(57)【要約】【課題】搬送ロボットの動作速度を高速化させることなく、スループットを向上させることができる基板処理装置及び基板処理方法を提供する。【解決手段】基板処理装置１０は、ウエハＷを収容するチャンバを備えるプロセスモジュール１２と、プロセスモジュール１２のウエハ搬入出口を開閉するゲートバルブ１６と、プロセスモジュール１２内においてウエハＷを昇降させる昇降ピン１５ａと、プロセスモジュール１２に対してウエハＷの搬入出を行う第１搬送装置１７とを備える。第１搬送装置１７がプロセスモジュール１２に対してウエハＷの搬入出を行う際に、ゲートバルブ１６及び昇降ピン１５ａ及び第１搬送装置１７をそれぞれ動作させる第１モータ３１〜第５モータ３５の駆動制御を１つの制御部である第１ロボットコントローラ５１により行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に所定の処理を施す基板処理装置であって、
基板を搬送する搬送装置を駆動する１又は複数のモータと、前記搬送装置が基板を所定位置へ搬入し或いは所定位置から搬出するために付随して必要となる前記搬送装置以外の他の駆動要素を駆動する１又は複数の他のモータとを駆動制御する１つの制御部を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
基板を収容するチャンバと、
前記チャンバの基板搬入出口を開閉する開閉部材と、
前記チャンバ内において前記基板を昇降させる昇降部材と、
前記チャンバに対して基板の搬入出を行う搬送装置と、
前記開閉部材、前記昇降部材及び前記搬送装置をそれぞれ動作させる複数のモータと、
前記複数のモータの駆動制御を行う１つの制御部とを備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
前記複数のモータは、パルス信号により駆動するサーボモータであり、
前記１つの制御部は、前記複数のモータをパルス信号によりクローズドループ制御することを特徴とする請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記１つの制御部は、前記複数のモータのうちの１つのモータが所定量の回転動作を行ったときのパルス信号の信号量をトリガとして、他のモータに対して回転動作を開始させるパルス信号を供給することを特徴とする請求項３記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記１つのモータが所定量の回転動作を行ったときのパルス信号の信号量とは、前記１つのモータで駆動する前記開閉部材、前記昇降部材及び前記搬送装置のいずれかの動作が完了したときのパルス信号の信号量であることを特徴とする請求項４記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記１つの制御部は、前記チャンバから基板を取り出す際に、前記開閉部材が完全に開き終わる時間に前記昇降部材の上昇が終了するように前記昇降部材を駆動するモータに供給するパルス信号を制御し、又は、前記昇降部材が完全に上昇し終わる時間に前記開閉部材が開き終わるように前記開閉部材を駆動するモータに供給するパルス信号を制御することを特徴とする請求項３記載の基板処理装置。
【請求項７】
基板に所定の処理を施す基板処理装置において実行される基板処理方法であって、
前記基板処理装置の内部において基板を搬送する際に、基板を搬送する搬送装置を駆動する１又は複数のモータと、前記搬送装置が基板を所定位置へ搬入し或いは所定位置から搬出するために付随して必要となる前記搬送装置以外の他の駆動要素を駆動する１又は複数の他のモータとを１つの制御部で駆動制御することを特徴とする基板処理方法。
【請求項８】
基板を収容するチャンバと、前記チャンバの基板搬入出口を開閉する開閉部材と、前記チャンバ内において前記基板を昇降させる昇降部材と、前記チャンバに対して基板の搬入出を行う搬送装置とを備える基板処理装置において実行される基板処理方法であって、
前記搬送装置が前記チャンバに対して基板の搬入出を行う際に、前記開閉部材、前記昇降部材及び前記搬送装置をそれぞれ動作させる複数のモータの駆動制御を１つの制御部により行うことを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の基板を処理する基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）にプラズマエッチング等の処理を施す基板処理装置として、複数枚のウエハが収容された容器であるフープ（ＦＯＵＰ）を載置するロードポートとウエハにプラズマ処理を施すプロセスモジュール（真空処理室）との間に、大気圧雰囲気に維持されてフープに対して半導体ウエハの搬入出を行うローダーモジュールと、真空圧雰囲気に維持されてプロセスモジュールに対してウエハの搬入出を行うトランスファモジュールと、ローダーモジュールとトランスファモジュールとの間に配置されて大気圧雰囲気と真空雰囲気とを選択的に切り替え可能なロードロックモジュールとを設けたものが知られている。
【０００３】
このような基板処理装置では、トランスファモジュールに第１搬送装置を配置し、ローダーモジュールに第２搬送装置を配置して、これらの搬送装置によりウエハをロードポートとプロセスモジュールとの間で搬送している。ここで、例えば、第１搬送装置の駆動は主にモータにより行われ、また、プロセスモジュールとトランスファモジュールとを連通／隔離するためのゲートバルブの開閉はエアシリンダにより行われている（特許文献１参照）。
【０００４】
図４は、従来の上述した基板処理装置のウエハ搬送制御系の構成を模式的示す図である。説明を簡略化するために、第１搬送装置９４の駆動は、モータ９４ａ，９４ｂの駆動に行われるものとする。基板処理装置の全体的制御はマスターコントローラ９０により行われ、マスターコントローラ９０の下位には、第１搬送装置９４のモータ９４ａ，９４ｂの駆動を制御するロボットコントローラ９１が設けられている。プロセスモジュールとトランスファモジュールとを連通／隔離するゲートバルブ９５の開閉を行うゲートバルブ駆動系９２は、マスターコントローラ９０によって制御される。また、プロセスモジュールの内部に設けられ、第１搬送装置９４との間でウエハの受け渡しを行う昇降ピン９６の昇降を行う昇降ピンモータ９３もマスターコントローラ９０によって制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０７４０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図４のウエハ搬送制御系では、例えば、第１搬送装置９４が保持したウエハをプロセスモジュールに搬入する場合、マスターコントローラ９０はロボットコントローラ９１に搬送制御信号を送る。ロボットコントローラ９１は、受信した搬送制御信号に基づいて第１搬送装置９４（モータ９４ａ）を駆動し、第１搬送装置９４を、ゲートバルブ９５が開けば搬送アームを伸ばす等することで保持したウエハをプロセスモジュールへ搬入することができる状態へと制御する。また、マスターコントローラ９０は、ゲートバルブ９５を開く制御信号をゲートバルブ駆動系９２へ送信する。
【０００７】
続いて、マスターコントローラ９０は、ゲートバルブ駆動系９２からゲートバルブが開いたことを示す信号を受信すると、ロボットコントローラ９１に対して、第１搬送装置９４の搬送アームを伸ばしてウエハをプロセスモジュールへ搬入する搬入制御信号を送信する。ロボットコントローラ９１は、受信した搬入制御信号に基づいて第１搬送装置９４（モータ９４ｂ）を駆動し、搬送アームを伸ばす等することで、保持したウエハをプロセスモジュールへ搬入する。その後、マスターコントローラ９０は、ウエハがプロセスモジュールへ搬入されたことを示す信号をロボットコントローラ９１から受信すると、昇降ピン９６を上昇させる制御信号を昇降ピンモータ９３へ送信する。こうして、昇降ピン９６が上昇すると、ウエハＷは第１搬送装置９４から昇降ピン９６へ受け渡される。
【０００８】
このように、従来のウエハ搬送制御系では、マスターコントローラ９０がロボットコントローラ９１（搬送ロボット）、ゲートバルブ駆動系９２、昇降ピンモータ９３等へシーケンシャルに制御信号を出している。そのため、例えば、ゲートバルブ９５が開いてから第１搬送装置９４が搬送アームを伸ばすまでに、ゲートバルブ駆動系９２からマスターコントローラ９０への制御信号の通信時間とマスターコントローラ９０からロボットコントローラ９１への制御信号の通信時間とを足した時間を要することになる。したがって、従来の基板処理装置では、ウエハ搬送制御系が行う制御にこのように多くの通信時間が必要であり、このことがスループットの向上を妨げているという問題がある。
【０００９】
これに対して、スループットを向上させて生産性をアップさせる方法として、搬送ロボットの動作速度を高速化することが考えられる。しかし、現実には、高速化された動作速度でウエハを確実に保持しておくための保持技術の限界によって、搬送ロボットの動作速度を速めることは困難な状況にある。仮に、ウエハを保持する新しい技術が開発されたとしても、異常の発生により搬送ロボットが急停止する等したときにはウエハが飛んでしまう等のおそれがある。つまり、異常時を考慮した信頼性の高いウエハの保持技術を確立するための障壁は極めて高い。
【００１０】
本発明の目的は、搬送ロボットの動作速度を高速化させることなく、スループットを向上させることができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１記載の基板処理装置は、基板に所定の処理を施す基板処理装置であって、基板を搬送する搬送装置を駆動する１又は複数のモータと、前記搬送装置が基板を所定位置へ搬入し或いは所定位置から搬出するために付随して必要となる前記搬送装置以外の他の駆動要素を駆動する１又は複数の他のモータとを駆動制御する１つの制御部を備えることを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項２記載の基板処理装置は、基板を収容するチャンバと、前記チャンバの基板搬入出口を開閉する開閉部材と、前記チャンバ内において前記基板を昇降させる昇降部材と、前記チャンバに対して基板の搬入出を行う搬送装置と、前記開閉部材、前記昇降部材及び前記搬送装置をそれぞれ動作させる複数のモータと、前記複数のモータの駆動制御を行う１つの制御部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の基板処理装置は、請求項２記載の基板処理装置において、前記複数のモータは、パルス信号により駆動するサーボモータであり、前記１つの制御部は、前記複数のモータをパルス信号によりクローズドループ制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の基板処理装置は、請求項３記載の基板処理装置において、前記１つの制御部は、前記複数のモータのうちの１つのモータが所定量の回転動作を行ったときのパルス信号の信号量をトリガとして、他のモータに対して回転動作を開始させるパルス信号を供給することを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の基板処理装置は、請求項４記載の基板処理装置において、前記１つのモータが所定量の回転動作を行ったときのパルス信号の信号量とは、前記１つのモータで駆動する前記開閉部材、前記昇降部材及び前記搬送装置のいずれかの動作が完了したときのパルス信号の信号量であることを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の基板処理装置は、請求項３記載の基板処理装置において、前記１つの制御部は、前記チャンバから基板を取り出す際に、前記開閉部材が完全に開き終わる時間に前記昇降部材の上昇が終了するように前記昇降部材を駆動するモータに供給するパルス信号を制御し、又は、前記昇降部材が完全に上昇し終わる時間に前記開閉部材が開き終わるように前記開閉部材を駆動するモータに供給するパルス信号を制御することを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項７記載の基板処理方法は、基板に所定の処理を施す基板処理装置において実行される基板処理方法であって、前記基板処理装置の内部において基板を搬送する際に、基板を搬送する搬送装置を駆動する１又は複数のモータと、前記搬送装置が基板を所定位置へ搬入し或いは所定位置から搬出するために付随して必要となる前記搬送装置以外の他の駆動要素を駆動する１又は複数の他のモータとを１つの制御部で駆動制御することを特徴とする。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項８記載の基板処理方法は、基板を収容するチャンバと、前記チャンバの基板搬入出口を開閉する開閉部材と、前記チャンバ内において前記基板を昇降させる昇降部材と、前記チャンバに対して基板の搬入出を行う搬送装置とを備える基板処理装置において実行される基板処理方法であって、前記搬送装置が前記チャンバに対して基板の搬入出を行う際に、前記開閉部材、前記昇降部材及び前記搬送装置をそれぞれ動作させる複数のモータの駆動制御を１つの制御部により行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、基板処理装置において、１つの制御部が、基板を搬送する搬送装置を駆動する１又は複数のモータと、搬送装置が基板を所定位置へ搬入し或いは所定位置から搬出するために付随して必要となる他の駆動要素を駆動する１又は複数の他のモータとを駆動制御する。
【００２０】
これにより、従来のように搬送装置を駆動する１又は複数のモータを駆動する制御部と他の駆動要素を駆動する１又は複数の他のモータを駆動する制御部とがそれぞれ別の制御部である複数の制御部を備える場合と比較すると、複数の制御部同士の通信回数を削減して、通信時間を減らすことができ、これにより、基板搬送のスループットを向上させ、ひいては基板処理装置における基板処理のスループットを向上させることができる。
【００２１】
また、１つの制御部は、搬送装置の駆動を行いながら他の駆動要素の駆動を開始させ、逆に、他の駆動要素を駆動させながら搬送装置の駆動を開始する等、複数の動作を並行して行う制御を、１つの制御部自身が各モータに対して供給する駆動信号量に基づいて行うことができるため、これにより更にスループットを向上させることができる。その際、搬送装置や他の駆動要素の位置を検知するためのセンサ等も不要であり、また、制御部の数を削減することもできるため、基板処理装置のコストを削減することができる。
【００２２】
更に、１つの制御部は、並行して実行可能な複数の動作がある場合において、基板を搬送或いは移動させる一方の動作が、並行して実行されている他の動作が終了するまでに完了していればよい場合には、その一方の動作速度を遅くする調整をパルス信号の供給形態の変更により簡単に行うことができる。このような制御は、スループットを低下させるものではなく、基板を遅く（ゆっくり）搬送することは、基板の位置ズレや落下を防止して、基板搬送の正確性と安全性を高めることに寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１の基板処理装置の制御装置におけるウエハ搬送制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図２の制御装置によるウエハ搬出処理のタイムチャート（本発明例）と、図４のウエハ搬送制御系によるウエハ搬出処理のタイムチャート（比較例）である。
【図４】従来の基板処理装置のウエハ搬送制御系の構成を模式的示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。ここでは、基板として直径が４５０ｍｍ（φ４５０ｍｍ）の半導体ウエハ（ウエハ）を取り上げ、ウエハに対して真空雰囲気下で行われる処理の一例であるプラズマ処理を施す基板処理装置を取り上げることとする。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態に係る基板処理装置１０の概略構成を示す平面図である。基板処理装置１０は、ウエハＷを枚葉で（１枚ずつ）プラズマ処理を施すように構成されている。詳しくは、基板処理装置１０は、平面視略五角形状のトランスファモジュール１１（基板搬送室）と、トランスファモジュール１１の周りに放射状に配置されてトランスファモジュール１１に接続された６つのプロセスモジュール１２（基板処理室）と、トランスファモジュール１１に対向して配置されたローダーモジュール１３と、トランスファモジュール１１及びローダーモジュール１３の間に介在する２つのロードロックモジュール１４（大気／真空切替室）とを備える。
【００２６】
プロセスモジュール１２は真空チャンバを有し、真空チャンバ内にはウエハＷを載置する載置台としての円柱状のステージ１５が設けられている。プロセスモジュール１２では、ステージ１５にウエハＷが載置された後に、真空チャンバ内を所定の真空度とし、処理ガスを導入すると共に真空チャンバ内に高周波電力を印加してプラズマを生成させ、生成したプラズマによってウエハＷにエッチング処理等のプラズマ処理を施す。
【００２７】
プロセスモジュール１２とトランスファモジュール１１とは、開閉自在なゲートバルブ１６で仕切られる。プロセスモジュール１２におけるウエハ搬入出口のゲートバルブ１６による開閉は、第１モータ３１（図２参照）の駆動により行われる。
【００２８】
プロセスモジュール１２が備えるステージ１５には、ステージ１５の上面から突出自在に、複数（ここでは３本とする）の細棒状の昇降ピン１５ａが設けられている。これらの昇降ピン１５ａは、平面視において同一円周上に配置されており、ステージ１５の上面から突出することによってステージ１５に載置されたウエハＷを支持して持ち上げるとともに、ステージ１５内へ退出することによって支持したウエハＷをステージ１５へ載置する。昇降ピン１５ａの昇降は、第２モータ３２（図２参照）の駆動により行われる。
【００２９】
トランスファモジュール１１は、真空（減圧）雰囲気に維持されており、その内部には、２つのスカラアームタイプの２本の搬送アーム１７ａを有する第１搬送装置１７が配置されている。２本の搬送アーム１７ａはそれぞれ、旋回自在かつ伸縮自在に構成されており、その先端にはウエハＷが載置される載置部としてのフォーク（エンドエフェクタ）１７ｂが取り付けられている。第１搬送装置１７は、トランスファモジュール１１内に設けられた不図示のガイドレールに沿って移動自在であり、各プロセスモジュール１２及び各ロードロックモジュール１４の間でウエハＷを搬送する。
【００３０】
第１搬送装置１７の主な動作は、第１搬送装置１７全体の移動と回転、搬送アーム１７ａの伸縮である。以下の説明では、第１搬送装置１７全体の移動は第３モータ３３（図２参照）の駆動により行われ、第１搬送装置１７全体の回転は第４モータ３４（図２参照）の駆動によって行われ、搬送アーム１７ａの伸縮は第５モータ３５（図２参照）の駆動によって行われるものとする。
【００３１】
ロードロックモジュール１４は、真空雰囲気と大気圧雰囲気とに切り換え可能な内圧可変室として構成されている。ロードロックモジュール１４のトランスファモジュール１１側には、ロードロックモジュール１４におけるトランスファモジュール１１側のウエハ搬入出口を開閉するゲートバルブ１９が設けられている。ゲートバルブ１９によるロードロックモジュール１４におけるウエハ搬入出口の開閉は、第６モータ３６（図２参照）の駆動により行われる。
【００３２】
なお、ロードロックモジュール１４のローダーモジュール１３側には、ロードロックモジュール１４におけるローダーモジュール１３側のウエハ搬入出口を開閉する不図示のゲートバルブが設けられており、この不図示のゲートバルブによるロードロックモジュール１４におけるウエハ搬入出口の開閉もモータの駆動により行われる。
【００３３】
ロードロックモジュール１４の内部には、ウエハＷを載置する載置台としての円柱状のステージ１８が配置されており、ステージ１８には、昇降ピン１５ａと同等の昇降ピン１８ａが、ステージ１８の上面から突出自在に設けられている。昇降ピン１８ａの昇降は、第７モータ３７（図２参照）の駆動により行われる。
【００３４】
ロードロックモジュール１４は、ウエハＷをローダーモジュール１３からトランスファモジュール１１へ搬送する際には、先ず、内部を大気圧に維持してローダーモジュール１３からウエハＷを受け取り、次いで、内部を真空まで減圧してトランスファモジュール１１へウエハＷを受け渡す。逆に、ウエハＷをトランスファモジュール１１からローダーモジュール１３へ搬送する際には、先ず、内部を真空に維持してトランスファモジュール１１からウエハＷを受け取り、次いで、内部を大気圧へと昇圧してローダーモジュール１３へウエハＷを受け渡す。
【００３５】
ローダーモジュール１３は、直方体状の大気搬送室として構成されており、長手方向の一方の側面にロードロックモジュール１４が接続され、長手方向の他方の側面には、複数のウエハＷを収容する容器である不図示のフープを載置するための複数（ここでは３つ）のフープ載置台２１が接続されている。
【００３６】
ローダーモジュール１３の内部には、ウエハＷを搬送する第２搬送装置２０が配置されており、第２搬送装置２０は、スカラアームタイプの搬送アーム２０ａを有する。搬送アーム２０ａは、不図示のガイドレールに沿って移動自在であり、また、旋回自在かつ伸縮自在に構成されている。第１搬送装置１７と同様に、搬送アーム２０ａの先端にはウエハＷを載置するためのフォーク２０ｂが取り付けられている。ローダーモジュール１３では、第２搬送装置２０が、フープ載置台２１に載置されたフープと各ロードロックモジュール１４との間でウエハＷを搬送する。
【００３７】
基板処理装置１０の運転制御は、制御装置２２によって行われる。図２は、制御装置２２におけるウエハ搬送制御系の概略構成を示すブロック図である。制御装置２２は、主制御回路であるマスターコントローラ５０を備える。マスターコントローラ５０は、不図示のＲＯＭに記憶されたレシピ、プログラムを不図示のＲＡＭに読み出し、レシピに従ってプログラムを実行することにより、基板処理装置１０の全体的な運転制御を行う。
【００３８】
マスターコントローラ５０には、下位制御回路である第１ロボットコントローラ５１と第２ロボットコントローラ５２が接続されている。第１ロボットコントローラ５１は、トランスファモジュール１１に配置された第１搬送装置１７が関与するウエハＷの搬送制御を司る。第２ロボットコントローラ５２は、ローダーモジュール１３に配置された第２搬送装置２０が関与するウエハＷの搬送制御を司る。
【００３９】
なお、第２搬送装置２０によるウエハＷの搬送制御の形態は、第１搬送装置１７によるウエハＷの搬送制御の形態と同様である。そこで、以下においては、真空雰囲気搬送系でのウエハＷの搬送制御の形態、即ち、第１搬送装置１７によるロードロックモジュール１４とプロセスモジュール１２との間でのウエハＷの搬送制御の形態を主体に説明を行うこととする。そのため、図２では、第２搬送装置２０によるウエハＷの搬送制御に関する図示を省略している。
【００４０】
真空雰囲気搬送系では、第１搬送装置１７自体のウエハＷの搬送と、第１搬送装置１７がウエハＷを搬送する際に付随して必要となるゲートバルブ１６，１９の開閉及び昇降ピン１５ａ，１８ａの昇降が、１つのコントローラである第１ロボットコントローラ５１によって制御される。１つのコントローラとは、駆動制御信号の出所が１箇所であることを意味し、駆動制御信号を生成するためＣＰＵ等は１つであってもよいし協働して動作する２つ以上であってもよく、その構成に制限はない。
【００４１】
第１ロボットコントローラ５１は、具体的には、プロセスモジュール１２に設けられたゲートバルブ１６の開閉を行う第１モータ３１の駆動制御と、プロセスモジュール１２内に設けられた昇降ピン１５ａの昇降を行う第２モータ３２の駆動制御を行う。また、第１ロボットコントローラ５１は、第１搬送装置１７の駆動制御、即ち、移動を行う第３モータ３３の駆動制御と、回転を行う第４モータ３４の駆動制御と、搬送アーム１７ａの伸縮を行う第５モータ３５の駆動制御を行う。更に、第１ロボットコントローラ５１は、ロードロックモジュール１４に設けられたゲートバルブ１９の開閉を行う第６モータ３６の駆動制御と、ロードロックモジュール１４内に設けられた昇降ピン１８ａの昇降を行う第７モータ３７の駆動制御を行う。
【００４２】
第１モータ３１〜第７モータ３７としては、サーボモータが用いられる。第１モータ３１〜第７モータ３７は、第１ロボットコントローラ５１により、クローズドループ制御される。よって、第１モータ３１〜第７モータ３７はそれぞれ、第１ロボットコントローラ５１から駆動信号であるパルス信号を受信すると、内蔵されたエンコーダの検出値に基づき、パルス信号量に従った回転角度だけ回転する。これにより、駆動対象である第１搬送装置１７の移動量と回転角度、搬送アーム１７ａの伸縮量、ゲートバルブ１６，１９の開閉量、昇降ピン１５ａ，１８ａの昇降量が制御される。換言すれば、第１ロボットコントローラ５１からは、第１搬送装置１７を移動させたい移動量、回転させたい回転角度、搬送アーム１７ａを伸縮させたい伸縮量、ゲートバルブ１６，１９を開閉させたい開閉量、昇降ピン１５ａ，１８ａを昇降させたい昇降量に応じた量のパルス信号（駆動信号）が出される。
【００４３】
本実施形態のように、ロボットコントローラが、搬送装置の駆動制御のみならず、搬送に際して必要となる、他の駆動要素に対する付随的な駆動制御を行う構成である場合、ロボットコントローラが搬送装置の駆動制御のみを行う従来構成と比較すると、ロボットコントローラの計算負荷は増加する。しかし、マスターコントローラの作業負荷（計算負荷）を軽減することができるため、マスターコントローラとして従来よりも処理能力が低いものを使用することが可能となる。ここで、マスターコントローラのコストダウンとロボットコントローラのコストアップとではマスターコントローラのコストダウンの効果の方が大きく、よって、従来構成よりもコストを削減することができる。
【００４４】
また、ロボットコントローラ５１が、搬送装置の駆動制御のみならず、搬送に際して必要となる付随的な制御を行う構成とすることで、ウエハＷの搬送に関する通信時間を減少させて、スループットを向上させることができる。以下、この点について、プロセスモジュール１２からウエハＷを搬出する際の駆動制御を例に挙げて説明する。
【００４５】
図３（ａ）は、制御装置２２によるウエハＷのプロセスモジュール１２からのウエハ搬出処理のタイムチャート（本発明例）である。比較のために、図３（ｂ）に、図４に示した従来構成の基板処理装置の構成及びウエハ搬送制御系によりプロセスモジュールからウエハの搬出処理を行う場合のタイムチャート（比較例）を示す。
【００４６】
先ず、図３（ｂ）について説明する。時刻ｔ０において、マスターコントローラ９０は、ゲートバルブ９５を開くための駆動信号をゲートバルブ駆動系９２へ、ウエハを持ち上げるために昇降ピン９６を上昇させるための駆動信号を昇降ピンモータ９３へ送り、これにより通信時間δが経過し、時刻ｔ１となる。なお、以下の説明では、通信時間をδで統一して、説明を簡便化することとする。また、後述する時刻ｔ３までに、第１搬送装置９４は、搬送アームを伸ばしてウエハを受け取りに行く動作を行うことができる状態となっていればよいが、ここでは、時刻ｔ０において、第１搬送装置９４は搬送アームを伸ばす動作をいつでも開始することができる状態にあるものとする。
【００４７】
従来構成の基板処理装置では、ゲートバルブ９５はエアシリンダにより駆動される。そのため、時刻ｔ１においてゲートバルブ９５が開きはじめ、所定位置に設けられたセンサによりゲートバルブ９５が完全に開いたことがマスターコントローラ９０へ通知される。時刻ｔ２において、ゲートバルブ９５が完全に開いたことを示す通知がマスターコントローラ９０に対して行われ、そのための通信時間δが経過して時刻ｔ３となる。なお、ここでは、従来の基板処理装置では、デフォルト設定に従って、ゲートバルブ９５が完全に開く前に昇降ピン９６の上昇が終了するようになっているものとする。よって、昇降ピン９６が完全に上昇したことを示す通知がマスターコントローラ９０へ送られて通信時間δが経過するが、この通知は時刻ｔ２の前に終了しており、昇降ピンは時刻ｔ２では既に待機状態に入っているものとする。
【００４８】
時刻ｔ３において、マスターコントローラ９０からロボットコントローラ９１へ搬送アームを伸張させる駆動信号が送られ、そのための通信時間δが経過し、時刻ｔ４となる。時刻ｔ４において搬送アームの伸張（搬送アームの先端に設けられたフォークのプロセスモジュールへの進入）が開始され、時刻ｔ５において伸張が終了したことを示す信号が、ロボットコントローラ９１からマスターコントローラ９０へ送信される。これにより、通信時間δが経過して時刻ｔ６となる。時刻ｔ６において、昇降ピン９６を降下させる駆動信号がマスターコントローラ９０から昇降ピンモータ９３へ送信され、そのための通信時間δが経過して時刻ｔ７となる。
【００４９】
時刻ｔ７で昇降ピン９６の降下が始まり、時刻ｔ８で昇降ピン９６の降下が終了する。時刻ｔ８において、昇降ピン９６の降下が終了したことを示す信号がマスターコントローラ９０へ通知され、これにより通信時間δが経過して時刻ｔ９となる。時刻ｔ９において、マスターコントローラ９０は、ロボットコントローラ９１に対して、第１搬送装置９４の搬送アームを縮めさせる駆動信号を送り、これにより通信時間δが経過して時刻ｔ１０となる。よって、時刻ｔ１０は、ウエハを先端（フォーク）に支持した搬送アームを縮めることができる時刻となる。
【００５０】
次に、図３（ａ）について説明する。図３（ａ）の時刻ｔ１の定義は、図３（ｂ）の時刻ｔ１の定義と同じである。時刻ｔ０において、マスターコントローラ５０は、第１ロボットコントローラ５１に対して所定のプロセスモジュール１２内にあるウエハＷを搬出する駆動信号を送り、この通信時間δが経過して時刻ｔ１となる。ゲートバルブ１６は第１ロボットコントローラ５１によって駆動制御されるため、時刻ｔ１においてゲートバルブ１６が開きはじめ、時刻ｔ２´においてゲートバルブ１６は完全に開いた状態となる。なお、ゲートバルブ１６は第１モータ３１により駆動され、一方、図３（ｂ）で説明したゲートバルブ９５はエアシリンダにより駆動されるが、ここでは便宜上、これらのゲートバルブ１６とゲートバルブ９５とで、開き始めてから開き終わるまでの時間は同じであるとする。
【００５１】
昇降ピン１５ａの昇降も第１ロボットコントローラ５１によって駆動制御されるため、時刻ｔ１において、昇降ピン１５ａの上昇が開始される。昇降ピン１５ａの上昇は、図３（ｂ）の昇降ピン９６と同様に行うことができるが、ここでは、時刻ｔ２´において上昇が完了するように、図３（ｂ）の上昇速度よりも遅い速度で昇降ピン１５ａを上昇させている。このような制御は、昇降ピン１５ａを駆動する第２モータ３２へのパルス信号の供給形態（パルス信号の周波数変更等）を制御することにより、容易に行うことができる。
【００５２】
これは、昇降ピン１５ａを急速に上昇させた場合には、昇降ピン１５ａに対してウエハＷに位置ズレが生じるおそれや、極端な場合にはウエハＷが持ち上げられる際に落下するおそれがあるため、このような問題が生じないようにするためであり、これによりウエハＷを昇降ピン１５ａで持ち上げる処理の安全性と確実性を向上させることができる。
【００５３】
搬送アーム１７ａを伸ばし始めるタイミングは、ゲートバルブ１６及びウエハＷと干渉（衝突、接触）せず、且つ、持ち上げられたウエハＷの下側へ進入が可能な最も早いタイミングとして定めることができる。そのため、時刻ｔ２´で搬送アーム１７ａを伸ばし始めてもよいが、ここでは、時刻ｔ２´よりも所定時間だけ前に搬送アーム１７ａを伸ばし始めている。
【００５４】
このような搬送アーム１７ａの駆動制御を行うことができるのは、ゲートバルブ１６と昇降ピン１５ａはそれぞれ第１モータ３１と第２モータ３２の駆動によって動作しており、前述の通り、第１モータ３１と第２モータ３２はサーボモータであって、クローズドループ制御されているからである。つまり、ゲートバルブ１６がどの程度開き、昇降ピン１５ａがどの程度上昇したかは、第１モータ３１と第２モータ３２に出されたパルス信号量から把握することができる。よって、第１モータ３１と第２モータ３２に対して出されたパルス信号量をトリガとして、搬送アーム１７ａを伸張させるための第５モータ３５に対する駆動信号を出すことができる。よって、第１モータ３１と第２モータ３２にどれだけのパルス信号量を出し終われば搬送アーム１７ａを伸張させる第５モータ３５に駆動信号を出し始めてもよいかをシーケンスとして組んでおくことで、時刻ｔ２´よりも所定時間だけ前に搬送アーム１７ａの伸張を開始することができる。
【００５５】
なお、ゲートバルブ１６が完全に開いたこと及び昇降ピン１５ａが完全に上昇したことも第１モータ３１と第２モータ３２に出したパルス信号量から把握することができる。そのため、仮に、ゲートバルブ１６が完全に開き、昇降ピン１５ａが完全に上昇した後に搬送アーム１７ａを伸張させる場合でも、図３（ｂ）の場合のように、ゲートバルブ９５が完全に開いたことを通信によりマスターコントローラ９０へ送信する必要はなく、よって、マスターコントローラ９０からロボットコントローラ９１へ第１搬送装置９４の搬送アームを伸ばす駆動信号を送る必要もない。よって、搬送アーム１７ａの伸張を時刻ｔ２´で開始することができ、図３（ｂ）の時刻ｔ２〜ｔ４の通信時間を削減することができる。
【００５６】
搬送アーム１７ａの伸張に要する時間は、図３（ｂ）に示した第１搬送装置９４の搬送アームの伸張に要する時間と同じとする。搬送アーム１７ａが完全に伸びたことも、第５モータ３５に供給されたパルス信号量から把握することができるため、搬送アーム１７ａが伸びきった時刻ｔ３´において昇降ピン１５ａの降下を開始することができる。よって、図３（ｂ）の時刻ｔ５〜ｔ７の通信時間を削減することができる。
【００５７】
昇降ピン１５ａの降下に要する時間は、図３（ｂ）に示した昇降ピン９６の降下に要する時間と同じである。また、昇降ピン１５ａの降下の終了も、第２モータ３２に供給されたパルス信号量から把握することができる。よって、図３（ｂ）の時刻ｔ８〜ｔ１０の通信時間を削減することができ、昇降ピン１５ａの降下が終了する時刻ｔ４´は、時刻ｔ１０と同じく、ウエハＷをフォーク１７ｂに支持した搬送アーム１７ａを縮めることができる時刻となる。
【００５８】
上記の図３（ａ），（ｂ）の比較から明らかな通り、図２に示すウエハ搬送制御系の場合、従来のウエハ搬送制御系（図４）と比較して、ウエハＷの搬出に要する時間を大幅に短縮することができ、このような効果は、ウエハＷをロードロックモジュール１４から搬出する際と、ウエハＷをプロセスモジュール１２及びロードロックモジュール１４に搬入する際にも、同様に得られることは明らかである。
【００５９】
以上の説明の通り、従来、マスターコントローラ９０は、ロボットコントローラ９１、ゲートバルブ駆動系９２及び昇降ピンモータ９３等へ個々にシーケンシャルに制御信号を出していたため、どうしても通信回数が多くなり、また、個々の動作が完了してから次の動作を開始させることとなり、異なる動作を並行して実行させることができず、これによりスループットを上げることができなかった。
【００６０】
これに対し、本発明の実施の形態では、１つのロボットコントローラ、つまり、第１ロボットコントローラ５１でウエハＷの搬送に関わる全てのモータ（第１モータ３１〜第７モータ３７）をパルス信号によりクローズドループ制御するため、通信回数を減らして通信に要する時間を削減することができる。また、第１搬送装置１７、ゲートバルブ１６，１９及び昇降ピン１５ａ，１８ａの動作位置を、対応するモータに供給したパルス信号量によって把握することができるため、現動作の完了を待たずに次動作を開始することが可能になり、異なる動作を並行して実行させることができる。これらにより、スループットを大幅に向上させることが可能になる。また、ゲートバルブ１６，１９及び昇降ピン１５ａ，１８ａの動作位置を、センサ等により把握する必要もないため、基板処理装置１０のコストを削減することができる。
【００６１】
更に、第１搬送装置１７及び昇降ピン１５ａの動作速度を従来よりも速めるものではないため、ウエハＷの搬送の安全性と確実性を維持することができる。また、昇降ピン１５ａの上昇速度をゲートバルブ１６の動作速度に応じて動作速度を遅くすることも、パルス信号による駆動制御であるために簡単に行うことができ、これにより、昇降ピン１５ａによるウエハＷの搬送の安全性と確実性を向上させることができる。
【００６２】
ところで、ロードロックモジュール１４に設けられた昇降ピン１８ａは、第１ロボットコントローラ５１による昇降の制御を受ける場合と第２ロボットコントローラ５２による昇降の制御を受ける場合とがある。しかし、ロードロックモジュール１４のローダーモジュール１３側のゲートバルブとトランスファモジュール１１側のゲートバルブ１９が同時に開くことがないようにマスターコントローラ５０による基板処理装置１０全体の制御がなされ、また、昇降ピン１８ａの昇降動作はローダーモジュール１３側のゲートバルブの開閉動作又はトランスファモジュール１１側のゲートバルブ１９の開閉動作に連携する。そのため、第１ロボットコントローラ５１による昇降制御と第２ロボットコントローラ５２による昇降制御とが交錯し、制御が混乱することはない。
【００６３】
なお、ロードロックモジュール１４に設けられた昇降ピン１８ａの昇降については、マスターコントローラ５０により直接に制御される構成としてもよい。その場合でも、プロセスモジュール１２でのゲートバルブ１６の開閉と昇降ピン１５ａの昇降とを第１ロボットコントローラ５１によって行う構成としているために、ロードロックモジュール１４とプロセスモジュール１２との間でウエハＷを搬送する際には、従来構成（図４）と比べて通信時間を減少させることができ、スループットを向上させることができる。
【００６４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施の形態では、基板処理装置としてプラズマ処理装置を取り上げたが、これに限られず、基板に対して成膜処理を行う成膜処理装置や、基板に対して洗浄処理を行う洗浄処理装置等、基板に対して所定の処理を行うために基板の搬送が必要となる基板処理装置に本発明を適用することができる。
【００６５】
また、上記実施の形態では、基板として半導体ウエハを取り上げたが、これに限定されず、搬送対象は、その他の基板、例えば、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板或いはセラミックス基板等であってもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１０    基板処理装置
１２    プロセスモジュール
１４    ロードロックモジュール
１５ａ，１８ａ    昇降ピン
１６，１９    ゲートバルブ
１７    第１搬送装置
２０    第２搬送装置
３１〜３７    第１モータ〜第７モータ
５０    マスターコントローラ
５１    第１ロボットコントローラ
５２    第２ロボットコントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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