WO2004084297A1

WO2004084297A1 - 被処理体の処理システムの搬送位置合わせ方法及び被処理体の処理システム

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Publication number: WO2004084297A1
Application number: PCT/JP2001/008915
Authority: WO
Inventors: Yoshiaki Sasaki
Original assignee: Yoshiaki Sasaki
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2001-10-11
Publication date: 2004-09-30
Also published as: JP4576694B2; US20020136629A1; JP2002118162A; US6742980B2

Description

被処理体の処理システムの搬送位置合わせ方法

及び被処理体の処理システム技術分野

本発明は、半導体ウェハ等を搬送するための搬送機構において行なわれる位置合わせ方法に係り、特に迅速にこの搬送位置合わせを行なうことができる被処理体の処理システムの搬送位置合わせ方法及び被処理体の処理システムに関する。背景技術

一般に、半導体デバイスを製造する際の装置としては、多種多様な処理装置が組み合わされており、これらの処理装置同士間及び半導体ウェハを多数枚収容するカセットと上記処理装置との間などにウェハを自動的に受け渡しを行なうために移載機構が設けられている。この移載機構は、例えば屈伸、旋回及び昇降自在になされた移載アーム部を有しており、これを移載位置まで水平移動してウェハを所定の位置まで搬送して移載するようになっている。

この場合、移載アーム部の動作中にこれが他の部材と干渉乃至衝突することを避けなければならないばかりか、ある一定の場所に置かれているウェハを適正に保持し、且つこのウェハを目的とする位置まで搬送し、適正な場所に、例えばずれ量 ± 0 . 2〜0 . 3 mm以内で精度良く受け渡して移載する必要がある。また、搬送経路によっては、単に屈伸、旋回のみが自在になされた移載機構や、これに昇降動作も可能になされた移載機構等もある。

このため、移載アーム部の搬送経路においてウェハの移載を行なう場所などの重要な位置を、この移載アーム部の動作を制御するコンピュータ等の制御部に位置座標として覚えこませる、いわゆるティ一チングという操作が行なわれている。このティ一チングは、例えば移載アーム部とカセット容器との位置関係、ゥェハを取るためにアーム部とカセットの高さ方向の位置関係、ロードロック室の載置台とアーム部との位置関係、ロードロック室内の移載機構のアーム部と処理装置の載置台との位置関係など、ウェハの移載を行なうためのほとんど全ての場合について行なわれ、その位置座標が記憶される。尚、全ての駆動系には、その駆動位置を特定する'ためのェンコ一ダ等が組み込まれているのは勿論である。この種のティーチング方法としては、例えば特開平 7— 1 9 3 1 1 2号公報、特開平 9 - 2 5 2 0 3 9号公報、特開 2 0 0 0— 1 2 7 0 6 9号公報等に開示されている ο

具体的には、まず、搬送アーム部の移動経路のある点を絶対基準として装置全体のティーチングすべき場所の位置座標を装置の設計値から求め、これを仮の位置座標として制御部に予め入力して記憶させておくことによりラフなティ一チングを行う。この場合、アームに保持したウェハが他の部材と干渉しないように所定量のマージンを見込んで各仮の位置座標を入力する。

次に、搬送すべき半導体ウェハの形状に模した例えば透明プラスチック製の位置合わせ用基板を用い、この基板をアーム部に適正に保持させた状態で上記仮の位置座標に基づいて移載アーム部を駆動して移載アーム部が載置台の近傍まで移動してきたならば、微小移動が可能なように手動に切り替えて、基板表面に予め目印として付けてある基板中心位置と、載置台上に予め付してある中心位置とが一致するように横方向から或いは高さ方向から目視しながら手動で操作し、両中心が一致したところでその座標を正確な適正な位置座標として制御部へ記憶することにより、ティ一チングを行なっていた。この場合、移載アーム部を最初から手動によりゆつくり移動させて載置台の近傍へ移動させる場合もある。そして、このようなティーチングはウェハの搬送経路途中において、ウェハの載置或いは受け渡しがある場所毎にそれそれ手動と目視により行なって、移載位置を合わせ込むことを行なっていた。

また、処理装置の載置台上から搬送して移載する場合のティーチングでは、上記載置台上の適正な位置に目視により、或いは特開平 7— 1 9 3 1 1 2号公報に示すようにカメラ機構を用いることにより基板を適正な場所に設置し、これを移載アーム部で次の移載位置の近傍まで搬送し、上述したように目視により基板中心位置と載置場所の中心位置とが一致するように操作し、両中心が一致したところでその座標を適正な位置座標として制御部へ記憶させてティ一チングを行っていた。

このため、上述したような従来の位置合わせ方法にあっては、目視しつつァ一ムを旋回したり、前後に屈伸させたりして微妙な位置合わせを行なうので、非常に長時間要してしまうという問題があった。

また、位置合わせの精度に個人差が生じ、位置合わせ精度にかなりバラヅキが生じてしまうという問題もあった。更には、プロセス時の実際の動作では移載ァ一ム部は高速で動作することから慣性力が作用しており、従って、手動でゆつくりティーチングを行った時の移載位置と、慣性力が大きく作用する実際の動作時とでは僅かに位置ずれが生ずる場合もある。

また、手動で移載位置を合わせ込む場合には、移載アーム部を移載位置近傍で行きつ戻りつさせながら微妙な位置合わせを行うことになるが、これに対してプロセス時の実際の動作では移載アーム部は生きつ戻りつの動作はしないで、高速移動から急激な減速及び停止という具合に移載位置に一方向から走行してきて静止されるので、ティ一チング時には移載アーム部を構成する歯車等の、いわゆるバックラッシュが生じてこの誤差が座標位置に入り込み、位置合わせ誤差が生ずる場合もあった。

更には、位置合わせ用基板として、プラスチック板等を用いた場合には、この重量、剛性等がウェハとは異なるので、例えば橈み量が異なったりして、それに起因して移載位置の位置ずれも生ずるといった問題もある。発明の開示

本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、ティ一チング時における位置合わせを、精度良く且つ効率的に行なうことができる被処理体の処理システムの搬送位置合わせ方法及び被処理体の処理システムを提供することにある。

本発明者は、ティーチング時の位置合わせ方法について鋭意研究した結果、最終目的地である処理装置の載置台上にて精度良く位置合わせがなされるならば、半導体ウェハの搬送経路途中のバッファ載置台で許容範囲内の位置ずれが生じても、これを無視することができる、という知見を得ることにより、本発明に至つたものである。

本願の第 1の発明は、被処理体を載置する載置台を有して前記被処理体に対して所定の処理を行う処理装置と、基準台に載置された被処理体の偏心量と偏心方向とを検出する方向位置決め装置と、前記方向位置決め装置と前記処理装置との間に設けられた少なくとも 1つの移載機構とを有する被処理体の処理システムの搬送位置合わせ方法において、前記移載機構を用いて前記基準台と前記載置台との間に位置合わせ用基板を往復搬送して戻した時の前記位置合わせ用基板の位置ずれ量を往復位置ずれ量として求める工程と、前記載置台上に正確に位置合わせして載置した前記位置合わせ用基板を前記移載機構により前記基準台に搬送した時の前記位置合わせ用基板の位置ずれ量を片道位置ずれ量として求める工程と、前記往復位置ずれ量と前記片道位置ずれ量とに基づいて前記移載機構による前記載置台側への被処理体の搬送位置を修正するようにした工程とを有するようにしたものである。

本発明で意図することは、基準台に載置された被処理体を移載機構により載置台へ搬送する場合に、載置台上に搬送された被処理体が載置台上に正確に位置決めされて搬送されるようにすることであり、被処理体が載置台上に正確に位置決めされていることによって処理装置における被処理体の処理を円滑に行うことができるようにすることである。

基準台においては方向位置決め装置によって被処理体の偏心量と偏心方向とを検出することができる一方、載置台に載置された被処理体の位置に関しその偏心量と偏心方向とを検出するは容易でない。本発明では、そこで、移載機構を用いて基準台と載置台との間に位置合わせ用基板を往復搬送して戻した時の位置合わせ用基板の位置ずれ量を往復位置ずれ量として求めるとともに、載置台上に正確に位置合わせして載置した位置合わせ用基板を移載機構により基準台に搬送した時の位置合わせ用基板の位置ずれ量を片道位置ずれ量として求めることによって、被処理体が載置台上に正確に位置決めされて搬送されることを可能にするのである o

このように、被処 a体を方向位置決め装置の基準台と処理装置の載置台との間を往復搬送した時に生ずる往復位置ずれ量と被処理体を載置台から基準台側へ片道搬送した時に生ずる片道位置ずれ量とに基づいて、被処理体を載置台側へ搬送する際の搬送位置を修正するようにしたので、ティーチングを迅速に、且つ精度良く個人差が生ずることなく行うことが可能となる。

また、ティ一チングの位置合わせ込み時には、位置合わせ用基板を、実際のプロセス時と同様な搬送速度で搬送し、且つ手動による微妙な行きつ戻りつの調整も行うことがないので、慣性力の差に起因する位置ずれ誤差や、バックラヅシュに起因する位置ずれ誤差も生ずることはなく、高い精度で位置合わせを行うことが可能となる。，

また、例えば、前記処理装置は複数設けられており、各載置台への搬送経路に対して前記搬送位置の修正を行なうようにしてもよい。

また、以上の場合、前記修正する量は、前記往復位置ずれ量と前記片道位置ずれ量との差分に相当する。

また、例えば、前記方向位置決め装置と前記各処理装置との間には複数の移載機構が設けられると共に、前記被処理体を途中で待機させるバッファ用載置台が設けられており、前記位置合わせ用基板は、前記複数の移載機構と前記バッファ用載置台を用いて搬送されるようにしてもよい。

このように、搬送経路の途中に複数の移載機構ゃバッファ用載置台が関与して介在されていても、各バッファ用載置台上における位置合わせは不要となり、従つて、その分、ティ一チングの位置合わせに要する時間を大幅に短縮することが可能となる。

また、例えば、前記位置合わせ用基板としては、実際の被処理体を用いる。これによれば、位置合わせ用基板としてプラスチック板等を用いていた従来方法の場合と異なり、実際の被処理体を用いているので、厚さ、寸法、剛性等がプロセス時の被処理体と同じになり、従って、ティーチング位置合わせ時の橈み量等が同じとなって、より精度の高い位置合わせを行うことが可能となる。

本願の第 2発明は、上記方法発明を実施する装置発明であり、すなわち、被処理体を載置する載置台を有して前記被処理体に対して所定の処理を行う処理装置と、基準台に載置された被処理体の偏心量と偏心方向とを検出する方向位置決め装置と、前記方向位置決め装置と前記処理装置との間に設けられた少なくとも 1 つの移載機構と、前記移載機構と前記方向位置決め装置とを制御する制御部とを有する被処理体の処理システムにおいて、前記制御部は、前記移載機構を用いて前記基準台と前記載置台との間に位置合わせ用基板を往復搬送して戻した時の前記位置合わせ用基板の位置ずれ量を往復位置ずれ量として求め、前記載置台上に正確に位置合わせして載置した前記位置合わせ用基板を前記移載機構により前記基準台に搬送した時の前記位置合わせ用基板の位置ずれ量を片道位置ずれ量として求め、前記往復位置ずれ量と前記片道位置ずれ量とに基づいて前記移載機構による前記載置台側への被処理体の搬送位置を修正するようにしたことを特徴とする被処理体の処理システムである。

この場合、例えば、前記処理装置は複数設けられており、前記移載機構は、前記各処理装置に対して共通に用いられる共通搬送機構と、前記各処理装置毎に対応させて設けられる個別移載機構とよりなり、前記各個別移載機構には、前記被処理体を一時的に載置して待機させるバッファ用載置台が併設されている。図面の簡単な説明

図 1は、本発明方法を実施するために用いる被処理体の処理システムを示す概略構成図である。

図 2は、方向位置決め装置を示す側面図である。

図 3は、方向位置決め装置へ被搬送体を載置した状態を示す平面図である。図 4は、実際のプロセス時のウェハ Wの一般的な移動経路の一例を示す概略図である。

図 5は、本発明の位置合わせ方法において往復位置ずれを求める時の移動経路の一例を示す概略図である。

図 6は、本発明の位置合わせ方法において片道位置ずれ量を求める時の移動経路の一例を示す概略図である。

図 7は、図 5に示す移動経路を実行する時のフローチャートである。

図 8は、図 6に示す移動経路を実行する時のフローチャートである。

図 9は、処理装置内の載置台上の載置台中心と位置ずれが生じている半導体ゥェハのウェハ中心との関係を模式的に示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明に係る被処理体の処理システムの搬送位置合わせ方法及び被処理体の処理システムのー実施例を添付図面に基づいて詳述する。

図 1は本発明方法を実施するために用いる被処理体の処理システムを示す概略構成図、図 2は方向位置決め装置を示す側面図、図 3は方向位置決め装置へ被処理体を載置した状態を示す平面図である。ここでは被処理体として半導体ウェハを用い、また、位置合わせ用基板としても実際の半導体ウェハ（ダミー基板）を用いた場合について説明する。

まず、図 1を参照して被処理体の処理システムについて説明する。この処理システム 2は、被処理体としての半導体ウェハ Wに対して成膜処理、エッチング処理等の各種の処理を行なう処理ュニット 4と、この処理ュニット 4に対してゥェハ Wを搬入、搬出させる搬送ユニット 6とにより主に構成される。また、この搬送ユニット 6は、ウェハ Wを搬送する際に共用される共通搬送室 8と、これに連結される真空引き可能になされた複数、図示例では 2個のロードロック室 1 0 A、 1 0 Bとにより主に構成される。

上記処理ュニット 4は、 2つの処理装置 1 2 A、 1 2 Bよりなり、各処理装置、 1 2 A、 1 2 Bにおいて同種の或いは異種の処理をウェハ Wに対して施すようになっている。各処理装置 1 2 A、 1 2 B内には、ウェハ Wを載置するための載置台 1 4 A、 1 4 Bがそれそれ設けられる。

一方、搬送ユニット 6の共通搬送室 8は、 N ₂ガスの不活性ガスや清浄空気が循環される横長の箱体により形成されており、この横長の一側には、複数の、図示例では 3台のカセット容器を載置するカセット台 1 6 A、 1 6 B、 1 6 Cが設けられ、ここにそれそれ 1つずつカセヅト容器 1 8 A〜l 8 Cを載置できるようになっている。各カセヅト容器 1 8 A〜l 8 Cには、最大例えば 2 5枚のウェハ Wを等ピッチで多段に載置して収容できるようになつており、内部は例えば N ₂ ガス雰囲気で満たされた密閉構造となっている。そして、共通搬送室 8内へは、ゲートバルブ 1 9 A〜1 9 Cを介してそれそれウェハ Wを搬出入可能になされている。

共通搬送室 8内には、ウェハ Wをその長手方向に沿って搬送する共通搬送機構 20が設けられる。この共通搬送機構 20は、共通搬送室 8内の中心部を長手方向に沿って延びる案内レール 22を有しており、この案内レール 22に上記共通搬送アーム部 24がスライド移動可能に支持されている。この案内レール 22には、移動機構として例えばボールネジ 26が並設されており、このボールネジ 2 6に上記共通搬送アーム部 24の基台 28が嵌装されている。従って、このボールネジ 26の端部に設けた駆動モー夕 30を回転駆動することにより、上記共通搬送アーム部 24は案内レール 22に沿って X方向へ移動することになる。

また、共通搬送室 8の他端には、ウェハの位置決めを行なう方向位置決め装置としてのオリエン夕 32が設けられ、更に、共通搬送室 8の長手方向の途中には、前記 2つの処理装置 12A、 .12 Bとの間を連結するために真空引き可能になされた先の 2つの口一ドロヅク室 10A、 10Bがそれそれ開閉可能になされたゲ —トバルブ 34A、 34Bを介して設けられる。各ロード口ヅク室 10A、 10 B内には、それそれウェハ Wを一時的に載置して待機させる一対のバッファ用載置台 36A、 38A及び 36B、 38 Bが設けられる。ここで共通搬送室 8側、のバッファ用載置台 36 A、 36 Bを第 1バッファ用載置台とし、反対側のバッファ用載置台 38A、 38Bを第 2バッファ用載置台とする。そして、両バヅファ用載置台 36 A、 38八間及ぴ365、 38B間には、屈伸、旋回及び昇降可能になされた多関節アームよりなる個別移載機構 40A、 40Bが設けられており、その先端に設けたフォーク 41A、 4 IBを用いて第 1、第 2の両バッファ用載置台 36 A、 38八及ぴ368、 38 B間でウェハ wの受け渡し移載を行い得るようになつている。そして、各ロードロック室 10 A、 10Bの他端は開閉可能になされたゲートバルブ 42 A、 42 Bを介してそれそれ上記処理装置 12 As 12 Bへ連結されている。尚、処理装置 12A、 12B内へのウェハの搬入搬出は、それそれに対応させて設けた個別移載機構 40A、 40Bを用いる。また、上記共通搬送機構 20は、その先端に取り付けたフォーク 44を有しており、このフォーク 44上にウェハ Wを直接的に保持するようになっている。図示例ではフォーク 44は 1本しか設けていないが、これが 2本設けられる場合もある。ここで上記フォーク 44は、案内レール 22に沿った方向である X方向、基台 28の上下方向である Z方向、基台 28に対する旋回方向である 0方向、この共通搬送機構 2 0の中心から半径方向へ放射状に向かう R方向へ移動可能になされており、従って、全ての位置座標は、 X、 Z、 R、 6>の座標として表される。各軸の座標は、予め設定された基準点からの変位量を、例えばエンコーダ等によつて認識できるようになっているのは勿論である。

また、上記オリエン夕 3 2は、図 2及び図 3にも示すように駆動モー夕 5 0によって回転される基準台 5 2を有しており、この上にウェハ Wを載置した状態で回転するようになっている。基準台 5 2の外周には、ウェハ Wの周縁部を検出するための光学センサ 6 4が設けられる。この光学センサ 6 4は基準台 5 2の半径方向に沿って配置した所定の長さのライン状の発光素子 6 4 Aと、ウェハ周縁部を挟んでこれと対応するように配置した受光素子 6 4 Bとよりなり、カーテン状のレ一ザ光 Lをゥェハ端部に照射してこの変動を検出できるようになつている。そして、検出演算部 6 6ではウェハ Wの偏心量、偏心方向及びウェハ Wに形成されている切り欠き目印としての例えばノツチ 6 8の回転位置、すなわち方位を認識できるようになつている。

図 3中において、 0 1は基準台 5 2の中心（回転中心）であり、 0 2はウェハ Wの中心である。従って、偏心量は、 △ となる。尚、切り欠き目印は、 1 2ィンチウェハではノッチ 6 8となるが、 8インチ、或いは 6インチウェハではノヅチまたはオリエンテーションフラットになる。

図 1に戻って、上記オリエン夕 3 2、共通搬送機構 2 0、各移載機構 4 0 A、 4 O Bの位置決め操作も含めてこの処理システム全体の動作を制御するために、例えばマイクロコンピュータ等よりなる制御部 7 0が設けられる。そして、この制御部 7 0には後述する位置決めティ一チング操作の際に必要な位置座標等が記憶されることになる。

次に、以上のような処理システム 2を用いて行なわれる本発明の搬送位置合わせ方法について、図 4乃至図 9も参照して説明する。

ここで図 4は実際のプロセス時のウェハ Wの一般的な移動経路の一例を示す概略図、図 5は本発明の位置合わせ方法において往復位置ずれ量を求める時の移動経路の一例を示す概略図、図 6は本発明の位置合わせ方法において片道位置ずれ量を求める時の移動経路の一例を示す概略図、図 7は図 5に示す移動経路を実行する時のフローチヤ一ト、図 8は図 6に示す移動経路を実行する時のフローチヤート、図 9は処理装置内の載置台上の載置台中心と位置ずれが生じている半導体ウェハのウェハ中心との関係を模式的に示す図である。

はじめに、実際の成膜等のプロセス時における半導体ウェハ Wの搬送経路について説明する。

まず、共通搬送室 8内の共通搬送アーム部 2 4を X方向へ水平移動させて、これを旋回、屈伸及び昇降させることにより、 3つあるカセヅト容器 1 8 A〜 1 8 Cの内の所望の容器から未処理の半導体ウェハ Wを取り出し、これをオリエン夕 3 2まで水平移動して搬送し、このウェハ Wをオリエン夕 3 2の基準台 5 2上に載置する。この時の動作は、図 4においてはカセット容器 1 8 Aから半導体ゥェハ Wを取り出して経路 aを経てオリエン夕 3 2に移動している。

そして、このオリエン夕 3 2はこの基準台 5 2を回転することによってこの時のウェハ Wの偏心量△ （図 3参照）と偏心方向とノッチ 6 8の回転位置（方向）を求め、ノッチ 6 8を特定方向に位置させてウェハ Wを停止させる。これらの情報はすべて制御部 7 0に記憶されるのは勿論である。

そして、次にこのウェハ Wを共通搬送アーム部 2 4で取りに行く時には、上記偏心量 Δ Γを相殺するような方向にアーム部 2 4のフォーク 4 4を位置ずれさせた状態でウェハ Wを保持することにより、ウェハ Wはフォーク 4 4に対して位置ずれすることなく、すなわちウェハ Wの中心とフォーク 4 4の中心とが完全に、且つ精度良く一致した状態でフォーク 4 4上に保持されることになる。すなわち、すでに周知なようにウェハ Wを基準台 5 2上に載置した時に許容範囲内でどんなに位置ずれが生じていたとしても、このウェハをフォーク 4 4で再度保持した時には、ウェハ Wはフォーク 4 4に対して全く位置ずれがないような状態で保持するように、上記オリエン夕 3 2と共通搬送アーム部 2 4は動作する。

次に、位置ずれのない状態でウェハ Wを保持した共通搬送アーム部 2 4は、 2 つの口一ドロヅク室 1 0 Α、 1 0 Βの内のいずれか一方のロードロック室、図 4 ではロードロック室 1 O Aへ向けて移動し、ここでロードロック室 1 O A内の圧力調整をした後にゲートバルブ 3 4 A (図 1参照）を開いてこのウェハ Wを第 1 バッファ用載置台 3 6 A上に移載する。この時の動きは図 4中にて経路 bとして示されている。

次に、第 1バッファ用載置台 3 6 A上のウェハ Wは、このロードロック室 1 0 A内に設けた個別移載機構 4 0 Aを用いて第 2バッファ用載置台 3 8 A上に移載される。この時の動きは図 4中にて経路 cとして示されている。

次に、このロードロック室 1 O A内の圧力調整が完了したならば、この第 2バヅファ用載置台 3 8 A上のウェハ Wは、上記個別移載機構 4 O Aを用いて処理装置 1 2 A内の載置台 1 4 A上に移載される。この時の動きは図 4中の経路 dとして示されている。この載置台 1 4 A上へは、後述するティ一チングによる位置合わせが行われた後なので、高い位置精度でウェハ Wは移載されて保持される。次に、この処理装置 1 2 A内にてウェハ Wに対して所定の時間の処理が完了すると、この処理済みのウェハ Wは、上記個別移載機構 4 O Aにより、載置台 1 4 A上から第 1バッファ用載置台 3 6 A上に移載される。この時の動きは図 4中の経路 eとして示されている。尚、この時、次に処理すべきウェハは、第 2バヅファ用載置台 3 8 A上にて待機している。

次に、この第 1バッファ用載置台 3 6 A上の処理済みのウェハ Wは、共通搬送室 8内の共通搬送アーム部 2 4を用いて、所定のカセット容器、例えば 1 8 A内に移載して収容されることになる。この時の動きは図 4中の経路 gとして示されている。

このように、一般的なプロセス時には上述のようにウェハ Wは移動することになり、また、このような移動経路は他方の処理装置 1 2 Bの場合も同様である。さて、次に、上記した一般的なプロセスを行う前に行われる搬送位置合わせ方法について説明する。このような位置合わせは例えばこの処理システム 2の組立直後や、各部の位置合わせに関連する部品等を取り替えた時に行われる。

また、精密な位置合わせを行う前に、搬送される半導体ウェハが他の部分と干渉しないようにする粗い搬送位置合わせをするティ一チングを行う場合もあるが、組み立て時の公差等を考慮してこの粗い搬送位置合わせをするティ一チングを行わなくても半導体ウェハが他の部分と干渉する恐れがない場合には、本発明方法のような精度の高い搬送位置合わせを直接的に行うようにしてもよい。

この搬送位置合わせ方法の特徴は、以下の点である。まず、オリエン夕 3 2から位置合わせ用基板を取り出して、これを自動的に経路 b、 c、 dを経て載置台 1 4 A上に載置し、この載置したウェハ Wを上記と逆の経路をたどるように経路 e、 f (図 5参照）を通ってオリエン夕 3 2に戻り、この時の位置ずれ量をオリェン夕 3 2にて測定し、往復位置ずれ量とする。

次に、手動等により上記載置台 1 4 A上に正確に位置ずれなく位置合わせ用基板を載置し、次に、これを自動的に経路 e、 f (図 6参照）を通ってオリエン夕

3 2に搬送し、この時の位置ずれ量をオリエン夕 3 2にて測定し、片道位置ずれ量とする。尚、この片道位置ずれ量と上記往復位置ずれ量は、どちらを先に求めてもよい。そして、これらの両位置ずれ量を演算（減算）することにより、修正量を求める。尚、これらの動作制御は、全て制御部 7 0からの指令にて行われるのは勿論である。

まず、往復位置ずれ量の計測について、図 5及び図 7も参照して説明する。尚、ここでは位置合わせ用基板として実際の半導体ウェハ（例えばダミーゥェハ） Wを用いる。

まず、手動、或いは共通搬送機構 2 0の共通搬送アーム部 2 4を用いて、オリェン夕 3 2の基準台 5 2 (図 1参照）上にこの位置合わせ用基板 Wを載置し、これを回転することによってこの基板 Wの偏心量、偏心方向、ノッチ位置を求める ( S 1 ) 。

次に、共通搬送アーム部 2 4により、この基準台 5 2上の基板 Wを、フォーク

4 4に対して位置ずれがない状態で保持し、これを経路 bに沿って搬送して第 1 バッファ用載置台 3 6 A上に移載する（S 2 ) 。この時、基板 Wと第 1バッファ用載置台 3 6 Aの中心との間の位置ずれ量を仮に位置ずれ量 Bとする。尚、この位置ずれ量 Bは制御部 7 0において認識することはできない。

次に、この第 1バッファ用載置台 3 6 Aの基板 Wを個別移載機構 4 O Aにより第 2バッファ用載置台 3 8 A上へ経路 cに沿って搬送して移載する（S 3 ) 。この時、基板 Wと第 2バッファ用載置台 3 8 Aの中心との間で新たに発生した位置ずれ量を仮に位置ずれ量 Cとする。尚、この位置ずれ量 Cは制御部 7 0において認識することはできない。

次に、この第 2バッファ用載置台 3 8 A上の基板 Wを個別移載機構 4 O Aによつて処理装置 12 Aの載置台 14 A上へ経路 dに沿って搬送して移載する（S 4) 。この時、基板 Wと載置台 14 Aの中心 P0との間で新たに発生した位置ずれ量を仮に位置ずれ量 Dとする。また、載置台 14 A上におけるこの位置ずれした状態のウェハ Wの中心を P 1とする。尚、この位置ずれ量 Dは制御部 70において認識することはできない。

次に、載置台 14 A上のこの位置ずれ状態の基板 Wを個別移載機構 4 OAによつて第 1バッファ用載置台 36 A上へ経路 eに沿って搬送して移載する（S5) 。この時、基板 Wと第 1バッファ用載置台 36 A上の中心との間で新たに発生した位置ずれ量を仮に位置ずれ量 Eとする。尚、この位置ずれ量 Eは制御部 70において認識することはできない。

次に、この第 1バッファ用載置台 36 A上の基板 Wを共通搬送アーム部 24によってオリエン夕 32の基準台 52上に経路 f に沿って搬送して移載する（S 6) 。この時、基板 Wと基準台 52の中心との間で新たに発生する位置ずれ量を仮に位置ずれ量 Fとする。尚、この位置ずれ量 Fは制御部 70において認識することはできない。

次に、このオリエン夕 32の基準台 52を回転させることによって戻ってきた基板 Wの偏心量、偏心方向、ノッチ位置を求めることによってこの位置ずれ量、すなわち往復位置ずれ量 Xを求める。この往復位置ずれ量 Xは制御部 70に記憶される。ちなみに、この往復位置ずれ量 Xは、上記各経路 b〜fを通った時に発生した各位置ずれ量の総和なので、以下の式のようになる。

X=B+C+D+E+F

尚、上記基板 Wの往路と復路との間で共通搬送アーム部 24や個別移載機構 4 OAの移動方向等が異なるので、一般的にはバヅクラッシュ等によって往路の位置ずれ量と復路の位置ずれ量とは以下の式のように同じにならない。

B+C+D≠E+F

次に、片道位置ずれ量の計測について、図 6、図 8及び図 9も参照して説明する。

まず、手動等により、処理装置 12 A内の載置台 14 A上に先の基板 Wを適正 (こ、且つ精度良く位置合わせした状態で載置する（S21) 。この時、載置台 1 4 Aの中心 P 0とウェハ Wの中心は完全に一致した状態となる。また、先の往復位置ずれ量の計測を行った時の載置台 1 4 A上における基板 Wの中心 P 1と上記中心 P 0との間の位置ずれ量を Zと仮定する。この時の状態は、図 9に拡大してされている。

さて、このように載置台 1 4 A上に基板 Wを精度良く位置を合わせ込んだ状態で載置したならば、次に、この基板 Wを個別移載機構 4 O Aによって第 1バヅファ用載置台 3 6 A上に経路 eに沿って搬送して移載する（S 2 2 ) 。この時、基板 Wと第 1バッファ用載置台 3 6 A上の中心との間で新たに発生した位置ずれ量を前述したように仮に位置ずれ量 Eとする。尚、この位置ずれ量 Eは制御部 7 0 において認識することはできない。

次に、この第 1バッファ用載置台 3 6 A上の基板 Wを共通搬送アーム部 2 4によってオリエン夕 3 2の基準台 5 2上に経路 f に沿って搬送して移載する（S 2 3 ) 。この時、基板 Wと基準台 5 2の中心との間で新たに発生する位置ずれ量を前述したように仮に位置ずれ量 Fとする。尚、この位置ずれ量 Fは制御部 7 0において認識することはできない。

次に、このオリエン夕 3 2の基準台 5 2を回転させることによって戻ってきた基板 Wの偏心量、偏心方向、ノヅチ位置を求めることによってこの位置ずれ量、すなわち片道位置ずれ量 X 1を求める。この片道位置ずれ量 X 1は制御部 7 0に記憶される。ちなみに、この片道位置ずれ量 X 1は、上記各経路 e， fを通った時に発生した各位置ずれ量の和なので、以下の式のようになる。

X 1 = E + F

さて、ここで上記往復位置ずれ量 X及び片道位置ずれ量 X 1は計測により求められており、上記各ずれ量の差は下記式のようになる。

X -X 1 = (B + C + D + E + F ) ― ( E + F )

= B + C +D

ここで、上記（B + C + D ) は、基準台 5 2上のウェハ Wを経路 b、 c、 dに沿って搬送して載置台 1 4 Aに載置したときの位置ずれ量であり、ウェハ Wの中心 P 1と点 P 0の位置ずれ量である Z (図 9参照）に等しい。

従って、この位置ずれ量 Zを相殺するように、この経路 b、 c、 dのいずれかにおいて載置位置を補正（具体的には座標変換）すればよいことになる。この演算処理は、当然のこととして制御部 7 0によって行われることになり、補正された載置位置が新たな位置座標として記憶されてティーチングが終了する。尚、上記各位置ずれ量はべクトル量であることは勿論である。

上記載置位置の補正を行うには、ウェハをアーム部 2 4や個別移載機構 4 O A で保持する時、或いは載置する時のいずれでもよいが、共通搬送機構 2 0が、 X , R , 0の全ての方向に動作をする、という理由から、オリエン夕 3 2からのゥェハ Wを第 1バッファ用載置台 3 6 A上に載置する時に位置ずれ量 Zを補正するのがよい。

また、上記説明では往復位置ずれ量 Xを、ステップ S 1でオリエン夕 3 2により求めた偏心量等は零として説明している。この偏心量等が零でない場合には、位置合わせ用基板をオリエン夕から第 1バッファ用載置台 3 6 A上に移載する ( S 2 ) 際に、その偏心量等が補正される。従って、その偏心量等が往復位置ずれ量 Xに含まれることはない。

このような搬送位置合わせのためのティーチングは、他方の処理装置 1 2 Bについても行われるのは勿論である。また、共通搬送アーム部 2 4に 2つのフォーク 4 4を備えておれば、各フォーク 4 4に対して上述したと同様な位置合わせティーチング操作を行う。

上述したようにウェハの搬送経路途中の位置ずれ量、例えば位置ずれ量 B、 C、 Dや位置ずれ量 E、 Fを認識しなくてもオリエン夕 3 2を用いただけで、各処理装置 1 2 A、 1 2 8の載置台1 4八、 1 4 B上における搬送位置合わせのティ一チング作業を精度良く、且つ迅速に行うことが可能となる。

また、経路途中に設けた第 1、第 2バッファ用載置台 3 6 A、 3 6 B、 3 8 A、 3 8 Bにおける搬送位置合わせは不要なので、その分、ティマチング作業を迅速に行うことが可能となる。

上記搬送位置合わせ方法を用いて処理システム 2に対して実際にティ一チング作業を行ったところ、 0 . 1 ~ 0 . 2 mm程度の高い精度で位置合わせを行うことができた。

また、ここでは方形状の共通搬送室 8に、個別にロードロック室 1 0 A、 1 0 Bを介して処理装置 1 2 A、 1 2 Bを接合した形式の処理システムを例にとって説明したが、本発明はこの形式の処理システムに限定されず、オリエン夕 3 2を内蔵する処理システムについて全て適用することができる。従って、例えば 4角形、或いは 6角形などの多角形の共通搬送室の各辺に複数の処理装置ゃォリエン夕を接合したような、いわゆるクラスタヅ一ル型の処理システムや、上記共通搬送室にオリエン夕を内蔵した形式の処理システムについても本発明を適用できるのは勿論である。

また、ここでは被処理体として半導体ウェハ Wを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、 L C D基板等にも本発明を適用することができる。以上説明したように、本発明の被処理体の処理システムの搬送位置合わせ方法及び被処理体の処理システムによれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。

本発明によれば、被処理体を方向位置決め装置の基準台と処理装置の載置台との間を往復搬送した時に生ずる往復位置ずれ量と被処理体を載置台から基準台側へ片道搬送した時に生ずる片道位置ずれ量とに基づいて、被処理体を載置台側へ搬送する際の搬送位置を修正するようにしたので、ティーチングを迅速に、且つ精度良く個人差が生ずることなく行うことができる。

また、ティ一チングの位置合わせ込み時には、位置合わせ用基板を、実際のプロセス時と同様な搬送速度で搬送し、且つ手動による微妙な行きつ戻りつの調整も行うことがないので、慣性力の差に起因する位置ずれ誤差や、バックラッシュに起因する位置ずれ誤差も生ずることはなく、高い精度で位置合わせを行うことができる。

また、搬送経路の途中に複数の移載機構ゃバッファ用載置台が関与して介在されていても、各バッファ用載置台上における位置合わせは不要となり、従って、その分、ティ一チングの位置合わせに要する時間を大幅に短縮することができる。また、位置合わせ用基板としてプラスチック板等を用いていた従来方法の場合と異なり、実際の被処理体を用いているので、厚さ、寸法、剛性等がプロセス時の被処理体と同じになり、従って、ティ一チング位置合わせ時の橈み量等が同じとなって、より精度の高い位置合わせを行うことができる。

Claims

請求の範囲

1 . 被処理体を載置する載置台を有して前記被処理体に対して所定の処理を行う処理装置と、基準台に載置された被処理体の偏心量と偏心方向とを検出する方向位置決め装置と、前記方向位置決め装置と前記処理装置との間に設けられた少なくとも 1つの移載機構とを有する被処理体の処理システムの搬送位置合わせ方法において、

前記移載機構を用いて前記基準台と前記載置台との間に位置合わせ用基板を往復搬送して戻した時の前記位置合わせ用基板の位置ずれ量を往復位置ずれ量として求める工程と、

前記載置台上に正確に位置合わせして載置した前記位置合わせ用基板を前記移載機構により前記基準台に搬送した時の前記位置合わせ用基板の位置ずれ量を片道位置ずれ量として求める工程と、

前記往復位置ずれ量と前記片道位置ずれ量とに基づいて前記移載機構による前記載置台側への被処理体の搬送位置を修正するようにした工程と

を有することを特徴とする被処理体の処理システムの搬送位置合わせ方法。

2 . 前記処理装置は複数設けられており、各載置台への搬送経路に対して前記搬送位置の修正を行うようにした

ことを特徴とする請求項 1記載の被処理体の処理システムの搬送位置合わせ方法。

3 . 前記修正する量は、前記往復位置ずれ量と前記片道位置ずれ量との差分に相当する

4 . 前記方向位置決め装置と前記各処理装置との間には複数の移載機構が設けられると共に、前記被処理体を途中で待機させるバッファ用載置台が設けられており、前記位置合わせ用基板は、前記複数の移載機構と前記バッファ用載置台を用いて搬送される

ことを特徴とする請求項 1に記載する被処理体の処理システムの搬送位置合わせ方法。

5 . 前記位置合わせ用基板としては、実際の被処理体を用いることを特徴とする請求項 1に記載の被処理体の処理システムの搬送位置合わせ方法。

6 . 被処理体を載置する載置台を有して前記被処理体に対して所定の処理を行う処理装置と、基準台に載置された被処理体の偏心量と偏心方向とを検出する方向位置決め装置と、前記方向位置決め装置と前記処理装置との間に設けられた少なくとも 1つの移載機構と、前記移載機構と前記方向位置決め装置とを制御する制御部とを有する被処理体の処理システムにおいて、

前記制御部は、

前記移載機構を用いて前記基準台と前記載置台との間に位置合わせ用基板を往復搬送して戻した時の前記位置合わせ用基板の位置ずれ量を往復位置ずれ量として求め、前記載置台上に正確に位置合わせして載置した前記位置合わせ用基板を前記移載機構により前記基準台に搬送した時の前記位置合わせ用基板の位置ずれ量を片道位置ずれ量として求め、前記往復位置ずれ量と前記片道位置ずれ量とに基づいて前記移載機構による前記載置台側への被処理体の搬送位置を修正するようにした

ことを特徴とする被処理体の処理システム。

7 . 前記処理装置は複数設けられており、

前記移載機構は、

前記各処理装置に対して共通に用いられる共通搬送機構と、

前記各処理装置毎に対応させて設けられる個別移載機構とよりなり、前記各個別移載機構には、前記被処理体下を一時的に載置して待機させるバッファ用載置台が併設されている

ことを特徴とする請求項 6記載の被処理体の処理システム。