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JP2001044263A - 基板搬送方法及び基板搬送装置 - Google Patents

基板搬送方法及び基板搬送装置

Info

Publication number
JP2001044263A
JP2001044263A JP11221365A JP22136599A JP2001044263A JP 2001044263 A JP2001044263 A JP 2001044263A JP 11221365 A JP11221365 A JP 11221365A JP 22136599 A JP22136599 A JP 22136599A JP 2001044263 A JP2001044263 A JP 2001044263A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
wafer
amount
transport
output data
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP11221365A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Okamoto
裕昭 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP11221365A priority Critical patent/JP2001044263A/ja
Publication of JP2001044263A publication Critical patent/JP2001044263A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】ウエハ等の基板、特にオリフラ等を有する基板
を高いスループットで予め設定された基準位置へ正確に
搬送できる基板搬送方法と基板搬送装置を提供するこ
と。 【解決手段】 基板搬送部により所定の搬送経路に沿っ
て基板を基板支持部まで搬送する方法において、搬送さ
れる前記基板の外形状を搬送方向に対して直交する方向
に長手方向を有する光学センサにより連続的に検出する
工程S1〜S3と、前記検出された結果に基づいて、前
記搬送経路において予め設定されている前記基板の基準
位置と前記搬送される基板の位置とのズレ量を求める工
程S4〜S12と、前記基板のズレ量を補正する工程S
13とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板を搬送する方
法、特に半導体基板や液晶基板等が配置された位置を検
出し、予め定められた基準位置に搬送する方法及び搬送
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子製造分野において、ウエハカ
セットと処理装置との間で半導体ウエハ(以下「ウエ
ハ」という)を移動させる場合、ロボットアーム等の搬
送機構によりウエハカセットから半導体ウエハを取り出
して処理装置内部の所定位置に導入し、次に処理が終了
したウエハをウエハカセットに移載して収納している。
【0003】処理装置ではウエハに対して様々な処理が
行われるため、ウエハは予め定められた位置に正確に搬
送されることが望まれる。従来技術の搬送機構では、例
えば特公平7−27953号公報に開示されているよう
に、搬送経路途中のウエハの上部近傍に複数の光源(光
エミッタ)、下部近傍に該光源に対応する複数の光学セ
ンサをそれぞれ設けている。ロボットアームにより搬送
されるウエハが一対の光源とセンサとを横切ると光源か
らの光が遮られ、通過すると再び光源からの光がセンサ
に入射するようになる。そして、複数のセンサは搬送経
路に沿って設けられているので、搬送されるウエハによ
り次々に光が遮られてゆく。ウエハにより光源からの光
が遮られた瞬間と、通過によりセンサが光を再び受光し
た瞬間とをトリガとして、出力信号を取り込んでいる。
【0004】そして、これらの出力信号に基づいて演算
処理を行うことで実際に搬送されているウエハの中心位
置と、予め設定されている基準位置とのズレ(差分)を
算出し、搬送系にフィードバックしてズレ量を相殺する
ことでウエハを基準位置に搬送している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術の手順では、ウエハの中心位置を算出するための
演算に時間がかかるのでスループットの低下を招いてい
る。また、ウエハには、ウエハの向きを認識するために
所謂オリエンテーション・フラット(以下、「オリフ
ラ」という)と呼ばれる円形のウエハの円弧部分の一部
が直線状に形成されいるもの、又はノッチと呼ばれる切
り欠き部分が円周上に設けられているものがある。そし
て、上記従来技術の方法で、オリフラやノッチを検出し
てその影響を除去するためには、例えば、少なくとも3
組のセンサからの出力信号に基づいて演算処理を行う必
要があるので、演算に時間がかかり、さらなるスループ
ットの低下を招いている。
【0006】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、ウエハ等の基板、特に、オリフラ等を有する基
板を高いスループットで予め設定された基準位置へ正確
に搬送できる基板搬送方法と基板搬送装置を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、基板搬送部により所定の搬送経路に沿っ
て基板を基板支持部まで搬送する方法において、搬送さ
れる前記基板の外形状を搬送方向に対して直交する方向
に長手方向を有する光学センサにより連続的に検出する
工程と、前記検出された結果に基づいて、前記搬送経路
において予め設定されている前記基板の基準位置と前記
搬送される基板の位置とのズレ量を求める工程と、前記
基板のズレ量を補正する工程と、からなることを特徴と
する基板搬送方法を提供する。
【0008】また、本発明は、前記基板は円周上の少な
くとも一部に欠け部分を有する円形状であり、前記ズレ
量を求める工程において前記欠け部分を検出し、前記光
学センサの出力データを補正する工程をさらに有するこ
とが望ましい。
【0009】また、本発明では、前記ズレ量を求める工
程は、さらに、前記光学センサからの出力データの2次
微分情報を算出する工程と、前記2次微分情報が少なく
とも2つのピーク値を含む場合に、該2つのピーク値間
の前記出力データを補間する工程と、前記出力データ又
は前記補間された出力データの最小値を求める工程と、
前記最小値と前記基板の搬送方向の移動量とから前記基
板の位置を算出する工程と、前記基準位置と前記算出さ
れた位置との差分を求める工程とを有し、前記ズレ量を
補正する工程は、前記ズレ量に基づいて前記基板搬送部
と前記基板支持部とを相対的に移動する工程を有するこ
とが望ましい。
【0010】なお、前記光学センサが前記基板により遮
られる光の光量変化を検出する場合は出力データの最小
値を求めることが好ましいが、光学センサが基板による
反射光量の変化を検出する場合は出力データの最大値を
求めることが好ましい。そして、後者の反射光量の変化
を検出する場合は、さらに、出力データの最大値と前記
基板の搬送方向の移動量とから前記基板の位置を算出す
ることが望ましい。
【0011】また、本発明は、所定の経路に沿って基板
支持部まで基板を搬送する基板搬送部と、搬送方向に対
して直交する方向に長手方向を有し、搬送される前記基
板の外形状を連続的に検出する光学センサと、前記検出
された結果に基づいて、前記搬送経路において予め設定
されている前記基板の基準位置と前記搬送される基板の
位置とのズレ量を求める演算処理部と、前記基板のズレ
量に基づいて前記基板搬送部と前記基板支持部とを相対
移動させる駆動部とを有することを特徴とする基板搬送
装置を提供する。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の実施の形態を説明する。図1(a)、(b)は、本発
明の実施の形態にかかる搬送装置の構成を示す図であ
る。図1(a)は、円形状のウエハ2が矢印Dの方向に
搬送されてライン型の光源3Aを横切っている様子を基
板上方(Z方向)から見た図である。図1(b)は斜視
図であり、ウエハカセット(キャリア)1内には上面に
フォトレジストが塗布された複数の円形のウエハが層状
に収納されている。なお、ここでは簡単のため1枚のウ
エハ2のみを図示する。ウエハカセット1は図中Z方向
に上下移動することでウエハ2の鉛直方向の位置が変化
する。
【0013】ロボットアーム4は、駆動部MTにより上
下移動(Z方向)が可能であるとともに、水平面内にお
いて直線運動や回動が可能である。このロボットアーム
4はウエハカセット1内部に移動しウエハ2を載置した
後、ウエハカセット1からウエハ2を取り出す。そし
て、ウエハ2は、搬送経路(方向)Dに沿って所定の基
板支持部5まで搬送される。搬送経路途中のウエハ2の
上部近傍にはライン型の光源3Aと、下部近傍には光源
3Aに対応したライン型の受光センサ3Bとが設けられ
ている。ラインセンサ3Bは、搬送方向Dに対して直交
する方向(Y方向)に長手方向を有し、搬送経路に沿っ
て搬送されるウエハ2の外形を連続的に検出する。図
中、符号Eが付された一点鎖線で示す円は搬送されてい
るウエハ2がセンサ3Bを通過している状態、符号Fが
付された点線で示す円はずれ量が補正され基板支持部5
へ載置される状態をそれぞれ示している。
【0014】図2は、ウエハ2のX方向の移動量(横
軸)とセンサ3Bの出力信号の強度(縦軸)との関係を
示す図であり、移動量C1の位置で出力が最小値P1とな
っている。ライン型光学センサがフォトダイオードの場
合は、ウエハにより遮られる入射光量の変化は下向きの
凸形状の曲線となる。逆に、ウエハによる反射光量の変
化をプロットすると上向きに凸形状の曲線となる。ま
た、ライン型センサがCCD等の場合、直接的に検出さ
れたウエハ端部の位置が図2に示す出力信号曲線のよう
になる。
【0015】次に、センサ3Bからの出力信号はメモリ
Mに格納される。そして、演算処理部CPは該メモリM
のデータを読み込んで、後述する一連の演算処理を行う
ことで搬送されているウエハ2の位置を算出する。そし
て、演算処理部CPは予め定められた位置(以下、「基
準位置」という)とウエハ2の実際の位置とのズレ量を
算出し、このズレ量を補正(相殺)するように駆動部M
Tによりアーム4と基板支持部5とを相対移動させる。
この結果、ウエハ2を基準位置に設置することができ
る。
【0016】次に、図3のフローチャートに基づいて上
記手順と演算処理とについて説明する。ステップS1で
ウエハキャリア1からアーム4によりウエハ2が抜き取
られる。そして、駆動部MTによりアーム4が移動させ
られ、ウエハ2は方向Dへ搬送される。ステップS2
で、ライン型光学センサ3Bからの出力信号データと、
ウエハ2の移動量とをメモリMへ連続的に取り込み始め
る。そして、ウエハ2が符号Eで示す位置を通過してい
る状態では、光源3Aからの光はウエハ2により遮光さ
れ光学センサ3Bの受光量が減少する。ステップS3で
は、ウエハ2が光学センサ3B部を通過し終わった時点
又は通過してから一定時間経過後の時点でメモリMへの
出力信号データの書込みを終了する。
【0017】次に説明するステップS4からステップS
9までは、ウエハ2がオリフラやノッチ等を有している
場合であっても、正確にウエハ2の位置(アーム4上の
ウエハ2の位置)を算出するための演算処理手順を示し
ている。演算処理部CPはメモリMに格納されたデータ
を読み出し(ステップS4)、そのデータの2次微分
(差分)情報を算出する。演算処理部CPは、予め設定
されているスレッショルド・レベル(閾値)と2次微分
情報とを比較し、スレッショルド・レベルよりも大きな
値の2次微分情報を求める(ステップ6)。スレッショ
ルド・レベルよりも大きな値の2次微分情報が連続して
存在している場合には、それら連続している値を一つの
グループとして、そのグループの数Gを検出する(ステ
ップ7)。
【0018】グループの数Gがゼロの場合(G=0)
は、光学センサ3Bで連続的に検出した範囲の外にオリ
フラ(図3中では「OF」と略称する)等が存在してい
る。また、グループの数Gが1の場合(G=1)は、光
学センサ3Bで連続的に検出した範囲の端にオリフラ等
が存在している。さらに、グループの数Gが2の場合
(G=0)は、光学センサ3Bで連続的に検出した範囲
の中にオリフラ等が存在している。
【0019】これらグループの数Gとオリフラ等の検出
位置との関係を図4及び図5に基づいて説明する。図4
及び図5において、横軸は搬送されるウエハの移動量、
太い実線SOはセンサの出力信号(左側縦軸:単位は任
意)、細い実線DFは2次微分値(右側縦軸:単位は任
意)をそれぞれ示している。そして、所定のスレッショ
ルド・レベル(不図示)を超える2次微分値はPK1と
PK2との2つ存在しているので、グループの数G=2
である。図4におけるピーク値PK1とPK2との位置
は搬送されているウエハ2のオリフラ部がセンサ3Bを
通過し始める位置と通過し終わった位置とに対応し、図
5におけるピーク値PK1とPK2との位置は搬送され
ているウエハ2のノッチ部がセンサ3Bを通過し始める
位置と通過し終わった位置とに対応している。
【0020】そして、オリフラ部などがセンサ検出の範
囲外又は範囲の端に存在する場合は、センサ出力SOを
そのまま使用してセンサ出力最小値P1とその時のウエ
ハ移動量C1とを求めることができる(ステップ8)。
これに対して、オリフラ部などがセンサ検出範囲内に存
在する場合(図4、図5)は、オリフラ部を除いた部分
に対応するセンサ出力値を用いて当該オリフラ部分を例
えば6次等の多項式で近似することで補間する(ステッ
プ9)。図4、図5における点線部分が補間されたデー
タである。そして、多項式で近似した曲線の最小値P1
とその時のウエハ移動量C1とを算出する(ステップ1
0)。
【0021】次に、ステップ11において、次式(1)
によりセンサ3Bの出力値P1をセンサ3Bの遮光部分
の長さに換算する。なお、搬送方向(X方向)のウエハ
位置X1は搬送アームの移動量C1にそのまま対応してい
る。 (1) Y1=L×(Pmax−P1)/Pmax ここで、Pmaxは全く遮光されていない時のセンサの出
力値、P1はセンサ出力の最小値、Lはセンサの有効長
さをそれぞれ示している。
【0022】そして、予め定められているウエハの基準
位置座標を(Xstd、Ystd)としたとき、該基準位置座
標からのウエハのズレ量(ΔX、ΔY)を次式(2)に
より算出する(ステップ12)。 (2) ΔX=X1−Xstd ΔY=Y1−Ystd ここで、Ystdはウエハが基準位置にあるときに遮光さ
れるセンサの長さを示している。
【0023】そして、アーム4から基板支持部5へウエ
ハ2を受け渡す際に、上記ズレ量(ΔX,ΔY)を相殺
してゼロとなるように駆動部MTはアーム4と基板支持
部5とを相対的に移動する。この結果、ウエハ2を所定
の基準位置に搬送することができる。
【0024】ところで、ウエハ2が搬送方向Dに直線状
に搬送される場合を説明したが、ウエハ2がウエハキャ
リア1から抜き取られた後、円弧状の経路に沿って基板
支持部5まで搬送される場合でも本発明を適用すること
ができる。さらに、上記実施形態では半導体素子の製造
に用いられるウエハの搬送に本発明を適用している。し
かしながら、本発明はこれに限られるものではなく、レ
チクルや液晶表示素子などを含むディスプレイの製造に
用いられるガラスプレート、薄膜磁気ヘッドの製造に用
いられるセラミックウエハ等の搬送にも本発明を適用す
ることができる。また、以上説明した実施形態は、本発
明の理解を容易にするために記載されたものであって、
本発明を限定するために記載されたものではない。従っ
て、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術
的範囲に属する全ての設計変更や均等物を含む趣旨であ
る。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板を搬送している状態で連続的に基板の外形を光学セ
ンサで検出し、その光学センサ出力の最小値を算出する
ことで基板の位置を求めている。従って、簡単な演算処
理により高いスループットで効率良く基板を予め設定さ
れた基準位置へ正確に搬送できる。また、複数のセンサ
を使用せずに1組の光源(発光部)と光学センサ(受光
部)のみでオリフラやノッチを検出することが可能なの
で、光学センサで検出した範囲内のオリフラやノッチの
有無に関わらず基板の位置を簡便に検出できる。従っ
て、円形状の基板の円周に欠け部分が存在しても正確に
所定の基準位置へ搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は光源と基板との関係を上方(Z方向)
から見た図、(b)は本発明の実施形態にかかる基板搬
送装置の斜視図である。
【図2】光学センサ3Bの出力波形を示す図である。
【図3】本発明にかかる基板搬送方法のフローチャート
図である。
【図4】オリフラ部を有するウエハを搬送した時のセン
サ出力波形の例を示す図である。
【図5】ノッチ部を有するウエハを搬送した時のセンサ
出力波形の例を示す図である。
【符号の説明】
1 ウエハキャリア 2 ウエハ 3A 光源 3B ライン型光学センサ 4 アーム 5 基板支持部 M メモリ CP 演算処理部 MT 駆動部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板搬送部により所定の搬送経路に沿っ
    て基板を基板支持部まで搬送する方法において、 搬送される前記基板の外形状を搬送方向に対して直交す
    る方向に長手方向を有する光学センサにより連続的に検
    出する工程と、 前記検出された結果に基づいて、前記搬送経路において
    予め設定されている前記基板の基準位置と前記搬送され
    る基板の位置とのズレ量を求める工程と、 前記基板のズレ量を補正する工程と、からなることを特
    徴とする基板搬送方法。
  2. 【請求項2】 前記基板は円周上の少なくとも一部に欠
    け部分を有する円形状であり、前記ズレ量を求める工程
    において前記欠け部分を検出し、前記光学センサの出力
    データを補正する工程をさらに有することを特徴とする
    請求項1記載の基板搬送方法。
  3. 【請求項3】 前記ズレ量を求める工程は、さらに、 前記光学センサからの出力データの2次微分情報を算出
    する工程と、 前記2次微分情報が少なくとも2つのピーク値を含む場
    合に、該2つのピーク値間の前記出力データを補間する
    工程と、 前記出力データ又は前記補間された出力データの最小値
    を求める工程と、 前記最小値と前記基板の搬送方向の移動量とから前記基
    板の位置を算出する工程と、 前記基準位置と前記算出された位置との差分を求める工
    程とを有し、 前記ズレ量を補正する工程は、前記ズレ量に基づいて前
    記基板搬送部と前記基板支持部とを相対的に移動する工
    程を有することを特徴とする請求項1又は2記載の基板
    搬送方法。
  4. 【請求項4】 所定の経路に沿って基板支持部まで基板
    を搬送する基板搬送部と、 搬送方向に対して直交する方向に長手方向を有し、搬送
    される前記基板の外形状を連続的に検出する光学センサ
    と、 前記検出された結果に基づいて、前記搬送経路において
    予め設定されている前記基板の基準位置と前記搬送され
    る基板の位置とのズレ量を求める演算処理部と、 前記基板のズレ量に基づいて前記基板搬送部と前記基板
    支持部とを相対移動させる駆動部とを有することを特徴
    とする基板搬送装置。
JP11221365A 1999-08-04 1999-08-04 基板搬送方法及び基板搬送装置 Withdrawn JP2001044263A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006351884A (ja) * 2005-06-16 2006-12-28 Tokyo Electron Ltd 基板搬送機構及び処理システム
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JP2016149501A (ja) * 2015-02-13 2016-08-18 東京エレクトロン株式会社 基板検出装置、基板検出方法及び基板処理システム

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