KR20140048052A - 반송 기구의 위치 결정 방법, 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법 및 반송 기구의 티칭 데이터의 수정 방법 - Google Patents

반송 기구의 위치 결정 방법, 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법 및 반송 기구의 티칭 데이터의 수정 방법 Download PDF

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Abstract

티칭 조작의 작업성이 향상해서 작업자 간의 편차를 저감하고, 피처리체와 간섭할 위험을 억제하는 반송 기구의 위치 결정 방법을 제공한다. 피처리체의 주변부의 하면을 유지하는 유지핀부를 가지고, 또한 선회 및 상하 이동 가능하게 이루어진 탑재대에 대하여 접근 및 이간이 가능하게 이루어져서 선단에 피처리체의 유무를 검출하는 검출부를 마련한 픽부를 가지는 반송 기구의 위치 결정 방법에 있어서, 검출부에 의해 유지핀부의 상단 에지를 검출해서 픽부의 높이 기준 위치를 결정하는 높이 결정 공정과, 탑재대의 반경 방향과 픽부의 전진 방향과의 어긋남 각도를 구해서 픽부의 전진 각도를 수정하는 전진 각도 결정 공정과, 탑재대의 반경 방향과 픽부의 전진 방향과의 어긋남 수평 거리를 구해서 픽부의 전진 기점 위치를 수정하는 전진 기점 위치 결정 공정과, 유지핀부의 좌표로부터 픽부의 전진 기준량을 구하는 전진량 결정 공정을 가진다.

Description

반송 기구의 위치 결정 방법, 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법 및 반송 기구의 티칭 데이터의 수정 방법 {METHOD FOR POSITIONING A TRANSFER UNIT, METHOD FOR CALCULATING POSITIONAL DEVIATION AMOUNT OF AN OBJECT TO BE PROCESSED, AND METHOD FOR CORRECTING TEACHING DATA OF THE TRASNFER UNIT}
본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 피처리체를 반송하는 반송 기구의 위치 결정 방법, 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법 및 반송 기구의 티칭 데이터(Teaching data)의 수정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 집적 회로를 제조하기 위해서는 웨이퍼에 성막, 에칭, 산화, 확산 등의 각종 처리가 행해진다. 그리고, 반도체 집적 회로의 미세화 및 고 집적화에 의해, 처리량(throughput) 및 수율을 향상시키기 위해서, 동일 처리를 행하는 복수의 처리 장치, 혹은 다른 처리를 행하는 복수의 처리 장치를 공통의 반송실을 거쳐서 결합한 처리 시스템이, 예를 들면, 특허 문헌 1에 개시되어 있다.
이러한 종류의 처리 시스템에 있어서는, 예를 들면, 처리 시스템의 전단(前段)에 마련한 피처리체의 도입 포트에 설치한 수납 용기로부터 반송 기구를 이용하여 반도체 웨이퍼를 꺼내서 이를 처리 시스템의 반송실내에 취입하고, 이 웨이퍼를 복수의 처리 장치가 연결된 반송실로부터 각 처리 장치에 대하여 순차적으로 도입해 연속적인 처리를 한다. 그리고, 처리 완료의 웨이퍼는, 예를 들면, 원래의 경로를 통하여 원래의 수납 용기에 수용된다.
그런데, 이러한 종류의 처리 시스템에 있어서는 내부에 단수, 혹은 복수의 반송 기구를 가지고, 웨이퍼의 전달, 및 반송은 이들 반송 기구에 의해 자동적으로 행해진다.
이 반송 기구는, 예를 들면, 굴신(屈伸), 선회 및 승강이 자유롭게 이루어진 1개 또는 2개의 픽부를 가지고 있고, 이 픽부에서 웨이퍼를 직접적으로 유지해서 반송 위치까지 이동해서 웨이퍼를 소정의 위치까지 반송하도록 되어 있다. 이러한 경우, 반송 기구의 픽부가 웨이퍼를 가지러 가거나, 혹은 웨이퍼를 두러 가거나 하는 동작 중에 이 픽부나 유지하고 있는 웨이퍼가 다른 부재와 간섭 내지 충돌하는 것을 피하지 않으면 안 될 뿐만 아니라, 어떤 일정한 장소에 놓여진 웨이퍼를 적정하게 유지하고, 또한 이 웨이퍼를 목적으로 하는 위치까지 반송하고, 적정한 장소에 정밀도 높게, 예를 들면, ±0.20mm 이내의 높은 위치 정밀도로 전달할 필요가 있다.
이 때문에, 장치의 조립시나 큰 장치 개조를 행했을 때 등에는, 반송 기구의 픽부의 이동 경로에 있어서 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 장소 등의 중요한 위치를, 이 반송 기구의 동작을 제어하는 컴퓨터 등의 제어부에 반송 위치 좌표로서 기억시키는 위치 결정 방법, 소위 티칭(teaching)이라는 조작이 행해진다.
이 티칭은, 예를 들면, 반송 기구와 수납 용기와의 위치 관계, 로드록(load-lock)실의 유지부와 픽부와의 위치 관계, 픽부와 위치 정렬 기구와의 위치 관계, 픽부와 각 처리 장치의 서셉터(susceptor)와의 위치 관계 등, 웨이퍼의 전달을 행하기 위한 거의 모든 장소, 즉, 픽부가 액세스하는 장소(포인트)에 대해서 픽부마다 행해지고, 그 반송 위치 좌표가 기억된다. 또한, 모든 구동계에는, 그 구동 위치를 특정하기 위한 인코더 등이 내장되고, 구동계는,예를 들면, 펄스 모터 등을 포함해서 펄스 수를 제어하는 것에 의해, 그 이동량을 정밀도 높게 제어할 수 있게 되어 있다.
종래의 티칭 방법은, 일반적으로는 반도체 웨이퍼를 반송해야 할 위치에 작업자가 정확하게 반도체 웨이퍼를 설치하고, 이 반도체 웨이퍼와 반송 기구의 픽부를 작업자가 눈으로 확인하면서 픽부를 이동시켜서 이를 웨이퍼에 접촉시키고, 그때의 수평면 내의 좌표나 높이 등을 기준으로 하여 기억시키고, 그 후에는, 이 기억한 좌표에 근거하여 픽부를 자동으로 구동시키도록 하고 있었다.
또한, 다른 위치 결정 방법으로서는, 특허 문헌 2에 기재되어 있는 것과 같이, 반송 아암(arm)의 선단에 마련한 맵핑 센서에 의해 티칭용 지그(jig)의 높이를 검출해서 각 부에의 액세스 높이를 산출하도록 한 티칭 방법이 알려져 있다. 또한, 다른 위치 결정 방법으로서는, 특허 문헌 3에 기재되어 있는 것 같이, 가동 아암의 선단에 마련한 빔 검출기를 이용하여 물체와 기하학적 관계를 가지는 특징체에 3회 접근해서 검출하고, 물체의 위치나 각도 방향 등을 산출하도록 한 티칭 방법이 알려져 있다.
일본 특허 공개 공보 제2000-208589 호 일본 특허 공개 공보 제2006-185960 호 일본 특허 공표 공보 제2009-506518 호 (특히 청구항 39 등)
그런데, 상술한 바와 같은 위치 결정 방법에 있어서는, 탑재 패드를 웨이퍼(W)의 뒷면과 접촉시키도록 하기 때문에, 눈으로 확인이 곤란할 뿐만 아니라, 작업자 간의 편차가 컸다.
또한, 웨이퍼(W)를 티칭 위치에 설치하기 위해서는, 티칭 위치에 대응하는 장치 자체의 천장 커버를 개방해서 설치 작업을 행하지 않으면 안되고, 작업 효율을 저하시키는 원인이 되어 있었다. 또한, 특허 문헌 2의 경우에는, Z축(높이 방향) 티칭용 지그를 별도로 구비하지 않으면 안되므로, 그만큼, 손이 많이 가는 문제점이 있었다. 또한 특허 문헌 3의 경우에는, 예를 들면, 3개의 기판 지지핀에 픽에 마련한 빔 검출기를 액세스시키고, 수평면 내에 있어서의 기판 스테이션의 위치나 방위를 구하고 있는 것에 지나지 않는다(단락 0030 및 0031). 또한, 각 기판 지지핀에 픽을 액세스할 때는, 작업자는 눈으로 주의해서 행하지 않으면 안되고, 작업성도 뒤떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 이상과 같은 문제점에 착안하여 이를 유효하게 해결하도록 고안된 것이다. 본 발명은 티칭 조작의 작업성이 향상해서 작업자 간의 편차를 줄이고, 픽부와 피처리체가 간섭할 위험을 억제하는 것이 가능한 반송 기구의 위치 결정 방법, 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법 및 반송 기구의 티칭 데이터의 수정 방법이다.
제 1 측면에 따른 반송 기구의 위치 결정 방법은, 피처리체의 주변부의 하면을 유지하는 복수의 유지핀부와 해당 복수의 유지핀부의 내주측에 배치된 복수의 중간핀부를 가지고, 또한 선회 및 상하 이동 가능하게 이루어진 탑재대에 대하여 접근 및 이간이 가능하게 이루어져서 선단에 피처리체의 유무를 검출하는 검출부를 마련한 픽부를 가지는 반송 기구의 위치 결정 방법에 있어서, 상기 검출부에 의해 상기 유지핀부의 상단 에지를 검출해서 상기 픽부의 높이 기준 위치를 결정하는 높이 방향 결정 공정과, 상기 픽부의 회전 중심을 기점으로 하는 상기 유지핀부의 좌표인 제 1 좌표를 구하는 제 1 좌표 결정 공정과, 상기 픽부의 회전 중심을 기점으로 하는 상기 중간핀부의 좌표인 제 2 좌표를 구하는 제 2 좌표 결정 공정과, 상기 제 1 및 제 2 좌표에 근거하여 상기 탑재대의 회전 중심의 좌표인 제 3 좌표를 구하는 제 3 좌표 결정 공정과, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 좌표에 근거하여 상기 픽부의 전진 각도와 전진 기점 위치와 상기 기준량을 구하는 최종 공정을 가진다.
이에 따라, 티칭 조작의 작업성이 향상해서 작업자 간의 편차를 저감하고, 픽부와 피처리체가 간섭할 위험을 억제하는 것이 가능해진다.
제 2 측면에 따른 반송 기구의 위치 결정 방법은, 복수의 유지핀부를 가지고, 또한 선회 가능하게 이루어진 탑재대에 탑재하여 유지된 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법에 있어서, 픽부를 가지는 반송 기구을 이용하여 상기 피처리체를 상기 탑재대에 탑재해서 지지시키는 탑재 공정과, 상기 반송 기구의 픽부에 마련한 검출부에 의해 상기 피처리체의 에지와 상기 유지핀부의 외주단에 마련된 상단 돌기와의 위치 관계를 각 유지핀부에 대해서 구하는 측정 공정과, 상기 구한 위치 관계에 근거하여 상기 피처리체의 위치 어긋남량을 구하는 어긋남량 산출 공정을 가진다.
이에 따라, 반송 기구에 의해 탑재대에 대하여 탑재해서 지지시킨 피처리체의 위치 어긋남량을 정밀도 높게 구하는 것이 가능해진다.
제 3 측면에 따른 반송 기구의 위치 결정 방법은, 반송 기구의 티칭 데이터의 수정 방법에 있어서, 상기 기재된 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법을 실행하는 공정과, 상기 공정에서 구해진 위치 어긋남량을 상쇄하도록 상기 티칭 데이터를 수정하는 공정을 가진다.
이에 따라, 피처리체를 탑재대에 대하여 탑재시키기 위한 반송 기구의 티칭 데이터를 미세하게 조정해서 수정하는 것에 의해 반송 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.
본 발명에 따른 반송 기구의 위치 결정 방법, 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법 및 반송 기구의 티칭 데이터의 수정 방법에 의하면, 다음과 같이 우수한 작용 효과를 발휘할 수 있다.
제 1 측면에 따른 반송 기구의 위치 결정 방법에 의하면, 피처리체의 주변부의 하면을 유지하는 복수의 유지핀부와 해당 복수의 유지핀부의 내주측에 배치된 복수의 중간핀부를 가지고, 또한 선회 및 상하 이동 가능하게 이루어진 탑재대에 대하여 접근 및 이간이 가능하게 이루어져서 선단에 피처리체의 유무를 검출하는 검출부를 마련한 픽부를 가지는 반송 기구의 위치 결정 방법에 있어서, 티칭 조작의 작업성이 향상해서 작업자 간의 편차를 저감하고, 픽부와 피처리체가 간섭할 위험을 억제할 수 있다.
제 2 측면에 따른 반송 기구의 위치 결정 방법에 의하면, 반송 기구에 의해 탑재대에 대하여 탑재해서 지지시킨 피처리체의 위치 어긋남량을 정밀도 높게 구할 수 있다.
제 3 측면에 따른 반송 기구의 위치 결정 방법에 의하면, 피처리체를 탑재대에 대하여 탑재시키기 위한 반송 기구의 티칭 데이터를 미세하게 조정해서 수정하는 것에 의해 반송 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 반송 기구의 위치 결정 방법을 실시하는 처리 시스템의 일례를 나타내는 전체 구성도이다.
도 2는 반송 기구의 픽부를 나타내는 확대 평면도이다.
도 3a ~ 3c는 처리실의 내부와 탑재대의 일례를 도시한 개략도이다.
도 4는 반송 기구의 위치 결정 방법의 개략적인 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 반송 기구의 위치 결정 방법의 높이 결정 공정의 내용을 나타내는 흐름도이다.
도 6a ~ 6e는 높이 결정 공정에 있어서의 픽부와 유지 아암과의 위치 관계를 도시한 도면이다.
도 7은 반송 기구의 위치 결정 방법의 전진 각도 결정 공정의 내용을 나타내는 흐름도이다.
도 8a 및 8b는 전진 각도 결정 공정에 있어서의 픽부와 유지 아암과의 위치 관계를 도시한 도면이다.
도 9는 전진 각도 결정 공정에서의 각도 보정을 도시한 도면이다.
도 10은 반송 기구의 위치 결정 방법의 전진 기점 위치 결정 공정의 내용을 나타내는 흐름도이다.
도 11a ~ 11c는 전진 기점 위치 결정 공정에 있어서의 픽부와 유지 아암과의 위치 관계를 도시한 도면이다.
도 12는 전진 기점 위치 결정 공정에서의 기점 위치의 보정을 도시한 도면이다.
도 13은 반송 기구의 위치 결정 방법의 전진량 결정 공정의 내용을 나타내는 흐름도이다.
도 14는 반송 기구의 위치 결정 방법의 다른 실시형태의 개략적인 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 15는 반송 기구의 위치 결정 방법의 다른 실시형태의 제 1 좌표 결정 공정의 내용을 나타내는 흐름도이다.
도 16은 반송 기구의 위치 결정 방법의 다른 실시형태의 제 2 좌표 결정 공정의 내용을 나타내는 흐름도이다.
도 17은 제 3 좌표 결정 공정 및 최종 공정에 있어서의 픽부와 유지 아암과의 위치 관계를 도시한 도면이다.
도 18은 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법을 설명하는 개략적인 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 19는 반도체 웨이퍼의 에지와 유지핀부의 상단 돌기와의 위치 관계를 설명하는 설명도이다.
도 20a ~ 20d는 반도체 웨이퍼의 에지와 상단 돌기와의 위치 관계를 구할 때의 픽부의 동작을 설명하는 설명도이다.
도 21은 탑재대의 유지 아암과 반도체 웨이퍼와의 위치 어긋남량을 설명하기 위한 평면도이다.
도 22a ~ 22c는 위치 어긋남량을 산출할 때의 연산의 일례를 도시한 도면이다.
이하에, 본 발명에 따른 반송 기구의 위치 결정 방법과 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법 및 반송 기구의 티칭 데이터의 수정 방법의 일 실시예를 첨부 도면에 근거하여 상술한다. 도 1은 본 발명의 반송 기구의 위치 결정 방법을 실시하는 처리 시스템의 일례를 나타내는 전체 구성도, 도 2는 반송 기구의 픽부를 나타내는 확대 평면도, 도 3a ~ 3c는 처리실의 내부와 탑재대의 일례를 도시한 개략도이다. 먼저 처리 시스템의 전체 구성에 대해서 설명한다.
먼저, 도 1에 도시하는 바와 같이 이 처리 시스템(2)은, 복수, 예를 들면, 3개의 열처리를 행하는 제 1 ~ 3 처리실(4A, 4B, 4C)과, 직사각형의 대기압 분위기의 대기 반송실(6)과, 피처리체인 실리콘 기판 등으로 이루어지는 반도체 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 반송 기구(8)를 갖는다.
상기 3개의 처리실(4A ~ 4C)은, 공통으로 동일하게 형성되고, 여기에서는 처리실(4A)를, 예로 들어서 설명한다. 또한, 각 처리실(4A ~ 4C)이 서로 다른 처리를 행해도 좋다. 이 처리실(4A)의 외곽(外殼)을 형성하는 처리 용기(12)(도 3a 참조)내에는, 반도체 웨이퍼(W)를 유지하기 위한 탑재대(14)가 마련되어 있다. 이 탑재대(14)는, 도 3a에 도시하는 바와 같이 용기 바닥부에서 세워진 회전 지지축(16)에 지지된, 복수개, 도시 예에서는 3개의 유지 아암(18)을 가진다. 이 유지 아암(18)은, 그 둘레 방향을 따라 120도의 등간격으로 배치된다.
각 유지 아암(18)에는, 그 선단에 웨이퍼(W)의 주변부의 하면을 유지하는 유지핀부(20)가 마련되고, 그 내주측, 즉 유지 아암(18)의 반경 방향의 도중에는 중간핀부(22)가 마련되고, 웨이퍼(W)의 하면과 접촉해서 이를 유지한다. 여기서 상기 유지핀부(20)는, 도 3c에도 도시하는 바와 같이, 바깥 둘레 끝에 상단 돌기(24)를 가지는 돌출된 형상으로 형성되고, 이 단부에 웨이퍼(W)의 주변부를 탑재해서 유지한다. 또한, 유지핀부(20)와 중간핀부(22)는, 탑재대(14)의 반경 방향의 직선상에 정밀도 높게 일치하도록 배치된다.
이 유지핀부(20)의 전체의 높이(H)는 14mm 정도이며, 상단 돌기(24)의 반경 방향의 길이(L1)는 4mm 정도이며, 유지핀부(20)의 반경 방향의 길이(L2)는 10mm 정도이다. 또한 웨이퍼(W)의 두께는 0.7mm 정도이다. 또한, 이 유지핀부(20)의 형상 및 치수는 단순하게 일례를 나타낸 것에 지나지 않고, 이에 한정되지 않는다.
그리고, 상기 회전 지지축(16)은, 회전 가능하게 이루어짐과 함께, 상하 방향(Z축 방향)에도 이동 가능하게 이루어지고, 회전 각도 및 상하 방향으로의 이동량은 제어 가능하게 된다. 또한, 처리 용기(12)의 측벽에는, N2 등의 불활성 가스를 공급하는 가스 공급 수단(26)이 마련되고, 바닥부에는 용기내의 분위기를 배기하는 배기계(28)가 마련된다. 또한 처리 용기(12)의 천장부에는, 석영 등으로 이루어지는 천장판(30)이 마련되고, 이 천장판(30)의 외측에는, 평면 안테나(32)를 포함하는 마이크로파 도입 수단(34)이 마련된다. 그리고, 마이크로파 도입 수단(34)으로부터 처리 용기(12)내에 도입한 마이크로파에 의해 웨이퍼(W)에 대하여 열처리를 실시한다.
이 열처리로서는, 어닐링 처리, 산화 확산 처리, 개질 처리 등을 행하게 된다. 또한, 이 열처리는, 대기압 분위기 혹은 이보다 조금 낮은 감압 분위기에서 이루어지지만, 이 프로세스 압력은 특별히 한정되지 않는다. 또한 각 처리실(4A ~ 4C)에서 각각 다른 처리를 행하도록 해도 좋다.
그리고, 대기 반송실(6)은 직사각형의 상자형으로 이루어지고 있고, 긴 변의 한쪽의 측벽에는, 3개의 게이트 개구(36)가 형성됨과 함께, 이 게이트 개구(36)에 상기 3개의 처리실(4A ~ 4C)이 각각 개폐 가능하게 이루어진 게이트 밸브(G)를 거쳐서 횡으로 나열되어 접합된다. 이에 따라, 이 게이트 개구(36)를 거쳐서 대기 반송실(6)과 각 처리실(4A ~ 4C)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 반출입을 할 수 있다.
또한, 상기 대기 반송실(6)의 긴 변의 다른쪽의 측벽에는, 복수, 여기에서는 3개의 반출입구(38)가 형성됨과 함께, 이 반출입구(38)에 각각 개폐 가능하게 이루어진 개폐 도어(40)가 슬라이드 가능하게 마련된다. 그리고, 이 각 반출입구(38)에 대응시켜서 그 외측에는 도입 포트(42)가 각각 마련되고, 이 도입 포트(42)에 각각 1개씩 수납 용기(44)를 탑재할 수 있다.
이 수납 용기(44)내에는, 도시하지 않는 유지 선반이 높이 방향으로 복수단에 걸쳐서 마련되고, 이 유지 선반에 웨이퍼(W)의 주변부의 하면을 접촉시켜서 웨이퍼(W)를 복수매, 예를 들면, 25매 유지할 수 있다.
상기 대기 반송실(6)내는, 청정한 공기나 N2 등의 불활성 가스로 이루어진 다운 플로(downflow)가 형성된다.
또한, 이 대기 반송실(6)내의 짧은 변의 한쪽의 끝에는, 처리 후의 웨이퍼(W)를 냉각하는 쿨링 기구(48)가 마련된다. 그리고, 이 대기 반송실(6) 내의 중앙부에는, 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 상기 반송 기구(8)가 마련된다. 이 반송 기구(8)는, 여기에서는 개별 독립적으로 조작할 수 있는 2개의 픽부를 가지고 있고, 반송 기구(8)의 전체는, 굴신 및 선회 가능하게 이루어진다.
구체적으로는, 이 반송 기구(8)는, 제 1 아암(50) 및 제 2 아암(52)을 순차적으로 직렬적으로 서로 선회 가능하게 연결해서 마련되고, 이 제 2 아암(52)의 선단부에, 2개의 픽부(54, 56)를 동축 형상으로 개별적으로 선회 가능하게 마련한다. 또한, 제 1 아암(50)의 기단부는, Z축 기구의 회전축(58)에 장착 고정된다. 이 회전축(58)은 2축 상태가 된다.
그리고, 이 회전축(58)을 시계방향과 반시계방향으로 회전시키는 것에 의해, 이 반송 기구(8)의 방향 설정과 굴신과 각 픽부(54, 56)의 개별 선회를 한다. 이에 따라, 수평면 내(X축 방향과 Y축 방향)를 이동할 수 있다. 또한, 이 회전축(58)은, 상하 방향(Z축 방향)으로 승강할 수 있고, 반송 기구(8)의 전체의 높이를 변화시킬 수 있다. 이 반송 기구(8)에 의해, 상기 도입 포트(42)의 수납 용기(44), 오리엔터(46), 각 처리실(4A ~ 4C) 및 쿨링 기구(48)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
또한 상기 2개의 픽부(54, 56)는, 예를 들면, 알루미늄 합금판에 의해 양다리 형상으로 형성된다. 그리고, 한쪽의 픽부(54)의 상면의 선단측에 2개의 단부 형상의 탑재 패드(60)(도 2 참조)를 마련하고, 기단측에 2개의 평판 형상의 탑재 패드(62)를 마련한다. 그리고, 도 2에도 도시하는 바와 같이, 이 탑재 패드(60, 62) 상에 웨이퍼(W)의 주변부의 이면을 접촉시켜서 유지한다. 상기 탑재 패드(60, 62)를 마련하지 않고 있는 픽부(56)는 고온용의 픽부가 된다. 또한, 도시예에서는 1개의 픽부에 4개의 탑재 패드를 마련했지만, 이 수량 및 형상은 특별히 한정되지 않는다.
또한, 이 한편의 픽부(54)에는, 전진 및 후퇴가 가능하게 이루어진 푸셔 아암(도시하지 않음)이 마련되고, 웨이퍼(W)를 상기 단부 형상의 탑재 패드(60)와의 사이에 끼워서 반송시의 탈락을 방지하게 된다. 또한, 상기 2개의 픽부(54, 56) 중의 어느 한편의 픽부, 여기에서는 픽부(54)의 선단부에는, 상기 수납 용기(44) 내의 복수의 유지 선반에 반도체 웨이퍼(W)가 유지되어 있는지 아닌지를 검출하는 검출부, 예를 들면, 맵핑 센서부(64)가 마련된다. 이하, 「검출부」를 「맵핑 센서부」로도 칭한다. 이 맵핑 센서부(64)는, 양다리 형상의 픽부(54)의 한쪽의 선단부에 마련한 발광 소자(64A)와 다른쪽의 선단부에 마련한 수광 소자(64B)를 가진다.
그리고, 반도체 웨이퍼(W)와 픽부(54)가 간섭하지 않고 또한 반도체 웨이퍼(W)의 주변부가 상기 발광 소자(64A)로부터 수광 소자(64B)에 이르는 광로 상에 위치하는 포지션에 있어서, 이 픽부(54)를 상하 방향(Z축 방향)에 이동시키는 것에 의해, 상기 광로가 차단된 것인지 아닌지를 검출하는 것으로 웨이퍼(W)의 존부를 검출해서 그 정보, 즉 맵핑 정보를 얻음과 함께 그때의 높이를 검출할 수 있게 된다.
도 1로 돌아와서, 이 처리 시스템(2)은 시스템 전체의 동작을 제어하기 위해서, 예를 들면, 컴퓨터 등으로 이루어지는 시스템 제어부(66)를 가진다. 그리고, 이 처리 시스템 전체의 동작 제어에 필요한 프로그램은 플렉시블 디스크(flexible disc)나 CD(Compact Disc)나 하드 디스크나 플래쉬 메모리 등의 기억 매체(68)에 기억된다. 구체적으로는, 이 시스템 제어부(66)로부터의 지령에 의해, 각 가스의 공급의 개시, 정지나 유량 제어, 프로세스 온도(반도체 웨이퍼 온도) 및 프로세스 압력(처리실내의 압력)의 제어, 각 게이트 밸브(G)의 개폐, 각 처리실(4A ~ 4C)의 각 탑재대(14)의 구동 제어, 반송 기구(8)의 제어에 의한 반도체 웨이퍼의 반송 작업 등이 행해진다.
또한, 상기 시스템 제어부(66)는, 이하에 설명하는 티칭 조작을 미리 작성된 티칭용의 이동 프로그램에 근거하여 실행한다. 즉, 이 이동 프로그램에 근거하여 픽부(54, 56), 각 탑재대(4) 등을 mm 단위 이하의 이동 정밀도로 회전 방향, 수평 방향 및 상하 방향으로 자동적으로 이동 제어하게 된다. 구체적으로는, 반송 기구(8), 탑재대(14)(유지핀부(20)), 쿨링 기구(48) 등의 구조체(유닛)가, 처리 시스템(2)의 설계상의 위치(좌표)에 내장되고, 또한 각각의 구조체가 설계상의 초기 상태(원점)로 한다. 또한, 반송 기구(8)가 각각의 초기 상태의 구조체(의 위치)에 안전 거리를 고려해서 이동하기 위한 이동 프로그램을 미리 작성해 둔다. 이 이동 프로그램을 실행하는 것에 의해, 픽부(54), 즉 맵핑 센서부(64)가 초기 상태의 구조체의 위치에 이동해서 구조체를 검출하게 된다. 그리고, 이때, 일 회째의 검출이 종료하면, 자동으로 일 회째의 위치와는 다른 검출 위치에 픽부(54)가 이동하고, 2회째 이후의 검출을 실행하게 된다. 이때, 각 검출 위치(결정된 기준 위치) 등은 이동 프로그램에 순차적으로 반영된다.
<처리 시스템의 설명>
먼저, 본 발명의 위치 결정 방법(티칭 방법)을 설명하기 전에, 이 처리 시스템의 동작에 대해서 설명한다. 먼저, 도입 포트(42)에 설치된 수납 용기(44)의 개폐 커버(도시하지 않음)는, 개폐 도어(40)를 열 때에 분리되고, 이 수납 용기(44)로부터는, 미처리의, 예를 들면, 실리콘 기판로 이루어지는 반도체 웨이퍼(W)가 반송 기구(8)의 한쪽의 픽부(54)를 이용해서 대기 반송실(6)내에 취입된다.
취입된 이 반도체 웨이퍼(W)는, 상기 픽부(54)에 의해 픽업되고, 제 1 ~ 3 처리실(4A ~ 4C) 중의 어느 하나의 처리실 내에 반입된다. 이 처리실내에서는, 게이트 밸브(G)를 닫아서 처리실 내를 밀폐한 후에, 대기압 분위기 아래 혹은 감압 분위기 아래에서 소정의 열처리, 예를 들면, 어닐링 처리나 개질 처리 등이 행해진다. 처리 후의 웨이퍼(W)는 고온 상태, 예를 들면, 열처리의 종류에도 의하지만, 최대 600℃ 정도가 되어 있고, 이 고온 상태의 웨이퍼(W)는 반송 기구(8)의 픽부(56)를 이용해서 픽업할 수 있다.
상기 픽부(54, 56)와 처리실(4A ~ 4C) 내의 탑재대(14) 사이의 웨이퍼(W)의 전달은, 웨이퍼(W)를 탑재대(14)에 놓으러 갈 때는 웨이퍼(W)를 탑재대(14)의 상방에 침입시켰다면, 픽부(54, 56)를 강하시켜서 웨이퍼(W)를 전달하도록 하고, 픽부(54, 56)가 웨이퍼(W)를 가지러 갈 때는 상기의 반대의 조작을 행한다.
그리고, 이 고온 상태의 웨이퍼(W)는, 연속해서 열처리를 더 행할 필요가 있을 경우에는, 다른 처리실 내에 반송된다. 또한, 이 처리 시스템(2)에서의 열처리가 종료한 경우에는, 상기 고온 상태의 웨이퍼(W)는, 픽부(56)를 이용해서 픽업되고, 반송실(6)내의 타단에 마련한 쿨링 기구(48)에 액세스되고, 이 쿨링 기구(48)에 있어서는, 대기 반송실(6)내에 형성되어 있는 청정한 기체의 다운 플로에 의해 예를 들면, 100℃ 정도까지 냉각된다.
그리고, 이와 같이 냉각된 웨이퍼(W)는, 다음에 반송 기구(8)의 픽부(54)를 이용해서 픽업 유지되어, 도입 포트(42)에 탑재되어 있는 처리 완료의 웨이퍼(W)를 수용하는 수납 용기(44)내에 반입되게 된다.
<위치 결정 방법>
다음에, 상술한 바와 같은 일련의 처리를 행하기 전에 행해지는 반송 기구의 위치 결정 방법에 대해서 설명한다. 이 위치 결정 방법은, 처리 시스템(2)을 새롭게 조립한 경우나, 유지 보수 등에 의해 반송 기구(8)의 구성 부품을 교환하거나, 도입 포트(42)나 처리실(4A ~ 4C) 등의 착탈을 행한 경우와 같이, 위치 어긋남이 생길 우려가 있는 메인터넌스 등을 행한 후에 행해진다.
여기에서는, 처리실(4A ~ 4C)의 탑재대(14)에 대한 반송 기구(8)의 위치 결정 방법을 도 4 내지 도 13도 참조하여 설명한다. 또한, 실제로는, 평면 방향의 좌표는, 픽부의 회전 중심의 각도와, 이 회전 중심으로부터의 픽부의 길이(반경)에 의해 결정되는 극좌표로 제어되지만, 이 극좌표는 XY 좌표와 변환 가능하므로, 여기에서는 XY 좌표를 주로 이용해서 설명한다.
<제 1 실시형태>
먼저, 반송 기구의 위치 결정 방법의 제 1 실시형태에 대해서 설명한다. 도 4은 반송 기구의 위치 결정 방법의 제 1 실시형태의 개략적인 흐름을 나타내는 흐름도, 도 5는 제 1 실시형태의 높이 결정 공정의 내용을 나타내는 흐름도, 도 6a ~ 6e는 높이 결정 공정에 있어서의 픽부와 유지 아암과의 위치 관계를 도시한 도면, 도 7은 제 1 실시형태의 전진 각도 결정 공정의 내용을 나타내는 흐름도, 도 8a 및 8b는 전진 각도 결정 공정에 있어서의 픽부와 유지 아암과의 위치 관계를 도시한 도면, 도 9은 전진 각도 결정 공정에서의 각도 보정을 도시한 도면, 도 10은 제 1 실시형태의 전진 기점 위치 결정 공정의 내용을 나타내는 흐름도, 도 11a ~ 11c는 전진 기점 위치 결정 공정에 있어서의 픽부와 유지 아암과의 위치 관계를 도시한 도면, 도 12는 전진 기점 위치 결정 공정에서의 기점 위치의 보정을 도시한 도면, 도 13은 제 1 실시형태의 전진량 결정 공정의 내용을 나타내는 흐름도이다.
반송 기구(8)의 픽부(54, 56)가 탑재대(14)에 대하여 접근해서 액세스할 때의 티칭에 관해서는, 픽부(54, 56)와 탑재대(14)의 유지 아암(18), 유지핀부(20)와의 사이의 상대적인 위치 관계를 좌표상에 있어서 결정할 필요가 있다. 이를 위해서는, 픽부(54, 56)의 높이, 픽부(54, 56)와 게이트 개구(36)의 주변과의 간섭을 피하기 위해서 픽부(54, 56)의 전진 각도, 픽부(54, 56)가 전진할 때의 X 방향의 위치, 전진해야 할 양(길이), 즉 Y 방향의 양을 구할 필요가 있다. 여기에서 편의상, 대기 반송실(6)의 길이 방향을 X 방향으로 하고, 대기 반송실(6)로부터 탑재대(14)의 중심을 향하는 방향을 Y 방향으로 하고, 높이 방향을 Z 방향으로 한다.
여기에서는 반송 기구(8)의 픽부(54)와 처리실(4A)의 탑재대(14)와의 위치 정렬을 예로 들어서 설명한다. 먼저, 반송 기구의 위치 결정 방법의 제 1 실시형태에서는, 도 4에 도시하는 바와 같이 반송 기구(8)의 픽부(54)의 높이 방향의 위치 정렬인 높이 기준 위치를 결정하는 높이 결정 공정과, 픽부(54)의 전진 각도(전진 방향)를 결정하는 전진 각도 결정 공정과, 픽부(54)가 전진할 때의 기점 위치의 수평 방향(X 방향)의 어긋남량(어긋남 수평 거리)을 구해서 수정하는 전진 기점 위치 결정 공정과, 픽부(54)의 전진량(Y 방향)을 구하는 전진량 결정 공정을 가지고, 각 공정을 이 순서로 순차적으로 행하게 된다.
이하에 설명하는 위치 결정 방법인 티칭 조작은, 상술한 바와 같이 미리 작성된 티칭용의 이동 프로그램에 근거하여 자동적으로 실행된다.
[높이 결정 공정]
구체적으로는, 이동 프로그램이 개시되면, 먼저 높이 결정 공정에서는, 소정의 높이에 있어서 탑재대(14)를 회전하는 것에 의해, 도 5에 도시하는 바와 같이 처리실(4A)(도 1 참조)내에 있어서의 3개의 유지핀부 중 1개의 유지핀부(20)를 도 6a에 도시하는 바와 같이 반입 반출측에 향하게 하는 제 1 공정을 행한다(S1). 이 반입 반출측은 게이트 개구(36)(도 1 참조)를 임하는 방향이다. 이 탑재대(14)의 회전 각도, 높이는 인코더 등에 의해 인식된다.
또한, 이동 프로그램이 실행되고, 이하의 일련의 동작이 순차적으로 행해진다. 즉, 다음으로, 제 2 공정(S2) 및 도 6b에 도시하는 바와 같이 픽부(54)를 상기 유지핀부(20)를 향해서 조금씩 접근시키면서 유지핀부(20)를 화살표(70)로 도시하는 바와 같이 상하 이동시킨다. 이 동작을 맵핑 센서부(64)가 유지핀부(20)를 검출할 때까지 행한다. 또한, 도 6b 이후는 측면도를 나타내고 있다. 이러한 경우, 픽부(54)의 높이는, 설계도 등에 의해 미리 안전성을 고려해서 가상의 높이 방향 기준 위치를 정해 둔다.
여기에서의 동작은, 픽부(54)를 약간 전진(픽부에 접근)시켜서 정지하고, 여기에서 유지핀부(20)를 상하 이동시키는 스텝을 맵핑 센서부(64)가 검출할 때까지 반복하여 행하게 된다. 이 때의 약간씩의 전진량은, 상기 유지핀부(20)의 반경 방향의 길이(L2)(도 3c참조)보다도 짧은 길이, 예를 들면, 5mm 정도로 결정한다. 또한, 이런 경우, 픽부(54)를 저속도로 계속적으로 전진시키면서, 유지핀부(20)를 연속적으로 왕복 상하 이동시키도록 해서 유지핀부(20)를 검출하도록 해도 좋다.
상술과 같이 맵핑 센서부(64)가 유지핀부(20)를 검출하면, 제 3 공정에서는 도 6c에 도시하는 바와 같이 유지핀부(20)를 검출한 상태에서 맵핑 센서부(64)가 유지핀부(20)를 미검출이 될 때까지 픽부(54)를 화살표(72)로 도시하는 바와 같이 조금씩 후퇴시켜서 미검출이 된 것에 응답해서 픽부(54)를 정지시킨다(S3).
이렇게 미검출이 되면, 제 4 공정에서는 도 6d에 도시하는 바와 같이 픽부(54)를 상기 유지핀부(20)의 길이보다도 작은 약간의 거리만큼 화살표(74)로 도시하는 바와 같이 전진시켜서 유지핀부(20)를 검출시켜서 다시 검출한 상태로 한다(S4). 이러한 경우, 상기 유지핀부(20)의 길이는, 상단 돌기(24)의 길이(L1)(도 3c참조)로, 예를 들면, 4mm 이며, 이보다도 작은 약간의 전진 거리는, 예를 들면, 2mm 정도이다.
이렇게 맵핑 센서부(64)가 유지핀부(20)를 두 번째 검출한 상태가 되면, 제 5 공정에서는 도 6e에 도시하는 바와 같이 유지핀부(20)를 검출한 상태에서 이 유지핀부(20)를 화살표(76)로 도시하는 바와 같이 아래쪽으로 조금씩 이동시켜서 유지핀부(20)를 미검출이 된 것에 응답해서 유지핀부(20)의 상단 에지를 검출(인식)한다(S5). 즉, 유지핀부(20)가 미검출이 된 때에 유지핀부(20)의 상단 돌기(24)(도 3c 참조)의 상단 에지를 검출한 것이 된다.
그리고, 제 6 공정에서는 이 유지핀부(20)의 상단 에지를 검출했을 때의 픽부(54)(맵핑 센서부(64))의 높이에 근거하여 높이 방향 기준 위치가 결정되게 된다(S6). 즉, 이 상단 에지를 검출한 것에 의해 픽부(54)와 유지 아암(18)의 유지핀부(20)와의 높이 방향의 위치 관계가 결정되게 된다. 여기서 상기 탑재대(14)의 유지핀부(20)와 게이트 개구(36)의 높이 방향의 위치 관계는 미리 정밀도 높게 조정된다. 예를 들면, 탑재대(14)의 높이가 5.0mm의 때에, 상기 상단 에지의 높이가 게이트 개구(36)의 높이 방향의 중앙에 위치하도록 미리 정밀도 높게 조정된다.
따라서, 상기 스텝(S5)에 있어서, 예를 들면, 상단 에지를 검출했을 때의 탑재대(14)의 높이가 7.0mm 라고 가정하면, 그때의 픽부(54)의 높이 방향의 위치는, 게이트 개구(36)의 높이 방향의 중앙보다도 2mm만큼 상방에 위치하는 것을 알 수 있다. 따라서, 상기 2mm만큼 가상의 높이 방향 기준 위치를 보정해서 진짜 높이 방향 기준 위치가 구해지게 된다. 이에 따라, 픽부(54)가 전진할 때에는, 이것이 게이트 개구(36)나 탑재대(14)의 유지핀부(20)와 간섭하는 것을 방지할 수 있다.
[전진 각도 결정 공정]
다음에, 전진 각도 결정 공정에서는, 먼저 도 7의 제 21 공정(S21)에서 도시하는 바와 같이 픽부(54)를 유지핀부(20)로부터 일단 이간(후퇴)시켜서 유지핀부(20)를 미검출 상태로 하고, 그 후, 도 8a에 도시하는 바와 같이 맵핑 센서부(64)가 유지핀부(20)를 검출할 때까지 픽부(54)를 화살표(78)로 도시하는 바와 같이 유지핀부(20)를 향해서 전진(접근)시킨다. 이러한 경우, 이전의 높이 결정 공정에서 유지핀부(20)를 검출하는 위치를 알고 있으므로, 원활하게 픽부(54)를 전진시킬 수 있다.
또한, 여기서는 맵핑 센서부(64)가 유지핀부(20)를 검출한 것에 응답하여, 즉시 픽부(54)의 전진을 정지시키도록 해도 좋고, 혹은 검출 후, 나아가서는 약간의 거리만큼 픽부(54)를 전진시킨 후에 정지시키도록 해도 좋다.
다음에 도 7의 제 22 공정(S22)에서 도시하는 바와 같이, 유지핀부(20)를 검출하고 있는 상태에서, 도 8b에 도시하는 바와 같이, 유지핀부(20)를 화살표(79)와 같이 좌우로 회전(요동)시켜서 상기 맵핑 센서부(64)가 상기 유지핀부(20)를 검출하지 않게 되었을 때의 좌우의 회전 각도(θ1, θ2)(도 9 참조)를 구한다. 즉, 유지 아암(18)을 회전하는 것에 의해, 유지 아암(18)의 단부에 있는 유지핀부(20)가 좌우로 회전하므로, 맵핑 센서부(64)의 광로(80)를 차단하고 있던 유지핀부(20)의 선단이, 이 광로(80)로부터 일탈하는 것이 되고, 그 때의 회전 각도(θ1, θ2)를 구한다.
그리고, 다음에 도 7의 제 23 공정(S23)에서 도시하는 바와 같이 상기 회전 각도(θ1, θ2)에 근거해서 상기 픽부(54)의 전진 방향의 어긋남 각도(θx)(도 9 참조)를 구한다. 바꾸어 말하면, (θ1+θ2)/2의 각도 방향으로 픽부(54)의 전진 방향을 일치(평행)시키도록 한다. 이때의 상황은 도 9에 표시되고, 도 9 중에 있어서 X축, Y축은 탑재대(14)측의 좌표이며, 점(P1)은 유지핀부(20)의 회전 중심(탑재대(14)의 회전 중심), 점(P2)은 픽부(54)의 회전 중심이며, 픽부(54)는 전진 방향(82)의 선단에서 직교하는 방향으로 맵핑 센서부(64)의 광로(광축)(80)가 지나간다.
유지 아암(18)의 선단인 유지핀부(20)의 회전 궤적(84)이 상기 광로(80)와 교차하는 점이 교차점(P3, P4)이 되고, 각각이 회전 중심(P1)에 있어서 Y축과 이루는 각도가 회전 각도(θ1, θ2)가 된다. 그리고, 선분(86)이 X축과 평행하고 또한 Y축과 광로(80)와의 교점(P5)을 지나는 직선이며, 픽부(54)의 회전 중심(P2)을 통하여 상기 선분(86)에 직교하는 직선을 선분(88)으로 한다. 따라서, 전진 방향(82)과 상기 선분(88)이 이루는 각도가 어긋남 각도(θx)를 나타낸다. 또한 회전 각도(θ1+θ2)의 2등분선을 선분(89)으로 한다.
그리고, 점(P1, P3, P5)이 이루는 각도가 θ3, 점(P3, P5, P1)이 이루는 각도가 θ4, 점(P4, P5, P1)이 이루는 각도가 θ5라고 하면, 어긋남 각도(θx)는 다음 식으로 표시된다.
θx = 90 - θ5
θ5 = 180 - (θ3+θ2)
θ3 = 1/2 × {180 - (θ1+θ2)}
따라서, "θx=(θ2 - θ1)/2"이 된다.
이렇게 하여 어긋남 각도(θx)를 구하면, 다음에 도 7의 제 24 공정(S24)에서 도시하는 바와 같이, 상기 어긋남 각도(θx)에 근거하여 픽부(54)의 전진 각도를 수정하게 된다. 이에 따라, 픽부(54)의 전진하는 방향이 유지핀부(20) 및 탑재대(14)의 회전 중심(P1)을 지나는 방향, 즉 유지핀부(20)를 지나는 탑재대(14)의 반경 방향과 일치하게 된다.
[전진 기점 위치 결정 공정]
다음에 전진 기점 위치 결정 공정에서는, 먼저, 도 10의 제 31 공정(S31)에서 도시하는 바와 같이 픽부(54)를 유지핀부(20)로부터 일단 이간(후퇴)시켜서 유지핀부(20)를 미검출 상태로 하고, 그 후, 도 11a에 도시하는 바와 같이 맵핑 센서부(64)가 유지핀부(20)를 검출할 때까지 픽부(54)를 화살표(78)로 도시하는 바와 같이 유지핀부(20)를 향해서 전진(접근)시킨다. 이 제 31 공정은, 이전의 제 21 공정(S21)과 완전히 동일하다.
다음에, 도 10의 제 32 공정(S32) 및 도 11b에 도시하는 바와 같이 픽부(54)를 화살표(90)와 같이 약간의 거리만큼 후퇴시켜서 맵핑 센서부(64)가 유지핀부(20)를 미검출의 상태로 한다. 이 약간의 거리는, 이하에 기술하는 바와 같이 픽부(54)를 좌우로 회전했을 때에 유지핀부(20)를 함께 검출할 수 있는 정도의 거리이며, 예를 들면, 수 mm 정도이다.
다음에, 도 10의 제 33 공정(S33) 및 도 11c에 도시하는 바와 같이 픽부(54)를 화살표(92)와 같이 좌우로 회전(요동)하는 것에 의해 맵핑 센서부(64)가 유지핀부(20)를 검출했을 때의 좌우의 회전 각도(α1, α2)를 구한다. 즉, 픽부(54)를 좌우로 회전하는 것에 의해, 여기에 마련한 맵핑 센서부(64)의 광로(80) 상에 유지핀부(20)가 침입해서 광로(80)를 차단하고, 그때의 회전 각도(α1, α2)를 구한다.
다음에, 도 10의 제 34 공정(S34) 및 도 12에 도시하는 바와 같이 상기 회전 각도(α1, α2)에 근거해서 수평면 내에 있어서의 픽부(54)의 어긋남량인 어긋남 수평 거리(Δh)를 구한다. 이때의 상황을 도 12에 있어서 모식적으로 나타낸다. 도 12에 있어서, 점(O)은 픽부(54)의 회전 중심이며, 삼각형(ODE)이 픽부(54)를 좌우로 회전하기 전의 위치이며, 변(DE)이 맵핑 센서부(64)의 광로를 나타낸다.
또한 삼각형(OGH)이 픽부(54)를 왼쪽으로 회전했을 때의 상황을 나타내고, 삼각형(OIJ)가 픽부(54)를 오른쪽으로 회전했을 때의 상황을 나타낸다. 변(GH, IJ)은 그때의 광로를 나타내고, 점(C)이 유지핀부(20)가 광로를 차단했을 때의 위치다. 그리고, 픽부(54)를 왼쪽으로 회전시켜서 유지핀부(20)를 검출했을 때의 회전 각도를 α1로 나타내고, 픽부(54)를 오른쪽으로 회전시켜서 유지핀부(20)를 검출했을 때의 회전 각도를 α2로 나타낸다. 그리고, 픽부(54)의 회전 중심(O)과 점(F)을 지나는 선분과 유지 아암(18)의 연장 방향, 즉 탑재대의 유지핀부(20)를 지나는 반경 방향과의 어긋남량(거리)이 어긋남 수평 거리(Δh)로서 표시되어 있다.
여기에서 삼각형(OAC)과 삼각형(OBC)은 합동이다. 따라서, 선분(OF)과 선분(OC)이 형성하는 미소 각도(Δx)는 아래와 같이 된다.
Δx = (α2 - α1)/2
이 결과, 어긋남 수평 거리(Δh)는, 픽부(54)의 회전 반경인 선분(OF)의 길이를 R로 했을 경우, 이하의 식과 같이 구해진다.
Δh = R ×tanΔx R: 선분(OF)의 길이
이렇게 하여, 어긋남 수평 거리(Δh)를 구하면, 다음으로, 도 10의 제 35 공정(S35)에서 도시하는 바와 같이 상기 어긋남 수평 거리(Δh)만큼 픽부(54)의 전진 방향을 평행 이동시키는 것에 의해 픽부(54)의 전진 기점 위치, 즉 픽부(54)의 회전 중심(O)의 위치를 수정한다. 즉, 회전 중심(O)을 어긋남 수평 거리(Δh)만큼 X축 방향으로 수정하게 된다.
이에 따라, 픽부(54)의 전진하는 방향이, 유지핀부(20) 및 탑재대(14)의 회전 중심(P1)을 지나는 방향과 일치하고, 또한 게이트 개구(36)의 횡방향의 폭방향의 중심부를 지나게 된다.
[전진량 결정 공정]
다음에, 전진량 결정 공정에서는, 도 13의 제 41 공정(S41)에서 도시하는 바와 같이 이전의 제 33 공정(S33)에서 구한 좌우의 회전 각도(α1, α2)에 근거해서 유지핀부(20)의 좌표를 구한다. 여기에서는 좌표상에 있어서 픽부(54)의 전진 방향과 유지핀부(20)를 가지는 유지 아암(18)의 길이 방향(반경 방향)이 동일 직선상에 일치한 상태가 된다.
그리고, 도 13의 제 42 공정(S42)에서 도시하는 바와 같이 상기 좌표로부터 픽부(54)의 전진 기준량을 구하게 된다. 이러한 경우, 탑재대(14)의 회전 중심에 대한 각 유지 아암(18)의 길이 및 각 유지핀부(20)의 반경 방향에 있어서의 장착 위치는 미리 정밀도 높게 구해진다. 따라서, 웨이퍼(W)의 중심을 탑재대(14)의 중심으로 위치시키기 위해서 필요한 픽부(54)의 전진량, 즉, 전진해야 할 이동량은 용이하게 계산에 의해 구할 수 있다.
또한, 상기 티칭 조작의 설명에서는, 픽부(54)의 전진 방향과 유지핀부(20)를 가지는 유지 아암(18)의 길이 방향을 동일 직선상에 일치시킨 상태에서 픽부(54)를 동작시키도록 했지만, 이에 한정되지 않고, 다른 티칭 조작도 행할 수 있다. 예를 들면, 전진 각도 결정 공정에서 구한 어긋남 각(θx)(도 9 참조)과 전진 기점 위치 결정 공정에서 구한 어긋남 수평 거리(Δh)와 좌우의 회전 각도(α1, α2)(도 12 참조)에 근거하여 유지핀부(20)의 좌표가 상술한 바와 같이 구해지므로, 이 결과, 탑재대(14)의 회전 중심(P1)의 좌표(도 9 참조)를 구할 수 있다.
그리고, 이 탑재대(14)의 회전 중심(P1)에 반도체 웨이퍼(W)의 중심을 일치시키도록 반송 기구(8)(픽부)의 X 방향 및 Y 방향의 각 이동량을 구하는 것으로, 티칭을 행할 수 있다. 이러한 경우에는, 픽부(54)의 전진 방향과 유지핀부(20)를 가지는 유지 아암(18)의 길이 방향이 동일 직선상에 일치하지 않는 상태에서도 반송 기구(8)를 티칭할 수 있다.
이상과 같은 픽부(54)에 관한 티칭 조작은, 모든 처리실(4A ~ 4C)에 대하여 행해지게 된다. 또한, 다른쪽의 픽부(56)는 맵핑 센서부(64)를 가지지 않고 있지만, 양 픽부(54, 56)는, 서로 정밀도 높게 조정되어 있으므로, 상기 픽부(54)에 관한 좌표의 데이터는, 다른쪽의 픽부(56)에 대해서도 그대로 적용되게 된다. 이상과 같이 해서 구해진 좌표 등의 각종의 데이터 등은, 티칭 데이터로서 시스템 제어부(66)측에 기억되고, 실제의 웨이퍼의 반송 시에는, 이 티칭 데이터를 기초로 해서 반송 기구(8)에 의해 반송되게 된다.
이렇게 하여, 픽부(54)에 의해 웨이퍼(W)를 반송할 때에, 웨이퍼(W)를 게이트 개구(36)에 간섭을 받지 않고, 탑재대(14)상의 적정한 위치에 정밀도 높게 탑재하는 것이 가능해진다. 또한, 이 티칭 조작 시에는, 반도체 웨이퍼를 이용하지 않으므로 처리실의 천장 커버를 개폐할 필요도 없이, 신속하게, 또한 용이하게 행하는 것이 가능해진다.
이상과 같이, 반송 기구의 위치 결정 방법의 제 1 실시형태에 의하면, 티칭 조작의 작업성이 향상해서 작업자간의 편차를 저감하고, 픽부와 피처리체가 간섭할 위험을 억제하는 것이 가능해진다.
<제 2 실시형태>
다음에, 본 발명의 반송 기구의 위치 결정 방법의 제 2 실시형태에 대해서 설명한다. 이전의 제 1 실시형태에서는, 유지핀부(20)에 대하여 픽부(54)의 상대 위치 관계를 결정했지만, 이 제 2 실시형태에서는, 유지핀부(20) 뿐만 아니라, 중간핀부(22)(도 3b 참조)에 대한 상대 위치 관계를 구하는 것에 의해, 티칭 조작을 행하도록 한다.
도 14은 반송 기구의 위치 결정 방법의 제 2 실시형태의 개략적인 흐름을 나타내는 흐름도, 도 15은 제 2 실시형태의 제 1 좌표 결정 공정의 내용을 나타내는 흐름도, 도 16은 제 2 실시형태의 제 2 좌표 결정 공정의 내용을 나타내는 흐름도, 도 17은 제 3 좌표 결정 공정 및 최종 공정에 있어서의 픽부와 유지 아암과의 위치 관계를 도시하는 도면이다.
먼저, 반송 기구의 위치 결정 방법의 제 2 실시형태에서는, 도 14에 도시하는 바와 같이 이전의 제 1 실시형태의 높이 결정 공정(도 4 참조)과 동일 내용을 실시하는 높이 결정 공정과, 픽부(54)의 회전 중심을 기점으로 하는 유지핀부(20)의 좌표인 제 1 좌표를 구하는 제 1 좌표 결정 공정과, 픽부(54)의 회전 중심을 기점으로 하는 중간핀부(22)의 좌표인 제 2 좌표를 구하는 제 2 좌표 결정 공정과, 제 1 및 제 2 좌표에 근거하여 탑재대(14)의 회전 중심의 좌표인 제 3 좌표를 구하는 제 3 좌표 결정 공정과, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 각 좌표에 근거하여 픽부(54)의 전진 각도와 전진 기점 위치와 전진 기준량을 구하는 최종 공정을 가지고, 이 순서로 각 공정을 순차적으로 실시한다.
[높이 결정 공정]
상술한 바와 같이, 먼저, 높이 결정 공정에서는, 도 5에 나타내는 제 1 공정(S1) ~ 제 6 공정(S6)(도 6a ~ 도 6e)을 먼저 설명한 바와 같이 순차적으로 행하여, 픽부(54)의 높이 방향의 위치 결정을 행해서 진짜 높이 방향 기준 위치를 구한다.
[제 1 좌표 결정 공정]
다음에, 제 1 좌표 결정 공정에서는, 먼저, 도 15의 제 51 공정에서 도시하는 바와 같이 픽부(54)를 유지핀부(20)로부터 일단 이간(후퇴)시켜서 유지핀부(20)를 미검출 상태로 하고, 그 후, 도 11a에 도시하는 바와 같이 맵핑 센서부(64)가 유지핀부(20)를 검출할 때까지 픽부(54)를 화살표(78)로 도시하는 바와 같이 유지핀부(20)를 향해서 전진(접근)시킨다. 이 제 51 공정은, 이전의 제 31 공정(S31)과 완전히 동일하다.
다음에, 도 15의 제 52 공정(S52) 및 도 11b에 도시하는 바와 같이 픽부(54)를 화살표(90)와 같이 약간의 거리만큼 후퇴시켜서 맵핑 센서부(64)가 유지핀부(20)를 미검출 상태로 한다. 이 제 52 공정은, 이전의 제 32 공정(S32)과 완전히 동일하다.
다음에, 도 15의 제 53 공정(S53) 및 도 11c에 도시하는 바와 같이 픽부(54)를 화살표(92)로 도시하는 바와 같이 좌우로 회전(요동)하는 것에 의해, 맵핑 센서부(64)가 유지핀부(20)를 검출했을 때의 좌우의 회전 각도(α1, α2)를 구한다. 이 제 53 공정은, 이전의 제 33 공정(S33)과 완전히 동일하다. 또한, 이때의 회전 각도(α1, α2)의 상황은, 도 12에 있어서 동일하게 표시된다.
다음에, 도 15의 제 54 공정(S54) 및 도 12에 도시하는 바와 같이 상기 좌우의 회전 각도(α1, α2)에 근거해서 상기 픽부(54)의 회전 중심을 기점으로 하는 유지핀부(20)의 좌표인 제 1 좌표를 구한다. 먼저 설명한 내용으로부터, 픽부(54)의 회전 중심(O)과 유지핀부(20)의 위치인 점(C)(유지핀부(20)가 광로를 차단한 위치)과의 선분(OC)의 길이는 아래와 같이 된다.
선분(OC) = 선분(OA) / cos［(α1+α2)/2]
선분(OA): 픽부(54)의 길이
상술과 같이 선분(OC)의 길이가 구해지고, 또한 "어긋남 각도 ΔX = (α2 - α1)/2" 이므로, 유지핀부(20)인 점(C)의 픽부(54)의 회전 중심(O)을 기점(원점)으로 한 좌표 1을 구할 수 있다.
[제 2 좌표 결정 공정]
다음에, 제 2 좌표 결정 공정에서는, 도 16의 S61에서 도시하는 바와 같이 중간핀부(22)(도 3a 및 도 3b 참조)에 대하여, 이전의 제 51, 제 52, 제 53 및 제 54의 각 공정을 순차적으로 행하는 것에 의해, 이 중간핀부(22)의 좌표인 제 2 좌표를 구한다.
[제 3 좌표 결정 공정]
이 제 3 좌표 결정 공정에서는, 상술한 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 각 좌표에 근거하여 탑재대(14)의 회전 중심, 즉 유지 아암(18)의 회전 중심의 좌표인 제 3 좌표를 구한다. 구체적으로는, 도 17에 도시하는 바와 같이 유지 아암(18)의 선단의 유지핀부(20)의 좌표를 X1, 중간핀부(22)의 좌표를 X2로 하고, 유지 아암(18)의 회전 중심(P1)의 좌표를 X3로 하고, 또한 픽부(54)의 회전 중심(O)의 좌표를 기점(0, 0), 즉 원점으로 한다.
여기에서, 유지핀부(20), 중간핀부(22) 및 유지 아암(18)의 회전 중심(P1)은 동일 직선상에 위치하고 있고, 게다가, 회전 중심(P1)과 중간핀부(22)와의 사이의 길이나 회전 중심(P1)과 유지핀부(20)와의 사이의 길이는 먼저 정확하게 규정되어 있다. 따라서, 좌표 X3을 상기 관계로부터 구할 수 있다.
[최종 공정]
이상과 같이 해서 좌표 X3이 구해지면, 좌표 X1, X2, X3과 픽부(54)의 회전 중심(O)의 원점(0, 0)과의 관계로부터, 픽부(54)의 전진 방향과 유지 아암(18)의 길이 방향과의 어긋남 각도(θx)(도 9 참조) 및 어긋남 수평 거리(Δh)(도 12 참조)가 구해지므로, 픽부(54)의 전진 각도, 전진 기점 위치 및 전진 기준량을 각각 수정해서 정확한 값을 설정할 수 있다. 이러한 일련의 티칭 조작은, 각 처리실(4A ~ 4C)에 대하여, 동일하게 행해지게 된다.
이렇게, 이 제 2 실시형태에 있어서도, 티칭 조작의 작업성이 향상해서 작업자 간의 편차를 저감하고, 픽부와 피처리체가 간섭할 위험을 억제할 수 있다.
<위치 어긋남량 산출 방법>
다음에, 이상과 같은 티칭 조작에 의해 구해진 티칭 데이터에 근거하여 반송된 반도체 웨이퍼의 반송 정밀도가 어느정도 정확한지를 검증하기 위한 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법에 대해서 도 18 내지 도 22a ~ 22c를 참조해서 설명한다.
도 18은 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법을 설명하는 개략적인 흐름을 나타내는 흐름도, 도 19은 반도체 웨이퍼의 에지와 유지핀부의 상단 돌기와의 위치 관계를 설명하는 설명도, 도 20a ~ 20d는 반도체 웨이퍼의 에지와 상단 돌기와의 위치 관계를 구할 때의 픽부의 동작을 설명하는 설명도, 도 21은 탑재대의 유지 아암과 반도체 웨이퍼와의 위치 어긋남량을 설명하기 위한 평면도, 도 22a ~ 22c는 위치 어긋남량을 산출할 때의 연산의 일례를 도시하는 도면이다. 또한, 도 1에서부터 도 17에 있어서 설명한 구성 부재와 동일 구성 부재에 대해서는 동일 참조 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
이 위치 어긋남량 검출 방법은, 티칭 조작의 직후뿐만 아니라, 운용되고 있는 반송 기구의 반송 정밀도를 평가할 경우에도 이용하는 것이 가능하다. 이 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법은, 도 18에 도시하는 바와 같이 픽부를 가지는 반송 기구을 이용하여 상기 피처리체를 상기 탑재대에 탑재해서 지지시키는 탑재 공정(S61)과, 상기 반송 기구의 픽부에 마련한 검출부에 의해 상기 피처리체의 에지와 상기 유지핀부의 외주단에 마련된 상단 돌기와의 위치 관계를 각 유지핀부에 대해서 구하는 측정 공정(S62)과, 상기 구한 위치 관계에 근거하여 상기 피처리체의 위치 어긋남량을 구하는 어긋남량 산출 공정(S63)을 갖는다.
[탑재 공정]
구체적으로는, 상기 탑재 공정에서는, 전술과 같이 티칭 조작이 완료한 상기 반송 기구(8)의 픽부, 예를 들면, 픽부(54)를 이용해서 반도체 웨이퍼(W)를 먼저 기억한 티칭 데이터를 따라서 반송하고, 탑재대(14)에 탑재해서 지지시킨다. 이 때, 탑재대(14)의 3개의 유지 아암(18) 중 1개의 유지 아암을 게이트 개구(36)측에 향하게 한다. 이 유지 아암(18)은 상술한 바와 같이 이 회전 중심(P1)을 중심으로 해서 그 둘레 방향으로 120도의 등간격으로 마련되어 있고, 그 선단부에 유지핀부(20)가 장착된다.
[측정 공정]
다음에, 측정 공정에서는, 검출부로서 맵핑 센서부(64)가 마련되어 있는 픽부(54)를 이용하여, 도 19에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 에지와 유지핀부(20)의 상단 돌기(24)와의 위치 관계를 측정해서 구한다. 여기에서, 도 19에 도시하는 바와 같이 상기 위치 관계는, 웨이퍼(W)의 에지(외주단)와 상단 돌기(24)의 외주단(외주면)과의 사이의 거리(H1)나 웨이퍼(W) 의 에지와 상단 돌기(24)의 내주단(내주면)과의 사이의 거리(H2)를 구하게 된다.
여기에서 상기 거리(H2)는, 웨이퍼(W)의 두께 방향의 거의 중앙의 높이 레벨에 있어서의 거리이지만, 이러한 경우, 상단 돌기(24)의 내주단의 면은 테이퍼면으로 되어 있으므로, 거리(H2)의 값은, 높이 레벨(상하 방향의 위치)이 약간 변화될 뿐이고, 측정시에 용이하게 변동해버리므로 안정되지 않고 있다. 이에 대하여, 상단 돌기(24)의 외주단의 면은 상하 방향에 수직인 면으로 되어 있으므로, 높이 레벨이 변화되어도 거리(H1)는 안정된 값이 된다. 따라서, 상기 위치 관계로서는, 거리(H1)를 구하는 것이 바람직하다. 이하의 설명에서는, 이 거리(H1)를 구하는 경우를 예로 들어서 설명한다.
먼저, 이 측정 공정에서는, 최초에 맵핑 센서부(64)(도 2 참조)를, 도 20a에 나타내는 궤적(100)처럼 움직이게 한다. 즉, 맵핑 센서부(64)를 웨이퍼(W)의, 예를 들면, 상방에 수평 방향으로부터 침입시켜서 에지보다도 충분히 내측에 위치시키고, 그리고, 이 맵핑 센서부(64)를 하방으로 강하시켜서 웨이퍼(W)를 가로지르도록 한다.
이에 따라, 맵핑 센서부(64)의 광로가 웨이퍼(W)의 두께 부분에서 차단되므로, 센서의 온오프가 전환되는 포인트(A, B)의 높이가 검출된다. 따라서, 포인트(A, B)의 부분의 높이의 중앙의 값, "(A+B)/ 2"높이 레벨(102)이 된다. 상기의 경우, 맵핑 센서부(64)를 웨이퍼(W)의 하방으로 침입시킨 후에, 이것을 상방에 이동시키도록 해도 좋다.
이렇게, 웨이퍼(W)의 높이 레벨(102)을 구하면, 다음으로, 상기 거리(H1)를 구한다. 이 방법은, 개략적으로는 도 20b ~ 20d에 도시하는 바와 같이 크게 3개의 방법이 존재한다. 또한, 웨이퍼(W)의 두께는 0.8mm 정도이다.
도 20b에 나타내는 제 1 방법에서는, 맵핑 센서부(64)를 웨이퍼와 같은 높이 레벨(102)에 따라 전진시켜서, 그때에 센서의 온오프를 검출하는 것에 의해 거리(H1)를 구한다. 이 제 1 방법의 경우에는, 신속하게 거리(H1)를 구할 수 있지만, 실제의 동작에서는 맵핑 센서부(64)를 마련한 픽부(54)는, 전진하면서 약간 상하로 요동하는 것을 피할 수 없으므로, 검지를 잘못 할 우려도 약간 존재한다.
도 20c에 나타내는 제 2 방법에서는, 맵핑 센서부(64)를 궤적(104)으로 도시하는 바와 같이 상하 방향으로 크게 흔들면서 조금씩 전진시키고, 그때의 센서의 온오프를 검출하는 것에 의해 거리(H1)를 구한다. 이러한 경우, 측정 대상보다도 충분히 앞의 위치에서 맵핑 센서부(64)의 상하 이동을 행한다. 이 궤적(104)에 따른 이동은, 예를 들면, 전진→하방 이동→전진→상방 이동→전진→하방 이동→전진…같이 반복한다. 이때, 전진시의 피치는, 예를 들면, 0.1mm 정도이며, 상하 방향에의 이동은, 예를 들면, 수 mm 정도이다. 또한, 측정 대상 부분이 아닌 부분을 전진하기 위해서는, 상기 피치에 한정되지 않고, 그 부분에서는 전진 이동량을 길게 해서 측정 시간을 짧게 하는 것이 좋다.
이 제 2 방법의 경우에는, 상기 제 1 방법보다도 측정 시간이 길어지지만, 픽부(54)의 상하의 요동에 대하여 오류 검출이 생길 우려가 적으므로, 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 20d에 나타내는 제 3 방법은, 상기 제 1 방법과 제 2 방법을 조합한 것이며, 맵핑 센서부(64)를 궤적(106)에 도시하는 바와 같이 상하 방향으로 약간 흔들리면서 조금씩 전진키고, 그때의 센서의 온오프를 검출 하는 것에 의해 거리(H1)를 구한다. 이러한 경우, 맵핑 센서부(64)를 웨이퍼(W)의 높이 레벨(102)을 중심으로 해서 약간씩 상하 이동시킨다. 이 궤적(106)에 따른 이동은, 예를 들면, 전진→하방 이동→전진→상방 이동→전진→하방 이동→전진→…같이 반복한다.
이때, 전진시의 피치는, 예를 들면, 0.1mm 정도, 높이 레벨(102)을 중심으로한 상하 방향으로의 이동은, 예를 들면, ±0.1mm 정도이다. 또한, 측정 대상 부분이 아닌 부분을 전진하기 위해서는, 상기 피치에 한정되지 않고, 그 부분에서는 전진 이동량을 길게 해서 측정 시간을 짧게 하는 것이 좋다.
이 제 3 방법의 경우에는, 제 2 방법과 비슷한 높은 검출 정밀도가 얻어지고, 게다가 제 2 방법보다도 측정 시간을 대폭 짧게 할 수 있다. 또한, 상기 제 2 방법 및 제 3 방법에 있어서, 상단 돌기(24)의 바깥둘레 가장자리를 검출하는 부분에서는, 오류 검출의 우려가 적으므로 맵핑 센서부(64)를 상하 이동시키지 않고, 높이 레벨(102)에 따라 수평으로 전진시키도록 해서 검출하도록 해도 좋다.
또한, 도 20a ~ 20d에서 나타낸 궤적에 따라 역방향에서 맵핑 센서부를 이동시키도록 해도 좋다. 이러한 경우에는, 맵핑 센서부는 조금씩 후퇴하게 된다. 또한 상기 제 1 ~ 3 방법은, 거리(H1)의 측정의 일례를 나타낸 것에 지나지 않고, 이것에 한정되지 않는다.
이상과 같이 하여, 어떤 유지픽부(20) 1개에 있어서의 거리(H1)를 측정하면, 탑재대(14)를 120도 회전시키고, 상술한 바와 동일한 방법으로 거리(H1)를 구하고, 또한 탑재대(14)를 120도 회전시켜서 상술한 바와 동일한 방법으로 거리(H1)를 구하고, 3개의 유지픽부(20)에 있어서의 각 거리(H1)를 구한다.
여기에서, 도 21에 도시하는 바와 같이 3개의 유지 아암(18)의 각 지지핀부(20)로 지지된 반도체 웨이퍼(W)의 각 지지핀부(20), 즉 제 1 지지핀(20-1), 제 2 지지핀(20-2), 제 3 지지핀(20-3)에 있어서 얻어지는 측정값인 각 거리(H1)를, 웨이퍼(W)의 반시계 회전에 따라 H11, H12, H13으로 한다.
[어긋남량 산출 공정]
다음에, 어긋남량 산출 공정에서는, 예를 들면, 이하에 나타낸 바와 같은 연산에 의해 웨이퍼(W)의 위치 어긋남량을 구한다. 여기에서는, 편의상, 평면 내에 있어서 직교하는 방향, 즉 X 방향과 Y 방향의 2 방향의 위치 어긋남량을 구한다.
먼저, 웨이퍼(W)가 탑재대(14)의 유지 아암(18)에 지지되어 있는 상태에 있어서, 웨이퍼(W)의 중심과 탑재대(14)의 회전 중심(P1)이 일치하고 있을 경우의 웨이퍼 에지와 유지핀부(20)의 상단 돌기(24)의 외주단과의 사이의 거리(H1)의 값은, 설계값(적정값)(C)으로서 미리 구해지고 있고, 상기 측정값과 설계값(C)과의 차가 어긋남량이 된다. 이 설계값(C)은 ,예를 들면, 5.5mm 정도이다.
그리고, 상기 설계값(C) 에 근거하여 각 유지핀부(20)에 있어서의 어긋남량을 구한다. 제 1 ~ 제 3 지지핀부(20-1 ~ 20-3)에 있어서의 어긋남량(Z1, Z2, Z3)은 아래와 같이 된다.
Z1 = H11 - C
Z2 = H12 - C
Z3 = H13 - C
다음에, 위치 어긋남량의 X 방향의 성분(Xd)과 Y 방향(Yd)의 성분을 구한다.
Xd = (Z3×sin60° - Z1×sin60°/ 2 (도 22a 및 도 22b 참조)
Yd = Z2- Xd×tanα도 22c 참조)
여기에서 "α=θ/2" 이다.
즉, 도 22c에 있어서, 아래와 같이 된다.
θ= Asin(Xd / 150)(또한, "Asin" 아크 사인이다).
또한, "α+β=π/2"및 π=θ+2β"이므로, 상술한 바와 같이 "α=θ/2"가 된다.
이상과 같이 해서 위치 어긋남량의 X 방향의 성분(Xd)과 Y 방향의 성분(Yd)이 구해진다. 이에 따라, 반송 기구에 의해 탑재대에 대하여 탑재해서 지지시킨 피처리체의 위치 어긋남량을 정밀도 높게 구할 수 있다.
이렇게 하여 구해진 위치 어긋남량의 성분(Xd, Yd)은, 시스템 제어부(66)(도 1 참조)에 보내져서, 이 시스템 제어부(66)가 가지는 도시하지 않는 디스플레이나 프린터 등에 표시되고, 그 평가 결과를 나타내는 것이 되고, 오퍼레이터 등에게 인식시키게 된다.
또한, 상기 평가 결과의 표시와 함께 시스템 제어부(66)나 기억 매체(68)에 기재되어 있는 이전의 티칭 데이터에 대하여, 상기 위치 어긋남량을 상쇄하도록 수정을 가하고, 새로운 티칭 데이터로서 기억한다.
이에 따라, 이전의 티칭 데이터를 미세하게 조정해서 반송 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 이러한 티칭 데이터의 평가나 미세 수정은, 프로세스의 실시의 도중(사이)에 행하는 것에 의해, 처리실 내의 열등에 의한 구성 부재의 경시적인 변화를 확인하고, 이에 대응하는 것이 가능해진다. 이렇게, 피처리체를 탑재대에 탑재시키기 위한 반송 기구의 티칭 데이터를 미세하게 조정해서 수정하는 것에 의해 반송 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 여기에서 설명한 처리 시스템(2)의 구성은 단지 일례를 나타낸 것에 지나지 않고, 이들의 구성에 한정되지 않다. 또한, 여기서는 피처리체로서 반도체 웨이퍼를 예로 들어서 설명했지만, 이 반도체 웨이퍼에는 실리콘 기판이나 GaAs, SiC, GaN 등의 화합물 반도체 기판도 포함되고, 또한 이들 기판에 한정되지 않고, 액정 표시 장치에 이용하는 유리 기판이나 세라믹 기판 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.
2 처리 시스템 4A ~ 4C 처리실
6 대기 반송실 8 반송 기구
14 탑재대 16 회전 지지축
18 유지 아암 20 유지핀부
22 중간핀부 50 제 1 아암
52 제 2 아암 54, 56 픽부
60, 62 탑재 패드 64 맵핑 센서부(검출부)
64A 발광 소자 64B 수광 소자
θx 어긋남 각도 Δh 어긋남 수평 거리
W 반도체 웨이퍼(피처리체)

Claims (15)

  1. 피처리체의 주변부의 하면을 유지하는 복수의 유지핀부와 해당 복수의 유지핀부의 내주측에 배치된 복수의 중간핀부와, 또한 선회 및 상하 이동 가능하게 이루어진 탑재대에 대하여 접근 및 이간이 가능하게 이루어져서 선단에 피처리체의 유무를 검출하는 검출부를 마련한 픽부를 구비하는 반송 기구의 위치 결정 방법에 있어서,
    상기 검출부에 의해 상기 유지핀부의 상단 에지를 검출해서 상기 픽부의 높이 기준 위치를 결정하는 높이 결정 공정과,
    상기 픽부의 회전 중심을 기점으로 하는 상기 유지핀부의 좌표인 제 1 좌표를 구하는 제 1 좌표 결정 공정과,
    상기 픽부의 회전 중심을 기점으로 하는 상기 중간핀부의 좌표인 제 2 좌표를 구하는 제 2 좌표 결정 공정과,
    상기 제 1 및 제 2 좌표에 근거하여 상기 탑재대의 회전 중심의 좌표인 제 3 좌표를 구하는 제 3 좌표 결정 공정과,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 좌표에 근거하여 상기 픽부의 전진 각도와 전진 기점 위치와 픽부의 전진 기준량을 구하는 최종 공정
    을 가지는 것을 특징으로 하는 반송 기구의 위치 결정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 높이 결정 공정은,
    상기 복수의 유지핀부 중 1개의 유지핀부를 상기 피처리체의 반입 반출측에 향하게하는 제 1 공정과,
    상기 픽부를 상기 유지핀부를 향해서 조금씩 접근시키면서 상기 유지핀부를 상하 이동시키는 것을 상기 검출부가 상기 유지핀부를 검출할 때까지 행하는 제 2 공정과,
    상기 유지핀부를 검출한 상태에서 상기 검출부가 상기 유지핀부를 검출하지 못하는 미검출 상태가 될 때까지 상기 픽부를 조금씩 후퇴시켜서 미검출상태가 된 것에 응답해서 정지시키는 제 3 공정과,
    상기 픽부를 상기 유지부의 길이보다도 작은 약간의 거리만큼 전진시켜서 상기 유지핀부를 검출한 상태로 하는 제 4 공정과,
    상기 유지핀부를 검출한 상태에서 상기 유지핀부를 아래 방향으로 이동시켜서 상기 유지핀부가 미검출 상태가 된 것에 응답해서 상기 유지핀부의 상단 에지를 검출하는 제 5 공정과,
    상기 상단 에지를 검출한 높이에 근거하여 상기 픽부의 높이 기준 위치를 결정하는 제 6 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 반송 기구의 위치 결정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 좌표 결정 공정은,
    상기 픽부를 상기 유지핀부에서 일단 이간시킨 후에, 상기 검출부가 상기 유지핀부를 검출할 때까지 상기 픽부를 상기 유지핀부를 향해서 전진시키는 공정과,
    상기 픽부를 약간의 거리만큼 후퇴시켜서 상기 검출부가 상기 유지핀부를 미검출의 상태로 하는 공정과,
    상기 픽부를 좌우로 회전하는 것에 의해 상기 검출부가 상기 유지핀부를 검출했을 때의 좌우의 회전 각도를 구하는 공정과,
    상기 좌우의 회전 각도에 근거하여 상기 픽부의 회전 중심을 기점으로 하는 상기 유지핀부의 상기 제 1 좌표를 구하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 반송 기구의 위치 결정 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 좌표 결정 공정에서는,
    상기 픽부를 상기 중간핀부에서 일단 이간시킨 후에, 상기 검출부가 상기 중간핀부를 검출할 때까지 상기 픽부를 상기 중간핀부를 향해서 전진시키는 공정과,
    상기 픽부를 약간의 거리만큼 후퇴시켜서 상기 검출부가 상기 중간핀부를 미검출의 상태로 하는 공정과,
    상기 픽부를 좌우로 회전하는 것에 의해 상기 검출부가 상기 중간핀부를 검출했을 때의 좌우의 회전 각도를 구하는 공정과,
    상기 좌우의 회전 각도에 근거하여 상기 픽부의 회전 중심을 기점으로 하는 상기 중간핀부의 상기 제 2 좌표를 구하는 것을 특징으로 하는 반송 기구의 위치 결정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반송 기구는 반송실에 마련되어 있고, 상기 탑재대는 피처리체에 대하여 소정의 처리를 가하는 처리실 내에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 반송 기구의 위치 결정 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 유지핀부를 가지고, 또한 선회 가능하게 이루어진 탑재대에 탑재해서 유지된 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법에 있어서,
    상기 픽부를 가지는 반송 기구를 이용하여 상기 피처리체를 상기 탑재대에 탑재해서 지지시키는 탑재 공정과,
    상기 반송 기구의 픽부에 마련한 검출부에 의해 상기 피처리체의 에지와 상기 유지핀부의 외주단에 마련된 상단 돌기와의 위치 관계를 각 유지핀부에 대해서 구하는 측정 공정과,
    상기 구한 위치 관계에 근거하여 상기 피처리체의 위치 어긋남량을 구하는 어긋남량 산출 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법.
  7. 복수의 유지핀부를 가지고, 또한 선회 가능하게 이루어진 탑재대에 탑재해서 유지된 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법에 있어서,
    픽부를 가지는 반송 기구를 이용하여 상기 피처리체를 상기 탑재대에 탑재해서 지지시키는 탑재 공정과,
    상기 반송 기구의 픽부에 마련한 검출부에 의해 상기 피처리체의 에지와 상기 유지핀부의 외주단에 마련된 상단 돌기와의 위치 관계를 각 유지핀부에 대해서 구하는 측정 공정과,
    상기 구한 위치 관계에 근거하여 상기 피처리체의 위치 어긋남량을 구하는 어긋남량 산출 공정
    을 가지는 것을 특징으로 하는 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 위치 어긋남량은, 평면 내에 있어서 직교하는 X 방향과 Y 방향의 2 방향으로 구해지는 것을 특징으로 하는 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 유지핀부는, 상기 탑재대의 회전 중심을 중심으로 해서 그 둘레 방향으로 등간격으로 3개소 마련되어 있고, 상기 측정 공정에서는, 각 유지핀부에 있어서의 상기 위치 관계를 구하기 위해서 상기 탑재대를 120도씩 회전시키는 것을 특징으로 하는 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 위치 관계는, 상기 피처리체의 에지와 상기 상단 돌기의 외주단과의 사이의 거리인 것을 특징으로 하는 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 위치 관계는, 상기 피처리체의 에지와 상기 상단 돌기의 내주단과의 사이의 거리인 것을 특징으로 하는 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 측정 공정에서는, 최초에 상기 검출부에 의해 상기 피처리체의 높이 위치를 구하는 것을 특징으로 하는 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 측정 공정에서는, 상기 검출부가 마련된 상기 픽부를, 상기 피처리체와 같은 높이에서 전진시키는 것에 의해 상기 위치 관계를 구하는 것을 특징으로 하는 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 측정 공정에서는, 상기 검출부가 마련된 상기 픽부를, 소정의 피치의 전진 이동 또는 후퇴 이동과 수직 방향에의 이동을 교대로 반복하는 것에 의해 상기 위치 관계를 구하는 것을 특징으로 하는 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법.
  15. 반송 기구의 티칭 데이터의 수정 방법에 있어서,
    제 7 항에 기재된 피처리체의 위치 어긋남량 산출 방법을 실행하는 공정과, 상기 공정에서 구해진 위치 어긋남량을 상쇄하도록 상기 티칭 데이터를 수정하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 반송 기구의 티칭 데이터의 수정 방법.
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