JP4389305B2

JP4389305B2 - 処理装置

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Publication number: JP4389305B2
Application number: JP28609899A
Authority: JP
Inventors: 圭一松島
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1999-10-06
Filing date: 1999-10-06
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2019-10-06
Also published as: JP2001110873A; US6339730B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に対して成膜等の所定の処理を施す処理装置に係り、特に、搬送機構に保持される被処理体の位置ズレを補正する処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＩＣ等のような半導体集積回路を製造するには、シリコン基板等の半導体ウエハの表面に、成膜、酸化拡散、エッチング、アニール等の各種の処理を繰り返し行なう必要がある。この場合、処理効率を向上させるために、それぞれの処理を行なう処理室を１つの共通搬送室に連結させて設けて、いわゆるクラスタツール装置化し、ウエハを各処理室間に渡り歩くように搬送しながら一連の上述したような処理を行なうようにしている。
【０００３】
図１０は上述したような従来の処理装置の一例を示す概略構成図である。図示するように、この処理装置２は、例えば真空引き可能になされた共通搬送室４にそれぞれゲートバルブ６Ａ〜６Ｃを介して複数、ここでは３つの処理室８Ａ〜８Ｃを連結して構成される。各処理室８Ａ〜８Ｃ内には、例えば静電力でウエハを吸着保持する静電チャックを上面に配置した載置台９Ａ〜９Ｃが設けられる。また、この共通搬送室４には、ゲートバルブ１０Ａ、１０Ｂを介して、略円板状の半導体ウエハを収容したカセットを収納する２つのカセット室１２Ａ、１２Ｂが連結される。そして、上記共通搬送室４内に、旋回及び屈伸可能になされた例えば多関節アームよりなる搬送機構１４が設けられており、この搬送機構１４により半導体ウエハＷを保持し、これを各カセット室１２Ａ、１２Ｂと各処理室８Ａ〜８Ｃとの間及び各処理室８Ａ〜８Ｃ間で受け渡して搬送するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、載置台９Ａ〜９ＣからウエハＷを受け取る際、ウエハＷを十分に除電するが、この除電が不十分の時には受け渡しの際に、残留電荷によってウエハが跳ね上がって位置ズレを生じたまま搬送機構に保持される場合があるので、最悪の場合には、ウエハが処理室の側壁やゲートバルブの側壁と衝突して破損する場合がある。そのため、半導体ウエハＷを搬送機構１４で保持して搬送する時には、この搬送機構１４のアーム１６の先端の保持中心１６Ａに、半導体ウエハＷの中心をかなり精度良く許容量以内に一致させた状態で位置ズレをほとんど生じることなくウエハＷを移載する必要がある。
【０００５】
このために、従来にあっては、例えば特開平１０−２２３７３２号公報や米国特許第５４８３１３８号公報等に開示されたような位置ズレ検出装置が提案されている。この一例として、例えば図１０に示すような検出装置について説明すると、共通搬送室４内において、各処理室８Ａ〜８Ｃのゲートバルブ６Ａ〜６Ｃの近傍に所定の間隔を隔ててそれぞれ一対のラインセンサ１８、２０を配置し、ここにウエハＷが通過する時に一旦これを所定の位置で停止させてウエハの２箇所のエッジ（周辺輪郭の位置）を検出し、この検出値に基づいてその時のウエハ中心が基準位置からどの程度位置ズレを生じているかを求めるようになっている。
【０００６】
しかしながら、上述のような構成では、各処理室８Ａ〜８Ｃに対応させてそれぞれ高価な一対のラインセンサ１８、２０を設けなければならないことから、センサ数が多数必要となり（図示例では６個（＝２×３））、コスト高を余儀なくされていた。
また、許容量以上の位置ズレが生じている場合には、搬送機構１４の動作を停止し、共通搬送室４内の真空を破ってリカバリーを行なう必要があった。更には、許容量以下の位置ズレであっても、これを載置台上に位置ズレ状態で載置した場合には、処理としてプラズマを用いる時には高周波電圧による異常放電が生ずる場合もあった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、少ないセンサ手段で被処理体の位置ズレを検出でき、しかも位置ズレを補正することができる処理装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に規定する発明は、被処理体に対して所定の処理を施すための複数の処理室と、前記複数の処理室の搬出入口に共通に連結された共通搬送室と、この共通搬送室内に設けられて前記各処理室との間で前記被処理体を保持して搬送すべく旋回及び屈伸可能になされた搬送機構とよりなる処理装置において、前記共通搬送室内に、前記各処理室の搬出入口に対応させて前記被処理体を一時的に待機させる待機位置を設け、前記待機位置に対応させて前記被処理体の周辺輪郭の位置を検出するための一対のセンサ手段を、隣接する待機位置の一部のセンサ手段と共用するように設け、前記センサ手段の検出値に基づいて前記搬送機構に保持される前記被処理体の位置ズレを求めてこの位置ズレを補正するように前記搬送機構を制御する制御手段を設けるように構成したものである。
【０００８】
これにより、搬送機構に保持された被処理体が処理室内に搬入される際には、直前にその処理室に対応した待機位置で被処理体を停止し、この時に一対のセンサ手段により被処理体の周辺輪郭の位置を２点検出する。この検出値に基づいて制御手段は、搬送機構に保持されている被処理体の位置ズレを求め、この位置ズレが補正できるレベルのズレ量である場合には、ズレを加味して補正するように搬送機構を制御し、この被処理体を、例えば処理室の載置台上の適正な位置に位置ズレなく載置する。また、補正レベルより外にあるズレ量の場合には、搬送エラーとして被処理体の搬送を停止する。
これにより、被処理体は処理室等の側壁に衝突することなく被処理体を安全且つ正確に搬送することが可能となる。また、各処理室毎に対応させて設けてある一対のセンサ手段は、隣接する処理室に対応させて設けてあるセンサ手段と一部共用するようにしているので、その分、センサ手段の必要数が減少し、コストの削減を図ることが可能となる。
【０００９】
また、ほとんど位置ズレを生ずることなく被処理体を載置台上に載置できるので、プラズマ処理のように高周波電源を使用する場合には、異常放電の発生も防止することが可能となる。
請求項２に規定するように、例えば前記搬送機構の旋回中心を中心とする前記隣接する２つの処理室の開き角は略６０度に設定されている。
請求項３に規定する発明は、被処理体に所定の処理を施すための処理室と、この処理室の搬出入口に連結された搬送室と、この搬送室内に設けられて前記処理室との間で前記被処理体を保持して搬送すべく旋回及び屈伸可能になされた搬送機構とよりなる処理装置において、前記搬送室内に、前記被処理体を一時的に待機させるために、前記搬送機構の旋回中心を中心として所定の開き角になされた一対の待機位置を設け、前記２つの待機位置を跨がるようにして前記被処理体の周辺輪郭の位置を検出するセンサ手段を設け、前記センサ手段により前記被処理体の一つの周辺輪郭の位置を検出した後に前記搬送機構を前記開き角だけ旋回させて前記被処理体の他の周辺輪郭の位置を検出してこれらの検出値に基づいて前記搬送機構に保持されている前記被処理体の位置ズレを求め、この位置ズレを補正するように前記搬送機構を制御する制御手段を設けるように構成する。
【００１０】
これにより、被処理体を処理室等に搬送する場合には、まず、搬送機構が被処理体を保持した状態で、一方の待機位置で停止させ、ここでセンサ手段は被処理体の周辺輪郭の１つの位置を検出する。次に、搬送機構を所定の開き角だけ旋回させることによって被処理体を他方の待機位置へ移動させて停止し、ここでセンサ手段は被処理体の周辺輪郭の他の１つの位置を検出する。そして、制御手段は、この２つの検出値に基づいて、請求項１にて規定した発明と同様に、搬送機構に保持されている被処理体の位置ズレを求め、この位置ズレを加味して補正するように搬送機構を制御し、この被処理体を、例えば処理室の載置台上の適正な位置に位置ズレなく載置する。
これにより、被処理体は処理室等の側壁に衝突することなく被処理体を搬送することが可能となる。また、センサ手段は１つだけて済むので、更に大幅なコスト削減を図ることが可能となる。更に、ほとんど位置ズレを生ずることなく被処理体を載置台上に載置できるので、プラズマ処理のように高周波電源を使用する場合には、異常放電の発生も防止することが可能となる。
【００１１】
請求項４に規定するように、例えば前記センサ手段は、受光体が一定の長さを有する光学ラインセンサであり、前記受光体の長手方向は、前記待機位置に適正に位置させた時の被処理体の中心に向けられている。
請求項５に規定するように、例えば前記制御手段は、前記被処理体の位置ズレが所定量以上の時には前記搬送機構の動作を停止させる。
これによれば、搬送機構の修正可能な量以上の位置ズレが生じた時には、この動作を停止させるので、被処理体が処理室の側壁等と衝突することを確実に防止することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る処理装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る処理装置を示す概略断面平面図、図２は共用状態に設置されたセンサ手段と被処理体との位置関係を示す拡大図、図３はセンサ手段の一例を示す図、図４は各センサ手段と搬送機構の制御系を示すブロック図である。図１０にて説明した従来装置と同一部分については同一符号を付して説明する。
図示するように、この処理装置２２は、真空引き可能になされた略六角形状の共通搬送室４を有しており、この共通搬送室４には、それぞれ搬出入口に設けたゲートバルブ６Ａ〜６Ｄを介して複数、ここでは４つの処理室８Ａ〜８Ｄが連結されて、いわゆるクラスタツール装置になされている。各処理室８Ａ〜８Ｄ内には、例えば静電力で被処理体である半導体ウエハＷを吸着保持する静電チャックを上面に備えた載置台９Ａ〜９Ｄが設けられる。これらの各処理室８Ａ〜８Ｄは、ウエハに対してどのように処理を行なう装置でもよく、プラズマ或いは熱ＣＶＤ成膜処理、アニール処理、プラズマ或いはプラズマレスエッチング処理、酸化拡散処理等を必要に応じて行なう処理室を設ける。
【００１３】
また、この共通搬送室４には、ゲートバルブ１０Ａ、１０Ｂを介して略円板状のウエハＷを収容したカセットを収容する２つのカセット室１２Ａ、１２Ｂが連結されている。そして、この共通搬送室４内の略中央には、旋回及び屈伸可能になされた例えば多関節アームよりなる搬送機構１４が設けられており、この搬送機構１４のアーム１６の先端により半導体ウエハＷを保持し、これを各カセット室１２Ａ、１２Ｂと各処理室８Ａ〜８Ｄとの間及び各処理室８Ａ〜８Ｄ間で受け渡して搬送するようになっている。この場合、アーム１６の先端の保持中心Ｏ２にウエハＷの中心を位置ズレがないように位置させてウエハＷを保持するのが好ましい。
【００１４】
そして、共通搬送室４内には、各処理室８Ａ〜８Ｄの搬出入口、すなわちゲートバルブ６Ａ〜６Ｄの設置位置に対応させて搬送時のウエハＷを一時的に停止させて待機させる待機位置２４Ａ〜２４Ｄを設けている。この待機位置２４Ａ〜２４Ｄは、図示例では便宜上ウエハと同じサイズの一点鎖線の円形で示しているが、実際にはウエハが通過できる単なる空間である。これらの各待機位置２４Ａ〜２４Ｄの中心位置を基準位置２８Ａ〜２８Ｄとし、後述するようにこの基準位置からのウエハ中心のズレ量を位置ズレとして求める。そして、この各待機位置２４Ａ〜２４Ｄに対応させてウエハＷの周辺輪郭（周辺エッジ）の位置を検出するための一対のセンサ手段２６−１〜２６−５を設けている。この場合、隣接する待機位置の一対のセンサ手段の一部は、共用されるように設ける。
【００１５】
具体的には、センサ手段２６−２は、待機位置２４Ａ、２４Ｂにより共用され、センサ手段２６−３は、待機位置２４Ｂ、２４Ｃにより共用され、センサ手段２６−４は、待機位置２４Ｃ、２４Ｄにより共用される。図２は一例としてセンサ手段２６−３の部分を拡大して示しており、待機位置２４Ｂ、２４Ｃにより共用されている。上記各センサ手段２６−１〜２６−５は同じ構造の例えばラインセンサよりなり、これを図４においてセンサ手段２６−３を例にとって説明すると、センサ手段２６−３は一定の幅、例えば３０ｍｍ程度の幅Ｌ１を持ったレーザ光ＬＡを出力する発光部３０と、これにウエハＷの厚さよりも僅かに広い間隔を隔てて設けた受光部３２とよりなり、この受光部３２には、上記レーザ光ＬＡと幅と略同じ長さの受光体３２Ａを有している。そして、図示例のように、ウエハＷの周辺エッジが一定の幅のレーザ光ＬＡの一部を遮断した時、その時の遮断した長さ、或いは位置を精度良く検出できるようになっている。
【００１６】
本実施例では、搬送機構１４の旋回中心Ｏ１を中心として、隣接する２つの処理室間の開き角αは略６０度に設定されている。また、各センサ手段２６−１〜２６−５の長手方向は、それぞれ対応する待機位置２４Ａ〜２４Ｄの被処理体理想中心位置（以下、基準位置と称す）２８Ａ〜２８Ｄに略向けられており、しかも、旋回中心Ｏ１と各基準位置２８Ａ〜２８Ｄとの間の距離と、隣り合う２つの基準位置２８Ａ〜２８Ｄ間の距離と略等しく設定して、正三角形状になるように設定している。図３は搬送機構の制御系を示しており、各センサ手段２６−１〜２６−５の検出値は、例えばマイクロコンピュータ等よりなる制御手段３４へ入力されており、この制御手段３４は、これらの検出値に基づいて搬送機構１４の駆動モータ３６を制御することになる。
【００１７】
次に、以上のように構成された本実施例の動作について説明する。
まず、処理を行なうに先立って、位置ズレ検出の基準となる各待機位置を装置の制御系に教え込むためのティーチング操作を行なう。この操作は、各載置台９Ａ〜９Ｄの静電チャックは用いないでこれをオフ状態としておき、この状態で各載置台９Ａ〜９Ｄ上の適正な位置、すなわち各載置台９Ａ〜９Ｄの載置中心３８Ａ〜３８Ｄとウエハ中心とを精度良く一致させた状態でウエハＷを載置する。
そして、各処理室８Ａ〜８Ｄや共通搬送室４を真空状態にして搬送機構１４を駆動して、各ウエハを載置台９Ａ〜９Ｄから搬送し、これをそれぞれ対応する待機位置２４Ａ〜２４Ｄで停止させ、この時の各センサ手段２６−１〜２６−５の検出値をゼロ基準とする。以後、この値を基準としてウエハＷの位置ズレ量を検出することになる。図５において、この時のウエハの輪郭は一点鎖線で示している。
【００１８】
次に、半導体ウエハＷの一般的な流れから説明する。いずれか一方のカセット室、例えば１２Ａに収容されている未処理の半導体ウエハＷは、搬送機構１４を旋回及び屈伸させることにより、開放されたゲートバルブ１０Ａを介してアーム１６の先端に保持され、共通搬送室４内に取り込む。そして、この搬送機構１４を旋回させることにより所定の処理室、例えば８Ｂに方向付けする。そして、この搬送機構１４を途中まで伸ばしてウエハＷを待機位置２４Ｂで一旦停止し、アーム１６の保持中心Ｏ２に対するウエハＷの中心の位置ズレ量を検出する。この位置ズレ量の検出については後述する。そして、再度、搬送機構１４を伸ばして開放されているゲートバルブ６Ｂを介して処理室８Ｂ内にウエハＷを搬入し、これを載置台９Ｂ上に載置し、静電チャックの吸引力で固定する。この搬送機構１４を再度伸ばしてウエハＷを載置する際は、後述するように前記位置ズレ量を加味してこれを補正するように制御手段３４は搬送機構１４の動作を制御する。
【００１９】
このように、ウエハＷの搬入が終了したならば、処理室８Ｂ内にてウエハＷに対して所定の処理を行なうことになる。この処理が終了したならば、搬送機構を伸長させて、開放されたゲートバルブ６Ｂを介してアーム１６を処理室８Ｂ内に侵入させ、この先端に処理済みのウエハＷを保持させる。そして、搬送機構１４を縮退させることにより、ウエハＷを共通搬送室４内に取り込む。この際、載置台９Ｂ上に静電チャックを設けてある場合には、このチャック電源を切ってウエハＷの除電を予め行なっておく。尚、この際、ウエハの除電が不十分でアーム１６でウエハＷを保持する際にウエハＷが跳ねて位置ズレを生じたままアーム１６に保持される場合がある。
【００２０】
そして、このウエハＷに対して次の処理を施す場合には、搬送機構１４を旋回させて、このウエハＷを次の処理室、例えば８Ｃに方向付けする。そして、先程、処理室８Ｂ内に搬入する時に説明したと同様に、待機位置２４ＣにてウエハＷの動きを一旦停止してウエハＷの位置ズレ量を検出し、この検出結果に基づいて位置ズレを補正して相殺するように搬送機構の動作を制御し、載置台９Ｃの適正な位置にウエハＷを載置することになる。以下は、上述したような動作を繰り返し行なって、他の処理室においても必要な処理を行なって完全に処理済みのウエハＷを、例えば他方のカセット室１２Ｂ内のカセットに収容することになる。
【００２１】
次に、図５及び図６を参照して位置ズレ量の検出及びその補正について説明する。図５では、処理室８Ｂに対応する待機位置２４Ｂを例にとって説明するが、他の待機位置でも同様な動作が行なわれる。図５において、ウエハサイズと同じ大きさの円形の待機位置２４Ｂの中心となる基準位置２８Ｂ（座標をＰＯとする）、センサ手段２６−２、２６−３の各基準点Ｂ２、Ｂ１は、前述したティーチング操作により定まっており、また、ウエハＷの半径ｒも既知である。
さて、このようなことを前提として、ウエハ処理中にウエハＷとこの待機位置２４Ｂに位置させた時の実際のウエハＷの輪郭を位置ズレのために図５中において実線で示すような状態であったと仮定する。この時のウエハＷの中心点ＰＷと点ＰＯとの間のズレが位置ズレ量である。
【００２２】
ウエハＷの周辺エッジによってセンサ手段２６−３、２６−２によって遮断される点をそれぞれ点Ｐ１（ｘ１、ｙ１）及び点Ｐ２（ｘ２、ｙ２）とすると、点Ｐ１と点Ｂ１の距離はΔＬ１であり、各Ｐ２と点Ｂ２の距離はΔＬ２である。そして、点Ｐ１を中心として半径ｒの円を描いた時の円（円弧）４０Ａと点Ｐ２を中心として半径（ウエハ半径）ｒの円を描いた時の円（円弧）４０Ｂとの交点が２つ生ずるが、その内、点ＰＯに近い方の点ＰＷがウエハＷの中心となる。これにより、点ＰＷの座標が求まり、位置ズレ量が定まる。
【００２３】
次に、図６へ移る。図６において搬送機構１４（図１参照）の旋回中心がＯ１として表されており、処理室８Ｂの載置台９Ｂの載置中心が３８Ｂとして表されている。
ここで、前述のように点ＰＯ、点ＰＷの各座標が判明したので、ズレ角度β及び載置台方向に対する直線ズレ量ΔＺも判明する。上述した計算はすべて制御手段３４にて行なわれ、従って、制御手段３４は搬送機構１４を次に伸長動作させる時には、搬送機構１４自体をズレ角βだけ修正し、また、伸長量も直線ズレ量ΔＺだけ修正するように駆動すれば、ウエハＷを載置台９Ｂ上の適正な位置に載置することが可能となる。尚、この一連の修正動作のアルゴリズムは単に一例を示したに過ぎず、上記したアルゴリズムに限定されないのは勿論である。
このようにして、ウエハＷが搬送機構１４に位置ズレ状態で保持されていても、センサ手段と制御手段によってこの位置ズレ量を検出し、この位置ズレ量を相殺して補正するように搬送機構１４の動作を制御できるので、ウエハＷが処理室の側壁やゲートバルブの開口部等と衝突してこれが破損する等の事故が発生することを未然に防止することができる。
【００２４】
また、センサ手段２６−１〜２６−５も隣接する処理室同士で共用するようにしているので、その使用数量も少なくでき、その分、コストを削減することが可能となる。
更には、ウエハＷが各処理室内へ搬入される毎に、上述のように位置ズレが解消されるので、位置ズレ量が累積することもない。尚、位置ズレ量が過度に大きく、例えば搬送機構１４の駆動範囲を越えるような位置ズレ量の場合には、制御手段３４は搬送機構１４の動作を停止し、例えばオペレータによるリカバリーを待つことになる。
尚、上記実施例では、各処理室８Ａ〜８Ｄに対応させて待機位置２４Ａ〜２４Ｄを設定した場合を例にとって説明したが、これに限定されず、各処理室８Ａ〜８Ｄ及びカセット１２Ａ、１２Ｂに対して共通に使用される共通の待機位置を設定するようにしてもよい。また、この際、位置ズレ量検出の方法を工夫することにより、必要とするセンサ手段の数を更に減少させて１つだけで済ますことが可能となる。図７はこのような本発明装置の変形例を示す概略断面平面図、図８は図７に示す装置により位置ズレ量を検出する方法を説明する説明図、図９は図８に示す方法で求めた値を座標変換した時の状態を模式的に示す図である。
【００２５】
図７に示すように、ここでは代表的な位置として２つのカセット室１２Ａ、１２Ｂの搬出入口、すなわちゲートバルブ１０Ａ、１０Ｂに対応する共通搬送室４内に２つの待機位置２４Ｅ、２４Ｆを設置している。これらの２つの待機位置２４Ｅ、２４Ｆの中心は、搬送機構１４の旋回中心Ｏ１から各カセット室１２Ａ、１２Ｂの中心を通る線分上に位置されており、この結果、旋回中心Ｏ１を中心として両待機位置２４Ｅ、２４Ｆは所定の開き角２θをなすように設定されている。そして、この両待機位置２４Ｅ、２４Ｆを跨ぐようにして１つのセンサ手段２６−６を設置している。この場合、センサ手段２６−６の長手方向を、両待機位置２４Ｅ、２４Ｆの中心４２Ｅ、４２Ｆに向けている。尚、このセンサ手段２６−６の出力は、先に図４を参照して説明したように、制御手段３４へ入力され、この制御手段３４は以後説明するように上記搬送機構１４の動作を制御する。
【００２６】
次に、図８及び図９を参照して位置ズレ量の検出及びその補正について説明する。
本実施例の場合にも、処理に先立って位置ズレ検出の基準となる２つの待機位置を装置の制御系に教え込むティーチング操作を行なう。前述と同様に各載置台９Ａ〜９Ｄの静電チャックは用いないでオフ状態としておき、この状態で各載置台９Ａ〜９Ｄ上の適正な位置にウエハＷを精度良く載置する。
そして、各処理室８Ａ〜８Ｄや共通搬送室４を真空状態にして各ウエハを載置台９Ａ〜９Ｄから搬送し、これを待機位置２４Ｅ及び待機位置２４Ｆにおいてそれぞれ連続的に停止させて、その時のセンサ手段２６−６の検出値をゼロ基準とする。以後、この値を基準としてウエハＷの位置ズレ量を検出することになる。この場合、装置の組み立て精度が非常に高ければ、各載置台９Ａ〜９Ｄから搬出した時のセンサ手段２６−６の検出値は全て精度良く一致するが、実際には組み立て誤差の発生は避けられないので、装置毎に載置台９Ａ〜９Ｄ毎のゼロ基準をテーブル化して制御手段３４に記憶しておけばよい。尚、待機位置２４Ｅ、２４Ｆ間のウエハＷの移動は、搬送機構１４を角度２θだけ旋回させればよい。
【００２７】
そして、制御手段３４は極座標変換を行なって一方の待機位置、ここでは待機位置２４Ｆとセンサ手段２６−６とを、旋回中心Ｏ１を中心として角度２θだけ旋回させる。この極座標変換後のセンサ手段２６−６の基準点を便宜上Ｂ４’とする。そして、基準点Ｂ３を中心として描く半径ｒ（ウエハの半径）の円弧と基準点Ｂ４’を中心として描く半径ｒの円弧の２つの交点の内、中心４２Ｅに近い一方の交点が位置ズレ量を求める時の基準位置２８Ｅ（＝ＰＯ）となる。図示例では、たまたま基準点４２Ｅと基準位置２８Ｅとが一致している。
さて、上述のようにしてゼロ基準を求めた時の一例が図８に示されている。ここではある１つの処理室に対する位置ズレ量の検出を例にとって説明する。この時の各待機位置（図中、一点鎖線で示す）２４Ｅ、２４Ｆの中心はそれぞれ４２Ｅ、４２Ｆであり、旋回角度２θの２等分線上にセンサ手段２６−６の中心が位置されている。
【００２８】
上記各待機位置２４Ｅ、２４Ｆのゼロ基準の時のセンサ手段２６−６上の位置をそれぞれＢ３、Ｂ４とする。
そして、実際のウエハ処理中にウエハＷを２つの待機位置２４Ｅ、２４Ｆに位置させた時の実際のウエハの輪郭を位置ズレのために図８中において実線で示すような状態であったと仮定する。この時、ウエハＷの周辺エッジによってセンサ手段２６−６によって遮断される点をそれぞれ点Ｐ１、点Ｐ２’とする。そして、待機位置２４ＦのウエハＷ及びセンサ手段２６−６を角度２θだけ旋回させて極座標変換した時のセンサ手段上の遮断点を点Ｐ２とする。
そして、点Ｐ１、点Ｐ２から先に図５にて説明したように、半径ｒの円弧を描いてその２つの交点を求め、点２８Ｅに近い方の交点がウエハの中心ＰＷ（Ｘ、Ｙ）となる。この時の状態は図９に示されている。
【００２９】
ここで上述したＰＷ（Ｘ、Ｙ）を求めるアルゴリズムについて詳しく説明する。
まず、点Ｐ１、点Ｐ２のそれぞれの座標を（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）とすると、以下のようになる。
座標Ｐ１：（ｘ１、ｙ１）＝［（ｒ＋σ１）ｃｏｓθ、（ｒ＋σ１）ｓｉｎθ］
座標Ｐ２：（ｘ２、ｙ２）＝［（ｒ＋σ２）ｃｏｓ（１８０−θ）、（ｒ＋σ２）ｓｉｎ（１８０−θ）］＝［−（ｒ＋σ２）ｃｏｓθ、（ｒ＋σ２）ｓｉｎθ］
ここでσ１は、点Ｐ１におけるセンサ手段の読み値（基準点Ｂ１からの値）、σ２は点Ｐ２（極座標変換後の新規座標）におけるセンサ手段の読み値（基準点Ｂ２からの値）である。
【００３０】
交点座標（Ｘ、Ｙ）はウエハ半径をｒとすると、以下のようになる。
（Ｘ−ｘ１）² ＋（Ｙ−ｙ１）² ＝ｒ² … ▲１▼
（Ｘ−ｘ２）² ＋（Ｙ−ｙ２）² ＝ｒ² … ▲２▼
ここで計算を行ない易くするために座標軸を（＋ｘ１、＋ｙ１）ずらす。
すると▲１▼式は以下のようになる。
Ｘ² ＋Ｙ² ＝ｒ²
▲２▼式は以下のようになる。
［Ｘ−（ｘ２−ｘ１）］² ＋［Ｙ−（ｙ２−ｙ１）］² ＝ｒ²
ここでｘ２−ｘ１＝ａ、ｙ２−ｙ１＝ｂとすると上記式は、以下のようになる。
Ｘ² ＋Ｙ² ＝ｒ² … ▲３▼
（Ｘ−ａ）² ＋（Ｙ−ｂ）² ＝ｒ² … ▲４▼
上記▲３▼、▲４▼式より以下の式がなる。
Ｘ² −２ａＸ＋ａ² ＋Ｙ² −２ｂＹ＋ｂ² ＝Ｘ² ＋Ｙ²
従って、下記の▲５▼式が成立する。
２ａＸ＋２ｂＹ−ａ² −ｂ² ＝０ … ▲５▼
【００３１】
結果として、Ｘ、Ｙは以下のようになる。
Ｘ＝（ａ² ＋ｂ² −２ｂＹ）／（２ａ）＝（ｍ−２ｂＹ）／（２ａ）… ▲６▼
Ｙ＝（ａ² ＋ｂ² −２ａＸ）／（２ｂ）＝（ｍ−２ａＸ）／（２ｂ）… ▲７▼
尚、ｍ＝ａ² ＋ｂ² とおいている。
上記▲７▼式を▲３▼に代入すると以下のようになる。
Ｘ² ＋（（ｍ−２ａＸ）／（２ｂ））² ＝ｒ²
これを計算すると以下のようになる。
４（ａ² ＋ｂ² ）Ｘ² −４ｍａＸ＋（ｍ² −４ｂ² ｒ² ）＝０
ここでａ² ＋ｂ² ＝ｍなので、以下のようになる。
４ｍＸ² −４ｍａＸ＋（ｍ² −４ｂ² ｒ² ）＝０
【００３２】
これをＸについて解くと、以下のようになる。
Ｘ＝｛ｍａ±［ｍ² ａ² −ｍ（ｍ² −４ｂ² ｒ² ）］^1/2 ｝／（２ｍ）
＝［ａ±（ａ² −ｍ＋４ｂ² ｒ² ／ｍ）^1/2 ］／２
ここでｍ＝ａ² ＋ｂ² なので、以下のようになる。
Ｘ＝｛ａ±［（ａ² −（ａ² ＋ｂ² ）＋４ｂ² ｒ² ／（ａ² ＋ｂ² ）］^1/2 ／２
＝［ａ±ｂ（４ｒ² ／ｍ−１）^1/2 ］／２
これを▲５▼式に代入してＹを算出する。
２ａ［ａ±ｂ（４ｒ² ／ｍ−１）^1/2 ］／２＋２ｂＹ−ａ² −ｂ² ＝０
従って、Ｙは以下のようになる。
Ｙ＝［ｂ±ａ（４ｒ² ／ｍ−１）^1/2 ］／２
【００３３】
以上より２つの円弧の２交点（Ｘ、Ｙ）は以下のようになる。
第１の交点：（Ｘ、Ｙ）＝（［ａ＋ｂ（４ｒ² ／ｍ−１）^1/2 ］／２、［ｂ−ａ（４ｒ² ／ｍ−１）^1/2 ］／２）
第２の交点：（Ｘ、Ｙ）＝（［ａ−ｂ（４ｒ² ／ｍ−１）^1/2 ］／２、［ｂ＋ａ（４ｒ² ／ｍ−１）^1/2 ］／２）
ただし、座標軸を計算簡略化のために（＋ｘ１、＋ｙ１）ずらしてあるので、これを元に戻すとウエハ中心は以下のようになる。
第１の交点：（Ｘ、Ｙ）＝（［ａ＋ｂ（４ｒ² ／ｍ−１）^1/2 ］／２＋ｘ１、［ｂ−ａ（４ｒ² ／ｍ−１）^1/2 ］／２＋ｙ１）
第２の交点：（Ｘ、Ｙ）＝（［ａ−ｂ（４ｒ² ／ｍ−１）^1/2 ］／２＋ｘ１、［ｂ＋ａ（４ｒ² ／ｍ−１）^1/2 ］／２＋ｙ１）
尚、ｍ＝ａ² ＋ｂ² 、ａ＝ｘ２−ｘ１、ｂ＝ｙ２−ｙ１である。
【００３４】
ここで上記１、２の解の中で、どちらかを選ぶ判別式は、ウエハの中心ズレ量σ＝（ｘ² ＋ｙ² ）^1/2 の値がラインセンサ長をΔｌとして、σ＜Δｌ／２の条件を満たす方を解、すなわち点ＰＷの座標とする。
このようにして、点ＰＷの座標（Ｘ、Ｙ）が求まったので、以後は先に図５にて説明したように点ＰＯ（２８Ｅ或いは４２Ｅ）からの位置ズレ量を求めることができ、これに基づいて搬送機構１４の動作を制御すればよい。
尚、以上の実施例では各処理室８Ａ〜８Ｄに対するウエハの位置ズレについて説明したが、これに加えてカセット室１２Ａ、１２Ｂ等に対する位置ズレ、或いは冷却室や加熱室等の予備室を有している場合には、これらの予備室に対する位置ズレも検出するようにしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の処理装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
請求項１、２、４に規定する発明によれば、複数の処理室に対して部分的に共用されるように設けたセンサ手段により被処理体の位置ズレ量を求めてこれを補正するように搬送できるので、被処理体を処理室の側壁等に衝突させることなく、例えば載置台上の適正な位置に位置ズレなく載置することができる。
また、隣接する処理室と共用させるようにセンサ手段を設けたので、センサ手段の必要数を削減でき、その分、コストを削減することができる。
請求項３に規定する発明によれば、センサ手段を１つだけ設けることにより、上述した請求項１に規定する発明と同様な作用効果を発揮するので、更にセンサ手段の数を削減でき、一層コストを削減することが可能となる。
請求項５に規定する発明によれば、搬送機構による位置ズレの修正が可能な範囲以上の位置ズレが生じた時には、この動作を停止するようにしているので、被処理体の衝突による破損を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る処理装置を示す概略断面平面図である。
【図２】共用状態に設置されたセンサ手段と被処理体との位置関係を示す拡大図である。
【図３】センサ手段の一例を示す図である。
【図４】各センサ手段と搬送機構の制御系を示すブロック図である。
【図５】被処理体の位置ズレ量を求める時の方法を説明するための説明図である。
【図６】被処理体の位置ズレ量を説明するための説明図である。
【図７】本発明装置の変形例を示す概略断面平面図である。
【図８】図７に示す装置により位置ズレ量を検出する方法を説明する説明図である。
【図９】図８に示す方法で求めた値を座標変換した時の状態を模式的に示す図である。
【図１０】従来の処理装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
４共通搬送室
６Ａ〜６Ｆゲートバルブ
８Ａ〜８Ｄ処理室
１２Ａ，１２Ｂカセット室
１４搬送機構
２２処理装置
２４Ａ〜２４Ｄ待機位置
２６−１〜２６−６センサ手段
２８Ａ〜２８Ｄ基準位置
３２Ａ受光体
３４制御手段
Ｂ１，Ｂ２基準点
Ｏ１旋回中心
Ｗ半導体ウエハ（被処理体）
ΔＺ直線ズレ量
α 開き角
β ズレ角

Claims

被処理体に対して所定の処理を施すための複数の処理室と、前記複数の処理室の搬出入口に共通に連結された共通搬送室と、この共通搬送室内に設けられて前記各処理室との間で前記被処理体を保持して搬送すべく旋回及び屈伸可能になされた搬送機構とよりなる処理装置において、前記共通搬送室内に、前記各処理室の搬出入口に対応させて前記被処理体を一時的に待機させる待機位置を設け、前記待機位置に対応させて前記被処理体の周辺輪郭の位置を検出するための一対のセンサ手段を、隣接する待機位置の一部のセンサ手段と共用するように設け、前記センサ手段の検出値に基づいて前記搬送機構に保持される前記被処理体の位置ズレを求めてこの位置ズレを補正するように前記搬送機構を制御する制御手段を設けたことを特徴とする処理装置。
前記搬送機構の旋回中心を中心とする前記隣接する２つの処理室の開き角は略６０度に設定されていることを特徴とする請求項１記載の処理装置。
被処理体に所定の処理を施すための処理室と、この処理室の搬出入口に連結された搬送室と、この搬送室内に設けられて前記処理室との間で前記被処理体を保持して搬送すべく旋回及び屈伸可能になされた搬送機構とよりなる処理装置において、前記搬送室内に、前記被処理体を一時的に待機させるために、前記搬送機構の旋回中心を中心として所定の開き角になされた一対の待機位置を設け、前記２つの待機位置を跨がるようにして前記被処理体の周辺輪郭の位置を検出するセンサ手段を設け、前記センサ手段により前記被処理体の一つの周辺輪郭の位置を検出した後に前記搬送機構を前記開き角だけ旋回させて前記被処理体の他の周辺輪郭の位置を検出してこれらの検出値に基づいて前記搬送機構に保持されている前記被処理体の位置ズレを求め、この位置ズレを補正するように前記搬送機構を制御する制御手段を設けたことを特徴とする処理装置。
前記センサ手段は、受光体が一定の長さを有する光学ラインセンサであり、前記受光体の長手方向は、前記待機位置に適正に位置させた時の被処理体の中心に向けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の処理装置。
前記制御手段は、前記被処理体の位置ズレが所定量以上の時には前記搬送機構の動作を停止させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の処理装置。