JP2017183704A - 基板搬送装置及び基板搬送方法 - Google Patents

基板搬送装置及び基板搬送方法 Download PDF

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Abstract

【課題】基板を吸引して搬送する基板搬送装置において、基板の搬送の異常の検出を精度高く行うこと。【解決手段】基板を吸引して保持するための吸引孔を備える基板保持部と、前記基板保持部を移動させる移動機構と、前記吸引孔に連通する吸引路の圧力を検出する圧力検出部と、前記圧力検出部の圧力検出値の微分値に基づいて搬送の異常を検出する制御部と、を備えるように基板搬送装置を構成する。このように微分値を取得することで、吸引路の圧力の変化を精度高く把握することができるため、基板の搬送の異常を精度高く検出することができる。【選択図】図２１

Description

本発明は、基板を吸引して搬送する基板保持部を備えた基板搬送装置及び基板搬送方法に関する。
半導体デバイスを製造するための半導体製造装置においては、基板である半導体ウエハ（以下、ウエハという）が載置されるモジュールが複数設けられており、基板搬送装置が基板搬送機構として組み込まれている。キャリアに格納された状態で半導体製造装置に搬入されたウエハは、この基板搬送機構によって当該キャリアから取り出され、モジュール間を搬送される。
モジュールとしては、ウエハに処理を行う処理モジュールや、処理モジュール間における受け渡しを仲介するためにウエハが仮置きされる受け渡しモジュールがあり、基板搬送機構がこれらのモジュールを所定の順番でウエハを搬送することで、ウエハに所定の一連の処理が行われる。基板搬送機構は昇降可能な基台と、当該基台において進退自在に設けられるウエハを保持する保持部とを備える。特許文献１に示されるように、保持部にはウエハを吸着する吸引孔が設けられる場合が有る。また、特許文献２にも、ウエハを真空吸着して保持して搬送する搬送機構が示されている。
特開２０１４−３６１７５号公報 特開２００５−２７７０１６号公報
ところで、上記の半導体製造装置内でのウエハの搬送の異常の有無を監視することで、保持部からウエハが落下することや、割れたウエハの破片が散らばることなどの各種の不具合の発生を防ぐことが検討されている。上記の特許文献１では、基板搬送機構の昇降動作の異常の有無を検出するにあたり、既述の吸引孔に接続される排気管に設けられる圧力センサから出力されるデジタル信号のオンオフの切り替わりによって保持部がウエハを保持したタイミングを検出する旨について記載されている。
しかし、装置に供給される用力の減衰や、複数の保持部で排気管の下流側を共用する場合の各保持部におけるウエハの吸着の有無によって排気管の排気流量は変動する。つまり、上記の圧力センサからのデジタル信号には、ウエハの保持部の吸着状態が正確に反映されない場合が有る。そのため、より精度高く搬送の異常の有無を監視することができる技術について求められている。特許文献２では、ウエハの吸着を行うための吸引路に設けた圧力センサによる圧力の検出値を監視して、装置の異常を検出することが記載されているが、発明の実施の形態で述べるようにこのような検出値にはノイズ成分が含まれるので、搬送の異常を精度高く検出することは困難である。
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、基板を吸引して搬送する基板搬送装置において、基板の搬送の異常の検出を精度高く行うことができる技術を提供することである。
本発明の基板搬送装置は、基板を吸引して保持するための吸引孔を備える基板保持部と、
前記基板保持部を移動させる移動機構と、
前記吸引孔に連通する吸引路の圧力を検出する圧力検出部と、
前記圧力検出部の圧力検出値の微分値に基づいて前記基板の搬送の異常を検出する制御部と、
を備えたことを特徴とする。
本発明の基板搬送方法は、吸引孔により基板を吸引し、基板保持部に保持する工程と、
前記基板を保持した前記基板保持部を移動機構により移動させる工程と、
圧力検出部により前記吸引孔に連通する吸引路の圧力を検出する工程と、
前記圧力検出部の圧力検出値の微分値に基づいて前記基板の搬送の異常を検出する工程と、
を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、基板保持部に設けられ、基板を吸引して保持するための吸引孔に連通する吸引路の圧力検出値の微分値に基づいて搬送の異常を検出する。このように微分値を取得することで、吸引路の圧力の変化を精度高く把握することができるため、基板の搬送の異常を精度高く検出することができる。
本発明が適用される塗布、現像装置の平面図である。 前記塗布、現像装置の縦断側面図である。 前記塗布、現像装置に設けられる本発明に係る搬送アームの平面図である。 前記搬送アームの縦断側面図である。 前記塗布、現像装置に設けられる他の搬送アームの平面図である。 前記塗布、現像装置に設けられる異物除去ユニットの概略構成図である。 前記異物除去ユニットの概略構成図である。 前記異物除去ユニットの概略構成図である。 正常な搬送時に取得される排気圧についてのデータを示すチャート図である。 正常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 前記塗布、現像装置に設けられる制御部の構成図である。 異常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 異常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 異常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 異常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 異常な搬送時の前記排気管の排気圧についてのデータを示すチャート図である。 異常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 異常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 異常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 異常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 異常な搬送時の前記排気管の排気圧についてのデータを示すチャート図である。 異常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 異常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 異常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 異常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 異常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 異常な搬送時の前記排気管の排気圧についてのデータを示すチャート図である。 異常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 異常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 異常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 異常な搬送時の前記排気管の排気圧についてのデータを示すチャート図である。 異常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 異常な搬送時の前記排気管の排気圧についてのデータを示すチャート図である。 異常の種別を推定し、対処動作を行う手順を示すチャート図である。 異常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 異常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 正常な搬送時に前記排気圧に基づいて取得されるデータを示す説明図である。 異常な搬送時に前記排気圧に基づいて取得されるデータを示す説明図である。 他の異物除去ユニットの概略構成図である。 他の異物除去ユニットの概略構成図である。 ウエハの位置検出機構を備えた搬送アームの斜視図である。 異常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 異常な搬送時の前記搬送アームの動作を示す説明図である。 搬送アームの動作を示すグラフ図である。 搬送アームの動作を示すグラフ図である。
（塗布、現像装置の構成）
本発明の基板搬送装置が適用された塗布、現像装置１について、図１の平面図及び図２の概略縦断側面図を参照して説明する。この塗布、現像装置１はキャリアブロックＤ１と、処理ブロックＤ２と、インターフェイスブロックＤ３と、を直線状に接続して構成されている。インターフェイスブロックＤ３には、露光機Ｄ４が接続されている。以下、各ブロックＤについて説明するにあたり、キャリアブロックＤ１側を前方側、インターフェイスブロックＤ３側を後方側として説明する。
キャリアブロックＤ１には、塗布、現像装置１の外部からウエハＷを格納するキャリアＣが搬送される。当該キャリアブロックＤ１は、キャリアＣの載置台１１と、開閉部１２と、開閉部１２を介してキャリアＣに対してウエハＷを搬送するための搬送アーム２とを備えている。
処理ブロックＤ２は、ウエハＷに液処理を行う第１〜第６の単位ブロックＥ１〜Ｅ６が下から順に積層されて構成されている。Ｅ１とＥ２とが互いに同じ単位ブロックであり、Ｅ３とＥ４とが互いに同じ単位ブロックであり、Ｅ５とＥ６とが互いに同じ単位ブロックである。２つの同じ単位ブロックのうち、ウエハＷは一方の単位ブロックに搬送される。
ここでは単位ブロックのうち代表して図１に示す単位ブロックＥ１を説明する。前後方向にウエハＷの搬送領域１３が形成されており、搬送領域１３の左右の一方側には、ウエハＷに薬液を供給して反射防止膜を形成するための反射防止膜形成モジュール１４が設けられている。搬送領域１３の他方側には、載置されたウエハＷが加熱される熱板を備える加熱モジュール１５が、搬送領域１３に沿って前後に複数設けられている。また、上記の搬送領域１３には、単位ブロックＥ１内でウエハＷを搬送する搬送アームＦ１が設けられている。
単位ブロックＥ３〜Ｅ６について、単位ブロックＥ１、Ｅ２との差異点を説明すると、単位ブロックＥ３、Ｅ４は、反射防止膜形成モジュール１４の代わりにレジスト膜形成モジュールを備えている。レジスト膜形成モジュールは、ウエハＷにレジスト膜を形成するために薬液としてレジストを供給する。単位ブロックＥ５、Ｅ６は、反射防止膜形成モジュール１４の代わりに現像モジュールを備えている。現像モジュールは、ウエハＷに薬液として現像液を供給する。このように薬液の供給を行うモジュールの当該薬液の種類が異なることを除いて、単位ブロックＥ１〜Ｅ６は互いに同様に構成されている。図２では、搬送アームＦ１に相当する各単位ブロックＥ２〜Ｅ６の搬送アームについて、Ｆ２〜Ｆ６として示しており、Ｆ１〜Ｆ６は互いに同様に構成されている。
処理ブロックＤ２におけるキャリアブロックＤ１側には、各単位ブロックＥ１〜Ｅ６に跨って上下に伸び、互いに積層された多数のモジュールからなるタワーＴ１と、タワーＴ１を構成する各モジュール間で基板の受け渡しを行うための搬送アーム３と、が設けられている。タワーＴ１において、例えば単位ブロックＥ１〜Ｅ６が設けられる各高さには受け渡しモジュールＴＲＳが設けられている。
また、タワーＴ１には、疎水化処理モジュール１６と複数の温度調整モジュールＳＣＰＬが設けられている。疎水化処理モジュール１６は、加熱モジュール１５と同様にウエハＷを載置して加熱する熱板を備え、当該熱板に載置されたウエハＷの表面に処理ガスを供給して疎水化処理を行う。温度調整モジュールＳＣＰＬは、載置されたウエハＷが例えば２３℃になるように温度調整する載置部を備えている。さらにタワーＴ１には、異物除去ユニット４が設けられている。この異物除去ユニット４については、後に詳述する。
インターフェイスブロックＤ３は、単位ブロックＥ１〜Ｅ６に跨って上下に伸びるタワーＴ２、Ｔ３、Ｔ４を備えており、タワーＴ２とタワーＴ３とに対してウエハＷの受け渡しを行うための搬送アーム１７と、タワーＴ２とタワーＴ４とに対してウエハＷの受け渡しを行うための搬送アーム１８と、タワーＴ２と露光機Ｄ４との間でウエハＷの受け渡しを行うための搬送アーム１９と、が設けられている。タワーＴ２は、各単位ブロックに対してウエハＷを受け渡すための受け渡しモジュールＴＲＳが積層されて設けられている。タワーＴ３、Ｔ４にもモジュールが設けられているが、このモジュールについては説明を省略する。
（搬送アームの構成）
上記の各搬送アームは基板搬送機構として塗布、現像装置１に組み込まれた基板搬送装置である。キャリアブロックＤ１の搬送アーム２について、図３の平面図及び図４の縦断側面図を参照して説明すると、搬送アーム２は基台２１と、基台２１上に設けられるフォーク２２とを備えている。基台２１は、フォーク２２を後退位置（図３、図４に示す位置）と前進位置との間で進退させることができる。さらに基台２１は図示しない駆動機構に接続され、左右の移動、昇降、且つ鉛直軸周りの回転が行えるように構成されている。当該駆動機構及び基台２１は、基板保持部であるフォーク２２を移動させる移動機構を構成する。
フォーク２２は、前進方向側が２叉に延出された水平板状に形成されている。フォーク２２の表面には３つの扁平な円形のパッド２３が設けられ、各パッド２３の表面には吸引孔２４が開口している。パッド２３上にこれらの吸引孔２４を塞ぐように載置されたウエハＷは吸引されて、図中に鎖線で示すようにフォーク２２に水平に吸着保持される。また、フォーク２２には排気路２５が設けられている。排気路２５の上流側は分岐して各吸引孔２４に接続されており、排気路２５の下流側はフォーク２２に接続される排気管２６内に連通している。吸引路（排気路）を構成する排気管２６の下流側は、例えばバルブや排気ブロアなどを含む排気機構２７に接続されており、この排気機構２７によって、吸引孔２４からの吸引が行われる状態と、吸引孔２４からの吸引が行われない状態とを切り替えることができる。
そして、排気管２６において排気機構２７の上流側には、排気圧センサ（圧力センサ）２８が設けられており、排気管２６内の圧力（排気圧）に対応するアナログ信号を出力する。図３に示す制御部５は、塗布、現像装置１の各部の動作を制御するために設けられるコンピュータであり、圧力検出部である排気圧センサ２８からの出力信号を、デジタル信号に変換するための変換器（図示は省略）を介して例えば２．５ミリ秒間隔で繰り返し取得する。この信号の取得間隔はこの例に限られないが、後述するように精度高く異常を検出するために、例えば１０ミリ秒以下の間隔であることが好ましい。制御部５の詳しい構成については後述する。
次に搬送アームＦ１について、図５の平面図を参照して搬送アーム２との差異点を説明する。搬送アームＦ１のフォーク２２は、ウエハＷの側周を囲むように前進方向側が２叉に延出されるように構成され、さらにそのように囲んだウエハＷの裏面周縁部が載置される４つの爪部２９が設けられている。搬送アームＦ１においては、吸引孔２４を備えたパッド２３がこの爪部２９の表面（上面）に設けられている。
また、搬送アームＦ（Ｆ１〜Ｆ６）の基台２１上においてはフォーク２２が２つ上下方向に設けられ、これらのフォーク２２は互いに独立して基台２１を進退する。図５では、１つのフォーク２２が前進位置に、他の１つのフォークが後退位置に位置する状態を示している。これらの差異点を除き、搬送アームＦ（Ｆ１〜Ｆ６）は搬送アーム２と同様に構成されている。また、搬送アーム３はフォーク２２が１つのみ設けられることを除いて、搬送アームＦ（Ｆ１〜Ｆ６）と同様に構成されている。
（モジュール及びキャリアについて）
ところでモジュールとは、各搬送アームによってウエハＷが載置される載置部を備える塗布、現像装置１内のユニットを表している。各モジュールを構成する載置部は、後述する当該載置部にアクセスする搬送アームのフォーク２２の昇降動作によってウエハＷの受け渡しが行えるように、当該フォーク２２と干渉しない形状に構成される。また、キャリアＣにもフォーク２２の昇降動作によってウエハＷの受け渡しが行えるように載置部が設けられており、図３ではこの載置部をＣ１として示している。
（異物除去ユニットの構成と動作）
続いて上記のタワーＴ１に設けられる異物除去部である異物除去ユニット４について図６を参照して説明する。この異物除去ユニット４は、後述するように搬送アーム２の異常が推定された場合に、搬送アーム２のパッド２３に付着した異物Ｐを除去する役割を有している。異物除去ユニット４は、３本の垂直なピン４１と、各ピン４１の下端を支持する支持部４２と、支持部４２を鉛直軸周りに回転させる回転機構４３と、各ピン４１の先端に支持されるディスク４４とにより構成される。ディスク４４はピン４１に対して着脱自在であり、搬送アーム２のパッド２３に受け渡される。このように受け渡されたときにパッド２３に付着している異物Ｐを吸着して除去することができるように、ディスク４４の裏面には例えば粘着物質が設けられている。具体的には例えば当該粘着物質により構成された樹脂からなるフィルムが複数枚積層されてディスク４４の裏面に設けられ、この積層されたフィルムの内の表層のフィルムが異物Ｐを吸着するための粘着面を構成する。ディスク４４が使用され、表層のフィルムの粘着性が低下した場合には、当該フィルムを剥がして下層のフィルムを新しい粘着面として露出させることができる。
図７、図８に示すように、フォーク２２が前進位置に位置する状態で基台２１が昇降することによって、フォーク２２のパッド２３と異物除去ユニット４のピン４１との間で、ディスク４４の受け渡しが例えば複数回行われる。また、図８に示すように、この複数回の受け渡しにおいてディスク４４がピン４１に受け取られるたびに回転機構４３によってピン４１が回転する。それによって、フォーク２２が毎回異なる向きでディスク４４を受け取る。つまり受け渡しの度に、パッド２３がディスク４４の異なる位置に接触するのでパッド２３に付着する異物Ｐを、より確実にディスク４４に吸着して除去される。
（塗布、現像装置における搬送経路の説明）
上記の塗布、現像装置１におけるウエハＷの搬送経路について説明すると、ウエハＷは、キャリアＣから搬送アーム２によってタワーＴ１の受け渡しモジュールＴＲＳ０に搬送され、搬送アーム３によってタワーＴ１の疎水化処理モジュール１６に搬送されて疎水化処理される。その後、ウエハＷは温度調整モジュールＳＣＰＬに搬送されて冷却された後、単位ブロックＥ１、Ｅ２に振り分けられて搬送される。例えばウエハＷを単位ブロックＥ１に受け渡す場合には、タワーＴ１の受け渡しモジュールＴＲＳのうち、単位ブロックＥ１に対応する受け渡しモジュールＴＲＳ１（搬送アームＦ１によりウエハＷの受け渡しが可能な受け渡しモジュール）に対してウエハＷが受け渡される。また、ウエハＷを単位ブロックＥ２に受け渡す場合には、タワーＴ１の受け渡しモジュールＴＲＳのうち、単位ブロックＥ２に対応する受け渡しモジュールＴＲＳ２に対して、ウエハＷが受け渡される。これらのウエハＷの受け渡しは、搬送アーム３により行われる。
このように振り分けられたウエハＷは搬送アームＦ１（Ｆ２）によって、ＴＲＳ１（ＴＲＳ２）→反射防止膜形成モジュール１４→加熱モジュール１５→ＴＲＳ１（ＴＲＳ２）の順に搬送され、搬送アーム３により単位ブロックＥ３に対応する受け渡しモジュールＴＲＳ３と、単位ブロックＥ４に対応する受け渡しモジュールＴＲＳ４とに振り分けられる。このようにＴＲＳ３、ＴＲＳ４に振り分けられたウエハＷは搬送アームＦ３（Ｆ４）によって、ＴＲＳ３（ＴＲＳ４）→レジスト膜形成モジュール→加熱モジュール１５→タワーＴ２の受け渡しモジュールＴＲＳ３１（ＴＲＳ４１）の順で搬送される。然る後、このウエハＷは、搬送アーム１７、１９により露光機Ｄ４へ搬送され、ウエハＷの表面に形成されたレジスト膜が所定のパターンに沿って露光される。
露光後のウエハＷは、搬送アーム１８、１９によりタワーＴ２、Ｔ４間を搬送されて、単位ブロックＥ５、Ｅ６に対応するタワーＴ２の受け渡しモジュールＴＲＳ５１、ＴＲＳ６１に夫々搬送される。然る後、ウエハＷは加熱モジュール１５→現像モジュールの順で搬送され、露光機Ｄ４で露光されたパターンに沿ってレジスト膜が溶解し、ウエハＷにレジストパターンが形成される。然る後、ウエハＷは、タワーＴ１の受け渡しモジュールＴＲＳ５（ＴＲＳ６）に搬送された後、搬送アーム２を介してキャリアＣに戻される。
（搬送アームの正常な搬送動作の説明）
上記の搬送経路において、ウエハＷがキャリアＣの載置部Ｃ１から受け渡しモジュールＴＲＳ０へ受け渡されるときの搬送アーム２の各部の動作と、この受け渡し中に排気圧センサ２８から送信される出力信号に基づいて制御部５により取得される排気圧の時系列データの一例とを図９、図１０を参照して説明する。この図９、図１０の説明における搬送では後述するような異常は発生せず、正常にウエハＷが搬送されるものとする。
図９は、上記の時系列データをタイミングチャートとして示したものである。チャートの横軸は、基台２１がウエハＷを受け取るための所定の設定位置に位置したときの時刻を０秒とした経過時間（単位：ミリ秒）を示している。またチャートの縦軸は、排気圧センサ２８からの検出信号に基づいて検出される吸引路の圧力検出値である排気圧（単位：ｋＰａ）を示している。このチャート中のＡ１〜Ａ７の矢印は、図１０にＡ１〜Ａ７で示したアームの各動作を示す。なお、この図１０及び後述の各図でキャリアＣの載置部Ｃ１と搬送アーム２との間のウエハＷの受け渡しを示すにあたり、図示の便宜上、載置部Ｃ１については装置の前後方向に沿って見た状態を、搬送アーム２については装置の左右方向に沿って夫々見た状態を夫々示している。
先ず、フォーク２２が後退位置に位置すると共に吸引孔２４からの吸引が停止した状態で、上記の設定位置に位置する基台２１上をフォーク２２が前進位置に移動して、載置部Ｃ１に載置されるウエハＷの下方に位置する（動作Ａ１）。続いて吸引孔２４からの排気が開始され（チャート中、時刻ｔ１）、検出される排気圧が急激に下降した後に概ね一定となる。然る後、フォーク２２が上昇し、フォーク２２のパッド２３上にウエハＷが載置されて吸引孔２４が塞がれると、さらに排気圧が急激に低下する（時刻ｔ２）。フォーク２２が上昇を続けた後に停止し（動作Ａ２）、然る後フォーク２２が後退位置に移動する（動作Ａ３）。排気圧については、下降が次第に緩やかになり、その後、概ね一定で推移する。
然る後、基台２１が横方向移動且つ昇降移動し（動作Ａ４）、ウエハＷの送り先である受け渡しモジュールＴＲＳ０にウエハＷを受け渡すための所定の送出位置で静止すると、フォーク２２が前進位置に移動して受け渡しモジュールＴＲＳ０の上方に位置する（動作Ａ５）。続いて、吸引孔２４における排気を停止し、排気圧が上昇する（時刻ｔ３）。そして基台２１が下降し、ウエハＷが受け渡しモジュールＴＲＳ０に載置される（送出される）。受け渡しモジュールＴＲＳ０にウエハＷを送出した後もフォーク２２の下降が続けられ（動作Ａ６）、その後、当該下降が停止し、フォーク２２が後退位置に移動する（動作Ａ７）。
代表して、キャリアＣからモジュールへの搬送について示したが、モジュール間でのウエハＷの搬送、モジュールからキャリアＣへのウエハＷの搬送も、各搬送アームが上記のＡ１〜Ａ７で説明した動作をすることによって行われる。また、各搬送が正常に行われる場合には、図９で説明したものと同様の排気圧の時系列データが取得される。
（制御部５の説明）
ところで、制御部５はこのように取得された排気圧の時系列データについて演算処理を行い、微分値の時系列データを取得する。この微分値の時系列データについて説明すると、排気圧の時系列データにおいて、一の経過時間において取得された排気圧から、一の経過時間の２．５ミリ秒前に取得された排気圧が減算されて、一の経過時間における微分値とされる。つまり、（任意の時間において取得された排気圧）−（任意の時間の直前に取得された排気圧）が、演算されて微分値として取得される。この微分値が、排気圧を取得した各経過時間毎に求められる。つまり、２．５ミリ秒毎の排気圧の微分値が取得され、これらの微分値が微分値の時系列データとされる。
図９では説明のために、排気管２６内の排気圧の変化の把握が容易な排気圧の時系列データの例を示したが、例えば装置に供給される用力の変動を受けて搬送アームの排気機構２７による排気能力が不安定となることで、排気管２６内の排気圧が変動し、その結果として排気圧の時系列データの波形にはノイズが含まれるおそれがある。そのような場合であっても、上記の微分値の時系列データを取得することで、ノイズはキャンセルされ、各時間の排気管２６内の圧力の変化を正確性高く把握することができる。つまり、微分値の時系列データは排気管２６内の排気圧の変化を精度高く反映したものとなる。
そして、ウエハＷの搬送中に異常が発生した場合には、制御部５によって取得される排気圧の時系列データは図９で示した例とは異なる波形となり、そのような排気圧の時系列データから取得される微分値の時系列データは、異常の種別に対応したものとなる。制御部５は、この微分値の時系列データに基づいて、搬送の異常を検出し、発生した異常の種別を推定することができる。さらに制御部５は、推定された異常の種別に対応する対処動作が行われるように各搬送アームの動作を制御する。なお、排気圧の時系列データの取得及び微分値の時系列データの取得は、例えば塗布、現像装置１の稼働中、常時行われる。
図１１に制御部５の構成を示している。制御部５は、プログラム５１を備えている。このプログラム５１は、上記の搬送経路に沿ったウエハＷの搬送、各モジュールでのウエハＷの処理、排気圧センサ２８からの出力信号の取得、出力信号に基づいた排気圧の時系列データ及び微分値の時系列データの作成、微分値の時系列データに基づいた搬送の異常の種別の推定、及び推定された異常の種別に応じた対処動作を実行することができるように、命令（ステップ群）が組まれて構成されている。そして、このプログラム５１によって塗布、現像装置１の各部に制御信号が送信されることで、当該塗布、現像装置１の各部の動作が制御される。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスクまたはメモリーカードなどの記憶媒体に収納された状態で、制御部５に設けられる図示しないプログラム格納部に格納されて動作する。
また、制御部５にはメモリ５２が設けられている。メモリ５２には、異常の種別として後述するウエハＷの異常が推定された場合に、そのように異常が推定されたウエハＷを特定するためのウエハＷが属するロットの番号やロット内での番号などの情報が記憶される。さらに、制御部５にはアラーム出力部５３が接続されている。アラーム出力部５３はモニターやスピーカーなどにより構成され、制御信号を受信して、アラームとして所定の画像表示や音声出力を行う。
以下、搬送の異常の種別ごとに具体例を挙げて、異常発生時のウエハＷの状態、異常発生時の排気圧の時系列データ、微分値の時系列データ、及び対処動作について説明する。
（異常の種別１：ウエハの貼り付き）
搬送アームがキャリアＣまたはモジュールの載置部からウエハＷを受け取るときに、当該ウエハＷの裏面に付着した薬液や裏面に回り込むように形成された膜などの付着物により、ウエハＷが当該載置部に貼り付いている場合が有る。つまり、この貼り付きは、ウエハＷの搬送元の載置部における載置異常である。
キャリアＣの載置部Ｃ１からこのように貼り付いたウエハＷを受け取るときの搬送アーム２の動作と、受け取られたウエハＷの様子とについて、図１２〜図１５の概略図を用いて説明する。
図１０で説明した動作Ａ１、Ａ２が行われ、フォーク２２のパッド２３がウエハＷを吸着して持ち上げ、パッド２３の吸引孔２４がウエハＷによって閉鎖された後、載置部Ｃ１に貼り付いたウエハＷが載置部Ｃ１から引き離される。その引き離された勢いにより、ウエハＷはパッド２３上から跳ねて浮き上がり、振動した状態となる。ウエハＷがそのような状態となることで、パッド２３の吸引孔２４が開放される（図１２、図１３）。
図１６の上側のグラフは、この場合に取得される排気圧の時系列データを、実線の波形によって示している。このグラフの横軸、縦軸は、基台２１が所定の設定位置に位置してからの経過時間、検出された排気圧を、夫々図９のグラフと同様に示している。上記のようにウエハＷはパッド２３に吸着された後に当該パッド２３から離れるので、排気圧は下降した後に上昇している。なお、比較のために、図１６の上側のグラフでは図９に示した正常な搬送時に取得される排気圧の時系列データの波形を点線で示しており、排気圧の時系列データについて示す後述の各図のグラフでも、正常な排気圧の時系列データの波形を、この図１６の上側のグラフと同様に点線で表示している。
図１６の下側のグラフでは、上側のグラフに実線で示した排気圧の時系列データから取得される微分値の時系列データを、実線の波形で示している。この図１６の下側のグラフにおいて、横軸は上側のグラフの横軸と同じく経過時間を示し、縦軸は既述の微分値（単位：ｋＰａ）を示している。この波形について説明すると、ウエハＷがパッド２３に吸着して排気圧が下降することによって、微分値が低下する。その後、排気圧が安定化することによって微分値は上昇して、吸着による低下前と同様に概ね０になる。その後、上記のウエハＷの跳ねによって急激に排気管２６内の圧力が上昇するために微分値は上昇し、波形において比較的大きなピークが出現する。
比較のために、図１６の下側のグラフでは、図１６の上側のグラフの正常な搬送時に取得される排気圧の時系列データから得られる微分値の時系列データの波形を点線で示している。この正常な搬送時に取得される微分値の時系列データでは、ウエハＷの吸着後において微分値の急激な上昇による波形のピークが見られない。なお、微分値の時系列データについて示す後述の各図のグラフにおいても、正常な排気圧の時系列データから得られる微分値の時系列データの波形を、この図１６の下側のグラフと同様に点線で表示している。
このように異常発生時には波形にピークが出現するので、上記の跳ねが起きることが予想される時間帯と、当該時間帯において跳ねが生じたものとする波形のピークの最大値の範囲と、を予め設定しておくことで、取得される微分値の時系列データからウエハＷの異常を検出し、当該異常が上記の貼り付きによるものと推定することができる。なお、この貼り付きによって上記のようにウエハＷの跳ねが発生することから、この貼り付きの異常はフォーク２２によるウエハＷの保持状態の異常であるとも言える。グラフ中に、この時間帯をＴＭ１、ピークの最大値の範囲をＲ１として夫々示している。
このように貼り付きが起きていたことが推定されると、対処動作として、図１０の動作Ａ３（フォーク２２の後退）が行われる前に、所定の時間フォーク２２及び基台２１が静止状態に保たれると共にパッド２３の吸引孔２４からの吸引が停止する。それによって次第にフォーク２２上におけるウエハＷの振動は収まり（図１４）、ウエハＷはパッド２３に水平に支持される（図１５）。然る後、吸引孔２４による吸引が再開されてウエハＷが吸着され、以降は正常時と同じく、既述の動作Ａ３〜Ａ７が実行されて、ウエハＷは受け渡しモジュールＴＲＳ０へと搬送される。上記のような対処動作が行われることで、ウエハＷが不安定な状態でフォーク２２が後退し、当該ウエハＷがフォーク２２から落下してしまうことを防ぐことができる。この対処動作として、動作Ａ２実行後、動作Ａ３開始前のフォーク２２及び基台２１が静止状態となる時間は、正常に搬送が行われる場合において動作Ａ２実行後、動作Ａ３が開始される前のフォーク２２及び基台２１が静止状態となる時間よりも長い。この正常に搬送が行われる場合の静止状態となる時間は、０秒である場合も含まれる。
（異常の種別２：ウエハの粘着）
このウエハＷの粘着とは、異常の種別１として説明した貼り付きと略同様の事象であるが、貼り付きよりもウエハＷの載置部に対する接着性が高いものとする。つまり、この粘着は、ウエハＷの搬送元の載置部における載置異常である。キャリアＣの載置部Ｃ１からこのように粘着したウエハＷを受け取るときの搬送アーム２の動作と、受け取られたウエハＷの様子とを、図１７〜図２０の概略図を用いて、貼り付きが発生している場合との差異点を中心に説明する。
図１０で説明した動作Ａ１、Ａ２が行われ、基台２１が上昇し、フォーク２２のパッド２３がウエハＷを吸着する。載置部Ｃ１に対する粘着によってウエハＷは載置部Ｃ１に接したまま基台２１が上昇し、フォーク２２に撓みが生じる（図１７）。その後、フォーク２２の撓み量の増加と共に当該フォーク２２の復元力が増加することで、ウエハＷが載置部Ｃ１から引き離される。このように引き離されたときの勢いにより、粘着が起きていた場合よりもウエハＷはパッド２３上から急激に跳ねて浮き上がり、フォーク２２上で振動した状態となる（図１８）。
図２１の上側のグラフでは、この場合に取得される排気圧の時系列データを、図１６のグラフと同様に実線の波形で示している。貼り付きが起きている場合と同様に、ウエハＷはパッド２３に吸着された後にパッド２３から離れるので、排気圧は下降した後に上昇している。ただし、この粘着が起きている場合は、上記の貼り付きが起きている場合よりも、基台２１が載置部Ｃ１に対して高い位置に位置したときにウエハＷがパッド２３から離れるため、排気圧が上昇を開始するタイミングが遅い。
図２１の下側のグラフでは、そのように取得される排気圧の時系列データから演算される微分値の時系列データを、実線の波形で示している。上記のウエハＷの跳ねによって、極めて急激に排気管２６内の圧力が上昇するため、このグラフに示されるように、そのような跳ねが起きた時間に非常に大きな波形のピークが出現する。従って、跳ねが起きることが予想される時間帯及び波形のピークの最大値は、ウエハＷの貼り付きが起きている場合と、粘着が起きている場合とで異なる。そのため、この粘着による跳ねが起きることが予想される時間帯と、当該時間帯において跳ねが生じたものとする波形のピークの最大値の範囲と、を予め設定しておくことで、取得される微分値の時系列データから、ウエハＷの受け取り時に粘着が発生していたことを推定することができる。グラフ中に、この時間帯をＴＭ２、ピークの最大値の範囲をＲ２として夫々示している。
このように粘着が発生していたことが推定されると、対処動作として基台２１が下降すると共にパッド２３の排気が停止する。この基台２１の下降によって、ウエハＷが再び載置部Ｃ１に受け渡された後、基台２１の下降が停止して静止状態となる（図１９）。然る後、Ａ２以降の動作が行われる。つまり、パッド２３による吸引が再開されると共に基台２１が上昇し、フォーク２２にウエハＷが受け取られて、受け渡しモジュールＴＲＳ０へと搬送される（図２０）。
このようにウエハＷの載置部Ｃ１への再度の載置と再受け取りを行うのは、ウエハＷが不安定な状態でフォーク２２が後退し、当該ウエハＷがフォーク２２から落下してしまうことを防ぐことに加えて、載置部Ｃ１における粘着の原因となる付着物の粘着力を弱めることを目的とする。つまり、粘着の原因となる載置部Ｃ１の付着物上にウエハＷを載置して引き離す動作を行うことで、付着物が有する粘着力を弱め、塗布、現像装置１で一連の処理を終えたウエハＷが再度載置部Ｃ１に搬送されたときに、粘着が起らないようにする。
（異常の種別３：異物の付着）
この異物の付着とは、ウエハＷの裏面に異物が付着したケースと、パッド２３における異物が付着したケースとを含む。後述するように、この異物の付着が推定された場合は、先ずこれらのケースのうち、ウエハＷの裏面における異物の付着であるものと仮定されて、対処動作が行われる。そして、対処動作を行う際に取得される微分値の時系列データによっては、パッド２３における異物の付着であるものとして仮定が修正される。図２２〜図２６では、ウエハＷの裏面に異物Ｐが付着しているものとし、当該ウエハＷを載置部Ｃ１から受け取るときの搬送アーム２の動作を示している。
先ず動作Ａ１、Ａ２が行われて基台２１が上昇し、フォーク２２のパッド２３がウエハＷを吸着して持ち上げる（図２２、図２３）。このとき、異物Ｐがパッド２３とウエハＷの裏面との間に介在した状態となり、パッド２３の吸引孔２４がウエハＷによって塞がれず、開放された状態のままとなる。図２３の点線の矢印の先における枠内には、この状態のパッド２３の縦断側面を拡大して示しており、実線の矢印で開放された吸引孔２４に流入する気流を示している。
図２７の上側のグラフでは、このような場合に取得される排気圧の時系列データを実線の波形で示している。上記のように吸引孔２４が開放されているため、ウエハＷがフォーク２２に受け取られても排気圧の低下量が小さく、急激な変化が起らない。図２７の下側のグラフでは、この排気圧の時系列データから取得される微分値の時系列データを実線の波形で示している。既述のように排気圧の急激な変化が起らないため、基台２１が上昇してフォーク２２がウエハＷを受け取る時間帯において、微分値は比較的大きい値で推移する。つまり、当該時間帯の微分値の最小値は比較的大きい。従って、この時間帯と、異常が有るものと推定する微分値の最小値についての範囲と、を予め設定しておくことで、微分値の時系列データから異物の付着が起きていることを推定することができる。グラフ中にこの時間帯をＴＭ３、微分値の最小値の範囲をＲ３として夫々示している。ここで推定される異物の付着とは、既述のようにウエハＷにおける異物の付着である。
このようなウエハＷにおける異物の付着が推定されると、対処動作として、基台２１が下降してウエハＷが載置部Ｃ１に再び載置される。そして基台２１の下降が停止し（図２４）、フォーク２２が僅かに後退して（図２５）、再度Ａ２の動作（基台２１の上昇）が行われる。これによって、ウエハＷの裏面において先の受け取り時にウエハＷに接した位置とは異なる位置にパッド２３が接してウエハＷが受け取られる。この再度の受け取り時も、先の受け取り時と同様に取得された微分値の時系列データにおいて、時間帯ＴＭ３における微分値の最小値が範囲Ｒ３内にあるか否かについて判定される。範囲Ｒ３内に無いと判定されたときは、図２６に示すように異物Ｐを避けてパッド２３がウエハＷを吸着したものとして、図１０で示したＡ３以降の動作が行われ、受け渡しモジュールＴＲＳ０へウエハＷが搬送される。このような対処動作が行われることで、ウエハＷが十分に吸着されていない状態で搬送が行われることを防ぐことができる。従って、搬送中にフォーク２２からウエハＷが脱落したり、フォーク２２上でウエハＷが跳ねて傷が付くことを防ぐことができる。
上記の再度の受け取り時においても、時間帯ＴＭ３における微分値の最小値が範囲Ｒ３内に有ると判定された場合は、基台２１が下降してウエハＷが載置部Ｃ１に置き直され、さらに若干フォーク２２を後退させた後、基台２１が上昇してフォーク２２がウエハＷを受け取る。つまり、パッド２３がウエハＷに接触する位置がさらにずれるようにウエハＷの受け取りを行い、この受け取りの際に取得された微分値の時系列データにおいて、時間帯ＴＭ３における微分値の最小値が範囲Ｒ３内にあるか否かについて再度判定される。つまり、異物Ｐを避けて吸着が行われたか否かについて判定される。
異物Ｐを避けて吸着されたと判定されるまで、フォーク２２の後退によるウエハＷの保持位置の調整が繰り返し行われる。ただし、所定の回数、保持位置の調整が行われても異物Ｐを避けて吸着されていないと判定される場合には、ウエハＷの裏面に異物が付着しているという推定を取り消し、パッド２３に異物が付着しているという推定が行われる。そして、基台２１が下降して、ウエハＷを載置部Ｃ１に置き直した後、対処動作として、基台２１は異物除去ユニット４へと移動し、図６〜図８で説明した異物の除去動作が行われる。この除去動作の終了後に、Ａ１〜Ａ７の動作が行われ、載置部Ｃ１から受け渡しモジュールＴＲＳ０へウエハＷが搬送される。
（異常の種別４：ウエハの割れ）
モジュールで加熱されたウエハＷを他のモジュールへ搬送して冷却する場合に発生するサーマルショックや、ウエハＷの劣化などの要因で、モジュールに載置されたウエハＷが割れる場合が有る。図２８〜図３０を用いて、搬送アーム３が温度調整モジュールＳＣＰＬから、そのように割れたウエハＷを受け取るときの様子について説明する。
既述の動作Ａ１、Ａ２が行われて基台２１が上昇し（図２８）、フォーク２２のパッド２３がウエハＷを吸着して持ち上げる。ウエハＷが割れているために吸引孔２４の閉塞が不完全であると共にパッド２３上における位置がずれることで、吸引孔２４に大気が僅かに流入する。図３１の上側のグラフでは、この場合に取得される排気圧の時系列データを実線の波形で示している。ウエハＷの受け取り後に上記のように吸引孔２４に大気が流入することで、排気圧は下降後に若干上昇する。
図３１の下側のグラフでは、この排気圧の時系列データから取得される微分値の時系列データを実線の波形で示している。排気圧が上記のように変化することで、ウエハＷの受け取り後に微分値が上昇してピークが発生する。貼り付きや粘着によってウエハＷが跳ねたときよりも、急激な大気の流入は抑えられるため、このピークは貼り付きや粘着が起きたときに検出されるピークよりも小さい。従って、このピークの最大値の範囲を予め設定しておくことで、取得される微分値の時系列データから、受け取られたウエハＷに割れが生じているか否かを推定することができる。グラフ中にこの範囲をＲ４として示している。
このようなウエハＷの割れが発生していることが推定されると、対処動作として基台２１が下降し、ウエハＷが温度調整モジュールＳＣＰＬに再度載置される（図３０）。以降、キャリアＣから後続のウエハＷを搬送するにあたり、複数の温度調整モジュールＳＣＰＬのうち、このように割れたウエハＷが載置された温度調整モジュールＳＣＰＬ以外のモジュールが使用される。割れたウエハＷをモジュールに置き去りにしておくことで、当該ウエハＷの破片がフォーク２２から落下して装置内に散らばることを防ぐことができるし、搬送アーム３によって後続のウエハＷの搬送を続けることができるので、塗布、現像装置１の稼働を停止させる必要が無い。
（異常の種別５：ウエハの膜の剥離）
フォーク２２から跳ねたウエハＷの表面が搬送アームや他の塗布、現像装置１の構成物に接触して当該表面の膜が剥離される、つまりウエハＷが損傷する場合が有る。ここでは搬送アームＦ１による搬送時における膜の剥離を説明する。例えば、図１０に示した動作Ａ１〜Ａ３が行われ、ウエハＷが搬送アームＦ１の下側のフォーク２２に受け取られた後、後段のモジュールに搬送するために基台２１が移動する。つまり、動作Ａ４が行われる。この動作Ａ４が行われている間、例えば基台２１を移動させる駆動機構の異常により当該基台２１が振動し、ウエハＷがパッド２３から跳ねて図３２に示すように、上側のフォーク２２に衝突して擦れて膜の剥離が起こる。
図３３の上側のグラフでは、この場合に取得される排気圧の時系列データを実線の波形で示している。ウエハＷがパッド２３から離れることで、安定して推移していた排気圧が急激に上昇する。図３３の下側のグラフでは、この排気圧の時系列データから取得される微分値の時系列データを、実線の波形で示している。排気圧が上記のように変化することで、微分値は急激に上昇し、比較的大きなピークが発生する。従って、この動作Ａ４が行われる時間帯について、異常が発生したものとするピークの値の範囲を予め設定しておくことで、取得される微分値の時系列データから剥離が起きたか否か、即ちウエハＷの保持状態が異常であるか否かを推定することができる。この異常が発生したものとするピークの値の範囲については、グラフ中にＲ５として示している。
このように剥離が起きたことを推定すると、対処動作として、制御部５によって当該ウエハＷは、当該ウエハＷを識別するデータをメモリ５２に記憶する。つまり、ウエハＷのマーキングが行われる。さらにアラーム出力部５３から、当該ウエハＷに異常があることを示すアラームが出力される。
既述した各種別の異常は例示した搬送アームのみに発生するものでは無く、他の搬送アームによって搬送が行われる場合にも発生する。つまり、例えば異常の種別１の貼り付きについて搬送アーム２による搬送時に発生する例を示したが、この貼り付きは、搬送アーム３の搬送時にも発生する異常である。そして、他の搬送アームによって搬送が行われる場合も、示した例と同様に異常の種別の推定及び対処動作が行われる。また、詳細な説明を省略したが、インターフェイスブロックＤ３に設けられる搬送アームで搬送を行う場合にも同様の異常の種別の推定及び対処動作が行われる。さらに、異物除去ユニット４については、搬送アーム２がアクセス可能な位置に設けられる例を示したが、他の搬送アームについても搬送アーム２と同様に異物の除去が行えるように、例えばタワーＴ１、Ｔ２の各搬送アームがアクセスできる各高さ位置に異物除去ユニット４を搭載することができる。
続いて、異常の種別１〜４が推定されて各対処動作が実施される手順の一例について、図３４のフローチャートを用いて説明する。先ず、図１０で示した動作Ａ１、Ａ２が実行されて搬送アームにウエハＷが受け取られる。この受け取りに並行して排気圧の時系列データが取得され、さらに微分値の時系列データが取得される（ステップＳ１）。この時系列データにおける微分値の最大値が、図１６に示した範囲Ｒ１内且つ時間帯ＴＭ１内に有るか否かが判定され（ステップＳ２）、範囲Ｒ１内且つ時間帯ＴＭ１内に有ると判定された場合、図１２、図１３で説明したウエハＷの貼り付きが発生していたと推定される。そして、図１４、図１５で説明したように搬送アームのパッド２３の吸引が停止すると共に、搬送アームが静止状態におかれる（ステップＳ３）。然る後、ウエハＷの搬送が継続される（ステップＳ４）。つまり、図１０に示した動作Ａ３以降の各動作が行われる。
ステップＳ２で、微分値の最大値が範囲Ｒ１内且つ時間帯ＴＭ１内には無いと判定された場合、当該微分値の最大値が、図２１に示した範囲Ｒ２内且つ時間帯ＴＭ２内に有るか否かが判定される（ステップＳ５）。そして、当該微分値の最大値が範囲Ｒ２内且つ時間帯ＴＭ２内に有ると判定された場合、図１７、図１８で説明したウエハＷの粘着が発生していたと推定され、図１９、図２０で説明したように、ウエハＷが載置されていた場所に再度載置された後、再度搬送アームによって受け取られる（ステップＳ６）。然る後、上記のステップＳ４が行われる。即ち当該ウエハＷの搬送が継続して行われる。
ステップＳ５で、微分値の最大値が範囲Ｒ２内且つ時間帯ＴＭ２内には無いと判定された場合、微分値の最大値が、図３１で説明した範囲Ｒ４内に有るか否か判定される（ステップＳ７）。そして、当該微分値の最大値が範囲Ｒ４内に有ると判定された場合、図２８、図２９で説明したウエハＷの割れが発生していると推定され、図３０で説明したようにウエハＷが載置されていた場所に再度載置されて放置される（ステップＳ８）。ステップＳ７で、微分値の最大値が範囲Ｒ４内に無いと判定された場合、図２７に示した時間帯Ｔ３内における微分値の最小値が範囲Ｒ３内に有るか否かが判定される（ステップＳ９）。このステップＳ９で、時間帯Ｔ３内の微分値の最小値が範囲Ｒ３内に有ると判定された場合、図２２、図２３で説明したようにウエハＷに異物が付着していると推定され、図２４〜図２６で説明したようにウエハＷに対する吸着位置がずれるように搬送アームが再度ウエハＷを受け取る（ステップＳ１０）。
この再受け取りの際に取得された微分値の時系列データから、異物を避けてウエハＷが吸着されたか否か判定される。つまり時間帯Ｔ３内の微分値の最小値が範囲Ｒ３内に有るか否かが判定される（ステップＳ１１）。異物を避けて吸着されたと判定された場合は、上記のステップＳ４（ウエハＷの搬送の継続）が行われる。ステップＳ１１で異物を避けて吸着されていないと判定され、既述のように所定の回数、搬送アームがウエハＷを吸着する位置を変更してもそのような判定が続いてなされる場合は、ウエハＷにおける異物の付着の推定を取り消し、搬送アームのパッド２３に異物の付着が起きているものと推定される。
そして、当該搬送アームはそれまで異物が付着したと推定されていたウエハＷを受け取った場所に再載置し、図６〜図８の異物の除去動作が行われる（ステップＳ１２）。以降は、ステップＳ４が行われ、異物が付着したと推定されていたウエハＷが上記のＡ１〜Ａ７の動作で搬送される。ステップＳ９で時間帯Ｔ３内の微分値の最小値が範囲Ｒ３内に無いと判定された場合、搬送の異常は発生していないと推定され、ステップＳ４のウエハＷの搬送が続けられる。
続いて、異常の種別５が推定されて対処動作が実施される手順について説明する。図１０で説明した動作Ａ４、即ちウエハＷを保持した搬送アームの基台２１の移動が行われる。この移動に並行して排気圧の時系列データが取得され、さらに微分値の時系列データが取得される。この微分値の時系列データにおけるピークの値が、図３３で説明した範囲Ｒ５に含まれるか否かが判定される。動作Ａ４の実行中にピークの値が範囲Ｒ５に含まれない場合は、搬送の異常は発生していないものと推定される。ピークの値が範囲Ｒ５に含まれた場合は、搬送中のウエハＷに膜剥がれが起きたことが推定され、アラームの出力及び搬送されたウエハＷのマーキングが行われる。
この塗布、現像装置１によれば、吸引孔２４によりウエハＷを吸引して保持する搬送アームが第１の載置部から第２の載置部へとウエハＷの搬送を行う間に、吸引孔２４に接続される排気管２６内の排気圧を検出するための圧力センサ２８からの検出信号を繰り返し取得する。そして当該検出信号の取得が行われた時間帯において、信号の取得間隔ごとの排気圧の微分値を算出し、時系列データを作成する。この時系列データに基づいて搬送の異常を検出するので、精度高く異常の検出を行うことができる。なお、微分値としては、上記のように連続して取得された排気圧の差分値とすることに限られない。例えばある取得時点における排気圧と、ある取得時点から２つ後の取得時点で取得された排気圧との差分値を微分値としてもよい。
続いて図３５に示す温度調整モジュールＳＣＰＬについて説明する。このＳＣＰＬは、冷却水が供給されることで載置されたウエハＷを温度調整する載置部である載置板４５を備え、この載置板４５の表面には搬送アーム２と同様に吸引孔２４が開口している。この載置板４５の吸引孔２４も搬送アームの吸引孔２４と同様に、排気管２６を介して下流側が排気機構２７に接続され、この排気管２６には上記の搬送アームの圧力センサ２８と同様に構成された圧力センサ２８Ａが設けられている。上記のようにＳＣＰＬからウエハＷを受け取ったときにウエハＷの割れが推定された場合には、載置板４５の吸引孔２４から吸引を行った状態で、搬送アーム２の基台２１を下降させ、図３６に示すようにウエハＷを載置板４５に置き直す。この搬送アーム２の下降中の圧力センサ２８Ａの検出信号が制御部５によって取得される。
そして、制御部５は圧力センサ２８Ａの検出信号に基づいて、圧力センサ２８から検出信号を得た場合と同様に、微分値の時系列データを作成する。この微分値の時系列データに基づいて、制御部５は、対処動作としてウエハＷの割れの確認を行う。より具体的には、圧力センサの検出信号を取得した時間毎の微分値の積算値を算出する。図３７のグラフは、そのように取得された積算値の波形を示している。横軸は時間（単位：秒）、縦軸は積算値（単位：ｋＰａ）である。制御部５は、取得された積算値の波形を、図３８に示すウエハＷの割れが無い場合に取得される積算値の波形と比較して、ウエハＷの割れの有無を確認する。
この積算値の波形について説明すると、ウエハＷに割れが有る場合には、載置板４５上にウエハＷが置かれたときに破片が載置板４５上を移動し、排気管２６内の排気圧が変化する。それによって、ウエハＷに割れが無い場合と異なり、図３７に示すように積算値の波形に比較的鋭いピークが出現する。従って、上記のように波形を比較することで、ウエハＷの割れの有無を確認することができる。なおＳＣＰＬ以外のモジュールにおいても、このＳＣＰＬと同様に吸引孔２４及び圧力センサ２８Ａを設けてウエハＷの割れを確認できるように構成してもよい。
ところで、例えば受け渡しモジュールＴＲＳは、図３５の温度調整モジュールＳＣＰＬのように載置部として載置板４５を備えるように構成してもよいし、垂直な３本のピンを載置部として備え、このピン上にウエハＷが支持されるように構成してもよい。載置板４５がウエハＷの裏面に重なる面積を第１の面積とすると、３本のピンがウエハＷの裏面に重なる面積は第１の面積よりも小さい第２の面積である。これらの互いに異なる構成の受け渡しモジュールＴＲＳが塗布、現像装置１に設けられるものとする。そして、第１の面積を有する載置板４５からウエハＷを受け取ったときにウエハＷの割れが推定された場合は、対処動作として既述のように載置板４５にウエハＷを置き直す。第２の面積を有する３本のピンからウエハＷを受け取ったときにウエハＷの割れが推定された場合は、対処動作としてウエハＷの置き直しを行わず、搬送アームの動作を停止させてもよい。それによってウエハＷの破片の飛散を、より確実に抑えることができる。
また、ウエハＷにおける異物の付着が推定されたときの対処動作を行うにあたっては、フォーク２２の異なる位置にウエハＷを載置できるように、モジュールの載置部を移動させる移動機構を設けてもよい。つまり、異常が推定されたときと、その後に再受け取りを行ったときとで、フォーク２２とウエハＷとの相対位置が異なるように受け渡しを行うようにできればよい。また、上記の例ではウエハＷにおける異物の付着が推定されたとき、ウエハＷの受け取り元にウエハＷを載置（仮置き）して、フォーク２２による取り直しを行っているが、受け取り元とは異なるモジュールやキャリアＣの載置部Ｃ１にウエハＷを仮置きし、上記の相対位置が異なるようにウエハＷの再受け取りを行ってもよい。ただし、そのような仮置きするための場所にウエハＷを移動させるまでにフォーク２２から当該ウエハＷが落下することを防ぐために、ウエハＷの受け取り元に仮置きすることが好ましい。
続いて図３９及び図４０に示す異物除去ユニットの他の構成例である４Ａについて、既述の異物除去ユニット４との差異点を中心に説明する。この異物除去ユニット４Ａは、筐体４０と、筐体４０内の天井部に設けられる回転機構４６とを備えており、バネ４７を介して回転機構４６と、筐体４０内に水平に設けられたディスク４４の表面とが接続されている。回転機構４６はディスク４４を鉛直軸周りに回転させることができる。
基台２１を後退位置から前進位置に移動した搬送アーム２のフォーク２２は、筐体４０に設けられる開口部４８を介して筐体４０内に進入することができる。そのようにフォーク２２が筐体４０内に進入した状態で基台２１が昇降することにより、バネ４７に付勢されてディスク４４の裏面がフォーク２２のパッド２３を押圧して密着した状態（図４０に示す状態）と、ディスク４４の裏面がパッド２３から離間した状態（図３９に示す状態）とを切り替えることができる。この基台２１の昇降は例えば複数回行われ、ディスク４４の裏面がパッド２３から離間した状態となったときに、回転機構４６によってディスク４４の向きが変更される。それによって、基台２１が上昇する度に、パッド２３はディスク４４の異なる位置に密着するため、より確実にパッド２３に付着した異物を除去することができる。
（フォークの進退動作時の異常の検出と対処）
以下、ウエハＷの送出あるいは受け取りのためのフォーク２２の進退中に、排気管２６内の排気圧が低下したときの動作を説明する。そのように排気圧が低下すると、フォーク２２上をウエハＷが滑り、ウエハＷの位置がずれる可能性が有る。そこで異常の検出後は、その位置ずれを抑制するための動作や当該位置ずれの検出が行われる。当該位置ずれを検出できるように、各基板搬送機構にはウエハ位置検出部６が設けられている。
代表して搬送アーム２に設けられるウエハ位置検出部６について、図４１を参照しながら説明する。ウエハ位置検出部６は、図示しない支持部により基台２１に各々支持された４組の投光センサ６１及び受光センサ６２を備えている。同じ組をなす投光センサ６１及び受光センサ６２については、後退位置におけるフォーク２２に支持されるウエハＷの周縁部を上下方向に挟むと共に、投光センサ６１から上方に向けて照射される光の一部がウエハＷに遮られ、他の一部がウエハＷに遮られずにその側方を通過して受光センサ６２に照射されるように設けられる。つまり、各受光センサ６２が受光する領域の大きさは、ウエハＷの周端の位置に対応し、受光センサ６２はこの受光領域の大きさに対応する信号を制御部５に出力する。
また、平面で見て各組はウエハＷの周方向に間隔を空けて配置され、制御部５は、各受光センサ６２からの出力信号に基づき、ウエハＷの周端位置、さらには当該ウエハＷの中心位置を算出することができるように構成されている。以下代表して、搬送アーム２とキャリアＣの載置部Ｃ１との間におけるウエハＷの受け渡しについて図４２、図４３を用いて説明する。これらの図４２、図４３では、ウエハ位置検出部６の表示は省略している。
（送出時の異常１）
基台２１が載置部Ｃ１の手前で停止した状態で、ウエハＷを保持したフォーク２２が後退位置から前進位置へ向けて移動を開始し（時刻ｔ１０）、この移動中に微分値の時系列データが取得され、時系列データ中の微分値と所定の基準値との比較が行われる。比較の結果、微分値が基準値を超えると異常有りと判定され、フォーク２２の減速が開始される（時刻ｔ１１、図４２）。そして時間が経つにつれて、つまり前進位置に近づくにつれてフォーク２２の移動速度は次第に低下し、当該前進位置でフォーク２２は停止する（時刻ｔ１２、図４３）。その後は、例えば排気圧センサ２８によりこの停止時に検出される排気圧の値（アナログ値）が基準値より高いか否かについて判定され、当該基準値より高くないと判定された場合には例えば排気圧が異常であることを示すアラームが出力されて、搬送アーム２による搬送が停止する。アナログ値が基準値より高いと判定された場合は、基台２１の昇降動作により載置部Ｃ１へのウエハＷの受け渡しが行われる。そして、このウエハＷには異常が発生している可能性があるものとして、マーキングが行われる。
図４４のグラフ中に実線で、上記の時刻ｔ１０〜時刻ｔ１２のフォーク２２の動作状態を示している。グラフの横軸、縦軸は時間、フォーク２２の移動速度を夫々示している。なお、グラフ中の鎖線は、前進中に異常と判定されない正常な場合のフォーク２２の動作状態を比較のために示したものであり、グラフ中の時刻ｔ１３は正常な場合にフォーク２２が減速を開始するタイミング、時刻ｔ１４は正常な場合にフォーク２２が前進位置にて停止するタイミングである。グラフに示すように異常有りと判定されると、フォーク２２は時刻ｔ１３よりも早いタイミングで減速を開始する。つまり予め設定された時刻よりもフォーク２２が減速を開始するタイミングが早くなる。
（受け取り時の異常１）
基台２１が載置部Ｃ１の手前で停止した状態で、載置部Ｃ１からウエハＷを受け取ったフォーク２２が前進位置から後退位置へ向けて移動を開始する（時刻ｔ２０）。つまり、図４３に示す状態からフォーク２２が後退する。この移動中に微分値の時系列データが取得され、時系列データ中の微分値と所定の基準値との比較が行われる。比較の結果、微分値が所定の基準値を超えると異常有りと判定され、フォーク２２の減速が開始される（時刻ｔ２１）。そして、時間が経つにつれて、つまり後退位置に近づくにつれてフォーク２２の移動速度は次第に低下し、後退位置でフォーク２２は停止する（時刻ｔ２２）。その後、送出時の異常１でフォーク２２が前進位置に位置したときと同様に、排気圧のアナログ値に基づいた判定が行われ、この判定結果に応じて、例えば排気圧の異常を示すアラームの出力及び搬送アーム２による搬送の停止か、あるいはウエハＷのマーキングが行われる。さらに、ウエハＷの中心位置が許容範囲内に位置するか否かの判定も行われ、アナログ値に基づいた判定の結果、搬送の停止が行われない場合であってもウエハＷの中心位置が許容範囲内に位置していないと判定された場合は、搬送アーム２による搬送が停止し、アラームが出力される。
図４５のグラフは、図４４のグラフと同様に、実線で上記の異常と判定されたときのフォーク２２の動作状態を示し、鎖線で正常時のフォーク２２の動作状態を示す。グラフ中の時刻ｔ２３は正常な場合にフォーク２２が減速を開始するタイミング、時刻ｔ２４は正常な場合にフォーク２２が後退位置にて停止するタイミングである。グラフに示すように異常有りと判定されると、フォーク２２は時刻ｔ２３よりも早いタイミングで減速を開始する。つまり予め設定された時刻よりもフォーク２２が減速を開始するタイミングが早くなる。
送出時の異常１及び受け取り時の異常１において、上記のようにフォーク２２の速度を制御するのは、異常により排気圧が低下する結果、慣性によって前方または後方に移動するウエハＷとフォーク２２との速度差を抑え、ウエハＷのフォーク２２における位置ずれを抑えるためである。なお異常が検出された時刻ｔ１１、ｔ２１からフォーク２２の速度を時刻ｔ１１、ｔ２１における速度のまま夫々推移させ、然る後当該速度を低下させてもよいが、各グラフに示したようにフォーク２２の速度を制御する方が、上記の速度差を小さくし、より確実に上記の位置ずれを抑えることができる。
（送出時の異常２）
以下に説明する送出時の異常２の動作は、上記の送出時の異常１の動作の代わりに行われるものであり、当該送出時の異常１との動作との差異点を中心に説明する。ウエハＷを保持したフォーク２２が後退位置から前進位置へ向けて移動中、微分値の時系列データが取得され、微分値が基準値を超えると異常有りと判定され、そのように判定されるとフォーク２２が速やかに減速して停止する（時刻ｔ３１）。従って、例えば図４３に示す前進位置に達する前にフォーク２２が停止する。そして、この停止時に取得される排気圧のアナログ値について基準値より高いか否か判定され、基準値より高い場合、フォーク２２は後退を開始する（時刻ｔ３２）。この後退時の速度は、正常時のフォーク２２の後退速度よりも低い。
そしてフォーク２２が後退位置へ到達すると停止し（時刻ｔ３３）、この停止時に取得された排気圧のアナログ値が基準値より高い場合、ウエハＷの中心位置の検出と、当該中心位置が許容範囲内に収まっているか否かの判定とが行われる。中心位置が許容範囲に収まっていると判定されると、フォーク２２が前進位置へ向けて移動する。この前進速度は正常時の前進速度よりも低い。
そして図４３に示すようにフォーク２２が前進位置に到達して停止すると（時刻ｔ３４）、この停止時に取得された排気圧のアナログ値が基準値より高いか否か判定され、基準値より高いと判定された場合、正常時と同様に基台２１の昇降動作により載置部Ｃ１にウエハＷが受け渡されると共に、当該ウエハＷは異常が発生している可能性があるものとしてマーキングされる。時刻ｔ３１、ｔ３３、ｔ３４にて取得されるアナログ値が基準値より高くないと判定された場合は、排気圧が異常であることを示すアラームが出力され、搬送アーム２の動作が停止し、この判定が行われた時刻以降のウエハＷの搬送動作は行われない。また、時刻ｔ３３と時刻ｔ３４との間における判定で、中心位置が許容範囲内に収まっていないと判定された場合には、搬送アーム２の動作が停止して、以降のウエハＷの搬送は行われない。
（受け取り時の異常２）
以下に説明する受け取り時の異常２の動作は、上記の受け取り時の異常１の動作の代わりに行われるものであり、当該受け取り時の異常１との動作との差異点を中心に説明する。ウエハＷを保持したフォーク２２が前進位置から後退位置へ向けて移動中、微分値の時系列データが取得され、微分値が基準値を超えると異常有りと判定され、そのように判定されるとフォーク２２が速やかに減速して停止する（時刻ｔ４１）。そして、この停止時に取得される排気圧のアナログ値について基準値より高いか否か判定され、基準値より高い場合、フォーク２２の後退が再開される（時刻ｔ４２）。この後退時の速度は、正常時のフォーク２２の後退速度よりも低い。
そしてフォーク２２が後退位置へ到達して停止し（時刻ｔ４３）、この停止時に取得された排気圧のアナログ値が基準値より高い場合、当該ウエハＷは異常が発生している可能性があるものとしてマーキングされる。そして、当該ウエハＷの中心位置の検出が行われ、当該中心位置が許容範囲内に収まっているか否かが判定される。中心位置が許容範囲内に収まっていると判定されると、搬送アーム２によりウエハＷは引き続き搬送される。時刻ｔ４１、ｔ４３にて取得されるアナログ値が基準値より高くないと判定された場合は、排気圧が異常であることを示すアラームが出力され、搬送アーム２の動作が停止し、この判定が行われた時刻以降のウエハＷの搬送動作は行われない。また、時刻ｔ４３以降の上記の中心位置についての判定で、中心位置が許容範囲内に収まっていないと判定された場合には、搬送アーム２の動作が停止して、以降のウエハＷの搬送は行われない。なお、送出時の異常１、２及び受け取り時の異常１、２において、フォーク２２が後退位置から前進位置へあるいは前進位置から後退位置へ移動して停止したときには、排気管２６内の排気圧に応じたデジタル信号を出力する図示しないセンサから得られる当該排気圧に対応する値（デジタル値）に基づいた異常の有無の判定も行われるが、上記の説明では省略している。
ところで、レジスト膜形成モジュールは、ウエハＷを吸着して保持すると共に回転するスピンチャックをウエハＷの載置部として備えており、レジスト膜の形成後は、当該スピンチャックにより回転するウエハＷの周縁部に、ノズルからシンナーが供給され、ウエハＷの周縁部の不要なレジスト膜がリング状に除去される。レジスト膜が除去される幅を設定値とするために、スピンチャックについては当該スピンチャックの回転中心とウエハＷの中心とが揃うようにウエハＷを精度高く受け渡すことが求められる。このような理由で、載置部にウエハＷが載置されたときの当該ウエハＷの中心と設定位置とのずれの許容範囲を、レジスト膜形成モジュールと加熱モジュール１５とで比べると、レジスト膜形成モジュールの方が小さい。
そこで、レジスト膜形成モジュール（第２の搬送先）にウエハＷを送出するときに異常有りと判定された場合には上記の送出時の異常２で説明した動作が行われ、加熱モジュール（第１の搬送先）にウエハＷを送出するときに異常有りと判定された場合には送出時の異常１で説明した動作が行われるように、制御部５から搬送アームＦ３、Ｆ４に制御信号が送信される。つまり、ウエハＷの搬送先のモジュールの種類に応じて、搬送アームＦ３、Ｆ４が行う対処動作が決められている。このように搬送先に応じた対処動作が行われることで、レジスト膜形成モジュールでレジスト膜の除去幅が異常となることを防ぎ、製品の歩留りの低下を抑制し、且つ加熱モジュールにウエハＷを受け渡す際の余計なフォーク２５の進退動作を省き、スループットの低下を抑制することができる。
他の搬送アームについても、搬送アームＦ３、Ｆ４同様に、ウエハＷの搬送先の種類に応じて、送出時の異常１で説明した制御、送出時の異常２で説明した制御のいずれかが行われるように制御することができる。なお、本発明の搬送機構により搬送される基板はウエハＷに限られず、フラットパネルディスプレイ製造用のガラス基板であってもよい。また、本発明が適用される装置は塗布、現像装置に限られず、絶縁膜の形成装置などに適用されてもよい。このように本発明は既述した各実施形態には限られず、各実施形態については適宜変更したり組み合わせたりすることができる。
Ｃ１ 載置部
ＳＣＰＬ 温度調整モジュール
Ｗ ウエハ
１ 塗布、現像装置
２、３、Ｆ１〜Ｆ６ 搬送アーム
２１ 基台
２２ フォーク
２３ パッド
２４ 吸引孔
２７ 排気機構
２８ 排気圧センサ（圧力センサ）
４ 異物除去ユニット
５ 制御部
５１ プログラム

Claims (16)

  1. 基板を吸引して保持するための吸引孔を備える基板保持部と、
    前記基板保持部を移動させる移動機構と、
    前記吸引孔に連通する吸引路の圧力を検出する圧力検出部と、
    前記圧力検出部の圧力検出値の微分値に基づいて前記基板の搬送の異常を検出する制御部と、
    を備えたことを特徴とする基板搬送装置。
  2. 前記制御部は、前記微分値に基づいて異常の種別を推定することを特徴とする請求項１記載の基板搬送装置。
  3. 推定される前記異常の種別は、
    前記基板保持部が基板を受け取る第１の載置部における当該基板の載置状態の異常、
    前記第１の載置部から受け取った基板と前記基板保持部との間における異物の介在、
    前記第１の載置部から受け取った前記基板の割れ、及び
    前記基板保持部が前記第１の載置部から前記基板を受け取った後、当該基板の搬送先である第２の載置部に搬送するまでに発生する当該基板の損傷のうちの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１または２記載の基板搬送装置。
  4. 前記制御部は、異常の種別に対応した対処動作を行うための制御信号を出力することを特徴とする請求項２または３記載の基板搬送装置。
  5. 前記第１の載置部に対する前記基板の載置状態の異常が推定された場合の対処動作として、前記制御部は、
    前記第１の載置部から前記基板保持部が前記基板を受け取った後、前記第２の載置部に前記基板を搬送するまでの静止状態となる時間が、異常が推定されない場合における当該静止状態となる時間よりも長くなるように、前記移動機構の動作を制御することを特徴とする請求項４記載の基板搬送装置。
  6. 前記第１の載置部に対する前記基板の載置状態の異常が推定された場合の対処動作として、前記制御部は、
    前記第１の載置部にて前記基板保持部が前記基板を受け取った後、前記第２の載置部へ搬送するまでに、当該基板を再度第１の載置部へ搬送するように、前記移動機構の動作を制御することを特徴とする請求項４記載の基板搬送装置。
  7. 前記基板と前記基板保持部との間における異物の介在が推定された場合の対処動作として、前記制御部は、
    当該基板を前記第２の載置部に搬送するまでに仮置きするための仮置き部に載置し、次いで、前記基板に対する前記基板保持部の相対位置について、異常が推定されたときとは異なるように当該基板保持部によって前記仮置き部から前記基板を受け取るように前記移動機構の動作を制御することを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１つに記載の基板搬送装置。
  8. 前記制御部は、前記仮置き部から基板保持部によって基板を受け取るときに取得される前記圧力検出値の微分値に基づいて、前記基板保持部に付着した異物を除去するための異物除去部に当該基板保持部が移動するように、前記移動機構の動作を制御することを特徴とする請求項７記載の基板搬送装置。
  9. 前記基板の割れが推定された場合の対処動作として、前記制御部は、
    前記基板保持部が受け取った基板を前記第１の載置部に再度載置し、当該基板の前記第２の載置部への搬送を中止するように前記移動機構の動作を制御することを特徴とする請求項４ないし８のいずれか１つに記載の基板搬送装置。
  10. 前記基板の損傷が推定された場合の対処動作として、前記制御部は、
    アラーム出力部からアラームを出力することを特徴とする請求項４ないし９のいずれか１つに記載の基板搬送装置。
  11. 前記基板保持部が設けられる基台を備え、
    前記移動機構は、前記基板保持部を前記基台の前進位置と後退位置との間で進退させ、
    前記制御部は、前記基板保持部が前記基板を保持した状態で前記前進位置及び後退位置のうちの一方から他方へ移動中に異常が検出されたときに、予定されるタイミングより早いタイミングで当該基板保持部の移動速度の減少が開始され、且つ前記基板保持部が前記前進位置及び後退位置のうちの他方へ近づくにつれて前記移動速度を小さくする第１の進退制御が行われるように制御信号を出力することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一つに記載の基板搬送装置。
  12. 前記基台を備え、
    前記移動機構は、前記基板保持部を前記基台の前進位置と後退位置との間で進退させ、
    前記基台は前記後退位置における前記基板保持部に保持される前記基板の位置を検出するための基板位置検出部を備え、
    前記制御部は、前記基板保持部が前記基板を保持した状態で前記後退位置から前進位置へ移動中に異常が検出されたときに、前記基板位置検出部による検出を行うために当該基板を保持した状態で前記基板保持部を前記後退位置に移動させる第２の進退制御を行うように制御信号を出力することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一つに記載の基板搬送装置。
  13. 前記制御部は、
    第１の搬送先に前記基板を搬送するために前記基板保持部が前記後退位置から前記前進位置へ移動中に異常が検出されたときには、前記第１の進退制御が行われるように制御信号を出力し、
    前記第１の搬送先とは異なる第２の搬送先に前記基板を搬送するために前記基板保持部が前記後退位置から前記前進位置へ移動中に異常が検出されたときには、前記第２の進退制御が行われるように制御信号を出力することを特徴とする請求項１２記載の基板搬送装置。
  14. 吸引孔により基板を吸引し、基板保持部に保持する工程と、
    前記基板を保持した前記基板保持部を移動機構により移動させる工程と、
    圧力検出部により前記吸引孔に連通する吸引路の圧力を検出する工程と、
    前記圧力検出部の圧力検出値の微分値に基づいて前記基板の搬送の異常を検出する工程と、
    を備えたことを特徴とする基板搬送方法。
  15. 前記微分値に基づいて異常の種別を推定する工程を含むことを特徴とする請求項１４記載の基板搬送方法。
  16. 推定された前記異常の種別に対応した対処動作を行う工程を含むことを特徴とする請求項１５記載の基板搬送方法。
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