JP2001077175A - 基板搬送治具及び基板搬送装置 - Google Patents

基板搬送治具及び基板搬送装置

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JP2001077175A JP2000183137A JP2000183137A JP2001077175A JP 2001077175 A JP2001077175 A JP 2001077175A JP 2000183137 A JP2000183137 A JP 2000183137A JP 2000183137 A JP2000183137 A JP 2000183137A JP 2001077175 A JP2001077175 A JP 2001077175A
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    • Y10S414/141Associated with semiconductor wafer handling includes means for gripping wafer

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板のパーティクル汚染が少なく、基板が基
板搬送治具から脱着落下し、破損等が発生することがな
く、正規位置からずれている位置でも正確に受け取るこ
とができ、更に基板を正確に正規位置に渡すことができ
る基板搬送治具及び該基板搬送治具を用いた搬送装置を
提供すること。 【解決手段】 薄型基板を保持し搬送するための基板搬
送治具であって、薄型基板を落し込む落し込溝を形成す
ると共に、該落し込溝14の内周近傍に薄型基板下面の
外周部が当接する基板載置部15を形成した基板支持部
材10と、落し込溝14内に薄型基板が存在するか否か
を検知する基板検知機構を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はロボット等の基板搬
送装置に装着し、半導体ウエハ等の薄型の基板を保持搬
送するための基板搬送治具及び該基板搬送治具を用いた
基板搬送装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図1は、従来のこの種の基板搬送治具の
構成を示す図で、図1(a)は平面図、図1(b)は側
面図である。図示するように、従来の基板搬送治具は基
部101から二股状に別れた指部102、102を有す
る基板支持部材100を具備し、該指部102、102
の先端部に真空吸着用穴103、103を設けた構成で
ある。また、各指部102、102の内部には該真空吸
着用穴103、103に連通する真空用通路104、1
04が形成され、該真空用通路104、104は基部1
01で一体となり、真空系(図示せず)に連通する穴1
05に連通している。
【0003】上記構成の真空吸着型の基板搬送治具にお
いて、半導体ウエハ等の薄型の基板(図示せず)の下面
中央部を指部102、102の真空吸着用穴103、1
03を当接することにより、基板を真空吸着力で指部1
02、102上に保持するようになっている。なお、図
1において、106はボルト穴であり、該ボルト穴10
6からボルトを通し締め付け固定することにより、基板
搬送治具を図示しないロボットのアーム先端に固定す
る。
【0004】上記従来構成の基板搬送治具においては、
基板の下面中央部を真空吸着するため、基板搬送時に真
空源が破壊した場合、基板を真空吸着することができな
くなり、基板が脱落し破損を起こす危険がある。また、
基板を真空吸着するため、空気中のパーティクルを集め
基板の真空吸着部が該パーティクルで汚染されるという
問題があった。このパーティクルは半導体製品のチップ
製作に有害であり極力少ないほうがよい。
【0005】また、タクトタイムを向上させるため搬送
スピード(基板搬送治具の移動速度)を上げると、基板
を横方向に動かす力が大きくなり、基板搬送治具上の基
板の位置ずれが生じ、搬送先の正規の位置に正確に基板
を渡すことができないことから、基板の破損を起こすお
それがある。
【0006】また、近年の半導体製造装置において、半
導体基板の汚染は大きな問題となっている。従来はパタ
ーン面の汚染のみが問題にされることが多かったが、半
導体デバイスの線径の微細化に伴って基板裏面の汚染が
問題になることも少なくない。従来のように、真空吸着
型の基板搬送治具を用いると半導体基板の基板搬送治具
の吸着点に汚染物質を集めることになるため、汚染増大
の大きな要因となる。
【0007】この真空吸着による汚染の問題を解決する
ために、基板搬送治具を構成する基板支持部材に半導体
基板を落とし込む溝を設けた、所謂落とし込み方式基板
搬送治具の採用が考えられる。しかしながら、半導体基
板をカセットケースから受け取る場合を考えた場合、半
導体基板は必ずしもカセットケースの正規位置、即ち基
板中心とカセットケース中心が一致する位置にあるとは
限らず、正規位置からずれて収容されていることもある
ため、従来の基板搬送治具のように基板を載置する部分
の形状が決められていると、基板のずれにより搬送ミス
が起こるという問題があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
みてなされたもので、上記問題点を除去し、基板のパー
ティクル汚染が少なく、基板が基板搬送治具から脱着落
下し、破損等が発生することがなく、正規位置からずれ
ている位置でも正確に受け取ることができ、更に基板を
正確に正規位置に渡すことができる基板搬送治具及び該
基板搬送治具を用いた搬送装置を提供することを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項1に記載の発明は、薄型基板を保持し搬送するた
めの基板搬送治具であって、薄型基板を落し込む落し込
溝を形成すると共に、該落し込溝の内周近傍に薄型基板
下面の外周部が当接する基板載置部を形成した基板支持
部材と、溝内に薄型基板が存在するか否かを検知する基
板検知機構を具備することを特徴とする。
【0010】上記のように基板支持部材に薄型基板を落
し込む溝を形成すると共に、該溝の内周近傍に基板下面
の外周部が当接する基板載置部を形成したので、真空吸
着力を必要とせず、基板の位置ずれ、脱落、破損を起こ
す心配はなくなる。また、基板下面の外周部のみが基板
載置部に当接するので、該基板載置部が当接しない基板
下面にパーティクルが付着して汚染させることが少なく
なる。
【0011】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載の基板搬送治具において、基板検知機構は、落し
込溝の内周近傍に形成され基板の下面外周部が当接する
基板検知部を設けると共に、その上面に開口する圧力検
出用の穴を設け、該穴内の圧力により薄型基板の有無を
検知する手段又は光電センサ等の非接触で溝内の基板の
有無を検知する手段のいずれか一方又は両方であること
を特徴とする。
【0012】上記のように基板の下面外周部が当接する
基板検知部に圧力検出用の穴を設け、基板受け取り時に
該穴を通して外部に清浄な空気、又はN2ガス等の流体
を小量流しておき、該穴を基板が塞ぐことにより圧力が
変化したか否かで、基板の有無を検知するので、従来の
ように真空吸着の圧力変化で基板の有無を検知するのと
異なり、空気中のパーティクルを集めることによる基板
汚染の心配はない。また、光電センサ等の非接触で基板
の有無を検知する手段では、非接触で落し込溝内の基板
の有無を検知するので、基板搬送時の基板の位置ずれ等
を迅速に検知でき基板の脱落による破損防止等に好適で
ある。また、圧力検出用穴を基板搬送時真空源に接続す
ることにより、基板の浮上を押さえ位置ずれを防止する
ことも可能となり、その際、吸着力も小さく、基板下面
の外周部を吸引するだけであるから、パーティクル汚染
も少ない。
【0013】また、請求項3に記載の発明は、薄型基板
を保持し搬送するための基板搬送治具であって、薄型基
板を落し込む落し込溝を形成すると共に、該落し込溝の
内周近傍に基板下面の外周部が当接する基板載置部を形
成した基板支持部材を有し、該基板支持部材の落し込溝
形成部の幅は該基板支持部材を基板搬送装置に取り付け
る側が広く、その反対側の先端部が狭くなっていること
を特徴とする。
【0014】上記のように基板支持部材の落し込溝形成
部の幅を該基板支持部材を基板搬送装置に取り付ける側
を広く、先端部を狭くすることにより、内部幅に制限が
あるカセットケースから基板を受け取り、受け渡すのに
好適で、安定した基板の保持が可能となる。
【0015】また、請求項4に記載の発明は、薄型基板
を保持し搬送するための基板搬送治具であって、薄型基
板を落とし込む落し込溝を形成し、該落し込溝を形成し
た部材の肉厚は該基板支持部材を基板搬送装置に取り付
ける側が厚く、その反対側の先端部が薄くなっているこ
とを特徴とする。
【0016】上記のように基板支持部材の肉厚を該基板
支持部材を基板搬送装置に取り付ける側を厚く、先端部
を薄くするので、同じ剛性でも、先端部及び薄型基板を
落とし込む落し込溝部の肉厚を更に薄くすることができ
る。
【0017】また、請求項5に記載の発明は、薄型基板
を保持し搬送するための基板搬送治具であって、薄型基
板を落とし込む落し込溝を形成した基板支持部材と、該
基板支持部材を薄型基板を受け取るべく移動させた際、
該薄型基板が正規位置からずれいる場合該正規位置に移
動させる調芯機構を具備することを特徴とする。
【0018】上記のように調芯機構を具備することによ
り、例えばカセットケース内に薄型基板が正規位置から
ずれて収容されていても、該薄型基板の受け取りに際し
て、基板支持部材を該薄型基板の下方に挿入すると薄型
基板は正規位置に移動するので、該薄型基板を基板落し
込溝に正確に落とし込むことができる。
【0019】また、請求項6に記載の発明は、請求項5
に記載の基板搬送治具において、調芯機構は基板支持部
材の落し込溝周辺に設けられ、薄型基板を受け取るべく
該基板支持部材を該薄型基板の下方に挿入する際、該薄
型基板のエッジに当接し押し込み移動させる調芯部材を
具備することを特徴とする。
【0020】上記のように、基板支持部材に薄型基板の
エッジに当接し押込む調芯部材を具備するだけの簡単な
構成で、例えば薄型基板を収容したカセットケースに該
薄型基板を受け取るべく挿入すると該調芯部材とカセッ
トケースの側壁の協働により薄型基板は正規位置に移
動、即ち調芯させることができる。
【0021】また、請求項5又は6に記載の基板搬送治
具において、基板支持部材はカセットケースに挿入した
際、該基板支持部材外周とカセットケース内壁面との間
に当接しない程度の所定のクリアランスを有するカセッ
トケース内水平断面形状に対応した形状寸法であること
を特徴とする。
【0022】上記のように基板支持部材の形状寸法をカ
セットケース内壁面との間に当接しない程度の所定のク
リアランスを有し該カセットケース内水平断面形状に対
応したものとすることにより、カセットケースから薄型
基板を受け取った場合、基板支持部材上に安定した状態
で薄型基板が載置されると共に、該基板支持部材がカセ
ットケース側壁に当接することもない。
【0023】また、請求項7に記載の発明は、基板搬送
治具を具備し、該基板搬送治具で所定の位置にある未処
理の基板を取り出し処理装置に移送し、該処理装置で処
理した処理済みの基板を基板搬送治具で所定の位置に移
送する基板搬送装置であって、基板搬送治具に少なくと
も請求項1乃至6のいずれかに記載の基板搬送治具を用
いたことを特徴とする。
【0024】上記のように基板搬送治具に少なくとも請
求項1乃至6のいずれかに記載の基板搬送治具を用いた
ことにより、上記基板搬送治具の有する作用を活用した
基板搬送装置が実現できる。
【0025】また、請求項8に記載の発明は、基板を真
空吸着により保持する第1の基板搬送治具と、請求項1
乃至6に記載のいずれか1つの第2の基板搬送治具を具
備し、第1の基板搬送治具で未処理基板収納カセットケ
ースより未処理基板を取り出し、処理装置に移送し、該
処理装置で処理した処理済み基板を第2の基板搬送治具
で受け取り、処理済基板を収納するカセットケースに移
送し、収納することを特徴とする。
【0026】上記のように、基板を真空吸着する第1の
基板搬送治具で未処理基板を取り出し、処理済み基板を
請求項1乃至6に記載のいずれか1つの第2の基板搬送
治具で受け取るので、カセットケース内にそれぞれの基
板が異なる姿勢で収納されていても、確実に基板を取り
出すことができる。また、第1の基板搬送治具で基板が
真空吸着されるので、空気中のパーティクルを集め汚染
される恐れがあるが、処理装置では通常未処理基板を洗
浄しクリーンな状態にしてから、処理を行う場合が多い
から、この汚染はそれほど問題とはならない。また、処
理済のクリーンな基板は第2の基板搬送治具で受け取る
ので、パーティクル汚染は極めて少ない。
【0027】請求項9に記載の発明は、請求項7又は8
に記載の基板搬送装置であって、基板検知機構は、基板
の搬送中常に基板搬送治具の基板を落し込む落し込溝内
の基板の有無を検知することを特徴とする。
【0028】請求項10に記載の発明は、基板を研磨す
るポリッシング部、該ポリッシング部で研磨した基板を
洗浄し、乾燥処理する洗浄乾燥処理部、基板を各部に移
送する基板搬送部を具備するポリッシング装置におい
て、基板搬送部の少なくとも一部に請求項7又は8又は
9に記載の基板搬送装置を用いたことを特徴とする。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面に基づいて説明する。なお、本実施形態例では、基板
として半導体ウエハを扱う基板搬送治具を例に説明する
が、本発明において取り扱う基板は半導体ウエハに限定
されるものではなく、ガラス基板等薄型の基板であれば
よい。
【0030】図2は本発明に係る基板搬送治具の構成例
を示す図で、図2(a)は平面図、図2(b)は側断面
図、図2(c)は補強板の平面図である。図示するよう
に、本基板搬送治具は基部11から二股状に別れた指部
12、12を具備し、該指部12、12に半導体ウエハ
を落とし込む落し込溝14、14が形成されている基板
支持部材10を具備する。この落し込溝14の内径13
は半導体ウエハの直径(外径)より若干大きく、半導体
ウエハをスムーズに落とし込むことができるようになっ
ている。具体的には、半導体ウエハの直径が200mm
の場合、落し込溝14の内径13は202mmに構成さ
れている。
【0031】基板支持部材10の落し込溝14の内周近
傍に半導体ウエハ下面の外周部が当接する基板載置部1
5、15が複数個(図では4個)設けられている。基板
支持部材10は例えばアルミナセラミック材の板体から
なり、半導体ウエハを収納するカセットケースから半導
体ウエハを取り出したり、該カセットケースに半導体ウ
エハを受け渡したりするための制限、製作上の制限及び
剛性の制限から約2mmと極力薄くしている。
【0032】また、基板支持部材10はカセットから半
導体ウエハを取り出したり入れたりするため、その落し
込溝形成部の幅はロボットアーム等に取り付ける取り付
け側が広く先端部が狭くなっている。即ち、基板支持部
材10の先端部の幅を狭くし、後部(ロボット等に取り
付ける部分側)の幅を広くしている。これにより、内部
幅が限られているカセットケースへの基板支持部材10
の出し入れ、半導体ウエハ保持の安定性を良くしてい
る。
【0033】また、上記半導体ウエハを落とし込む落し
込溝14の深さは、図3に示すように、半導体ウエハW
の厚さ(約0.725mm)と概略等しくしている。こ
れにより半導体ウエハWを基板支持部材10の指部1
2、12の落し込溝14に落とし込んだ場合、半導体ウ
エハWは基板支持部材10から簡単に脱落しない。ま
た、基板支持部材10の指部12、12の根元近傍の落
し込溝14の内周部近傍には、半導体ウエハWの有無を
検知するため、基板検知部15’、15’が設けられて
いる。この基板検知部15’の上面と基板載置部15の
上面は同一高さとなっている。この基板検知部15’に
はその上面に開口する小さい径の圧力検出用穴16を設
けると共に、指部12、12及び基部11の内部に該圧
力検出用穴16に連通する圧力検知用微小通路18を設
けている。
【0034】半導体ウエハWの受け渡し時は圧力検出用
穴16には圧力検知用微小通路18を通して清浄な空気
又はN2ガス等の気体を小量流しておき、半導体ウエハ
Wが基板載置部15に載置され、基板検知部15’、1
5’の圧力検出用穴16、16を塞いだ場合、圧力検出
用穴16及び圧力検知用微小通路18内の圧力が上昇す
る。この上昇した圧力を検出することにより、半導体ウ
エハの有無を検知することができる。また更に、例えば
半導体ウエハWの搬送時に圧力検知用微小通路18を真
空源に切り替え接続すると、吸着効果で半導体ウエハW
の浮上を抑え、半導体ウエハWの横ずれを防止し、且つ
圧力検知用微小通路18内の圧力を検知することによ
り、半導体ウエハWの有無を検知する作用も兼ねること
ができる。また、圧力検出用穴16は微小にしているの
で、清浄な空気やN2ガス等の気体は小流量でよい。
【0035】上記のように、半導体ウエハ受け取り時、
圧力検出用穴16、16から外部に小量の清浄な空気又
はN2ガスを流しているので、図1に示す構成の従来品
のように、半導体ウエハWを真空吸着する時に、空気中
のパーティクルを集め半導体ウエハWの真空吸着部がパ
ーティクルで汚染されるという現象は緩和される。
【0036】基板支持部材10の指部12、12及び基
部11には圧力検知用微小通路18を形成するため、こ
の部分の強度が小さくなるので、それを補強するためス
テンレス鋼製の補強材19を圧力検知用微小通路18が
形成されている指部12、12及び基部11の裏面に取
り付け固着している。
【0037】半導体ウエハWを検知する方法には上記の
ように、圧力検知用微小通路18の圧力を検出して検知
する方法以外に、溝20を設け、該溝20に光を用いた
センサとして光電センサ24を設置し、落し込溝14内
に在る半導体ウエハWを検出することで非接触で溝内の
基板の有無を迅速に検知することが可能である。
【0038】上記圧力検出用穴16による基板検知手段
と光電センサ24による基板検知手段を両方設けること
により、基板受け取り時の検知は圧力検出用穴16によ
る検知とし、搬送時には圧力検知用微小通路18を真空
源に接続し半導体ウエハWの浮上を押さえ、半導体ウエ
ハWの落し込溝14内の有無は光電センサ24による検
知とすることができ、好都合である。但し、両方の基板
検知手段は必ずしも必要なものではなく、場合によって
はどちらか一方でも良い。また、基板有無の検知手段と
しては、光電センサ以外にも、静電容量の大小によって
半導体ウエハの有無を検知するセンサである近接センサ
や、その他磁気によって半導体基板Wの有無を検知する
センサ等非接触で半導体ウエハWの有無を検知するセン
サでもよい。
【0039】上記のように構成した基板搬送治具をロボ
ットアームの先端にボルト穴22にボルトを通して締め
付け固定する。このようにロボットアームに取り付けた
本基板搬送治具を図4(a)に示すように、半導体ウエ
ハWを収納しているカセットケース21の半導体ウエハ
Wと半導体ウエハWの間に挿入し、基板支持部材10を
上方に移動させることにより、半導体ウエハWの下面外
周部が指部12、12の落し込溝14内の基板載置部1
5に当接し、半導体ウエハWは落し込溝14内に落とし
込まれる。
【0040】これにより、半導体ウエハWを次の処理部
まで、脱落、破損を防止して安全に移送することができ
る。処理終了後は処理済の半導体ウエハWを基板支持部
材10の指部12、12の落し込溝14内に落とし込み
下面外周部を基板載置部15で保持し、カセットケース
まで安全に移送し、該カセットケースに収納することが
できる。なお、図4(b)はA−A断面、図4(c)は
カセットケース21の壁部の半導体ウエハWの端部を載
置する載置部を示す。図示するように、載置部21aは
所定のピッチPで設けられている。
【0041】上記のように本基板搬送治具は基板支持部
材10の指部12、12の落し込溝14内に落とし込む
ことにより、該落し込溝14の内周近傍の4個の基板載
置部15で半導体ウエハWの下面外周部を保持するの
で、半導体ウエハWの芯出し機能を併せ持ち正確且つ迅
速な搬送が可能となる。また、半導体ウエハWにオリエ
ンテーション・フラットがある場合でも落し込溝14内
の3箇所の基板載置部15で半導体ウエハWの下面外周
を保持するので半導体ウエハWの芯出しが可能となる。
また、上記基板検知部15’、15’に設ける圧力検出
用穴16、16は半導体ウエハWのオリエンテーション
・フラットと圧力検出用穴16、16の位置が一致して
も半導体ウエハWの下面が該圧力検出用穴16、16を
塞ぐような位置になっている。
【0042】基板支持部材10の指部12、12の落し
込溝14の外周部には2本のピン23が設けられてい
る。該ピン23は図5に示すように、カセットケースに
収納されている上の半導体ウエハWが正規の収納位置か
らはみ出している場合、その下に配置された半導体ウエ
ハを取り出す時或いは収納するとき、基板支持部材10
の指部12、12をカセットケース内に挿入すると上側
の正規位置からずれた半導体ウエハWはピン23で矢印
B方向に押され正規の位置に収まる。
【0043】上記のように本基板搬送治具では、基板支
持部材10の指部12、12に落し込溝14を設け、該
落し込溝14内に半導体ウエハWを落し込んで半導体ウ
エハWを保持するので、半導体ウエハWを保持するのに
真空源を必要とすることなく、半導体ウエハの位置ず
れ、又は脱落し破損を起こす心配がない。また、落し込
溝14の内周近傍に設けた複数の基板載置部15で半導
体ウエハWの下面外周部を支持するので、半導体ウエハ
Wとの接触面を小さくでき、半導体ウエハ受け渡し時に
半導体ウエハWの面にパーティクルが付着して汚染する
ことを最小にすることができる。
【0044】半導体ウエハWの有無を検出するための基
板検知部15’、15’を半導体ウエハ下面の外周部が
当接する位置に設け、この基板検知部15’、15’に
圧力検出用穴16、16を設け、該圧力検出用穴16、
16に真空源を接続すると、圧力検出用穴16、16の
径は微小であるが吸着効果により半導体ウエハWの浮上
を押えることができるから、搬送中の横ずれ防止も兼ね
ることができる。
【0045】また、圧力検出用穴16、16の位置は半
導体ウエハWの下面の外周部に位置するように配置して
いるので、これによる半導体ウエハWの汚染は最小限に
抑えられ、半導体チップ部品の製品歩留まりが良くな
る。また、半導体ウエハWは基板の大径化が進んでも圧
力検出用穴16、16の径を大きくする必要がなく、半
導体ウエハWの検知のための圧力検知用微小通路18も
太くする必要がないから、基板支持部材10の厚さも薄
くできる。
【0046】図1に示す従来構成の基板搬送治具では該
指部102、102の先端部に真空吸着用穴103、1
03を設け、各指部102、102及び基部101の内
部には該真吸着用穴103、103を形成しているのに
対し、図2に示す本発明に係る基板搬送治具では指部1
2、12の根元部、即ち落し込溝14内周近傍に、圧力
検出用穴16、16を設け、指部12、12及び基部1
1に該圧力検出用穴16、16に連通する圧力検知用微
小通路18を形成する構成なので、圧力検知用微小通路
18の長さが短くなり、その分微細加工範囲が小さくな
る。
【0047】図6は本発明に係る基板搬送治具の基板支
持部材の他の構成例を示す図で、図6(a)は平面図、
図6(b)は側断面図、図6(c)は(a)のD−D断
面、図6(d)はC部分の拡大図である。図6におい
て、図2と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を
示す。本基板搬送治具は基部11から二股状に別れた指
部12、12を具備し、該指部12、12に半導体ウエ
ハを落とし込む落し込溝14、14が形成されている基
板支持部材10を具備する。この落し込溝14の内径1
3は半導体ウエハの直径(外径)より若干大きく、半導
体ウエハをスムーズに落とし込むことができるようにな
っている点は図2に示す基板搬送治具と同じである。
【0048】基板支持部材10の落し込溝14の内周近
傍に半導体ウエハ下面の外周部が当接する基板載置部1
5、15が複数個(図では8個)設けられている。25
は半導体ウエハがカセットケース等に正規位置からずれ
て収容されている場合、正規位置に位置(移動)させる
調芯機構を構成する調芯部材である。該調芯部材25の
内周は円弧状となっており、その円周率は半導体ウエハ
の外周の円周率に合わせている。基板支持部材10の落
し込溝14の内周面と調芯部材25の内周面は略一致し
ており、基板支持部材10と調芯部材25で落し込溝形
成部材を構成している。
【0049】図7はカセットケース26の内部に基板搬
送治具の基板支持部材10を挿入し、半導体ウエハWを
落し込溝14、14に正常に落とし込んだ状態を示す図
である。カセットケース26は支持部材10の挿入方向
に対して平行に配置された側壁26aと支持部材10の
挿入方向に対して先端側に斜に配置された側壁26bを
有する平面形状の空間があり、この空間に半導体ウエハ
Wが収容されている。基板支持部材10はこの空間に水
平に挿入した状態で、両指部12、12の外周とカセッ
トケース26の側壁26a、26aとの間及び側壁26
b、26bとの間に所定寸法のクリアランスG1、G2
が発生するように形成されている。即ち、両指部12、
12の幅は先端部が狭く後端部が広く形成されている。
【0050】また、調芯部材25の円周方向の長さはで
きるだけ長くし、調芯部材25で半導体ウエハWのエッ
ジ部を一方から押し込んで半導体ウエハWの反対側はカ
セットケース26の側壁26bに当接することにより、
カセット内に適切に位置決めをする。該半導体ウエハを
正規の位置に位置合わせをする調芯機能を高めるように
している。このように、調芯部材25の円周方向の長さ
を長くすることにより、特にオリエンテーションフラッ
ト型の半導体ウエハを調芯させる場合好適である。
【0051】図8は図6に示す構成の基板搬送治具の基
板支持部材10でカセットケース(図示せず)に収容さ
れた半導体ウエハWを取出す動作の流れを示す図であ
る。図では半導体ウエハW3を受け取る場合の動作を示
す。基板支持部材10を図8(a)に示すように、半導
体ウエハW3とW4の間に位置させた後、該基板支持部
材10を図8(b)、(c)に示すように半導体ウエハ
W3とW4の間の空間に挿入する。
【0052】この時、図示するように半導体ウエハW3
がカセットケースの正規の収容位置から手前にずれてい
る場合、調芯部材25の内周辺が半導体ウエハW3のエ
ッジ部に当接し、基板支持部材10の前進移動と同時に
半導体ウエハW3を前方に押し込む。この移動により半
導体ウエハW3のエッジ部は調芯部材25の内周辺に当
接して姿勢が正されると共に、更に前進し図7、図8
(c)に示す位置に達する。半導体ウエハW3のエッジ
部はカセットケース26の側壁26b、26bに当接し
半導体ウエハW3は正規の収容位置に位置することにな
る。
【0053】基板支持部材10が図8(c)の半導体ウ
エハW3の正規収容位置の真下に達したら、図8(d)
に示すように基板支持部材10を所定量上昇させると半
導体ウエハW3は落し込溝14、14内に落ち込み、こ
の状態から基板支持部材10を図8(e)、(f)に示
すように後退させることにより、半導体ウエハW3を引
き取ることができる。上記のように、基板支持部材10
に調芯部材25を設けることにより、半導体ウエハWを
引き取るときに、半導体ウエハWは調芯作用を受け、カ
セットケースの正規の収容位置に位置し、その状態で基
板支持部材10を落し込溝14、14内に落し込む。
【0054】図9は図6に示す構成の基板搬送治具の基
板支持部材10でカセットケース(図示せず)に半導体
ウエハWを収容する動作の流れを示す図である。図では
半導体ウエハW3を収容する場合の動作を示す。半導体
ウエハW3を図9(a)に示すように、基板支持部材1
0の落し込溝14、14内に落とし込んだ状態で該基板
支持部材10をカセットケースの半導体ウエハW2とW
4の間の半導体ウエハ3を収容する位置に合わせた後、
該基板支持部材10を図9(b)、(c)に示すように
半導体ウエハW3の収納位置の空間に挿入する。
【0055】基板支持部材10が図9(c)の半導体ウ
エハW3の収容位置に達したら、図9(d)に示すよう
に基板支持部材10を所定量下降させ基板支持部材10
を図9(e)、(f)に示すように後退させることによ
り、半導体ウエハW3をカセットケース内に収容させる
ことができる。上記のように、基板支持部材10の落し
込溝14、14内に半導体ウエハWを落とし込んだ状態
で基板支持部材10をカセットケースの基板収容位置ま
で前進させ、到達したら所定量下降させることにより、
半導体ウエハを正規の収容位置に収容させることができ
る。
【0056】図10はロボットアームの先端に本発明の
基板搬送治具を取り付けた基板搬送装置の平面構成を示
す図である。本基板搬送装置は図10に示すように、ロ
ボット30の2組のアーム31、32のそれぞれの先端
に図2又は図6に示す本発明の基板搬送治具33、3
3’を取り付けている。
【0057】図11は図10に示す基板搬送装置を用い
たポリッシング装置の構成例を示す平面図である。図示
するように、本ポリッシング装置はポリッシング部4
0、洗浄部50を具備する。ポリッシング部40はター
ンテーブル45の両側にトップリング41を具備するポ
リッシングユニット42と、ドレッシングツール43を
具備するドレッシングユニット44とを設置し、更に、
ワーク受渡装置47を設置して構成されている。
【0058】洗浄部50は、中央に矢印Z方向に移動可
能な2台の図10に示す構成の基板搬送装置51、52
を設置し、その一方側に1次洗浄機53と2次洗浄機5
4とスピン乾燥機(又は洗浄機能付きスピン乾燥機)5
5を並列に設置し、他方側にウエット用のワーク反転機
56とドライ用のワーク反転機57を並列に設置して構
成されている。
【0059】図12は洗浄部50の要部斜視図である。
同図に示すように、基板搬送装置51、52はいずれも
2組ずつのアーム31、32を具備し、その先端に基板
搬送治具33、33’が取り付けられている。なお、基
板搬送治具33と基板搬送治具33’はそれぞれ上下に
重なるように配置されている。
【0060】図11及び図12に示す構成のポリッシン
グ装置において、研磨前の半導体ウエハWを収納したカ
セットケース58が図示する位置にセットされると、基
板搬送装置52の上側の搬送治具33がカセットケース
58から半導体ウエハWを1枚ずつ取出してワーク反転
機57に渡し反転させる。更に該半導体ウエハWはワー
ク反転機57から基板搬送装置51の上側の搬送治具3
3に受け渡されてポリッシング部40のワーク受渡装置
47に搬送される。
【0061】ワーク受渡装置47の半導体ウエハWは、
矢印Pで示すように回動するポリッシングユニット42
のトップリング41の下面に保持されてターンテーブル
45上に移動され、回転する研磨面46で研磨される。
この時研磨面上に図示しない砥液供給ノズルから砥液が
供給される。
【0062】研磨後の半導体ウエハWは再びワーク受渡
装置47に戻され、基板搬送装置51の下側の基板搬送
治具33’によってワーク反転機56に渡されリンス液
でリンスされながら反転された後、基板搬送装置51の
下側の基板搬送治具33’によって1次洗浄機53に移
送され洗浄され、更に基板搬送装置51の下側の搬送治
具33’によって2次洗浄機54に移送され洗浄され、
基板搬送装置52の下側の搬送治具33’によってスピ
ン乾燥機55に移送され、スピン乾燥され、基板搬送装
置52の上側の搬送治具33によって研磨及び洗浄処理
済みの半導体ウエハWとしてカセットケース59に収納
される。
【0063】なお、図11では基板搬送装置51、52
の両方に、本発明の基板搬送治具を備えた場合を示した
が、基板搬送装置51はカセットケース58、59にア
クセスすることがないので、搬送治具の溝の深さにも余
裕がもて、また、受け渡される前の半導体ウエハWがそ
れぞれワーク受渡装置47、反転機56、洗浄機53、
54で位置決めされているので、受渡しが容易なため、
搬送治具の構成は本発明のものに限られない。少なくと
もカセットケース58、59と半導体ウエハWをやり取
りする基板搬送装置52は本発明に係る基板搬送治具を
用いればよい。
【0064】図13は本発明に係る基板搬送装置の他の
構成例を示す図である。本基板搬送装置は図13に示す
ように、ロボット30の2組のアーム31、32の内、
一方のアーム31の先端に図2又は図6に示す本発明の
落とし込み型の基板搬送治具33を取り付け、他方のア
ームの先端に図1に示す従来の真空吸着型の基板搬送治
具34を取り付けている。
【0065】上記構成の基板搬送装置において、ロボッ
ト30のアーム32を操作し、真空吸着型の基板搬送治
具34によりカセットケース58の未処理の半導体ウエ
ハWを取り出し、ポリッシング装置の洗浄部50に移送
する(図11参照)。一方、ポリッシング装置のポリッ
シング部40で研磨し、洗浄部50で洗浄、乾燥した処
理済みの半導体ウエハWはアーム31の先端に取り付け
られた本発明の落し込み型の基板搬送治具33で受け取
り、研磨処理済みの半導体ウエハWを収納するカセット
ケース59内に移送し、収納する。
【0066】カセットケース58から半導体ウエハWを
抜き出す時は、半導体ウエハWがカセットケース58内
で位置決めされていないため、本発明に係る落とし込み
型の基板搬送治具33で抜き出す時は、基板搬送治具3
3内で調芯する必要があり、他のユニットからの受け渡
しに比べて調芯の幅が大きくなる(ワーク反転機56、
57や洗浄機53、54から半導体ウエハWを受け取る
場合は相手側で調芯されているので、基板搬送治具33
側での調芯機能は小さくて済む)。従って、その分基板
搬送治具33を大きくしなければならない。カセットケ
ース58から抜き出した後に調芯する機構(ワーク反転
機56、57等)を持っていれば、従来の真空吸着型の
基板搬送治具34で抜き出しても支障なく、また研磨前
の半導体ウエハWであるため、裏面に触っても汚染の問
題がない。
【0067】カセットケース58に収納された未処理の
半導体ウエハWはカセットケース58の収納部で図4
(a)に示すように半導体ウエハWの端部が載置部21
aに当接する位置でピッチP内で微妙に傾いていたり、
時には上下の載置部21a、21aに1段ずれて跨って
半導体ウエハWが収められている場合がある。このよう
な場合でも、上記従来構成の真空吸着型の基板搬送治具
34では半導体ウエハWの下面中央部を真空吸着するこ
とにより、確実に該半導体ウエハWを保持することがで
きる。
【0068】また、真空吸着型の基板搬送治具34では
真空吸着により半導体ウエハWの下面中央部に空気中の
パーティクルが集められ、この部分を汚染する恐れがあ
るが、処理前、即ち研磨前の半導体ウエハであるから、
この汚染は問題にならない。
【0069】なお、図6に示す構成の基板支持部材10
を有する基板搬送治具の場合は、調芯部材25を有する
調芯機構を有するから、半導体ウエハWがカセットケー
ス58の正規の収容位置からずれていても、半導体ウエ
ハWを受け取るため基板支持部材10をカセットケース
に挿入した時、正規の収容位置に移動させる調芯作用を
奏するから基板搬送治具33のみではなく、基板搬送治
具34も図6に示す構成の基板支持部材10を有する基
板搬送治具としてもよい。
【0070】一方、ポリッシング部40で研磨し、洗
浄、乾燥した処理済みのクリーンな半導体ウエハWはア
ーム31の本発明の落とし込み型の基板搬送治具33で
受け取るから、該半導体ウエハWの下面の外周部のみが
基板載置部15に当接することになり、それ以外の部分
が基板搬送治具に接触することがないから、汚染される
ことは極めて少なくなる。
【0071】なお、上記例では一台のロボットが二本の
アーム31、32を具備する例を示したが、本発明に係
る搬送装置に用いるロボットのアームは二本に限定され
るものではなく、一本又はそれ以上のアームを有するも
のでもよく、そのアームの少なくとも一本に本発明の落
とし込み型の基板搬送治具を取り付けるように構成して
いればよい。
【0072】また、処理装置もポリッシング装置に限定
されるものではなく、処理後の半導体ウエハが洗浄さ
れ、乾燥され、クリーンな状態で排出する処理装置であ
れば、例えば、めっき装置にも本発明の基板搬送治具を
取り付けた基板搬送装置を利用できる。
【0073】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、基板支
持部材に基板を落し込む溝を形成すると共に、該溝の内
周近傍に基板下面の外周部が当接する基板載置部を形成
したので、下記のような効果が得られる。
【0074】(1)真空吸着力を必要とせず、基板の位
置ずれ、脱落、破損を起こす心配はなくなる。
【0075】(2)また、基板下面の外周部のみが基板
載置部に当接するので、該基板載置部が当接しない基板
下面にパーティクルが付着し、汚染されることは極めて
少なくなる。
【0076】また、請求項2に記載の発明によれば、基
板の下面外周部が当接する圧力検知部に圧力検出用の穴
を設け、基板受け取り時に該穴を通して外部に清浄な空
気、又はN2ガス等の気体を小量流しておき、該穴を基
板が塞ぐことにより圧力が変化したか否かで、基板の有
無を検知するので、下記のような優れた効果が得られ
る。
【0077】(3)従来のように真空吸着の圧力変化で
基板の有無を検知するのと異なり、空気中のパーティク
ルを集めて、該パーティクルの付着により基板を汚染す
る心配はない。
【0078】(4)また、光電センサ等で基板の有無を
検知する手段では、非接触で溝内の基板の有無を検知す
るので、基板搬送時の基板の脱落に結びつく姿勢の変化
等を迅速に検知でき、基板の脱落による破損防止等に好
適である。
【0079】(5)また、圧力検出用穴を基板搬送時真
空源に接続することにより、基板の浮上を押さえ位置ず
れを防止することも可能となり、その際、吸着力も小さ
く、基板下面の外周部を吸引するだけであるから、パー
ティクル汚染も少ない。また、基板下面外周部がパーテ
ィクルで汚染しても製品の歩留には、中央部の汚染に比
較して影響が少ない。
【0080】また、請求項3に記載の発明によれば、基
板支持部材の幅は該基板支持部材を基板搬送装置に取り
付ける側を広く、先端部を狭くしたので、内部幅に制限
があるカセットケースから基板を受け取り、受け渡すの
に好適で、安定した基板の保持が可能となる。
【0081】また、請求項4に記載の発明によれば、調
芯機構を具備することにより、カセットケース内に薄型
基板が正規位置からずれて収容されていても、該薄型基
板の受け取りに際して、基板支持部材をカセットケース
内に挿入すると薄型基板は正規位置に移動するので、該
薄型基板を基板落し込み溝に正確に落し込むことができ
る。
【0082】また、請求項5に記載の発明によれば、基
板支持部材に薄型基板のエッジに当接し押込む調芯部材
を具備するだけの簡単な構成で、基板支持部材にカセッ
トケースに挿入すると該調芯部材とカセットケースの側
壁の協働により薄型基板は正規位置に移動させることが
できる。
【0083】また、請求項6に記載の発明によれば、基
板支持部材の形状寸法をカセットケース内壁面との間に
当接しない程度の所定のクリアランスを有し該カセット
ケース内水平断面形状に対応したものとすることによ
り、カセットケースから薄型基板を受け取った場合、基
板支持部材上に安定した状態で薄型基板が載置されると
共に、該基板支持部材がカセットケース側壁に当接する
こともない。
【0084】また、請求項7に記載の発明によれば、基
板搬送治具に少なくとも請求項1乃至3のいずれかに記
載の基板搬送治具を用いたことにより、上記基板搬送治
具の有する(1)乃至(5)の効果を活用した基板搬送
装置が実現できる。
【0085】また、請求項8に記載の発明によれば、基
板を真空吸着する第1の基板搬送治具で未処理基板を取
り出し、処理済み基板を請求項1乃至7のいずれかに記
載の基板搬送治具で受け取るので、カセットケース内に
それぞれの基板が異なる姿勢で収納されていても、確実
に基板を取り出すことができると共に、処理済のクリー
ンな基板がパーティクルで汚染することは極めて少なく
なる。
【0086】また、請求項9に記載の発明によれば、基
板の搬送中基板検知機構は基板を落し込む溝内の基板の
有無を検知するので、搬送中に基板が脱落又は脱落しそ
うになる姿勢になった場合、それを直ちに検知でき、処
置をすることができる。
【0087】請求項10に記載の発明によれば、ポリッ
シング装置の基板搬送部の少なくとも一部に請求項7又
は8又は9に記載の基板搬送装置を用いたので、基板の
パーティクル汚染が少ない。特に研磨、洗浄、乾燥後の
クリーンな基板を請求項1乃至3のいずれかに記載の第
2の基板搬送治具で受け取りカセットケースに移送し収
納するので、パーティクル汚染は極めて少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の基板搬送治具の構成を示す図で、図1
(a)は平面図、図1(b)は側面図である。
【図2】本発明に係る基板搬送治具の構成を示す図で、
図2(a)は平面図、図2(b)は側面図、図2(c)
は補強板の平面図である。
【図3】本発明に係る基板搬送治具の基板支持部材の先
端部断面を示す図である。
【図4】本発明に係る基板搬送治具とカセットケースに
収納されている半導体ウエハの関係を示す図で、図4
(a)はカセットケースの一部正面図、図4(b)はA
−A断面図、図4(c)はカセットケース側壁部の一部
断面図である。
【図5】本発明に係る基板搬送治具で半導体ウエハの位
置ずれを修正する状態を示す図である。
【図6】本発明に係る基板搬送治具の他の構成例を示す
図で、図6(a)は平面図、図6(b)は側断面図、図
6(c)は図6(a)のD−D断面、図6(d)はC部
分の拡大図である。
【図7】本発明に係る基板搬送治具の基板支持部材をカ
セットケースの内部に挿入し半導体ウエハを溝に正常に
落とし込んだ状態を示す仮想平面図である。
【図8】本発明に係る基板搬送治具の基板支持部材でカ
セットケースに収容された半導体ウエハを取出す動作の
流れを示す図である。
【図9】本発明に係る基板搬送治具の基板支持部材でカ
セットケースに半導体ウエハを収容する動作の流れを示
す図である。
【図10】本発明に係る基板搬送装置の平面構成を示す
図である。
【図11】本発明に係る基板搬送装置を使用するポリッ
シング装置の平面構成を示す図である。
【図12】図11に示すポリッシング装置の洗浄部の要
部を立体的に示す斜視図である。
【図13】本発明に係る基板搬送装置の平面構成を示す
図である。
【符号の説明】
10 基板支持部材 11 基部 12 指部 13 溝の内径 14 溝 15 基板載置部 15’ 基板検知部 16 圧力検出用穴 18 圧力検知用微小通路 19 補強材 20 溝 21 カセットケース 22 ボルト穴 23 ピン 24 光電センサ等 25 調芯部材 30 ロボット 31 アーム 32 アーム 33 本発明の基板搬送治具 33’ 本発明の基板搬送治具 34 従来の基板搬送治具 40 ポリッシング部 41 トップリング 42 ポリッシングユニット 43 ドレッシングツール 44 ドレッシングユニット 45 ターンテーブル 46 研磨面 47 ワーク受渡装置 50 洗浄部 51 基板搬送装置 52 基板搬送装置 53 1次洗浄機 54 2次洗浄機 55 スピン乾燥機 56 ワーク反転機 57 ワーク反転機 58 カセットケース 59 カセットケース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桜井 邦彦 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 若林 聡 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 戸川 哲二 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄型基板を保持し搬送するための基板搬
    送治具であって、 前記薄型基板を落し込む落し込溝を形成すると共に、該
    落し込溝の内周近傍に前記薄型基板下面の外周部が当接
    する基板載置部を形成した基板支持部材と、前記溝内に
    薄型基板が存在するか否かを検知する基板検知機構を具
    備することを特徴とする基板搬送治具。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の基板搬送治具におい
    て、 前記基板検知機構は、前記溝の内周近傍に形成され前記
    基板の下面外周部が当接する基板検知部を設けると共
    に、その上面に開口する圧力検出用の穴を設け、該穴内
    の圧力により薄型基板の有無を検知する手段、又は光電
    センサ等の非接触で前記溝内の薄型基板の有無を検知す
    る手段のいずれか一方又は両方であることを特徴とする
    基板搬送治具。
  3. 【請求項3】 薄型基板を保持し搬送するための基板搬
    送治具であって、 前記薄型基板を落し込む落し込溝を形成すると共に、該
    落し込溝の内周近傍に前記基板下面の外周部が当接する
    基板載置部を形成した基板支持部材を有し、該基板支持
    部材の前記落し込溝形成部の幅は該基板支持部材を基板
    搬送装置に取り付ける側が広く、その反対側の先端部が
    狭くなっていることを特徴とする基板搬送治具。
  4. 【請求項4】 薄型基板を保持し搬送するための基板搬
    送治具であって、 前記薄型基板を落とし込む落し込溝を形成し、該落し込
    溝を形成した部材の肉厚は該基板支持部材を基板搬送装
    置に取り付ける側が厚く、その反対側の先端部が薄くな
    っていることを特徴とする基板搬送治具。
  5. 【請求項5】 薄型基板を保持し搬送するための基板搬
    送治具であって、 前記薄型基板を落とし込む落し込溝を形成した基板支持
    部材と、該基板支持部材を前記薄型基板を受け取るべく
    移動させた際、該薄型基板が正規位置からずれている場
    合該正規位置に移動させる調芯機構を具備することを特
    徴とする基板搬送治具。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の基板搬送治具におい
    て、 前記調芯機構は前記基板支持部材の前記落し込溝周辺に
    設けられ、前記薄型基板を受け取るべく該基板支持部材
    を該薄型基板の下方に挿入する際、該薄型基板のエッジ
    に当接し押し込み移動させる調芯部材を具備することを
    特徴とする基板搬送治具。
  7. 【請求項7】 基板搬送治具を具備し、該基板搬送治具
    で所定の位置にある未処理の基板を取り出し処理装置に
    移送し、該処理装置で処理した処理済みの基板を基板搬
    送治具で所定の位置に移送する基板搬送装置であって、 前記基板搬送治具に少なくとも請求項1乃至6のいずれ
    かに記載の基板搬送治具を用いたことを特徴とする基板
    搬送装置。
  8. 【請求項8】 基板を真空吸着により保持する第1の基
    板搬送治具と、請求項1乃至6に記載のいずれか1つの
    第2の基板搬送治具を具備し、 前記第1の基板搬送治具で未処理基板収納カセットケー
    スより未処理基板を取り出し、処理装置に移送し、該処
    理装置で処理した処理済み基板を前記第2の基板搬送治
    具で受け取り、処理済基板を収納するカセットケースに
    移送し、収納することを特徴とする基板搬送装置。
  9. 【請求項9】 請求項7又は8に記載の基板搬送装置で
    あって、 前記基板検知機構は、基板の搬送中常に前記基板搬送治
    具の基板を落し込む落し込溝内の基板の有無を検知する
    ことを特徴とする基板搬送装置。
  10. 【請求項10】 基板を研磨するポリッシング部、該ポ
    リッシング部で研磨した基板を洗浄し、乾燥処理する洗
    浄乾燥処理部、基板を各部に移送する基板搬送部を具備
    するポリッシング装置において、 前記基板搬送部の少なくとも一部に請求項7又は8又は
    9に記載の基板搬送装置を用いたことを特徴とするポリ
    ッシング装置。
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