JP7433179B2 - 制御方法及び基板搬送システム - Google Patents

制御方法及び基板搬送システム Download PDF

Info

Publication number
JP7433179B2
JP7433179B2 JP2020156679A JP2020156679A JP7433179B2 JP 7433179 B2 JP7433179 B2 JP 7433179B2 JP 2020156679 A JP2020156679 A JP 2020156679A JP 2020156679 A JP2020156679 A JP 2020156679A JP 7433179 B2 JP7433179 B2 JP 7433179B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
transport mechanism
sensor
center position
outer edge
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
JP2020156679A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2022050210A (ja
JP2022050210A5 (ja
Inventor
健弘 新藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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 Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP2020156679A priority Critical patent/JP7433179B2/ja
Priority to KR1020210118787A priority patent/KR102638031B1/ko
Priority to CN202111042397.7A priority patent/CN114203605A/zh
Priority to US17/474,644 priority patent/US20220084862A1/en
Publication of JP2022050210A publication Critical patent/JP2022050210A/ja
Publication of JP2022050210A5 publication Critical patent/JP2022050210A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7433179B2 publication Critical patent/JP7433179B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/677Apparatus 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
    • H01L21/67739Apparatus 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 into and out of processing chamber
    • H01L21/67742Mechanical parts of transfer devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/677Apparatus 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
    • H01L21/67739Apparatus 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 into and out of processing chamber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/0095Manipulators transporting wafers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1694Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67259Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/677Apparatus 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
    • H01L21/67739Apparatus 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 into and out of processing chamber
    • H01L21/67748Apparatus 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 into and out of processing chamber horizontal transfer of a single workpiece
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/677Apparatus 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
    • H01L21/67763Apparatus 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 the wafers being stored in a carrier, involving loading and unloading
    • H01L21/67766Mechanical parts of transfer devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/68Apparatus 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 positioning, orientation or alignment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/68Apparatus 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 positioning, orientation or alignment
    • H01L21/681Apparatus 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 positioning, orientation or alignment using optical controlling means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/683Apparatus 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
    • H01L21/687Apparatus 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 using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68707Apparatus 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 using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)

Description

本開示は、制御方法及び基板搬送システムに関する。
ウエハ等の基板を搬送する搬送機構を備える基板搬送システムが知られている。
特許文献1には、複数のアーム部を互いに旋回可能に直列に接続すると共に、最先端のアーム部に被処理体を保持させて前記被処理体を搬送するようにした搬送機構に設けた被処理体の位置ずれ検出装置において、前記複数のアーム部の内の前記最先端のアーム部以外のアーム部に設けられて、少なくとも前記最先端のアーム部に保持された前記被処理体のエッジを検出するためのエッジ検出手段と、該エッジ検出手段の検出値に基づいて前記被処理体の位置ずれを求める位置ずれ検出部と、を備えるように構成したことを特徴とする位置ずれ検出装置が開示されている。
特開2008-311303号公報
ところで、搬送機構は、目標位置まで精度よく搬送することが求められている。
本開示の一態様は、搬送精度を向上する制御方法及び基板搬送システムを提供する。
本開示の一態様に係る制御方法は、基板を保持する保持部を有し、前記基板を搬送する搬送機構の制御方法であって、前記搬送機構によって搬送される前記基板の外縁を検出し、予め設定された前記基板を搬送する経路に対応する調整値を用いて前記基板の中心位置を計測する工程と、前記基板の中心位置と予め設定された前記保持部の基準位置とのずれ量に基づいて、目標位置を補正する工程と、前記保持部の基準位置が補正された前記目標位置となるように前記搬送機構を制御する工程と、を有する。
本開示の一態様によれば、搬送精度を向上する制御方法及び基板搬送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構成を示す平面図の一例。 制御装置の機能ブロック図の一例。 載置部から載置部に基板を搬送する際の搬送機構の動作の一例を説明する図。 載置部から載置部に基板を搬送する際の搬送機構の動作の一例を説明する図。 計測位置から目標位置まで搬送する際の経路を説明する図の一例。 基板を保持する第3アームの形状とセンサとの関係を示す図の一例。 計測位置を通り目標位置まで搬送する際の経路を説明する図の一例。 計測位置を通り目標位置まで搬送する際の経路を説明する図の一例。 計測位置を通り目標位置まで搬送する際の経路を説明する図の一例。
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1の全体構成の一例について、図1を用いて説明する。図1は、一実施形態に係る基板処理システム1の構成を示す平面図の一例である。なお、図1では、基板Wにドットのハッチングを付して図示している。なお、以下の説明において、搬送機構5の第3アーム53に基板Wを保持して、真空搬送室3から処理室4の載置部41に基板Wを搬送するものとして説明する。
図1に示す基板処理システム1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1は、ロードロック室2と、真空搬送室3と、処理室4と、搬送機構5と、センサ6と、制御装置7と、を備えている。また、基板Wを搬送する基板搬送システムは、搬送機構5と、センサ6と、制御装置7と、を備えている。
ロードロック室2は、真空搬送室3と大気搬送室(図示せず)との間に設けられている。ロードロック室2は、基板Wを載置する載置部21を有する。ロードロック室2内は、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構成されている。ロードロック室2と真空雰囲気の真空搬送室3とは、ゲートバルブ22の開閉により連通する。ロードロック室2と大気雰囲気の大気搬送室(図示せず)とは、ゲートバルブ(図示せず)の開閉により連通する。なお、ロードロック室2内の真空雰囲気または大気雰囲気の切り替えは、制御装置7によって制御される。
真空搬送室3は、所定の真空雰囲気に減圧されている。また、真空搬送室3の内部には、基板Wを搬送する搬送機構5が設けられている。
処理室4は、真空搬送室3に隣接して配置される。処理室4は、基板Wを載置する載置部41を有する。処理室4は、所定の真空雰囲気に減圧され、その内部にて載置部41に載置された基板Wに所望の処理(例えば、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4と真空搬送室3とは、ゲートバルブ42の開閉により連通する。なお、処理室4における処理のための各部の動作は、制御装置7によって制御される。
搬送機構5は、ゲートバルブ22の開閉に応じて、ロードロック室2と真空搬送室3との間で基板Wの搬入及び搬出を行う。また、搬送機構5は、ゲートバルブ42の開閉に応じて、処理室4と真空搬送室3との間で基板Wの搬入及び搬出を行う。なお、搬送機構5の動作、ゲートバルブ22,42の開閉は、制御装置7によって制御される。
搬送機構5は、例えば、基台部50と、第1アーム51と、第2アーム52と、第3アーム53と、を備える多関節アームとして構成される。基台部50と第1アーム51の長手方向の一方側とは、回転軸55で回転可能に接続される。第1アーム51の長手方向の他方側と第2アーム52の長手方向の一方側とは、回転軸56で回転可能に接続される。第2アーム52の長手方向の他方側と第3アーム53の長手方向の一方側とは、回転軸57で回転可能に接続される。第3アーム53の長手方向の他方側は、基板Wを保持(載置)する保持部53aを有する。
真空搬送室3の内部には、処理室4及びロードロック室2に対応して、搬送機構5によって搬送される基板Wを検出するセンサ(計測部)6が設けられている。センサ6は、搬送機構5が基板Wを真空搬送室3から処理室4またはロードロック室2に搬入する際、または、搬送機構5が基板Wを処理室4またはロードロック室2から真空搬送室3に搬出する際に、基板Wが通過する位置に設けられている。
センサ6は、2つのセンサ6a,6bを有する。センサ6a,6bは、例えば光電センサであって、搬送機構5によって搬送される基板Wがセンサ6a,6bを通過することにより、基板Wの外縁の4点を検出することができる。制御装置7(後述する中心位置算出部72)は、センサ6(センサ6a,6b)による基板Wの外縁の検出及びその際の搬送機構5の動作に基づいて、第3アーム53に保持された基板Wの外縁座標を検出する。そして、制御装置7は、検出された4点の外縁座標から基板Wの中心位置を算出する。これにより、センサ6及び制御装置7は、第3アーム53に保持された基板Wの中心位置を計測する計測部として機能する。これにより、制御装置7は、予め設定される第3アーム53における基板Wを載置する基準位置(保持部53aの中心位置)と、センサ6に基づいて検出した第3アーム53に保持された基板Wの中心位置との、ずれ(偏心量)を検出する。
制御装置7は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及びHDD(Hard Disk Drive)を有する。制御装置7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における基板Wの処理を制御し、基板Wの搬送を制御する。HDDやRAMには、各処理室における基板Wの処理や基板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。
<搬送機構>
次に、搬送機構5の制御について、図2を用いて説明する。図2は、制御装置7の機能ブロック図の一例である。
センサ6の検出信号は、制御装置7に入力される。
搬送機構5は、第1軸モータ91、第2軸モータ92及び第3軸モータ93を有する。第1軸モータ91は、第1アーム51内に設けられている。第1軸モータ91は、基台部50に対して第1アーム51を回転軸55で回転させる。第2軸モータ92は、第1アーム51内に設けられている。第2軸モータ92は、第1アーム51に対して第2アーム52を回転軸56で回転させる。第3軸モータ93は、第2アーム52内に設けられている。第3軸モータ93は、第2アーム52に対して第3アーム53を回転軸57で回転させる。
搬送機構5は、第1軸角度センサ91a、第2軸角度センサ92a及び第3軸角度センサ93aを有する。第1軸角度センサ91aは、第1軸モータ91の回転角度を検出する。第2軸角度センサ92aは、第2軸モータ92の回転角度を検出する。第3軸角度センサ93aは、第3軸モータ93の回転角度を検出する。第1軸角度センサ91a、第2軸角度センサ92a及び第3軸角度センサ93aは、例えば、エンコーダを用いることができる。第1軸角度センサ91a、第2軸角度センサ92a及び第3軸角度センサ93aの検出値は、制御装置7に入力される。
制御装置7は、第1軸角度センサ91a、第2軸角度センサ92a、第3軸角度センサ93aの検出値に基づいて、第1軸モータ91、第2軸モータ92、第3軸モータ93を制御することで、搬送機構5の動作を制御する。
また、制御装置7は、姿勢算出部71と、中心位置算出部72と、記憶部73と、を備える。
姿勢算出部71は、角度センサ91a~93aの検出値に基づいて、搬送機構5の姿勢を算出する。算出された搬送機構5の姿勢に基づいて、第3アーム53における基板Wを載置する基準位置(保持部53aの中心位置)を算出する。
中心位置算出部72は、センサ6(センサ6a,6b)による基板Wの外縁の検出及びその際の搬送機構5の動作に基づいて、第3アーム53に保持された基板Wの外縁座標を検出する。そして、制御装置7は、検出された4点の外縁座標から基板Wの中心位置を算出する。
記憶部73には、センサ6のキャリブレーションデータ(調整値)が記憶されている。
ここで、センサ6のキャリブレーションとは、搬送機構5に対するセンサ6の位置情報を取得する作業である。具体的には、保持部53aの中心位置と基板Wの中心位置が一致するように基板Wを保持部53aに保持した状態で、基板Wをセンサ6の上を通過させる。これにより、搬送機構5に対するセンサ6の位置情報をキャリブレーションデータとして取得する。
中心位置算出部72は、センサ6(センサ6a,6b)による基板Wの外縁の検出、姿勢算出部71で算出した基準位置、センサ6のキャリブレーションデータ(センサ位置)に基づいて、基板Wの中心位置を算出する。
このように、制御装置7の中心位置算出部72は、センサ6を用いて基板Wの中心位置を計測する。そして、制御装置7は、基板Wの中心位置と第3アーム53の基準位置(保持部53aの中心位置)とのずれ量を算出し、目標位置を補正する。そして、制御装置7は、第3アーム53の基準位置(保持部53aの中心位置)が補正された目標位置となるように搬送機構5を制御する。これにより、基板Wを目標位置まで搬送することができる。
次に、基板Wを搬送する際の搬送機構5の動作の一例について、図3から図5を用いて説明する。
図3は、載置部21から載置部41Bに基板Wを搬送する際の搬送機構5の動作の一例を説明する図である。図3(a)は載置部21から基板Wを搬送する際の搬送機構5の動作を説明する図の一例である。図3(a)において、載置部21から基板Wを受け取った際の搬送機構5を実線で示し、基板Wをロードロック室2から搬送する際の搬送機構5を破線で示す。図3(b)は載置部41Bに基板Wに搬送する際の搬送機構5の動作を説明する図の一例である。図3(b)において、基板Wがセンサ6を通過する計測位置P1における搬送機構5を実線で示し、基板Wを載置部41Bに受け渡す目標位置P2における搬送機構5を破線で示す。搬送機構5は、載置部21から経路101を通って計測位置P1まで基板Wを搬送し、計測位置P1から経路102を通って目標位置P2まで基板Wを搬送する。なお、経路102における揺れは、誇張して図示している。
図4は、載置部41Aから載置部41Bに基板Wを搬送する際の搬送機構5の動作の一例を説明する図である。図4(a)は載置部41Aから基板Wを搬送する際の搬送機構5の動作を説明する図の一例である。図4(a)において、載置部41Aから基板Wを受け取った際の搬送機構5を実線で示し、基板Wを処理室4から搬送する際の搬送機構5を破線で示す。図4(b)は載置部41Bに基板Wに搬送する際の搬送機構5の動作を説明する図の一例である。図4(b)において、基板Wがセンサ6を通過する計測位置P1における搬送機構5を実線で示し、基板Wを載置部41Bに受け渡す目標位置P2における搬送機構5を破線で示す。搬送機構5は、載置部41Aから経路201を通って計測位置P1まで基板Wを搬送し、計測位置P1から経路202を通って目標位置P2まで基板Wを搬送する。なお、経路202における揺れは、誇張して図示している。
図5は、計測位置P1から目標位置P2まで搬送する際の経路を説明する図の一例である。なお、経路102,202における揺れは、誇張して図示している。
制御装置7の姿勢算出部71は、角度センサ91a~93aの検出値に基づいて第3アーム53の基準位置を算出する。制御装置7は、算出した基準位置が計測位置P1から目標位置P2への経路(一点鎖線参照)で移動するように、モータ91~93を制御する。
一方、動作する搬送機構5の回転軸55~57でアーム間にねじれが生じる等によって、実際の経路102,202は、角度センサ91a~93aの検出値に基づく経路(一点鎖線参照)から誤差が生じている。また、図5に示すように、計測位置P1から目標位置P2まで基板Wを搬送する際、載置部21から搬送した場合(計測位置P1から目標位置P2への搬送方向に対して右側から搬送した場合)の経路102と、載置部41Aから搬送した場合(計測位置P1から目標位置P2への搬送方向に対して左側から搬送した場合)の経路202とは、一致せずに異なっている。これは、計測位置P1から目標位置P2までの搬送機構5の伸縮動作にいたる直前の動作(図3の経路101、図4の経路201)に依存する。このため、センサ6を用いて基板Wの中心と基準位置とのずれ量を算出する際の精度が低下する。
ここで、制御装置7の記憶部73には、搬送経路ごとにキャリブレーションデータが格納されている。即ち、予め搬送経路ごとにキャリブレーションを行い、搬送経路ごとにキャリブレーションデータを記憶しておく。中心位置算出部72は、搬送経路に対応するキャリブレーションデータを用いて、基板Wの中心位置を算出する。これにより、センサ6を用いて基板Wの中心位置と基準位置とのずれ量を算出する際の精度を向上させることができる。また、基板Wを目標位置まで搬送する際の搬送精度を向上させることができる。
また、搬送経路をグルーピングして、搬送経路のグループごとのキャリブレーションを行い、搬送経路のグループごとにキャリブレーションデータを記憶してもよい。中心位置算出部72は、搬送経路のグループに対応するキャリブレーションデータを用いて、基板Wの中心位置を算出する。データを用いてもよい。これにより、キャリブレーションの作業の回数を低減し、記憶部73に記憶されるデータ量を削減することができる。
図6は、基板Wを保持する第3アーム53の形状とセンサ6との関係を示す図の一例である。また、図6において、一点鎖線は、センサ6a,6bが通る軌跡を示す。
図6(a)に示す例において、センサ6a及びセンサ6bは、基板Wの外縁4点を検出する。これにより、中心位置算出部72は、基板Wの中心位置を算出することができる。
一方、図6(b)に示す例において、第3アーム53は、基板Wよりも外側に突出する突出部54を有する。突出部54の外縁は、第3アーム53の基準位置を中心とする円弧形状に形成されている。なお、突出部54の円弧形状の半径は既知の値であり、予め記憶部73に記憶されている。センサ6aは、突出部54の外縁2点を検出する。センサ6bは、基板Wの外縁2点を検出する。
中心位置算出部72は、センサ6aで検出した突出部54の外縁2点と、突出部54の円弧半径と、に基づいて、突出部54の円弧の中心、換言すれば第3アーム53の基準位置を算出する。即ち、センサ6a及び中心位置算出部72は、第3アーム53の基準位置を計測する基準位置計測部として機能する。
また、中心位置算出部72は、センサ6bで検出した基板Wの外縁2点と、基板Wの直径と、に基づいて、基板Wの中心位置を算出する。即ち、センサ6b及び中心位置算出部72は、基板Wの中心位置を計測する中心位置計測部として機能する。なお、基板Wの直径は、予め設定された寸法を用いてもよい。また、事前の工程で、基板Wの直径を計測してもよい。
図6(b)に示す構成によれば、センサ6aを用いて第3アーム53の基準位置(突出部54の円弧中心)を検出する。また、センサ6aを用いて第3アーム53の基準位置を検出するタイミングと、センサ6bを用いて基板Wの中心位置を検出するタイミングとを、近接するタイミングとすることができる。これにより、両データに含まれる誤差を同等とすることができる。よって、基板Wの中心位置と第3アーム53の基準位置(保持部53aの中心位置)とのずれ量を算出する際、差分をとることで誤差が相殺され、基板Wの中心位置と基準位置とのずれ量を精度よく求めることができる。これにより、センサ6を用いて基板Wの中心位置と基準位置とのずれ量を算出する際の精度を向上させることができる。また、基板Wを目標位置まで搬送する際の搬送精度を向上させることができる。
なお、突出部54は、図6(b)に示す形状に限られない。図6(c)に示すように、センサ6aが通る位置よりも外側に切り欠き部54aが設けられていてもよい。これにより、第3アーム53の幅寸法を抑制することができる。
次に、搬送機構5の温度変化について説明する。搬送機構5は、内部に熱源としてのモータ91~93を有している。また、高温の処理室4に基板Wを搬送する際、処理室4から搬送機構5に入熱する。また、処理室4で処理された高温の基板Wを搬送する際に、基板Wから搬送機構5に伝熱する。このため、第1アーム51、第2アーム52のリンク長が熱膨張により変化する。また、モータ91~93に接続されるギア等が熱膨張することにより回転軸55~57の角度伝達誤差が変化する。このため、姿勢算出部71で算出される基準位置と実際の基準位置との間に誤差が生じるおそれがある。このため、センサ6を用いて基板Wの中心と基準位置とのずれ量を算出する際の精度が低下するおそれがある。
ここで、制御装置7の記憶部73には、温度ごとにキャリブレーションデータが格納されている。例えば、記憶部73には、常温時におけるキャリブレーションデータと、高温時におけるキャリブレーションデータが格納されている。
ここで、常温時におけるキャリブレーションデータ及び高温時におけるキャリブレーションデータの計測方法について、説明する。
まず、常温時において、目標位置と基板Wの中心位置が一致するようにして載置部41に基板Wをセットする。搬送機構5は、載置部41から基板Wを受け取り、伸縮動作をすることで、保持部53aに保持された基板Wがセンサ6上を通過する。これにより、常温時におけるセンサ6のキャリブレーションデータを取得する。そして、基板Wは載置部41へと戻される。
次に、搬送機構5を暖機運転する。暖機方法は、モータ91~93を動作させることによって行われてもよい。また、高温の処理室4に基板Wを搬送する動作を行うことで、搬送機構5の暖機を行ってもよい。
搬送機構5が所定の温度(高温状態)となった状態で、載置部41から基板Wを受け取り、伸縮動作をすることで、保持部53aに保持された基板Wがセンサ6上を通過する。これにより、高温時におけるセンサ6のキャリブレーションデータを取得する。そして、基板Wは載置部41へと戻される。
なお、搬送機構5の複数の温度について、それぞれキャリブレーションデータを取得してもよい。
次に、搬送機構5による基板Wの搬送時における処理について説明する。搬送時には、制御装置7は、搬送機構5の搬送時における温度と、温度ごとのキャリブレーションデータと、に基づいて、リファレンスデータを生成する。リファレンスデータは、例えば、温度ごとのキャリブレーションデータを一時近似して、リファレンスデータを生成する。
中心位置算出部72は、搬送機構5の温度に基づいて生成されたリファレンスデータをセンサ6のキャリブレーションデータとして中心位置を算出する。
これによれば、搬送機構5の温度に基づくリファレンスデータを用いることで、搬送機構5の熱によるアーム51,52の伸びや、角度伝達誤差による影響を低減することができる。また、センサ6を用いて基板Wの中心位置と基準位置とのずれ量を算出する際の精度を向上させることができる。また、基板Wを目標位置まで搬送する際の搬送精度を向上させることができる。
また、搬送精度を向上する他の方法について、図7及び図8を用いて説明する。
図7は、計測位置P1を通り目標位置P2まで搬送する際の経路を説明する図の一例である。ここで、搬送機構5は、経路101を通って基板Wを計測位置P1に搬送した場合には、そのまま目標位置P2まで搬送する。この際、基板Wは経路102を通る。
一方、搬送機構5は、経路201を通って基板Wを計測位置P1に搬送した場合には、経路211に示すように、基板Wを経路101の逆方向に搬送する。そして、基板Wを経路101に沿った経路212で計測位置P1まで搬送する。そして、搬送機構5は、計測位置P1から目標位置P2まで基板Wを搬送する。このように、動作させることにより、基板Wは経路102を通って搬送される。
即ち、計測位置P1から目標位置P2への搬送方向に対して右側から搬送する場合には、そのまま搬送する。一方、計測位置P1から目標位置P2への搬送方向に対して左側から搬送する場合には、まず搬送方向に対して右側まで搬送し、次に搬送方向に対して右側から搬送する。なお、右側から搬送する構成を例に説明したが、これに限られるものではなく、左側から搬送する構成であってもよい。
この様に、計測位置P1に到達するまでの基板Wの経路201が経路101と異なっている場合、経路101に沿った経路211,212を通ることにより、計測位置P1から目標位置P2までの搬送機構5の伸縮動作にいたる直前の動作(経路101,212)を同一とすることができる。これにより、基板Wは、載置部21から載置部41Bに搬送する場合と載置部41Aから載置部41Bに搬送する場合とで、同様の条件でセンサ6を通過する。これにより、同一のキャリブレーションデータを用いても、センサ6を用いて基板Wの中心位置と基準位置とのずれ量を算出する際の精度を向上させることができる。また、基板Wを目標位置まで搬送する際の搬送精度を向上させることができる。
図8は、計測位置P1を通り目標位置P2まで搬送する際の経路を説明する図の一例である。また、図8に示すように、経路201から基板Wを搬送した際、経路213に示すように、途中で経路201から離脱して経路101に沿って計測位置P1に到達するようにしてもよい。
即ち、計測位置P1から目標位置P2への搬送方向に対して右側から搬送する場合には、そのまま搬送する。一方、計測位置P1から目標位置P2への搬送方向に対して左側から搬送する場合には、まず搬送方向に対して右側まで搬送し、次に搬送方向に対して右側から搬送する。なお、右側から搬送する構成を例に説明したが、これに限られるものではなく、左側から搬送する構成であってもよい。
これにより、図7に示す場合と同様に、計測位置P1から目標位置P2までの搬送機構5の伸縮動作にいたる直前の動作(経路101,213)を同一とすることができる。これにより、基板Wは、載置部21から載置部41Bに搬送する場合と載置部41Aから載置部41Bに搬送する場合とで、同様の条件でセンサ6を通過する。これにより、同一のキャリブレーションデータを用いても、センサ6を用いて基板Wの中心位置と基準位置とのずれ量を算出する際の精度を向上させることができる。また、基板Wを目標位置まで搬送する際の搬送精度を向上させることができる。
なお、図7及び図8に示す搬送機構5の動作は、搬送時間が増加する。このため、制御装置7は、搬送精度を優先するモードと、搬送時間を優先するモードと、を備え、動作モードを切り替え可能に構成されていてもよい。搬送精度を優先するモードでは、同じ方向から計測位置P1に搬送する(経路101,212,213参照)。搬送時間を優先するモードでは、それぞれの経路で計測位置P1に搬送する(経路101,201参照)。これにより、搬送精度と搬送速度のどちらを優先するかを選択することができる。
また、図7及び図8に示す例では、一方の載置部(21,41A)から他方の載置部(41B)に基板Wを搬送する際に搬送経路を変更する場合を例に説明したがこれに限られるものではない。載置部41Bに基板Wを搬送する際には、所定の載置部21を経由するようにしてもよい。例えば、載置部41Aから載置部41Bに基板Wを搬送する際、搬送機構5は、まず載置部41Aから載置部21に基板Wを搬送して、次に、載置部21から載置部41Bに基板Wを搬送する構成であってもよい。なお、載置部21から載置部41Bに基板Wを搬送する際、搬送機構5は、そのまま載置部21から載置部41Bに基板Wを搬送する。
これにより、計測位置P1から目標位置P2までの搬送機構5の伸縮動作にいたる直前の動作(経路101)を同一とすることができる。また、同一のキャリブレーションデータを用いても、センサ6を用いて基板Wの中心位置と基準位置とのずれ量を算出する際の精度を向上させることができる。また、基板Wを目標位置まで搬送する際の搬送精度を向上させることができる。
図9は、計測位置P1を通り目標位置P2まで搬送する際の経路を説明する図の一例である。センサ6は、センサ61を及びセンサ62を有する。
ここで、計測位置P1は、基板Wがセンサ61を遮ることで基板Wの外縁を検出する位置である(センサ61の遮光位置)。この位置において、経路101と経路201とは一致している。
位置P3は、基板Wがセンサ61を通過したことで基板Wの外縁を検出する位置である(センサ61の投光位置)。この位置において、経路102と経路202とは位置がずれている。このため、同一のリファレンスデータを用いた場合、搬送経路によって、基板Wの中心位置と基準位置とのずれ量の計測精度が低下する。
位置P4は、位置P3から目標位置P2へと向かう途中の位置であり、基板Wがセンサ62を通過したことで基板Wの外縁を検出する位置である(センサ62の投光位置)。ここで、経路102と経路202は、位置P4よりも前で合流して、目標位置P2へと向かうようになっている。
ここで、センサ6は、搬送機構5の動作(経路)に依存しない位置で基板Wの外縁を検出する。即ち、図9に示す例において、センサ6は、センサ61の遮光位置とセンサ62の投光位置に基づいて、基板Wの中心位置を算出する。これにより、計測位置P1から目標位置P2までの搬送機構5の伸縮動作にいたる直前の動作(経路101,201)が異なっていることにより、計測位置P1から目標位置P2までの動作(経路102,202)が異なっていたとしても動作依存のない位置で基板Wの外縁を検出することができる。これにより、同一のキャリブレーションデータを用いても、センサ6を用いて基板Wの中心位置と基準位置とのずれ量を算出する際の精度を向上させることができる。また、基板Wを目標位置まで搬送する際の搬送精度を向上させることができる。
以上、基板処理システム1及び基板搬送システムの実施形態等について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
W 基板
1 基板処理システム
2 ロードロック室
21 載置部
3 真空搬送室
4 処理室
41 載置部
5 搬送機構
53 第3アーム
53a 保持部
6,6a,6b,61,62 センサ(計測部)
7 制御装置
71 姿勢算出部
72 中心位置算出部
73 記憶部
91~93 モータ
91a~93a 角度センサ

Claims (7)

  1. 基板を保持する保持部を有し、前記基板を搬送する搬送機構の制御方法であって、
    前記搬送機構によって搬送される前記基板の外縁を検出し、予め設定された前記基板を搬送する経路に対応する調整値を用いて前記基板の中心位置を計測する工程と、
    前記基板の中心位置と予め設定された前記保持部の基準位置とのずれ量に基づいて、目標位置を補正する工程と、
    前記保持部の基準位置が補正された前記目標位置となるように前記搬送機構を制御する工程と、を有する制御方法。
  2. 前記保持部は、保持された前記基板よりも突出する突出部を有し、
    前記基板を搬送して前記基板の外縁を検出する際、前記突出部の外縁を検出して、前記保持部の基準位置を計測する、
    請求項1に記載の制御方法。
  3. 前記突出部の外縁は、前記保持部の基準位置を中心とする円弧形状を有する、
    請求項2に記載の制御方法。
  4. 前記搬送機構の温度に対応する前記調整値を記憶し、
    前記基板を搬送する経路及び前記搬送機構の温度に対応する前記調整値を用いて前記基板の中心位置を計測する、
    請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の制御方法。
  5. 基板を保持する保持部を有し、前記基板を搬送する搬送機構と、
    前記搬送機構によって搬送される前記基板の外縁を検出し、前記基板の中心位置を計測する計測部と、
    前記搬送機構を制御する制御部と、を備え、
    前記計測部は、
    予め設定された前記基板を搬送する経路に対応する調整値を用いて前記基板の中心位置を計測し、
    前記制御部は、
    前記基板の中心位置と前記保持部の基準位置とのずれ量に基づいて、目標位置を補正し、
    前記保持部の基準位置が補正された前記目標位置となるように前記搬送機構を制御する、基板搬送システム。
  6. 基板を保持する保持部を有し、前記基板を搬送する搬送機構と、
    前記搬送機構によって搬送される前記基板の外縁を検出し、前記基板の中心位置を計測する計測部と、
    前記搬送機構を制御する制御部と、を備え、
    前記保持部は、保持された前記基板よりも突出する突出部を有し、
    前記制御部は、
    前記基板を搬送する際、前記突出部の外縁を前記計測部で検出して、前記保持部の基準位置を計測するとともに、前記基板の外縁を前記計測部で検出して、前記基板の中心位置を計測し、
    前記基板の中心位置と前記保持部の基準位置とのずれ量に基づいて、目標位置を補正し、
    前記保持部の基準位置が補正された前記目標位置となるように前記搬送機構を制御する、
    基板搬送システム。
  7. 前記突出部の外縁は、前記保持部の基準位置を中心とする円弧形状を有する、
    請求項6に記載の基板搬送システム。
JP2020156679A 2020-09-17 2020-09-17 制御方法及び基板搬送システム Active JP7433179B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020156679A JP7433179B2 (ja) 2020-09-17 2020-09-17 制御方法及び基板搬送システム
KR1020210118787A KR102638031B1 (ko) 2020-09-17 2021-09-07 제어 방법 및 기판 반송 시스템
CN202111042397.7A CN114203605A (zh) 2020-09-17 2021-09-07 控制方法和基片输送***
US17/474,644 US20220084862A1 (en) 2020-09-17 2021-09-14 Control method and substrate transfer system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020156679A JP7433179B2 (ja) 2020-09-17 2020-09-17 制御方法及び基板搬送システム

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2022050210A JP2022050210A (ja) 2022-03-30
JP2022050210A5 JP2022050210A5 (ja) 2023-04-18
JP7433179B2 true JP7433179B2 (ja) 2024-02-19

Family

ID=80627078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020156679A Active JP7433179B2 (ja) 2020-09-17 2020-09-17 制御方法及び基板搬送システム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220084862A1 (ja)
JP (1) JP7433179B2 (ja)
KR (1) KR102638031B1 (ja)
CN (1) CN114203605A (ja)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003243479A (ja) 2002-02-19 2003-08-29 Tokyo Electron Ltd 搬送手段の停止位置調整機構

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4697192B2 (ja) 2007-06-12 2011-06-08 東京エレクトロン株式会社 位置ずれ検出装置及びこれを用いた処理システム
US8185242B2 (en) * 2008-05-07 2012-05-22 Lam Research Corporation Dynamic alignment of wafers using compensation values obtained through a series of wafer movements
US9196518B1 (en) * 2013-03-15 2015-11-24 Persimmon Technologies, Corp. Adaptive placement system and method
JP2015005682A (ja) * 2013-06-24 2015-01-08 シンフォニアテクノロジー株式会社 搬送ロボット、円盤状搬送対象物の搬送方法
KR102469258B1 (ko) * 2014-11-18 2022-11-22 퍼시몬 테크놀로지스 코포레이션 엔드 이펙터 위치 추정을 위한 로봇의 적응형 배치 시스템
JP6918770B2 (ja) * 2015-07-13 2021-08-11 ブルックス オートメーション インコーポレイテッド オンザフライ方式の自動ウェハセンタリング方法および装置
KR102373081B1 (ko) * 2017-02-15 2022-03-11 퍼시몬 테크놀로지스 코포레이션 다수의 엔드-이펙터들을 가진 재료-핸들링 로봇
KR102411116B1 (ko) * 2018-12-10 2022-06-20 주식회사 원익아이피에스 기판처리시스템, 기판처리시스템의 기판이송방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003243479A (ja) 2002-02-19 2003-08-29 Tokyo Electron Ltd 搬送手段の停止位置調整機構

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022050210A (ja) 2022-03-30
KR102638031B1 (ko) 2024-02-16
US20220084862A1 (en) 2022-03-17
CN114203605A (zh) 2022-03-18
KR20220037353A (ko) 2022-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4402811B2 (ja) 被処理体の搬送システムおよび被処理体の位置ずれ量の検出方法
JP6710518B2 (ja) 搬送装置及び補正方法
US11545381B2 (en) Substrate transporting method and substrate processing system
US7107125B2 (en) Method and apparatus for monitoring the position of a semiconductor processing robot
WO1999045579A1 (en) On the fly center-finding during substrate handling in a processing system
US20070100488A1 (en) Vacuum processing method and vacuum processing apparatus
JP5284486B2 (ja) 基板中心位置の特定方法
US10319622B2 (en) Substrate conveying method and substrate processing system
JP2006351883A (ja) 基板搬送機構及び処理システム
KR20210100685A (ko) 로봇의 위치 보정 방법 및 로봇
JP7433179B2 (ja) 制御方法及び基板搬送システム
US20220068683A1 (en) Method of controlling substrate transfer system and the substrate transfer system
JP2000071187A (ja) ワーク搬送ロボット
WO2021106717A1 (ja) 基板処理システムの制御方法及び基板処理システム
US20240228190A1 (en) Transfer device and expansion amount calculation method
US20230019299A1 (en) Substrate transfer method and substrate transfer system
TWI841140B (zh) 機器人及機器人的控制方法
KR20240004944A (ko) 반송 장치 및 팽창량 산출 방법
JPH1070174A (ja) ウェハの位置決め装置及び方法
JP2023049784A (ja) 基板処理システム及び搬送装置のティーチング方法
JPH1174330A (ja) 半導体ウエファの位置決め装置
JP2005079442A (ja) 基板搬送装置、基板の搬送方法及びプログラム
KR20220090424A (ko) 기판 반송 장치, 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법
JP2022142615A (ja) 搬送装置のティーチング方法及び搬送システム

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230410

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230410

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231208

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240109

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240206

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7433179

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150