JP7775675B2 - 基板の搬送を行う装置、及び基板の搬送を行う方法 - Google Patents

Description

本開示は、基板の搬送を行う装置、及び基板の搬送を行う方法に関する。

例えば、基板である半導体ウエハ（以下、「ウエハ」ともいう）に対する処理を実施する装置（ウエハ処理装置）においては、ウエハを収容したキャリアと、処理が実行されるウエハ処理室との間でウエハの搬送が行われる。ウエハの搬送にあたっては、種々の構成のウエハ搬送機構が利用される。
出願人は、磁気浮上を利用した基板搬送モジュールを利用して基板の搬送を行うウエハ処理装置の開発を進めている。

例えば特許文献１には、磁気浮上を利用してプレートから浮いた状態にて処理チャンバ間で半導体基板を移送する基板キャリアが記載されている。

特表２０１８－５０４７８４号公報

本開示は、基板搬送モジュールを用いて、基板以外の搬送物の搬送を行う場合にも、正確な動作制御を行う技術を提供する。

本開示は、基板処理室に対する基板の搬送を行う装置であって、
磁力を調節可能な第１の磁石が設けられた床面部と、前記基板処理室が接続され、当該基板処理室との間で前記基板の搬入出が行われる開口部が形成された側壁部とを有する基板搬送室と、
前記基板であるか、前記基板搬送室または前記基板処理室にて使用する機器である複数種類の搬送物を、各々保持することが可能に構成された保持部と、前記第１の磁石との間に反発力が働く第２の磁石と、を備え、前記反発力を用いた磁気浮上により、前記基板搬送室内を移動可能に構成された基板搬送モジュールと、
前記第１の磁石の磁力を調節して前記反発力を変化させることにより、前記基板搬送モジュールの動作をさせるための作動力を、フィードフォワード制御を用いて制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記搬送物と前記基板搬送モジュールとを一体に表現した制御用モデルに加える作動力と、前記制御用モデルの運動との関係を表現するための少なくとも１つのモデルパラメータを、前記複数種類の搬送物の各々に対応付けて記憶するパラメータ記憶部と、
前記搬送物を特定するための特定情報と、時間軸に沿って前記基板搬送モジュールの運動を規定した動作スケジュールとを取得し、前記パラメータ記憶部に記憶されている、前記特定情報に対応する前記制御用モデルの前記モデルパラメータを用いて、前記特定情報に対応する前記搬送物を保持した前記基板搬送モジュールを、前記動作スケジュールに基づいて動作させる場合に加えるべき前記作動力を求め、前記時間軸に沿って前記作動力を規定した制御スケジュールとして出力する制御スケジュール作成部と、
前記特定情報に対応する前記搬送物を搬送する前記基板搬送モジュールに対し、前記制御スケジュールに基づいた前記作動力が加わるように前記第１の磁石の磁力を調節することにより、前記フィードフォワード制御を実行する磁力調節部と、を備え、
前記基板搬送モジュールは、複数の前記基板搬送モジュールが協働して共通の前記搬送物を搬送するように構成されていることと、
前記磁力調節部は、一の前記基板搬送モジュールをマスター機として、前記マスター機に対して前記フィードフォワード制御を実行し、残る前記基板搬送モジュールをスレーブ機として、前記スレーブ機に対しては、前記マスター機に追従して動作する前記作動力が加わるように、前記第１の磁石の磁力を調節することと、を有する、装置に関するものである。

本開示によれば、基板搬送モジュールを用いて、基板以外の搬送物の搬送を行う場合にも、正確な動作制御を行うことができる。

ウエハ処理システムの第１の構成例を示す平面図である。 搬送モジュールの第１の構成例を示す平面図である。 搬送モジュール及びタイルの構成例を示す透視斜視図である。 ウエハ処理システムの構成例に係るブロック図である。 制御用モデルの第１の構成例に係る斜視図である。 制御用モデルの第２の構成例に係る斜視図である。 搬送モジュールの動作の例を示す平面図である。 フィードフォワード制御に係るタイムチャート例である。 搬送モジュールの動作制御に係るフローチャート例である。 ウエハ処理システムの第２の構成例を示す平面図である。 搬送モジュールの第２の構成例を示す平面図である。 前記搬送モジュールの搬送動作例に係る側面図である。 故障した搬送モジュールの搬送動作の例を示す模式図である。 部品の搬送動作の例を示す模式図である。

＜ウエハ処理システム＞
以下、図１を参照しながら、本開示の一実施形態に係る「基板の搬送を行う装置」の構成について説明する。当該基板の搬送を行う装置は、ウエハ処理システム１０１に設けられている。
図１には、基板処理室である複数のウエハ処理室１１０を備えたマルチチャンバタイプのウエハ処理システム１０１を示してある。図１に示すように、ウエハ処理システム１０１は、ロードポート１４１と、大気搬送室１４０と、ロードロック室１３０と、真空搬送室１６０と、複数のウエハ処理室１１０とを備えている。以下の説明では、ロードポート１４１が設けられている位置を手前側とする。

ウエハ処理システム１０１において、ロードポート１４１、大気搬送室１４０、ロードロック室１３０、真空搬送室１６０は、手前側から水平方向にこの順に配置されている。また複数のウエハ処理室１１０は、手前側から見て、真空搬送室１６０の左右に並べて設けられている。

ロードポート１４１は、処理対象のウエハＷを収容するキャリアＣが載置される載置台として構成され、手前側から見て左右方向に４台並べて設置されている。キャリアＣとしては、例えば、ＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を用いることができる。

大気搬送室１４０は、大気圧（常圧）雰囲気となっており、例えば清浄空気のダウンフローが形成されている。また、大気搬送室１４０の内部には、ウエハＷを搬送するウエハ搬送機構１４２が設けられている。大気搬送室１４０内のウエハ搬送機構１４２は、例えば多関節アームにより構成されている。このウエハ搬送機構１４２は、キャリアＣとロードロック室１３０との間でウエハＷの搬送を行う。また大気搬送室１４０の例えば左側面にはウエハＷのアライメントを行う不図示のアライメント室が設けられている。

真空搬送室１６０と大気搬送室１４０との間には例えば３つのロードロック室１３０が左右に並べて設置されている。ロードロック室１３０は、搬入されたウエハＷを下方から突き上げて保持する昇降ピン１３１を有する。例えば昇降ピン１３１は、周方向に沿って等間隔に３本設けられ、昇降自在に構成されている。なお、後述の昇降ピン１１３についても同様に構成されている。

ロードロック室１３０は、大気圧雰囲気と真空雰囲気とを切り替えることができるように構成されている。ロードロック室１３０と大気搬送室１４０とは、ゲートバルブ１３３を介して接続されている。またロードロック室１３０と真空搬送室１６０とは、ゲートバルブ１３２を介して接続されている。

真空搬送室１６０は本開示の基板搬送室に相当している。図１に示すように、真空搬送室１６０は、前後方向に長い、平面視、矩形状の筐体により構成されている。真空搬送室１６０は、不図示の真空排気機構により減圧され、真空雰囲気となっている。図１に示す例のウエハ処理システム１０１において、真空搬送室１６０の左右の側壁部には、各々３基、合計６基のウエハ処理室１１０が、ゲートバルブ１１１を介して接続されている。ゲートバルブ１１１により開閉される開口部を介して、真空搬送室１６０とウエハ処理室１１０との間でのウエハＷの搬入出が行われる。

各ウエハ処理室１１０は、不図示の真空排気機構により減圧され、真空雰囲気となっている。各ウエハ処理室１１０の内部には、載置台１１２が設けられ、ウエハＷはこの載置台１１２に載置された状態で所定の処理が実施される。ウエハＷに対して実施する処理としては、エッチング処理、成膜処理、クリーニング処理、アッシング処理などを例示することができる。

例えば、ウエハＷを加熱しながら処理を実施する場合には、載置台１１２には、ヒーターが設けられる。ウエハＷに対して実施する処理が処理ガスを利用するものである場合は、ウエハ処理室１１０には、シャワーヘッドなどにより構成される処理ガス供給部が設けられる。なお、これらヒーターや処理ガス供給部は、図示を省略してある。また載置台１１２には、搬入出されるウエハＷの受け渡しを行うための昇降ピン１１３が設けられている。ウエハ処理室１１０は本実施の形態の基板処理室に相当している。

＜搬送モジュール３０＞
本例のウエハ処理システム１０１においては、磁気浮上式の搬送モジュール（基板搬送モジュール）３０を用いてウエハＷの搬送が行われる。図２に示すように、搬送モジュール３０は平面視矩形状の本体部３１を備え、この本体部３１の上面に直接、ウエハＷを保持する構成となっている。即ち、搬送モジュール３０の本体部３１は、ウエハＷを保持するための保持部であるステージ３４となっている。例えばステージ３４は、扁平な角板状に形成される。また搬送モジュール３０の本体部３１の内部には、モジュール側磁石３３が設けられているが、その構成例については、図３を参照しながら後述する。

搬送モジュール３０は、ウエハ処理室１１０やロードロック室１３０内に進入し、昇降ピン１１３、１３１との間でウエハＷの受け渡しを行う。搬送モジュール３０には、昇降ピン１１３、１３１との干渉を避けつつウエハＷの受け渡しを行うためのスリット３４１が形成されている。スリット３４１は、昇降ピン１１３、１３１に保持されたウエハＷの下方位置にステージ３４を進入、退出させるにあたり、昇降ピン１１３、１３１が通過する軌道に沿って形成されている。またスリット３４１は、ウエハＷの下方位置への進入方向を１８０°反転させることも可能なように形成されている。この構成により、搬送モジュール３０と昇降ピン１１３、１３１との干渉を避けつつ、搬送モジュール３０とウエハＷとの中心を揃えて上下に配置することができる。

＜磁気浮上機構＞
図３に模式的に示すように、真空搬送室１６０の床面部には複数のタイル（移動用タイル）１０が設けられている。これらタイル１０は、搬送モジュール３０の移動領域となる真空搬送室１６０内の床面部全体に設けられている。また、本例の搬送モジュール３０は、ロードロック室１３０内やウエハ処理室１１０内にまで進入して移動するように搬送領域が設定されているので、これらロードロック室１３０やウエハ処理室１１０の床面部にもタイル１０が設けられる。

タイル１０には、その内部に各々、複数の移動面側コイル１１が配列されている。移動面側コイル１１は、電力供給部５３から電力が供給されることにより磁場を発生する。移動面側コイル１１は、本開示の第１の磁石に相当する。

一方、搬送モジュール３０の内部には、例えば永久磁石により構成される複数のモジュール側磁石３３が配列されている。モジュール側磁石３３に対しては、移動面側コイル１１によって生成される磁場との間に反発力（磁力）が働く。この作用によりタイル１０の上面側の移動面に対して搬送モジュール３０を磁気浮上させることができる。搬送モジュール３０に設けられたモジュール側磁石３３は、本開示の第２の磁石に相当する。

また、タイル１０は、複数の移動面側コイル１１により、磁場を生成する位置や磁力の強さを調節し、磁界の状態を変化させることができる。この磁界の制御により、移動面上で搬送モジュール３０を所望の方向に移動させることや、移動面からの浮上距離の調節、搬送モジュール３０の向きの調節を行うことができる。タイル１０側の磁界の制御は、電力が供給される移動面側コイル１１の選択や、移動面側コイル１１に供給される電力の大きさを調節することにより実施される。

なお、複数のモジュール側磁石３３は、搬送モジュール３０内に設けられたバッテリーより電力が供給され、電磁石として機能するコイルによって構成してもよい。また、永久磁石及びコイルの双方を設けてモジュール側磁石３３を構成してもよい。

以上に説明した構成の真空搬送室１６０には、複数台の搬送モジュール３０が設けられ、これらの搬送モジュール３０を同時に移動させてウエハＷの搬送を行うことができる。
以上に説明した、搬送モジュール３０を備え、ウエハ処理室１１０が接続される真空搬送室１６０は、本開示の基板の搬送を行う装置に相当する。

＜制御部５＞
ウエハ処理システム１０１は、制御部５を備える。制御部５は、ＣＰＵと記憶部とを備えたコンピュータにより構成され、ウエハ処理システム１０１の各部を制御するものである。記憶部には搬送モジュール３０の移動制御やウエハ処理室１１０の動作などを制御するためのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリカード、不揮発メモリなどの記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。

＜ウエハＷの搬送動作＞
次に、上述の構成を備えるウエハ処理システム１０１におけるウエハＷの搬送動作の一例について説明する。初めに、ロードポート１４１に対し、処理対象のウエハＷを収容したキャリアＣが載置されると、大気搬送室１４０内のウエハ搬送機構１４２によって、キャリアＣからウエハＷが取り出される。次いで、ウエハＷは、不図示のアライメント室に搬送されて、ウエハＷのアライメントが行われる。さらにウエハ搬送機構１４２によりウエハＷがアライメント室から取り出されると、ゲートバルブ１３３が開かれる。

ウエハ搬送機構１４２がロードロック室１３０内に進入すると、昇降ピン１３１は、ウエハＷを突き上げて受け取る。しかる後、ウエハ搬送機構１４２がロードロック室１３０から退避すると、ゲートバルブ１３３が閉じられる。さらにロードロック室１３０内が大気圧雰囲気から真空雰囲気へと切り替えられる。

ロードロック室１３０内が真空雰囲気となったら、ゲートバルブ１３２が開かれる。このとき真空搬送室１６０内では、ロードロック室１３０の接続位置の近傍にて、搬送モジュール３０がロードロック室１３０に正対し、磁気浮上した状態で待機している。

そして図１に示すように搬送モジュール３０は、ロードロック室１３０内に進入し、昇降ピン１３１に支持されたウエハＷの下方に位置する。さらに昇降ピン１３１を降下させると、搬送モジュール３０のステージ３４上にウエハＷを受け渡す。

次いでウエハＷを保持した搬送モジュール３０は、ロードロック室１３０から退出し、ウエハＷの搬送先のウエハ処理室１１０まで、予め設定された移動経路に沿って真空搬送室１６０内を移動する。図１に示すように、搬送モジュール３０がウエハ処理室１１０に正対する位置に到達したら、ゲートバルブ１１１を開き、搬送モジュール３０をウエハ処理室１１０内に進入させる。しかる後、昇降ピン１１３を介して載置台１１２にウエハＷを受け渡し、搬送モジュール３０をウエハ処理室１１０から退避させる。さらにゲートバルブ１１１を閉じた後、ウエハＷの処理を開始する。

ウエハＷの処理においては、必要に応じて載置台１１２に載置されたウエハＷの加熱を行い、予め設定された温度に昇温する。また処理ガス供給部が設けられている場合には、ウエハ処理室１１０内に処理ガスを供給する。こうして、ウエハＷに対する所望の処理が実行される。

予め設定した期間、ウエハＷの処理を実行したら、ウエハＷの加熱を停止すると共に、処理ガスの供給を停止する。また、必要に応じてウエハ処理室１１０内に冷却用ガスを供給し、ウエハＷの冷却を行ってもよい。しかる後、搬入時とは逆の手順でウエハＷを搬送して、ウエハ処理室１１０からロードロック室１３０にウエハＷを戻す。
さらに、ロードロック室１３０の雰囲気を常圧雰囲気に切り替えた後、大気搬送室１４０側のウエハ搬送機構１４２によりロードロック室１３０内のウエハＷを取り出し、所定のキャリアＣに戻す。

＜フィードフォワード制御＞
以上に説明したウエハ処理システム１０１におけるウエハＷの搬送動作において、搬送モジュール３０は真空搬送室１６０、ロードロック室１３０やウエハ処理室１１０の床面部から浮上した状態で移動する。磁気浮上を利用した移動は、例えば多関節アームロボットと異なり、摩擦や姿勢の変化に伴う物理特性の変化が少ない。このため、搬送モジュール３０は、理想的な剛体として扱うことが可能であり、外部から加えられる力と搬送モジュール３０の運動との関係を特定しやすい。

上述の関係を特定することができれば、搬送モジュール３０の位置や姿勢を予めスケジューリングし、このスケジュールに基づいて搬送モジュール３０が動作するように加える力（移動面側コイル１１とモジュール側磁石３３との反発力）を調節するフィードフォワード制御（以下、「ＦＦ制御」とも記載する）が可能となる。ＦＦ制御は、搬送モジュール３０の位置や姿勢の検出結果に基づいて加える力を調節するフィードバック制御と比較して、遅れの少ない制御が可能となる。
そこで本例のウエハ処理システム１０１において、既述の制御部５は、ＦＦ制御を用いて搬送モジュール３０の動作制御を実行するように構成されている。

一方で、ウエハ処理室１１０や真空搬送室１６０には、多種の部品が配置されており、これらの部品の補修、交換やクリーニングが必要となる場合がある。また、ウエハ処理室１１０や真空搬送室１６０内に必要に応じて各種のセンサを配置して、当該センサによりその内部の状態を検出することができれば、ウエハＷの処理や機器保全の改善に役立てることができる。さらには、真空搬送室１６０やウエハ処理室１１０の内部にてウエハＷが破損したり、搬送モジュール３０が故障したりしてしまい、破損したウエハＷや搬送モジュール３０を取り出す必要が生じる場合もある。

これらの場合においては、ウエハ処理室１１０、真空搬送室１６０内の部品や搬送モジュール３０を取り出し、またはこれらの内部にセンサを配置する作業が必要となる。しかしながら、当該作業を実施するためには、必要に応じてウエハ処理システム１０１の稼働を停止し、対象となるウエハ処理室１１０や真空搬送室１６０の内部を真空雰囲気から大気圧雰囲気に戻した後に開放作業を行う必要がある。また、ウエハ処理システム１０１の稼働を再開するためには、ウエハ処理室１１０や真空搬送室１６０を再度、真空雰囲気に減圧しなければならない。これらの作業に要する時間は、ウエハＷの処理を行うことができないため、機会損失となってしまう。

この点、本例のウエハ処理システム１０１は、真空搬送室１６０やウエハ処理室１１０内を移動することが可能な搬送モジュール３０を備えている。この搬送モジュール３０を利用し、例えばロードロック室１３０を介して部品や破損したウエハＷ、故障した搬送モジュール３０、センサの搬入出を行うことができれば、ウエハ処理室１１０、真空搬送室１６０の圧力の切り替えや解放の作業が不要となる。
一方で、破損していないウエハＷ（以下、「通常のウエハＷ」ともいう）とは重量、形状が異なる搬送物の搬送は、ＦＦ制御を用いた搬送モジュール３０の動作制御を悪化させる要因となってしまう。

そこで本例のウエハ処理システム１０１は、通常のウエハＷに加え、補修、交換などの対象となる部品や破損したウエハＷ、故障した搬送モジュール３０、各種のセンサなど、複数種類の搬送物を搬送モジュール３０によって搬送することを予め想定してＦＦ制御を実行する。
ここで、ウエハ処理室１１０や真空搬送室１６０で使用される部品、破損したウエハＷ、故障した搬送モジュール３０やセンサは、本例の「真空搬送室１６０またはウエハ処理室１１０にて使用する機器」に相当する。また正常なウエハＷ、及び複数種類の機器は搬送モジュール３０の「搬送物」に相当する。

そして制御部５は、これら搬送物の種類に応じて、ＦＦ制御の内容を変更することができるように構成されている。
以下、図４～図８を参照し搬送モジュール３０の動作制御に係る制御部５の構成、及び制御の内容について説明する。

＜制御部５の詳細構成＞
図４は搬送モジュール３０の動作制御に係る電気的構成を示すブロック図である。フィードバック制御を用いた搬送モジュール３０の動作制御に関し、制御部５は、パラメータ記憶部５０３と制御スケジュール作成部５０２と磁力調節部５０１とを備えている。
パラメータ記憶部５０３は、搬送物を保持した状態の搬送モジュール３０に加える力と、当該搬送モジュール３０の運動との関係を表現するためのモデルパラメータを記憶している。

このモデルパラメータは、通常のウエハＷを含む複数種類の搬送物に各々対応付けて記憶されている。通常のウエハＷ以外の搬送物としては、ウエハ処理室１１０や真空搬送室１６０内で用いられる部品、破損したウエハＷ、故障した搬送モジュール３０、各種のセンサを例示することができる。部品の具体例としては、プラズマ化した処理ガスを用いたウエハＷの処理が行われるウエハ処理室１１０において、載置台１１２に配置されるフォーカスリング１１４がある。また、センサの例としては、ウエハＷとほぼ同じ直径の円板にカメラが搭載されたカメラ付きウエハが挙げられる。

＜モデルパラメータ＞
本例のウエハ処理システム１０１において、モデルパラメータは、搬送物と搬送モジュール３０とを一体に表現した制御用モデルに基づいて決定されている。以下、図５Ａ、図５Ｂも参照しながら、制御用モデル及びモデルパラメータの具体例について説明する。

図５Ａは、搬送物として、通常のウエハＷを搬送している搬送モジュール３０の外観斜視図である。搬送モジュール３０の質量をｍ_０、ウエハＷの質量をｍ_１とし、図５Ａ中に示した矢印の方向に力Ｆ_１を加える。この結果、ウエハＷを搬送する搬送モジュール３０が直線運動するとき、力Ｆ_１と加速度ａとの関係を表現する理論式は下記（１）式で表される。
Ｆ_１＝（ｍ_０＋ｍ_１）ａ …（１）

ここでウエハＷと搬送モジュール３０とを一体の制御用モデル３Ａと見て、これらの合計の質量をＭ_１（＝ｍ_０＋ｍ_１）とすると（１）式は、下記（１）’式に書き換えられる。
Ｆ_１＝Ｍ_１ａ …（１）’
（１）’式は、ウエハＷと搬送モジュール３０とを一体に表現した制御用モデル３Ａに加える力と、制御用モデル３Ａの直線運動との関係を表現している。このとき、制御用モデル３Ａの質量Ｍ_１は、直線運動を行うために加えられる力と加速度との関係を表現するためのモデルパラメータに相当する。

次に図５Ａ中に破線で示した回転中心Ｏの周りを時計回りに回転運動するように制御用モデルに回転力Ｎ_１を加える。ここで、ウエハＷは、概略正方形の平面形状を有する搬送モジュール３０の中心位置とウエハＷの中心位置とが重なるように搬送モジュール３０に保持されている。本例の回転中心Ｏは、ウエハＷ及び搬送モジュール３０の中心位置を通るように設定されている。また、ウエハＷに形成されているノッチやオリエンテーションフラットの影響や、図２を用いて説明した搬送モジュール３０のスリット３４１の影響を無視できる場合、回転中心Ｏは、制御用モデル３Ａの重心Ｇを通る。

図５Ａに記載の制御用モデル３Ａが回転運動するとき、回転力Ｎ_１と角加速度αとの関係を表現する理論式は下記（２）式で表される。
Ｎ_１＝Ｉ_１α …（２）
但し、Ｉ_１は制御用モデル３Ａの質量Ｍ_１や形状、重心Ｇの位置、回転中心Ｏの位置に応じて決定される、制御用モデル３Ａの慣性モーメントである。

（２）式は、制御用モデル３Ａに加える回転力と、制御用モデル３Ａの回転運動との関係を表現している。このとき、慣性モーメントＩ_１は、回転運動を行うために加えられる回転力と角加速度との関係を表現するためのモデルパラメータに相当する。なお、回転中心Ｏは制御用モデル３Ａの外側にあってもよい。この場合には、制御用モデル３Ａは、回転中心Ｏの周囲を回転する円運動を行う。

次いで図５Ｂは、搬送物として、Ｌ字状の部材である搬送物４を搬送している搬送モジュール３０の外観斜視図である。搬送物４の質量をｍ_２とし、図５Ａ中に示した矢印の方向に力Ｆ_２を加える。この結果、搬送物４を搬送する搬送モジュール３０が直線運動するとき、力Ｆ_２と加速度ａとの関係は下記（３）式で表される。
Ｆ_２＝（ｍ_０＋ｍ_２）ａ …（３）

ここで搬送物４と搬送モジュール３０とを一体と見て、これらの合計の質量をＭ_２（＝ｍ_０＋ｍ_２）とすると（３）式は、下記（３）’式に書き換えられる。
Ｆ_２＝Ｍ_２ａ …（３）’
（３）’式は、搬送物４と搬送モジュール３０とを一体に表現した制御用モデル３Ｂに加える力と、制御用モデル３Ｂの直線運動との関係を表現している。このとき、制御用モデル３Ｂの質量Ｍ_２は、直線運動を行うために加えられる力と加速度との関係を表現するためのモデルパラメータに相当する。

次に図５Ｂ中に破線で示した回転中心Ｏの周りを時計回りに回転運動するように制御用モデル３Ｂに回転力Ｎ_２を加える。ここで、搬送物４は、搬送モジュール３０上の予め設定された位置に、予め設定された姿勢で保持されている。また回転中心Ｏは、搬送モジュール３０の中心位置を通るように設定されている。この例においては、回転中心Ｏは、制御用モデル３Ｂの重心Ｇからずれた位置を通っている。

図５Ｂに記載の制御用モデルが回転運動するとき、回転力Ｎ_２と角加速度αとの関係を表現する理論式は下記（４）式で表される。
Ｎ_２＝Ｉ_２α …（４）
但し、Ｉ_２は制御用モデル３Ｂの質量Ｍ_２や形状、重心Ｇの位置、回転中心Ｏの位置に応じて決定される、制御用モデル３Ｂの慣性モーメントである。
（４）式は、制御用モデル３Ｂに加える回転力と、制御用モデル３Ｂの回転運動との関係を表現している。このとき、慣性モーメントＩ_２は、回転運動を行うために加えられる力回転と角加速度との関係を表現するためのモデルパラメータに相当する。なお、回転中心Ｏは制御用モデル３Ａの外側にあってもよい点は、図５Ａの制御用モデル３Ａと同様である。

以上に例示したように、モデルパラメータは、搬送物と搬送モジュール３０とを一体に表現した制御用モデル３Ａ、３Ｂに応じて決定され、複数種類の搬送物に各々対応付けて設定されている。また、モデルパラメータは、直線運動や回転運動など、運動の種類に応じて設定されている。なお、搬送物を搬送していない搬送モジュール３０についても、この状態のモデルパラメータを設定しておく。

＜制御スケジュール作成部５０２＞
制御スケジュール作成部５０２は、予め設定された「動作スケジュール」に基づいて、搬送物を保持した搬送モジュール３０を動作させる場合に加えるべき作動力を、時間軸に沿って表した「制御スケジュール」を出力する機能を有する。

ウエハ処理システム１０１においては、キャリアＣをロードポート１４１に載置すると、キャリアＣ内に収容された各々のウエハＷについての搬送スケジュールが作成される。搬送スケジュールには、キャリアＣから取り出した各ウエハＷを、いつ、どのウエハ処理室１１０に搬送し、その後、処理が完了した前記ウエハＷをいつ、ウエハ処理室１１０から搬出してキャリアＣまで搬送するのかを時間軸に沿って規定する情報が設定される。

搬送スケジュールは、例えばキャリアＣ内の各ウエハＷに対して実施される処理の内容（処理変数：ウエハＷの加熱温度やウエハ処理室１１０内の圧力、処理ガスの供給時間や処理時間など）を規定した処理レシピに基づいて作成される。処理変数は、インターフェイス部５４を介して設定される。インターフェイス部５４は、例えばオペレータが操作するタッチパネルなどにより構成される、

搬送スケジュールが作成されると、例えば図１の真空搬送室１６０内に複数、配置されている搬送モジュール３０の動作（運動）を規定した動作スケジュールが作成される。動作スケジュールには、各搬送モジュール３０がいつ、どこでウエハＷを受け取り、受け取ったウエハＷをいつまでにどこへ搬送するかを時間軸に沿って規定する情報や、搬送モジュール３０の移動経路が設定される

正常なウエハＷ以外の搬送物についても、各搬送物をいつ、どこで受け取り、いつまでにどこへ搬送するのかを時間軸に沿って規定する情報が設定される。
以上に説明した搬送スケジュールや動作スケジュールは、例えば制御部５にて作成される。また、外部で作成された動作スケジュールを通信により取得する構成としてもよい。

制御スケジュール作成部５０２は、搬送モジュール３０によって搬送される搬送物を特定するための特定情報と、上述の動作スケジュールとを取得する。特定情報は、例えばインターフェイス部５４を介して設定される。そして制御スケジュール作成部５０２は、パラメータ記憶部５０３に記憶されている、特定情報に対応する搬送物のモデルパラメータを読み出す。しかる後、当該パラメータを用いて、特定情報に対応する搬送物を保持した搬送モジュール３０を、動作スケジュールに基づいて動作させる場合に加えるべき作動力を求め、時間軸に沿って作動力を表した制御スケジュールとして出力する。なお、特定情報には、「搬送物を搬送していない」状態も特定することができるようになっている。

簡略化した例を挙げると、図６には、動作スケジュールに基づいて実施する搬送モジュール３０の動作の例を示している。この搬送モジュール３０は、ロードロック室１３０を出た点Ｐ１から、真空搬送室１６０の奥手側（搬送モジュール３０に設定された副座標のＸ’方向）へ直線移動する。次いで、搬送モジュール３０は、点Ｐ２にて移動方向を変え、点Ｐ３まで手前側から見て左手（前記副座標のＹ’方向）へ直線移動する。しかる後、搬送モジュール３０は、右回りに９０度回転するように設定されている。なお、この前記副座標は左回りのθ方向を正の回転方向に設定されている。

図６に例示した動作を所定の期間（例えば図７に示す時刻Ｔ０～Ｔ９までの期間）中に実施するため、動作スケジュールには、時間軸に沿った搬送モジュール３０の直線移動（直線運動）の移動速度や回転速度が設定されている。ここで図７（ａ）、（ｃ）は搬送モジュール３０のＸ’方向、Ｙ’方向への移動速度（Ｖ_Ｘ’、Ｖ_Ｙ’）を示し、図７（ｅ）は、θ方向への回転速度（ω_θ）を示している。

制御スケジュール作成部５０２は、動作スケジュールと共に取得した、搬送物を示す特定情報に基づき、パラメータ記憶部５０３に記憶されているモデルパラメータを読み出す。特定情報により特定される搬送物が、図５Ａに示すウエハＷである場合は、点Ｐ１～Ｐ２、点Ｐ２～Ｐ３の直線移動、及び点Ｐ３における回転運動について、モデルパラメータＭ_１、Ｉ_１を読み出す。

そして、モデルパラメータＭ_１を用い、ウエハＷと搬送モジュール３０とを一体に表現した制御用モデル３Ａ（ウエハＷを保持した搬送モジュール３０）に加えるべき作動力を求める。即ち、点Ｐ１～Ｐ２の直線移動（図７の時刻Ｔ_０～Ｔ_３の期間）については、図７（ａ）に示すＸ’方向への搬送モジュール３０の各時刻の移動速度Ｖ_Ｘ’から、同方向に対する各時刻の加速度ａ_Ｘ’が得られる（図７（ｂ））。そして、各時刻における加速度ａ_Ｘ’と、モデルパラメータＭ_１とを既述の（１）’式に代入すると、搬送モジュール３０に加えるべき作動力を時間軸に沿って表した制御スケジュールが得られる。

ここで、図７（ｂ）に記載の各時刻の加速度ａ_Ｘ’は、図７（ａ）の動作スケジュールを取得した制御スケジュール作成部５０２にて作成してもよい。または、図７（ｂ）の各時刻の加速度ａ_Ｘ’を、「搬送モジュール３０の運動を規定した動作スケジュール」として外部から取得する構成としてもよい（後述の図７（ｄ）、（ｆ）において同じ）。

そして点Ｐ２～Ｐ３の経路の直線移動（図７の時刻Ｔ_３～Ｔ_６の期間）、及び点Ｐ３における回転（図７の時刻Ｔ_６～Ｔ_９の期間））においても同様に、図７（ｃ）、（ｅ）のＹ’方向、θ方向への各速度の変化から、同方向に対する各時刻の加速度を得る（図７（ｄ）、（ｆ））。

そして、点Ｐ２～Ｐ３の経路の直線移動については、図７（ｄ）の各時刻の加速度ａ_Ｙ’、及びモデルパラメータＭ_１を（１）’式に代入して制御スケジュールが得られる。また、Ｐ３における回転については、図７（ｆ）の各時刻の加速度α、及びモデルパラメータＩ_１を（２）式に代入して制御スケジュールが得られる。

一方、特定情報により特定される搬送物が、図５Ｂに示す搬送物４である場合は、パラメータ記憶部５０３からモデルパラメータＭ_２、Ｉ_２を読み出す。そして、既述の（３）’式及び（４）式を用い、制御用モデル３Ａの場合と同様の手法により制御用モデル３Ｂ（搬送物４を保持した搬送モジュール３０）についての制御スケジュールを得る。

＜磁力調節部５０１＞
制御スケジュール作成部５０２は、作成した制御スケジュールを磁力調節部５０１へ出力する。磁力調節部５０１は、図６の搬送モジュール３０（但し搬送物を搬送している）に対し、制御スケジュールに基づいた作動力が加わるように移動面側コイル１１の磁力を調節する制御を行う。即ち、図４に示す電力供給部５３に対し、電力を供給する移動面側コイル１１の選択、選択された移動面側コイル１１対する供給電力の大きさの調節するための制御信号を出力する。

電力供給部５３は、磁力調節部５０１から取得した制御信号に基づき、電力を供給する移動面側コイル１１の選択、選択された移動面側コイル１１対する供給電力の大きさの調節を実行する。この結果、図７（ａ）、（ｃ）、（ｅ）に示す動作スケジュールに基づき、搬送モジュール３０が、図６に示す移動経路の移動及び姿勢変更を実行するＦＦ制御が行われる。

ここで、搬送モジュール３０の動作は、図６に例示した単純な動作だけでなく、曲線運動などを伴う複雑な動作であってもよい。図７の各図に示したＸ’方向、Ｙ’方向の移動動作、及びθ方向の回転動作や円運動動作を組み合わせることにより、さらに複雑な動作についての制御スケジュールを作成することができる。また、搬送モジュール３０が、ウエハ処理室１１０やロードロック室１３０などの真空搬送室１６０以外の領域に進入するように構成されている場合には、動作スケジュールや制御スケジュールは、これらの領域における動作を含むものが作成される。

以上に説明したように、本例のウエハ処理システム１０１は、搬送物に応じて異なる制御用モデルを用いて設定されたモデルパラメータと、動作スケジュールとに基づいて制御スケジュールを作成する。この制御スケジュールに基づき、搬送モジュール３０のＦＦ制御を行うことにより、異なる種類の搬送物を搬送する場合であっても、遅れの少ない制御を実現できる。

＜フィードバック補正部５０４＞
一方で、搬送モジュール３０の動作制御を行うにあたっては、事前に予測できない、様々な外乱を受けるおそれがある。例えば、ウエハ処理システム１０１の周囲を人や重量物が移動したり、地震が発生したりすることに伴う振動の発生は、動作スケジュールと搬送モジュール３０の実際の動作との間にずれを生じさせる要因となる。

また、図３に示すようにタイル１０に多数配置されている移動面側コイル１１は、公差の範囲内での移動面側コイル１１の巻回状態が互いに相違している場合がある。また、タイル１０内における各移動面側コイル１１の配置位置や、搬送モジュール３０内における各モジュール側磁石３３についても、公差の範囲内でずれて配置されている場合もある。これらの機器的な要因により、仮に同じ大きさの電力を供給しても、搬送モジュール３０に加わる作動力が、タイル１０の位置に応じて変化する場合がある。

さらに、破損したウエハＷのように、予め形状を一意に特定することができない搬送物は、「ウエハＷの一部が欠けた場合」、「ウエハＷが湾曲した場合」など、大まかな想定の下で制御用モデルを設定することになる。従って、この制御用モデルに対応するモデルパラメータが、実際の搬送モジュール３０の運動を正確に表現しきれていない場合もある。

このように、外乱を受けた場合や、位置に応じて作動力が変化する場合、高精度のモデルパラメータが得られない場合に、ＦＦ制御のみを行うと、正確な位置に所定の期間内に搬送モジュール３０が到達できないおそれも生じる。そこで図４に記載の制御部５は、既述のＦＦ制御を補完して、より正確な動作制御をするためのフィードバック（ＦＢ）補正部５０４を有している。

ＦＢ補正部５０４にて利用する搬送モジュール３０の位置及び姿勢の検出のため、真空搬送室１６０にはセンサ部５１が設けられている。位置姿勢検出部５２は、このセンサ部５１から取得した情報に基づき、搬送モジュール３０の位置及び姿勢を特定する。

センサ部５１としては、タイル１０内の予め設定された位置に設けられた複数のホールセンサや、レーザー変位計、搬送モジュール３０を撮像するカメラを例示することができる。図４には、センサ部５１として、タイル１０に複数のホールセンサを設けた例を記載してある。

ＦＢ補正部５０４は、動作スケジュールに規定されている搬送モジュール３０の位置または姿勢と、センサ部５１により検出された、搬送モジュール３０の実際の位置または姿勢とを比較する。そして、これら位置または姿勢のずれ量が小さくなるように、磁力調節部５０１による移動面側コイル１１の磁力の調節の補正を行う。

即ちＦＢ補正部５０４は、電力を供給する移動面側コイル１１の選択のタイミングや、選択された移動面側コイル１１対する供給電力の大きさを補正するための補正信号を磁力調節部５０１に出力する。磁力調節部５０１は、制御スケジュールに基づいて得られた制御信号に対し、ＦＢ補正部５０４より取得した補正量を加算して電力供給部５３へ出力する。

＜パラメータ更新部５０５＞
ＦＢ補正部５０４を用い、ＦＦ制御を補正することにより、既述の機器要因やモデルパラメータ要因で生じる制御精度の低下を抑えることができる。一方で、ＦＢ補正部５０４から取得した補正量の割合が大きい状態が継続すると、遅れの少ない制御が可能であるという、ＦＦ制御の本来の特性を発揮することが困難になってしまう。

そこで図４に記載のように制御部５は、モデルパラメータを更新するパラメータ更新部５０５を備えている。パラメータ更新部５０５は、ＦＢ補正部５０４の補正量が、予め設定したしきい値を超える状態が、予め設定された期間継続した場合に、この補正量が小さくなるようにモデルパラメータを更新する機能を備える。

ＦＢ補正部５０４を利用する例において、搬送モジュール３０を動作させる作動力とＦＦ制御の成分及びＦＢの補正量の成分との関係は、下記（５）式で表すことができる。
Ｆ＝Ｆ_ＦＦ＋Ｆ_ＦＢ …（５）
ここで、Ｆは、搬送モジュール３０に加えられる作動力、Ｆ_ＦＦは、制御スケジュール作成部５０２によるＦＦ制御の成分、Ｆ_ＦＢはＦＢ補正部５０４の補正量の成分を表している。Ｆ_ＦＦ、Ｆ_ＦＢの大きさは、制御スケジュール作成部５０２から出力される制御スケジュールが示す作動力や、ＦＢ補正部５０４から出力される補正量により把握することができる。

例えばＦ_ＦＦの大きさに対するＦ_ＦＢの大きさの割合（｜Ｆ_ＦＢ｜／｜Ｆ_ＦＦ｜）が予め設定したしきい値を上回った状態が続く場合には、パラメータ更新部５０５は、パラメータ記憶部５０３に記憶されているモデルパラメータの更新を行う。しきい値の例としては、Ｆ_ＦＢの大きさがＦ_ＦＦの大きさの１０％を超えた場合を例示できる。なおこのしきい値は、Ｆ_ＦＦの大きさに対する割合にて規定する場合に限定されるものではない。例えばＦ_ＦＢの絶対値に対してしきい値を設定してもよい。
また、搬送モジュール３０に加えられる作動力が既述の（２）、（４）式に記載の回転力Ｎである場合にも、上述の例と同様の考え方でＦＢの補正量の影響の度合いを把握することができる。

一方、ＦＢ補正部５０４の補正量が、しきい値を超える状態の発生が短時間に過ぎない場合にモデルパラメータの更新を実施すると、更新が頻繁に実施されてしまい、搬送モジュール３０の動作制御が不安定になってしまうおそれがある。そこで、パラメータ更新部５０５は、補正量が、予め設定された期間を超える状態が予め設定された期間継続する場合に、モデルパラメータの更新を実施する。

モデルパラメータの更新の要否を判断する期間の例としては、搬送物の受け取り位置から受け渡し位置までの搬送モジュール３０の移動経路全体の動作制御にて、Ｆ_ＦＢの大きさがしきい値を超えている状態が継続する場合を例示できる。また、この状態が複数回、繰り返される場合にモデルパラメータの更新を実施するようにしてもよい。

モデルパラメータの更新の手法としては、補正された後の作動力から逆算する場合を例示できる。図５Ａ、図５Ｂの例で説明すると、搬送モジュール３０に対して実際に加えられた作動力（（５）式のＦ）と、（１）’式や（３）’式とに基づき、制御用モデル３Ａ、３Ｂの新たなモデルパラメータである質量Ｍ_１、Ｍ_２を逆算する。逆算したモデルパラメータＭ_１、Ｍ_２が経時的に変動している場合は、その平均値を新たなモデルパラメータとしてもよい。
搬送モジュール３０を回転運動させる場合のモデルパラメータ（慣性モーメントＩ_１、Ｉ_２）についても、同様の手法により新たなモデルパラメータを求めることができる。

なお、図４に示す制御部５において、ＦＢ補正部５０４やパラメータ更新部５０５を設けることは必須の要件ではない。例えば、搬送モジュール３０による動作制御に要求される精度に応じて、ＦＢ補正部５０４による補正やモデルパラメータの更新を省略してもよい。

＜制御部５の作用＞
以上に説明した構成を備える制御部５を用い、ある搬送モジュール３０についての動作制御を行う作用の一例について、図８のフローチャートを参照しながら説明する。
初めに、ウエハ処理システム１０１の稼働を開始する前の事前準備として（スタート）、搬送モジュール３０の内容に応じ、各搬送物のモデルパラメータを決定し、パラメータ記憶部５０３に記憶させる（ステップＳ１０１、パラメータを決定する工程）。

次いで、ウエハ処理システム１０１が稼働し、搬送モジュール３０により、ウエハＷやその他の搬送物を搬送するタイミングとなったら、搬送物の特定情報、及び動作スケジュールを取得する（ステップＳ１０２）。しかる後、特定情報に対応する搬送物（搬送物を搬送していない状態も含む）のモデルパラメータを読み出し、動作スケジュールとモデルパラメータとを用いて制御スケジュールを作成、出力する（ステップＳ１０３、制御スケジュールを出力する工程）。

磁力調節部５０１は、作成した制御スケジュールに基づき、電力供給部５３による給電制御を実行し、搬送モジュール３０による搬送物の搬送動作を実行する（ステップＳ１０４、フィードフォワード制御を実施する工程）。このとき、制御部５がＦＢ補正部５０４を備えている場合には、センサ部５１により搬送モジュール３０の位置、姿勢を検出する（搬送モジュール３０の位置または姿勢を検出する工程）。そして、動作スケジュールに規定された搬送モジュール３０の位置や姿勢に対する、検出結果のずれ量が小さくなるように補正を行う（フィードバック補正を実施する工程）。そして、搬送動作が終了していない場合には、これらの動作を継続する（ステップＳ１０５：ＮＯ）。

搬送動作が終了したら（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、ＦＢ補正部５０４の補正量がしきい値より大きく、且つ、その状態が予め設定された期間を超えるため、モデルパラメータを更新する必要があるか否かを確認する（ステップＳ１０６）。更新が不要な場合は、動作を終え、次の搬送物を搬送するタイミングを待つ（ステップＳ１０６；ＮＯ→ステップＳ１０２）。

モデルパラメータの更新が必要な場合は（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）、既述の手法により新たなモデルパラメータを求め、得られた結果をパラメータ記憶部５０３に入力してモデルパラメータの更新を行った後（ステップＳ１０７、モデルパラメータを更新する工程）、次の搬送物を搬送するタイミングを待つ（ステップＳ１０２へ）。

＜効果＞
本開示のウエハ処理システム１０１によれば、以下の効果がある。搬送物と搬送モジュール３０とを一体に表現した制御用モデルに基づき、当該制御用モデルに加える作動力と運動との関係を表現するためのモデルパラメータが、搬送物に応じて複数種類、準備されている。このモデルパラメータを切り替えて用い、搬送モジュール３０を動作させるための作動力を時間軸に沿って規定した制御スケジュールを作成することにより、ウエハＷ以外の搬送物の搬送を行う場合にも、正確な動作制御（ＦＦ制御）を行うことができる。

＜ウエハ処理システム１０１ａ＞
図９～図１１は、他の実施形態に係る搬送モジュール３０ａを用いて搬送物の搬送を行うウエハ処理システム１０１ａの構成例である。なお、以下に説明する図９～図１３において、図１～図６を用いて説明したウエハ処理システム１０１、搬送モジュール３０と共通の構成には、これらの図に付したものと共通の符号を付してある。

図９に示すウエハ処理システム１０１ａは、アーム部３２を備えた搬送モジュール３０ａを用いて搬送物の搬送を行う。この点、搬送モジュール３０の本体部３１の上面が、搬送物を保持するステージ３４となっている第１の実施の形態に係る搬送モジュール３０と相違する。搬送モジュール３０ａにおいて、平面視矩形状に形成された本体部３１の構成は、第１の実施の形態に係る搬送モジュール３０とほぼ同様である。即ち図３に示す例と同様に、本体部３１の内部には複数のモジュール側磁石３３が設けられている。但し、本例の搬送モジュール３０ａの本体部３１には、スリット３４１は形成されていない。

図１０、図１１に示すように、本体部３１には、ウエハＷを水平に保持するアーム部３２が設けられている。アーム部３２は、本体部３１側の基端部から、水平方向に延在するように設けられている。アーム部３２の先端部には、３本の昇降ピン１３１、１１２が設けられた領域を左右から囲むように配置可能なフォークが設けられている。フォークは、搬送モジュール３０ａにおける保持部に相当する。

搬送モジュール３０ａは、本体部３１を真空搬送室１６０内に位置させたまま、ウエハ処理室１１０やロードロック室１３０内にアーム部３２を挿入してウエハＷの受け渡しを行う。従って、アーム部３２の長さＬは、当該アーム部３２に保持されたウエハＷを、昇降ピン１１３、１３１の上方位置に進入させることが可能な長さに構成されている。

一方、図９に示す例において、平面視、矩形状である真空搬送室１６０の短辺方向の長さは、各々、ウエハＷを保持した２台の搬送モジュール３０ａが、左右に並んだ状態ですれ違うことができる程度の幅となっている。またこの例の真空搬送室１６０の短辺方向の長さは、搬送モジュール３０ａがウエハＷを保持したときの本体部３１からウエハＷの先端までの長さ（ウエハＷを保持した状態の搬送モジュール３０ａの全長）よりも短い。

上述の構成の搬送モジュール３０ａを用い、短辺方向の長さが搬送モジュール３０ａの全長よりも短い真空搬送室１６０内でウエハＷの搬送を行う場合、ロードロック室１３０にてウエハＷを受け取った搬送モジュール３０ａは、後退動作を行う。ウエハ処理室１１０の側方位置まで搬送モジュール３０ａを後退させる場合、本体部３１は、ウエハ処理室１１０のゲートバルブ１１１の配置位置を通り過ぎて、奥手側まで移動する。この動作により、ウエハＷを保持したアーム部３２の先端側が、ゲートバルブ１１１の側方に配置される。

こうして、アーム部３２の先端側がゲートバルブ１１１の側方に到達したら、後退動作に加えて、アーム部３２の先端側をゲートバルブ１１１に向けるように、回動する。続いてゲートバルブ１１１を開き、ウエハＷをウエハ処理室１１０内に挿入するように回動しながら、搬送モジュール３０ａの移動方向を前進に切り替える。

既述のように、真空搬送室１６０の短辺方向の長さは、ウエハＷを保持した搬送モジュール３０ａの全長よりも短い。この場合であっても、回転動作を組み合わせながら搬送モジュール３０ａを前進／後退させる切り返し動作により、真空搬送室１６０内にてウエハ処理室１１０に対するウエハＷの搬入を実施することができる。

以上に例示した、搬送モジュール３０ａの動作制御においても、動作スケジュールとモデルパラメータとを用いて制御スケジュールを作成する制御部５の作用に変わりはない。一方で、アーム部３２を用いて搬送物の搬送を行う搬送モジュール３０ａにおいては、振動の影響が大きくなるおそれがある。大きな振動が発生した状態のまま搬送物を搬送すると、アーム部３２上の保持位置のずれや落下、搬送物と他の機器との接触が生じてしまうおそれがある。

そこで本例のウエハ処理システム１０１ａは、パラメータ記憶部５０３に、保持部であるアーム部３２を板バネと見たとき、アーム部３２に発生する振動を表現するためのモデルパラメータとして、搬送物の質量ｍ、搬送物を保持した搬送モジュール３０ａの慣性モーメントＩ’、ばね定数ｋ、減衰係数ｃを記憶している。

アーム部３２の固有振動数を表現する理論式により、アーム部３２の振動ｆは、これらのモデルパラメータの関数ｆ（ｍ，Ｉ’，ｋ，ｃ）として表現できたとする。この振動を制振するため、図１１中に記載の搬送モジュール３０ａをＸ’方向に移動させるとき、前記振動ｆと周波数が揃い、位相が反転した軌道を描くように搬送モジュール３０を上下方向に移動させて、制振制御を行ってもよい（図１１中に示す破線の矢印参照）。また、フィードバックループにノッチフィルターを設け、アーム部３２の固有振動数に対応する振動ｆを低減してもよい。

また、理論式による振動ｆの特定が困難な場合であっても、機械学習により、モデルパラメータを決定してもよい。例えば下記（６）式により振動ｆを表現し、制振制御を行わずに搬送物を搬送する動作を複数回繰り返し、例えばニューラルネットワークを利用した機械学習により、モデルパラメータＡ、ω、θを決定してもよい。
ｆ＝Ａsin（ωｔ＋θ） …（６）
但し、Ａは振幅、ωは角速度、θは初期位相である。

また、ニューラルネットワークなどの機械学習は、モデルパラメータの決定の際だけでなく、パラメータ更新部５０５によるモデルパラメータの更新の際にも実施してもよい。例えば、本体部３１にセンサ部である振動センサを設け、この振動センサにて検出される振動の振幅が小さくなるように制振運動の周波数や位相の補正を行っているとする。

このとき、ＦＢ補正部５０４の補正量が予め設定されたしきい値を超える状態が、予め設定された期間継続した場合には、例えば（６）式中のモデルパラメータＡ、ω、θを更新してもよい。このとき、磁力調節部５０１から出力される、補正済みの制御信号に基づき、制振制御のための搬送モジュール３０の上下方向の移動動作を把握することができる。この上下方向の移動動作を機械学習により学習し、（６）式を求め、新たなモデルパラメータを決定してもよい。

以上の説明では、制御用モデルのモデルパラメータの決定、更新について、制御用モデルの運動との関係を表す理論式に基づいて決定する場合、機械学習により決定する場合について例示した。
これらの他、モデルパラメータを含み、搬送モジュール３０、３０ａのＦＦ制御、ＦＢ補正の内容を表す状態方程式を定式化し、さらにこの制御系の内部状態を推定するオブザーバを定式化してもよい。オブザーバによる制御系の内部状態の推定結果に基づき、モデルパラメータの決定、更新を行うことができる。

図１２、図１３は、複数の搬送モジュール３０が協働して搬送物を搬送する場合の例を示している。
初めに図１２は、搬送物が故障した搬送モジュール３０ｂであり、他の２台の搬送モジュール３０ｂにより、当該故障した搬送モジュール３０ｂを搬送している様子を模式的に示している。同図中、故障した搬送モジュール３０ｂには斜線のハッチを付してある。

この例において、各搬送モジュール３０ｂの側面には突起部３５が設けられている。突起部３５が設けられている面とは反対側の側面には、前記突起部３５を挿入することが可能な凹部３６が設けられている。そして図１２に示すように、１の搬送モジュール３０ｂの突起部３５を他の搬送モジュール３０ｂの凹部３６に挿入することにより、複数の搬送モジュール３０ｂを連結することができる。

上述のように、複数の搬送モジュール３０ｂを連結可能に構成することで、例えば１つの搬送モジュール３０ｂが故障して移動不能になった場合に、他の搬送モジュール３０ｂにより故障した搬送モジュール３０ｂを挟み込むように連結することができる。故障した搬送モジュール３０ｂは、他の搬送モジュール３０により保持されて搬送されることになる。

以上に例示した搬送モジュール３０ｂについても、故障した搬送モジュール３０ｂを搬送物とした制御用モデルに基づき、予めモデルパラメータを決定しておく。そして、このモデルパラメータと動作スケジュールとを用いて制御スケジュールを作成し、動作制御を行う。この作用については、図１～図１１を用いて説明した各例と同様である。

一方、故障した搬送モジュール３０ｂを協働して搬送する２台の搬送モジュール３０ｂについて、各々、独立した動作制御を行うと、動作制御のずれが生じる場合がある。動作制御のずれが発生すると、２台の搬送モジュール３０ｂの間隔が広がって、故障した搬送モジュール３０ｂが落下してしまうおそれもある。そこで、本例の搬送モジュール３０ａは、一方側の搬送モジュール３０ｂをマスター機３０Ａとして、このマスター機３０Ａに対して既述のＦＦ制御を実行する。一方、残る搬送モジュール３０ｂについては、スレーブ機３０Ｂとし、スレーブ機３０Ｂに対しては、マスター機３０Ａに追従して動作する作動力が加わるように、移動面側コイル１１の磁力を調節する。このように、マスター－スレーブ制御を行うことにより、制御のずれに伴う搬送物の落下を防止することができる。

また複数の搬送モジュール３０は、協働して真空搬送室１６０内、あるいはウエハ処理室１１０内に設置される部品を搬送物として搬送してもよい。さらに複数の搬送モジュール３０は、協働してロードロック室１３０内の部品を搬送できるように構成してもよい。
図１３には、３台の搬送モジュール３０が協働して、ウエハ処理室１１０の載置台１１２に設けられるフォーカスリング１１４を搬送している様子を示している。

３台以上の搬送モジュール３０が協働する場合においても、１台のマスター機３０Ａと他のスレーブ機３０Ｂとを設定する。そしてマスター機３０Ａについてはモデルパラメータと動作スケジュールとを用いて作成した制御スケジュールに基づく動作制御を実行する。残るスレーブ機３０Ｂについては、マスター機３０Ａに追従させることにより、搬送物の落下を防止しつつ、正確な動作制御を行うことができる。

ここで、搬送モジュール３０による搬送物の搬送が行われる装置の構成例は、既述の真空搬送室１６０の例に限定されない。例えば、大気圧雰囲気下にてウエハＷの搬送を行い、大気圧雰囲気下でウエハＷの処理を行う場合にも、本例の制御手法は適用することができる。大気圧雰囲気下で実施される処理としては、例えばウエハＷに露光用のレジスト液や現像液を塗布する塗布、現像処理や、洗浄液で基板を洗浄する洗浄処理を例示することができる。

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、添付の請求の範囲及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。

Ｗ ウエハ
１０１、１０１ａ ウエハ処理システム
１１０ ウエハ処理室
１６０ 真空搬送室
３０、３０ａ、３０ｂ
搬送モジュール
３３ モジュール側磁石
５ 制御部
５０１ 磁力調節部
５０２ 制御スケジュール作成部
５０３ パラメータ記憶部

Claims (14)

1. 基板処理室に対する基板の搬送を行う装置であって、
   磁力を調節可能な第１の磁石が設けられた床面部と、前記基板処理室が接続され、当該基板処理室との間で前記基板の搬入出が行われる開口部が形成された側壁部とを有する基板搬送室と、
   前記基板であるか、前記基板搬送室または前記基板処理室にて使用する機器である複数種類の搬送物を、各々保持することが可能に構成された保持部と、前記第１の磁石との間に反発力が働く第２の磁石と、を備え、前記反発力を用いた磁気浮上により、前記基板搬送室内を移動可能に構成された基板搬送モジュールと、
   前記第１の磁石の磁力を調節して前記反発力を変化させることにより、前記基板搬送モジュールの動作をさせるための作動力を、フィードフォワード制御を用いて制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記搬送物と前記基板搬送モジュールとを一体に表現した制御用モデルに加える作動力と、前記制御用モデルの運動との関係を表現するための少なくとも１つのモデルパラメータを、前記複数種類の搬送物の各々に対応付けて記憶するパラメータ記憶部と、
   前記搬送物を特定するための特定情報と、時間軸に沿って前記基板搬送モジュールの運動を規定した動作スケジュールとを取得し、前記パラメータ記憶部に記憶されている、前記特定情報に対応する前記制御用モデルの前記モデルパラメータを用いて、前記特定情報に対応する前記搬送物を保持した前記基板搬送モジュールを、前記動作スケジュールに基づいて動作させる場合に加えるべき前記作動力を求め、前記時間軸に沿って前記作動力を規定した制御スケジュールとして出力する制御スケジュール作成部と、
   前記特定情報に対応する前記搬送物を搬送する前記基板搬送モジュールに対し、前記制御スケジュールに基づいた前記作動力が加わるように前記第１の磁石の磁力を調節することにより、前記フィードフォワード制御を実行する磁力調節部と、を備え、
   前記基板搬送モジュールは、複数の前記基板搬送モジュールが協働して共通の前記搬送物を搬送するように構成されていることと、
   前記磁力調節部は、一の前記基板搬送モジュールをマスター機として、前記マスター機に対して前記フィードフォワード制御を実行し、残る前記基板搬送モジュールをスレーブ機として、前記スレーブ機に対しては、前記マスター機に追従して動作する前記作動力が加わるように、前記第１の磁石の磁力を調節することと、を有する、装置。
2. 前記モデルパラメータは、下記（１）～（３）の少なくとも１つのパラメータのセットである、請求項１に記載の装置。
   （１）直線運動を行うために加えられる作動力と加速度との関係を表現するための前記制御用モデルの質量
   （２）回転運動を行うために加えられる作動力と角加速度との関係を表現するための前記制御用モデルの慣性モーメント、
   （３）アーム状に形成された前記保持部を板バネと見たとき、制振動作を行うために、前記保持部に発生する振動を表現するための前記搬送物の質量、前記搬送物を保持した前記保持部の慣性モーメント、ばね定数、減衰係数
3. 前記モデルパラメータは、前記制御用モデルの運動との関係を表現する理論式に基づいて決定されたものである、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記モデルパラメータは、前記基板搬送モジュールを用いた前記搬送物の搬送を実際に複数回実施した結果に基づく機械学習により決定されたものである、請求項１または２に記載の装置。
5. 前記基板処理室を移動する前記基板搬送モジュールの位置及び姿勢を検出するセンサ部を備え、
   前記制御部は、前記動作スケジュールに基づいて特定される前記基板搬送モジュールの位置または姿勢と、前記センサ部により検出された、前記搬送物を搬送する前記基板搬送モジュールの位置または姿勢とを比較し、これら位置または姿勢のずれ量が小さくなるように前記磁力調節部による前記第１の磁石の磁力の調節の補正を行うフィードバック補正部を備える、請求項１ないし４のいずれか一つに記載の装置。
6. 前記フィードバック補正部の補正量が、予め設定したしきい値を超える状態が、予め設定された期間継続した場合には、前記補正量が小さくなるように前記パラメータ記憶部に記憶されている前記モデルパラメータを更新するパラメータ更新部を備える、請求項５に記載の装置。
7. 前記パラメータ更新部は、前記基板搬送モジュールを用いた前記搬送物の搬送を実際に複数回実施した結果に基づく機械学習により、前記補正量が小さくなるように前記モデルパラメータを更新する、請求項６に記載の装置。
8. 基板処理室に対する基板の搬送を行う方法であって、
   磁力を調節可能な第１の磁石が設けられた床面部と、前記基板処理室が接続され、当該基板処理室との間で基板の搬入出が行われる開口部が形成された側壁部とを有する基板搬送室内に収容され、前記基板であるか、前記基板搬送室または前記基板処理室にて使用する機器である複数種類の搬送物を、各々保持することが可能に構成された保持部と、前記第１の磁石との間に反発力が働く第２の磁石と、を備え、前記反発力を用いた磁気浮上により、前記基板搬送室内を移動可能に構成された基板搬送モジュールを用いて搬送を行うにあたり、
   前記複数種類の搬送物の各々に対応付けられ、前記搬送物と前記基板搬送モジュールとを一体に表現した制御用モデルに加える作動力と、前記制御用モデルの運動との関係を表現するためのモデルパラメータを決定する工程と、
   前記搬送物を特定するための特定情報と、時間軸に沿って前記基板搬送モジュールの運動を規定した動作スケジュールとを取得し、前記パラメータを決定する工程にて決定された、前記特定情報に対応する前記制御用モデルの前記モデルパラメータを用いて、前記特定情報に対応する前記搬送物を保持した前記基板搬送モジュールを、前記動作スケジュールに基づいて動作させる場合に加えるべき作動力を求め、前記時間軸に沿って前記作動力を規定した制御スケジュールとして出力する工程と、
   前記特定情報に対応する前記搬送物を搬送する前記基板搬送モジュールに対し、前記制御スケジュールに基づいた前記作動力が加わるように前記第１の磁石の磁力を調節することにより、フィードフォワード制御を実行する工程と、を含み、
   複数の前記基板搬送モジュールが協働して共通の前記搬送物を搬送するように構成されている場合に、前記フィードフォワード制御を実行する工程では、一の前記基板搬送モジュールをマスター機として、前記マスター機に対して前記フィードフォワード制御を実行し、残る前記基板搬送モジュールをスレーブ機として、前記スレーブ機に対しては、前記マスター機に追従して動作する前記作動力が加わるように、前記第１の磁石の磁力を調節する、方法。
9. 前記モデルパラメータは、下記（１）～（３）の少なくとも１つのパラメータのセットである、請求項８に記載の方法。
   （１）直線運動を行うために加えられる作動力と加速度との関係を表現するための前記制御用モデルの質量
   （２）回転運動を行うために加えられる作動力と角加速度との関係を表現するための前記制御用モデルの慣性モーメント
   （３）アーム状に形成された前記保持部を板バネと見たとき、制振動作を行うために、前記保持部に発生する振動を表現するための前記搬送物の質量、前記搬送物を保持した前記保持部の慣性モーメント、ばね定数、減衰係数
10. 前記モデルパラメータは、前記制御用モデルの運動との関係を表現する理論式に基づいて決定されたものである、請求項８または９に記載の方法。
11. 前記モデルパラメータは、前記基板搬送モジュールを用いた前記搬送物の搬送を実際に複数回実施した結果に基づく機械学習により決定されたものである、請求項８または９に記載の方法。
12. 前記基板処理室を移動する前記基板搬送モジュールの位置及び姿勢を検出する工程と、
    前記フィードフォワード制御を実行する工程にて、前記動作スケジュールに基づいて特定される前記基板搬送モジュールの位置または姿勢と、前記検出する工程にて検出された前記搬送物を搬送する前記基板搬送モジュールの位置または姿勢とを比較し、これら位置または姿勢のずれ量が小さくなるように前記第１の磁石の磁力の調節の補正を行うフィードバック補正を実施する工程と、を含む、請求項８ないし１１のいずれか一つに記載の方法。
13. 前記フィードバック補正を実施する工程における、前記第１の磁石の磁力の調節を補正する前記フィードバック補正の補正量が、予め設定したしきい値を超える状態が、予め設定された期間継続した場合には、前記補正量が小さくなるように前記モデルパラメータを決定する工程にて決定された前記モデルパラメータを更新する工程を含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記モデルパラメータを更新する工程では、前記基板搬送モジュールを用いた前記搬送物の搬送を実際に複数回実施した結果に基づく機械学習により、前記補正量が小さくなるように前記モデルパラメータを更新する、請求項１３に記載の方法。