JP5390753B2 - 基板搬送方法、及び基板搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板搬送方法、及び基板搬送装置に関する。

半導体装置や液晶ディスプレイを製造する製造装置においては、生産性の向上を図るために、複数のプロセスチャンバを一つのコアチャンバに連結させるシステム、いわゆるクラスター形式のシステムを広く採用している。

複数のプロセスチャンバと連結するコアチャンバは、一般的に、複数のプロセスチャンバの各々を各側面に連結させる正多角柱状に形成されて、ウェハを搬送するための搬送ロボットをその内部に搭載する。搬送ロボットは、コアチャンバの中心軸上に配設されて、全てのプロセスチャンバにウェハを搬送させる。搬送ロボットは、ウェハを支持するためのハンドを有し、そのハンドをコアチャンバの外接円の周方向と径方向とに移動させる。ロードロックチャンバに収容されるウェハは、搬送ロボットのハンドに支持されて、ハンドの平面運動によってプロセスチャンバに搬送される。

クラスターシステムにおいては、各プロセスチャンバの処理状態に高い再現性を与えるために、各プロセスチャンバに対して正確なウェハ搬送を繰り返させることが重要である。搬送ロボットとしては、この搬送精度の向上を図るために、ウェハの搬送過程においてウェハの位置を検出し、その検出結果に基づいて、ウェハの搬送状態を補正する技術が必要とされる。半導体装置の製造装置においては、従来から、こうした搬送過程のウェハの中心を検出し、ウェハの搬送精度を向上させる提案がなされている。

特許文献１は、複数のセンサ（例えば、３個のセンサ）からなるセンサアレイをコアチャンバに搭載し、複数のセンサの各々がＲ方向を横切る方向に沿って取り付けられる。そして、センサアレイの各センサは、Ｒ方向に移動するウェハの端面によってトリガーされて、このセンサトリガー点に関係するウェハの位置を出力する。搬送ロボットは、各センサアレイが出力する３つの出力信号に応答して目標点に対するウェハ中心の相対位置を演算し、搬送ロボットを介してウェハの中心を目標点まで移動させる。これによれば、ウェハの出し入れ動作を利用してウェハの位置を検出させるため、搬送ロボットの動きを止めることなく、ウェハの位置情報を正確に得ることができる。

特許文献２においては、センサアレイの各センサがそれぞれ周方向を横切る方向に沿って取り付けられる。そして、センサアレイの各センサは、それぞれ周方向に移動するウェハの端面によってトリガーされて、このセンサトリガー点に関係するウェハの位置を出力する。これによれば、ウェハの出し入れ動作を別途実行させることなく、センサアレイにウェハの端面を検出させることができ、ウェハの位置情報を、より簡便な方法で得ることができる。
特公平７−２７９５３号公報 特開平６−２２４２８４号公報

上記特許文献１及び２は、いずれも一つのウェハの中心位置を一つのセンサアレイを用いて演算するため、ウェハの搬送精度を向上させるためには、センサアレイの数量を増加させなければならない。この結果、上記特許文献１及び２では、製造装置の部材点数を著しく多くさせて装置構成の複雑化と高コスト化を招く問題がある。

本願発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、センサの数量を増加させることなく、基板の搬送精度を向上させた基板搬送方法、及び基板搬送装置を提供するものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、円形状をなす基板の法線方向にて位置が互いに異なる２つの平行な平面上の各々で、前記法線方向から見て共通する１つの直線をなす経路に沿ってハンドを移動させて、前記ハンドに支持される基板を目標点に搬送する基板搬送方法であって、前記基板の端面が光軸上にあるか否かを検出するセンサの前記光軸を、前記基板の法線方向に対して傾斜させ、かつ、前記法線方向から見て前記ハンドが移動する方向に対して直交させて、前記ハンド内の所定の点であるハンド点を、一方の平面内では、前記端面の一点に前記光軸上を通過させる直線である一経路に沿って移動させ、かつ、他方の平面内では、前記端面の他点に前記光軸上を通過させる直線である他経路に沿って移動させ、前記一経路は、前記光軸と前記基板とが重ならない移動元である第１の点から、前記端面以外の前記基板内の点と前記光軸とが重なる第２の点までを結び、前記他経路は、前記第２の点の前記法線方向の点であって前記光軸と前記基板とが重ならない第３の点から、前記端面以外の前記基板内の点と前記光軸とが重なる第４の点までを結び、前記一経路と前記他経路との間では、前記第２の点から前記第３の点まで前記ハンド点を前記法線方向に移動させ、前記端面の一点が通過する前記光軸上の点を第１検出点とし、前記端面の他点が通過する前記光軸上の点を第２検出点とし、前記端面と前記第１検出点とが重なるときのハンド点を第１のハンド点とし、前記端面と前記第２検出点とが重なるときのハンド点を第２のハンド点とし、前記第１のハンド点及び前記第２のハンド点を原点として、前記第１のハンド点に対する前記第１検出点の位置と、前記第２のハンド点に対する前記第２検出点の位置とを含み、前記基板と同じ半径を有する２つの円のうち、前記移動元側の円の中心を演算し、当該中心をハンド点に対する前記基板の中心として前記目標点に搬送することを要旨とする。

請求項１に記載の基板搬送方法によれば、基板の端面にある複数の異なる検出点を、１つの光軸によって検出させることができる。したがって、センサの数量を増加させることなく、基板の搬送精度を向上させることができる。

請求項１に記載の発明によれば、搬送過程にある基板の端面と、光軸との間の位置関係を、より簡便な構成にすることができる。したがって、複数の異なる検出点の位置を、より簡単な演算によって規定させることができる。

請求項１に記載の発明によれば、基板を光軸上で変位させるため、複数の異なる検出点を、連続的に検出させることができる。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、円形状をなす基板の法線方向にて位置が互いに異なる２つの平行な平面上の各々で、前記法線方向から見て共通する１つの直線をなす経路に沿ってハンドを移動させて、前記ハンドに支持される基板を目標点に搬送する搬送ロボットと、前記基板の端面が光軸上にあるか否かを検出するセンサと、前記センサの検出結果を受けて前記搬送ロボットを駆動制御する制御手段と、を備え、前記センサは、前記基板の法線方向に対して傾斜し、かつ、前記法線方向から見て前記ハンドが移動する方向に対して直交する光軸を有し、前記制御手段は、前記ハンド内の所定の点であるハンド点を、一方の平面内にて、前記端面の一点に前記光軸上を通過させる直線である一経路と、他方の平面内にて、前記端面の他点に前記光軸上を通過させる直線である他経路とに関する経路データを生成し、前記一経路は、前記光軸と前記基板とが重ならない移動元である第１の点から、前記端面以外の前記基板内の点と前記光軸とが重なる第２の点までを結び、前記他経路は、前記第２の点の前記法線方向の点であって前記光軸と前記基板とが重ならない第３の点から、前記端面以外の前記基板内の点と前記光軸とが重なる第４の点までを結び、前記一経路と前記他経路との間では、前記第２の点から前記第３の点まで前記ハンド点を前記法線方向に移動させる経路データをさらに生成し、前記経路データを用いて前記搬送ロボットを駆動制御し、前記端面の一点が通過する前記光軸上の点を第１検出点とし、前記端面の他点が通過する前記光軸上の点を第２検出点とし、前記端面と前記第１検出点とが重なるときのハンド点を第１のハンド点とし、前記端面と前記第２検出点とが重なるときのハンド点を第２のハンド点とし、前記第１のハンド点及び前記第２のハンド点を原点として、前記第１のハンド点に対する前記第１検出点の位置と、前記第２のハンド点に対する前記第２検出点の位置とを含み、前記基板と同じ半径を有する２つの円のうち、前記移動元側の円の中心を演算し、当該中心をハンド点に対する前記基板の中心として前記目標点に搬送させることを要旨とする。

請求項２に記載の基板搬送装置によれば、基板の端面にある複数の異なる検出点を、１つの光軸によって検出させることができる。したがって、センサの数量を増加させることなく、基板の搬送精度を向上させることができる。

また、請求項２に記載の基板搬送装置によれば、搬送過程にある基板の端面と、光軸との間の位置関係を、より簡便な構成にすることができる。したがって、複数の異なる検出点の位置を、より簡単な演算によって規定させることができる。

上記したように、本発明によれば、センサの数量を増加させることなく基板の搬送精度を向上させた基板搬送方法、及び基板搬送装置を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態について以下に説明する。まず、基板搬送装置としての半導体装置の製造装置１０について説明する。図１は、基板の法線方向から見た製造装置１０を模式的に示す平面図である。図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ搬送ロボットのハンドを示す平面図および側断面図である。

図１において、製造装置１０は、クラスター形式のシステムであって、コアチャンバ１１と、コアチャンバ１１に連結された一対のロードロックチャンバ（以下単に、ＬＬチャンバ）１２と、コアチャンバ１１に連結された６つのプロセスチャンバ１３とを有する。

コアチャンバ１１は、正八角柱状に形成された有底筒状のチャンバ本体１１ａを有し、チャンバ本体１１ａの内部には、チャンバ本体１１ａの搬送中心Ｃを中心とする正八角柱状の内部空間（以下単に、搬送室１１ｓという。）が形成されている。チャンバ本体１１ａは、図示しないチャンバリッドに覆われて搬送室１１ｓの真空状態を維持する。

各ＬＬチャンバ１２は、それぞれ真空状態を維持可能な内部空間（以下単に、収容室１２ｓという。）を有する。各収容室１２ｓは、それぞれ複数の基板Ｓを収容可能なカセット１２ｃを有し、カセット１２ｃの各スロットには、それぞれ複数の基板Ｓが収容されている。基板Ｓとしては、例えばシリコンウェハやセラミック基板などの円形の基板であって、その直径が既知である基板を用いることができる。各ＬＬチャンバ１２は、それぞれ搬送室１１ｓと収容室１２ｓとの間を解除可能に連通させて搬送室１１ｓへの基板Ｓの搬出と搬入を許容する。

各プロセスチャンバ１３は、それぞれ真空状態を維持可能な内部空間（以下単に、処理室１３ｓという。）を有する。各プロセスチャンバ１３は、それぞれ処理室１３ｓに図示しない基板ステージを有し、基板ステージに載置された状態の基板Ｓに対して、洗浄処理、成膜処理、熱処理などの各種の処理を施す。各プロセスチャンバ１３は、それぞれ搬送室１１ｓと処理室１３ｓとの間を解除可能に連通させて基板Ｓの搬入を許容し、所定の処理を施した後に搬送室１１ｓへの搬出を許容する。

各収容室１２ｓおよび各処理室１３ｓには、それぞれ搬送点Ｐが規定されている。各搬送点Ｐは、それぞれ基板Ｓの中心を配置させるための目標点であり、搬送中心Ｃを原点とする円柱座標系の点である。各プロセスチャンバ１３は、それぞれ基板Ｓの中心が、対応する搬送点Ｐに配置されることによって、対応する処理動作に高い再現性を与えることができる。

搬送室１１ｓの略中央には、基板Ｓを搬送するための搬送ロボット１５が搭載されている。搬送ロボット１５は、基板Ｓの法線方向に昇降する旋回軸Ａと、旋回軸Ａを中心にして旋回されて旋回軸Ａの径方向Ｄに直進運動するアーム１６と、アーム１６に連結されるハンド１７とを有する。

アーム１６は、旋回軸Ａを介して一対の水平モータＭ１（図７参照）の出力軸に駆動連結されている。アーム１６は、各水平モータＭ１が同方向に回転するとき、搬送中心Ｃを原点とする円座標に従って、ハンド１７を旋回軸Ａの径方向Ｄに沿って直進運動させる。また、アーム１６は、各水平モータＭ１が逆方向に回転するとき、搬送中心Ｃを原点とする円座標に従って、ハンド１７を旋回軸Ａの旋回方向θに旋回させる。

旋回軸Ａは、昇降モータＭ２（図７参照）の出力軸に駆動連結されている。旋回軸Ａは、昇降モータＭ２が正転又は逆転するとき、旋回軸Ａを基板Ｓの法線方向Ｚに沿って昇降運動させる。すなわち、アーム１６は、昇降モータＭ２が回転駆動するとき、ハンド１７の法線方向Ｚの位置を所定の位置に変位させて、ハンド１７の平面運動を、所定の法線方向Ｚの位置で実行させる。

なお、本実施形態においては、法線方向Ｚの位置を、高さ位置という。また、本実施形態において、径方向Ｄとは、旋回軸Ａの径に沿う往復方向であり、旋回方向θとは、旋回軸Ａの周に沿う往復方向である。

図２において、ハンド１７は、径方向Ｄに延びるホーク状に形成されて、その上面１７ａには、上面１７ａから突出する略円弧状の４つのガイド部１７ｂが形成されている。各ガイド部１７ｂは、法線方向から見て同一円上に形成されて、基板Ｓの端面を所定の領域に案内し、基板Ｓの位置ずれを抑える。

ここで、各ガイド部１７ｂによって描かれる同心円の中心を、ハンド点１７Ｐという。また、各ガイド部１７ｂによって囲まれる上面１７ａの領域を、ポケットという。ハンド１７は、このポケット内に基板Ｓを収容し、基板Ｓの中心をハンド点１７Ｐに配置するとき、ハンド１７に対する基板Ｓの相対位置を安定させて、搬送過程における基板Ｓの位置ずれを抑える。

ポケットの搬送中心Ｃ側には、ハンド１７を法線方向に貫通する円弧状の切欠部１８が形成されている。切欠部１８は、ポケットが基板Ｓを支持するとき、基板Ｓの端面を法線方向から視認可能にする。これによって、ハンド１７は、基板Ｓの端面のうち、径方向Ｄ及び旋回方向θに対応する各領域を全て露出する。

搬送ロボット１５には、図２に示す較正用基板ＣＳを用いて、上記搬送中心Ｃ及び各搬送点Ｐが教示されている。較正用基板ＣＳは、その中心に所定の内径（例えば、１ｍｍ）からなる貫通孔ＣＨを有し、ハンド１７に支持されるとき、その貫通孔ＣＨをハンド点１７Ｐに対応させて、仮想的に規定されるハンド点１７Ｐの位置を物理的に規定する。

搬送ロボット１５は、較正用基板ＣＳを支持する状態でハンド１７を径方向Ｄ及び旋回
方向θに移動させて、貫通孔ＣＨを教示部Ｔの直上に移動させる。教示部Ｔとしては、搬送中心Ｃを一義的に規定するコアチャンバ１１の凸部や凹部、あるいは、搬送点Ｐ上の凸部や凹部を用いることができる。そして、搬送ロボット１５は、貫通孔ＣＨが教示部Ｔの直上にあるとき、すなわち、ハンド点１７Ｐが搬送中心Ｃに対応付けられるとき、各モータＭ１のステップ数がアーム１６の姿勢として記憶され、これによって、搬送中心Ｃ、すなわち極座標の原点が教示される。また、搬送ロボット１５は、ハンド点１７Ｐが搬送点Ｐと一致するとき、各モータＭ１のステップ数がアーム１６の姿勢として記憶され、これによって、搬送点Ｐの位置が教示される。

これら搬送中心Ｃ及び搬送点Ｐの教示によって、搬送ロボット１５は、ハンド点１７Ｐを、円座標系の各目標点に搬送させることができる。そして、搬送ロボット１５は、基板Ｓの中心がハンド点１７Ｐであるとき、あるいは、基板Ｓの中心がハンド点１７Ｐとして補正されるとき、基板Ｓの中心を高い精度の下で目標点上に配置させることができる。

図３及び図４は、それぞれセンサ２０を示す図であって、基板Ｓの法線方向Ｚから見た平面図、及び径方向Ｄから見た側面図である。図３においては、基板Ｓの搬出元の搬送点Ｐを、始点ＰＡとし、搬入先の搬送点Ｐを、終点ＰＢという。また、ハンド１７が最も搬送中心Ｃの近くに引き込まれるときのハンド点１７Ｐを、引込点ＰＣという。また、始点ＰＡと引込点ＰＣとを結ぶ直線、あるいは終点ＰＢと引込点ＰＣとを結ぶ直線を、それぞれ経路ＲＴという。

搬送ロボット１５は、基板Ｓを始点ＰＡ上から終点ＰＢ上まで搬送するとき、まず、始点ＰＡを含む経路ＲＴに沿って、ハンド点１７Ｐを始点ＰＡから引込点ＰＣまで搬送する。次いで、搬送ロボット１５は、基板Ｓを所定の旋回角で旋回させた後、終点ＰＢを含む経路ＲＴに沿って、ハンド点１７Ｐを引込点ＰＣから終点ＰＢまで搬送する。

各経路ＲＴ上には、それぞれ基板Ｓの位置ずれを補正するための１つのセンサ２０が配設されている。各センサ２０は、それぞれ光学式のオン／オフセンサであって、基板Ｓの搬送平面（以下単に、搬送面という。）を挟む上下一対の投光部２０Ａと受光部２０Ｂとによって構成されている。投光部２０Ａと受光部２０Ｂは、それぞれハンド点１７Ｐが引込点ＰＣに搬送されるとき、法線方向から見て、そのハンド１７の径方向Ｄの外側に配置されている。

図３及び図４において、投光部２０Ａは、経路ＲＴと直交する平面内であって、法線方向Ｚに対して傾斜角αで傾斜する光軸を形成し、その光軸に沿ってレーザＬを出射する。受光部２０Ｂは、投光部２０Ａが形成する光軸上に配設されて、上方から透過するレーザＬを受光する。

各センサ２０は、それぞれ受光部２０Ｂに対するレーザＬが基板Ｓによって遮られるときにオフ状態となり、該レーザＬが基板Ｓによって遮られないときにオン状態となる。そして、各センサ２０は、それぞれオフ状態からオン状態に切り替わる、あるいは、オン状態からオフ状態に切り替わることによって、基板Ｓの端面が光軸上にあるか否かを検出する。

ここで、基板Ｓの端面においてレーザＬを遮る点を、検出点ＰＳという。
搬送ロボット１５には、各センサ２０の光軸が教示されている。搬送ロボット１５は、較正用基板ＣＳを支持する状態で、ハンド１７を光軸の近傍まで搬送し、較正用基板ＣＳによってレーザＬを遮らせる。次いで、搬送ロボット１５は、較正用基板ＣＳの貫通孔ＣＨが光軸上に位置するまで、ハンド１７に所定の旋回角の旋回と所定の距離の直進運動とを交互に繰り返させる。そして、貫通孔ＣＨが光軸上に位置するとき、搬送ロボット１５
は、各モータＭ１，Ｍ２のステップ数がアーム１６の姿勢として記憶され、これによって、対応する光軸上の一点が教示される。搬送ロボット１５は、旋回軸Ａを昇降させて上記教示動作を繰り返し、光軸上の複数点が教示されることによって、光軸の位置が教示される。

図５及び図６は、それぞれ基板Ｓの搬送過程を示す図であって、法線方向Ｚから見た平面図と、径方向Ｄから見た側面図である。
図５及び図６においては、それぞれ基板Ｓの高さ位置が、変位量Ｈ１だけ異なる搬送過程を示す。各搬送過程において、相対的に上方にある基板Ｓを上位基板Ｓ０として実線で示し、下方にある基板Ｓを下位基板Ｓ１として二点鎖線で示す。また、上位基板Ｓ０の仮想中心を上位中心Ｓａ０とし、下位基板Ｓ１の仮想中心を下位中心Ｓａ１という。

図５及び図６において、搬送ロボット１５は、上位基板Ｓ０を経路ＲＴに沿って搬送させて、上位基板Ｓ０の端面に光軸上の一点を通過させる。また、搬送ロボット１５は、下位基板Ｓ１を経路ＲＴに沿って搬送させて、下位基板Ｓ１の端面に光軸上の他点を通過させる。

ここで、光軸上の一点であって、上位基板Ｓ０の端面が通過する点を、上位検出点ＰＳ０という。また、光軸上の他点であって、下位基板Ｓ１の端面が通過する点を、下位検出点ＰＳ１という。

搬送ロボット１５は、基板Ｓの端面が上位検出点ＰＳ０によって検出されるとき、ハンド点１７Ｐの位置に基づいて、上位中心Ｓａ０と搬送中心Ｃとの間の距離を、上位距離Ｄ０として検出する。また、搬送ロボット１５は、基板Ｓの端面が下位検出点ＰＳ１で検出されるとき、ハンド点１７Ｐの位置に基づいて、下位中心Ｓａ１と搬送中心Ｃとの間の距離を、下位距離Ｄ１として検出する。

搬送ロボット１５は、これら上位距離Ｄ０と下位距離Ｄ１の検出結果を用いて、上位中心Ｓａ０から見た上位検出点ＰＳ０と、下位中心Ｓａ１から見た下位検出点ＰＳ１を、それぞれ上位中心Ｓａ０を原点とする平面座標系に変換する。なお、この際、上位検出点ＰＳ０と下位検出点ＰＳ１は、それぞれ光軸上の点であり、搬送ロボット１５に対して光軸が教示されるとき、各経路ＲＴに応じて一義的に規定される。そのため、上位中心Ｓａ０を原点とする平面座標系において、下位検出点ＰＳ１は、上位検出点ＰＳ０から、常に光軸の方向、すなわち、径方向Ｄと直交する方向にＨ１・ｔａｎαだけ離間する。

そして、搬送ロボット１５は、上位中心Ｓａ０を原点とする平面座標系において、基板Ｓの半径Ｒｓと同じ半径からなる円であって、かつ、２つの検出点ＰＳ０，ＰＳ１を通る円の中心座標、すなわち、基板Ｓの中心座標を演算する。

なお、２つの検出点ＰＳ０，ＰＳ１を通る円が２つ存在する場合、搬送ロボット１５は、センサ２０のオン／オフ状態に応じて円を選択する。すなわち、搬送ロボット１５は、基板ＳがレーザＬに対して侵入して、センサ２０がオン状態からオフ状態に切り替わる場合、搬送中心Ｃに近い方の円を選択する。反対に、搬送ロボット１５は、基板ＳがレーザＬに対して退避して、センサ２０がオフ状態からオン状態に切り替わる場合、搬送中心Ｃから遠い方の円を選択して、基板Ｓの中心座標を演算する。

そして、搬送ロボット１５は、上位中心Ｓａ０から見た中心座標の変位分を目標点の極座標に合成し、補正された目標点の極座標を得る。
これによって、搬送ロボット１５は、基板Ｓを法線方向Ｚに沿って変位させる分だけ、１つのセンサ２０を用いて、基板Ｓの端面を複数の異なる検出点によって検出させること
ができ、基板Ｓの搬送精度を向上させることができる。

次に、製造装置１０の電気的構成について以下に説明する。図７は、製造装置１０の電気的構成を示す電気ブロック回路図である。
図７において、制御手段を構成する制御装置３０は、製造装置１０に各種の処理動作、例えば、基板Ｓの搬送処理や基板Ｓの成膜処理などを実行させるものである。制御装置３０は、各種の制御信号を受信するための内部Ｉ／Ｆ３１と、各種の演算処理を実行するための制御部３２を有する。また、制御装置３０は、各種のデータや各種の制御プログラムを格納するための記憶部３３と、各種の信号を出力するための外部Ｉ／Ｆ３４を有する。

記憶部３３は、センサ２０を用いて目標点の位置を補正し、基板Ｓの搬送処理を実行するための搬送プログラムＴＰを格納する。また、記憶部３３は、各点の座標に関する位置データＩＰと、各経路ＲＴに関する経路データＩＲを格納する。

位置データＩＰは、搬送ロボット１５の教示によって得られる搬送中心Ｃの座標、各搬送点Ｐの座標、各センサ２０の光軸の座標に関するデータである。
経路データＩＲは、各モータＭ１，Ｍ２の駆動量に関するデータであって、ハンド１７を旋回させてハンド点１７Ｐを移動し、選択される搬送点Ｐと搬送中心Ｃとを結ぶ経路ＲＴ上にハンド点１７Ｐを配置させるためのデータである。また、経路データＩＲは、ハンド１７に直線運動と昇降運動を実行させて、選択される搬送点Ｐと搬送中心Ｃとを結ぶ経路ＲＴに沿ってハンド点１７Ｐを移動させ、基板Ｓの端面に上位検出点ＰＳ０及び下位検出点ＰＳ１を通過させるためのデータである。

制御部３２は、記憶部３３から搬送プログラムＴＰを読み出し、搬送プログラムＴＰに従って基板Ｓの搬送処理を実行する。すなわち、制御部３２は、図３に示すように、始点ＰＡ上の基板Ｓを終点ＰＢ上まで搬送させるとき、まず、始点ＰＡと引込点ＰＣとを結ぶ経路ＲＴに沿って、ハンド点１７Ｐを引込点ＰＣまで移動させるための制御信号を出力する。次いで、制御部３２は、終点ＰＢと引込点ＰＣとを結ぶ経路ＲＴ上にハンド点１７Ｐを配置させるための制御信号を出力する。そして、制御部３２は、終点ＰＢと引込点ＰＣとを結ぶ経路ＲＴに沿って、ハンド点１７Ｐを終点ＰＢまで移動させるための制御信号を出力する。

制御装置３０には、内部Ｉ／Ｆ３１を介して、入出力部３５が接続されている。入出力部３５は、起動スイッチや停止スイッチなどの各種の操作スイッチを有し、製造装置１０が各種の処理動作に利用するためのデータを制御装置３０に入力する。例えば、入出力部３５は、基板Ｓの半径Ｒｓ、基板Ｓの枚数、基板Ｓごとに規定される始点ＰＡ及び終点ＰＢなど、基板Ｓの搬送条件に関するデータを制御装置３０に入力する。また、入出力部３５は、液晶ディスプレイなどの表示部を有し、制御装置３０が実行する搬送処理の処理状態を表示する。制御装置３０は、入出力部３５から入力される各種のデータを受信し、入力されるデータに対応した搬送条件の下で基板Ｓの搬送処理を実行させる。

制御装置３０には、外部Ｉ／Ｆ３４を介して、センサ駆動回路３６と、一対のモータ駆動回路３７，３８が接続されている。
制御装置３０は、センサ駆動回路３６に対応する駆動制御信号をセンサ駆動回路３６に出力する。センサ駆動回路３６は、制御装置３０からの駆動制御信号に応答して各センサ２０を駆動し、各センサ２０からの検出結果を制御装置３０に入力する。制御部３２は、センサ駆動回路３６を介して各センサ２０からの検出結果を受け、搬送プログラムＴＰに従って基板Ｓの搬送処理を実行する。

制御装置３０は、各モータ駆動回路３７，３８に対応する駆動制御信号をそれぞれモー
タ駆動回路３７，３８に出力する。各モータ駆動回路３７，３８には、それぞれ対応する各モータＭ１，Ｍ２と、対応する各エンコーダＥ１，Ｅ２が接続されている。各モータ駆動回路３７，３８は、それぞれ制御装置３０からの駆動制御信号に応答して対応するモータＭ１，Ｍ２を正転または逆転させて、対応するエンコーダＥ１，Ｅ２からの検出信号に基づいてハンド点１７Ｐの移動量及び移動方向を演算する。

制御装置３０は、センサ２０が上位検出点ＰＳ０において基板Ｓの端面を検出するとき、各モータ駆動回路３７，３８を介して、ハンド点１７Ｐの座標を演算し、ハンド点１７Ｐの座標に基づいて上位距離Ｄ０を演算する。制御装置３０は、センサ２０が下位検出点ＰＳ１において基板Ｓの端面を検出するとき、各モータ駆動回路３７，３８を介して、ハンド点１７Ｐの座標を演算し、ハンド点１７Ｐの座標に基づいて下位距離Ｄ１を演算する。そして、制御装置３０は、これら上位距離Ｄ０と下位距離Ｄ１の検出結果を用いて基板Ｓの中心座標を演算して、補正された目標点を得る。

これによって、制御装置３０は、基板Ｓの高さ位置を変位させる分だけ、１つのセンサ２０を用いて、基板Ｓの端面を複数の異なる検出点によって検出させることができ、基板Ｓの搬送精度を向上させることができる。

次に、上記半導体装置の製造装置１０を用いた基板Ｓの搬送方法について以下に説明する。
半導体装置の製造装置１０には、まず、ＬＬチャンバ１２のカセット１２ｃに基板Ｓがセットされる。このとき、基板Ｓは、基板中心がＬＬチャンバ１２の搬送点Ｐに厳密に位置決めされておらず、基板中心がＬＬチャンバ１２の搬送点Ｐから径方向Ｄに位置ずれをした状態にある。

次いで、制御装置３０には、入出力部３５を介して基板Ｓの搬送条件に関するデータが入力され、基板処理を開始させるための操作信号が入力される。制御装置３０は、基板処理を開始させるための操作信号を受けて、記憶部３３から搬送プログラムＴＰを読み出し、搬送プログラムＴＰに従って基板Ｓの搬送処理を開始する。

制御装置３０は、基板Ｓの搬送処理に際し、高さ位置が異なる搬送点Ｐの間で基板Ｓを搬送させる。例えば、制御装置３０は、ＬＬチャンバ１２の搬送点Ｐ（始点ＰＡ）の基板Ｓを、始点ＰＡと高さ位置が異なるプロセスチャンバ１３の搬送点Ｐ（終点ＰＢ）に搬送させる。

すなわち、制御装置３０は、モータ駆動回路３７，３８を介し、始点ＰＡと引込点ＰＣとを結ぶ経路ＲＴに沿ってハンド点１７Ｐを直進運動させる。続いて、制御装置３０は、モータ駆動回路３７，３８を介し、ハンド点１７Ｐを旋回させて、引込点ＰＣと終点ＰＢとを結ぶ経路ＲＴ上に配置させる。そして、制御装置３０は、モータ駆動回路３７，３８を介し、引込点ＰＣと終点ＰＢとを結ぶ経路ＲＴに沿ってハンド点１７Ｐを移動させ、かつ、ハンド点１７Ｐの高さ位置を、対応するセンサ２０の光軸上で変位させて、終点ＰＢの高さ位置に対応させる。

この間、制御装置３０は、センサ駆動回路３６を介して各センサ２０からの検出結果を受け、上位検出点ＰＳ０において基板Ｓの端面を検出したか否か、また、下位検出点ＰＳ１において基板Ｓの端面を検出したか否かを判断する。

そして、制御装置３０は、センサ２０が上位検出点ＰＳ０において基板Ｓの端面を検出すると、ハンド点１７Ｐの座標を演算し、ハンド点１７Ｐの座標に基づいて上位距離Ｄ０を演算する。また、制御装置３０は、センサ２０が下位検出点ＰＳ１において基板Ｓの端
面を検出すると、ハンド点１７Ｐの座標を演算し、ハンド点１７Ｐの座標に基づいて下位距離Ｄ１を演算する。そして、制御装置３０は、これら上位距離Ｄ０と下位距離Ｄ１の検出結果を用いて基板Ｓの中心座標をその都度演算して、基板Ｓの中心座標に基づく補正された目標点の座標を演算し、補正後の目標点にハンド点１７Ｐを移動させる。

上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）上記実施形態においては、センサ２０の光軸を、基板Ｓの法線方向Ｚに対して傾斜させて、基板Ｓの端面の一点を光軸上の上位検出点ＰＳ０に通過させる。また、ハンド点１７Ｐを法線方向Ｚに変位させて、基板Ｓの端面の他点を光軸上の下位検出点ＰＳ１に通過させる。そして、上位検出点ＰＳ０の検出結果に基づく上位距離Ｄ０と、下位検出点ＰＳ１の検出結果に基づく下位距離Ｄ１を用いて基板Ｓの中心を演算し、基板Ｓの中心を目標点に搬送させる。

したがって、基板Ｓの端面にある複数の異なる点を、１つの光軸によって検出させることができる。よって、センサ２０の数量を増加させることなく、基板Ｓの搬送精度を向上させることができる。

（２）上記実施形態においては、センサ２０の光軸を、法線方向Ｚに傾斜させるとともに、法線方向Ｚから見て、基板Ｓの経路に対して直交させる。したがって、搬送過程にある基板Ｓの端面と、光軸との間の位置関係を、より簡便な構成にすることができ、複数の異なる検出点ＰＳ０，ＰＳ１の位置を、より簡単な演算によって検出させることができる。

（３）上記実施形態においては、上位検出点ＰＳ０に対応する経路ＲＴに沿って基板Ｓを光軸上に搬送し、上位検出点ＰＳ０に対応する端面を検出した後、基板Ｓを法線方向Ｚに変位させて、下位検出点ＰＳ１に対応する経路ＲＴに沿って基板Ｓを搬送し、下位検出点ＰＳ１に対応する端面を検出する。したがって、基板Ｓを光軸上で変位させるため、複数の異なる検出点ＰＳ０，ＰＳ１を、連続的に検出させることができる。

尚、上記実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態においては、下位検出点ＰＳ１を１点だけ検出する。これに限らず、複数の下位検出点ＰＳ１を検出する構成であってもよい。これによれば、基板Ｓの位置を、より高い精度で検出させることができ、基板Ｓの搬送精度を、さらに向上させることができる。

・上記実施形態においては、センサ２０の光軸を、経路ＲＴに対して直交させる。これに限らず、例えば、図８に示すように、センサ２０の光軸を、径方向Ｄに対して傾斜角βだけ傾斜させる構成であってもよい。

なお、この際、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、上位中心Ｓａ０を原点とする平面座標系において、下位検出点ＰＳ１は、上位検出点ＰＳ０から、常に、径方向Ｄと直交する方向に（Ｈ１・ｔａｎα）・ｔａｎβだけ離間する。そのため、上位中心Ｓａ０を原点とする平面座標系を用いて基板Ｓの中心座標を演算するとき、上位検出点ＰＳ０と下位検出点ＰＳ１との間の距離は、径方向Ｄと直交する方向に沿って、（Ｈ１・ｔａｎα）・ｔａｎβとする。

・上記実施形態においては、各センサ２０が、それぞれ搬送中心Ｃを中心とする同心円上にあって、搬送点Ｐごとに一つだけ配置される。これに限らず、例えば、各センサ２０が、それぞれ搬送中心Ｃを中心とする同心円上に配置されていない構成であってもよく、また、搬送点Ｐごとに一つ以上配置される構成であってもよい。すなわち、本発明は、センサ２０の配置位置や数量に限定させるものではない。

・上記実施形態においては、コアチャンバ１１が、２つＬＬチャンバ１２と、６つのプロセスチャンバ１３に連結する。これに限らず、ＬＬチャンバ１２の数量を一つ、あるいは３つ以上で構成してもよく、プロセスチャンバ１３の数量を５つ以下、あるいは７つ以上で構成してもよい。すなわち、本発明の基板搬送装置は、チャンバの数量や形式に限定されるものではなく、所定の経路に沿って基板を目標点に搬送する装置であればよい。

半導体装置の製造装置を模式的に示す平面図。 （ａ）、（ｂ）は、それぞれハンドを示す平面図及び側断面図。 センサと経路との位置関係を示す平面図。 センサと基板法線との位置関係を示す側面図。 基板の搬送過程を模式的に示す平面図。 基板の搬送過程を模式的に示す側面図。 半導体装置の製造装置の電気的構成を示す電気ブロック回路図。 変更例におけるセンサと基板法線との位置関係を示す側面図。 （ａ）、（ｂ）は、それぞれ変更例における基板の搬送過程を模式的に示す平面図及び側面図。

符号の説明

Ｓ…基板、Ｚ…法線方向、ＣＨ…貫通孔、ＣＳ…較正用基板、ＩＲ…経路データ、１５…搬送ロボット、１７…ハンド、２０…センサ。

Claims (2)

1. 円形状をなす基板の法線方向にて位置が互いに異なる２つの平行な平面上の各々で、前記法線方向から見て共通する１つの直線をなす経路に沿ってハンドを移動させて、前記ハンドに支持される基板を目標点に搬送する基板搬送方法であって、
   前記基板の端面が光軸上にあるか否かを検出するセンサの前記光軸を、前記基板の法線方向に対して傾斜させ、かつ、前記法線方向から見て前記ハンドが移動する方向に対して直交させて、
   前記ハンド内の所定の点であるハンド点を、
   一方の平面内では、前記端面の一点に前記光軸上を通過させる直線である一経路に沿って移動させ、かつ、
   他方の平面内では、前記端面の他点に前記光軸上を通過させる直線である他経路に沿って移動させ、
   前記一経路は、前記光軸と前記基板とが重ならない移動元である第１の点から、前記端面以外の前記基板内の点と前記光軸とが重なる第２の点までを結び、
   前記他経路は、前記第２の点の前記法線方向の点であって前記光軸と前記基板とが重ならない第３の点から、前記端面以外の前記基板内の点と前記光軸とが重なる第４の点までを結び、
   前記一経路と前記他経路との間では、前記第２の点から前記第３の点まで前記ハンド点を前記法線方向に移動させ、
   前記端面の一点が通過する前記光軸上の点を第１検出点とし、
   前記端面の他点が通過する前記光軸上の点を第２検出点とし、
   前記端面と前記第１検出点とが重なるときのハンド点を第１のハンド点とし、
   前記端面と前記第２検出点とが重なるときのハンド点を第２のハンド点とし、
   前記第１のハンド点及び前記第２のハンド点を原点として、前記第１のハンド点に対する前記第１検出点の位置と、前記第２のハンド点に対する前記第２検出点の位置とを含み、前記基板と同じ半径を有する２つの円のうち、前記移動元側の円の中心を演算し、当該中心をハンド点に対する前記基板の中心として前記目標点に搬送すること、
   を特徴とする基板搬送方法。
2. 円形状をなす基板の法線方向にて位置が互いに異なる２つの平行な平面上の各々で、前記法線方向から見て共通する１つの直線をなす経路に沿ってハンドを移動させて、前記ハンドに支持される基板を目標点に搬送する搬送ロボットと、
   前記基板の端面が光軸上にあるか否かを検出するセンサと、
   前記センサの検出結果を受けて前記搬送ロボットを駆動制御する制御手段と、を備え、
   前記センサは、
   前記基板の法線方向に対して傾斜し、かつ、前記法線方向から見て前記ハンドが移動する方向に対して直交する光軸を有し、
   前記制御手段は、
   前記ハンド内の所定の点であるハンド点を、
   一方の平面内にて、前記端面の一点に前記光軸上を通過させる直線である一経路と、
   他方の平面内にて、前記端面の他点に前記光軸上を通過させる直線である他経路とに関する経路データを生成し、
   前記一経路は、前記光軸と前記基板とが重ならない移動元である第１の点から、前記端面以外の前記基板内の点と前記光軸とが重なる第２の点までを結び、
   前記他経路は、前記第２の点の前記法線方向の点であって前記光軸と前記基板とが重ならない第３の点から、前記端面以外の前記基板内の点と前記光軸とが重なる第４の点までを結び、
   前記一経路と前記他経路との間では、前記第２の点から前記第３の点まで前記ハンド点を前記法線方向に移動させる経路データをさらに生成し、
   前記経路データを用いて前記搬送ロボットを駆動制御し、
   前記端面の一点が通過する前記光軸上の点を第１検出点とし、
   前記端面の他点が通過する前記光軸上の点を第２検出点とし、
   前記端面と前記第１検出点とが重なるときのハンド点を第１のハンド点とし、
   前記端面と前記第２検出点とが重なるときのハンド点を第２のハンド点とし、
   前記第１のハンド点及び前記第２のハンド点を原点として、前記第１のハンド点に対する前記第１検出点の位置と、前記第２のハンド点に対する前記第２検出点の位置とを含み、前記基板と同じ半径を有する２つの円のうち、前記移動元側の円の中心を演算し、当該中心をハンド点に対する前記基板の中心として前記目標点に搬送させること、
   を特徴とする基板搬送装置。

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