JP2019165249A - 基板搬送用移載機及び基板移載方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ウエハの中心をステージの軸心に精度よく位置決めできる基板搬送用移載機を提供する。【解決手段】 基板搬送用移載機は、互いに対向する一対のハンドと、一対のハンドを開閉方向に互いに対称に移動させる開閉機構と、開閉機構に動力を伝える駆動部と、駆動部の動作を制御する制御部と、を備える。開閉機構は、一対のハンドの開閉方向の移動量に応じて回転する回転体と、回転体の回転量を検出するセンサと、を有する。制御部は、センサからの信号に基づいて駆動部の動作を制御する。【選択図】 図３Ａ

Description

本発明は、基板搬送用移載機及び基板移載方法に関する。

半導体ウエハ等の被処理基板の表面に多数の半導体素子を形成するために被処理基板に成膜等の様々な処理を行う半導体製造過程では、被処理基板を移載する移載機が用いられる。例えば、バッチ式の半導体製造過程では、基板搬送プレートが複数枚設けられた基板移載機により一度に複数の基板が移載されることがある（特許文献１の図１６〜図２０参照）。また、枚葉式の半導体製造過程では、基板が１枚ずつ移載機により移載されることがある（特許文献１の図２１参照）。

近年、半導体デバイスの微細化及び高集積化が進むにつれて、半導体デバイスの製造工程中に半導体ウエハ（基板）のべベル部及びエッジ部に生じる異物が問題となっており、この異物を除去するため、固定砥粒を表面に付着させた研磨テープを用いて基板の周縁部を研磨するベベル研磨プロセスが提案されている。ベベル研磨プロセスでは、基板の周縁部に形成された異物を除去するために、基板を回転させながら基板の周縁部に研磨テープを摺接させて異物の除去を行う。そのため処理対象物である基板の中心を、回転テーブル（ステージ）の軸心に精度よく位置決めする必要がある。特許文献２には、ベベル研磨プロセスで用いられる移載機が記載されている。

特開平１０−３２１７０４号公報 特開２００６−３０３１１２号公報

しかしながら、特許文献２に記載のような従来の移載機は、駆動機構としてサーボモータを用いており、機構が複雑で高価であるとともに、ウエハクランプ時のセンター位置は基準ウエハにより調整された一定位置となる。

他方で、たとえばＳＥＭＩ規格で３００ｍｍのウエハ径とされていても、規格上は±０．２ｍｍの範囲内であれば３００ｍｍのウエハとして通用するため、最大、ウエハ径で４００μｍのばらつきが生じうる。発明者らが提案しようとしているベベル研磨装置において、半導体ウエハ（基板）のベベル部及びエッジ部の異物除去の位置精度は数十μｍを想定しているが、ウエハクランプ時のセンター位置が一定だとすると、従来の装置では、ウエハ径のばらつきに追従することができないおそれもあることが判明した。

本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、ウエハをステージに受け渡すにあたり、ウエハの中心をステージの軸心に精度よく位置決めできる基板搬送用移載機を提供することにある。

本発明による基板搬送用移載機は、互いに対向する一対のハンドと、
前記一対のハンドを開閉方向に互いに対称に接近又は離間するように移動させる開閉機構と、
前記開閉機構に動力を伝える駆動部と、
前記駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記開閉機構は、
前記一対のハンドの開閉方向の移動量に応じて回転する回転体と、
前記回転体の回転量を検出するセンサと、を有し、
前記制御部は、前記センサからの信号に基づいて前記駆動部の動作を制御する。

本発明による基板搬送用移載機によれば、一対のハンドの開閉方向の移動量が回転体の回転量（回転角度）に変換されて検知されるため、微小な移動量であっても精度よく検知することが可能である。これにより、一対のハンドの微小ストロークでの移動に対応することが可能となり、ウエハ径にばらつきがあっても、ウエハの中心をステージの軸心に精度よく位置決めすることができる。

本発明による基板搬送用移載機において、前記開閉機構は、一対の歯車と、前記一対の歯車に掛け回された環状ベルトと、を有し、前記環状ベルトは、前記一対の歯車間において互いに平行な２つの直線部分を形成するように張られており、一方のハンドは、前記環状ベルトの一方の直線部分に取り付けられ、他方のハンドは、前記環状ベルトの他方の直線部分に取り付けられていてもよい。

このような態様によれば、環状ベルトがその張力により一対の歯車に噛み合った状態で馴染むため、開閉機構が剛体のみから構成される場合に比べて、高い位置精度を管理することが容易である。

本発明による基板搬送用移載機において、前記回転体は、前記一対の歯車の一方から構成されていてもよい。

このような態様によれば、部品点数が少なく、低コストである。

本発明による基板搬送用移載機において、前記回転体は、前記一対の歯車とは別の部品であってもよい。

このような態様によれば、歯車の周囲のスペースが狭くてもセンサを容易に設置できる。

本発明による基板搬送用移載機において、前記駆動部は、空圧式アクチュエータを有していてもよい。

このような態様によれば、ウエハクランプ時のクランプ圧の調整が容易であり、かつ比較的安価である。

本発明による基板搬送用移載機において、前記制御部は、前記一対のハンドがウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するように前記駆動部の動作を制御し、前記一対のハンドが前記ウエハクランプ位置に到達したか否かを前記センサからの信号に基づいて判定し、前記一対のハンドが前記ウエハクランプ位置に到達しなかったと判定した場合には、前記一対のハンドが前記ウエハ受け取り位置へ戻された後に前記ウエハ受け取り位置から前記ウエハクランプ位置へ移動するように前記駆動部の動作を制御するリトライ動作を予め定められた回数を上限として、前記一対のハンドが前記ウエハクランプ位置に到達するまで繰り返してもよい。

このような態様によれば、クランプ時に偶発的なエラーが生じても、リトライ動作により補正することが可能となる。これにより、移載機を停止させる回数が減り、装置稼働率
が向上する。

本発明による基板搬送用移載機において、前記センサは、ドグ式センサであってもよい。

このような態様によれば、センサの構造が単純であって安価である。

本発明による基板搬送用移載機は、
互いに対向する一対のハンドと、
前記一対のハンドを開閉方向に互いに同じ距離だけ接近又は離間するように移動させるための開閉機構と、
前記開閉機構に動力を伝えるための駆動部と、
基板を受け取る際に前記一対のハンドがウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するように前記駆動部の動作を制御するとともに、前記一対のハンドが前記ウエハクランプ位置に到達したか否かを判定し、前記一対のハンドが前記ウエハクランプ位置に到達しなかったと判定した場合には、リトライ動作を、予め定められた回数を上限として、前記一対のハンドが前記ウエハクランプ位置に到達するまで繰り返すように前記駆動部の動作を制御するための制御部と、
を備える。

本発明による半導体デバイス製造装置は、前記したいずれかの特徴を有する移載機を備える。

本発明によるベベル研磨装置は、前記したいずれかの特徴を有する移載機を備える。

本発明による基板移載方法は、
基板を準備する工程と、
基板の両側から、第１の位置にある互いに対向する一対のハンドを互いに同じ距離だけ接近させる工程と、
前記一対のハンドが、基板を把持する第２の位置に到達したか否かを、前記一対のハンドの移動量を計測するセンサからの信号に基づいて判定する工程と、
前記一対のハンドが前記基板を把持する第２の位置に到達しなかったと判定した場合には、前記一対のハンドを前記第１の位置へ戻した後に、基板の両側から前記第１の位置にある互いに対向する一対のハンドを互いに同じ距離だけ接近させながら、前記一対のハンドが、基板を把持する第２の位置に到達したか否かを、前記一対のハンドの移動量を計測するセンサからの信号に基づいて判定する再試行を行い、該再試行により前記一対のハンドが前記基板を把持する第２位置に到達したと判定されるか、又は、該再試行の実施回数が所定回数に到達するまで、該再試行を繰り返す工程と、
前記一対のハンドが前記基板を把持する第２の位置に到達したと判定した場合には、該基板を移載する工程と、
を有する。

本発明によるベベル研磨方法は、
前記した特徴を有する基板移載方法により、基板を移載機からウエハステージへ移載し、
前記基板のベベル部を研磨し、
前記研磨されたウエハステージ上の基板を、移載機を介して搬送機へと受け渡し、
前記搬送機により洗浄ユニットに搬送された基板を洗浄する。

本発明による記憶媒体は、
基板の移載機に基板を移載する方法を実行させるためのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体において、
前記基板を移載する方法は、
基板の両側から、第１の位置にある互いに対向する一対のハンドを互いに同じ距離だけ接近させる工程と、
前記一対のハンドが、基板を把持する第２の位置に到達したか否かを、前記一対のハンドの移動量を計測するセンサからの信号に基づいて判定する工程と、
前記一対のハンドが前記基板を把持する第２の位置に到達しなかったと判定した場合には、前記一対のハンドを前記第１の位置へ戻した後に、基板の両側から前記第１の位置にある互いに対向する一対のハンドを互いに同じ距離だけ接近させながら、前記一対のハンドが、基板を把持する第２の位置に到達したか否かを、前記一対のハンドの移動量を計測するセンサからの信号に基づいて判定する再試行を行い、該再試行により前記一対のハンドが前記基板を把持する第２位置に到達したと判定されるか、又は、該再試行の実施回数が所定回数に到達するまで、該再試行を繰り返す工程と、
前記一対のハンドが前記基板を把持する第２の位置に到達したと判定した場合には、該基板を移載する工程と、
を備える。

本発明によれば、ウエハの中心をステージの軸心に精度よく位置決めできる。

図１は、本発明の一実施の形態によるベベル研磨装置を示す平面図である。 図２は、図１に示すベベル処理装置の移載機を示す斜視図である。 図３Ａは、図２に示す移載機の概略構成図であって、ハンドがハンドオープン位置に位置決めされた状態を示している。 図３Ｂは、図２に示す移載機の概略構成図であって、ハンドがウエハ受け取り位置に位置決めされた状態を示している。 図３Ｃは、図２に示す移載機の概略構成図であって、ハンドがウエハクランプ位置に位置決めされた状態を示している。 図４Ａは、図３Ａに対応する図面であって、ハンドとウエハとの位置関係を説明するための図である。 図４Ｂは、図３Ｂに対応する図面であって、ハンドとウエハとの位置関係を説明するための図である。 図４Ｃは、図３Ｃに対応する図面であって、ハンドとウエハとの位置関係を説明するための図である。 図５は、リトライ動作を説明するためのフローチャートである。 図６は、図２に示す移載機の一変形例を説明するための概略構成図である。 図７は、ベベル研磨システムを示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態の移載機を備えた半導体デバイス製造装置について、ベベル研磨装置を一例として、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。

図７は、本発明の一実施の形態によるベベル研磨装置を含むベベル研磨システムを示す平面図である。図７に示すように、ベベル研磨システム１０００は、ロードポートであるＦＯＵＰ１００５と、ＥＦＥＭ１００７と、複数のベベル研磨装置１０（以下、第１研磨
部１００１及び第２研磨部１００２と呼ぶことがある）と、洗浄ユニット１００３と、乾燥機１００４と、複数のウエハ仮置き台１００８、１００９と、複数の搬送機１０１０〜１０１３と、制御部１００６と、を有している。

図７に示すようなベベル研磨システム１０００の構成において、ウエハＷは、以下の手順で処理される。すなわち、ウエハＷは、ＦＯＵＰ１００５からＥＦＥＭ１００７内の搬送機１０１３を介してウエハ仮置き台１００８に載せられる。次いで、ウエハ仮置き台１００８上のウエハＷは、搬送機１０１０により第１研磨部１００１あるいは第２研磨部１００２のいずれかへと搬送され、研磨される。研磨されたウエハＷは、搬送機１０１０によりウエハ仮置き台１００９へと搬送される。その後、ウエハ仮置き台１００９上のウエハＷは、搬送機１０１１により洗浄ユニット１００３へと搬送されて、洗浄される。次いで、洗浄されたウエハＷは、搬送機１０１２により乾燥機１００４へと搬送され、乾燥機１００４内で乾燥され、その後、搬送機１０１３によりＦＯＵＰ１００５へと搬出される。

次に、ベベル研磨装置１０（第１研磨部１００１、第２研磨部１００２）の構成について詳しく説明する。

図１は、本実施の形態によるベベル研磨装置１０を示す平面図である。図１に示すように、本実施の形態によるベベル研磨装置１０は、ウエハＷの周縁部（エッジとベベル）を研磨するための装置であり、ハウジング１１と、ハウジング１１内でウエハＷを保持するためのウエハステージ２３と、ウエハステージ２３に保持されたウエハＷの周縁を研磨するためのベベル研磨部４０と、ハウジング１１内に搬入されたウエハＷをウエハステージ２３に載置し、またウエハステージ２３に保持されたウエハＷをウエハステージ２３から取り上げるための移載機８０と、を備えている。

このうちベベル研磨部４０は、ウエハステージ２３に保持されたウエハＷの周縁部を研磨するものである。図示された例では、ハウジング１１内には、４つのベベル研磨部４０が設けられているが、これに限定されず、２つ、３つ、あるいは５つ以上のベベル研磨部４０が設けられていてもよい。

図１に示すように、ハウジング１１は、その側面に開口部１２を有している。この開口部１２は、シリンダ（図示せず）により駆動されるシャッタ１３により開閉される。ハウジング１１内へのウエハＷの搬入、搬出は、搬送機１０１０（図７参照）の搬送ロボット等のウエハ搬送手段により行われる。例えば、図７に示すように、第１研磨部１００１へウエハＷを搬入する際には、ウエハ仮置き台１００８にあるウエハＷが、搬送機１０１０の搬送ロボットハンド上に載せられる。次いで、図１に示すように、シャッタ１３によりハウジング１１の開口部１２が開かれ、搬送機１０１０の搬送ロボットハンドから移載機８０の移載機ハンドへとウエハＷが移され、その後、移載機８０から、ウエハステージ２３上にウエハＷが載せられるとともに、搬送機１０１０の退避後にハウジング１１の開口部１２が閉じられる。また、例えば、第１研磨部１００１においてウエハＷのベベル部の研磨が終了した後にウエハＷを搬出する際には、移載機８０の移載機ハンド８１１、８１２上にウエハＷが載せられて、シャッタ１３によりハウジング１１の開口部１２が開かれる。次いで、移載機８０の移載機ハンド８１１、８１２上にあるウエハＷが、搬送機１０１０の搬送ロボットハンド上に載せられた上で、搬送機１０１０によりハウジングから搬出されて、ウエハ仮置き台１００９に載せられるとともに、シャッタ１３によりハウジング１１の開口部１２が閉じられる。なお、シャッタ１３によりハウジング１１の開口部１２を閉じることで、ハウジング１１の内部が外部から遮断される。これにより、研磨中にハウジング１１内のクリーン度及び機密性が維持され、ハウジング１１の外部からのウエハＷの汚染や、ハウジング１１の内部からの研磨液、パーティクル等の飛散によるハウジ
ング１１の外部の汚染が防止される。

次に、本実施の形態による移載機８０の構造について説明する。

図２は、本実施の形態の移載機８０を拡大して示す斜視図である。図３Ａ〜図３Ｃは、図２に示す移載機の概略構成図であって、それぞれ、ハンドがハンドオープン位置、ウエハ受け取り位置（第１の位置）、ウエハクランプ位置（第２の位置）に位置決めされた状態を示している。また、図４Ａ〜図４Ｃは、図３Ａ〜図３Ｃに対応する図面であって、ハンドとウエハとの位置関係を説明するための図である。

図２及び図３Ａ〜図３Ｃに示すように、移載機８０は、互いに対向する一対のハンド８１１、８１２と、一対のハンド８１１、８１２を開閉方向（図３Ａ〜図３Ｃにおける左右方向）に互いに対称に接近又は離間するように移動させる開閉機構８２と、開閉機構８２に動力を伝える駆動部８３と、駆動部８３の動作を制御する制御部８４と、を備えている。

このうち一対のハンド８１１、８１２は、互いに対向する向きに突き出すように設けられたフィンガ部８１１Ｆ、８１２Ｆを有している。図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、ウエハ受け取り位置（第１の位置）及びウエハクランプ位置（第２の位置）において、ウエハＷは、ハンド８１１、８１２のフィンガ部８１１Ｆ、８１２Ｆ上に載せられて支持される。なお、ウエハクランプ位置（第２の位置）では、一対のハンド８１１、８１２はそれぞれウエハＷの周縁に当接され、ウエハＷはハンド開閉方向において一対のハンド８１１、８１２に挟み込まれる。これにより、一対のハンド８１１、８１２の中心線О−О上にウエハＷの中心が位置合わせされる（センタリングされる）。また、ウエハ受け取り位置（第１の位置）では、一対のハンド８１１、８１２とウエハＷの周縁との間には微小な隙間Ｄ１、Ｄ２が形成される。隙間Ｄ１、Ｄ２の大きさは、例えば１ｍｍ以下である。これにより、ロボットとのウエハＷの受け渡しを行う際に、ウエハＷにストレスをかけることなくウエハの受け渡しを行うことができる。

図示された例では、開閉機構８２は、一対の歯車８６１、８６２と、一対の歯車８６１、８６２に掛け回された環状ベルト８７と、を有している。環状ベルト８７は、一対の歯車８６１、８６２間において互いに平行な２つの直線部分を形成するように張られている。環状ベルト８７はその張力により一対の歯車８６１、８６２に噛み合った状態で馴染むため、開閉機構８２が剛体のみから構成される場合に比べて、高い位置精度を管理することが容易である。

図３Ａ〜図３Ｃに示すように、一方のハンド８１１の基端部は、環状ベルト８７の一方の直線部分（下方の直線部分）に取り付けられ、他方のハンド８１２の基端部は、他方の直線部分（上方の直線部分）に取り付けられている。そのため、一方のハンド８１１が左方向に動かされると、それに伴って環状ベルト８７が時計回りに回転し、これにより、他方のハンド８１２は一方のハンド８１１の移動量と同じ移動量だけ右方向に動かされる。その結果、一対のハンド８１１、８１２はそれらの中心線О−Оを中心として互いに対称に近づく向きに移動される。また、一方のハンド８１１が右側に動かされると、それに伴って環状ベルト８７が反時計回りに回転し、これにより、他方のハンド８１２は一方のハンド８１１の移動量と同じ移動量だけ左側に動かされる。その結果、一対のハンド８１１、８１２はそれらの中心線О−Оを中心として互いに対称に離れる向きに移動される。

本実施の形態では、駆動部８３は、第１の空圧式アクチュエータ８３ａと、第１の空圧式アクチュエータ８３ａより小型の第２の空圧式アクチュエータ８３ｂと、を有している。第１の空圧式アクチュエータ８３ａのピストン部分の先端部は、第２の空圧式アクチュ
エータ８３ｂのシリンダ部分の基端部に固定されている。また、第２の空圧式アクチュエータ８３ｂのピストン部分の先端部は、一方のハンド８１１の基端部に固定されている。

図３Ａ及び図４Ａに示すように一対のハンド８１１、８１２がハンドオープン位置に位置する時に、第１の空圧式アクチュエータ８３ａのピストン部分が伸長されると、それに伴って第２の空圧式アクチュエータ８３ｂと一方のハンド８１１とが一体に左方向に移動され、これにより、他方のハンド８１２が右方向に移動され、結果的に、一対のハンド８１１、８１２は、図３Ｂ及び図４Ｂに示すようなウエハ受け取り位置（第１の位置）へと移動される。続いて、第２の空圧式アクチュエータ８３ｂのピストン部分が伸長されると、それに伴って一方のハンド８１１が左方向に移動され、これにより、他方のハンド８１２が右方向に移動され、結果的に、一対のハンド８１１、８１２は、図３Ｃ及び図４Ｃに示すようなウエハクランプ位置（第２の位置）へと移動される。

次に、第２の空圧式アクチュエータ８３ｂのピストン部分が収縮されると、それに伴って一方のハンド８１１が右方向に移動され、これにより、他方のハンド８１２が左方向に移動され、結果的に、一対のハンド８１１、８１２は図３Ｂ及び図４Ｂに示すようなウエハクランプ位置（第１の位置）へと戻される。続いて、第１の空圧式アクチュエータ８３ａのピストン部分が収縮されると、それに伴って第２の空圧式アクチュエータ８３ｂと一方のハンド８１１とが一体に右方向に移動され、これにより、他方のハンド８１２が左方向に移動され、結果的に、一対のハンド８１１、８１２は図３Ａ及び図４Ａに示すようなハンドオープン位置へと戻される。

なお、駆動部８３は、一対のハンド８１１、８１２がハンドオープン位置からウエハ受け取り位置（第１の位置）を介してウエハクランプ位置（第２の位置）まで移動できるような動力を開閉機構８２に伝えることができるならば、空圧式アクチュエータ８３ａ、８３ｂを利用する態様に限定されない。空圧式アクチュエータ８３ａ、８３ｂを利用することで、ウエハクランプ位置（第２の位置）においてウエハＷにかかるクランプ圧を適切に調整できるため好ましい。モータを利用する場合には、ウエハクランプ位置（第２の位置）においてウエハＷに過大なクランプ圧がかからないように、トルク管理ができるモータを採用することが好ましい。

図３Ａ〜図３Ｃに示すように、開閉機構８２は、一対のハンド８１１、８１２の開閉方向の移動量に応じて回転する回転体８５と、回転体８５の回転量を検出するセンサ９０と、を有している。これにより、一対のハンド８１１、８１２の開閉方向の移動量が回転体８５の回転量（回転角度）に変換されて検知されるため、ウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置までの微小な移動量であっても精度よく検知することが可能である。

図示された例では、回転体８５は、一方の歯車８６１から構成されている。そのため、回転体８５として新たな部品を追加する必要が無く、構成が単純であって安価である。

なお、図６に示すように、回転体８５は、一対の歯車８６１、８６２とは別の部品であってもよい。図６に示す例では、回転体８５と一方の歯車８６１とに環状の補助ベルト９９が掛け回されており、一対の歯車８６１、８６２は一対のハンド８１１、８１２の開閉方向の移動量に応じて回転し、回転体８５は、一方の歯車８６１の回転量に応じて回転する。このような態様によれば、歯車８６１の周囲のスペースが狭くても後述するセンサ９０を容易に設置することができる。

本実施の形態では、センサ９０は、ドグ式センサであり、回転体８５に固定された円弧形状のドグ９１と、ドグ９１の外側に配置された第１、第２のフォトマイクロセンサ９２ａ、９２ｂと、を有している。

図３Ａ〜図３Ｃに示すように、円弧形状のドグ９１には、第１、第２のスリット９１ａ、９１ｂが形成されている。第１のフォトマイクロセンサ９２ａは、一対のハンド８１１、８１２がウエハ受け取り位置（第１の位置）にある時に第１のスリット９１ａと対向して「ＯＮ」になるような位置に配置されている。また、第２のフォトマイクロセンサ９２ｂは、一対のハンド８１１、８１２がウエハクランプ位置（第２の位置）にある時に第２のスリット９１ｂと対向して「ＯＮ」になるような位置に配置されている。これにより、一対のハンド８１１、８１２がウエハ受け取り位置（第１の位置）にある時は、第１のフォトマイクロセンサ９２ａが「ＯＮ」であり、第２のフォトマイクロセンサ９２ｂが「ＯＦＦ」である。また、一対のハンド８１１、８１２がウエハクランプ位置（第２の位置）にある時は、第１のフォトマイクロセンサ９２ａが「ＯＦＦ」であり、第２のフォトマイクロセンサ９２ｂが「ＯＮ」である。従って、第１、第２のフォトマイクロセンサ９２ａ、９２ｂからの信号に基づいて、一対のハンド８１１、８１２がウエハ受け取り位置（第１の位置）及びウエハクランプ位置（第２の位置）に到達したか否かを判定できる。

制御部８４は、センサ９０（第１、第２のフォトマイクロセンサ９２ａ、９２ｂ）からの信号に基づいて駆動部８３の動作を制御する。また、制御部８４は、センサ９０からの信号に基づいて、一対のハンド８１１、８１２がウエハ受け取り位置（第１の位置）及びウエハクランプ位置（第２の位置）に到達したか否かを判定する。制御部８４は、たとえばコンピュータシステムによって実現され得る。

ところで、前述したように、一対のハンド８１１、８１２の開閉動作において、ウエハ受け取り位置（第１の位置）からウエハクランプ位置（第２の位置）までの動作ストロークは微小距離（１ｍｍ以下）である。そのため、ウエハＷの裏面の影響を受けやすく、接触面での摩擦等の理由によりウエハクランプ位置に到達するまで時間がかかったり、もしくは途中で止まってしまったりして、ハンド開閉動作がスムーズに行われないケースが偶発的に発生し得る。これは偶発的なエラーであるため、複数回連続して発生する回数は極めて稀であるものの、従来は、このような偶発的なエラーと作業者による状況確認が必要な重大なエラーとが区別されなかったため、偶発的なエラーの場合であっても、装置を一旦停止させて作業者による状況確認を行う必要があった。

このような問題を解決するために、本実施の形態では、制御部８４は、図５に示すように、一対のハンド８１１、８１２がウエハ受け取り位置（第１の位置）からウエハクランプ位置（第２の位置）へ移動するように駆動部８３の動作を制御し、一対のハンド８１１、８１２がウエハクランプ位置（第２の位置）に到達したか否かをセンサ９０からの信号に基づいて判定し、一対のハンド８１１、８１２がウエハクランプ位置（第２の位置）に到達しなかったと判定した場合には、一対のハンド８１１、８１２がウエハ受け取り位置（第１の位置）へ戻された後にウエハ受け取り位置（第１の位置）からウエハクランプ位置（第２の位置）へ移動するように駆動部８３の動作を制御するリトライ動作を予め定められた回数（例えば３回）を上限として、一対のハンド８１１、８１２がウエハクランプ位置（第２の位置）に到達するまで繰り返すようになっている。一対のハンド８１１、８１２がウエハクランプ位置（第２の位置）に到達しない原因が偶発的なエラーによる場合には、リトライ動作によりエラーを補正することができるため、装置を一旦停止させる必要がなくなり、装置稼働率が大幅に向上する。

次に、図５を参照して、このような構成からなる移載機８０の動作について説明する。

まず、ロボットからウエハＷを受け取る場合には、制御部８４は、一対のハンド８１１、８１２がウエハ受け取り位置（第１の位置）へと移動するように、センサ９０からの信号に基づいて駆動部８３の動作を制御する（ステップＳ１０１）。すなわち、制御部８４
は、図３Ｂに示すように、第２の空圧式アクチュエータ８３ｂのピストン部分を収縮させた状態で、第２の空圧式アクチュエータ８３ｂの基端部に設けられた突起部９５がストッパ９４に当接するまで、第１の空圧式アクチュエータ８３ａのピストン部分を伸長させる。一対のハンド８１１、８１２がウエハ受け取り位置（第１の位置）に到達すると、第１のフォトマイクロセンサ９２ａが「ＯＮ」となり、第２のフォトマイクロセンサ９２ｂが「ＯＦＦ」となる。その後、ロボットから一対のハンド８１１、８１２のフィンガ部８１１Ｆ、８１２Ｆ上にウエハＷが受け渡される（ウエハＷが準備される）。

次に、受け渡されたウエハＷをセンター位置に位置決めする（センタリングする）ために、制御部８４は、一対のハンド８１１、８１２が互いに同じ距離だけ接近してウエハクランプ位置（第２の位置）へと移動するように、センサ９０からの信号に基づいて駆動部８３の動作を制御する（ステップＳ１０２）。すなわち、制御部８４は、図３Ｃに示すように、第１の空圧式アクチュエータ８３ａのピストン部分を伸長させた状態で、第２の空圧式アクチュエータ８３ｂのピストン部分を伸長させる。

そして、制御部８４は、一対のハンド８１１、８１２がウエハクランプ位置（第２の位置）に到達したか否かをセンサ９０からの信号に基づいて判定する（ステップＳ１０３）。

ステップＳ１０３において一対のハンド８１１、８１２がウエハクランプ位置（第２の位置）に到達したと判定された場合には、一対のハンド８１１、８１２はそれぞれウエハＷの周縁に当接され、ウエハＷは一対のハンド８１１、８１２に挟み込まれる。これにより、一対のハンド８１１、８１２の中心線О−О上にウエハＷの中心が位置合わせされる。

一方、ステップＳ１０３において一対のハンド８１１、８１２がウエハクランプ位置（第２の位置）に到達しなかったと判定された場合には、制御部８４は、記憶部（図示しない）に記憶された繰り返し回数を１だけ増加させる（ステップＳ１０４）。そして、制御部８４は、記憶部に記憶された繰り返し回数が予め定められた最大繰り返し回数（例えば３回）を超えたか否かを判定する（ステップＳ１０５）。

ステップＳ１０５において、記憶部に記憶された繰り返し回数が予め定められた最大繰り返し回数を超えていないと判定された場合には、ステップＳ１０１まで戻ってやり直す。すなわち、制御部８４は、一対のハンド８１１、８１２がウエハ受け取り位置（第１の位置）へ戻された後にウエハ受け取り位置（第１の位置）から互いに同じ距離だけ接近してウエハクランプ位置（第２の位置）へ移動するように駆動部８３の動作を制御する（リトライ動作）。

一方、ステップＳ１０５において、記憶部に記憶された繰り返し回数が予め定められた最大繰り返し回数を超えたと判定された場合には、重大なエラーの発生であると判断し、装置の動作を停止するとともに、エラーメッセージや警告音を出力して作業者による状況確認を促す。

以上のように、本実施の形態によれば、一対のハンド８１１、８１２の開閉方向の移動量が回転体８５の回転量（回転角度）に変換されて検知されるため、微小な移動量であっても精度よく検知することが可能である。これにより、一対のハンド８１１、８１２の微小ストロークでの移動に対応することが可能となり、ウエハ径にばらつきがあっても、ウエハＷの中心をステージの軸心に精度よく位置決めすることができる。

また、本実施の形態によれば、開閉機構８２は、一対の歯車８６１、８６２と一対の歯
車８６１、８６２に掛け回された環状ベルト８７とを有し、一方のハンド８１１は、環状ベルト８７の一方の直線部分に取り付けられ、他方のハンド８１２は、他方の直線部分に取り付けられている。この場合、環状ベルト８７はその張力により一対の歯車８６１、８６２に噛み合った状態で馴染むため、開閉機構８２が剛体のみから構成される場合に比べて、高い位置精度を管理することが容易である。

また、本実施の形態によれば、回転体８５が一方の歯車８６１から構成されているため、部品点数が少なく、低コストである。

また、本実施の形態によれば、駆動部８３が空圧式アクチュエータ８３ａ、８３ｂを有しているため、ウエハクランプ時のクランプ圧の調整が容易であり、かつ比較的安価である。

また、本実施の形態によれば、制御部８４は、一対のハンド８１１、８１２がウエハ受け取り位置（第１の位置）からウエハクランプ位置（第２の位置）へ移動するように駆動部８３の動作を制御し、一対のハンド８１１、８１２がウエハクランプ位置に到達したか否かをセンサ９０からの信号に基づいて判定し、一対のハンド８１１、８１２がウエハクランプ位置（第２の位置）に到達しなかったと判定した場合には、一対のハンド８１１、８１２がウエハ受け取り位置（第１の位置）へ戻された後にウエハ受け取り位置（第１の位置）からウエハクランプ位置（第２の位置）へ移動するように駆動部８３の動作を制御するリトライ動作を予め定められた回数まで繰り返すため、クランプ時に偶発的なエラーが生じても、リトライ動作により補正することが可能となる。これにより、移載機８０を停止させる回数が減り、装置稼働率が大幅に向上する。

また、本実施の形態によれば、センサ９０がドグ式センサであるため、構造が単純であって安価である。

なお、本実施の形態による移載機８０の制御部８４はコンピュータシステムによって構成され得るが、コンピュータシステムに移載機８０の制御部８４を実現させるためのプログラム及び当該プログラムを記録した記録媒体も、本件の保護対象である。

１０ ベベル研磨装置
１１ ハウジング
１２ 開口部
１３ シャッタ
２３ ウエハステージ
４０ ベベル研磨部
８０ 移載機
８１１、８１２ 一対のハンド
８１１Ｆ、８１２Ｆ フィンガ部
８２ 開閉機構
８３ 駆動部
８３ａ、８３ｂ 空圧式アクチュエータ
８４ 制御部
８５ 回転体
８６１、８６２ 一対の歯車
８７ 環状ベルト
９０ センサ
９１ ドグ
９１ａ、９１ｂ スリット
９２ａ、９２ｂ フォトマイクロセンサ
９４ ストッパ
９５ 突起部
９９ 補助ベルト
１００１ 第１研磨部
１００２ 第２研磨部
１００３ 洗浄ユニット
１００４ 乾燥機
１００５ ＦＯＵＰ
１００６ 制御部
１００７ ＥＦＥＭ
１００８、１００９ ウエハ仮置き台
１０１０、１０１１、１０１２、１０１３ 搬送機

Claims (6)

1. 互いに対向する一対のハンドと、
   前記一対のハンドを開閉方向に互いに同じ距離だけ接近又は離間するように移動させるための開閉機構と、
   前記開閉機構に動力を伝えるための駆動部と、
   基板を受け取る際に前記一対のハンドがウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するように前記駆動部の動作を制御するとともに、前記一対のハンドが前記ウエハクランプ位置に到達したか否かを判定し、前記一対のハンドが前記ウエハクランプ位置に到達しなかったと判定した場合には、リトライ動作を、予め定められた回数を上限として、前記一対のハンドが前記ウエハクランプ位置に到達するまで繰り返すように前記駆動部の動作を制御するための制御部と、
   を備えたことを特徴とする基板搬送用移載機。
2. 請求項１に記載の基板搬送用移載機を備えた
   ことを特徴とする半導体デバイス製造装置。
3. 請求項１に記載の基板搬送用移載機を備えた
   ことを特徴とするベベル研磨装置。
4. 移載機が実行する基板移載方法であって、
   基板の両側から、第１の位置にある互いに対向する一対のハンドを互いに同じ距離だけ接近させる工程と、
   前記一対のハンドが、基板を把持する第２の位置に到達したか否かを、前記一対のハンドの移動量を計測するセンサからの信号に基づいて判定する工程と、
   前記一対のハンドが前記基板を把持する第２の位置に到達しなかったと判定した場合には、前記一対のハンドを前記第１の位置へ戻した後に、基板の両側から前記第１の位置にある互いに対向する一対のハンドを互いに同じ距離だけ接近させながら、前記一対のハンドが、基板を把持する第２の位置に到達したか否かを、前記一対のハンドの移動量を計測するセンサからの信号に基づいて判定する再試行を行い、該再試行により前記一対のハンドが前記基板を把持する第２位置に到達したと判定されるか、又は、該再試行の実施回数が所定回数に到達するまで、該再試行を繰り返す工程と、
   前記一対のハンドが前記基板を把持する第２の位置に到達したと判定した場合には、該基板を移載する工程と、
   を有することを特徴とする、基板移載方法。
5. 請求項４に記載の方法により、基板を移載機からウエハステージへ移載し、
   前記基板のベベル部を研磨し、
   前記研磨されたウエハステージ上の基板を、移載機を介して搬送機へと受け渡し、
   前記搬送機により洗浄ユニットに搬送された基板を洗浄する
   ことを特徴とする、ベベル研磨方法。
6. 基板の移載機に基板を移載する方法を実行させるためのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体において、
   前記基板を移載する方法は、
   基板の両側から、第１の位置にある互いに対向する一対のハンドを互いに同じ距離だけ接近させる工程と、
   前記一対のハンドが、基板を把持する第２の位置に到達したか否かを、前記一対のハンドの移動量を計測するセンサからの信号に基づいて判定する工程と、
   前記一対のハンドが前記基板を把持する第２の位置に到達しなかったと判定した場合には、前記一対のハンドを前記第１の位置へ戻した後に、基板の両側から前記第１の位置にある互いに対向する一対のハンドを互いに同じ距離だけ接近させながら、前記一対のハンドが、基板を把持する第２の位置に到達したか否かを、前記一対のハンドの移動量を計測するセンサからの信号に基づいて判定する再試行を行い、該再試行により前記一対のハンドが前記基板を把持する第２位置に到達したと判定されるか、又は、該再試行の実施回数が所定回数に到達するまで、該再試行を繰り返す工程と、
   前記一対のハンドが前記基板を把持する第２の位置に到達したと判定した場合には、該基板を移載する工程と、
   を備えたことを特徴とする、記憶媒体。

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