JP2000164674A

JP2000164674A - 基板搬送装置および方法

Info

Publication number: JP2000164674A
Application number: JP10335906A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Tokunaga; 雅昭徳永; Hisashi Tazawa; 久史田澤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-11-26
Filing date: 1998-11-26
Publication date: 2000-06-16

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、半導体装置や液晶表示装置等を製造
し、検査し、或いは測定等する工程において、ガラスプ
レートや半導体ウェハ等の基板を真空吸着して移動させ
る基板搬送装置および方法に関し、基板の落下を防止す
ることのできる基板搬送装置および方法を提供すること
を目的とする。【解決手段】ウェハＷを真空吸着する保持部１と、保持
部１から真空源側へ気体を吸引する配管３ａ〜３ｄとを
有する基板搬送装置において、保持部１と真空源との間
の配管３ａ〜３ｄに設けられた予備タンク５と、予備タ
ンク５と真空源との間の配管３ｂ、３ｃに設けられ、真
空源側から予備タンク５への気体の流入を防ぐ逆流防止
弁５ａと、予備タンク５と真空源との間の配管３ｃ、３
ｄに設けられ、配管３ｃ、３ｄの真空度を計測する真空
センサ６と、真空センサ６が真空度の低下を検出した
ら、保持部１に対するウェハＷの位置ずれを防止する制
御部７とを備えるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置や液晶
表示装置等を製造し、検査し、あるいは測定等する工程
において、ガラスプレートや半導体ウェハ等の基板を真
空吸着して移動させる基板搬送装置および方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置や液晶表示装置を製造
し、検査し、あるいは測定する工程で使用される基板搬
送装置は、半導体ウェハやガラスプレート等の基板（以
下、ウェハという）を搬送する際、ウェハ表面の損傷や
ウェハ表面へのパーティクルの付着を防止するため、ウ
ェハ表面やウェハ周辺部を機械的に保持するのではな
く、ウェハ裏面を真空吸着して保持するようになってい
る。

【０００３】ところが、近年半導体装置を高精度で製造
するためにはウェハ裏面の傷やゴミの存在を確認するこ
とも重要になってきており、ウェハ裏面に生じた傷やパ
ーティクルの付着の有無を目視で確認するウェハ裏面検
査も行われるようになっている。このウェハ裏面を観察
するための裏面観察装置として用いられる基板搬送装置
を図２を参照して説明する。この基板搬送装置は、ウェ
ハＷを真空吸着して保持する保持部１１と、保持部１１
に機械的に接続され、保持部１１を移動させてウェハＷ
を傾斜させるウェハ搬送部１２とを有している。

【０００４】保持部１１のウェハＷと接する面には吸引
用の孔が形成されており、当該孔は配管１３によって図
示しない真空源と連通するようになっている。なお、一
般に半導体製造工場においては、真空を必要とする複数
の装置に対して効率よく真空源を提供できるように、真
空源となる真空ポンプに接続された真空用の配管が設置
されているので、基板搬送装置内の配管１３と工場の真
空用の配管とを接続することにより孔と真空源とを連通
させることができる。装置内の配管１３には電磁弁１４
が設けられており、電磁弁１４は制御部１５の制御に基
づいて配管１３の開閉、あるいは保持部１１近傍の配管
１３の大気への開放を行う。

【０００５】この基板搬送装置では、ウェハＷを保持部
１１上に載置させた状態で、制御部１５が電磁弁１４を
開くことにより、保持部１１近傍の配管１３内の気体が
真空源に吸引されて保持部１１近傍の配管１３内が負圧
状態に維持され、ウェハＷが保持部１１に真空吸着され
る。なお、ウェハＷと保持部１１との間にはわずかな隙
間が生じており、この隙間から気体が流入してしまうの
で、ウェハＷを真空吸着しておく際には、上記した真空
源による気体の吸引を連続的に行う必要がある。次い
で、ウェハＷが保持部１１に真空吸着されている状態
で、ウェハ搬送部１２により保持部１１を移動させてウ
ェハＷの裏面を目視により観察できるように傾斜させ
る。そして、観察を終えたら、ウェハＷを真空吸着させ
た状態で保持部１１を水平な状態に戻した後に、制御部
１５により電磁弁１４を閉じると共に、保持部１１近傍
の配管１３を大気に開放して配管１３内に大気を流入さ
せて、ウェハＷを保持部１１から取り外せるようにす
る。

【０００６】また、基板搬送装置には、フォトリソグラ
フィ工程で用いられる露光装置に備えられるものもあ
る。この基板搬送装置は、上記の裏面観察装置と同様な
構成の真空吸着機構によってウェハを保持して、露光装
置のウェハステージへウェハを搬入したり、あるいはウ
ェハステージからウェハを搬出したりする。この基板搬
送装置においては、露光装置のスループットを向上させ
るために、ウェハの搬出および搬入の際にウェハを高速
に移動させることが要求されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の基板
搬送装置では、保持部１１がウェハＷを真空吸着して傾
斜させている際に、真空源側の配管に漏れが生じたり、
真空源が故障したり、あるいは、真空源が停止したりし
てしまうと、ウェハＷと保持部１１とのわずかな隙間か
ら流入する気体や真空源側から逆流してくる気体によっ
て、直ちに保持部１１近傍の配管１３内の負圧状態が維
持できなくなって保持部１１の吸着力が低下し、ウェハ
Ｗが保持部１１から落下して破損してしまう危険性があ
るという問題を有している。また、露光装置に備えられ
た基板搬送装置においても、ウェハを真空吸着して移動
させている際に、真空源側の配管の漏れ、真空源の故
障、停止が発生したりすると、ウェハが落下して破損し
てしまう危険性があるという問題を有している。特に、
ウェハを高速に移動させている場合には、上記の危険性
が高いという問題を有している。近年、ウェハは大型化
しており、最終工程を経たウェハは高価なものとなって
いる。このため、ウェハを落下させて破損させてしまう
と、多大な損害が発生してしまう。本発明の目的は、基
板の落下を防止することのできる基板搬送装置および方
法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の一実施の形態を
表す図１に対応付けて説明すると、上記目的は、基板
（Ｗ）を真空吸着する基板保持部（１）と、基板保持部
（１）から真空源側へ気体を吸引する吸引用配管（３ａ
〜３ｄ）とを有する基板搬送装置において、基板保持部
（１）と真空源との間の吸引用配管（３ａ〜３ｄ）に予
備タンク（５）を設けたことを特徴とする基板搬送装置
によって達成される。上記の基板搬送装置によると、真
空源による気体の吸引が停止した場合等において、予備
タンク（５）が基板保持部（１）から気体を吸引するの
で、基板保持部（１）に基板（Ｗ）を真空吸着させ続け
ることができる。

【０００９】また、本発明の基板搬送装置において、吸
引用配管（３ａ〜３ｄ）には、基板保持部（１）と真空
源との間を開閉する弁（４）が設けられ、予備タンク
（５）は、弁（４）と真空源との間に設けられているこ
とを特徴とする。また、本発明の基板搬送装置におい
て、予備タンク（５）と真空源との間の吸引用配管（３
ｂ、３ｃ）に、真空源側から予備タンク（５）への気体
の流入を防ぐ逆流防止弁（５ａ）を設けたことを特徴と
する。また、本発明の基板搬送装置において、予備タン
ク（５）と真空源との間の吸引用配管（３ｃ、３ｄ）に
設けられ、吸引用配管（３ｃ、３ｄ）の真空度を計測す
る真空センサ（６）と、真空センサ（６）が真空度の低
下を検出したら、基板保持部（１）に対する基板（Ｗ）
の位置ずれを防止する防止機構（７）とをさらに備えた
ことを特徴とする。

【００１０】また、上記目的は、基板（Ｗ）を真空吸着
保持して基板（Ｗ）を所定の位置に移動させる基板搬送
方法において、基板（Ｗ）を真空吸着する基板保持部
（１）から気体を吸引する真空源と基板保持部（１）と
の間の真空度を計測し、計測の結果、真空度が低下した
ら、基板保持部（１）に対する基板（Ｗ）の位置ずれを
防止することを特徴とする基板搬送方法によって達成さ
れる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態による基板
搬送装置および方法を図面を用いて説明する。本基板搬
送装置は、ウェハの裏面を観察するための裏面観察装置
に適用したものであり、以下、その概略の構成を図１を
用いて説明する。図１（ａ）は、本基板搬送装置を上方
から見た状態を示し、図１（ｂ）は、本基板搬送装置を
側方から見た状態を示している。

【００１２】本基板搬送装置は、ウェハＷを真空吸着し
て保持する保持部１と、保持部１と機械的に接続され、
保持部１を図中矢印で示す方向に移動させるウェハ搬送
部２とを有している。保持部１は、ほぼ半円弧状の腕部
１ａを有している。腕部１ａには円の中心側に延びる３
つの吸着部１ｂが形成され、各吸着部１ｂには真空吸引
用の吸引孔１ｃが形成されている。

【００１３】各吸引孔１ｃには配管３ａが接続され、配
管３ａは、腕部１ａの内部、および、ウェハ搬送部２の
内部を通って電磁弁４へ接続されている。電磁弁４には
配管３ｂが接続され、配管３ｂは逆流防止弁付き予備タ
ンク５に接続されている。逆流防止弁付き予備タンク５
には配管３ｃが接続され、配管３ｃは真空センサ６に接
続され、真空センサ６は配管３ｄに接続され、配管３ｄ
は真空源に接続されている。

【００１４】電磁弁４は、配管３ａおよび３ｂの間の管
路開閉、および保持部１側の配管３ａの大気への開放を
行うことができるようになっている。逆流防止弁付き予
備タンク５は、真空源による気体の吸引により真空状態
となる比較的広い空間を有している。逆流防止弁付き予
備タンク５を設けたことにより、真空源による気体の吸
引が低下あるいは停止したとしても、逆流防止弁付き予
備タンク５が吸引孔１ｃ近傍の配管３ａ内の気体を吸引
するので、配管３ａ内の負圧が早期に低下してしまうの
防ぐことができる。このため、保持部１は所定の時間ウ
ェハＷを真空吸着し続けることができるようになる。逆
流防止弁付き予備タンク５の容積は任意でよいが、本実
施の形態では、後述する制御部７による位置ずれ防止動
作が完了するまでの間、保持部１にウェハＷを真空吸着
させておくことができる負圧状態に吸引孔１ｃ近傍の配
管３ａ内を維持できるように設定されている。

【００１５】また、逆流防止弁付きの予備タンク５は、
配管３ｃとの接続部分に逆流防止弁５ａを有している。
逆流防止弁５ａは、配管３ｃから予備タンク５内への気
体の流入（逆流）を防止するようになっている。なお、
逆流防止弁５ａは、逆流する気体から受ける力により弁
を閉じる機構であってもよく、また、逆流を検出して弁
を閉じる制御系を持たせた構成であってもよい。この逆
流防止弁５ａによると、真空源による気体の吸引が低下
したり、真空源が停止したりした場合等において、真空
源側の配管３ｃから予備タンク５内への気体の流入を防
止することができ、予備タンク５の気体を吸引する能力
の全てを吸引孔１ｃ側の配管３ａ、３ｂ内の気体の吸引
に使うことができる。このため、例えば、少ない容積で
も長時間にわたって吸引孔１ｃ側の配管３ａ、３ｂから
気体を吸引して配管３ａ、３ｂ内を負圧状態に維持する
ことができ、ウェハＷを保持部１に長時間真空吸着させ
ることができる。

【００１６】真空センサ６は、配管３ｄ内の真空度を検
出するようになっている。また、真空センサ６は、真空
度が所定の値以下になったことを検出して制御部７に通
知するようになっている。制御部７は真空センサ６から
通知を受け取ると、ウェハ搬送部２を制御して、ウェハ
Ｗを保持して傾斜している保持部１を元の水平状態に戻
して停止させ、ウェハＷの保持部１からの位置ずれを防
止する。

【００１７】また、制御部７は、図示しない入力部によ
ってユーザからウェハＷの裏面を目視観察する指示が入
力されると、電磁弁４により配管３ａおよび配管３ｂを
連通させ、入力されたユーザの指示に従ってウェハ搬送
部２を制御して、ウェハＷを保持している保持部１を傾
斜させる。また、制御部７は、入力部によってユーザか
らウェハＷの裏面の観察を終了する指示が入力される
と、ウェハ搬送部２を制御して、ウェハＷを保持してい
る保持部１を元の水平状態に戻して停止させ、電磁弁４
により配管３ａを大気に開放して、ウェハＷを取り外せ
るようにする。

【００１８】次に、上記の基板搬送装置の動作を説明す
る。まず、ウェハの裏面を検査する際の動作を説明す
る。ここで、保持部１は水平な状態にあり、保持部１に
は観察対象のウェハＷが載置されているものとする。本
基板搬送装置では、入力部によってユーザからウェハＷ
の裏面を観察する指示が入力されると、制御部７が電磁
弁４を開いて配管３ｂおよび配管３ａを連通させること
により、吸引孔１ｃの近傍の配管３ａ内の気体が真空源
に連続的に吸引されて、吸引孔１ｃ近傍の配管３ａ内が
負圧状態に維持され、ウェハＷが保持部１の吸着部１ｂ
に真空吸着される。この後、入力部に入力されたユーザ
の指示に従って、制御部７がウェハ搬送部２を制御する
ことにより、ウェハＷを真空吸着している保持部１を図
１中のＡに示すように傾斜させる。これによって、ウェ
ハＷの裏面を図中左方から目視観察することができるよ
うになる。

【００１９】そして、入力部によってユーザからウェハ
Ｗの裏面の観察を終了する指示が入力されると、制御部
７がウェハ搬送部２を制御して、ウェハＷを保持した保
持部１を元の水平状態に戻して停止させる。次いで、制
御部７が電磁弁４により配管３ａおよび配管３ｂ間を閉
じると共に、配管３ａを大気に開放することにより、配
管３ａ内に大気を流入させ、ウェハＷを保持部１から迅
速に取り外せるようにする。

【００２０】次に、本基板搬送装置によるウェハＷの位
置ずれ防止動作を説明する。ここで、保持部１はウェハ
Ｗを保持して傾斜している状態にあり、また、真空源側
の図示しない配管の漏れ、真空源の故障あるいは停止等
が発生しているものとする。真空源側の配管の漏れ、真
空源の故障、停止が発生すると、配管３ｄ内の真空度が
所定の値以下に低下する。このように配管３ｄ内の真空
度が所定の値以下に低下すると、真空センサ６が真空度
が所定の値以下になったことを検出して制御部７に通知
する。

【００２１】通知を受け取ると制御部７は、ウェハ搬送
部２を制御して、ウェハＷを保持している保持部１を元
の水平状態に戻して停止させる。ここで、ウェハＷが水
平状態になるまでの間で、保持部１とウェハＷとのわず
かな隙間から配管３ａに流入する気体は予備タンク５内
に吸引され、吸引孔１ｃ近傍の配管３ａ内はウェハＷを
真空吸着することができる負圧状態に維持される。した
がって、ウェハＷが水平になるまでの間において、ウェ
ハＷが保持部１から脱落してしまう事態を防止すること
ができる。なお、ウェハＷが水平になった後は、保持部
１に真空吸着されていなくても保持部１から脱落するこ
とはない。

【００２２】本発明は、上記実施の形態に限らず種々の
変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、逆流
防止弁５ａが予備タンク５と一体的に形成された逆流防
止弁付き予備タンク５を用いていたが、本発明はこれに
限られず、逆流防止弁と予備タンクとがそれぞれ別に形
成されたものを用いてもよい。また、上記実施の形態に
おいて、ＵＰＳ（Uninterruptible Power System）を備
え、制御部７による位置ずれ防止動作を実行するために
必要な電力をＵＰＳに蓄えておくようにすれば、真空源
側の配管に漏れが生じたり、真空源が故障したり、ある
いは、真空源が停止したりした際に、同時に停電が発生
していても、ウェハＷの脱落を防止することができる。

【００２３】また、上記実施の形態では、基板搬送装置
を裏面検査装置に適用させた例で説明したが、本発明は
これに限られず、照明系から照射された照明光によっ
て、レチクルに形成されたパターンの像をウェハステー
ジ上に載置されたウェハに転写する露光装置において、
ウェハステージ上へウェハを搬入させ、あるいは、ウェ
ハステージ上からウェハを搬出させるために備えられて
いる基板搬送装置にも本発明を適用することができる。
露光装置に備えられる基板搬送装置には、例えば、ウェ
ハを真空吸着する保持部に、複数のアームが連接された
ウェハ搬送部が接続され、保持部にウェハを真空吸着さ
せて、ウェハ搬送部の複数のアームを駆動させて、ウェ
ハをほぼ水平に保って高速移動させるようになってい
る。なお、このような移動を行う基板搬送装置におい
て、真空源側からの気体の吸引が低下あるいは停止等し
た際に、ウェハの位置ずれを防止するためには、例え
ば、保持部による真吸着が維持されている間に保持部の
移動を停止させる、あるいは、保持部の移動速度を遅く
させるようにすればよい。また、本発明は、上記の裏面
観察装置として用いられる基板搬送装置や、露光装置に
備えられる基板搬送装置に限られず、基板を真空吸着し
て移動させる種々の基板搬送装置に適用することができ
る。

【００２４】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、基板の落
下を適切に防止することができ、基板の損傷を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による基板搬送装置の概
略の構成を示す図である。

【図２】従来の基板搬送装置の概略の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

Ｗウェハ１保持部１ａ腕部１ｂ吸着部１ｃ吸引孔２ウェハ搬送部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ配管４電磁弁５逆流防止弁付き予備タンク５ａ逆流防止弁６真空センサ７制御部

フロントページの続きＦターム(参考） 5F031 CA02 FA01 FA07 FA20 GA06 GA08 GA15 JA10 JA47 MA27 MA33 PA30 5F046 CD04 CD06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を真空吸着する基板保持部と、前記基板保持部から真空源側へ気体を吸引する吸引用配
管とを有する基板搬送装置において、前記基板保持部と真空源との間の前記吸引用配管に予備
タンクを設けたことを特徴とする基板搬送装置。
【請求項２】請求項１記載の基板搬送装置において、前記吸引用配管には、前記基板保持部と前記真空源との
間を開閉する弁が設けられ、前記予備タンクは、前記弁と前記真空源との間に設けら
れていることを特徴とする基板搬送装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の基板搬送装置に
おいて、前記予備タンクと前記真空源との間の前記吸引用配管
に、前記真空源側から前記予備タンクへの気体の流入を
防ぐ逆流防止弁を設けたことを特徴とする基板搬送装
置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の基板搬
送装置において、前記予備タンクと前記真空源との間の前記吸引用配管に
設けられ、前記吸引用配管の真空度を計測する真空セン
サと、前記真空センサが真空度の低下を検出したら、前記基板
保持部に対する前記基板の位置ずれを防止する防止機構
とをさらに備えたことを特徴とする基板搬送装置。
【請求項５】基板を真空吸着保持して前記基板を所定の
位置に移動させる基板搬送方法において、前記基板を真空吸着する基板保持部から気体を吸引する
真空源と前記基板保持部との間の真空度を計測し、計測
の結果、前記真空度が低下したら、前記基板保持部に対
する前記基板の位置ずれを防止することを特徴とする基
板搬送方法。