(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板搬送プレートと、
前記基板搬送プレートの旋回半径を異ならせるように水平方向に基板搬送プレートを進退させるアクチュエータと、
前記基板搬送プレート上の基板の有無を検出する基板センサと、
を有し、前記基板搬送プレートを水平面内で旋回させることにより、カセットと基板載置台との間で前記基板を搬送する基板搬送ロボットと、
前記基板センサの検出結果に基づいて、前記基板が保持されている状態の前記基板搬送プレートの旋回半径が、前記基板が保持されていない状態の前記基板搬送プレートの旋回半径より小さくなるように前記アクチュエータを制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記基板搬送プレートの進退方向の位置を検出するプレートセンサをさらに備え、
前記制御部は、前記プレートセンサの検出結果に基づいて基板が保持されていない状態の基板搬送プレートの旋回半径を決めるように前記アクチュエータを制御する請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
カセットと基板載置台との間で基板を搬送する基板搬送ロボットが、基板が保持されている状態の基板搬送プレートを第１の旋回半径として水平面内で旋回させる工程と、
前記基板搬送ロボットが、前記基板搬送プレートを基板載置台に向けて進出させ、前記基板搬送プレートから前記基板載置台上に基板を移載する工程と、
前記基板搬送ロボットが、基板の保持されていない状態の前記基板搬送プレートを後退させ、前記第１の旋回半径よりも大きい第２の旋回半径として水平面内で旋回させる工程と、
を有する基板の搬送方法。
【請求項４】
カセットと基板載置台との間で基板を般送する基板搬送ロボットが、基板が保持されている状態の基板搬送プレートを第１の旋回半径として水平面内で旋回させる工程と、
前記搬送口ポットが、前記基板搬送プレートを前記基板載置台に向けて進出させ、前記基板搬送プレートから前記基板載置台上に基板を移載する工程と、
前記基板搬送ロボットが、基板の保持されていない状態の前記基板搬送プレートを後退させ、前記第１の旋回半径よりも大きい第２の旋回半径として水平面内で旋回させる工程と、
前記基板が搬送された基板載置台を処理炉内に挿入し、該処理炉内で基板を処理する工程と、
を有する基板の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板搬送プレートを有する基板搬送ロボットを備えた基板処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、バッチ式の縦形基板処理装置の概略構成を示した透視図である。
【０００３】
基板処理装置は、カセット投入ステージ１と、カセット投入ステージ１の下方に設けられたオリフラ合せユニット３０と、カセット搬送ユニット２と、カセット棚３と、多数のウェーハを載置するボート６と、カセット棚３とボート６との間で基板を搬送する基板搬送ロボット５と、ボート６の上方に設けられ基板を処理する処理炉１２とを備える。
【０００４】
上記構成要素は、カセットあるいは基板を搬送、処理するために、次のように移動自在に設けられる。カセット投入ステージ１は、矢印ＣＹ方向に反転自在、矢印ＣＬ方向に進退自在に設けられる。オリフラ合せユニット３０は、矢印ＣＳ方向に左右移動自在、矢印ＦＳ方向に昇降自在、オリフラ合せ機３１は矢印ＤＲ方向に昇降自在に設けられる。更に、オリフラ合せ機３１のウェーハを回転させるドライブローラは矢印ＤＲ方向に移動自在、ウェーハをガイドするためのガイドローラは矢印ＧＲ方向に移動自在、ウェーハ有無を検知するウェーハ検知機構は矢印ＳＷ方向に移動自在に設けられる。カセット搬送ユニット２は、矢印ＣＸ方向に進退自在、矢印ＣＺ方向に昇降自在に設けられる。基板搬送ロボット５は、矢印Ｙ方向に回転自在、矢印Ｚ方向に昇降自在に設けられる。また、基板搬送ロボット５に備えられた基板搬送プレート１１は矢印Ｘ方向に進退自在、矢印Ｖ方向に昇降自在に設けられる。ボート６は矢印Ｒ方向に回転自在、矢印Ｅ方向に昇降自在、さらに処理炉１２直下の挿入・引出し位置ａと背面寄り（紙面奥）の冷却位置ｂとの間を矢印ＶＳ方向に揺動自在に設けられる。また、ボート６は冷却位置ｂで回転自在、矢印ＳＨ方向に昇降自在に設けられる。
【０００５】
上述したように移動する各構成要素を使って、基板を次のように搬送、処理する。カセット搬送ユニット２によってカセット投入ステージ１からカセット４をカセット棚３に搬送する。カセット棚３のウェーハ移載位置（斜線を施したカセット部分）３４にあるカセット４から基板搬送ロボット５でボート６にウェーハを搬送する。多数のウェーハが搬送されたボート６を処理炉１２内に挿入する。処理炉１２でウェーハを処理した後、ボート６を処理炉１２から取り出す。ボート６から基板搬送ロボット５でカセット棚３のウェーハ移載位置３４にあるカセット４に処理済みのウェーハを搬送する。
【０００６】
上述した一連の動きにおいて装置のスループットを上げるためには、ボート６に積載するウェーハＷの枚数が多いので、カセット４とボート６間の基板搬送ロボット５による搬送工程が重要になる。これを図８に示した基板搬送ロボット５の搬送説明図を用いて説明する。
【０００７】
図８（ａ）に示すように、基板搬送プレート１１を矢印７方向に進退させることにより、基板搬送ロボット５上の基板搬送プレート１１上にカセット４からウェーハＷを移載，保持して、基板搬送ロボット本体５１上の回転中心９寄りのプレート待機位置Ａに基板搬送プレート１１を待機させる。この回転中心９寄りのプレート待機位置Ａは、基板搬送プレート１１上のウェーハＷに加わる慣性モーメントが小さく、ウェーハＷのずれない位置である。基板搬送ロボット５を回転軸３９を中心に矢印８の方向に回転して、ウェーハＷが保持されている状態の基板搬送プレート１１を旋回させる。
【０００８】
旋回後、ウェーハＷを基板搬送プレート１１からボート６上に移載し、移載後、ウェーハＷの保持されていない空状態の基板搬送プレート１１を本体５１上の前述したのと同じプレート待機位置Ａに待機させる。
【０００９】
そして、図８（ｂ）に示すように、基板搬送ロボット５を回転軸３９を中心に回転して、空状態の基板搬送プレート１１を旋回させて元の位置に戻す。したがって、基板搬送プレート１１上のウェーハＷの有無に関係なく、基板搬送プレートの旋回半径、すなわちウェーハ中心が来る基板搬送プレート上の点の旋回半径Ｒは同じである。
【００１０】
図８（ａ）、図８（ｂ）の動作を繰り返して、ボート６にウェーハＷを積載していく。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の基板処理装置が備える基板搬送ロボットでは、基板が保持されている状態の搬送では、基板への慣性モーメントを低減するため、基板搬送プレートを基板搬送ロボットの回転中心の近傍まで待機させることにより、基板搬送プレートの旋回半径を小さくして、基板ずれが生じるような搬送トラブルを回避している。
【００１２】
これに対して、基板が保持されていない空状態の基板搬送プレートを旋回させるときも、搬送トラブルが生じないにもかかわらず、基板搬送プレートの基板搬送ロボット上のプレート待機位置を同じとしている。
【００１３】
したがって、回転中心の近傍のプレート待機位置からカセット又は基板載置台に基板を取りにいく際、基板搬送プレートの無駄なストローク動作時間が生じ、基板搬送時間が長くなるという問題があった。このことは、基板処理装置がバッチ処理装置である場合において特に問題となっていた。
【００１４】
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消して、ストロークの無駄な動作時間をなくし、基板搬送時間を短縮することが可能な基板搬送ロボットを有する基板処理装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板を保持する基板搬送プレートを有し、前記基板搬送プレートを水平面内で旋回させることにより、カセットと基板載置台との間で前記基板を搬送する基板搬送ロボットを備えた基板処理装置において、基板が保持されている状態の基板搬送プレートの旋回半径と、基板が保持されていない状態の基板搬送プレートの旋回半径とを異ならせるように構成したことを特徴とする基板処理装置である。
【００１６】
基板が保持されている状態の基板搬送プレートの旋回半径を、基板が保持されていない状態の旋回半径よりも小さくした場合には、旋回時に基板に加わる慣性モーメントが小さくなるので、基板搬送プレートに保持される基板のずれが生じがたい。また、基板が保持されていない状態の基板搬送プレートの旋回半径が、基板が保持されている状態の旋回半径よりも大きくした場合には、カセットまたは基板載置台から基板搬送プレート上に基板を受け取る際、基板搬送プレートの旋回半径を大きくした分、既に基板搬送プレートがカセットまたは基板載置台寄りに進出しているので、基板搬送プレートのストロークが小さくて済み、基板搬送時間の短縮が図れる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１８】
図３は実施の形態による基板搬送ロボットの搬送説明図であり、図３（ａ）は基板を保持した状態の平面図、図３（ｂ）は（ａ）の側面図である。図４は同じく基板搬送ロボットの搬送説明図であり、図４（ａ）は基板空保持の状態の平面図、図４（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【００１９】
基板載置台としてのボート６と、カセット棚のウェーハ移載位置にあるカセット４との間に基板搬送ロボット５が設けられる。基板搬送ロボット５は、モータ３３により回転駆動される回転軸３９を中心に矢印８の方向に回転自在に設けられる。この基板搬送ロボット５の本体５１上に、複数枚（例えば５枚）のウェーハＷを保持可能な基板搬送プレート１１が設けられる。基板搬送プレート１１は本体５１上を水平な方向（矢印７方向）に進退自在に設けられる。この進退は、基板搬送プレート１１を支持するプレート支持体５２を、基板搬送ロボット５の本体５１上に設けたスライドレール５３上に、アクチュエータ１７によって摺動させることにより行う。基板搬送ロボット５の回転により、基板搬送プレート１１は水平面内で旋回する。
【００２０】
この基板搬送ロボット５には、図４（ｂ）に示すように、２つのセンサ１３、１５が設けられる。一方のセンサ１３は、本体５１上における基板搬送プレート１１の進退方向の位置を検出するプレートセンサであり、例えばスライドレール５３の近傍に設けられる。他方のセンサ１５は、ウェーハＷの有無を検出するウェーハセンサであり、例えば基板搬送プレート１１に設けられる。
【００２１】
図５にも示すように、プレートセンサ１３及びウェーハセンサ１５は制御部１６に接続され、検出されたプレート位置信号及びウェーハ検出信号は制御部１６に加えられる。制御部１６は、位置情報及びウェーハの有無情報に応じて、プレート１１を進退させるアクチュエータ１７を制御して、搬送時における基板搬送プレート１１の旋回半径Ｌ0、Ｌ1、ないしウェーハ中心が来る基板搬送プレート１１上の点の旋回半径Ｒ，ｒを決定する。
【００２２】
次に、上記のような構成において、カセット４からボート６にウェーハＷを搬送する動作を図３〜図６を用いて説明する。
【００２３】
図３に示すように、まず、基板搬送ロボット５の回転開始位置は、基板搬送プレート１１の長手方向が、ボート６とカセット４との中心間を結ぶ線上に来るようにセットする。基板搬送プレート１１をカセット４に向けて進出させ、カセット４内のウェーハＷを基板搬送プレート１１上に保持する。基板搬送プレート１１上にウェーハＷを保持した状態で、基板搬送プレート１１を後退させて、基板搬送ロボット５の本体５１上の回転中心９近傍のプレート待機位置Ａに戻す（図３）。このプレート待機位置Ａは、基板搬送プレート１１が本体外周壁１０の回転軌跡からはみ出さない位置であって、基板搬送ロボット５の回転軸３９を回転中心９としたプレート１１の旋回半径Ｌ0が小さい回転中心９寄りの位置である。これによりウェーハＷに加わる慣性モーメントを小さくして、基板搬送プレート１１に保持されるウェーハＷのずれをなくしている。
【００２４】
つぎに、基板搬送ロボット５を回転軸３９を中心に矢印８の方向に回転させて、ウェーハＷが保持されている状態の基板搬送プレート１１を１８０°旋回させる。このときの基板搬送プレート１１に保持されるウェーハ中心の旋回半径はＲである。旋回後、基板搬送プレート１１をボート６に向けて進出させ、ウェーハＷを基板搬送プレート１１からボート６上に移載する。
【００２５】
移載後、ウェーハＷの保持されていない空状態の基板搬送プレート１１を後退させる。このとき基板搬送プレート１１を前述した回転中心寄りのプレート待機位置Ａまでは戻さない。後退距離は、基板搬送プレート１１の先端１１ａが本体外周壁１０の回転軌跡からはみ出さない最少の距離とする。このときのプレート待機位置をＢとする。そして基板搬送ロボット１１を回転軸３９を中心に回転させて元の位置に戻す（図４）。このときの基板搬送プレート１１の旋回半径はＬ1（＞Ｌ0）である。また、ウェーハ中心が来る基板搬送プレート１１上の点の旋回半径はｒ（＞Ｒ）であり、基板搬送プレート１１上にウェーハＷが保持されている状態のときと比べて長くしてある。ウェーハＷが保持されていないので、ウェーハＷのずれを考慮しなくてよいからである。
【００２６】
上記基板搬送プレート１１上にウェーハＷが保持されている場合と、保持されていない場合との基板搬送プレート１１の本体５１上でのプレート待機位置Ａ又はＢの決定は、図５及び図６に示すように、ウェーハＷの有無で判断する。すなわち、制御部１６は、回転開始位置（ステップ２００）において、ウェーハセンサ１５の検出結果から、基板搬送プレート１１上でのウェーハＷの有無を判断する（ステップ２０１）。ウェーハＷが基板搬送プレート１１に保持されている状態のときは、プレート待機位置がＡの回転中心９寄りに来るように基板搬送プレート１１を制御する（ステップ２０３）。また、ウェーハＷが基板搬送プレート１１上に保持されていない状態のときは、プレート待機位置はＢとなるように、本体外周壁１０からはみ出さない限度において基板搬送プレート１１の進退位置を制御する。このときの本体外周壁１０からはみ出さない限度となるプレート待機位置Ｂは、プレートセンサ１３の検出結果に基づいてアクチュエータ１７を制御することによって決定される。
【００２７】
図３、図４の動作を繰り返して、図３（ｃ）又は図４（ｃ）に示すようにボート６の上方からウェーハＷを順次積載していく。
【００２８】
上述した説明では、基板搬送ロボット５により、カセット４からボート６にウェーハＷを移載して復転させるまでの搬送工程を部分的に説明した。そこで、次に図１を用いて搬送系の全工程の説明をする。
【００２９】
基板搬送プレート１１をカセット４に向けて進出して、それからウェーハＷを基板搬送プレート１１に保持する（図１（ａ））。基板搬送プレート１１にウェーハＷ３を保持した状態で、基板搬送プレート１１を後退して、基板搬送ロボット５の本体５１上の回転中心寄りのプレート待機位置Ａに戻す（図１（ｂ））。基板搬送ロボット５を１８０°回転することにより、基板搬送プレート１１を旋回させて、基板搬送プレート１１上に保持されたウェーハＷをボート６に対峙させる（図１（ｃ））。ウェーハ中心が来る基板搬送プレート１１上の点の旋回半径はＲである。基板搬送プレート１１を進出して、それからウェーハＷをボート６に移載する（図１（ｄ））。ウェーハ移載後、ウェーハＷを保持しない空の基板搬送プレート１１を後退させて、回転中心９寄りの深い位置ではなく、回転中心９から離れた外周壁１０位置ぎりぎりのプレート待機位置Ｂに戻す（図１（ｅ））。基板搬送ロボット５を反転して元の位置に戻す（図１（ｆ））。ウェーハ中心が来る基板搬送プレート１１上の点の旋回半径はｒである。
【００３０】
比較のために、図２に従来の搬送全工程を示す。図１と異なる点は、図２（ｅ）及び図２（ｆ）であり、ウェーハＷを保持しない空状態のときにも、基板搬送プレート１１を回転中心９寄りのプレート待機位置Ａに後退させて、ウェーハ中心が来る基板搬送プレート１１上の点の旋回半径を常にＲとしている点である。
【００３１】
上述したように、本実施の形態によれば、基板処理装置のセンサとして装備されるウェーハセンサ１５に、プレートセンサ１３を追加して、基板搬送プレート１１にウェーハＷが保持されていない場合、基板搬送プレート１１を基板搬送ロボット５の本体外周壁１０の回転軌跡からはみ出さない限界の待機位置Ｂに後退させるようにしている。したがって、カセット４からウェーハＷを移載するために、基板搬送プレート１１をカセット４に向けて進出させる際、回転中心寄りのプレート待機位置Ａから進出させる場合と比べて、基板搬送プレート１１のストロークを差分１４だけ短縮することが可能となる。この差分１４は、回転中心９からウェーハ回転中心１８までの距離と、回転中心９から空ウェーハ回転中心１９までの距離との差である。したがって、ウェーハ搬送の１シーケンス毎に行われる基板搬送プレート１１のカセット４への進入に要するストロークを短縮でき、そのストローク分の動作時間が短縮される。その結果、実施の形態のように基板処理装置がバッチ処理装置である場合に、全ウェーハの搬送時間を大幅に短縮できる。
【００３２】
なお、上述した説明では、カセットから基板処理ボートへ基板を搬送する場合について説明した。本発明は、それとは反対の場合、すなわち基板処理ボートからカセットへ処理済みの基板を搬送する場合についても適用できる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、基板の有無で基板搬送プレートの旋回半径を変更するようにしたので、基板搬送プレートの無駄なストローク時間を短縮でき、基板搬送時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態による搬送系の動作説明図である。
【図２】従来例による搬送系の動作説明図である。
【図３】実施の形態による基板有りの基板搬送ロボットの搬送説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図４】実施の形態による基板無しの基板搬送ロボットの搬送説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】実施の形態による制御系の構成を示す説明図である。
【図６】実施の形態による制御系の機能を示すフローチャートである。
【図７】基板処理装置の全体構成図である。
【図８】従来例による基板搬送ロボットの搬送説明図であり、（ａ）は基板有りの平面図、（ｂ）は基板無しの平面図、（ｃ）は（ｂ）の正面図である。
【符号の説明】
４    カセット
５    基板搬送ロボット
６    ボート（基板載置台）
１１    基板搬送プレート
Ｗ    ウェーハ（基板）
Ｒ    ウェーハ保持時のウェーハ中心が来る基板搬送プレート上の点の旋回半径
ｒ    ウェーハ空保持時のウェーハ中心が来る基板搬送プレート上の点の旋回半径
【図１】
0004076009.tif 000002
【図２】
0004076009.tif 000003
【図３】
0004076009.tif 000004
【図４】
0004076009.tif 000005
【図５】
0004076009.tif 000006
【図６】
0004076009.tif 000007
【図７】
0004076009.tif 000008
【図８】
0004076009.tif 000009