JP2009154213A - 搬送装置、搬送方法、およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱などの諸要因によって被保持面が変形した被保持体を、より確実に保持した状態で搬送することができる搬送装置、および搬送方法を提供すること。
【解決手段】被保持物の被保持面に対して保持面を当接させて前記被保持物を保持した状態で搬送する搬送アームＡにおいて、該搬送アームＡに、ウエハ吸着孔６が設けられたウエハ支持部２を設けるとともに、該ウエハ支持部２をウエハ支持部２の基端部２ａを中心に所定の幅だけ回動自在に構成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、搬送装置、搬送方法、およびデバイス製造方法に関するものである。

従来より、パターンが形成されたマスクまたはレチクル、あるいは、半導体ウエハ等の基板を、基板搬送装置によって、所定位置から所定位置まで搬送することが行われている。

基板搬送装置としては、例えば、基板が収納されているウエハカセット等の基板収納部から基板処理位置まで基板を搬送する搬送アームなどがある。
このような搬送アーム100は、例えば、図６に示すように、対向状態に設けられた一対の基板支持部110,110により基板Ｗを下方から支持するとともに、両基板支持部110,110上にそれぞれ設けられた吸着孔120から吸引を行うことにより、基板Ｗを両基板支持部110,110上に吸着保持した状態にして搬送するものであった。

しかしながら、基板Ｗは、熱などの諸要因によって基板が沿ったり、湾曲したりするなど、変形している場合がある。このため、吸着孔120に吸引される基板Ｗ上の一部（被保持面）も変形していることがある。

このように、被保持面が変形した基板Ｗを、搬送アーム100を用いて搬送する場合には、図７に示すように、基板Ｗの下面Ｗｄと基板支持部110の上面110aとの間に間隙ｓができてしまい、基板Ｗを保持するのに十分な吸着ができず、基板Ｗを確実に保持できないことがあった。
特表２００４−５３７８６７号公報

近年、被保持体に対する搬送装置の保持能力のさらなる向上要求が高まっている。
本発明は、この搬送装置アームの被保持体に対する保持能力を向上することができる手法を提案するものである。

上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す図１〜図１０に対応付けした以下の構成を採用している。
なお、各要素に付した括弧付け符号は、その要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。

本発明の搬送装置（Ａ）は、被保持物（Ｗ）の被保持面に対して保持面（２）を当接させて前記被保持物（Ｗ）を保持した状態で搬送する搬送装置（Ａ）において、前記被保持面に対する前記保持面（２）の角度を変更自在に構成したことを特徴とする。

また、本発明の搬送装置（Ａ）は、複数の保持面（２）と、前記複数の保持面（２）を支持する本体（１）と、を備え、被保持物（Ｗ）の被保持面に対して前記保持面（２）を当接させて前記被保持物（Ｗ）を保持する搬送装置（Ａ）において、前記本体（１）に対する前記複数の保持面（２）の高さを変更自在に構成したことを特徴とする。

また、本発明の搬送方法は、被保持物（Ｗ）の被保持面に対して保持面（２）を当接させて前記被保持物（Ｗ）を保持した状態で搬送する搬送方法において、前記被保持面に対する前記保持面（２）の角度を変更するステップを含むことを特徴とする。

また、本発明の搬送方法は、複数の保持面（２）と、前記複数の保持面（２）を支持する本体（１）と、を備え、被保持物（Ｗ）の被保持面に対して前記保持面（２）を当接させて前記被保持物（Ｗ）を保持する搬送方法において、前記本体（１）に対する前記複数の保持面（２）の高さを変更するステップを含むことを特徴とする。

被保持体をより確実に保持した状態で搬送することができる。

本発明の一実施形態を、図面を用いて具体的に説明する。

図１は、本発明に係る搬送アームＡを適用した処理装置の全体説明図である。
この処理装置は、搬送アームＡ、ウエハ収納ユニット10、ステージ20を備えている。

ウエハ収納ユニット10は、被保持体である複数のウエハＷを収容している。
また、ステージ20は、例えば露光装置等の処理装置21を設けており、ウエハＷに露光等の所定の処理を行うようにしている。

搬送アームＡは、図２〜４に示すように、アーム本体１と複数（本実施例では２つ）のウエハ支持部２とを備えて構成している。
アーム本体１は、図１に示すように、その基端をアーム支持部７によって支持している。

また、アーム支持部７は、上下方向への伸縮および回転をそれぞれ自在にして構成している
そして、アーム支持部７は、ウエハ収納ユニット10とステージ20との間に形成された溝９内に摺動可能な状態で収容されている。

このようにして、搬送アームＡを、ウエハ収納ユニット10とステージ20間で移動自在にして、ウエハ収納ユニット10で受け取ったウエハＷを搬送してステージ20上に受け渡したり、ステージ20で処理されたウエハWを搬送してウエハ収納ユニット10に受け渡したりできるようにしている。

以下、搬送アームＡについて詳述する。
アーム本体１は、図２〜４に示すように、その先端をそれぞれ左右方向に伸延させて吊設部３を形成している。

アーム本体１の吊設部３は、その両端部をそれぞれ下方に向けて伸延させて張出部４，４をそれぞれ形成している。
両張出部４，４のそれぞれの先端には、例えばＯリング等の所定の弾力性を有する介設部５を介してウエハ支持部２の基端部2aを取り付けている。

両ウエハ支持部２、２は、両張出部４，４に取り付けられた基端部2aから、それぞれ内側に向かって伸延するように形成している。したがって、両ウエハ支持部２，２は互いに対向した状態で設けられる。

そして、両ウエハ支持部２，２のそれぞれの上面には、ウエハ吸着孔６を設けている。
ウエハ吸着孔６，６は、真空吸引装置（図示しない）と接続しており、この真空吸引装置によってウエハ吸着孔６からウエハＷを吸引することでウエハＷをウエハ支持部２上に真空吸着できるようにしている。

なお、本実施例では、真空吸引装置を用いてウエハＷを吸引してウエハ支持部２上に吸着するようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば静電吸着や静電吸着機構等を用いてウエハＷをウエハ支持部２上に吸着するようにしてもよい。

このようにして、搬送アームＡにウエハ支持部２を設けるとともに、このウエハ支持部２にウエハ吸着孔６を設けているので、図４に示すように、両ウエハ支持部２，２上にウエハＷを載置（載架）するとともに、ウエハ吸着孔６からウエハＷを吸引することでウエハＷをウエハ支持部２の上面に吸着保持することができる。

さらには、上述したように、張出部４と両ウエハ支持部２，２との間に、所定の弾力性を有する介設部５，５を介設しているので、図３に示すように、ウエハ支持部２の基端部2aを軸心としてウエハ支持部２を所定の幅だけ回動（傾動）自在にすることができる。

したがって、例えば、図５（ａ）（ｂ）に示すように、ウエハＷが正面視で山型や谷型に変形していた場合であっても、それぞれのウエハＷの変形に応じて、ウエハ支持部２，２を回動（傾動）させて、ウエハＷの被保持面と、ウエハ支持部２のウエハ保持面とを面接触させることができる。すなわち、ウエハＷの被保持面とウエハ支持部２のウエハ保持面との間に間隙ができることを防止することができる。その結果、ウエハWの保持に十分な吸着を行うことができ、ウエハＷを確実に吸着保持することができる。

なお、ウエハ支持部２や吊設部３を伸縮自在にしたり、張出部４から基端部2aにかけての方向（図３中、上下方向）を軸心としてウエハ支持部２を回動自在にしたりする等して、対向する両ウエハ支持部２，２間の互いの間隔を変更自在にすることもできる。

なお、本発明は、張出部４と両ウエハ支持部２との間に所定の弾力性を有する介設部５を設けて、ウエハ支持部２を回動自在にすることに限られず、例えば、搬送アームＡにピエゾ素子やＶＣＭ（Voice Coil Motor）やエアシリンダ等のウエハ支持部２を可動させる駆動手段を設け、この駆動手段によってウエハ支持部２を回動（傾動）させるように構成してもよく、また、介設部５と駆動手段を組み合わせてウエハ支持部２を回動（傾動）させるように構成してもよい。

さらには、ウエハ吸着孔６の吸着力を測定するセンサ、例えば周知のバキュームセンサのように、ウエハ支持部２が回動した後に計測された吸着力が所定の値より大きくなったときにはウエハ支持部２の上面がウエハＷと面接触している状態と判定するセンサを設けて、ウエハ支持部２の上面がウエハＷと面接触したと判定した場合に、ウエハWを保持するのに十分な吸着力がある、すなわち、ウエハ支持部２の傾動角度が、ウエハWを確実に保持するのに十分な傾動角度であると判定して、駆動手段によるウエハ支持部２の可動を停止するように制御するようにしてもよい。

また、ウエハ支持部２の回動前に、上述のウエハ吸着孔６の吸着力測定センサにより吸着力を測定し、その測定された吸着力が所定の値より大きな場合、ウエハWの変形が無いと判定して、ウエハ支持部２を回動しないようにすることもできる。

また、ウエハ支持部２にウエハ吸着孔６を設けずに、上述した駆動手段によって、ウエハWを保持するウエハ支持部２の傾動角度を、ウエハWの変形状態に応じた角度に変更させてウエハWを支持することもできる。

さらに、例えばウエハWの変形具合（反りの程度や、正面視で山型の変形か谷型の変形か等）を、予め計測するセンサを設けておき、そのセンサの出力に基づいて、ウエハ支持部２の傾斜角度を制御することもできる。

本実施例における搬送アームＡは、以上のように構成されている。
次に、搬送アームＡによってウエハＷを支持する方法について説明する。
（１）ウエハ収納ユニット10からウエハ支持部２，２上にウエハＷを受け取る。

（２）真空吸引装置によってウエハ吸着孔６，６からウエハＷへの吸引を開始する。
この際、例えば、図５（ａ）に示すように、正面視山型に変形したウエハＷがウエハ支持部２，２上に載置されていた場合、ウエハ支持部２，２は、ウエハ吸着孔６，６の上側にあるウエハＷを吸引しようとする力によって、ウエハ支持部２が基端部2aを軸心として可動を始め、ウエハ支持部２，２の先端がそれぞれ上昇する。すなわち、ウエハ吸着部６，６からの吸引力によってウエハ支持部２，２がウエハＷの方向に回動（傾動）する。

その結果、ウエハ支持部２，２のそれぞれの上面をウエハＷの下面と面接触させることができる。したがって、正面視山型に変形したウエハＷをウエハ支持部２，２によって確実に支持した状態で吸着することができる。

一方、例えば、図５（ｂ）に示すように、正面視谷型に変形したウエハＷがウエハ支持部２，２上に載置された場合、ウエハ支持部２，２は、ウエハＷの重みにより、それぞれ下方向に傾動する。

ウエハ支持部２が下方向に傾動する間にも、真空吸引装置によるウエハ吸着孔６，６からの吸引は続けられており、ウエハ支持部２の下方向への傾動によって正面視谷型に変形したウエハＷの下面とウエハ支持部２のウエハ保持面とが面接触した際、ウエハＷが確実に吸着され、ウエハ支持部２，２の下方向への傾動が止まる。

その結果、正面視谷型に変形したウエハＷをウエハ支持部２，２によって確実に支持した状態で吸着することができる。
ここで、ウエハWを支持したウエハ支持部２，２の傾動角度に関する情報を記憶しておく記憶部を設けることもできる。

記憶されたウエハ支持部２，２の傾動角度に関する情報は、例えば、ウエハWが変形している場合、平面視での外周縁の位置がウエハWが変形していない場合のウエハWの外周縁の位置と異なるため、ウエハWの外周縁を計測する際のオフセット情報として用いる等、様々な用途に用いることができる。

（３）次いで、吸着保持したウエハWを、搬送アームＡを移動することによってステージ20まで搬送し、ウエハWをステージ20に受け渡す。
（４）そして、ステージ20上で、ウエハWに例えば露光処理などの所定の処理を行う。

（５）ステージ20からウエハ支持部２，２上に、処理後のウエハWを受け渡す。
この際にも、上記（２）と同様に、真空吸引装置によってウエハ吸着孔６，６からウエハＷへの吸引を行い、ウエハWをウエハ支持部２，２上に確実に吸着保持する。

（６）確実に吸着保持したウエハWを、搬送アームＡを移動することによってウエハ収納ユニット10まで搬送し、ウエハWをウエハ収納ユニット10に受け渡す。
なお、本発明にかかる搬送アームは、露光装置等の処理装置用の搬送部材に限られるものではなく、例えばウエハの各種測定や検査を行う装置、あるいはマスクの欠陥や各種検査を行う装置の搬送部材、さらには、コータデベロッパの搬送系として広く用いることができるものである。

さらには、本発明にかかる搬送アームの搬送対象は、ウエハに限られるものではなく、例えば液晶露光装置に用いられる液晶用のガラス基板などにも用いることができる。
なお、半導体デバイスなどのマイクロデバイスは、図１１に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップS301、この設計ステップに基づいたレチクル21を製作するステップS302、シリコン材料からウエハＷを製造するステップS303、前述した実施形態の露光装置Ａによりレチクル21のパターンをウエハＷに投影露光し、そのウエハＷを現像する露光処理ステップS304、デバイス組み立てステップ（ダイジング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）S305、検査ステップS306などを経て製造される。

実施例２に係る搬送アームＡについて、図８を用いて具体的に説明する。
実施例２に係る搬送アームＡは、実施例１と基本的構成を同じくしているが、図８に示すように、吊設部３の両端部を上下に伸延させて、上下動部70を形成している点で異なっている。

また、上下動部70の正面（図中手前側）には、上下方向に摺動溝80を形成しており、この摺動溝80内にウエハ支持部２を嵌合させることによって、ウエハ支持部２を上下に摺動自在にしている。

また、ウエハ支持部２は、駆動手段（図示しない）によって、上下方向に摺動できるようにしている。
このようにして、アーム本体１に対してのウエハ支持部２の高さを変更自在にしている。

したがって、アーム本体１に対してのウエハ支持部２の高さを、例えばウエハＷの変形のより小さな部分を支持する高さに変更することができる。その結果、ウエハＷをより確実に保持することができる。

また、複数（本実施例では２つ）のウエハ支持部２は、それぞれアーム本体１に対する高さを互いに異なる高さ（互いに任意の高さ）にもできるようにしており、ウエハ支持部２，２をウエハＷの変形により柔軟に対応させることができるようにしている。

なお、図８中、実施例１に示した部分に対応する部分には同じ番号を付し、本実施例２ではその説明を省略する。

実施例３に係る搬送アームＡについて、図９を用いて具体的に説明する。
実施例３に係る搬送アームＡは、実施例１および実施例２と基本的構成を同じくしているが、以下の点で異なっている。

実施例３に係る搬送アームＡは、吊設部３の両端部に上下方向に伸延する上下動部70’を取り付けている。
上下動部70’の内側（吊設部３側）には、上下方向に摺動溝80’を形成するとともに、この摺動溝80’内に、吊設部３の両端を嵌合させて、上下動部70’の位置を上下に変更自在にしている。

そして、上下動部70’の下端には、介設部５を介してウエハ支持部２を取り付けている。
このようにして、ウエハ支持部２をアーム本体１に対して上下動自在にするとともに、ウエハ支持部２のウエハＷに対する角度を変更自在にしているので、ウエハ支持部２，２をウエハＷの変形に対応させ、ウエハWをより確実に保持することができる。

なお、図９中、実施例１に示した部分に対応する部分には同じ番号を付し、本実施例３ではその説明を省略する。

実施例４に係る搬送アームＡについて、図１０を用いて具体的に説明する。
実施例４に係る搬送アームＡは、アーム本体１の先端に、ウエハ支持部２を取り付けている。

ウエハ支持部２は、アーム本体１の基端から先端方向に伸延する軸心1a周りに所定の角度だけ回動自在にして取り付けている。
ウエハ支持部２の上面には、ウエハ吸着孔６を設けている。

なお、図１０中、実施例１に示した部分に対応する部分には同じ番号を付し、本実施例３ではその説明を省略する。

図１は、本発明に係る搬送アームを適用した処理装置の概略説明図である。 図２は、本発明に係る搬送アームの平面図である。 図３は、本発明に係る搬送アームの正面図である。 図４は、本発明に係る搬送アームの斜視説明図である。 （ａ）は、山型に変形しているウエハを保持する際の搬送アームの正面図。 （ｂ）は、谷型に変形しているウエハを保持する際の搬送アームの正面図である。 図６は、従来の搬送アームの一例を示す平面図である。 図７は、従来の搬送アームの一例を示す正面図である。 図８は、搬送アームの実施例２における斜視説明図である。 図９は、搬送アームの実施例３における斜視説明図である。 図１０は、搬送アームの実施例４における斜視説明図である。 図１１は、半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

A 搬送アーム
W ウエハ
１ アーム本体、
２ ウエハ支持部
６ ウエハ吸着孔

Claims (10)

1. 被保持物の被保持面に対して保持面を当接させて前記被保持物を保持した状態で搬送する搬送装置において、
   前記被保持面に対する前記保持面の角度を変更自在に構成したことを特徴とする搬送装置。
2. 前記保持面は、被保持物を吸着する吸着部を有することを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
3. 前記保持面を複数設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の搬送装置。
4. 複数の保持面と、
   前記複数の保持面を支持する本体と、を備え、
   被保持物の被保持面に対して前記保持面を当接させて前記被保持物を保持する搬送装置において、
   前記本体に対する前記複数の保持面の高さを変更自在に構成したことを特徴とする搬送装置。
5. 被保持面に対する前記保持面の角度を変更自在に構成したことを特徴とする請求項４記載の搬送装置。
6. 被保持物の被保持面に対して保持面を当接させて前記被保持物を保持した状態で搬送する搬送方法において、
   前記被保持面に対する前記保持面の角度を変更するステップを含むことを特徴とする搬送方法。
7. 被保持物を吸着する吸着ステップを含むことを特徴とする請求項６記載の搬送方法。
8. 複数の保持面と、
   前記複数の保持面を支持する本体と、を備え、
   被保持物の被保持面に対して前記保持面を当接させて前記被保持物を保持する搬送方法において、
   前記本体に対する前記複数の保持面の高さを変更するステップを含むことを特徴とする搬送方法。
9. 被保持面に対する前記保持面の角度を変更するステップを含むことを特徴とする請求項８記載の搬送方法。
10. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の搬送装置を用いて、被保持物の被保持面に対して前記保持面を当接させて前記被保持物を保持するステップを含むことを特徴とするデバイス製造方法。