(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造装置において、ウエハーが所定の位置に載置されるエンドエフェクター、アームおよび回転軸を有して成り、ウエハーを移送するためのウエハーハンドリングロボットをティーチングする装置であって、基板と、前記基板に結合され、前記エンドエフェクターと嵌合する嵌合部とを含み、前記基板と接する前記エンドエフェクターの上面位置がウエハーの下面と一致するように、前記基板がティーチング位置に配置され、前記エンドエフェクターが前記嵌合部に嵌合されると、前記ウエハーハンドリングロボットのエンドエフェクター、アームおよび回転軸のティーチングが実行される、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記エンドエフェクターは凹部を有し、前記嵌合部は、前記エンドエフェクターの前記凹部と嵌合する凸部である、
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記凸部は円筒部であり、前記凹部は前記円筒部と対応する形状をもつ、
ことを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記ティーチング位置は、ウエハーを収納するカセットが配置される位置である、
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記ティーチング位置は、真空排気されるチャンバー内にあるウエハー保持手段内のウエハー保持位置であり、前記基板は、ウエハーが前記ウエハー保持手段に保持される位置に配置される、
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記ティーチング位置に配置された前記基板上の前記嵌合部の前記凸部の軸線と、前記エンドエフェクターの前記所定の位置に載置されたときのウエハーの中心軸線とは、前記凹部と前記凸部とが嵌合したときに一致する、
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
半導体製造装置において、ウエハーハンドリングロボットが、二箇所以上の、ウエハーを移送すべき位置の間を、沿って移動するためのスライド軸をティーチングする装置であって、複数のティーチング位置に除去可能に配置される基板と、前記各基板に取り付けられるバーと、から成り、前記各バーには、その軸線にそって直線が付されており、前記基板が前記ティーチング位置に配置されたときに、前記バーは前記スライド軸を越える長さを有し、かつ前記バーの前記軸線は、前記ウエハーを移送すべき位置に移送されたときのウエハーの中心を通過する軸線と交差し、前記バーの前記直線と整合させるための目印が前記ウエハーハンドリングロボットに付され、前記配置された基板の前記バーの直線と前記目印とを整合させることで、前記スライド軸のティーチングが実行される、ことを特徴とする装置。
【請求項８】
ウエハーを移送するためのウエハーハンドリングロボットを請求項１記載のティーチング装置を使ってティーチングする方法であって、基板と接するエンドエフェクターの上面位置がウエハーの下面と一致するように、前記基板をティーチング位置に配置する工程と、前記エンドエフェクターを嵌合部に嵌合する工程と、を含み、この嵌合により、前記ウエハーハンドリングロボットのエンドエフェクター、アームおよび回転軸のティーチングが実行される、
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記嵌合工程は、前記エンドエフェクターに設けられた凹部に、前記嵌合部に設けられた凸部を嵌合することである、
ことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記ティーチング位置に配置する工程は、前記基板を、ウエハーを収納するカセットが配置される位置に配置することである、
ことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記ティーチング位置に配置する工程は、前記基板を、真空排気されるチャンバー内にあるウエハー保持手段に配置することである、
ことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１２】
前記凹部と前記凸部とを嵌合し、前記回転軸をその軸線方向に移動することにより、前記エンドエフェクターの下面と前記基板の上面とが接したとき、前記ウエハーハンドリングロボットの前記回転軸の軸線方向のティーチングが実行される、
ことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１３】
前記凹部と前記凸部との嵌合の前、またはその後に、前記回転軸をその軸線方向に移動することにより、前記エンドエフェクターが、前記半導体製造装置内に設けられた前記回転軸の軸線方向の位置を定めるための目印と整合したときに、前記ウエハーハンドリングロボットの前記回転軸の軸線方向のティーチングが実行される、
ことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１４】
請求項７に記載のスライド軸をティーチングする装置を使って、前記スライド軸をティーチングする方法であって、前記基板を前記ティーチング位置に配置する工程と、前記ウエハーハンドリングロボットに付された前記目印を、前記配置された基板の前記バーに付された直線と整合させて、前記スライド軸を調節する工程と、を含み、前記調節工程は、前記ウエハーハンドリングロボットを移動する手段を調節駆動する工程である、
ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記ティーチング位置に配置する工程が、二箇所のティーチング位置のそれぞれに、前記基板を配置することであり、前記調節工程が、前記ウエハーハンドリングロボットに付された前記目印を、前記二箇所のティーチング位置に配置された基板の前記バーのそれぞれに付された直線と整合させて、前記スライド軸を調節することである、
ことを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記調節駆動する工程に代えて、専用の調節装置により、または手動により前記調節工程を行う、
ことを特徴とする請求項１４または１５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，半導体製造装置において，ウエハーを移送するためのウエハーハンドリングロボットのティーチング装置および方法に関し，とくにウエハーハンドリングロボットを構成する，エンドエフェクター，アーム，回転軸，ならびにウエハーハンドリングロボットを移動するためのスライド軸のティーチング方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
典型的な真空ロードロック方式の半導体製造装置1の斜示図を図１に示す。半導体製造装置1には左右に二組のチャンバー2，2’があり，各チャンバーには，半導体ウエハーを載置する基板支持板3，3’が設けられている。
【０００３】
この半導体製造装置1には，さらに，大気中で作動するウエハーハンドリングロボット4と，真空排気されるチャンバー（図では二点鎖線で示す）内に配置されて，真空下で作動するウエハーハンドリングロボット5とが設置されている。
【０００４】
ウエハーハンドリングロボット4はカセットポート6に配置され，複数のウエハーが収納されたカセット6’から，ウエハーを取り出し，チャンバー2の開口部を通ってウエハー保持板3へと，またはその逆にウエハーを移送する。一方，ウエハーハンドリングロボット5は，真空下で，真空排気されたチャンバー2内のウエハー保持板3’に保持されたウエハーを取り出し，たとえばリアクターへと，またはその逆にウエハーを移送する。
【０００５】
ウエハーハンドリングロボット4は，スライド軸（図示せず）にそって他のチャンバー2’の近くに移動することができ，そこで，上記と同じ動作を行うことができる。
【０００６】
ウエハーハンドリングロボット4（ウエハーハンドリングロボット5も同じ構造）は，通常，図２に示されているように，本体部11，本体部11に対して回転可能な回転軸12，この回転軸12に連結され，互いに回動自在に取り付けられた二つのアーム13，14，さらにアーム14に回動自在に取り付けられ，ウエハーが，所定の位置に載置されるエンドエフェクター1７を有してなる。
【０００７】
エンドエフェクター17がその軸線方向に移動するように案内されているとき，回転軸12が回転すると，二つのアームを介して，エンドエフェクター17はその軸線上を往復移動することができる。さらに，本体11が全体として回転手段（図示せず）により回転すると，二つのアーム，エンドエフェクターはその形態を保ったまま全体が回転する（たとえば，カセットからウエハーを取り出し，チャンバーへ移送するとき，本体部が全体として回転し，エンドエフェクターはウエハーを載置したまま，チャンバーへと向きを変えることができる。
【０００８】
ウエハーハンドリングロボットは，エンドエフェクター17の面がたとえばカセット内のウエハーの下面と正確に接するために，上下方向（つまり，回転軸12の軸線方向）に全体を昇降する手段（図示せず）をもつ。
【０００９】
このように，ウエハーハンドリングロボットは，カセット，チャンバー，リアクターの所定の位置，すなわちウエハーを移送すべき位置にウエハーを移送することができるものであるが，このような移送は自動で行うためウエハーハンドリングロボット全体の回転，回転軸の回転の開始点の位置，その停止点の位置，ロボットの軸線方向の位置などが正確に設定されている必要がある。そのためには，このロボットのエンドエフェクター，アームがティーチング，すなわち位置定めされていなければならない。ロボットがスライド軸にそって移動するときも同様に，スライド軸がティーチングされなければならない。
【００１０】
従来は，このようなティーチングは，エンドエフェクター上にウエハーを実際に載置し，カセット，チャンバー内のウエハー保持板などに対して目視により，行っていた。
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このような目視によるティーチングは，相当に熟練した作業者でなければ，迅速にかつ正確に行うことができなかった。それでも，たとえば，エンドエフェクターの上面を，カセット内に配置されたウエハーの下面に接するようにすることにより，回転軸の軸線方向のティーチングを行う場合，エンドエフェクターがウエハーに接したとき，ウエハーが浮いてしまうことから，接触点を正確に見出すことが難しい。さらに，カセット内に収納したウエハーまたは保持板上に載置したウエハーと，エンドエフェクターの平行度が厳密に出ているとは限らないことから，両者の接触によってその点を正確に見出したといえない場合もある。
【００１２】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので，その目的は，半導体製造装置に使用されるウエハーハンドリングロボットを，ウエハーを使用することなく，簡単でかつ正確にティーチングすることができる装置および方法を提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は，半導体製造装置内の，既存の設備を変更することなく，ウエハーハンドリングロボットをティーチングすることができる上記装置および方法を提供する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する，本発明の装置は，半導体製造装置において，ウエハーが所定の位置に載置されるエンドエフェクター，アームおよび回転軸を有して成り，ウエハーを移送するためのウエハーハンドリングロボットをティーチングする装置である。この装置は，エンドエフェクターと嵌合する嵌合部が設けられた基板から成る。この基板はティーチング位置に配置され，エンドエフェクターが嵌合部に嵌合されると，ウエハーハンドリングロボットのエンドエフェクター，アームおよび回転軸のティーチングが実行される。ここで，エンドエフェクターは凹部を有し，嵌合部は，エンドエフェクターの凹部と嵌合する凸部であることが望ましく，さらに凸部は円筒部であること，凹部は円筒部と対応する形状をもつことが望ましい。
【００１５】
この装置において，凹部と凸部とを嵌合し，回転軸をその軸線方向に移動することにより，エンドエフェクターの下面と基板の上面とが接したとき，ウエハーハンドリングロボットの回転軸の軸線方向のティーチングが実行される。
【００１６】
本発明の他のティーチング装置は，エンドエフェクターに取り付けられる嵌合部と，嵌合部と嵌合する基板とから成る。ここで，嵌合部は下方に向いた凸部を有し，基板は，凸部と嵌合する凹部を有する。基板はティーチング位置に配置され，エンドエフェクターに取り付けられた嵌合部の凸部が基板の凹部に嵌合されると，ウエハーハンドリングロボットのエンドエフェクター，アームおよび回転軸のティーチングが実行される。
【００１７】
この装置においても，凹部と凸部とを嵌合し，回転軸をその軸線方向に移動することにより，嵌合部の下面が基板の上面と接したとき，ウエハーハンドリングロボットの回転軸の軸線方向のティーチングが実行される。
【００１８】
上記の装置において，凹部と凸部との嵌合の前，またはその後に，前回転軸をその軸線方向に移動することにより，エンドエフェクターが，半導体製造装置内に設けられた回転軸の軸線方向の位置を定めるための目印と整合したときに，ウエハーハンドリングロボットの回転軸の軸線方向のティーチングが実行される。
【００１９】
本発明の他のティーチング装置は，半導体製造装置において，ウエハーハンドリングロボットが，二箇所以上の，ウエハーを移送すべき位置の間を，沿って移動するためのスライド軸をティーチングする装置である。この装置は，複数のティーチング位置に除去可能に配置される基板と，基板に取り付けられるバーとから成る。ここで，バーには，その軸線にそって直線が付されている。基板がティーチング位置に配置されたときに，バーはスライド軸を越える長さを有する。バーの軸線は，ウエハーを移送すべき位置に移送されたときのウエハーの中心を通過する軸線と交差する。ウエハーハンドリングロボットには，バーの直線と整合させるための目印が付されている。配置された基板の直線と目印とを整合させることで，スライド軸を調節し，これにより，スライド軸のティーチング方法が実行される。好適には，二箇所のティーチング位置のそれぞれに基板を配置し，配置された基板のバーのそれぞれに付された直線と，ウエハーハンドリングロボットに付された前記目印とを整合させることで，スライド軸のティーチングが実行される。スライド軸の調節は，ウエハーハンドリングロボットを移動する手段を調節駆動して行うことができるが，手動でも，また専用の装置を使用して行ってもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図を参照して，本発明のティーチング装置および方法を説明する。
【００２１】
図２は，本発明のティーチング装置20の略示斜示図を示す。ティーチング装置20は，ウエハーカセットポート6上に配置されるが，このウエハーカセットポート6は，半導体製造装置（図1を参照）において，複数のウエハーが取り出し自在に収納されたカセット6’が配置されるもので，この上に本ティーチング装置20を構成する基板21が除去可能に配置される（この位置で，以下で説明するティーチングが実行されることから，このような位置をティーチング位置という）。
【００２２】
この基板21上には，ウエハーカセットポート6にカセット6’が配置されたときの，カセット内にあるウエハーの中心を通過する軸線と一致する軸線をもつ円筒形の嵌合部となる凸部22が配置されている。
【００２３】
この凸部22を収納して嵌合できる，U字形の凹部18は，ウエハーハンドリングロボット4のエンドエフェクター17の先端に設けられている。この凹部18と上記凸部22とが，図２にように嵌合したとき，エンドエフェクター17上に配置されることになるウエハーの中心を通過する軸線と，前記凸部22の軸線とが一致するように，凹部18が形成されることが望ましい。
【００２４】
回転軸12が回転し，連結された二つのアーム13，14を介してエンドエフェクター17が，軸線方向の案内（図示せず）により，軸線方向に往復移動することができるが，エンドエフェクター17が回転軸の回転にしたがって，次第に張り出して基板21上を軸線方向にそって進み，凹部18は基板21上の凸部22と完全に嵌合する。このとき，エンドエフェクター17は，カセット内のウエハーを取り出し，または収納する位置にあることから，このときのウエハーハンドリングロボットは，カセットにおけるウエハーの取り出し状態，または収納状態にある。したがって，ウエハーハンドリングロボットをこの状態にすることでティーチング，すなわち位置出しが実行されたことになる（このとき，カセットにおけるウエハーの取り出し，収納の回転軸の回転開始点，その停止点，アームの位置のデータは，ティーチング実行のための回転軸データ，アーム軸データ等として，記憶される）。
【００２５】
上記嵌合により，回転軸の回転に関連したティーチングが行われたことになるが，ウエハーの移送には，回転軸の軸線方向に関連したティーチングも必要となる。このティーチングは次のように行う。
【００２６】
上記嵌合により，基板21と接するエンドエフェクター17の上面の位置が，ティーチング後に配置されることになるカセット6’内のウエハーの下面と一致するように，基板21をウエハーカセットポート6上に配置する。そして，上記嵌合動作とともに，または独立して回転軸12をその軸線方向に昇降させ，エンドエフェクターの下面と基板21の上面に接触させる。これにより，回転軸の軸線方向の位置が決められ，すなわちティーチングが行われたことになる。
【００２７】
このようなティーチングのほか，上記嵌合の前，またはその後に，回転軸を昇降する手段により，回転軸を軸線方向に昇降させ，装置内に設けられた回転軸の軸線方向の位置を定めるための目印，たとえば，カセット内にウエハーを収納，支持する段部または，ラインにエンドエフェクターを整合させて，回転軸の軸線方向のティーチングを実行することができる。こうしたティーチングは，チャンバー内においても適切な目印を設けることで行える。
【００２８】
図２の実施例では，基板上の嵌合部が円筒状の凸部で，エンドエフェクターの凹部がこの凸部と嵌合するものであるが，これらの形状限定される必要はない。たとえば，三角形，楕円形などの凸部と，これに嵌合する形状の凹部でもよい。
【００２９】
図３は，半導体製造装置のチャンバー2内にある，ウエハー保持板において，ウエハーハンドリングロボット4のティーチングを行う装置30を示す。ウエハー保持板3は，向かい合って，間にウエハーを収納して支持する一対の支持部3’，3”を有する。
【００３０】
図３の実施例の装置も，図２の実施例と同様に，基板とその上に設けられた，エンドエフェクターが嵌合する嵌合部とからなるが，この実施例では，ウエハー保持板においてティーチングを行うため，基板31はウエハーと同じ形状をもつ。
この基板31上に，ウエハー保持板に配置されることになるウエハーの中心を通過する軸線と一致するように，嵌合部である凸部32が設けられている。この凸部32の図2の実施例と同様に円筒形が望ましい。
【００３１】
この実施例のウエハーハンドリングロボット４の構成は，図2のものと同じ構成，すなわち，円筒形の凸部32が嵌合することができる形状をもつU字形の凹部を先端にもつエンドエフェクター17，アーム13，14，回転軸12から構成される。ティーチング動作も，図２の実施例と同様で，回転軸の回転にしたがって，アーム13，14を介してエンドエフェクター17をその軸線方向に伸張し，エンドエフェクター17の凹部18を凸部32に嵌合することにより行う。
【００３２】
図４は，カセットにおいて，ティーチングを行う他の実施例を示す。この実施例のティーチング装置40も基板41と嵌合部42とから成る。この装置40においては，ウエハーハンドリングロボットのエンドエフェクター17’は，図２のエンドエフェクター17と同様に，所定の位置にウエハーを載置できるものであるが，このエンドエフェクター17’はほぼ矩形の形をし，その先端に位置決めのための半円形の切り欠き17”が形成されている。
【００３３】
嵌合部42はエンドエフェクター17’の先端を収納するが，エンドエフェクター17’の切り欠き17”と係合する突起42’を有する。さらに嵌合部42はその下面に，エンドエフェクター17’上の所定の位置に載置されるウエハーの中心を通過する軸線と一致する，下向きの凸部43を有する。
【００３４】
基板41は，ウエハーカセットポート6上に除去可能に配置される。この基板41には，ウエハーカセットポート6上に配置されるときのカセット内のウエハーの中心を通過する軸線のところに，凹部41’が形成されている。
【００３５】
この実施例におけるティーチングは，嵌合部42をエンドエフェクター17’の先端に取り付け，図２の場合と同様に，エンドエフェクター17’を軸線方向に次第に張り出させ，凹部41’と凸部43のそれぞれの軸線が一致するところで，ウエハーハンドリングロボットをその軸線方向にそって上下に昇降させる手段により，エンドエフェクター17’を下降し，凸部と凹部を嵌合させる。この嵌合により，ウエハーハンドリングロボットはティーチング，すなわち位置出しされたことになる。
【００３６】
凸部43と凹部41’の嵌合により，基板41と接するエンドエフェクター17’の上面の位置が，ティーチング後に配置されることになるカセット内のウエハーの下面と一致するように，基板41をウエハーカセットポート上に配置すると，上記嵌合動作により，回転軸の軸線方向の位置が決められ，すなわちティーチングが行われたことになる。
【００３７】
カセット，処理チャンバーなど，二箇所以上ウエハーを移送するべき位置があるとき，ウエハーハンドリングロボットをそれら位置へ接近させるために移動させる必要がある。図５は，ウエハーハンドリングロボットを，スライド軸にそって移動させ，そこでウエハーの移送が行われる半導体製造装置における，ティーチング装置の略示斜示図を示す。
【００３８】
図５には，カセットポート6に配置されたティーチング装置50と，チャンバー2に配置されたティーチング装置60とが示されている。カセットポート6に配置された装置50は，カセットポート6上に配置される基板51と，そのカセットポート6に配置されるカセット内のウエハーの中心を通過する軸線に垂直な軸線52’にそって伸びるバー52とから成る。バー52は，ウエハーハンドリングロボットがそって移動するためのスライド軸（図示せず）を越える長さを有し，さらに軸線52’にそって付された直線53を有する。
【００３９】
他方のティーチング装置60は，一方のティーチング装置50と同様に基板61とバー62とから成る。基板61は，チャンバー2の開口部2’の大きさとほぼ同じ断面形状をもつ。したがって，基板61はチャンバーの開口部2’に挿入するとその状態で保持される。バー62はバー52と同様に，チャンバー内に移送されたウエハーの中心を通過する軸線に垂直な軸線にそって伸びる軸線を有し，その軸線にそって付された直線63を有する。バー62もスライド軸（図示せず）を越える長さを有する。
【００４０】
これら装置を使用したスライド軸のティーチングは次のように行う。まず，ティーチング装置50の基板51をカセットポート6に配置し，ティーチング装置60の基板61をチャンバーの開口部に挿入する。かかる配置，挿入によりバー52，62はスライド軸を越えて伸張している。ウエハーハンドリングロボット4の回転軸上に設けられたマーク12’をそれぞれのバーの直線53，63と整合させ，スライド軸の位置決め，すなわちティーチングを行う。なお，このティーチングのための，ウエハーハンドリングロボットの移動は，このロボットを上下方向に昇降させる手段以外の手段を用いて行われる。なお，この移動は手動でもよく，また専用装置であるティーチングペンダントを使用して行ってもよい。
【００４１】
この例では，カセットポートとチャンバーというウエハーを移送すべき位置でのティーチングであるが，カセットポートが二つある場合は，これらのポートの位置で，チャンバーが図１のように二つある場合はこれらチャンバーの位置でティーチングを行うことができる。このとき，二つのティーチング装置をカセットポートのそれぞれに配置する場合のほか，一方のカセットポートにティーチング装置を配置して，直線とマークとを整合させて，続いて，他方のカセットポートにそのティーチング装置を配置して，直線とマークを整合させることで，スライド軸のティーチングを行うこともできる。
【００４２】
【効果】
本発明にしたがうことで，ウエハーを使用することなく，非常に簡単な装置により，ウエハーハンドリングロボットのティーチングを行うことができる。そしてそのティーチングにはロボットの回転軸にそった方向のティーチングも含まれる。したがって，三次元のティーチングを行うことができる。
【００４３】
さらに，このティーチングはまた，通常のウエハーハンドリングロボットの，通常の操作を行うことで達成することができる。したがって，だれもが短時間にティーチングを達成できる。
【００４４】
また，本発明の装置は，既存の半導体製造装置についていかなる変更を行うことなく，利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は，従前のウエハーハンドリングロボットを使用する半導体製造装置の略示斜示図である。
【図２】図２は，ウエハーポートにおける，本発明のティーチング装置とウエハーハンドリングロボットとの関連を示す斜示図である。
【図３】図３は，チャンバーにおける，本発明のティーチング装置とウエハーハンドリングロボットとの関連を示す斜示図である。
【図４】図４は，本発明の他のティーチング装置の略示斜示図である。
【図５】図５は，ウエハーハンドリングロボットのスライド軸のティーチング装置によるティーチングを示す。
【符号の説明】
4    ウエハーハンドリングロボット
6    カセットポート
11     本体
12     回転軸
13，14    アーム
17     エンドエフェクター
18     凹部
20     ティーチング装置
21     基板
22     凸部
【図１】
0004601130.tif 000002
【図２】
0004601130.tif 000003
【図３】
0004601130.tif 000004
【図４】
0004601130.tif 000005
【図５】
0004601130.tif 000006