特許 6040757 搬送機構の位置決め方法、被処理体の位置ずれ量算出方法及び搬送機構のティーチングデータの修正方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6040757

(24)【登録日】2016年11月18日

(45)【発行日】2016年12月7日

(54)【発明の名称】搬送機構の位置決め方法、被処理体の位置ずれ量算出方法及び搬送機構のティーチングデータの修正方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/68 20060101AFI20161128BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 F

【請求項の数】19

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2012-279632(P2012-279632)

(22)【出願日】2012年12月21日

(65)【公開番号】特開2014-99576(P2014-99576A)

(43)【公開日】2014年5月29日

【審査請求日】2015年8月30日

(31)【優先権主張番号】特願2012-228077(P2012-228077)

(32)【優先日】2012年10月15日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090125

【弁理士】

【氏名又は名称】浅井 章弘

(72)【発明者】

【氏名】久保寺 政人

(72)【発明者】

【氏名】菊嶋 博人

(72)【発明者】

【氏名】山口 博史

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 義明

(72)【発明者】

【氏名】ユー メンヤウ

【審査官】 中田 剛史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−３３２６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２０３９６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０６４６５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３４９２８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２９７０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２２１９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理体の周辺部の下面を保持する複数の保持ピン部を有し、且つ旋回及び上下動可能になされた載置台に対して接近及び離間が可能になされて先端に被処理体の存否を検出する検出部を設けたピック部を有する搬送機構の位置決め方法において、
前記検出部によって前記保持ピン部の上端エッジを検出して前記ピック部の高さ基準位置を決定する高さ方向決定工程と、
前記保持ピン部を通る前記載置台の半径方向と前記ピック部の前進方向とのずれ角度を求めて前記ピック部の前進角度を修正する前進角度決定工程と、
前記保持ピン部を通る前記載置台の半径方向と前記ピック部の前進方向とのずれ水平距離を求めて前記ピック部の前進起点位置を修正する前進起点位置決定工程と、
前記保持ピン部の座標から前記ピック部の前進基準量を求める前進量決定工程と、
を有することを特徴とする搬送機構の位置決め方法。

【請求項2】

前記高さ方向決定工程は、
前記複数の保持ピン部の内の１つの保持ピン部を前記被処理体の搬入搬出側に向ける第１の工程と、
前記ピック部を前記保持ピン部に向けて少しずつ接近させつつ前記保持ピン部を上下動させることを前記検出部が前記保持ピン部を検出するまで行う第２工程と、
前記保持ピン部を検出した状態で前記検出部が前記保持ピン部を未検出になるまで前記ピック部を少しずつ後退させて未検出になったことに応答して停止させる第３の工程と、
前記ピック部を前記保持ピン部の長さよりも小さい僅かな距離だけ前進させて前記保持ピン部を検出した状態とする第４の工程と、
前記保持ピン部を検出した状態で前記保持ピン部を下方向へ移動させて前記保持ピン部を未検出になったことに応答して前記保持ピン部の上端エッジを検出する第５の工程と、
前記上端エッジを検出した高さ位置に基づいて高さ方向基準位置を決定する第６の工程と、
を有することを特徴とする請求項１記載の搬送機構の位置決め方法。

【請求項3】

前記前進角度決定工程は、
前記ピック部を前記保持ピン部から一旦離間させた後に、前記検出部が前記保持ピン部を検出するまで前記ピック部を前記保持ピン部に向けて前進させる第２１の工程と、
前記保持ピン部を検出している状態で前記保持ピン部を左右に回転して前記検出部が前記保持ピン部を検出しなくなった時の左右の回転角度を求める第２２の工程と、
前記回転角度に基づいて前記ピック部の前進方向の前記ずれ角度を求める第２３の工程と、
前記ずれ角度に基づいて前記ピック部の前進角度を修正する第２４の工程と、
を有することを特徴とする請求項１又は２記載の搬送機構の位置決め方法。

【請求項4】

前記前進起点位置決定工程は、
前記ピック部を前記保持ピン部から一旦離間させた後に、前記検出部が前記保持ピン部を検出するまで前記ピック部を前記保持ピン部に向けて前進させる第３１の工程と、
前記ピック部を僅かな距離だけ後退させて前記検出部が前記保持ピン部を未検出の状態にする第３２の工程と、
前記ピック部を左右に回転することによって前記検出部が前記保持ピン部を検出した時の左右の回転角度を求める第３３の工程と、
前記左右の回転角度に基づいて前記保持ピン部を通る前記載置台の半径方向と前記ピック部の前進方向との水平面内における前記ずれ水平距離を求める第３４の工程と、
前記ずれ水平距離だけ前記ピック部の前進方向を平行移動させることにより前記ピック部の前記前進起点位置を修正する第３５の工程と、
を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の搬送機構の位置決め方法。

【請求項5】

前記前進量決定工程は、
前記左右の回転角度に基づいて前記保持ピン部の座標を求める第４１の工程と、
前記座標から前記ピック部の前記前進基準量を求める第４２の工程と、
を有することを特徴とする請求項４記載の搬送機構の位置決め方法。

【請求項6】

被処理体の周辺部の下面を保持する複数の保持ピン部と該複数の保持ピン部の内周側に配置された複数の中間ピン部とを有し、且つ旋回及び上下動可能になされた載置台に対して接近及び離間が可能になされて先端に被処理体の存否を検出する検出部を設けたピック部を有する搬送機構の位置決め方法において、
前記検出部によって前記保持ピン部の上端エッジを検出して前記ピック部の高さ基準位置を決定する高さ方向決定工程と、
前記ピック部の回転中心を起点とする前記保持ピン部の座標である第１の座標を求める第１の座標決定工程と、
前記ピック部の回転中心を起点とする前記中間ピン部の座標である第２の座標を求める第２の座標決定工程と、
前記第１及び第２の座標に基づいて前記載置台の回転中心の座標である第３の座標を求める第３の座標決定工程と、
前記第１、第２及び第３の座標に基づいて前記ピック部の前進角度と前進起点位置と前進基準量とを求める最終工程と、
を有することを特徴とする搬送機構の位置決め方法。

【請求項7】

前記高さ位置決定工程は、
前記複数の保持ピン部の内の１つの保持ピン部を前記被処理体の搬入搬出側に向ける第１の工程と、
前記ピック部を前記保持ピン部に向けて少しずつ接近させつつ前記保持ピン部を上下動させることを前記検出部が前記保持ピン部を検出するまで行う第２の工程と、
前記保持ピン部を検出した状態で前記検出部が前記保持ピン部を未検出になるまで前記ピック部を少しずつ後退させて未検出になったことに応答して停止させる第３の工程と、
前記ピック部を前記保持ピン部の長さよりも小さい僅かな距離だけ前進させて前記保持ピン部を検出した状態とする第４の工程と、
前記保持ピン部を検出した状態で前記保持ピン部を下方向へ移動させて前記保持ピン部を未検出になったことに応答して前記保持ピン部の上端エッジを検出する第５の工程と、
前記上端エッジを検出した高さ位置に基づいて高さ方向基準位置を決定する第６の工程と、
を有することを特徴とする請求項６記載の搬送機構の位置決め方法。

【請求項8】

前記第１の座標決定工程は、
前記ピック部を前記保持ピン部から一旦離間させた後に、前記検出部が前記保持ピン部を検出するまで前記ピック部を前記保持ピン部に向けて前進させる第４１の工程と、
前記ピック部を僅かな距離だけ後退させて前記検出部が前記保持ピン部を未検出の状態にする第４２の工程と、
前記ピック部を左右に回転することによって前記検出部が前記保持ピン部を検出した時の左右の回転角度を求める第４３の工程と、
前記左右の回転角度に基づいて前記ピック部の回転中心を起点とする前記保持ピン部の前記第１の座標を求める第４４の工程と、
を有することを特徴とする請求項６又は７記載の搬送機構の位置決め方法。

【請求項9】

前記第２の座標決定工程では、
前記中間ピン部に対して前記第４１、第４２、第４３及び第４４の各工程と同様な工程を行って前記中間ピン部の前記第２の座標を求めることを特徴とする請求項８記載の搬送機構の位置決め方法。

【請求項10】

前記搬送機構は搬送室に設けられており、前記載置台は被処理体に対して所定の処理を施す処理室内に設けられていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の搬送機構の位置決め方法。

【請求項11】

複数の保持ピン部を有し、且つ旋回可能になされた載置台に載置して保持された被処理体の位置ずれ量算出方法において、
ピック部を有する搬送機構を用いて前記被処理体を前記載置台に載置して支持させる載置工程と、
前記搬送機構のピック部に設けた検出部により前記被処理体のエッジと前記保持ピン部の外周端に設けられた上端突起との位置関係を各保持ピン部について求める測定工程と、
前記求めた位置関係に基づいて前記被処理体の位置ずれ量を求めるずれ量算出工程と、
を有することを特徴とする被処理体の位置ずれ量算出方法。

【請求項12】

前記位置ずれ量は、平面内において直交するＸ方向とＹ方向の２方向において求められることを特徴とする請求項１１記載の被処理体の位置ずれ量算出方法。

【請求項13】

前記保持ピン部は、前記載置台の回転中心を中心としてその周方向に等間隔で３箇所設けられており、前記測定工程では、各保持ピン部における前記位置関係を求めるために前記載置台を１２０度ずつ回転させることを特徴とする請求項１１又は１２記載の被処理体の位置ずれ量算出方法。

【請求項14】

前記位置関係は、前記被処理体のエッジと前記上端突起の外周端との間の距離であることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の被処理体の位置ずれ量算出方法。

【請求項15】

前記位置関係は、前記被処理体のエッジと前記上端突起の内周端との間の距離であることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の被処理体の位置ずれ量算出方法。

【請求項16】

前記測定工程では、最初に前記検出部により前記被処理体の高さレベルの位置を求めることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか一項に記載の被処理体の位置ずれ量算出方法。

【請求項17】

前記測定工程では、前記検出部が設けられた前記ピック部を、前記被処理体と同じ高さレベルに沿って前進させることにより前記位置関係を求めることを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれか一項に記載の被処理体の位置ずれ量算出方法。

【請求項18】

前記測定工程では、前記検出部が設けられた前記ピック部を、所定のピッチの前進移動又は後退移動と垂直方向への移動とを交互に繰り返すことにより前記位置関係を求めることを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれか一項に記載の被処理体の位置ずれ量算出方法。

【請求項19】

搬送機構のティーチングデータの修正方法において、
請求項１１乃至１８のいずれか一項に記載の被処理体の位置ずれ量算出方法を実行する工程と、
前記工程で求められた位置ずれ量を相殺するように前記ティーチングデータを修正する工程とを有することを特徴とする搬送機構のティーチングデータの修正方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体ウエハ等の被処理体を搬送する搬送機構の位置決め方法、被処理体の位置ずれ量算出方法及び搬送機構のティーチングデータの修正方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、半導体集積回路を製造するためにはウエハに対して成膜、エッチング、酸化、拡散等の各種の処理が行なわれる。そして、半導体集積回路の微細化及び高集積化によって、スループット及び歩留りを向上させるために、同一処理を行なう複数の処理装置、或いは異なる処理を行なう複数の処理装置を、共通の搬送室を介して結合した処理システムが、例えば特許文献１等に開示されている。

【0003】

この種の処理システムにあっては、例えば処理システムの前段に設けてある被処理体の導入ポートに設置した収納容器より搬送機構を用いて半導体ウエハを取り出してこれを処理システムの搬送室内へ取り込み、このウエハを複数の処理装置が連結された搬送室から各処理装置に対して順次導入して処理を連続的に行うようになっている。そして、処理済みのウエハは、例えば元の経路を通って元の収納容器へ収容される。

【0004】

ところで、上記したように、この種の処理システムにあっては、内部に単数、或いは複数の搬送機構を有しており、ウエハの受け渡し、及び搬送はこれらの搬送機構により自動的に行われる。

【0005】

この搬送機構は、例えば屈伸、旋回及び昇降自在になされた１つ又は２つのピック部を有しており、このピック部でウエハを直接的に保持して搬送位置まで移動してウエハを所定の位置まで搬送するようになっている。この場合、搬送機構のピック部がウエハを取りに行ったり、或いはウエハを置きに行ったりする動作中にこのピック部や保持しているウエハが他の部材と干渉乃至衝突することを避けなければならないばかりか、ある一定の場所に置かれているウエハを適正に保持し、且つこのウエハを目的とする位置まで搬送し、適正な場所に精度良く、例えば±０．２０ｍｍ以内の高い位置精度で受け渡す必要がある。

【0006】

このため、装置の組立の際や大きな装置改造を行った際などには、搬送機構のピック部の移動経路においてウエハＷの受け渡しを行なう場所などの重要な位置を、この搬送機構の動作を制御するコンピュータ等の制御部に搬送位置座標として覚えこませる位置決め方法、いわゆるティーチングという操作が行なわれている。

【0007】

このティーチングは、例えば搬送機構と収納容器との位置関係、ロードロック室の保持部とピック部との位置関係、ピック部と位置合わせ機構との位置関係、ピック部と各処理装置のサセプタとの位置関係など、ウエハの受け渡しを行なうためのほとんど全ての場所、すなわち、ピック部がアクセスする場所（ポイント）についてピック部毎に行われ、その搬送位置座標が記憶される。尚、全ての駆動系には、その駆動位置を特定するためのエンコーダ等が組み込まれており、駆動系は例えばパルスモータ等を含んでパルス数を制御することにより、その移動量を精度良くコントロールできるようになっている。

【0008】

従来のティーチング方法は、一般的には半導体ウエハを搬送すべき位置に作業者が正確に半導体ウエハを設置し、この半導体ウエハと搬送機構のピック部とを作業者が目視で確認しつつピック部を移動させてこれをウエハに接触させ、その時の水平面内の座標や高さ位置等を基準として記憶させ、その後は、この記憶した座標に基づいてピック部を自動で駆動させるようにしていた。

【0009】

また他の位置決め方法としては、特許文献２に記載されているように、搬送アームの先端に設けたマッピングセンサによりティーチング用治具の高さ位置を検出して各部へのアクセス高さを算出するようにしたティーチング方法が知られている。更に、他の位置決め方法としては、特許文献３に記載されているように、可動アームの先端に設けたビーム検出器を用いて物体と幾何学的関係を有する特徴体に３回接近して検出し、物体の位置や角度方向等を算出するようにしたティーチング方法が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２０００−２０８５８９号公報

【特許文献2】特開２００６−１８５９６０号公報

【特許文献3】特表２００９−５０６５１８号公報（特に請求項３９等）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

ところで、上述のような位置決め方法にあっては、載置パッドをウエハＷの裏面と接触させるようにしているので、目視での確認が困難であるばかりか、作業者間のバラツキが大きかった。

【0012】

また、ウエハＷをティーチング位置に設置するためには、ティーチング位置に対応する装置自体の天井蓋を開放して設置作業を行わなければならず、作業効率を低下させる原因となっていた。また、特許文献２の場合には、Ｚ軸（高さ方向）ティーチング用治具を別途備えなければならないことから、その分、手間がかかる不都合があった。更に特許文献３の場合には、例えば３本の基板支持ピンにピックに設けたビーム検出器をアクセスさせ、水平面内における基板ステーションの位置や方位を求めているにすぎない（段落００３０及び００３１）。また、各基板支持ピンにピックをアクセスする際には、作業者は目視で注意して行わなければならず、作業性も劣る、という不都合がある。

【0013】

本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明は、ティーチング操作の作業性が向上して作業者間のバラツキを低減し、ピック部と被処理体とが干渉する危惧を抑制することが可能な搬送機構の位置決め方法、被処理体の位置ずれ量算出方法及び搬送機構のティーチングデータの修正方法である。

【課題を解決するための手段】

【0014】

請求項１に係る発明は、被処理体の周辺部の下面を保持する複数の保持ピン部を有し、且つ旋回及び上下動可能になされた載置台に対して接近及び離間が可能になされて先端に被処理体の存否を検出する検出部を設けたピック部を有する搬送機構の位置決め方法において、前記検出部によって前記保持ピン部の上端エッジを検出して前記ピック部の高さ基準位置を決定する高さ方向決定工程と、前記保持ピン部を通る前記載置台の半径方向と前記ピック部の前進方向とのずれ角度を求めて前記ピック部の前進角度を修正する前進角度決定工程と、前記保持ピン部を通る前記載置台の半径方向と前記ピック部の前進方向とのずれ水平距離を求めて前記ピック部の前進起点位置を修正する前進起点位置決定工程と、前記保持ピン部の座標から前記ピック部の前進基準量を求める前進量決定工程と、を有することを特徴とする搬送機構の位置決め方法である。

【0015】

これにより、ティーチング操作の作業性が向上して作業者間のバラツキを低減し、ピック部と被処理体とが干渉する危惧を抑制することが可能となる。

【0016】

請求項６に係る発明は、被処理体の周辺部の下面を保持する複数の保持ピン部と該複数の保持ピン部の内周側に配置された複数の中間ピン部とを有し、且つ旋回及び上下動可能になされた載置台に対して接近及び離間が可能になされて先端に被処理体の存否を検出する検出部を設けたピック部を有する搬送機構の位置決め方法において、前記検出部によって前記保持ピン部の上端エッジを検出して前記ピック部の高さ基準位置を決定する高さ方向決定工程と、前記ピック部の回転中心を起点とする前記保持ピン部の座標である第１の座標を求める第１の座標決定工程と、前記ピック部の回転中心を起点とする前記中間ピン部の座標である第２の座標を求める第２の座標決定工程と、前記第１及び第２の座標に基づいて前記載置台の回転中心の座標である第３の座標を求める第３の座標決定工程と、前記第１、第２及び第３の座標に基づいて前記ピック部の前進角度と前進起点位置と前進基準量とを求める最終工程と、を有することを特徴とする搬送機構の位置決め方法である。

【0017】

これにより、ティーチング操作の作業性が向上して作業者間のバラツキを低減し、ピック部と被処理体とが干渉する危惧を抑制することが可能となる。

【0018】

請求項１１に係る発明は、複数の保持ピン部を有し、且つ旋回可能になされた載置台に載置して保持された被処理体の位置ずれ量算出方法において、ピック部を有する搬送機構を用いて前記被処理体を前記載置台に載置して支持させる載置工程と、前記搬送機構のピック部に設けた検出部により前記被処理体のエッジと前記保持ピン部の外周端に設けられた上端突起との位置関係を各保持ピン部について求める測定工程と、前記求めた位置関係に基づいて前記被処理体の位置ずれ量を求めるずれ量算出工程と、を有することを特徴とする被処理体の位置ずれ量算出方法である。

【0019】

これにより、搬送機構により載置台に対して載置して支持させた被処理体の位置ずれ量を精度良く求めることが可能となる。

【0020】

請求項１９に係る発明は、搬送機構のティーチングデータの修正方法において、請求項１１乃至１８のいずれか一項に記載の被処理体の位置ずれ量算出方法を実行する工程と、前記工程で求められた位置ずれ量を相殺するように前記ティーチングデータを修正する工程とを有することを特徴とする搬送機構のティーチングデータの修正方法である。

【0021】

これにより、被処理体を載置台に対して載置させるための搬送機構のティーチングデータを微調整して修正することにより搬送精度を向上させることが可能となる。

【発明の効果】

【0022】

本発明に係る搬送機構の位置決め方法、被処理体の位置ずれ量算出方法及び搬送機構のティーチングデータの修正方法によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
請求項１及びこれを引用する請求項に係る発明によれば、被処理体の周辺部の下面を保持する複数の保持ピン部を有し、且つ旋回及び上下動可能になされた載置台に対して接近及び離間が可能になされて先端に被処理体の存否を検出する検出部を設けたピック部を有する搬送機構の位置決め方法において、ティーチング操作の作業性が向上して作業者間のバラツキを低減し、ピック部と被処理体とが干渉する危惧を抑制することができる。

【0023】

請求項６及びこれを引用する請求項に係る発明によれば、被処理体の周辺部の下面を保持する複数の保持ピン部と該複数の保持ピン部の内周側に配置された複数の中間ピン部とを有し、且つ旋回及び上下動可能になされた載置台に対して接近及び離間が可能になされて先端に被処理体の存否を検出する検出部を設けたピック部を有する搬送機構の位置決め方法において、ティーチング操作の作業性が向上して作業者間のバラツキを低減し、ピック部と被処理体とが干渉する危惧を抑制することができる。

【0024】

請求項１１及びこれを引用する請求項に係る発明によれば、搬送機構により載置台に対して載置して支持させた被処理体の位置ずれ量を精度良く求めることができる。

【0025】

請求項１９に係る発明によれば、被処理体を載置台に対して載置させるための搬送機構のティーチングデータを微調整して修正することにより搬送精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の搬送機構の位置決め方法を実施する処理システムの一例を示す全体構成図。

【図2】搬送機構のピック部を示す拡大平面図。

【図3】処理室の内部と載置台の一例を示す概略図。

【図4】搬送機構の位置決め方法の第１の発明の概略的な流れを示すフローチャート。

【図5】第１の発明の高さ方向決定工程の内容を示すフローチャート。

【図6】高さ方向決定工程におけるピック部と保持アームとの位置関係を示す図。

【図7】第１の発明の前進角度決定工程の内容を示すフローチャート。

【図8】前進角度決定工程におけるピック部と保持アームとの位置関係を示す図。

【図9】前進角度決定工程での角度補正を示す図。

【図10】第１の発明の前進起点位置決定工程の内容を示すフローチャート。

【図11】前進起点位置決定工程におけるピック部と保持アームとの位置関係を示す図。

【図12】前進起点位置決定工程での起点位置の補正を示す図。

【図13】第１の発明の前進量決定工程の内容を示すフローチャート。

【図14】搬送機構の位置決め方法の第２の発明の概略的な流れを示すフローチャート。

【図15】第２の発明の第１座標決定工程の内容を示すフローチャート。

【図16】第２の発明の第２の座標決定工程の内容を示すフローチャート。

【図17】第３の座標決定工程及び最終工程におけるピック部と保持アームとの位置関係を示す図。

【図18】被処理体の位置ずれ量算出方法を説明する概略的な流れを示すフローチャート。

【図19】半導体ウエハのエッジと保持ピン部の上端突起との位置関係を説明する説明図。

【図20】半導体ウエハのエッジと上端突起との位置関係を求める時のピック部の動作を説明する説明図。

【図21】載置台の保持アームと半導体ウエハとの位置ずれ量を説明するための平面図。

【図22】位置ずれ量を算出する時の演算の一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下に、本発明に係る搬送機構の位置決め方法、被処理体の位置ずれ量算出方法及び搬送機構のティーチングデータの修正方法の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明の搬送機構の位置決め方法を実施する処理システムの一例を示す全体構成図、図２は搬送機構のピック部を示す拡大平面図、図３は処理室の内部と載置台の一例を示す概略図である。まず処理システムの全体構成について説明する。

【0028】

まず、図１に示すように、この処理システム２は、複数、例えば３つの熱処理を行う第１〜第３の処理室４Ａ、４Ｂ、４Ｃと、矩形の大気圧雰囲気の大気搬送室６と、被処理体であるシリコン基板等よりなる半導体ウエハＷを搬送するための搬送機構８とを主に有している。

【0029】

上記３つの処理室４Ａ〜４Ｃは、共通に且つ同様に形成されており、ここでは処理室４Ａを例にとって説明する。尚、各処理室４Ａ〜４Ｃが互いに異なる処理を行ってもよい。この処理室４Ａの外殻を形成する処理容器１２（図３参照）内には、半導体ウエハＷを保持するための載置台１４が設けられている。この載置台１４は、図３にも示すように容器底部より起立した回転支持軸１６に支持された、複数本、図示例では３本の保持アーム１８を有している。この保持アーム１８は、その周方向に沿って１２０度の等間隔で配置されている。

【0030】

各保持アーム１８には、その先端にウエハＷの周辺部の下面を保持する保持ピン部２０が設けられ、その内周側、すなわち保持アーム１８の半径方向の途中には中間ピン部２２が設けられており、ウエハＷの下面と接触してこれを保持するようになっている。ここで上記保持ピン部２０は、図３（Ｃ）にも示すように、外周端に上端突起２４を有する段部状に形成されており、この段部のところにウエハＷの周辺部を載置して保持するようになっている。また、保持ピン部２０と中間ピン部２２とは、載置台１４の半径方向の直線上に精度良く一致するように配置されている。

【0031】

この保持ピン部２０の全体の高さＨは１４ｍｍ程度であり、上端突起２４の半径方向の長さＬ１は４ｍｍ程度であり、保持ピン部２０の半径方向の長さＬ２は１０ｍｍ程度である。またウエハＷの厚さは０．７ｍｍ程度である。尚、この保持ピン部２０の形状及び寸法は単に一例を示したに過ぎず、これに限定されない。

【0032】

そして、上記回転支持軸１６は、回転可能になされると共に、上下方向（Ｚ軸方向）へも移動可能になされており、回転角度及び上下方向への移動量は制御可能になっている。また、処理容器１２の側壁には、Ｎ_２ 等の不活性ガスを供給するガス供給手段２６が設けられ、底部には容器内の雰囲気を排気する排気系２８が設けられている。また処理容器１２の天井部には、石英等よりなる天井板３０が設けられ、この天井板３０の外側には、平面アンテナ３２を含むマイクロ波導入手段３４が設けられている。そして、マイクロ波導入手段３４から処理容器１２内へ導入したマイクロ波によりウエハＷに対して熱処理を施すようになっている。

【0033】

この熱処理としては、アニール処理、酸化拡散処理、改質処理等を行うようになっている。また、この熱処理は、大気圧雰囲気或いはこれより少し低い減圧雰囲気でなされるが、このプロセス圧力は特に限定されない。また各処理室４Ａ〜４Ｃでそれぞれ異なる処理を行うようにしてもよい。

【0034】

そして、大気搬送室６は矩形の箱状になされており、長辺の一方の側壁には、３つのゲート開口３６が形成されると共に、このゲート開口３６に上記３つの処理室４Ａ〜４Ｃがそれぞれ開閉可能になされたゲートバルブＧを介して横並びで接合されている。これにより、このゲート開口３６を介して大気搬送室６と各処理室４Ａ〜４Ｃとの間でウエハＷの搬出入ができるようになっている。

【0035】

また、上記大気搬送室６の長辺の他方の側壁には、複数、ここでは３つの搬出入口３８が形成されると共に、この搬出入口３８にそれぞれ開閉可能になされた開閉ドア４０がスライド可能に設けられている。そして、この各搬出入口３８に対応させてその外側には導入ポート４２がそれぞれ設けられ、この導入ポート４２にそれぞれ１つずつ収納容器４４を載置できるようになっている。

【0036】

この収納容器４４内には、図示しない保持棚が高さ方向に複数段に亘って設けられており、この保持棚にウエハＷの周辺部の下面を当接させてウエハＷを複数枚、例えば２５枚保持できるようになっている。

【0037】

上記大気搬送室６内は、清浄空気やＮ_２ 等の不活性ガスよりなるダウンフローが形成されている。

【0038】

また、この大気搬送室６内の短辺の一方の端には、処理後のウエハＷを冷却するクーリング機構４８が設けられている。そして、この大気搬送室６内の中央部には、ウエハＷを搬送するための上記搬送機構８が設けられている。この搬送機構８は、ここでは個別独立して操作できる２つのピック部を有しており、搬送機構８の全体は、屈伸及び旋回可能になされている。

【0039】

具体的には、この搬送機構８は、第１アーム５０及び第２アーム５２を順次直列的に互いに旋回可能に連結して設けられており、この第２アーム５２の先端部に、２つのピック部５４、５６を同軸状に個別に旋回可能に設けている。また、第１アーム５０の基端部は、Ｚ軸機構の回転軸５８に取り付け固定されている。この回転軸５８は２軸状態になっている。

【0040】

そして、この回転軸５８を正逆方向へ回転させることにより、この搬送機構８の方向付けと屈伸（前進後退）と各ピック部５４、５６の個別旋回とを行うようになっている。これにより、水平面内（Ｘ軸方向とＹ軸方向）を移動できることになる。また、この回転軸５８は、上下方向（Ｚ軸方向）へ昇降できるようになっており、搬送機構８の全体の高さレベルを変化させることができるようになっている。この搬送機構８により、上記導入ポート４２の収納容器４４、オリエンタ４６、各処理室４Ａ〜４Ｃ及びクーリング機構４８との間でウエハＷを搬送できるようになっている。

【0041】

また上記２つのピック部５４、５６は、例えばアルミニウム合金板により２股状に形成されている。そして、一方のピック部５４の上面の先端側に２つの段部状の載置パッド６０（図２参照）を設け、基端側に２つの平板状の載置パッド６２を設けている。そして、図２にも示すように、この載置パッド６０、６２上にウエハＷの周辺部の裏面を当接させて保持するようになっている。上記載置パッド６０、６２を設けていないピック部５６は高温用のピック部となっている。尚、図示例では１つのピック部に４つの載置パッドを設けたが、この数量及び形状は特に限定されない。

【0042】

また、この一方のピック部５４には、前進及び後退が可能になされたプッシャーアーム（図示せず）が設けられており、ウエハＷを上記段部状の載置パッド６０との間で挟んで搬送時の脱落を防止するようになっている。また、上記２つのピック部５４、５６の内のいずれか一方のピック部、ここではピック部５４の先端部には、上記収納容器４４内の複数の保持棚に半導体ウエハＷが保持されているか否かを検出する検出部、例えばマッピングセンサ部６４が設けられている。以下、「検出部」を「マッピングセンサ部」とも称す。このマッピングセンサ部６４は、２股状のピック部５４の一方の先端部に設けた発光素子６４Ａと他方の先端部に設けた受光素子６４Ｂとを有している。

【0043】

そして、半導体ウエハＷとピック部５４とが干渉しないで且つ半導体ウエハＷの周辺部が上記発光素子６４Ａから受光素子６４Ｂに至る光路上に位置するポジションにおいて、このピック部５４を上下方向（Ｚ軸方向）へ移動させることによって、上記光路が遮断されたか否かを検出することでウエハＷの存否を検出してその情報、すなわちマッピング情報を得ると共にその時の高さ位置を検出できるようになっている。

【0044】

図１へ戻って、この処理システム２はシステム全体の動作を制御するために、例えばコンピュータ等よりなるシステム制御部６６を有している。そして、この処理システム全体の動作制御に必要なプログラムはフレキシブルディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）やハードディスクやフラッシュメモリ等の記憶媒体６８に記憶されている。具体的には、このシステム制御部６６からの指令により、各ガスの供給の開始、停止や流量制御、プロセス温度（半導体ウエハ温度）及びプロセス圧力（処理室内の圧力）の制御、各ゲートバルブＧの開閉、各処理室４Ａ〜４Ｃの各載置台１４の駆動制御、搬送機構８の制御による半導体ウエハの搬送作業等が行われる。

【0045】

また上記システム制御部６６は、以下に説明するティーチング操作を予め作成されたティーチング用の移動プログラムに基づいて実行する。すなわち、この移動プログラムに基づいてピック部５４、５６、各載置台４等をミリ単位以下の移動精度で回転方向、水平方向及び上下方向へ自動的に移動制御することになる。具体的には、搬送機構８、載置台１４（保持ピン部２０）、クーリング機構４８等の構造体（ユニット）が、処理システム２の設計上の位置（座標）に組み込まれ、またそれぞれの構造体が設計上の初期状態（原点）とする。また、搬送機構８がそれぞれの初期状態の構造体（の位置）へ安全距離を見込んで移動するための移動プログラムを予め作成しておく。この移動プログラムを実行することにより、ピック部５４、即ちマッピグセンサ部６４が初期状態の構造体の位置に移動して構造体を検出するようになっている。そして、この時、１回目の検出が終了したら、自動で１回目の位置とは異なる検出位置にピック部５４が移動し、２回目以降の検出を実行するようになっている。この際，各検出位置（決定された基準位置）等は移動プログラムに順次反映されて行く。

【0046】

＜処理システムの説明＞
まず、本発明の位置決め方法（ティーチング方法）を説明する前に、この処理システムの動作について説明する。まず、導入ポート４２に設置された収納容器４４の開閉蓋（図示せず）は、開閉ドア４０を開くときに取り外され、この収納容器４４からは、未処理の例えばシリコン基板よりなる半導体ウエハＷが搬送機構８の一方のピック部５４を用いて大気搬送室６内に取り込まれる。

【0047】

取り込まれたこの半導体ウエハＷは、上記ピック部５４により取り上げられ、第１〜第３の処理室４Ａ〜４Ｃの内のいずれか１つの処理室内へ搬入される。この処理室内では、ゲートバルブＧを閉じて処理室内を密閉した後に、大気圧雰囲気下或いは減圧雰囲気下で所定の熱処理、例えばアニール処理や改質処理等が行われる。処理後のウエハＷは高温状態、例えば熱処理の種類にもよるが、最大６００℃程度になっており、この高温状態のウエハＷは搬送機構８の地方のピック部５６を用いて取り上げられる。

【0048】

上記ピック部５４、５６と処理室４Ａ〜４Ｃ内の載置台１４との間のウエハＷの受け渡しは、ウエハＷを載置台１４に置きに行く時はウエハＷを載置台１４の上方に侵入させたなら、ピック部５４、５６を降下させてウエハＷを受け渡すようにし、ピック部５４、５６がウエハＷを取りに行く時は上記と逆の操作を行う。

【0049】

そして、この高温状態のウエハＷは、更に連続して熱処理を行う必要がある場合には、他の処理室内へ搬送される。また、この処理システム２での熱処理が終了した場合には、上記高温状態のウエハＷは、ピック部５６を用いて取り上げられ、搬送室６内の他端に設けたクーリング機構４８へアクセスされ、このクーリング機構４８においては、大気搬送室６内に形成されている清浄気体のダウンフローにより例えば１００℃程度まで冷却される。

【0050】

そして、このように冷却されたウエハＷは、次に搬送機構８のピック部５４を用いて取り上げて保持され、導入ポート４２に載置されている処理済みのウエハＷを収容する収納容器４４内へ搬入されることになる。

【0051】

＜位置決め方法＞
次に、上述したような一連の処理を行う前に行われる搬送機構の位置決め方法について説明する。この位置決め方法は、処理システム２を新たに組み上げた場合や、メンテナンス等により搬送機構８の構成部品を交換したり、導入ポート４２や処理室４Ａ〜４Ｃ等の着脱を行ったりした場合のように、位置ずれが生ずる恐れのあるメンテナンス等を行った後に行われる。

【0052】

ここでは、処理室４Ａ〜４Ｃの載置台１４に対する搬送機構８の位置決め方法を図４乃至図１３も参照して説明する。尚、実際には、平面方向の座標は、ピック部の回転中心の角度と、この回転中心からのピック部の長さ（半径）により決まる極座標で制御されるが、この極座標はＸＹ座標と変換可能なので、ここではＸＹ座標を主に用いて説明する。

【0053】

＜第１の発明＞
まず、搬送機構の位置決め方法の第１の発明について説明する。図４は搬送機構の位置決め方法の第１の発明の概略的な流れを示すフローチャート、図５は第１の発明の高さ方向決定工程の内容を示すフローチャート、図６は高さ方向決定工程におけるピック部と保持アームとの位置関係を示す図、図７は第１の発明の前進角度決定工程の内容を示すフローチャート、図８は前進角度決定工程におけるピック部と保持アームとの位置関係を示す図、図９は前進角度決定工程での角度補正を示す図、図１０は第１の発明の前進起点位置決定工程の内容を示すフローチャート、図１１は前進起点位置決定工程におけるピック部と保持アームとの位置関係を示す図、図１２は前進起点位置決定工程での起点位置の補正を示す図、図１３は第１の発明の前進量決定工程の内容を示すフローチャートである。

【0054】

搬送機構８のピック部５４、５６が載置台１４に対して接近してアクセスする時のティーチングに関しては、ピック部５４、５６と載置台１４の保持アーム１８、保持ピン部２０との間の相対的な位置関係を座標上において決定する必要がある。そのためには、ピック部５４、５６の高さ位置、ピック部５４、５６とゲート開口３６の周辺との干渉を避けるためにピック部５４、５６の前進角度、ピック部５４、５６が前進する時のＸ方向の位置、前進すべき量（長さ）、すなわちＹ方向の量を求める必要がある。ここで便宜上、大気搬送室６の長さ方向をＸ方向とし、大気搬送室６から載置台１４の中心に向かう方向をＹ方向とし、高さ方向をＺ方向とする。

【0055】

ここでは搬送機構８のピック部５４と処理室４Ａの載置台１４との位置合わせを例にとって説明する。まず、搬送機構の位置決め方法の第１の発明では、図４に示すように、搬送機構８のピック部５４の高さ方向の位置合わせである高さ基準位置を決定する高さ方向決定工程と、ピック部５４の前進角度（前進方向）を決定する前進角度決定工程と、ピック部５４が前進する時の起点位置の水平方向（Ｘ方向）のずれ量（ずれ水平距離）を求めて修正する前進起点位置決定工程と、ピック部５４の前進量（Ｙ方向）を求める前進量決定工程とを有し、各工程をこの順序で順次行うようになっている。

【0056】

以下に説明する位置決め方法であるティーチング操作は、前述したように予め作成されたティーチング用の移動プログラムに基づいて自動的に実行される。
［高さ方向決定工程］
具体的には、移動プログラムが開始されると、まず高さ方向決定工程では、所定の高さ位置において載置台１４を回転することによって、図５に示すように処理室４Ａ（図１参照）内における３つの保持ピン部の内の１つの保持ピン部２０を図６（Ａ）に示すように搬入搬出側へ向ける第１の工程を行う（Ｓ１）。この搬入搬出側はゲート開口３６（図１参照）を臨む方向である。この載置台１４の回転角度、高さ位置はエンコーダ等により認識されている。

【0057】

更に移動プログラムが実行されて、以下の一連の動作が順次行われる。すなわち、次に、第２の工程（Ｓ２）及び図６（Ｂ）に示すように、ピック部５４を上記保持ピン部２０に向けて少しずつ接近させつつ保持ピン部２０を矢印７０に示すように上下動させる。この動作をマッピングセンサ部６４が保持ピン部２０を検出するまで行う。尚、図６（Ｂ）以降は側面図を示している。この場合、ピック部５４の高さ位置は、設計図等により予め安全性を見込んで仮の高さ方向基準位置を決めておく。

【0058】

ここでの動作は、ピック部５４を僅かに前進（ピック部に接近）させては停止して、そこで保持ピン部２０を上下動させるというステップをマッピングセンサ部６４が検出するまで繰り返し行うことになる。この時の僅かずつの前進量は、上記保持ピン部２０の半径方向の長さＬ２（図３（Ｃ）参照）よりも短い長さ、例えば５ｍｍ程度に決定する。尚、この場合、ピック部５４を低速度で継続的に前進させながら、保持ピン部２０を連続的に往復上下動させるようにして保持ピン部２０を検出するようにしてもよい。

【0059】

上述のようにマッピングセンサ部６４が保持ピン部２０を検出したならば、第３の工程では図６（Ｃ）に示すように保持ピン部２０を検出した状態でマッピングセンサ部６４が保持ピン部２０を未検出になるまでピック部５４を矢印７２に示すように少しずつ後退させて未検出になったことに応答してピック部５４を停止させる（Ｓ３）。

【0060】

このように未検出になったならば、第４の工程では図６（Ｄ）に示すようにピック部５４を上記保持ピン部２０の長さよりも小さい僅かな距離だけ矢印７４に示すように前進させて保持ピン部５４を検出させて再び検出した状態にする（Ｓ４）。この場合、上記保持ピン部２０の長さは、上端突起２４の長さＬ１（図３（Ｃ）参照）で例えば４ｍｍであり、これよりも小さい僅かな前進距離は例えば２ｍｍ程度である。

【0061】

このようにマッピングセンサ部６４が保持ピン部２０を再度検出した状態になったならば、第５の工程では図６（Ｅ）に示すように、保持ピン部２０を検出した状態でこの保持ピン部２０を矢印７６に示すように下方へ少しずつ移動させて保持ピン部２０を未検出になったことに応答して保持ピン部２０の上端エッジを検出（認識）する（Ｓ５）。すなわち、保持ピン部２０が未検出になった時に保持ピン部２０の上端突起２４（図３（Ｃ）参照）の上端エッジを検出したことになる。

【0062】

そして、第６の工程では、この保持ピン部２０の上端エッジを検出した時のピック部５４（マッピングセンサ部６４）の高さ位置に基づいて高さ方向基準位置が決定されることになる（Ｓ６）。すなわち、この上端エッジを検出したことによってピック部５４と保持アーム１８の保持ピン部２０との高さ方向の位置関係が決定されることになる。ここで上記載置台１４の保持ピン部２０とゲート開口３６の高さ方向の位置関係は予め精度良く調整されている。例えば載置台１４の高さが５．０ｍｍの時に、上記上端エッジの高さがゲート開口３６の高さ方向の中央に位置するように予め精度良く調整されている。

【0063】

従って、上記ステップＳ５において、例えば上端エッジを検出した時の載置台１４の高さが７．０ｍｍであると仮定すると、その時のピック部５４の高さ方向の位置は、ゲート開口３６の高さ方向の中央よりも２ｍｍだけ上方に位置していることが判る。従って、上記２ｍｍだけ仮の高さ方向基準位置を補正して真の高さ方向基準位置が求められることになる。これにより、ピック部５４が前進する際には、これがゲート開口３６や載置台１４の保持ピン部２０と干渉することを防止することができる。

【0064】

［前進角度決定工程］
次に、前進角度決定工程では、まず図７の第２１の工程（Ｓ２１）に示すように、ピック部５４を保持ピン部２０から一旦離間（後退）させて保持ピン部２０を未検出状態とし、その後、図８（Ａ）に示すようにマッピングセンサ部６４が保持ピン部２０を検出するまでピック部５４を矢印７８に示すように保持ピン部２０に向けて前進（接近）させる。この場合、先の高さ方向決定工程で保持ピン部２０を検出する位置が判っているので、円滑にピック部５４を前進させることができる。

【0065】

また、ここではマッピングセンサ部６４が保持ピン部２０を検出したことに応答して、直ちにピック部５４の前進を停止させるようにしてもよいし、或いは検出後、更に僅かな距離だけピック部５４を前進させた後に止めるようにしてもよい。

【0066】

次に図７の第２２の工程（Ｓ２２）に示すように、保持ピン部２０を検出している状態で、図８（Ｂ）に示すように保持ピン部２０を矢印７９のように左右に回転（揺動）させて上記マッピングセンサ部６４が上記保持ピン部２０を検出しなくなった時の左右の回転角度θ１、θ２（図９参照）を求める。すなわち、保持アーム１８を回転することにより、保持アーム１８の端部にある保持ピン部２０が左右に回転するので、マッピングセンサ部６４の光路８０を遮断していた保持ピン部２０の先端が、この光路８０から逸脱することになり、その時の回転角度θ１、θ２を求める。

【0067】

そして、次に図７の第２３の工程（Ｓ２３）に示すように、上記回転角度θ１、θ２に基づいて上記ピック部５４の前進方向のずれ角度θｘ（図９参照）を求める。換言すれば、（θ１＋θ２）／２の角度方向にピック部５４の前進方向を一致（平行）させるようにする。この時の状況は図９に示されており、図９中においてＸ軸、Ｙ軸は載置台１４側の座標であり、点Ｐ１は保持ピン部２０の回転中心（載置台１４の回転中心）、点Ｐ２はピック部５４の回転中心であり、ピック部５４は前進方向８２の先端にて直交する方向にマッピングセンサ部６４の光路（光軸）８０が通っている。

【0068】

保持アーム１８の先端である保持ピン部２０の回転軌跡８４が上記光路８０と交差する点が交差点Ｐ３、Ｐ４となり、それぞれが回転中心Ｐ１においてＹ軸となす角度が回転角度θ１、θ２となる。そして、線分８６がＸ軸と平行で且つＹ軸と光路８０との交点Ｐ５を通る直線であり、ピック部５４の回転中心Ｐ２を通って上記線分８６に直交する直線を線分８８とする。従って、前進方向８２と上記線分８８とがなす角度がずれ角度θｘを表している。また回転角度（θ１＋θ２）の２等分線を線分８９とする。

【0069】

そして、点Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５がなす角度がθ３、点Ｐ３、Ｐ５、Ｐ１がなす角度がθ４、点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ１がなす角度がθ５とすると、ずれ角度θｘは次の式で表される。
θｘ＝９０−θ５
θ５＝１８０−（θ３＋θ２）
θ３＝１／２×｛１８０−（θ１＋θ２）｝
従って、”θｘ＝（θ２−θ１）／２”となる。
このようにしてずれ角度θｘを求めたならば、次に図７の第２４の工程（Ｓ２４）に示すように、上記ずれ角度θｘに基づいてピック部５４の前進角度を修正することになる。これにより、ピック部５４の前進する方向が保持ピン部２０及び載置台１４の回転中心Ｐ１を通る方向、すなわち保持ピン部２０を通る載置台１４の半径方向と一致するようになる。

【0070】

［前進起点位置決定工程］
次に前進起点位置決定工程では、まず、図１０の第３１の工程（Ｓ３１）に示すように、ピック部５４を保持ピン部２０から一旦離間（後退）させて保持ピン部２０を未検出状態とし、その後、図１１（Ａ）に示すようにマッピングセンサ部６４が保持ピン部２０を検出するまでピック部５４を矢印７８に示すように保持ピン部２０に向けて前進（接近）させる。この第３１の工程は、先の第２１の工程（Ｓ２１）と全く同じである。

【0071】

次に、図１０の第３２の工程（Ｓ３２）及び図１１（Ｂ）に示すように、ピック部５４を矢印９０のように僅かな距離だけ後退させてマッピングセンサ部６４が保持ピン部２０を未検出の状態にする。この僅かな距離は、以下に記すようにピック部５４を左右に回転した時に保持ピン部２０を共に検出できる程度の距離であり、例えば数ｍｍ程度である。

【0072】

次に、図１０の第３３の工程（Ｓ３３）及び図１１（Ｃ）に示すように、ピック部５４を矢印９２のように左右に回転（揺動）することによってマッピングセンサ部６４が保持ピン部２０検出した時の左右の回転角度α１、α２を求める。すなわち、ピック部５４を左右に回転するとにより、これに設けたマッピングセンサ部６４の光路８０上に保持ピン部２０が侵入して光路８０を遮断することになり、その時の回転角度α１、α２を求める。

【0073】

次に、図１０の第３４の工程（Ｓ３４）及び図１２に示すように、上記回転角度α１、α２に基づいて水平面内におけるピック部５４のずれ量であるずれ水平距離Δｈを求める。この時の状況を図１２において模式的に示している。図１２において、点Ｏはピック部５４の回転中心であり、三角形ＯＤＥがピック部５４を左右に回転する前の位置であり、辺ＤＥがマッピングセンサ部６４の光路を示す。

【0074】

また三角形ＯＧＨがピック部５４を左に回転した時の状況を示し、三角形ＯＩＪがピック部５４を右に回転した時の状況を示す。辺ＧＨ、ＩＪはその時の光路を示し、点Ｃが保持ピン部２０が光路を遮断した時の位置である。そして、ピック部５４を左に回転させて保持ピン部２０を検出した時の回転角度をα１で示し、ピック部５４を右に回転させて保持ピン部２０を検出した時の回転角度をα２で示している。そして、ピック部５４の回転中心Ｏと点Ｆを通る線分と保持アーム１８の延長方向、すなわち載置台の保持ピン部２０を通る半径方向とのずれ量（距離）がずれ水平距離Δｈとして示されている。

【0075】

ここで三角形ＯＡＣと三角形ＯＢＣとは合同である。従って、線分ＯＦと線分ＯＣとが形成する微小角度Δｘは以下のようになる。
Δｘ＝（α２−α１）／２
この結果、ずれ水平距離Δｈは、ピック部５４の回転半径である線分ＯＦの長さをＲとした場合、以下の式のように求められる。
Δｈ＝Ｒ×ｔａｎΔｘ
Ｒ：線分ＯＦの長さ

【0076】

このようにして、ずれ水平距離Δｈを求めたならば、次に、図１０の第３５の工程（Ｓ３５）に示すように、上記ずれ水平距離Δｈだけピック部５４の前進方向を平行移動させることによりピック部５４の前進起点位置、すなわちピック部５４の回転中心Ｏの位置を修正する。すなわち、回転中心Ｏをずれ水平距離ΔｈだけＸ軸方向へ修正することになる。
これにより、ピック部５４の前進する方向が、保持ピン部２０及び載置台１４の回転中心Ｐ１を通る方向と一致し、且つゲート開口３６の横幅方向の中心部を通るようになる。

【0077】

［前進量決定工程］
次に、前進量決定工程では、図１３の第４１の工程（Ｓ４１）に示すように、先の第３３の工程（Ｓ３３）で求めた左右の回転角度α１、α２に基づいて保持ピン部２０の座標を求める。ここでは座標上においてピック部５４の前進方向と保持ピン部２０を有する保持アーム１８の長さ方向（半径方向）とが同一直線上に一致した状態となっている。

【0078】

そして、図１３の第４２の工程（Ｓ４２）に示すように、上記座標からピック部５４の前進基準量を求めることになる。この場合、載置台１４の回転中心に対する各保持アーム１８の長さ及び各保持ピン部２０の半径方向における取り付け位置は予め精度良く求められている。従って、ウエハＷの中心を載置台１４の中心に位置させるために必要なピック部５４の前進量、すなわち前進すべき移動量は容易に計算により求めることができる。

【0079】

尚、上記ティーチング操作の説明では、ピック部５４の前進方向と保持ピン部２０を有する保持アーム１８の長さ方向とを同一直線上に一致させた状態でピック部５４を動作させるようにしたが、これに限定されず、他のティーチング操作も行うことができる。例えば前進角度決定工程で求めたずれ角θｘ（図９参照）と前進起点位置決定工程で求めたずれ水平距離Δｈと左右の回転角度α１、α２（図１２参照）とに基づいて保持ピン部２０の座標が上述のように求まるので、この結果、載置台１４の回転中心Ｐ１の座標（図９参照）を求めることができる。

【0080】

そして、この載置台１４の回転中心Ｐ１に半導体ウエハＷの中心を一致させるように搬送機構８（ピック部）のＸ方向及びＹ方向の各移動量を求めることで、ティーチングを行うことができる。この場合には、ピック部５４の前進方向と保持ピン部２０を有する保持アーム１８の長さ方向とが同一直線上に一致しない状態でも搬送機構８をティーチングすることができる。

【0081】

以上のようなピック部５４に対するティーチング操作は、全ての処理室４Ａ〜４Ｃに対して行われることになる。また、他方のピック部５６はマッピングセンサ部６４を有していないが、両ピック部５４、５６は、互いに精度良く調整されているので、上記ピック部５４に対する座標のデータは、他方のピック部５６に対してもそのまま適用されることになる。以上のようにして求められた座標等の各種のデータ等は、ティーチングデータとしてシステム制御部６６側に記憶され、実際のウエハの搬送時には、このティーチングデータを基にして搬送機構８により搬送されることになる。

【0082】

このようにして、ピック部５４によりウエハＷを搬送する時に、ウエハＷをゲート開口３６に干渉させることなく、載置台１４上の適正な位置に精度良く載置することが可能となる。また、このティーチング操作に際しては、半導体ウエハを用いないので処理室の天井蓋を開閉する必要もなく迅速に、且つ容易に行うことが可能となる。

【0083】

以上のように、搬送機構の位置決め方法の第１の発明によれば、ティーチング操作の作業性が向上して作業者間のバラツキを低減し、ピック部と被処理体とが干渉する危惧を抑制することが可能となる。

【0084】

＜第２の発明＞
次に、本発明の搬送機構の位置決め方法の第２の発明について説明する。先の第１の発明では、保持ピン部２０に対してピック部５４の相対位置関係を決定したが、この第２の発明では、保持ピン部２０のみならず、中間ピン部２２（図３参照）に対する相対位置関係を求めることにより、ティーチング操作を行うようにしている。

【0085】

図１４は搬送機構の位置決め方法の第２の発明の概略的な流れを示すフローチャート、図１５は第２の発明の第１座標決定工程の内容を示すフローチャート、図１６は第２の発明の第２の座標決定工程の内容を示すフローチャート、図１７は第３の座標決定工程及び最終工程におけるピック部と保持アームとの位置関係を示す図である。

【0086】

まず、搬送機構の位置決め方法の第２の発明では、図１４に示すように、先の第１の発明の高さ方向決定工程（図４参照）と同一内容を実施する高さ方向位置決定工程と、ピック部５４の回転中心を起点とする保持ピン部２０の座標である第１の座標を求める第１の座標決定工程と、ピック部５４の回転中心を起点とする中間ピン部２２の座標である第２の座標を求める第２の座標決定工程と、第１及び第２の座標に基づいて載置台１４の回転中心の座標である第３の座標を求める第３の座標決定工程と、上記第１、第２及び第３の各座標に基づいてピック部５４の前進角度と前進起点位置と前進基準量とを求める最終工程とを有しており、この順序で各工程を順次実施することになる。

【0087】

［高さ位置決定工程］
上述のように、まず、高さ方向決定工程では、図５に示す第１の工程Ｓ１〜第６の工程Ｓ６（図６（Ａ）〜図６（Ｅ））を先に説明したように順次行って、ピック部５４の高さ方向の位置決めを行って真の高さ方向基準位置を求める。

【0088】

［第１の座標決定工程］
次に、第１の座標決定工程では、まず、図１５の第４１の工程に示すように、ピック部５４を保持ピン部２０から一旦離間（後退）させて保持ピン部２０を未検出状態とし、その後、図１１（Ａ）に示すようにマッピングセンサ部６４が保持ピン部２０を検出するまでピック部５４を矢印７８に示すように保持ピン部２０に向けて前進（接近）させる。この第４１の工程は、先の第３１の工程（Ｓ３１）と全く同じである。

【0089】

次に、図１５の第４２の工程（Ｓ４２）及び図１１（Ｂ）に示すように、ピック部５４を矢印９０のように僅かな距離だけ後退させてマッピングセンサ部６４が保持ピン部２０を未検出状態にする。この第４２の工程は、先の第３２の工程（Ｓ３２）と全く同じである。

【0090】

次に、図１５の第４３の工程（Ｓ４３）及び図１１（Ｃ）に示すように、ピック部５４を矢印９２に示すように左右に回転（揺動）することによって、マッピングセンサ部６４が保持ピン部２０を検出した時の左右の回転角度α１、α２を求める。この第４３の工程は、先の第３３の工程（Ｓ３３）と全く同じである。また、この時の回転角度α１、α２の状況は、図１２において同様に示されている。

【0091】

次に、図１５の第４４の工程（Ｓ４４）及び図１２に示すように、上記左右の回転角度α１、α２に基づいて上記ピック部５４の回転中心を起点とする保持ピン部２０の座標である第１の座標を求める。先に説明したような内容から、ピック部５４の回転中心Ｏと保持ピン部２０の位置である点Ｃ（保持ピン部２０が光路を遮断した位置）との線分ＯＣの長さは以下のようになる。

【0092】

線分ＯＣ＝線分ＯＡ／ｃｏｓ［（α１＋α２）／２］
線分ＯＡ：ピック部５４の長さ
上述のように線分ＯＣの長さが求まり、また”ずれ角度Δｘ＝（α２−α１）／２”であるので、保持ピン部２０である点Ｃのピック部５４の回転中心Ｏを起点（原点）とした座標１を求めることができる。

【0093】

［第２の座標決定工程］
次に、第２の座標決定工程では、図１６のＳ５１に示すように、中間ピン部２２（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）参照）に対して、先の第４１、第４２、第４３及び第４４の各工程と同様な工程を順次行うことによって、この中間ピン部２２の座標である第２の座標を求める。

【0094】

［第３の座標決定工程］
この第３の座標決定工程では、上述したように、上記第１及び第２の各座標に基づいて載置台１４の回転中心、すなわち保持アーム１８の回転中心の座標である第３の座標を求める。具体的には、図１７に示すように、保持アーム１８の先端の保持ピン部２０の座標をＸ１、中間ピン部２２の座標をＸ２とし、保持アーム１８の回転中心Ｐ１の座標をＸ３とし、またピック部５４の回転中心Ｏの座標を起点（０、０）、すなわち原点とする。

【0095】

ここで、保持ピン部２０、中間ピン部２２及び保持アーム１８の回転中心Ｐ１は同一直線上に位置しており、しかも、回転中心Ｐ１と中間ピン部２２との間の長さや回転中心Ｐ１と保持ピン部２０との間の長さは先に正確に規定されている。従って、座標Ｘ３を上記関係から求めることができる。

【0096】

［最終工程］
以上のようにして座標Ｘ３が求められると、座標Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３とピック部５４の回転中心Ｏの原点（０、０）との関係から、ピック部５４の前進方向と保持アーム１８の長さ方向とのずれ角度θｘ（図９参照）及びずれ水平距離Δｈ（図１２参照）が求められるので、ピック部５４の前進角度、前進起点位置及び前進基準量をそれぞれ修正して正確な値を設定することができる。このような一連のティーチング操作は、各処理室４Ａ〜４Ｃに対して、同様に行われることになる。

【0097】

このように、この第２の発明においても、ティーチング操作の作業性が向上して作業者間のバラツキを低減し、ピック部と被処理体とが干渉する危惧を抑制することができる。

【0098】

＜位置ずれ量算出方法＞
次に、以上のようなティーチング操作により求められたティーチングデータに基づいて搬送された半導体ウエハの搬送精度がどの程度正確なのかを検証するための被処理体の位置ずれ量算出方法について図１８乃至図２２も参照して説明する。

【0099】

図１８は被処理体の位置ずれ量算出方法を説明する概略的な流れを示すフローチャート、図１９は半導体ウエハのエッジと保持ピン部の上端突起との位置関係を説明する説明図、図２０は半導体ウエハのエッジと上端突起との位置関係を求める時のピック部の動作を説明する説明図、図２１は載置台の保持アームと半導体ウエハとの位置ずれ量を説明するための平面図、図２２は位置ずれ量を算出する時の演算の一例を示す図である。尚、図１乃至図１７において説明した構成部材と同一構成部材については同一参照符号を付して、その説明を省略する。

【0100】

この位置ずれ量検出方法は、ティーチング操作の直後だけでなく、運用されている搬送機構の搬送精度を評価する場合にも用いることが可能である。この被処理体の位置ずれ量算出方法は、図１８に示すようにピック部を有する搬送機構を用いて上記被処理体を上記載置台に載置して支持させる載置工程Ｓ６１と、上記搬送機構のピック部に設けた検出部により上記被処理体のエッジと上記保持ピン部の外周端に設けられた上端突起との位置関係を各保持ピン部について求める測定工程Ｓ６２と、上記求めた位置関係に基づいて上記被処理体の位置ずれ量を求めるずれ量算出工程Ｓ６３とを有する。

【0101】

［載置工程］
具体的には、上記載置工程では、前述のようにティーチング操作が完了した上記搬送機構８のピック部、例えばピック部５４を用いて半導体ウエハＷを先に記憶したティーチングデータに従って搬送し、載置台１４に載置して支持させる。この際、載置台１４の３本の保持アーム１８の内の１本の保持アームをゲート開口３６側に向けておく。この保持アーム１８は前述したようにこの回転中心Ｐ１を中心としてその周方向に１２０度の等間隔で設けられており、その先端部に保持ピン部２０が取り付けられている。

【0102】

［測定工程］
次に、測定工程では、検出部としてマッピングセンサ部６４が設けられているピック部５４を用いて、図１９に示すようにウエハＷのエッジと保持ピン部２０の上端突起２４との位置関係を測定して求める。ここで、図１９に示すように上記位置関係は、ウエハＷのエッジ（外周端）と上端突起２４の外周端（外周面）との間の距離Ｈ１やウエハＷのエッジと上端突起２４の内周端（内周面）との間の距離Ｈ２を求めることになる。

【0103】

ここで上記距離Ｈ２は、ウエハＷの厚さ方向のほぼ中央の高さレベルにおける距離であるが、この場合、上端突起２４の内周端の面はテーパ面となっているので、距離Ｈ２の値は、高さレベル（上下方向の位置）が僅かに変化するだけで、測定時に容易に変動してしまうので安定していない。これに対して、上端突起２４の外周端の面は上下方向に垂直な面になっているので、高さレベルが変化しても距離Ｈ１は安定した値となる。従って、上記位置関係としては、距離Ｈ１を求めるのが好ましい。以下の説明では、この距離Ｈ１を求める場合を例にとって説明する。

【0104】

まず、この測定工程では、最初にマッピングセンサ部６４（図２参照）を、図２０（Ａ）に示す軌跡１００のように動かす。すなわち、マッピングセンサ部６４をウエハＷの例えば上方に水平方向から侵入させてエッジよりも十分に内側に位置させ、そして、このマッピングセンサ部６４を下方へ降下させてウエハＷを横切るようにする。

【0105】

これにより、マッピングセンサ部６４の光路がウエハＷの厚さ部分で遮断されるので、センサのオンオフが切り替わるポイントＡ、Ｂの高さ位置が検出される。従って、ポイントＡ、Ｂの部分の高さの中央の値、”（Ａ＋Ｂ）／２”が高さレベル１０２となる。上記の場合、マッピングセンサ部６４をウエハＷの下方に侵入させた後に、これを上方へ移動させるようにしてもよい。

【0106】

このように、ウエハＷの高さレベル１０２を求めたならば、次に、上記距離Ｈ１を求める。この方法には、概略的には図２０（Ｂ）〜図２０（Ｄ）に示すように大きく３つの方法が存在する。尚、ウエハＷの厚さは０．８ｍｍ程度である。

【0107】

図２０（Ｂ）に示す第１の方法では、マッピングセンサ部６４をウエハと同じ高さレベル１０２に沿って前進させて、その時にセンサのオンオフを検出することにより距離Ｈ１を求める。この第１の方法の場合には、迅速に距離Ｈ１を求めることができるが、実際の動作ではマッピングセンサ部６４を設けてあるピック部５４は、前進しながら僅かに上下に揺動することは避けられないので、誤検知する恐れも僅かに存在する。

【0108】

図２０（Ｃ）に示す第２の方法では、マッピングセンサ部６４を軌跡１０４に示すように上下方向へ大きく振りながら少しずつ前進させて行き、その時のセンサのオンオフを検出することにより距離Ｈ１を求める。この場合、測定対象箇所よりも十分に前の位置からマッピングセンサ部６４の上下動を行う。この軌跡１０４に沿った移動は、例えば前進→下方移動→前進→上方移動→前進→下方移動→前進→…のように繰り返して行く。この際、前進時のピッチは、例えば０．１ｍｍ程度であり、上下方向への移動は例えば数ｍｍ程度である。尚、測定対象箇所でない部分を前進するには、上記ピッチに限定されず、その部分では前進移動量を長くして測定時間を短くするのがよい。

【0109】

この第２の方法の場合には、上記第１の方法よりも測定時間が長くなるが、ピック部５４の上下の揺動に対して誤検出が生ずる恐れが少ないので、検出精度を向上させることができる。

【0110】

図２０（Ｄ）に示す第３の方法は、上記第１の方法と第２の方法を組み合わせたものであり、マッピングセンサ部６４を軌跡１０６に示すように上下方向へ僅かに振りながら少しずつ前進させて行き、その時のセンサのオンオフを検出することにより距離Ｈ１を求める。この場合、マッピングセンサ部６４をウエハＷの高さレベル１０２を中心として僅かに上下動させる。この軌跡１０６に沿った移動は、例えば、前進→下方移動→前進→上方移動→前進→下方移動→前進→…のように繰り返して行く。

【0111】

この際、前進時のピッチは、例えば０．１ｍｍ程度、高さレベル１０２を中心とした上下方向への移動は例えば±０．１ｍｍ程度である。尚、測定対象箇所でない部分を前進するには、上記ピッチに限定されず、その部分では前進移動量を長くして測定時間を短くするのがよい。

【0112】

この第３の方法の場合には、第２の方法と同じような高い検出精度が得られ、しかも第２の方法よりも測定時間を大幅に短くすることができる。尚、上記第２の方法及び第３の方法において、上端突起２４の外周端を検出する部分では、誤検出の恐れが少ないのでマッピングセンサ部付６４を上下動させないで、高さレベル１０２に沿って水平に前進させるようにして検出するようにしてもよい。

【0113】

更に、図２０（Ａ）〜図２０（Ｄ）で示した軌跡に沿って逆方向からマッピングセンサ部を移動させるようにしてもよい。この場合には、マッピングセンサ部は少しずつ後退することになる。また上記第１〜第３の方法は、距離Ｈ１の測定の一例を示したに過ぎず、これらに限定されない。

【0114】

以上のようにして、ある１箇所の保持ピック部２０における距離Ｈ１を測定したならば、載置台１４を１２０度回転させ、上述したと同様な方法で距離Ｈ１を求め、更に載置台１４を１２０度回転させて上述したと同様な方法で距離Ｈ１を求めて、３箇所の保持ピック部２０における各距離Ｈ１を求める。

【0115】

ここで図２１に示すように、３本の保持アーム１８の各支持ピン部２０で支持された半導体ウエハＷの各支持ピン部２０、すなわち第１支持ピン２０−１、第２支持ピン２０−２、第３支持ピン２０−３において得られた測定値である各距離Ｈ１を、ウエハＷの反時計回りに沿ってＨ１１、Ｈ１２、Ｈ１３とする。

【0116】

［ずれ量算出工程］
次に、ずれ量算出工程では、例えば以下に示すような演算によりウエハＷの位置ずれ量を求める。ここでは、便宜上、平面内において直交する方向、すなわちＸ方向とＹ方向の２方向の位置ずれ量を求める。

【0117】

まず、ウエハＷが載置台１４の保持アーム１８に支持されている状態において、ウエハＷの中心と載置台１４の回転中心Ｐ１が一致している場合のウエハエッジと保持ピン部２０の上端突起２４の外周端との間の距離Ｈ１の値は、設計値（適正値）Ｃとして予め求められており、上記測定値と設計値Ｃとの差がずれ量となる。この設計値Ｃは例えば５．５ｍｍ程度である。

【0118】

そして、上記設計値Ｃに基づいて各保持ピン部２０におけるずれ量を求める。第１〜第３支持ピン部２０−１〜２０−３におけるずれ量Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３は以下のようになる。
Ｚ１＝Ｈ１１−Ｃ
Ｚ２＝Ｈ１２−Ｃ
Ｚ３＝Ｈ１３−Ｃ

【0119】

次に、位置ずれ量のＸ方向の成分ＸｄとＹ方向Ｙｄの成分とを求める。
Ｘｄ＝（Ｚ３×ｓｉｎ６０°−Ｚ１×ｓｉｎ６０°）／２（図２２（Ａ）及び図２２（Ｂ）参照）
Ｙｄ＝Ｚ２−Ｘｄ×ｔａｎα（図２２（Ｃ）参照）

【0120】

ここで”α＝θ／２”である。
すなわち図２２（Ｃ）において、以下のようになる。
θ＝Ａｓｉｎ（Ｘｄ／１５０）（尚、”Ａｓｉｎ”は、アークサインである）。
また、”α＋β＝π／２”及び”π＝θ＋２β”であるので、上述のように”α＝θ／２”となる。
以上のようにして位置ずれ量のＸ方向の成分ＸｄとＹ方向の成分Ｙｄが求められる。これにより、搬送機構により載置台に対して載置して支持させた被処理体の位置ずれ量を精度良く求めることができる。

【0121】

このようにして求められた位置ずれ量の成分Ｘｄ、Ｙｄは、システム制御部６６（図１参照）に送られて、このシステム制御部６６が有する図示しないディスプレイやプリンタ等に表示され、その評価結果を示すことになり、オペレータ等に認識させることになる。

【0122】

また、上記評価結果の表示と共にシステム制御部６６や記憶媒体６８に記載されている先のティーチングデータに対して、上記位置ずれ量を相殺するように修正を加え、新たなティーチングデータとして記憶する。

【0123】

これにより、先のティーチングデータを微調整して搬送精度を向上させることが可能となる。また、このようなティーチングデータの評価や微修正は、プロセスの実施の途中（合間）に行うことにより、処理室内の熱等による構成部材の経時変化を確認し、これに対応することが可能となる。このように、被処理体を載置台に対して載置させるための搬送機構のティーチングデータを微調整して修正することにより搬送精度を向上させることができる。

【0124】

尚、ここで説明した処理システム２の構成は単に一例を示したに過ぎず、これらの構成に限定されないのは勿論である。また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、この半導体ウエハにはシリコン基板やＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＮなどの化合物半導体基板も含まれ、更にはこれらの基板に限定されず、液晶表示装置に用いるガラス基板やセラミック基板等にも本発明を適用することができる。

【符号の説明】

【0125】

２ 処理システム
４Ａ〜４Ｃ 処理室
６ 大気搬送室
８ 搬送機構
１４ 載置台
１６ 回転支持軸
１８ 保持アーム
２０ 保持ピン部
２２ 中間ピン部
５０ 第１アーム
５２ 第２アーム
５４，５６ ピック部
６０，６２ 載置パッド
６４ マッピングセンサ部（検出部）
６４Ａ 発光素子
６４Ｂ 受光素子
θｘ ずれ角度
Δｈ ずれ水平距離
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】