WO2007000914A1 - 被処理体の搬送装置 - Google Patents

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WO2007000914A1
WO2007000914A1 PCT/JP2006/312326 JP2006312326W WO2007000914A1 WO 2007000914 A1 WO2007000914 A1 WO 2007000914A1 JP 2006312326 W JP2006312326 W JP 2006312326W WO 2007000914 A1 WO2007000914 A1 WO 2007000914A1
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motion
transfer
pattern
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PCT/JP2006/312326
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Wataru Machiyama
Shigeru Ishizawa
Hiroshi Koizumi
Tsutomu Hiroki
Keisuke Kondoh
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Tokyo Electron Limited
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Publication date
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    • Y10S414/135—Associated with semiconductor wafer handling
    • Y10S414/137—Associated with semiconductor wafer handling including means for charging or discharging wafer cassette

Definitions

  • the present invention relates to a transfer device for transferring an object to be processed such as a semiconductor wafer in a processing system such as a semiconductor processing system, a processing system having the transfer device, and a control method for the transfer device.
  • semiconductor processing refers to a semiconductor layer, an insulating layer, a conductive layer, etc. in a predetermined pattern on a target object such as a semiconductor wafer, a glass substrate for LCD (Liquid Crystal Display) or FPD (Flat Panel Display).
  • LCD Liquid Crystal Display
  • FPD Felat Panel Display
  • Such a cluster tool type processing system includes a common transfer chamber formed in, for example, a polygonal (for example, hexagonal) box shape, and a plurality of processing chambers and a load lock chamber each of which is a common transfer chamber.
  • a transfer device having an articulated transfer arm that can be expanded and contracted and swiveled is arranged in the approximate center of the common transfer chamber.
  • the direction of the transfer arm can be adjusted to the direction of each processing chamber simply by turning the transfer device. Therefore, the wafer can be carried in and out (accessed) to all the chambers including the processing chambers only by the swiveling operation of the transfer device (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
  • Patent Document 1 Patent Document 1
  • the swivel operation is desirably performed at a high speed, but it is necessary to maintain the position of the wafer. For this reason, for example, the acceleration applied to the wafer on the transfer arm due to the turning operation is taken into account, and the transfer is performed so that the acceleration is less than the allowable value (for example, allowable maximum acceleration, allowable maximum acceleration change rate, etc.) during the turning operation.
  • the arm is controlled.
  • An object of the present invention is to provide a transport apparatus capable of stably transporting an object to be processed at high speed, a processing system having the transport apparatus, and a control method for the transport apparatus. is there.
  • a first aspect of the present invention is a processing system
  • a polygonal transfer chamber formed long in one direction
  • the transfer device disposed in the transfer chamber so as to carry the workpiece in and out of the plurality of chambers, and the transfer device are slidable along the longitudinal direction of the transfer chamber. Scraping a base and a transfer arm capable of extending and retracting supported on the base so as to be capable of swiveling;
  • the controller is
  • a memory for storing pattern model information relating to a plurality of motion patterns representing a combined motion of the idling motion and the turning motion, and trajectory model information relating to the time-dependent motion trajectory of the slide motion and the turning motion respectively corresponding to the motion pattern And the temporal motion trajectory are set so that the combined acceleration applied to the object to be processed on the transfer arm by the combined motion does not exceed an allowable value,
  • an operation pattern and a temporal operation trajectory satisfying the transfer are searched from the pattern model information and the trajectory model information, and searched.
  • An operation controller that controls the operation of the base and the transfer arm according to the operation pattern and the operation trajectory over time.
  • a second aspect of the present invention is a transport apparatus for transporting a workpiece
  • a telescopic arm that is supported on the base so as to be capable of swiveling; a control unit that controls the transport device;
  • the controller is
  • Pattern model information related to a plurality of operation patterns representing a combined operation of the slide operation and the turning operation, and time of the slide operation and the turning operation corresponding to the operation pattern, which are necessary when transporting the object to be processed A storage unit that stores trajectory model information related to a dynamic motion trajectory, and the time-dependent motion trajectory, the combined acceleration applied to the object to be processed on the transfer arm by the combined motion exceeds an allowable value. Not to be set,
  • an operation pattern and a temporal operation trajectory satisfying the conveyance are searched from the pattern model information and the trajectory model information, and the retrieved operation pattern and temporal operation are searched.
  • a third aspect of the present invention is a base that can be slid and a turning motion on the base.
  • a transfer arm that is supported by a movable arm that can be extended and contracted, and controls a transfer device for transferring an object to be processed,
  • Pattern model information related to a plurality of operation patterns representing a combined operation of the slide operation and the turning operation, and time of the slide operation and the turning operation corresponding to the operation pattern, which are necessary when transporting the object to be processed Storing the trajectory model information on the dynamic motion trajectory in the storage unit, and the temporal motion trajectory, the composite acceleration loaded on the object to be processed on the transfer arm by the combined motion has an allowable value. That it is set to not exceed,
  • FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor processing system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a plan view showing a transfer device disposed in a processing unit of the processing system of FIG.
  • FIG. 2B is a diagram showing the coordinate axes of the Y axis and the ⁇ axis of the transport apparatus shown in FIG. 2A.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a control unit of the processing system in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a mechanism for controlling the operation of the transport apparatus shown in FIG. 2A.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing an operation pattern of the transport apparatus shown in FIG. 2A.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing another operation pattern of the transport device shown in FIG. 2A.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing another operation pattern of the transfer device shown in FIG. 2A.
  • FIG. 8 is a diagram summarizing operation patterns of the operation patterns shown in FIG. 5 to FIG. 7 for operating the first transfer arm to each processing chamber with each load-lock chamber force.
  • FIG. 9 is a diagram summarizing operation patterns for operating the first transfer arm from each processing chamber to each load lock chamber among the operation patterns shown in FIG. 5 to FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of pattern model information (data) of the transport device shown in FIG. 2A.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of trajectory model information (data) of the transport device shown in FIG. 2A.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example in which trajectory model information is expressed by dimensionless position parameters when the transport device shown in FIG. 2A is controlled by S-shaped drive.
  • FIG. 13 is a graph showing the motion trajectory over time according to the position parameters of the ⁇ axis and the Y axis shown in FIG.
  • FIG. 14 is a diagram schematically showing an operation pattern of the transport apparatus shown in FIG. 2A controlled by the position parameter shown in FIG.
  • FIG. 15A is a graph showing the speed and acceleration of the ⁇ -axis when controlled by the position parameter shown in FIG.
  • FIG. 15B is a graph showing the velocity and acceleration of the Y-axis when controlled by the position parameter shown in FIG.
  • FIG. 15C is a graph showing the accelerations on the ⁇ axis and the Y axis and their combined accelerations when controlled by the position parameters shown in FIG.
  • FIG. 16 is a flowchart showing a method for controlling the transport apparatus shown in FIG. 2A.
  • FIG. 17 is a diagram showing pattern model information including classified operation patterns according to the control experiment of the transport device shown in FIG. 2A.
  • FIG. 18 is a diagram showing trajectory model information of the sixth motion pattern P6 and the ninth motion pattern P9 among the motion patterns shown in FIG.
  • FIG. 19 is a graph showing a temporal motion trajectory according to position parameters for the sixth motion pattern P6 shown in FIG.
  • FIG. 20 is a graph showing a temporal motion trajectory according to position parameters for the ninth motion pattern P9 shown in FIG.
  • FIG. 21 is a diagram schematically showing the operation of the transfer apparatus shown in FIG. 2A corresponding to the sixth operation pattern P6 shown in FIG.
  • FIG. 22 shows the transfer apparatus shown in FIG. 2A corresponding to the ninth operation pattern P9 shown in FIG. FIG.
  • FIG. 23A is a graph showing the speed of each axis, the acceleration of each axis, and the resultant acceleration when controlled by the position parameter of the sixth operation pattern P6 shown in FIG.
  • FIG. 23B is a graph showing the speed of each axis, the acceleration of each axis, and the resultant acceleration when controlled by the position parameter of the comparative example based on the operation shown in FIG.
  • FIG. 24A is a graph showing the speed of each axis, the acceleration of each axis, and the resultant acceleration when controlled by the position parameter of the ninth operation pattern P9 shown in FIG.
  • FIG. 24B is a graph showing the speed of each axis, the acceleration of each axis, and the resultant acceleration when controlled by the position parameter of the comparative example based on the operation shown in FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the transfer device needs to be movable along the longitudinal direction of the common transfer chamber just by including the transfer arm capable of swiveling.
  • the acceleration applied to the wafer on the transfer arm is a combined acceleration of the acceleration by the turning operation and the acceleration by the sliding operation.
  • the acceleration exceeds an allowable value (for example, allowable maximum acceleration, allowable maximum acceleration change rate, etc.) for each of the turning motion and the sliding motion. Even if it is set not to be possible, the combined acceleration of both operations may exceed the allowable value. On the other hand, the combined acceleration of both movements may be much lower than the allowable value, and in this case, the acceleration margin is taken too far. That is, in the latter case, the transport time may be further shortened, but this is wasted.
  • an allowable value for example, allowable maximum acceleration, allowable maximum acceleration change rate, etc.
  • FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor processing system according to an embodiment of the present invention.
  • the processing system 100 includes a processing unit 110 that performs various processes such as film formation and etching on an object to be processed, such as a semiconductor wafer (hereinafter also simply referred to as “wafer”) W, and a processing unit 110. And a loader unit 120 for transporting Ueno and W.
  • a processing unit 110 that performs various processes such as film formation and etching on an object to be processed, such as a semiconductor wafer (hereinafter also simply referred to as “wafer”) W
  • a processing unit 110 such as a semiconductor wafer (hereinafter also simply referred to as “wafer”) W
  • a loader unit 120 for transporting Ueno and W.
  • the loader unit 120 includes a loader transfer chamber 130 for transferring a wafer between a wafer storage container, for example, a wafer cassette 132 (132A to 132C) and the processing unit 110.
  • the leader transfer chamber 130 is formed of a horizontally long box.
  • cassette tables 131 On one long side of the loader transfer chamber 130, a plurality of cassette tables 131 (131A to 131C) are arranged in parallel. These cassette tables 131A to 131C are configured such that wafer cassettes 132A to 132C can be placed thereon, respectively.
  • Each Ueno and cassette 132 (132A to 132C) can accommodate, for example, a maximum of 25 wafers W placed in multiple stages at an equal pitch.
  • the inside of the wafer cassette 132 is filled with, for example, an N gas atmosphere.
  • the loader transfer chamber 130 and the wafer cassette 132 are connected via a gate valve 133 (133A to 133C).
  • the number of cassette tables 131 and wafer cassettes 132 is not limited to the example shown in FIG.
  • an orienter 136 is disposed as a alignment unit for aligning wafers.
  • the orienter 136 has a turntable 138 that is rotated by a drive motor while the wafer W is placed thereon.
  • An optical sensor 139 for detecting the edge of the wafer W is disposed on the outer periphery of the turntable 138.
  • the orienter 136 performs alignment by detecting, for example, an orientation flat or notch of the wafer W.
  • a transfer device 170 for transferring the wafer W along its longitudinal direction is disposed.
  • the wafer W is transferred between the wafer cassettes 132A to 132C, the load lock chambers 160M and 160N, and the orienter 136 by the transfer device 170.
  • the transfer device 170 has articulated first and second transfer arms 175A and 175B arranged in two upper and lower stages. Each of the transfer arms 175A and 175B can bend and stretch in the radial direction from the center, and the bending and stretching operations of each of the transfer arms can be individually controlled.
  • the rotation shafts of the transfer arms 175A and 175B are coupled to the base 172 so as to be coaxially rotatable, and can rotate integrally in a rotation direction with respect to the base 172, for example.
  • the base 172 of the transfer device 170 is supported so as to be slidable on a guide rail 176 extending along the length direction in the center of the loader transfer chamber 130.
  • the base 172 and the guide rail 176 are each provided with a mover and a stator of a linear motor.
  • a driving mechanism 178 for driving the linear motor is disposed at the end of the guide rail 176, and this is connected to the control unit 200.
  • the control unit 200 drives the drive mechanism 178 based on the control signal, and moves the base 172 of the transport apparatus 170 along the guide rail 176.
  • the slide operation of the transfer device 170 can be performed using a ball screw mechanism.
  • a ball screw is disposed along the guide rail 176 and is screwed to the base 172 of the transport device 170.
  • the base 172 is moved along the guide rail 176 by driving the ball screw with a motor.
  • the first and second transfer arms 175A, 175B of the transfer device 170 are provided with picks 174A, 174B at the tips, respectively. Therefore, the transfer device 170 can handle two wafers at a time. Thereby, for example, when the wafer is transferred to the wafer cassette 132, the orienter 136, and the load lock chambers 160M and 160N, the wafer can be exchanged promptly. Note that the transfer device 170 has only one transfer arm (single transfer arm mechanism).
  • the transfer device 170 includes respective motors (not shown) for rotating and extending and retracting the transfer arm.
  • the transfer device 170 can further include a motor (not shown) for moving the transfer arm up and down.
  • Each motor is connected to the control unit 200. Based on the control signal from 200, the operation of the transfer device 170 is controlled.
  • the processing unit 110 is configured in a cluster tool type, for example.
  • the processing unit 110 has a common transfer chamber 150 having a polygonal shape (for example, a quadrilateral shape, a pentagonal shape, a hexagonal shape, an octagonal shape, etc.) that is long in one direction.
  • a plurality of processing chambers 140 140A to 140F
  • load lock chambers 160M and 160N are connected.
  • the processing chamber 140 is configured to perform predetermined processing such as film formation (for example, plasma CVD) or etching (for example, plasma etching) on the wafer W.
  • the common transfer chamber 150 has a flat hexagonal shape.
  • One processing chamber 140C and 140D is connected to each of the two short sides on the tip side of the flat hexagonal common transfer chamber 150.
  • Load lock chambers 160M and 160N are connected to two short sides on the base end side.
  • Two processing chambers 140A and 140B are connected to one long side of the common transfer chamber 150 side by side.
  • Processing chambers 140E and 140F are connected side by side on the other long side.
  • Each of the processing chambers 140A to 140F performs, for example, the same type of processing or different types of processing on the wafer W.
  • a mounting table 142 (142A to 142E) for mounting the wafer W is disposed.
  • the number of processing chambers 140 is not limited to the example shown in FIG.
  • the wafer W is processed based on wafer processing information such as a process “recipe” indicating a processing process or the like stored in advance in the storage unit 290 of the control unit 200! .
  • the common transfer chamber 150 is used to transfer the wafer W between the processing chambers 140A to 140F and the first and second load lock chambers 160M and 16ON.
  • the processing chambers 140 (140A to 140F) are connected to the common transfer chamber 150 via gate valves 144 (144A to 144E), respectively.
  • the first and second load lock chambers 160M and 160N are connected to the common transfer chamber 150 via gate valves (vacuum side gate valves) 154M and 154N, respectively.
  • the first and second load lock chambers 160M and 160N are also connected to the inlet transfer chamber 130 via gate valves (atmosphere side gate valves) 162M and 162N, respectively.
  • the first and second load lock chambers 160M and 160N have a function of temporarily supporting the wafer W and adjusting the pressure before the wafer W is unloaded. Delivery tables 164M and 164N on which the wafer W can be placed are disposed inside the first and second load lock chambers 160M and 160N, respectively. [0030]
  • the first and second load lock chambers 160M and 160N are configured to be pressure adjustable by evacuation. Specifically, each of the first and second load lock chambers 160M and 160N is connected to an exhaust system including a vacuum pump such as a dry pump via an exhaust pipe having an exhaust valve (exhaust control valve), for example. Connected.
  • the first and second load lock chambers 160M and 160N are connected to a gas introduction system including a gas introduction source and the like via a gas introduction pipe having a purge nozzle (purge gas control valve), respectively.
  • a purge operation is repeated in which evacuation by introducing purge gas and release to the atmosphere are repeated.
  • the common transfer chamber 150 and the processing chambers 140A to 140F are also configured to be pressure-adjustable by evacuation.
  • the common transfer chamber 150 is connected to a gas introduction system for introducing the purge gas as described above and an exhaust system that can be evacuated.
  • a gas introduction system capable of introducing a processing gas and an exhaust system capable of being evacuated are connected to each of the processing chambers 140A to 140F.
  • the common transfer chamber 150 and the processing chambers 140A to 140F, and the common transfer chamber 150 and the load lock chambers 160M and 160N can be opened and closed in an airtight manner.
  • the first and second load lock chambers 160M and 160N and the loader transfer chamber 130 can be opened and closed in an airtight manner.
  • a transfer device 180 for transferring the wafer W between the load lock chambers 160M and 160N and the processing chambers 140A to 140F is disposed.
  • the transfer device 180 includes first and second articulated transfer arms 185A and 185B (double transfer arm mechanisms) arranged on the left and right sides, which are configured to be extendable and retractable so as to perform a straight advance operation. Is done.
  • the first and second transfer arms 185A and 185B are attached to the base 182 so as to be capable of turning by a turning mechanism.
  • the base 182 is configured to be slidable along the longitudinal direction of the common transfer chamber 150 by a slide operation mechanism. A specific configuration example of the transfer device 180 will be described later.
  • each part of the processing system such as the transport device 170 and the transport device 180 is controlled by the control unit 200. Further, for example, the gate valves 133, 144, 154, 162, the orienter 136 and the like are also controlled by the control unit 200. [0035] (Conveyor)
  • FIG. 2A is a plan view showing the transfer device 180.
  • the first and second transfer arms 185A and 185B of the transfer device 180 are mounted on a base 182 as shown in FIG. 2A, for example.
  • the base 182 is configured to be slidable on the guide rails 192A and 192B in the Y-axis direction (longitudinal direction of the common transfer chamber 150) which is a slide operation axis.
  • a ball screw 194 driven by a Y-axis motor (sliding operation motor) 196 is screwed to the base 182 of the transport device 180.
  • the Y-axis motor 196 By driving the Y-axis motor 196, the slide operation of the transfer arm of the transfer device 180 is controlled.
  • the first and second transfer arms 185A, 185B of the transfer device 180 are, for example, as shown in FIG. 2A, a rotating plate 183 provided so as to be capable of turning in the direction of the ⁇ axis that is the turning operation axis. It is mounted on the base 182 via The rotating plate 183 is driven by, for example, a ⁇ -axis motor (turning operation motor) 186 provided on the base 182. By driving the ⁇ -axis motor 186, the turning motion of the transfer arm of the transfer device 180 is controlled.
  • a ⁇ -axis motor turning operation motor
  • the first and second transfer arms 185A and 185B of the transfer device 180 are provided with picks 184A and 184B, respectively, at their tips. Therefore, the transfer device 180 can handle two wafers at a time. Thereby, for example, when the wafer is transferred to each of the load lock chambers 160M and 160N and each of the processing chambers 140A to 140F, the wafer can be exchanged promptly.
  • the transport device 180 may have only one transport arm (single transport arm mechanism).
  • the transport device 180 includes a motor (not shown) for extending and retracting the transport arm.
  • this motor is attached to the lower side of a ⁇ -axis motor (turning motor) 186 and is configured to be controllable independently from the motor 186.
  • the transport device 180 can further include a motor (not shown) for moving the transport arm up and down.
  • the motors including the motors 186 and 196 are connected to the control unit 200, and the operation of the transport device 180 is controlled based on a control signal from the control unit 200. Details of the drive control of the transport device 180 will be described later.
  • a flexible tube 190 for passing wiring such as a 0-axis motor 186 is connected to the base 182 of the transfer device 180.
  • the flexible tube 190 passes through a hole formed in the bottom of the common transfer chamber 150 and is airtight, and is configured as such.
  • the interior of is in communication with the atmosphere. Therefore, even if the inside of the common transfer chamber 150 is evacuated, the inside of the flexible tube 190 is maintained at atmospheric pressure, thereby preventing wiring damage and the like.
  • the base 182 is driven to slide along the guide rails 192A and 192B.
  • the wafer W can be loaded and unloaded by the expansion and contraction of the transfer arm with respect to each of the load lock chambers 160M and 160N and the processing chambers 140A to 140F with one transfer device. Possible).
  • a first reference position in the Y-axis direction (position indicated by a dotted line in FIG. 2A) where the transfer device 180 is disposed is set.
  • the transfer arm first lock
  • the target chamber load lock chamber 160M, 160N, processing chamber 140A, 140F
  • the first and second transfer arms 185A, 185B) can be directed.
  • the wafer can be transferred to the target chamber by the corresponding picks 184A and 184B.
  • a second reference position in the Y-axis direction (position indicated by a solid line in FIG. 2A) at which the transfer device 180 is disposed is set near the front end side of the common transfer chamber 150.
  • the transfer arm first and second transfer arms 1 85A, 1850A, etc.
  • the target chamber processing chambers 140B to 140E
  • 185B can be directed.
  • the wafer can be transferred to the target chamber using the corresponding picks 184A and 184B.
  • one common transfer chamber 150 is formed long in the negative direction, and a processing chamber is added to the long side surface. For this reason, the number of processing chambers connected to the side surface of the common transfer chamber 150 can be increased.
  • the position of the transport device 180 in the Y-axis direction is controlled by the sliding operation, and the orientation in the ⁇ -axis direction is controlled by the turning operation. Therefore, in order to control the sliding operation and the turning operation, the coordinate axes of the Y axis and the ⁇ axis are set as shown in FIG. 2B, for example.
  • the first and second transfer arms 185A and 185B are simplified by representing straight straight lines so that the angle of the ⁇ axis is easy to see.
  • the base end side reference position of the common transfer chamber 150 (position indicated by the dotted line in FIG. 2A) is set to 0, and the tip end side reference position (position indicated by the solid line in FIG. 2A) The direction toward is positive.
  • the operation stroke between the base end side reference position and the tip end side reference position is Y
  • the Y axis angle is 0 and clockwise is positive.
  • the turning start angles of the first and second transport arms 185A and 185B are respectively defined by the angles formed by the Y axis and the respective transport arms in the turning direction. For example, when the transfer arm turns clockwise, the angle is in the clockwise direction. When the transfer arm turns counterclockwise, the angle is in the counterclockwise direction.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the control unit 200.
  • the control unit 200 has functional parts as described below. That is, a CPU (Central Processing Unit) 210 constitutes a control unit main body and controls each unit.
  • ROM (read 'only' memory) 220 is program data (eg, program data for controlling the operation of transfer devices 170, 180, etc., program data for processing wafers based on the process' recipe, etc.) Is stored.
  • RAM (Random Access' Memory) 230 is a memory for CPU210 to process various data. Used as a moire area.
  • the timekeeping unit 240 includes a counter that measures time.
  • the display unit 250 includes a liquid crystal display that displays a clock, an operation screen, a selection screen, and the like.
  • the input / output unit 260 is used by the operator to input various data such as process' recipe input and editing, and process' recipe process' log output to a specified storage medium. Used for.
  • the alarm unit 270 also has power such as an alarm device (for example, a buzzer) for notifying the processing system 100 when an abnormality such as electric leakage occurs.
  • Various controllers 280 are used to control each part of the processing system 100.
  • the storage unit 290 can also be used as a hard disk drive (HDD).
  • CPU210, ROM220, RAM230, timing unit 240, display unit 250, input / output unit 260, alarm unit 270, various controllers 280, and storage unit 290 are connected by a control bus, data bus, etc. Is done.
  • the various controllers 280 include a controller 282 that controls the operation of the transfer device 170 and a controller 284 that controls the operation of the transfer device 180.
  • the various controllers 280 further include controllers for the orienter 136 and controllers for the processing chambers 140A to 140F (for example, gas introduction system switching valves and exhaust system switching valves for the processing chambers 140A to 140F). Etc. are also included.
  • the controllers 282 and 284 are connected to motor drives for driving the motors of the transfer devices 170 and 180, respectively. These motor drives are connected to encoders arranged in each motor.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a mechanism for controlling the operation of the transport device 180.
  • the controller 284 is connected to an encoder 188 disposed in the motor 186 via a drive 187 that drives the ⁇ -axis motor 186.
  • the controller 284 is connected to an encoder 198 disposed in the motor 196 via a drive 197 that drives the Y-axis motor 196.
  • Other motors for example, a linear motion motor, a lifting motion motor, etc. are also connected to the controller 284 via their motor drives.
  • the controller 284 generates a pulse signal for each motor in accordance with a motor drive command from the CPU 210, for example.
  • the pulse signal that controls the position of the transfer arm in the Y-axis direction and the orientation in the ⁇ -axis direction includes pattern model information (data) 292 and a trajectory model described later. It is generated based on information (data) 294 and sent to drives 187 and 197.
  • the pulse signals are converted into motor drive currents (or motor drive voltages) by the drives 187 and 197, respectively, and supplied to the motors 186 and 196, respectively.
  • the motors 186 and 196 are respectively driven, and the conveying device 180 performs a turning operation and a sliding operation.
  • Outputs from the encoders such as the motors 186 and 196 are sent to the controller 284 via the drives 187 and 197, respectively. Thereby, feedback control of each motor is performed, and the position of each motor can be detected.
  • the encoder may or may not be attached depending on the type of motor used. For example, when a servo motor is used as a motor for driving each of the transport devices 170 and 180, it is desirable to attach an encoder. However, if a stepping motor is used, an encoder may or may not be attached.
  • the storage unit 290 stores information for controlling each unit of the processing system 100 such as the transfer devices 170 and 180, for example. Here, among these pieces of information, information for controlling the operation of the transport device 180 will be described. As information for controlling the operation of the transport device 180, for example, pattern model information 292 and trajectory model information 294 for controlling the motion and position of the transport arm are stored in the storage unit 290.
  • the pattern model information 292 is obtained by classifying and storing the turning and sliding operations of the transport device 180 into a plurality of operation patterns.
  • the trajectory model information 294 includes information on the time-dependent motion trajectory (turning motion trajectory, slide motion trajectory) of the transfer device 180 set for each motion pattern stored in the no-turn model information 292. Details of the pattern model information 292 and the trajectory model information 294 will be described later.
  • the transfer source force between the chambers selected from the load lock chambers 160M and 160N and the process chambers 140A to 140F is also transferred to the transfer destination.
  • the wafer transfer pattern (operation pattern) is limited.
  • the movement pattern of the position of the transfer arm in the Y-axis direction and the direction of the ⁇ -axis direction is also determined by the position and orientation of each chamber. Therefore, the operation of the transport device 180 can be classified into a finite operation pattern.
  • the operation patterns are mainly divided into main operation patterns related to wafer processing and non-main operation patterns related to processing other than wafer processing such as maintenance.
  • the main operation pattern is particularly important because it directly relates to the products manufactured on the wafer. Therefore, this main motion pattern is further classified, and an optimum time-dependent motion trajectory (represented by a non-dimensional position parameter as shown in FIGS. 18 to 20 described later) is classified for each main motion pattern. Set.
  • the throughput can be improved while maintaining the stability of wafer conveyance by operating the conveyance arm at the acceleration and the maximum speed determined by the respective operation trajectories over time.
  • the non-main operation pattern does not necessarily have to be further classified because it does not relate to the processing throughput of the wafer W.
  • one type of temporal motion trajectory (for example, the temporal trajectory set in the case of the most severe motion pattern as shown in Fig. 14 described later) is set and applied to any motion. It is also possible to ensure the stability of operation. As a result, the motion of the transfer arm is controlled at the maximum speed determined by the one type of time-dependent motion trajectory (for example, the dimensionless position parameter as shown in FIG. 12).
  • the number and type of such main operation patterns vary depending on the processing performed on the wafer, the configuration of the processing system (for example, the number, type, and arrangement of processing chambers), the number of picks of the transfer device, and the like. For this reason, it is preferable to determine a main operation pattern according to these conditions.
  • the main operation pattern not only the combined operation of the turning operation and the slide operation but also the operation pattern of these single operations can be considered according to the configuration of the processing system.
  • each transfer arm 185A 185B can be accessed to each chamber in a position and orientation (position and orientation in which wafer W can be taken in and out by the expansion and contraction of each transfer arm 185A 185B).
  • position and orientation in which wafer W can be taken in and out by the expansion and contraction of each transfer arm 185A 185B.
  • the main operation pattern is to control the operation of one transfer arm from the position and orientation accessible to each chamber and the position and orientation of the other transfer arm accessible to other chambers.
  • first transfer arm 185A is moved from the position and orientation accessible to each load lock chamber 160M 160N to the position and orientation accessible to each processing chamber 140A 140F is illustrated. Further, the case where the operation of the first transfer arm 185A is controlled from the position and orientation accessible to the processing chambers 140A and 140F to the position and orientation accessible to the load lock chambers 160M 160N is also illustrated.
  • FIG. 5 to 7 are diagrams schematically showing an operation pattern (from the start point position to the end point position) of the transport device 180.
  • FIG. FIG. 5 shows an operation pattern in the case where the first transfer arm 185A is controlled to move from the position and orientation accessible to each load lock chamber 160M 160N to the position and orientation accessible to each processing chamber 140B 140E.
  • FIG. 6 shows an operation pattern when the first transfer arm 185A is controlled from a position and orientation accessible to each processing chamber 140B 140E to a location and orientation accessible to each load lock chamber 160M 160N.
  • FIG. 7 shows an operation pattern in the case of controlling the operation of the first transfer arm 185A between the direction in which each load lock chamber 160M 160N can be accessed and the direction in which each processing chamber 140A 140F can be accessed.
  • Fig. 5 and Fig. 6 are both operation patterns that require a combined operation of turning and sliding.
  • FIG. 7 shows an operation pattern that requires only a turning operation.
  • coordinate axes as shown in FIG. 2B are
  • FIGS. 5 (a) and 5 (d) are cases where the first transfer arm 185A is also operated to the processing chamber 140B 140E by the load lock chamber 160M force. Accordingly, the operation stroke of axis 0 (swing motion) for the Figure 5 (a) ⁇ (d) are, respectively theta Micromax theta - the ⁇ ⁇ - MD 0. Figure 5 (a) to ( The movement stroke of Y axis (sliding movement) for d) is all Y. Figures 5 (a) to (d
  • the starting point positions are all 0.
  • FIGS. 5E and 5H show cases where the first transfer arm 185A is moved from the load lock chamber 160N to the processing chamber 140B 140E, respectively. Accordingly, the operation stroke of FIG. 5 (e) ⁇ (h) 0 axis (swing motion) for, respectively ⁇ 0, ⁇ ° ⁇ - ND 0 - a NE 0. Fig. 5 (e) to (h
  • the rotation start angle of the first transfer arm 185A for the 0 axis (swivel operation) is ⁇ 1 ⁇
  • the turning angle of the second transfer arm 185B is ⁇ 2 ⁇ , respectively.
  • FIGS. 6 (a) and 6 (d) show cases where the first transfer arm 185A is moved from the processing chamber 140B 140E to the load port chamber 160M, respectively. Accordingly, the operation stroke of axis 0 (swing motion) for the Figure 6 (a) ⁇ (d) are, respectively - ⁇ ⁇ , - a ° ⁇ ⁇ DM 0 ⁇ ⁇ .
  • the rotation start angle of the first transfer arm 185A of the 0 axis (swing operation) for (d) is BM ' ⁇ GM1 6 DM1 6 ⁇ 1 ⁇ , respectively.
  • the turning angle of the second transfer arm 185B is
  • the starting point positions of are all Y.
  • FIGS. 6 (e) and 6 (h) show the cases where the first transfer arm 185A is moved from the processing chamber 140B 140E to the load port chamber 160N, respectively. Accordingly, the operation strokes of the 0-axis (turning operation) in FIGS. 6 (e) to (h) are BN 0 -CN 0 DN 0 EN 0, respectively.
  • the turning start angles of the first transfer arm 185A of the 0 axis (turning motion) for h) are BN1 ⁇ and CN1 0 DN1 6 ⁇ 1 ⁇ , respectively.
  • the turning angle of the second transfer arm 185B is
  • FIGS. 7 (a) and 7 (b) are cases where the first transfer arm 185A is moved from the load lock chamber 160M to the processing chamber 14OA 140F, respectively. Accordingly, the operation stroke of FIG. 7 (a) (b) 0 axis for (turning operation) each ⁇ ⁇ - the MF 0.
  • Figure 7 (c) and (d) show the first transfer ss, respectively.
  • the arm 185A is moved from the load lock chamber 160N to the processing chamber 140A. Therefore , the strokes of the ⁇ axis (turning motion) for Figs. 7 (c) and (d) are ⁇ ⁇ - NF, respectively.
  • FIGS. 7 (e) and 7 (f) show cases where the first transfer arm 185A is moved from the processing chamber 140A 140F to the load lock chamber 160M, respectively. Therefore, the movement strokes of the 0 axis (swivel operation) with respect to FIGS. 7 (e) and (f) are respectively AM ⁇ TM ⁇ .
  • Fig. 7 (g) (h) shows the first transfer
  • the arm 185A is moved from the processing chamber 140A 140F to the load lock chamber 160N. Accordingly, in FIG. 7 (g) (h), the operating strokes of the ⁇ axis (turning motion) are respectively ⁇ ⁇ ⁇ . In Figs. 7 (a) and (h), the slide operation is not required.
  • the idling action stroke is zero.
  • FIGS. 8 and 9 are diagrams showing a summary of the main operation patterns shown in FIGS. 5 to 7.
  • FIG. 8 shows a case where the first transfer arm 185A is operated from each load lock chamber 160M 16 ON serving as a transfer source to each process chamber 140A 140F serving as a transfer destination. These correspond to FIGS. 5 (&) to (11) and FIGS. 7 ( & ) to ((1).
  • FIG. 9 shows each processing chamber in which the first transfer arm 185A is the transfer source. 140A 140F force is also applied to each load lock chamber 160 M 160N, which is the transfer destination, corresponding to Fig. 6 (a) to (! 1) and Fig. 7 (e) to (! 1).
  • the transfer source and transfer destination are chambers such as the processing chamber 140 and the load lock chamber 160, but the transfer source and transfer destination are temporarily processed in the common transfer chamber 150.
  • the transfer source or transfer destination may be an area where a position sensor for correcting the deviation of the wafer supported by the transfer arm in the common transfer chamber 150 is provided.
  • the motion patterns shown in FIGS. 5 and 6 require not only a turning motion but also a sliding motion. In this case, if the other operation is performed after completion of one of the turning operation and the sliding operation, the wafer transfer time becomes longer. others Therefore, for example, it is preferable to perform a combined motion that starts and ends the turning motion and sliding motion at the same time.
  • the acceleration generated on the wafer on the transfer arm becomes a combined acceleration of the acceleration by the turning operation (turning acceleration) and the acceleration by the sliding operation (slide acceleration).
  • the acceleration must not exceed the permissible values (for example, permissible maximum acceleration, permissible maximum acceleration change rate, etc.) for each of the turning motion and the sliding motion!
  • the permissible values for example, permissible maximum acceleration, permissible maximum acceleration change rate, etc.
  • the combined acceleration of both movements may exceed the allowable value.
  • the combined acceleration of both movements may be considerably lower than the allowable value, and in this case, the acceleration margin is taken too much. That is, in the latter case, the transport time may be further shortened, but this is wasted.
  • the direction of the slide calorie speed is a linear direction
  • the direction of the turning acceleration is a circular direction
  • the slide acceleration speed depends on the time.
  • the impact changes.
  • the acceleration due to each movement may be strengthened during the combined movement, and may be weakened (or canceled out). If the turning acceleration and slide acceleration are intensified, the maximum value of the resultant acceleration generated on the wafer may exceed the allowable value, and shock or vibration may be applied to the wafer. Conversely, if the turning acceleration and slide acceleration are weakened (or cancel each other), the maximum value of the resultant acceleration generated on the wafer is also reduced, and the acceleration may be increased to shorten the transfer time. .
  • such main operation patterns are classified and stored as pattern model information 292.
  • a temporal trajectory is set for each motion pattern of the pattern model information 292 and stored as trajectory model information 294.
  • FIGS. 10 and 11 are diagrams showing specific examples of the pattern model information 292 and the trajectory model information 294.
  • FIG. FIG. 10 shows information on the main operation patterns of FIGS. 5 and 6 described above.
  • Figure 1 1 shows the position parameters for acquiring the temporal motion trajectory set for each motion pattern shown in Fig. 10.
  • the main operation patterns shown in FIGS. 5 and 6 include the eight operation patterns shown in FIG. 10 in consideration of the symmetry of the arrangement of the load lock chambers 160M and 160N and the processing chambers 140A to 140F, the turning direction, and the like. Can be classified.
  • the load lock chamber 160M and the processing chambers 140A to 140C, and the load lock chamber 160N and the processing chambers 140D to 140F are arranged in line symmetry.
  • the operation stroke of 0 axis and the turning start angle in FIGS. 5 (a), (b), (c), and (d) are shown in FIG. ), (G), (f), (e).
  • the Y-axis operation stroke and the starting point position in Figs. 5 (a) to (h) are all the same.
  • the operation pattern shown in FIG. 5 can be classified into four patterns.
  • the movement stroke and turning angle of the 0 axis in Figs. 6 (a), (b), (c), and (d) are shown in Figs. 6 (h), (g), (f), and (e), respectively. It will be the same. Furthermore, the operating stroke and starting point position of the Y axis in Figs. 6 (a) to (h) are all the same. For this reason, the operation pattern shown in Fig. 6 can also be classified into four patterns. In this way, the operation patterns shown in FIGS. 5 and 6 can be classified into 8 patterns in total, 4 patterns each.
  • the operation stroke and the turning start angle of the 0 axis in FIGS. 5 (b) and 5 (g) are respectively This is the same as Fig. 6 (b) and (g).
  • the movement stroke and the turning start angle of the 0 axis in FIGS. 5 (c) and (f) are the same as those in FIGS. 6 (c) and (f), respectively. In this case, therefore, it can be classified into 6 patterns in total.
  • operation patterns P1 to P8 a case where one wafer W is transferred by the first transfer arm 185A as shown in FIG. 10 is referred to as operation patterns P1 to P8.
  • the pattern model information 292 in addition to these operation patterns P1 to P8, an operation pattern corresponding to the number of wafers on the transfer arm and the presence or absence of the wafers may be added.
  • an operation pattern in the case where two wafers W are supported by the first and second transfer arms 185A and 185B, and an operation pattern in the case where no wafer W is supported may be added. Oh ,.
  • the weight (load state) applied to the transfer arm also changes depending on the number of wafers to be transferred and the presence / absence of the wafer, so the acceleration of each operation and the magnitude of the resultant force speed also change. For this reason, by classifying operation patterns in consideration of these, It is possible to classify motion patterns appropriately, and to set an appropriate motion trajectory over time according to the classification.
  • an operation pattern in a mode different from the normal mode such as the maintenance mode and the initialization mode can be captured. Also good.
  • the maintenance mode, initialization mode, etc. wafer processing is not performed, so there is no need to separate the operating trajectories over time as in the normal mode. Therefore, in such a case, it is possible to set only one type of temporal trajectory that is set in the case of the most severe operation pattern as shown in FIG. it can. Then, the movement arm is controlled by the acceleration and the maximum speed determined by this one kind of time-dependent movement trajectory (for example, the dimensionless position parameter as shown in FIG. 12).
  • an operation pattern Pm in the case of not corresponding to the eight operation patterns P1 to P8 may be added. As a result, it is possible to cope with the operation patterns that do not correspond to the eight operation patterns P1 to P8.
  • FIG. 10 illustrates a specific example in which the operation patterns shown in FIGS. 5 and 6 are classified for each operation as the pattern model information 292.
  • the pattern model information 292 can also classify operation patterns in different ways. For example, to classify motion patterns, a plurality of similar ranges can be set for at least one of the turn start angle and each motion stroke. When a plurality of similar ranges are set for the turning start angle and the operation stroke of the turning operation, the operation patterns can be classified by combinations thereof. As a result, those in which the combined acceleration of turning and sliding motions has a similar curve can be classified as the same motion pattern. Therefore, it is possible to appropriately classify operation patterns and classify them into fewer operation patterns.
  • FIG. 11 shows a specific example of trajectory model information 294 including a temporal motion trajectory set for each classified motion pattern.
  • Figure 11 shows a trajectory model that stores the time-dependent motion trajectories of the ⁇ axis, which is the swivel motion axis, and the Y axis, which is the slide motion axis, as position parameters (position coefficients) that indicate positions at regular intervals.
  • position parameters position coefficients
  • the trajectory model information 294 shown in Fig. 11 shows the starting position force of each axis in each motion pattern P to the end position.
  • the position parameter at the time Qj for the i-th motion pattern Pi can be represented by ( Pi 0, Pi Y).
  • m is the pattern model
  • Time and position parameters in the trajectory may be used, or non-dimensional versions of these may be used.
  • the operation stroke is set to 0 to 1 for each axis.
  • each time point (predetermined time point) of the actual temporal trajectory is calculated by multiplying the time Qj by the operation time ⁇ .
  • the actual trajectory of movement over time can be obtained by multiplying the motion parameters of each axis by the position parameters ( Pi ⁇ , Pi Y).
  • the position point of is calculated.
  • the temporal motion trajectory can be easily calculated from the motion stroke and the motion time.
  • the same position parameter can be applied even when there is a design change in the operation stroke and operation time, and the same position parameter can also be applied to a transfer device having a different operation stroke and operation time.
  • the position parameter at each time Qi made dimensionless is ( Pi 0, Pi Y). Start point position of 0 axis and Y axis
  • the motion trajectory over time for the turn Pi can be expressed as: That is, each time until the operation time Ri tau is (Pi TZn) can be represented as X Qj, the position of the theta axis and Y-axis in each of these times, be expressed as (0 ⁇ ⁇ ⁇ , YX Pi Y) Can do. Based on such trajectory information
  • the trajectory model information 294 is preferably configured so that the movement and movement of each transfer arm 185A, 185B due to the movement trajectory over time is continuous.
  • various drive modes such as trapezoidal drive and S-shaped drive can be set as position parameters.
  • Trapezoidal driving is a driving form in which the speed increases linearly, maintains a constant speed when it reaches a certain speed, and then drives to decrease linearly.
  • the s-shaped drive is a drive mode in which the speed is increased smoothly, and when the speed reaches a constant speed, the speed is maintained and then decreased smoothly.
  • the trapezoidal drive has a discontinuous acceleration, whereas the S-shaped drive has a continuous acceleration, so the S-shaped drive can drive stably with less impact than the trapezoidal drive.
  • the transfer apparatus for transferring the wafer as in this embodiment is controlled by s-shaped drive.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example in which the trajectory model information is expressed as a non-dimensionalized position parameter when the transport device 180 is controlled by S-shaped driving.
  • the position parameter is made non-dimensional with the movement strokes of the 0-axis and Y-axis set to 0-1.
  • FIG. 13 is a graph showing the motion trajectory over time according to the position parameters of the ⁇ axis and the Y axis shown in FIG.
  • the calculated value is the position point of the actual movement trajectory of each axis.
  • a combination of the temporal motion trajectories of these axes is the position point of the actual temporal trajectory of the transfer arm.
  • FIG. 14 is a diagram schematically showing an operation pattern of the transfer device 180 controlled by the position parameter shown in FIG.
  • the movement pattern shown in Fig. 14 shows that the first transfer arm 185A with the 0-axis turning start angle ⁇ force degree (degree) and the Y-axis starting point position Y force SO
  • the operation pattern shown in FIG. 14 is an operation pattern that does not exist in the operation patterns shown in FIGS. For example, this corresponds to the operation pattern Pm when the pattern model information 292 shown in FIG. 10 does not correspond to the operation patterns P1 to P8.
  • the operation pattern shown in FIG. 14 is the most severe operation pattern in which, when the first transfer arm 185A is operated, the operation stroke of each axis is the largest and the directions of the turning operation and the sliding operation overlap.
  • the transfer device 180 when the transfer device 180 is operated according to the position parameter of each axis as shown in FIG. 12 as shown in the operation pattern shown in FIG. 14, the temporal movement trajectory of each transfer arm is indicated by the dotted line shown in FIG. It becomes like this.
  • the velocity and acceleration of the ⁇ axis for example, normal acceleration and The resultant acceleration (tangential acceleration) is as shown in Figure 15A.
  • the speed and acceleration of the Y axis are as shown in Fig. 15B.
  • the combined acceleration of ⁇ -axis acceleration and Y-axis acceleration is as shown in Fig. 15C.
  • the combined acceleration of the ⁇ -axis acceleration and the Y-axis acceleration is obtained as follows. That is, the position (for example, the position of the front end of the transfer arm) of the transfer arm at a predetermined point in time by the combined operation of the ⁇ axis and the Y axis is expressed in an orthogonal coordinate system (for example, the XY coordinate system). Next, the X-axis acceleration is obtained by differentiating the position in the X direction of this Cartesian coordinate system twice in time. Also, the Y-axis acceleration is obtained by differentiating the position in the Y direction of this Cartesian coordinate system twice with respect to time.
  • the X-axis acceleration and Y-axis acceleration are squared and summed.
  • an acceleration obtained by taking the square root of the result is defined as a composite acceleration.
  • Such a combined acceleration is an acceleration applied to the wafer on the transfer arm. Therefore, if the resultant acceleration does not exceed a predetermined allowable value, the wafer can be stably transferred by the transfer arm.
  • the predetermined allowable value of acceleration is set so that excessive shock and vibration are not given to the wafer to be transferred.
  • an allowable value include an allowable acceleration that sets the magnitude of acceleration and an allowable acceleration change rate that sets the rate of change of acceleration.
  • allowable acceleration and allowable acceleration change rate may be either one or both, and both may be allowable values.
  • a time-dependent motion trajectory in which the maximum value of the combined acceleration of the turning acceleration and the slide acceleration does not exceed the allowable acceleration in each motion pattern is set in the trajectory model information.
  • the allowable acceleration is preferably set to a more appropriate value depending on the configuration of the transport device 180 and the like, which is set only by such an operation pattern. In the present embodiment, the allowable value of the allowable acceleration is set to, for example, 0.25G.
  • the temporal motion trajectory, speed, and acceleration are determined by how the position parameters of the trajectory model information 294 are set. Therefore, it is necessary to set the position parameter within the range where the combined acceleration does not exceed the allowable acceleration for each operation pattern of the pattern model information 292. This makes it possible to perform stable operation control of the transfer device 180 for each operation pattern.
  • FIG. 16 is a flowchart showing a method for controlling the transport device 180.
  • This control method is executed based on, for example, program data (conveying device control program data) stored in the ROM 220 or the storage unit 290 of the control unit 200.
  • step S110 an operation pattern is selected with reference to the pattern model information 292.
  • the pattern mode as shown in FIG. 10 is determined by the turning start angle 0 and the operation strokes 0 and Y, for example.
  • step S120 the trajectory motion trajectory is acquired with reference to trajectory model information 294.
  • the position parameter of the motion pattern selected in step S110 is selected from the trajectory model information 294 as shown in FIG. 11, for example, and the temporal motion trajectory is acquired based on the position parameter.
  • the position parameter is made dimensionless as shown in FIG. 12, the following calculation is performed as described above. That is, each time point (predetermined time point) of the actual time-dependent motion trajectory is calculated by multiplying the operation time ⁇ by the time Qj. Also, multiply the movement stroke of each axis by the position parameter f ⁇ , Pi Y).
  • step S130 an operation start command for the conveying device 180 is issued, and in step S140, the conveying device 180 is controlled in the ⁇ axis and the Y axis based on the temporal motion trajectory.
  • an operation start command from the CPU 210 is sent to the controller 284.
  • the position parameters of each axis (0-axis and Y-axis) with respect to the time acquired in step S120 are sent to the controller 284 as position command values of the time-dependent operation trajectory.
  • the controller 284 drives and controls the ⁇ -axis motor and the Y-axis motor via the drives 187 and 197 based on the position command values of the respective axes ( ⁇ axis and Y axis).
  • step S150 it is determined whether or not the force has ended the operation time P T of the operation pattern P. If the operating time [rho T is determined not elapsed at step S150, the process returns to step S140, if it is determined that the operation time [rho T has elapsed, and ends the operation control of the transport device 180.
  • the turning start angles are different. That is, the turning start angle when the wafer W is supported by only one first transfer arm 185A is the turning start angle of the first transfer arm 185A. The turning start angle when the wafer W is supported only by the other second transfer arm 185B is the turning start angle of the second transfer arm 185B. For this reason, these motion patterns may have different motion pattern classifications even if the motion stroke of each motion is the same. Therefore, when the transfer device has a plurality of transfer arms, the operation pattern is classified for each turning start angle of each transfer arm. As a result, it is possible to appropriately classify the motion patterns and to set an appropriate time-dependent motion trajectory according to the classification.
  • FIG. 17 is a diagram including a classified operation pattern related to an experiment of control of the transfer device 180.
  • FIG. 18 is a diagram showing trajectory model information of the sixth motion pattern P6 and the ninth motion pattern P9 among the motion patterns shown in FIG.
  • FIG. 19 is a graph showing the motion trajectory over time according to the position parameter for the sixth motion pattern P6 shown in FIG.
  • FIG. 20 is a graph showing the motion trajectory over time according to the position parameter for the ninth motion pattern P9 shown in FIG.
  • FIG. 21 is a diagram schematically showing the operation of the transfer apparatus 180 corresponding to the sixth operation pattern P6 shown in FIG.
  • FIG. 22 is a diagram schematically showing the operation of the transfer apparatus 180 corresponding to the ninth operation pattern P9 shown in FIG.
  • the sixth operation pattern P6 is a position in which the second transfer arm 185A can be accessed to the processing chamber 140E while the wafer is supported only by the pick 184B of the second transfer arm 185B. It is assumed that the load lock chamber 160M is moved to a position where it can be accessed. Accordingly, the turning start angle and the operation stroke in this case are the turning start angle ⁇ 2 ⁇ and the operation strokes ⁇ , Y of the second transfer arm 185B , respectively.
  • the first transfer arm 185 ⁇ can be accessed to the processing chamber 140B while the wafer is supported only by the pick 184 ⁇ of the second transfer arm 185B. It is assumed that the position force is moved to a position accessible to the load lock chamber 160N. Therefore, the turning start angle and the operation stroke in this case are the turning start angle ⁇ 2 ⁇ and the operation stroke ⁇ , ⁇ of the second transfer arm 185 ⁇ , respectively.
  • FIG. 23B is a graph showing the speed of each axis, the acceleration of each axis, and the resultant acceleration when controlled by the position parameter of the sixth operation pattern ⁇ 6 shown in FIG.
  • FIG. 23 ⁇ ⁇ ⁇ is a graph showing the speed of each axis, the acceleration of each axis, and the resultant acceleration when controlled by the position parameter of the comparative example based on the operation shown in FIG.
  • FIG. 24 ⁇ ⁇ ⁇ is a graph showing the speed of each axis, the acceleration of each axis, and the resultant acceleration when controlled by the position parameter of the ninth operation pattern ⁇ 9 shown in FIG. 18.
  • Figure 24 ⁇ is the same as Figure 22.
  • FIGS. 23B and 24B uses a positional parameter configured from the same viewpoint as the positional parameter shown in FIG.
  • the operation time of the entire operation stroke of the sixth operation pattern P6 shown in FIG. 21 is 2.32 sec.
  • the maximum value of the combined acceleration is approximately 0.15 G, and there is a considerable margin before the allowable acceleration of 0.25 G. is there. Therefore, the drive control for simultaneously executing the turning operation and the sliding operation is not sufficiently optimized in that there is a margin for reducing the transfer time by increasing the speed.
  • the entire operation stroke of the sixth operation pattern P6 shown in FIG. 21 can be executed in a short operation time of 1.64 sec. Compared to 2.32 sec in the case of Fig. 23B, the operating time is shortened by 0.68 sec. Looking at the resultant acceleration, the maximum value increases to a value close to 0.25G. The resultant acceleration does not exceed the allowable acceleration of 0.25G in the full stroke. For this reason, excessive shock and vibration are not given to the transferred wafer, and the stability of the wafer transfer is ensured.
  • the operation time of the entire operation stroke of the ninth operation pattern P9 shown in FIG. 22 is 2.32 sec as in the case of FIG. 23B.
  • the maximum value of the combined acceleration is approximately 0.20G, and there is still room for the allowable acceleration of 0.25G. Therefore, this case is not sufficiently optimized as drive control for simultaneously executing the turning operation and the sliding operation in that there is a margin for reducing the transport time by high speed.
  • the entire operation stroke of the ninth operation pattern P9 shown in FIG. 22 can be executed in a short operation time of 1.80 sec. Compared to 2.32 sec in the case of Fig. 24B, the operating time is reduced by 0.52 sec. Looking at the resultant acceleration, the maximum value increases to a value close to 0.25G. The resultant acceleration does not exceed the allowable acceleration of 0.25G in the full stroke. For this reason, excessive shock and vibration are not given to the transferred wafer, and the stability of the wafer transfer is ensured. [0114] As described above, using the two axes, that is, the ⁇ axis and the Y axis, the movement control of the position and orientation of each transfer arm is performed simultaneously.
  • the combination of movement stroke and turning start angle is the most severe condition, and the resultant acceleration does not exceed the allowable value! / ⁇
  • the position parameter is set to obtain a motion trajectory over time (for example, the one shown in Fig. 12)
  • the combined acceleration will not exceed the allowable value regardless of the motion pattern. For this reason, if only one kind of position parameter is prepared, the wafer can be stably transferred using the position parameter in any operation pattern.
  • a temporal motion trajectory can be set for each motion pattern.
  • position parameters are set so as to obtain a temporal trajectory that shortens the transfer time while ensuring the stability of wafer transfer, that is, within the allowable range of the combined acceleration of the turning and sliding operations. be able to.
  • the transport time is determined in advance for each motion pattern, the time-dependent motion in which the combined acceleration of the turning and sliding motion does not exceed the allowable value within the set transport time for each motion pattern.
  • Position parameters can be set so that the trajectory is obtained.
  • the operation control of the transport device corresponding to each operation pattern is appropriately performed for each operation pattern including the turning and sliding operations or the combined operations thereof. be able to.
  • optimal operation control can be performed for each operation pattern, the wafer transfer stability can be maintained, the speed can be increased, and the transfer time can be shortened. As a result, the throughput can be improved.
  • the operation control of the transport apparatus can be applied to a semiconductor processing system or the like by writing it in a computer-readable storage medium as a program command to be executed on the processor.
  • this type of program command is a communication medium.
  • the storage medium is, for example, a magnetic disk (flexible disk, hard disk (for example, a hard disk of a system CPU)), an optical disk (CD, DVD, etc.), a magnetic optical disk (MO, etc.), a semiconductor memory, and the like.
  • the computer that controls the operation of the semiconductor processing system reads the program command stored in the storage medium and executes it on the processor, thereby executing the corresponding control as described above.
  • a semiconductor wafer is illustrated as a to-be-processed object, a to-be-processed object may be another board
  • substrate for example, a glass substrate, a LCD substrate, and a ceramic substrate.
  • the present invention is applied to a transport apparatus for transporting an object to be processed such as a semiconductor wafer in a processing system such as a semiconductor processing system, a processing system having the transport apparatus, and a control method for the transport apparatus. Is done.

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Description

明 細 書
被処理体の搬送装置
技術分野
[0001] 本発明は、半導体処理システム等の処理システムにおいて半導体ウェハ等の被処 理体を搬送するための搬送装置と、同搬送装置を有する処理システムと、同搬送装 置の制御方法とに関する。ここで、半導体処理とは、半導体ウェハや LCD(Liquid cry stal display)や FPD (Flat Panel Display)用のガラス基板などの被処理体上に半導体 層、絶縁層、導電層などを所定のパターンで形成することにより、該被処理体上に半 導体デバイスや、半導体デバイスに接続される配線、電極などを含む構造物を製造 するために実施される種々の処理を意味する。
背景技術
[0002] 一般に、半導体デバイスを製造するため、半導体ウェハに対して成膜 (例えば、 CV D (Chemical Vapor Deposition) )、エッチング、スパッタリング、酸化、拡散等の各種 の半導体処理が行われる。この種の処理において、半導体デバイスの微細化及び高 集積ィ匕に伴って、スループット及び歩留りを向上させることが求められている。かかる 観点から、同一処理を行う複数の処理室、或いは異なる処理を行う複数の処理室を 、共通搬送室を介して相互に結合して、ウェハを大気に晒すことなく各種工程の連 続処理を可能とした、いわゆるクラスタツールイ匕された (即ちマルチチャンバ型の）半 導体処理システムが知られて ヽる。
[0003] このようなクラスタツール型の処理システムは、例えば多角形 (例えば六角形)の箱 状に形成された共通搬送室を備え、複数の処理室及びロードロック室が夫々共通搬 送室の各側面に 1つずつ接続される。このような処理システムでは、共通搬送室の略 中央に、伸縮及び旋回動作可能な多関節型の搬送アームを具備する搬送装置が配 設される。この搬送装置を旋回動作させるだけで、搬送アームの向きを各処理室の 向きに合わせることができる。従って、搬送装置の旋回動作だけで、各処理室を含む すべての室に対してウェハの搬出入が可能 (アクセス可能）となる（例えば、特開平 8 46013号公報 (特許文献 1)参照)。 [0004] このような搬送装置において、ウェハを支持した状態で搬送アームに旋回動作を与 える際、旋回動作は高速で行われることが望ましいものの、ウェハの位置を保持する ことが必要となる。このため、例えば、旋回動作により搬送アーム上のウェハにかかる 加速度が考慮され、旋回動作中、この加速度が許容値 (例えば許容最大加速度、許 容最大加速度変化率など)以下となるように、搬送アームが制御される。
[0005] また、近年では、半導体デバイスの微細化、高集積ィ匕の要請に伴 、、半導体製造 プロセスの工程も増加している。このため、これらの処理の効率化のためには、より多 くの処理室を共通搬送室に接続できることが好ましい。この点に関し、上記のような搬 送装置を有する共通搬送室とその各側面に夫々接続された処理室とを有する処理 部を、 2組以上含むタイプの処理システムも知られている。このような処理システムで は、各搬送装置を旋回動作させるだけで各処理部に接続されるすべての処理室に 対してウェハを搬送することが可能 (即ち、処理室にアクセス可能）となる。 発明の開示
[0006] 本発明の目的は、被処理体の搬送を安定して高速に行うことが可能な搬送装置と 、同搬送装置を有する処理システムと、同搬送装置の制御方法とを提供することにあ る。
[0007] 本発明の第 1の視点は、処理システムであって、
一方向に長く形成された多角形状の搬送室と、
前記搬送室の周囲に配設され且つこれに接続された複数の室と、前記複数の室は 、被処理体に対して処理を施す処理室を含むことと、
前記複数の室に対して前記被処理体の搬出入を行うように前記搬送室内に配設さ れた搬送装置と、前記搬送装置は、前記搬送室の長手方向に沿ってスライド動作可 能な基台と、前記基台上に旋回動作可能に支持された伸縮動作可能な搬送アーム とをきむことと、
前記搬送装置を制御する制御部と、
を具備し、
前記制御部は、
前記複数の室の内の 2つの室間で前記被処理体を搬送する際に必要な、前記スラ イド動作及び前記旋回動作の複合動作を表す複数の動作パターンに関するパター ンモデル情報と、前記動作パターンに夫々対応する前記スライド動作及び前記旋回 動作の経時的動作軌道に関する軌道モデル情報と、を記憶する記憶部と、前記経 時的動作軌道は、前記複合動作によって前記搬送アーム上の前記被処理体にかか る合成加速度が許容値を超えな ヽように設定されることと、
前記複数の室の内の 2つの室間での前記被処理体の特定の搬送について、この 搬送を満足する動作パターン及び経時的動作軌道を前記パターンモデル情報及び 前記軌道モデル情報から検索し、検索された動作パターン及び経時的動作軌道に 従って前記基台及び前記搬送アームの動作を制御する動作コントローラと、 を具備する。
[0008] 本発明の第 2の視点は、被処理体を搬送するための搬送装置であって、
スライド動作可能な基台と、
前記基台上に旋回動作可能に支持された伸縮動作可能な搬送アームと、 前記搬送装置を制御する制御部と、
を具備し、
前記制御部は、
前記被処理体を搬送する際に必要な、前記スライド動作及び前記旋回動作の複合 動作を表す複数の動作パターンに関するパターンモデル情報と、前記動作パターン に夫々対応する前記スライド動作及び前記旋回動作の経時的動作軌道に関する軌 道モデル情報と、を記憶する記憶部と、前記経時的動作軌道は、前記複合動作によ つて前記搬送アーム上の前記被処理体に負荷される合成加速度が許容値を超えな いように設定されることと、
前記被処理体の特定の搬送にっ ヽて、この搬送を満足する動作パターン及び経 時的動作軌道を前記パターンモデル情報及び前記軌道モデル情報から検索し、検 索された動作パターン及び経時的動作軌道に従って前記基台及び前記搬送アーム の動作を制御する動作コントローラと、
を具備する。
[0009] 本発明の第 3の視点は、スライド動作可能な基台と、前記基台上に旋回動作可能 に支持された伸縮動作可能な搬送アームと、を具備する、被処理体を搬送するため の搬送装置の制御方法であって、
前記被処理体を搬送する際に必要な、前記スライド動作及び前記旋回動作の複合 動作を表す複数の動作パターンに関するパターンモデル情報と、前記動作パターン に夫々対応する前記スライド動作及び前記旋回動作の経時的動作軌道に関する軌 道モデル情報と、を記憶部に記憶する工程と、前記経時的動作軌道は、前記複合動 作によって前記搬送アーム上の前記被処理体に負荷される合成加速度が許容値を 超えな 、ように設定されることと、
前記被処理体の特定の搬送にっ ヽて、この搬送を満足する動作パターン及び経 時的動作軌道を前記パターンモデル情報及び前記軌道モデル情報から検索するェ 程と、
検索された動作パターン及び経時的動作軌道に従って前記基台及び前記搬送ァ ームの動作を制御する工程と、
を具備する。
図面の簡単な説明
[図 1]図 1は、本発明の実施形態に係る半導体処理システムを示す平面図である。
[図 2A]図 2Aは、図 1の処理システムの処理部に配設された搬送装置を示す平面図 である。
[図 2B]図 2Bは、図 2Aに示す搬送装置の Y軸及び Θ軸の座標軸を示す図である。
[図 3]図 3は、図 1の処理システムの制御部を示すブロック図である。
[図 4]図 4は、図 2Aに示す搬送装置の動作を制御する機構を示すブロック図である。
[図 5]図 5は、図 2Aに示す搬送装置の動作パターンを概略的に示す図である。
[図 6]図 6は、図 2Aに示す搬送装置の別の動作パターンを概略的に示す図である。
[図 7]図 7は、図 2Aに示す搬送装置の別の動作パターンを概略的に示す図である。
[図 8]図 8は、図 5〜図 7に示す動作パターンのうち、第 1搬送アームを各ロードロック 室力も各処理室へ動作させる動作パターンをまとめた図である。
[図 9]図 9は、図 5〜図 7に示す動作パターンのうち、第 1搬送アームを各処理室から 各ロードロック室へ動作させる動作パターンをまとめた図である。 [図 10]図 10は、図 2Aに示す搬送装置のパターンモデル情報 (データ）の例を示す 図である。
[図 11]図 11は、図 2Aに示す搬送装置の軌道モデル情報 (データ)の例を示す図で ある。
[図 12]図 12は、図 2Aに示す搬送装置が S字駆動により制御される場合、軌道モデ ル情報が無次元化された位置パラメータで表現される例を示す図である。
[図 13]図 13は、図 12に示す Θ軸及び Y軸の位置パラメータによる経時的動作軌道 を示すグラフである。
[図 14]図 14は、図 12に示す位置パラメータによって制御される図 2Aに示す搬送装 置の動作パターンを概略的に示す図である。
[図 15A]図 15Aは、図 12に示す位置パラメータによって制御される場合の Θ軸の速 度と加速度を示すグラフである。
[図 15B]図 15Bは、図 12に示す位置パラメータによって制御される場合の Y軸の速度 と加速度を示すグラフである。
[図 15C]図 15Cは、図 12に示す位置パラメータによって制御される場合の Θ軸及び Y軸の各加速度とこれらの合成加速度を示すグラフである。
[図 16]図 16は、図 2Aに示す搬送装置の制御方法を示すフローチャートである。
[図 17]図 17は、図 2Aに示す搬送装置の制御の実験に係る、分類された動作パター ンを含むパターンモデル情報を示す図である。
[図 18]図 18は、図 17に示す動作パターンのうち、第 6動作パターン P6と第 9動作パ ターン P9の軌道モデル情報を示す図である。
[図 19]図 19は、図 18に示す第 6動作パターン P6についての位置パラメータによる経 時的動作軌道を示すグラフである。
[図 20]図 20は、図 18に示す第 9動作パターン P9についての位置パラメータによる経 時的動作軌道を示すグラフである。
[図 21]図 21は、図 18に示す第 6動作パターン P6に対応する図 2Aに示す搬送装置 の動作を概略的に示す図である。
[図 22]図 22は、図 18に示す第 9動作パターン P9に対応する図 2Aに示す搬送装置 の動作を概略的に示す図である。
[図 23A]図 23Aは、図 18に示す第 6動作パターン P6の位置パラメータによって制御 される場合の各軸の速度、各軸の加速度、それらの合成加速度を示すグラフである。
[図 23B]図 23Bは、図 21に示す動作に基づく比較例の位置パラメータによって制御 される場合の各軸の速度、各軸の加速度、それらの合成加速度を示すグラフである。
[図 24A]図 24Aは、図 18に示す第 9動作パターン P9の位置パラメータによって制御 される場合の各軸の速度、各軸の加速度、それらの合成加速度を示すグラフである。
[図 24B]図 24Bは、図 22に示す動作に基づく比較例の位置パラメータによって制御 される場合の各軸の速度、各軸の加速度、それらの合成加速度を示すグラフである。 発明を実施するための最良の形態
[0011] 本発明者等は、本発明の開発の過程で、従来のクラスタツール型の半導体処理シ ステムにおいて、搬送機構に関連して発生する問題とその対策について研究した。 その結果、本発明者等は、以下に述べるような知見を得た。
[0012] 共通搬送室と複数の処理室等とを含む処理部を 2組以上接続したタイプの処理シ ステムの場合、各共通搬送室に搬送装置が配設される。従って、各搬送装置間でゥ ェハの受渡しを行う必要が生じる。例えば共通搬送室間に受渡台を配設し、一方の 搬送装置でウェハを載置し、そのウェハを他方の搬送装置で受けとる。この場合、ゥ ェハのハンドリング回数が多くなり、その分ウェハ処理全体のスループットが低下し、 また、搬送精度も低下するおそれがある。
[0013] 代わりに、 1つの多角形状の共通搬送室を一方向に長く形成し、 1つの搬送装置で 共通搬送室に接続された全ての処理室にアクセスする処理システムを想定すること ができる。この場合、搬送装置は、旋回動作可能な搬送アームを含むだけでなぐ共 通搬送室の長手方向に沿って移動可能にする必要がある。し力しながら、旋回動作 とスライド動作とを同時に実行するような複合動作を行う場合、搬送アーム上のウェハ にかかる加速度は旋回動作による加速度とスライド動作による加速度の合成加速度 となる。
[0014] この場合、この想定処理システムでは、旋回動作とスライド動作との夫々につ 、て、 加速度が夫々許容値 (例えば許容最大加速度、許容最大加速度変化率など)を超 えないように設定されても、両動作の合成加速度が許容値を超える可能性がある。ま た、反対に、両動作の合成加速度が許容値よりも力なり低くなる可能性もあり、この場 合、加速度マージンをとり過ぎた状態となる。即ち、この後者の場合、搬送時間を更 に短縮できる可能性があるのに、それを無駄にしていることとなる。
[0015] 以下に、このような知見に基づいて構成された本発明の実施形態について図面を 参照して説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構 成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
[0016] (処理システム）
図 1は、本発明の実施形態に係る半導体処理システムを示す平面図である。この処 理システム 100は、被処理体例えば半導体ウェハ（以下、単に「ウェハ」ともいう。 )W に対して成膜、エッチング等の各種の処理を行う処理部 110と、この処理部 110に対 してウエノ、 Wを搬送するローダ部 120とを具備する。
[0017] ローダ部 120は、図 1に示すように、ウェハ収納容器例えばウェハカセット 132 (13 2A〜132C)と処理部 110との間でウェハを搬送するローダ搬送室 130を有する。口 ーダ搬送室 130は、横長の箱体により形成される。ローダ搬送室 130の一方の長辺 には、複数のカセットテーブル 131 (131A〜131C)が並設される。これらカセットテ 一ブル 131A〜131Cは、夫々、ウェハカセット 132A〜132Cを載置可能に構成さ れる。
[0018] 各ウエノ、カセット 132 (132A〜132C)は、例えば最大 25枚のウェハ Wを等ピッチ で多段に載置して収容できる。ウェハカセット 132内部は、例えば Nガス雰囲気で満
2
たされた密閉構造をなす。ローダ搬送室 130とウェハカセット 132とは、ゲートバルブ 133 (133A〜133C)を介して接続される。カセットテーブル 131とウェハカセット 13 2の数は、図 1に示す例に限られない。
[0019] ローダ搬送室 130の端部には、ウェハの位置合わせを行うァライメントユニットとして オリエンタ 136が配設される。オリエンタ 136は、ウェハ Wを載置した状態で駆動モー タによって回転される回転台 138を有する。回転台 138の外周には、ウェハ Wのエツ ジを検出するための光学センサ 139が配設される。オリエンタ 136は、例えばウェハ Wのオリエンテーションフラットやノッチ等を検出して位置合せを行う。 [0020] ローダ搬送室 130内には、ウェハ Wをその長手方向に沿って搬送するための搬送 装置 170が配設される。搬送装置 170により、ウェハ Wが、ウェハカセット 132A〜1 32C、ロードロック室 160M、 160N、オリエンタ 136間で搬送される。搬送装置 170 は、上下 2段に配置された多関節型の第 1及び第 2搬送アーム 175A、 175Bを有す る。各搬送アーム 175A、 175Bは、この中心より半径方向へ屈伸自在で、各搬送ァ ームの屈伸動作は個別に制御可能となる。また、搬送アーム 175A、 175Bの各回転 軸は、基台 172に対して同軸状に回転可能に連結され、例えば基台 172に対する旋 回方向へ一体的に回転可能となる。
[0021] 搬送装置 170の基台 172は、ローダ搬送室 130内の中心部を長さ方向に沿って延 びる案内レール 176上にスライド移動可能に支持される。基台 172と案内レール 176 には、夫々、リニアモータの可動子と固定子とが配設される。案内レール 176の端部 には、リニアモータを駆動するための駆動機構 178が配設され、これは制御部 200に 接続される。制御部 200は、制御信号に基づいて駆動機構 178を駆動し、搬送装置 170の基台 172を案内レール 176に沿って移動させる。
[0022] リニアモータに代え、後述する処理部側の搬送装置 180と同様に、ボールネジ機構 を使用して搬送装置 170のスライド動作を行うことができる。この場合、案内レール 17 6に沿ってボールネジを配設し、これを搬送装置 170の基台 172に螺合させる。ボー ルネジをモータで駆動することにより、基台 172を案内レール 176に沿って移動させ る。
[0023] 搬送装置 170の第 1及び第 2搬送アーム 175A、 175Bは、夫々先端にピック 174A 、 174Bを具備する。従って、搬送装置 170は、一度に 2枚のウェハを取り扱うことが できる。これにより、例えばウェハカセット 132、オリエンタ 136、各ロードロック室 160 M、 160Nに対してウェハを搬送する際に、ウェハの交換を速やかに行うことができる 。なお、搬送装置 170の搬送アームは 1つのみ (シングル搬送アーム機構)であって ちょい。
[0024] 搬送装置 170は、搬送アームを旋回動作、伸縮動作させるための夫々のモータ（図 示せず)を具備する。搬送装置 170は、更に、搬送アームを昇降動作させるためのモ ータ（図示せず)を具備することができる。各モータは制御部 200に接続され、制御部 200からの制御信号に基づいて搬送装置 170の動作が制御される。
[0025] 一方、処理部 110は、例えばクラスタツール型に構成される。処理部 110は、図 1に 示すように、一方向に長く形成された多角形状 (例えば四角形状、五角形状、六角 形状、八角形状など)の共通搬送室 150を有する。共通搬送室 150の周囲に、複数 の処理室 140 (140A〜140F)及びロードロック室 160M、 160Nが接続される。処 理室 140は、ウェハ Wに例えば成膜 (例えばプラズマ CVD)やエッチング (例えばプ ラズマエッチング)などの所定の処理を施すように構成される。
[0026] 具体的には、共通搬送室 150は、扁平な六角形状をなす。この扁平六角形状の共 通搬送室 150の先端側の短い 2辺に夫々処理室 140C、 140Dが 1つずつ接続され る。基端側の短い 2つの辺に夫々ロードロック室 160M、 160Nが 1つずつ接続される 。共通搬送室 150の一方の長い辺に 2つの処理室 140A、 140Bが並べて接続され る。他方の長い辺に処理室 140E、 140Fが並べて接続される。
[0027] 各処理室 140A〜140Fは、ウェハ Wに対して例えば同種の処理または、互いに異 なる異種の処理を施す。各処理室 140 (140A〜140F)内には、ウェハ Wを載置す るための載置台 142 (142A〜142E)が夫々配設される。なお、処理室 140の数は、 図 1に示す例に限られない。各処理室 140A〜140Fにおいて、ウェハ Wは、予め制 御部 200の記憶部 290などに記憶された処理工程等を示すプロセス 'レシピなどのゥ ェハ処理情報に基づ!、て処理される。
[0028] 共通搬送室 150は、処理室 140A〜140F、第 1及び第 2ロードロック室 160M、 16 ON間でウェハ Wを搬送するために使用される。処理室 140 (140A〜140F)は、夫 々ゲートバルブ 144 (144A〜144E)を介して共通搬送室 150に接続される。第 1及 び第 2ロードロック室 160M、 160Nは、夫々ゲートバルブ（真空側ゲートバルブ） 154 M、 154Nを介して共通搬送室 150に接続される。第 1及び第 2ロードロック室 160M 、 160Nはまた、夫々ゲートバルブ（大気側ゲートバルブ） 162M、 162Nを介して口 ーダ搬送室 130に接続される。
[0029] 第 1及び第 2ロードロック室 160M、 160Nは、ウェハ Wの搬出前にウェハ Wを一時 的に支持して圧力調整する機能を有する。第 1及び第 2ロードロック室 160M、 160N の内部には、ウェハ Wを載置可能な受渡台 164M、 164Nが夫々配設される。 [0030] 第 1及び第 2ロードロック室 160M、 160Nは、真空排気により圧力調整可能に構成 される。具体的には、第 1及び第 2ロードロック室 160M、 160Nは、夫々、例えば排 気バルブ (排気制御ノ レブ)を有する排気管を介して、ドライポンプなどの真空ボン プを含む排気系に接続される。また、第 1及び第 2ロードロック室 160M、 160Nは、 夫々、パージノ レブ (パージガス制御バルブ）を有するガス導入管を介して、ガス導 入源等を含むガス導入系に接続される。パージバルブ、排気バルブなどを制御する こと〖こよって、パージガス導入による真空引きと大気開放を繰返すパージ操作が行わ れる。
[0031] 共通搬送室 150及び各処理室 140A〜140Fも、真空排気により圧力調整可能に 構成される。具体的には、共通搬送室 150には、上述したようなパージガスを導入す るガス導入系及び真空引き可能な排気系が接続される。各処理室 140A〜 140Fに は、上述したようなパージガスの他、処理ガスも導入可能なガス導入系及び真空引き 可能な排気系が接続される。
[0032] 上述のように、共通搬送室 150と各処理室 140A〜140Fとの間、及び共通搬送室 150と各ロードロック室 160M、 160Nとの間は、夫々気密に開閉可能に構成される。 また、第 1及び第 2の各ロードロック室 160M、 160Nとローダ搬送室 130との間も、夫 々気密に開閉可能に構成される。
[0033] 共通搬送室 150内には、ロードロック室 160M、 160N、各処理室 140A〜140Fの 各室間でウェハ Wを搬送するための搬送装置 180が配設される。搬送装置 180は、 左右に配設された多関節型の第 1及び第 2搬送アーム 185A、 185B (ダブル搬送ァ ーム機構)を具備し、これらは直進動作を行うように伸縮動作可能に構成される。第 1 及び第 2搬送アーム 185A、 185Bは、旋回動作機構によって旋回動作可能に基台 182に取付けられる。基台 182は、スライド動作機構によって共通搬送室 150の長手 方向に沿ってスライド動作可能に構成される。なお、搬送装置 180の具体的構成例 は後述する。
[0034] 処理システム 100には、搬送装置 170、搬送装置 180など処理システムの各部は、 制御部 200によって夫々制御される。更に、例えば各ゲートバルブ 133、 144、 154 、 162、オリエンタ 136なども制御部 200によって夫々制御される。 [0035] (搬送装置）
図 2Aは、搬送装置 180を示す平面図である。搬送装置 180の第 1及び第 2搬送ァ ーム 185A、 185Bは、例えば図 2Aに示すように、基台 182上に取付けられる。基台 182は、案内レール 192A、 192B上をスライド動作軸である Y軸の方向（共通搬送 室 150の長手方向）にスライド動作可能に構成される。例えば Y軸用モータ (スライド 動作用モータ） 196によって駆動するボールネジ 194が搬送装置 180の基台 182に 螺合される。 Y軸用モータ 196を駆動することにより、搬送装置 180の搬送アームの スライド動作が制御される。
[0036] また、搬送装置 180の第 1及び第 2搬送アーム 185A、 185Bは、例えば図 2Aに示 すように、旋回動作軸である Θ軸の方向に旋回動作可能に設けられた回転板 183を 介して基台 182上に取付けられる。回転板 183は、例えば基台 182上に設けられた Θ軸用モータ (旋回動作用モータ） 186により駆動される。 Θ軸用モータ 186を駆動 することにより、搬送装置 180の搬送アームの旋回動作が制御される。
[0037] 搬送装置 180の第 1及び第 2搬送アーム 185A、 185Bは、夫々先端にピック 184A 、 184Bを具備する。従って、搬送装置 180は、一度に 2枚のウェハを取り扱うことが できる。これにより、例えば各ロードロック室 160M、 160N、各処理室 140A〜140F に対してウェハを搬送する際に、ウェハの交換を速やかに行うことができる。なお、搬 送装置 180の搬送アームは 1つのみ（シングル搬送アーム機構)であってもよい。
[0038] 搬送装置 180は、搬送アームを伸縮動作させるためのモータ（図示せず)を具備す る。このモータは、例えば Θ軸用モータ (旋回動作用モータ） 186の下側に取付けら れ、モータ 186から独立して制御可能に構成される。搬送装置 180は、更に、搬送ァ ームを昇降動作させるためのモータ（図示せず)を具備することができる。モータ 186 、 196を含む各モータは制御部 200に接続され、制御部 200からの制御信号に基づ いて搬送装置 180の動作が制御される。搬送装置 180の駆動制御の詳細について は後述する。
[0039] 搬送装置 180の基台 182には、例えば図 1に示すように、 0軸用モータ 186などの 配線を通すためのフレキシブルチューブ 190が接続される。フレキシブルチューブ 1 90は、共通搬送室 150の底部に形成された孔部を貫通し且つ気密に構成され、そ の内部は大気と連通する。従って、共通搬送室 150内が真空になっていても、フレキ シブルチューブ 190内が大気圧に維持され、これにより配線の損傷等が防止される。
[0040] このような構成の搬送装置 180によれば、案内レール 192A、 192Bに沿って基台 1 82がスライド駆動される。これにより、 1つの搬送装置で各ロードロック室 160M、 160 N及び各処理室 140A〜140Fのすベての室に対して、搬送アームの伸縮動作によ つてウェハ Wの搬出入が可能 (アクセス可能）となる。
[0041] 例えば共通搬送室 150の基端側寄りに、搬送装置 180を配置する Y軸方向第 1基 準位置（図 2Aに点線で示す位置）が設定される。この位置で搬送装置 180を回転動 作させることにより、共通搬送室 150の基端側に接続された目的の室 (ロードロック室 160M、 160N、処理室 140A、 140F)の向きに搬送アーム（第 1及び第 2搬送ァー ム 185A、 185B)を向けることができる。そして、搬送アームを伸縮動作させることに より、目的の室に対して対応のピック 184A、 184Bによってウェハを搬送することが できる。
[0042] これに対して、搬送装置 180を共通搬送室 150の先端側寄りに、搬送装置 180を 配置する Y軸方向第 2基準位置（図 2Aに実線で示す位置)が設定される。この位置 で搬送装置 180を回転動作させることにより、共通搬送室 150の先端側に接続され た目的の室（処理室 140B〜140E)の向きに搬送アーム（第 1及び第 2搬送アーム 1 85A、 185B)を向けることができる。そして、搬送アームを伸縮動作させることにより、 目的の室に対して対応のピック 184A、 184Bによってウェハを搬送することができる
[0043] また、基端側室（ロードロック室 160M、 160N、処理室 140A、 140F)のいずれか と、先端側室 (処理室 140B〜140E)のいずれかとの間でウェハを搬送する際には、 搬送装置 180をスライド駆動、旋回駆動させる。これにより、いずれかの室の向きに搬 送アーム (第 1及び第 2搬送アーム 185A、 185B)の一方を向ける。そして、搬送ァ ームを伸縮動作させることにより、目的の室に対して対応のピック 184A、 184Bによ つてウェハを搬送することができる。
[0044] この点に関し、共通搬送室 150内に 1つの搬送装置 180をスライド動作可能に配設 する代りに、従来技術のように、複数の搬送装置を配設してそれらの間でウェハの受 渡しを行うことも可能である。しかし、この場合、ウェハのハンドリング回数が多くなる ので、その分ウェハ処理全体のスループットが低下し、搬送精度も低下するおそれが ある。本実施形態では、複数の搬送装置間でウェハの受渡しが不要であり、その分 ウェハのハンドリング回数も少なぐウェハ処理全体のスループットを向上させること ができ、搬送精度も向上させることができる。
[0045] また、本実施形態に係る処理システム 100では、 1つの共通搬送室 150がー方向 に長く形成され、長い側面に処理室が追加される。このため、共通搬送室 150の側 面に接続される処理室の数を増カロさせることができる。
[0046] 搬送装置 180は、上述のように、スライド動作によって Y軸方向の位置が制御され、 旋回動作によって Θ軸方向の向きが制御される。従って、このようなスライド動作と旋 回動作の制御を行うために、 Y軸及び Θ軸の座標軸が例えば図 2Bに示すように設 定される。なお、図 2Bでは、 Θ軸の角度が見やすいように、第 1及び第 2搬送アーム 185A、 185Bを夫々直進方向の直線で表すことにより簡略化する。
[0047] 図 2Bに示すように、 Y軸については、共通搬送室 150の基端側基準位置（図 2Aの 点線で示す位置)を 0として先端側基準位置（図 2Aの実線で示す位置)へ向う方向 を正とする。また、基端側基準位置と先端側基準位置との動作ストロークは Y
Sとする
。 Θ軸については、 Y軸の角度を 0として時計回りを正とする。また、第 1及び第 2搬 送アーム 185A、 185Bの旋回開始角度は、夫々、 Y軸と各搬送アームとが旋回方向 へなす角度によって規定される。例えば搬送アームが時計回りに旋回する場合には 、時計回りの方向になす角度であり、搬送アームが反時計回りに旋回する場合には、 反時計回りの方向になす角度である。
[0048] (制御部）
図 3は、制御部 200を示すブロック図である。図 3に示すように、制御部 200は、以 下に述べるような機能部分を有する。即ち、 CPU (中央処理ユ ット） 210は、制御部 本体を構成し、各部を制御する。 ROM (リード 'オンリ'メモリ） 220は、プログラムデー タ（例えば搬送装置 170、 180などの動作制御を行うためのプログラムデータ、プロセ ス'レシピに基づいてウェハの処理を行うためのプログラムデータ等）を格納する。 R AM (ランダム ·アクセス 'メモリ） 230は、 CPU210が各種データを処理するためのメ モリエリア等として使用される。計時部 240は、時間を計時するカウンタなどで構成さ れる。表示部 250は、時計、操作画面、選択画面などを表示する液晶ディスプレイな どで構成される。入出力部 260は、オペレータによるプロセス 'レシピの入力や、編集 など種々のデータの入力、及び所定の記憶媒体へのプロセス 'レシピゃプロセス '口 グの出力など種々のデータの出力などを行うために使用される。警報部 270は、処 理システム 100に漏電等の異常が発生した際に報知する警報器 (例えばブザー）な ど力もなる。各種コントローラ 280は、処理システム 100の各部を制御するために使用 される。記憶部 290はハードディスクドライブ (HDD)など力もなる。
[0049] CPU210と、 ROM220、 RAM230、計時部 240、表示部 250、入出力部 260、警 報部 270、各種コントローラ 280、記憶部 290とは、制御バス、データバス等のノ スラ インにより接続される。
[0050] 各種コントローラ 280は、搬送装置 170の動作制御を行うコントローラ 282と、搬送 装置 180の動作制御を行うコントローラ 284を具備する。なお、各種コントローラ 280 には、更に、オリエンタ 136のコントローラ、各処理室 140A〜140Fの各部（例えば 各処理室 140A〜140Fのガス導入系の切換バルブ、排気系の切換バルブなど）を 制御するコントローラなども含まれる。
[0051] コントローラ 282、 284は、夫々各搬送装置 170、 180の各モータを駆動するため のモータドライブに接続される。これらモータドライブは、各モータに配設されるェンコ ーダに接続される。
[0052] 図 4は、搬送装置 180の動作を制御する機構を示すブロック図である。コントローラ 284は、 Θ軸用モータ 186を駆動するドライブ 187を介して、モータ 186に配設され るエンコーダ 188に接続される。また、コントローラ 284は、 Y軸用モータ 196を駆動 するドライブ 197を介して、モータ 196に配設されるエンコーダ 198に接続される。な お、他のモータ (例えば直進動作用モータ、昇降動作用モータなど）などもそれらの モータドライブを介してコントローラ 284に接続される。
[0053] コントローラ 284は、例えば CPU210によるモータ駆動指令に応じてモータごとに パルス信号を生成する。例えば搬送アームの Y軸方向の位置と Θ軸方向の向きを制 御するパルス信号は、後述するパターンモデル情報（データ） 292及び軌道モデル 情報（データ） 294に基づいて生成され、ドライブ 187、 197へ送られる。パルス信号 は、ドライブ 187、 197で夫々モータ駆動電流 (または、モータ駆動電圧）に変換され てモータ 186、 196に夫々供給される。これにより、モータ 186、 196が夫々駆動され て搬送装置 180が旋回動作、スライド動作する。
[0054] また、モータ 186、 196等の各エンコーダからの出力は、夫々、ドライブ 187、 197 等を介してコントローラ 284に送られる。これにより、各モータのフィードバック制御が 行われると共に、各モータの位置を夫々検出できる。
[0055] なお、エンコーダは、使用するモータの種類に応じて取付けても、取付けなくてもよ い。例えば各搬送装置 170、 180を駆動するモータとしてサーボモータを使用する場 合は、エンコーダを取付けることが望ましい。しかし、ステッピングモータを使用する場 合は、エンコーダを取付けても、取付けなくてもよい。
[0056] 記憶部 290には、例えば搬送装置 170、 180など処理システム 100の各部を制御 するための情報が記憶される。ここでは、これら情報のうち、搬送装置 180の動作制 御を行うための情報について説明する。搬送装置 180の動作制御を行うための情報 として、例えば搬送アームの位置と向きとを動作制御するためのパターンモデル情報 292、軌道モデル情報 294が記憶部 290に記憶される。
[0057] パターンモデル情報 292は、搬送装置 180の旋回及びスライド動作を複数の動作 パターンに分類して記憶したものである。軌道モデル情報 294は、ノターンモデル情 報 292に記憶された動作パターンごとに設定された搬送装置 180の経時的動作軌 道 (旋回動作軌道、スライド動作軌道)の情報を含む。なお、これらパターンモデル情 報 292、軌道モデル情報 294の詳細は後述する。
[0058] (搬送装置の動作パターン）
共通搬送室 150に配設される搬送装置 180では、例えばウェハ処理を実行する場 合、各ロードロック室 160M、 160N及び各処理室 140A〜140Fから選択された室 間における搬送元力も搬送先へのウェハの搬送パターン (動作パターン)が限られる 。また、これらの各室の位置と向きによって、搬送アームの Y軸方向の位置及び Θ軸 方向の向きの動作パターンも決まってくる。このため、このような搬送装置 180の動作 は、有限の動作パターンに分類することができる。 [0059] 動作パターンは、主としてウェハ処理に関する主要動作パターンと、メンテナンスな どウェハ処理以外の処理に関する非主要動作パターンとに分けられる。これら動作 パターンのうち、主要動作パターンは、ウェハ上に製造される製品に直接関わるため 、特に重要である。従って、この主要動作パターンについては、さらに分類し、主要 動作パターンごとに最適な経時的動作軌道 (例えば後述する図 18〜図 20に示すよ うな無次元化した位置パラメータなどによって表現される）を設定する。これにより、各 経時的動作軌道によって決定される加速度や最大速度で搬送アームを動作させるこ とにより、ウェハ搬送の安定性を保持しつつ、スループットを向上させることができる。
[0060] これに対して、非主要動作パターンについては、ウェハ Wの処理のスループットに 関わらないので、必ずしもさらに分類する必要はない。この場合には、 1種類の経時 的動作軌道 (例えば後述する図 14に示すような最も厳しい動作パターンの場合に設 定される経時的動作軌道)を設定し、どのような動作に適用しても動作の安定性を確 保できるようにすることが可能である。これにより、その 1種類の経時的動作軌道 (例 えば図 12に示すような無次元化した位置パラメータ）によって決定される加速度ゃ最 大速度で搬送アームを動作制御する。
[0061] このような主要動作パターンの数や種類は、ウェハに施す処理、処理システムの構 成 (例えば処理室の数、種類、配置など）、搬送装置のピック数などによって異なる。 このため、これらの条件に応じて主要動作パターンを決定することが好ましい。主要 動作パターンとしては、処理システムの構成などに応じて旋回動作とスライド動作の 複合動作のみならず、これらの単独動作の動作パターンも考えられる。
[0062] ここで、本実施形態に係る処理システムの主要動作パターンを考える。図 1に示す ような処理システム 100では、共通搬送室 150に全部で 8つの室が接続される。また 、共通搬送室 150に配設された搬送アームの数は 2つ、即ち第 1及び第 2搬送ァー ム 185A、 185Bで構成される。そのため、主要動作パターンとしては、次のようなもの が考えられる。
[0063] 例えばウェハ Wをロードロック室 160M、 160Nから各処理室 140A〜140Fへ搬 送して処理した後に、各処理室 140A〜140Fからロードロック室 160M、 160Nへ戻 し搬送すると ヽぅ処理を行う場合を考える。この場合に考えられる主要動作パターンと しては、各搬送アーム 185A 185Bを、夫々各室にアクセス可能な位置と向き（各搬 送アーム 185A 185Bの伸縮動作によってウェハ Wを出し入れ可能な位置と向き） 力 他の室にアクセス可能な位置と向きに動作制御する場合が考えられる。
[0064] また、一方の搬送アームで未処理ウェハ Wを搬送支持しながら、他方の搬送ァー ムで処理済みウェハを取出して、未処理ウェハ Wと交換する場合も考えられる。この 場合、主要動作パターンとしては、一方の搬送アームを、各室にアクセス可能な位置 と向きから、他方の搬送アームを他の室にアクセス可能な位置と向きに動作制御する
[0065] このような主要動作パターンの具体例を、図面を参照しながらより詳細に説明する。
ここでは、第 1搬送アーム 185Aを、各ロードロック室 160M 160Nにアクセス可能な 位置と向きから各処理室 140A 140Fにアクセス可能な位置と向きへ動作させる場 合を例示する。また、第 1搬送アーム 185Aを、各処理室 140A 140Fにアクセス可 能な位置と向きから各ロードロック室 160M 160Nへアクセス可能な位置と向きへ動 作制御する場合も例示する。
[0066] 図 5乃至 7は、搬送装置 180の動作パターン (始点位置から終点位置)を概略的に 示す図である。図 5は、第 1搬送アーム 185Aを各ロードロック室 160M 160Nにァ クセス可能な位置と向きから各処理室 140B 140Eへアクセス可能な位置と向きへ 動作制御する場合の動作パターンを示す。図 6は、第 1搬送アーム 185Aを各処理 室 140B 140Eにアクセス可能な位置と向きから各ロードロック室 160M 160Nへ アクセス可能な位置と向きへ動作制御する場合の動作パターンを示す。図 7は、第 1 搬送アーム 185Aを各ロードロック室 160M 160Nにアクセス可能な向きと各処理 室 140A 140Fにアクセス可能な向きとの間で動作制御する場合の動作パターンを 示す。図 5及び図 6は、ともに旋回動作とスライド動作の複合動作が必要となる動作 パターンである。これに対して図 7は、旋回動作だけで済む動作パターンである。図 5 〜図 7については、夫々、図 2Bに示すような座標軸を設定する。
[0067] 図 5 (a) （d)は、夫々、第 1搬送アーム 185Aをロードロック室 160M力も処理室 1 40B 140Eへ動作させる場合である。従って、図 5 (a)〜（d)についての 0軸（旋回 動作)の動作ストロークは、夫々 θ Μ Θ ― MD 0 ― ΜΕ Θ となる。図 5 (a)〜（ d)についての Y軸 (スライド動作）の動作ストロークは、すべて Yとなる。図 5(a)〜（d
s
)についての 0軸 (旋回動作)の第 1搬送アーム 185Aの旋回開始角度は、夫々 MB1 Θ MG16 Μ Θ ΜΕ1Θ となる。第 2搬送アーム 185Bの旋回開始角度は、夫々 Μ
0 0 0 0
Β2 Θ MC2 Θ MD2 θ ΜΕ2 Θ となる。図 5 (a) (d)につ 、ての Y軸 (スライド動作)の
0 0 0 0
始点位置は、すべて 0となる。
[0068] 図 5 (e) （h)は、夫々 第 1搬送アーム 185Aをロードロック室 160Nから処理室 1 40B 140Eへ動作させる場合である。従って、図 5(e)〜（h)についての 0軸（旋回 動作)の動作ストロークは、夫々 ΝΒ0 ,Ν°Θ ― ND0 ― NE0 となる。図 5(e)〜(h
S S S S
)についての Y軸 (スライド動作）の動作ストロークは、すべて Yとなる。図 5(e)〜（h) s
についての 0軸 (旋回動作)の第 1搬送アーム 185Aの旋回開始角度は、夫々 ΝΒ1 Θ
0 NC16 Θ Θ となる。第 2搬送アーム 185Bの旋回開始角度は、夫々 ΝΒ2Θ
0 0 0
NC2 Θ ND2 θ ΝΕ2 θ となる。図 5 (e) (h)につ 、ての Y軸 (スライド動作)の始点
0 0 0 0
位置は、すべて 0となる。
[0069] 図 6 (a) （d)は、夫々 第 1搬送アーム 185Aを処理室 140B 140Eからロード口 ック室 160Mへ動作させる場合である。従って、図 6(a)〜（d)についての 0軸 (旋回 動作)の動作ストロークは、夫々— ΒΜΘ , - °ΜΘ DM0 ΕΜΘ となる。図 6(a)〜（
S S S S
d)についての Y軸 (スライド動作）の動作ストロークは、すべて— Υとなる。図 6(a)〜 s
(d)についての 0軸 (旋回動作)の第 1搬送アーム 185Aの旋回開始角度は、夫々 BM 'θ GM16 DM16 ΕΜ1Θ となる。第 2搬送アーム 185Bの旋回開始角度は、夫々
0 0 0 0
Θ Θ θ ^ Θ となる。図 6 (a) (d)につ 、ての Y軸 (スライド動作）
0 0 0 0
の始点位置は、すべて Yとなる。
S
[0070] 図 6 (e) （h)は、夫々 第 1搬送アーム 185Aを処理室 140B 140Eからロード口 ック室 160Nへ動作させる場合である。従って、図 6(e)〜（h)についての 0軸 (旋回 動作)の動作ストロークは、夫々—BN0 ― CN0 DN0 EN0 となる。図 6(e)〜(h s s s s
)についての Y軸 (スライド動作）の動作ストロークは、すべて— Yとなる。図 6(e)〜（ s
h)についての 0軸 (旋回動作)の第 1搬送アーム 185Aの旋回開始角度は、夫々 BN1 Θ ,CN10 DN16 ΕΝ1Θ となる。第 2搬送アーム 185Bの旋回開始角度は、夫々 ΒΝ
0 0 0 0
2Θ ,CN20 DN20 ΕΝ2Θ となる。図 6(e)〜(h)についての Y軸 (スライド動作)の 始点位置は、すべて Yとなる。
s
[0071] 図 7 (a) (b)は、夫々、第 1搬送アーム 185Aをロードロック室 160Mから処理室 14 OA 140Fへ動作させる場合である。従って、図 7 (a) (b)についての 0軸 (旋回動 作)の動作ストロークは、夫々 ΜΑ Θ ― MF 0 となる。図 7 (c) （d)は、夫々、第 1搬送 s s
アーム 185Aをロードロック室 160Nから処理室 140Aへ動作させる場合である。従つ て、図 7 (c)、（d)についての Θ軸 (旋回動作)の動作ストロークは、夫々 ΝΑ Θ ― NF
S
Θ となる。
s
[0072] 図 7 (e) (f)は、夫々 第 1搬送アーム 185Aを処理室 140A 140Fからロードロッ ク室 160Mへ動作させる場合である。従って、図 7 (e) (f)についての 0軸 (旋回動 作)の動作ストロークは、夫々— AM θ ™θ となる。図 7 (g) （h)は、夫々、第 1搬送
S S
アーム 185Aを処理室 140A 140Fからロードロック室 160Nへ動作させる場合であ る。従って、図 7 (g) (h)につ 、ての Θ軸 (旋回動作)の動作ストロークは、夫々— θ Ν θ となる。なお、図 7 (a) (h)では、スライド動作は、不要なので、 Y軸 (スラ
S S
イド動作)の動作ストロークは 0となる。
[0073] 図 8及び図 9は、これら図 5〜図 7に示す各主要動作パターンをまとめたものを示す 図である。図 8は、第 1搬送アーム 185Aを搬送元である各ロードロック室 160M 16 ONから搬送先である各処理室 140A 140Fへ動作させる場合である。これらは、図 5 (&)〜(11)及び図7 (&)〜（(1)に対応する。これに対して、図 9は、第 1搬送アーム 18 5Aを搬送元である各処理室 140A 140F力も搬送先である各ロードロック室 160 M 160Nへ動作させる場合である。これらは、図 6 (a)〜（！ 1)及び図 7 (e)〜（！ 1)に対 応する。なお、ここでは、搬送元や搬送先が処理室 140やロードロック室 160などの 室である場合を挙げているが、搬送元や搬送先は、共通搬送室 150内において一 時的に被処理体を待機させるエリアであってもよい。また、搬送元や搬送先は、共通 搬送室 150内において搬送アームによって支持されるウェハのずれを補正するため の位置センサが配設されたエリアであってもよ!/、。
[0074] このような主要動作パターンのうち、図 5及び図 6に示す動作パターンは、旋回動作 のみならず、スライド動作も必要となる。この場合、旋回動作とスライド動作のうちの一 方の動作終了後に他方の動作を行うようにするとウェハ搬送時間が長くなる。このた め、例えば旋回動作とスライド動作を同時に開始し、同時に終了するような複合動作 を行うようにすることが好まし ヽ。
[0075] ところが、旋回動作及びスライド動作を同時に実行すると、搬送アーム上のウェハ に生じる加速度は、旋回動作による加速度 (旋回加速度）とスライド動作による加速 度 (スライド加速度）の合成加速度となる。このため、旋回動作とスライド動作との夫々 について、加速度が夫々許容値 (例えば許容最大加速度、許容最大加速度変化率 など)を超えな！/ヽように設定されても、両動作の合成加速度が許容値を超える可能性 がある。また、反対に、両動作の合成加速度が許容値よりもかなり低くなる可能性もあ り、この場合、加速度マージンをとり過ぎた状態となる。即ち、この後者の場合、搬送 時間を更に短縮できる可能性があるのに、それを無駄にしていることとなる。
[0076] 即ち、例えば旋回動作及びスライド動作を加速 (または減速)する場合、スライドカロ 速度の方向は直線方向であるのに対して、旋回加速度の方向は円方向であり、時間 によってスライド加速度に対する影響が変化する。そのような旋回動作とスライド動作 を組合せる複合動作の動作パターンによっては、その複合動作中に各動作による加 速度が強め合う場合もあり、逆に弱め合う（または打消し合う）場合もある。旋回加速 度とスライド加速度とが強め合う場合には、ウェハに生じる合成加速度の最大値が許 容値を超えてウェハにショックや振動を与えるおそれがある。逆に、旋回加速度とスラ イド加速度とが弱め合う（または打消し合う）場合には、ウェハに生じる合成加速度の 最大値も小さくなり、加速度を大きくして搬送時間をより短くできる可能性が有る。
[0077] そこで、本実施形態では、このような主要動作パターンを分類してパターンモデル 情報 292として記憶する。また、パターンモデル情報 292の動作パターンごとに経時 的動作軌道を設定し、軌道モデル情報 294として記憶する。これにより、各動作バタ ーンに応じた最適な動作制御を行い、被処理体搬送の安定性を保持しつつ、より高 速ィ匕して搬送時間を短縮させることができ、ひいては、スループットを向上させること ができる。
[0078] (パターンモデル情報と軌道モデル情報）
図 10及び図 11は、パターンモデル情報 292、軌道モデル情報 294の具体例を示 す図である。図 10は、上述した図 5及び図 6の主要動作パターンの情報を示す。図 1 1は、図 10に示す動作パターンごとに設定された経時的動作軌道を取得するための 位置パラメータを示す。図 5及び図 6に示す主要動作パターンでは、各ロードロック室 160M、 160Nと各処理室 140A〜140Fの配置の対称性、旋回方向などを考慮す ると、図 10に示す 8つの動作パターンに分類できる。
[0079] 例えば図 1に示すような処理システム 100では、ロードロック室 160M及び処理室 1 40A〜140Cと、ロードロック室 160N及び処理室 140D〜140Fとは、線対称に配 置される。このため、例えば第 1搬送アーム 185Aのみの動作を考えれば、図 5 (a)、 (b)、 （c)、 （d)の 0軸の動作ストロークと旋回開始角度は、夫々図 5 (h)、（g)、 （f)、 ( e)と同様になる。更に、図 5 (a)〜（h)における Y軸の動作ストロークと始点位置は、 すべて同じである。このため、図 5に示す動作パターンは、 4パターンに分類できる。 また、図 6 (a)、（b)、 （c)、 （d)の 0軸の動作ストロークと旋回開始角度は、夫々図 6 ( h)、 （g)、 （f)、 （e)と同様になる。更に、図 6 (a)〜(h)における Y軸の動作ストローク と始点位置もすベて同じである。このため、図 6に示す動作パターンも 4パターンに分 類できる。このように、図 5及び図 6に示す動作パターンは、夫々 4パターンずつで、 合計 8パターンに分類できる。
[0080] なお、ロードロック室 160M、 160Nと、処理室 140C、 140Dが線対称にあれば、 更に、図 5 (b)、（g)の 0軸の動作ストロークと旋回開始角度は、夫々、図 6 (b)、（g) と同様になる。また、図 5 (c)、（f)の 0軸の動作ストロークと旋回開始角度は、夫々、 図 6 (c)、（f)と同様になる。この場合、従って、全部で 6パターンに分類できることに なる。
[0081] ここで、図 10に示すような第 1搬送アーム 185Aで 1枚のウェハ Wを搬送する場合 を動作パターン P1〜P8とする。パターンモデル情報 292としては、これらの動作パタ ーン P1〜P8に加え、更に搬送アーム上のウェハの枚数やウェハの有無に応じた動 作パターンを加えるようにしてもよい。具体的には、例えば第 1及び第 2搬送アーム 1 85A、 185Bで 2枚のウェハ Wを支持する場合の動作パターン、ウェハ Wを 1枚も支 持しな 、場合の動作パターンを加えてもょ 、。搬送するウェハの枚数や有無によつ ては、搬送アームにかかる重量 (負荷状態)も変るので、各動作の加速度や合成力口 速度の大きさも変る。このため、これらを考慮して動作パターンを分類することにより、 動作パターンを適切に分類することができ、その分類に応じた適切な経時的動作軌 道を設定することができる。
[0082] また、ウェハに所定の処理を施す通常モードの場合の他、メンテナンスモード、初 期化モードなどのように通常モードとは別のモードの場合の動作パターンをカ卩えるよ うにしてもよい。メンテナンスモード、初期化モードなどの場合は、ウェハの処理を施 すわけではないので、通常モードのときのように経時的動作軌道を細力べ分ける必要 もない。従って、このような場合は、通常モードとは動作パターンを別にして、例えば 後述する図 14に示すような最も厳しい動作パターンの場合に設定される経時的動作 軌道を 1種類だけ設定することができる。そして、この 1種類の経時的動作軌道 (例え ば図 12に示すような無次元化した位置パラメータ）によって決定される加速度や最大 速度で搬送アームを動作制御する。
[0083] また、図 10に示すように、 8つの動作パターン P1〜P8に該当しない場合の動作パ ターン Pmを加えてもよい。これにより、 8つの動作パターン P1〜P8に該当しない場 合の動作パターンにも対応することができる。
[0084] 図 10では、パターンモデル情報 292として、図 5及び図 6に示す動作パターンを動 作ごとに分類する場合の具体例が説明される。しかし、パターンモデル情報 292は、 動作パターンを別の態様で分類することも可能である。例えば動作パターンを分類 するため、旋回開始角度と各動作ストロークの少なくとも 1つについて複数の類似の 範囲を設定することができる。旋回動作の旋回開始角度と動作ストロークについて夫 々複数の類似の範囲を設定した場合、これらの組合せによって動作パターンを分類 することができる。これにより、旋回及びスライド動作の合成加速度が同じような曲線 になるものは、同じ動作パターンとして分類することができる。従って、動作パターン を適切に分類し、より少ない動作パターンに分類することができる。
[0085] 図 11は、分類された動作パターンごとに設定された経時的動作軌道を含む軌道モ デル情報 294の具体例を示す。図 11は、旋回動作軸である Θ軸、スライド動作軸で ある Y軸の各軸の経時的動作軌道を、夫々一定時間ごとの位置を示す位置パラメ一 タ（ポジション係数）として記憶した軌道モデル情報 294の例である。図 11に示す軌 道モデル情報 294は、各動作パターン Pにおける各軸の始点位置力 終点位置まで の動作時間 ρτの情報と、時間 Qにおける位置パラメータ Θ 、 ΡΥ )の情報を有する
Q Q
。例えば i番目の動作パターン Piについての時間 Qjにおける位置パラメータは、（Pi 0 、 PiY )で表すことができる。ここで、 i= l〜m、 j = l〜nである。 mは、パターンモデ
Qj Qi
ル情報 292において分類された動作パターンの数である。 nは、各軸の始点位置か ら終点位置までの動作ストロークを等分割した数 n (例えば n= 30)である。
[0086] 図 11に示す時間 Qと位置パラメータ 0 、 PY )については、実際の経時的動作
Q Q
軌道における時間と位置パラメータを用いてもよぐまたこれらを無次元化したものを 用いてもよい。無次元化する場合は、例えば後述する図 12に示すように、各軸につ いて動作ストロークを 0〜1とする。そして、始点位置「0」から終点位置「1」までを所定 数 η (例えば η= 30)に分割し、分割した時間 Qごとの位置を 0〜1の数値で表した位 置パラメータを用いる。これによれば、動作時間 ΡΤを時間 Qjに乗算することによって 実際の経時的動作軌道の各時点 (所定時点）が算出される。また、各軸の動作スト口 ークを位置パラメータ (Pi Θ 、 PiY )に乗算することによって実際の経時的動作軌道
Qi Qi
の位置点が算出される。このように、無次元化された位置パラメータを用いることによ り、動作ストロークと動作時間から容易に経時的動作軌道を算出することができる。こ の場合、例えば動作ストロークと動作時間に設計変更があった場合でも同じ位置パラ メータを適用可能であり、また動作ストロークと動作時間が異なる搬送装置にも同じ位 置パラメータを適用可能である。
[0087] 具体的には、例えば図 11に示すような軌道モデル情報 294によれば、無次元化さ れた各時間 Qiの位置パラメータは、（Pi 0 、PiY )である。 0軸及び Y軸の始点位置
Qi Qi
力も終点位置までの動作ストロークを夫々 0 、 Y、動作時間を κτとすれば、動作パ
S S
ターン Piについての経時的動作軌道は、次のように表せる。即ち、動作時間 ρίτまで の各時点は、（PiTZn) X Qjと表すことができ、これら各時間における Θ軸及び Y軸 の位置は、（0 Χ Κ Θ 、Y X PiY )と表すことができる。このような軌道情報に基づ
S Qi S Qi
いて、搬送装置 180の Θ軸及び Y軸の制御が実行される。
[0088] 軌道モデル情報 294は、経時的動作軌道による各搬送アーム 185A、 185Bの動 作及び動作の変化が連続的となるように構成されることが望ましい。この点に関し、位 置パラメータとしては、例えば台形駆動、 S字駆動など種々の駆動形態を設定可能で ある。台形駆動は、等加速度駆動とも称されるように、速度が直線的に増カロして、一 定速度に達するとその速度を保持し、その後直線的に減少するように駆動させる駆 動形態である。 s字駆動は、速度が滑らかに増加して、一定速度に達するとその速度 を保持し、その後滑らかに減少するように駆動させる駆動形態である。台形駆動は、 加速度が不連続になるのに対して、 S字駆動は、加速度が連続するので、 S字駆動 の方が台形駆動よりも衝撃が少なぐ安定して駆動できる。この点で、本実施形態の ようなウェハを搬送する搬送装置は、 s字駆動により制御することが好ましい。
[0089] 図 12は、搬送装置 180を S字駆動により制御される場合、軌道モデル情報が無次 元化された位置パラメータで表現される例を示す図である。図 12では、 0軸及び Y 軸の動作ストロークを 0〜1として位置パラメータが無次元化される。 Θ軸及び Y軸に ついての動作ストローク 0〜1は、例えば PmT= 2. 32secに設定される。図 13は、図 1 2に示す Θ軸及び Y軸の位置パラメータによる経時的動作軌道を示すグラフである。
[0090] 図 12に示すような各軸の位置パラメータに、夫々各軸の動作ストローク 0 、 Yを乗
S S
算したものが各軸の実際の経時的動作軌道の位置点になる。これら各軸の経時的動 作軌道を合成したものが実際の搬送アームの経時的動作軌道の位置点となる。
[0091] 図 14は、図 12に示す位置パラメータによって制御される搬送装置 180の動作パタ ーンを概略的に示す図である。図 14に示す動作パターンは、 0軸の旋回開始角度 Θ 力 度（degree)、Y軸の始点位置 Y力 SOの第 1搬送アーム 185Aを、 0軸の動
0 0
作ストローク 0 力 S 180度（degree)、Y軸の動作ストローク Y力 S870mmとなるように s s
動作させる場合である。図 14に示す動作パターンは、図 5及び図 6に示す動作バタ ーンにはない動作パターンである。これは、例えば図 10に示すパターンモデル情報 292の分類では、動作パターン P1〜P8に該当しない場合の動作パターン Pmに相 当する。図 14に示す動作パターンは、第 1搬送アーム 185Aを動作させる場合に、各 軸の動作ストロークが最も大きく且つ旋回動作及びスライド動作の方向が重なるとい う、最も厳しい動作パターンの場合である。
[0092] 例えば図 12に示すような各軸の位置パラメータによって、搬送装置 180を図 14に 示す動作パターンのように動作させる場合、各搬送アームの経時的動作軌道は、図 14に示す点線のようになる。この場合、 Θ軸の速度と加速度 (例えば法線加速度と 接線加速度の合成加速度）は図 15Aに示すようになる。また、この場合、 Y軸の速度 と加速度は図 15Bに示すようになる。また、この場合、 Θ軸の加速度と Y軸の加速度 の合成加速度は図 15Cに示すようになる。
[0093] Θ軸の加速度と Y軸の加速度の合成加速度の表し方としては、 Vヽろ ヽろな方法が あるが、ここでの合成加速度は、次のようにして求める。即ち、 Θ軸及び Y軸の複合 動作による搬送アームの所定時点ごとの位置 (例えば搬送アーム先端の位置)を直 交座標系（例えば X—Y座標系）で表す。次に、この直交座標系の X方向の位置を時 間で 2回微分して X軸加速度を得る。また、この直交座標系の Y方向の位置を時間で 2回微分して Y軸加速度を得る。次に、 X軸加速度及び Y軸加速度を夫々 2乗して合 計する。次に、その結果の平方根をとつて得られる加速度を合成加速度とする。この ような合成加速度は、搬送アーム上のウェハに力かる加速度となる。従って、この合 成加速度が所定の許容値を超えなければ、搬送アームによりウェハを安定して搬送 できる。
[0094] 加速度の所定の許容値は、搬送するウェハに過度な衝撃や振動を与えないように 設定する。このような許容値としては、例えば加速度の大きさを設定する許容加速度 、加速度の変化率を設定する許容加速度変化率が挙げられる。これら許容加速度、 許容加速度変化率は、いずれか一方を許容値としてもよぐ両方を許容値としてもよ い。例えば許容加速度を許容値とする場合は、各動作パターンにおいて旋回加速度 とスライド加速度の合成加速度の最大値が許容加速度を超えないような経時的動作 軌道を軌道モデル情報に設定する。許容加速度は、このような動作パターンのみで 設定されるだけでなぐ搬送装置 180の構成などによってより適切な値に設定するこ とが好ましい。本実施形態では、許容加速度の許容値を例えば 0. 25Gに設定する。
[0095] このように、本実施形態では、軌道モデル情報 294の位置パラメータをどのように設 定するかによって、経時的動作軌道、速度、加速度が決まる。従って、パターンモデ ル情報 292の動作パターンごとに、合成加速度が許容加速度を超えな!/、範囲で位 置パラメータを設定する必要がある。これにより、動作パターンごとに安定した搬送装 置 180の動作制御を行うことが可能となる。
[0096] この場合、搬送速度を上げて搬送時間を短くしょうとすれば、その分各軸の加速度 も大きくなり、結果として合成加速度も大きくなる。従って、このような合成加速度が許 容加速度を超えな ヽ範囲で、できる限り速度が速くなるように軌道モデル情報 294の 位置パラメータを設定し、搬送時間を短くすることが望ましい。これにより、動作パター ンごとに最適な搬送装置 180の動作制御を行うことが可能となる。
[0097] 上述した図 12に示す位置パラメータは、図 15Cに示すように、 0軸及び Y軸の合 成加速度が動作ストローク内で許容加速度 0. 25Gを越えない範囲で、搬送時間が 最小となるように設定される (搬送装置 180を図 14に示す動作パターンで動作させる 場合)。但し、図 14に示す動作パターンでは、搬送時間が最小となるような位置パラ メータでも、各動作ストロークや旋回開始角度が異なるような動作パターンに適用す ると、搬送時間が最小にならない。このため、各動作パターンに応じて搬送時間が最 小となるように位置パラメータを設定することが好ま 、。
[0098] 図 16は、搬送装置 180の制御方法を示すフローチャートである。ここでは、搬送装 置 180の Y軸方向の位置と Θ軸方向の向きを制御する。この制御方法は、例えば制 御部 200の ROM220または記憶部 290に記憶されたプログラムデータ (搬送装置制 御プログラムデータ）に基づいて実行される。
[0099] 搬送装置 180の旋回動作、スライド動作を制御する際は、先ずステップ S 110にて パターンモデル情報 292を参照して動作パターンを選択する。具体的には、例えば 旋回開始角度 0 と動作ストローク 0 、Yにより例えば図 10に示すようなパターンモ
0 S S
デル情報 292の中から該当する動作パターンを検索して決定する。
[0100] 次に、ステップ S120において、軌道モデル情報 294を参照して経時的動作軌道を 取得する。具体的には、ステップ S 110ステップで選択された動作パターンの位置パ ラメータを例えば図 11に示すような軌道モデル情報 294から選択し、その位置パラメ ータに基づいて経時的動作軌道を取得する。例えば位置パラメータが図 12に示すよ うに、無次元化される場合は、上述のように、次のような計算が行われる。即ち、動作 時間 ΡΤを時間 Qjに乗算することにより、実際の経時的動作軌道の各時点 (所定時点 )が算出される。また、各軸の動作ストロークを位置パラメータ f Θ 、PiY )に乗算す
Qi Qi
ることにより、実際の経時的動作軌道の位置点が算出される。このようにして、所定時 点ごとの各軸の位置点力 経時的動作軌道を取得する。 [0101] ステップ S130にて搬送装置 180の動作開始指令を行って、ステップ S140にて経 時的動作軌道に基づいて Θ軸及び Y軸における搬送装置 180の制御を行う。例え ば CPU210からの動作開始指令がコントローラ 284に送られる。その後ステップ S12 0で取得された時間に対する各軸（ 0軸及び Y軸）の位置パラメータが夫々経時的動 作軌道の位置指令値としてコントローラ 284に送られる。すると、コントローラ 284は、 各軸（ Θ軸及び Y軸）の各位置指令値に基づいて夫々ドライブ 187、 197を介して Θ 軸用モータ、 Y軸用モータを駆動制御する。
[0102] 次に、ステップ S150にてその動作パターン Pの動作時間 PTが終了した力否かを判 断する。ステップ S150にて動作時間 ΡΤが経過してないと判断した場合は、ステップ S140の処理に戻り、動作時間 ΡΤが経過したと判断した場合は、搬送装置 180の動 作制御を終了する。
[0103] (実験）
次に、上述の方法で搬送装置 180の動作制御を行った場合の実験結果について 図面を参照しながら説明する。ここでは、図 5〜図 7に示す場合と同様に一方の第 1 搬送アーム 185Aを各室にアクセス可能な位置と向き力も他の室にアクセス可能な位 置と向きに合わせる動作パターンを考える。但し、ここでは、一方の第 1搬送アーム 1 85Αのみでウェハ Wを支持する場合の動作パターンの他、他方の第 2搬送アーム 1 85Βのみでウェハ Wを支持する場合の動作パターンも考える。
[0104] これらの動作パターンでは、旋回開始角度が異なる。即ち、一方の第 1搬送アーム 185Aのみでウェハ Wを支持する場合の旋回開始角度は、第 1搬送アーム 185Aの 旋回開始角度となる。他方の第 2搬送アーム 185Bのみでウェハ Wを支持する場合 の旋回開始角度は、第 2搬送アーム 185Bの旋回開始角度となる。このため、これら の動作パターンは、各動作の動作ストロークが同じでも動作パターンの分類が異なる 場合がある。従って、搬送装置が複数の搬送アームを有する場合は、各搬送アーム の旋回開始角度ごとに動作パターンを分類する。これにより、動作パターンを適切に 分類することができ、その分類に応じた適切な経時的動作軌道を設定することができ る。
[0105] 図 17は、搬送装置 180の制御の実験に係る、分類された動作パターンを含むバタ ーンモデル情報を示す図である。このパターンモデル情報 292では、旋回動作の旋 回開始角度と動作ストロークについて夫々複数の類似の範囲が設定され、これらの 組合せによって動作パターンが分類される。これにより、旋回及びスライド動作の合 成加速度が同じような曲線になるものは、同じ動作パターンとして分類することができ る。
[0106] 図 18は、図 17に示す動作パターンのうち、第 6動作パターン P6と第 9動作パター ン P9の軌道モデル情報を示す図である。図 19は、図 18に示す第 6動作パターン P6 についての位置パラメータによる経時的動作軌道を示すグラフである。図 20は、図 1 8に示す第 9動作パターン P9についての位置パラメータによる経時的動作軌道を示 すグラフである。図 21は、図 18に示す第 6動作パターン P6に対応する搬送装置 18 0の動作を概略的に示す図である。図 22は、図 18に示す第 9動作パターン P9に対 応する搬送装置 180の動作を概略的に示す図である。
[0107] 第 6動作パターン P6は、図 21に示すように、第 2搬送アーム 185Bのピック 184Bの みでウェハを支持したまま、第 ;L搬送アーム 185 Aを処理室 140Eへアクセス可能な 位置からロードロック室 160Mにアクセス可能な位置へ移動させる場合を想定する。 従って、この場合の旋回開始角度及び動作ストロークは、夫々、第 2搬送アーム 185 Bの旋回開始角度 ΕΜ2 Θ 及び動作ストローク ΕΜ Θ 、Yとなる。
0 S S
[0108] また、第 9動作パターン Ρ9は、図 22に示すように、第 2搬送アーム 185Bのピック 18 4Βのみでウェハを支持したまま、第 1搬送アーム 185Αを処理室 140Bへアクセス可 能な位置力もロードロック室 160Nにアクセス可能な位置へ移動させる場合を想定す る。従って、この場合の旋回開始角度及び動作ストロークは、夫々、第 2搬送アーム 1 85Βの旋回開始角度 ΒΜ2 Θ 及び動作ストローク ΒΜ Θ 、Υとなる。
0 S S
[0109] 図 23Αは、図 18に示す第 6動作パターン Ρ6の位置パラメータによって制御される 場合の各軸の速度、各軸の加速度、それらの合成加速度を示すグラフである。図 23 Βは、図 21に示す動作に基づく比較例の位置パラメータによって制御される場合の 各軸の速度、各軸の加速度、それらの合成加速度を示すグラフである。図 24Αは、 図 18に示す第 9動作パターン Ρ9の位置パラメータによって制御される場合の各軸の 速度、各軸の加速度、それらの合成加速度を示すグラフである。図 24Βは、図 22に 示す動作に基づく比較例の位置パラメータによって制御される場合の各軸の速度、 各軸の加速度、それらの合成加速度を示すグラフである。図 23B、図 24Bの比較例 は、図 12に示す位置パラメータと同様な観点で構成された位置パラメータを使用した ものである。
[0110] 図 23Bによれば、図 21に示す第 6動作パターン P6の全動作ストロークの動作時間 は、 2. 32secである。しカゝしながら、全動作ストロークにおいて合成加速度が許容カロ 速度 0. 25Gを超えていないものの、その合成加速度の最大値は略 0. 15Gであり、 許容加速度 0. 25Gまでにはかなり余裕がある。従って、より高速ィ匕して搬送時間を 短縮できる余裕がある点で、旋回動作とスライド動作とを同時に実行する駆動制御と しては、十分に最適化されていない。
[0111] これに対して、図 23Aによれば、図 21に示す第 6動作パターン P6の全動作スト口 ークを 1. 64secという短い動作時間で実行することができる。図 23Bの場合の 2. 32 secと比較すれば、動作時間が 0. 68secも短縮されたことになる。合成加速度を見る と、その最大値は 0. 25Gに近い値まで大きくなつている力 全動作ストロークにおい て合成加速度が許容加速度 0. 25Gを超えていない。このため、搬送されるウェハに 過剰なショックや振動を与えることはなく、ウェハ搬送の安定性も確保される。
[0112] また図 24Bによれば、図 22に示す第 9動作パターン P9の全動作ストロークの動作 時間は、図 23Bの場合と同様の 2. 32secである。しかしながら、全動作ストロークに おいて合成加速度が許容加速度 0. 25Gを超えていないものの、その合成加速度の 最大値は略 0. 20Gであり、許容加速度 0. 25Gまでにはまだ余裕がある。従って、こ の場合ももつと高速ィ匕して搬送時間を短縮できる余裕がある点で、旋回動作とスライ ド動作とを同時に実行する駆動制御としては、十分に最適化されていない。
[0113] これに対して、図 24Aによれば、図 22に示す第 9動作パターン P9の全動作スト口 ークを 1. 80secという短い動作時間で実行することができる。図 24Bの場合の 2. 32 secと比較すれば、動作時間が 0. 52secも短縮されたことになる。合成加速度を見る と、その最大値は 0. 25Gに近い値まで大きくなつている力 全動作ストロークにおい て合成加速度が許容加速度 0. 25Gを超えていない。このため、搬送されるウェハに 過剰なショックや振動を与えることはなく、ウェハ搬送の安定性も確保される。 [0114] 上述のように、 2軸、即ち Θ軸及び Y軸を使用して、各搬送アームの位置と向きの動 作制御が同時に行われる。この場合、動作ストロークと旋回開始角度の組合せが最も 厳 ヽ条件で合成加速度が許容値を超えな！/ヽ経時的動作軌道が得られるように設 定した位置パラメータ (例えば図 12に示すもの）であれば、どの動作パターンに適用 しても合成加速度が許容値を超えることはない。このため、このような位置パラメータ を 1種類だけ用意しておけば、どの動作パターンでもその位置パラメータを使用して 安定したウェハ搬送を行うことができる。
[0115] ところ力 1つの位置パラメータによる経時的動作軌道をすベての動作パターンに 適用すると、図 23B及び図 24Bに示すように、動作パターンによっては、合成加速度 が許容値よりかなり小さくなる。この場合、もっと搬送時間を短縮することができ、従つ て、搬送時間の観点力もは、動作制御が十分に最適化されていない。
[0116] この点、本実施形態では、動作パターンごとに経時的動作軌道を設定できる。この ため、ウェハ搬送の安定性を確保しつつ、即ち旋回及びスライド動作の合成加速度 の許容値を超えない範囲で、より搬送時間が短くなる経時的動作軌道が得られるよう に位置パラメータを設定することができる。このように、本実施形態では、ウェハ搬送 の安定性の観点のみならず、搬送時間の観点からも動作パターンごとに最適な搬送 装置の動作制御を行うことができる。また、本実施形態では、各動作パターンに予め 搬送時間が決まっている場合には、動作パターンごとに、設定された搬送時間内で 旋回及びスライド動作の合成加速度が許容値を超えない経時的動作軌道が得られ るように位置パラメータを設定することができる。
[0117] 以上説明したように、本実施形態によれば、旋回及びスライド動作の各動作または これらの複合動作を含む動作パターンごとに、これら動作パターンに応じた搬送装置 の動作制御を適切に行うことができる。これにより、動作パターンごとに最適な動作制 御を行い、ウェハ搬送の安定性を保持しつつ、より高速化して搬送時間を短縮させる ことができ、ひいては、スループットを向上させることができる。
[0118] 上述の実施形態に係る搬送装置の動作制御は、プロセッサ上で実行するためのプ ログラム指令として、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に書き込んで半導体処 理システム等に適用することができる。或いは、この種のプログラム指令は、通信媒体 により伝送して半導体処理システム等に適用することができる。記憶媒体は、例えば 、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスク（一例はシステムの CPUのハー ドディスク）など）、光ディスク（CD、 DVDなど）、マグネトオプティカルディスク（MOな ど）、半導体メモリなどである。半導体処理システムの動作を制御するコンピュータは 、記憶媒体に記憶されたプログラム指令を読み込み、これをプロセッサ上で実行する ことにより、上述のように対応の制御を実行する。
[0119] なお、上述の実施形態において、本発明を搬送装置 180動作制御に適用する場 合を例示したが、同様に、搬送装置 170の動作制御に適用することもできる。また、 上記実施形態において、被処理体として半導体ウェハが例示されるが、被処理体は 、他の基板、例えばガラス基板、 LCD基板、セラミックス基板であってもよい。
産業上の利用可能性
[0120] 本発明は、半導体処理システム等の処理システムにおいて半導体ウェハ等の被処 理体を搬送するための搬送装置と、同搬送装置を有する処理システムと、同搬送装 置の制御方法に適用される。

Claims

請求の範囲
[1] 処理システムであって、
一方向に長く形成された多角形状の搬送室と、
前記搬送室の周囲に配設され且つこれに接続された複数の室と、前記複数の室は 、被処理体に対して処理を施す処理室を含むことと、
前記複数の室に対して前記被処理体の搬出入を行うように前記搬送室内に配設さ れた搬送装置と、前記搬送装置は、前記搬送室の長手方向に沿ってスライド動作可 能な基台と、前記基台上に旋回動作可能に支持された伸縮動作可能な搬送アーム とをきむことと、
前記搬送装置を制御する制御部と、
を具備し、
前記制御部は、
前記複数の室の内の 2つの室間で前記被処理体を搬送する際に必要な、前記スラ イド動作及び前記旋回動作の複合動作を表す複数の動作パターンに関するパター ンモデル情報と、前記動作パターンに夫々対応する前記スライド動作及び前記旋回 動作の経時的動作軌道に関する軌道モデル情報と、を記憶する記憶部と、前記経 時的動作軌道は、前記複合動作によって前記搬送アーム上の前記被処理体にかか る合成加速度が許容値を超えな ヽように設定されることと、
前記複数の室の内の 2つの室間での前記被処理体の特定の搬送について、この 搬送を満足する動作パターン及び経時的動作軌道を前記パターンモデル情報及び 前記軌道モデル情報から検索し、検索された動作パターン及び経時的動作軌道に 従って前記基台及び前記搬送アームの動作を制御する動作コントローラと、 を具備する。
[2] 請求項 1に記載の処理システムにお 、て、前記パターンモデル情報は、前記スライ ド動作の動作ストロークと、前記旋回動作の動作ストロークと、前記旋回動作の基準 線からの旋回開始角度とに応じて、前記動作パターンが分類されるように構成される
[3] 請求項 1に記載の処理システムにお 、て、前記パターンモデル情報は、前記合成 加速度に影響する前記搬送アーム上の負荷状態に応じて、前記動作パターンが分 類されるように構成される。
[4] 請求項 1に記載の処理システムにお！ヽて、前記軌道モデル情報は、前記合成加速 度が前記許容値を超えな！/ヽ範囲で、前記経時的動作軌道が最小の搬送時間を達成 するように構成される。
[5] 請求項 1に記載の処理システムにお 、て、前記軌道モデル情報は、前記経時的動 作軌道による前記搬送アームの動作及び動作の変化が連続的となるように構成され る。
[6] 請求項 2に記載の処理システムにお 、て、前記軌道モデル情報は、前記経時的動 作軌道が、前記スライド動作及び前記旋回動作の経時的変化を示す無次元化され た位置パラメータで表現されるように構成され、前記位置パラメータは各動作ストロー クの始点と終点とを最大値及び最小値とした所定範囲の数値であり、
前記動作コントローラは、前記位置パラメータに対応の動作ストロークを乗算して得 られる情報に基づ 、て、前記基台及び前記搬送アームの動作を制御する。
[7] 請求項 2に記載の処理システムにお 、て、前記パターンモデル情報は、前記スライ ド動作及び前記旋回動作の各動作ストローク及び前記旋回開始角度の少なくとも 1 つについて設定された類似の範囲に応じて、前記動作パターンが分類されるように 構成される。
[8] 被処理体を搬送するための搬送装置であって、
スライド動作可能な基台と、
前記基台上に旋回動作可能に支持された伸縮動作可能な搬送アームと、 前記搬送装置を制御する制御部と、
を具備し、
前記制御部は、
前記被処理体を搬送する際に必要な、前記スライド動作及び前記旋回動作の複合 動作を表す複数の動作パターンに関するパターンモデル情報と、前記動作パターン に夫々対応する前記スライド動作及び前記旋回動作の経時的動作軌道に関する軌 道モデル情報と、を記憶する記憶部と、前記経時的動作軌道は、前記複合動作によ つて前記搬送アーム上の前記被処理体に負荷される合成加速度が許容値を超えな いように設定されることと、
前記被処理体の特定の搬送にっ ヽて、この搬送を満足する動作パターン及び経 時的動作軌道を前記パターンモデル情報及び前記軌道モデル情報から検索し、検 索された動作パターン及び経時的動作軌道に従って前記基台及び前記搬送アーム の動作を制御する動作コントローラと、
を具備する。
[9] 請求項 8に記載の搬送装置にお 、て、前記パターンモデル情報は、前記スライド動 作の動作ストロークと、前記旋回動作の動作ストロークと、前記旋回動作の基準線か らの旋回開始角度とに応じて、前記動作パターンが分類されるように構成される。
[10] 請求項 8に記載の搬送装置にお 、て、前記パターンモデル情報は、前記合成加速 度に影響する前記搬送アーム上の負荷状態に応じて、前記動作パターンが分類さ れるように構成される。
[11] 請求項 8に記載の搬送装置において、前記軌道モデル情報は、前記合成加速度 が前記許容値を超えな!/ヽ範囲で、前記経時的動作軌道が最小の搬送時間を達成す るように構成される。
[12] 請求項 8に記載の搬送装置にお 、て、前記軌道モデル情報は、前記経時的動作 軌道による前記搬送アームの動作及び動作の変化が連続的となるように構成される
[13] 請求項 9に記載の搬送装置において、前記軌道モデル情報は、前記経時的動作 軌道が、前記スライド動作及び前記旋回動作の経時的変化を示す無次元化された 位置パラメータで表現されるように構成され、前記位置パラメータは各動作ストローク の始点と終点とを最大値及び最小値とした所定範囲の数値であり、
前記動作コントローラは、前記位置パラメータに対応の動作ストロークを乗算して得 られる情報に基づ 、て、前記基台及び前記搬送アームの動作を制御する。
[14] 請求項 9に記載の搬送装置にぉ 、て、前記パターンモデル情報は、前記スライド動 作及び前記旋回動作の各動作ストローク及び前記旋回開始角度の少なくとも 1つに ついて設定された類似の範囲に応じて、前記動作パターンが分類されるように構成さ れる。
[15] スライド動作可能な基台と、前記基台上に旋回動作可能に支持された伸縮動作可 能な搬送アームと、を具備する、被処理体を搬送するための搬送装置の制御方法で あって、
前記被処理体を搬送する際に必要な、前記スライド動作及び前記旋回動作の複合 動作を表す複数の動作パターンに関するパターンモデル情報と、前記動作パターン に夫々対応する前記スライド動作及び前記旋回動作の経時的動作軌道に関する軌 道モデル情報と、を記憶部に記憶する工程と、前記経時的動作軌道は、前記複合動 作によって前記搬送アーム上の前記被処理体に負荷される合成加速度が許容値を 超えな 、ように設定されることと、
前記被処理体の特定の搬送にっ ヽて、この搬送を満足する動作パターン及び経 時的動作軌道を前記パターンモデル情報及び前記軌道モデル情報から検索するェ 程と、
検索された動作パターン及び経時的動作軌道に従って前記基台及び前記搬送ァ ームの動作を制御する工程と、
を具備する。
[16] 請求項 15に記載の制御方法にぉ 、て、前記パターンモデル情報は、前記スライド 動作の動作ストロークと、前記旋回動作の動作ストロークと、前記旋回動作の基準線 力もの旋回開始角度とに応じて、前記動作パターンが分類されるように構成される。
[17] 請求項 15に記載の制御方法にぉ 、て、前記パターンモデル情報は、前記合成力口 速度に影響する前記搬送アーム上の負荷状態に応じて、前記動作パターンが分類 されるように構成される。
[18] 請求項 15に記載の制御方法にぉ 、て、前記軌道モデル情報は、前記合成加速度 が前記許容値を超えな!/ヽ範囲で、前記経時的動作軌道が最小の搬送時間を達成す るように構成される。
[19] 請求項 15に記載の制御方法にぉ 、て、前記軌道モデル情報は、前記経時的動作 軌道による前記搬送アームの動作及び動作の変化が連続的となるように構成される
[20] 請求項 16に記載の制御方法にぉ 、て、前記軌道モデル情報は、前記経時的動作 軌道が、前記スライド動作及び前記旋回動作の経時的変化を示す無次元化された 位置パラメータで表現されるように構成され、前記位置パラメータは各動作ストローク の始点と終点とを最大値及び最小値とした所定範囲の数値であり、
前記方法は、前記位置パラメータに対応の動作ストロークを乗算して得られる情報 に基づ!/、て、前記基台及び前記搬送アームの動作を制御する工程を具備する。
[21] 請求項 16に記載の制御方法にぉ 、て、前記パターンモデル情報は、前記スライド 動作及び前記旋回動作の各動作ストローク及び前記旋回開始角度の少なくとも 1つ について設定された類似の範囲に応じて、前記動作パターンが分類されるように構 成される。
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