WO2019244982A1 - アライナ及びアライナの補正値算出方法 - Google Patents

アライナ及びアライナの補正値算出方法 Download PDF

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WO2019244982A1
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driven pulley
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rotation
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大悟 玉造
山本　康晴
克巳 安東
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Rorze Corp
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Rorze Corp
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    • H10P72/76—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping using mechanical means, e.g. clamps or pinches
    • H10P72/7602—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping using mechanical means, e.g. clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade or gripped by a gripper for conveyance

Definitions

  • the present invention relates to a technique for improving alignment accuracy of a wafer aligner for mounting a semiconductor wafer, detecting a notch or an orientation flat (orientation flat) formed on an outer peripheral edge of the semiconductor wafer, and positioning the wafer at a predetermined rotation position. It is.
  • a plurality of semiconductor wafers serving as substrates of the semiconductor device are housed and transported in a closed container having a plurality of shelves called a FOUP (Front Opening Unified Pod) in a clean room, and are mini-environmentalized.
  • the FOUP is taken out of the FOUP in a highly clean atmosphere called a ment space and undergoes various processes such as inspection and processing.
  • a notch or an orientation flat is formed on the outer peripheral edge of the semiconductor wafer. It is an important pre-operation to always accurately position the cutout portion and the center point of the semiconductor wafer at a predetermined position. Therefore, before transferring the semiconductor wafer to the above manufacturing process and inspection process, the semiconductor wafer is placed on a wafer positioning device generally called an aligner, and the position of the center point of the semiconductor wafer and the position of the notch are detected.
  • the aligner is formed in a columnar shape, and a spindle as a wafer mounting table rotatably disposed on the base, a line sensor disposed at an end of the base and detecting a peripheral portion of the semiconductor wafer, A spindle rotating mechanism for rotating the spindle.
  • some of the apparatuses include a spindle moving mechanism that moves the spindle and the rotation drive unit in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.
  • the spindle rotating mechanism includes a drive pulley fixed to an output shaft of the motor, a driven pulley fixed to a support shaft fixed coaxially to the spindle, and a toothed belt wound around the drive pulley and the driven pulley.
  • a motor for rotating the spindle a stepping motor or a servo motor that can easily control the rotation angle of the drive shaft is used.
  • the spindle is a wafer mounting table on which a semiconductor wafer is placed horizontally. A suction hole for sucking and holding the wafer W placed horizontally on the spindle is formed, and the suction hole is evacuated through a piping member. Connected to the source.
  • the aligner measures the peripheral portion of the semiconductor wafer with a line sensor by rotating the spindle and the semiconductor wafer by the driving force of a motor while holding the semiconductor wafer mounted on the spindle, and measuring the semiconductor wafer with a line sensor. A shift amount of a wafer with respect to a spindle rotation center axis is accurately detected.
  • Patent Document 1 discloses a technique in which an encoder is attached so as to be coaxial with a support shaft of a spindle, and the rotational position of the spindle is directly detected to increase the positioning accuracy. Further, as a method of alleviating a displacement caused by a change in a pitch width of an internal tooth formed on a toothed belt, as described in Patent Document 2, a toothed belt is cut into a plurality of belts. There is disclosed a technique in which the phase is shifted around a pulley so as to cancel the periodic fluctuation of the belt pitch width.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and calculates a correction value corresponding to each of manufacturing errors of an internal tooth formed on a toothed belt, and uses a toothed belt with low internal gear pitch accuracy. Even if it does, it aims at providing the aligner which achieves high positioning accuracy at low cost. In addition, even if the rotation angle information of the motor that drives the toothed belt is lost, the current rotation position of the pulley and the toothed belt can be specified in a short time, and the stored correction value can be used for calibration detection. It aims to provide a way to get data.
  • a method of calculating a correction value comprises a motor capable of controlling a rotation angle, a driving pulley driven by the motor, and a driven pulley having a predetermined rotation ratio with respect to the driving pulley.
  • a toothed belt meshed with the drive pulley and the driven pulley and hung between the drive pulley and the driven pulley; and a concentric shaft fixed to the driven pulley to fix the semiconductor wafer.
  • a spindle having fixing means, an alignment sensor for detecting a peripheral edge of the semiconductor wafer fixed on the spindle, a pulley detection sensor for detecting a rotational position of the driven pulley, and a control unit, the wafer positioning device comprising: A correction value calculation method for correcting a rotational displacement of the driven pulley due to a manufacturing error of the toothed belt, wherein The pulley performs an origin search, detects the rotational position of the driven pulley when each of the drive pulley, the driven pulley, and the toothed belt is at the reference position with the pulley detection sensor, and controls the detection value.
  • a reference value storage step to be stored in a section, and after the motor performs a predetermined rotation operation for rotating the driven pulley once, the rotation position of the driven pulley is detected by the pulley detection sensor, and the detection is performed.
  • a detection value storage step of storing a value in the control unit; and executing the detection value storage step until the drive pulley, the driven pulley, and the toothed belt all return to the respective reference positions.
  • a correction value calculating step for causing the control unit to calculate a correction value for correcting the positional deviation for each rotation of the driven pulley from the detection values stored in the control unit. It is characterized in that it comprises, when.
  • the correction value for each phase of the driving pulley, the driven pulley, and the toothed belt can be calculated, so that the alignment operation of the semiconductor wafer can be accurately performed.
  • a reference detection data acquisition method of the present invention is a reference detection data acquisition step of creating a graph of the detection values calculated by the correction value calculation method of claim 1 and calculating a slope of the graph for each predetermined detection range. It is characterized by including.
  • the calibration detection data acquisition method of the present invention performs an origin search by operating the motor that has lost rotation angle information, and detects the rotational position of the driven pulley after the origin search operation with the pulley detection sensor.
  • a calibration reference position storing step of storing the detected value in the control unit; and, after causing the motor to rotate the driven pulley a predetermined number of times, the rotational position of the driven pulley is determined.
  • the operation detected by the pulley detection sensor is repeated a predetermined number of times, and a calibration detection value storage step of storing the calibration detection value detected by the pulley detection sensor for each rotation operation in the control unit, and storing the calibration detection value in the control unit.
  • a calibration reference detection data obtaining step of creating a graph of the detected values and calculating a slope for each predetermined detection range of the graph; and obtaining the reference detection data. Comparing the graph created in the step and the graph created in the calibration reference detection data obtaining step, and identifying a phase of the driving pulley, the driven pulley, and the toothed belt. It is characterized by.
  • the aligner searches the origin of the motor again, and determines the current phase of the driving pulley, the driven pulley, and the toothed belt. This makes it possible to specify the correction value and find the correction value corresponding to the current phase in a short time. Thereby, the aligner can restart the accurate positioning operation in a short time.
  • the aligner according to the present invention may be configured such that the number of internal teeth formed on the toothed belt, the number of external teeth formed on the driving pulley, and the number of external teeth formed on the driven pulley are other than one. Is characterized by the absence of a common divisor.
  • the number of internal teeth formed on the toothed belt a prime number
  • the number of external teeth formed on the driven pulley to an integral multiple of the number of external teeth formed on the driving pulley
  • the number of rotations of the driving pulley required to make one rotation of the driven pulley can be easily increased.
  • the calculation load of the control unit can be reduced.
  • a correction value corresponding to each of the teeth formed on the toothed belt is calculated, and a high positioning accuracy can be achieved even if a toothed belt having a low tooth pitch accuracy is used. Further, even if the rotation angle information of the motor driving the toothed belt is lost, the current phase of the pulley and the toothed belt can be easily specified, and calibration detection data to which the corresponding correction value can be applied is obtained. I can do it.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an aligner according to an embodiment of the present invention. It is sectional drawing which shows the outline of a toothed belt. It is a schematic diagram showing a manufacturing error of the internal teeth of a toothed belt.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a rotation drive portion of the aligner according to the embodiment. It is a figure showing the position detecting operation of the driven pulley of the aligner of this embodiment. It is a schematic diagram showing operation of an aligner of this embodiment. It is a schematic diagram showing operation of an aligner of this embodiment. It is a schematic diagram showing operation of an aligner of this embodiment. It is a graph of the reference
  • FIG. 8 is a table showing the amount of tooth extension for each rotation of the driven pulley and the movement position of the reference tooth G1 of the toothed belt. It is the table
  • FIG. 9 is a diagram showing a procedure for acquiring and comparing calibration detection data.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a control unit 14 according to an embodiment of the present invention. It is a schematic diagram showing operation of an aligner of this embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing one embodiment of the aligner 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional side view showing an outline of an internal structure with a frame portion of FIG. 1 as a cross section.
  • the aligner 1 of the present embodiment detects the amount of shift of the position of the center point of the semiconductor wafer W and the position of a notch formed on the outer peripheral edge of the wafer such as the notch N and the orientation flat, and sets a predetermined predetermined value. For accurate positioning.
  • the aligner 1 of the present embodiment includes an upper plate 3 on which a wafer temporary placing table 2 is erected, an X-axis drive mechanism 4 disposed below the upper plate 3, and a Y-axis driving mechanism 4 arranged at a position orthogonal to each other.
  • An X-axis drive mechanism 5 (see FIG. 2), and the X-axis drive mechanism 4 and the Y-axis drive mechanism 5 move a lifting mechanism 6 disposed below the upper plate 3 in the XY plane. Can be done.
  • the elevating table 7 of the elevating mechanism 6 is provided with a spindle 8 and a spindle drive motor 9 for rotating the semiconductor wafer W mounted on the spindle 8 in a horizontal plane.
  • a drive pulley 10 is fixed to the output shaft 9a extending in the vertical direction concentrically with respect to the rotation center axis C1 of the output shaft 9a.
  • a spindle shaft 11 is fixed to the lower part of the spindle 8 concentrically with respect to the spindle 8.
  • a driven pulley 12 is coaxially fixed to the lower end of the spindle shaft 11 with respect to the spindle 8 and the spindle shaft 11. Fixed to.
  • the spindle shaft 11 is rotatably supported by the lift 7 via a bearing 17, and the spindle 8, the spindle shaft 11, and the driven pulley 12 are integrally formed around a rotation center axis C2 extending in the vertical direction. It is configured to be rotatable.
  • the drive pulley 10 and the driven pulley 12 are both toothed pulleys, and a toothed belt 13 (hereinafter, simply referred to as a “belt”) is looped between the two pulleys 10 and 12.
  • a motor such as a stepping motor capable of precisely controlling the rotation angle of the output shaft 9a is used, and the operation of the spindle drive motor 9 is controlled by the control unit 14.
  • the spindle 8 provided in the aligner 1 of the present embodiment is a wafer holding table that holds the wafer W horizontally, and a suction hole 15 for holding the wafer W placed horizontally on the spindle 8 by vacuum pressure.
  • the manner in which the semiconductor wafer W is held on the spindle 8 is not limited to a method utilizing vacuum pressure, but may be a clamp-type holding mode for gripping the peripheral portion of the semiconductor wafer W or any other known holding mode. May be.
  • the X-axis driving mechanism 4 is fixed to the lower surface plate 16, and a slide guide for guiding the moving element 4 a having the Y-axis driving mechanism 5 fixed on the upper surface in the X-axis direction, and the moving element is arranged in parallel with the sliding guide.
  • the ball screw mechanism is screwed with the ball screw mechanism 4a, and an X-axis drive motor 4b that rotates a rotating shaft of the ball screw mechanism extending in the X-axis direction.
  • the Y-axis drive mechanism 5 includes a slide guide that guides the moving element 5a on which the lifting mechanism 6 is mounted in the Y-axis direction, and a ball screw mechanism that is disposed parallel to the slide guide and that is screwed with the moving element 5a.
  • the elevating mechanism 6 is a mechanism for vertically moving the elevating table 7 to which the spindle drive motor 9 is fixed, and a known slide guide for guiding the elevating table 7 in the Z-axis direction, and a parallel slide guide.
  • a known air cylinder The air cylinder is connected to an air supply source (not shown) via a pipe. By turning on and off a solenoid valve (not shown) arranged in the middle of the pipe, the piston rod of the air cylinder expands and contracts. 7 is moved up and down in the vertical direction.
  • the spindle 8 can be moved in the horizontal direction and the vertical direction by the spindle moving means 18 composed of the X-axis driving mechanism 4, the Y-axis driving mechanism 5, and the elevating mechanism 6.
  • the motors 4b, 5b, 9 constituting the spindle moving means 18 are all stepping motors capable of precisely controlling the angle of the rotating shaft, and the operations of the motors 4b, 5b, 9 are controlled. It is controlled by the unit 14.
  • An alignment sensor 19 is provided in the cutout portion 3 a of the upper plate 3 so as to sandwich the peripheral portion of the wafer W on the spindle 8 from above and below.
  • This alignment sensor 19 has a line having a light projector 19a having a plurality of light projecting portions arranged linearly and a light receiving device 19b having a plurality of light receiving portions arranged linearly at positions corresponding to the light projecting portions.
  • the sensor is a sensor that is opposed to the lower side and the upper side of the semiconductor wafer W, and the optical axis of the detection light emitted from the light projector 19a is perpendicular to the rotation direction of the semiconductor wafer W disposed on the spindle 8. It is arranged to become.
  • the alignment sensor 19 detects the amount of eccentricity and the eccentric direction of the center of the semiconductor wafer W with respect to the rotation center axis C2 of the spindle 8 by the light receiver 19b in a state where the detection light emitted from the light projector 19a is blocked by the outer peripheral edge of the wafer W. It is measured by the detected value (the amount of received light).
  • the detection value detected by the light receiver 19b is transmitted as an electric signal to the control unit 14, and is processed by the control unit 14.
  • the semiconductor wafer W is often stored at a position deviated from a predetermined design position from the state of being stored in a storage container called a FOUP to the time of being transferred by a transfer robot. Therefore, the aligner 1 rotates the semiconductor wafer W held on the spindle 8 to detect the amount of eccentricity, and the control unit 14 sets the actual center point position of the semiconductor wafer W at a predetermined appropriate center position. Is temporarily placed on the wafer temporary placing table 2 so that the center position of the semiconductor wafer W is aligned with the center axis of the spindle 8 so that the spindle 8 is moved in the horizontal direction to change the semiconductor wafer W. . Further, the semiconductor wafer W is rotated in the horizontal direction so that the notch N is located at a predetermined rotation position.
  • the aligner 1 of the present embodiment includes a drive mechanism for moving the spindle 8 in the horizontal direction and the vertical direction. After detecting the displacement of the semiconductor wafer W as described above, the spindle 8 changes the semiconductor wafer W.
  • the present invention is not limited to this, and the spindle moving means 18 such as the X-axis driving mechanism 4, the Y-axis driving mechanism 5, and the elevating mechanism 6 for moving the spindle 8 in the horizontal direction.
  • the present invention is sufficiently applicable to a single-axis control type aligner including only a mechanism for rotating the spindle 8 without the above-described configuration.
  • the information of the detected positional shift amount and the angular shift from the center point of the semiconductor wafer W is transmitted to the wafer transfer robot, and when the wafer transfer robot holds the semiconductor wafer W with the wafer hand, the wafer hand is moved. After moving to the position where the amount of the positional deviation is canceled, the positional deviation of the semiconductor wafer W is corrected by holding the semiconductor wafer W.
  • FIG. 5 shows an example of a rotary drive mechanism of the aligner 1, and is a schematic diagram showing a drive pulley 10, a driven pulley 12, and a belt 13 provided in the aligner 1 of the present embodiment.
  • External teeth 10a are formed at a predetermined pitch on the outer peripheral portion of the drive pulley 10 fixed to the output shaft 9a.
  • External teeth 12b having the same shape as the external teeth 10a formed on the driving pulley 10 are formed at a predetermined pitch on the outer peripheral portion of the driven pulley 12 fixed to the spindle shaft 11.
  • the belt 13 looped between the two pulleys 10 and 12 has internal teeth 13a meshing with external teeth 10a and 12a formed on the two pulleys 10 and 12, respectively.
  • FIG. 3 shows an example of a cross-sectional view illustrating an outline of the toothed belt 13 applicable to the present invention.
  • the belt 13 included in the aligner 1 of the present embodiment is an annular timing belt, and at least a main body 13b on which the internal teeth 13a meshing with the external teeth 10a, 12a of the respective pulleys 10, 12, are formed. It is composed of a tooth cloth 13c attached to the surface of the main body 13b on which the internal teeth 13a are formed, and a tensile body 13d embedded in the main body 13b.
  • the main body 13b is formed of an elastomer such as chloroprene rubber which is excellent in heat resistance and fatigue resistance and is relatively lightweight.
  • the inside of the main body 13b formed of chloroprene rubber has a moving direction (peripheral) of the belt 13.
  • a tension member 13d made of glass fiber, polyamide-based chemical fiber, or the like is embedded along the direction. Further, a tooth cloth 13c for preventing abrasion is attached to the surface of the main body 13b.
  • the belt 13 is formed by pouring a material of the belt 13 such as chloroprene rubber into a space formed by two cylindrical dies having different diameters arranged concentrically.
  • a mold arranged inside has a groove having a shape corresponding to the internal teeth 13 a of the belt 13.
  • the inner mold is moved to the inner space of the outer cylindrical mold, Hot belt material is poured under pressure into the space between the inner and outer molds. Thereafter, after being cooled and removed from the mold, the belt material formed into a cylindrical shape is cut into a predetermined width along a circumferential direction to complete the belt 13.
  • FIG. 4A and 4B are conceptual diagrams for explaining a manufacturing error of the internal teeth of the toothed belt.
  • FIG. 4A illustrates a case where the belt is formed at a uniform pitch P
  • FIG. 4B illustrates a case where the pitch is not uniform. Show.
  • the belt 13 manufactured in the above process between the driving pulley 10 and the driven pulley 12 so as to have an appropriate tension, the transmission of the driving force without backlash can be easily performed.
  • the internal teeth 13a due to shrinkage after molding and processing unevenness of the belt material, the internal teeth 13a are not molded to the same size, and the pitch of the internal teeth 13a becomes a dimension P1 larger than the specified dimension P. , Or a dimension P2 smaller than the prescribed dimension P.
  • each of the internal teeth 13a becomes a size P4 smaller than the specified size P3 or a size P5 larger than the specified size P3, and a minute pitch error occurs.
  • a minute pitch error of the belt 13 also occurs due to the non-uniformity of the elastic coefficient of the tensile member 13d made of a chemical fiber or the like. Due to the minute pitch error of the internal teeth 13a, the rotation of the driving pulley 10 may not be accurately transmitted to the driven pulley 12, and the rotation of the driving pulley 12 may cause uneven rotation of the driven pulley 12. In particular, when measuring the peripheral edge of the semiconductor wafer W, this deviation causes a trouble that the required alignment accuracy cannot be satisfied.
  • the inventor of the present invention has found a method of eliminating the low positioning accuracy of the semiconductor wafer W due to a manufacturing error of the belt 13 with a simple configuration.
  • the method discovered by the inventor is that the rotation unevenness of the driven pulley 12 caused by the belt 13 is detected by a sensor each time the driven pulley 12 makes one rotation, and the detected value is used to detect the driven pulley 20 with respect to a reference position (described later). , And corrects the position of the semiconductor wafer W by applying a correction value corresponding to the amount of position shift for each rotation of the driven pulley 12 at the time of alignment of the semiconductor wafer W. is there.
  • the drive pulley 10 and the driven pulley 12 are set at a predetermined reduction ratio, and the belt 13 meshes with the external teeth 10a, 12a formed on the drive pulley 10 and the driven pulley 12. Is more effectively implemented when the number of internal teeth 13a is a prime number.
  • the drive pulley 10 of the present embodiment has 30 external teeth 10a formed on the peripheral edge thereof at a predetermined pitch
  • the driven pulley 12 has 60 external teeth 12a formed on the peripheral edge thereof at a predetermined pitch. It is formed with.
  • the belt 13 wound around the driving pulley 10 and the driven pulley 12 is formed with 199 internal teeth 13a meshing with the external teeth 10a, 12a, which are prime numbers at a predetermined pitch.
  • the drive pulley 10 is fixed to the output shaft 9a of the spindle drive motor 9 concentrically with respect to the rotation center axis C1.
  • a stepping motor capable of precise angle control of the output shaft 9a is used.
  • the resolution of the spindle drive motor 9 is, for example, a high precision capable of controlling an angle of 0.0225 ° per pulse. Is desirable.
  • a transmitted light type origin sensor 22 is fixed below the spindle drive motor 9 via a bracket, and an origin dog 23 fixed to the output shaft 9a shields the optical axis of the origin sensor 22 from light.
  • the control unit 14 can detect that the output shaft 9a of the spindle drive motor 9 and the drive pulley 10 are at the origin positions (see FIG. 5).
  • a pulley detection sensor 20 for detecting the rotational position of the driven pulley 12 is disposed near the driven pulley 12, and a dog for blocking the optical axis of the pulley detection sensor 20 is provided on the upper surface of the driven pulley 12. 21 is fixed.
  • the state where the driving pulley 22, the belt 13, and the driven pulley 12 are in the state of FIG. 5 will be described as a reference position. That is, the driving pulley 10 that moves in conjunction with the driving motor 9 is stopped at a position where the dog 23 of the driving motor 9 shields the origin sensor 22 from light, and the reference tooth G1 of the belt 13 is at the origin position at the left end of the driving pulley 10. It stops at O1, and the position which satisfies all the conditions that the front half of the dog 21 of the driven pulley 12 moves to the center of the pulley detection sensor 20 and is half-shielded (see the position in FIG. 6A).
  • FIGS. 6A, 6B, and 6C show an example of a pulley detection sensor 20 provided on the peripheral side of the driven pulley 12 and partially enlarged views for explaining various detection states thereof.
  • the pulley detection sensor 20 is a transmitted light sensor in which a light receiver detects detection light emitted from the light emitter, and the light receiver detects light of a plurality of optical axes emitted from the light emitter and blocked by the dog 21. Is used to detect the rotational position of the driven pulley 12.
  • the plurality of light projectors linearly arranged on the pulley detection sensor 20 are arranged such that the optical axis is perpendicular to a line L2 extending in the radial direction from the rotation center axis C2 of the driven pulley 12.
  • the pulley detection sensor 20 detects the amount of light received by the light receiver, which varies depending on the state in which the detection light emitted from the projector is blocked by the dog 21, and the driven pulley 12 detects the amount (detected value) of the detected amount of received light. This is to measure an accurate rotation position after one rotation. For example, as shown in FIG. 6A, the position where the dog 21 shields the front half of the optical axes arranged in a line with the dog 21 is used as the reference position of the driven pulley 12 to determine the magnitude (detection value) of the amount of received light. It is measured and stored as the received light amount at the reference position.
  • the driven pulley makes one rotation, if the driven pulley 12 stops slightly forward (toward the near side) from the reference position as shown in FIG.
  • the optical axis (light amount) to be shielded becomes smaller than half, and the light amount larger than the light reception amount at the reference position is detected by the light receiver.
  • 6C when the driven pulley 12 stops behind (excessively) the reference position, more than half of the optical axis (light amount) is shielded by the dog 21. The amount of light smaller than the amount of light received at is detected by the light receiver.
  • the amount of deviation of the rotational position of the driven pulley 12 can be recognized based on the magnitude of the detected value. That is, when the detected value is large as shown in FIG. 6B, it is understood that the driven pulley has stopped before the reference position, and when the detected value is small as shown in FIG. Can be seen to have passed the reference position and stopped. It should be noted that it is possible to judge how much the vehicle has stopped before or after going too far based on the magnitude of the detected value (the magnitude of the amount of received light).
  • the detection values detected by the pulley detection sensors 20 are transmitted to the control unit 14 as electric signals, and the control unit 14 calculates the position of the driven pulley 12 from the detected values and stores the calculated position in a storage unit provided in the control unit 14. .
  • the “reference detection data” means that the driving pulley 10, the belt 13, and the driven pulley 12 are at the reference position, and then the driving pulley is driven to rotate the driven pulley 12 one rotation at a time. , While the drive pulley 10, the belt 13, and the driven pulley 12 all return to the reference position, the detection data for one cycle (a set of detection values), or is calculated based on this detection data. Correction value data (a set of correction values).
  • FIG. 7A is a view showing a state where the driving pulley 10, the belt 13, and the driven pulley 12 are at the reference positions (the same position as in FIG. 5).
  • the reference position of the driven pulley 20 is F1
  • the position where the dog 21 of FIG. 6 (a) shields the pulley detection sensor 20 halfway and the state where the drive motor is at the origin position.
  • the position of the drive pulley of E is described as E1.
  • a line segment connecting the rotation centers C1 and E1 of the driving pulley is L1
  • a line segment connecting the rotation centers C2 and F1 of the driven pulley is L2
  • the corresponding position of the belt 13 stopped at the left end position O1 is set as the reference tooth G1.
  • FIG. 7B shows the reference tooth G1 of the toothed belt 24 when the driving pulley is rotated twice and the driven pulley 12 is rotated once using an ideal toothed belt 24 having no manufacturing error. It is a figure which shows the position O2 and the rotational position of the driven pulley 12.
  • the aligner 1 of the present embodiment described below has a drive pulley 10 having 30 external teeth 10a formed thereon, a driven pulley 12 having 60 external teeth 12a formed therein, and these external teeth 10a.
  • the toothed belt is provided with 199 internal teeth 13a meshing with 12a.
  • the toothed belt 24 moves to the position O2. Moves counterclockwise by 60 teeth.
  • the driven pulley 12 also makes exactly one turn counterclockwise to return to the original reference position F1 indicated by the line segment L2, and no rotation error occurs.
  • the reference tooth G1 which was at the origin position O1 at the time of the origin search of the spindle drive motor 9 is not driven by the driven pulley 12 until the driven pulley 12 rotates 199 times. Each time the belt 12 rotates once, it stops at 199 stop positions without overlapping on the orbit of the toothed belt 24. When the operation of the driven pulley 12 at the 199th rotation is completed, the reference tooth G1 of the toothed belt 24 returns to the same origin position O1 immediately after the origin search.
  • FIG. 11 is a table showing the feed-out amount of the teeth for each rotation of the driven pulley 12 and the moving position of the toothed belt 24 reference tooth G1 accompanying the rotation.
  • the stop position (until the driven pulley 12 makes 25 rotations) Position of the teeth).
  • the reference tooth G1 which was initially at the position O1 moves to a position advanced by 60 teeth each time the driven pulley 12 makes one rotation, and stops at the same position while the driven pulley 12 makes 199 rotations. And stops at the same reference position only after 199 rotations.
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams for explaining a rotation error in a case where the driven pulley 12 is rotated by rotating the driving pulley 10 using the belt 13 having a manufacturing error
  • FIG. 8 shows a state in which the driving pulley 10 makes two rotations and the driven pulley makes one rotation
  • FIG. 8B shows a state in which the driving pulley 10 further makes two rotations (four rotations from the origin search). I have.
  • FIG. 8A and 8B are diagrams for explaining a rotation error in a case where the driven pulley 12 is rotated by rotating the driving pulley 10 using the belt 13 having a manufacturing error
  • FIG. 8 shows a state in which the driving pulley 10 makes two rotations and the driven pulley makes one rotation
  • FIG. 8B shows a state in which the driving pulley 10 further makes two rotations (four rotations from the origin search). I have.
  • FIG. 8A and 8B are diagrams for explaining a rotation error in a case where the driven pulle
  • the number of the internal teeth 13a of the belt 13 is 199, which is a prime number, the least common multiple of the number of the external teeth 12a of the driven pulley 12 and the number of the internal teeth of the belt 13 is 11940, and the number of the external teeth of the driving pulley 10 is Since the driving pulley 10 repeats the above-mentioned rotation operation 398 times, the driven pulley 12 rotates 199 times, and the belt 13 and the driven pulley 12 having a manufacturing error move to the original reference position shown in FIG. It returns to G1 and F1 and repeats the same operation with 199 times as one cycle. (Note that the drive pulley 10 fixed to the output shaft 9a of the spindle drive motor 9 always returns to the position E1 every one rotation without shifting.)
  • the reference tooth G1 at the origin position O1 at the origin search of the spindle drive motor 9 is the position of the first internal tooth 13a of the belt 13
  • the driven pulley 12 is rotated counterclockwise.
  • the drive pulley 10 makes two rotations in the counterclockwise direction and makes the belt 13 advance 60 teeth counterclockwise in order to make one rotation
  • the reference tooth G1 becomes the 61st position from the position of the first internal tooth 13a of the belt 13. It moves to the position of the internal teeth 13a.
  • the reference tooth G1 is shifted from the position of the 61st internal tooth 13a of the belt 13 to the position of the 121st internal tooth 13a. Move up to.
  • the belt 13 is sequentially fed out by 60 teeth, and the reference tooth G1 is shifted from the 61st tooth position to the 121st tooth position, the 181st tooth position, and the 42nd tooth. Move to the position of the tooth.
  • the reference tooth G1 moves from the first tooth to the 61st tooth, from the 61st tooth to the 121nd tooth, from the 121th tooth to the 181st tooth, and so on.
  • the tooth is sequentially moved to the position of the tooth 60 teeth ahead.
  • the important point here is that the movement pattern of moving from a certain tooth position to the tooth 60 teeth ahead does not move until the 199th movement ends. That is, in the configuration of the aligner 1 of the present embodiment, the belt 13 has 199 movement patterns for the operation for rotating the driven pulley 12 once.
  • the stop position after one rotation of the driven pulley 12 stops at a position shifted from the reference position F1 due to a manufacturing error of the belt 13, so that each time the movement of each of the 199 movement patterns is completed, the driven pulley 12 is stopped. Is detected by a pulley detection sensor, the correction value is calculated, and each movement pattern of the belt 13 is associated with the deviation amount and the correction value. The operation is performed so as to accurately move to the reference position F1.
  • the change (displacement) in the position is all stored for each rotation as a change in the detection value of the pulley detection sensor 20.
  • a difference between each detected value and a value detected by the pulley detection sensor 20 at the reference position F1 is obtained for each rotation from the reference position to 199 rotations, and a deviation amount of the driven pulley 12 for each rotation is calculated from the difference.
  • the control unit 14 calculates and stores a correction value for each rotation speed of the drive pulley 10 from the difference. Further, the correction value may be calculated at the same time as the detection value of the pulley detection sensor is obtained, and only the correction value may be stored. It is desirable that the correction value is calculated as the number of control pulses of the drive motor.
  • the correction value calculated here is used to correct the operation of the spindle drive motor 9 so that the rotation of the driven pulley is not shifted. Specifically, when the positioning of the semiconductor wafer W and the detection of the notch N are actually performed, the operation of the spindle drive motor 9 is performed by applying the stored correction value to the value detected by the alignment sensor 19. By performing the correction, the driven pulley 12 and the spindle 8, and furthermore, the semiconductor wafer W mounted on the spindle 8 can be accurately positioned.
  • the amount of displacement detected 199 times is assumed to be a unique amount of displacement of each of the internal teeth 13a of the belt 13, and the driven pulley 12 generated by the displacement of each of the internal teeth 13a of the belt 13 is assumed.
  • a correction value for the rotation unevenness is calculated and stored, and the correction value is applied according to the rotation angle of the spindle drive motor 9 to accurately position the semiconductor wafer W.
  • the detection value of the pulley detection sensor 20 per rotation of the driven pulley 12 is periodically repeated with one cycle of 199 times in the case of the number of teeth of the driven pulley 12 and the belt 13 described above. Therefore, the difference between the value detected by the pulley detection sensor 20 for each rotation of the driven pulley 12 and the value detected at the reference position is plotted in synchronization with 199 phases in the orbital movement of the belt 13 with 199 cycles. Then, the correction value for uneven rotation of the driven pulley 12 is calculated by assuming the amount of rotation deviation of the driven pulley 12 with respect to the reference position of each phase.
  • the rotation angle control of the spindle drive motor 9 is controlled by a pulse value by the control unit 14, this correction value is converted into the number of pulses of the pulse drive spindle drive motor 9.
  • the control unit 14 determines the rotation angle information of the spindle drive motor 9 (the cumulative number of pulses of the stepping motor for each rotation for rotating the driven pulley 199 times: A correction of the shift amount due to the error) is also stored.
  • the phase of the belt 13 refers to a rotational position of the belt 13 at a specific timing when the belt 13 performs a circulating operation (rotating operation) with one cycle being 199.
  • the correction value for one cycle of the driven pulley 12 for the rotation unevenness of the driven pulley 12 obtained as described above is a correction amount starting from the reference position
  • the reference value at which the correction value becomes zero is set as the reference value. It is assumed that the position is specified. However, if the power of the aligner is once turned off and then turned on again, or if the rotation angle information of the drive motor 9 is lost for some reason, the starting point is not known, and the rotation is applied by applying the stored correction value. Unevenness cannot be corrected. Therefore, the position (phase) of the driven pulley 12 in one cycle (199 positions) immediately after turning on the power is checked, and the actual positions of the driving pulley 10, the belt 13, and the driven pulley 12 are compared with the reference position.
  • the first operation performed to achieve this synchronization is an origin search.
  • the origin search the dock 22 of the drive motor 9 is detected.
  • an operation substantially similar to the operation of acquiring the reference detection data at the time of shipment is performed.
  • the operation for synchronizing after the origin search is almost the same as the operation for acquiring the reference detection data, and thus will be described with reference to FIGS. Note that the description will be made on the assumption that the positions of the driving pulley 10, the belt 13, and the driven pulley 12 are in the state of FIG. Since it is not known when the origin search is performed, the position of the belt 13 and the position of the driven pulley 12 immediately after the origin search are not always stopped at the reference positions set at the time of shipment. Assuming that the stop position of the reference tooth G1 and the driven pulley 12 immediately after the search for the origin is, for example, the reference tooth G1 is stopped at the position O3 in FIG.
  • the drive pulley 10 rotates twice and the driven pulley 12 Is rotated once, the reference tooth G1 moves to the position O4. Then, every time the drive pulley 10 makes two rotations, the driven pulley 12 makes one rotation, and the reference tooth G1 sequentially moves to a position 60 tips ahead.
  • a detection value for each rotation of the driven pulley 12 is acquired. Note that the driving pulley is not affected by the manufacturing error of the belt 13, and is the same as the case of the reference position.
  • FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration of the control unit 14.
  • the control unit 14 performs the rotation position detection operation of the present invention by performing a first reference position detection unit 27, a rotation position detection unit 28, a correction value calculation unit 29, a graph creation unit 30, a second reference position detection unit 31, A rotation position detecting unit 32 for calibration, a calibration graph creating unit 33, and a phase specifying unit 34 are provided.
  • the control unit 14 includes an input unit that receives signals from various sensors and input devices, an output unit that transmits an operation control signal to a motor and the like, a storage unit that stores an operation program and various data, a host PC, and the like. Communication means for performing communication between the devices. These operation processes are performed by an arithmetic processing unit provided in the control unit 14 in accordance with an operation program stored in the storage unit in advance.
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating a procedure of a process of acquiring reference detection data.
  • the drive pulley 10, the belt 13, and the driven pulley 12 (the number of teeth is 30, 199, and 60, respectively) of the present embodiment are used.
  • the first reference position detecting section 27 operates the spindle drive motor 9 to perform an origin search, and the detection value of the pulley detection sensor 20 immediately after the origin search is used as the reference position of the driven pulley 12. (Reference value storage step: step 1).
  • the rotation position detection unit 28 causes the driven pulley 12 to make one rotation by rotating the driving pulley 10 exactly two times, and stores the detection value of the pulley detection sensor 20 immediately after the driven pulley 12 makes one rotation. .
  • the rotational position detecting unit 28 repeats the same two-turn operation of the driving pulley 10 and the detection by the pulley detecting sensor 20 until the driven pulley 12 makes 199 rotations, and stores all 199 detected values (detected value storing step). : Step 2).
  • the detection operation is performed 199 times because 199 internal teeth 13a of the belt 13 are formed, but the present invention is not limited to this number. In short, the detection operation is performed until each of the driving pulley 10, the driven pulley 12, and the belt 13 returns to the same phase (the same position) as the reference position.
  • the correction value calculation unit 29 calculates each of the 199 rotations of the driven pulley 12 from the detected value.
  • a correction value corresponding to the detected value is calculated and stored (correction value calculation step: Step 3).
  • the detection value at each rotational position of the driven pulley 12 of the pulley detection sensor 20 is compared with the origin reference data, and the difference between the detection values can be stored as a correction value. Further, the difference between the detected values can be converted into a step pulse amount of the spindle drive motor 9 and stored.
  • the detection value of the pulley detection sensor 20 is obtained. Can be converted as the number of steps of the spindle drive motor 9. It is desirable that the rotational position detecting unit 28 store, as control information of the spindle drive motor 9, corrected rotational angle information of the spindle drive motor 9 for one cycle for each rotation of the driven pulley 12 for one cycle ( In order to rotate the driven pulley 12 for one cycle (199 rotations), the number of accumulated steps for each phase is stored).
  • the detection data (detection value or correction value for one cycle) acquired as described above is rearranged so that the position numbers of the internal teeth 13a are in ascending order, and the reference axis G1 moves on the horizontal axis.
  • the position number and the vertical axis of the determined internal teeth 13a are graphed as detection values or correction values. From this graph, an approximate straight line of the graph can be obtained and graphed (reference detection data acquisition step: Step 4).
  • the position numbers of the internal teeth 13a on the horizontal axis are rearranged in ascending order.
  • the created graph has a waveform similar to a sine wave, and the inclination of the graph when an approximate straight line is obtained is easily specified.
  • the belt 13 does not stop at the same tooth position where it stopped previously until the driven pulley 12 makes 199 rotations. Therefore, the number of rotations of the driven pulley 12 199 times and the belt 13 In association with the position (movement pattern) of each tooth 13a after each rotation operation, these 199 movement patterns are assumed to be manufacturing errors in the movement pattern rotated and moved to each internal tooth 13a of the belt 13, and each rotation
  • the shift amount of the driven pulley 12 from the reference position F1 at this time is regarded as a correction value for each internal tooth 13a, in other words, a correction value for each phase (movement pattern) of the belt 13.
  • the vertical axis represents each correction value calculated from a series of detection values detected by the operation of the reference value storage step and the detection value storage step
  • the horizontal axis represents the position number of the internal teeth 13a of the belt 13.
  • FIG. 9 is a graph showing this as an approximate straight line
  • FIG. 14 is a graph.
  • the detection value for each rotation detected by the above method or the correction value calculated from this detection value is the reference detection data. Since the number of pulses of the spindle rotation motor 9 per one rotation of the driven pulley 12 is known, the correction value (pulse) for the detection data of the semiconductor wafer W on the spindle 8 when the semiconductor wafer W is actually aligned. The semiconductor wafer W is accurately positioned by causing the spindle drive motor 9 to perform the rotation operation corresponding to (number).
  • the positional relationship between the driving pulley 10, the driven pulley 12, and the belt 13 has returned to the reference position at the time when the reference detection data was obtained by simply performing the origin search of the spindle drive motor 9.
  • As a countermeasure for example, by connecting an absolute type encoder to the output shaft 9a of the spindle drive motor 9, it is possible to store the rotational position when the power is turned off, but the absolute type encoder is expensive. Therefore, the manufacturing cost of the entire aligner 1 is greatly increased.
  • the aligner 1 is operated in the following procedure, and a new reference position for specifying the rotational positions of the driving pulley 10, the driven pulley 12, and the belt 13 is set based on the data detected by the operation.
  • a first reference position calibration process for performing In the calibration procedure first, the power of the aligner 1 is turned on, and the origin of the spindle drive motor 9 is searched. At this time, it is assumed that the position of the reference tooth G1 is at the position O3 in FIG. Next, the operation from the detection value storage step to the reference detection data acquisition step is performed. Here, the position of the reference tooth G1 is moved from the position O3 in FIG. 8A to O4 in FIG. 8B by rotating the driven pulley 12 once.
  • the reference teeth G1 are sequentially stopped at the positions of the 199 internal teeth 13a.
  • 199 pieces of detection data for all combinations of the positional relationship between the driving pulley 10, the driven pulley 12, and the belt 13 are obtained.
  • the detected data is compared with the above-described reference detection data to identify the current rotational position (phase) of the driving pulley 10, the driven pulley 12, and the belt 13, and to determine a correction value that matches this phase. Apply as a correction value for the current rotational position.
  • the collation between the newly detected calibration detection data and the reference detection data first detected from the reference position can be performed by individually comparing each of the 199 measurement values. However, a predetermined number of measured values of each graph of the original reference detection data and the newly measured calibration detection data are extracted, the slope of the graph is obtained, and the phase matching the slope of the original data is determined. Specifically, it is desirable that this position be the current rotational position. In addition, as a method of calculating a slope from each data, a method of obtaining a least square method or an approximate straight line or a regression line is desirable.
  • the second reference position detection unit 31 and the calibration rotation position detection unit 32 are provided, and the rotation position at the time of the origin search is specified by collating with the reference detection data.
  • the second reference position detection unit 31 performs an origin search of the spindle drive motor 9.
  • the driving pulley 11 stops at the reference position E1
  • the driven pulley 12 stops at the position F4 which is a position shifted from the reference position F1.
  • the rotation position of the driven pulley 12 immediately after the origin search is detected by the pulley detection sensor 20, and the detected value is stored (calibration reference position storage step: Step 5).
  • the calibration rotational position detection unit 32 further operates the spindle drive motor 9 to accurately rotate the drive pulley 10 six times in order to rotate the driven pulley 12 three times.
  • the reference tooth G1 moves to the position O6 in FIG. 19B.
  • the driven pulley stops at the position F5.
  • the rotation position of the driven pulley 12 after the rotation operation of the driving pulley 10 is detected by the pulley detection sensor 20 and the detected value is stored.
  • the calibration rotational position detection unit 32 repeats the above operation until a predetermined number, for example, 19 detection values can be obtained, and stores the detection values for each detection operation (calibration detection value storage step: Step 6). ).
  • the calibration rotational position detector 32 When the detected value of the driven pulley 12 is stored, the calibration rotational position detector 32 also stores the rotation angle information of the spindle drive motor 9 at the time of the detection. Then, the calibration graph creating unit 33 creates a graph in which the vertical axis represents the detected value of the rotational position of the driven pulley 12 due to the rotational driving of the driving pulley 10, and the horizontal axis represents the temporary number assigned to the internal teeth 13 a of the belt 13. Then, an approximate straight line of the graph for every 19 rotations is obtained from this graph, the graph is formed, and the inclination of each part of the graph is obtained (calibration reference detection data acquisition step: Step 7).
  • the phase specifying unit 34 calculates the approximate linear graph of the reference detection data created by the graph creation unit 30 in the reference detection data acquisition step and the calibration detection data created by the calibration graph creation unit 33 in the calibration reference detection data acquisition step. The inclination of each part of the approximate line graph is compared, and the position matching the reference detection data is determined as the current phase of the belt 13 (current position out of 199). (Phase specifying step: Step 8) Then, a correction value suitable for the current phase of the belt 13 is selected and applied as a correction value for the driven pulley 12.
  • the number of teeth of the belt 13 included in the aligner 1 according to the embodiment of the present invention is 199
  • the number of teeth of the driving pulley 10 is 30, and the number of teeth of the driven pulley 12 is 60. Is rotated six times, that is, every time the belt 13 is extended by 180 teeth, the driven pulley 12 rotates three times. Since the number of teeth 199 of the belt 13 is a prime number, the belt 13 having an error stops at a position (phase) different from the position where it stopped before during the rotation cycle of 199 times. The detection value corresponding to the displacement amount of the driven pulley 12 at a different position among the 199 positions can be obtained.
  • acquisition of the calibration detection data may be such that the slope of the measured value can be calculated from the acquired detection data.
  • the detection is performed 19 times every 180 teeth advance. However, when the detection is performed every 60 teeth advance, the data that can be acquired is within a certain number of times when the detection number is about 19 times. This is because the data is not evenly acquired among the 199 internal teeth 13a due to the bias toward the area of the teeth 13a. Further, instead of the detection every 180 teeth, the detection every 240 teeth may be performed. However, the advance of 240 teeth means that in the case of the belt 13 having 199 teeth, the belt 13 advances by 41 turns after the belt 13 makes one rotation. This means that the time for one rotation is wasted.
  • the number of rotations of the driven pulley 12 is limited to a rotation number at which the belt 13 does not rotate more than one rotation.
  • the important point here is that the detection is performed every time the number of teeth of the driven pulley 12 advances by a positive number.
  • FIG. 12 is a table showing the position of the internal teeth 13a of the belt 13 each time the driven pulley 12 advances by 180 teeth.
  • the reference tooth G1 after the origin search is the internal tooth 13a of the 100th tooth of the belt 13. Shows when it is in position.
  • the belt 13 advances by 180 teeth, and the same internal teeth 13a do not stop at the reference position O1 until the detection is completed 199 times.
  • the rotational position of the driven pulley 12 for every three rotations and the position (phase) of the belt 13 are determined almost uniquely, and once the position (phase) of the belt 13 is determined, the position of the driven pulley 12 is specified.
  • FIG. 13 is a graph showing detection values of the detection data for calibration detected by rotating the driven pulley 12 by 180 teeth, that is, by rotating the driven pulley 12 three times.
  • the position of the driven pulley 12 is detected 19 times, assuming that the position of the reference tooth G1 at the start of detection is the 100th tooth.
  • the detected values are rearranged in ascending order with respect to the position of the reference tooth G1 of the belt 13, and the graph is plotted with the position of the internal tooth 13a to which the reference tooth G1 has moved on the horizontal axis and the detected value on the vertical axis.
  • the scatter diagram may be displayed with the position of the reference tooth G1 as a horizontal axis without rearrangement in ascending order.
  • FIG. 14 is a graph obtained by calculating an approximate straight line from the graph of the reference detection data in FIG.
  • the rotational position of the belt 13 is specified by matching the inclination of the graph of FIG. 14 with the inclination of the graph of the detection value of the detection data for calibration shown in FIG.
  • the method of finding the approximate line used in the specifying method of the present invention may be a method of finding an approximate curve by polynomial approximation or moving average, or a method of finding a regression curve by the least squares method.
  • FIG. 15 is a graph showing an approximate straight line calculated from the detection values of the calibration detection data shown in FIG.
  • the horizontal axis of the graph shown in FIG. 14 is the position of the internal tooth 13a to which the reference tooth G1 has moved for each detection
  • the horizontal axis of the graph shown in FIG. 15 is the position of the reference tooth G1 after the origin search. Assuming that the position is at the position of the 100th internal tooth 13a, this is the position of the internal tooth 13a to which the reference tooth G1 has moved for each detection.
  • the vertical axis in FIGS. 14 and 15 represents the amount of displacement of the driven pulley 12 for each of the internal teeth 13a converted into a pulse. A comparison between the inclination of the graph of FIG.
  • the control unit 14 compares the stored correction value with the current phase of the belt 13 to determine the correction value at the current phase of the belt 13 as the current correction value. Replace with a value.
  • the calibration operation of the belt 13 is completed by the correction value replacing operation of the control unit 14. Since the unknown phase of the belt 13 has been determined, the driving pulley 10 is rotated and the positional relationship between the driving pulley 10, the driven pulley 12, and the belt 13 is detected by a method other than the method of replacing the correction value described above.
  • the drive pulley 10 may be rotated a predetermined number of times until returning to the state when the data was acquired.
  • the position of the driven pulley 12 is calculated by detecting a state in which the optical axis of the pulley detection sensor 20 is blocked by the dog 21 provided on the driven pulley 12 of the aligner 1.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention is sufficiently applicable to an aligner 1 having no means for detecting the rotational position of the driven pulley 12.
  • a correction method in the aligner 1 having no means for detecting the position of the driven pulley 12 will be described.
  • the aligner 1 of the present embodiment the semiconductor wafer W and the alignment sensor 19 are used as means for detecting the rotational position of the driven pulley 12.
  • the aligner 1 also has the same number of external teeth as the drive pulley 10, the outer pulley 12 as the driven pulley 12, and the internal teeth of the belt 13, similarly to the first embodiment. The number is described as 199.
  • the spindle drive motor 9 of the aligner 1 of the present embodiment is operated to search for the origin.
  • the semiconductor wafer W is placed using a jig or the like so that the rotation center axis C2 of the spindle 8 and the center position of the semiconductor wafer W are aligned with each other.
  • the wafer W is fixed to the spindle 8 (fixing step).
  • the spindle drive motor 9 is operated, the notch N of the semiconductor wafer W is detected by the alignment sensor 19, and the detected value is stored in the control unit 14 as a reference position detection value (second reference value storage step).
  • a predetermined operation for rotating the driven pulley 12 once by the spindle driving motor 9 is performed, and the operation of detecting the notch N of the semiconductor wafer W by the alignment sensor 19 is performed by the driving pulley 10, the driven pulley 12, 13 is repeated until it returns to the respective reference position, and the detection value of the alignment sensor 19 every time the driven pulley 12 makes one rotation and the rotation angle information of the spindle drive motor 9 when the alignment sensor 19 detects the notch N (Pulse) is stored in the control unit 14 (second detection value storage step).
  • a correction value for correcting the displacement of the driven pulley 12 every one rotation is calculated from the detection value of the alignment sensor 19 (second correction value calculation step). Then, the notch detection value for 199 rotations of the semiconductor wafer W corresponding to the rotation position for 199 rotations of the driven pulley 12 due to the rotation driving of the driving pulley 10 is allocated to the internal teeth 13 a formed on the belt 13 on the vertical axis. Then, a graph having the numbers on the horizontal axis is created, and an approximate straight line for each predetermined range of the graph and its slope are calculated to obtain reference detection data. (Second reference detection data acquisition step).
  • the origin search is performed once, and after the origin position return operation of the spindle drive motor 9 is performed, the spindle drive motor 9 is stopped while the semiconductor wafer W is held on the spindle 8.
  • the notch N of the semiconductor wafer W is detected by the alignment sensor 19, and the detected value of the alignment sensor 19 and the rotation angle information (pulse) of the spindle drive motor 9 when the alignment sensor 19 detects the notch N are controlled. It is stored in the section 14 (second calibration reference position storage step).
  • the spindle drive motor 9 is operated, the drive pulley 10 is rotated exactly six times in order to rotate the semiconductor wafer W on the spindle 8 three times, and the semiconductor wafer W after the rotation of the drive pulley 10 is rotated.
  • the notch N is detected by the alignment sensor 19, and the detected value is stored in the control unit 14.
  • step 15 the operation in step 15 is repeated until a predetermined number of detected values can be obtained, and the detected values for each of the detected operations are stored in the control unit 14 (second calibration detected value storing step). Then, a graph is created in which the vertical axis represents the detected value of the notch N of the semiconductor wafer W due to the rotational driving of the driving pulley 10, and the horizontal axis represents the position of the internal tooth 13a to which the reference tooth G1 has moved for each detection. An approximate straight line of a graph for each predetermined rotation is obtained and graphed (second calibration reference detection data acquisition step).
  • the slope of the approximate straight line graph of the reference detection data created in the second reference detection data acquisition step and the approximation straight line graph of the calibration detection data created in the second calibration reference detection data acquisition step are compared to determine the current belt. Thirteen phases are specified (second phase specifying step). Then, a correction value suitable for the current phase of the belt 13 is selected and applied as a correction value for the driven pulley 12. According to the above procedure, a precise correction value at the time of wafer alignment can be applied to the aligner 1 having no pulley detection sensor 20.
  • a mark 25 is provided on the belt 13 provided in the aligner 1, a belt detection sensor 26 for detecting the mark 25 is provided near the belt 13, and a belt 13 is provided.
  • the driving pulley 10, the driven pulley 12, and the belt 13 can be returned to the reference positions.
  • the belt detection sensor 26 may be a transmitted light sensor
  • the mark 25 may be a projection that blocks the optical axis. May be a reflection type sensor, and the mark 25 may reflect this optical axis.
  • it is desirable that the mark 25 has a size smaller than the size P3 of the prescribed internal teeth 13a.
  • the spindle drive motor 9 After the spindle drive motor 9 returns to the origin, the spindle drive motor 9 is operated to continuously rotate the drive pulley 10, and all of the pulley detection sensor 20, the origin sensor 22, and the belt detection sensor 26 react. At this point, it can be recognized that it has returned to the reference position.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, and changes and the like can be made without departing from the gist of the present invention. is there.
  • the number of the internal teeth 13a of the belt 13 has been described as being twice as large as 199, the present invention is not limited to this, and may be a prime number such as 163 or 223. It is.
  • the number of the external teeth 10a, 12a of the driving pulley 10 and the driven pulley 12 has been described as 30, 60, respectively.
  • the present invention is not limited to this, and the rotation ratio of the driving pulley 10 and the driven pulley 12 is a positive number. Even if not, the present invention is sufficiently applicable.

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

歯付きベルトのピッチの製造誤差に起因する位置ずれを補正して、高い位置決め精度を達成するアライナを安価に提供するため、モータに連結された駆動プーリと、スピンドルに連結された従動プーリとの間に掛け廻されるベルト歯付きベルトと、従動プーリの回転位置を検出するプーリ検出センサを設け、駆動プーリにより従動プーリを１回転させる回転動作を行うたびに従動プーリの回転方向の位置ずれを検出して、既知の回転比を有する駆動プーリと従動プーリに基づいて、従動プーリの回転位置ずれの補正値を算出する。駆動モータの回転角度情報が失われた場合、原点サーチ後の従動プーリとベルト歯付きベルトの現在の位相に対応する補正値を探すため、校正用検出データを作成する。

Description

アライナ及びアライナの補正値算出方法
　本発明は、半導体ウエハを載置して半導体ウエハの外周縁部に形成されるノッチやオリフラ（オリエンテーションフラット）を検出して所定の回転位置に位置決めするウエハアライナのアライメント精度を向上させる技術に関するものである。
　半導体デバイスの製造工程においては、半導体デバイスの基板となる半導体ウエハが、クリーンルーム内でＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ　Ｏｐｅｎｉｎｇ　Ｕｎｉｆｉｅｄ　Ｐｏｄ）と呼ばれる複数の棚段を備えた密閉容器に複数枚収納されて運搬され、ミニエンバイロメント空間と呼ばれる高清浄な雰囲気の中でＦＯＵＰから取り出されて、検査、加工などの種々の処理を受ける。
　また、例えば電子回路のパターニング、蒸着、化学蒸気沈着等の加工、各種の検査等の半導体ウエハの位置情報が必須な工程においては、ノッチやオリフラ（オリエンテーションフラット）といった半導体ウエハの外周縁部に形成される切欠き部と半導体ウエハの中心点とを常に所定の位置に正確に位置決めすることは重要な前段階作業となっている。そのため、上記製造工程や検査工程に半導体ウエハを移送する前に、一般的にアライナと呼ばれるウエハ位置決め装置に半導体ウエハを乗せて、半導体ウエハの中心点の位置と切欠き部の位置とを検出して、半導体ウエハを正しい位置に正確に移動させてから、各種加工装置や各種検査装置に受け渡すことが必要になる。さらに近年、半導体ウエハの回路パターンの微細化に伴い、従来よりも高い精度での位置決めが要求されるようになってきている。
　一般的にアライナは、円柱状に形成されていて基台に回転可能に配置されるウエハ載置台としてのスピンドルと、基台の端に配置されて半導体ウエハの周縁部を検出するラインセンサと、スピンドルを回転させるスピンドル回転機構とを備えている。さらに、スピンドルと回転駆動部とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に移動させるスピンドル移動機構とを備えているものもある。スピンドル回転機構は、モータの出力軸に固定される駆動プーリと、スピンドルに対して同軸状に固定される支持軸に固定される従動プーリと、駆動プーリと従動プーリとに掛け廻される歯付きベルトとを備えている。また、スピンドルを回転駆動するモータは、駆動軸の回転角度制御が容易なステッピングモータやサーボモータが使用されている。また、スピンドルは、半導体ウエハを水平に載せるウエハ載置台であり、スピンドル上に水平に置かれたウエハＷを吸着保持するための吸着孔が形成されていて、吸着孔は配管部材を介して真空源と接続されている。上記構成により、アライナはスピンドル上に載置された半導体ウエハを保持した状態でモータの駆動力によりスピンドルと半導体ウエハとを回転させることで、半導体ウエハの周縁部をラインセンサで測定して、半導体ウエハのスピンドル回転中心軸に対するズレ量を正確に検出する。
　しかしながら、近年、半導体デザインルールの微細化が進み、アライナは半導体ウエハを従来よりも高精度に位置決めしなければならなくなってきた。ここで、位置決め精度を向上させる際の障害の一つに、歯付きベルトに形成される歯のピッチ精度が、アライナに要求される位置決め精度を満たしていないことが挙げられる。そこで、特許文献１には、スピンドルの支持軸に同軸状になるようにエンコーダを取り付け、スピンドルの回転位置を直接検出することで位置決め精度を高めるという技術が開示されている。また、さらに、歯付きベルトに形成される内歯のピッチ幅の変動に起因する位置ずれを緩和する方法として、特許文献２に記載されるように、歯付きベルトを切断して複数のベルトにして、ベルトのピッチ幅の周期的な変動を打ち消すように位相をずらしてプーリに掛け廻す技術が開示されている。
特開２００２－１６４４１９号公報 特開２０１３－１５７４６２号公報
　しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、エンコーダを取付けることにより位置精度は向上したが、従来のアライナの構成にエンコーダを追加することで製造コストが増大し、さらに装置が大型化するという結果となった。さらに、特許文献２に記載の技術では、歯付きベルトの歯ピッチの変動による位置ずれは緩和されたが、要求される精度を満たすほどの位置ずれの解消には至っていない。
　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、歯付きベルトに形成された内歯の製造誤差のそれぞれに対応する補正値を算出して、内歯のピッチ精度の低い歯付きベルトを使用したとしても高い位置決め精度を達成するアライナを安価に提供することを目的としている。また、歯付きベルトを駆動するモータの回転角度情報が失われた場合でも、プーリと歯付きベルトの現在の回転位置を短時間で特定して、記憶していた補正値が適用出来る校正用検出データを取得する方法を提供することを目的としている。
　上記目的を達成するために本発明の補正値算出方法は、回転角度制御可能なモータと、前記モータによって駆動される駆動プーリと、前記駆動プーリに対して所定の回転比で構成される従動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリに歯合して、前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に掛け廻される歯付きベルトと、前記従動プーリに同心軸状に固定され、半導体ウエハを固定する固定手段を有するスピンドルと、前記スピンドル上に固定された半導体ウエハの周縁を検出するアライメントセンサと、前記従動プーリの回転位置を検出するプーリ検出センサと、制御部と、を備えるウエハ位置決め装置において、前記歯付きベルトの製造誤差に起因する前記従動プーリの回転方向の位置ずれを補正する補正値算出方法であって、前記モータが原点サーチを行って、前記駆動プーリと前記従動プーリと前記歯付きベルトのそれぞれが基準位置にある時の前記従動プーリの回転位置を前記プーリ検出センサで検出して、この検出値を制御部に記憶させる基準値記憶ステップと、前記モータに前記従動プーリを１回転させるための所定の回転動作を行わせた後、前記従動プーリの回転位置を前記プーリ検出センサで検出して、この検出値を前記制御部に記憶させる検出値記憶ステップと、前記検出値記憶ステップを前記駆動プーリと前記従動プーリと前記歯付きベルトの全てがそれぞれの前記基準位置に復帰するまで実行させて、前記制御部に記憶させた前記検出値から、前記制御部に前記従動プーリの１回転する毎の前記位置ずれを補正する補正値を算出させる補正値算出ステップと、を含むことを特徴としている。
　上記方法により、駆動プーリと従動プーリと歯付きベルトの各位相に対する補正値を算出することが出来るので、半導体ウエハのアライメント動作を正確に実施することが出来る。
　さらに本発明の基準検出データ取得方法は、請求項１の補正値算出方法で算出された前記検出値のグラフを作成し、前記グラフの所定の検出範囲ごとの傾きを算出する基準検出データ取得ステップを含むことを特徴している。また、本発明の校正用検出データ取得方法は、回転角度情報を喪失した前記モータを作動させて原点サーチを行い、前記原点サーチ動作後の前記従動プーリの回転位置を前記プーリ検出センサで検出して、検出値を前記制御部に記憶させる校正基準位置記憶ステップと、次に、前記モータに前記従動プーリを所定の回数回転させるための回転動作を行わせた後、前記従動プーリの回転位置を前記プーリ検出センサで検出する動作を所定の回数繰り返し行い、前記回転動作ごとの前記プーリ検出センサが検出する校正検出値を前記制御部に記憶する校正検出値記憶ステップと、前記制御部に記憶させた前記検出値のグラフを作成し、前記グラフの所定の検出範囲ごとの傾きを算出する校正基準検出データ取得ステップと、前記基準検出データ取得ステップで作成された前記グラフと前記校正基準検出データ取得ステップで作成した前記グラフとを比較して、前記駆動プーリと前記従動プーリと前記歯付きベルトの位相を特定する位相特定ステップとを含むことを特徴としている。
　上記構成とすることで、停電や脱調などで回転位置情報を喪失した場合であっても、アライナはモータを再度原点サーチして、駆動プーリと従動プーリと歯付きベルトとの現在の位相を特定することが可能になり、短時間で現在の位相に対応する補正値を見つけ出すことが出来る。これにより、アライナは正確な位置決め動作を短時間で再開することが出来る。
　また、本発明に係るアライナは、前記歯付きベルトに形成される内歯の数と前記駆動プーリに形成される外歯の数と前記従動プーリに形成される外歯の数には、１以外の公約数が存在しないことを特徴としている。上記構成とすることで、従動プーリの回転回数が歯付きベルトの内歯の数と同じ数になるまで、駆動プーリ、従動プーリ、歯付きベルトの各回転位置の組合せが重複することが無くなるので、従動プーリの各回転における補正値を算出することが出来る。
　また、歯付きベルトに形成される内歯の数を素数にすることで、様々な歯数の駆動プーリと従動プーリを選択することが可能になり、設計上の制約が小さくなる。さらに、従動プーリに形成される外歯の数を前記駆動プーリに形成される外歯の数の整数倍に設定することで、従動プーリを１回転させるために必要な駆動プーリの回転数を容易に計算することが可能になり、制御部の演算の負荷を低減することが出来る。
　本発明により、歯付きベルトに形成された歯のそれぞれに対応する補正値を算出して、歯のピッチ精度の低い歯付きベルトを使用したとしても高い位置決め精度を達成することが出来る。また、歯付きベルトを駆動するモータの回転角度情報が失われた場合でも、プーリと歯付きベルトの現在の位相を容易に特定して、対応する補正値が適用出来る校正用検出データを取得することが出来る。
本発明の一実施形態であるアライナを示す斜視図である。 本発明の一実施形態であるアライナを示す断面図である。 歯付きベルトの概要を示す断面図である。 歯付きベルトの内歯の製造誤差を示す概要図である。 本実施形態のアライナの回転駆動部分を示す図である。 本実施形態のアライナの従動プーリの位置検出動作を示す図である。 本実施形態のアライナの動作を示す概略図である。 本実施形態のアライナの動作を示す概略図である。 本実施形態のアライナが検出した基準検出データのグラフである。 本発明の他の実施形態を示す図である。 従動プーリの１回転ごとの歯の繰り出し量と歯付きベルトの基準歯Ｇ１の移動位置を記した表である。 従動プーリの３回転ごとの歯の繰り出し量と基準歯Ｇ１の移動位置を記した表である。 基準歯Ｇ１が１８０歯進むたびに検出された検出値を示すグラフである。 図９で示したグラフの近似直線を示すグラフである。 図１３で示したグラフの近似直線を示すグラフである。 基準検出データの取得の手順を示す図である。 校正用検出データの取得と比較の手順を示す図である。 本発明の一実施形態である制御部１４の構成を示すブロック図である。 本実施形態のアライナの動作を示す概略図である。
　以下に本発明の実施形態について、図面を参照して詳しく説明する。図１は本発明のアライナ１の一実施形態を示す斜視図であり、図２は図１の枠体部分を断面にして内部構造の概要を示した一部断面側面図である。本実施形態のアライナ１は、半導体ウエハＷの中心点の位置のずれ量と、ノッチＮやオリエンテーションフラットといったウエハ外周縁に形成された切欠き部の位置とを検出して、予め設定された所定の位置に正確に位置決めするためのものである。本実施形態のアライナ１は、上部にウエハ仮置き台２が立設された上面プレート３と、その上面プレート３の下部に配置され、互いに直交する位置に配置されるＸ軸駆動機構４とＹ軸駆動機構５（図２参照）とを備えていて、これらのＸ軸駆動機構４およびＹ軸駆動機構５によって、上面プレート３の下方に配置される昇降機構６をＸＹ平面内で移動させることが出来る。また、昇降機構６の昇降台７にはスピンドル８とスピンドル８上に載置される半導体ウエハＷを水平面内で回転させるためのスピンドル駆動モータ９が備えられていて、このスピンドル駆動モータ９の、鉛直方向に延在する出力軸９ａには駆動プーリ１０が、出力軸９ａの回転中心軸Ｃ１に関して同心軸状に固定されている。また、スピンドル８の下部にはスピンドルシャフト１１がスピンドル８に対して同心軸状に固定されていて、スピンドルシャフト１１の下端には従動プーリ１２がスピンドル８、及びスピンドルシャフト１１に対して同心軸状に固定されている。また、スピンドルシャフト１１は軸受け１７を介して昇降台７に回転可能に支持されていて、スピンドル８、スピンドルシャフト１１、従動プーリ１２は鉛直方向に延在する回転中心軸Ｃ２を回転中心として一体的に回転可能な構成となっている。
　駆動プーリ１０と従動プーリ１２とは共に歯付きプーリであり、この二つのプーリ１０、１２の間を歯付きベルト１３（以下適宜、単に「ベルト」と称する）が掛け回されている。本実施形態のアライナ１が備えるスピンドル駆動モータ９は、ステッピングモータ等の出力軸９ａの精密な回転角度制御が可能なモータが使用されていて、スピンドル駆動モータ９の作動は制御部１４によって制御されている。また、本実施形態のアライナ１が備えるスピンドル８は、ウエハＷを水平に保持するウエハ保持台であり、スピンドル８上に水平に置かれたウエハＷを真空圧による吸着保持するための吸着孔１５が形成されていて、吸着孔１５は配管部材を介して不図示の真空源と接続されている。なお、半導体ウエハＷをスピンドル８に保持する形態は、真空圧を利用する方法に限定されることはなく、半導体ウエハＷの周縁部を把持するクランプ方式の保持形態やその他公知の保持形態であっても良い。
　Ｘ軸駆動機構４は下面プレート１６に固定され、上面にＹ軸駆動機構５が固定された移動子４ａをＸ軸方向に案内するスライドガイドと、スライドガイドに対して平行に配置され、移動子４ａと螺合するボールネジ機構と、ボールネジ機構のＸ軸方向に延在する回転軸を回転させるＸ軸駆動モータ４ｂとで構成される。また、Ｙ軸駆動機構５は、昇降機構６が載置された移動子５ａをＹ軸方向に案内するスライドガイドと、スライドガイドに対して平行に配置され、移動子５ａと螺合するボールネジ機構と、ボールネジ機構のＹ軸方向に延在する回転軸を回転させるＹ軸駆動モータ５ｂとで構成される。昇降機構６は、スピンドル駆動モータ９が固定されている昇降台７を鉛直方向に昇降移動させる機構であり、昇降台７をＺ軸方向に案内する公知のスライドガイドと、スライドガイドに対して平行に配置される公知のエアシリンダとで構成される。エアシリンダは不図示のエア供給源と配管を介して接続されていて、配管の途中に配置される不図示の電磁弁をオン・オフすることでエアシリンダのピストンロッドが伸縮して、昇降台７を鉛直方向に昇降移動させる。これら、Ｘ軸駆動機構４、Ｙ軸駆動機構５、昇降機構６で構成されるスピンドル移動手段１８によって、スピンドル８は水平方向及び鉛直方向への移動が可能になる。なお、スピンドル移動手段１８を構成する各モータ４ｂ、５ｂ、９は全て、回転軸の精密な角度制御が可能なステッピングモータが使用されていて、また、各モータ４ｂ、５ｂ、９の作動は制御部１４によって制御されている。
　上面プレート３の切り欠かれた部分３ａには、スピンドル８上のウエハＷの周辺部を上下から挟むようにアライメントセンサ１９が備えられている。このアライメントセンサ１９は、直線状に配置される複数の投光部を備える投光器１９ａと、投光部に対応する位置に直線状に配置される複数の受光部を備える受光器１９ｂとを有するラインセンサであり、半導体ウエハＷの下方と上方とに互いに対向するように、かつ、投光器１９ａから照射される検出光の光軸がスピンドル８上に配置される半導体ウエハＷの回転方向に対して垂直になるように配置されている。また、複数の投光部と受光部は、それぞれスピンドル８の回転中心軸を通過する半径方向の線分に合致するように配置されている。このアライメントセンサ１９は、スピンドル８の回転中心軸Ｃ２に対する半導体ウエハＷの中心の偏心量と偏心方向を、投光器１９ａから照射される検出光がウエハＷ外周縁によって遮られる状態を受光器１９ｂが検出する検出値（受光量）によって測定するものである。受光器１９ｂにより検出される検出値は、制御部１４に電気信号として送信され、制御部１４によって演算処理される。一般的に半導体ウエハＷはＦＯＵＰと呼ばれる収納容器に収納されている状態から搬送ロボットによって搬送されるまでに設計上の所定の位置からずれて保管されている場合が多い。そこで、アライナ１は、スピンドル８上に保持している半導体ウエハＷを回転させて偏心量を検出し、制御部１４により、予め定められた適切な中心位置に半導体ウエハＷの実際の中心点位置が位置するように、ウエハ仮置き台２に一旦仮置きして、半導体ウエハＷの中心位置とスピンドル８の中心軸とが合致するようにスピンドル８を水平方向に移動させて半導体ウエハＷを持ち替える。さらに、ノッチＮが予め定められた回転位置に位置するように半導体ウエハＷを水平方向に回転させる。
　なお、本実施形態のアライナ１は、スピンドル８を水平方向及び鉛直方向に移動させる駆動機構を備え、上記のように半導体ウエハＷの位置ずれを検出した後、スピンドル８が半導体ウエハＷを持ち替えることが可能な構成となっているが、本発明はこれに限定されることは無く、スピンドル８を水平方向に移動させるＸ軸駆動機構４、Ｙ軸駆動機構５、昇降機構６といったスピンドル移動手段１８を備えず、スピンドル８を回転動作させる機構だけを備える単軸制御型アライナであっても、本発明は十分適用可能である。この場合、検出された半導体ウエハＷの中心点からの位置ずれ量と角度ずれの情報はウエハ搬送ロボットに送信されて、ウエハ搬送ロボットが半導体ウエハＷをウエハハンドで保持する際に、ウエハハンドをこの位置ずれ量を打ち消す位置に移動させた後、半導体ウエハＷを保持することで半導体ウエハＷの位置ずれを補正する。
　図５はアライナ１の回転駆動機構の一例を示すもので、本実施形態のアライナ１に備えられている駆動プーリ１０、従動プーリ１２、及びベルト１３を示す概略図を示す。出力軸９ａに固定される駆動プーリ１０の外周部には、外歯１０ａが所定のピッチで形成されている。また、スピンドルシャフト１１に固定される従動プーリ１２の外周部には、駆動プーリ１０に形成される外歯１０ａと同様の形状をした外歯１２ｂが所定のピッチで形成されている。また、この二つのプーリ１０、１２の間に掛け回されているベルト１３には、二つのプーリ１０、１２に形成される外歯１０ａ、１２ａに歯合する内歯１３ａが形成されていて、上記構成により、スピンドル駆動モータ９の出力軸９ａの回転駆動力が駆動プーリ１０、ベルト１３、従動プーリ１２、スピンドルシャフト１１を介してスピンドル８へと伝達される。
　図３に、本発明に適用可能な歯付きベルト１３の概要を示す断面図の一例を示す。本実施形態のアライナ１が備えるベルト１３は、円環状のタイミングベルトであり、少なくとも、各プーリ１０、１２の外歯１０ａ、１２ａと歯合する内歯１３ａが形成されている本体部１３ｂと、本体部１３ｂの内歯１３ａが形成されている表面に添付される歯布１３ｃと、本体部１３ｂに埋設される抗張体１３ｄとで構成される。本体部１３ｂは耐熱性、耐疲労性に優れ、比較的軽量のクロロプレンゴム等のエラストマーで形成されており、このクロロプレンゴムで形成される本体部１３ｂの内部には、ベルト１３の移動方向（周方向）に沿ってグラスファイバーやポリアミド系化学繊維等で製作される抗張体１３ｄが埋設されている。また、本体部１３ｂの表面には摩耗防止のための歯布１３ｃが貼付されている。
　ところで、ベルト１３は同心軸状に配置される直径の異なる二つの円筒状の金型によって形成される空間に、クロロプレンゴムといったベルト１３の材料を流し込むことによって成型される。この二つの金型のうち内側に配置される金型には、ベルト１３の内歯１３ａに対応する形状の溝が形成されている。製造の手順としては、まず、内側の金型の表面に歯布１３ｃと抗張体１３ｄが巻き付けられた後、外側の円筒状の金型の内部空間に内側の金型を移動させた後、内側の金型と外側の金型の間の空間に高温のベルト材料が加圧された状態で流し込まれる。その後冷却されて金型から取り除かれた後、円筒状に成形されたベルト素材を所定の幅に円周方向に沿って裁断されることでベルト１３が完成する。
　図４は、歯付きベルトの内歯の製造誤差を説明するため概念図であり、（ａ）は均等なピッチＰで成型されている場合を示し、（ｂ）はピッチが均一ではない場合を示す。上記工程で製造されたベルト１３を駆動プーリ１０と従動プーリ１２との間に適切な取付張力に調整して掛け廻すことで、バックラッシュの無い駆動力の伝達を容易に行うことが出来る。しかしながら、ベルト１３は、成型後の収縮やベルト材料の加工ムラ等により、各内歯１３ａが同一の大きさに成型されず、内歯１３ａのピッチが規定の寸法Ｐより大きい寸法Ｐ１となったり、規定の寸法Ｐより小さい寸法Ｐ２となったりする。さらに、各内歯１３ａの大きさが規定の大きさＰ３よりも小さい寸法Ｐ４となったり大きい寸法Ｐ５となったりして、微小なピッチ誤差が発生する。また、化学繊維等で製作される抗張体１３ｄの弾性係数の不均一さによってもベルト１３の微小なピッチ誤差が発生する。この微小な内歯１３ａのピッチ誤差によって駆動プーリ１０の回転が従動プーリ１２に正確に伝達されず、駆動プーリ１０の回転に対して従動プーリ１２の回転ムラが生じる場合がある。特に、半導体ウエハＷの周縁を測定する際には、このずれによって、要求されているアライメント精度を満足させることが出来ないというトラブルが発生する原因となる。
　本実施形態のアライナ１が備える駆動プーリ１０の外周には３０個の外歯１０ａが均等なピッチで形成されており、従動プーリ１２の外周には６０個の外歯１２ｂが均等なピッチで形成されている。ここで、ベルト１３に形成される内歯１３ａが図４（ａ）のように均等なピッチＰで成型されている場合、駆動プーリ１０が２回転すると従動プーリ１２が正確に１回転する。しかし、ベルト１３の内歯１３ａの形状やピッチが図４（ｂ）のように均一ではない場合、駆動プーリ１０の回転が従動プーリ１２に正確に伝達されず、従動プーリ１２とスピンドル８、ひいてはスピンドル８上に保持される半導体ウエハＷが、駆動プーリ１０の回転に対応する正確な回転位置まで移動しない。
　そこで、本発明の発明者は、簡易な構成によって、ベルト１３の製造誤差に起因する半導体ウエハＷの位置決め精度の低さを解消する方法を見出した。発明者が見出した方法は、このベルト１３により発生する従動プーリ１２の回転ムラを従動プーリ１２が１回転するごとにセンサで検出して、この検出値から基準位置（後述する）に対する従動プーリ２０の回転位置ずれ量を算出して、半導体ウエハＷのアライメント時にこの従動プーリ１２の１回転ごとの位置ずれ量に対応する補正値を適用して、半導体ウエハＷの正確な位置決めを行うというものである。さらに、電源が遮断された場合等によってスピンドル駆動モータ９の回転角度情報（パルス情報）が失われた場合でも、駆動プーリ１０と従動プーリ１２とベルト１３とをはじめに検出した検出値と比較して、現在の位置に適用する基準位置校正方法を実施することで、短時間で上記元の補正値が使用できる状態に復帰させることが出来るのである。特に本発明の方法は、駆動プーリ１０と従動プーリ１２とが所定の減速比に設定されていて、さらに、駆動プーリ１０と従動プーリ１２に形成される外歯１０ａ、１２ａに歯合するベルト１３の内歯１３ａの数が素数である場合に、より効果的に実施される。
　図５に例示するように、本実施形態の駆動プーリ１０は周縁に３０個の外歯１０ａが所定のピッチで形成されていて、従動プーリ１２は周縁に６０個の外歯１２ａが所定のピッチで形成されている。また、駆動プーリ１０と従動プーリ１２とに掛け廻されるベルト１３は、これら外歯１０ａ、１２ａに歯合する内歯１３ａが、所定のピッチで素数である１９９個成型されている。上記構成により、駆動プーリ１０が２回転すると、この回転によりベルト１３が６０歯分周回して、その結果従動プーリ１２が１回転することとなる。
　駆動プーリ１０はスピンドル駆動モータ９の出力軸９ａに、回転中心軸Ｃ１に関して同心軸状に固定されている。スピンドル駆動モータ９には、出力軸９ａの精密な角度制御が可能なステッピングモータが使用されていて、スピンドル駆動モータ９の分解能は、例えば１パルスあたり０．０２２５°の角度制御が可能な高い精度を有するものが望ましい。さらに、スピンドル駆動モータ９の下部には、透過光式の原点センサ２２がブラケットを介して固定されていて、この原点センサ２２の光軸を出力軸９ａに固定された原点ドグ２３が遮光することで、制御部１４は、スピンドル駆動モータ９の出力軸９ａと駆動プーリ１０が原点位置にあることを検知することが出来る（図５参照）。また、従動プーリ１２の近傍には、従動プーリ１２の回転位置を検出するプーリ検出センサ２０が配置されていて、従動プーリ１２の上面には、プーリ検出センサ２０の光軸を遮光するためのドグ２１が固定されている。
　本明細書では、駆動プーリ２２、ベルト１３及び従動プーリ１２が図５の状態にある状態を、基準位置として説明する。すなわち、駆動モータ９と連動して動く駆動プーリ１０が、駆動モータ９のドグ２３が原点センサ２２を遮光する位置に停止しており、ベルト１３の基準歯Ｇ１が駆動プーリ１０の左端の原点位置Ｏ１に停止し、従動プーリ１２のドグ２１の前半分がプーリ検出センサ２０の中央まで移動して半分遮光した状態（図６（ａ）の位置参照）にあるというすべての条件を満足する位置を、駆動プーリ２２、ベルト１３、従動プーリ１２のそれぞれの基準位置とする。しかし、これは一例であり、ドグ２１の後ろ半分がプーリ検出センサ２０の半分を遮光した状態または、ドグ２１の一部がプーリ検出センサ２０の所定の一部を遮光したときを従動プーリの基準位置として設定しても良い。
　図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に、従動プーリ１２の周縁側に設けられるプーリ検出センサ２０の一例及びその各種検出状態を説明するための部分拡大図を示す。プーリ検出センサ２０は、投光器から照射される検出光を受光器が検出する透過光式センサであり、投光器から照射され、ドグ２１により遮光された複数の光軸の光を受光器が検出することにより従動プーリ１２の回転位置を検知するものである。プーリ検出センサ２０に直線状に配置される複数の投光器は、光軸が従動プーリ１２の回転中心軸Ｃ２から半径方向に延在する線分Ｌ２に対して垂直になるように配置されている。
　このプーリ検出センサ２０は、投光器から照射される検出光をドグ２１が遮る状態によって変化する受光量を受光器により検出して、その検出した受光量の大きさ（検出値）によって従動プーリ１２が一回転したときの正確な回転位置を測定するものである。例えば、図６（ａ）のように、一列に並んだ光軸のうち前側の半分の光軸をドグ２１が遮光した位置を従動プーリ１２の基準位置として受光量の大きさ（検出値）を測定し、基準位置における受光量として記憶しておく。次に従動プーリが１回転したときに、ベルト１３の製造誤差により図６（ｂ）のように、従動プーリ１２が基準位置よりも少し前方（手前側）で停止した場合には、ドグ２１が遮光する光軸（光量）が半分より少なくなり、基準位置における受光量よりも多い光量が受光器によって検出される。また、図６（ｃ）のように、従動プーリ１２が基準位置よりも後方で（行き過ぎて）停止した場合には、半分以上の光軸（光量）がドグ２１により遮光されるため、基準位置での受光量よりも少ない光量が受光器によって検出される。従って、各回転位置における検出値と基準位置における検出値とを比較することにより、検出値の大小により従動プーリ１２の回転位置のずれ量を認識することができる。すなわち、図６（ｂ）のように検出値が大きい場合には従動プーリが基準位置よりも手前に停止したことがわかり、図６（ｃ）のように検出値が小さい場合には、従動プーリが基準位置を行き過ぎて停止したことがわかる。なお、どの程度手前または行き過ぎて停止したかは検出値の大きさ（受光量の大きさ）により判断することが可能である。これらプーリ検出センサ２０により検出された検出値は電気信号として制御部１４に送信され、制御部１４はその検出値から従動プーリ１２の位置を算出して、制御部１４が備える記憶手段に記憶する。
　まず出荷時または装置のインストール時の「基準検出データ」の取得について、図７及び図８を用いて説明する。「基準検出データ」とは、駆動プーリ１０、ベルト１３、従動プーリ１２が基準位置にあるときから、駆動プーリを駆動して従動プーリ１２を１回転ずつ回転させて１回転毎のプーリ検出センサ２０の検出値を記録しつつ、駆動プーリ１０、ベルト１３、従動プーリ１２がすべて基準位置に戻るまでの１周期分の検出データ（検出値の集合）、またはこの検出データをもとにして算出された補正値データ（補正値の集合）である。
　図７（ａ）は、駆動プーリ１０、ベルト１３、従動プーリ１２が基準位置にある状態を示す図である（図５と同じ位置）。なお、以下の説明においては、前述した通り、従動プーリ２０基準位置を図６（ａ）のドグ２１がプーリ検出センサ２０を半分遮蔽した状態の位置をＦ１とし、駆動モータが原点位置にある状態の駆動プーリの位置をＥ１として説明する。また、駆動プーリの回転中心Ｃ１とＥ１を結ぶ線分をＬ１とし、従動プーリの回転中心Ｃ２とＦ１を結ぶ線分をＬ２とし、さらにまた、図７（ａ）の基準位置おける駆動プーリ１０の左端位置Ｏ１に停止しているベルト１３の対応箇所を基準歯Ｇ１する。
　図７（ｂ）は、製造誤差の無い理想的な歯付きベルト２４を使用して、駆動プーリを２回転させて従動プーリ１２を１回転させた場合の、歯付きベルト２４の基準歯Ｇ１の位置Ｏ２と、従動プーリ１２の回転位置を示す図である。製造誤差の無い歯付きベルト２４を使用した場合には、駆動プーリ１０と従動プーリ１２の回転に誤差が生じないので、何回転しても図７（ａ）と同じ位置である基準位置に停止する。なお、以下で説明する本実施形態のアライナ１は、３０個の外歯１０ａが形成された駆動プーリ１０と、６０個の外歯１２ａが形成された従動プーリ１２、及びこれらの外歯１０ａ、１２ａに歯合する１９９個の内歯１３ａが形成された歯付きベルトを備えているものとして説明する。製造時の誤差が全くない理想的な歯付きベルト２４を使用した場合には、駆動プーリ１０が反時計回りに２回転して元の基準位置Ｅ１まで回転移動すると、歯付きベルト２４は位置Ｏ２まで反時計回りに６０歯分周回移動する。また、これに連動して、従動プーリ１２も反時計回りに正確に１回転して、線分Ｌ２で示す元の基準位置Ｆ１に復帰し、回転誤差は発生しない。
　歯付きベルト２４の内歯１３ａの数「１９９」は素数であるので、スピンドル駆動モータ９の原点サーチ時に原点位置Ｏ１にあった基準歯Ｇ１は、従動プーリ１２が１９９回転するまでは、従動プーリ１２が１回転するたびに歯付きベルト２４の周回軌道上で重複することなく１９９箇所の停止位置で停止する。そして、従動プーリ１２が１９９回転目の動作が終了すると、歯付きベルト２４の基準歯Ｇ１は、原点サーチ直後と同じ原点位置Ｏ１に復帰する。図１１は従動プーリ１２の１回転ごとの歯の繰り出し量とそれに伴う歯付きベルト２４基準歯Ｇ１の移動位置を記した表であり、便宜的に従動プーリ１２が２５回転するまでの停止位置（歯の位置）を示している。ここで、初めにＯ１の位置にあった基準歯Ｇ１は、従動プーリ１２が１回転するたびに６０歯進んだ位置まで移動して、従動プーリ１２が１９９回転する間は同じ位置に停止することは無く、１９９回転したところで初めて同じ基準位置に停止する。
　次に、通常使用される製造誤差のある歯付きベルトであるベルト１３を用いた場合のベルト１３の位置ずれについて、図７及び図８を参照して説明する。図８（ａ）（ｂ）は、製造誤差があるベルト１３を用いて駆動プーリ１０を回転させて従動プーリ１２を回転させた場合の回転誤差を説明するための図であり、図８（ａ）は駆動プーリ１０を２回転して従動プーリを１回転させた場合の状態を示し、図８（ｂ）はさらに駆動プーリ１０を２回転（原点サーチから４回転）した場合の状態を示している。図８（ａ）に示すように、ベルト１３の各内歯１３ａはピッチ誤差を有しており回転角度伝達精度が低いので、駆動プーリ１０を正確に２回転して基準位置Ｅ１まで回転移動させたとしても、ベルト１３のＧ１は誤差のないベルト２４を使用した場合の位置Ｏ２（図７（ｂ）参照）から若干ずれた位置であるＯ３まで周回移動して停止する。従って、製造誤差のあるベルト１３によって回転動作が伝達された従動プーリ１２も、１回転した後は最初基準位置Ｆ１に停止することは出来ず、線分Ｌ２で示す元の回転位置から若干ずれた位置であるＦ２で停止する（図８（ａ）を参照）。この状態からさらに駆動プーリ１０が２回転して従動プーリを１回転させると、図８（ｂ）に示すように、ベルト１３はさらに６０歯分反時計回りに周回移動して誤差を有する位置Ｏ４に移動し、従動プーリ１２も最初の基準位置Ｆ１からずれた位置であるＦ３まで回転移動して停止する。なお、ベルト１３の内歯１３ａの数は１９９で素数であり、従動プーリ１２の外歯１２ａの数とベルト１３の内歯の数の最少公倍数は１１９４０であり、駆動プーリ１０の外歯の数は３０個であるので、駆動プーリ１０が上記回転動作を３９８回繰り返すことで従動プーリ１２は１９９回転し、製造誤差のあるベルト１３と従動プーリ１２は図７（ａ）に示す元の基準位置Ｇ１、Ｆ１に復帰し、１９９回を１周期とする同様の動作を繰り返す。（なお、スピンドル駆動モータ９の出力軸９ａに固定されている駆動プーリ１０はずれることなく、１回転毎に常にＥ１の位置に復帰する）。
　図８と図１１を参照して説明すると、スピンドル駆動モータ９の原点サーチ時に原点位置Ｏ１にあった基準歯Ｇ１をベルト１３の１番目の内歯１３ａの位置だとすると、従動プーリ１２を反時計回りに１回転させるために、駆動プーリ１０が反時計回りに２回転してベルト１３を６０歯反時計回りに繰り出すと、基準歯Ｇ１はベルト１３の１番目の内歯１３ａの位置から６１番目の内歯１３ａの位置まで移動する。さらに、駆動プーリ１２が反時計回りに２回転してベルト１３を６０歯反時計回りに繰り出すと、基準歯Ｇ１はベルト１３の６１番目の内歯１３ａの位置から１２１番目の内歯１３ａの位置まで移動する。こうして駆動プーリ１０が２回転するごとにベルト１３は順次６０歯ずつ繰り出されることとなり、基準歯Ｇ１は６１番目の歯の位置から、１２１番目の歯の位置、１８１番目の歯の位置、４２番目の歯の位置に移動していく。ベルト１３の内歯１３ａの数は１９９個の素数であるので、基準歯Ｇ１は１歯目から６１歯目、６１歯目から１２１歯目、１２１歯目から１８１歯目への移動というように順次６０歯先の歯の位置まで移動していく。ここで重要な点は、ある歯の位置から６０歯先の歯まで移動するという移動パターンは、１９９回目の移動が終わるまで同じパターンの移動は行われないということである。
すなわち、本実施形態のアライナ１の構成では、従動プーリ１２を１回転させるための動作について、ベルト１３には１９９通りの移動パターンが存在するということである。そして、従動プーリ１２の１回転したあとの停止位置は、ベルト１３の製造誤差により、基準位置Ｆ１からずれた位置に停止するので、１９９通りの各移動パターンの移動が終了する度に従動プーリ１２の１回転ごとのずれ量をプーリ検出センサで検出して、その補正値を算出し、ベルト１３の各移動パターンとずれ量および補正値を関連付けて、どの移動パターンであっても従動プーリ１２が基準位置Ｆ１に正確に移動するように動作させるのである。
　従動プーリ１２が基準位置から１９９回転して元の基準位置に戻るまでを１周期とする従動プーリ１２の回転動作において発生する、ベルト１３の製造誤差に起因する１回転ごとの従動プーリ１２の回転位置の変化（ずれ）は、プーリ検出センサ２０の検出値の変化として１回転毎にすべて記憶される。そして基準位置から１９９回転まで１回転毎に、各検出値と基準位置Ｆ１でのプーリ検出センサ２０による検出値との差分が求められ、該差分から従動プーリ１２の１回転毎のずれ量を算出する。制御部１４はその差分から駆動プーリ１０の各回転数ごとの補正値を算出して記憶する。また、プーリ検出センサの検出値を取得すると同時に補正値を算出して、補正値のみを記憶しておくこともできる。なお、補正値は、駆動モータの制御パルス数として算出することが望ましい。
　ここで算出した補正値は、従動プーリの回転のずれが無くなるように、スピンドル駆動モータ９の作動を補正するために使用される。具体的には、実際に半導体ウエハＷの位置決めとノッチＮの検出を行う時に、アライメントセンサ１９の検出した値に対して上記記憶しておいた補正値を適用してスピンドル駆動モータ９の作動を補正することで、従動プーリ１２とスピンドル８、ひいてはスピンドル８に載置される半導体ウエハＷの精確な位置決めを行うことが出来る。本実施形態の補正方法では、１９９回検出されるずれ量をベルト１３の各内歯１３ａそれぞれの固有のずれ量と仮定して、ベルト１３の各内歯１３ａの位置ずれによって発生する従動プーリ１２の回転ムラに対する補正値を算出して保存しておき、スピンドル駆動モータ９の回転角度によってその補正値を適用して、半導体ウエハＷの正確な位置決めを行うものである。
　言い換えると、従動プーリ１２の１回転毎のプーリ検出センサ２０の検出値は、上述した従動プーリ１２とベルト１３の歯数の場合には、１９９回を一周期として周期的に繰り返される。そのため、従動プーリ１２の１回転毎のプーリ検出センサ２０の検出値と基準位置での検出値の差を、１９９回を一周期とするベルト１３の周回移動における１９９通りの位相に同期させてプロットし、それを各位相の基準位置に対する従動プーリ１２の回転のずれ量と仮定して、従動プーリ１２の回転ムラに対する補正値を算出するものである。なお、スピンドル駆動モータ９の回転角度制御は制御部１４によってパルス値で制御されるのでこの補正値は、パルス駆動のスピンドル駆動モータ９のパルス数に換算する。制御部１４は、このベルト１３の１９９通りの位相毎の補正値を加味したスピンドル駆動モータ９の回転角度情報（従動プーリを１９９回転させるための各回転毎のステッピングモータの累積パルス数：ベルトの誤差に伴うずれ量を補正したもの）も記憶しておく。なお、ここで、ベルト１３の位相とは、ベルト１３が１周期を１９９とする周回動作（回転動作）を行っている時の特定のタイミングにおけるベルト１３の回転位置のことである。
　以上のようにして取得した従動プーリ１２の回転ムラに対する上記の従動プーリ１２の１周期分の補正値は、基準位置を起点とする補正量であるので、補正値がゼロとなる起点である基準位置が特定されていることが前提となる。しかし、アライナの電源を一度切断して再投入した場合、または何らかの原因により駆動モータ９の回転角度情報が失われた場合には、起点がわからないので、記憶している補正値を適用して回転ムラを補正することができない。
　そのため、電源投入直後等における従動プーリ１２の位置が１周期（１９９個の位置）のどの位置（位相）にいるのかを調べて、実際の駆動プーリ１０、ベルト１３、従動プーリ１２の位置と基準検出データに基づいて作成した補正値と、同期をとる必要がある。この同期をとるために行う最初の動作が原点サーチである。原点サーチでは、駆動モータ９のドク２２を検知する。原点サーチにより、ドク２２を検知した位置を仮基準位置として、出荷時の基準検出データ取得の動作とほぼ同様の動作を行う。
　原点サーチ後の同期をとるための動作は、基準検出データの取得の動作とほぼ同じであるので、図７及び図８を用いて説明する。なお、電源再投入後の原点サーチを行った直後の駆動プーリ１０、ベルト１３、従動プーリ１２の位置が図８（ａ）の状態にあるとして説明する。
　原点サーチはどのタイミングで実行されるかわからないため、原点サーチ直後のベルト１３の位置、従動プーリ１２の位置は、出荷時に設定したときの基準位置に停止するとは限らない。原点サーチ直後の基準歯Ｇ１と従動プーリ１２の停止位置が、例えば基準歯Ｇ１が図８（ａ）のＯ３の位置に停止していたとすると、次に駆動プーリ１０が２回転して従動プーリ１２を１回転させると、基準歯Ｇ１はＯ４の位置に移動する。そして駆動プーリ１０が２回転するごとに従動プーリ１２は１回転し、基準歯Ｇ１は順次６０歯先の位置に移動する。この電源再投入後の原点サーチをした後の基準歯Ｇ１の位置Ｏ３を仮基準として、従動プーリ１２の1回転毎の検出値を取得する。なお、駆動プーリはベルト１３の製造誤差の影響を受けないので、基準位置の場合と同じである。
　以下、基準検出データを取得した場合と同じように、仮基準データを取得する場合も、図８（ａ）、（ｂ）に示すような、従動プーリ１２を回転した場合の１回転毎のプーリ検出センサ２０から検出値が取得されて記憶され、補正値が検出される。その後取得した仮基準データに基づく１周期中の補正値の変化パターンと、出荷時の補正値の変化のパターンが一致するところを探して、仮基準位置が出荷時の１周期のどの位置にあるかを特定し、原点サーチ後のベルト１３と従動プーリ１２の位置が同期させている。
　具体的な同期方法については、以下に説明する。なお、以下の説明では、この仮基準データを取得する処理を第二の基準位置検出、同期をとる処理を校正回転位置検出と称する。
　次に、回転位置の検出を行う制御部１４について説明する。図１８は制御部１４の構成を示すブロック図である。制御部１４は、本発明の回転位置検出動作を行第一の基準位置検出部２７、回転位置検出部２８、補正値算出部２９、グラフ作成部３０、第二の基準位置検出部３１、校正用回転位置検出部３２、校正用グラフ作成部３３、位相特定部３４を備えている。また、制御部１４は、各種センサや入力装置等からの信号を受信する入力手段、モータ等への動作制御信号を送信する出力手段、動作プログラムや各種データを記憶する記憶手段、ホストＰＣ等との間で通信を行う通信手段を備えている。これらの動作処理は、制御部１４の備えられる演算処理部が記憶手段に予め記憶された動作プログラムに則って行われる。
　次に、従動プーリ１２の回転位置の検出手順について説明する。図１６は、基準となる検出データの取得処理手順を示すフローチャートである。以下の説明においては、本実施形態の駆動プーリ１０、ベルト１３、従動プーリ１２（歯数がそれぞれ、３０、１９９、６０である）を使用するものとして説明する。アライナ１に電源を投入した後、第一の基準位置検出部２７がスピンドル駆動モータ９を作動させて原点サーチを行い、原点サーチ直後におけるプーリ検出センサ２０の検出値を、従動プーリ１２の基準位置における検出値（原点基準データ）として記憶する（基準値記憶ステップ：ステップ１）。次に、回転位置検出部２８が、駆動プーリ１０を正確に２回転させることにより従動プーリ１２を１回転させて、従動プーリ１２を１回転させた直後のプーリ検出センサ２０の検出値を記憶する。回転位置検出部２８は、同様の駆動プーリ１０の２回転の動作とプーリ検出センサ２０による検出を、従動プーリ１２が１９９回転するまで繰り返し、１９９個の検出値をすべて記憶する（検出値記憶ステップ：ステップ２）。なお、本実施形態のアライナ１ではベルト１３の内歯１３ａが１９９個成型されているので１９９回検出動作を行っているが、本発明はこの回数に限定されることはない。要するに、駆動プーリ１０、従動プーリ１２、ベルト１３のそれぞれが基準位置のときと同じ位相（同じ位置）に戻るまで検出動作を行うということである。
　従動プーリ１２の回転動作を繰り返して駆動プーリ１０、従動プーリ１２、ベルト１３が基準位置に戻ると、補正値算出部２９が、上記検出した検出値から、従動プーリ１２の１９９回転分のそれぞれの検出値に対応する補正値を算出して記憶する（補正値算出ステップ：ステップ３）。プーリ検出センサ２０の従動プーリ１２の各回転位置での検出値と原点基準データを比較してその検出値の差分を補正値として記憶することができる。また、検出値の差分をスピンドル駆動モータ９のステップパルス量に変換して記憶することもできる。従動プーリ１２のずれ量に基づくプーリ検出センサ２０の検出値の変化量と、ずれ量に対応するスピンドル駆動モータ９のパルス数のテーブルを予め用意しておくことにより、プーリ検出センサ２０の検出値の差をスピンドル駆動モータ９のステップ数として変換することが可能である。
　なお、回転位置検出部２８は、スピンドル駆動モータ９の制御情報として、従動プーリ１２の１回転毎の、スピンドル駆動モータ９の補正後の回転角度情報を１周期分記憶しておくことが望ましい（従動プーリ１２を１周期分回転（１９９回転）させるために、各位相毎の累積ステップ数を記憶する）。
　上述のようにして取得された検出データ（１周期分の検出値または補正値等）は、上記内歯１３ａの位置番号が昇順になるように並び替えられて、横軸を基準歯Ｇ１が移動した内歯１３ａの位置番号、縦軸を検出値又は補正値としてグラフ化される。このグラフからグラフの近似直線を求め、グラフ化することもできる（基準検出データ取得ステップ：ステップ４）。なお、グラフ化するデータは横軸となる内歯１３ａの位置番号を昇順に並べ替えられる。これにより、作成されたグラフは正弦波に似た波形となり、近似直線を求める等したときのグラフの傾きが特定し易くなる。
　前述したとおり、本実施形態ではベルト１３は従動プーリ１２が１９９回転するまでは以前に停止した同じ歯の位置に止まることは無いので、この従動プーリ１２の１９９回の回転動作の数とベルト１３の各歯１３ａの各回転動作後の位置（移動パターン）とを関連付けて、これら１９９とおりの移動パターンをベルト１３の各内歯１３ａまで回転移動した移動パターンにおける製造誤差と仮定して、各回転時の従動プーリ１２の基準位置Ｆ１からのずれ量をそれぞれの内歯１３ａごとの補正値、言い換えるとベルト１３の各位相（移動パターン）での補正値とみなすのである。
　なお、以下の説明においては、補正値をグラフ化する例について説明する。
　上記基準値記憶ステップ、検出値記憶ステップの動作によって検出された一連の検出値から算出した各補正値を縦軸とし、ベルト１３の内歯１３ａの位置番号を横軸にしてグラフ化したものが図９であり、これを近似直線で表したグラフが図１４である。なお、上記方法で検出した１回転毎の検出値、又はこの検出値から算出した補正値が基準検出データである。従動プーリ１２の１回転ごとのスピンドル回転モータ９のパルス数は既知であるので、実際に半導体ウエハＷをアライメントする際に、スピンドル８上の半導体ウエハＷの検出データに対してこの補正値（パルス数）に対応する回転動作をスピンドル駆動モータ９に行わせて、半導体ウエハＷの正確な位置決めを行う。
　次に、スピンドル駆動モータ９のパルス情報が消失した際（電源投入時等）の、基準位置校正方法について説明する。スピンドル駆動モータ９がステッピングモータの場合、電源が遮断された時や何らかの原因により脱調が発生した時には、制御部１４が保持していたステッピングモータの回転角度情報（パルス情報）はリセットされ、電源投入時や脱調回復時にはスピンドル駆動モータ９の原点サーチ（原点位置復帰動作）が行われる。しかしながら、本実施形態のアライナ１の場合、スピンドル駆動モータ９を原点サーチしただけでは、駆動プーリ１０、従動プーリ１２、及びベルト１３の位置関係が基準検出データを取得したときの基準位置に復帰したかどうかを認識できない。駆動プーリ１０は原点センサにより原点位置（基準位置）に復帰したことを認識できるが、ベルト１３の位置が元の基準位置に戻ったことは確認出来ないからである。この対策として、例えばスピンドル駆動モータ９の出力軸９ａにアブソリュート型のエンコーダを接続しておくことで、電源遮断時の回転位置を記憶させておくことは可能であるが、アブソリュート型エンコーダは高価なものであり、アライナ１全体の製造コストが大きく上昇してしまう。
　そこで本発明では、以下の手順でアライナ１を動作させて、その動作により検出したデータを基にして、駆動プーリ１０、従動プーリ１２、及びベルト１３の回転位置を特定する新たな基準位置を設定するための第一の基準位置校正処理を行う。校正の処理手順は、まずアライナ１の電源を投入して、スピンドル駆動モータ９の原点サーチを行う。この時、基準歯Ｇ１の位置は、図８（ａ）の位置Ｏ３にあったとする。次に、上記検出値記憶ステップから基準検出データ取得ステップまでの動作を行う。ここで、基準歯Ｇ１の位置は、従動プーリ１２を１回転させることで図８（ａ）の位置Ｏ３から図８（ｂ）のＯ４に移動する。さらに、この動作を合計１９９回おこなうことで、基準歯Ｇ１は順次１９９個の内歯１３ａの位置に停止する。この動作を行うことで、駆動プーリ１０と、従動プーリ１２、及びベルト１３の位置関係の全ての組合せに対する１９９個の検出データが取得されたことになる。ここで検出されたデータと上記した基準検出データとの比較照合を行い、現在の駆動プーリ１０、従動プーリ１２、ベルト１３の回転位置（位相）を特定して、この位相に合致する補正値を現在の回転位置の補正値として適用する。
　この新たに検出された校正用検出データと、最初に基準位置から検出した基準検出データとの照合は、１９９個ある測定値のそれぞれを個別に照合することも可能である。しかし、元の基準検出データと新たに測定した校正用検出データのそれぞれのグラフの所定の回数分の測定値を抽出して、そのグラフの傾きを求めて、元データの傾きと合致する位相を特定して、この位置を現在の回転位置とすることが望ましい。なお、それぞれのデータから傾きを算出する方法としては最小二乗法や、近似直線、回帰直線を求める方法が望ましい。
　上記方法では、電源を再投入した時に、元の基準検出データを取得した工程と同様に従動プーリ１２が１回転するたびに従動プーリ１２の位置を１９９回検出するという工程を行っていた。そのため、従動プーリ１２を１９９回転させて、１回転する毎に位置を検出するのでは多大な時間が必要となる。そこで、他の基準位置校正方法として、元の基準検出データのグラフの傾きと照合できる程度に校正用検出データの取得数を減らして、アライナ１をより素早く基準位置に復帰させる方法がある。これを第２の基準位置校正方法として、図１７を参照しつつ以下に説明する。
　第二の基準位置校正方法では、第二の基準位置検出部３１、及び校正用回転位置検出部３２を設けて、基準検出データと照合することにより、原点サーチ時の回転位置を特定する。処理手順としては、まず、アライナ１に電源を投入した後、第二の基準位置検出部３１が、スピンドル駆動モータ９の原点サーチを行う。この原点サーチ動作によって駆動プーリ１１は基準位置Ｅ１に停止するが、従動プーリ１２は基準位置Ｆ１からずれた位置であるＦ４の位置に停止する。ここで、原点サーチ直後の従動プーリ１２の回転位置をプーリ検出センサ２０で検出して、検出値を記憶する（校正基準位置記憶ステップ：ステップ５）。この時の基準歯Ｇ１は、図１９（ａ）の位置Ｏ５にあると仮定する。次に、校正用回転位置検出部３２が、さらにスピンドル駆動モータ９を作動させて、従動プーリ１２を３回転させるために駆動プーリ１０を正確に６回転させる。ここで、基準歯Ｇ１は、図１９（ｂ）の位置Ｏ６の位置に移動する。また、従動プーリはＦ５の位置に停止する。この駆動プーリ１０の回転動作後の従動プーリ１２の回転位置をプーリ検出センサ２０で検出して、検出値を記憶する。次に校正用回転位置検出部３２は、所定の個数、例えば１９個の検出値が取得できるまで上記動作を繰り返し行い、この検出動作ごとの検出値を記憶する（校正検出値記憶ステップ：ステップ６）。
　なお、従動プーリ１２の検出値を記憶する際に、校正用回転位置検出部３２はその検出時におけるスピンドル駆動モータ９の回転角度情報も記憶する。そして、校正用グラフ作成部３３が、駆動プーリ１０の回転駆動による従動プーリ１２の回転位置の検出値を縦軸、ベルト１３の内歯１３ａに付与する仮の番号を横軸にしたグラフを作成して、このグラフから１９回転ごとのグラフの近似直線を求め、グラフ化して、グラフの各部の傾きを求める（校正基準検出データ取得ステップ：ステップ７）。そして、位相特定部３４が、グラフ作成部３０が基準検出データ取得ステップで作成した基準検出データの近似直線グラフと校正用グラフ作成部３３が校正基準検出データ取得ステップで作成した校正用検出データの近似折れ線グラフの各部の傾きを比較して、基準検出データと一致する位置を現在のベルト１３の位相（１９９個中の現在位置）と確定する。（位相特定ステップ：ステップ８）そして、ベルト１３の現在の位相に適応する補正値を選択して、従動プーリ１２の補正値として適用する。
　ここで、本発明の一実施形態であるアライナ１が備えるベルト１３の歯数は１９９個であり、駆動プーリ１０の歯数は３０、従動プーリ１２の歯数は６０であるので、従動プーリ１２を６回転回すたびに、すなわち、ベルト１３を１８０歯繰り出すたびに従動プーリ１２は３回転する。ベルト１３の歯数１９９は素数なので、誤差のあるベルト１３は１９９回の回転周期中は前に停止した位置とは異なる位置（位相）で停止することになり、プーリ検出センサ２０により、ベルト１３の１９９個のうちの異なる位置における従動プーリ１２の位置ずれ量に対応する検出値を取得することが出来る。なお、校正用検出データの取得は、取得した検出データから測定値の傾きが算出できる程度で良い。本実施形態のアライナ１においては、１８０歯進むごとの検出を１９回行っているが、これは、６０歯繰り出すごとに検出する場合、１９回程度の検出回数では、取得できるデータが特定の内歯１３ａの領域に偏ってしまい、１９９ある内歯１３ａのうち均等にデータが取得できないためである。さらに、１８０歯進むごとの検出に代えて、２４０歯進むごとの検出としてもよいが、２４０歯進むということは歯数が１９９のベルト１３の場合、ベルト１３が１回転したうえで４１歯進むということであり１回転する時間が無駄になってしまう。そこで時間短縮の観点から、従動プーリ１２を回転させる回数は、ベルト１３が１回転以上しない回転数にとどめておくことが望ましい。ここで重要な点は、従動プーリ１２の歯数の正数倍進むたびに検出するという点である。
　図１２はこの従動プーリ１２が１８０歯進むごとのベルト１３の内歯１３ａの位置を示した表であり、例として、原点サーチ後の基準歯Ｇ１がベルト１３の１００歯目の内歯１３ａの位置にあるときを示している。表に示されるように、従動プーリ１２が１８０歯進むたびにベルト１３も１８０歯ずつ進み、１９９回検出が終了するまで、同じ内歯１３ａが基準位置Ｏ１に停止することはない。これにより、従動プーリ１２の３回転ごとの回転位置とベルト１３の位置（位相）とはほぼ一義的に定まるので、このベルト１３の位置（位相）が定まれば、従動プーリ１２の位置を特定することができ、この従動プーリ１２に適用される補正値も定まる。図１３は、従動プーリ１２を１８０歯分回転させて、すなわち従動プーリ１２を３回転させて検出した校正用検出データの検出値を示すグラフである。ここで、検出を開始した時の基準歯Ｇ１の位置を仮に１００歯目として、従動プーリ１２の位置を１９回検出している。なお、検出された値は、ベルト１３の基準歯Ｇ１位置に関して昇順に並び替えられた後、基準歯Ｇ１が移動した内歯１３ａの位置を横軸、検出値を縦軸にしてグラフ化しているが、昇順に並び替えを行わず、基準歯Ｇ１の位置を横軸とする散布図として表示しても良い。
　この検出データから表示されるグラフの傾きを求め、このグラフの傾きと、基準検出データのグラフの傾きとを照合していく。図１４は、基準検出データのグラフ図９から、近似直線を算出したグラフある。この図１４のグラフの傾きと、図１３で示した校正用検出データの検出値のグラフの傾きが合致する部分を照合させて、ベルト１３の回転位置を特定する。なお、本発明の特定方法に使用される近似線の求め方は、多項式近似や移動平均により近似曲線を求める方法や、最小二乗法により回帰曲線を求める方法であってもよい。
　図１５は図１２で示した校正用検出データの検出値から算出した近似直線を示すグラフである。ここで、図１４に表示のグラフの横軸は、検出ごとに基準歯Ｇ１が移動した内歯１３ａの位置であり、図１５に表示のグラフの横軸は、原点サーチ後の基準歯Ｇ１の位置が１００番目の内歯１３ａの位置にあると仮定したときの、検出ごとに基準歯Ｇ１が移動した内歯１３ａの位置である。また、図１４、図１５の縦軸はその各内歯１３ａについての従動プーリ１２の位置ずれ量をパルスに変換したものである。基準検出データを示す図１４と校正用検出データを示す図１５のグラフの傾きを比較すると、校正用検出データを示す図１５の横軸の回転数５から２４までのグラフの傾き、および、横軸６１から８０までのグラフの傾きが、それぞれ、基準検出データ図１４の横軸１０４～から１２３、および、１６０から１７９までのグラフの傾きに一致することが見て取れる。これにより、電源復帰後のスピンドル駆動モータ９の原点サーチ後の駆動プーリ１０、従動プーリ１２、ベルト１３の位置関係は、駆動プーリ１０と従動プーリ１２は基準位置に復帰しているが、ベルト１３は基準位置から９９歯分前進した位相、言い換えると、１００歯分後退した位相にある状態と確定することが出来る。
　上記方法によりベルト１３の位相が確定したので、制御部１４は、記憶させていた補正値と現在のベルト１３の位相とを比較して、現在のベルト１３の位相での補正値を現在の補正値に置き換える。上記制御部１４の補正値置き換え動作により、ベルト１３の校正動作は終了する。なお、不明であったベルト１３の位相が確定したので、上記説明した補正値を置き換える方法以外に、駆動プーリ１０を回転させて、駆動プーリ１０、従動プーリ１２、ベルト１３の位置関係が基準検出データを取得したときの状態に戻るまで駆動プーリ１０を所定の回数だけ回転させることとしてもよい。
　さらに、上記説明した基準位置校正方法では、アライナ１の従動プーリ１２に設けられるドグ２１によりプーリ検出センサ２０の光軸が遮光される状態を検出することで従動プーリ１２の位置を算出しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、従動プーリ１２の回転位置を検出する手段を備えないアライナ１であっても、本発明は十分適用可能である。次に、従動プーリ１２の位置を検出する手段が設けられていないアライナ１での補正方法について説明する。本実施形態のアライナ１では、従動プーリ１２の回転位置を検出する手段として半導体ウエハＷとアライメントセンサ１９が用いられる。
　なお、本実施形態のアライナ１も、上記第１の実施形態と同様に駆動プーリ１０の外歯の歯数は３０、従動プーリ１２の外歯の歯数は６０、ベルト１３の内歯の歯数は１９９として説明する。まず、本実施形態のアライナ１のスピンドル駆動モータ９を作動させて原点サーチさせる。次に、治具等を使用してスピンドル８の回転中心軸Ｃ２と半導体ウエハＷの中心位置が合致するように半導体ウエハＷを載置して、アライナ１が備える保持手段によってスピンドル８上の半導体ウエハＷをスピンドル８に固定する（固定ステップ）。次に、スピンドル駆動モータ９を作動させて、半導体ウエハＷのノッチＮをアライメントセンサ１９で検出して、この検出値を基準位置検出値として制御部１４に記憶させる（第２基準値記憶ステップ）。次に、スピンドル駆動モータ９に従動プーリ１２を１回転させるための所定の動作を行わせて、半導体ウエハＷのノッチＮをアライメントセンサ１９で検出する動作を、駆動プーリ１０、従動プーリ１２、ベルト１３の全てがそれぞれの基準位置に復帰するまで繰り返し行い、従動プーリ１２が１回転するごとのアライメントセンサ１９の検出値とアライメントセンサ１９がノッチＮを検出した時のスピンドル駆動モータ９の回転角度情報（パルス）を制御部１４に記憶させる（第２検出値記憶ステップ）。
　また、アライメントセンサ１９の検出値から従動プーリ１２の１回転する毎の位置ずれを補正する補正値を算出する（第２補正値算出ステップ）。そして、駆動プーリ１０の回転駆動による従動プーリ１２の１９９回転分の回転位置に相当する半導体ウエハＷの１９９回転分のノッチ検出値を縦軸、ベルト１３に形成された各内歯１３ａに割り当てられた番号を横軸にしたグラフを作成し、該グラフの所定の範囲毎の近似直線とその傾きを算出して基準検出データを取得する。（第２基準検出データ取得ステップ）。
　そして、電源復帰時や脱調回復時には一旦原点サーチを行い、スピンドル駆動モータ９の原点位置復帰動作が行われた後、半導体ウエハＷをスピンドル８上に保持させた状態で、スピンドル駆動モータ９を作動させて、半導体ウエハＷのノッチＮをアライメントセンサ１９で検出して、アライメントセンサ１９の検出値とアライメントセンサ１９がノッチＮを検出した時のスピンドル駆動モータ９の回転角度情報（パルス）を制御部１４に記憶させる（第２校正基準位置記憶ステップ）。次に、スピンドル駆動モータ９を作動させて、スピンドル８上の半導体ウエハＷを３回転動作させるために駆動プーリ１０を正確に６回転させて、この駆動プーリ１０の回転動作後の半導体ウエハＷのノッチＮをアライメントセンサ１９で検出して、検出値を制御部１４に記憶させる。
　次に、所定の個数の検出値が取得できるまで上記ステップ１５の動作を繰り返し行い、この検出動作ごとの検出値を制御部１４に記憶させる（第２校正検出値記憶ステップ）。そして、駆動プーリ１０の回転駆動による半導体ウエハＷのノッチＮの検出値を縦軸、検出ごとに基準歯Ｇ１が移動した内歯１３ａの位置を横軸にしたグラフを作成して、このグラフから所定の回転ごとのグラフの近似直線を求め、グラフ化する（第２校正基準検出データ取得ステップ）。そして、第２基準検出データ取得ステップで作成した基準検出データの近似直線グラフと第２校正基準検出データ取得ステップで作成した校正用検出データの近似直線グラフとの傾きを比較して、現在のベルト１３の位相を特定する（第２位相特定ステップ）。そして、ベルト１３の現在の位相に適応する補正値を選択して、従動プーリ１２の補正値として適用する。上記手順により、プーリ検出センサ２０を備えていないアライナ１についても、ウエハアライメント時の精確な補正値を適用することが出来る。
　また、上記のような方法以外にも、図１０に示すように、アライナ１が備えるベルト１３に目印２５を設け、ベルト１３の近傍にこの目印２５を検出するベルト検出センサ２６を設け、ベルト１３の回転方向の位置を検出する構成とすることで、駆動プーリ１０と従動プーリ１２とベルト１３とを基準位置に復帰させることが出来る。目印２５とベルト検出センサ２６には種々の形態が適用可能であり、例えば、ベルト検出センサ２６を透過光式センサとして、目印２５をこの光軸を遮る突起としても良く、また、ベルト検出センサ２６を反射光式センサとして、目印２５をこの光軸を反射させるものとしてもよい。また、目印２５は、規定の内歯１３ａの大きさＰ３よりも小さい寸法とすることが望ましい。上記構成を付加することで、スピンドル駆動モータ９の原点復帰後にスピンドル駆動モータ９を作動させて駆動プーリ１０を連続回転させ、プーリ検出センサ２０と原点センサ２２とベルト検出センサ２６の全てが反応した時点で基準位置に復帰したことを認識することが出来る。
　以上、本発明の実施形態を、図面を参照して詳しく説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での変更等が可能である。例えば、ベルト１３の内歯１３ａの数が１９９の倍で説明したが、これに限定されることはなく、１６３や２２３といった素数でもよく、さらに素数以外の数であっても本発明は適用可能である。さらに、駆動プーリ１０、従動プーリ１２の外歯１０ａ、１２ａの数をそれぞれ３０、６０で説明したが、これに限定されることは無く、また駆動プーリ１０、従動プーリ１２の回転比が正数倍でなくても、本発明は十分適用可能である。
１　アライナ
２　ウエハ仮置き台
３　上面プレート
８　スピンドル
９　スピンドル駆動モータ
１０　駆動プーリ
１２　従動プーリ
１３　ベルト
１９　アライメントセンサ
２０　プーリ検出センサ
２１　ドグ
Ｇ１　基準歯
Ｏ１～Ｏ４　基準歯の移動位置

Claims (20)

  1. 　回転角度制御可能なモータと、
    　前記モータによって駆動される外歯を備える駆動プーリと、
    　前記駆動プーリに対して所定の回転比で構成される外歯を備える従動プーリと、
    　前記駆動プーリと前記従動プーリに歯合して、前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に掛け廻される歯付きベルトと、
    　前記従動プーリに同心軸状に固定され、半導体ウエハを固定する固定手段を有するスピンドルと、
    　前記スピンドル上に固定された半導体ウエハの周縁を検出するアライメントセンサと、
    　投光部と受光部を備えており、前記モータが前記駆動プーリを駆動して前記従動プーリを１回転させたときの該従動プーリの回転位置を前記受光部による受光量として検出し、その大きさを検出値として出力するプーリ検出センサと、
    　入出力部と演算部と記憶部とを備えており前記各部の動作を制御する制御部と、
    を備えるアライナにおいて、前記制御部により前記歯付きベルトの製造誤差に起因する前記従動プーリの回転方向の位置ずれを補正する補正値を算出する補正値算出方法であって、
    　前記駆動プーリと前記従動プーリと前記歯付きベルトのそれぞれが所定の基準位置にあるときの前記従動プーリの回転位置を前記プーリ検出センサで検出して、この検出値を基準値として前記制御部に記憶させる基準値記憶ステップと、
    　前記モータに前記従動プーリを１回転させるための所定の回転動作を行わせたときの前記プーリ検出センサの検出値を、前記駆動プーリ、前記従動プーリ及び前記歯付きベルトの全てが前記基準位置に復帰するまで実行させて、前記従動プーリの１回転毎に前記制御部に記憶させる検出値記憶ステップと、
    　前記制御部に記憶させた前記検出値の変化量から、前記制御部に前記従動プーリの１回転毎の回転位置のずれ量を補正する補正値を算出する補正値算出ステップと、
    を備えることを特徴とするアライナの補正値算出方法。
  2. 　前記従動プーリは、前記駆動プーリの整数倍の外歯を備え、前記歯付きベルトは素数の内歯を備えることを特徴とする請求項１に記載のアライナの補正値算出方法。
  3. 　前記補正値は、前記モータの回転角度を制御する制御量であることを特徴とする請求項２に記載のアライナの補正値算出方法。
  4. 　前記基準値記憶ステップ及び前記検出値記憶ステップにより検出した前記検出値、または前記補正値算出ステップにより算出した補正値に基づいて、前記検出値または前記補正値を縦軸とし、前記歯付きベルトに形成された各内歯に割り当てられた番号を横軸とするグラフを作成し、該グラフ所定の範囲毎の近似直線とその傾きを算出して基準検出データを取得する基準検出データ取得ステップを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のアライナの値算出方法。
  5. 　さらに、
    　回転角度情報を喪失した前記モータを作動させて原点サーチを行い、前記原点サーチ動作後の前記従動プーリの回転位置を前記プーリ検出センサで検出して、検出値を前記制御部に記憶する校正基準位置記憶ステップと、
    　前記モータに前記従動プーリを所定の回数回転させるための回転動作を行わせた後、前記従動プーリの回転位置を前記プーリ検出センサで検出する動作を所定の回数繰り返し行い、前記回転動作ごとの前記プーリ検出センサが検出する校正検出値を前記制御部に記憶する校正検出値記憶ステップと、
    　前記制御部に記憶した前記校正検出値のグラフを作成し、前記グラフの所定の検出範囲ごとの傾きを算出する校正基準検出データ取得ステップと、
    　前記基準検出データ取得ステップで作成された前記グラフと前記校正基準検出データ取得ステップで作成した前記グラフとを比較して、前記駆動プーリと前記従動プーリと前記歯付きベルトの位相を特定する位相特定ステップと、
    を含むことを特徴とする請求項４に記載のアライナの補正値算出方法。
  6. 　回転角度制御可能なモータと、
    　前記モータによって駆動される駆動プーリと、
    　前記駆動プーリに対して所定の回転比で構成される従動プーリと、
    　前記駆動プーリと前記従動プーリに歯合して、前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に掛け廻される歯付きベルトと、
    　前記従動プーリに同心軸状に固定され、半導体ウエハを固定する固定手段を有するスピンドルと、
    　前記スピンドル上に固定された半導体ウエハの周縁を検出するアライメントセンサと、
    　制御部と、
    を備えるアライナにおいて、前記歯付きベルトの製造誤差に起因する前記従動プーリの回転方向の位置ずれを補正する補正値を算出する補正値算出方法であって、
    　前記半導体ウエハの中心位置が前記スピンドルの回転中心軸と合致するように前記半導体ウエハを前記スピンドル上の所定の位置に固定する固定ステップと、
    　前記モータを作動させて、前記半導体ウエハを回転させて前記半導体ウエハのノッチの位置を前記アライメントセンサで検出して、この検出値を基準位置検出値として前記制御部に記憶させる第２基準値記憶ステップと、
    　前記モータに前記従動プーリを１回転させるための所定の回転動作を行わせた後、前記半導体ウエハのノッチ位置を前記アライメントセンサで検出する検出動作を、前記駆動プーリと前記従動プーリと前記歯付きベルトの全てがそれぞれの前記基準位置に復帰するまで繰り返して、１回転毎の検出値をすべて記憶する第２検出値記憶ステップと、
    　前記制御部に記憶させた前記基準位置検出値と１回転毎の前記検出値から、前記半導体ウエハの１回転する毎の前記位置ずれを補正する補正値を算出する第２補正値算出ステップと
    を含むことを特徴とするアライナの補正値算出方法。
  7. 　前記第２検出値記憶ステップにより検出した前記検出値に基づいて、前記検出値または前記補正値を縦軸とし、前記歯付きベルトに形成された各内歯に割り当てられた番号を横軸とする前記検出値または前記補正値のグラフを作成し、該グラフの所定の範囲毎の近似曲線とその傾きを算出して基準検出データを取得する第２基準検出データ取得ステップを含むことを特徴とする請求項６に記載のアライナの補正値算出方法。
  8. 　さらに、
    　回転角度情報を喪失した前記モータを作動させて原点サーチを行い、前記原点サーチ動作後に前記半導体ウエハのノッチを前記アライメントセンサで検出して、前記ノッチの検出値を前記制御部に記憶させる第２校正基準位置記憶ステップと、
    　前記モータを、前記従動プーリを所定の回数回転させるための回転動作を行わせた後、前記半導体ウエハの前記ノッチ位置を前記アライメントセンサで検出する動作を所定の回数繰り返し行い、前記回転動作ごとの前記アライメントセンサが検出する検出値を前記制御部に記憶させる第２校正検出値記憶ステップと、
    　前記制御部に記憶させた前記検出値のグラフを作成し、前記グラフの所定の検出範囲ごとの傾きを算出する第２校正基準検出データ取得ステップと、
    　前記第２基準検出データ取得ステップで作成された前記グラフと、前記第２校正基準検出データ取得ステップで作成した前記グラフとを比較して、前記駆動プーリと前記従動プーリと前記歯付きベルトの位相を特定する第２位相特定ステップと、
    を含むことを特徴とする請求項７に記載のアライナの補正値算出方法。
  9. 　前記歯付きベルトに形成される内歯の数と前記駆動プーリに形成される外歯の数と前記従動プーリに形成される外歯の数には、１以外の公約数が存在しないことを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載のアライナの補正値算出方法。
  10. 　前記歯付きベルトに形成される内歯の数が素数であることを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載のアライナの補正値算出方法。
  11. 　前記従動プーリに形成される外歯の数は、前記駆動プーリに形成される外歯の数の整数倍であることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載のアライナの補正値算出方法。
  12. 　回転角度制御可能なモータと、
    　前記モータによって駆動される駆動プーリと、
    　前記駆動プーリに対して所定の回転比で構成される従動プーリと、
    　前記駆動プーリと前記従動プーリに歯合して、前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に掛け廻される歯付きベルトと、
    　前記従動プーリに同心軸状に固定され、半導体ウエハを固定する固定手段を有するスピンドルと、
    　前記スピンドル上に固定された半導体ウエハの周縁を検出するアライメントセンサと、
    　前記従動プーリの回転位置を検出するプーリ検出センサと、
    　制御部と、を備えるアライナであって、
    　前記歯付きベルトの製造誤差に起因する前記従動プーリの回転方向の位置ずれを補正する補正値を算出するにあたって、前記制御部は、
    　前記駆動プーリと前記従動プーリと前記歯付きベルトのそれぞれが基準位置にある時の前記従動プーリの回転位置を前記プーリ検出センサで検出して、この基準位置検出値を記憶する第一の基準位置検出部と、
    　前記モータに前記従動プーリを１回転させるための所定の回転動作を行わせた後、前記従動プーリの回転位置を前記プーリ検出センサで検出する動作を前記駆動プーリと前記従動プーリと前記歯付きベルトの全てがそれぞれの前記基準位置に復帰するまで実行して、前記従動プーリの１回転毎の回転位置検出値を記憶する回転位置検出部と、
    　前記基準位置検出値と前記回転位置検出値とから、前記従動プーリの１回転する毎の前記位置ずれを補正する補正値を算出する補正値算出部と、
    を備えることを特徴とするアライナ。
  13. 　前記制御部は、算出された前記検出値に基づいて、前記検出値または前記補正値を縦軸とし、前記歯付きベルトに形成された各内歯に割り当てられた番号を横軸とするグラフを作成し、該グラフの所定の検出範囲毎の近似直線とその傾きを算出するグラフ作成部をさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載のアライナ。
  14. 　前記制御部は、回転角度情報を喪失した前記モータを作動させて原点サーチを行わせ、　前記駆動プーリが基準位置に復帰した時の前記従動プーリの回転位置を前記プーリ検出センサで検出して、検出値を記憶する第二の基準位置検出部と、
    　前記モータに前記従動プーリを所定の回数回転させるための回転動作を所定の回数繰り返し行わせた後、前記従動プーリの回転位置を前記プーリ検出センサで検出して、この検出値を記憶する校正用回転位置検出部と、
    　前記校正用回転位置検出部が検出した前記検出値のグラフを作成する校正用グラフ作成部と、前記グラフの所定の検出範囲ごとの傾きを算出し、
    　前記グラフ作成部によって作成された前記グラフと前記校正用グラフ作成部によって作成した前記グラフとを比較して、前記駆動プーリと前記従動プーリと前記歯付きベルトの位相を特定する位相特定部とを備えることを特徴とする請求項１３に記載のアライナ。
  15. 　前記歯付きベルトに形成される内歯の数と前記駆動プーリに形成される外歯の数と前記従動プーリに形成される外歯の数には、１以外の公約数が存在しないことを特徴とする、請求項１２から１４のいずれか１項に記載のアライナ。
  16. 　前記歯付きベルトに形成される内歯の数が素数であることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載のアライナ。
  17. 　前記従動プーリに形成される外歯の数は、前記駆動プーリに形成される外歯の数の整数倍であることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載のアライナ。
  18. 　回転角度制御可能なモータと、
    　前記モータによって駆動される駆動プーリと、
    　前記駆動プーリに対して所定の回転比ｎ（ｎは整数）で構成される従動プーリと、
    　前記駆動プーリと前記従動プーリに歯合して、前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に掛け廻される歯付きベルトと、
    　前記従動プーリに同心軸状に固定され、半導体ウエハを固定する固定手段を有するスピンドルと、
    　前記スピンドル上に固定された半導体ウエハの周縁を検出するアライメントセンサと、
    　前記従動プーリの回転位置を検出するプーリ検出センサと、
    　制御部と、
    を備えるアライナにおいて、
    　前記歯付きベルトの製造誤差に起因する前記従動プーリの回転方向の位置ずれを補正する補正値算出方法であって、
    　前記制御部は、
    　前記モータによって前記駆動プーリをｎ回回転動作させて、その回転動作ごとに前記プーリ検出センサで前記従動プーリの回転位置を検出し、
    　前記従動プーリの前記回転動作ごとに前記プーリ検出センサで前記従動プーリの回転位置を検出する動作を、前記歯付きベルトに形成された内歯の数だけ実行して、前記プーリ検出センサが検出した検出値から、前記従動プーリの各回転に対応する各前記検出値を前記従動プーリの前記回転ごとの補正値を前記歯付きベルトの各回転位置に対応する補正値として算出するアライナの補正値算出方法。
  19. 　前記各検出値に基づいて、前記検出値または前記補正値を縦軸とし、前記歯付きベルトに形成された各内歯に割り当てられた番号を横軸とするグラフを作成し、該グラフの所定の範囲毎の近似曲線とその傾きを算出して基準検出データを取得することを特徴とする請求項１８に記載のアライナの補正値算出方法。
  20. 　回転角度情報を喪失した場合に、
    　前記モータを作動させて原点サーチを行い、前記原点サーチ動作後の前記従動プーリの回転位置を前記プーリ検出センサで検出し、次に、前記モータに前記従動プーリを所定の回数回転させるための回転動作を行わせた後、前記従動プーリの回転位置を前記プーリ検出センサで検出して、前記原点サーチ後の前記検出値のグラフを作成して該前記グラフの所定の検出範囲ごとの傾きを算出し、
    　前記原点サーチ後のグラフの傾きと、前記基準検出データのグラフの傾きと比較して、前記駆動プーリと前記従動プーリと前記歯付きベルトの位相を特定する校正用検出データを取得することを特徴とする請求項１９に記載のアライナの補正値算出方法。
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