(57)【要約】【課題】真空処理装置において、試料の位置ずれが発生した際にそのずれ量を抑制し、予期しない搬送動作の停止を防ぐ。【解決手段】試料の搬送を行う真空搬送室において、ロボットによる前記搬送の動作中に生じるアーム上に載せられたウエハの加速度はアームの伸長の開始または収縮の終了の際の加速度が最大であって、搬送中の試料の位置ずれを検出し、そのずれ量が所定の閾値（許容値）を超えた場合に、ロボットのアームの伸長の開始または収縮の終了の際の加速度をＡ‘からＡに低下させてずれ量が閾値を超えないようにする。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧された内部で処理対象のウエハが収納されて保持される真空容器と、
減圧された内部で前記ウエハが搬送され外周に複数の前記真空容器が連結されこれらの内部同士が連通された真空搬送容器と、
前記真空搬送容器の内部に配置され前記ウエハをアームの上面に載せて保持し前記アームによる伸長、収縮の動作と回転との動作により前記ウエハを前記複数の真空容器の一方から他方に搬送するロボットと、
前記真空搬送容器の内部に配置されこの内部と前記連結された真空容器内部とを連通する通路の開口と前記アームとの間に配置されこのアームに載せられた前記ウエハの位置を検知するセンサと、
前記センサの出力から得られた前記ウエハの位置の情報に基づいて前記ロボットの搬送の動作を調節する制御器と、を備え、
前記ロボットによる前記搬送の動作中に生じる前記アーム上に載せられたウエハの加速度は前記アームの伸長の開始または収縮の終了の際の加速度が最大であって、前記制御器は前記センサにより検出された前記ウエハの位置のズレが所定の大きさを越えたと判定した場合に前記ロボットの前記アームの伸長の開始または収縮の終了の際の加速度を低下させることを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の真空処理装置であって、
前記センサが前記アームが収縮した状態でこの上に載せられた前記ウエハの外周端と前記開口との間に位置してこのウエハの前記外周縁の位置を検知するものであって、
前記搬送の前記伸長または収縮の方向について後側の前記ウエハの外周縁が前記センサにより検知される前に前記加速度が最大となることを特徴とする真空処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の真空処理装置であって、
前記制御器は低下させた前記アームの伸長の開始または収縮の終了の際の前記ウエハの加速度が前記搬送の他の動作中に生じる加速度よりも大きくなるように前記ロボットの動作を調節することを特徴とする真空処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の真空処理装置であって、
前記ウエハは前記外周縁の外周側において前記アームとの間に前記ズレの所定の大きさよりも大きいすき間を開けて保持されることを特徴とする真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の処理室を有して、各処理室内で半導体ウエハ等の試料を処理する真空処理装置に係り、特に、真空容器と連結されその内部を被処理基板が搬送される搬送容器を備えた真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような真空処理装置において、半導体ウエハ等の試料(以下、試料と呼ぶ)を搬送する際、試料の位置ずれが発生し、搬送エラーや処理不良の原因となっていた。
【０００３】
試料の位置ずれに対し、特許文献１に記載のように位置ずれを検出し、処理室へ試料を搬送する際に位置ずれの方向や量を補正して処理不良を抑えるものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２３５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来技術では、以下の点について考慮が不十分であるため、問題が生じていた。
【０００６】
すなわち、特許文献１では、補正可能な試料の位置ずれ量には限界があり、それを超えて試料の位置ずれが発生した場合には位置ずれエラーとして試料の搬送動作を停止するしかなく、予期しない装置の停止によって半導体の生産ラインが停止し、生産計画に多大な影響を与えてしまっていた。
【０００７】
本発明の目的は、試料の位置ずれが発生した際にそのずれ量を抑制し、予期しない搬送動作の停止を防ぐことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の真空処理装置は、試料の搬送を行う真空搬送室において、搬送中の位置ずれを検出し、そのずれ量が所定の閾値を超えた場合に搬送動作にかかる加速度を抑制してずれ量が閾値を超えないようにする。
【０００９】
本発明の真空処理装置は、減圧された内部で処理対象のウエハが収納されて保持される真空容器と、減圧された内部で前記ウエハが搬送され外周に複数の前記真空容器が連結されこれらの内部同士が連通された真空搬送容器と、前記真空搬送容器の内部に配置され前記ウエハをアームの上面に載せて保持し前記アームによる伸長、収縮の動作と回転との動作により前記ウエハを前記複数の真空容器の一方から他方に搬送するロボットと、前記真空搬送容器の内部に配置されこの内部と前記連結された真空容器内部とを連通する通路の開口と前記アームとの間に配置されこのアームに載せられた前記ウエハの位置を検知するセンサと、前記センサの出力から得られた前記ウエハの位置の情報に基づいて前記ロボットの搬送の動作を調節する制御器と、を備え、前記ロボットによる前記搬送の動作中に生じる前記アーム上に載せられたウエハの加速度は前記アームの伸長の開始または収縮の終了の際の加速度が最大であって、前記制御器は前記センサにより検出された前記ウエハの位置のズレが所定の大きさを越えたと判定した場合に前記ロボットの前記アームの伸長の開始または収縮の終了の際の加速度を低下させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の真空処理装置は、更に、前記センサが前記アームが収縮した状態でこの上に載せられた前記ウエハの外周端と前記開口との間に位置してこのウエハの前記外周縁の位置を検知するものであって、前記搬送の前記伸長または収縮の方向について後側の前記ウエハの外周縁が前記センサにより検知される前に前記加速度が最大となることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の真空処理装置は、更に、前記制御器は低下させた前記アームの伸長の開始または収縮の終了の際の前記ウエハの加速度が前記搬送の他の動作中に生じる加速度よりも大きくなるように前記ロボットの動作を調節することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の真空処理装置は、更に、前記ウエハは前記外周縁の外周側において前記アームとの間に前記ズレの所定の大きさよりも大きいすき間を開けて保持されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、試料の処理中に位置ずれが発生した場合でも、その原因となる動作の加速度を落とし、位置ずれを抑制することにより、予期しない装置の停止を防ぐことができ、半導体生産ラインへの影響を抑えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の第１の実施例における装置の構成を示した図である。
【図２】図２は第１の実施例における真空搬送室の構成を示した図である。
【図３】図３は第１の実施例における真空搬送ロボットの構成を示した図である。
【図４】図４は第１の実施例における真空搬送ロボットの旋回動作時の試料の速度を示した図である。
【図５】図５は図４における試料に加わる加速度を示した図である。
【図６】図６は第１の実施例における真空搬送ロボットの伸縮動作におけるアームの角速度を示した図である。
【図７】図７は第１の実施例における真空搬送ロボットの伸縮動作における試料の速度を示した図である。
【図８】図８は図７における試料の加速度を示した図である。
【図９】図９は第１の実施例における搬送動作時の試料の速度を示した図である。
【図１０】図１０は図９において試料に加わる加速度を示した図である。
【図１１】図１１は試料に加わる加速度と位置ずれ量の関係を示した図である。
【図１２】図１２は図１１における位置ずれ量の編曲点を拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【実施例１】
【００１６】
図１乃至図６を用いて本発明の第１の実施例を説明する。図１は、本発明の第１の実施例に係る真空処理装置の全体的な構成の概略を示す図である。
【００１７】
図１に示す本実施例に係る真空処理装置１００は、大きく分けて、大気圧下で試料の搬送を行う大気搬送部１０１と、大気圧から減圧された圧力下で試料の搬送を行う真空搬送部１０２からなる。真空搬送部１０２は複数の真空搬送室１０５と、真空搬送室１０５に連結されたプロセスモジュール１０６からなる。プロセスモジュール１０６は真空圧下で試料の処理等を行うモジュールである。
【００１８】
大気搬送部１０１は、内部に大気側搬送ロボット１１０を備えた略直方体形状の筐体１０３を有し、この筐体１０３の前面側（図上下側）に取付けられ、処理用又はクリーニング用の試料が収納されているカセットがその上に載せられる複数のカセット台１１１を備えている。
【００１９】
真空搬送部１０２は、複数の真空搬送室１０５と、真空搬送室１０５−ａと大気搬送部１０３との間に配置され試料を大気側と真空側との間でやりとりするロック室１０４と、真空搬送室１０５−ａと１０５−ｂとの間に配置され、資料をやりとりする中間室１０７とを備えている。この真空搬送部１０２は減圧されて高い真空度の圧力に維持可能である。
【００２０】
真空搬送室１０５内には、真空下で試料をロック室１０４もしくは中間室１０７とプロセスモジュール１０６内の処理室との間で搬送する真空搬送ロボット１０９がその中央に配置されている。この真空搬送ロボット１０９のアーム上に試料が載せられて、プロセスモジュール１０６の処理室内に配置された試料台上と何れかのロック室１０４もしくは中間室１０７内の試料台との間で搬入、搬出が行われる。これらプロセスモジュール１０６、ロック室１０４、中間室１０７と真空搬送室１０５内の搬送室との間は、各々気密に閉塞、開放可能なバルブ１０８により連通する通路が開閉される。
【００２１】
カセット台１０２の何れか上に載せられたカセット内に収納された複数の半導体試料等の試料は、真空処理装置の動作を調節する図示しないユーザインターフェース装置が判断し、または、真空処理装置が設置される製造ラインのホスト等からの指令を受けて、その処理が開始される。
【００２２】
ロック室１０４では、搬送された試料を収納した状態でバルブが閉塞されて密封され、所定の圧力まで減圧される。その後、真空搬送室１０５内の搬送室に面した側のバルブ１０８が開放されてロック室１０４内と真空搬送室１０５内とが連通され、真空搬送ロボット１０９のアームがロック室１０４内に伸張して、内部の試料を搬出する。真空搬送ロボット１０９上のアームに載せられた試料は、カセットから取り出される際に予め定められたプロセスモジュール１０６の何れか内の真空にされた処理室内に搬入される。
【００２３】
ここで試料の搬送先が図上上側のプロセスモジュール１０６であった場合には、試料は中間室１０７を経由して真空搬送室１０５−ｂに搬送され、真空搬送室１０５−ｂの真空搬送ロボット１０９により所定のプロセスモジュール１０６内の処理室へ搬入される。
【００２４】
試料が何れかのプロセスモジュール１０６内の処理室に搬送された後、この処理室内と真空搬送室１０５との間を開放、遮蔽するバルブ１０８が閉じられて処理室が封止される。この後、処理室内に処理用のガスが導入されプラズマが処理室内に形成されて試料が処理される。
【００２５】
試料の処理が終了したことが検出されると、前記バルブ１０８が開放されて真空搬送ロボット１０９により、処理室内に搬入された場合と逆にロック室１０４へ向けて搬出される。ロック室１０４に試料が搬送されると、このロック室１０４内と真空搬送室１０５とを連通する通路を開閉するバルブ１０８が閉じられて内部が密封され、ロック室１０４内の圧力が大気圧まで上昇させられる。
【００２６】
この後、大気搬送室１０３側のバルブ１０８が開放されてロック室１０４内と大気搬送室１０３とが連通され、大気側搬送ロボット１１０によりロック室１０４から元のカセットに試料が搬送され、カセット内の元の位置に戻される。
【００２７】
図２は図１に示す真空搬送室１０５を拡大した図である。真空搬送室１０５は内部に真空搬送ロボット１０９を備え、ロック室１０４及び中間室１０７及びプロセスモジュール１０６とバルブ１０８を介して接続可能な構成となっており、真空搬送ロボット１０９の縮み位置の他モジュールと連結する方向にそれぞれ２つのウエハ検出センサ２０１を備えている。
【００２８】
試料をあるモジュールから他のモジュールへ搬送する際、他モジュールから試料を搬入する時にウエハ検出センサ２０１により試料の真空ロボット１０９上での中心方向への位置ずれを検出することが可能となっている。
【００２９】
図３は図１及び図２における真空搬送ロボット１０９の構成を示した図である。真空搬送ロボット１０９は、試料を保持するハンド部３０１、第一のアーム部３０２、第二のアーム部３０３からなり、第一のアーム部３０２及び第二のアーム部３０３は同期して動作を制御され、ハンド部３０１が直線方向（図上左右方向）にのみ動作するような構成となっている。これらの制御は図示しないコントローラによって行われ、動作速度及び加速度等のパラメータは同コントローラに設定可能となっている。
【００３０】
ハンド部３０１上には試料を保持する為のパッド３０５が備えられ、試料をパッド３０５との摩擦力で保持する構成となっている。本実施例では試料の保持をパッド３０５による摩擦力で行うこととするが、静電吸着など、試料の保持方法については問わない。
【００３１】
また、ハンド部３０１の根元には試料の脱落を防止するストッパ３０４を備え、ハンド部３０１上で試料が滑った場合でも試料を保持し続けることが出来るような構成となっている。
【００３２】
図４及び図５を用いて真空搬送ロボット１０９の旋回動作において試料に加わる力について説明する。図４は真空搬送ロボット１０９の旋回動作時の速度であり、図５は旋回動作時の加速度を表した図である。
【００３３】
真空搬送ロボット１０９の旋回動作は図４のようなS字加減速によって速度制御される。この時の加速度は図５のようになり、試料に加わる力の向きは加速度と慣性から加速時、減速時ともに旋回方向とは逆向きとなる。
【００３４】
次に、図６乃至図８を用いて真空ロボット１０９の伸縮動作において試料に加わる力について説明する。図６は真空ロボット１０９のアーム部３０２及び３０３の回転角の速度を示した図であり、図７は試料を保持するハンド部３０１の速度、図８はハンド部３０１に加わる加速度を表している。
【００３５】
伸縮動作においても、アーム部３０２及び３０３の角速度は旋回動作と同様、図６のようなS字加減速によって制御される。
【００３６】
ここで、角速度が一定の時はハンド部３０１の速度はコサインカーブを描くため、加減速領域を考慮すると伸縮動作時のハンド部３０１の速度は図７のようになる。また、ハンド部３０１に加わる加速度は図７の微分値となるため、図８のようになる。
【００３７】
伸縮動作時の最大加速度は伸ばし始め及び縮み終わりに発生し、この時に試料に加わる力の向きは双方ともハンド部３０１の根元方向（図３上左方向）になる。
【００３８】
ここで、伸縮、旋回動作における最大加速度は伸縮動作時の方が大きくなるように設定するのが望ましい。この場合には、試料の位置ずれはハンド３０１の根元方向で始めに発生し、もし位置ずれ量が大きくなったとしても前記ストッパ３０４により試料が停止し、真空搬送室１０５の側面等に試料が干渉したり、ハンド部３０１から試料を取り落としたりすることが無い。
【００３９】
次に、図９及び図１０を用いて試料の位置ずれの検出方法について説明する。図９はロック室１０４から真空搬送室１０５−ａに連結された何れかのプロセスモジュール１０６へ試料を搬送する際の試料の速度を示し、図１０はその加速度を示している。尚、図９において、縮み動作は真空ロボット１０９の根元方向、旋回動作はロック室１０４からプロセスモジュール１０６へ旋回する方向、伸び動作は真空ロボット１０９の先端方向への速度の大きさを示している。
【００４０】
ロック室１０４からプロセスモジュール１０６へ試料を搬送する際の動作は、ロック室１０４から試料を搬出（縮み動作）、プロセスモジュール１０６位置へ移動（旋回動作）、プロセスモジュール１０６へ試料搬入（伸び動作）という流れとなる。この時の試料の速度は前記伸縮動作と旋回動作の組合せであるので図９のようになり、加速度は図９の微分値となるので図１０のようになる。
【００４１】
ここで、試料の位置ずれは最大加速度（-αＭＡＸ）が発生した後、ロック室１０４からの試料の搬出時（図１０鎖線時）において検出することができる。この時点で位置ずれが発生しなければ、以降の動作における加速度はそれと同じか小さい為、位置ずれは起こらないと考えられる。
【００４２】
次に、図１１及び図１２を用いて本実施例における試料の位置ずれ量の抑制方法について説明する。図１１は試料における位置ずれ量と試料にかかる加速度の関係を示した図であり、図１２は図１１における位置ずれ量が増加する領域を拡大した図である。
【００４３】
初期状態（パッド３０５の劣化が無い状態）では位置ずれ量と加速度の関係は１１０１のような曲線を描く。この状態から経時変化等によりパッド３０５が劣化し、摩擦力が低下した場合、曲線１１０１から曲線１１０２の方向に遷移する。
【００４４】
予め位置ずれ量に許容値と限界値を定め、装置のティーチング時に初期状態で許容値まで位置ずれが発生する加速度Ａ‘を求めておき、それよりも小さな加速度Ａを最大加速度とする動作で定常動作させる。
【００４５】
パッド３０５の劣化が進み、動作の最大加速度Ａで許容値７０１以上の位置ずれを検出した場合、予め求めていたＡ‘とＡの差分をＡから引いた加速度Ｂを次の動作の最大加速度とする。
【００４６】
ここで、前記方法で求めた加速度Ｂはハンド部３０１上に試料が存在する時のみに適用し、ハンド部３０１上に試料が存在しない場合は最大加速度Ａで動作させる。
【００４７】
以上により、試料の位置ずれが発生した場合でも試料の搬送動作における最大化速度を抑制することにより位置ずれを抑制し、搬送エラーや処理不良の発生を防ぐことが出来る。
【符号の説明】
【００４８】
１００  真空処理装置
１０１  大気搬送部
１０２  真空搬送部
１０３  待機搬送室
１０４  ロック室
１０５  真空搬送室
１０６  プロセスモジュール
１０７  中間室
１０８  バルブ
１０９  真空搬送ロボット
１１０  大気搬送ロボット
１１１  カセット台
２０１  ウエハ検出センサ
３０１  ハンド部
３０２  第一のアーム
３０３  第二のアーム
３０４  ストッパ
３０５  保持パッド
１１０１  初期状態での加速度と位置ずれ量の関係を示す曲線
１１０２  パッド劣化状態での加速度と位置ずれ量の関係を示す曲線
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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