(57)【要約】【課題】ウェハの搬送を行う搬送システムにおいて、ウェハ搬送手段上のウェハの位置を簡単な方法で測定して、基準位置とのずれ量を算出すること。【解決手段】ウェハが搬送される経路に発光部と受光部とからなる１個のセンサを設けて、その発光部と受光部との間をウェハが通過するようにセンサを配置して、ウェハがセンサを通過した時のエンコーダ値と、そのエンコーダ値に対応する時のウェハ搬送手段の位置データと、ウェハの直径と、から、ウェハの中心の座標を計算して、基準位置とのずれ量を算出する。【選択図】図６
2008053552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
進退自在な搬送手段にウェハを載置して搬送を行うウェハ搬送装置において、
前記搬送手段の進退時に、搬送手段に載置されたウェハの通過／非通過を判別できる位置に設けられた１個のウェハ検出センサと、
前記搬送手段の駆動量から搬送手段の位置データを取得する位置データ取得手段と、
前記搬送手段上におけるウェハの基準位置に対応する基準位置データを記憶する記憶部と、
前記位置データ取得手段により取得した位置データと前記ウェハ検出センサによる判別結果とに基づいて、ウェハ検出センサの検出領域におけるウェハの通過開始時及び通過終了時の搬送手段の位置データを各々求め、これら位置データ、前記基準位置データ及びウェハの直径に基づいて、ウェハの中心位置のずれ量を演算する手段と、を備えたことを特徴とするウェハ搬送装置。
【請求項２】
前記搬送手段は、ウェハ検出センサの検出領域をウェハが直進通過するように駆動されることを特徴とする請求項１に記載のウェハ搬送装置。
【請求項３】
ウェハの中心位置のずれ量を演算する手段は、ウェハの向きを合わせるためにウェハを回転ステージ上で回転させて外縁位置を検出したデータに基づいて求められたウェハの正確な直径を用いて演算するように構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のウェハ搬送装置。
【請求項４】
前記ウェハ検出センサは前記搬送手段の通過／非通過を判別可能な位置に設置され、前記位置データ取得手段により取得した位置データと前記ウェハ検出センサによる判別結果とに基づいて、ウェハ検出センサの検出領域における前記搬送手段の通過開始時または通過終了時の前記搬送手段の位置データを求め、この位置データと前記搬送手段の正常時に対応する位置データとを比較することにより、前記搬送手段が正常であるか否かを判断する手段と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載のウェハ搬送装置。
【請求項５】
進退自在な搬送手段にウェハを載置して搬送を行うウェハ搬送装置において、
前記搬送手段の進退時に、搬送手段に載置されたウェハの通過／非通過を判別できる位置に設けられた少なくとも１個のウェハ検出センサと、
前記搬送手段の駆動量から搬送手段の位置データを取得する位置データ取得手段と、
前記搬送手段上におけるウェハの基準位置に対応する基準位置データを記憶する記憶部と、
前記位置データ取得手段により取得した位置データ、前記ウェハ検出センサによる判別結果及びウェハの直径に基づいて、ウェハの中心位置のずれ量を演算する手段と、を備え、
前記ウェハの直径は、ウェハの向きを合わせるためにウェハを回転ステージ上で回転させて外縁位置を検出したデータに基づいて求められた値であることを特徴とするウェハ搬送装置。
【請求項６】
ウェハの中心位置のずれ量がしきい値を超えているかを判断する手段と、
前記ずれ量がしきい値を超えているときに異常であることを知らせる警報手段と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載のウェハ搬送装置。
【請求項７】
ウェハの中心位置のずれ量がしきい値を超えているかを判断する手段を備え、
前記ずれ量がしきい値を超えていないときには、前記搬送手段は、ウェハの中心位置のずれ量を補正するように、搬送先にウェハを載置することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載のウェハ搬送装置。
【請求項８】
進退自在な搬送手段にウェハを載置して搬送を行うウェハ搬送方法において、
前記搬送手段の駆動量から搬送手段の位置データを取得する工程と、
前記搬送手段の進退時に、１個のウェハ検出センサの検出領域におけるウェハの通過／非通過を判別する工程と、
前記搬送手段の位置データと前記ウェハ検出センサによる判別結果とに基づいて、前記検出領域におけるウェハの通過開始時及び通過終了時の各々の搬送手段の位置データを求める工程と、
この工程で得られた位置データ、前記搬送手段上におけるウェハの基準位置に対応する基準位置データ及びウェハの直径に基づいて、ウェハの中心位置のずれ量を演算する工程と、を含むことを特徴とするウェハ搬送方法。
【請求項９】
前記搬送手段は、ウェハ検出センサの検出領域をウェハが直進通過するように駆動されることを特徴とする請求項８に記載のウェハ搬送方法。
【請求項１０】
ウェハの中心位置のずれ量を演算する工程は、ウェハの向きを合わせるためにウェハを回転ステージ上で回転させて外縁位置を検出したデータに基づいて求められたウェハの正確な直径を用いて行うことを特徴とする請求項８または９に記載のウェハ搬送方法。
【請求項１１】
前記搬送手段の進退時に、前記ウェハ検出センサの検出領域における搬送手段の通過／非通過を判別する工程と、
前記位置データ取得手段により取得した位置データと前記ウェハ検出センサによる判別結果とに基づいて、ウェハ検出センサの検出領域における前記搬送手段の通過開始時または通過終了時の前記搬送手段の位置データを求める工程と、
この位置データと前記搬送手段の正常時に対応する位置データとを比較することにより、前記搬送手段が正常であるか否かを判断する工程と、を含むことを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか一つに記載のウェハ搬送方法。
【請求項１２】
進退自在な搬送手段にウェハを載置して搬送を行うウェハ搬送方法において、
前記搬送手段の駆動量から搬送手段の位置データを取得する工程と、
前記搬送手段の進退時に、少なくとも１個のウェハ検出センサの検出領域におけるウェハの通過／非通過を判別する工程と、
前記搬送手段の位置データと前記ウェハ検出センサによる判別結果とに基づいて、前記検出領域におけるウェハの通過開始時及び通過終了時の各々の搬送手段の位置データを求める工程と、
この工程で得られた位置データ、前記搬送手段上のウェハの基準位置に対応する基準位置データ及びウェハの直径に基づいて、ウェハの中心位置のずれ量を演算する工程と、を含み、
前記ウェハの直径は、ウェハの向きを合わせるためにウェハを回転ステージ上で回転させて外縁位置を検出したデータに基づいて求められた値であることを特徴とするウェハ搬送方法。
【請求項１３】
ウェハの中心位置のずれ量がしきい値を超えているかを判断し、しきい値を超えていると判断したときに異常であることを知らせる工程を含むことを特徴とする請求項８ないし１２のいずれか一つに記載のウェハ搬送方法。
【請求項１４】
ウェハの中心位置のずれ量がしきい値を超えているかを判断し、しきい値を超えていないと判断したときには、ウェハの中心位置のずれ量を補正するように、搬送先にウェハを載置する工程を含むことを特徴とする請求項８ないし１２のいずれか一つに記載のウェハ搬送方法。
【請求項１５】
進退自在な搬送手段にウェハを載置して搬送を行うウェハ搬送装置に用いられ、コンピュータ上で動作するコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項８ないし１４のいずれか一つに記載のウェハ搬送方法を実施するようにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハの搬送を行う搬送装置において、搬送手段上のウェハの位置ずれを測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置において、ウェハに対して処理を行うときには、通常予めアライメント機構によりノッチ（ウェハの結晶の配列方向に対応した基準の方向を示すＶ字型の切り欠き）に基づいてウェハの向きを合わせている。アライメント機構は、ウェハを回転ステージ上に載置して３６０度以上回転させ、得られたウェハの周縁のデータに基づいてウェハの向きを検出するものであるが、通常このときウェハの周囲の例えば３個所からウェハの周縁を押圧してウェハの中心位置を合わせ込むようにする手法や、ウェハＷの周縁形状のデータに基づいてウェハの中心位置を求め、中心位置を修正するように搬送アームによりウェハを受け取るといった手法が行われている。
【０００３】
例えば複数のプロセスチャンバを搬送室に接続したいわゆるマルチチャンバシステムにおいてもアライメント機構が設けられるが、アライメント機構からプロセスチャンバにウェハを搬送する途中で例えば搬送アームの不具合などによりウェハの位置ずれを起こすおそれがあり、またプロセス後のウェハについても静電チャックからの離脱時に残留電荷などによりウェハに無理な力が作用してウェハの位置がずれるおそれもある。搬送アーム上の予定としている位置からウェハがずれていると、プロセスチャンバやロードロック室の搬送口を通過するときに壁部にウェハが衝突するおそれがあるし、また処理前のウェハの場合にはプロセスチャンバ内に搬入されたとしても、載置台上に正しく載置されないので処理の面内均一性が確保できなくなる。このためマルチチャンバシステムでは、ウェハ検出センサを用いて搬送アーム上のウェハの位置の検出が行われている。
【０００４】
このようなセンサとして、例えば搬送アームを停止させて、３個のセンサによってウェハの外縁を検出し、その検出結果に基づいてウェハの中心位置を計算するものや、ウェハが２個のセンサの検出領域を横切るように搬送アームを動作させて、ウェハが２個のセンサの検出領域を横切ったときの各々のエンコーダ値に基づいて、ウェハ中心位置を計算するものなどが用いられている。
【０００５】
ところで、搬送アーム上のウェハの位置ずれをいち早く検出するためには、装置内に監視領域を複数設定することが好ましいが、上記の搬送アームの停止中にウェハの位置を検出するセンサは高額であるため、複数箇所に監視領域を設定するとセンサのコストが嵩み、装置のコストアップにつながる。また、一カ所の監視領域に複数のセンサを用いる場合、監視領域の数を多くしようとすると、センサのレイアウトが困難になる。更に、センサの数が多い場合には、各センサ間の位置関係にずれが生じる確率が高くなり、ずれが生じると、ウェハの中心位置の計算結果に誤差が生まれてしまう。尚、特許文献１には、搬送アームの移動中にウェハの位置ずれを検出する技術が記載されているが、上述の課題を解決できるものではない。
【０００６】
【特許文献１】特開平０１−４８４４３（１８ページ上段、図２〜図５）
【発明の開示】
【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の下になされたものであり、その目的は、ウェハの搬送を行う搬送装置において、搬送手段上のウェハの位置を検出するためのウェハ検出センサの数を抑えることにより、安価に装置を製造することのできる技術を提供することにある。更に他の目的は、搬送手段上のウェハの位置を高い精度で把握することのでき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】
本発明のウェハ搬送装置は、
進退自在な搬送手段にウェハを載置して搬送を行うウェハ搬送装置において、
前記搬送手段の進退時に、搬送手段に載置されたウェハの通過／非通過を判別できる位置に設けられた１個のウェハ検出センサと、
前記搬送手段の駆動量から搬送手段の位置データを取得する位置データ取得手段と、
前記搬送手段上におけるウェハの基準位置に対応する基準位置データを記憶する記憶部と、
前記位置データ取得手段により取得した位置データと前記ウェハ検出センサによる判別結果とに基づいて、ウェハ検出センサの検出領域におけるウェハの通過開始時及び通過終了時の搬送手段の位置データを各々求め、これら位置データ、前記基準位置データ及びウェハの直径に基づいて、ウェハの中心位置のずれ量を演算する手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
前記搬送手段は、例えばウェハ検出センサの検出領域をウェハが直進通過するように駆動される。
【００１０】
ウェハの中心位置のずれ量を演算する手段は、ウェハの向きを合わせるためにウェハを回転ステージ上で回転させて外縁位置を検出したデータに基づいて求められたウェハの正確な直径を用いて演算することが好ましい。
【００１１】
前記ウェハ検出センサは前記搬送手段の通過／非通過を判別可能な位置に設置され、前記位置データ取得手段により取得した位置データと前記ウェハ検出センサによる判別結果とに基づいて、ウェハ検出センサの検出領域における前記搬送手段の通過開始時または通過終了時の前記搬送手段の位置データを求め、この位置データと前記搬送手段の正常時に対応する位置データとを比較することにより、前記搬送手段が正常であるか否かを判断する手段と、を備えた構成としても良い。
【００１２】
また、他の発明のウェハ搬送装置は、
進退自在な搬送手段にウェハを載置して搬送を行うウェハ搬送装置において、
前記搬送手段の進退時に、搬送手段に載置されたウェハの通過／非通過を判別できる位置に設けられた少なくとも１個のウェハ検出センサと、
前記搬送手段の駆動量から搬送手段の位置データを取得する位置データ取得手段と、
前記搬送手段上におけるウェハの基準位置に対応する基準位置データを記憶する記憶部と、
前記位置データ取得手段により取得した位置データ、前記ウェハ検出センサによる判別結果及びウェハの直径に基づいて、ウェハの中心位置のずれ量を演算する手段と、を備え、
前記ウェハの直径は、ウェハの向きを合わせるためにウェハを回転ステージ上で回転させて外縁位置を検出したデータに基づいて求められた値であることを特徴とする。
【００１３】
本発明のウェハ搬送装置は、
ウェハの中心位置のずれ量がしきい値を超えているかを判断する手段と、
前記ずれ量がしきい値を超えているときに異常であることを知らせる警報手段と、を備えた構成とすることができる。
【００１４】
また、前記ずれ量がしきい値を超えていないときには、前記搬送手段は、ウェハの中心位置のずれ量を補正するように、搬送先にウェハを載置する構成とすることができる。
【００１５】
本発明のウェハ搬送方法は、
進退自在な搬送手段にウェハを載置して搬送を行うウェハ搬送方法において、
前記搬送手段の駆動量から搬送手段の位置データを取得する工程と、
前記搬送手段の進退時に、１個のウェハ検出センサの検出領域におけるウェハの通過／非通過を判別する工程と、
前記搬送手段の位置データと前記ウェハ検出センサによる判別結果とに基づいて、前記検出領域におけるウェハの通過開始時及び通過終了時の各々の搬送手段の位置データを求める工程と、
この工程で得られた位置データ、前記搬送手段上におけるウェハの基準となる基準位置に対応する基準位置データ及びウェハの直径に基づいて、ウェハの中心位置のずれ量を演算する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
ウェハの中心位置のずれ量を演算する工程は、ウェハの向きを合わせるためにウェハを回転ステージ上で回転させて外縁位置を検出したデータに基づいて求められたウェハの正確な直径を用いて行うことが好ましい。
【００１７】
また、本発明のウェハ搬送方法は、
前記搬送手段の進退時に、前記ウェハ検出センサの検出領域における搬送手段の通過／非通過を判別する工程と、
前記位置データ取得手段により取得した位置データと前記ウェハ検出センサによる判別結果とに基づいて、ウェハ検出センサの検出領域における前記搬送手段の通過開始時または通過終了時の前記搬送手段の位置データを求める工程と、
この位置データと前記搬送手段の正常時に対応する位置データとを比較することにより、前記搬送手段が正常であるか否かを判断する工程と、を含むようにしても良い。
【００１８】
更に、他の発明のウェハ搬送方法は、
進退自在な搬送手段にウェハを載置して搬送を行うウェハ搬送方法において、
前記搬送手段の駆動量から搬送手段の位置データを取得する工程と、
前記搬送手段の進退時に、少なくとも１個のウェハ検出センサの検出領域におけるウェハの通過／非通過を判別する工程と、
前記搬送手段の位置データと前記ウェハ検出センサによる判別結果とに基づいて、前記検出領域におけるウェハの通過開始時及び通過終了時の各々の搬送手段の位置データを求める工程と、
この工程で得られた位置データ、前記搬送手段上のウェハの基準となる中心位置に対応する基準位置データ及びウェハの直径に基づいて、ウェハの中心位置のずれ量を演算する工程と、を含み、
前記ウェハの直径は、ウェハの向きを合わせるためにウェハを回転ステージ上で回転させて外縁位置を検出したデータに基づいて求められた値であることを特徴とする。
【００１９】
本発明のウェハ搬送方法は、
ウェハの中心位置のずれ量がしきい値を超えているかを判断し、しきい値を超えていると判断したときに異常であることを知らせる工程を含ませることができる。
【００２０】
また、前記ずれ量がしきい値を超えていないときには、ウェハの中心位置のずれ量を補正するように、搬送先にウェハを載置する工程を含ませることができる。
【００２１】
本発明の記憶媒体は、
進退自在な搬送手段にウェハを載置して搬送を行うウェハ搬送装置に用いられ、コンピュータ上で動作するコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上記のウェハ搬送方法を実施するようにステップが組まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ウェハの通過／非通過を判別するためのウェハ検出センサ１個を用いて、搬送手段上のウェハの位置を検出するようにしているので、安価に装置を構成できると共に、ウェハ検出センサの配置のレイアウトが容易である。また他の発明によれば、ウェハの向きを検出するときに取得したウェハの周縁データに基づいて得られたウェハの正確な直径を考慮して演算を行っているので、ウェハの中心位置を正確に求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明のウェハ搬送装置を備えた基板処理装置の一例を図１を参照して説明する。図１に示した基板処理装置１１は、クラスターツールあるいはマルチチャンバなどと呼ばれる装置を示しており、キャリア室１２ａ〜１２ｃ、第１の搬送室１３、ロードロック室１４、１５、第２の搬送室１６、プロセスユニット５１〜５４及びこれら各室を開閉するためのゲートバルブＧ（便宜上同一符号を付している）を備えている。第１の搬送室１３の側面には、アライメントユニット１９が設けられており、アライメントユニット１９内には、後述のアライメント機構４０が設置されている。ロードロック室１４，１５には図示しない真空ポンプとリーク弁とが設けられており、大気雰囲気で常圧である第１の搬送室１３内と、真空雰囲気の第２の搬送室１６との間において、ウェハＷを搬送できるように構成されている。
【００２４】
第１の搬送室１３及び第２の搬送室１６には、それぞれ第１の搬送手段１７及び第２の搬送手段１８が設けられている。第１の搬送手段１７は、キャリア室１２ａ〜１２ｃとロードロック室１４、１５との間及び第１の搬送室１３とアライメントユニット１９との間でウェハＷの受け渡しを行うための３本のアームを備えた多関節搬送アームであり、ロードロック室１４、１５を結ぶ直線とキャリア室１２ａ〜１２ｃを結ぶ直線とを二等分する線に沿って移動可能に構成されていると共に、その二等分線上の第１の搬送手段１７の中心を軸に回転可能となっている。尚、この例では第１の搬送手段１７を１枚設けたが、例えば２枚以上設けても良い。第２の搬送手段１８は、ロードロック室１４、１５とプロセスユニット５１〜５４との間でウェハＷの受け渡しを行うための３本のアームを備えた多関節搬送アームであり、第２の搬送室１６の略中心（各プロセスユニット５１〜５４内の載置台の中心同士を結ぶ円の中心）を軸に回転及び伸縮できるように構成されている。
【００２５】
第２の搬送手段１８は、図２に示すが、その機能の理解を容易にするために略解して示している。即ち第２の搬送手段１８は、第１のアーム６３、第２のアーム６４及びウェハＷを載置するための馬蹄形の保持部を備えた第３のアーム６５とを備え、更に第１のアーム６３の中空回転軸６３ａを回転させるモーターと、中空回転軸６３ａ内の軸部を回転させることにより、各関節に設けられたプーリ及びプーリ間のベルトを駆動して、関節アームを伸縮させるモーターと、を含む駆動部６２を備えている。また各モーターには各々パルスエンコーダ６１（便宜上１個のパルスエンコーダを示している）が設けられ、後述の制御部２のアーム座標管理部４において、これらパルスエンコーダ６１の出力に基づき、極座標（ｒ、θ）として第３のアーム６５の保持部の座標位置が管理される。この例では、第２の搬送手段１８を１枚設けたが、例えば２枚以上設けても良い。
【００２６】
図１中の第２の搬送室１６には、ロードロック室１４、１５及びプロセスユニット５１〜５４との間に設けられた各ゲートＧの手前側（第２の搬送手段１８側）に、それぞれウェハＷ検出センサ（以下単に「センサ」という）２１〜２６が設けられている。これらの各センサ２１〜２６は、図２に示すように、一対の投光部２７及び受光部２８からなり、投光部２７は第２の搬送室１６の天壁の外部に設けられ、受光部２８は第２の搬送室１６の底面であって投光部２７の真下位置に設けられており、垂直な光軸７１を形成するように構成されている。第２の搬送室１６の天壁及び底面における光軸７１の通過領域には、開口部２９が形成されており、その開口部２９は、光透過部材例えば透明な石英からなる光透過窓３０ａ、３０ｂによって図示しないＯリングを介して塞がれている。
【００２７】
光透過窓３０ａ、３０ｂの外側（投光部２７側または受光部２８側）には、概略リング状の押さえ部材３２が設けられており、図示しない例えばボルトなどによって、この押さえ部材３２が第２の搬送室１６の天壁あるいは底面に固定されて、光透過窓３０ａ、３０ｂと第２の搬送室１６の天壁あるいは底面とが図示しないＯリングを介して密着することにより、第２の搬送室１６内の気密を保つように構成されている。尚、図２は、センサ２２について例示しているが、他のセンサ２１、２３〜２６についても同様に構成されている。
【００２８】
これらのセンサ２１〜２６は、第２の搬送手段１８によってウェハＷがロードロック室１４、１５及びプロセスユニット５１〜５４との間に設けられた各ゲートＧを通過する際、ウェハＷの周縁近傍が各センサ２１〜２６の検出領域における既述の光線（光軸７１）を遮るように設置されている。つまり、ロードロック室１４、１５及びプロセスユニット５１〜５４に対してウェハＷが進退するときの各移動路上に対応するように、各ゲートＧよりも第２の搬送手段１８の回転中心寄りに各々１個のセンサ２１〜２６が設けられている。
【００２９】
投光部２７及び受光部２８は、後述の制御部２に接続されており、この例では光軸７１上をウェハＷが通過しないとき（非通過）にはオンの信号、また光軸７１上をウェハＷが通過するとき（通過）にはオフの信号が各々受光部２８から出力されることになる。こうしてセンサ２１〜２６によって、ウェハＷの通過／非通過が判別される。
【００３０】
既述のアライメントユニット１９には、図３に示すように、回転載置台４１と検出部４２とからなるアライメント機構４０が設けられている。検出部４２には、回転載置台４１上のウェハＷの端部を上下に挟むように、ウェハＷの上側と下側にそれぞれ受光部４２ａと発光部４２ｂとが設けられている。この受光部４２ａと発光部４２ｂとは、例えば直径３００ｍｍのウェハＷの端部を含む領域例えばウェハＷの中心から約１４０ｍｍから約１５０ｍｍの間の領域に赤外線を照射するように構成されており、後述するように、このアライメント機構４０によって、ウェハＷの向きの調整や偏心の修正が行われる。
【００３１】
各プロセスユニット５１〜５４は、例えば真空処理であるプラズマ等によるウェハＷのエッチングや、熱処理などを行う処理部であり、例えば各プロセスユニット５１〜５４内の図示しない載置台に設けられた図示しない昇降ピンによって、各プロセスユニット５１〜５４と第２の搬送手段１８との間において、各ゲートＧを介してウェハＷの受け渡しを行うように構成されている。
【００３２】
この基板処理装置１１には、例えばコンピュータからなる制御部２が設けられている。この制御部２は、第２の搬送手段１８の位置データを取得する位置データ取得手段に相当するアーム座標管理部４、ウェハＷの位置ずれ検出プログラム３Ａ、第２の搬送手段１８の異常検出プログラム３Ｂ及びアライメント用プログラム３Ｃを備えている。また、５はＣＰＵ、６は記憶部である。
【００３３】
アーム座標管理部４は、第２の搬送手段１８のパルスエンコーダ６１（伸縮用のモーターに連結されたエンコーダ及び回転用モーターに連結されたエンコーダ）からのパルスカウント値に基づいて、第２の搬送手段１８の位置を算出する機能を備えており、実際にはプログラム及びメモリなどからなる。ここで第２の搬送手段１８の位置とは、例えば第２の搬送手段１８の回転中心を原点とする座標系における第３のアーム６５の保持部の保持領域の中心（ウェハＷが正しく保持されているときのウェハＷの中心座標）であり、前記保持領域の中心が前記原点に一致した状態からエンコーダのパルス数をカウントすることで、極座標（ｒ、θ）の位置がわかり、従ってＸ、Ｙ座標の位置が求まる。尚、これは一例であり、要するに第２の搬送手段１８がホーム位置にあるときを原点とし、ここからパルスエンコーダ６１のパルス数でカウントされる座標上の位置が第２の搬送手段１８の位置ということになる。
【００３４】
ウェハＷの位置ずれ検出プログラム３Ａは、アーム座標管理部４で取得された第２の搬送手段１８の位置データ、センサ２１（２２〜２６）によって得られたオン、オフの信号（ウェハＷの通過／非通過のデータ（判別結果））、ウェハＷの基準位置データ及びウェハＷの直径に基づいて、第３のアーム６５上のウェハＷの中心位置のずれ量を検出するためのものである。
【００３５】
また、この例では、ウェハＷの位置ずれ検出プログラム３Ａは、ウェハＷの中心位置のずれ量がしきい値よりも大きい場合には、第２の搬送手段１８の動作を停止すると共に、異常であることを知らせるステップ群例えばアラームを出力するステップ群も備えている。尚、ウェハＷの中心位置のずれ量に応じて、第２の搬送手段１８によるプロセスユニット５１〜５４内の載置台への引き渡し位置を修正するステップ群を前記ウェハＷの位置ずれ検出プログラム３Ａに持たせても良い。
【００３６】
第２の搬送手段１８の異常検出プログラム３Ｂは、アーム座標管理部４で取得された第２の搬送手段１８の位置データと、センサ２１（２２〜２６）によって得られたオン、オフの信号（第２の搬送手段１８の通過／非通過のデータ（判別結果））と、第２の搬送手段１８の基準位置データと、に基づいて、第２の搬送手段１８がセンサ２１の検出領域を通過し始めたときの座標または検出領域を通過し終えたときの座標を演算するためのものである。この第２の搬送手段１８の異常検出プログラム３Ｂは、第２の搬送手段１８の位置ずれ量がしきい値よりも大きい場合には、第２の搬送手段１８の動作を停止すると共に、異常であることを知らせるステップ群例えばアラームを出力するステップ群を備えている。
【００３７】
アライメント用プログラム３Ｃは、後述するように、アライメント機構４０の検出部４２からの受光信号に基づいて、ウェハＷの外縁の位置データを取得し、この位置データに基づいてウェハＷの基準マーク例えばノッチの向きを求めて、ウェハＷの向きを予定している向きにすると共に、ウェハＷの正確な直径を求めるためのステップ群を備えている。尚、既述のウェハＷの基準位置データ、第２の搬送手段１８の基準位置データ及びウェハＷの正確な直径は、記憶部６内に格納される。前記各プログラム３Ａ〜３Ｃ（処理パラメータの入力操作や表示に関するプログラムも含む）は、コンピュータ記憶媒体例えばハードディスク、フレキシブルディスク、コンパクトディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）などの記憶部２Ｄに格納されて制御部２にインストールされる。
【００３８】
次に、本発明のウェハ搬送方法の第１の実施の形態を含む基板処理装置１１の作用について図４〜図９を参照して説明する。尚、図４はウェハＷが基板処理装置１１内に搬入された後、プロセスユニット５１〜５４に搬入されるまでのフローを記載したフローチャートである。
【００３９】
まず、ウェハＷの搬送容器であるキャリアがゲートドアＧＴを介して大気側からキャリア室１２ａ〜１２ｃのいずれかに搬入された後、例えば直径３００ｍｍのウェハＷは、第１の搬送手段１７によって、第１の搬送室１３内に搬入される（図４のステップ１）。次いで、ウェハＷは、第１の搬送手段１７によってアライメントユニット１９内のアライメント機構４０に搬送されて、ウェハＷの位置の調整や偏心の修正が行われる（ステップ２）。
【００４０】
即ち、まずウェハＷがアライメントユニット１９内の回転載置台４１上に載置されると、回転載置台４１が回転する。そして、発光部４２ｂから例えば赤外線が受光部４２ａに向けて照射される。既述のように、赤外線は例えば直径３００ｍｍのウェハＷの端部を含む領域に照射されるように構成されているため、受光部４２ａには、図５（ａ）に示すように、ウェハＷの周縁部の形状が検出される。ウェハＷの端部には、ノッチやオリエンテーションフラットなどと呼ばれる切り欠き部が形成されているため、同図に示すように、切り欠き部に対応した突部４３が検出される。尚、同図に示す波形（ウェハＷの周縁形状）は、受光部４２ａにおいて赤外線が遮光される領域（同図の波形の上方）と、赤外線が受光される領域（波形の下方）と、の境界線を表している。また、同図は、ウェハＷにノッチが形成されている時の波形を示している。
【００４１】
この時、回転載置台４１上にウェハＷが回転載置台４１と同心円をなすように載置されている場合、同図（ａ）に示すように、突部４３を除いた波形がフラット形状になる。一方、ウェハＷが偏心している場合、同図（ｂ）に示すように、波形が略ｓｉｎ形状を示すため、この波形から回転載置台４１の中心からどれだけずれた位置にウェハＷが載置されたか割り出される。
【００４２】
同図（ａ）における波形の大きさを示すＤ１と、同図（ｂ）における変曲点４４の大きさを示すＤ２と、は、ウェハＷの直径に対応した値となっており、この値から算出されたウェハＷの正確な直径（例えば３００．００ｍｍ）のデータが記憶部６に格納される（ステップ３）。
【００４３】
つまり、ウェハＷの直径は、ある規格に基づいて形成されており、所定の範囲内例えば±２００ｎｍ程度の誤差を持っているため、その誤差を含めた正確な直径を予め測定器を用いて測定しておき、この正確な直径とウェハＷの直径に対応する値である上述のＤ１（またはＤ２）との対応関係となる式を求めておくことで、アライメント機構４０におけるウェハＷのアライメントによって得られたデータに基づいてウェハＷの正確な直径を求めることができる。
【００４４】
そして、ウェハＷの切り欠き部の位置が所定の位置となるように、回転載置台４１が停止する。次いで、第１の搬送手段１７によってウェハＷが再度第１の搬送室１３に搬送されるが、この時ウェハＷが回転載置台４１の中心からずれた位置に載置されている場合（上述のアライメントユニット１９において、図５（ｂ）の略ｓｉｎ形状の波形が得られた場合）には、第１の搬送手段１７は、既述のアライメントユニット１９において割り出されたウェハＷの中心位置のずれ量に基づいて、ウェハＷの中心位置のずれ量を修正するようにウェハＷを受け取る。
【００４５】
次に、ウェハＷは、第１の搬送手段１７によってロードロック室１４（または１５）に搬送される。既述のように、このロードロック室１４（または１５）内の雰囲気が図示しない真空ポンプによって真空排気された後、ゲートＧを介して第２の搬送手段１８によって第２の搬送室１６に搬入される（ステップ４）。
【００４６】
そして、ウェハＷは、第２の搬送手段１８によって、例えばプロセスユニット５１内に向かって直進搬送される。この時、ウェハＷは、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、その周縁がセンサ２２における検出領域である光軸７１を遮るように搬送されて、その後センサ２２を通過する（ステップ５）。これにより、図７に示すように、センサ２２がオフ状態に切り替わり、その後オフからオンに切り替わる。一方第２の搬送手段１８の位置は、アーム座標管理部４で取得されているので、制御部２側ではウェハＷがセンサ２２の光軸７１を通過し始めたときの第２の搬送手段１８の位置とウェハＷが前記光軸７１を通過し終えたときの第２の搬送手段１８の位置とが分かる。これらの位置を把握すれば、図８（ｂ）に示すように、光軸７１を通り第３のアーム６５の移動路に平行な直線ＴとウェハＷの周縁との交点座標Ａ１（ｘ１，ｙ１）及びＡ２（ｘ２，ｙ２）とが演算され（ステップ６）、ウェハＷの中心位置と基準位置とのずれ量が演算される（ステップ７）。以下に、交点座標Ａ１、Ａ２の取得方法及び基準位置とのずれ量の算出方法について説明する。
【００４７】
ウェハＷの中心位置と基準位置とのずれ量を演算するということは、第２の搬送手段１８上において、今のウェハＷの中心位置が予定している位置からどれだけずれているかを把握するために行うものであるから、ウェハＷの中心位置とは、第３のアーム６５に対する相対位置である。
【００４８】
先ず、ウェハＷが第２の搬送手段１８の予定している通りの位置に保持されている場合に、ウェハＷがセンサ２２の光軸７１をどのように遮っていくかを調べる。図８（ａ）は、このときの様子を示すものであり、説明を簡略化するためにウェハＷの直進方向及びこれに垂直な方向を各々Ｘ軸、Ｙ軸とし、第２の搬送手段１８の回転中心を原点とするＸ、Ｙ座標系が存在するものとする。光軸７１を通り、且つＸ軸に平行な直線ＴとウェハＷの周縁との交点の座標Ａ１’（ｘ１’，ｙ１’）（ウェハＷがセンサ２２を通過し始めるときの座標）及びＡ２’（ｘ２’，ｙ２’）（ウェハＷがセンサ２２を通過し終えたときの座標）は、既述のように、センサ２２の受光信号と第２の搬送手段１８のエンコーダ値（図７中のＰ１及びＰ２）とから、極座標とＸ、Ｙ座標との座標変換を介して算出される。つまり、アーム座標管理部４によって、第２の搬送手段１８のエンコーダ値から第２の搬送手段１８の位置を算出できるように構成されているため、ウェハＷがセンサ２２を通過し始めたとき及びウェハＷがセンサ２２を通過し終えたときの第２の搬送手段１８の座標を取得することができ、その座標が上述の座標Ａ１’及びＡ２’に対応した座標となる。
【００４９】
次に、基板処理装置１１の運転中における実際の製品ウェハＷが第２の搬送手段１８によって搬送される場合についても同様にして、図８（ｂ）に示すように、各座標位置を求める。この場合の各座標位置は、図８（ａ）に対応させて、同一の記号を用いているが、各々ダッシュ（’）を外して示している。従って、それぞれの座標位置は、Ａ１（ｘ１，ｙ１）及びＡ２（ｘ２，ｙ２）として表される。
【００５０】
図９に、図８（ａ）、（ｂ）における双方のウェハＷがセンサ２２を通過し終えたときの様子を簡単に表した。尚、各座標におけるＹ座標の値は、いずれも直線Ｔ上の値であり、等しいため省略している。ここで、基準位置であるウェハＷ及び製品ウェハＷの中心座標及び直径をそれぞれＲ’（ｘＲ’，ｙＲ’）、Ｒ（ｘＲ，ｙＲ）及びｒ’、ｒとすると、Ｒ’とＲとの差のＸ成分Δｘ及びＹ成分Δｙは、三平方の定理などから、  
2008053552.tif 000003
・・・・・・・・（１）
2008053552.tif 000004
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
となる。ウェハＷの直径ｒ’及び製品ウェハＷの直径ｒは、既述のステップ３において、アライメント機構４０によってあらかじめそれぞれ例えば３００．００ｍｍ及び３００．０２ｍｍと算出済みであることから、各ウェハＷの個体差に適応して、ウェハＷの中心位置と基準位置とのずれ量が演算される。
【００５１】
そして、ウェハＷの中心位置のずれ量が所定のしきい値以下である場合、ウェハＷはそのままプロセスユニット５１内に搬入される（ステップ８）が、前記ずれ量がしきい値以上である場合、ウェハＷの搬送が停止して、アラームが鳴る（ステップ８’）ように構成されている。尚、ウェハＷの中心座標Ｒと基準位置Ｒ’との差がしきい値以下と判定されて、ウェハＷがプロセスユニット５１内に搬入されるとき、第２の搬送手段１８は、ウェハＷの中心をプロセスユニット５１内の載置台の中心位置に載置するように、つまりウェハＷの基準位置とのずれ量を修正するようにウェハＷを載置する。
【００５２】
以上の工程に続いて、この実施の形態では、次の工程が行われる。つまり、図６（ｃ）においてセンサ２２をウェハＷが通過した後、同図（ｄ）に示すように、第２のアーム６４がセンサ２２の検出領域を遮るが、その時のセンサ２２のＯＮ／ＯＦＦの際のエンコーダ値と、第２の搬送手段１８の位置データと、から、第２の搬送手段１８の位置がずれていないか確認できる。図７には、図６（ｄ）におけるセンサ２２がＯＦＦになるときのエンコーダ値も示している。
【００５３】
第２の搬送手段１８は、内部の回転軸の歪み、摩耗、ベルトの伸びまたは駆動機構のバックラッシュなどによって、上述したように、第２の搬送手段１８の基準位置からずれている可能性があるが、第２のアーム６４がセンサ２２を通過するときの位置データと基準位置データとを比較することで、第２の搬送手段１８の位置ずれを判別することができる。この基準位置データは、正常動作時の第２の搬送手段１８がセンサ２２の光軸７１を遮るときの位置である。例えば第２の搬送手段１８の基準位置を取得した時のエンコーダ値が図７中のＰ３であった場合、第２の搬送手段１８の動作中に同図中Ｐ３’のエンコーダ値が得られた時には、第２の搬送手段１８の位置が第２の搬送手段１８の回転中心側にずれていることが分かる。
【００５４】
上述の実施の形態によれば、一個のセンサによってウェハＷの基準位置Ｒ’からのずれ量を算出しているため、安価に基板処理装置１１を構築することができると共に、第２の搬送手段１８や各センサ２１〜２６のレイアウトが容易となり、基板処理装置１１の装置設計が容易になる。また、センサの数が少ないため、センサの位置のずれによるウェハＷの位置の誤差が生じにくい。
【００５５】
また、ウェハＷ毎に直径ｒが僅かに違っていても、アライメント機構４０によって求めたウェハＷの正確な直径ｒを計算式に取り入れることで、直径ｒの差に関わらず、ウェハＷの中心位置の座標Ｒを正確に計算することができる。また、ウェハＷの正確な直径ｒの測定は、これまで行われていたアライメントユニット１９内でのウェハＷの向きの調整や偏心の修正の工程におけるデータを活用しているため、あらかじめ直径ｒが既知のウェハＷについて、アライメント機構４０で得られるデータと直径ｒとの対応関係を計算しておくことで、ウェハＷ毎に直径ｒを別途測定しなくとも、計算によって求めることができる。
【００５６】
ウェハＷの基準位置Ｒ’からのずれ量の測定は、プロセスユニット５１内にウェハＷを搬入する前に行っており、ウェハを処理する前にウェハＷの搬送停止やウェハＷの位置の修正を行うことができるため、ウェハＷの処理の面内均一性を向上させることができ、歩留まりが向上する。
【００５７】
更に、このウェハＷの中心座標Ｒの測定は、上述したように、ウェハＷの搬送中に行っており、ウェハＷを静止させる必要が無いため、生産性を落とすことなくウェハＷの基準位置Ｒ’からのずれ量を検出することができる。このウェハＷの位置データを蓄積して、その傾向や度数分布を解析することで、品質の向上などに役立てることができる。
【００５８】
更にまた、第２の搬送手段１８の位置ずれを検出することで、第２の搬送手段１８の不具合を検出でき、その不具合に基づいて、ウェハＷを搬送中に基板処理装置１１内の壁面などに衝突することによるウェハＷの破損を防止できる。更に、ウェハＷ毎に第２の搬送手段１８の位置を検出して、そのデータを蓄積しておくことで、第２の搬送手段１８の故障時期の予測や、ウェハＷの品質トラブルが発生する前に異常検出を行うことができる。この第２の搬送手段１８の位置の検出は、特に別の工程を行うことなく、ウェハＷの搬送時に一連の工程として行うことができるため、生産性を低下させずに第２の搬送手段１８の位置の検出を行うことができる。また、この第２の搬送手段１８の位置の検出は、ウェハＷの搬送時に限られず、例えば第２の搬送手段１８が待機している時に行うようにしても良い。
【００５９】
本発明のセンサ２１〜２６として上述の実施の形態では、透過型の光センサを用いたが、例えば第２の搬送室１６の底壁側に反射型センサを設け、ウェハＷが光軸７１を遮ったときにウェハＷの表面からの反射光を検出するようにしても良い。この場合はウェハＷの非通過時にオフ（非受光）、通過時にオン（受光）の状態となる。
【００６０】
尚、上述の実施の形態では、アライメント機構４０によって求めたウェハＷの正確な直径ｒを計算に取り入れたが、正確な直径ｒを用いずに、ある程度の誤差を含んだ直径ｒ例えば３００ｍｍとして計算しても良い。
【００６１】
また、この例ではウェハＷが第２の搬送手段１８上の予定している通りの位置に保持されている場合の基準位置Ｒ’を算出したが、計算によって求めても良い。つまり、第２の搬送手段１８上に載置されるウェハＷの理想的な中心位置（基準位置Ｒ’）は、第２の搬送手段１８上の原点からどの程度離れているのか予め算出できることから、その座標Ｒ’を演算しておき、その座標Ｒ’を用いて上述のΔｘ、Δｙを求めても良い。
【００６２】
上述のセンサ２１〜２６は、真空中である第２の搬送室１６に設置したが、大気雰囲気である第１の搬送室１３に設置して、第１の搬送手段１７上のウェハＷの中心位置を検出するようにしても良い。この第２の実施の形態について、図１０、１１を参照して説明する。図中の第１の搬送手段１７は、回転ステージ６８上に、既述の第２の搬送手段１８と同様に、第１のアーム６３、第２のアーム６４及び第３のアーム６５が設けられており、第１のアーム６３、第２のアーム６４及び第３のアーム６５は、それぞれの下方の部材との接続部を軸に回転することで、第１の搬送手段１７の回転中心を軸として回転及び伸縮できるように構成されている。尚、実際の基板処理装置１１では、第１のアーム６３、第２のアーム６４及び第３のアーム６５は上下に２セット設けられているが、図示の便宜上１セットのみを示してある。また、回転ステージ６８には、保持具６６によって投光部６７ａと受光部６７ｂとを備えたセンサ６７が固定されており、第１の搬送手段１７と共に移動して、回転ステージ６８の回転と共に回転するように構成されている。つまり、投光部６７ａと受光部６７ｂとは、第１の搬送手段１７によって搬送されるウェハＷを上下に挟むように配置されており、既述のセンサ２１〜２６と同様に、投光部６７ａと受光部６７ｂとの間の検出領域がウェハＷによって遮られることによって、その時のエンコーダ値を検知して、既述の方法と同様に、このエンコーダ値と、そのエンコーダ値に対応する第１の搬送手段１７の位置データと、から、ウェハＷが検出領域を通過し始めたときの座標と検出領域を通過し終えたときの座標とを測定できるように構成されている。
【００６３】
第１の搬送室１３内において、例えばロードロック室１４、１５内にウェハＷを搬入する時、既述の計算方法と同様に、第１の搬送手段１７の位置データとセンサ６７のＯＮ／ＯＦＦの際のエンコーダ値とから、ウェハＷの中心位置の座標が計算される。その後、ウェハＷの中心位置と基準位置との差を比較して、その差がしきい値以上であれば、例えばアラームを鳴らしてウェハＷの搬送を停止したり、ロードロック室１４、１５内の図示しない載置台にウェハＷを載置する時にウェハＷの中心位置の修正したりするようにプログラムされている。
【００６４】
このような構成とすることにより、第１の搬送室１３内にセンサ６７を複数設けずに、より簡単な構成でウェハＷの中心位置を検出することができる。
【００６５】
尚、この例では第１の搬送手段１７に保持具６６を介してセンサ６７を取り付けたが、既述の第２の搬送室１６内のセンサ２１〜２６と同様に、第１の搬送室１３内の例えばロードロック室１４、１５の手前側にセンサを取り付けるようにしても良い。また、既述のセンサ２１〜２６を第２の搬送室１６内に取り付ける代わりに、上述のセンサ６７と同様に、第２の搬送手段１８の中空回転軸６３ａに取り付けて、第２の搬送手段１８と共に回転するように構成しても良い。
【００６６】
また、ウェハＷをロードロック室１４、１５内に搬入する際、既述の第２の搬送手段１８の例と同様に、第２のアーム６４をセンサ６７の検出領域を通過するように第１の搬送手段１７を動作させて、第１の搬送手段１７の位置ずれを検出するように構成しても良い。
【００６７】
上述の第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、ウェハＷの位置を検出するために、ウェハＷが搬送される軌道上にセンサ２１〜２６、６７を各１個ずつ設けたが、複数個例えば２個ずつ設けても良い。この場合、ウェハＷの位置のずれ量の計算をセンサの数の分だけ複数回行うことができるので、そのずれ量の平均値を求めて、その平均値に基づいてウェハＷの位置ずれを修正できるため、計算誤差を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の基板処理装置の一例を示す平面図である。
【図２】本発明の基板処理装置における第２の搬送室の一例を示す縦断面図である。
【図３】本発明の基板処理装置に用いられるアライメント機構の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の基板処理装置における工程の一例を示すフロー図である。
【図５】上記のアライメント機構における工程の説明図である。
【図６】本発明における第２の搬送手段の動作の一例を示す平面図である。
【図７】上記の第２の搬送手段の動作に対応して得られるセンサ信号とエンコーダ値の説明図である。
【図８】本発明の基板の中心位置の計算方法の説明図である。
【図９】本発明の基板の中心位置のずれ量の計算方法の説明図である。
【図１０】本発明における第１の搬送手段の一例を示す平面図である。
【図１１】上記の第１の搬送手段の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６９】
２  制御部
４  アーム座標管理部
１１  基板処理装置
１３  第１の搬送室
１６  第２の搬送室
１７  第１の搬送手段
１８  第２の搬送手段
１９  アライメントユニット
２２  センサ
４０  アライメント機構
６３  第１のアーム
６４  第２のアーム
６５  第３のアーム
【図１】
2008053552.tif 000005
【図２】
2008053552.tif 000006
【図３】
2008053552.tif 000007
【図４】
2008053552.tif 000008
【図５】
2008053552.tif 000009
【図６】
2008053552.tif 000010
【図７】
2008053552.tif 000011
【図８】
2008053552.tif 000012
【図９】
2008053552.tif 000013
【図１０】
2008053552.tif 000014
【図１１】
2008053552.tif 000015