KR102611093B1 - 기판 반송 시스템의 제어 방법 및 기판 반송 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 반송 정밀도를 향상시키는 기판 반송 시스템의 제어 방법 및 기판 반송 시스템을 제공한다. 기판을 보유 지지하는 보유 지지부를 갖고, 상기 기판을 반송하는 반송 기구와, 상기 반송 기구에 의해 반송되는 상기 기판의 외연을 검출하여, 상기 기판의 중심 위치를 계측하는 계측부를 구비하고, 목표 위치에 상기 기판을 반송하는 기판 반송 시스템의 제어 방법이며, 상기 보유 지지부의 기준 위치와 상기 계측부에서 계측된 상기 기판의 중심 위치의 어긋남양과, 상기 계측부에서 상기 기판의 외연을 검출하는 계측 위치에서의 상기 반송 기구의 열팽창에 의한 상기 보유 지지부의 기준 위치의 제1 열 변위량과, 상기 기판을 반송하는 목표 위치에서의 상기 반송 기구의 열팽창에 의한 상기 보유 지지부의 기준 위치의 제2 열 변위량에 기초하여, 상기 목표 위치를 보정하고, 상기 보유 지지부의 기준 위치가 보정된 상기 목표 위치로 되도록 상기 반송 기구를 제어하는, 기판 반송 시스템의 제어 방법.

Description

기판 반송 시스템의 제어 방법 및 기판 반송 시스템{METHOD OF CONTROLLING SUBSTRATE TRANSFER SYSTEM AND THE SUBSTRATE TRANSFER SYSTEM}
본 개시는, 기판 반송 시스템의 제어 방법 및 기판 반송 시스템에 관한 것이다.
웨이퍼 등의 기판을 반송하는 반송 기구를 구비하는 기판 반송 시스템이 알려져 있다.
특허문헌 1에는, 기판에 대하여 소정의 처리를 실시하는 처리 시스템에 있어서, 상기 기판에 대하여 소정의 처리를 실시하기 위한 복수의 처리 챔버와, 일 방향으로 소정의 길이를 가짐과 함께 그 측부에 상기 처리 챔버가 공통으로 연결된 공통 반송실과, 일단부에 구동원을 가짐과 함께, 상기 공통 반송실에 그 길이 방향을 따라서 이동 가능하게 이루어진 베이스 대를 갖는 슬라이더 기구와, 상기 베이스 대에 설치됨과 함께 상기 기판을 보유 지지하면서 반송해서 상기 처리 챔버에 대하여 상기 기판을 반출입시키기 위해서 굴신 및 선회 가능하게 이루어진 기판 반송 기구와, 상기 기판 반송 기구에 보유 지지되어 있는 상기 기판의 위치 어긋남을 검출하기 위해서 상기 베이스 대의 이동을 정지시켜야 하는 위치에 대응시켜서 소정의 간격을 두고 배치된 복수의 위치 어긋남 검출 유닛과, 상기 복수의 위치 어긋남 검출 유닛 중 어느 1개의 위치 어긋남 검출 유닛의 검출값을 기준 검출값으로 해서 다른 위치 어긋남 검출 유닛의 검출값에 열 신축 보정을 행하도록 상기 기판 반송 기구의 동작을 제어하는 유닛 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 처리 시스템이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2007-27378호 공보
그런데, 반송 기구는, 반송 기구의 동력원의 발열이나 고온의 기판을 반송하는 것 등에 의해, 반송 기구의 각 부가 열팽창함으로써, 기판의 반송 정밀도가 저하될 우려가 있다.
본 개시의 일 양태는, 반송 정밀도를 향상시키는 기판 반송 시스템의 제어 방법 및 기판 반송 시스템을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 따른 기판 반송 시스템의 제어 방법은, 기판을 보유 지지하는 보유 지지부를 갖고, 상기 기판을 반송하는 반송 기구와, 상기 반송 기구에 의해 반송되는 상기 기판의 외연을 검출하여, 상기 기판의 중심 위치를 계측하는 계측부를 구비하고, 목표 위치에 상기 기판을 반송하는 기판 반송 시스템의 제어 방법이며, 상기 보유 지지부의 기준 위치와 상기 계측부에서 계측된 상기 기판의 중심 위치의 어긋남양과, 상기 계측부에서 상기 기판의 외연을 검출하는 계측 위치에서의 상기 반송 기구의 열팽창에 의한 상기 보유 지지부의 기준 위치의 제1 열 변위량과, 상기 기판을 반송하는 목표 위치에서의 상기 반송 기구의 열팽창에 의한 상기 보유 지지부의 기준 위치의 제2 열 변위량에 기초하여, 상기 목표 위치를 보정하고, 상기 보유 지지부의 기준 위치가 보정된 상기 목표 위치로 되도록 상기 반송 기구를 제어한다.
본 개시의 일 양태에 의하면, 반송 정밀도를 향상시키는 기판 반송 시스템의 제어 방법 및 기판 반송 시스템을 제공한다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템(1)의 구성을 도시하는 평면도의 일례이다.
도 2는 반송 기구의 사시도의 일례이다.
도 3은 반송 기구의 구성을 설명하는 모식도의 일례이다.
도 4는 제어 장치의 기능 블록도의 일례이다.
도 5는 반송 기구의 자세를 모식적으로 도시한 도면의 일례이다.
도 6은 각도 전달 오차의 오차 방향을 설명하는 도면의 일례이다.
도 7은 목표 위치의 보정을 설명하는 모식도의 일례이다.
이하, 도면을 참조하여 본 개시를 실시하기 위한 형태에 대해서 설명한다. 각 도면에 있어서, 동일 구성 부분에는 동일 부호를 붙이고, 중복된 설명을 생략하는 경우가 있다.
<기판 처리 시스템>
일 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템(1)의 전체 구성의 일례에 대해서, 도 1을 사용해서 설명한다. 도 1은, 일 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템(1)의 구성을 도시하는 평면도의 일례이다. 또한, 도 1에서는, 기판(W)에 도트의 해칭을 부여해서 도시하고 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 반송 기구(5)의 제3 암(53)에 기판(W)을 보유 지지하여, 진공 반송실(3)로부터 처리실(4)의 적재부(41)에 기판(W)을 반송하는 것으로서 설명한다.
도 1에 도시하는 기판 처리 시스템(1)은, 클러스터 구조(멀티 챔버 타입)의 시스템이다. 기판 처리 시스템(1)은, 로드 로크실(2)과, 진공 반송실(3)과, 처리실(4)과, 반송 기구(5)와, 센서(6)와, 제어 장치(7)를 구비하고 있다. 또한, 기판(W)을 반송하는 기판 반송 시스템은, 반송 기구(5)와, 센서(6)와, 제어 장치(7)를 구비하고 있다.
로드 로크실(2)은, 진공 반송실(3)과 대기 반송실(도시하지 않음)의 사이에 마련되어 있다. 로드 로크실(2)은 기판(W)을 적재하는 적재부(21)를 갖는다. 로드 로크실(2) 내는, 대기 분위기와 진공 분위기를 전환할 수 있도록 구성되어 있다. 로드 로크실(2)과 진공 분위기의 진공 반송실(3)은, 게이트 밸브(22)의 개폐에 의해 연통한다. 로드 로크실(2)과 대기 분위기의 대기 반송실(도시하지 않음)은, 게이트 밸브(도시하지 않음)의 개폐에 의해 연통한다. 또한, 로드 로크실(2) 내의 진공 분위기 또는 대기 분위기의 전환은, 제어 장치(7)에 의해 제어된다.
진공 반송실(3)은 소정의 진공 분위기로 감압되어 있다. 또한, 진공 반송실(3)의 내부에는, 기판(W)을 반송하는 반송 기구(5)가 마련되어 있다.
처리실(4)은 진공 반송실(3)에 인접해서 배치된다. 처리실(4)은 기판(W)을 적재하는 적재부(41)를 갖는다. 처리실(4)은, 소정의 진공 분위기로 감압되어, 그 내부에서 적재부(41)에 적재된 기판(W)에 원하는 처리(예를 들어, 에칭 처리, 성막 처리, 클리닝 처리, 애싱 처리 등)를 실시한다. 처리실(4)과 진공 반송실(3)은, 게이트 밸브(42)의 개폐에 의해 연통한다. 또한, 처리실(4)에서의 처리를 위한 각 부의 동작은, 제어 장치(7)에 의해 제어된다.
반송 기구(5)는, 게이트 밸브(22)의 개폐에 따라, 로드 로크실(2)과 진공 반송실(3)의 사이에서 기판(W)의 반입 및 반출을 행한다. 또한, 반송 기구(5)는, 게이트 밸브(42)의 개폐에 따라, 처리실(4)과 진공 반송실(3)의 사이에서 기판(W)의 반입 및 반출을 행한다. 또한, 반송 기구(5)의 동작, 게이트 밸브(22, 42)의 개폐는, 제어 장치(7)에 의해 제어된다.
반송 기구(5)는, 예를 들어 기대부(50)와, 제1 암(51)과, 제2 암(52)과, 제3 암(53)과, 제4 암(54)을 구비하는 다관절 암으로서 구성된다. 기대부(50)와 제1 암(51)의 길이 방향의 일방측은, 회전축(55)으로 회전 가능하게 접속된다. 제1 암(51)의 길이 방향의 타방측과 제2 암(52)의 길이 방향의 일방측은, 회전축(56)으로 회전 가능하게 접속된다. 제2 암(52)의 길이 방향의 타방측과 제3 암(53)의 길이 방향의 일방측은, 회전축(57)으로 회전 가능하게 접속된다. 제3 암(53)의 길이 방향의 타방측은, 기판(W)을 보유 지지(적재)하는 보유 지지부(53a)를 갖는다. 또한, 제2 암(52)의 길이 방향의 타방측과 제4 암(54)의 길이 방향의 일방측은, 회전축(57)으로 회전 가능하게 접속된다. 제4 암(54)의 길이 방향의 타방측은, 기판(W)을 보유 지지(적재)하는 보유 지지부(54a)를 갖는다.
진공 반송실(3)의 내부에는, 처리실(4) 및 로드 로크실(2)에 대응하여, 반송 기구(5)에 의해 반송되는 기판(W)을 검출하는 센서(계측부)(6)가 마련되어 있다. 센서(6)는, 반송 기구(5)가 기판(W)을 진공 반송실(3)로부터 처리실(4) 또는 로드 로크실(2)에 반입할 때, 또는 반송 기구(5)가 기판(W)을 처리실(4) 또는 로드 로크실(2)로부터 진공 반송실(3)에 반출할 때, 기판(W)이 통과하는 위치에 마련되어 있다.
센서(6)는 2개의 센서(6a, 6b)를 갖는다. 센서(6a, 6b)는 예를 들어 광전 센서이며, 반송 기구(5)에 의해 반송되는 기판(W)이 센서(6a, 6b)를 통과함으로써, 기판(W)의 외연의 4점을 검출할 수 있다. 제어 장치(7)는, 센서(6)(센서(6a, 6b))에 의한 기판(W)의 외연의 검출 및 그 때의 반송 기구(5)의 동작에 기초하여, 제3 암(53)에 보유 지지된 기판(W)의 외연 좌표를 검출한다. 그리고, 제어 장치(7)는, 검출된 4점의 외연 좌표로부터 기판(W)의 중심 위치를 산출한다. 이에 의해, 센서(6) 및 제어 장치(7)는, 제3 암(53)에 보유 지지된 기판(W)의 중심 위치를 계측하는 계측부로서 기능한다. 이에 의해, 제어 장치(7)는, 미리 설정되는 제3 암(53)에서의 기판(W)을 적재하는 기준 위치(보유 지지부(53a)의 중심 위치)와, 센서(6)에 기초하여 검출한 제3 암(53)에 보유 지지된 기판(W)의 중심 위치의 어긋남(편심량)을 검출한다.
제어 장치(7)는, CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory) 및 HDD(Hard Disk Drive)를 갖는다. 제어 장치(7)는, HDD에 한하지 않고 SSD(Solid State Drive) 등의 다른 기억 영역을 가져도 된다. HDD, RAM 등의 기억 영역에는, 프로세스의 수순, 프로세스의 조건, 반송 조건이 설정된 레시피가 저장되어 있다.
CPU는, 레시피에 따라서 각 처리실에서의 기판(W)의 처리를 제어하고, 기판(W)의 반송을 제어한다. HDD나 RAM에는, 각 처리실에서의 기판(W)의 처리나 기판(W)의 반송을 실행하기 위한 프로그램이 기억되어도 된다. 프로그램은, 기억 매체에 저장해서 제공되어도 되고, 네트워크를 통해서 외부 장치로부터 제공되어도 된다.
<반송 기구>
이어서, 반송 기구(5)에 대해서, 도 2 및 도 3을 사용해서 더 설명한다. 도 2는, 반송 기구(5)의 사시도의 일례이다. 도 3은, 반송 기구(5)의 구성을 설명하는 모식도의 일례이다.
제1 암(51)에는, 온도 센서(온도 검출부)(81, 82)가 마련되어 있다. 온도 센서(81, 82)로서는, 예를 들어 열전쌍을 사용할 수 있다. 온도 센서(81)는, 제1 암(51)의 길이 방향의 일방측(회전축(55)의 측)에 마련되어 있다. 온도 센서(82)는, 제1 암(51)의 길이 방향의 타방측(회전축(56)의 측)에 마련되어 있다. 온도 센서(81, 82)로 검출된 제1 암(51)의 온도는, 제어 장치(7)에 입력된다.
제2 암(52)에는, 온도 센서(온도 검출부)(83, 84)가 마련되어 있다. 온도 센서(83, 84)로서는, 예를 들어 열전쌍을 사용할 수 있다. 온도 센서(83)는, 제2 암(52)의 길이 방향의 일방측(회전축(56)의 측)에 마련되어 있다. 온도 센서(84)는, 제2 암(52)의 길이 방향의 타방측(회전축(57)의 측)에 마련되어 있다. 온도 센서(83, 84)로 검출된 제2 암(52)의 온도는, 제어 장치(7)에 입력된다.
제1 암(51) 내에는, 구동원으로서의 제1 축 모터(91)가 마련되어 있다. 제1 축 모터(91)는 기어(92)를 회전시킨다. 기어(93)는 기대부(50)에 고정되고, 회전축(55)과 동축으로 배치된다. 기어(92) 및 기어(93)는 맞물려 동력 전달 기구를 구성한다. 이에 의해, 제1 축 모터(91)는, 기대부(50)에 대하여 제1 암(51)을 회전축(55)으로 회전시킨다.
제1 암(51) 내에는, 구동원으로서의 제2 축 모터(94)가 마련되어 있다. 제2 축 모터(94)는 기어(95)를 회전시킨다. 기어(96)는 제2 암(52)에 고정되고, 회전축(56)과 동축으로 배치된다. 기어(95) 및 기어(96)는 맞물려 동력 전달 기구를 구성한다. 이에 의해, 제2 축 모터(94)는, 제1 암(51)에 대하여 제2 암(52)을 회전축(56)으로 회전시킨다.
제2 암(52) 내에는, 구동원으로서의 제3 축 모터(97)가 마련되어 있다. 제3 축 모터(97)는 기어(98)를 회전시킨다. 기어(99)는 제3 암(53)에 고정되고, 회전축(57)과 동축으로 배치된다. 기어(98) 및 기어(99)는 맞물려 동력 전달 기구를 구성한다. 이에 의해, 제3 축 모터(97)는, 제2 암(52)에 대하여 제3 암(53)을 회전축(57)으로 회전시킨다. 마찬가지로, 제2 암(52) 내에는, 모터(도시하지 않음) 및 동력 전달 기구(도시하지 않음)가 마련되고, 모터는, 제2 암(52)에 대하여 제4 암(54)을 회전축(57)으로 회전시킨다.
또한, 회전축(55)과 회전축(56)의 축간 거리(제1 암(51)의 링크 길이)를 L1이라 하자. 회전축(56)과 회전축(57)의 축간 거리(제2 암(52)의 링크 길이)를 L2라 하자. 기어(92)와 기어(93)의 축간 거리를 Lg1이라 하자. 기어(95)와 기어(96)의 축간 거리를 Lg2라 하자. 기어(98)와 기어(99)의 축간 거리를 Lg3이라 하자. 또한, 기어(92, 95, 98)의 재질은 Fe이며, 제1 암(51), 제2 암(52), 제3 암(53), 기어(93, 96, 99)의 재질은 Al인 것으로 해서 설명한다.
여기서, 반송 기구(5)는, 반송 기구(5) 내에 마련된 제1 축 모터(91) 등이 열원으로 되어 발열한다. 또한, 고온의 처리실(4)로부터 반송 기구(5)에 입열된다. 또한, 처리실(4)에서 처리된 고온의 기판(W)으로부터 반송 기구(5)에 입열된다. 이에 의해, 반송 기구(5)에 열팽창이 생긴다.
도 2의 흑색 화살표로 나타내는 바와 같이, 반송 기구(5)의 제1 암(51), 제2 암(52), 제3 암(53)은 길이 방향으로 열팽창한다.
또한, 기어(92, 93)의 열팽창에 의해 기어(92, 93)의 백래시가 증가한다. 도 2에서, 제1 암(51)의 길이 방향의 중심축의 위치를 일점쇄선으로 나타내고, 백래시에 의한 제1 암(51)의 길이 방향의 중심축의 위치를 이점쇄선으로 나타낸다. 도 2의 백색 화살표로 나타내는 바와 같이, 기어(92, 93)에 의해 제1 암(51)을 회전축(55)으로 회전시킬 때, 각도 전달 오차가 생긴다. 마찬가지로, 기어(95, 96) 및 기어(98, 99)에 있어서도 백래시가 증가하여, 각도 전달 오차가 생긴다.
이어서, 반송 기구(5)를 제어하는 제어 장치(7)에 대해서, 도 4를 사용해서 설명한다. 도 4는, 제어 장치(7)의 기능 블록도의 일례이다.
제1 축 각도 센서(91a)는 제1 축 모터(91)의 회전 각도를 검출한다. 제1 축 각도 센서(91a)의 검출값은 제어 장치(7)에 입력된다. 제2 축 각도 센서(94a)는 제2 축 모터(94)의 회전 각도를 검출한다. 제2 축 각도 센서(94a)의 검출값은 제어 장치(7)에 입력된다. 제3 축 각도 센서(97a)는 제3 축 모터(97)의 회전 각도를 검출한다. 제3 축 각도 센서(97a)의 검출값은 제어 장치(7)에 입력된다.
또한, 온도 센서(81 내지 84)의 검출값은 제어 장치(7)에 입력된다. 센서(6)의 검출값은 제어 장치(7)에 입력된다.
또한, 제어 장치(7)는, 제1 축 모터(91), 제2 축 모터(94), 제3 축 모터(97)를 제어한다. 제어 장치(7)는, 제1 축 각도 센서(91a), 제2 축 각도 센서(93a), 제3 축 각도 센서(97a)의 검출값에 기초하여, 제1 축 모터(91), 제2 축 모터(94), 제3 축 모터(97)를 제어함으로써, 반송 기구(5)의 동작을 제어한다.
또한, 제어 장치(7)는, 열팽창량 추정부(71)와, 각도 전달 오차 추정부(72)와, 각도 오차 방향 추정부(73)와, 목표 위치 보정부(74)를 갖는다.
열팽창량 추정부(71)는, 제1 암(51) 및 제2 암(52)의 열팽창량을 추정한다.
제1 암(51)의 열팽창량은, 예를 들어 제1 암(51)의 온도, 제1 암(51)의 열팽창률, 제1 암(51)의 기준 링크 길이(L1)에 기초하여 추정한다. 또한, 제1 암(51)의 온도는 온도 센서(81, 82)에 의해 검출된다. 예를 들어, 온도 센서(81, 82)의 평균값을 제1 암(51)의 온도로 해도 된다. 또한, 제1 암(51)이 Al로 형성되는 경우, 제1 암(51)의 열팽창률을 Al의 열팽창률로 해도 된다. 제1 암(51)의 기준 링크 길이(L1)는, 기준 온도에서의 제1 암(51)의 링크 길이이다.
제2 암(52)의 열팽창량은, 예를 들어 제2 암(52)의 온도, 제2 암(52)의 열팽창률, 제2 암(52)의 기준 링크 길이(L2)에 기초하여 추정한다. 또한, 제2 암(52)의 온도는 온도 센서(83, 84)에 의해 검출된다. 예를 들어, 온도 센서(83, 84)의 평균값을 제2 암(52)의 온도로 해도 된다. 또한, 제2 암(52)이 Al로 형성되는 경우, 제2 암(52)의 열팽창률을 Al의 열팽창률로 해도 된다. 제2 암(52)의 기준 링크 길이(L2)는, 기준 온도에서의 제2 암(52)의 링크 길이이다.
각도 전달 오차 추정부(72)는, 기어의 백래시에 의한 각도 전달 오차량을 추정한다.
제1 암(51)을 회전축(55)으로 회전시킬 때에 있어서의 각도 전달 오차량은, 예를 들어 기어(92, 93)의 온도, 기어(92, 93)의 열팽창률의 차분, 기어(92, 93)의 기준 축간 거리(Lg1)에 기초하여 추정한다. 또한, 기어(92, 93)의 온도는, 예를 들어 온도 센서(81)에 의해 검출된다. 또한, 기어(92)가 Fe로 형성되고 기어(93)가 Al로 형성되는 경우, 기어(92, 93)의 열팽창률의 차분을 Al의 열팽창률과 Fe의 열팽창률의 차분으로 해도 된다. 기준 축간 거리(Lg1)는, 기준 온도에서의 기어(92, 93)의 축간 거리이다.
제2 암(52)을 회전축(56)으로 회전시킬 때에 있어서의 각도 전달 오차량은, 예를 들어 기어(95, 96)의 온도, 기어(95, 96)의 열팽창률의 차분, 기어(95, 96)의 기준 축간 거리(Lg2)에 기초하여 추정한다. 또한, 기어(95, 96)의 온도는, 예를 들어 온도 센서(82)에 의해 검출된다. 또한, 기어(95)가 Fe로 형성되고 기어(96)가 Al로 형성되는 경우, 기어(95, 96)의 열팽창률의 차분을 Al의 열팽창률과 Fe의 열팽창률의 차분으로 해도 된다. 기준 축간 거리(Lg2)는, 기준 온도에서의 기어(95, 96)의 축간 거리이다.
제3 암(53)을 회전축(57)으로 회전시킬 때에 있어서의 각도 전달 오차량은, 예를 들어 기어(98, 99)의 온도, 기어(98, 99)의 열팽창률의 차분, 기어(98, 99)의 기준 축간 거리(Lg3)에 기초하여 추정한다. 또한, 기어(98, 99)의 온도는, 예를 들어 온도 센서(84)에 의해 검출된다. 또한, 기어(98)가 Fe로 형성되고 기어(99)가 Al로 형성되는 경우, 기어(98, 99)의 열팽창률의 차분을 Al의 열팽창률과 Fe의 열팽창률의 차분으로 해도 된다. 기준 축간 거리(Lg3)는, 기준 온도에서의 기어(98, 99)의 축간 거리이다. 또한, 제4 암(54)을 회전축(57)으로 회전시킬 때에 있어서의 각도 전달 오차량도 마찬가지로 추정한다.
각도 오차 방향 추정부(73)는, 각도 전달 오차의 방향을 추정한다.
도 5는, 반송 기구(5)의 자세를 모식적으로 도시한 도면의 일례이다. 도 5의 (a)는 센서(6)로 기판(W)을 계측하는 계측 위치에서의 반송 기구(5)의 자세의 일례를 도시하는 도면이다. 도 5의 (b)는 반송되는 기판(W)의 목표 위치에서의 반송 기구(5)의 자세의 일례를 도시하는 도면이다.
파선 화살표로 나타내는 바와 같이, 제1 암(51) 및 제2 암(52)의 링크 길이는 열팽창한다. 또한, 제3 암(53)에서의 기판(W)을 적재하는 기준 위치는, 회전축(57)으로부터 소정의 거리로서 설정되기 때문에, 제3 암(53)의 열팽창은 고려하지 않아도 된다.
또한, 도 5의 (a)에 도시하는 계측 위치에 있어서, 반송 기구(5)는, 기판(W)을 가속시킨 상태에서 기판(W)이 센서(6) 상을 통과한다. 이 때문에, 반송되는 기판(W)은, 백색 화살표로 나타내는 방향으로 관성력을 받고 있다. 한편, 도 5의 (b)에 도시하는 목표 위치에 있어서, 반송 기구(5)는, 기판(W)을 감속시킨 상태에서 적재부(41)의 목표 위치를 향하고, 그 후에 정지한다. 이 때문에, 반송되는 기판(W)은, 백색 화살표로 나타내는 방향으로 관성력을 받고 있다.
여기서, 가감속 상태와 각도 전달 오차의 오차 방향의 관계에 대해서, 도 6을 사용해서 설명한다. 도 6은, 각도 전달 오차의 오차 방향을 설명하는 도면의 일례이다. 도 6의 (a)는 제1 축 모터(91)의 가속 시를 나타낸다. 도 6의 (b)는 제1 축 모터(91)의 감속 시를 나타낸다. 또한, 실선 화살표는 각 기어의 회전 방향을 나타낸다.
도 6의 (a)에 도시하는 제1 축 모터(91)의 가속 시에 있어서, 1차측의 기어(92)는 시계 방향으로 회전하고, 2차측의 기어(93)는 반시계 방향으로 회전하고 있다. 이때, 관성력에 의해 1차측의 기어(92)의 이가 2차측의 기어(93)의 이를 누르는 방향으로 접하고 있다. 이에 의해, 백래시에 의한 각도 전달 오차는, 백색 화살표로 나타내는 방향으로 발생한다.
한편, 도 6의 (b)에 도시하는 제1 축 모터(91)의 감속 시에 있어서, 1차측의 기어(92)는 시계 방향으로 회전하고, 2차측의 기어(93)는 반시계 방향으로 회전하고 있다. 이때, 관성력에 의해 2차측의 기어(93)의 이가 1차측의 기어(92)의 이를 누르는 방향으로 접하고 있다. 이에 의해, 백래시에 의한 각도 전달 오차는, 백색 화살표로 나타내는 방향으로 발생한다.
이와 같이, 제1 축 모터(91)의 가속 시·감속 시에 의해 기어(92, 93)의 백래시에 의한 각도 전달 오차의 방향이 다르다. 기어(95, 96) 및 기어(98, 99)의 백래시에 의한 각도 전달 오차의 방향에 대해서도 마찬가지이다. 도 5에서, 각도 전달 오차의 방향의 일례를 실선 화살표로 나타낸다. 도 5의 (a)에 도시하는 계측 위치, 도 5의 (b)에 도시하는 목표 위치에 있어서, 각도 전달 오차의 방향이 변화한다.
각도 오차 방향 추정부(73)는, 제1 축 모터(91)의 가감속 상태에 기초하여, 제1 암(51)을 회전축(55)으로 회전시킬 때에 있어서의 각도 전달 오차의 방향을 추정한다. 마찬가지로, 각도 오차 방향 추정부(73)는, 제2 축 모터(94)의 가감속 상태에 기초하여, 제2 암(52)을 회전축(56)으로 회전시킬 때에 있어서의 각도 전달 오차의 방향을 추정한다. 각도 오차 방향 추정부(73)는, 제3 축 모터(97)의 가감속 상태에 기초하여, 제3 암(53)을 회전축(57)으로 회전시킬 때에 있어서의 각도 전달 오차의 방향을 추정한다. 또한, 제4 암(54)을 회전축(57)으로 회전시킬 때에 있어서의 각도 전달 오차의 방향도 마찬가지로 추정한다.
목표 위치 보정부(74)는, 제3 암(53)의 기준 위치와 제3 암(53)에 보유 지지된 기판(W)의 중심 위치의 어긋남과, 계측 위치에서의 열팽창에 의한 제3 암(53)의 기준 위치의 위치 어긋남과, 목표 위치에서의 열팽창에 의한 제3 암(53)의 기준 위치의 위치 어긋남에 기초하여, 목표 위치를 보정한다.
제3 암(53)의 기준 위치와 제3 암(53)에 보유 지지된 기판(W)의 중심 위치의 어긋남은, 센서(6)의 검출값에 기초하여 추정된다.
계측 위치에서의 열팽창에 의한 제3 암(53)의 기준 위치의 위치 어긋남(열 변위량)은, 열팽창량 추정부(71)에서 추정되는 제1 암(51) 및 제2 암(52)의 열팽창량, 각도 전달 오차 추정부(72)에서 추정되는 각도 전달 오차량, 각도 오차 방향 추정부(73)에서 추정되는 계측 위치(도 5의 (a) 참조)에서의 각도 전달 오차의 방향, 반송 기구(5)의 자세(각도 센서(91a, 94a, 97a)의 검출값)에 기초하여 산출된다.
목표 위치에서의 열팽창에 의한 제3 암(53)의 기준 위치의 위치 어긋남(열 변위량)은, 열팽창량 추정부(71)에서 추정되는 제1 암(51) 및 제2 암(52)의 열팽창량, 각도 전달 오차 추정부(72)에서 추정되는 각도 전달 오차량, 각도 오차 방향 추정부(73)에서 추정되는 목표 위치(도 5의 (b) 참조)에서의 각도 전달 오차의 방향, 반송 기구(5)의 자세(각도 센서(91a, 94a, 97a)의 검출값)에 기초하여 산출된다.
또한, 기판(W)의 반송 중에 있어서의 반송 기구(5)의 온도 변화는 충분히 작은 것으로서, 계측 위치와 목표 위치에서의 제1 암(51) 및 제2 암(52)의 열팽창량 및 회전축(55, 56, 57)에서의 각도 전달 오차량은, 변화하지 않는 것으로 해도 된다. 한편, 기판(W)을 가속 상태에서 반송하는 계측 위치와 기판(W)을 감속 상태에서 반송하는 목표 위치는, 각도 전달 오차의 방향이 다르다. 또한, 계측 위치와 목표 위치는, 반송 기구(5)의 자세가 다르다. 이 때문에, 계측 위치에서의 기준 위치의 위치 어긋남과, 목표 위치에서의 기준 위치의 위치 어긋남은 다르다.
여기서, 목표 위치의 보정에 대해서, 도 7을 사용해서 더 설명한다. 도 7은, 목표 위치의 보정을 설명하는 모식도의 일례이다. 위치(100)는 목표 위치를 나타낸다. 위치(101)는, 보정을 행하지 않고 제3 암(53)의 기준 위치(보유 지지부(53a)의 중심 위치)를 목표 위치까지 이동시키는 제어를 행했을 때의 제3 암(53)의 기준 위치이다. 화살표(111)는, 목표 위치에서의 제3 암(53)의 열팽창에 의한 기준 위치의 어긋남양(열 변위량)을 나타낸다. 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 반송 기구(5)의 열팽창에 의해, 목표 위치에 있어서 기준 위치의 어긋남이 생긴다.
위치(102)는, 센서(6)를 사용해서 제3 암(53)의 기준 위치(보유 지지부(53a)의 중심 위치)와 제3 암(53)에 보유 지지된 기판(W)의 중심 위치의 어긋남에 기초해서 목표 위치를 보정한 경우에, 제3 암(53)의 기준 위치를 보정된 목표 위치까지 이동시키는 제어를 행했을 때의 제3 암(53)의 기준 위치이다. 화살표(110)는 기준 위치의 어긋남양을 나타낸다. 도 5의 (a)에 도시하는 바와 같이, 반송 기구(5)의 열팽창에 의해, 계측 위치에 있어서 기준 위치의 어긋남이 생긴다. 이 때문에, 제3 암(53)의 기준 위치와 제3 암(53)에 보유 지지된 기판(W)의 중심 위치의 어긋남양에는, 계측 위치에서의 기준 위치의 어긋남양이 포함된다. 이 때문에, 센서(6)를 사용해서 제3 암(53)의 기준 위치와 제3 암(53)에 보유 지지된 기판(W)의 중심 위치의 어긋남에 기초해서 목표 위치를 보정한 경우, 화살표(111)로 나타내는 계측 위치에서의 기준 위치의 어긋남양만큼 보정되게 된다. 즉, 화살표(111)로 나타내는 목표 위치에서의 제3 암(53)의 열팽창에 의한 기준 위치의 어긋남양(열 변위량)과, 화살표(112)로 나타내는 계측 위치에서의 제3 암(53)의 열팽창에 의한 기준 위치의 어긋남양(열 변위량)의 반수(反數)가 중첩된 어긋남양(화살표(110))이 생긴다.
여기서, 센서(6)를 사용해서 검출되는 제3 암(53)의 기준 위치와 제3 암(53)에 보유 지지된 기판(W)의 중심 위치의 어긋남양이 (X0, Y0), 계측 위치에서의 기준 위치의 어긋남양이 (X1, Y1), 목표 위치에서의 기준 위치의 어긋남양이 (X2, Y2)이라 한 경우, 목표 위치의 보정량은 (-X0-X2+X1, -Y0-Y2+Y1)로 표현된다.
바꾸어 말하면, 센서(6)를 사용해서 검출되는 제3 암(53)의 기준 위치와 제3 암(53)에 보유 지지된 기판(W)의 중심 위치의 어긋남양(X0, Y0), 계측 위치에서의 기준 위치의 어긋남양(X1, Y1)에 기초하여, 기준 위치와 기판(W)의 중심 위치의 참된 어긋남양(X0-X1, Y0-Y1)을 구할 수 있다. 그리고, 목표 위치에서의 기준 위치의 어긋남양(X2, Y2), 기준 위치와 기판(W)의 중심 위치의 참된 어긋남양(X0-X1, Y0-Y1)에 기초하여, 목표 위치의 보정량(-X0-X2+X1, -Y0-Y2+Y1)이 얻어진다.
그리고, 제어 장치(7)는, 제3 암(53)의 기준 위치가 보정된 목표 위치로 되도록 반송 기구(5)를 제어한다. 예를 들어, 제어 장치(7)는, 보정된 목표 위치에 기초하여, 회전축(55)의 목표 각도, 회전축(56)의 목표 각도, 회전축(57)의 목표 각도를 산출한다. 그리고, 제어 장치(7)는, 각도 센서(91a, 94a, 97a)의 검출값이 목표 각도로 되도록 모터(91, 94, 97)를 제어한다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따른 기판 반송 시스템에 의하면, 반송 기구(5)의 열 변위를 고려해서 목표 위치를 보정할 수 있으므로, 기판(W)을 목표 위치까지 반송할 때의 반송 정밀도를 향상시킬 수 있다. 반송 기구(5)에 의해 반송된 기판(W)의 중심 위치와, 목표 위치의 어긋남을 저감할 수 있다. 또한, 제3 암(53)으로 기판(W)을 반송하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 제4 암(54)으로 기판(W)을 반송하는 경우도 마찬가지로 제어함으로써 반송 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이상, 기판 처리 시스템(1) 및 기판 반송 시스템의 실시 형태 등에 대해서 설명했지만, 본 개시는 상기 실시 형태 등에 한정되는 것은 아니며, 특허 청구 범위에 기재된 본 개시의 요지의 범위 내에서 다양한 변형, 개량이 가능하다.
반송 기구(5)는 암마다 온도 센서를 마련하는 것으로서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 온도 센서를 마련하지 않는 암에 대해서는, 전후의 암의 온도와 과거의 데이터에 기초하여 암의 온도를 추정해도 된다.

Claims (5)

  1. 기판을 보유 지지하는 보유 지지부를 갖고, 상기 기판을 반송하는 반송 기구와,
    상기 반송 기구에 의해 반송되는 상기 기판의 외연을 검출하여, 상기 기판의 중심 위치를 계측하는 계측부를 포함하고, 목표 위치에 상기 기판을 반송하는 기판 반송 시스템의 제어 방법이며,
    상기 보유 지지부의 기준 위치와 상기 계측부에서 계측된 상기 기판의 중심 위치의 어긋남양과, 상기 계측부에서 상기 기판의 외연을 검출하는 계측 위치에서의 상기 반송 기구의 열팽창에 의한 상기 보유 지지부의 기준 위치의 제1 열 변위량과, 상기 기판을 반송하는 목표 위치에서의 상기 반송 기구의 열팽창에 의한 상기 보유 지지부의 기준 위치의 제2 열 변위량에 기초하여, 상기 목표 위치를 보정하고,
    상기 보유 지지부의 기준 위치가 보정된 상기 목표 위치로 되도록 상기 반송 기구를 제어하고,
    상기 반송 기구는,
    회전 가능하게 연결된 암과, 동력 전달 기구를 통해서 상기 암을 회전시키는 구동원을 포함하고,
    상기 보유 지지부의 기준 위치의 상기 제1 열 변위량 및 상기 제2 열 변위량은, 상기 암의 온도에 기초하여 추정되는 상기 암의 열팽창량과, 상기 동력 전달 기구의 온도에 기초하여 추정되는 상기 동력 전달 기구의 각도 전달 오차량과, 상기 구동원의 가감속 상태에 기초하여 추정되는 상기 각도 전달 오차의 방향에 기초하여 추정되는,
    기판 반송 시스템의 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 동력 전달 기구는, 복수의 기어이며,
    상기 각도 전달 오차량은, 상기 기어의 백래시에 기초하는, 기판 반송 시스템의 제어 방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 반송 기구는,
    상기 반송 기구의 온도를 검출하는 온도 검출부를 포함하는, 기판 반송 시스템의 제어 방법.
  5. 기판을 보유 지지하는 보유 지지부를 갖고, 상기 기판을 반송하는 반송 기구와,
    상기 반송 기구에 의해 반송되는 상기 기판의 외연을 검출하여, 상기 기판의 중심 위치를 계측하는 계측부와,
    상기 반송 기구를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 보유 지지부의 기준 위치와 상기 계측부에서 계측된 상기 기판의 중심 위치의 어긋남양과, 상기 계측부에서 상기 기판의 외연을 검출하는 계측 위치에서의 상기 반송 기구의 열팽창에 의한 상기 보유 지지부의 기준 위치의 제1 열 변위량과, 상기 기판을 반송하는 목표 위치에서의 상기 반송 기구의 열팽창에 의한 상기 보유 지지부의 기준 위치의 제2 열 변위량에 기초하여, 상기 목표 위치를 보정하고,
    상기 보유 지지부의 기준 위치가 보정된 상기 목표 위치로 되도록 상기 반송 기구를 제어하고,
    상기 반송 기구는,
    회전 가능하게 연결된 암과, 동력 전달 기구를 통해서 상기 암을 회전시키는 구동원을 포함하고,
    상기 보유 지지부의 기준 위치의 상기 제1 열 변위량 및 상기 제2 열 변위량은, 상기 암의 온도에 기초하여 추정되는 상기 암의 열팽창량과, 상기 동력 전달 기구의 온도에 기초하여 추정되는 상기 동력 전달 기구의 각도 전달 오차량과, 상기 구동원의 가감속 상태에 기초하여 추정되는 상기 각도 전달 오차의 방향에 기초하여 추정되는, 기판 반송 시스템.
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