JP2606970B2 - 搬送装置及びそれを用いた搬送方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造における半
導体基板を所定位置に搬送する搬送装置に関する。

【０００２】近年、半導体製造では、ウエハ上に付着す
るパーティクルを減少させつつ、異なる処理チャンバを
連結して連続したプロセスを行うことが望まれている。
そのため、機構の摺動部分を除き、ウエハの接触を防ぐ
と共に、ウエハ搬送における位置精度を向上させる必要
がある。

【０００３】

【従来の技術】図５に、従来の搬送装置の一部構成図を
示す。図５は、搬送装置のアーム先端部５０と、その上
方に静電チャック面５１とを示している。アーム先端部
５０は、トレイ５２とベース板５３とにより構成され
る。

【０００４】トレイ５２の上部には、ウエハ５４を載置
するために、該ウエハ５４の外径より１〜２mm大きな座
ぐり５５を深さ１mm程度で形成される。これは、処理チ
ャンバにウエハ５４を搬入するアーム（５０）と、処理
チャンバから搬出するアーム（５０）の停止位置の調整
を行い易くするためである。また、トレイ５２の所定箇
所よりボルト５６ａが貫通され、バネ５７及びベース板
５３を介在させてナット５６ｂにより該トレイ５２を締
着している。この場合、ベース板５３はナット５６ｂを
貫通させる孔が、該ナット５６ｂの径より１mm程度大き
く形成されて位置決めの役割を果している。

【０００５】また、ベース板５３は、ナット５６ｂのフ
ランジにより押えつけられた状態となる。なお、ベース
板５３は、図示しないアーム上に一体に形成されたもの
である。

【０００６】そこで、トレイ５２上の座ぐり５５に被加
工面を下に向けた状態（フェイスダウン）のウエハ５４
を載置し、静電チャック面５１に該ウエハ５４を当接さ
せて吸着させる。この場合、トレイ５２は当接時の力に
よりボルト５６ａ及びナット５６ｂごと下方に沈み込む
が、バネ５７によりクッション性をもたせて、ウエハ５
４にフェイスダウン状態で無理な力が加わらないように
している。

【０００７】すなわち、該チャンバ間をアームによりフ
ェイスダウン状態でウエハ５４を搬送するものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、トレイ５２上
の座ぐり５５はウエハ５４より径が大きいことから、搬
送時に該ウエハ５４が座ぐり５５内で動くため、次のチ
ャンバの搬送位置に正確に搬送できず、異なる処理チャ
ンバが連結されて処理数が増加するに従って位置ずれ量
が蓄積されて搬送系の信頼度が低下するという問題があ
る。

【０００９】また、ウエハ５４が座ぐり５５内で動くこ
とから欠け等を生じてパーティクルを発生し、ウエハ５
４に該パーティクルが付着し易いという問題がある。

【００１０】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、パーティクルの発生を防止し、半導体基板の搬
送位置精度の向上を図る搬送装置を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題は、半導体基板
を、アームの先端の保持手段により保持して搬送を行う
搬送装置において、前記保持手段は、前記半導体基板の
周縁を支持するための段差が形成された保持部と、前記
保持部の下方に、先端がテーパ状に形成され上下動可能
な位置決め部材を所定数設けたベース部とを有し、前記
保持部と前記ベース部が、間隔を空けて弾性的に接続さ
れると共に、前記位置決め部材のテーパ状の先端が、前
記段差部縁端に表出するように配置した構成とすること
により解決される。

【００１２】また、前記保持手段は、前記アーム先端に
設けられたベース部と、前記ベース部の上方に、前記半
導体基板の周側面を把持するための所定数の把持部材で
構成される保持部と、前記ベース部と前記保持部とを接
続する連結部材を有し、前記把持部材の各々は、回転部
分の上方を搬送装置外部の処理装置と当接可能なローラ
を有し、該ローラに前記処理装置が当接し、押しつけら
れたとき、各把持部材が、水平移動し、前記半導体基板
周側面の把持を開放するように構成することによっても
解決できる。

【００１３】

【作用】上述のように、アーム先端の保持手段のベース
部に位置決め部材が設けられ、位置決め部材の先端はテ
ーパ状に形成されている。この場合、半導体基板を保持
部に載置する際、及び保持部より移す際には位置決め部
材は下方向に位置する。そして、保持部に半導体基板を
載置した後に、該位置決め部材が上方に位置して、テー
パ部分で該半導体基板を精度よく位置決めを行うもので
ある。

【００１４】また、大径部の弾性部材を小径のガイド部
材の周囲に包むように配設して、ベース板上で保持部を
該弾性部材の付勢力で上下動させる。これにより、保持
部に上方向より力が加えられても該弾性部材で緩衝を行
っている。すなわち、この緩衝させるための機構は、大
口径の弾性部材で保持部とベース部を位置決めすること
から該弾性部材と摺動する部分を省くことが可能とな
り、部材の摺動によるパーティクルの発生を防止するこ
とが可能となる。

【００１５】また、保持手段の保持部に半導体基板の周
側面を把持部材により把持させる。すなわち、半導体基
板が保持部に載置された後に把持部材を水平移動させ、
該半導体基板を精度よく位置決めすることが可能とな
る。

【００１６】このように、摺動部分がないことからパー
ティクルの発生を防止することが可能になると共に、半
導体基板が高精度に位置決めされることにより、異なる
処理を行う処理部が連結されていても、搬送系の信頼度
を向上させ、連続して処理を行うことが可能となる。

【００１７】

【実施例】図１に、本発明の第１の実施例の構成図を示
す。図１は、搬送装置におけるアーム先端の保持手段を
示したものである。図１において、保持手段１は保持部
２及びベース部３により構成されて上下動し、静電チャ
ック４に該保持部２の上面が当接する。

【００１８】保持部２は、詳細は図２において説明する
が、上面に座ぐりによる段差５が形成され、該段差５に
より半導体基板であるウエハ６の周縁で載置させる。ま
た、保持部２には、位置決め部材のための孔７ａ，７ｂ
及びガイド部材のための孔８ａ，８ｂが形成され、下面
に座ぐり９ａ〜９ｃが形成される。

【００１９】一方、ベース部３には、位置決め部材１０
ａ，１０ｂが設けられると共に（後述する）、緩衝機構
１１ａ，１１ｂ，１１ｃが設けられる。ここで、緩衝機
構１１ｃは、保持部２の座ぐり９ｃと、それに対向させ
てベース部３上に形成した座ぐり１２との間にバネ１３
を設けたもので本装置における補助的な緩衝機構であ
る。

【００２０】緩衝機構１１ａ，１１ｂは、まず、ベース
部３に「Ｈ」形状の孔１４ａ，１４ｂを保持部２の座ぐ
り９ａ，９ｂに対向して形成される。保持部２の孔８
ａ，８ｂにボルト１５ａ，１５ｂを貫通させ、後端にフ
ランジを有するナット１６ａ，１６ｂにより該保持部２
及びベース部３を座ぐり９ａ，９ｂと孔１４ａ，１４ｂ
間でバネ１７ａ，１７ｂを介在させて締着する。このボ
ルト１５ａ，１５ｂ及びナット１６ａ，１６ｂは、座ぐ
り９ａ，９ｂ及び孔１４ａ，１４ｂより十分に細い（小
径）ものであり、ガイド部材を構成する。このバネ１７
ａ，１７ｂは、付勢力の強いものが選択され、両端の第
１週目のコイル部分を寸法公差として座ぐり９ａ，９ｂ
及び孔１４ａ，１４ｂにより保持部２とベース部３の位
置決めを行う。また、バネ１７ａ，１７ｂは、座ぐり９
ａ，９ｂ及び孔１４ａ，１４ｂに応じてナット１６ａ，
１６ｂより十分な大口径のものが選択されており、摺動
部分をなくしている。

【００２１】なお、静電チャック４は、例えばアルミ電
極４ａ上に絶縁体４ｂを設けたもので、絶縁体４上に生
じる静電力によりウエハ６を吸着する。ここで、４ｃは
保護部である。

【００２２】ここで、図２に、図１の保持部及び位置決
め部材を説明するための図を示す。図２（Ａ）は保持部
２の正面図を示しており、下方にアーム１８上に設けら
れたベース部３が位置する。保持部２は、「Ｕ」字形状
に形成され、対向部分にウエハ６の形状に沿って、該ウ
エハ６の外径より0.2 〜0.4mm程度外側になるように座
ぐり（段差５）を形成したものである。この段差５縁端
の対向する位置に位置決め部材１０ａ〜１０ｄ（図１上
では１０ａ，１０ｂ）のピン（図２（Ｂ）参照）の先端
が表出するように設けられる。そして、ベース部３との
間で設けられる緩衝機構が６箇所で対向して設けられて
おり（図１では２箇所）、ボルト１５ａ〜１５ｄの頭部
が保持部２上に表われる。

【００２３】また、図２（Ｂ）において、位置決め部材
１０ａ〜１０ｄは、ベース部３に形成された段差１９ａ
を有する孔１９に中位置にフランジ２０ａを有するピン
２０がバネ２１を該段差１９ａとフランジ２０ｅ間に介
在させて設けたものである。なお、２２はストッパであ
り、ピン２０の上限位置を規制する。また、ピン２０の
先端部２０ｂにはテーパが形成される。

【００２４】そこで、保持部２によるウエハ６の保持動
作を説明する。図１に示すように、ある処理室内で静電
チャック４に吸着されているウエハ６（被加工面が下
側）に向ってアーム１８が例えば約１０mm上昇して保持
部２上の段差５内にウエハ６を位置させる。この場合、
静電チャック４面（保護部４ｃ面）に位置決め部材１０
ａ〜１０ｄのピン２０の先端部２０ｂが当りベース部３
内に引っ込む。そして、吸着が解除されたウエハ６が段
差５上に載置されてアーム１８が下降すると、ピン２０
がバネ２１により保持部２上に表出する。すなわち、ウ
エハ６がピン２０の先端部２０ｂのテーパに沿って常に
位置決めされるものである。これにより、ウエハ６をあ
る処理室に取りにいく場合、アーム１８が下降したとき
にウエハ６の位置が補正され、そのままの状態で次の処
理室まで搬送される。

【００２５】従って、異なる処理を行う処理室が連結さ
れたプロセスで、処理室ごとにウエハ６の位置が異なる
場合であっても、アーム１８の保持段階で常に正確な位
置にウエハ６が存在することから連続的に各処理室間を
高精度に搬送することができる。

【００２６】また、保持部２が静電チャック４に当たる
部分の衝撃を緩衝機構１１ａ〜１１ｆにより緩衝してお
り、この場合のバネ１７ａ〜１７ｆ（図１上は１７ａ，
１７ｂ）等がどの部分にも接触しないことからパーティ
クルの発生を防止することができるものである。

【００２７】

【００２８】次に、図３に、本発明の第２の実施例の構
成図を示す。図３（Ａ）は側面図を示したものであり、
図３（Ｂ）は平面図を示したものである。図３（Ａ），
（Ｂ）において、保持手段１はアーム１８に設けられた
ベース部３上にはウエハ（６）の載置台３０が設けられ
る。このベース部３の上方には、対向する把持部材２
ａ，２ｂにより構成される保持部２が８個の連結部材３
１により連結される。把持部材２ａ，２ｂはバネ３２に
より連結されており、内側部分はウエハの形状に沿って
円弧上に形成され、その把持部２ａ₁ ，２ｂ₁によりウ
エハの周側面を把持する。また、把持部材２ａ，２ｂ
は、両端の軸により保持部材２ａ，２ｂ及びベース部３
で回動する。すなわち、把持部材２ａ，２ｂは、ベース
部３を支点にして矢印のように平面移動する。そして、
把持部材２ａ，２ｂの外側の一部にそれぞれローラ３３
ａ，３３ｂが設けられる。

【００２９】このような保持手段１は、アーム１８が上
昇して保持部２が図１のような静電チャック４面に当接
すると、ローラ３３ａ，３３ｂが押されて把持部材２
ａ，２ｂが外側に開くように水平移動する。このとき、
ウエハ（６）はベース部３の載置台３０上に位置し、ア
ーム１８が下降するとバネ３２の付勢力により該把持部
材２ａ，２ｂが内側に閉じるように水平移動する。この
場合、把持部材２ａ，２ｂの把持部２ａ₁ ，２ｂ₁ がウ
エハ（６）の周側面を把持するものである。すなわち、
ウエハ（６）の把持状態は、常に所定場所に位置決めさ
れる。従って、アーム１８が下降したときにウエハ
（６）の位置が補正され、そのままの状態で次の処理室
まで搬送される。

【００３０】これにより、ウエハの位置を補正するため
のバッファが不要となり、図１と同様にスループットの
向上、省スペース化を図ることができる。

【００３１】次に、図４に、本発明の一適用例の概念図
を示す。図４は、ロードロック４０ａ，４０ｂ間に処理
室４１ａ，４１ｂが配設され、該処理室４１ａ，４１ｂ
の間に本発明の搬送装置の保持手段１が配置される。な
お、ロードロック４０ａと処理室４１ａ，及び処理室４
１ｂとロードロック４０ｂとの間にも一般の搬送装置の
保持手段４２ａ，４２ｂが配置される。すなわち、保持
手段４２ａによりロードロック４０ａよりウエハを被加
工面を下にして処理室４１ａに搬送し、静電チャックに
吸着させる。処理室４１ａにおいて処理が終了すると本
発明の保持手段１により次の処理室４１ｂに搬送し、処
理が終了すると保持手段４２ｂにより所定の処理済のウ
エハをロードロック４０ｂに搬送するものである。

【００３２】すなわち、処理室間の搬送を本発明の保持
手段１により行うことにより、多数の処理室が連結され
た場合であっても、また、異なる処理を行う処理室が連
結される場合であっても、パーティクルを減少させて搬
送の位置精度を向上させることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、位置決め
部材または把持部材を設けることにより、パーティクル
の発生を防止し、半導体基板の搬送位置精度を向上させ
て搬送系の信頼度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成図である。

【図２】図１の保持部及び位置決め部材を説明するため
の図である。

【図３】本発明の第２の実施例の構成図である。

【図４】本発明の一適用例の概念図である。

【図５】従来の搬送装置の一部構成図である。

【符号の説明】

１ 保持手段 ２ 保持部 ２ａ，２ｂ 把持部材 ３ ベース部 ４ 静電チャック ５ 段差 ６ ウエハ １０ａ，１０ｂ 位置決め部材 １５ａ，１５ｂ ボルト １６ａ，１６ｂ ナット １７ａ，１７ｂ バネ ３１ 連結部材 ３３ａ，３３ｂ ローラ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板（６）を、アーム（１８）の
   先端の保持手段（１）により保持して搬送を行う装置に
   おいて、 前記保持手段は、 前記半導体基板（６）の周縁を支持するための段差
   （５）が形成された保持部（２）と、前記保持部（２）の下方に、先端がテーパ状に形成され
   上下動可能な位置決め部材（１０ａ〜１０ｄ）を所定数
   設けたベース部（３）とを有し、 前記保持部（２）と前記ベース部（３）が、間隔を空け
   て弾性的に接続されると共に、 前記位置決め部材（１０ａ〜１０ｄ）のテーパ状の先端
   が、前記段差部（５）縁端に表出するように配置される
   ことを特徴とする搬送装置。
2. 【請求項２】 半導体基板（６）を、アーム（１８）の
   先端の保持手段（１）により保持して搬送を行う搬送装
   置において、 前記保持手段は、 前記アーム（１８）先端に設けられたベース部（３）
   と、前記ベース部（３）の上方に、前記半導体基板（６）の
   周側面を把持するための所定数の把持部材（２ａ，２
   ｂ）で構成される保持部（２）と、 前記ベース部（３）と前記保持部（２）とを接続する連
   結部材（３１）を有し、 前記把持部材（２ａ，２ｂ）の各々は、 回転部分の上方が搬送装置外部の処理装置と当接可能な
   ローラ（３３ａ，３３ｂ）を有し、 該ローラ（３３ａ，３３ｂ）に処理装置が当接し、押し
   つけられたとき、各把持部材（２ａ，２ｂ）が、水平移
   動し、前記半導体基板（６）周側面の把持を開放するよ
   うに構成されていることを特徴とする搬送装置。
3. 【請求項３】 アーム（１８）の先端に保持手段（１）
   を有し、 前記保持手段は、 半導体基板（６）の周縁を支持するための段差（５）が
   形成された保持部（２ ）と、 前記保持部（２）の下方に、先端がテーパ状に形成され
   上下動可能な位置決め部材（１０ａ〜１０ｄ）を所定数
   設けたベース部（３）とを有し、 前記保持部（２）と前記ベース部（３）が、間隔を空け
   て弾性的に接続されると共に、 前記位置決め部材（１０ａ〜１０ｄ）のテーパ状の先端
   が、前記段差部（５）縁端に表出するように配置された
   搬送装置を用いた搬送方法であって、 前記所定数の位置決め部材（１０ａ〜１０ｄ）を前記半
   導体基板（６）の周縁部に当接させるように該半導体基
   板（６）を前記保持部（２）に搭載したのち、前記保持
   手段（１）により前記半導体基板（６）を搬送すること
   う特徴とする搬送方法。
4. 【請求項４】 アーム（１８）の先端に保持手段（１）
   を有し、 前記保持手段は、 前記アーム（１８）先端に設けられたベース部（３）
   と、 前記ベース部（３）の上方に、半導体基板（６）の周側
   面を把持するための所定数の把持部材（２ａ，２ｂ）で
   構成される保持部（２）と、 前記ベース部（３）と前記保持部（２）とを接続する連
   結部材（３１）を有し、 前記把持部材（２ａ，２ｂ）の各々は、 回転部分の上方を搬送装置外部の処理装置と当接可能な
   ローラ（３３ａ，３３ｂ）を有した搬送装置を用いた搬
   送方法であって、 前記保持手段（１）により、前記半導体基板（６）の周
   側面を把持して該半導体基板（６）を前記処理装置に対
   し移動したのち、前記アーム（１８）により前記ローラ
   （３３ａ，３３ｂ）を前記処理装置に当接させ、それに
   より前記半導体基板（６）周側面の把持を開放して、該
   半導体基板（６）を前記処理装置に搬送することを特徴
   とする搬送方法。