JP2022045991A - 搬送装置及び搬送方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の基板を同時に搬送する搬送装置において、該搬送装置に保持される基板を適切に検知する。【解決手段】第1の基板及び第2の基板を平面視において重なるように保持して搬送する搬送装置であって、前記第1の基板を水平方向に保持する第1の保持アームと、前記第2の基板を水平方向に保持する第2の保持アームと、前記第1の保持アームに保持される前記第1の基板の有無を検知する第1の検知センサと、前記第2の保持アームに保持される前記第2の基板の有無を検知する第2の検知センサと、を有し、少なくとも前記第1の検知センサは、前記第2の保持アームを基準面として光軸を照射して、該基準面からの拡散反射光と基板からの拡散反射光の受光位置の違いを検知することで前記第1の基板の有無を検知するセンサで構成され、少なくとも前記第1の保持アームの先端部の内端には、前記第2の保持アームに照射される前記光軸を通過させるための切欠きが形成される。【選択図】図4
Description
本開示は、搬送装置及び搬送方法に関する。
特許文献1には、被処理物の搬入出を行う移載装置を内部に備えたハウジングと、前記ハウジングの側面に付設され、前記被処理物を内部に収容する収容部と、前記被処理物を処理するプラズマ処理装置と、を備えるプラズマ処理システムが開示されている。特許文献1に記載のプラズマ処理システムによれば、前記ハウジングの上面及び下面の対向位置には窓部が形成され、これら対向する窓部のハウジング外側には、被処理物の有無を検出するための光素子センサが配置されている。
本開示にかかる技術は、複数の基板を同時に搬送する搬送装置において、該搬送装置に保持される基板を適切に検知する。
本開示の一態様は、第1の基板及び第2の基板を平面視において重なるように保持して搬送する搬送装置であって、前記第1の基板を水平方向に保持する第1の保持アームと、前記第2の基板を水平方向に保持する第2の保持アームと、前記第1の保持アームに保持される前記第1の基板の有無を検知する第1の検知センサと、前記第2の保持アームに保持される前記第2の基板の有無を検知する第2の検知センサと、を有し、少なくとも前記第1の検知センサは、前記第2の保持アームを基準面として光軸を照射して、該基準面からの拡散反射光と基板からの拡散反射光の受光位置の違いを検知することで前記第1の基板の有無を検知するセンサで構成され、少なくとも前記第1の保持アームの先端部の内端には、前記第2の保持アームに照射される前記光軸を通過させるための切欠きが形成される。
本開示によれば、複数の基板を同時に搬送する搬送装置において、該搬送装置に保持される基板を適切に検知することができる。
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウェハ(基板:以下、「ウェハ」という。)を収納したプロセスモジュールの内部を減圧状態にし、当該ウェハに予め決められた様々な処理工程が行われる。これら処理工程は、プロセスモジュールを複数備えた真空処理装置を用いて行われ、該真空処理装置においては、ウェハの搬送に要する時間を短縮するため、搬送アームにより複数、例えば2枚のウェハを縦並びに搭載して同時に搬送することが行われている。
このように複数のウェハを同時に搬送する場合、各プロセスモジュールに対するウェハの搬入出を適切に行うため、搬送アームに搭載されたそれぞれのウェハの有無を個別に特定して検知することが求められる。
上述した特許文献1に記載のプラズマ処理システムは、ハウジングの内部でロボットハンド(搬送アーム)に保持されたウェハの有無を、該ハウジングの外部に設けられた透過型センサからの光を透光性の窓部を介して照射することにより検知する。しかしながら特許文献1には、上述のように、搬送アームに搭載された複数の基板のそれぞれを個別に特定して検知することについては記載がない。また、特許文献1に開示されるような透過型センサを用いて複数のウェハの有無を個別に検知することは、例えばセンサの取付位置や設置角度等の空間的な制約から困難性があり、かかる観点において改善の余地があった。
本開示にかかる技術は上記事情に鑑みてなされたものであり、複数の基板を同時に搬送する搬送装置において、該搬送装置に保持される基板を適切に検知する。以下、本実施形態にかかる搬送装置を備える真空処理装置について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
<真空処理装置>
先ず、真空処理装置の構成について説明する。図1は、真空処理装置1の構成の概略を模式的に示す平面図である。本実施形態においては、真空処理装置1が、プロセスモジュールとしてのCOR(Chemical Oxide Removal)モジュール、PHT(Post Heat Treatment)モジュールを備える場合を例に説明する。なお、本開示の真空処理装置1のモジュール構成はこれに限られず、任意に選択され得る。
先ず、真空処理装置の構成について説明する。図1は、真空処理装置1の構成の概略を模式的に示す平面図である。本実施形態においては、真空処理装置1が、プロセスモジュールとしてのCOR(Chemical Oxide Removal)モジュール、PHT(Post Heat Treatment)モジュールを備える場合を例に説明する。なお、本開示の真空処理装置1のモジュール構成はこれに限られず、任意に選択され得る。
図1に示すように真空処理装置1は、大気部10と減圧部11がロードロックモジュール20a、20bを介して一体に接続された構成を有している。大気部10は、大気圧雰囲気下においてウェハWに所望の処理を行う複数の大気モジュールを備える。減圧部11は、減圧雰囲気下においてウェハWに所望の処理を行う複数の減圧モジュールを備える。
ロードロックモジュール20aは、大気部10の後述するローダーモジュール30から搬送されたウェハWを、減圧部11の後述するトランスファモジュール60に引き渡すため、ウェハWを一時的に保持する。ロードロックモジュール20aは、内部に複数、例えば2つのストッカ(図示せず)を有しており、これにより内部に2枚のウェハWを同時に保持する。
ロードロックモジュール20aは、ゲートバルブ(図示せず)が設けられたゲート(図示せず)を介して、後述するローダーモジュール30及び後述するトランスファモジュール60に接続されている。このゲートバルブにより、ロードロックモジュール20aと、ローダーモジュール30及びトランスファモジュール60の間の気密性の確保と互いの連通を両立する。
ロードロックモジュール20aにはガスを供給する給気部(図示せず)とガスを排出する排気部(図示せず)が接続され、当該給気部と排気部によって内部が大気圧雰囲気と減圧雰囲気に切り替え可能に構成されている。すなわちロードロックモジュール20aは、大気圧雰囲気の大気部10と、減圧雰囲気の減圧部11との間で、適切にウェハWの受け渡しができるように構成されている。
ロードロックモジュール20bはトランスファモジュール60から搬送されたウェハWをローダーモジュール30に引き渡すため、ウェハWを一時的に保持する。ロードロックモジュール20bは、ロードロックモジュール20aと同様の構成を有している。すなわち、図示しないゲートバルブ、図示しないゲート、図示しない給気部、及び図示しない排気部を有している。
なお、ロードロックモジュール20a、20bの数や配置は、本実施形態に限定されるものではなく、任意に設定できる。
大気部10は、後述するウェハ搬送機構40を備えたローダーモジュール30、複数のウェハWを保管可能なフープ31を載置するロードポート32、ウェハWを冷却するCSTモジュール33、及びウェハWの水平方向の向きを調節するオリエンタモジュール34を有している。
ローダーモジュール30は内部が矩形の筐体からなり、筐体の内部は大気圧雰囲気に維持されている。ローダーモジュール30の筐体の長辺を構成する一側面には、複数、例えば3つのロードポート32が並設されている。ローダーモジュール30の筐体の長辺を構成する他側面には、ロードロックモジュール20a、20bが並設されている。ローダーモジュール30の筐体の短辺を構成する一側面には、CSTモジュール33が設けられている。ローダーモジュール30の筐体の短辺を構成する他側面には、オリエンタモジュール34が設けられている。
なお、ロードポート32、CSTモジュール33、及びオリエンタモジュール34の数や配置は本実施形態に限定されるものではなく、任意に設計できる。また、大気部10に設けられる大気モジュールの種類も本実施形態に限定されるものではなく、任意に選択できる。
フープ31は複数、例えば1ロット25枚のウェハWを収容する。また、ロードポート32に載置されたフープ31の内部は、例えば、大気や窒素ガスなどで満たされて密閉されている。
ローダーモジュール30の内部には、ウェハWを搬送するウェハ搬送機構40が設けられている。ウェハ搬送機構40は、ウェハWを保持して移動する搬送アーム41a、41bと、搬送アーム41a、41bを回転可能に支持する回転台42と、回転台42を搭載した回転載置台43とを有している。ウェハ搬送機構40は、ローダーモジュール30の筐体の内部において長手方向に移動可能に構成されている。
減圧部11は、2枚のウェハWを各種プロセスモジュールに対して同時に搬送するトランスファモジュール60と、ウェハWにCOR処理を行うCORモジュール61と、ウェハWにPHT処理を行うPHTモジュール62とを有している。トランスファモジュール60、CORモジュール61、及びPHTモジュール62の内部は、それぞれ減圧雰囲気に維持される。また、CORモジュール61及びPHTモジュール62は、トランスファモジュール60に対して複数、例えばCORモジュール61は4つ、PHTモジュール62は2つ設けられている。
搬送装置としてのトランスファモジュール60は内部が矩形の筐体からなり、上述したように図示しないゲートバルブを介してロードロックモジュール20a、20bに接続されている。トランスファモジュール60は、ロードロックモジュール20aに搬入されたウェハWを一のCORモジュール61、一のPHTモジュール62に順次搬送してCOR処理とPHT処理を施した後、ロードロックモジュール20bを介して大気部10に搬出する。
CORモジュール61の内部には、2枚のウェハWを水平方向に並べて載置する2つのステージ61a、61bが設けられている。CORモジュール61は、ステージ61a、61bにウェハWを並べて載置することにより、2枚のウェハWに対して同時にCOR処理を行う。なお、CORモジュール61には、処理ガスやパージガスなどを供給する給気部(図示せず)とガスを排出する排気部(図示せず)が接続されている。
PHTモジュール62の内部には、2枚のウェハWを水平方向に並べて載置する2つのステージ62a、62bが設けられている。PHTモジュール62は、ステージ62a、62bにウェハWを並べて載置することにより、2枚のウェハWに対して同時にPHT処理を行う。なお、PHTモジュール62には、処理ガスやパージガスなどを供給する給気部(図示せず)とガスを排出する排気部(図示せず)が接続されている。
また、CORモジュール61及びPHTモジュール62は、ゲートバルブ(図示せず)が設けられたゲート(図示せず)を介して、トランスファモジュール60に接続されている。このゲートバルブにより、トランスファモジュール60とCORモジュール61及びPHTモジュール62の間の気密性の確保と互いの連通を両立する。
なお、トランスファモジュール60に設けられるプロセスモジュールの数や配置、及び種類は本実施形態に限定されるものではなく、任意に設定できる。
トランスファモジュール60の内部には、ウェハWを搬送するウェハ搬送機構70が設けられている。ウェハ搬送機構70は、2枚のウェハWを縦並び、換言すれば平面視において重なるように保持して移動する搬送アーム71a、71bと、搬送アーム71a、71bを回転可能に支持する回転台72と、回転台72を搭載した回転載置台73とを有している。また、トランスファモジュール60の内部には、トランスファモジュール60の長手方向に延伸するガイドレール74が設けられている。回転載置台73はガイドレール74上に設けられ、ウェハ搬送機構70をガイドレール74に沿って移動可能に構成されている。
図2に示すように搬送アーム71aは、一端が回転台72に対して回転自在に接続された第1アーム100と、第1アーム100の他端に対して一端が回転自在に接続された第2アーム110と、第2アーム110の他端に対して回転自在に接続される第3アーム120a、及び第4アーム120bとを有している。すなわち搬送アーム71aは、2軸で3種類のアームが連結されたリンクアーム構造を有している。
また、第3アーム120a及び第4アーム120bの他端には、それぞれウェハWを保持するための上部ピック121a及び下部ピック121bが接続されている。そして搬送アーム71aは、上部ピック121a及び下部ピック121bにより、2枚のウェハWを平面視において重なるよう保持して同時に搬送する。
また下部ピック121bの先端部の内端には、図2及び図3に示すように、後述の下ウェハ検知センサ82から照射される光軸Yが通過する切欠き122が形成されている。なお、下部ピック121bに形成される切欠き122の形状は、図3に示すように、該切欠き122を通過した光軸Yを上部ピック121aの上面に到達させることができれば、特に限定されるものではない。
搬送アーム71bは搬送アーム71aと同様の構成を有している。すなわち搬送アーム71bは、2軸で3種類のアームが連結されたリンクアーム構造を有しており、2枚のウェハWを平面視において重なるよう保持して同時に搬送可能に構成されている。また、搬送アーム71bの下部ピック121bの先端部の内端には切欠き122が形成されている。
そしてトランスファモジュール60では、ロードロックモジュール20aに保持されたウェハWを搬送アーム71aで受け取り、CORモジュール61に搬送する。また、COR処理が施されたウェハWを、搬送アーム71aが保持し、PHTモジュール62に搬送する。また更に、PHT処理が施されたウェハWを、搬送アーム71bが保持し、ロードロックモジュール20bに搬出する。
なお、以下の説明においては、搬送アーム71a又は搬送アーム71bに保持される2枚のウェハWのうち、上部ピック121aに保持されるウェハを「上ウェハWt」、下部ピック121bに保持されるウェハを「下ウェハWb」とそれぞれ呼称する場合がある。
また減圧部11には、ウェハ搬送機構70(搬送アーム71a又は71bの上部ピック121a及び下部ピック121bのそれぞれ)に搭載された2枚のウェハWをそれぞれ個別に検知可能なウェハ検知機構80が、各CORモジュール61、及び各PHTモジュール62に対応して複数、本実施形態においては合計6つ設けられている。
なお、ウェハ検知機構80の設置位置は図示の例には限定されず、例えばロードロックモジュール20a、20bに対応して更に設けられていてもよい。
図4に示すようにウェハ検知機構80は、上部ピック121aに搭載された上ウェハWtを検知する上ウェハ検知センサ81と、下部ピック121bに搭載された下ウェハWbを検知する下ウェハ検知センサ82と、を備えている。
上ウェハ検知センサ81は、例えば投光部81a及び受光部81bを有する測距反射式センサで構成され、トランスファモジュール60を構成する筐体の外部下方に設けられている。上ウェハ検知センサ81は光透過窓83を介してトランスファモジュール60の天井面にセンサ光軸(図4の光軸Xを参照)を照射し、該天井面を基準面として搬送アーム71aの搭載されたウェハWを検知する。
具体的には、投光部81aから照射された光軸Xの、天井面からの拡散反射光x1の受光部81bによる受光位置と、ウェハWからの拡散反射光x2の受光部81bによる受光位置の違いを検知することにより、搬送アーム71aにウェハWが搭載されているか否かを判断する。
なお、上ウェハ検知センサ81は、このように天井面及びウェハWからの拡散反射光x1、x2の受光位置を検知することにより搬送アーム71a上のウェハWの有無を検知するが、該受光部81bが拡散反射光に加え正反射光をさらに受光した場合、搬送アーム71a上のウェハWの有無を誤検知するおそれがある。具体的には、光軸Xの照射面であるウェハWは鏡面を有しているため、該ウェハWにおいては照射された光軸Xが正反射する。そして、この正反射光が拡散反射光に加えさらに受光部81bで受光されると、適切に拡散反射光x1と拡散反射光x2の受光位置の違いを検知できず、ウェハWの有無を誤検知するおそれがある。
そこで本実施形態においては、上ウェハ検知センサ81の取り付け角度、換言すれば、図5に示すような光軸Xの照射面に対する入射角度θx(本実施形態においては水平方向からの傾斜角度)は、少なくともトランスファモジュール60の天上面、及びウェハWの裏面からの拡散反射光x1、x2の一部を受光部81bで受光でき、ウェハWにおける正反射光が受光されない角度であることが必要となる。かかる入射角度θxは、好ましくは20°以上70°以下、より好ましくは30℃以上60°以下である。入射角度が20°より小さくなった場合、受光部81bにより適切に拡散反射光x1、x2を検知することができない。一方、入射角度が70°より大きくなった場合、ウェハWからの正反射光が受光部81bで受光され、該正反射光を拡散反射光x1、x2として誤検知するおそれがある。
下ウェハ検知センサ82は、例えば投光部82a及び受光部82bを有する測距反射式センサで構成され、トランスファモジュール60を構成する筐体の外部下方に設けられている。下ウェハ検知センサ82は光透過窓84を介して上部ピック121aの裏面(上ウェハWtの非保持面)にセンサ光軸(図3及び図4の光軸Yを参照)を照射し、該上部ピック121aの裏面を基準面として下部ピック121b上のウェハWを検知する。
具体的には、投光部82aから照射された光軸Yの、上部ピック121aの裏面からの拡散反射光y1の受光部82bによる受光位置と、ウェハWからの拡散反射光y2の受光部82bによる受光位置の違いを検知することにより、下部ピック121bに下ウェハWbが搭載されているか否かを判断する。
なお、下ウェハ検知センサ82の取り付け角度、換言すれば、図5に示すような光軸Yの照射面に対する入射角度θy(本実施形態においては水平方向からの傾斜角度)は、上ウェハ検知センサ81と同様に、好ましくは20°以上70°以下、より好ましくは30℃以上60°以下である。
なお、下ウェハ検知センサ82の投光部82aから照射された光軸Yは、上述したように下部ピック121bの先端部の内端に形成された切欠き122を通過して上部ピック121aの裏面に照射される。
以上の真空処理装置1には、制御部90が設けられている。制御部90は、例えばCPUやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部(図示せず)を有している。プログラム格納部には、真空処理装置1におけるウェハWの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種プロセスモジュールや搬送機構などの駆動系の動作を制御して、真空処理装置1における後述のウェハ処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体Hに記録されていたものであって、当該記憶媒体Hから制御部90にインストールされたものであってもよい。
本実施形態にかかる真空処理装置1は以上のように構成されている。次に、本実施形態にかかる基板の搬送方法を含むウェハ処理方法について説明する。図6及び図7は、ウェハ搬送機構70の搬送アーム71a、71bから各種プロセスモジュールに対するウェハWの搬送方法の主な工程を示すフロー図、及び説明図である。また図8及び図9は、各種プロセスモジュールからウェハ搬送機構70の搬送アーム71a、71bに対するウェハWの搬送方法の主な工程を示すフロー図、及び説明図である。
<ウェハ処理方法>
先ず、複数(例えば1ロット25枚)のウェハWを収納したフープ31が、ロードポート32に搬入される。ロードポート32にフープ31が配置されると、フープ31に対してウェハ搬送機構40がアクセスし、フープ31から2枚のウェハWが取り出される。フープ31から搬出された2枚のウェハWは、オリエンタモジュール34により水平方向の向きが調節された後、ロードロックモジュール20aのストッカ(図示せず)に搬送される。
先ず、複数(例えば1ロット25枚)のウェハWを収納したフープ31が、ロードポート32に搬入される。ロードポート32にフープ31が配置されると、フープ31に対してウェハ搬送機構40がアクセスし、フープ31から2枚のウェハWが取り出される。フープ31から搬出された2枚のウェハWは、オリエンタモジュール34により水平方向の向きが調節された後、ロードロックモジュール20aのストッカ(図示せず)に搬送される。
ロードロックモジュール20aに2枚のウェハWが搬送されると、該ロードロックモジュール20aの内部が大気圧雰囲気から減圧雰囲気に切り替えられた後、トランスファモジュール60の内部と連通される。続いて2枚のウェハWは、搬送アーム71aの上部ピック121a、下部ピック121bに対してこの順で受け渡され、トランスファモジュール60に搬入される。
なお、このロードロックモジュール20aから搬送アーム71aに対するウェハWの受け渡しに際しては、搬送アーム71aに対して適切にウェハWの受渡しが行われたか否かの検知を行ってもよい。かかる場合、ウェハWの受渡しの検知方法は特に限定されず、例えばロードロックモジュール20aの内部に設けられた検知センサ(図示せず)により行ってもよいし、前述したようにロードロックモジュール20aに対応するウェハ検知機構80を設けることで行ってもよい。なお、ウェハ検知機構80を用いて行われる場合の検知方法の詳細については後述する。
2枚のウェハWを保持したウェハ搬送機構70は、次に、一のCORモジュール61の前に移動する。続いて、搬送アーム71aに保持された2枚のウェハWが、上部ピック121a及び下部ピック121bからCORモジュール61のステージ61a、61bにそれぞれ受け渡される。
搬送アーム71aからCORモジュール61へのウェハWの受け渡しに際しては、上述したように、先ず、トランスファモジュール60の内部においてCORモジュール61との間でウェハWの受け渡しを行うための位置(以下、「第1の初期化位置」という場合がある。)に、ウェハ搬送機構70が移動される(図6のステップS1)。
ウェハ搬送機構70がCORモジュール61の第1の初期化位置に移動すると、該ウェハ搬送機構70の搬送アーム71aに2枚のウェハWが搭載されていることが、CORモジュール61に対応して設けられたウェハ検知機構80により検知される(図6のステップS2)。具体的には、図7(a)に示すように上ウェハ検知センサ81及び下ウェハ検知センサ82の投光部81a、82aからそれぞれ照射された光軸X、Yは、それぞれ下ウェハWbで拡散反射する。これにより、受光部81b、82bにおいては拡散反射光x2、y2が受光され、該拡散反射光x2、y2の受光位置を検知することで、少なくとも下部ピック121bに下ウェハWbが搭載されていることが検知される。
ここで上ウェハ検知センサ81は、図7(a)に示したように、投光部81aからの光軸Xの、下ウェハWbからの拡散反射光x2を検知することで、搬送アーム71aに少なくとも下ウェハWbが搭載されていることを検知する。換言すれば、搬送アーム71aに上ウェハWt及び下ウェハWbの両方が搭載されている場合、光軸Xは上ウェハWtに到達する前に下ウェハWbにより反射するため、上部ピック121aによる上ウェハWtの搭載を個別に検知することができない。しかしながら本実施形態によれば、上述したようにロードロックモジュール20aからのウェハWの受渡しに際して、下部ピック121bに先行して上部ピック121aに上ウェハWtを搭載する。また後述するように、プロセスモジュールに対するウェハWの受渡しに際しては、上部ピック121aに先行して下部ピック121bに下ウェハWbを搭載する。すなわち本実施形態にかかる搬送方法によれば、図7及び後述の図9にも示すように、搬送アーム71aに下ウェハWbのみが保持される状態を作らず、下部ピック121bに下ウェハWbが保持されている際には、上部ピック121aに上ウェハWtが必ず保持されているように、ウェハWの搬送動作を制御する。これにより本実施形態においては、このように上ウェハ検知センサ81により上ウェハWtの搭載を個別に検知できない場合であっても、疑似的に上部ピック121aに上ウェハWtが搭載されていることを検知することができる。
次に、CORモジュール61に対して搬送アーム71aの下部ピック121bがアクセスし、該下部ピック121bからCORモジュール61に下ウェハWbが受け渡される(図6のステップS3)。
下部ピック121bから下ウェハWbが受け渡されると、該下部ピック121bからCORモジュール61に対して下ウェハWbが適切に受け渡されたか否かが、下ウェハ検知センサ82により検知される(図6のステップS4)。具体的には、図7(b)に示すように、下ウェハ検知センサ82の投光部82aから照射された光軸Yの、上部ピック121aの裏面からの拡散反射光y1の少なくとも一部が受光部82bで受光されることで、下部ピック121bに下ウェハWbが保持されていないこと、すなわち下ウェハWbがCORモジュール61に適切に受け渡されたことが検知される。
なお、この下ウェハWbの受渡しの検知(ステップS4)に際しては、同時に上部ピック121aに上ウェハWtが確かに保持されていることを検知してもよい。上述したように、下部ピック121bに下ウェハWbが搭載されている場合、上ウェハ検知センサ81によっては直接的に上部ピック121aの上ウェハWtを検知することができない。そこで、かかる下ウェハWbがCORモジュール61に受け渡されたタイミングで受光部81bによる拡散反射光x2の受光を確認することで、拡散反射光x1の受光位置との違いから、上部ピック121aに上ウェハWtが搭載されていることを適切に検知できる。
下ウェハWbがCORモジュール61に受け渡されると、次に、CORモジュール61に対して搬送アーム71aの上部ピック121aがアクセスし、該上部ピック121aから上ウェハWtが受け渡される(図6のステップS5)。
上部ピック121aから上ウェハWtが受け渡されると、該上部ピック121aからCORモジュール61に対して上ウェハWtが適切に受け渡されたか否かが、上ウェハ検知センサ81により検知される(図6のステップS6)。具体的には、図7(c)に示すように、上ウェハ検知センサ81の投光部81aから照射された光軸Xの、トランスファモジュール60の天井面からの拡散反射光x1の少なくとも一部が受光部81bで受光されることで、上部ピック121aに上ウェハWtが保持されていないこと、すなわち上ウェハWtがCORモジュール61に適切に受け渡されたことが検知される。
2枚のウェハWがCORモジュール61のステージ61a、61bにそれぞれ載置されると、該CORモジュール61のゲートバルブ(図示せず)が閉じられ、2枚のウェハWに対してCOR処理が行われる。
CORモジュール61によるCOR処理が終了すると、ゲートバルブ(図示せず)が開放され、CORモジュール61のステージ61a、61bからウェハ搬送機構70の搬送アーム71aに2枚のウェハWがそれぞれ受け渡される。
CORモジュール61から搬送アーム71aへのウェハWの受け渡しに際しては、先ず、トランスファモジュール60の内部においてCORモジュール61との間でウェハWの受け渡しを行うための第1の初期化位置に、ウェハ搬送機構70が移動される(図8のステップP1)。
ウェハ搬送機構70がCORモジュール61の第1の初期化位置に移動すると、該ウェハ搬送機構70の搬送アーム71aにウェハWが搭載されていないことが、CORモジュール61に対応して設けられたウェハ検知機構80により検知される(図8のステップP2)。具体的には、図9(a)に示すように上ウェハ検知センサ81及び下ウェハ検知センサ82の投光部81a、82aからそれぞれ照射された光軸X、Yは、それぞれトランスファモジュール60の天井面、及び上部ピック121aの裏面で拡散反射する。これにより、受光部81b、82bにおいては拡散反射光x1、y1の少なくとも一部が受光され、これにより、搬送アーム71aにウェハWが搭載されていないことが検知される。
次に、CORモジュール61に対して搬送アーム71aの上部ピック121aがアクセスし、該上部ピック121aに上ウェハWtが受け渡される(図8のステップP3)。
上部ピック121aに上ウェハWtが受け渡されると、該上部ピック121aに上ウェハWtが適切に受け渡されたか否かが、上ウェハ検知センサ81により検知される(図8のステップP4)。具体的には、図9(b)に示すように、受光部81bにより受光されていたトランスファモジュール60の天上面からの拡散反射光x1の受光位置が、上ウェハWtの搭載により、該上ウェハWtからの拡散反射光x2の受光位置に変わったことを検知することで、上部ピック121aに上ウェハWtが受け渡されたことが検知される。
上部ピック121aに上ウェハWtが受け渡されると、次に、CORモジュール61に対して搬送アーム71aの下部ピック121bがアクセスし、該下部ピック121bに下ウェハWbが受け渡される(図8のステップP5)。
下部ピック121bに下ウェハWbが受け渡されると、該下部ピック121bに下ウェハWbが適切に受け渡されたか否かが、下ウェハ検知センサ82により検知される(図8のステップP6)。具体的には、図9(c)に示すように、受光部82bにより検知されていた上部ピック121aの裏面からの拡散反射光y1の受光位置が、下ウェハWbの搭載により、該下ウェハWbからの拡散反射光y2の受光位置に変わったことを検知することで、下部ピック121bに下ウェハWbが受け渡されたことが検知される。
2枚のウェハWが搬送アーム71aに受け渡されると、次に、ウェハ搬送機構70が一のPHTモジュールの第1の初期化位置に移動した後、該2枚のウェハWが該PHTモジュール62のステージ62a、62bにそれぞれ受け渡される。
PHTモジュール62に対するウェハWの受け渡し方法は、図6及び図7に示したCORモジュール61に対するウェハWの受け渡し方法と同様である。すなわち、上述したようにウェハ搬送機構70がPHTモジュール62の第1の初期化位置に移動し(図6のステップS1)、ウェハWの保持状態が確認された後(図6のステップS2)、下部ピック121b、上部ピック121aがそれぞれこの順でPHTモジュール62にアクセスし、下ウェハWb及び上ウェハWtが受け渡される(図6のステップS3、S5)。またこの時、下部ピック121b、上部ピック121aから下ウェハWb及び上ウェハWtが適切に受け渡されたか否かが検知される(図6のステップS4、S6)。
2枚のウェハWがPHTモジュール62のステージ62a、62bにそれぞれ載置されると、該PHTモジュール62のゲートバルブ(図示せず)が閉じられ、2枚のウェハWに対してPHT処理が行われる。
PHTモジュール62によるPHT処理が終了すると、ゲートバルブ(図示せず)が開放され、PHTモジュール62のステージ62a、62bからウェハ搬送機構70の搬送アーム71bに2枚のウェハWがそれぞれ受け渡される。
PHTモジュール62から搬送アーム71bに対するウェハWの受け渡し方法は、図8及び図9に示したCORモジュール61から搬送アーム71aに対するウェハWの受け渡し方法と同様である。すなわち、上述したようにウェハ搬送機構70がPHTモジュール62の第1の初期化位置に移動し(図8のステップP1)、ウェハWの保持状態が確認された後(図8のステップP2)、上部ピック121a、下部ピック121bがそれぞれこの順でPHTモジュール62にアクセスし、上ウェハWt及び下ウェハWbが受け渡される(図8のステップP3、P5)。またこの時、上部ピック121a、下部ピック121bから上ウェハWt及び下ウェハWbが適切に受け渡されたか否かが検知される(図8のステップP4、P6)。
その後、ロードロックモジュール20bのゲートバルブ(図示せず)が開放され、ウェハ搬送機構70によって2枚のウェハWが該ロードロックモジュール20bのストッカ(図示せず)に搬送される。
ロードロックモジュール20bに2枚のウェハWが搬送されると、該ロードロックモジュール20bの内部が減圧雰囲気から大気圧雰囲気に切り替えられた後、ローダーモジュール30の内部と連通される。続いて2枚のウェハWは、ウェハ搬送機構40に受け渡され、CSTモジュール33により冷却された後、ロードポート32のフープ31に収容される。こうして、真空処理装置1における一連のウェハ処理が終了する。
<本実施形態にかかる基板検知方法の効果>
以上、本実施形態にかかるトランスファモジュール60は、ウェハ搬送機構70の搬送アーム71a、71bに搭載されたウェハWを検知するための上ウェハ検知センサ81、及び下ウェハ検知センサ82として、測距反射式センサを備えている。これにより、特許文献1にも開示される透過型センサをウェハ検知機構として用いる場合と比較して、該ウェハ検知機構の設置スペースを省略することができる。具体的には、透過型センサのように光軸の投光部と受光部とを対向して設ける必要がないため、ウェハ検知機構の設置にかかる空間的制約の困難性を低減することができる。
以上、本実施形態にかかるトランスファモジュール60は、ウェハ搬送機構70の搬送アーム71a、71bに搭載されたウェハWを検知するための上ウェハ検知センサ81、及び下ウェハ検知センサ82として、測距反射式センサを備えている。これにより、特許文献1にも開示される透過型センサをウェハ検知機構として用いる場合と比較して、該ウェハ検知機構の設置スペースを省略することができる。具体的には、透過型センサのように光軸の投光部と受光部とを対向して設ける必要がないため、ウェハ検知機構の設置にかかる空間的制約の困難性を低減することができる。
また本実施形態によれば、下ウェハWbを保持するための下部ピック121bの先端部の内端に、下ウェハ検知センサ82から照射される光軸Yを通過させるための切欠き122が形成されている。これにより、図10に示すように、切欠き122が形成されていない場合と比較して、下部ピック121bに搭載された下ウェハWbの外端部Weと光軸Yの中心部とのマージンMを長く設定することができる。
上述したように下部ピック121bに搭載された下ウェハWbは、下ウェハ検知センサ82から照射される光軸Yが、上部ピック121aの裏面からの拡散反射光y1と、下ウェハWbからの拡散反射光y2の受光部82bにおける受光位置の違いを検知することにより下ウェハWbの有無を検知する。ここで、下ウェハWbが下部ピック121bに対して位置ずれして搭載された場合や、下ウェハWbの搬送中において搭載位置がずれた場合、下ウェハ検知センサ82が下ウェハWbの有無を誤検知するおそれがある。具体的には、下部ピック121bに対して下ウェハWbが位置ズレして搭載されることにより、光軸Yが適切に下ウェハWbに対して照射されず、下ウェハWbを搭載しているにもかかわらず、上部ピック121aの裏面からの拡散反射光y1を受光してしまうおそれがある。
この点、本実施形態によれば、下ウェハ検知センサ82の光軸Yの基準面を上部ピック121aの裏面に設定し、更に下部ピック121bの先端部の内端に切欠き122を形成することで、下ウェハWbの外端部と光軸Yの中心部とのマージンMを長く設定できる。換言すれば、下ウェハWbの位置ズレに対する誤検知の範囲を小さく(下ウェハWbに対して光軸Yを照射できる範囲を大きく)設定できるため、搬送中の下ウェハWbの位置ズレに対する信頼性を向上できる。
また、本実施形態においては上ウェハ検知センサ81及び下ウェハ検知センサ82の取り付け角度、換言すれば、光軸X、Yの照射面に対する入射角度θx、θyを、少なくともトランスファモジュール60の天上面、及び上部ピック121aの裏面からの拡散反射光x1、y1の一部を受光部81b、82bで受光でき、ウェハWからの正反射光が受光部81b、82bで受光されない角度に設定している。これにより、受光部81b、82bにより適切に拡散反射光x1、y1と、拡散反射光x2、y2との受光位置の違いを検知することができ、すなわち、適切に搬送アーム上のウェハWの有無を検知することができる。
なお、以上の実施形態においてはウェハ検知機構80(上ウェハ検知センサ81及び下ウェハ検知センサ82)をトランスファモジュール60の外部下方に設けたが、ウェハ検知機構80の設置位置はこれに限定されるものではない。
具体的には、例えば図11に示すように、上ウェハ検知センサ81及び下ウェハ検知センサ82が、それぞれトランスファモジュール60の外部上方に設けられてもよい。かかる場合、例えば上ウェハ検知センサ81は下部ピック121bの上面を基準面として光軸Xを照射し、下ウェハ検知センサ82はトランスファモジュール60の床面を基準面として光軸Yを照射することができる。またかかる場合、搬送中の上ウェハWtの位置ズレに対する信頼性を向上させるため、上部ピック121aの先端部の内端に切り欠き122が形成されていてもよい。
なお、このように上ウェハ検知センサ81及び下ウェハ検知センサ82がそれぞれトランスファモジュール60の外部上方に設けられた場合、搬送アーム71aに上ウェハWt及び下ウェハWbの両方が搭載されていると、光軸Yは下ウェハWbに到達する前に上ウェハWtにより正反射するため、下部ピック121bによる下ウェハWbの搭載を個別に検知することができない。かかる観点から、上ウェハ検知センサ81及び下ウェハ検知センサ82をトランスファモジュール60の外部上方に設ける場合には、搬送アーム71aに上ウェハWtのみが保持される状態を作らず、上部ピック121aに上ウェハWtが保持されている際には、下部ピック121bに下ウェハWbが必ず保持されているように、ウェハWの搬送動作を制御することが望ましい。これにより、下ウェハ検知センサ82により下ウェハWbの搭載を個別に検知できない場合であっても、疑似的に下部ピック121bに下ウェハWbが搭載されていることを検知することができる。
また例えば図12に示すように、上ウェハ検知センサ81をトランスファモジュール60の外部上方、下ウェハ検知センサ82をトランスファモジュール60の外部下方にそれぞれ設けてもよい。かかる場合、例えば上ウェハ検知センサ81は下部ピック121bの上面を基準面として光軸Xを照射し、下ウェハ検知センサ82は上部ピック121aの裏面を基準面として光軸Yを照射することができる。またかかる場合、搬送中の上ウェハWt及び下ウェハWbの位置ズレに対する信頼性を向上させるため、上部ピック121a及び下部ピック121bのそれぞれの先端部の内端に切り欠き122が形成されていてもよい。
また更に、以上の実施形態においては上ウェハ検知センサ81及び下ウェハ検知センサ82の両方を測距反射式センサにより構成したが、上ウェハ検知センサ81、下ウェハ検知センサ82のいずれか一方を他の種類の検知センサにより構成してもよい。
具体的には、例えば図13に示すように、上ウェハ検知センサ181を透過型センサにより構成し、下ウェハ検知センサ82を測距反射式センサにより構成してもよい。かかる場合、透過型センサである上ウェハ検知センサ181は、投光部181aから照射された光軸Xが受光部181bで受光される場合には搬送アーム71aにウェハWが搭載されていないと検知する。一方、光軸XがウェハWにより遮られて受光部181bで受光されない場合には、搬送アーム71aに少なくともウェハWが搭載されていると検知する。
このように、ウェハ検知機構80を構成する上ウェハ検知センサ81、又は下ウェハ検知センサ82の少なくともいずれか一方を測距反射式センサにより構成することで、搬送アームに搭載された複数のウェハWを個別に特定して検知することができる。またこれと共に、ウェハ検知機構として透過型センサのみを用いる場合と比較して、該ウェハ検知機構の設置にかかる空間的制約が軽減される。またこの時、測距反射式センサの光軸が照射される基準面を上部ピック121a、又は下部ピック121bのいずれかに設定し、更に他方のピックに切欠き122を形成することで、ウェハWの位置ズレに対するウェハ検知機構の信頼性を向上できる。
なお以上の実施形態においては、ウェハ検知機構80により、搬送アーム71a、71bに搭載されたウェハWのプロセスモジュールに対する搬入出を行う際において、搭載されたウェハWの有無を検知(ウェハ検知動作)したが、該ウェハ検知動作が行われるタイミングは、以上の実施形態に限定されるものではない。例えばウェハ検知機構80は、真空処理装置1の緊急停止等により、搬送アーム71a、71bにおけるウェハWの保持状態がわからなくなった際に、搬送アーム71a、71bに搭載されたウェハWの有無を検知(初期化動作)してもよい。
図14及び図15は、ウェハ搬送機構70の初期化動作の主な工程を示すフロー図、及び説明図である。なお、以下の説明においては一のPHTモジュール62の第1の初期化位置においてウェハ搬送機構70の初期化動作を行う場合を例に説明するが、後述する「第2の初期化位置」を設定できれば、任意のプロセスモジュールの第1の初期化位置において初期化動作を行うことができる。また、以下の説明においては搬送アーム71aの初期化動作(ウェハWの保持状態の確認)を行う場合を例に説明を行うが、搬送アーム71bの初期化方法は、搬送アーム71aの初期化動作と同様の方法により行われる。
ウェハ搬送機構70の初期化動作においては、先ず、搬送アーム71aによるウェハWの保持状態が不明となったウェハ搬送機構70を、一のPHTモジュール62の第1の初期化位置へと移動させる(図14のステップU1)。
次に、PHTモジュール62に対応して設けられたウェハ検知機構80の下ウェハ検知センサ82を用いて、搬送アーム71aの下部ピック121bに下ウェハWbが保持されているか否かを検知する(図14のステップU2)。具体的には、投光部82aから上部ピック121aの裏面に対して光軸Yを照射し、受光部82bにより、基準となる上部ピック121aの裏面からの拡散反射光y1の受光位置と、下ウェハWbの裏面からの拡散反射光y2との受光位置との違いから、下ウェハWbが搭載されているか否かを判断する。より具体的には、拡散反射光が基準となる拡散反射光y1の受光位置で検知された場合には下ウェハWbが搭載されておらず、基準となる受光位置からズレた位置で拡散反射光y2が検知された場合には下ウェハWbが搭載されていると判断する。
次に、ウェハ検知機構80の上ウェハ検知センサ81を用いて、搬送アーム71aの上部ピック121aに上ウェハWtが保持されているか否かを検知する。
ここで上述したように、通常、搬送アーム71aに上ウェハWt及び下ウェハWbの両方が搭載されていると、光軸Xが上ウェハWtに到達する前に下ウェハWbにより正反射するため、上部ピック121aによる上ウェハWtの搭載を個別に検知することができない。
そこで本実施形態にかかる初期化動作においては、回転台72又は搬送アーム71aの動作によりウェハ搬送機構70を鉛直軸周りに回転させる(図14のステップU3)。このようにウェハ搬送機構70を鉛直軸周りに回転させることで、図15に示すように、上ウェハ検知センサ81から照射される光軸Xが、下ウェハWbに当たらずに上ウェハWtへと照射される位置(以下、「第2の初期化位置」という。)に、ウェハ搬送機構70が到達する。
ウェハ搬送機構70が第2の初期化位置に移動されると、次に、搬送アーム71aの上部ピック121aに上ウェハWtが保持されているか否かを検知する(図14のステップU4)。具体的には、投光部81aからトランスファモジュール60の天上面に対して光軸Xを照射し、受光部81bにより、基準となる天井面からの拡散反射光x1の受光位置と、上ウェハWtの裏面からの拡散反射光x2との受光位置との違いから、上ウェハWtが搭載されているか否かを判断する。より具体的には、拡散反射光が基準となる拡散反射光x1の受光位置で検知された場合には上ウェハWtが搭載されておらず、基準となる受光位置からズレた位置で拡散反射光x2が検知された場合には上ウェハWtが搭載されていると判断する。
このように本実施形態にかかる真空処理装置1においては、一のプロセスモジュールの第1の初期化位置においてウェハ搬送機構70を鉛直軸周りに回転させることで、該ウェハ搬送機構70を、光軸Xが下ウェハWbには当たらずに上ウェハWtへと照射される第2の初期化位置へと移動することができる。これにより、搬送アーム71a、71bにおけるウェハWの保持状態がわからなくなった場合であっても、適切に上部ピック121a、及び下部ピック121bにウェハWが搭載されているか否かを、個別に検知することができる。
また、本実施形態にかかる真空処理装置1においては、このようにウェハ搬送機構70の初期化位置が2つある点においても、従来の真空処理装置とは異なる。すなわち、従来の真空処理装置においてはウェハWの搬送、検知を行うためのウェハ搬送機構70の初期化位置が、上記した第1の初期化位置の1箇所のみであったところ、本実施形態においては上ウェハWtを個別に検知するための第2の初期化位置が設定されている。
なお、例えば図14のステップU2に示した下部ピック121bのウェハ保持状態の検知において、該下部ピック121bに下ウェハWbが搭載されていないと判断された場合には、ステップU3の上ウェハWtの検知において、必ずしもウェハ搬送機構70を第2の初期化位置に移動させる必要はない。すなわち、下部ピック121bに下ウェハWbが搭載されていないため、ウェハ搬送機構70を第2の初期化位置に移動させなくとも、上ウェハ検知センサ81からの光軸Xを上ウェハWtに対して直接的に照射することができる。
なお、本開示の技術にかかるウェハWの搬送方法(検知方法)が適用される真空処理装置1の構成は上記実施形態に限られるものではない。すなわち、ウェハ搬送機構により複数のウェハWを同時に搬送、処理するものであれば、任意の処理システムにおいて、本開示にかかるウェハWの搬送方法(検知方法)を適用することができる。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
60 トランスファモジュール
70 ウェハ搬送機構
81 上ウェハ検知センサ
81a 投光部
81b 受光部
82 下ウェハ検知センサ
82a 投光部
82b 受光部
121a 上部ピック
121b 下部ピック
122 切欠き
Wb 下ウェハ
Wt 上ウェハ
X 光軸
x1 拡散反射光
x2 拡散反射光
Y 光軸
y1 拡散反射光
y2 拡散反射光
70 ウェハ搬送機構
81 上ウェハ検知センサ
81a 投光部
81b 受光部
82 下ウェハ検知センサ
82a 投光部
82b 受光部
121a 上部ピック
121b 下部ピック
122 切欠き
Wb 下ウェハ
Wt 上ウェハ
X 光軸
x1 拡散反射光
x2 拡散反射光
Y 光軸
y1 拡散反射光
y2 拡散反射光
Claims (10)
- 第1の基板及び第2の基板を平面視において重なるように保持して搬送する搬送装置であって、
前記第1の基板を水平方向に保持する第1の保持アームと、
前記第2の基板を水平方向に保持する第2の保持アームと、
前記第1の保持アームに保持される前記第1の基板の有無を検知する第1の検知センサと、
前記第2の保持アームに保持される前記第2の基板の有無を検知する第2の検知センサと、を有し、
少なくとも前記第1の検知センサは、前記第2の保持アームを基準面として光軸を照射して、該基準面からの拡散反射光と基板からの拡散反射光の受光位置の違いを検知することで前記第1の基板の有無を検知するセンサで構成され、
少なくとも前記第1の保持アームの先端部の内端には、前記第2の保持アームに照射される前記光軸を通過させるための切欠きが形成される、搬送装置。 - 前記第1の検知センサから照射される前記光軸の水平方向に対する傾斜角度は、前記基準面からの拡散反射光を受光部により受光可能であり、前記第1の基板からの正反射光は前記受光部により受光されない角度に設定される、請求項1に記載の搬送装置。
- 前記傾斜角度は20°以上70°以下、好ましくは30°以上60°以下である、請求項2に記載の搬送装置。
- 前記第2の検知センサは、搬送装置を構成する筐体の内壁面を基準面として光軸を照射して前記第2の基板の有無を検知する、請求項1~3のいずれか一項に記載の搬送装置。
- 前記第1の検知センサ又は前記第2の検知センサの少なくともいずれかは、測距反射式センサにより構成される、請求項1~4のいずれか一項に記載の搬送装置。
- 前記第2の検知センサは透過型センサにより構成される、請求項1~3のいずれか一項に記載の搬送装置。
- 第1の基板及び第2の基板を平面視において重なるように保持して搬送する搬送装置における基板の搬送方法であって、
前記搬送装置は、
前記第1の基板を水平方向に保持する第1の保持アームと、
前記第1の保持アームの上方に配置され、前記第2の基板を水平方向に保持する第2の保持アームと、
前記第1の保持アームに保持される前記第1の基板の有無を検知する第1の検知センサと、
前記第2の保持アームに保持される前記第2の基板の有無を検知する第2の検知センサと、を有し、
少なくとも前記第1の検知センサは、前記第2の保持アームを基準面として光軸を照射して、該基準面からの拡散反射光と基板からの拡散反射光の受光位置の違いを検知することで前記第1の基板の有無を検知するセンサで構成され、
前記搬送方法は、
前記第1の保持アームに保持された前記第1の基板を、前記搬送装置に付設して設けられた処理装置との間で受け渡す工程と、
前記第1の検知センサにより、前記第1の保持アームによる前記第1の基板の保持状態を確認する工程と、
前記第2の保持アームに保持された前記第2の基板を、前記処理装置との間で受け渡す工程と、
前記第2の検知センサにより、前記第2の保持アームによる前記第2の基板の保持状態を確認する工程と、を含む搬送方法。 - 少なくとも前記第1の保持アームの先端部の内端には切欠きが形成され、
前記第1の検知センサによる前記第1の基板の検知に際しては、該切欠きを通過させるように、前記光軸を前記第2の保持アームに対して照射する、請求項7に記載の搬送方法。 - 前記処理装置に対する基板の搬入に際しては、前記第1の基板の搬入が前記第2の基板の搬入に先行して行われ、
前記処理装置からの基板の搬出に際しては、前記第2の基板の搬出が前記第1の基板の搬出に先行して行われる、請求項7又は8に記載の搬送方法。 - 前記第1の検知センサ又は前記第2の検知センサの少なくともいずれかを、測距反射式センサにより構成する、請求項7~9のいずれか一項に記載の搬送方法。
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