JP2004056016A - 処理システム及び基板搬送装置及び基板搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送効率の向上およびフットプリントの低減を実現する。
【解決手段】副搬送機構１８は、基板Ｇを保持する搬送アーム７６のピンセット８２を基板移載位置に位置決めしてから、ピンセット８２の吸着パッドに供給していたバキューム吸引力をオフにし、基板中継部９０のピン昇降部９４を作動させて、リフトピン９２をピン支持アーム１００と一体に復動または待機位置（仮想線で示す位置）から往動位置（実線で示す位置）まで上昇移動させる。リフトピン９２は、この上昇移動の途中でピンセット８２から基板Ｇをピン先端にて水平状態で受け取り、受け取った基板Ｇを往動位置の高さ位置まで持ち上げる。外部搬送手段（図示せず）はそのピンセット（図示せず）でリフトピン９２から基板Ｇを受け取ることができる。
【選択図】　　図１１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＣＤ基板や半導体基板等の被処理基板を枚葉式で処理する処理ユニットを備えた処理システムに係わり、特にこの種の処理システムにおいて基板を搬送する装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、被処理基板を多数の枚葉式処理ユニットに所定のシーケンスで出し入れして基板に一連の枚葉処理を施すようにした処理システムでは、処理ユニットを集約して配置したプロセス部またはプロセスステーションと、基板を複数枚単位で整列収納するカセットを搬入出可能に置いておくカセット搬入出部またはカセットステーションとを設ける。そして、プロセスステーションには処理ユニット間で基板を搬送する第１の搬送手段（主搬送手段）を充てる一方、カセットステーションには基板を１枚単位でカセットから取り出し、またはカセットへ装填する第２の搬送手段（副搬送手段）を充てる。
【０００３】
この種の処理システムは、プロセスステーション側の主搬送手段とカセットステーション側の副搬送手段との間で基板のやりとりを行うために、両ステーションの境界付近に両搬送手段よりアクセス可能な定置型の基板支持台を設ける方式（間接受け渡し方式）か、または主搬送手段と副搬送手段との間で直接基板を受け渡す方式（直接受け渡し方式）を採用している。
【０００４】
直接受け渡し方式では、主搬送手段および副搬送手段のそれぞれのピンセット同士の間で基板の受け渡しを行う。カセットステーションからプロセスステーションに未処理の基板を搬入するときは、副搬送手段がピンセットに基板を載せた状態で所定の基板受け渡し位置で待機し、そこに主搬送手段が無負荷（基板無し）状態でアクセスしてきて、主搬送手段のピンセットが副搬送手段のピンセットから基板を受け取る。プロセスステーションからカセットステーションに処理済の基板を搬出するときは、副搬送手段が無負荷（基板無し）状態で基板受け渡し位置で待機し、そこに主搬送手段が処理済の基板を保持しながらアクセスしてきて、主搬送手段のピンセットから副搬送手段のピンセットへ基板を手渡すようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の処理システムにおいて、上記のような間接受け渡し方式を採用する場合は、基板支持台の占有スペースがそのままシステム全体のフットプリントに影響するという問題や、タクトタイムが増すという不都合がある。
【０００６】
一方、上記のような直接受け渡し方式は、プロセスステーション側の主搬送手段におけるピンセット上の基板の向きがカセットステーション側の副搬送手段におけるピンセット上の基板の向きによって制限されるという問題がある。たとえば、ＬＣＤ基板を被処理基板とする場合、カセットステーションにおいては、通常のＬＣＤ用カセットが基板を長手方向の向きで水平に出し入れする構成となっているため、副搬送手段は基板を縦向きで、つまり基板の長手方向がピンセットの進退方向と平行になる向きで基板をピンセット上に保持しなければならない。他方、プロセスステーションにおいては、搬送路や処理ユニット等のフットプリントを小さくするうえで主搬送手段は基板を横向きで、つまり基板の長手方向がピンセットの進退方向と直交する向きで基板をピンセット上に保持するのが好ましい。ところが、主搬送手段のピンセットと副搬送手段のピンセットとの間では、それぞれのピンセットを互いに平行にしてでないと、つまり両ピンセット上の基板の向きを同一に設定しないと、支障（干渉）無く基板の直接受け渡しを行うことはできない。結局、現実的な妥協策として、プロセスステーションにおいて主搬送手段のピンセット上の基板の向きを縦向きに設定せざるを得ず、システム全体のフットプリントを犠牲にするはめになっている。
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、搬送効率の向上およびフットプリントの低減を実現する処理システム、基板搬送装置および基板搬送方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の基板搬送装置は、搬送本体と、前記搬送本体に取り付けられ、被処理基板を搬送のため保持するピンセットを有する搬送アームと、前記搬送本体に取り付けられ、前記ピンセットと他の基板搬送手段との間で前記基板の受け渡しを中継するために前記基板を支持する基板中継部とを具備する。
【０００９】
本発明の基板搬送装置では、共通の搬送本体に搬送アームと基板中継部とを搭載し、装置内または搬送本体上では搬送アームと基板中継部との間で基板の受け渡しを任意に行い、外部の基板搬送手段に対しては基板中継部を基板受け渡しのフロントとすることができる。基板中継部を介在させることで、搬送アームの基板を保持する向きと外部基板搬送手段の基板を保持する向きとを変換（姿勢変換）することができる。
【００１０】
本発明の基板搬送装置において、典型的な一態様は、搬送本体が一定の経路を水平方向に移動する構成である。また、好ましくは、搬送アームがピンセットをエンドエフェクタとして有するマニピュレータで構成されてよい。この場合、マニピュレータを水平多関節ロボットで構成することで、作業スペースを小さくし、搬送動作の効率化をはかることができる。
【００１１】
上記水平多関節ロボットの好適な一形態は、リンク基端部が搬送本体に回転可能に取り付けられた第１のリンクと、リンク先端部でピンセットを回転可能に支持し、リンク基端部が第１のリンクの先端部に回転可能に取り付けられた第２のリンクと、ピンセットを所望の方向に所望の距離だけ移動させるように第１のリンク、第２のリンクおよびピンセットを回転動作させる駆動部とを有する構成である。
【００１２】
また、本発明の基板搬送装置において、搬送本体に、搬送アームおよび基板中継部を垂直軸を中心として一緒に回転させる旋回機構を設ける構成も好ましい。かかる旋回機能により、装置自体の向きだけでなく搬送アームまたは基板中継部に支持される基板の向きも任意に変更または選択することができる。
【００１３】
また、好適な一態様として、搬送本体に、搬送アームおよび基板中継部を一緒に昇降移動させる昇降機構を設けてもよい。かかる昇降機能により、任意の高さ位置で搬送アームと基板中継部との間、あるいは基板中継部と外部基板搬送手段との間で基板の受け渡しを行うことができる。
【００１４】
搬送アームのピンセットは、基板の保持を確実に行うために、好ましくは、基板をバキューム吸引力で保持するための吸着部を有してよい。基板中継部は、好ましい一形態として、基板をピン先端で支持する複数のリフトピンと、ピンセットに対して相対的にリフトピンを昇降移動させるピン昇降部とを有してよい。また、基板を安定に支持するための好ましい一形態として、搬送アームのピンセットが基板を水平状態で載せるための一対の平行なピンセットアームを有し、搬送本体上に設定された所定の基板移載位置にて基板中継部のリフトピンがピンセットアームよりも基板中心側に位置する構成としてよい。
【００１５】
本発明の第１の処理システムは、被処理基板を出し入れ可能に収納するカセットを所定の位置に置いておくカセットステーションと、前記基板に所定の処理を施すための複数の処理ユニットを集約して配置してなるプロセスステーションと、前記プロセスステーションの前記処理ユニット間で前記基板を搬送する主搬送機構と、前記カセットステーション上のカセットと前記主搬送機構との間で前記基板を搬送する本発明の基板搬送装置とを具備する。
【００１６】
上記第１の処理システムでは、本発明の基板搬送装置とプロセスステーション側の主搬送機構との間で基板の受け渡しを効率よく行い、システム全体としてもカセットステーションからプロセスステーションへの未処理基板の搬入、あるいはプロセスステーションからカセットステーションへの処理済基板の搬出を省スペースで効率よく行うことができる。
【００１７】
本発明の第１の基板搬送方法は、上記第１の処理システムにおいて前記基板を搬送する方法であって、前記基板搬送装置が前記カセットステーション上のカセットから１枚の基板を前記ピンセットで保持して取り出す第１のステップと、前記基板搬送装置が前記基板を保持するピンセットを前記搬送本体上に設定された所定の基板移載位置まで移動させる第２のステップと、前記基板搬送装置が前記基板移載位置にて前記ピンセットから前記基板中継部に前記基板を移載する第３のステップと、前記主搬送機構が前記基板搬送装置の前記基板中継部より前記基板を受け取る第４のステップとを有する。
【００１８】
上記第１の基板搬送方法では、本発明の基板搬送装置と主搬送機構との間で基板の受け渡しを行うことにより、カセットステーションからプロセスステーションへ未処理の基板を省スペースで効率よく搬入することができる。
【００１９】
上記第１の基板搬送方法において、好ましくは、上記第２のステップの前もしくは後に、基板搬送装置が旋回機構を作動させて基板を保持するピンセットを基板中継部と一緒に所定の角度だけ旋回させる第５のステップを有してよい。かかる旋回動作により、装置外部に対するピンセット上の基板の向きを任意に変えることができる。また、作業スペースを小さくするうえで、好ましくは、上記の旋回がピンセット上の基板も含めて最小またはそれに近い旋回半径で行われるようにピンセットの位置を設定してよい。
【００２０】
また、好ましくは、上記第２のステップの前もしくは後または上記第３のステップの後で、基板搬送装置が、昇降機構を作動させて、ピンセットまたは基板中継部に支持される基板の高さ位置を主搬送機構に対する基板受け渡し用の所定の高さ位置に合わせる第６のステップを有してよい。また、上記第２のステップの前もしくは後または上記第３のステップの後で、基板搬送装置が、搬送本体を移動させて、基板中継部に支持される基板を主搬送機構に対する所定の基板引渡し位置まで移送する第７のステップを有してよい。また、上記第３のステップにおいて、基板中継部が、ピン昇降部を作動させてリフトピンを第１の高さ位置から第２の高さ位置まで上昇させ、その上昇の途中でピンセットより基板をリフトピンの先端で受け取るのも好ましい。
【００２１】
本発明の第２の基板搬送方法は、上記第１の処理システムにおいて前記基板を搬送する方法であって、前記基板搬送装置が基板を保持していない状態のピンセットを前記搬送本体上に設定された所定の基板移載位置まで移動させておく第１のステップと、前記主搬送機構が前記基板搬送装置の前記基板中継部に１枚の処理済基板を渡す第２のステップと、前記基板搬送装置が前記基板移載位置にて前記基板中継部から前記ピンセットに前記基板を移載する第３のステップと、前記基板搬送装置が前記ピンセットで前記基板を前記カセットステーション上のカセットに収容する第４のステップとを有する。
【００２２】
上記第２の基板搬送方法では、本発明の基板搬送装置と主搬送機構との間で基板の受け渡しを行うことにより、プロセスステーションからカセットステーションへ処理済の基板を省スペースで効率よく搬出することができる。
【００２３】
本発明の第２の処理システムは、被処理基板に所定の処理を施すための１つまたは複数の処理ユニットを集約して配置してなるプロセスステーションと、前記プロセスステーションの前記処理ユニット間で前記基板を搬送する主搬送機構と、前記プロセスステーションに隣接する外部の処理部と前記主搬送機構との間で前記基板を搬送する本発明の基板搬送装置とを具備する。
【００２４】
上記第２の処理システムでも、本発明の基板搬送装置とプロセスステーション側の主搬送機構との間で基板の受け渡しを効率よく行い、システム全体としても外部の処理部からプロセスステーションへの基板の搬入、あるいはプロセスステーションから外部の処理部への基板の搬出を省スペースで効率よく行うことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【００２６】
図１に、本発明の一実施形態における塗布現像処理システムを示す。この塗布現像処理システムは、クリーンルーム内に設置され、たとえばＬＣＤ基板を被処理基板とし、ＬＣＤ製造プロセスにおいてフォトリソグラフィー工程の中の洗浄、レジスト塗布、プリベーク、現像およびポストベークの各処理を行うものである。露光処理は、このシステムに隣接して設置される外部の露光装置（図示せず）で行われる。
【００２７】
この塗布現像処理システムは、大きく分けて、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０と、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２と、インタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４とで構成される。
【００２８】
システムの一端部に設置されるカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０は、複数の基板Ｇを出し入れ可能に多段整列収容するカセットＣを水平方向（図のＹ方向）一列に所定数たとえば４個まで載置可能なカセットステージ１６と、このカセットステージ１６の側方でかつカセットＣの配列方向と平行に設けられた基板Ｇを搬送するための搬送路と、この搬送路上で移動自在でステージ１６上のカセットＣについて基板Ｇの出し入れを行う副搬送機構１８とを備えている。副搬送機構１８は、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θの４軸で動作可能であり、後述するプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２側の主搬送機構３８と基板Ｇの直接受け渡しを行えるようになっている。
【００２９】
プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２は、上記カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０側から順に洗浄プロセス部２２と、塗布プロセス部２４と、現像プロセス部２６とを基板支持台２３、薬液供給ユニット２５およびスペース２７を介して水平方向（図のＸ方向）一列に設けている。
【００３０】
洗浄プロセス部２２は、２つのスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２８と、上下２段の紫外線照射／冷却ユニット（ＵＶ／ＣＯＬ）３０と、加熱ユニット（ＨＰ）３２と、冷却ユニット（ＣＯＬ）３４とを含んでいる。
【００３１】
塗布プロセス部２４は、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）４０と、減圧乾燥ユニット（ＶＤ）４２と、エッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）４４と、上下２段型アドヒージョン／冷却ユニット（ＡＤ／ＣＯＬ）４６と、上下２段型加熱／冷却ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）４８と、加熱ユニット（ＨＰ）５０とを含んでいる。
【００３２】
現像プロセス部２６は、３つの現像ユニット（ＤＥＶ）５２と、２つの上下２段型加熱／冷却ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）５５と、加熱ユニット（ＨＰ）５３とを含んでいる。
【００３３】
各プロセス部２２，２４，２６の中央部には、副搬送機構１８の搬送路と直交するようにシステム長手方向に延在する搬送路３６，５１，５８が設けられ、主搬送機構３８，５４，６０が各搬送路に沿って移動して各プロセス部内の各ユニットにアクセスし、基板Ｇの搬入／搬出または搬送を行うようになっている。なお、このシステムでは、各プロセス部２２，２４，２６において、搬送路３６，５１，５８の一方の側にスピンナ系のユニット（ＳＣＲ，ＣＴ，ＤＥＶ等）が配置され、他方の側に熱処理または照射処理系のユニット（ＨＰ，ＣＯＬ，ＵＶ等）が配置されている。
【００３４】
システムの他端部に設置されるインタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４は、プロセスステーション１２と隣接する側にイクステンション（基板中継台）５７およびバッファステージ５６を設け、露光装置と隣接する側に副搬送機構５９を設けている。
【００３５】
図２に、この塗布現像処理システムにおける処理の手順を示す。先ず、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０において、副搬送機構１８が、ステージ１６上の選択されたカセットＣから１つの基板Ｇを取り出し、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２の洗浄プロセス部２２の主搬送機構３８に渡す（ステップＳ１）。
【００３６】
洗浄プロセス部２２において、基板Ｇは、先ず紫外線照射／冷却ユニット（ＵＶ／ＣＯＬ）３０に順次搬入され、上段の紫外線照射ユニット（ＵＶ）では紫外線照射による乾式洗浄を施され、次に下段の冷却ユニット（ＣＯＬ）では所定温度まで冷却される（ステップＳ２）。この紫外線照射洗浄では基板表面の有機物が除去される。これによって、基板Ｇの濡れ性が向上し、次工程のスクラビング洗浄における洗浄効果を高めることができる。
【００３７】
次に、基板Ｇはスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２８の１つでスクラビング洗浄処理を受け、基板表面から粒子状の汚れが除去される（ステップＳ３）。スクラビング洗浄の後、基板Ｇは、加熱ユニット（ＨＰ）３２で加熱による脱水処理を受け（ステップＳ４）、次いで冷却ユニット（ＣＯＬ）３４で一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ５）。これで洗浄プロセス部２２における前処理が終了し、基板Ｇは、主搬送機構３８により基板支持台２３を介して塗布プロセス部２４へ搬送される。
【００３８】
塗布プロセス部２４において、基板Ｇは、先ずアドヒージョン／冷却ユニット（ＡＤ／ＣＯＬ）４６に順次搬入され、最初のアドヒージョンユニット（ＡＤ）では疎水化処理（ＨＭＤＳ）を受け（ステップＳ６）、次の冷却ユニット（ＣＯＬ）で一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ７）。
【００３９】
その後、基板Ｇは、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）４０でレジスト液を塗布され、次いで減圧乾燥ユニット（ＶＤ）４２で減圧による乾燥処理を受け、次いでエッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）４４で基板周縁部の余分（不要）なレジストを除かれる（ステップＳ８）。
【００４０】
次に、基板Ｇは、加熱／冷却ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）４８に順次搬入され、最初の加熱ユニット（ＨＰ）では塗布後のベーキング（プリベーク）が行われ（ステップＳ９）、次に冷却ユニット（ＣＯＬ）で一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ１０）。なお、この塗布後のベーキングに加熱ユニット（ＨＰ）５０を用いることもできる。
【００４１】
上記塗布処理の後、基板Ｇは、塗布プロセス部２４の主搬送機構５４と現像プロセス部２６の主搬送機構６０とによってインタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４へ搬送され、そこから露光装置に渡される（ステップＳ１１）。露光装置では基板Ｇ上のレジストに所定の回路パターンを露光される。そして、パターン露光を終えた基板Ｇは、露光装置からインタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４に戻される。インタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４の副搬送機構５９は、露光装置から受け取った基板Ｇをイクステンション５７を介してプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２の現像プロセス部２６に渡す（ステップＳ１１）。
【００４２】
現像プロセス部２６において、基板Ｇは、現像ユニット（ＤＥＶ）５２のいずれか１つで現像処理を受け（ステップＳ１２）、次いで加熱／冷却ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）５５の１つに順次搬入され、最初の加熱ユニット（ＨＰ）ではポストベーキングが行われ（ステップＳ１３）、次に冷却ユニット（ＣＯＬ）で一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ１４）。このポストベーキングに加熱ユニット（ＨＰ）５３を用いることもできる。
【００４３】
現像プロセス部２６での一連の処理が済んだ基板Ｇは、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）２４内の主搬送機構３８からカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０の副搬送機構１８へ直接手渡しされ、副搬送機構１８によりいずれか１つのカセットＣに収容される（ステップＳ１）。
【００４４】
この塗布現像処理システムにおいては、たとえば、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０の副搬送機構１８に本発明の基板搬送装置を適用することができる。以下、図３〜図１２につき本発明の一実施形態による副搬送機構１８の構成および作用を詳細に説明する。
【００４５】
図３〜図７に、副搬送機構１８の全体および各部の構成を示す。図３、図４および図６に示すように、副搬送機構１８は、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０内で副搬送機構１８用の搬送路に設けられたガイドレール２０に沿ってＹ方向に水平移動可能に構成された搬送ベース部または搬送本体６１を有している。この搬送本体６１は、３重箱構造の昇降部６２と、この昇降部６２の上面に回転可能に取り付けられた円盤型回転体または回転テーブル６４とを備えている。
【００４６】
昇降部６２は、それぞれ上面が開口している外側箱体６６、中間箱体６８および内側箱体７０を有する。外側箱体６６は、Ｙ方向に延在するガイドレール２０と摺動可能に係合する一対のガイド部７２を左右の側面に有し、図示しない直進駆動機構たとえばベルト機構によりＹ方向で直進移動（前進／後退）できるようになっている。中間箱体６８は、外側箱体６６の中に上下移動可能に装入され、図示しないアクチュエータたとえばボールネジ機構により外側箱体６６に対して相対的に所定のストロークまたは高さ以内で昇降移動できるようになっている。内側箱体７０は、中間箱体６８の中に上下移動可能に装入され、図示しないアクチュエータたとえばボールネジ機構により中間箱体６８に対して相対的に所定のストロークまたは高さ以内で昇降移動できるようになっている。この実施例では、図６に示すように、昇降部６２全体の任意の高さ位置において、外側箱体６６に対して中間箱体６８が上方に突出するストロークｈ１と中間箱体６８に対して内側箱体７０が上方に突出するストロークｈ２とが常に同じ（ｈ１＝ｈ２）になるように構成されている。内側箱体７０内の上部には、回転テーブル６４を中心軸（垂直軸）回りに回転または旋回させるための回転駆動モータ７４が取り付けられている。
【００４７】
搬送本体６１の回転テーブル６４には、水平方向に伸縮自在な搬送アーム７６が取り付けられている。この搬送アーム７６は、３軸水平多関節ロボットまたはスカラーロボットからなるマニピュレータとして構成され、水平面内で回転可能な２本のリンク７８，８０とエンドエフェクタ８２を直列に接続してなる。より詳細には、図３および図７に示すように、第１のリンク７８の基端部が回転軸（ショルダ軸）Ｊ１を介して回転テーブル６４に水平面内で回転可能に取り付けられている。第１のリンク７８の先端部には、第２のリンク８０の基端部が回転軸（エルボ軸）Ｊ２を介して水平面内で回転可能に取り付けられている。第２のリンク８０の先端部には、基板Ｇを載せて保持可能なピンセットとして構成されたエンドエフェクタ８２の基端部が回転軸（リスト軸）Ｊ３を介して水平面内で回転可能に取り付けられている。
【００４８】
第１および第２のリンク７８，８０の内部には、回転テーブル６４に取り付けられた図示しない駆動源（たとえば電気モータ）より発生される駆動力を各リンク部またはハンド部に伝達する伝動機構（たとえばプーリ、ベルト、減速機等）が内蔵されている。この実施例では、図８に示すように、第１のリンク７８の基端部の回転軸（ショルダ軸）Ｊ１を原点Ｏとして、エンドエフェクタまたはピンセット８２がピンセット長手方向に直進移動するように、両リンク７８，８０およびピンセット８２の三者が連動して回転運動を行うように構成されている。
【００４９】
ピンセット８２は、リスト軸Ｊ３に結合された水平ベース板８４と、このベース板８４よりピンセット長手方向に水平に延在する一対のピンセットアーム８６とを有する。各ピンセットアーム８６は、たとえばカーボン繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）からなり、その上面に適当な間隔を置いてたとえばポリアセタール（ＰＯＭ）からなる複数個の吸着パッド８８を取り付けている。これらの吸着パッド８８は、基板Ｇを基板裏面側にてバキューム吸引力で吸着保持するためのもので、バキューム系統（図示せず）に接続されている。
【００５０】
図４および図７に示すように、搬送本体６１の回転テーブル６４には、基板中継部９０も取り付けられている。この基板中継部９０は、回転テーブル６４の半径方向外側で基板Ｇをピン先端でほぼ水平に支持する複数本（図示の例では４本）のリフトピン９２と、これらのリフトピン９２を搬送本体６１に対して（ひいてはピンセット８２に対して）相対的に昇降移動させるピン昇降部９４とを有する。
【００５１】
ピン昇降部９４は、搬送アーム７６の基端部またはショルダ軸Ｊ１とは反対側にオフセットした部位にて回転テーブル６４にボルト等で固着された水平ベース板９６と、この水平ベース板９６の先端部に取り付けられた垂直方向に延在する昇降駆動部９８と、この昇降駆動部９８に接続された水平方向に延在する左右一対のピン支持アーム１００とで構成されている。ピン支持アーム１００は、ピンセット８２の移動経路と立体交差しつつ、回転テーブル６４の左右両側にてピンセット８２の長手方向または移動方向と直交する方向に延在している。そして、ピン支持アーム１００上の所望の部位にピンセット８２の長手方向と平行な方向に延在する水平支持片１０２を複数個（４個）固着し、各水平支持片１０２の先端部にリフトピン９２を垂直に立設している。ピン支持アーム１００上における水平支持片１０２の取付位置や水平支持片１０２の長さ等を適宜選択することで、基板受け渡しに際しての各リフトピン９２の配置位置を任意自由に設定することができる。
【００５２】
図５に、ピン昇降部９４における昇降駆動部９８の一構成例を示す。この構成例では、水平ベース板９６に固着された垂直支持板１０４に昇降駆動源としてロッドレス・エアシリンダ１０６を取り付けている。この垂直方向に延在するロッドレス・エアシリンダ１０６の外側に遊動可能つまり昇降可能に外嵌されている円筒状の可動部１０８と、その左右両側で垂直方向に延在する一対のガイドレール１１０にそれぞれ摺動可能に係合する一対のガイド部１１２とにピン支持アーム１００を結合している。
【００５３】
次に、図７〜図１２を参照してこの実施形態における副搬送機構１８の作用を説明する。なお、これらの図では、副搬送機構１８をＹ方向に案内するためのガイドレール２０は省略している。
【００５４】
先ず、図７に示すように、副搬送機構１８は、カセットステージ１６上の選択されたカセットＣの正面へ移動し、搬送アーム７６を働かせてカセットＣから１つの未処理の基板Ｇを取り出す。より詳細には、搬送アーム７６を所定の高さ位置で正方向（図８の（＋）方向）に移動または前進させて、ピンセット８２をカセットＣ内の該当基板Ｇの下に挿入し、次いでピンセット８２を垂直上方に少し持ち上げて基板Ｇをピンセットアーム８６に移載し、同時に吸着パッド８８にバキューム吸引力を与えて基板Ｇをピンセット８２に吸着保持する。次いで、図９に示すように、搬送アーム７６を負方向（図８の（−）方向、図９の矢印Ａの方向）に移動または後退させ、基板Ｇをピンセット８２上に保持した状態でカセットＣから取り出す。搬送アーム７６ないしピンセット８２の上下移動は搬送本体６１の昇降部６２によって行われる。なお、基板Ｇは長方形の板体であり、カセットＣにおける基板Ｇの出し入れは基板の長手方向と平行な方向で行われる。
【００５５】
図９に示すように、副搬送機構１８は、ピンセット８２上の基板Ｇも含めて最小またはそれに近い旋回半径Ｆの内側に収まるようにピンセット８６を副搬送機構１８内の所定のホームポジションまで復動させる。このホームポジションまで引き取られた基板Ｇの向きは、カセットＣの中に収容されているときの向きと同じである。つまり、基板Ｇの長手方向がＸ方向と平行に保たれている。
【００５６】
次いで、副搬送機構１８は、基板Ｇの向きをその長手方向がＹ方向と平行になる向きに変えるために、モータ７４の回転駆動により、たとえば図９において矢印Ｂの方向に回転テーブル６４を９０゜だけ旋回させる。上記のような最小またはそれに近い旋回半径Ｆの内側で旋回するので、副搬送機構１８のスペース、特にＸ方向のスペースを可及的に小さくすることができる。この回転テーブル６４の９０゜旋回によって、搬送アーム７６および基板Ｇならびに基板中継部９０も回転テーブル６４と一体に９０゜旋回してそれぞれの向きを９０゜だけ変える。こうして、ピンセット８２上の基板Ｇの向きはその長手方向がＹ方向と平行になる向きに変わる。
【００５７】
次に、副搬送機構１８は、図１０に示すように、搬送アーム７６をホームポジョンから負方向（図８の（−）方向、図１０の矢印Ｃの方向）に所定の距離だけ移動または後退させて、基板Ｇを保持するピンセット８２を基板移載位置（図１０で示す位置）に位置決めする。この基板移載位置において、基板中継部９０のリフトピン９２は基板Ｇの真下に附ける。
【００５８】
この場合、図１０に示すように、リフトピン９２がピンセットアーム８６の内側（基板中心側）に位置するのが好ましく、さらにはリフトピン９２がピンセットアーム８６に可及的に近接して位置するのが好ましい。すなわち、基板中継部９０上で基板Ｇを支持する際に、そのようなリフトピン９２の位置が基板Ｇを安定ないし水平姿勢に保つうえで好ましい。より詳細には、両ピンセットアーム８６で支持した状態で基板Ｇが水平になるように両ピンセットアーム８６の位置関係（間隔）が設定されており、上記の位置にリフトピン９２が配置されることで、リフトピン９２上で基板Ｇを支える際には、基板Ｇを水平状態または上に凸に反らせた状態で支えることが可能となる。基板Ｇを下に凸に反らせた状態で支持するのと比較して、リフトピン９２上に基板Ｇを載置したままリフトピン９２を上昇させる際の空気抵抗を低減できるとともに、後述するような主搬送機構３８のピンセット３８ａが基板Ｇの下から上昇して基板Ｇを受け取る際に、基板Ｇへの衝撃を小さくすることができる。
【００５９】
次に、副搬送機構１８は、搬送本体６１をＹ方向で前進または後退させて、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２の主搬送機構３８に基板Ｇを引き渡す場所、つまり搬送路３６の端に隣接する位置まで移動する。そして、この基板引渡し場所で停止した後、ピンセット８２の吸着パッド８８に供給していたバキューム吸引力を切る（オフにする）。
【００６０】
動作手順の一変形例として、副搬送機構１８は、未処理の基板Ｇを保持するピンセット８２をホームポジションに復動させた後（図９の状態）、先ず基板引渡し場所まで移動し、基板引渡し場所に着いてから上記のような回転テーブル６４の９０゜旋回と、ピンセット８２のホームポジションから基板移載位置へのシフトとを順次行い、その後でピンセット８２のバキューム吸着力をオフにすることも可能である。
【００６１】
次に、副搬送機構１８は、図１１に示すように、この基板引渡し場所Ｐ_Ｇにて基板中継部９０のピン昇降部９４を作動させて、リフトピン９２をピン支持アーム１００と一体に復動または待機位置（仮想線で示す位置）から往動位置（実線で示す位置）まで上昇移動させる。リフトピン９２は、この上昇移動の途中でピンセット８２から基板Ｇをピン先端にて水平状態で受け取り、受け取った基板Ｇを往動位置の高さ位置まで持ち上げる。
【００６２】
以後、副搬送機構１８は、リフトピン９２に基板Ｇを載せて掲げた状態で、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２の主搬送機構３８が受け取りに来るのを待つ。なお、副搬送機構１８は、カセットステージ１６上のカセットＣから未処理の基板Ｇを取り出してピンセット８２をホームポジションまで復動させた段階（図９の状態）から基板引渡し場所Ｐ_Ｇで基板Ｇをリフトピン９２で掲げて待機する段階（図１１の状態）までの間に、搬送本体６１の昇降部６２を作動させて、基板引渡し場所Ｐ_Ｇにおける基板Ｇのリフティングが主搬送機構３８に対して基板受け渡し用の所定の高さ位置となるように、高さ調整を行う。
【００６３】
主搬送機構３８は、基板Ｇを受け取るため搬送路３６の端に着くと、副搬送機構１８の基板中継部９０に対して無負荷または空き状態のピンセット３８ａを差し向ける。より詳細には、図１２に示すように、リフトピン９２に水平姿勢で支持されている基板Ｇの下にピンセット３８ａを潜り込ませる。次いで、主搬送機構３８は、ピンセット３８ａを水平姿勢で少し持ち上げてリフトピン９２から基板Ｇをピンセット３８ａに受け取る。しかる後、ピンセット３８ａを後退または収縮させて基板Ｇを引き取る。
【００６４】
図１３に、主搬送機構３８におけるピンセット３８ａの一構成例を示す。このピンセット３８ａは、主アーム部１２０に結合された水平ベース板１２２と、この水平ベース板１２２よりピンセット長手方向に延在する三対（三組）のピンセットアーム、つまり一対の外側ピンセットアーム１２４、一対の中間ピンセットアーム１２６および一対の内側ピンセットアーム１２８を有している。各ピンセットアーム１２４，１２６，１２８の上面にはピンセット長手方向に適当な間隔を置いて小突起状の支持ピン１３０が取り付けられている。また、最も長めの中間ピンセットアーム１２６の先端部には、図１４に示すように、ピンセット長手方向（基板幅方向）において基板Ｇをピンセット３８ａ上に落し込んで支持ピン１３０上に位置決めするためのローラ１３２が取り付けられている。外側ピンセットアーム１２４にも、ピンセット幅方向（基板長手方向）において基板Ｇをピンセット３８ａ上に落し込んで支持ピン１３０上に位置決めするための同様のローラ１３４が取り付けられている。なお、図１３には、副搬送機構１８と基板Ｇの受け渡しを行う際の副搬送機構１８側のリフトピン９２の位置を点線で示している。
【００６５】
一般に、主搬送機構３８は、独立した複数本（たとえば２本）のピンセット３８ａを上下多段に備え、各処理ユニットにアクセスするときは、先ず当該処理ユニットで処理を終えた基板Ｇを無負荷（空）のピンセット３８ａでユニットから搬出し、次いで当該ユニットで処理を受けるべき別の基板Ｇ’を別のピンセット３８ａ’で入れ替わりに当該ユニットに搬入するようになっている。
【００６６】
上記のようにして、主搬送機構３８は、副搬送機構１８より基板Ｇを横向きで、つまり基板Ｇの長手方向が自己のピンセット３８ａの長手方向と直交する向きで直接受け取ることができる。プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２から処理済の基板Ｇをカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０に戻す場合は、主搬送機構３８と副搬送機構１８との間で上記と逆の手順および動作で基板Ｇの受け渡しが行われる。
【００６７】
すなわち、主搬送機構３８は、処理済の基板Ｇをいずれか１つのピンセット３８ａで横向きに保持して両ステーション境界部の基板引渡し場所へ移動する。副搬送機構１８は、先にこの基板引渡し場所に着いており、基板中継部９０のリフトピン９２を無負荷状態で往動位置に上昇させて待機している。もちろん、リフトピン９２の先端の高さ位置が主搬送機構３８との間に設定された受け渡し用の高さ位置になるように高さ調整を行っておく。主搬送機構３８は、図１２に示すような態様で、自己のピンセット３８ａから処理済の基板Ｇを横向きの姿勢で副搬送機構１８の基板中継部９０のリフトピン９２に直接手渡すことができる。副搬送機構１８は、未処理の基板Ｇを主搬送機構３８に手渡したときの動作を巻き戻すような逆動作を行うことで、主搬送機構３８から受け取った処理済の基板Ｇをカセットステージ１６上のカセットＣに戻すことができる。
【００６８】
上記のように、この実施形態では、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０側の副搬送機構１８とプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２側の主搬送機構３８との間でＬＣＤ基板Ｇをピンセットの長手方向と直交する向き（横向き）で直接受け渡しすることかできる。したがって、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０とプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２との間に定置型の基板中継部（基板支持台）を設ける必要はなく、そのような基板中継部用の占有スペースやタクトタイムも不要となっている。また、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２では、主搬送機構３８，５４，６０が各処理ユニット、特に加熱ユニット（ＨＰ）や冷却ユニット（ＣＯＬ）等のオーブン系処理ユニットに対して基板Ｇを横向き、つまり搬送路（３６，５１，５８）と平行な向きで搬入／搬出することができる。このため、基板Ｇの長手方向に対応するユニットないしオーブンの長手方向を搬送路（３６，５１，５８）と平行な向きに合わせることができるため、オーブン系処理ユニット群の奥行きスペースを小さくし、ひいてはシステム全体のフットプリントを低減することができる。
【００６９】
上記した実施形態の副搬送機構１８では、搬送アーム７８を水平多関節ロボットで構成し、比較的小さな作業スペース内で基板のハンドリング、特に外部との基板受け渡しや内部（ピンセット８２とリフトピン９２間）の基板移載を効率よく行えるようにしている。また、共通の回転テーブル６４に搬送アーム７６と基板中継部９０とを取り付けているので、回転テーブル６４の任意の回転位置において搬送アーム７６と基板中継部９０間の基板の移載を行うことができる。もっとも、機構や制御の煩雑化を伴なうが、基板中継部９０を搬送本体６１の他の部位たとえば外側箱体６６に取り付ける構成も可能である。また、搬送アーム７６の構成や自由度も種々の変形が可能であり、たとえば基板中継部９０から独立した専用の昇降部を有する構成や、エンドエフェクタまたはピンセット８２に旋回運動を行わせる構成等も可能である。
【００７０】
また、上記実施形態の塗布現像処理システムでは、図１５に示すように、インタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１４における副搬送機構５９に本発明の基板搬送装置を適用することも可能である。この場合、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０側の副搬送機構１８とプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２側の主搬送機構３８との間で基板の直接受け渡しが行われたのと同様の手順および動作で、インタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１４側の副搬送機構５９とプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２側の主搬送機構６０との間で基板の直接受け渡しが行われる。したがって、イクステンション５７（図１）を省くことができる。
【００７１】
上記した実施形態はＬＣＤ製造の塗布現像処理システムに係るものであったが、本発明の処理システムおよび基板搬送方法は、プロセスステーション側の主搬送機構とカセットステーション側または外部処理部側の基板搬送装置との間で基板を直接やりとりする任意のアプリケーションに適用可能である。また、本発明の基板搬送装置は、基板の搬送を行う任意のシステムまたはアプリケーションに適用可能である。本発明における被処理基板はＬＣＤ基板に限らず、半導体ウエハ、ＣＤ基板、ガラス基板、フォトマスク、プリント基板等も可能である。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の処理システム、基板搬送装置または基板搬送方法によれば、基板搬送の効率を向上できるとともに、装置ないしシステムのフットプリントを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による塗布現像処理システムの構成を示す平面図である。
【図２】実施形態の塗布現像処理システムにおける処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】実施形態の塗布現像処理システムにおける副搬送機構の構成を示す一部断面略側面図である。
【図４】実施形態の塗布現像処理システムにおける副搬送機構の構成を示す一部断面略側面図である。
【図５】実施形態の副搬送機構における基板中継部の昇降駆動部の一構成例を示す部分正面図である。
【図６】実施形態の副搬送機構における操作本体の昇降部の構成を示す略斜視図である。
【図７】実施形態の副搬送機構の要部の構成および一段階の状態を示す平面図である。
【図８】実施形態の副搬送機構における搬送アームの運動を模式的に示す図である。
【図９】実施形態の副搬送機構における一段階の状態を示す平面図である。
【図１０】実施形態の副搬送機構における一段階の状態を示す平面図である。
【図１１】実施形態の副搬送機構における一段階の状態を示す平面図である。
【図１２】実施形態の副搬送機構における一段階の状態を示す平面図である。
【図１３】実施形態における主搬送機構のピンセットの一構成例を示す平面図である。
【図１４】図１３のピンセットにおける基板落し込み機構を示す部分拡大側面図である。
【図１５】一変形例による塗布現像処理システムの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１０　　カセットステーション（Ｃ／Ｓ）
１２　　プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）
１４　　インタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）
１８　　副搬送機構
２０　　ガイドレール
３８，５４，６０　　主搬送機構
６１　　搬送本体
６２　　昇降部
６４　　回転テーブル
７８　　第１のリンク
８０　　第２のリンク
８２　　ピンセット
８６　　ピンセットアーム
８８　　吸着パッド
９０　　基板中継部
９２　　リフトピン
９４　　ピン昇降部
１００　　ピン支持アーム

Claims (19)

1. 搬送本体と、
   前記搬送本体に取り付けられ、被処理基板を搬送のため保持するピンセットを有する搬送アームと、
   前記搬送本体に取り付けられ、前記ピンセットと他の基板搬送手段との間で前記基板の受け渡しを中継するために前記基板を支持する基板中継部と
   を具備する基板搬送装置。
2. 前記搬送本体が一定の経路を水平方向に移動可能に構成される請求項１に記載の基板搬送装置。
3. 前記搬送アームが前記ピンセットをエンドエフェクタとして有するマニピュレータからなる請求項１または２に記載の基板搬送装置。
4. 前記マニピュレータが水平多関節ロボットである請求項３に記載の基板搬送装置。
5. 前記水平多関節ロボットが、リンク基端部が前記搬送本体に回転可能に取り付けられた第１のリンクと、リンク先端部で前記ピンセットを回転可能に支持し、リンク基端部が前記第１のリンクの先端部に回転可能に取り付けられた第２のリンクと、前記ピンセットを所望の方向に所望の距離だけ移動させるように前記第１のリンク、前記第２のリンクおよび前記ピンセットを回転動作させる駆動部とを有する請求項４に記載の基板搬送装置。
6. 前記搬送本体に、前記搬送アームおよび前記基板中継部を垂直軸を中心として一緒に回転させる旋回機構を設ける請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
7. 前記搬送本体に、前記搬送アームおよび前記基板中継部を一緒に昇降移動させる昇降機構を設ける請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
8. 前記ピンセットが前記基板をバキューム吸引力で保持するための吸着部を有する請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
9. 前記基板中継部が、前記基板をピン先端で支持する複数のリフトピンと、前記ピンセットに対して相対的に前記リフトピンを昇降移動させるピン昇降部とを有する請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
10. 前記ピンセットが前記基板を水平状態で載せるための一対の平行なピンセットアームを有し、前記搬送本体上に設定された基板移載位置にて前記基板中継部のリフトピンが前記ピンセットアームよりも基板中心側に位置する請求項１〜９のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
11. 被処理基板を出し入れ可能に収納するカセットを所定の位置に置いておくカセットステーションと、
    前記基板に所定の処理を施すための複数の処理ユニットを集約して配置してなるプロセスステーションと、
    前記プロセスステーションの前記処理ユニット間で前記基板を搬送する主搬送機構と、
    前記カセットステーション上のカセットと前記主搬送機構との間で前記基板を搬送する請求項１〜１０のいずれかに記載の基板搬送装置と
    を具備する処理システム。
12. 請求項１１の処理システムにおいて前記基板を搬送する方法であって、
    前記基板搬送装置が、前記カセットステーション上のカセットから１枚の未処理基板を前記ピンセットで保持して取り出す第１のステップと、
    前記基板搬送装置が、前記基板を保持するピンセットを前記搬送本体上に設定された所定の基板移載位置まで移動させる第２のステップと、
    前記基板搬送装置が、前記基板移載位置にて前記ピンセットから前記基板中継部に前記基板を移載する第３のステップと、
    前記主搬送機構が、前記基板搬送装置の前記基板中継部より前記基板を受け取る第４のステップと
    を有する基板搬送方法。
13. 前記第２のステップの前もしくは後に、前記基板搬送装置が前記旋回機構を作動させて前記基板を保持するピンセットを前記基板中継部と一緒に所定の角度だけ旋回させる第５のステップを有する請求項１２に記載の基板搬送方法。
14. 前記第５のステップにおいて、前記旋回が前記ピンセット上の基板も含めて最小またはそれに近い旋回半径で行われるように前記ピンセットの位置を設定する請求項１３に記載の基板搬送方法。
15. 前記第２のステップの前もしくは後または前記第３のステップの後で、前記基板搬送装置が、前記昇降機構を作動させて、前記ピンセットまたは前記基板中継部に支持される前記基板の高さ位置を前記主搬送機構に対する基板引渡し用の所定の高さ位置に合わせる第６のステップを有する請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の基板搬送方法。
16. 前記第２のステップの前もしくは後または前記第３のステップの後で、前記基板搬送装置が、前記搬送本体を移動させて、前記基板中継部に支持される前記基板を前記主搬送機構に対する所定の基板引渡し位置まで移送する第７のステップを有する請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の基板搬送方法。
17. 前記第３のステップにおいて、前記基板中継部が、前記ピン昇降部を作動させて前記リフトピンを第１の高さ位置から第２の高さ位置まで上昇させ、その上昇の途中で前記ピンセットより前記基板を前記リフトピンの先端で受け取る請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の基板搬送方法。
18. 請求項１１の処理システムにおいて前記基板を搬送する方法であって、
    前記基板搬送装置が、基板を保持していない状態のピンセットを前記搬送本体上に設定された所定の基板移載位置まで移動させておく第１のステップと、
    前記主搬送機構が、前記基板搬送装置の前記基板中継部に１枚の処理済基板を渡す第２のステップと、
    前記基板搬送装置が、前記基板移載位置にて前記基板中継部から前記ピンセットに前記基板を移載する第３のステップと、
    前記基板搬送装置が、前記ピンセットで前記基板を前記カセットステーション上のカセットに収容する第４のステップと
    を有する基板搬送方法。
19. 被処理基板に所定の処理を施すための１つまたは複数の処理ユニットを集約して配置してなるプロセスステーションと、
    前記プロセスステーションの前記処理ユニット間で前記基板を搬送する主搬送機構と、
    前記プロセスステーションに隣接する外部の処理部と前記主搬送機構との間で前記基板を搬送する請求項１〜１０のいずれかに記載の基板搬送装置と
    を具備する処理システム。

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