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JP2003218186A - 基板搬送装置における基板の受け渡し位置検知方法及びその教示装置 - Google Patents

基板搬送装置における基板の受け渡し位置検知方法及びその教示装置

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JP2003218186A
JP2003218186A JP2002012900A JP2002012900A JP2003218186A JP 2003218186 A JP2003218186 A JP 2003218186A JP 2002012900 A JP2002012900 A JP 2002012900A JP 2002012900 A JP2002012900 A JP 2002012900A JP 2003218186 A JP2003218186 A JP 2003218186A
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substrate
transfer
wafer
transfer arm
support pin
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之典 片岡
Nariaki Iida
成昭 飯田
Seiji Ozawa
誠司 小沢
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Tokyo Electron Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板を支持ピンに受け渡した後における搬送
アームの後退許可位置を自動的に検知して搬送アームに
教示し、さらには搬送アームの基板受け渡し位置の判断
を容易にすることを可能にする。 【解決手段】 治具である円板５の周辺部を搬送アーム
２８で保持して載置台２５の上方に搬送し、水平面内で
相対移動させて、カメラ９で監視しながら円板５の中心
を既知の中心ターゲット９０に一致させ、上下方向に相
対移動させて支持ピン８０の先端を光センサ８で検出
し、支持ピン先端の検出位置から少なくとも搬送アーム
２８の厚み分を越える分だけ、相対的に搬送アーム２８
を上記円板５に対し移動させた位置を演算により求め、
搬送アームの後退許可位置及び基板受け渡し位置として
搬送アーム２８に教示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば半導体ウ
エハや液晶用ガラス基板等の薄板状基板（以下、単に基
板という）を搬送アームから複数の支持ピンにて処理装
置等の載置台上に受け渡す際、基板を支持ピンに引き渡
した後の搬送アームの後退許可位置を検知する基板搬送
装置における基板の受け渡し位置検知方法及びその教示
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体ウエハの製造工程におい
ては、半導体ウエハやＬＣＤ基板等の基板表面に、レジ
ストのパターンを形成するために、フォトリソグラフィ
技術が用いられている。このフォトリソグラフィ技術
は、基板の表面にレジスト液を塗布するレジスト塗布工
程と、形成されたレジスト膜に回路パターンを露光する
露光処理工程と、露光処理後の基板に現像液を供給する
現像処理工程とを有している。
【０００３】また、上記処理工程間においては、例えば
レジスト塗布工程と露光処理工程との間で行われる、レ
ジスト膜中の残留溶剤を蒸発させて基板とレジスト膜と
の密着性を向上させるための加熱処理（プリベーク）
や、露光処理工程と現像処理工程との間で行われる、フ
リンジの発生を防止するため、あるいは化学増幅型レジ
スト（ＣＡＲ：chemically amplified resist）におけ
る酸触媒反応を誘起するための加熱処理（ポストエクス
ポージャーベーク（ＰＥＢ））や、現像処理工程後に行
われる、レジスト中の残留溶媒や現像時にレジスト中に
取り込まれたリンス液を除去し、ウエットエッチング時
の浸み込みを改善するための加熱処理（ポストベーク）
等、種々の加熱処理が行われている。
【０００４】加熱処理に使用される熱処理装置として
は、図８、図９に示すように、従来より、ヒータ２６を
有し被処理基板である半導体ウエハＷ（以下にウエハＷ
という）を所定の温度に加熱可能な載置台２５と、加熱
処理時にウエハＷを載置台２５に対して僅かに隙間を空
けて支持するプロキシミティピン７０と、載置台２５の
同心円上に複数、例えば３箇所に等間隔に設けた支持ピ
ン案内用貫通孔を貫通する昇降可能な複数、ここでは３
本の支持ピン８０であって、ウエハＷをその支持ピン先
端にて支持して、載置台２５上に、正確にはプロキシミ
ティピン７０上に受け渡す支持ピン８０とを有するもの
が用いられている。
【０００５】この熱処理装置における基板搬送装置は、
被処理基板（ウエハＷ）の周辺部を基板搬送機構２１の
アームつまり搬送アーム２８で保持してウエハＷを載置
台２５の上方に搬送し、載置台２５を貫通する昇降可能
な例えば３本の支持ピン８０上にウエハＷを載せ、搬送
アーム２８を載置台２５外に戻した後、支持ピン８０を
下降させて載置台２５上にウエハＷを載置する構成にな
っている。
【０００６】この基板搬送装置では、例えば３本の支持
ピン８０の先端部がウエハＷに当接するときの高さ位
置、すなわち支持ピン８０のウエハＷの支持位置を基準
にした搬送アーム２８がウエハＷの受渡し工程で干渉し
ないことが必要となる。搬送アームの後退許可位置が明
かになっていないと、例えば、搬送アーム２８を下降さ
せて支持ピン８０にウエハＷを受け渡す形式の場合に
は、搬送アーム２８を下降させる下限つまり搬送アーム
２８を戻すタイミングが不適切となり、ウエハＷが載っ
ている状態の搬送アーム２８を戻してしまうことにな
る。また、支持ピン８０を上昇させて支持ピン８０にウ
エハＷを受け渡す形式の場合では、支持ピン８０を上昇
させる上限、つまり搬送アーム２８を戻すタイミングが
不適切となり、ウエハＷが載っている状態の搬送アーム
２８を戻してしまうことになる。
【０００７】また、この種の基板搬送装置においては、
支持ピン８０にウエハＷを受け渡す際、ウエハＷの位置
ずれが生じないようにするために、搬送アーム２８の水
平面内の位置調整も重要である。
【０００８】このため、従来より、実際にウエハＷを搬
送するのに先だって、基板搬送装置に対し、オペレータ
による基板搬送アームの後退許可位置や基板の受け渡し
位置のティーチング（搬送教示）作業が行われている。
具体的には、従来、上記３本の支持ピン８０の先端部
がウエハＷに当接するときの高さ位置から所定量逃げた
位置、すなわち搬送アームの後退許可位置を、オペレー
タのゲージによる計測を基準として求め、その搬送アー
ムの後退許可位置に基づいて基板搬送装置のロボットア
ームの操作量を決定し、手動入力にてアーム操作の教示
をしていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ゲージ
で計測して搬送アームの後退許可位置を決定する教示作
業は人が作業しづらく、また、安全上の問題もあった。
従って、搬送アームの後退許可位置及び基板の受け渡し
位置を自動的に検知し、搬送アームに教示し得る方法の
提供が望まれる。
【００１０】また、上記の基板搬送装置では、支持ピン
に受け渡される基板の水平面内の位置決めのために、搬
送アームを水平面内でどの程度まで奥行き方向に前進さ
せるべきかの調整や、左右方向への微調整についても、
搬送アームに教示し得る方法の提供が望まれている。
【００１１】そこで、この発明の目的は、上記課題を解
決し、基板を支持ピンに受け渡した後における搬送アー
ムの後退許可位置を自動的に検知し、搬送アームに教示
する技術を提供すること、さらには搬送アームの基板受
け渡し位置の判断を容易にする技術を提供することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、搬送アームで周辺部を保持
して基板を載置台の上方に搬送し、上記載置台を貫通す
る昇降可能な複数の支持ピン上に上記基板を載せ、上記
搬送アームを載置台外に戻す一方、上記支持ピンを下降
させて上記載置台上に上記基板を載置する基板搬送装置
において、 上記基板と同程度の大きさの円板を治具と
して用意し、 その際、上記円板には中央部に形成した
透孔を通して下方を視認可能にカメラを搭載すると共
に、 上記複数の支持ピンを緩く挿通させるよう上記円
板に形成した複数の挿通孔のうちの少なくとも一つに対
し、上記支持ピンの有無を検出可能な検出手段を設け、
上記円板の周辺部を上記搬送アームで保持して上記載
置台の上方に搬送し、上記搬送アームと支持ピンとを水
平面内で相対移動させて、上記カメラで監視しながら上
記円板の中心を既知の中心ターゲットに一致させ、 上
記搬送アームと支持ピンとを上下方向に相対移動させ
て、支持ピンの先端を上記検出手段で検出し、上記支持
ピン先端の検出位置から少なくとも上記搬送アームの厚
み分を越える分だけ、相対的に搬送アームを上記円板に
対し移動させた位置を演算により求め、搬送アームの後
退許可位置とすることを特徴とする。
【００１３】この場合、上記検出手段として、光軸が上
記円板の挿通孔内をほぼ直交方向に走る透過型光センサ
を用いる方が好ましい（請求項２）。また、上記搬送ア
ームの後退許可位置は、上記支持ピン先端の検出位置か
ら搬送アームの厚み分に余裕幅を加えた高さ分だけ、相
対的に搬送アームを上記円板に対し移動させた位置とし
て算出することが好ましい（請求項３）。
【００１４】また、請求項４記載の発明は、 搬送アー
ムで周辺部を保持して基板を載置台の上方に搬送し、載
置台を貫通する昇降可能な複数の支持ピン上に基板を載
せて支持し、搬送アームを載置台外に戻す一方、支持ピ
ンを下降させて載置台上に基板を載置する基板搬送装置
における基板の受け渡し位置教示装置であって、 上記
搬送アームに保持し得る上記基板と同程度の大きさの円
板であって、上記支持ピンに対する挿通孔を有すると共
に中央部に透孔を有する円板と、 上記円板に設けら
れ、この円板の中央部の透孔から下方の既知の中心ター
ゲットを視認するカメラと、 上記円板に設けられ、円
板の挿通孔に挿通される支持ピンの有無を検出可能な検
出手段と、 上記検出手段の出力信号を受け、その支持
ピン先端の検出位置から少なくとも上記搬送アームの厚
み分を越える分だけ、相対的に搬送アームを上記円板に
対し移動させた位置を演算により求め、その位置を搬送
アームの後退許可位置として搬送アームに教示する制御
手段とを具備することを特徴とする。
【００１５】この場合、上記検出手段として、光軸が上
記円板の挿通孔内をほぼ直交方向に走る透過型光センサ
を設けるとよい（請求項５）。また、上記制御手段は、
上記支持ピン先端の検出位置から搬送アームの厚み分に
余裕幅を加えた高さ分だけ、相対的に搬送アームを上記
円板に対し移動させた位置を、上記搬送アームの後退許
可位置として算出する機能を具備することが好ましい
（請求項６）。
【００１６】上記のように構成されるこの発明によれ
ば、検出手段の出力を受け、支持ピン先端の検出位置か
ら演算により自動的に搬送アームの後退許可位置を求め
ることができ、搬送アームに基板の受け渡し位置を教示
することができる。
【００１７】また、カメラによって、円板の中央部の透
孔から下方の既知の中心ターゲットを視認することによ
り、画像を見ながら、容易に搬送アームの前進位置及び
左右の微調整を行うことができるので、基板の受け渡し
位置を正確に検出することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態では、基
板たる半導体ウエハを加熱処理する熱処理装置（ホット
プレートユニット）における基板搬送装置を例にして説
明する。
【００１９】図４はレジスト液塗布・現像処理システム
の一実施形態の概略平面図、図５は図４の正面図、図６
は図５の背面図である。
【００２０】上記処理システムは、被処理体（基板）と
して半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）をウエハ
カセット１で複数枚例えば２５枚単位で外部からシステ
ムに搬入又はシステムから搬出したり、ウエハカセット
１に対してウエハＷを搬出・搬入したりするためのカセ
ットステーション１０（搬送部）と、塗布現像工程の中
で１枚ずつウエハＷに所定の処理を施す枚葉式の各種処
理ユニットを所定位置に多段配置してなる処理装置を具
備する処理ステーション２０と、この処理ステーション
２０と隣接して設けられる露光装置（図示せず）との間
でウエハＷを受け渡すためのインター・フェース部３０
とで主要部が構成されている。
【００２１】上記カセットステーション１０は、図４に
示すように、カセット載置台２上の突起３の位置に複数
個例えば４個までのウエハカセット１がそれぞれのウエ
ハ出入口を処理ステーション２０側に向けて水平のＸ方
向に沿って一列に載置され、カセット配列方向（Ｘ方
向）及びウエハカセット１内に垂直方向に沿って収容さ
れたウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向）に移動可能な
ウエハ搬送用ピンセット４が各ウエハカセット１に選択
的に搬送するように構成されている。また、ウエハ搬送
用ピンセット４は、θ方向に回転可能に構成されてお
り、後述する処理ステーション２０側の第３の組Ｇ３の
多段ユニット部に属するアライメントユニット（ＡＬＩ
Ｍ）及びエクステンションユニット（ＥＸＴ）にも搬送
できるようになっている。
【００２２】上記処理ステーション２０は、図４に示す
ように、中心部に垂直搬送型の主ウエハ搬送機構（基板
搬送機構、基板搬送装置）２１が設けられ、この主ウエ
ハ搬送機構２１を収容する室２２の周りに全ての処理ユ
ニットが１組又は複数の組に渡って多段に配置されてい
る。この例では、５組Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４及びＧ５
の多段配置構成であり、第１及び第２の組Ｇ１，Ｇ２の
多段ユニットはシステム正面（図８において手前）側に
並列され、第３の組Ｇ３の多段ユニットはカセットステ
ーション１０に隣接して配置され、第４の組Ｇ４の多段
ユニットはインター・フェース部３０に隣接して配置さ
れ、第５の組Ｇ５の多段ユニットは背部側に配置されて
いる。
【００２３】この場合、図５に示すように、第１の組Ｇ
１では、カップ２３内でウエハＷをスピンチャック（図
示せず）に載置して所定の処理を行う２台のスピナ型処
理ユニット例えばレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）及び
レジストパターンを現像する現像ユニット（ＤＥＶ）が
垂直方向の下から順に２段に重ねられている。第２の組
Ｇ２も同様に、２台のスピナ型処理ユニット例えばレジ
スト塗布ユニット（ＣＯＴ）及び現像ユニット（ＤＥ
Ｖ）が垂直方向の下から順に２段に重ねられている。こ
のようにレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）を下段側に配
置した理由は、レジスト液の排液が機構的にもメンテナ
ンスの上でも面倒であるためである。しかし、必要に応
じてレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）を上段に配置する
ことも可能である。
【００２４】図６に示すように、第３の組Ｇ３では、ウ
エハＷをウエハ載置台２４に載置して所定の処理を行う
オーブン型の処理ユニット例えばウエハＷを冷却するク
ーリングユニット（ＣＯＬ）、ウエハＷに疎水化処理を
行うアドヒージョンユニット（ＡＤ）、ウエハＷの位置
合わせを行うアライメントユニット（ＡＬＩＭ）、ウエ
ハＷの搬入出を行うエクステンションユニット（ＥＸ
Ｔ）、ウエハＷをベークする４つのホットプレートユニ
ット（ＨＰ）が垂直方向の下から順に例えば８段に重ね
られている。第４の組Ｇ４も同様に、オーブン型処理ユ
ニット例えばクーリングユニット（ＣＯＬ）、エクステ
ンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）、エク
ステンションユニット（ＥＸＴ）、クーリングユニット
（ＣＯＬ）、急冷機能を有する２つのチリングホットプ
レートユニット（ＣＨＰ）及び２つのホットプレートユ
ニット（ＨＰ）が垂直方向の下から順に例えば８段に重
ねられている。
【００２５】上記のように処理温度の低いクーリングユ
ニット（ＣＯＬ）、エクステンション・クーリングユニ
ット（ＥＸＴＣＯＬ）を下段に配置し、処理温度の高い
ホットプレートユニット（ＨＰ）、チリングホットプレ
ートユニット（ＣＨＰ）及びアドヒージョンユニット
（ＡＤ）を上段に配置することで、ユニット間の熱的な
相互干渉を少なくすることができる。勿論、ランダムな
多段配置とすることも可能である。
【００２６】なお、図４に示すように、処理ステーショ
ン２０において、第１及び第２の組Ｇ１，Ｇ２の多段ユ
ニット（スピナ型処理ユニット）に隣接する第３及び第
４の組Ｇ３，Ｇ４の多段ユニット（オーブン型処理ユニ
ット）の側壁の中には、それぞれダクト６５，６６が垂
直方向に縦断して設けられている。これらのダクト６
５，６６には、ダウンフローの清浄空気又は特別に温度
調整された空気が流されるようになっている。このダク
ト構造によって、第３及び第４の組Ｇ３，Ｇ４のオーブ
ン型処理ユニットで発生した熱は遮断され、第１及び第
２の組Ｇ１，Ｇ２のスピナ型処理ユニットへは及ばない
ようになっている。
【００２７】また、この処理システムでは、主ウエハ搬
送機構２１の背部側にも図８に点線で示すように第５の
組Ｇ５の多段ユニットが配置できるようになっている。
この第５の組Ｇ５の多段ユニットは、案内レール６７に
沿って主ウエハ搬送機構２１から見て側方へ移動できる
ようになっている。したがって、第５の組Ｇ５の多段ユ
ニットを設けた場合でも、ユニットをスライドすること
により空間部が確保されるので、主ウエハ搬送機構２１
に対して背後からメンテナンス作業を容易に行うことが
できる。
【００２８】上記インター・フェース部３０は、奥行き
方向では処理ステーション２０と同じ寸法を有するが、
幅方向では小さなサイズに作られている。このインター
・フェース部３０の正面部には可搬性のピックアップカ
セット３１と定置型のバッファカセット３２が２段に配
置され、背面部には周辺露光装置３３が配設され、中央
部には、ウエハの搬送アーム３４が配設されている。こ
の搬送アーム３４は、Ｘ，Ｚ方向に移動して両カセット
３１，３２及び周辺露光装置３３に搬送するように構成
されている。また、搬送アーム３４は、θ方向に回転可
能に構成され、処理ステーション２０側の第４の組Ｇ４
の多段ユニットに属するエクステンションユニット（Ｅ
ＸＴ）及び隣接する露光装置側のウエハ受渡し台（図示
せず）にも搬送できるように構成されている。
【００２９】上記のように構成される処理システムは、
クリーンルーム４０内に設置されるが、更にシステム内
でも効率的な垂直層流方式によって各部の清浄度を高め
ている。
【００３０】次に、上記処理システムの動作について説
明する。
【００３１】まず、カセットステーション１０におい
て、ウエハ搬送用ピンセット４がカセット載置台２上の
未処理のウエハＷを収容しているカセット１にアクセス
して、そのカセット１から１枚のウエハＷを取り出す。
ウエハ搬送用ピンセット４は、カセット１よりウエハＷ
を取り出すと、処理ステーション２０側の第３の組Ｇ３
の多段ユニット内に配置されているアライメントユニッ
ト（ＡＬＩＭ）まで移動し、ユニット（ＡＬＩＭ）内の
ウエハ載置台２４上にウエハＷを載せる。ウエハＷは、
ウエハ載置台２４上でオリフラ合せ及びセンタリングを
受ける。その後、主ウエハ搬送機構２１がアライメント
ユニット（ＡＬＩＭ）に反対側からアクセスし、ウエハ
載置台２４からウエハＷを受け取る。
【００３２】処理ステーション２０において、主ウエハ
搬送機構２１はウエハＷを最初に第３の組Ｇ３の多段ユ
ニットに属するアドヒージョンユニット（ＡＤ）に搬入
する。このアドヒージョンユニット（ＡＤ）内でウエハ
Ｗは疎水化処理を受ける。疎水化処理が終了すると、主
ウエハ搬送機構２１は、ウエハＷをアドヒージョンユニ
ット（ＡＤ）から搬出して、次に第３の組Ｇ３又は第４
の組Ｇ４の多段ユニットに属するクーリングユニット
（ＣＯＬ）へ搬入する。このクーリングユニット（ＣＯ
Ｌ）内でウエハＷはレジスト塗布処理前の設定温度例え
ば２３℃まで冷却される。冷却処理が終了すると、主ウ
エハ搬送機構２１は、ウエハＷをクーリングユニット
（ＣＯＬ）から搬出し、次に第１の組Ｇ1又は第２の組
Ｇ２の多段ユニットに属するレジスト塗布ユニット（Ｃ
ＯＴ）へ搬入する。このレジスト塗布ユニット（ＣＯ
Ｔ）内でウエハＷはスピンコート法によりウエハ表面に
一様な膜厚でレジストを塗布する。
【００３３】レジスト塗布処理が終了すると、主ウエハ
搬送機構２１は、ウエハＷをレジスト塗布ユニット（Ｃ
ＯＴ）から搬出し、次にホットプレートユニット（Ｈ
Ｐ）内へ搬入する。ホットプレートユニット（ＨＰ）内
でウエハＷは載置台上に載置され、所定温度例えば１０
０℃で所定時間プリベーク処理される。これによって、
ウエハＷ上の塗布膜から残存溶剤を蒸発除去することが
できる。プリベークが終了すると、主ウエハ搬送機構２
１は、ウエハＷをホットプレートユニット（ＨＰ）から
搬出し、次に第４の組Ｇ４の多段ユニットに属するエク
ステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）へ
搬送する。このユニット（ＣＯＬ）内でウエハＷは次工
程すなわち周辺露光装置３３における周辺露光処理に適
した温度例えば２４℃まで冷却される。この冷却後、主
ウエハ搬送機構２１は、ウエハＷを直ぐ上のエクステン
ションユニット（ＥＸＴ）へ搬送し、このユニット（Ｅ
ＸＴ）内の載置台（図示せず）の上にウエハＷを載置す
る。このエクステンションユニット（ＥＸＴ）の載置台
上にウエハＷが載置されると、インター・フェース部３
０の搬送アーム３４が反対側からアクセスして、ウエハ
Ｗを受け取る。そして、搬送アーム３４はウエハＷをイ
ンター・フェース部３０内の周辺露光装置３３へ搬入す
る。ここで、ウエハＷはエッジ部に露光を受ける。
【００３４】周辺露光が終了すると、搬送アーム３４
は、ウエハＷを周辺露光装置３３から搬出し、隣接する
露光装置側のウエハ受取り台（図示せず）へ移送する。
この場合、ウエハＷは、露光装置へ渡される前に、バッ
ファカセット３２に一時的に収納されることもある。
【００３５】露光装置で全面露光が済んで、ウエハＷが
露光装置側のウエハ受取り台に戻されると、インター・
フェース部３０の搬送アーム３４はそのウエハ受取り台
へアクセスしてウエハＷを受け取り、受け取ったウエハ
Ｗを処理ステーション２０側の第４の組Ｇ４の多段ユニ
ットに属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）へ搬
入し、ウエハ受取り台上に載置する。この場合にも、ウ
エハＷは、処理ステーション２０側へ渡される前にイン
ター・フェース部３０内のバッファカセット３２に一時
的に収納されることもある。
【００３６】ウエハ受取り台上に載置されたウエハＷ
は、主ウエハ搬送機構２１により、チリングホットプレ
ートユニット（ＣＨＰ）に搬送され、フリンジの発生を
防止するため、あるいは化学増幅型レジスト（ＣＡＲ）
における酸触媒反応を誘起するためポストエクスポージ
ャーベーク処理が施される。
【００３７】その後、ウエハＷは、第１の組Ｇ１又は第
２の組Ｇ２の多段ユニットに属する現像ユニット（ＤＥ
Ｖ）に搬入される。この現像ユニット（ＤＥＶ）内で
は、ウエハＷはスピンチャックの上に載せられ、例えば
スプレー方式により、ウエハＷ表面のレジストに現像液
が満遍なくかけられる。現像が終了すると、ウエハＷ表
面にリンス液がかけられて現像液が洗い落とされる。
【００３８】現像工程が終了すると、主ウエハ搬送機構
２１は、ウエハＷを現像ユニット（ＤＥＶ）から搬出し
て、次に第３の組Ｇ３又は第４の組Ｇ４の多段ユニット
に属するホットプレートユニット（ＨＰ）へ搬入する。
このユニット（ＨＰ）内でウエハＷは例えば１００℃で
所定時間ポストベーク処理される。これによって、現像
で膨潤したレジストが硬化し、耐薬品性が向上する。
【００３９】ポストベークが終了すると、主ウエハ搬送
機構２１は、ウエハＷをホットプレートユニット（Ｈ
Ｐ）から搬出し、次にいずれかのクーリングユニット
（ＣＯＬ）へ搬入する。ここでウエハＷが常温に戻った
後、主ウエハ搬送機構２１は、次にウエハＷを第３の組
Ｇ３に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）へ移
送する。このエクステンションユニット（ＥＸＴ）の載
置台（図示せず）上にウエハＷが載置されると、カセッ
トステーション１０側のウエハ搬送用ピンセット４が反
対側からアクセスして、ウエハＷを受け取る。そして、
ウエハ搬送用ピンセット４は、受け取ったウエハＷをカ
セット載置台上の処理済みウエハ収容用のカセット１の
所定のウエハ収容溝に入れて処理が完了する。
【００４０】次に、ホットプレートユニット（ＨＰ）に
ついて、図７の断面図を参照しながら説明する。
【００４１】ホットプレートユニット（ＨＰ）は、主ウ
エハ搬送機構２１により搬入されたウエハＷを加熱処理
する処理室５０が形成されており、この処理室５０に
は、外気と遮断するためのシャッタ５１と、ウエハＷを
載置する載置台２５と、載置台２５上でウエハＷを昇降
可能な支持ピン８０とを有している。
【００４２】シャッタ５１は、昇降シリンダ５２の作動
により上下動自在であり、シャッタ５１が上昇した際に
は、シャッタ５１と上部中央に排気口５３を有するカバ
ー５４から垂下したストッパ５５とが接触して、処理室
５０内が気密に維持されるように構成されている。ま
た、ストッパ５５には給気口（図示せず）が設けられて
おり、この給気口から処理室５０内に流入した空気は上
記排気口５３から排気されるように構成されている。な
お、かかる給気口から流入された空気は処理室５０内の
ウエハＷに直接触れないように構成されており、ウエハ
Ｗを所定の処理温度で加熱処理することができる。
【００４３】載置台２５は、ウエハＷより大きい円盤状
に形成され、ウエハＷを加熱するための熱源例えばヒー
タ２６が内蔵されている。また、載置台２５上には、ウ
エハＷを載置台２５と隙間をもたせて支持するプロキシ
ミティピン７０が取り付けられており、ウエハＷにパー
ティクル等が付着するのを防止している。また、載置台
２５の同心円上には、支持ピン８０が出入りするための
支持ピン案内用貫通孔２７が等間隔で複数、ここでは３
つ設けられている。このように構成される載置台２５
は、例えばアルミニウム合金等の熱伝導性の良好な材料
で形成されている。
【００４４】支持ピン８０は、図７に示すように、その
下部を連結ガイド８９に固定されており、連結ガイド８
９はタイミングベルト８８に連結されている。タイミン
グベルト８８は、ステッピングモータ８１により駆動さ
れる駆動プーリ８６と、この駆動プーリ８６の上方に配
設される従動プーリ８７とに掛け渡されており、ステッ
ピングモータ８１の正逆回転によって、支持ピン８０と
載置台２５とが相対的に上下移動自在に形成されてい
る。したがって、支持ピン８０は、ウエハＷを二点鎖線
で示す位置で支持することができると共に、この状態か
ら支持ピン８０を下降させると、実線で示すようにウエ
ハＷを載置台２５上に載置することができる。この支持
ピン８０も、上述したギャップピン７０と同様、支持ピ
ン８０からウエハＷに与えられる熱と載置台２５表面か
ら与えられる熱との差が可及的に小さくなるように形成
されている。
【００４５】ところで、この発明は、上記ホットプレー
トユニット（ＨＰ）のような各種処理ユニットにおける
支持ピンに対し、当該支持ピンと上記主ウエハ搬送機構
２１の搬送アーム２８（図８）と間で基板たるウエハＷ
の受け渡しを行う基板搬送装置部分を対象とする。
【００４６】上記主ウエハ搬送機構２１は図８で説明し
たように搬送アーム２８を有しており、これでウエハＷ
の周辺部を保持して載置台２５の上方に搬送し、複数、
例えば３本の支持ピン８０（図９）との間でウエハＷの
受け渡しを行う。かかる動作においては、まず水平面内
において、搬送アーム２８によりウエハＷを正しい位置
まで送り込むことが必要であり、そのためにはウエハＷ
の中心を既知の目標位置に合致させることが必要であ
る。
【００４７】また上下方向（高さ位置）に関しても、３
本の支持ピン８０の先端部に基板を支持させた後、搬送
アーム２８を他部への干渉なしに引き戻しできる位置、
すなわちウエハＷの受け渡し後の搬送アームの後退許可
位置（ゼロ点）を知ることが必要となる。何故なら、ま
だウエハＷが載っている状態で搬送アーム２８を戻して
しまう不都合を避けるためには、搬送アーム２８を下降
させるべき下限位置又は支持ピン８０を上昇させるべき
上限位置を知り、搬送アーム２８を戻す適切なタイミン
グを見い出して搬送アーム側に教示する必要があるため
である。
【００４８】＜教示用治具及び教示装置＞そこで、この
実施の形態では、上記３本の支持ピン８０の先端部の高
さ位置を自動的に検知する教示用治具５及びその検知位
置から搬送アームの後退許可位置（ゼロ点）を算出して
主ウエハ搬送機構２１に教示する教示装置を用いる。
【００４９】教示用治具は図１に示すように、基板であ
るウエハＷと同程度の大きさの円板であって、中央部に
透孔６を有すると共にその周囲の平面内に複数（図面で
は３個の場合を示す）の支持ピン８０に対する挿通孔７
を有する複数の円板５と、この円板５に設けられ、円板
５の中央部の透孔６から下方の既知の中心ターゲット９
０（例えば載置台２５の表面に設けられたマーク）を視
認するカメラ９と、円板５に設けられ円板５の少なくと
も一つの挿通孔７に挿通される支持ピン８０の有無を検
出可能な検出手段、例えば光センサ８とから構成されて
いる。ここでは、一つの挿通孔７に挿通される支持ピン
８０の有無を検出可能な光センサ８が設けられている
が、勿論、全ての挿通孔７に光センサ８を設けてもよ
い。このように、全ての挿通孔７に光センサ８を設ける
ことにより、各支持ピン８０の先端同士間の高さ寸法の
差を検出することができるので、ユニット例えばホット
プレートユニット（ＨＰ）の傾きを確認することができ
る。したがって、教示用治具の精度の向上及び信頼性の
向上を図ることができる。
【００５０】光センサ８は、円板５の片面上において挿
入孔７を間に介在させて対向配設された発光素子８ａと
受光素子８ｂから成り、光軸が円板の挿通孔７内をほぼ
直交方向に走っている。そして、光センサ８は、発光素
子８ａが電気的パワーにより発光し、その光７２を受光
素子８ｂが受光するか否かによって、発光素子８ａと受
光素子８ｂとの間に支持ピン８０が存在するか否かを検
知する透過型光センサを構成している。
【００５１】図中、符号６０はＣＰＵを主体として構成
された制御装置（制御手段）であり、上記カメラ９の撮
像信号を受け、その既知の中心ターゲット９０の画像を
図示してないモニタ画面に映し出す。
【００５２】また、制御装置６０は、上記光センサ８の
出力信号を受け、その支持ピン８０先端の検出位置から
少なくとも搬送アーム２８の厚み分を越える分だけ、相
対的に搬送アームを上記円板に対し移動させた位置を演
算により求め、その位置を搬送アームの後退許可位置と
して搬送アーム２８に教示する制御手段として働く。
【００５３】＜検出方法＞次に、基板（ウエハＷ）を受
け渡した後、搬送アーム２８を引き戻すことが可能とな
る搬送アーム２８の高さ位置（Ｚ軸位置）、すなわち搬
送アームの後退許可位置（ゼロ点位置）の検出方法につ
いて、図１、図２及び図３を参照しながら説明する。
【００５４】まず、オペレータが手動で又は主ウエハ搬
送機構２１の自動動作により、上記教示用治具である円
板５の周辺部を主ウエハ搬送機構２１の搬送アーム２８
で保持する。このとき、円板５に設けられた挿通孔７が
支持ピン８０を挿通し得る位置に円板５が保持される。
この際、円板５を、挿通孔７が支持ピン８０を挿通し得
る位置に移動させる手法としては、具体的には、支持
ピン８０の配置と、搬送アーム２８上に円板５を載置し
た状態で搬送アーム２８を移動させる距離と、円板５の
挿通孔７の径（寸法）による設計許容値との関係によっ
て決まる搬送アーム２８の設計値上の初期値を使用する
か、の設計値から簡単に移動できない場合に、ユニ
ット例えばホットプレートユニット（ＨＰ）のウエハ搬
入口基準点を粗調整用のセンサ等で見つけ出して、設計
値で決まっている搬入口基準点から支持ピン８０の位置
へ円板５を搬入（移動）させるか、あるいは、手動で
基準となる点を前もって調整しておくなどの手法が考え
られるが、搬送アーム２８の性能により、これらの手法
の何れかを適用することができる。例えば、円板５の挿
通孔と支持ピン８０との取り合いの余裕度をＸとし、教
示作業前のアーム精度をＹとした場合、Ｘ＞Ｙであれ
ば、の手法を採用することができ、また、Ｘ＜Ｙであ
れば、，の手法を採用することができる。
【００５５】このようにして搬送アーム２８にて保持さ
れた円板５を載置台２５の上方（図７の二点鎖線で示す
ウエハＷの位置）に搬送する（図２（ａ））。この時点
では発光素子８ａの光７２が受光素子８ｂで受光されて
おり、光センサ８はＯＦＦ状態にある。
【００５６】まず、搬送アーム２８と支持ピン８０とを
水平面内で相対移動、ここでは搬送アーム２８を水平の
Ｘ，Ｙ方向に移動させると共に、水平方向（θ方向）に
回転させて、カメラ９で監視しながら円板５の中心を既
知の中心ターゲット９０に一致させる。この中心ターゲ
ット９０の画像は図示しないモニタ画面に映し出されて
検出される。これにより、基板（ウエハＷ）の中心位置
が位置決めされる。
【００５７】次に、搬送アーム２８と支持ピン８０とを
垂直方向（Ｚ方向）に相対移動、ここでは搬送アーム２
８をゆっくりと下方に移動させて、支持ピン８０を教示
用治具である円板５の挿通孔７に挿通させる。やがて発
光素子８ａの光７２が支持ピン８０で遮られ、支持ピン
８０の先端が光センサ８で検知され、光センサ８がＯＮ
する（図２（ｂ））。
【００５８】これで搬送アーム２８と支持ピン８０との
相対的位置関係が明らかとなったことになる。すなわ
ち、図２（ｂ）で示す位置にまで支持ピン８０先端が来
ている場合、治具によらない実際の基板受け渡し作業で
は、この支持ピン８０先端上にウエハＷが載置されてい
るはずであり、円板５表面からの光センサ８の高さＨ及
び円板５の厚さ分の総和だけウエハＷが持ち上げられて
いることになる。
【００５９】そこで、図３（ａ）に示すように、支持ピ
ン８０先端の検出位置から少なくとも搬送アーム２８の
厚み分Ｄだけ、搬送アーム２８を支持ピン８０に対して
相対的に下げると、ウエハＷに干渉を与えずに搬送アー
ム２８の引き戻しが可能になる。
【００６０】上記見地から、本実施形態では、上記支持
ピン先端の検出位置から搬送アームの厚み分Ｄに余裕幅
ｄ（例えば１．５ｍｍ）を加えた高さ分（Ｄ＋ｄ）だ
け、相対的に搬送アーム２８を円板５に対し移動させた
位置（ゼロ点位置）を、搬送アーム２８の後退許可位置
として制御装置６０に算出させ、これを搬送アーム２８
つまり主ウエハ搬送機構２１の操作プログラムに教示す
る。この自動教示作業の終了後、教示用治具５は搬送ア
ーム２８から取り外される。
【００６１】かくして、搬送アーム２８のゼロ点自動教
示、つまり搬送アーム２８の後退許可位置及び基板（ウ
エハＷ）の受け渡し位置を決定する作業（ゼロ点の設
定）が自動で行われる。
【００６２】なお、光センサ８がＯＮした支持ピン先端
の検出位置を基準にして逆算すれば、円板５表面からの
光センサ８の高さＨ及び円板５の厚さ分だけ下側の位置
が、ウエハＷ（円板５）に対する支持ピン８０の支持位
置として求められるので、この支持位置を基準にして搬
送アームの後退許可位置を求めることも可能である。
【００６３】なお、上記説明では、円板５（ウエハＷ）
の中心位置を検出した後に、支持ピン８０の高さ位置
（搬送アーム２８の後退許可位置）を検出する場合につ
いて説明したが、逆の手順で検出を行ってもよい。すな
わち、まず支持ピン８０の高さ位置（搬送アーム２８の
後退許可位置）を検出した後に、円板５（ウエハＷ）の
中心位置の検出を行うようにしてもよい。
【００６４】なお、上記実施形態では、円板５に設けら
れた三つの挿通孔７の一つに光センサ８を設ける場合に
ついて説明したが、各挿通孔７に同様に光センサ８を設
けてもよい。このように、各挿通孔７に光センサ８を設
けることにより、全ての支持ピン８０の高さを検出する
ことができるので、更に高精度の検出ができ、装置の信
頼性の向上が図れ、また、支持ピン８０の傾斜を検出す
ることも可能となる。
【００６５】また、上記実施形態では、ホットプレート
ユニット（ＨＰ）内の支持ピン８０に対する主ウエハ搬
送機構２１について、その搬送アーム２８の基板の受け
渡し位置を教示する場合について説明したが、搬送アー
ムと支持ピンとの間で基板の受け渡し位置を教示するも
のであれば他の処理ユニット内の支持ピンと他の搬送機
構との間における基板の受け渡し位置の教示に適用する
ことも勿論可能であり、例えば、エクステンションユニ
ット（ＥＸＴ）内の支持ピンと搬送アーム３４との間で
基板の受け渡し位置の教示を行うことも可能である。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明の基板搬送
装置における基板の受け渡し位置検知方法及びその教示
装置によれば、検出手段の出力を受け、支持ピン先端の
検出位置から演算により自動的に搬送アームの後退許可
位置を求めることができ、搬送アームに基板の受け渡し
位置を教示することができる。
【００６７】また、カメラによって円板の中央部の透孔
から下方の既知の中心ターゲットを視認することによ
り、画像を見ながら、容易に搬送アームの前進位置及び
左右の微調整を行うことができるので、基板の受け渡し
位置を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る教示装置の一例を示す概略斜視
図である。
【図２】この発明の基板の受け渡し位置検知方法の説明
に共する治具の円板と搬送アームの概略断面図である。
【図３】この発明の基板の受け渡し位置検知方法の説明
に共するウエハと搬送アームの概略断面図である。
【図４】この発明を適用したレジスト液塗布・現像処理
システムの一例を示す概略平面図である。
【図５】上記レジスト液塗布・現像処理システムの概略
正面図である。
【図６】上記レジスト液塗布・現像処理システムの概略
背面図である。
【図７】この発明を適用した熱処理装置の構成を示す概
略断面図である。
【図８】熱処理装置の搬送装置の構成を示す概略平面図
である。
【図９】熱処理装置の搬送装置の構成を示す概略断面図
である。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ（基板） ５ 円板 ６ 透孔 ７ 挿通孔 ８ 光センサ ８ａ 発光素子 ８ｂ 受光素子 ９ カメラ ２５ 載置台 ２７ 支持ピン案内用貫通孔 ２８ 搬送アーム ７２ 光 ８０ 支持ピン ９０ 既知の中心ターゲット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小沢 誠司 東京都港区赤坂五丁目３番６号ＴＢＳ放送 センター東京エレクトロン株式会社内 Ｆターム(参考） 3C007 AS24 JU08 KS36 KT01 KT06 KV12 KX19 LS04 LS05 MT01 5F031 CA02 CA05 GA13 HA01 HA33 JA04 JA05 JA22 KA11 MA26 MA27

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 搬送アームで周辺部を保持して基板を載
    置台の上方に搬送し、上記載置台を貫通する昇降可能な
    複数の支持ピン上に上記基板を載せ、上記搬送アームを
    載置台外に戻す一方、上記支持ピンを下降させて上記載
    置台上に上記基板を載置する基板搬送装置において、 上記基板と同程度の大きさの円板を治具として用意し、 その際、上記円板には中央部に形成した透孔を通して下
    方を視認可能にカメラを搭載すると共に、 上記複数の支持ピンを緩く挿通させるよう上記円板に形
    成した複数の挿通孔のうちの少なくとも一つに対し、上
    記支持ピンの有無を検出可能な検出手段を設け、 上記円板の周辺部を上記搬送アームで保持して上記載置
    台の上方に搬送し、上記搬送アームと支持ピンとを水平
    面内で相対移動させて、上記カメラで監視しながら上記
    円板の中心を既知の中心ターゲットに一致させ、 上記搬送アームと支持ピンとを上下方向に相対移動させ
    て、支持ピンの先端を上記検出手段で検出し、 上記支持ピン先端の検出位置から少なくとも上記搬送ア
    ームの厚み分を越える分だけ、相対的に搬送アームを上
    記円板に対し移動させた位置を演算により求め、搬送ア
    ームの後退許可位置とすることを特徴とする基板搬送装
    置における基板の受け渡し位置検知方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の検知方法において、 上記検出手段として、光軸が円板の挿通孔内をほぼ直交
    方向に走る透過型光センサを用いることを特徴とする基
    板搬送装置における基板の受け渡し位置検知方法。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の検知方法におい
    て、 上記搬送アームの後退許可位置を、上記支持ピン先端の
    検出位置から搬送アームの厚み分に余裕幅を加えた高さ
    分だけ、相対的に搬送アームを円板に対し移動させた位
    置として算出する、ことを特徴とする基板搬送装置にお
    ける基板の受け渡し位置検知方法。
  4. 【請求項４】 搬送アームで周辺部を保持して基板を載
    置台の上方に搬送し、上記載置台を貫通する昇降可能な
    複数の支持ピン上に上記基板を載せて支持し、上記搬送
    アームを載置台外に戻す一方、支持ピンを下降させて上
    記載置台上に上記基板を載置する基板搬送装置における
    基板の受け渡し位置教示装置であって、 上記搬送アームに保持し得る上記基板と同程度の大きさ
    の円板であって、上記支持ピンに対する挿通孔を有する
    と共に中央部に透孔を有する円板と、 上記円板に設けられ、円板の中央部の透孔から下方の既
    知の中心ターゲットを視認するカメラと、 上記円板に設けられ、この円板の挿通孔に挿通される支
    持ピンの有無を検出可能な検出手段と、 上記検出手段の出力信号を受け、その支持ピン先端の検
    出位置から少なくとも上記搬送アームの厚み分を越える
    分だけ、相対的に搬送アームを上記円板に対し移動させ
    た位置を演算により求め、その位置を搬送アームの後退
    許可位置として搬送アームに教示する制御手段と、 を具備することを特徴とする基板搬送装置における基板
    の受け渡し位置教示装置。
  5. 【請求項５】 請求項４記載の教示装置において、 上記検出手段として、光軸が上記円板の挿通孔内をほぼ
    直交方向に走る光センサを設けたことを特徴とする基板
    搬送装置における基板の受け渡し位置教示装置。
  6. 【請求項６】 請求項４又は５記載の教示装置におい
    て、 上記制御手段が、上記支持ピン先端の検出位置から搬送
    アームの厚み分に余裕幅を加えた高さ分だけ、相対的に
    搬送アームを上記円板に対し移動させた位置を、上記搬
    送アームの後退許可位置として算出する機能を具備する
    ことを特徴とする基板搬送装置における基板の受け渡し
    位置教示装置。
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