JP2013519997A - 基板を搬送するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

印刷デバイス内へ水平な搬送方向にシリコンウェハを搬送するための装置が、２つの搬送部を有し、そのそれぞれが横送りデバイスとその上に保持手段を有する。それぞれが保持手段をもつ少なくとも２つの搬送部が設けられ、上記の搬送部の横送りデバイスは、搬送方向に沿って互いに隣り合って延びる。シリコンウェハを載せた保持手段を通り過ぎるスペースを何も載せていない保持手段がもつように、それぞれの保持手段は構成され、配置される。横送りデバイスはレールであり、保持手段はその上に装着されたキャリッジである。

Description

本発明は、搬送方向に沿って平坦なシリコンウェハなどの基板を搬送するための装置、対応する方法、およびそうした装置を使用するデバイスに関する。

シリコンウェハなどの基板は、通常、ローラコンベアまたはコンベアベルト上を、様々な処理ステーションの間で、より詳細には連続して搬送される。ある状況では、複数のローラコンベアまたは複数列の基板を並べて設けることができる。このことは、例えばＤＥ１０２００６０５４８４６Ａ１で知られている。しかしながら、基板を同じ速度で移動させることしかできないという点が不都合である。したがって、ある基板にわずかに長い処理時間が必要であるか、または先行もしくは後続する処理ステーションよりある処理ステーションに長い時間が必要な場合、これにより遅延がもたらされるが、実際にはそうしたことは、費用のかかる設備を使用する際は避けるべきである。

さらに、例えばＤＥ１０２００５０３９１００Ａ１で、複数の基板を搬送台に導入し、次いですべての基板とともにこの搬送台を搬送することが知られている。遅延の観点では、特に複数の上記の搬送台を搬送方向に沿って連続して移動すべきである場合は、この例でも上記の２つ目の解決策と同じことが当てはまる。

本発明の目的は、先行技術の問題を解決することができ、かつ極めて汎用性があるように、特に、使用される処理デバイスの補助もするように、特に、搬送方向に沿って好適に基板を移動させることができるデバイスや、導入部で言及した種類の装置、導入部で言及した種類の方法を作り出すことである。この目的は、請求項１に記載の特徴をもつ装置、請求項９に記載の特徴をもつ方法、および請求項８に記載の特徴をもつデバイスにより実現される。本発明の有利かつ好ましい実施形態についてさらに別の請求項で開示し、以下でより詳細に説明する。以下のいくつかの特徴は、単に装置について、または単に方法について述べる。しかしながら、これにかかわらず、それらの特徴は装置と方法の両方に適用可能である。特許請求の範囲の言い回しは、明示的な参照による記述の内容に含まれる。

好適には水平な搬送面内で、基板を印刷または被覆するためのデバイスの中に基板が導入または搬送され、次いでそのデバイスを通って基板が搬送される。本発明によれば、複数の搬送部が設けられ、それぞれの搬送部が横送りデバイスとともにその上に保持手段を有する。それぞれが保持手段を有する少なくとも２つのそうした搬送部が設けられ、その横送りデバイスが搬送方向に沿って並んで延びる。搬送方向は真っ直ぐでもよいが、曲がるかまたは湾曲させることもできる。さらに、この装置の場合、好適には、基板が並ばずに搬送方向に沿って連続して移動する。このように複数の基板を並べて移動させるべきであれば、そのために、本発明による複数の装置を並べて配置しなければならない。基板を積んだ第１の保持手段を空の第２の保持手段が通り越して進むことができ、またはその第１の保持手段を通り過ぎるかもしくは通り越して移動することができるように、それぞれの保持手段は構成され配置される。例えば、これは、基板を保持または把持するための保持手段を下側の位置からより高い位置へ、部分的または完全に上げ、そうして基板を保持すると実現することができる。したがって、基板は、普通のまたは遊んだ位置で第１の保持手段の上に位置し、その際、それから第２の保持位置が基板とその第１の保持手段を容易に通り越して進むことができる。好適には、保持手段は、その横送りデバイスを含めて、並べて配置される。

したがって、それぞれのプロセスに適合した所望の速度で、特に上述の印刷または被覆用のデバイスを通って、第１の保持手段が基板を把持し搬送することが可能である。次いで第１の保持手段は、このデバイス内で、再びそのプロセスに適合した速度で基板を移動させ、それからデバイスの外に出し、例えば次の搬送デバイスまたはマガジンに基板を移すことができる。この時点で、デバイスの第２の保持手段は既に次の基板を把持しており、それを印刷または被覆用のデバイスに駆動する。今や再び自由になった第１の保持手段は、次いで、印刷用のデバイスの前で第２の保持手段とその基板を通り越して移動することができ、次の基板を把持することができる。そして次のこの基板をそのデバイスに高速で持っていくことができる一方で、上記のデバイスでまだ処理されている基板は、その第２の保持手段により搬送方向に沿って単にゆっくり移動する。こうして、さらに別の基板が保持手段のうちの１つにより常に持ち出されるため、良好な調節が可能になりデバイスは最適に利用される。さらに、搬送中に速度が異なるにもかかわらず、本発明を用いて保持手段が基板を連続的に搬送することが可能であり、したがって別の保持手段への移し替えは必要ない。そうした移し替えは、基板を損傷する危険性に常に結びつく。

本発明の有利な実施形態では、保持手段は、「搬送キャリッジ」として知られているものでもよい。そしてそれらを横送りデバイスとしてレールなどに好適に装着させ、その上を移動させることができる。搬送キャリッジに、単体のレールまたは二重のレール設けることができる。それ自体で知られている、リニア駆動、ベルト駆動または空気軸受駆動を、駆動装置として使用することができる。

好適には、この種類の２つの搬送部は、互いに近付けかつ並べて設けられる。その幅は、それにより搬送される基板の幅よりさらにいっそう狭い。

本発明のさらに別の実施形態では、負の圧力または真空の結果として基板を把持または吸引し、次いで基板を移動させるように、保持手段を設計することができる。したがって、保持手段により相対的に穏やかに基板を把持することができる。本発明の有利な実施形態では、保持手段は、それら自体がこの負の圧力または真空を発生させる必要がないように、外部デバイスにより負の圧力を発生させるための後続ライン、または真空ラインを有してもよい。さらに、好適には、基板は保持手段に載ってもよく、そして負の圧力を用いたそうした吸引を単に使用して、保持手段に対する基板の相対位置が変わらないようにしてもよい。基板を把持するためには、保持手段の全体を横送りデバイスに対して上げるか、または単に上記の保持手段の一部、あるいは保持手段の把持部を上げることができる。

吸引用の後続ラインに加えて、さらに別のライン、特に給電線を、同様のやり方で保持手段に延ばすことができる。したがって、上記の保持手段は、それ自体の制御部またはさらに別のアクチュエータも有してもよい。したがって、より詳細には、保持された基板を横送りデバイスに対して配置でき、保持手段の横送り移動とは独立したある程度自由な動きでその基板を移動させられるように、保持手段を構成することも可能である。これは、数ミリメートルまたは数センチメートルの範囲でもよい。このために、保持手段の上述の把持部などに、サーボモータか、圧電アクチュエータなどを設けてもよい。基板の面内での回転運動も可能である。基板を上下させることが望ましいならば、これは、保持手段の少なくとも一部をどんな場合でも上下させることができるような前述の機能によって実行することができる。したがって、保持手段は位置的に正確に基板を受け取る必要はなく、言わばそれ自体で基板を調整し配置することができる。このことは、以下でより詳細に説明する。

単に保持手段により基板を移動し保持してもよい。あるいは、細長い軸受手段の上を搬送方向に沿って基板を移動させてもよい。例えば、これらは、外側の、ベアリングレールか、ころ軸受か、または車輪軸受とすることができる。特にゆるやかな軸受には、空気軸受を使用することができる。これらは基板を上向きに保持し、したがって、保持手段は基本的に基板を搬送するだけでよく、その重みによる力を取り除く必要はない。保持手段用の上述の横送りデバイスは、好ましくはこれらの細長い軸受手段の間に延びる。

本発明のさらに別の態様は、基板を印刷または被覆するためのデバイスに関し、上記のデバイスは、上記のような装置を備えるかまたは使用する。そして、この装置を使用して基板をデバイスに導入することができる。デバイスは第１の処理ステーションを有し、そこでは、そこに搬送される基板が、特に保持手段および／または横送りデバイスに対する、したがってデバイス自体に対する相対位置の観点で測定される。その後は、第２の処理ステーションが続き、そこでは、次に基板が印刷または被覆される。この目的のために、複数の処理ステーションを設けてもよい。この第２の処理ステーションでは、予め定義されたかまたは必要な位置合わせを実現するために、印刷ヘッドなどに対して基板を位置合わせするように、小さな限度内で保持手段を通り越して基板を移動させる。そして、位置合わせされた基板を保持手段が前後に移動させる結果として、印刷または被覆する動作を補助してもよい。あるいは、保持手段による横送りデバイス自体に対する起こり得る基板の小さな相対移動により、印刷手順も補助することができる。印刷プロセスためにデバイスに必要とされる印刷ヘッドの個数または処理ステーションの個数を、あるいはそれに応じて減らしてもよい。

これらのおよびさらに別の特徴は、特許請求の範囲、詳細な説明および図面から明らかになるであろう。図面では、個々の特徴は、本発明の実施形態および他の分野においてサブコンビネーションの形で一緒にまたは単独で実施することができ、それ自体が保護対象でありそれについての保護を本出願で請求する実施形態および有利な実施形態を構成し得る。本出願を個々の節および小見出しに区分けすることによっては、その下でなされる主張の全体的な効力は限定されない。
本発明の例示的な実施形態を概略的に図面に示し、以下でより詳細に説明する。

印刷デバイスとともに、本発明によるウェハ用の搬送装置の平面図を示す。 上記のウェハの移動についての選択肢とともに、搬送レール上の搬送キャリッジ上にある１個のウェハの拡大図を示す。 図２と同じものの側面図を示す。

図１は、好適には水平である搬送面内で搬送方向Ｔに沿って、平坦な基板としてのウェハ１３ａおよび１３ｂを搬送または移動することができる、本発明による搬送装置１１の平面図を示す。搬送装置１１は、搬送方向Ｔに沿った２つの搬送レール１５ａおよび１５ｂを有し、それらの上には搬送キャリッジ１７ａおよび１７ｂが設けられている。好適には、ただし必須ではないが、搬送レール１５ごとに１つの搬送キャリッジ１７が設けられる。搬送レール１５上の搬送キャリッジの配置は例えば図３からもわかり、この点に関して図３を参照してより詳細に説明する。基本的には当業者に知られている、考えられる上述の実施形態に言及する。上記の搬送レールが単独のレールであれば、搬送キャリッジ１７は、搬送レール１５と事実上Ｕ字型に重なり合うこともある。あるいは、上記のキャリッジが上記のレールの上またはその間に延びるように、２つのそうした搬送レールを搬送キャリッジ１７ごとに互いに近付けて設けてもよい。

搬送キャリッジ１７は、その表面または上面に、吸引孔１８ａおよび１８ｂ、好ましくは５つの吸引孔をもつ。上記の孔は、図２の拡大図でよりはっきり見える。図３でわかるように、搬送キャリッジは、このようにウェハ１３の下面と係合することができ、またはウェハ１３が搬送キャリッジ１７に対して吸引される保持位置に、搬送レール１５対してある程度上向きに搬送キャリッジ１７自体が持ち上がる。そして、搬送キャリッジ１７により、ウェハ１３は搬送方向Ｔに沿って移動することができる。図３によれば、搬送キャリッジ１７ａは吸引孔１８の吸引機能用の後続ライン１９ａを有し、上記のラインは真空デバイスなどに接続される。さらに、搬送キャリッジ１７用の送電線または信号線が後続ライン１９に好適に連結され、ユニットを構成する。

空気軸受２０が搬送レール１５ａおよび１５ｂの外側に横に設けられ、ウェハ１３は、上記の空気軸受にその上端および下端を介して載っている。ウェハ１３ａは空気軸受２０に直接載っているのではなく、わずかにその上にあることが、図３の断面図からわかる。これは、ウェハ１３ａが搬送キャリッジ１７ａからわずかに引き上げられているからである。さらに、空気軸受は、本質的には直接接触せずに動作する。そうした空気軸受２０の代わりに、他の軸受を、例えば、特に滑らかでかつ緩やかな表面をもつローラコンベアまたはベアリングレールを設けることもできる。

さらに、図２は、ウェハ１３ａが搬送レール１５ａ上を搬送キャリッジ１７ａによってどのように移動できるかを示す。もちろん、これは、搬送方向Ｔに沿って、すなわち図中左から右に起こる。破線で図示したように搬送レールＴに対して、また、搬送方向Ｔに沿っておよび／または搬送方向Ｔを横切って、ウェハ１３ａをわずかにオフセットさせることも可能である。この例で図示したオフセットは、分かりやすくするために大きく誇張して図示しているが、実際には数ミリメートルになる。そうした横向きや横切るオフセットに加えて、点線で図示したように、ウェハ１３ａをその中心の垂直軸の周りに回転させてもよい。この場合も、回転角度は、分かりやすくするためにこの例で極端に図示しているよりはるかに小さくてもよく、ほんの数度でもよい。この回転を特に上述の可能なオフセットとともに行う目的は、ウェハ１３ａを、搬送キャリッジ１７ａ上に正確に受け取ることとは独立に、搬送レール１５ａに対するその位置の観点でわずかに調整するということである（図１に示したように、搬送レール１５ａは、さらに別のデバイスにとっての言わば基準である）。例えば、ウェハ１３ａのこの調整は、搬送キャリッジ１７ａを分割することにより実現することができ、その際は、例えば上側の小領域が、吸引領域、すなわち吸引孔１８ａとともに下側の小領域に対してしかるべく移動可能であり、下側の小領域は搬送レール１５ａに装着される。あるいは、搬送レール１５ａ上の搬送キャリッジ１７ａの軸受自体が、この可動性を実現することもできる。搬送方向Ｔに沿った調整移動は、搬送レール１５ａ上の搬送キャリッジ１７ａの普通の移動により実現することができるため、場合によっては省いてもよい。調整移動は、単に搬送方向Ｔを横切る方だけ行うべきである。

また、図３は、どのように、搬送レール１５ａに対し搬送キャリッジ１７ａをわずかに上昇させることができるかを示す。これは、上昇した搬送キャリッジ１７ａ（これは、移動させるためにウェハ１３ａを運ぶ）と他の搬送キャリッジ１７ｂの間で比較をすることからわかる。搬送キャリッジ１７ａは、搬送レール１５ｂを含めて搬送キャリッジ１７ｂの後に延びているため、部分的に破線で図示している。この場合、搬送レール１５ａ（図示せず）に対して搬送キャリッジ１７ａが上昇していることを、全体的に図示している。例えば、搬送レール１５ａの全体を上昇させることもできるが、好適には、単に搬送キャリッジ１７ａ自体、またはその一部分だけ（例えば上側の部分）を上昇させる。これも当業者により実施することができる。

図１は、搬送装置１１がどのように印刷デバイス２３を通して案内されるかを示す。この印刷デバイス２３は、一例として破線で図示しているが、３つの処理ステーション２４ａ，２４ｂおよび２４ｃを備える。例えば、処理ステーション２４ａは測定用に設計されており、処理ステーション２４ａおよび／または搬送レール１５ａに対するウェハ１３ａの正確な位置を定めることが可能である。これは、印刷デバイス２３全体用の、また搬送装置１１用の制御システムに蓄積することができる。本発明の簡単な実施形態では、次いでこのデータに基づいて、処理ステーション２４ｂおよび２４ｃの後続する印刷ヘッドにて、精密に定義されたやり方でウェハ１３ａを印刷することができる。処理ステーション２４ｂおよび２４ｃは、対応して調整されている印刷ヘッドにより、ウェハ１３を印刷するように設計されている。そうすれば、印刷ヘッドは、言わば測定されたウェハに適合するようになる。あるいは、図２に示したような移動についての選択肢の結果として、搬送レール１５ａ上の搬送キャリッジ１７ａによって、ウェハ１３を対応する移動により調整することができ、精密に所望の位置に持っていくことができる。そして、印刷用に設けられた処理ステーション２４ｂおよび２４ｃにウェハ１３ａが進むときは、導入されるウェハが常に正確に同じように置かれているため、これらのステーションはより高速かつ正確に印刷することができ、より簡単に設計することができる。次いで、完成した、印刷されたウェハ１３は、搬送キャリッジ１７ａによって搬送方向Ｔに沿って右に進み、さらに別の処理または（記憶用の）スタッキングなどのために送り込まれる。

図１からわかるように、左側のウェハ１３ａは丁度測定されたところであり、次いで必要に応じて調整される。搬送キャリッジ１７ｂ上の右側のウェハ１３ｂは、印刷用に左に設けられた処理ステーション２４ｂから丁度出て行き、同様に印刷用に設けられた右側の処理ステーション２４ｃに進んでいる。しかしながら、その移動は、速度の観点でも、左側のウェハ１３ａの移動から完全に独立させることができる。ウェハ１３ｂも右側の処理ステーション２４ｃで完成し、右に送り出された場合、それに伴い、図３に従って対応する搬送キャリッジ１７ｂを下げることができ、次いで搬送方向Ｔに沿って左に移動させることができる。そして、搬送キャリッジ１７ｂは左側のウェハ１３ａを含む搬送キャリッジ１７ａを容易に通過することができ、次いでその左に新たなウェハを把持することができる。このプロセスの間に、ウェハ１３ａは搬送キャリッジ１７ａによって処理ステーション２４ｂ内に駆動され、したがって左側の処理ステーション２４ａが空く。そして、新たなウェハ１３が、搬送キャリッジ１７ｂによって左から上記の処理ステーション２４ａ内に搬送される。

Claims (13)

1. 搬送方向に沿った搬送の水平面内で、平坦なシリコンウェハなどの基板を搬送するための、好ましくは前記平坦な基板を印刷または被覆用のデバイスにて搬送するための装置であって、複数の搬送部が設けられ、それぞれの搬送部が横送りデバイスとその上の保持手段とを有し、それぞれが保持手段を有する少なくとも２つの搬送部が設けられ、前記横送りデバイスが前記搬送方向に沿って並んで延び、基板を積んだ保持手段を空の保持手段が通り過ぎるようにそれぞれの前記保持手段が構成され配置される装置。
2. 前記保持手段は搬送キャリッジである、請求項１に記載の装置。
3. 前記横送りデバイスが、その上の前記保持手段を位置的に正確に移動または横送りするためのレールであり、好ましくは搬送部ごとに１つのレールが設けられる、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記保持手段が、前記搬送方向に沿った前記横送りデバイス上のリニア駆動部、ベルト駆動部または空気軸受駆動部を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
5. 負の圧力または真空の結果として基板を把持または吸引し、次いで前記基板を移動または搬送するように前記保持手段が構成され、好ましくは、外部デバイスにより前記負の圧力を発生させるための後続ラインが前記保持手段に設けられる、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
6. 保持された基板を前記横送りデバイスに対して配置し、かつ／または、特に、前記基板の前記平面内での回転移動によっても、好ましくは上下させることによっても、前記横送りデバイスに沿った前記保持手段の移動とは独立に前記基板を配置するように前記保持手段が構成され、特に、前記保持手段を上下させることを使って、別の保持手段により受け付けられた基板を通り越して移動させる、請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
7. 細長い軸受手段、好ましくは軸受レールまたは空気軸受上で前記搬送方向に沿って前記基板が進む、請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
8. 基板を印刷または被覆するためのデバイスであって、基板を導入し搬送するための請求項１から７のいずれか１項に記載の装置を有し、特に前記保持手段および／または前記横送りデバイスに対する相対位置について搬送される基板を測定するための第１の処理ステーションと、前記基板を印刷または被覆するための第２の処理ステーションとが設けられ、この第２の処理ステーションでは、特に前記印刷または被覆の動作を補助するために、小さな限度内で前記保持手段により前記基板が移動するデバイス。
9. 請求項１から７のいずれか１項に記載の装置によって搬送方向に沿って搬送の水平面内でシリコンウェハなどの平坦な基板を搬送するための方法であって、搬送部の横送りデバイス上の保持手段が基板を把持し、前記搬送方向に沿って、特に前記基板を印刷または被覆するための請求項８に記載のデバイスに前記基板を移動させる方法。
10. 基板を把持または保持するための保持手段を前記横送りデバイスに対してわずかに上昇させるか、または前記保持手段の少なくとも一部を上昇させる、請求項９に記載の方法。
11. 基板を載せていない第２の保持手段が、基板を載せている別の第１の保持手段の後ろの位置から、前記第１の保持手段を通り越すかまたは前記第１の保持手段の前に移動して、好ましくは、上に載せるさらに別の基板を受け取るかまたは保持し、特に前記第２の保持手段が搬送経路の端部に基板を持って行ったときにこれが起こり、次いで、前記搬送経路に沿って好ましくは請求項８に記載のデバイスを通して、前記基板を移動させるように、前記搬送経路の前方の端部に向け、前記基板を上に載せた前記第１の保持手段を通り越して移動させて前記新たな基板を受け取るように、前記第２の保持手段が前記基板を移す、請求項９または１０に記載の方法。
12. 前記保持手段の上に受け取られるかまたは保持された基板の、前記保持手段に対する位置を測定し、制御システムに蓄積する、請求項９から１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 請求項８に記載のデバイス内へ前記保持手段が前記基板を導入し、請求項１２に記載の第１のステップにて前記保持手段に対する前記基板の前記相対位置を測定し、第２のステップにて前記基板を印刷または被覆し、請求項６に記載したように前記基板を移動させることにより、予め定義された相対位置で前記保持手段が印刷ヘッドと位置合わせされ、前記印刷プロセスを補助するために、好ましくは前記印刷プロセス中に、前記保持手段が前記印刷ヘッドに対して前記基板を移動させる、請求項９から１２のいずれか１項に記載の方法。

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