特許 7151318 基板搬送方法及び基板搬送モジュール

(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】

(24)【登録日】2022-10-03

(45)【発行日】2022-10-12

(54)【発明の名称】基板搬送方法及び基板搬送モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20221004BHJP

   H01L 21/68 20060101ALI20221004BHJP

   B65G 49/07 20060101ALI20221004BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

H01L21/68 F

B65G49/07 C

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018177798

(22)【出願日】2018-09-21

(65)【公開番号】P2020053417

(43)【公開日】2020-04-02

【審査請求日】2021-06-08

(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】110002756

【氏名又は名称】弁理士法人弥生特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】杉本 貴史

(72)【発明者】

【氏名】岡野 真也

【審査官】齋藤 正貴

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１４７５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１４１０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０４０６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２３５０５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０６９５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－００４９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１７５６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０７２３８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

Ｂ６５Ｇ ４９／０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の基板を上下に段をなすように格納する搬送容器を、当該搬送容器の側方に開口した基板取り出し口が筐体の側壁に開口する基板搬送口に重なるように、当該筐体の外側に設けられる載置部に載置する載置工程と、
前記基板の下面を支持して昇降及び水平方向に移動する基板支持部を備える搬送機構により、前記載置部に載置された前記搬送容器と前記筐体内との間で前記基板を搬送する搬送工程と、
前記載置工程及び搬送工程を行う前に、前記載置部に載置される前記搬送容器内における各基板の基準高さを取得する基準高さ取得工程と、
前記基準高さ取得工程及び前記載置工程の後で前記搬送工程の前に行われ、前記載置部に載置された前記搬送容器内の各基板の高さをセンサ部により検出する高さ検出工程と、
続いて前記搬送容器内の一の基板についての前記高さ検出工程において検出された基板の高さと前記基準高さとの差分に対応する第１の差分値を取得する工程と、
然る後、予め設定された高さ間隔と前記第１の差分値とに基づき、前記一の基板の基準高さに対応する第１の進入高さと、当該第１の進入高さを第１の差分値に応じて補正した第２の進入高さと、のうちのいずれの高さで当該基板支持部を前記搬送容器内に進入させるかを決定する進入高さ決定工程と、
決定した進入高さで前記基板支持部を前記搬送容器内に進入させて前記一の基板を受け取る受け取り工程と、
を備え、
前記進入高さ決定工程は、
前記予め設定された高さ間隔と前記第１の差分値との差分に対応する第２の差分値を取得し、当該第２の差分値に基づいて、前記第１の進入高さと、前記第２の進入高さと、のうちのいずれの高さで前記基板支持部を前記搬送容器内に進入させるかを決定する基板搬送方法。

【請求項2】

前記第１の差分値は前記高さ検出工程において検出された前記基板の高さと前記基準高さとの差分であり、
前記進入高さ決定工程は、
第１の差分値－予め設定された高さ間隔≦０であるときは前記第１の進入高さに、
第１の差分値－予め設定された高さ間隔＞０であるときは前記第２の進入高さに、夫々
前記基板支持部の進入高さを決定する工程を含む請求項１記載の基板搬送方法。

【請求項3】

前記搬送容器内の各基板について、前記第１の差分値を取得する工程、前記進入高さ決定工程、及び前記受け取り工程が行われる請求項１または２記載の基板搬送方法。

【請求項4】

側壁に基板搬送口が設けられた筐体と、
複数の基板を上下に段をなすように格納する搬送容器を、当該搬送容器の側方に開口した基板取り出し口が前記基板搬送口に重なるように前記筐体の外側に載置する載置部と、
前記基板の下面を支持して昇降及び水平方向に移動する基板支持部を備え、前記搬送容器と前記筐体内との間で前記基板を搬送する搬送機構と、
前記載置部に載置された前記搬送容器に格納される各基板を前記基板支持部が受け取るために当該各基板の高さを検出するセンサ部と、
前記載置部に載置された前記搬送容器に格納される前記各基板の基準高さが記憶される記憶部と、
前記載置部に載置された前記搬送容器内の一の基板についての前記センサ部により検出された基板の高さと前記基準高さとの差分に対応する第１の差分値を取得するステップと、然る後、予め設定された高さ間隔と前記第１の差分値とに基づき、前記一の基板の基準高さに対応する第１の進入高さと、当該第１の進入高さを第１の差分値に応じて補正した第２の進入高さと、のうちのいずれの高さで当該基板支持部を前記搬送容器内に進入させるかを決定する進入高さ決定ステップと、を実施し、決定した進入高さで前記基板支持部を前記搬送容器内に進入させて当該一の基板を受け取り、前記筐体内へと搬送するように制御信号を出力する制御部と、
を備え、
前記進入高さ決定ステップは、
前記予め設定された高さ間隔と前記第１の差分値との差分に対応する第２の差分値を取得し、当該第２の差分値に基づいて、前記第１の進入高さと、前記第２の進入高さと、のうちのいずれの高さで前記基板支持部を前記搬送容器内に進入させるかを決定するステップを含む基板搬送モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板搬送方法及び基板搬送モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスの製造工程においては、基板である半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）が搬送容器に段をなすように複数格納され、工場内を搬送される。そして搬送先の処理装置では、搬送機構によって上記の搬送容器から１枚ずつ基板を取り出して処理を行う。特許文献１には、カセット（搬送容器）を挟んで対向して配置される投光素子と受光素子とを備える光センサと、光センサをカセットに対して垂直方向に移動させる垂直駆動手段と、を備える基板検出装置について記載されている。この基板検出装置では、光センサからの出力に基づいてカセット内におけるウエハの垂直方向の位置が検出され、その検出結果に基づいてアーム（搬送機構）がカセット内に進入してウエハを受け取る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平９－１４８４０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、搬送容器内における基板の姿勢の不具合によって当該搬送容器内から基板の搬出ができなくなることを抑制することができる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の基板搬送方法は、複数の基板を上下に段をなすように格納する搬送容器を、当該搬送容器の側方に開口した基板取り出し口が筐体の側壁に開口する基板搬送口に重なるように、当該筐体の外側に設けられる載置部に載置する載置工程と、
前記基板の下面を支持して昇降及び水平方向に移動する基板支持部を備える搬送機構により、前記載置部に載置された前記搬送容器と前記筐体内との間で前記基板を搬送する搬送工程と、
前記載置工程及び搬送工程を行う前に、前記載置部に載置される前記搬送容器内における各基板の基準高さを取得する基準高さ取得工程と、
前記基準高さ取得工程及び前記載置工程の後で前記搬送工程の前に行われ、前記載置部に載置された前記搬送容器内の各基板の高さをセンサ部により検出する高さ検出工程と、
続いて前記搬送容器内の一の基板についての前記高さ検出工程において検出された基板の高さと前記基準高さとの差分に対応する第１の差分値を取得する工程と、
然る後、予め設定された高さ間隔と前記第１の差分値とに基づき、前記一の基板の基準高さに対応する第１の進入高さと、当該第１の進入高さを第１の差分値に応じて補正した第２の進入高さと、のうちのいずれの高さで当該基板支持部を前記搬送容器内に進入させるかを決定する進入高さ決定工程と、
決定した進入高さで前記基板支持部を前記搬送容器内に進入させて前記一の基板を受け取る受け取り工程と、
を備え、
前記進入高さ決定工程は、
前記予め設定された高さ間隔と前記第１の差分値との差分に対応する第２の差分値を取得し、当該第２の差分値に基づいて、前記第１の進入高さと、前記第２の進入高さと、のうちのいずれの高さで前記基板支持部を前記搬送容器内に進入させるかを決定する。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、搬送容器内における基板の姿勢の不具合によって当該搬送容器内から基板の搬出ができなくなることを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本開示の一実施形態である真空処理装置の平面図である。

【図2】前記真空処理装置に設けられるローダーモジュールの縦断側面図である。

【図3】前記ローダーモジュールに設けられる基板支持部の平面図である。

【図4】前記基板支持部とウエハとの間に設けられるクリアランスを説明するための説明図である。

【図5】比較例における基板支持部の進入高さの決定方法を説明する説明図である。

【図6】比較例における基板支持部の進入高さの決定方法を説明する説明図である。

【図7】実施例における基板支持部の進入高さの決定方法を説明する説明図である。

【図8】実施例における基板支持部の進入高さの決定方法を説明する説明図である。

【図9】実施例の基板支持部の進入高さの決定方法を示すフロー図である

【発明を実施するための形態】

【0008】

本開示の一実施の形態であるローダーモジュール３を含む真空処理装置１について、図１を参照しながら説明する。ローダーモジュール３は例えば横長に構成されたＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）であり、このローダーモジュール３内は、大気雰囲気且つ常圧雰囲気に形成されている。ローダーモジュール３は、複数のウエハＷを格納する密閉容器である搬送容器Ｂから当該ウエハＷを取り出して、真空処理装置１内に取り込む基板搬送モジュールとして構成される。

【0009】

ローダーモジュール３の側方には、ウエハＷの向きや偏心の調整を行うアライメントモジュール１１が設けられている。ローダーモジュール３の後方側の左右には、ロードロックモジュール１２、１３が設けられている。ロードロックモジュール１２、１３は、互いに同様に構成されている。ロードロックモジュール１２、１３は、ウエハＷをローダーモジュール３と後述の真空搬送モジュール１４との間で搬送するために、内部をＮ_２（窒素）ガス雰囲気の常圧雰囲気と真空雰囲気との間で切り替え可能に構成される。なお、図中１２Ａ、１３Ａはロードロックモジュール１２、１３に夫々設けられるウエハＷのステージである。また、ロードロックモジュール１２、１３と、ローダーモジュール３との間にはゲートバルブＧ１が各々介在する。

【0010】

ロードロックモジュール１２、１３の後方側には、内部が真空雰囲気とされる真空搬送モジュール１４が設けられている。真空搬送モジュール１４は、搬送アーム１５を備えている。真空搬送モジュール１４にはその周に沿って例えば４つの成膜モジュール２が接続されており、真空搬送モジュール１４と成膜モジュール２との間にはゲートバルブＧ２が介在している。

【0011】

例えば成膜モジュール２は、真空容器と、真空容器内にてウエハを載置すると共に加熱するステージと、ガス供給部であるシャワーヘッドと、を備えている。シャワーヘッドからは、原料ガスとして、例えばＴｉＣｌ_４（四塩化チタン）ガス、還元ガスとして、例えばＮＨ_３（アンモニア）ガスが供給される。また、ＴｉＣｌ_４ガスが供給される期間と、ＮＨ_３ガスが供給される期間との間の期間において、シャワーヘッドからはパージガスとしてＮ_２ガスが供給される。つまり、この成膜モジュール２ではウエハＷにＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）が行われて、ＴｉＮ（窒化チタン）膜が形成される。

【0012】

搬送容器Ｂに格納されるウエハＷは、ローダーモジュール３→アライメントモジュール１１→ローダーモジュール３→ロードロックモジュール１２（１３）→真空搬送モジュール１４→成膜モジュール２の順で搬送されて成膜処理される。成膜処理されたウエハＷは、成膜モジュール２→真空搬送モジュール１４→ロードロックモジュール１２（１３）→ローダーモジュール３→搬送容器Ｂの順に搬送される。ロードロックモジュール１２、１３と、真空搬送モジュール１４と、成膜モジュール２との間におけるウエハＷの搬送は、上記の搬送アーム１５により行われる。搬送容器Ｂと、アライメントモジュール１１と、ローダーモジュール３と、ロードロックモジュール１２、１３との間におけるウエハＷの搬送は、ローダーモジュール３に設けられる後述の搬送機構４により行われる。

【0013】

続いて図２の縦断側面図も参照しながら、ローダーモジュール３について詳しく説明する。このローダーモジュール３は角型の筐体３１を備えており、当該筐体３１は平面視左右に横長の矩形状に構成される。筐体３１の後方側の側壁の左右に間隔を空けて、上記のゲートバルブＧ１によって開閉される搬送口３２が開口している。筐体３１内には、搬送機構４が設けられている。搬送機構４は、左右に移動自在且つ昇降自在な台４１と、台４１上に設けられる多関節アーム４２とにより構成され、多関節アーム４２は、水平な第１アーム４３、水平な第２アーム４４及び基板支持部４５により構成されている。第１アーム４３の基端部が台４１上に垂直軸回りに回動自在に設けられ、第２アーム４４の基端部が第１アーム４３の先端部上に垂直軸回りに回動自在に設けられている。基板支持部４５は水平に伸びる板状に形成され、基板支持部４５の基端部は第２アーム４４の先端部上に垂直軸回りに回動自在に設けられている。

【0014】

基板支持部４５の先端側（前方側）は左右に２又に分かれて前方へ伸び出し、２つの前部４６を形成している。一方の前部４６の先端、他方の前部４６には投光部４７Ａ、受光部４７Ｂが夫々設けられている。投光部４７Ａ、受光部４７Ｂは互いに対をなし、センサ部４７を構成する。センサ部４７は後述する搬送容器Ｂ内のウエハＷの高さ検出（マッピング）を行うために設けられる。また、受光部４７Ｂは、受光した光に応じた検出信号を後述の制御部６に送信する。

【0015】

また、基板支持部４５の前部４６の先端部は上方へ突出し、側面視Ｌ字型をなす当接部４８を形成する。この当接部４８について、高さが大きい前方側を前方部位４８Ａ、高さが低い後方側を後方部位４８Ｂとする。基板支持部４５に下方から掬い上げられることでウエハＷは、その下面の周縁部が、後方部位４８Ｂと基板支持部４５の基端側とに支持されて水平に保たれて搬送される。基板支持部４５の基端側には、駆動機構４０と、当該駆動機構４０により前後に移動自在なローラー４９が設けられている。基板支持部４５に支持されたウエハＷは、ローラー４９により当接部４８の前方部位４８Ａへ押圧されて保持される。

【0016】

上記の筐体３１の前方側の側壁、つまり上記の搬送口３２が設けられる側壁に対向する側壁には、搬送口５１が３つ、横方向に間隔を空けて設けられている（図１参照）。そして搬送口５１毎に、搬送容器Ｂから筐体３１内にウエハＷを搬入出すると共に当該搬送口５１を開閉するロードポート５が設けられている。この搬送容器Ｂは、例えばＦＯＵＰ（Front Open Unified Pod）であり、容器本体Ｂ１と、容器本体Ｂ１に対して着脱自在な蓋体Ｂ２とにより構成されている。蓋体Ｂ２は、容器本体Ｂ１に対して着脱されることで容器本体Ｂ１の前方側面に形成された基板取り出し口Ｂ３を開閉する。また、蓋体Ｂ２は図示しないロック機構を備え、当該ロック機構により容器本体Ｂ１に固定される。

【0017】

図３は、容器本体Ｂ１の横断平面図である。この図３に示すように、容器本体Ｂ１の左右の各々の側壁には前後に沿った溝Ｂ５が設けられる。この溝Ｂ５は上下に多段に形成されている。ウエハＷの周縁部は各溝Ｂ５内に差し込まれて支持され、容器本体Ｂ１内には２５枚のウエハＷが上下に段をなして格納される。このように容器本体Ｂ１内において各溝Ｂ５が位置する高さはウエハＷが格納されるスペースであり、この格納スペースをスロットと記載する。スロットは例えば２５個、等間隔を空けて設けられている。各スロットについて下方のスロットから順番に１～２５の番号を付して説明する場合が有る。一のスロットからウエハＷを受け取るにあたり、基板支持部４５は容器本体Ｂ１の外側で当該ウエハＷの下方に位置した状態で、容器本体Ｂ１内へ向けて水平に前進して進入後、上昇してウエハＷを掬い上げて受け取る。この容器本体Ｂ１への進入時において当該基板支持部４５の上側ウエハＷ及び下側のウエハＷと干渉しないように、後述するように基板支持部４５の高さが制御される。なお、このように基板支持部４５は水平方向に移動して容器本体Ｂ１内に進入するが、この水平方向に移動するとは装置の設計上、水平方向に移動するということである。つまり、例えば装置の製造誤差や調整誤差により水平方向に対して若干傾いた横方向に移動する場合も設計上水平方向に移動するのであれば、水平方向に移動することに含まれる。

【0018】

図２に戻って説明を続ける。上記のロードポート５は、支持台５２、移動ステージ５３、開閉ドア５４及び移動機構５５により構成される。搬送口５１の筐体３１外へ向かう開口方向を手前側とすると、支持台５２は、筐体３１の外側において搬送口５１の下方位置から手前側に突出する。移動ステージ５３は、搬送容器Ｂを載置した状態で支持台５２上を前後に移動する搬送容器用の載置台である。この移動ステージ５３の移動によって、図２に示すように容器本体Ｂ１の基板取り出し口Ｂ３の口縁部Ｂ４が、筐体３１の外側から搬送口５１の口縁部５６に密着すると共に搬送口５１と基板取り出し口Ｂ３とが互いに重なり合い、容器本体Ｂ１に対してウエハＷの受け渡しが行えるようになる。なお、このように口縁部Ｂ４が口縁部５６に密着するときの容器本体Ｂ１の位置を受け渡し位置とする。

【0019】

開閉ドア５４は、筐体３１の内側から搬送口５１を閉じる、図２に実線で示す閉鎖位置に位置することができる。また、開閉ドア５４は図示しないロック解除機構を備え、上記のように容器本体Ｂ１が受け渡し位置に位置し、且つ当該開閉ドア５４が閉鎖位置に位置する状態で、蓋体Ｂ２のロック機構に作用し、容器本体Ｂ１と蓋体Ｂ２との間にロックが形成された状態と、ロックが解除された状態とを切り替えることができる。そのように容器本体Ｂ１とのロックが解除された蓋体Ｂ２は、当該開閉ドア５４に支持される。移動機構５５は、蓋体Ｂ２を支持する開閉ドア５４を、閉鎖位置と、当該閉鎖位置の後方且つ下方の開放位置に移動させることができる。開放位置は、搬送容器Ｂとロードロックモジュール１２、１３との間でウエハＷを搬送するときのウエハＷの搬送路上から開閉ドア５４が退避した位置であり、図２では鎖線で当該開放位置における開閉ドア５４を示している。

【0020】

また、図１に示すように真空処理装置１はコンピュータからなる制御部６を備えている。制御部６は、真空処理装置１の各部に制御信号を送信してその動作を制御する。制御部６については後に詳しく説明する。

【0021】

続いて、真空処理装置１の運用前に行われるティーチングと呼ばれる作業について説明する。このティーチングは、semi規格に適合するように構成された搬送容器Ｂにおける各スロットのウエハＷの高さと、各ウエハＷを受け取るために基板支持部４５が搬送容器Ｂに対して前進する高さ（進入高さとする）と、を制御部６に記憶させる作業である。具体的には例えばそのようにsemi規格に適合したティーチング用の搬送容器Ｂに格納されるウエハＷついて、例えば後述するマッピングを行うことで、各ウエハＷの高さを取得し、さらにこのウエハＷの高さに基づいて基板支持部４５の進入高さを決定する。ロードポート５毎に製造誤差が存在するため、各ロードポート５について、このティーチングが行われる。

【0022】

上記のマッピングについて説明する。このマッピングは受け渡し位置で蓋体Ｂ２が取り外された容器本体Ｂ１内に基板支持部４５の先端部が進入し、基板取り出し口Ｂ３付近のウエハＷの前端部を平面で見て挟むように、投光部４７Ａと受光部４７Ｂとが位置する。そしてスロット１、２５に対応する各高さで、投光部４７Ａから受光部４７Ｂへの光照射が行われると共に基板支持部４５が昇降する。なお図３の鎖線の矢印は、この光照射により形成される光軸を示している。制御部６は、ウエハＷの前端部による光の遮蔽によって変化する受光部４７Ｂからの出力信号に基づき、スロット１及びスロット２５の各ウエハＷの高さを検出する。さらに制御部６は、スロット２～スロット２４のウエハＷの高さについて、スロット１のウエハＷの高さとスロット２５のウエハＷの高さとの差分を、スロット１とスロット２５との間のスロットの数に対応する値を用いて等分割することで算出する。

【0023】

ところでロードポート５に搬送される搬送容器Ｂは様々であり、劣化や製造の不具合など各種の理由によって、semi規格に適合していない搬送容器Ｂが搬送される場合がある。また、搬送容器Ｂ内におけるウエハＷの格納状態も様々であり、semi規格に適合しないように高さがずれたり、傾いたりして格納された状態となっている場合も有る。そこで装置の運用中（半導体製品の製造中）にロードポート５に搬送容器Ｂが搬送されると、上記のマッピングが行われ、各スロットのウエハＷの高さが検出される。そして制御部６は、このように取得されたウエハＷの高さとティーチング時に取得されたウエハＷの高さとに基づいて各ウエハＷの受け取り可否の判断を行い、ウエハＷを受け取る場合にはティーチングにより予め取得されている基板支持部４５の進入高さを補正し、実際の進入高さを決定する。上記のように装置の運用中にマッピングによって取得されるウエハＷの高さについて、検出高さＰ１とする。そして、上記のティーチングにおいて取得されるウエハＷの高さについて、基準高さＰ０とする。

【0024】

上記のように基板支持部４５は搬送容器Ｂへの進入時に、上側のウエハＷ及び下側のウエハＷに接触しないことが求められる。そのために検出高さが取得されたウエハＷに対して下方に離れるように基板支持部４５の進入高さが決定される。ウエハＷと基板支持部４５の進入高さとの関係について説明するが、その前に図４を用いて基板支持部４５についてさらに説明しておく。この図４は、搬送容器Ｂ内へ進入する基板支持部４５の先端部の側面及び搬送容器Ｂに格納されるウエハＷの側面を示した模式図である。基板支持部４５については水平になるように構成されるが、実際には水平に対しての誤差が存在し得る。また、基板支持部４５の搬送容器Ｂへの進入経路についても水平に構成されるが、実際には水平に対しての誤差が存在し得る。その他に、搬送容器Ｂへの進入時に基板支持部４５には上下の振幅が発生する場合が有り、この上下の振幅が大きいと基板支持部４５がウエハＷに接触してしまうリスクが高くなる。さらに、搬送容器Ｂが載置されるロードポート５の移動ステージ５３についても水平に構成されるが、実際には水平に対しての誤差が存在し得る。

【0025】

これらの要因を考慮し、基板支持部４５については実際の上端よりもさらに上方のｂ１離れた高さに上端が位置し、実際の下端よりもさらに下方ｂ２離れた高さに下端が位置するものとみなす。つまり基板支持部４５の実際の厚さがａであるとしても、運用上はこの厚さａに高さｂ１及び高さｂ２が加算されるものとして取り扱う。即ちウエハＷ間に、側面で見て厚さ（高さ）がａ＋ｂ１＋ｂ２であるように矩形で表される基板支持部４５が進入するものとみなし、この矩形体について仮想の支持部４５Ａとする。なお、この図４及び後述の各図において、検出高さＰ１をウエハＷの上下幅の中心の位置として示している。

【0026】

上記のように基板支持部４５の上下の高さについて実際の高さよりも大きいものとして当該基板支持部４５の進入高さが決められるが、説明の便宜上、実施例の基板支持部４５の進入高さの決定方法を説明する前に、比較例における基板支持部４５の進入高さの決定方法について説明する。この比較例の進入高さの決定方法を説明するために、当該比較例において、受け取り対象となるウエハＷの下方に設けられるクリアランスについて説明する。

【0027】

上記のようにマッピングでは容器本体Ｂ１の前方側（基板取り出し口Ｂ３側）におけるウエハＷの高さを検出しており、後方側におけるウエハＷの高さは検出されない。しかし、上記のように搬送容器Ｂ内にウエハＷは傾いて格納されている場合が有る。そこで基板支持部４５の受け取り対象のウエハＷが、semi規格の適合範囲内で最も後方側が下るように傾いていても、仮想の支持部４５ＡとウエハＷの後端とが接触しないように、マッピングによって取得されるウエハＷの前端部の下面の位置と仮想の支持部４５Ａとの間にクリアランスが設定される。

【0028】

図４では、そのように基板支持部４５の受け取り対象のウエハＷ（基板支持部４５が受け取ろうとするウエハＷ）がsemi規格に適合する範囲内で最も後方側が下るように傾いている例を示しており、このような傾きとなっているウエハＷをワーストケースのウエハＷとする。また、多数のドットを付すと共に枠で囲って表示した矩形領域は、上記の受け取り対象であるウエハＷの下面の存在がsemi規格において許容されている許容領域である。従って、より詳しく述べるとワーストケースのウエハＷとは、ウエハＷの下面における前端が許容領域Ｌ１の上端に、後端が許容領域Ｌ１の下端に夫々位置するときと同じ傾きを持つウエハＷである。図４では、上記のウエハＷの前端部の下面の位置と仮想の支持部４５Ａとの間のクリアランスの高さをｃとして示している。仮想の支持部４５Ａの容器本体Ｂ１内への進入時に下方側のウエハＷへの接触を避けるために、クリアランスの高さｃについては必要最小限の大きさに設定されており、従って予め設定される高さ間隔であるこの高さｃは上記の許容領域Ｌ１の高さと同じ大きさである。このように高さｃが設定されているので、図４に示す下面が許容領域Ｌ１に収まるワーストケースのウエハＷを受け取るにあたり、許容領域Ｌ１の下面の高さと、当該ウエハＷの後端の高さと、仮想の支持部４５Ａの上端の高さとが互いに揃うことになる。ティーチングにおいては以上に説明したウエハＷの受け取りが行えるように、基板支持部４５の進入高さ位置が設定される。

【0029】

比較例では、ウエハＷの基準高さＰ０及び検出高さＰ１によらず、ウエハＷの前端部の下面と仮想の支持部４５Ａとの間に上記のクリアランスの高さｃが確保されるように基板支持部４５の進入高さが決められる。図４と同様に当該進入高さが決定されて搬送容器Ｂ内へ進入する基板支持部４５を模式的に示した図５、図６を参照して、この比較例における進入高さの決定方法を具体的に説明する。なお、この図５、図６及び以降の各図では受け取り対象のウエハＷが格納される一のスロットにおいて、ティーチング時に格納されていたウエハＷをＷ０として示している。そして、このウエハＷ０から取得される基準高さＰ０については、検出高さＰ１と同様に、ウエハＷの上下幅の中心位置を指すように示している。

【0030】

図５に示す例では、ウエハＷ０が図４で説明したようにワーストケースでその下面が許容領域Ｌ１に収まるように格納されていたものとする。従って、当該一のスロットにおけるウエハＷの基準高さＰ０は、図４中の検出高さＰ１に等しいので、この図５で説明する例でティーチング時において設定された基板支持部４５の進入高さは、図４で示した基板支持部４５の進入高さと同じである。そして、図５では受け取り対象である一のスロットのウエハＷの検出高さＰ１が、基準高さＰ０よりも高さｄ１下方の位置に検出された例を示す。つまり、ウエハＷの前端部の下面についても図４で説明した位置よりもｄ１下方に位置する。検出高さＰ１がそのような高さとなったウエハＷについてワーストケースとなるように格納されていることが考えられるため、当該ウエハＷの下面に対して、上記のクリアランスの高さｃ＋基板支持部４５の上側の高さｂ１離れるように、ティーチング時に設定された基板支持部４５の進入高さが補正される。さらに詳しく述べると、既述したように図５の基準高さＰ０は図４の検出高さＰ１に等しいことから、この図５に示す例の基板支持部４５の進入高さは、図４に示した基板支持部４５の進入高さよりもｄ１下方にずらされ、仮想の支持部４５Ａの上端は許容領域Ｌ１の下面からｄ１離れることになる。なお、上記のように受け取り対象のウエハＷはワーストケースとなることが考えられるが、実際にはウエハＷを受け取るにあたりその傾き及び許容領域Ｌ１との位置関係は不明である。図５では受け取り対象のウエハＷの実際の格納状態が水平であり、許容領域Ｌ１の下面と当該受け取り対象のウエハＷの下面とが一致しており、クリアランスの高さｃ＝高さｄ１となっているものとして示している。

【0031】

また、図６では一のスロットのウエハＷの検出高さＰ１が、基準高さＰ０よりも高さｄ２下方の位置である例を示している。つまり、ウエハＷの前端部の下面についても図４で説明した位置よりも高さｄ２下方に位置している。なお、この図６の例においてはティーチング時のウエハＷ０は図５で説明した状態と同じ状態で格納されていたものとし、従ってこの図６の例における基準高さＰ０については、図５の例と同じく、図４の検出高さＰ１の高さに等しいものとする。

【0032】

この図６に示す例でも、図５で説明したように当該ウエハＷがワーストケースとなるように格納されているものとして、基板支持部４５の上方には高さｂ１＋ｃが確保されるように当該基板支持部４５の進入高さが決定される。従って、図６の例では基板支持部４５の進入高さは、ティーチング時に設定された進入高さよりも高さｄ２下方にずれ、それにより仮想の支持部４５Ａの上端も許容領域Ｌ１の下面からｄ２離れるように補正される。なお、図の煩雑化を避けるために、この図６及び後述の図８では図４などと異なり、許容領域Ｌ１を表す枠を表示しておらずドットのみを付して表示している。

【0033】

ところで、例えば真空処理装置１に搬送される前の前工程で搬送容器ＢにウエハＷを戻す際に容器本体Ｂ１の後方側の内壁にウエハＷが接触し、ウエハＷの前方側が奥側に比べて下がってしまう前垂れの姿勢となり、その下面の位置がsemi規格で定められる許容領域Ｌ１から外れる場合が有る。図６では、受け取り対象のウエハＷがそのように前垂れして許容領域Ｌ１から外れた例を示しており、従って上記の高さｄ２は比較的大きい。この比較例のように基板支持部４５の進入高さを決定する場合、図６の例よりもさらに前垂れの程度が大きいとすると、基板支持部４５と下方のウエハＷの表面との接触を防ぐために高さｂ２を確保する必要が有るので、ウエハＷの受け取りを中止する必要が有る。

【0034】

例えば上記の基板支持部４５の上下の振幅が大きいと、仮想の支持部４５Ａの高さｂ１、ｂ２についても比較的大きく設定する必要が有る。その一方でウエハＷの前垂れが大きく、semi規格を越えるような場合でもウエハＷと接触しないように、基板支持部４５の進入高さを決定することが求められている。実施例の基板支持部４５の進入高さの決定方法は、それらの要請に対応できるものである。この実施例の基板支持部４５の進入高さの決定方法について、図７、図８を用いて比較例の進入高さの決定方法との差異点を中心に説明する。図7、図８では受け取り対象のウエハＷの高さ及び傾きが、図５、図６の受け取り対象のウエハＷの高さ及び傾きと同じとなっているものとして示している。また、ティーチング時のウエハＷ０の高さ及び傾きについても図５、図６のウエハＷ０の高さ及び傾きと同じとなっているものとして示しており、従って図７、図８の基準高さＰ０は、図５、図６の基準高さＰ０と同じである。

【0035】

この実施例の進入高さの決定方法においては、基準高さＰ０と検出高さＰ１との差分値（第１の差分値とする）を算出する。なお、この第１の差分値について基準高さＰ０より検出高さＰ１が下方に位置するときを＋とする。そして、この第１の差分値を上記のクリアランスの高さｃ（＞０）と比較する。より具体的には例えば第２の差分値＝第１の差分値－クリアランスの高さｃを算出し、当該第２の差分値＞０であるか否かを判定する。

【0036】

図７では上記の高さｄ１が第１の差分値である。図５で説明したようにここではｄ１＝ｃであるため、この図７の例では第２の差分値＝（第１の差分値－クリアランスの高さｃ）≦０である。第２の差分値がこのように０以下の場合は、基板支持部４５の進入高さの補正が行われず、図４で説明したようにティーチング時に設定された高さ、即ち基準高さＰ０に対応する高さで基板支持部４５が前進するように決定される。上記のようにこの図７の例ではウエハＷ０はワーストケースで、その下面が許容領域Ｌ１に収まるように格納されていたことから、このように基板支持部４５の進入高さが決定されたことで、許容領域Ｌ１の下面と仮想の支持部４５Ａの上端とが揃うことになる。

【0037】

図８では上記の高さｄ２が第１の差分値であり、ここではｄ２＞ｃであるものとする。従って、第２の差分値＝（第１の差分値－クリアランスの高さｃ）＞０である。第２の差分値がこのような場合は基板支持部４５の進入高さの補正が行われるが、比較例の補正とは異なり、第１の差分値ｄ２が高さｃを越えた分のみ補正する。つまり第２の差分値＝ｄ２－ｃだけ、予め設定された進入高さから下方にずれるように進入高さを補正する。上記のようにこの図８の例ではウエハＷ０はワーストケースで、その下面が許容領域Ｌ１に収まるように格納されていたことから、このように基板支持部４５の進入高さが決定されたことで、許容領域Ｌ１の下面からｄ２－ｃ下方に離れるように仮想の支持部４５Ａの上端が位置することになる。

【0038】

つまり、この実施例でも比較例と同様に受け取り対象のウエハＷがワーストケースであることを想定してクリアランスの高さｃが設定されている。そのために受け取り対象のウエハＷがティーチング時のウエハＷに比べて前方側が下方に下がるように傾き、それにより基準高さＰ０よりも低く検出高さＰ１が位置していても、これら高さＰ１、Ｐ０の差分値が高さｃを越えない範囲であれば仮想の支持部４５ＡとウエハＷとは接触しない。従ってそのように差分値が高さｃを越えない場合は、図７に示した例のようにティーチング時に設定された基板支持部４５の進入高さを補正せずに前進させる。そして、高さＰ１、Ｐ０の差分値が高さｃを越えているときは、図８に示した例のように越えている分だけ進入高さを補正することで、進入高さの下方への補正量を最小限にしている。

【0039】

このような実施例の進入高さの決定方法では、比較例の進入高さの決定方法に比べて、基準高さＰ０に対して検出高さＰ１が低くなったときに下方側への基板支持部４５の進入高さの補正量が増加することを抑制することができる。基板支持部４５の進入高さを補正する結果、仮想の基板支持部４５Ａが受け取り対象の下方のウエハＷに接触してしまうことになる場合には、受け取りを中止しなければならない。しかし、上記のように進入高さの補正量を抑えることができるため、基準高さＰ０と検出高さＰ１との差がより大きい場合にもウエハＷを受け取ることができる。つまり、より大きく前垂れしたウエハＷを受け取ることができる。従って、ウエハＷの姿勢の不具合によって当該ウエハＷの受け取りが中止となることを抑制することができるので、真空処理装置１の生産性を高めることができる。また、そのように基準高さＰ０と検出高さＰ１との差を大きくすることができるということは、運用時の基板支持部４５の上下の振幅の大きさや基板支持部４５の水平度を調整するにあたり、その水平度の許容範囲を大きくすることができるということでもある。従って、装置の調整の手間の軽減を図ることができる。

【0040】

図１に示す制御部６について補足して説明しておく。制御部６は、既述した各モジュール間でのウエハＷの搬送、成膜モジュール２でのウエハＷの処理、及び実施例の進入高さの決定方法、を実施できるように命令（各ステップ）が組み込まれたプログラム６１を備えている。このプログラム６１により真空処理装置１の各部に制御信号が出力されて、各部の動作が制御される。このプログラム６１は、例えば、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）、ＤＶＤなどの記憶媒体に格納された状態で制御部６にインストールされる。また、制御部６は記憶部６２を備えている。この記憶部６２には既述の実施例の基板支持部４５の高さの決定方法を実施できるように、各種のデータが記憶される。具体的にはティーチングによって取得される各スロットのウエハＷの基準高さＰ０、各基準高さＰ０に対応する基板支持部４５の進入高さ、クリアランスの高さｃについて記憶される。また、装置の運用時（製品ウエハＷの処理時）に各ウエハＷの検出高さＰ１が取得されると、この記憶部６２に記憶される。

【0041】

続いて、実施例の基板支持部４５の進入高さの決定方法についてまとめたフローチャートである図９を参照しながら、当該高さ決定方法について順を追って説明する。先ず、既述したティーチングを行い、各スロットのウエハＷの基準高さＰ０及び基準高さＰ０に対応する基板支持部４５の進入高さが取得される（ステップＳ１）。続いて、真空処理装置１の運用が開始され、ロードポート５にウエハＷが格納された搬送容器Ｂが載置される（ステップＳ２）。搬送容器Ｂの蓋体Ｂ２が外されてマッピングが行われ、各スロットのウエハＷの検出高さＰ１が取得される（ステップＳ３）。そして、一のスロットのウエハＷについて基準高さＰ０と検出高さＰ１との差分値である第１の差分値が算出される（ステップＳ４）。続いて、第２の差分値として第１の差分値－クリアランスの高さｃが算出され（ステップＳ５）、第２の差分値＞０であるか否かが判定される（ステップＳ６）。このステップＳ６は、制御部６に記憶される進入高さ（第１の進入高さ）で基板支持部４５を進入させるか、この第１の進入高さに対して補正された進入高さ（第２の進入高さ）で基板支持部４５を進入させるかを決定する進入高さの決定工程に相当する。

【0042】

第２の差分値＞０ではない、即ち第２の差分値≦０であると判定された場合は、基板支持部４５の進入高さは補正されず、ステップＳ１で設定された進入高さで基板支持部４５が前進して搬送容器Ｂ内に進入し、ウエハＷの受け取りが行われる（ステップＳ７）。上記の図７は、このステップＳ７の基板支持部４５の動作を説明したものである。第２の差分値＞０であると判定された場合は、この第２の差分値の分基板支持部４５の進入高さが下方にずれるように補正され、補正された高さで基板支持部４５を前進させて搬送容器Ｂ内に基板支持部４５が進入し、ウエハＷの受け取りが行われる（ステップＳ８）。上記の図８は、このステップＳ８の基板支持部４５の動作を説明したものである。ステップＳ７、ステップＳ８で受け取られたウエハＷは、既述したようにローダーモジュール２の筐体３１内へ搬送された後、既述の経路で真空処理装置１内を搬送されて、搬送容器Ｂに戻される。

【0043】

なお、搬送容器Ｂの一のスロットのウエハＷを取り出すことについて説明してきたが、搬送容器Ｂ内の各スロットのウエハＷについて、上記の第１の差分値及び第２の差分値が算出されて各ウエハＷを取り出すための基板支持部４５の進入高さが決定される。つまり、上記のステップＳ１～Ｓ８は搬送容器Ｂ内の各ウエハＷについて実行される。ただし、1枚のウエハＷのみをこのステップＳ１～Ｓ８のフローに沿って取り出してもよい。

【0044】

ところで上記の例では基板支持部４５はローラー４９及び駆動機構４０からなるウエハＷの押圧機構を備えるが、基板支持部４５はこのような押圧機構を備えていなくてもよい。ただしこのような押圧機構を備える場合、押圧機構の重量の影響により基板支持部４５に比較的大きな振幅が発生するおそれが有るため、図４で説明した高さｂ１及び高さｂ２が比較的大きくなるので、本開示の技術が特に有効である。また、マッピングを行うセンサ部４７については、基板支持部４５とは独立して昇降機構により搬送口５１付近を昇降するように設けてもよい。また、真空処理装置１は成膜モジュール２を備えるものとしているが、エッチングやアニールなどの成膜以外の処理を行うモジュールを備えていてよい。また、ローダーモジュール３は真空雰囲気で基板に処理を行う装置に組み込まれることに限られず、レジストの塗布や現像液の供給など、大気雰囲気で基板に処理を行う基板処理装置に組み込まれていてもよい。

【0045】

また上記の例では、予め制御部６に基準高さＰ０に基づいた基板支持部４５の進入高さが記憶されており、この進入高さを補正するが、制御部６には基準高さＰ０のみ格納しておいてもよい。つまり、検出高さＰ１が取得され、既述のように算出される第２の差分値≦０であれば基準高さＰ０に所定の値Ａ１が加算され、Ｐ０よりもＡ１だけ下方になるように基板支持部４５の進入高さが決定される。そして第２の差分値＞０であれば基準高さＰ０に所定の値Ａ１を加算し、さらに第２の差分値Ａ２を加算し、Ｐ０よりもＡ１＋Ａ２だけ下方になるように基板支持部４５の進入高さを決定する。つまり、予め制御部６に記憶されている基板支持部４５の高さを補正することには限られない。さらに、上記の例ではマッピング時において、スロット２～２４のウエハＷの高さについては、スロット１、２５の各ウエハＷの高さから算出しているが、センサ部４６を昇降させてこれらスロット２～２４のウエハＷの高さを直接検出してもよい。

【0046】

また、第１の差分値について基準高さＰ０と検出高さＰ１との差分値としたが、この高さＰ０、Ｐ１の差分値に例えば所定の補正値を加算するなどして補正したものを第１の差分値としてもよい。つまり、第１の差分値は、基準高さＰ０と検出高さＰ１との差分に対応する値であればよい。同様に第２の差分値についても第１の差分値とクリアランスの高さｃとの差分値としたが、この差分値に例えば所定の補正値を加算するなどして補正したものを第２の差分値としてもよい。つまり、第２の差分値は第１の差分値とクリアランスの高さｃとの差分に対応する値であればよい。なお、差分に対応する値とは、差分そのものも含む意味である。

【0047】

また、図４などで示したクリアランスの高さｃは、上記の例ではウエハＷがワーストケースとなることを想定して例えば１ｍｍに設定されている。ただし、この高さｃについて、ウエハＷがワーストケースとならないことを想定して１ｍｍより小さく設定されていてもよいし、ワーストケースよりもさらにウエハＷの後端が低くなるように傾くことを想定して１ｍｍより大きく設定されていてもよい。高さｃが大きすぎると、基板支持部４５が下方のウエハＷに接触しやすくなることを考え、当該高さｃは例えば０．５ｍｍ～１．５ｍｍに設定される。また、図４などで示す基板支持部４５の上下の高さａは３ｍｍ～６ｍｍ、基板支持部４５の上側に設定する高さｂ１は１ｍｍ～３ｍｍ、基板支持部４５の下側に設定する高さｂ２は１ｍｍ～３ｍｍである。

【0048】

なお、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及びその趣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。

【符号の説明】

【0049】

ｃ クリアランスの高さ
Ｂ 搬送容器
Ｂ３ 基板取り出し口
Ｐ０ 基準高さ
Ｐ１ 検出高さ
Ｗ ウエハ
３ ローダーモジュール
３１ 筐体
４ 搬送機構
４５ 基板支持部
４６ センサ部
５１ 搬送口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】