JP2019000934A - 基板移載機及び基板移載方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ウエハクランプ位置の検知精度を向上できる基板移載機を提供する。
【解決手段】 基板移載機は、互いに対向する一対のハンド部材と、一対のハンド部材を開閉方向に互いに対称に接近又は離間するように移動させるハンド開閉機構と、ハンド開閉機構の動作を制御する制御部と、少なくとも一対のハンド部材の移動時に磁力を発生させる機能を有し、一対のハンドの開閉方向の移動量に応じて移動又は回転する磁力発生部材と、磁力発生部材から受ける磁力に基づいて磁力発生部材の移動量又は回転量に応じた信号を出力する磁気センサと、を備える。制御部は、磁気センサからの信号に基づいて一対のハンド部材の位置を検出する。
【選択図】 図５Ｃ

Description

本発明は、基板移載機及び基板移載方法に関する。

半導体ウエハ等の被処理基板の表面に多数の半導体素子を形成するために被処理基板に成膜等の様々な処理を行う半導体製造過程では、被処理基板をウエハステージに受け渡し、またウエハステージに保持された被処理基板をウエハステージから取り上げるために基板移載機が用いられる。

特許文献１では、一対のハンド部材をウエハの縁部に押し当てて、ウエハを一対のハンド部材で挟み込むことで、ウエハの中心をウエハステージの軸心に位置決めする基板移載機が提案されている。

特開２００６−３０３１１２号公報

ところで、たとえばＳＥＭＩ規格で３００ｍｍのウエハ径とされていても、規格上は±０．２ｍｍの範囲内であれば３００ｍｍのウエハとして通用するため、最大、ウエハ径で４００μｍのばらつきが生じうる。

特許文献１に記載の基板移載機は、駆動機構としてサーボモータを用いており、ウエハクランプ時における一対のハンド部材の位置は、基準ウエハにより調整された一定位置となるため、ウエハ径のばらつきに追従することができない。ウエハ径が比較的小さい場合には、一対のハンド部材をウエハクランプ位置に移動させたつもりであっても、ウエハの縁部に一対のハンド部材を押し当てて挟み込むことができず、したがって、ウエハの中心を正確に位置決めすることができない。ウエハを移載する際にウエハの中心位置の正確性を担保できないと、ウエハに対する後続の各種プロセスによくない影響を及ぼすおそれがある。

従来の基板移載機において、一対のハンド部材のウエハクランプ位置を検出するために、赤外線式センサを用いることが提案されている。一対のハンド部材の移動量に応じて移動又は回転するプレートに複数の透過スリット（または切り欠き）が各々狭い間隔で形成されており、赤外線式センサは当該透過スリットの位置を検知する。しかしながら、このような赤外線式センサを用いた構成では、透過スリットの幅が狭いために未検知が発生することがある。

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、ウエハクランプ位置の検知精度を向上できる基板移載機を提供することにある。

本発明の一態様に係る基板移載機は、
互いに対向する一対のハンド部材と、
前記一対のハンド部材を開閉方向に互いに対称に接近又は離間するように移動させるハンド開閉機構と、
前記ハンド開閉機構の動作を制御する制御部と、
少なくとも前記一対のハンド部材の移動時に磁力を発生させる機能を有し、前記一対のハンドの開閉方向の移動量に応じて移動又は回転する磁力発生部材と、
前記磁力発生部材から受ける磁力に基づいて前記磁力発生部材の移動量又は回転量に応じた信号を出力する磁気センサと、
を備え、
前記制御部は、前記磁気センサからの信号に基づいて前記一対のハンド部材の位置を検出する。

このような態様によれば、磁力発生部材が、一対のハンド部材の開閉方向の移動量に応じて移動又は回転し、磁気センサが、磁力発生部材から受ける磁力に基づいて、当該磁力発生部材の移動量又は回転量に応じた連続的な信号を出力する。そして、制御部が、磁気センサからの信号に基づいて、一対のハンド部材の位置を連続的に検出する。これにより、一対のハンド部材の位置を数値化することが可能である。したがって、赤外線式センサを用いた構成と比較して、ウエハクランプ位置について未検知の発生を防止でき、検知精度を向上することができる。また、ウエハの径にばらつきがあったとしても、ウエハをクランプしている一対のハンド部材の検出位置に基づいて、ウエハの径を正確に測定することが可能である。

本発明の一態様に係る基板移載機において、
前記制御部は、
前記一対のハンド部材がウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するように前記ハンド開閉機構の動作を制御し、
前記磁気センサからの信号に基づいて前記一対のハンド部材の位置を検出し、
前記一対のハンド部材の検出位置が予め定められた許容範囲内にあるか否かを判定し、
前記一対のハンド部材の検出位置が前記許容範囲を超えていると判定した場合には、前記一対のハンド部材がウエハ受け取り位置へ戻された後にウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するように前記ハンド開閉機構の動作を制御するリトライ動作を予め定められた回数を上限として、前記一対のハンド部材の検出位置が前記許容範囲内に入るまで繰り返してもよい。

このような態様によれば、ウエハクランプ時に偶発的なエラーが生じても、リトライ動作により補正することが可能となる。これにより、基板移載機を停止させる回数が減り、装置稼働率が向上する。

本発明の一態様に係る基板移載機において、 前記制御部は、前記一対のハンド部材がウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するように前記ハンド開閉機構の動作を制御し、ウエハクランプ位置における前記一対のハンド部材の検出位置に基づいて、基板研磨装置の研磨ヘッドの研磨開始位置を調整してもよい。

このような態様によれば、ウエハの径にばらつきがあったとしても、ウエハをクランプしている一対のハンド部材の検出位置に基づいて、基板研磨装置の研磨ヘッドの研磨開始位置を調整することにより、当該ウエハについて所望の研磨幅を得ることができる。

本発明の一態様に係る基板移載機において、
前記制御部は、ウエハクランプ位置における前記一対のハンド部材の検出位置に基づいて、前記一対のハンド部材にクランプされたウエハの径を測定し、当該ウエハの径の測定値に基づいて、基板研磨装置の研磨ヘッドの研磨開始位置を調整してもよい。

このような態様によれば、ウエハの径にばらつきがあったとしても、ウエハをクランプしている一対のハンド部材の検出位置に基づいて、ウエハの径を正確に測定することができる。また、ウエハの径の測定値に基づいて基板研磨装置の研磨ヘッドの研磨開始位置を調整することにより、当該ウエハについて所望の研磨幅を得ることができる。

本発明の一態様に係る半導体製造装置は、上記したいずれかの特徴を有する基板移載機を備える。

本発明の一態様に係る基板研磨装置は、上記したいずれかの特徴を有する基板移載機を備える。

本発明の一態様に係る基板移載方法は、
互いに対向する一対のハンド部材がウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するようにハンド開閉機構の動作を制御する工程と、
前記一対のハンド部材の開閉方向の移動量に応じて移動又は回転する磁力発生部材が発生させる磁力に基づいて、前記磁力発生部材の移動量又は回転量に応じた信号を磁気センサに出力させる工程と、
前記磁気センサからの信号に基づいて前記一対のハンド部材の位置を検出する工程と、
前記一対のハンド部材の検出位置が予め定められた許容範囲内にあるか否かを判定する工程と、
前記一対のハンド部材の検出位置が前記許容範囲を超えていると判定した場合には、前記一対のハンド部材がウエハ受け取り位置へ戻された後にウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するように前記ハンド開閉機構の動作を制御するリトライ動作を予め定められた回数を上限として、前記一対のハンド部材の検出位置が前記許容範囲内に入るまで繰り返す工程と、
前記一対のハンド部材の検出位置が前記許容範囲内にあると判定した場合には、前記一対のハンド部材にクランプされたウエハをウエハステージへと移載する工程と、
を備える。

本発明の一態様に係る基板移載方法は、
互いに対向する一対のハンド部材がウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するようにハンド開閉機構の動作を制御する工程と、
前記一対のハンド部材の開閉方向の移動量に応じて移動又は回転する磁力発生部材が発生させる磁力に基づいて、前記磁力発生部材の移動量又は回転量に応じた信号を磁気センサに出力させる工程と、
前記磁気センサからの信号に基づいて前記一対のハンド部材の位置を検出する工程と、
前記一対のハンド部材にクランプされたウエハをウエハステージへと移載する工程と、
ウエハクランプ位置における前記一対のハンド部材の検出位置に基づいて、基板研磨装置の研磨ヘッドの研磨開始位置を調整する工程と、
を備える。

本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、
互いに対向する一対のハンド部材がウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するようにハンド開閉機構の動作を制御する工程と、
前記一対のハンド部材の開閉方向の移動量に応じて移動又は回転する磁力発生部材が発生させる磁力に基づいて、前記磁力発生部材の移動量又は回転量に応じた信号を磁気センサに出力させる工程と、
前記磁気センサからの信号に基づいて前記一対のハンド部材の位置を検出する工程と、
前記一対のハンド部材の検出位置が予め定められた許容範囲内にあるか否かを判定する工程と、
前記一対のハンド部材の検出位置が前記許容範囲を超えていると判定した場合には、前記一対のハンド部材がウエハ受け取り位置へ戻された後にウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するように前記ハンド開閉機構の動作を制御するリトライ動作を予め定められた回数を上限として、前記一対のハンド部材の検出位置が前記許容範囲内に入るまで繰り返す工程と、
前記一対のハンド部材の検出位置が前記許容範囲内にあると判定した場合には、前記一対のハンド部材にクランプされたウエハをウエハステージへと移載する工程と、
を基板移載機の制御部に実行させるためのコンピュータプログラムである。

本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、
互いに対向する一対のハンド部材がウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するようにハンド開閉機構の動作を制御する工程と、
前記一対のハンド部材の開閉方向の移動量に応じて移動又は回転する磁力発生部材が発生させる磁力に基づいて、前記磁力発生部材の移動量又は回転量に応じた信号を磁気センサに出力させる工程と、
前記磁気センサからの信号に基づいて前記一対のハンド部材の位置を検出する工程と、
前記一対のハンド部材にクランプされたウエハをウエハステージへと移載する工程と、
ウエハクランプ位置における前記一対のハンド部材の検出位置に基づいて、基板研磨装置の研磨ヘッドの研磨開始位置を調整する工程と、
を基板移載機の制御部に実行させるためのコンピュータプログラムである。

本発明によれば、基板移載機において、ウエハクランプ位置の検知精度を向上できる。

図１は、一実施の形態に係る基板処理システムを示す平面図である。 図２は、図１に示す基板処理システムの基板処理装置を示す平面図である。 図３は、図２に示す基板処理装置のウエハステージおよび研磨部を拡大して示す側面図である。 図４は、図２に示す基板処理装置の基板移載機を拡大して示す斜視図である。 図５Ａは、図４に示す基板移載機の概略構成図であって、ハンド部材がハンドオープン位置に位置決めされた状態を示している。 図５Ｂは、図４に示す基板移載機の概略構成図であって、ハンド部材がウエハ受け取り位置に位置決めされた状態を示している。 図５Ｃは、図４に示す基板移載機の概略構成図であって、ハンド部材がウエハクランプ位置に位置決めされた状態を示している。 図６Ａは、図５Ａに対応する図面であって、ハンド部材とウエハとの位置関係を説明するための図である。 図６Ｂは、図５Ｂに対応する図面であって、ハンド部材とウエハとの位置関係を説明するための図である。 図６Ｃは、図５Ｃに対応する図面であって、ハンド部材とウエハとの位置関係を説明するための図である。 図７は、一実施の形態に係る基板移載方法を説明するためのフローチャートである。 図８は、研磨ヘッドの研磨開始位置を説明するための模式図である。

以下、本発明の実施形態に係る基板移載機を備えた基板処理装置について、基板研磨装置を一例として、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。

図１は、一実施の形態に係る基板処理装置を含む基板処理システムを示す平面図である。図１に示すように、基板処理システム１０００は、ロードポートであるＦＯＵＰ１００５と、ＥＦＥＭ１００７と、複数の基板処理装置１０（以下、第１処理部１００１及び第２処理部１００２と呼ぶことがある）と、洗浄部１００３と、乾燥機１００４と、複数のウエハ仮置き台１００８、１００９と、複数の搬送機１０１０〜１０１３と、制御部１００６と、を有している。

図１に示すような基板処理システム１０００の構成において、ウエハＷは、以下の手順で処理される。すなわち、ウエハＷは、ＦＯＵＰ１００５からＥＦＥＭ１００７内の搬送機１０１３を介してウエハ仮置き台１００８に載せられる。次いで、ウエハ仮置き台１００８上のウエハＷは、搬送機１０１０により第１処理部１００１あるいは第２処理部１００２のいずれかへと搬送され、基板処理（たとえば研磨）される。基板処理されたウエハＷは、搬送機１０１０によりウエハ仮置き台１００９へと搬送される。その後、ウエハ仮置き台１００９上のウエハＷは、搬送機１０１１により洗浄部１００３へと搬送されて、洗浄される。次いで、洗浄されたウエハＷは、搬送機１０１２により乾燥機１００４へと搬送され、乾燥機１００４内で乾燥され、その後、搬送機１０１３によりＦＯＵＰ１００５へと搬出される。

次に、基板処理装置１０（第１研磨部１００１、第２研磨部１００２）の構成について詳しく説明する。

図２は、基板処理装置１０を示す平面図である。図２に示すように、本実施の形態における基板処理装置１０は、ウエハＷの周縁部（エッジおよびベベル）を研磨するための基板研磨装置であり、ハウジング１１と、ハウジング１１内でウエハＷを保持するためのウエハステージ２３と、ウエハステージ２３に保持されたウエハＷの周縁を研磨するためのベベル研磨部４０と、ハウジング１１内に搬入されたウエハＷをウエハステージ２３に載置し、またウエハステージ２３に保持されたウエハＷをウエハステージ２３から取り上げるための基板移載機８０と、を備えている。

このうちベベル研磨部４０は、ウエハステージ２３に保持されたウエハＷの周縁部を研磨するものである。図示された例では、ハウジング１１内には、４つのベベル研磨部４０が設けられているが、これに限定されず、２つ、３つ、あるいは５つ以上のベベル研磨部４０が設けられていてもよい。

図３は、ウエハステージ２３および研磨部４０を拡大して示す側面図である。図３に示すように、ウエハステージ２３は、その表面にウエハＷを吸着して保持するとともに、ウエハステージ２３の軸線回りに回転可能となっている。

ベベル研磨部４０は、ウエハステージ２３上のウエハＷの裏面の周縁部に対向して配置される研磨ヘッド４１と、研磨ヘッド４２に研磨テープ４３を供給する研磨テープ供給部４４ａ、４４ｂと、研磨ヘッド４１を上昇させて研磨テープ４３をウエハＷの裏面の周縁部に押し付けるシリンダ４２と、研磨ヘッド４１をウエハＷの径方向に沿って移動させる研磨ヘッド移動機構（図示しない）を有している。

研磨ヘッド４１が研磨開始位置に位置決めされた状態で、ウエハＷがウエハステージ２３によりウエハステージ２３の軸線回りに回転されるとともに、研磨ヘッド４１がシリンダ４２により上昇されて研磨テープ４３をウエハＷの裏面の周縁部に押し付けることで、ウエハＷの裏面の周縁部が研磨テープ４３と擦れてリング状に研磨される。そして、研磨ヘッド４１により研磨テープ４３がウエハＷの裏面の周縁部に押し付けられたまま、研磨ヘッド移動機構により研磨ヘッド４１がウエハＷの径方向外側に移動されることにより、ウエハＷの裏面の周縁部のうち研磨開始位置より径方向外側の領域も研磨することができる。

図２に示すように、基板処理装置１０のハウジング１１は、その側面に開口部１２を有している。この開口部１２は、シリンダ（図示せず）により駆動されるシャッタ１３により開閉される。ハウジング１１内へのウエハＷの搬入、搬出は、搬送機１０１０（図７参照）の搬送ロボット等のウエハ搬送手段により行われる。

例えば、図１に示すように、第１処理部１００１へウエハＷを搬入する際には、ウエハ仮置き台１００８にあるウエハＷが、搬送機１０１０の搬送ロボットハンド上に載せられる。次いで、図２に示すように、シャッタ１３によりハウジング１１の開口部１２が開かれ、搬送機１０１０の搬送ロボットハンドから基板移載機８０のハンド部材へとウエハＷが移され、その後、基板移載機８０から、ウエハステージ２３上にウエハＷが載せられるとともに、搬送機１０１０の退避後にハウジング１１の開口部１２が閉じられる。

また、例えば、第１処理部１００１においてウエハＷのベベル部の研磨が終了した後にウエハＷを搬出する際には、基板移載機８０のハンド部材８１１、８１２上にウエハＷが載せられて、シャッタ１３によりハウジング１１の開口部１２が開かれる。次いで、基板移載機８０のハンド部材８１１、８１２上にあるウエハＷが、搬送機１０１０の搬送ロボットハンド上に載せられた上で、搬送機１０１０によりハウジングから搬出されて、ウエハ仮置き台１００９に載せられるとともに、シャッタ１３によりハウジング１１の開口部１２が閉じられる。なお、シャッタ１３によりハウジング１１の開口部１２を閉じることで、ハウジング１１の内部が外部から遮断される。これにより、研磨中にハウジング１１内のクリーン度及び機密性が維持され、ハウジング１１の外部からのウエハＷの汚染や、ハウジング１１の内部からの研磨液、パーティクル等の飛散によるハウジング１１の外部の汚染が防止される。

次に、基板移載機８０の構造について説明する。

図４は、本実施の形態に係る基板移載機８０を拡大して示す斜視図である。図５Ａ〜図５Ｃは、図４に示す基板移載機の概略構成図であって、それぞれ、ハンド部材がハンドオープン位置、ウエハ受け取り位置（第１の位置）、ウエハクランプ位置（第２の位置）に位置決めされた状態を示している。また、図６Ａ〜図６Ｃは、それぞれ図５Ａ〜図５Ｃに対応する図面であって、ハンド部材とウエハとの位置関係を説明するための図である。

図４及び図５Ａ〜図５Ｃに示すように、基板移載機８０は、互いに対向する一対のハンド部材８１１、８１２と、一対のハンド部材８１１、８１２を開閉方向（図５Ａ〜図５Ｃにおける左右方向）に互いに対称に接近又は離間するように移動させるハンド開閉機構８２と、ハンド開閉機構８２の動作を制御する制御部８４と、を備えている。

このうち一対のハンド部材８１１、８１２は、互いに対向する向きに突き出すように設けられた複数の支持つめ部８１１Ｆ、８１２Ｆを有している。図示された例では、一方のハンド部材８１１には、２つの支持つめ部８１１Ｆが設けられており、他方のハンド部材８１２にも、２つの支持つめ部８１２Ｆが設けられている。

図６Ｂ及び図６Ｃに示すように、ウエハ受け取り位置（第１の位置）及びウエハクランプ位置（第２の位置）において、ウエハＷは、ハンド部材８１１、８１２の支持つめ部８１１Ｆ、８１２Ｆ上に載せられて支持される。また、ウエハクランプ位置（第２の位置）では、一対のハンド部材８１１、８１２はそれぞれウエハＷの周縁に当接され、ウエハＷはハンド開閉方向において一対のハンド部材８１１、８１２に挟み込まれる。すなわち、ハンド部材８１１、８１２の一部はウエハＷの周縁に当接する当接面を含み、支持つめ部８１１Ｆ、８１２Ｆはハンド部材８１１、８１２よりも下部に配置されウエハＷを下から支持することができる。これにより、一対のハンド部材８１１、８１２の中心線О−О上にウエハＷの中心が位置合わせされる（センタリングされる）。また、ウエハ受け取り位置（第１の位置）では、一対のハンド部材８１１、８１２とウエハＷの周縁との間には微小な隙間Ｄ１、Ｄ２が形成される。隙間Ｄ１、Ｄ２の大きさは、例えば１ｍｍ以下である。これにより、ロボットとのウエハＷの受け渡しを行う際に、ウエハＷにストレスをかけることなくウエハの受け渡しを行うことができる。

図５Ａ〜図５Ｃに示すように、ハンド開閉機構８２は、一対の歯車８６１、８６２と、一対の歯車８６１、８６２に掛け回された環状ベルト８７と、を有している。環状ベルト８７は、一対の歯車８６１、８６２間において互いに平行な２つの直線部分を形成するように張られている。環状ベルト８７はその張力により一対の歯車８６１、８６２に噛み合った状態で馴染むため、ハンド開閉機構８２が剛体のみから構成される場合に比べて、高い位置精度を管理することが容易である。

図５Ａ〜図５Ｃに示すように、一方のハンド８１１の基端部は、環状ベルト８７の一方の直線部分（下方の直線部分）に取り付けられ、他方のハンド８１２の基端部は、他方の直線部分（上方の直線部分）に取り付けられている。そのため、一方のハンド８１１が左方向に動かされると、それに伴って環状ベルト８７が時計回りに回転し、これにより、他方のハンド８１２は一方のハンド８１１の移動量と同じ移動量だけ右方向に動かされる。その結果、一対のハンド８１１、８１２はそれらの中心線О−Оを中心として互いに対称に近づく向きに移動される。また、一方のハンド８１１が右側に動かされると、それに伴って環状ベルト８７が反時計回りに回転し、これにより、他方のハンド８１２は一方のハンド８１１の移動量と同じ移動量だけ左側に動かされる。その結果、一対のハンド８１１、８１２はそれらの中心線О−Оを中心として互いに対称に離れる向きに移動される。

本実施の形態では、ハンド開閉機構８２は、一対のハンド部材８１１、８１２に動力を伝える駆動部として、第１の空圧式アクチュエータ８３ａと、第１の空圧式アクチュエータ８３ａより小型の第２の空圧式アクチュエータ８３ｂと、をさらに有している。第１の空圧式アクチュエータ８３ａのピストン部分の先端部は、第２の空圧式アクチュエータ８３ｂのシリンダ部分の基端部に固定されている。また、第２の空圧式アクチュエータ８３ｂのピストン部分の先端部は、一方のハンド部材８１１の基端部に固定されている。

図５Ａ及び図６Ａに示すように一対のハンド部材８１１、８１２がハンドオープン位置に位置する時に、第１の空圧式アクチュエータ８３ａのピストン部分が伸長されると、それに伴って第２の空圧式アクチュエータ８３ｂと一方のハンド部材８１１とが一体に左方向に移動され、これにより、他方のハンド部材８１２が右方向に移動され、結果的に、一対のハンド部材８１１、８１２は、図５Ｂ及び図６Ｂに示すようなウエハ受け取り位置（第１の位置）へと移動される。続いて、第２の空圧式アクチュエータ８３ｂのピストン部分が伸長されると、それに伴って一方のハンド部材８１１が左方向に移動され、これにより、他方のハンド部材８１２が右方向に移動され、結果的に、一対のハンド部材８１１、８１２は、図５Ｃ及び図６Ｃに示すようなウエハクランプ位置（第２の位置）へと移動される。

次に、第２の空圧式アクチュエータ８３ｂのピストン部分が収縮されると、それに伴って一方のハンド部材８１１が右方向に移動され、これにより、他方のハンド部材８１２が左方向に移動され、結果的に、一対のハンド部材８１１、８１２は図５Ｂ及び図６Ｂに示すようなウエハ受け取り位置（第１の位置）へと戻される。続いて、第１の空圧式アクチュエータ８３ａのピストン部分が収縮されると、それに伴って第２の空圧式アクチュエータ８３ｂと一方のハンド部材８１１とが一体に右方向に移動され、これにより、他方のハンド部材８１２が左方向に移動され、結果的に、一対のハンド部材８１１、８１２は図５Ａ及び図６Ａに示すようなハンドオープン位置へと戻される。

なお、ハンド開閉機構８２は、駆動部として、一対のハンド部材８１１、８１２がハンドオープン位置からウエハ受け取り位置（第１の位置）を介してウエハクランプ位置（第２の位置）まで移動できるような動力を一対のハンド部材８１１、８１２に伝えることができるならば、空圧式アクチュエータ８３ａ、８３ｂを利用する態様に限定されない。空圧式アクチュエータ８３ａ、８３ｂを利用することで、ウエハクランプ位置（第２の位置）においてウエハＷにかかるクランプ圧を適切に調整できるため好ましい。モータを利用する場合には、ウエハクランプ位置（第２の位置）においてウエハＷに過大なクランプ圧がかからないように、トルク管理ができるモータを採用することが好ましい。

図５Ａ〜図５Ｃに示すように、基板処理装置８０は、一対のハンド部材８１１、８１２の開閉方向の移動量に応じて移動又は回転するセンサブラケット９１と、センサブラケット９１の移動量又は回転量を検出するセンサ９０と、を有している。

図示された例では、センサブラケット９１は、一方の歯車８６１に設けられており、一対のハンド部材８１１、８１２の開閉方向の移動量に応じて回転する。これにより、一対のハンド部材８１１、８１２の開閉方向の移動量がセンサブラケット８１の回転量（回転角度）に変換されて検知されるため、ウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置までの微小な移動量であっても精度よく検知することが可能である。

本実施の形態では、センサ９０は、赤外線式センサ９２ａと磁気センサ９２ｂとを有している。

図５Ａ〜図５Ｃに示すように、センサブラケット９１には、スリット９１ａが形成されており、赤外線式センサ９２ａは、一対のハンド８１１、８１２がウエハ受け取り位置（第１の位置）にある時にスリット９１ａと対向して「ＯＮ」になり、それ以外は「ＯＦＦ」になるような位置に配置されている。したがって、赤外線式センサ９２ａからの信号に基づいて、一対のハンド部材８１１、８１２がウエハ受け取り位置（第１の位置）に到達したか否かを判定できる。

また、センサブラケット９１には、少なくとも一対のハンド部材８１１、８１２の移動時に磁力を発生させる機能を有する磁力発生部材９１ｂが取り付けられており、磁気センサ９２ｂは、一対のハンド部材８１１、８１２がウエハクランプ位置（第２の位置）またはその近くにある時に、磁力発生部材９１ｂから受ける磁力に基づいて磁力発生部材９１ｂの移動量又は回転量に応じた信号（たとえば電圧値）を出力する。磁力発生部材９１及び磁気センサ９２ｂを設けることにより、一対のハンド部材８１１、８１２の位置を正確に数値化することができる。さらに、磁気センサ９２ｂからの信号から、一対のハンド部材８１１、８１２がウエハクランプ位置（第２の位置）に到達したと判断するしきい値をあらかじめ決めておく。したがって、磁気センサ９２ｂからの信号に基づいて、一対のハンド部材８１１、８１２がウエハクランプ位置（第２の位置）に到達したか否かを判定できる。磁力発生部材９１ｂとしては、たとえば永久磁石が用いられる。磁気センサ９２ｂとしては、たとえば株式会社コガネイ製リニア磁気センサヘッドＺＬＬシリーズが用いられる。

制御部８４は、センサ９０（赤外線式センサ９２ａ、磁気センサ９２ｂ）からの信号に基づいてハンド開閉機構８２の動作を制御する。また、制御部８４は、センサ９０からの信号に基づいて、一対のハンド部材８１１、８１２の位置を検出し、一対のハンド部材８１１、８１２がウエハ受け取り位置（第１の位置）及びウエハクランプ位置（第２の位置）に到達したか否かを判定する。制御部８４は、たとえばコンピュータシステムによって実現され得る。

ところで、前述したように、一対のハンド部材８１１、８１２の開閉動作において、ウエハ受け取り位置（第１の位置）からウエハクランプ位置（第２の位置）までの動作ストロークは微小距離（１ｍｍ以下）である。そのため、ウエハＷの裏面の影響を受けやすく、接触面での摩擦等の理由によりウエハクランプ位置に到達するまで時間がかかったり、もしくは途中で止まってしまったりして、ハンド開閉動作がスムーズに行われないケースが偶発的に発生し得る。これは偶発的なエラーであるため、複数回連続して発生する回数は極めて稀であるものの、従来は、このような偶発的なエラーと作業者による状況確認が必要な重大なエラーとが区別されなかったため、偶発的なエラーの場合であっても、装置を一旦停止させて作業者による状況確認を行う必要があった。

このような問題を解決するために、本実施の形態では、制御部８４は、図７に示すように、一対のハンド部材８１１、８１２がウエハ受け取り位置（第１の位置）からウエハクランプ位置（第２の位置）へ移動するようにハンド開閉機構８２の動作を制御し、一対のハンド部材８１１、８１２がウエハクランプ位置（第２の位置）に到達したか否かを磁気センサ９０からの信号に基づいて判定し、一対のハンド部材８１１、８１２がウエハクランプ位置（第２の位置）に到達しなかったと判定した場合には、一対のハンド部材８１１、８１２がウエハ受け取り位置（第１の位置）へ戻された後にウエハ受け取り位置（第１の位置）からウエハクランプ位置（第２の位置）へ移動するように駆動部８３の動作を制御するリトライ動作を予め定められた回数（例えば３回）を上限として、一対のハンド部材８１１、８１２がウエハクランプ位置（第２の位置）に到達するまで繰り返すようになっている。一対のハンド部材８１１、８１２がウエハクランプ位置（第２の位置）に到達しない原因が偶発的なエラーによる場合には、リトライ動作によりエラーを補正することができるため、装置を一旦停止させる必要がなくなり、装置稼働率が大幅に向上する。

また、制御部８４は、一対のハンド部材８１１、８１２がウエハクランプ位置（第２の位置）に到達したと判定した場合には、一対のハンド部材８１１、８１２の検出位置に基づいて、研磨ヘッド４１（図３参照）の研磨開始位置を調整する。たとえば、制御部８４は、ウエハクランプ位置における一対のハンド部材８１１、８１２の検出位置に基づいて、一対のハンド部材８１１、８１２にクランプされたウエハＷの径を測定する。そして、制御部８４は、ウエハＷの径の測定値に基づいて、研磨ヘッド４１（図３参照）の研磨開始位置を調整する。より詳しくは、ウエハＷの径の測定値が基準値よりΔＬだけ大きかったら、研磨開始位置がΔＬだけウエハＷの径方向外側になるように調整する。これにより、研磨幅（研磨ヘッド移動機構による研磨ヘッド４１の移動ストローク）が予め定められた一定値であったとしても、ウエハＷの最周縁部まで正確に研磨することができ、ウエハＷの最周縁部の内側に未研磨の領域が残ってしまうことを防止できる。

なお、ウエハクランプ位置（第２の位置）における一対のハンド部材８１１、８１２の検出位置に基づいて研磨ヘッド４１の研磨動作を制御するためには、制御部８４はウエハＷの径を算出しなくてもよい。すなわち、センサ９０からの信号の基準値を定めておき、センサ９０からの信号と基準値との差分を求めることにより、研磨ヘッド４１の研磨開始位置を調整することは可能である。

次に、図７を参照して、このような構成からなる基板移載機８０の動作について説明する。

まず、ロボットからウエハＷを受け取る場合には、制御部８４は、一対のハンド部材８１１、８１２がハンドオープン位置からウエハ受け取り位置（第１の位置）へと移動するように、赤外線式センサ９２ａからの信号に基づいてハンド開閉機構８２の動作を制御する（ステップＳ１０１）。すなわち、制御部８４は、図５Ｂに示すように、第２の空圧式アクチュエータ８３ｂのピストン部分を収縮させた状態で、第２の空圧式アクチュエータ８３ｂの基端部に設けられた突起部９５がストッパ９４に当接するまで、第１の空圧式アクチュエータ８３ａのピストン部分を伸長させる。一対のハンド部材８１１、８１２がウエハ受け取り位置（第１の位置）に到達すると、赤外線式センサ９２ａが「ＯＮ」になる。その後、ロボットから一対のハンド部材８１１、８１２の支持つめ部８１１Ｆ、８１２Ｆ上にウエハＷが受け渡される（ウエハＷが準備される）。

次に、受け渡されたウエハＷをセンター位置に位置決めする（センタリングする）ために、制御部８４は、一対のハンド部材８１１、８１２が互いに同じ距離だけ接近してウエハクランプ位置（第２の位置）へと移動するように、ハンド開閉機構８２の動作を制御する（ステップＳ１０２）。すなわち、制御部８４は、図５Ｃに示すように、第１の空圧式アクチュエータ８３ａのピストン部分を伸長させた状態で、第２の空圧式アクチュエータ８３ｂのピストン部分を伸長させる。

そして、制御部８４は、磁気センサ９２ｂからの信号に基づいて、一対のハンド部材８１１、８１２の位置を検出し（ステップＳ１０３）、一対のハンド部材８１１、８１２の検出位置が予め定められた許容範囲（たとえば３００ｍｍ±０．２ｍｍ）内にあるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０４において一対のハンド部材８１１、８１２の検出位置が許容範囲内にあると判定した場合には（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、制御部８４は、一対のハンド部材８１１、８１２がウエハクランプ位置に到達したと判定する（ステップＳ１０５）。このとき、一対のハンド８１１、８１２はそれぞれウエハＷの周縁に当接され、ウエハＷは一対のハンド８１１、８１２に挟み込まれる。これにより、一対のハンド８１１、８１２の中心線О−О上にウエハＷの中心が位置合わせされる。

次に、制御部８４は、ウエハクランプ位置における一対のハンド部材８１１、８１２の検出位置に基づいて、基板処理装置１０の研磨ヘッド４１の研磨開始位置を調整する。図示された例では、制御部８４は、ウエハクランプ位置における一対のハンド部材８１１、８１２の検出位置に基づいて、一対のハンド部材８１１、８１２にクランプされたウエハＷの径を測定し、ウエハＷの径の測定値をデータベースに保存する（ステップＳ１０６）。

そして、制御部８４は、ウエハＷの径の測定値に基づいて、基板処理装置１０の研磨ヘッド４１の研磨開始位置を調整する（ステップＳ１０７）。具体的には、たとえば、図８を参照し、ウエハＷの径の測定値が基準値より０．１ｍｍだけ大きかったら、研磨開始位置が０．１ｍｍだけウエハＷの径方向外側になるように調整する。これにより、研磨幅（研磨ヘッド移動機構による研磨ヘッド４１の移動ストローク）が予め定められた一定値（１２ｍｍ）であったとしても、ウエハＷの最周縁部まで正確に研磨することができ、ウエハＷの最周縁部の内側に未研磨の領域が残ってしまうことを防止できる。

一方、ステップＳ１０４において一対のハンド部材８１１、８１２の検出位置が許容範囲を超えていると判定された場合には（ステップＳ１０４：ＮＯ）、制御部８４は、記憶部（図示しない）に記憶された繰り返し回数を１だけ増加させる（ステップＳ１０８）。そして、制御部８４は、記憶部に記憶された繰り返し回数が予め定められた最大繰り返し回数（例えば３回）を超えたか否かを判定する（ステップＳ１０９）。

ステップＳ１０９において、記憶部に記憶された繰り返し回数が予め定められた最大繰り返し回数を超えていないと判定された場合には、ステップＳ１０１まで戻って処理をやり直す。すなわち、制御部８４は、一対のハンド部材８１１、８１２がウエハ受け取り位置（第１の位置）へ戻された後にウエハ受け取り位置（第１の位置）から互いに同じ距離だけ接近してウエハクランプ位置（第２の位置）へ移動するようにハンド開閉機構８２の動作を制御する（リトライ動作）。

一方、ステップＳ１０９において、記憶部に記憶された繰り返し回数が予め定められた最大繰り返し回数を超えたと判定された場合には、制御部８４は、重大なエラーの発生であると判断し（ステップＳ１１０）、装置の動作を停止するとともに、エラーメッセージや警告音を出力して作業者による状況確認を促す（ステップＳ１１１）。

なお、一対のハンド部材８１１、８１２が基板を正しくクランプした後に、ハンド部材８１１、８１２及び又はウエハステージ２３が上昇下降動作を行って、ハンド部材８１１、８１２がウエハＷをウエハステージ２３上に載置する。ウエハＷをウエハステージ２３上に載置したあと、ハンド部材８１１、８１２はハンドオープン位置に移動することにより、ハンド部材８１１、８１２とウエハＷの干渉は避けられる。

以上のように、本実施の形態によれば、磁力発生部材９１ｂが、一対のハンド部材８１１、８１２の開閉方向の移動量に応じて移動又は回転し、磁気センサ９２ｂが、磁力発生部材９１ｂから受ける磁力に基づいて、当該磁力発生部材９１ｂの移動量又は回転量に応じた連続的な信号を出力する。そして、制御部８９４が、磁気センサ９２ｂからの信号に基づいて、一対のハンド部材８１１、８１２の位置を連続的に検出する。これにより、一対のハンド部材８１１、８１２の位置を数値化することが可能である。したがって、赤外線式センサを用いた構成と比較して、ウエハクランプ位置について未検知の発生を防止でき、検知精度を向上することができる。また、ウエハＷの径にばらつきがあったとしても、ウエハＷをクランプしている一対のハンド部材８１１、８１２の検出位置に基づいて、ウエハＷの径を正確に測定することが可能である。

また、本実施の形態によれば、制御部８４が、磁気センサ９２ｂからの信号に基づいて一対のハンド部材８１１、８１２の位置を検出したのち、一対のハンド部材８１１、８１２の検出位置が予め定められた許容範囲内にあるか否かを判定し、一対のハンド部材８１１、８１２の検出位置が許容範囲を超えていると判定した場合には、一対のハンド部材８１１、８１２がウエハ受け取り位置へ戻された後にウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するようにハンド開閉機構８２の動作を制御するリトライ動作を予め定められた回数を上限として、一対のハンド部材８１１、８１２の検出位置が前記許容範囲内に入るまで繰り返すため、ウエハクランプ時に偶発的なエラーが生じても、リトライ動作により補正することが可能となる。これにより、基板移載機８０を停止させる回数が減り、装置稼働率が向上する。

また、本実施の形態によれば、ウエハＷの径にばらつきがあったとしても、制御部８４は、ウエハＷをクランプしている一対のハンド部材８１１、８１２の検出位置に基づいて、基板処理装置１０の研磨ヘッド４１の研磨開始位置を調整することにより、当該ウエハＷについて所望の研磨幅を得ることができる。

なお、本実施の形態では、ウエハ受け取り位置を検出するセンサ９２ａとして赤外線式センサが使用され、ウエハクランプ位置を検出するセンサ９２ｂとして磁気センサが使用されたが、これに限定されるものではなく、ウエハ受け取り位置を検出するセンサ９２ａとウエハクランプ位置を検出するセンサ９２ｂの両方とも、磁気センサが使用されてもよい。

また、本実施の形態では、基板処理装置１０が行うウエハＷの研磨がベベル研磨であったが、これに限定されるものではなく、ステップ研磨や全面裏面研磨であってもよい。

また、本実施の形態に係る基板移載機８０は、基板研磨装置に搭載されることに限定されるものではなく、メッキ装置、プローブ装置、熱処理装置などに搭載されてもよい。また、ウエハＷは、丸形状の基板であってもよいし、角基板であってもよい。

なお、本実施の形態による基板移載機８０の制御部８４はコンピュータシステムによって構成され得るが、コンピュータシステムに基板移載機８０の制御部８４を実現させるためのプログラム及び当該プログラムを記録した記録媒体も、本件の保護対象である。

１０ 基板処理装置
１１ ハウジング
１２ 開口部
１３ シャッタ
２３ ウエハステージ
４０ ベベル研磨部
８０ 基板移載機
８１１、８１２ ハンド部材
８１１Ｆ、８１２Ｆ 支持つめ部
８２ ハンド開閉機構
８３ａ、８３ｂ 空圧式アクチュエータ
８４ 制御部
８６１、８６２ 一対の歯車
８７ 環状ベルト
９０ センサ
９１ センサブラケット
９１ａ スリット
９１ｂ 磁力発生部材
９２ａ 赤外線式センサ
９２ｂ 磁気センサ
９４ ストッパ
９５ 突起部
１００１ 第１処理部
１００２ 第２処理部
１００３ 洗浄部
１００４ 乾燥機
１００５ ＦＯＵＰ
１００６ 制御部
１００７ ＥＦＥＭ
１００８、１００９ ウエハ仮置き台
１０１０、１０１１、１０１２、１０１３ 搬送機

Claims (10)

1. 互いに対向する一対のハンド部材と、
   前記一対のハンド部材を開閉方向に互いに対称に接近又は離間するように移動させるハンド開閉機構と、
   前記ハンド開閉機構の動作を制御する制御部と、
   少なくとも前記一対のハンド部材の移動時に磁力を発生させる機能を有し、前記一対のハンドの開閉方向の移動量に応じて移動又は回転する磁力発生部材と、
   前記磁力発生部材から受ける磁力に基づいて前記磁力発生部材の移動量又は回転量に応じた信号を出力する磁気センサと、
   を備え、
   前記制御部は、前記磁気センサからの信号に基づいて前記一対のハンド部材の位置を検出する
   ことを特徴とする基板移載機。
2. 前記制御部は、
   前記一対のハンド部材がウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するように前記ハンド開閉機構の動作を制御し、
   前記磁気センサからの信号に基づいて前記一対のハンド部材の位置を検出し、
   前記一対のハンド部材の検出位置が予め定められた許容範囲内にあるか否かを判定し、
   前記一対のハンド部材の検出位置が前記許容範囲を超えていると判定した場合には、前記一対のハンド部材がウエハ受け取り位置へ戻された後にウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するように前記ハンド開閉機構の動作を制御するリトライ動作を予め定められた回数を上限として、前記一対のハンド部材の検出位置が前記許容範囲内に入るまで繰り返す
   ことを特徴とする請求項１に記載の基板移載機。
3. 前記制御部は、前記一対のハンド部材がウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するように前記ハンド開閉機構の動作を制御し、ウエハクランプ位置における前記一対のハンド部材の検出位置に基づいて、基板研磨装置の研磨ヘッドの研磨開始位置を調整する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板移載機。
4. 前記制御部は、ウエハクランプ位置における前記一対のハンド部材の検出位置に基づいて、前記一対のハンド部材にクランプされたウエハの径を測定し、当該ウエハの径の測定値に基づいて、基板研磨装置の研磨ヘッドの研磨開始位置を調整する
   ことを特徴とする請求項３に記載の基板移載機。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の基板移載機を備えた半導体製造装置。
6. 請求項１〜４のいずれかに記載の基板移載機を備えた基板研磨装置。
7. 互いに対向する一対のハンド部材がウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するようにハンド開閉機構の動作を制御する工程と、
   前記一対のハンド部材の開閉方向の移動量に応じて移動又は回転する磁力発生部材が発生させる磁力に基づいて、前記磁力発生部材の移動量又は回転量に応じた信号を磁気センサに出力させる工程と、
   前記磁気センサからの信号に基づいて前記一対のハンド部材の位置を検出する工程と、
   前記一対のハンド部材の検出位置が予め定められた許容範囲内にあるか否かを判定する工程と、
   前記一対のハンド部材の検出位置が前記許容範囲を超えていると判定した場合には、前記一対のハンド部材がウエハ受け取り位置へ戻された後にウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するように前記ハンド開閉機構の動作を制御するリトライ動作を予め定められた回数を上限として、前記一対のハンド部材の検出位置が前記許容範囲内に入るまで繰り返す工程と、
   前記一対のハンド部材の検出位置が前記許容範囲内にあると判定した場合には、前記一対のハンド部材にクランプされたウエハをウエハステージへと移載する工程と、
   を備えたことを特徴とする基板移載方法。
8. 互いに対向する一対のハンド部材がウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するようにハンド開閉機構の動作を制御する工程と、
   前記一対のハンド部材の開閉方向の移動量に応じて移動又は回転する磁力発生部材が発生させる磁力に基づいて、前記磁力発生部材の移動量又は回転量に応じた信号を磁気センサに出力させる工程と、
   前記磁気センサからの信号に基づいて前記一対のハンド部材の位置を検出する工程と、
   前記一対のハンド部材にクランプされたウエハをウエハステージへと移載する工程と、
   ウエハクランプ位置における前記一対のハンド部材の検出位置に基づいて、基板研磨装置の研磨ヘッドの研磨開始位置を調整する工程と、
   を備えたことを特徴とする基板移載方法。
9. 互いに対向する一対のハンド部材がウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するようにハンド開閉機構の動作を制御する工程と、
   前記一対のハンド部材の開閉方向の移動量に応じて移動又は回転する磁力発生部材が発生させる磁力に基づいて、前記磁力発生部材の移動量又は回転量に応じた信号を磁気センサに出力させる工程と、
   前記磁気センサからの信号に基づいて前記一対のハンド部材の位置を検出する工程と、
   前記一対のハンド部材の検出位置が予め定められた許容範囲内にあるか否かを判定する工程と、
   前記一対のハンド部材の検出位置が前記許容範囲を超えていると判定した場合には、前記一対のハンド部材がウエハ受け取り位置へ戻された後にウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するように前記ハンド開閉機構の動作を制御するリトライ動作を予め定められた回数を上限として、前記一対のハンド部材の検出位置が前記許容範囲内に入るまで繰り返す工程と、
   前記一対のハンド部材の検出位置が前記許容範囲内にあると判定した場合には、前記一対のハンド部材にクランプされたウエハをウエハステージへと移載する工程と、
   を基板移載機の制御部に実行させるためのコンピュータプログラム。
10. 互いに対向する一対のハンド部材がウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するようにハンド開閉機構の動作を制御する工程と、
    前記一対のハンド部材の開閉方向の移動量に応じて移動又は回転する磁力発生部材が発生させる磁力に基づいて、前記磁力発生部材の移動量又は回転量に応じた信号を磁気センサに出力させる工程と、
    前記磁気センサからの信号に基づいて前記一対のハンド部材の位置を検出する工程と、
    前記一対のハンド部材にクランプされたウエハをウエハステージへと移載する工程と、
    ウエハクランプ位置における前記一対のハンド部材の検出位置に基づいて、基板研磨装置の研磨ヘッドの研磨開始位置を調整する工程と、
    を基板移載機の制御部に実行させるためのコンピュータプログラム。