JP2001054890A - 基板搬送装置及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】搬送アームが部材に接触または衝突しても、当
該部材に与える損傷を抑えることができる基板搬送装置
及び基板処理装置を提供することを目的とする。 【解決手段】搬送アーム８、１２は、搬送経路を移動中
に他部材と接触した際、接触時の衝撃を吸収して変形す
る２本のフォーク部５２、５４を有している。２本のフ
ォーク部５２、５４がＸ−Ｙ面内で外側（または内側）
に凸状の衝撃吸収用のばね性湾曲形状５６を持つ搬送ア
ーム８、１２を示している。このような形状のフォーク
部５２、５４が、Ｘ、Ｙ方向あるいはθ回転方向から他
部材と接触あるいは衝突しても、フォーク部５２、５４
のばね性湾曲形状５６が撓んで変形し、接触の衝撃を緩
和させるので他部材に与える損傷を極めて小さく抑える
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板を保持するア
ームを移動させて基板を搬送する基板搬送装置に関し、
さらに移動ステージ上に載置した基板に対して所定の処
理を施す基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置や半導体装置等の製造工程
におけるフォトリソグラフィ工程では、投影露光装置や
コータデベロッパを初めとする種々の基板処理装置が用
いられている。投影露光装置は、マスクあるいはレチク
ル（以下、マスクという）に形成された回路パターンを
投影光学系を介してガラスプレートや半導体ウェハ（以
下、プレートという）上に投影露光するために用いられ
る。通常、回路素子はプレート上に複数のパターンを積
層して形成されるので、複数種類のマスクを順次交換し
て露光処理が行われる。コータデベロッパは、プレート
上にレジストを塗布し、また、露光されたプレート上の
レジストを現像するための装置である。このようなフォ
トリソグラフィ工程では、種々の基板処理装置間にプレ
ートを搬送、搬出するために搬送アームを備えた基板搬
送装置が用いられる。

【０００３】一般に、投影露光装置はチャンバ内に格納
されている。チャンバ内には、マスクを保管するマスク
ライブラリや例えば１ロット分のプレートを保管するプ
レートカセットが配置されている。さらにチャンバ内に
は、マスクやプレートを取り出して投影露光装置のステ
ージまで搬送する搬送アームが設けられた基板搬送装置
が設置されている。一方、コータデベロッパ及びそれに
付随する基板搬送装置は、投影露光装置を格納したチャ
ンバに隣接した別のチャンバ内に格納されている。隣接
する２つのチャンバ間は仕切板により仕切られており、
コータデベロッパ側の基板搬送装置の搬送アームはプレ
ートを保持して移動し、仕切板の所定位置に開口した開
口部から投影露光装置が格納されたチャンバ側にプレー
トを渡すことができるようになっている。

【０００４】これら基板搬送装置における従来の搬送ア
ームの構造について図７を用いて簡単に説明する。図７
（ａ）は搬送アームの回転軸方向（Ｚ軸方向）から搬送
アームを見た状態を示し、図７（ｂ）は、Ｘ−Ｚ面方向
に搬送アームを見た状態を示している。図７に示すよう
に、搬送アーム１００は、直線状に平行に突き出た２本
のフォーク部１０２、１０４を有している。フォーク部
１０２、１０４の根本部はＸ−Ｙ面内で回転可能な回転
軸１０６に固定されている。回転軸１０６は、θ方向及
びＺ方向に移動可能に駆動部１０８に接続されている。
駆動部１０８はＸ−Ｙ面内で所定方向に移動できるよう
になっている。図７（ａ）中２点鎖線で示すガラスプレ
ートＰは、搬送アーム１００のフォーク部１０２、１０
４上に複数設けられた真空吸着孔１１０（図では４個）
でフォーク部１０２、１０４に吸着固定され、駆動部２
及び回転軸１０６によるＸ、Ｙ、Ｚ方向の移動及びθ方
向の回転と共に移動、回転して所定の位置まで搬送され
るようになっている。

【０００５】コータデベロッパと投影露光装置との間の
仕切板の開口部を通過する搬送アームの搬送経路や、投
影露光装置のプレートステージと搬送アームとのプレー
トの受け渡し位置の設定や調整は、投影露光装置をクリ
ーンルームの床面に設置する際の設置調整時に行われ
る。一旦設定がなされたら、それ以降は定期的なメンテ
ナンス時に行う検査により、マスクおよびプレートの受
け渡し位置や搬送アームの受け渡し動作状態の確認を行
うようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、経時変化等
により露光装置が設置されたクリーンルームの床の平面
度が変化すると、コータデベロッパと投影露光装置との
間の仕切板に設けられた開口部の位置と搬送アームの搬
送経路との間に相対的なずれや傾きが生じる。また、プ
レート搬送系と露光部とが別個のベース上に設置されて
いるような場合には、投影露光装置のプレートステージ
と搬送アームとのプレート受け渡し位置にもずれや傾き
が生じてしまう。

【０００７】この搬送経路途中の開口部やプレート受け
渡し位置が大幅にずれたり傾いてしまっているような場
合には、そのままプレート受け渡し動作を実行してしま
うと、基板搬送装置の搬送アームが仕切板あるいはプレ
ートステージ、さらには露光装置の投影光学系の鏡筒側
部に取り付けられたアライメント顕微鏡等と接触あるい
は衝突してこれらの部材を破損してしまうという問題が
生じる。

【０００８】このような干渉事故を未然に防止するに
は、プレート受け渡し動作の干渉検査を頻繁に行う必要
が生じると共に、装置のメンテナンスや、搬送系のロボ
ットに対するティーチング（教示）を行う作業も増大す
るため作業効率が低下してしまう。また、作業効率の低
下だけでなく、近年の装置の複雑化に伴い作業者がチャ
ンバ内に入って作業をする際に、移動している搬送アー
ムと衝突した場合の十分な安全性の確保が要求される。

【０００９】このように、搬送アームを駆動する際、何
らかの原因により搬送アームが搬送経路周辺部の部材に
接触乃至衝突した場合において、当該部材の損傷を極力
最小限に抑える必要がある。

【００１０】本発明の目的は、搬送アームが部材に接触
または衝突しても、当該部材に与える損傷を抑えること
ができる基板搬送装置及び基板処理装置を提供すること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の一実施形態を表
す図１乃至図６を用いて説明すると、上記目的は、基板
（Ｐ）を保持するアームを移動させて基板（Ｐ）を搬送
する基板搬送装置において、アーム（８、１２）は、移
動中に他部材と接触した際、接触時の衝撃を吸収して変
形することを特徴とする基板搬送装置（６、１０）によ
って達成される。

【００１２】そして、上記本発明の基板搬送装置（６、
１０）において、アーム（８、１２）は、基板支持面に
平行な断面が衝撃吸収用の凹凸形状（５６、５８、６
２、６６）を有していることを特徴とする。また、凹凸
形状は、衝撃を受けて変形する節部（６２、６６）を有
していることを特徴とする。

【００１３】また上記発明は、基板（Ｐ）を載置するス
テージ（ＰＳＴ）を有し、ステージ（ＰＳＴ）上の基板
（Ｐ）に対して所定の処理を施す基板処理装置におい
て、基板（Ｐ）をステージ（ＰＳＴ）に載置するために
搬送する基板搬送装置として、上記本発明の基板搬送装
置（６、１０）を備えたことを特徴とする基板処理装置
（２、４）によって達成される。

【００１４】このように本発明によれば、搬送アームが
何らかの原因で搬送経路周辺部の部材に接触または衝突
したとしても、搬送アーム自身が変形して衝撃エネルギ
を吸収することができる。そのため、接触または衝突し
た部材の損傷を極力最小限に抑えることができるように
なる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態による基板
搬送装置及び基板処理装置を図１乃至図６を用いて説明
する。まず、本実施の形態による基板搬送装置及び基板
処理装置の概略の構成を図１を用いて説明する。図１
は、基板処理装置の例として投影露光装置２及びコータ
デベロッパ４を示し、これらの間でプレートＰを搬送す
る基板搬送装置の例として、露光装置２側のプレート搬
送装置６の搬送アーム８と、コータデベロッパ４側のプ
レート搬送装置１０の搬送アーム１２とを示している。
露光装置２及びプレート搬送装置６は、露光装置側チャ
ンバ１４内に格納されている。コータデベロッパ４及び
プレート搬送装置１０は、コータデベロッパ側チャンバ
１６内に格納されている。

【００１６】露光装置側チャンバ１４とコータデベロッ
パ側チャンバ１６とは、仕切板１８を介して隣り合わせ
に配置されている。仕切板１８の所定位置には開口部２
０が設けられており、プレート搬送装置１０の搬送アー
ム１２は開口部２０を通過して露光装置側チャンバ１４
側へ移動することができるようになっている。露光装置
側チャンバ１４内には、コータデベロッパ側チャンバ１
６から開口部２０を通って進入してきた搬送アーム１２
からプレートＰを受け取って載置するプレート受け渡し
ポート２２が配置されている。

【００１７】このようにして、プレート搬送装置１０の
搬送アーム１２は、コータデベロッパ４とプレート受け
渡しポート２２との間を移動してプレートＰを搬送する
ことができるようになっている。一方、プレート搬送装
置６の搬送アーム８は、プレート受け渡しポート２２と
投影露光装置２との間を移動してプレートＰを投影露光
装置２のプレートステージに搬送するようになってい
る。

【００１８】次に、露光装置側チャンバ１４内の投影露
光装置２について図２を用いて説明する。本例では、ス
テップ・アンド・スキャン方式の露光動作を採用した投
影露光装置２について説明する。図２では、投影光学系
ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸をとり、Ｚ軸に垂直な面内
で互いに垂直なＸ軸およびＹ軸をとるものとする。

【００１９】照明系３０は、水銀ランプ、あるいはＫｒ
Ｆエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ等の光源から
の照明光を、フライアイレンズ、コンデンサーレンズ等
を介してマスクステージＭＳＴに載置されたマスクＭ上
に照度均一に照射するようになっている。マスクステー
ジＭＳＴは駆動系３２により走査方向に移動できるよう
になっている。また、マスクステージＭＳＴの走査方向
一端には、レーザ干渉計３４がマスクステージＭＳＴの
位置決め測長系として搭載されている。

【００２０】マスクＭに形成されたパターンの像は投影
光学系ＰＬによって例えば１／４に縮小されてプレート
Ｐ上に結像される。プレートＰはプレートステージＰＳ
Ｔ上でプレートホルダ３６により保持されている。プレ
ートステージＰＳＴは、Ｘ方向に移動するＸステージお
よびＹ方向に移動するＹステージによって構成されてい
る。ＸステージおよびＹステージは、レーザ干渉計３８
等によって移動量が計測され、移動量に基づいてＸＹ座
標が計測されるようになっている。なお、図２において
は、Ｘ軸方向の移動量を測定するレーザ干渉計のみを示
し、Ｙ軸方向の移動量を測定するレーザ干渉計について
は図示を省略している。プレートステージＰＳＴは、計
測されたＸＹ座標に基づいて実行される主制御部４０の
制御に従ってＸ方向あるいはＹ方向に移動するようにな
っている。

【００２１】本投影露光装置２にはプレートＰ上のマー
クを検出するためのオフ・アクシス方式のアライメント
光学系４４が備えられている。アライメント光学系４４
の光軸ＡＸｌは投影光学系ＰＬの光軸ＡＸから距離ｌだ
けＸ軸方向に離れている。アライメント光学系４４は所
定の帯域幅をもつブロードな波長分布の照明光をプレー
トＰ上に照射できるようになっている。プレートＰ上の
マークからの反射光が再びアライメント光学系４４に入
射して指標マークの像とともに撮像管の撮像面に結像
し、画像信号として主制御部４０に出力されるようにな
っている。主制御部４０は、この画像信号とレーザ干渉
計３８による位置情報とに基づき、アライメント光学系
４４の検出中心に対するプレートＰ上のマークの位置ず
れ量（Δｘ、Δｙ）を検出するようになっている。

【００２２】本実施の形態による走査型投影露光装置に
おける露光シーケンス制御は、主制御部４０によって統
括的に管理される。主制御部４０は、マスクステージＭ
ＳＴおよびプレートステージＰＳＴに設けられたレーザ
干渉計３４、３８からの移動情報の入力、駆動系３２、
４２からの速度情報の入力等に基づいて、スキャン露光
時にマスクステージＭＳＴとプレートステージＰＳＴと
を所定の速度比を保ちつつ、マスクＭに形成されたパタ
ーンとプレートＰ上に形成されたパターンとの相対位置
関係を所定のアライメント誤差内に抑えたまま相対移動
させて、マスクＭのパターン全面をプレートＰ上の所定
のショット領域に正確に転写することができるようにな
っている。

【００２３】次に、図３乃至図６を用いて本実施の形態
による基板搬送装置の構造について説明する。図３
（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）、図５及び図６は、搬送ア
ームの回転軸方向（Ｚ軸方向）から搬送アームを見た状
態を示している。また図４（ｂ）は、Ｘ−Ｚ面方向に搬
送アームを見た状態を示している。本実施の形態による
基板搬送装置は搬送アームの２本のフォーク部の形状に
特徴を有しており、他の構成要素は図７に示した従来の
基板搬送装置と同様であるので、従来と同様の構成要素
については同一の符号を付してその説明は省略する。

【００２４】図３（ａ）に示す本実施の形態の搬送アー
ム８、１２は、搬送経路を移動中に他部材と接触した
際、接触時の衝撃を吸収して変形する２本のフォーク部
５２、５４を有している。ここで、フォーク部５２、５
４は例えばステンレス合金やアルミニウム（又はその合
金）等の金属材料、あるいは樹脂材料で形成されてお
り、他部材との接触時に生じる変形は、塑性変形だけで
なく弾性域での変形も含んでいる。他部材との衝突にお
ける衝撃エネルギを吸収するための搬送アーム８、１２
のフォーク部５２、５４の形状例として、図３（ａ）で
は、２本のフォーク部５２、５４がＸ−Ｙ面内で外側に
凸状の衝撃吸収用のばね性湾曲形状部材５６を持つ搬送
アーム８、１２を示している。このような形状のフォー
ク部５２、５４が、Ｘ、Ｙ方向あるいはθ回転方向から
他部材と接触あるいは衝突しても、フォーク部５２、５
４の外側に凸のばね性湾曲形状部材５６が撓んで変形
し、接触の衝撃を緩和させるので他部材に与える損傷を
極めて小さく抑えることができるようになる。

【００２５】このような構成によれば、図１に示した開
口部２０とプレート搬送装置１０の搬送アーム１２の搬
送経路との位置、姿勢が相対的にずれたり傾いたりして
いる結果、移動する搬送アーム１２が仕切板１８の開口
部２０に衝突したとしても、フォーク部５２、５４の外
側に凸のばね性湾曲形状部材５６が撓んで変形し、接触
の衝撃を緩和させるので仕切板１８の開口部２０周辺部
に損傷を殆ど与えずに済む。また、図２に示した投影露
光装置２のプレートステージＰＳＴに対して矢印４６方
向から搬送アーム８が進入してきた際に両者の相対位置
及び姿勢がずれたり傾いていたりしており、移動する搬
送アーム８がアライメント光学系４４の鏡筒部に衝突し
たとしても、フォーク部５２、５４の外側に凸のばね性
湾曲形状部材５６が撓んで変形し、接触の衝撃を緩和さ
せるのでアライメント光学系４４を損傷させずに済む。

【００２６】搬送アーム８、１２のフォーク部５２、５
４の他の形状例として、図３（ｂ）は２本のフォーク部
５２、５４がＸ−Ｙ面内で内側に凸状の衝撃吸収用のば
ね性湾曲形状部材５８を持つ搬送アーム８、１２を示し
ている。この形状のフォーク部５２、５４がＸ、Ｙ方向
あるいはθ回転方向から他部材と接触あるいは衝突して
も、フォーク部５２、５４の内側に凸のばね性湾曲形状
部材５８が撓んで変形し、接触の衝撃を緩和させるので
他部材に与える損傷を極めて小さく抑えることができる
ようになる。

【００２７】さらに搬送アーム８、１２のフォーク部５
２、５４の他の形状例として図４を用いて説明する。図
４（ａ）、（ｂ）に示す搬送アーム８、１２のフォーク
部５２、５４は、全体としては根本部から平行に突き出
た２本の直線形状をしているが、直線部分６０には複数
の節部６２（図では４カ所）が形成されている。節部６
２の太さは直線部分６０より細く形成されている。この
ような形状のフォーク部５２、５４が、Ｙ、Ｚ方向ある
いはθ回転方向から他部材と接触あるいは衝突しても、
節部６２で曲げや折れが生じてフォーク部５２、５４が
変形し、接触の衝撃を緩和させることができるので他部
材に与える損傷を極めて小さく抑えることができるよう
になる。

【００２８】次に搬送アーム８、１２のフォーク部５
２、５４のさらに他の形状例を図５を用いて説明する。
図５に示す搬送アーム８、１２のフォーク部５２、５４
は、全体としては根本部から平行に突き出た直線形状を
しているが、Ｘ方向に延びる直線部分６４はＹ方向に延
びる節部６６により複数の領域に分割され、且つ節部６
６によりＹ方向に交互に位置がずらされている。節部６
６の肉厚は直線部分６４より薄く形成されている。この
ような形状のフォーク部５２、５４が、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向
あるいはθ回転方向から他部材と接触あるいは衝突して
も、節部６４で曲げや折れが生じてフォーク部５２、５
４が変形し、接触の衝撃を緩和させることができるので
他部材に与える損傷を極めて小さく抑えることができる
ようになる。

【００２９】次に、搬送アーム８、１２のフォーク部５
２、５４のまたさらに別の形状例について図６を用いて
説明する。図６に示す搬送アーム８、１２のフォーク部
５２、５４は、全体としては根本部から平行に突き出た
２本の直線形状をしているが、Ｘ方向に延びる直線部分
６８はＹ方向に凹凸が形成されたばね性の蛇腹形状をし
ている。この形状のフォーク部５２、５４が、Ｘ、Ｙ方
向あるいはθ回転方向から他部材と接触あるいは衝突し
ても、蛇腹形状部材によりフォーク部５２又は５４が撓
んで変形するため、接触の衝撃を緩和して他部材に与え
る損傷を極めて小さく抑えることができるようになる。

【００３０】なお、図３に示したばね性の湾曲形状部材
５６、５８や図６に示したばね性の蛇腹形状部材のフォ
ーク部５２、５４の場合には、干渉による他部材との衝
撃時の変形が弾性域であれば、搬送アーム８、１２の補
修作業も確認作業程度で済ませられる可能性を有してい
る。

【００３１】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、上記実施の形態において
は、主としてプレート搬送系について説明したが、本発
明はこれに限らず、マスク搬送系や、その他の搬送系に
本発明を適用することが可能である。

【００３２】なお、上記実施の形態では、本発明が、水
銀ランプあるいはＡｒＦ、ＫｒＦエキシマレーザ等を光
源とする露光装置にそれぞれ適用された場合について説
明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されることは
なく、Ｆ₂レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外域
光を露光用照明光として用いる他のＶＵＶ露光装置や、
波長５〜１５ｎｍの光を露光用照明光とするＥＵＶ露光
装置は勿論、Ｘ線露光装置やイオンビーム露光装置等の
荷電粒子線を用いる露光装置などにも本発明は適用可能
である。

【００３３】また、複数のレンズから構成される照明光
学系及び投影光学系（または電子光学系）を露光装置本
体に組み込み光学調整をすると共に、マスクステージ及
びプレートステージを加工して露光装置本体に取り付け
て配線や配管を接続し、さらに総合調整（電気調整、動
作確認等）をすることにより上記実施の形態の投影露光
装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は
温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行
うことが望ましい。

【００３４】また、半導体デバイスは、デバイスの機能
・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づい
たレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウェ
ハを製作するステップ、上記実施の形態の露光装置によ
り所定のパターンをウェハに転写するステップ、デバイ
ス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工
程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製
造される。

【００３５】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、基板搬送
装置の搬送アームの搬送経路周辺部の部材との干渉が生
じても、当該部材の損傷を抑えることができるので、基
板処理装置のメンテナンス等に要する費用を削減させる
ことが可能になる。また、本発明によれば、搬送アーム
が何らかの原因で誤って作業者と接触または衝突して
も、作業者を負傷させずに済むようになる。

【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及び
基板処理装置の概略の構成を示す図である。

【図２】本発明の一実施の形態による基板処理装置であ
る投影露光装置の概略の構成を示す図である。

【図３】本発明の一実施の形態による搬送アームの概略
の構成を示す図である。

【図４】本発明の一実施の形態による搬送アームの他の
構成の概略を示す図である。

【図５】本発明の一実施の形態による搬送アームのさら
に他の構成の概略を示す図である。

【図６】本発明の一実施の形態による搬送アームのまた
さらに他の構成の概略を示す図である。

【図７】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】

２ 投影露光装置 ４ コータデベロッパ ６、１０ 基板搬送装置 ８、１２ 搬送アーム １４、１６ チャンバ １８ 仕切板 ２０ 開口部 ２２ プレート受け渡しポート ３０ 照明系 ４０ 主制御部 ４４ アライメント光学系 ５２、５４ フォーク部 ５６、５８ 湾曲形状部材 ６０、６４ 直線形状 ６２、６６ 節部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板を保持するアームを移動させて前記基
   板を搬送する基板搬送装置において、 前記アームは、移動中に他部材と接触した際、接触時の
   衝撃を吸収して変形することを特徴とする基板搬送装
   置。
2. 【請求項２】請求項１記載の基板搬送装置において、 前記アームは、基板支持面に平行な断面が衝撃吸収用の
   凹凸形状を有していることを特徴とする基板搬送装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の基板搬送装置において、 前記凹凸形状は、衝撃を受けて変形する節部を有してい
   ることを特徴とする基板搬送装置。
4. 【請求項４】基板を載置するステージを有し、前記ステ
   ージ上の前記基板に対して所定の処理を施す基板処理装
   置において、 前記基板を前記ステージに載置するために搬送する基板
   搬送装置として、請求項１乃至３のいずれか１項に記載
   の基板搬送装置を備えたことを特徴とする基板処理装
   置。