WO2002047871A1 - Substrate transfer method - Google Patents

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WO2002047871A1
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chamber
vacuum
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Takayuki Tsugueda
Yoshio Sunaga
Masasuke Matsudai
Masato Shishikura
Hiroki Oozora
Original Assignee
Ulvac,Inc.
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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67745Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber characterized by movements or sequence of movements of transfer devices

Definitions

  • the present invention relates to a method for transferring a substrate such as a silicon wafer or a glass plate in a vacuum.
  • Substrates of this type are transported one after another to several vacuum chambers in a vacuum for film formation, and as the transport is repeated, heat from the substrates and heat from the heat source in the sputtering chamber are generated. As a result, the temperature of the robot arm itself rises and expands thermally.
  • a robot arm with a length of 150 mm to 2000 mm with three nodes will grow by about 6 to 9 mm when the temperature reaches 200 ° C.
  • the substrate is placed at a predetermined position in a vacuum chamber to form a film, and a positioning excavation or a mechanical clamp is prepared for setting the position.
  • the mechanical clamp is designed so that the range of about 5 mm from the edge of the substrate is gripped by the clamp member. If the robot is not transported correctly, it cannot be gripped and the film can be deposited at the correct position. You cannot do it. Also, in the case of digging, since the substrate does not enter into the digging, the film cannot be formed at an accurate position.
  • An object of the present invention is to provide a method for accurately transferring a substrate by a port arm in a vacuum. Disclosure of the invention
  • the amount of extension of a robot arm for transferring a substrate in a vacuum is detected, and the amount of extension is fed back to a drive control device of the robot to correct the arm drive amount. I made it.
  • the correction may be performed for each predetermined number of substrates transferred, or may be performed when the elongation exceeds a predetermined value.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of an apparatus used for carrying out the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram of the amount of extension of the arm.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view of a main part of FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 shows an apparatus for forming a film on a glass substrate for a liquid crystal display
  • reference numeral 1 in the figure denotes a robot provided in a vacuum transfer chamber 2.
  • a robot equipped with 3 is shown.
  • a glass substrate 4 loading / unloading chamber 5 a heating chamber 6, a CVD chamber 7, and a sputter chamber 8 are provided via an openable / closable gate valve 9, and the glass substrate 4 is connected to three joints.
  • the glass substrate 4 is heated to 250 to 400 ° C.
  • the CVD chamber 7 it is heated to 400 ° C. or less
  • the sputtering chamber 8 it is heated to 250 ° C. or less.
  • the lopot arm 3 performs a transfer operation by controlling the rotation of the three joints by the drive control device 10, and when heated during the transfer, generates an elongation amount as shown by the curve in FIG.
  • a detecting means 11 for detecting the amount of elongation in a vacuum and the amount of elongation is fed back to the drive controller 10 to correct the amount of arm drive, and the transfer position is not correct. Was to be corrected.
  • the detecting means 11 is provided with light transmitting windows 12 and 12 provided on the opposite chamber wall of the heating chamber 6 and a laser provided on each window.
  • the light source 13, the light receiving element 14, and a measuring piece 16 having a laser transmission hole 15 provided in the arm 3 were configured.
  • the measuring piece 16 blocks the laser beam, and a correction signal is output to the drive control device 10.
  • the laser transmission hole is not used.
  • the signal for correction was not output through 15.
  • the substrate 4 is located at the back of each chamber due to the expansion of the arm 3 due to the heat, so the correction signal controls the turning angle of each arm 3 and is positioned at the entrance side of each chamber.
  • a signal indicating that the board 4 can be installed is output.
  • This correction signal is output when a predetermined amount of elongation occurs in the arm 3, and in response to this, the drive controller 10 corrects the turning angle, which is the amount of arm drive, by a predetermined value, and receives light again.
  • the drive controller 10 corrects the turning angle, which is the amount of arm drive, by a predetermined value, and receives light again.
  • a pulse signal may be output as the correction signal, and the arm 3 may be rotated by one pulse until the laser beam is received by the light receiving element 14.
  • the detection means 11 is provided at an appropriate position on the pickup 3a of the arm 3. It may be composed of a digit mark, a CCD camera for monitoring each room through a window, and a computer connected to the CCD camera and storing the position of the mark.
  • the proper position is stored in the computing unit, and when the position of the mark deviates from the proper position during the transfer operation of the arm 3, the computing unit outputs a correction signal to the drive control device 10, and
  • the arm drive amount can be corrected as in the case of FIG.
  • the amount of elongation may be detected and corrected even when the arm 3 leaves the room.
  • the amount of extension of the arm 3 may be determined arbitrarily whether to detect the amount of extension of the arm 3 and correct the operation for each transfer of the substrate 4 or once for a plurality of times.
  • the amount of elongation may be detected for each room to correct the operation. It is preferable to provide the detection means 11 in each chamber, and it is preferable to arrange the substrate 4 in each chamber at the same distance from the center of the drive shaft of the arm 3.
  • each room is provided with a stage 17 that can be moved up and down, for example, as shown in FIG. 4, and this stage is lifted to receive the substrate 4 placed on the pickup.
  • the stage 17 descends, and the substrate 4 is placed on the processing base 18 such as an electrode. After the processing of the substrate 4, the substrate 4 is put on the pickup and carried out of the room by operating in reverse order.
  • the heating chamber 6 of the apparatus shown in FIG. 1 is at a temperature of 400 ° (:, the CVD chamber 7 is at a temperature of 400 °, and the
  • the operation of the 0 mm arm 3 carrying out the substrate 4 from the loading / unloading chamber 5, circulating through each chamber and returning to the chamber 5 is repeated 10 times, the total length of the arm 3 increases by 5 to 6 mm, and the substrate 4
  • the detection means 11 exceeds the elongation amount of 0.5 mm
  • the correction value is output to the drive control device 10 to correct the arm drive amount. Even if the substrates 4 are continuously processed, The feeding position did not shift significantly.
  • the extension amount of the port pot arm for transferring the substrate in a vacuum is detected, and the data is input to the robot arm drive device, and the arm drive amount is corrected. Even when thermally expanded, the substrate can be transported to a predetermined position, and the substrate can be processed without variation in the temperature distribution, film thickness distribution, film characteristics, etc. of the substrate. There are effects such as being able to do. Industrial applicability
  • the present invention can be used for a method of transporting a substrate such as a silicon wafer or a glass plate in a vacuum.

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Description

明細書 基板搬送方法 技術分野
本発明は、 真空中でシリ コンウェハやガラス板などの基板を搬送す る方法に関する。 背景技術
従来、 半導体製造工程や液晶ディスプレイ製造工程に於いて、 直径
3 0 0 m m或いは 3 0 0 m m角などの大型の基板をロポッ トアームで 真空中を搬送することは行われており、 液晶ディスプレイの製造工程 では、 6 0 0 m m角を超えるガラス基板を長さ 7 5 0 m m程度のロボ ッ トアームで搬送している。
この種の基板は、 成膜のために真空中で幾つかの真空室に次々と搬 送されるが、 搬送を繰り返すうちに基板からの熱やス/^ッタ室内の熱 源からの熱などにより ロボッ トアーム自体の温度が上昇して熱膨張す る。 '
例えば 3節を持った 1 5 0 0 m mから 2 0 0 0 m mのロボッ トァー ム長のものでは、 その温度が 2 0 0 °Cになると約 6〜 9 m m伸びてし まう。 基板は、 真空室内の所定の位置に設置して成膜されるもので、 その位置の設定のために位置決めの掘り込みやメカニカルクランプな どが用意されている。 メカニカルクランプは、 基板の端から 5 m m程 度の範囲をクランプ部材で掴むようになっているので、 ロボッ トァ一 ムが正確に搬送されないと、 掴むことができなくなり、 正確な位置で 成膜を行えなくなる。 また、 掘り込みの場合もこれに基板が入り込ま なくなるので、 正確な位置での成膜が行えない。 こう した位置の狂い で成膜ェリァと非成膜ェリァに位置ズレが生じると、 基板温度分布や 膜厚分布、 膜特性にバラツキをもたらし、 バッチ毎の再現性が悪化す る。 液晶ディスプレイよりも半導体製造工程の方が位置精度に対して 厳格である。
本発明は、 真空中で正確に口ポッ トアームにより基板を搬送する方 法を提供することを目的とするものである。 発明の開示
本発明では、 上記目的を達成するため、 真空中において基板を搬送 するロボッ トアームの伸び量を検出し、 その伸び量を該ロポッ トァー ムの駆動制御装置にフィードバックしてアーム駆動量を補正するよう にした。 該補正を所定の基板の搬送枚数毎に行ない、 或いは該伸び量 が所定の値を超えたときに行うようにしてもよい。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の実施に使用した装置の説明図である。
第 2図は、 アームの伸び量の線図である。
第 3図は、 図 1の 3— 3線部分の断面図である。
第 4図は、 図 1の要部の斜視図である。 発明を実施するための最良の形態
図面に基づき本発明の実施の形態を説明すると、 図 1は液晶ディス プレイ用のガラス基板に成膜を施す装置で、 同図の符号 1は真空の搬 送室 2に設けたロボッ トァ一ム 3を備えたロボッ トを示す。 該搬送室 2の周りには、 ガラス基板 4の仕込取出室 5、 加熱室 6 、 C V D室 7 、 スパッタ室 8が開閉自在のゲートバルブ 9 を介して設けられ、 該ガラ ス基板 4を 3関節を有するロボッ トアーム 3のピックアップに載せて 各室に搬送し、 成膜のための処理を行うようにした。 加熱室 6ではガ ラス基板 4は 2 5 0〜4 0 0 °Cに加熱され、 C V D室 7では 4 0 0 °C 以下、 スパッタ室 8では 2 5 0 °C以下に加熱される。
該ロポッ トアーム 3は、 3関節の旋回を駆動制御装置 1 0により制 御することにより搬送作動を行い、 その搬送中に加熱されると図 2の 曲線に示すような伸び量を生じて搬送位置に狂いをもたらすが、 真空 中においてその伸び量を検出する検出手段 1 1 を設け、 その伸び量を 該駆動制御装置 1 0にフィ一ドバックしてアーム駆動量を補正し、 該 搬送位置の狂いを是正するようにした。
これを更に説明すると、 図 1の例では、 該検出手段 1 1 を、 加熱室 6の対向室壁に設けた光透過窓 1 2、 1 2 と、 各窓に面して設けたレ 一ザ一光源 1 3及び受光素子 1 4と、 該アーム 3に設けたレーザー透 過孔 1 5を有する測定片 1 6 とで構成した。 該アーム 3の伸び量が大 きくなつたときは、 測定片 1 6がレーザー光を遮断して駆動制御装置 1 0へ補正の信号が出力され、 許容の範囲内の伸び量ではレーザー透 過孔 1 5を透過して補正の信号は出力されないようにした。 この場合、 アーム 3の熱による伸びで該基板 4の設置位置が各室の奥側になるの で、 補正の信号は各アーム 3の旋回角を制御して各室の入口側の定位 置に基板 4を設置できる信号が出力される。 この補正の信号は、 予め 予定された伸び量が該アーム 3に生じたときに出力され、 これを受け て駆動制御装置 1 0はアーム駆動量である旋回角を予定値だけ補正し、 再び受光素子 1 4でレーザー光が受光されるようにアーム 3の位置を 修正することで、 定位置に基板 4を載置するようにその搬送作動が修 復される。 該補正の信号としてパルス信号を出力し、 レーザー光が受 光素子 1 4で受光されるまで、 その 1パルスずつアーム 3を旋回させ てもよい。
該検出手段 1 1は、 アーム 3のピックアップ 3 aの適当な位置に設 けたマークと、 各室内を司見き窓を介して監視する C C Dカメラと、 該 C C Dカメラに接続されて該マークの位置を記憶する演算機とで構成 してもよく、 この場合は該マークの適正な位置を該演算機に記憶して おき、 アーム 3の搬送作動の際にマークの位置が適正な位置からずれ たときに補正の信号を該演算機が駆動制御装置 1 0に出力し、 図 1の 場合と同様にアーム駆動量を修正することができる。 該アーム 3の温 度が或る室内で急激に低下する場合は、 該アーム 3が室内から出る際 にも伸び量を検出し補正してもよい。 また、 該アーム 3の伸び量を検 出し、 作動を補正する時期を、 基板 4の搬送毎に行うか複数回に 1回 行うかは任意に決定でき、 更に、 各室毎に温度が異なる場合、 各室毎 に伸び量を検出し作動の補正を行うようにしてもよい。 各室に検出手 段 1 1 を設けておく ことが好ましく、 また、 各室の基板 4の配置位置 を、 アーム 3の駆動軸の中心から同じ距離になるように配置すること が好ましい。
各室内へ進入したピックアップから基板 4を受け取るために、 各室 には例えば図 4に示すような昇降自在のステージ 1 7が設けられ、 こ れが上昇してピックァップに載せられた基板 4を受け取り、 アーム 3 が退去したのちステージ 1 7が降下して電極等の処理台 1 8上に基板 4を載せる。 基板 4の処理後に、 逆順序で作動してピックアップに基 板 4を載せて室外へ運び出される。
図 1 に示す装置の加熱室 6が 4 0 0 ° (:、 C V D室 7は 4 0 0で、 ス ノ°ッタ室 8は 2 5 0 °Cの温度になっているとき、 全長 2 0 0 0 m mの アーム 3が基板 4を仕込取出室 5から搬出して各室を巡回して該室 5 へ戻す作動を 1 0回繰り返すと、 アーム 3の全長が 5 〜 6 m m伸び、 基板 4の搬送位置に狂いを生じるが、 検出手段 1 1により 0 . 5 m m の伸び量を超えたときに補正値を駆動制御装置 1 0へ出力してアーム 駆動量を補正することで、 1 0 0枚の基板 4を連続処理してもその搬 送位置が大きくずれることがなかった。
以上のように本発明によるときは、 真空中で基板を搬送する口ポッ' トアームの伸び量を検出してそのデータをロボッ トアームの駆動装置 に入力し、 アーム駆動量を補正したので、 アームが熱膨張しても基板 を所定位置に搬送することができ、 基板の温度分布や膜厚分布、 膜特 性などにバラツキのない基板の処理を行え、 長いアームを備えて大き な基板を処理することができる等の効果がある。 産業上の利用可能性
本発明は、 真空中でシリコンウェハやガラス板などの基板を搬送す る方法に利用できる。

Claims

請求の範囲
1 . 真空中において基板を搬送するロボッ トアームの伸び量を検出し、 その伸び量を該ロポッ トアームの駆動制御装置にフィードバックして アーム駆動量を補正することを特徴とする基板搬送方法。
2 . 上記補正を所定の基板の搬送枚数毎に行うことを特徴とする請求 項 1に記載の基板搬送方法。
3 . 上記補正を上記伸び量が所定の値を超えたときに行うことを特徴 とする請求項 1に記載の基板搬送方法。
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