JP2005064013A - 基板搬送方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板搬送スペースを小さくでき、かつ基板の各受け渡し位置の設計変更の自由度を高めること。
【解決手段】3本のアーム20、21、22を設け、これらアーム20、21、22をそれぞれロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2及び顕微鏡受け渡し位置P3からなる環状の搬送路の内側において回転運動させると共に直動運動させて半導体ウエハ2をロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3の間に循環させる。
【選択図】 図3
【解決手段】3本のアーム20、21、22を設け、これらアーム20、21、22をそれぞれロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2及び顕微鏡受け渡し位置P3からなる環状の搬送路の内側において回転運動させると共に直動運動させて半導体ウエハ2をロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3の間に循環させる。
【選択図】 図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体デバイスの製造装置や検査装置において半導体ウエハ等の基板を搬送する基板搬送方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図7は特許文献1に記載された半導体ウエハの検査装置に適用した基板搬送装置の構成図である。カセット1内には、複数の半導体ウエハ2が収納されている。搬送ロボット3は、ハンド4と多関節アーム5とからなり、多関節アーム5を回転させる動作と、多関節アーム5を伸縮してハンド4の位置を前進、後退させる動作と、多関節アーム5を昇降させる動作とを行なう。
【0003】
この搬送ロボット3は、半導体ウエハ2をカセット1から検査装置本体6に渡す場合、先ず、カセット1に向って多関節アーム5を伸ばしてハンド4を前進させてカセット1内の半導体ウエハ1を吸着し、次に多関節アーム5を縮めてハンド4を後退させ、次に多関節アーム5を90°回転させ、次に多関節アーム5を伸ばしてハンド4を検査装置本体6に向けて前進させる。
【0004】
検査装置本体6には、3本アーム7が設けられている。この3本アーム7は、3本のアーム8、9、10を120°毎に等分して設けたもので、例えば矢印(イ)方向に回転し、各アーム8、9、10をそれぞれロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3に順次送ると共にいずれかの位置P1、P2、P3にポジショニングする。
【0005】
ロボット受け渡し位置P1は、搬送ロボット3との間で半導体ウエハ2の受け渡しを行なう位置であり、マクロ観察位置P2は、半導体ウエハ2の表面を目視によりマクロ検査する位置である。顕微鏡受け渡し位置P3は、顕微鏡11のXYステージ24に備えられたθステージ24aとの間で半導体ウエハ2の受け渡しを行なう位置である。顕微鏡11は、例えばマクロ観察により検出された半導体ウエハ2上の欠陥部を拡大してミクロ観察する。
【0006】
従って、半導体ウエハ2は、ロボット受け渡し位置P1に渡されると、次にマクロ観察位置P2に送られてマクロ観察され、次に顕微鏡受け渡し位置P3に送られてミクロ観察され、この後、ロボット受け渡し位置P1に戻る。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−270672号公報(段落番号「0015」〜「0023」、図1)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、3本アーム7により各半導体ウエハ2をロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3へ循環すると、その搬送領域の最外径位置はGとなり、この基板搬送領域に広いスペースが必要になる。このため、搬送ロボット3や検査装置本体6からなる検査装置全体が大きくなってしまい、検査装置を設置するクリーンルームに占有するスペースが広くなる。クリーンルームは、設備投資が高く、かつランニングコストが高いことから検査装置の省スペースが望まれる。
【0009】
又、3本アーム7は、3本のアーム8、9、10を120°の等間隔に設けたものであり、ロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2及び顕微鏡受け渡し位置P3は、3本アーム7の回転軌跡上に固定配置されている。このため、ロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2及び顕微鏡受け渡し位置P3が3本アーム7の回転半径により決まってしまうため、設計の自由度がなくなる。又、ロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2及び顕微鏡受け渡し位置P3のいずれか一つの位置を変更する場合、3本アーム7の設計変更と各位置P1、P2及びP3の配置も変更しなければならず、簡単に設計変更することができなくなると共に、各位置P1、P2及びP3を外側にずらした分だけ検査装置全体が大きくなってしまう。
【0010】
そこで本発明は、基板搬送スペースを小さくでき、かつ基板の各受け渡し位置の設計変更の自由度を高めることができる基板搬送方法及びその装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板を環状の搬送路上で搬送させ、搬送路上の各受け渡し位置で基板の受け渡しを行なう基板搬送方法において、各受け渡し位置の間に基板を保持するアームをそれぞれ配置し、かつ各アームをそれぞれ環状の搬送路の内側において回転運動させ、基板を各受け渡し位置間に搬送させる基板搬送方法である。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図7と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【0013】
図1は本発明の基板搬送装置を適用した半導体ウエハの検査装置の全体構成図である。検査装置本体6には、それぞれ別々の3本のアーム20、21、22が設けられている。これらアーム20、21、22は、各先端部にU字形状のハンド20a、21a、22aが設けられている。これらハンド20a、21a、22aは、それぞれ半導体ウエハ2を吸着保持するための吸着孔が形成されている。
【0014】
これらアーム20、21、22は、図2に示すようにそれぞれ半導体ウエハ2を保持する検査装置本体6の上面6aからの高さ位置が異なって設けられている。例えば、アーム20の高さ位置がもっとも高く、次にアーム22、次にアーム21の順に低く設けられている。
【0015】
このようにアーム20、21、22は、それぞれ異なる高さ位置に設けられているので、各アーム20、21、22が回転運動しても相互に干渉することはない。
【0016】
これらアーム20、21、22は、それぞれ矢印(ロ)方向に回転運動すると共に、矢印(ハ)方向に直動運動する。図3は各アーム20、21、22の運動を示す図であって、各アーム20、21、22の基部は、それぞれ回転軸25、26、27に軸支されている。
【0017】
回転機構28は、各アーム20、21、22をそれぞれ各回転軸25、26、27を中心にしてロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2及び顕微鏡受け渡し位置P3からなる環状の搬送路の内側において矢印(ロ)方向に回転運動させる。これらアーム20、21、22の回転運動は、1つの回転機構28により統括して駆動してもよいし、各アーム20、21、22と別に各回転機構28を設けて駆動してもよい。
【0018】
直動機構29は、各アーム20、21、22及びその各回転軸25、26、27をそれぞれ一体的に矢印(ハ)方向に直動させる。この直動機構29は、直動距離及び直動方向が可変可能である。これらアーム20、21、22及びその各回転軸25、26、27の直動方向は、アーム20であれば顕微鏡受け渡し位置P3の中心位置とロボット受け渡し位置P1の中心位置とを結ぶ直線ラインと一致する方向であり、アーム21であればロボット受け渡し位置P1の中心位置とマクロ観察位置P2の中心位置とを結ぶ直線ラインと一致する方向であり、アーム22であればマクロ観察位置P2の中心位置と顕微鏡受け渡し位置P3の中心位置とを結ぶ直線ラインと一致する方向である。
【0019】
これらアーム20、21、22の直動運動は、1つの直動機構29により統括して駆動してもよいし、各アーム20、21、22別に各直動機構29を設けて駆動してもよい。
【0020】
これら回転機構28と直動機構29は、各アーム20、21、22を直線移動させながら180°回転させることにより半導体ウエハ2を各位置P1→P2、P2→P3、P3→P1に搬送する。例えばアーム21により半導体ウエハ2をロボット受け渡し位置P1からマクロ観察位置P2間に搬送する場合、回転機構28によりロボット受け渡し位置P1側を向いているアーム21を180°回転させながら直動機構29によりロボット受け渡し位置P1側からマクロ観察位置P2側に向って直動させる。これにより、半導体ウエハ2は、図4に示すような軌跡を辿ってロボット受け渡し位置P1からマクロ観察位置P2に搬送される。
【0021】
昇降機構30は、各アーム20、21、22及びその各回転軸25、26、27をそれぞれ一体的に昇降させる。これらアーム20、21、22の昇降運動は、1つの直動機構30により統括して駆動してもよいし、各アーム20、21、22別に各直動機構30を設けて駆動してもよい。
【0022】
次に、上記の如く構成された装置の動作について説明する。
【0023】
搬送ロボット3は、カセット1に向ってハンド4を前進させてカセット1内の半導体ウエハ1を吸着保持して取り出し、次にハンド4を後退させ、次に多関節アーム5を90°回転させ、次にハンド4を検査装置本体6に向けて前進させてロボット受け渡し位置P1で停止させる。
【0024】
一方、3本のアーム20、21、22は、それぞれ同時に各ハンド20a、21a、22aにおいて真空吸着の動作が開始される。
【0025】
これと共に昇降機構30は、3本のアーム20、21、22を同時に上昇させ、ロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3において各半導体ウエハ2をそれぞれ吸着保持させる。例えば、ロボット受け渡し位置P1においてアーム21は、搬送ロボット3のハンド4の高さ位置よりも上昇して半導体ウエハ2を受け取り、マクロ観察位置P2においてアーム22は、マクロ観察ステージ23の高さ位置よりも上昇して半導体ウエハ2を受け取り、顕微鏡受け渡し位置P3においてアーム20は、顕微鏡のθステージ24aの高さ位置よりも上昇して半導体ウエハ2を受け取る。
【0026】
次に、回転機構28と直動機構29とが同期して動作し、回転機構28は、各アーム20、21、22を同時にロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2及び顕微鏡受け渡し位置P3からなる環状の搬送路の内側において180°回転させると共に、直動機構29は、位置P1とP2、位置P2とP3、位置P3とP2をそれぞれ結ぶ直線搬送路上にて各アーム20、21、22を同時に直動させる。例えば、アーム21により半導体ウエハ2をロボット受け渡し位置P1からマクロ観察位置P2間に搬送する場合、図4に示すようにアーム21を、180°回転させながらロボット受け渡し位置P1側からマクロ観察位置P2側に直動することにより、半導体ウエハ2は、図4に示すような軌跡を辿ってロボット受け渡し位置P1からマクロ観察位置P2に搬送される。
【0027】
同様に、アーム22により半導体ウエハ2をマクロ観察位置P2から顕微鏡受け渡し位置P3に搬送する場合も、半導体ウエハ2は、上記図4に示す軌跡と同様な軌跡を辿って搬送される。アーム20により半導体ウエハ2を顕微鏡受け渡し位置P3からロボット受け渡し位置P1に搬送する場合も、半導体ウエハ2は、上記図4に示す軌跡と同様な軌跡を辿って搬送される。
【0028】
次に、各半導体ウエハ2が各位置P1、P2、P3に搬送されると、3本のアーム20、21、22は、それぞれ同時に各ハンド20a、21a、22aにおける真空吸着の動作が解除される。
【0029】
これと共に昇降機構30は、3本のアーム20、21、22をそれぞれ下降させ、ロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3において各半導体ウエハ2を受け渡す。例えば、ロボット受け渡し位置P1においてアーム20は、搬送ロボット3のハンド4の高さ位置よりも下降して半導体ウエハ2を受け渡し、マクロ観察位置P2においてアーム21は、マクロ観察ステージ23の高さ位置よりも下降して半導体ウエハ2を受け渡し、顕微鏡受け渡し位置P3においてアーム22は、顕微鏡11のステージ24aの高さ位置よりも下降して半導体ウエハ2を受け渡す。
【0030】
この後、昇降機構30は、3本のアーム20、21、22により半導体ウエハ2を受け渡した後もさらに退避位置まで下降する。そして、回転機構28と直動機構29とが同期して動作し、回転機構28により各アーム20、21、22をそれぞれ180°逆転させながら、直動機構29により各アーム20、21、22をそれぞれ逆方向に直動させることにより、各アーム20、21、22は、それぞれ元の位置に戻る。
【0031】
これ以降、3本のアーム20、21、22は、回転と直動とを繰り返し、半導体ウエハ2をロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3の間に循環させる。
【0032】
このように上記第1の実施の形態においては、3本のアーム20、21、22を設け、これらアーム20、21、22をそれぞれロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2及び顕微鏡受け渡し位置P3からなる環状の搬送路の内側において回転運動させると共に直動運動させて半導体ウエハ2をロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3の間に循環させるようにしたので、半導体ウエハ2の搬送領域は、図5に示すように搬送領域Q内となり、従来技術で説明した3本アームによる搬送領域の最外径位置Gと比較してその搬送領域のスペースを斜線で示す領域Kの分だけ狭くできる。これにより、検査装置全体を小さくでき、クリーンルームの省スペースの要求を満足することができる。
【0033】
3本のアーム20、21、22の直動距離及び直動方向を変更するだけで、ロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3の各位置の変更に対応でき、設計の自由度を高めることができる。
【0034】
次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図1と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【0035】
図6は半導体ウエハの検査装置に適用する基板搬送装置の構成図である。半導体ウエハの検査装置の全体構成図は、図1を援用する。
【0036】
各アーム20、21、22は、上記第1の実施の形態における直動機構29を除いたものである。
【0037】
これらアーム20、21、22は、上記図2に示すようにそれぞれ半導体ウエハ2を保持する検査装置本体6の上面6aからの高さ位置が異なって設けられている。
【0038】
このうちアーム20は、ハンド20aをロボット受け渡し位置P1とマクロ観察位置P2との各中心位置上にポジショニングする回転中心位置に回転軸25が設けられている。又、アーム21は、ハンド21aをマクロ観察位置P2と顕微鏡受け渡し位置P3との各中心位置上にポジショニングする回転中心位置に回転軸26が設けられている。アーム22は、ハンド22aを顕微鏡受け渡し位置P3とロボット受け渡し位置P1との各中心位置上にポジショニングする回転中心位置に回転軸27が設けられている。
【0039】
回転機構31は、各アーム20、21、22をそれぞれ各回転軸25、26、27を中心にしてロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2及び顕微鏡受け渡し位置P3からなる環状の搬送路の内側において矢印(ニ)方向に120°回転運動させる。
【0040】
次に、基板搬送装置の半導体ウエハ2の受け渡し動作について説明する。
【0041】
3本のアーム20、21、22は、それぞれ同時に各ハンド20a、21a、22aにおいて真空吸着の動作が開始される。
【0042】
これと共に昇降機構30は、3本のアーム20、21、22をそれぞれ上昇させ、ロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3において各半導体ウエハ2をそれぞれ吸着保持させる。
【0043】
次に、回転機構28は、各アーム20、21、22をそれぞれロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2及び顕微鏡受け渡し位置P3からなる環状の搬送路の内側において120°だけ矢印(ニ)方向に回転させる。各アーム20、21、22は、120°だけ矢印(ニ)方向に回転し、半導体ウエハ2をロボット受け渡し位置P1からマクロ観察位置P2、マクロ観察位置P2から顕微鏡受け渡し位置P3、顕微鏡受け渡し位置P3からロボット受け渡し位置P1にそれぞれ搬送する。
【0044】
次に、3本のアーム20、21、22は、各ハンド20a、21a、22aにおける真空吸着の動作が解除されると、昇降機構30により下降され、ロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3において各半導体ウエハ2を受け渡す。
【0045】
この後、昇降機構30は、3本のアーム20、21、22を退避位置まで下降させる。そして、回転機構31は、各アーム20、21、22をそれぞれ120°逆転させて各アーム20、21、22をそれぞれ元の受け渡し位置に戻す。
【0046】
これ以降、3本のアーム20、21、22は、それぞれ120°の回転を繰り返し、半導体ウエハ2をロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3の間に循環させる。
【0047】
このように上記第2の実施の形態においては、3本のアーム20、21、22をそれぞれロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2及び顕微鏡受け渡し位置P3からなる環状の搬送路の内側において回転運動させて半導体ウエハ2をロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3の間に循環させるようにしたので、半導体ウエハ2の搬送領域は、図6に示すように搬送領域Qa内となり、従来技術で説明した3本アームによる搬送領域の最外径位置Gと比較してその搬送領域のスペースを斜線で示す領域Kの分だけ狭くできる。これにより、検査装置全体を小さくでき、クリーンルームの省スペースの要求を満すことができる。
【0048】
又、3本のアーム20、21、22の長さと回転軸25、26、27の位置を変更するだけでロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3の各位置の変更に対応でき、設計の自由度を高めることができる。
【0049】
なお、本発明は、上記第1及び第2の実施の形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【0050】
例えば、上記第1及び第2の実施の形態では、3本のアーム20、21、22は、スカラーロボットを用いてもよい。
【0051】
又、上記検査装置では、ロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3の各位置間に半導体ウエハ2を循環搬送しているが、これに限らず、3つ以上の位置間に半導体ウエハ2などの基板を循環搬送させるのであれば、位置の数に応じたアームを用いて半導体ウエハ2などの基板を循環搬送させることも可能である。
【0052】
さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【0053】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、基板搬送スペースを小さくでき、かつ基板の各受け渡し位置の設計変更の自由度を高めることができる基板搬送方法及びその装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる基板搬送装置の第1の実施の形態を適用した半導体ウエハの検査装置の構成図。
【図2】本発明に係わる基板搬送装置の第1の実施の形態における各アームの高さ位置を示す図。
【図3】本発明に係わる基板搬送装置の第1の実施の形態における各アームの運動を示す図。
【図4】本発明に係わる基板搬送装置の第1の実施の形態におけるアームによる半導体ウエハの搬送軌跡を示す図。
【図5】本発明に係わる基板搬送装置の第1の実施の形態における搬送領域の省スペース化を示す図。
【図6】本発明に係わる基板搬送装置の第2の実施の形態における各アームの運動を示す図。
【図7】従来における基板搬送装置を適用した半導体ウエハの検査装置の構成図。
【符号の説明】
1:カセット、2:半導体ウエハ、3:搬送ロボット、6:検査装置本体、4:ハンド、5:多関節アーム、11:顕微鏡、20,21,22:アーム、20a,21a,22a:ハンド、23:マクロ観察ステージ、24:顕微鏡のステージ、25,26,27:回転軸、28,31:旋回機構、29:直動機構、30:昇降機構。
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体デバイスの製造装置や検査装置において半導体ウエハ等の基板を搬送する基板搬送方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図7は特許文献1に記載された半導体ウエハの検査装置に適用した基板搬送装置の構成図である。カセット1内には、複数の半導体ウエハ2が収納されている。搬送ロボット3は、ハンド4と多関節アーム5とからなり、多関節アーム5を回転させる動作と、多関節アーム5を伸縮してハンド4の位置を前進、後退させる動作と、多関節アーム5を昇降させる動作とを行なう。
【0003】
この搬送ロボット3は、半導体ウエハ2をカセット1から検査装置本体6に渡す場合、先ず、カセット1に向って多関節アーム5を伸ばしてハンド4を前進させてカセット1内の半導体ウエハ1を吸着し、次に多関節アーム5を縮めてハンド4を後退させ、次に多関節アーム5を90°回転させ、次に多関節アーム5を伸ばしてハンド4を検査装置本体6に向けて前進させる。
【0004】
検査装置本体6には、3本アーム7が設けられている。この3本アーム7は、3本のアーム8、9、10を120°毎に等分して設けたもので、例えば矢印(イ)方向に回転し、各アーム8、9、10をそれぞれロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3に順次送ると共にいずれかの位置P1、P2、P3にポジショニングする。
【0005】
ロボット受け渡し位置P1は、搬送ロボット3との間で半導体ウエハ2の受け渡しを行なう位置であり、マクロ観察位置P2は、半導体ウエハ2の表面を目視によりマクロ検査する位置である。顕微鏡受け渡し位置P3は、顕微鏡11のXYステージ24に備えられたθステージ24aとの間で半導体ウエハ2の受け渡しを行なう位置である。顕微鏡11は、例えばマクロ観察により検出された半導体ウエハ2上の欠陥部を拡大してミクロ観察する。
【0006】
従って、半導体ウエハ2は、ロボット受け渡し位置P1に渡されると、次にマクロ観察位置P2に送られてマクロ観察され、次に顕微鏡受け渡し位置P3に送られてミクロ観察され、この後、ロボット受け渡し位置P1に戻る。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−270672号公報(段落番号「0015」〜「0023」、図1)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、3本アーム7により各半導体ウエハ2をロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3へ循環すると、その搬送領域の最外径位置はGとなり、この基板搬送領域に広いスペースが必要になる。このため、搬送ロボット3や検査装置本体6からなる検査装置全体が大きくなってしまい、検査装置を設置するクリーンルームに占有するスペースが広くなる。クリーンルームは、設備投資が高く、かつランニングコストが高いことから検査装置の省スペースが望まれる。
【0009】
又、3本アーム7は、3本のアーム8、9、10を120°の等間隔に設けたものであり、ロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2及び顕微鏡受け渡し位置P3は、3本アーム7の回転軌跡上に固定配置されている。このため、ロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2及び顕微鏡受け渡し位置P3が3本アーム7の回転半径により決まってしまうため、設計の自由度がなくなる。又、ロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2及び顕微鏡受け渡し位置P3のいずれか一つの位置を変更する場合、3本アーム7の設計変更と各位置P1、P2及びP3の配置も変更しなければならず、簡単に設計変更することができなくなると共に、各位置P1、P2及びP3を外側にずらした分だけ検査装置全体が大きくなってしまう。
【0010】
そこで本発明は、基板搬送スペースを小さくでき、かつ基板の各受け渡し位置の設計変更の自由度を高めることができる基板搬送方法及びその装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板を環状の搬送路上で搬送させ、搬送路上の各受け渡し位置で基板の受け渡しを行なう基板搬送方法において、各受け渡し位置の間に基板を保持するアームをそれぞれ配置し、かつ各アームをそれぞれ環状の搬送路の内側において回転運動させ、基板を各受け渡し位置間に搬送させる基板搬送方法である。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図7と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【0013】
図1は本発明の基板搬送装置を適用した半導体ウエハの検査装置の全体構成図である。検査装置本体6には、それぞれ別々の3本のアーム20、21、22が設けられている。これらアーム20、21、22は、各先端部にU字形状のハンド20a、21a、22aが設けられている。これらハンド20a、21a、22aは、それぞれ半導体ウエハ2を吸着保持するための吸着孔が形成されている。
【0014】
これらアーム20、21、22は、図2に示すようにそれぞれ半導体ウエハ2を保持する検査装置本体6の上面6aからの高さ位置が異なって設けられている。例えば、アーム20の高さ位置がもっとも高く、次にアーム22、次にアーム21の順に低く設けられている。
【0015】
このようにアーム20、21、22は、それぞれ異なる高さ位置に設けられているので、各アーム20、21、22が回転運動しても相互に干渉することはない。
【0016】
これらアーム20、21、22は、それぞれ矢印(ロ)方向に回転運動すると共に、矢印(ハ)方向に直動運動する。図3は各アーム20、21、22の運動を示す図であって、各アーム20、21、22の基部は、それぞれ回転軸25、26、27に軸支されている。
【0017】
回転機構28は、各アーム20、21、22をそれぞれ各回転軸25、26、27を中心にしてロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2及び顕微鏡受け渡し位置P3からなる環状の搬送路の内側において矢印(ロ)方向に回転運動させる。これらアーム20、21、22の回転運動は、1つの回転機構28により統括して駆動してもよいし、各アーム20、21、22と別に各回転機構28を設けて駆動してもよい。
【0018】
直動機構29は、各アーム20、21、22及びその各回転軸25、26、27をそれぞれ一体的に矢印(ハ)方向に直動させる。この直動機構29は、直動距離及び直動方向が可変可能である。これらアーム20、21、22及びその各回転軸25、26、27の直動方向は、アーム20であれば顕微鏡受け渡し位置P3の中心位置とロボット受け渡し位置P1の中心位置とを結ぶ直線ラインと一致する方向であり、アーム21であればロボット受け渡し位置P1の中心位置とマクロ観察位置P2の中心位置とを結ぶ直線ラインと一致する方向であり、アーム22であればマクロ観察位置P2の中心位置と顕微鏡受け渡し位置P3の中心位置とを結ぶ直線ラインと一致する方向である。
【0019】
これらアーム20、21、22の直動運動は、1つの直動機構29により統括して駆動してもよいし、各アーム20、21、22別に各直動機構29を設けて駆動してもよい。
【0020】
これら回転機構28と直動機構29は、各アーム20、21、22を直線移動させながら180°回転させることにより半導体ウエハ2を各位置P1→P2、P2→P3、P3→P1に搬送する。例えばアーム21により半導体ウエハ2をロボット受け渡し位置P1からマクロ観察位置P2間に搬送する場合、回転機構28によりロボット受け渡し位置P1側を向いているアーム21を180°回転させながら直動機構29によりロボット受け渡し位置P1側からマクロ観察位置P2側に向って直動させる。これにより、半導体ウエハ2は、図4に示すような軌跡を辿ってロボット受け渡し位置P1からマクロ観察位置P2に搬送される。
【0021】
昇降機構30は、各アーム20、21、22及びその各回転軸25、26、27をそれぞれ一体的に昇降させる。これらアーム20、21、22の昇降運動は、1つの直動機構30により統括して駆動してもよいし、各アーム20、21、22別に各直動機構30を設けて駆動してもよい。
【0022】
次に、上記の如く構成された装置の動作について説明する。
【0023】
搬送ロボット3は、カセット1に向ってハンド4を前進させてカセット1内の半導体ウエハ1を吸着保持して取り出し、次にハンド4を後退させ、次に多関節アーム5を90°回転させ、次にハンド4を検査装置本体6に向けて前進させてロボット受け渡し位置P1で停止させる。
【0024】
一方、3本のアーム20、21、22は、それぞれ同時に各ハンド20a、21a、22aにおいて真空吸着の動作が開始される。
【0025】
これと共に昇降機構30は、3本のアーム20、21、22を同時に上昇させ、ロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3において各半導体ウエハ2をそれぞれ吸着保持させる。例えば、ロボット受け渡し位置P1においてアーム21は、搬送ロボット3のハンド4の高さ位置よりも上昇して半導体ウエハ2を受け取り、マクロ観察位置P2においてアーム22は、マクロ観察ステージ23の高さ位置よりも上昇して半導体ウエハ2を受け取り、顕微鏡受け渡し位置P3においてアーム20は、顕微鏡のθステージ24aの高さ位置よりも上昇して半導体ウエハ2を受け取る。
【0026】
次に、回転機構28と直動機構29とが同期して動作し、回転機構28は、各アーム20、21、22を同時にロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2及び顕微鏡受け渡し位置P3からなる環状の搬送路の内側において180°回転させると共に、直動機構29は、位置P1とP2、位置P2とP3、位置P3とP2をそれぞれ結ぶ直線搬送路上にて各アーム20、21、22を同時に直動させる。例えば、アーム21により半導体ウエハ2をロボット受け渡し位置P1からマクロ観察位置P2間に搬送する場合、図4に示すようにアーム21を、180°回転させながらロボット受け渡し位置P1側からマクロ観察位置P2側に直動することにより、半導体ウエハ2は、図4に示すような軌跡を辿ってロボット受け渡し位置P1からマクロ観察位置P2に搬送される。
【0027】
同様に、アーム22により半導体ウエハ2をマクロ観察位置P2から顕微鏡受け渡し位置P3に搬送する場合も、半導体ウエハ2は、上記図4に示す軌跡と同様な軌跡を辿って搬送される。アーム20により半導体ウエハ2を顕微鏡受け渡し位置P3からロボット受け渡し位置P1に搬送する場合も、半導体ウエハ2は、上記図4に示す軌跡と同様な軌跡を辿って搬送される。
【0028】
次に、各半導体ウエハ2が各位置P1、P2、P3に搬送されると、3本のアーム20、21、22は、それぞれ同時に各ハンド20a、21a、22aにおける真空吸着の動作が解除される。
【0029】
これと共に昇降機構30は、3本のアーム20、21、22をそれぞれ下降させ、ロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3において各半導体ウエハ2を受け渡す。例えば、ロボット受け渡し位置P1においてアーム20は、搬送ロボット3のハンド4の高さ位置よりも下降して半導体ウエハ2を受け渡し、マクロ観察位置P2においてアーム21は、マクロ観察ステージ23の高さ位置よりも下降して半導体ウエハ2を受け渡し、顕微鏡受け渡し位置P3においてアーム22は、顕微鏡11のステージ24aの高さ位置よりも下降して半導体ウエハ2を受け渡す。
【0030】
この後、昇降機構30は、3本のアーム20、21、22により半導体ウエハ2を受け渡した後もさらに退避位置まで下降する。そして、回転機構28と直動機構29とが同期して動作し、回転機構28により各アーム20、21、22をそれぞれ180°逆転させながら、直動機構29により各アーム20、21、22をそれぞれ逆方向に直動させることにより、各アーム20、21、22は、それぞれ元の位置に戻る。
【0031】
これ以降、3本のアーム20、21、22は、回転と直動とを繰り返し、半導体ウエハ2をロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3の間に循環させる。
【0032】
このように上記第1の実施の形態においては、3本のアーム20、21、22を設け、これらアーム20、21、22をそれぞれロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2及び顕微鏡受け渡し位置P3からなる環状の搬送路の内側において回転運動させると共に直動運動させて半導体ウエハ2をロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3の間に循環させるようにしたので、半導体ウエハ2の搬送領域は、図5に示すように搬送領域Q内となり、従来技術で説明した3本アームによる搬送領域の最外径位置Gと比較してその搬送領域のスペースを斜線で示す領域Kの分だけ狭くできる。これにより、検査装置全体を小さくでき、クリーンルームの省スペースの要求を満足することができる。
【0033】
3本のアーム20、21、22の直動距離及び直動方向を変更するだけで、ロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3の各位置の変更に対応でき、設計の自由度を高めることができる。
【0034】
次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図1と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【0035】
図6は半導体ウエハの検査装置に適用する基板搬送装置の構成図である。半導体ウエハの検査装置の全体構成図は、図1を援用する。
【0036】
各アーム20、21、22は、上記第1の実施の形態における直動機構29を除いたものである。
【0037】
これらアーム20、21、22は、上記図2に示すようにそれぞれ半導体ウエハ2を保持する検査装置本体6の上面6aからの高さ位置が異なって設けられている。
【0038】
このうちアーム20は、ハンド20aをロボット受け渡し位置P1とマクロ観察位置P2との各中心位置上にポジショニングする回転中心位置に回転軸25が設けられている。又、アーム21は、ハンド21aをマクロ観察位置P2と顕微鏡受け渡し位置P3との各中心位置上にポジショニングする回転中心位置に回転軸26が設けられている。アーム22は、ハンド22aを顕微鏡受け渡し位置P3とロボット受け渡し位置P1との各中心位置上にポジショニングする回転中心位置に回転軸27が設けられている。
【0039】
回転機構31は、各アーム20、21、22をそれぞれ各回転軸25、26、27を中心にしてロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2及び顕微鏡受け渡し位置P3からなる環状の搬送路の内側において矢印(ニ)方向に120°回転運動させる。
【0040】
次に、基板搬送装置の半導体ウエハ2の受け渡し動作について説明する。
【0041】
3本のアーム20、21、22は、それぞれ同時に各ハンド20a、21a、22aにおいて真空吸着の動作が開始される。
【0042】
これと共に昇降機構30は、3本のアーム20、21、22をそれぞれ上昇させ、ロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3において各半導体ウエハ2をそれぞれ吸着保持させる。
【0043】
次に、回転機構28は、各アーム20、21、22をそれぞれロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2及び顕微鏡受け渡し位置P3からなる環状の搬送路の内側において120°だけ矢印(ニ)方向に回転させる。各アーム20、21、22は、120°だけ矢印(ニ)方向に回転し、半導体ウエハ2をロボット受け渡し位置P1からマクロ観察位置P2、マクロ観察位置P2から顕微鏡受け渡し位置P3、顕微鏡受け渡し位置P3からロボット受け渡し位置P1にそれぞれ搬送する。
【0044】
次に、3本のアーム20、21、22は、各ハンド20a、21a、22aにおける真空吸着の動作が解除されると、昇降機構30により下降され、ロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3において各半導体ウエハ2を受け渡す。
【0045】
この後、昇降機構30は、3本のアーム20、21、22を退避位置まで下降させる。そして、回転機構31は、各アーム20、21、22をそれぞれ120°逆転させて各アーム20、21、22をそれぞれ元の受け渡し位置に戻す。
【0046】
これ以降、3本のアーム20、21、22は、それぞれ120°の回転を繰り返し、半導体ウエハ2をロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3の間に循環させる。
【0047】
このように上記第2の実施の形態においては、3本のアーム20、21、22をそれぞれロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2及び顕微鏡受け渡し位置P3からなる環状の搬送路の内側において回転運動させて半導体ウエハ2をロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3の間に循環させるようにしたので、半導体ウエハ2の搬送領域は、図6に示すように搬送領域Qa内となり、従来技術で説明した3本アームによる搬送領域の最外径位置Gと比較してその搬送領域のスペースを斜線で示す領域Kの分だけ狭くできる。これにより、検査装置全体を小さくでき、クリーンルームの省スペースの要求を満すことができる。
【0048】
又、3本のアーム20、21、22の長さと回転軸25、26、27の位置を変更するだけでロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3の各位置の変更に対応でき、設計の自由度を高めることができる。
【0049】
なお、本発明は、上記第1及び第2の実施の形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【0050】
例えば、上記第1及び第2の実施の形態では、3本のアーム20、21、22は、スカラーロボットを用いてもよい。
【0051】
又、上記検査装置では、ロボット受け渡し位置P1、マクロ観察位置P2、顕微鏡受け渡し位置P3の各位置間に半導体ウエハ2を循環搬送しているが、これに限らず、3つ以上の位置間に半導体ウエハ2などの基板を循環搬送させるのであれば、位置の数に応じたアームを用いて半導体ウエハ2などの基板を循環搬送させることも可能である。
【0052】
さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【0053】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、基板搬送スペースを小さくでき、かつ基板の各受け渡し位置の設計変更の自由度を高めることができる基板搬送方法及びその装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる基板搬送装置の第1の実施の形態を適用した半導体ウエハの検査装置の構成図。
【図2】本発明に係わる基板搬送装置の第1の実施の形態における各アームの高さ位置を示す図。
【図3】本発明に係わる基板搬送装置の第1の実施の形態における各アームの運動を示す図。
【図4】本発明に係わる基板搬送装置の第1の実施の形態におけるアームによる半導体ウエハの搬送軌跡を示す図。
【図5】本発明に係わる基板搬送装置の第1の実施の形態における搬送領域の省スペース化を示す図。
【図6】本発明に係わる基板搬送装置の第2の実施の形態における各アームの運動を示す図。
【図7】従来における基板搬送装置を適用した半導体ウエハの検査装置の構成図。
【符号の説明】
1:カセット、2:半導体ウエハ、3:搬送ロボット、6:検査装置本体、4:ハンド、5:多関節アーム、11:顕微鏡、20,21,22:アーム、20a,21a,22a:ハンド、23:マクロ観察ステージ、24:顕微鏡のステージ、25,26,27:回転軸、28,31:旋回機構、29:直動機構、30:昇降機構。
Claims (7)
- 基板を環状の搬送路上で搬送させ、前記搬送路上の各受け渡し位置で前記基板の受け渡しを行なう基板搬送方法において、
前記各受け渡し位置の間に前記基板を保持するアームをそれぞれ配置し、かつ前記各アームをそれぞれ前記環状の搬送路の内側において回転運動させ、前記基板を前記各受け渡し位置間に搬送させることを特徴とする基板搬送方法。 - 前記各アームをそれぞれ異なる高さ位置に配置し、前記アームを同時に回転運動させ、前記基板を各受け渡し位置に受け渡すことを特徴とする請求項1記載の基板搬送方法。
- 前記各アームをそれぞれ前記各受け渡し位置間で直動運動させることを特徴とする請求項1記載の基板搬送方法。
- 前記各アームを回転運動させながら前記各受け渡し位置間で直動運動させることを特徴とする請求項1記載の基板搬送方法。
- 基板を環状の搬送路上で搬送させ、前記搬送路上の各受け渡し位置で前記基板の受け渡しを行なう基板搬送装置において、
前記各受け渡し位置の間にそれぞれ配置され、かつ前記環状の搬送路の内側においてそれぞれ回転運動し、前記基板を前記各受け渡し位置間に搬送する複数のアーム、を具備したことを特徴とする基板搬送装置。 - 前記アームは、それぞれ異なる高さ位置に配置され、
これらアームを同時に回転運動させ、前記基板を各受け渡し位置に受け渡すことを特徴とする請求項5記載の基板搬送装置。 - 前記各アームを前記環状の搬送路の内側においてそれぞれ回転運動させながら前記各受け渡し位置間で直動運動させることを特徴とする請求項5記載の基板搬送装置。
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2003
- 2003-08-11 JP JP2003207137A patent/JP2005064013A/ja not_active Withdrawn
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