JP2007335687A - 基板把持構造、基板把持用治具及び基板把持方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板載置部7の吸着面7bに基板が載置されて吸引孔7aが塞がれ、裏面側の被吸着面が搬送ロボットのフィンガの先端部に形成された吸着面に載置されて、吸引孔6aと、フィンガの先端部に形成された吸引孔とが連通され、真空吸着によって、吸引孔6a,7a及び吸引路に沿って吸気されて、フィンガに基板把持用治具1が吸着されると共に、基板は基板把持用治具1に押し付けつけられて、基板及び基板把持用治具1がフィンガによって吸着・把持される。
【選択図】図1
Description
搬送ロボットは、先端部に真空吸着によって基板を把持するための把持機構が設けられた搬送用治具としてのフィンガを有し(例えば、特許文献1参照。)、このフィンガの先端部が、カセットに収納された基板の下方に差し入られた後、例えば、基板の裏面の中央部を吸着して、フィンガを後退させて基板を取り出す。
基板処理装置では、基板を吸着面に吸着・把持し、基板に薬液を供給して、薬液による基板の洗浄や、基板への薬液の塗布等を行う。
すなわち、基板チャックにおいては、上面に平面状の上記吸着面が形成され、吸着用孔を経由してエジェクタに到る吸気経路に沿って吸気が行われることによって基板の吸着が行われ、かつ、基板チャックは、所定の回転数で回転駆動され、この状態で、基板にはノズルから薬液が供給されて、基板の洗浄や、基板への薬液の塗布等が行われる(例えば、特許文献2参照。)。
例えば、III−V属化合物半導体(ガリウム砒素等)や、シリコン、サファイヤ等の基板は、取扱い時に割れ易く、割れた小破片は、たとえ、利用可能としても(例えば、集積回路の形成が可能としても)、廃棄処分するしかなかった。
また、第2の問題点は、上記従来技術では、基板のサイズに応じて、少なくとも、基板を収納するカセットは、複数種類用意しなければならないという点である。このため、作業が煩雑となる上に処理工程におけるコストが嵩んでしまっていた。
また、例えば、カセット等の汎用性を高め、処理工程におけるコストを低減することができる基板把持構造、基板把持用治具及び基板把持方法を提供することを第2の目的としている。
また、例えば、比較的大面積の基板把持用治具を用い、この基板把持用治具のサイズに合わせた基板収納用のカセットを用いることによって、同一種のカセットに異なるサイズの基板を混在させて収納し、同一サイズの基板のように扱うことができるので、例えば、カセット等の汎用性を高め、処理工程におけるコストを低減することができる。
また、例えば、比較的大面積の基板把持用治具を用い、この基板把持用治具のサイズに合わせた基板収納用のカセットを用いることによって、同一種のカセットに異なるサイズの基板を混在させて収納し、同一サイズの基板のように扱うことができ、例えば、カセット等の汎用性を高め、処理工程におけるコストを低減するという第2の目的を実現した。
基部6及び基板載置部7は、共に中央部に、吸引孔6a,7aが形成され、両吸引孔6a,7aが連通するように基部6と基板載置部7とが重ね合わされて接合されている。
また、基板載置部7は、基部6上に、ライニング加工等によって形成され、この例では、直径略16mmとされ、厚さは基板Sと同程度(この例では、略0.5mm)とされる。
また、この例では、吸引孔6a,7aの径は、フィンガ16の先端部に形成された吸引孔16bや、基板チャック36の上面に形成された吸引孔36bの径よりも若干小さく(例えば略3mm)設定される。
ロボットコントローラ22は、図6に示すように、CPU(中央処理装置)等を有してなる主制御部23と、主制御部23が実行する処理プログラムや各種データ等を記憶するための記憶部24と、操作部25と、胴部駆動部17、第1アーム駆動部18、第2アーム駆動部19、及びフィンガ駆動部21を構成するサーボモータ等を制御駆動するためのモータ駆動部26とを備えたコンピュータ等の情報処理装置によって構成されている。
搬送ロボット2を構成する胴部13、第1アーム14、第2アーム15及びフィンガ16の内部には、それぞれ、空気を吸引するための吸引路28が形成されている。この例の搬送ロボット2では、フィンガ16の先端部の吸着面16aを基部6の被吸着面6bに近接させた状態で、図示せぬ減圧装置(エジェクタ等)を作動させることにより、上記吸引路28に沿って空気が吸引されて、基板把持用治具1及び基板Sが、フィンガ16の吸着面16aに吸着・把持されることとなる。
なお、吸引路28の先端の吸引孔16bの径が、吸引孔6a,7aの径より若干大きく設定されていることによって、吸引孔6aの裏面側縁部が吸着される。
この後、基板処理装置4の基板受渡部41の基板受渡用治具51の載置部51aに、基板Sを載置して基板Sの引渡しを行う。
各載置棚32は、例えば、PFA(テトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)等の基板把持用治具1を構成するステンレス等に対して摩擦係数が比較的小さい(摺動性が比較的高い)材料からなっている。
ここで、搬送ロボット2のフィンガ16が、収納部31間に形成された間隙に差し入れられて、基板Sが載置された基板把持用治具1が収納部31から取り出される。
廃液貯留部44は、基板チャック36の回転軸と回転対称軸が共通の断面円環状の略円筒形状を呈している。
なお、薬液受け部材46の上部には、水平面に対して外周側へ向けて下方に所定の傾斜角で傾斜したフランジ部46aが形成され、このフランジ部46aの上面に薬液が吹き付けられても薬液を外周側へ向けて流下させて、薬液の基板チャック36の回転軸側への侵入が防止されるように構成されている。
また、廃液貯留部44の底面44bは、排出管45の入口へ向けて薬液が流下するように水平面に対して傾斜するように形成されている。
基板チャック駆動部37は、ACサーボモータを有し、基板チャック36を所定の回転数(例えば、数十rpm〜数千rpm)で回転させる。
ノズル駆動部49は、両先端部にノズル38が所定の離隔を保って取り付けている例えばU字状のアーム(不図示)と、このアームの根元部を通る鉛直方向に沿った回動軸の周りに所定の角度範囲でアームを回動させる例えばステッピングモータとを有している。
基板受渡用治具51は、図9に示すように、基板Sを載置した基板把持用治具1の裏面側の被吸着面6bの周縁部を載置する載置部51aを有し、載置部51aは、基板把持用治具1を把持したフィンガ16の先端部が差し入れられると共に、基板チャック36の吸着面36aとの干渉を回避するための略U字形の凹部51bを有している。
搬送ロボット2の主制御部23は、モータ駆動部26を制御して、フィンガ駆動部21等を駆動させて、図5及び図7に示すように、フィンガ16を、収納部31間に形成された間隙に差し入れ、収納カセット3に収納され、基板Sが載置された基板把持用治具1の下方に配置した後、例えば、基板Sの裏面側の中央部及び基板把持用治具1の吸引孔6aの裏面側縁部を吸着する。
ここで、図3に示すように、フィンガ16の先端部の吸着面16aを基部6の被吸着面6bに接触又は近接させた状態で、吸引路28に沿って空気が吸引されて、基板把持用治具1及び基板Sが、フィンガ16の吸着面16aに吸着・把持される。
こうして、基板Sが基板把持用治具1に押し付けられることによって、かつ、基板把持用治具1の吸引孔6aの裏面側縁部を吸着することによって、基板S及び基板把持用治具1を、フィンガ16によって吸着・把持した状態で、主制御部23は、モータ駆動部26を制御して、フィンガ駆動部21等を駆動させ、基板S及び基板把持用治具1を取り出す。
次に、主制御部23は、モータ駆動部26を制御して、胴部駆動部17等を駆動させ、基板受渡用治具51に対して上方からフィンガ16を下降させる。こうして、図9に示すように、フィンガ16の先端部が凹部51bを通過すると同時に、基板Sを載置した基板把持用治具1が載置部51aに載置され、基板Sの引渡しが行われる。
主制御部57は、電磁弁制御部62を制御して、水平移動用アクチュエータ55を駆動させて、基板受渡用治具51を基板チャック36から離反させた後、昇降用アクチュエータ54を駆動させて、基板受渡用治具51を引き上げる。
基板チャック36の吸着面36aに、図4に示すように、基板Sを載置した基板把持用治具1が載置された状態で、先端部の吸引孔36bからエジェクタに到る吸引路47に沿って吸気が行われることによって基板Sの吸着・把持されると、基板処理装置4の主制御部57は、モータ駆動部61を制御して、基板チャック36を所定の回転数で回転させながら、ノズル38から所定の薬液を所定時間滴下させる。
また、例えば、比較的大面積の基板把持用治具1を用い、この基板把持用治具1のサイズに合わせた収納カセット3を用いることによって、同一種の収納カセット3に異なるサイズの基板を混在させて収納し、同一サイズの基板のように扱うことができるので、収納カセットの汎用性を高め、処理工程におけるコストを低減することができる。
また、基板載置部7の材料としては、例えばシリコンに対して、摩擦係数が比較的高い材料が用いられるので、基板Sがずれたり、脱落したりすることを防止することができる。また、基板載置部7が緩衝機能を有していることによって、基板Sを衝撃から保護することができる。
この例が上述した第1の実施例と大きく異なるところは、基板把持用治具の基板載置部に、複数の吸気孔を設けた点である。
これ以外の構成は、上述した第1の実施例の構成と略同一であるので、第1の実施例と同一の構成要素については、例えば、図10及び図11において、図1及び図2で用いた符号と同一の符号を用いて、その説明を簡略にする。
基部6の中央部には、吸引孔6aが形成されている。また、基板載置部61には、中央部と周縁部とに、複数の吸引孔61a1,61a2,…が形成されている。基部6と基板載置部61とは、吸引孔6a,吸引孔61aが連通するように重ね合わされて接合され、この状態で、61a2,61a3,…と、吸引孔61a1,吸引孔6aとは、ずい道部61cによって、連通されている。
加えて、複数の基板片を載置して、同時に搬送及び処理を行うことができる。
この例が上述した第1の実施例と大きく異なるところは、基板載置部の吸気孔を中央部に設け、基体の吸気孔を周縁部に設けた点である。
これ以外の構成は、上述した第1の実施例の構成と略同一であるので、第1の実施例と同一の構成要素については、図12及び図13において、図3及び図7で用いた符号と同一の符号を用いて、その説明を簡略にする。
基部63には、表面側の中央部に吸気孔63aが、裏面側の周縁部に吸気孔63b,63bが形成され、吸気孔63aと、両吸気孔63b,63bとは、ずい道部63cによって連通されている。
基板載置部7には、中央部に、吸引孔7aが形成され、両吸引孔63a,7aが連通するように基部63と基板載置部7とが重ね合わされて接合されている。
また、この例の収納カセットの収納部31Aの載置棚32Aは、フィンガ16Aの分岐部64,64が差し入れられ、基板把持用治具1Bの被吸着面の周縁部にフィンガ16Aの分岐部64,64を導いて接触させるための略U字形の凹部65,65を有している。
加えて、例えば、基板処理装置において、基板受渡部を廃して構成を簡略化し、基板Sの搬送(受渡し)を迅速化させることができる。
この例が上述した第1の実施例と大きく異なるところは、基板把持用治具の基部の周縁部に、その全周に亘って、壁部を形成した点である。
これ以外の構成は、上述した第1の実施例の構成と略同一であるので、第1の実施例と同一の構成要素については、図14において、図2で用いた符号と同一の符号を用いて、その説明を簡略にする。
基部67及び基板載置部7は、共に中央部に、吸引孔67a,7aが形成され、両吸引孔67a,7aが連通するように基部67と基板載置部7とが重ね合わされて接合されている。
この例の基部67には、周縁部に全周に亘って、基板Sの取出し時や、受渡し時に、基板Sの脱落を防止するための壁部67bが形成されている。壁部67bには、所定の箇所に、例えば、基板処理時に、薬液を排出するための排出孔67pが形成されている。
加えて、基部67の周縁部には、壁部67bが形成されているので、例えば、基板Sの取出し時や、受渡し時に、基板Sの脱落を確実に防止することができる。
この例が上述した第1の実施例と大きく異なるところは、基板搬送時に、フィンガによって基板把持用治具を上方から吸引可能なように構成した点である。
これ以外の構成は、上述した第1の実施例の構成と略同一であるので、第1の実施例と同一の構成要素については、図15において、図3で用いた符号と同一の符号を用いて、その説明を簡略にする。
基部69には、表面側の中央部に吸気孔69aが、表面側の周縁部に円環状の吸気溝69bが形成され、吸気孔69aと吸気溝69bとは、複数のずい道部69cによって連通されている。
この例の搬送ロボットのフィンガ16Bは、先端部の下面側に、基部69の表面の周縁部を吸着するための円環状の吸着面71aが形成され、円環状の吸気溝71bが吸気溝69bとが重なるように配置された状態で、基板把持用治具1Dを吸着・把持して、後退させるか又は引き上げる。
加えて、基板が、例えばトレイ上に平面的に配置されている場合でも、基板を容易に取り出すことができる。
例えば、上述した実施例では、基板処理装置としてスピナに適用する場合について述べたが、被処理体としての基板を必ずしも回転させない場合にも適用できる。この場合、基板をステージに載置するのみとして、必ずしも吸着させなくても良い。
また、基板載置部の材料として、ビニリデンフルオライド(VDF)系弗素ゴムを含む弗素ゴムや、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロプレンゴム、ヒドリンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等を用いるようにしても良い。また、合成ゴムのほか、天然ゴムを用いても良い。
また、基板把持用治具を構成する基部と基板載置部は、平板状部材とは限らず、例えば、基部の裏面は、曲面を含んでいても良い。
また、搬送ロボットにおいて、2組のアーム(第1アーム及び第2アーム)を設ける場合について述べたが、一方を廃しても良い。また、搬送ロボットは、単一組の胴体部、第1アーム、第2アーム及びフィンガを備える場合について述べたが、第1アーム、第2アーム及びフィンガを2組(一対)設けるようにしても良いし、3組以上設けるようにしても良い。また、動力源として、少なくとも一部で、エアを用いるようにしても良い。
なお、第1アーム又は第2アームを省略する場合には、収納カセットの載置棚の凹部の入口部を拡大するようにしても良い。
また、基板処理装置において、基板チャック上に、複数の基板把持用治具及び基板が把持可能なように構成しても良い。
また、基板受渡用治具を用いる方法に代えて、第5の実施例で述べた上方から吸着する方法を用いても良い。また、基板受渡用治具を一対の互いに拡開可能な部材から構成するようにしても良い。
また、容器の外壁部を鉛直方向に沿って可動として、高さ調節可能なように構成しても良い。また、容器には、蓋部を設けて、薬剤飛散防止機能を強化するようにしても良い。
また、容器の形状は、円筒状に限らず、角筒状であっても良い。また、廃液貯留部の断面も円環状に限らず、角環状であっても良いし、排出管も円管であっても角管であっても良い。
また、基板処理装置は、洗浄工程のほか、レスト等の塗布工程や、現像工程で用いるようにしても良い。
また、基板把持用治具の裏面の吸引孔の縁部を吸引するだけでなく、基板把持用治具のみを吸引する(基板把持用治具の吸引孔に連通しない)吸引孔をフィンガや基板チャックの内部に分岐させて設けても良い。また、基板把持用治具1の裏面の吸引孔の縁部を吸引せずに、吸着面に基板が吸着されて基板把持用治具に押し付けられるのみで、基板及び基板把持用治具が吸着・把持されるように構成しても良い。
また、第3の実施例では、基板を、基板処理装置の基板チャックの吸着面に載置する際に、容器の外壁部を鉛直方向に沿って、下方へ変位させても良いし、基板チャックを鉛直方向に沿って上方へ変位させても良い。
また、第5の実施例では、基板把持用治具の裏面側にも、吸引孔を設けて、基板チャックへ引き渡して、このまま吸着させるようにしても良い。この場合、基板処理時に基板把持用治具の表面側の吸引孔に蓋材を載置して吸着させると共にこの吸引孔を塞ぐようにしても良い。また、基板把持用治具の基部とフィンガとに、円環状の吸気溝を設ける場合について述べたが、所定の箇所で吸着するようにしても良い。
ここで、トレイをxyテーブル上に載置して、x軸方向及びy方向に沿って変位可能とし、基板の取出し時にフィンガをz軸方向に沿って変位させるのみとして、搬送の迅速化を図るようにしても良い。
2 搬送ロボット
3 収納カセット
4 基板処理装置
6 基部(基体)
6a 吸引孔(第1の吸気経路の一部)
7 基板載置部
7a 吸引孔(第1の吸引口、第1の吸気経路の一部)
7b 吸着面(第1の吸着面)
9,11 基板把持構造
16,16A,16B フィンガ(把持機構)
16a,64a,71a 吸着面(第2の吸着面)
16b,64b,71b 吸引孔(第2の吸引口)
28 吸引路(第2の吸気経路)
36 基板チャック(把持機構)
36a 吸着面(第2の吸着面)
36b 吸引孔(第2の吸引口)
47 吸引路(第2の吸気経路)
61 基板載置部
61a1,61a2,… 吸引孔(第1の吸引口、第1の吸気経路の一部)
61b 吸着面(第1の吸着面)
61c ずい道部(第1の吸気経路の一部)
63 基部(基体)
63a,63b 吸引孔(第1の吸気経路の一部)
63c ずい道部(第1の吸気経路の一部)
67 基部(基体)
67 吸引孔(第1の吸気経路の一部)
69 基部(基体)
69a,69b 吸引孔(第1の吸気経路の一部)
69c ずい道部(第1の吸気経路の一部)
S 基板
Sa,Sb,Sc 基板片(基板)
Claims (5)
- 基板を、吸気経路に沿って空気の吸引を行うことによって吸着して、把持するための基板把持構造であって、
前記基板を吸着するための第1の吸引口が設けられた第1の吸着面が形成されていると共に、内部に、前記吸気経路を構成し、前記第1の吸引口へ至る第1の吸気経路が形成された基板把持用治具を介して、
前記基板及び前記基板把持用治具を吸着・把持するための第2の吸引口が設けられた第2の吸着面が形成されていると共に、内部に、前記吸気経路を構成し、前記第2の吸引口へ至る第2の吸気経路が形成された把持機構によって、前記基板が吸着・把持され、
前記第1の吸着面に前記基板が載置され、前記第2の吸着面に前記基板把持用治具が載置された状態で、前記第1の吸気経路と前記第2の吸気経路とが連通され、
前記第1の吸気経路と前記第2の吸気経路とに沿って、空気の吸引が行われることによって、前記第1の吸着面に前記基板が吸着されて前記基板把持用治具に押し付けられ、前記基板が前記基板把持用治具を介して前記把持機構によって把持されることを特徴とする基板把持構造。 - 前記基板把持用治具は、平板状の剛性部材からなり、裏面が前記第2の吸着面に当接される基体と、前記基体の上に形成され、平板状の弾性部材からなり、表面が前記第1の吸着面として用いられる基板載置部とを有してなり、前記基体の裏面から前記基板載置部の表面へ至る吸引孔が前記第1の吸気経路として内部に形成されていることを特徴とする請求項1記載の基板把持構造。
- 前記基板載置部の前記第1の吸着面としての表面には、複数の前記基板の吸着が可能な複数の前記第1の吸引口が形成されていることを特徴とする請求項2記載の基板把持構造。
- 基板を、吸気経路に沿って空気の吸引を行うことによって吸着して、把持するために用いられる基板把持用治具であって、
請求項1、2又は3記載の基板把持構造を構成する基板把持用治具からなることを特徴とする基板把持用治具。 - 基板を、吸気経路に沿って空気の吸引を行うことによって吸着して、把持するための基板把持方法であって、
前記基板を吸着するための第1の吸引口が設けられた第1の吸着面が形成されていると共に、内部に、前記吸気経路を構成し、前記第1の吸引口へ至る第1の吸気経路が形成された基板把持用治具を介して、
前記基板及び前記基板把持用治具を吸着・把持するための第2の吸引口が設けられた第2の吸着面が形成されていると共に、内部に、前記吸気経路を構成し、前記第2の吸引口へ至る第2の吸気経路が形成された把持機構によって、前記基板を吸着・把持し、
前記第1の吸気経路と前記第2の吸気経路とが連通されるように、前記第1の吸着面に前記基板を載置し、前記第2の吸着面に前記基板把持用治具を載置し、
前記第1の吸気経路と前記第2の吸気経路とに沿って、空気の吸引を行って、前記第1の吸着面に前記基板を吸着して前記基板把持用治具に押し付けるようにし、前記基板を前記基板把持用治具を介して前記把持機構によって把持することを特徴とする基板把持方法。
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JP5058520B2 (ja) | 2012-10-24 |
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