JP4296675B2 - 基板搬送ロボット動作制御方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板を搬送するロボットの動作を制御する方法及び装置に関する。特に本発明は、ウェハ等の被処理基板にプラズマ等によるエッチング、プラズマ等による膜形成、イオン注入（イオンドーピングを含む）等を行う場合に、該被処理基板を或るステーション（例えば被処理基板を納めたカセットを有するステーション）から取り出して、別のステーション（例えばイオン注入装置等の基板処理装置に連設された基板搬入及び（又は）搬出のためのステーション）に搬入したり、該ステーションから取り出してまた別のステーション（例えば処理済み基板収納カセットを有するステーション）へ搬入したりするロボットの動作を制御する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかるロボットは、通常、基板保持用アーム、前記アームを突出後退させる伸縮駆動機構、前記アームを所定中心軸線周りに旋回させる回転駆動機構及び前記アームを所定中心軸線方向（昇降方向）に昇降させる昇降駆動機構を有している。
【０００３】
その一例を図１０を参照して説明する。図１０はイオン注入装置の一例の概略構成を示す平面図である。
【０００４】
図１０に示すイオン注入装置は、イオン源１、イオン源１が発するイオンビームから所定のイオン種を選択する質量分析器２、分析器２を出たイオンのうち所定のイオン種を選択的に通過させる分析スリット３、スリット３を通過したイオンを加速させる加速管４、加速管４により加速されたイオンビームを収束させる四重極レンズ（いわゆるＱレンズ）５、イオン注入がなされる基板Ｗ（被処理基板）表面の所定領域をイオンビームでＸＹスキャンするスキャン装置６及びエンドステーション７を備えている。
【０００５】
エンドステーション７は、基板Ｗにイオン注入処理を行うためのターゲット室７１、ターゲット室７１に連設されたエアロック室７２１、７２２及びエアロック室７２１、７２２に連設された基板搬送室７３を備えている。ターゲット室７１内には、真空側基板搬送ロボット３００及びイオン注入の際に基板Ｗがセットされるプラテン７１１が配置されており、基板搬送室７３内には、大気側基板搬送ロボット１００、２００、基板Ｗの向きを調整できるオリフラアライナ７３３及び複数段の基板収納部を有し、そのそれぞれの基板収納部に基板を収納できるカセットＤ１、Ｄ２が配置されている。
【０００６】
このイオン注入装置では、被処理基板Ｗへのイオン注入にあたり、カセットＤ１の基板収納部Ｄ１ａに収納されている被処理基板Ｗが、大気側基板搬送ロボット１００により取り出され、オリフラアライナ７３３に搬送された後、オリフラアライナ７３３の基板載置部７３３ａに載置され、ここで基板の向きが位置決め（オリフラ位置決め）される。
【０００７】
オリフラアライナ７３３にて位置決めされた基板Ｗは、大気側基板搬送ロボット２００により取り出され、エアロック室７２１に搬送された後、エアロック室７２１の基板配置部７２１ａに配置され、ここでエアロック室７２１がターゲット室７内と同程度の気圧まで減圧される。このときカセットＤ１の基板収納部Ｄ１ａの次の段の基板収納部から次の被処理基板Ｗが大気側基板搬送ロボット１００により取り出され、オリフラアライナ７３３に搬送される。
【０００８】
減圧されたエアロック室７２１内の被処理基板Ｗは、真空側基板搬送ロボット３００によりプラテン７１１に搬送され、プラテン７１１にセットされる。プラテン７１１はイオン注入を行うため、基板Ｗを立ち起こし、定常回転させる。そして、基板Ｗにイオンが注入される。このときオリフラアライナ７３３から次の基板Ｗが大気側基板搬送ロボット２００により取り出され、エアロック室７２１に搬送されるとともに、カセットＤ１の基板収納部Ｄ１ａのさらに次の段の基板収納部からさらに次の被処理基板Ｗが大気側基板搬送ロボット１００により取り出され、オリフラアライナ７３３に搬送される。
【０００９】
イオン注入されたターゲット室７１内の基板Ｗ１は、真空側基板搬送ロボット３００によりエアロック室７２２の基板配置部７２２ａに運ばれ、ここでエアロック室７２２が大気ベントされる。それと同時的に、エアロック室７２１から次の基板Ｗが、真空側基板搬送ロボット３００によりプラテン７１１にセットされ、イオン注入される。また、このときオリフラアライナ７３３からさらに次の基板Ｗが大気側基板搬送ロボット２００により取り出され、エアロック室７２１に搬送されるとともに、カセットＤ１の基板収納部Ｄ１ａのさらに次の段の基板収納部からさらに次の被処理基板Ｗが大気側基板搬送ロボット１００により取り出され、オリフラアライナ７３３に搬送される。
【００１０】
エアロック室７２２内の基板Ｗ１は、大気側基板搬送ロボット１００により取り出され、カセットＤ１に搬送された後、カセットＤ１の元の基板収納部Ｄ１ａに戻される（収納される）。この動作をカセットＤ１の未処理の被処理基板がなくなるまで連続して行い、第１ステージが終了する。第１ステージが終了すると、第２ステージに移行する。
【００１１】
第２ステージでは、カセットＤ２に収納されている被処理基板ＷがカセットＤ２から取り出され、イオン注入された後、イオン注入された基板Ｗ１がカセットＤ２の元の基板収納部Ｄ２ａに戻される（収納される）。この基板搬送動作については、基板の搬送方向が逆方向である他は、第１ステージの場合と同様であるので、ここでは説明を省略する。なお、第２ステージでは、ロボット１００、２００は第１ステージでのロボット２００、１００の動作と実質的に同様の動作を行う。
【００１２】
このような基板を搬送するロボットのなかには、ロボット動作指命部からの指示により、少なくとも二つのステーション（例えばカセットを有するステーション、オリフラアライナ、エアロック室等の基板搬入搬出のためのステーションなど）に対して、該各ステーションごとに設定された基板搬送動作のための位置データに基づいて基板の搬送を行うものがある。図１０の例では大気側基板搬送ロボット１００、２００がこれにあたる。
【００１３】
以下に大気側基板搬送ロボット１００の１例の構成及び基板搬送動作について説明するが、大気側基板搬送ロボット２００の構成及び基板搬送動作はロボット１００のそれと実質的に同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００１４】
図１１（Ａ）にロボット１００の概略側面図を示し、図１１（Ｂ）にロボット１００の概略平面図を示す。
【００１５】
ロボット１００は図１１に示すように、基板保持用アーム１１０、アーム１１０を突出後退させる伸縮駆動機構１２０を含んでいる。
【００１６】
基板保持用アーム１１０はその先端部１１０ａにて基板を下から支持することができる。伸縮駆動機構１２０は２本の上下アーム１２１、１２２を含んでいる。アーム１２１はその先端部が基板保持アーム１１０の後端部下面に回動可能に連結されているとともに後端部が下側アーム１２２の先端部上面に回動可能に連結されている。下側アーム１２２の後端部は軸１３０ａに支持されている。軸１３０ａはロボット駆動台１０００に支持されている。
【００１７】
ロボット駆動台１０００には回転駆動機構１３０が内蔵されている。回転駆動機構１３０は、伸縮駆動機構１２０及び基板保持アーム１１０の全体を旋回させて基板保持アーム１１０を目的とするステーションに向けることができる。
【００１８】
ロボット駆動台１０００は、また、伸縮駆動機構１２０のアーム１２１、１２２及び基板保持アーム１１０を支持している軸１３０ａを昇降させる昇降駆動機構１４０を内蔵している。
【００１９】
伸縮駆動機構１２０は、下側アーム１２２を軸１３０ａを中心に回動させる図示を省略したモータ及び下側アーム１２２の回動に連動して基板保持アーム１１０を突出後退させる図示を省略した連動機構を含んでいる。
【００２０】
この伸縮駆動機構１２０によると、例えば図１１（Ｂ）に示すように下側アーム１２２が図中ＣＷ方向に回動されると、これに連動して上側アーム１２１が図中反対方向ＣＣＷに回り、これにより基板保持アーム１１０が軸１３０ａの中心線に直交する水平ラインＣＬに沿って突出する。下側アーム１２２が逆方向に回されると、基板保持アーム１１０はラインＣＬに沿って図１１（Ｂ）に実線で例示する位置へ後退する。
【００２１】
図１２（Ａ）にステーションに基板を置きに行くときのアームの状態を示し、図１２（Ｂ）にステーションへ基板を取り出しに行くときのアームの状態を示す。
【００２２】
このロボット１００によると、基板保持アーム１１０が基板Ｗを支持しているときに、この基板Ｗを或るステーションへ置きに行くときは、先ずアーム１１０がそのステーションの方へ向くように前記の回転駆動機構１３０にてアーム１１０が旋回され、そのステーションへ向けられる。また、必要に応じ昇降駆動機構１４０にてアーム高さが調整される。次いで、図１２（Ａ）に示すように、伸縮駆動機構１２０にてアーム１１０が突出せしめられ、その後昇降駆動機構１４０にて所定距離降ろされ、それにより図示を省略した基板載置面上に基板Ｗが載置され、その後アーム１１０はさらに若干下降したのち、後退する。
【００２３】
或るステーションに載置された基板Ｗを取り出しに行くときには、アーム１１０がそのステーションへ向けられ、次いで、図１２（Ｂ）に示すようにアーム１１０が突出して該ステーションにおける基板Ｗの下に入り込む。次いでアーム１１０が上昇せしめられ、基板Ｗを持ち上げる。その状態でアーム１１０が後退する。
【００２４】
なお、基板保持用アーム１１０の先端部形態は図示のものに限定されず、二叉形態のもの等各種のものがある。
【００２５】
図１３に図１０及び図１１に示す大気側基板搬送ロボット１００及びその周辺部分の拡大図を示す。
【００２６】
図１３に示すように、ロボット１００はロボット動作制御装置１５０（ロボットコントローラ）に接続されており、ロボット動作指命部ＣＯＮＴからの指示により、ロボットコントローラ１５０によって制御される。
【００２７】
なお、図１３では、ロボット１００における伸縮駆動機構１２０、回転駆動機構１３０、昇降駆動機構１４０はブロック図で示してある。これらがコントローラ１５０の指示に従い動作する。
【００２８】
ロボットコントローラ１５０には、各ステーションＡ、Ｂ、Ｃ（すなわちカセットＤ１、オリフラアライナ７３３、エアロック室７２２）ごとにロボット動作のための位置データ（ティーチングにて設定された位置データ）が予め設定されている。
【００２９】
そして、回転駆動機構１３０は、後述する各ステーションごとに設定された位置データに基づいて基板保持アーム１１０を旋回停止させる。
【００３０】
昇降駆動機構１４０は、後述する各ステーションごとに設定された位置データに基づいて基板保持アーム１１０を上昇又は下降させる。
【００３１】
伸縮駆動機構１２０は、後述する各ステーションごとに設定された位置データに基づいて基板保持アーム１１０を突出又は後退させる。
【００３２】
すなわち、ロボットコントローラ１５０には、
カセットステーションＡに対する位置データとして、空の基板保持アーム１１０を所定の位置から旋回させてステーションＡに向け、カセットＤ１の所定段から基板Ｗを取り出させて後退させるロボット動作のための位置データ、及び処理済み基板Ｗ１を保持した基板保持アーム１１０をステーションＡに向け、カセットＤ１の所定段へ該基板Ｗ１を置きに行かせて後退させるロボット動作のための位置データ、
オリフラアライナステーションＢに対する位置データとして、基板Ｗを保持したアーム１１０をステーションＢに向け、該ステーションへ基板Ｗを置きに行かせ後退させるロボット動作のための位置データ、或いはさらに空のアーム１１０をステーションＢへ向け、該ステーションへオリフラ位置決め済み基板Ｗを取りに行かせて後退させるロボット動作のための位置データ、
エアロックステーションＣに対する位置データとして、空のアーム１１０を所定位置からステーションＣへ向け、該ステーションから処理済み基板Ｗ１を取り出させて後退させるロボット動作のための位置データ、或いはさらに基板Ｗを保持したアーム１１０をステーションＣへ向かせ、該基板ＷをステーションＣへ置きに行かせて後退させるロボット動作のための位置データが予め設定されている。
【００３３】
前記のロボット動作指令部ＣＯＮＴは、それには限定されないがここでは、ロボットコントローラ１５０に対し、ステーションＡのカセットＤ１の所定段から基板Ｗを取り出す指示（或いはカセットＤ１の所定段へ処理済み基板Ｗ１を置きに行く指示）、基板ＷをステーションＢへ置きに行く指示（或いはステーションＢからオリフラ位置決め済み基板Ｗを取り出す指示）、ステーションＣから処理済み基板Ｗ１を取り出す指示（或いはステーションＣへオリフラ位置決め済み基板Ｗを置きに行く指示）を所定のタイミングで、且つ、一つの指示に基づくロボット動作完了の信号をコントローラ１５０から受け取ることで出力する。
【００３４】
以上説明したロボット１００に関する位置決めデータ及びそれに基づく動作はロボット２００についても同様である。
【００３５】
かくして、ロボット動作指令部ＣＯＮＴからの順次指令に基づき、ロボット１００にカセットＤ１の所定段から基板Ｗを取り出させ、オリフラアライナ７３３へ載置させてオリフラ位置決めし、その基板Ｗをロボット２００に取り出させてエアロック室７２１に入れ、イオン注入に供することができる。
【００３６】
また、イオン注入処理済み基板Ｗ１をロボット１００にエアロック室７２２から取り出させ、カセットＤ１の元の段位置へ収納させることができる。カセットＤ２の基板についても同様の搬送処理、イオン注入処理を行える。
【００３７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、各ステーションごとに予め設定されたロボット動作のための基板を取り出しに行くときの位置データと基板を置きに行くときの位置データは、ロボット動作が逆になることを除けば実質上同じ位置データである。しかもそれは、特に基板保持アームの後退動作にあたり、基板を取り出しに行ったアームが後退して次に該基板を支持したまま旋回するにあたって該アーム上の基板がステーションその他に衝突しない位置まで後退するように決定された位置データである。
【００３８】
そのため、基板を保持したアームが基板を置きに行ってのち空の状態で後退するときも、次に旋回するにあたってステーション等に衝突する恐れのない位置まで後退するだけでなく、さらに基板を支持していた場合と同じ位置まで後退してからでないと次の動作に移れない。
【００３９】
これについて図１０及び図１１に示すロボット１００を例にとって図１４を参照しながら説明する。
【００４０】
図１４（Ａ）に基板保持用アーム１１０の先端部１１０ａに基板が有る場合でのアーム１１０の後退状態を示し、図１４（Ｂ）にアーム１１０の先端部１１０ａに基板が無い場合でのアーム１１０の後退状態を示す。なお、図中Ｅはアーム１１０に支持された基板の旋回範囲であり、Ｆは基板を支持したアーム１１０の旋回範囲である。
【００４１】
図１４（Ａ）に示すとおり、ロボット１００のアーム１１０がカセットＤ１の基板収納部Ｄ１ａから基板Ｗを取り出し後退するときは、アーム１１０に支持した基板Ｗが次のアーム１１０の旋回にあたりステーションＡの一部等の障害物Ｇに衝突する恐れのない位置まで後退するのであるが、基板を取り出しに行くときも、置きに行くときもロボット動作の位置データが実質上同一であるため、ロボットアーム１１０がカセットＤ１へ処理済み基板Ｗ１を置きに行って後退するときでも、図１４（Ｂ）のとおり、基板を支持している場合と同じ位置まで後退する。基板Ｗ１をカセットＤ１へ収納してのち後退するときに、障害物Ｇとの衝突を回避するには、図１４（Ｂ）に示す位置Ｐ１まで後退すれば足りるのに、さらに距離Ｈを無駄に後退している。
【００４２】
このように基板を保持していない空の状態の基板保持用アームの後退距離が無駄に大きくなっており、またそのための無駄な時間が費やされ、ひいては基板処理のスループットがそれだけ低下する。
【００４３】
そこで本発明は、ロボット動作指命部からの指示により、少なくとも二つのステーションに対して、該各ステーションごとに設定された基板搬送ロボット動作のための位置データに基づいて基板搬送ロボットを動作させて基板を搬送させるロボット動作制御方法及び装置であって、ロボットの不要な移動距離を少なくして基板移動に要する時間を短縮させることができ、基板処理装置（例えばイオン注入装置など）に適用する場合に該処理装置の基板処理能力（基板処理スループット）をそれだけ向上させることができる基板搬送ロボット動作制御方法及び装置を提供することを課題とする。
【００４４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明は、次の基板搬送ロボット動作制御方法及び装置を提供する。
（１）基板搬送ロボット動作制御方法
ロボット動作指命部からの指示により、少なくとも二つのステーションに対して、該各ステーションごとに設定された基板搬送ロボット動作のための位置データに基づいて基板搬送ロボットを動作させて基板を搬送させる基板搬送ロボット動作制御方法であり、
前記基板搬送ロボットとして、少なくとも基板保持用アーム及び該アームを突出後退させる伸縮駆動機構を含むロボットを採用し、
該基板搬送ロボットで基板を取り出しに行くことと基板を置きに行くことの双方を行う各取り出し収納ステーションについて、前記位置データとして、該ステーションへ基板を取り出しに行くための取り出し動作用位置データと、該ステーションに基板を置きに行くための収納動作用位置データとの二つの位置データを予め設定しておき、且つ、該取り出し動作用位置データによるステーションからの前記ロボットの基板保持用アームの伸縮駆動機構による後退動作距離より該収納動作用位置データによるステーションからの該基板保持用アームの伸縮駆動機構による後退動作距離が小さくなるように該二つの位置データを設定しておき、 該取り出し動作用位置データによるステーションからの基板保持用アームの後退動作距離は該後退動作の後のロボット動作において該アームに保持された基板が障害物に衝突しない距離とし、
該収納動作用位置データによるステーションからの基板保持用アームの後退動作距離は該後退動作の後のロボット動作において該基板保持用アームが障害物に衝突しない距離とし、
前記ロボット動作指命部からの指示が、該ステーションへ基板を取り出しに行くものであるときには前記取り出し動作用位置データを、該ステーションに基板を置きに行くものであるときには前記収納動作用位置データを選択して、該選択した位置データに基づいて基板搬送ロボットを動作させて基板搬送する基板搬送ロボット動作制御方法。
（２）基板搬送ロボット動作制御装置
ロボット動作指命部からの指示により、少なくとも二つのステーションに対して、該各ステーションごとに設定された、少なくとも基板保持用アーム及び該アームを突出後退させる伸縮駆動機構を含む基板搬送ロボット動作のための位置データに基づいて基板搬送ロボットを動作させて基板を搬送させる基板搬送ロボット動作制御装置であり、
前記ロボットで基板を取り出しに行くことと基板を置きに行くことの双方を行う各取り出し収納ステーションについての該ステーションへ基板を取り出しに行くための取り出し動作用位置データが予め設定された取り出し動作用データ記憶部と該ステーションに基板を置きに行くための収納動作用位置データが予め設定された収納動作用データ記憶部との二つのデータ記憶部と、
前記ロボット動作指命部からいずれかの取り出し収納ステーションに対し基板搬送すべき旨の指示があると該ステーションについての前記二つのデータ記憶部から該指示に対応して一つの位置データを選択するデータ選択部とを含んでおり、
前記取り出し動作用位置データ及び収納動作用位置データは、該取り出し動作用位置データによるステーションからの前記ロボットの基板保持用アームの伸縮駆動機構による後退動作距離より該収納動作用位置データによるステーションからの該基板保持用アームの伸縮駆動機構による後退動作距離が小さくなるように設定してあり、
該取り出し動作用位置データによるステーションからの基板保持用アームの後退動作距離は該後退動作の後のロボット動作において該アームに保持された基板が障害物に衝突しない距離であり、
該収納動作用位置データによるステーションからの基板保持用アームの後退動作距離は該後退動作の後のロボット動作において該基板保持用アームが障害物に衝突しない距離であり、
前記ロボット動作指命部からの指示が、該取り出し収納ステーションへ基板を取り出しに行くものであるときには前記取り出し動作用データ記憶部の位置データを、該ステーションに基板を置きに行くものであるときには前記収納動作用データ記憶部の位置データを前記データ選択部にて選択して、該選択された位置データに基づいて基板搬送ロボットを動作させて基板搬送する基板搬送ロボット動作制御装置。
本発明に係る基板搬送ロボット動作制御方法及び装置は、例えば、ウェハ等の被処理基板にプラズマ等によるエッチング、プラズマ等による膜形成、イオン注入（イオンドーピングを含む）等を行う場合に、該被処理基板を或るステーション（例えば被処理基板を納めたカセットを有するステーション）から取り出して、別のステーション（例えばイオン注入装置等の基板処理装置に連設された基板搬入及び（又は）搬出のためのステーション）に搬入したり、該ステーションから取り出してまた別のステーション（例えば処理済み基板収納カセットを有するステーション）へ搬入したりする基板搬送ロボットの動作制御に適用できる。
【００４５】
本発明に係る基板搬送ロボット動作制御方法及び装置では、ロボットで基板を取り出しに行くことと基板を置きに行くことの双方を行う取り出し収納ステーションについて、ロボット動作指令部から基板を取り出しに行く指示、又は基板を置きに行く指示が出される。
【００４６】
前記ロボット動作指命部からの指示が、取り出し収納ステーションへ基板を取り出しに行くものであるときにはそのステーションに関して前記予め設定されている二つの位置データのうちの基板を取り出しに行くための取り出し動作用位置データを選択する。そしてこの取り出し動作用位置データに基づいて前記ロボットを動作させて基板を取り出しに行かせ、基板を支持させて後退させる。前記ロボット動作指命部からの指示が、取り出し収納ステーションに基板を置きに行くものであるときにはそのステーションに関して予め設定されている二つの位置データのうちの基板を置きに行くための収納動作用位置データを選択する。そしてこの収納動作用位置データに基づいて前記ロボットを動作させて基板を置きに行かせ、空の状態で後退させる。
【００４７】
本発明の基板搬送ロボット動作制御装置では、前記取り出し動作用位置データ及び前記収納動作用位置データは、それぞれ前記取り出し動作用データ記憶部及び前記収納動作用データ記憶部に予め設定（格納）されている。この二つのデータ記憶部の前記取り出し動作用位置データ又は前記収納動作用位置データのうち、前記ロボット動作指命部からの指示により、どちらか一つの位置データを選択するのであるが、このデータ選択は前記データ選択部で行う。
【００４８】
本発明の基板搬送ロボット動作制御方法及び装置では、所定の各ステーションに関して前記二つの位置データを設定する場合、該二つの位置データを、前記取り出し動作用位置データによるステーションからのロボット後退動作距離より前記収納動作用位置データによるステーションからのロボット後退動作距離が小さくなるように設定しておく。
【００４９】
本発明に係る基板搬送ロボット動作制御方法及び装置によると、前記各取り出し収納ステーションについては、該ステーションへ基板を取り出しに行くための取り出し動作用位置データと、該ステーションに基板を置きに行くための収納動作用位置データとの二つの位置データが予め設定されているので、ロボットで該取り出し収納ステーションへ基板を取り出しに行かせるときは該取り出し動作用位置データに基づいて、前記ロボットで該取り出し収納ステーションに基板を置きに行かせるときは該収納動作用位置データに基づいて、前記ロボットを動作させることができる。そうすることで前記ロボットが収納動作時に該取り出し収納ステーションに基板を置きに行って後退するとき、そのロボット後退動作距離を取り出し動作時のロボット後退動作距離よりも小さくさせることができ、ロボットの不要な移動距離を少なくできる。これにより基板移動に要する時間を短縮させることができ、基板処理装置（例えばイオン注入装置など）に適用する場合に該処理装置の基板処理能力（基板処理スループット）をそれだけ向上させることができる。
【００５０】
本発明に係る基板搬送ロボット動作制御方法及び装置に用いることができる基板搬送ロボットとしては、それには限定されないが、基板保持用アーム、前記アームを突出後退させる伸縮駆動機構、前記アームを所定中心軸線周りに旋回させる回転駆動機構及び前記アームを所定中心軸線方向（昇降方向）に昇降させる昇降駆動機構を有しているものを例示できる。
【００５１】
なお、前記ロボット動作指命部としては、予め決められた所定の基板搬送ロボット動作のためのルーチンがプログラムされたものであってもよいし、基板搬送ロボットを操作するための、操作者が指令を出すことができるものであってもよい。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００５３】
図１は本発明に係る基板搬送ロボット動作制御方法を実施する基板搬送ロボット動作制御装置の一例（ロボットコントローラ）を備えたイオン注入装置の概略構成を示す平面図である。
【００５４】
図１に示すイオン注入装置は、イオン源１、イオン源１が発するイオンビームから所定のイオン種を選択する質量分析器２、分析器２を出たイオンのうち所定のイオン種を選択的に通過させる分析スリット３、スリット３を通過したイオンを加速させる加速管４、加速管４により加速されたイオンビームを収束させる四重極レンズ（いわゆるＱレンズ）５、イオン注入がなされる基板（被処理基板）表面の所定領域をイオンビームでＸＹスキャンするスキャン装置６及びエンドステーション７を備えている。
【００５５】
イオン源１、質量分析器２、分析スリット３、加速管４、四重極レンズ５及びスキャン装置６には図示を省略したシーケンスコントローラが接続されており、これらはこのコントローラによりシーケンス制御される。また、エンドステーション７にはエンドステーションコントローラ７０が接続されており、コントローラ７０を含む各コントローラには図示を省略したマシンコントローラが接続されている。
【００５６】
このマシンコントローラはコンピュータを中心に構成されており、各コントローラに動作指令を送出してイオン注入装置全体を制御する。すなわち、このイオン注入装置では、該マシンコントローラより入力される動作指令を各コントローラに通信を介して入力し、各コントローラがその指示により、それぞれに接続された装置を動作させることで、基板にイオン注入を行う。
【００５７】
エンドステーション７は、基板Ｗにイオン注入処理を行うためのターゲット室７１、ターゲット室７１に連設されたエアロック室７２１、７２２（エアロックステーションＣ₁ 、Ｃ₂ ）及びエアロック室７２１、７２２に連設された基板搬送室７３を備えている。
【００５８】
ターゲット室７１内には、被処理基板Ｗを受け取り、立ち起こしてイオン注入位置にセットできるプラテン７１１及びエアロック室７２１とプラテン７１１間、エアロック室７２２とプラテン７１１間の基板搬送を行うことができる真空側基板搬送ロボット３００を備えている。
【００５９】
エアロック室７２１、７２２内には、それぞれ基板を配置できる基板配置部７２１ａ、７２２ａを備えており、基板搬送室７３内には、大気側基板搬送ロボット１００、２００、オリフラアライナ７３３（オリフラアライナステーションＢ）及びカセットＤ１、Ｄ２（カセットステーションＡ₁ 、Ａ₂ ）が配置されている。
【００６０】
オリフラアライナ７３３は基板載置部７３３ａを有し、基板Ｗの向きを調整できる。
【００６１】
カセットＤ１、Ｄ２は複数段の基板収納部を有し、そのそれぞれの基板収納部に基板を収納できる。なお、カセットＤ１、Ｄ２はここではそれぞれ上下４段の基板収納部Ｄ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ１ｃ、Ｄ１ｄ、基板収納部Ｄ２ａ、Ｄ２ｂ、Ｄ２ｃ、Ｄ２ｄを有しており、各基板収納部にそれぞれ被処理基板Ｗが１枚ずつ収納されている。
【００６２】
なお、いずれのステーション（カセットステーションＡ₁ 、Ａ₂ 、オリフラアライナステーションＢ、エアロックステーションＣ₁ 、Ｃ₂ ）もその一部等がロボット動作に対する障害物Ｇとなり得る。
【００６３】
このイオン注入装置では、被処理基板Ｗへのイオン注入を第１ステージと第２ステージとで行う。すなわち、第１ステージでは、カセットＤ１に収納されている基板Ｗが、カセットＤ１から大気側基板搬送ロボット１００により取り出され、オリフラアライナ７３３に搬送された後、オリフラアライナ７３３から大気側基板搬送ロボット２００により取り出され、エアロック室７２１に搬送され、真空側基板搬送ロボット３００によりプラテン７１１に搬送された後、イオン注入される。イオン注入された基板Ｗ１は、ロボット３００によりエアロック室７２２に運ばれてエアロック室７２２からロボット１００により取り出された後、カセットＤ１の元の位置に戻される（収納される）。この動作をカセットＤ１の未処理の被処理基板がなくなるまで連続して行う。第２ステージでは、第１ステージ終了後、カセットＤ２に収納されている被処理基板ＷがカセットＤ２から取り出され、イオン注入された後、イオン注入された基板Ｗ１がカセットＤ２の元の基板収納部Ｄ２ａに戻される（収納される）。この基板搬送動作は、基板の搬送方向が逆方向である他は、第１ステージの場合と同様であり、第２ステージでのロボット１００、２００は第１ステージでのロボット２００、１００の動作と実質的に同様の動作を行う。
【００６４】
図２に図１に示す大気側基板搬送ロボット１００、２００の概略構成図を示す。図２（Ａ）はロボット１００、２００の概略側面図であり、図２（Ｂ）はロボット１００、２００の概略平面図である。なお、ロボット１００、２００はそれぞれ同じタイプのものであり、同じ構成、作用を有する部品には同じ参照符号を付してある。
【００６５】
ロボット１００、２００は図２に示すように、基板保持用アーム１１０、アーム１１０を突出後退させる伸縮駆動機構１２０を含んでいる。
【００６６】
基板保持用アーム１１０はその先端部１１０ａに基板を吸着して支持できる吸着機構を備えており、先端部１１０ａにて基板を下から支持することができる。伸縮駆動機構１２０は２本の上下アーム１２１、１２２を含んでいる。アーム１２１はその先端部が基板保持アーム１１０の後端部下面に回動可能に連結されているとともに後端部が下側アーム１２２の先端部上面に回動可能に連結されている。下側アーム１２２の後端部は軸１３０ａに支持されている。軸１３０ａはロボット駆動台１０００に支持されている。
【００６７】
ロボット駆動台１０００には回転駆動機構１３０が内蔵されている。回転駆動機構１３０は、伸縮駆動機構１２０及び基板保持アーム１１０の全体を旋回させて基板保持アーム１１０を目的とするステーションに向けることができる。
【００６８】
ロボット駆動台１０００は、また、伸縮駆動機構１２０のアーム１２１、１２２及び基板保持アーム１１０を支持している軸１３０ａを昇降させる昇降駆動機構１４０を内蔵している。
【００６９】
伸縮駆動機構１２０は、下側アーム１２２を軸１３０ａを中心に回動させる図示を省略したモータ及び下側アーム１２２の回動に連動して基板保持アーム１１０を突出後退させる図示を省略した連動機構を含んでいる。
【００７０】
この伸縮駆動機構１２０によると、例えば図２（Ｂ）に示すように下側アーム１２２が図中ＣＷ方向に回動されると、これに連動して上側アーム１２１が図中反対方向ＣＣＷに回り、これにより基板保持アーム１１０が軸１３０ａの中心線に直交する水平ラインＣＬに沿って突出する。下側アーム１２２が逆方向に回されると、基板保持アーム１１０はラインＣＬに沿って図２（Ｂ）に実線で例示する位置へ後退する。
【００７１】
図３（Ａ）にステーションに基板を置きに行くときのアームの状態を示し、図３（Ｂ）にステーションへ基板を取り出しに行くときのアームの状態を示す。
【００７２】
ロボット１００、２００によると、基板保持アーム１１０が基板Ｗを支持しているときに、この基板Ｗを或るステーションへ置きに行くときは、先ずアーム１１０がそのステーションの方へ向くように回転駆動機構１３０にてアーム１１０が旋回されるとともに昇降駆動機構１４０にて上昇又は下降せしめられ、そのステーションへ向けられる。次いで、図３（Ａ）に示すように、伸縮駆動機構１２０にてアーム１１０が突出せしめられ、その後昇降駆動機構１４０にて所定距離降ろされ、それにより図示を省略した基板載置面上に基板Ｗが載置され、その後アーム１１０はさらに若干下降したのち、後退する。
【００７３】
或るステーションに載置された基板Ｗを取り出しに行くときには、先ずアーム１１０がそのステーションの方へ向くように回転駆動機構１３０にてアーム１１０が旋回されるとともに昇降駆動機構１４０にて上昇又は下降せしめられ、そのステーションへ向けられる。次いで、図３（Ｂ）に示すように、伸縮駆動機構１２０にてアーム１１０が突出せしめられて該ステーションにおける基板Ｗの下に入り込む。次いでアーム１１０が昇降駆動機構１４０にて若干上昇せしめられ、基板Ｗを持ち上げる。その状態でアーム１１０が後退する。
【００７４】
なお、基板保持用アーム１１０、２００の先端部形態としては、図示のものに限定されず、二叉形態のもの等各種のものを採用できる。
【００７５】
この大気側基板搬送ロボット１００、２００は、それぞれエンドステーションコントローラ７０の後述するロボット動作指命部からの指示により、少なくとも二つのステーション（ここではロボット１００はカセットステーションＡ₁ 、オリフラアライナステーションＢ及びエアロックステーションＣ₂ 、ロボット２００はカセットステーションＡ₂ 、オリフラアライナステーションＢ及びエアロックステーションＣ₁ ）に対して、該各ステーションごとに設定された基板搬送ロボット動作のための位置データ（例えばティーチングにて設定された位置データ）に基づいて基板の搬送を行う。
【００７６】
図４に図１に示す大気側基板搬送ロボット１００、２００、カセットＤ１、Ｄ２（カセットステーションＡ₁ 、Ａ₂ ）及びオリフラアライナ７３３（オリフラアライナステーションＢ）の斜視図及びロボット１００、２００に接続されたエンドステーションコントローラ７０の概略ブロック図を示す。なお、ロボット１００、２００は実質的に同様の動作をするので、図ではロボット１００、２００を１つのロボットで表している。同様にカセットＤ１、Ｄ２（カセットステーションＡ₁ 、Ａ₂ ）も一つのカセット（カセットステーション）で表している。
【００７７】
エンドステーションコントローラ７０はロボット動作指令部ＣＯＮＴを含んでおり、さらに基板搬送ロボット動作制御装置の一例であるロボットコントローラ８１、８２を含んでいる。ロボット１００、２００はそれぞれロボットコントローラ８１、８２に接続されており、ロボットコントローラ８１、８２はそれぞれロボット動作指令部ＣＯＮＴに接続されている。これにより、ロボット１００、２００はロボット動作指命部ＣＯＮＴからの指示により、ロボットコントローラ８１、８２によって制御される。
【００７８】
なお、ロボット１００、２００における伸縮駆動機構１２０、回転駆動機構１３０、昇降駆動機構１４０はそれぞれコントローラ８１、８２の指示に従いそれぞれ動作する。
【００７９】
図５及び図６にそれぞれロボットコントローラ８１、８２の概略構成のブロック図を示す。
【００８０】
図５及び図６に示すように、ロボットコントローラ８１、８２には、それぞれロボット１００、２００で基板を取り出しに行くことと基板を置きに行くことの双方を行う各取り出し収納ステーション（ここではロボット１００はカセットステーションＡ₁ 、オリフラアライナステーションＢ及びエアロックステーションＣ₂ 、ロボット２００はカセットステーションＡ₂ 、オリフラアライナステーションＢ及びエアロックステーションＣ₁ ）についての該ステーションへ基板を取り出しに行くための取り出し動作用位置データが予め設定された取り出し動作用データ記憶部（取り出し動作用チャンネル）と該ステーションに基板を置きに行くための収納動作用位置データが予め設定された収納動作用データ記憶部（収納動作用チャンネル）との二つのデータ記憶部（チャンネル）を含んでいる。
【００８１】
すなわち、図５に示すロボットコントローラ８１は、カセットステーションＡ₁ についての取り出し動作用位置データが予め設定された取り出し動作用チャンネル８１１ａと収納動作用位置データが予め設定された収納動作用チャンネル８１１ｂとの二つのチャンネル、オリフラアライナステーションＢについての取り出し動作用位置データが予め設定された取り出し動作用チャンネル８１２ａと収納動作用位置データが予め設定された収納動作用チャンネル８１２ｂとの二つのチャンネル及びエアロックステーションＣ₂ についての取り出し動作用位置データが予め設定された取り出し動作用チャンネル８１３ａと収納動作用位置データが予め設定された収納動作用チャンネル８１３ｂとの二つのチャンネルを含んでいる。
【００８２】
そしてカセットステーションＡ₁ に対する位置データとして、空の基板保持アーム１１０を所定の位置から旋回させるとともに昇降させてステーションＡ₁ に向け、カセットＤ１の所定段から基板Ｗを取り出させて後退させるロボット動作のための取り出し動作用位置データと、処理済み基板Ｗ１を保持した基板保持アーム１１０を所定の位置から旋回させるとともに昇降させてステーションＡ₁ に向け、カセットＤ１の所定段へ該基板Ｗ１を置きに行かせて後退させるロボット動作のための収納動作用位置データとの二つの位置データがそれぞれ取り出し動作用チャンネル８１１ａと収納動作用チャンネル８１１ｂの二つのチャンネルに予め設定されている。
【００８３】
オリフラアライナステーションＢに対する位置データとして、空のアーム１１０を所定位置から旋回、昇降させてステーションＢへ向け、該ステーションへオリフラ位置決め済み基板Ｗを取りに行かせて後退させるロボット動作のための取り出し動作用位置データと、基板Ｗを保持したアーム１１０を所定位置から旋回、昇降させてステーションＢに向け、該ステーションへ基板Ｗを置きに行かせ後退させるロボット動作のための収納動作用位置データとの二つの位置データがそれぞれ取り出し動作用チャンネル８１２ａと収納動作用チャンネル８１２ｂの二つのチャンネルに予め設定されている。
【００８４】
エアロックステーションＣ₂ に対する位置データとして、空のアーム１１０を所定位置から旋回、昇降させてステーションＣ₂ へ向け、該ステーションから処理済み基板Ｗ１を取り出させて後退させるロボット動作のための取り出し動作用位置データと、オリフラ位置決め済み基板Ｗを保持したアーム１１０を所定位置から旋回、昇降させてステーションＣ₂ へ向け、該基板ＷをステーションＣ₂ へ置きに行かせて後退させるロボット動作のための収納動作用位置データとの二つの位置データがそれぞれ取り出し動作用チャンネル８１３ａと収納動作用チャンネル８１３ｂの二つのチャンネルに予め設定されている。
【００８５】
また、図６に示すロボットコントローラ８２は、カセットステーションＡ₂ についての取り出し動作用位置データが予め設定された取り出し動作用チャンネル８２１ａと収納動作用位置データが予め設定された収納動作用チャンネル８２１ｂとの二つのチャンネル、オリフラアライナステーションＢについての取り出し動作用位置データが予め設定された取り出し動作用チャンネル８２２ａと収納動作用位置データが予め設定された収納動作用チャンネル８２２ｂとの二つのチャンネル及びエアロックステーションＣ₁ についての取り出し動作用位置データが予め設定された取り出し動作用チャンネル８２３ａと収納動作用位置データが予め設定された収納動作用チャンネル８２３ｂとの二つのチャンネルを含んでいる。
【００８６】
そしてカセットステーションＡ₂ に対する位置データとして、空の基板保持アーム１１０を所定の位置から旋回させるとともに昇降させてステーションＡ₂ に向け、カセットＤ２の所定段から基板Ｗを取り出させて後退させるロボット動作のための取り出し動作用位置データと、処理済み基板Ｗ１を保持した基板保持アーム１１０を所定の位置から旋回させるとともに昇降させてステーションＡ₂ に向け、カセットＤ２の所定段へ該基板Ｗ１を置きに行かせて後退させるロボット動作のための収納動作用位置データとの二つの位置データがそれぞれ取り出し動作用チャンネル８２１ａと収納動作用チャンネル８２１ｂの二つのチャンネルに予め設定されている。
【００８７】
オリフラアライナステーションＢに対する位置データとして、空のアーム１１０を所定位置から旋回、昇降させてステーションＢへ向け、該ステーションへオリフラ位置決め済み基板Ｗを取りに行かせて後退させるロボット動作のための取り出し動作用位置データと、基板Ｗを保持したアーム１１０を所定位置から旋回、昇降させてステーションＢに向け、該ステーションへ基板Ｗを置きに行かせ後退させるロボット動作のための収納動作用位置データとの二つの位置データがそれぞれ取り出し動作用チャンネル８２２ａと収納動作用チャンネル８２２ｂの二つのチャンネルに予め設定されている。
【００８８】
エアロックステーションＣ₁ に対する位置データとして、空のアーム１１０を所定位置から旋回、昇降させてステーションＣ₁ へ向け、該ステーションから処理済み基板Ｗ１を取り出させて後退させるロボット動作のための取り出し動作用位置データと、オリフラ位置決め済み基板Ｗを保持したアーム１１０を所定位置から旋回、昇降させてステーションＣ₁ へ向け、該基板ＷをステーションＣ₁ へ置きに行かせて後退させるロボット動作のための収納動作用位置データとの二つの位置データがそれぞれ取り出し動作用チャンネル８２３ａと収納動作用チャンネル８２３ｂの二つのチャンネルに予め設定されている。
【００８９】
この各ステーションごとに設定された位置データに基づいて、回転駆動機構１３０が基板保持アーム１１０を旋回停止させ、昇降駆動機構１４０が基板保持アーム１１０を上昇又は下降させ、伸縮駆動機構１２０が基板保持アーム１１０を突出又は後退させる。
【００９０】
ロボットコントローラ８１のカセットステーションＡ₁ 、オリフラアライナステーションＢ、エアロックステーションＣ₂ に対するそれぞれの二つの位置データ、ロボットコントローラ８２のカセットステーションＡ₂ 、オリフラアライナステーションＢ、エアロックステーションＣ₁ に対するそれぞれの二つの位置データは、いずれも取り出し動作用位置データによるステーションからのロボット後退動作距離より収納動作用位置データによるステーションからのロボット後退動作距離が小さくなるように設定されている。これについて図３を参照しながら説明する。
【００９１】
或るステーションに載置された基板Ｗを取り出しに行くときには、先ずアーム１１０がそのステーションへ向けられる。このときの基板Ｗを支持していないアーム１１０の位置は、図３（Ｂ）に示すように、アーム１１０が旋回や昇降によりステーションの一部等の障害物に衝突する恐れのない位置（図中Ｑａ）にある。次いで、アーム１１０が突出して該ステーションにおける基板Ｗの下に入り込み、アーム１１０が上昇せしめられ、基板Ｗを持ち上げ、その状態でアーム１１０が後退する。このときの基板Ｗを支持しているアーム１１０の位置は、該基板が次のアーム１１０の旋回や昇降にあたり障害物に衝突する恐れのない位置（図中Ｑｂ）にある。
【００９２】
基板保持アーム１１０が基板Ｗを支持しているときに、この基板Ｗを或るステーションへ置きに行くときは、先ずアーム１１０がそのステーションへ向けられる。このときの基板Ｗを支持しているアーム１１０の位置は、図３（Ａ）に示すように、該基板がアーム１１０の旋回や昇降によりステーションの一部等の障害物に衝突する恐れのない位置（図中Ｐａ）にある。次いで、アーム１１０が突出して、その後所定距離降ろされ、それにより図示を省略した基板載置面上に基板Ｗが載置され、その後アーム１１０はさらに若干下降したのち、後退する。このときの基板Ｗを支持していないアーム１１０の後退位置は、アーム１１０が次の旋回や昇降にあたりステーションの一部等の障害物に衝突する恐れのない位置（図中Ｐｂ）にある。
【００９３】
このように収納動作用位置データによるステーションからの位置Ｐｂへのロボット後退動作距離は、取り出し動作用位置データによるステーションからの位置Ｑｂへのロボット後退動作距離より小さい。
【００９４】
また、ロボットコントローラ８１は、図５に示すように、ロボット動作指令部ＣＯＮＴからの指示に対応して、二つのチャンネル８１１ａと８１１ｂから一つの位置データを選択し、二つのチャンネル８１２ａと８１２ｂから一つの位置データを選択し、二つのチャンネル８１３ａと８１３ｂから一つの位置データを選択するデータ選択部８１４を含んでいる。
【００９５】
ロボットコントローラ８２は、図６に示すように、ロボット動作指令部ＣＯＮＴからの指示に対応して、二つのチャンネル８２１ａと８２１ｂから一つの位置データを選択し、二つのチャンネル８２２ａと８２２ｂから一つの位置データを選択し、二つのチャンネル８２３ａと８２３ｂから一つの位置データを選択するデータ選択部８２４を含んでいる。
【００９６】
ロボット動作指令部ＣＯＮＴは、それには限定されないがここでは、予め決められた所定の基板搬送ロボット動作のためのルーチンがプログラムされたものであり、
ロボットコントローラ８１に対し、ステーションＡ₁ のカセットＤ１の所定段から基板Ｗを取り出す指示（或いはカセットＤ１の所定段へ処理済み基板Ｗ１を置きに行く指示）、基板ＷをステーションＢへ置きに行く指示（或いはステーションＢからオリフラ位置決め済み基板Ｗを取り出す指示）、ステーションＣ₂ から処理済み基板Ｗ１を取り出す指示（或いはステーションＣ₂ へオリフラ位置決め済み基板Ｗを置きに行く指示）に対応する動作コマンドを、
ロボットコントローラ８２に対し、ステーションＡ₂ のカセットＤ２の所定段から基板Ｗを取り出す指示（或いはカセットＤ２の所定段へ処理済み基板Ｗ１を置きに行く指示）、基板ＷをステーションＢへ置きに行く指示（或いはステーションＢからオリフラ位置決め済み基板Ｗを取り出す指示）、ステーションＣ₁ から処理済み基板Ｗ１を取り出す指示（或いはステーションＣ₁ へオリフラ位置決め済み基板Ｗを置きに行く指示）に対応する動作コマンドを
所定のタイミングで、且つ、一つの指示に基づくロボット動作完了の信号をコントローラ８１、８２から受け取ることでそれぞれ出力できる。
【００９７】
図７にロボット動作指令部ＣＯＮＴの動作ルーチンの概略を示し、図８及び図９にそれぞれロボットコントローラ８１、８２の動作ルーチンの概略を示す。
【００９８】
図７に示すロボット動作指令部ＣＯＮＴの動作ルーチンでは、先ずロボット１００、２００のアーム１１０を所定の原点位置に復帰させた後（ステップＳ０）、ロボット１００、２００へ所定の動作コマンド指令を行う（ステップＳ１）。この指令がロボット１００に対するものであれば（ステップＳ２）、コントローラ８１へ動作コマンドを送出し（ステップＳ３）、ロボット２００に対するものであれば、コントローラ８２へ動作コマンドを送出する（ステップＳ４）。ロボット１００に対する動作コマンド指令の場合、コントローラ８１からロボット動作完了信号の応答が有るまで待機している（ステップＳ５）。このときコントローラ８１が該動作コマンドに従ってロボット１００を動作させる。ロボット２００に対する動作コマンド指令の場合、コントローラ８２からロボット動作完了信号の応答が有るまで待機している（ステップＳ６）。このときコントローラ８２が該動作コマンドに従ってロボット２００を動作させる。コントローラ８１又は８２からロボット動作完了信号の応答が有ると、動作指令の終了か否かを判断し（ステップＳ７）、次の動作指令があるときはステップＳ１へ戻り、次の動作指令がないときは終了する。
【００９９】
次に図８及び図９に示すロボットコントローラ８１、８２の動作ルーチンを説明するが、これらは実質的に同様の動作であり、以下にまとめて説明する。
【０１００】
図８（図９）に示すルーチンでは、先ずロボット動作指命部ＣＯＮＴからの動作コマンドを受け付ける（ステップＳ３１（Ｓ４１））。次にデータ選択部８１４（８２４）にてロボット動作指命部ＣＯＮＴからの動作コマンドに対応して各ステーションについての二つのチャンネルから一つの位置データを選択する。
【０１０１】
すなわち、カセットステーションＡ₁ （Ａ₂ ）に対する動作指令か、オリフラアライナステーションＢ（Ｂ）に対する動作指令か、エアロックステーションＣ₂ （Ｃ₁ ）に対する動作指令かを判断し（ステップＳ３２、Ｓ３３（Ｓ４２、Ｓ４３））、
カセットステーションＡ₁ （Ａ₂ ）に対する動作指令の場合、その指令が取り出し動作か収納動作かを判断し（ステップＳ３２１（Ｓ４２１））、取り出し動作であれば取り出し動作用チャンネル８１１ａ（８２１ａ）（図５（図６）参照）におけるステーションＡ₁ （Ａ₂ ）に対する取り出し動作用位置データを選択し（ステップＳ３２２（Ｓ４２２））、収納動作であれば収納動作用チャンネル８１１ｂ（８２１ｂ）におけるステーションＡ₁ （Ａ₂ ）に対する収納動作用位置データを選択する（ステップＳ３２３（Ｓ４２３））。
【０１０２】
オリフラアライナステーションＢ（Ｂ）に対する動作指令の場合、その指令が取り出し動作か収納動作かを判断し（ステップＳ３３１（Ｓ４３１））、取り出し動作であれば取り出し動作用チャンネル８１２ａ（８２２ａ）におけるステーションＢ（Ｂ）に対する取り出し動作用位置データを選択し（ステップＳ３３２（Ｓ４３２））、収納動作であれば収納動作用チャンネル８１２ｂ（８２２ｂ）におけるステーションＢ（Ｂ）に対する収納動作用位置データを選択する（ステップＳ３３３（Ｓ４３３））。
【０１０３】
エアロックステーションＣ₂ （Ｃ₁ ）に対する動作指令の場合、その指令が取り出し動作か収納動作かを判断し（ステップＳ３４１（Ｓ４４１））、取り出し動作であれば取り出し動作用チャンネル８１３ａ（８２３ａ）におけるステーションＣ₂ （Ｃ₁ ）に対する取り出し動作用位置データを選択し（ステップＳ３４２（Ｓ４４２））、収納動作であれば収納動作用チャンネル８１３ｂ（８２３ｂ）におけるステーションＣ₂ （Ｃ₁ ）に対する収納動作用位置データを選択する（ステップＳ３４３（Ｓ４４３））。
【０１０４】
このように選択した位置データに基づいてロボット１００（２００）を動作させ（ステップＳ３５（Ｓ４５））、ロボット動作指命部ＣＯＮＴへロボット動作完了信号を送出する（ステップＳ３６（Ｓ４６））。
【０１０５】
以上説明したイオン注入装置について、先ず被処理基板へイオン注入を行う全体の動作を説明した後、ロボットコントローラ８１、８２による大気側基板搬送ロボット１００、２００の基板搬送動作について説明する。
【０１０６】
このイオン注入装置によると、被処理基板Ｗへのイオン注入にあたり、カセットＤ１の上から１段目の基板収納部Ｄ１ａに収納されている被処理基板Ｗが、大気側基板搬送ロボット１００により取り出され、オリフラアライナ７３３に搬送された後、オリフラアライナ７３３の基板載置部７３３ａに載置され、ここで基板の向きが位置決め（オリフラ位置決め）される。
【０１０７】
オリフラアライナ７３３にて位置決めされた基板Ｗは、大気側基板搬送ロボット２００により取り出され、エアロック室７２１に搬送された後、エアロック室７２１の基板配置部７２１ａに配置され、ここでエアロック室７２１がターゲット室７内と同程度の気圧まで減圧される。このときカセットＤ１の上から２段目の基板収納部Ｄ１ｂから次の被処理基板Ｗが大気側基板搬送ロボット１００により取り出され、オリフラアライナ７３３に搬送される。
【０１０８】
減圧されたエアロック室７２１内の被処理基板Ｗは、真空側基板搬送ロボット３００によりプラテン７１１に搬送され、プラテン７１１にセットされる。プラテン７１１はイオン注入を行うため、基板Ｗを立ち起こし、定常回転させる。そして、基板Ｗにイオンが注入される。このときオリフラアライナ７３３から次の基板Ｗが大気側基板搬送ロボット２００により取り出され、エアロック室７２１に搬送されるとともに、カセットＤ１の上から３段目の基板収納部Ｄ１ｃからさらに次の被処理基板Ｗが大気側基板搬送ロボット１００により取り出され、オリフラアライナ７３３に搬送される。
【０１０９】
イオン注入されたターゲット室７１内の基板Ｗ１は、真空側基板搬送ロボット３００によりエアロック室７２２の基板配置部７２２ａに運ばれ、ここでエアロック室７２２が大気ベントされる。それと同時的に、エアロック室７２１から次の基板Ｗが、真空側基板搬送ロボット３００によりプラテン７１１にセットされ、イオン注入される。また、このときオリフラアライナ７３３からさらに次の基板Ｗが大気側基板搬送ロボット２００により取り出され、エアロック室７２１に搬送されるとともに、カセットＤ１の上から４段目の基板収納部Ｄ１ｄからさらに次の被処理基板Ｗが大気側基板搬送ロボット１００により取り出され、オリフラアライナ７３３に搬送される。
【０１１０】
エアロック室７２２内の基板Ｗ１は、大気側基板搬送ロボット１００により取り出され、カセットＤ１に搬送された後、カセットＤ１の元の位置、すなわち上から１段目の基板収納部Ｄ１ａに戻される（収納される）。この動作をカセットＤ１の未処理の被処理基板がなくなるまで連続して行い、第１ステージが終了する。第１ステージが終了すると、第２ステージに移行する。
【０１１１】
第２ステージでは、カセットＤ２に収納されている被処理基板ＷがカセットＤ２の基板収納部Ｄ２ａ〜Ｄ２ｄから取り出され、イオン注入された後、イオン注入された基板Ｗ１がカセットＤ２の元の基板収納部Ｄ２ａ〜Ｄ２ｄに戻される（収納される）。この基板搬送動作については、既述のとおり、基板の搬送方向が逆方向である他は、第１ステージの場合と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１１２】
次にコントローラ８１、８２によるロボット１００、２００の基板搬送動作について説明するが、ここでは第１ステージでのロボット１００、２００の基板搬送動作において、カセットＤ１の基板収納部Ｄ１ａに収納されている基板Ｗがイオン注入されて再び元の基板収納部Ｄ１ａに戻るまでについて説明し、その他の基板搬送動作については説明を省略する。
【０１１３】
先ず、ロボット動作指令部ＣＯＮＴからコントローラ８１にカセットＤ１の基板収納部Ｄ１ａにおける被処理基板Ｗを取り出しに行く動作コマンドを送出する（図７のステップＳ３参照）。
【０１１４】
コントローラ８１では、カセットステーションＡ₁ に対する動作指令であることを判断し（図８のステップＳ３２〜Ｓ３３参照）、チャンネル８１１ａとチャンネル８１１ｂの二つのチャンネル（図５参照）からチャンネル８１１ａのカセットステーションＡ₁ に対する取り出し動作用位置データをデータ選択部８１４にて選択する（図８のステップＳ３２２参照）。この位置データに基づいて先ずロボット１００のアーム１１０をそのステーションＡ₁ の方へ向くように旋回、且つ、昇降させ、そのステーションＡ₁ へ向ける。このときのアーム１１０の位置は、アーム１１０が旋回や昇降により障害物Ｇに衝突する恐れのない位置（図３（Ｂ）中Ｑａ）にある。次いで、アーム１１０を突出させステーションＡ₁ における基板Ｗの下に入り込み、アーム１１０を若干上昇させ、基板Ｗを持ち上げ、その状態でアーム１１０を後退させる。このときのアーム１１０の位置は、基板Ｗが次のアーム１１０の旋回や昇降にあたり障害物Ｇに衝突する恐れのない位置（図３（Ｂ）中Ｑｂ）にある。その後ロボット動作完了信号をロボット動作指令部ＣＯＮＴに送る（図８のステップＳ３６参照）。
【０１１５】
次に、ロボット動作指令部ＣＯＮＴからコントローラ８１にオリフラアライナ７３３の基板載置部７３３ａに被処理基板Ｗを置きに行く動作コマンドを送出する。
【０１１６】
コントローラ８１では、オリフラアライナステーションＢに対する動作指令であることを判断し（図８のステップＳ３２〜Ｓ３３参照）、チャンネル８１２ａとチャンネル８１２ｂの二つのチャンネル（図５参照）からチャンネル８１２ｂのオリフラアライナステーションＢに対する収納動作用位置データをデータ選択部８１４にて選択する（図８のステップＳ３３３参照）。この位置データに基づいて先ずアーム１１０をそのオリフラアライナステーションＢの方へ向くようにアーム１１０を旋回、且つ、昇降させ、そのステーションＢへ向ける。このときのアーム１１０の位置は、基板Ｗがアーム１１０の旋回や昇降により障害物Ｇに衝突する恐れのない位置（図３（Ａ）中Ｐａ）にある。次いで、アーム１１０を突出させ、その後所定距離降ろし、それにより基板載置部７３３ａ上に基板Ｗを載置し、その後アーム１１０をさらに若干下降させたのち、後退させる。このときのアーム１１０の位置は、アーム１１０が次のアーム１１０の旋回や昇降にあたり障害物Ｇに衝突する恐れのない位置（図３（Ａ）中Ｐｂ）にある。
【０１１７】
このようにしてオリフラアライナ７３３の基板載置部７３３ａに載置された基板Ｗは、その向きがオリフラ位置決めされる。
【０１１８】
次に、ロボット動作指令部ＣＯＮＴからコントローラ８２にオリフラアライナ７３３の基板載置部７３３ａにおけるオリフラ位置決め済み基板Ｗを取り出しに行く動作コマンドを送出する。
【０１１９】
コントローラ８２では、オリフラアライナステーションＢに対する動作指令であることを判断し（図９のステップＳ４２〜Ｓ４３参照）、チャンネル８２２ａとチャンネル８２２ｂの二つのチャンネル（図６参照）からチャンネル８２２ａのオリフラアライナステーションＢに対する取り出し動作用位置データをデータ選択部８２４にて選択する（図９のステップＳ４３２参照）。この位置データに基づいてロボット２００のアーム１１０でオリフラ位置決め済み基板Ｗを前記の取り出し動作用位置データによる動作と同様にしてステーションＢから取り出し（図３（Ｂ）参照）、ロボット動作完了信号をロボット動作指令部ＣＯＮＴに送る。
【０１２０】
次に、ロボット動作指令部ＣＯＮＴからコントローラ８２にエアロック室７２１の基板配置部７２１ａにオリフラ位置決め済み基板Ｗを置きに行く動作コマンドを送出する。
【０１２１】
コントローラ８２では、エアロックステーションＣ₁ に対する動作指令であることを判断し（図９のステップＳ４２〜Ｓ４３参照）、チャンネル８２３ａとチャンネル８２３ｂの二つのチャンネル（図６参照）からチャンネル８２３ｂのエアロックステーションＣ₁ に対する収納動作用位置データをデータ選択部８２４にて選択する（図９のステップＳ４４３参照）。この位置データに基づいてロボット２００のアーム１１０でオリフラ位置決め済み基板Ｗを前記の収納動作用位置データによる動作と同様にしてステーションＣ₁ に配置し（図３（Ａ）参照）、ロボット動作完了信号をロボット動作指令部ＣＯＮＴに送る。
【０１２２】
そして被処理基板Ｗが真空側基板搬送ロボット３００によりエアロックステーションＣ₁ からプラテン７１１に運ばれてイオン注入された後、エアロックステーションＣ₂ に搬送される。
【０１２３】
次に、ロボット動作指令部ＣＯＮＴからコントローラ８１にエアロック室７２２の基板配置部７２２ａにおける処理済み基板Ｗ１を取り出しに行く動作コマンドを送出する。
【０１２４】
コントローラ８１では、エアロックステーションＣ₂ に対する動作指令であることを判断し（図８のステップＳ３２〜Ｓ３３参照）、チャンネル８１３ａとチャンネル８１３ｂの二つのチャンネル（図５参照）からチャンネル８１３ａのエアロックステーションＣ₂ に対する取り出し動作用位置データをデータ選択部８１４にて選択する（図８のステップＳ３４２参照）。この位置データに基づいてロボット１００のアーム１１０で処理済み基板Ｗ１を前記の取り出し動作用位置データにより動作と同様にしてステーションＣ₂ から取り出し（図３（Ｂ）参照）、ロボット動作完了信号をロボット動作指令部ＣＯＮＴに送る。
【０１２５】
次に、ロボット動作指令部ＣＯＮＴからコントローラ８１にカセットＤ１の基板収納部Ｄ１ａに処理済み基板Ｗ１を置きに行く動作コマンドを送出する。
【０１２６】
コントローラ８１では、カセットステーションＡ₁ に対する動作指令であることを判断し（図８のステップＳ３２〜Ｓ３３参照）、チャンネル８１１ａとチャンネル８１１ｂの二つのチャンネル（図５参照）からチャンネル８１１ｂのカセットステーションＡ₁ に対する収納動作用位置データをデータ選択部８１４にて選択する（図８のステップＳ３２３参照）。この位置データに基づいてロボット１００のアーム１１０で処理済み基板Ｗ１を前記の収納動作用位置データによる動作と同様にしてステーションＡ₁ に収納し（図３（Ａ）参照）、ロボット動作完了信号をロボット動作指令部ＣＯＮＴに送る。
【０１２７】
なお、ここでは説明を省略したが、その他の基板搬送動作についても同様にして行われる。
【０１２８】
本発明に係るロボットコントローラ８１（８２）によると、各取り出し収納ステーションＡ₁ 、Ｂ、Ｃ₂ （Ａ₂ 、Ｂ、Ｃ₁ ）については、該ステーションへ基板を取り出しに行くための取り出し動作用位置データと、該ステーションに基板を置きに行くための収納動作用位置データとの二つの位置データが予め設定されているので、ロボット１００（２００）で該ステーションへ基板を取り出しに行かせるときは該取り出し動作用位置データに基づいて、ロボット１００（２００）で該ステーションに基板を置きに行かせるときは該収納動作用位置データに基づいて、ロボット１００（２００）を動作させることができる。そうすることでロボット１００（２００）が収納動作時に該ステーションに基板を置きに行って後退するとき、そのロボット後退動作距離を取り出し動作時のロボット後退動作距離よりも小さくさせることができ、ロボット１００（２００）の不要な移動距離を少なくできる。これにより基板移動に要する時間を短縮させることができ、ひいてはイオン注入装置の基板処理能力（基板処理スループット）をそれだけ向上させることができる。
【０１２９】
なお、イオン注入装置等に用いられる基板は現在８インチのものが主流であるが、今後このサイズが大きくなることが予想される。本発明に係る基板搬送ロボット動作制御方法及び装置では、イオン注入装置などの基板処理装置に適用する場合、基板サイズが大きくなるに従いロボットで基板を取り出しに行くときと、置きに行くときとのロボット後退動作距離の差をそれだけ大きくして、換言すればロボットの不要な移動距離をそれだけ少なくして基板移動に要する時間を短縮させることで、イオン注入装置等の基板処理能力をそれだけ向上させることができる。
【０１３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、ロボット動作指命部からの指示により、少なくとも二つのステーションに対して、該各ステーションごとに設定された基板搬送ロボット動作のための位置データに基づいて基板搬送ロボットを動作させて基板を搬送させるロボット動作制御方法及び装置であって、ロボットの不要な移動距離を少なくして基板移動に要する時間を短縮させることができ、基板処理装置（例えばイオン注入装置など）に適用する場合に該処理装置の基板処理能力（基板処理スループット）をそれだけ向上させることができる基板搬送ロボット動作制御方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板搬送ロボット動作制御方法を実施する基板搬送ロボット動作制御装置の一例（ロボットコントローラ）を備えたイオン注入装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１に示す大気側基板搬送ロボットの概略構成図であり、図（Ａ）は該ロボットの概略側面図であり、図（Ｂ）は該ロボットの概略平面図である。
【図３】図（Ａ）はステーションへ基板を置きに行くときのアームの状態を示すものであり、図（Ｂ）はステーションに基板を取り出しに行くときのアームの状態を示すものである。
【図４】図１に示す大気側基板搬送ロボット、カセット（カセットステーション）及びオリフラアライナ（オリフラアライナステーション）の斜視図及びロボットに接続されたエンドステーションコントローラの概略ブロック図である。
【図５】ロボットコントローラの概略構成のブロック図である。
【図６】ロボットコントローラの概略構成のブロック図である。
【図７】ロボット動作指令部の動作ルーチンの概略を示すフローチャートである。
【図８】ロボットコントローラの動作ルーチンの概略を示すフローチャートである。
【図９】ロボットコントローラの動作ルーチンの概略を示すフローチャートである。
【図１０】イオン注入装置の一例の概略構成を示す平面図である。
【図１１】図（Ａ）は図１０に示すロボットの概略側面図であり、図（Ｂ）は図１０に示すロボットの概略平面図である。
【図１２】図（Ａ）はステーションへ基板を置きに行くときのアームの状態を示すものであり、図（Ｂ）はステーションへ基板を取り出しに行くときのアームの状態を示すものである。
【図１３】図１０及び図１１に示す大気側基板搬送ロボット及びその周辺部分の拡大図である。
【図１４】図（Ａ）は基板保持用アームの先端部に基板が有る場合での該アームの後退状態を示すものであり、図（Ｂ）は該アームの先端部に基板が無い場合での該アームの後退状態を示すものである。
【符号の説明】
１ イオン源
２ 質量分析器
３ 分析スリット
４ 加速管
５ 四重極レンズ（いわゆるＱレンズ）
６ スキャン装置
７ エンドステーション
７０ エンドステーションコントローラ
７１ ターゲット室
７１１ プラテン
７２１、７２２ エアロック室
７２１ａ、７２２ａ エアロック室７２１、７２２内の基板配置部
７３ 基板搬送室
７３３ オリフラアライナ
７３３ａ オリフラアライナの基板載置部
８１、８２ 基板搬送ロボット動作制御装置
８１１ａ、８１２ａ、８１３ａ 取り出し動作用データ記憶部（チャンネル）
８１１ｂ、８１２ｂ、８１３ｂ 収納動作用データ記憶部（チャンネル）
８２１ａ、８２２ａ、８２３ａ 取り出し動作用データ記憶部（チャンネル）
８２１ｂ、８２２ｂ、８２３ｂ 収納動作用データ記憶部（チャンネル）
８１４、８２４ データ選択部
１００、２００ 大気側基板搬送ロボット
１１０ 基板保持用アーム
１１０ａ 基板保持用アーム１１０の先端部
１２０ 伸縮駆動機構
１２１ 上側アーム
１２２ 下側アーム
１３０ 回転駆動機構
１３０ａ 軸
１４０ 昇降駆動機構
３００ 真空側基板搬送ロボット
１０００ ロボット駆動台
Ａ、Ａ₁ 、Ａ₂ カセットステーション
Ｂ オリフラアライナステーション
Ｃ、Ｃ₁ 、Ｃ₂ エアロックステーション
Ｄ１、Ｄ２ カセット
Ｄ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ１ｃ、Ｄ１ｄ カセットＤ１の基板収納部
Ｄ２ａ、Ｄ２ｂ、Ｄ２ｃ、Ｄ２ｄ カセットＤ２の基板収納部
ＣＬ 軸１３０ａの中心線に直交する水平ライン
ＣＯＮＴ ロボット動作指命部
Ｅ アーム１１０に支持された基板の旋回範囲
Ｆ 基板を支持したアーム１１０の旋回範囲
Ｇ 各ステーションの一部等の障害物
Ｈ アーム１１０が無駄に後退している距離
Ｐ１ アーム１１０が障害物Ｇとの衝突を回避する位置
Ｐａ、Ｑｂ 基板Ｗが障害物に衝突する恐れのない位置
Ｐｂ、Ｑａ アーム１１０が障害物に衝突する恐れのない位置
Ｗ 被処理機板
Ｗ１ 処理済み基板

Claims (2)

1. ロボット動作指命部からの指示により、少なくとも二つのステーションに対して、該各ステーションごとに設定された基板搬送ロボット動作のための位置データに基づいて基板搬送ロボットを動作させて基板を搬送させる基板搬送ロボット動作制御方法であり、
   前記基板搬送ロボットとして、少なくとも基板保持用アーム及び該アームを突出後退させる伸縮駆動機構を含むロボットを採用し、
   該基板搬送ロボットで基板を取り出しに行くことと基板を置きに行くことの双方を行う各取り出し収納ステーションについて、前記位置データとして、該ステーションへ基板を取り出しに行くための取り出し動作用位置データと、該ステーションに基板を置きに行くための収納動作用位置データとの二つの位置データを予め設定しておき、且つ、該取り出し動作用位置データによるステーションからの前記ロボットの基板保持用アームの伸縮駆動機構による後退動作距離より該収納動作用位置データによるステーションからの該基板保持用アームの伸縮駆動機構による後退動作距離が小さくなるように該二つの位置データを設定しておき、 該取り出し動作用位置データによるステーションからの基板保持用アームの後退動作距離は該後退動作の後のロボット動作において該アームに保持された基板が障害物に衝突しない距離とし、
   該収納動作用位置データによるステーションからの基板保持用アームの後退動作距離は該後退動作の後のロボット動作において該基板保持用アームが障害物に衝突しない距離とし、
   前記ロボット動作指命部からの指示が、該ステーションへ基板を取り出しに行くものであるときには前記取り出し動作用位置データを、該ステーションに基板を置きに行くものであるときには前記収納動作用位置データを選択して、該選択した位置データに基づいて基板搬送ロボットを動作させて基板搬送することを特徴とする基板搬送ロボット動作制御方法。
2. ロボット動作指命部からの指示により、少なくとも二つのステーションに対して、該各ステーションごとに設定された、少なくとも基板保持用アーム及び該アームを突出後退させる伸縮駆動機構を含む基板搬送ロボット動作のための位置データに基づいて基板搬送ロボットを動作させて基板を搬送させる基板搬送ロボット動作制御装置であり、
   前記ロボットで基板を取り出しに行くことと基板を置きに行くことの双方を行う各取り出し収納ステーションについての該ステーションへ基板を取り出しに行くための取り出し動作用位置データが予め設定された取り出し動作用データ記憶部と該ステーションに基板を置きに行くための収納動作用位置データが予め設定された収納動作用データ記憶部との二つのデータ記憶部と、
   前記ロボット動作指命部からいずれかの取り出し収納ステーションに対し基板搬送すべき旨の指示があると該ステーションについての前記二つのデータ記憶部から該指示に対応して一つの位置データを選択するデータ選択部とを含んでおり、
   前記取り出し動作用位置データ及び収納動作用位置データは、該取り出し動作用位置データによるステーションからの前記ロボットの基板保持用アームの伸縮駆動機構による後退動作距離より該収納動作用位置データによるステーションからの該基板保持用アームの伸縮駆動機構による後退動作距離が小さくなるように設定してあり、
   該取り出し動作用位置データによるステーションからの基板保持用アームの後退動作距離は該後退動作の後のロボット動作において該アームに保持された基板が障害物に衝突しない距離であり、
   該収納動作用位置データによるステーションからの基板保持用アームの後退動作距離は該後退動作の後のロボット動作において該基板保持用アームが障害物に衝突しない距離であり、
   前記ロボット動作指命部からの指示が、該取り出し収納ステーションへ基板を取り出しに行くものであるときには前記取り出し動作用データ記憶部の位置データを、該ステーションに基板を置きに行くものであるときには前記収納動作用データ記憶部の位置データを前記データ選択部にて選択して、該選択された位置データに基づいて基板搬送ロボットを動作させて基板搬送することを特徴とする基板搬送ロボット動作制御装置。

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