KR20110074472A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20110074472A
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히로후미 야마구치
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 횡배열로 복수 배치된 탑재대 상의 반송 용기로부터 기판 반송 기구에 의해 기판을 꺼내어 처리를 실행함에 있어서, 탑재대 상의 반송 용기 내의 기판의 높이 위치를 정확하게 구할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공한다. 탑재대(11)를 복수 배치하는 동시에, 적어도 2개의 탑재대(11)의 배열을 따라 상기 대기 반송실(22)내를 이동 자유로운 촬상 유닛(41)을 마련해서, 탑재대(11) 상의 FOUP(1)내에 있어서 웨이퍼(W)가 수납되는 수납 영역(2) 전체를 촬상 유닛(41)에 의해 일괄해서 촬상하고, 이 촬상 결과에 의거하여 상기 FOUP(1)내의 웨이퍼(W)의 높이 위치를 검출한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 반송 용기로부터 기판을 꺼내어 처리를 실행하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 장치를 제조하기 위한 기판 처리 장치로서, 예를 들면, 반송 용기인 후프(Front opening unified pod(FOUP))으로부터 로더 모듈(loader module)내에 마련된 반송 아암에 의해서 기판, 예를 들면, 반도체 웨이퍼(이하,「웨이퍼」라 함)를 꺼내어, 진공 처리나 레지스트 도포 처리 등을 실행하는 처리부에 반송하는 장치가 알려져 있다. 이러한 기판 처리 장치에는 FOUP을 탑재(접속)하기 위한 탑재부(로드 포트(load port))가 횡배열로 일렬로 마련되어 있다.
그리고, FOUP내에서의 웨이퍼의 유무 및 웨이퍼가 수납되어 있는 높이 위치를 조사하기 위해, 예를 들면, FOUP이나 로드 포트에 광센서로 이루어지는 맵핑 센서를 마련하고 있다. 그러나, 이 맵핑 센서는, 예를 들면, 작업자의 취급 부주의에 의해, 하나의 슬롯에 복수개, 예를 들면, 2개의 웨이퍼가 수납되어 있는 경우 혹은 1개의 웨이퍼가 상하 2개의 슬롯(slot)에 걸쳐서 비스듬히 수납되어 있는 경우에, 검출 결과를 웨이퍼의 두께의 오차나 FOUP의 기울기 등에 의한 것으로 판단하여 잘못 검출하는 경우가 발생하고, 그 때문에 상기의 경우에 대응하는 검출 결과를 얻는 것이 곤란하다. 또한, 각각의 로드 포트마다 센서가 필요하게 되어, 비용 상승으로 이어져 버린다. 또한, 장치의 설치 면적(풋프린트(foor print))을 억제하기 위해, 예를 들면, 로더 모듈의 면적이 가능한 한 작아지도록 설계되어 있으므로, 해당 로더 모듈내(반송 아암)에는 대형의 센서를 마련할 수 없다.
특허문헌 1, 2에는 카메라를 이용하여 FOUP내의 웨이퍼의 위치를 검출하는 기술에 대해 기재되어 있지만, 이러한 카메라는 시야가 좁으므로, FOUP내에서의 웨이퍼의 수용 영역 전체를 촬상하기 위해서는, 예를 들면, 카메라를 상하방향으로 이동 혹은 요동(panning)시킬 필요가 있기 때문에, 촬상에 장시간이 필요하게 되어 처리율(throughput)이 저하해 버리고, 촬상한 화상의 처리가 번잡해진다. 또한, 이 카메라의 초점거리가 길기 때문에, 반송 아암과 FOUP 사이에 카메라를 마련하기 위해서는, 카메라와 FOUP을 크게 이간시킬 필요가 있으므로 장치의 설치 면적이 증대해 버린다. 또한, 로더 모듈에 있어서의 FOUP의 배열의 반대측의 영역에는 처리부나 분위기의 전환을 실행하는 로드 록 실 등이 접속되어 있으므로, 반송 아암의 반송 동작을 간섭할 우려가 크기 때문에 이 카메라를 해당 영역에 마련하는 것은 실제로는 곤란하다.
일본 특허공개공보 제2005-64515호 일본 특허공표 제2005-520350호
본 발명은 이러한 사정을 감안해서 이루어진 것으로서, 횡배열로 복수 배치된 탑재부 상의 반송 용기로부터 기판 반송 기구에 의해 기판을 꺼내어 처리를 실행함에 있어서, 탑재부 상의 반송 용기 내의 기판의 높이 위치를 정확하게 구할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치는 복수개의 기판을 상하로 기판 유지 영역내에 유지 가능하게 구성되고, 앞면이 기판의 반입출구로 되는 반송 용기를 탑재하기 위한 탑재부로서, 상기 반송 용기의 복수개를 동일 방향으로 횡배열로 배치하도록 각각 마련된 복수의 탑재부와, 이들 탑재부에 탑재된 반송 용기로부터 기판을 꺼내기 위한 기판 반송 기구와, 상기 기판 반송 기구에 의해 꺼내어진 기판에 대해 처리를 실행하는 처리부와, 상기 반송 용기 내의 모든 기판 유지 영역을, 상기 기판 반송 기구에 의해 해당 반송 용기 내의 기판을 꺼내기 전에 일괄해서 촬상하기 위한 촬상부와, 상기 촬상부를, 탑재부 상의 반송 용기의 앞면을 향하는 위치를 포함하는 영역에서 반송 용기의 배열을 따라 수평으로 이동시키는 이동 기구와, 상기 촬상부에 의해 반송 용기 내를 촬상한 결과에 의거하여 기판의 높이 위치 정보를 취득하는 정보 취득 수단과, 취득한 기판의 높이 위치 정보에 의거하여 상기 기판 반송 기구에 의한 반송 용기 내의 기판의 수취 동작을 제어하는 제어 수단을 구비하고, 상기 촬상부는 적어도 2개의 반송 용기에 대해 공용되고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판 처리 방법은 복수개의 기판을 상하로 기판 유지 영역내에 유지 가능하게 구성되고, 앞면이 기판의 반입출구로 되는 반송 용기의 복수개를 동일 방향으로 횡배열로 복수의 탑재부에 각각 탑재하는 공정과, 촬상부를, 탑재부 상의 반송 용기의 앞면을 향하는 위치를 포함하는 영역에서 반송 용기의 배열을 따라 수평으로 이동시키고, 촬상 대상으로 되는 하나의 반송 용기의 앞면을 향하는 위치에 상기 촬상부를 정지시켜, 해당 반송 용기 내의 모든 기판 유지 영역을 촬상부에 의해 일괄해서 촬상하는 공정과, 상기 촬상부에 의해 상기 하나의 반송 용기 내를 촬상한 결과에 의거하여 기판의 높이 위치 정보를 취득하는 공정과, 상기 하나의 반송 용기의 앞면을 향하는 위치로부터 상기 촬상부를 퇴피시키고, 취득한 기판의 높이 위치 정보에 의거하여, 기판 반송 기구에 의해 해당 하나의 반송 용기 내로부터 기판을 수취하는 공정과, 상기 촬상부를, 탑재부 상의 반송 용기의 앞면을 향하는 위치를 포함하는 영역에서 반송 용기의 배열을 따라 수평으로 이동시키고, 상기 하나의 반송 용기와는 별도의 다른 반송 용기의 앞면을 향하는 위치에 상기 촬상부를 정지시켜, 해당 반송 용기 내의 모든 기판 유지 영역을 상기 촬상부에 의해 일괄해서 촬상하는 공정과, 상기 촬상부에 의해 상기 다른 반송 용기 내를 촬상한 결과에 의거하여 기판의 높이 위치 정보를 취득하는 공정과, 상기 다른 반송 용기의 앞면을 향하는 위치로부터 상기 촬상부를 퇴피시키고, 취득한 기판의 높이 위치 정보에 의거해서, 기판 반송 기구에 의해 해당 다른 반송 용기 내로부터 기판을 수취하는 공정과, 상기 기판에 대해 처리를 실행하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 기판 반송 기구에 의해 반송 용기 내의 기판을 꺼내기 전에, 반송 용기의 배열을 따라 수평으로 이동 자유로운 촬상부를 반송 용기의 앞면 개구부를 향하도록 위치시키고, 상기 반송 용기 내의 모든 기판 유지 영역을 일괄해서 촬상하며, 이 촬상 결과에 의거하여 기판의 높이 위치 정보를 얻고 있다. 따라서, 반송 용기 내에 있어서의 기판의 높이 위치를 정확하게 구할 수 있고, 또한, 예를 들면, 기판 반송 기구에 공통의 센서를 마련하는 경우에 비해 처리율(throughput)을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 일예를 나타내는 평면도,
도 2는 상기 기판 처리 장치의 일부를 나타내는 측면도,
도 3은 FOUP의 내부 영역을 나타내는 개략도,
도 4는 상기 기판 처리 장치에 접속되는 복수의 FOUP을 반송 아암측에서 본 정면도,
도 5는 상기 기판 처리 장치에 마련되는 촬상 유닛의 일예를 나타내는 측면도,
도 6은 상기 기판 처리 장치의 제어부의 일예를 나타내는 개략도,
도 7은 상기 기판 처리 장치의 동작의 일예를 나타내는 흐름도,
도 8은 상기 기판 처리 장치의 동작의 일예를 나타내는 흐름도,
도 9는 상기 기판 처리 장치에 FOUP이 접속되는 상태를 나타내는 모식도,
도 10a 및 도 10b는 상기 기판 처리 방법의 일예를 나타내는 평면도,
도 11a 및 도 11b는 상기 기판 처리 방법에 있어서 맵핑(mapping)이 실행되는 FOUP의 일예를 나타내는 모식도,
도 12는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 평면도,
도 13은 본 발명의 또다른 실시형태에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 평면도,
도 14는 본 발명의 또다른 실시형태에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 평면도이다.
본 발명의 실시형태의 기판 처리 장치의 일예에 대해, 도 1∼도 6을 참조해서 설명한다. 이 기판 처리 장치는 도 1에 나타내는 바와 같이, 복수개, 예를 들면, 25개의 기판인 반도체 웨이퍼(이하,「웨이퍼」라 함)(W)가 수납되는 반송 용기인 FOUP(1)을 탑재하기 위한 탑재부인 탑재대(11)와, 이 탑재대(11)에 탑재된 FOUP(1)에 대해 웨이퍼(W)의 반입 반출을 실행하는 기판 반송 기구인 제 1 반송 아암(transfer arm)(21)이 마련된 대기 반송실(로더 모듈)(22)과, 이 제 1 반송 아암(21)에 의해 FOUP(1)으로부터 꺼낸 웨이퍼(W)에 대해, 예를 들면, 열 처리나 플라즈마 처리등의 진공 처리를 실행하기 위한 처리부를 구비하고 있다.
대기 반송실(22)의 안쪽 측벽면 본 예에서는 도 1 중 상부측의 측벽면에는 대기 분위기와 진공 분위기를 전환하기 위한 로드 록 실(32)이 횡배열로 2개소에 접속되어 있고, 상기 처리부인 처리용기를 포함하는 처리 모듈(34)은 이들 로드 록 실(32, 32)에 있어서의 대기 반송실(22)과 접속된 측벽의 반대측의 측벽에 마련된 진공 반송실(33)에 기밀하게 접속되어 있다. 본 예에서는 처리 모듈(34)은 복수 개소, 예를 들면, 6개소에 마련되어 있다. 상기 진공 반송실(33)내에는 각각의 처리 모듈(34)과 로드 록 실(32)의 사이에서 웨이퍼(W)의 수수를 실행하기 위해, 제 2 반송 아암(40)이 2기 마련되어 있다. 상기 로드 록 실(32)이 접속되는 대기 반송실(22)의 측벽면에는 웨이퍼(W)의 반송을 실행하기 위한 수수구(delivery opening)(22a)가 형성되어 있다. 또한, 도 1중 ‘G’는 게이트밸브이다.
대기 반송실(22)의 측벽면에 있어서의 상기 로드 록 실(32)이 접속된 면과는 별도의 면(앞측 측벽면), 본 예에서는 도 1 중 하부측의 측벽면에는 상기 탑재대(11)가 횡배열로 복수 개소에, 예를 들면, 일렬로 3개소에 마련되어 있고, 상기 탑재대(11)가 배치되는 대기 반송실(22)의 측벽면의 각각에는 도 2에 나타내는 바와 같이, FOUP(1)과 대기 반송실(22)의 사이에 있어서 웨이퍼(W)의 반송을 실행하기 위한 반송구(23)가 형성되어 있다. 또한, 이들 3대의 탑재대(11)가 배치되어 있는 영역이 각각 로드 포트를 구성한다. 대기 반송실(22)내에는 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 반송구(23)를 막는 동시에 FOUP(1)의 정면에 마련된 도어(door)(1a)를 분리하기 위한 오프너(opener)(24)가 마련되어 있다. 상기 오프너(24)는 탑재대(11)(상세하게는 탑재대(11)상에 마련된 캐리어 스테이지(11a))상에 탑재된 FOUP(1)이 해당 탑재대(11)에 의해 대기 반송실(22)측(도 1 중 상부측)으로 끌어당겨져 FOUP(1)의 개구부인 반입출구(1b)와 반송구(23)가 접촉하면, 도어(1a)와 함께 대기 반송실(22)내를 하강해서 FOUP(1)의 내부 영역과 대기 반송실(22)내가 연통하게 된다.
상기 제 1 반송 아암(21)은 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 상기 대기 반송실(22)의 길이방향(도 1 중 좌우방향 (X방향))에 있어서의 대략 중앙에서, 바닥면으로부터 신장하는 승강 지지축(25)에 의해 승강 자유롭게 지지되어 있고, 상기 탑재대(11) 상의 각각의 FOUP(1) 및 2개의 로드 록 실(32)에 있어서의 웨이퍼(W)의 탑재면을 따라 승강하는 것에 의해서, 웨이퍼(W)를 수수할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 제 1 반송 아암(21)은 이들 탑재대(11) 상의 각각의 FOUP(1) 및 2개의 로드 록 실(32)로 웨이퍼(W)를 반송할 수 있도록 다관절 아암으로서 구성되어 있고, 상기 승강 지지축(25)의 상단측에 접속된 기체(基體)(base body)(21a)와, 웨이퍼(W)를 하면측으로부터 지지해서 반송하기 위한, 예를 들면, 2개의 아암(21b, 21b)과, 이들 기체(21a)와 아암(21b)의 사이에 마련되고, 각각의 기단(基端)측끼리가 접속되도록 적층된 2개의 아암부(21c)를 구비하고 있다. 도 2 중, ‘25a’는 승강 지지축(25)을 승강시키기 위한 승강기이다.
또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 대기 반송실(22)의 측방측에는 웨이퍼(W)의 방향을 조정하거나 편심(偏心)을 수정하기 위한 얼라인먼트 장치(12)가 마련되어 있고, 예를 들면, FOUP(1)로부터 웨이퍼(W)를 꺼낸 후, 로드 록 실(32)로 반송하기 전에, 상기 얼라인먼트 장치(12)에서 웨이퍼(W)의 방향의 조정이나 편심의 수정이 실행된다. 또한, 상기 제 1 반송 아암(21)에 대해서는 모식적으로 도시하고 있다.
다음에, 탑재대(11)상에 탑재된 FOUP(1)의 각각에 대해, 이들 FOUP(1)내에서 웨이퍼(W)가 수납되어 있는 높이 위치를 검출하기 위해, 이들 FOUP(1)에 공통으로 마련된 촬상 유닛(41)에 대해 설명한다. 우선, FOUP(1)의 내부 구조에 대해, 도 3을 참조해서 간단하게 설명한다. FOUP(1)내에는 웨이퍼(W)의 둘레가장자리부를 아래쪽측으로부터 지지하는 돌출부(3)가 해당 FOUP(1)의 내면을 따라 복수 개소에 다단으로 마련되어 있다.
돌출부(3)상에 웨이퍼(W)가 탑재되는 영역(기판 유지 영역)이 슬롯(slot)(4)을 나타낸다고 하면, FOUP(1)내에는 상기 슬롯(4)이 상하방향에 걸쳐 복수, 예를 들면, 25개소에 적층되도록 돌출부(3)가 마련되어 있고, 서로 인접하는 웨이퍼(W)간의 이간 거리(피치(pitch))는, 예를 들면, 10㎜ 정도로 설정되어 있다. 따라서, FOUP(1)내에서 웨이퍼(W)가 수납되는 수납 영역(2)의 높이 치수 H는, 예를 들면, 250㎜로 되어 있다.
상기 대기 반송실(22)의 바로 앞측의 내벽면(도 2 중 좌측)에 있어서 반송구(23)의 위쪽측에는 3개의 FOUP(1)의 배열을 따르도록, 수평 방향으로 신장하는 가이드부인 레일(rail)(26)이 마련되어 있다. 상기 레일(26)에는 도 2에 나타내는 바와 같이, 상기 도어(1a) 및 오프너(24)에 간섭하지 않고 해당 레일(26)에 끼워 맞추어 좌우방향(X방향)(반송실(22)의 길이방향)으로 이동할 수 있도록, 이들 도어(1a) 및 오프너(24)의 이동영역 분만큼 대기 반송실(22)의 내벽면으로부터 안쪽측(로드 록 실(32)측)으로 이간된 위치에서 아래쪽측으로 신장하는 지지부(27)가 마련되어 있다. 이 레일(26)의 측방 위치에는 해당 레일(26)에 평행하게 지지부(27)내를 상기 좌우방향으로 관통하는 볼(ball) 나사(28)가 마련되어 있고, 상기 볼 나사(28)의 외주면과 지지부(27)의 내주면이 나사식 결합하는 것에 의해, 지지부(27)가 레일(26)을 따라 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 대기 반송실(22)의 바깥쪽에 있어서의 볼 나사(28)의 일단측에는 해당 볼 나사(28)를 축 주위로 회전시키기 위한 이동 기구인 모터(28a)가 접속되어 있고, 이 모터(28a)의 회전량(인코더값)에 의거하여 지지부(27)의 위치가 구해진다. 또한, 도 4에서는 볼 나사(28) 및 제 1 반송 아암(21)의 도시를 생략하고 있다.
상기 지지부(27)에는 상술한 촬상 유닛(41)이 마련되어 있고, 상기 촬상 유닛(41)은 FOUP(1)내를 촬상하기 위한 촬상부를 구비하고 있다. 이 촬상부는 도 5에 나타내는 바와 같이, CCD 카메라(42)와, CCD 카메라(42)의 측면중 반송구(23)가 마련된 측면에 광각 렌즈(43)를 포함하고, 또한 촬상 유닛(41)은 CCD 카메라(42)에 의한 촬상 영역(FOUP(1)내)을 향해 광을 조사하는 LED등의 조명부(44)를 구비하고 있다. 또한, 촬상 유닛(41)은 도 3에 나타내는 바와 같이, 탑재대(11)상에 탑재된 FOUP(1)내의 각각의 수납 영역(2)의 전체를 일괄해서(한번에) 촬상할 수 있도록, 각각의 수납 영역(2)의 높이방향에 있어서 대략 중앙에 위치한 상태에서 레일(26)을 따라 이동할 수 있도록 해당 촬상 유닛(41)의 높이 치수 h(지지부(27)의 길이 치수)가 설정되어 있다. 그리고, 이 촬상 유닛(41)에 의해 촬상된 촬상 결과(화상 데이터)는 도시하지 않은 케이블등에 의해 후술하는 제어부(51)에 전송된다. 또한, 본 예에서 상기 조명부(44)는 광각 렌즈(43)의 상하 양측에 부착되어 있다.
상기 광각 렌즈(43)는, 예를 들면, 닛토광학주식회사(日東光株式社)에 의해 제조되어 있는 상품명이 「Theia」의 렌즈(미국특허 US7009765B2)이다. 상기 광각 렌즈(43)의 이동로(상술한 레일(26))는 제 1 반송 아암(21)의 회전 중심보다도 FOUP(1)측에 가깝게 마련되고, 촬상 유닛(41)이 하나의 FOUP(1)내를 촬상하고 있을 때에, 해당 FOUP(1)에 인접하는 FOUP(1)에 대한 제 1 반송 아암(21)에 의한 웨이퍼(W)의 수수에 간섭하지 않는 위치인 것이 바람직하다. 본 예에서는, 예를 들면, 420㎜×297㎜의 범위를 촬상하기 위해 필요한 촬상 거리(촬상 대상물과 렌즈 사이의 이간 거리)가 10㎝ 이하인 광각 렌즈(43)를 이용하고 있으므로, 레일(26)을 FOUP(1)에 근접해서 배치시키고 있다.
또한, 이 기판 처리 장치는 도 6에 나타내는 바와 같이, 장치 전체의 동작을 제어하기 위한 컴퓨터로 이루어지는 제어부(51)를 구비하고 있고, 이 제어부(51)는 CPU(52), 카메라 이동 프로그램(53a), 맵핑 프로그램(53b), 반송 아암의 동작 프로그램(53c) 및 메모리(54)를 구비하고 있다. 또한, 각 프로그램(53a, 53b, 53c)은 실제로는 프로그램 기억부에 저장되고, 도 6에서는「프로그램」에 부호를 붙여 간략화하고 있다.
카메라 이동 프로그램(53a)은 FOUP(1)의 도어(1a)의 열림을 인식하는 스텝과, CCD 카메라(42)의 이동처를 인식한 후, 그 이동처로 이동하려고 할 때에 제 1 반송 아암(21)이 CCD 카메라(42)의 이동로에 간섭하는 반송 동작을 실행하고 있는지 아닌지를 판단하는 스텝과, 제 1 반송 아암(21)이 CCD 카메라(42)의 이동에 간섭하는 반송 동작을 실행하고 있을 때에는 간섭이 없어질 때까지 CCD 카메라(42)의 이동을 금지하는 스텝을 포함하고 있다.
또한, 맵핑(mapping) 프로그램(53b)은 CCD 카메라(42)에 의해 취득한 화상 데이터에 의거하여, 각 웨이퍼(W)의 높이 위치의 취득 및 웨이퍼(W)의 유지 상태의 이상의 유무를 판정하는 맵핑 스텝을 포함하고 있다. 즉, CCD 카메라(42)의 높이 위치와 탑재대(11)의 높이 위치의 관계가 일정하므로, CCD 카메라(42)에 의해 취득한 화상 데이터 상의 각 부의 높이 위치, 본 예에서는 제 1 반송 아암(21)의 위치를 관리하는 좌표계에 있어서의 Z좌표위치를 알 수 있다. 그래서, 맵핑 프로그램(53b)은 CCD 카메라(42)에 의해 취득한 화상 데이터에 의거하여, 각 웨이퍼(W)의 높이 위치를 검출하고, 이 검출 결과를 기억하도록 하고 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 높이 위치를 구하는 것에 의해, 결과적으로 FOUP(1)내의 각 슬롯(4)에서의 웨이퍼(W)의 유무를 알게 된다. 또한, FOUP(1)내에 웨이퍼(W)가 정상적으로 수납되어 있지 않은 경우, 구체적으로는, 예를 들면, 하나의 슬롯(4)에 복수의 웨이퍼(W)가 수납되어 있는 경우 혹은, 예를 들면, 상하 2개의 슬롯(4)에 걸쳐서 웨이퍼(W)가 비스듬히 수납되어 있는 경우에는 상기 화상 데이터에 의거하여 웨이퍼(W)의 유지 상태의 이상이 검출된다.
제 1 반송 아암(21)의 동작 프로그램(53c)은 CCD 카메라(42)가 이동하고 있을 때에, 제 1 반송 아암(21)이 CCD 카메라(42)의 이동로와 간섭하는 반송 동작을 실행하려고 하고 있는 경우에는 간섭이 없어질 때까지 제 1 반송 아암(21)의 반송 동작을 금지하는 스텝을 포함하고 있다.
상기 메모리(54)는 각각의 웨이퍼(W)에 대해 실행되는 처리의 종류에 따른 처리 조건(예를 들면, 플라즈마 처리의 경우에는 인가하는 고주파 전력, 처리 가스의 유량, 처리 압력, 처리 시간 등)이 기억된 처리 레시피(recipe)와, 상기 맵핑 프로그램(53b)에 의해 FOUP(1)마다 검출된 웨이퍼(W)의 높이 위치의 정보(웨이퍼(W)의 높이 위치 정보)를 기억하기 위한 것이다.
상기 프로그램(53)은 하드 디스크, 컴팩트 디스크, 광자기 디스크(magneto-optical disc), 메모리 카드, 플렉시블 디스크(flexible disc) 등의 기억 매체(56)로부터 제어부(51)내에 설치(install)된다.
다음에, 상기 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법의 일예에 대해, 도 7 내지 도 11b를 참조해서 설명한다.
현재, 도 10a에 나타내는 바와 같이, 3개의 탑재대(11) 중, 예를 들면, 중앙의 탑재대(11) 상의 FOUP(1)에 대해 맵핑이 종료하고, 제 1 반송 아암(21)에 의해 웨이퍼(W)가 꺼내어져 로드 록 실(32)에 순차 반송되어 있는 것으로 한다. 이 때, 촬상 유닛(41)은 FOUP(1)의 배열로부터 떨어진 대기 위치(100)에서, 스텝 S11의「NO」의 루프에 의해 대기하고 있는 것으로 한다. 또한, 이 도 10a 및 도 10b에서는 처리부의 기재를 생략하고 있으며, 또한 제 1 반송 아암(21)등에 대해서는 모식적으로 나타내고 있다.
이 상태에서, 예를 들면, 좌측의 탑재대(11)상에 FOUP(1)이 탑재되고, 도 9에 나타내는 바와 같이 도어(1a)가 열리면, 스텝 S11에서「YES」로 되고, 대기 위치(100)로부터 이동처인 해당 FOUP(1)과 대향하는 위치를 향하는 촬상 유닛(41)의 이동로에 대해, 제 1 반송 아암(21)이 간섭하는 반송 동작을 실행하고 있는지 아닌지의 판정이 이루어진다(스텝 S12).
제 1 반송 아암(21)이 촬상 유닛(41)의 이동로와 간섭하는 반송 동작을 실행하고 있는 경우로는, 예를 들면, 도 10b에 나타내는 바와 같이, 제 1 반송 아암(21)이 3개의 탑재대(2)중 중앙의 FOUP(1)으로부터 웨이퍼(W)를 꺼내고 있을 때에, 촬상 유닛(41)이 해당 중앙의 FOUP(1)에 근접하는 영역을 가로질러, 예를 들면, 대기 위치(100)로부터 우측의 FOUP(1)을 촬상하기 위해 이동하는 경우등을 들 수 있다. 이와 같은 경우에는 간섭이 없어질 때까지, 즉, 제 1 반송 아암(21)의 반송 동작이 종료될 때까지, 촬상 유닛(41)의 이동이 금지되게 된다.
다음에, 촬상 유닛(41)이 도어(1a)가 열린 FOUP(1)의 내부를 향하는 위치(FOUP(1)에 대향하는 위치)로 이동하고(스텝 S13), CCD 카메라(42)에 의해 FOUP(1)내를 촬상한다(스텝 S14). 그리고, CCD 카메라(42)에 의해 촬상한 화상 데이터에 의거하여, 상술한 바와 같은 맵핑, 즉, FOUP(1)내의 각 웨이퍼(W)의 높이 위치의 인식(스텝 S15)과, 웨이퍼(W)가 정상적으로 수납되어 있는지의 판정(스텝 S16)이 실행된다. 웨이퍼(W)의 수납 상태의 이상이 검출된 경우에는, 예를 들면, 알람(57)이 작동하고(스텝 S17), 제 1 반송 아암(21)의 반송 동작이 정지하게 된다. 이 경우에는, 예를 들면, 작업자가 해당 FOUP(1)을 탑재대(11)상으로부터 제거해서 FOUP(1)내를 확인하는 등의 대응이 실행된다.
계속해서, 촬상 유닛(41)이 상기 대기 위치(100)로 퇴피한다. 도 7에 나타내는 동작의 흐름은 간략하게 기재되어 있기 때문에 보충 설명을 하면, 이 때의 촬상 유닛(41)의 이동에 있어서도, 스텝 S12와 같이, 제 1 반송 아암(21)의 반송 동작이 촬상 유닛(41)의 이동로를 간섭할 때에는 반송 동작이 종료할 때까지 촬상 유닛(41)의 이동이 금지된다. 그리고, 상기 맵핑 결과에 의거하여, 웨이퍼(W)의 수납 상태에 이상이 검출되지 않으면, 제 1 반송 아암(21)에 의해 웨이퍼(W)의 반출 동작을 실행한다(스텝 S18).
도 8은 스텝 S18을 설명하는 흐름도이다. 우선, 웨이퍼(W)의 꺼냄이 실행되는 FOUP(1)의 위치를 인식하고(스텝 S21), 촬상 유닛(41)이 이동중인지 아닌지를 판정하고(스텝 S22), 촬상 유닛(41)이 이동 중인 경우, 촬상 유닛(41)의 이동로를 제 1 반송 아암(21)의 반송 동작이 간섭하는지 아닌지를 판단한다(스텝 S23). 그리고, 간섭하는 경우에는 촬상 유닛(41)의 이동이 완료될 때까지 제 1 반송 아암(21)이 대기하고, 그 후 제 1 반송 아암(21)에 의해 FOUP(1)으로부터 웨이퍼(W)를 꺼낸다. 더욱 상세하게는, FOUP(1), 얼라인먼트 장치(12) 및 로드 록 실(32)의 사이에서 정해진 룰에 의해서 웨이퍼(W)의 반송을 실행하는 제 1 반송 아암(21)은, 메모리(54)를 참조하며, 새로운 맵핑이 실행된 FOUP(1)에 대해 상기 룰에 따라 FOUP(1)으로 액세스(access)하고, 메모리(54)내의 웨이퍼(W)의 높이 위치 정보에 의거하여 웨이퍼(W)의 꺼냄이 실행된다. 웨이퍼(W)의 꺼냄 동작에 대해서는 웨이퍼(W)의 높이 위치 정보에 의거하여 아암(21b)을 FOUP(1)내에 진입시켜 웨이퍼(W)를 들어 올리고, 아암(21b)을 후퇴시키는 것에 의해 실행된다(스텝 S24).
다음에, 상술한 얼라인먼트 장치(12), 로드 록 실(32) 및 진공 반송실(33)을 거쳐서 처리 모듈(34)에 웨이퍼(W)를 반입한다. 이와 같이 해서 FOUP(1)내의 웨이퍼(W)를 순차 처리 모듈(34)에 반입하는 동시에, 처리가 종료한 웨이퍼(W)에 대해서는 FOUP(1)내에 그 때마다 되돌려 진다.
상술한 실시형태에 의하면, 제 1 반송 아암(21)에 의해 FOUP(1)내의 웨이퍼(W)의 꺼냄을 실행하기 전에, FOUP(1)의 배열을 따라 수평으로 이동 자유로운 촬상 유닛(41)을 FOUP(1)의 반입출구(1b)를 향하도록 위치시키고, FOUP(1)내의 모든 슬롯(4)을 일괄해서 촬상하고, 이 촬상 결과에 의거하여 웨이퍼(W)의 높이 위치 정보를 얻고 있다. 따라서, FOUP(1)에서의 웨이퍼(W)의 높이 위치를 정확하게 구할 수 있고, 예를 들면, 제 1 반송 아암(21)에 공통의 센서를 마련하는 경우에 비해 처리율(throughput)을 향상시킬 수 있다.
따라서, 예를 들면 도 11a 및 도 11b에 나타낸 바와 같이, 작업자의 취급 부주의에 의해, 1개의 웨이퍼(W)가 상하 2개의 슬롯(4)에 걸쳐서 비스듬히 수납되어 있는 소위 크로스 슬롯(cross-slotted)으로 되어 있는 경우 혹은 하나의 슬롯(4)에 복수개, 예를 들면, 2개의 웨이퍼(W)가 수납되어 있는 경우에도, 더 나아가서는, 예를 들면, 경시적으로 각 슬롯(4)의 높이 위치가 비뚤어져 버린(변형되어 버린) FOUP(1)을 이용한 경우에도, 예를 들면, 적외선의 투과나 차단 등에 관계없이, 이들 웨이퍼(W)가 수납되어 있는 수납 영역(2)을 화상으로서 직접 촬상하고 있기 때문에, 상기와 같은 문제를 용이하게 판별할 수 있다. 따라서, 제 1 반송 아암(21)(아암(21b))이 FOUP(1)로부터 웨이퍼(W)를 반출할 때에, 웨이퍼(W)의 수취 부주의나 웨이퍼(W)와의 충돌등의 문제를 피할 수 있다.
또한, 수납 영역(2)을 한 번에 촬상할 수 있는 광각 렌즈(43)를 이용하고 있으므로, 예를 들면, 촬상 영역이 좁은 카메라를 상하방향으로 이동시키거나 요동시키는 등의 기구가 불필요하게 되고, 또한 촬상 시간이 짧아도 좋아, 화상 데이터의 처리도 용이하게 된다. 또한, 예를 들면, 어안(fish-eye) 렌즈 등에 비해, 화상의 둘레가장자리부의 왜곡이 작으므로, 웨이퍼(W)의 높이 위치를 정확하게 구할 수 있다.
또한, CCD 카메라(42)가 촬상 대상물(FOUP(1)내의 수납 영역(2))에 대해, 예를 들어, 10㎝보다 근접한 위치에서 촬상할 수 있기 때문에, 다른 FOUP(1)에 대한 제 1 반송 아암(21)의 반송 동작에 방해가 되지 않고, 처리율의 저하가 억제된다.
또한, 촬상 유닛(41)을 복수의 FOUP(1)에 대해 공통화하고 있으므로, FOUP(1) 혹은 탑재대(11)에 맵핑 센서를 마련한 경우에 비해, 비용을 저감할 수 있다.
상기 실시형태에서는 제 1 반송 아암(21)을 다관절 아암에 의해 구성하고, 이 제 1 반송 아암(21)의 회전운동 및 신축 동작에 의해 3개의 FOUP(1), 얼라인먼트 장치(12) 및 2개의 로드 록 실(32)로 액세스할 수 있도록 했지만, 예를 들면, 도 12에 나타내는 바와 같이, 대기 반송실(22)의 길이방향(도 1 중 좌우방향)으로 이동 가능한 이동 기체(21a)상에, 회전 자유롭고 신축 자유로운 아암(21b)을 마련하여, 이동 기체(21a)를 각 FOUP(1)의 앞으로 이동시켜, FOUP(1)내로 액세스하는 것이어도 좋다. 이 경우에 있어서, 도 13에 나타내는 바와 같이, 촬상 유닛(41)의 가이드부인 레일(26)을 제 1 반송 아암(21)의 기체(21a)에 마련하고, 제 1 반송 아암(21)의 이동 스트로크(이동 거리)를 이용함으로써 레일(26)의 길이 치수를 짧게 하도록 해도 좋다. 또한, 도 12 및 도 13에서는 처리부의 도시를 생략하고 있다.
또한, 촬상 유닛(41)을 3개의 탑재대(11)에 공통화해서 이용했지만, 이들 탑재대(11) 중 2개의 탑재대(11)에 공통화하도록 하고, 나머지의 탑재대(11)에 대해서는, 예를 들면, 개별적으로 촬상 유닛(41)을 마련해도 좋다. 또한, 3개 이상, 예를 들면, 5개의 탑재대(11)가 대기 반송실(22)에 접속되어 있는 경우에는 이들 탑재대(11) 모두에 공통의 촬상 유닛(41)을 마련해도 좋고, 예를 들면, 도 14에 나타내는 바와 같이, 이들 탑재대(11) 중 적어도 2 개, 예를 들면, 3개의 탑재대(11)에 공통의 촬상 유닛(41)을 마련하는 동시에, 나머지의 2개의 탑재대(11)에 별도로 공통의 촬상 유닛(41)을 마련해도 좋다. 이 경우에 있어서, 2개의 촬상 유닛(41)에 대해, 각각의 촬상 유닛(41)이 촬상을 담당하는 탑재대(11)를 고정시켜도 좋고, 혹은 2개의 촬상 유닛(41)이 서로 독립적으로 모든 탑재대(11)에 대해 수납 영역(2)을 촬상할 수 있도록 해도 좋다. 즉, 대기 반송실(22)의 바로 앞측에 일렬로 횡배열로 5개 배열하는 탑재대(11)중 우측의 2개의 탑재대(11)에 공통의 촬상 유닛(41)을 마련하고, 좌측의 3개의 탑재대(11)에 공통의 촬상 유닛(41)을 마련해도 좋으며, 혹은 2개의 촬상 유닛(41)의 각각의 레일(26)을 우측끝의 탑재대(11)에서 좌측끝의 탑재대(11)에 걸쳐 각각 마련하여, 각각의 촬상 유닛(41)이 5개의 탑재대(11)상의 FOUP(1)내를 각각 촬상할 수 있도록 해도 좋다.
상기 기판 처리 장치로서는 이 장치의 외측에 FOUP(1)이 접속되는 예에 대해 설명했지만, 예를 들면, 복수의 FOUP(1)을 장치의 내부에 순차 반입하고, 이 장치 내에 있어서 FOUP(1)로부터 웨이퍼(W)를 차례로 꺼내어 FOUP(1)의 각각을 장치 내부에 보관하는 종형의 열처리 장치이어도 좋다. 또한, 본원 명세서의 기판 처리는 웨이퍼(W)에 대해 형성된 회로나 외관의 검사를 실행하는 경우도 포함된다. 또한, 복수의 처리 모듈(34)을 구비한 멀티 챔버 모듈인 기판 처리 장치에 대해 설명했지만, 예를 들면 도포, 현상 장치 등에 본 발명을 적용해도 좋다. 또한, 웨이퍼(W)를 수납하는 수납 용기로서는 밀폐형의 FOUP(1)을 예로 들어 설명했지만, 앞면에 덮개가 붙어 있는 소위 오픈형의 카세트(open type cassette)(캐리어)로 이루어지는 반송 용기라도 좋다.
W: 웨이퍼 1: FOUP
2: 수용 영역 11: 탑재대
21: 제 1 반송 아암 22: 대기 반송실
22a: 수수구 23: 반송구
26: 레일 34: 처리 모듈
41: 촬상 유닛 51: 제어부
53: 프로그램

Claims (8)

  1. 복수개의 기판을 상하로 기판 유지 영역내에 유지 가능하게 구성되고 앞면이 기판의 반입출구로 되는 반송 용기를 탑재하기 위한 탑재부로서, 상기 반송 용기의 복수개를 동일 방향으로 횡배열로 배치하도록 각각 마련된 복수의 탑재부와,
    이들 탑재부에 탑재된 반송 용기로부터 기판을 꺼내기 위한 기판 반송 기구와,
    상기 기판 반송 기구에 의해 꺼내어진 기판에 대해 처리를 실행하는 처리부와,
    상기 반송 용기 내의 모든 기판 유지 영역을, 상기 기판 반송 기구에 의해 해당 반송 용기 내의 기판을 꺼내기 전에 일괄해서 촬상하기 위한 촬상부와,
    상기 촬상부를, 탑재부 상의 반송 용기의 앞면을 향하는 위치를 포함하는 영역에서 반송 용기의 배열을 따라 수평으로 이동시키는 이동 기구와,
    상기 촬상부에 의해 반송 용기 내를 촬상한 결과에 의거하여 기판의 높이 위치 정보를 취득하는 정보 취득 수단과,
    취득한 기판의 높이 위치 정보에 의거하여 상기 기판 반송 기구에 의한 반송 용기 내의 기판의 수취 동작을 제어하는 제어 수단
    을 구비하고, 상기 촬상부는 적어도 2개의 반송 용기에 대해 공용되고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 촬상부는 광각 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 반송 용기 내의 기판과 촬상부 사이의 이간 거리는 10㎝ 이하인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 이동 기구에 의해 촬상부와 함께 이동하고, 상기 반송 용기 내에 광을 조사하는 조명부를 구비한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 복수개의 기판을 상하로 기판 유지 영역내에 유지 가능하게 구성되고, 앞면이 기판의 반출입구로 되는 반송 용기의 복수개를 동일 방향으로 횡배열로 복수의 탑재부에 각각 탑재하는 공정과,
    촬상부를, 탑재부 상의 반송 용기의 앞면을 향하는 위치를 포함하는 영역에서 반송 용기의 배열을 따라 수평으로 이동시키고, 촬상 대상으로 되는 하나의 반송 용기의 앞면을 향하는 위치에 상기 촬상부를 정지시켜, 해당 반송 용기 내의 모든 기판 유지 영역을 촬상부에 의해 일괄해서 촬상하는 공정과,
    상기 촬상부에 의해 상기 하나의 반송 용기 내를 촬상한 결과에 의거하여 기판의 높이 위치 정보를 취득하는 공정과,
    상기 하나의 반송 용기의 앞면을 향하는 위치로부터 상기 촬상부를 퇴피시키고, 취득한 기판의 높이 위치 정보에 의거하여, 기판 반송 기구에 의해 해당 하나의 반송 용기 내로부터 기판을 수취하는 공정과,
    상기 촬상부를, 탑재부 상의 반송 용기의 앞면을 향하는 위치를 포함하는 영역에서 반송 용기의 배열을 따라 수평으로 이동시키고, 상기 하나의 반송 용기와는 별도의 다른 반송 용기의 앞면을 향하는 위치에 상기 촬상부를 정지시켜, 해당 반송 용기 내의 모든 기판 유지 영역을 상기 촬상부에 의해 일괄해서 촬상하는 공정과,
    상기 촬상부에 의해 상기 다른 반송 용기 내를 촬상한 결과에 의거하여 기판의 높이 위치 정보를 취득하는 공정과,
    상기 다른 반송 용기의 앞면을 향하는 위치로부터 상기 촬상부를 퇴피시키고, 취득한 기판의 높이 위치 정보에 의거하여, 상기 기판 반송 기구에 의해 해당 다른 반송 용기 내로부터 기판을 수취하는 공정과, 상기 기판에 대해 처리를 실행하는 공정
    을 포함하는 기판 처리 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 촬상부에 의해 반송 용기 내의 모든 기판 유지 영역을 촬상할 때에, 광각 렌즈에 의해 촬상하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 촬상부에 의해 상기 기판 유지 영역을 촬상할 때에, 상기 반송 용기 내의 기판과 촬상부 사이의 이간 거리는 10㎝ 이하인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 촬상부에 의해 반송 용기 내의 모든 기판 유지 영역을 촬상할 때에, 상기 반송 용기 내에 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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