KR20200078390A - 반송 장치, 기판 처리 장치, 및 물품 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

반송 장치는 물체를 보유지지하면서 이동하는 제1 가동 디바이스, 물체를 보유지지하면서 이동하고, 물체를 제1 가동 디바이스에 전달하는 제2 가동 디바이스, 및 제1 및 제2 가동 디바이스를 제어하는 제어부를 포함한다. 제2 가동 디바이스는 가이드 부재와, 물체를 보유지지하면서 가이드 부재를 따라서 왕복 이동할 수 있도록 배치된 핸드를 포함한다. 제어부는, 제2 가동 디바이스의 구동 이력에 기초하여, 가이드 부재를 따르는 핸드의 왕복 이동에 대응하는 가이드 부재의 열변형량을 추정하고, 추정된 열변형량에 기초하여, 물체를 제2 가동 디바이스로부터 수취하는 위치까지 제1 가동 디바이스를 이동시키기 위해 사용되는 구동 명령값을 보정한다.

Description

반송 장치, 기판 처리 장치, 및 물품 제조 방법{CONVEYANCE APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND METHOD OF MANUFACTURING ARTICLE}
본 발명은 반송 장치, 기판 처리 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
물체를 반송하는 반송 장치는, 예를 들어 기판에 패턴을 형성하는, 노광 장치 등의 기판 처리 장치에서 사용된다. 예를 들어, 노광 장치에서, 반송 장치는 물체로서 기판 또는 원판을 반송한다. 노광 장치 내에서는, 예를 들어 기판은 반송 장치에 의해 반송되어 기판 스테이지에 전달된다. 반송 기구의 구동 정지 위치는 각각의 구동 동작마다 변화하기 때문에, 반송 기구가 기판 스테이지에 기판을 전달하는 위치는 일정하지 않다. 마찬가지로, 기판 전달 위치가 일정하지 않기 때문에, 기판과 기판 스테이지 사이의 위치 관계도 일정하지 않을 것이다. 이러한 상태를 다루기 위해서, 일본 특허 공개 제2005-242743호는 기판과 보유지지부 사이의 위치 관계를 일정하게 하기 위한 기술을 개시하고 있다.
특히 노광 장치 등과 같은 기판 처리 장치에서는, 기판 등의 물체가 전달될(적재될) 때의 물체의 위치결정 정밀도의 추가적인 향상에 대한 요구가 있다.
본 발명은 물체가 전달될 때의 물체 위치결정 정밀도의 면에서 유리한 기술을 제공한다.
본 발명은, 그 일 양태에서, 반송 장치로서, 물체를 보유지지하면서 이동하도록 구성되는 제1 가동 디바이스, 상기 물체를 보유지지하면서 이동하고, 상기 물체를 상기 제1 가동 디바이스에 전달하도록 구성되는 제2 가동 디바이스, 및 상기 제1 가동 디바이스 및 상기 제2 가동 디바이스를 제어하도록 구성되는 제어부를 포함하고, 상기 제2 가동 디바이스는, 가이드 부재와, 상기 물체를 보유지지하면서 왕복 이동할 수 있도록 상기 가이드 부재를 따라서 배치된 핸드를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 제2 가동 디바이스의 구동 이력에 기초하여, 상기 가이드 부재를 따르는 상기 핸드의 왕복 이동에 대응하는 상기 가이드 부재의 열변형량을 추정하고, 상기 제어부는, 추정된 상기 열변형량에 기초하여, 상기 물체를 상기 제2 가동 디바이스로부터 수취하는 위치까지 상기 제1 가동 디바이스를 이동시키기 위해 사용되는 구동 명령값을 보정하는 반송 장치를 제공한다.
본 발명의 추가적인 특징은 (첨부된 도면을 참고한) 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 노광 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 노광 장치의 주요부의 평면도이다.
도 3은 공급 핸드(SH) 및 가이드(SHG)의 단면도이다.
도 4는 실시예 1에 따른 기판 수취/전달 방법의 흐름도이다.
도 5는 구동 유닛의 정지 시간과 온도 사이의 관계예의 예를 나타내는 그래프이다.
도 6은 구동 유닛의 구동 시간과 온도 사이의 관계예를 나타내는 그래프이다.
도 7은 구동 유닛의 구동 시간 및 정지 시간과 온도 사이의 관계예를 나타내는 차트이다.
도 8은 실시예 2에 따른 기판 수취/전달 방법의 흐름도이다.
도 9는 실시예 3에 다른 기판 수취/전달 방법의 흐름도이다.
도 10은 실시예 4에 다른 기판 수취/전달 방법의 흐름도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태는 첨부된 특허 청구 범위에 관한 발명을 한정하는 것이 아니라는 것에 유의한다. 실시형태에는 복수의 특징적인 특징이 기재되어 있지만, 특징적인 특징 모두가 본 발명에 필수적인 것은 아니며, 복수의 특징적인 특징은 임의로 조합될 수 있다. 또한, 첨부 도면에서는 서로 동일한 구성 또는 구성들을 나타내기 위해 동일한 참조 번호를 사용하며, 그에 대한 반복적인 설명은 생략한다.
<제1 실시형태>
본 실시형태는, 물체를 반송하는 반송 장치가 기판에 패턴을 형성하는 기판 처리 장치에서 사용되는 예를 설명한다. 이 경우, 물체는 원판 또는 기판일 수 있다. 기판 처리 장치는, 예를 들어 리소그래피 장치(임프린트 장치, 노광 장치, 하전 입자선 묘화 장치 등), 성막 장치(CVD장치 등), 가공 장치(레이저 가공 장치 등), 및 검사 장치(오버레이 검사 장치 등) 중 어느 하나일 수 있다. 임프린트 장치는, 기판 상에 공급된 임프린트재에 몰드(원판)를 접촉시킨 상태에서 임프린트재를 경화시킴으로써 기판 상에 패턴을 형성한다. 노광 장치는, 기판 상에 공급된 포토레지스트를 원판 마스크인 원판(레티클)을 통해서 노광함으로써 해당 포토레지스트에 원판의 패턴에 대응하는 잠상을 형성한다. 하전 입자선 묘화 장치는, 기판 상에 공급된 포토레지스트에 하전 입자선을 사용하여 패턴을 묘화하여 해당 포토레지스트에 잠상을 형성한다. 이하에서는, 더 구체적인 예를 제공하기 위해서, 기판 처리 장치가 노광 장치로서 구성되는 예를 설명한다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 노광 장치의 구성을 도시하는 개략도이다. 도 2는 노광 장치를 +Z 방향으로부터 본 주요부 평면도이다. 본 명세서에서는, 수평면으로서 XY 평면이 설정되는 XYZ 좌표계에서 방향을 나타낸다. 일반적으로, 기판(W)은 그 표면이 수평면(XY 평면)과 평행해지도록 취급된다. X축, Y축, 및 Z축에 각각 평행한 방향을 각각 X 방향, Y 방향, 및 Z 방향으로서 설정한다. 참조 부호 θx, θy, 및 θz는 각각 X축 둘레의 회전, Y축 둘레의 회전, 및 Z축 둘레의 회전을 나타낸다.
노광 장치에서, 광원(도시되지 않음)으로부터 조사되고 조명 광학계(IL)를 통해서 유도되는 노광광이 노광 마스크(원판)인 레티클(R)에 조사된다. 레티클(R)을 통과한 노광광은, 축소 투영 렌즈(UL)를 통과하고, 기판인 웨이퍼(W)에 조사된다.
레티클 스테이지(RS)(원판 스테이지)는 원판 보유지지부(도시되지 않음)인 척을 포함한다. 레티클 스테이지(RS)는 척을 사용하여 레티클을 흡착 및 보유지지한다. 레티클 스테이지(RS)는, X, Y, 및 Z 방향으로 직선 구동될 수 있으며 θx, θy, 및 θz 방향으로 회전 구동될 수 있다. 각 방향으로의 구동 동작은 독립적으로 제어될 수 있다.
레티클 스테이지(RS)의 위치를 고정밀도로 계측하기 위해서 레이저 간섭계(RLF) 및 평면경(RBM)이 배치된다. 레티클 스테이지의 위치는 레이저 간섭계(RLF)에 의해 계측된 변화량으로부터 결정될 수 있다.
레티클 반송계(RC)는, 레티클 핸드(RSH), 레티클 프리-얼라인먼트 스테이지(PRA), 레티클 반송 로봇(RR), 및 수납부(POD)를 포함할 수 있다. 레티클 반송 로봇(RR)은, 예를 들어 다관절식 로봇이다. 레티클 반송 로봇(RR)은, 레티클(R)을 보유지지하는 핸드를 포함하며, 이 핸드는 XYZ 공간 내의 임의의 위치로 이동될 수 있다. 수납부(POD)는 레티클(R)을 수납하는 테이블이다. 장치 외부로부터 수납부(POD)에 레티클(R)을 둘 수 있다. 수납부(POD)에 놓인 레티클(R)은, 레티클 반송 로봇(RR)에 의해, 레티클 프리-얼라인먼트 스테이지(PRA) 위에 놓인다.
레티클(R) 상의 마크(도시되지 않음)를 현미경(도시하지 않음)을 사용하여 관찰함으로써, 레티클 프리-얼라인먼트 스테이지(PRA)에서 레티클(R)과 레티클 프리-얼라인먼트 스테이지(PRA) 사이의 위치 관계가 계측된다. 계측 후, 레티클 핸드(RSH)는 레티클 프리-얼라인먼트 스테이지(PRA) 상의 레티클(R)을 보유지지하고, 가이드(도시하지 않음)를 따라서 레티클 스테이지(RS)에 레티클(R)이 전달되는 위치까지 Y 방향으로 구동된다. 레티클 핸드(RSH)가 Y 방향으로 구동된 후, 레티클 핸드(RSH)는 -Z 방향으로 구동되어 레티클 스테이지(RS)에 레티클(R)을 전달한다. 레티클 스테이지(RS)는 레티클(R)을 예를 들어 진공 흡착에 의해 보유지지한다. 레티클 프리-얼라인먼트 스테이지(PRA)에서 계측된, 레티클(R)의 레티클 프리-얼라인먼트 스테이지(PRA)에 대한 X, Y, 및 θz 방향의 어긋남은, 레티클 스테이지(RS)가 레티클(R)을 수취하는 위치를 변경함으로써, 보정될 수 있다.
웨이퍼(기판)를 보유지지하면서 이동하는 제1 가동 디바이스로서의 웨이퍼 스테이지(기판 스테이지)(WS)는, 웨이퍼 미동 스테이지(WSF) 및 웨이퍼 조동 스테이지(WSC)를 포함할 수 있다. 웨이퍼를 보유지지하는 웨이퍼 척(WC)은 웨이퍼 미동 스테이지(WSF)에 의해 지지되고, 웨이퍼(W)를 흡착 및 보유지지할 수 있다. 웨이퍼 미동 스테이지(WSF)는, X, Y, 및 Z 방향으로 직선 구동될 수 있으며 θx, θy, 및 θz 방향으로 회전 구동될 수 있다. 각 방향으로의 구동 동작은 독립적으로 제어될 수 있다. 레이저 간섭계(WLF) 및 평면경(WBM)은 웨이퍼 미동 스테이지(WSF)의 위치를 고정밀도로 계측하도록 배치된다. 스테이지의 위치는 레이저 간섭계(WLF)에 의해 계측된 변위량으로부터 결정될 수 있다.
각 핀-형상 부재(PIN)가 웨이퍼(W)를 흡착 및 보유지지할 수 있으며, 공급 핸드(SH)로부터 웨이퍼(W)를 수취하고 웨이퍼(W)를 회수 핸드(RH)에 전달하기 위해 사용된다. 장치에는 적어도 3개의 핀-형상 부재(PIN)가 배치되어 있다. 핀-형상 부재(PIN)는, 예를 들어 웨이퍼 조동 스테이지(WSC)에 고정되며, 웨이퍼 척(WC)의 보유지지면에 대하여 수직 방향으로 설치된다.
웨이퍼 조동 스테이지(WSC)는, X 방향 및 Y 방향으로 직선 구동될 수 있으며 Z축 둘레로 회전될 수 있다. 웨이퍼 조동 스테이지(WSC)는, 예를 들어 웨이퍼 조동 스테이지 간섭계(도시되지 않음)에 의해 웨이퍼 미동 스테이지(WSF)의 위치를 추종하도록 리니어 모터 등의 액추에이터를 사용해서 제어될 수 있다. 웨이퍼 조동 스테이지(WSC)는, 예를 들어 에어 가이드(WSG)에 의해 X 방향 및 Y 방향으로 지지된다. 에어 가이드에 의해 지지되기 때문에 접촉 마찰이 발생하지 않는다. 핀-형상 부재(PIN)는 웨이퍼 조동 스테이지(WSC)에 고정되고 있기 때문에, 핀-형상 부재(PIN)는 웨이퍼 조동 스테이지(WSC)와 함께 이동한다. 웨이퍼 조동 스테이지(WSC)는, 리미트 센서(도시되지 않음)에 의해 규정된 범위 내에서 긴 스트로크로 X 및 Y 방향에서 구동될 수 있다. 한편, 웨이퍼 미동 스테이지(WSF)는 웨이퍼 조동 스테이지(WSC) 위에 장착되는 구성을 갖기 때문에, 웨이퍼 미동 스테이지(WSF)는 X 및 Y 방향에서는 웨이퍼 조동 스테이지(WSC)의 것보다 짧은 스트로크에서만 이동될 수 있다.
오프-액시스 스코프(OAS)가 웨이퍼 상의 얼라인먼트 마크를 계측할 수 있다. 웨이퍼 반송계(WF)는, 공급 핸드(SH), 회수 핸드(RH), 프리-얼라인먼트 유닛(PA), 반송 로봇(SCH), 임시 배치 테이블(RCV), 및 수납부(FOUP)를 포함할 수 있다. 웨이퍼(W)는 수납부(FOUP)에 수납되어 있다. 반송 로봇(SCH)은, 예를 들어 다관절식 로봇이다. 반송 로봇(SCH)은, 웨이퍼(W)를 보유지지하는 핸드를 포함하며, 핸드를 XYZ 공간 내의 임의의 위치로 이동시킬 수 있다. 반송 로봇(SCH)은, 수납부(FOUP)로부터 웨이퍼(W)를 취출하고, 프리-얼라인먼트 유닛(PA) 상에 웨이퍼(W)를 둔다. 프리-얼라인먼트 유닛(PA)에서는, 웨이퍼(W)의 외주부에 계측광을 조사하고, 반사광을 센서에 의해 계측함으로써, 프리-얼라인먼트 유닛(PA)에 대한 웨이퍼(W)의 외형의 위치를 계측한다.
공급 핸드(SH)는, 웨이퍼(W)를 프리-얼라인먼트 유닛(PA)으로부터 웨이퍼 스테이지(WS)에 전달하기 위한 반송 기구이다. 공급 핸드(SH)는, 웨이퍼(W)를 예를 들어 진공 흡착에 의해 보유지지할 수 있다. 가이드(SHG)는, 공급 핸드(SH)의 Y 방향으로의 이동을 안내하는 가이드 부재이다. 본 실시형태에서는, 공급 핸드(SH)와 가이드(SHG)는, 물체(기판)를 보유지지하면서 이동하며, 해당 기판을 웨이퍼 스테이지(WS)에 전달하는 제2 가동 디바이스를 구성한다. 공급 핸드(SH)는, 웨이퍼를 보유지지하고 가이드(SHG)(도 2 참조)를 따라 왕복 이동할 수 있도록 배치된다. 공급 핸드(SH)는, 가이드(SHG)(도 2 참조)를 따라 Y 방향으로 리니어 모터 등의 액추에이터에 의해 구동될 수 있다. 공급 핸드(SH)와 가이드(SHG)는 예를 들어 볼 베어링을 통해서 서로 접촉하고 있다.
회수 핸드(RH)는, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 스테이지(WS)로부터 임시 배치 테이블(RCV)에 전달하기 위한 반송 기구의 일부이다. 회수 핸드(RH)는, 웨이퍼(W)를 예를 들어 진공 흡착에 의해 보유지지할 수 있다. 회수 핸드(RH)는, 가이드 RHG(도 2 참조)를 따라 Y 방향으로 리니어 모터 등의 액추에이터에 의해 구동될 수 있다. 회수 핸드(RH) 및 가이드(RHG)는 볼 베어링을 통해서 서로 접촉하고 있다. 임시 배치 테이블(RCV)은, 웨이퍼 스테이지(WS)로부터 회수 핸드(RH)에 의해 회수된 웨이퍼(W)가 일시적으로 놓이는 테이블이다. 반송 로봇(SCH)은 회수 핸드(RH)로부터 직접 웨이퍼를 취할 수 없기 때문에, 반송 로봇(SCH)은 임시 배치 테이블(RCV)을 통해 회수 핸드(RH)로부터 웨이퍼를 수취한다.
제어부로서의 제어 컴퓨터(PC)는 노광 장치를 제어하는 컴퓨터이다. 제어 컴퓨터(PC)는, 컨트롤러(CONT), 연산부(CALC), 및 처리부(PROC)에 의해 구성된다. 컨트롤러(CONT)는, 본 실시형태에서 설명되는 센서 및 액추에이터를 제어하는 드라이버 및 컨트롤러를 포함한다. 연산부(CALC)는, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 스테이지(WS)에 전달하는 위치까지 공급 핸드(SH)를 이동시키기 위한 구동 명령값, 및 웨이퍼(W)를 수취하는 위치까지 웨이퍼 스테이지(WS)를 이동시키기 위한 구동 명령값을 계산한다. 처리부(PROC)는, 노광 시퀀스 및 웨이퍼 공급/회수 시퀀스를, 미리정해진 순서에 따라 실행한다.
본 실시형태에 따른 노광 장치 구성은 주로 위에서 설명된 바와 같다. 본 실시형태에서는, 반송 장치는, 물체(기판)를 보유지지하면서 이동하는 제1 가동 디바이스로서의 웨이퍼 스테이지(WS)와, 기판을 보유지지하면서 이동하고, 해당 기판을 웨이퍼 스테이지(WS)에 전달하는 제2 가동 디바이스로서의 공급 핸드(SH) 및 가이드(SHG)를 포함한다. 반송 장치는 제1 가동 디바이스 및 제2 가동 디바이스를 제어하는 제어부로서의 제어 컴퓨터(PC)를 더 포함한다.
이어서, 도 2를 참조하여, 본 실시형태에 따른 노광 장치에서의 웨이퍼의 공급으로부터 웨이퍼의 회수까지의 절차를 설명한다.
처리부(PROC)는 웨이퍼(W)를 노광 장치에 공급하는 시퀀스를 개시한다. 컨트롤러(CONT)는, 반송 로봇(SCH)을 제어해서 수납부(FOUP)로부터 웨이퍼(W)를 취하고, 웨이퍼(W)를 프리-얼라인먼트 유닛(PA) 위에 둔다. 상기한 바와 같이, 반송 로봇(SCH)은, 웨이퍼(W)를 수납부(FOUP)로부터 프리-얼라인먼트 유닛(PA)으로 이동시키거나, 또는 웨이퍼(W)를 임시 배치 테이블(RCV)로부터 수납부(FOUP)로 이동시키는 역할을 행한다. 프리-얼라인먼트 유닛(PA)은, 웨이퍼의 외주부에 계측광을 조사하고, 라인 센서를 사용해서 웨이퍼의 외형의 위치를 계측할 수 있다. 컨트롤러(CONT)는, 프리-얼라인먼트 유닛(PA)에 대한 웨이퍼 배치 위치를 계측한다. 웨이퍼 배치 위치는, 예를 들어 X축, Y축, 및 θz축의 3개의 축에 관해서 계측된다. 이어서, 컨트롤러(CONT)는, 공급 핸드(SH)를 제어하여, 프리-얼라인먼트 유닛(PA)으로부터 웨이퍼(W)를 취하고, 가이드(SHG)를 따라 공급 핸드(SH)를 +Y 방향으로 구동한다. 공급 핸드(SH)는 인코더(도시하지 않음)를 포함하고, 지정된 카운트만큼만 구동됨으로써, 웨이퍼를 전달하는 공급 포지션(물체 전달 위치)(LP)의 상방의 위치까지 구동(반송)된다. 공급 핸드(SH)를 공급 포지션(LP)까지 구동하는데 필요한 카운트수(목표 구동량)는 연산부(CALC)에 의해 연산된다.
이어서, 컨트롤러(CONT)는, 웨이퍼 스테이지(WS)를 공급 포지션(LP)까지 구동한다. 연산부(CALC)는, 프리-얼라인먼트 유닛(PA)에서 계측된 웨이퍼 배치 위치를 반영함으로써, 웨이퍼 척(WC)의 중심이 웨이퍼(W)의 중심과 일치되도록, 공급 포지션(LP)의 위치를 결정한다. 핀-형상 부재(PIN) 위에 웨이퍼(W)가 배치될 수 있도록, 컨트롤러(CONT)는, 핀-형상 부재(PIN)가 웨이퍼 척(WC)의 표면으로부터 돌출하도록, 핀-형상 부재(PIN)를 +Z 방향으로 구동한다. 이어서, 컨트롤러(CONT)는 공급 핸드(SH)를 -Z 방향에 이동시킴으로써, 웨이퍼(W)를 핀-형상 부재(PIN)에 전달한다. 웨이퍼(W)를 전달한 후, 컨트롤러(CONT)는, 공급 핸드(SH)를 가이드(SHG)를 따라 -Y 방향으로 구동하여, 공급 핸드(SH)를 공급 포지션(LP)으로부터 퇴피시킨다. 컨트롤러(CONT)는, 핀-형상 부재(PIN)가 웨이퍼 척(WC) 내로 하강되도록, 핀-형상 부재(PIN)를 -Z 방향으로 구동한다. 이에 의해 웨이퍼(W)는 핀-형상 부재(PIN)로부터 웨이퍼 척(WC)으로 전달된다. 웨이퍼(W)가 웨이퍼 척(WC)에 의해 보유지지된 후, 처리부(PROC)는 웨이퍼(W)의 공급 시퀀스를 종료한다. 공급 핸드(SH)를 -Z 방향으로 이동시킴으로써 웨이퍼(W)를 핀-형상 부재(PIN)로 전달했지만, 핀-형상 부재(PIN)가 +Z 방향으로 이동하여 웨이퍼(W)를 수취해도 된다.
웨이퍼(W)의 공급 시퀀스가 완료된 후, 처리부(PROC)에 의해 웨이퍼(W)의 노광 시퀀스가 개시된다. 노광 시퀀스가 완료된 후, 처리부(PROC)에 의해 웨이퍼(W)의 회수 시퀀스가 개시된다. 연산부(CALC)는, 웨이퍼(W)를 회수 핸드(RH)에 전달하는 회수 포지션(ULP)의 위치를 결정한다. 컨트롤러(CONT)는, 웨이퍼 스테이지(WS)를 회수 포지션(ULP)까지 구동한다. 웨이퍼(W)를 웨이퍼 척(WC)으로부터 핀-형상 부재(PIN)로 전달하기 위해서, 컨트롤러(CONT)는, 핀-형상 부재(PIN)가 웨이퍼 척(WC)의 표면으로부터 돌출되도록, 핀-형상 부재(PIN)를 +Z 방향으로 구동한다. 웨이퍼(W)가 핀-형상 부재(PIN)에 의해 지지된 후, 컨트롤러(CONT)는 회수 핸드(RH)를 제어하여, 회수 핸드(RH)를 가이드(RHG)를 따라 +Y 방향으로 웨이퍼를 수취하는 회수 포지션(ULP)까지 구동한다. 회수 핸드(RH)는, 인코더(도시하지 않음)를 포함하고, 지정된 카운트만큼만 구동됨으로써, 웨이퍼를 수취하는 회수 포지션(ULP)의 상방의 위치까지 구동된다. 회수 핸드(RH)를 회수 포지션까지 구동하는데 필요한 카운트수는 연산부(CALC)에 의해 연산된다.
컨트롤러(CONT)는, 회수 핸드(RH)가 회수 포지션(ULP)에 도달한 후, 회수 핸드(RH)를 +Z 방향으로 구동함으로써 핀-형상 부재(PIN) 상에 놓인 웨이퍼(W)를 취한다. 컨트롤러(CONT)는, 웨이퍼(W)를 취한 회수 핸드(RH)를 -Y 방향으로 구동하고, 웨이퍼(W)를 임시 배치 테이블(RCV) 상에 놓는다. 컨트롤러(CONT)는, 반송 로봇(SCH)을 제어하여 임시 배치 테이블(RCV) 상의 웨이퍼(W)를 취하고, 웨이퍼(W)를 수납부(FOUP)에 저장한다. 처리부(PROC)에 의해 실행되는 회수 시퀀스가 종료된다. 이 경우에는, 회수 핸드(RH)가 +Z 방향으로 이동되어 웨이퍼(W)를 핀-형상 부재(PIN)로부터 수취하지만, 핀-형상 부재(PIN)는 -Z 방향으로 이동되어 웨이퍼(W)를 회수 핸드(RH)에 전달할 수 있다.
상술한 바와 같이, 노광 장치 등의 기판 처리 장치에서는, 기판 등의 물체의 수취/전달 시에서의 물체 위치결정 정밀도의 추가적인 형상이 요망된다. 본 발명자의 검토에 따르면, 물체를 고정밀도로 전달하기 위해서는, 반송 기구의 구동에 의한 열의 영향이 무시될 수 없다는 것이 명백해졌다. 가이드(SHG)를 따른 공급 핸드(SH)의 왕복 이동에 수반하는 미끄럼 이동 마찰에 의해 열이 발생하고, 가이드(SHG)의 온도가 상승한다. 공급 핸드(SH)의 왕복 이동이 반복되면, 공급 핸드(SH)가 가이드되는 가이드(SHG)의 면이 열팽창하고, 공급 핸드(SH)가 인코더에 따라서 구동되는 경우에도 가이드의 변형량에 대응하여 구동 완료 위치가 어긋난다. 결과적으로, 웨이퍼 척(WC)의 중심과 웨이퍼(W)의 중심이 Y 방향으로 어긋난다.
도 3을 참조하여, 미끄럼 이동 마찰의 발생 메커니즘에 대해서 상세하게 설명한다. 도 3은, 공급 핸드(SH)와 가이드(SHG)의 단면도이다. 공급 핸드(SH)는 가동자(MV)에 부착된다. 공급 핸드(SH)는, 고정자(ST)와 가동자(MV)에 의해 형성되는 리니어 모터에 의해 Y 방향으로 구동된다. 또한, 공급 핸드(SH)는 볼 베어링(BB)을 통해서 가이드(SHG)에 의해 지지된다. 볼 베어링(BB)의 복수의 볼은 Y 방향으로 배열되어 있으며, Y 방향의 구동 동작을 원활하게 하는 역할을 담당한다. 공급 핸드(SH)가 구동될 때에, 볼 베어링(BB)과 가이드(SHG) 사이에 미끄럼 이동 마찰이 발생하고, 따라서 열이 발생한다.
따라서, 본 실시형태에서는, 제어부는, 공급 핸드(SH)의 구동 이력에 기초하여, 가이드(SHG)를 따르는 공급 핸드(SH)의 왕복 이동에 의한 가이드(SHG)의 열변형량을 추정(예측)한다. 제어부는, 추정된 열변형량에 기초하여, 웨이퍼를 공급 핸드(SH)로부터 수취하는 위치(공급 포지션(LP))까지 웨이퍼 스테이지(WS)를 이동시키기 위해 사용되는 구동 명령값을 보정한다. 이러한 보정의 더 구체적인 예를 이후 실시예 1로서 설명한다. 혹은, 제어부는, 추정된 열변형량에 기초하여, 웨이퍼를 웨이퍼 스테이지(WS)에 전달하는 위치(공급 포지션(LP))까지 공급 핸드(SH)를 이동시키기 위해 사용되는 구동 명령값을 보정해도 된다. 이러한 보정의 더 구체적인 예를 이후 실시예 2로서 설명한다.
(실시예 1)
실시예 1은, 제2 가동 디바이스를 구성하는 공급 핸드(SH)의 구동 이력에 기초하여, 웨이퍼를 공급 핸드(SH)로부터 수취하는 위치(공급 포지션(LP))까지 웨이퍼 스테이지(WS)를 이동시키기 위해 사용되는 구동 명령값을 보정하는 예를 설명한다. 웨이퍼 스테이지(WS)를 이동시키기 위해 사용되는 구동 명령값을 보정함으로써, 열변형에 의한, 공급 핸드(SH)의 공급 포지션(LP)까지 수행되는 구동 동작에서의 위치 어긋남이 보상된다. 도 4는, 실시예 1에 따른 기판 수취/전달 방법의 흐름도이다. 이 흐름도에 따른 처리는, 제어부인 제어 컴퓨터(PC)에 의해 공급 시퀀스를 실행할 때마다 행해진다.
단계 S402에서, 연산부(CALC)는, 공급 핸드(SH)의 구동 시간 및 정지 시간으로부터, 가이드(SHG)의 온도를 추정하기 위한 연산을 실행한다. 이 추정은, 예를 들어 공급 핸드(SH)의 정지 시간과 가이드(SHG)의 온도 하강 사이의 관계인 제1 관계와, 공급 핸드(SH)의 구동 시간과 가이드(SHG)의 온도 상승 사이의 관계인 제2 관계에 기초해서 행해진다.
더 구체적인 예를 나타낸다. 웨이퍼 공급 카운트를 n으로 하고, 공급 핸드(SH)의 구동 정지 동안의 가이드(SHG)의 추정 온도를 Tc로 하며, 공급 핸드(SH)의 구동 동안의 가이드(SHG)의 추정 온도를 Tn으로 한다. 그렇게 하면, 공급 핸드(SH)의 정지 시간과 가이드(SHG)의 온도 하강 사이의 관계인 제1 관계는 이하이다:
Tc = (Tn-1 - Tec) × exp{-1×(SH 정지 시간÷Cτ)} + Tec ...(1)
식 (1)(제1 관계식)은, 공급 핸드(SH)를 정지했을 때의 가이드(SHG)의 수렴 온도(Tec)와 가이드(SHG)의 온도 하강의 시상수(Cτ)에 의해 정해지는 온도 하강 곡선을 표현한다. 또한, 공급 핸드(SH)의 구동 시간과 가이드(SHG)의 온도 상승 사이의 관계인 제2 관계는 이하이다:
Tn = (Teh - Tc) × [1 - exp{-1×(SH 구동 시간÷Hτ)}] + Tc ...(2)
식 2(제2 관계식)는, 공급 핸드(SH)가 연속적으로 구동될 때의 가이드(SHG)의 수렴 온도(Teh) 및 가이드(SHG)의 온도 상승의 시상수(Hτ)에 의해 결정되는 온도 상승 곡선을 표현한다.
식 (1)을 도 5를 참조하여 설명한다. 식 (1)은 가이드(SHG)의 온도가 공급 핸드(SH)의 정지 시간에 따라 하강하는 현상을 표현한다. 가이드(SHG)의 온도(Tc)는 최초 Tn-1이다. SH의 구동 시간이 길어질수록, 가이드(SHG)의 온도는 수렴 온도(Tec)에 가까워진다. 가이드(SHG)의 온도 하강의 시상수(Cτ)는, 예를 들어 추정 온도(Tc)의 온도가 변화량(Tn1-Tec)의 약 63.2%에 도달하는데 걸리는 시간이다.
이어서, 도 6을 참조하여 식 (2)를 설명한다. 식 (2)는, 공급 핸드(SH)의 구동 시간에 따라서 가이드(SHG)의 온도가 상승하는 현상을 표현한다. 가이드(SHG)의 온도(Tn)는 최초 Tc이다. SH의 구동 시간이 길어질수록, 가이드(SHG)의 온도는 수렴 온도(Teh)에 가까워진다. 가이드(SHG)의 온도 상승의 시상수(Hτ)는, 예를 들어 추정 온도(Tn)의 온도가 변화량(Teh-Tc)의 약 63.2%에 도달하는데 걸리는 시간이다.
도 7은, 공급 핸드(SH)의 동작과 식 (1) 및 (2)에 의해 구해지는 가이드(SHG)의 추정 온도 사이의 관계를 표현하는 차트이다. 도 7에서, 구간 A와 C에서는 노광 장치가 가동중이며, 공급 핸드(SH)는 미리정해진 간격으로 반복적으로 구동 및 정지한다. 공급 핸드(SH)의 구동 동작의 제1 주기는 1매의 웨이퍼에 대해 행해지는 처리에 대응한다. 구간 A 및 C에서는 식 (1)에 의해 구해지는 온도 하강보다 식 (2)에 의해 구해지는 온도 상승이 강하기 때문에, 가이드(SHG)의 온도는 상승한다. 한편, 구간 B에서는, 노광 처리가 정지되었으며, 공급 핸드(SH)가 정지 상태에 있다. 따라서, 식 (1)의 온도 하강선에 따라 가이드(SHG)의 온도는 하강한다.
Teh, Tec, Hτ, 및 Cτ는 온도 변화 계수이며, 미리 구해 둘 필요가 있다. Teh 및 Hτ는 공급 핸드(SH)를 가이드(SHG)를 따라 Y 방향으로 연속해서 구동함으로써 구할 수 있다. 온도 변화는 가이드(SHG)에 온도계를 설치함으로써 직접 계측될 수 있다. Tec 및 Cτ는, 가이드(SHG)의 온도가 Teh에 도달한 후, 공급 핸드(SH)를 구동시키지 않고 가이드(SHG)의 온도 변화를 온도계를 사용하여 계측함으로써 직접 계측될 수 있다.
다른 방법으로서, 온도를 계측하지 않고, 웨이퍼(W) 상의 얼라인먼트 마크를 오프-액시스 스코프(OAS)에 의해 계측함으로써, 온도 변화를 추정할 수 있다. 수취/전달 위치의 변화를 결정하기 위해 동일한 웨이퍼 상의 동일한 마크를 계측함으로써 온도 변화를 추정할 수 있다.
온도 변화 계수는, 공급 핸드(SH)의 구동 프로파일(속도, 가속도, 및 저크 제어 조건)에 따라 변화한다. 따라서, 장치에서 사용되는 각 구동 프로파일마다 온도 변화 계수를 구해도 된다. 또한, 온도 변화 계수는, 공급 핸드(SH)의 미리정해진 각각의 누적 구동 카운트마다 구해도 된다. 이것은, 공급 핸드(SH)와 가이드(SHG)의 사이의 마찰 계수가 시간에 걸쳐 열화에 의해 변화할 수 있기 때문이다. 예를 들어, 이러한 변화의 하나의 요인으로서 그리스의 윤활 성능의 열화를 들 수 있다.
단계 S403에서, 연산부(CALC)는, 단계 S402에서 추정된 가이드(SHG)의 온도에 기초하여, 수취/전달 위치의 변화량(즉, 가이드(SHG)를 따르는 공급 핸드(SH)의 왕복 이동에 대응하는 가이드(SHG)의 열변형량)을 추정한다. 예를 들어, 이 열변형량(ΔYn)은 이하에 의해 추정될 수 있다:
ΔYn ＝ F(Tn) ...(3)
여기서, 계수 F는 예를 들어 가이드(SHG)의 온도 변화에 따라 1차에 변화하는 식으로서 이하에 의해 표현될 수 있다:
F(x) = Ax + B ...(4)
식 (4)의 계수 A와 절편 B를 구하는 방법에 대해서 설명한다. 웨이퍼 수취/전달 위치의 변화는, 웨이퍼(W) 상의 얼라인먼트 마크를 오프-액시스 스코프(OAS)에 의해 계측함으로써 이해될 수 있다. 예를 들어, 가이드(SHG)의 2개의 온도 패턴(Teh 및 Tec)하에서, 웨이퍼의 수취/전달을 행한 후에, 웨이퍼(W) 상의 얼라인먼트 마크를 계측한다. 가이드(SHG)의 온도가 Teh이고 가이드의 온도가 Tec일 때, 얼라인먼트 마크의 계측 위치의 변화로부터 계수 A를 구할 수 있다. 이어서, 가이드(SHG)의 온도가 Teh일 때에 얼라인먼트 마크의 계측 위치로부터 절편 B를 구할 수 있다.
다른 방법으로서, 계수 F를 다항식으로 설정할 수 있다. 이 경우, 가이드(SHG)의 온도를 복수회 변화시켜 얼라인먼트 마크의 계측을 행할 수 있고, 계측 결과를 다항식에 피팅함으로써 계수를 구할 수 있다.
이어서, 단계 S404에서, 컨트롤러(CONT)는, 공급 핸드(SH)를 가이드(SHG)를 따라 공급 포지션(LP)(물체 수취/전달 위치)까지 구동한다. 가이드(SHG)의 온도에 따라 구동 정지 위치가 변화하지만, 본 실시예에서는 단계 S403의 시점에서는 구동 정지 위치는 보정되지 않는다(온도 변화의 영향을 받는다). 공급 핸드(SH)의 공급 포지션(LP)으로의 구동 동작이 완료된 후, 단계 S405에서, 컨트롤러(CONT)는 웨이퍼 스테이지(WS)를 공급 포지션(LP)까지 구동한다. 이때, 연산부(CALC)는, 단계 S403에서 추정된 열변형량에 기초하여, 웨이퍼 스테이지(WS)를 공급 포지션(LP)까지 이동시키기 위해 사용되는 구동 명령값을 보정한다. 이와 같이, 공급 핸드(SH)의 구동 이력에 기초하여, 웨이퍼 스테이지(WS)의 공급 포지션(LP)까지의 목표 구동량을 보정함으로써, 웨이퍼(W)와 웨이퍼 스테이지(WS) 사이의 위치 관계를 일정하게 유지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제어 컴퓨터(PC)는, 웨이퍼 스테이지(WS)가 웨이퍼(W)를 수취하는 위치를 변경함으로써 공급 핸드(SH)의 수취/전달 위치의 변화를 보정하는 처리를 종료한다.
(실시예 2)
도 8을 참조하여 실시예 2의 기판 수취/전달 방법에 대해서 설명한다. 도 8은 실시예 2에 따른 기판 수취/전달 방법의 흐름도이다. 상기 실시예 1에서는, 공급 핸드(SH)의 구동 이력에 기초하여, 웨이퍼를 공급 핸드(SH)로부터 수취하는 위치(공급 포지션(LP))까지 웨이퍼 스테이지(WS)를 이동시키기 위해 사용되는 구동 명령값을 보정하는 예를 설명했다. 대조적으로, 실시예 2는, 공급 핸드(SH)의 구동 이력에 기초하여 웨이퍼를 웨이퍼 스테이지(WS)에 전달하는 위치(공급 포지션(LP))까지 공급 핸드(SH)를 이동시키기 위해 사용되는 구동 명령값을 보정하는 예를 설명한다. 공급 핸드(SH)를 이동시키기 위해 사용되는 구동 명령값을 보정함으로써, 열변형에 의한, 공급 핸드(SH)의 공급 포지션(LP)까지 수행되는 구동 동작의 위치 어긋남이 보상된다. 도 8의 흐름도에 따른 처리는, 제어부인 제어 컴퓨터(PC)에 의해 공급 시퀀스를 실행할 때마다 행해진다.
단계 S802에서, 연산부(CALC)는, 공급 핸드(SH)의 구동 시간 및 정지 시간에 기초하여, 가이드(SHG)의 온도를 추정하기 위한 연산을 행한다. 단계 S802에서는, 실시예 1의 단계 S402의 것과 마찬가지의 방법에 의해 가이드(SHG)의 온도가 추정된다.
단계 S803에서, 연산부(CALC)는, 단계 S802에서 추정된 가이드(SHG)의 온도에 기초하여, 수취/전달 위치의 변화량(즉, 가이드(SHG)를 따르는 공급 핸드(SH)의 왕복 이동에 대응하는 가이드(SHG)의 열변형량)을 추정한다. 단계 S803에서는, 실시예 1의 단계 S403의 것과 마찬가지의 방법에 의해 수취/전달 위치의 변화량이 추정된다.
이어서, 단계 S804에서, 컨트롤러(CONT)는, 공급 핸드(SH)를 가이드(SHG)를 따라 공급 포지션(LP)(물체 수취/전달 위치)까지 구동한다. 이때, 연산부(CALC)는, 단계 S803로 추정된 열변형량에 기초하여, 공급 핸드(SH)를 공급 포지션(LP)까지 이동시키기 위한 구동 명령값을 보정한다. 이와 같이, 공급 핸드(SH)의 구동 이력에 기초하여, 공급 핸드(SH)의 공급 포지션(LP)까지의 목표 구동량을 보정함으로써, 웨이퍼(W)와 웨이퍼 스테이지(WS) 사이의 위치 관계를 일정하게 유지할 수 있다. 공급 핸드(SH)의 공급 포지션(LP)으로의 구동 동작이 완료된 후, 단계 S805에서, 컨트롤러(CONT)는 웨이퍼 스테이지(WS)를 공급 포지션(LP)까지 구동시킨다.
실시예 2에서는, 연산부(CALC)는, 단계 S803에서 추정된 수취/전달 위치의 변화량을 웨이퍼 스테이지(WS)의 구동 목표 위치에 반영하지는 않는다. 이는 단계 S804에서 이미 공급 핸드(SH)의 위치를 보정하였기 때문이다. 제어 컴퓨터(PC)는, 공급 핸드(SH)가 웨이퍼(W)를 수취/전달하는 위치를 변경함으로써 공급 핸드(SH)의 수취/전달 위치의 변화를 보정하는 처리를 종료한다.
(실시예 3)
이어서, 도 9를 참조하여 실시예 3에 따른 기판 수취/전달 방법에 대해서 설명한다. 도 9는, 실시예 3에 따른 기판 수취/전달 방법의 흐름도이다. 상술한 실시예 1에서는, 공급 핸드(SH)의 구동 시간과 정지 시간으로부터 가이드(SHG)의 온도를 추정했다. 이와 대조적으로, 실시예 3은, 공급 핸드(SH)의 구동 전류의 적산값에 기초하여 가이드(SHG)의 온도를 추정한다. 도 9의 흐름도에 따른 처리는, 제어부인 제어 컴퓨터(PC)에 의해 공급 시퀀스를 실행할 때마다 행해진다.
단계 S902에서, 연산부(CALC)는, 공급 핸드(SH)의 구동 전류의 적산값으로부터 가이드(SHG)의 온도를 추정하기 위한 연산을 행한다. 실시예 3에서는, 구동 이력으로서 공급 핸드(SH)의 구동 전류값을 사용한다. 본 경우에는, 웨이퍼 공급 카운트를 n으로 하고, 가이드의 추정 온도를 Tn으로 하면, Tn은 이하에 의해 추정될 수 있다:
Tn = Hc × R × I2 × SMPL_TIME + Cc×Tn-1 ...(5)
여기서, Hc는 온도 상승 계수를 나타내고, Cc는 온도 하강 계수를 나타내고, R은 공급 핸드(SH)를 구동하는 리니어 모터의 코일의 저항값을 나타내고, I는 공급 핸드(SH)를 구동하는 리니어 모터의 전류값을 나타내며, SMPL_TIME는 전류값을 출력하는 주기를 나타낸다.
Hc 및 Cc는 온도 변화 계수이며, 미리 구해 둘 필요가 있다. Hc는 공급 핸드(SH)를 가이드(SHG)를 따라 Y 방향으로 연속해서 구동함으로써 구할 수 있다. 온도 변화는 가이드(SHG)에 온도계를 설치함으로써 직접 계측될 수 있다. Cc는, 가이드(SHG)의 온도가 구동 동작의 종단부 온도에 도달한 후, 공급 핸드(SH)를 구동시키지 않고 가이드(SHG)의 온도 변화를 온도계를 사용하여 계측함으로써 직접 계측될 수 있다.
다른 방법으로서, 온도를 계측하지 않고, 웨이퍼(W) 상의 얼라인먼트 마크를 오프-액시스 스코프(OAS)에 의해 계측함으로써, 온도 변화를 추정할 수 있다. 수취/전달 위치의 변화를 결정하기 위해 동일한 웨이퍼 상의 동일한 마크를 계측함으로써 온도 변화를 추정할 수 있다.
온도 변화 계수는, 공급 핸드(SH)의 구동 프로파일(속도, 가속도, 및 저크 제어 조건)에 따라 변화한다. 따라서, 장치에서 사용되는 각 구동 프로파일마다 온도 변화 계수를 구해도 된다. 또한, 온도 변화 계수는, 공급 핸드(SH)의 미리정해진 각각의 누적 구동 카운트마다 구해도 된다. 이것은, 공급 핸드(SH)와 가이드(SHG) 사이의 마찰 계수가 시간에 걸쳐 열화에 의해 변화할 수 있기 때문이다. 예를 들어, 변화의 요인 하나로서, 그리스의 윤활 성능의 열화를 들 수 있다.
단계 S903에서, 연산부(CALC)는, 단계 S902에서 추정된 가이드(SHG)의 온도에 기초하여, 수취/전달 위치의 변화량(즉, 가이드(SHG)를 따르는 공급 핸드(SH)의 왕복 이동에 대응하는 가이드(SHG)의 열변형량)을 추정한다. 단계 S903에서는, 실시예 1에서의 단계 S403의 것과 마찬가지의 방법에 의해 수취/전달 위치의 변화량이 추정된다.
이어서, 단계 S904에서, 컨트롤러(CONT)는, 공급 핸드(SH)를 가이드(SHG)를 따라 공급 포지션(LP)까지 구동한다. 공급 핸드(SH)의 공급 포지션(LP)으로의 구동 동작이 완료된 후, 단계 S905에서, 컨트롤러(CONT)는, 웨이퍼 스테이지(WS)를 공급 포지션(LP)까지 구동한다. 이때, 연산부(CALC)는, 단계 S903에서 추정된 열변형량에 기초하여, 웨이퍼 스테이지(WS)를 공급 포지션(LP)까지 이동시키기 위해 사용되는 구동 명령값을 보정한다. 이와 같이, 공급 핸드(SH)의 구동 이력인 구동 전류의 적산값에 기초하여, 웨이퍼 스테이지(WS)의 공급 포지션(LP)까지의 목표 구동량을 보정함으로써, 웨이퍼(W)와 웨이퍼 스테이지(WS) 사이의 위치 관계를 일정하게 유지할 수 있다.
제어 컴퓨터(PC)는, 웨이퍼 스테이지(WS)가 웨이퍼(W)를 수취하는 위치를 변경함으로써 공급 핸드(SH)의 수취/전달 위치의 변화를 보정하는 처리를 종료한다.
(실시예 4)
이어서, 도 10을 참조하여 실시예 4에 따른 기판 수취/전달 방법에 대해서 설명한다. 도 10은 실시예 4에 따른 기판 수취/전달 방법의 흐름도이다. 상기 실시예 3에서는, 공급 핸드(SH)의 구동 이력인 구동 전류의 적산값에 기초하여 웨이퍼를 공급 핸드(SH)로부터 수취하는 위치(공급 포지션(LP))까지 웨이퍼 스테이지(WS)를 이동시키기 위해 사용되는 구동 명령값을 보정하는 예를 설명했다. 대조적으로, 실시예 4는, 공급 핸드(SH)의 구동 전류의 적산값에 기초하여 웨이퍼를 웨이퍼 스테이지(WS)에 전달하는 위치(공급 포지션(LP))까지 공급 핸드(SH)를 이동시키기 위해 사용되는 구동 명령값을 보정하는 예를 설명한다. 공급 핸드(SH)를 이동시키기 위해 사용되는 구동 명령값을 보정함으로써, 실시예 3과 마찬가지로, 열변형에 의한, 공급 핸드(SH)의 공급 포지션(LP)까지 수행되는 구동 동작의 위치 어긋남이 보상된다. 도 10의 흐름도에 따른 처리는, 제어부인 제어 컴퓨터(PC)에 의해 공급 시퀀스를 실행할 때마다 행해진다.
단계 S1002에서, 연산부(CALC)는, 공급 핸드(SH)의 구동 전류의 적산값으로부터, 가이드(SHG)의 온도를 추정하기 위한 연산을 행한다. 단계 S1002에서는, 실시예 3의 단계 S902의 것과 마찬가지의 방법에 의해 가이드(SHG)의 온도가 추정된다.
단계 S1003에서, 연산부(CALC)는, 단계 S1002에서 추정된 가이드(SHG)의 온도에 기초하여, 수취/전달 위치의 변화량(즉, 가이드(SHG)를 따르는 공급 핸드(SH)의 왕복 이동에 대응하는 가이드(SHG)의 열변형량)을 추정한다. 단계 S1003에서는, 실시예 1의 단계 S403의 것과 마찬가지의 방법에 의해 수취/전달 위치의 변화량이 추정된다.
이어서, 단계 S1004에서, 컨트롤러(CONT)는, 공급 핸드(SH)를 가이드(SHG)를 따라 공급 포지션(LP)까지 구동한다. 이때, 연산부(CALC)는, 단계 S1003에서 추정된 열변형량에 기초하여, 공급 핸드(SH)를 공급 포지션(LP)까지 이동시키기 위해 사용되는 구동 명령값을 보정한다. 이와 같이, 공급 핸드(SH)의 구동 전류의 적산값에 기초하여, 공급 핸드(SH)의 공급 포지션(LP)까지의 목표 구동량을 보정함으로써, 웨이퍼(W)와 웨이퍼 스테이지(WS) 사이의 위치 관계를 일정하게 유지할 수 있다. 공급 핸드(SH)의 공급 포지션(LP)으로의 구동 동작이 완료된 후, 단계 S1005에서, 컨트롤러(CONT)는 웨이퍼 스테이지(WS)를 공급 포지션(LP)까지 구동시킨다.
실시예 4에서는, 연산부(CALC)는, 단계 S1003에서 추정된 수취/전달 위치의 변화량을 웨이퍼 스테이지의 구동 목표 위치에 반영하지 않는다. 이는 단계 S1004에서 이미 공급 핸드(SH)의 위치를 보정했기 때문이다. 제어 컴퓨터(PC)는, 공급 핸드(SH)가 웨이퍼(W)를 수취/전달하는 위치를 변경함으로써 공급 핸드(SH)의 수취/전달 위치의 변화를 보정하는 처리를 종료한다.
이상 설명한 바와 같이, 제1 실시형태는, 공급 핸드(SH)가 웨이퍼(W)를 웨이퍼 스테이지(WS)로부터/그에 수취/전달하는 수취/전달 위치의 변화의 보정 방법을 설명했다. 이 방법은, 레티클 핸드(RSH)가 레티클(R)을 레티클 스테이지(RS)로부터/그에 수취/전달하는 수취/전달 위치의 변화의 보정에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
<제2 실시형태>
제1 실시형태에서는, 공급 핸드(SH)의 구동 동작에 의해 유발되는 미끄럼 이동 마찰에 의한 가이드(SHG)의 열팽창에 대해 설명했다. 제2 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지(WS)의 구동에 의한 웨이퍼 미동 스테이지(WSF)의 플레이트의 열팽창에 주목한다. 웨이퍼 미동 스테이지(WSF)의 플레이트의 열팽창은 평면경(WBM)과 웨이퍼 척(WC) 사이의 위치 관계를 변화시킨다. 따라서, 웨이퍼 스테이지(WS)가 공급 포지션(LP)까지 구동될 때의 웨이퍼 척(WC)의 중심 위치가 플레이트의 온도에 의해 변화한다. 그러므로, 본 실시형태에서는, 웨이퍼의 수취/전달 위치를 변경함으로써, 웨이퍼 스테이지(WS)가 웨이퍼(W)를 수취하는 위치의 변화를 보정한다.
본 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지(WS)의 구동 이력에 기초하여, 수취 위치의 변화를 추정한다. 추정된 변화를, 웨이퍼 스테이지(WS)가 웨이퍼(W)를 수취하는 위치 또는 공급 핸드(SH)가 기판을 전달하는 위치에 따라 보정한다. 웨이퍼 스테이지(WS)의 구동 이력에 기초하여 추정을 실행함으로써, 상술한 제1 실시형태에 따른 실시예 1 내지 4의 내용을 제2 실시형태에도 적용할 수 있다.
본 제2 실시형태에 따른 방법은, 레티클 스테이지(RS)가 레티클을 수취하는 위치의 변화를 보정하는 것에도 적용가능하다는 것에 유의한다. 레티클 스테이지(RS)의 구동 이력에 기초하여 수취/전달 위치의 변화가 추정되며, 레티클 스테이지(RS)가 레티클(R)을 수취하는 위치 또는 레티클 핸드(RSH)가 레티클(R)을 수취/전달하는 위치가 보정된다.
<제3 실시형태>
제1 실시형태 및 제2 실시형태에서는, 식 (1), (2) 또는 (5)와 같은 관계를 사용해서 가이드(SHG)의 온도를 추정하는 예에 대해서 설명했다. 제3 실시형태에서는, 공급 핸드(SH)의 구동 시간 및 정지 시간과 가이드(SHG)의 온도 사이의 관계를 나타내는 학습 데이터를 사용해서 학습한 신경망(추정 모델)을 취득한다. 취득된 추정 모델에 공급 핸드(SH)의 구동 시간 및 정지 시간을 입력함으로써 가이드(SHG)의 온도가 출력으로서 취득된다. 이 경우, 신경망은, 예를 들어 다층 네트워크 구조를 갖는 계층형 신경망이며, 학습 데이터를 입력하고, 오차 역전파법 등의 알고리즘을 사용해서 추정 모델을 취득할 수 있다. 학습 데이터는 실험이나 시뮬레이션에 기초하여 취득될 수 있다. 또한, 공급 핸드(SH)의 구동 전류의 적산값과 가이드(SHG)의 온도 사이의 관계를 나타내는 학습 데이터를 사용해서 학습한 추정 모델을 취득할 수 있다. 취득된 추정 모델에 공급 핸드(SH)의 구동 전류의 적산값을 입력함으로써 가이드(SHG)의 온도가 출력으로서 취득되도록 설정해도 된다.
또한, 제1 실시형태 및 제2 실시형태에서는, 식 (3) 또는 (4)와 같은 관계식에 의해 수취/전달 위치의 변화량을 추정하는 예에 대해서 각각 설명했다. 제3 실시형태에서는, 가이드(SHG)의 온도와 수취/전달 위치의 변화량 사이의 관계를 나타내는 학습 데이터를 사용해서 학습한 추정 모델을 취득함으로써 수취/전달 위치의 변화량을 추정한다. 즉, 취득된 추정 모델에 가이드(SHG)의 온도를 입력함으로써 수취/전달 위치의 변화량이 출력으로서 취득되도록 설정할 수 있다.
제3 실시형태는, 수취/전달 위치의 변화량과 공급 핸드(SH)의 구동 시간 및 정지 시간 사이의 관계, 또는 수취/전달 위치의 변화량과 구동 전류의 적산값 사이의 관계를 나타내는 학습 데이터를 사용해서 학습한 추정 모델을 취득함으로써 수취/전달 위치의 변화량을 추정할 수도 있다. 즉, 취득된 추정 모델에 공급 핸드(SH)의 구동 시간 및 정지 시간 또는 구동 전류의 적산값을 입력함으로써 수취/전달 위치의 변화량이 출력으로서 취득되도록 설정해도 된다.
또한, 공급 핸드(SH)의 각각의 미리정해진 누적 구동 카운트마다 학습 데이터를 준비해도 되고, 공급 핸드(SH)의 각각의 미리정해진 누적 구동 카운트마다 복수의 추정 모델을 취득해도 된다. 공급 핸드(SH)의 각각의 미리정해진 누적 구동 카운트마다 상이한 추정 모델을 사용하여, 가이드(SHG)의 온도 또는 수취/전달 위치의 변화량을 추정해도 된다. 이것은, 공급 핸드(SH)와 가이드(SHG) 사이의 마찰 계수가 년수에 걸쳐 변화할 수 있기 때문이다.
또한, 제1 내지 제3 실시형태에서는 공급 핸드(SH)를 사용하는 구성의 예를 각각 설명했지만, 각각의 예는 회수 핸드(RH)와 웨이퍼 스테이지(WS) 사이에서 수행되는 수취/전달에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
<물품 제조 방법의 실시형태>
본 발명의 실시형태에 따른 물품 제조 방법은, 반도체 디바이스 등의 마이크로디바이스 또는 미세구조를 갖는 소자 등의 물품을 제조하기에 적합하다. 본 실시형태에 따른 물품 제조 방법은, 상술한 기판 처리 장치(노광 장치, 임프린트 장치, 묘화 장치 등)를 사용해서 기판 상에 원판의 패턴을 형성하는 단계, 및 이전의 단계에서 패턴이 형성된 기판을 가공하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 이 물품 제조 방법은 다른 주지의 단계(산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)을 포함할 수 있다. 본 실시형태에 따른 물품 제조 방법은 종래의 방법에 비하여 물품의 성능, 품질, 생산성, 및 생산 비용 중 적어도 하나에서 유리하다.
다른 실시형태
본 발명의 실시형태(들)는, 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 저장 매체(보다 완전하게는 '비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체'라 칭할수도 있음)에 기록된 컴퓨터 실행가능 명령어(예를 들어, 하나 이상의 프로그램)를 판독 및 실행하고 그리고/또는 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하는 하나 이상의 회로(예를 들어, 주문형 집적 회로(ASIC))를 포함하는 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해, 그리고 예를 들어 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 저장 매체로부터 컴퓨터 실행가능 명령어를 판독 및 실행함으로써 그리고/또는 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 하나 이상의 회로를 제어함으로써 상기 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 실행되는 방법에 의해 실현될 수도 있다. 컴퓨터는 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 중앙 처리 유닛(CPU), 마이크로 처리 유닛(MPU))를 포함할 수 있고 컴퓨터 실행가능 명령어를 판독 및 실행하기 위한 별도의 컴퓨터 또는 별도의 프로세서의 네트워크를 포함할 수 있다. 컴퓨터 실행가능 명령어는 예를 들어 네트워크 또는 저장 매체로부터 컴퓨터에 제공될 수 있다. 저장 매체는, 예를 들어 하드 디스크, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드 온리 메모리(ROM), 분산형 컴퓨팅 시스템의 스토리지, 광디스크(예를 들어, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD) 또는 블루레이 디스크(BD)TM), 플래시 메모리 디바이스, 메모리 카드 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
(기타의 실시예)
본 발명은, 상기의 실시형태의 1개 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억 매체를 개입하여 시스템 혹은 장치에 공급하고, 그 시스템 혹은 장치의 컴퓨터에 있어서 1개 이상의 프로세서가 프로그램을 읽어 실행하는 처리에서도 실현가능하다.
또한, 1개 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들어, ASIC)에 의해서도 실행가능하다.
본 발명을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (13)

  1. 반송 장치이며,
    물체를 보유지지하면서 이동하도록 구성되는 제1 가동 디바이스;
    상기 물체를 보유지지하면서 이동하고, 상기 물체를 상기 제1 가동 디바이스에 전달하도록 구성되는 제2 가동 디바이스; 및
    상기 제1 가동 디바이스 및 상기 제2 가동 디바이스를 제어하도록 구성되는 제어부를 포함하고,
    상기 제2 가동 디바이스는, 가이드 부재와, 상기 물체를 보유지지하면서 상기 가이드 부재를 따라서 왕복 이동할 수 있도록 배치된 핸드를 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 제2 가동 디바이스의 구동 이력에 기초하여, 상기 가이드 부재를 따르는 상기 핸드의 왕복 이동에 대응하는 상기 가이드 부재의 열변형량을 추정하고, 상기 제어부는, 추정된 상기 열변형량에 기초하여, 상기 물체를 상기 제2 가동 디바이스로부터 수취하는 위치까지 상기 제1 가동 디바이스를 이동시키기 위해 사용되는 구동 명령값을 보정하는 반송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 가이드 부재를 따른 상기 핸드의 구동 이력에 기초하여 상기 가이드 부재의 온도를 추정하며, 추정된 상기 온도로부터 상기 열변형량을 추정하는 반송 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 핸드의 정지 시간과 상기 가이드 부재의 온도 하강 사이의 관계인 제1 관계와, 상기 핸드의 구동 시간과 상기 가이드 부재의 온도 상승 사이의 관계인 제2 관계에 기초하여, 상기 핸드의 상기 구동 시간과 상기 정지 시간의 이력으로부터 상기 가이드 부재의 상기 온도를 추정하는 반송 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 관계는, 상기 핸드가 정지되었을 때의 상기 가이드 부재의 수렴 온도와 상기 가이드 부재의 상기 온도 하강의 시상수에 의해 정해지는 제1 관계식을 따르는 관계이며, 상기 제2 관계는, 상기 핸드를 연속 구동할 때의 상기 가이드 부재의 수렴 온도와 상기 가이드 부재의 상기 온도 상승의 시상수에 의해 정해지는 제2 관계식을 따르는 관계인 반송 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 관계식 및 상기 제2 관계식은 상기 핸드의 각각의 구동 프로파일마다 변화하는 반송 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 구동 프로파일은 속도, 가속도, 및 저크 제어 조건을 포함하는 반송 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1 관계식 및 상기 제2 관계식은 상기 핸드의 각각의 미리정해진 누적 구동 카운트마다 변화하는 반송 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 핸드의 상기 구동 이력으로서, 상기 제2 가동 디바이스의 구동 전류의 적산값을 구하고, 상기 적산값으로부터 상기 가이드 부재의 상기 온도를 추정하는 반송 장치.
  9. 반송 장치이며,
    물체를 보유지지하면서 이동하도록 구성되는 제1 가동 디바이스;
    상기 물체를 보유지지하면서 이동하고, 상기 물체를 상기 제1 가동 디바이스에 전달하도록 구성되는 제2 가동 디바이스; 및
    상기 제1 가동 디바이스 및 상기 제2 가동 디바이스를 제어하도록 구성되는 제어부를 포함하고,
    상기 제2 가동 디바이스는, 가이드 부재와, 상기 물체를 보유지지하면서 상기 가이드 부재를 따라서 왕복 이동할 수 있도록 배치된 핸드를 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 제2 가동 디바이스의 구동 이력에 기초하여, 상기 가이드 부재를 따르는 상기 핸드의 왕복 이동에 대응하는 상기 가이드 부재의 열변형량을 추정하고, 추정된 상기 열변형량에 기초하여, 상기 물체를 상기 제1 가동 디바이스에 전달하는 위치까지 상기 핸드를 이동시키기 위해 사용되는 구동 명령값을 보정하는 반송 장치.
  10. 기판 상에 패턴을 형성하는 기판 처리 장치이며,
    제1항에서 규정된 반송 장치를 포함하고,
    상기 물체는 상기 기판이며,
    상기 제1 가동 디바이스는 상기 기판을 보유지지하면서 이동하도록 구성되는 기판 스테이지인 기판 처리 장치.
  11. 원판을 사용해서 기판 상에 패턴을 형성하는 기판 처리 장치이며,
    제1항에서 규정된 반송 장치를 포함하고,
    상기 물체는 상기 원판이며,
    상기 제1 가동 디바이스는 상기 원판을 보유지지하면서 이동하도록 구성되는 원판 스테이지인 기판 처리 장치.
  12. 물품 제조 방법이며,
    제10항에서 규정된 기판 처리 장치를 사용해서 기판 상에 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 패턴 형성이 형성된 상기 기판을 처리하는 단계를 포함하며,
    처리된 상기 기판으로부터 상기 물품을 제조하는 물품 제조 방법.
  13. 물품 제조 방법이며,
    제11항에서 규정된 기판 처리 장치를 사용해서 기판 상에 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 단계를 포함하며,
    처리된 상기 기판으로부터 상기 물품을 제조하는 물품 제조 방법.
KR1020190171830A 2018-12-21 2019-12-20 반송 장치, 기판 처리 장치, 및 물품 제조 방법 KR102547596B1 (ko)

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