JP2023061293A - 基板搬送装置及び基板搬送方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板を搬送する搬送体とモジュールとの平面視での位置関係を容易に把握して利用する。
【解決手段】基板搬送領域の底部から磁力によって各々浮上すると共に基板を支持して横方向に移動する第1搬送体及び第2搬送体を用いて前記基板を搬送する基板搬送方法において、前記第1搬送体により、前記基板をモジュールにおける予め決められた基板用の第1基準位置に搬送する搬送工程と、前記第2搬送体により、前記基板用の第1基準位置における前記基板を受け取る受け取り工程と、前記第2搬送体を予め決められた搬送体用の第1基準位置へ移動させて前記基板を検出部へ搬送し、当該基板の位置と前記検出部における予め決められた基板用の第2基準位置との平面視の位置ずれを検出する検出工程と、を行う。
【選択図】図10
【解決手段】基板搬送領域の底部から磁力によって各々浮上すると共に基板を支持して横方向に移動する第1搬送体及び第2搬送体を用いて前記基板を搬送する基板搬送方法において、前記第1搬送体により、前記基板をモジュールにおける予め決められた基板用の第1基準位置に搬送する搬送工程と、前記第2搬送体により、前記基板用の第1基準位置における前記基板を受け取る受け取り工程と、前記第2搬送体を予め決められた搬送体用の第1基準位置へ移動させて前記基板を検出部へ搬送し、当該基板の位置と前記検出部における予め決められた基板用の第2基準位置との平面視の位置ずれを検出する検出工程と、を行う。
【選択図】図10
Description
本開示は、基板搬送装置及び基板搬送方法に関する。
半導体デバイスの製造工程において、基板である半導体ウエハ(以下、ウエハと記載する)が装置内を搬送されて処理される。このウエハの搬送について、特許文献1には、磁気により装置の底部から浮上する搬送機構を用いて行うことが示されている。また特許文献2には、露光装置に設けられるウエハステージを床上で移動させるための車輪について、当該ウエハステージにおける格納状態をリモコン装置(ティーチング・ペンダント)によって制御することが示されている。
本開示は、基板を搬送する搬送体とモジュールとの平面視での位置関係を容易に把握して利用する技術を提供する。
本開示の基板搬送方法は、基板搬送領域の底部から磁力によって各々浮上すると共に基板を支持して横方向に移動する第1搬送体及び第2搬送体を用いて前記基板を搬送する基板搬送方法において、
前記第1搬送体により、前記基板をモジュールにおける予め決められた基板用の第1基準位置に搬送する搬送工程と、
前記第2搬送体により、前記基板用の第1基準位置における前記基板を受け取る受け取り工程と、
前記第2搬送体を予め決められた搬送体用の第1基準位置へ移動させて前記基板を検出部へ搬送し、当該基板の位置と前記検出部における予め決められた基板用の第2基準位置との位置ずれを検出する検出工程と、
を備える。
前記第1搬送体により、前記基板をモジュールにおける予め決められた基板用の第1基準位置に搬送する搬送工程と、
前記第2搬送体により、前記基板用の第1基準位置における前記基板を受け取る受け取り工程と、
前記第2搬送体を予め決められた搬送体用の第1基準位置へ移動させて前記基板を検出部へ搬送し、当該基板の位置と前記検出部における予め決められた基板用の第2基準位置との位置ずれを検出する検出工程と、
を備える。
本開示によれば、基板を搬送する搬送体とモジュールとの平面視での位置関係を容易に把握して利用することができる。
本開示の一実施形態である基板搬送装置を含む基板処理装置1について図1に示す。基板処理装置1は大気雰囲気に設置されており、ローダーモジュール2、アライメントモジュール20、ロードロックモジュール3A、3B、真空搬送モジュール4及び6つの処理モジュール5を備えており、各処理モジュール5において円形の基板であるウエハWを真空雰囲気で処理する。
ローダーモジュール2はEFEM(Equipment Front End Module)と呼ばれるモジュールであり、ウエハWを格納するFOUP(Front Open Unified Pod)と呼ばれる搬送容器Cに対して当該ウエハWの搬入、搬出を行う。搬送容器Cから搬出されたウエハWが、基板処理装置1に取り込まれる。ローダーモジュール2は横長であり、内部が大気雰囲気且つ常圧雰囲気とされている。以下、ローダーモジュール2の長さ方向をX方向、当該X方向に直交する方向をY方向として説明する。これらのX方向及びY方向は各々水平方向である。そして、X方向の一方側、他方側を夫々+X側、-X側として記載し、Y方向の一方側、他方側を夫々+Y側、-Y側として記載する。
ローダーモジュール2の-Y側には、搬送容器Cを各々載置する容器載置部21が例えば3つ、X方向に並んで設けられている。そして、ローダーモジュール2内には搬送機構22が設けられている。搬送機構22は後述する搬送体41、42のように磁気浮上する構成ではない。当該搬送機構22は、例えば昇降自在且つX方向に移動自在な多関節アームによって構成されており、ウエハWの裏面を支持するエンドエフェクタ23を備える。搬送機構22により、容器載置部21上の搬送容器Cと、ロードロックモジュール3A、3Bと、アライメントモジュール20との間でウエハWが搬送される。
ローダーモジュール2には、-X側にアライメントモジュール20が接続されている。このアライメントモジュール20は、ウエハWの向き及び中心位置を光学的に検出する。搬送機構22がアライメントモジュール20からウエハWを受け取る際には、ウエハWが所定の向きとなった状態で、ウエハWの中心位置がエンドエフェクタ23上の所定の位置に位置するように、後述の制御部10によって搬送機構22の動作が制御される。
ローダーモジュール2の+Y側には、ロードロックモジュール3A、3Bが設けられており、ロードロックモジュール3A、3BはX方向に互いに離れている。縦断側面図である図2も参照して、検出部として構成されるロードロックモジュール3Aについて説明する。ロードロックモジュール3Aは、筐体30を備えている。当該筐体30内に対するN2(窒素)ガスの供給と、排気とについて行うことが可能であるようにガス供給機構及び排気機構が設けられており、当該筐体30内はN2ガス雰囲気である常圧雰囲気と真空雰囲気との間で切り替え可能である。
筐体30内には平面視で円形のステージ31が設けられており、ウエハWは当該ステージ31の上面に水平に載置される。ステージ31には、鉛直方向に昇降することで当該ステージ31の上面を突没自在な3本の昇降ピン32が設けられている。当該昇降ピン32を介してステージ31と、上記の搬送機構22と、真空搬送モジュール4に設けられる後述の搬送体41、42との間でウエハWの受け渡しを行うことができる。
ステージ31の上方で、筐体30の天井部にはカメラ33が設けられている。カメラ33の視野は下方に向けられており、ステージ31上に移動する後述の搬送体41、42の支持体47や、当該支持体47に支持されるウエハWについての平面視の画像データを取得することができる。その画像データについては制御部10に送信されて搬送体41、42のティーチングに利用されるが、詳細は後述する。ロードロックモジュール3Bは、このカメラ33が設けられていないことを除いて、ロードロックモジュール3Aと同様に構成されている。ロードロックモジュール3A、3Bの各筐体30と、ローダーモジュール2との間にはドアバルブG1が介在し、ローダーモジュール2内の雰囲気と筐体30内の雰囲気とを分離可能である
ロードロックモジュール3A、3Bに対して+Y側に、真空搬送モジュール4が接続されている。真空搬送モジュール4は筐体40を備えている。筐体40内は基板搬送領域であり、図示しない排気機構により排気されることで真空雰囲気とされる。筐体40内には、ウエハWを搬送する搬送体41、42が設けられるが、後に詳しく述べる。ロードロックモジュール3A、3Bの各筐体30と、真空搬送モジュール4の筐体40との間にはゲートバルブG2が介在し、筐体30内の雰囲気と筐体40内の雰囲気とを分離可能である
上記の6つの処理モジュール5について説明する。各処理モジュール5は処理容器50を備えており、処理容器50内は図示しない排気機構によって排気されることで真空雰囲気とされる。処理容器50内にはロードロックモジュール3A、3Bと同様にステージ31が設けられており、ウエハWを載置する昇降ピン32を備えている。なお、処理モジュール5における当該ステージ31は、載置されたウエハWの温度を所望の温度に調整して処理を行うために、例えばチラーユニットにより温度調整された流体が通流する流路や、ヒーターを温度調整部として備えている。
また、処理容器50には例えばガスシャワーヘッドなどの図示しないガス供給部が設けられ、真空雰囲気とされた処理容器50内に処理ガスが供給される。ステージ31に載置されて温度調整されたウエハWが、この処理ガスに曝されることで、処理ガスに応じた処理がなされる。この処理としては、例えばエッチング処理、成膜処理あるいはアニール処理などである。なお、処理ガスがプラズマ化されて処理が行われるように、プラズマ形成機構が設けられていてもよい。
本例では処理モジュール5は、真空搬送モジュール4に対して-X側に3つ+X側に3つ各々接続されている。そして-X側の3つの処理モジュール5、+X側の3つの処理モジュール5は各々Y方向に並んで配置されている。各処理モジュール5の処理容器50と、真空搬送モジュール4の筐体40との間にはゲートバルブG3が介在しており、筐体40内の雰囲気と処理容器50内の雰囲気とを分離可能である
以上の説明中のドアバルブG1及びゲートバルブG2、G3は、基板処理装置1の稼働中、モジュール間でウエハWを搬送するために必要な場合、及び後述のティーチングを行う目的で搬送体41、42がモジュールへアクセスするために必要な場合を除いて閉じられ、モジュール間の雰囲気が分離される。従って上記したロードロックモジュール3A、3Bの筐体30内の圧力変更は、ドアバルブG1及びゲートバルブG2が閉じられた状態で行われる。そして、各処理モジュール5における処理は、ゲートバルブG3が閉じられて処理容器50内が真空搬送モジュール4から区画された状態で行われる。
また、排気によって内部に真空雰囲気を形成可能なロードロックモジュール3A、3B、真空搬送モジュール4、6つの処理モジュール5の各々について、当該排気は互いに独立して行うことができるように構成されている。そのようなモジュール毎の排気によって、処理モジュール5の処理容器50内が真空雰囲気であると共に真空搬送モジュール4の筐体40内が大気雰囲気である状態として、後述の運用を行うことができる。
続いて真空搬送モジュール4について、図3の斜視図も参照してさらに詳しく述べる。基板搬送領域をなす筐体40内に設けられる第1搬送体である搬送体41、第2搬送体である搬送体42は、磁力によって筐体40内の床49(即ち、基板搬送領域の底部)から浮いた状態で横方向に移動して、ウエハWを搬送する。そのように浮上して移動することで発塵を防止して真空搬送モジュール4内及び処理モジュール5内をクリーンに保ち、ウエハWへの異物の付着による処理の異常の発生が抑制されるようにしている。図3に模式的に示すように、床49には多数のコイル43が横方向に分散して埋設されている。そして、電力供給部44から各コイル43に個別に電力が供給されるように構成されており、コイル43は供給された電力に応じた強度で磁場を周囲に発生させる。即ち、各コイル43は電磁石として作用する。
上記の磁場を用いた搬送体41、42の移動は、個別に制御される。搬送体41、42は同様に構成されており、代表して図3に示す搬送体41について説明する。搬送体41は、内部に例えば永久磁石である磁石45を含む移動本体46を備えている。この磁石45と通電されたコイル43とが磁力により反発し、搬送体41は床49から浮上する。電力が供給されるコイル43の切り替えや、供給する電力量の調整によって床49上の磁界が制御されることで、搬送体41については浮上したままで、X方向及びY方向の移動、向きの変更、静止、及び床49からの浮上高さの変更が可能である。なお、ここでのX方向及びY方向の移動とは、X方向、Y方向の移動が別々に行われること、同時に行われることの両方を含む意味である。
移動本体46の側方に、ウエハWを下方から水平に支持する支持体47が設けられている。上記した移動本体46の移動によって、支持体47はロードロックモジュール3A、3B、処理モジュール5の各ステージ31上に位置することができる。従って、ステージ31の昇降ピン32を利用して、ステージ31と支持体47との間でウエハWを受け渡すことができる。この受け渡しの際に昇降ピン32に干渉しないように、支持体47について本例では二股のフォーク状に構成されている。
基板処理装置1におけるウエハWの搬送経路について述べると、搬送容器Cからローダーモジュール2に取り込まれたウエハWは、アライメントモジュール20→ローダーモジュール2→ロードロックモジュール3A→真空搬送モジュール4の順で搬送される。そして当該ウエハWは処理モジュール5で処理された後、真空搬送モジュール4→ロードロックモジュール3B→ローダーモジュール2→搬送容器Cの順で搬送される。真空搬送モジュール4と処理モジュール5との間の搬送についてさらに詳しく述べると、6つのうちの1つの処理モジュール5にのみ搬送されて処理が行われる装置構成であってもよいし、6つのうちの複数の処理モジュール5を順番に搬送されて処理される装置構成であってもよい。真空搬送モジュール4と、処理モジュール5と、ロードロックモジュール3A、3Bとの間の搬送については、搬送体41、42のうちの任意の搬送体を用いることができる。
このようなウエハWの搬送及び処理を行うために、当該搬送体41、42のティーチング(動作教示)が行われる。以下、このティーチングについて説明する。上記したように搬送体41、42がアクセスする各モジュールのステージ31と、搬送体41、42の支持体47との間で、ウエハWの受け渡しが行われる。より詳しくは昇降ピン32を介しての搬送体41、42によるステージ31上へのウエハWの送り出し、及び昇降ピン32を介しての搬送体41、42によるステージ31からのウエハWの受け取りが行われる。概略的に述べると、搬送体41、42のティーチングとは、そのようにウエハWの受け渡しを行う際における搬送体41、42の位置を決定する作業である。
図4の平面図も参照してさらに詳しく説明する。図中でウエハWの中心位置を中心点O1として示している。また、搬送体41、42の支持体47上の所定の位置について、支持中心点O2として示している。この支持中心点O2は、支持体47にウエハWが正常に載置された場合における当該ウエハWの中心点O1と平面視で重なる点である。そして、ステージ31の上面の中心を載置中心点O3とする。
ティーチングにより、平面視で搬送体41、42の各支持中心点O2がステージ31の載置中心点O3に一致するように、受け渡しを行う際の搬送体41、42の位置を決定する。そのように位置決定をすることで、ウエハWについては平面視で、中心点O1が載置中心点O3に重なるようにステージ31に載置され、且つ中心点O1が支持中心点O2に重なるように支持体47に受け取られるようにする。従って、処理モジュール5及び真空搬送モジュール4において、X方向、Y方向に夫々沿ったX軸、Y軸からなるXY座標系が設定されるとすると、搬送体41、42のティーチングは、そのXY座標系での搬送体41、42の支持中心点O2の座標位置を決定する作業に相当する。全ての処理モジュール5のステージ31の載置中心点O3にウエハWの中心点O1が重なるように載置されて処理が適切に行われるようにするために、ティーチングについては搬送体41、42がアクセスするモジュール毎に行う。
なお、上記したように搬送体41、42は互いに同様に構成される。ただし、搬送体41、42間においては、製造上の不可避の形状誤差、及び磁石45の特性の差違が存在する。仮に搬送体41、42の下方に同様の磁界が形成されたとした場合、形状誤差が僅かであったとしても磁石45の特性の違いによって、互いの支持中心点O2の位置がずれることが考えられる。つまり搬送体41、42は磁気浮上する構成を有することによって、搬送体41、42間には個体差が生じやすい場合が有ると考えられるため、ティーチングについては搬送体41、42の夫々について行う。
ところで、図1、図3に示す制御部10について説明する。この制御部10はコンピュータによって構成されており、プログラム及びメモリ11を備えている。このプログラムは、上記したウエハWの搬送及び処理、後述する自動のティーチングが行われるように、基板処理装置1の各部に制御信号を出力して、当該各部の動作を制御することができるようにステップ群が組まれている。上記のプログラムについては、例えばハードディスク、コンパクトディスク、DVD、メモリーカード等の記憶媒体に格納された状態で、制御部10に格納される。
メモリ11には搬送体41、42の夫々について、アクセスするモジュール毎に、上記の受け渡しを行う位置を指定するデータ(位置データとする)が記憶される。つまり、搬送体41、42がモジュールに対してウエハWの受け渡しを行うにあたっては、そのモジュールについての位置データに対応する位置へ移動するように、当該搬送体41、42の動作が制御される(即ち、床49上の磁界が制御される)。従って、搬送体41、42のティーチングに関してはモジュールに対するウエハWの受け渡しのための位置の決定として述べてきたが、より具体的には、平面視で支持中心点O2が載置中心点O3に一致する位置データを取得して、メモリ11に記憶させることである。図3で述べたように床49上の磁界の変化によって搬送体41、42の位置が変更されるので、位置データとしては例えば多数のコイル43のうちのいずれのコイル43へどれだけの電力を供給するかというデータが含まれる。
この基板処理装置1では搬送体41、42のうち、一方の搬送体のティーチングを作業員が行った後、他方の搬送体のティーチングについては自動で実行することができる。そのように自動であるために、基板処理装置1が稼働した状態、即ち、真空搬送モジュール4の筐体40内及び各処理モジュール5の処理容器50内が真空雰囲気に保たれた状態で行うことができる。自動のティーチングを行う対象は搬送体41、42のうちのいずれであってもよいが、以下、搬送体42のティーチングを自動で行うものとして、その手順を図5のフローチャート(下記のステップS1~S4を示している)と、図6~図10の平面図と、を参照しながら説明する。説明にあたって+X側の3つの処理モジュール5のうち、最も+Y側に位置するものを説明の便宜上、処理モジュール5Aとして記載する。
先ず、例えば真空搬送モジュール4の筐体40内及び各処理モジュール5の処理容器50内が装置の外部に開放されて大気雰囲気とされており、基板処理装置1としては非稼働状態となっているものとする。その状態で作業員が、搬送体41について手動でティーチングを行う。つまり搬送体41に関して、各処理モジュール5及びロードロックモジュール3A、3Bの各々についての既述した位置データ(第2データ)を取得し、メモリ11に記憶させる。
また作業員は、任意の方法でローダーモジュール2の搬送機構22についてのティーチングを行い、搬送機構22がアクセスする各モジュール及び搬送容器Cに対して適正にウエハWが受け渡されるようにしておく。さらに、制御部10のメモリ11において、搬送体42における各モジュールに対する位置データとして、暫定の位置データが記憶された状態としておく。つまり搬送体42について、ウエハWの受け渡しを行うにあたっての暫定の位置へと移動できる状態とする。その他に、ロードロックモジュール3Aのカメラ33で取得される画像データにおいて、ステージ31の載置中心点O3の位置を特定しておく。
続いて、真空搬送モジュール4の筐体40内、各処理モジュール5の処理容器50内が各々排気されて真空雰囲気となり、基板処理装置1が稼働する。その後、任意のタイミングでロードロックモジュール3Aについて記憶されている暫定の位置データに従って、搬送体42が当該ロードロックモジュール3Aに対してウエハWの受け渡しを行う暫定の位置へ移動する。それにより、搬送体42の支持体47が当該ロードロックモジュール3Aのステージ31上に位置し、カメラ33による撮像が行われて、当該支持体47の平面視の画像データが取得される。
制御部10により、画像データ中の支持体47の検出、支持中心点O2の特定、支持中心点O2とステージ31の載置中心点O3とのX方向、Y方向の各ずれ量についての算出が順次行われる。そして、そのX方向、Y方向の各ずれが補正されるように、メモリ11におけるロードロックモジュール3Aについての位置データが更新される(つまり、暫定の位置データから正規の位置データに変更される)。即ち、平面視で支持中心点O2と載置中心点O3とが重なるように、ロードロックモジュール3Aに対するウエハWの受け渡しの際の搬送体42の位置が補正され、当該搬送体42のロードロックモジュール3Aに対するティーチングが完了する(図6、ステップS1)。なお、このステップS1は、搬送体用の第1基準位置を決定する第1決定工程に相当し、載置中心点O3に支持中心点O2が重なる位置が、当該搬送体用の第1基準位置である。そして、当該ステップS1で更新された位置データは第1データである。
続いて、搬送容器Cからローダーモジュール2を介して、ロードロックモジュール3A及び3Bのうちのいずれかに搬送される。本例ではロードロックモジュール3Aに搬送されるものとする。既述したように搬送機構22についてはティーチング済みのため、ウエハWの中心点O1はロードロックモジュール3Aの載置中心点O3に重なるように搬送される。そのように搬送されたウエハWを搬送体41が受け取り、処理モジュール5Aに搬送する。搬送体41はティーチング済みであるため、平面視で支持中心点O2が当該処理モジュール5Aの載置中心点O3に重なる位置(搬送体用の第2基準位置)に移動する。
処理モジュール5Aのステージ31の昇降ピン32が上昇し、ウエハWが搬送体41に代わって当該昇降ピン32に支持される(ステップS2)。上記したように搬送体41がティーチング済みであること、及び搬送体41はロードロックモジュール3Aで中心点O1が載置中心点O3に重なるウエハWを受け取ることから、昇降ピン32上に支持されるウエハWの中心点O1は、ステージ31の載置中心点O3に対して平面視で重なる(図7)。このときのウエハWの位置は、基板用の第1基準位置である。
搬送体41が処理モジュール5Aから退避し、続いて処理モジュール5Aについて記憶されている暫定の位置データに従って、搬送体42が当該処理モジュール5Aに対してウエハWの受け渡しを行う暫定の位置へ移動し、当該搬送体42の支持体47がウエハWの下方に位置する。そして昇降ピン32が下降し、ウエハWは昇降ピン32に代って当該支持体47によって支持された状態となる(図8、ステップS3)。
その後、ウエハWを支持した搬送体42は、当該ロードロックモジュール3Aの受け渡しを行う位置に移動する。具体的には、ステップS1でロードロックモジュール3Aに対してのティーチングが完了しているので、支持中心点O2とステージ31の載置中心点O3とが平面視で重なる位置(搬送体用の第1基準位置)に搬送体42が位置することになる(図9)。そして、カメラ33による撮像が行われて、支持体47に支持されるウエハWの平面視の画像データが取得される。
制御部10により、画像データにおけるウエハWの中心点O1が算出され、例えばステージ31の載置中心点O3に対する当該中心点O1のX方向、Y方向の各ずれ量が算出される。平面視で載置中心点O3に中心点O1が重なるウエハWの位置を基板用の第2基準位置とすると、仮に搬送体42が処理モジュール5Aに対してティーチングがなされているとした場合には、ウエハWはその第2基準位置に重なる。そのため、この画像データを用いた載置中心点O3に対するウエハWの中心点O1のずれ量の算出は、予め決められた第2基準位置のウエハWと、実際の位置のウエハWとのずれ量の算出である。
このように画像データから算出されるずれ量(ウエハWのずれ量とする)は、ステップS3実行時の平面視におけるウエハWの中心点O1に対する搬送体42の支持中心点O2のずれ量に対応している。上記したように処理モジュール5AにおいてウエハWの中心点O1は載置中心点O3に重なっているので、当該ウエハWのずれ量は、平面視における当該載置中心点O3に対する搬送体42の支持中心点O2のずれ量に対応する。この載置中心点O3と支持中心点O2とのずれ量を受け渡し位置のずれ量とすると、制御部10により当該受け渡し位置のずれ量が算出される。
この受け渡し位置のずれ量の算出について、図11に具体例を示して説明する。図11は、ステップS3で処理モジュール5AからウエハWの受け取る際の搬送体42と、ステップS4でロードロックモジュール3Aにて画像データを取得する際の搬送体42と、を共に示した平面図である。図11に示すように、画像データから得られるウエハWのずれ量(ロードロックモジュール3Aの載置中心点O3に対するウエハWの中心点O1のずれ量)は、-X方向にL1、-Y方向にL2であるとする。
真空搬送モジュール4に対するロードロックモジュール3A、処理モジュール5Aの各々の位置関係より、ウエハWの受け取り時と撮像時とで搬送体42の向きは90°異なっている。この搬送体42の向きの違いと、上記の画像データから得られるウエハWのずれ量とから、処理モジュール5AからウエハWを受け取る際に、搬送体42の支持中心点O2は、載置中心点O3(=ウエハWの中心点O1)に対して、-X方向にL2、+Y方向にL1ずれていることになる。この-X方向にL2、+Y方向にL1という値が、受け渡し位置のずれ量として算出される。
上記の受け渡し位置のずれ量が解消されるように、処理モジュール5Aについての位置データが更新される。つまりウエハWのずれ量に基づいて、暫定の位置データから正規の位置データに変更されて、処理モジュール5Aに対するティーチングが完了する(ステップS4)。具体的には例えば、図10に示したように受け渡し位置のずれ量が-X方向にL2、+Y方向にL1である場合は、受け渡し時における搬送体42の支持中心点O2が+X方向にL2、-Y方向にL1夫々ずれて、処理モジュール5Aの載置中心点O3と重なるように位置データが更新される。
その後はステップS2~S4が、搬送体42がアクセスする5A以外の他の処理モジュール5、ロードロックモジュール3Bに対しても行われ、モジュールに対するティーチングが順次行われる。なお、ティーチング対象のモジュールによっては、ステップS3のウエハWの受け取り時とステップS4の撮像時との搬送体42の向きの関係について、図11で説明した処理モジュール5Aのものとは異なる場合が有る。その場合は、当該向きの関係の違いを加味してステップS4の受け渡し位置のずれ量の算出が行われて、ティーチングがなされるものとする。
搬送体42がアクセスする全てのモジュールに対してステップS2~S4が実行されて位置データが更新されると、搬送体42のティーチングについて完了する。このティーチング完了後は、搬送体42が各モジュール間でウエハWの受け渡しを行うにあたり、平面視でウエハWの中心点O1が各モジュールの載置中心点O3に一致する。図10では処理モジュール5Aに対して、そのようにウエハWの受け渡しが行われている状態を示している。
なお、上記のステップS2、S3は、夫々搬送工程、受け取り工程に相当する。ステップS4での受け渡し位置のずれ量の算出に至るまでの各工程が検出工程、その後の位置データの更新が補正工程に夫々相当する。また、ステップS4において取得されるウエハWのずれ量及び受け渡し位置のずれ量の各々は、受け取り工程を行う際における基板用の第1基準位置と第2搬送体との平面視での位置関係を示すデータである。
既述したように搬送体41、42の各々についてティーチングを行うことが求められるが、基板処理装置1によれば、搬送体41、42のうち一方のティーチングが自動で実行されるので、作業員がティーチングに要する工数や時間を抑えることができる。なお、基板処理装置1の構成については適宜変更することができ、真空搬送モジュールに接続されるモジュールの数について適宜増減してよい。ティーチングは搬送体41、42がアクセスするモジュール毎に行われることになるが、作業員は搬送体41、42のうちの一方のみについて手作業でのティーチングを行えばよいので、当該モジュールの数が比較的多くても、作業員の負担を抑えることができる
なお、ステップS2でモジュールの昇降ピン32上に支持されたウエハWはステージ31に載置されずにステップS3で搬送体42に受け取られるように述べたが、当該昇降ピン32は下降して、ウエハWが一旦ステージ31に載置されてもよい。つまりステップS3では、ステージ31に載置されることで当該処理モジュール5にて処理済みとなったウエハWを受け取るようにしてもよい。即ち、ステップS1~S4が行われる過程でウエハWの処理が行われるようにしてもよい。また、ステップS1~S4について半導体装置製造用の基板であるウエハWを用いることには限られず、ダミーウエハなどの平面視の形状がウエハWと同じで、半導体装置の製造を目的としない基板を用いて実施してもよい。
また、処理モジュール5Aに対するティーチングについて、ステップS1~S4を順番に行うように述べたが、ステップS1のロードロックモジュール3Aに対する搬送体42のティーチングは、ステップS3の搬送体42が処理モジュール5AからウエハWを受け取るまでの間に実行されればよい。そのため、ステップS1よりも先にステップS2が行われてもよい。
なお、上記したようにステップS1~S4の全てのステップが自動で行われることが好ましい。ただし、例えばステップS1のロードロックモジュール3Aに対する搬送体42のティーチングについて、搬送体41のティーチングの実行時において、搬送体41のティーチングと同じく作業員が手作業で行うようにしてもよい。そのようにステップS1を手作業で行うとしても、手作業のティーチング対象となるモジュールの数は1つのみ増えることになるので、作業員の負担を十分に抑えることができる。
基板処理装置1の稼働開始時に行われるティーチングについて説明したが、当該基板処理装置1の稼働後のメンテナンス時にも同様のティーチングが行われる。以下、このメンテナンスとして、装置の稼働中に搬送体42を交換する場合を例に挙げて、ティーチングを含む各作業の流れについて説明する。
先ず、ゲートバルブG2、G3を閉じた状態で、真空搬送モジュール4の筐体40内の排気を停止し、筐体40内の圧力を、ウエハWの搬送を行うための予め設定された真空圧力(以下、搬送用真空圧力と記載する)から大気圧に戻す。作業員が筐体40を構成する隔壁の一部を取り外して装置の外部から筐体40内にアクセスし、搬送体42を交換する。その後、筐体40内を排気して再度、搬送用真空圧力とする。上記したように搬送体間には個体差が有るので、新規に用いる搬送体42についてはティーチングが必要になるため、以降は既述した装置の稼働開始時と同様にステップS1~S4が行われて、ティーチングがなされる。
上記の搬送体42の交換及びステップS1~S4の実行による、処理モジュール5についての動作停止及び各処理モジュール5の処理容器50内の大気雰囲気への開放は行われず、搬送用真空圧力が解除されてから搬送用真空圧力に戻るまでの間も、処理モジュール5は稼働している。処理モジュール5が稼働するとは、具体的には処理容器50内のステージ31の温度がウエハWの処理時と同様の温度に維持されたり、処理容器50内が真空圧力に保たれたりすることである。そのように処理モジュール5を稼働させておき、処理容器50内におけるウエハWの処理環境を保存することで、真空搬送モジュール4を搬送用真空圧力に戻した後、速やかにウエハWを処理モジュール5に搬送して、処理を再開することができる。なお、搬送用真空圧力を解除する際に、処理容器50内でウエハWを処理中であれば処理を継続して行い、搬送用真空圧力に復帰したら処理済みとなった当該ウエハWを処理容器50から取り出すようにしてもよい。
搬送体42の処理モジュール5に対するティーチングが処理容器50内を大気雰囲気とせずに行えることから、以上のようにステップS1~S4を行うにあたって各処理モジュール5の稼働を停止させずに済む。従って、仮に搬送体41、42の交換頻度が比較的高くなるような装置構成としても、各処理モジュール5における処理が行えない時間が長くなることが防止される。また、基板処理装置1に設ける処理モジュール5の数については適宜増減可能であるが、処理モジュール5の数が比較的多い場合には、このように各処理モジュール5の稼働を停止させない運用にできることが、装置の生産性を担保する上で特に有効である。
以下、既述したステップS1~S4の各ステップの変形例について述べるが、特に記載無い限りティーチング対象の搬送体は既述の例と同じく搬送体42であるものとする。図6で説明したステップS1(ロードロックモジュール3Aに対する搬送体42のティーチング)に関しての変形例を述べる。このステップS1は、カメラ33を用いることには限られない。具体例としては、センサウエハを用いることが挙げられる。このセンサウエハは、平面視の形状がウエハWと同様の形状である基板本体と、当該基板本体において上方を撮像できるように設けられたカメラとを備えた機器である。そして、例えばこのカメラにより取得した画像データが、無線あるいは有線で制御部10に送信される。
搬送機構22により、上記のセンサウエハを搬送容器Cからロードロックモジュール3Aに搬送し、当該ロードロックモジュール3Aのステージ31に載置する。なお、この搬送を行う搬送機構22についてはティーチング済みとし、そのようにステージ31に載置されるセンサウエハによって取得される画像データ中の所定の点(O4とする)が、当該ステージ31の載置中心点O3の直上の位置である。
そのようにセンサウエハをロードロックモジュール3Aへ搬送した後、図6で述べたように暫定の位置データを用いて、搬送体42を受け渡し位置に移動させる。その後、センサウエハにより搬送体42の支持体47を撮像し、画像データを取得する。この画像データ中の支持体47の位置から特定される支持中心点O2と上記の点O4とのずれが制御部10によって検出され、このずれが解消されるように位置データが更新されることで、ステップS1が完了する。
なお、仮にこのセンサウエハを処理モジュール5に搬送し、ロードロックモジュール3Aに対するティーチングを行う場合と同様にティーチングを行うとする。その場合、センサウエハが真空搬送モジュール4内を通過する際に磁界の影響を受けて、正常な動作が行えなくなってしまうおそれが有る。また、基板処理装置1では既述したように、例えば処理モジュール5を稼働させたままでティーチングが行われるが、その稼働中の処理モジュール5内に搬送されることで、処理モジュール内のガスにセンサウエハが曝されるおそれが有る。そうなると、センサウエハの構成部材の腐食が懸念される。従ってこれまでに説明した手法によって、処理モジュール5に対してティーチングを行うことが有効である。
その他のステップS1の実施例を述べる。ドアバルブG1を開放し、大気雰囲気であるローダーモジュール2内に立ち入った作業員が、そのドアバルブG1の開口を介してロードロックモジュール3A内を目視する。その状態でロードロックモジュール3A内の搬送体42の支持体47の位置を確認することで、ティーチングを行うようにしてもよい。なお、搬送体42のロードロックモジュール3Aへの進入時には、真空搬送モジュール4内とロードロックモジュール3A内とは連通するので、上記の目視が行えるように、真空搬送モジュール4内及びロードロックモジュール3A内は大気雰囲気としておくものとする。
さらにその他の例として、ロードロックモジュール3Aの筐体30の側壁に距離センサを複数設けることで、当該ステップS1のティーチングを行ってもよい。この距離センサとしては例えば、暫定の位置データにより受け渡し位置に移動した搬送体42の支持体47に対して、X方向の距離を検出するものと、Y方向の距離を検出するものとを含むようにする。そのように設けた各距離センサによる検出結果から、制御部10は支持中心点O2の位置を算出し、平面視での支持中心点O2と載置中心点O3とのX方向、Y方向の各ずれ量を算出し、ティーチングを行う。
なお、そのようにステップS1をカメラ33の代わりに距離センサを用いて行う場合、ステップS4についてもカメラ33の代わりに、当該距離センサを用いて行うことができる。具体的には、例えばステップS4において、各距離センサを用いてウエハWに対する距離を検出する。そして、制御部10はその検出結果からウエハWの中心点O1の位置を算出し、この中心点O1から上記のウエハWのずれ量、受け渡し位置のずれ量を算出してティーチングを行えばよい。なお、このようにステップS1、S4が同じモジュール内に設けられる同じ検出機器(カメラ33や距離センサ)を用いて行われることで、ステップS1、S4夫々を行うための検出機器を個別に用意する必要が無いので好ましい。
上記したカメラ33や距離センサを備えてステップS1、S4を行うための検出部としては、搬送体41、42がアクセス可能な場所であればよい。従って、ロードロックモジュール3Bを検出部としてもよいし、真空搬送モジュール4に対してアライメントモジュール20や接続モジュールが接続されるように基板処理装置を構成した場合は、それらのモジュールを検出部としてもよい。上記の接続モジュールは、真空搬送モジュール4を複数設ける装置構成とした場合に、真空搬送モジュール4同士を互いに接続するモジュールであり、内部が真空雰囲気とされる筐体と、筐体内に設けられるステージとを備える。真空搬送モジュール4と異なり、当該筐体内の床上に磁界は形成されない。この接続モジュールのステージ上には固定されたピンが設けられ、搬送体41、42の昇降動作によりウエハWが受け渡されることで、2つの真空搬送モジュール4間でのウエハWの搬送が仲介される。
なお、真空搬送モジュール4にカメラ33や距離センサを設けることで、真空搬送モジュール4の一部の領域を検出部としてもよい。その場合は、当該領域における特定の点を上記したロードロックモジュール3Aの載置中心点O3と同様に扱えばよい。つまり、ステップS1では当該特定の点に対して搬送体42の支持中心点O2が重なるようにティーチングを行い、ステップS4では当該特定の点に対して支持中心点O2が重なるように搬送体42を移動させて、ウエハWのずれ量を検出すればよい。ただしそのように真空搬送モジュール4を検出部とする場合は、磁界の影響によるカメラ33等の誤動作を防ぐように、そのカメラ33等については磁界に対して遮蔽するように構成することが好ましい。それを考慮すると、装置構成を簡素化する上で、床上に磁界が形成されない上記した各モジュールにカメラ33等を設けて検出部とすることが、装置構成を簡素にする上で好ましい。
ところで図8で説明したステップS3では、暫定の位置データに従って未ティーチングの搬送体42をモジュールに進入させてウエハWを受け取る。例えば真空搬送モジュール4においてティーチングを行う各モジュールの付近に検出機器としてカメラ52を設けて画像データを取得し、その画像データに基づいて搬送体42の当該進入の際における位置調整を行う。つまり、画像データによって搬送体42のモジュールに対する進路が変更される。そのように位置調整を行うことで、モジュールの入口をなすゲートバルブG2、G3との干渉がより確実に回避される装置構成としてもよい。カメラ52の代わりに検出機器として距離センサを設けて、モジュールへの進入前の搬送体42の位置を検出することで、同様に干渉の回避を行ってもよい。その他、検出機器としては、例えばファイバセンサやエリアセンサなどの光電センサを用いてもよい。
続いて、図10で説明したステップS4の変形例について図12を用いて説明する。なお、図12中、搬送機構22のエンドエフェクタ23の支持中心点についても、搬送体42、43の支持中心点と同様にO2として示している。ステップS4が開始されて、搬送体42が処理モジュール5AからウエハWをロードロックモジュール3Aへ搬送し、このウエハWがステージ31に載置される。この際にステージ31の載置中心点O3と、ウエハWの中心点O1とがずれている(図12上段)。そのウエハWをローダーモジュール2の搬送機構22が受け取る。搬送機構22はティーチング済みであるので、このウエハWの受け取りの際には、当該搬送機構22の支持中心点O2が載置中心点O3上に位置する。そのため平面視において、ウエハWの中心点O1と搬送機構22の支持中心点O2とが、上記のロードロックモジュール3Aの載置中心点O3とウエハWの中心点O1とのずれに相当する分だけずれる。
そして搬送機構22の支持中心点O2がアライメントモジュール20のステージ31の載置中心点O3に重なるようにウエハWが搬送されて(図12下段)、当該ステージ31に載置される。そのようにウエハWが搬送されるので、平面視での当該載置中心点O3に対するウエハWの中心点O1のずれは、図10で説明した受け渡し位置のずれ(搬送体42の支持中心点O2と処理モジュール5Aの載置中心点O3とのずれ量)に対応している。
アライメントモジュール20の構成について述べておく。ウエハWの径よりも小さい径を有するように形成されたステージ31が当該ウエハWと共に鉛直軸回りに1回転する間に、ウエハWの周端部の上方及び下方のうちの一方に設けられた投光部から、当該周端部の上方及び下方のうちの他方に設けられた受光部に光照射される。ウエハWの側方を通過した光を受光部が受光する。その受光状態から制御部10がウエハWの中心点O1の位置を検出し、さらに当該中心点O1とアライメントモジュール20の載置中心点O3とのずれ量を算出する。従って、上記の受け渡し位置のずれ量の算出及びティーチングを行うことが可能である。
従ってこの図12の例では、アライメントモジュール20が検出部であり、当該検出部の位置と、搬送体42がウエハWを受け取って搬送するように予め決められる搬送体用の第1基準位置(ロードロックモジュール3A内の位置)とが異なる。搬送体用の第1基準位置に移動した搬送体42とウエハWとのずれが保存されるように当該ウエハWが他の部材(図12の例では搬送機構22)に受け渡される場合、当該他の部材による搬送先を検出部としてウエハWの位置を検出することでティーチングを行うことができる。ただし、搬送体42と他の部材との間での受け渡しの際にウエハWの位置ずれが生じるおそれがあることを考慮すれば、検出部における位置を搬送体用の第1基準位置とし、当該基準位置にてウエハWの位置検出を行うことでティーチングを行うことが好ましい。
ところで図10等で、基板処理装置1のステップS4においては例えば画像データに基づいてウエハWのずれ量、さらには受け渡し位置のずれ量を算出し、その受け渡し位置のずれ量を用いてティーチングが行われると説明してきた。当該ティーチングが行われない装置構成としてもよい。例えば制御部10については、ウエハWのずれ量及び/または受け渡し位置のずれ量を表示する表示部を備えるように構成する。そして、基板処理装置1のメンテナンスとしてステップS1~S4を実行する。但し、ステップS4ではティーチング(即ち、メモリ11の位置データの更新)が行われず、取得されたウエハWのずれ量及び/または受け渡し位置のずれ量が表示部に表示される。作業員はその表示を見て、ずれ量が大きいと判断した場合には、例えば真空搬送モジュール4及び処理モジュール5についての真空雰囲気の形成を解除して検査を行うなどの任意の対処を行うようにすればよい。このようにティーチングを行わない構成とする場合であっても、ウエハWのずれ量及び受け渡し位置のずれ量については容易に取得されるので、作業員が装置の状態を把握するにあたっての負荷が抑えられるため好ましい。
なお搬送体41、42について、各モジュールに対して受け渡し(モジュールからのウエハWの受け取り、モジュールへのウエハWの送り出しの両方)を行うように述べてきた。しかし一つのモジュールに対して、搬送体41、42のうちの一方のみがウエハWを送り出し、他方のみがウエハWを受け取るような運用としてもよく、真空搬送モジュール4にて、どのように搬送体41、42を用いてウエハWを搬送するかは任意である。従って、ステップS4により決定される搬送体41、42の位置について、モジュールに対しての受け取りのみ、あるいは送り出しのみを行う位置として利用してもよい。そのように受け取りのみ、あるいは送り出しのみを行う位置として用いたとしても、当該位置はモジュールに対して受け取り、送り出しの両方を行える位置であるため、ステップS4は受け渡し位置、即ち受け取り位置及び送り出し位置の両方を決定していることになる。
真空搬送モジュール4において、搬送体については41、42の2つのみを設けることには限られず、より多くの搬送体を設けてもよい。そのように搬送体の数が3個以上であっても、1つの搬送体を作業員が手作業でティーチングした後は、他の搬送体については自動でティーチングすることができる。補足して説明すると、当該他の搬送体(即ち、複数の第2搬送体)についてステップS1、S3、S4の動作を各々行ってモジュールに対するティーチングを行えばよい。なお、第1搬送体により行うステップS2(基板用の第1基準位置へのウエハWの搬送)については、そのステップS2を行う時点でのモジュールに対してティーチング済みの搬送体を用いればよい。即ち、手作業でティーチングした搬送体を用いてもよいし、上記の他の搬送体のうち自動でのティーチングが完了されたものがあれば、その搬送体を用いてもよい。つまり、本例では第2搬送体である搬送体が、第1搬送体の役割も果たす場合が有る。
なお、ティーチングの対象となるモジュールとしては、処理モジュール5やロードロックモジュール3A、3Bに限られず、例えば上記した接続モジュールであってもよい。さらに基板処理装置1では、搬送体41、42は真空雰囲気である筐体40内を移動するが、大気雰囲気の筐体40内を移動する装置構成であってもよい。そのように筐体40内が大気雰囲気である場合には、当該筐体40に接続されて搬送体41、42によってウエハWが受け渡される処理モジュール5内の雰囲気についても、例えば大気雰囲気としてよい。また、本技術で搬送される基板としては円形であるものに限られず、矩形であってもよい。
今回開示された実施形態は、全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、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更及び/または組み合わせがなされてもよい。
W ウエハ
3A ロードロックモジュール
4 真空搬送モジュール
40 筐体
41、42 搬送体
5 処理モジュール
3A ロードロックモジュール
4 真空搬送モジュール
40 筐体
41、42 搬送体
5 処理モジュール
Claims (11)
- 基板搬送領域の底部から磁力によって各々浮上すると共に基板を支持して横方向に移動する第1搬送体及び第2搬送体を用いて前記基板を搬送する基板搬送方法において、
前記第1搬送体により、前記基板をモジュールにおける予め決められた基板用の第1基準位置に搬送する搬送工程と、
前記第2搬送体により、前記基板用の第1基準位置における前記基板を受け取る受け取り工程と、
前記第2搬送体を予め決められた搬送体用の第1基準位置へ移動させて前記基板を検出部へ搬送し、当該基板の位置と前記検出部における予め決められた基板用の第2基準位置との平面視の位置ずれを検出する検出工程と、
を備える基板搬送方法。 - 前記位置ずれに基づいて、前記第2搬送体が前記モジュールに対して前記基板の受け渡しを行う位置を補正する補正工程を含む請求項1記載の基板搬送方法。
- 前記第2搬送体は複数であり、その各々について前記受け取り工程、前記検出工程及び前記補正工程が行われる請求項2記載の基板搬送方法。
- 前記搬送体用の第1基準位置は、前記検出部における位置である請求項1ないし3のいずれか一つに記載の基板搬送方法。
- 前記受け取り工程を行う前に、前記搬送体用の第1基準位置に前記第2搬送体を位置させるための第1データを取得する工程を行う請求項1ないし4のいずれか一つに記載の基板搬送方法。
- 前記第1データを取得する工程は、
前記検出部によって前記第2搬送体の位置を検出し、当該位置の検出結果に基づいて前記第1データを取得する工程である請求項5記載の基板搬送方法。 - 前記受け取り工程は、検出機器により前記第2搬送体の位置を検出する工程と、
前記前記第2搬送体の位置の検出結果に基づいて、当該第2搬送体の当該モジュールに対する進路を変更する工程と、
を含む請求項1ないし6のいずれか一つに記載の基板搬送方法。 - 前記基板搬送領域は真空雰囲気が形成される真空搬送モジュール内の領域であり、
前記モジュールは、前記基板を処理するために内部に真空雰囲気が形成されると共に前記真空搬送モジュールに接続される処理モジュールであり、
前記搬送工程、前記受け取り工程及び前記検出工程は、前記真空搬送モジュール内及び処理モジュール内が真空雰囲気の状態で行われる請求項1ないし7のいずれか一つに記載の基板搬送方法。 - 前記処理モジュール内が真空雰囲気とされた状態で、前記基板搬送領域を大気雰囲気から真空雰囲気に変更し、
続いて、当該処理モジュール内及び当該基板搬送領域が真空雰囲気の状態で、
前記搬送工程、前記受け取り工程、前記検出工程、及び前記受け取り工程を行う前に前記搬送体用の第1基準位置に前記第2搬送体を位置させるための第1データを取得する工程を行う請求項8記載の基板搬送方法。 - 前記搬送工程を行う前に、前記基板搬送領域及び前記処理モジュールが大気雰囲気の状態で、前記基板用の第1基準位置へ前記基板を搬送するための搬送体用の第2基準位置に前記第1搬送体を位置させる第2データを取得する工程を含む請求項8または9記載の基板搬送方法。
- 基板搬送領域の底部から磁力によって各々浮上すると共に、基板を支持して横方向に移動する第1搬送体及び第2搬送体と、
前記第1搬送体及び前記第2搬送体により、前記基板搬送領域に対する前記基板の搬送が行われるモジュールと、
前記第1搬送体により、前記基板をモジュールにおける予め決められた基板用の第1基準位置に搬送するステップと、前記第2搬送体により、前記基板用の第1基準位置における前記基板を受け取るステップと、前記第2搬送体を予め決められた搬送体用の第1基準位置へ移動させて前記基板を検出部へ搬送し、当該基板の位置と前記検出部における予め決められた基板用の第2基準位置との平面視の位置ずれを検出するステップと、が実行されるように制御信号を出力する制御部と、
を備える基板搬送装置。
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