JP2006080198A - 基板搬送装置及び基板搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板の搬送における基板の位置ずれの発生を防止するとともに、全ての種類の基板の生産効率を最適化することができる基板搬送装置を提供する。
【解決手段】 ウエハ搬送装置３は、Ｌ／Ｍ１２内に配置された搬送アーム１３と、Ｌ／Ｍ１２の側面において半導体ウエハＷを収容するフープ１０Ａ〜１０Ｄに対応して設けられたシャッタ３７Ａ〜３７Ｄの前に配置された面粗度センサ３０Ａ〜３０Ｄと、ウエハ搬送装置３の各構成要素の動作を制御する制御部３６とを備え、面粗度センサ３０は、搬送アーム１３によってフープ１０から取り出された半導体ウエハＷの裏面の面粗度を測定し、制御部３６は、該測定された面粗度に基づいて搬送アーム１３による半導体ウエハＷの搬送速度を設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板搬送装置及び基板搬送方法に関し、特に、基板を載置して搬送する搬送アームを有する基板搬送装置及び搬送アームに載置されて搬送される基板の基板搬送方法に関する。

通常、基板としての半導体ウエハ（以下「ウエハ」という。）に成膜処理、エッチング処理等の処理を施す基板処理システムは、ウエハを収容して処理を施す複数のプロセスチャンバ（以下「Ｐ／Ｃ」という。）と、所定枚数のウエハを格納する密閉容器としてのウエハカセットが載置されるウエハカセット載置台と、Ｐ／Ｃ及びウエハカセット載置台の間に配置された搬送アームとを備え、該搬送アームは、Ｐ／Ｃ、ロードロックチャンバ（ＬＬＭ）及びウエハカセット載置台の間においてウエハを搬送する。

このような基板処理システムでは、ウエハに対して複数のＰ／Ｃにより種々の処理が順に施されるため、複数のＰ／Ｃ間の搬送においてウエハの相対的な位置ずれが発生すると、ウエハ上において正確な配線パターンを形成することができない。したがって、基板処理システムでは、ウエハの搬送の際、相対的な位置ずれの発生を防止する必要がある。

一般に、ウエハの相対的な位置ずれの発生を防止するためには、ウエハを搬送アームのウエハ載置部（以下「ピック」という。）に静電吸着し、若しくは真空吸着するのが好ましいが、従来の基板処理システムでは、ウエハに残留した静電気がウエハへのパーティクルの付着の要因となるため、ウエハをピックに静電吸着することができず、さらに、ウエハは真空中において搬送されるため、ウエハをピックに真空吸着することもできない。

そこで、従来の基板処理システムでは、搬送速度に起因するウエハの慣性力が摩擦力よりも小さくなるように、ピックにウエハを載置した搬送アームを比較的遅い動作速度で作動させることにより、ウエハのピックに対する相対的な位置ずれの発生を防止している。

生産性向上の観点から最適な搬送アームの動作速度（以下「搬送速度」という。）を決定する方法として、位置決め装置（以下「オリエンタ」という。）によって位置決めを行ったウエハを所定の位置まで任意の搬送速度で搬送し、その後、ウエハを十分に遅い速度でオリエンタまで戻し、該オリエンタにおいてウエハの位置ずれを測定することを任意の搬送速度を変化させながら繰り返して実行し、複数の任意の搬送速度とウエハの位置ずれとの関係に基づいて、最適な搬送速度を決定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

近年、半導体デバイスの生産形態は、少品種大量生産から多品種少量生産へ移行しつつあるため、一の基板処理システムにおいて、多くの種類のウエハを処理する必要があるが、これらのウエハの裏面における面粗度は互いに異なるため、発生する摩擦力が異なり、全ての種類のウエハのそれぞれにおける最適な搬送速度は互いに異なる。

これら全ての種類のウエハのそれぞれに最適な搬送速度を設定する場合、その都度基板処理システムをダウンさせる必要があり、生産効率が悪化するため、全ての種類のウエハのうち最も大きな相対的な位置ずれが発生するウエハの最適な搬送速度を当該基板処理システムの搬送速度として設定している。
特開２００１−２２４２３号公報

しかしながら、上述した基板処理システムでは、最適な搬送速度で搬送されない種類のウエハが数多く処理されることになるため、当該基板処理システムは、必ずしも全ての種類のウエハの生産効率の観点からは最適なものではないという問題がある。

本発明の目的は、基板の搬送における基板の位置ずれの発生を防止するとともに、全ての種類の基板の生産効率を最適化することができる基板搬送装置及び基板搬送方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の基板搬送装置は、基板を載置して該基板に処理を施す基板処理装置へ搬送する搬送手段を備える基板搬送装置において、前記基板における載置面の面状態を判定する面状態判定手段と、前記判定された面状態に基づいて前記搬送手段による前記基板の搬送速度を設定する搬送速度設定手段とを備えることを特徴とする。

請求項２記載の基板搬送装置は、請求項１記載の基板搬送装置において、前記面状態判定手段は、前記搬送手段により搬送される前記基板の搬送経路上に配置されることを特徴とする。

請求項３記載の基板搬送装置は、請求項１又は２記載の基板搬送装置において、前記搬送速度設定手段は、前記判定された面状態に基づいて前記載置面の摩擦係数を算出することを特徴とする。

請求項４記載の基板搬送装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板搬送装置において、前記搬送速度設定手段は、第１の所定の枚数の前記基板から判定された前記面状態に基づいて、第２の所定の枚数の前記基板の搬送速度を設定することを特徴とする。

請求項５記載の基板搬送装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板搬送装置において、前記基板の位置ずれ量を測定する位置ずれ量測定手段を備え、前記搬送速度設定手段は、前記基板の任意の搬送速度及び該任意の搬送速度に対応する前記位置ずれ量の関係に基づいて、前記基板の搬送速度を設定することを特徴とする。

請求項６記載の基板搬送装置は、請求項５記載の基板搬送装置において、前記位置ずれ量測定手段は、前記搬送手段により搬送される前記基板の搬送経路上に配置されることを特徴とする。

請求項７記載の基板搬送装置は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板搬送装置において、前記判定される面状態は面粗度であることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項８記載の基板搬送方法は、基板を載置して該基板に処理を施す基板処理装置へ搬出入する搬送手段によって前記基板を搬送する基板搬送方法であって、前記基板における載置面の面状態を判定する面状態判定ステップと、前記判定された面状態に基づいて前記搬送手段による前記基板の搬送速度を設定する搬送速度設定ステップとを有することを特徴とする。

請求項９記載の基板搬送方法は、請求項８記載の基板搬送方法において、前記搬送速度設定ステップは、前記判定された面状態に基づいて前記載置面の摩擦係数を算出することを特徴とする。

請求項１０記載の基板搬送方法は、請求項８又は９記載の基板搬送方法において、前記搬送速度設定ステップは、第１の所定の枚数の前記基板から判定された前記面状態に基づいて、第２の所定の枚数の前記基板の搬送速度を設定することを特徴とする。

請求項１１記載の基板搬送方法は、請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の基板搬送方法において、前記基板の位置ずれ量を測定する位置ずれ量測定ステップをさらに有し、前記搬送速度設定ステップは、前記基板の任意の搬送速度及び該任意の搬送速度に対応する位置ずれ量の関係に基づいて、前記基板の搬送速度を設定することを特徴とする。

請求項１記載の基板搬送装置及び請求項８記載の基板搬送方法によれば、基板における載置面の面状態が判定され、該判定された面状態に基づいて基板の搬送速度が設定されるので、処理が施される全ての種類の基板について基板の位置ずれの発生防止の観点から最適な搬送速度を設定することができ、もって、基板の位置ずれの発生を防止するとともに、全ての種類の基板の生産効率を最適化することができる。

請求項２記載の基板搬送装置によれば、基板の搬送経路上において基板における載置面の面状態が判定されるので、面状態の判定を効率よく行うことができ、生産効率を向上することができる。

請求項３記載の基板搬送装置及び請求項９記載の基板搬送方法によれば、判定された面状態に基づいて載置面の摩擦係数が算出されるので、基板の摩擦力を正確に予測することができ、基板の位置ずれの発生防止の観点からより最適な搬送速度を設定することができる。

請求項４記載の基板搬送装置及び請求項１０記載の基板搬送方法によれば、第１の所定の枚数の基板から判定された面状態に基づいて、第２の所定の枚数の基板の搬送速度が設定されるので、基板の枚葉毎に搬送速度を設定する必要が無く、生産効率をより向上することができる。

請求項５記載の基板搬送装置及び請求項１１記載の基板搬送方法によれば、基板の任意の搬送速度及び該任意の搬送速度に対応する基板の位置ずれ量の関係に基づいて、基板の搬送速度が設定されるので、基板の位置ずれの発生を防止しつつ、搬送速度をさらに向上することができる。

請求項６記載の基板搬送装置によれば、基板の搬送経路上において基板の位置ずれ量が測定されるので、基板の位置ずれ量の測定を効率よく行うことができ、さらに生産効率を向上することができる。

請求項７記載の基板搬送装置によれば、判定される面状態は面粗度であるので、センサ等により容易に測定することができ、もって基板搬送装置のコストを低減することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

まず、本発明の実施の形態に係る基板搬送装置及び基板搬送方法について説明する。

図１は、本実施の形態に係る基板搬送装置を備える基板処理システムの概略構成を示す平面図である。

図１において、基板処理システム１は、基板としての半導体ウエハＷに対して枚葉毎に成膜処理、拡散処理、エッチング処理等の各種処理を施す基板処理装置２と、該基板処理装置２に対して半導体ウエハＷを搬入、搬出するウエハ搬送装置（基板搬送装置）３とを備える。

基板処理装置２は、真空引き可能に構成されたトランスファモジュール（以下「Ｔ／Ｍ」という。）４と、ゲートバルブ５Ａ〜５Ｄを介してＴ／Ｍ４に連結された４つのプロセスチャンバ（以下「Ｐ／Ｃ」という。）６Ａ〜６Ｄとを有し、各Ｐ／Ｃ６Ａ〜６Ｄにおいて同種の或いは異種の処理を半導体ウエハＷに対して施すように構成されている。各Ｐ／Ｃ６Ａ〜６Ｄ内には、半導体ウエハＷを載置するためのサセプタ７Ａ〜７Ｄがそれぞれ配置されている。また、Ｔ／Ｍ４内には、屈伸及び旋回自在になされたフロッグレッグタイプの移載アーム８が配置され、該移載アーム８は各Ｐ／Ｃ６Ａ〜６Ｄ間や後述するロードロック室９Ａ，９Ｂ間において半導体ウエハＷを搬送する。なお、移載アーム８は、フロッグレッグタイプに限られず、スカラタイプやダブルアームタイプであってもよい。

一方、ウエハ搬送装置３は、ウエハカセット１０Ａ〜１０Ｄを載置するウエハカセット載置台１１と、Ｔ／Ｍ４に連結された２つのロードロック室（以下「Ｌ／Ｌ室」という。）９Ａ，９Ｂと、ウエハカセット載置台１１及びＬ／Ｌ室９Ａ，９Ｂの間に配置された大気搬送系のローダモジュール（以下「Ｌ／Ｍ」という。）１２とを有する。ウエハカセット載置台１１は上面が平面を呈する台状物であり、該上面には、図１に示すように、４つのウエハカセット１０Ａ〜１０Ｄが並列状に載置可能である。各ウエハカセット１０Ａ〜１０Ｄは、例えば、２５枚の半導体ウエハＷを等ピッチで多段に載置して収容する。

Ｌ／Ｍ１２は、直方体状の箱状物であり、内部において半導体ウエハＷを搬送するスカラタイプの搬送アーム（搬送手段）１３と、Ｌ／Ｍ１２の長さ方向に沿って中心部に延設されたガイドレール１４と、該ガイドレール１４に並設されたボールネジ１５を軸中心に回転駆動させる移動機構としての駆動モータ１７とを有する。

Ｌ／Ｍ１２の基板処理装置２側の側面には、Ｔ／Ｍ４との間を連結するために真空引き可能に構成された２つのＬ／Ｌ室９Ａ，９Ｂが配置されている。各Ｌ／Ｌ室９Ａ、９Ｂ内には、半導体ウエハＷを載置するウエハ載置台１９Ａ，１９Ｂが配置されていると共に、各Ｌ／Ｌ室９Ａ、９Ｂの前後には、Ｔ／Ｍ４或いはＬ／Ｍ１２へ連通するためのゲートバルブ２０Ａ，２０Ｂ及び２１Ａ，２１Ｂがそれぞれ配置されている。

また、Ｌ／Ｍ１２の基板処理装置２と反対側の側面には、ウエハカセット載置台１１が配置され、当該側面において各ウエハカセット１０Ａ〜Ｄに対応して設けられたシャッタ３７Ａ〜３７Ｄは、各ウエハカセット１０Ａ〜ＤとＬ／Ｍ１２内部を連通させる。

搬送アーム１３は、ガイドレール１４及びボールネジ１５に係合する基部１６を有し、該基部１６は、下部に設けられたガイドレール溝（図示せず）を介してガイドレール１４によりＬ／Ｍ１２の長さ方向に沿ってスライド移動可能に支持されると共に、図中左右方向に貫通して設けられたねじ穴（図示せず）によってボールネジ１５と螺合する。ここで、Ｌ／Ｍ１２の一端には、ボールネジ１５に連結された駆動モータ１７が配置されている。したがって、該駆動モータ１７を回転駆動することにより、搬送アーム１３はガイドレール１４に沿って自在に移動する。

また、搬送アーム１３は、屈伸可能に構成された多関節状の搬送アーム腕部２３と、該搬送アーム腕部２３の先端に取り付けたＵ字状のピック２４とを有し、該ピック２４は半導体ウエハＷを直接的に載置するように構成されている。該搬送アーム１３は、図２に示すように、同じく屈伸可能に構成されたマッピングアーム２５を有しており、該マッピングアーム２５の先端には、例えば、レーザ光を発して半導体ウエハＷの有無を確認するマッピングセンサ（図示せず）が配置されている。これらの搬送アーム腕部２３とマッピングアーム２５との各基端は、基部１６から立設されたアーム基端部支柱２６に沿って昇降する昇降台２７に連結されている。また、当該アーム基端部支柱２６は旋回可能に構成されている。ここで、ウエハカセット１０に収容されている半導体ウエハＷの位置を認識するために行うマッピング操作では、マッピングアーム２５を延ばした状態で、該マッピングアーム２５が上昇或いは下降することにより、ウエハカセット１０内における半導体ウエハＷの位置を確認する。

搬送アーム１３は、上述したように、ガイドレール１４に沿って移動自在であり、搬送アーム腕部２３によって屈曲自在であり、さらに、アーム基端部支柱２６によって旋回自在であるため、ピック２４に載置した半導体ウエハＷを、ウエハカセット１０Ａ〜１０Ｄ、後述のオリエンタ１８及びＬ／Ｌ室９Ａ，９Ｂの間において自在に搬送することができる。

また、Ｌ／Ｍ１２の他端には、半導体ウエハＷの位置決め（プリアライメント）を行う位置決め装置としてのオリエンタ１８が配置されている。該オリエンタ１８は、内部において駆動モータ（図示せず）によって回転される回転基準台２８を有し、該回転基準台２８は半導体ウエハＷを載置した状態で回転するように構成されている。回転基準台２８の外周には、半導体ウエハＷの周縁部を検出するための光学センサ（位置ずれ量測定手段）２９が配置されている。該光学センサ２９は、半導体ウエハＷの周縁部を挟んで対向するとともに、回転基準台２８の半径方向に沿って配置された所定の長さの発光素子及び受光素子からなる。

オリエンタ１８では、半導体ウエハＷをプリアライメントする際、回転基準台２８によって半導体ウエハＷを回転させつつ、光学センサ２９によってレーザ光を周縁部に照射し、受光素子におけるレーザ光の受光面積から半導体ウエハＷの位置ずれ量を測定し、該測定された位置ずれ量に基づいてプリアライメント機構（図示せず）によって半導体ウエハＷのプリアライメントを行う。

Ｌ／Ｍ１２の内部において各ウエハカセット１０Ａ〜１０Ｄに対応するシャッタ３７Ａ〜３７Ｄの前には、半導体ウエハＷの裏面（載置面）の面粗度を測定する面粗度センサ（面状態判定手段）３０Ａ〜３０Ｄがそれぞれ配置されている。該面粗度センサ３０は、図３に示すように、半導体ウエハＷの裏面に対向するように配置され、半導体ウエハＷの裏面におけるピック２４によって覆われていない部分に向けてレーザ光を照射すると共に、裏面から反射されたレーザ光を受光して半導体ウエハＷの裏面状態を判定する、すなわち面粗度を測定する。また、面粗度センサ３０は後述する制御部３６に接続され、測定した面粗度のデータを制御部３６に送信する。

面粗度センサ３０は半導体ウエハＷの裏面に向けてレーザ光を照射することによって当該裏面の面粗度を測定するが、面粗度センサ３０がＬＥＤからなり、該ＬＥＤにより裏面を照射して反射率を測定することによって半導体ウエハＷの裏面状態を判定してもよい。また、面粗度センサ３０が配置される場所は、搬送アーム１３による半導体ウエハＷの搬送経路上におけるいずれの場所でもよく、これにより、裏面の面粗度の測定のために半導体ウエハＷを搬送路以外の箇所へ搬送する必要をなくすことができるが、ウエハ搬送装置３では、搬送アーム１３がウエハカセット１０から半導体ウエハＷを取り出した後、シャッタ３７の前で一旦作動を停止するため、半導体ウエハＷの搬送効率の観点から、面粗度センサ３０は、上述したようにシャッタ３７の前に配置されるのが好ましい。

さらに、Ｌ／Ｍ１２の内部においてオリエンタ１８及びＬ／Ｌ室９Ａ，９Ｂの間における半導体ウエハＷの搬送経路上には、半導体ウエハＷの位置ずれ量を測定するウエハ位置測定器（位置ずれ量測定手段）３１が配置されている。ウエハ位置測定器３１は、図４に示すように、半導体ウエハＷの周縁部において互いに等間隔に配置される３つの光学センサ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃからなり、各光学センサ３２は、半導体ウエハＷの周縁部を挟んで対向するとともに、半導体ウエハＷの半径方向に沿って配置された所定の長さの発光素子３３及び受光素子３４、並びに、発光素子３３におけるレーザ光の発光面積に対する受光素子３４におけるレーザ光の受光面積の比率（受光率）を算出する受光率算出部３５を有する。また、受光率算出部３５は制御部３６に接続され、算出した受光率のデータを制御部３６に送信する。該受光率のデータを受信した制御部３６は、該受光率及び各光学センサ３２の配置方向に基づいて半導体ウエハＷの位置ずれ量を測定する。ウエハ位置測定器３１では、３方向において各光学センサ３２の受光率を算出するので、半導体ウエハＷの位置ずれ量を正確に測定することができる。また、受光率のデータを受信した制御部３６は、測定した位置ずれ量をベクトル解析することによって位置ずれ量の絶対値と位置ずれ方向を測定することができ、若しくは、各光学センサ３２の配置方向に基づいて予め定義されている基準点から半導体ウエハＷの位置までの差分を算出することによって位置ずれ量の絶対値と位置ずれ方向を測定することができる。

なお、上述したオリエンタ１８が光学センサ２９の代わりにウエハ位置測定器３１を備えていてもよく、また、ウエハ位置測定器３１は、半導体ウエハＷの搬送経路上に配置されるのであれば、Ｌ／Ｍ１２の内部ではなく、Ｔ／Ｍ４の内部に配置されていてもよい。

また、ウエハ搬送装置３は、ウエハ搬送装置３の各構成要素の動作を制御する制御部３６を備える。この制御部３６は、枚葉毎に、半導体ウエハＷの裏面の面粗度に基づいて搬送アーム１３による半導体ウエハＷの搬送速度を設定する。

具体的には、面粗度センサ３０によって測定された裏面の面粗度のデータを受信し、該受信した面粗度に基づいて、枚葉毎に、予め設定された面粗度−搬送速度テーブル等から搬送速度を抽出する、若しくは、予め定義された搬送速度算出式により搬送速度を算出する。そして、駆動モータ１７や搬送アーム腕部２３の動作を制御して、搬送アーム１３を得られた搬送速度で半導体ウエハＷを搬送するように作動させる。ここで、面粗度−搬送速度テーブルでは、各面粗度に対して半導体ウエハＷの位置ずれが発生しない最大の搬送速度（以下「最適搬送速度」という）が対応づけられ、搬送速度算出式は、各面粗度に対する最適搬送速度が算出されるように定義されている。

また、制御部３６は、最適搬送速度だけでなく、各面粗度に対して半導体ウエハＷの位置ずれが発生しない最大の搬送加速度を算出するように構成されていてもよい。例えば、制御部３６は、図５（Ａ）に示す台形駆動の場合や図５（Ｂ）に示すＳ字駆動の場合において、受信した面粗度データの値が大きいときには、最適搬送速度を大きく設定するだけでなく、最適搬送速度に至るまでの加速度も大きく設定し、受信した面粗度データの値が小さいときには、最適搬送速度を小さく設定するだけでなく、最適搬送速度に至るまでの加速度も小さく設定する。

以下、上述したウエハ搬送装置３において実行されるウエハ搬送方法について説明する。

図６は、図１のウエハ搬送装置において実行されるウエハ搬送処理のフローチャートである。図６の処理は半導体ウエハＷの枚葉毎に実行される。

図６において、搬送アーム１３がウエハカセット１０から半導体ウエハＷを取り出し（ステップＳ６１）、搬送アーム１３がシャッタ３７の前で一端作動を停止したとき、面粗度センサ３０が半導体ウエハＷの裏面の面粗度を測定し（面状態判定ステップ）（ステップＳ６２）、制御部３６が、測定された面粗度に基づいて、予め設定された面粗度−搬送速度テーブルや予め定義された搬送速度算出式により最適搬送速度を算出して（ステップＳ６３）、該算出した最適搬送速度を搬送アーム１３による半導体ウエハＷの搬送速度として設定し（搬送速度設定ステップ）（ステップＳ６４）、さらに、制御部３６は、駆動モータ１７や搬送アーム腕部２３の動作を制御して、搬送アーム１３を最適搬送速度で半導体ウエハＷを搬送するように作動させ（ステップＳ６５）、本処理を終了する。

上述したウエハ搬送装置３及びウエハ搬送方法によれば、半導体ウエハＷにおける裏面の面粗度が測定され、該測定された面粗度に基づいて搬送アーム１３による半導体ウエハＷの最適搬送速度が設定されるので、基板処理装置２で処理を施す、全ての種類の半導体ウエハＷのそれぞれについて最適搬送速度を設定することができ、もって、半導体ウエハＷの位置ずれの発生を防止するとともに、全ての種類の半導体ウエハＷのそれぞれについての生産効率を最適化することができる。

また、ウエハ搬送装置３によれば、搬送アーム１３による半導体ウエハＷの搬送経路上において半導体ウエハＷの裏面の面粗度及び半導体ウエハＷの位置ずれ量が測定されるので、面粗度及び半導体ウエハＷの位置ずれ量の測定を効率よく行うことができ、半導体ウエハＷの生産効率を向上することができる。

さらに、ウエハ搬送装置３によれば、測定される半導体ウエハＷの裏面状態は面粗度であるので、光学センサ等により容易に測定することができ、もってウエハ搬送装置３のコストを低減することができる。

上述したウエハ搬送装置３では、制御部３６が送信された面粗度から面粗度−搬送速度テーブルや搬送速度算出式に基づいて直接的に最適搬送速度を算出したが、制御部３６は送信された面粗度から直接的に最適搬送速度を算出するのではなく、裏面の摩擦係数を算出してもよい。これにより、算出された摩擦係数と半導体ウエハＷの重量とに基づいて摩擦力を正確に予測することができ、該予測された摩擦力を超えない慣性力が半導体ウエハＷに作用する最大の搬送速度を算出することにより、半導体ウエハＷの搬送速度をより最適なものにすることができる。

また、上述したウエハ搬送装置３では、制御部３６が、枚葉毎に半導体ウエハＷの裏面の面粗度に基づいて搬送アーム１３による半導体ウエハＷの搬送速度を設定したが、一定の枚数の同種の半導体ウエハＷに処理を施す場合、面粗度センサ３０が、１つのウエハカセット１０に収容されている半導体ウエハＷのうち、最初に処理される所定枚数（第１の所定の枚数）、例えば、５枚の半導体ウエハＷや同一ロットにおいて処理される半導体ウエハＷのうち、初期段階において処理される所定枚数（第１の所定の枚数）、例えば、５枚の半導体ウエハＷにおける裏面の面粗度を測定し、制御部３６は、測定された所定枚数の半導体ウエハＷにおける裏面の面粗度に基づいて、１つのウエハカセット１０に収容されている残り（第２の所定の枚数）の半導体ウエハＷや、同一ロットにおいて処理される残り（第２の所定の枚数）の半導体ウエハＷの搬送アーム１３による搬送速度を設定してもよい。これにより、半導体ウエハＷの枚葉毎に最適搬送速度を設定する必要が無く、制御部３６の演算回数を少なくすることができ、半導体ウエハＷの生産効率をより向上することができる。

上述したウエハ搬送装置３では、制御部３６は、算出した最適搬送速度を搬送アーム１３の搬送速度として設定したが、当該算出した最適搬送速度を移載アーム８の搬送速度として設定してもよく、この場合、制御部３６は、移載アーム８を最適搬送速度で半導体ウエハＷを搬送するように作動させる。

上述したウエハ搬送装置３では、最適搬送速度を算出するために面粗度−搬送速度テーブルを予め設定し、または、搬送速度算出式を予め定義する必要がある。これらの面粗度−搬送速度テーブルの設定や、搬送速度算出式の定義を行うためには、面粗度と最適搬送速度との相関関係を解析する必要がある。したがって、半導体ウエハＷに処理を施す前に、ウエハ搬送装置３において、各面粗度に対応する最適搬送速度を学習する必要があるため、ウエハ搬送装置３では以下に説明する最適搬送速度の学習方法が実行される。

図７は、図１のウエハ搬送装置において実行される最適搬送速度の学習処理のフローチャートである。

図７において、例えば、ユーザによってウエハ搬送装置３に接続されたユーザインターフェイス（図示せず）に表示されたメニューから最適搬送速度の学習モードが選択されると、まず、制御部３６は、複数の任意の学習用搬送速度、例えば、高速、中速、低速のいずれかを試験速度として設定し、さらに、各速度に対応する学習用ウエハ枚数（以下「試験枚数」という。）を設定する（ステップＳ７１）。

次いで、搬送アーム１３がウエハカセット１０から半導体ウエハＷを取り出し（ステップＳ７２）、搬送アーム１３がシャッタ３７の前で一端作動を停止したとき、面粗度センサ３０が半導体ウエハＷの裏面の面粗度を測定し（ステップＳ７３）、さらに、搬送アーム１３は、半導体ウエハＷを試験速度でオリエンタ１８まで搬送し（ステップＳ７４）、オリエンタ１８は、光学センサ２９によって半導体ウエハＷの位置ずれ量を測定し（位置ずれ量測定ステップ）（ステップＳ７５）、該測定された位置ずれ量のデータを制御部３６に送信する。

次いで、制御部３６はメモリ（図示せず）に測定された面粗度及び位置ずれ量のデータを格納し（ステップＳ７６）、試験速度で搬送された半導体ウエハＷの枚数が試験速度の試験枚数以上であるか否かを判別する（ステップＳ７７）。

搬送された半導体ウエハＷの枚数が試験枚数未満である場合には、そのままステップＳ７２に戻る一方、搬送された半導体ウエハＷの枚数が試験枚数以上である場合には、位置ずれ量を測定していない他の学習用搬送速度があるか否かを判別し（ステップＳ７８）、他の学習用搬送速度がある場合には、他の学習用搬送速度を新たな試験速度として設定すると共に、当該新たな試験速度の試験枚数を設定して（ステップＳ７９）ステップＳ７２に戻る一方、他の学習用搬送速度が無い場合には、ステップＳ８０に進行する。

次いで、ステップＳ８０において、高速、中速、低速の全ての学習用搬送速度について裏面の面粗度と位置ずれ量をメモリに格納した制御部３６は、各速度について面粗度の平均値と、位置ずれ量の平均値及び標準偏差（σ）とを算出し、所定の許容位置ずれ量と位置ずれ量の平均値＋３σとを比較して、位置ずれ量の平均値＋３σが所定の許容位置ずれ量を超えず、且つ所定の許容位置ずれ量と位置ずれ量の平均値＋３σとの差が最も小さくなる学習用搬送速度を判定し、該判定された学習用搬送速度を当該学習用搬送速度に対応する面粗度の平均値における最適搬送速度として算出し（ステップＳ８１）、該算出した最適搬送速度をメモリに格納して本処理を終了する。

上述した図７の処理は、以前に基板処理装置２で処理を施したことがない種類の半導体ウエハＷを格納するウエハカセット１０がウエハカセット載置台１１に載置される度に、実行される。そして、所定の数の最適搬送速度及び該最適搬送速度に対応する面粗度の平均値がメモリに格納されると、制御部３６は、メモリに格納された所定の数の最適搬送速度及び該最適搬送速度に対応する面粗度の平均値に基づいて、最適搬送速度と面粗度の相関関係を解析して、面粗度−搬送速度テーブルの設定や、搬送速度算出式の定義を行う。

上述した最適搬送速度の学習方法によれば、複数の任意の学習用搬送速度のそれぞれにおいて、各学習用搬送速度に対応する半導体ウエハＷの位置ずれ量、及び当該半導体ウエハＷの裏面の面粗度が測定され、所定の許容位置ずれ量と測定された位置ずれ量の平均値＋３σとの比較において、位置ずれ量の平均値＋３σが所定の許容位置ずれ量を超えず、且つ所定の許容位置ずれ量と位置ずれ量の平均値＋３σとの差が最も小さくなる学習用搬送速度が、当該面粗度における最適搬送速度として設定されるので、発生する半導体ウエハＷの位置ずれ量と所定の許容位置ずれ量との差を極小にしつつ、搬送速度をさらに向上することができる。

上述した最適搬送速度の学習方法では、シャッタ３７の前からオリエンタ１８までの搬送における位置ずれ量を測定したが、オリエンタ１８において半導体ウエハＷをプリアライメントした後、半導体ウエハＷを搬送アーム１３によって試験速度でウエハ位置測定器３１まで搬送し、ウエハ位置測定器３１によって半導体ウエハＷの位置ずれ量を測定してもよい。この場合、搬送前に半導体ウエハＷがプリアライメントされるので、ウエハ位置測定器３１によって測定された位置ずれ量は、オリエンタ１８からウエハ位置測定器３１までの搬送における位置ずれ量を真に表す。したがって、当該位置ずれ量に基づいて最適搬送速度を学習すると、最適搬送速度をより正確なものにすることができる。

また、測定される位置ずれ量は、上述したシャッタ３７の前及びオリエンタ１８の間、又はオリエンタ１８及びウエハ位置測定器３１の間の位置ずれ量に限られず、例えば、途中で処理が行われるように、オリエンタ１８→Ｌ／Ｌ室９→Ｔ／Ｍ４→Ｐ／Ｃ６→Ｔ／Ｍ４→Ｌ／Ｌ室９→オリエンタ１８の搬送における位置ずれ量であってもよく、この場合、基板処理装置２における搬送で発生する位置ずれ量、すなわち、移載アーム８の搬送による位置ずれ量を考慮に入れて最適搬送速度を設定することができる。

上述した最適搬送速度の学習方法では、算出した最適搬送速度を一端メモリに格納したが、最適搬送速度を算出した後、直ちにウエハカセット１０に収容されている残りの半導体ウエハＷや、同一ロットにおける残りの半導体ウエハＷに処理を施す場合には、制御部３６は、算出した最適搬送速度をメモリに格納せず、且つ各半導体ウエハＷの裏面の面粗度を測定することなく、搬送アーム１３を当該最適搬送速度で半導体ウエハＷを搬送するように作動させてもよい。これにより、作業効率をさらに向上することができる。

上述した実施の形態では、本発明をウエハ搬送装置に適用した場合について説明したが、本発明が適用可能な装置はこれに限られず、例えば、上述した基板処理装置２、塗布現像装置、基板洗浄装置、熱処理装置、蝕刻装置、又は基板検査装置等の半導体ウエハＷを搬送する搬送手段、例えば、移載アーム８等を有する装置であれば本発明を適用することができる。

また、上述した実施の形態では、搬送される基板が半導体ウエハであったが、搬送される基板はこれに限られず、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＦＰＤ（Flat Panel Display）等のガラス基板であってもよい。

また、上述した実施の形態におけるウエハ搬送装置３に接続される基板処理装置２は、Ｔ／Ｍ４の周りに放射状に配置された４つのＰ／Ｃ６Ａ〜６Ｄと、Ｔ／Ｍ４内に配置された１つの移載アーム８とを有するが、ウエハ搬送装置３に接続される基板処理装置はこれに限られず、例えば、図８に示す、Ｔ／Ｍ８１の周りに放射状に配置された６つのＰ／Ｃ８２Ａ〜８２Ｆと、Ｔ／Ｍ８１内に配置された２つのスカラタイプの搬送アームからなるダブルアームタイプの移載アーム８３とを有する基板処理装置８０や、図９に示す、Ｐ／Ｃ９１及びスカラタイプの移載アーム９２を内蔵するＬ／Ｌ室９３から構成されるプロセスシップ９４を２つ備え、各プロセスシップ９４が互いに平行に配置される基板処理装置９０であってもよい。なお、ウエハ搬送装置３に基板処理装置９０が接続される場合、ウエハ搬送装置３はＬ／Ｌ室９Ａ，９Ｂを備えず、Ｌ／Ｍ１２が各Ｌ／Ｌ室９３に接続される。

本実施の形態に係る基板搬送装置を備える基板処理システムの概略構成を示す平面図である。 図１のウエハ搬送装置における搬送アームの概略構成を示す側面図である。 図１のウエハ搬送装置における面粗度センサの概略構成を示す図であり、図３（Ａ）は平面図であり、図３（Ｂ）は側面図である。 図１のウエハ搬送装置におけるウエハ位置測定器の概略構成を示す図であり、図４（Ａ）は平面図であり、図４（Ｂ）は側面図である。 図１のウエハ搬送装置における制御部３６による最適搬送速度の制御例を示す図であり、図５（Ａ）は台形駆動の場合であり、図５（Ｂ）はＳ字駆動の場合である。 図１のウエハ搬送装置において実行されるウエハ搬送処理のフローチャートである。 図１のウエハ搬送装置において実行される最適搬送速度の学習処理のフローチャートである。 図１のウエハ搬送装置に接続される他の基板処理装置の概略構成を示す図である。 図１のウエハ搬送装置に接続されるさらに他の基板処理装置の概略構成を示す図である。

符号の説明

Ｗ 半導体ウエハ
１ 基板処理システム
２，８０，９０ 基板処理装置
３ ウエハ搬送装置
４，８１ Ｔ／Ｍ（トランスファモジュール）
５Ａ〜５Ｄ，２０Ａ，２０Ｂ，２１Ａ，２１Ｂ ゲートバルブ
６Ａ〜６Ｄ，８２Ａ〜Ｆ，９１ Ｐ／Ｃ（プロセスチャンバ）
７Ａ〜７Ｄ サセプタ
８，８３，９２ 移載アーム
９Ａ〜９Ｄ，９３ Ｌ／Ｌ（ロードロック）室
１０Ａ〜１０Ｄ ウエハカセット
１１ ウエハカセット載置台
１２ Ｌ／Ｍ（ローダモジュール）
１３ 搬送アーム
１４ ガイドレール
１５ ボールネジ
１６ 基部
１７ 駆動モータ
１８ オリエンタ
１９Ａ，１９Ｂ ウエハ載置台
２３ 搬送アーム腕部
２４ ピック
２５ マッピングアーム
２６ アーム基端部支柱
２７ 昇降台
２８ 回転基準台
２９ 光学センサ
３０，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ 面粗度センサ
３１ ウエハ位置測定器
３３ 発光素子
３４ 受光素子
３５ 受光率算出部
３６ 制御部
３７ シャッタ
９４ プロセスシップ

Claims (11)

1. 基板を載置して該基板に処理を施す基板処理装置へ搬送する搬送手段を備える基板搬送装置において、
   前記基板における載置面の面状態を判定する面状態判定手段と、
   前記判定された面状態に基づいて前記搬送手段による前記基板の搬送速度を設定する搬送速度設定手段とを備えることを特徴とする基板搬送装置。
2. 前記面状態判定手段は、前記搬送手段により搬送される前記基板の搬送経路上に配置されることを特徴とする請求項１記載の基板搬送装置。
3. 前記搬送速度設定手段は、前記判定された面状態に基づいて前記載置面の摩擦係数を算出することを特徴とする請求項１又は２記載の基板搬送装置。
4. 前記搬送速度設定手段は、第１の所定の枚数の前記基板から判定された前記面状態に基づいて、第２の所定の枚数の前記基板の搬送速度を設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板搬送装置。
5. 前記基板の位置ずれ量を測定する位置ずれ量測定手段を備え、
   前記搬送速度設定手段は、前記基板の任意の搬送速度及び該任意の搬送速度に対応する前記位置ずれ量の関係に基づいて、前記基板の搬送速度を設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板搬送装置。
6. 前記位置ずれ量測定手段は、前記搬送手段により搬送される前記基板の搬送経路上に配置されることを特徴とする請求項５記載の基板搬送装置。
7. 前記判定される面状態は面粗度であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板搬送装置。
8. 基板を載置して該基板に処理を施す基板処理装置へ搬出入する搬送手段によって前記基板を搬送する基板搬送方法であって、
   前記基板における載置面の面状態を判定する面状態判定ステップと、
   前記判定された面状態に基づいて前記搬送手段による前記基板の搬送速度を設定する搬送速度設定ステップとを有することを特徴とする基板搬送方法。
9. 前記搬送速度設定ステップは、前記判定された面状態に基づいて前記載置面の摩擦係数を算出することを特徴とする請求項８記載の基板搬送方法。
10. 前記搬送速度設定ステップは、第１の所定の枚数の前記基板から判定された前記面状態に基づいて、第２の所定の枚数の前記基板の搬送速度を設定することを特徴とする請求項８又は９記載の基板搬送方法。
11. 前記基板の位置ずれ量を測定する位置ずれ量測定ステップをさらに有し、
    前記搬送速度設定ステップは、前記基板の任意の搬送速度及び該任意の搬送速度に対応する位置ずれ量の関係に基づいて、前記基板の搬送速度を設定することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の基板搬送方法。

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