JP2007324169A - Carrying arm, substrate carrier, and substrate inspection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、反りが生じたウエハなどの基板でも確実に支持して搬送することが出来る搬送アーム、この搬送アームを備えた基板搬送装置及び基板検査装置に関する。 The present invention relates to a transfer arm that can reliably support and transfer even a substrate such as a warped wafer, a substrate transfer apparatus including the transfer arm, and a substrate inspection apparatus.
半導体ウエハやディスプレイ用のガラス基板などの基板の製造プロセスでは、薄膜の形成、感光剤の塗布、露光、エッチング、検査等の各工程を繰り返して、基板表面に薄膜を複数枚順次積層することが行われている。これら各工程では、薄膜形成処理、感光剤塗布処理、露光処理、エッチング処理などの各処理が終了するたびに、基板をカセット内に収容して次工程まで搬送し、再びカセットから基板を取り出す。カセットから基板を取り出したり(ロード)、カセット内に基板を戻したり(アンロード)するのには、搬送アームを装備した基板搬送装置が使用される。 In the manufacturing process of a substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate for a display, a plurality of thin films can be sequentially stacked on the substrate surface by repeating thin film formation, photosensitive agent coating, exposure, etching, inspection, and other steps. Has been done. In each of these processes, every time the processes such as the thin film forming process, the photosensitive agent coating process, the exposure process, and the etching process are completed, the substrate is accommodated in the cassette and transported to the next process, and the substrate is taken out from the cassette again. A substrate transfer device equipped with a transfer arm is used to take out (load) a substrate from the cassette and return (unload) the substrate into the cassette.
搬送アームは、例えば、真空吸着により基板を支持して搬送するアーム本体を有する。このアーム本体の自由端側の上面には、他の部分に比して若干隆起した略円筒状の吸着部が形成され、この吸着部上に基板裏面が吸着されて支持される。したがって、基板は吸着部に吸着されるその裏面中心部分を除いてアーム本体上面に若干浮き上がった状態で支持されることになり、仮に基板が上述した工程時に受けた影響によりアーム本体側に反ったとしてもアーム本体の上面に接触することは稀であった。 The transfer arm has, for example, an arm main body that supports and transfers a substrate by vacuum suction. On the upper surface of the free end side of the arm body, a substantially cylindrical adsorbing portion that is slightly raised as compared with other portions is formed, and the back surface of the substrate is adsorbed and supported on the adsorbing portion. Accordingly, the substrate is supported in a state of being slightly lifted on the upper surface of the arm body except for the central portion of the back surface that is adsorbed by the adsorbing portion, and the substrate is warped to the arm body side due to the influence received during the above-described process. Even so, it was rare to contact the upper surface of the arm body.
近年、基板表面に形成される配線などの高密度化により基板の表面に多数の薄膜を積層することが要求され、これに伴い上述した工程の繰り返し数が増加し、その結果、基板の反り量が増加する傾向にある。また、基板の大型化、例えば12インチ(300mm)のウエハなどが使用されるようになり、基板の自重で反り量が増加することもある。このように基板の反り量が増加すると、基板の周縁部がアーム本体の上面に接触する一方、基板の裏面中心部分と吸着部との間で隙間が生じ、基板を吸着できない吸着エラーが発生することがある。 In recent years, it has been required to stack a large number of thin films on the surface of the substrate by increasing the density of the wiring formed on the surface of the substrate, and as a result, the number of repetitions of the above-described processes has increased, resulting in the amount of warping of the substrate. Tend to increase. In addition, an increase in the size of the substrate, for example, a 12 inch (300 mm) wafer is used, and the amount of warpage may increase due to the weight of the substrate. When the amount of warpage of the substrate increases in this way, the peripheral portion of the substrate comes into contact with the upper surface of the arm body, while a gap is generated between the central portion of the back surface of the substrate and the suction portion, and a suction error that cannot suck the substrate occurs. Sometimes.
このような吸着エラーを解消する手段として、例えばアーム本体に2以上の複数の吸着部を設けて、何れかの吸着部で基板を吸着して支持することが考えられるが、複数の吸着部が基板と接触することになり、基板にパーティクルが付着するリスクが大きくなる。 As a means for eliminating such an adsorption error, for example, it is conceivable to provide two or more adsorption units on the arm body, and adsorb and support the substrate by any of the adsorption units. The contact with the substrate increases the risk of particles adhering to the substrate.
吸着部の数を増やすことなく、反りのある基板を確実に吸着して支持するものとして、例えばアームに形成した真空吸着穴上に該真空吸着穴と連通する貫通穴を有した平面状シートを重ね、この平面状シートの中央付近だけをアームに接合し、平面状シートの外周部を基板側に変形可能にした基板搬送アームが提案されている(特許文献1参照)。 For example, a flat sheet having a through-hole communicating with the vacuum suction hole on the vacuum suction hole formed on the arm is used as a means to reliably suck and support a warped substrate without increasing the number of suction parts. A substrate transport arm has been proposed in which only the vicinity of the center of the planar sheet is joined to the arm so that the outer periphery of the planar sheet can be deformed to the substrate side (see Patent Document 1).
しかし、基板をロードしたり、アンロードしたりするにはアーム本体をカセット内に収容されている基板間の隙間に進入させる必要があり、吸着部が形成されている部位でのアーム本体の厚さはこの基板間の隙間によって制限される。すなわち、アーム本体の下面がロードやアンロードの際に隣接する他の基板に擦らないようにしなければならず、吸着部の高さは制限される。アーム本体内部に吸着部に連通する真空排気路を形成しなければならないことを考慮すると、吸着部の高さは僅かしかとれず、吸着部が高くなる上述した提案は何れにしても得策ではない。 However, in order to load and unload the substrate, it is necessary to move the arm main body into the gap between the substrates accommodated in the cassette, and the thickness of the arm main body at the portion where the suction part is formed This is limited by the gap between the substrates. That is, it is necessary to prevent the lower surface of the arm body from rubbing against other adjacent substrates during loading and unloading, and the height of the suction portion is limited. Considering that an evacuation passage communicating with the suction part must be formed inside the arm body, the height of the suction part can be taken only a little, and the above-mentioned proposal for increasing the suction part is not a good idea anyway. .
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、反りが生じた基板でも確実に支持して搬送することが出来る搬送アーム、この搬送アームを備えた基板搬送装置及び基板検査装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a transport arm that can reliably support and transport even a warped substrate, and a substrate transport apparatus and a substrate inspection apparatus provided with the transport arm. With the goal.
上記目的を達成する本発明の請求項1に記載の搬送アームは、基板を支持して搬送するアーム本体と、このアーム本体の前記基板が支持される側に設けられた凹部とを具備することを特徴とする。 The transport arm according to claim 1 of the present invention that achieves the above object comprises an arm body that supports and transports a substrate, and a recess provided on a side of the arm body on which the substrate is supported. It is characterized by.
前記基板としては、例えば半導体ウエハの他に、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイのガラス基板などがある。 Examples of the substrate include a glass substrate for a liquid crystal display and a plasma display in addition to a semiconductor wafer.
本発明の請求項2に記載の搬送アームは、前記基板の中心部位を支持可能な前記アーム本体の箇所に支持部を設け、該支持部で支持された前記基板の周縁部と対向する部位に前記凹部が設けられていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the transfer arm is provided with a support portion at a position of the arm main body capable of supporting the central portion of the substrate, and at a portion facing the peripheral portion of the substrate supported by the support portion. The concave portion is provided.
前記支持部には、例えば基板を真空吸着する吸着部が含まれるが、これに限定されるものではない。単に基板を滑り落ちないように支持するものも含まれる。 The support part includes, for example, a suction part that vacuum-sucks the substrate, but is not limited thereto. The one that simply supports the substrate so as not to slide down is also included.
本発明の請求項3に記載の搬送アームは、前記支持部が真空吸着により前記基板を支持することを特徴とする。 The transfer arm according to a third aspect of the present invention is characterized in that the support portion supports the substrate by vacuum suction.
本発明の請求項4に記載の搬送アームは、前記凹部が前記基板の周縁部が接触しない深さに設定されていることを特徴とする。 In the transfer arm according to a fourth aspect of the present invention, the recess is set to a depth at which the peripheral edge of the substrate does not contact.
本発明の請求項5に記載の搬送アームは、前記基板の周縁部と該周縁部寄りの前記凹部の一端縁との間に、前記支持部の中心と前記基板の中心とを合わせたときに該基板の直径又は該基板の長辺の長さ或いは短辺の長さの3%乃至10%の隙間をもたせたことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, when the center of the support portion and the center of the substrate are aligned between the peripheral edge portion of the substrate and the one end edge of the concave portion near the peripheral edge portion. A gap of 3% to 10% of the diameter of the substrate or the length of the long side or the length of the short side of the substrate is provided.
本発明の請求項6に記載の基板搬送装置は、請求項1乃至5の何れか一項に記載の搬送アームと、前記搬送アームを駆動する駆動部とを具備することを特徴とする。 A substrate transfer apparatus according to a sixth aspect of the present invention includes the transfer arm according to any one of the first to fifth aspects, and a drive unit that drives the transfer arm.
本発明の請求項7に記載の基板検査装置は、請求項1乃至5の何れか一項に記載の搬送アームと、前記搬送アームで搬送されたウエハを検査する検査部とを具備することを特徴とする。 A substrate inspection apparatus according to a seventh aspect of the present invention includes the transfer arm according to any one of the first to fifth aspects, and an inspection unit that inspects a wafer transferred by the transfer arm. Features.
本発明の請求項1に記載の搬送アームによれば、アーム本体の基板が支持される側に凹部を設けているので、この凹部がアーム本体と基板との接触を回避するように作用し、反りが生じた基板でもアーム本体に確実に支持して搬送することが出来る。したがって、基板をその一部を除いてアーム本体上に浮かせて支持するためにアーム本体の一部を高く隆起させるようなことをしなくても済む。 According to the transfer arm of the first aspect of the present invention, since the recess is provided on the side of the arm body on which the substrate is supported, the recess acts to avoid contact between the arm body and the substrate, Even a warped substrate can be reliably supported and transported by the arm body. Therefore, it is not necessary to raise a part of the arm body so as to lift and support the substrate on the arm body except for a part thereof.
本発明の請求項6に記載の基板搬送装置によれば、請求項1乃至5の何れか一項に記載の搬送アームを有しているので、反りが生じた基板でも確実に支持して所望の場所に搬送することができ、搬送速度を上げて搬送効率を高めることが可能となる。 According to the substrate transfer apparatus according to claim 6 of the present invention, since the transfer arm according to any one of claims 1 to 5 is provided, it is desired to reliably support even a warped substrate. Therefore, it is possible to increase the conveyance efficiency by increasing the conveyance speed.
本発明の請求項7に記載の基板検査装置によれば、請求項1乃至5の何れか一項に記載の搬送アームを有しているので、反りが生じた基板でも確実に支持して検査部への搬送や検査部からの搬送ができ、基板搬送の効率化により検査効率の向上を図ることが可能となる。 According to the substrate inspection apparatus according to claim 7 of the present invention, since the transport arm according to any one of claims 1 to 5 is provided, the substrate in which warpage has occurred is reliably supported and inspected. Therefore, it is possible to transfer to the inspection section and from the inspection section, and to improve the inspection efficiency by increasing the efficiency of the substrate transfer.
以下本発明の搬送アーム、この搬送アームを装備した基板搬送装置及び基板検査装置の一実施形態について図1乃至図3を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a transfer arm, a substrate transfer apparatus equipped with the transfer arm, and a substrate inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本発明の搬送アームの一実施形態を示す平面図、図2は図1の搬送アームの拡大縦断面図である。 FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the transfer arm of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view of the transfer arm of FIG.
搬送アーム10は、そのアーム本体11の内部に軸線方向に沿って真空排気路12が設けられ、アーム本体11の自由端側(図1の下方)の上面(基板としてのウエハ20が支持される側)に真空排気路12と連通する吸着穴13を有する支持部としての吸着部14が設けられる。
The
真空排気路12は、アーム本体11の基部側(図1の上方)の裏面(下面)で開口し、図示しない真空ポンプに接続される。
The
吸着部14は、アーム本体11の上面に僅かに隆起してリング状に形成される。したがって、吸着部14上に載置されたウエハ20は、吸着部14に吸着されるその裏面の中心部分を除いてアーム本体11の上面に浮き上がった状態で支持される。アーム本体11とウエハ20との接触は、吸着部14とウエハ20の裏面中心部分との部分に限定して、必要最小限に抑えるようにしてある。換言すると、ウエハ20のアーム本体11への接触面積を可及的に少なく抑えるようにして、ウエハ20へのパーティクルの付着を少なくしている。なお、本実施形態では吸着部14が2個設けられているが、これは吸着部14でウエハ20の中心部分の裏面を真空吸着してアーム本体11から滑り落ちないように安定した状態で支持するためである。支持するウエハ20の外径が小さい場合には、吸着部14は1個で済む。なお、吸着部14によって支持されるウエハ20の中心部分は、ウエハ20裏面の中心点のみではなく、ウエハ20の重心に対応する裏面部分を含むウエハ20裏面の中央の部分をいう。
The
吸着部14で支持されたウエハ20の周縁部と対向する、アーム本体11の基部寄り上面には、凹部15がアーム本体11の軸線方向に対して直交する方向に貫通するように設けられる。この凹部15は、アーム本体11側に反ったウエハ20の周縁部の逃げとなる(周縁部が接触しないように窪む)。
A
凹部15の深さは、ウエハ20の反り量から吸着部14の高さを引いた値よりも大きく設定される。例えば、ウエハ20が12インチ(300mm)の場合には反り量が1mm程度であるといわれているので、吸着部14の高さを例えば0.2mm乃至0.5mmにした場合、凹部15の深さは0.5mm乃至0.8mm以上に設定される。凹部15の深さを必要以上に大きく設定することはアーム本体11の機械的強度を低下させるので、凹部15の深さはウエハ20との接触を回避するのに必要な最小限に抑えられる。また、ウエハ20の周縁部とこの周縁部寄りに位置する凹部15の一端縁15aとの間には余裕を持たせてある。すなわち、ウエハ20の周縁部と凹部15の一端縁15aとの間には隙間が設けてある。これは、ウエハ20の中心部分と吸着部14の中心とが一致せずにずれて(偏心して)ウエハ20が吸着部14に支持された場合にウエハ20の周縁部が凹部15の一端縁15aに接触しないようにするためである。この隙間は、例えば、ウエハ20の中心と吸着部14の中心とを合わせたときに、ウエハ20の直径の3%乃至10%程度になるように設定される。なお、ウエハ20ではなく、方形状のガラス基板の場合には、ガラス基板の長辺あるいは短辺の縁部と凹部15の一端縁15aとの間に、ガラス基板の中心と吸着部の中心とを合わせたときに、ガラス基板の長辺あるいは短辺の寸法の3%乃至10%程度の隙間をもたせる。また、ウエハ20の周縁部から離れた凹部15の他端縁15bの位置についてもウエハ20の裏面に接触しないように設定してある。凹部15の他端縁15bの位置はウエハ20の反り曲線によって多少異なるが、この他端縁15bの位置は上述した一端縁15aの位置と共にアーム本体11の軸線方向における凹部15の幅を決定することになる。凹部15の幅についても上述したようにアーム本体11の機械的強度を低下させる要因となるので、ウエハ20との接触を回避するのに必要な最小限に抑えられる。
The depth of the
本実施形態の搬送アーム10によれば、不図示の真空ポンプを駆動させると、真空排気路12を介して吸着穴13から真空吸着力が吸着部14上のウエハ20の裏面中心部分に作用する。このとき、ウエハ20に反りがあり、この反りがウエハ20の中心部分よりも周縁部が下方になる場合には、ウエハ20の周縁部が該周縁部と対向するアーム本体11の部位に接触しようとするが、この部位には凹部15があるので、ウエハ20の周縁部はこの凹部15内に入り込みアーム本体11との接触が回避され、ウエハ20は反りによりその中心部分が吸着部14から浮き上がることはない。
According to the
したがって、吸着部14を高く隆起させることなく、僅かに隆起させるだけでも吸着穴13から作用する真空吸着力により吸着部14上に確実に支持することが出来る。また、アーム本体11の吸着部14の部位での厚さを大きくしなくても済むことから、例えばウエハ20を収容したカセットからウエハ20を取り出す際にウエハ20間の隙間にアーム本体11を進入させても取り出し対象以外のウエハ20、例えば取り出し対象となるウエハ20の下方に位置する別のウエハ20に接触するおそれはない。
Therefore, the
図3は上述した搬送アーム10を有する、本発明の基板搬送装置30及び基板検査装置40の一実施形態を示す。
FIG. 3 shows an embodiment of the
基板搬送装置30は、搬送アーム10と、この搬送アーム10を駆動する駆動部としてのモータ31,32,33と、搬送アーム10を案内するガイドレール34等を備え、基板検査装置40の台座41上の一端部後方(図3の左上方)に配置される。モータ31は搬送アーム10を図3に示す矢印X方向に移動させ、モータ32は搬送アーム10を同図に示す矢印Y方向に移動させ、モータ33は搬送アーム10を同図に示す矢印Z方向(紙面に対して上下方向)に移動させる。搬送アーム10は、モータ31,32,33により駆動され、ガイドレール34に案内されて図3の矢印X、Y、Z方向に移動し、台座41上の一端部前方(図3の左下方)に設置されたカセット50からウエハ20を取り出す。搬送アーム10上に取り出されたウエハ20は、半円弧状アーム61を3個120°間隔で備えてなる回転アーム60に受け渡される。
The
基板検査装置40は、搬送アーム10を備えた基板搬送装置30、回転アーム60の他に、上述した台座41上の他端側(図3の右側)に配置された検査部としての顕微鏡観察部42を備える。顕微鏡観察部42は、カセット50から搬送アーム10及び回転アーム60により搬送されたウエハ20を顕微鏡観察するものであり、種々の倍率を有した対物レンズを交換可能に備える。
The
本実施形態の基板搬送装置30によれば、搬送アーム10備えているので、反りが生じたウエハ20でも滑り落とすようなことなく、確実に支持して回転アーム60に受け渡すことができ、搬送速度を上げて搬送効率を高めることが可能となる。
According to the
また、本実施形態の基板検査装置40によれば、搬送アーム10を備えた基板搬送装置30を搭載しているので、反りが生じたウエハ20でも確実に支持して顕微鏡観察部42への搬送や顕微鏡観察部42からカセット50への搬送ができ、基板搬送の効率化により検査効率の向上を図ることが可能となる。
Further, according to the
本発明の搬送アームは上述した実施形態に示したものに限定されるものではない。アーム本体11の基板(ウエハ20やディスプレイ用ガラス基板など)が支持される側(例えば上面或いは表面)に凹部15を形成してあればよい。凹部15が形成されていれば、基板が反ったとしても、基板が支持される部分(例えば吸着部14に接触する部分)を除いて基板とアーム本体との接触を回避することが可能となる。また、本実施形態では凹部15のアーム長手方向の断面形状を矩形としたが、同断面形状の一部を円弧や滑らかな曲線または多角形としてもよい。
The transfer arm of the present invention is not limited to that shown in the above-described embodiment. The
本発明の搬送アームは上述した基板検査装置40に限定されず、例えばマスクパターンを基板上の塗布した感光剤に転写する露光装置(ステッパ)などに適用することが可能である。
The transfer arm of the present invention is not limited to the
10 搬送アーム
11 アーム本体
14 吸着部
15 凹部
20 ウエハ(基板)
30 基板搬送装置
31,32,33 モータ(駆動部)
40 基板検査装置
42 顕微鏡観察部(検査部)
DESCRIPTION OF
30
40 Substrate inspection device 42 Microscope observation part (inspection part)
Claims (7)
前記アーム本体の前記基板が支持される側に設けられた凹部と、を具備することを特徴とする搬送アーム。 An arm body for supporting and transporting the substrate;
And a recess provided on a side of the arm body on which the substrate is supported.
前記基板の中心部位を支持可能な前記アーム本体の箇所に支持部を設け、該支持部で支持された前記基板の周縁部と対向する部位に前記凹部が設けられていることを特徴とする搬送アーム。 The transfer arm according to claim 1,
A conveyance part, wherein a support part is provided at a position of the arm main body capable of supporting a central part of the substrate, and the concave part is provided at a part facing the peripheral part of the substrate supported by the support part. arm.
前記支持部は真空吸着により前記基板を支持することを特徴とする搬送アーム。 The transfer arm according to claim 2,
The transfer arm, wherein the support portion supports the substrate by vacuum suction.
前記凹部は、前記基板の周縁部が接触しない深さに設定されていることを特徴とする搬送アーム。 In the transfer arm according to claim 2 or 3,
The transport arm according to claim 1, wherein the recess is set to a depth at which the peripheral edge of the substrate does not contact.
前記周縁部と該周縁部寄りの前記凹部の一端縁との間に、前記支持部の中心と前記基板の中心とを合わせたときに該基板の直径又は該基板の長辺の長さ或いは短辺の長さの3%乃至10%の隙間をもたせたことを特徴とする搬送アーム。 The transfer arm according to any one of claims 2 to 4,
When the center of the support portion and the center of the substrate are aligned between the peripheral edge and one end edge of the recess near the peripheral edge, the diameter of the substrate or the length of the long side of the substrate is short or short. A transfer arm having a gap of 3% to 10% of a side length.
前記搬送アームを駆動する駆動部と、を具備することを特徴とする基板搬送装置。 A transfer arm according to any one of claims 1 to 5,
And a drive unit for driving the transfer arm.
前記搬送アームで搬送されたウエハを検査する検査部と、を具備することを特徴とする基板検査装置。 A transfer arm according to any one of claims 1 to 5,
An inspection unit for inspecting the wafer transported by the transport arm.
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