JP2011211063A - 基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】酸化膜生成工程等、基板からの熱により高温になった基板保持ハンドからの熱伝導により基板保持ハンド付近に設置された検出手段が故障あるいは破損するのを防止することが可能な基板搬送装置を提供する。
【解決手段】基板Ｗを把持して搬送する基板保持ハンド１１と、収納容器７内の前記基板Ｗの位置を検出する反射型センサ１４と、前記反射型センサ１４と前記基板保持ハンド１１との間に、断熱部材１３（例えば樹脂）を配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板の位置を検出する検出手段を備えた基板搬送装置に関する。

半導体、液晶パネル等の製造においては、一般に半導体基板や液晶ガラス基板等の被処理基板を収納容器内に複数枚収容し、収納容器単位で各種処理装置等へ搬送している。基板搬送装置は、このような基板を把持して搬送する基板保持ハンドを有し、この基板保持ハンドで収納容器内の基板を処理装置内へ搬送し、処理後の基板を収納容器内へ搬送している。このような基板の搬送においては、収納容器内の基板の位置を検出する検出手段が用いられている。

特許文献１には、投光部及び受光部を、基板等の板状部材を厚み方向に横切るように移動させつつ投光部から出射した光を各板状部材の周面で反射させて受光部に取り込むことで、各板状部材を検出する板状部材検出装置が開示されている。この板状部材検出装置は、受光部が一方向に延在する複数の受光部分を有する一次元検出手段で構成され、各受光部分からの２つの信号に応じて板状部材の有無を検出するようになっている。

このような検出手段として、アクチュエータによって移動され、収納容器内の基板の有無を検出しながら走査することで基板の位置を検出するようになっているものがある。また、このような検出手段のためのアクチュエータを不要にするものとして、検出手段を基板搬送装置に設けたものがある。

特許文献２には、基板を１枚ずつ取り出して移載するハンド本体部が二股状になっており、それぞれの先端部に一対のセンサが対向するように取り付けられたウェハ移載装置が開示されている。また、特許文献３には、ハンドアーム上に反射型センサが設けられたウェハ検出装置が開示されている。

特許３４５６９３０号公報 特許４２５８９６４号公報 特開平９−２６０４６６号公報

ところで、半導体製造における酸化膜生成工程等では、基板を数百度の高温で熱処理している。このような工程においては、高温の基板を把持して搬送する必要があるため、基板保持ハンドにはステンレス鋼、セラミックス、アルミニウム合金等の耐熱性と強度とを備えた材料が使用されている。

しかしながら、これらの材料は熱伝導率が比較的高いため、特許文献２及び３のような基板保持ハンド付近に検出手段が設置された基板搬送装置では、基板の熱で高温になった基板保持ハンドからの熱伝導により検出手段が故障あるいは破損する虞があった。そのため、基板保持ハンド付近に検出手段を設ける場合には耐熱性のある特殊な検出手段を用いる必要があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、基板保持ハンド付近に設置された検出手段の故障あるいは破損を防止することが可能な基板搬送装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明の基板搬送装置は、基板を把持して搬送する基板保持ハンドと、収納容器内の前記基板の位置を検出する検出手段と、前記検出手段と前記基板保持ハンドとの間に配置された断熱部材とを備えている。

上記構成によれば、基板保持ハンドと検出手段との間に断熱部材が配置されている。これにより、高温の基板を搬送する際に基板保持ハンドが高温になった場合であっても、断熱部材により基板保持ハンドから検出手段への熱伝導が抑制される。よって、検出手段の故障あるいは破損を防止することができる。

また本発明において、前記断熱部材は樹脂であることが好ましい。

上記構成によれば、断熱部材が樹脂であるため、コストを軽減し、成形やその後の加工を容易にすることができる。

本発明は、高温の基板を搬送する際に基板保持ハンドが高温に上昇した場合であっても、断熱部材により基板保持ハンドから検出手段への熱伝導を抑制し、検出手段の故障あるいは破損を防止する効果を奏する。

基板搬送装置を示す概略図である。 収納容器を示す斜視図である。 図１に示す基板処理装置の上面図（図１のＡ線矢視図）である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る基板搬送装置を示す概略図である。図１に示すように、本実施形態の基板搬送装置１は、複数の基板Ｗが収容された収納容器７が載置されるロードポート５と、基板Ｗへの熱処理を含む酸化膜生成工程が行われる処理装置４との間の基板搬送スペース８に設置されている。基板搬送装置１は、収納容器７内から基板Ｗを１枚ずつ取り出して処理装置４へ搬送し、処理装置４によって所定の処理が行われた基板Ｗを収納容器７内へ搬送するようになっている。

（ロードポート５）
ロードポート５は、収納容器載置部５ａと、型枠５ｂと、通過口５ｃと、ポートドア５ｄとを備えている。図示しない移載機構が、前処理工程等から搬送されてきた収納容器７を収納容器載置部５ａに載置する。型枠５ｂは、載置された収納容器７の水平方向に対応する位置に通過口５ｃを有している。ポートドア５ｄがこの通過口５ｃを遮蔽することで、収納容器載置部５ａと基板搬送スペース８との雰囲気を遮断する。

（収納容器７）
ロードポート５に載置される収納容器７は、図２に示すように、容器本体７ａと、蓋７ｄとを備えている。容器本体７ａは、基板Ｗの収納及び取り出しを行うための開口７ｂと基板Ｗを略水平に収納保持する複数の棚７ｃとを有している。複数の基板Ｗは、各棚７ｃに１枚ずつ格納可能になっており、格納された隣り合う基板Ｗ同士は隙間を有している。蓋７ｄは、容器本体７ａの開口７ｂに対して着脱自在になっている。即ち、蓋７ｄは、開口７ｂを開閉することができる。

収納容器７は、収納容器載置部５ａ上に載置された後に通過口５ｃ方向へ移動される。図３に示すように、移動された収納容器７は、蓋７ｄがポートドア５ｄに連結される。そして、図示しない駆動機構によりポートドア５ｄが下降されることで、ポートドア５ｄに連結された蓋７ｄは容器本体７ａから取り外される。このように、収納容器７の内部がロードポート５の通過口５ｃ（及び開口７ｂ）を介して基板搬送スペース８と連通した状態となることで、基板搬送装置１は収納容器７内に収納された基板Ｗを取り出すことができる。

（基板搬送装置１）
図３は基板搬送装置１の上面図（図１のＡ線矢視図）である。図１及び図３に示すように、基板搬送装置１は、昇降機構９と、ロボットアーム１０と、基板を把持して搬送する基板保持ハンド１１と、ブラケット１２と、収納容器７内の基板Ｗの位置を検出する検出手段としての反射型センサ１４と、反射型センサ１４と基板保持ハンド１１との間に配置された断熱性を有する断熱部材１３と、を備えている。

ここで、「反射型センサと基板保持ハンドとの間に配置された断熱部材」とは、断熱部材が反射型センサと基板保持ハンドとの間の伝熱経路に設けられている構成を意味し、例えば、断熱部材と反射型センサとが接触している構成に限定されない。さらに、断熱部材と基板保持ハンドとが接触している構成に限定されない。

また、「基板を把持して搬送する基板保持ハンド」とは、基板保持ハンドが基板を移載する際に保持可能に構成されていることを意味し、例えば、基板保持ハンドが基板を挟持や吸着等する構成に限定されない。尚、本実施形態では、基板Ｗは基板保持ハンド１１上に載置された状態で搬送される。

基板搬送装置１は、高温の基板を把持して搬送するために耐熱性と強度とを有する必要があり、昇降機構９、ロボットアーム１０、及び、ブラケット１２の材料にアルミニウム合金が使用され、基板保持ハンド１１の材料にセラミックスが使用されている。

昇降機構９は、昇降動作自在にされている。ロボットアーム１０は、一方の端部が昇降機構９に旋回機構（図示せず）を介して水平方向に旋回自在に取り付けられている。ロボットアーム１０は関節が設けられ、水平方向に屈曲自在にされている。ブラケット１２は、ロボットアーム１０の他方の端部に旋回機構（図示せず）を介して水平方向へ旋回自在に取り付けられている。ブラケット１２には、側面に基板保持ハンド１１が取り付けられていると共に、上面に断熱部材１３を介して反射型センサ１４が取り付けられている。

即ち、ブラケット１２に取り付けられた基板保持ハンド１１及び反射型センサ１４は、昇降機構９、ロボットアーム１０、及び旋回機構が駆動されることで、上下・水平方向への移動及び旋回動作が自在にされている。基板Ｗは、この基板保持ハンド１１によって把持され収納容器７の開口７ｂを通じて搬出入されるようになっている。

（基板搬送装置１：基板保持ハンド１１）
基板保持ハンド１１は、薄板から成り、平面視において外形が略Ｖ字状を有するものである（図３参照）。基板保持ハンド１１は、基板搬送装置１による基板Ｗの搬送時において、その上面に基板Ｗを把持する。例えば、基板Ｗを処理装置４へ搬送する際には、基板保持ハンド１１は、その先端が収納容器７側に旋回され、容器本体７ａに格納される基板Ｗ同士の隙間に水平移動された後に上方向に移動されるようになっている。これにより、基板保持ハンド１１上に基板Ｗが載置された状態となる。図３には、基板保持ハンド１１上に載置された基板Ｗが二点鎖線で示されている。

（基板搬送装置１：反射型センサ１４）
反射型センサ１４は、収納容器７に対して、各棚７ｃに収納された基板Ｗの位置を検出するものである。反射型センサ１４は、図１及び図３に示すように、ブラケット１２上に取り付けられた平板状の断熱部材１３の上面に取り付けられている。

また、反射型センサ１４は、基板保持ハンド１１側とは逆側に図示しない投光部と受光部とを有している。即ち、投光部は基板保持ハンド１１とは逆側の水平方向へ光を投射可能に配置されている。また、受光部は基板保持ハンド１１とは逆側からの光を受光可能に配置されている。従って、図３の二点鎖線で示すように、ロボットアーム１０は、収納容器７内の基板Ｗの位置を検出する際に、反射型センサ１４の投光部及び受光部側が収納容器７側を向くように、屈曲されるようになっている。

ここで、反射型センサ１４の受光部は、上下方向に複数のフォトダイオードが１列に並んだフォトダイオードアレイと、フォトダイオードの夫々に対応する複数のＣＣＤ（Charge Coupled Device）が並んだＣＣＤアナログレジスタとを有する１次元位置検出手段である。複数のフォトダイオードが出力する複数の信号が、ＣＣＤアナログレジスタによって受光状態を示す１つの受光信号として出力されるようになっている。

また、反射型センサ１４は、図示しないコントローラを有している。コントローラは、受光部からの受光信号が示す受光状態に基づいて基板Ｗの位置を検出するようになっている。

尚、コントローラは、ハードウェア構成として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を内蔵している。ＲＯＭは、読み出し専用の記憶装置であって、上述のような受光部からの受光信号に基づく基板Ｗの位置検出の判定動作を制御するために用いられる各種プログラムが格納されている。ＣＰＵは、受信した各種信号やＲＯＭに格納された各種プログラム等に基づいた各種演算及び処理や、他のコントローラ等との信号やデータの送受信を行う。ＲＡＭは、読み出し・書き込み可能な揮発性記憶装置であって、ＣＰＵでの各種演算結果等が記憶される。これらのハードウェア及びソフトウェアが組み合わされることによって、上記のような受光信号の判定を実行するようになっている。

（基板搬送装置１：断熱部材１３）
断熱部材１３は、基板保持ハンド１１が取り付けられたブラケット１２の上面に取り付けられている。また、断熱部材１３の上面には、反射型センサ１４が取り付けられている。即ち、断熱部材１３は、検出手段としての反射型センサ１４と基板保持ハンド１１との間に配置されている。換言すれば、断熱部材１３は、基板保持ハンド１１から反射型センサ１４に至る熱伝導経路を遮蔽するように設けられている。

本実施形態の断熱部材１３は、その材料に熱伝導率が低く、かつ、耐熱性のあるウレタン樹脂が用いられることで、断熱性が向上されている。このように、断熱部材１３が樹脂であるため、コストを軽減し、成形やその後の加工を容易にすることができる。

また、本実施形態では、反射型センサ１４を取り付ける断熱部材１３に、金属よりも軟性の高い樹脂を用いることで、例えば、昇降機構９の上下移動によるロボットアーム１０等の振動を減衰させ、基板保持ハンド１１や反射型センサ１４の振動を抑制することができる。これにより、基板保持ハンド１１による基板Ｗの把持を安定させるとともに、反射型センサ１４による基板Ｗの位置の検出の精度を向上させることができる。

断熱部材１３の材料は、特に限定されるものではないが、樹脂であることが好ましい。断熱部材１３に用いる樹脂として、例えば、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂、アクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、フッ素樹脂、ＥＰＤＭ（Ethylene Propylene Diene Monomer）樹脂等が例示される。尚、断熱部材１３の材料は、他の樹脂であってもよいし、他の材料であってもよい。

このように、本実施形態の基板搬送装置１は、基板Ｗを把持して搬送する基板保持ハンド１１と、収納容器７内の基板Ｗの位置を検出する反射型センサ１４と、反射型センサ１４と基板保持ハンド１１との間に配置された断熱部材１３とを備える構成にされている。

（動作）
次に、基板搬送装置１の動作について説明する。複数の基板Ｗが収容された収納容器７がロードポート５に載置されて収納容器７の蓋７ｄが取り外されると、基板搬送装置１によって収納容器７内の基板Ｗの位置が検出される。

具体的に、反射型センサ１４の投光部及び受光部が収納容器７側に向けられるようにロボットアーム１０が旋回及び屈曲される（図３参照）。そして、反射型センサ１４が収納容器７の上端から下端まで昇降機構９によって移動される。この移動の間、収納容器７内に反射型センサ１４の投光部によって光が投射され、その反射光が受光部によって受光可能にされる。これにより、収納容器７内の走査を行い、基板Ｗの位置が検出される。基板Ｗの位置情報はコントローラ内のＲＡＭに記憶される。

その後、基板Ｗが位置情報に基づいて搬送される。具体的に、先ず基板保持ハンド１１が、ロボットアーム１０の旋回機構によって収納容器７側に向けられる。そして、基板保持ハンド１１が、搬送対象である１枚の基板Ｗの下方の隙間に水平移動された後に上方向に移動される。このように基板保持ハンド１１上に載置された基板Ｗは、ロボットアーム１０による旋回及び昇降機構９による上下方向の移動により、処理装置４内に移動される。処理装置４によって基板Ｗへの酸化膜生成工程が処理された後、基板Ｗは基板保持ハンド１１に載置され、ロボットアーム１０・昇降機構９によって収納容器７の元の位置に載置される。このような搬送が収納容器７内の全ての基板Ｗに対して繰り返される。

ここで、処理後の基板Ｗによる基板搬送装置１における熱伝導について説明する。処理装置４による酸化膜生成工程には熱処理が含まれるため、処理後の基板Ｗは数百度に昇温される。

基板保持ハンド１１及びブラケット１２は、材料にセラミックス及びアルミニウム合金が使用されており、ウレタン樹脂の断熱部材１３よりも熱伝導率が高くなっている。そのため、基板保持ハンド１１は、高温の基板Ｗから伝導した熱により容易に高温になる。そして、ブラケット１２は、基板保持ハンド１１から伝導した熱により容易に高温になる。

断熱部材１３は、上述のように断熱性を有しているため、ブラケット１２が高温になった場合でも、ブラケット１２との接触面から反射型センサ１４との接触面に至るまでの間に温度が急激に低下して低温（例えば、数十度未満）になる。

従って、基板保持ハンド１１と反射型センサ１４との間に断熱部材１３が配置された構成であるため、高温の基板Ｗを搬送する際に基板保持ハンド１１が高温になった場合であっても、断熱部材１３により基板保持ハンド１１から反射型センサ１４への熱伝導が抑制される。よって、反射型センサ１４の故障あるいは破損を防止することができる。

（変形例）
以上、本発明の実施例を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施形態に記載された、作用および効果は、本発明から生じる最も好適な作用および効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用および効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

例えば、本実施形態において、反射型センサ１４は、基板保持ハンド１１を取り付けたブラケット１２の上面に断熱部材１３を介して取り付けられた構成であったが、取り付け箇所はこれに限定されるものではない。例えば、このような検出手段は、基板保持ハンドやロボットアームに断熱部材を介して取り付けられるものであってもよい。また、検出手段は、反射型に限定されず、例えば、透過型センサであってもよい。

また、本実施形態において、反射型センサ１４は、１対の投光部及び受光部が設けられたものであったがこれに限定されるものではなく、例えば、２対以上が設けられた構成であってもよいし、１個の投光部に対して複数の受光部があるものであってもよい。さらに、投光部が収納容器７内等の基板搬送装置１と異なる箇所に設けられているものであってもよい。

また、本実施形態において、断熱部材１３は、平板状の外形であったがこれに限定されるものではない。例えば、断熱部材は、ブラケット上面に同じ高さのものが複数設けられるものであってもよい。また、例えば、検出手段が複数設けられている場合に、全てに対応して断熱部材が設けられることに限定されず、何れか１以上であればよい。

また、本実施形態において、断熱部材１３は、熱伝導率の低い樹脂を材料に用いることで、断熱性を高めるものであったが、これに限定されるものではない。例えば、断熱部材は、放熱フィンを有する構成にされることで熱放射が向上されるものであってもよい。また、例えば、断熱部材は、中空が真空にされた真空断熱材であってもよい。

１ 基板搬送装置
９ 昇降機構
１０ ロボットアーム
１１ 基板保持ハンド
１２ ブラケット
１３ 断熱部材
１４ 反射型センサ
Ｗ 基板

Claims (2)

1. 基板を把持して搬送する基板保持ハンドと、
   収納容器内の前記基板の位置を検出する検出手段と、
   前記検出手段と前記基板保持ハンドとの間に配置された断熱部材と
   を備えていることを特徴とする基板搬送装置。
2. 前記断熱部材は樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。

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