JP7470586B2 - 基板搬送システム及び基板搬送方法 - Google Patents

Description

本開示は、基板搬送システム及び基板搬送方法に関する。

特許文献１には、２枚の基板を縦並びで搭載して、前記２枚の基板を搬送する搬送アームと、前記搬送アームにより搬送された２枚の基板が横並びに配置された状態で前記２枚の基板を処理する基板処理部とを有する基板処理装置が開示されている。

特開２０１３－１５４４０６号公報

本開示にかかる技術は、真空雰囲気における基板の搬送を適切に行うことができる基板搬送システムを提供する。

本開示の一態様は、真空雰囲気で基板を搬送する基板搬送システムであって、内部を真空雰囲気に設定可能とされた真空チャンバと、前記真空チャンバの内部に設けられ、前記基板を保持して搬送する搬送アームと、前記真空チャンバの内部において、前記搬送アームを水平方向に移動させる水平移動機構と、内部に常圧雰囲気とされた収容部が形成され、前記搬送アームの水平移動に応じて屈伸する水平用ダクトアーム機構と、前記真空チャンバの内部において、前記搬送アームを垂直方向に移動させる垂直移動機構と、内部に常圧雰囲気とされた収容部が形成され、前記搬送アームの垂直移動に応じて屈伸する垂直用ダクトアーム機構と、前記真空チャンバに設けられ、前記搬送アームの垂直移動に伴う水平方向への位置ズレ量を検知する第１の検知機構と、前記搬送アームの移動を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記搬送アームの異なる２点の高さ位置における前記位置ズレ量を検知し、前記２点の高さ位置の差分と検知された前記位置ズレ量とに基づいて、前記搬送アームの高さ位置と水平方向への前記位置ズレ量との相関を算出し、予め算出された前記相関に基づいて、前記搬送アームの高さ位置に応じて当該搬送アームの水平方向位置を補正して、前記搬送アームにより前記基板を搬送する。

本開示によれば、真空雰囲気における基板の搬送を適切に行うことができる基板搬送システムを提供する。

真空処理装置の構成の一例を示す平面図である。 トランスファモジュールの構成の一例を示す斜視図である。 トランスファモジュールの構成の一例を示す縦断面図である。 ウェハ搬送機構の構成の一例を示す斜視図である。 垂直移動機構の構成の一例を示す斜視図である。 垂直用ダクトアームの構成の一例を示す斜視図である。 ウェハに生じる位置ズレの様子を示す説明図である。

従来、真空雰囲気下で例えば半導体ウェハ（基板：以下、単に「ウェハ」という。）を搬送し、エッチング処理や成膜処理等の真空処理を行う真空処理装置が知られている。このような真空処理装置では、真空チャンバ内に設けられた搬送機構等によってウェハを真空雰囲気で搬送する必要がある。

ところで、近年この真空処理装置においては、装置の小ＦＰ化や高機能化に伴い、常圧雰囲気との間でウェハの受け渡しを行うロードロックモジュールや、ウェハに各種真空処理を施すプロセスモジュールを多段で配置することが増えている。このため真空処理装置の真空チャンバの内部において、搬送機構等に保持されたウェハを水平方向や高さ方向（垂直方向）に対して搬送自在に構成されたシステムを構築する必要がある。

上述した特許文献１に記載の基板処理装置に設けられた搬送アームは、真空雰囲気（または大気圧よりも低い減圧雰囲気）においてウェハの搬送を行う。特許文献１に記載の搬送アームは、真空チャンバ（共通搬送部）の内部において案内レールに沿って水平方向に移動可能に構成され、これによりロードロックモジュールや各種プロセスモジュールに対して適切にウェハを搬送することができる。

しかしながら、特許文献１に記載の基板処理装置は、真空チャンバ（共通搬送部）に対してロードロックモジュール（ＬＬＭ）やプロセスモジュール（ＰＭ）を多段に配置することについては記載がない。すなわち、搬送アームを真空チャンバの内部において垂直方向に対して移動させることは想定されておらず、かかる観点において改善の余地がある。

本開示にかかる技術は上記事情に鑑みてなされたものであり、真空雰囲気における基板の搬送を適切に行うことができる基板搬送システムを提供する。具体的には、真空雰囲気において、水平方向及び垂直方向に対する基板の搬送の自由度を有する基板搬送システムを構築する。以下、本実施形態にかかる搬送システムを備えた真空処理装置について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

先ず、真空処理装置の構成について説明する。図１は、真空処理装置１の構成の概略を模式的に示す平面図である。本実施形態においては、真空処理装置１に、プロセスモジュールとしてのＣＯＲ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｒｅｍｏｖａｌ）モジュール、ＰＨＴ（Ｐｏｓｔ Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）モジュールを備える場合を例に説明する。なお、本開示の真空処理装置１のモジュール構成はこれに限られず、任意に選択され得る。

図１に示すように真空処理装置１は、大気部１０と減圧部１１がロードロックモジュール２０ａ、２０ｂを介して一体に接続された構成を有している。大気部１０は、大気圧雰囲気下においてウェハＷに所望の処理を行う複数の大気モジュールを備える。減圧部１１は、減圧雰囲気下においてウェハＷに所望の処理を行う複数の減圧モジュールを備える。

ロードロックモジュール２０ａは、大気部１０の後述するローダーモジュール３０から搬送されたウェハＷを、減圧部１１の後述するトランスファモジュール６０に引き渡すため、ウェハＷを一時的に保持する。

ロードロックモジュール２０ａは、ゲートバルブ（図示せず）が設けられたゲート（図示せず）を介して、後述するローダーモジュール３０及び後述するトランスファモジュール６０に接続されている。このゲートバルブにより、ロードロックモジュール２０ａと、ローダーモジュール３０及びトランスファモジュール６０との間の気密性の確保と互いの連通を両立する。

ロードロックモジュール２０ａにはガスを供給する給気部（図示せず）とガスを排出する排気部（図示せず）が接続され、当該給気部と排気部によって内部が大気圧雰囲気と減圧雰囲気に切り替え可能に構成されている。すなわちロードロックモジュール２０ａは、大気圧雰囲気の大気部１０と、減圧雰囲気の減圧部１１との間で、適切にウェハＷの受け渡しができるように構成されている。

ロードロックモジュール２０ｂはトランスファモジュール６０から搬送されたウェハＷをローダーモジュール３０に引き渡すため、ウェハＷを一時的に保持する。ロードロックモジュール２０ｂは、ロードロックモジュール２０ａと同様の構成を有している。すなわち、図示しないゲートバルブ、図示しないゲート、図示しない給気部、及び図示しない排気部を有している。

また、本実施形態においてロードロックモジュール２０ａ及びロードロックモジュール２０ｂは、それぞれ多段に積層して複数（本実施形態においては例えば２つずつ）設けられている。

なお、ロードロックモジュール２０ａ、２０ｂの数や配置は、本実施形態に限定されるものではなく、任意に設定できる。例えばロードロックモジュール２０ａ、２０ｂは積層されていなくてもよいし、例えば３段以上に積層して配置されていてもよい。

大気部１０は、後述するウェハ搬送機構４０を備えたローダーモジュール３０と、複数のウェハＷを保管可能なフープ３１を載置するロードポート３２と、ウェハＷを冷却するＣＳＴモジュール３３と、ウェハＷの水平方向の向きを調節するオリエンタモジュール３４とを有している。

ローダーモジュール３０は内部が矩形の筐体からなり、筐体の内部は大気圧雰囲気に維持されている。ローダーモジュール３０の筐体の長辺を構成する一側面には、複数、例えば３つのロードポート３２が並設されている。ローダーモジュール３０の筐体の長辺を構成する他側面には、ロードロックモジュール２０ａ、２０ｂが並設されている。ローダーモジュール３０の筐体の短辺を構成する一側面には、ＣＳＴモジュール３３が設けられている。ローダーモジュール３０の筐体の短辺を構成する他側面には、オリエンタモジュール３４が設けられている。

なお、ロードポート３２、ＣＳＴモジュール３３、及びオリエンタモジュール３４の数や配置は、本実施形態に限定されるものではなく、任意に設計できる。また、大気部１０に設けられる大気モジュールの種類も本実施形態に限定されるものではなく、任意に選択できる。

フープ３１は複数、例えば１ロット２５枚のウェハＷを収容する。また、ロードポート３２に載置されたフープ３１の内部は、例えば、大気や窒素ガスなどで満たされて密閉されている。

ローダーモジュール３０の内部には、ウェハＷを搬送するウェハ搬送機構４０が設けられている。ウェハ搬送機構４０は、ウェハＷを保持して移動する搬送アーム４１ａ、４１ｂと、搬送アーム４１ａ、４１ｂを回転可能に支持する回転台４２と、回転台４２を搭載した回転載置台４３とを有している。ウェハ搬送機構４０は、ローダーモジュール３０の筐体の内部において長手方向に移動可能に構成されている。

減圧部１１は、ウェハＷを各種プロセスモジュールに搬送するトランスファモジュール６０と、ウェハＷにＣＯＲ処理を施すＣＯＲモジュール６１、及びウェハＷにＰＨＴ処理を行うＰＨＴモジュール６２とを有している。トランスファモジュール６０、ＣＯＲモジュール６１、及びＰＨＴモジュール６２の内部は、それぞれ減圧雰囲気に維持される。トランスファモジュール６０に対し、ＣＯＲモジュール６１及びＰＨＴモジュール６２は複数、例えば４つずつ設けられている。なお、トランスファモジュール６０の詳細な構成については後述する。

また、ＣＯＲモジュール６１及びＰＨＴモジュール６２は、ゲートバルブ（図示せず）が設けられたゲート（図示せず）を介して、トランスファモジュール６０に接続されている。このゲートバルブにより、トランスファモジュール６０とＣＯＲモジュール６１及びＰＨＴモジュール６２の間の気密性の確保と互いの連通を両立する。

なお、トランスファモジュール６０に設けられるプロセスモジュールの数や配置、及び種類は本実施形態に限定されるものではなく、任意に設定できる。例えばＣＯＲモジュール６１及びＰＨＴモジュール６２はそれぞれ多段に積層して複数設けられていてもよい。

トランスファモジュール６０の内部には、ＣＯＲモジュール６１及びＰＨＴモジュール６２に対してウェハＷを搬送するウェハ搬送機構７０が設けられている。ウェハ搬送機構７０は、ウェハＷを保持して移動する２つの搬送アーム７１ａ、７１ｂを有している。なお、ウェハ搬送機構７０の詳細な構成については後述する。

そしてトランスファモジュール６０では、ロードロックモジュール２０ａに保持されたウェハＷを搬送アーム７１ａで受け取り、ＣＯＲモジュール６１に搬送する。また、ＣＯＲ処理が施されたウェハＷを、搬送アーム７１ａが保持し、ＰＨＴモジュール６２に搬送する。また更に、ＰＨＴ処理が施されたウェハＷを、搬送アーム７１ｂが保持し、ロードロックモジュール２０ｂに搬出する。

以上の真空処理装置１には、制御部８０が設けられている。制御部８０は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、真空処理装置１におけるウェハＷの処理及び搬送を制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、当該記憶媒体Ｈから制御部８０にインストールされたものであってもよい。

本実施形態にかかる真空処理装置１は以上のように構成されている。次に、上述したトランスファモジュール６０、及びウェハ搬送機構７０の詳細な構成について説明する。図２及び図３は、それぞれ本実施形態にかかる基板搬送システムとしてのトランスファモジュール６０の構成の概略を示す斜視図及び縦断面図である。図４は、トランスファモジュール６０の内部に設けられたウェハ搬送機構７０の構成の概略を示す斜視図である。

トランスファモジュール６０は、内部にウェハＷの搬送空間が形成された真空チャンバ１００を有している。真空チャンバ１００は、図１及び図２に示すように、横断面視において対向する一対の長辺を有する略六角形形状を有している。真空チャンバ１００の長辺を構成する側面、及び真空チャンバ１００の奥側（ロードロックモジュール２０ａ、２０ｂとは反対側）の短辺には、前述したＣＯＲモジュール６１及びＰＨＴモジュール６２との間でそれぞれウェハＷの受け渡しを行うための開口部１００ａが形成されている。開口部１００ａには、前述したように図示しないゲートバルブ及びゲートが設けられている。なお、真空チャンバ１００の断面形状は本実施形態には限定されず、当該真空チャンバ１００に接続されるロードロックモジュールやプロセスモジュールの数や配置に応じて、任意に決定することができる。

また、真空チャンバ１００の手前側（ロードロックモジュール２０ａ、２０ｂ側）は多段（本実施形態においては２段）に構成されており、前述したロードロックモジュール２０ａ、２０ｂとの間でそれぞれウェハＷの受け渡し行うための開口部１００ｂが形成されている。開口部１００ｂには、前述したように図示しないゲートバルブ及びゲートが設けられている。

真空チャンバ１００の内部に形成された搬送空間には、当該真空チャンバ１００の内部でウェハＷを搬送するためのウェハ搬送機構７０が設けられている。ウェハ搬送機構７０は、図４に示すように、ウェハを保持して移動する２つの搬送アーム７１ａ、７１ｂと、当該搬送アーム７１ａ、７１ｂを支持する搬送基台７２と、を有している。搬送アーム７１ａ、７１ｂは、搬送基台７２上で回転及び屈伸自在に構成されている。

搬送基台７２には、水平移動機構７３、水平移動用のダクトアーム７４、垂直移動機構７５、及び垂直移動用のダクトアーム７６が接続されている。搬送基台７２は、水平移動機構７３の動作により、真空チャンバ１００の内部において長手方向に延伸するガイドレール７７に沿って水平方向に移動自在に構成されるとともに、垂直移動機構７５により搬送アーム７１ａ、７２ｂの取り付け面に対して垂直方向に移動自在に構成されている。

水平用ダクトアーム機構としてのダクトアーム７４は、第１のアーム７４ａと第２のアーム７４ｂとを有している。第１のアーム７４ａは、一端部が搬送基台７２、他端部が第２のアーム７４ｂの一端部に、それぞれ回動自在に接続されている。第２のアーム７４ｂは、一端部が第１のアーム７４ａの他端部、他端部が真空チャンバ１００に、それぞれ回動自在に接続されている。これによりダクトアーム７４は、搬送基台７２の水平移動に伴って屈伸するように構成されている。なお、図４は搬送基台７２が真空チャンバ１００の手前側（ロードロックモジュール２０ａ、２０ｂ側）に位置し、ダクトアーム７４が最も縮んだ状態を示している。そして搬送基台７２が真空チャンバ１００の奥側（ロードロックモジュール２０ａ、２０ｂとは反対側）に移動することで、ダクトアーム７４が伸びた状態となる。

またダクトアーム７４の内部には、収容部としての常圧雰囲気とされた中空が形成されており、ケーブル類等が収容可能になっている。そしてダクトアーム７４は、このようにケーブル類等を常圧雰囲気とされた内部に収容することにより、当該ケーブル類等から発生するガスやパーティクルによる真空チャンバ１００の内部の汚染を抑制できる。

なお、ダクトアーム７４の内部に収容されるケーブル類等とは、例えばウェハ搬送機構７０を駆動、制御するための電気ケーブル、ウェハ搬送機構７０の駆動系を冷却するための温調媒体循環用チューブ、内部に空気等を供給してパーティクル等を排出するための給排気用チューブ等、真空チャンバ１００の内部と外部を接続するものが挙げられる。また例えばダクトアーム７４の内部には、真空チャンバ１００の内部温度を計測するための熱電対や、ウェハ搬送機構７０の異常動作を検知するための加速度計が設けられていてもよい。

図５は、垂直移動機構７５の構成の概略を模式的に示す斜視図であり、（ａ）搬送基台７２が最下段に位置している状態、（ｂ）搬送基台７２が垂直移動機構７５により最上段まで上昇された状態、をそれぞれ示している。図５に示すように垂直移動機構７５には、複数のパネル、本実施形態においては３枚の第１のパネル１１０ａ、第２のパネル１１０ｂ及び第３のパネル１１０ｃが水平方向に積層して設けられたテレスコピック構造を有している。第１のパネル１１０ａは一対のガイド１１１ａに沿って第２のパネル１１０ｂに対して昇降可能に構成され、また、上面に搬送基台７２を有している。第２のパネル１１０ｂは一対のガイド１１１ｂに沿って第３のパネル１１０ｃに対して昇降可能に構成されている。第３のパネル１１０ｃは例えばガイドレール７７に接続され、これにより搬送基台７２は垂直移動機構７５と共に、真空チャンバ１００の内部において水平方向に移動自在に構成されている。

また垂直移動機構７５は、第１のパネル１１０ａを第２のパネル１１０ｂに対して昇降させるための２本のボールねじ１１２ａ及び駆動ベルト１１３ａ、第２のパネル１１０ｂを第３のパネル１１０ｃに対して昇降させるためのボールねじ１１２ｂ及び駆動ベルト１１３ｂ、垂直移動機構７５を駆動させるための駆動モータ１１４を有している。そして垂直移動機構７５においては、駆動モータ１１４を動作させることにより、駆動ベルト１１３ｂを介してボールねじ１１２ｂを回転させて第２のパネル１１０ｂを昇降させるとともに、ボールねじ１１２ｂの回転を駆動ベルト１１３ａを介してボールねじ１１２ａに伝達して第１のパネル１１０ａを昇降させる。

垂直用ダクトアーム機構としてのダクトアーム７６は、図６に示すように第１のアーム７６ａと第２のアーム７６ｂとを有している。第１のアーム７６ａは、一端部が搬送基台７２、他端部が第２のアーム７６ｂの一端部に、それぞれ回動自在に接続されている。第２のアーム７６ｂは、一端部が第１のアーム７６ａの他端部、他端部が例えば第３のパネル１１０ｃに、それぞれ回動自在に接続されている。これによりダクトアーム７６は、搬送基台７２の垂直移動に伴って屈伸するように構成されている。なお、図６（ａ）は搬送基台７２が最下段に位置している状態、図６（ｂ）は搬送基台７２が垂直移動機構７５により最上段まで上昇された状態、におけるダクトアーム７６の様子をそれぞれ示している。

またダクトアーム７６の内部には、ダクトアーム７４と同様に収容部としての常圧雰囲気とされた中空が形成されており、ケーブル類等が収容可能になっている。

多段に構成された真空チャンバ１００の手前側（ロードロックモジュール２０ａ、２０ｂ側）の天井面及び／又は底面には、搬送アーム７１ａ、７１ｂ、及び当該搬送アーム７１ａ、７１ｂに保持されたウェハＷの位置を検知するための、第１の検知機構としての校正用センサ７８が設けられている。

校正用センサ７８は後述するように、センサ光軸（図７の光軸Ｘを参照）により真空チャンバ１００の内部におけるウェハＷ及び搬送アーム７１ａ、７１ｂの相対的な位置（水平方向及び垂直方向）を検知する。具体的には、ウェハＷや搬送アーム７１ａ、７１ｂの通過によるセンサ光軸の遮光と透光が切り替わるタイミングを検知することで、ウェハＷ及び搬送アーム７１ａ、７１ｂの相対的な位置を検知する。なお、校正用センサ７８の数や配置は任意に設計することができる。

本実施形態にかかるトランスファモジュール６０及びウェハ搬送機構７０は以上のように構成されるが、トランスファモジュール６０及びウェハ搬送機構７０の構成はこれに限定されるものではない。

例えば、本実施形態においてはウェハ搬送機構７０の垂直移動機構７５が、複数のパネル１１０が水平方向に積層して設けられたテレスコピック構造により構成されたが、ウェハＷを保持した状態で搬送アーム７１を垂直方向に移動させることができれば、任意に設計することができる。そして、本実施形態のように垂直移動機構７５を垂直方向に伸縮自在に構成することで、当該垂直移動機構７５を垂直方向に大型化させることなく、コンパクトに構成することができる。

本実施形態によれば、ウェハＷを保持する搬送アーム７１ａ、７１ｂが搬送基台７２に対して回転及び屈伸自在に構成され、また、搬送基台７２が真空チャンバ１００の内部で水平方向及び垂直方向に移動自在に構成されている。このため、搬送アーム７１ａ、７１ｂに保持されたウェハＷを、任意のロードロックモジュール２０ａ、２０ｂ、ＣＯＲモジュール６１またはＰＨＴモジュール６２に対して適切に搬送することができる。換言すれば、ロードロックモジュールやプロセスモジュールを多段に積層して構成する場合であっても、適切に任意のモジュールに対してウェハＷを搬送することができる。

また、本実施形態においてウェハ搬送機構７０の垂直移動機構７５は垂直方向に伸縮可能なテレスコピック構造を有しており、搬送基台７２を上昇させない場合には、図５（ａ）に示したように複数のパネルが水平方向に積層して収納される。これにより、真空チャンバ１００の内部に設けられる垂直移動機構７５の大型化が抑制され、すなわちウェハ搬送機構７０の設置スペースを省略することができる。

ここで、本実施形態のようにウェハ搬送機構７０により保持されたウェハＷの垂直移動を行った場合、図７に示すように、この垂直移動に伴ってウェハＷの水平方向位置（例えば、図７のＴ方向）にずれが生じる場合がある。そして、このようにウェハＷに水平方向の位置ズレが生じた場合、真空チャンバ１００の内部におけるウェハＷ（搬送アーム７１ａ、７１ｂ）の位置を適切に認識できず、ウェハＷを各種モジュールに対して適切に搬送できなくなるおそれがある。また、この水平方向への位置ズレ量は、垂直方向への移動量が大きくなると、すなわち多段に構成される各種モジュールの積層数が増えると大きくなると考えられ、更にウェハＷの搬送が適切に行えなくなるおそれがある。

このウェハＷの垂直移動に伴う水平方向への位置ズレは、例えば各搬送高さ（本実施形態においては、例えば多段に配置されたロードロックモジュール２０ａ、２０ｂの各高さ）毎にウェハＷの水平位置の校正を行うことにより解消できる。すなわち、例えば校正用センサ７８を用いて各搬送高さ位置におけるウェハＷの位置ズレ量をそれぞれ検知し、各高さ位置において検知された位置ズレ量を校正データとして制御部８０に記憶させることで、各種モジュールに対してウェハＷを適切に搬送できる。

しかしながら、このように各搬送高さ位置において位置ズレ量を検知する場合、各種モジュールが更に３段やそれ以上に積層して配置された際に、各高さ位置において校正データを取得するための調整時間が増加する。

そこで本実施形態に係る真空処理装置１では、トランスファモジュール６０におけるウェハＷの搬送に先立って、ウェハ搬送機構７０の垂直方向への可動範囲（図７における範囲Ｚａ）中における任意の異なる２点の高さ位置Ｚ１、Ｚ２（好ましくは図７に示すように可動範囲における最下段及び最上段）における水平方向への位置ズレ量Ｔ１、Ｔ２を検知する。この時、搬送アーム７１ａ、７１ｂにはウェハＷが保持されていてもよいし、保持されていなくてもよい。また例えば、位置校正用のダミーウェハが保持されていてもよい。検知された位置ズレ量Ｔ１、Ｔ２は、制御部８０に出力される。

なお、この位置ズレ量Ｔ１、Ｔ２の検知にあたっては、保持されたウェハＷの搬送アーム７１ａ、７１ｂに対する相対的な位置が変化することを抑制するため、ウェハＷやダミーウェハの持ち替えを行わない。すなわち、ウェハ搬送機構７０の垂直移動に伴うウェハＷの純粋な水平方向への位置ズレ量を検知する。

次に、検知された位置ズレ量の差分（Ｔ２－Ｔ１）と、位置ズレ量を検知した２点の高さ位置の差分（Ｚ２－Ｚ１）とに基づいて、単位高さ当たりの水平方向への位置ズレ量、すなわち、高さ位置と水平方向への位置ズレ量との相関を算出する。算出された相関は、制御部８０に出力される。なお、高さ位置と水平方向への位置ズレ量との相関の算出方法は特に限定されず、例えば高さ位置と位置ズレ量との関係を線形近似してもよいし、非線形近似してもよい。

そして本実施形態にかかる真空処理装置１では、トランスファモジュール６０におけるウェハＷの搬送にあたっては、このように予め算出された高さ位置と水平方向への位置ズレ量との相関に基づいて、搬送アーム７１ａ、７１ｂの高さ位置に応じて、当該搬送アーム７１ａ、７１ｂの水平方向位置情報を補正する。これにより、トランスファモジュール６０に対して各種モジュールが積層して接続されている場合であっても、適切にウェハＷの搬送を行うことができる。

なお、ウェハＷの高さ位置と水平方向への位置ズレ量との相関は、例えば真空処理装置１の立ち上げ時や、トランスファモジュール６０のメンテナンス等により搬送アーム７１に対するウェハＷの保持位置が変化するおそれがある場合に行われる。

本実施形態にかかるウェハＷの位置ズレ量校正においては、このように任意の異なる２点の高さ位置のみにおける位置ズレ量を検知する。そして、当該２点の高さ位置の差分と、検知された位置ズレ量とに基づいて相関を算出し、算出された当該相関に基づいてウェハＷの位置校正を行う。このため、トランスファモジュール６０に対してロードロックモジュールやプロセスモジュールが３段以上に積層して接続された場合であっても、ウェハＷの位置ズレの校正（校正用センサ７８によるウェハＷの位置検知、及び水平方向位置の補正）回数を増やす必要がない。すなわち、校正データを取得するための調整時間の増加を抑制することができる。

なお、以上の実施形態においては、ウェハＷの高さ位置と位置ズレ量との相関を線形近似や非線形近似等、任意の方法により算出した。ただし、トランスファモジュール６０において検知されるウェハＷの水平方向への位置ズレは、例えばパネル１１０をスライド移動させるためのガイド１１１の傾斜や、校正用センサ７８から照射されるレーザ光軸の傾斜等、水平方向への位置ズレ量が高さ方向に対して一次（線形）変化するものが主であると考えられる。そこで本実施形態においては、ウェハＷの高さ位置と位置ズレ量との相関を線形近似により簡易的に算出することで、校正データを取得するための調整時間を更に適切に短縮することができる。

なお、本実施形態にかかるウェハ搬送機構７０においては、図５に示したように垂直移動機構７５に対して搬送基台７２が片持ち支持されており、搬送アーム７１の高さ位置が最上段に位置している際には、ウェハ搬送機構７０がその重心方向に傾いてしまうおそれがある。しかし本実施形態にかかるトランスファモジュール６０においては、このようにウェハ搬送機構７０が重心方向に傾いた場合であっても、上記方法により算出されたウェハＷの高さ位置と位置ズレ量との相関に基づいて、適切にウェハＷの位置情報を補正できる。

なお、真空チャンバ１００の内部には、ボールねじ１１２の垂直方向への膨張収縮量を検知するための第２の検知機構としての熱伸縮検知用センサ（図示せず）が更に設けられていてもよい。

具体的には、ボールねじ１１２は、例えばパネル１１０やガイド１１１とは異なる熱膨張率を有する材質により構成されており、この熱膨張率の差により搬送アーム７１やウェハＷに垂直方向の位置ズレが生じる場合がある。そこで、かかる垂直方向への位置ズレを熱伸縮検知用センサにより検知し、これに基づいてウェハＷの垂直方向に対する位置ズレを更に補正してもよい。

また更に、真空チャンバ１００の内部には、水平移動機構７３の熱伸縮に伴うウェハＷの位置ズレ量を検知するための熱伸縮検知用センサ（図示せず）が更に設けられていてもよい。

なお垂直移動機構７５は、例えば駆動ベルト１１３の劣化に伴う伸び等の装置特性の経時変化によって、搬送アーム７１やウェハＷに垂直方向の位置ズレが生じる場合がある。本実施形態においては、このように装置特性の経時変化により垂直方向の位置ズレが生じた場合であっても、熱伸縮検知用センサを用いて当該位置ズレを補正できる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

６０ トランスファモジュール
７１ 搬送アーム
７３ 水平移動機構
７４ ダクトアーム
７５ 垂直移動機構
７６ ダクトアーム
１００ 真空チャンバ
Ｗ ウェハ

Claims (9)

1. 真空雰囲気で基板を搬送する基板搬送システムであって、
   内部を真空雰囲気に設定可能とされた真空チャンバと、
   前記真空チャンバの内部に設けられ、前記基板を保持して搬送する搬送アームと、
   前記真空チャンバの内部において、前記搬送アームを水平方向に移動させる水平移動機構と、
   内部に常圧雰囲気とされた収容部が形成され、前記搬送アームの水平移動に応じて屈伸する水平用ダクトアーム機構と、
   前記真空チャンバの内部において、前記搬送アームを垂直方向に移動させる垂直移動機構と、
   内部に常圧雰囲気とされた収容部が形成され、前記搬送アームの垂直移動に応じて屈伸する垂直用ダクトアーム機構と、
   前記真空チャンバに設けられ、前記搬送アームの垂直移動に伴う水平方向への位置ズレ量を検知する第１の検知機構と、
   前記搬送アームの移動を制御する制御部を有し、
   前記制御部は、
   前記搬送アームの異なる２点の高さ位置における前記位置ズレ量を検知し、
   前記２点の高さ位置の差分と検知された前記位置ズレ量とに基づいて、前記搬送アームの高さ位置と水平方向への前記位置ズレ量との相関を算出し、
   予め算出された前記相関に基づいて、前記搬送アームの高さ位置に応じて当該搬送アームの水平方向位置を補正して、前記搬送アームにより前記基板を搬送する、基板搬送システム。
2. 前記位置ズレ量を検知するための前記２点の高さ位置は、前記搬送アームの垂直方向に対する移動範囲の最上段及び最下段である、請求項１に記載の基板搬送システム。
3. 前記垂直移動機構は、前記真空チャンバの内部において垂直方向に伸縮自在に構成される、請求項１または２のいずれか一項に記載の基板搬送システム。
4. 前記垂直移動機構は、複数のガイド、複数のボールねじ、及び複数のベルトを備え、
   垂直方向に対してスライド移動するテレスコピック構造を有する、請求項３に記載の基板搬送システム。
5. 前記真空チャンバに設けられ、前記垂直移動機構の熱伸縮や装置特性の変化に伴う前記搬送アームの垂直方向への位置ズレを検知する第２の検知機構を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の基板搬送システム。
6. 前記水平用ダクトアーム機構及び前記垂直用ダクトアーム機構の前記収容部の内部には、電気ケーブル、給排気用チューブ、温調媒体循環用チューブ、熱電対又は加速度計のうちの少なくともいずれか１つが収容される、請求項１～５のいずれか一項に記載の基板搬送システム。
7. 真空雰囲気で基板を搬送する基板搬送システムを用いた基板の搬送方法であって、
   前記基板搬送システムは、
   内部を真空雰囲気に設定可能とされた真空チャンバと、
   前記真空チャンバの内部に設けられ、前記基板を保持して搬送する搬送アームと、
   前記真空チャンバの内部において、前記搬送アームを水平方向に移動させる水平移動機構と、
   内部に常圧雰囲気とされた収容部が形成され、前記搬送アームの水平移動に応じて屈伸する水平用ダクトアーム機構と、
   前記真空チャンバの内部において、前記搬送アームを垂直方向に移動させる垂直移動機構と、
   内部に常圧雰囲気とされた収容部が形成され、前記搬送アームの垂直移動に応じて屈伸する垂直用ダクトアーム機構と、を有し、
   前記搬送方法は、
   （ａ）前記搬送アームの異なる２点の高さ位置における水平方向への位置ズレ量を検知する工程と、
   （ｂ）前記２点の高さ位置の差分と検知された前記位置ズレ量とに基づいて、前記搬送アームの高さ位置と水平方向への前記位置ズレ量との相関を算出する工程と、
   （ｃ）前記搬送アームを用いて前記基板を搬送する工程と、を有し、
   前記（ｃ）工程においては、前記（ｂ）工程で予め算出された前記相関に基づいて、前記搬送アームの高さ位置に応じて当該搬送アームの水平方向位置を補正する、基板搬送方法。
8. 前記位置ズレ量を検知するための前記２点の高さ位置は、前記搬送アームの垂直方向に対する移動範囲の最上段及び最下段である、請求項７に記載の基板搬送方法。
9. 前記（ａ）工程を前記搬送アームにより基板を保持した状態で行い、
   当該（ａ）工程においては、前記搬送アームに保持された基板の持ち替えを行わない、請求項７又は８のいずれか一項に記載の基板搬送方法。

Images