JP2017092307A

JP2017092307A - 基板処理装置、半導体装置の製造方法および搬送装置のティーチング方法

Info

Publication number: JP2017092307A
Application number: JP2015222148A
Authority: JP
Inventors: 山口　亮; Akira Yamaguchi; 亮山口; 田中　慎也; Shinya Tanaka; 慎也田中; 渡辺　明人; Akito Watanabe; 明人渡辺
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2015-11-12
Filing date: 2015-11-12
Publication date: 2017-05-25

Abstract

【課題】ティーチング作業を精度良く行う。
【解決手段】基板を収納した収納容器を格納する格納棚と、収納容器を保持する保持部と、保持部を左右方向、前後方向および垂直方向に駆動させる駆動部と、保持部に設置された１対のセンサ部が、格納棚に形成された識別部および格納棚に設置されたターゲット部を検知した時の駆動部のエンコーダ値を取得し、エンコーダ値に基づき、収納容器を保持部から格納棚へ格納する際の保持部の左右方向、前後方向および垂直方向の座標位置を演算し、該演算した結果に基づき収納容器を格納棚へ格納するように駆動部およびセンサ部を制御するよう構成された制御部と、を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、基板処理装置、半導体装置の製造方法および搬送装置のティーチング方法に関する。

半導体製造装置は、複数枚の基板が収納された収納容器（ＦＯＵＰ、ポッド）を装置内外に搬入出するロードポートや、ポッドを一時的に格納する格納棚や、収納容器内外に基板を搬入出するポッドオープナや、ロードポート、格納棚およびポッドオープナの間でポッドを搬送する搬送機構を備えている。半導体製造装置の立ち上げ時やメンテナンス時には、作業者が搬送機構の搬送位置の教示作業（ティーチング作業）を行い、搬送機構の座標位置の設定を行っている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、作業者の熟練度や作業環境によって、搬送機構の座標位置の設定にばらつきが生じる恐れがあった。

特開平９−１９９５７１号公報

本発明の目的は、ティーチング作業を精度良く行うことが可能な技術を提供することにある。

本発明の一態様によれば、
基板を収納した収納容器を格納する格納棚と、
前記収納容器を保持する保持部と、
前記保持部を左右方向、前後方向および垂直方向に駆動させる駆動部と、
前記保持部に設置された１対のセンサ部が、前記格納棚に形成された識別部および前記格納棚に設置されたターゲット部を検知した時の前記駆動部のエンコーダ値を取得し、前記エンコーダ値に基づき、前記収納容器を前記保持部から前記格納棚へ格納する際の前記保持部の左右方向、前後方向および垂直方向の座標位置を演算し、該演算した結果に基づき前記収納容器を前記格納棚へ格納するように前記駆動部および前記センサ部を制御するよう構成された制御部と、
を有する技術が提供される。

本発明によれば、ティーチング作業を精度良く行うことが可能となる。

本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の斜透視図である。本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦断面図である。本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の処理炉の縦断面図である。本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置のオペレーションユニットの概略構成図であり、オペレーションユニットの制御系をブロック図で示す図である。本発明の実施形態で好適に用いられる格納棚および搬送装置の斜視図である。（ａ）は本発明の実施形態で好適に用いられる棚板の斜視図であり、（ｂ）は切欠き部の拡大図である。本発明の実施形態で好適に用いられるセンサの出力帯を示す概念図である。本発明の実施形態で好適に用いられるセンサ治具の斜視図である。（ａ）は本発明の実施形態で好適に用いられるターゲット治具の斜視図であり、（ｂ）はターゲット部の上面図であり、（ｃ）はターゲット部の正面図であり、（ｄ）はターゲット部の右側面図である。本発明の格納棚のティーチング処理手順のフローを示すフローチャート図である。本発明のポッドオープナのティーチング処理手順のフローを示すフローチャート図である。

＜一実施形態＞
以下、本発明の一実施形態について図１〜５を参照しながら説明する。本実施形態における前後方向（ＣＸ方向）、左右方向（ＣＳ方向）、上下（垂直）方向（ＣＺ方向）および回転方向（ＣＲ方向）は、図５に示す通りとする。

（１）基板処理装置の構成
図１および図２に示すように、基板処理装置１は筐体２を備え、筐体２の正面壁３の下部にはメンテナンス可能な様に設けられた開口部としての正面メンテナンス口４が開設されている。正面メンテナンス口４は正面メンテナンス扉５によって開閉される。

筐体２の正面壁３にはポッド搬入搬出口６が筐体２の内外を連通するように開設されている。ポッド搬入搬出口６はフロントシャッタ（搬入出口開閉機構）７によって開閉され、ポッド搬入搬出口６の正面前方側にはロードポート（ポッド受渡し台）８が設置されている。ロードポート８は載置されたポッド９を位置合せするように構成されている。

ポッド９は密閉式の基板搬送容器であり、図示しない工程内搬送装置によってロードポート８上に搬入され、又、ロードポート８上から搬出される様になっている。

筐体２内の前後方向の略中央部に於ける上部には、回転式ポッド棚（格納棚）１１が設置されている。格納棚１１は複数個のポッド９を格納するように構成されている。

格納棚１１は垂直に立設され、支柱１２と、支柱１２に上中下段の各位置に於いて放射状に支持された複数段の棚板１３と、支柱１２を間欠回転させるように駆動させる支柱回転機構１２Ａとを備えている。図５に示すように、支柱回転機構１２Ａは、支柱１２を回転駆動させるＣＲ駆動部としてのＣＲ軸モータ１２Ｂを備える。ＣＲ軸モータ１２Ｂには、ＣＲ軸モータの回転方向、回転位置、回転速度を検出するセンサとしてのＣＲ軸エンコーダ（エンコーダ）１２Ｃが接続されている。棚板１３は、平面視において、４本の鉤形が組み合わされた卍形状に形成されている。棚板１３の鉤形の先端側にはそれぞれ載置部１３Ａが形成され、一枚の棚板１３には４カ所の載置部１３Ａが形成される。それぞれの鉤形はＡ列、Ｂ列、Ｃ列、Ｄ列として各段間において相対的に位置決めされている。

棚板１３における４カ所の載置部１３Ａの上面には突起部としてのピン部１３Ｂが３カ所に突設されている。ポッド９の凹部と載置部１３Ａのピン部１３Ｂとが係合することにより、ポッド９が所定の位置に位置決めされる。保持部１５Ａから棚板１３上へポッド９を受け渡す際には、保持部１５Ａを棚板１３より若干高所から、保持部１５Ａを下降移動させて載置部１３Ａにポッド９を載せるようにする。

図６（ａ）に示すように、棚板１３の最前面の端部には、端部の一部を切り取ってできた穴であり、識別部としての切欠き部１３Ｃがそれぞれに形成されている。図６（ｂ）に示すように、切欠き部１３Ｃは長方形状に形成されている。切欠き部１３Ｃの短辺の一部は、外側に向けて抉られるように奥まっている。切欠き部１３Ｃの長辺は、少なくとも短辺の延長線（図中上向き矢印）と交わる部分が水平となるように構成されている。このような形状とすることにより、後述するセンサ６０による切欠き部１３Ｃの検知を精度良く行うことができる。

図２に示すように、格納棚１１の下方には、ポッドオープナ（ポッド開閉機構）１４が一対、垂直方向に上下２段に並べて設けられている。ポッドオープナ１４はポッド９を載置し、又、ポッド９の蓋を開閉可能な構成を有している。

ロードポート８と格納棚１１、ポッドオープナ１４との間には、ポッド９を搬送する搬送機構としてのポッド搬送装置１５（搬送装置１５）が設置されている。搬送装置１５は、保持部１５Ａを左右方向に駆動させるＣＳ駆動部としてのＣＳ軸モータ１５Ｅ、前後方向に駆動させるＣＸ駆動部としてのＣＸ軸モータ１５Ｆおよび垂直方向に駆動させるＣＺ駆動部としてのＣＺ軸モータ１５Ｄを備える。各軸モータ１５Ｄ〜Ｆには、それぞれのモータの回転方向、回転位置、回転速度を検出するセンサとしてのＣＳエンコーダ（エンコーダ）１５Ｈ、ＣＸエンコーダ（エンコーダ）１５Ｉ、ＣＺエンコーダ（エンコーダ）１５Ｇがそれぞれ接続されている。このような構成により、ポッド９を保持部１５Ａに保持した状態で、垂直方向に昇降可能、水平方向（左右方向および前後方向）に進退可能となっており、ロードポート８、格納棚１１、ポッドオープナ１４との間でポッド９を搬送することができる。保持部１５Ａ上面には、ポッド９の凹部と係合する突起部としてのピン部が形成されており、ポッド９の凹部と保持部１５Ａのピン部とが係合することにより、ポッド９が保持部９上の所定の位置に位置決めされる。

図２に示すように、筐体２内の前後方向の略中央部に於ける下部には、サブ筐体１６が後端に亘って設けられている。サブ筐体１６の正面壁１７にはウェハ（基板）１８をサブ筐体１６内に対して搬入搬出する為のウェハ搬入搬出口１９が一対、垂直方向に上下２段に並べられて開設されている。上下段のウェハ搬入搬出口１９，１９に対して前記ポッドオープナ１４がそれぞれ設けられている。

ポッドオープナ１４はポッド９を載置する載置台２１と、ポッド９の蓋を開閉する開閉機構２２とを備えている。ポッドオープナ１４は載置台２１に載置されたポッド９の蓋を開閉機構２２によって開閉することにより、ポッド９のウェハ出入口を開閉するように構成されている。

サブ筐体１６は、ポッド搬送装置１５や格納棚１１が配設されている空間（搬送空間）から気密に隔絶された移載室２３を構成している。移載室２３の前側領域にはウェハを移載する移載機構（移載機）２４が設置されている。移載機２４は、ウェハ１８を載置する所要枚数（図示では５枚）のウェハ載置プレート２５を具備する。ウェハ載置プレート２５は水平方向に直動可能、水平方向に回転可能、又、昇降可能となっている。ウェハ移載機構２４は後述する基板保持具（ボート）２６に対してウェハ１８を装填及び払出しするように構成されている。

移載室２３はボート２６を収容して待機させるよう構成され、移載室２３の上方には処理炉２８が設けられている。図３に示すように、処理炉２８は加熱機構（温度調節部）としてのヒータ３７を備える。ヒータ３７の内側には、ヒータ３７と同心円状に反応管３８が配設されている。反応管３８は内部に処理室２９を形成し、処理室２９の下端部は炉口部を有する。炉口部は炉口シャッタ（炉口開閉機構）により開閉されるようになっている。

図２に示すように、筐体２の右側端部とサブ筐体１６の移載室２３の右側端部との間にはボート２６を昇降させる昇降機構（昇降装置）としてのボートエレベータ３２が設置されている。ボートエレベータ３２の昇降台に連結されたアーム３３には蓋体としてのシールキャップ３４が水平に取付けられており、シールキャップ３４はボート２６を垂直に支持し、ボート２６を処理室２９に装入した状態で炉口部を気密に閉塞可能となっている。

図３に示すように、シールキャップ３４の処理室２９と反対側には、後述するボート２６を回転させる回転機構３９が設置されている。回転機構３９の回転軸３９Ａは、シールキャップ３４を貫通してボート２６に接続されている。回転機構３９は、ボート２６を回転させることでウェハ１８を回転させるように構成されている。

ボート２６は、複数枚（例えば、２５枚〜１２５枚程度）のウェハ１８をその中心に揃えて水平姿勢で多段に保持するように構成されている。

反応管３８内には、処理室２９内に処理ガスを供給するノズル４１、４２が反応管３８の下部より上部に沿って、ウェハ２００の積載方向上方に向かって立ち上がるように設けられている。ノズルには、ガス供給管４３ａが接続されている。ノズル４２には、ガス供給管４３ｂが接続されている。

ガス供給管４３ａ，４３ｂには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）４５ａ，４５ｂおよび開閉弁であるバルブ４７ａ，４７ｂがそれぞれ設けられている。ガス供給管４３ａからは処理ガスがＭＦＣ４５ａ，バルブ４７ａ，ノズル４１を介して処理室２９内へ供給される。ガス供給管４３ｂからは反応ガスがＭＦＣ４５ｂ，バルブ４７ｂ，ノズル４２を介して処理室２９内へ供給される。

反応管３８には、処理室２９内の雰囲気を排気する排気管４９が設けられている。排気管４９には、処理室２９内の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ５１および圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（ＡｕｔｏＰｒｅｓｓｕｒｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ５３を介して、真空排気装置としての真空ポンプ５５が接続されている。ＡＰＣバルブ５３は、真空ポンプ５５を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室２９内の真空排気および真空排気停止を行うことができ、更に、真空ポンプ５５を作動させた状態で、圧力センサ５１により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することで、処理室２９内の圧力を調整することができるように構成されているバルブである。

反応管３８内には、温度検出器としての温度センサ５７が設置されている。温度センサ５７により検出された温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合を調整することで、処理室２９内の温度が所望の温度分布となる。温度センサ５７は、ノズル４１ａ，４１ｂと同様にＬ字型に構成されており、反応管３８の内壁に沿って設けられている。

図３に示すように、制御部（制御手段）であるオペレーションユニット１２１は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）１２１ａ、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、ハブ１２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、ハブ１２１ｄは、内部バス１２１ｅを介して、ＣＰＵ１２１ａとデータ交換可能なように構成されている。オペレーションユニット１２１には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置１２２が接続されている。

ハブ１２１ｄには、搬送系の駆動を制御する搬送制御部（搬送制御手段）である搬送コントローラ１３１と、成膜プロセスを制御するプロセス制御部（プロセス制御手段）であるプロセスコントローラ１４１とが接続されている。搬送コントローラ１３１は、ＣＰＵ１３１ａ、ＲＡＭ１３１ｂ、記憶装置１３１ｃを備えたコンピュータとして構成されている。搬送コントローラ１３１は、支柱回転機構１２Ａ、搬送装置１５、回転機構３９、ボートエレベータ３２等に接続されている。ティーチング作業時には、後述するセンサ６０に接続される。

プロセスコントローラ１４１は、ＣＰＵ１４１ａ、ＲＡＭ１４１ｂ、記憶装置１４１ｃ、Ｉ／Ｏポート１４１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。Ｉ／Ｏポート１４１ｄは、上述のＭＦＣ４５ａ，４５ｂ、バルブ４７ａ，４７ｂ、圧力センサ５１、ＡＰＣバルブ５３、真空ポンプ５５、温度センサ５７、ヒータ３７等に接続されている。

記憶装置１２１ｃ，１３１ｃ，１４１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置１２１ｃ，１３１ｃ，１４１ｃ内には、基板処理装置のティーチング作業や動作を制御する制御プログラムや、後述する成膜処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する成膜処理における各手順をプロセスコントローラ１４１に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、プロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。また、プロセスレシピを、単に、レシピともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、レシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。ＲＡＭ１２１ｂ，１３１ｂ，１４１ｂは、ＣＰＵ１２１ａ，１３１ａ，１４１ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。

ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃから制御プログラムを読み出して装置コントローラ１３１およびプロセスコントローラ１４１に実行させると共に、入出力装置１２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２１ｃからレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ１２１ａは、読み出した制御プログラムやレシピの内容に沿うように、装置コントローラ１３１およびプロセスコントローラ１４１に動作を指令し、ＭＦＣ４５ａ，４５ｂによる各種ガスの流量調整動作、バルブ４７ａ，４７ｂの開閉動作、ＡＰＣバルブ５３の開閉動作および圧力センサ５１に基づくＡＰＣバルブ５３による圧力調整動作、真空ポンプ５５の起動および停止、温度センサ５７に基づくヒータ３７の温度調整動作、回転機構３９によるボート２６の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ３２によるボート２６の昇降動作、ティーチング作業等を制御するように構成されている。

オペレーションユニット１２１は、外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）１２３に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置１２１ｃや外部記憶装置１２３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置１２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１２３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置１２３を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。

（２）成膜処理
上述の基板処理装置を用い、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板上に膜を形成する例について説明する。以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はオペレーションユニット１２１により制御される。

まず、ウェハチャージングステップにおいて、ウェハ１８はボート２６に装填（チャージング）される。ボート２６におけるチャージング状態において、ウェハ１８は、その中心を揃えられて互いに平行かつ水平、多段に積層され、整列されている。

次に、ボートローディングステップにおいて、複数枚のウェハ１８を積層、保持したボート２６は、大気圧状態の処理室２９に搬入（ボートローディング）される。具体的には、ウェハ１８を装填されたボート２６は、ボートエレベータ３２により垂直方向に上昇され、反応管３８内の処理室２９に搬入される。

次に、成膜ステップにおいて、ボート２６が回転されつつ、処理ガスおよび反応ガスが処理室２９に導入される。すなわち、バルブ４７ａが開かれることで、所定の処理ガスが、ノズル４１に供給され、ノズル４１から処理室２９内に導入される。また、バルブ４７ｂが開かれることで、所定の反応ガスが、ノズル４２に供給され、ノズル４２から処理室２９内に導入される。

例えば、ウェハ１８上にシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜、以下、単にＳｉＯ膜とも称する）を形成する場合においては、処理室２９内のウェハ１８に対して処理ガスとしてのジクロロシランガス（ＤＣＳガス）と反応ガスとしての酸素ガス（Ｏ_２ガス）との交互供給を行う。すなわち、処理室２９内のウェハ１８に対して処理ガスとしてＤＣＳガスを供給する工程と、処理室２９内のウェハ１８に対して反応ガスとしてＯ_２ガスを供給する工程とを、間に処理室２９内のガスを排気する工程を挟んで、交互に所定回数行う。より具体的には、処理ガス（ＤＣＳガス）供給工程→パージ工程→反応ガス（Ｏ_２ガス）供給工程→パージ工程を１サイクルとしてこのサイクルを所定回数行う。

このときの処理条件としては、以下が例示される。
ウェハ１８の温度：２５０〜７００℃
処理室内圧力：１〜４０００Ｐａ
ＤＣＳガス供給流量：１〜２０００ｓｃｃｍ
Ｏ_２ガス供給流量：１００〜１００００ｓｃｃｍ
Ｎ_２ガス供給流量：１００〜１００００ｓｃｃｍ

上述の処理手順、処理条件にてウェハ１８に対して処理を行うことで、ウェハ１８上に所定膜厚のＳｉＯ膜が形成される。

（３）ティーチング治具の構成
次に、本実施形態におけるティーチング作業で用いる治具について、図５〜７を参照して説明する。本実施形態では、保持部１５Ａに設置したセンサ治具５９と、格納棚１１の最下段の棚板１３に設置したターゲット治具６９、棚板１３および識別部としての切欠き部１３Ｃとを用いてティーチング作業を行う。なお、以下の説明では、前述の構成と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

図８に示すように、センサ治具５９は、検知手段としての光学センサであるセンサ６０Ａ，６０Ｂと、センサ６０Ａ，６０Ｂを固定し、搬送装置１５の保持部１５Ａ上に取り付ける取付け部６４とで構成される。センサ６０Ａ，６０Ｂは、取付け部６４上に一対、左右に所定距離離して設置され、取付け部６４を介して保持部１５Ａ上に取付けられる。本明細書において、単にセンサ６０と称する場合には、右側のセンサ６０Ａ，左側のセンサ６０Ｂのそれぞれを称する場合や、それらの両方を称する場合を含む。

センサ６０は、前面（棚板１３側）にレーザ光線の投光および受光を行う投光受光部６２を有し、レーザ光線を対象物（後述するターゲット部７０、棚板１３および切欠き部１３Ｃ）に投光して、対象物から反射された反射光を受光し、この受光光に応じた出力値から対象物の存否および対象物との距離を検出するものである。本明細書において、対象物と称する場合は、ターゲット部７０、棚板１３および切欠き部１３Ｃのそれぞれを称する場合や、それらの全てを称する場合を含む。

センサ６０は、投光受光部６２を保持部１５Ａの先端の縁に臨ませるように保持部１５Ａ上に取り付けられている。センサ６０は平面視において、センサ６０Ａの投光受光部６２と保持部１５Ａの右端からの距離と、センサ６０Ｂの投光受光部６２と保持部１５Ａの左端からの距離とが同じとなるよう、保持部１５Ａに設置される。左側のセンサ６０Ｂを用いて水平方向であるＣＳ方向およびＣＸ方向、右側のセンサ６０Ａを用いて垂直方向であるＣＺ方向の座標位置を検出する。また、左右のセンサ６０Ａ，６０Ｂを同時に用いて、回転方向であるＣＲ方向の座標位置を検出する。

座標位置の検出は、センサ６０が対象物を検知した時のセンサ６０の出力値の変化に応じて、搬送装置１５のＣＳ軸、ＣＸ軸およびＣＺ軸と、支柱１２のＣＲ軸の各軸を駆動するモータ１５Ｄ〜Ｆ、１２Ｂに夫々設けられたエンコーダ１５Ｇ〜Ｉ、１２Ｃのパルス値（パルス数、以下、エンコーダ値とも言う）を取得することにより行われる。図７に示すように、センサ６０は、センサ６０と対象物との距離によって出力値が異なる。例えば、センサ６０と対象物との距離の基準位置を０とすると、基準位置から２ｍｍ（−２）近づいた時、センサ出力値がＰＡＳＳからＬＯＷに変化する。このように、センサ６０と対象物との距離に応じたセンサ出力値の変化を利用して、ティーチング作業を実施する。

センサ６０には検知しやすい測定方向があるため、ティーチング作業時の保持部１３の移動方向とセンサ６０の測定方向とを一致させるように、センサ６０を設置することが好ましい。例えば、センサ６０の検知しやすい測定方向が、センサ６０立設時の垂直方向であるとする。この場合、垂直方向（ＣＺ方向）を検知するセンサ６０Ａは立設し、水平方向（ＣＸ方向、ＣＳ方向）を検知するセンサ６０Ｂは横設するのが好ましい。その際、センサ６０Ａとセンサ６０Ｂのレーザ光の高さ位置が同じ高さとなるように、センサ６０Ｂの高さを嵩上げして設置することが好ましい。

上記の取付け部６４は保持部１５Ａにネジ止め等で取り付けられて着脱容易であり、既存の搬送装置１５に対してもセンサ６０を容易に正確な位置決めを行って取付け固定することができる。

ターゲット治具６９は、ターゲット部７０Ａ，７０Ｂと、ターゲット部７０Ａ，７０Ｂを固定し、棚板１３の載置部１３Ａ上に取り付けるための取付け部７２とで構成される。ターゲット部７０Ａ，７０Ｂはセンサ６０Ａ，６０Ｂにそれぞれ対面するように取付け部７２上に一対、左右に所定距離離して固定され、取付け部７２を介して載置部１３Ａ上に設置される。本明細書において、単にターゲット部７０と称する場合には、右側のターゲット部７０Ａ、左側のターゲット部７０Ｂのそれぞれを称する場合や、それらの両方を称する場合を含む。ターゲット部７０は、基部７０Ｃの角部が角張った長方形状に形成されている。このような形状とすることにより、ターゲット部７０を垂直に立設させることができ、センサ６０による検知精度を向上させることができる。特に、ＣＺ方向の座標位置の検知精度を向上させることができる。

図９に示すように、ターゲット部７０には、基部７０Ｃと、基部７０Ｃから突出した凸部７０Ｄとが形成されている。図９（ｂ）に示すように、凸部７０Ｄは基部７０Ｃよりも表面積が狭くなっている。また、基部７０Ｃと凸部７０Ｃの左側面および下面は平らに連続した形状に形成されている。このような構成により、図９（ｂ）（ｄ）に示すように、凸部７０Ｄの上部および右側部に、凸部７０Ｄの厚さ分の高さを有する段差が形成される。この段差をセンサ６０にて検知することにより、ティーチング作業が実施される。

図９（ｂ）〜（ｄ）に示すように、凸部７０Ｃの上部および右側部の角部には、傾斜面Ｓが形成されている。すなわち、凸部７０Ｃの一部の角部がテーパ状に形成されている。このような形状とすることにより、センサ６０からの投光を安定して投光受光部６２へ反射させることができるため、センサ６０の検知精度を向上させることができ、ティーチング作業の精度を向上させることができる。

ターゲット部７０は同一方向を向けて設置されることが好ましい。言い換えれば、段差を同一方向に向けるように設置されることが好ましい。このように設置することにより、ティーチング作業時の保持部１３の駆動範囲を狭くすることができ、ティーチング作業の時間を短縮することができ、作業効率を向上させることができる。

（４）ティーチング処理
本実施形態におけるティーチング処理手順について、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。

ティーチング作業は、オペレーションユニット１２１及び装置コントローラ１３による制御の下に行われ、格納棚の最下段→２段目→…→ｎ段目というように、各段に処理がなされる。

（ステップＳ１１０）
保持部１５Ａを１段目Ａ列のターゲット治具６９が設置された棚板１３の載置部１３Ａ前に移動させる。

（ステップＳ１２０）
ＣＲ軸方向での平行座標位置検出（平行度調整）を行う。センサ６０のレーザ光をターゲット７０に照射させ、左右のセンサ６０Ａ，６０Ｂの出力値が同じ値となるように、ＣＲ軸モータ１２Ｂを駆動して格納棚１１の支柱１２を回転させる。例えば、右のセンサ６０Ｂの出力値がＬＯＷ→ＰＡＳＳである場合、右回りに回転させる。また、左のセンサ６０Ａの出力値がＬＯＷ→ＰＡＳＳである場合、左回りに回転させる。左右のセンサ６０Ａ，６０Ｂの出力値が同じ値となった時、ＣＲ軸の座標位置としてＣＲ軸のモータのエンコーダ値を取得する。

（ステップＳ１３０）
次に、ＣＸ軸の座標位置検出を行う。搬送装置１５のＣＸ軸モータ１５Ｆを駆動し、保持部１５Ａを後方向（ＣＸ方向）に駆動させる。左のセンサ６０Ａが、左のターゲット部７０Ａに近づき、出力値がＰＡＳＳ→ＨＩＧＨになった時、ＣＸ軸の座標位置としてＣＸ軸のモータのエンコーダ値を取得する。

（ステップＳ１４０）
次に、ＣＳ軸の座標位置検出を行う。ＣＳ軸モータ１５Ｅを駆動し、保持部１５Ａを左方向（ＣＳ方向）に駆動させる。左のセンサ６０Ａが、左のターゲット部７０Ａの右側部の段差を検知し、出力値がＨＩＧＨまたはＰＡＳＳ→ＬＯＷとなった時、ＣＳ軸のモータのエンコーダ値を取得する。そして、ＣＳ軸の座標位置として、取得したエンコーダ値から所定の値Ａ_１を引いた値を算出する。ここで、所定の値Ａ_１とは、ターゲット部７０の凸部７０Ｄの横幅寸法をエンコーダ値に換算した値である。

（ステップＳ１５０）
次に、ＣＺ軸の座標位置検出を行う。ＣＺ軸モータ１５Ｄを駆動し、保持部１５Ａを上方向（ＣＺ方向）に駆動させる。右のセンサ６０Ｂが、右のターゲット部７０Ｂの上部の段差を検知し、出力値がＨＩＧＨまたはＰＡＳＳ→ＬＯＷとなった時、ＣＺ軸のモータのエンコーダ値を取得する。そして、ＣＺ軸の座標位置として、取得したエンコーダ値から所定の値Ａ_２を引いた値を算出する。ここで、所定の値Ａ_２とは、ターゲット部７０の凸部７０Ｄの縦幅寸法をエンコーダ値に換算した値である。

（ステップＳ１６０）
次に、各軸のモータ１５Ｄ〜１５Ｆを駆動させ、保持部１５Ａを１段目Ａ列の棚板１３端面まで移動させる。

（ステップＳ１７０）
搬送装置１５のＣＳ軸ずれの検出（走り出し補正）を行う。左のセンサ６０Ａのレーザ光を棚板１３の端面に照射させ、ＣＳ軸モータ１５Ｅを駆動し、保持部１５Ａを左右方向（ＣＳ方向）に駆動させる。左のセンサ６０Ａのレーザ光が切欠き部１３Ｃを検知し、出力値が変化した時、ＣＳ軸のモータのエンコーダ値を取得する。

（ステップＳ１８０）
各軸の座標位置およびＣＳ軸のずれ値を基に、１段目Ｂ〜Ｄ列の各載置部の座標位置を算出する。

（ステップＳ１９０）
１段目の各載置部の座標位置を基に、２〜４段目の各載置部（Ａ〜Ｄ列）の理論座標位置を算出する。

（ステップＳ２００）
ｎ段目（ｎ＝２以上）Ａ列の理論座標位置に保持部１５Ａを移動させる。

（ステップＳ２１０）
ｎ段目Ａ列の棚板１３の端面でＣＲ軸方向での平行座標位置検出（平行度調整）を行う。センサ６０のレーザ光を棚板１３の端面に照射させ、左右のセンサ６０Ａ，６０Ｂの出力値が同じ値となるように、ＣＲ軸モータ１２Ｂを駆動して格納棚１１の支柱１２を回転させる。左右のセンサ６０Ａ，６０Ｂの出力値が同じ値となった時、ＣＲ軸の座標位置として、ＣＲ軸のモータのエンコーダ値を取得する。そして、ｎ段目Ａ列のＣＲ軸の座標位置を基に、ｎ段目Ｂ〜Ｄ列のＣＲ軸の座標位置を算出する。

（ステップＳ２２０）
ｎ段目Ａ列のＣＸ軸の座標位置検出を行う。搬送装置１５のＣＸ軸モータ１５Ｆを駆動し、保持部１５Ａを後方向（ＣＸ方向）に駆動させる。左のセンサ６０Ａが、プレート端面に近づき、出力値がＰＡＳＳ→ＨＩＧＨになった時、ＣＸ軸の座標位置としてＣＸ軸のモータのエンコーダ値を取得する。次に、ｎ段目Ａ列のＣＳ軸の座標位置検出を行う。搬送装置１５のＣＳ軸モータ１５Ｅを駆動し、保持部１５Ａを左方向（ＣＳ方向）に駆動させる。左のセンサ６０Ａが切欠き部１３Ｃを検知し、出力値が変化した時、ＣＳ軸の座標位置として、ＣＳ軸のモータのエンコーダ値を取得する。

（ステップＳ２３０）
（ステップＳ２２０）と同様に、ｎ段目Ｂ−Ｄ列のそれぞれのＣＸ軸の座標位置を検出する。

（ステップＳ２４０）
格納棚１１の全ての段と列について、（ステップＳ２００）〜（ステップＳ２３０）が完了したかを判断する。すべての段と列への処理が終了するまで、（ステップＳ２００）〜（ステップＳ２３０）の処理を各段各列に対して繰り返し実行する。

（ステップＳ２５０）
格納棚１１の全ての段と列について処理が完了したら、検出動作を終了する。すなわち、各軸のモータ１５Ｄ〜１５Ｉ、１２Ｂを駆動し、ＨＯＭＥ位置へ駆動させる。

（ステップＳ２６０）
（ステップＳ１２０）〜（ステップＳ２３０）にて検出および算出された座標位置をメモリ１２１ｃに格納する。

上記のティーチング処理によって、搬送装置１５が、格納棚１１に対してポッド９移載動作を行う際の保持部１５Ａの座標位置が得られる。実稼動時には、メモリ１２１ｃに格納された座標位置に基づいて、上記の各軸のモータを駆動させることにより、ティーチングされたと同一な動作によってポッド９を移載することができる。

上述では格納棚１１のティーチング処理について説明したが、ポッドオープナ１４上下段にもターゲット治具６９を設置し、格納棚１１のティーチング処理とポッドオープナ１４のティーチング処理とを連続して自動で行っても良い。

例えば、図１１に示すポッドオープナ１４のティーチング処理を、上述の（ステップＳ１１０）の前に行う。

（ステップＳ１０）
保持部１５Ａをポッドオープナ１４の上段前に移動させる。

（ステップＳ２０）
（ステップＳ１３０）〜（ステップＳ１５０）と同様の手順にて、ＣＸ軸、ＣＳ軸、ＣＺ軸の座標位置を算出する。

（ステップＳ３０）
保持部１５Ａをポッドオープナ１４の下段前に移動させる。

（ステップＳ４０）
（ステップＳ２０）と同様の手順にて、ＣＸ軸、ＣＳ軸の座標位置を算出する。（ステップＳ３０）で算出したポッドオープナ１４上段のＣＺ軸の座標位置を基に、ＣＺ軸の座標位置を算出する。

（ステップＳ５０）
検出動作を終了する。すなわち、各軸のモータを駆動し、ＨＯＭＥ位置へ駆動させる。

（ステップＳ６０）
（ステップＳ２０）、（ステップＳ４０）にて検出および算出された座標位置をメモリ１２１ｃに格納する。

（ステップＳ６０）が完了すると、連続して（ステップＳ１１０）を実行する。このように、ポッドオープナ１４と格納棚１１とのティーチング処理を連続して自動で行うことにより、ティーチング作業の時間を短縮することができ、作業効率を向上させることができる。

（５）本実施形態による効果
本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果が得られる。

（ａ）ティーチング作業を自動で行うことにより、作業者によって作業時間やティーチング精度等の、工数や品質のばらつきを抑制することができる。これにより、作業者によらず一定の時間や精度でティーチング作業を実施することができる。また、ティーチング作業を自動化することにより、作業者がティーチング作業と並行して他の箇所のメンテナンス作業を実施できるため、作業効率を向上させることができ、基板処理装置のダウンタイムを削減することができる。

（ｂ）格納棚の端面に切欠き部を形成することにより、ターゲット治具を格納棚の各段や各列にそれぞれ設置せずとも精度よくティーチング作業を実施することができる。ターゲット治具は格納棚の最下段の任意の列に１台設置すれば良く、これにより、ティーチング作業に際し、危険を伴う高所作業を省略することができるため、作業者の安全を確保することができる。

（ｃ）センサを２つ離間して設置することにより、対象物との距離を２カ所で検出することができるため、保持部と対象物との平行度（平行具合）を検出することができる。これにより、平行度を検出するために新たな治具を準備する必要がなく、ティーチング作業を効率的に実施することができる。また、センサの検出方向に合わせてセンサの設置方向を変えることにより、水平方向および前後方向の検出を左右のセンサに振り分けて検出させることができ、ティーチング作業時の保持部の駆動距離を適切な距離とすることができるため、ティーチング作業の精度を向上させることが出来る。

（ｄ）切欠き部を棚板の端面に形成することにより、切欠き部を検知する際の保持部の駆動距離を、切欠き部を棚板の端面以外に形成する場合に比べて短くすることができ、ティーチング作業を効率的に行うことができる。

（６）変形例
本実施形態は、上述の態様に限定されず、以下に示す変形例のように変更することができる。以下に示す変形例においても、上述の態様と同様の効果を奏する。

（変形例１）
ターゲット部７０に凸部７０Ｄを形成せず、ターゲット部７０の周囲にレーザ光を反射しない非反射部を備える構成としても良い。また、ターゲット部７０の周囲に溝を形成するようにしても良い。さらに、ターゲット部７０を左右に一対設置するのではなく、一枚板として形成しても良い。このような構成とすることにより、ターゲット治具５９を安価に製造することができる。

（変形例２）
格納棚１１として回転棚ではなく、固定棚を用いても良い。この場合、格納棚は回転しないため、図１０における（ステップＳ１２０）、（ステップＳ２１０）といったＣＲ軸の座標位置検出ステップが省略される。固定棚の場合は、固定棚の最下段の任意の列にターゲット治具６９を設置する。また、回転棚と同様に、固定棚の各載置部の棚板の端面に切欠き部を形成するのが好ましい。

（変形例３）
ティーチング作業のプログラムを外部ツールに記憶させ、ティーチング作業時に外部ツールを各軸モータおよびセンサに接続して作業を実施するようにしても良い。搬送系を基板処理装置１の制御系から切り離した状態で、独立してティーチング作業を実施することができるため、メンテナンス効率を向上させることができる。外部ツールにて検出された座標位置は、例えば、外部記憶装置に記憶し、オペレーションユニット１２１に読み込ませるようにするのが好ましい。

上述の実施形態や変形例等は、適宜組み合わせて用いることができる。このときの処理手順、処理条件は、例えば、上述の実施形態の処理手順、処理条件と同様とすることができる。また、センサは上述の光学センサとは異なる形式の光学的センサ、棚板を画像として検知して位置を検出するセンサ、超音波を対象物に発射してその反射波が戻ってくるまでの時間から対象物の存否及び距離を検出する超音波センサ等を用いることも可能である。また、格納棚の段数は４段に限らず、何段であっても上述のティーチング処理を適用可能である。

＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様について付記する。

（付記１）
本発明の一態様によれば、
基板を収納した収納容器を格納する格納棚と、
前記収納容器を保持する保持部と、
前記保持部を左右方向、前後方向および垂直方向に駆動させる駆動部と、
前記保持部に設置された１対のセンサ部が、前記格納棚に形成された識別部および前記格納棚に設置されたターゲット部を検知した時の前記駆動部のエンコーダ値を取得し、前記エンコーダ値に基づき、前記収納容器を前記保持部から前記格納棚へ格納する際の前記保持部の左右方向、前後方向および垂直方向の座標位置を演算し、該演算した結果に基づき前記収納容器を前記格納棚へ格納するように前記駆動部および前記センサ部を制御するよう構成された制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。

（付記２）
付記１に記載の装置であって、好ましくは、
前記センサ部は、
前記保持部の左右方向および前後方向の座標位置設定に用いる第１センサと、
前記保持部の垂直方向の座標位置設定に用いる第２センサと、を備える。

（付記３）
付記２に記載の装置であって、好ましくは、
前記第１センサおよび前記第２センサによって、前記載置部に対する前記保持部の平行度を設定する。

（付記４）
付記１乃至３のいずれかに記載の装置であって、好ましくは、
前記識別部は前記保持部に対面する前記格納棚の端部に形成される。

（付記５）
付記４に記載の装置であって、好ましくは、
前記格納棚は複数段設けられ、前記ターゲット部は前記格納棚の最下段に設置される。

（付記６）
付記１乃至５のいずれかに記載の装置であって、好ましくは、
前記ターゲット部は、
基部と、
前記基部から突出した凸部とで構成される。

（付記７）
付記６に記載の装置であって、好ましくは、
前記凸部は前記基部よりも表面積が狭く、前記ターゲット部は、前記基部と前記凸部との側面および下面が平らに連続した形状に形成される。

（付記８）
付記６または７に記載の装置であって、好ましくは、
前記凸部の一部の角部がテーパ状に形成される。

（付記９）
付記１乃至８のいずれかに記載の装置であって、好ましくは、
前記格納棚を回転駆動させる回転駆動部をさらに備え、
前記制御部は、前記保持部に設置された１対のセンサ部が、前記格納棚に設置されたターゲット部を検知した時の前記駆動部のエンコーダ値および前記回転駆動部のエンコーダ値を取得し、前記エンコーダ値に基づき、前記収納容器を前記保持部から前記格納棚へ格納する際の前記保持部の左右方向、前後方向、垂直方向および回転方向の座標位置を演算し、該座標位置に基づき前記収納容器を前記格納棚へ格納するように前記駆動部、前記センサ部および前記回転駆動部を制御するよう構成される。

（付記１０）
本発明の他の態様によれば、
基板を収納する収納容器を保持する保持部と前記保持部を左右方向、前後方向および垂直方向に移動させる駆動部とを備える搬送装置によって前記収納容器を格納棚に搬送する工程と、
前記収納容器内の前記基板を処理室に搬送する工程と、
前記基板を前記処理室内で処理する工程と、を有し、
前記収納容器を搬送する工程では、前記保持部に設置された１対のセンサ部が、前記格納棚に形成された識別部および前記格納棚に設置されたターゲット部を検知した時の前記駆動部のエンコーダ値に基づいて演算された、前記収納容器を前記保持部から前記格納棚へ格納する際の前記保持部の左右方向、前後方向および垂直方向の座標位置に基づいて前記収納容器を前記格納棚へ格納する半導体装置の製造方法、および、基板処理方法が提供される。

（付記１１）
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を収納する収納容器を保持する保持部と前記保持部を左右方向、前後方向および垂直方向に移動させる駆動部とを備える搬送装置によって前記収納容器を格納棚に搬送する手順と、
前記収納容器を前記格納棚から搬出し、前記収納容器内の前記基板を基板保持具に移載する手順と、
前記基板を処理室内で処理する手順と、をコンピュータに実行させ、
前記収納容器を搬送する工程では、前記保持部に設置された１対のセンサ部が、前記格納棚に形成された識別部および前記格納棚に設置されたターゲット部を検知した時の前記駆動部のエンコーダ値に基づいて演算された、前記収納容器を前記保持部から前記格納棚へ格納する際の前記保持部の左右方向、前後方向および垂直方向の座標位置に基づいて前記収納容器を前記格納棚へ格納するようコンピュータに実行させるプログラム、または、該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。

（付記１２）
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を収納する収納容器を保持する保持部と前記保持部を左右方向、前後方向および垂直方向に移動させる駆動部とを備える搬送装置と、前記収納容器を載置する格納棚と、を有する基板処理装置に用いられる搬送装置のティーチング方法であって、
一対のセンサ部が設置された前記保持部をターゲット部が設置された前記格納棚の前に移動させる工程と、
前記保持部を左右方向および前後方向に駆動させるとともに一方の前記センサ部によって前記ターゲット部を検知し、前記ターゲット部を検知した時の前記駆動部のエンコーダ値を取得して左右方向および前後方向の座標位置を算出する工程と、
前記保持部を垂直方向に駆動させるとともに他方の前記センサ部によって前記ターゲット部を検知し、前記ターゲット部を検知した時の前記駆動部のエンコーダ値を取得して垂直方向の座標位置を算出する工程と、
を有する搬送装置のティーチング方法が提供される。

９ポッド
１１格納棚
１５搬送装置
６０センサ
７０ターゲット部
１２１オペレーションユニット
１３１装置コントローラ

Claims

基板を収納した収納容器を格納する格納棚と、
前記収納容器を保持する保持部と、
前記保持部を左右方向、前後方向および垂直方向に駆動させる駆動部と、
前記保持部に設置された１対のセンサ部が、前記格納棚に形成された識別部および前記格納棚に設置されたターゲット部を検知した時の前記駆動部のエンコーダ値を取得し、前記エンコーダ値に基づき、前記収納容器を前記保持部から前記格納棚へ格納する際の前記保持部の左右方向、前後方向および垂直方向の座標位置を演算し、該演算した結果に基づき前記収納容器を前記格納棚へ格納するように前記駆動部および前記センサ部を制御するよう構成された制御部と、
を有する基板処理装置。
基板を収納する収納容器を保持する保持部と前記保持部を左右方向、前後方向および垂直方向に移動させる駆動部とを備える搬送装置によって前記収納容器を格納棚に搬送する工程と、
前記収納容器内の前記基板を処理室に搬送する工程と、
前記基板を前記処理室内で処理する工程と、を有し、
前記収納容器を搬送する工程では、前記保持部に設置された１対のセンサ部が、前記格納棚に形成された識別部および前記格納棚に設置されたターゲット部を検知した時の前記駆動部のエンコーダ値に基づいて演算された、前記収納容器を前記保持部から前記格納棚へ格納する際の前記保持部の左右方向、前後方向および垂直方向の座標位置に基づいて前記収納容器を前記格納棚へ格納する半導体装置の製造方法。
基板を収納する収納容器を保持する保持部と前記保持部を左右方向、前後方向および垂直方向に移動させる駆動部とを備える搬送装置と、前記収納容器を載置する格納棚と、を有する基板処理装置に用いられる搬送装置のティーチング方法であって、
一対のセンサ部が設置された前記保持部をターゲット部が設置された前記格納棚の前に移動させる工程と、
前記保持部を左右方向および前後方向に駆動させるとともに一方の前記センサ部によって前記ターゲット部を検知し、前記ターゲット部を検知した時の前記駆動部のエンコーダ値を取得して左右方向および前後方向の座標位置を算出する工程と、
前記保持部を垂直方向に駆動させるとともに他方の前記センサ部によって前記ターゲット部を検知し、前記ターゲット部を検知した時の前記駆動部のエンコーダ値を取得して垂直方向の座標位置を算出する工程と、
を有する搬送装置のティーチング方法。