線形モジュール２０２によって駆動されて、直線Ｌに沿って移動することができる。基板Ｗの中心と標準中心との偏差を測定した後、基板Ｗの中心を標準中心に移動させるために、基準アーム２０１および移動アーム２０３を基板Ｗと同期して移動させることで、基板Ｗの中心と標準中心とを一致させることができる。

【0037】

第１線形モジュール２０２および第２線形モジュール２０１１の移動量を直接読み取ってもよく、第１線形モジュール２０２および第２線形モジュール２０１１に搭載された変位センサによって測定してもよい。具体的には、第１線形モジュール２０２の変位センサは移動アーム２０３に対向して配置されて移動アーム２０３の移動距離を測定するように構成されており、第２線形モジュール２０１１の変位センサは基準アーム２０１に対向して配置されて基準アーム２０１の移動距離を測定するように構成されている。

【0038】

要約すると、本発明は、上記の実施形態および関連する図によって当業者が相応に実施可能なように、関連技術を具体的かつ詳細に開示するものである。上述の実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の権利範囲は特許請求の範囲によって定められるものとする。本明細書に記載されている構成要素の数の変更または同等の構成要素への置換は、依然として本発明の範囲内にあるものとする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【図6a】

【図6b】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【国際調査報告】