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発明の名称 移載機用ティーチングデータの取得方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−156773
公開日 平成10年(1998)6月16日
出願番号 特願平8−331599
出願日 平成8年(1996)11月27日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】守山 辰雄
発明者 柿崎 智 / 尾島 光洋
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 半導体製造装置の基板装填位置に基板を移載する移載機にあって、この基板装填位置に対する移載機の基板移載時の位置を示す位置データを、検知手段により検出し、この位置データに基づいて移載機の基板移載時のティーチングデータを取得する移載機用ティーチングデータの取得方法において、上記検知手段の配設位置の温度に基づいて上記検知手段が検出した位置データを補正することにより、上記ティーチングデータを取得することを特徴とする移載機用ティーチングデータの取得方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は移載機用ティーチングデータの取得方法、詳しくは縦型CVD装置、拡散装置などに使用される移載機にティーチングを行うためのティーチングデータの取得におけるその変位センサの温度によるデータ誤差を補正する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えばCVD装置などの半導体製造装置では、多数枚のウェーハをボートに装填して反応炉内に装入し、これらのウェーハに成膜、アニールなどの処理を施している。この処理前のウェーハや処理後のウェーハは、カセットに収容されて搬送される。よって、これらウェーハは、搬送ロボットである移載機により、ボートとカセット棚のカセットとの間で搬送・移載される。この移載機は、例えば5本のツィーザを有し、5枚のウェーハを一時に移載することができる。この移載機は、コントローラの制御に基づいてウェーハの搬送・移載処理を行う。すなわち、ツィーザによりウェーハをカセットから掬い上げ、ツィーザを搭載した移載機自体が旋回などし、再びツィーザを駆動してウェーハをボートに装填する。このとき、ウェーハを正確にボートの柱の装填溝に装填する必要がある。このため、実際の搬送処理に先立って、ツィーザを含んでその移載機の動作をティーチングしている。
【0003】この移載機へのティーチングは以下のようにして行われている。すなわち、実際のプロセス処理を行う前に前処理として、作業者が検出用治具(ウェーハと同一サイズの石英製治具)をボートの装填溝に載置する。そして、このウェーハ状の治具の装填溝内での前後方向、左右方向、上下方向でのクリアランスを調節する。この状態で、定位置の変位センサでこの治具の相対位置を検出する。この検出は、光学式変位センサで行う。具体的には、発光素子からの光を治具に照射し、反射光を集光して各方向位置を検出する。この各位置を示すデータをティーチングデータとしてメモリに格納し、実際の処理プロセスでは、この記憶したティーチングデータに基づいて移載機を動作させる。なお、変位センサは移載機に固設しておき、移載機のホームポジションで変位センサは上記位置測定を行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような従来のティーチングデータの取得にあっては、その装置内に配設した変位センサによりその周囲の温度変化を生じさせることとなる。ところが、その温度変化について何ら対策は採られていなかった。その結果、温度変化により治具位置測定での誤差が発生していた。よって、このようにして取得したティーチングデータは誤差を含むものであった。そして、この誤差はシステム精度に悪影響を与えることとなる。例えば±5℃〜10℃での温度変化でシステム上での許容誤差を越える可能性が生じていた。よって、このようなティーチングデータによって移載機を駆動すると、そのティーチング精度に悪影響を与える。なお、温度センサを別に設け、これにより変位センサで取得したティーチングデータを補正することも考えられる。しかしながら、このような方法では、ハードウェアの追加、変更のみならず、ソフトウェアでも大幅な変更を伴うという不具合が生じる。
【0005】この発明の目的は、移載機の駆動に使用するティーチングデータの取得におけるティーチングデータの精度を高めることである。また、この発明の別の目的は、移載機を含む自動ティーチングシステムでのティーチング精度を高めることである。さらに、この発明の他の目的は、従来からのシステムとの間でハードウェア・ソフトウェアでの互換性を持たせることができる方法を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明では、半導体製造装置の基板装填位置に基板を移載する移載機にあって、この基板装填位置に対する移載機の基板移載時の位置を示す位置データを、検知手段により検出し、この位置データに基づいて移載機の基板移載時のティーチングデータを取得する移載機用ティーチングデータの取得方法において、上記検知手段の配設位置の温度に基づいて上記検知手段が検出した位置データを補正することにより、上記ティーチングデータを取得する移載機用ティーチングデータの取得方法である。
【0007】請求項1に記載の発明では、移載機を使用して半導体製造装置に基板を搭載する場合、この半導体製造装置の基板装填位置に対する移載機の位置を示す位置データを、検知手段により検出する。そして、この位置データを、この検知手段の配設位置の温度に基づいて補正する。この補正後の位置データに基づいて基板搭載時の移載機の位置を示すティーチングデータを取得する。
【0008】例えば半導体製造装置が、その室内に、カセットを保持するカセット棚、半導体ウェーハを搭載するボート、カセットとボートとの間で半導体ウェーハを移載する移載機(搬送ロボット)を備えたものとする。このとき、この室内にセンサを配設し、このセンサにより上記移載機の半導体ウェーハ移載時の位置データを検出し、この位置データに基づいて移載機の半導体ウェーハ移載時のティーチングデータを取得する。そして、この場合において、上記室内の温度に基づいて上記センサが検出した位置データを補正する。よって、取得したティーチングデータは温度補正済みの正確な値を有し、移載機のティーチング駆動になんら支障を与えることがなく、正確な動作を保証する。
【0009】
【発明の実施の形態】以下この発明に係る移載機用ティーチングデータの取得方法の一実施例について説明する。まず、この方法を実施するための半導体製造装置について図1〜図2を参照して説明する。図1に示すように、この実施例に係る半導体製造装置(例えば縦型拡散装置、CVD装置など)は、反応室内で所定の処理を施すために多数枚の半導体ウェーハ1が装填される縦型のボート2と、処理済みあるいは未処理のウェーハ1を複数枚収容するカセット3と、ボート2とカセット3との間でウェーハ1を5枚づつ搬送する移載機4と、移載機4によるウェーハ1の搬送処理を制御するコントローラ7と、を備えている。カセット3は、半導体製造装置の室内に備えられたカセット棚6に載置される。また、移載機4は上面に5本のツィーザ5を備えている。
【0010】この実施例に係る半導体製造装置では、移載機4の前面部(ツィーザ5の近傍)に検知手段であるセンサ10が設けられている。このセンサ10で検出された位置データは、アナログ/デジタル変換器11を介して外部端末(パソコン:PC)12に入力される。検知手段10は検出用基板(治具21)の位置を光学的に検知するセンサで構成され、この検知情報が位置データとして外部端末12に出力される。また、この半導体製造装置には外部端末12とコントローラ7との間の通信を司る通信制御手段13が備えられている。この通信制御手段13を介して、外部端末12からの動作命令がコントローラ7に入力されるとともに、コントローラ7で得られたステータスやエンコーダ値が外部端末12に入力される。このエンコーダ値は移載機4の駆動モータが発生するパルス数であり、これによって移載機4の移動距離(ツィーザ5の移動距離)を検出しつつ、動作制御を行うことができる。
【0011】また、外部端末12にはメモリ14(外部記憶装置)が付設されている。検知手段10から入力された位置データおよびコントローラ7から入力されたエンコーダ値は、このメモり14に格納される。これらポジションデータおよびエンコーダ値は、移載機4の動作を制御するためのデータである。実プロセスにおけるウェーハ1の搬送処理においては、外部端末12およびコントローラ7はメモリ14に格納されたデータに基づいて移載機4を動作させる。
【0012】このポジションデータを得るために、実プロセスに先立って行われるティーチング操作では、処理対象のウェーハ1に代えて図2に示す位置検出用治具21が用いられる。この治具21は、ウェーハ1と同一の形状でかつ同一の大きさの円板部21aと、円板部21aの中心位置に立設された円柱状のピン21bとから構成されている。また、この治具21の全体は石英によって作製されている。このように治具21をボート2と同じ石英で作製することによって、ティーチング操作に際してボート2を汚染してしまうことがない。また、半導体製造プロセスを清浄な状態に維持することができる。さらに、清浄さを保持するための洗浄処理も既存の設備によって容易に行うことができる。
【0013】上記構成の半導体製造装置では下記のようにして移載機のティーチング操作がなされ、その後、実プロセスでの搬送処理がなされる。まず、ティーチング操作において、作業者が、位置検出用治具21をボート2の装填溝8に装填する。そして、治具21の左右のボート柱2aに対するスキ間(クリアランス)、治具21のボート柱2aに対する上下方向でのスキ間(クリアランス)、治具21の奥のボート柱2aに対するスキ間(クリアランス)が、それぞれ適切な間隔となるように調整する。次に、移載機4を動作の基準位置となるホームポジションに固定した状態で、所定のクリアランスをもってボート2に装填された治具21の位置を検知手段10で検知し、この検知処理において得られる位置データをメモリ14に格納する。
【0014】すなわち、図4の(a)に示すように、検知手段10からレーザ光RをY軸方向(左右方向)へ旋回させながら照射する。そして、その反射光の有無からピン21bの左右両端を検知し、その二等分位置(治具21のセンタ)を治具21のY軸方向の位置として検出する。また、同図の(b)に示すように、検知手段10からレーザ光RをZ軸方向(上下方向)へ上下動させながら照射する。そして、その反射光の有無から円板部21aのエッジを検知し、その位置を治具21のZ軸方向の位置として検出する。また、同図の(c)に示すように、検知手段10がピン21bからの反射光に基づいてピン21b(治具21のセンタ)のX軸方向(前後方向)の位置(すなわち、治具21のセンタと移載機4との間の距離)を検出する。
【0015】上記検知処理において、この実施例では検知手段10として発光素子と光位置検出素子(PSD)を組み合わせて構成した光学式変位センサを用いている。特に、上記X軸方向の三角測量法を応用した方法で検出している。このセンサ10による検知処理をさらに詳しく説明すると、発光ダイオードや半導体レーザ等からなる発光素子の光を投光レンズで集光して治具21に照射する。そして、治具21から拡散反射された光の一部を受光レンズを通して光位置検出素子上に集光させる。この集光された光の有無により、Y軸方向位置およびZ軸方向位置を検知するとともに、集光された光のスポット位置に基づいてX軸方向の距離を検知する。すなわち、センサ10と治具21との距離に応じて集光された反射光の光位置検出素子が形成されたスポットの位置に応じた電圧を出力し、この出力電圧値に基づいてX軸方向の距離が検知される。
【0016】このように、センサ10全体としてはY軸方向位置およびZ軸方向位置ならびにX軸方向の距離を検知する3つの機能を備えている。なお、上記検知処理は移載機4およびツィーザ5をホームポジションに設置した状態で行われる。これに替えて、センサ10とツィーザ5の先端とについて予めその位置関係を測定しておき、センサ10で得た位置データによって動作制御しても、ツィーザ5の位置を実プロセスにおいて正確に制御することができる。
【0017】そして、上記検知処理による位置データの取得において、変位センサ10で検出した位置データについては所定の温度補正処理がなされる。すなわち、この装置の室内にセンサ10を取り付けた場合、温度変化の影響によりセンサ10の零点がずれてしまうことがある。換言すると、センサ出力が温度に依存して変動することがある。このずれを補正することにより、検出した位置データからの誤差を取り除くことができる。なお、このセンサ10は、その測定対象との距離変化に対して出力電圧がリニアに変化するタイプである(図9参照)。
【0018】この補正は具体的には、以下のようにして行う。図9はこの補正を説明するためのセンサ出力を示すグラフである。まず、例えば温度が低い場合などに初期データとして、センサ出力電圧La0(センサ10とカセット3との距離を示す),Lb0(センサ10とボート2に搭載された位置検出用治具21のピン21bとの距離を示す)をそれぞれ読み込む。このLa,Lbは、移載機4とカセット棚6との間の距離、移載機4とボート2との距離をそれぞれ示すものでもある。このセンサ10での測定は、図5〜図8に示す状態で行うことができる。図5には移載機4とカセット3とボート2とが直線上に配設された場合、図6にはこの直線に対して移載機4が所定角度傾斜した状態をそれぞれ示している。図7は同じく直線上にある場合での移載機4とボート2との距離の測定を、図8は移載機4が斜めに位置した場合のその測定を、それぞれ示している。直線上に整列した状態でも、傾斜した状態でも、いずれの状態でもセンサ10による位置データの検出を行うことができる。
【0019】次に、ティーチングデータとして、実プロセスの前の所定の温度でのセンサ10の出力電圧La1,Lb1を読み込む。この温度は初期値と異なる値となる。この場合の出力Lb1は温度誤差を含むデータである。センサ10の周囲温度の違いである。そして、Lb1の補正値Lb2(温度誤差を補正した値)を求める。すなわち、上記各温度での固定距離(センサとカセットとの距離、これはユーザが調整する場所ではないため一定となっている)の差値(Δ=La1−La0)を算出する。そして、この差Δを用いてLb1の値を補正してLb2を求める。すなわち、(Lb2=Lb1+Δ)である。このLb2が温度誤差を補正した位置データとなる。このようにして、変位センサ10の温度変化による誤差を補正することができる。この位置データがティーチングデータとなる。
【0020】したがって、所定のクリアランスをもった適切な状態で治具21(すなわち、ウェーハ1)をボート2に装填することができる位置データが、メモリ14に格納される。この後の実プロセスでは、メモリ14に記憶させた位置データをコントローラ7に出力し、移載機4を動作させる。すると、ウェーハ1は前後方向、左右方向、上下方向で適切なクリアランスをもった状態でボート2の装填用溝8に装填される。なお、この実施例では移載機4の5本のツィーザ5によってウェーハ1が5枚づつ同時に搬送処理されて、ボート2に所定のクリアランスをもって装填される。
【0021】
【発明の効果】この発明によれば、センサ周囲の温度に関係なく、移載機のティーチング精度を保つことができる。また、温度変化によるセンサの零点の狂いに対してもシステム上の補正を行うことができる。さらに、新たな温度センサを使用することなく、取得した位置データについて温度補正を行うことができる。




 

 


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