TWI705035B

TWI705035B - 基板搬送方法及基板處理系統

Info

Publication number: TWI705035B
Application number: TW106102804A
Authority: TW
Inventors: 兒玉俊昭
Original assignee: 日商東京威力科創股份有限公司
Priority date: 2016-02-01
Filing date: 2017-01-25
Publication date: 2020-09-21
Also published as: JP6574715B2; US20170221748A1; JP2017139249A; TW201728516A; US10319622B2; KR20170091518A; KR101901509B1

Abstract

本發明之課題在於提供一種基板搬送方法，可正確算出基板之中心位置。

在晶圓W受搬送之際進行旋轉之基板處理系統10中，使得於直進方向座標系中所特定之晶圓W之邊緣上各點的位置旋轉移動相當於叉件座標系對直進方向座標系之旋轉角θf。

Description

基板搬送方法及基板處理系統

本發明係關於一種基板搬送方法及基板處理系統，尤其關於一種以搬送臂來搬送基板之基板搬送方法及基板處理系統。

對於做為基板之半導體晶圓(以下簡稱為「晶圓」)施以既定處理(例如使用電漿之成膜處理)的基板處理系統，具備有複數之處理室以及連接於各處理室之搬送室，藉由配置在搬送室內的搬送臂來將晶圓搬出入於各處理室。各處理室具有載置台，晶圓係載置於載置台，而為了對晶圓正確地施以既定處理，必須將晶圓正確載置到載置台之所希望之位置處。是以，在利用搬送臂將晶圓加以搬送中以感測器來測量晶圓的位置，算出晶圓從所希望位置的偏移(以下稱為「位偏」)，進而，以修正位偏的方式來調整搬送臂之搬送軌道。此外，以下之說明中，將搬送臂當中之節(可曲點)與節之間成為一體而移動的部分稱為連結部，將搬送臂之前端部(終端部)稱為手端(end effort)。此外，所謂2連結部形式的搬送臂表示具有2個連結部的搬送臂，所謂1連結部形式的搬送臂表示僅具有1個連結部的搬送臂。

以往，基板處理系統在搬送臂方面係使用2連結部形式之多關節型或是蛙腿型的搬送臂。多關節型或蛙腿型之搬送臂係使得把持晶圓的雙腿狀叉件以無旋轉的方式來直進。例如，圖9所示多關節型之搬送臂90，將台座91與叉件92加以連結之2個臂部93、94雖會旋轉，但從收縮時(圖9(A))移往伸長(圖9(B))來搬送晶圓W之際，叉件92、晶圓W係直進，叉件92、晶圓W並未旋轉。

基板處理系統在晶圓W之外緣(邊緣)橫越過在晶圓W之搬送軌道上所配置之感測器95對面(覆蓋感測器)之際係從搬送臂90之叉件92之中心(圖9 中以虛線表示之十字交叉點)的位置與感測器95之位置的相對位置關係來特定出晶圓W之邊緣位置。通常，由於感測器95設置2個，晶圓W之邊緣橫越各感測器95之對面達2次，故特定出4個的晶圓W之邊緣位置。之後，從特定出的4個邊緣位置算出晶圓W之中心位置，而算出晶圓W之位偏(例如參見專利文獻1)。此時，從搬送臂90之編碼值可特定出以晶圓W之直進方向為基準之座標系(以下稱為「直進方向座標系」)中的叉件92之中心位置以及感測器95之位置，另一方面，為了算出晶圓W之中心位置，晶圓W之各邊緣位置於以把持晶圓W之叉件92之中心為基準的座標系(以下稱為「叉件座標系」)96中必須被特定(繪製)，但如上述般，由於叉件92、晶圓W係直進而未旋轉，故於晶圓W之搬送中，直進方向座標系係和叉件座標系96一致，可將直進方向座標系中所特定出的晶圓W之各邊緣位置視為叉件座標系96中之晶圓W之各邊緣位置。

另一方面，近年來，伴隨晶圓W之處理的高溫化，例如有時在處理室中將晶圓W加熱至例如700℃~800℃。於此情況，搬送臂90之叉件92、臂部94也會被來自高溫晶圓W的傳熱所加熱，但內建於叉件92、臂部94中的軸承、驅動帶恐因熱而破損。是以，有人提議廢除軸承、驅動帶而採用具有由叉件92與臂部94所一體化得到之手端的1連結部形式搬送臂來提高耐熱性。以1連結部形式之搬送臂而言，於搬送晶圓W之際，手端係把持晶圓W。

先行技術文獻

專利文獻1 日本特開2013-42112號公報

但是，1連結部形式之搬送臂，由於手端相當於臂部94，故於晶圓W之搬送中手端會旋轉而晶圓W也會旋轉。藉此，於晶圓W之搬送中叉件座標系相對於直進方向座標系進行旋轉。其結果，無法將於直進方向座標系中所特定出的晶圓W之各邊緣位置當作叉件座標系中之晶圓W之各邊緣位置，有無法正確算出晶圓W之中心位置的問題。

本發明之目的在於提供一種基板搬送方法及基板處理系統，可正確算出基板之中心位置。

為了達成上述目的，本發明之基板搬送方法，係基板處理系統中之基板搬送方法，該基板處理系統具備有具有把持基板之把持部的搬送系統、以及配置於該基板之搬送軌道上的感測器，該搬送系統於搬送該基板之際係使得該基板做旋轉；具有：第1步驟，係基於該基板之端緣部橫越該感測器之對面時之該把持部之位置以及該感測器之位置，來特定出該基板之端緣部之位置；以及第2步驟，係從該特定出之該基板之端緣部之位置來去除該基板之旋轉的影響。

為了達成上述目的，本發明之基板處理系統，具備有具有把持基板之把持部的搬送系統、配置於該基板之搬送軌道上的感測器、以及控制部，該搬送系統於搬送該基板之際係使得該基板做旋轉；該控制部係基於該基板之端緣部橫越該感測器之對面時之該把持部之位置以及該感測器之位置，來特定出該基板之端緣部之位置，從該特定出之該基板之端緣部之位置來去除該基板之旋轉的影響。

依據本發明，雖基板於搬送之際進行旋轉，但基於基板之端緣部橫越感測器之對面時的把持部之位置以及感測器之位置，使得特定出之基板之端緣部之位置旋轉移動對應於基板之旋轉角。藉此，可從特定出之基板之端緣部之位置特定出叉件座標系中之基板之端緣部的位置，從而，可正確算出叉件座標系中基板之中心位置。

W:晶圓

10:基板處理系統

18:搬送臂

19:感測器單元

19a,19b:光學感測器

28:叉件

圖1係示意顯示本發明之實施形態相關之基板處理系統構成之俯視圖。

圖2係用以說明圖1中搬送臂構成之俯視圖，圖2(A)表示搬送臂之收縮時，圖2(B)表示搬送臂之伸長時。

圖3係用以說明晶圓之搬送中，晶圓之邊緣橫越各光學感測器對面之模樣之圖。

圖4係用以說明位置經特定之晶圓之邊緣上的1點與直進方向座標系、叉件座標系之關係圖。

圖5係用以說明於直進方向座標系中所特定之晶圓之邊緣上一點的位置換算為叉件座標系中的位置之方法的圖。

圖6係用以說明於直進方向座標系中所特定之晶圓之邊緣上一點的位置換算為叉件座標系中的位置之方法的圖。

圖7係用以說明算出叉件座標系中晶圓之中心位置的方法之圖。

圖8顯示係本發明所能適用之搬送軌道之一例的圖。

圖9係用以說明以往之搬送臂構成之俯視圖，圖9(A)表示搬送臂之收縮時，圖9(B)表示搬送臂之伸長時。

以下，針對本發明之實施形態，參見圖式來詳細說明。

圖1係示意顯示本實施形態相關之基板處理系統構成之俯視圖。此外，為便於說明起見，圖1中係以透視方式描繪內部構成要素之一部分。

基板處理系統10具備有：4個真空處理室11，係實行做為高溫處理之成膜處理；真空搬送室12，係和各真空處理室11連接；2個加載互鎖室13，係連接於該真空搬送室12，可將內部在大氣壓以及真空之間做切換；搬出入室14，係和真空處理室11之間夾著各加載互鎖室13做連接；以及控制器15(控制部)，係控制各構成要素之動作。於各真空處理室11與真空搬送室12之間、以及各加載互鎖室13與真空搬送室12之間配置有閘門16，於各加載互鎖室13與搬出入室14之間配置有閘門17。

真空搬送室12內建有：1個搬送臂18(搬送系統)，係於各真空處理室11、各加載互鎖室13之間搬送晶圓W；以及，6個感測器單元19，係配置於各閘門16之前。此外，搬送臂18具有2個(後述)手端27，2個手端27係重疊配置。各感測器單元19具有2個穿透式光學感測器19a,19b，用以特定出藉由搬送臂18而搬送於各真空處理室11以及各加載互鎖室13之間的晶圓W之邊緣(端緣部)位置。各加載互鎖室13內建平台20，藉由將晶圓W載置於該平台20，來進行真空搬送室12以及搬出入室14之間的晶圓W傳輸。搬出入室14具有：3個埠部22，係安裝收容複數晶圓W之容器21，做為晶圓W之搬出入口；定向器23，係調整晶圓W之位置；以及搬送臂24，係於各埠部22、定向器23以及各加載互鎖室13之間搬送晶圓W。

此基板處理系統10在藉由搬送臂18來對各真空處理室11搬入晶圓W之際或是從各真空處理室11搬出晶圓W之際，各感測器單元19係特定出晶圓W之邊緣位置，進而，從特定出的晶圓W之邊緣位置算出晶圓W之中心位置，並算出晶圓W之位偏。之後，以修正所算出之晶圓W位偏的方式來調整晶圓W之搬送軌道。

圖2係用以說明圖1中搬送臂構成之俯視圖，圖2(A)顯示搬送臂之收縮時，圖2(B)顯示搬送臂之伸長時。

圖2中，搬送臂18具有：圓柱狀之台座25、臂部26、以及重疊配置之2個手端27。此外，圖2以後針對搬送臂18係省略描繪2個手端27之一者。此外，臂部26之一端26a係安裝於台座25，藉由內建之驅動帶繞該台座25之中心軸且水平地旋動。手端27係由中途彎屈之長板狀構件所構成，一端27a係安裝於臂部26之半圓狀的他端26b。手端27係藉由臂部26所內建之驅動帶繞臂部26之他端26b的中心軸且水平地旋動。於手端27之他端27b形成有雙腿狀的叉件28(把持部)，該叉件28係把持晶圓W。此外，手端27係由未內建機械機構之整體材所構成，例如由陶瓷等耐熱材所構成。

搬送臂18係使得臂部26以及手端27一邊調整旋轉角一邊進行協同動作來令叉件28所把持之晶圓W做直進(移動於圖中左右方向上)而搬送。但是，由於叉件28和手端27一體化，手端27於晶圓W之搬送中係繞臂部26之他端26b的中心軸來旋動，故叉件28也是一邊旋轉一邊移動。從而，叉件28所把持之晶圓W也會旋轉。具體而言，如圖2(A)或圖2(B)所示般，相對於以一點鏈線表示之以晶圓W之直進方向為基準之座標系(以下稱為「直進方向座標系」)，以虛線表示之以叉件28之中心為基準之座標系(以下稱為「叉件座標系」)會進行旋轉。此外，於搬送臂18之收縮時(圖2(A)與伸長時(圖2(B)，叉件座標系相對於直進方向座標系之旋轉角不同。

圖3係用以說明於晶圓之搬送中，晶圓之邊緣橫越各光學感測器之對面(覆蓋感測器)之模樣的圖。圖3中，為便於觀看起見，搬送臂18係簡潔描繪。

如圖3(A)~圖3(D)所示般，於晶圓W之搬送中，晶圓W之邊緣係分別各2次、合計共4次橫越光學感測器19a,19b之對面。具體而言，於晶圓W之搬送中，首先，晶圓W之邊緣上的1點29橫越光學感測器19a之對面(圖3(A))，晶圓W之邊緣上的1點30橫越光學感測器19b之對面(圖3(B))，晶圓W之邊緣上的1點31橫越光學感測器19b之對面(圖3(C))，進而，晶圓W之邊緣上的1點32橫越光學感測器19a之對面(圖3(D))。此時，晶圓W之邊緣上的1點29(30、31或是32)係從橫越光學感測器19a(或是19b)之對面之際的叉件28之中心位置與光學感測器19a(或是19b)之位置的相對位置關係來特定出該1點29(30、31或是32)之位置。基板處理系統10中，叉件28之中心位置係從搬送臂18之編碼值算出，但由於從編碼值僅能算出直進方向座標系中的位置，故晶圓W之邊緣上的1點29(30、31或是32)之位置被特定於直進方向座標系中。

另一方面，為了算出晶圓W之中心位置，原本必須在以晶圓W之中心為基準之座標系(以下稱為「晶圓座標系」)中特定出晶圓W邊緣上各點的位置，但晶圓W之中心位置不明。另一方面，由於晶圓W和叉件28成為一體進行旋轉，故叉件座標系相對於晶圓座標系並不會旋轉。從而，本實施形態中係特定出叉件座標系中之晶圓W之邊緣上各點的位置，從所特定出的邊緣上各點的位置來算出叉件座標系中之晶圓W之中心位置。此外，從叉件28之中心位置與光學感測器19a(或是19b)之位置的相對位置關係所算出之晶圓W之邊緣上各點的位置如上述般係特定於直進方向座標系中。從而，為了特定出叉件座標系中之晶圓W之邊緣上各點的位置，本實施形態中係將於直進方向座標系中所特定之晶圓W之邊緣上各點的位置換算為叉件座標系中之位置。

圖4係用以說明位置經特定之晶圓之邊緣上的1點與直進方向座標系、叉件座標系之關係之圖。此外，圖4中針對位置被特定之邊緣上的4點29~32當中的1點29來說明。

直進方向座標系(一點鏈線)中位置被特定出之晶圓W之邊緣上的1點29(圖4(A))若繪製於叉件座標系(虛線)(圖4(B))，由於叉件座標系相對於直進方向座標系進行旋轉，故直進方向座標系中之1點29之位置的旋轉角θ1與叉件座標系中之1點29之位置的旋轉角θ2會不同。從而，為了將直進方向座標系中之1點29之位置換算為叉件座標系中的位置，必須使得直進方向座標系中之1點29旋轉移動相當於旋轉角θ2與旋轉角θ1之差分角。此處，旋轉角θ2與旋轉角θ1之差分角係當特定出1點29之位置時(1點29橫越光學感測器19a 之對面時)叉件座標系相對於直進方向座標系之旋轉角。

圖5及圖6係用以說明於直進方向座標系中所特定之晶圓之邊緣上一點的位置換算為叉件座標系中的位置之方法之圖。

首先，從搬送臂18之編碼值算出晶圓W之邊緣上的1點29橫越光學感測器19a之對面時之直進方向座標系中的叉件28之中心C之位置(xc,yc)，進而，從搬送臂18之編碼值也算出直進方向座標系中之光學感測器19a(1點29)之位置(xs,ys)(第1步驟)。其次，連結叉件28之中心C之位置(xc,yc)與1點29之位置(xs,ys)的線段L的距離D從下述式(1)算出。

此處，當1點29橫越光學感測器19a之對面時(特定出1點29之位置時)之叉件28(手端27)之直進方向座標系中之旋轉角為特定出1點29之位置時之叉件座標系相對於直進方向座標系之旋轉角。從而，從搬送臂18之編碼值算出：特定出1點29之位置時之叉件28之旋轉角來做為特定出1點29之位置時之叉件座標系對直進方向座標系之旋轉角θf(此時，θf係以負角算出)。再者，直進方向座標系中之1點29之位置的旋轉角θ1係從下述式(2)算出。

θ ₁=arctan 2((y _s-y _c),(x _s-x _c))...(2)

此時，叉件座標系中之1點29之位置對應於使得線段L在叉件座標系中以旋轉角(θ1-θf)做旋轉時的線段L之頂點座標。從而，叉件座標系中之1點29之位置(xf,yf)從下述式(3)、(4)算出(第2步驟)。

x _f=D×cos(θ ₁-θ _f)...(3)

y _f=D×sin(θ ₁-θ _f)...(4)

此外，關於直進方向座標系中位置經特定之晶圓W邊緣上的其他3點30~32也是以和圖5及圖6之換算方法為同樣的方法來算出叉件座標系中之位置。之後，如圖7所示般，繪製叉件座標系中之各點29~32，基於各點29~32之位置來算出叉件座標系中之晶圓W之中心CW之位置。

依據本實施形態，雖晶圓W於搬送之際會旋轉，但將於直進方向座標系中所特定之晶圓W之邊緣上各點的位置換算為叉件座標系中之位置。具體而言，於直進方向座標系中所特定之晶圓W之邊緣上各點的位置如上述式(3)、(4)所示般旋轉移動相當於叉件座標系相對於直進方向座標系之旋轉角θ_f(此外，本實施形態中，叉件座標系之旋轉角和晶圓座標系之旋轉角相同)。藉此，可從於直進方向座標系中所特定之晶圓W之邊緣上各點的位置來特定出叉件座標系中之晶圓W之邊緣上各點的位置，從而，可正確算出叉件座標系中之晶圓W之中心CW之位置。

以上，針對本發明以實施形態來說明之，但本發明不限定於上述實施形態。

本實施形態中，即使晶圓W於搬送之際出現旋轉仍可正確算出晶圓W之中心CW之位置，故即便例如圖8所示般被搬送臂18所搬送之晶圓W未直進而是沿著所謂的香蕉弧軌道(圖中以一點鏈線表示)受到搬送之結果，晶圓W進行旋轉之情況下也可適用本發明。

此外，搬送臂18雖為1連結部形式之搬送臂，但即使搬送臂18為2連結部形式之多關節型或蛙腿型之搬送臂，只要晶圓W受搬送之際進行旋轉，即可適用本發明。

此外，本發明之目的也可藉由將記錄有軟體程式碼(實現上述實施形態之機能)的記憶媒體供給於控制器15等所具備之電腦(未圖示)，由電腦之CPU讀取出記憶媒體中所儲存之程式碼並實行而達成。

於此情況，從記憶媒體所讀取出之程式碼本身會成為實現上述實施形態之機能，程式碼以及記憶該程式碼之記憶媒體會成為構成本發明。

此外，做為用以供給程式碼之記憶媒體可為例如RAM、NV-RAM、floppy(註冊商標)碟片、硬碟、光磁碟、CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD(DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)等光碟、磁帶、非揮發性記憶卡、其他之ROM等可記憶上述程式碼者。或是，上述程式碼也可從連接於網際網路、商用網路、或是區域性網路等之未圖示的其他電腦或資料庫等下載以供給於電腦。

此外，不僅是藉由實行電腦所讀取出之程式碼來實現上述實施形態之機能，也包括基於該程式碼之指令使得CPU上所運作之OS(操作系統)等進行實際處理之一部分或是全部，而藉由該處理來實現上述實施形態之機能的情況。

再者，也包括從記憶媒體所讀取出之程式碼被寫入至插入於電腦之機能擴充板或是連接於電腦之機能擴充單元所具備的記憶體後，基於該程式碼之指令，由該機能擴充板或是機能擴充單元所具備之CPU等來進行實際處理之一部分或是全部，而藉由該處理來實現上述實施形態之機能的情況。

上述程式碼形態也可為目的碼、由編譯器所實行之程式碼、供給於OS之腳本數據(script data)等形態。

27:手端

28:叉件

29:點

C:叉件之中心

Cw:晶圓之中心

Claims

一種基板搬送方法，係基板處理系統中之基板搬送方法，該基板處理系統具備有具有把持基板之把持部的搬送系統、以及配置於該基板之搬送軌道上的感測器，該搬送系統於搬送該基板之際係使得該基板做旋轉；具有下述步驟：第1步驟，係基於該基板之端緣部橫越該感測器之對面時之該把持部之位置以及該感測器之位置，來特定出該基板之端緣部之位置；以及第2步驟，係從該特定出之該基板之端緣部之位置來去除該基板之旋轉的影響。
如申請專利範圍第1項之基板搬送方法，其中於該第2步驟，係使得該特定出之該基板之端緣部之位置旋轉移動相當於該基板之旋轉角。
如申請專利範圍第1或2項之基板搬送方法，其中該搬送系統為1連結部形式之搬送臂。
一種基板處理系統，具備有具有把持基板之把持部的搬送系統、配置於該基板之搬送軌道上的感測器、以及控制部，該搬送系統於搬送該基板之際係使得該基板做旋轉；該控制部係基於該基板之端緣部橫越該感測器之對面時之該把持部之位置以及該感測器之位置，來特定出該基板之端緣部之位置，從該特定出之該基板之端緣部之位置來去除該基板之旋轉的影響。