WO2024070818A1 - リフターピンの制御方法及び搬送アーム - Google Patents

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WO2024070818A1
WO2024070818A1 PCT/JP2023/033944 JP2023033944W WO2024070818A1 WO 2024070818 A1 WO2024070818 A1 WO 2024070818A1 JP 2023033944 W JP2023033944 W JP 2023033944W WO 2024070818 A1 WO2024070818 A1 WO 2024070818A1
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WO
WIPO (PCT)
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stage
sensor
effector
wafer
substrate
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/033944
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English (en)
French (fr)
Inventor
優一 西森
俊貴 河村
順也 宮松
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東京エレクトロン株式会社 filed Critical 東京エレクトロン株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping

Definitions

  • This disclosure relates to a method for teaching the height of a substrate support member and a transport arm using multiple steps, and in particular to a method for controlling a lifter pin and a transport arm.
  • Patent Document 1 discloses a teaching process that causes the wafer transfer device to memorize the wafer handover position as position coordinates.
  • the transfer arm is inserted into the processing chamber and the forks are moved to temporary position coordinates, after which the operator manually and visually adjusts the forks so that they are positioned in the correct position.
  • the position coordinates of the accurately aligned state are then stored as the correct teaching position coordinates.
  • the technology disclosed herein appropriately adjusts the height when transferring substrates using a transfer arm equipped with a multi-stage effector in a substrate processing apparatus.
  • One aspect of the present disclosure is a method for controlling lifter pins for transferring substrates between a transport arm equipped with a multi-stage effector and a stage in a processing module of a substrate processing apparatus, the multi-stage effector having a plurality of sensors for determining the height of the lifter pins, the height position of the lifter pins being determined using the plurality of sensors, and the height of the lifter pins being adjusted based on the determination results.
  • FIG. 1 is a plan view showing an outline of the configuration of a wafer processing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • 2 is a perspective view showing a configuration of a wafer transport mechanism of a loader module.
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a wafer transport mechanism of a transfer module.
  • FIG. 2 is a schematic explanatory diagram showing a sensor configuration in the effector.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating control of lifter pins based on sensor measurements.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating control of lifter pins based on sensor measurements.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating control of lifter pins based on sensor measurements.
  • 10A and 10B are schematic explanatory diagrams showing an example of the configuration of member thicknesses of a multi-stage effector.
  • a process is carried out in which the oxide film formed on the surface of a semiconductor wafer (hereinafter sometimes referred to as "wafer") is etched away.
  • the oxide film etching process is carried out by COR (Chemical Oxide Removal) processing and PHT (Post Heat Treatment) processing.
  • COR processing and PHT processing may each be performed in a different processing module, and in order to properly process the wafer in each processing module, it is necessary to accurately transfer the wafer to an appropriate position on a mounting table, etc. For this reason, a process called teaching is performed in which the transfer position of the wafer on the mounting table, etc. is stored as a target position and position coordinates on the transfer arm that transports the wafer to the processing module.
  • Patent Document 1 discloses a teaching method for this transfer arm, in which the transfer arm is moved to a temporary position coordinate within the processing chamber, and then fine alignment is performed manually by an operator through visual inspection.
  • Adjusting the height of a robot (transport arm, etc.) equipped with a multi-stage effector for a support with multiple steps in a vacuum environment is extremely important in today's world where there is a demand to reduce manual labor.
  • Fig. 1 is a plan view showing an outline of the configuration of the wafer processing apparatus according to this embodiment.
  • the wafer processing apparatus 1 includes various processing modules for performing COR processing, PHT processing, cleaning processing, and orientation processing on a wafer W as a substrate.
  • the module configuration of the wafer processing apparatus 1 of the present disclosure is not limited to this, and can be selected arbitrarily.
  • the wafer processing apparatus 1 has an atmospheric section 10 and a reduced pressure section 11 that are integrally connected via load lock modules 20a and 20b.
  • the atmospheric section 10 includes multiple atmospheric modules that perform desired processing on the wafer W in an atmospheric pressure environment.
  • the reduced pressure section 11 includes multiple reduced pressure modules that perform desired processing on the wafer W in a reduced pressure environment.
  • the load lock module 20a temporarily holds the wafer W transferred from the loader module 30 (described later) in the atmospheric section 10 in order to transfer the wafer W to the transfer module 60 (described later) in the reduced pressure section 11.
  • the load lock module 20a has an upper stage 21a and a lower stage 22a that hold two wafers W vertically.
  • the load lock module 20a is connected to the loader module 30 (described later) via a gate 24a provided with a gate valve 23a.
  • This gate valve 23a ensures airtightness between the load lock module 20a and the loader module 30 while allowing communication between them.
  • the load lock module 20a is also connected to the transfer module 60 (described later) via a gate 26a provided with a gate valve 25a.
  • This gate valve 25a ensures airtightness between the load lock module 20a and the transfer module 60 while allowing communication between them.
  • the load lock module 20a is connected to an air supply section (not shown) that supplies gas and an exhaust section (not shown) that exhausts gas, and is configured so that the interior can be switched between atmospheric pressure and reduced pressure atmosphere by the air supply section and the exhaust section.
  • the load lock module 20a is configured so that the wafer W can be appropriately transferred between the atmospheric section 10, which has an atmospheric pressure atmosphere, and the reduced pressure section 11, which has a reduced pressure atmosphere.
  • the load lock module 20b has the same configuration as the load lock module 20a. That is, the load lock module 20b has an upper stage 21b, a lower stage 22b, a gate valve 23b and a gate 24b on the loader module 30 side, and a gate valve 25b and a gate 26b on the transfer module 60 side.
  • load lock modules 20a, 20b are not limited to this embodiment and can be set as desired.
  • the atmospheric section 10 has a loader module 30 equipped with a wafer transport mechanism 40 described below, a load port 32 on which a FOUP 31 capable of storing multiple wafers W is placed, a wafer cleaning module 33 that removes fluorine from the wafers W, and an aligner module 34 that adjusts the horizontal orientation of the wafers W.
  • the loader module 30, which serves as a wafer W transport device, is made up of a rectangular housing, and the interior of the housing is maintained at atmospheric pressure. Multiple, for example, three load ports 32 are arranged side by side on one side constituting the long side of the loader module 30 housing. Load lock modules 20a, 20b are arranged side by side on the other side constituting the long side of the loader module 30 housing. A wafer cleaning module 33 is provided on one side constituting the short side of the loader module 30 housing. An aligner module 34 is provided on the other side constituting the short side of the loader module 30 housing.
  • the number and arrangement of the load ports 32, wafer cleaning modules 33, and aligner modules 34 are not limited to this embodiment and can be designed as desired.
  • multiple wafer cleaning modules 33 may be provided, one on each side of the load lock modules 20a, 20b.
  • the FOUP 31 accommodates multiple wafers W, e.g., 25 wafers W per lot, stacked in multiple tiers at equal intervals.
  • the inside of the FOUP 31 placed on the load port 32 is filled with, e.g., air or nitrogen gas and sealed.
  • the wafer cleaning module 33 removes fluorine remaining on the surface of the wafer W after the COR and PHT processes, and cleans the surface of the wafer W.
  • the aligner module 34 rotates the wafer W to adjust its horizontal orientation. Specifically, when performing wafer processing on each of the multiple wafers W, the aligner module 34 adjusts the wafer W so that its horizontal orientation from a reference position (e.g., notch position) is the same for each wafer processing.
  • a reference position e.g., notch position
  • a wafer transport mechanism 40 that transports the wafer W is provided inside the loader module 30.
  • the wafer transport mechanism 40 has a transport arm 41 (41a, 41b) that holds and moves the wafer W, a rotating table 42 that rotatably supports the transport arm 41, and a rotating platform 43 on which the rotating table 42 is mounted.
  • the wafer transport mechanism 40 is configured to be movable in the longitudinal direction inside the housing of the loader module 30.
  • the transport arm 41 has a first arm 45 having one end rotatably connected to the rotating table 42, a second arm 46 having one end rotatably connected to the other end of the first arm 45, a third arm 47a rotatably connected to the other end of the second arm 46, and a fourth arm 47b rotatably connected to the other end of the second arm 46.
  • An upper effector 48a and a lower effector 48b for holding a wafer W are connected to the other ends of the third arm 47a and the fourth arm 47b, respectively.
  • the transport arm 41 has a link arm structure in which three types of arms are connected by two axes.
  • the upper effector 48a and the lower effector 48b move while holding two wafers W so that they overlap.
  • the distance (gap) between the holding surfaces of the upper effector 48a and the lower effector 48b is arbitrary and may be 10 mm, for example.
  • the two wafers W may be held by the transfer arm 41 so that they overlap with a gap of 10 mm between them.
  • the decompression section 11 has a transfer module 60 that simultaneously transports two wafers W, a COR module 61 that performs COR processing on the wafers W transported from the transfer module 60, and a PHT module 62 that performs PHT processing.
  • the interiors of the transfer module 60, the COR module 61, and the PHT module 62 are each maintained in a decompressed atmosphere.
  • multiple COR modules 61 and PHT modules 62 for example three each, are provided.
  • the transfer module 60 is made of a rectangular housing and is connected to the load lock modules 20a and 20b via the gate valves 25a and 25b as described above.
  • the transfer module 60 is made of a rectangular housing and transports the wafer W loaded into the load lock module 20a in sequence to one COR module 61 and one PHT module 62, where it is subjected to COR and PHT processing, and then transported to the atmospheric section 10 via the load lock module 20b.
  • the COR module 61 is provided with two stages 63a, 63b on which two wafers W are placed side by side in the horizontal direction.
  • the COR module 61 performs COR processing on two wafers W simultaneously by placing the wafers W side by side on the stages 63a, 63b.
  • the COR module 61 is connected to an air supply section (not shown) that supplies processing gas, purge gas, etc., and an exhaust section (not shown) that exhausts gas.
  • the two stages 63a, 63b are provided with lifter pins 69 for supporting the placed wafer W.
  • the lifter pins 69 may be configured to protrude upward from each stage 63a, 63b, and the number and arrangement of the lifter pins 69 are arbitrary.
  • the lifter pins 69 may be provided at three locations equally spaced circumferentially for each stage 63a, 63b.
  • the COR module 61 is also connected to the transfer module 60 via a gate 65 provided with a gate valve 64.
  • This gate valve 64 ensures airtightness between the transfer module 60 and the COR module 61 while also allowing communication between them.
  • the PHT module 62 is provided with two stages 66a, 66b on which two wafers W are placed side by side in the horizontal direction.
  • the PHT module 62 performs PHT processing on two wafers W simultaneously by placing the wafers W side by side on the stages 66a, 66b.
  • the PHT module 62 is connected to an air supply section (not shown) that supplies gas and an exhaust section (not shown) that exhausts gas.
  • the two stages 66a, 66b are provided with lifter pins 69 for supporting the wafer W placed thereon.
  • the lifter pins 69 may be configured to freely protrude upward from each stage 66a, 66b, and the number and arrangement thereof are arbitrary.
  • the lifter pins 69 may be provided at three locations equally spaced circumferentially for each stage 66a, 66b.
  • the lifter pins 69 are raised to load the wafer W onto the lifter pins 69, and the wafer W is transferred between the lifter pins 69 and the wafer transfer mechanism 70 described below.
  • the lifter pins 69 are driven, for example, by a motor or the like, and may be controlled by the control unit 80 described below, or by an operator using some kind of communication means from outside the device. In this case, the lifter pins 69 provided at three locations for each stage may be controlled simultaneously or individually.
  • the PHT module 62 is also connected to the transfer module 60 via a gate 68 provided with a gate valve 67.
  • This gate valve 67 ensures airtightness between the transfer module 60 and the PHT module 62 while also allowing communication between them.
  • the wafer transport mechanism 70 that transports wafers W.
  • the wafer transport mechanism 70 has a transport arm 71 (71a, 71b) that holds and moves two wafers W, a rotating table 72 that rotatably supports the transport arms 71a, 71b, and a rotating platform 73 on which the rotating table 72 is mounted.
  • a guide rail 74 that extends in the longitudinal direction of the transfer module 60.
  • the rotating platform 73 is provided on the guide rail 74, and is configured so that the wafer transport mechanism 70 can move along the guide rail 74.
  • the transport arm 71a has a first arm 75a, one end of which is rotatably connected to the rotating table 72, a second arm 76a, one end of which is rotatably connected to the other end of the first arm 75a, and a third arm 77a, which is rotatably connected to the other end of the second arm 76a.
  • a multi-stage effector 78a is connected to the other end of the third arm 77a as a pick for holding the wafer W.
  • the multi-stage effector 78a is composed of multiple effectors stacked in multiple stages, and the number of stages is arbitrary, and may be, for example, a two-stage type, in which case it may be composed of an upper stage effector 78a-1 and a lower stage effector 78a-2.
  • the transport arm 71b also has a first arm 75b, one end of which is rotatably connected to the rotating table 72, a second arm 76b, one end of which is rotatably connected to the other end of the first arm 75b, and a third arm 77b, which is rotatably connected to the other end of the second arm 76b.
  • a multi-stage effector 78b serving as a pick for holding the wafer W is connected to the other end of the third arm 77b.
  • the multi-stage effector 78b is configured by stacking multiple effectors in a multi-stage manner, and the number of stages is arbitrary, and may be, for example, a two-stage type, in which case it may be configured with an upper stage effector 78b-1 and a lower stage effector 78b-2.
  • the upper effectors 78a-1, 78b-1 and the lower effectors 78a-2, 78b-2 each hold and move a wafer W.
  • the distance (gap) between the holding surfaces of the upper effectors 78a-1, 78b-1 and the lower effectors 78a-2, 78b-2 is 10 mm to 30 mm.
  • the two wafers W are held by the transfer arm 71 (71a, 71b) so that they overlap with a gap of 10 mm to 30 mm between them.
  • the transfer arm 71a receives the two wafers W held on the upper stage 21a and lower stage 22a in the load lock module 20a and transfers them to the COR module 61.
  • the transfer arm 71a also holds the two wafers W that have been subjected to COR processing and transfers them to the PHT module 62.
  • the transfer arm 71b further holds the two wafers W that have been subjected to PHT processing and transfers them to the load lock module 20b.
  • the above-mentioned wafer processing apparatus 1 is provided with a control unit 80.
  • the control unit 80 is, for example, a computer equipped with a CPU, memory, etc., and has a program storage unit (not shown).
  • the program storage unit stores a program that controls the processing of the wafer W in the wafer processing apparatus 1.
  • the above-mentioned program may be recorded on a computer-readable storage medium H and installed from the storage medium H into the control unit 80.
  • the above-mentioned storage medium H may be either temporary or non-temporary.
  • ⁇ Sensor configuration> As described above, it is necessary to appropriately transfer the wafer W between each module when transferring a substrate between the transfer arm 71a and the COR module 61 or the PHT module 62, or between the transfer arm 71b and the PHT module 62. For example, when placing the wafer W on the stages 63a, 63b or the stages 66a, 66b by the transfer arms 71a, 71b, height adjustment is required to appropriately place the wafer W on each stage from the multi-stage effectors 78a, 78b.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the sensor configuration in the effector, and shows the multi-stage effector 78a in a plan view as a representative of the effectors of each of the transport arms 71a, 71b.
  • Each sensor may be an optical sensor such as a beam sensor or a line sensor consisting of a pair of a light-projecting section and a light-receiving section, and the light-projecting section and the light-receiving section may be provided in positions facing each other in the multi-stage effector 78a.
  • the first sensor 100 may be composed of a light-projecting section 100a and a light-receiving section 100b
  • the second sensor 110 may be composed of a light-projecting section 110a and a light-receiving section 110b
  • the third sensor 120 may be composed of a light-projecting section 120a and a light-receiving section 120b.
  • the first sensor 100, the second sensor 110, and the third sensor 120 have a configuration in which light irradiated from a light projecting unit is received by a light receiving unit, and measure whether the irradiated light is blocked or received, and determine the presence and height of an obstruction (here, the lifter pin 69) on the trajectory of the light.
  • the first sensor 100, the second sensor 110, and the third sensor 120 may be sensors that target different height positions.
  • the first sensor 100 may target the wafer W holding position on the lower effectors 78a-2 and 78b-2
  • the second sensor 110 may target a position 1 mm or more above the wafer W holding position on the lower effectors 78a-2 and 78b-2
  • the third sensor 120 may target a position 1 mm or more above the wafer W holding position on the upper effectors 78a-1 and 78b-1.
  • the multi-stage effector 78a has a first light-projecting position 130 and a second light-projecting position 134 on one claw.
  • the other claw has a first light-receiving position 140 and a second light-receiving position 144 at positions opposite the first light-projecting position 130 and the second light-projecting position 134.
  • the light-projecting units 100a, 110a, 120a may be provided at either the first light-projecting position 130 or the second light-projecting position 134.
  • the light-receiving units 100b, 110b, 120b may be provided at either the first light-projecting position 140 or the second light-receiving position 144.
  • light-projecting units 100a and 110a may be provided at the first light-projecting position 130, and light-projecting unit 120a may be provided at the second light-projecting position 134, and light-receiving units 100b and 110b may be provided at the first light-receiving position 140, and light-receiving unit 120b may be provided at the second light-receiving position 144.
  • the multi-stage effector 78a may also be provided with a sensor control unit 150 that controls each sensor, and a power supply 154 and an amplifier unit 155 for controlling each sensor.
  • the sensor control unit 150, power supply 154, etc. are provided independently of the control unit 80 (see FIG. 1) of the wafer processing apparatus 1, and are controlled independently of the processing of the wafer W in the wafer processing apparatus 1.
  • the height of the lifter pins 69 is controlled based on the measurements of the respective sensors (first sensor 100, second sensor 110, and third sensor 120). In other words, the height of the wafer W when the lifter pins 69 are operating is measured and determined based on the measurements of the respective sensors, and the height of the lifter pins 69 is adjusted based on the determination.
  • FIGS. 5 to 7 are schematic diagrams illustrating the control of the lifter pin 69 based on the measurements of each sensor, and show the relationship between the positions of the first sensor 100, second sensor 110, and third sensor 120 and the position of the lifter pin 69.
  • the arrows in the diagrams indicate the light irradiation conditions at each sensor.
  • the stage on which the wafer W is transferred is arbitrary, and may be, for example, the above-mentioned stages 63a, 63b or stages 66a, 66b.
  • the lifter pin 69 is in a position where the first sensor 100, the second sensor 110, and the third sensor 120 all detect light reception. In this state, no wafer W is loaded on the lifter pin 69, and two wafers W are held by the wafer transport mechanism 70 and have not been transferred to, for example, stages 63a and 63b (hereinafter referred to as the first stage and the second stage in the order in which the wafers are loaded).
  • the lifter pins 69 are adjusted in height to a position where they are determined to be light-shielded by the first sensor 100 and light-received by the second sensor 110 and the third sensor 120.
  • the height of the upper end of the lifter pins 69 is higher than the lower effector position (position P1 in the figure) and the wafer W holding position on the lower effector (position P2 in the figure), and is lower than 1 mm above that (position P3 in the figure).
  • the first wafer W held by the lower effector is loaded onto the lifter pins 69, and the wafer W is placed on the first stage.
  • the height of the lifter pins 69 is adjusted to a position where light is blocked by all of the first sensor 100, the second sensor 110, and the third sensor 120.
  • the height of the upper end of the lifter pins 69 is higher than 1 mm above the wafer W holding position on the upper effector (position P4 in the figure).
  • the second wafer W held by the upper effector is loaded onto the lifter pins 69, and the wafer W is placed on the second stage.
  • the first wafer W is placed on the first stage and the second wafer W is placed on the second stage from each effector that holds and moves two wafers W.
  • the lifter pins 69 provided on each stage are controlled based on the measurements of the first sensor 100, second sensor 110, and third sensor 120 provided on each effector, as shown in Figures 5 to 7.
  • FIG. 8 is a schematic explanatory diagram showing an example of the configuration of the member thicknesses of the multi-stage effectors 78a, 78b.
  • Fig. 8 shows the upper-stage effectors (78a-1, 78b-1) and the lower-stage effectors (78a-2, 78b-2), pads 160, 162 provided on the upper surfaces of the upper-stage effectors, and the wafer W lifted by the lifter pins 69 on each effector.
  • Positions P1 and P2 in the figure indicate the same positions as in Figs. 5 to 7, position P3' indicates the upper-stage effector position, and position P4' indicates the wafer W holding position on the upper-stage effector.
  • the upper effector (78a-1, 78b-1) and the lower effector (78a-2, 78b-2) are each configured to a thickness of 2.2 mm, and a gap is formed between the holding surfaces (substrate holding positions) of the two effectors for holding the wafer W.
  • the distance h of the gap is, for example, 12 mm.
  • the height of the pads 160, 162 provided on the upper surfaces of the upper effector (78a-1, 78b-1) and lower effector (78a-2, 78b-2) is 2.5 mm.
  • the height of the lifter pins 69 may be adjusted so that the wafer W is higher than the top surface of pad 160, which is the wafer W holding position on the lower stage effector, and lower than 1 mm above that. Also, when placing the second wafer W on the second stage, the height of the lifter pins 69 may be adjusted so that the wafer W is higher than 1 mm above the top surface of pad 162, which is the wafer W holding position on the upper stage effector.
  • the multi-stage effectors 78a, 78b are provided with a plurality of sensors, and the height of the lifter pins 69 is determined and controlled based on the measurements of the sensors. This allows the wafer to be transferred to an appropriate position in a vacuum environment with little contamination without manual labor.
  • each wafer W can be appropriately transferred to both the first stage and the second stage in the processing module.
  • the lifter pins 69 can be easily and appropriately controlled.
  • the multiple sensors provided on the multi-stage effectors 78a, 78b are optical sensors, and the sensor control unit 150 and power supply 154 that control them are provided independently of the control unit 80 of the wafer processing apparatus 1. Since the wafer W is transferred based on the measurement of the sensor provided on the effector, rather than the shape of the wafer W, adjustment of loading errors and calibration are not required. Furthermore, there is no need to install an imaging device such as a camera, and efficient transfer of the wafer W is achieved.
  • the multi-stage effectors 78a, 78b are illustrated and described as being two-stage, consisting of an upper stage effector and a lower stage effector, but this is not limited to this.
  • the multi-stage effectors 78a, 78b may be configured with any number of stages, in which case the number of sensors installed should be adjusted to match the number of stages.
  • the multiple sensors provided on the multi-stage effectors 78a, 78b are described as optical sensors, but this is not limited to this.
  • the application to the transport arm 71 of the wafer transport mechanism 70 is illustrated and described, but this is not limited to this. That is, for example, a sensor may be provided on the transport arm 41 of the wafer transport mechanism 40, and the lifter pins may be controlled using this sensor. It is also applicable to other components of the wafer processing apparatus 1, such as small stage members, buffer arms, and support members of different shapes.
  • a method for controlling a lifter pin for transferring a substrate between a transport arm having a multi-stage effector and a stage in a processing module of a substrate processing apparatus comprising: the multi-stage effector has a plurality of sensors for determining the height of the lifter pins;
  • a lifter pin control method comprising: determining a height position of the lifter pins using the plurality of sensors; and adjusting the height of the lifter pins based on the determination result.
  • each of the plurality of sensors is an optical sensor including a pair of a light-projecting portion and a light-receiving portion;
  • the lifter pin control method described in (1) further comprising: determining whether the light irradiated from the light-projecting unit is received or blocked by using the lifter pin as a shield; and adjusting the height of the lifter pin based on the result of the determination.
  • the multi-stage effector is a two-stage type consisting of an upper stage effector and a lower stage effector
  • the plurality of sensors include a first sensor, a second sensor, and a third sensor targeting different height positions; the first sensor targets a substrate holding position on the lower effector; the second sensor targets a position 1 mm or more above a substrate holding position on the lower effector,
  • the lifter pin control method according to any one of (1) to (3), wherein the third sensor targets an area 1 mm or more above the substrate holding position on the upper effector.

Abstract

基板処理装置の処理モジュール内において、多段エフェクタが搭載された搬送アームとステージとの間での基板授受を行うためのリフターピンの制御方法であって、前記多段エフェクタは、前記リフターピンの高さの判定を行う複数のセンサを有し、前記複数のセンサを用いて前記リフターピンの高さ位置を判定し、その判定結果に基づき前記リフターピンの高さ調整を行う。

Description

リフターピンの制御方法及び搬送アーム
　本開示は、複数段差を用いた基板支持部材と搬送アームの高さ教示方法に関し、特にリフターピンの制御方法及び搬送アームに関する。
　特許文献１には、ウェハを搬送する搬送装置に対してウェハの受け渡し位置を位置座標として覚えこませるティーチング工程を行うことが開示されている。特許文献１に開示されるティーチング工程では、処理チャンバ内に搬送アーム部を侵入させてフォークを仮の位置座標に移動させた後、オペレータの目視の手作業により、フォークが正規位置に配置されるように細やかな位置合わせを行う。そして、正確に位置合わせされた状態の位置座標を、正規のティーチング位置座標として記憶させる。
日本国特開２００９－８１２６７号公報
　本開示にかかる技術は、基板処理装置において多段エフェクタが搭載された搬送アームによる基板授受での高さの調整を適切に行う。
　本開示の一態様は、基板処理装置の処理モジュール内において、多段エフェクタが搭載された搬送アームとステージとの間での基板授受を行うためのリフターピンの制御方法であって、前記多段エフェクタは、前記リフターピンの高さの判定を行う複数のセンサを有し、前記複数のセンサを用いて前記リフターピンの高さ位置を判定し、その判定結果に基づき前記リフターピンの高さ調整を行う、リフターピンの制御方法である。
　本開示によれば、基板処理装置において多段エフェクタが搭載された搬送アームによる基板授受での高さの調整を適切に行うことができる。
本実施形態にかかるウェハ処理装置の構成の概略を示す平面図である。 ローダモジュールのウェハ搬送機構の構成を示す斜視図である。 トランスファモジュールのウェハ搬送機構の構成を示す斜視図である。 エフェクタにおけるセンサ構成を示す概略説明図である。 センサの測定に基づくリフターピンの制御に関する概略説明図である。 センサの測定に基づくリフターピンの制御に関する概略説明図である。 センサの測定に基づくリフターピンの制御に関する概略説明図である。 多段エフェクタの部材厚みの構成の一例を示す概略説明図である。
　半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という場合がある。）の表面に形成された酸化膜をエッチングして除去する工程が行われている。例えば、酸化膜のエッチング工程は、ＣＯＲ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｒｅｍｏｖａｌ）処理とＰＨＴ（Ｐｏｓｔ　Ｈｅａｔ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）処理により行われる。
　ここで、基板処理装置においては、ＣＯＲ処理やＰＨＴ処理はそれぞれ異なる処理モジュールで行われる場合があり、それぞれの処理モジュール内でウェハに対する処理を適切に実行するため、処理対象のウェハを載置台等の適切な位置に正確に受け渡す必要がある。このため、処理モジュールにウェハを搬送する搬送アームに、載置台等のウェハの受渡位置を目標位置として位置座標として記憶させるティーチングという作業が行われる。
　上述した特許文献１には、この搬送アームのティーチング手法として、処理チャンバ内の仮の位置座標に搬送アームを移動させた後、オペレータの目視の手作業により細やかな位置合わせを行うことが開示されている。
　しかしながら、特許文献１に記載の手法では目視の手作業により搬送アームの細やかな位置合わせ作業を行っているが、チャンバが狭小設計構造を有する場合、チャンバ内を目視により確認することが困難である場合や、チャンバ内で手作業を行うことが困難である場合がある。複数段差による基板支持物と搬送アームの高さ調整を手作業で行うことは、極めて非効率的である。また、このようにチャンバ内の目視による確認や手作業には大気環境を伴う場合があり、本来真空環境であるべき装置運用から離れているため、汚染等が課題となっている。
　真空環境下での複数段差を持った支持物に対する多段エフェクタを搭載したロボット（搬送アーム等）の高さ調整は、人的作業の削減が求められる昨今において極めて重要である。
　本開示にかかる技術は、上記事情に鑑みてされたものであり、基板処理装置において多段エフェクタが搭載された搬送アームによる基板授受での高さの調整を適切に行う。以下、本実施形態にかかるウェハ処理装置及びウェハ処理方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
＜ウェハ処理装置＞
　先ず、本実施形態にかかる基板処理装置としてのウェハ処理装置の構成について説明する。図１は、本実施形態にかかるウェハ処理装置の構成の概略を示す平面図である。本実施形態においては、ウェハ処理装置１が、基板としてのウェハＷにＣＯＲ処理、ＰＨＴ処理、洗浄処理、及びオリエント処理を行うための各種処理モジュールを備える場合について説明する。なお、本開示のウェハ処理装置１のモジュール構成はこれに限られず、任意に選択され得る。
　図１に示すようにウェハ処理装置１は、大気部１０と減圧部１１がロードロックモジュール２０ａ、２０ｂを介して一体に接続された構成を有している。大気部１０は、大気圧雰囲気下においてウェハＷに所望の処理を行う複数の大気モジュールを備える。減圧部１１は、減圧雰囲気下においてウェハＷに所望の処理を行う複数の減圧モジュールを備える。
　ロードロックモジュール２０ａは、大気部１０の後述するローダモジュール３０から搬送されたウェハＷを、減圧部１１の後述するトランスファモジュール６０に引き渡すため、ウェハＷを一時的に保持する。ロードロックモジュール２０ａは、２枚のウェハＷを鉛直方向に沿って保持する上部ステージ２１ａと下部ステージ２２ａを有している。
　ロードロックモジュール２０ａは、ゲートバルブ２３ａが設けられたゲート２４ａを介して後述するローダモジュール３０に接続されている。このゲートバルブ２３ａにより、ロードロックモジュール２０ａとローダモジュール３０の間の気密性の確保と互いの連通を両立する。また、ロードロックモジュール２０ａは、ゲートバルブ２５ａが設けられたゲート２６ａを介して後述するトランスファモジュール６０に接続されている。このゲートバルブ２５ａにより、ロードロックモジュール２０ａとトランスファモジュール６０の間の気密性の確保と互いの連通を両立する。
　ロードロックモジュール２０ａにはガスを供給する給気部（図示せず）とガスを排出する排気部（図示せず）が接続され、当該給気部と排気部によって内部が大気圧雰囲気と減圧雰囲気に切り替え可能に構成されている。すなわちロードロックモジュール２０ａは、大気圧雰囲気の大気部１０と、減圧雰囲気の減圧部１１との間で、適切にウェハＷの受け渡しができるように構成されている。
　なお、ロードロックモジュール２０ｂはロードロックモジュール２０ａと同様の構成を有している。すなわち、ロードロックモジュール２０ｂは、上部ステージ２１ｂと下部ステージ２２ｂ、ローダモジュール３０側のゲートバルブ２３ｂとゲート２４ｂ、トランスファモジュール６０側のゲートバルブ２５ｂとゲート２６ｂを有している。
　なお、ロードロックモジュール２０ａ、２０ｂの数や配置は、本実施形態に限定されるものではなく、任意に設定できる。
　大気部１０は、後述するウェハ搬送機構４０を備えたローダモジュール３０と、複数のウェハＷを保管可能なフープ３１を載置するロードポート３２と、ウェハＷのフッ素を除去するウェハ洗浄モジュール３３と、ウェハＷの水平方向の向きを調節するアライナモジュール３４とを有している。
　ウェハＷの搬送装置としてのローダモジュール３０は内部が矩形の筐体からなり、筐体の内部は大気圧雰囲気に維持されている。ローダモジュール３０の筐体の長辺を構成する一側面には、複数、例えば３つのロードポート３２が並設されている。ローダモジュール３０の筐体の長辺を構成する他側面には、ロードロックモジュール２０ａ、２０ｂが並設されている。ローダモジュール３０の筐体の短辺を構成する一側面には、ウェハ洗浄モジュール３３が設けられている。ローダモジュール３０の筐体の短辺を構成する他側面には、アライナモジュール３４が設けられている。
　なお、ロードポート３２、ウェハ洗浄モジュール３３、及びアライナモジュール３４の数や配置は、本実施形態に限定されるものではなく、任意に設計できる。例えばウェハ洗浄モジュール３３は、複数設けられ、ロードロックモジュール２０ａ、２０ｂを挟んで両側に設けられていてもよい。
　フープ３１は複数の、例えば１ロット２５枚のウェハＷを等間隔で多段に重なるようにして収容する。また、ロードポート３２に載置されたフープ３１の内部は、例えば、大気や窒素ガスなどで満たされて密閉されている。
　ウェハ洗浄モジュール３３は、ＣＯＲ処理とＰＨＴ処理を行った後のウェハＷの表面に残留するフッ素を除去して、当該ウェハＷの表面を洗浄する。
　アライナモジュール３４は、ウェハＷを回転させて水平方向の向きの調節を行う。具体的に、アライナモジュール３４は、複数のウェハＷのそれぞれにウェハ処理を行うにあたり、当該ウェハ処理毎に、基準位置（例えばノッチ位置）からの水平方向からの向きが同じになるように調節される。
　ローダモジュール３０の内部には、ウェハＷを搬送するウェハ搬送機構４０が設けられている。ウェハ搬送機構４０は、ウェハＷを保持して移動する搬送アーム４１（４１ａ、４１ｂ）と、搬送アーム４１を回転可能に支持する回転台４２と、回転台４２を搭載した回転載置台４３とを有している。ウェハ搬送機構４０は、ローダモジュール３０の筐体の内部において長手方向に移動可能に構成されている。
　図２に示すように、搬送アーム４１は、一端が回転台４２に対して回転自在に接続された第１アーム４５と、第１アーム４５の他端に対して一端が回転自在に接続された第２アーム４６と、第２アーム４６の他端に対して回転自在に接続される第３アーム４７ａと、第２アーム４６の他端に対して回転自在に接続される第４アーム４７ｂとを有している。また、第３アーム４７ａ及び第４アーム４７ｂの他端には、それぞれウェハＷを保持するための上部エフェクタ４８ａ及び下部エフェクタ４８ｂが接続されている。すなわち搬送アーム４１は、２軸で３種類のアームが連結されたリンクアーム構造を有している。
　上部エフェクタ４８ａと下部エフェクタ４８ｂは、２枚のウェハＷを重なるように保持して移動する。上部エフェクタ４８ａと下部エフェクタ４８ｂの保持面の間の距離（ギャップ）は任意であり、一例として１０ｍｍでも良く、換言すれば、２枚のウェハＷは１０ｍｍの隙間を空けて重なるように搬送アーム４１に保持されても良い。
　減圧部１１は、２枚のウェハＷを同時に搬送するトランスファモジュール６０と、トランスファモジュール６０から搬送されたウェハＷにＣＯＲ処理を行うＣＯＲモジュール６１と、ＰＨＴ処理を行うＰＨＴモジュール６２とを有している。トランスファモジュール６０、ＣＯＲモジュール６１、及びＰＨＴモジュール６２の内部は、それぞれ減圧雰囲気に維持される。トランスファモジュール６０に対し、ＣＯＲモジュール６１及びＰＨＴモジュール６２は複数、例えば３つずつ設けられている。
　トランスファモジュール６０は内部が矩形の筐体からなり、上述したようにゲートバルブ２５ａ、２５ｂを介してロードロックモジュール２０ａ、２０ｂに接続されている。トランスファモジュール６０は内部が矩形の筐体からなり、ロードロックモジュール２０ａに搬入されたウェハＷを一のＣＯＲモジュール６１、一のＰＨＴモジュール６２に順次搬送してＣＯＲ処理とＰＨＴ処理を施した後、ロードロックモジュール２０ｂを介して大気部１０に搬出する。
　ＣＯＲモジュール６１の内部には、２枚のウェハＷを水平方向に並べて載置する２つのステージ６３ａ、６３ｂが設けられている。ＣＯＲモジュール６１は、ステージ６３ａ、６３ｂにウェハＷを並べて載置することにより、２枚のウェハＷに対して同時にＣＯＲ処理を行う。なお、ＣＯＲモジュール６１には、処理ガスやパージガスなどを供給する給気部（図示せず）とガスを排出する排気部（図示せず）が接続されている。
　また、２つのステージ６３ａ、６３ｂには、載置されたウェハＷを支持するためのリフターピン６９が設けられている。リフターピン６９は例えば各ステージ６３ａ、６３ｂから上方に向かって突出自在に構成されても良く、その数や配置構成は任意である。例えば、図示のように各ステージ６３ａ、６３ｂ毎に周方向に等間隔となる３箇所に設けられても良い。各ステージ６３ａ、６３ｂ上にウェハＷが位置した状態でリフターピン６９を上昇させることでリフターピン６９上にウェハＷが搭載され、後述するウェハ搬送機構７０との間でウェハＷ授受（受け渡し）が行われる。
　また、ＣＯＲモジュール６１は、ゲートバルブ６４が設けられたゲート６５を介してトランスファモジュール６０に接続されている。このゲートバルブ６４により、トランスファモジュール６０とＣＯＲモジュール６１の間の気密性の確保と互いの連通を両立する。
　ＰＨＴモジュール６２の内部には、２枚のウェハＷを水平方向に並べて載置する２つのステージ６６ａ、６６ｂが設けられている。ＰＨＴモジュール６２は、ステージ６６ａ、６６ｂにウェハＷを並べて載置することにより、２枚のウェハＷに対して同時にＰＨＴ処理を行う。なお、ＰＨＴモジュール６２には、ガスを供給する給気部（図示せず）とガスを排出する排気部（図示せず）が接続されている。
　また、上記のステージ６３ａ、６３ｂと同様に、２つのステージ６６ａ、６６ｂには、載置されたウェハＷを支持するためのリフターピン６９が設けられている。リフターピン６９は例えば各ステージ６６ａ、６６ｂから上方に向かって突出自在に構成されても良く、その数や配置構成は任意である。例えば、図示のように各ステージ６６ａ、６６ｂ毎に周方向に等間隔となる３箇所に設けられても良い。各ステージ６６ａ、６６ｂ上にウェハＷが位置した状態でリフターピン６９を上昇させることでリフターピン６９上にウェハＷが搭載され、後述するウェハ搬送機構７０との間でウェハＷ授受が行われる。
　リフターピン６９の駆動は例えばモータ等によって行われ、その制御は後述する制御部８０により行われても良く、また、装置外部から何らかの通信手段によって作業員によって行われても良い。その際、例えばステージ毎に３箇所に設けられるリフターピン６９を同時に制御しても良く、個別に制御しても良い。
　また、ＰＨＴモジュール６２は、ゲートバルブ６７が設けられたゲート６８を介してトランスファモジュール６０に接続されている。このゲートバルブ６７により、トランスファモジュール６０とＰＨＴモジュール６２の間の気密性の確保と互いの連通を両立する。
　トランスファモジュール６０の内部には、ウェハＷを搬送するウェハ搬送機構７０が設けられている。ウェハ搬送機構７０は、２枚のウェハＷを保持して移動する搬送アーム７１（７１ａ、７１ｂ）と、搬送アーム７１ａ、７１ｂを回転可能に支持する回転台７２と、回転台７２を搭載した回転載置台７３とを有している。また、トランスファモジュール６０の内部には、トランスファモジュール６０の長手方向に延伸するガイドレール７４が設けられている。回転載置台７３はガイドレール７４上に設けられ、ウェハ搬送機構７０をガイドレール７４に沿って移動可能に構成されている。
　図３に示すように、搬送アーム７１ａは、一端が回転台７２に対して回転自在に接続された第１アーム７５ａと、第１アーム７５ａの他端に対して一端が回転自在に接続された第２アーム７６ａと、第２アーム７６ａの他端に対して回転自在に接続される第３アーム７７ａと、を有している。第３アーム７７ａの他端には、ウェハＷを保持するためのピックとしての多段エフェクタ７８ａが接続されている。多段エフェクタ７８ａは複数のエフェクタが多段式に重なって構成され、その段数は任意であり、例えば２段式でも良く、その場合、上段エフェクタ７８ａ－１と下段エフェクタ７８ａ－２から構成されても良い。
　また、搬送アーム７１ｂは、一端が回転台７２に対して回転自在に接続された第１アーム７５ｂと、第１アーム７５ｂの他端に対して一端が回転自在に接続された第２アーム７６ｂと、第２アーム７６ｂの他端に対して回転自在に接続される第３アーム７７ｂと、を有している。第３アーム７７ｂの他端には、ウェハＷを保持するためのピックとしての多段エフェクタ７８ｂが接続されている。多段エフェクタ７８ｂは複数のエフェクタが多段式に重なって構成され、その段数は任意であり、例えば２段式でも良く、その場合、上段エフェクタ７８ｂ－１と下段エフェクタ７８ｂ－２から構成されても良い。
　上段エフェクタ７８ａ－１、７８ｂ－１と下段エフェクタ７８ａ－２、７８ｂ－２は、それぞれにおいてウェハＷを保持し移動する。一例において上段エフェクタ７８ａ－１、７８ｂ－１と下段エフェクタ７８ａ－２、７８ｂ－２の保持面の間の距離（ギャップ）は１０ｍｍ～３０ｍｍであり、換言すれば、２枚のウェハＷは１０ｍｍ～３０ｍｍの隙間を空けて重なるように搬送アーム７１（７１ａ、７１ｂ）に保持される。
　トランスファモジュール６０では、ロードロックモジュール２０ａにおいて上部ステージ２１ａと下部ステージ２２ａに保持された２枚のウェハＷを搬送アーム７１ａで受け取り、ＣＯＲモジュール６１に搬送する。また、ＣＯＲ処理が施された２枚のウェハＷを、搬送アーム７１ａが保持し、ＰＨＴモジュール６２に搬送する。また更に、ＰＨＴ処理が施された２枚のウェハＷを、搬送アーム７１ｂが保持し、ロードロックモジュール２０ｂに搬出する。
　以上のウェハ処理装置１には、制御部８０が設けられている。制御部８０は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、ウェハ処理装置１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、当該記憶媒体Ｈから制御部８０にインストールされたものであってもよい。また、上記記憶媒体Ｈは、一時的なものであっても非一時的なものであってもよい。
＜センサの構成＞
　上述したように、搬送アーム７１ａとＣＯＲモジュール６１やＰＨＴモジュール６２との間の基板授受や、搬送アーム７１ｂとＰＨＴモジュール６２との間の基板授受においては、各モジュールとの間で適切なウェハＷの受け渡しを行うことが求められる。例えば、搬送アーム７１ａ、７１ｂによってウェハＷをステージ６３ａ、６３ｂやステージ６６ａ、６６ｂに設置する際には、多段エフェクタ７８ａ、７８ｂから適切に各ステージにウェハＷを設置するための高さ調整が必要である。
　そこで、本実施形態に係る構成においては、ウェハ搬送機構７０の各搬送アーム７１ａ、７１ｂのエフェクタ（多段エフェクタ７８ａ、７８ｂ）それぞれにセンサを設け、当該センサの測定に基づきリフターピン６９の高さを判定し、その制御が行われる。以下、センサの配置構成について図４を参照して説明する。図４は、エフェクタにおけるセンサ構成を示す概略説明図であり、各搬送アーム７１ａ、７１ｂのエフェクタを代表して、多段エフェクタ７８ａを平面視で図示したものである。
　センサの数や配置構成は任意であり、本実施形態に係る構成では、第１センサ１００、第２センサ１１０、第３センサ１２０が設けられる。各センサは例えば一対の投光部及び受光部からなるビームセンサやラインセンサといった光学式センサであっても良く、それら投光部及び受光部は多段エフェクタ７８ａにおいて互いに向かい合う位置に設けられても良い。一例として、第１センサ１００は投光部１００ａと受光部１００ｂから構成されても良く、第２センサ１１０は投光部１１０ａと受光部１１０ｂから構成されても良く、第３センサ１２０は投光部１２０ａと受光部１２０ｂから構成されても良い。
　第１センサ１００、第２センサ１１０、第３センサ１２０は、例えば投光部から照射された光を受光部にて受光する構成を有し、照射された光が遮光されたか、あるいは受光されたかを測定し、光の軌道上における遮蔽物（ここではリフターピン６９）の有無や高さの判定を行うものである。第１センサ１００、第２センサ１１０、第３センサ１２０はそれぞれ異なる高さ位置を対象としたセンサであっても良い。一例として、第１センサ１００が下段エフェクタ７８ａ－２、７８ｂ－２上でのウェハＷ保持位置を対象とし、第２センサ１１０が下段エフェクタ７８ａ－２、７８ｂ－２上でのウェハＷ保持位置の１ｍｍ以上上方を対象とし、第３センサ１２０が上段エフェクタ７８ａ－１、７８ｂ－１上でのウェハＷ保持位置の１ｍｍ以上上方を対象としても良い。
　図示のように、多段エフェクタ７８ａには、一方の爪に第１の投光位置１３０と第２の投光位置１３４が設けられる。そして、他方の爪には、これら第１の投光位置１３０と第２の投光位置１３４に対向する位置に第１の受光位置１４０と第２の受光位置１４４が設けられる。上記投光部１００ａ、１１０ａ、１２０ａは、第１の投光位置１３０、第２の投光位置１３４のいずれかの位置に設けられても良い。また、上記受光部１００ｂ、１１０ｂ、１２０ｂは、第１の受光位置１４０、第２の受光位置１４４のいずれかの位置に設けられても良い。一例として、図示のように、第１の投光位置１３０に投光部１００ａ、１１０ａが設けられ、第２の投光位置１３４に投光部１２０ａが設けられても良く、第１の受光位置１４０に受光部１００ｂ、１１０ｂが設けられ、第２の受光位置１４４に受光部１２０ｂが設けられても良い。
　また、多段エフェクタ７８ａには、各センサの制御を行うセンサ制御部１５０と、各センサの制御を行うための電源１５４及び増幅部１５５が設けられても良い。なお、これらセンサ制御部１５０や電源１５４等は、ウェハ処理装置１の制御部８０（図１参照）とは独立して設けられ、ウェハ処理装置１におけるウェハＷの処理とは独立した制御が行われる。
＜センサに基づくリフターピンの制御方法＞
　以上説明したように構成される本実施形態に係るウェハ搬送機構７０においては、各センサ（第１センサ１００、第２センサ１１０、第３センサ１２０）の測定に基づき、リフターピン６９高さ制御が行われる。換言すると、各センサの測定に基づき、リフターピン６９が動作している時のウェハＷの高さの測定、判定が行われ、その判定に基づきリフターピン６９の高さ調整が行われる。
　図５～図７は各センサの測定に基づくリフターピン６９の制御に関する概略説明図であり、第１センサ１００、第２センサ１１０、第３センサ１２０の位置と、リフターピン６９の位置との関係を模式的に図示したものである。なお、図中の矢印は各センサにおける光の照射状況を示している。また、ウェハＷの授受を行うステージは任意であり、例えば、上述したステージ６３ａ、６３ｂやステージ６６ａ、６６ｂである。
　先ず、図５に示す状態は、第１センサ１００、第２センサ１１０、第３センサ１２０のいずれも受光判定される位置にリフターピン６９が存在する。この状態では、リフターピン６９上にウェハＷは搭載されておらず、ウェハ搬送機構７０に２枚のウェハＷが保持され、例えばステージ６３ａ、６３ｂ（以下、ウェハ搭載順に第１のステージ、第２のステージと記載）には受け渡されていない。
　続いて、図６に示すように、ウェハ搬送機構７０から１枚目のウェハＷを第１のステージに設置する際には、リフターピン６９が第１センサ１００で遮光判定され、且つ、第２センサ１１０及び第３センサ１２０で受光判定される位置に高さ調整される。この場合、リフターピン６９の上端高さは、下段エフェクタ位置（図中の位置Ｐ１）や下段エフェクタ上でのウェハＷ保持位置（図中の位置Ｐ２）より高く、且つ、その１ｍｍ上方（図中の位置Ｐ３）より低い位置である。この状態で、下段エフェクタで保持されていた１枚目のウェハＷがリフターピン６９上に搭載され、当該ウェハＷが第１のステージに載置される。
　そして、図７に示すように、ウェハ搬送機構７０から２枚目のウェハＷを第２のステージに設置する際には、リフターピン６９が第１センサ１００、第２センサ１１０、及び第３センサ１２０の全てにおいて遮光判定される位置に高さ調整される。この場合、リフターピン６９の上端高さは、上段エフェクタ上でのウェハＷ保持位置の１ｍｍ上方（図中の位置Ｐ４）より高い位置である。この状態で、上段エフェクタで保持されていた２枚目のウェハＷがリフターピン６９上に搭載され、当該ウェハＷが第２のステージに載置される。
　このように、多段エフェクタ７８ａ、７８ｂを備えたウェハ搬送機構７０において、２枚のウェハＷを保持して移動する各エフェクタから、第１のステージに１枚目のウェハＷが載置され、第２のステージに２枚目のウェハＷが載置される。その際、各エフェクタに設けられた第１センサ１００、第２センサ１１０、第３センサ１２０の測定に基づき、図５～図７に示すように、各ステージに設けられたリフターピン６９の制御が行われる。
＜多段エフェクタの構成・厚みとウェハ厚みとの関係＞
　図８は多段エフェクタ７８ａ、７８ｂの部材厚みの構成の一例を示す概略説明図である。なお、図８では、上段エフェクタ（７８ａ－１、７８ｂ－１）と下段エフェクタ（７８ａ－２、７８ｂ－２）と、それぞれの上面に設けられるパッド１６０、１６２と、各エフェクタ上でリフターピン６９によって持ち上げられた状態のウェハＷを模式的に図示している。図中の位置Ｐ１、Ｐ２は図５～図７と同じ位置を示し、位置Ｐ３’は上段エフェクタ位置、位置Ｐ４’は上段エフェクタ上でのウェハＷ保持位置を示している。
　図８に示すように、上段エフェクタ（７８ａ－１、７８ｂ－１）と下段エフェクタ（７８ａ－２、７８ｂ－２）は、それぞれ厚み２．２ｍｍに構成され、両者におけるウェハＷの保持面（基板保持位置）の間には間隙部が形成されている。当該間隙部の距離ｈは例えば１２ｍｍである。
　また、上段エフェクタ（７８ａ－１、７８ｂ－１）と下段エフェクタ（７８ａ－２、７８ｂ－２）の上面に設けられるパッド１６０、１６２の高さは２．５ｍｍである。
　このような寸法関係でもって構成される多段エフェクタ７８ａ、７８ｂを備えたウェハ搬送機構７０によって上述した方法によって厚さ０．８ｍｍのウェハＷの受け渡しを行う場合に、以下のような方法を採ることが好ましい。即ち、１枚目のウェハＷを第１のステージに載置する際には、下段エフェクタ上でのウェハＷ保持位置であるパッド１６０の上面より高く、且つ、その１ｍｍ上方より低い位置となるようにリフターピン６９の高さ調整が行われても良い。また、２枚目のウェハＷを第２のステージに載置する際には、上段エフェクタ上でのウェハＷ保持位置であるパッド１６２の上面から１ｍｍ上方より高い位置となるようにリフターピン６９の高さ調整が行われても良い。
＜本開示の技術の作用効果＞
　以上、本実施形態に係るウェハ処理装置１の処理モジュール内でのウェハ搬送機構７０を用いたウェハＷの受け渡し方法によれば、多段エフェクタ７８ａ、７８ｂに複数のセンサを設け、センサの測定に基づきリフターピン６９の高さを判定し、その制御を行っている。これにより、適切な位置にウェハを受け渡す作業を、手作業で行うことなく、汚染の少ない真空環境下で適切に行うことができる。
　具体的には、例えば上段エフェクタと下段エフェクタの２段式で構成された多段エフェクタ７８ａ、７８ｂを備えたウェハ搬送機構７０を用い、処理モジュール内の第１のステージと第２のステージの両方に対し、各ウェハＷを適切に受け渡すことができる。特に、上段エフェクタと下段エフェクタのウェハＷの保持面間の間隙部の距離ｈが微小であっても、リフターピン６９の制御を簡易的かつ適切に行うことができる。
　また、本実施形態によれば、多段エフェクタ７８ａ、７８ｂに設けられる複数のセンサを光学式センサとし、その制御を行うセンサ制御部１５０や電源１５４を、ウェハ処理装置１の制御部８０とは独立して設けている。ウェハＷの形状ではなく、エフェクタにセンサを設けてセンサの測定に基づきウェハＷの受け渡しを行っているため、積載誤差の調整やキャリブレーション（校正）が不要となる。更には、カメラ等の撮像装置の設置も不要であり、効率的なウェハＷの受け渡しが実現される。
　今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。例えば、上記実施形態の構成要件は任意に組み合わせることができる。当該任意の組み合せからは、組み合わせにかかるそれぞれの構成要件についての作用及び効果が当然に得られるとともに、本明細書の記載から当業者には明らかな他の作用及び他の効果が得られる。
　また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、又は、上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
　例えば、上記実施形態では、多段エフェクタ７８ａ、７８ｂが上段エフェクタと下段エフェクタから構成される２段式である場合について図示説明したがこれに限定されるものではない。即ち、多段エフェクタ７８ａ、７８ｂは任意の段数で構成されても良く、その場合にセンサの設置数も当該段数に合わせたものにすれば良い。
　また、上記実施形態では、多段エフェクタ７８ａ、７８ｂに設けられる複数のセンサを光学式センサであるとして説明したが、これに限定されるものではない。また、上記実施形態では、ウェハ搬送機構７０の搬送アーム７１に適用する場合について図示説明したが、これに限られるものではない。即ち、例えば、ウェハ搬送機構４０の搬送アーム４１にセンサを設け、当該センサを用いてリフターピンの制御を行っても良い。また、ウェハ処理装置１の他の構成要素についても適用可能であり、例えば小型のステージ部材、バッファアーム、形状の異なる支持部材についても適用可能である。
　なお、以下のような構成例も本開示の技術的範囲に属する。
（１）基板処理装置の処理モジュール内において、多段エフェクタが搭載された搬送アームとステージとの間での基板授受を行うためのリフターピンの制御方法であって、
前記多段エフェクタは、前記リフターピンの高さの判定を行う複数のセンサを有し、
前記複数のセンサを用いて前記リフターピンの高さ位置を判定し、その判定結果に基づき前記リフターピンの高さ調整を行う、リフターピンの制御方法。
（２）前記複数のセンサは、それぞれ一対の投光部及び受光部から構成される光学式センサであり、
前記リフターピンを遮蔽物として前記投光部から照射された光に対し受光判定もしくは遮光判定を行い、その判定結果に基づき前記リフターピンの高さ調整を行う、（１）に記載のリフターピンの制御方法。
（３）前記多段エフェクタには、前記複数のセンサの制御を行うセンサ制御部及び電源が設けられる、（１）又は（２）に記載のリフターピンの制御方法。
（４）前記多段エフェクタは上段エフェクタと下段エフェクタから構成される２段式であり、
前記複数のセンサは、異なる高さ位置を対象とする第１センサ、第２センサ、及び第３センサを含み、
前記第１センサは前記下段エフェクタ上での基板保持位置を対象とし、
前記第２センサは前記下段エフェクタ上での基板保持位置の１ｍｍ以上上方を対象とし、
前記第３センサは前記上段エフェクタ上での基板保持位置の１ｍｍ以上上方を対象とする、（１）～（３）のいずれか一項に記載のリフターピンの制御方法。
（５）前記下段エフェクタに第１の基板が保持され、前記上段エフェクタに第２の基板が保持される場合において、
（Ａ）前記第１センサが遮光判定であり、且つ、前記第２センサ及び前記第３センサが受光判定である位置に前記リフターピンが高さ調整された状態で前記第１の基板が前記処理モジュール内の第１のステージに対し授受される工程と、
（Ｂ）前記第１センサ、前記第２センサ及び前記第３センサがいずれも遮光判定である位置に前記リフターピンが高さ調整された状態で前記第２の基板が前記処理モジュール内の第２のステージに対し授受される工程と、を含む、（４）に記載のリフターピンの制御方法。
（６）前記上段エフェクタ上での基板保持位置と、前記下段エフェクタ上の基板保持位置との間には１０ｍｍ～３０ｍｍの間隙部が形成される、（４）又は（５）に記載のリフターピンの制御方法。
（７）前記処理モジュールは、ＣＯＲモジュール又はＰＨＴモジュールである、（１）～（６）のいずれか一項に記載のリフターピンの制御方法。
　　１　　　　　　　ウェハ処理装置
　　６１　　　　　　ＣＯＲモジュール
　　６２　　　　　　ＰＨＴモジュール
　　６３ａ、６３ｂ　ステージ
　　６６ａ、６６ｂ　ステージ
　　６９　　　　　　リフターピン
　　７１　　　　　　搬送アーム
　　７８ａ、７８ｂ　多段エフェクタ
　　１００　　　　　第１センサ
　　１１０　　　　　第２センサ
　　１２０　　　　　第３センサ
　　Ｗ　　　　　　　ウェハ
 

Claims (8)

  1. 基板処理装置の処理モジュール内において、多段エフェクタが搭載された搬送アームとステージとの間での基板授受を行うためのリフターピンの制御方法であって、
    前記多段エフェクタは、前記リフターピンの高さの判定を行う複数のセンサを有し、
    前記複数のセンサを用いて前記リフターピンの高さ位置を判定し、その判定結果に基づき前記リフターピンの高さ調整を行う、リフターピンの制御方法。
  2. 前記複数のセンサは、それぞれ一対の投光部及び受光部から構成される光学式センサであり、
    前記リフターピンを遮蔽物として前記投光部から照射された光に対し受光判定もしくは遮光判定を行い、その判定結果に基づき前記リフターピンの高さ調整を行う、請求項１に記載のリフターピンの制御方法。
  3. 前記多段エフェクタには、前記複数のセンサの制御を行うセンサ制御部及び電源が設けられる、請求項１又は２に記載のリフターピンの制御方法。
  4. 前記多段エフェクタは上段エフェクタと下段エフェクタから構成される２段式であり、
    前記複数のセンサは、異なる高さ位置を対象とする第１センサ、第２センサ、及び第３センサを含み、
    前記第１センサは前記下段エフェクタ上での基板保持位置を対象とし、
    前記第２センサは前記下段エフェクタ上での基板保持位置の１ｍｍ以上上方を対象とし、
    前記第３センサは前記上段エフェクタ上での基板保持位置の１ｍｍ以上上方を対象とする、請求項１又は２に記載のリフターピンの制御方法。
  5. 前記下段エフェクタに第１の基板が保持され、前記上段エフェクタに第２の基板が保持される場合において、
    （Ａ）前記第１センサが遮光判定であり、且つ、前記第２センサ及び前記第３センサが受光判定である位置に前記リフターピンが高さ調整された状態で前記第１の基板が前記処理モジュール内の第１のステージに対し授受される工程と、
    （Ｂ）前記第１センサ、前記第２センサ及び前記第３センサがいずれも遮光判定である位置に前記リフターピンが高さ調整された状態で前記第２の基板が前記処理モジュール内の第２のステージに対し授受される工程と、を含む、請求項４に記載のリフターピンの制御方法。
  6. 前記上段エフェクタ上での基板保持位置と、前記下段エフェクタ上の基板保持位置との間には１０ｍｍ～３０ｍｍの間隙部が形成される、請求項４に記載のリフターピンの制御方法。
  7. 前記処理モジュールは、ＣＯＲモジュール又はＰＨＴモジュールである、請求項１に記載のリフターピンの制御方法。
  8. 基板処理装置において処理モジュール内のステージとの間で基板授受を行う多段エフェクタが搭載された搬送アームであって、
    前記多段エフェクタは、前記ステージに設けられたリフターピンの高さの判定を行う複数のセンサと、
    前記複数のセンサの制御を行うセンサ制御部及び電源と、を備える、搬送アーム。
     
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JP2017139261A (ja) * 2016-02-01 2017-08-10 東京エレクトロン株式会社 基板搬送装置及び基板搬送方法

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