JP2006351884A - Substrate conveyance mechanism and processing system - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a substrate transfer mechanism for transferring a circular substrate such as a semiconductor wafer and a processing system for performing a predetermined process on the substrate.
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部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。
Generally, as an apparatus for manufacturing a semiconductor device, a variety of processing chambers are combined in order to repeatedly perform a predetermined process on a circular substrate such as a semiconductor wafer. A substrate transport mechanism is provided for automatically transferring the substrate between a cassette for storing a large number of sheets and the chamber. The substrate transport mechanism has a transport arm portion that can be bent and rotated, for example, and the substrate is held in a pick position provided at the tip of the transport arm portion, and the substrate is held at a transport position (transfer). The substrate is moved horizontally to a position) and conveyed to a predetermined position.
In this case, it is necessary not only to avoid interference or collision with other members during the operation of the transfer arm unit, but also to properly hold the substrate placed at a certain place and It is necessary to convey it to a proper position and deliver it to an appropriate place with high accuracy.
For example, as an apparatus for performing predetermined processing on the substrate, each processing chamber has a plurality of processing chambers and a common transfer chamber in which these chambers are connected in common, and a substrate transfer mechanism provided in the common transfer chamber. There is known a processing system in which a substrate is carried in and out.
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、基板がピック部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、基板がピック部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。 In this type of processing system, for example, as disclosed in Patent Document 1, a substrate is formed by detecting a substrate position by providing a light detection sensor near the entrance of a specific processing chamber among the plurality of processing chambers. It is possible to detect whether the position is correctly held on the pick unit, or as disclosed in Patent Document 2, a line sensor is provided in the common transfer chamber and a wing is provided in the transfer arm unit. By detecting the relative positional relationship between this and the substrate, it is detected whether or not the substrate is correctly held on the pick unit with high positional accuracy. When the positional deviation is found here, the operation of the transfer arm unit is controlled so as to cancel out the positional deviation amount.
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、それぞれピック部上における基板の位置ずれ量を検出することができる。
ところで、基板を保持した搬送アーム部は、スループットの向上のために、比較的高速で、屈伸及び旋回運動を行って所望の搬送目標位置まで基板を搬送することになるが、この場合、位置ずれ量を検出した後に基板を搬送目標位置まで搬送する過程において、搬送アーム部の振動や高速動作に起因して、基板が更に位置ずれする場合もある。
As described above, according to the conventional substrate misalignment detection apparatus, when the substrate is carried into the processing chamber or when the substrate is unloaded from the processing chamber, the amount of misalignment of the substrate on the pick unit is detected. be able to.
By the way, in order to improve the throughput, the transfer arm unit that holds the substrate transfers the substrate to a desired transfer target position by performing bending and stretching motions at a relatively high speed. In the process of transporting the substrate to the transport target position after detecting the amount, the substrate may be further displaced due to vibration of the transport arm unit or high-speed operation.
このような場合には、上述したような従来の基板位置ずれ検出装置では、新たに発生した位置ずれ量については相殺する補正を行うことができない、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。
更には、基板を高温で熱処理する場合が多く、比較的高温状態で基板を搬送する場合もある。この場合、室温時と比べて基板の直径も熱膨張しており、しかも高温に依存して直径も僅かではあるが変動して異なってしまう。この基板直径の熱による変動は、上述のように僅かであって従来では無視し得たが、基板直径が200mm及び300mmと大きくなると、それに伴って変動量も増大してきた。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。
In such a case, the conventional substrate displacement detection apparatus as described above has a problem in that correction for canceling out the newly generated displacement amount cannot be performed.
Also, depending on the substrate transport path, the substrate transport path must be detoured so as to pass through the sensor installation position in order to detect the positional deviation of the substrate by the light detection sensor or the line sensor. There is also a problem that it takes time to transport the substrate, and the throughput is reduced accordingly.
Furthermore, the substrate is often heat-treated at a high temperature, and the substrate may be transported at a relatively high temperature. In this case, the diameter of the substrate is also thermally expanded as compared to that at room temperature, and the diameter varies slightly depending on the high temperature. The fluctuation of the substrate diameter due to heat is small as described above and can be ignored in the past. However, as the substrate diameter increases to 200 mm and 300 mm, the fluctuation amount increases accordingly. Further, the diameter of the circular substrate itself is required to have a high dimensional accuracy of ± 0.2 mm in the case of a 300 mm or 200 mm wafer, for example, and the variation of the diameter within the range of ± 0.2 mm must be allowed. .
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、上記した熱や個体差によるウエハ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、ピック部に対する基板の位置ずれ量を、熱伸縮や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、常に的確に認識することができるようにして、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。
Under such circumstances, since the high design rule that the positional accuracy of the substrate transfer is within ± 0.2 mm tends to be applied, the variation amount of the wafer diameter due to the above-mentioned heat and individual differences is the substrate transfer position. There was also a problem that the accuracy could be adversely affected.
The present invention has been devised to pay attention to the above problems and to effectively solve them. The object of the present invention is to maintain a high throughput by always accurately and accurately recognizing the amount of displacement of the substrate relative to the pick part without being affected by fluctuations in the diameter of the substrate due to thermal expansion and contraction or individual differences. Another object of the present invention is to provide a substrate transport mechanism capable of accurately transferring a substrate to a transport target position without a positional shift, and a processing system using the same.
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、屈伸及び旋回可能になされた搬送アーム部と、前記搬送アーム部の先端に設けられて前記基板を載置して保持するためのピック部と、前記ピック部に設けられて前記基板を保持した時の前記基板の位置を検出するための基板位置検出センサ部と、前記基板位置検出センサ部の出力に基づいて前記基板の中心位置を求める中心位置演算部と、前記求められた中心位置と予め定められた基準中心位置とのずれ量を求めるずれ量演算部と、前記ピック部に保持されている前記基板を搬送目標位置に移載する際に前記ずれ量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。
このように、基板を保持するピック部に基板位置検出センサ部を設けることにより、ピック部に対する基板の位置ずれ量を、熱伸縮や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、常に的確に認識することができるので、この結果、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。
According to a first aspect of the present invention, in a substrate transport mechanism for transporting a circular substrate, a transport arm unit that is capable of bending and stretching and a tip of the transport arm unit are provided and the substrate is placed and held. A pick portion for detecting the position of the substrate when the pick portion is provided to hold the substrate, and an output of the substrate based on the output of the substrate position detection sensor portion. A center position calculation unit for obtaining a center position, a deviation amount calculation unit for obtaining a deviation amount between the obtained center position and a predetermined reference center position, and the substrate held in the pick unit as a transfer target position And an arm control unit that controls the transfer arm unit so as to cancel out the shift amount when transferring to the substrate.
In this way, by providing the substrate position detection sensor unit in the pick unit that holds the substrate, the positional deviation amount of the substrate with respect to the pick unit is always affected without being affected by fluctuations in the diameter of the substrate due to thermal expansion and contraction or individual differences. Since it can be accurately recognized, as a result, the throughput can be maintained high, and the substrate can be accurately transferred to the transfer target position without being displaced.
この場合、例えば請求項2に規定するように、前記ずれ量演算部は、前記基準中心位置を記憶する記憶部を有する。
また例えば請求項3に規定するように、前記基準中心位置は、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4に規定するように、前記基板位置検出センサ部は、前記基板の円形の軌跡に沿って所定の間隔ずつ隔てて配置されて、前記基板のエッジ位置を検出する2以上のラインセンサを有する。
In this case, for example, as defined in claim 2, the deviation amount calculation unit includes a storage unit that stores the reference center position.
For example, as defined in claim 3, the reference center position is preset by a teaching operation.
Further, for example, as defined in claim 4, the substrate position detection sensor unit is arranged at predetermined intervals along a circular trajectory of the substrate to detect two or more lines for detecting the edge position of the substrate. Has a sensor.
また例えば請求項5に規定するように、前記ラインセンサは、3個設けられている。
また例えば請求項6に規定するように、前記ラインセンサは、固体撮像素子よりなる。
また例えば請求項7に規定するように、前記ラインセンサは、列状に配列された複数の微細なメカニカルスイッチよりなる。
また例えば請求項8に規定するように、前記ラインセンサは、光量測定素子よりなる。
また例えば請求項9に規定するように、前記中心位置演算部は、前記光量測定素子からの検出値に対して補正を加える。
また例えば請求項10に規定するように、前記アーム制御部は、前記基板位置検出センサ部の出力に基づいて前記ピック部に基板が支持されているか否かを判断する。
For example, as defined in claim 5, three line sensors are provided.
For example, as defined in claim 6, the line sensor comprises a solid-state imaging device.
For example, as defined in claim 7, the line sensor is composed of a plurality of fine mechanical switches arranged in a line.
For example, as defined in claim 8, the line sensor comprises a light quantity measuring element.
For example, as defined in claim 9, the center position calculation unit corrects the detection value from the light quantity measuring element.
For example, as defined in claim 10, the arm control unit determines whether a substrate is supported by the pick unit based on an output of the substrate position detection sensor unit.
請求項11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、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。 According to an eleventh aspect of the present invention, in a processing system for performing predetermined processing on a circular substrate, a plurality of processing chambers for performing predetermined processing on the substrate and the processing chamber are connected in common. A processing system comprising: a common transfer chamber; any one of the substrate transfer mechanisms provided in the common transfer chamber; and an apparatus control unit that controls the operation of the entire apparatus.
この場合、例えば請求項12に規定するように、前記共通搬送室は真空雰囲気になされており、前記共通搬送室には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が連結されている。
また例えば請求項13に規定するように、前記ロードロック室には、前記基板を搬出入するためのローダ室が連結されていると共に、前記ローダ室には請求項1乃至10のいずれかに記載の基板搬送機構が設けられる。
In this case, for example, as defined in claim 12, the common transfer chamber is in a vacuum atmosphere, and a load lock chamber that can be evacuated and returned to atmospheric pressure is connected to the common transfer chamber. .
For example, as defined in claim 13, a loader chamber for carrying the substrate in and out is connected to the load lock chamber, and the loader chamber is defined in any one of claims 1 to 10. A substrate transport mechanism is provided.
本発明に係る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。
基板を保持するピック部に基板位置検出センサ部を設けることにより、ピック部に対する基板の位置ずれ量を、熱伸縮や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、常に的確に認識することができるので、この結果、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。
また基板位置検出センサ部としてラインセンサを3個以上設けた場合には、基板の直径に個体差が存在しても、的確にその中心位置及び位置ずれ量を求めることができる。
According to the substrate transport mechanism and the processing system according to the present invention, the following excellent operational effects can be exhibited.
By providing a substrate position detection sensor unit in the pick unit that holds the substrate, the amount of positional deviation of the substrate with respect to the pick unit is always accurately recognized without being affected by fluctuations in the diameter of the substrate due to thermal expansion and contraction. As a result, the throughput can be maintained high, and the substrate can be accurately transferred to the transfer target position without being displaced.
Further, when three or more line sensors are provided as the substrate position detection sensor unit, even if there is an individual difference in the diameter of the substrate, the center position and the amount of displacement can be accurately obtained.
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は本発明に係る基板搬送機構を示す概略構成図、図3はピック部を示す平面図、図4は基板の中心位置を求めるための説明図、図5はピック部上における基板の位置ずれ状態を示す平面図である。
Hereinafter, an embodiment of a substrate transport mechanism and a processing system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1 is a schematic configuration diagram showing a processing system using a substrate transfer mechanism according to the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a substrate transfer mechanism according to the present invention, FIG. 3 is a plan view showing a pick section, and FIG. FIG. 5 is an explanatory view for obtaining the center position of the substrate, and FIG. 5 is a plan view showing a positional deviation state of the substrate on the pick portion.
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よりなり、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が連設されている。
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。
First, a cluster tool type processing system will be described with reference to FIG. The processing system 2 includes a processing unit 4 that performs various processes such as a film forming process, a diffusion process, and an etching process on a circular substrate W such as a semiconductor wafer. A transport unit 6 for carrying in and out is continuously provided.
The processing unit 4 includes a common transfer chamber 8 that can be evacuated and four
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。
On the other hand, the transfer unit 6 includes a
The transport stage 22 is provided with a
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方向位置決め装置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。
The other end of the transfer stage 22 is provided with an
ここで上記第1の基板搬送機構16は、左右に対向するように配置した一対の搬送アーム部50を有しており、各搬送アーム部50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50の先端には、基板Wを載置して保持するための2股状のピック部52が設けられており、このピック部52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。そして、上記各ピック部52に、基板Wを保持した時の基板Wの位置を検出するための本発明の特徴とする基板位置検出センサ部54が設けられる。尚、この基板位置検出センサ部54の構成については後述する。
Here, the first
また上記第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56を有しており、各搬送アーム部56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56の先端には、基板Wを載置して保持するための2股状のピック部58が設けられており、このピック部58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。そして、上記各ピック部58に、基板Wを保持した時の基板Wの位置を検出するための本発明の特徴とする基板位置検出センサ部60が設けられる。
Further, the second substrate transport mechanism 20 has a pair of
ここで上記第1の基板搬送機構16の搬送アーム部50及び基板位置検出センサ部54の各構成は、第2の基板搬送機構20の搬送アーム部56及び基板位置検出センサ部60の各構成とそれぞれ同じなので、ここでは第1の基板搬送機構16の1つの搬送アーム部50を例にとって、図2及び図3を参照して説明する。
上記搬送アーム部50は、図2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62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50は、屈伸用モータ64Aの正逆回転により搬送アーム部50を屈伸させ、旋回用モータ64Bの正逆回転により搬送アーム部50を旋回動作できるようになっている。この搬送アーム部50の先端に2股のピック部52が取り付けられ、このピック部52に基板位置検出センサ部54が設けられている。尚、図示されていないが共通搬送室8の天井部側には、センサ用の光源が設けられている。
Here, the configurations of the
As shown in FIG. 2, the
具体的には、上記基板位置検出センサ部54は、図3にも示すように、ピック部52に載置される基板Wの円形の軌跡68に沿って所定の間隔ずつ隔てて配置される2以上のラインセンサを有している。図示例の場合には、3つのラインセンサ70A、70B、70Cを有しており、2つのラインセンサ70A、70Cは2股ピック部52の先端部にそれぞれ設け、残りの1つのラインセンサ70Bは2股ピック部52の基部に設けられている。
各ラインセンサ70A〜70Cの長さL1は、それぞれ所定の長さ、例えば10mm程度に設定されると共に、その長さ方向を上記円形の軌跡68の中心P1に向けて設けられており、各ラインセンサ70A〜70Cの長さ方向の略中央部に上記軌跡68が横切るような状態になっている。これにより、このピック部52に基板Wを載置した時に基板Wの各エッジ位置、すなわち外周端の位置を検出できるようになっている。すなわち、これにより、ピック部52上における中心C1を中心として各エッジ位置の座標を認識することができるようになっている。
Specifically, as shown in FIG. 3, the substrate position
The length L1 of each of the
上記ラインセンサ70A〜70Cとしては、CCD(Charge Coupled Devices)のような個体撮像素子、フォトトランジスタやフォトディテクタ等のような光受光素子、或いは列状に配列された複数(多数)の微細なメカニカルスイッチ群等を用いることができ、これらの検出精度は例えば±50μm程度である。
また基板Wには、その結晶方向を示すノッチやオリエンテーションフラットのような切り欠きが形成されているが、その切り欠きが位置しないような場所に対応させて、上記各ラインセンサ70A〜70Cを設ける。換言すれば、基板Wをピック部52上に載置する際には、上記切り欠きの位置が上記各ラインセンサ70A〜70Cに対応しないような方向付けがなされた状態で、基板Wをピック部52に載置するように動作設定する。
As the
Further, the substrate W is formed with notches such as notches or orientation flats indicating the crystal direction, but the
そして、この第1の基板搬送機構16は、更に、上記基板位置検出センサ部54の出力に基づいてピック部52上に載置されている基板Wの中心位置を求める中心位置演算部70、ここで求めた中心位置と予め定められた基準中心位置とのずれ量を求めるずれ量演算部74及び上記ピック部52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50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、予め求められた基準中心位置の座標を記憶する記憶部78を有している。これらの各演算部70、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。
The first
上記中心位置演算部70は、上述したように基板Wの中心位置の座標を求めるが、その演算は以下の様に行う。図3及び図4に示すように、各ラインセンサ70A〜70Cで検出されたエッジ位置の各座標を点P1、P2、P3とすると、この各点P1〜P3の内の任意の2点間を結ぶ線分の垂直2等分線を2本描き、この2本の垂直2等分線の交点が中心位置C1となる。図4では、点P1、P2を結ぶ線分の垂直2等分線と、点P1、P3を結ぶ線分の垂直2等分線との交点が中心位置C1として求められている。この場合、基板Wは真円であると仮定している。
このように3点の座標から基板Wの中心を求め方法は、基板Wの直径が熱伸縮によって変動していても、その時点での中心位置を精度良く求めることができる。
上記ずれ量演算部74は、図5にも示すように、上記求められた中心位置C1と、予め定められた基準中心位置とのずれ量ΔZを求める。ここでは仮に基準中心位置を”C0”としている。
The center
As described above, the method for obtaining the center of the substrate W from the coordinates of the three points can accurately obtain the center position at that time even if the diameter of the substrate W varies due to thermal expansion and contraction.
As shown in FIG. 5, the deviation
そして、上記アーム制御部76は、基板Wを載置する際に、上記ずれ量ΔZを相殺するように上記搬送アーム部50の動作を制御する。この場合、搬送アーム部50の屈伸半径と回転角度(極座標)とによって上記ずれ量ΔZを相殺乃至吸収する。
ここで説明した各ラインセンサ70A〜70C、中心位置演算部70、ずれ量演算部74、アーム制御部76及び記憶部78は、前述したように、他方の搬送アーム部50及び第2の基板搬送機構20の両搬送アーム部56に関しても同様にそれぞれ設けられている。また、上記説明で求められる各位置座標は、動力源であるモータに設けられる例えばエンコーダによって認識される。
The
As described above, each of the
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、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。これと同時に、第1及び第2の基板搬送機構16、20の各ピック部52、58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、この時に各ラインセンサ70A〜70Cより得られる検出値より求めた基板の中心位置を基準中心位置C0としてその座標を記憶部78にそれぞれ記憶させる。
Next, a method for transporting the substrate W performed using the processing system 2 configured as described above will be described.
First, before actually starting the substrate transfer operation, the reference position serving as the reference for the operation of the first and second
次に、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56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及びノッチやオリエンテーションフラットの方向を検出し、上記搬送アーム部56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。
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56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。
Next, a transport process when the substrate is actually transported and subjected to predetermined processing will be schematically described.
First, as shown in FIG. 1, substrates are transferred from cassette containers 26 </ b> A to 26 </ b> D placed on the container placing table 24 of the
Then, the substrate W is transferred to one of the two
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50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。
The substrate W in the
After a plurality of processes are sequentially performed in a predetermined single or other processing chamber, the substrate W follows a path opposite to that described above, and is accommodated in the cassette container via the load lock chamber. Will be returned to.
次に、第1及び第2の基板搬送機構16、20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6も参照して説明する。図6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。ここでは、一例として第1の基板搬送機構16の搬送アーム部50(図2参照)を用いて搬送する場合を例にとって説明する。
Next, when the substrate W is transferred using the first and second
まず、この搬送アーム部50のピック部52に基板Wが載置されてこれを保持したならば、この基板Wのエッジが基板位置検出センサ部54の各ラインセンサ70A〜70C上に位置するので、この基板Wの3点のエッジ位置P1、P2、P3(図4参照)、すなわちエッジ座標が検出される(S1)。この検出された3点のエッジ位置に基づいて、中心位置演算部70では、ピック部52で保持している基板Wの中心位置を演算によって求める(S2)。この中心位置の求め方は、先に図4を参照して説明したように、例えば上記検出されたエッジ位置の各点を上述のように点P1、P2、P3とすると、この各点P1〜P3の内の任意の2点間を結ぶ線分の垂直2等分線を2本描き、この2本の垂直2等分線の交点が基板Wの中心位置C1として求められることになる。
First, if the substrate W is placed and held on the
次に、ずれ量演算部74は、上記求められた中心位置C1と記憶部78に予め記憶されていた基準中心位置C0とのずれ量ΔZ(図5参照)を演算により求める(S3)。図5において円形の軌跡68の中心位置が基準中心位置C0となっている。尚、ここでずれ量ΔZはベクトル量である。
次に、アーム制御部76は、上記求められたずれ量ΔZを補正して相殺するための補正量を算出して求める(S4)。ここで搬送アーム部50の先端に設けたピック部52の位置は、搬送アーム部50の旋回角度(回転角度)とアーム長さ(半径)とによる極座標上で定まるので、上記ずれ量ΔZに対応してこれを相殺できる旋回角度及びアーム長さが補正量としてそれぞれ算出される。
そして、このアーム制御部76は、ピック部50上の基板Wを搬送目的位置に移載する時には、上記旋回角度及びアーム長さの各補正量を加えた値となるように搬送アーム部50の旋回動作及び伸長動作を行って基板Wを搬送目的位置へ移載することになる(S5)。
Next, the deviation
Next, the
Then, the
上記したような基板Wのエッジ位置P1〜P3の検出、中心位置C1の算出、ずれ量の算出、ずれ量を相殺する補正量の算出は基板Wの搬送過程において常時行われており、従って、リアルタイムで基板の中心位置のずれ量ΔZを認識することができる。
このように、ピック部52に基板位置検出センサ部54を設けるようにしたので、ピック部52等の振動により基板Wがピック部52に対して位置ずれしても、ずれ量をリアルタイムで常に的確に認識して、この基板を搬送目的位置に位置ずれなく正確に移載することができる。
また基板Wの直径が熱伸縮によって変動しても、或いは基板Wの個体差によってその直径が異なっていても、その影響を受けることなく基板Wの中心位置をリアルタイムで認識することができる。
また従来装置のように、基板中心の位置ずれ量を求めるために、基板の搬送経路を位置ずれセンサの設置場所に迂回させる必要もないので、その分、基板の搬送速度が速くなってスループットを向上させることができる。
The detection of the edge positions P1 to P3 of the substrate W, the calculation of the center position C1, the calculation of the shift amount, and the calculation of the correction amount that cancels the shift amount are always performed in the process of transporting the substrate W. The deviation amount ΔZ of the center position of the substrate can be recognized in real time.
As described above, since the substrate position
Even if the diameter of the substrate W fluctuates due to thermal expansion or contraction or the diameter varies due to individual differences of the substrates W, the center position of the substrate W can be recognized in real time without being affected by the influence.
In addition, unlike the conventional device, it is not necessary to bypass the substrate transport path to the position where the misalignment sensor is installed in order to obtain the amount of misalignment of the substrate center. Can be improved.
またラインセンサを複数カ所に設置した従来装置と異なって、一カ所、すなわちピック部52に対して設ければよいので、センサ数も少なくなって、その分、コストの削減を図ることができる。
尚、上記ラインセンサ70A〜70Cとして光量測定素子を用いた場合には、そのずれ量検出特性は、一般的には光量に対して直線的に変化していないので、これを特性補正によって直線状に補正するのがよい。図7はこのような光量測定素子の特性補正を示す概略的なグラフを示す図である。図7(A)は基板の中心位置のずれ量と検出される光量との関係を示しており、特性の中心付近は直線性があるが、特性の両端部においては直線性が崩れている。そこで、図7(B)に示すように予め直線状の補正特性を求めておくのがよい。
Further, unlike the conventional apparatus in which the line sensors are installed at a plurality of locations, it is only necessary to provide the sensor at one location, that is, the
In the case where a light amount measuring element is used as the
また図3に示すように、ラインセンサを1つのピック部52に対して3個以上設けた場合には、図4に示すような幾何学的処理で基板Wの中心位置を求めることができるが、ラインセンサを2個しか設けない場合には、基板の中心位置を求めるために基板Wの直径(半径)の寸法がパラメータとして必要になる。このような基板Wの直径(半径)の寸法は、例えばオリエンタ36(図1参照)で位置ずれ量等を求めた時に併せて求めることができるので、その値を用いればよい。
また基板搬送機構16、20の構成は、本実施例で説明した構成に限定されず、本発明は、搬送アーム部の旋回操作と屈伸操作で基板を搬送して移載するようにした機構であるならば、どのような構成でも適用でき、また、2ピック型の基板搬送機構のみならず、単ピック型の基板搬送機構にも適用することができる。
更に、基板も円形状ならばどのような材料でもよく、本発明は半導体ウエハ、ガラス基板、セラミック基板等にも適用することができる。
As shown in FIG. 3, when three or more line sensors are provided for one
Further, the configuration of the
Further, any material may be used as long as the substrate is circular, and the present invention can be applied to a semiconductor wafer, a glass substrate, a ceramic substrate, and the like.
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
38A,38B ロードロック室
50,56 搬送アーム部
52,58 ピック部
54 基板位置検出センサ部
60 基板位置検出センサ部
70A,70B,70C ラインセンサ
72 中心位置演算部
74 ずれ量演算部
76 アーム制御部
78 記憶部
C0 基板の中心(基準中心位置)
C1 基板の中心位置
W 基板
2 Processing System 8
C1 Center position of substrate W substrate
Claims (13)
屈伸及び旋回可能になされた搬送アーム部と、
前記搬送アーム部の先端に設けられて前記基板を載置して保持するためのピック部と、
前記ピック部に設けられて前記基板を保持した時の前記基板の位置を検出するための基板位置検出センサ部と、
前記基板位置検出センサ部の出力に基づいて前記基板の中心位置を求める中心位置演算部と、
前記求められた中心位置と予め定められた基準中心位置とのずれ量を求めるずれ量演算部と、
前記ピック部に保持されている前記基板を搬送目標位置に移載する際に前記ずれ量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。 In a substrate transport mechanism that transports a circular substrate,
A transfer arm section which is capable of bending and stretching, and
A pick unit provided at a tip of the transfer arm unit for mounting and holding the substrate;
A substrate position detection sensor unit for detecting the position of the substrate when the substrate is held by being provided in the pick unit;
A center position calculation unit for obtaining a center position of the substrate based on an output of the substrate position detection sensor unit;
A deviation amount calculation unit for obtaining a deviation amount between the obtained center position and a predetermined reference center position;
An arm control unit that controls the transport arm unit so as to cancel the shift amount when the substrate held by the pick unit is transferred to a transport target position;
A substrate transport mechanism comprising:
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10のいずれかに記載の基板搬送機構と、
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。 In a processing system for performing predetermined processing on a circular substrate,
A plurality of processing chambers for performing predetermined processing on the substrate;
A common transfer chamber to which the processing chambers are connected in common;
The substrate transfer mechanism according to any one of claims 1 to 10, provided in the common transfer chamber,
A device control unit for controlling the operation of the entire device;
A processing system comprising:
The load lock chamber is connected to a loader chamber for carrying the substrate in and out, and the loader chamber is provided with the substrate transport mechanism according to any one of claims 1 to 10. The processing system according to claim 12.
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