(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部の空間が減圧されて処理対象の基板状の試料がロボットのアームの先端部の面上にその外周縁の外側に当該アームの部材と隙間をあけて載せられて搬送される搬送容器と、この搬送容器の側壁に連結されて配置され減圧された内部の処理室で前記試料がこの処理室内に形成されたプラズマで処理される真空処理ユニットとを備えた真空処理装置の前記ロボットによる前記試料の搬送の動作を前記プラズマによる前記試料の処理の前に調整する真空処理装置の運転方法であって、
前記真空処理ユニットは、前記処理室内の下方に配置されその上面に前記プラズマによって処理される前記試料が載せられる試料台と、その内部に前記処理室を有する真空容器と、この試料台の上方に配置されて前記真空容器を構成してその内部と外部とが気密に封止される透光性を有する材料から構成された板部材とを備えて、前記搬送容器に連結された状態で前記処理室と前記搬送容器内の前記搬送用の空間とが連通可能に構成され、
その上面に所定の波長の光の反射の特性を局所的に異ならせた特定の箇所を有した調整用の試料を前記試料台の上面の特定の位置と前記特定の箇所とを合わせて載置した後、前記真空容器の内部を封止した状態で前記ロボットを移動させて前記ロボットのアームの前記先端部の面上で所定の位置に配置され前記反射した所定の波長の光の通過部を前記調整用の試料の前記特定の箇所の上方に移動させ、その移動の際に前記調整用の試料から向かって前記通過部を通過した光を前記板部材の外側で検知し、検出した前記光の量に応じて前記試料の特定の箇所と前記ロボットの所定の位置との位置合わせを行う真空処理装置の運転方法。
【請求項２】
請求項１に記載の真空処理装置の運転方法であって、
前記調整用の試料は前記特定の箇所に配置された孔を有して、前記調整用の試料が載置された状態で前記孔からの前記所定の波長の光の反射の特性が前記特定の箇所の周囲のこの試料の部材の前記反射の特性と局所的に異ならされた真空処理装置の運転方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の真空処理装置の運転方法であって、
前記調整用の試料は前記特定の箇所の周囲に前記所定の波長の光の偏光部材を有した真空処理装置の運転方法。
【請求項４】
請求項３に記載の真空処理装置の運転方法であって、
前記偏光部材は前記特定の箇所の周囲を囲む貫通孔を備えた真空処理装置の運転方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の真空処理装置の運転方法であって、
前記ロボットのアームの所定の位置の前記光の通過部はこのアームの上下面を貫通する貫通孔を備えた真空処理装置の運転方法。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の真空処理装置の運転方法であって、
前記透光性を有する板部材の外側であってその上方に配置されこの板部材の面方向の位置を可変に調節可能な光の検知手段により前記調整用の試料から向かってこの板部材を透過した光を検知する真空処理装置の運転方法。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載の真空処理装置の運転方法であって、
前記透光性を有する板部材の外側であってその上方に配置され前記試料台上に載置された前記調整用の試料に向けて前記所定の波長の光を発光しこの試料の表面から反射して前記ロボットのアームの通過部を通り前記板部材を透過した光を検知する真空処理装置の運転方法。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかに記載の真空処理装置の運転方法であって、
前記真空容器を構成する透光性を有する板部材は前記処理室内にプラズマを形成するための電界が透過する誘電体製の窓部材である真空処理装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空にされた室内と処理容器との間でウエハを搬入，搬出するロボットを備えた真空処理装置に係り、ロボットのアーム先端部上に保持されたウエハが処理容器内のステージ上に搬送されて処理容器内で処理される真空処理装置の調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記のような真空処理装置において、ウエハを搬送する際の位置のずれは製品としての半導体デバイスを製造する原材料であるウエハの割れ，欠け，傷を生起させてしまうことに繋がり、製品の製造の歩留まりを低下させてしまう。このため、半導体ウエハを加工する半導体製造装置において、当該ウエハをそのアーム上に載せて搬送する搬送用のロボットがウエハを高精度に位置を制御しつつ搬送することができるように調節することが行われる。
【０００３】
このようなロボットの搬送動作の位置の調節は、一般に、量産において製品を製造するためのウエハの搬送を行う前に予めロボットに特定の動作の始点や終点でアーム上に載せたウエハの所定の箇所が装置内での特定の位置の許容範囲内に位置するようにロボットの位置を調整する、さらにロボットの制御装置にこのような状態でのロボットの動作の制御のパラメータの情報や各部アームや関節の角度或いは位置のデータ等を記憶させることが行われる。このような予めの調整はティーチングと呼ばれ、ウエハを搬送するロボットの位置合わせをする工程であり、その後のロボットによる搬送の際の動作はこの記憶させた情報やデータに基づいて行われる。このような搬送用ロボットのティーチングによる位置合わせの精度は真空処理装置，半導体製造装置による製造，処理の精度，歩留まり，効率の向上に影響を与えている。
【０００４】
従来は、上記のようなティーチングは半導体処理装置または搬送用のロボットの個々の仕様に合わせて特定の治具を用いて手動で実施されてきた。このような従来の治具を用いたティーチングの例としては、例えば、特開２００８−２５１９６８号公報（特許文献１）に記載されたものが知られている。
【０００５】
この特許文献１には、真空ロボットのロボットハンドに設けられた特定の位置を示す第一の印を、処理室の試料台上に配置され、前記ロボットハンドの第一の印に対応する位置に配置された第二の印まで、前記ロボットハンド先端部を移動させて、検出した前記第一の印と前記第二の印との位置のずれ量を前記制御装置に入力して、前記ロボットハンドの動作を制御するためのティーチングを行う方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２５１９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術のロボットハンドの位置の調整では、ウエハが載せられるロボットのハンドの基準の位置は当該ウエハの標準的な中心の位置と処理室の試料台中心とが一致する位置として設定するようにティーチングが行われることが必要となる。しかしながら、このようなティーチングは作業者の熟練を要し作業効率が悪く装置稼動率を低下させていた。
【０００８】
また、半導体デバイスの製造の加工の工程を実施する真空処理装置においては、製品の製造に供されるウエハは減圧された真空容器内で搬送され、或いは処理の前後において高温、或いは低温にされることが一般的である。一方で、従来の搬送用のロボットのティーチングは、常温でかつ大気圧下という実際の装置が運転される状態とは異なる状態で行われるため位置合わせに大きな誤差を生じてしまい、ひいては処理の精度や歩留まりや効率を損なってしまう虞があった。
【０００９】
上記従来の技術においては、上記の問題点について十分に考慮されていなかった。本発明の目的は、作業効率が良く精度の高いティーチングを行って処理の効率を向上できる真空処理装置の調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、内部の空間が減圧されて処理対象の基板状の試料がロボットのアームの先端部の面上にその外周縁の外側に当該アームの部材と隙間をあけて載せられて搬送される搬送容器と、この搬送容器の側壁に連結されて配置され減圧された内部の処理室で前記試料がこの処理室内に形成されたプラズマで処理される真空処理ユニットとを備えた真空処理装置の前記ロボットによる前記試料の搬送の動作を前記プラズマによる前記試料の処理の前に調整する真空処理装置の運転方法であって、前記真空処理ユニットは、前記処理室内の下方に配置されその上面に前記プラズマによって処理される前記試料が載せられる試料台と、その内部に前記処理室を有する真空容器と、この試料台の上方に配置されて前記真空容器を構成してその内部と外部とが気密に封止される透光性を有する材料から構成された板部材とを備えて、前記搬送容器に連結された状態で前記処理室と前記搬送容器内の前記搬送用の空間とが連通可能に構成され、その上面に所定の波長の光の反射の特性を局所的に異ならせた特定の箇所を有した調整用の試料を前記試料台の上面の特定の位置と前記特定の箇所とを合わせて載置した後、前記真空容器の内部を封止した状態で前記ロボットを移動させて前記ロボットのアームの前記先端部の面上で所定の位置に配置され前記反射した所定の波長の光の通過部を前記調整用の試料の前記特定の箇所の上方に移動させ、その移動の際に前記調整用の試料から向かって前記通過部を通過した光を前記板部材の外側で検知し、検出した前記光の量に応じて前記試料の特定の箇所と前記ロボットの所定の位置との位置合わせを行うことにより達成される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例に係る真空処理装置の全体の構成の概略を示す上面図である。
【図２】図１に示す実施例の真空搬送室内のロボットの配置位置を示す模式図である。
【図３】図１に示す実施例のティーチングの工程において治具を取付けた状態を模式的に示す縦断面図である。
【図４】図１に示す実施例の処理室内に真空ロボットハンドが伸張した状態を模式的に示す斜視図である。
【図５】図１に示す実施例の真空ロボットから処理室へのウエハの搬送経路の概略を示す上面図である。
【図６】図１に示す実施例のティーチングの工程の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例に係る真空処理装置の全体の構成の概略を示す上面図である。本実施例の真空処理装置１００は、複数（本実施例では４個）の処理室１０１，１０２，１０３，１０４と、複数（同３個）のカセット載置台１０５との間でウエハを移送することができる。
【００１４】
図１の処理室１０１，１０２，１０３，１０４は、プラズマエッチング，層の堆積、および／またはスパッタリング等のウエハ表面に配置された対象の皮膜の処理を実行するための室であって、真空処理容器の内部に配置され内側が所定の圧力（真空圧）に減圧される室内にウエハ等試料が載置される試料台を有している。内部に搬送され試料台上に載せられて静電吸着等で保持されたウエハを内部の空間に処理用のガスを供給しつつ図示しない電界または磁界の供給手段から電界または磁界を印加して処理室のウエハ上方の空間に形成したプラズマを用いて、上記対象の膜を処理する処理容器から構成されている。
【００１５】
複数の処理室１０１，１０２，１０３，１０４がその周囲に連結されて配置された真空搬送室１１０は、内部が前記処理室１０１等の内部と同等の圧力に調節可能な真空容器の内部の室から構成され、真空処理装置１００前方の側の側面にはウエハを真空搬送室１１０内部に導入するために複数のロードロック室１０６，１０７が内部同士を連通して連結されている。なお、処理室１０１，１０２，１０３，１０４、真空搬送室１１０、ロードロック室１０６，１０７は、減圧された条件で試料を搬送，処理を行う真空側ブロックを構成している。
【００１６】
また、ロードロック室１０６，１０７は、大気圧下でウエハをアーム上に保持して搬送する大気ロボット１０８が内部の空間に配置された大気搬送室１１２に接続されており、真空搬送室１１０と大気搬送室１１２とに連結される各端部（本実施例では前後端部）には内部同士を連通してウエハが内側を通過して搬送される通路を気密に封止または開放するバルブが配置されている。大気搬送室１１２は、ウエハが収納されるカセットがその上面に載置されるカセット載置台１０５を前面側に備えている。
【００１７】
ロードロック室１０６，１０７は、カセットが連結される大気搬送室１１２と真空側ブロックとの間でのウエハの取り出しや受け渡しのための開閉機構であるとともに、いずれも内部の圧力を大気圧と真空搬送室１１０内の減圧された所定の真空度の圧力との間で変動可能な可変圧インタフェースとして機能する。本実施例では一方を未処理のウエハが真空搬送室１１０に搬入（ロード）される前に収納されて大気圧から真空圧まで減圧するもので他方が処理後のウエハが大気搬送室１１２に搬送（アンロード）されるために収納されて真空圧から大気圧まで昇圧するものとなっているが、動作を固定せずロード，アンロードいずれも行えるように動作させても良い。
【００１８】
大気搬送室１１２内に配置された大気ロボット１０８は、戴置されるカセット戴置台１０５に戴置されたカセットからウエハを取り出して、大気搬送室１１２内部に運び、大気搬送室１１２の図上左端部に配置された位置合わせ機１０９内に搬送してウエハのセンタリング及びノッチ合わせを行った後、再び、大気搬送室１１２内に搬出して図示しない制御装置からの指令信号により指定されたロードロック室１０６または１０７に搬入する。
【００１９】
ロードロック室または１０７に搬入されたウエハは、その内側に配置された試料台上に載置される。内部が減圧された後、試料台内に配置された複数のピン形状のウエハプッシャーに持ち上げられた状態で真空ロボット１１１のアーム先端部のハンドがウエハ下方に移動してそのハンド上へウエハの受け渡しが行われる。ウエハの受け渡しが完了すると真空ロボット１１１のアームが縮み、ハンド上に載せられたウエハが真空搬送室１１０内に運び込まれる。
【００２０】
真空ロボット１１１のアームが最も退行した位置（退避位置）まで収縮してハンド上にウエハを保持した状態で、真空ロボット１１１は、真空搬送室１１０の中央部に配置された図上図面上に垂直な方向の回転軸の周りに真空搬送室１１０内で回転し目標となる処理室１０１，１０２，１０３，１０４の何れか１つの方向に向きが変更される。その後、真空ロボット１１１のアームを退避位置から伸張させてウエハを目標の処理室１０１，１０２，１０３，１０４のいずれかの内部まで、これらと真空搬送室１１０との間を連通する通路を通り搬送する。目標の処理室内に搬送されたウエハは内部の図示しない試料台上に受け渡されて試料台上に載せられて保持されて、処理室内で上記プラズマエッチング，層の堆積、および／またはスパッタリングなどの所定の処理が施される。
【００２１】
これらの処理は上記通路の開口（ゲート）がバルブにより気密に封止された状態で密封された当該処理室内で実施される。例えば、目標の処理室１０１の内側に搬送されたウエハは、ロードロック室１０６または１０７内側の構成と同様に、真空ロボット１１１のアームのハンド上から図示しない処理室１０１内の下部に配置された試料台内部に収納され上下に移動してウエハを上下に昇降させる複数のプッシャピンの上端上に載せ換えられ受け渡される。
【００２２】
すなわち、これらのプッシャピンが試料台の内部に収納された状態またはウエハ下方に位置した状態で、ウエハを先端部分に載せた真空ロボット１１１が試料台上方にウエハを搬送して、試料台の試料戴置面の上方に位置する真空ロボット１１１のアーム先端側のハンド上に載せられたウエハがアームの上昇に伴ってプッシャピン上に載せられた後、アームが真空搬送室１１０内に移動してウエハの試料台への受け渡しが行われる。アームの移動後に、プッシャピンは下方に移動され試料台内に格納されて、ウエハが試料台上の上面の誘電体製膜に被覆されたウエハ載置面上に載せられる。
【００２３】
その後、ゲートのバルブが気密に閉塞された後、処理室１０１内に処理用ガスが導入されると共に、処理室１０１内は図示しない真空ポンプの動作により排気されて所定の圧力（真空圧）に調節される。また、誘電体製膜内に配置された静電吸着用の電極に電力が印加されることで生起されるウエハと誘電体製膜との間の静電吸着力により、試料台上のウエハ載置面上にウエハが吸着，保持される。
【００２４】
さらに、ウエハ載置面の表面とウエハ裏面との間には、Ｈｅ等の熱伝達用のガスが導入されて、ウエハと試料台との間の熱伝達が調節されてウエハの表面の温度が所望の範囲に調節される。この状態で、処理室１０１内のウエハ上方の空間に電界または磁界が供給されて処理用ガスがプラズマ化され、このプラズマを用いてウエハ表面が処理される。
【００２５】
この処理の終了後に、静電吸着電極に印加された電力が除かれて静電吸着力が低減された後、プッシャピンを上昇させてウエハがウエハ載置面から上方に持ち上げられる。処理室１０１の密封しているゲートバルブが開放された後、真空ロボット１１１のアームが伸張されて先端側のハンドがウエハの下方に位置するように移動される。プッシャピンの下方の移動によって、ウエハがハンド上の保持面上に載せられてアームに受け渡される。
【００２６】
処理済のウエハをアーム先端部のハンド上に載せて保持した状態でアームが収縮されて中央の上記回転軸の側に最も近接した位置まで退行した状態でウエハは真空搬送室１１０内まで搬出されている。プッシャピンはその後、再び試料台内部に格納される。
【００２７】
このように、少なくとも１つの処理室１０１，１０２，１０３，１０４内での処理の実行後、処理済のウエハが真空ロボット１１１に受け渡され、上記の搬送の際と同様に真空ロボット１１１のアームの収縮動作，真空ロボット１１１の回転動作，真空ロボット１１１のアームの伸張動作の組合せにより、ウエハが処理室同士または処理室とロードロック室との間を搬送される。
【００２８】
上記真空ロボット１１１または大気ロボット１０８の動作は、図示しない各々用の制御装置によりウエハを試料台上方にロードロック室１０６等の所定の位置、例えば、試料台の略円形の戴置面の中心を通る軸と円板形状を有するウエハの中心の軸とが略同心となる位置へ移動するように調節される。このような制御装置は、真空処理装置１００全体の動作を制御する制御装置と指令を授受可能に接続されるか、またはこれと一体となっていても良い。
【００２９】
このような真空ロボット１１１によるウエハの受け渡しまたは搬送の際には、例えば動作が制御された真空ロボット１１１或いはそのアーム上に載せられたウエハは、初期の位置からズレて距離が離れた異なった位置に保持される場合があり、このため、搬送先の所期の位置に精度良く位置決めして載置できなくなる虞がある。
【００３０】
すなわち、ウエハの受け渡しの際に、ウエハとアームまたはこの先端側のハンド上の所定の位置との間にずれが生じたり、搬送中にウエハがアームまたはハンド上で位置が移動したりする問題が生じる。例えば、ウエハがプッシャピンにより持ち上げられて真空ロボット１１１のアームがその動作を制御されてウエハ下方の所定の位置にアーム先端側のハンドが配置されたとしても、ウエハがプッシャピンで持ち上げられたその位置がアームまたはハンドにウエハを載せる際の基準となる位置と異なっている場合には、上記ずれが生じてしまう。
【００３１】
これは、ウエハを持ち上げる際に静電吸着力が特定の大きさ以上残っている場合や、プッシャピンの配置や形状，位置の不均等がある場合に生起しやすい。また、ウエハのウエハ載置面上に載置された状態で、その載置位置が基準となる位置と異なっている場合にも、受け渡しでの基準位置からのずれが生じてしまう。
【００３２】
このようなウエハの位置の変動があると、処理室内の試料台等の目的箇所でのウエハ載置面へのウエハの位置決めが不安定となり、ウエハを保持する吸着力のウエハ面上で不均一や処理の不均一を生起して処理の歩留まりを低下させてしまう。また、ウエハの受け渡しの際に安定してアームまたはハンド上に載置できず搬送中にウエハが落下したり装置内部の表面と接触したりして事故や汚染が生起するという問題が生じていた。このため、ウエハをアームまたはハンドの上面や試料台上の載置面の目的の位置に精度良く載置すること、または受け渡しすることが求められている。
【００３３】
さらに、ウエハを搬送する際の真空ロボット１１１の動作により、アームの上面でウエハがその位置を移動してしまう場合がある。これを抑制しようとして、ウエハの外形や径に合わせてその外周縁と接してウエハを保持するピンをアーム上に配置して、ウエハの位置を固定することが考えられる。しかし、この場合、アームの位置を高精度に制御しなければウエハ外周縁を複数ピンで接触または支持できないため、適正な支持ができずウエハが落下したり傾いて搬送されたりして目的箇所に適正に載置できないという事故が増大して却って処理の効率を低下させてしまう。或いは、真空ロボット１１１のコストが増大して装置全体の製造コストが増大するという問題が生起する。或いはまた、ピンとウエハ外周端縁との接触により塵埃が生起して異物となってウエハや処理室等の装置内を汚染して処理の歩留まりが低下し、クリーニングの頻度を増大させて処理効率が低下してしまう。
【００３４】
このため、ウエハの裏面をアーム先端側のハンド上の面または複数の点で支持するとともにウエハ外周縁の周囲に隙間をあけてこれを保持する技術が採用されている。
【００３５】
このような構成では、真空ロボット１１１の停止や移動によって、ウエハの搬送中のウエハの位置の移動が生じる虞がある。このため、生じたウエハの位置の移動（ずれ）を検出し、これに対応して真空処理装置の搬送や処理の動作を調節することが必要となる。
【００３６】
図２は、図１に示す実施例の真空搬送室内のロボットの配置位置を示す模式図である。この図において、真空処理装置１００の真空側ブロック２００の真空搬送室１１０内の真空ロボット１１１が配置された位置を示している。真空搬送室１１０には、これを構成する真空容器の側面に複数個の処理室１０１，１０２，１０３，１０４と複数個のロードロック室１０６，１０７が連結され、これら内部を連通する通路を介してこれら処理室とロードロック室との間でウエハの移送が可能となっている。
【００３７】
真空ロボット１１１は、真空搬送室１１０の中央部またはその近傍にその回転動作の軸となる中心軸２０３が配置され、この中心軸２０３を軸として所定の角度θの回転を行うことが可能となっている。この中心軸２０３を中心軸とした真空ロボット１１１またはそのアームの回転動作をθ軸の動作またはθ軸（周り）の回転という。
【００３８】
さらに、真空ロボット１１１は、所定のθ軸の回転角度位置で、そのアームを中心軸２０３側と真空搬送室１１０の外周側（処理室側）とを結ぶ方向に伸縮可能にしてその先端部のウエハ載置用のハンドの位置を真空搬送室１１０内と処理室内との間で往き、戻りの移動をさせることが可能となっている。この伸縮の動作をＲ軸（方向）の動作という。
【００３９】
θ軸及びＲ軸の動作を図５を用いてより詳細に説明する。図５は、図１に示す実施例の真空ロボットから処理室へのウエハの搬送経路の概略を示す上面図である。特に、真空ロボット１１１から特定の処理室（本図では処理室１０４）へウエハを搬送する経路の概略を示す平面図である。
【００４０】
この図のように、真空搬送室１１０内の空間の中心位置には中心軸２０３が配置されこの回りに回転するロボットアーム２０１が配置されている。本実施例では、真空搬送室１１０に隣接した処理室１０４にウエハを搬送するロボットアーム２０１の先端部のウエハ保持のロボットハンド２０２の特定部分に上下方向（図上図面に垂直な方向）に光が透過できる部材が配置されている。
【００４１】
ウエハの搬送に際して真空ロボット１１１は、目的の箇所である処理室またはロードロック室に対して上記中心軸２０３回りに所定のθ軸の回転角度位置まで回転してロボットアーム２０１の先端部のウエハ保持のロボットハンド２０２を処理室１０４内の試料台３０１の方向に向けて停止する。特に、真空搬送室１１０及び処理室１０４の間を連通する通路、ゲートの中心にウエハの中心を対向させて停止する。
【００４２】
この位置は、目的の処理室と真空搬送室１１０との間を連通して真空搬送室１１０内に配置されたゲートバルブにより開閉される通路の開口であるゲートの前側であり、ウエハはこの位置で一旦待機して、図示しないセンサによりウエハがアームのハンド上に搭載されているか否かが検出される。センサの出力からウエハの搭載が確認されない場合には、ウエハが落下したか位置が大きくずれていると判断され、搬送の不良としてエラーが報知されるとともに装置における処理の動作が停止される。ティーチングにて決定された位置まで真空ロボット１１１のアームが伸びる動作へと進む。その後、ロボットアーム２０１は制御装置の指令に応じて伸長してロボットハンド２０２の所定の位置、特にこの上に載せたウエハの中心をＲ軸の方向に沿って処理室内の試料台３０１の中心位置に向けて移動させる。
【００４３】
ロボットアーム２０１を伸長させてウエハの中心を特定の距離だけ移動させ試料台３０１の上方で当該ウエハがこれを覆う状態でロボットアーム２０１の伸長の動作が停止される。この停止した状態でウエハの中心と試料台３０１の上面でウエハがその上面に載せられて吸着，保持される誘電体製の膜を備えた略円形状の載置面の中心上下方向について一致していることが望ましい。上記のウエハプッシャーのピン上にウエハが受け渡されロボットアーム２０１が収縮して処理室１０４外に退出した後ピンが下降してウエハが載置面の誘電体製の膜上にこれらの中心同士を合致させて載せられ、ウエハの吸着保持および処理について所期の結果が得られる。
【００４４】
ティーチングは、上記の真空ロボット１１１のロボットアーム２０１の動作の結果としてウエハが試料台３０１上に中心同士を合致させて載せられるように真空ロボット１１１の動作のパラメータやデータを予め調整する工程である。このティーチングは大気ロボット１０８側と真空ロボット１１１側との両側で行うことが望ましい。
【００４５】
真空ロボット１１１側で行うティーチングは、真空ロボット１１１の搬送の動作を開始する原点から各処理室までのθ軸周りの回転と、搬入前のロボットアーム２０１の退避（収縮した状態の）位置から伸長させて各処理室内の試料台３０１上でウエハを受け渡しする位置までロボットハンド２０２を移動させた状態までの伸長またはウエハの移動の際の回転の角度位置及び距離に関するロボットアーム２０１またはロボットハンド２０２の調節のためのパラメータやデータをウエハと試料台３０１との間で合わせ込む工程である。つまり、ロボットアーム２０１またはロボットハンド２０２の位置を可動の範囲内で自由に調節可能な真空ロボット１１１或いはその制御装置に対して、その動作の基準となる位置をその上に載せられるウエハの特定の位置または処理室１０１内部の試料台等の装置内の目的箇所の特定の位置に対する相対的な位置の情報として記憶させ、設定するものである。
【００４６】
例えば、ロボットアーム２０１の先端部のロボットハンド２０２上の特定の位置に載せられたウエハの特定位置と処理室１０４の試料台３０１上の特定位置とが所定の距離に配置されるロボットアーム２０１の位置を基準となる位置の情報として設定する。このような基準の位置の情報に基づいて真空ロボット１１１のθ軸方向の回転やＲ軸方向の伸縮の動作によるアームの位置が調節される。本実施例では、これら調整はロボットハンド２０２のウエハを保持する保持部の中心と各処理室の中心が合致するように治具を用いて行われる。
【００４７】
図３は、図１に示す実施例のティーチングの工程において治具を取付けた状態を模式的に示す縦断面図である。本実施例の真空処理装置１００では、ティーチングに際して、この図のように、ウエハ３０２を特定の処理室（本図では処理室１０１）内部の試料台３０１上の載置面の所望の位置に載置する。通常は、円筒形状を備えた試料台３０１の円筒の中心とその軸を合致させて配置された円形を有する載置面の中心とウエハ３０２の中心とを合致させて配置される。
【００４８】
また、このウエハ３０２にはウエハ３０２の中心部に偏光板３０３が貼り付けられており、さらにウエハ３０２の上記中心位置には偏光板３０３とウエハ３０２を貫通して配置された円筒形の孔３０５が備えられている。ティーチングに際してこの孔３０５の中心軸は試料台３０１または載置面とウエハ３０２の中心軸と合致していると見なされる。
【００４９】
作業者は、処理室１０１についての真空ロボット１１１のティーチングを行う際に孔３０５の上方で中心軸の延長線上の処理室１０１外にセンサ３０４を取付ける。特に、本実施例では、処理室１０１内に供給される特定の周波数の電界（例えば、２.４５ＧＨｚのマイクロ波等）が透過して伝播されるように処理室１０１はこれを構成する真空容器３１０の上部に処理室１０１の天面を構成して内外を気密に封止する石英製の円形の板部材３１１を窓部材として備えており、センサ３０４は板部材３１１の外部の大気圧の雰囲気内に配置され、真空容器３１０の上部の部材上で板部材３１１からすき間をあけて載せられた円板３０８上に載せられる。
【００５０】
円板３０８には中心部に貫通孔３０９が配置されており、センサ３０４は下方に向けて放射される所定の波長の発光３０６が、この貫通孔３０９，孔３０５を通って試料台３０１の上面に到達するように、これらの中心同士が合致するように円板３０８上で位置決めされてこれに固定される。つまり、発光３０６は上記中心の軸に沿って透光性を有する板部材３１１を通り下方に向けて放射される。尚、センサ３０４はこのような発光３０６の光軸の調節ができるように構成されている。
【００５１】
センサ３０４が調整されて位置決めされた状態で、図示しない制御装置からの指令信号に従ってロボットアーム２０１がＲ軸方向に伸長するように駆動され、先端部のロボットハンド２０２が処理室１０１内に進入する。本実施例では、ロボットハンド２０２が試料台３０１上のウエハ３０２上方で製品用のウエハの受け渡し位置の近傍にある状態で、センサ３０４からの発光３０６の反射光の強度の変化を検出することで、ロボットハンド２０２の所定の箇所と試料台３０１またはウエハの載置面の所定の箇所とを合致した状態を検出して、ロボットアーム２０１またはロボットハンド２０２のティーチングの精度を向上させるものである。
【００５２】
図４は、図１に示す実施例の処理室内に真空ロボットハンドが伸張した状態を模式的に示す斜視図である。本実施例では、ロボットハンド２０２のウエハの保持部の特定の箇所、例えば、その中心部には光が通過できる箇所が配置されており、センサ３０４はこの通過した光を検知することで当該中心部がセンサ３０４からの発光３０６の経路上に位置していることを検出できる。
【００５３】
この図において、ロボットハンド２０２の上記中心部には、ウエハ３０２の孔３０５より大きな径を有する断面円形の孔４０１が配置されている。さらに、ロボットハンド２０２保持部上面の孔４０１の外周側にはこれと同心でさらに大きい径を有する円筒形の段差部４０２による凹み部が配置されている。
【００５４】
このようなロボットハンド２０２を用いたティーチングでは、ロボットハンド２０２のウエハの受け渡し位置の初期の値を含む予め決められた位置情報に基づいて、ロボットアーム２０１が駆動されて伸長して上記初期の位置を含む複数の箇所を含む領域、例えば半径５mmの円内を所定の間隔で断続的に移動する。つまり、ロボットアーム２０１をステップ的に伸長，収縮させて孔４０１を当該領域内を移動させる。本実施例では、このステップの間隔はロボットアーム２０１が断続的に移動させることのできる最小の間隔で駆動されるようにプログラムされている。
【００５５】
このステップ移動の間に、最小ステップ間隔の移動時間毎にセンサ３０４で入射する光量を検出する。この入射する光は試料台３０１またはその載置面またはウエハ３０２上の偏光板３０３或いはロボットハンド２０２のウエハ保持部の表面から板部材３１１を通過してきた反射光３０７であり、ロボットハンド２０２の移動に伴う孔４０１と偏光板３０３または孔３０５との相対位置の変化に応じてその強度或いは光量等の反射光３０７の特性が変動する。
【００５６】
上記の領域について全てのステップ移動させた後に、このセンサ３０４による受光量が最小値となる位置についてのロボットアーム２０１の制御に関するパラメータや位置のデータを、ティーチング位置のものとして報告する。つまり、ロボットハンド２０２による処理室１０１内の試料台３０１へのウエハの搬送の最適な位置に対応するデータとして真空ロボット１１１の制御装置内の記憶手段に記録する。
【００５７】
この受光量の最小値を最適ティーチング位置とすること、また、載置させたい位置に予めウエハを設置し試料台の温度および真空容器内の圧力を実環境条件下と同じ条件でティーチングを行えることができ、かつ予め定めた領域を真空ロボット１１１がステップ移動するようにプログラム等で設定することで、真空ロボット１１１を作業者が経験や間に頼って動作させるのではなく真空ロボット１１１の実環境で動作させて最適なティーチング位置を検出することができる。また、特定の箇所に対応する製品用のウエハの所望の載置位置に予めティーチング用のウエハ３０２を設置して、センサ３０４に入射する反射光３０７の特性がロボットハンド２０２の特定の位置の移動に伴って変化するように、所定の波長の反射の特性を特定の箇所で異ならせたウエハ３０２または偏光板３０３を用いることで、複数のロボットハンド２０２同士の間でのティーチングの誤差を低減することができる。このような構成により、実環境下で作業効率を向上させ、さらにティーチングの精度、ひいては処理の歩留まりや効率を向上させることができる。
【００５８】
なお、ロボットハンド２０２に設けられた中心の孔４０１は、真空容器外に取付けられたセンサ３０４の発光３０６が通過するための孔であり、さらにその外側に開けられた段差部４０２は、ティーチング時のデフォルト位置の確認用として設けられたものである。
【００５９】
図６は、図１に示す実施例のティーチングの工程の流れを示すフローチャートである。図６のティーチング動作のフローでは、まず、真空処理装置１００のオペレータや作業者は、真空処理装置１００の制御装置に当該装置の運転のモードを通常の製品用ウエハの処理のためのモードから保守，点検、特にティーチングを行うためのモードに変更するように指定する。次に、目標となる処理室を処理室１０１，１０２，１０３，１０４から選択してその内部の試料台３０１上の載置面にその上面に偏光板３０３を設置したティーチング用のウエハ３０２を設置する（ステップ６０１）。
【００６０】
この際、目標の処理室内は大気開放されその内部について作業者が作業できるようにされている。ティーチング用のウエハ３０２上の偏光板３０３は、載置面上で製品用ウエハの特定の箇所に対応する位置に設置されている。本実施例では、製品用のウエハの中心の位置に対応する位置に設置され、製品用ウエハと同形のティーチング用ウエハを用いる場合にはその中心部で孔３０５が試料台３０１の載置面の中心とその軸が合致するように設置される。
【００６１】
次に、処理室を構成する部品を取付けて製品用のウエハの処理と同等の構成にした状態で処理室内を真空ポンプ等の排気装置を用いて排気して減圧する。通常この際には、真空搬送室１１０内部と同等の真空度まで排気されることから、両者を並行して排気する（ステップ６０２）。この後、或いはこれと並行して対象の処理室の外部でその上方に発光または受光用のセンサ３０４を設置する（ステップ６０３）。
【００６２】
このセンサ３０４は、上記の通り、発光３０６の放射と反射光３０７の受光とを行うことができ、その所定の波長の発光３０６の方向を上記孔３０５の軸に合致するように設置することができる。また、ティーチングの際のロボットアーム２０１の移動に伴う発光３０６または反射光３０７の特性をより顕著に変化させるために、石英製の板部材３１１の上方に中心に貫通孔３０９を配置した円板３０８を載せて、その上面でセンサ３０４の位置決めを行っても良い。
【００６３】
次に、真空ロボット１１１の動作を調節する制御装置に、ロボットアーム２０１のティーチングを開始する初期の位置の上方を入力する（ステップ６０４）。この入力する代わりに、予め制御装置内の記憶装置に格納されていた位置情報を読み出して用いても良い。この初期の位置の情報を受信して真空ロボット１１１はその回転または伸縮の動作を開始する基準となる原点の位置に移動する（ステップ６０５）。この位置で真空ロボット１１１は搬送の動作を開始する準備が整えられる。
【００６４】
本実施例の真空ロボット１１１のロボットアーム２０１は２つのロボットハンド２０２を備えており、何れのロボットハンド２０２についてティーチングを行うかを選択する（ステップ６０６）。ステップ６０７において作業者により、ティーチング対象の処理室の情報が上記制御装置に入力されて指定され、対象のロボットハンド２０２の目標の処理室に対するティーチングが開始される（ステップ６０８）。
【００６５】
目標の処理室にロボットアーム２０１を伸張させ、ロボットハンド２０２の中心に開けられた段差部４０２にセンサ３０４からの発光３０６が当たっていることを確認する。ここで段差部４０２の凹みは上記移動させる領域と同形状かこの領域内に含まれる大きさの形状を有している。光が当たっていれば、ティーチングの際にロボットハンド２０２を移動させる領域の範囲内に孔４０１が入っていることになり、仮に光が当たっていないティーチング位置であれば、ステップ６０４に戻り初期の位置のデータの修正を行ってステップ６０５から再度実行する。
【００６６】
初期の位置の情報に基づいてロボットアーム２０１が駆動されて、ロボットハンド２０２はその位置を中心とした特定の領域を最小ステップ間隔で断続的に移動する。本実施例では、領域は半径５mmの円形を備えている。
【００６７】
ロボットアーム２０１はθ軸及びＲ軸の各々の方向について上記の間隔毎に動作されて孔４０１または段差部４０２がこのステップ間隔毎に移動して、この結果ウエハ３０２上の偏光板３０３及び孔３０５との相対位置が変化する（ステップ６１０，６１１）。このステップ間隔の断続的な移動での各位置毎にセンサ３０４により反射光３０７を検知し（ステップ６１３）検出した反射光の特性、例えば光量や強度のデータを各Ｒ軸，θ軸の位置の情報とともに記録する（ステップ６１４）。
【００６８】
所定の領域全体にわたりロボットハンド２０２の移動を行いつつ反射光の検出とデータの記録とを行い、得られたデータから光量が最小となるＲ軸，θ軸方向の位置を最適なティーチング位置として算出し検出する（ステップ６１５）。この最適なティーチング位置に係る真空ロボット１１１またはロボットアーム２０１の動作のパラメータや位置の情報をティーチングデータとして上記初期の位置のデータに替えて、搬送用の基準位置データとして記録し（ステップ６１６）ティーチングの作業を終了する（ステップ６１７）。次に、ステップ６１８において、製品用のウエハの搬送が実行されて搬送動作に問題の有無が作業者により検出され確認される。
【００６９】
この後、作業者により真空処理装置１００の運転のモードを保守，点検のモードから通常の製品用ウエハの処理ための運転のモードに変更するように制御装置に指令が入力，発信され、製品用のウエハ（実ウエハ）の処理が開始される（ステップ６１９）。
【００７０】
上記の実施例によれば、処理室の試料台に載置されるウエハの中心位置と真空ロボットハンドの中心位置を実際の処理環境と同じ環境下で、かつ自動でティーチングを行うことができる。
【符号の説明】
【００７１】
１００  真空処理装置
１０１，１０２，１０３，１０４  処理室
１０５  カセット戴置台
１０６，１０７  ロードロック室
１０８  大気ロボット
１０９  位置合わせ機
１１０  真空搬送室
１１１  真空ロボット
１１２  大気搬送室
２００  真空側ブロック
２０１  ロボットアーム
２０２  ロボットハンド
２０３  中心軸
３０１  試料台
３０２  ウエハ
３０３  偏光板
３０４  センサ
３０５，４０１  孔
３０６  発光
３０７  反射光
４０２  段差部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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