JP6710518B2 - 搬送装置及び補正方法 - Google Patents

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本発明は、搬送対象物を搬送する搬送装置、特に、半導体ウェハ、液晶用基板、有機ＥＬ素子等の被処理体を処理チャンバに搬送する搬送装置、及び搬送位置に補正を施す補正方法に関する。
例えば半導体デバイスや液晶パネルなどの製造プロセスにおいては、半導体基板や液晶用基板（以下、半導体基板や液晶用基板を単に「ウェハ」という）といった被処理体に対する成膜処理、エッチング処理、酸化処理などの各種処理が、個別の処理容器内で行われる。被処理体を処理容器との間で搬入出させる際には、通常、被処理体を保持する保持部を備えた搬送装置が用いられる。搬送装置には様々のタイプが存在するが、例えば単一関節のアームや、多関節のアームを伸張動作、後退動作させることにより保持部を往復移動させるものが用いられることが多い。
保持部を備えた搬送装置を用いるにあたり、被処理体を処理容器内の所望の位置に位置合わせして搬入させるために、種々の位置合わせ技術が創案されている。特許文献１には、半導体ウェハの中心位置を求め、載置台の所定の位置に当該半導体ウェハを載置させる技術が開示されている。この特許文献１に記載の技術によれば、２つのセンサを用いて常に正確にウェハ中心を求めることができ、求心精度の向上が図られる。
特開２００８−２１８９０３号公報
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術においては、ウェハを保持する保持部を支持する搬送アームの熱膨張に伴う位置ずれや、当該位置ずれに関する位置合わせ時の補正技術等は記載されていない。半導体ウェハ等の被処理体に対して成膜処理やエッチング処理といった各種処理を行う際に、処理容器内は例えば７００℃といった高温条件下にされることが一般的である。また、処理容器等は常に同じ温度ではなく、処理が開始されると共に昇温され、経時的に温度が変化する。
ウェハを保持する保持部を支持する搬送アームは、経時的な温度変化や高温環境下に曝されるために、熱膨張や収縮を繰り返すことになり、処理容器内への被処理体（搬送対象物）の載置に関しては、その時々の温度状態に応じて搬送アームや保持部の正確な位置情報を取得し、位置合わせを実施する必要がある。特にこの搬送アームは、材質として軽量化や汎用性といった観点からアルミが用いられることが一般的であり、ＳＵＳ等からなる保持部に比べ熱膨張係数が大きく、位置合わせには搬送アームの伸びや歪みを考慮することが重要であると考えられる。
即ち、処理容器内やその近傍では昇温する速度や降温する速度は環境に応じて経時的に変化し、搬送アームには当該環境に応じた伸びや歪みが加わってしまうことが懸念されるため、位置情報の取得に関しては、極力、被処理体を載置する直前の処理容器近傍位置において当該取得を行うことが望まれている。この点に関し、従来は保持部が処理容器内に搬入される時点での位置情報を、保持部を対象として処理容器入口において検出することで対応していたが、保持部が処理容器内に侵入した段階（搬送アームが伸びきる直前の状態）での搬送アームの形状を考慮に入れた検出・計測は現状行われていないのが実情である。
このような事情に鑑み、本発明の目的は、搬送対象物を搬送する搬送装置において、経時的な温度変化に伴う搬送アームの熱膨張、収縮や歪みといった形状変化を考慮に入れた位置情報を取得し、従来に比べ更に高精度で正確な搬送位置に搬送対象物を載置することが可能な搬送装置及び補正方法を提供することにある。
前記の目的を達成するため、本発明によれば、搬送対象物を保持する保持部と、一端部が前記保持部に連結される直線形状の第２のアームと、当該第２のアームの他方端部に関節部を介して連結される直線形状の第１のアームと、を有する搬送装置であって、前記第１のアーム及び前記第２のアームを回転駆動させ、前記保持部を待機位置と搬送位置との間で移動させる、回転駆動機構と、前記第１のアーム及び前記第２のアームの回転角度を検出する回転角検出機構と、前記第２のアームの位置を検出する位置検出センサと、前記回転角検出機構で検出される前記第１のアーム及び前記第２のアームの回転角度に基いて前記保持部の位置を算出する計算部と、前記計算部によって算出された前記保持部の位置情報と、前記位置検出センサによって検出された第２のアームの位置情報とを比較し、両者の差分に基いて搬送対象物を搬送する搬送位置に補正を施す制御部と、を備え、前記第２のアームの位置を検出する位置検出センサは、当該第２のアームの長手方向の途中に設けられるキッカー部材と、当該キッカー部材の検出を行うキッカー用センサから構成され、前記キッカー用センサによる前記キッカー部材の検出は、前記第２のアームの回転駆動時における等速領域または減速領域においてのみ実施されることを特徴とする、搬送装置が提供される。
上記搬送装置において、前記第１のアーム及び前記第２のアームがそれぞれ一対設けられても良い。
また、別の観点からの本発明によれば、搬送対象物を保持する保持部と、一端部が前記保持部に連結される直線形状の第２のアームと、当該第２のアームの他方端部に関節部を介して連結される直線形状の第１のアームと、を有する搬送装置において、搬送対象物を搬送する搬送位置に補正を施す補正方法であって、前記第１のアーム及び前記第２のアームの回転角度から前記保持部の位置を算出する工程と、前記第２のアームの位置を検出する位置検出センサによって当該第２のアームの位置情報を検出する工程と、前記第１のアーム及び前記第２のアームの回転角度から算出された前記保持部の位置情報と、前記位置検出センサによって検出された第２のアームの位置情報とを比較し、両者の差分に基いて搬送対象物を搬送する搬送位置に補正を施す工程と、を有し、前記第２のアームの位置を検出する位置検出センサは、当該第２のアームの長手方向の途中に設けられるキッカー部材と、当該キッカー部材の検出を行うキッカー用センサから構成され、前記キッカー用センサによる前記キッカー部材の検出は、前記第２のアームの回転駆動時における等速領域または減速領域においてのみ実施されることを特徴とする、補正方法が提供される。
本発明によれば、搬送対象物を搬送する搬送装置において、経時的な温度変化に伴う搬送アームの熱膨張、収縮や歪みといった形状変化を考慮に入れた位置情報を取得し、従来に比べ更に高精度で正確な搬送位置に搬送対象物を載置することが可能となる。
本実施の形態に係る搬送装置が適用される基板処理システムの構成を示す概略平面図である。 ウェハ搬送装置の概略斜視図である。 従来のウェハ搬送装置の動作についての概略平面図である。 本実施の形態に係るウェハ搬送装置の動作についての概略平面図である。 アーム機構の駆動の様子を示す概略説明図である。 アーム機構（Ｐｉｃｋ２）をロードロック室と処理チャンバとの間で往復させ、その先端伸び量の評価を行った結果を示すグラフである。 フロッグレッグ式と呼ばれる構成のアーム機構の概略説明図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
図１は、本実施の形態に係る搬送装置が適用される基板処理システム１の構成を示す概略平面図である。基板処理システム１は、基板処理システム１に対するウェハＷの搬入出をカセットＣ単位で行うカセットステーション２と、例えば被処理体としてのウェハＷを処理する処理ステーション３を有している。カセットステーション２と処理ステーション３とは、ロードロック室４を介して一体に接続された構成となっている。
カセットステーション２は、カセット載置部１０と、カセット載置部１０に隣接して設けられた搬送室１１を備えている。カセット載置部１０には、複数のウェハＷを収容可能なカセットＣをＸ方向（図１中の左右方向）に複数、例えば３つ並べて載置できる。搬送室１１には、ウェハ搬送アーム１２が設けられている。ウェハ搬送アーム１２は、上下方向、左右方向及び鉛直軸周り（図中θ方向）に移動自在であり、カセット載置部１０のカセットＣと、ロードロック室４との間でウェハＷを搬送できる。搬送室１１のＸ方向負方向側の端部には、ウェハＷのノッチ等を認識してウェハの位置決めを行うアライメント装置１２が設けられている。
処理ステーション３は、ウェハＷを処理する複数の処理チャンバ２０と、多角形状（図示の例では八角形状）の真空搬送室２１を備えている。各処理チャンバ２０は、この真空搬送室２１の周囲を囲むように配置されている。また、ロードロック室４は、真空搬送室２１と接続されている。
真空搬送室２１内には、被処理体ならびに搬送対象物としてのウェハＷを搬送するウェハ搬送装置３０が設けられている。ウェハ搬送装置３０は、ウェハＷを保持する保持部としてのフォーク３１と、旋回及び伸縮自在な単一関節式のアーム機構３２を備え、ウェハＷをロードロック室４、真空搬送室２１及び処理チャンバ２０との間で搬送することができる。なお、図１にはアーム機構３２が真空搬送室２１の中央に１つのみ設けられる場合を図示したが、複数のアーム機構３２が設けられても良い。
ここで、処理チャンバ２０と真空搬送室２１の境界であり、ウェハＷを処理チャンバ２０へ搬送（搬入出）させる際の搬入出口３５には、それぞれの処理チャンバ２０ごとに当該搬入出口３５の両側にウェハＷの通過を感知するセンサ３７が設けられている。センサ３７は例えば搬入出口３５の上部に設置され、各搬入出口３５ごとに一対（２箇所）のセンサ３７が設置される。このセンサ３７によって、フォーク３１に保持されたウェハＷが処理チャンバ２０内に搬送される際に、ウェハＷの通過開始時及び通過終了時を検出し、その位置情報に基づき処理チャンバ２０内の所定の位置にウェハＷが載置される。
以下、図２を参照してアーム機構３２を含むウェハ搬送装置３０の詳細な構成について説明する。図２はウェハ搬送装置３０の概略斜視図である。図２に示すように、ウェハ搬送装置３０は、中央ハブ４０の中心Ａを回転軸とする直線形状の第１のアーム４１と、当該第１のアーム４１の先端を関節部４３とし、この関節部４３を介して第１のアーム４１と接続する直線形状の第２のアーム４５を有している。
また、中央ハブ４０には、図示しない回転部材を介してモータ４０ａ、４０ｂが接続されている。第１のアーム４１は当該モータ４０ａの駆動により中心Ａを回転軸として回転自在に構成されている。この第１のアーム４１の回転角をθ１（以下、第１のアーム４１の回転角度θ１）とする。一方、モータ４０ｂの駆動によれば、アーム機構３２全体を中心Ａを回転軸として回転させることが可能な構成となっている。
また、第２のアーム４５は、関節部４３を中心軸として回転可能に構成されている。そして、第２のアーム４５の先端には、フォーク３１が設けられている。ここで、関節部４３における第１のアーム４１と第２のアーム４５のなす角度をθ２（以下、第２のアーム４５の回転角度θ２）とした場合に、当該角度θ２は、上記第１のアーム４１の回転角θ１と連動して変化するように構成されている。具体的には、角度θ１が小さくなるにつれて角度θ２が大きくなる、あるいは、角度θ１が大きくなるにつれて角度θ２が小さくなるといった動作がなされる。また、第２のアーム４５とフォーク３１とのなす角度θ３（後述する支持プレート５１の接続角度）の角度はアーム機構３２が延伸すると共に大きくなるように構成される。これらの角度θ１〜θ３を好適に調整することによって、アーム機構３２の先端に取り付けられたフォーク３１は、中央ハブ４０と処理チャンバ２０との間において、中心Ａから径方向に略直線的に移動することができる。
アーム機構３２について、所定の搬送位置に対して略直線的にアーム伸縮を行うに際し、第１のアーム４１及び第２のアーム４５とその端部を結んで構成され、関節部４３を頂点とする二等辺三角形が崩れないような条件で図示しないベルト、リンク、ギア等の機構を適宜用いることで伸縮動作が行われる。即ち、中央ハブ４０及びモータ４０ａは第１のアーム４１及び第２のアーム４５を回転駆動させ、フォーク３１を待機位置から搬送位置へと移動させるような構成となっている。
保持部としてのフォーク３１は、略Ｕ字状の本体部５０と、本体部５０を支持する支持プレート５１を有している。本体部５０は、例えば図示しないボルト等の締結部材によって支持プレート５１に接続されている。フォーク３１は、この支持プレート５１を介して接続角度θ３を適宜変更可能な構成で第２のアーム４５の先端に取り付けられている。
次に、図３を参照して、以上説明したように構成されるウェハ搬送装置３０の動作と、その動作における従来の位置情報の取得について説明する。図３は、従来のウェハ搬送装置３０の動作についての概略平面図であり、処理チャンバ２０内にウェハＷを搬送させる際の動作を示すものである。（ａ）はウェハＷ搬送前、（ｂ）はウェハＷが処理チャンバ２０に搬入される搬入時、（ｃ）は処理チャンバ２０内にウェハＷが搬入された後（搬入後）を示しており、（ａ）〜（ｃ）の順でウェハＷの搬送は行われる。
先ず、図３（ａ）に示すように、ロードロック室４から取り出されたウェハＷは、ウェハ搬送装置３０の保持部としてのフォーク３１上に保持され、待機状態とされる。この時、第１のアーム４１の回転角度はθ１、第２のアーム４５の回転角度はθ２であり、その際のフォーク３１の位置を待機位置とする。このような図３（ａ）に示す状態（待機状態）から、第１のアーム４１の回転角度θ１を小さくすると共に、第２のアーム４５の回転角度θ２を大きくするような動作を実施することで、図３中のＹ方向（処理チャンバ２０への直線方向）へ保持したウェハＷが搬送させられる。
続いて、図３（ｂ）に示すように、処理チャンバ２０の搬入出口に設置されたセンサ３７がウェハＷを検知するような位置まで搬送が行われ、当該検知によりウェハＷの位置情報の取得が開始される。この時、第１のアーム４１の回転角度はθ１ａ（＜θ１）となっており、第２のアーム４５の回転角度はθ２ａ（＞θ２）となっている。
そして、図３（ｃ）に示すように、最終的な搬送位置まで、ウェハ搬送装置３０の保持部（フォーク３１）が移動させられることで、処理チャンバ２０内の所定の位置にウェハＷが載置される。この時、第１のアーム４１の回転角度はθ１ｂ（＜θ１ａ）となっており、第２のアーム４５の回転角度はθ２ｂ（＞θ２ａ）となっている。
このように、図３に示す従来のウェハＷの搬送においては、センサ３７がウェハＷを検知した時の位置情報や、ウェハＷがセンサ３７の検知範囲から外れた時の位置情報に基づき、ウェハＷの位置合わせが行われ、処理チャンバ２０内の所定の位置にウェハＷが載置される。なお、ウェハＷの位置合わせについては、取得された位置情報が図示しない制御部に送られ、当該制御部からモータ４０ａに動作信号が送られ、当該モータ４０ａの駆動により第１のアーム４１及び第２のアーム４５が回転移動する。
ここで、各アームの回転角度は、図示しない回転角度検出機構によって任意のタイミングで検出される。この回転角度検出機構によって検出される各アームの回転角度と、センサ３７との関係性に基いて図示しない計算部による計算を行い、ウェハＷの位置情報の取得が行われる。
以上、図３を参照して従来のウェハ搬送装置３０の動作や位置情報の取得について説明した。
このようなセンサ３７によってウェハＷの位置情報を取得する場合に、フォーク３１が処理チャンバ２０の内部に到達した後の段階（即ち、搬送アームが十分に伸びきる直前の状態）での各アームの伸びや歪み等の形状変化は、上記位置情報の取得に反映されない。搬送アーム（第１のアーム４１及び第２のアーム４５）が十分に伸びきる直前の状態においては、当該搬送アームの伸びや歪みはＹ方向（処理チャンバ２０への直線方向）に顕著に発現する。
このような事情に鑑み、本発明者らは、ウェハＷの所定位置への載置に関し、更なる精度の向上を図ることが可能であると考え、本実施の形態に係るウェハ搬送装置３０の制御方法を創案した。以下、本実施の形態に係るウェハ搬送装置３０の制御方法について図４を参照して説明する。
図４は、本実施の形態に係るウェハ搬送装置３０の動作についての概略平面図であり、処理チャンバ２０内にウェハＷを搬送させる際の動作を示すものである。（ａ）はウェハＷ搬送前、（ｂ）はウェハＷが処理チャンバ２０に搬入される搬入時、（ｃ）は処理チャンバ２０内にウェハＷが搬入された直後（搬入直後）、（ｄ）はウェハＷ載置直前を示し、（ａ）〜（ｄ）の順でウェハＷの搬送は行われる。
なお、本実施の形態に係るウェハ搬送装置３０においては、基本的な構造は図２、３を参照して説明した構成となっているが、それに加え、第２のアーム４５の長手方向途中にキッカー部材６０を設けており、また、ウェハ搬送装置３０の動作時においては、処理チャンバ２０へのウェハＷ搬入後に当該キッカー部材６０の位置検出を行うキッカー用センサ６３が設けられている。即ち、キッカー部材６０及びキッカー用センサ６３は、第２のアーム４５の位置検出センサとしての役割を有している。
先ず、図４（ａ）に示すように、ロードロック室４から取り出されたウェハＷは、ウェハ搬送装置３０の保持部としてのフォーク３１上に保持される。この時、第１のアーム４１の回転角度はθ１、第２のアーム４５の回転角度はθ２であり、その際のフォーク３１の位置を待機位置とする。このような図４（ａ）に示す状態から、第１のアーム４１の回転角度θ１を小さくすると共に、第２のアーム４５の回転角度θ２を大きくするような動作を実施することで、図４中のＹ方向（処理チャンバ２０への直線方向）へ保持したウェハＷが搬送させられる。
続いて、図４（ｂ）に示すように、処理チャンバ２０の搬入出口に設置されたセンサ３７がウェハＷを検知するような位置まで搬送が行われ、当該検知によりウェハＷの位置情報の取得が開始される。この時、第１のアーム４１の回転角度はθ１ａ（＜θ１）となっており、第２のアーム４５の回転角度はθ２ａ（＞θ２）となっている。
そして、図４（ｃ）に示すように、処理チャンバ２０にウェハＷが搬入された直後において、センサ３７によるウェハＷの検知が終了する。即ち、センサ３７によるウェハＷの位置情報の取得が終了する。そして、処理チャンバ２０内にウェハＷが搬入された後、キッカー用センサ６３によるキッカー部材６０の検出が開始される。この時、第１のアーム４１の回転角度はθ１ｂ’（＜θ１ａ）となっており、第２のアーム４５の回転角度はθ２ｂ’（＞θ２ａ）となっている。
そして、図４（ｄ）に示すように、キッカー用センサ６３によるキッカー部材６０の検出が完了し、当該検出に基づくウェハＷの位置情報が取得される。得られた位置情報に基づき、ウェハＷの位置合わせが行われ、最終的な搬送位置まで、ウェハ搬送装置３０の保持部（フォーク３１）が移動させられることで、処理チャンバ２０内の所定の位置にウェハＷが載置される。この時、第１のアーム４１の回転角度はθ１ｃ（＜θ１ｂ’）となっており、第２のアーム４５の回転角度はθ２ｃ（＞θ２ｂ’）となっている。
なお、ウェハＷの位置合わせについては、取得された位置情報が図示しない制御部に送られ、当該制御部からモータ４０ａ、４０ｂに動作信号が送られ、当該モータ４０ａ、４０ｂの駆動により第１のアーム４１、第２のアーム４５及びアーム機構３２全体が回転移動する。
ここで、各アームの回転角度は、図示しない回転角度検出機構によって任意のタイミングで検出される。この回転角度検出機構によって検出される各アームの回転角度と、センサ３７との関係性に基き図示しない計算部による計算が行われ、センサ３７によるウェハＷの検知が終了するまでのウェハＷの位置情報の取得が行われる。
一方で、第２のアーム４５の位置検出センサとしてのキッカー部材６０及びキッカー用センサ６３によれば、上記センサ３７による検出が終了した後のウェハＷの位置情報の取得が行われる。
このように回転角度検出機構及びセンサ３７によって取得されたウェハＷの位置情報と、第２のアーム４５の位置検出センサとしてのキッカー部材６０及びキッカー用センサ６３によって取得されたウェハＷの位置情報と、を比較し、その差分を算出する。そして、図示しない制御部により、当該差分に基づきウェハＷの位置に補正を加え、最終的なウェハＷの載置位置を決定することで、高精度で所定の位置にウェハＷを載置することができる。
ここで、キッカー部材６０が設けられる位置、及び、当該キッカー部材６０とキッカー用センサ６３との位置関係は、図４に示すウェハＷの搬送過程において、第２のアーム４５の等速領域または減速領域においてキッカー用センサ６３にキッカー部材６０が検知されるような構成が好ましい。
ここで、アーム機構３２（特に第２のアーム４５）の駆動における等速領域あるいは減速領域の具体的な定義について説明する。図５はアーム機構３２の駆動の様子を示す概略説明図であり、アーム機構３２の中心位置を０ｍｍとした時に、搬送位置（ウェハＷ受け渡し位置）が９００ｍｍ〜１０００ｍｍのところに位置する際の駆動状況の概略図である。なお、図５においてアーム機構３２が駆動する際の旋回半径時のウェハＷ中心位置（アーム待機位置）は３１０ｍｍ近傍に位置し、事実上、ウェハＷの搬送はこの３１０ｍｍ近傍の地点から開始され、ウェハＷの受け渡し位置である搬送位置まで移動させられる。ここで、図５にはアーム機構の駆動の例として、駆動の中間地点が６０５ｍｍであり搬送位置が９００ｍｍである場合（ａ）と、中間地点が６５５ｍｍであり搬送位置が１０００ｍｍである場合（ｂ）と、を併記して図示している。
また、図５には、駆動の際のアーム速度の一例をグラフ化して併せて図示しており、図５（ａ）には中間地点が６０５ｍｍであり搬送位置が９００ｍｍである三角駆動の場合（図中の実線）の速度変化を示し、図５（ｂ）には、中間地点が６５５ｍｍであり搬送位置が１０００ｍｍである三角駆動の場合（図中の破線）と、中間地点が６５５ｍｍ近傍であり搬送位置が１０００ｍｍである台形駆動（図中の一点鎖線）の場合の速度変化を図示している。
アーム機構３２における駆動は一般的に三角駆動、台形駆動、スプライン駆動で動作することが知られており、図５のグラフに示すように、基本的に当該駆動の中間地点（６０５ｍｍ〜６５５ｍｍ）において最高速となり、その最高速地点を越えると、等速領域あるいは減速領域に入る。ここで、等速領域とは、図５（ｂ）に示す台形駆動の場合に最高速の状態でのアーム駆動が所定量継続する場合の領域（区間）である。等速領域が存在する場合には、等速領域後の区間が減速領域となる。このような等速領域あるいは減速領域は、ウェハＷの移動における中間点を過ぎた領域に相当し、そのような領域においてキッカー用センサ６３にキッカー部材６０が検知されるような構成とすることで、アーム機構３２がある程度伸びた位置でもってウェハＷの位置情報の取得が行われることになる。
図４を参照して上述したように、本実施の形態に係る技術によれば、センサ３７による位置情報の取得に基いてウェハＷの位置を補正することに加え、キッカー６０及びキッカー用センサ６３による位置情報の取得に基いてウェハＷの位置を補正することになる。この時、キッカー６０及びキッカー用センサ６３による位置情報の取得は、よりウェハＷの載置すべき所定位置に近い場所で実施される。言い換えると、第１のアーム４１及び第２のアーム４５がＹ方向に十分に伸びきる直前での位置情報の取得・補正が実施できる。
従って、従来に比べより高精度で正確な位置にウェハＷを載置することが可能となる。特に、第１のアーム４１及び第２のアーム４５の昇温や降温による伸び・歪みは図中Ｙ方向に顕著に発現するため、そのような伸び・歪みを考慮に入れた位置情報の取得・補正を行うことができ、結果として極めて高精度で正確な位置にウェハＷを載置することができる。
また、本実施の形態に係るウェハ搬送装置３０が適用される基板処理システム１においては、複数の被処理体（複数枚のウェハＷ）を連続的に処理することが一般的である。例えば６〜７ｈ程度、連続的に処理を行う場合に、第１のアーム４１及び第２のアーム４５の温度は経時的に変化し、所定の時間経過後に定常状態となる。このような場合に、第１のアーム４１及び第２のアーム４５の温度が経時的に変化している段階にあっても、常にその温度に応じたアームの伸び・歪みを考慮に入れた位置情報の取得・補正を行うことができるため、処理状態や処理経過時間に関わらず、常時、高精度で正確な位置にウェハＷを載置することができる。
また、以下では、本実施の形態に係る基板処理システム１のウェハ搬送装置３０におけるアームの温度変化と、それに伴う伸び・歪みについて検証する。
図６は、本実施の形態に係る基板処理システム１において、処理済のウェハＷを保持した状態のアーム機構３２（Ｐｉｃｋ２：本実施の形態におけるフォーク３１に相当する部位の名称）をロードロック室４と処理チャンバ２０との間で往復させ、その先端伸び量の評価を行った結果を示すグラフである。なお、図６におけるｙ方向が搬送方向（中心Ａからの径方向）であり、ｘ方向は搬送方向に直交する方向である。また、図６に示すグラフの評価は、処理チャンバ２０の設定温度を４００℃〜７００℃とし、当該処理チャンバ２０におけるプロセス処理時間は５０ｓｅｃ〜７５ｓｅｃに設定して実施した。
図６に示すように、アーム機構３２は、ウェハＷの搬送を繰り返す中で特にｙ方向に関し先端伸び量が増大していることが分かる。また、搬送・往復を繰り返す中で、先端伸び量は経時的に変化していることも分かる。この点から、上述したようにアームの伸び・歪みを考慮に入れた位置情報の取得・補正を行うことが、処理状態や処理経過時間に関わらず、常時、高精度で正確な位置にウェハＷを載置するために重要であることが分かる。
以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、上記実施の形態において、第２のアーム４５の長手方向途中にキッカー部材６０を設け、そのキッカー部材６０を検知するようなキッカー用センサ６３を配する構成を図示して説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。即ち、本発明においては、第１のアーム４１及び第２のアーム４５がＹ方向に十分に伸びきる直前での位置情報の取得・補正を行うことが可能な構成であれば良く、キッカー部材６０の形状や構成は特に限定されるものではなく、また、キッカー部材６０の代わりに、切欠き形状（切欠き部）等のセンシング可能な形状を第２のアーム４５に設ける構成としても良い。その場合、当該切欠き部をセンシングするセンサ（キッカー用センサ６３に相当）が配される。
また、上記実施の形態では、キッカー用センサ６３を設けるものとして説明したが、処理チャンバ２０の搬入出口３５に設置されたセンサ３７をキッカー用センサ６３として用いることもできる。この場合、新たにキッカー用センサ６３を設ける必要は無く、キッカー部材６０の配置・構成を、第１のアーム４１及び第２のアーム４５がＹ方向に十分に伸びきる直前に、センサ３７によってセンシング可能なものとすれば良い。
また、上記実施の形態では、アーム機構３２の構成として、直線形状の第１のアーム４１と第２のアーム４５とフォーク３１を有する旋回及び伸縮自在な単一関節式の構成を例示して説明したが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではない。即ち、第１のアーム４１と第２のアーム４５がそれぞれ一対設けられ、図７に示すいわゆるフロッグレッグ式と呼ばれる構成のアーム機構に適用することも可能である。但し、その場合には一対の第２のアーム４５のそれぞれについて、第１のアーム４１及び第２のアーム４５がＹ方向に十分に伸びきる直前にセンシングを行うキッカー部材に相当する構成や対応するセンサが必要となる。
本発明の実施例として、図１、２に示す構成の基板処理システム１において、昇温条件（経時的に温度が昇温する条件）と室温条件（温度一定条件）のそれぞれの条件で、図３に示した従来の補正方法と図４に示した本発明に係る補正方法を適用し、アーム機構によってウェハＷを搬送・載置を繰り返し、その際の位置ずれ量を測定した。
その結果、昇温条件では、従来の補正方法では位置ずれ０．９１ｍｍ、本発明に係る補正方法では位置ずれ０．２１ｍｍであった。また、室温条件では、従来の補正方法では位置ずれ０．３５ｍｍ、本発明に係る補正方法では位置ずれ０．２９ｍｍであった。
昇温条件、室温条件のいずれの条件においても、本発明に係る補正方法による位置ずれは従来の補正方法による位置ずれに比べ低い値となっており、より高精度でウェハＷの位置合わせが行われることが分かった。更に、室温条件では、両者の位置ずれに大きな差は無かったが、昇温条件では、両者の位置ずれに大きな差があったことから、本発明に係る補正方法は、経時的に温度が変化する昇温条件や、類似する降温条件等においてより有効であることが分かった。
本発明は、搬送対象物を搬送する搬送装置、特に、半導体ウェハ、液晶用基板、有機ＥＬ素子等の被処理体を処理チャンバに搬送する搬送装置、及び搬送位置に補正を施す補正方法に適用できる。
１…基板処理システム
１０…カセット載置部
２０…処理チャンバ
２１…真空搬送室
３０…ウェハ搬送装置
３１…フォーク
３２…アーム機構
３７…センサ
４０…中央ハブ
４１…第１のアーム
４３…関節部
４５…第２のアーム
６０…キッカー部材
６３…キッカー用センサ
Ｗ…ウェハ（被処理体）

Claims (3)

  1. 搬送対象物を保持する保持部と、一端部が前記保持部に連結される直線形状の第２のアームと、当該第２のアームの他方端部に関節部を介して連結される直線形状の第１のアームと、を有する搬送装置であって、
    前記第１のアーム及び前記第２のアームを回転駆動させ、前記保持部を待機位置と搬送位置との間で移動させる、回転駆動機構と、
    前記第１のアーム及び前記第２のアームの回転角度を検出する回転角検出機構と、
    前記第２のアームの位置を検出する位置検出センサと、
    前記回転角検出機構で検出される前記第１のアーム及び前記第２のアームの回転角度に基いて前記保持部の位置を算出する計算部と、
    前記計算部によって算出された前記保持部の位置情報と、前記位置検出センサによって検出された第２のアームの位置情報とを比較し、両者の差分に基いて搬送対象物を搬送する搬送位置に補正を施す制御部と、を備え、
    前記第２のアームの位置を検出する位置検出センサは、当該第２のアームの長手方向の途中に設けられるキッカー部材と、当該キッカー部材の検出を行うキッカー用センサから構成され、
    前記キッカー用センサによる前記キッカー部材の検出は、前記第２のアームの回転駆動時における等速領域または減速領域においてのみ実施されることを特徴とする、搬送装置。
  2. 前記第１のアーム及び前記第２のアームがそれぞれ一対設けられることを特徴とする、請求項１に記載の搬送装置。
  3. 搬送対象物を保持する保持部と、一端部が前記保持部に連結される直線形状の第２のアームと、当該第２のアームの他方端部に関節部を介して連結される直線形状の第１のアームと、を有する搬送装置において、搬送対象物を搬送する搬送位置に補正を施す補正方法であって、
    前記第１のアーム及び前記第２のアームの回転角度から前記保持部の位置を算出する工程と、
    前記第２のアームの位置を検出する位置検出センサによって当該第２のアームの位置情報を検出する工程と、
    前記第１のアーム及び前記第２のアームの回転角度から算出された前記保持部の位置情報と、前記位置検出センサによって検出された第２のアームの位置情報とを比較し、両者の差分に基いて搬送対象物を搬送する搬送位置に補正を施す工程と、を有し、
    前記第２のアームの位置を検出する位置検出センサは、当該第２のアームの長手方向の途中に設けられるキッカー部材と、当該キッカー部材の検出を行うキッカー用センサから構成され、
    前記キッカー用センサによる前記キッカー部材の検出は、前記第２のアームの回転駆動時における等速領域または減速領域においてのみ実施されることを特徴とする、補正方法。
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