TW201311537A - 基板運送方法、基板運送裝置及塗布顯影裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種基板運送方法，可偵測基板相對於基板運送裝置之真空機構所用的墊片之偏移。本發明之基板運送方法中，以固持部接取多數載置部之中的一個載置部之基板並予以固持，將由固持部所固持之基板從一個載置部搬出，偵測由固持部所固持之基板相對於固持部之位置(第1位置)，並將由固持部所固持之基板運送直到接近其他載置部之處，在該處偵測由固持部所固持之基板相對於固持部之位置(第2位置)，依據第1位置及第2位置，來計算運送前後產生的基板相對於固持部之位置偏移量，並判定計算的位置偏移量是否落在既定範圍內。

Description

基板運送方法、基板運送裝置及塗布顯影裝置
本發明係關於運送基板的基板運送方法、基板運送裝置及具有基板運送裝置之塗布顯影裝置。
在半導體元件或平坦面板顯示器(FPD)的製造工程中，藉由基板運送裝置依序逐次將基板運送至多數之處理模組，在各處理模組進行既定處理。基板運送裝置，例如係由固持基板的搬運叉與以可旋轉及進退方式支持搬運叉的基台所構成。
為了妥善固持基板，有些情況下搬運叉設有真空機構。具體而言，搬運叉設有：導管，形成於搬運叉內並於搬運叉的端部開口；抽吸口，例如3個，與導管相連通並於搬運叉的表面開口；墊片，為了提升與基板背面之密合性，例如以彈性材料形成並配置於各抽吸口的周圍。又，導管連接於既定抽吸裝置。依據此種構成，搬運叉表面的墊片上載置有基板時，可抽吸基板緊壓於墊片，所以能妥善固持基板。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
專利文獻1：日本特開平8-31905號公報
專利文獻2：日本特開2006-351884號公報
但是，因為墊片接觸於基板背面，所以有些情況下墊片會磨 耗。如此，藉由搬運叉進行運送時，基板有可能從墊片偏移，而無法將基板適正載置於基板載置部。墊片的磨耗例如可在定期維修中以目視檢查，但難以定性判定磨耗程度，所以會有運送中基板偏移而必須停止基板處理裝置停止之事態。
又，不僅是墊片的磨耗，有些情況下，基板的翹曲，或者在抽吸裝置與墊片之間的配管的洩漏、抽吸裝置的故障所致吸附力降低等亦將使基板從墊片偏移，而無法將基板適正載置於基板載置部。
本發明有鑒於上述情形，提供一種基板運送方法及基板運送裝置，可偵測基板運送裝置之真空機構的不良所引起的基板偏移。
依據本發明之第1態樣，提供一種基板運送方法，用於基板處理裝置中，該基板處理裝置包含：基板運送裝置，具有利用真空吸附來固持基板的固持部，並運送固持的基板；以及多數載置部，載置該基板運送裝置所運送的該基板。該基板運送方法包含以下步驟：固持步驟，以該固持部接取該多數載置部之中的一個載置部之該基板並利用真空吸附予以固持；退出步驟，使該固持部在固持該基板的狀態下退出該一個載置部；第1位置偵測步驟，偵測由該固持部所固持之該基板相對於該固持部的位置；運送步驟，將由該固持部所固持之該基板運送直到接近其他載置部之處；第2位置偵測步驟，在該接近之處偵測由該固持部所固持之該基板相對於該固持部之位置；計算步驟，依據該第1位置偵測步驟及該第2位置偵測步驟所獲得的，由該固持部所固持之該基板相對於該固持部之位置，來計算在該運送之步驟中產生的，該基板相對於該固持部之位置偏移；以及判定步驟，判定該計算步驟中計算的該位置偏移是否落在既定範圍內。
依據本發明之第2態樣，提供一種基板運送裝置，其包含：固持部，利用真空吸附來固持基板，多數載置部，載置由該固持部所固持運送的該基板；偵測部，偵測由該固持部所固持之該基板相對於該固持部之位置偏移；以及控制部，依據藉由該偵測部對於從該多數載置部之中的一個載置部接取該基板並予以固持的該固持部偵測到的該基板之位置偏移，以及在該固持部移動直到接近其他載置部之處後，於該接近之處藉由該偵測部偵測到的該基板之位置偏移，來計算在運送中產生的該基板相對於該固持部之位置偏移。
依據本發明之實施形態，提供一種基板運送方法及基板運送裝置，可偵測基板運送裝置的真空機構之不良所引起的基板偏移。
(實施發明之最佳形態)
以下參照附加圖式來說明本發明非限定性例示的實施形態。附加的全部圖式中，相同或相對應的構件或零件，標註相同或相對應的元件符號並省略重複說明。
首先參照圖1至圖4來說明本發明之實施形態的光阻塗布顯影裝置(以下稱塗布顯影裝置)。如圖1及圖2所示，塗布顯影裝置100依照順序，設有：載體站S1、處理站S2、及介面站S3。又，塗布顯影裝置100的介面站S3側結合有曝光裝置S4。
載體站S1具有載置台21及運送機構C。載置台21上載置有載體20，載體20收納有既定片數(例如25片)的半導體晶圓(以下稱晶圓)W。本實施形態中，載置台21可擺放載置4個載體20。以下，如圖1所示，將載體20擺放方向定為X方向，與其垂直相 交的方向定為Y方向。運送機構C從載體20取出晶圓W運送至處理站S2，並且接取在處理站S2處理的已處理晶圓W，收納至載體20。
處理站S2如圖1及圖2所示，結合在載體站S1的+Y方向側，具有棚架單元U1、棚架單元U2、第1區塊(DEV層)B1、第2區塊(BCT層)B2、第3區塊(COT層)B3、及第4區塊(TCT層)B4。
棚架單元U1如圖3所示，例如具有從下依照順序疊層的傳遞模組TRS1、TRS1、CPL11、CPL2、BF2、CPL3、BF3、CPL4及TRS4。又如圖1所示，棚架單元U1的+X方向側設有自由升降的運送機構D。在棚架單元U1的各模組間，藉由運送機構D來運送晶圓W。棚架單元U2如圖3所示，例如具有從下依照順序疊層的傳遞模組TRS6、TRS6、及CPL12。
另，傳遞模組之中，標註元件符號CPL+數字的傳遞模組有些兼作為加熱晶圓W的加熱模組，有些兼作為將晶圓W冷卻維持成既定溫度(例如23℃)的冷卻模組。標註元件符號BF+數字的傳遞模組，兼作為可載置多片晶圓W的緩衝區模組。又，傳遞模組TRS、CPL、BF等設有載置晶圓W的載置部。
第1區塊B1如圖1及圖3所示，具有顯影模組22、運送臂A1及穿梭臂E。詳細而言，第1區塊B1內具有2個顯影模組22，其係上下疊層。各顯影模組22，具有省略圖示的：吸爪(載置部)，固持晶圓W並旋轉；藥劑供給噴嘴，將藥劑供給至吸爪所固持的晶圓W；杯體，配置成包圍在吸爪所固持的晶圓W的周緣。將作為藥劑的顯影液供給至形成於晶圓W表面的已曝光光阻膜，藉以將光阻膜顯影。運送臂A1將晶圓W運送至2個顯影模組22。穿梭臂E在棚架單元U1的傳遞模組CPL11與棚架單元U2的傳遞模組CPL12之間運送晶圓W。
參照圖4，第3區塊B3具有塗布模組23、棚架單元U3及運送臂A3。塗布模組23與上述顯影模組22具有同樣的構成，將光阻液作為藥劑供給至晶圓W上形成光阻膜。棚架單元U3排列成與塗布模組23相向，並具有加熱模組、冷卻模組等熱處理模組TM。在熱處理模組TM中進行光阻膜形成的前處理及後處理。又，各熱處理模組TM形成有晶圓W的運送口24。運送臂A3設於塗布模組23與棚架單元U3之間。
第2區塊B2及第4區塊B4與第3區塊B3具有同樣的構成。在第2區塊B2供給抗反射膜用的藥劑，形成作為光阻膜基底層的下部抗反射膜。在第4區塊B4亦供給抗反射膜用的藥劑，於光阻膜之上形成上部抗反射膜。
另，如圖3所示，第2區塊B2的運送臂標註元件符號A2，第4區塊B4的運送臂標註元件符號A4。
介面站S3結合於處理站S2的+Y方向側，並如圖1所示，具有介面臂F。介面臂F配置於處理站S2的棚架單元U2的+Y方向側。棚架單元U2的各模組間，及各模組與曝光裝置S4之間，藉由介面臂F來運送晶圓W。
在具有上述構成的塗布顯影裝置100中，晶圓W如以下方式運送至各模組，並對於晶圓W進行模組所對應的處理。首先，藉由載體站S1的運送機構C從載置台21上的載體20取出晶圓W，運送往處理站S2的棚架單元U1之傳遞模組CPL2(參照圖3)。運送至傳遞模組CPL2的晶圓W，藉由第2區塊B2的運送臂A2依序逐次運送到第2區塊B2的各模組(熱處理模組及塗布模組)，將下部抗反射膜形成在晶圓W上。
形成有下部抗反射膜的晶圓W，藉由運送臂A2運送往棚架 單元U1的傳遞模組BF2，並藉由運送機構D(圖1)運送往棚架單元U1的傳遞模組CPL3。其次，晶圓W由第3區塊B3的運送臂A3所接取，並依序逐次運送至第3區塊B3的各模組(圖3所示的熱處理模組TM及塗布模組23)，將光阻膜形成在下部抗反射膜上。
形成有光阻膜的晶圓W藉由運送臂A3運送至棚架單元U1的傳遞模組BF3。
另，形成有光阻膜的晶圓W，有時亦在第4區塊B4在形成有抗反射膜。此時，晶圓W經由傳遞模組CPL4接取到第4區塊B4的運送臂A4，並依序逐次運送至第4區塊B4的各模組(熱處理模組及塗布模組)，將上部抗反射膜形成在光阻膜上。其後，晶圓W藉由運送臂A4傳遞到棚架單元U1的傳遞模組TRS4。
形成有光阻膜(或者其上還有上部抗反射膜)的晶圓W，藉由運送機構D從傳遞模組BF3(或者傳遞模組TRS4)運送往傳遞模組CPL11。運送至傳遞模組CPL11的晶圓W，藉由穿梭臂E運送至棚架單元U2的傳遞模組CPL12之後，受到介面站S3的介面臂F所接取。
其後，晶圓W藉由介面臂F運送至曝光裝置S4進行既定曝光處理。已進行曝光處理的晶圓W經由介面臂F運送至棚架單元U2的傳遞模組TRS6，回到處理站S2。回到處理站S2的晶圓W運送往第1區塊B1，並在此進行顯影處理。已進行顯影處理的晶圓W藉由運送臂A1運送往棚架單元U1的任一個傳遞模組TRS1，並藉由運送機構C而回到載體20。
其次參照圖4至圖6說明第3區塊B3所設的運送臂A3。
如圖4所示，運送臂A3具有2片搬運叉3A、3B、基台31、旋轉機構32、進退機構33A、33B(圖5及圖6)及升降台34。又，運送臂A3設有後述的偵測部5A~5D。再者，運送臂A3及偵測 部5A~5D藉由後述的控制部6來控制。
搬運叉3A配置於搬運叉3B上方。基台31藉由旋轉機構32而繞鉛垂軸自由旋轉。又，如圖5所示，搬運叉3A、3B，其基端側分別受到進退機構33A、33B。進退機構33A、33B採用滾珠螺桿機構或正時皮帶等傳動機構連結於電動機M(圖9)，驅動使得搬運叉3A、3B相對於基台31自由進退。
再參照圖4，升降台34設於旋轉機構32的下方側。升降台34設成沿著上下方向(圖4中Z軸方向)延伸成直線狀的未圖示之Z軸導軌，藉由升降機構來自由升降。就升降機構而言，可藉由採用滾珠螺桿機構或正時皮帶的機構等。在此例中Z軸導軌及升降機構分別藉由蓋體35覆蓋，例如在上部側連接成一體。又蓋體35構成為沿著在Y軸方向直線狀延伸的Y軸導軌36滑移移動。
其次參照圖6及圖7進一步說明搬運叉3A、3B。如圖6(a)所示，搬運叉3A、3B具有包圍運送晶圓W周圍的圓弧狀前端部。搬運叉3A、3B形成有4個固持爪4A、4B、4C、4D。固持爪4A~4D設為從搬運叉3A、3B的內緣分別往內側伸出，並且沿著內緣彼此取出間隔。另，在圖示之例中係設有4個固持爪4A~4D，但只要設有3個以上的固持爪即可。
如圖7所示，搬運叉3A的固持爪4A~4D設有吸附孔41A~41D，與圍繞在吸附孔41A~41D周圍之環狀墊片42A~42D。吸附孔41A~41D如圖6(a)所示與形成於搬運叉3A的內部、頂面或底面的真空配管43A相連通。真空配管43A連接於未圖示的真空排氣部。搬運叉3B的固持爪4A~4D亦同樣分別設有吸附孔41A~41D與墊片42A~42D，吸附孔41A~41D如圖6(a)所示，與形成在搬運叉3B內部、頂面或底面的真空配管43B相連通，真空配管43B連接於真空排氣部。因為有此種真空機構，晶圓W受到固 持爪4A~4D的墊片42A~42D所支持時，可通過真空配管43A(或者43B)藉由真空排氣部進行抽吸，而妥善固持在搬運叉3A(或者3B)。
另，墊片42A~42D為提高與晶圓W背面周緣部之密合性，宜藉由例如橡膠等具有彈性的材料來製作。
其次說明偵測搬運叉3A、3B所固持的晶圓W位置之偵測部。參照圖5，基台31設有從基台31豎立而起並折往水平方向延伸的支持構件53。支持構件53對應於其4個腕部而安裝有感測器52A、52B、52C、52D。感測器52A~52D位於後退到基端側的搬運叉3A、3B上方。具體而言，如圖6所示，從上方觀察時，沿著搬運叉3A(或3B)所固持的晶圓W周緣，以既定間隔配置有感測器52A~52D。又，感測器52A~52D係延伸成橫跨晶圓W的周緣。感測器52A~52D在本實施形態中係CCD直線式感測器。
另，以下說明中，有時將搬運叉3A、3B後退到基端側時的位置稱為原點位置。
再參照圖5，基台31上設有光源51A、51B、51C、51D。光源51A對應於感測器52A來配置，光源51B對應於感測器52B來配置，光源51C對應於感測器52C來配置，光源51D對應於感測器52D來配置。光源51A~51D，在本實施形態中係藉由排列成直線狀的多數之發光二極體(LED)所構成。
另，亦可將光源51A~51D設於支持構件53，將感測器52A~52D設於基台31。又，只要搬運叉3A、3B及其所固持的晶圓W會橫越偵測部5A~5B之間，光源51A~51D(或感測器52A~52D)亦可不在基台31上，而是利用既定支持構件來進行配置。
如圖8所示，偵測部5A藉由光源51A、感測器52A、偵測控制部54、數位類比轉換器(DAC)55及類比數位轉換器(ADC)56所 構成。又，在圖8中省略圖示，但偵測部5B、5C、5D具有對應的光源51B、51C、51D與感測器52B、52C、52D，與偵測部5A以同樣方式構成。
偵測控制部54係時序產生器，依據來自未圖示的時鐘之時脈信號，偏移CCD直線式感測器所構成的感測器52A之各CCD的動作時序並且移動電荷。又，偵測控制部54亦對於由多數之LED所構成的光源51A進行電流控制。DAC55對於來自偵測控制部54的數位控制信號進行類比轉換，將轉換的類比信號輸出至光源51A。ADC56對於來自感測器52A的偵測信號即類比輸出信號進行數位轉換，產生偵測信號。
從偵測部5A的ADC56輸出的偵測信號(偵測值)輸入至控制部6的運算處理部61。控制部6經由放大器57來控制驅動進退機構33A、33B的X軸驅動用電動機、驅動基台31的Y軸驅動用電動機、驅動升降台34的Z軸驅動用電動機與驅動旋轉機構32的旋轉驅動用電動機。
藉由以上的構成，來自偵測控制部54的控制信號，藉由DAC55進行類比轉換，將類比轉換的控制信號輸入至光源51A，藉以使光源51A發出直線狀光線。從光源51A發出的光線，由感測器52A接收。接收光線的感測器52A依據來自偵測控制部54的控制信號之時序，輸出因應於受光量的信號。從感測器52A輸出的偵測信號(偵測值)，藉由ADC56進行數位轉換之後，輸入至控制部6內的運算處理部61。
控制部6不僅控制偵測部5A~5D，亦控制運送臂的動作。以下，參照圖9說明控制模組間晶圓W傳遞的控制部6。
參照圖9，運送臂A3的搬運叉3A進入至冷卻模組7內。冷卻模組7例如係圖4所示的熱處理模組TM之中的一個。如圖所 示，冷卻模組7具有處理容器71、載置部72、升降銷73及升降機構74。載置部72為了將晶圓W冷卻成既定溫度，設有由經過溫度調整的流體所流動的導管(未圖示)。又，載置部72設有多數之貫穿孔，並以可上下移動的方式設有對應於多數之貫穿孔的多數之升降銷73。升降銷73藉由升降機構74而升降。
控制部6具有運算處理部61、記憶部62、表示部63及警報產生部64。運算處理部61，例如具有記憶體、CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)，讀取記錄在記憶部62的程式，依據該程式所含的命令(Command)，將控制信號送至運送臂A3的各電動機M，執行晶圓W的傳遞及運送執行。又，運算處理部61讀取記錄在記憶部62的程式，並依據該程式所含的命令(Command)，將控制信號送至塗布顯影裝置100的各部分，執行各種基板處理。
記憶部62記錄用來讓運算處理部61執行各種處理的程式，從電腦可讀取的記錄媒體62a存放程式。就記錄媒體62a而言，例如可使用軟碟、光碟、硬碟、磁光(Magneto-optical；MO)碟等。
表示部63，例如係具有液晶(LCD)面板等的顯示器。表示部63可進行各種的基板處理用程式之選擇或者各基板處理中的參數之輸入操作。
警報產生部64，對於包含運送臂A3在內的塗布顯影裝置100各部份產生異常時，產生警報信號並輸出。
又，運算處理部61將既定控制信號送至運送臂A3的進退機構33A、33B、基台31、升降台34、旋轉機構32所設的電動機、編碼器38或計算脈波數的計數器39等來進行控制。並且，記憶部62含有用來執行本實施形態之基板運送方法的程式。
其次，參照圖10至圖13，以運送臂A3的搬運叉3A從一個模組接取晶圓W並運送往其他模組的步驟來舉例顯示，說明本實施形態之基板運送方法。在此，一個模組例如定為圖9所示的第3區塊B3之冷卻模組7，其他模組定為第3區塊B3的塗布模組23。此時在冷卻模組7中，將晶圓W調整成既定溫度(例如23℃)，並於經過溫度調整的晶圓W之上藉由塗布模組23形成光阻膜。
首先，於步驟S11(圖10)中，從冷卻模組7藉由運送臂A3取出晶圓W。具體而言，如圖11(a)所示，冷卻模組7內的升降銷73，舉起載置部72上的晶圓W保持於載置部72上方。其次，如圖11(b)所示，搬運叉3A通過冷卻模組7的運送口24而進入至冷卻模組7內，位於晶圓W下方。並且，如圖11(c)所示，使搬運叉3A上升並且是升降銷73下降。藉此，將晶圓W固持在搬運叉3A的固持爪4A~4D並藉藉由對應於固持爪4A~4D設置的吸附孔41A~41D進行吸附。
其次，於步驟S12(圖10)中，判定晶圓W是否吸附於搬運叉3A。此判定，例如可藉由連通於吸附孔41A~41D的真空配管43A所設之真空感測器(未圖示)，與控制部6來進行。藉由真空感測器偵測的抽吸力在既定閾值以上時(步驟S12：是)，判定晶圓W妥善吸附於搬運叉3A，在步驟S12B中，如圖11(d)所示，搬運叉3A沿著X軸從冷卻模組7退回到原點位置。
經由真空感測器偵測的抽吸力未滿閾值時(步驟S12：否)，控制部6 對於警報產生部64(圖9)發出警報信號進行指示。依據警報信號，例如在表示部63表示出顯示吸附不良的警報。當塗布顯影裝置100的操作者解決吸附不良之後(步驟S12A)，搬運叉3A後退直到原點位置(步驟S12B，圖11(d))。
在步驟S13(圖10)中，如圖11(d)所示，搬運叉3A在原點位置 固持晶圓W時，藉由控制部6及偵測部5A量測晶圓W的周緣部位置。具體而言，搬運叉3A下方所設的光源51A~51D(圖11中僅表示光源51B及51D)向上方發出光線。該光線，由搬運叉3A上方所設的感測器52A~52D(圖11中僅表示感測器52B及52D)接收。當感測器52A~52D係沿著晶圓W的徑方向將CCD配置成直線狀而成的CCD直線式感測器時，可依據各CCD的偵測值，決定受光的CCD與未受光的CCD之邊界位置。並且，可依據決定的邊界位置來量測晶圓W的周緣部之位置。
如圖12所示，4個感測器52A~52D的延伸方向與Y軸所成角度定為θ1、θ2、θ3、θ4。又，如圖12所示，在搬運叉3A所固持的晶圓W未偏移時的位置(基準位置)之感測器52A~52D上的晶圓W周緣部位置，分別定為a點、b點、c點、d點。又，在搬運叉3A所固持的晶圓W偏移時的位置(偏移位置)之感測器52A~52D上的晶圓W周緣部位置，分別定為a'點、b'點、c'點、d'點。
在各感測器52A~52D的a點與a'點的距離定為△a，b點與b'點的距離定為△b，c點與c'點的距離定為△c，d點與d'點的距離定為△d時，距離△a、△b、△c、△d可表示成：△a[mm]={(a'點像素數)-(a點像素數)}×像素間隔[mm]………(1)
△b[mm]={(b'點像素數)-(b點像素數)}×像素間隔[mm]………(2)
△c[mm]={(c'點像素數)-(c點像素數)}×像素間隔[mm]………(3)
△d[mm]={(d'點像素數)-(d點像素數)}×像素間隔[mm]………(4)
另，a點的像素數係意指感測器52A~52D在晶圓W中心側的起點到a點為止的像素數量。
a點~d點，a'點~d'點的座標表示如下。
a點(X1，Y1)=(X-Rsinθ1，Y-Rcosθ1)………(5)
a'點(X1'，Y1')=(X1-△asinθ1，Y1-△acosθ1) =(X-(R+△a)sinθ1，Y-(R+△a)cosθ1)………(6)
b點(X2，Y2)=(X-Rsinθ2，Y+Rcosθ2)………(7)
b'點(X2'，Y2')=(X2-△bsinθ2，Y2+△bcosθ2)=(X-(R+△b)sinθ2，Y+(R+△b)cosθ2)………(8)
c點(X3，Y3)=(X+Rsinθ3，Y+Rcosθ3)………(9)
c'點(X3'，Y3')=(X3+△csinθ3，Y3+△ccosθ3)=(X+(R+△c)sinθ3，Y+(R+△c)cosθ3)………(10)
d點(X4，Y4)=(X+Rsinθ4，Y-Rcosθ4)………(11)
d'點(X4'，Y4')=(X4+△dsinθ4，Y4-△dcosθ4)=(X+(R+△d)sinθ4，Y-(R+△d)cosθ4)………(12)
所以，可藉由算式(6)、算式(8)、算式(10)、算式(12)求取a'點(X1'，Y1')、b'點(X2'，Y2')、c'點(X3'，Y3')、d'點(X4'，Y4')的座標。
另，上述算式中，X係晶圓W位於基準位置時的晶圓W中心之X座標，Y係晶圓W位於基準位置時的晶圓W中心之Y座標。位在基準位置的晶圓W中心位置o的座標(X，Y)可藉由預先將晶圓W置於基準位置來測定而求取，亦可依據搬運叉3A的內緣來求取。
其次，在步驟S14(圖10)中，從a'點、b'點、c'點、d'點之中任3點計算位於偏移位置的晶圓W中心位置o'之座標(X'，Y')。例如可從a'點(X1'，Y1')、b'點(X2'，Y2')、c'點(X3'，Y3')3點，依據下述式(13)及(14)求取位於偏移位置的晶圓W中心位置o'之座標(X'，Y')。
又，半徑R'可藉由中心位置o'之座標(X'，Y')與a'點(X1'，Y1')、b'點(X2'，Y2')、c'點(X3'，Y3')之各座標，依據下述算式(15)求取。
又，在步驟S14中，再依據a'點、b'點、c'點、d'點之中與前述3點(a'點，b'點，c'點)不同的3點之組合，例如(a'點、b'點、d'點)，(a'點、c'點、d'點)，(b'點、c'點、d'點)，利用算式(13)到(15)來計算中心位置o'之座標(X'，Y')及半徑R'。
其次，在步驟S15(圖10)中，判定4個感測器52A~52D的任一者是否有偵測到晶圓W的周緣部之缺口WN。此判定採用依據a'點、b'點、c'點、d'點之中任3點的組合而在步驟S14中計算的中心位置o'之座標(X'，Y')及半徑R'。具體而言，首先判定對應於任3點的組合之半徑R'是否大致等於晶圓W的既知半徑，即R。亦即，如圖12所示，晶圓W的缺口WN在俯視圖中並不位於a'點、b'點、c'點、d'點任一點附近時，依據a'點、b'點、c'點、d'點之中任3點的組合所計算的半徑R'亦大致等於半徑R。此時，判定4個感測器52A~52D均未偵測到晶圓W的缺口WN。
另一方面，例如圖13所示，晶圓W的缺口WN在俯視圖中位於b'點附近時，依據b'點之外3點的組合所計算的半徑R'大致等於半徑R。但是，依據包含b'點之3點的組合所計算的半徑R'小於半徑R。依據此結果，判定4個感測器52A~52D之中，感測器52B偵測到晶圓W的缺口WN。
其次，在步驟S16(圖10)中，選擇感測器52A~52D之中未偵 測到缺口WN的3個感測器之偵測值。如圖12所示，4個感測器52A~52D均未偵測到晶圓W的缺口WN時，選擇3個感測器52任一者的偵測值均可。又，圖13所示之情況，選擇感測器52B之外來自感測器52A、52C、52D的偵測值。
其次，在步驟S17(圖10)中，求取依據未偵測到缺口WN的3個感測器之偵測值所計算的中心位置o'之座標(X'，Y')，與基準位置的晶圓W中心位置o之座標(X，Y)間的偏移量(△X，△Y)。偏移量(△X，△Y)可藉由△X[mm]=X'-X………(16)
△Y[mm]=Y'-Y………(17)
來求取。
其次，在步驟S18(圖10)中，運送臂A3如圖11(e)所示，移動直到接近塗布模組23的位置。具體而言，圖3所示的蓋體35藉由沿著Y軸導軌36滑移移動來移動基台31，並藉由旋轉機構32將基台31旋轉約180°，而移動直到至圖11(e)所示的位置。
其次，在步驟S19(圖10)中，偵測到在接近塗布模組23的位置由搬運叉3A所固持的晶圓W之位置。此偵測，係藉由與步驟S13到步驟S17之中所進行的同樣方法來進行。藉此計算出運送後的晶圓W中心位置o"之座標相對於運送基準位置的晶圓W中心位置o之座標(X，Y)的偏移量(△X'，△Y')。其中，在步驟S19中，因為可採用與步驟S16所選擇的3感測器相同的3個感測器之偵測值，所以亦可不進行晶圓W的缺口判定(步驟S15)及選擇偵測值(步驟S16)。
其次，在步驟S20(圖10)中，求取運送臂A3移動前後的偏移量之差異D。偏移量之差異D相當於運送臂A3之移動所產生的晶圓W之偏移量，參照圖14，可藉由以下的算式(18)來求取。圖 14中，元件符號o係表示晶圓W位於基準位置時的晶圓W中心位置，元件符號o'係表示晶圓運送前的晶圓W中心位置，元件符號o"係表示晶圓運送後的晶圓W中心位置。
D=(|△X'-△X|2+|△Y'-△Y|2)1/2………(18)
其次，在步驟S21(圖10)中，判定偏移量之差異D是否位於既定範圍內。在此，既定範圍可因應於晶圓W之尺寸、搬運叉3A之尺寸及載置晶圓W的載置部之尺寸來決定。例如，既定範圍亦可決定為從100到300μm的範圍之值，又，例如亦可決定為100μm。判定偏移量之差異D係位於既定範圍內時(步驟S21：是)，直接前進到下一步驟S23。又，判定偏移量之差異D超過既定範圍時(步驟S21：否)，輸出警報信號(步驟S22)。有些情況下照樣進行晶圓W的運送，有些情況下停止晶圓W的運送已進行真空機構的檢查。在此，亦可依據後述的偏移量(△X'，△Y')來判定是否停止運送。亦即，可設置判定，當偏移量之差異D超過既定範圍時(步驟S21：否)，且偏移量(△X'，△Y')落在既定範圍內時，繼續運送。
其次前進到步驟S23(圖10)，搬運叉3A修正偏移量(△X'，△Y')，亦即在接近塗布模組23的位置求取的晶圓W相對於搬運叉3A之偏移，並且將晶圓W往塗布模組23內搬入，將晶圓W傳遞往塗布模組23內的旋轉吸爪S。
如以上說明，依據本實施形態之基板運送方法，在藉由運送臂A3將晶圓W從一個模組(冷卻模組7)運送往其他模組(塗布模組23)的前後，求取實際上晶圓W中心位置之座標相對於基準位置的晶圓W中心位置之座標的偏移量((△X，△Y)及(△X'，△Y'))，所以能求取運送中產生的晶圓W之偏移量(偏移量之差異D)。藉此，可在運送中得知晶圓W偏離搬運叉3A。如此，雖然有可能發生真空機構的不良，例如墊片42A~42D磨耗、晶圓W翹曲、真空配管43A(圖6)洩漏及真空排氣部故障致使吸附力降低等，但 依據本實施形態之基板運送方法即能掌握此種不良。
又，因為修正在接近其他模組(塗布模組23)的位置所求取的偏移量(△X'，△Y')並且往其他模組內搬入，所以可將晶圓W更加適正地載置於其他模組的載置部。
在如塗布顯影裝置100的半導體製造裝置中，傾向於增加晶圓的運送速度以提升處理量。因此容易產生運送中的晶圓之位置偏移。依據本實施形態之基板運送方法及基板運送裝置(運送臂)，能偵測運送中的晶圓之位置偏移，例如可掌握墊片的磨耗，所以能抑制伴隨運送中的晶圓之位置偏移而產生的不良晶圓。
又，在本發明其他實施形態之基板運送方法中，偏移量之差異D的判定對象，即既定範圍，亦可依照在晶圓W下個搬入的其他模組中進行的處理之均勻性的觀點來進行設定。例如，偏移量之差異D係大致300μm，且可將晶圓W適正載置於其他模組內的載置部(既定範圍內)，但偏移量之差異D在例如100μm以內可更加改善均勻性時，則宜將偏移量之差異D的判定對象設定成比上述既定範圍更窄的100μm範圍(為求方便，以下稱為嚴格範圍)。又，此時，即使偏移量之差異D超過100μm，亦將偏移量之差異D顯示於表示部63，且在經由該表示而確認並未超過300μm時，將晶圓W搬入其他模組進行處理。又，如此一來可掌握不良的預兆。
再者，於其他實施形態中亦可將既定範圍設定成2階段，並發出因應於階段的警報。例如，在上述例中，宜將100μm設定成第1階段，將300μm設定成第2階段。藉此，亦可當超過第1階段時雖然發出注意警報但使處理自動繼續，在超過第2階段時發出警報及/或停止基板處理裝置。
又，又一實施形態中針對嚴格範圍來判定偏移量之差異D時(或將既定範圍設定成2階段時)，對於超過嚴格範圍(或第2階段)的次數進行計數，並記憶該次數為佳。具體而言如下。如圖15所示，在步驟S151中，依據上述步驟S11及S12將晶圓W從一個模組運送至其他模組(接近運送口的位置)。其次，在步驟S152中，從上述步驟S13依據S21求取偏移量之差異D，藉由控制部6判定是否落在嚴格範圍內。判定在嚴格範圍內時(步驟S152：是)，晶圓W運送往其他模組(步驟S153)，並進行其他晶圓W的運送(步驟S151)。
判定並非落在嚴格範圍內時(步驟S152：否)，例如在記憶部62所記憶的旗標i(初始值為零)加1，並將加1之後的數值再次記憶到記憶部62(步驟S154)。其次，參照記憶部62的旗標i，判定旗標i是否超過例如10(步驟S155)。判定旗標i未滿10時(步驟S155：是)，將晶圓W運送往其他模組(步驟S156)。另一方面，判定旗標i在10以上時(步驟S155：否)，輸出警報信號(步驟S157)，將警報顯示於表示部63，及/或停止裝置。藉此，因為在運送前後之晶圓W的偏移量之差異D超過嚴格範圍的次數達到10次的時間點輸出警報信號，所以裝置繼續運作，且能掌握搬運叉3A等的墊片42A~42D之磨耗等不良的進程。因此可提供依據定性判定結果來決定維修排程之優點。
另，偏移量之差異D超過嚴格範圍的次數當然不限於10次，適當地決定即可。
又，判定偏移量之差異D超過既定範圍時(步驟S21：否)，亦可依據在步驟S19(圖10)計算的運送後晶圓W之偏移量(△X'，△Y')來進行偏移修正。亦即，如圖4至圖6所示，可藉由進退機構33A使搬運叉3A移動相當於△X'的距離，並驅動蓋體35使搬運叉3A移動相當於△Y'的距離，藉以將晶圓W中心位置進行位置修正而能在其他模組的載置中進行適正載置於。又，亦可不是對於X方 向及Y方向的修正，而係在利用旋轉機構32旋轉搬運叉3A的同時，對於X方向或Y方向進行修正。
再者，判定偏移量之差異D超過既定範圍時(圖10的步驟S21：否)，或者運送前後之晶圓W的偏移量之差異D超過嚴格範圍的次數超過既定次數時(圖15的步驟S155：否)，亦可降低搬運叉3A之晶圓W運送時的運送速度。此點可藉由例如從控制部6(圖9)對於電動機、編碼器38或對於脈波數進行計數的計數器39等輸出降低運送速度的指示信號來實現。又，在降低運送速度進行運送的狀況下再度有否定性判定時，亦可更加降低運送速度。接此，可以推遲例如墊片42A~42D的更換，而能更加彈性地設定裝置的維修排程。
又，判定偏移量之差異D超過既定範圍時(圖10的步驟S21：否)，或者運送前後之晶圓W的偏移量之差異D超過嚴格範圍的次數超過既定次數時(圖15的步驟S155：否)，亦可降低搬運叉3A在運送時的加速度。此點可藉由例如從控制部6(圖9)對於電動機、編碼器38或對於脈波數進行計數的計數器39等發出降低加速度的指示信號來實現可能。因為搬運叉3A在運送開始時及運送停止時產生晶圓W位置偏移的可能性較高，所以只要降低運送開始時及運送停止時的搬運叉3A之加速度，即可降低在運送前後的晶圓W之位置偏移(偏移量之差異D)。
以上說明本發明較佳實施形態，但本發明不限於上述實施形態，可依據申請專利範圍之記載進行各種變形、變更。
例如，在步驟S23中係修正偏移量(△X'，△Y')並且將晶圓W搬入至塗布模組23內，亦可在接近塗布模組23的位置修正偏移量(△X'，△Y')後再將晶圓W往塗布模組23內搬入。
又，亦可在搬運叉3A的移動中偵測由搬運叉3A之移動產生的晶圓W相對於搬運叉3A的偏移，來代替在搬運叉3A從冷卻模組7移動直到接近塗布模組23的位置之後於接近塗布模組23的位置求取前後的偏移量之差異D。此偵測可於搬運叉3A移動中，藉由進行參照圖10說明的步驟S13到S17並與偏移量(△X，△Y)相對比來達成。並且亦可在搬運叉3A的移動中，判定在搬運叉3A的移動中求取的位置偏移是否落在既定範圍內，判定並非落在既定範圍時，在該時間點停止搬運叉3A的移動。又，亦可在判定並非落在既定範圍時，使搬運叉3A在到達接近塗布模組23的位置之後輸出警報。
再者，亦可在步驟S17之後，對於步驟S17中求取的偏移量(△X，△Y)，亦即從冷卻模組7取出晶圓W之後，晶圓W相對於搬運叉3A的偏移量(△X，△Y)進行判定，看是否落在期望範圍內。
再者，亦在步驟S21(圖10)中，判定偏移量之差異D是否位於既定範圍內之前，先依據偏移量(△X'，△Y')判定晶圓W是否可往塗布模組23內搬入。具體而言，判定偏移量(△X'，△Y')是否落在晶圓W能不接觸塗布模組23的運送口24而往塗布模組23內搬入的範圍內即可。此時，亦可在判定為可搬入時，於下一步驟S21中不論偏移量之差異D是否落在既定範圍內均將晶圓W往塗布模組23內搬入。並且，亦可於搬入後進行搬運叉3A的真空機構之檢查。另一方面，在判定無法搬入時，輸出警報以停止塗布顯影裝置100即可。
例如，上述實施形態中說明運送臂A3，但運送臂A2~A4、運送機構C、運送機構D及介面臂F亦可與運送臂A3具有同樣的構成，藉此，可進行上述的基板運送方法。又，運送前的模組(一個模組)及運送後(運送目的地)的模組(其他模組)不限於舉例顯示者，只要是具有載置晶圓W的載置部之模組即可。又，在一臂從其他臂接取晶圓並運送往既定模組時，也可應用本發明實施形態 之基板運送方法。此時，其他臂相當於載置部。
又，上述實施形態不限於2片搬運叉3A、3B設成上下重疊之例，2片搬運叉3A、3B亦可設成水平方向並排。又，搬運叉3亦可只有1片，或者設成3片以上上下重疊或水平並排。
又，上述實施形態中，考慮到晶圓W的缺口WN而設置對於搬運叉3A的4的光源51A~51D與相應的4的感測器52A~52D，但例如使用具有定向平面(OF)而非具有缺口WN的晶圓時，OF的位置不是大幅偏移時，亦可設置3個光源與相對應的3個感測器以偵測OF以外的周緣部。
又，亦可於固持爪4A~4D設置靜電感測器來偵測晶圓W相對於搬運叉3A等的位置來代替，以代替光源51A~51D與相對應的感測器52A~52D。再者，亦可例如使用相機，依據相機所獲得的影像來偵測晶圓W相對於搬運叉3A等的位置。採用相機時，只要獲得晶圓W的周緣部4點的位置資訊即可。所以，不一定要使用4台相機，亦可使用1台相機來獲得4點的位置資訊。採用1台相機時，例如可藉由支持構件安裝於基台31而位於2根搬運叉3A、3B的上方。
採相機時亦如使用採用感測器52A~52D之例，在固持有晶圓W的搬運叉3A、3B位於原點位置時，藉由相機拍攝影像。並且，拍攝的影像藉由影像處理來求取晶圓W周緣部4點的位置資訊。其次依據4點的位置資訊，判定4點之中任一點是否偵測到晶圓W的缺口WN，判定4點之中任一者偵測到晶圓W的缺口WN時，可依據該1點以外3點的位置資訊來偵測晶圓W相對於搬運叉3A的位置。
就光源51而言，以說明採用多數LED之例，但亦可使用在 單一LED的發光側直線狀設置導光材料的直線狀光源。又，就感測器52，可使用非CCD直線式感測器，例如光纖直線式感測器、光電感測器等各種線性影像感測器。
又，要求晶圓W相對於搬運叉3A的位置時，係利用基準位置的晶圓W中心位置o，但亦可於搬運叉3A設置1個或多數之位置標記，並以位置標記為基準利用晶圓W相對於搬運叉3A的位置偏移，來作為代替。
又，晶圓W不限於半導體晶圓，亦可係FPD用玻璃基板。
3A、3B‧‧‧搬運叉
4A~4D‧‧‧固持爪
5A~5D‧‧‧偵測部
6‧‧‧控制部
7‧‧‧冷卻模組
20‧‧‧載體
21‧‧‧載置台
22‧‧‧顯影模組
23‧‧‧塗布模組
24‧‧‧運送口
31‧‧‧基台
32‧‧‧旋轉機構
33A、33B‧‧‧進退機構
34‧‧‧升降台
35‧‧‧蓋體
36‧‧‧Y軸導軌
38‧‧‧編碼器
39‧‧‧計數器
41A~41D‧‧‧吸附孔
42A~42D‧‧‧環狀墊片
43A、43B‧‧‧真空配管
51A~51D‧‧‧光源
2A~52D‧‧‧感測器
53‧‧‧支持構件
54‧‧‧偵測控制部
55‧‧‧數位類比轉換器(DAC)
56‧‧‧類比數位轉換器(ADC)
57‧‧‧放大器
61‧‧‧運算處理部
62‧‧‧記憶部
62a‧‧‧記錄媒體
63‧‧‧表示部
64‧‧‧警報產生部
71‧‧‧處理容器
72‧‧‧載置部
73‧‧‧升降銷
74‧‧‧升降機構
100‧‧‧塗布顯影裝置
A1~A4‧‧‧運送臂
B1‧‧‧第1區塊(DEV層)
B2‧‧‧第2區塊(BCT層)
B3‧‧‧第3區塊(COT層)
B4‧‧‧地4區塊(TCT層)
BF2、BF3、CPL2、CPL3、CPL4、CPL11、CPL12、TRS1、TRS4、TRS6‧‧‧傳遞模組
C‧‧‧運送機構
D‧‧‧偏移量之差異
E‧‧‧穿梭臂
F‧‧‧介面臂
i‧‧‧旗標
M‧‧‧電動機
R、R'‧‧‧半徑
S1‧‧‧載體站
S2‧‧‧處理站
S3‧‧‧介面站
S4‧‧‧曝光裝置
S11~S23、S151~157‧‧‧步驟
TM‧‧‧熱處理模組
U1~U3‧‧‧棚架單元
W‧‧‧晶圓
WN‧‧‧缺口
θ1、θ2、θ3、θ4‧‧‧角度
△a、△b、△c、△d‧‧‧距離
△X、△X'、△Y、△Y'‧‧‧偏移量
X、X1~X4、X1'~X4'‧‧‧X座標
Y、Y1~Y4、Y1'~Y4'‧‧‧Y座標
o、o'、o"‧‧‧中心位置
圖1係顯示實施形態之光阻塗布顯影裝置的構成之俯視圖。
圖2係顯示實施形態之光阻塗布顯影裝置的構成之概略立體圖。
圖3係顯示實施形態之光阻塗布顯影裝置的構成之側視圖。
圖4係顯示第3區塊的構成之立體圖。
圖5係顯示實施形態之運送臂的立體圖。
圖6係顯示實施形態之運送臂的俯視圖及側視圖。
圖7放大顯示實施形態之運送臂的搬運叉之俯視圖。
圖8係顯示偵測部及控制部的構成之區塊圖。
圖9係共同顯示控制部與第3區塊中的運送臂及冷卻模組之構成圖。
圖10係顯示本發明實施形態之基板運送方法的流程圖。
圖11(a)~(e)係說明本發明實施形態之基板運送方法的說明圖。
圖12係顯示判定4個偵測部均未偵測到晶圓缺口時的線性影像感測器及晶圓之俯視圖。
圖13係顯示判定4個偵測部的任一者偵測到晶圓缺口時的線 性影像感測器及晶圓之俯視圖。
圖14係說明在運送前後的晶圓偏移量之差異的說明圖。
圖15係顯示本發明實施形態之其他基板運送方法的流程圖。
S11~S23‧‧‧步驟

Claims (13)

  1. 一種基板運送方法，用於基板處理裝置中，該基板處理裝置包含：基板運送裝置，具有利用真空吸附來固持基板的固持部，用來運送固持的基板；以及多數載置部，載置該基板運送裝置所運送的該基板；該基板運送方法包含以下步驟：固持步驟，以該固持部接取該多數載置部之中的一個載置部之該基板並利用真空吸附予以固持；退出步驟，使該固持部在固持該基板的狀態下退出該一個載置部；第1位置偵測步驟，偵測由該固持部所固持之該基板相對於該固持部的位置；運送步驟，將由該固持部所固持之該基板運送到接近其他載置部之處；第2位置偵測步驟，在該接近之處偵測由該固持部所固持之該基板相對於該固持部之位置；計算步驟，依據該第1位置偵測步驟及該第2位置偵測步驟所獲得的，由該固持部所固持之該基板相對於該固持部之位置，來計算在該運送之步驟中所產生之該基板相對於該固持部之位置偏移；以及判定步驟，判定該計算步驟中計算的該位置偏移是否落在既定範圍內。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板運送方法，更包含以下步驟：在該判定步驟中，判定該位置偏移並非落在該既定範圍內時，發出表示該判定結果的警報。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板運送方法，更包含以下步驟：次數記錄步驟，記錄在該判定步驟中判定該位置偏移並非落在該既定範圍內的次數；次數判定步驟，判定記錄的該次數是否超過既定次數；以及輸出步驟，在該次數判定步驟中判定超過該既定次數時，輸 出表示超過該既定次數的警報信號。
  4. 如申請專利範圍第1項之基板運送方法，更包含以下步驟：次數記錄步驟，記錄在該判定步驟中判定該位置偏移並非落在該既定範圍內的次數；次數判定步驟，判定記錄的該次數是否超過既定次數；以及輸出步驟，在該次數判定步驟中判定超過該既定次數時，輸出指示信號以降低該基板運送裝置的運送速度。
  5. 如申請專利範圍第1項之基板運送方法，更包含以下步驟：次數記錄步驟，記錄在該判定步驟中判定該位置偏移並非落在該既定範圍內的次數；次數判定步驟，判定記錄的該次數是否超過既定次數；以及輸出步驟，在該次數判定步驟中判定超過該既定次數時，輸出指示信號以降低該基板運送裝置在移動開始時及/或移動停止時的該基板運送裝置之加速度。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之基板運送方法，更包含以下步驟：在該判定步驟中判定該位置偏移並非落在既定範圍時，修正該位置偏移。
  7. 一種基板運送裝置，包含：固持部，利用真空吸附來固持基板，多數載置部，載置由該固持部所固持運送的該基板；偵測部，偵測由該固持部所固持之該基板相對於該固持部之位置偏移；以及控制部，依據藉由該偵測部對於從該多數載置部之中的一個載置部接取該基板並予以固持的該固持部所偵測到的該基板之位置偏移，以及在該固持部移動到接近其他載置部之處後，於該接近之處藉由該偵測部所偵測到的該基板之位置偏移，來計算在運送中產生的該基板相對於該固持部之位置偏移，並判定該位置偏移是否落在既定範圍內。
  8. 如申請專利範圍第7項之基板運送裝置，其中，該控制部在判定該位置偏移並非落在該既定範圍內時，發出表示該判定結果的 警報。
  9. 如申請專利範圍第7項之基板運送裝置，其中，該控制部記錄判定該位置偏移並非落在該既定範圍內的次數，並判定記錄的該次數是否超過既定次數，在判定超過該既定次數時，輸出表示超過該既定次數的警報信號。
  10. 如申請專利範圍第7項之基板運送裝置，其中，該控制部記錄判定該位置偏移並非落在該既定範圍內的次數，並判定記錄的該次數是否超過既定次數，在判定超過該既定次數時，輸出指示信號以降低該固持部的運送速度。
  11. 如申請專利範圍第7項之基板運送裝置，其中，該控制部記錄判定該位置偏移並非落在該既定範圍內的次數；並判定該記錄的該次數是否超過既定次數，在判定超過該既定次數時，輸出指示信號以降低該固持部在移動開始時及/或移動停止時的該固持部之加速度。
  12. 如申請專利範圍第7到11項中任一項之基板運送裝置，其中，該控制部在判定該位置偏移並非落在既定範圍內時，修正該位置偏移。
  13. 一種塗布顯影裝置，包含：如申請專利範圍第7至11項中任一項之基板運送裝置；塗布裝置，接取該基板運送裝置所運送的該基板，並將光阻膜塗布於該基板上；顯影裝置，接取該基板運送裝置所運送的、已曝光並形成有該光阻膜的該基板，並對於該光阻膜進行顯影。
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