JP2003086658A

JP2003086658A - 基板搬送装置の監視装置

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Publication number: JP2003086658A
Application number: JP2001275206A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhiro Takahashi; 達宏高橋; Satoshi Uchino; 聡内野
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2021-09-11
Also published as: JP4526218B2

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体製造装置で基板搬送室と基板置き棚を
備えたロードロック室との間で搬送ロボットにより基板
の受渡しを行うとき、ロードロック室における基板置き
棚の基板間の隙間に挿入されるフォークと基板の位置関
係に関してフォークの位置決めを正確に行う。【解決手段】半導体製造装置１０で、基板置き棚１９
が設けられたロードロック室１９Ａ，１９Ｂと、搬送ロ
ボット１１が設けられた基板搬送室１２とが備えられ、
搬送ロボットはフォーク２３を有し、ロードロック室に
ロードロック室内に存するフォークと基板１７の位置関
係を監視するカメラ装置３０を設ける。カメラ装置で基
板置き棚とフォークとの間の基板受渡しを監視し、監視
データの基づきフォークがその下側の基板に接触しない
ように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板搬送装置の監
視装置に関し、特に、ロードロック室と基板搬送室の間
で基板を受け渡すときに安定して常に正常に基板受渡し
を行える基板搬送装置の監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばＬＳＩ等の半導体デバイスは、基
板に対する多くの表面処理を経て製作される。基板に対
して表面処理を行う装置は一般的に半導体製造装置と総
称され、この中にはスパッタリングや化学蒸着（ＣＶ
Ｄ）等の薄膜作製を行う装置、あるいはエッチングや不
純物注入等の表面加工を行う装置が含まれている。

【０００３】図９を用いて従来の半導体製造装置におけ
る基板搬送装置の一般的な構成を説明する。図９は平面
図であり、要部の内部構造を示している。図９では、本
発明の課題に関連する部分以外は簡略化して示してい
る。

【０００４】搬送ロボット１１を備えた基板搬送室１２
が中央に設けられている。基板搬送室１２の周囲には２
つのロードロック室１３Ａ，１３Ｂと例えば４つのプロ
セス室１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄが設けられてい
る。

【０００５】上記構成において、基板搬送室１２等の
「室」は「チャンバ」とも呼ばれ、また中央に位置する
基板搬送室１２はセパレーションチャンバまたは中央チ
ャンバとも呼ばれる。上記半導体製造装置は、基板搬送
室１２の周りに複数のプロセス室１４Ａ〜１４Ｄが設け
られていることから、マルチチャンバ型の半導体製造装
置である。

【０００６】ロードロック室１３Ａ，１３Ｂの外側には
オートローダ１５が設置されている。基板搬送室１２と
各ロードロック室１３Ａ，１３Ｂおよび各プロセス室１
３Ａ〜１３Ｄとの間にはスリットバルブ１６が設けら
れ、さらに各ロードロック室１３Ａ，１３Ｂとオートロ
ーダ１５との間にもスリットバルブ１６が設けられてい
る。

【０００７】オートローダ１５には、未処理の基板１７
を複数枚収容した基板カセット１８が設置される。枚数
としては例えば２５枚または２６枚である。オートロー
ダ１５で基板カセット１８が設置される場所は４ヶ所設
けられている。上記基板カセット１８を設置した状態
で、半導体製造装置は起動される。最初に、ロードロッ
ク室１３Ａの前面にあるスリットバルブ１６が開にな
り、基板カセット１８内の未処理の基板１７をオートロ
ーダ１５の搬送ロボット１５ａで１枚または複数枚の単
位でロードロック室１３Ａに設けられた基板置き棚１９
に搬送する。ロードロック室１３Ａの基板置き棚１９
は、基板カセット１８に収容される基板の枚数に対応さ
せて２５段または２６段になっている。基板置き棚１９
では、複数の基板１７は、水平姿勢に保持され、かつ上
下方向にて間に所定の隙間を空けて積層された状態で配
置される。

【０００８】基板カセット１８内のすべての未処理の基
板１７について基板置き棚１９への搬送が完了したと
き、ロードロック室１３Ａの前面のスリットバルブ１６
は閉じられる。ロードロック室１３Ａの内部は密閉状態
になる。その後、ロードロック室１３Ａの内部は、図示
しない排気ポンプで排気され、所定の真空度（例えば１
０^-5Ｐａ）になる。ロードロック室１３Ａの排気が完了
すると、ロードロック室１３Ａと基板搬送室１２の間の
スリットバルブ１６を開にする。

【０００９】その後、基板搬送室１２の搬送ロボット１
１に基づいて、ロードロック室１３Ａと基板搬送室１２
の間で基板１７の受渡しが行われる。１枚の基板が基板
搬送室１２へ受け渡されると、さらに基板搬送室１２
と、４つのプロセス室１４Ａ〜１４Ｄのうちの所定のプ
ロセス室との間のスリットバルブ１６を開にし、基板搬
送室１２と当該プロセス室の間で未処理の基板１７の受
渡しが行われる。基板１７がプロセス室に受け渡される
と、スリットバルブ１６が閉じ、プロセス室内で基板１
７の表面に所定の処理が行われる。プロセス室での処理
が完了すると、スリットバルブ１６が開かれ、搬送ロボ
ット１１によって処理済の基板１７が基板搬送室１２へ
取り出される。

【００１０】処理済の基板１７に対する表面処理の内容
に応じて、基板は他のプロセス室の各々に対して同様に
受け渡され、処理が行われる。すべての処理が完了する
と、基板搬送室１２の搬送ロボット１１によって支持さ
れた状態にある処理済の基板１７は、当該搬送ロボット
１１によって、基板搬送室１２からロードロック室１３
Ａの基板置き棚１９まで搬送される。

【００１１】ロードロック室１３Ａの基板置き棚１９に
設置されたすべての基板の処理が完了し、処理済の基板
１７のすべてが基板置き棚１９に戻ってきたら、ロード
ロック室３Ａと基板搬送室１２との間のスリットバルブ
１６を閉にして、ロードロック室１３Ａに大気を導入し
て真空状態を解除する。ロードロック室１３Ａが大気の
圧力状態になったとき、ロードロック室１３Ａの前面の
スリットバルブ１６を開とする。

【００１２】その後、ロードロック室１３Ａ内の処理済
の基板のすべてを、オートローダ１５の搬送ロボット１
５ａによってその基板カセット１８に回収する。このよ
うにして、基板搬送室１２に備えられた搬送ロボット１
１等の搬送動作に基づく一連の基板搬送動作が完了す
る。

【００１３】上記構成において、搬送ロボット１１は、
真空中で未処理または処理済の基板１７を搬送する場合
において、全体の回転動作や上下方向の移動動作だけで
なく、アーム２２が伸び縮みの動作を行うため、特にア
ームが伸びた位置でのフォーク（基板を搭載するアーム
先端部）２３の停止精度の不良は、基板の破損またはパ
ーティクルの発生などの製品の歩留まり低下の原因にな
っている。

【００１４】そこで本出願人は、先に「プロセスチャン
バでの基板位置決め装置、および搬送機構のアーム位置
の監視装置」（特開２０００−２３２１４７号）を提案
した。この発明は、搬送ロボットによって基板搬送室か
らプロセス室へ基板を搬入するときに、プロセス室での
基板の位置決めを正確に行えるようにするための装置で
ある。このため、搬送ロボットによるプロセス室への基
板の受渡しを監視するためのＣＣＤカメラを各プロセス
室に対応させて配置する構成を採用している。これによ
ってプロセス室１３Ａ〜１３Ｄにおける基板の位置決め
の問題は解消し、プロセス室側での基板位置決めに関す
る問題は改善された。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】特開２０００−２３２
１４７号で提案される構成によってプロセス室における
基板位置決めの問題は解決された。しかしながら、それ
をロードロック室１３Ａでの基板受渡しに関する基板位
置決めの問題にそのまま適用できないことが判明した。
その理由は次の通りである。

【００１６】ロードロック室１３Ａでは、前述した通
り、基板置き棚１９において２５枚または２６枚の基板
１７が水平状態にしてかつ上下方向に所定間隔を空けて
積み重ねられている。かかるロードロック室１３Ａで
は、基板置き棚１９上に置かれた基板と基板の間の隙間
に搬送ロボット１１のフォーク２３を挿入し、フォーク
２３の上に１枚の基板を載せて取出し、当該基板の受渡
しを行う。ロードロック室１３Ａ内における基板と基板
の間の距離は規格上で決められており、６．５ｍｍにな
っている。これに対してフォーク２３の厚みは２ｍｍで
あり、基板１７と搬送ロボット１１のフォーク２３との
間では、フォーク２３の上側と下側に２ｍｍずつの間隔
で調整を行うことが必要となる。

【００１７】しかし基板置き棚１９の初期調整が悪い場
合には基板間の距離が２ｍｍ以下になる場合が生じ、そ
の状態で搬送ロボット１１を長時間動作させた場合に
は、何かの原因で搬送ロボット１１のフォーク２３が伸
び位置で垂れると、基板が置かれたときにフォーク２３
が下側の基板に接触するおそれが高くなる。

【００１８】搬送ロボット１１のフォーク２３が垂れる
原因としては、高温プロセスに基づいて基板１７を５０
０℃の温度に加熱した後に当該基板をフォーク２３で搬
送するとき、フォーク２３自体も１００〜２００℃程度
に加熱されることを挙げることができる。この加熱の結
果、フォーク２３で熱歪みが発生し垂れが生じる。

【００１９】上記の理由により、ロードロック室１３Ａ
と基板搬送室１２の間で基板１７の受渡しを行うときに
は、熱に起因して搬送ロボット１１のフォーク２３で垂
れが生じ、基板置き棚１９においてフォーク２３が下側
の基板１７に接触するという不具合が生じるおそれがあ
った。

【００２０】本発明の目的は、上記の問題に鑑み、マル
チチャンバ型等の半導体製造装置において、基板搬送室
と基板置き棚を備えたロードロック室との間で搬送ロボ
ットにより基板の受渡しを行うとき、ロードロック室に
おける基板置き棚の基板間の隙間に挿入されるフォーク
と基板の位置関係に関してフォークの位置決めを正確に
行うようにした基板搬送装置の監視装置を提供すること
にある。

【００２１】

【課題を解決するための手段および作用】本発明に係る
基板搬送装置の監視装置は、上記目的を達成するため
に、次の通り構成される。

【００２２】第１の基板搬送装置の監視装置（請求項１
に対応）は、マルチチャンバ型等の半導体製造装置で、
基板置き棚が設けられたロードロック室と、搬送ロボッ
トが設けられた基板搬送室とが備えられ、搬送ロボット
はその先端部に基板支持部（フォーク）を有し、ロード
ロック室にロードロック室内に存する基板支持部と基板
の位置関係を監視するカメラ装置を設け、このカメラ装
置で基板置き棚と搬送ロボットの基板支持部との間の基
板の受渡しを監視し、カメラ装置で得られる監視データ
の基づいて基板支持部が下側基板に接触しないように制
御する制御手段を備えている。

【００２３】上記の構成によれば、基板搬送室に設けら
れた搬送ロボットを動作させて基板支持部をロードロッ
ク室の基板置き棚に配置された複数の基板の間の隙間に
挿入するように配置するときに、基板支持部と、下側に
位置する基板との間の距離を撮像することにより求め、
これにより基板の受渡し状態に関する両者の位置関係を
監視し、基板支持部と下側基板との間で接触が生じない
ようにフォークの位置を正確に設定する。これにより、
基板の破損やパーティクルの発生を防止している。

【００２４】第２の基板搬送装置の監視装置（請求項２
に対応）は、上記第１の構成において、好ましくは、搬
送ロボットは回転・伸縮自在なアームとこのアームに前
部に設けられた上記基板支持部とを有し、アームの回転
・伸縮動作で基板支持部とロードロック室の基板置き棚
との間で基板の受渡しを行うように構成され、さらに、
基板置き棚には、複数の基板が、水平状態で隙間を空け
て積み重ねて置かれ、搬送ロボットは、基板置き棚に対
して、基板取出しまたは基板置きを行うため予め定めら
れた箇所に基板支持部を移動させ、このときの基板支持
部をカメラ装置で測定・監視するように構成される。基
板置き棚において隙間をあげて上下方向に積み重ねられ
た基板の基板取出しまたは基板置きを行う場合に、基板
間の隙間に基板支持部を挿入するとき、基板支持部に垂
れが生じても下側基板に接触するのを防止する。

【００２５】第３の基板搬送装置の監視装置（請求項３
に対応）は、上記の第２の構成において、好ましくは、
上記制御手段は、カメラ装置による撮像動作で得られた
画像データにおいて基板支持部と下側基板との間の距離
が規格範囲内であるときには基板取出しまたは基板置き
を行い、距離が規格範囲外にあるときには搬送ロボット
で基板支持部の高さ位置を調整した後に基板取出しまた
は基板置きを行うように制御するように構成されてい
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。

【００２７】実施形態で説明される構成、形状、大きさ
および配置関係については本発明が理解・実施できる程
度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構
成要素の組成（材質）については例示にすぎない。従っ
て本発明は、以下に説明される実施形態に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範
囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができ
る。

【００２８】図１は本発明に係る基板搬送装置を備えた
半導体製造装置の平面図を示す。この半導体製造装置１
０はマルチチャンバ型の装置である。この半導体製造装
置１０の基本的構成は図９で説明した従来の半導体製造
装置と同じである。従って図１において図９で説明した
要素と同一の要素には同一の符号を付している。

【００２９】マルチチャンバ型の半導体製造装置１０の
基本的構成を概説する。搬送ロボット１１を備えた基板
搬送室１２が中央に設けられている。基板搬送室１２の
平面形状は例えば七角形の形状をしている。基板搬送室
１２の側面部の周囲には２つのロードロック室１３Ａ，
１３Ｂと例えば４つのプロセス室１４Ａ〜１４Ｄが設け
られている。ロードロック室１３Ａ，１３Ｂには基板置
き棚１９が設けられている。ロードロック室１３Ａ，１
３Ｂの外側にはオートローダ１５が設置される。基板搬
送室１２と各ロードロック室１３Ａ，１３Ｂおよび各プ
ロセス室１４Ａ〜１４Ｄとの間にはスリットバルブ１６
が設けられ、さらに各ロードロック室１３Ａ，１３Ｂと
オートローダ１５との間にもスリットバルブ１６が設け
られる。オートローダ１５には、例えば２５枚（または
２６枚）の未処理の基板１７を収容した基板カセット１
８が設置される。

【００３０】上記の構成において、２つのロードロック
室１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの内部にはＣＣＤカメラを
含むカメラ装置３０が付設される。図１中右側のロード
ロック室１３Ａでは右側位置にカメラ装置３０が備えら
れ、図１中左側のロードロック室１３Ｂで左側位置にカ
メラ装置３０が備えられる。各ロードロック室１３Ａ，
１３Ｂにおけるカメラ装置３０の配置位置は、オートロ
ーダ１５の搬送ロボット１５ａに基づく基板搬送経路を
避けるように決定されている。

【００３１】図２に従って、基板搬送室１２に設けられ
た搬送ロボット１１の構成を説明する。図２は、（Ａ）
で搬送ロボット１１が伸び動作を行った状態を示し、
（Ｂ）で搬送ロボットが縮み動作を行った状態を示して
いる。

【００３２】搬送ロボット１１はアーム２２とフォーク
（基板支持部）２３を備えている。アーム２２は、４つ
の比較的に長い片２２ａを回転自在な結合部で結合し、
その形が変形するほぼ平行四辺形を形成するようにして
構成されている。アーム２２の基端２２ｂは、基板搬送
室１２の下壁のほぼ中心部の下側に設けられたモータの
回転軸に結合されている。アーム２２はモータによって
基端２２ｂを中心に自在に回転するように構成されてい
る。またアーム２２は、基板搬送室１２の径方向２５に
おいて伸縮する機構として構成されている。図２（Ａ）
はアーム２２が伸び停止位置にある状態を示し、図２
（Ｂ）はアーム２２が縮み停止位置にある状態を示して
いる。アーム２２の回転は、図２（Ｂ）に示されるよう
にアーム２２が縮み停止状態にあるときに行われる。ア
ーム２２の先端２２ｃにはフォーク２３が固定されてい
る。フォーク２３は長形の形状を有し、その中央部でア
ーム２２の先端２２ｃに取り付けられている。フォーク
２３はその長手方向が常に基板搬送室１２の径方向を向
くように保持される。またフォーク２３は、その中央部
を中心にして、図２で好ましくは線対称の位置関係にあ
る右側の第１フォーク２３ａと左側の第２フォーク２３
ｂから構成される。第１フォーク２３ａは少なくとも１
枚の基板をほぼ水平状態で載置させ、支持する部分とし
て機能する。第１フォーク２３ａによって基板は１枚づ
つ各プロセス室に搬入される。また搬送ロボット１１は
全体の位置を高さ方向に移動させることが可能である。

【００３３】次に図３に基づいてロードロック室１３Ａ
の内部構成およびＣＣＤカメラに関する構成を詳細に説
明する。図３では、ロードロック室１３Ａの内部構成、
基板置き棚１９の縦断面で示した構成、ＣＣＤカメラ３
１を含むカメラ装置３０の取付け構造、およびＣＣＤカ
メラ３１で得られる画像データを処理・表示するデータ
処理システム３２が示されている。

【００３４】ロードロック室１３Ａは床板３３と天井板
３４と側壁３５で仕切られて形成されている。これらの
板部または壁部は金属板部材で作られている。図３で
は、便宜上天井部３４のみ実線で示され、その他の部分
は仮想線で示されている。

【００３５】ロードロック室１３Ａの内部の中央位置に
は基板置き棚１９が設けられる。基板置き棚１９は、上
下方向に複数の支持枠１９ａが積み重ねられて形成され
ている。これらの支持枠１９ａのそれぞれが、その内縁
によって１枚の基板１７を支持し、基板を水平状態に保
持している。基板置き棚１９として、全体で、例えば２
５枚の基板が置かれる。図３では、支持枠１９ａによっ
て両側を支持された最上段の基板１７のみが１枚示され
ており、他の基板の配置状態の図示は説明の便宜上省略
されている。上下の位置で隣り合う２枚の基板の間には
所定の隙間が形成されている。また図３で２３はフォー
クであり、フォーク先端側から見た形を示している。図
示されたフォーク２３の位置は、基板１７のを受渡しを
行う標準的な位置である。フォーク２３の高さ位置は下
側に位置する基板との間の距離に応じて微調整され得
る。基板置き棚１９は、その全体が、その下方の位置に
設けられた昇降装置３６によって昇降するように、設け
られている。昇降装置３６にはよく知られた装置が使用
されている。図３において実線で示された基板置き棚１
９は下限位置にあり、二点鎖線１９’で示された状態は
基板置き棚が上限位置に移動した状態を示している。

【００３６】カメラ装置３０は、ガラス窓４１を有しか
つミラー４２を内蔵する測定面部４３と、レンズ部４４
と、上記ＣＣＤカメラ３１と、ＬＥＤ光源４５とから構
成されている。カメラ装置３０の外観容器はガラス窓４
１を除いて金属部材で作られ、カメラ装置３０の全体形
状は潜望鏡のごとき形状を有している。カメラ装置３０
は、測定面部４３を下側にしかつＣＣＤカメラ３１を上
側にし、かつガラス窓４１を内側に向けて固定状態にて
配置している。カメラ装置３０は、ロードロック室１３
Ａの基板置き棚１９における基板の受渡し位置、すなわ
ちフォーク２３が到来する位置を含む一定箇所を測定す
るように固定されている。

【００３７】レンズ部４４は、測定面部４３でガラス窓
４１を通して取り込まれた測定対象の像を焦点合わせし
てＣＣＤカメラ３１に与える手段である。測定面部４３
のミラー４２は、ＣＣＤカメラ３１の撮影方向をガラス
窓４１の方向に向けるように方向を９０°変更するため
の手段である。測定面部４３の下側にはＬＥＤ光源４５
が付設されている。ＬＥＤ光源４５は測定対象を見やす
くするための照明手段である。

【００３８】カメラ装置３０によって測定・監視すべき
高さ位置は、ロードロック室１３Ａにおいて基板１７を
搬送ロボット１１のフォーク２３で受け渡す高さ位置に
設定されている。カメラ装置３０のＣＣＤカメラ３１に
よって、フォーク２３による基板の受渡しの動作を真横
側方より監視するようになっている。ＣＣＤカメラ３１
は、測定対象を画像化し、画像データを電気信号の形式
で出力する。

【００３９】ＣＣＤカメラ３１を含むカメラ装置３０
は、上記のごとくロードロック室１３Ａ内の真空の環境
に設けられている。ＣＣＤカメラ３１から出力される画
像信号は、カメラケーブル５１を経由して外部に取り出
される。画像データを処理・表示するデータ処理システ
ム３２は、ロードロック室１３Ａの外側の大気環境に設
けられている。カメラケーブル５１は画像処理用コント
ローラ５２に接続されている。コントローラ５２にはモ
ニタケーブル５３を介してＴＶモニタ５４が接続されて
いる。コントローラ５２は、ＣＣＤカメラ３１で撮像さ
れた画像の処理を行い、ＴＶモニタ５４はその画面５４
ａに撮像された画像を映し出す。コントローラ５２に
は、さらに、ＴＶモニタ５４の画面等の設定を行うコン
ソール５５が付設される。またコントローラ５２と全体
制御用の上位制御装置５６とは信号ケーブル５７で接続
されている。コントローラ５２と上位制御装置５６との
間では信号ケーブル５７を介して制御信号の授受が行わ
れる。

【００４０】次に、図４〜図８を参照して、搬送ロボッ
ト１１による基板１７の受渡し動作と、カメラ装置３０
による測定・監視の動作と、データ処理システム３２に
基づく画像処理について説明する。

【００４１】図４は、ＣＣＤカメラ３１による測定・監
視で得られた画像であって、ＴＶモニタ５４の画面５４
ａに表示された画像を示している。当該画像６１の内容
は、ロードロック室１３Ａと基板搬送室１２の間で基板
１７の受渡しを行うために搬送ロボット１１のフォーク
２３がロードロック室１３Ａへ伸びた状態を示してい
る。また図５と図７はそれぞれ基板置き棚１９からフォ
ーク２３で基板１７を取り出すときの状態推移と制御プ
ロセスを示し、図６と図８はそれぞれフォーク２３で基
板置き棚１９に基板１７を置くときの状態推移と制御プ
ロセスを示している。なお上記制御プロセスはコントロ
ーラ５２および上位制御装置５６によって実行される。

【００４２】図４、図５、図７を参照して、ロードロッ
ク室１３Ａの基板置き棚１９に置かれた複数枚の基板１
７のうちのいずれか１枚の基板を取り出す動作を説明す
る。基板取出し時において、フォーク２３の上に基板が
載っていない状態で以下のような測定・監視および制御
を行い、その後に所定の基板を取り出す。

【００４３】ロードロック室１３Ａの基板置き棚１９に
置かれた基板１７を基板搬送室１２へ取り出すとき、最
初に、取り出したい基板１７を図３で示されたフォーク
２３の位置よりも高い位置に設定する。この位置設定
は、前述のごとく基板置き棚１９は昇降装置３６によっ
て上下方向に移動させられるので、上位制御装置５６が
昇降装置３６の動作を制御することに基づいて行われ
る。ロードロック室１３Ａの基板置き棚１９におけるど
の基板を取り出すかについては、上位制御装置５６に用
意されたプログラムに基づき予め手順が定められている
ので、上位制御装置５６は当該手順に従って所定の基板
を、搬送ロボット１１のフォーク２３の配置位置よりも
高い位置にセットするように基板置き棚１９を移動させ
る（ステップＳ１１）。基板置き棚１９が移動した後の
状態が図５（Ａ）に示される。

【００４４】基板置き棚１９が所定の高さ位置に設定さ
れるた後、搬送ロボット１１のアーム２１を伸び方向に
動作させ、アーム先端部のフォーク２３を、取り出す基
板１７の下側の隙間に挿入する（ステップＳ１２）。こ
の状態は、図５（Ａ）に示された状態から図５（Ｂ）の
状態への推移として示される。当該隙間は、取り出す所
定の基板１７とその下側に置かれている基板１７の間に
形成される隙間である。搬送ロボット１１のアーム２１
の伸び動作が完了したとき、ＣＣＤカメラ３１は、その
真横の側方位置からフォーク２３とこのフォーク２３の
上側および下側に位置する基板１７とを撮像する（ステ
ップＳ１３）。ＣＣＤカメラ３１による撮像で得られた
画像は、画像データとしてカメラケーブル５１を経由し
てコントローラ５２へ送られ、表示のための処理が行わ
れた後に、モニタケーブル５３を経由して伝送され、Ｔ
Ｖモニタ５４に撮影した画像が映し出される（ステップ
Ｓ１４）。図４がＴＶモニタ５４の画面５４ａに映し出
された画像６１を示している。この画像６１では、フォ
ーク２３の像２３’と、上側の基板の像１７ａと、下側
の基板の像１７ｂが示されている。図４に示された画像
６１において、太線で示された区画６２は計測領域であ
る。この計測領域６２に関しては、標準となる距離Ｈ０
が設定されている。また計測領域６２の横幅は２０ピク
セルに相当する。図４に示された画像６１について画像
メモリ（図示せず）に記憶された画像データを用いて、
コントローラ５２は、この計測領域６２に対応する部分
について、フォーク２３とこのフォーク２３の下側に位
置する基板１７との間における距離Ｈを測定する（ステ
ップＳ１５）。その測定は、画面５４ａに表示された画
像６１における各要素の位置関係に基づき画像データ上
でピクセル数を計測することにより行われる。

【００４５】上記の計測で得られたフォーク２３と下側
基板１７の距離Ｈが上記距離Ｈ０よりも大きい場合には
規格範囲内であると判定され、距離Ｈが距離Ｈ０よりも
小さい場合には規格範囲外と判定される（ステップＳ１
６）。

【００４６】規格範囲内であると判定された場合には、
フォーク２３上に基板が載りフォーク２３に垂れが生じ
たとしても下側基板１７に接触するおそれがないので、
基板置き棚１９を下降させ、上側基板１７がフォーク２
３の上に載る位置まで移動させる（ステップＳ１７）。
この状態を図５（Ｃ）に示す。基板１７がフォーク２３
の上に搭載されると、搬送ロボット１１のアーム２１は
収縮動作を行い、ロードロック室１３Ａから基板１７を
基板搬送室１２へ移動させる（ステップＳ１８）。この
状態を図５（Ｄ）に示す。

【００４７】上記において規格範囲外と判定された場合
には、フォーク２３上に基板が載りフォーク２３に垂れ
が生じると下側基板１７に接触するおそれがあるので、
搬送ロボット１１のフォーク２３の高さ位置を調整する
制御を行うように、コントローラ５２は上位制御装置５
６に指令を出す（ステップＳ２１）と共に、警報を発す
る（ステップＳ２２）。次にフォーク２３の高さ位置を
調整する（ステップＳ２３）。これによりフォーク２３
上に基板が載ったときにフォーク２３に垂れが生じたと
しても下側基板１７に接触する事態の発生をなくすこと
ができる。その後、上記と同様に、基板置き棚１９を下
降させ、上側基板１７をフォーク２３上に載せ（ステッ
プＳ１７）、さらにその後、搬送ロボット１１のアーム
２２は収縮動作を行ってロードロック室１３Ａから基板
１７を基板搬送室１２へ移動させる（ステップＳ１
８）。

【００４８】以上のごとく、ロードロック室１３Ａの基
板置き棚１９から基板搬送室１２への未処理の基板の受
渡しが実行される。

【００４９】次に図４、図６、図８を参照して、搬送ロ
ボット１１のフォーク２３の上にある基板１７をロード
ロック室１３Ａの基板置き棚１９のいずれかの空いた棚
に置く動作を説明する。

【００５０】ロードロック室１３Ａには前述の通り基板
置き棚１９が配備されている。この基板置き棚１９に
は、前述のごとく基板の取出し作業に基づいていくつか
の棚が空いた状態にある。ロードロック室１３Ａ内に設
けられた基板置き棚１９における空いた所定の支持枠１
９ａを収納位置に設定する（ステップＳ３１）。その
後、フォーク２３に基板１７を搭載した状態で搬送ロボ
ット１１のアーム２２を伸び方向に動作させ、設定され
た上記の支持枠に対応する位置にセットする（ステップ
Ｓ３２）。この状態が図６（Ａ）から図６（Ｂ）への推
移状態である。図６（Ｂ）において計測領域６１が設定
されている。当該計測領域６１については、前述のごと
くカメラ装置３０のＣＣＤカメラ３１を通して測定・監
視されている。搬送ロボット１１のフォーク２３の伸び
動作が完了した時点で、上記計測領域６１に関して、Ｃ
ＣＤカメラ３１によってフォーク２３と下側基板１７の
間の隙間の距離Ｈ’が測定される（ステップＳ３３）。
距離Ｈ’が前述の標準となる距離Ｈ０よりも大きか否か
（規格範囲内であるか否か）が判定され（ステップＳ３
４）、大きい場合には規格範囲内として、基板置き棚１
９を上昇させ、基板１７を基板置き棚１９の所定の棚に
搭載させる（ステップＳ３５）。距離Ｈ’が距離Ｈ０よ
りも小さい場合には規格範囲外として、コントローラ５
２は、搬送ロボット１１の高さ位置を調整するように上
位制御装置５６へ指示を出す（ステップＳ４１）と共
に、同時に警報を出す（ステップＳ４２）。搬送ロボッ
ト１１のフォーク２３の高さ位置の調整が完了（ステッ
プＳ４３）した後、上記のステップＳ３５を実行し、基
板置き棚１９を上昇させ、基板１７を基板置き棚１９の
所定の棚の上に載せる。次の動作としては、搬送ロボッ
ト１１を縮み方向へ動作させ（ステップＳ３６）、これ
により基板搬送室１２からロードロック室１３Ａへの処
理済みの基板１７の受渡しが完了する。

【００５１】上記の実施形態ではロードロック室１３Ａ
と基板搬送室１２との間での搬送ロボット１１による基
板１７の受渡しを説明したが、ロードロック室１３Ｂの
場合も同様にして搬送ロボット１１による基板の受渡し
が行われる。前述の実施形態では、マルチチャンバ型の
半導体製造装置について説明したが、これに限定される
ものではない。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、半導体製造装置において基板搬送室と基板置き棚
が設けられたロードロック室との間で、搬送ロボットに
よって基板置き棚上に基板の受渡しを行うとき、搬送ロ
ボットのフォークと、基板置き棚から取り出されるまた
は基板置き棚に置かれる基板、およびフォークの下側に
位置する基板との位置関係を監視し、フォークと下側基
板が接触しないように制御を行うようにしたため、フォ
ークと基板との接触を未然に防止し、基板の破損やパー
ティクルの発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基板搬送装置の監視装置が設けら
れた半導体製造装置の内部構造を示した平面図である。

【図２】搬送ロボットの具体的構成を示し、伸びた状態
（Ａ）と縮んだ状態（Ｂ）を示す平面図である。

【図３】基板置き棚の詳細な構造を示す側面内部構造
と、データ処理システムの構成を示す図である。

【図４】ＴＶモニタの画面に示される画像の一例を示す
図である。

【図５】基板取出し時の動作を説明する状態推移図であ
る。

【図６】基板置き時の動作を説明する状態推移図であ
る。

【図７】基板取出しの動作制御を示すフローチャートで
ある。

【図８】基板置きの動作制御を示すフローチャートであ
る。

【図９】従来の半導体製造装置の基板搬送装置の問題を
説明するための内部構造を示した平面図である。

【符号の説明】

１０半導体製造装置１１搬送ロボット１２基板搬送室１３Ａ，１３Ｂロードロック室１４Ａ〜１４Ｄプロセス室１５オートローダ１７基板１９基板置き棚２２アーム２３フォーク３０カメラ装置３１ＣＣＤカメラ６１画像６２計測領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5F031 CA02 FA01 FA05 FA07 FA15 GA03 GA30 GA44 GA47 GA49 JA04 JA07 JA14 JA32 JA40 MA04 MA11 NA05 NA07 PA02 PA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板置き棚が設けられたロードロック室
と搬送ロボットが設けられた基板搬送室とを備え、前記
搬送ロボットは基板支持部を有し、前記ロードロック室に前記ロードロック室内に存する前
記基板支持部と前記基板の位置関係を監視するカメラ装
置を設け、このカメラ装置で前記基板置き棚と前記搬送
ロボットの前記基板支持部との間の基板の受渡しを監視
し、監視データの基づいて前記基板支持部が下側基板に
接触しないように制御する制御手段を備えたことが特徴
とする基板搬送装置の監視装置。
【請求項２】前記搬送ロボットは回転・伸縮自在なア
ームとこのアームに前部に設けられた前記基板支持部と
を有し、前記アームの回転・伸縮動作で前記基板支持部
と前記ロードロック室の前記基板置き棚との間で基板の
受渡しを行うように構成され、前記基板置き棚には、複数の基板が、水平状態で隙間を
あけて積み重ねて置かれ、前記搬送ロボットは、前記基板置き棚に対して、基板取
出しまたは基板置きを行うため予め定められた箇所に前
記基板支持部を移動させ、このときの前記基板支持部を
前記カメラ装置で測定・監視することを特徴とする請求
項１記載の基板搬送装置の監視装置。
【請求項３】前記制御手段は、前記カメラ装置による
撮像動作で得られた画像データにおいて前記基板支持部
と下側基板との間の距離が規格範囲内であるときには基
板取出しまたは基板置きを行い、前記距離が規格範囲外
にあるときには前記搬送ロボットで前記基板支持部の高
さ位置を調整した後に基板取出しまたは基板置きを行う
ように制御することを特徴とする請求項２記載の基板搬
送装置の監視装置。