JP2006351883A - 基板搬送機構及び処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 スループットを高く維持できると共に、基板を搬送目標位置に位置ずれなく正確に移載することができる基板搬送機構を提供する。
【解決手段】 円形の基板Ｗを搬送する基板搬送機構において、基板を保持するピック６２を先端に有して屈伸及び旋回可能になされた搬送アーム部６０と、前記基板の搬送経路上の待機場所に設けられて前記基板の有無を検出する光センサ部６８と、前記待機場所を通って搬送される前記基板の旋回方向と直進方向における前記光センサ部の各出力を検出する出力検出部７２と、前記出力検出部で得られた各検出値と、前記基板の予め測定された半径と、予め定められた基準値とに基づいて前記基板の旋回方向のずれ量である旋回ずれ量と直進方向のずれ量である直進ずれ量とを求めるずれ量演算部７４と、前記旋回ずれ量と前記直進ずれ量とを相殺するように前記搬送アーム部を制御するアーム制御部７６とを備える。
【選択図】 図５

Description

本発明は、半導体ウエハ等の円形の基板を搬送するための基板搬送機構及びこの基板に対して所定の処理を施すための処理システムに関する。

一般に、半導体デバイスを製造する際の装置としては、半導体ウエハ等の円形の基板に対して所定の処理を繰り返し施すために、多種多様な処理チャンバが組み合わされており、これらのチャンバ同士間及び基板を多数枚収容するカセットと上記チャンバとの間などに基板を自動的に受け渡しを行なうために基板搬送機構が設けられている。この基板搬送機構は、例えば屈伸及び旋回自在になされた搬送アーム部を有しており、この搬送アーム部の先端に設けたピックに基板を保持させた状態で、これを搬送位置（移載位置）まで水平移動して基板を所定の位置まで搬送するようになっている。

この場合、搬送アーム部の動作中にこれが他の部材と干渉乃至衝突することを避けなければならないばかりか、ある一定の場所に置かれている基板を適正に保持し、且つこの基板を目的とする位置まで搬送し、適正な場所に精度良く受け渡す必要がある。

例えば上記基板に所定の処理を施す装置として、複数の処理チャンバと、これらの各チャンバを共通に連結した共通搬送室とを有し、この共通搬送室内に設けた基板搬送機構により、各処理チャンバ間に基板を搬入搬出させるようにした処理システムが知られている。そして、この共通搬送室の天井部、或いは底部には、上記各処理チャンバの入口付近に対応させてピック上に基板を支持しているか否かを検知する基板存否検出用の光学センサを設けており、基板がピック上に存在すること、或いは存在しないことを確認して、例えば処理チャンバとの間を仕切るゲートバルブの開閉を行うようになっている。

この種の処理システムでは、例えば特許文献１に開示されているように上記複数の処理チャンバの内の特定の処理チャンバの入口付近に光検出センサを設けて基板位置を検出することにより、基板がピック上に位置精度良く正しく保持されているか否かを検出するようにしたり、或いは特許文献２に開示されているように、共通搬送室にラインセンサを設けると共に、搬送アーム部にウイングを設け、これと基板との相対位置関係を検出することにより、基板がピック上に位置精度良く正しく保持されているか否かを検出するようになっている。そして、ここで位置ずれが判明した場合には、その位置ずれ量を相殺するように搬送アーム部の動作を制御するようになっている。

特開平１０−２２３７３２号公報 特開２００１−３３８９６９号公報

上述したように、従来の基板位置ずれ検出装置によれば、基板を処理チャンバへ搬入する時、或いは基板を処理チャンバから搬出する時などに、それぞれピック上における基板の位置ずれ量を検出することができる。
しかしながら、上記した従来の基板位置ずれの検出装置は、ピック上に基板が存在するか否かを検出する基板存否検出用の光学センサの他に、基板の位置ずれ量を検出する光検出センサを設けなければならず、その分、コスト高になってしまう、という問題があった。

また基板の搬送経路によっては、上記光検出センサやラインセンサにて基板の位置ずれを検出するために基板の搬送経路をセンサ設置位置を通過するように迂回させて設定しなければならず、そのため基板の搬送に時間を要してしまい、その分、スループットが低下してしまう、といった問題もあった。

また円形の基板自体の直径は、例えば３００ｍｍ或いは２００ｍｍウエハの場合には、±０．２ｍｍという高い寸法精度が要求されており、この±０．２ｍｍ範囲内の直径の変動は許容しなければならない。
このような状況下で、基板の搬送の位置精度も±０．２ｍｍ以内という高い設計ルールが適用される傾向にあることから、上記した個体差による基板直径の変動量が基板の搬送位置精度に悪影響を与える場合が生ずる、という問題もあった。

本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、ピックに対する基板の位置ずれ量を、簡単な構成で個体差による基板の直径の変動の影響を受けることなく的確に認識することができるようにして、もってスループットを高く維持できると共に、基板を搬送目標位置に位置ずれなく正確に移載することができる基板搬送機構及びこれを用いた処理システムを提供することにある。

請求項１に係る発明は、円形の基板を搬送する基板搬送機構において、基板を保持するピックを先端に有して屈伸及び旋回可能になされた搬送アーム部と、前記基板の搬送経路上の待機場所に設けられて前記基板の有無を検出する光センサ部と、前記待機場所を通って搬送される前記基板の旋回方向と直進方向における前記光センサ部の各出力を検出する出力検出部と、前記出力検出部で得られた各検出値と、前記基板の予め測定された半径と、予め定められた基準値とに基づいて前記基板の旋回方向のずれ量である旋回ずれ量と直進方向のずれ量である直進ずれ量とを求めるずれ量演算部と、前記旋回ずれ量と前記直進ずれ量とを相殺するように前記搬送アーム部を制御するアーム制御部と、を備えたことを特徴とする基板搬送機構である。
本発明によれば、ピックに対する基板の位置ずれ量を、簡単な構成で個体差による基板の直径の変動の影響を受けることなく的確に認識することができるので、スループットを高く維持できると共に、基板を搬送目標位置に位置ずれなく正確に移載することができる。

この場合、例えば請求項２に規定するように、前記基板の半径値は、前記基板のエッジを光学的に検出することができる位置決め機構により求められる。
また例えば請求項３に規定するように、前記基準値は、前記搬送される基板の旋回方向における基準値である旋回基準値と、前記搬送される基板の直進方向における基準値である直進基準値とを含む。
また例えば請求項４に規定するように、前記旋回基準値と前記直進基準値とはティーチング操作により予め設定される。
また例えば請求項５に規定するように、前記ずれ量演算部は、前記基準値及び前記予め測定された半径を記憶する記憶部を有する。

請求項６に係る発明は、円形の基板に対して所定の処理を施す処理システムにおいて、前記基板に対して所定の処理を施すための複数の処理チャンバと、前記処理チャンバが共通に接続された共通搬送室と、前記共通搬送室内に設けられた前記いずれかの基板搬送機構と、前記共通搬送室に連結されて真空引き及び大気圧復帰が可能になされたロードロック室と、前記ロードロック室に連結されて前記基板を搬出入するためのローダ室と、前記基板のエッジを光学的に検出して前記基板の半径を測定することができる位置決め機構と、装置全体の動作を制御する装置制御部と、を備えたことを特徴とする処理システムである。

本発明の基板搬送機構及び処理システムによれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
ピックに対する基板の位置ずれ量を、簡単な構成で個体差による基板の直径の変動の影響を受けることなく的確に認識することができるので、スループットを高く維持できると共に、基板を搬送目標位置に位置ずれなく正確に移載することができる。

以下に、本発明に係る基板搬送機構及び処理システムの一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る基板搬送機構を用いた処理システムを示す概略構成図、図２は位置決め機構を示す側面図、図３は位置決め機構へ基板を載置した状態を示す平面図、図４は位置決め機構における検出波形の一例を示す図、図５は本発明に係る基板搬送機構を示す概略構成図、図６は待機場所におけるピックと光センサ部との関係を示す断面図、図７は待機場所におけるピックと光センサ部との位置関係を示す平面図である。

まず、図１を参照してクラスタツール型の処理システムについて説明する。この処理システム２は、例えば半導体ウエハ等の円形の基板Ｗに対して成膜処理、拡散処理、エッチング処理等の各種の処理を行なう処理ユニット４と、この処理ユニット４に対して基板Ｗを搬入、搬出させる搬送ユニット６とにより主に構成される。
処理ユニット４は、真空引き可能になされた共通搬送室８と、ゲートバルブ１０Ａ〜１０Ｄを介して連結された４つの処理チャンバ１２Ａ〜１２Ｄよりなり、各チャンバ１２Ａ〜１２Ｄにおいて同種の或いは異種の処理を基板Ｗに対して施すようになっている。各チャンバ１２Ａ〜１２Ｄ内には、基板Ｗを載置するためのサセプタ１４Ａ〜１４Ｄがそれぞれ設けられる。また、共通搬送室８内には、本発明に係る屈伸及び旋回自在になされた第１の基板搬送機構１６が設けられ、各チャンバ１２Ａ〜１２Ｄ間や後述するロードロック室間と基板Ｗの受け渡しを行なうようになっている。尚、この第１の基板搬送機構１６の構成は後述する。

一方、搬送ユニット６は、カセット容器を載置するカセットステージ１８と基板Ｗを搬送して受け渡しを行なうための第２の基板搬送機構２０を移動させる搬送ステージ２２よりなる。カセットステージ１８には、容器載置台２４が設けられ、ここに複数、図示例にあっては最大４つのカセット容器２６Ａ〜２６Ｄを載置できるようになっている。各カセット容器２６Ａ〜２６Ｄには、最大例えば２５枚のウエハＷを等ピッチで多段に載置して収容できるようになっている。
搬送ステージ２２には、その中心部を長さ方向に沿って延びる案内レール２８が設けられており、この案内レール２８に上記第２の基板搬送機構２０がスライド移動可能に支持されている。この案内レール２８には、移動機構として例えばボールネジ（図示せず）が並設されており、このボールネジに上記第２の基板搬送機構２０の基部が嵌装されており、このボールネジの端部に設けた駆動モータ３２を回転駆動することにより、第２の基板搬送機構２０は案内レール２８に沿ってＸ方向へ移動することになる。

また、搬送ステージ２２の他端には、基板の位置決めを行なう位置決め機構としてのオリエンタ３６が設けられ、更に、搬送ステージ２２の途中には、上記共通搬送室８との間を連結するために真空引き可能になされた２つのロードロック室３８Ａ、３８Ｂが設けられる。各ロードロック室３８Ａ、３８Ｂ内には、基板Ｗを載置する基板載置台４０Ａ、４０Ｂが設けられると共に、各ロードロック室３８Ａ、３８Ｂの前後には、共通搬送室８或いは搬送ステージ２２へ連通するためのゲートバルブ４２Ａ、４２Ｂ及び４４Ａ、４４Ｂがそれぞれ設けられる。そして、この処理システム２の全体の動作は、例えばマイクロコンピュータ等よりなる装置制御部４６によりその動作が制御されるようになっている。

上記オリエンタ３６は、図２及び図３にも示すように駆動モータ５０によって回転される回転台５２を有しており、この上に基板Ｗを載置した状態で回転するようになっている。この回転台５２の外周には、基板Ｗの周縁部を検出するための光学的センサ部５４が設けられる。この光学的センサ部５４は回転台５２の半径方向に沿って配置した所定の長さの発光素子５４Ａと例えばラインセンサよりなる受光素子５４Ｂとよりなり、光をウエハ端部に照射してこの変動を検出できるようになっている。そして、検出演算部５６では図４に示すような波形が基板Ｗのずれ量、ずれ方向及び基板Ｗに形成されている切り欠きとしての例えばノッチ５８の回転位置、すなわち方位、及び基板Ｗの半径Ｒを認識できるようになっている。尚、ここでは得られた半径Ｒの値は、後述するように第１の基板搬送機構１６へデータとして送られる。

図３中において、Ｏは回転台５２の中心（回転中心）であり、Ｗ０は基板Ｗの中心である。従って、ずれ量はΔｒとなり、また、図４に示す波形はΔｒに相当する振幅のサイン曲線となっている。そして、このサイン曲線の平均値が基板Ｗの半径Ｒとなる。更に、ずれ方向は振幅が最小となる回転位置である。このずれ量Δｒがゼロならば、出力波形はノッチ５８に対応する部分を除き、直線状となる。また、ノッチ５８に対応する部分には、その回転位置を示す信号５８Ａが表れている。これにより、予め設定された基準位置からのノッチ５８までの回転位置のずれを検出することができる。図４では２枚の基板の出力波形Ｍａ、Ｍｂと、その半径Ｒａ、Ｒｂが示されている。この切り欠きは、１２インチ基板ではノッチ６４となるが、８インチ、或いは６インチ基板ではノッチまたはオリエンテーションフラットになる。

一方、上記第１の基板搬送機構１６（図１参照）は、左右に対向するように配置した一対の搬送アーム部６０を有しており、各搬送アーム部６０は同一の回転軸を中心として、屈伸及び旋回可能になされている。そして、各搬送アーム部６０の先端には、基板Ｗを載置して保持するための２股状のピック６２が設けられており、このピック６２上に基板Ｗを載置して搬送目標位置へ搬送（移載）したり、或いは基板Ｗを取り出して搬出できるようになっている。この第１の基板搬送機構１６により、基板Ｗは処理チャンバ１２Ａ〜１２Ｄ間や処理チャンバ１２Ａ〜１２Ｄとロードロック室３８Ａ、３８Ｂとの間で移載が行われる。

ここでは第１の基板搬送機構１６の１つの搬送アーム部６０を例にとって、図５乃至図７を参照して説明する。上記搬送アーム部６０は、図５に示すように、例えば２軸が同軸状に回転自在になされた同軸回転軸６４に屈曲及び旋回可能に支持されている。この搬送アーム部６０は、屈伸用モータ６６Ａの正逆回転により搬送アーム部６０を屈伸させ、旋回用モータ６６Ｂの正逆回転により搬送アーム部６０を旋回動作できるようになっている。この搬送アーム部６０の先端に、上述したように２股のピック６２が取り付けられる。

そして、上記共通搬送室８の天井部、或いは底部には、上記各処理チャンバ１２Ａ〜１２Ｄ及び２つのロードロック室３８Ａ、３８Ｂの搬出入口に対応させて、基板Ｗの搬出入時に基板Ｗ（ピック６２）を一時的に停止させる待機場所が設定されており、この各待機場所に対応させて基板Ｗの有無を検出する６個の光センサ部６８が設けられている。すなわち上記待機場所は、基板Ｗの搬送経路上に設けられることになり、この待機場所より搬送アーム部６０を伸長させることにより、処理チャンバ内やロードロック室内へ基板Ｗを搬入できるようになっている。

図６は上記６個の光線センサ部６８の内の１つを示している。図６に示すように、基板Ｗを一時的に停止させる待機場所７０の上部には、光センサ部６８の例えば発光素子６８Ａが設けられ、下部には受光素子６８Ｂが設けられる（図７参照）。具体的には、共通搬送室６の天井部に、例えば石英ガラスよりなる窓９２をＯリング等のシール部材９４を介して気密に設け、この窓９２の上部に上記発光素子６８Ａを設ける。そして、上記天井部に対向する底部に、上記と同じく石英ガラスよりなる窓９６をＯリング等のシール部材９８を介して気密に設け、この窓９８の下部に上記受光素子６８Ｂを設ける。上記発光素子６８Ａは、例えばレーザ発光素子やＬＥＤ素子よりなり、これより発する検査光６９を受光素子６８Ｂで受けて、ウエハＷの存否やピック６２の存否を検出できるようになっている。尚、上記とは逆に天井部に受光素子６８Ｂを設け、底部に発光素子６８Ａを設けるようにしてもよい。そして、上記光センサ部６８は、図１及び図５にも示すように、上記各処理チャンバ及びロードロック室に対応させて、ここでは６個設けられる。

そして、この第１の基板搬送機構１６は、更に、上記各光センサ部６８の各出力を検出する出力検出部７２、上記出力検出部７２で得られた各検出値と、基板Ｗの予め設定された半径と、予め定められた基準値とに基づいて基板Ｗの旋回方向のずれ量である旋回ずれ量と直進方向のずれ量である直進ずれ量とを求めるずれ量演算部７４及び上記ピック６２に保持されている基板Ｗを搬送目標位置に移載する際に上記ずれ量を相殺するように上記搬送アーム部６０の動作を制御するアーム制御部７６を有している。また上記ずれ量演算部７４は、予め求められた上記基準値や予め測定された半径を記憶する記憶部７８を有している。これらの出力検出部７２、ずれ量演算部７４、アーム制御部７６及び記憶部７８は、例えば１つのコンピュータによって構成されている。尚、このアーム制御部７６は、ピック６２が基板Ｗを保持しているべきなのに保持していないと判断した時、或いは逆にピック６２が基板Ｗを保持していないべきなのに保持していると判断した時には、搬送アーム部６０の駆動を停止する安全機能を有している。

ここで上記基準値としては、搬送される基板Ｗの旋回方向における基準値である旋回基準値と、搬送される基板Ｗの直進方向における基準値である直進基準値とを含み、これらはティーチング操作により予め設定されて、上記したように記憶部７８に記憶される。この旋回基準値及び直進基準値については後述する。
図１に戻って、上記第２の基板搬送機構２０は、高さを異ならせて上下２段に並ぶように配置した一対の搬送アーム部８０を有しており、各搬送アーム部８０は同一の回転軸を中心として、一体的に旋回可能になされると共に、それぞれ同一方向へ屈伸可能になされている。そして、各搬送アーム部８０の先端には、基板Ｗを載置して保持するための２股状のピック８２が設けられており、このピック８２上に基板Ｗを載置して搬送目標位置へ搬送（移載）したり、或いは基板Ｗを取り出して搬出できるようになっている。この第２の基板搬送機構２０により、基板Ｗはカセット容器２６Ａ〜２６Ｄ、ロードロック室３８Ａ、３８Ｂ及びオリエンタ３８間で移載が行われる。

次に、以上のように構成された処理システム２を用いて行われる基板Ｗの搬送方法について説明する。
まず実際に基板の搬送動作を開始する前に第１及び第２の基板搬送機構１６、２０の動作の基準となる基準位置（停止位置）、すなわち動作の起点及び動作の終点の各座標をティーチング操作により教え込む。具体的には、第１の基板搬送機構１６を例にとると、この第１の基板搬送機構１６の各ピック６２に基板をマニュアル等によって高い位置精度で適正に載置し、各光センサ部６８が設けられている待機場所７０（図６参照）における停止位置の座標を停止基準位置として設定する。これにより、搬送アーム部６０のピック６２はこの停止基準位置に正確に停止したり、この停止基準位置を起点として動作が開始する。

そして、この停止基準位置を起点として、或いは終点として旋回方向及び直進方向へ搬送アーム６０を自動で移動させ、その時に光センサ部６８によって旋回基準値と直進基準値とを得て、これを記憶部７８（図５参照）に予め記憶しておく。この時の各基準値の求め方を、図８乃至図１２を参照して説明する。

図８は搬送アーム部６０のピック６２を旋回方向及び直進方向へ移動させた時のピック６２と受光素子６８Ｂとの位置関係を示し、図８（Ａ）が旋回方向の場合を示し、図８（Ｂ）が直線方向の場合を示す。図９〜図１２はピックを移動させた時の受光素子６８Ｂの出力（オン・オフ）を示しており、図９は図８（Ａ）においてピック６２を矢印Ａ１の方向へ移動させた時の出力を示し、図１０は図８（Ａ）においてピック６２を矢印Ａ２の方向へ移動させた時の出力を示す。図１１は図８（Ｂ）においてピック６２を矢印Ｂ１の方向へ移動させた時の出力を示し、図１２は図８（Ｂ）においてピック６２を矢印Ｂ２の方向へ移動させた時の出力を示す。図９〜図１２の各図において（Ａ）は基板の”ずれ無し”の時、すなわち基準値を求める時の出力パターンをそれぞれ示し、（Ｂ）は”ずれ有り”の時、すなわち製品用の基板を実際に搬送した時の出力パターンの一例をそれぞれ示す。

例えば図９（Ａ）に示す場合は、図８（Ａ）において、矢印Ａ１の方向にピック６２を旋回移動しており、仮想線で示すピック６２が矢印Ａ１に沿って移動して、待機場所にて実線で示すようにピック６２（アーム）が停止する。この時、ティーチング操作のために位置精度良くピック６２上に保持された基板Ｗによって発光素子６８Ａからの検査光６９（図６参照）は遮断されるので、遮断開始（オフ）からアーム停止までの旋回角度θ０を、旋回基準値θ０として記憶部７８に記憶する。尚、図９（Ｂ）は、ティーチング以外の製品基板を搬送する時の出力パターンを示しており、ここでは、旋回角度θ１を示している。

この場合、図８（Ａ）において、上記とは逆の操作を行って実線で示すピック６２の位置から矢印Ａ２に示すように仮想線で示すピック６２に向けて旋回移動させると、図１０（Ａ）に示すようにアーム起動開始から発光素子６８Ａがオンになるまでの旋回角度が上記と同じ旋回角度θ０となり、これが旋回基準値θ０となる。尚、同様に図１０（Ｂ）はティーチング以外の製品基板を搬送する時の出力パターンを示しており、ここでは図９（Ｂ）と同様に旋回角度θ１を示している。

実際の基板Ｗの搬送時には、上記旋回基準値θ０と旋回角度θ１との差Δθが旋回方向のずれ量である旋回ずれ量となる。尚、ティーチング操作では、上記矢印Ａ１、Ａ２の内のいずれか一方の操作を行えばよいが、確認のために両方向の操作を行ってもよい。
ここで上記旋回ずれ量Δθは以下の式１で求めることができる。
Δθ＝θ１−θ０＋α（Ｒ０−Ｒ１） … 式１
Ｒ０：ティーチング操作時の基板の半径
Ｒ１：製品基板の半径
α ：半径−旋回角度の変換係数
尚、上記Ｒ０、Ｒ１は、オリエンタ３６（図１参照）で精度良く求められている。また変換係数αは、半径の長さとそれに対応する旋回角度との関係を示し、搬送アーム部６０の旋回半径によって予め規定される。ここで上記の”α（Ｒ０−Ｒ１）”の項により、基板自体の半径（直径）の個体差による変化を吸収することができる。

次に、図１１（Ａ）に示す場合は、図８（Ｂ）において、矢印Ｂ１の方向にピック６２を直線移動しており、実線で示す待機場所におけるピック６２が矢印Ｂ１に沿って移動して、処理チャンバ内の所定の位置にて仮想線で示すようにピック６２（アーム）が停止する。この時、ティーチング操作のために位置精度良くピック６２上に保持された基板Ｗ及びピック６２によって発光素子６８Ａからの検査光６９（図６参照）は、ピック６２の基部と基板エッジとの間に形成される僅かな隙間８４（図６参照）に検査光６９が通過する時以外は遮断されるので、上記隙間８４を通過した時の遮断開始（オフ）からアーム停止までの直進量Ｌ０を、直進基準値Ｌ０として記憶部７８に記憶する。尚、図１１（Ｂ）は、ティーチング以外の製品基板を搬送する時の出力パターンを示しており、ここでは、直進量Ｌ１を示している。

この場合、図８（Ｂ）において、上記とは逆の操作を行って仮想線で示すピック６２の位置から矢印Ｂ２に示すように実線で示すピック６２に向けて直進移動させると、図１２（Ａ）に示すようにアーム起動開始から発光素子６８Ａが、隙間８４を通過する検査光のためにパルス状にオンになるまでの直進量が上記と同じ直進量Ｌ０となり、これが直進基準値Ｌ０となる。尚、同様に図１２（Ｂ）はティーチング以外の製品基板を搬送する時の出力パターンを示しており、ここでは図１１（Ｂ）と同様に直進量Ｌ１を示している。

実際の基板Ｗの搬送時には、上記直進基準値Ｌ０と直進量Ｌ１との差ΔＬが直進方向のずれ量である直進ずれ量となる。尚、ティーチング操作では、上記矢印Ｂ１、Ｂ２の内のいずれか一方の操作を行えばよいが、確認のために両方向の操作を行ってもよい。

ここで上記直進ずれ量ΔＬは以下の式２で求めることができる。
ΔＬ＝Ｌ１−Ｌ０＋（Ｒ０−Ｒ１） … 式２
Ｒ０：ティーチング操作時の基板の半径
Ｒ１：製品基板の半径
尚、上記Ｒ０、Ｒ１は、オリエンタ３６（図１参照）で精度良く求められている。また変換係数αは、半径の長さとそれに対応する旋回角度との関係を示し、搬送アーム部６０の旋回半径によって予め規定される。ここで上記の”（Ｒ０−Ｒ１）”の項により、基板自体の半径（直径）の個体差による変化を吸収することができる。
そして、上記したようなティーチング操作は、２つの搬送アーム部６０に対して個別に行うことになる。

次に、基板（製品基板）を実際に搬送してこれに所定の処理を施す時の搬送過程について概略的に説明する。
まず、図１に示すように、カセットステージ１８の容器載置台２４上に載置されたカセット容器２６Ａ〜２６Ｄから、第２の基板搬送機構２０のいずれか一方の搬送アーム部８０を用いて基板Ｗを取り出し、この基板Ｗを搬送ステージ２２の端部に設けた位置決め機構であるオリエンタ３６へ搬送する。このオリエンタ３６では、上記基板Ｗの中心の位置ずれ量、ノッチやオリエンテーションフラットの方向、この基板Ｗの半径Ｒ１を検出し、上記搬送アーム部８０で上記基板Ｗを再度保持する際に、上記位置ずれ量を補正するようにし、またノッチやオリエンテーションフラットを所定の方向に方向付けするようにして基板Ｗを再度保持する。また半径Ｒ１の値は、第１の基板搬送機構１６の記憶部７８（図５参照）に当該基板Ｗの半径として記憶される。

そして、この基板Ｗを、２つのロードロック室３８Ａ、３８Ｂの内のいずれか一方の、例えばロードロック室３８Ａまで搬送し、搬送アーム部８０を屈伸させることによって、この基板Ｗをロードロック室３８Ａ内へ搬入する。
このロードロック室３８Ａの基板Ｗは、共通搬送室８内に設けた第１の基板搬送機構１６のいずれか一方の搬送アーム部６０を旋回及び屈伸させることによって共通搬送室８内へ取り込まれ、その後、４つの処理チャンバ１２Ａ〜１２Ｄの内の所定の処理チャンバへ搬入されて所定の処理が施される。
この基板Ｗは、所定の単数、或いは他の処理チャンバにて複数の処理が順次行われた後に、前記したとは逆の経路を辿り、ロードロック室を介してカセット容器内へ収容されて元に戻されることになる。

次に、第１の基板搬送機構１６を用いて基板Ｗを移載する際に、その基板Ｗの中心位置の位置ずれを補正（相殺）して移載する時の動作について、図１３も参照して説明する。図１３は基板の中心位置のずれ量を相殺して搬送する時の各工程を示すフローチャートである。

まず前段階として、前述したようにオリエンタ３６にて、この基板Ｗの半径Ｒ１等を測定し（Ｓ１）、その後、この基板Ｗを共通搬送室８側へ搬送し、第１の基板搬送機構１６で受け取る（Ｓ２）。そして、第１の基板搬送機構１６の搬送アーム部６０のピック６２に基板Ｗが載置されてこれを保持したならば、この搬送アーム部６０を旋回して所定の処理チャンバ、例えば処理チャンバ１２Ａの待機場所まで旋回移動してこの待機場所で停止させる（Ｓ３）。この旋回移動の際、光センサ部６８は作動しており、この処理チャンバ１２Ａの待機場所に設けた受光素子６８Ｂ（図５参照）の出力は、図９（Ｂ）のようになり、旋回移動の最初は検査光が検出されて、いわゆるオン状態となっているが、検査光６９が基板Ｗにより遮断されると検査光６９は検出されないので、いわゆるオフ状態となる（図８（Ａ）参照）。そして、受光素子６８Ｂの出力を受ける出力検出部７２では、この時の旋回角度θ１を測定する（Ｓ４）。

次に、ずれ量演算部７４では、先に示した式１［Δθ＝θ１−θ０＋α（Ｒ０−Ｒ１）］を用いて旋回ずれ量Δθを演算により求める（Ｓ５）。ここで前述したように上記式１には、”α（Ｒ０−Ｒ１）”の項により基板半径の個体差を補償する項が含まれており、上記式１中のΔθと、図９及び図１０中のΔθとは、厳密には僅かに”α（Ｒ０−Ｒ１）”だけ異なる。

次に、上記旋回ずれ量Δθを求めたならば、アーム制御部７６を駆動して旋回ずれ量Δθを相殺するように搬送アーム部６０を僅かに旋回移動することにより旋回方向への補正移動を行う（Ｓ６）。
このように旋回方向への補正移動が終了したならば、次に、この搬送アーム部６０の伸長を開始して、基板Ｗを処理チャンバ１４Ａ内へ搬入し、停止させる（Ｓ７）。この時の受光素子６８Ｂ（図５参照）の出力は、図１１（Ｂ）のようになり、直進移動の途中でピック６２の基部と基板エッジとの間に形成される隙間８４（図８（Ｂ）参照）を検査光６９が通る時のみパルス状にオン状態となる。そして、光検出部７２はこの時の直進移動量Ｌ１を測定する（Ｓ８）。

次に、ずれ量演算部７４では、先に示した式２［ΔＬ＝Ｌ１−Ｌ０＋（Ｒ０−Ｒ１）］を用いて直進ずれ量ΔＬを演算により求める（Ｓ９）。ここで上記式２には”（Ｒ０−Ｒ１）”の項により基板半径の個体差を補償する項が含まれており、上記式２中のΔＬと、図１１及び図１２中のΔＬとは、厳密には僅かに”（Ｒ０−Ｒ１）”だけ異なる。

次に、上記直進ずれ量ΔＬを求めたならば、アーム制御部７６を駆動して直進ずれ量ΔＬを相殺するように搬送アーム部６０を屈伸方向（直線方向）に僅かに前進、或いは後退させることにより、屈伸方向への補正移動を行う（Ｓ１０）。これにより、基板を処理チャンバ１２Ａ内の搬送目標位置へ精度良く搬送することができる。
そして、この基板Ｗを処理チャンバ１２Ａ内のサセプタ１４Ａ上へ移載し（Ｓ１１）、この搬送アーム部６０を屈曲させて後退させることにより、搬送アーム部６０を処理チャンバ１２Ａ内から抜き出し（Ｓ１２）、搬送を完了することになる。
尚、上記ステップＳ６の旋回方向の補正移動を、ステップＳ１０の屈伸方向の補正移動の時に同時に行うようにしてもよい。

また処理チャンバ内から基板Ｗを取り出す時は、上記した操作とは逆の操作を行い、この場合には、受光素子６８Ｂの出力パターンは、例えば図１０及び図１１に示すようになる。
そして、上記した搬送アーム部６０の補正移動は、各処理チャンバ１２Ａ〜１２Ｄ及び各ロードロック室３８Ａ、３８Ｂ内へ基板Ｗを搬入する毎に行われ、位置ずれが補正されることになる。

また上記光センサ部６８は、ピック６２上の基板Ｗの存否によって、ゲートバルブの開閉をインターロックするインターロックの情報源にもなっており、例えばピック６２上に基板が保持されているべきなのに光センサ部６８の出力により”保持されていない”と判断された時、或いは逆にピック６２上に基板が保持されていないべきなのに光センサ部６８の出力により”保持されている”と判断された時には、アーム制御部７６は搬送アーム部６０の駆動を停止すると共に、図示しない制御系により当該対応するゲートバルブの開動作、或いは閉動作を停止し、基板やこの処理システムの保全を図るようになっている。すなわち、従来の装置で用いられていた基板の有無を検出する光センサ部を、本発明において共用することができる。

このように、ピックに対する基板の位置ずれ量を、簡単な構成で個体差による基板の直径の変動の影響を受けることなく的確に認識することができるので、スループットを高く維持できると共に、基板を搬送目標位置に位置ずれなく正確に移載することができる。
尚、ここで説明した処理システム２の配置構成は、いわゆるクラスタツール型の処理システムを例にとって説明したが、本発明はこの配置構成に限定されるものではない。
また光センサ部６８の発光素子６８Ａや受光素子６８Ｂは、基板に対する汚染等の問題が生じないならば、共通搬送室８内の天井部や底部に設けるようにしてもよい。これによれば、窓７２、７６を設ける必要がなくなる。
また基板としては、半導体ウエハに限定されず、ＬＣＤ基板、ガラス基板、セラミックス基板等にも本発明を適用することができる。

本発明に係る基板搬送機構を用いた処理システムを示す概略構成図である。 位置決め機構を示す側面図である。 位置決め機構へ基板を載置した状態を示す平面図である。 位置決め機構における検出波形の一例を示す図である。 本発明に係る基板搬送機構を示す概略構成図である。 待機場所におけるピックと光センサ部との関係を示す断面図である。 待機場所におけるピックと光センサ部との位置関係を示す平面図である。 搬送アーム部のピックを旋回方向及び直進方向へ移動させた時のピックと受光素子との位置関係を示す図である。 ピックを移動させた時の受光素子の出力（オン・オフ）を示す図である。 ピックを移動させた時の受光素子の出力（オン・オフ）を示す図である。 ピックを移動させた時の受光素子の出力（オン・オフ）を示す図である。 ピックを移動させた時の受光素子の出力（オン・オフ）を示す図である。 基板の中心位置のずれ量を相殺して搬送する時の各工程を示すフローチャートである。

符号の説明

２ 処理システム
８ 共通搬送室
１２Ａ〜１２Ｄ 処理チャンバ
１６ 第１の基板搬送機構
２０ 第２の基板搬送機構
３６ オリエンタ（位置決め機構）
３８Ａ，３８Ｂ ロードロック室
６０ 搬送アーム部
６２ ピック
６８ 光センサ部
６８Ａ 発光素子
６８Ｂ 受光素子
７２ 出力検出部
７４ ずれ量演算部
７６ アーム制御部
７８ 記憶部
Ｗ 基板

Claims (6)

1. 円形の基板を搬送する基板搬送機構において、
   基板を保持するピックを先端に有して屈伸及び旋回可能になされた搬送アーム部と、
   前記基板の搬送経路上の待機場所に設けられて前記基板の有無を検出する光センサ部と、
   前記待機場所を通って搬送される前記基板の旋回方向と直進方向における前記光センサ部の各出力を検出する出力検出部と、
   前記出力検出部で得られた各検出値と、前記基板の予め測定された半径と、予め定められた基準値とに基づいて前記基板の旋回方向のずれ量である旋回ずれ量と直進方向のずれ量である直進ずれ量とを求めるずれ量演算部と、
   前記旋回ずれ量と前記直進ずれ量とを相殺するように前記搬送アーム部を制御するアーム制御部と、
   を備えたことを特徴とする基板搬送機構。
2. 前記基板の半径値は、前記基板のエッジを光学的に検出することができる位置決め機構により求められることを特徴とする請求項１記載の基板搬送機構。
3. 前記基準値は、前記搬送される基板の旋回方向における基準値である旋回基準値と、前記搬送される基板の直進方向における基準値である直進基準値とを含むことを特徴とする請求項１または２記載の基板搬送機構。
4. 前記旋回基準値と前記直進基準値とはティーチング操作により予め設定されることを特徴とする請求項３記載の基板搬送機構。
5. 前記ずれ量演算部は、前記基準値及び前記予め測定された半径を記憶する記憶部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の基板搬送機構。
6. 円形の基板に対して所定の処理を施す処理システムにおいて、
   前記基板に対して所定の処理を施すための複数の処理チャンバと、
   前記処理チャンバが共通に接続された共通搬送室と、
   前記共通搬送室内に設けられた請求項１乃至５のいずれかに記載の基板搬送機構と、
   前記共通搬送室に連結されて真空引き及び大気圧復帰が可能になされたロードロック室と、
   前記ロードロック室に連結されて前記基板を搬出入するためのローダ室と、
   前記基板のエッジを光学的に検出して前記基板の半径を測定することができる位置決め機構と、
   装置全体の動作を制御する装置制御部と、
   を備えたことを特徴とする処理システム。
   
   

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