CN106796906B - 晶圆搬运方法及装置 - Google Patents

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Abstract

使用晶圆握持手将圆板状的晶圆向纵放置槽搬运的晶圆搬运方法包括：晶圆握持手以晶圆的边缘上的至少三个支点握持晶圆；握持住晶圆的晶圆握持手以使晶圆以纵姿势位于纵放置槽的上方的形式移动；晶圆握持手解除晶圆的握持，以晶圆的边缘上的两个支点支承晶圆；以及支承晶圆的晶圆握持手向下方移动，直至晶圆的边缘进入至纵放置槽为止。

Description

晶圆搬运方法及装置
技术领域
本发明涉及一种具备握持圆板状晶圆的周缘部的晶圆握持手的晶圆搬运装置及使用该晶圆搬运装置的晶圆搬运方法。
背景技术
以往，已知有如下晶圆搬运装置，其具备：握持作为半导体器件基板材料的晶圆的周缘部的手；以及安装有该手的机械手主体。这种晶圆搬运装置中，形成为以纵姿势搬运晶圆的结构的装置例如在专利文献1、2中提出。此处，“纵姿势”是指晶圆的主面朝向大致水平的姿势。
专利文献1中记载了如下的晶圆搬运手，其具备：配置于晶圆下方的固定爪，配置于晶圆上方且相对于晶圆进退的可动爪，以及安装有这些爪的框状框架。该晶圆搬运手形成为藉由固定爪和可动爪握持纵姿势的晶圆的周缘部的结构。
而且，专利文献2中记载了如下晶圆握持装置，其具备：晶圆的近前侧且隔着穿过晶圆中心的水平线而上下配置的两个近前侧垫，晶圆内侧且隔着穿过晶圆中心的水平线而配置于上方的内侧垫，以及梢端安装有内侧垫的末端执行器（end effector）。
而且，专利文献2中示出了晶圆纵放置容器，其能够将多个晶圆以纵姿势在水平方向上按照规定间隔排列的状态加以储存。在该晶圆纵放置容器的内部，在水平方向上按照规定间隔排列的多个V字形槽分别设置于内壁和底部。而且，晶圆的周缘部分别嵌入至内壁的槽和底部的槽中，借此晶圆保持于晶圆纵放置容器中。
现有技术文献：
专利文献：
专利文献1：日本特开2000-260858号公报；
专利文献2：日本特开2010-165998号公报。
发明内容
发明要解决的问题：
如上述专利文献1、2所记载的握持晶圆周缘部的晶圆握持手（专利文献1的晶圆搬运手、专利文献2的晶圆握持装置）中，为了将晶圆以纵姿势稳定地加以保持，而在与晶圆接触的垫或爪中形成U字形或者V字形的槽。然后，晶圆的周缘部嵌入至垫或爪的槽中，同时晶圆由垫或爪自周围加压，借此晶圆由晶圆握持手限制。
在使用上述那样的晶圆握持手将晶圆放置于晶圆纵放置容器的纵放置槽（例如内壁的槽和底部的槽）时，有在对晶圆握持手教示（teaching）的晶圆的放置目标位置与实际的纵放置槽的位置间产生微小误差的担忧。该误差例如起因于纵放置槽的加工精度误差。在纵放置槽的位置与放置目标位置间有误差的情况下，若将由晶圆握持手限制的晶圆向放置目标位置搬运，则有晶圆强有力地抵接或强有力地刮擦角部的内壁等而产生微粒的担忧。
解决问题的手段：
如上述那样在晶圆的搬运过程中产生的微粒附着于晶圆而污染晶圆，因此不理想。为了解决该问题，发明人想到在允许相对于晶圆握持手的移动的状态下将晶圆向放置目标位置搬运。若允许晶圆相对于晶圆握持手的移动，则即使晶圆的放置目标位置与纵放置槽的位置间有误差，晶圆也不会强有力地抵接或强有力地刮擦内壁，晶圆自行向横放置槽移动，借此可吸收误差。
本发明的一种形态的晶圆搬运方法，是使用晶圆握持手将圆板状的晶圆向纵放置槽搬运的晶圆搬运方法，包括：
所述晶圆握持手以所述晶圆的边缘上的至少三个支点握持所述晶圆；
握持住所述晶圆的所述晶圆握持手以使所述晶圆以纵姿势位于所述纵放置槽的上方的形式移动；
所述晶圆握持手解除所述晶圆的握持，以所述晶圆的边缘上的两个支点支承所述晶圆；以及
支承所述晶圆的所述晶圆握持手向下方移动，直至所述晶圆的边缘进入至所述纵放置槽为止。
上述晶圆搬运方法中，较佳地，在将穿过纵姿势的所述晶圆的中心的水平中心线的上方设为上侧，同样地将下方设为下侧，将穿过纵姿势的所述晶圆的中心的垂直中心线的一方设为第一侧，同样地将另一方设为第二侧时，
握持所述晶圆时的所述至少三个支点包括：所述晶圆的所述第一侧且所述上侧的边缘上的上侧支点、所述晶圆的所述第一侧且所述下侧的边缘上的下侧支点、以及所述晶圆的所述第二侧的边缘上且位于所述上侧支点至所述下侧支点的上下间的中间支点。
而且，上述晶圆搬运方法中，较佳地，支承所述晶圆时的所述两个支点为所述晶圆的所述第一侧且所述下侧的边缘上的下侧支点、以及所述晶圆的所述第二侧的边缘上且比所述下侧支点靠近上方的上侧支点。
根据上述晶圆搬运方法，当晶圆被搬运至成为纵放置槽的上方的位置时，纵姿势的晶圆以三个支点握持于晶圆握持手，因而可稳定地搬运晶圆。而且，在将晶圆放置于纵放置槽时，晶圆以两个支点支承于晶圆握持手，因而允许相对于晶圆握持手的移动。因此，当晶圆的边缘进入至纵放置槽时，晶圆不会强有力地抵接或强有力地刮擦纵放置槽的内壁或其它部分，而是自行向纵放置槽的槽底移动，从而将晶圆放置于该纵放置槽。即，即使晶圆的放置目标位置与纵放置槽的位置间有误差，该误差也藉由晶圆相对于晶圆握持手的移动而吸收。
而且，上述晶圆搬运方法中，亦可使所述晶圆握持手握持所述晶圆时的所述晶圆为横姿势，握持住所述晶圆的所述晶圆握持手移动包括所述晶圆握持手以使所述晶圆成为纵姿势的形式旋转移动。
根据上述晶圆搬运方法，可向纵放置槽搬运横姿势的晶圆。
而且，本发明的另一形态的晶圆搬运方法，是使用晶圆握持手将所述晶圆向纵放置槽搬运的晶圆搬运方法，其中，在将穿过纵姿势的晶圆的中心的水平中心线的上方设为上侧，同样地将下方设为下侧，将穿过纵姿势的所述晶圆的中心的垂直中心线的一方设为第一侧，同样地将另一方设为第二侧时，所述晶圆握持手具有：与所述晶圆的所述上侧且所述第一侧的边缘抵接的上垫、与所述晶圆的所述下侧且所述第一侧的边缘抵接的下垫、以及与所述上垫至所述下垫的上下间且所述第二侧的边缘抵接的中间可动垫，
所述晶圆搬运方法包括：
所述晶圆握持手利用所述上垫、所述下垫、以及所述中间可动垫握持所述晶圆；
握持住所述晶圆的所述晶圆握持手以使所述晶圆以纵姿势位于所述纵放置槽的上方的形式移动；
藉由所述中间可动垫从所述晶圆的边缘后退，从而所述晶圆握持手利用所述下垫以及所述中间可动垫支承所述晶圆；以及
支承所述晶圆的所述晶圆握持手向下方移动，直至所述晶圆的边缘进入至所述纵放置槽为止。
本发明的又一形态的晶圆搬运方法，是使用晶圆握持手将所述晶圆向纵放置槽搬运的晶圆搬运方法，其中，在将穿过纵姿势的晶圆的中心的水平中心线的上方设为上侧，同样地将下方设为下侧，将穿过纵姿势的所述晶圆的中心的垂直中心线的一方设为第一侧，同样地将另一方设为第二侧时，所述晶圆握持手具有：与所述晶圆的所述上侧且所述第一侧的边缘抵接的上垫、与所述晶圆的所述下侧且所述第一侧的边缘抵接的下垫、与所述上垫至所述下垫的上下间且所述第二侧的边缘抵接的中间固定垫、以及与所述上垫至所述下垫的上下间且所述第二侧的边缘抵接的中间可动垫，
所述晶圆搬运方法包括：
所述晶圆握持手利用所述上垫、所述下垫、及所述中间可动垫握持所述晶圆；
握持住所述晶圆的所述晶圆握持手以使所述晶圆以纵姿势位于所述纵放置槽的上方的形式移动；
藉由所述中间可动垫从所述晶圆的边缘后退，从而所述晶圆握持手利用所述下垫及所述中间固定垫支承所述晶圆；以及
支承所述晶圆的所述晶圆握持手向下方移动，直至所述晶圆的边缘进入至所述纵放置槽为止。
本发明的一种形态的晶圆搬运装置，是将圆板状的晶圆向纵放置槽搬运的晶圆搬运装置，具备：
晶圆握持手，在将穿过纵姿势的所述晶圆的中心的水平中心线的上方设为上侧，同样地将下方设为下侧，将穿过纵姿势的所述晶圆的中心的垂直中心线的一方设为第一侧，同样地将另一方设为第二侧时，具有：与所述晶圆的所述上侧且所述第一侧的边缘抵接的上垫、与所述晶圆的所述下侧且所述第一侧的边缘抵接的下垫、与所述上垫至所述下垫的上下间且所述第二侧的边缘抵接的中间可动垫、以及使所述中间可动垫朝向所述晶圆前进及后退移动的执行器；
机械手主体，安装有所述晶圆握持手；以及
控制器，对所述机械手主体及所述执行器进行控制以进行如下动作：以使所述晶圆握持手利用所述上垫、所述下垫及所述中间可动垫握持所述晶圆的形式，使所述中间可动垫前进的动作；以使所述晶圆以纵姿势位于所述纵放置槽的上方的形式，使握持住所述晶圆的所述晶圆握持手移动的动作；以使所述晶圆握持手利用所述下垫及所述中间固定垫支承所述晶圆的形式，使所述中间可动垫后退的动作；以及使握持住所述晶圆的所述晶圆握持手向下方移动，直至所述晶圆的边缘进入至所述纵放置槽为止的动作。
而且，本发明的另一形态的晶圆搬运装置，是将圆板状的晶圆向纵放置槽搬运的晶圆搬运装置，具备：
晶圆握持手，在将穿过纵姿势的所述晶圆的中心的水平中心线的上方设为上侧，同样地将下方设为下侧，将穿过纵姿势的所述晶圆的中心的垂直中心线的一方设为第一侧，同样地将另一方设为第二侧时，具有：与所述晶圆的所述上侧且所述第一侧的边缘抵接的上垫、与所述晶圆的所述下侧且所述第一侧的边缘抵接的下垫、与所述上垫至所述下垫的上下间且所述第二侧的边缘抵接的中间固定垫、与所述上垫至所述下垫的上下间且所述第二侧的边缘抵接的中间可动垫、以及使所述中间可动垫朝向所述晶圆前进及后退移动的执行器；
机械手主体，安装有所述晶圆握持手；以及
控制器，对所述机械手主体及所述执行器进行控制以进行如下动作：以使所述晶圆握持手利用所述上垫、所述下垫及所述中间可动垫握持所述晶圆的形式，使所述中间可动垫前进的动作；以使所述晶圆以纵姿势位于所述纵放置槽的上方的形式，使握持住所述晶圆的所述晶圆握持手移动的动作；以使所述晶圆握持手利用所述下垫及所述中间固定垫支承所述晶圆的形式，使所述中间可动垫后退的动作；以及使握持住所述晶圆的所述晶圆握持手向下方移动，直至所述晶圆的边缘进入至所述纵放置槽为止的动作。
上述本发明的另一形态的晶圆搬运方法、本发明的又一形态的晶圆搬运方法、本发明的一种形态的晶圆搬运装、和本发明的另一形态的晶圆搬运装置的任一者中，当晶圆被搬运至纵放置槽的上方时，纵姿势的晶圆以三个支点握持于晶圆握持手，因而可稳定地搬运晶圆。而且，在将晶圆放置于纵放置槽时，晶圆以两个支点支承于晶圆握持手，因而允许相对于晶圆握持手的移动。因此，当晶圆的边缘进入至纵放置槽时，晶圆不会强有力地抵接或强有力地刮擦纵放置槽的内壁或其它部分，而是自行向纵放置槽的槽底移动，从而将晶圆放置于该纵放置槽。即，即使晶圆的放置目标位置与纵放置槽的位置间有误差，该误差也藉由晶圆相对于晶圆握持手的移动而吸收。
发明效果：
根据本发明的晶圆搬运方法及装置，在将晶圆放置于纵放置槽时，以两个支点支承于晶圆握持手，从而允许晶圆的移动。因此，当晶圆的边缘进入纵放置槽时，晶圆不会强有力地抵接或强有力地刮擦纵放置槽的内壁或其它部分而向纵放置槽的槽底移动，从而将晶圆放置于该纵放置槽中。
附图说明
图1是表示本发明一实施形态的晶圆搬运装置的概略结构的图；
图2是表示晶圆搬运装置的控制结构的框图；
图3是表示晶圆横放置容器和晶圆纵放置容器的一例的图；
图4是表示握持住晶圆的晶圆握持手的图；
图5是表示图4的V-V剖面图；
图6是表示图4的VI-VI剖面图；
图7是表示图4的VII-VII剖面图；
图8是表示向纵放置槽搬运晶圆时的晶圆搬运装置的控制的流程的流程图；
图9是表示在搬入接取位置处解除晶圆的握持的晶圆握持手的图；
图10是表示晶圆设定位置的晶圆握持手的图；
图11是表示向横放置槽搬运晶圆时的晶圆搬运装置的控制的流程的流程图；
图12是表示晶圆握持手的变形例的图。
具体实施方式
接下来，参照附图对本发明的实施形态进行说明。图1是表示本发明一实施形态的晶圆搬运装置1的概略结构的图。图2是表示晶圆搬运装置1的控制结构的框图。而且，图3是表示晶圆横放置容器2和晶圆纵放置容器3的一例的图，示出了俯视观察它们所得的图。本实施形态的晶圆搬运装置1是在晶圆横放置容器2内的横放置槽22与晶圆纵放置容器3的纵放置槽32之间移送圆板状的晶圆10的装置。
如图3所示，晶圆横放置容器2和晶圆纵放置容器3是为了将多个晶圆10整体地进行搬运、保管、或加工的载体。另外，本发明中，晶圆10例如是半导体晶圆及玻璃晶圆等成为半导体器件的基板的材料的圆形薄板。作为半导体晶圆，例如有硅晶圆、蓝宝石（单晶氧化铝）晶圆、其它各种晶圆等。作为玻璃晶圆，例如有FPD（Flat Panel Display，平板显示器）用玻璃基板、MEMS（Micro Electro Mechanical Systems，微机电系统）用玻璃基板等。而且，在对晶圆横放置容器2或者晶圆纵放置容器3中储存的多个晶圆10进行的加工中，有热处理、杂质导入处理、薄膜形成处理、光刻（lithography）处理、清洗处理及平坦化处理等各种工艺处理等。
晶圆横放置容器2具备前方开放的箱状的壳体21、及设置于壳体21前方的可开闭的门（未图示）。晶圆横放置容器2的内部设置有在上下方向上等间隔（例如5～15mm间隔）地排列的多层横放置槽22。由该横放置槽22，形成用于将晶圆10以横姿势（即主面大致水平的姿势）保持的横放置架。
各层的横放置槽22例如由设置于壳体21的内壁面或其附近的相同位准的多个横槽22a（大致水平的槽）形成。而且，通过从前方向相同位准的多个横槽22a插入晶圆10的周缘部，以此使晶圆10以横姿势保持于横放置槽22。另外，本实施形态中，在容纳于容器2中的晶圆10的周围三方设置有横槽22a，但亦可在晶圆10的周围四方设置有横槽22a。
晶圆纵放置容器3具备前方开放的箱状的壳体31、及设置于壳体31前方的可开闭的门（未图示）。晶圆纵放置容器3的内部设置有在大致水平方向上大致等间隔（例如5～15mm间隔）地排列的多行纵放置槽32。由该纵放置槽32，形成用于将晶圆10以纵姿势保持的纵放置架。
各行纵放置槽32例如由设置于壳体31内侧的内壁面的纵槽33（大致垂直的槽）、以及设置于壳体31的内底面的横槽34（大致水平的槽）形成。纵槽33和横槽34横剖面为V字形，槽内形成有中间隔着槽底面而相向的两个斜面。而且，通过从前方向对应的纵槽33和横槽34插入晶圆10的周缘部，从而使晶圆10以纵姿势保持于纵放置槽32。
另外，容器2的横放置槽22彼此的间隔、以及容器3的纵放置槽32彼此的间隔可以是由SEMI（Semiconductor Equipment and Materials International，国际半导体设备与材料产业协会）标准所决定的值，也可以是其以外的值。而且，容器2、3中亦可设置有与未图示的半导体制造装置之间的接口。
如图1及2所示，晶圆搬运装置1具备：机械手主体4，安装于机械手主体4的作为末端执行器的晶圆握持手5，以及对晶圆搬运装置1的动作进行控制的控制器6。以下，对晶圆搬运装置1的各构成要素进行详细说明。
首先，对机械手主体4进行说明。本实施形态的晶圆搬运装置1的机械手主体4是具备能够回转的手腕47的三轴水平多关节机械手。然而，机械手主体4不限定于水平多关节机械手，亦可以垂直多关节机械手为基础。
机械手主体4具备：基台40；升降轴41，其自基台40在上下方向上进行伸缩；第一臂43，其能够绕穿过升降轴41的轴心的第一轴42转动地连结于该升降轴41；第二臂45，其能够绕第二轴44转动地连结于第一臂43的梢端；手腕47，其能够绕第三轴46转动地连结于第二臂45的梢端；以及手基部49，其绕第四轴48而连结于手腕47的梢端。该手基部49上安装有晶圆握持手5。第一轴42及第二轴44为垂直轴，第三轴46为水平轴。而且，第四轴48与第三轴46正交，常规姿势为垂直。
机械手主体4还具备伺服马达61～64及动力传递机构（未图示）作为用于使第一臂43、第二臂45、手腕47、及手基部49的各者绕对应的轴旋转移动的驱动部。而且，机械手主体4具备伺服马达65及动力传递机构（未图示）作为用于使升降轴41自基台40进行伸缩的驱动部。伺服马达61～65基于控制器6输出的控制信号而进行动作。
接下来，对晶圆握持手5进行说明。图4是表示握持住晶圆10的晶圆握持手5的图，由晶圆握持手5握持的晶圆10由两点划线表示。另外，如图4所示，晶圆握持手5具有以连结基端侧BE和梢端侧FF的假想中心线C为对称轴而大致对称的形状。另外，由晶圆握持手5握持的晶圆10的中心O位于中心线C上。
晶圆握持手5具备：在梢端侧FF设置于中心线C两侧的下垫52及上垫53这两个垫；在比这两个垫52、53靠基端侧BE处设置于中心线C两侧的两个引导件54；设置于两个引导件54之间且中心线C上的夹头56；使夹头56进退移动的执行器57；以及支承垫52、53、引导件54和夹头56的底板51。下垫52及上垫53为固定于底板51的固定垫，夹头56为相对于底板51可动且位于下垫52与上垫53之间的中间可动垫。
底板51为薄且平坦的刮铲状，藉由将穿过中心线C的梢端部分大幅切开而整体上形成为大致Y字形状，底板51的基端藉由紧固具等固定于机械手主体4的手基部49。两个垫52、53固定于底板51的梢端部，两个引导件54固定于底板51的基部。
图5是表示两个垫52、53中的其中一个垫（下垫52）的剖面形状的、图4的V-V剖面图。由于两个垫52、53是以中心线C为对称轴而对称的形状，因此对两个垫52、53中的下垫52进行说明并省略另一者的说明。如图5所示，下垫52具备：倾斜面521，其以相对于底板51的表面即基准面RP而朝向基端侧BE下降的形式倾斜；立起面522，其在倾斜面521的梢端侧FF与基准面RP大致正交；以及突缘523，其形成于立起面522的缘。立起面522是供保持于晶圆握持手5的晶圆10的边缘抵接的部位，且成为沿着晶圆10的边缘的形状（即圆弧形状）的曲面。立起面522的基部与倾斜面521的梢端侧FF、即远离基准面RP的那侧的端部相连。突缘523是以对立起面522的端部（缘）进行饰边的形式形成的突缘，且为晶圆10的防落脱功能部。
图6是表示两个引导件54中的其中一个引导件54的剖面形状的、图4的VI-VI剖面图。两个引导件54是以中心线C为对称轴而对称的形状，因而对两个引导件54中的一者进行说明并省略另一者的说明。如图6所示，引导件54具有倾斜面541，该倾斜面541以相对于包含底板51的表面的假想基准面RP朝向梢端侧FF下降的形式倾斜。
图7是表示夹头56的剖面形状的图4的VII-VII剖面图。如图7所示，夹头56具有供晶圆10的边缘抵接的立起面562、以及形成于立起面562的端缘部的突缘561。突缘561是以对夹头56的远离基准面RP的那侧的端部（缘）进行饰边的形式形成的突缘，且为晶圆10的防脱落功能部。
夹头56以沿着中心线C，在退避位置、从退避位置向梢端侧FF前进的握持解除位置、从握持解除位置进一步向梢端侧FF前进的握持位置之间进退移动的形式，藉由执行器57驱动。执行器57例如是选自电动马达以及齿条（rack）和小齿轮或者滚珠螺杆等动力传递机构、气压缸、油压缸等中的一者，藉由控制器6控制其动作。执行器57支承于安装有晶圆握持手5的手基部49。
接着，对控制器6进行说明。如图2所示，控制器6与各伺服马达61～65、执行器57以及未图示的各种传感器电连接。另外，在控制器6与各伺服马达61～65之间设置有将来自控制器6的控制信号转换为驱动电流而供给至伺服马达61～65的未图标的伺服放大器。控制器6是所谓的计算机，具有CPU（Central Processing Unit，中央处理单元）、ROM（Read OnlyMemory，只读存储器）、RAM（Random Access Memory，随机存取内存）、I/F（interface/frequency，接口/频率）、I/O（input/output，输入输出）等（均未图示）。ROM中存储有供CPU执行的程序、各种固定数据等。CPU执行的程序保存于软盘、CD-ROM（compact disk readonly memory，只读光盘内存）、存储卡等各种存储介质中，且从这些存储介质安装至ROM。RAM中暂时存储有执行程序时所需的数据。I/F进行与外部装置之间的数据收发。I/O进行来自各种传感器的检测信号的输入或控制信号的输出。控制器6中，存储于ROM的程序等软件与CPU等硬件协作，从而进行用于控制晶圆搬运装置1的动作的处理。另外，控制器6可藉由单一的CPU执行各处理，亦可由多个CPU、或者CPU与特定处理电路的组合执行各处理。
在这里，对晶圆搬运装置1的动作进行说明。晶圆搬运装置1可将容纳于晶圆横放置容器2的横放置槽22中的晶圆10取出，使晶圆10由横姿势向纵姿势而进行姿势改变，并搬运至晶圆纵放置容器3的纵放置槽32。而且，晶圆搬运装置1可将容纳于晶圆纵放置容器3的纵放置槽32中的晶圆10取出，使晶圆10由纵姿势向横姿势而进行姿势改变，并向晶圆横放置容器2的横放置槽22搬运。
首先，对将容纳于晶圆横放置容器2中的晶圆10向晶圆纵放置容器3的纵放置槽32搬运时的晶圆搬运装置1的动作进行说明。图8是表示向纵放置槽32搬运晶圆10时的晶圆搬运装置1的控制的流程的流程图。另外，与晶圆10的搬运有关的晶圆搬运装置1的动作预先由控制器6教示，据此生成搬运用程序。而且，利用控制器6执行搬运用程序，从而使晶圆搬运装置1再生由教示记录的动作。
如图8所示，首先，控制器6向机械手主体的驱动部输出控制信号，以使基准面RP为大致水平的姿势的晶圆握持手5向搬出接取位置移动（步骤S1）。另外，机械手主体4的驱动部包括各伺服马达61～65以及向它们供给电力的伺服放大器等，控制信号例如包括位置信号和速度信号。
位于搬出接取位置的晶圆握持手5位于欲从晶圆横放置容器2搬出的晶圆10的正下方。在晶圆握持手5向搬出接取位置移动的过程中，晶圆握持手5首先向晶圆横放置容器2的前方移动，然后，进入至作为搬出目标的晶圆10与其正下方的晶圆10之间的间隙内，并到达作为搬出目标的晶圆10的正下方。位于作为搬出目标的晶圆10正下方的晶圆握持手5以使晶圆10的边缘在俯视时与两个垫52、53的倾斜面521及两个引导件54的倾斜面541重叠的形式被定位。另外，两个垫52、53的倾斜面521及两个引导件54的倾斜面541 的长度设定为足以能够吸收搬出目标晶圆10与晶圆握持手5之间的位置误差的程度的长度。而且，与垫52、53或引导件54相比，具有厚度的夹头56位于退避位置，从晶圆10的边缘充分后退。
接下来，控制器6向机械手主体4的驱动部和执行器57输出控制信号，以使晶圆握持手5握持晶圆10（步骤S2）。具体而言，以使晶圆握持手5微量上升的形式使机械手主体4进行动作后，以使夹头56从退避位置移动至握持位置的形式使执行器57进行动作。
若晶圆握持手5从搬出接取位置微量上升，则晶圆10载置于晶圆握持手5。载置于晶圆握持手5的晶圆10的边缘与两个垫52、53的倾斜面521及两个引导件54的倾斜面541以线或者点进行接触。而且，借助于倾斜面521、541的倾斜与晶圆10的自重的作用，以使晶圆10的主面大致水平的形式，将晶圆10定位于晶圆握持手5上。在如此载置有晶圆10的晶圆握持手5中，若夹头56从退避位置向梢端侧FF前进至握持位置，则晶圆10藉由夹头56而被朝向梢端侧FF按压。于是，晶圆10离开两个引导件54的倾斜面541，在两个垫52、53的倾斜面521上滑动移动直至抵接于立起面522为止。然后，晶圆10的边缘与夹头56的立起面562及两个垫52、53的立起面522接触并被它们按压，从而使晶圆10握持于晶圆握持手5（图4）。
若如上述那样晶圆10握持于晶圆握持手5，则控制器6向机械手主体4的驱动部输出控制信号，以使晶圆握持手5从晶圆横放置容器2退出（步骤S3）。握持住晶圆10的晶圆握持手5保持使基准面RP朝向大致水平的姿势而从晶圆横放置容器2中抽出，借此晶圆10从晶圆横放置容器2中搬出。
接着，控制器6向机械手主体4的驱动部输出控制信号，以使晶圆握持手5向使基准面RP朝向大致垂直的状态进行姿势改变（步骤S4）。具体而言，以使晶圆握持手5绕机械手主体4的手腕47的第三轴46大致旋转移动90°的形式，使机械手主体4动作。
藉由使机械手主体4的手腕47绕第三轴46大致旋转移动90°，从而晶圆握持手5从使基准面RP朝向大致水平的姿势向朝向大致垂直的姿势进行姿势改变。伴随该晶圆握持手5的姿势改变，由晶圆握持手5限制的晶圆10亦从横姿势向纵姿势而进行姿势改变。
在这里，为了方便说明，将穿过纵姿势的晶圆10的中心O的水平中心线HC的上方设为上侧，同样地将下方设为下侧，将穿过纵姿势的晶圆10的中心O的垂直中心线VC的一方设为第一侧，同样地将另一方设为第二侧。握持住晶圆10的晶圆握持手5中，上垫53的立起面与晶圆10的上侧且第一侧的边缘抵接，下垫52的立起面522与晶圆10的下侧且第一侧的边缘抵接，夹头56的立起面562与上垫53至下垫52之间且第二侧的边缘抵接。换而言之，以包括晶圆10的上侧且第一侧的边缘上的上侧支点SP1、晶圆10的下侧且第一侧的边缘上的下侧支点SP2、以及晶圆10的上侧支点SP1至下侧支点SP2的上下间且第二侧的边缘上的中间支点SP3在内的晶圆10的边缘上的至少三个支点，将晶圆10按压支承于晶圆握持手5。另外，支点包括点或者连续的点的集合体（线）。
接着，控制器6向机械手主体4的驱动部输出控制信号，以使晶圆握持手5向搬入接取位置移动（步骤S5）。另外，晶圆握持手5的向搬入接取位置的移动与上述姿势改变亦可同时进行。
在晶圆握持手5向搬入接取位置移动的过程中，晶圆握持手5首先向晶圆纵放置容器3的前方移动，然后，进入作为目标的纵放置槽32和与其相邻的纵放置槽32之间并到达搬入接取位置。当晶圆握持手5向搬入接取位置移动时，握持于晶圆握持手5的晶圆10位于晶圆纵放置容器3内的作为搬入目标的纵放置槽32的上方。更详细而言，俯视观察时晶圆10与作为搬入目标的纵放置槽32的纵槽33以及横槽34在一直线上排列，且晶圆10的边缘未进入纵槽33及横槽34而位于邻近的位置。
若晶圆握持手5到达搬入接取位置Pin，则控制器6向执行器57输出控制信号，以使晶圆握持手5解除晶圆10的握持（步骤S6）。具体而言，以使夹头56从握持位置后退至握持解除位置为止的形式使执行器57动作。
若夹头56从握持位置向握持解除位置移动，则晶圆10成为解除限制的状态。图9是表示在搬入接取位置Pin处解除了晶圆10的握持的晶圆握持手5的图。图9中，由一点划线表示握持于晶圆握持手5的晶圆10，由两点划线表示以两个支点支承于晶圆握持手5的晶圆10。如图9所示，解除限制后的晶圆10追随夹头56的从握持位置向握持解除位置的移动，而利用自重与晶圆握持手5相对地向基端侧BE且下方移动。其结果是，晶圆10离开上垫53，由下垫52和夹头56支承于晶圆握持手5。换而言之，以晶圆10的下侧且第一侧边缘上的下侧支点SP4和晶圆10的下侧支点SP4上方且第二侧边缘上的上侧支点SP5这两个支点，将晶圆10支承于晶圆握持手5。下侧支点SP4亦可与上述下侧支点SP2相同或部分重复。上侧支点SP5亦可与上述中间支点SP3相同或部分重复。
允许以两个支点支承于晶圆握持手5的晶圆10向与基准面RP大致平行的方向（即垂直方向）的移动。但是，允许以两点支承于晶圆握持手5的晶圆10向离开准面RP的方向（即水平方向）的规定范围（晶圆10未从晶圆握持手5落脱的范围）内的移动，藉由下垫52的突缘523和夹头56的突缘561限制超出规定范围的移动。
在上述那样晶圆10的限制已解除的状态下，控制器6向机械手主体4的驱动部输出控制信号，以使晶圆握持手5向晶圆设定位置Pset移动（步骤S7）。具体而言，晶圆设定位置Pset位于搬入接取位置Pin的正下方，因而以使晶圆握持手5直接向下方移动的形式使机械手主体4动作。
图10是表示晶圆设定位置Pset的晶圆握持手5的图。如图10所示，在晶圆握持手5从搬入接取位置Pin向晶圆设定位置Pset移动的过程或者晶圆设定位置Pset处，晶圆10的边缘进入至纵放置槽32的纵槽33及横槽34中。被允许移动的晶圆10一边由纵槽33及横槽34的斜面引导一边利用自重到达槽底面，从而晶圆10被放置于纵放置槽32。如此，晶圆握持手5的从搬入接取位置Pin向晶圆设定位置Pset的移动动作即为向纵放置槽32放置晶圆10的动作。
晶圆10被放置于纵放置槽32中之后，控制器6对机械手主体4的驱动部输出控制信号，以使晶圆握持手5从晶圆纵放置容器3退出（步骤S8）。每当使晶圆握持手5从晶圆纵放置容器3退出时，以使晶圆握持手5向梢端侧FF微量移动后，向与基准面RP正交的方向且离开晶圆10的方向移动，再向从晶圆纵放置容器3退出的方向移动的形式，使机械手主体4动作。
藉由使晶圆握持手5向梢端侧FF微量移动，以此解除两个垫52、53的突缘523与晶圆10之间的干涉。然后，藉由晶圆握持手5向离开晶圆10的方向移动，以此从晶圆握持手5释放晶圆10。而且，藉由晶圆握持手5向从晶圆纵放置容器3退出的方向移动，以此使晶圆握持手5从晶圆纵放置容器3退出。藉由以上说明的晶圆搬运装置1的步骤S1～S8的一连串动作，将容纳于晶圆横放置容器2的晶圆10向晶圆纵放置容器3的纵放置槽32搬运。
接着，说明将容纳于晶圆纵放置容器3的晶圆10向晶圆横放置容器2的横放置槽22搬运时的晶圆搬运装置1的动作。
图11是表示向横放置槽22搬运晶圆10时的晶圆搬运装置1的控制的流程的流程图。如图11所示，首先，控制器6向机械手主体4的驱动部输出控制信号，以使晶圆握持手5向与作为搬出目标的晶圆10相对应的晶圆设定位置的梢端侧FF移动（步骤S11）。接下来，控制器6向机械手主体4的驱动部输出控制信号，以使晶圆握持手5向晶圆设定位置（图10）移动（步骤S12）。接着，控制器6向执行器57输出控制信号，以使晶圆握持手5握持晶圆10（步骤S13）。具体而言，以使夹头56向握持位置前进的形式使执行器57动作。
若以上的步骤S11～13中由晶圆握持手5握持作为搬出目标的晶圆10，则控制器6向机械手主体4的驱动部输出控制信号，以使晶圆握持手5从晶圆纵放置容器3退出（步骤S14）。此处，晶圆握持手5在微量向上方移动以使晶圆10的边缘从纵放置槽32脱离之后，从晶圆纵放置容器3退出。
在上述那样将晶圆10从晶圆纵放置容器3搬出后，控制器6向机械手主体4的驱动部输出控制信号，以使晶圆握持手5从使基准面RP朝向大致垂直的姿势向朝向大致水平的姿势进行姿势改变（步骤S15）。伴随该晶圆握持手5的姿势改变，由晶圆握持手5握持的晶圆10亦从纵姿势向横姿势进行姿势改变。而且，控制器6向机械手主体4的驱动部输出控制信号，以使晶圆握持手5向搬入接取位置移动（步骤S16）。另外，晶圆握持手5的向搬入接取位置的移动与上述姿势改变亦可并行地进行。位于搬入接取位置的晶圆握持手5所握持的晶圆10位于紧挨着晶圆横放置容器2的作为搬入目标的横放置槽22跟前。
若晶圆握持手5达到搬入接取位置，则控制器6向执行器57输出控制信号，以使晶圆握持手5解除晶圆10的握持（步骤S17）。另外，亦可在后述晶圆握持手5的向晶圆设定位置的移动结束后，解除由晶圆握持手5进行的晶圆10的握持。接着，控制器6向机械手主体4的驱动部输出控制信号，以使晶圆握持手5向晶圆设定位置移动（步骤S18）。在晶圆握持手5从搬入接取位置到晶圆设定位置的过程中，由晶圆握持手5支承的晶圆10进入至作为搬入目标的横放置槽22，然后微量向下方移动，从而放置于横放置槽22中。最后，控制器6向机械手主体4的驱动部输出控制信号，以使晶圆握持手5从晶圆横放置容器2退出（步骤S19）。
如以上说明那样，由本实施形态的晶圆搬运装置1进行的将晶圆10向纵放置槽32搬运的一连串动作包括：晶圆握持手5以晶圆10的边缘上的至少三个支点握持晶圆10的动作；晶圆握持手5以使晶圆10以纵姿势位于纵放置槽32的上方（即搬入接取位置）的形式移动的动作；晶圆握持手5解除晶圆10的握持而以晶圆10的边缘上的两个支点支承晶圆10的动作；以及晶圆握持手5向下方移动，直至晶圆10的边缘进入至纵放置槽32的位置（即晶圆设定位置）为止的动作。
另外，在晶圆握持手5以晶圆10的边缘上的至少三个支点握持晶圆10的动作中，详细而言包括下述动作，即，使夹头56前进至握持位置为止，使得由上垫53、下垫52、夹头56（中间可动垫）握持晶圆10。而且，在晶圆握持手5解除晶圆10的握持而以晶圆10的边缘上的两个支点支承晶圆10的动作中，包括下述动作，即，使夹头56后退至握持解除位置为止，以使晶圆10由下垫52及夹头56（中间可动垫）支承。
而且，如以上说明那样，使用本实施形态的晶圆搬运装置1将晶圆10向纵放置槽32搬运的方法中，包括：晶圆握持手5以晶圆10的边缘上的至少三个支点握持晶圆10；握持住晶圆10的晶圆握持手5以使晶圆10以纵姿势位于纵放置槽32的上方（即搬入接取位置Pin）的形式移动；晶圆握持手5解除晶圆10的握持而以晶圆10的边缘上的两个支点支承晶圆10；以及晶圆握持手5向下方移动，直至晶圆10的边缘进入至纵放置槽32的位置（即晶圆设定位置Pset）为止。
上述中，当以晶圆10的边缘上的两个支点支承晶圆10时，上侧支点SP5位于比晶圆10的下侧支点SP4靠上方处，较佳的是，上侧支点SP5位于晶圆10的重心或者其上方（即水平中心线HC或者其上方）。而且，较佳的是，在形成下侧支点SP4、上侧支点SP5的支承体（本实施形态中为夹头56和下垫52）中，设置有用于防止晶圆落脱的突缘523、561。由此，即使是两点支承，晶圆10亦可稳定地由晶圆握持手5支承而不会落脱。
根据上述晶圆搬运装置及晶圆搬运方法，当晶圆10被搬运至成为纵放置槽52的上方的位置（即搬入接取位置）时，纵姿势的晶圆10以至少三个支点握持于晶圆握持手5，因而能够稳定地搬运晶圆10。而且，在将晶圆10放置于纵放置槽32时，晶圆10以两个支点支承于晶圆握持手5，因而允许相对于晶圆握持手5的移动。因此，若晶圆10的边缘进入至纵放置槽32，则晶圆10不会强有力地抵接或强有力地刮擦纵放置槽32的内壁或其它部分，而是自行向纵放置槽32的槽底移动，借此，晶圆10被放置于该纵放置槽32中。即，即使晶圆10的放置目标位置与纵放置槽32的位置间有误差，该误差也会被晶圆10相对于晶圆握持手5的移动所吸收。
如上所述，在晶圆10的放置目标位置与纵放置槽32的位置间，误差被晶圆10相对于晶圆握持手5的移动所吸收，因而可放宽晶圆10的放置目标位置的教示精度。例如，晶圆纵放置容器3中设置有多个纵放置槽32，若对机械手主体4教示与该多个纵放置槽32中位于最外侧的两个纵放置槽32，较佳为与多个纵放置槽32中位于中间的纵放置槽32相对应的晶圆设定位置及搬入接取位置，则与剩余的纵放置槽32相对应的晶圆设定位置及搬入接取位置能够在搬运程序执行中通过运算而求出。
以上，已对本发明的优选实施形态进行了说明，但上述构成可例如以下那样进行变更。
上述实施形态中，在解除由晶圆握持手5进行的晶圆10的握持后，晶圆10藉由下垫52及夹头56而支承于晶圆握持手5。然而，为了支承解除握持后的晶圆10，亦可代替可动的夹头56而将经固定的垫（中间固定垫55）设置于晶圆握持手5。该中间固定垫55例如如图12所示，在下垫52至上垫53的上下间，设置于与晶圆10的边缘的基端侧BE抵接的位置。该中间固定垫55亦可一体形成于引导件54。
在如上述那样设置中间固定垫55的情况下，在向执行器57输出控制信号以解除晶圆握持手5对晶圆10的握持的步骤（步骤S6）中，夹头56（中间可动垫）从晶圆10的边缘后退，从而晶圆10由下垫52及上述中间固定垫55支承于晶圆握持手5。
符号说明：
1 晶圆搬运装置；
2 晶圆横放置容器；
21 壳体；
22 横放置槽；
3 晶圆纵放置容器；
31 壳体；
32 纵放置槽；
33 纵槽；
34 横槽；
4 机械手主体；
40 基台；
41 升降轴；
42 第一轴；
43 第一臂；
44 第二轴；
45 第二臂；
46 第三轴；
47 手腕；
48 第四轴；
49 手基部；
5 晶圆握持手；
51 底板；
52 下垫；
521 倾斜面；
522 立起面；
523 突缘；
53 上垫；
54 引导件；
541 倾斜面；
55 中间固定垫；
56 夹头（中间可动垫）；
561 突缘；
562 立起面；
57 执行器；
6 控制器；
61～65 伺服马达；
10 晶圆。

Claims (6)

1.一种晶圆搬运方法，是使用晶圆握持手将圆板状的晶圆向纵放置槽搬运的晶圆搬运方法，其特征在于，
所述晶圆搬运方法包括：
所述晶圆握持手以所述晶圆的边缘上的至少三个支点握持所述晶圆；
握持住所述晶圆的所述晶圆握持手以使所述晶圆以纵姿势位于所述纵放置槽的上方的形式移动；
所述晶圆握持手解除所述晶圆的握持，以所述晶圆的边缘上的两个支点支承所述晶圆；以及
支承所述晶圆的所述晶圆握持手向下方移动，直至所述晶圆的边缘进入至所述纵放置槽为止；
在将穿过纵姿势的所述晶圆的中心的水平中心线的上方设为上侧，同样地将下方设为下侧，将穿过纵姿势的所述晶圆的中心的垂直中心线的一方设为第一侧，同样地将另一方设为第二侧时，
握持所述晶圆时的所述至少三个支点包括：所述晶圆的所述第一侧且所述上侧的边缘上的上侧支点、所述晶圆的所述第一侧且所述下侧的边缘上的下侧支点、以及所述晶圆的所述第二侧的边缘上且位于所述上侧支点至所述下侧支点的上下间的中间支点；
支承所述晶圆时的所述两个支点为所述晶圆的所述第一侧且所述下侧的边缘上的下侧支点、以及所述晶圆的所述第二侧的边缘上且比所述下侧支点靠近上方的上侧支点。
2.根据权利要求1所述的晶圆搬运方法，其特征在于，
所述晶圆握持手握持所述晶圆时的所述晶圆为横姿势，
握持住所述晶圆的所述晶圆握持手移动包括所述晶圆握持手以使所述晶圆成为纵姿势的形式旋转移动。
3.一种晶圆搬运方法，是使用晶圆握持手将晶圆向纵放置槽搬运的晶圆搬运方法，其中，在将穿过纵姿势的晶圆的中心的水平中心线的上方设为上侧，同样地将下方设为下侧，将穿过纵姿势的所述晶圆的中心的垂直中心线的一方设为第一侧，同样地将另一方设为第二侧时，所述晶圆握持手具有：与所述晶圆的所述上侧且所述第一侧的边缘抵接的上垫、与所述晶圆的所述下侧且所述第一侧的边缘抵接的下垫、以及与所述上垫至所述下垫的上下间且所述第二侧的边缘抵接的中间可动垫，其特征在于，
所述晶圆搬运方法包括：
所述晶圆握持手利用所述上垫、所述下垫、以及所述中间可动垫握持所述晶圆；
握持住所述晶圆的所述晶圆握持手以使所述晶圆以纵姿势位于所述纵放置槽的上方的形式移动；
藉由所述中间可动垫从所述晶圆的边缘后退，从而所述晶圆握持手利用所述下垫以及所述中间可动垫支承所述晶圆；以及
支承所述晶圆的所述晶圆握持手向下方移动，直至所述晶圆的边缘进入至所述纵放置槽为止。
4.一种晶圆搬运方法，是使用晶圆握持手将晶圆向纵放置槽搬运的晶圆搬运方法，其中，在将穿过纵姿势的晶圆的中心的水平中心线的上方设为上侧，同样地将下方设为下侧，将穿过纵姿势的所述晶圆的中心的垂直中心线的一方设为第一侧，同样地将另一方设为第二侧时，所述晶圆握持手具有：与所述晶圆的所述上侧且所述第一侧的边缘抵接的上垫、与所述晶圆的所述下侧且所述第一侧的边缘抵接的下垫、与所述上垫至所述下垫的上下间且所述第二侧的边缘抵接的中间固定垫、以及与所述上垫至所述下垫的上下间且所述第二侧的边缘抵接的中间可动垫，其特征在于，
所述晶圆搬运方法包括：
所述晶圆握持手利用所述上垫、所述下垫、以及所述中间可动垫握持所述晶圆；
握持住所述晶圆的所述晶圆握持手以使所述晶圆以纵姿势位于所述纵放置槽的上方的形式移动；
藉由所述中间可动垫从所述晶圆的边缘后退，从而所述晶圆握持手利用所述下垫以及所述中间固定垫支承所述晶圆；以及
支承所述晶圆的所述晶圆握持手向下方移动，直至所述晶圆的边缘进入至所述纵放置槽为止。
5.一种晶圆搬运装置，是将圆板状的晶圆向纵放置槽搬运的搬运装置，其特征在于，
具备：
晶圆握持手，在将穿过纵姿势的所述晶圆的中心的水平中心线的上方设为上侧，同样地将下方设为下侧，将穿过纵姿势的所述晶圆的中心的垂直中心线的一方设为第一侧，同样地将另一方设为第二侧时，具有：与所述晶圆的所述上侧且所述第一侧的边缘抵接的上垫、与所述晶圆的所述下侧且所述第一侧的边缘抵接的下垫、与所述上垫至所述下垫的上下间且所述第二侧的边缘抵接的中间可动垫、以及使所述中间可动垫朝向所述晶圆前进及后退移动的执行器；
机械手主体，安装有所述晶圆握持手；以及
控制器，对所述机械手主体及所述执行器进行控制以进行如下动作：以使所述晶圆握持手利用所述上垫、所述下垫和所述中间可动垫握持所述晶圆的形式，使所述中间可动垫前进的动作；以使所述晶圆以纵姿势位于所述纵放置槽的上方的形式，使握持住所述晶圆的所述晶圆握持手移动的动作；以使所述晶圆握持手利用所述下垫和所述中间固定垫支承所述晶圆的形式，使所述中间可动垫后退的动作；以及使握持住所述晶圆的所述晶圆握持手向下方移动，直至所述晶圆的边缘进入至所述纵放置槽为止的动作。
6.一种晶圆搬运装置，是将圆板状的晶圆向纵放置槽搬运的晶圆搬运装置，其特征在于，
具备：
晶圆握持手，在将穿过纵姿势的所述晶圆的中心的水平中心线的上方设为上侧，同样地将下方设为下侧，将穿过纵姿势的所述晶圆的中心的垂直中心线的一方设为第一侧，同样地将另一方设为第二侧时，具有：与所述晶圆的所述上侧且所述第一侧的边缘抵接的上垫、与所述晶圆的所述下侧且所述第一侧的边缘抵接的下垫、与所述上垫至所述下垫的上下间且所述第二侧的边缘抵接的中间固定垫、与所述上垫至所述下垫的上下间且所述第二侧的边缘抵接的中间可动垫、以及使所述中间可动垫朝向所述晶圆前进及后退移动的执行器；
机械手主体，安装有所述晶圆握持手；以及
控制器，对所述机械手主体及所述执行器进行控制以进行如下动作：以使所述晶圆握持手利用所述上垫、所述下垫和所述中间可动垫握持所述晶圆的形式，使所述中间可动垫前进的动作；以使所述晶圆以纵姿势位于所述纵放置槽的上方的形式，使握持住所述晶圆的所述晶圆握持手移动的动作；以使得所述晶圆握持手利用所述下垫和所述中间固定垫支承所述晶圆的形式，使所述中间可动垫后退的动作；以及使握持住所述晶圆的所述晶圆握持手向下方移动，直至所述晶圆的边缘进入至所述纵放置槽为止的动作。
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