JP2012195426A

JP2012195426A - 基板処理装置の制御方法

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Publication number: JP2012195426A
Application number: JP2011057979A
Authority: JP
Inventors: Yoshiji Fujii; 佳詞藤井; Shinya Nakamura; 真也中村
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2012-10-11

Abstract

【課題】処理時間を短縮しスループットを向上するする。
【解決手段】複数の処理室Ｃ，Ｅが個別に仕切りバルブ３を介して連結された搬送室Ｔを介して処理室Ｃから処理室Ｅへ基板Ｓを移動させる搬送手段１２を有する基板処理装置ＣＴにおいて、搬送手段のロボットアーム１２ａを同一平面内の旋回動作及び伸縮動作させ、旋回方向に沿って配置された複数の処理室間で前記基板を搬送する際に、搬送手段の一連の動作および前記仕切りバルブの開閉動作を１つのコマンドで実行するとともに、複数の処理室における仕切りバルブが同時に開いた状態を有してなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体製造装置における搬送ロボット等の制御方法としての基板処理装置の制御方法に用いて好適な技術に関する。

従来、基板に成膜処理やエッチング処理などの各種の処理を施す装置として、図１に示すように、搬送ロボット１を配置した中央の搬送室Ｔを囲うようにして、複数のロードロック室Ａ、Ｂと複数の処理室Ｃ乃至Ｆを配置し、搬送ロボット１によりロードロック室Ａ，Ｂに投入した基板Ｓを処理室Ｃ乃至Ｆにまたは各処理室Ｃ乃至Ｆの相互間で搬送するように構成した処理装置（いわゆるクラスタツール装置）が知られている。

この種の処理装置では、搬送ロボットが基板の処理終了を待つ状態（いわゆる処理律速）と、処理室で基板が搬出されるのを待つ状態（いわゆる搬送律速）とが、処理装置の処理能力（スループット）に影響することが知られている。処理装置の構成が複雑になれば、上記の処理律速及び搬送律速が複数箇所で発生することになるが、基板を連続処理する場合において、各基板に注目したときの搬送時間と処理時間の総和がその処置装置の最大処理能力であるといえる。

処理装置の処理能力を向上させるため、図１に示す処理装置のように、基板を支持するロボットハンドを２つ備えた搬送ロボットを用いることが知られている（例えば、特許文献１参照）。２つのロボットハンドを用いることにより、搬送律速を少なくすることができる。

この種の処理装置では、ホストコンピュータから出された１つのコマンドに従って、搬送ロボットが１つの動作を行っている。即ち、一方の処理室に存する基板を他の処理室に搬送する場合には、「pick（取る）」、「go to（旋回する）」、「place（置く）」のようなコマンドに従って、搬送ロボットが複数の動作を行っていた。そして、搬送ロボットの各動作が終了するたびに、搬送ロボットとホストコンピュータとの問で通信が行われていた。従って、従来の搬送ロボットをふくむ処理装置の制御方法では、搬送ロボットとホストコンピュータとの間で行われる通信の回数が多く、その通信に要する時聞の分だけ搬送時聞が長くなり、特に搬送律速の場合にスループットが低下する要因となっていた。

さらに、処理律速としての側面もあるが、搬送律速として、２つの処理室間で基板を入れ替える際には、上述したように、処理中に処理室と基板を搬送する搬送室との間を遮断する仕切りバルブを開閉する際の制御信号入出力（電磁弁の操作（デジタル出力）と開閉動作完了を判断するセンサの応答（デジタル入力））も、仕切りバルブまたは搬送ロボットの各動作が終了するたびに、仕切りバルブまたは搬送ロボットとホストコンピュータとの問で通信が行われていた。このため、従来の処理装置の制御方法では、仕切りバルブまたは搬送ロボットとホストコンピュータとの間で行われる通信の回数が多く、その通信に要する時聞の分だけ搬送時聞が長くなり、スループットが低下する問題があった。

特開２００７−２９１５３０号公報（図８）

本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、仕切りバルブまたは搬送ロボットの通信時間を削減でき、基板の搬送時間を短縮することが可能な処理装置の制御方法を提供することをその課題とする。

本発明の基板処理装置の制御方法は、搬送室（トランスファーチャンバー）を介して複数の処理室が個別に仕切りバルブを介して連結されるとともに、前記搬送室を介して一方の処理室から他方の処理室へ基板を移動させる搬送手段（搬送ロボット）を前記搬送室内に有する基板処理装置において、
前記搬送手段のロボットアームを少なくとも同一平面内の旋回動作及び伸縮動作させ、旋回方向に沿って配置された前記複数の処理室間で前記基板を搬送する際に、
前記搬送手段の一連の動作および前記仕切りバルブの開閉動作を１つのコマンドで実行するとともに、前記一方の処理室の仕切りバルブと前記他方の処理室の仕切りバルブとが同時に開いた状態を有してなることにより上記課題を解決した。
本発明において、コマンドの送信は一方の処理室にロボットハンドが伸びた状態で送信し、かつ、他方の処理室にロボットハンドが伸びた状態で終了することがより好ましい。
本発明は、一方の処理室における仕切りバルブが開閉動作の途中にロボットハンドが該仕切りバルブ位置を通過することが可能である。
また、本発明において、同時に開く複数の処理室が、いずれも成膜で使用する静電チャック温度が２００℃以下もしくはこれと同等な温度圧力条件での処理をおこなうよう設定されてなる手段を採用することもできる。
また、同時に開く複数の処理室での処理がＣｕスパッタプロセスを含むよう設定されてなることができる。
本発明のいずれか記載の制御方法において、基板処理装置が搬送室どうしを介して複数連結されたものとされ、
これら連結される搬送室どうしが仕切りバルブを介することなく連結されてなることが望ましい。

本発明において、コマンドの送信は一方の処理室にロボットのアームが伸びた状態で送信し、かつ、他方の処理室にアームが伸びた状態で終了することで、はじめて、１コマンドでアーム動作をおこなうことが可能となる。

本発明は、一方の処理室における仕切りバルブが開閉動作の途中にロボットのアームが該仕切りバルブ位置を通過する、言い換えると、仕切りバルブの開閉動作と、搬送ロボットの伸縮動作あるいは旋回動作とが切り替わる切替点の前後で仕切りバルブの動作と搬送ロボットの動作とを局所的に合成されるように、仕切りバルブと搬送ロボットを制御してもよい。これにより、仕切りバルブの動作が停止するまで搬送ロボットが停止している場合に比して搬送動作時間を短縮することができ、上記の搬送ロボットの通信時間の削減と相まって、基板の搬送時間を更に短縮することができる。

また、本発明において、同時に開く複数の処理室が、いずれも成膜で使用する静電チャック温度が２００℃以下もしくはこれと同等な温度圧力条件での処理をおこなうよう設定されてなる手段により、仕切りバルブを同時に開放することが可能となる。なお、静電チャック温度が２００℃以下もしくはこれと同等な温度圧力条件とは、処理室を開放した際に、搬送する基板に影響が及ばないことを意味し、具体的には、処理室での処理をＣｕスパッタプロセスとすることが好適である。スパッタ成膜時の基板温度を２００℃以上の高温にすると、搬送室を介して侵入した不純物ガスがスパッタ膜や下地膜と反応して不良率に影響を与えることが多いため、基板温度が２００℃以上となるプロセスでは異なる処理室の仕切りバルブを同時に開放しないことが望ましい。

本発明は、複数の処理室が仕切りバルブを介してそれぞれ搬送室に連結されたユニットを複数有し、このユニットの搬送室どうしが互いに連結された際に、仕切りバルブを介することなく搬送室を連結した基板処理装置においても適応可能である。

また、本発明は、処理すべき基板をロボットアーム先端側のハンドにて支持した状態で同一平面内を旋回及び伸縮動作させ、旋回方向に沿って配置された複数の処理室間で基板を搬送する搬送ロボットの制御方法において、一方の処理室に存する基板を他の処理室の所定の位置に搬送する際の搬送ロボットの一連の動作を１つのコマンドで実行することができる。

本発明によれば、一方の処理室に存する基板を他の処理室の所定の位置に搬送する際の一連の搬送ロボットの動作が、複数コマンドではなく１つのコマンドで制御される。従って、上記一連の搬送ロボットの動作を複数コマンドで制御する場合に比して、搬送ロボットの通信時間を削減できるため、基板の搬送時間を短縮することができる。

また、前記搬送ロボットが、所定の間隔を存して設けられた２つのロボットハンドを有し、一のロボットハンドにより前記一方の処理室に存する基板を取り出した後、取り出した基板とは異なる基板を他のロボットハンドにより前記一方の処理室の所定の位置に受け渡すスワップ動作を前記１つのコマンドで実行してもよい。

本発明において、搬送ロボットの伸縮動作と旋回動作とが切り替わる切替点の前後で、搬送ロボットの伸縮動作及び旋回動作を局所的に合成されるように、搬送ロボットを制御してもよい。これにより、上記切替点での搬送ロボットの停止が不要となるため、切替点で搬送ロボットが停止する場合に比して搬送ロボットが加速及び減速を行う時間を短縮することができ、上記の搬送ロボットの通信時間の削減と相まって、基板の搬送時間を更に短縮することができる。

本発明において、搬送ロボットの一連の動作中にロボットハンド上の基板の有無を検知し、その検知結果に基づいて、一方の処理室に存する基板を他の処理室に搬送する際の搬送経路に配置された部品を作動させる。これにより、１つのコマンドで一方の処理室に存する基板を他の処理室に搬送するときでも、安全かつ確実に基板を搬送することができる。

尚、上記の部品として、処理室と搬送ロボットが配置された搬送室との間を仕切る仕切りバルブ、搬送ロボットと処理室に配置された基板ステージとの間で基板を受け渡す際に上下動作するリフトピン、および前記処理室で保護壁を形成するシールドから少なくとも１つを選択することができる。上記スワップ動作を１つのコマンドで実行する場合、一方の処理室に基板を受け渡した後に仕切りバルブを閉じることで、一方の処理室で該基板に対する処理を開始することもできる。
なお、本発明においては、コマンドとは、装置を制御している制御部から搬送ロボットの制御部に対して入力されるシリアル通信コマンド、および、仕切りバルブ等に対する制御であるデジタル信号による制御信号なども含むものとする。

本発明によれば、一方の処理室に存する基板を他の処理室の所定の位置に搬送する際の一連の搬送ロボットの動作および仕切りバルブの動作が、複数コマンドではなく１つのコマンドで制御される。従って、上記一連の搬送ロボットの動作および仕切りバルブの動作を複数コマンドで制御する場合に比して、搬送ロボットの通信時間を削減できるため、基板の搬送時間を短縮することができる。
さらに、仕切りバルブの開閉動作中に搬送ロボットが仕切りバルブ位置を通過するなど、搬送ロボットの駆動をそれぞれ独立でなく時間的にかぶるようにコマンドの内容を設定することで、さらなる処理時間の短縮とスループットの向上を図ることができる。

本発明に係る搬送ロボットを具備する基板処理装置の一実施形態を模式的に示す平面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。を示す平面図である。本発明に係る基板処理装置の制御方法の第１実施形態において、１つのコマンドで実行される搬送ロボットおよび処理室の一連の動作を示す図である。本発明に係る基板処理装置の制御方法の第１実施形態において、１つのコマンドで実行される搬送ロボットおよび処理室の一連の動作を示すタイムチャートである。本発明に係る基板処理装置の制御方法の第２実施形態において、１つのコマンドで実行される搬送ロボットおよび処理室の一連の動作を示す図である。本発明に係る基板処理装置の制御方法の第２実施形態において、１つのコマンドで実行される搬送ロボットおよび処理室の一連の動作を示すタイムチャートである。一連の動作の完了を待って仕切りバルブを閉じる場合のタイミングチャートである。一連の動作の完了を待たずに仕切りバルブを閉じる場合のタイミングチャートである（その１）。一連の動作の完了を待たずに仕切りバルブを閉じる場合のタイミングチャートである（その２）。ロボットハンド１２の伸縮動作及び旋回動作が局所的に合成されるように搬送ロボット１を制御した場合を脱明する図である。本発明に係る基板処理装置の制御方法の第３実施形態において、１つのコマンドで実行される搬送ロボットおよび処理室の一連の動作を示す図である。２つの処理装置が接続された例を示す模式平面図である。

以下、本発明に係る基板処理装置の制御方法の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態における基板処理装置を示す平面図（Ａ）および断面図（Ｂ）であり、図において、符号ＣＴは基板処理装置、１は搬送ロボット（搬送手段）である。

基板処理装置（処理装置）ＣＴの搬送室Ｔには、図１に示すように、搬送ロボット１が設けられていると共に、ロードロック室Ａ，Ｂ及び各処理室Ｃ乃至Ｆとの連結箇所の近傍において基板Ｓの検知動作を行う検知手段２が毅けられている．搬送室Ｔとロードロック室Ａ，Ｂ及び各処理室Ｃ乃至Ｆとは、仕切リバルブ（アイソレーションバルブ）３によって仕切られている。仕切りバルブ３は、各処理室Ｃ乃至Ｆのガスや圧力、温度が漏れて搬送室Ｔの基板に影響を与えることを防ぐものである。

ロードロック室Ａ，Ｂ及び各処理室Ｃ乃至Ｆには、基板Ｓの受け渡しを行う基板ステージＣｓが配置されるほか、各処理室Ｃ乃至Ｆには、保護壁を形成するシールド（図示せず）が必要に応じて配置される。この保護壁は、処理室壁面への反応副生成物の付着を防止する防着板としての機能や、各処理室Ｃ乃至Ｆから搬送室Ｔへのダストの飛散や光や電磁波の漏れを防ぐ機能を有する。また、搬送ロボット１、検知手段２及び仕切りバルブ３のような処理装置ＣＴを構成する各種センサや駆動機構は、処理装置ＣＴ全体の制御を行うホストコンピュータ４に接続されている。ホストコンピュータ４は、処理装置ＣＴ全体を制御している制御部と後述のロボットアーム１１ａ，１１ｂ（搬送ロボット）の制御部とを含有するものとされる。

フロッグレッグ式に代表される多関節式の搬送ロボット１は、作動部分たるロボットアーム１１と、このロボットアーム１１を旋回、伸緕及び上下自在に駆動する駆動手段としてのモータ１０とを複数備えている。

図１（Ｂ）に示すように、各モータ１０の回転軸１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは同心に配置され、回転軸１０ａ，１０ｂにはロボットアーム１１ａがリンク機構をなして連桔され、回転軸１０ｃ，１０ｄにはロボットアーム１１ｂがリンク機構をなして連結されている。これらのロボットアーム１１ａ，１１ｂの先端には、基板Ｓを載置した状態で支持するロボットハンド１２ａ，１２ｂがそれぞれ設けられている。なお、これらのロボットアーム１１ａ，１１ｂは異なる高さの平面内を旋回可能とされている。

ロボットハンド１２ａ，１２ｂは、旋回方向で所定の間隔を有するように設けられている。回転軸１０ａ，１０ｂの回転角及び回転方向を適宜制御することでロボットハンド１２ａが伸縮及び旋回自在となり、このロボットハンド１２ａとは独立して、回転軸１０ｃ，１０ｄの回転角及び回転方向を適宜制御することでロボットハンド１２ｂが伸縮及び旋回自在となる。さらに、ロボットハンド１２ａ，１２ｂは、図示しないモータの制御により昇降自在となる。

本実施の形態では、搬送ロボット１により、例えば、ロードロック室Ａに投入された基板Ｓが処理窒Ｃに搬送され、処理室Ｃで処理が施された基板Ｓが処理室Ｅに搬送され、処理室Ｅで処理が施された基板Ｓがロードロック室Ａに戻される。同様に、ロードロック室Ｂに投入された基板Ｓは、処理室Ｄ及び処理室Ｆで順番に処理が施された稜、ロードロック室Ｂに戻される。

また、検知手段２としては、例えば、レーザセンサやＬＥＤファイバーセンサなどの公知構造を有する光学センサや、ＣＣＤカメラなどの視覚センサが用いられる。本実施の形態では、検知手段２として、レーザ投光器２１及び受光器２２とからなる透過式のレーザセンサを用いた場合を例に脱明する。なお、光学センサとしては反射式のものを用いることもできる。

次に、基板処理装置ＣＴの制御方法について説明する。本発明の基板処理装置における搬送ロボット１の制御方法は、一方の処理室に存する基板を他の処理塗の所定位置（例えば、基板ステージＣｓ）に搬送する際の搬送ロボットの一連の動作を１つのコマンドで行う点に特徴を有する。

以下、図２に基づいて、処理室Ｃに存する基板Ｓ２を処理室Ｅの所定位置に搬送する際の搬送ロボット１の一連の動作を１つのコマンドで行う例について説明する。

ここで、図２に示す基板Ｓ１は、基板Ｓ２よりも先に処理室Ｃに搬送され、処理室Ｃで処理が施された後に、処理室Ｅに搬送されたものである。基板Ｓ２は、基板Ｓ１の後に処理室Ｃに搬送され、処理室Ｃで処理が施された基板である。基板Ｓ３は、基板Ｓ２が処理室Ｃから取り出された後に処理室Ｃに搬送される未処理基板である。即ち、基板Ｓ１、基板Ｓ２、基板Ｓ３の順番で、処理室Ｃで処理が施され、その後処理室Ｅで処理が施される。尚、図２におけるモータ回転中心Ｃｒ付近に示す下方向または上方向の矢印は、搬送ロボット１の下降動作または上昇動作を示している。

先ず、初期状態としては、図２（Ａ）に示すように、処理室Ｃの仕切りバルブ３Ｃは「open」状態、処理室Ｅの仕切りバルブ３Ｅは「close」状態でその内部では基板Ｓ１を処理中、ロボットハンド１２ａは処理室Ｃの図示省略する基板ステージＣｓまで伸びておりロボットハンド１２ｂは処理室Ｅの前で待機状態とされており、処理室Ｃの図示省略する基板ステージＣｓには、基板Ｓ２が載置されておりロボットハンド１２ｂは基板Ｓ３を支持し、ロボットハンド１２ａ、ロボットハンド１２ｂが下降した状態とされている。

この状態で、図３に示す時刻ｔ０に、ホストコンピュータ４から搬送ロボット１に１つのコマンド「exchange」が送信される。コマンド「exchange」を受信した搬送ロボット１は、図２（Ｂ）に示すように、基板Ｓ３が処理室Ｃの基板ステージＣｓに載置されたままロボットハンド１２ａを短縮させ始める（ステップ０１）。このコマンド「exchange」送信は、処理室Ｅでの基板Ｓ１に対する処理が終了する時刻ｔ１に対して所定の時間前に発せられる。

ここで、所定の時間とは、仕切りバルブＯＰＥＮ動作時間もしくは、ロボットハンドを短縮して旋回する時間のどちらか長い方の時間に設定される。図３に示す例は仕切りバルブ動作時間はロボットハンドを短縮して旋回する時間よりも短い場合の例である。
なお、防着板昇降動作や基板昇降動作、ステージ昇降動作など、基板処理の状態から基板搬送状態に移行する上で仕切りバルブ動作よりも、動作時間の長い動作部位があり、且つ仕切りバルブと同じタイミングで動作させる場合には、仕切りバルブＯＰＥＮ動作時間ではなく、該当する動作時間の長い動作部位の動作時間に所定の時間を置き換えればよい。また、これらの動作時間の長い動作部位は、できるだけ仕切りバルブよりも先に搬送可能状態に動作しておくことが望ましい。

次いで、ロボットハンド１２ａの短縮が終了する前の時刻ｔ１（図３）に、基板Ｓ１に対する処理が終了した処理室Ｅの仕切りバルブ３Ｅが「close」から「open」に開き始める（ステップ０２）。

ロボットハンド１２ａの短縮が終了した時刻ｔ２（図３）には、図２（Ｃ）に示すように、基板を支持していないロボットハンド１２ａの先端が処理室Ｅに指向するように、ロボットハンド１２ａの旋回を始める（ステップ０３）。
旋回中の時刻ｔ３（図３）に仕切りバルブ３Ｃが「open」閉じ始め時刻ｔ５（図３）に「close」になる。旋回中の時刻ｔ４（図３）に仕切りバルブ３Ｅが「open」となる。

次いで、ロボットハンド１２ａの旋回が終わった時刻ｔ６（図３）に、処理室Ｅでの処理中の基板Ｓ１を取り出す準備のために、図２（Ｄ）に示すように、処理室Ｅの基板ステージＣ３までロボットハンド１２ａを伸ばし始める（ステップ０４）。
ロボットハンド１２ａの伸張が終了する前の時刻ｔ７（図３）に仕切りバルブ３Ｃが「close」になった処理室Ｃでは基板Ｓ３の処理を開始する。
ロボットハンド１２ａの伸張が終了した時刻ｔ８（図３）に、ロボットハンド１２ａを上昇させ始めて、時刻ｔ９（図３）に処理室Ｅでの処理が終了した基板Ｓ１をロボットハンド１２ａによって支持する。この時刻ｔ９に、図２（Ｅ）に示すように、ロボットハンド１２ａを縮ませ始め（ステップ０５）。これにより、基板Ｓ１が処理室Ｅから取り出される。

次いで、ロボットハンド１２ａの収縮が終了した時刻ｔ１０（図３）に、基板Ｓ２を処理室Ｅに載置するため、図２（Ｆ）に示すように、基板Ｓ２を支持するロボットハンド１２ｂの先端が処理室Ｅを指向するように、ロボットハンド１２ｂを旋回させ始める（ステップ０６）。

次いで、旋回の終了した時刻ｔ１１（図３）に、図２（Ｇ）に示すように、ロボットハンド１２ｂを伸ばし始める（ステップ０７）。ロボットハンド１２ｂの伸張が終了して処理室Ｅの基板ステージＣＳまでロボットハンド１２ｂが到達した時刻ｔ１２（図３）に、図２（Ｈ）に示すように、ロボットハンド１２ｂを下降させ始め、時刻ｔ１３（図３）に、処理室Ｅの基板ステージＣ５に基板Ｓ２が載置される（ステップ０８）。

ステップ０８の終了により、上記コマンド「exchange」に対応する搬送ロボット１の一連の動作が完了する。従って、搬送ロボット１は動作完了信号を生成し、生成した動作完了信号をホストコンピュータ４に送信する。

このように、本実施の形態では、処理室Ｅに存する基板Ｓ１を処理室Ｅの外に出し、処理室Ｅの基板ステージＣｓに基板Ｓ２を載置する際の搬送ロボット１および仕切りバルブ３Ｃ、仕切りバルブ３Ｅの一連の動作が１つのコマンド「exchange」で行われる。このコマンド「exchange」に対応する搬送ロボット１の一連の動作が完了したときに、搬送ロボット１からホストコンピュータ４に動作完了個号が送信される。同時に、時刻ｔ１から時刻ｔ７にいたる時間、特に時刻ｔ３から時刻ｔ４まで、処理室Ｃの仕切りバルブ３Ｃと処理室Ｅの仕切りバルブ３Ｅが両方とも開放されている。従って、この一連の動作を複数のコマンドで順番に行う場合に比して、平行して行うことにより搬送ロボット１および仕切りバルブ３Ｃ、仕切りバルブ３Ｅの駆動手段とホストコンピュータ４との間の通信回数を削減することができ、搬送ロボット１および仕切りバルブ３Ｃ、仕切りバルブ３Ｅの駆動手段とホストコンピュータ４との間の通信時間を大幅に短縮することができる。その結果、基板Ｓの搬送時間を短縮することができ、処理装置のスループットを向上させることができる。

そこで、本実施の形態では、搬送ロボット１の一連の動作中に、検知手段２によりロボットハンド１２ａ，１２ｂ上の基板Ｓの有無を検知できるようにする。例えば、ロボットハンド１２ａ，１２ｂの縮み動作が終了したときに検知手段２によりロボットハンド１２ａ，１２ｂ上の基板Ｓの有無を検知できるようにする。詳細には、ロボットハンド１２ａ，１２ｂが縮み操作を終了したとき、モータ１０のエンコーダ信号などに基づいて搬送ロボット１が基板Ｓの有無の検知が可能な状態であることを示す信号、すなわち、処理室Ｃ乃至Ｆの仕切りバルブ３を閉じ得る状態であることを示す信号を生成し、この生成した信号をホストコンピュータ４に送信する。尚、この信号をホストコンピュータ４が生成してもよい。

この信号を受信もしくは生成したホストコンピュータ４は、搬送ロボット１の一連の動作の完了を待つことなく、検知手段２によりロボットハンド１２ａ，１２ｂ上の基板Ｓの有無を検知し、その検知結果に基づいて基板Ｓが搬入された処理室Ｃ乃至Ｆと搬送室Ｔの仕切りバルブ３を閉じる。

これによれば、搬送ロボット１の一連の動作の完了を待たずに、仕切りバルブ３が閉じられるため、未処理碁板Ｓが搬入された処理室Ｃ乃至Ｆで早期に処理を開始することができる。従って、処理室Ｃ乃至Ｆに未処理の基板Ｓを挿入してから仕切りバルブ３を閉じるまでの時間のロスがなくなり、スループットを向上させることができる。

また、基板Ｓを挿入してから仕切りバルブ３を閉じるまでの時間のロスをなくすことで、その時間をプロセス時間に割り当ててもよい。その結果、スループットを低下させることなく、処理室Ｃ乃至Ｆでプロセス時間の長い処理を行うことができる。

以下、本発明に係る基板処理装置の制御方法の第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
本実施形態において前述の第１実施形態と異なるのは、コマンドによる駆動のみであり、それ以外の相当する構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。

以下、図４及び図５に基づいて、処理室Ｃに存する基板Ｓ２を処理室Ｅの所定位置に搬送する際の搬送ロボット１の一連の動作を１つのコマンドで行う例について説明する。

図５は、図４（Ａ）乃至（Ｊ）に示した搬送ロボット１の動作をステップ毎に纏めたものである。

ここで、図４に示す基板Ｓ１は、基板Ｓ２よりも先に処理室Ｃに搬送され、処理室Ｃで処理が施された後に、処理室Ｅに搬送されたものである。基板Ｓ２は、基板Ｓ１の後に処理室Ｃに搬送され、処理室Ｃで処理が施された基板である。基板Ｓ３は、基板Ｓ２が処理室Ｃから取り出された後に処理室Ｃに搬送される未処理基板である。即ち、基板Ｓ１、基板Ｓ２、基板Ｓ３の順番で、処理室Ｃで処理が施され、その後処理室Ｅで処理が施される。尚、図４におけるモータ回転中心Ｃｒの左に示す下方向または上方向の矢印は、搬送ロボット１の下降動作または上昇動作を示している。

先ず、図４（Ａ）に示すように、処理室Ｃの図示省略する基板ステージＣｓまでロボットハンド１２ｂが伸びた状態で、ホストコンピュータ４から搬送ロボット１に１つのコマンド「exchange」が送信される。コマンド「exchange」を受信した搬送ロボット１は、処ロボットハンド１２ｂを上昇させて、処理室Ｃでの処理が終了した基板Ｓ２をロボットハンド１２ｂによって支持する。そして、ロボットハンド１２ｂを縮ませて、基板Ｓ２を処理室Ｃから取り出す（ステップ１）。

ここで、従来制御で用いられたコマンド「pick」の動作は上記ステップ１で完了しているが、上記コマンド「exchange」に対応する搬送ロボット１の一連の動作は完了していない。従って、この時点では、殿送ロボット１は動作完了信号を生成しない。

尚、ロボットハンド１２ｂの先端が処理室Ｃに指向し、かつ、縮んだ状態で、上記コマンド「exchange」がホストコンピュータ４から搬送ロボット１に送信されてもよい。

次いで、未処理の基板Ｓ３を処理室Ｃに載置するため、図４（Ｂ）に示すように、基板Ｓ３を支持するロボットハンド１２ａの先端が処理室Ｃに指向するように、ロボットハンド１２ａを旋回させる（ステップ２）。処理室Ｅでの基板Ｓ１の処理が終わると仕切りバルブ３Ｅを開放するとともに、その後、図４（Ｃ）に示すように、基板Ｓ３を支持したロボットハンド１２ａを処理室Ｃの基板ステージＣｓまで伸ばし、ロボットハンド１２ａを下降させる（ステップ３）。これにより、基板Ｓ３が処理室Ｃの基板ステージＣｓに載置される。その後、図４（Ｄ）に示すように、ロボットハンド１２ｕを縮ませる（ステップ４）。

次いで、仕切りバルブ３Ｃを閉鎖して処理室Ｃでの基板Ｓ３の処理を開始するとともに、処理室Ｅでの処理が終了した基板ＳＩを取り出すため、図４（Ｅ）に示すように、基板を支持していないロボットハンド１２ａの先端が処理室Ｅに指向するように、ロボットハンド１２ａを旋回させる（ステップ５）。

その後、図４（Ｆ）に示すように、処理室Ｅの基板ステージＣ３までロボットハンド１２ａを伸ばす（ステップ６）。そして、図４（Ｇ）に示すように、ロボットハンド１２ａを上昇させて基板Ｓ１をロボットハンド１２ａにより支持した後。ロボットハンド１２ａを縮ませる（ステップ７）。これにより、基板Ｓ１が処理室Ｅから取り出される。

次いで、基板Ｓ２を処理室Ｅに載置するため、図４（Ｈ）に示すように、基板Ｓ２を支持するロボットハンド１２ｂの先端が処理室Ｅを指向するように、ロボットハンド１２ｂを旋回させる（ステップ８）。

ここで、従来制御で用いられたコマンド「go to」の動作は上記ステップ８で完了しているが、上記コマンド「exchange」に対応する搬送ロボット１の一遠の動作は完了していない。従って、この時点では、搬送ロボット１は動作完了信号を生成しない。

次いで、図４（１）に示すように、処理室Ｅの基板ステージＣＳまでロボットハンド１２ｂを伸ばす（ステップ９）。その後、図４（Ｊ）に示すように、ロボットハンド１２ｂを下降させる（ステップ１０）。これにより、処理室Ｅの基板ステージＣ５に基板Ｓ２が載置される。ステップ１０の終了により、上記コマンド「exchange」に対応する搬送ロボット１の一連の動作が完了する。従って、搬送ロボット１は動作完了信号を生成し、生成した動作完了信号をホストコンピュータ４に送信する。

このように、本実施形態では、処理室Ｃに存する基板Ｓ２を処理室Ｅの基板ステージＣｓに搬送する際の搬送ロボット１の一連の動作が１つのコマンド「exchange」で行われる。このコマンド「exchange」に対応する搬送ロボット１の一連の動作が完了したときに、搬送ロボット１からホストコンピュータ４に動作完了個号が送信される。この際、図４（Ｃ）に示すステップ３と図４（Ｄ）に示すステップ５において処理室Ｃの仕切りバルブ３Ｃと処理室Ｅの仕切りバルブ３Ｅとが同時に開放されている。従って、この一連の動作を複数のコマンドで行う場合に比して、搬送ロボット１とホストコンピュータ４との間の通信回数を削減することができ、搬送ロボット１とホストコンピュータ４との間の通信時間を大幅に短縮することができる。その結果、基板Ｓの搬送時間を短縮することができ、処理装置のスループットを向上させることができる。

尚、上記一連の動作は、処理室Ｃでのスワップ動作、即ち、ロボットハンド１２ｂにより処理室Ｃから基板Ｓ２を取り出した後に別のロボットハンド１２ａにより処理室Ｃに未処理基板Ｓ３を載置する動作を含んでいるが、処理室Ｃへの基板Ｓ３の載置は必ずしも行わなくてもよい。つまり、処理室Ｃに存する基板Ｓ２を処理室Ｅの基板ステージＣｓに搬送する隙の搬送ロボットエの一連の動作を１つのコマンドで行うことで、上紀効果を実現することができる。

ところで、上述したように、処理装置の搬送室Ｔと各処理室Ｃ乃至Ｆとの境界は、仕切りバルブ３により仕切られている。このため、ロボットハンド１２ａ，１２ｂを伸縮させる際には、仕切りバルブ３を開ける必要がある。その一方で、ロボットハンド１２ａ，１２ｂを縮ませた後、仕切りバルブ３は閉じる必要がある。特に、処理室Ｃ乃至Ｆに未処理基板を搬入しても、仕切りバルブ３を閉じなければ、この未処理基板に対する処理を開始することができない。

ここで、従来の処理装置では、１つのコマンドで実行されるロボットハンドの各動作が終了するたびに、椴送ロボットからホストコンピュータに動作完了信号が送信されるか、もしくは、ホストコンピュータが動作完了信号を生成していた。動作完了信号を受信もしくは生成したホストコンピュータは、検知手段によりロボットハンド上の基板の有無を検知し、その検知結果に基づき搬送が正常に行われたことを確認した後、仕切リバルブを閉じていた。

これに対して、本実施の形態では、１つのコマンドで搬送ロボット１の一連の動作が実行され、一連の動作が完了するまで動作完了信号が生成されない。このため、従来と同様の手法で仕切リバルブ３を閉じようとする際、ロボットハンドが仕切りバルブより引き抜かれて仕切りバルブが閉められる状態かどうか不明なため一連の動作が完了するまで仕切りバルブ３を閉じることができない。同様に基板をステージに載置する際は、ロボットハンド上の基板がステージに戴置されて引き抜いたハンド上に基板がないこと、および、ステージから基板を取り出す際の引き抜いたロボットハンドに基板があることを検知することができないと、仕切りバルブを閉じて処理を開始するかどうか不明となる。その結果、図６に示すように、処理室Ｃ乃至Ｆ内に未処理の基板Ｓを挿入してから仕切りバルブ３を閉じるまでの時聞をロスし、結果として処理装置のスループットが低下する可能性がある。

これによれば、搬送ロボット１の一連の動作の完了を待たずに、仕切りバルブ３が閉じられるため、未処理碁板Ｓが搬入された処理室Ｃ乃至Ｆで早期に処理を開始することができる。従って、図７に示すように、処理室Ｃ乃至Ｆに未処理の基板Ｓを挿入してから仕切りバルブ３を閉じるまでの時間のロスがなくなり、スループットを向上させることができる。

また、基板Ｓを挿入してから仕切りバルブ３を閉じるまでの時間のロスをなくすことで、その時間をプロセス時間に割り当ててもよい。その結果、図８に示すように、スループットを低下させることなく、処理室Ｃ乃至Ｆでプロセス時間の長い処理を行うことができる。

また、本実施形態では、ロボットハンド１２ａ，１２ｂと処理室Ｃ乃至Ｆの基板ステージＣｓとの間で基板Ｓを受け渡す際に、ロボットハンド１２ａ，１２ｂを上昇もしくは下降させているが、基板ステージＣｓに設けられたリフトピンを上昇もしく下降させてもよい。

上記仕切りバルブ３のほか、処理室Ｃ乃至Ｆ内に適宜配置されたリフトピンやシールド等の部品は、基板Ｓの搬送経路に配置されているため、基板Ｓを搬送する際の障害となり得る。従来、搬送経路に配置されたこれらの部品の作動は、搬送ロボットの各動作が完了するタイミングで行われていた。即ち、動作完了信号が生成されるタイミングで、搬送経路上の部品を作動させていた。上述したように、本実施の形態では一連の動作が完了するまでは動作完了信号を発生しないため、上記の仕切りバルブ３を閉じるタイミングのように、一連の動作が完了するまでの間に上記部品を作動させればよい。これにより、基板Ｓを搬送する際に障害となる部品を確実に作動させることができる。

また、図９において実線Ｌで示すように、ロボットハンド１２の伸縮動作と旋回動作が切り替わる切替点Ｐの前後でロボットハンド１２の伸縮動作及び旋回動作が局所的に合成されるように、搬送ロボット１を制御してもよい。これにより、切替点Ｐでの搬送ロボット１の停止が不要となるため、切替点Ｐで搬送ロボット１が停止する場合に比して搬送ロボット１が加速及び減速を行う時間を短縮することができ、搬送時間を短縮することができる。このように切替点Ｐで搬送ロボット１が停止しない場合であっても、検知手段２を図７に示すような位置に配置することで、搬送ロボット１の一連の動作中にロボットハンド１２上の基板Ｓの有無の検知が可能となる。

また、第１実施形態で示した図３において、時刻ｔ２前後でのロボットハンド１２ａの短縮動作とロボットハンド１２ａの旋回動作が、局所的に合成されるように、つまり、それぞれの動作時間が重なって、時刻ｔ２より前のロボットハンド１２ａの短縮動作が終了する前に、ロボットハンド１２ａの旋回動作が開始されてその動作時間がかぶるように搬送ロボット１を制御してもよい。これにより、搬送時間を短縮して処理時間にあてることができる。

同様に、図３において、以下の動作をいずれも重なるように設定することが可能である。
・時刻ｔ５前後でのロボットハンド１２ａの旋回動作とロボットハンド１２ａの伸張動作
・時刻ｔ７前後でのロボットハンド１２ａの伸張動作とロボットハンド１２ａの上昇動作
・時刻ｔ９前後でのロボットハンド１２ａの短縮動作とロボットハンド１２ａの旋回動作
・時刻ｔ１０前後でのロボットハンド１２ｂの旋回動作とロボットハンド１２ｂの伸張動作
・時刻ｔ１１前後でのロボットハンド１２ｂの伸張動作とロボットハンド１２ｂの下降動作

以下、本発明に係る基板処理装置の制御方法の第３実施形態を、図面に基づいて説明する。
本実施形態において前述の第１実施形態と異なるのは、仕切りバルブ３の開閉のみであり、それ以外の相当する構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。

図１０（Ａ）に示すように、処理室Ｅにおける基板Ｓ１が終わった時点で、仕切りバルブ３Ｅを開放する。仕切りバルブ３Ｅを開放後に、コマンド「exchange」を送信する。
図１０（Ｊ）に示すように、コマンド「exchange」による基板Ｓ２の処理室Ｅへの載置が終了した時点で、仕切りバルブ３Ｃを閉塞して、処理室Ｃにおける基板Ｓ３の処理を開始する。

本実施形態によれば、従来に比べ搬送ロボットの通信時間を削減できる。

さらに、本発明は、例えば、図１１に示すように、図１に示した処理装置と同等の２つの真空装置９５，９６が、この間に設けられた受渡し室９７を介して接続されるとともに、これら２つの搬送室９４ａ，９４ｂには、それぞれの搬送室９４ａ，９４ｂ間で、基板を搬送する２つのロボットハンド９８ａ，９８ｂをもつ基板処理装置にも好適に使用できる。

１搬送ロボット
１２ロボットハンド
２検知手段
３仕切りバルブ
Ｓ基板
Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ処理室

Claims

搬送室を介して複数の処理室が個別に仕切りバルブを介して連結されるとともに、前記搬送室を介して一方の処理室から他方の処理室へ基板を移動させる搬送手段を前記搬送室内に有する基板処理装置において、
前記搬送手段のロボットアームを少なくとも同一平面内の旋回動作及び伸縮動作させ、旋回方向に沿って配置された前記複数の処理室間で前記基板を搬送する際に、
前記搬送手段の一連の動作および前記仕切りバルブの開閉動作を１つのコマンドで実行するとともに、前記一方の処理室の仕切りバルブと前記他方の処理室の仕切りバルブとが同時に開いた状態を有してなることを特徴とする基板処理装置の制御方法。
請求項１記載の制御方法において、コマンドの送信は一方の処理室にロボットハンドが伸びた状態で送信し、かつ、他方の処理室にロボットハンドが伸びた状態で終了することを特徴とする基板処理装置の制御方法。
請求項１または２記載の制御方法において、一方の処理室における仕切りバルブが開閉動作の途中にロボットハンドが該仕切りバルブ位置を通過することを特徴とする基板処理装置の制御方法。
請求項１から３のいずれか１項記載の制御方法において、同時に開く複数の処理室が、いずれも成膜で使用する静電チャック温度が２００℃以下もしくはこれと同等な温度圧力条件での処理をおこなうよう設定されてなることを特徴とする基板処理装置の制御方法。
請求項４記載の制御方法において、同時に開く複数の処理室での処理がＣｕスパッタプロセスを含むよう設定されてなることを特徴とする基板処理装置の制御方法。
請求項１から５のいずれか１項記載の制御方法において、基板処理装置が搬送室どうしを介して複数連結されたものとされ、
これら連結される搬送室どうしが仕切りバルブを介することなく連結されてなることを特徴とする基板処理装置の制御方法。