JP2019021725A - 基板保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の保持精度が低下することを改善した基板保持装置を提供する。
【解決手段】ベルヌーイ吸着パッドは、基板Ｓの表面又は裏面を吸引して保持する。位置決定部５４は、基板Ｓの側面８２に接触して、基板Ｓを押すことが可能であり、吸引された基板Ｓを位置決め可能である。ピン６６は、位置決定部５４を基板Ｓの側面８２に接触させることが可能である。ピン６６によって、位置決定部５４が基板Ｓの側面８２に接触させられることにより、位置決定部５４は基板Ｓを位置決めする。
【選択図】図１０

Description

本発明は、ウェハなどの基板を保持する基板保持装置に関する。

ウェハなどの基板を処理する基板処理装置には、基板を保持して搬送等を行う基板保持装置が備えられている。特許第４４２５８０１号には、めっき処理装置における基板保持装置を有する基板搬送ロボットが開示されている。基板搬送ロボットが有する基板保持装置には、２種類のハンドが示されている。そのうちの１つである裏面吸着型真空ハンド（上段下ハンド）は、基板仮置台に置かれた基板を前洗浄ユニットへ搬送するハンドである。上段下ハンドは、フェースダウンの薄型真空引きタイプであり、基板の裏面を吸着して保持する。

上段下ハンドは、位置決め機構を有しない。基板保持装置が基板を保持する場合、基板の表面側を保持したい場合がある。この時、基板の表面を損傷しないために、できるだけ、弱い力で基板を吸引することが望ましい。弱い力で基板を吸引する場合、特許第４４２５８０１号のように、位置決め機構を有しないと、基板の保持精度が低下するという問題が生じる。なお、弱い力で基板を吸引しない場合でも、基板保持装置が位置決め機構を有することにより、後続する工程において、位置決め機構を簡略化することができるという利点がある。

特許第４４２５８０１号

本発明の一形態は、このような問題点を解消すべくなされたもので、その目的は、基板の保持精度が低下することを改善した基板保持装置を提供することである。

上記課題を解決するために、第１の形態では、基板の表面又は裏面を吸引して保持することが可能な吸引部と、前記基板の側面に接触して、前記基板を押すことが可能であり、吸引された前記基板を位置決め可能な位置決定部と、前記位置決定部を前記基板の側面に接触させることが可能な駆動部とを有し、前記駆動部によって、前記位置決定部が前記基板の側面に接触させられることにより、前記位置決定部は前記基板を位置決めすることを特徴とする基板保持装置という構成を採っている。

本実施形態では、駆動部によって、位置決定部が基板の側面に接触させられることにより、位置決定部は基板を位置決めするため、基板の保持精度が低下することを改善できる。例えば、基板めっき装置向けの基板搬送装置において、弱い力で基板を吸引する場合に、位置決めの精度を、基板搬送装置の基板保持装置側で管理することが好ましい。基板保持装置における位置決めの精度が低下すると、後続する工程において、位置決め機構が複雑化するからである。

例えば、基板ホルダに基板を搭載するためのフィキシングステーションへ四角基板を搬送する基板搬送装置に本実施形態を適用すると、フィキシングステーションへ四角基板を載置するときの位置決め精度を高めることができる。また、めっき装置以外でも、吸引力が弱い搬送装置等を用いて処理を行う半導体製造装置においても、基板の移載にあたって
同様の利点が生じる。

第２の形態では、前記駆動部の第１の部分が前記基板と接触可能であり、前記吸引部によって、前記基板の表面又は裏面を吸引するときに、前記第１の部分が前記基板と接触して、前記駆動部に力が加わって、前記駆動部が移動可能であり、前記駆動部が移動することにより、前記駆動部の第２の部分が前記位置決定部を前記基板の側面に接触させて、前記基板を押すことが可能であることを特徴とする第１の形態の基板保持装置という構成を採っている。
第３の形態では、前記駆動部は棒形状であり、前記第１の部分が、前記棒形状の一方の端部であり、前記第２の部分が、前記棒形状の他方の端部であり、前記位置決定部は、前記第２の部分と接触可能な第１の部品と、前記基板の側面に接触可能な第２の部品とを有し、前記駆動部の前記第１の部分が前記基板と接触して、前記駆動部が移動すると、前記駆動部の前記第２の部分が、前記位置決定部の前記第１の部品を移動させ、前記位置決定部の前記第１の部品が移動すると、前記位置決定部の前記第２の部品が移動して、前記基板の側面に接触することを特徴とする第２の形態の基板保持装置という構成を採っている。棒形状としてピンを採用することができ、位置決定部として、レバー形状を採用することができる。この場合、ピンによって、レバーを操作する。

第４の形態では、前記駆動部の第２の部分は、弾性体を介して、前記駆動部に取り付けられていることを特徴とする第１の形態の基板保持装置という構成を採っている。

第５の形態では、前記駆動部は、前記基板が所定の位置にあることを検知して、検知したことを示す信号を出力可能な位置センサと、前記信号を受信すると、前記位置決定部を前記基板の側面に接触させることが可能な動作部とを有することを特徴とする第１の形態の基板保持装置という構成を採っている。

第６の形態では、前記動作部は、磁気力または気体の圧力により動作することを特徴とする第５の形態の基板保持装置という構成を採っている。

第７の形態では、前記吸引部は、前記基板の表面又は裏面に気体を噴出することにより、噴出する前記気体を受ける前記基板の表面又は裏面を吸引するベルヌーイ吸引部であることを特徴とする、第１ないし第６のいずれかの形態の基板保持装置という構成を採っている。

第８の形態では、前記基板は矩形状であることを特徴とする、第１ないし第７のいずれかの形態の基板保持装置という構成を採っている。

第９の形態では、前記基板の位置を測定する測定センサを有することを特徴とする、第１ないし第８のいずれかの形態の基板保持装置という構成を採っている。

第１０の形態では、保持可能な前記基板が四角形であり、前記位置決定部が前記基板と接触するときの接触部が前記四角形の辺上にあり、前記接触部は、前記四角形の頂点から、前記接触部がある前記辺の長さの１／４以内にあることを特徴とする、第１ないし第９のいずれかの形態の基板保持装置。

第１１の形態では、めっき装置であって、前記基板を搬送する搬送装置と、前記基板を保持するための基板ホルダに前記基板を着脱する基板着脱装置と、前記基板着脱装置において前記基板を保持した前記基板ホルダを受け入れて、前記基板にめっき処理を施すめっき処理部と、を備え、前記搬送装置は、第１ないし第１０のいずれかの形態の基板保持装置を有し、前記基板着脱装置へ、または、前記基板着脱装置から前記基板を搬送すること
を特徴とするめっき装置という構成を採っている。

第１２の形態では、基板の表面又は裏面を吸引して保持することが可能な基板保持装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体であって、吸引部によって、基板の表面又は裏面を吸引して保持させること、前記基板の側面に接触して、前記基板を押すことが可能であり、吸引された前記基板を位置決め可能な位置決定部を、前記基板の側面に接触させることを駆動部によって行うこと、をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体という構成を採っている。

本発明の一実施形態に係る基板保持装置が使用されるめっき装置の全体配置図である。 基板搬送装置の平面図である。 基板搬送装置の正面図である。 ロボットハンド１５６の平面図と正面図である。 ロボットハンド１５６の底面図である。 ロボットハンド１５６を上から見た斜視図である。 ロボットハンド１５６を下から見た斜視図である。 位置決定機構５４の斜視図である。 位置決定機構５４の斜視図である。 位置決定機構５４の位置決め動作についての説明図である。 位置決定機構５４の位置決め動作についての説明図である。 位置決定機構５４の位置決め動作についての説明図である。 位置決定機構５４の別の実施形態についての説明図である。 一実施形態に係る基板ホルダの概略正面図である。 基板ホルダの概略側面図である。 基板着脱装置の斜視図である。 旋回装置の第２姿勢における斜視図である。 基板取り付け時の基板着脱装置の側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同一または相当する部材には同一符号を付して重複した説明を省略する。また、本明細書において「前面」、「背面」、「フロント」、「バック」、「上」、「下」、「左」、「右」等の表現を用いるが、これらは、説明の都合上、例示の図面の紙面上における位置、方向を示すものであり、装置使用時等の実際の配置では異なる場合がある。

図１は、本発明の一実施形態に係る基板保持装置が使用されるめっき装置の全体配置図である。図１に示すように、このめっき装置１００は、基板を保持するための基板ホルダ１に基板を基板保持装置によってロードし、又は基板ホルダ１から基板を基板保持装置によってアンロードするロード／アンロード部１１０と、基板を処理する処理部１２０と、洗浄部５０ａとに大きく分けられる。処理部１２０は、後述する基板脱着機構において基板を保持した基板ホルダを受け入れて、基板にめっき処理を施す。処理部１２０は、さらに、基板の前処理及び後処理を行う前処理・後処理部１２０Ａと、基板にめっき処理を行うめっき処理部１２０Ｂとを含む。なお、このめっき装置１００で処理する基板は、角形基板、円形基板を含む。また、角形基板は、矩形等の多角形のガラス基板、液晶基板、プリント基板、その他の多角形のめっき対象物を含む。円形基板は、半導体ウェハ、ガラス基板、その他の円形のめっき対象物を含む。

ロード／アンロード部１１０は、２台のカセットテーブル２５と、基板ホルダに基板を
着脱する基板脱着機構２９とを有する。カセットテーブル２５は、半導体ウェハ、ガラス基板、液晶基板、プリント基板等の基板を収納したカセット２５ａを搭載する。基板脱着機構２９は、基板を基板ホルダ１（図１４以降で後述）に着脱するように構成される。また、基板脱着機構２９の近傍（例えば下方）には基板ホルダ１を収容するためのストッカ３０が設けられる。これらのユニット２５，２９，３０の中央には、これらのユニット間で基板を搬送する搬送用ロボットからなる基板搬送装置２７が配置されている。基板搬送装置２７は、本実施形態に係わる基板保持装置を有し、基板脱着機構２９へ、または、基板脱着機構２９から基板を搬送する。基板搬送装置２７は、走行機構２８により走行可能に構成される。

洗浄部５０ａは、めっき処理後の基板を洗浄して乾燥させる洗浄装置５０を有する。基板搬送装置２７は、めっき処理後の基板を洗浄装置５０に搬送し、洗浄された基板を洗浄装置５０から取り出すように構成される。

前処理・後処理部１２０Ａは、プリウェット槽３２と、プリソーク槽３３と、プリリンス槽３４と、ブロー槽３５と、リンス槽３６と、を有する。プリウェット槽３２では、基板が純水に浸漬される。プリソーク槽３３では、基板の表面に形成したシード層等の導電層の表面の酸化膜がエッチング除去される。プリリンス槽３４では、プリソーク後の基板が基板ホルダと共に洗浄液（純水等）で洗浄される。ブロー槽３５では、洗浄後の基板の液切りが行われる。リンス槽３６では、めっき後の基板が基板ホルダと共に洗浄液で洗浄される。プリウェット槽３２、プリソーク槽３３、プリリンス槽３４、ブロー槽３５、リンス槽３６は、この順に配置されている。なお、このめっき装置１００の前処理・後処理部１２０Ａの構成は一例であり、めっき装置１００の前処理・後処理部１２０Ａの構成は限定されず、他の構成を採用することが可能である。

めっき処理部１２０Ｂは、オーバーフロー槽３８を備えた複数のめっき槽３９を有する。各めっき槽３９は、内部に一つの基板を収納し、内部に保持しためっき液中に基板を浸漬させて基板表面に銅めっき等のめっきを行う。ここで、めっき液の種類は、特に限られることはなく、用途に応じて様々なめっき液が用いられる。

めっき装置１００は、これらの各機器の側方に位置して、これらの各機器の間で基板ホルダを基板とともに搬送する、例えばリニアモータ方式を採用した基板ホルダ搬送装置３７を有する。この基板ホルダ搬送装置３７は、基板脱着機構２９、プリウェット槽３２、プリソーク槽３３、プリリンス槽３４、ブロー槽３５、リンス槽３６、及びめっき槽３９との間で基板ホルダを搬送するように構成される。

以上のように構成されるめっき装置１００を含むめっき処理システムは、上述した各部を制御するように構成されたコントローラ１７５を有する。コントローラ１７５は、所定のプログラムを格納したメモリ１７５Ｂと、メモリ１７５Ｂのプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１７５Ａと、ＣＰＵ１７５Ａがプログラムを実行することで実現される制御部１７５Ｃとを有する。制御部１７５Ｃは、例えば、基板搬送装置２７の搬送制御、基板脱着機構２９における基板の基板ホルダへの着脱制御、基板ホルダ搬送装置３７の搬送制御、各めっき槽３９におけるめっき電流及びめっき時間の制御、並びに、各めっき槽３９に配置されるアノードマスク（図示せず）の開口径及びレギュレーションプレート（図示せず）の開口径の制御等を行うことができる。また、コントローラ１７５は、めっき装置１００及びその他の関連装置を統括制御する図示しない上位コントローラと通信可能に構成され、上位コントローラが有するデータベースとの間でデータのやり取りをすることができる。ここで、メモリ１７５Ｂを構成する記憶媒体は、各種の設定データ、めっき処理プログラム、後述する基板搬送装置２７の搬送制御プログラム等の各種のプログラムを格納している。記憶媒体としては、コンピュー
タで読み取り可能なＲＯＭやＲＡＭなどのメモリや、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスクなどのディスク状記憶媒体などの公知のものが使用され得る。

図２、図３は、ロード・アンロード部１１０内に配置されている基板搬送装置２７を示す。この基板搬送装置２７は、ロボット本体１５０の上方に配置した伸縮自在一対のロボットアーム１５２，１５４と、この各ロボットアーム１５２，１５４の先端に取付けたロボットハンド１５６，１５８とを有している。そして、この一方のロボットハンド１５６として、ドライ仕様で薄型の吸着タイプのもの（本実施形態のドライハンド）が使用される。他方のロボットハンド１５８として、ウエット仕様で厚型の落し込みタイプのもの（ウエットハンド）が使用されている。

この基板搬送装置２７は、前述のように、カセットテーブル２５、基板脱着機構２９、ストッカ３０、及び洗浄装置５０との間で基板Ｓを搬送するようになっており、ドライな基板とウエットな基板が混在しているため、このようなドライ仕様のロボットハンド１５６とウエット仕様のロボットハンド１５８が採用されている。つまり、カセットテーブル２５から基板脱着機構２９への搬送、及び洗浄装置５０からカセットテーブル２５への搬送は、基板が完全乾燥状態であるため、ドライ仕様のロボットハンド１５６（基板保持装置）を使用する。基板脱着機構２９から洗浄装置５０への搬送は、基板がウエット状態であるため、ウエット仕様のロボットハンド１５８を使用する。

ロボットハンド１５６の詳細について、以下説明する。図４（a）は、ロボットハンド１５６の平面図である。図４（ｂ）は、ロボットハンド１５６の正面図である。図５は、ロボットハンド１５６の底面図である。図６は、ロボットハンド１５６を、実際の設置状態において上から見た斜視図である。図７は、ロボットハンド１５６を、実際の設置状態において下から見た斜視図である。

ロボットハンド１５６は、ベース５６と、基板Ｓの表面又は裏面を吸引して保持することが可能なベルヌーイ吸着パッド５２（吸引部）と、位置決定機構５４とを有する。ベルヌーイ吸着パッド５２と位置決定機構５４は、ベース５６に固定されている。ベース５６は、ロボットアーム１５２への取付部を含む基部１２２と、基板Ｓを保持する先端部１２４とを有する。基部１２２および先端部１２４は、本実施形態では、基板Ｓが矩形であるため、外形が矩形である。基部１２２および先端部１２４の外径は、基板Ｓの形状に合わせて選択することが好ましい。基部１２２および先端部１２４は、軽量化のための開口部１２６を有する。

本実施形態のベルヌーイ吸着パッド５２は、ディスク状であり、ベース５６を貫通して６個のベルヌーイ吸着パッド５２が、ベース５６の先端部１２４に取り付けられている。ベルヌーイ吸着パッド５２が設置されている領域に基板Ｓが配置される。ベルヌーイ吸着パッド５２は、基板Ｓの表面又は裏面に気体を噴出することにより、噴出する気体を受ける基板Ｓの表面又は裏面を吸引する。ベルヌーイ吸着パッド５２は、ベルヌーイチャックとも呼ばれ、「流体の圧力は，流体の速度が大きくなるにつれて減少する。」という流体力学におけるベルヌーイ効果を利用して、基板Ｓを吸引する。

図２，３に示すように、ロボットハンド１５６の下側、すなわち、ベルヌーイ吸着パッド５２の下側に基板Ｓが配置され、ベルヌーイ吸着パッド５２から基板Ｓに気体を噴出することにより、噴出する気体を受ける基板Ｓを吸引する。図２において、基板Ｓの上側には、ベルヌーイ吸着パッド５２から高速の気流が噴出している。一方、基板Ｓの下側には、静止もしくは低速の大気があり、基板Ｓの下側には、大気圧が印可されている。大気圧の方が、基板Ｓの上側における圧力よりも大きいため、基板Ｓは、ベルヌーイ吸着パッド
５２の方に吸引される。

位置決定機構５４は、基板Ｓの外周に８個取り付けられる。基板Ｓの４辺の各々に対して２個ずつ配置される。位置決定機構５４及びベルヌーイ吸着パッド５２の個数は、基板Ｓのサイズ、必要な吸着力、その他の条件から決定される。なお、位置決定機構５４は、基板Ｓの対角線上の両端のコーナーに各２個ずつ、合計４個あれば、基板Ｓの位置決めが可能である。すなわち、図４（ａ）に示すコーナー部６０と、これと基板Ｓの対角線上の反対側のコーナー部６２に、各２個ずつ、合計４個の位置決定機構（５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ）があれば、基板Ｓの位置決めが可能である。

なお、４個の位置決定機構（５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ）が基板Ｓと接触するときの接触部が、基板Ｓの外形である四角形の辺上にあり、接触部は、四角形の頂点から、接触部がある辺の長さの１／４以内にあることが好ましい。図５によりこれを説明する。基板Ｓの長辺の長さがＬ１、長辺の長さの１／４がＬ２、基板Ｓの短辺の長さがＬ３、長辺の長さの１／４がＬ４であるときは、コーナー部６０から、Ｌ２，Ｌ４の範囲内に位置決定機構５４の接触部があることが好ましい。

接触部は、本実施形態では、後述する図８に示すレバー６４の幅１２８にわたる領域が基板Ｓと接触する部分である。接触部は、本実施形態では、線状もしくは面状であるが、接触部は、線状もしくは面状に限られない。幅１２８にわたる領域が基板Ｓに向かって、例えば山形に突き出した１個以上の凸部を有する場合、接触部は、点状になる。

次に、図８，９により位置決定機構５４の詳細を説明する。図８（ａ）は、位置決定機構５４を上から見た斜視図であり、図６に対応する。図８（ｂ）は、位置決定機構５４を下から見た斜視図であり、図７に対応する。図９は、位置決定機構５４がベース５６に取り付けられたときに、位置決定機構５４を下から見た斜視図である。

位置決定機構５４は、基板Ｓの側面に接触して、基板Ｓを押すことが可能であり、吸引された基板Ｓを位置決め可能なレバー６４（位置決定部）と、レバー６４を基板Ｓの側面に接触させることが可能なピン６６（駆動部）とを有する。ピン６６によって、レバー６４が基板Ｓの側面８２に接触させられることにより、レバー６４は基板Ｓを位置決めする。ピン６６は、図９に示すように、ベース５６を貫通している。

位置決定機構５４は、ベース５６への取付部７０を有する。取付部７０は、ねじ等により、ベース５６の上面に取り付けられる。レバー６４は、回転軸７２の周りに回転可能である。回転軸７２の軸方向は、基板Ｓの表面と平行である。回転軸７２の軸方向は、基板Ｓの表面と平行でなくてもよい。回転軸７２の軸方向は、レバー６４を基板Ｓの側面に接触させることが可能なように、レバー６４を回転させることができればよい。

回転軸７２は、ベアリング７４を介して、取付部７０に取り付けられている。レバー６４と取付部７０との間には、トーションバネ７６が設けられており、トーションバネ７６により、レバー６４は、レバー６４を基板Ｓの側面から離すように付勢されている。

次に、上記のように構成された位置決定機構５４を用いて、基板Ｓの位置決めを行う位置決定機構５４の位置決め動作について、図１０，１１により説明する。図１０、１１は、位置決定機構５４の位置決め動作についての説明図である。図１０は、基板Ｓがベルヌーイ吸着パッド５２によって吸引されて、上昇中の時の位置決定機構５４の状態を示す。図１１は、基板Ｓの位置決めが完了した時の位置決定機構５４の状態を示す。

本実施形態では、ピン６６の一方の端部にある第１の部分７８が基板Ｓと接触可能であ
る。ベルヌーイ吸着パッド５２によって、基板Ｓの表面又は裏面を吸引するときに、第１の部分７８が基板Ｓと接触して、ピン６６に力が加わって、ピン６６が移動可能である。ピン６６が上方に移動することにより、ピン６６の他方の端部にある第２の部分８０がレバー６４を回転軸７２の周りに回転させて、レバー６４を基板Ｓの側面８２に接触させて、基板Ｓを押すことが可能である。

本実施形態では、レバー６４は、基板Ｓを水平方向に押すことはできるが、垂直方向（重力方向）に基板Ｓを保持することはできない。この理由は、レバー６４が基板Ｓを水平方向に押す力が弱く、レバー６４と側面８２との間の摩擦力が弱く、垂直方向（重力方向）に基板Ｓを保持することができないからである。

なお、レバー６４が基板Ｓを水平方向に押す力を強くする、もしくはレバー６４の先端部を基板Ｓの方へ曲がっているカギ型等に形成して、基板Ｓに先端部が係合する等により、レバー６４が基板Ｓを保持することとしてもよい。

本実施形態では、ピン６６は棒形状であり、第１の部分７８が、棒形状の一方の端部であり、第２の部分８０が、棒形状の他方の端部である。レバー６４は、第２の部分８０と接触可能な第１の部品８４と、基板Ｓの側面に接触可能な第２の部品８６とを有する。ピン６６の第１の部分７８が基板Ｓと接触して、ピン６６が上方に移動すると、ピン６６の第２の部分８０が、レバー６４の第１の部品８４を回転軸７２の周りに回転移動させる。レバー６４の第１の部品８４が回転軸７２の周りに回転移動すると、レバー６４の第２の部品８６が回転移動して、基板Ｓの側面に接触する。棒形状として、細長いピンを採用することができ、レバー６４として、概略Ｌ字形のレバーを採用することができる。

位置決定機構５４の位置決め動作は、以下のように行われる。あらかじめ基板Ｓが、所定の搬送開始位置に置かれていて、置かれている基板Ｓをベース５６に吸着する場合について説明する。（１）基板Ｓを吸着する前は、トーションバネ７６により、レバー６４の第２の部品８６が、基板Ｓの外側に退避している。（２）ベルヌーイ吸着パッド５２が起動して、基板Ｓを吸い上げ始めると、基板Ｓが上昇中のときは、基板Ｓがピン６６に接触するまで、レバー６４は動かない。（３）基板Ｓがピン６６に接触すると、基板Ｓに働いている吸着力がピン６６に伝わり、基板Ｓがピン６６を押しながら上昇する。このとき、ピン６６の第２の部分８０がレバー６４の第１の部品８４を押す。第１の部品８４が押されるため、レバー６４が回転し、レバー６４の第２の部品８６が、基板Ｓの側面８２を、基板Ｓの内側に向かって押す。８個の位置決定機構５４が、基板Ｓの４辺の側面８２を、基板Ｓの内側に向かって押すため、基板Ｓが所定の位置に置かれる。

基板Ｓが、上昇して、ベース５６の下面に配置されたストッパ８８に接触すると、基板Ｓの上昇は停止する。ストッパ８８は、図４，５に示すように、ベース５６の下面に、ベース５６の各辺に３個ずつ配置されている。ストッパ８８の、ベース５６からの高さ９０は、ベルヌーイ吸着パッド５２の、ベース５６からの高さ９２よりも大きく設定されている。このため、基板Ｓがベルヌーイ吸着パッド５２に接触することはなく、ベルヌーイ吸着パッド５２が気体を噴出しているときは、基板Ｓを吸着する力が続いている。そして、基板Ｓを吸着する力が続く限り、レバー６４は基板Ｓの横ズレを防止することができる。この結果、基板Ｓを所定の位置に保持したまま、基板Ｓを搬送することが可能である。ストッパ８８を設けている理由は、ストッパ８８が無いと、ベルヌーイ吸着パッド５２と基板Ｓが接触して、ベルヌーイ吸着パッド５２が気体を噴出できなくなり、基板Ｓを吸着する力を失うためである。

搬送終了後に、所定の搬送終了位置に基板Ｓが設置された時に、基板Ｓをロボットハンド１５６から解放するときは、ベルヌーイ吸着パッド５２が気体の噴出を停止する。気体
の噴出が停止すると、基板Ｓを吸着する力が消滅し、基板Ｓがピン６６を上方に押す力も消滅する。ロボットハンド１５６を上昇させると、基板Ｓは吸着されることはなく、ロボットハンド１５６から自然に離れる。レバー６４は、トーションバネ７６の力により、基板Ｓの側面８２から離れる。ピン６６は、レバー６４のトーションバネ７６の力もしくは自重によって、下方に押される。なお、トーションバネ７６を設けることなく、第１の部品８４を重くして、第２の部品８６を軽く設定することにより、トーションバネ７６がある場合と同様の動作をレバー６４に行わせることが可能である。

次に、ピン６６の第２の部分８０の詳細構造について説明する。第２の部分８０は、図１１、１２に示すように、第１の部分７８の上部である円筒部９４内に配置されている。図１２は、取付部７０を図示していない。円筒部９４の内側に、第２の部分８０のボール受容部９６が配置されている。ボール受容部９６の上部には、ボール９８が取り付けられている。ボール受容部９６は、バネ１０２（弾性体）を介して、ピン６６の円筒部９４内に取り付けられている。

ボール受容部９６はバネ１０２を介して、円筒部９４に取り付けられているため、ボール受容部９６は、ボール９８に下向きの力が加わると、円筒部９４が下方に移動しないときは、円筒部９４に対して、相対的に下方に移動する。「円筒部９４が移動しないとき」とは、ピン６６の下端が基板Ｓに当たっていて、かつ基板Ｓが下方に移動できないために、ピン６６が下方に移動できないときである。「円筒部９４が下方に移動しないとき」が起こりうるために、バネ１０２を設けた。これについて次に説明する。

ボール受容部９６が、バネ１０２（弾性体）を介して、ピン６６の円筒部９４内に取り付けられている理由を図１２により説明する。バネ１０２を設けた理由は、基板Ｓの大きさが、基板Ｓの大きさとしては許容範囲内であるが、大きい時に、確実に保持するためである。基板Ｓが大きい時に、バネ１０２が縮んで、ボール受容部９６が下方に移動して、ピン６６の長さが短くなることにより、基板Ｓとベース５６との距離が、大きい基板でも、小さい基板でも同じになる。位置決定機構５４においては、図１１に示すように、基板Ｓがストッパ８８に当たるときに、ベルヌーイ吸着パッド５２の保持力が最大になるように、ベルヌーイ吸着パッド５２の保持力が設定されている。ベルヌーイ吸着パッド５２の保持力は、ベルヌーイ吸着パッド５２と基板Ｓとの距離に依存するためである。

図１２に示すように、基板Ｓの大きさが、基板Ｓの大きさとしては許容範囲内であるが、大きい時、レバー６４の第２の部品８６は、外側に開いた状態になる。図１２では、大きい基板を基板ＳＬとして示し、それよりも小さい標準の大きさの基板を基板Ｓとして示す。基板ＳＬは、標準の大きさの基板Ｓよりも長さ１０４だけ大きいとする。図１２では、基板ＳＬを吸着していて、ストッパ８８と基板ＳＬが接触し、バネ１０２は縮んでいるとする。基板Ｓは、大きさを比較するために、参考として図１２に示してある。

基板ＳＬを吸着していて、ストッパ８８と基板ＳＬが接触しているとき、第２の部品８６は、図１１の状態の時よりも外側に開いた状態にあり、従って、第１の部品８４は、図１１の状態の時よりも下方にある。図１２では、ピン６６の第２の部分８０は、図１１の状態の時よりも下方に押されている。

仮に、ピン６６がバネを有しない、すなわち、図１１に示す長さを固定的に有するとすると、基板ＳＬとベルヌーイ吸着パッド５２との距離は、図１１に示す高さ９０の場合よりも長くなり、ベルヌーイ吸着パッド５２の保持力は最大ではなくなる。本実施形態では、ボール受容部９６は、バネ１０２を介して、ピン６６の円筒部９４内に取り付けられているため、バネ１０２は縮むことができる。すなわち、ピン６６の長さは短くなることができる。従って、基板ＳＬは、ストッパ８８に当たる位置まで、上昇することができる。
図１２は、バネ１０２が縮んで、基板ＳＬがストッパ８８に当たる位置まで、上昇した状態を示す。

これまで説明してきた本実施形態によれば、基板の搬送時に基板の位置補正を行う場合、基板を吸着する力を利用し、電気や圧縮空気を使用しない。そのため、ロボットハンド１５６を、低コストかつ省スペースで実現できる。また、本実施形態では、少なくとも対向する２辺に位置する位置決定機構が基板をほぼ均等な力で押すことができるため、基板の大きさが異なっても、基板の中心を同じ位置に位置決めすることが可能となる。

これまでの実施形態では、駆動部は、ベルヌーイ吸着パッド５２の吸着力を利用しているが、本発明はこれに限られない。基板保持装置の別の実施形態として、基板Ｓが所定の位置にあることを検知して、検知したことを示す信号を出力可能な位置センサと、出力された信号を受信すると、レバー６４を基板Ｓの側面８２に接触させることが可能な動作部とを有するものとすることもできる。この形態では、動作部は、磁気力または気体の圧力により動作させることができる。

図１３により、この実施形態について説明する。ベース５６に位置センサ１０６を取り付ける。位置センサ１０６としては、種々の方式が利用可能である。例えば、光源（図示せず）から光１０８を基板Ｓに照射して、受光素子（図示せず）で反射光１１２を受光する三角測距方式がある。基板Ｓが所定の位置にあることを位置センサ１０６が検知すると、検知したことを示す信号を位置センサ１０６は出力する。動作部１１４は、信号を受信すると、レバー６４の第２の部品８６を基板Ｓの側面８２に接触させる。動作部１１４は、例えば磁気力を利用したソレノイドを有する。ソレノイドで駆動したピン１１６を第２の部品８６に押し当てて、第２の部品８６を基板Ｓの側面８２に接触させる。

なお、図１０〜１３の実施形態において、ロボットハンド１５６に、基板Ｓの位置を測定する別箇独立の測定センサを設けることとしてもよい。この場合、基板Ｓを正しい位置で把持できたかを、測定センサと位置決定機構５４により、ダブルチェックできる。

これまで説明してきたロボットハンド１５６が用いられる基板脱着機構２９について説明する。カセットテーブル２５でロボットハンド１５６が基板Ｓを保持し、保持した状態で基板搬送装置２７がカセットテーブル２５から基板脱着機構２９へ基板Ｓを搬送する。基板脱着機構２９において、基板Ｓが基板ホルダ１に装着される。その後、基板Ｓはめっきされ、めっき後、基板脱着機構２９で、基板Ｓが基板ホルダ１から外されて、ロボットハンド１５６に保持される。保持した状態で基板搬送装置２７が、基板脱着機構２９からカセットテーブル２５へ基板Ｓを搬送する。

最初に基板ホルダ１について説明する。図１４は、一実施形態に係る基板ホルダの概略正面図である。図１５は、基板ホルダの概略側面図である。基板ホルダ１は、フロントプレート３００とバックプレート４００とを備えている。これらのフロントプレート３００とバックプレート４００との間に基板Ｓが保持される。本実施例では、基板ホルダ１は、基板Ｓの片面を露出した状態で基板Ｓを保持する。基板Ｓは、半導体ウェハ、ガラス基板、液晶基板、プリント基板、その他の被めっき物であり得る。基板Ｓは、円形、角形等の形状である。なお、以下の説明では、角形の基板を例に挙げて説明するが、基板ホルダ１の開口部の形状を変更すれば、円形その他の形状の基板を保持することが可能である。

フロントプレート３００は、フロントプレート本体３１０と、アーム部３３０とを備えている。アーム部３３０は、基板ホルダ搬送装置３７に把持される把持部分であり、基板脱着機構２９及びめっき槽３９に配置される際に支持される部分である。基板ホルダ１は、めっき装置１００の設置面に対して垂直に立てた状態で搬送され、垂直に立てた状態で
めっき槽３９内に配置される。

フロントプレート本体３１０は、概ね矩形状であり、配線バッファ部３１１とフェース部３１２とを有し、前面３０１と背面３０２とを有する。フロントプレート本体３１０は、取付部３２０によって２箇所でアーム部３３０に取り付けられている。フロントプレート本体３１０には、開口部３０３が設けられており、開口部３０３から基板Ｓの被めっき面が露出される。本実施形態では、開口部３０３は、矩形状の基板Ｓに対応して矩形状に形成されている。なお、基板Ｓが円形の半導体ウェハ等である場合には、開口部３０３の形状も円形に形成される。

バックプレート本体４１０の前面は、基板Ｓの載置面であり、フロントプレート本体３１０の背面３０２に取り付けられる。バックプレート本体４１０の前面には、基板Ｓを保持（固定）するためのクリップ部４２０が、基板Ｓの各辺に対応して合計８個設けられている。

次に、基板着脱装置について説明する。図１６は、基板着脱装置の斜視図である。基板着脱装置１０００は、図１の基板脱着機構２９に含まれる。基板着脱装置１０００は、図１６〜１７に示すように、ホルダステーション１１００と、旋回装置１２００と、サポート装置１３００とを備えている。ホルダステーション１１００及びサポート装置１３００は、設置面に固定されたベース１４００上に固定されている。旋回装置１２００は、構成材（レール）１５００に取り付けられており、構成材１５００に沿ってホルダステーション１１００に対して接近および離間するように直線方向に往復移動可能である。構成材１５００は、ベース１４００の一側面に対して取り付けられており、ベース１４００と略同一の高さを有する。旋回装置１２００は、ホルダステーション１１００の第１側に配置されており、サポート装置１３００は、ホルダステーション１１００の第２側に配置されている。基板着脱装置１０００では、ホルダステーション１１００で基板ホルダ１を懸架し、及びサポート装置１３００で基板ホルダ１を後方側から支持及び固定した状態で、旋回装置１２００で基板ホルダ１のバックプレート４００を着脱し、旋回装置１２００によって取り外されたバックプレート４００に対して基板Ｓが着脱される。なお、サポート装置１３００によって基板ホルダ１を支持しない場合には、サポート装置１３００を省略可能である。

以下の説明では、ホルダステーション１１００及びサポート装置１３００の旋回装置１２００側を第１側又は前方側と称し、ホルダステーション１１００及びサポート装置１３００の反対側を第２側又は後方側と称する場合がある。また、旋回装置１２００のホルダステーション１１００側を第１側又は前方側と称し、旋回装置１２００の反対側を第２側又は後方側と称する場合がある。旋回装置１２００は、第１姿勢と、第２姿勢をとることができる。第１姿勢は、基板着脱装置１０００の設置面に対して略垂直な姿勢である。第２姿勢が設置面に対して略水平な姿勢である。基板ホルダのバックプレート４００を略水平にした状態で基板を受け入れ、略垂直な第１姿勢でバックプレート４００とフロントプレート３００を互いに固定する。

図１７は、旋回装置の第２姿勢における斜視図である。旋回装置１２００は、図１７に示すように、本体１２３２と、旋回機構１２４０と、支持板部１２１０と、を備えている。旋回装置を図１７の第２姿勢にするときは、旋回装置１２００を図１６の位置から旋回位置に後退させる。旋回位置は、旋回装置１２００の支持板部１２１０の旋回時に、支持板部１２１０がホルダステーション１１００と干渉しないように、ホルダステーション１１００から十分離れた旋回装置１２００の位置である。

そして、旋回装置１２００の支持板部１２１０を第１姿勢（直立姿勢）から第２姿勢（
水平姿勢）に旋回させる。旋回装置１２００の電動モータ１２４２を駆動させ、支持板部１２１０を直立姿勢から水平姿勢に旋回させる。また、旋回装置１２００をさらに旋回位置から基板受け渡し位置まで移動させる。なお、基板受け渡し位置は、ロボットハンド１５６から旋回装置１２００が基板Ｓを受け取るのに適した位置であり、旋回位置から所定の距離だけ前進した位置である。

第２姿勢のときに、カセットテーブル２５からロボットハンド１５６が搬送してきた基板Ｓが基板ホルダ１に装着される。その後、第１姿勢になって、ホルダステーション１１００にあるフロントプレート３００と組み立てられる。その後、基板Ｓはめっきされ、めっき後、ホルダステーション１１００において、フロントプレート３００とバックプレート４００は分離される。その後、第１姿勢から第２姿勢になり、第２姿勢のときに、基板Ｓが基板ホルダ１から外されて、ロボットハンド１５６に保持されて、カセットテーブル２５に搬送される。図１８に、基板取り付け時の基板着脱装置の側面図を示す。

本発明の一実施形態の記憶媒体は、基板Ｓの表面又は裏面を吸引して保持することが可能なロボットハンド１５６の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体であって、ベルヌーイ吸着パッド５２によって、基板Ｓの表面又は裏面を吸引して保持させること、基板Ｓの側面に接触して、基板Ｓを押すことが可能であり、吸引された基板Ｓを位置決め可能なレバー６４を、基板Ｓの側面に接触させることをピン６６によって行うこと、をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納している。

以上、本発明の実施形態の例について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明には、その均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

２７…基板搬送装置
２９…基板脱着機構
３７…基板ホルダ搬送装置
５２…ベルヌーイ吸着パッド
５４…位置決定機構
６４…レバー
６６…ピン
６８…側面
７６…トーションバネ
７８…第１の部分
８０…第２の部分
８２…側面
８４…第１の部品
８６…第２の部品
８８…ストッパ
９４…円筒部
９６…ボール受容部
９８…ボール
１０２…バネ
１０６…位置センサ
１１０…ロード・アンロード部
１１４…動作部
１１６…ピン
１５６…ロボットハンド
１０００…基板着脱装置
１１００…ホルダステーション
１２００…旋回装置

Claims (12)

1. 基板の表面又は裏面を吸引して保持することが可能な吸引部と、
   前記基板の側面に接触して、前記基板を押すことが可能であり、吸引された前記基板を位置決め可能な位置決定部と、
   前記位置決定部を前記基板の側面に接触させることが可能な駆動部とを有し、
   前記駆動部によって、前記位置決定部が前記基板の側面に接触させられることにより、前記位置決定部は前記基板を位置決めすることを特徴とする基板保持装置。
2. 前記駆動部の第１の部分が前記基板と接触可能であり、
   前記吸引部によって、前記基板の表面又は裏面を吸引するときに、前記第１の部分が前記基板と接触して、前記駆動部に力が加わって、前記駆動部が移動可能であり、
   前記駆動部が移動することにより、前記駆動部の第２の部分が前記位置決定部を前記基板の側面に接触させて、前記基板を押すことが可能であることを特徴とする請求項１記載の基板保持装置。
3. 前記駆動部は棒形状であり、前記第１の部分が、前記棒形状の一方の端部であり、前記第２の部分が、前記棒形状の他方の端部であり、
   前記位置決定部は、前記第２の部分と接触可能な第１の部品と、前記基板の側面に接触可能な第２の部品とを有し、
   前記駆動部の前記第１の部分が前記基板と接触して、前記駆動部が移動すると、前記駆動部の前記第２の部分が、前記位置決定部の前記第１の部品を移動させ、
   前記位置決定部の前記第１の部品が移動すると、前記位置決定部の前記第２の部品が移動して、前記基板の側面に接触することを特徴とする請求項２記載の基板保持装置。
4. 前記駆動部の第２の部分は、弾性体を介して、前記駆動部に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の基板保持装置。
5. 前記駆動部は、前記基板が所定の位置にあることを検知して、検知したことを示す信号を出力可能な位置センサと、
   前記信号を受信すると、前記位置決定部を前記基板の側面に接触させることが可能な動作部とを有することを特徴とする請求項１記載の基板保持装置。
6. 前記動作部は、磁気力または気体の圧力により動作することを特徴とする請求項５記載の基板保持装置。
7. 前記吸引部は、前記基板の表面又は裏面に気体を噴出することにより、噴出する前記気体を受ける前記基板の表面又は裏面を吸引するベルヌーイ吸引部であることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の基板保持装置。
8. 前記基板は矩形状であることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の基板保持装置。
9. 前記基板の位置を測定する測定センサを有することを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の基板保持装置。
10. 保持可能な前記基板が四角形であり、前記位置決定部が前記基板と接触するときの接触部が前記四角形の辺上にあり、
    前記接触部は、前記四角形の頂点から、前記接触部がある前記辺の長さの１／４以内にあることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の基板保持装置。
11. めっき装置であって、
    前記基板を搬送する搬送装置と、
    前記基板を保持するための基板ホルダに前記基板を着脱する基板着脱装置と、
    前記基板着脱装置において前記基板を保持した前記基板ホルダを受け入れて、前記基板にめっき処理を施すめっき処理部と、を備え、
    前記搬送装置は、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の基板保持装置を有し、前記基板着脱装置へ、または、前記基板着脱装置から前記基板を搬送することを特徴とするめっき装置。
12. 基板の表面又は裏面を吸引して保持することが可能な基板保持装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体であって、
    吸引部によって、基板の表面又は裏面を吸引して保持させること、
    前記基板の側面に接触して、前記基板を押すことが可能であり、吸引された前記基板を位置決め可能な位置決定部を、前記基板の側面に接触させることを駆動部によって行うこと、をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体。

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