JP7158238B2 - 基板処理システム - Google Patents

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Description

本開示は、基板処理システムに関する。
例えば、ウェハに成膜処理等の所望の処理を行う処理室にウェハを搬送する搬送アームが知られている。
特許文献１には、上側搬送機構と下側搬送機構を有する搬送ロボットが開示されている。
特開２０１３－８２０３１号公報
本開示の一態様は、複数の基板を載置部に搬送する基板処理システムを提供する。
本開示の一態様に係る基板処理システムは、複数の基板を載置する載置部を有する第１室と、複数の基板を載置する載置部を有する第２室と、長さ方向に複数の基板を保持するブレードを複数有し、前記第１室の載置部に載置された複数の基板を同じ高さで保持して前記第２室の載置部に搬送する第１搬送装置と、前記ブレードを前記第２室に進入させる経路に設けられ、前記ブレードに保持されている基板の位置を検知する基板検知部と、前記第１搬送装置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、基板が保持された前記ブレードを前記第２室に進入させ、前記基板検知部により基板の位置を検出する工程と、前記基板検知部の検出結果に基づいて、前記ブレードの位置を補正する工程と、前記ブレードに保持されている基板を前記第２室の載置部に受け渡す工程と、を実行する。
本開示の一態様によれば、複数の基板を載置部に搬送する基板処理システムを提供する。
一実施形態に係る基板処理システムの一例の構成を示す平面図。 一実施形態に係る基板処理システムの一例の構成を示す平面図。 ウェハを処理室の載置部に載置する動作の一例を説明する斜視図。 ウェハを処理室の載置部に載置する動作の一例を説明する斜視図。 ウェハの位置補正の一例を説明する平面模式図。 ウェハの位置補正の他の一例を説明する平面模式図。 ウェハの位置補正の更に他の一例を説明する平面模式図。 他の実施形態に係る基板処理システムの一例の構成を示す平面図。
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
＜基板処理システム＞
一実施形態に係る基板処理システムの全体構成の一例について、図１及び図２を用いて説明する。図１及び図２は、一実施形態に係る基板処理システムの一例の構成を示す平面図である。なお、図１は、処理室ＰＭ１に半導体ウェハＷを搬入している状態を示している。また、図２は、搬送装置ＡＲＭ１のエンドエフェクタ２４が基準位置に位置している状態を示している。また、ウェハＷには、ドットのハッチングを付して図示している。
図１に示す基板処理システムは、クラスタ構造（マルチチャンバタイプ）のシステムである。基板処理システムは、処理室ＰＭ（Process Module）１～６、搬送室ＶＴＭ（Vacuum Transfer Module）、ロードロック室ＬＬＭ（Load Lock Module）、ローダーモジュールＬＭ（Loader Module）１～２、ロードポートＬＰ（Load Port）１～４及び制御部１００を備えている。
処理室ＰＭ１～６は、所定の真空雰囲気に減圧され、その内部にて半導体ウェハＷ（以下、「ウェハＷ」ともいう。）に所望の処理（エッチング処理、成膜処理、クリーニング処理、アッシング処理等）を施す。処理室ＰＭ１～６は、搬送室ＶＴＭに隣接して配置される。処理室ＰＭ１～６と搬送室ＶＴＭとは、ゲートバルブＧＶ１～６の開閉により連通する。処理室ＰＭ１は、平面視して２×２の行列状に合計４枚のウェハＷを載置する載置部１１～１４を有する。同様に、処理室ＰＭ２～６は、４枚のウェハＷを載置する載置部をそれぞれ有している。なお、処理室ＰＭ１～６における処理のための各部の動作は、制御部１００によって制御される。
搬送室ＶＴＭは、所定の真空雰囲気に減圧されている。また、搬送室ＶＴＭの内部には、ウェハＷを搬送する搬送装置ＡＲＭ１が設けられている。搬送装置ＡＲＭ１は、ゲートバルブＧＶ１～６の開閉に応じて、処理室ＰＭ１～６と搬送室ＶＴＭとの間でウェハＷの搬入及び搬出を行う。また、搬送装置ＡＲＭ１は、ゲートバルブＧＶ７の開閉に応じて、ロードロック室ＬＬＭと搬送室ＶＴＭとの間でウェハＷの搬入及び搬出を行う。なお、搬送装置ＡＲＭ１の動作、ゲートバルブＧＶ１～７の開閉は、制御部１００によって制御される。
搬送装置ＡＲＭ１は、基台２１と、第１リンク２２と、第２リンク２３と、エンドエフェクタ２４と、を備える多関節アームとして構成される。第１リンク２２の一端側は、基台２１に対して上下方向を回転軸として回動自在に取り付けられている。また、基台２１は、第１リンク２２を上下方向に昇降することができるようになっている。第２リンク２３の一端側は、第１リンク２２の他端側に対して上下方向を回転軸として回動自在に取り付けられている。エンドエフェクタ２４の基端側は、第２リンク２３の他端側に対して上下方向を回転軸として回動自在に取り付けられている。エンドエフェクタ２４の先端側は、ウェハＷを保持する保持部が複数設けられている。第１リンク２２の昇降、基台２１と第１リンク２２との関節、第１リンク２２と第２リンク２３との関節、第２リンク２３とエンドエフェクタ２４との関節を駆動するアクチュエータは制御部１００によって制御される。
エンドエフェクタ２４は、先端側が分岐するフォーク状に形成されており、基端部２４０と、基端部２４０から伸びる２つのブレード（フォーク枝部）２４１，２４２と、を有している。ブレード２４１，２４２は、基端部２４０から同じ方向に伸びており、同じ高さに形成されている。ブレード２４１は、ブレード２４１の長手方向に沿って複数のウェハＷを保持する保持部２４３，２４４を有している。ブレード２４２は、ブレード２４２の長手方向に沿って複数のウェハＷを保持する保持部２４５，２４６を有している。このように、エンドエフェクタ２４に保持される４枚のウェハＷは同じ高さ（同一平面上）で保持される。
また、搬送室ＶＴＭの内部には、ウェハＷを検知するセンサＳ０～Ｓ７が設けられている。センサＳ０は、搬送装置ＡＲＭ１のエンドエフェクタ２４が基準位置（図２参照）に位置している状態において、保持部２４３～２４６にウェハＷが保持されているか否かを検知する。センサＳ１は、搬送装置ＡＲＭ１がウェハＷを処理室ＰＭ１に搬入する際、または、処理室ＰＭ１から搬出する際、ウェハＷが保持されているか否か、及び、保持されているウェハＷの偏心量を検知する。なお、センサＳ１の検知方法に関しては、図３を用いて後述する。同様に、センサＳ２～６は、搬送装置ＡＲＭ１がウェハＷを処理室ＰＭ２～６に搬入する際、または、処理室ＰＭ２～６から搬出する際、ウェハＷが保持されているか否か、及び、保持されているウェハＷの偏心量を検知する。センサＳ７は、搬送装置ＡＲＭ１がウェハＷをロードロック室ＬＬＭに搬入する際、または、ロードロック室ＬＬＭから搬出する際、ウェハＷが保持されているか否か、及び、保持されているウェハＷの偏心量を検知する。センサＳ０～７は、例えば光学式の通過センサを用いることができる。センサＳ０～７の検出値は、制御部１００に入力される。
ロードロック室ＬＬＭは、搬送室ＶＴＭとローダーモジュールＬＭ１～２との間に設けられている。ロードロック室ＬＬＭは、大気雰囲気と真空雰囲気とを切り替えることができるようになっている。ロードロック室ＬＬＭと真空雰囲気の搬送室ＶＴＭとは、ゲートバルブＧＶ７の開閉により連通する。ロードロック室ＬＬＭと大気雰囲気のローダーモジュールＬＭ１とは、ゲートバルブＧＶ８の開閉により連通する。ロードロック室ＬＬＭと大気雰囲気のローダーモジュールＬＭ２とは、ゲートバルブＧＶ９の開閉により連通する。ロードロック室ＬＬＭは、平面視して２×２の行列状に合計４枚のウェハＷを載置する載置部３１～３４を有する。また、処理室ＰＭ１～６の載置部３１～３４の配置とロードロック室ＬＬＭの載置部３１～３４の配置とは、等しくなっている。なお、ロードロック室ＬＬＭ内の真空雰囲気または大気雰囲気の切り替えは、制御部１００によって制御される。
ローダーモジュールＬＭ１～２は、大気雰囲気となっており、例えば清浄空気のダウンフローが形成されている。また、ローダーモジュールＬＭ１の内部には、ウェハＷを搬送する搬送装置ＡＲＭ２が設けられている。搬送装置ＡＲＭ２は、ゲートバルブＧＶ８の開閉に応じて、ロードロック室ＬＬＭとローダーモジュールＬＭ１との間でウェハＷの搬入及び搬出を行う。同様に、ローダーモジュールＬＭ２の内部には、ウェハＷを搬送する搬送装置ＡＲＭ３が設けられている。搬送装置ＡＲＭ３は、ゲートバルブＧＶ９の開閉に応じて、ロードロック室ＬＬＭとローダーモジュールＬＭ２との間でウェハＷの搬入及び搬出を行う。また、ロードロック室ＬＬＭの下方には、ウェハＷを載置する受け渡し部（図示せず）が設けられている。搬送装置ＡＲＭ２，３は、受け渡し部を介して、ウェハＷを受け渡すことができる。なお、搬送装置ＡＲＭ２，３の動作、ゲートバルブＧＶ８，９の開閉は、制御部１００によって制御される。
搬送装置ＡＲＭ２は、基台４１と、第１リンク４２と、第２リンク４３と、エンドエフェクタ４４と、を備える多関節アームとして構成される。第１リンク４２の一端側は、基台４１に対して上下方向を回転軸として回動自在に取り付けられている。また、基台４１は、第１リンク４２を上下方向に昇降することができるようになっている。第２リンク４３の一端側は、第１リンク４２の他端側に対して上下方向を回転軸として回動自在に取り付けられている。エンドエフェクタ４４の基端側は、第２リンク４３の他端側に対して上下方向を回転軸として回動自在に取り付けられている。エンドエフェクタ４４の先端側は、ウェハＷを保持する保持部４４１が設けられている。第１リンク４２の昇降、基台４１と第１リンク４２との関節、第１リンク４２と第２リンク４３との関節、第２リンク４３とエンドエフェクタ４４との関節を駆動するアクチュエータは制御部１００によって制御される。搬送装置ＡＲＭ３は、搬送装置ＡＲＭ２と同様の多関節アームとして構成される。
ローダーモジュールＬＭ１の壁面には、ロードポートＬＰ１，２が設けられている。また、ローダーモジュールＬＭ２の壁面には、ロードポートＬＰ３，４が設けられている。ロードポートＬＰ１～４は、ウェハＷが収容されたキャリアＣ又は空のキャリアＣが取り付けられる。キャリアＣとしては、例えば、ＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）等を用いることができる。
搬送装置ＡＲＭ２は、ロードポートＬＰ１，２に収容されたウェハＷを搬送装置ＡＲＭ２の保持部４４１で保持して、取り出すことができる。また、保持部４４１に保持されているウェハＷをロードポートＬＰ１，２に収容することができる。同様に、搬送装置ＡＲＭ３は、ロードポートＬＰ３，４に収容されたウェハＷを搬送装置ＡＲＭ３の保持部で保持して、取り出すことができる。また、保持部に保持されているウェハＷをロードポートＬＰ３，４に収容することができる。
制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）を有する。制御部１００は、ＨＤＤに限らずＳＳＤ（Solid State Drive）等の他の記憶領域を有してもよい。ＨＤＤ、ＲＡＭ等の記憶領域には、プロセスの手順、プロセスの条件、搬送条件が設定されたレシピが格納されている。
ＣＰＵは、レシピに従って各処理室ＰＭにおけるウェハＷの処理を制御し、ウェハＷの搬送を制御する。ＨＤＤやＲＡＭには、各処理室ＰＭにおけるウェハＷの処理やウェハＷの搬送を実行するためのプログラムが記憶されてもよい。プログラムは、記憶媒体に格納して提供されてもよいし、ネットワークを通じて外部装置から提供されてもよい。
＜基板処理システムの動作＞
次に、基板処理システムの動作の一例について説明する。ここでは、基板処理システムの動作の一例として、ロードポートＬＰ１に取り付けられたキャリアＣに収容されたウェハＷを処理室ＰＭ１で処理を施し、ロードポートＬＰ３に取り付けられた空のキャリアＣに収容する動作に沿って説明する。なお、動作の開始時点において、ゲートバルブＧＶ１～９は閉じており、ロードロック室ＬＬＭ内は大気雰囲気となっている。
制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ２を制御して、ロードポートＬＰ１のキャリアＣから１枚目のウェハＷを取り出し、受け渡し部（図示せず）に載置する。また、ロードポートＬＰ１のキャリアＣから２枚目のウェハＷを取り出し、受け渡し部（図示せず）に載置する。
制御部１００は、ゲートバルブＧＶ８，９を開ける。制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ３を制御して、受け渡し部（図示せず）に載置された１枚目のウェハＷを取り出し、ロードロック室ＬＬＭの載置部３１に載置する。併せて、制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ２を制御して、ロードポートＬＰ１のキャリアＣから３枚目のウェハＷを取り出し、ロードロック室ＬＬＭの載置部３３に載置する。
更に、制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ３を制御して、受け渡し部（図示せず）に載置された２枚目のウェハＷを取り出し、ロードロック室ＬＬＭの載置部３２に載置する。併せて、制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ２を制御して、ロードポートＬＰ１のキャリアＣから４枚目のウェハＷを取り出し、ロードロック室ＬＬＭの載置部３４に載置する。４枚のウェハＷがロードロック室ＬＬＭの載置部３１～３４に載置され、搬送装置ＡＲＭ２，３がロードロック室ＬＬＭから退避すると、制御部１００は、ゲートバルブＧＶ８，９を閉じる。
制御部１００は、ロードロック室ＬＬＭの排気装置（図示せず）を制御して室内の空気を排気し、ロードロック室ＬＬＭを大気雰囲気から真空雰囲気へと切り替える。
制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ１を制御して、エンドエフェクタ２４を図２に示す基準位置へと移動させる。制御部１００は、センサＳ０により、ブレード２４１，２４２の上にウェハＷが保持されていないことを確認する。制御部１００は、ゲートバルブＧＶ７を開ける。制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ１を制御して、予め設定された教示点までエンドエフェクタ２４のブレード２４１，２４２をロードロック室ＬＬＭに挿入し、ロードロック室ＬＬＭの載置部３１～３４に載置されたウェハＷを保持して、搬送室ＶＴＭへと搬送する。ここで、ロードロック室ＬＬＭの載置部３１～３４の配置は、処理室ＰＭ１の載置部３１～３４の配置と等しくなっている。このため、エンドエフェクタ２４のブレード２４１，２４２に保持されるウェハＷの配置は、処理室ＰＭ１の載置部３１の配置と等しくなっている。エンドエフェクタ２４がロードロック室ＬＬＭから退避すると、制御部１００は、ゲートバルブＧＶ７を閉じる。
制御部１００は、ゲートバルブＧＶ１を開ける。制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ１を制御して、予め設定された教示点までエンドエフェクタ２４のブレード２４１，２４２を処理室ＰＭ１に挿入し、保持しているウェハＷを処理室ＰＭ１の載置部１１～１４に載置する。エンドエフェクタ２４が処理室ＰＭ１から退避すると、制御部１００は、ゲートバルブＧＶ１を閉じる。
制御部１００は、処理室ＰＭ１を制御して、ウェハＷに所望の処理を施す。
ウェハＷの処理が終了すると、制御部１００は、ゲートバルブＧＶ１を開ける。制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ１を制御して、予め設定された教示点までエンドエフェクタ２４のブレード２４１，２４２を処理室ＰＭ１に挿入し、処理室ＰＭ１の載置部１１～１４に載置されたウェハＷを保持して、搬送室ＶＴＭへと搬送する。エンドエフェクタ２４が処理室ＰＭ１から退避すると、制御部１００は、ゲートバルブＧＶ１を閉じる。
制御部１００は、ゲートバルブＧＶ７を開ける。制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ１を制御して、予め設定された教示点までエンドエフェクタ２４のブレード２４１，２４２をロードロック室ＬＬＭに挿入し、保持しているウェハＷをロードロック室ＬＬＭの載置部３１～３４に載置する。エンドエフェクタ２４がロードロック室ＬＬＭから退避すると、制御部１００は、ゲートバルブＧＶ７を閉じる。
制御部１００は、ロードロック室ＬＬＭの吸気装置（図示せず）を制御して室内に例えば清浄空気を供給し、ロードロック室ＬＬＭを真空雰囲気から大気雰囲気へと切り替える。
制御部１００は、ゲートバルブＧＶ８，９を開ける。制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ３を制御して、ロードロック室ＬＬＭの載置部３１に載置された１枚目のウェハＷを取り出し、ロードポートＬＰ３のキャリアＣに収容する。併せて、制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ２を制御して、ロードロック室ＬＬＭの載置部３３に載置された３枚目のウェハＷを取り出し、受け渡し部（図示せず）に載置する。
更に、制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ３を制御して、ロードロック室ＬＬＭの載置部３２に載置された２枚目のウェハＷを取り出し、ロードポートＬＰ３のキャリアＣに収容する。併せて、制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ２を制御して、ロードロック室ＬＬＭの載置部３４に載置された４枚目のウェハＷを取り出し、受け渡し部（図示せず）に載置する。４枚のウェハＷがロードロック室ＬＬＭの載置部３１～３４から取り出され、搬送装置ＡＲＭ２，３がロードロック室ＬＬＭから退避すると、制御部１００は、ゲートバルブＧＶ８，９を閉じる。
制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ３を制御して、受け渡し部（図示せず）から３枚目のウェハＷを取り出し、ロードポートＬＰ３のキャリアＣに収容する。また、受け渡し部（図示せず）から４枚目のウェハＷを取り出し、ロードポートＬＰ３のキャリアＣに収容する。
以上、ウェハＷを処理室ＰＭ１に搬送・搬出する例を説明したが、同様にウェハＷを処理室ＰＭ２～６に搬送・搬出してもよい。また、処理室ＰＭ１で処理が施されたウェハＷを、例えば処理室ＰＭ２に搬送して、処理室ＰＭ２でウェハＷに更に処理を施してもよい。
＜処理室ＰＭ１へのウェハＷの載置動作＞
次に、搬送装置ＡＲＭ１が保持するウェハＷを処理室ＰＭ１の載置部１１～１４に載置する動作の一例について図３及び図４を用いてさらに説明する。図３及び図４は、ウェハＷを処理室ＰＭ１の載置部１１～１４に載置する動作の一例を説明する斜視図である。なお、図３及び図４において、エンドエフェクタ２４、載置部１１～１４、センサＳ１、ウェハＷのみを図示し、その他の構成は図示を省略している。また、エンドエフェクタ２４を処理室ＰＭ１に挿入する方向を前進方向とし、エンドエフェクタ２４を処理室ＰＭ１から抜去する方向を後退方向として説明する。
図３（ａ）に示すように、制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ１の各関節のアクチュエータを制御して、ブレード２４１，２４２の延伸方向に載置部３１～３４が位置するようにエンドエフェクタ２４を移動させる。
ここで、センサＳ１は、センサユニット５１，５２を有する。なお、センサユニットの数は、エンドエフェクタ２４のブレードの数と等しくなっている。センサユニット５１は、ブレード２４１が処理室ＰＭ１に進入する経路上に配置される。また、センサユニット５２は、ブレード２４２が処理室ＰＭ１に進入する経路上に配置される。
センサユニット５１は、離間して配置された２つのセンサ素子５１ａ，５１ｂを有している。センサ素子５１ａ，５１ｂは、例えば投光部と受光部を有する光学式の通過センサであって、投光部から光を照射し、検知物からの反射光を受光部で検知することにより、検知物があるか否かを検知する。センサ素子５１ａとセンサ素子５１ｂの間隔は、ブレード２４１の幅よりも広く、ウェハＷの直径よりも狭くなっている。同様にセンサユニット５２も２つのセンサ素子５２ａ，５２ｂを有している。
図３（ｂ）に示すように、制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ１の各関節のアクチュエータを制御して、エンドエフェクタ２４を前進させる。この際、上方視して、センサ素子５１ａとセンサ素子５１ｂの間をブレード２４１が通過する。ブレード２４１の保持部２４４がセンサユニット５１の上方に位置した際、センサユニット５１のセンサ素子５１ａ，５１ｂがウェハＷを検知することにより、制御部１００は、センサユニット５１の検出値に基づいて、保持部２４４にウェハＷがあるか否かを判定することができる。同様に、保持部２４６がセンサユニット５２の上方に位置した際、センサユニット５２のセンサ素子５２ａ，５２ｂがウェハＷを検知することにより、制御部１００は、センサユニット５２の検出値に基づいて、保持部２４６にウェハＷがあるか否かを判定することができる。
また、制御部１００は、センサ素子５１ａがウェハＷを検知し始めたときのエンドエフェクタ２４の位置、センサ素子５１ａがウェハＷを検知しなくなったときのエンドエフェクタ２４の位置、センサ素子５１ｂがウェハＷを検知し始めたときのエンドエフェクタ２４の位置、センサ素子５１ｂがウェハＷを検知しなくなったときのエンドエフェクタ２４の位置を取得する。制御部１００は、これら４点の位置情報から保持部２４４に保持されているウェハＷの位置を検出することができる。これにより、制御部１００は、センサユニット５１は検出値に基づいて、保持部２４４の基準点と保持部２４４に保持されているウェハＷの中心とのズレ（偏心量）を検知することができる。同様に、制御部１００は、センサユニット５２は検出値に基づいて、保持部２４６の基準点と保持部２４６に保持されているウェハＷの中心とのズレ（偏心量）を検知することができる。
図３（ｃ）に示すように、制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ１の各関節のアクチュエータを制御して、エンドエフェクタ２４を更に前進させる。この際、ブレード２４１の保持部２４３がセンサユニット５１の上方に位置した際、センサユニット５１のセンサ素子５１ａ，５１ｂがウェハＷを検知することにより、制御部１００は、センサユニット５１の検出値に基づいて、保持部２４３にウェハＷがあるか否かを判定することができる。同様に、保持部２４５がセンサユニット５２の上方に位置した際、センサユニット５２のセンサ素子５２ａ，５２ｂがウェハＷを検知することにより、制御部１００は、センサユニット５２の検出値に基づいて、保持部２４５にウェハＷがあるか否かを判定することができる。
また、制御部１００は、センサユニット５１は検出値に基づいて、保持部２４３の基準点と保持部２４３に保持されているウェハＷの中心とのズレ（偏心量）を検知することができる。同様に、制御部１００は、センサユニット５２は検出値に基づいて、保持部２４５の基準点と保持部２４５に保持されているウェハＷの中心とのズレ（偏心量）を検知することができる。
図３（ｄ）に示すように、制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ１の各関節のアクチュエータを制御して、エンドエフェクタ２４を更に前進させる。これにより、保持部２４３～２４６に保持されたウェハＷは、載置部１１～１４の上方に位置する。
ここで、載置部１１～１４は、昇降ピン１１ａ～１４ａを有している。昇降ピン１１ａ，１２ａは、上方視して、ブレード２４１が通過する位置とは異なる位置に配置される。また、昇降ピン１３ａ，１４ａは、上方視して、ブレード２４２が通過する位置とは異なる位置に配置される。これにより、図４（ａ）に示すように、昇降ピン１１ａ～１４ａを上昇させた際、昇降ピン１１ａ～１４ａがブレード２４１，２４２と接触せず、エンドエフェクタ２４に保持された４枚のウェハＷを持ち上げる。ここで、ブレード２４１，２４２の高さが等しいため、４枚のウェハＷは同じ高さでエンドエフェクタ２４に保持されている。このため、昇降ピン１１ａ～１４ａは、１つのリフタで同時に上げるように構成してもよい。
次に、制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ１の各関節のアクチュエータを制御して、エンドエフェクタ２４を後退させる。ここで、図４（ｂ）に示すように、エンドエフェクタ２４が図３（ｃ）と同じ位置に来た際、センサＳ１でウェハＷを検知しないことを確認する。即ち、制御部１００は、センサＳ１の検出値に基づいて、保持部２４３，２４５にウェハＷがないことを確認する。なお、図４（ｂ）および図４（ｃ）では、ウェハＷの載置してあった位置を一点鎖線で示している。
次に、制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ１の各関節のアクチュエータを制御して、エンドエフェクタ２４を更に後退させる。ここで、図４（ｃ）に示すように、エンドエフェクタ２４が図３（ｂ）と同じ位置に来た際、センサＳ１でウェハＷを検知しないことを確認する。即ち、制御部１００は、センサＳ１の検出値に基づいて、保持部２４４，２４６にウェハＷがないことを確認する。
図４（ｄ）に示すように、エンドエフェクタ２４を後退させることにより、処理室ＰＭ１からエンドエフェクタ２４を退避させる。その後、昇降ピン１１ａ～１４ａを下降させることにより、ウェハＷを載置部１１～１４に載置する。
以上、ウェハＷを処理室ＰＭ１に搬送する例を説明したが、ウェハＷを処理室ＰＭ１から搬出する際は、図３（ａ）から図４（ｄ）に示す手順を逆に行えばよく、説明を省略する。また、ウェハＷを処理室ＰＭ２～６、またはロードロック室ＬＬＭに搬送・搬出する際も同様であり、重複する説明を省略する。
＜ウェハＷの位置補正動作＞
次に、ウェハＷの載置位置を補正する動作について、図５を用いて説明する。図５は、ウェハＷの位置補正の一例を説明する平面模式図である。
処理室ＰＭ１～６の載置部１１～１４やロードロック室ＬＬＭの載置部３１～３４の組み付け誤差によって、ウェハＷの位置がずれることがある。また、処理室ＰＭ１でウェハＷを加熱して処理を施すことにより、処理前のウェハＷの位置と処理後のウェハＷの位置がずれることがある。また、搬送装置ＡＲＭ１でウェハＷを搬送する際、慣性力によって、ブレード２４１，２４２上でウェハＷがスライドすることにより、ウェハＷの位置がずれることがある。なお、処理室ＰＭ１～６でウェハＷに例えば成膜処理を施した際、成膜状況によってウェハＷの裏面の摩擦係数が変化する。
図５（ａ）は、エンドエフェクタ２４を前進させ、予め設定された教示位置まで移動した状態を示す。なお、前述の図３（ｄ）に示す状態に相当する。図５（ａ）の例では、保持部２４６に保持されているウェハＷがずれているものとして説明する。
前述のように、ウェハＷを処理室ＰＭ１に搬入する際、制御部１００はセンサＳ１によって４枚のウェハＷの中心位置を検知している。なお、図５（ａ）ではウェハＷの中心間を結ぶ線を破線で図示している。また、搬送装置ＡＲＭ１は、基台２１と第１リンク２２の一端側との回転軸、第１リンク２２の他端側と第２リンク２３の一端側との回転軸、第２リンク２３の他端側とエンドエフェクタ２４の基端側の回転軸の３自由度を有している。このため、搬送装置ＡＲＭ１は、エンドエフェクタ２４を平行移動（幅方向、奥行方向）及び回転方向に移動させることができる。
制御部１００は、載置部１１～１４の配置及びセンサＳ１で検出したウェハＷの中心位置に基づいて、４枚のウェハＷが載置部１１～１４の許容範囲に収まるようにエンドエフェクタ２４を平行移動及び回転移動させる。位置補正後を図５（ｂ）に示す。即ち、図５に示す例では、載置部１１～１３では許容範囲に収まる範囲でウェハＷのずれを大きくするとともに、載置部１４では許容範囲に収まるようにウェハＷのずれを小さくする。換言すれば、位置補正前のウェハＷのずれの最大値よりも位置補正後のウェハＷのずれの最大値を小さくする。これにより、４枚のウェハＷを載置部１１～１４に一度に載置させることができる。
次に、ウェハＷの載置位置を補正する他の動作について、図６を用いて説明する。図６は、ウェハＷの位置補正の他の一例を説明する平面模式図である。ここでは、昇降ピン１１ａ～１４ａは、載置部１１～１４ごとに独立に昇降可能に構成されている。
制御部１００は、載置部１１～１４の配置及びセンサＳ１で検出したウェハＷの中心位置に基づいて、各ウェハＷのずれのＸ成分（例えば、幅方向）、Ｙ成分（例えば、奥行方向）を算出する。Ｘ成分の最大値と最小値の平均をＸ成分の妥協値とする。また、Ｙ成分の最大値と最小値の平均をＹ成分の妥協値とする。
制御部１００は、エンドエフェクタ２４をＸ方向にＸ成分の妥協値だけ動かし、Ｙ方向にＹ成分の妥協値だけ動かした場合、各ウェハＷのずれ量が許容範囲に収まるか否かを判定する。全ての載置部１１～１４において許容範囲に収まる場合、制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ１を制御して、Ｘ成分及びＹ成分の妥協値に基づいてエンドエフェクタ２４を移動させる。
一方、少なくとも１つ以上の載置部１１～１４において許容範囲に収まらない場合、載置部１１～１４をクラスタ化する。例えば、載置部１４を第１のクラスタとし、載置部１１～１３を第２のクラスタとする。制御部１００は、各クラスタごとにＸ成分及びＹ成分の妥協値を算出し、各クラスタごとのＸ成分及びＹ成分の妥協値で動かした場合、各ウェハＷのずれ量が許容範囲に収まるか否かを判定する。許容範囲に収まらない場合は、クラスタを再設定する。
図６（ａ）に示すように、制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ１を制御して、第１のクラスタの妥協値に基づいてエンドエフェクタ２４を移動させる。制御部１００は、載置部１４の昇降ピン１４ａを上昇させ、載置部１４に載置されるウェハＷを持ちあげる。
次に、図６（ｂ）に示すように、制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ１を制御して、第２のクラスタの妥協値に基づいてエンドエフェクタ２４を移動させる（白抜き矢印参照）。その後、制御部１００は、載置部１１～１３の昇降ピン１１ａ～１３ａを上昇させ、載置部１１～１３に載置されるウェハＷを持ちあげる。
以下、図示は省略するが、制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ１を制御して、エンドエフェクタ２４を後退させることにより、処理室ＰＭ１からエンドエフェクタ２４を退避させる。その後、制御部１００は、昇降ピン１１ａ～１４ａを下降させ、載置部１１～１４にウェハＷを載置する。これにより、４枚のウェハＷを載置部１１～１４に載置させることができる。
次に、ウェハＷの載置位置を補正する更に他の動作について、図７を用いて説明する。図７は、ウェハＷの位置補正の更に他の一例を説明する平面模式図である。ここでは、昇降ピン１１ａ～１４ａは、載置部１１～１４ごとに独立に昇降可能に構成されている。
まず、図６に示す動作の場合と同様に、制御装部１００は、妥協値を算出し、妥協値が許容範囲に収まらない場合、載置部１１～１４をクラスタ化する。例えば、載置部１４を第１のクラスタとし、載置部１１～１３を第２のクラスタとする。
図７（ａ）に示すように、制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ１を制御して、第１のクラスタの妥協値に基づいてエンドエフェクタ２４を移動させる。制御部１００は、載置部１４の昇降ピン１４ａを上昇させ、載置部１４に載置されるウェハＷを持ちあげる。
次に、図７（ｂ）に示すように、制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ１を制御して、エンドエフェクタ２４を後退させることにより、処理室ＰＭ１からエンドエフェクタ２４を退避させる。なお、昇降ピン１４ａは、上昇したままであり、載置部１４に載置されるウェハＷを持ち上げた状態となっている。
更に、図７（ｃ）に示すように、制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ１を制御して、第２のクラスタの妥協値に基づいてエンドエフェクタ２４を移動させる。制御部１００は、載置部１１～１３の昇降ピン１１ａ～１３ａを上昇させ、載置部１１～１３に載置されるウェハＷを持ちあげる。
以下、図示は省略するが、制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ１を制御して、エンドエフェクタ２４を後退させることにより、処理室ＰＭ１からエンドエフェクタ２４を退避させる。その後、制御部１００は、昇降ピン１１ａ～１４ａを下降させ、載置部１１～１４にウェハＷを載置する。これにより、４枚のウェハＷを載置部１１～１４に載置させることができる。
なお、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示す状態において昇降ピン１４ａは上昇したままであり、図７（ｃ）に示す状態の後に４枚のウェハＷを載置部１１～１４に載置させるものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、図７（ｂ）に示す処理室ＰＭ１からエンドエフェクタ２４を退避させた状態において、昇降ピン１４ａを下降させ、先に載置部１４にウェハＷを載置してもよい。その後、エンドエフェクタ２４を処理室ＰＭ１内に移動させ、載置部１１～１３に載置されるウェハＷを搬送してもよい。
なお、図７に示す例では、載置部１２のウェハＷよりも先に、載置部１１のウェハＷを受け渡すことはできない。このため、載置部１１のウェハＷよりも先に又は同時に載置部１２のウェハＷが受け渡されるように、クラスタの順番を選択する。同様に、載置部１３のウェハＷよりも先に又は同時に載置部１４のウェハＷが受け渡されるように、クラスタの順番を選択する。また、クラスタ分けが対角の組み合わせとなった場合、クラスタの分割数を増やすことにより、ウェハＷを受け渡しできるようにしてもよい。例えば、妥協値に基づいて決定したクラスタ分けが、載置部１１，１４を第１クラスタとし、載置部１２，１３を第２クラスタとするものである場合、例えば、第１クラスタを２つに分けてもよい。即ち、載置部１４を第１クラスタとし、載置部１２，１３を第２クラスタとし、載置部１１を第３クラスタとする。これにより、クラスタごとに順次受け渡すことができる。また、図６に示すエンドエフェクタ２４を退避させない動作を行うようにしてもよい。このように、ウェハＷの受け渡し方法は適宜選択することができる。
また、図６及び図７に示す例では、載置部１４を第１のクラスタとし、載置部１１～１３を第２のクラスタとするものとして説明したが、これに限られるものではなく、他の組み合わせであってもよい。また、クラスタ数は２つに限られるものではなく３つ以上あってもよい。なお、クラスタ数が少ないほど、ウェハＷを載置するのに要する時間を短縮することができるので、好ましい。
また、図６に示す例では、第１のクラスタの妥協値に基づくエンドエフェクタ２４の位置から第２のクラスタの妥協値に基づくエンドエフェクタ２４の位置へと移動させる。このため、図６に示す例は、ウェハＷの搬送時間を短くする面から好ましい。
また、図７に示す例では、処理室ＰＭ１からエンドエフェクタ２４を退避させた後、再びエンドエフェクタ２４を処理室ＰＭ１に挿入する。この際、センサＳ１によって、ウェハＷの位置を再度検出することができる。このため、図７に示す例は、ウェハＷの載置位置の補正精度の面から好ましい。
次に、ウェハＷの載置位置を補正するさらに他の動作について、図８を用いて説明する。図８は、他の実施形態に係る基板処理システムの一例の構成を示す平面図である。ここでは、処理室として処理室ＰＭ３を用いるものとして説明する。
図５に示す一例では、搬送装置ＡＲＭ１の動作によって載置位置を補正し、図６に示す一例では、搬送装置ＡＲＭ１及び昇降ピン１１ａ～１４ａの動作によって載置位置を補正する例を説明した。図８に示す一例では、搬送装置ＡＲＭ２，３の動作によって載置位置を補正する例を説明する。
図８に示すように、処理室ＰＭ３において、載置部１１Ｃ～１４Ｃの配置は、例えば組み付け誤差によって理想的な行列配置から歪んでいる。この組み付け誤差によって歪んだ載置部１１Ｃ～１４Ｃの配置は、事前に把握可能である。制御部１００には、載置部１１Ｃ～１４Ｃの配置のズレを示す情報が入力されている。
他の実施形態に係る基板処理システムにおいて、ローダーモジュールＬＭ１～２からロードロック室ＬＬＭにウェハＷを搬入する際、制御部１００は、搬送装置ＡＲＭ２，３を制御して、予め設定された教示点と載置部１１Ｃ～１４Ｃの配置のズレを示す情報に基づいて、載置部３１～３４にウェハＷを載置する。このように載置されたウェハＷをウェハＷ１として示す。なお、搬送装置ＡＲＭ２，３は、１枚ずつウェハＷを搬送する構成であり、容易に位置調整することができる。
ロードロック室ＬＬＭから搬送室ＶＴＭを経由して処理室ＰＭ３にウェハＷを搬入する際、ウェハＷ２に示すように、搬送装置ＡＲＭ１は、載置部３１～３４から取得した４枚のウェハＷ１の位置関係を保持したまま、処理室ＰＭ３に搬送する。これにより、処理室ＰＭ３の各載置部１１Ｃ～１４Ｃに載置されるウェハＷ３は、位置ずれを許容範囲に収まることができる。また、４枚のウェハＷ３を載置部１１Ｃ～１４Ｃに一度に載置させることができる。
このように、図８に示す補正方法によれば、ブレード２４１，２４２が処理室ＰＭ内に滞在する時間を短くすることができる。これにより、高温となる処理室ＰＭから受けるブレード２４１，２４２の熱の影響を低減することができる。また、搬送装置ＡＲＭ１による搬送中は、処理室ＰＭによる処理が停止する時間であり、搬送装置ＡＲＭ１による搬送時間を短くすることにより、システム全体の生産性が向上する。
以上、ウェハＷを処理室ＰＭ３に搬送・搬出する例を説明したが、他の処理室ＰＭについても同様に動作させることができる。即ち、制御部１００は、処理室ＰＭ１～６の載置部の配置のズレを示す情報が入力されている。ローダーモジュールＬＭ１～２からロードロック室ＬＬＭにウェハＷを搬入する際、制御部１００は、搬入したウェハＷがどの処理室ＰＭ１～６に搬送されるかによって配置のズレを示す情報を切り替え、予め設定された教示点と載置部１１Ｃ～１４Ｃの配置のズレを示す情報に基づいて、載置部３１～３４にウェハＷを載置する。搬送装置ＡＲＭ１は、載置部３１～３４から取得した４枚のウェハＷの位置関係を保持したまま、指定された処理室ＰＭ１～６に搬送する。これにより、処理室ＰＭ１～６ごとにの載置部の配置のズレが異なっていても、位置ずれを許容範囲に収めることができる。また、４枚のウェハＷ３を載置部に一度に載置させることができる。
以上、本実施形態に係る基板処理システムによれば、複数のウェハＷに処理を施す処理室ＰＭに複数のウェハＷを同時に搬入・搬出することができる。これにより、本実施形態に係る基板処理システムは、搬送室ＶＴＭの搬送装置が１枚ずつウェハＷを搬送する構成と比較して、ウェハＷの搬入・搬出に要する時間を短くすることができ、システム全体としての生産性が向上する。
また、本実施形態に係る基板処理システムは、特許文献１のように搬送室ＶＴＭの搬送装置として複数の多関節アームを備える構成と比較して、アクチュエータの数を少なくすることができる。
また、本実施形態に係る基板処理システムにおいて、ゲートバルブＧＶ１～６で開閉される処理室ＰＭ１～６の開口部及びゲートバルブＧＶ７で開閉されるロードロック室ＬＬＭの開口部は、ウェハＷを保持したブレード２４１，２４２が進入できる幅を確保すればよい。また、ブレード２４１，２４２に保持されたウェハＷは、同一平面上で保持されており、開口部の高さを抑制することができる。これにより、開口部の断面積を小さくすることができる。開口部の断面積を小さくすることにより、例えば、処理室ＰＭから搬送室ＶＴＭへの熱の流出を抑制することができる。
ＰＭ１～６ 処理室（第２室）
ＶＴＭ 搬送室（第１室）
ＬＬＭ ロードロック室
ＬＭ１～２ ローダーモジュール
ＬＰ１～４ ロードポート
Ｗ ウェハ
ＧＶ１～９ ゲートバルブ
Ｓ０ センサ
Ｓ１～Ｓ７ センサ（基板検知部）
ＡＲＭ１ 搬送装置（第１搬送装置）
ＡＲＭ２，３ 搬送装置（第２搬送装置）
１１～１４ 載置部
２４ エンドエフェクタ
２４０ 基端部
２４１，２４２ ブレード
２４３～２４６ 保持部
３１～３４ 載置部
５１，５２ センサユニット
５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ センサ素子
１００ 制御部

Claims (9)

  1. 複数の基板を載置する載置部を有する第１室と、
    複数の基板を載置する載置部を有する第２室と、
    長さ方向に複数の基板を保持するブレードを複数有し、前記第１室の載置部に載置された複数の基板を同じ高さで保持して前記第２室の載置部に搬送する第１搬送装置と、
    前記ブレードを前記第２室に進入させる経路に設けられ、前記ブレードに保持されている基板の位置を検知する基板検知部と、
    前記第１搬送装置を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    基板が保持された前記ブレードを前記第２室に進入させ、前記基板検知部により基板の位置を検出する工程と、
    前記基板検知部の検出結果に基づいて、前記ブレードの位置を補正する工程と、
    前記ブレードに保持されている基板を前記第２室の載置部に受け渡す工程と、を実行する、
    基板処理システム。
  2. 複数の基板を載置する載置部を有する第１室と、
    複数の基板を載置する載置部を有する第２室と、
    長さ方向に複数の基板を保持するブレードを複数有し、前記第１室の載置部に載置された複数の基板を同じ高さで保持して前記第２室の載置部に搬送する第１搬送装置と、
    前記ブレードを前記第２室に進入させる経路に設けられ、前記ブレードに保持されている基板の位置を検知する基板検知部と、
    前記第１搬送装置を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    基板が保持された前記ブレードを前記第２室に進入させ、前記基板検知部により基板の位置を検出する工程と、
    前記基板検知部の検出結果に基づいて、前記第２室の載置部を複数のクラスタに分ける工程と、
    前記クラスタごとに、前記ブレードに保持されている基板を前記第２室の載置部に受け渡す工程と、を実行する、
    基板処理システム。
  3. 前記クラスタごとに妥協値を算出し、前記クラスタごとの前記妥協値に基づいて前記ブレードを移動させて、前記クラスタごとに順次受け渡しを実行する、
    請求項２に記載の基板処理システム。
  4. 前記基板検知部は、前記ブレードごとにセンサユニットを有し、
    前記センサユニットは、前記ブレードの幅よりも離間して配置される複数のセンサ素子を有する、
    請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の基板処理システム。
  5. 前記制御部は、前記センサユニットのうち、一方のセンサ素子が基板を検出し始めたときの前記ブレードの位置、一方のセンサ素子が基板を検出しなくなったときの前記ブレードの位置、他方のセンサ素子が基板を検出し始めたときの前記ブレードの位置、他方のセンサ素子が基板を検出しなくなったときの前記ブレードの位置に基づいて、前記ブレードに保持されている基板の位置を検出する
    請求項４に記載の基板処理システム。
  6. 前記第１室の載置部に基板を載置する第２搬送装置を備え、
    前記制御部は、
    前記第２搬送装置を制御して、前記第２室の載置部の配置に基づいて、前記第１室の載置部に基板を載置する工程と、
    前記第１搬送装置を制御して、前記第１室の載置部に載置された基板の配置を保持したまま前記ブレードに基板を保持し、基板が保持された前記ブレードを前記第２室に進入させる工程と、
    前記ブレードに保持されている基板を前記第２室の載置部に受け渡す工程と、を実行する、
    請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の基板処理システム。
  7. 前記第１搬送装置は、長さ方向に２枚の基板を保持するブレードを２つ有し、４枚の基板を同じ高さで保持する、
    請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の基板処理システム。
  8. 複数の前記ブレードは、同方向に伸びて形成される、
    請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の基板処理システム。
  9. 前記第２室の載置部は、前記ブレードに保持された基板を持ち上げる昇降ピンを有し、
    前記昇降ピンは、前記ブレードが進入する経路とは異なる位置に設けられる、
    請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の基板処理システム。
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