JP5005428B2 - 基板搬送方法、及び基板搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板搬送方法、及び基板搬送装置に関する。

半導体装置や液晶ディスプレイを製造する製造装置においては、生産性の向上を図るために、複数のプロセスチャンバを一つのコアチャンバに連結させるシステム、いわゆるクラスター形式のシステムを広く採用している。

複数のプロセスチャンバと連結するコアチャンバは、一般的に、複数のプロセスチャンバの各々を各側面に連結させる正多角柱状に形成されて、ウェハを搬送するための搬送ロボットをその内部に搭載する。搬送ロボットは、コアチャンバの中心軸上に配設されて、全てのプロセスチャンバにウェハを搬送させる。搬送ロボットは、ウェハを支持するためのハンドを有し、そのハンドをコアチャンバの外接円の周方向と径方向とに移動させる。ロードロックチャンバに収容されるウェハは、搬送ロボットのハンドに支持されて、ハンドの平面運動によってプロセスチャンバに搬送される。

クラスターシステムにおいては、各プロセスチャンバの処理状態に高い再現性を与えるために、各プロセスチャンバに対して正確なウェハ搬送を繰り返させることが重要である。搬送ロボットとしては、この搬送精度の向上を図るために、ウェハの搬送過程においてウェハの位置を検出し、その検出結果に基づいて、ウェハの搬送状態を補正する技術が必要とされる。半導体装置の製造装置においては、従来から、こうした搬送過程のウェハの中心を検出し、ウェハの搬送精度を向上させる提案がなされている。

特許文献１は、複数のセンサ（例えば、３個のセンサ）からなるセンサアレイをコアチャンバに搭載し、複数のセンサの各々がＲ方向を横切る方向に沿って取り付けられる。そして、センサアレイの各センサは、Ｒ方向に移動するウェハの端面によってトリガーされて、このセンサトリガー点に関係するウェハの位置を出力する。搬送ロボットは、各センサアレイが出力する３つの出力信号に応答して目標点に対するウェハ中心の相対位置を演算し、搬送ロボットを介してウェハの中心を目標点まで移動させる。これによれば、ウェハの出し入れ動作を利用してウェハの位置を検出させるため、搬送ロボットの動きを止めることなく、ウェハの位置情報を正確に得ることができる。

特許文献２においては、センサアレイの各センサがそれぞれ周方向を横切る方向に沿って取り付けられる。そして、センサアレイの各センサは、それぞれ周方向に移動するウェハの端面によってトリガーされて、このセンサトリガー点に関係するウェハの位置を出力する。これによれば、ウェハの出し入れ動作を別途実行させることなく、センサアレイにウェハの端面を検出させることができ、ウェハの位置情報を、より簡便な方法で得ることができる。
特公平７−２７９５３号公報 特開平６−２２４２８４号公報

上記特許文献１及び２は、いずれも一つのウェハの中心位置を一つのセンサアレイを用いて演算するため、ウェハの搬送精度を向上させるためには、センサアレイの数量を増加させなければならない。この結果、上記特許文献１及び２では、製造装置の部材点数を著しく多くさせて装置構成の複雑化と高コスト化を招く問題がある。

本願発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、センサの数量を増加させることなく、基板の搬送精度を向上させた基板搬送方法、及び基板搬送装置を提供するものである。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の基板搬送方法では、円盤状の基板を支持するハンドを有し、前記ハンドの上面に形成されて前記基板を収容する円状のポケットにおける中心であるハンド点を複数の所定の経路に沿って目標点に移動させる搬送ロボットを用い、前記所定の経路に沿って基板を搬送する基板搬送方法であって、前記経路毎に１つのセンサが設けられ、前記センサが、該センサが設けられた経路を挟んで互いに向かい合う投光部と検出部とからなり、前記センサを用い、前記投光部が前記検出部に向けて投光した光の一部が前記ハンドの移動にともなって前記経路上の基板によって遮られる際に、前記検出部が検出する前記ハンドの移動に応じた互いに異なる複数の光量の各々に、同ハンドの移動に応じた互いに異なる基板の位置を関連付ける位置データを参照し、前記検出部の検出結果が前記複数の光量の各々になるごとに、該光量に対応する前記基板の中心と、前記ハンド点との差に応じて前記目標点の位置を補正することを要旨とする。

請求項１に記載の基板搬送方法によれば、搬送過程にある基板が、投光部の投光した光に侵入あるいは退出して、検出部の検出する光量を変動させるとき、検出部による光量の検出結果が互いに異なる所定の光量になるごとに、該光量に対応する基板の中心とハンド点との差に応じて、目標点を補正することができる。したがって、位置データに規定される光量の数分だけ、１つの光から複数の基板の位置を検出させることができる。よって、センサの数量を増加させることなく、基板の搬送精度を向上させることができる。

請求項２に記載の基板搬送方法では、請求項１に記載の基板搬送方法であって、前記投光部が前記検出部に向けて投光する光は、前記基板の面方向に沿う断面が円形であることを要旨とする。
請求項２に記載の基板搬送方法によれば、投光部が検出部に向けて投光する光に対する経路の方向が異なる場合であっても、各光において共通の光量を用いることができる。したがって、基板搬送方法の適用範囲を拡張させることができる。

請求項３に記載の基板搬送方法では、請求項１又は２に記載の基板搬送方法であって、互いに異なる複数の経路上で前記基板を搬送し、前記投光部が投光する光の領域は、複数の異なる経路の交点に形成され、前記位置データは、前記光量を前記経路ごとに関連付けることを要旨とする。

請求項３に記載の基板搬送方法によれば、互いに異なる複数の経路上を搬送される基板に対して、共通の投光部から投光される光を用いることができる。したがって、センサの数量を増加させることなく、基板の搬送精度を、さらに向上させることができる。

請求項４に記載の基板搬送装置では、円盤状の基板を支持するハンドを有し、前記ハンドの上面に形成されて前記基板を収容する円状のポケットにおける中心であるハンド点を複数の所定の経路に沿って目標点に移動させるとともに、前記所定の経路に沿って基板を搬送する搬送ロボットと、前記経路毎に１つのセンサが設けられ、前記センサが、該センサが設けられた経路を挟んで互いに向かい合う投光部と検出部とからなり、前記検出部の検出結果を受けて前記搬送ロボットを駆動制御する制御手段と、備え、前記制御手段は、前記検出部が検出する互いに異なる複数の光量の各々に、互いに異なる基板の位置を関連付ける位置データを記憶する記憶部を有し、前記投光部が前記検出部に向けて投光した光の一部が前記ハンドの移動にともなって前記経路上の基板によって遮られる際に、前記位置データを参照し、前記検出部の検出結果が前記ハンドの移動に応じて前記複数の光量の各々になるごとに、該光量に対応する前記ハンドの移動に応じた前記基板の中心と、前記ハンド点の位置との差に応じて前記目標点の位置を補正することを要旨とする。

請求項４に記載の基板搬送装置によれば、搬送過程にある基板が、投光部の投光した光に侵入あるいは退出して、検出部の検出する光量を変動させるとき、制御手段は、光量に対応する基板の中心とハンド点との差に応じて、目標点を補正する。したがって、基板搬送装置は、位置データに規定される光量の数分だけ、１つの投光から複数の基板の位置を検出させることができる。よって、センサの数量を増加させることなく、基板の搬送精度を向上させることができる。

請求項５に記載の基板搬送装置では、請求項４に記載の基板搬送装置であって、中心に貫通孔を有する教示用基板を備え、前記制御手段は、前記搬送ロボットを駆動して前記教示用基板の直進運動と旋回とを繰り返させ、前記貫通孔を介した光を前記検出部が検出するときの前記搬送ロボットの位置を前記光の位置として取り扱うこと要旨とする。

請求項５に記載の発明によれば、教示用基板の有する貫通孔を介した光を検出部が検出するときの搬送ロボットの位置を光の位置として取り扱うことができる。したがって、検出部の検出結果に基づく基板の位置をハンドの基準位置に関連付けることができ、ひいては、より高い精度の下で基板を目標点に搬送させることができる。

上記したように、本発明によれば、センサの数量を増加させることなく、基板の搬送精度を向上させた基板搬送方法、及び基板搬送装置を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態について以下に説明する。まず、基板搬送装置としての半導体装置の製造装置１０について説明する。図１は、鉛直方向から見た製造装置１０を模式的に示す平面図である。図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ搬送ロボットのハンドを示す平面図及び側断面図である。図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれセンサ２０を示す平面図及び側断面図である。

図１において、製造装置１０は、クラスター形式のシステムであって、コアチャンバ１１と、コアチャンバ１１に連結された一対のロードロックチャンバ（以下単に、ＬＬチャンバ）１２と、コアチャンバ１１に連結された６つのプロセスチャンバ１３とを有する。

コアチャンバ１１は、正八角柱状に形成された有底筒状のチャンバ本体１１ａを有し、チャンバ本体１１ａの内部には、チャンバ本体１１ａの搬送中心Ｃを中心とする正八角柱状の内部空間（以下単に、搬送室１１ｓという。）が形成されている。チャンバ本体１１ａは、図示しないチャンバリッドに覆われて搬送室１１ｓの真空状態を維持する。

各ＬＬチャンバ１２は、それぞれ真空状態を維持可能な内部空間（以下単に、収容室１２ｓという。）を有する。各収容室１２ｓは、それぞれ複数の基板Ｓを収容可能なカセット１２ｃを有し、カセット１２ｃの各スロットには、それぞれ複数の基板Ｓが収容されている。基板Ｓとしては、例えばシリコンウェハやセラミック基板などの円形の基板であって、その直径が既知である基板を用いることができる。各ＬＬチャンバ１２は、それぞれ搬送室１１ｓと収容室１２ｓとの間を解除可能に連通させて搬送室１１ｓへの基板Ｓの搬出と搬入を許容する。

各プロセスチャンバ１３は、それぞれ真空状態を維持可能な内部空間（以下単に、処理室１３ｓという。）を有する。各プロセスチャンバ１３は、それぞれ処理室１３ｓに図示しない基板ステージを有し、基板ステージに載置された状態の基板Ｓに対して、洗浄処理、成膜処理、熱処理などの各種の処理を施す。各プロセスチャンバ１３は、それぞれ搬送室１１ｓと処理室１３ｓとの間を解除可能に連通させて基板Ｓの搬入を許容し、所定の処理を施した後に搬送室１１ｓへの搬出を許容する。

各収容室１２ｓ及び各処理室１３ｓには、それぞれ搬送点Ｐが規定されている。各搬送点Ｐは、それぞれ基板Ｓの中心（以下単に、基板中心という。）を配置させるための目標点である。各搬送点Ｐは、それぞれ搬送中心Ｃを原点にする極座標（円座標）系の点であって、共通する二次元平面（以下単に、「搬送面」という。）上に規定される。各プロセスチャンバ１３は、それぞれ基板Ｓの中心が対応する搬送点Ｐに配置されることによって、高い再現性の下で所定の処理動作を実行することができる。

搬送室１１ｓの略中央には、基板Ｓを搬送するための搬送ロボット１５が搭載されている。搬送ロボット１５は、Ｒ−θロボットであって、鉛直方向に延びる旋回軸Ａと、旋回軸Ａを中心にして旋回して旋回軸Ａの径方向Ｒに直進運動するアーム１６と、アーム１６に連結されるハンド１７とを有する。

アーム１６は、旋回軸Ａを介して一対のモータ（以下単に、モータＭ１，Ｍ２という。）の出力軸に駆動連結されている。アーム１６は、各モータＭ１，Ｍ２がそれぞれ同方向に回転するとき、搬送中心Ｃを原点とする円座標に従って旋回軸Ａの径方向Ｒに沿ってハンド１７を直進運動させる。また、アーム１６は、各モータＭ１，Ｍ２が逆方向に回転するとき、搬送中心Ｃを原点とする円座標に従って旋回軸Ａの旋回方向θにハンド１７を旋回させる。なお、径方向Ｒとは、旋回軸Ａの径に沿う往復方向であり、旋回方向θとは、旋回軸Ａの周に沿う往復方向である。

図２において、ハンド１７は、径方向Ｒに延びるホーク状に形成されて、その上面１７ａには、上面１７ａから突出する略円弧状の４つのガイド部１７ｂが形成されている。各ガイド部１７ｂは、鉛直方向から見て同一円上に形成されて、上面１７ａに支持される基板Ｓの端面を所定の領域に案内し、基板Ｓの位置ずれを抑える。

ここで、各ガイド部１７ｂによって描かれる同心円の中心を、基準位置としてのハンド点１７Ｐという。また、各ガイド部１７ｂによって囲まれる上面１７ａの領域を、ポケットという。ハンド１７は、このポケット内に基板Ｓを収容し、基板中心をハンド点１７Ｐに配置するとき、ハンド１７に対する基板Ｓの相対位置を安定させて、搬送過程における基板Ｓの位置ずれを抑える。

ハンド１７の上面１７ａであって、ポケットの搬送中心Ｃ側には、ハンド１７を鉛直方向に貫通する円弧状の切欠部１８が形成されている。切欠部１８は、ポケットが基板Ｓを支持するとき、基板Ｓの端面を鉛直方向から視認可能にする。これによって、ハンド１７は、基板Ｓの端面のうち、径方向Ｒ及び旋回方向θに対応する各領域を全て露出する。

搬送ロボット１５には、図２に示す教示用基板ＣＳを用いて、上記搬送中心Ｃ及び各搬送点Ｐが教示されている。教示用基板ＣＳは、その中心に所定の内径（例えば、１ｍｍ）からなる貫通孔ＣＨを有し、ハンド１７に支持されるとき、その貫通孔ＣＨをハンド点１７Ｐに対応させて、仮想的に規定されるハンド点１７Ｐの位置を物理的に規定する。

搬送ロボット１５は、教示用基板ＣＳを支持する状態でハンド１７を径方向Ｒ及び旋回方向θに移動させて、貫通孔ＣＨを教示部Ｔの直上に移動させる。教示部Ｔとしては、搬送中心Ｃを一義的に規定するコアチャンバ１１の凸部や凹部、あるいは、搬送点Ｐ上の凸部や凹部を用いることができる。そして、搬送ロボット１５は、貫通孔ＣＨが教示部Ｔの直上にあるとき、すなわち、ハンド点１７Ｐが搬送中心Ｃに対応付けられるとき、各モータＭ１，Ｍ２のステップ数がアーム１６の姿勢として記憶され、これによって、搬送中心Ｃ、すなわち極座標の原点が教示される。また、搬送ロボット１５は、ハンド点１７Ｐが搬送点Ｐと一致するとき、各モータＭ１，Ｍ２のステップ数がアーム１６の姿勢として記憶され、これによって、搬送点Ｐの位置が教示される。

これら搬送中心Ｃ及び搬送点Ｐの教示によって、搬送ロボット１５は、ハンド点１７Ｐを円座標系の各目標点に搬送させることができる。そして、搬送ロボット１５は、基板中心がハンド点１７Ｐであるとき、あるいは、基板中心がハンド点１７Ｐとして補正されるとき、基板中心を高い精度の下で目標点上に配置させることができる。

図３においては、基板Ｓの搬出元の搬送点Ｐを、始点ＰＡとし、搬入先の搬送点Ｐを、終点ＰＢという。また、ハンド１７が最も搬送中心Ｃの近くに引き込まれるときのハンド点１７Ｐを、引込点ＰＣという。また、始点ＰＡと引込点ＰＣを結ぶ直線、あるいは終点ＰＢと引込点ＰＣを結ぶ直線を、経路ＲＴという。

搬送ロボット１５は、基板Ｓを始点ＰＡ上から終点ＰＢ上まで搬送するとき、まず、始点ＰＡを含む経路ＲＴに沿って、ハンド点１７Ｐを始点ＰＡから引込点ＰＣまで搬送する。次いで、搬送ロボット１５は、基板Ｓを所定の旋回角で旋回させた後、終点ＰＢを含む経路ＲＴに沿って、ハンド点１７Ｐを引込点ＰＣから終点ＰＢまで搬送する。

各経路ＲＴ上には、それぞれ基板Ｓの位置ずれを補正するための１つのセンサ２０が配設されている。各センサ２０は、それぞれ光学式のセンサであって、搬送面を挟む上下一対の投光部２０Ａと検出部２０Ｂとによって構成されている。投光部２０Ａと検出部２０Ｂは、それぞれハンド点１７Ｐが引込点ＰＣに搬送されるとき、鉛直方向から見て、そのハンド１７の径方向Ｒの外側に配置されている。投光部２０Ａは、搬送面の上方に配置されて鉛直方向下側に向かってレーザＬを出射し、搬送面上に検出領域としての円形のスポット２０Ｐを形成する。検出部２０Ｂは、投光部２０Ａの鉛直方向下側に配設されて、上方から透過するレーザＬを受光し、その光量を検出値として出力する。

ここで、投光部２０Ａが投光するレーザＬのなかで、検出部２０Ｂにまで透過するレーザＬを、透過レーザＬｔという。また、検出部２０Ｂの検出値のなかで、投光部２０Ａからの全てのレーザＬが透過レーザＬｔになるときの値を、基準光量という。また、検出部２０Ｂの検出値のなかで、投光部２０Ａからの全てのレーザＬが遮光されるときの値を、零光量という。さらに、検出部２０Ｂの検出値のなかで、基準光量の８０％を、「第１閾値」とし、基準光量の２０％を、「第２閾値」という。

搬送ロボット１５には、各スポット２０Ｐの中心が教示されている。搬送ロボット１５は、教示用基板ＣＳを支持する状態で、ハンド１７をスポット２０Ｐの近傍まで搬送させて、その後、ハンド１７に所定の旋回角の旋回と、所定の距離の直進運動とを交互に繰り返させる。そして、搬送ロボット１５は、投光部２０ＡからのレーザＬが貫通孔ＣＨを介して検出部２０Ｂに検出されるとき、すなわちセンサ２０が基準光量を出力するとき、各モータＭ１，Ｍ２のステップ数がアーム１６の姿勢として記憶され、これによって、対応するスポット２０Ｐの中心が教示される。

センサ２０は、ハンド点１７Ｐが引込点ＰＣにあるとき、基準光量を検出値として出力する。センサ２０は、この状態からハンド点１７Ｐが経路ＲＴに沿って搬送されて、基板Ｓの外縁がスポット２０Ｐの領域に侵入するとき、図３（ｂ）の実線で示すように、レーザＬの一部が遮られて基準光量よりも低い検出値を出力する。センサ２０は、基板Ｓがスポット２０Ｐを完全に覆うとき、レーザＬの全体が遮られて、零光量を検出値として出力する。また、センサ２０は、この状態からハンド点１７Ｐが経路ＲＴに沿ってさらに搬送されて、基板Ｓの外縁がスポット２０Ｐの領域から離脱し始めるとき、図３（ｂ）の右側の二点鎖線で示すように、レーザＬの一部が透過されて、零光量よりも高い検出値を出力する。センサ２０は、基板Ｓの外縁がスポット２０Ｐから完全に離間するとき、レーザＬの全体が透過されて、基準光量を検出値として出力する。

図４は、基板Ｓの搬送過程を示す平面図であって、基板Ｓの外縁がスポット２０Ｐに侵入する状態を模式的に示す図である。図４は、スポット２０Ｐの領域であって、基板Ｓによって遮られていない領域、すなわち透過レーザＬｔの領域にグラデーションを付して示す。

図４においては、基板Ｓの外縁と経路ＲＴとの交点を、被検出点Ｓｒとし、基板Ｓの半径を半径ＲＳという。また、スポット２０Ｐの中心を、スポット中心２０Ｃとし、スポット中心２０Ｃと搬送中心Ｃとの間の距離を、スポット距離Ｒ０という。さらに、センサ２０の検出値が「第１閾値」になるときの被検出点Ｓｒの位置を、第１検出位置ＲＰ１という。また、センサ２０の検出値が「第２閾値」になるときの被検出点Ｓｒの位置を、第２検出位置ＲＰ２という。

なお、第１検出位置ＲＰ１とスポット中心２０Ｃとの間の距離（以下単に、第１距離Ｒ１という。）は、「第１閾値」によって一義的に規定される距離であり、第１検出位置ＲＰ１は、スポット中心２０Ｃの教示と第１距離Ｒ１とによって一義的に規定される位置である。

また、第２検出位置ＲＰ２とスポット中心２０Ｃとの間の距離（以下単に、第２距離Ｒ２という。）は、「第２閾値」によって一義的に規定される距離であり、第２検出位置ＲＰ２は、スポット中心２０Ｃの教示と第２距離Ｒ２とによって一義的に規定される位置である。

図４において、センサ２０の検出値が「第１閾値」になるとき、基板Ｓの被検出点Ｓｒは、第１検出位置ＲＰ１に到達する。第１検出位置ＲＰ１に位置する被検出点Ｓｒは、対応する基板中心Ｓａを、経路ＲＴ上であって、かつ、搬送中心ＣからＲ０−Ｒ１−ＲＳだけ離間させる。すなわち、第１検出位置ＲＰ１に位置する被検出点Ｓｒは、対応する基板中心Ｓａの位置を、既知のスポット距離Ｒ０、第１距離Ｒ１、及び半径ＲＳを用いて検出可能にする。

搬送ロボット１５は、センサ２０の検出値が「第１閾値」になるたびに、上記に基づいて基板中心Ｓａの位置を検出する。そして、搬送ロボット１５は、ハンド点１７Ｐに対する基板中心Ｓａの変位分を目標点に合成し、目標点の座標を、その時の基板中心Ｓａに基づいて補正する。

また、センサ２０の検出値が「第２閾値」になるとき、基板Ｓの被検出点Ｓｒは、第２検出位置ＲＰ２に到達する。第２検出位置ＲＰ２に位置する被検出点Ｓｒは、対応する基板中心Ｓａの位置を、経路ＲＴ上であって、かつ、搬送中心ＣからＲ０＋Ｒ２−ＲＳだけ離間させる。すなわち、第２検出位置ＲＰ２に位置する被検出点Ｓｒは、対応する基板中心Ｓａの位置を、既知のスポット距離Ｒ０、第２距離Ｒ２、及び半径ＲＳを用いて検出可能にする。

搬送ロボット１５は、センサ２０の検出値が「第２閾値」になるたびに、上記に基づいて基板中心Ｓａの位置を検出する。そして、搬送ロボット１５は、ハンド点１７Ｐに対する基板中心Ｓａの変位分を目標点に合成し、目標点の座標を、その時の基板中心Ｓａに基づいて補正する。

したがって、搬送ロボット１５は、基板Ｓを経路ＲＴに沿って搬送するとき、スポット２０Ｐへの被検出点Ｓｒの侵入と退出の各々において、センサ２０の検出値を「第１閾値」と「第２閾値」にする。そして、搬送ロボット１５は、１つのスポット２０Ｐを用いて
基板中心Ｓａを４回にわたり検出し、目標点の座標を、その時の基板中心Ｓａに基づいて補正する。

次に、製造装置１０の電気的構成について以下に説明する。図５は、製造装置１０の電気的構成を示す電気ブロック回路図である。
図５において、制御手段を構成する制御装置３０は、製造装置１０に各種の処理動作、例えば、基板Ｓの搬送処理や基板Ｓの成膜処理などを実行させるものである。制御装置３０は、各種の制御信号を受信するための内部Ｉ／Ｆ３１と、各種の演算処理を実行するための制御部３２を有する。また、制御装置３０は、各種のデータや各種の制御プログラムを格納するための記憶部３３と、各種の信号を出力するための外部Ｉ／Ｆ３４を有する。

記憶部３３は、センサ２０の検出値に基づく基板Ｓの位置補正と、基板Ｓの搬送処理を実行するための搬送プログラムＴＰを格納する。また、記憶部３３は、各点の座標に関する位置データＩＰと、経路ＲＴに関する経路データＩＲを格納する。

位置データＩＰは、搬送ロボット１５の教示によって得られる各搬送点Ｐの座標や各スポット中心２０Ｃの座標に関するデータである。また、位置データＩＰは、第１検出位置ＲＰ１の座標と第２検出位置ＲＰ２の座標に関するデータであって、第１検出位置ＲＰ１と「第１閾値」とを関連付け、第２検出位置ＲＰ２と「第２閾値」とを関連付けるデータである。

経路データＩＲは、ハンド１７を旋回させてハンド点１７Ｐを移動し、選択される搬送点Ｐと搬送中心Ｃとを結ぶ経路ＲＴ上にハンド点１７Ｐを配置させるためのデータである。また、経路データＩＲは、ハンド１７を直線運動させて、選択される搬送点Ｐと搬送中心Ｃとを結ぶ経路ＲＴに沿ってハンド点１７Ｐを移動させるためのデータである。

制御部３２は、搬送プログラムＴＰに従って基板Ｓの搬送処理を実行する。すなわち、制御部３２は、図３に示すように、始点ＰＡ上の基板Ｓを終点ＰＢ上まで搬送させるとき、まず、始点ＰＡと引込点ＰＣとを結ぶ経路ＲＴに沿って、ハンド点１７Ｐを引込点ＰＣまで移動させるための制御信号を出力する。次いで、制御部３２は、終点ＰＢと引込点ＰＣとを結ぶ経路ＲＴ上にハンド点１７Ｐを配置させるための制御信号を出力する。そして、制御部３２は、終点ＰＢと引込点ＰＣとを結ぶ経路ＲＴに沿って、ハンド点１７Ｐを終点ＰＢまで移動させるための制御信号を出力する。

制御装置３０には、内部Ｉ／Ｆ３１を介して、入出力部３５が接続されている。入出力部３５は、起動スイッチや停止スイッチなどの各種の操作スイッチを有し、製造装置１０が各種の処理動作に利用するためのデータを制御装置３０に入力する。例えば、入出力部３５は、基板Ｓの半径ＲＳ、基板Ｓの枚数、基板Ｓごとに規定される始点ＰＡ及び終点ＰＢなど、基板Ｓの搬送条件に関するデータを制御装置３０に入力する。また、入出力部３５は、液晶ディスプレイなどの表示部を有し、制御装置３０が実行する搬送処理の処理状態を表示する。制御装置３０は、入出力部３５から入力される各種のデータを受信し、入力されるデータに対応した搬送条件の下で基板Ｓの搬送処理を実行させる。

制御装置３０には、外部Ｉ／Ｆ３４を介して、センサ駆動回路３６と、一対のモータ駆動回路３７，３８が接続されている。
制御装置３０は、センサ駆動回路３６に対応する駆動制御信号をセンサ駆動回路３６に出力する。センサ駆動回路３６は、制御装置３０からの駆動制御信号に応答して各センサ２０を駆動し、各センサ２０の投光部２０ＡからレーザＬを出射させる。また、センサ駆動回路３６は、各センサ２０の検出部２０Ｂが検出する検出値を、それぞれ制御装置３０に入力する。制御部３２は、センサ駆動回路３６を介して各センサ２０からの検出結果を
受け、位置データＩＰを参照して各検出値が「第１閾値」になったか否か、あるいは、各検出値が「第２閾値」になったか否かを判断する。

制御装置３０は、各モータ駆動回路３７，３８に対応する駆動制御信号をそれぞれモータ駆動回路３７，３８に出力する。各モータ駆動回路３７，３８には、それぞれ対応するモータＭ１，Ｍ２と、対応するエンコーダＥ１，Ｅ２が接続されている。各モータ駆動回路３７，３８は、それぞれ制御装置３０からの駆動制御信号に応答して対応するモータＭ１，Ｍ２を正転または逆転させて、対応するエンコーダＥ１，Ｅ２からの検出信号に基づいてハンド点１７Ｐの移動量及び移動方向を演算する。

制御装置３０は、センサ２０の検出値が「第１閾値」になるとき、各モータ駆動回路３７，３８を介して、対応する経路ＲＴ上のハンド点１７Ｐの座標を演算する。また、制御装置３０は、センサ２０の検出値が「第１閾値」になるとき、位置データＩＰと経路データＩＲを参照し、該「第１閾値」に関連付けられる第１検出位置ＲＰ１の座標を用い、基板中心Ｓａの座標を演算する。そして、制御装置３０は、ハンド点１７Ｐから見た基板中心Ｓａの変位を演算し、この変位を目標点の座標に合成して、補正された目標点を得る。

制御装置３０は、センサ２０の検出値が「第２閾値」になるとき、各モータ駆動回路３７，３８を介して、対応する経路ＲＴ上のハンド点１７Ｐの座標を演算する。また、制御装置３０は、センサ２０の検出値が「第２閾値」になるとき、位置データＩＰと経路データＩＲを参照し、該「第２閾値」に関連付けられる第２検出位置ＲＰ２の座標を用い、基板中心Ｓａの座標を演算する。そして、制御装置３０は、ハンド点１７Ｐから見た基板中心Ｓａの変位を演算し、この変位を目標点の座標に合成して、補正された目標点を得る。

これによって、制御装置３０は、基板Ｓが目標点上に到達する前に、１つのセンサ２０を用いて基板中心Ｓａの位置を複数回にわたり検出し、目標点を複数回にわたって補正させることができる。

次に、上記半導体装置の製造装置１０を用いた基板Ｓの搬送方法について以下に説明する。
半導体装置の製造装置１０には、まず、ＬＬチャンバ１２のカセット１２ｃに基板Ｓがセットされる。このとき、基板Ｓは、基板中心ＳａがＬＬチャンバ１２の搬送点Ｐに厳密に位置決めされておらず、基板中心ＳａがＬＬチャンバ１２の搬送点Ｐから径方向Ｒに位置ずれをした状態にある。

次いで、制御装置３０には、入出力部３５を介して基板Ｓの搬送条件に関するデータが入力され、基板処理を開始させるための操作信号が入力される。制御装置３０は、基板処理を開始させるための操作信号を受けて、記憶部３３から搬送プログラムＴＰを読み出し、搬送プログラムＴＰに従って基板Ｓの搬送処理を開始する。

制御装置３０は、基板Ｓの搬送処理に際し、ＬＬチャンバ１２の搬送点Ｐ（始点ＰＡ）上の基板Ｓをプロセスチャンバ１３の搬送点Ｐ（終点ＰＢ）上に搬送させる。すなわち、制御装置３０は、モータ駆動回路３７，３８を介し、ハンド点１７Ｐを、始点ＰＡと引込点ＰＣとを結ぶ経路ＲＴに沿って直進運動させる。続いて、制御装置３０は、モータ駆動回路３７，３８を介し、ハンド点１７Ｐを旋回させて、引込点ＰＣと終点ＰＢとを結ぶ経路ＲＴ上に配置させる。そして、制御装置３０は、モータ駆動回路３７，３８を介し、ハンド点１７Ｐを、引込点ＰＣと終点ＰＢとを結ぶ経路ＲＴに沿って直進運動させる。

この間、制御装置３０は、センサ駆動回路３６を介して各センサ２０からの検出結果を受け、位置データＩＰを参照して各検出値が「第１閾値」になったか否か、あるいは、各
検出値が「第２閾値」になったか否かを判断する。

そして、制御装置３０は、センサ２０の検出値が「第１閾値」になるたびに、対応する経路ＲＴ上において、ハンド点１７Ｐの座標と基板中心Ｓａの座標を演算する。そして、制御装置３０は、ハンド点１７Ｐから見た基板中心Ｓａの変位を演算し、この変位を終点ＰＢの座標に合成して、補正された終点ＰＢの座標を得る。また、制御装置３０は、センサ２０の検出値が「第２閾値」になるたびに、対応する経路ＲＴ上において、ハンド点１７Ｐの座標と基板中心Ｓａの座標を演算する。そして、制御装置３０は、ハンド点１７Ｐから見た基板中心Ｓａの変位を演算し、この変位を終点ＰＢの座標に合成して、補正された終点ＰＢの座標を得る。

これによって、制御装置３０は、センサ２０の検出値が「第１閾値」あるいは「第２閾値」になるたびに、その時の基板中心Ｓａに基づいて終点ＰＢの座標を補正させることができ、基板中心Ｓａを、より高い精度の下で終点ＰＢに搬送させることができる。

上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）上記実施形態においては、各センサ２０が、それぞれ対応する経路ＲＴ上にレーザＬを投光してスポット２０Ｐを形成し、スポット２０Ｐから透過する透過レーザＬｔの量を検出する。そして、「第１閾値」と「第２閾値」をそれぞれ第１検出位置ＲＰ１と第２検出位置ＲＰ２に関連付ける位置データＩＰを参照して、検出値が「第１閾値」になるごとに、第１検出位置ＲＰ１に基づく基板中心Ｓａの座標を演算し、その時の基板中心Ｓａに基づいて目標点の座標を補正する。また、検出値が「第２閾値」になるごとに、第２検出位置ＲＰ２に基づく基板中心Ｓａの座標を演算し、その時の基板中心Ｓａに基づいて目標点の座標を補正する。

したがって、基板Ｓの端面がスポット２０Ｐに侵入して透過レーザＬｔの量を減少させるとき、センサ２０の検出値が「第１閾値」又は「第２閾値」になるごとに、第１検出位置ＲＰ１又は第２検出位置ＲＰ２に基づく基板中心Ｓａを演算させることができる。また、基板Ｓの端面がスポット２０Ｐから退出して透過レーザＬｔの量を増大させるとき、センサ２０の検出値が「第１閾値」又は「第２閾値」になるごとに、第２検出位置ＲＰ２に基づく基板中心Ｓａを演算させることができる。

この結果、経路ＲＴ上の第１検出位置ＲＰ１と第２検出位置ＲＰ２の各々において、基板Ｓの位置を検出させることができる。よって、センサ２０の数量を増加させることなく、基板Ｓの搬送精度を向上させることができる。

（２）上記実施形態においては、スポット２０Ｐが、基板Ｓの面方向に沿って形成される円である。したがって、各スポット２０Ｐに対して、それぞれ経路ＲＴの方向を等方的に選択させることができ、各スポット２０Ｐにおいて共通の閾値を用いることができる。したがって、基板搬送方法の適用範囲を拡張させることができる。

尚、上記実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態において、スポット２０Ｐは、基板Ｓの面方向に沿って形成される円である。これに限らず、例えば、図６又は図７に示すように、スポット２０Ｐは、基板Ｓの面方向に沿って形成される矩形であってもよい。すなわち、本発明は、検出領域の形状に限定されるものではない。

・上記実施形態においては、基板Ｓを円盤状に具体化したが、例えば参考例では、基板Ｓを矩形に具体化してもよい。

・上記実施形態においては、１つのスポット２０Ｐが、１つの経路ＲＴ上に形成される。これに限らず、スポット２０Ｐは、複数の異なる経路ＲＴの交点に形成される構成であってもよい。

例えば、図６及び図７に示すように、矩形のスポット２０Ｐが、そのスポット中心２０Ｃを通る一辺方向の経路ＲＴａと、そのスポット中心２０Ｃを通る対角方向の経路ＲＴｂとの交点に形成される構成であってもよい。これによれば、異なる経路上の基板中心Ｓａを、１つのセンサ２０によって検出させることができる。そのため、同じ数量のセンサ２０を用いる場合には、基板Ｓの搬送精度を、さらに向上させることができる。

なお、この際、スポット２０Ｐに対する基板Ｓの侵入方向、あるいは退出方向が、経路ＲＴａ，ＲＴｂごとに異なる。そのため、経路ＲＴａにおいて「第１閾値」に関連付けられる第１距離Ｒ１と、経路ＲＴｂにおいて「第１閾値」に関連付けられる第１距離Ｒ１とが異なる。同じく、経路ＲＴａにおいて「第２閾値」に関連付けられる第２距離Ｒ２と、経路ＲＴｂにおいて「第２閾値」に関連付けられる第２距離Ｒ２とが異なる。

そこで、複数の異なる経路の交点にスポット２０Ｐを形成する場合においては、図８に示すように、複数の位置データＩＰａ，ＩＰｂを格納する構成が好ましい。すなわち、制御装置３０は、経路ＲＴａの検出位置と閾値とを関連付ける位置データＩＰａを格納し、さらに、経路ＲＴｂの検出位置と閾値とを関連付ける位置データＩＰａを格納する構成が好ましい。

・上記実施形態においては、複数の閾値が、「第１閾値」と「第２閾値」によって構成される。これに限らず、複数の閾値は、３つ以上の異なる閾値によって構成されてもよい。

・上記実施形態においては、検出領域からの光量として、透過レーザＬｔの光量を検出する。これに限らず、例えば、検出領域からの光量として、スポット２０Ｐから反射されるレーザの光量を検出する構成であってもよい。

・上記実施形態において、制御装置３０は、検出値が閾値であるか否かを判断する。これに限らず、例えば、センサ駆動回路３６が、閾値に関するデータを予め格納し、センサ駆動回路３６を用いて、検出値が閾値であるか否かを判断する構成であってもよい。さらには、各センサ２０が、閾値に関するデータを予め格納し、各センサ２０を用いて、検出値が閾値であるか否かを判断する構成であってもよい。

・上記実施形態においては、各センサ２０が、それぞれ搬送中心Ｃを中心とする同心円上にあって、搬送点Ｐごとに一つだけ配置される。これに限らず、例えば、各センサ２０が、それぞれ搬送中心Ｃを中心とする同心円上に配置されていない構成であってもよく、搬送点Ｐごとに一つ以上配置される構成であってもよい。すなわち、本発明は、センサ２０の配置位置や数量に限定させるものではない。

・上記実施形態においては、コアチャンバ１１が、２つＬＬチャンバ１２と、６つのプロセスチャンバ１３に連結する。これに限らず、ＬＬチャンバ１２の数量を一つ、あるい
は３つ以上で構成してもよく、プロセスチャンバ１３の数量を５つ以下、あるいは７つ以上で構成してもよい。すなわち、本発明の基板搬送装置は、チャンバの数量や形式に限定されるものではなく、所定の経路に沿って基板を目標点に搬送する装置であればよい。

半導体装置の製造装置を模式的に示す平面図。 （ａ）、（ｂ）は、それぞれハンドを示す平面図及び側断面図。 （ａ）、（ｂ）は、それぞれセンサを示す平面図及び側断面図。 基板の搬送課程を模式的に示す平面図。 半導体装置の製造装置の電気的構成を示す電気ブロック回路図。 変更例における基板の搬送過程を模式的に示す平面図。 変更例における基板の搬送過程を模式的に示す平面図。 変更例における製造装置の電気的構成を示す電気ブロック回路図。

符号の説明

ＣＳ…教示用基板、ＣＨ…貫通孔、ＩＰ，ＩＰａ，ＩＰｂ…位置データ、Ｌ…光としてのレーザ、Ｌｔ…透過レーザ、Ｐ…目標点を構成する搬送点、ＲＰ１…検出位置を構成する第１検出位置、ＲＰ２…検出位置を構成する第２検出位置、ＲＴ，ＲＴａ，ＲＴｂ…経路、Ｓ…基板、１５…搬送ロボット、１７…ハンド、２０Ａ…投光部、２０Ｂ…検出部、２０Ｐ…検出領域としてのスポット、３０…制御手段を構成する制御装置、３３…記憶部。

Claims (5)

1. 円盤状の基板を支持するハンドを有し、前記ハンドの上面に形成されて前記基板を収容する円状のポケットにおける中心であるハンド点を複数の所定の経路に沿って目標点に移動させる搬送ロボットを用い、前記所定の経路に沿って基板を搬送する基板搬送方法であって、
   前記経路毎に１つのセンサが設けられ、
   前記センサが、該センサが設けられた経路を挟んで互いに向かい合う投光部と検出部とからなり、
   前記センサを用い、
   前記投光部が前記検出部に向けて投光した光の一部が前記ハンドの移動にともなって前記経路上の基板によって遮られる際に、
   前記検出部が検出する前記ハンドの移動に応じた互いに異なる複数の光量の各々に、同ハンドの移動に応じた互いに異なる基板の位置を関連付ける位置データを参照し、
   前記検出部の検出結果が前記複数の光量の各々になるごとに、該光量に対応する前記基板の中心と、前記ハンド点との差に応じて前記目標点の位置を補正すること、
   を特徴とする基板搬送方法。
2. 請求項１に記載の基板搬送方法であって、
   前記投光部が前記検出部に向けて投光する光は、前記基板の面方向に沿う断面が円形であること、
   を特徴とする基板搬送方法。
3. 請求項１又は２に記載の基板搬送方法であって、
   互いに異なる複数の経路上で前記基板を搬送し、
   前記投光部が投光する光の領域は、複数の異なる経路の交点に形成され、
   前記位置データは、前記光量を前記経路ごとに関連付けること、
   を特徴とする基板搬送方法。
4. 円盤状の基板を支持するハンドを有し、前記ハンドの上面に形成されて前記基板を収容する円状のポケットにおける中心であるハンド点を複数の所定の経路に沿って目標点に移動させるとともに、前記所定の経路に沿って基板を搬送する搬送ロボットと、
   前記経路毎に１つのセンサが設けられ、
   前記センサが、該センサが設けられた経路を挟んで互いに向かい合う投光部と検出部とからなり、
   前記検出部の検出結果を受けて前記搬送ロボットを駆動制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記検出部が検出する互いに異なる複数の光量の各々に、互いに異なる基板の位置を関連付ける位置データを記憶する記憶部を有し、
   前記投光部が前記検出部に向けて投光した光の一部が前記ハンドの移動にともなって前記経路上の基板によって遮られる際に、前記位置データを参照し、前記検出部の検出結果が前記ハンドの移動に応じて前記複数の光量の各々になるごとに、該光量に対応する前記ハンドの移動に応じた前記基板の中心と、前記ハンド点の位置との差に応じて前記目標点の位置を補正すること、
   を特徴とする基板搬送装置。
5. 請求項４に記載の基板搬送装置であって、
   中心に貫通孔を有する教示用基板を備え、
   前記制御手段は、
   前記搬送ロボットを駆動して前記教示用基板の直進運動と旋回とを繰り返させ、前記貫通孔を介した光を前記検出部が検出するときの前記搬送ロボットの位置を前記光の位置として取り扱うこと、
   を特徴とする基板搬送装置。

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