基板搬送装置および基板の偏心補正方法
【課題】ウェーハの偏心を解消し、搬送ロボットのハンドと搬送先の基板載置台との干渉を防止する。
【解決手段】
プリアライメント装置１３は、ウェーハ３１を載置した回転載置部１３１を回転させたとき、ラインセンサ１３２から得られるウェーハ３１のエッジ位置情報に基づき、ウェーハ３１の偏心ベクトルを検出し、さらに、回転載置部１３１をその偏心ベクトルの方向がハンド１４１のプリアライメント装置１３に対する挿抜方向と同じになるまで回転させる。搬送ロボット１４は、そのウェーハ３１をハンド１４１で保持して、いったん、プリアライメント装置１３から引き抜き、再度、プリアライメント装置１３へ挿入して、回転載置部１３１へ載置する。このとき、搬送ロボット１４は、ハンド１４１を前に挿入したときよりも、偏心ベクトルの大きさの分だけ、前進または後退した位置まで挿入する。
【解決手段】
プリアライメント装置１３は、ウェーハ３１を載置した回転載置部１３１を回転させたとき、ラインセンサ１３２から得られるウェーハ３１のエッジ位置情報に基づき、ウェーハ３１の偏心ベクトルを検出し、さらに、回転載置部１３１をその偏心ベクトルの方向がハンド１４１のプリアライメント装置１３に対する挿抜方向と同じになるまで回転させる。搬送ロボット１４は、そのウェーハ３１をハンド１４１で保持して、いったん、プリアライメント装置１３から引き抜き、再度、プリアライメント装置１３へ挿入して、回転載置部１３１へ載置する。このとき、搬送ロボット１４は、ハンド１４１を前に挿入したときよりも、偏心ベクトルの大きさの分だけ、前進または後退した位置まで挿入する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハなど薄板状の基板を基板処理装置に搬送するとともに、その搬送の途上で基板の位置合わせをする基板搬送装置、および、その位置合わせで用いられる基板の偏心補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路などの半導体素子は、シリコンなどからなるウェーハ（基板）に不純物注入、成膜、エッチングなどの様々な処理が施されて製造され、その製造には、処理に応じた基板処理装置が用いられる。ウェーハは、基板処理装置で処理されるとき、そのウェーハの向きや中心位置を揃えておくことが求められる場合がある。そのウェーハの向きや中心位置を揃える工程は、一般には、アライメントと呼ばれる。アライメントには、基板処理装置内でその処理の内容に応じて行われる高精度アライメントと、ウェーハを基板処理装置に搬入する際に行うラフなアライメントがある。後者は、しばしば、プリアライメントと呼ばれる。
【０００３】
プリアライメントは、その性格上、搬送ロボットを利用して行われることが多い。例えば、特許文献１には、スカラ型の搬送ロボットを用いてアライメントを行うアライメント装置の例が開示されている。特許文献１によれば、搬送ロボットは、搬送の途上で、基板をアライメント装置に移載した上で、アライメント装置で中心位置のずれの量（偏心量）を検出し、その検出された偏心量に応じて、アライメント装置から搬送ロボットに移載するときに、搬送ロボットのハンドの挿入の方向や位置を調整することによって、偏心を補正するとしている。
【０００４】
また、アライメント装置で中心位置の偏心量のＸ軸成分およびＹ軸成分（以下、本明細書では、搬送ロボットのハンドの挿抜方向をＸ軸とし、水平面内でそのＸ軸に直交する軸をＹ軸とする）を求め、搬送先において、その偏心量のＸ成分およびＹ成分を打ち消す位置で搬送先の基板載置台に移載することは、従来から行われている周知技術である。
【特許文献１】特開２００３−１１０００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されているアライメント装置における偏心補正方法の場合や、前記の周知技術による偏心補正方法の場合には、偏心量が大きくなった場合、アライメント装置や搬送先の基板載置台の構造によっては、搬送ロボットのハンドとその載置台との間で、移載を行うことができない場合がある。
【０００６】
すなわち、搬送ロボットのハンドは、通常、移載先の基板載置台を挟み込むような構造であるため、例えば、偏心量のＹ軸成分が大きい場合には、その偏心を補正しようとして、その偏心量のＹ軸成分だけ、ハンドを挿入する位置をＹ軸方向にずらしたとすると、ハンドが移載先の基板載置台とぶつかるような場合が生じる。そのような場合には、基板をハンドから移載先の基板載置台へ移載できないばかりか、ハンドや基板などを破損することになる。なお、このように複数の装置が互いの装置の構造や動作のために、連携した動作ができなくなることを装置の干渉という。
【０００７】
以上のような従来技術の問題点に鑑み、本発明は、搬送ロボットを用いて基板のプリアライメントするとき、搬送ロボットのハンドと、搬送先の基板載置台とが干渉することを防止した基板搬送装置および基板の偏心補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の従来技術の問題点を解決するために、本発明においては、基板搬送装置を、基板を保持するハンドを備えた搬送ロボットと、基板を載置・回転させる回転載置部および基板の偏心ベクトルを検出する偏心検出部を備えたアライメント装置を含んで構成する。そして、その基搬送装置において、搬送ロボットは、基板を保持したハンドをアライメント装置の所定の位置まで挿入させ、そのハンドに保持した基板を、アライメント装置の回転載置部に載置する。次に、アライメント装置は、偏心検出部により、基板の偏心ベクトルを検出する。そして、それにより検出された偏心ベクトルの大きさが所定の閾値よりも大きい場合には、アライメント装置は、回転載置部を駆動して、その回転載置部に載置された基板を、その基板の偏心ベクトルの方向と、ハンドがアライメント装置に対し挿抜される方向と、が略同じになるように回転させる。次に、搬送ロボットは、回転載置部に載置された基板をハンドに保持させて、その基板を保持したハンドをアライメント装置から抜き出し、その後、再度、ハンドをアライメント装置の中の前回挿入したときの所定の位置よりも前記検出された偏心ベクトルの大きさの分だけ前進または後退した位置まで挿入させ、そのハンドに保持した基板を回転載置部に載置する。
【０００９】
本発明においては、アライメント装置の回転載置部により、その回転載置部に載置された基板が回転され、その偏心ベクトルの方向と、ハンドがアライメント装置に対し挿抜される方向と、を略同じにすることができるので、ハンドをアライメント装置に対し挿入する場合のＹ軸方向の位置を変える必要がない。従って、搬送ロボットのハンドと搬送先の基板載置台との干渉を避けることができる。
【００１０】
また、搬送ロボットは、偏心ベクトルの方向がハンドの挿抜方向と略同じになった基板を、ハンドで保持し、いったん引き抜いた後、再度、その基板を保持したハンドを偏心ベクトルの大きさの分だけ前進または後退した位置まで挿入させ、そのハンドが保持した基板を回転載置部に載置するので、基板の中心と回転載置部の回転中心とは、略同じ位置になる。従って、基板の偏心が解消されたことになる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、搬送ロボットを用いて基板のプリアライメントするとき、搬送ロボットのハンドと搬送先の基板載置台とが干渉することを防止した基板搬送装置および基板の偏心補正方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、適宜、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
まず、図１〜図３を用いて、本実施形態に係る基板搬送装置の概略構造について説明する。ここで、図１は、本実施形態に係る基板搬送装置の概略構造の例を外観斜視図で示した図、図２は、同基板搬送装置の内部の概略構造の例を上面図で示した図、図３は、同基板搬送装置の内部の概略構造の例を正面図で示した図ある。
【００１４】
図１、図２および図３に示すように、基板搬送装置１は、その筐体１１の一方の面が基板処理装置２に接するようにして設けられる。ここで、基板処理装置２は、集積回路を製造する過程にあるウェーハ３１に対し、不純物注入、成膜、エッチング、洗浄、検査などの処理を施す装置である。
【００１５】
基板搬送装置１の筐体１１の内部には、ファンフィルタユニット１２（図２では図示省略）、プリアライメント装置１３、搬送ロボット１４（図１では図示省略）および制御装置１５（図２では図示省略）が設けられている。また、筐体１１の外側には、筐体１１の側壁の一部を構成するようにして、ロードポート１０が設けられている（図では、３つのロードポート１０が描かれている）。
【００１６】
ここで、送風ファン１２１と高性能の塵埃フィルタ（図示省略）とを含んで構成されたファンフィルタユニット１２は、筐体１１の天井部に設けられ、所定のクリーン度を確保した清浄なダウンフローのエアを筐体１１の内部に供給する。従って、本実施形態の基板搬送装置１は、いわゆるミニエンバイロメントの基板搬送装置である。
【００１７】
ロードポート１０は、ウェーハ３１を密閉収納して搬送するのに用いられる搬送容器３の内部空間と筐体１１の内部空間とを連通させるための装置であり、容器装着台１００、固定プレート１０１、側板１０２、連通開口部１０３などにより構成される。ロードポート１０は、ロードポート１０の取り付け部位として筐体１１の側壁にあらかじめ用意された開口部を塞ぐように、筐体１１の側壁に取り付けられる。
【００１８】
ここで、側板１０２は、筐体１１の側壁に設けられた前記開口部を塞ぐとともに、筐体１１の側壁の一部を構成する。また、容器装着台１００は、搬送容器３を載置する載置台であり、搬送容器３は、その容器装着台１００の上に、その容器横蓋３０を有する側面が側板１０２に対向する面となるように載置される。そして、搬送容器３は、容器装着台１００の表面部に設けられた固定プレート１０１により、側板１０２に圧接するように固定される。
【００１９】
側板１０２の搬送容器３が圧接される部分には、連通開口部１０３が形成されており、その連通開口部１０３は、搬送容器３がロードポート１０に装着されていないときには、ポートドア１０４によって塞がれている。また、そのポートドア１０４には、図示しないポートドア開閉器機構が付属し、さらに、ポートドア１０４およびポートドア開閉器機構には、ポートドア１０４が開放されるときに、搬送容器３の容器横蓋３０を併せて開放する機構が付属している。このようなポートドア開閉器機構により、ポートドア１０４および容器横蓋３０が開放されると、連通開口部１０３を通して搬送容器３の内部空間と筐体１１の内部空間とが連通する。
【００２０】
なお、ロードポート１０に装着される搬送容器３としては、通常、半導体製造装置の標準化団体であるＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and Materials International）により規格化されたＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）が用いられる。ＦＯＵＰは、その内部にウェーハ３１を複数枚（例えば、２５枚）収納するためのスロットを備えるとともに、その一の側面には、ウェーハ３１を出し入れするための開口部とその開口部を塞ぐための横蓋（容器横蓋３０）とが設けられている。
【００２１】
一方、搬送ロボット１４は、水平面内で回転および伸縮が自在で、かつ、上下方向に昇降自在に構成されたアーム１４０を備えている。また、アーム１４０は、その先端部にウェーハ３１を保持する（例えば、裏面から吸着する、または、周縁部を把持する）ハンド１４１を備えている。
【００２２】
さらに、搬送ロボット１４は、ロードポート１０が取付けられた筐体１１の壁面に平行に、筐体１１の床に設けられた走行軸１４２を備え、アーム１４０の支持体は、走行軸１４２上を自在に移動することができる。ここで、走行軸１４２は、直線状のレールなどで構成され、その走行軸１４２の一方の終端部の先には、プリアライメント装置１３が設けられている。
【００２３】
プリアライメント装置１３は、搬送ロボット１４によって搬送されるウェーハ３１の偏心を補正するための装置であり、回転載置部１３１、ラインセンサ１３２、回転駆動部１３３などを含んで構成される。
【００２４】
ここで、回転載置部１３１は、その上面が円形平板のいわゆるターンテーブルによって構成され、そのターンテーブルの上面にウェーハ３１を載置して、回転駆動部１３３により駆動されて自在に回転する。このとき、回転駆動部１３３は、そのターンテーブルの回転位置（すなわち、回転量）を検出するためのロータリエンコーダなどを備えたモータによって構成される。また、ラインセンサ１３２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子などによって構成され、ウェーハ３１のエッジ（外縁）位置を検出する。
【００２５】
なお、このとき、エッジ位置は、回転駆動部１３３の回転中心からの距離などで表される。また、エッジ位置の検出を容易にするためは、好ましくは、ラインセンサ１３２の下方、ウェーハ３１を挟んだ位置に蛍光灯や発光ダイオードなどの光源（図示省略）を設けておくとよい。
【００２６】
続いて、以上のように構成されたミニエンバイロメントの基板搬送装置１において、搬送ロボット１４がウェーハ３１を搬送容器３から基板処理装置２へ搬送する動作について説明する。
【００２７】
搬送容器３がロードポート１０に装着されると、ポートドア１０４および容器横蓋３０が開放され、搬送容器３の内部空間と筐体１１の内部空間とが連通する。そこで、搬送ロボット１４は、まず、走行軸１４２上を移動し、ポートドア１０４および容器横蓋３０が開放されたロードポート１０の前面で停止する。そして、搬送ロボット１４は、アーム１４０を伸ばして、ハンド１４１を搬送容器３に挿入して、収納されているウェーハ３１を保持する。
【００２８】
次に、搬送ロボット１４は、アーム１４０を縮めて、ハンド１４１に保持したウェーハ３１を搬送容器３から抜き出し、走行軸１４２上を移動して、プリアライメント装置１３の前面で停止する。次に、搬送ロボット１４は、アーム１４０の伸縮方向をプリアライメント装置１３の方向に変え、アーム１４０を伸ばして、ハンド１４１で保持したウェーハ３１を回転載置部１３１の上部の所定の位置まで移動させ、さらに、アーム１４０およびハンド１４１を下降させ、ウェーハ３１の保持を解除することにより、ウェーハ３１を回転載置部１３１に載置する。
【００２９】
次に、プリアライメント装置１３が回転載置部１３１に載置されたウェーハ３１の偏心を補正すると（偏心補正時の動作については、後記する）、搬送ロボット１４は、偏心が補正されたウェーハ３１をハンド１４１で保持し、アーム１４０を縮めて、そのウェーハ３１をプリアライメント装置１３から抜き出す。その後、搬送ロボット１４は、ウェーハ３１をハンド１４１で保持したまま、基板処理装置２に設けられた基板受渡台２１の前面の位置まで走行軸１４２上を移動し、アーム１４０の伸縮方向を基板受渡台２１の方向に変え、アーム１４０を伸ばして、ハンド１４１に保持していたウェーハ３１を基板受渡台２１に載置する。
【００３０】
続いて、図４〜図７を参照して、プリアライメント装置１３におけるウェーハ３１の偏心補正の動作について説明する。ここで、図４は、搬送ロボット１４およびプリアライメント装置１３の動作フローを示した図、図５は、偏心して回転載置部１３１上に載置されたウェーハ３１の配置状態を示した図、図６は、偏心方向がハンド１４１の挿抜方向と同じになるように回転させられた後に、回転載置部１３１上に載置されたウェーハ３１の配置状態を示した図、図７は、ハンド１４１によりいったん持ち上げられ、偏心補正後に回転載置部１３１上に再載置されたウェーハ３１の配置状態を示した図である。
【００３１】
図４に示すように、搬送ロボット１４は、搬送容器３からウェーハ３１を保持して取り出し、走行軸１４２上を移動し、プリアライメント装置１３の前面の所定の位置に停止する（ステップＳ１１）。次に、搬送ロボット１４は、アーム１４０を伸ばし、ハンド１４１をプリアライメント装置１３へ挿入させ、ウェーハ３１のハンド１４１による保持を解除して、そのウェーハ３１を回転載置部１３１上に載置する（ステップＳ１２）。次に、搬送ロボット１４は、プリアライメント装置１３に対し、回転載置部１３１上に載置されたウェーハ３１の偏心ベクトルの検出を指示する（ステップＳ１３）。
【００３２】
プリアライメント装置１３は、偏心ベクトル検出の指示を受けると、回転載置部１３１を回転させ、そのときラインセンサ１３２から得られるウェーハ３１のエッジ位置と、回転駆動部１３３から得られる回転角のデータに基づき、公知の方法に従って、ウェーハ３１の偏心ベクトルを検出する（ステップＳ１３ａ）。
【００３３】
ここで、偏心ベクトルとは、図５に示すように、回転載置部１３１上に載置されたウェーハ３１の中心Ｑの、回転載置部１３１の回転中心Ｐからの変位量と方向を表すベクトル（すなわち、Ｐ→Ｑが表すベクトル）であり、通常、そのＸ軸成分とＹ軸成分とによって表される。なお、本実施形態では、Ｘ軸は、搬送ロボット１４がハンド１４１をプリアライメント装置１３に対して挿抜する水平面内で、その挿抜方向と同じ方向の軸であり、Ｙ軸は、その水平面内で、そのＸ軸と直交する軸であるとする。また、図５において、２点鎖線の円３１ａは、ウェーハ３１の中心Ｑと回転載置部１３１の回転中心Ｐとが一致したときのウェーハ３１の外形を示したものである。
【００３４】
次に、搬送ロボット１４は、プリアライメント装置１３からプリアライメント装置１３により検出されたウェーハ３１の偏心ベクトルを取得し（ステップＳ１４）、その取得した偏心ベクトルから最大偏心量（Ｒ）と偏心角（θ）を算出する（ステップＳ１５）。ここで、最大偏心量（Ｒ）は、偏心ベクトルの大きさ、つまり、偏心ベクトル（Ｐ→Ｑ）の絶対値である。また、偏心角（θ）は、偏心ベクトル（Ｐ→Ｑ）がＸ軸となす角である。
【００３５】
次に、搬送ロボット１４は、最大偏心量（Ｒ）が所定の閾値よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ１６）、最大偏心量（Ｒ）が所定の閾値よりも大きい場合には（ステップＳ１６でＹｅｓ）、プリアライメント装置１３に、ウェーハ３１の偏心角（θ）が０になるように、ウェーハ３１の回転を指示する（ステップＳ１７）。
【００３６】
プリアライメント装置１３は、搬送ロボット１４からウェーハ３１の回転の指示を受けると、回転載置部１３１を回転させることにより、ウェーハ３１を偏心角（θ）の分、逆方向に回転させる（ステップＳ１７ａ）。その結果、偏心ベクトル（Ｐ→Ｑ）は、図６に示すように、Ｘ軸、つまり、搬送ロボット１４がハンド１４１をプリアライメント装置１３に対して挿抜する方向と同じ方向を向くことになる。なお、図６で、白抜きの矢印は、ウェーハ３１を回転させた方向を示している。
【００３７】
そこで、搬送ロボット１４は、そのとき回転載置部１３１に載置されているウェーハ３１をハンド１４１により保持して、いったん、プリアライメント装置１３から、ウェーハ３１を抜き出す（ステップＳ１８）。そして、搬送ロボット１４は、ステップＳ１５で算出した最大偏心量（Ｒ）の分、走行軸１４２上を移動し、つまり、プリアライメント装置１３の方に向かって前進または後退する（ステップＳ１９）。
【００３８】
その後、搬送ロボット１４は、その動作をステップＳ１２に戻し、そのときハンド１４１で保持していたウェーハ３１を回転載置部１３１上に載置する（ステップＳ１２）。その結果は、図７に示すように、ウェーハ３１の中心Ｑは、回転載置部１３１の回転中心Ｐに略一致（原理的には、一致）することになる。以下、搬送ロボット１４は、ステップＳ１３以降の動作を繰り返す。
【００３９】
一方、ステップＳ１６の判定で、最大偏心量（Ｒ）が所定の閾値以下であった場合には（ステップＳ１６でＮｏ）、ウェーハ３１の中心Ｑと回転載置部１３１の回転中心Ｐとが略一致した状態（図７参照）になるので、搬送ロボット１４およびプリアライメント装置１３は、ウェーハ３１の偏心補正の動作を終える。
【００４０】
ただし、プリアライメントといえば、ノッチ３１１の位置合わせも行われるのが一般的であり、ここでは、その動作をステップＳ２０およびステップＳ２０ａの動作により表している。なお、ノッチ３１１は、ウェーハ３１の周縁部に形成された小さな切り欠き部であり、ノッチ３１１によって、ウェーハ３１上に形成される集積回路などの配列方向などが識別可能となる。
【００４１】
搬送ロボット１４は、プリアライメント装置１３にノッチ３１１の位置合わせを指示する（ステップＳ２０）。プリアライメント装置１３は、その指示を受けると、回転載置部１３１を回転させることによって、ウェーハ３１を、適宜、回転させ、ノッチ３１１の位置をあらかじめ定められた基準位置に合わせる（ステップＳ２０ａ）。
【００４２】
ここで、ノッチ３１１の位置合わせの基準位置は、ラインセンサ１３２との相対角度によって定めることができ（例えば、その相対角度をφとする）、また、ラインセンサ１３２によりノッチ３１１を容易に検出することができる。従って、ステップＳ２０ａでは、ウェーハ３１を回転させ、ノッチ３１１を検出したら、その後、ウェーハ３１を角度φだけ回転させれば、ノッチ３１１は、あらかじめ定められた位置合わせの基準位置に合わせられることになる。
【００４３】
なお、ノッチ３１１の位置合わせの基準位置は、あらかじめ定められた位置であれば、どこでもよいが、例えば、図７で白抜きの矢印を付した位置、つまり、ハンド１４１がプリアライメント装置１３に挿抜されるときの中心線が、搬送ロボット１４に近い側で、偏心補正されたウェーハ３１の周縁部と交わる位置など、分かりやすい位置に設定される。
【００４４】
以上までの搬送ロボット１４およびプリアライメント装置１３の動作により、ウェーハ３１の偏心が補正され、ノッチ３１１が所定の基準位置に合わせられたことになる。そこで、搬送ロボット１４は、回転載置部１３１に載置されているウェーハ３１をハンド１４１に保持させて、プリアライメント装置１３から取り出し（ステップＳ２１）、その取り出したウェーハ３１を基板処理装置２へ搬送する（ステップＳ２２）。
【００４５】
以上に説明した搬送ロボット１４およびプリアライメント装置１３の動作は、制御装置１５（図１、図３参照）によって制御される。制御装置１５は、図示を省略するが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と記憶装置とを備えたコンピュータにより構成される。なお、記憶装置は、集積回路のＲＡＭ（Random Access Memory）やハードディスク装置などによって構成される。
【００４６】
一方、搬送ロボット１４は、アーム１４０やハンド１４１の動作、走行軸１４２上での走行などを実現するために、モータなどのアクチュエータ、各種センサなどを備え、さらに、それらを制御する制御回路を備える。また、プリアライメント装置１３は、ラインセンサ１３２、回転駆動部１３３などを制御する制御回路を備える。
【００４７】
制御装置１５は、さらに、ＣＰＵとこれらの制御回路とを接続するインタフェース回路または通信回路を備える。従って、制御装置１５は、そのＣＰＵが記憶装置に格納されている所定のプログラムを実行することによって、そのインタフェース回路または通信回路を介して、搬送ロボット１４やプリアライメント装置１３の制御回路にそれらの動作を制御する制御情報を送信することができる。
【００４８】
例えば、制御装置１５は、そのプログラムに従って、そのインタフェース回路または通信回路を介して、搬送ロボット１４から位置情報などのセンサ情報を取得しつつ、所定のフォーマットの制御情報を搬送ロボット１４の制御回路へ送信することにより、そのアーム１４０やハンド１４１の動作、走行軸１４２上での走行などを制御する。また、同様に、制御装置１５は、そのインタフェース回路または通信回路を介して、プリアライメント装置１３の制御回路に所定のフォーマットの制御情報を送信することにより、ラインセンサ１３２を駆動させ、また、回転載置部１３１を回転させ、そのラインセンサ１３２からウェーハ３１のエッジ位置データを取得することができる。
【００４９】
以上のように、制御装置１５のＣＰＵが記憶装置に格納されている所定のプログラムを実行することによって、図４に示した搬送ロボット１４の動作およびプリアライメント装置１３の動作が実現される。なお、制御装置１５において、ＣＰＵは、１つであってもよいが、制御装置１５が複数のＣＰＵを備え、搬送ロボット１４を制御するＣＰＵと、プリアライメント装置１３を制御するＣＰＵと、が異なるＣＰＵであってもよい。
【００５０】
以上、本実施形態においては、プリアライメント装置１３の回転載置部１３１は、自らがその上部に載置しているウェーハ３１を、そのウェーハ３１の偏心ベクトルの方向と、ハンド１４１がプリアライメント装置１３に対し挿抜される方向（Ｘ軸方向）と、が略同じになるまで回転させるので、Ｙ軸方向の偏心が解消される。また、その後、そのウェーハ３１は、ハンド１４１により保持されて、いったん、プリアライメント装置１３から引き抜かれた後、再度、プリアライメント装置１３へ挿入されて、回転載置部１３１へ載置される。その場合、ハンド１４１は、前に挿入されたときよりも、偏心ベクトルの大きさの分だけ、前進または後退した位置まで挿入される。従って、その位置で、ウェーハ３１が回転載置部１３１へ載置されると、Ｘ軸方向の偏心も解消されることになる。
【００５１】
本実施形態では、以上のように、プリアライメント装置１３の回転載置部１３１上でウェーハ３１の偏心を解消することができるので、そのウェーハ３１を基板処理装置２の基板受渡台２１へ搬送したとき、ハンド１４１が基板受渡台２１と干渉することはない。
【００５２】
なお、本実施形態では、Ｘ軸方向の偏心を解消するために、搬送ロボット１４がハンド１４１を再度プリアライメント装置１３に挿入するとき、その挿入量を、アーム１４０の伸長量により調節するのではなく、搬送ロボット１４に走行軸１４２上を前後に移動させ、その移動量によって調節している（図４ステップＳ１９参照）。その結果、ハンド１４１を挿入したときのＸ軸方向の位置合わせの精度を向上させることができる。
【００５３】
すなわち、アーム１４０による位置制御は、その間接の自由度が多いほど精度を向上させるのが難しいとされているのに対し、本実施形態のように走行軸１４２上における直線の位置制御の場合には、より容易にその精度向上を図ることができる。
【００５４】
以下、以上に説明した実施形態について、その一部を変更した変更例について、以下、説明する。
【００５５】
以上に説明した実施形態では、Ｘ軸方向の偏心を解消するとき、回転載置部１３１上のウェーハ３１は、ハンド１４１に保持された上で、いったん、プリアライメント装置１３から引き抜かれた後、再度、プリアライメント装置１３へ挿入されるとしているが、ウェーハ３１を保持したハンド１４１の引き抜きおよび再挿入を省略し、ハンド１４１を回転載置部１３１の上方に持ち上げただけであってもよい。
【００５６】
その場合には、搬送ロボット１４は、ウェーハ３１を保持したハンド１４１を回転載置部１３１の上方に持ち上げた状態で、走行軸１４２上をプリアライメント装置１３の方へ偏心ベクトルの大きさの分だけ前進または後退し、その後、ハンド１４１に保持したウェーハ３１を回転載置部１３１に載置するようにすればよい。
【００５７】
また、以上に説明した実施形態では、Ｘ軸方向の偏心を解消するために、搬送ロボット１４がハンド１４１を再度プリアライメント装置１３に挿入するとき、その挿入量の調節を、搬送ロボット１４の走行軸１４２上での移動量によって調節しているが、その挿入量の調節をアーム１４０の伸長量で調節してもよい。
【００５８】
この場合には、前記したように、ハンド１４１を挿入したときの位置合わせの精度が、搬送ロボット１４の走行軸１４２上での移動量によって調節する場合よりも低下するが、プリアライメントがラフな位置合わせであることを考慮すれば、その低下は許容される。また、高価になるが、高精度のアーム１４０を採用すれば、その低下を回避することができる。
【００５９】
また、以上に説明した実施形態では、基板搬送装置１は、筐体１１などを有するミニエンバイロメントの基板搬送装置であるとしているが、必ずしも、ミニエンバイロメントである必要はない。
【００６０】
また、以上に説明した実施形態では、基板搬送装置１の搬送ロボット１４の搬送対象の基板は、集積回路などを製造する過程にあるシリコンのウェーハであるとしているが、搬送対象の基板は、それに限定されるものではなく、例えば、製造途上にある液晶表示基板や有機ＥＬ（Electro-Luminescence）表示基板などであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態に係る基板搬送装置の概略構造の例を外観斜視図で示した図。
【図２】本発明の実施形態に係る基板搬送装置の内部の概略構造の例を上面図で示した図。
【図３】本発明の実施形態に係る基板搬送装置の内部の概略構造の例を正面図で示した図。
【図４】本発明の実施形態に係る搬送ロボットおよびプリアライメント装置の動作フローを示した図。
【図５】偏心して回転載置部上に載置されたウェーハの配置状態を示した図。
【図６】偏心方向がハンドの挿抜方向と同じになるように回転させられた後に、回転載置部上に載置されたウェーハの配置状態を示した図。
【図７】ハンドによりいったん持ち上げられ、偏心補正後に回転載置部上に再載置されたウェーハの配置状態を示した図。
【符号の説明】
【００６２】
１ 基板搬送装置
２ 基板処理装置
３ 搬送容器
１０ ロードポート
１１ 筐体
１２ ファンフィルタユニット
１３ プリアライメント装置
１４ 搬送ロボット
１５ 制御装置
２１ 基板受渡台
３０ 容器横蓋
３１ ウェーハ
１００ 容器装着台
１０１ 固定プレート
１０２ 側板
１０３ 連通開口部
１０４ ポートドア
１２１ 送風ファン
１３１ 回転載置部
１３２ ラインセンサ
１３３ 回転駆動部
１４０ アーム
１４１ ハンド
１４２ 走行軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハなど薄板状の基板を基板処理装置に搬送するとともに、その搬送の途上で基板の位置合わせをする基板搬送装置、および、その位置合わせで用いられる基板の偏心補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路などの半導体素子は、シリコンなどからなるウェーハ（基板）に不純物注入、成膜、エッチングなどの様々な処理が施されて製造され、その製造には、処理に応じた基板処理装置が用いられる。ウェーハは、基板処理装置で処理されるとき、そのウェーハの向きや中心位置を揃えておくことが求められる場合がある。そのウェーハの向きや中心位置を揃える工程は、一般には、アライメントと呼ばれる。アライメントには、基板処理装置内でその処理の内容に応じて行われる高精度アライメントと、ウェーハを基板処理装置に搬入する際に行うラフなアライメントがある。後者は、しばしば、プリアライメントと呼ばれる。
【０００３】
プリアライメントは、その性格上、搬送ロボットを利用して行われることが多い。例えば、特許文献１には、スカラ型の搬送ロボットを用いてアライメントを行うアライメント装置の例が開示されている。特許文献１によれば、搬送ロボットは、搬送の途上で、基板をアライメント装置に移載した上で、アライメント装置で中心位置のずれの量（偏心量）を検出し、その検出された偏心量に応じて、アライメント装置から搬送ロボットに移載するときに、搬送ロボットのハンドの挿入の方向や位置を調整することによって、偏心を補正するとしている。
【０００４】
また、アライメント装置で中心位置の偏心量のＸ軸成分およびＹ軸成分（以下、本明細書では、搬送ロボットのハンドの挿抜方向をＸ軸とし、水平面内でそのＸ軸に直交する軸をＹ軸とする）を求め、搬送先において、その偏心量のＸ成分およびＹ成分を打ち消す位置で搬送先の基板載置台に移載することは、従来から行われている周知技術である。
【特許文献１】特開２００３−１１０００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されているアライメント装置における偏心補正方法の場合や、前記の周知技術による偏心補正方法の場合には、偏心量が大きくなった場合、アライメント装置や搬送先の基板載置台の構造によっては、搬送ロボットのハンドとその載置台との間で、移載を行うことができない場合がある。
【０００６】
すなわち、搬送ロボットのハンドは、通常、移載先の基板載置台を挟み込むような構造であるため、例えば、偏心量のＹ軸成分が大きい場合には、その偏心を補正しようとして、その偏心量のＹ軸成分だけ、ハンドを挿入する位置をＹ軸方向にずらしたとすると、ハンドが移載先の基板載置台とぶつかるような場合が生じる。そのような場合には、基板をハンドから移載先の基板載置台へ移載できないばかりか、ハンドや基板などを破損することになる。なお、このように複数の装置が互いの装置の構造や動作のために、連携した動作ができなくなることを装置の干渉という。
【０００７】
以上のような従来技術の問題点に鑑み、本発明は、搬送ロボットを用いて基板のプリアライメントするとき、搬送ロボットのハンドと、搬送先の基板載置台とが干渉することを防止した基板搬送装置および基板の偏心補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の従来技術の問題点を解決するために、本発明においては、基板搬送装置を、基板を保持するハンドを備えた搬送ロボットと、基板を載置・回転させる回転載置部および基板の偏心ベクトルを検出する偏心検出部を備えたアライメント装置を含んで構成する。そして、その基搬送装置において、搬送ロボットは、基板を保持したハンドをアライメント装置の所定の位置まで挿入させ、そのハンドに保持した基板を、アライメント装置の回転載置部に載置する。次に、アライメント装置は、偏心検出部により、基板の偏心ベクトルを検出する。そして、それにより検出された偏心ベクトルの大きさが所定の閾値よりも大きい場合には、アライメント装置は、回転載置部を駆動して、その回転載置部に載置された基板を、その基板の偏心ベクトルの方向と、ハンドがアライメント装置に対し挿抜される方向と、が略同じになるように回転させる。次に、搬送ロボットは、回転載置部に載置された基板をハンドに保持させて、その基板を保持したハンドをアライメント装置から抜き出し、その後、再度、ハンドをアライメント装置の中の前回挿入したときの所定の位置よりも前記検出された偏心ベクトルの大きさの分だけ前進または後退した位置まで挿入させ、そのハンドに保持した基板を回転載置部に載置する。
【０００９】
本発明においては、アライメント装置の回転載置部により、その回転載置部に載置された基板が回転され、その偏心ベクトルの方向と、ハンドがアライメント装置に対し挿抜される方向と、を略同じにすることができるので、ハンドをアライメント装置に対し挿入する場合のＹ軸方向の位置を変える必要がない。従って、搬送ロボットのハンドと搬送先の基板載置台との干渉を避けることができる。
【００１０】
また、搬送ロボットは、偏心ベクトルの方向がハンドの挿抜方向と略同じになった基板を、ハンドで保持し、いったん引き抜いた後、再度、その基板を保持したハンドを偏心ベクトルの大きさの分だけ前進または後退した位置まで挿入させ、そのハンドが保持した基板を回転載置部に載置するので、基板の中心と回転載置部の回転中心とは、略同じ位置になる。従って、基板の偏心が解消されたことになる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、搬送ロボットを用いて基板のプリアライメントするとき、搬送ロボットのハンドと搬送先の基板載置台とが干渉することを防止した基板搬送装置および基板の偏心補正方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、適宜、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
まず、図１〜図３を用いて、本実施形態に係る基板搬送装置の概略構造について説明する。ここで、図１は、本実施形態に係る基板搬送装置の概略構造の例を外観斜視図で示した図、図２は、同基板搬送装置の内部の概略構造の例を上面図で示した図、図３は、同基板搬送装置の内部の概略構造の例を正面図で示した図ある。
【００１４】
図１、図２および図３に示すように、基板搬送装置１は、その筐体１１の一方の面が基板処理装置２に接するようにして設けられる。ここで、基板処理装置２は、集積回路を製造する過程にあるウェーハ３１に対し、不純物注入、成膜、エッチング、洗浄、検査などの処理を施す装置である。
【００１５】
基板搬送装置１の筐体１１の内部には、ファンフィルタユニット１２（図２では図示省略）、プリアライメント装置１３、搬送ロボット１４（図１では図示省略）および制御装置１５（図２では図示省略）が設けられている。また、筐体１１の外側には、筐体１１の側壁の一部を構成するようにして、ロードポート１０が設けられている（図では、３つのロードポート１０が描かれている）。
【００１６】
ここで、送風ファン１２１と高性能の塵埃フィルタ（図示省略）とを含んで構成されたファンフィルタユニット１２は、筐体１１の天井部に設けられ、所定のクリーン度を確保した清浄なダウンフローのエアを筐体１１の内部に供給する。従って、本実施形態の基板搬送装置１は、いわゆるミニエンバイロメントの基板搬送装置である。
【００１７】
ロードポート１０は、ウェーハ３１を密閉収納して搬送するのに用いられる搬送容器３の内部空間と筐体１１の内部空間とを連通させるための装置であり、容器装着台１００、固定プレート１０１、側板１０２、連通開口部１０３などにより構成される。ロードポート１０は、ロードポート１０の取り付け部位として筐体１１の側壁にあらかじめ用意された開口部を塞ぐように、筐体１１の側壁に取り付けられる。
【００１８】
ここで、側板１０２は、筐体１１の側壁に設けられた前記開口部を塞ぐとともに、筐体１１の側壁の一部を構成する。また、容器装着台１００は、搬送容器３を載置する載置台であり、搬送容器３は、その容器装着台１００の上に、その容器横蓋３０を有する側面が側板１０２に対向する面となるように載置される。そして、搬送容器３は、容器装着台１００の表面部に設けられた固定プレート１０１により、側板１０２に圧接するように固定される。
【００１９】
側板１０２の搬送容器３が圧接される部分には、連通開口部１０３が形成されており、その連通開口部１０３は、搬送容器３がロードポート１０に装着されていないときには、ポートドア１０４によって塞がれている。また、そのポートドア１０４には、図示しないポートドア開閉器機構が付属し、さらに、ポートドア１０４およびポートドア開閉器機構には、ポートドア１０４が開放されるときに、搬送容器３の容器横蓋３０を併せて開放する機構が付属している。このようなポートドア開閉器機構により、ポートドア１０４および容器横蓋３０が開放されると、連通開口部１０３を通して搬送容器３の内部空間と筐体１１の内部空間とが連通する。
【００２０】
なお、ロードポート１０に装着される搬送容器３としては、通常、半導体製造装置の標準化団体であるＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and Materials International）により規格化されたＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）が用いられる。ＦＯＵＰは、その内部にウェーハ３１を複数枚（例えば、２５枚）収納するためのスロットを備えるとともに、その一の側面には、ウェーハ３１を出し入れするための開口部とその開口部を塞ぐための横蓋（容器横蓋３０）とが設けられている。
【００２１】
一方、搬送ロボット１４は、水平面内で回転および伸縮が自在で、かつ、上下方向に昇降自在に構成されたアーム１４０を備えている。また、アーム１４０は、その先端部にウェーハ３１を保持する（例えば、裏面から吸着する、または、周縁部を把持する）ハンド１４１を備えている。
【００２２】
さらに、搬送ロボット１４は、ロードポート１０が取付けられた筐体１１の壁面に平行に、筐体１１の床に設けられた走行軸１４２を備え、アーム１４０の支持体は、走行軸１４２上を自在に移動することができる。ここで、走行軸１４２は、直線状のレールなどで構成され、その走行軸１４２の一方の終端部の先には、プリアライメント装置１３が設けられている。
【００２３】
プリアライメント装置１３は、搬送ロボット１４によって搬送されるウェーハ３１の偏心を補正するための装置であり、回転載置部１３１、ラインセンサ１３２、回転駆動部１３３などを含んで構成される。
【００２４】
ここで、回転載置部１３１は、その上面が円形平板のいわゆるターンテーブルによって構成され、そのターンテーブルの上面にウェーハ３１を載置して、回転駆動部１３３により駆動されて自在に回転する。このとき、回転駆動部１３３は、そのターンテーブルの回転位置（すなわち、回転量）を検出するためのロータリエンコーダなどを備えたモータによって構成される。また、ラインセンサ１３２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子などによって構成され、ウェーハ３１のエッジ（外縁）位置を検出する。
【００２５】
なお、このとき、エッジ位置は、回転駆動部１３３の回転中心からの距離などで表される。また、エッジ位置の検出を容易にするためは、好ましくは、ラインセンサ１３２の下方、ウェーハ３１を挟んだ位置に蛍光灯や発光ダイオードなどの光源（図示省略）を設けておくとよい。
【００２６】
続いて、以上のように構成されたミニエンバイロメントの基板搬送装置１において、搬送ロボット１４がウェーハ３１を搬送容器３から基板処理装置２へ搬送する動作について説明する。
【００２７】
搬送容器３がロードポート１０に装着されると、ポートドア１０４および容器横蓋３０が開放され、搬送容器３の内部空間と筐体１１の内部空間とが連通する。そこで、搬送ロボット１４は、まず、走行軸１４２上を移動し、ポートドア１０４および容器横蓋３０が開放されたロードポート１０の前面で停止する。そして、搬送ロボット１４は、アーム１４０を伸ばして、ハンド１４１を搬送容器３に挿入して、収納されているウェーハ３１を保持する。
【００２８】
次に、搬送ロボット１４は、アーム１４０を縮めて、ハンド１４１に保持したウェーハ３１を搬送容器３から抜き出し、走行軸１４２上を移動して、プリアライメント装置１３の前面で停止する。次に、搬送ロボット１４は、アーム１４０の伸縮方向をプリアライメント装置１３の方向に変え、アーム１４０を伸ばして、ハンド１４１で保持したウェーハ３１を回転載置部１３１の上部の所定の位置まで移動させ、さらに、アーム１４０およびハンド１４１を下降させ、ウェーハ３１の保持を解除することにより、ウェーハ３１を回転載置部１３１に載置する。
【００２９】
次に、プリアライメント装置１３が回転載置部１３１に載置されたウェーハ３１の偏心を補正すると（偏心補正時の動作については、後記する）、搬送ロボット１４は、偏心が補正されたウェーハ３１をハンド１４１で保持し、アーム１４０を縮めて、そのウェーハ３１をプリアライメント装置１３から抜き出す。その後、搬送ロボット１４は、ウェーハ３１をハンド１４１で保持したまま、基板処理装置２に設けられた基板受渡台２１の前面の位置まで走行軸１４２上を移動し、アーム１４０の伸縮方向を基板受渡台２１の方向に変え、アーム１４０を伸ばして、ハンド１４１に保持していたウェーハ３１を基板受渡台２１に載置する。
【００３０】
続いて、図４〜図７を参照して、プリアライメント装置１３におけるウェーハ３１の偏心補正の動作について説明する。ここで、図４は、搬送ロボット１４およびプリアライメント装置１３の動作フローを示した図、図５は、偏心して回転載置部１３１上に載置されたウェーハ３１の配置状態を示した図、図６は、偏心方向がハンド１４１の挿抜方向と同じになるように回転させられた後に、回転載置部１３１上に載置されたウェーハ３１の配置状態を示した図、図７は、ハンド１４１によりいったん持ち上げられ、偏心補正後に回転載置部１３１上に再載置されたウェーハ３１の配置状態を示した図である。
【００３１】
図４に示すように、搬送ロボット１４は、搬送容器３からウェーハ３１を保持して取り出し、走行軸１４２上を移動し、プリアライメント装置１３の前面の所定の位置に停止する（ステップＳ１１）。次に、搬送ロボット１４は、アーム１４０を伸ばし、ハンド１４１をプリアライメント装置１３へ挿入させ、ウェーハ３１のハンド１４１による保持を解除して、そのウェーハ３１を回転載置部１３１上に載置する（ステップＳ１２）。次に、搬送ロボット１４は、プリアライメント装置１３に対し、回転載置部１３１上に載置されたウェーハ３１の偏心ベクトルの検出を指示する（ステップＳ１３）。
【００３２】
プリアライメント装置１３は、偏心ベクトル検出の指示を受けると、回転載置部１３１を回転させ、そのときラインセンサ１３２から得られるウェーハ３１のエッジ位置と、回転駆動部１３３から得られる回転角のデータに基づき、公知の方法に従って、ウェーハ３１の偏心ベクトルを検出する（ステップＳ１３ａ）。
【００３３】
ここで、偏心ベクトルとは、図５に示すように、回転載置部１３１上に載置されたウェーハ３１の中心Ｑの、回転載置部１３１の回転中心Ｐからの変位量と方向を表すベクトル（すなわち、Ｐ→Ｑが表すベクトル）であり、通常、そのＸ軸成分とＹ軸成分とによって表される。なお、本実施形態では、Ｘ軸は、搬送ロボット１４がハンド１４１をプリアライメント装置１３に対して挿抜する水平面内で、その挿抜方向と同じ方向の軸であり、Ｙ軸は、その水平面内で、そのＸ軸と直交する軸であるとする。また、図５において、２点鎖線の円３１ａは、ウェーハ３１の中心Ｑと回転載置部１３１の回転中心Ｐとが一致したときのウェーハ３１の外形を示したものである。
【００３４】
次に、搬送ロボット１４は、プリアライメント装置１３からプリアライメント装置１３により検出されたウェーハ３１の偏心ベクトルを取得し（ステップＳ１４）、その取得した偏心ベクトルから最大偏心量（Ｒ）と偏心角（θ）を算出する（ステップＳ１５）。ここで、最大偏心量（Ｒ）は、偏心ベクトルの大きさ、つまり、偏心ベクトル（Ｐ→Ｑ）の絶対値である。また、偏心角（θ）は、偏心ベクトル（Ｐ→Ｑ）がＸ軸となす角である。
【００３５】
次に、搬送ロボット１４は、最大偏心量（Ｒ）が所定の閾値よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ１６）、最大偏心量（Ｒ）が所定の閾値よりも大きい場合には（ステップＳ１６でＹｅｓ）、プリアライメント装置１３に、ウェーハ３１の偏心角（θ）が０になるように、ウェーハ３１の回転を指示する（ステップＳ１７）。
【００３６】
プリアライメント装置１３は、搬送ロボット１４からウェーハ３１の回転の指示を受けると、回転載置部１３１を回転させることにより、ウェーハ３１を偏心角（θ）の分、逆方向に回転させる（ステップＳ１７ａ）。その結果、偏心ベクトル（Ｐ→Ｑ）は、図６に示すように、Ｘ軸、つまり、搬送ロボット１４がハンド１４１をプリアライメント装置１３に対して挿抜する方向と同じ方向を向くことになる。なお、図６で、白抜きの矢印は、ウェーハ３１を回転させた方向を示している。
【００３７】
そこで、搬送ロボット１４は、そのとき回転載置部１３１に載置されているウェーハ３１をハンド１４１により保持して、いったん、プリアライメント装置１３から、ウェーハ３１を抜き出す（ステップＳ１８）。そして、搬送ロボット１４は、ステップＳ１５で算出した最大偏心量（Ｒ）の分、走行軸１４２上を移動し、つまり、プリアライメント装置１３の方に向かって前進または後退する（ステップＳ１９）。
【００３８】
その後、搬送ロボット１４は、その動作をステップＳ１２に戻し、そのときハンド１４１で保持していたウェーハ３１を回転載置部１３１上に載置する（ステップＳ１２）。その結果は、図７に示すように、ウェーハ３１の中心Ｑは、回転載置部１３１の回転中心Ｐに略一致（原理的には、一致）することになる。以下、搬送ロボット１４は、ステップＳ１３以降の動作を繰り返す。
【００３９】
一方、ステップＳ１６の判定で、最大偏心量（Ｒ）が所定の閾値以下であった場合には（ステップＳ１６でＮｏ）、ウェーハ３１の中心Ｑと回転載置部１３１の回転中心Ｐとが略一致した状態（図７参照）になるので、搬送ロボット１４およびプリアライメント装置１３は、ウェーハ３１の偏心補正の動作を終える。
【００４０】
ただし、プリアライメントといえば、ノッチ３１１の位置合わせも行われるのが一般的であり、ここでは、その動作をステップＳ２０およびステップＳ２０ａの動作により表している。なお、ノッチ３１１は、ウェーハ３１の周縁部に形成された小さな切り欠き部であり、ノッチ３１１によって、ウェーハ３１上に形成される集積回路などの配列方向などが識別可能となる。
【００４１】
搬送ロボット１４は、プリアライメント装置１３にノッチ３１１の位置合わせを指示する（ステップＳ２０）。プリアライメント装置１３は、その指示を受けると、回転載置部１３１を回転させることによって、ウェーハ３１を、適宜、回転させ、ノッチ３１１の位置をあらかじめ定められた基準位置に合わせる（ステップＳ２０ａ）。
【００４２】
ここで、ノッチ３１１の位置合わせの基準位置は、ラインセンサ１３２との相対角度によって定めることができ（例えば、その相対角度をφとする）、また、ラインセンサ１３２によりノッチ３１１を容易に検出することができる。従って、ステップＳ２０ａでは、ウェーハ３１を回転させ、ノッチ３１１を検出したら、その後、ウェーハ３１を角度φだけ回転させれば、ノッチ３１１は、あらかじめ定められた位置合わせの基準位置に合わせられることになる。
【００４３】
なお、ノッチ３１１の位置合わせの基準位置は、あらかじめ定められた位置であれば、どこでもよいが、例えば、図７で白抜きの矢印を付した位置、つまり、ハンド１４１がプリアライメント装置１３に挿抜されるときの中心線が、搬送ロボット１４に近い側で、偏心補正されたウェーハ３１の周縁部と交わる位置など、分かりやすい位置に設定される。
【００４４】
以上までの搬送ロボット１４およびプリアライメント装置１３の動作により、ウェーハ３１の偏心が補正され、ノッチ３１１が所定の基準位置に合わせられたことになる。そこで、搬送ロボット１４は、回転載置部１３１に載置されているウェーハ３１をハンド１４１に保持させて、プリアライメント装置１３から取り出し（ステップＳ２１）、その取り出したウェーハ３１を基板処理装置２へ搬送する（ステップＳ２２）。
【００４５】
以上に説明した搬送ロボット１４およびプリアライメント装置１３の動作は、制御装置１５（図１、図３参照）によって制御される。制御装置１５は、図示を省略するが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と記憶装置とを備えたコンピュータにより構成される。なお、記憶装置は、集積回路のＲＡＭ（Random Access Memory）やハードディスク装置などによって構成される。
【００４６】
一方、搬送ロボット１４は、アーム１４０やハンド１４１の動作、走行軸１４２上での走行などを実現するために、モータなどのアクチュエータ、各種センサなどを備え、さらに、それらを制御する制御回路を備える。また、プリアライメント装置１３は、ラインセンサ１３２、回転駆動部１３３などを制御する制御回路を備える。
【００４７】
制御装置１５は、さらに、ＣＰＵとこれらの制御回路とを接続するインタフェース回路または通信回路を備える。従って、制御装置１５は、そのＣＰＵが記憶装置に格納されている所定のプログラムを実行することによって、そのインタフェース回路または通信回路を介して、搬送ロボット１４やプリアライメント装置１３の制御回路にそれらの動作を制御する制御情報を送信することができる。
【００４８】
例えば、制御装置１５は、そのプログラムに従って、そのインタフェース回路または通信回路を介して、搬送ロボット１４から位置情報などのセンサ情報を取得しつつ、所定のフォーマットの制御情報を搬送ロボット１４の制御回路へ送信することにより、そのアーム１４０やハンド１４１の動作、走行軸１４２上での走行などを制御する。また、同様に、制御装置１５は、そのインタフェース回路または通信回路を介して、プリアライメント装置１３の制御回路に所定のフォーマットの制御情報を送信することにより、ラインセンサ１３２を駆動させ、また、回転載置部１３１を回転させ、そのラインセンサ１３２からウェーハ３１のエッジ位置データを取得することができる。
【００４９】
以上のように、制御装置１５のＣＰＵが記憶装置に格納されている所定のプログラムを実行することによって、図４に示した搬送ロボット１４の動作およびプリアライメント装置１３の動作が実現される。なお、制御装置１５において、ＣＰＵは、１つであってもよいが、制御装置１５が複数のＣＰＵを備え、搬送ロボット１４を制御するＣＰＵと、プリアライメント装置１３を制御するＣＰＵと、が異なるＣＰＵであってもよい。
【００５０】
以上、本実施形態においては、プリアライメント装置１３の回転載置部１３１は、自らがその上部に載置しているウェーハ３１を、そのウェーハ３１の偏心ベクトルの方向と、ハンド１４１がプリアライメント装置１３に対し挿抜される方向（Ｘ軸方向）と、が略同じになるまで回転させるので、Ｙ軸方向の偏心が解消される。また、その後、そのウェーハ３１は、ハンド１４１により保持されて、いったん、プリアライメント装置１３から引き抜かれた後、再度、プリアライメント装置１３へ挿入されて、回転載置部１３１へ載置される。その場合、ハンド１４１は、前に挿入されたときよりも、偏心ベクトルの大きさの分だけ、前進または後退した位置まで挿入される。従って、その位置で、ウェーハ３１が回転載置部１３１へ載置されると、Ｘ軸方向の偏心も解消されることになる。
【００５１】
本実施形態では、以上のように、プリアライメント装置１３の回転載置部１３１上でウェーハ３１の偏心を解消することができるので、そのウェーハ３１を基板処理装置２の基板受渡台２１へ搬送したとき、ハンド１４１が基板受渡台２１と干渉することはない。
【００５２】
なお、本実施形態では、Ｘ軸方向の偏心を解消するために、搬送ロボット１４がハンド１４１を再度プリアライメント装置１３に挿入するとき、その挿入量を、アーム１４０の伸長量により調節するのではなく、搬送ロボット１４に走行軸１４２上を前後に移動させ、その移動量によって調節している（図４ステップＳ１９参照）。その結果、ハンド１４１を挿入したときのＸ軸方向の位置合わせの精度を向上させることができる。
【００５３】
すなわち、アーム１４０による位置制御は、その間接の自由度が多いほど精度を向上させるのが難しいとされているのに対し、本実施形態のように走行軸１４２上における直線の位置制御の場合には、より容易にその精度向上を図ることができる。
【００５４】
以下、以上に説明した実施形態について、その一部を変更した変更例について、以下、説明する。
【００５５】
以上に説明した実施形態では、Ｘ軸方向の偏心を解消するとき、回転載置部１３１上のウェーハ３１は、ハンド１４１に保持された上で、いったん、プリアライメント装置１３から引き抜かれた後、再度、プリアライメント装置１３へ挿入されるとしているが、ウェーハ３１を保持したハンド１４１の引き抜きおよび再挿入を省略し、ハンド１４１を回転載置部１３１の上方に持ち上げただけであってもよい。
【００５６】
その場合には、搬送ロボット１４は、ウェーハ３１を保持したハンド１４１を回転載置部１３１の上方に持ち上げた状態で、走行軸１４２上をプリアライメント装置１３の方へ偏心ベクトルの大きさの分だけ前進または後退し、その後、ハンド１４１に保持したウェーハ３１を回転載置部１３１に載置するようにすればよい。
【００５７】
また、以上に説明した実施形態では、Ｘ軸方向の偏心を解消するために、搬送ロボット１４がハンド１４１を再度プリアライメント装置１３に挿入するとき、その挿入量の調節を、搬送ロボット１４の走行軸１４２上での移動量によって調節しているが、その挿入量の調節をアーム１４０の伸長量で調節してもよい。
【００５８】
この場合には、前記したように、ハンド１４１を挿入したときの位置合わせの精度が、搬送ロボット１４の走行軸１４２上での移動量によって調節する場合よりも低下するが、プリアライメントがラフな位置合わせであることを考慮すれば、その低下は許容される。また、高価になるが、高精度のアーム１４０を採用すれば、その低下を回避することができる。
【００５９】
また、以上に説明した実施形態では、基板搬送装置１は、筐体１１などを有するミニエンバイロメントの基板搬送装置であるとしているが、必ずしも、ミニエンバイロメントである必要はない。
【００６０】
また、以上に説明した実施形態では、基板搬送装置１の搬送ロボット１４の搬送対象の基板は、集積回路などを製造する過程にあるシリコンのウェーハであるとしているが、搬送対象の基板は、それに限定されるものではなく、例えば、製造途上にある液晶表示基板や有機ＥＬ（Electro-Luminescence）表示基板などであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態に係る基板搬送装置の概略構造の例を外観斜視図で示した図。
【図２】本発明の実施形態に係る基板搬送装置の内部の概略構造の例を上面図で示した図。
【図３】本発明の実施形態に係る基板搬送装置の内部の概略構造の例を正面図で示した図。
【図４】本発明の実施形態に係る搬送ロボットおよびプリアライメント装置の動作フローを示した図。
【図５】偏心して回転載置部上に載置されたウェーハの配置状態を示した図。
【図６】偏心方向がハンドの挿抜方向と同じになるように回転させられた後に、回転載置部上に載置されたウェーハの配置状態を示した図。
【図７】ハンドによりいったん持ち上げられ、偏心補正後に回転載置部上に再載置されたウェーハの配置状態を示した図。
【符号の説明】
【００６２】
１ 基板搬送装置
２ 基板処理装置
３ 搬送容器
１０ ロードポート
１１ 筐体
１２ ファンフィルタユニット
１３ プリアライメント装置
１４ 搬送ロボット
１５ 制御装置
２１ 基板受渡台
３０ 容器横蓋
３１ ウェーハ
１００ 容器装着台
１０１ 固定プレート
１０２ 側板
１０３ 連通開口部
１０４ ポートドア
１２１ 送風ファン
１３１ 回転載置部
１３２ ラインセンサ
１３３ 回転駆動部
１４０ アーム
１４１ ハンド
１４２ 走行軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板をハンドに保持して搬送する搬送ロボットと、
前記搬送ロボットにより搬送された基板を載置・回転させる回転載置部および前記基板の偏心ベクトルを検出する偏心検出部を有するアライメント装置と、
前記搬送ロボットおよび前記アライメント装置を制御する制御装置と、
を備えてなる基板搬送装置であって、
前記制御装置は、
前記搬送ロボットに、前記ハンドを前記アライメント装置の所定の位置まで挿入させ、前記保持した基板を前記回転載置部に載置させ、
前記アライメント装置に、前記偏心検出部により、前記載置された基板の偏心ベクトルを検出させ、その結果、検出された前記偏心ベクトルの大きさが所定の閾値よりも大きい場合には、前記回転載置部に載置された前記基板を、その基板の偏心ベクトルの方向と、前記ハンドが前記アライメント装置に対し挿抜される方向と、が略同じになるように回転させ、
前記搬送ロボットに、前記回転載置部に載置された前記基板を前記ハンドに保持させて、前記アライメント装置から前記ハンドを抜き出させた後、前記ハンドを、前記アライメント装置の中の、前回挿入したときの位置よりも前記偏心ベクトルの大きさの分だけ前進または後退した位置まで、再度、挿入させ、前記ハンドに保持した前記基板を前記回転載置部に載置させること
を特徴とする基板搬送装置。
【請求項２】
前記搬送ロボットは、前記ハンドが前記アライメント装置に挿抜される方向と略平行な直線に沿って設けられた走行軸を、さらに、備え、
前記制御装置は、
前記搬送ロボットが、前記抜き出したハンドを前記アライメント装置に、再度、挿入する場合には、その前に、前記搬送ロボットにその搬送ロボットの前記走行軸上における位置を、前記偏心ベクトルの大きさの分だけ前記アライメント装置側に前進または後退させること
を特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。
【請求項３】
基板をハンドに保持して搬送する搬送ロボットと、
前記搬送ロボットにより搬送された基板を載置・回転させる回転載置部および前記基板の偏心ベクトルを検出する偏心検出部を有するアライメント装置と、
前記搬送ロボットおよび前記アライメント装置を制御する制御装置と、
を備えてなる基板搬送装置における基板の偏心補正方法であって、
前記制御装置は、
前記搬送ロボットに、前記ハンドを前記アライメント装置の所定の位置まで挿入させ、前記保持した基板を前記回転載置部に載置させ、
前記アライメント装置に、前記偏心検出部により、前記載置された基板の偏心ベクトルを検出させ、その結果、検出された前記偏心ベクトルの大きさが所定の閾値よりも大きい場合には、前記回転載置部に載置された前記基板を、その基板の偏心ベクトルの方向と、前記ハンドが前記アライメント装置に対し挿抜される方向と、が略同じになるように回転させ、
前記搬送ロボットに、前記回転載置部に載置された前記基板を前記ハンドに保持させて、前記アライメント装置から前記ハンドを抜き出させた後、前記ハンドを、前記アライメント装置の中の、前回挿入したときの位置よりも前記偏心ベクトルの大きさの分だけ前進または後退した位置まで、再度、挿入させ、前記ハンドに保持した前記基板を前記回転載置部に載置させること
を特徴とする基板の偏心補正方法。
【請求項４】
前記搬送ロボットは、前記ハンドが前記アライメント装置に挿抜される方向と略平行な直線に沿って設けられた走行軸を、さらに、備え、
前記制御装置は、
前記搬送ロボットが、前記抜き出したハンドを前記アライメント装置に、再度、挿入する場合には、その前に、前記搬送ロボットにその搬送ロボットの前記走行軸上における位置を、前記偏心ベクトルの大きさの分だけ前記アライメント装置側に前進または後退させること
を特徴とする請求項３に記載の基板の偏心補正方法。
【請求項１】
基板をハンドに保持して搬送する搬送ロボットと、
前記搬送ロボットにより搬送された基板を載置・回転させる回転載置部および前記基板の偏心ベクトルを検出する偏心検出部を有するアライメント装置と、
前記搬送ロボットおよび前記アライメント装置を制御する制御装置と、
を備えてなる基板搬送装置であって、
前記制御装置は、
前記搬送ロボットに、前記ハンドを前記アライメント装置の所定の位置まで挿入させ、前記保持した基板を前記回転載置部に載置させ、
前記アライメント装置に、前記偏心検出部により、前記載置された基板の偏心ベクトルを検出させ、その結果、検出された前記偏心ベクトルの大きさが所定の閾値よりも大きい場合には、前記回転載置部に載置された前記基板を、その基板の偏心ベクトルの方向と、前記ハンドが前記アライメント装置に対し挿抜される方向と、が略同じになるように回転させ、
前記搬送ロボットに、前記回転載置部に載置された前記基板を前記ハンドに保持させて、前記アライメント装置から前記ハンドを抜き出させた後、前記ハンドを、前記アライメント装置の中の、前回挿入したときの位置よりも前記偏心ベクトルの大きさの分だけ前進または後退した位置まで、再度、挿入させ、前記ハンドに保持した前記基板を前記回転載置部に載置させること
を特徴とする基板搬送装置。
【請求項２】
前記搬送ロボットは、前記ハンドが前記アライメント装置に挿抜される方向と略平行な直線に沿って設けられた走行軸を、さらに、備え、
前記制御装置は、
前記搬送ロボットが、前記抜き出したハンドを前記アライメント装置に、再度、挿入する場合には、その前に、前記搬送ロボットにその搬送ロボットの前記走行軸上における位置を、前記偏心ベクトルの大きさの分だけ前記アライメント装置側に前進または後退させること
を特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。
【請求項３】
基板をハンドに保持して搬送する搬送ロボットと、
前記搬送ロボットにより搬送された基板を載置・回転させる回転載置部および前記基板の偏心ベクトルを検出する偏心検出部を有するアライメント装置と、
前記搬送ロボットおよび前記アライメント装置を制御する制御装置と、
を備えてなる基板搬送装置における基板の偏心補正方法であって、
前記制御装置は、
前記搬送ロボットに、前記ハンドを前記アライメント装置の所定の位置まで挿入させ、前記保持した基板を前記回転載置部に載置させ、
前記アライメント装置に、前記偏心検出部により、前記載置された基板の偏心ベクトルを検出させ、その結果、検出された前記偏心ベクトルの大きさが所定の閾値よりも大きい場合には、前記回転載置部に載置された前記基板を、その基板の偏心ベクトルの方向と、前記ハンドが前記アライメント装置に対し挿抜される方向と、が略同じになるように回転させ、
前記搬送ロボットに、前記回転載置部に載置された前記基板を前記ハンドに保持させて、前記アライメント装置から前記ハンドを抜き出させた後、前記ハンドを、前記アライメント装置の中の、前回挿入したときの位置よりも前記偏心ベクトルの大きさの分だけ前進または後退した位置まで、再度、挿入させ、前記ハンドに保持した前記基板を前記回転載置部に載置させること
を特徴とする基板の偏心補正方法。
【請求項４】
前記搬送ロボットは、前記ハンドが前記アライメント装置に挿抜される方向と略平行な直線に沿って設けられた走行軸を、さらに、備え、
前記制御装置は、
前記搬送ロボットが、前記抜き出したハンドを前記アライメント装置に、再度、挿入する場合には、その前に、前記搬送ロボットにその搬送ロボットの前記走行軸上における位置を、前記偏心ベクトルの大きさの分だけ前記アライメント装置側に前進または後退させること
を特徴とする請求項３に記載の基板の偏心補正方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１９４０４６（Ｐ２００９−１９４０４６Ａ）
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１２３８（Ｐ２００８−３１２３８）
【出願日】平成２０年２月１３日（２００８．２．１３）
【出願人】（０００２３３５４９）株式会社日立ハイテクコントロールシステムズ (130)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１３日（２００８．２．１３）
【出願人】（０００２３３５４９）株式会社日立ハイテクコントロールシステムズ (130)
【Ｆターム（参考）】
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