JP2011134820A - ウェハー搬送ロボット、及び、それを備えた基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェハーアライメント・オリフラ合わせ機構を備えるウェハー搬送ロボットであり、ウェハー搬送ロボットの本来有する機構および制御系を利用して当該機構を簡素に構成でき、センサユニット取付け部を配置する必要のないウェハー搬送ロボット、及び、ウェハー搬送ロボットを備えた基板処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ウェハー搬送ロボットの駆動機構より延設された支柱を軸として動作する第１アームの上方にウェハーのセット箇所を固定配置し、かつ、第１アームにはセンサを配設させ、ウェハーチャックによりウェハーをセンサ上に移動させてセンサとウェハーの位置を合わせてから該センサでセンシングを行い、この状態から駆動機構により支柱を昇降させてウェハーをセット箇所に載置させ、支柱を軸に所定の角度に回転させることによりウェハーのオリフラ合せを行うオリフラ合せ手段を具備した構造を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウェハー搬送ロボットに係り、特に、多関節のアームを用いてウェハーを搬送すると共にウェハーのオリフラ合せを行う回転機構を有し、半導体製造装置のウェハー処理工程で利用されるウェハー搬送ロボット、及び、ウェハー搬送ロボットを備えた基板処理装置に関する。

半導体製造装置のウェハー搬送装置で用いられていた、特許文献１に開示されるウェハーアライメント・オリフラ合わせ機構の構成を図６に示す。
従来のウェハー搬送装置は、先部にウェハーチャック２４を有する多関節アーム２１と、この多関節アーム２１に伸縮、回転、昇降の各動作を行わせる駆動機構と、この駆動機構に制御指令を与え多関節アーム２１の前記各動作を制御する制御手段を本来的に備える。

まず、ウェハーチャック２４でウェハー（不図示）をつかみ、多関節アーム２１の各動作に基づきウェハーを所望の位置に移動させる構成を有するものであり、さらに、ウェハーのセット箇所２２を有し、このセット箇所２２の周囲にセンサユニット（不図示）を配設したセンサユニット取付け部２３と、アームに取り付けられ、駆動機構によって回転動作するウェハーテーブル２０とを付加し、これらの付加構成と本来有するロボットの構成を利用して実現され、センサユニット取付け部２３に配置されたウェハーをウェハーテーブル２０で回転させ、センサユニットを用いて前記ウェハーのオリフラ合せを行うように構成される。
ウェハーのオリフラ合せを行うための駆動機構は、搬送ロボットに備わる駆動機構が利用される。

またオリフラ合せを行うための制御は、搬送ロボットの制御手段の内部にソフト的に実現されるオリフラ合せ手段によって行われる。

前記の構成において、好ましくは、前述のオリフラ合せに加えて、センサユニット（不図示）とウェハーテーブル２０を用いて、ウェハーアライメントを行うように構成される。
ウェハーアライメントを行うための制御は、搬送ロボットの制御手段の内部にソフト的に実現されるウェハーアライメント手段によって行われる。

基板処理装置として、半導体製造装置に適用された従来のウェハー搬送装置では、上記のごとく搬送ロボットとは別に、ウェハーアライメントおよびオリフラ合せを行うための専用のユニットを設ける構成であった。

特開平６−１２４９９５

従来のウェハー搬送装置ではセンサ等がロボット本体に設置されていないため、構造的に無駄が生じ、専用スペースが必要となって大型となり、コストが高くなるという問題を有していた。

本発明の目的は、ウェハーアライメント・オリフラ合わせ機構を備えるウェハー搬送ロボットであり、ウェハー搬送ロボットの本来有する機構および制御系を利用して当該機構を簡素に構成でき、センサユニット取付け部を配置する必要のないウェハー搬送ロボット、及び、ウェハー搬送ロボットを備えた基板処理装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明のウェハー搬送ロボットは、先部にウェハーチャックを有する多関節アーム（以下、アームともいう）と、このアームに伸縮、回転、昇降の各動作を行わせる駆動機構と、この駆動機構に制御指令を与えアームの前記各動作を制御する制御手段を本来的に備え、ウェハーチャックでウェハーをつかみ、駆動機構より延設された支柱を軸として動作する前記アームの第１アームの上方にウェハーのセット箇所を固定配置し、かつ、アームのうち第１アームにはセンサを配設させ、ウェハーチャックによりウェハーをセンサ上に移動させて該センサと該ウェハーの位置を合わせてから該センサでセンシングを行い、
この状態から駆動機構により支柱を昇降させて該ウェハーを前記セット箇所に載置させ、支柱を軸に所定の角度に回転させることにより該ウェハーのオリフラ合せを行うオリフラ合せ手段を有することを特徴とする。

本発明のウェハー搬送ロボットによれば、従来のようにウェハー搬送ロボットにウェハーアライメント・オリフラ合せ専用のユニットを付設させることなく、ウェハー搬送ロボット自体のアーム、駆動機構、制御系を利用してウェハーアライメント・オリフラ合せを行うことができ、簡素な構成でおよび低コストでオリフラ合せ装置を作ることができる。
また、センサを無線方式とすることでセンサの配線類を大気の取り出す必要がなく、構造の簡略化が図れる。

本発明の実施形態に係るウェハー搬送ロボットの概略図である。 本発明の実施形態に係るウェハー搬送ロボットの動作について説明する図である。 本発明の実施形態に係るウェハー搬送ロボットの動作について説明する図である。 本発明の実施形態に係るウェハー搬送ロボットの動作について説明する図である。 本発明の実施形態に係るウェハー搬送ロボットの充電について説明する図である。 従来のウェハーアライメント・オリフラ合わせ機構の構成を示す概略図である。

以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係るウェハー搬送ロボットの正面からみた概略図である。
図１において、符号１はロボット基台、符号２は第１アーム、符号３は第２アーム、符号４はチャックアーム、符号５はチャック部である。なお、図１では、チャック部５上にウェハーは載置されていない。

また、ウェハー搬送ロボットが搭載される搬送室を有する基板処理装置には、通常、内部空間を所要の減圧レベルに排気する排気装置、ウェハー等の処理対象物に対して成膜等の処理を施すための反応ガス導入装置、処理対象物を基板ホルダ等の搭載面に固定する固定装置等が設けられているが、これらの装置等の図示は説明の便宜上、省略されている。

第１アーム２は、ロボット基台１内から垂直状態で延設された支柱６の上端に固定される。支柱６は、ロボット基台１の内部に設けられた駆動装置および駆動力伝達機構によって、その軸回りに回転し、かつ、Ｚ方向において往復移動するように構成される。
従って、第１アーム２は、支柱６の回転作用によりＸＹ平面内で回転自在である。第２アーム３は、第１アーム２に対して連結軸部７によってＸＹ平面内で回転自在に取り付けられる。チャックアーム４は、第２アーム３に対して連結軸部８によってＸＹ平面内で回転自在に取り付けられる。

第２アーム３及びチャックアーム４は、例えば、その内部に動力伝達機構を有し、それぞれ駆動力を与えられて任意の回転量で回転動作する。第１アーム２、第２アーム３、チャックアーム４のそれぞれの回転動作、回転方向、回転量は、例えば、独立に制御でき、そのため、各アームの動作の組み合わせでチャック部５をＸＹ平面内の可動範囲における任意位置に移動させることができる。

チャック部５はウェハーを把持するための部材であり、ウェハーを水平状態に保持して把持する。

上記のウェハー搬送ロボットの構成は、基本的に従来の搬送ロボットと同じ構成である。上記の構成は一例であって、必要に応じて種々の搬送タイプのロボットが使用され、上記構成に限定されるものではない。

上記構成に対し、さらに、第１アーム２の上方にウェハー台座９が配設される。ウェハー台座９はロボット基台１に固定される。
ウェハー台座９の上面は、ウェハーを載置可能な面に形成される。

上記ウェハー搬送ロボットにおける各アームの回転動作は、コントローラ１０によって制御される。コントローラ１０の制御指令は、ロボット基台１の内部に設けられた不図示の各駆動装置に供給される。コントローラ１０の内部には、ウェハー搬送ロボットの動作を制御するためのプログラムが内蔵される。符号１１は、ウェハー搬送ロボットの搬送動作を決めるプログラムまたはその他の条件を入力するための入力装置である。

符号１２は、センサを構成する発光素子および受光素子であり、センサ１２は第１アーム２に配設されることを特徴とする。符号１３は、センサ１２からの信号を入力し信号処理を行う検出回路である。複数のセンサ１２と不図示の搬送室の外壁に設置された検出回路１３でセンサユニットが形成され、このセンサユニットを用いてチャック部５に把持されたウェハーの位置等を検出する。検出回路１３とコントローラ１０との間の配線は有線とする。

センサ１２と検出回路１３との通信は無線式（図１点線にて図示）とし、センサ１２の駆動は充電式バッテリーとすることが好ましい。それにより、センサ１２に使用される配線をアームの周りやアームが配置される搬送室（不図示）から取り出す必要がなくなり、取り除くことができるからである。

次に、図２〜図４を参照して、上記ウェハー搬送ロボットの動作について説明する。
図２に示すように、ウェハー搬送ロボットを構成する各アーム２〜４全体が、支柱６の上昇動作で上方（Ｚ方向）に移動し、かつ、多関節のアーム２〜４が全体として外方に伸び、先端のチャック部５がウェハーカセット１４に挿入され、所定のウェハー１５をチャック部５に載せて取り出す。
各アーム２〜４の動作では、必要に応じ各連結軸部における回転動作も生じる。

次に、図３に示すように各アーム２〜４が全体として縮む動作を行い、取り出したウェハー１５を、センサ１２上に移動させ、センサ１２の中心にウェハー１５を位置させる。
この時、支柱６は所要の高さまで降下する。センサ１２の中心にウェハー１５を位置させた状態でセンサ１２によってウェハー１５の有無、位置、角度をセンシングする。

次に、図４に示すように各アーム２〜４で構成されるウェハー搬送ロボット全体を降下させて、ウェハー１５をウェハー台座９に仮置きし、その後、任意の角度にアームが回転し、再度ウェハー１５を受け取ることで、オリフラ合せを行うことができる。
ウェハー１５のオリフラ合せは、従来の方法と同様に、検出回路１３から供給されるウェハーの位置に関する検出信号を用いて、コントローラ１０の中にソフト的に組み込まれている制御手段を用いて行う。

上記の動作に引き続いてウェハーアライメントを行うように構成することも可能である。
センサ１２によってセンシングした位置を、その後の受け渡し位置へ伸びる際に補正をかけ、ウェハー１５位置の修正を行う。

上記のウェハー１５についてオリフラ合せが終了した後は、他のウェハーについて、上記と同様に、ウェハー搬送ロボット等を用いてオリフラ合せ等が順次行われる。

ウェハー搬送ロボットが、例えば、生産の終了等、待機の状態時には、図５に示すように、搬送ロボットを所定の位置へ移動し、センサ１２を充電用配線１６によって搬送室内壁に設置された充電用端子１７と接触させ、バッテリーの充電を行うこともできる。

以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさ、及び、配置関係については、本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値及び各構成の組成（材質）等については例示にすぎない。従がって本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。

１ ロボット基台
２ 第１アーム
３ 第２アーム
４ チャックアーム
５ チャック部
６ 支柱
７、８ 連結軸部
９ ウェハー台座
１０ コントローラ
１１ 入力装置
１２ センサ
１３ 検出回路
１４ ウェハーカセット
１５ ウェハー
１６ 充電用配線
１７ 充電用端子
２１ 多関節アーム
２０ ウェハーテーブル
２２ セット箇所
２３ センサユニット取付け部
２４ ウェハーチャック

Claims (3)

1. 先部にウェハーチャックを有する多関節アームと、このアームに伸縮、回転、昇降の各動作を行わせる駆動機構と、この駆動機構に制御指令を与えて前記アームの各動作を制御する制御手段とを備え、前記ウェハーチャックでウェハーをつかみ、前記アームの各動作に基づき前記ウェハーを移動するウェハー搬送ロボットにおいて、
   前記駆動機構より延設された支柱を軸として動作する前記アームの第１アームの上方に
   ウェハーのセット箇所を固定配置し、かつ、前記第１アームにはセンサを配設させ、
   前記ウェハーチャックにより前記ウェハーを前記センサ上に移動させて該センサと該ウェハーの位置を合わせてから該センサでセンシングを行い、
   この状態から前記駆動機構により前記支柱を昇降させて該ウェハーを前記セット箇所に載置させ、前記支柱を軸に所定の角度に回転させることにより前記ウェハーのオリフラ合せを行うオリフラ合せ手段を有することを特徴とするウェハー搬送ロボット。
2. 前記センサは無線方式で該センサの検出信号を発信できることを特徴とする請求項１に記載のウェハー搬送ロボット。
3. 前記請求項１又は請求項２の何れかの一項に記載のウェハー搬送ロボットを搭載した基板処理装置。