KR20240047915A - 모터 제어 방법, 반송 장치 및 기억 매체 - Google Patents

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요우이치 마사키
미츠테루 야노
에이이치 세키모토
즈요시 오츠카
아키히로 데라모토
데페이 이토
고지 다카야나기
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 기판 처리 장치에 있어서 피반송체를 정밀도 높게 반송 목표 위치에 반송한다. 기판 처리 장치에서의 피반송체를 모터의 구동에 의해 이동하는 이동체에 의해 반송하기 위한 모터 제어 방법은, 상기 모터의 구동에 관함과 함께 당해 모터의 발열에 의해 변동하는 구동 데이터를 다른 시간에 취득하는 데이터 취득 공정과, 상기 모터의 발열에 의한 상기 피반송체의 반송 목표 위치에 대한 어긋남이 보상되도록, 상기 각 구동 데이터에 기초하여 당해 모터에 공급하는 전류를 제어하여, 상기 피반송체를 반송하는 반송 공정을 구비한다.

Description

모터 제어 방법, 반송 장치 및 기억 매체{MOTOR CONTROL METHOD, TRANSFER DEVICE, AND STORING MEDIUM}
본 개시는, 모터 제어 방법, 반송 장치 및 소프트웨어를 저장한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조에 사용되는 도포, 현상 장치에는, 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 기재함)를 처리하는 처리 모듈과, 당해 처리 모듈에 웨이퍼를 반송하는 반송 기구인 반송 암이 마련된다. 특허문헌 1에는, 반송 암의 위치 결정 동작에 관한 모터 제어 프로그램에 대해서 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2013-230036호 공보
본 개시는, 기판 처리 장치에 있어서 피반송체를 정밀도 높게 반송 목표 위치에 반송할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 모터 제어 방법은, 기판 처리 장치에서의 피반송체를 모터의 구동에 의해 이동하는 이동체에 의해 반송하기 위한 모터 제어 방법에 있어서,
상기 모터의 구동에 관함과 함께 당해 모터의 발열에 의해 변동하는 구동 데이터를 다른 시간에 취득하는 데이터 취득 공정과,
상기 모터의 발열에 의한 상기 피반송체의 반송 목표 위치에 대한 어긋남이 보상되도록, 상기 각 구동 데이터에 기초하여 당해 모터에 공급하는 전류를 제어하여, 상기 피반송체를 반송하는 반송 공정
을 구비한다.
본 개시는, 기판 처리 장치에 있어서 피반송체를 정밀도 높게 반송 목표 위치에 반송할 수 있다.
도 1은 본 개시의 기판 처리 장치의 일 실시 형태에 관한 도포, 현상 장치의 평면도이다.
도 2는 상기 도포, 현상 장치의 종단 정면도이다.
도 3은 상기 도포, 현상 장치에 마련되는 처리 블록의 사시도이다.
도 4는 상기 처리 블록에 마련되는 반송 기구의 개략 횡단 평면도이다.
도 5는 상기 반송 기구가 구비하는 베이스의 횡단 평면도이다.
도 6은 비교 형태의 모터의 제어 방법의 개요를 도시하는 설명도이다.
도 7은 본 개시의 모터의 제어 방법의 개요를 도시하는 설명도이다.
도 8은 상기 모터의 제어 방법을 도시하는 블록도이다.
도 9는 상기 모터의 토크 비율의 시간 추이를 나타내는 그래프이다.
도 10은 상기 토크 비율 및 구간의 대응 관계를 나타내는 타임차트이다.
본 개시의 일 실시 형태인 반송 기구를 구비하는 기판 처리 장치의 일례인 도포, 현상 장치(1)에 대해서, 도 1의 평면도 및 도 2의 종단 정면도를 참조하여 설명한다. 도포, 현상 장치(1)는 노광기(D4)와 함께, 웨이퍼(W)에 포토리소그래피를 행하기 위한 시스템을 이루고, 캐리어 블록(D1)과, 처리 블록(D2)과, 인터페이스 블록(D3)이 가로 방향으로 일렬로 접속됨으로써 구성되어 있다. 이후의 설명에서는, 이 블록의 열을 따른 방향을 좌우 방향으로 한다. 또한, 이 좌우 방향은 후술하는 X 방향에 직교하는 방향이며, Y 방향으로 기재하는 경우가 있다. 인터페이스 블록(D3)에는, 처리 블록(D2)이 접속되는 측과는 반대측에 노광기(D4)가 접속되어 있다. 웨이퍼(W)는 반송 용기인 캐리어(C)에 수납된 상태에서, 당해 캐리어 블록(D1)에 마련되는 스테이지(11)에 적재된다. 캐리어 블록(D1)은, 스테이지(11) 상의 캐리어(C)에 대하여 웨이퍼(W)를 반입 및 반출하는 반송 기구(F1)를 구비한다.
계속해서, 처리 블록(D2)의 구성을 설명한다. 처리 블록(D2)은, 서로 구획된 6개의 단위 블록(H1 내지 H6)이, 번호순으로 밑에서부터 적층되어 구성되어 있다. 각 단위 블록(H(H1 내지 H6))에 있어서, 서로 병행하여 웨이퍼(W)의 반송 및 처리가 행해진다. 단위 블록(H1 내지 H3)이 서로 마찬가지의 구성이며, 단위 블록(H4 내지 H6)이 서로 마찬가지의 구성이다. 단위 블록(H1 내지 H6) 중, 대표적으로 도 1에 도시하는 단위 블록(H2)에 대해서 설명한다. 단위 블록(H2) 전후의 중앙에는, 좌우로 직선상으로 신장되는 웨이퍼(W)의 반송로(13)가 형성되어 있다. 반송로(13)의 전방측에는, 웨이퍼(W)에 레지스트를 공급(도포)해서 레지스트막을 형성하는 2개의 레지스트막 형성 모듈(14)이 좌우로 나란히 마련되어 있다. 반송로(13)의 후방측에는, 가열 모듈(15)이 좌우로 다수 나란히 마련되어 있다. 또한, 이 가열 모듈(15)은 상하로 적층되어 있고, 각 가열 모듈은 웨이퍼(W)가 적재되는 열판을 구비하여, 레지스트막 형성 후의 웨이퍼(W)를 가열한다. 상기한 반송로(13)에는, 단위 블록(H2)에서 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 기구(F2)가 마련되어 있다.
단위 블록(H4 내지 H6)에 대해서, 단위 블록(H2)과의 차이점을 중심으로 설명하면, 단위 블록(H4 내지 H6)은, 레지스트막 형성 모듈(14) 대신에 현상 모듈을 구비하고 있다. 또한, 단위 블록(H4 내지 H6)에서는, 레지스트막 형성 후의 가열 모듈(15) 대신에, 노광 후, 현상 전의 가열 처리인 PEB(Post Exposure Bake)를 행하는 가열 모듈이 마련된다. 또한, 각 단위 블록(H1, H3 내지 H6)에는, 단위 블록(H2)과 마찬가지로 반송 기구(F2)가 각각 마련되어 있다.
그리고 각 단위 블록(H1 내지 H6)의 반송로(13)의 좌단부에는, 당해 단위 블록(H1 내지 H6)에 걸치도록 상하로 연장하는 타워(T3)가 마련되어 있다. 타워(T3)에는, 단위 블록(H1 내지 H6)에 각각 대응하는 높이에 전달 모듈(TRS), 온도 조정 모듈(SCPL)이 마련되어 있고, 타워(T3)의 근방에 마련되는 승강 가능한 반송 기구(F3)에 의해, 당해 타워(T3)의 모듈간에서 웨이퍼(W)의 전달이 가능하게 되어 있다.
타워(T3)의 TRS, SCPL에 대해서, 대응하는 단위 블록(H1 내지 H6)과 동일한 숫자를 첨부하여 TRS1 내지 TRS6, SCPL1 내지 SCPL6으로서 나타내고 있다. 이 TRS1 내지 TRS6 및 후술하는 각처의 TRS는, 반송 기구간에서의 웨이퍼(W)의 전달을 위해서 웨이퍼(W)를 가배치하는 모듈이며, 각 단위 블록(H1 내지 H6)의 반송 기구(F2)가 액세스한다. 또한 타워(T3)에는, 반송 기구(F3)와 캐리어 블록(D1)의 반송 기구(F1)의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 TRS7, TRS8도 마련되어 있다. 상기한 SCPL1 내지 SCPL6은, 웨이퍼(W)의 온도를 조정 가능한 모듈이다.
계속해서, 인터페이스 블록(D3)에 대해서 설명한다. 인터페이스 블록(D3)은, 단위 블록(H1 내지 H6)에 걸치도록 상하로 신장되는 타워(T4 내지 T6)를 구비하고 있다. 또한 인터페이스 블록(D3)에는 반송 기구(F4 내지 F6)가 마련되어 있어, 이들 반송 기구(F4 내지 F6)에 의해 타워(T4 내지 T6)에 각각 마련되는 각종 모듈간에서 웨이퍼(W)가 전달된다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 타워(T4)는, 단위 블록(H1 내지 H6)의 각 높이에 TRS를 구비하고 있고, 단위 블록과 동일한 높이에 위치하는 TRS에 대해서, 당해 단위 블록과 동일한 숫자와 영문 A를 첨부함으로써, TRS1A 내지 TRS6A로서 나타낸다. 또한, 타워(T4)에는, 노광기(D4)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하기 위한 모듈인 ICPL, TRS7A가 마련되어 있다. ICPL은 SCPL과 마찬가지로, 웨이퍼(W)의 온도를 조정한다. 타워(T5, T6)에 대해서는 설명의 복잡화를 피하기 위해서 설명을 생략하고, 이하에 도포, 현상 장치(1)에서의 웨이퍼(W)의 반송 흐름을 설명한다.
우선, 캐리어(C)로부터 반송 기구(F1)에 의해 불출된 웨이퍼(W)는, 타워(T3)의 전달 모듈(TRS7)에 반송되어, 반송 기구(F3)에 의해 타워(T3)의 전달 모듈(TRS1 내지 TRS3)에 배분된다. 그리고 당해 웨이퍼(W)는, 단위 블록(H1 내지 H3)의 각 반송 기구(F2)에 의해 수취되어, 온도 조정 모듈(SCPL1 내지 SCPL3)→레지스트막 형성 모듈(14)→가열 모듈(15)의 순으로 반송된다. 그렇게 반송되어 레지스트막이 형성된 웨이퍼(W)는, 전달 모듈(TRS1A 내지 TRS3A)에 반송되어, 반송 기구(F4)→ICPL→반송 기구(F6)→노광기(D4)의 순으로 반송되어서, 레지스트막이 노광된다.
노광 후의 웨이퍼(W)는, 반송 기구(F6)→TRS7A의 순으로 반송된 후, 반송 기구(F5)에 의해, 전달 모듈(TRS4A 내지 TRS6A)에 배분된다. 그렇게 TRS4A 내지 TRS6A에 반송된 웨이퍼(W)는, 단위 블록(H4 내지 H6)의 각 반송 기구(F2)에 의해 가열 모듈→온도 조정 모듈(SCPL4 내지 SCPL6)→현상 모듈의 순으로 반송된다. 그에 의해 레지스트막이 현상되어, 웨이퍼(W)에 레지스트 패턴이 형성된다. 현상 후의 웨이퍼(W)는, 전달 모듈(TRS4 내지 TRS6)에 반송되어, 반송 기구(F3)→전달 모듈(TRS8)의 순으로 반송되어서, 반송 기구(F1)에 의해 캐리어(C)에 반입된다.
이상과 같이, 웨이퍼(W)는 반송 기구(F1 내지 F6)에 의해 도포, 현상 장치(1)에서의 모듈에 차례로 반송되어서 처리되어, 처리 완료된 웨이퍼(W)가 캐리어(C)로 되돌려진다. 또한, 모듈이란, 웨이퍼(W)를 적재 가능하게 구성되는 장소이며, 각각 적재부를 구비한다. 모듈을 대표해서, 레지스트막 형성 모듈(14)에 대해서 설명한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 레지스트막 형성 모듈(14)은, 컵(81)과, 컵(81) 내에 배치되는 적재부인 스핀 척(82)과, 웨이퍼(W)에 레지스트를 공급하는 공급 기구(83)를 구비하고 있다. 스핀 척(82)은, 적재된 웨이퍼(W)를 흡착 보유 지지해서 연직축 주위로 회전한다.
평면으로 보았을 때의 스핀 척(82)의 회전 중심을 중심점(P0), 반송 기구(F2)에 지지되는 평면으로 보았을 때의 웨이퍼(W)의 중심을 중심점(P1)으로 해서, 각각 도 1 중에 도시하고 있다. 반송 기구(F2)는, 웨이퍼(W)를 컵(81)의 후방측으로부터 스핀 척(82)의 상방을 향해서 이동시켜서, 평면으로 보아 스핀 척(82)의 중심점(P0) 상에 웨이퍼(W)의 중심점(P1)이 정렬되도록 반송한다. 즉, 평면으로 보아 중심점(P0)에 웨이퍼(W)의 중심점(P1)이 정렬되는 위치가, 이 스핀 척(82)에 대한 웨이퍼(W)의 반송 목표 위치이다. 그렇게 반송 목표 위치에 반송된 웨이퍼(W)는, 레지스트막 형성 모듈(14)에 마련되는 승강 가능한 핀(도시하지 않음)의 상승, 당해 핀에 의한 지지, 기판 지지부(2)의 대기 위치로의 이동, 핀의 하강이라는 일련의 동작에 의해 스핀 척(82)에 적재되어, 흡착 보유 지지된다.
레지스트막 형성 모듈(14)의 공급 기구(83)에 대해서는, 모터(88)의 구동력에 의해 좌우 방향(Y 방향)으로 이동하는 이동부(85)와, 이동부(85)에 마련되는 레지스트 노즐(87)을 구비한다. 레지스트 노즐(87)은, 스핀 척(82)의 상방의 처리 위치와, 평면으로 보아 컵(81)의 외측의 대기 위치의 사이를 이동 가능하여, 처리 위치로부터의 웨이퍼(W)의 중심점(P1)에의 레지스트의 공급과, 웨이퍼(W)의 회전에 의한 스핀 코트로 레지스트막이 형성된다. 처리가 끝나고, 레지스트막 형성 모듈(14)로부터 반송 기구(F2)가 웨이퍼(W)를 수취할 때는, 레지스트막 형성 모듈(14)에 웨이퍼(W)를 반송할 때와는 역의 수순의 동작이 행해진다.
다른 모듈에 관한 설명은 생략하지만, 반송 기구(F2)와 레지스트막 형성 모듈(14)의 사이에서의 웨이퍼(W)의 전달과 마찬가지로, 모듈마다 설정되는 반송 목표 위치에 반송 기구가 웨이퍼(W)를 반송함으로써, 당해 웨이퍼(W)의 전달이 행해진다. 각 모듈은, 웨이퍼(W)가 적재되는 적재부를 구비하고 있다. 모듈에 따라서는 승강하는 핀이 마련되지 않기 때문에, 당해 핀의 동작 대신에 반송 기구가 승강함으로써 웨이퍼(W)의 전달이 이루어진다. 또한, 이미 설명한 반송 경로에서 설명한 바와 같이, 반송 기구(F1, F6)에 관해서는, 모듈뿐만 아니라 캐리어(C), 노광기(D4)에 대해서도 웨이퍼(W)의 전달을 행하게 되는데, 그것들에 대해서도 모듈에 대한 전달과 마찬가지로 행해진다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 도포, 현상 장치(1)는, 컴퓨터인 상위 컨트롤러(10)를 구비하고 있다. 상위 컨트롤러(10)는, 소프트웨어, 기억부 및 CPU를 구비하고 있다. 이 소프트웨어는, 예를 들어 콤팩트 디스크, 하드 디스크, DVD 등의 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 저장되어, 상위 컨트롤러(10)에 인스톨된다. 또한 소프트웨어에는, 도포, 현상 장치(1)에서의 일련의 동작을 실시할 수 있도록 스텝군이 내장되어 있다. 그리고 당해 소프트웨어에 의해 상위 컨트롤러(10)는 도포, 현상 장치(1)의 각 부에 제어 신호를 출력하여, 반송 기구(F1 내지 F6)의 반송 동작이나 각 모듈의 처리 동작이 제어되고, 이미 설명한 반송 경로에서의 웨이퍼(W)의 반송 및 웨이퍼(W)의 처리가 행해진다. 또한, 반송 기구(F1 내지 F6) 중 임의의 1개와, 이 상위 컨트롤러(10)와, 후술하는 하위 컨트롤러(7) 및 모터 드라이버(8)가 반송 장치를 구성한다.
이하, 반송 기구(F1 내지 F6)의 대표로서 처리 블록(D2)의 반송 기구(F2)에 대해서, 도 3의 사시도, 도 4의 개략 횡단 평면도 및 도 5의 개략 횡단 평면도를 참조하여 설명한다. 반송 기구(F2)는 개략 구조로서, 2개의 기판 지지부(2)(이동체)와, 베이스(3)와, 승강대(4)와, 프레임(5)과, 좌우 구동용 블록(6)을 이 순으로 접속해서 구비하고 있다.
좌우 구동용 블록(6)은 좌우로 긴 블록이며, 좌우로 배열되는 가열 모듈(15)의 열의 하방에 마련되어 있다. 프레임(5)은 기립한 세로로 긴 사각 프레임 형상으로 구성되어 있다. 프레임(5)의 하부 후방이 좌우 구동용 블록(6)에 접속되어 있고, 당해 프레임(5)은 좌우로 직선 이동한다. 승강대(4)는 프레임(5)에 둘러싸이는 영역으로부터 전방으로 신장되도록 마련되어, 승강대(4)의 후방측 측부가 프레임(5)에 접속되어 있다. 승강대(4)는, 연직 방향으로 직선 이동한다. 이 승강대(4) 상에 평면으로 보아 직사각 형상의 베이스(3)가 마련되고, 연직축 주위로 회전한다.
베이스(3)의 상방에 서로 겹쳐서 기판 지지부(2)가 마련되어 있다. 기판 지지부(2)는 웨이퍼(W)의 측 둘레를 둘러싸는 평면으로 보아 대략 C자상의 수평판인 포위부(20)와, 포위부(20)로부터 당해 포위부(20)에 둘러싸이는 영역에 돌출되는 복수의 돌출부(21)를 구비하고, 돌출부(21)에 웨이퍼(W)의 하면의 주연부가 지지된다. 베이스(3)의 길이 방향인 직선 방향을 따라, 2개의 기판 지지부(2)는 독립적으로 수평 이동한다.
상기한 모듈에의 웨이퍼(W)의 반송은, 평면으로 보아 베이스(3)가 웨이퍼(W)의 전달 대상의 모듈에 나란한 상태로 된다. 예를 들어 상기한 레지스트막 형성 모듈(14)이 전달 대상일 경우에는, 평면으로 보아 베이스(3)가 레지스트막 형성 모듈(14)의 후방에 위치한다. 그리고 기판 지지부(2)가 베이스(3) 상을 이동하여, 상술한 바와 같이 반송 목표 위치에 웨이퍼(W)가 반송된다.
또한, 이 기판 지지부(2)의 이동 방향을 X 방향으로 하고, X 방향의 일방측, 타방측을 각각 +X측, -X측으로서 기재하는 경우가 있다. 기판 지지부(2)는, 베이스(3)의 이동 시에는, 베이스(3)에 겹치는 대기 위치(도 1, 도 3에 도시하는 위치)로, 모듈에 대하여 웨이퍼(W)의 전달(반송, 수취)을 행할 때는, 대기 위치의 +X측에서의 반송 위치로 각각 이동한다. 상기한 기판 지지부(2)를 이루는 포위부(20)는, +X측에 개방되도록 환이 절결된 구성이다. 포위부(20)의 -X측에는 기판 지지부(2)를 베이스(3)에 접속하는 접속부(27)가 마련되어 있다.
베이스(3), 승강대(4), 프레임(5), 좌우 구동용 블록(6)은, 각각 하우징(36, 46, 56, 66)에 의해 구성되어 있고, 따라서 이들 베이스(3), 승강대(4), 프레임(5), 좌우 구동용 블록(6)은, 내부에 공간을 구비하고 있다. 상기한 바와 같이 기판 지지부(2)는 베이스(3)에, 베이스(3)는 승강대(4)에, 승강대(4)는 프레임(5)에, 프레임(5)은 좌우 구동용 블록(6)에 각각 접속되어 있지만, 보다 상세하게는 하우징 내부의 공간에 마련되는 구동 기구에 접속되어 있다.
베이스(3)의 하우징(36) 내의 공간에는, 2개의 기판 지지부(2)를 각각 X 방향으로 개별로 직선 이동시키는 직선 구동 기구(31, 31)가 마련되고, 하우징(56) 내의 공간에는, 승강대(4)를 승강시키는 직선 구동 기구(51)가 마련되고, 하우징(66) 내의 공간에는, 프레임(5)을 직선 이동시키는 직선 구동 기구(61)가 마련되어 있다. 또한, 승강대(4)의 하우징(46) 내의 공간에는, 베이스(3)를 회전시키는 회전 구동 기구가 마련되어 있고, 이 회전 구동 기구와, 직선 구동 기구(31, 51, 61)를 총칭해서 각 구동 기구라고 기재하는 경우가 있다. 또한, 직선 구동 기구(51)의 도시는 생략한다.
직선 구동 기구(31, 51, 61) 중, 도 5를 사용하여 베이스(3)의 직선 구동 기구(31)를 설명한다. 또한, 도 5에서는 2개의 직선 구동 기구(31) 중 1개를 도시하고 있다. 직선 구동 기구(31)는, 가이드 레일(32)과, 1조의 풀리(33)와, 모터(34)와, 구동 벨트(35)에 의해 구성되어 있다. 가이드 레일(32)은, 이동시키는 대상인 기판 지지부(2)의 이동 방향(즉 X 방향)을 따라 신장된다. 1조의 풀리(33)는, X 방향을 따라 이격되어 배치되고, X 방향에 직교하는 수평축 주위로 회전하도록 마련되어 있다.
모터(34)는 예를 들어 서보 모터이며, 모터(34)의 구동에 관함과 함께 당해 모터(34)의 발열에 의해 변동하는 구동 데이터로서 토크의 데이터를 후술하는 하위 컨트롤러(7)에 송신한다. 또한, 이 모터(34)의 구동에 관한 구동 데이터란, 모터(34)를 구동시킴으로써 취득 가능한 데이터이며, 예를 들어 모터(34)의 주위에 배치됨으로써 당해 모터(34)의 동작과는 관계 없이 온도를 검출하는 온도 센서의 검출 데이터를 의미하는 것은 아니다. 이 모터(34)는, 1조의 풀리(33) 중 한쪽 풀리(33)에 접속되어, 당해 풀리(33)를 회전시킨다.
구동 벨트(35)는, 1조의 풀리(33)에 걸쳐져 있는 무단(즉 환상)의 벨트이다. 기판 지지부(2)의 접속부(27)는, 하우징(36)의 측면에 X 방향으로 신장되는 슬릿상의 관통 구멍을 통해서 가이드 레일(32) 및 구동 벨트(35)에 접속되어 있다. 모터(34)의 회전에 의한 구동 벨트(35)의 이동으로, 기판 지지부(2)는 X 방향으로 이동한다.
직선 구동 기구(51, 61)에 대해서는, 가이드 레일(32)의 신장 방향, 2개의 풀리(33)의 배열 방향 및 배치 간격, 각 풀리(33)의 회전축 배향, 이들 가이드 레일(32)이나 풀리(33) 등의 구성 부재의 크기, 모터(34)의 회전 방향 등이, 직선 구동 기구(31)와는 다른 것을 제외하고, 직선 구동 기구(31)와 마찬가지의 구성이다. 이들 직선 구동 기구(51, 61)가 마련되는 하우징(56, 66)에 대해서는, 하우징(36)과 마찬가지로, 슬릿상의 관통 구멍이, 직선 이동시키는 대상의 이동 방향을 따라 신장되도록 형성되어 있다. 당해 직선 이동시키는 대상에 마련되는 접속부가, 이 관통 구멍을 통해서 하우징 내의 직선 구동 기구에 접속된다.
베이스(3)를 승강시키는 직선 구동 기구(51)에 관한 설명은 생략한다. 베이스(3)를 좌우 방향(Y 방향)으로 이동시키는 직선 구동 기구(61)에 대해서 간단하게 설명해 두면, 풀리(33)는 하우징(66) 내에 좌우로 이격되어 마련되고, 그 회전축이 연직축을 따르도록 배치되고, 구동 벨트(35)가 걸려 있다. 가이드 레일(32)은, 좌우 방향으로 신장된다. 하우징(66)의 전방면에는 관통 구멍이 개구되고, 직선 이동시키는 대상인 프레임(5)의 후방부에 마련되는 접속부(57)가 당해 관통 구멍을 통해서, 가이드 레일(32) 및 구동 벨트(35)에 접속되어 있다. 또한, 베이스(3)를 회전시키는 회전 구동 기구에 대해서는, 가이드 레일(32)이 마련되지 않는 것을 제외하고 직선 구동 기구와 마찬가지이며, 구동 벨트(35)를 통해서 모터(34)에 의해 회전하는 풀리에 베이스(3)가 접속된다.
이상으로 설명한 반송 기구(F2)의 각 구동 기구의 모터(34)에는, 각종 제어 회로를 구비한 모터 드라이버(8)가 각각 접속되어 있고, 이들 모터 드라이버(8)는, 하위 컨트롤러(7)에 각각 접속되어 있다. 그리고 하위 컨트롤러(7)는 상위 컨트롤러(10)에 접속되어 있다. 또한, 하위 컨트롤러(7) 및 모터 드라이버(8)의 도 1 내지 5에서의 표시는 생략하고 있다.
상위 컨트롤러(10)는 앞서 서술한 반송 경로로 웨이퍼(W)가 반송되도록, 하위 컨트롤러(7)에 이동 지령 신호를 출력한다. 하위 컨트롤러(7)는, 그 이동 지령 신호에 따라서 모터 드라이버(8)에 펄스 신호를 출력한다. 모터 드라이버(8)는 전원에 접속되어 있어, 그 펄스 신호의 펄스수에 따른 전류가 모터(34)에 공급되도록 제어하고, 공급된 전류에 따른 회전량으로 당해 모터(34)가 회전한다. 구체적으로는, 출력되는 펄스수가 많을수록 모터(34)에 공급되는 전류도 커지고, 모터(34)의 회전량도 커진다.
여기서, 본 개시의 반송 기구(F2)의 동작의 제어 방법을 알기 쉽게 설명하기 위해서, 우선 본 개시의 모터 제어 방법을 행하지 않는 비교 형태의 반송 기구(F2)의 동작에 대해서, 도 6을 참조하여 설명한다. 더욱 구체적으로는, 레지스트막 형성 모듈(14)의 스핀 척(82)에 웨이퍼(W)를 반송할 때의, 기판 지지부(2) 및 직선 구동 기구(31)를 포함하는 베이스(3)의 모습에 대해서 설명한다. 또한, 이 도 6 및 다음에 나타내는 도 7은 제어의 개요를 나타내는 것이기 때문에, 모터 드라이버(8)의 도시는 생략하고, 하위 컨트롤러(7)로부터의 펄스 신호가 모터(34)에 직접 입력되도록 나타내고 있다. 또한, 이 스핀 척(82)에의 웨이퍼(W)의 반송 시의 기판 지지부(2)의 이동 방향인 X 방향은, Y 방향에 직교한다.
기판 지지부(2)가 베이스(3) 상의 대기 위치에 위치하는 상태에서, 상위 컨트롤러(10)로부터 이동 지령 신호가 출력되고, 그 이동 지령 신호에 의해 지정되는 수의 펄스에 대응하는 전류가 직선 구동 기구(31)의 모터(34)에 출력되어, 기판 지지부(2)가 +X 방향으로 이동하여, 반송 위치에 위치한다. 도포, 현상 장치(1)가 가동을 개시하고 얼마 지나지 않은 시간대에서는, 상술한 바와 같이 평면으로 보아 반송 위치에서의 기판 지지부(2)에 지지되는 웨이퍼(W)의 중심점(P1)과 스핀 척(82)의 중심점(P0)이 정렬된다(도 6 좌측).
그러나 도포, 현상 장치(1)의 가동이 계속되어, 직선 구동 기구(31)에 의한 반송 동작이 반복되면 모터(34)의 온도가 상승하고, 베이스(3)를 구성하는 하우징(36) 내에 축열되어, 당해 하우징(36)이 열팽창한다. 그에 의해 하우징(36)에 마련되는 직선 구동 기구(31)를 구성하는 풀리(33)간의 거리가 넓어져서 구동 벨트(35)가 신장되어, 1펄스당 기판 지지부(2)의 이동량이 커진다. 따라서, 미리 설정된 수의 펄스에 대응하는 전류가 공급되어 기판 지지부(2)가 대기 위치에서 반송 위치로 이동함에 있어서, 당해 반송 위치는 +X측으로 어긋난다.
그 때문에 도 6의 우측에 도시하는 바와 같이, 평면으로 보아 반송 위치에서의 기판 지지부(2)에 지지되는 웨이퍼(W)의 중심점(P1)은, 스핀 척(82)의 중심점(P0)에 대하여 +X측으로 어긋난다. 이 어긋남이 유지된 채, 웨이퍼(W)는 스핀 척(82)에 적재되어버린다. 그 때문에, 웨이퍼(W)의 중심점(P1)으로부터 편심된 위치에 레지스트가 공급되어, 웨이퍼(W)의 면 내에서의 레지스트막의 막 두께 분포가 이상으로 되어버릴 우려가 있다.
이 평면으로 보았을 때의 중심점(P0-P1)간의 X 방향의 어긋남양을 도면 중에 L로서 나타내고 있고, 이 어긋남양(L)은, 하우징(36)의 열팽창에 의한 길이 방향의 신장량에 따라서 변동한다. 하우징(36) 내의 축열이 진행됨에 따라서 어긋남양(L)도 커지는데, 결국 열팽창은 포화하여, 어긋남양의 상승도 한계점이 된다. 또한, 그렇게 상승이 한계점에 다달았을 때의 어긋남양(L)은, 예를 들어 수십㎛ 정도이다. 도포, 현상 장치(1)의 가동의 휴지에 의해 모터(34)의 발열이 잦아들고, 하우징(36) 내가 방열되면 하우징(36)은 수축한다. 따라서, 기판 지지부(2)의 반송 위치는 -X측으로 시프트하고, 어긋남양(L)은 작아진다.
레지스트막 형성 모듈(14)에 대한 웨이퍼(W)의 반송을 예시하였지만, 다른 모듈에 대한 웨이퍼(W)의 반송 시에도 마찬가지로 어긋남이 생기게 되어, 그 어긋남에 의해 웨이퍼(W)의 처리에 이상이 생길 우려가 있다. 예를 들어, 가열 모듈(15)의 열판에 대한 웨이퍼(W)의 위치 어긋남이 생긴 경우에는, 웨이퍼(W)의 면 내에서의 온도 분포가 변동되어버릴 우려가 있다.
이상과 같이 모터(34)의 발열에 기인해서 X 방향에서의 중심점(P0-P1)간의 어긋남이 발생하는데, 이 모터(34)의 발열이 커짐에 따라서, 동작 중인 당해 모터(34)로부터 출력되는 토크는 상승한다. 도 7은, 본 개시의 모터의 제어 방법의 개요를 도시하는 설명도이며, 도 6과 마찬가지로 스핀 척(82)에 웨이퍼(W)를 전달함에 있어서, 기판 지지부(2)가 반송 위치로 이동한 상태를 나타낸다. 본 개시의 모터의 제어 방법으로서는, 토크에 기초하여, 모터(34)를 구동시키는 펄스수를 변경한다. 구체적으로는, 상위 컨트롤러(10)로부터의 이동 지령 신호에 의해 지정되는 펄스수(이후는 규정 펄스수로서 기재함)와, 이 규정 펄스수의 보정량인 보정 펄스수로부터 산출되는 펄스수(이후는 지령 펄스수라고 기재함)에 상당하는 전류를 모터(34)에 공급하여, 기판 지지부(2)를 대기 위치에서 반송 위치로 이동시킨다. 이 보정 펄스수를, 토크에 기초하여 산출한다. 따라서, 보정 펄스수 및 지령 펄스수는, 취득되는 토크에 따라서 증감된다.
도 7의 좌측은, 도 6의 좌측과 마찬가지로 하우징(36)의 열팽창이 일어나 있지 않은 상태를 도시하고, 도 7의 우측은, 도 6의 우측과 마찬가지로 하우징(36)이 열팽창한 상태를 도시한다. 이 도 7에 도시하는 바와 같이, 도 6에서 설명한 열팽창 시의 웨이퍼(W)의 중심점(P1)의 스핀 척(82)의 중심점(P0)에 대한 +X측으로의 어긋남양(L)이 보상되도록 보정 펄스수가 산출된다. 그리고 평면으로 보아 중심점(P0, P1)이 정렬되도록 기판 지지부(2)를 반송 위치로 이동시키기 위해서, 모터(34)에 공급되는 전류가 제어된다. 즉, 어긋남양(L)에 따른 보정 펄스수가 산출되고, 이 어긋남양(L)이 보상되도록 공급되는 전류가 제어된다. 따라서, 모터(34)를 구동시키는 지령 펄스수로서는, 하우징(36)의 열팽창이 커짐에 따라서 반송 위치가 -X측으로 시프트하도록 변경된다. 이상과 같이, 본 제어에서는 피드 포워드 제어로서, 기판 지지부(2)가 반송 위치로 이동하기 전에, 이 반송 위치의 보정이 이루어지게 된다.
후에 상세하게 설명하지만, 상기한 보정 펄스수를 산출함에 있어서는 토크 외에 직선 구동 기구(31)에 고유한 특성 데이터를 사용한다. 또한, 토크에 대해서는 하나의 구간에서 취득되는 복수의 데이터, 이 하나의 구간에 계속되는 다른 구간에서 취득되는 복수의 데이터를 사용한다. 설명의 편의상, 직선 구동 기구(31)의 모터(34)의 제어의 개요에 대해서 설명하였지만, 직선 구동 기구(61)의 모터(34)에 대해서도 마찬가지로 제어되어, 상기한 특성 데이터로서는 직선 구동 기구(31, 61)용의 것이 각각 사용된다. 단, 이 이후도 설명의 복잡화를 피하기 위해, 대표적으로 하나의 반송 기구(F2)에서의 직선 구동 기구(31)에 관한 제어 및 그 제어를 행하기 위한 구성 요소를 중심으로 설명한다.
계속해서 도포, 현상 장치(1)에 마련되는 하위 컨트롤러(7)에 대해서, 도 8의 블록도를 참조하여 설명한다. 하위 컨트롤러(7)는 상위 컨트롤러(10)와 마찬가지로 컴퓨터이며, 각종 프로그램에 의해 구성되는 소프트웨어(70), 기억부(73) 및 CPU(도시하지 않음)를 구비한다. 소프트웨어(70)에 대해서는, 상위 컨트롤러(10)의 소프트웨어와 마찬가지로 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 저장되어 있다.
소프트웨어(70)에 대해서 더 설명한다. 소프트웨어(70)는 프로그램으로서, 상위 컨트롤러(10)로부터 송신된 이동 지령 신호에 따라, 도 6, 도 7에서 설명한 규정 펄스수를 산출하기 위한 규정 펄스수 산출부(72)와, 당해 규정 펄스수와 보정 펄스수로부터 지령 펄스수를 산출하는 연산부(79)를 구비하고 있다. 또한, 소프트웨어(70)에는 토크로부터 보정 펄스수를 산출하기 위한 프로그램이 포함되어 있다. 이 프로그램에 대해서, 토크 구간 평균 산출부(74), 토크 비율 산출부(75), 토크 비율 비교부(76), 이동 보정 거리 연산부(77), 보정 펄스수 연산부(78)로서 각각 나타내고 있다.
데이터 취득부를 이루는 토크 구간 평균 산출부(74)는, 모터(34)로부터 출력되는 토크의 데이터를 예를 들어 10밀리초마다 취득하고, 그 취득한 데이터를 순차 적산하여, 일정 기간, 예를 들어 10초간을 1개의 구간으로 해서 이 구간에서의 적산값(X)을 산출한다. 따라서, 취득되는 토크 데이터를 순서대로 x1, x2, …, x103으로 하면, 적산값(X)은 그것들의 103개분의 토크 데이터의 합계값이다. 또한 그 적산값(X)을, 당해 구간에서 취득한 토크 데이터의 개수인 103으로 제산하여, 구간 평균값인 X/103을 산출한다.
토크 비율 산출부(75)는, 취득된 토크의 구간 평균값(X/103)에 대해서, 미리 취득해 둔 모터(34)의 토크 최댓값(M)에 대한 비율을 백분율로서 산출한다. 이 백분율의 값을, 이후는 토크 비율이라고 기재한다. 따라서, 토크 비율=X/103/M×100(단위: ％)이다. 이 토크 비율은 토크의 적산값에 대응하는 적산 대응 데이터이며, 토크 구간 평균 산출부(74) 및 토크 비율 산출부(75)는, 적산 대응 데이터 취득부를 이룬다.
토크 비율 비교부(76)는, 신규로 취득된 토크 비율과, 직전에 취득된 토크 비율을 비교한다. 구체적으로는, 상기한 바와 같이 10초를 1구간으로 해서 구간 평균이 취득되기 때문에, 토크의 구간 평균 및 토크 비율에 대해서는 10초마다 취득된다. 따라서, 가장 새롭게 취득된 토크 비율이 An이라고 하면, 그 An 취득의 10초 전에 취득된 토크 비율(An-1로 함)과의 비교가 행해진다.
이동 보정 거리 연산부(77)는, 토크 비율 비교부(76)에서 취득된 토크 비율(An-1, An)의 비교 결과, 미리 설정된 상수(시상수(T)로 함), 및 미리 설정된 대응 관계(거리 취득용 대응 관계(R1)로 함)에 기초하여, 도 6에서 설명한 어긋남양(L)(단위: mm)을 산출하는 어긋남양 취득부를 이룬다. 또한, 상술한 바와 같이 어긋남양(L)은, 규정 펄스수를 보정하지 않고 모터(34)에 출력한 경우에 생기는 거리이다. 따라서, 이 어긋남양(L)을 산출하는 것은, 평면으로 보았을 때의 웨이퍼(W)의 중심점(P1)을 스핀 척(82)의 중심점(P0)에 정렬시키기 위한 기판 지지부(2)의 반송 위치의 거리의 보정량을 산출하는 것이다. 상기한 시상수(T) 및 거리 취득용 대응 관계(R1)는 후에 상세하게 설명한다.
보정 펄스수 연산부(78)는, 어긋남양(L)과 보정 펄스수의 대응 관계인 미리 설정된 대응 관계(펄스수 취득용 대응 관계(R2)로 함)와, 이동 보정 거리 연산부(77)에 의해 취득된 어긋남양(L)에 기초하고, 보정 펄스수를 산출한다. 이 보정 펄스수는, 0 내지 -의 정수이며, 산출되는 어긋남양(L)이 커질수록, 취득되는 보정 펄스수의 절댓값이 커진다. 상기한 바와 같이 10초인 1구간마다 토크의 구간 평균값이 산출되는 것에 맞춰서, 이 보정 펄스수 연산부(78)에서 산출되는 보정 펄스수는, 10초마다 갱신된다. 또한, 토크 데이터의 취득부터 이 보정 펄스수의 산출까지의 일련의 공정은, 반송 기구(F2)가 동작하지 않고 휴지하고 있는 상태이어도 행해진다.
상위 컨트롤러(10)로부터 이동 지령 신호가 출력되고, 규정 펄스수 산출부(72)에 의해 기판 지지부(2)가 대기 위치에서 반송 위치로 이동하기 위해서 규정 펄스수가 산출되면, 연산부(79)에 의해 이 규정 펄스수와 보정 펄스수가 가산되어, 지령 펄스수가 산출된다. 이미 설명한 바와 같이 보정 펄스수가 산출되므로, 지령 펄스수로서는 어긋남양(L)이 커질수록 적어진다. 이 지령 펄스수의 펄스 신호가 모터 드라이버(8)에 출력되고, 당해 지령 펄스수에 따른 전류가 모터(34)에 공급되어, 도 7에서 설명한 바와 같이 기판 지지부(2)가 반송 위치로 이동한다. 또한, 도 7에서는 기판 지지부(2)가 웨이퍼(W)를 스핀 척(82)에 반송할 때의 제어 동작을 도시하고 있지만, 기판 지지부(2)가 스핀 척(82)으로부터 웨이퍼(W)를 수취할 때도 마찬가지의 제어 동작이 이루어진다. 이상과 같이, 하위 컨트롤러(7) 및 모터 드라이버(8)에 대해서는, 토크 데이터에 기초하여 모터(34)에의 전류의 공급을 제어하는 전류 공급부를 이룬다.
기억부(73)에는, 상기한 소프트웨어(70)의 처리에 필요한 데이터가 기억되어 있다. 구체적으로는, 토크 비율 산출부(75)에서 사용되는 토크의 최댓값(M)과, 이동 보정 거리 연산부(77)에서 사용되는 시상수(T) 및 거리 취득용 대응 관계(R1)와, 보정 펄스수 연산부(78)에서 사용되는 펄스수 취득용 대응 관계(R2)가 기억되어 있다. 또한, 토크의 최댓값(M), 시상수(T)에 대해서는, 상기한 직선 구동 기구(31)에 고유한 특성 데이터이다. 또한, 기억부(73)에는 보정 펄스수를 취득하는 과정에서 산출된 토크 비율이 기억된다. 상기한 바와 같이 토크 비율은 일정 구간마다 취득되지만, 보정 펄스의 산출에 사용되는 것은 최신의 것과 최근의 것의 2개이기 때문에, 예를 들어 이 2개만이 유지되도록, 기억되는 데이터의 갱신이 행해진다.
시상수(T)에 대해서, 도 9의 그래프도를 참조하여 설명한다. 이 시상수(T)는 반송 기구(F2)를 가동시키기 전에, 시험을 행함으로써 미리 취득해 두는 상수이다. 그 시험에서는, 장치에서의 웨이퍼(W)의 반송 상황에 의거해서 기판 지지부(2)의 이동을 반복해서 행한다. 즉, 웨이퍼(W)의 반송 시와 마찬가지의 속도, 마찬가지의 빈도로, 기판 지지부(2)를 반복해서 이동시킨다. 그 동안에, 상술한 바와 같이 구간마다, 이 기판 지지부(2)를 이동시키는 모터(34)의 토크 비율을 취득한다. 횡축에 이동 개시부터의 경과 시간, 종축에 토크 비율을 각각 설정하면, 도 9에 실선 그래프로서 나타내는 바와 같이, 토크 비율이 추이된다. 구체적으로 설명하면, 토크 비율이 0％인 상태로부터 시간이 추이됨에 따라서 당해 토크 비율은 상승을 계속한다. 그리고 토크 비율이 100％에 달하면, 그 100％의 상태가 유지된다. 그래프 상에서의 토크 비율의 상승 중에 있어서의 토크 비율과 경과 시간의 관계는, 1차 함수로 간주할 수 있다.
상술한 바와 같이 모터(34)의 토크와 모터(34)의 발열 상태는 상관하여, 모터의 발열에 따라서 하우징(36)의 열팽창에 의한 어긋남양(L)이 변위하기 때문에, 이 실선 그래프로 나타내지는 토크 비율의 추이란, 어긋남양(L)의 추이에 대응 내지는 대략 대응하고 있다고 할 수 있다. 상기한 시상수(T)란, 이와 같이 1차 함수로 간주할 수 있는 그래프의 기울기(θ)에 상당하는 상수이다. 이러한 상수이기 때문에, 시상수(T)는 모터(34)가 구동 개시하고 나서 얼마만큼의 지연을 갖고 토크 비율이 100％에 달하는지를 나타낸다. 또한, 모터(34)의 동작이 정지함으로써 방열하고, 모터(34)가 냉각될 경우에는, 그래프의 1차 함수로 간주할 수 있는 부분에 따라서, 모터(34)가 동작을 계속하는 경우와는 반대로 시간이 경과함에 따라서, 토크 비율이 감소하는 것으로 한다.
그런데 상술한 바와 같이, 반송 기구(F2)에는 직선 구동 기구가 복수 포함된다. 그리고 직선 구동 기구 각각에 대해서, 모터(34) 이외의 구성 부재도 포함한다. 반송 기구(F2)의 동작 중에는 모터(34)로부터의 발열에 비하면 적지만, 모터 이외의 구성 부재로부터도 발열한다. 또한, 직선 구동 기구(31, 61)간에서, 모터(34) 이외의 구성 부재의 배치 간격, 당해 구성 부재의 크기, 직선 구동 기구(31 또는 51)를 수용하는 하우징 내의 공간의 크기 등이 다르다. 이와 같이 모터(34)의 주위에서의 환경이 다르므로, 직선 구동 기구(31, 51)간에서 가령 모터(34)로서 동일한 것을 사용했다고 해도, 각 모터(34)의 주위에서의 열의 체류 상황은 다르다.
직선 구동 기구(61)에서의 모터(34)의 시상수(T)를 취득함에 있어서, 직선 구동 기구(31)에서의 모터(34)의 시상수(T)를 취득하기 위한 시험과 마찬가지의 시험을 행한 경우에 취득되는 그래프를, 도 9에 쇄선으로 예시하고 있다. 이 쇄선 그래프에 대해서는, 직선 구동 기구(31)의 모터(34)의 실선 그래프와 마찬가지로 1차 함수로 간주할 수 있도록 토크 비율은 상승하지만, 상기한 환경의 차이로, 기울기는 실선 그래프의 기울기와는 다르다. 그 때문에, 직선 구동 기구(31)의 모터(34)의 시상수(T)는, 당해 모터(34)에 고유한 상수로서 설정되게 된다. 또한, 이 도 9에서 쇄선 그래프의 기울기는 실선 그래프의 기울기보다 큰 것으로서 나타내고 있지만, 그렇게 큰 기울기로 된다고는 한정되지 않는다.
그런데 하위 컨트롤러(7)의 기억부(73)에는, 상기한 이동 보정 거리 연산부(77)에 사용되는 시상수(T) 이외의 데이터로서, 거리 취득용 대응 관계(R1)가 기억된다. 이동 보정 거리 연산부(77)는, 어긋남양(L)의 산출의 전단계로서, 토크 비율(An-1, An)과, 시상수(T)를 사용한 소정의 연산 알고리즘으로부터, 토크 비율(An)을 보정한 예상 토크 비율(A)(단위: ％)을 산출한다. 이 예상 토크 비율과 어긋남양(L)의 대응 관계가 거리 취득용 대응 관계(R1)이며, 이동 보정 거리 연산부(77)는, 이 거리 취득용 대응 관계(R1)와, 산출한 예상 토크 비율(A)로부터, 또한 어긋남양(L)을 산출한다.
여기서 시상수(T)에 대해서 보충하여 설명한다. 지금까지 설명해 온 바와 같이 모터(34)의 토크(나아가 토크로부터 산출되는 토크 비율)가 커지면, 베이스(3)의 하우징(36)의 열팽창량도 커진다. 그러나 토크 비율은, 일정 길이의 구간마다 취득된다. 어떤 특정 구간에 있어서, 반송 기구(F2)의 가동 상황에 따라서는 다른 구간에 대하여 토크 비율이 크게 다르게 산출되는 것을 생각할 수 있다. 구체적으로는 예를 들어, 다른 구간에서는 반송 기구(F2)가 동작하고 있어도, 특정 구간에서 일시적으로 반송 기구(F2)의 동작이 정지하고 있음으로써, 토크 비율이 0％로서 계산되는 것을 생각할 수 있다.
그러나 모터(34)의 주위의 열, 나아가 하우징(36)의 열팽창량으로서는, 그러한 토크 비율의 일시적인 급변에는 관계없이, 완만하게 변동한다. 즉, 토크, 나아가 토크 비율이 대략 하우징(36)의 열팽창량에 대응하는 것이어도, 실제의 반송 기구(F2)의 가동 상황에서는, 이 대응이 어긋나는 경우가 있다. 그 때문에, 가령 토크 비율에만 기초하여 어긋남양(L), 나아가 보정 펄스수를 산출하도록 했다고 하면, 웨이퍼(W)의 중심점(P1)과 스핀 척(82)의 중심점(P0)의 어긋남을 충분히 캔슬할 수 없을 우려가 있다.
그 때문에 이동 보정 거리 연산부(77)에서 실행하는 연산 알고리즘에서는, 토크 비율 외에 시상수(T)도 사용한다. 그렇게 시상수(T)를 이용함으로써, 도 9에서 도시하는 실선 그래프에 나타내는 바와 같이 토크 비율이 경시 변화하는 것으로서 보정 펄스수를 산출할 수 있기 때문에, 상기한 토크 비율이 급변해도 그 영향을 억제하고, 중심점(P0-P1)의 어긋남을 정밀도 높게 캔슬할 수 있다. 그렇게, 본래라면 도 9의 그래프에 나타내는 바와 같이 토크 비율이 변화하는 것으로 예상하고, 보정 펄스수를 산출하게 되므로, 도 9의 그래프를 규정하고 있는 시상수(T)는, 토크 비율의 추이의 예상에 관한 정보라고 할 수 있다.
이동 보정 거리 연산부(77) 및 그 전단의 토크 비율 비교부(76)에 의한 연산에 대해서 구체예를 들어 설명한다. 또한 이하의 연산 설명은, 2개의 구간의 토크 비율과 시상수(T)에 기초하여 보정 펄스수를 산출한다는 연산의 주지에 관한 이해를 용이하게 하기 위한 예시이며, 연산 방법이 기재된 것에 한정되는 것은 아니다. 설명에 있어서, 타임차트인 도 10도 적절하게 참조한다. 이 도 10에 도시하는 바와 같이 토크 비율(An, An-1)이 취득된 구간을, 각각 구간(n), 구간(n-1)으로 한다. 토크 비율 비교부(76)에서는 토크 비율(An, An-1)의 비교로서, 토크 비율의 차분값(An-An-1)의 산출이 행해지고, 이 차분값이 양의 값인지, 음의 값인지가 판정된다.
차분값이 양의 값일 경우는 축열했다는 것이다. 토크 비율(An)로부터 1구간의 길이인 10초분, 토크가 상승하는 측으로 어긋난 토크 비율이 몇인지를 시상수(T)에 기초하여 산출한다. 도 9에 도시하는 예에서는 토크 비율은 A2이며, 이 토크 비율(A2)을 예상 토크 비율(A2)로 해서, 보정 펄스수의 산출이 행해진다. 또한, 이후의 계산에서는 An=A2로서 취급한다.
차분값이 음의 값일 경우는 방열했다는 것이다. 토크 비율(An)로부터 1구간의 길이인 10초분, 토크가 감소하는 측으로 어긋난 토크 비율이 몇인지를 시상수(T)에 기초하여 산출한다. 도 9에 도시하는 예에서는 토크 비율은 A3이며, 이 토크 비율(A3)을 예상 토크 비율(A3)로 해서, 보정 펄스수의 산출이 행해진다. 또한, 이후의 계산에서는 An=A3으로서 취급한다.
이와 같이 제1 구간인 구간(n-1)에서 산출되는 토크 비율(An-1)과, 그 후의 제2 구간인 구간(n)에서 산출되는 토크 비율(An)로부터 축열하는 상태인지, 방열하는 상태인지를 검출하고, 그 검출 결과와, 토크 비율의 변위를 나타내는 시상수(T)로부터, 보정 펄스수의 산출의 근원이 되는 예상 토크 비율을 결정한다. 또한, 구간(n)의 다음 구간(n+1)으로부터 산출되는 토크 비율을 An+1로 한다. 그렇게 토크 비율(An+1)이 출력되면, 토크 비율 비교부(76), 이동 보정 거리 연산부(77)는, 상기한 것과 마찬가지의 계산을 행함으로써, 보정 펄스수의 산출이 행해진다. 즉 상기한 연산의 설명에서의 토크 비율(An) 대신에 토크 비율(An+1)이, An-1 대신에 An이 각각 사용됨으로써, 다시 보정 펄스수가 산출된다. 또한, 이와 같이 다시 행한 계산에서의 An은, A2 또는 A3이다.
여기까지 베이스(3)의 직선 구동 기구(31)에서의 모터(34)의 제어를 설명해 왔지만, 좌우 구동용 블록(6)의 직선 구동 기구(61)에서의 모터(34)도 마찬가지로 제어된다. 또한, 이 제어에서의 시상수(T)로서는, 도 9에서 도시한 쇄선 그래프의 1차 함수가 되는 부위의 기울기에 대응하는, 직선 구동 기구(61)에 고유한 값을 사용한다. 그 제어에 의해, 직선 구동 기구(61)의 하우징(66)이 열팽창해서 좌우 방향(Y 방향)으로 신장되는 것에 기인하는, 웨이퍼(W)의 반송 목표 위치에 대한 당해 Y 방향의 위치 어긋남이 억제된다.
이상으로부터, 지금까지 설명해 온 레지스트막 형성 모듈(14)의 스핀 척(82)에의 웨이퍼(W)의 반송에 대해서 보면, X 방향 및 Y 방향 각각에서의 평면으로 보았을 때의 웨이퍼(W)의 중심점(P1)과 스핀 척(82)의 중심점(P0)의 어긋남이 억제된다. 레지스트막 형성 모듈(14) 이외의 반송 기구(F2)에 의해 웨이퍼(W)가 반송되는 모듈 중, 기판 지지부(2)의 이동 시에, 이 기판 지지부(2)의 이동 방향(X 방향)과 Y 방향이 직교하는 것에 대해서는, 레지스트막 형성 모듈(14)과 마찬가지로 X 방향 및 Y 방향의 어긋남이 억제된다. 그리고 기판 지지부(2)의 이동 시에, 이 기판 지지부(2)의 이동 방향(X 방향)과 Y 방향이 정렬되는 것에 대해서는, Y 방향(단, X 방향이기도 함)의 어긋남이 억제된다. 이와 같이 반송 기구(F2)는, 각 모듈에서의 소정의 반송 목표 위치에, 정밀도 높게 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다. 또한, 반송 기구(F2)의 동작이 휴지하고 있는 동안에도 토크 데이터는 계속해서 취득되어, 시상수(T)에 기초하여 보정 펄스수의 갱신이 이루어진다. 그 때문에, 반송 기구의 동작 재개 직후에도 각 모듈에서의 소정의 반송 목표 위치에 정밀도 높게 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
그런데, 캐리어 블록(D1)의 반송 기구(F1), 인터페이스 블록(D3)의 반송 기구(F6)는, 반송 기구(F2)와는 좌우 구동용 블록(6)의 배향이 다른 것을 제외하고, 반송 기구(F2)와 마찬가지의 구성이다. 즉, 이들 반송 기구(F1, F6)에서는, 베이스(3)가 Y 방향 이외의 방향으로 직선 이동한다. 또한, 반송 기구(F3 내지 F5)는 좌우 구동용 블록(6)이 마련되지 않는 것을 제외하고, 반송 기구(F2)와 마찬가지의 구성이다. 이들 반송 기구(F1, F3 내지 F5)에 대해서도, 반송 기구(F2)와 마찬가지로 반송 동작이 제어된다. 따라서, 모듈뿐만 아니라, 캐리어(C)나 노광기(D4)에서의 반송 목표 위치에 대해서도 정밀도 높게 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
앞서 서술한 이유로 시상수(T)에 대해서는, 반송 기구(F1 내지 F6)간에서 마찬가지의 부위에 배치되는 직선 구동 기구이어도, 고유의 시상수에 의해 제어되도록 한다. 즉 구체적으로는 반송 기구(F1 내지 F6) 각각에 베이스(3)가 마련되지만, 이들 베이스(3)의 직선 구동 기구(31) 각각에 대해서, 고유의 시상수(T)를 준비하는 것이 바람직하다. 또한, 반송 기구(F2)에 관해서는, 도 2에 도시하는 바와 같이 단위 블록(H1 내지 H6)에 각각 마련되지만, 이 반송 기구(F2)간에서도 마찬가지의 부위에 배치되는 직선 구동 기구는, 고유의 시상수에 의해 제어되도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 반송 기구(F1 내지 F6)의 각 베이스(3)의 직선 구동 기구(31)에 관해서 보면, 각각 고유의 시상수(T)에 의해 제어되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 웨이퍼(W)에 적절한 처리가 이루어지도록, 가로 방향인 X 방향 및 Y 방향에서의 웨이퍼(W)의 위치를 제어하는 것에 대해서 설명해 왔다. 이것에 한정되지 않고, 베이스(3)를 승강 이동시키는 직선 구동 기구(51)의 모터(34)를, 직선 구동 기구(31, 61)의 모터(34)와 마찬가지로 제어함으로써, 모듈에의 웨이퍼(W)의 전달 시에 있어서의 웨이퍼(W)의 높이 위치가, 미리 설정되는 높이 위치로부터 어긋나는 것을 억제해도 된다. 그렇게 높이를 제어함으로써, 모듈을 구성하는 부재와, 웨이퍼(W) 및 웨이퍼(W)를 지지하는 기판 지지부(2)가 간섭해버리는 것을 억제할 수 있다.
또한 각 반송 기구에 대해서, 하우징의 벽부에 관통 구멍을 마련하고, 모터(34)가 이 관통 구멍을 통해서 하우징의 외부에 돌출된 구성으로 해도 된다. 즉 모터(34)에 대해서는, 반송 기구의 하우징에 둘러싸이는 구성으로 하는 것에 한정되지는 않는다. 단, 하우징에 모터(34)가 둘러싸이는 구성에서는, 당해 하우징의 열팽창이 발생하기 쉬워진다. 따라서, 본 기술에 대해서는 모터(34)가 하우징의 외부에는 노출되지 않고 하우징 내에 격납되는 구성의 반송 기구에 적용하는 것이 보다 유효하다.
토크 비율을 취득하는 구간의 길이, 이 구간에서의 토크 데이터를 취득하는 간격에 대해서는 상기한 예에 한정되지 않고, 임의의 설정으로 할 수 있다. 또한, 연속한 2개의 구간의 토크 비율로부터 보정 펄스수를 산출하는 예를 나타냈지만, 서로 떨어진 2개의 구간의 토크 비율로부터 보정 펄스수를 산출해도 된다. 구체적으로는, 도 10에 도시한 구간(n+1)에서 토크 비율(An+1)이 취득되면, 이 토크 비율로서는 이 An+1과, An-1을 사용하여, 보정 펄스수를 산출하는 연산 알고리즘으로 해도 된다. 즉, 앞서 서술한 예에서 토크 비율 An 대신에 An+1을 사용하여, 보정 펄스수를 산출해도 된다.
또한 도 9에서 설명한 바와 같이, 1차 함수로 간주할 수 있도록 토크 비율이 상승하기 때문에, 기울기(θ)에 대응하는 상수를 시상수(T)로 하고 있지만, 예를 들어 가령 외란의 영향에 의해, 토크 비율이 선형이 아니라 곡선을 그리듯이 상승한다고 하자. 그 경우에는, 상수 대신에 그 곡선에 상당하는 고차 함수식을 기억부(73)가 보유하도록 해도 된다. 즉, 그 고차 함수식으로 나타내지는 바와 같이 토크 비율이 추이된다고 보고, 그 고차 함수식과 2개의 구간의 토크 비율에 기초하여 예상 토크 비율(A), 나아가 보정 펄스수가 산출되는 연산 알고리즘이 설정되어도 된다. 따라서, 토크 비율의 추이를 나타내는 정보로서는, 상수인 것에 한정되지는 않는다.
단, 그러한 함수가 아니라 상수가 토크 비율의 추이를 나타내는 것으로서 하위 컨트롤러(7)의 기억부(73)에 보유되는 것은, 기억부(73)에 저장해야 하는 데이터양을 작게 할 수 있으므로 유리하다. 또한, 상기한 보정 펄스수를 산출하는 연산에 대해서, 구간마다 취득되는 토크 비율 중, 2개의 구간만의 토크 비율을 이용하도록 알고리즘이 짜여져 있는 것도, 기억부(73)의 용량을 저감시키는 관점에서 유리하다.
또한, 하나의 구간에서 취득한 토크 데이터를 적산하고, 그 적산값의 구간 평균, 나아가 그 구간 평균으로부터의 토크 비율의 산출을 행하고 있지만, 그렇게 데이터를 가공하는 것에 한정되지는 않는다. 예를 들어 토크 비율의 산출을 행하지 않고, 토크의 구간 평균을 구하도록 한다. 그것에 맞춰서, 도 9의 그래프의 종축에서는 토크 비율로서 설정하는 대신에 토크의 구간 평균을 설정한 뒤에 시험을 행하여, 취득되는 그래프의 기울기(θ)에 대응한 값을 시상수(T)로 한다. 그리고 2개의 구간의 토크 비율 대신에, 2개의 구간에서의 토크의 구간 평균을 사용하여, 토크 비율을 사용하는 경우와 마찬가지의 연산을 실행한다. 그 후에 사용하는 대응 관계(R1)에 대해서는, 토크 비율과 어긋남양(L)의 대응을 규정하는 것 대신에, 토크의 구간 평균과 어긋남양(L)의 대응을 규정하는 것을 준비해 두고, 보정 펄스수를 산출한다.
이와 같이 보정 펄스수의 연산에 사용하는 토크의 적산 대응 데이터는, 토크의 적산값을 가공한 것이면 되며, 토크 비율에 한정되는 것은 아니다. 또한, 토크의 구간 평균의 산출도 행하지 않고, 토크의 적산값 그 자체와 시상수(T)로부터 보정 펄스수를 산출하는 연산으로 해도 된다. 시상수(T)에 대해서는, 도 9의 그래프의 종축을 토크 비율 대신에 토크의 적산값으로서 설정하여, 시험을 행함으로써 취득해 둔다. 따라서, 토크의 적산 대응 데이터에는 토크의 적산값 그 자체도 포함된다.
단, 모터(34)마다 토크 구간 평균이나 토크의 적산값의 크기는 다르다. 토크 비율을 산출하도록 함으로써, 그 후의 보정 펄스수를 얻을 때까지의 연산이, 시상수(T)가 다른 것을 제외하고 모터(34)간에서 공통이 된다. 즉 모터(34) 각각에 대해서, 보정 펄스수를 취득하는 프로그램을 작성하는 노동력을 삭감하는 관점에서, 토크 구간 평균을 산출하여, 그 후의 연산에 이용하는 것이 바람직하다.
그런데, 상기한 바와 같이 취득되는 토크 비율은, 대략 어긋남양(L)에 대응한다. 그 때문에 1구간의 토크 비율을 취득하면, 그 토크 비율과, 미리 준비해 둔 토크 비율과 어긋남양(L)의 대응 관계로부터 어긋남양(L)을 산출함으로써, 보정 펄스수를 산출해도 된다. 즉, 보정 펄스수의 산출에는 시상수(T)를 이용하는 것에 한정되지는 않는다. 단, 상술한 바와 같이 웨이퍼(W)의 반송 정밀도를 높이기 위해서는, 시상수(T)를 이용하는 것이 바람직하다.
본 개시의 모터 제어 방법은, 기판 반송 기구의 구동 기구에 사용되고 있지만, 이에 한정하지 않고, 예를 들어 도 1에서 도시한 레지스트막 형성 모듈(14) 등의 처리 모듈의 이동 기구에 사용해도 된다. 구체적으로는, 레지스트막 형성 모듈(14)에 포함되는 모터(88)에 대해서, 직선 구동 기구(61)와 마찬가지의 직선 구동 기구의 일부를 이루고, 당해 직선 구동 기구가 이동부(85)를 통해서 Y 방향으로 레지스트 노즐(87)을 이동시키도록 구성한다. 그리고 모터(88)의 동작을 반송 기구(F2)의 모터(34)의 동작과 마찬가지로 제어하여, 웨이퍼(W)의 중심점(P1)에 정밀도 높게 레지스트를 공급할 수 있도록 한다. 따라서, 이 경우는 레지스트 노즐(87)이 피반송체이다. 이와 같이 피반송체로서는 기판인 것에 한정되지 않는다. 또한, 반송 대상의 기판으로서는 웨이퍼(W)인 것에 한정되지 않고, 예를 들어 플랫 패널 디스플레이(FPD) 제조용 기판과 같은 사각형의 기판이어도 된다.
본 개시의 반송 기구가 적용되는 장치에서 행해지는 기판 처리로서는 예시한 레지스트막의 형성, 가열, 노광, 현상에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 절연막이나 반사 방지막 등의 레지스트막 이외의 도포막의 형성, 세정액의 공급에 의한 세정, 화상에 의한 검사를 행하기 위한 기판의 촬상, 기판끼리를 접합하기 위한 접착재의 도포도 포함된다.
금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기한 실시 형태는, 첨부의 특허 청구 범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경 및 조합이 이루어져도 된다.

Claims (17)

  1. 기판 처리 장치에서의 피반송체를 모터의 구동에 의해 이동하는 이동체에 의해 반송하기 위한 모터 제어 방법에 있어서,
    상기 모터의 구동에 관함과 함께 당해 모터의 발열에 의해 변동하는 구동 데이터를 다른 시간에 취득하는 데이터 취득 공정과,
    상기 모터의 발열에 의한 상기 피반송체의 반송 목표 위치에 대한 어긋남이 보상되도록, 상기 각 구동 데이터에 기초하여 당해 모터에 공급하는 전류를 제어하여, 상기 피반송체를 반송하는 반송 공정
    을 포함하는, 모터 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 데이터 취득 공정은, 제1 구간과 상기 제1 구간 후의 제2 구간에서 상기 구동 데이터를 각각 복수 취득하는 공정이며,
    상기 제1 구간, 상기 제2 구간 각각에서 상기 구동 데이터의 적산값에 대응하는 적산 대응 데이터를 취득하는 공정을 포함하고,
    상기 반송 공정은, 각 적산 대응 데이터에 기초하여 상기 모터에 공급하는 전류를 제어하는 공정을 포함하는, 모터 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 반송 공정은,
    상기 적산 대응 데이터의 추이의 예상에 관한 정보와,
    상기 제1 구간, 상기 제2 구간 각각에서의 상기 적산 대응 데이터에 기초하여,
    상기 모터에 공급하는 전류를 제어하는 공정을 포함하는, 모터 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 구동 데이터는 상기 모터의 토크 데이터인, 모터 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 피반송체는 기판이며,
    상기 이동체는, 상기 기판을 지지하는 기판 지지부이며,
    상기 반송 공정은, 상기 기판을, 상기 기판 처리 장치에서 당해 기판을 적재하기 위해서 마련되는 적재부를 향해서 이동시키는 공정을 포함하는, 모터 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 모터는 하우징에 둘러싸이고, 상기 하우징에 대하여 상기 기판 지지부가 이동하고,
    상기 어긋남의 보상은, 상기 하우징의 열팽창에 의한 어긋남의 보상인, 모터 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 반송 공정은, 상기 적재부의 상방의 상기 반송 목표 위치를 향해서 상기 기판을 직선을 따른 가로 방향으로 반송하는 공정이며,
    상기 어긋남은, 상기 가로 방향에서의 어긋남인, 모터 제어 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 데이터 취득 공정은,
    상기 구동 데이터의 적산값에 대응하는 적산 대응 데이터를 취득하는 공정과,
    상기 적산 대응 데이터에 기초하여, 상기 어긋남의 양을 취득하는 공정을 포함하고,
    상기 반송 공정은,
    취득한 상기 어긋남의 양에 따라서 상기 모터에 공급하는 전류를 제어하는 공정을 포함하는, 모터 제어 방법.
  9. 기판 처리 장치에 사용되고, 피반송체를 모터의 구동에 의해 반송하는 반송 기구에 있어서,
    상기 모터의 구동에 관함과 함께 당해 모터의 발열에 의해 변동하는 구동 데이터를 다른 시간에 취득하는 데이터 취득부와,
    상기 모터의 발열에 의한 상기 피반송체의 반송 목표 위치에 대한 어긋남이 보상되도록, 상기 각 구동 데이터에 기초하여 당해 모터에 공급하는 전류를 제어하는 전류 공급부와,
    상기 모터의 구동에 의해 이동해서 상기 피반송체를 반송하는 이동체를 포함하는, 반송 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 데이터 취득부는, 제1 구간과 상기 제1 구간 후의 제2 구간에서 상기 구동 데이터를 각각 복수 취득하고,
    상기 제1 구간, 상기 제2 구간 각각에서 상기 구동 데이터의 적산값에 대응하는 적산 대응 데이터를 취득하는 적산 대응 데이터 취득부를 포함하고,
    상기 전류 공급부는, 각 적산 대응 데이터에 기초하여 상기 모터에 공급하는 전류를 제어하는, 반송 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 전류 공급부는,
    상기 적산 대응 데이터의 추이의 예상에 관한 정보와,
    상기 제1 구간, 상기 제2 구간 각각에서의 상기 적산 대응 데이터에 기초하여,
    상기 모터에 공급하는 전류를 제어하는, 반송 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 구동 데이터는 상기 모터의 토크 데이터인, 반송 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 피반송체는 기판이며,
    상기 이동체는, 상기 기판을 지지하는 기판 지지부이며,
    상기 기판을, 상기 기판 처리 장치에서 당해 기판을 적재하기 위해서 마련되는 적재부를 향해서 이동시키는, 반송 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 모터를 둘러싸는 하우징을 포함하고,
    상기 하우징에 대하여 상기 기판 지지부가 이동하고,
    상기 어긋남의 보상은, 상기 하우징의 열팽창에 의한 어긋남의 보상인, 반송 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 기판 지지부는, 상기 적재부의 상방의 상기 반송 목표 위치를 향해서, 상기 기판을 직선을 따른 가로 방향으로 반송하고,
    상기 어긋남은, 상기 가로 방향에서의 어긋남인, 반송 장치.
  16. 제9항에 있어서, 상기 데이터 취득부에서 취득된 상기 구동 데이터의 적산값에 대응하는 적산 대응 데이터에 기초하여, 상기 어긋남의 양을 취득하는 어긋남양 취득부를 포함하고,
    상기 전류 공급부는, 취득한 상기 어긋남의 양에 기초하여 상기 모터에 공급하는 전류를 제어하는, 반송 장치.
  17. 기판 처리 장치에 사용되는 소프트웨어를 저장한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체이며,
    상기 소프트웨어는, 제1항에 기재된 모터 제어 방법을 실행하도록 스텝군이 짜여져 있는 기억 매체.
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