JP5874629B2 - 基板搬送方法、基板搬送装置及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、基板の搬送容器から基板搬送機構により基板を取り出す技術分野に関する。

半導体製造工場においては、半導体基板を搬送容器（キャリア）内に収納し、キャリアを自動搬送ロボット（ＡＧＶ）や天井搬送装置（ＯＨＴ）により半導体製造装置に搬送する。半導体製造装置は、キャリアの半導体基板（ウエハ）を装置内に搬入搬出する搬入搬出ポートと、前記ウエハに対して処理を行う処理ブロックと、を備えている。前記キャリアとしては蓋体を容器本体の前面に備えた密閉型のものが用いられており、その一例としてＦＯＵＰと呼ばれるものがある。キャリアには前記ウエハが棚状に多数枚格納される。キャリアはＳＥＭＩ規格と呼ばれる所定の規格に従って製造され、キャリア内の各ウエハの高さについて規定されている。

前記搬入搬出ポートは通常ロードポートと呼ばれ、搬送容器が外部から載置されるステージと、前記鍵穴にアクセスして蓋体を取り外す機構とを備えている。また、半導体製造装置は、前記蓋体が取り外された容器本体からウエハを取り出すための移載機構（搬送ロボット）を備えている。この移載機構に設けられるフォークが、前記容器本体内を互いに異なる高さに進入して、各ウエハの裏面を支持して取り出す。

半導体製造装置の稼働前には、前記フォークが各ウエハを取り出すために容器本体に進入する高さを前記移載機構に教示させる作業（ティーチング）が必要になる。具体的にこのティーチングについて、ロードポートを示す図１８を用いて説明する。図中３２は上記のステージである。図中１２は前記移載機構であり、１６はフォークである。１５は基台であり、フォーク１６を支持して昇降自在に構成される。ティーチングの手順としては先ず、作業者がステージ３２に高さ調整用の冶具１０１を介して基板状の冶具１０２を載置する。冶具１０２の高さは、前記ＳＥＭＩ規格に従って製造されたキャリアの最下段に格納されるウエハの高さに等しい。

次いで、作業者が目視しながら基台１５を昇降させ、フォーク１６と冶具１０２との高さの差（設定離間高さ）Ｈが設定値になるように、フォーク１６の高さを調整する。このように調整されたフォーク１６の高さは、前記最下段のウエハを受け取るために容器本体に進入するときの高さである。この高さに基づいて、他の各高さのウエハを取り出すためにフォーク１６が容器本体に進入する高さについても決定される。しかし、このように目視によるフォーク１６の調整を行うことは手間である。

ところでティーチング終了後の半導体製造装置の稼働時において、当該半導体製造装置に搬送されるキャリアは、製造時のエラーや、使用を続けたことによる変形により、その形状が上記の規格から外れている場合がある。図中に示す前記マッピングユニット５は、ウエハの高さを検出するために用いられ、検出された各ウエハの高さが許容範囲内であれば、その検出結果に応じて上記のように設定されたフォーク１６の容器本体への進入時の高さが補正される。検出されたウエハの高さが前記許容範囲から外れた場合は、ウエハ同士の間隔が狭く、フォーク１６を進入させるとウエハを傷つけることが考えられるため、そのように許容範囲から外れたウエハについては搬出を中止していた。

しかし、例えば容器本体内においてウエハを支持する支持部材の位置ずれにより当該容器本体内で全てのウエハの高さが規格からずれていたり、容器本体においてステージ３２のピン３６が差し込まれる凹部の深さが規格からずれて、ステージ３２に対する容器本体の高さが規格からずれる場合がある。これらの場合、ウエハ同士の間隔が十分に空いていても、各ウエハの高さが前記許容範囲から外れてしまうことで取り出しが中止されてしまい、結果として半導体装置の生産効率が低下してしまうおそれがある。

また、装置においてロードポートは複数設けられる場合がある。ロードポートごとにステージ３２の高さに誤差がある場合があるので、上記のティーチングはロードポートごとに行う必要がある。つまりロードポートの数が多いほど、このティーチングに手間がかかり、装置の立ち上げに要する時間が長くなってしまう。特許文献１には、前記ティーチングの一例について記載されているが、上記の問題を解決する手法については記載されていない。

特開平６−５６２２８号公報

本発明はこのような事情においてなされたものであり、その目的は搬送容器において基板の高さが予定した位置から外れていても当該搬送容器から基板を搬出可能にすると共に速やかに装置を立ち上げることができる技術を提供することにある。

本発明の基板処理方法は、複数の基板を棚状に収納して搬送するための搬送容器から、基板搬送機構により基板を取り出す基板搬送方法において、
搬入ポートに搬送容器を載置する工程と、
前記搬入ポートに搬入された搬送容器内の基板の高さ位置を光学的に検出するための昇降自在な基板検出部を用い、搬入ポート上の搬送容器内の各基板の高さ位置についての情報を取得する工程と、
前記基板搬送機構が当該基板搬送機構により管理されている座標上にて予め設定された高さ位置にあるときにおいて、前記基板検出部により管理されている座標上における当該基板搬送機構の高さ位置と、前記基板検出部により取得した前記情報と、に基づいて、搬送容器内の基板を受け取るときの基板搬送機構の高さ位置を算出する工程と、
前記算出する工程により得られた、搬送容器内の基板を受け取るときの基板搬送機構の高さ位置に基づいて基板搬送機構により搬送容器内から基板を取り出す工程と、
を含み、
前記情報は、搬送容器内のスロットと各基板の高さ位置とを対応付けた情報であり、
前記搬入ポートに搬送容器が搬入されたときに当該搬送容器に対して基準の高さとなる基準部位の高さ位置を検出する工程と、
前記基板検出部により検出された基準部位の高さ位置と、前記情報と、に基づいて搬送容器に不具合が発生しているか否かを判定する工程と、
を含むことを特徴とする。

本発明の基板搬送装置は、複数の基板を棚状に収納して搬送するための搬送容器を載置するための搬入ポートと、
前記搬入ポートに載置された搬送容器内の基板を取り出すための昇降自在、進退自在な基板搬送機構と、
前記搬入ポートに載置された搬送容器内の基板の高さ位置を光学的に検出するための昇降自在な基板検出部と、
前記基板検出部により、搬入ポート上の搬送容器内の各基板の高さ位置についての情報を取得するステップと、前記基板搬送機構が当該基板搬送機構により管理されている座標上にて予め設定された高さ位置にあるときにおいて、前記基板検出部により管理されている座標上における当該基板搬送機構の高さ位置と、前記基板検出部により取得した各基板の高さ位置と、に基づいて、搬送容器内の基板を受け取るときの基板搬送機構の高さ位置を算出するステップと、前記算出するステップにより得られた、搬送容器内の基板を受け取るときの基板搬送機構の高さ位置に基づいて基板搬送機構により搬送容器内から基板を取り出すステップと、を実行するように構成された制御部と、を備え、
前記情報は、搬送容器内のスロットと各基板の高さ位置とを対応付けた情報であり、
前記制御部は、前記基板検出部により検出された、前記搬入ポートに搬送容器が搬入されたときに当該搬送容器に対して基準の高さとなる基準部位の高さ位置を検出するステップと、
前記基板検出部により検出された基準部位の高さ位置と、前記情報と、に基づいて、搬送容器に不具合が発生しているか否かを判定するステップと、
を実行するように構成されていることを特徴とする。

本発明の記憶媒体は、搬入ポートに搬入され、複数の基板を棚状に収納して搬送するための搬送容器から、基板搬送機構により基板を取り出す基板搬送装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上記の基板搬送方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。

基板搬送機構が当該基板搬送機構により管理されている座標上にて予め設定された高さ位置にあるときにおいて、前記基板検出部により管理されている座標上における当該基板搬送機構の高さ位置と、前記基板検出部により取得した各基板の高さ位置と、に基づいて、搬送容器内の基板を受け取るときの基板搬送機構の高さ位置を算出する。これによって、搬送容器内において基板の高さが予定した位置から外れていても前記基板搬送機構により基板を受け取ることができる。また、冶具を用いて基板の受け取り時の基板搬送機構の高さ位置を調整する必要が無いので、当該基板搬送機構を含む装置の立ち上げの迅速化を図ることができる。

本発明が適用される基板処理装置である塗布、現像装置の斜視図である。 前記塗布、現像装置のキャリアブロックの横断平面図である。 前記キャリアブロックの側面図である。 前記キャリアブロックの側面図である。 前記キャリアブロックの開閉ドアとキャリアの斜視図である。 前記キャリアの横断平面図である。 他のキャリアの縦断正面図である。 キャリア及び前記キャリアブロックに設けられる移載機構の側面図である。 前記塗布、現像装置に設けられる装置コントローラの構成図である。 キャリアからのウエハの搬出手順を示す工程図である。 キャリアからのウエハの搬出手順を示す工程図である。 キャリアからのウエハの搬出手順を示す工程図である。 キャリアからのウエハの搬出手順を示す工程図である。 キャリアからのウエハの搬出手順を示す工程図である。 前記キャリアからウエハを搬出する工程を示すフローチャートである。 キャリアからのウエハの搬出手順を示す工程図である。 他の構成の移載機構を示す側面図である。 従来の移載機構の高さを調整する方法を示す説明図である。

本発明が適用された塗布、現像装置１について、図１を参照しながら説明する。図１は前記塗布、現像装置１の斜視図である。塗布、現像装置１は半導体製造工場内のクリーンルーム内に設置され、キャリアブロックＥ１と、処理ブロックＥ２と、インターフェイスブロックＥ３と、を直線状に接続して構成されている。インターフェイスブロックＥ３には、処理ブロックＥ２の反対側に露光装置Ｅ４が接続されている。塗布、現像装置１の外側は、キャリアＣの搬送領域１１である。キャリアＣは搬送容器であり、基板であるウエハＷが複数枚、棚状に収納されており、図示しないキャリア搬送機構により前記搬送領域１１を搬送される。前記キャリア搬送機構によるキャリアＣの搬送領域１１における搬送は、図示しないホストコンピュータにより制御される。

各ブロックの役割を簡単に説明しておくと、キャリアブロックＥ１はキャリア搬送機構との間でキャリアＣを受け渡すためのブロックである。また、キャリアブロックＥ１は当該キャリアブロックＥ１に搬送されたキャリアＣと処理ブロックＥ２との間でウエハＷの受け渡しを行う。このキャリアブロックＥ１は本発明の基板搬送装置に相当し、当該キャリアブロックＥ１については後に詳述する。

処理ブロックＥ２は、ウエハＷにレジスト塗布処理、現像処理などの各種の液処理や加熱処理を行うためのブロックである。露光装置Ｅ４は、処理ブロックＥ２にてウエハＷに形成されたレジスト膜を露光する。インターフェイスブロックＥ３は、処理ブロックＥ２と露光装置Ｅ４との間でウエハＷの受け渡しを行う。キャリアＣから搬出されたウエハＷは、処理ブロックＥ２にてレジスト塗布処理、加熱処理を順次受けた後、露光装置Ｅ４にて露光され、処理ブロックＥ２にて加熱処理、現像処理を順次受けた後、前記キャリアＣに戻される。

例えばキャリアブロックＥ１の側面には、塗布、現像装置１の各部の動作を制御する装置コントローラ２が設けられている。装置コントローラ２はコンピュータであり、塗布、現像装置１の各部に制御信号を送信する。キャリアブロックＥ１はこの制御信号を受信して、後述する当該キャリアブロックＥ１へのウエハＷの搬入動作及びキャリアブロックＥ１からのウエハＷの搬出動作が行われるように制御される。また、各ブロックＥ１〜Ｅ３がこの制御信号を受けることにより、上記のように各ブロック間でウエハＷの搬送が行われると共にウエハＷの処理が行われるように制御される。

続いてキャリアブロックＥ１について図２の横断平面図、図３の縦断側面図も参照しながら詳述する。説明の便宜上、キャリアブロックＥ１側、インターフェイスブロックＥ３側を夫々後方側、前方側として説明する。キャリアブロックＥ１は筐体３１を備えており、筐体３１はキャリアの搬送機構との間でキャリアＣを受け渡すと共にキャリアＣ内と塗布、現像装置１内との間でウエハＷを受け渡すためのロードポート３を構成している。

ロードポート３は前記筐体３１に加えて、キャリアＣを載置するステージ３２と、ウエハＷの搬送口３３と、このウエハ搬送口３３を開閉する開閉ドア４と、マッピングユニット５とにより構成される。前記キャリアブロックＥ１には４つのロードポート３が設けられている。各ロードポート３を互いに区別するために、キャリアブロックＥ１から処理ブロックＥ２に向かって見て、左側から右側に向かって順にロードポート３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄとして説明する場合がある。筐体３１の下部は、後方側に突き出て、段部３４を形成している。この段部３４上において、横方向に各ロードポート３の前記ステージ３２が配列されている。各ステージ３２から後方側に向かって見た筐体３１の壁面に、前記搬送口３３が開口している。

前記ステージ３２は進退し、キャリアＣを後退位置（アンロード位置）と前進位置（ロード位置）との間で移動させる。図３では鎖線でアンロード位置に位置するキャリアＣを示している。また、図４の縦断側面図ではロード位置に位置するキャリアＣを示している。キャリアＣは、キャリア搬送機構により前記アンロード位置に搬送される。そして、前記ロード位置において、キャリアブロックＥ１に対してウエハＷの受け渡しが行われる。ステージ３２は、ステージ移動機構３５に接続されており、このステージ移動機構３５によって上記の前進動作及び後退動作が行われる。

ステージ３２の表面からは上方へ向けて３本のピン３６が突き出ている。これらのピン３６は、キャリアＣがステージ３２に載置されたときに、当該キャリアＣの下方に形成される凹部（図示は省略）に差し込まれて嵌合し、ステージ３２上にてキャリアＣの位置ずれを防ぐ。筐体３１の裏側には、各ロードポート３ごとに突起３７が設けられている。この突起３７は前方側へ向かって突き出ており、その下端はステージ３２の表面であるキャリア搭載面（載置面）３９と例えば設定された高さ分ずれるように位置している。突起３７は、塗布、現像装置１を稼働させる前に行う準備作業に用いられ、後述のマッピングユニット５の光軸５Ａを遮ることができる位置に設けられている。

続いて、図５の斜視図及び図６の横断平面図も参照しながらキャリアＣについて説明する。キャリアＣは容器本体６と、当該容器本体６に着脱自在な蓋体７とからなる。容器本体６内の左右には、ウエハＷの裏面側周縁部を支持する支持部６３が多段に設けられ、ウエハＷが容器本体６内に棚状に収納される。各支持部６３上はウエハＷの格納領域であるスロット６００として構成され、例えば２５個のスロット６００が設けられる（図では便宜上２５個よりも少なく示している）。ところで、このスロット６００については、各スロット同士を区別するために最下段のものから上方に向けて順に６０１、６０２・・・６２５の順に番号を付して表記する場合がある。

容器本体６の前面にはウエハＷの取り出し口６４が形成され、前記蓋体７により当該取り出し口６４が塞がれることにより、容器本体６内が気密に保たれる。図中６５は、前記取り出し口６４の周囲の開口縁部である。開口縁部６５の内周側の上下には各々係合溝６６が形成されている（上側の係合溝６６の図示は省略している）。容器本体６の上部には、キャリア搬送機構がキャリアＣを搬送するために把持する把持部６１が設けられる。

蓋体７について説明すると、蓋体７の内部には左右に回転部７１が設けられている。回転部７１の上下には垂直方向に伸びる直動部７２が設けられる。この直動部７２は、回転部７１の回転によりその先端が蓋体７の上側及び下側から突出した状態と、蓋体７内に引き込んだ状態とで切り替わる。この直動部７２の先端は前記容器本体６の係合溝６６に係合し、それによって蓋体７が容器本体６に係合してロックされた状態となる。前記回転部７１には後述のラッチキー４４が差し込まれる鍵穴７３が設けられており、そのように鍵穴７３に差し込まれたラッチキー４４の回転により、回転部７１が回転する。

続いて開閉ドア４について説明する。開閉ドア４は筐体３１の内側から前記搬送口３３を塞ぐドア本体４０を備えている。図４において、そのようにドア本体４０が搬送口３３を塞ぐ位置を実線で示しており、この位置を閉鎖位置とする。このドア本体４０にはドア開閉機構４１が接続されており、搬送口３３を開放するときには、当該ドア開閉機構４１によりドア本体４０は前記閉鎖位置から前進した離間位置に移動する。そして、ドア本体４０は同ドア開閉機構４１により、その離間位置から図４に鎖線で示す開放位置へ下降して搬送口３３の開放が行われる。

開閉ドア４は、前記ドア本体４０の後方側に蓋体開閉機構４３を備えており、蓋体開閉機構４３は、その後方側にラッチキー４４を備えている。ラッチキー４４は、水平軸周りに回転する。ステージ３２の前後移動により、当該ステージ３２に載置されたキャリアＣの蓋体７の回転部７１の鍵穴７３に対して、ラッチキー４４の差し込み及び引き抜きが行われる。前記アンロード位置では、鍵穴７３からラッチキー４４が外れた状態となり、前記ロード位置では鍵穴７３にラッチキー４４が差し込まれた状態となる。

図２、図３に示すように、筐体３１内には各ロードポート３で共用される移載機構１２が設けられている。移載機構１２は、左右方向に水平移動自在な起立したフレーム１３、フレーム１３を昇降自在な昇降台１４、昇降台１４上を鉛直軸回りに回転自在な基台１５、及び基台１５上を進退自在なウエハＷの保持部であるフォーク１６を備えている。この移載機構１２により、開放された搬送口３３を介してキャリアＣ内と、処理ブロックＥ２との間でウエハＷを受け渡すことができる。移載機構１２のフォーク１６は、ウエハＷの搬送を行わないときには所定の高さ、例えば図３に示す高さで待機する。このフォーク１６が待機する高さをホーム高さとする。

前記フレーム１３には、昇降台１４を介してフォーク１６を昇降させるための図示しないモータが設けられる。このモータにはエンコーダが設けられ、そのパルス数が装置コントローラ２に出力される。フォーク１６の高さに従って前記エンコーダから出力されるパルス数は変化し、装置コントローラ２は、このパルス数が所定の値になるように制御信号を出力することでフォーク１６の高さを制御する。前記パルス数の所定の変化量に対するフォーク１６の高さの変化量は予め決められており、その対応関係は装置コントローラ２に記憶されている。

続いて、基板検出部であるマッピングユニット５について説明する。マッピングユニット５は筐体３１内に設けられており、マッピングと呼ばれるキャリアＣ内におけるウエハＷの収納状況の確認を行うためのユニットである。

マッピングユニット５は、昇降機構５１と、回転機構５２と、支持シャフト５３と、支持アーム５４、５４と、投光部５６と、受光部５７とを備えている。前記回転機構５２は、昇降機構５１により昇降する。回転機構５２には、前記支持シャフト５３が横方向に伸びるように設けられており、当該支持シャフト５３は当該回転機構５２によって軸回りに回転自在に構成されている。支持シャフト５３からは前記支持アーム５４、５４が間隔をおいて設けられている。支持アーム５４、５４は支持シャフト５３と直交するように互いに並行して伸びている。各支持アーム５４の先端には、互いに対となる透過センサをなす前記投光部５６及び受光部５７が設けられている。これらの投光部５６及び受光部５７をセンサ対５０と記載する場合がある。

前記マッピングを行わないときには支持アーム５４、５４は図３中に示すように、上方へ向かう姿勢で待機する。このときの支持アーム５４、５４に支持されて待機されるセンサ対５０の位置をセンサ待機位置とする。マッピングを行うときには、支持アーム５４、５４が水平になる。このときにセンサ対５０は、昇降機構５１による昇降動作と回転機構５２による回転動作との組み合わせにより、前記センサ待機位置から図６に示すように蓋体７が取り外された容器本体６の内部へ進入する。

図６には点線の矢印５Ａで、マッピング時に投光部５６から受光部５７へ向かって形成される光軸を示している。この光軸５Ａが容器本体６内のウエハＷに重なるように、センサ対５０が前記支持アーム５４に設けられる。図７はキャリアＣの縦断正面図である。マッピング開始時には、最上段の支持部６３よりも上側に設定されるマッピング開始位置（図７中実線で示す位置）にセンサ対５０が位置する。そして、センサ対５０により光軸５Ａが形成され、センサ対５０は最下段のスロット６０１よりも下方のマッピング終了位置（図７中鎖線で示す位置）に向かって一定の速度で移動する。この移動中にセンサ対５０の受光部５７により受光が行われると、受光部５７から検出信号が前記装置コントローラ２に出力される。

例えば前記マッピング開始位置の光軸５Ａの高さを基準高さＬ０とする。マッピングユニット５の各部は例えば図示しないモータにより駆動し、モータに接続されるエンコーダから出力されるパルス数（以下、エンコーダ値と記載する場合がある）により、装置コントローラ２は、前記基準高さＬ０からのセンサ対５０の高さをモニターすることができる。従って、このマッピング時において、前記受光部５７からの出力により装置コントローラ２はこの基準高さＬ０からの各ウエハＷの高さ（実際のウエハ高さ）を検出することができる。

また、上記のようにキャリアＣのスロット６００はウエハＷの支持部６３上に形成されている。即ちスロット６００の下方にウエハＷが格納されている。つまり、このように実際のウエハ高さを検出することは、当該スロット６００についての高さ位置を検出していると見ることもできるので、当該マッピングによって、スロット６００とウエハＷの高さ位置とを対応付けた情報が取得されると言える。

マッピングユニット５は、前記ウエハＷのマッピング以外の動作を行うことで、前記実際のウエハ高さ以外のパラメータを取得する場合にも用いられる。そのパラメータについて説明すると、マッピングユニット５は、図６に鎖線で示すように支持アーム５４を前方側に向けることで、センサ対５０がフォーク１６を挟む位置に移動できるように構成されている。これによって装置コントローラ２が、図８に示す基準高さＬ０からフォーク１６のホーム高さに至るまでの高さ（基準ホーム高さとする）Ｈ１を検出することができる。

フォーク１６が昇降するときの高さの変化量と移載機構１２のエンコーダから出力されるパルス数の変化量とは互いに対応しているので、基準ホーム高さＨ１と、この基準ホーム高さＨ１を取得したときに前記エンコーダから出力されたパルス数とに基づいて、装置コントローラ２は、前記エンコーダから出力されるパルス数を、基準高さＬ０からフォーク１６に至るまでの高さに変換する変換式を取得することができる。つまり、装置コントローラ２は、基準ホーム高さＨ１を取得することで、基準高さＬ０からフォーク１６に至るまでの高さ（フォーク高さ）を制御できるように、当該フォーク１６を昇降させることができる。

ここで、フォーク１６が容器本体６のウエハＷを取り出すときには、背景技術の項目にて最下段のウエハＷを取り出すためのフォーク１６の高さ位置について例を挙げて説明したように、容器本体６においてウエハＷよりも予め設定した高さ（設定離間高さＨとする）分、下方にずれた位置にフォーク１６が進入するように移載機構１２の動作を制御することが求められる。上記のように基準高さＬ０に対してのフォーク１６の高さを制御でき、マッピングにより基準高さＬ０に対しての各スロット６００のウエハＷの高さ（実際のウエハ高さ）が検出される。そして、前記設定離間高さＨが予め決められている。従って、装置コントローラ２は、各ウエハＷを取り出すために容器本体６に進入するときの進入フォーク高さＨ２を算出し、当該進入フォーク高さＨ２にフォーク１６を位置させることができる。

例えば、スロット６０１、６０２、６０３の実際のウエハ高さが夫々５００ｍｍ、４９０ｍｍ、４８０ｍｍであり、設定離間高さＨが１ｍｍであったとすると、これらスロット６０１〜６０３の進入フォーク高さＨ２は５０１ｍｍ、４９１ｍｍ、４８１ｍｍとなる。なお、図８で表示しているＨ２は、スロット６０１のウエハＷを取り出すときの進入フォーク高さである。

概略的に言えば、上記のように基準高さＬ０からのウエハＷの高さ（実際のウエハ高さ）を取得することは、マッピングユニット５によって管理される基準高さＬ０を原点とする座標系の座標で容器本体６内の各ウエハＷの高さを定義することに相当する。そして、前記ホーム高さに位置するフォーク１６を検出して、移載機構１２のエンコーダ値とフォーク１６の基準高さＬ０からの高さ（フォーク高さ）との関係を取得することは、前記エンコーダ値で管理される座標系上のフォーク１６の高さを、前記基準高さＬ０を原点とする座標系の座標で定義することに相当する。このように同じ基準高さＬ０を原点とする座標系で実際のウエハ高さと前記フォーク高さとを定義するので、フォーク１６とウエハＷとの位置関係が明らかになり、上記のように実際のウエハＷから設定離間高さＨ分ずれるようにフォーク１６を位置させることができる。

マッピングユニット５により検出される他のパラメータについてさらに説明する。上記したように光軸５Ａが突起３７に遮られる位置にセンサ対５０を移動させることができる。上記のように突起３７から所定の高さ離れた位置に基準部位であるステージ３２のキャリア搭載面３９が位置しているので、装置コントローラ２は受光部５７からの出力により、前記基準高さＬ０から前記キャリア搭載面３９に至るまでの高さであるキャリア搭載面高さＨ３（図８参照）を検出することができる。

ところで、ＳＥＭＩ規格に従ってキャリアＣが製造されている場合、スロット６０１のウエハＷの高さはこのステージ３２の表面から所定の高さ分、上方に位置することになる。従って、そのようにキャリアＣがＳＥＭＩ規格に従っているものとして、装置コントローラ２は前記キャリア搭載面高さＨ３に基づいて、基準高さＬ０からスロット６０１のウエハＷに至るまでの高さを算出することができる。図６のキャリアＣが当該ＳＥＭＩ規格に従っているものとして、前記高さを当該図８中にＨ４で示している。

また、ＳＥＭＩ規格では各スロット６００は所定の間隔をおいて形成されるので、装置コントローラ２は前記高さＨ３から基準高さＬ０からスロット６０１以外の各スロット６００に収納されるウエハＷに至るまでの高さについても、前記高さＨ２に基づいて算出することができる。つまり、装置コントローラ２は、基準高さＬ０から前記規格どおりの高さに配置されたスロット６００のウエハＷに至るまでの高さ（規格上のウエハ高さとする）を検出することができる。

つまり、各スロット６００における規格上のウエハ高さと実際のウエハ高さとが、夫々上記の座標系で定義される。そのため、前記規格上のウエハ高さに対する実際のウエハ高さのずれを装置コントローラ２が検出することができる。そして、既述のようにスロット６００の高さとウエハＷの高さとが対応するため、前記ずれに基づいて装置コントローラ２は、スロット６００の異常の有無を判定することができる。具体的に説明すると、規格上のウエハ高さに対しての前記ずれの許容範囲が設定されている。そして、一のスロット６００における規格上のウエハ高さに対して、同じ一のスロット６００における実際のウエハ高さがその許容範囲に収まっていれば、当該一のスロットは正常であると判定される。前記許容範囲から外れていれば、当該一のスロット６００について異常有りと判定される。

例えば、前記許容範囲が−２ｍｍ〜＋２ｍｍとして設定され、スロット６０１の規格上のウエハ高さが５００ｍｍであるとき、スロット６０１の実際のウエハ高さが４９８ｍｍ〜５０２ｍｍであればスロット６０１は正常、それ以外の値であればスロット６０１は異常と判定される。各スロット６００について、このように異常が判定される。例えば一つでもスロット６００に異常が有れば、装置コントローラ２は、当該スロット６００が形成されたキャリアＣを異常（不具合）があるキャリアＣとして認定する。

続いて、制御部である装置コントローラ２について図９を用いて説明する。装置コントローラ２は、プログラム格納部２１、ＣＰＵ２２、メモリ２３を備えており、これらがバス２４に接続されている。ロードポート３Ａ〜３Ｄの各部も前記バス２４に接続されており、各ロードポート３のマッピングユニット５からセンサ対５０による検出信号及び当該マッピングユニット５の各部のエンコーダ値が、当該バス２４に出力される。また、バス２４を介して出力される制御信号に従って、各ロードポート３のドア本体４０の開閉及びステージ３２の移動が制御される。

前記バス２４には移載機構１２も接続され、移載機構１２のエンコーダからバス２４にエンコーダ値が出力される。また、バス２４を介して出力される制御信号に従って、移載機構１２の各部の動作が制御される。

プログラム格納部２１は、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）及びメモリーカードなどの記憶媒体などにより構成されている。このような記憶媒体に格納された状態で、当該記憶媒体に格納されたプログラム２５が、装置コントローラ２にインストールされる。プログラム２５は、塗布、現像装置１の各部に制御信号を送信してその動作を制御し、ウエハＷの搬送、各ブロックＥ１〜Ｅ４でのウエハＷの処理、キャリアＣからのウエハＷの搬出、及びキャリアＣへのウエハＷの搬入の各動作が行えるように命令（各ステップ）が組み込まれている。ＣＰＵ２２は、そのように制御信号を出力するために各種の演算を実行する。

メモリ２３には、図８にて説明した基準ホーム高さＨ１、各スロット６００に対する進入フォーク高さＨ２、キャリア搭載面高さＨ３、各スロット６００における実際のウエハ高さ及び規格上のウエハ高さが記憶される。図示は省略しているがメモリ２３には、マッピングデータとして前記実際のウエハ高さの他に、各スロット６００におけるウエハＷの有無及びウエハＷの厚さ異常の有無を示すデータが記憶される。これらのデータも上記の受光部５７からの出力に基づいて取得される。これらの各種のデータは、ロードポート３ごとに記憶される。また、マッピングデータは各ロードポート３において、搬送されたキャリアＣごとに記憶される。

その他にメモリ２３には、前記キャリア搭載面高さＨ３から各スロット６００の規格上のウエハ高さを算出するための各データが記憶される。このデータは例えば、当該キャリア搭載面高さＨ３と規格通りの高さに配置されたスロット６０１のウエハＷとの間隔や、規格通りの高さ位置に配置された隣接するスロット６００間におけるウエハＷ同士の間隔についてのデータである。さらにその他に、メモリ２３には、前記設定離間高さＨ、前記基準ホーム高さＨ１から取得される移載機構１２のエンコーダ値を基準高さＬ０からのフォーク高さに変換する変換式、及び前記規格上のウエハに対する実際のウエハのずれの許容範囲が記憶される。

続いて図１０〜図１６を参照しながら、塗布、現像装置１の稼働前に行う準備作業、及びその後の装置１の稼働時におけるキャリアＣからのウエハＷの搬出動作について説明する。図１０は前記準備作業開始時のロードポート３Ａを示しており、センサ対５０はセンサ待機位置に位置している。移載機構１２のフォーク１６は当該ロードポート３Ａの搬送口３３に向かうように位置しており、移載機構１２のエンコーダ値が所定値になるように制御されることにより前記ホーム高さにて待機している。この状態から、マッピングユニット５のセンサ対５０が下降すると共に、図１１に実線で示すように支持アーム５４が後方側に向かって所定の角度に傾く。そして、センサ対５０に既述の光軸５Ａが形成された状態で、支持アーム５４が上昇する。

突起３７により光軸５Ａが遮蔽されると、支持アーム５４の上昇が停止する。図１１中に鎖線を用いて、停止した状態の支持アーム５４及びセンサ対５０を示している。装置コントローラ２は、センサ対５０の受光部５７の出力に従って、基準高さＬ０から突起３７の下端までの高さを検出する。その高さに基づいて、装置コントローラ２は、図８で説明したキャリア搭載面高さＨ３を取得する。そして、このキャリア搭載面高さＨ３に基づいて、上記の各スロット６００における規格上のウエハ高さを取得する。

続いて、センサ対５０の投光部５６からの投光が一旦停止し、支持アーム５４が、一旦下降すると共に垂直になる。そして、当該支持アーム５４が上昇すると共に後方側へ傾き、例えば図１２に実線で示すように水平になる。然る後、センサ対５０が光軸５Ａを形成しながら下降する。前記移載機構１２のフォーク１６により光軸５Ａが遮蔽されると、支持アーム５４の下降が停止する。図１２中に鎖線を用いて下降が停止した状態のセンサ対５０を示している。装置コントローラ２は、センサ対５０の受光部５７の出力に基づいて、基準ホーム高さＨ１を取得する。このように各種パラメータが取得される一方で、センサ対５０はセンサ待機位置へと戻る。

ロードポート３Ａについて、このように各種のパラメータが取得されると、移載機構１２のフレーム１３が水平に移動し、フォーク１６がロードポート３Ｂの搬送口３３手前に向かうように位置する。そして、ロードポート３Ｂにおいてもロードポート３Ａと同様に各種パラメータが取得される。フォーク１６は、ロードポート３Ｃ、３Ｄの各搬送口３３の手前にも位置し、ロードポート３Ｃ、３Ｄについても同様にパラメータが取得されると、準備作業が終了する。

塗布、現像装置１が稼働を開始し、当該塗布、現像装置１に搬送されたキャリアＣがロードポート３Ａのステージ３２の搭載面３９に載置され、アンロード位置からロード位置に移動し、容器本体６の開口縁部６５が筐体３１に密着すると共に鍵穴７３にラッチキー４４が差し込まれる（図１３）。ラッチキー４４が回転し、蓋体７が当該ラッチキー４４を介してドア本体４０に保持される。ドア本体４０が閉鎖位置から下降位置に移動し、搬送口３３が開放されると、支持アーム５４の回転動作及び昇降動作により、センサ対５０がセンサ待機位置から図１４に実線で示すマッピング開始位置に移動する。然る後、光軸５Ａが形成されながらセンサ対５０が下降する。受光部５７からの出力によって、上記のマッピングデータである各スロット６００におけるウエハＷの有無、ウエハＷの厚さ異常の有無、及び基準位置Ｌ０からの各スロット６００のウエハＷの高さ（実際のウエハ高さ）が取得される。センサ対５０が図１４に鎖線で示すマッピング終了位置に移動すると、当該センサ対５０はセンサ待機位置に戻る。

装置コントローラ２は、スロット６００ごとに規格上のウエハ高さに対する実際のウエハ高さの差分を検出し、この差分が許容範囲に収まるか否かについて判定する。許容範囲に収まらないスロット６００があれば、当該スロット６００及びキャリアＣは異常であると判定する。全てのスロット６００において前記差分が許容範囲に収まる場合は、当該キャリアＣは正常であると判定する。ここではキャリアＣが正常であると判定されたものとして説明を続ける。

装置コントローラ２は、各スロット６００ごとに実際のウエハＷの高さと設定離間高さＨとにより進入フォーク高さＨ２を算出する。そして、例えばスロット６０１のウエハＷを取り出すために、当該スロット６０１について算出された進入フォーク高さにフォーク１６が移動し、基台１５上を前進して、容器本体６内に進入する（図１５）。既述のようにこのフォーク１６は、スロット６０１のウエハＷに対して設定離間高さＨ離れた下方を容器本体６の奥側に向かって移動し、その後、昇降台１４が上昇してフォーク１６がスロット６０１のウエハＷを受け取り、基台１５上を後退する（図１６）。然る後、基台１５の回転動作及びフォーク１６の前進動作により、ウエハＷが処理ブロックＥ２に受け渡される。他のスロット６００のウエハＷについても同様に、取得されたフォーク高さＨ２にフォーク１６が移動して、ウエハＷの搬出が行われる。このようにして、例えば下方側のスロット６００から上方側のスロット６００に向かって順にウエハＷが搬出される。

ただし、マッピングによりその厚さが異常と判定されたウエハＷについては一つのスロット６００にてウエハＷが複数枚重なって収納されていることによりそのように厚さが異常となっていることが考えられるため、搬出を行わない。また、ウエハＷが収納されていないと判定されたスロット６００に対してはフォーク１６の容器本体６への進入動作は行われない。また、隣接するウエハＷとの間隔が所定の基準値より小さいウエハＷについては、フォーク１６によるウエハＷの損傷を防ぐためにキャリアＣからの搬出を行わない。前記隣接するウエハＷの間隔は、マッピングによって取得された隣接するスロット６００における実際のウエハ高さの差分である。

処理ブロックＥ２、Ｅ３、Ｅ４に搬送されたウエハＷをキャリアＣに戻すときには、ウエハＷを保持したフォーク１６が、当該ウエハＷを取り出すときに容器本体６に進入した前記高さよりも所定の量高い（基準位置Ｌ０に近い）高さにて当該容器本体６に進入する。然る後、昇降台１４によりフォーク１６が下降して容器本体６の支持部６３にウエハＷが受け渡される。このようにしてウエハＷは、当該ウエハＷが元々収納されていたスロット６００に戻される。そして、ドア本体４０が閉鎖位置に戻り、蓋体７により容器本体６のウエハＷの取り出し口６４が塞がれ、ラッチキー４４が回転して蓋体７のドア本体４０による保持が解除されると共に、蓋体７と容器本体６とが係合する。然る後、ステージ３２が後退して、キャリアＣがアンロード位置へ移動し、キャリア搬送機構により、他の装置に搬送される。

ところで、規格上のウエハ高さに対する実際のウエハ高さの差分が許容範囲を外れ、キャリアＣが異常であると判定された場合について説明する。装置コントローラ２は、当該キャリアＣについて設定されたＩＤ番号と、そのように許容範囲を外れた異常なスロット６００の番号（６０１〜６２５のいずれか）と、をホストコンピュータに送信する。このように異常なスロット６００からも正常なスロット６００と同様にウエハＷの搬出を行い、搬出されたウエハＷは当該スロット６００に戻される。キャリアＣは塗布、現像装置１から搬出され、後段の他の装置へ搬送される。その後、当該キャリアＣに格納されているウエハＷについて、クリーンルーム内における予め設定された一連の処理が終了すると、この異常なキャリアＣは、キャリア搬送機構によりクリーンルーム内の所定の載置場所に載置される。ユーザは、前記異常なキャリアＣを、前記載置場所から除外する。
ただし、塗布、現像装置１において、このように異常なスロット６００からウエハＷは取り出さず、スロット６００に異常があることを表すエラーが発報されるようにしてもよい。このエラーの発報は、具体的には画面表示や音声の出力により行われる。

また、キャリアＣが異常と判定された場合、上記のように対処することには限られない。例えば、異常なキャリアＣにおいて、異常なスロット６００からもウエハＷを、正常なスロットと同様に搬出する。そして、この異常なキャリアＣにウエハＷを戻さずに、当該異常なキャリアＣをロードポート３Ａからキャリア搬送機構により搬出する。そして、ロードポート３Ａには新規で空のキャリアＣを所定の保管場所から搬送し、この新規なキャリアＣの各スロット６００に、前記異常なキャリアＣから塗布、現像装置１に搬出されたウエハＷを格納する。そして、前記新規なキャリアＣを後段の装置に搬送する。異常なキャリアＣは、ロードポート３Ａから搬出後、前記クリーンルーム内の所定の載置場所に載置され、ユーザにより当該載置場所から除外される。
ロードポート３ＡにおけるウエハＷの搬入及び搬出について示したが、他のロードポート３Ｂ〜３Ｄについてもロードポート３Ａと同様にキャリアＣからのウエハＷの取り出しと、キャリアＣへのウエハＷの搬入とが行われる。

この塗布、現像装置１によれば、マッピングユニット５を用いて、ホーム高さで待機している移載機構１２のフォーク１６を検出し、基準ホーム高さＨ１を算出することで、移載機構１２のエンコーダ値とフォーク１６の基準高さＬ０からの高さとの関係を取得する。その後、キャリアＣが塗布、現像装置１に搬送されたときに、当該キャリアＣの各ウエハＷの基準高さＬ０からの高さ（実際のウエハ高さ）を取得する。従って、各ウエハＷから前記設定離間高さＨ下方の進入フォーク高さＨ２にフォーク１６を位置させ、当該位置にて当該フォーク１６をキャリアＣの容器本体６に進入させて、当該フォーク１６は各ウエハＷを受け取ることができる。従って、ウエハＷの高さが規格から外れてもフォーク１６はウエハＷを受け取ることができ、塗布、現像装置１における生産効率の低下を抑えることができる。また、背景技術の項目で説明したようにロードポート３ごとにステージ３２に冶具１０１、１０２を置く手間が必要無くなるし、前記冶具１０２に対してフォーク１６の高さを合わせ込む必要もない。従って、塗布、現像装置１を稼働させるまでの手間を軽減し、稼働に要するまでの時間を短縮することができる。さらに、この装置１のようにロードポート３が複数設けられる場合、冶具１０１、１０２をロードポート３同士で搬送する必要が無くなるので、この実施形態で説明した手法を用いることが有利である。

また、マッピングユニット５を用いてキャリア搭載面高さＨ３を取得し、この搭載面高さＨ３から規格上のウエハ高さを取得し、実際のウエハ高さと規格上のウエハ高さとを比較して、キャリアＣの異常の有無を判定することができる。それによって、キャリアＣからウエハＷを取り出す際にウエハＷの取り出しが中止になることに起因する装置１の生産性低下を抑制する。結果として半導体装置の生産への影響を防ぐことができる。なお、背景技術の項目で述べたように、ステージ３２のピン３６に嵌合するキャリアＣの凹部が正常に形成されていなければ、ステージ３２に正常にキャリアＣが載置できず、実際のウエハ高さは規格上のウエハ高さからずれる。つまり、キャリアＣに異常が発生しているか否か検出することは、ウエハＷの支持部６３の高さに異常が発生しているか否かを検出するということのみに限られず、キャリアＣの載置状態に異常が発生しているか否かを検出することも含まれる。

上記の例において、ロードポート３Ａ〜３Ｄにおいて基準高さＬ０が同じ高さ位置であれば、基準ホーム高さＨ１は各ロードポート３において同じになるので、当該基準ホーム高さＨ１の取得は、いずれかのロードポート３において行えばよい。また、突起３７とキャリア搭載面３９との高さの関係が明らかであれば、マッピングユニット５により突起３７を検出することで、装置コントローラ２がステージ３２の高さを取得できるので、突起３７は既述の位置に設けることに限られない。例えば上記の例のように搬送口３３の下側に突起３７を設けずに、上側に設けてもよい。また、キャリアＣに突起３７を設けてもよい。

また、上記の例ではホーム高さにおけるフォーク１６をマッピングユニット５により検出しているが、基準位置Ｌ０からフォーク１６に至るまでの高さとエンコーダのパルス数の出力との対応が取得できればよいため、ホーム高さ以外の所定の高さにおけるフォーク１６を、マッピングユニット５によって検出してもよい。

図１７にはマッピングユニット５を移載機構１２に組み込んだ構成例を示している。この例では昇降台１４に支持アーム５４が設けられており、当該昇降台１４の昇降動作により支持アーム５４が昇降することができる。つまり、この移載機構１２では、同一のモータによりセンサ対５０及びフォーク１６が昇降し、移載機構１２のエンコーダ値が変化するとき、センサ対５０及びフォーク１６の高さが互いに同量変化する。この例において支持アーム５４は、既述の例と同様に昇降台１４により、基部側を支点として回転できるように構成されている。つまり、移載機構１２の昇降台１４が、既述の回転機構５２及び支持シャフト５３の役割も果たす。

例えば移載機構１２の製造時に、支持アーム５４が水平になったときのセンサ対５０とフォーク１６との高さの差分が計測されており、この差分が装置コントローラ２に記憶されている。つまり、フォーク１６とセンサ対５０とは互いに共通の座標系で管理され、この座標系における互いの位置関係が明らかになっている。また、前記エンコーダ値が所定の量変化したときの基準高さＬ０に対するフォーク１６及びセンサ対５０の高さの変化量については、装置コントローラ２が検出できるようになっている。従って、マッピング時においてセンサ対５０がウエハＷを検出したときに出力されたエンコーダ値から、当該ウエハＷを受け取るために出力されるべきエンコーダ値を当該装置コントローラ２が演算できる。従って、この移載機構１２を用いる場合、上記の準備作業においてセンサ対５０によりフォーク１６を検出する動作が省略される。装置１の稼働後は既述のようにマッピングが行われ、キャリアＣに対してウエハＷの搬入及び搬出が行われる。このような移載機構１２を用いれば、装置の立ち上げに要する時間をより短縮することができる。

Ｅ１ キャリアブロック
Ｅ２ 処理ブロック
Ｃ キャリア
Ｗ ウエハ
１ 塗布、現像装置
２ 装置コントローラ
３ ロードポート
３２ ステージ
３６ ピン
３９ キャリア搭載面
４ 開閉ドア
５ マッピングユニット
５０ センサ対

Claims (8)

1. 複数の基板を棚状に収納して搬送するための搬送容器から、基板搬送機構により基板を取り出す基板搬送方法において、
   搬入ポートに搬送容器を載置する工程と、
   前記搬入ポートに搬入された搬送容器内の基板の高さ位置を光学的に検出するための昇降自在な基板検出部を用い、搬入ポート上の搬送容器内の各基板の高さ位置についての情報を取得する工程と、
   前記基板搬送機構が当該基板搬送機構により管理されている座標上にて予め設定された高さ位置にあるときにおいて、前記基板検出部により管理されている座標上における当該基板搬送機構の高さ位置と、前記基板検出部により取得した前記情報と、に基づいて、搬送容器内の基板を受け取るときの基板搬送機構の高さ位置を算出する工程と、
   前記算出する工程により得られた、搬送容器内の基板を受け取るときの基板搬送機構の高さ位置に基づいて基板搬送機構により搬送容器内から基板を取り出す工程と、
   を含み、
   前記情報は、搬送容器内のスロットと各基板の高さ位置とを対応付けた情報であり、
   前記搬入ポートに搬送容器が搬入されたときに当該搬送容器に対して基準の高さとなる基準部位の高さ位置を検出する工程と、
   前記基板検出部により検出された基準部位の高さ位置と、前記情報と、に基づいて搬送容器に不具合が発生しているか否かを判定する工程と、
   を含むことを特徴とする基板搬送方法。
2. 一の搬送容器に不具合が発生していると判定されたときに、前記搬入ポートに空である他の搬送容器を搬入する工程と、
   一の搬送容器から前記基板搬送機構により取り出された基板を、前記他の搬送容器に搬入する工程と、
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の基板搬送方法。
3. 前記基準部位は、前記搬入ポートにおける搬送容器の載置面であることを特徴とする請求項１または２に記載の基板搬送方法。
4. 前記基板検出部は、基板搬送機構に設けられ、
   前記基板検出部により管理されている座標は、基板搬送機構により管理されている座標と共通であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の基板搬送方法。
5. 複数の基板を棚状に収納して搬送するための搬送容器を載置するための搬入ポートと、
   前記搬入ポートに載置された搬送容器内の基板を取り出すための昇降自在、進退自在な基板搬送機構と、
   前記搬入ポートに載置された搬送容器内の基板の高さ位置を光学的に検出するための昇降自在な基板検出部と、
   前記基板検出部により、搬入ポート上の搬送容器内の各基板の高さ位置についての情報を取得するステップと、前記基板搬送機構が当該基板搬送機構により管理されている座標上にて予め設定された高さ位置にあるときにおいて、前記基板検出部により管理されている座標上における当該基板搬送機構の高さ位置と、前記基板検出部により取得した各基板の高さ位置と、に基づいて、搬送容器内の基板を受け取るときの基板搬送機構の高さ位置を算出するステップと、前記算出するステップにより得られた、搬送容器内の基板を受け取るときの基板搬送機構の高さ位置に基づいて基板搬送機構により搬送容器内から基板を取り出すステップと、を実行するように構成された制御部と、を備え、
   前記情報は、搬送容器内のスロットと各基板の高さ位置とを対応付けた情報であり、
   前記制御部は、前記基板検出部により検出された、前記搬入ポートに搬送容器が搬入されたときに当該搬送容器に対して基準の高さとなる基準部位の高さ位置を検出するステップと、
   前記基板検出部により検出された基準部位の高さ位置と、前記情報と、に基づいて、搬送容器に不具合が発生しているか否かを判定するステップと、
   を実行するように構成されていることを特徴とする基板搬送装置。
6. 前記基準部位は、前記搬入ポートにおける搬送容器の載置面であることを特徴とする請求項５記載の基板搬送装置。
7. 前記基板検出部は、基板搬送機構に設けられ、
   前記基板検出部により管理されている座標は、基板搬送機構により管理されている座標と共通であることを特徴とする請求項５または６に記載の基板搬送装置。
8. 搬入ポートに搬入され、複数の基板を棚状に収納して搬送するための搬送容器から、基板搬送機構により基板を取り出す基板搬送装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体であって、
   前記コンピュータプログラムは、請求項１ないし４のいずれか一項に記載された基板搬送方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。

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