JP2010278044A

JP2010278044A - 基板搬送装置

Info

Publication number: JP2010278044A
Application number: JP2009126112A
Authority: JP
Inventors: Koji Ochiai; 浩治落合
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2009-05-26
Filing date: 2009-05-26
Publication date: 2010-12-09

Abstract

【課題】本発明は、カセットに収納された半導体ウエハ等の基板を所定の場所に移載する基板搬送装置に関し、カセット内へのハンド部の挿入時に、変形しているウエハにハンド部が接触するのを防止することを目的とする。
【解決手段】カセットに上下方向に間隔を置いて水平に収容される基板の先端の上下位置を検出する検出手段と、前記基板の間に水平に挿抜され、下側の前記基板までの距離を測定する距離センサを備え、上面に上側の前記基板を保持する保持部を有するハンド部を備えた搬送手段と、前記検出手段および前記距離センサの検出情報に基づいて前記搬送手段を駆動し前記ハンド部を前記基板の間に挿抜させる制御手段と、を有することを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、カセットに収納された半導体ウエハ等の基板を所定の場所に移載する基板搬送装置に関する。

従来、ウエハの収容されるカセットからのウエハの取り出しは、カセット内に搬送ロボットのハンド部を進入させ、ハンド部によりパターンの形成されないウエハの裏面を吸着しウエハを搬出することにより行われている。そして、カセット内には、ウエハが水平に保持され、ウエハの間にハンド部が水平状態で挿抜される。

特開平１１−１０６０４４号公報

しかしながら、カセット内のウエハは、ウエハの外周部のみをカセットの内壁に形成される溝部に挿入して保持されているため、ウエハの肉厚が薄くなるとウエハに傾きや反り等の変形が発生する。そして、このような変形が生じると、カセット内へのハンド部の挿入時にハンド部がウエハに接触しウエハを損傷するおそれがあった。

本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、カセット内へのハンド部の挿入時に、変形しているウエハにハンド部が接触するのを防止することができる基板搬送装置を提供することを目的とする。

第１の発明の基板搬送装置は、カセットに上下方向に間隔を置いて水平に収容される基板の先端の上下位置を検出する検出手段と、前記基板の間に水平に挿抜され、下面に下側の前記基板までの距離を測定する距離センサを備え、上面に上側の前記基板を保持する保持部を有するハンド部を備えた搬送手段と、前記検出手段および前記距離センサの検出情報に基づいて前記搬送手段を駆動し前記ハンド部を前記基板の間に挿抜させる制御手段と、を有することを特徴とする。

第２の発明の基板搬送装置は、第１の発明の基板搬送装置において、前記距離センサは前記ハンド部の下側に配置されていることを特徴とする。

第３の発明の基板搬送装置は、第１または第２の発明の基板搬送装置において、前記制御手段は、前記カセットから前記基板を取り出すための前記基板の間への前記ハンド部の挿入時に、前記検出手段の位置情報に基づいて上側の前記基板の先端の下方近傍の位置から前記ハンド部の先端を挿入し、前記距離センサの距離情報から得られる距離が所定の値より小さくなった時に前記ハンド部の駆動を停止することを特徴とする。

第４の発明の基板搬送装置は、第３の発明の基板搬送装置において、前記距離センサの距離情報から得られる距離が所定の値より小さくなった時に警報を発生する警報手段を有することを特徴とする。

本発明では、カセット内へのハンド部の挿入時に、ウエハにハンド部が接触するのを防止することができる。

本発明の基板搬送装置の一実施形態を示す説明図である。図１の搬送手段のハンド部の詳細を示す説明図である。図１の基板搬送装置の搬送動作を示すフローチャートである。カセットの昇降状態を示す説明図である。位置検出センサによる測定方法を示す説明図である。カセットに収容されるウエハの変形を示す説明図である。カセット内にハンド部を挿入している状態を示す説明図である。カセットからウエハを取り出している状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の基板搬送装置の一実施形態を示している。

この基板搬送装置は、搬送ロボット１１、昇降装置１３、検出部１５、ステージ１７、制御部１９を有している。

搬送ロボット１１は、ハンド部２３、アーム部２５、駆動部２７を有している。

ハンド部２３は、図２に示すように矩形板状をしている。ハンド部２３の上面には、ウエハＷの下面の中心部を保持する保持部２９が形成されている。保持部２９には、ウエハＷの中心部を吸着する吸着部３１が形成されている。吸着部３１は、真空チャックによりウエハＷの下面を吸着するが、静電チャック等を用いても良い。ハンド部２３の下面２３ａの先端には、距離センサ３３が配置されている。距離センサ３３には、静電センサが用いられハンド部２３と搬送するウエハＷの下にあるウエハＷまでの距離を監視しているが、レーザ変位計等のセンサを用いても良い。距離センサ３３には、できるだけ高さ方向の肉厚が小さいものが使用される。また、距離センサ３３は、ハンド部２３の下面から突出しないようにハンド部２３に埋設される。なお、距離センサ３３をハンド部２３の下面に埋め込まずにハンド部２３の先端部もしくは側面部に取り付けても良い。

駆動部２７は、アーム部２５を介してハンド部２３を移動する。駆動部２７は、周知の機構によりアーム部２５を伸縮、回転および昇降させる。そして、ハンド部２３をウエハＷが収納されたカセット３５とステージ１７との間を移動させる。

カセット３５は、直方体状をしており内部には複数のウエハＷが収容されている。カセット３５の内壁部には、上下方向に所定間隔をおいて溝部３５ａが形成されている。溝部３５ａには、ウエハＷの外周部が挿入されウエハＷが撓みを持った水平状態で保持されている。カセット３５の一面には、カセット３５へのウエハＷの挿入および取り出しのための開口部３５ｂが形成されている。

昇降装置１３は、例えば周知のエレベータ機構からなりカセット３５を上下方向(Ｚ方向)に昇降する。昇降装置１３は、任意の位置で停止可能とされている。昇降装置１３に載置されるカセット３５は、開口部３５ｂに沿った方向がＸ方向とされている。また、開口部３５ｂに垂直な方向がＹ方向とされている。

検出部１５は、カセット３５に収容されるウエハＷの端面の上下方向の位置を検出する。検出部１５は、カセット３５の前方に配置される門型状の取付部材３７を有している。取付部材３７には、位置検出センサ３９が配置されている。位置検出センサ３９には、例えば反射式センサが使用されているが、透過型センサを用いても良い。

ステージ１７は、ウエハＷを所定の位置に載置する。ステージ１７上には、３個のロック爪Ｒが配置されている。ロック爪Ｒは、ロック溝Ｍに沿って移動可能とされている。３個のロック爪Ｒの中央にウエハＷを載置し、ロック爪Ｒをロック溝Ｍに沿って移動するとロック爪ＲがウエハＷの外周部を押すことによりウエハＷが所定位置で固定される。

制御部１９は、搬送ロボット１１、昇降装置１３、検出部１５、ステージ１７を制御する。

この基板搬送装置では、カセット３５からのウエハＷの取り出しが以下述べるようにして行われる。

図３は、カセット３５からのウエハＷの取り出し動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１：先ず、昇降装置１３を駆動して、検出部１５の位置検出センサ３９によりカセット３５に収容されるウエハＷ先端(駆動部よりの先端であって少なくともウエハＷの下面部)の上下方向の位置を検出する。昇降装置１３は、図４に示すように、上限位置から下限位置まで定速下降される。これによりカセット３５に収容されるウエハＷの上下方向の位置が下側のウエハＷから順に測定される。

位置検出センサ３９は、図５に示すようにウエハＷの端面に例えばレーザ光Ｂ１を照射し、端面で反射してきたレーザ光Ｂ２を検出してウエハＷの上下方向の位置を測定する。昇降装置１３の駆動によりカセット３５内のウエハＷが下方向に移動すると、ウエハＷが存在する位置ではレーザ光Ｂ１が反射し、ウエハＷが存在しない位置では反射しないため反射光であるレーザ光Ｂ２は検出されない。従って、レーザ光Ｂ２が検出された位置がウエハＷの上下方向の位置となる。ウエハＷの上下方向の位置は、例えば図４の(ｂ)に示すように昇降装置１３の上限位置を基準として上限位置からの下降距離Ｚとして設定される。

この実施形態では、カセット３５内に収容されるウエハＷの肉厚は、通常のウエハＷの肉厚より大幅に薄い肉厚とされている。そして、カセット３５内のウエハＷは、図６の(ａ)に示すように、ウエハＷの外周部のみをカセット３５の内壁に形成される溝部３５ａに挿入して保持されている。従って、ウエハＷは、図６の(ｂ)、(ｃ)に示すように、カセット３５内に変形した状態で保持されている。図６の(ｂ)は、カセット３５の開口部３５ｂ側からウエハＷを見たもので、ウエハＷの中央部が下に向けて変形している。図６の(ｃ)は、カセット３５の側方からウエハＷを見た時の中心軸Ｙ０に沿う断面図であり、ウエハＷの中央部が開口部３５ｂ側に向けて下方に傾斜している。従って、カセット３５内へのハンド部２３の挿入時にハンド部２３が搬送目的のウエハＷの下にあるウエハＷに接触しウエハＷを損傷するおそれがある。

ステップＳ２：昇降装置１３を駆動して、ハンド部２３の先端を取り出したいウエハＷの先端の下方近傍に位置させる。図７の(ａ)は、ハンド部２３の先端２３ｂを取り出したいウエハＷ１の先端Ｓの下方近傍に位置させた状態を示している。ウエハＷ１の先端Ｓの下方近傍の距離は、ハンド部２３がウエハＷ１に接触することが無いような距離(例えば０．５ｍｍとすることができ、ウエハ間隔等により適宜設定する)に予め定められている。ウエハＷ１，Ｗ２の中央断面は開口部３５ｂ側に向けて下方に傾斜しており、ハンド部２３の先端２３ｂを例えば上下のウエハＷ１，Ｗ２の位置の中間から挿入し水平方向に移動するとハンド部２３がウエハＷ２の上面に接触するおそれがある。従って、ハンド部２３をウエハＷ１の先端の下方近傍の位置から挿入することによりハンド部２３がウエハＷ２の上面に接触するおそれが低減する。ウエハＷ２の上面にはパターンが形成されているため、ハンド部２３が接触するとパターンが損傷するおそれがある。

ステップＳ３：制御部１９は、距離センサ３３からの距離情報を受けながら、図７の(ｂ)に示すようにハンド部２３を水平に移動する。

ステップＳ４：制御部１９は、距離センサ３３からの距離情報が所定値より小さいか否かを判断する。

ステップＳ５：距離センサ３３からの距離情報が所定値より小さい場合には、警報を発生する。このままハンド部２３を移動するとウエハＷ２の上面に接触するおそれが高いからであり、これによりウエハＷ２の上面が損傷するのを効果的に防止することができる。警報は、スピーカからの音声、液晶パネルへの文字表示等により行われる。また、所定値より小さくなるまでの変化から、このままハンド部２３を移動するとウエハＷ２の上面に接触するおそれが非常に高いと判断した場合(急激に距離が小さくなった場合など)には、ウエハＷ１の取り出しを諦めハンド部２３を引き抜く。この場合、ウエハＷ２を目標としてステップＳ２に戻るようにすることもできる。

ステップＳ６：距離センサ３３からの距離情報が所定値以上の場合には、取り出したいウエハＷ１の中心の下方に保持部２９が位置したか否かを判断する。

ステップＳ７：図７の(ｃ)に示すように、取り出したいウエハＷの中心Ｏの下方に保持部２９が位置した場合には、昇降装置１３を下方に移動して、保持部２９の吸着部３１にウエハＷの中心部を吸着する。

ステップＳ８：ハンド部２３をカセット３５から引き抜き、ウエハＷをステージ１７上に載置する。図８は、ウエハＷを吸着してカセット３５から引き抜いている状態を示している。カセット３５からウエハＷを完全に引き抜くまでは、ハンド部２３の長手方向がＹ方向に駆動される。ステージ１７には、ウエハＷの外周部よりも内側の撓みのバランスをとれる位置に複数のピン部材(不図示)が配置されている。ピン部材を突出した状態でウエハＷをピン部材上に載置した後、吸着部３１の吸着を解除する。そして、ハンド部２３を引き抜いた後、ピン部材を引き込むことによりウエハＷがステージ１７上に載置される。

ステップＳ９：ロック爪Ｒをロック溝Ｍに沿って移動しステージ１７上にウエハＷを固定する。

上述した基板搬送装置では、カセット３５からウエハＷを取り出すためのウエハＷ１，Ｗ２の間へのハンド部２３の挿入時に、位置検出センサ３９の位置情報に基づいて上側のウエハＷ１の先端の下方近傍の位置からハンド部２３の先端を挿入し、距離センサ３３の距離情報から得られる距離が所定の値より小さくなった時にハンド部２３の駆動を停止するようにしたので、カセット３５内へのハンド部２３の挿入時に、変形しているウエハＷにハンド部２３が接触するのを防止することができる。

また、距離センサ３３の距離情報から得られる距離が所定の値より小さくなった時に警報を発生するようにしたので、作業者に装置の駆動の停止を迅速に知らせることが可能になり、作業のロスタイムを低減することができる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。

(１)上述した実施形態では、ハンド部２３の下面側にのみ距離センサ３３を設け下側のウエハＷ２までの距離を検出した例について説明したが、ハンド部２３の上面側にも距離センサを設け、上側のウエハＷ１までの距離を検出するようにしても良い。例えばウエハは非常に複雑な形状で変形する場合があり、例えば上側のウエハが複雑な形状で変形している場合には、ハンド部が接触するおそれがあるが、上側のウエハまでの距離を検出することでハンド部が接触するおそれを低減することができる。

(２)上述した実施形態では、全てのウエハＷの上下方向の位置を検出した後、取り出したいウエハＷの搬送を行った例について説明したが、位置検出センサ３７により取り出したいウエハＷの上下方向の位置のみを求め、取り出したいウエハＷを搬送するようにしても良い。

(３)上述した実施形態では、半導体ウエハからなる基板に本発明を適用した例について説明したが、種々の基板の搬送に広く適用することができる。

(４)上述した実施形態では、カセット３５を昇降装置１３により昇降した例について説明したが、カセットを昇降することなく搬送手段を昇降するようにしても良い。

１１…搬送ロボット、１３…昇降手段、１５…検出手段、１９…制御手段、２３…ハンド部、２９…保持部、３５…カセット、３９…位置検出センサ、３３…距離センサ、Ｗ…ウエハ。

Claims

カセットに上下方向に間隔を置いて水平に収容される基板の先端の上下位置を検出する検出手段と、
前記基板の間に水平に挿抜され、下側の前記基板までの距離を測定する距離センサを備え、上面に上側の前記基板を保持する保持部を有するハンド部を備えた搬送手段と、
前記検出手段および前記距離センサの検出情報に基づいて前記搬送手段を駆動し前記ハンド部を前記基板の間に挿抜させる制御手段と、
を有することを特徴とする基板搬送装置。
請求項１記載の基板搬送装置において、
前記距離センサは前記ハンド部の下側に配置されていることを特徴とする基板搬送装置。
請求項１または請求項２記載の基板搬送装置において、
前記制御手段は、
前記カセットから前記基板を取り出すための前記基板の間への前記ハンド部の挿入時に、前記検出手段の位置情報に基づいて上側の前記基板の先端の下方近傍の位置から前記ハンド部の先端を挿入し、前記距離センサの距離情報から得られる距離が所定の値より小さくなった時に前記ハンド部の駆動を停止することを特徴とする基板搬送装置。
請求項３記載の基板搬送装置において、
前記距離センサの距離情報から得られる距離が所定の値より小さくなった時に警報を発生する警報手段を有することを特徴とする基板搬送装置。