特開 2023-12940 基板搬送方法および基板搬送システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023012940

(43)【公開日】2023-01-26

(54)【発明の名称】基板搬送方法および基板搬送システム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20230119BHJP

   G05D 3/12 20060101ALI20230119BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

G05D3/12 305L

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021116712

(22)【出願日】2021-07-14

(71)【出願人】

【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】100099944

【弁理士】

【氏名又は名称】高山 宏志

(72)【発明者】

【氏名】松本 航

【テーマコード（参考）】

5F131

5H303

【Ｆターム（参考）】

5F131AA02

5F131BA01

5F131BA15

5F131BA19

5F131BA37

5F131BB04

5F131CA18

5F131DA32

5F131DA33

5F131DA36

5F131DB04

5F131DB52

5F131DB58

5F131DD03

5F131DD29

5F131DD33

5F131DD43

5F131DD76

5F131FA26

5F131FA32

5F131FA33

5F131KA12

5F131KA23

5F131KA52

5F131KA72

5F131KB05

5F131KB12

5F131KB32

5F131KB53

5F131KB58

5H303AA05

5H303BB03

5H303BB15

5H303CC01

5H303DD01

5H303DD27

5H303JJ08

5H303KK25

(57)【要約】

【課題】基板搬送機構により目標位置に高精度で基板を搬送することができる基板搬送方法および基板搬送システムを提供する。
【解決手段】基板搬送方法は、第１のステージから受け取った後、保持部に保持された基板が第１の計測部を通過するようにして、第１の計測位置において、保持部と基板の第１の真のずれ量を計測し、保持部に保持された基板を第２のステージに向けて搬送する際に、第２の計測部を通過するようにして、第２の計測位置において、保持部と基板の第２の真のずれ量を計測し、第１の真のずれ量と第２の真のずれ量との差を、第２の計測位置での熱変位量を推定する物理モデルに反映させて、モデル誤差が低減するように物理モデルを補正し、補正された物理モデルで推定される第２の計測位置での保持部の熱変位量と、保持部と基板のずれ量と、第２のステージでの保持部の熱変位量とから、第２のステージでの保持部の位置補正量を計算する。
【選択図】 図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を保持する保持部を有し、第１のステージから第２のステージへ基板を搬送する基板搬送機構と、前記第１のステージ近傍の第１の計測位置で基板の位置を計測する第１の計測部と、前記第２のステージ近傍の第２の計測位置で基板の位置を計測する第２の計測部と、を有する基板搬送システムにより前記第２のステージの目標位置に基板を搬送する基板搬送方法であって、
前記保持部により前記第１のステージ上の基板を受け取ることと、
前記保持部に保持された前記基板が第１の計測部を通過するようにし、前記第１の計測位置において、前記第１の計測部で検出される検出値と前記保持部の熱変位量とにより得られる前記保持部と前記基板の第１の真のずれ量を計測することと、
前記保持部に保持された前記基板を第２のステージに向けて搬送する際に、前記第２の計測部を通過するようにし、前記第２の計測位置において、前記第２の計測部で検出される検出値と前記保持部の熱変位量とにより得られる前記保持部と前記基板の第２の真のずれ量を計測することと、
前記第１の真のずれ量と前記第２の真のずれ量との差を、前記第２の計測位置での熱変位量を推定する物理モデルに反映させて、モデル誤差が低減するように前記物理モデルを補正することと、
前記補正された物理モデルで推定される前記第２の計測位置での前記保持部の熱変位量と、前記第２の検出部の検出値である前記保持部と前記基板のずれ量と、前記第２のステージでの前記保持部の熱変位量とから、前記第２のステージでの前記保持部の位置補正量を計算することと、
前記位置補正量に基づいて、前記基板搬送機構を制御して前記保持部の位置補正を行い、前記保持部上の前記基板を第２のステージに受け渡すことと、
を有する、基板搬送方法。

【請求項2】

前記物理モデルを補正することは、前記第２の真のずれ量と前記第１の真のずれ量との差を反映させた補正項をイニシャルの物理モデルに加えることを有する、請求項１に記載の基板搬送方法。

【請求項3】

前記第２の真のずれ量と前記第１の真のずれ量との差を算出し、前記第２の計測位置における熱変位量の前記イニシャルの物理モデルに、前記差の１／２の値を加えたものを前記補正された物理モデルとする、請求項２に記載の基板搬送方法。

【請求項4】

前記第２の計測位置での熱変位量を推定するイニシャルの物理モデル、および前記第１の計測位置での熱変位量を推定するイニシャルの物理モデルに、それぞれこれらモデルに含まれない、温度の関数として表される誤差要因を加えた物理モデルを作成し、（前記第２の真のずれ量）－（前記第１の真のずれ量）＝０となるよう、前記誤差要因を加えた物理モデル内の物理量の数値を変更してフィッティングを行って前記物理量を推定し、前記第２の計測位置での前記保持部の熱変位量の前記補正された物理モデルを求める、請求項１に記載の基板搬送方法。

【請求項5】

前記第２のステージでの前記保持部の熱変位量を推定するイニシャルの物理モデルに、これらモデルに含まれない、温度の関数として表される誤差要因を加えた物理モデルを作成し、前記第２の計測位置での前記保持部の熱変位量の前記補正された物理モデルを求める際に用いた物理量を真の値として用いて、前記第２のステージでの前記保持部の熱変位量の補正された物理モデルを求める、請求項４に記載の基板搬送方法。

【請求項6】

前記推定された物理量（パラメータ）と温度を一組として記憶部に記憶させておくことをさらに有する、請求項４または請求項５に記載の基板搬送方法。

【請求項7】

前記基板搬送機構は、複数のアームと、前記複数のアームを回動させるモータとを有する多関節構造を有する、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の基板搬送方法。

【請求項8】

基板を保持する保持部を有し、第１のステージから第２のステージへ基板を搬送する基板搬送機構と、
前記第１のステージ近傍の第１の計測位置で基板の位置を計測する第１の計測部と、
前記第２のステージ近傍の第２の計測位置で基板の位置を計測する第２の計測部と、
前記基板搬送機構を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、
前記保持部により前記第１のステージ上の基板を受け取ることと、
前記保持部に保持された前記基板が第１の計測部を通過するようにし、前記第１の計測位置において、前記第１の計測部で検出される検出値と前記保持部の熱変位量とにより得られる前記保持部と前記基板の第１の真のずれ量を計測することと、
前記保持部に保持された前記基板を第２のステージに向けて搬送する際に、前記第２の計測部を通過するようにし、前記第２の計測位置において、前記第２の計測部で検出される検出値と前記保持部の熱変位量とにより得られる前記保持部と前記基板の第２の真のずれ量を計測することと、
前記第１の真のずれ量と前記第２の真のずれ量との差を、前記制御部に記憶されている前記第２の計測位置での熱変位量を推定する物理モデルに反映させて、モデル誤差が低減するように前記物理モデルを補正することと、
前記補正された物理モデルで推定される前記第２の計測位置での前記保持部の熱変位量と、前記第２の検出部の検出値である前記保持部と前記基板のずれ量と、前記第２のステージでの前記保持部の熱変位量とから、前記第２のステージでの前記保持部の位置補正量を計算することと、
前記位置補正量に基づいて、前記基板搬送機構を制御して前記保持部の位置補正を行い、前記保持部上の前記基板を第２のステージに受け渡すことと、
を実行させる、基板搬送システム。

【請求項9】

前記補正された物理モデルは、前記第２の真のずれ量と前記第１の真のずれ量との差を反映させた補正項をイニシャルの物理モデルに加えたものである、請求項８に記載の基板搬送システム。

【請求項10】

前記補正された物理モデルは、前記第２の真のずれ量と前記第１の真のずれ量との差を算出し、前記第２の計測位置における熱変位量の前記イニシャルの物理モデルに、前記差の１／２の値を加えたものである、請求項９に記載の基板搬送システム。

【請求項11】

前記制御部は、前記第２の計測位置での熱変位量を推定するイニシャルの物理モデル、および前記第１の計測位置での熱変位量を推定するイニシャルの物理モデルに、それぞれこれらモデルに含まれない、温度の関数として表される誤差要因を加えた物理モデルを作成し、（前記第２の真のずれ量）－（前記第１の真のずれ量）＝０となるよう、前記誤差要因を加えた物理モデル内の物理量の数値を変更してフィッティングを行って前記物理量を推定し、前記第２の計測位置での前記保持部の熱変位量の前記補正された物理モデルを求める、請求項８に記載の基板搬送システム。

【請求項12】

前記制御部は、前記第２のステージでの前記保持部の熱変位量を推定するイニシャルの物理モデルに、これらモデルに含まれない、温度の関数として表される誤差要因を加えた物理モデルを作成し、前記第２の計測位置での前記保持部の熱変位量の前記補正された物理モデルを求める際に用いた物理量を真の値として用いて、前記第２のステージでの前記保持部の熱変位量の補正された物理モデルを求める、請求項１１に記載の基板搬送システム。

【請求項13】

前記制御部は、前記推定された物理量（パラメータ）と温度を一組として前記制御部の記憶部に記憶させておく、請求項１１または請求項１２に記載の基板搬送システム。

【請求項14】

前記基板搬送機構は、複数のアームと、前記複数のアームを回動させるモータとを有する多関節構造を有する、請求項８から請求項１３のいずれか一項に記載の基板搬送システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板搬送方法および基板搬送システムに関する。

【背景技術】

【0002】

複数の基板に対して連続的に処理を行う処理システムとして、ロードロック室と、基板に対して所定の処理を施すための複数の処理室と、ロードロック室と複数の処理室が接続され、基板搬送機構を有する共通搬送室とを備えたものが知られている。

【0003】

このような処理システムが特許文献１に開示されている。特許文献１の処理システムは、共通搬送室が一方向に長手方向を有し、共通搬送室にその長手方向に沿って移動可能になされたベース台を有するスライダ機構が設けられ、基板搬送機構がベース台に取り付けられるとともに、屈伸および旋回可能に設けられている。また、引用文献１の処理システムでは、基板搬送機構に保持されている基板の位置ずれを検出するためにベース台を停止させるべき位置に対応させて所定の間隔を隔てて複数の位置ずれ検出ユニットを配置し、制御部により、複数の位置ずれ検出ユニットの内のいずれか１つの位置ずれ検出ユニットの検出値を基準検出値として他の位置ずれ検出ユニットの検出値に熱伸縮補正を行うように基板搬送機構の動作を制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７－２７３７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、基板搬送機構により目標位置に高精度で基板を搬送することができる基板搬送方法および基板搬送システムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係る基板搬送方法は、基板を保持する保持部を有し、第１のステージから第２のステージへ基板を搬送する基板搬送機構と、前記第１のステージ近傍の第１の計測位置で基板の位置を計測する第１の計測部と、前記第２のステージ近傍の第２の計測位置で基板の位置を計測する第２の計測部と、を有する基板搬送システムにより前記第２のステージの目標位置に基板を搬送する基板搬送方法であって、前記保持部により前記第１のステージ上の基板を受け取ることと、前記保持部に保持された前記基板が第１の計測部を通過するようにし、前記第１の計測位置において、前記第１の計測部で検出される検出値と前記保持部の熱変位量とにより得られる前記保持部と前記基板の第１の真のずれ量を計測することと、前記保持部に保持された前記基板を第２のステージに向けて搬送する際に、前記第２の計測部を通過するようにし、前記第２の計測位置において、前記第２の計測部で検出される検出値と前記保持部の熱変位量とにより得られる前記保持部と前記基板の第２の真のずれ量を計測することと、前記第１の真のずれ量と前記第２の真のずれ量との差を、前記第２の計測位置での熱変位量を推定する物理モデルに反映させて、モデル誤差が低減するように前記物理モデルを補正することと、前記補正された物理モデルで推定される前記第２の計測位置での前記保持部の熱変位量と、前記第２の検出部の検出値である前記保持部と前記基板のずれ量と、前記第２のステージでの前記保持部の熱変位量とから、前記第２のステージでの前記保持部の位置補正量を計算することと、前記位置補正量に基づいて、前記基板搬送機構を制御して前記保持部の位置補正を行い、前記保持部上の前記基板を第２のステージに受け渡すことと、を有する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、基板搬送機構により目標位置に高精度で基板を搬送することができる基板搬送方法および基板搬送システムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】基板処理システムの全体構成の一例を示す概略平面図である。

【図2】基板搬送機構の一例を示す斜視図である。

【図3】基板搬送機構の一例の構造を説明する模式図である。

【図4】制御部により基板搬送機構の制御を行う際の機能ブロック図である。

【図5】基板搬送機構の姿勢を模式的に示した図である。

【図6】加減速状態と角度伝達誤差の誤差方向との関係を示す図である。

【図7】保持部と基板の真のずれ量、およびステージでの保持部の真のずれ量を説明するための図である。

【図8】基板搬送方法の一例を示すフローチャートである。

【図9】図８のステップＳＴ４およびＳＴ５の具体例としての第１の例を示すフローチャートである。

【図10】図８のステップＳＴ４およびＳＴ５の具体例としての第２の例を示すフローチャートである。

【図11】基板搬送方法の他の例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して実施形態について説明する。

【0010】

＜基板処理システム＞
最初に、一実施形態に係る基板搬送システムを備えた基板処理システムについて説明する。図１は、基板処理システムの全体構成の一例を示す概略平面図である。

【0011】

図１に示す基板処理システム１は、基板Ｗに対して真空雰囲気で処理を行うものであり、クラスタ構造（マルチチャンバタイプ）のシステムとして構成される。基板Ｗとしては、例えば半導体ウエハ等のウエハを挙げることができるが、これに限るものではない。

【0012】

基板処理システム１は、ロードロック室２と、真空搬送室３と、処理室４と、基板搬送機構５と、センサユニット６と、制御部７とを備える。一実施形態に係る基板搬送システムは、基板搬送機構５と、センサユニット６と、制御部７とを有する。

【0013】

真空搬送室３は、平面形状が矩形状をなし、真空排気部（図示せず）により内部が真空雰囲気に減圧され、内部に基板搬送機構５が設けられている。真空搬送室３の一方の長辺に対応する壁部には、３つのロードロック室２が接続されている。また、２つの短辺に対応する相対向する壁部には、それぞれ２つずつ合計４つの処理室４が接続されている。

【0014】

ロードロック室２は、真空搬送室３と大気雰囲気の大気搬送室（図示せず）との間に設けられ、その中には基板Ｗを載置するステージ２１が設けられている。ロードロック室２と真空搬送室３との間にはゲートバルブ２２が設けられており、ロードロック室２と大気搬送室との間にもゲートバルブ（図示せず）が設けられている。ロードロック室２と真空雰囲気の真空搬送室３との間は、ゲートバルブ２２を開放することにより連通され、ゲートバルブ２２を閉じることにより遮断される。ロードロック室２と大気搬送室の間も、ゲートバルブ（図示せず）の開閉により連通および遮断される。ロードロック室２内は両方のゲートバルブを閉じた状態で大気圧と真空との間で圧力制御可能となっている。大気搬送室に対する基板Ｗの受け渡しを行う際には、ロードロック室２内を大気雰囲気とし、大気搬送室側のゲートバルブを開放する。真空搬送室３に対する基板Ｗの受け渡しを行う際には、ロードロック室２内を真空雰囲気とし、ゲートバルブ２２を開放する。

【0015】

処理室４は、上述したように真空搬送室３の短辺に対応する壁部に接続され、その中に基板Ｗを載置するステージ４１が設けられている。処理室４は、真空雰囲気に減圧され、その内部にてステージ４１に載置された基板Ｗに所望の処理（例えば、エッチング処理、成膜処理、クリーニング処理、アッシング処理等）を施す。処理室４と真空搬送室３との間にはゲートバルブ４２が設けられており、これらの間は、ゲートバルブ４２を開放することにより連通され、ゲートバルブ４２を閉じることにより遮断される。

【0016】

基板搬送機構５は、ロードロック室２のステージ２１と処理室４のステージ４１との間で基板の搬送を行う。基板搬送機構５は、例えば、基台部５０と、第１アーム５１と、第２アーム５２と、第３アーム５３と、第４アーム５４とを備える多関節アームとして構成される。基台部５０と第１アーム５１の長手方向の一方側とは、回転軸５５により回転可能に接続される。第１アーム５１の長手方向の他方側と第２アーム５２の長手方向の一方側とは、回転軸５６により回転可能に接続される。第２アーム５２の長手方向の他方側と第３アーム５３の長手方向の一方側とは、回転軸５７により回転可能に接続される。第３アーム５３の長手方向の他方側は、基板Ｗを保持（載置）する保持部５３ａを有する。また、第２アーム５２の長手方向の他方側と第４アーム５４の長手方向の一方側とは、回転軸５７により回転可能に接続される。第４アーム５４の長手方向の他方側は、基板Ｗを保持（載置）する保持部５４ａを有する。基板搬送機構５の詳細については後述する。

【0017】

真空搬送室３の内部には、４つの処理室４および３つのロードロック室２のそれぞれに対応して、基板搬送機構５によって搬送される基板Ｗを検出するセンサユニット（計測部）６が設けられている。センサユニット６は、基板搬送機構５が基板Ｗを処理室４もしくはロードロック室２から真空搬送室３に搬送する際、または、基板搬送機構５が基板Ｗを真空搬送室３から処理室４もしくはロードロック室２へ搬送する際に、基板Ｗが通過する位置に設けられている。

【0018】

センサユニット６は、２つのセンサ６ａ，６ｂを有する。センサ６ａ，６ｂは、例えば光電センサであって、基板搬送機構５によって搬送される基板Ｗがセンサ６ａ，６ｂを通過することにより、基板Ｗの外縁の４点を検出することができる。

【0019】

制御部７は、基板処理システム１の各構成部、例えば、基板搬送機構５、ロードロック室２、真空搬送室３および処理室４の排気系、ゲートバルブ２２，４２等の動作を制御する。制御部７は、典型的にはコンピュータであり、主制御部と、入力装置と、出力装置と、表示装置と、記憶装置とを備えている。主制御部は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＡＭおよびＲＯＭを有している。記憶装置は、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を有しており、制御に必要な情報の記録および読み取りを行うようになっている。制御部７では、ＣＰＵが、ＲＡＭを作業領域として用いて、ＲＯＭまたは記憶装置の記憶媒体に格納された処理レシピ等のプログラムを実行することにより、基板処理システム１において基板Ｗの処理や基板Ｗの搬送を制御する。

【0020】

また、制御部７は、後述するように、基板搬送機構５の熱膨張に関する情報を受け取って、基板搬送機構５の保持部５３ａおよび保持部５４ａの位置補正を行う。

【0021】

また、制御部７は、センサユニット６（センサ６ａ，６ｂ）による基板Ｗの外縁の検出およびその際の基板搬送機構５の動作に基づいて、第３アーム５３の保持部５３ａに保持された基板Ｗの外縁座標を検出する。そして、制御部７は、検出された４点の外縁座標から基板Ｗの中心位置を算出する。したがって、センサユニット６および制御部７は、第３アーム５３に保持された基板Ｗの中心位置を計測する計測部として機能する。制御部７は、予め設定される第３アーム５３における基板Ｗを載置する基準位置（保持部５３ａの中心位置）と、センサユニット６により検出された第３アーム５３の保持部５３ａに保持された基板Ｗの中心位置とのずれ（偏心量）を検出する。なお、制御部７は第４アーム５４の保持部５４ａについても同様に制御する。

【0022】

＜基板搬送機構＞
次に、基板搬送機構５について、図２および図３を用いてさらに詳細に説明する。図２は基板搬送機構５の一例を示す斜視図であり、図３は基板搬送機構５の一例の構造を説明する模式図である。

【0023】

基板搬送機構５において、第１アーム５１内の下側には、第１軸モータ９１と、第１軸モータ９１により回転されるギア９２と、ギア９２に噛合するギア９３とが設けられている。ギア９３は基台部５０に固定され、回転軸５５と同軸に配置される。ギア９２および９３は動力伝達機構を構成し、第１軸モータ９１によりギア９２を回転させることにより、第１アーム５１を基台５０に対して回転軸５５回りに回動させる。

【0024】

また、第１アーム５１内の上側には、第２軸モータ９４と、第２軸モータ９４により回転されるギア９５と、ギア９５に噛合するギア９６とが設けられている。ギア９６は第２アーム５２に固定され、回転軸５６と同軸に配置される。ギア９５および９６は動力伝達機構を構成し、第２軸モータ９４によりギア９５を回転させることにより、第２アーム５２を第１アーム５１に対して回転軸５６回りに回動させる。

【0025】

第２アーム５２内には、第３軸モータ９７と、第３軸モータ９７により回転されるギア９８と、ギア９８に噛合するギア９９とが設けられている。ギア９９は第３アーム５３に固定され、回転軸５７と同軸に配置される。ギア９８および９９は動力伝達機構を構成し、第３軸モータ９７によりギア９８を回転させることにより、第３アーム５３を第２アーム５２に対して回転軸５７回りに回動させる。同様に、第２アーム５２内には、第４アーム５４を回動させるモータ（図示せず）および一対のギアからなる動力伝達機構（図示せず）が設けられ、そのモータにより動力伝達機構を介して、第４アーム５４を第２アーム５２に対して回転軸５７回りに回動させる。

【0026】

第１アーム５１には、温度センサ（温度検出部）８１，８２が設けられている。温度センサ８１，８２としては、例えば、熱電対を用いることができる。温度センサ８１は第１アーム５１の長手方向の一方側（回転軸５５の側）に設けられ、温度センサ８２は第１アーム５１の長手方向の他方側（回転軸５６の側）に設けられている。温度センサ８１，８２で検出された第１アーム５１の温度は、制御部７に入力される。

【0027】

第２アーム５２には、温度センサ（温度検出部）８３，８４が設けられている。温度センサ８３，８４としては、例えば、熱電対を用いることができる。温度センサ８３は第２アーム５２の長手方向の一方側（回転軸５６の側）に設けられ、温度センサ８４は第２アーム５２の長手方向の他方側（回転軸５７の側）に設けられている。温度センサ８３，８４で検出された第２アーム５２の温度は、制御部７に入力される。

【0028】

次に、基板搬送機構５における熱膨張について説明する。
基板搬送機構５は、その中に設けられた第１軸モータ９１等が熱源となり発熱する。また、処理室４が高温である場合に、処理室４から基板搬送機構５に入熱する。さらに、処理室４で処理された高温の基板Ｗから基板搬送機構５に入熱する。これにより、基板搬送機構５に熱膨張が生じる。

【0029】

以下の説明において、回転軸５５と回転軸５６との軸間距離（第１アーム５１のリンク長）をＬ１、回転軸５６と回転軸５７との軸間距離（第２アーム５２のリンク長）をＬ２とする。また、ギア９２とギア９３の軸間距離をＬｇ１、ギア９５とギア９６の軸間距離をＬｇ２、ギア９８とギア９９の軸間距離をＬｇ３とする（図３参照）。ギア９２，９５，９８の材質は例えばＦｅであり、第１アーム５１、第２アーム５２、第３アーム５３、第４アーム５４、ギア９３，９６，９９の材質は例えばＡｌである。

【0030】

図２の黒塗り矢印に示すように、基板搬送機構５に入熱がある場合、第１アーム５１、第２アーム５２、第３アーム５３、第４アーム５４は、長手方向に熱膨張する。

【0031】

また、ギア９２，９３の熱膨張によりギア９２，９３のバックラッシが増加する。図２において、第１アーム５１の長手方向の中心軸の位置を一点鎖線で示し、バックラッシによる第１アーム５１の長手方向の中心軸の位置を二点鎖線で示す。図２の白抜き矢印に示すように、ギア９２，９３によって第１アーム５１を回転軸５５で回転させる際、角度伝達誤差が生じる。同様に、ギア９５，９６およびギア９８，９９においてもバックラッシが増加し、角度伝達誤差が生じる。

【0032】

図４は、制御部７により基板搬送機構５の制御を行う際の機能ブロック図である。制御部７により熱膨張の補正を含む基板搬送機構５の制御を行う。

【0033】

基板搬送機構５は、第１軸モータ９１の回転角度、第２軸モータ９４の回転角度、第３軸モータ９７の回転角度をそれぞれ検出する、第１軸角度センサ９１ａ、第２軸角度センサ９４ａ、第３軸角度センサ９７ａを有している。そして、第１軸角度センサ９１ａ、第２軸角度センサ９４ａ、第３軸角度センサ９７ａの検出値は、制御部７に入力される。制御部７は、第１軸角度センサ９１ａ、第２軸角度センサ９４ａ、第３軸角度センサ９７ａの検出値に基づいて、第１軸モータ９１、第２軸モータ９４、第３軸モータ９７を制御することで、基板搬送機構５の動作を制御する。

【0034】

また、温度センサ８１～８４の検出値およびセンサユニット６の検出値も制御部７に入力される。

【0035】

制御部７は、熱膨張量推定部７１と、角度伝達誤差推定部７２と、角度誤差方向推定部７３と、搬送位置補正部７４とを有する。

【0036】

熱膨張量推定部７１は、第１アーム５１および第２アーム５２の熱膨張量を推定する。

【0037】

熱膨張量推定部７１が第１アーム５１の熱膨張量を推定する場合は、例えば、第１アーム５１の温度、第１アーム５１の熱膨張率、第１アーム５１の基準リンク長Ｌ１に基づいて推定する。なお、第１アーム５１の温度は、温度センサ８１，８２によって検出される。例えば、温度センサ８１，８２の平均値を第１アーム５１の温度としてもよい。また、第１アーム５１がＡｌで形成される場合、第１アーム５１の熱膨張率をＡｌの熱膨張率としてもよい。第１アーム５１の基準リンク長Ｌ１は、基準温度における第１アーム５１のリンク長である。

【0038】

熱膨張量推定部７１が第２アーム５２の熱膨張量を推定する場合は、例えば、第２アーム５２の温度、第２アーム５２の熱膨張率、第２アーム５２の基準リンク長Ｌ２に基づいて推定する。なお、第２アーム５２の温度は、温度センサ８３，８４によって検出される。例えば、温度センサ８３，８４の平均値を第２アーム５２の温度としてもよい。また、第２アーム５２がＡｌで形成される場合、第２アーム５２の熱膨張率をＡｌの熱膨張率としてもよい。第２アーム５２の基準リンク長Ｌ２は、基準温度における第２アーム５２のリンク長である。

【0039】

角度伝達誤差推定部７２は、ギアのバックラッシによる角度伝達誤差量を推定する。

【0040】

角度伝達誤差推定部７２が第１アーム５１を回転軸５５で回転させる際における角度伝達誤差量を推定する場合は、例えば、ギア９２，９３の温度、ギア９２，９３の熱膨張率の差分、ギア９２，９３の基準軸間距離Ｌｇ１に基づいて推定する。なお、ギア９２，９３の温度は、例えば、温度センサ８１によって検出される。また、ギア９２がＦｅで形成されギア９３がＡｌで形成される場合、ギア９２，９３の熱膨張率の差分をＡｌの熱膨張率とＦｅの熱膨張率の差分としてもよい。基準軸間距離Ｌｇ１は、基準温度におけるギア９２，９３の軸間距離である。

【0041】

角度伝達誤差推定部７２が第２アーム５２を回転軸５６で回転させる際における角度伝達誤差量を推定する場合は、例えば、ギア９５，９６の温度、ギア９５，９６の熱膨張率の差分、ギア９５，９６の基準軸間距離Ｌｇ２に基づいて推定する。なお、ギア９５，９６の温度は、例えば、温度センサ８２によって検出される。また、ギア９５がＦｅで形成されギア９６がＡｌで形成される場合、ギア９５，９６の熱膨張率の差分をＡｌの熱膨張率とＦｅの熱膨張率の差分としてもよい。基準軸間距離Ｌｇ２は、基準温度におけるギア９５，９６の軸間距離である。

【0042】

角度伝達誤差推定部７２が第３アーム５３を回転軸５７で回転させる際における角度伝達誤差量を推定する場合は、例えば、ギア９８，９９の温度、ギア９８，９９の熱膨張率の差分、ギア９８，９９の基準軸間距離Ｌｇ３に基づいて推定する。なお、ギア９８，９９の温度は、例えば、温度センサ８４によって検出される。また、ギア９８がＦｅで形成されギア９９がＡｌで形成される場合、ギア９８，９９の熱膨張率の差分をＡｌの熱膨張率とＦｅの熱膨張率の差分としてもよい。基準軸間距離Ｌｇ３は、基準温度におけるギア９８，９９の軸間距離である。なお、角度伝達誤差推定部７２は、第４アーム５４を回転軸５７で回転させる際における角度伝達誤差量も同様に推定する。

【0043】

角度誤差方向推定部７３は、角度伝達誤差の方向を推定するものである。具体的には、角度誤差方向推定部７３は、第１軸モータ９１の加減速状態に基づいて、第１アーム５１を回転軸５５で回転させる際における角度伝達誤差の方向を推定する。角度誤差方向推定部７３は、同様に、第２軸モータ９４の加減速状態に基づいて、第２アーム５２を回転軸５６で回転させる際における角度伝達誤差の方向を推定し、第３軸モータ９７の加減速状態に基づいて、第３アーム５３を回転軸５７で回転させる際における角度伝達誤差の方向を推定する。なお、第４アーム５４を回転軸５７で回転させる際における角度伝達誤差の方向も同様に推定する。

【0044】

角度誤差方向の推定について、図５および図６に基づいて説明する。
図５は、基板搬送機構５の姿勢を模式的に示した図である。図５（ａ）は、基板Ｗがセンサユニット６で計測される計測位置に位置する場合における基板搬送機構５の姿勢の一例を示す図である。図５（ｂ）は、搬送される基板Ｗが目標位置に位置する場合における基板搬送機構５の姿勢の一例を示す図である。

【0045】

破線矢印に示すように、第１アーム５１および第２アーム５２のリンク長は熱膨張している。なお、第３アーム５３および第４アーム５４における基板Ｗを載置する基準位置は、回転軸５７から所定の距離として設定されるため、第３アーム５３および第４アーム５４の熱膨張は考慮しなくてもよい。

【0046】

図５（ａ）に示す計測位置においては、基板搬送機構５は、基板Ｗを加速させた状態で、基板Ｗがセンサユニット６上を通過するようにする。このため、搬送される基板Ｗは、白抜き矢印に示す向きに慣性力を受けている。一方、基板搬送機構５は、基板Ｗを減速させた状態で、基板Ｗがステージ４１の目標位置へと向かうようにし、その後、図５（ｂ）に示すように、基板Ｗを目標位置で停止させる。このため、搬送される基板Ｗは、白抜き矢印に示す向きに慣性力を受けている。

【0047】

ここで、加減速状態と角度伝達誤差の誤差方向との関係について、図６を用いて説明する。図６は、角度伝達誤差の誤差方向を説明する図の一例である。図６（ａ）は、第１軸モータ９１の加速時を示す。図６（ｂ）は、第１軸モータ９１の減速時を示す。なお、実線矢印は各ギアの回転方向を示す。

【0048】

図６（ａ）に示す第１軸モータ９１の加速時において、１次側のギア９２は時計回りに回転し、２次側のギア９３は反時計回りに回転している。この際、慣性力によって１次側のギア９２の歯が２次側のギア９３の歯を押す方向に接している。これにより、バックラッシによる角度伝達誤差は、白抜き矢印で示す向きに発生する。

【0049】

一方、図６（ｂ）に示す第１軸モータ９１の減速時において、１次側のギア９２は時計回りに回転し、２次側のギア９３は反対時計回りに回転している。この際、慣性力によって２次側のギア９３の歯が１次側のギア９２の歯を押す方向に接している。これにより、バックラッシによる角度伝達誤差は、白抜き矢印で示す向きに発生する。

【0050】

このように、第１軸モータ９１の加速時・減速時によって動力伝達機構であるギア９２，９３のバックラッシによる角度伝達誤差の方向が異なる。第２軸モータ９４の動力伝達機構であるギア９５，９６、および第３軸モータ９７の動力伝達機構であるギア９８，９９のバックラッシによる角度伝達誤差の方向についても同様である。このような角度伝達誤差の方向の一例を、図５中に実線矢印で示しており、図５（ａ）の計測位置と、図５（ｂ）の目標位置とで、角度伝達誤差の方向が変化する。

【0051】

なお、基板Ｗの搬送中における基板搬送機構５の温度変化は十分に小さいものとして、計測位置と搬送位置における第１アーム５１および第２アーム５２の熱膨張量および回転軸５５，５６，５７における角度伝達誤差量は、変化しないものとしてもよい。

【0052】

搬送位置補正部７４は、基板搬送機構５が、ロードロック室２のステージ２１および処理室４のステージ４１の一方で基板を受け取り、他方で基板を受け渡す基板搬送を行う際、基板Ｗの搬送位置が目標位置になるように基板搬送機構５の位置ずれを補正する。このときの補正量は基板搬送機構５の熱膨張による変位（熱変位）を含み、搬送位置補正部７４に記憶された熱変位量は物理モデルを用いて推定される。

【0053】

すなわち、上述したように、基板搬送機構５は、回転可能に連結されたアーム５１～５４と、動力伝達機構であるギアを介してアーム５１～５４を回転させるモータ９１，９４，９７とを有しており、保持部５３ａおよび５４ａの熱変位量を推定する物理モデルは、アーム５１～５４の温度に基づいて推定されるアーム５１～５４の熱膨張量、アームの連結部である関節角度、温度に基づいて推定される角度遅れ量（角度伝達誤差量）等の式で表される。

【0054】

本実施形態では、搬送位置補正部７４は、搬送先のステージに基板を受け渡す際（ｐｕｔ時）の計測位置における熱変位量を加味した保持部５３ａまたは５４ａと基板Ｗの間の真のずれ量と、搬送元のステージで基板を受け取る際（ｇｅｔ時）の計測位置における熱変位量を加味した保持部５３ａまたは５４ａと基板Ｗの間の真のずれ量との差を、ｐｕｔ時の計測位置での熱変位量を推定する物理モデルに反映させる。

【0055】

この点について、搬送元がステージ２１、搬送先がステージ４１で、保持部５３ａに基板Ｗを載置して基板を搬送する場合を例にとって、以下に詳細に説明する。

【0056】

制御部７は、ステージ４１上の目標位置に基板Ｗが搬送されるように基板搬送機構５を制御するが、保持部５３ａが基板Ｗを受け取る際のずれや、基板搬送機構５の熱膨張による保持部５３ａの熱変位により搬送位置にずれが生じる。ステージ４１上の位置ずれは、処理室４に隣接するセンサユニット６の検出値である基板Ｗと保持部５３ａとのずれ量（Ｘ３，Ｙ３）、そのセンサユニット６による計測位置での熱変位量（Ｘ１，Ｙ１）、ステージ４１での保持部５３ａの熱変位量（Ｘ２，Ｙ２）から求められる。

【0057】

（Ｘ３，Ｙ３）は、具体的には、基準位置（保持部５３ａの中心位置）と保持部５３ａに保持された基板Ｗの中心位置とのずれ量である。また、（Ｘ１，Ｙ１）は、具体的には、ｐｕｔ時の計測位置における基板搬送機構５の熱膨張による保持部５３ａの位置ずれ量である。（Ｘ２，Ｙ２）は、基板Ｗの目標位置に対する第３アーム５３（保持部５３ａ）の基準位置の位置ずれとして表れる。保持部５３ａと基板Ｗの真のずれ量は、計測位置での基板搬送機構５の熱膨張を考慮することにより得られる。具体的には、真のずれ量は、図７（ａ）に示すように、設定上のずれ量として表される検出値（Ｘ３，Ｙ３）と、計測位置における熱変位量（計測位置での熱膨張による保持部５３ａの位置ずれ量）（Ｘ１，Ｙ１）から導かれた（Ｘ３－Ｘ１，Ｙ３－Ｙ１）である。なお、図７（ａ）において、基板Ｗの中心をＯ´、基準位置をＯ１で示している。また、ステージ４１においては、図７（ｂ）に示すように、基準位置Ｏ１と目標位置Ｏとの間の熱膨張によるずれ量が（Ｘ２，Ｙ２）である。そして、搬送先のステージ４１における基板Ｗの目標位置からのずれ量は、真のずれ量（Ｘ３－Ｘ１，Ｙ３－Ｙ１）にステージ４１での熱変位量（Ｘ２，Ｙ２）を加えたものである。したがって、このときの保持部５３ａの位置補正量＝－（保持部５３ａと基板Ｗの真のずれ量＋ステージ４１での熱変位量）であり、その値は（－Ｘ３－Ｘ２＋Ｘ１，Ｙ３－Ｙ２＋Ｙ１）となる。したがって、基板搬送機構５の第１軸モータ９１、第２軸モータ９４、第３軸モータ９７等を制御して保持部５３ａの位置を上記補正量で補正することにより、保持部５３ａ上の基板Ｗの搬送位置を目標位置に制御することができる。

【0058】

上述したように基板搬送機構５の補正量のうち熱変位量は物理モデルを用いて算出される。例えば、ｐｕｔ時の計測位置における熱変位量のＸ座標であるＸ１を求める物理モデルとしては、以下の（１）式のものを用いることができる。Ｙ座標であるＹ１も同様である。
Ｘ１＝Ｌ１ｃｏｓΩ１´α１ΔＴ＋Ｌ２ｃｏｓΩ２´α２ΔＴ＋Ｌ３ｃｏｓΩ３´α３ΔＴ＋Ｌ１（ｃｏｓΩ１´－ｃｏｓΩ１）＋Ｌ２（ｃｏｓΩ２´－ｃｏｓΩ２）＋Ｌ３（ｃｏｓΩ３´－ｃｏｓΩ３） ・・・（１）
ここで、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、上述したように、それぞれ、第１アーム５１のリンク長、第２アームのリンク長、第３アームのリンク長である。α１、α２、α３は、それぞれ、第１リンクの線膨張係数、第２リンクの線膨張係数、第３リンクの線膨張係数である（初期値はすべてアーム材料の熱膨張係数で同じ数値である）。また、Ω１、Ω２、Ω３は、それぞれ、ｐｕｔ時の第１関節角度、第２関節角度、第３関節角度（いずれも設計値）である。Ω１´、Ω２´、Ω３´は、それぞれ、Ω１´＝Ω１＋ΔΩ１、Ω２´＝Ω２＋ΔΩ２、Ω３´＝Ω３＋ΔΩ３であり、ΔΩ１、ΔΩ２、ΔΩ３はギアの軸間距離の拡大による角度遅れ量（ΔＴに比例）である。

【0059】

しかし、熱変位量に物理モデルを用いる場合、物理モデルの整合性が問題となる。すなわち、物理モデルを用いることにより、基板搬送機構５の熱変位を加味した位置補正は可能であるが、物理モデルには必ずモデル誤差が存在する。例えば、ｐｕｔ時の熱変位を示す上記（１）式の物理モデルについてもモデル誤差を含んでいる。このため、位置補正の精度にも限界がある

【0060】

このモデル誤差を減少させるため、本実施形態の搬送位置補正部７４においては、以下に説明するように、理想的には同じ値を示す、ｐｕｔ時の計測位置における熱変位量も加味した保持部５３ａと基板Ｗ間における真のずれ量と、ｇｅｔ時の計測位置における熱変位量も加味した保持部５３ａと基板Ｗ間における真のずれ量との差を利用する。

【0061】

ｇｅｔ時において、ロードロック室２に隣接するセンサユニット６の検出値を（Ｘ３´，Ｙ３´）、そのセンサユニット６による計測位置での熱変位量を（Ｘ１´，Ｙ１´）とする。（Ｘ３´，Ｙ３´）は、具体的には、第３アーム５３の設定上の基準位置（保持部５３ａの中心位置）と保持部５３ａに保持された基板Ｗの中心位置とのずれ量である。また、（Ｘ１´，Ｙ１´）は、具体的には、ｇｅｔ時の計測位置における基板搬送機構５の熱膨張による保持部５３ａの位置ずれ量である。保持部５３ａと基板Ｗの真のずれ量は、設定上のずれ量として表される検出値（Ｘ３´，Ｙ３´）と、計測位置における熱変位量（熱膨張による保持部５３ａの位置ずれ量）（Ｘ１´，Ｙ１´）から導かれた（Ｘ３´－Ｘ１´，Ｙ３´－Ｙ１´）である。

【0062】

ｇｅｔ時の計測位置における熱変位量（Ｘ１´，Ｙ１´）も物理モデルを用いて求めることができる。ｇｅｔ時の計測位置における熱変位量のＸ座標であるＸ１´を求める物理モデルとしては、例えば、以下の（２）式を用いることができる。
Ｘ１´＝Ｌ１ｃｏｓΘ１´α１ΔＴ＋Ｌ２ｃｏｓΘ２´α２ΔＴ＋Ｌ３ｃｏｓΘ３´α３ΔＴ＋Ｌ１（ｃｏｓΘ１´－ｃｏｓΘ１）＋Ｌ２（ｃｏｓΘ２´－ｃｏｓΘ２）＋Ｌ３（ｃｏｓΘ３´－ｃｏｓΘ３） ・・・（２）
ここで、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、α１、α２、α３は式（１）と同様であり、Θ１、Θ２、Θ３は、それぞれ、ｇｅｔ時の第１関節角度、第２関節角度、第３関節角度（いずれも設計値）である。Θ１´、Θ２´、Θ３´は、それぞれ、Θ１´＝Θ１＋ΔΘ１、Θ２´＝Θ２＋ΔΘ２、Θ３´＝Θ３＋ΔΘ３であり、ΔΘ１、ΔΘ２、ΔΘ３は、ギアの軸間距離の拡大による角度遅れ量（ΔＴに比例）である。

【0063】

ｐｕｔ時の保持部５３ａと基板Ｗ間の熱変位を加味した真のずれ量（Ｘ３－Ｘ１，Ｙ３－Ｙ１）と、ｇｅｔ時の保持部５３ａと基板Ｗ間の真のずれ量（Ｘ３´－Ｘ１´，Ｙ３´－Ｙ１´）とは、上述したように理想的には同じ値になるはずである。しかし、実際には同じ値にはならず、これらの間に差が生じる。例えばＸ座標についていえば、（Ｘ３－Ｘ１）と（Ｘ３´－Ｘ１´）との間に差Ａが生じる。これは、センサユニット６での検出誤差を除けば、物理モデルのモデル誤差により熱変位量の推定量に誤差が生じるからである。

【0064】

そこで、搬送位置補正部７４は、ｐｕｔ時の計測位置における保持部５３ａと基板Ｗの間の真のずれ量（ｐｕｔ時の計測位置における真のずれ量）と、ｇｅｔ時の計測位置における保持部５３ａと基板Ｗの間の真のずれ量（ｇｅｔ時の計測位置における真のずれ量）との差を、ｐｕｔ時の計測位置での熱変位量を計算する物理モデルに反映させて、モデル誤差が低減するように当該物理モデルを補正する。例えば、ｐｕｔ時の計測位置における真のずれ量とｇｅｔ時の計測位置における真のずれ量との差を反映させた補正項をイニシャルの物理モデルに加える。

【0065】

具体例としては、（ｐｕｔ時の計測位置における真のずれ量）－（ｇｅｔ時の計測位置における真のずれ量）により差Ａを算出し、上記ｐｕｔ時の計測位置における熱変位量のイニシャルの物理モデルであるＸ１にＡを単純平均したＡ／２を加えて、以下の（３）式に示すＸ１（Ａｖｅ）に物理モデルを補正する。これにより、物理モデルの誤差を低減することができる。
Ｘ１（Ａｖｅ）＝Ｘ１＋Ａ／２ ・・・（３）

【0066】

上述したように、基板搬送機構５の位置補正量＝－（保持部５３ａと基板Ｗの真のずれ量＋ステージ４１での熱変位量）であり、そのＸ座標のイニシャルの値は、－Ｘ３－Ｘ２＋Ｘ１である。したがって、このイニシャルの位置補正量のＸ１をＸ１（Ａｖｅ）に置き換えて、位置補正量を－Ｘ３－Ｘ２＋Ｘ１（Ａｖｅ）として計算する。Ｙ座標も同様である。これにより、簡易な手法で誤差の小さい物理モデルに補正することができる。また、これにより位置補正精度を高めて基板Ｗの搬送精度を高めることができる。なお、本例では、搬送位置補正に用いる熱変位量Ｘ２については、イニシャルの物理モデルを用いる。

【0067】

また、別の手法として、以下の手法を用いることもできる。
上記（１）式および上記（２）式の物理モデルに、補正項として、これらモデルに含まれないΔＴの関数として表される誤差要因β（ΔＴ）を加えた以下の（４）式および（５）式を用いる。

【0068】

Ｘ１＝Ｌ１ｃｏｓΩ１´α１ΔＴ＋Ｌ２ｃｏｓΩ２´α２ΔＴ＋Ｌ３ｃｏｓΩ３´α３ΔＴ＋Ｌ１（ｃｏｓΩ１´－ｃｏｓΩ１）＋Ｌ２（ｃｏｓΩ２´－ｃｏｓΩ２）＋Ｌ３（ｃｏｓΩ３´－ｃｏｓΩ３）＋β（ΔＴ） ・・・（４）
Ｘ１´＝Ｌ１ｃｏｓΘ１´α１ΔＴ＋Ｌ２ｃｏｓΘ２´α２ΔＴ＋Ｌ３ｃｏｓΘ３´α３ΔＴ＋Ｌ１（ｃｏｓΘ１´－ｃｏｓΘ１）＋Ｌ２（ｃｏｓΘ２´－ｃｏｓΘ２）＋Ｌ３（ｃｏｓΘ３´－ｃｏｓΘ３）＋β（ΔＴ） ・・・（５）

【0069】

上記（４）式および（５）式において、ΔΘ１とΔΩ１、ΔΘ２とΔΩ２、およびΔΘ３とΔΩ３とは、それぞれ第１ギア軸間距離、第２ギア軸間距離、および第３ギア軸間距離に比例し、同じ物理量から計算される。また、Ｌ１、Ｌ２、およびＬ３、ΔＴ、αも同様である。したがって、これらのパラメータを上記差Ａが最も小さくなるように、フィッティングを行う。例えば、線形計画法などを用いて解くか、機械学習などにより誤差の小さくなるパラメータを導出する。ΔＴの関数としては、ΔＴに比例、ΔＴの二乗に比例、指数に比例などの関数型を持つものを用いることができる。

【0070】

例えば、差Ａ＝０、すなわち（Ｘ３－Ｘ１）－（Ｘ３´－Ｘ１´）＝０となるよう、上記（４）式および（５）式を用いて式内の引数（物理モデル内の物理量の数値）を変更するようにして、Ｘ１の真の値としてＸ１（Ｔｒｕｅ）を算出することができる。この場合、（Ｘ３´－Ｘ１´）－（Ｘ３－Ｘ１）＝０が成り立つよう、線形計画法等を用いてフィッティングし、上記（４）式および（５）式の物理量、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Θ１´、Θ２´、Θ３´、α、β、ΔＴを決定する。そして、これにより得られたＬ１、Ｌ２、Ｌ３、ΔΩ１、ΔΩ２、ΔΩ３、α、β、ΔＴを真の値とし、（４）式および（５）式と同じ形の式でＸ１（Ｔｒｕｅ）を算出する。Ｘ１（Ｔｒｕｅ）は、差Ａ＝０が成り立つようフィッティングにより導かれた式であり極めて誤差が小さい。

【0071】

Ｘ１（Ｔｒｕｅ）を用いる場合、搬送位置補正に用いる上述の熱変位量Ｘ２の物理モデルを補正することができる。このとき、Ｘ１（Ｔｒｕｅ）を推定する際に用いた物理量を真の値とし、Ｘ２のイニシャルの物理モデルに、このモデルに含まれないΔＴの関数として表される誤差要因β（ΔＴ）を加えた物理モデルで計算して、Ｘ２（Ｔｒｕｅ）を推定することができる。

【0072】

Ｘ２（Ｔｒｕｅ）は、Ｘ１（Ｔｒｕｅ）の計算で得られたＬ１、Ｌ２、Ｌ３、ΔΘ１、ΔΘ２、ΔΘ３、α、β、ΔＴを真の値とし、以下の（６）式により計算することができる。
Ｘ２（Ｔｒｕｅ）＝Ｌ１ｃｏｓξ１´αΔＴ＋Ｌ２ｃｏｓξ２´αΔＴ＋Ｌ３ｃｏｓξ３´αΔＴ＋Ｌ１（ｃｏｓξ１´－ｃｏｓξ１）＋Ｌ２（ｃｏｓξ２´－ｃｏｓξ２）＋Ｌ３（ｃｏｓξ３´－ｃｏｓξ３）＋β（ΔＴ） ・・・（６）
ここで、ξ１、ξ２、ξ３は、ｐｕｔ時の第１関節角度、第２関節角度、第３関節角度（いずれも設計値）である。ξ１´、ξ２´、ξ３´は、それぞれ、ξ１´＝ξ１＋Δξ１、ξ２´＝ξ２＋Δξ２、ξ３´＝ξ３＋Δξ３であり、Δξ１、Δξ２、Δξ３はギアの軸間距離の拡大による角度遅れ量（ΔＴに比例）であり、ここでは、Δξ１＝ΔΩ１、Δξ２＝ΔΩ２、Δξ３＝ΔΩ３とする。

【0073】

Ｘ２（Ｔｒｕｅ）は、Ｘ１（Ｔｒｕｅ）と同様の式で求められたものであり、Ｘ１（Ｔｒｕｅ）と同様、極めて誤差が小さい。

【0074】

上述したように、基板搬送機構５の位置補正量は、－（保持部５３ａと基板Ｗの真のずれ量＋ステージ４１での熱変位量）で表され、そのＸ座標のイニシャルの値は、－Ｘ３－Ｘ２＋Ｘ１である。したがって、このイニシャルの位置補正量のＸ１をＸ１（Ｔｒｕｅ）に置き換え、Ｘ２をＸ２（Ｔｒｕｅ）に置き換えて、位置補正量を－Ｘ３－Ｘ２（Ｔｒｕｅ）＋Ｘ１（Ｔｒｕｅ）として計算する。Ｙ座標も同様である。本例の場合、Ｘ１をＸ１（Ｔｒｕｅ）に補正することにより測定位置での熱変位量の誤差を低減できるとともに、ステージでの熱変位量の誤差も小さくできるので、基板搬送機構５の位置補正の精度をより一層高めることができる。

【0075】

＜基板搬送方法＞
次に、基板搬送機構５を用いた基板搬送方法の一例について詳細に説明する。
ここでは、ロードロック室２のステージ２１から処理室４のステージ４１へ第３アーム５３の保持部５３ａにより基板Ｗを搬送する場合について説明する。

【0076】

図８は、基板搬送方法の一例を示すフローチャートである。
最初に、基板搬送機構５の保持部５３ａによりロードロック室２のステージ２１上の基板Ｗを受け取る（ステップＳＴ１）。

【0077】

次に、基板Ｗを保持した保持部５３ａをリトラクト中に、基板Ｗがロードロック室２に隣接したセンサユニット６（第１の計測部）を通過するようにし、ｇｅｔ時の計測位置における熱変位量を加味した保持部５３ａと基板Ｗの真のずれ量を計測する（ステップＳＴ２）。この際の真のずれ量は上述したように、設定上のずれ量として表される検出値（Ｘ３´，Ｙ３´）と、計測位置における熱変位量（熱膨張による保持部５３ａの位置ずれ量）（Ｘ１´，Ｙ１´）から導かれた（Ｘ３´－Ｘ１´，Ｙ３´－Ｙ１´）である。

【0078】

次に、基板Ｗを処理室４に向けて搬送し、基板Ｗを保持した保持部５３ａをステージ４１に向けてエクステンドしている間に、基板Ｗが処理室４に隣接したセンサユニット６（第２の計測部）を通過するようにし、ｐｕｔ時の計測位置における熱変位量を加味した保持部５３ａと基板Ｗの真のずれ量を計測する（ステップＳＴ３）。この際の真のずれ量は上述したように、設定上のずれ量として表される検出値（Ｘ３，Ｙ３）と、計測位置における熱変位量（熱膨張による保持部５３ａの位置ずれ量）（Ｘ１，Ｙ１）から導かれた（Ｘ３－Ｘ１，Ｙ３－Ｙ１）である。

【0079】

次に、ｐｕｔ時の計測位置における真のずれ量と、ｇｅｔ時の計測位置における真のずれ量との差を、ｐｕｔ時の計測位置での熱変位量を計算する物理モデルに反映させて、モデル誤差が低減するように当該物理モデルを補正する（ステップＳＴ４）。

【0080】

次に、補正された物理モデルで推定される、ｐｕｔ時の計測位置での保持部５３ａの熱変位量と、ｐｕｔ時のセンサユニット６の検出値である保持部５３ａと基板Ｗのずれ量と、ステージ４１での保持部５３ａの熱変位量とから、ステージ４１での保持部５３ａの位置補正量を計算する（ステップＳＴ５）。

【0081】

次に、ステップＳＴ５で計算した補正量に基づいて、制御部７により基板搬送機構５を制御して保持部５３ａの位置補正を行い、保持部５３ａ上の基板Ｗをステージ４１に受け渡す（ステップＳＴ６）。

【0082】

このように、本実施形態では、ｐｕｔ時の計測位置における真のずれ量と、ｇｅｔ時の計測位置における真のずれ量との差を、ｐｕｔ時の計測位置での熱変位量を計算する物理モデルに反映させてその物理モデルを補正し、物理モデルの誤差を低減させる。これにより、熱膨張による基板搬送機構５の位置ずれに対して位置補正精度を高めることができ、基板Wを目標位置に高精度で搬送することができる。

【0083】

次に、上記ステップＳＴ４の物理モデルを補正する工程と、上記ステップ５の基板搬送機構５の位置補正量を計算する工程の具体例について説明する。

【0084】

第１の例は、図９に示す、上述したＸ１（Ａｖｅ）を用いる場合である。
まず、（ｐｕｔ時の計測位置における真のずれ量）－（ｇｅｔ時の計測位置における真のずれ量）により差Ａを求め、上記（３）式に従って、Ｘ１に補正項としてＡ／２を加えたＸ１（Ａｖｅ）を計算する（ステップＳＴ４－１）。

【0085】

次に、基板搬送機構５の補正量（Ｘ座標）＝－Ｘ３－Ｘ２＋Ｘ１（Ａｖｅ）として補正量を計算する（ステップＳＴ５－１）。

【0086】

このように、ｐｕｔ時の計測位置における真のずれ量とｇｅｔ時の計測位置における真のずれ量との差をとって平均するだけでよいので、簡易に誤差の小さい物理モデルを補正することができる。また、これにより位置補正精度を高めて基板Ｗの搬送精度を高めることができる。

【0087】

第２の例は、図１０に示す、上記（４）および（５）に示す誤差要因β（ΔＴ）を用い、物理モデル内の物理量の数値を変化させる場合である。
まず、例えば、差Ａ＝０、すなわち（Ｘ３－Ｘ１）－（Ｘ３´－Ｘ１´）＝０となるよう、上記（４）式および（５）式を用いて式内の引数（物理モデル内の物理量の数値）を変更するようにし、線形計画法等を用いて物理量を推定し、推定した物理量を真の値として用いて同様の式でＸ１の真の値としてＸ１（Ｔｒｕｅ）を算出する（ステップＳＴ４－１１）
－１１）。

【0088】

次に、Ｘ１（Ｔｒｕｅ）の計算で得られたＬ１、Ｌ２、Ｌ３、ΔΘ１、ΔΘ２、ΔΘ３、α、β、ΔＴを真の値とし、上記（６）式によりＸ２（Ｔｒｕｅ）を計算する（ステップＳＴ４－１２）。

【0089】

次に、基板搬送機構５の補正量（Ｘ座標）＝－Ｘ３－Ｘ２（Ｔｒｕｅ）＋Ｘ１（Ｔｒｕｅ）として補正量を計算する（ステップＳＴ５－１１）。

【0090】

本例では、物理モデル内の物理量の数値を変化させ、（Ｘ３－Ｘ１）－（Ｘ３´－Ｘ１´）＝０を解くことにより、誤差の小さい物理モデルであるＸ１（Ｔｒｕｅ）を導くことができ、精度を高めることができる。また、計測位置の熱変位量のみならず、ステージ４１の熱変位量の物理モデルも補正することができるので、基板搬送機構５の位置ずれに対する位置補正精度をより一層高めることができる。

【0091】

次に、基板搬送方法の他の例について詳細に説明する。
ここでも同様に、ロードロック室２のステージ２１から処理室４のステージ４１へ基板Ｗを搬送する場合について説明する。

【0092】

図１１は、基板搬送方法の他の例を示すフローチャートである。
最初に、上記ステップＳＴ１と同様、基板搬送機構５の保持部５３ａによりロードロック室２のステージ２１上の基板Ｗを受け取る（ステップＳＴ１１）。

【0093】

次に、上記ステップＳＴ２と同様、基板Ｗを保持した保持部５３ａをリトラクト中に、基板Ｗがロードロック室２に隣接したセンサユニット６（第１の計測部）を通過するようにし、ｇｅｔ時の計測位置における熱変位量を加味した保持部５３ａと基板Ｗの真のずれ量を計測する（ステップＳＴ１２）。

【0094】

次に、上記ステップＳＴ３と同様、基板Ｗを処理室４に向けて搬送し、基板Ｗを保持した保持部５３ａをステージ４１に向けてエクステンドしている間に、基板Ｗが処理室４に隣接したセンサユニット６（第２の計測部）を通過するようにし、ｐｕｔ時の計測位置における熱変位量を加味した保持部５３ａと基板Ｗの真のずれ量を計測する（ステップＳＴ１３）。

【0095】

次に、ｐｕｔ時の計測位置における真のずれ量と、ｇｅｔ時の計測位置における真のずれ量との差を、ｐｕｔ時の計測位置での熱変位量を計算する物理モデルに反映させて、モデル誤差が低減するように当該物理モデルを補正し、その際に、物理モデル内の物理量の数値を変更するようにしてフィッティングを行い、物理量を推定する（ステップＳＴ１４）。

【0096】

ここでは、例えば、上記具体例の第２の例に示す上記（４）式および（５）式に示す、イニシャルの物理モデルに、これらモデルに含まれない、温度の関数として表される誤差要因を加えた物理モデルを用いる。そして、（ｐｕｔ時の計測位置における真のずれ量）－（ｇｅｔ時の計測位置における真のずれ量）で表される差Ａが最も小さくなるように、好適には（Ｘ３－Ｘ１）－（Ｘ３´－Ｘ１´）＝０となるように、物理モデル内の物理量（例えばアーム長さ、アーム角度、熱膨張係数、温度変化等）の数値を変更する。線形計画法等を用いて物理量を推定し、推定した物理量を真の値として用いて同様の式でＸ１（Ｔｒｕｅ）を算出する。そして、熱変位量Ｘ２についても、上記（６）に示す、イニシャルの物理モデルに、これらモデルに含まれない、温度の関数として表される誤差要因を加えた物理モデルを用いる。Ｘ１（Ｔｒｕｅ）を求める際に用いた物理量を真の値として用いて、Ｘ２の真の値としてＸ２（Ｔｒｕｅ）を算出する。これらの手順としては、例えば、上記具体例の第２の例と同様に行うことができる。

【0097】

次に、補正された物理モデルで推定される、ｐｕｔ時の計測位置での保持部５３ａの熱変位量と、ｐｕｔ時のセンサユニット６の検出値である保持部５３ａと基板Ｗのずれ量と、ステージ４１での保持部５３ａの熱変位量とから、ステージ４１での保持部５３ａの位置補正量を計算する（ステップＳＴ１５）。

【0098】

次に、ステップＳＴ１５で計算した補正量に基づいて、制御部７により基板搬送機構５を制御して保持部５３ａの位置補正を行い、保持部５３ａ上の基板Ｗをステージ４１に受け渡す（ステップＳＴ１６）。

【0099】

次に、推定された物理量（パラメータ）と温度を一組として制御部７の記憶装置に記憶させる（ステップＳＴ１７）。このようなデータの記憶は、基板Ｗを搬送の都度行ってもよいし、複数の基板を搬送した後に行ってもよい。物理量（パラメータ）と温度は、温度対物理量のテーブルに記憶し、データが入力されるごとにテーブルを更新するようにすることができる。そして、このテーブルから物理量を推定することができる。ただし、その推定結果が、物理量のテーブルから大きく外れている場合は、残渣とテーブルからの乖離量のバランスで推定する物理量を決定することができる。なお、テーブルを用いる代わりに、ニューラルネットワーク等を用いて物理量を推定してもよい。

【0100】

このように、物理量（パラメータ）と温度を一組として記憶させておくことにより、制御部７で保持している物理モデルに対してフィードバックを行い、物理モデルを修正することができる。このため、イニシャルの物理モデルが正確でなくても、物理モデルの精度を向上させることができ、基板搬送機構５の熱膨張による位置ずれに対して高精度で位置補正を行うことができる。また、システムや基板搬送機構によって物理モデルを変化させることができ、経年変化や機差にも対応可能となる。

【0101】

＜他の適用＞
以上、実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は、全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、添付の特許請求の範囲およ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。

【0102】

例えば、上記実施形態では、基板搬送機構５により、基板Ｗをロードロック室２のステージ２１から処理室４のステージ４１に搬送する場合について説明したが、これに限らず、ステージ４１からステージ２１に搬送する場合であってもよい。また、上記実施形態では、真空搬送を行う基板搬送システムにおけるロードロック室と処理室との間の基板搬送について説明したが、これに限るものではない。

【符号の説明】

【0103】

１；基板処理システム
２；ロードロック室
３；真空搬送室
４；処理室
５；基板搬送機構
６；センサユニット（計測部）
６ａ，６ｂ；センサ
７；制御部
２１，４１；ステージ
５０；基台部
５１；第１アーム
５２；第２アーム
５３；第３アーム
５４；第４アーム
５５，５６，５７；回転軸
７１；熱膨張推定部
７２；角度伝達誤差推定部
７３；角度誤差方向推定部
７４；搬送位置補正部
８１～８４；温度センサ
９１，９４，９７；モータ
９２，９３，９５，９６，９８，９９；ギア（動力伝達機構）
９１ａ，９４ａ，９７ａ；角度センサ
Ｗ；基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】