(57)【要約】【課題】基板を基板搬送機構により処理モジュールにおける基板の受け渡し位置に精度よく搬送すること。【解決手段】駆動アーム及び従動アームからなるリンク機構を左右対称に２個配置した、いわゆるフロッグレッグ式の基板搬送機構により基板であるウエハを処理モジュールに搬送するにあたり、駆動アームの回転角の計測値の移動平均を求め、これに基づいて、処理モジュールに対する基板の受け渡し位置が基準位置になるように、駆動アームの回転角の補正量を求める。移動平均をとることにより、基板搬送機構の熱履歴を反映させることができ、補正量の信頼性が高くなるため、処理モジュールにおけるウエハの受け渡し位置にウエハを精度よく搬送することができる。【選択図】図１
2019114655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに水平回転自在に連結された駆動アーム及び従動アームからなるリンク機構を左右対称に２個配置し、左右のリンク機構の各従動アームの先端部に水平回転自在に保持体を連結し、左右の駆動アームを駆動部により同期して水平回転させることにより、基板を保持する保持体を進退させる基板搬送機構と、
前記基板搬送機構により基板の受け渡しが行われ、基板を加熱した状態で処理する処理モジュールと、
前記駆動アームの回転角を計測する回転角計測部と、
前記保持体の特定部位が予め決めた個所に位置していることを検出するための保持体検出部と、
予め設定した時間間隔で前記保持体の特定部位を前記予め決めた個所に位置させ、前記保持体検出部により前記特定部位が検出されたときの駆動アームの回転角の計測値を取得するステップと、前記ステップにて取得された前記回転角の計測値の時系列データに基づき前記回転角の計測値について予め設定したサンプリング数の移動平均を求めるステップと、前記移動平均の値と基準温度である前記基板搬送機構の保持体の特定部位が前記予め決めた個所に位置しているときの駆動アームの回転角である基準回転角との比較結果に応じて、基準温度である前記基板搬送機構の保持体の前記処理モジュールに対する基板の受け渡し位置が基準位置になるように予め求めておいた駆動アームの回転角に対し、補正量を求めるステップと、を実行する制御部と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記補正量を求めるステップは、前記移動平均の値と前記基準回転角との比較結果と、前記基板搬送機構の回転中心から前記予め決めた個所までの距離と、前記基板搬送機構の回転中心から、前記保持体が基板の受け渡し位置に位置しているときの前記特定部位までの距離と、に基づいて前記補正量を求めることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記基準温度は室温であることを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
室温である前記基板搬送機構の運転を開始した初期であって、前記時系列データの数が予め設定したサンプリング数に満たないときには、不足しているサンプリング数の回転角の計測値として前記基準回転角または当該基準回転角に近い値を割り当て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】
前記基板搬送機構が処理モジュール内から退出して待機した後、室温よりも高い状態にある基板搬送機構が搬送動作を再開したときに、待機中の前記時系列データが存在しないときには、待機前に取得した回転角の計測値に基づいて求めた値を時系列データとして割り当てることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
常圧雰囲気と真空雰囲気との切替えが行われ、基板を載置する載置部を備えたロードロック室と、前記ロードロック室に気密に接続され、前記基板搬送機構が配置された真空搬送室と、を備え、
前記処理モジュールは、基板に対して真空処理を行うための処理モジュールであり、前記真空搬送室に気密に接続されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項７】
互いに水平回転自在に連結された駆動アーム及び従動アームからなるリンク機構を左右対称に２個配置し、左右のリンク機構の各従動アームの先端部に水平回転自在に保持体を連結し、左右の駆動アームを駆動部により同期して水平回転させることにより、基板を保持する保持体を進退させる基板搬送機構と、
前記基板搬送機構により基板の受け渡しが行われ、基板を加熱した状態で処理する処理モジュールと、を備えた基板処理装置を運転する方法において、
予め設定した時間間隔で前記保持体の特定部位を前記予め決めた個所に位置させ、保持体検出部により前記特定部位が検出されたときの駆動アームの回転角の計測値を取得する工程と、
前記工程にて取得された前記回転角の計測値の時系列データに基づき前記回転角の計測値について予め設定したサンプリング数の移動平均を求める工程と、
前記移動平均の値と基準温度である前記基板搬送機構の保持体の特定部位が前記予め決めた個所に位置しているときの駆動アームの回転角である基準回転角との比較結果に応じて、基準温度である前記基板搬送機構の保持体の前記処理モジュールに対する基板の受け渡し位置が基準位置になるように予め求めておいた駆動アームの回転角に対し、補正量を求める工程と、を含むことを特徴とする基板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、基板搬送機構により基板を処理モジュールに搬送し、当該処理モジュールにおいて基板を加熱した状態で処理する基板処理装置及び基板処理装置の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイスや液晶パネルなどの製造プロセスにおいては、半導体基板や液晶用基板といった基板に対する成膜処理、エッチング処理、酸化処理などの各種処理が、個別の処理容器内で行われる。基板を処理容器に対して搬入出させる際には、通常、基板を保持する保持部材を備えた搬送装置が用いられる。特許文献１には、リンクアームが接続された駆動アームを左右対称に配置した構成のいわゆるフロッグレッグ式の多関節アームが開示されている。このフロッグレッグ式の多関節アームは、タイミングベルトを使用しない構成であり、真空処理や熱処理に適している。
【０００３】
基板を処理容器に対して搬入出する際、搬送装置は処理容器内の熱に曝されて熱膨張するため、搬送装置の位置情報を取得し、処理容器内における基板の受け渡し位置の位置合わせを行う必要がある。特にアームは、材質として軽量化や汎用性といった観点から、アルミニウムが用いられることが一般的であり、セラミック等からなる保持部材に比べ、熱膨張計数が大きく、位置合わせにはアームの伸びや歪みを考慮することが重要であると考えられる。
【０００４】
保持部材を備えた搬送装置を用いて、基板を処理容器内の所望の位置に受け渡すために、種々の位置合わせ技術が創案されている。特許文献２には、熱処理を行う真空処理ユニットに、保持部材を１本のアームにより支持する片腕型の多関節アームにより基板を搬入する構成において、常温における基板の基準位置からの位置ずれを算出し、この位置ずれを補正して基板を真空処理ユニットに搬入する技術が記載されている。これにより、多関節アームや保持部材の熱膨張に伴う位置ずれを補正できるので、基板の位置精度が向上する。
【０００５】
しかしながら、特許文献２に記載の技術において用いられる搬送アームは、片腕型の多関節アームであり、保持部材を左右対称の２本のリンク機構により支持するフロッグレッグ式の双腕型のアームを備えた搬送装置について、その形状を考慮に入れた位置合わせは現状行われていないのが実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−６１５６８号公報
【特許文献２】特開２０１３−４２１１２号公報（段落００４０、図４等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動アーム及び従動アームからなるリンク機構を左右対称に２個配置した、いわゆるフロッグレッグ式の基板搬送機構により基板を処理モジュールに搬送し、処理モジュールにて基板を加熱した状態で処理する基板処理装置において、処理モジュールにおける基板の受け渡し位置に基板を精度よく搬送する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため、本発明の基板処理装置は、
互いに水平回転自在に連結された駆動アーム及び従動アームからなるリンク機構を左右対称に２個配置し、左右のリンク機構の各従動アームの先端部に水平回転自在に保持体を連結し、左右の駆動アームを駆動部により同期して水平回転させることにより、基板を保持する保持体を進退させる基板搬送機構と、
前記基板搬送機構により基板の受け渡しが行われ、基板を加熱した状態で処理する処理モジュールと、
前記駆動アームの回転角を計測する回転角計測部と、
前記保持体の特定部位が予め決めた個所に位置していることを検出するための保持体検出部と、
予め設定した時間間隔で前記保持体の特定部位を前記予め決めた個所に位置させ、前記保持体検出部により前記特定部位が検出されたときの駆動アームの回転角の計測値を取得するステップと、前記ステップにて取得された前記回転角の計測値の時系列データに基づき前記回転角の計測値について予め設定したサンプリング数の移動平均を求めるステップと、前記移動平均の値と基準温度である前記基板搬送機構の保持体の特定部位が前記予め決めた個所に位置しているときの駆動アームの回転角である基準回転角との比較結果に応じて、基準温度である前記基板搬送機構の保持体の前記処理モジュールに対する基板の受け渡し位置が基準位置になるように予め求めておいた駆動アームの回転角に対し、補正量を求めるステップと、を実行する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の基板処理装置の運転方法は、
互いに水平回転自在に連結された駆動アーム及び従動アームからなるリンク機構を左右対称に２個配置し、左右のリンク機構の各従動アームの先端部に水平回転自在に保持体を連結し、左右の駆動アームを駆動部により同期して水平回転させることにより、基板を保持する保持体を進退させる基板搬送機構と、
前記基板搬送機構により基板の受け渡しが行われ、基板を加熱した状態で処理する処理モジュールと、を備えた基板処理装置を運転する方法において、
予め設定した時間間隔で前記保持体の特定部位を前記予め決めた個所に位置させ、保持体検出部により前記特定部位が検出されたときの駆動アームの回転角の計測値を取得する工程と、
前記工程にて取得された前記回転角の計測値の時系列データに基づき前記回転角の計測値について予め設定したサンプリング数の移動平均を求める工程と、
前記移動平均の値と基準温度である前記基板搬送機構の保持体の特定部位が前記予め決めた個所に位置しているときの駆動アームの回転角である基準回転角との比較結果に応じて、基準温度である前記基板搬送機構の保持体の前記処理モジュールに対する基板の受け渡し位置が基準位置になるように予め求めておいた駆動アームの回転角に対し、補正量を求める工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、駆動アーム及び従動アームからなるリンク機構を左右対称に２個配置した、いわゆるフロッグレッグ式の基板搬送機構により基板を処理モジュールに搬送するにあたり、駆動アームの回転角の計測値の移動平均を求め、これに基づいて、処理モジュールに対する基板の受け渡し位置が基準位置になるように、駆動アームの回転角の補正量を求めている。移動平均をとることにより、基板搬送機構の熱履歴を反映させることができ、前記補正量の信頼性が高くなるため、処理モジュールにおける基板の受け渡し位置に基板を精度よく搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】基板処理装置の一実施の形態を示す平面図である。
【図２】基板処理装置に設けられる基板搬送機構の一実施形態を示す斜視図である。
【図３】基板搬送機構の作用を示す平面図である。
【図４】保持体検出部と保持体と特定部位とを示す側面図である。
【図５】基板搬送機構と制御部とを示す構成図である。
【図６】基板搬送機構のアーム伸び率とウエハの受け渡し位置の変位量との関係を示す特性図である。
【図７】駆動アームの回転角の計測値の時系列データを示す特性図である。
【図８】評価試験の結果を示す特性図である。
【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参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。図１は、本発明の基板処理装置１の一実施形態を示す平面図である。基板処理装置１は、基板例えば半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）Ｗの搬入出をカセットＣ単位で行うカセットステーション２と、ウエハＷを処理する処理ステーション３と、を有している。カセットステーション２と処理ステーション３とは、ロードロック室４１〜４３を介して一体に接続された構成となっている。ロードロック室４１〜４３は、常圧雰囲気と真空雰囲気との切替えが行われるように構成され、ウエハＷを載置する載置部４０を備えている。
【００１３】
カセットステーション２は、カセット載置部２０と、カセット載置部２０に隣接して設けられた搬送室２１と、を備えている。カセット載置部２０には、複数のウエハＷを収容可能なカセットＣをＸ方向（図１中の左右方向）に、複数例えば３つ並べて載置できる。搬送室２１には、上下方向、左右方向及び鉛直軸回りに移動自在に構成されたウエハ搬送アーム２２が設けられており、搬送室２１のＸ方向負方向側の端部には、ウエハＷのノッチ等を認識してウエハＷの位置決めを行うアライメント装置２３が設けられている。ウエハ搬送アーム２２は、カセット載置部２０のカセットＣと、ロードロック室４１〜４３と、アライメント装置２３と、の間でウエハＷを搬送するように構成されている。
【００１４】
処理ステーション３は、ウエハＷを処理する複数例えば４個の処理モジュール３０と、多角形状（図示の例では六角形状）の真空搬送室３１を備えている。各処理モジュール３０は、夫々図示しない載置台にウエハＷを載置し、このウエハＷを加熱した状態で真空処理を行うものであり、真空搬送室３１の周囲を囲むように配置され、夫々真空搬送室３１に気密に接続されている。また、真空搬送室３１はロードロック室４１〜４３に気密に接続されている。
【００１５】
真空搬送室３１内には、ウエハＷを搬送する基板搬送機構５が設けられている。基板搬送機構５は、ウエハＷを保持する保持体としてのフォーク５１と、旋回及び伸縮自在なアーム機構５２を備え、ウエハＷをロードロック室４１〜４３と、真空搬送室３１と、処理モジュール３０との間で搬送するように構成されている。なお、図１にはアーム機構５２が真空搬送室３１の中央に１つのみ設けられる場合を図示したが、複数のアーム機構５２が設けられてもよい。
【００１６】
以下、図２を参照して基板搬送機構５の詳細な構成について説明する。図２は基板搬送機構５の概略斜視図であり、この図に示すように、基板搬送機構５のアーム機構５２は、夫々中央ハブ５０の中心Ａを回転軸とする第１のリンク機構５３及び第２のリンク機構５４を備えている。第１のリンク機構５３は、夫々直線形状の第１の駆動アーム５３１及び第１の従動アーム５３２を備え、第２のリンク機構５４は、夫々直線形状の第２の駆動アーム５４１及び第２の従動アーム５４２を備えている。
【００１７】
第１の従動アーム５３２は、第１の駆動アーム５３１の先端部の関節部５３０を介して第１の駆動アーム５３１と互いに水平回転自在に連結されている。また、第２の従動アーム５４２は、第２の駆動アーム５４１の先端部の関節部５４０を介して第２の駆動アーム５４１と互いに水平回転自在に連結されている。これら第１のリンク機構５３及び第２のリンク機構５４は、互いに左右対称に配置されている。
【００１８】
中央ハブ５０には、互いに同心に配置された、内側軸と、内側軸の外側に設けられた中空の外側軸よりなる二重軸が設けられており、内側軸及び外側軸の一方に第１の駆動アーム５３１の基端側、他方に第２の駆動アーム５４１の基端側が夫々接続される。第１の駆動アーム５３１は第１のモータ５５、第２の駆動アーム５４１は第２のモータ５６により、夫々中央ハブ５０の中心Ａを回転軸として回転駆動されるように構成されている。第１のモータ５５及び第２のモータ５６は駆動部をなすものである。また、第１のモータ５５には回転角計測部をなすエンコーダ５５１が接続され、エンコーダ値（パルス計数値）を回転角として後述する制御部７に出力するように構成されている。回転角とは、例えば基板搬送機構５がホーム位置に置かれているときのエンコーダ５５１の回転位置に対する回転角である。
【００１９】
第１の従動アーム５３２及び第２の従動アーム５４２の先端部には、保持体としてのフォーク５１が取り付けられている。フォーク５１は、略Ｕ字形状の本体部５１１と、本体部５１１を支持する支持プレート５１２を有しており、本体部５１１は、例えば図示しないボルト等の締結部材によって支持プレート５１２に接続されている。フォーク５１は、支持プレート５１２を介して第１の従動アーム５３２の先端部及び第２の従動アーム５４２の先端部に夫々水平回転自在に連結されている。このとき、第１の従動アーム５３２及びフォーク５１と、第２の従動アーム５４２及びフォーク５１とは、共通の軸部５７により夫々連結される。
【００２０】
これら第１の駆動アーム５３１及び第１の従動アーム５３２よりなる第１のリンク機構５３と、第２の駆動アーム５４１及び第２の従動アーム５４２よりなる第２のリンク機構５４とにより、フロッグレッグ式の双腕型のアーム機構５２を備えた基板搬送機構５が構成される。フォーク５１は例えばセラミックにより、アーム機構５２は例えばアルミニウムにより夫々構成されている。この基板搬送機構５では、第１のモータ５５及び第２のモータ５６を駆動することにより、左右の第１の駆動アーム５３１及び第２の駆動アーム５３２が同期して水平回転し、フォーク５１が進退するように構成されている。
【００２１】
図３（ａ）に、簡略化したロードロック室４１と、基板搬送機構５が収縮した状態を示し、図３（ｂ）に基板搬送機構５が伸長した状態を示す。基板搬送機構５が収縮した状態である初期状態から第１及び第２の駆動アーム５３１，５４１を互いに逆方向に水平回転させると、フロッグレッグ式のアーム機構５２が伸びた伸長状態になり、フォーク５１が前進する。また、第１及び第２の駆動アーム５３１，５４１の回転角に応じて、中央ハブ５０の中心Ａからの進退量（進退距離）が決まってくる。さらに、図３（ａ）に示す初期状態において、第１及び第２の駆動アーム５３１，５４１を同じ方向に回転させると、フォーク５１が半径方向の位置を一定にしたまま中央ハブ５０の周囲を回転する。中央ハブ５０の中心Ａは基板搬送機構５の回転中心に相当する。
【００２２】
第１のリンク機構５３と、第２のリンク機構５４とは、例えば図３に示すように、軸部５７と中央ハブ５０の回転中心とを結ぶ直線Ｌに対して互いに左右対称となるように動き、フォーク５１の進退方向が直線Ｌに揃うように伸縮動作が行われるように構成される。こうして、中央ハブ５０、第１及び第２のモータ５５，５６は第１の駆動アーム５３１及び第２の駆動アーム５４１を水平回転駆動させ、フォーク５１を進退移動させる構成となっている。
【００２３】
また、基板搬送機構５におけるフォーク５１の特定部位には、キッカー部材５８が設けられている。キッカー部材５８は、例えば平面的に見て長方形状に形成され、支持プレート５１２の側面に、フォーク５１にウエハＷを支持させたときにウエハＷと干渉しない位置に、外方に突出するように設けられている。
【００２４】
基板処理装置１に戻って説明を続けると、例えばロードロック室４１〜４３は略左右方向に複数個例えば３個並んで設けられている。例えば左右方向の両側のロードロック室４１，４３と真空搬送室３１の境界であり、ウエハＷを処理モジュール３０へ搬送（搬入出）させる搬入出口４４には、平面的に見てフォーク５１の移動領域内に、キッカー部材５８を検出するように、保持体検出部６が設けられている。保持体検出部６は例えば図４に示すように、例えば発光部６１及び受光部６２を備えた遮光型の光センサよりなり、垂直な光軸６０を形成するように、発光部６１及び受光部６２の一方が搬入出口４４の上部に、他方が搬入出口４４の下部に夫々設置されている。この例では、保持体検出部６と、基板搬送機構５の回転中心Ａ（中央ハブ５０の中心Ａ）との距離は、ロードロック室４１及びロードロック室４３との間で互いに揃うように設定されている。
【００２５】
そして、フォーク５１がロードロック室４１，４３の搬入出口４４を通過してキッカー部材５８が光軸６０を遮断する位置を、特定部位が予め決めた個所に位置しているとする。この例では、図４及び図５に示すように、キッカー部材５８の進行方向前方の端面５８１と、進行方向後方の端面５８２の２点を計測して、キッカー部材５８であることを認識する。こうしてキッカー部材５８を認識した後は、例えば端面５８１が光軸６０を遮断したときに、特定部位が予め決めた個所に位置していることを検出し、このときの例えば第１のモータ５５のエンコーダ値（パルス計数値）が駆動アームの回転角の計測値として取得されるように構成されている。
【００２６】
さらに、基板処理装置１は制御部７を備えている。この制御部７は例えばコンピュータからなり、例えば図５に示すように、ＣＰＵ７１、プログラム格納部７２、メモリ７３を有している。このプログラム格納部７２には、後述する真空処理及びウエハの受け渡し位置の補正を行うことができるように命令（ステップ群）が組まれたプログラムが格納されている。このプログラムによって制御部７から基板処理装置１の各部に制御信号が出力されることで、各部の動作が制御される。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスクまたはメモリーカードなどの記憶媒体に収納された状態でプログラム格納部に格納される。
【００２７】
ウエハＷの受け渡し位置の補正を行うプログラムは、駆動アームの回転角の計測値を取得するステップＳ１と、回転角の計測値の移動平均を求めるステップＳ２と、移動平均の値に応じて、駆動アームの回転角の補正量を求めるステップＳ３と、を実行するように構成されている。ステップＳ１は、予め設定した時間間隔でフォーク５１のキッカー部材５８（特定部位）を予め決めた個所に位置させ、保持体検出部６によりキッカー部材５８が検出されたときの第１の駆動アーム５３１の回転角の計測値（以下、「エンコーダ値」として説明する）を取得するステップである。
【００２８】
また、ステップＳ２は、ステップＳ１にて取得されたエンコーダ値の時系列データに基づき、エンコーダ値について予め設定したサンプリング数の移動平均を求めるステップである。ステップＳ３は、移動平均の値（以下「移動平均値」という）と基準回転角である基準エンコーダ値との比較結果に応じて、ウエハＷの受け渡し位置が基準位置になるように予め求めておいた駆動アームのモータのエンコーダ値に対し、補正量を求めるステップである。基準エンコーダ値とは、基準温度例えば室温である基板搬送機構５のフォーク５１のキッカー部材５８が光軸６０を遮る位置にあるときの第１の駆動アーム５３１の回転角に相当するエンコーダ値である。
【００２９】
また、基準位置とは、基準温度である基板搬送機構５のフォーク５１の処理モジュール３０に対するウエハＷの予め設定された受け渡し位置である。詳しくは、ウエハＷがフォーク５１の適正位置に保持されているときに、ウエハＷの中心が処理モジュール３０の載置台の中心に対して許容範囲の水平距離に収まっている状態である。基準温度である室温である基板搬送機構５とは、基板搬送機構５が処理モジュール３０内に進入したことによる加熱の履歴が無い状態を指す。
【００３０】
このような基板処理装置１では、カセット載置部２０に載置したカセットＣ内のウエハＷをウエハ搬送アーム２２により取り出して、３つのロードロック室４１〜４３のいずれかに搬送する。そして、ロードロック室４１〜４３内を常圧雰囲気から真空雰囲気に真空引きした後、真空搬送室３１の基板搬送機構５がウエハＷを受け取り、所定の処理モジュール３０に順次搬送する。基板搬送機構５は、後述するように、処理モジュール３０におけるフォーク５１のウエハＷの受け渡し位置の補正を行った後、処理モジュール３０にウエハＷを受け渡す。処理モジュール３０では、ウエハＷを例えば７００℃に加熱した状態で所定の真空処理を実施する。処理後のウエハＷは、基板搬送機構５により３つのロードロック室４１〜４３のいずれかに搬送され、ロードロック室４１〜４３を真空雰囲気から常圧雰囲気に調整した後、ウエハ搬送アーム２２によりカセットＣに戻す。例えば大気搬送室２１、ロードロック室４１〜４３及び真空搬送室３１は、室温（例えば２３℃）と同様の温度になっている。
【００３１】
フォーク５１のウエハＷの受け渡し位置の補正は、温度変化により基板搬送機構５のアーム機構５２の長さが変化するため、この長さの変化に対応して行うものである。アーム機構５２は既述のようにアルニウムにより構成されており、熱膨張してアームが伸びやすい。基板搬送機構５が室温であってアーム機構５２の長さに変化がないときには、既述のようにフォーク５１の特定部位が検出されたときの第１の駆動アーム５３１及び第２の駆動アーム５４１のエンコーダ値は予め設定された値（基準エンコーダ値）である。これに対して、アーム機構５２の長さが変化すると、特定部位が検出されたときの第１の駆動アーム５３１及び第２の駆動アーム５４１のエンコーダ値は基準エンコーダ値と異なってくる。既述のように、第１のモータ５５と第２のモータ５６とは同期して駆動し、第１及び第２の駆動アーム５３１，５４１を夫々水平回転させるので、特定部位が検出されたときの第１の駆動アーム５３１の回転角の計測により、アーム機構５２の熱膨張による伸びが検出できる。
【００３２】
アーム機構５２に伸びがある基板搬送機構５にて、ウエハＷを処理モジュール３０に搬送すると、ウエハＷの受け渡し位置が基準位置から変位する。本発明者らは、片腕型のアーム機構は、アーム伸び率Ｇｒと、このアーム伸び率ＧｒのときのウエハＷの変位量とが対応するが、フロッグレッグ式の双腕型のアーム機構５２は、アーム伸び率Ｇｒと、このアーム伸び率ＧｒのときのウエハＷの変位量とが必ずしも対応していないことを把握している。
【００３３】
アーム伸び率Ｇｒとは、（回転角の計測値）／（基準回転角）により求められるものであり、回転角の計測値（エンコーダ値）とは、基板搬送機構５のフォーク５１のキッカー部材５８が保持体検出部６により検出されたときの第１の駆動アーム５３１の回転角の計測値である。また、ウエハＷの変位量とは、ウエハＷの受け渡し位置が基準位置から変位した量であり、基板搬送機構５が基準温度であるときには、変位量は０となる。
【００３４】
この理由については、フロッグレッグ式の双腕型のアーム機構５２は、双方のアームが熱膨張することにより、関節部５３０，５４０を押し引きしてしまう現象があり、熱膨張による伸び以外に、押し出し変形や引き込み変形が発生するためと考えられる。実際に、基板搬送機構５を運転して、基準温度（室温）から昇温させたときの、アーム伸び率Ｇｒと変位量との関係を求めたところ、図６に示す結果を得た。図中横軸はアーム伸び率Ｇｒ、縦軸は変位量であり、基板搬送機構５が昇温するときの実測値を＋印により、シミュレーション結果を実線により夫々示している。
【００３５】
基板搬送機構５を運転すると、加熱された処理モジュール３０にフォーク５１がアクセスすることにより、基板搬送機構５はある程度の温度まで徐々に昇温していく。実測値は、基板搬送機構５を撮像して計測したものである。図６中、Ｂ１は基板搬送機構５が基準温度である室温であるとき、Ｂ２は基板搬送機構５が最も高い温度であるときを示し、基板搬送機構５はＢ２の温度まで昇温すると、基板搬送機構５の運転中はこの温度に収束する。
【００３６】
また、基板搬送機構５がアイドリング状態になり、降温するときのシミュレーション結果を一点鎖線により示す。アイドリング状態とは、基板処理装置１は運転しているが、基板搬送機構５はホーム位置にて待機した状態をいい、この状態にあるときは室温の真空搬送室３１に置かれているため、基板搬送機構５は徐々に降温する。アイドリング状態が長いと、基板搬送機構５は、基準温度である室温まで降温し、これに伴いアームの伸びが解消される。このようにアイドリングにより、基板搬送機構５が基準温度である室温に戻ると、処理モジュール３０内に進入したことによる加熱の履歴が無い状態となる。
【００３７】
昇温時の実測値はシミュレーション結果とほぼ一致しており、シミュレーション結果の信頼性が高いことから、シミュレーション結果に基づいて説明すると、昇温時と降温時とでは、アーム伸び率Ｇｒと変位量との関係が互いに異なっている。この理由については、次のように推察される。つまり、基板搬送機構５によりウエハＷを処理モジュール３０に搬送すると、ウエハＷを保持したフォーク５１が加熱された処理モジュール３０内に進入するため、基板搬送機構５はフォーク５１側（アーム機構５２の先端側）から加熱され、昇温する。
【００３８】
一方、フォーク５１が真空搬送室３１に退出すると、当該真空搬送室３１は室温であるため冷却されるが、このときは基板搬送機構５全体が冷却される。このように、昇温時は、アーム機構５２の先端側から温度が上昇するのに対して、降温時は、基板搬送機構５全体が一様に冷却される状態となることから、昇温時と降温時との間で、関節部５３０，５４０における押し引き量が変化し、変位量に差異が発生すると推察される。
【００３９】
そして、装置の運転開始初期において、あるいは基板搬送機構５が長時間待機した後、基板搬送機構５の搬送動作が再開する場合において、冷え切った（室温になっている）基板搬送機構５が徐々に昇温するとき、一般の片腕型アームとは異なる挙動があることを把握している。即ち、基板搬送機構５が処理モジュール３０の受け渡し位置にあるときよりも縮退している状態において、室温から少し昇温したことにより第１及び第２のリンク機構５３，５４が伸びたとしても、その伸びの変化に対して前記受け渡し位置のずれが鈍いという現象がある。このため、第１の駆動アーム５３１の回転角の計測値を単純に用いるだけでは、処理モジュール３０へのウエハＷの受け渡し位置を精度よく補正することは難しい。
【００４０】
このようなことから、本発明では、回転角の計測値の時系列データを取得してその移動平均値を求め、これに基づいて第１の駆動アーム５３１の回転角の補正量を求めている。以下、具体的に説明する。受け渡し位置の補正は、既述のステップＳ１〜ステップＳ３を実行することにより行われる。先ず、予め設定した時間間隔で、保持体検出部６によりキッカー部材５８が検出されたときの第１の駆動アーム５３１の回転角の計測値（エンコーダ値）を取得する。予め設定した時間間隔は、例えば基板搬送機構５のフォーク５１が真空搬送室３１からロードロック室４１，４３に進入するタイミングであり、例えば１分間隔である。なお、予め設定した時間間隔はレシピ条件によって設定されるものであり、必ずしも一定とは限らない。
【００４１】
そして、取得されたエンコーダ値の時系列データに基づいて、予め設定したサンプリング数の移動平均を求める。例えば予め設定したサンプリング数を２５とすると、例えば制御部７には、後述するように移動平均算出用のメモリ領域が設けられ、メモリ領域に書き込まれた２５個のエンコーダ値の平均値を取得し、これを移動平均値とする。
【００４２】
例えば室温である基板搬送機構５の運転を開始した初期であって、時系列データの数が予め設定したサンプリング数に満たないときには、不足しているサンプリング数のエンコーダ値として基準エンコーダ値または当該基準エンコーダ値に近い値が割り当てられる。基準エンコーダ値に近い値とは、基準エンコーダ値例えば＋０．２％以下の値をいう。
【００４３】
具体的に、アイドリング状態を経て基準温度（室温）に降温した基板搬送機構５の運転を開始し、サンプリング数がゼロ（不足しているサンプリング数が２５個）であり、エンコーダ値として基準エンコーダ値に近い値を割り当てる場合を例にして、図７を用いて説明する。運転開始後初めて、基板搬送機構５のフォーク５１がロードロック室４１（４３）にウエハＷを取りに行き、保持体検出部６によりキッカー部材５８が検出された時点をＴ０とすると、Ｔ０時にエンコーダ値を読んで、そのエンコーダ値Ｅ（０）を用いて処理モジュール３０内の載置位置を補正する。このとき、図７に示すように、移動平均算出用のメモリ領域のアドレスＭ０にはＥ（０）を書き込む。次の検出タイミングＴ１にはエンコーダ値を読み出すが、その値は無視し、Ｅ（０）を用いて載置位置を補正し、移動平均算出用のメモリ領域のアドレスＭ１にはＥ（０）を書き込む。同様の処理を検出タイミングＴ２４まで行う。
【００４４】
基板搬送機構５の運転開始した初期は、基準温度である室温に近いため、アーム機構５２に伸びが発生せず、エンコーダ値は基準エンコーダ値となるが、例えば室温まで完全に低下していないことを想定すると、基準エンコーダ値とは若干異なる場合があるため、Ｔ０時のエンコーダ値Ｅ（０）を求めている。このＴ０時のエンコーダ値Ｅ（０）は、基板搬送機構５が基準温度に近いため、例えば基準回転角（基準エンコーダ値）＋０．２％以下の値となる。こうして、運転を開始した初期である検出タイミングＴ０〜Ｔ２４までは、移動平均算出用のメモリ領域のアドレスＭ０〜Ｍ２４に初回のエンコーダ値Ｅ（０）を書き込み、これらの平均である移動平均値はＥ（０）となる。運転を開始した初期とは、例えば運転開始後１５分間をいう。
【００４５】
そして、２６回目の検出タイミングＴ２５については、実際のエンコーダ値Ｅ（２５）を書き込み、移動平均値を取得する。また、検出タイミングＴ２６以降については、検出タイミングＴ２５と同様であり、検出タイミングＴ４９以降は、前記アドレスＭ０〜Ｍ２５に全て実際に計測されたエンコーダ値が書き込まれ、これに基づいて移動平均値を取得する。
【００４６】
次いで、ステップＳ３において、取得した移動平均値と基準エンコーダ値との比較結果に応じて、ウエハＷの受け渡し位置が基準位置になるように予め求めておいた第１の駆動アーム５３１の回転角に対し、補正量を求める。移動平均値と基準エンコーダ値との比較結果とは、例えば回転角の差分である。そして、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、補正量は、例えばこの回転角の差分と、基板搬送機構５の回転中心Ａ（中央ハブ５０の中心Ａ）から前記予め決めた個所までの距離Ｌ１と、基板搬送機構５の回転中心Ａから、フォーク５１がウエハＷの基準位置に位置しているときのキッカー部材５８までの距離Ｌ０と、に基づいて求める。
【００４７】
この理由は、基板搬送機構５の回転中心Ａと、複数の処理モジュール３０におけるウエハＷの基準位置までの距離は、処理モジュール３０毎に異なる場合があるからである。従って、回転角θの変化に対するｓｉｎθの変化量が異なるため、例えば距離Ｌ０に応じて予め実験から係数を把握しておき、この係数を用いてウエハＷの受け渡し位置が基準位置になるように予め求めておいた第１の駆動アーム５３１の回転角に対し、補正量が求められる。このため、制御部７には、予め処理モジュール３０毎に、距離Ｌ０と距離Ｌ１により求められた係数が格納されている。なお、この例では、基板搬送機構５の回転中心Ａ（中央ハブ５０の中心Ａ）から前記予め決めた個所までの距離Ｌ１は、ロードロック室４１及びロードロック室４３との間で互いに揃っている。
【００４８】
こうして、求められた補正量を用いて、第１の駆動アーム５３１を駆動する第１のモータ５５と、第２の駆動アーム５４１を駆動する第２のモータ５６の回転角を補正する。そして、基板搬送機構５がウエハＷを対応する処理モジュール３０に受け渡すときに、受け渡し位置を補正して処理モジュール３０にウエハＷを受け渡す。次いで、基板搬送機構５は、再びロードロック室４１（４３）にウエハＷを受け取りに行くときに、既述のように、第１の駆動アーム５５のエンコーダ値を読み取り、移動平均値を求めて補正量を取得し、この補正量を用いて受け渡し位置を補正して処理モジュール３０にウエハＷを受け渡す。
【００４９】
上述の実施の形態によれば、いわゆるフロッグレッグ式の基板搬送機構５によりウエハＷを処理モジュール３０に搬送するにあたり、駆動アームのエンコーダ値の移動平均を求め、これに基づいて、処理モジュール３０に対する基板の受け渡し位置が基準位置になるように、駆動アームの回転角の補正量を求めている。基板搬送機構５は、リンク機構が左右対称に設けられているため、昇温時と降温時とにおいて、駆動アームの回転角の計測値とアームの伸びとの対応関係が異なる。従って、移動平均をとることにより、基板搬送機構５の熱履歴を反映させることができ、前記補正量の信頼性が高くなるため、処理モジュール３０におけるウエハＷの受け渡し位置にウエハＷを精度よく搬送することができる。仮に移動平均値を取らない場合には、後述する実施例からも明らかなように、室温の基板搬送機構５の運転を開始した初期において、ウエハＷの受け渡し位置が基準位置から変位する変位量の偏りが大きくなってしまう。
【００５０】
また、室温である基板搬送機構５の運転を開始した初期であって、時系列データの数が予め設定したサンプリング数に満たないときには、不足しているサンプリング数のエンコーダ値として基準エンコーダ値または当該基準エンコーダ値に近い値を割り当てている。基板搬送機構５の運転を開始した初期には、図６に示すように、アーム伸び率に対する変位量が小さいが、不足しているサンプリング数のエンコーダ値として、基準エンコーダ値または当該基準エンコーダ値に近い値を割り当てることにより、アーム伸び率を小さく換算することで、補正量が小さくなり、変位量の偏りを抑えることができる。
【００５１】
以上において、不足しているサンプリング数のエンコーダ値として基準エンコーダ値を割り当てる場合も、上述の手法と同様に行う。なお、上述の例は一例であり、検出タイミングＴ０は基準エンコーダ値または基準エンコーダ値に近い値で埋め、検出タイミングＴ１以降は、実際に計測されたエンコーダ値に書き込むようしてもよい。
【００５２】
なお、基板搬送機構５が処理モジュール３０内から退出して待機した後、室温よりも高い状態にある基板搬送機構５が搬送動作を再開したときに、待機中の時系列データが存在しないときには、待機前に取得したエンコーダ値に基づいて求めた値を時系列データとして割り当てるようにしてもよい。待機前に取得したエンコーダ値は、例えば図６に示すシミュレーション結果から求めたものであってもよい。
【００５３】
以上において、フォーク５１の特定部位をなすキッカー部材５８の形状や設置個所は上述の例に限らず、保持体検出部６の形状や設置個所は上述の例に限らない。また、フォーク５１の特定部位として透孔を形成し、この透孔を光軸が透過したときに、特定部位が予め決めた個所に位置していることを検出し、駆動アームの回転角を求めてもよい。また、回転角の移動平均値と基準回転角との比較結果に基づいて補正量を求めるステップは、回転角の差分に基づいて補正量を求める代わりに、移動平均値と基準回転角の比率（アーム伸び率）に基づいて補正量を求めるものであってもよい。さらに、上述の例では、駆動アームの回転角として第１の駆動アーム５３１の回転角を求めたが、第２の駆動アーム５３２の回転角でもよいし、第１の駆動アーム５３１、第２の駆動アーム５３２両方の回転角を取得するようにしてもよい。
【００５４】
また、基板搬送機構５は図２の構成に限らず、互いに水平回転自在に連結された駆動アーム及び従動アームからなるリンク機構を左右対称に２個配置し、各従動アームの先端部に水平回転自在に保持体を連結し、左右の駆動アームを駆動部により同期して水平回転させることにより、基板を保持する保持体を進退させる基板搬送機構に適用することができる。さらに、本発明の基板処理は真空処理に限らず、基板を加熱した状態で処理する処理モジュールと、この処理モジュールに基板を搬送する基板搬送機構と、を備えた基板処理装置に適用することができる。
【００５５】
（評価試験）
実際に、基板処理装置１において、室温である基板搬送機構５の運転を開始して、フォーク５１のキッカー部材５８を保持体検出部６により検出したときの第１の駆動アーム５３１の回転角の計測値について、上述のように移動平均を求めて補正を行った場合のデータを図８に示す。図８中実線は、サンプリング数が２５個の移動平均値を求めて、ウエハＷの受け渡し位置の補正を行った場合のデータであり、図８中一点鎖線は、移動平均値を求めずに補正を行った場合のデータである。図８中横軸は時間、縦軸はウエハＷの受け渡し位置の変位量を示している。
【００５６】
この結果、基板搬送機構５の運転開始当初はデータに偏りがあるものの、時間が経過するにつれて変位量が収束していくことが認められた。これは、運転開始当初は基板搬送機構５が加熱されて昇温するため、温度変化が顕著であり、アームの伸びが発生するが、時間の経過に伴い、アームがある温度に収束するため、それ以上のアームの伸びが発生しないためである。そして、移動平均値に基づく補正は、運転開始から時刻Ｓ１までの運転開始の初期に特に効果があり、この補正を行うことにより、運転開始時における変位量の偏りが小さくなることが理解される。一方、移動平均値を取得しないで補正を行ったときには、運転開始時の変位量が０から大きく離れており、変位量が大きいことが認められ、本発明の移動平均値に基づく補正が有効であることが理解される。
【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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【図７】
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【図８】
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