JP5851126B2 - 基板位置検出方法 - Google Patents
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Description
この特許文献1に記載された、処理チャンバ内の基板を自動的に位置決めするためのシステムでは、円弧軌道に対してほぼ横方向の軸に沿って取り付けられた複数のセンサが記載されている。こうしたシステムでは、検出位置において複数のセンサで基板を検出する。これによって、複数の検出位置に基づき、ロボットアームに対する基板の位置を知ることができる。
このため、多数のセンサを設置するためのスペースが必要となり、真空装置全体の小型化の障害となっていた。
さらに、センサの増加に伴ってセンサを制御する配線や信号処理も複雑化するという課題もある。
即ち、本発明の基板位置検出方法は、複数のチャンバに隣接して配された搬送室の内部に移動可能に形成されたロボットハンドを用いて、前記基板を移動元のチャンバから移動先のチャンバへ移動させる際の基板位置検出方法であって、前記搬送室には、前記基板を検出する少なくとも1つ以上の検出手段が形成され、前記基板には、少なくとも複数個所の検出位置が設定され、前記検出手段の位置は、前記搬送室の内部にあって、前記ロボットハンドが旋回運動する際の前記基板の旋回移動領域と、前記ロボットハンドの各チャンバに対する出退運動による前記基板の出退移動領域とが互いに重なる領域Ms内に、それぞれ1つずつ配されており、前記移動先のチャンバに対応する前記領域Msに配された前記検出手段を用いて、前記ロボットハンドが前記基板を前記移動元のチャンバの前面側から前記移動先のチャンバの前面側へ旋回移動するまでに第一検出位置を検出し、前記ロボットハンドが前記基板を前記移動先のチャンバの前面側中心を通り過ぎるまで旋回移動して第二検出位置を検出する検出工程と、前記検出工程により得られた検出結果から、前記ロボットハンドの中心位置と前記基板の実際の中心位置とを比較して、前記基板の所定の中心位置に対する位置ズレ量を算出する算出工程と、を含むことを特徴とする。
また、前記検出工程は、前記ロボットハンドの前記旋回運動または前記出退運動において、往復動作を伴い、該往復動作は、1つの制御コマンドによって実行されることを特徴とする。
前記算出工程では、これら3箇所の前記検出位置における検出結果に基づいて、前記ロボットハンドに対する前記基板の実際の中心位置を算出することを特徴とする。
前記出退運動による前記基板の出退移動領域とが重なる領域に、それぞれ1つずつ形成されていることを特徴とする。
また、検出手段の数が少なくても基板の位置ズレを正確に検出できるので、検出手段の設置コストを低減させることが可能になり、真空装置の低コスト化を実現することができる。更に、検出手段の数を少なくできるため、検出手段を制御するための配線や信号処理も簡略化することが可能になる。
マルチチャンバ型の真空装置10は、搬送室11を有し、この搬送室11の内部に搬送装置(搬送ロボット)20が配置されている。この搬送装置20は、例えば、真空装置10で処理を行う円板状の基板15を搬送する。
上下動装置24は、能動アーム21a,21b、従動アーム22a,22b、ハンド23などの可動部を高さ方向hに沿って上下動させる。
21a,21bに対する回動の中心である第一、第二の回動軸線を示している。第一の回動軸線Qaと回転軸線Pの間の距離と、第二の回動軸線Qbと回転軸線Pの間の距離は等しくなっている。
ロボットハンド23は、基板15を載置するフォーク27と、基板15の周面と同様の曲率で形成され、基板15を支持した際に基板15の周縁と当接して位置決めする支持端28が形成されている。
回転軸30を中心に旋回する搬送装置20が形成された搬送室11には、基板15を検出するための検出手段51が形成されている。例えば、この検出手段51は、搬送室11を取り巻くように形成された複数チャンバ12,13、14a〜14dのそれぞれと対面する位置に1箇所ずつ、合計6つの検出手段51,51・・が形成されていれば良い。即ち、1つのチャンバに対して1つの検出手段51が形成されていれば良い。
検出手段51は、例えば、基板15に向けて発光する発光手段53と、この発光手段53からの光を受光する受光手段54とから構成されていればよい。そして、この検出手段51と重なる位置に基板15がある場合、発光手段53から出射された光(検出光)Lは、基板15の周縁部に設定された第一検出位置E1、第二検出位置E2、第三検出位置E3(図4参照)などで反射され、受光手段54に入射する。これによって、基板15の周縁部が検出される。
また、第一検出手段51、第二検出手段52は、ラインセンサーなど、所定の幅の範囲で基板15の存在やその位置を検出できるものから構成されていてもよい。
検出手段51は、基板15に向けて発光する発光手段55と、この発光手段55に対向して配された受光手段56とから構成されている。そして、この検出手段51と重なる位置に基板15がある場合、発光手段53から出射された光(検出光)Lは、基板15の第一検出位置E1、第二検出位置E2、第三検出位置E3(図4参照)などで反射されるため、受光手段56には光は入射しない。これによって、基板15の周縁部が検出される。一方、基板15が無い、あるいは発光手段55の光路上からズレているなどの場合は、光(検出光)Lは受光手段56に入射される。
図9は、一実施形態の基板位置検出方法による基板の動きと検出手段との位置関係を示した説明図である。なお、図9では基板の動きを明瞭に示すため、ロボットハンドは図示していないが、基板はロボットハンドに載置されて移動しているものとする。また、図10は、一実施形態の基板位置検出方法の流れを段階的に示したフローチャートである。
このような1つの制御信号(制御コマンド)、例えば基板15の往復動作コマンドによって、1つの検出手段51だけで用いて複数の検出位置E1〜E3で基板15の位置検出を行うと、高い検出精度が得られる。即ち、センサ(検出手段)の検出光が丸いレーザスポットである場合、どの角度からレーザスポットが遮られても、同じだけのレーザスポットが遮蔽された場合にセンサが検知信号を出力するが、センサが異なれば、センサが検知信号を出力するスポット光遮蔽量もその都度異なる。
コマンド1:原点復帰
コマンド2:搬送先チャンバ(A)に向けてロボットハンドを回転
コマンド3:搬送先チャンバ(A)の隣接チャンバ(B)に向けてロボットハンドを更に回転
コマンド4:搬送先チャンバの逆位置の隣接チャンバ(C)に向けてロボットハンドを逆回転
コマンド5:搬送先チャンバ(A)に向けてロボットハンドを回転
コマンド6:搬送先チャンバ(A)に基板を載置
といった多数のコマンドを実行する必要があった。
しかし、本発明を適用すれば、
コマンド1:原点復帰
コマンド2:ロボットハンドの往復動作後に搬送先チャンバ(A)に基板を載置
といった少ないコマンドで搬送装置のエラー停止後の復旧を実現することが可能になる。
そして、基板15がさらに出退運動よって処理室(第二チャンバ)14a内に挿入されると、ロボットハンドが基板15を処理室(第二チャンバ)14aのステージに載置する際に、第二算出工程で算出された位置ズレ量を補完する、即ち位置ズレ量の分だけロボットハンドをずらして動かす(SP11:補正工程)これにより、基板15の中心が、処理室(第二チャンバ)14aのステージの所定載置位置にズレ無く載置される(SP12)。
また、上述した実施形態ではチャンバ1つに対して1つの検出手段を形成しているが、それ以外にも、例えば、2つのチャンバの間に1つの検出手段を設置するなど、限定されるものではない。
Claims (6)
- 複数のチャンバに隣接して配された搬送室の内部に移動可能に形成されたロボットハンドを用いて、前記基板を移動元のチャンバから移動先のチャンバへ移動させる際の基板位置検出方法であって、
前記搬送室には、前記基板を検出する少なくとも1つ以上の検出手段が形成され、
前記基板には、少なくとも複数個所の検出位置が設定され、
前記検出手段の位置は、前記搬送室の内部にあって、前記ロボットハンドが旋回運動する際の前記基板の旋回移動領域と、前記ロボットハンドの各チャンバに対する出退運動による前記基板の出退移動領域とが互いに重なる領域Ms内に、それぞれ1つずつ配されており、
前記移動先のチャンバに対応する前記領域Msに配された前記検出手段を用いて、前記ロボットハンドが前記基板を前記移動元のチャンバの前面側から前記移動先のチャンバの前面側へ旋回移動するまでに第一検出位置を検出し、前記ロボットハンドが前記基板を前記移動先のチャンバの前面側中心を通り過ぎるまで旋回移動して第二検出位置を検出する検出工程と、
前記検出工程により得られた検出結果から、前記ロボットハンドの中心位置と前記基板の実際の中心位置とを比較して、前記基板の所定の中心位置に対する位置ズレ量を算出する算出工程と、
を含むことを特徴とする基板位置検出方法。 - 前記検出工程は、前記領域Msに配された前記検出手段を用いて、前記基板を出退運動中に第三検出位置をさらに検出することを特徴とする請求項1記載の基板位置検出方法。
- 前記検出工程は、前記ロボットハンドの前記旋回運動または前記出退運動において、往復動作を伴い、該往復動作は、1つの制御コマンドによって実行されることを特徴とする請求項1または2記載の基板位置検出方法。
- 前記ロボットハンドに支持された前記基板が前記チャンバに出し入れされる際に、前記算出工程で得られた前記位置ズレ量に基づいて、前記ロボットハンドの移動量を補正する補正工程を更に備えたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項記載の基板位置検出方法。
- 前記検出位置は、前記基板の周縁部に沿って3箇所設定され、
前記算出工程では、これら3箇所の前記検出位置における検出結果に基づいて、前記ロボットハンドに対する前記基板の実際の中心位置を算出することを特徴とする
請求項1ないし4のいずれか1項記載の基板位置検出方法。 - 前記検出手段は、前記旋回運動による前記基板の旋回移動領域と、
前記出退運動による前記基板の出退移動領域とが重なる領域に、それぞれ1つずつ形成されていることを特徴とする
請求項1ないし5のいずれか1項記載の基板位置検出方法。
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