JP6063776B2 - 基板搬送経路の決定方法、基板搬送装置、基板処理装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエハ等の基板に対して所定の加工処理を施す基板処理装置における基板搬送経路の決定方法、基板搬送装置、基板処理装置及びプログラムに関する。

例えば、半導体ウエハにプラズマ処理等の処理を行うプラズマ処理装置では、搬送ロボットを用いて容器に収容された基板を真空雰囲気に維持されたプラズマ処理室へ搬送している。一般的に、プラズマ処理装置は、複数のプラズマ処理室を備え、１台の搬送ロボットが各プラズマ処理室に対してアクセス自在な構成となっている。

ここで、複数のプラズマ処理室を省スペースに配置し、１台の搬送ロボットにより各プラズマ処理室へのアクセスを可能とし、また、半導体ウエハの搬送距離や搬送時間を短縮してスループットを向上させるために、半導体ウエハの搬送中に進行方向を変えることが必要となってきており、その際に、半導体ウエハが滑らかな曲線軌跡を描くように搬送ロボットの動作を制御することが必要となってきている。

半導体ウエハ等の基板の搬送経路を算出する方法としては、所謂、円弧補間方法が用いられる。例えば、始点と中心点との距離を半径として終点までの間を円弧補間する方法として、終点と中心との距離と半径との差を算出し、始点から終点までの円弧補間を行って円弧上の点を得る場合に、算出した差を補間して各補間点における半径を補正し、補正した半径に基づいて各補間点の座標を得る方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、進行方向を示す２つの直線の交点から一定距離（パス強度）で接する円弧を算出する円弧補間方法が知られており、この円弧補間方法により基板を搬送する搬送経路の決定方法を模式的に図３に示す。

図３（ａ）は、従来の基板搬送経路の決定方法を模式的に示す図である。基板Ｓの搬送開始点を始点Ｏ、基板Ｓの搬送終了点を終点Ｐ２、２つの進行方向を示す直線ａと直線ｂとの交点を仮の経由点Ｐ１とし、これらは予め定められている。なお、「仮の経由点」との表現を用いるのは、基板Ｓは実際には、後述の通りに算出された円弧ａ上を通り、仮の経由点Ｐ１上を通過することはないからである。

仮の経由点Ｐ１から距離Ｃで直線ａに接すると共に、直線ｂと接する円弧ａを算出することにより、始点Ｏから位置Ｐ３（直線ａと円弧ａとの接点）、算出した円弧ａ、位置Ｐ４（直線ｂと円弧ａとの接点）を経由して、位置Ｐ２へ到達する搬送経路が定められる。

図３（ｂ）は、図３（ａ）の基板搬送経路の決定方法を、搬送ロボットが基板を載置室へ搬入する際の搬送経路の決定方法へ適用した例を示している。搬送ロボットのアーム（不図示）の先端部に設けられたフォーク９３が基板Ｓを保持し、保持した基板Ｓを載置室９２へ搬入する。ここで、基板Ｓの中心はフォーク９３の中心と合致しており、載置室９２の基板搬入出口には、基板搬入出口を開閉するゲートバルブ９１が設けられているものとする。

図３（ｂ）に示す直線ａ、直線ｂ、円弧ａ、仮の経由点Ｐ１、位置Ｐ２はそれぞれ、図３（ａ）と対応している。ゲートバルブ９１の中心を仮の経由点Ｐ１とし、載置室９２の中心を位置Ｐ２とする。仮の経由点Ｐ１と位置Ｐ２を通る直線ｂは、載置室９２に対して真っ直ぐに基板Ｓを搬入する搬送方向であり、直線ａは、搬送ロボットと載置室９２の配設位置により定められる基板Ｓの搬送方向である。

フォーク９３の中心が、直線ａ、円弧ａ、直線ｂを通るように搬送ロボットの動作を制御することにより、短い経路でスムーズに基板Ｓを搬送することができる。また、直線ａと直線ｂにしたがって仮の経由点Ｐ１を通過させて基板Ｓを搬送した場合には、仮の経由点Ｐ１において急に搬送方向が変わることによって、フォーク９３に保持された基板Ｓに慣性力によって位置ずれが生じるおそれがある。しかし、基板Ｓは、仮の経由点Ｐ１を通過することなく、円弧ａを通るように搬送されるため、フォーク９３に対する基板Ｓの位置ずれ発生を防止することができる。

特開平４−１２３２０４号公報

しかしながら、フォーク９３に保持された基板Ｓの中心が常にフォーク９３の中心と合致するとは限らない。そこで、例えば、図３（ｂ）に示すように、基板Ｓの位置ずれを検知してフォーク９３の載置室９２への進入経路を変更するために、ゲートバルブ９１の近傍には、基板Ｓの位置ずれを検知する位置検知センサ９４が配置されており、フォーク９３に保持された基板Ｓに位置ずれが生じている場合、位置検知センサ９４の検知信号に基づいて、基板Ｓの中心を載置室９２の中心である位置Ｐ２に合わせるために、フォーク９３の搬送経路が変更される。

図３（ｃ），（ｄ）は、基板Ｓに位置ずれが生じている場合の搬送経路の変更方向を模式的に示す図である。基板Ｓの中心を終点Ｐ２に合わせるために、図３（ｃ）ではフォーク９３の中心を位置Ｐ２ａへ到達させ、図３（ｄ）ではフォーク９３の中心を位置Ｐ２ｂへ到達させる。直線ａと仮の経由点Ｐ１は予め決定されているため、図３（ｃ）の場合、フォーク９３の中心を位置Ｐ２ａに到達させるためには、経由点Ｐ１と位置Ｐ２ａを通る直線ｂ１を算出し、更に、位置Ｐ３で直線ａに接すると共に直線ｂ１と接する円弧ａ１を再計算する必要がある。図３（ｄ）の場合も同様に、経由点Ｐ１と位置Ｐ２ｂを通る直線ｂ２を算出し、更に、位置Ｐ３で直線ａに接すると共に直線ｂ２と接する円弧ａ２を再計算する必要がある。

このように、搬送経路の１方向である直線の傾きが変化し、算出する円弧の軌道も変化してしまうと、搬送ロボットの動作制御を行うための計算負荷が大きくなってしまう。また、搬送ロボットは、基板搬送時にフォーク９３に保持した基板Ｓが位置ずれしないように、基板Ｓに掛かる慣性力や遠心力等の力に制限を設けている。そのため、再計算した円弧ａ１，ａ２の半径が円弧ａの半径から変化してしまうと、その変化に応じて基板搬送時に基板Ｓに掛かる力が変化し、これに伴って基板Ｓの位置ずれを防止するために基板搬送速度を変化させる等して基板Ｓに掛かる力を管理する必要が生じる。即ち、基板搬送時に基板Ｓに掛かる力を管理するために基板搬送制御が複雑化し、これにより、計算負荷がより大きくなってしまう。

更に、基板サイズの大型化に伴い、載置室９２の面積増加を最小限に抑えるために載置室９２の基板搬入出口と基板Ｓとのクリアランスを小さくする必要が生じる。ここで、基板Ｓの進行方向は、仮の経由点Ｐ１の近傍、つまり、載置室９２の基板搬入出口の近傍で大きく変化するため、基板Ｓが載置室９２の基板搬入出口と干渉（衝突、接触等）する危険性が高くなる。

本発明の目的は、基板搬送経路を変更する必要が生じた場合に、基板搬送経路を再計算する負荷を軽減することができると共に、基板搬送時に基板に掛かる慣性力や遠心力等の力の管理を容易にし、さらに基板搬入出口に対する基板の干渉を抑制することができる基板搬送経路の決定方法、基板搬送装置、基板処理装置及びプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の基板搬送経路の決定方法は、基板搬送ロボットの基板保持部に保持された基板を搬送するために前記基板保持部を所定の始点から終点へと移動させる際の基板搬送経路の決定方法であって、前記基板搬送経路は、前記始点を通る第１の直線の軌道を定め、前記第１の直線と接する円弧の軌道を算出し、前記円弧に接すると共に前記終点を通る第２の直線を算出し、その後に前記終点の位置が変更された場合には、前記円弧の半径を変化させずに前記変更された終点を通ると共に前記円弧と接する直線を前記第２の直線として再算出し、前記基板保持部の中心を、前記第１の直線上を移動させた後に前記第１の直線と前記円弧との接点からは前記円弧上を移動させ、続いて、前記円弧と前記第２の直線との接点からは前記第２の直線上を移動させて前記終点へ到達させるように決定されることを特徴とする。

請求項２記載の基板搬送経路の決定方法は、請求項１記載の基板搬送経路の決定方法において、前記基板は直径が４５０ｍｍの円板状の半導体ウエハであることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項３記載の基板搬送装置は、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持された基板を搬送するために前記基板保持部を所定の始点から終点へと移動させる際の基板搬送経路を決定する制御部と、前記制御部により決定された基板搬送経路にしたがって前記基板保持部を駆動する駆動部とを備える基板搬送装置であって、前記制御部は、前記基板搬送経路としての前記始点を通る第１の直線の軌道と、前記第１の直線と接する円弧の軌道と、前記円弧に接すると共に前記終点を通る第２の直線の軌道とを算出し、その後に前記終点の位置が変更された場合には、前記円弧の半径を変化させずに前記変更された終点を通ると共に前記円弧と接する直線を前記第２の直線として再算出し、前記駆動部は、前記基板保持部の中心が、前記第１の直線上を移動した後に前記第１の直線と前記円弧との接点からは前記円弧上を移動し、続いて、前記円弧と前記第２の直線との接点からは前記第２の直線上を移動して前記終点へ到達するように前記基板保持部を駆動することにより前記基板を前記始点側から前記終点側へと搬送することを特徴とする。

請求項４記載の基板搬送装置は、請求項３記載の基板搬送装置において、前記基板は直径が４５０ｍｍの円板状の半導体ウエハであることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項５記載の基板処理装置は、基板を載置する載置部を有し、前記載置部に載置された基板に対して所定の処理を施す基板処理部と、基板を保持する基板保持部を有し、前記基板保持部に保持した基板を前記載置部へ搬送する基板搬送装置と、前記基板搬送装置による基板搬送経路を決定する制御部と、前記制御部により決定された基板搬送経路にしたがって前記基板保持部を駆動する駆動部とを備える基板処理装置であって、前記制御部は、前記載置部の中心を終点とし、前記基板保持部に保持された基板を所定の始点から前記載置部へ搬送するために、前記基板搬送経路としての前記始点を通る第１の直線の軌道と、前記第１の直線と接する円弧の軌道と、前記円弧に接すると共に前記終点を通る第２の直線の軌道とを算出し、その後に前記終点の位置が変更された場合には、前記円弧の半径を変化させずに前記変更された終点を通ると共に前記円弧と接する直線を前記第２の直線として再算出し、前記駆動部は、前記基板保持部の中心が、前記第１の直線上を移動した後に前記第１の直線と前記円弧との接点からは前記円弧上を移動し、続いて、前記円弧と前記第２の直線との接点からは前記第２の直線上を移動して前記終点へ到達するように、前記基板保持部を駆動することを特徴とする。

請求項６記載の基板処理装置は、請求項５記載の基板処理装置において、前記制御部は、前記基板の中心が前記基板保持部の中心との間にずれが生じている場合に前記基板の中心と前記載置部の中心とが一致するように前記終点の位置を変更することを特徴とする。

請求項７記載の基板処理装置は、請求項５又は６記載の基板処理装置において、前記基板は直径が４５０ｍｍの円板状の半導体ウエハであることを特徴とする。

請求項８記載の基板処理装置は、請求項５乃至７のいずれか１項に記載の基板処理装置において、前記基板処理部は、基板処理室を有し、前記基板処理室は、大気雰囲気と真空雰囲気との間で切り換えを行う基板載置室、又は、基板に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理室であることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項９記載のプログラムは、基板搬送ロボットの基板保持部に保持された基板を搬送するために前記基板保持部を所定の始点から終点へと移動させる際の基板搬送経路の決定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記基板搬送経路は、前記始点を通る第１の直線の軌道を定め、前記第１の直線と接する円弧の軌道を算出し、前記円弧に接すると共に前記終点を通る第２の直線を算出し、その後に前記終点の位置が変更された場合には、前記円弧の半径を変化させずに前記変更された終点を通ると共に前記円弧と接する直線が前記第２の直線として再算出し、前記基板保持部の中心を、前記第１の直線上を移動させた後に前記第１の直線と前記円弧との接点からは前記円弧上を移動させ、続いて、前記円弧と前記第２の直線との接点からは前記第２の直線上を移動させて前記終点へ到達させるように決定されることを特徴とする。

本発明によれば、基板を保持する基板保持部の中心が通過する基板搬送経路として、始点を通る第１の直線の軌道を定め、この第１の直線と接する円弧の軌道を算出し、この円弧に接すると共に終点を通る第２の直線を算出する。そして、その後に終点の位置が変更された場合には、円弧の半径を変えることなく、変更された終点を通ると共に、既に算出した円弧と接する直線を第２の直線として再算出する。

よって、終点の位置が変更されたために第２の直線が変更された場合には、第２の直線と円弧との接点が変更され、変更後の接点で円弧から第２の直線へ抜けるように基板搬送経路が変更される。そのため、基板を目的位置へ搬送するために基板保持部の軌道を変更する必要が生じた場合でも、円弧の軌道の再計算を行うことなく、円弧の軌道から抜けるタイミングを変えるだけで基板を目的位置（変更後の終点）へ搬送することができるので、搬送経路を計算するための計算負荷を軽減することができる。その際、円弧の軌道の再計算は行われず、つまり、円弧の半径は変化せずに常に一定のため、基板搬送時に基板に掛かる力も常に一定となる。これにより、基板搬送時に基板に掛かる力の管理（例えば、基板搬送速度の制御）が容易となる。

その際に、基板搬入出口と基板保持部とのクリアランスがほぼ変化しないため、基板が基板搬入出口に干渉（衝突、接触）することを確実に防止することができる。また、基板の基板搬入出口に対する干渉を回避できないとの判断も容易となり、この場合には、干渉が発生する前に基板搬送を停止する等の対処を行うことが可能になる。

本発明の実施の形態に係る基板処理システムの概略構成を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る基板搬送経路の決定方法を模式的に示す図である。 従来の円弧補間方法により基板を搬送する例を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。ここでは、基板として直径が４５０ｍｍ（φ４５０ｍｍ）の半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）を取り上げ、ウエハに対してプラズマ処理を施す基板処理システム（プラズマ処理システム）を取り上げることとする。

図１は、本発明の実施の形態に係る基板処理システム１０の概略構成を示す平面図である。基板処理システム１０は、ウエハＷを枚葉で（１枚ずつ）プラズマ処理を施すように構成されている。具体的には、基板処理システム１０は、平面視略五角形状のトランスファモジュール１１（基板搬送室）と、トランスファモジュール１１の周りに放射状に配置されてトランスファモジュール１１に接続された６つのプロセスモジュール１２（基板処理室）と、トランスファモジュール１１に対向して配置されたローダーモジュール１３と、トランスファモジュール１１とローダーモジュール１３との間に介在する２つのロードロックモジュール１４（大気／真空切替室）とを備える。

プロセスモジュール１２は真空チャンバを有し、真空チャンバ内にはウエハＷを載置する載置台としての円柱状のステージ１５が設けられている。プロセスモジュール１２では、ステージ１５にウエハＷが載置された後に真空チャンバ内を所定の真空度とし、処理ガスを導入すると共に真空チャンバ内に高周波電力を印加してプラズマを生成させ、生成したプラズマによってウエハＷにエッチング処理等のプラズマ処理を施す。プロセスモジュール１２とトランスファモジュール１１とは、開閉自在なゲートバルブ１６で仕切られている。

プロセスモジュール１２が備えるステージ１５には、ステージ１５の上面から突出自在に、複数（例えば、３本）の細棒状のリフトピンが設けられている。これらのリフトピンは、平面視において同一円周上に配置されており、ステージ１５の上面から突出することによってステージ１５に載置されたウエハＷを支持して持ち上げ、ステージ１５内へ退出することによって支持したウエハＷをステージ１５へ載置する。

トランスファモジュール１１は、真空（減圧）雰囲気に維持されており、その内部には、２つのスカラアームタイプの２本の搬送アーム１７ａと、内部に配置された不図示のガイドレールとを有する第１搬送装置１７が配置されている。２本の搬送アーム１７ａはそれぞれ、旋回自在かつ伸縮自在に構成されており、その先端にはウエハＷを載置して保持するフォーク（エンドエフェクタ）１７ｂが取り付けられている。第１搬送装置１７は、ガイドレールに沿って移動自在であり、各プロセスモジュール１２及び各ロードロックモジュール１４の間でウエハＷを搬送する。

ロードロックモジュール１４は、真空雰囲気と大気圧雰囲気とに切り換え可能な内圧可変室として構成されている。ロードロックモジュール１４とトランスファモジュール１１とは開閉自在なゲートバルブ１９ａで仕切られており、ロードロックモジュール１４とローダーモジュール１３とは開閉自在なゲートバルブ１９ｂで仕切られている。ロードロックモジュール１４の内部には、ウエハＷを載置する載置台としての円柱状のステージ１８が配置されており、ステージ１８には、プロセスモジュール１２のステージ１５と同様に、リフトピンがステージ１８の上面から突出自在に設けられている。

ロードロックモジュール１４は、ウエハＷをローダーモジュール１３からトランスファモジュール１１へ搬送する際には、先ず、内部を大気圧に維持してローダーモジュール１３からウエハＷを受け取り、次いで、内部を真空まで減圧してトランスファモジュール１１へウエハＷを受け渡す。逆に、ウエハＷをトランスファモジュール１１からローダーモジュール１３へ搬送する際には、先ず、内部を真空に維持してトランスファモジュール１１からウエハＷを受け取り、次いで、内部を大気圧へと昇圧してローダーモジュール１３へウエハＷを受け渡す。

ローダーモジュール１３は、直方体状の大気搬送室として構成されており、長手方向の一方の側面にロードロックモジュール１４が接続され、長手方向の他方の側面には、複数のウエハＷを収容する容器である不図示のフープを載置するための複数（ここでは３つ）のフープ載置台２１が接続されている。

ローダーモジュール１３の内部には、ウエハＷを搬送する第２搬送装置２０が配置されており、第２搬送装置２０は、不図示のガイドレールと、スカラアームタイプの搬送アーム２０ａとを有している。搬送アーム２０ａは、ガイドレールに沿って移動自在であり、また、旋回自在かつ伸縮自在に構成されている。第１搬送装置１７と同様に、搬送アーム２０ａの先端にはウエハＷを載置して保持するフォーク２０ｂが取り付けられている。ローダーモジュール１３では、第２搬送装置２０が、フープ載置台２１に載置されたフープと各ロードロックモジュール１４との間でウエハＷを搬送する。

基板処理システム１０は、コンピュータからなる制御装置２２を有する。制御装置２２は、基板処理システム１０全体の動作制御を行う上位制御部であり、その下位に、各種の動作要素の駆動制御を行う下位制御部を備える。図１には、下位制御部の一例として、第１搬送装置１７の駆動を制御する第１搬送コントローラ２３と、第２搬送装置２０の駆動を制御する第２搬送コントローラ２４を示している。但し、下位制御部はこれらに限定されるものではない。

なお、トランスファモジュール１１には、プロセスモジュール１２に対して設けられたゲートバルブ１６の近傍及びロードロックモジュール１４に対して設けられたゲートバルブ１９ａの近傍に、フォーク１７ｂに保持されたウエハＷの位置ずれを検出するための位置検出センサ（図１に不図示、図２（ａ）参照）が設けられている。位置検出センサがウエハＷの中心とフォーク１７ｂの中心との位置ずれを検出した場合には、以下に図２を参照して説明する通り、第１搬送コントローラ２３は、ウエハＷをステージ１５又はステージ１８に位置ずれを補正して載置するように、フォーク１７ｂの搬送経路を変更する。

次に、第１搬送装置１７を例に、ウエハＷの搬送経路の決定方法について説明する。ここでは、第１搬送装置１７がロードロックモジュール１４にウエハＷを搬入する場合の搬送経路の決定方法を取り上げることとするが、第１搬送装置１７がプロセスモジュール１２に対してウエハＷを搬入する動作や、第２搬送装置２０がロードロックモジュール１４にウエハＷを搬入するための搬送経路の決定方法として用いることもできる。

図２（ａ）は、第１搬送装置１７のフォーク１７ｂが保持したウエハＷがロードロックモジュール１４へ搬送されるときの搬送経路を示した図である。図２（ａ）において、ゲートバルブ１９ａの中心を経由点Ｐ１とし、ロードロックモジュール１４に設けられたステージ１８の中心を終点Ｐ２として、経由点Ｐ１と終点Ｐ２とを結ぶ直線Ｂと平行な方向をｙ軸方向とする。また、ｙ軸と直交するｘ軸を図２（ｂ）に示すように定める。なお、図２（ａ），（ｂ）で設定したｘ軸及びｙ軸は、後述する図２（ｃ），（ｄ）にも同様に適用される。

図２（ａ）には、ウエハＷを保持したフォーク１７ｂが、ウエハＷをロードロックモジュール１４へ搬入するための動作を開始する点が始点Ｏとして示されている。ｙ軸と角度αで交差する直線Ａは、ウエハＷの搬送方向の１つを示しており、角度α及び直線Ａは、第１搬送装置１７とロードロックモジュール１４の位置関係に基づいて定めることができる。逆に言えば、基板処理システム１０を省スペース化すべく、第１搬送装置１７とロードロックモジュール１４とは配設されており、その配置によれば、第１搬送装置１７はフォーク１７ｂをロードロックモジュール１４に対して単純な一方向（＝直線Ｂ方向）の移動によってはアクセスさせることができないことを前提とする。

フォーク１７ｂの中心を、始点Ｏ側から直線Ａ上を移動させて位置Ｐ３に到達させた後に、後述する円弧補間方法により求めた円弧Ａ上を移動させて経由点Ｐ１へ到達させ、その後、ウエハＷの搬送方向の１つである直線Ｂ上を経由点Ｐ１から終点Ｐ２へと移動させる。

ここで、図２（ａ）に示すように、フォーク１７ｂが直線Ａ上を移動しているときに、搬送経路に設けられた位置検出センサ２５によりウエハＷの中心が検知される。ここでは、位置検出センサ２５から出力信号に基づいて、第１搬送コントローラ２３は、ウエハＷの中心がフォーク１７ｂの中心と一致していると判定したものとする。つまり、ウエハＷがフォーク１７ｂに対して位置ずれすることなく保持されているものとすると、フォーク１７ｂの中心とウエハＷの中心とは一致するため、フォーク１７ｂの中心が、始点Ｏ→直線Ａ→位置Ｐ３→円弧Ａ→経由点Ｐ１→直線Ｂ→終点Ｐ２の搬送経路を通るようにフォーク１７ｂを駆動することにより、ウエハＷの中心がロードロックモジュール１４に設けられたステージ１８の中心と合致するようにウエハＷを搬送することができる。

図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す搬送経路の決定方法を模式的に示す図である。図２（ｂ）に示すウエハＷの搬送経路は、第１搬送コントローラ２３が、搬送経路を決定するための所定のプログラムを実行することにより行われる。

図２（ａ）について説明した通りに、予め、第１の搬送方向を示す直線Ａ、第２の搬送方向を示す直線Ｂ、始点Ｏ、経由点Ｐ１及び終点Ｐ２が定められる。そのため、円弧Ａの軌道を算出する必要があり、円弧Ａの軌道を、（１）直線Ａと接する（直線Ａが接線となる）、（２）経由点Ｐ１を通り、円弧Ａの中心が経由点Ｐ１を通るｘ軸上にある（経由点Ｐ１のｙ軸座標と円弧Ａの中心のｙ軸座標とが同じ）、という２条件を満足するように算出する。これにより、直線Ａと円弧Ａとの接点である位置Ｐ３も定まるため、位置Ｐ３から円弧Ａ上を通って経由点Ｐ１に至る搬送経路が定まり、よって、始点Ｏから終点Ｐ２に至る、図２（ａ）と同じ搬送経路が決定される。

次に、ウエハＷがフォーク１７ｂに位置ずれが生じた状態で保持されている場合を考える。この場合、ウエハＷの中心がロードロックモジュール１４に設けられたステージ１８の中心と合致するようにウエハＷを搬送するためには、フォーク１７ｂの搬送経路を変更する必要が生じる。本実施の形態では、円弧Ａの軌道を再算出することなく、ウエハＷの位置ずれ量に応じてフォーク１７ｂの中心が円弧Ａを抜けるタイミングを変化させることによって、この問題に対応する。以下、図２（ｃ），（ｄ）を参照して詳細に説明する。

図２（ｃ），（ｄ）はそれぞれ、ウエハＷの中心とフォーク１７ｂの中心とに位置ずれが生じている場合のフォーク１７ｂの搬送経路の決定方法を模式的に示す図である。図２（ｃ）は、フォーク１７ｂの中心に対して、直線Ａと直交する矢印Ｑ方向に＋Δ（以下「位置ずれ量＋Δ」という）だけウエハＷの中心がずれているために、ウエハＷの中心がロードロックモジュール１４に設けられたステージ１８の中心と合致するように、フォーク１７ｂの中心を−ｘ側の変更後の終点Ｐ２ａへ移動させる搬送経路を示している。

フォーク１７ｂが直線Ａ上を移動しているときに、第１搬送コントローラ２３が位置検出センサ２５の出力信号に基づいてウエハＷの位置ずれ量＋Δを検出すると、第１搬送コントローラ２３は、位置ずれ量＋Δに基づいて、フォーク１７ｂの終点を終点Ｐ２から終点Ｐ２ａへ変更する。そして、第１搬送コントローラ２３は、変更後の終点Ｐ２ａを通り、円弧Ａに接する直線Ｂ１を計算し、円弧Ａと直線Ｂ１との接点Ｐ４ａを求め、フォーク１７ｂを、円弧Ａ上を移動させた後に位置Ｐ４ａで円弧Ａから直線Ｂ１へ抜けるように、搬送経路を決定する。

こうして決定された搬送経路にしたがって、フォーク１７ｂの中心が、始点Ｏ→直線Ａ→位置Ｐ３→円弧Ａ→（経由点Ｐ１）→位置Ｐ４ａ→直線Ｂ１→終点Ｐ２ａを通るようにフォーク１７ｂを駆動することにより、ウエハＷの中心がロードロックモジュール１４に設けられたステージ１８の中心と合致するようにウエハＷを搬送することができる。

なお、フォーク１７ｂの中心に対して直線Ａと直交する矢印Ｑの向きにウエハＷの中心がずれている場合には、変更後の終点Ｐ２ａの位置と円弧Ａとの関係から、位置Ｐ４ａは、円弧Ａ上で経由点Ｐ１を過ぎた後の点として求められ、その結果、フォーク１７ｂの中心は必ず経由点Ｐ１を通過する。

ここで、図２（ａ）を参照して説明した通り、経由点Ｐ１はゲートバルブ１９ａのｘ軸方向中心と定められているため、フォーク１７ｂの中心が経由点Ｐ１を通過するということは、ロードロックモジュール１４のウエハ搬入出口のｘ方向幅に対するフォーク１７ｂのクリアランスが一定であることを示している。一方、ウエハＷの直径も既知であるので、位置検出センサ２５によって検出された位置ずれ量＋Δが、ウエハＷをロードロックモジュール１４のウエハ搬入出口に干渉することなくロードロックモジュール１４の内部に搬入することができるクリアランスを超えている場合には、ウエハＷのロードロックモジュール１４への搬入を中止するという処理の実行が容易に可能になる。

図２（ｄ）は、フォーク１７ｂの中心に対して、直線Ａと直交する矢印Ｑの向きの逆向きに位置ずれ量−ΔだけウエハＷの中心がずれているために、ウエハＷの中心がロードロックモジュール１４に設けられたステージ１８の中心と合致するように、フォーク１７ｂの中心を＋ｘ側の変更後の終点Ｐ２ｂへ移動させる搬送経路を示している。この場合の搬送経路の決定方法は、図２（ｃ）での搬送経路の決定方法に準ずる。

即ち、フォーク１７ｂが直線Ａ上を移動しているときに、第１搬送コントローラ２３が位置検出センサ２５の出力信号に基づいてウエハＷの位置ずれ量−Δを検出すると、第１搬送コントローラ２３は、位置ずれ量−Δからフォーク１７ｂの終点を終点Ｐ２から終点Ｐ２ｂへ変更する。そして、第１搬送コントローラ２３は、変更後の終点Ｐ２ｂを通り、円弧Ａに接する直線Ｂ２を計算し、円弧Ａと直線Ｂ２との接点Ｐ４ｂを求め、フォーク１７ｂを、円弧Ａ上を移動させた後に位置Ｐ４ｂで円弧Ａから直線Ｂ２へ抜けるように、搬送経路を決定する。こうして決定された搬送経路にしたがって、フォーク１７ｂの中心が、始点Ｏ→直線Ａ→位置Ｐ３→円弧Ａ→位置Ｐ４ｂ→直線Ｂ２→終点Ｐ２ｂを通るようにフォーク１７ｂを駆動することにより、ウエハＷの中心がロードロックモジュール１４に設けられたステージ１８の中心と合致するようにウエハＷを搬送することができる。

なお、フォーク１７ｂの中心に対して直線Ａと直交する矢印Ｑの向きとは反対の向きにウエハＷの中心がずれている場合には、変更後の終点Ｐ２ｂの位置と円弧Ａとの関係から、位置Ｐ４ｂは、円弧Ａ上で経由点Ｐ１に到達する前の点として求められる。この場合でも、直線Ｂ２が計算された時点で、経由点Ｐ１を通るｘ軸上のどの座標点を直線Ｂ２が通るかを知ることができるため、この座標点、位置ずれ量−Δ、ウエハＷの直径及びロードロックモジュール１４のウエハ搬入出口のｘ方向幅とから、ウエハＷをロードロックモジュール１４のウエハ搬入出口に干渉することなくロードロックモジュール１４の内部に搬入することができるか否かの判定は容易に可能である。

また、図２（ｃ），（ｄ）には、直線Ａと直交する方向においてフォーク１７ｂの中心に対してウエハＷの中心がずれている場合の搬送経路の決定方法を示した。これに対して、直線Ａ方向においてのみ、フォーク１７ｂの中心に対してウエハＷの中心がずれている場合には、図２（ｂ）において、直線Ｂ上での搬送長さを調整すればよい。したがって、フォーク１７ｂの中心に対するウエハＷの中心の任意の方向における位置ずれは、図２（ｃ），（ｄ）を参照して説明したように直線Ｂ１，Ｂ２を求めると共に、その長さを補正することにより、ウエハＷの中心がロードロックモジュール１４に設けられたステージ１８の中心と合致するようにウエハＷを搬送することができる。

以上の説明の通り、本実施の形態では、ウエハＷがフォーク１７ｂに位置ずれが生じた状態で保持されており、ウエハＷの中心がロードロックモジュール１４に設けられたステージ１８の中心と合致するようにウエハＷを搬送する場合に、補正後の終点Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを通り、円弧Ａに接する直線Ｂ１，Ｂ２を求め、円弧Ａと直線Ｂ１，Ｂ２との接点（位置Ｐ４ａ，Ｐ４ｂ）でフォーク１７ｂの中心が円弧Ａを抜けるようにする。これにより、フォーク１７ｂとロードロックモジュール１４のウエハ搬入出口とのクリアランスをほぼ一定に保持することができ、ウエハＷとロードロックモジュール１４におけるウエハ搬入出口との干渉（衝突）を防止することができる。また、ウエハＷのフォーク１７ｂに対する位置ずれ量＋Δ，−Δに応じて円弧Ａの軌道を算出し直す必要がないため、第１搬送コントローラ２３の計算負荷を小さく抑えることができ、第１搬送コントローラ２３にかかるコストを抑えることもできる。同時に、円弧Ａの軌道は再計算されず、よって、円弧Ａの半径は変化せずに常に一定のため、ウエハＷの搬送時にウエハＷに掛かる慣性力や遠心力等の力も常に一定となる。これにより、ウエハＷの搬送時にウエハＷに掛かる力の管理（例えば、搬送速度の制御）が容易となる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。上記説明では、ウエハＷの搬送中に位置検出センサ２５によりウエハＷのフォーク１７ｂに対するずれ量が検出された場合に、ウエハＷの搬送経路を変更した。しかし、このような例に限定されず、例えば、ウエハＷの搬送先に予めオフセットが設定されている場合にも、上述した基板搬送経路の決定方法を用いることができる。この場合も、一旦算出した円弧Ａの軌道を再計算することないため、ウエハＷの搬送経路を計算するための計算負荷を軽減することができる。また、円弧Ａを抜けるタイミングを変えるだけで、ウエハＷを目的位置へと正確に搬送することができる。更に、円弧Ａの軌道は再計算されず、よって、円弧Ａの半径は変化せずに常に一定のため、ウエハＷの搬送時にウエハＷに掛かる慣性力や遠心力等の力も常に一定となる。これにより、ウエハＷの搬送時にウエハＷに掛かる力の管理（例えば、搬送速度の制御）が容易となる。

また、上記説明では、ウエハＷに対してプラズマ処理を行う基板処理システム１０を取り上げたが、これに限定されず、ウエハＷを枚葉で処理するその他の処理システム（例えば、洗浄システム、成膜システム等）におけるウエハＷの搬送経路の決定方法にも、上述した基板搬送経路の決定方法を用いることができる。また、上記実施の形態では、第１搬送コントローラ２３がウエハＷの搬送経路を決定する演算処理を担うとしたが、上位制御部である制御装置２２がウエハＷの搬送経路を決定する演算処理を行い、第１搬送コントローラ２３は、制御装置２２から受信する搬送経路に関わる制御情報に基づいて第１搬送装置１７の動作を制御する構成としてもよい。

更に、上記説明では、基板としてウエハＷを取り上げたが、これに限定されるものではなく、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用ガラス基板を処理する処理装置におけるガラス基板の搬送等にも、上述した基板搬送経路の決定方法を用いることができる。

１０ 基板処理システム
１２ プロセスモジュール１２
１７ 第１搬送装置
１９ａ，１９ｂ ゲートバルブ
２０ 第２搬送装置
２２ 制御装置
２３ 第１搬送コントローラ
２４ 第２搬送コントローラ
２５ 位置検出センサ

Claims (9)

1. 基板搬送ロボットの基板保持部に保持された基板を搬送するために前記基板保持部を所定の始点から終点へと移動させる際の基板搬送経路の決定方法であって、
   前記基板搬送経路は、
   前記始点を通る第１の直線の軌道を定め、前記第１の直線と接する円弧の軌道を算出し、前記円弧に接すると共に前記終点を通る第２の直線を算出し、その後に前記終点の位置が変更された場合には、前記円弧の半径を変化させずに前記変更された終点を通ると共に前記円弧と接する直線を前記第２の直線として再算出し、前記基板保持部の中心を、前記第１の直線上を移動させた後に前記第１の直線と前記円弧との接点からは前記円弧上を移動させ、続いて、前記円弧と前記第２の直線との接点からは前記第２の直線上を移動させて前記終点へ到達させるように決定されることを特徴とする基板搬送経路の決定方法。
2. 前記基板は直径が４５０ｍｍの円板状の半導体ウエハであることを特徴とする請求項１記載の基板搬送経路の決定方法。
3. 基板を保持する基板保持部と、
   前記基板保持部に保持された基板を搬送するために前記基板保持部を所定の始点から終点へと移動させる際の基板搬送経路を決定する制御部と、
   前記制御部により決定された基板搬送経路にしたがって前記基板保持部を駆動する駆動部とを備える基板搬送装置であって、
   前記制御部は、前記基板搬送経路としての前記始点を通る第１の直線の軌道と、前記第１の直線と接する円弧の軌道と、前記円弧に接すると共に前記終点を通る第２の直線の軌道とを算出し、その後に前記終点の位置が変更された場合には、前記円弧の半径を変化させずに前記変更された終点を通ると共に前記円弧と接する直線を前記第２の直線として再算出し、
   前記駆動部は、前記基板保持部の中心が、前記第１の直線上を移動した後に前記第１の直線と前記円弧との接点からは前記円弧上を移動し、続いて、前記円弧と前記第２の直線との接点からは前記第２の直線上を移動して前記終点へ到達するように前記基板保持部を駆動することにより前記基板を前記始点側から前記終点側へと搬送することを特徴とする基板搬送装置。
4. 前記基板は直径が４５０ｍｍの円板状の半導体ウエハであることを特徴とする請求項３記載の基板搬送装置。
5. 基板を載置する載置部を有し、前記載置部に載置された基板に対して所定の処理を施す基板処理部と、
   基板を保持する基板保持部を有し、前記基板保持部に保持した基板を前記載置部へ搬送する基板搬送装置と、
   前記基板搬送装置による基板搬送経路を決定する制御部と、
   前記制御部により決定された基板搬送経路にしたがって前記基板保持部を駆動する駆動部とを備える基板処理装置であって、
   前記制御部は、前記載置部の中心を終点とし、前記基板保持部に保持された基板を所定の始点から前記載置部へ搬送するために、前記基板搬送経路としての前記始点を通る第１の直線の軌道と、前記第１の直線と接する円弧の軌道と、前記円弧に接すると共に前記終点を通る第２の直線の軌道とを算出し、その後に前記終点の位置が変更された場合には、前記円弧の半径を変化させずに前記変更された終点を通ると共に前記円弧と接する直線を前記第２の直線として再算出し、
   前記駆動部は、前記基板保持部の中心が、前記第１の直線上を移動した後に前記第１の直線と前記円弧との接点からは前記円弧上を移動し、続いて、前記円弧と前記第２の直線との接点からは前記第２の直線上を移動して前記終点へ到達するように、前記基板保持部を駆動することを特徴とする基板処理装置。
6. 前記制御部は、前記基板の中心が前記基板保持部の中心との間にずれが生じている場合に前記基板の中心と前記載置部の中心とが一致するように前記終点の位置を変更することを特徴とする請求項５記載の基板処理装置。
7. 前記基板は直径が４５０ｍｍの円板状の半導体ウエハであることを特徴とする請求項５又は６記載の基板処理装置。
8. 前記基板処理部は、基板処理室を有し、
   前記基板処理室は、大気雰囲気と真空雰囲気との間で切り換えを行う基板載置室、又は、基板に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理室であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の基板処理装置。
9. 基板搬送ロボットの基板保持部に保持された基板を搬送するために前記基板保持部を所定の始点から終点へと移動させる際の基板搬送経路の決定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   前記基板搬送経路は、
   前記始点を通る第１の直線の軌道を定め、前記第１の直線と接する円弧の軌道を算出し、前記円弧に接すると共に前記終点を通る第２の直線を算出し、その後に前記終点の位置が変更された場合には、前記円弧の半径を変化させずに前記変更された終点を通ると共に前記円弧と接する直線が前記第２の直線として再算出し、前記基板保持部の中心を、前記第１の直線上を移動させた後に前記第１の直線と前記円弧との接点からは前記円弧上を移動させ、続いて、前記円弧と前記第２の直線との接点からは前記第２の直線上を移動させて前記終点へ到達させるように決定されることを特徴とするプログラム。

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