JP2619742B2 - プレート状の基板を搬送する方法および装置 - Google Patents
プレート状の基板を搬送する方法および装置Info
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- H01L21/68707—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プレート状の基板、特
にウェーハをハンドリング装置によって検査兼製作機
械、特にウェーハ検査装置に保持かつ／または搬送する
方法であって、前記ハンドリング装置に設けられた可動
のアームにグリッパを装備し、該グリッパに、搬送した
いウェーハを支持部材を介して固定可能にし、前記グリ
ッパにウェーハを固定するための手段を設ける形式のも
のに関する。さらに本発明はこのような形式の方法を実
施するための装置に関する。
にウェーハをハンドリング装置によって検査兼製作機
械、特にウェーハ検査装置に保持かつ／または搬送する
方法であって、前記ハンドリング装置に設けられた可動
のアームにグリッパを装備し、該グリッパに、搬送した
いウェーハを支持部材を介して固定可能にし、前記グリ
ッパにウェーハを固定するための手段を設ける形式のも
のに関する。さらに本発明はこのような形式の方法を実
施するための装置に関する。
【０００２】さらに、本発明は保持かつ／または搬送し
たいプレート状の基板、特にウェーハを無接触式に認識
する方法および装置に関する。
たいプレート状の基板、特にウェーハを無接触式に認識
する方法および装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】このような基板もしくはウェーハは、加
工および／または検査を行いたい場合に、一般にウェー
ハカセットから取り出されて、加工テーブルおよび／ま
たは検査テーブルに設けられた支持台に中間載置され、
相応する加工および／または検査の後に別のウェーハカ
セットに最終ストックされなければならない。
工および／または検査を行いたい場合に、一般にウェー
ハカセットから取り出されて、加工テーブルおよび／ま
たは検査テーブルに設けられた支持台に中間載置され、
相応する加工および／または検査の後に別のウェーハカ
セットに最終ストックされなければならない。
【０００４】いかなる種類の汚染をも阻止するために、
加工および／または検査したいウェーハは加工過程およ
び／または検査過程の間、特別な雰囲気中に位置してい
る。さらに搬送時でも、一度搬送装置内でとられた位置
が変わってしまうことを阻止しなければならない。
加工および／または検査したいウェーハは加工過程およ
び／または検査過程の間、特別な雰囲気中に位置してい
る。さらに搬送時でも、一度搬送装置内でとられた位置
が変わってしまうことを阻止しなければならない。
【０００５】新しいサブマイクロメトリ・テクノロジ
（ＳｕｂｍｉｋｒｏｍｅｔｒｉｅーＴｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｉｅｎ）は基板およびウェーハの汚染のない前面だけを
絶対的に要求しているのではなく、粒子のない裏面をも
要求している。
（ＳｕｂｍｉｋｒｏｍｅｔｒｉｅーＴｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｉｅｎ）は基板およびウェーハの汚染のない前面だけを
絶対的に要求しているのではなく、粒子のない裏面をも
要求している。
【０００６】たとえばウェーハ裏面の汚染だけでも既に
マイクロリソグラフィ照射の焦点ずれを生ぜしめてしま
う。したがってたとえば多くの基板、たとえばマスクに
用いられるガラス基板に対する標準的要件としては、両
面共に絶対的に汚染なしの状態でなければならないこと
が云える。
マイクロリソグラフィ照射の焦点ずれを生ぜしめてしま
う。したがってたとえば多くの基板、たとえばマスクに
用いられるガラス基板に対する標準的要件としては、両
面共に絶対的に汚染なしの状態でなければならないこと
が云える。
【０００７】さらに、相応するグリッパによる基板もし
くはウェーハの確実で信頼性のよい自動的な把持も、高
い速度で作業するウェーハ加工装置および／または検査
装置の絶対的な要件である。
くはウェーハの確実で信頼性のよい自動的な把持も、高
い速度で作業するウェーハ加工装置および／または検査
装置の絶対的な要件である。
【０００８】このようなグリッパ装置の第１の可能性
は、グリッパに、真空装置を有する収容装置を装備する
ことにあり、この場合、吸込開口を介して、検査したい
ウェーハがプレート状の表面の一部にわたって前記収容
装置に吸い込まれ、こうしてこのウェーハが搬送可能と
なる（ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９１７２６０
号明細書参照）。
は、グリッパに、真空装置を有する収容装置を装備する
ことにあり、この場合、吸込開口を介して、検査したい
ウェーハがプレート状の表面の一部にわたって前記収容
装置に吸い込まれ、こうしてこのウェーハが搬送可能と
なる（ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９１７２６０
号明細書参照）。
【０００９】したがって、上記ドイツ連邦共和国特許出
願公開明細書に記載されている配置形式では、ウェーハ
が少なくとも部分的にその最も敏感な表面で吸い込ま
れ、これによってこの場所での汚染が不可避となる。さ
らに、このようなウェーハまたは基板は極端に薄い板で
あって、耐曲げ性の材料からは成っていない。このよう
に緊定されたウェーハにおいてたとえば旋回運動時に行
われるような片側負荷に基づき、ハンドリング時に破断
を甘受しなければならなくなる。このことは、このよう
な形式のシステムでは許容され得ない欠点である。
願公開明細書に記載されている配置形式では、ウェーハ
が少なくとも部分的にその最も敏感な表面で吸い込ま
れ、これによってこの場所での汚染が不可避となる。さ
らに、このようなウェーハまたは基板は極端に薄い板で
あって、耐曲げ性の材料からは成っていない。このよう
に緊定されたウェーハにおいてたとえば旋回運動時に行
われるような片側負荷に基づき、ハンドリング時に破断
を甘受しなければならなくなる。このことは、このよう
な形式のシステムでは許容され得ない欠点である。
【００１０】真空下で吸い込まれるこのような基板にお
いて無視できない別の欠点は、真空の消滅時に基板が緊
定部から脱落して、破損されてしまうという事実であ
る。このことは、このように片側で吸い込まれる基板に
おいてグリッパの旋回運動時に不意に、または側方での
滑脱に基づいて、つまり不正確な位置決めに基づいて真
空の消滅が行われてしまうような場合にも云える。
いて無視できない別の欠点は、真空の消滅時に基板が緊
定部から脱落して、破損されてしまうという事実であ
る。このことは、このように片側で吸い込まれる基板に
おいてグリッパの旋回運動時に不意に、または側方での
滑脱に基づいて、つまり不正確な位置決めに基づいて真
空の消滅が行われてしまうような場合にも云える。
【００１１】２つのフレキシブルに案内された支持部材
を介してグリッパ装置を実現する第２の可能性（ドイツ
連邦共和国特許出願公開第３４０２６６４号明細書）は
既に、実施しようとする運動形式の理由だけで全く認容
不可能である。この場合に提案されているようなベルト
駆動装置の使用は運動時に極めて大きな汚染危険と不安
定性と変動とを生ぜしめ、ひいてはその直接の結果とし
てシステム振動を生ぜしめてしまう。
を介してグリッパ装置を実現する第２の可能性（ドイツ
連邦共和国特許出願公開第３４０２６６４号明細書）は
既に、実施しようとする運動形式の理由だけで全く認容
不可能である。この場合に提案されているようなベルト
駆動装置の使用は運動時に極めて大きな汚染危険と不安
定性と変動とを生ぜしめ、ひいてはその直接の結果とし
てシステム振動を生ぜしめてしまう。
【００１２】さらに、特に上で説明したような装置では
別の欠点として、グリップしたいウェーハの認識に関す
る欠点が残っている。すなわち、このような認識は、検
査の開始時にロボットシステムに伝送される座標系が安
定的に保持され得る場合にしか確実に行われない訳であ
る。たとえ予防手段がとられて検査装置が振動遮断され
て支承されていても、このようにして達成可能な精度や
信頼性を充分であると認めることはできない。
別の欠点として、グリップしたいウェーハの認識に関す
る欠点が残っている。すなわち、このような認識は、検
査の開始時にロボットシステムに伝送される座標系が安
定的に保持され得る場合にしか確実に行われない訳であ
る。たとえ予防手段がとられて検査装置が振動遮断され
て支承されていても、このようにして達成可能な精度や
信頼性を充分であると認めることはできない。
【００１３】それどころか、このような形式のハンドリ
ング装置では搬送もしくは加工したいウェーハを把持す
る前にその都度前記運動が新たな位置整定後に制御され
て行われ得るように配慮しなければならない。このこと
は特に、ウェーハが保管状態において一般に標準カセッ
ト内に位置していて、この標準カセットが、互いに隣接
して位置する２つのウェーハの間に極めて小さな間隔し
か提供していないという理由にも基づいている。
ング装置では搬送もしくは加工したいウェーハを把持す
る前にその都度前記運動が新たな位置整定後に制御され
て行われ得るように配慮しなければならない。このこと
は特に、ウェーハが保管状態において一般に標準カセッ
ト内に位置していて、この標準カセットが、互いに隣接
して位置する２つのウェーハの間に極めて小さな間隔し
か提供していないという理由にも基づいている。
【００１４】もとよりこのようなハンドリング装置は、
ウェーハが検査のために存在しているか、または存在し
ていないのかを認識することができると望ましい。比較
的大きな距離を介して対象物を無接触に認識するために
は、特に光学レンズ系が使用されており、この場合、特
に次の２つの変化形が用いられている。すなわち、第１
の変化形では、光源に設けられた送信器と受信器とが、
認識したい対象物が送信器と受信器との間に位置するよ
うに配置されており、また第２の変化形では、送信器か
ら対象物を介して反射させられたか、または散乱させら
れた光が受信器によって検出されるようになっている。
ウェーハが検査のために存在しているか、または存在し
ていないのかを認識することができると望ましい。比較
的大きな距離を介して対象物を無接触に認識するために
は、特に光学レンズ系が使用されており、この場合、特
に次の２つの変化形が用いられている。すなわち、第１
の変化形では、光源に設けられた送信器と受信器とが、
認識したい対象物が送信器と受信器との間に位置するよ
うに配置されており、また第２の変化形では、送信器か
ら対象物を介して反射させられたか、または散乱させら
れた光が受信器によって検出されるようになっている。
【００１５】上記第１の形式のシステムは一般に極めて
信頼性良く作動するが、しかしこのようなシステムに
は、送信器と受信器とが構成スペース的に互いに分離さ
れていなければならないという欠点がある。このこと
は、コンパクトな構造を不可能にしている。上記第２の
形式のシステムはさらに信頼性が悪い。それというの
は、表面の性質とジオメトリとが大きな影響を及ぼすか
らである。その代り、このシステムは送信器機の運動を
許し、このことは、しばしば有利になる。
信頼性良く作動するが、しかしこのようなシステムに
は、送信器と受信器とが構成スペース的に互いに分離さ
れていなければならないという欠点がある。このこと
は、コンパクトな構造を不可能にしている。上記第２の
形式のシステムはさらに信頼性が悪い。それというの
は、表面の性質とジオメトリとが大きな影響を及ぼすか
らである。その代り、このシステムは送信器機の運動を
許し、このことは、しばしば有利になる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、冒頭
で述べた形式の方法を改良して、プレート状の基板を、
特にウェーハを信頼性よくかつ注意深く、一時的に極め
て小さなスペースに載置して、把持しかつ搬送すること
ができる方法および装置を提供することである。また、
本発明の目的は、基板が密に詰め込まれた保管装置の狭
い開口部の中に挿入することが可能なハンドリング装置
を提供することである。
で述べた形式の方法を改良して、プレート状の基板を、
特にウェーハを信頼性よくかつ注意深く、一時的に極め
て小さなスペースに載置して、把持しかつ搬送すること
ができる方法および装置を提供することである。また、
本発明の目的は、基板が密に詰め込まれた保管装置の狭
い開口部の中に挿入することが可能なハンドリング装置
を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明に従った装置は、基板ハンドリング装置におい
てプレート状の基板を搬送するための装置であって、可
動アーム（２２）と、第１と第２の支持部材（３０，２
９）と、回転手段と、案内手段とを備える。可動アーム
（２２）は長手方向の軸を有する。第１（３０）と第２
（２９）の支持部材は、基板（３１）の両側縁部を把持
するために距離を隔てて配置されている。第１の支持部
材（３０）は、長尺部材（４９）を介して可動アーム
（２２）に取付けられている。回転手段は、基板（３
１）の平面から離れて位置付けられる第１の配向と基板
（３１）の平面に接近して位置付けられる第２の配向と
の間で第１の支持部材（３０）が移動することができる
ように長尺部材（４９）を回転させる。案内手段は、可
動アーム（２２）の軸に平行に第２の支持部材（２９）
に向かって長尺部材（４９）と第１の支持部材（３０）
とを移動させる。好ましくは、本発明に従った装置は、
基板（３１）に加えられる把持力を制限するために第１
と第２の支持部材（３０，２９）に結合された少なくと
も１つの弾性手段（４３）をさらに備える。また、好ま
しくは、本発明に従った装置は、基板（３１）に光ビー
ムを収束させ、基板（３１）から反射した光を検出する
ことによって、搬送される基板の位置を基板ハンドリン
グ装置と基板との間で物理的な接触が起こる前に光学的
に検出する光検出部を備える。第１の支持部材（３０）
は可動アーム（２２）の軸に対して垂直に延びているの
が好ましい。回転手段は案内部を含み、長尺部材（４
９）の一方端は、可動アーム（２２）の軸の周りに長尺
部材（４９）を回転させて第１の支持部材（３０）を第
１の配向と第２の配向との間で移動させるために案内部
に摺動可能に受入れられている。さらに好ましくは、案
内部に受入れられた長尺部材（４９）の一方端は、可動
アームの軸に対して斜めに延びる溝を周囲に有する第１
のシリンダピストンと、第１のシリンダピストンが上記
の軸に沿って変位するとき、第１のシリンダピストンに
回転運動を与える、上記の溝に受入れられたピンとに連
結されている。上記の案内部は、第１のシリンダピスト
ンに機械的に結合された第２のシリンダピストンをさら
に含み、第１のシリンダピストンは、ばね力に抗して第
１の支持部材の方向に摺動可能であり、第２のシリンダ
ピストンは、基板クランプばねのばね力に抗して摺動可
能である。第１と第２のシリンダピストンは１つのユニ
ットを形成している。また、上記の光検出部は、光ビー
ムを放出する光源（５０）と、基板カセットの後壁に位
置付けられたミラー（２６）から反射した光を受取る光
検出ユニット（５１）とを含む。上記の光源はレーザ光
源であるのが好ましい。また、この発明に従った方法
は、基板ハンドリング装置を用いてプレート状の基板を
搬送する方法であって、まず、基板（３１）を把持する
ために距離を隔てて配置された第１と第２の支持部材
（３０，２９）と、長手方向の軸に沿って延びる可動ア
ーム（２２）とを含む基板ハンドリング装置を与える。
ここで、可動アーム（２２）は、長尺部材（４９）に取
付けられた第１の支持部材（３０）を有しており、第１
の支持部材（３０）は、基板（３１）の平面から離れて
位置付けられる第１の配向から基板（３１）の平面に接
近して位置付けられる第２の配向まで移動可能である。
次に、基板（３１）の一方の側縁部の近傍に第２の支持
部材（２９）を保つ。第１の支持部材（３０）が第１の
配向から第２の配向まで移動するように長尺部材（４
９）を回転させる。そして、可動アーム（２２）の軸に
平行に第２の支持部材（２９）に向かって第１の支持部
材（３０）を移動させ、基板（３１）の両側縁部に第１
と第２の支持部材（３０，２９）を係合させて基板（３
１）を把持させる。なお、上述の（ ）内に示された数
字は、各構成要素に対応させて、以下の実施例で用いら
れた、各部材を示す図面の参照符号である。
に本発明に従った装置は、基板ハンドリング装置におい
てプレート状の基板を搬送するための装置であって、可
動アーム（２２）と、第１と第２の支持部材（３０，２
９）と、回転手段と、案内手段とを備える。可動アーム
（２２）は長手方向の軸を有する。第１（３０）と第２
（２９）の支持部材は、基板（３１）の両側縁部を把持
するために距離を隔てて配置されている。第１の支持部
材（３０）は、長尺部材（４９）を介して可動アーム
（２２）に取付けられている。回転手段は、基板（３
１）の平面から離れて位置付けられる第１の配向と基板
（３１）の平面に接近して位置付けられる第２の配向と
の間で第１の支持部材（３０）が移動することができる
ように長尺部材（４９）を回転させる。案内手段は、可
動アーム（２２）の軸に平行に第２の支持部材（２９）
に向かって長尺部材（４９）と第１の支持部材（３０）
とを移動させる。好ましくは、本発明に従った装置は、
基板（３１）に加えられる把持力を制限するために第１
と第２の支持部材（３０，２９）に結合された少なくと
も１つの弾性手段（４３）をさらに備える。また、好ま
しくは、本発明に従った装置は、基板（３１）に光ビー
ムを収束させ、基板（３１）から反射した光を検出する
ことによって、搬送される基板の位置を基板ハンドリン
グ装置と基板との間で物理的な接触が起こる前に光学的
に検出する光検出部を備える。第１の支持部材（３０）
は可動アーム（２２）の軸に対して垂直に延びているの
が好ましい。回転手段は案内部を含み、長尺部材（４
９）の一方端は、可動アーム（２２）の軸の周りに長尺
部材（４９）を回転させて第１の支持部材（３０）を第
１の配向と第２の配向との間で移動させるために案内部
に摺動可能に受入れられている。さらに好ましくは、案
内部に受入れられた長尺部材（４９）の一方端は、可動
アームの軸に対して斜めに延びる溝を周囲に有する第１
のシリンダピストンと、第１のシリンダピストンが上記
の軸に沿って変位するとき、第１のシリンダピストンに
回転運動を与える、上記の溝に受入れられたピンとに連
結されている。上記の案内部は、第１のシリンダピスト
ンに機械的に結合された第２のシリンダピストンをさら
に含み、第１のシリンダピストンは、ばね力に抗して第
１の支持部材の方向に摺動可能であり、第２のシリンダ
ピストンは、基板クランプばねのばね力に抗して摺動可
能である。第１と第２のシリンダピストンは１つのユニ
ットを形成している。また、上記の光検出部は、光ビー
ムを放出する光源（５０）と、基板カセットの後壁に位
置付けられたミラー（２６）から反射した光を受取る光
検出ユニット（５１）とを含む。上記の光源はレーザ光
源であるのが好ましい。また、この発明に従った方法
は、基板ハンドリング装置を用いてプレート状の基板を
搬送する方法であって、まず、基板（３１）を把持する
ために距離を隔てて配置された第１と第２の支持部材
（３０，２９）と、長手方向の軸に沿って延びる可動ア
ーム（２２）とを含む基板ハンドリング装置を与える。
ここで、可動アーム（２２）は、長尺部材（４９）に取
付けられた第１の支持部材（３０）を有しており、第１
の支持部材（３０）は、基板（３１）の平面から離れて
位置付けられる第１の配向から基板（３１）の平面に接
近して位置付けられる第２の配向まで移動可能である。
次に、基板（３１）の一方の側縁部の近傍に第２の支持
部材（２９）を保つ。第１の支持部材（３０）が第１の
配向から第２の配向まで移動するように長尺部材（４
９）を回転させる。そして、可動アーム（２２）の軸に
平行に第２の支持部材（２９）に向かって第１の支持部
材（３０）を移動させ、基板（３１）の両側縁部に第１
と第２の支持部材（３０，２９）を係合させて基板（３
１）を把持させる。なお、上述の（ ）内に示された数
字は、各構成要素に対応させて、以下の実施例で用いら
れた、各部材を示す図面の参照符号である。
【００１８】
【発明の作用効果】この発明に従った装置および方法に
おいては、第１の支持部材を有する長尺部材を回転させ
ることによって、第１の支持部材を基板の平面から離れ
させることができる。そのとき、基板カセットの中で密
に積重ねられた基板の間に長尺部材を接近させることが
できる。また、第１の支持部材が基板カセットの中の基
板の反対側に位置付けられると、回転手段は長尺部材を
回転させ、第１の支持部材が基板の平面に接近する。も
し第１の支持部材が常に第２の配向に、すなわち基板の
平面に接近して位置付けられるとき、基板カセットの中
で密に積重ねられた基板の間に可動アームを移動させる
ことは困難である。ところが、この発明においては、第
１の支持部材が一旦回転すると、長尺部材と第１の支持
部材とを基板に向かって近寄らせることができ、基板に
接触し、基板カセットから基板を取出すことができる。
このようにして、本発明によれば、基板、すなわちウェ
ーハを特に信頼性よくかつ穏やかに中間載置して把持し
かつ搬送することができる。また、本発明によれば、密
に積重ねられたウェーハから、また密に積重ねられたウ
ェーハに向かって安全にウェーハを移動させることがで
き、ウェーハの把持装置の全体の大きさを小さくするこ
とができる。さらに、密に積重ねられたウェーハの非常
に狭い開口部の中に挿入することが可能な搬送装置の構
造を得ることができる。
おいては、第１の支持部材を有する長尺部材を回転させ
ることによって、第１の支持部材を基板の平面から離れ
させることができる。そのとき、基板カセットの中で密
に積重ねられた基板の間に長尺部材を接近させることが
できる。また、第１の支持部材が基板カセットの中の基
板の反対側に位置付けられると、回転手段は長尺部材を
回転させ、第１の支持部材が基板の平面に接近する。も
し第１の支持部材が常に第２の配向に、すなわち基板の
平面に接近して位置付けられるとき、基板カセットの中
で密に積重ねられた基板の間に可動アームを移動させる
ことは困難である。ところが、この発明においては、第
１の支持部材が一旦回転すると、長尺部材と第１の支持
部材とを基板に向かって近寄らせることができ、基板に
接触し、基板カセットから基板を取出すことができる。
このようにして、本発明によれば、基板、すなわちウェ
ーハを特に信頼性よくかつ穏やかに中間載置して把持し
かつ搬送することができる。また、本発明によれば、密
に積重ねられたウェーハから、また密に積重ねられたウ
ェーハに向かって安全にウェーハを移動させることがで
き、ウェーハの把持装置の全体の大きさを小さくするこ
とができる。さらに、密に積重ねられたウェーハの非常
に狭い開口部の中に挿入することが可能な搬送装置の構
造を得ることができる。
【００１９】本発明の改良形では、送信された光ビーム
の焦点が検出したいウェーハの周縁角隅に位置調節され
る。このことにより、グリッパの極めて精密な自動的な
制御を実現することができるようになる。
の焦点が検出したいウェーハの周縁角隅に位置調節され
る。このことにより、グリッパの極めて精密な自動的な
制御を実現することができるようになる。
【００２０】したがって、本発明は次のような基本思
想、つまり、保持して搬送したいウェーハを専らその外
縁部でのみ把持し、これによって高価なウェーハ表面の
いかなる汚染をも回避するという基本思想に基づいてい
る。さらに、ばね弾性的な緊定に基づき、ウェーハ板の
破断を生ぜしめてしまうような外縁部の過度に高い機械
的負荷が形成されることが回避される。光検出装置の送
信器と受信器とを同一の構成部材、つまりグリッパに組
み合わせて配置することにより、極めてスペース節約型
の配置形式が提供される。
想、つまり、保持して搬送したいウェーハを専らその外
縁部でのみ把持し、これによって高価なウェーハ表面の
いかなる汚染をも回避するという基本思想に基づいてい
る。さらに、ばね弾性的な緊定に基づき、ウェーハ板の
破断を生ぜしめてしまうような外縁部の過度に高い機械
的負荷が形成されることが回避される。光検出装置の送
信器と受信器とを同一の構成部材、つまりグリッパに組
み合わせて配置することにより、極めてスペース節約型
の配置形式が提供される。
【００２１】本発明の有利な実施態様は請求項２以下に
記載されている。
記載されている。
【００２２】本発明により使用される光検出装置は前で
説明した２つの形式の方法の利点を兼ね備えている。そ
れというのは、光ビームの遮断を必要とするような前記
第１の形式の方法の信頼性が得られると同時に、送信器
と受信器とが同一の構成部材、つまりグリッパに収納さ
れることに基づき、検出過程時の運動も同じく問題とな
らないからである。
説明した２つの形式の方法の利点を兼ね備えている。そ
れというのは、光ビームの遮断を必要とするような前記
第１の形式の方法の信頼性が得られると同時に、送信器
と受信器とが同一の構成部材、つまりグリッパに収納さ
れることに基づき、検出過程時の運動も同じく問題とな
らないからである。
【００２３】本発明の別の実施態様では、光検出装置の
送信器と受信器との間に反射面を配置して、反射させら
れた光ビームが直接に絞りを通って受信器に戻るように
することができる。この場合、光ビームの焦点に対象
物、たとえばウェーハの周縁角隅が持ち込まれると、光
ビームは遮断される。焦点における直径が極めて小さく
形成されていてよいので、受信器に入射する光線の変化
は既に極めて小さいか、もしくは極めて薄い対象物で
も、もしくは既に小さな移動距離でも極めて大きくな
る。したがって、このような小さな焦点の理由で、ウェ
ーハ板の周縁角隅を極めて正確に検出することができ
る。
送信器と受信器との間に反射面を配置して、反射させら
れた光ビームが直接に絞りを通って受信器に戻るように
することができる。この場合、光ビームの焦点に対象
物、たとえばウェーハの周縁角隅が持ち込まれると、光
ビームは遮断される。焦点における直径が極めて小さく
形成されていてよいので、受信器に入射する光線の変化
は既に極めて小さいか、もしくは極めて薄い対象物で
も、もしくは既に小さな移動距離でも極めて大きくな
る。したがって、このような小さな焦点の理由で、ウェ
ーハ板の周縁角隅を極めて正確に検出することができ
る。
【００２４】光検出装置の極めて小さな可動性におい
て、反射性の表面が、運動面積に相当する大きさの寸法
を有していることはもちろん極めて重要である。
て、反射性の表面が、運動面積に相当する大きさの寸法
を有していることはもちろん極めて重要である。
【００２５】
【実施例】以下に、本発明の２つの実施例を図面につき
詳しく説明する。
詳しく説明する。
【００２６】図１には、主としてウェーハを検査するた
めに用いられるような基板表面用の検査装置が示されて
いる。このような装置を用いて極小の粒子と共に、結晶
欠陥、金属不純物、研磨誤差、スクラッチ、ウェーハ内
注入均一性およびウェーハにおけるその他の効果を視覚
化することができる。
めに用いられるような基板表面用の検査装置が示されて
いる。このような装置を用いて極小の粒子と共に、結晶
欠陥、金属不純物、研磨誤差、スクラッチ、ウェーハ内
注入均一性およびウェーハにおけるその他の効果を視覚
化することができる。
【００２７】この装置はフローボックス１を有してお
り、このフローボックスは測定室２に所要の純度の雰囲
気を生ぜしめる。測定室２自体は帯電防止性の透明なプ
ラスチックプレート１１によって覆われている。これに
よって、煙突効果に基づいて所望の層流が得られる。
り、このフローボックスは測定室２に所要の純度の雰囲
気を生ぜしめる。測定室２自体は帯電防止性の透明なプ
ラスチックプレート１１によって覆われている。これに
よって、煙突効果に基づいて所望の層流が得られる。
【００２８】ハンドリング装置は透過性のテーブルプレ
ート３に固定されている。さらに、検査装置は第１の基
板カセットレシーバ４とロボット５と第２の基板カセッ
トレシーバ６とを有している。検査工程は測定テーブル
７で実施される。
ート３に固定されている。さらに、検査装置は第１の基
板カセットレシーバ４とロボット５と第２の基板カセッ
トレシーバ６とを有している。検査工程は測定テーブル
７で実施される。
【００２９】ハンドリング装置は同じく流れ透過性の支
持フレーム８に構成されている。
持フレーム８に構成されている。
【００３０】典型的な測定サイクルは次のようにして行
なわれる。
なわれる。
【００３１】基板カセットレシーバ４に位置する第１の
基板カセット９からロボットアームによって１つの基板
が取出されて、測定テーブル７に搬送され、この場所で
実際の検査工程が実施される。測定後にロボット５は基
板を取出して、第２の基板カセットレシーバ６に設けら
れた第２の基板カセット１０に引き渡す。この場合に特
に重要となるのは、基板は搬送時でも、検査目的の蓄え
時でも、テーブルプレート３から大きな距離をおいて位
置していないことである。
基板カセット９からロボットアームによって１つの基板
が取出されて、測定テーブル７に搬送され、この場所で
実際の検査工程が実施される。測定後にロボット５は基
板を取出して、第２の基板カセットレシーバ６に設けら
れた第２の基板カセット１０に引き渡す。この場合に特
に重要となるのは、基板は搬送時でも、検査目的の蓄え
時でも、テーブルプレート３から大きな距離をおいて位
置していないことである。
【００３２】図２はウェーハ検査装置の詳細図を示して
いる。ロボット５のロボットアーム２０には、グリッパ
２２とグリッパ駆動装置２３とから成るグリップ装置２
１が停止状態で、つまり前作業位置で示されている。基
板認識装置２５のレーザビーム２４はミラー保持装置２
７を介して位置整定可能なミラー２６に向けられてい
る。ミラー２６は、レーザビーム２４が再び基板認識装
置２５に反射させられるように調節されている。
いる。ロボット５のロボットアーム２０には、グリッパ
２２とグリッパ駆動装置２３とから成るグリップ装置２
１が停止状態で、つまり前作業位置で示されている。基
板認識装置２５のレーザビーム２４はミラー保持装置２
７を介して位置整定可能なミラー２６に向けられてい
る。ミラー２６は、レーザビーム２４が再び基板認識装
置２５に反射させられるように調節されている。
【００３３】基板認識装置２５とミラー２６との間に
は、第１のウェーハカセット２８が設けられている。レ
ーザビーム２４はこのウェーハカセット２８を通って遮
られることなく、基板認識装置２５からミラー２６に到
達して、再び基板認識装置に戻ることができる。ウェー
ハカセット２８にウェーハ３１が存在していると、レー
ザビーム２４はもはや基板認識装置には戻らない。この
ような前提条件の下で、グリッパ２２に設けられたクラ
ンプピン３０は上方旋回させられ、これによってグリッ
パは２つの隣接したウェーハの間で、正確にウェーハ表
面上に位置するまでウェーハカセットに侵入することが
できる。
は、第１のウェーハカセット２８が設けられている。レ
ーザビーム２４はこのウェーハカセット２８を通って遮
られることなく、基板認識装置２５からミラー２６に到
達して、再び基板認識装置に戻ることができる。ウェー
ハカセット２８にウェーハ３１が存在していると、レー
ザビーム２４はもはや基板認識装置には戻らない。この
ような前提条件の下で、グリッパ２２に設けられたクラ
ンプピン３０は上方旋回させられ、これによってグリッ
パは２つの隣接したウェーハの間で、正確にウェーハ表
面上に位置するまでウェーハカセットに侵入することが
できる。
【００３４】図３は、ロボット５のロボットアーム２０
が延ばされた状態、つまりウェーハが詰め込まれたウェ
ーハカセット２８からウェーハ３１をグリップする際の
作業位置を示している。この場合にウェーハ３１は、グ
リップ位置に旋回させられたクランプピン３０と支持部
材２９との間に把持される。この位置でウェーハ３１は
グリッパ駆動装置２３に設けられたウェーハばね４３の
ばね力によって保持される。取出しのためにロボット５
は、ロボットアーム２０が引き戻される前にウェーハ３
１を少しだけ持ち上げる。
が延ばされた状態、つまりウェーハが詰め込まれたウェ
ーハカセット２８からウェーハ３１をグリップする際の
作業位置を示している。この場合にウェーハ３１は、グ
リップ位置に旋回させられたクランプピン３０と支持部
材２９との間に把持される。この位置でウェーハ３１は
グリッパ駆動装置２３に設けられたウェーハばね４３の
ばね力によって保持される。取出しのためにロボット５
は、ロボットアーム２０が引き戻される前にウェーハ３
１を少しだけ持ち上げる。
【００３５】図４は開いた状態、つまりクランプしてい
ない状態における第１実施例の側面図を示している。こ
の状態において、圧力室４０には正圧が存在しており、
この正圧はシリンダピストンばね４２と溝付ピストンば
ね４８とウェーハクランプばね４３とのばね力に抗して
シリンダピストン４１と溝付ピストン４６とをグリッパ
２２の方向にシフトしている。シリンダピストン４１と
溝付ピストン４６とは互いに独立して運動可能である。
溝付ピストン４６によって長手方向運動時に、溝４４と
溝ピン４５とによって規定された回転運動が実施され
る。この場合に溝付ピストン４６は前記回転運動を溝付
ピストン連行体４７に伝達する。この溝付ピストン連行
体自体は引張兼押圧ロッド４９およびクランプピン３０
と固く結合されている。
ない状態における第１実施例の側面図を示している。こ
の状態において、圧力室４０には正圧が存在しており、
この正圧はシリンダピストンばね４２と溝付ピストンば
ね４８とウェーハクランプばね４３とのばね力に抗して
シリンダピストン４１と溝付ピストン４６とをグリッパ
２２の方向にシフトしている。シリンダピストン４１と
溝付ピストン４６とは互いに独立して運動可能である。
溝付ピストン４６によって長手方向運動時に、溝４４と
溝ピン４５とによって規定された回転運動が実施され
る。この場合に溝付ピストン４６は前記回転運動を溝付
ピストン連行体４７に伝達する。この溝付ピストン連行
体自体は引張兼押圧ロッド４９およびクランプピン３０
と固く結合されている。
【００３６】図５はウェーハを載積された状態における
第１実施例の側面図を示している。この場合に圧力室４
０に正圧は生ぜしめられない。シリンダピストンばね４
２はシリンダピストンを停止位置に押圧する。溝付ピス
トン４６は溝付ピストンばね４８によって戻され、この
場合に溝４４に沿って回転させられる。溝付ピストン４
６と溝付ピストン連行体４７との間の結合は、クランプ
ピン３０と引張兼押圧ロッド４９とによってクランプさ
れたウェーハ３１によって許される限りまでにしか溝付
ピストン連行体４７が溝付ピストン４６の長手方向運動
を実施しないように構成されている。溝付ピストン連行
体４７は溝付ピストン４６から離れ、ウェーハクランプ
ばね４３は引張兼押圧ロッド４９を介してクランプピン
３０をウェーハ３１に押し付け、ひいてはウェーハ３１
を支持部材２９に押し付ける。
第１実施例の側面図を示している。この場合に圧力室４
０に正圧は生ぜしめられない。シリンダピストンばね４
２はシリンダピストンを停止位置に押圧する。溝付ピス
トン４６は溝付ピストンばね４８によって戻され、この
場合に溝４４に沿って回転させられる。溝付ピストン４
６と溝付ピストン連行体４７との間の結合は、クランプ
ピン３０と引張兼押圧ロッド４９とによってクランプさ
れたウェーハ３１によって許される限りまでにしか溝付
ピストン連行体４７が溝付ピストン４６の長手方向運動
を実施しないように構成されている。溝付ピストン連行
体４７は溝付ピストン４６から離れ、ウェーハクランプ
ばね４３は引張兼押圧ロッド４９を介してクランプピン
３０をウェーハ３１に押し付け、ひいてはウェーハ３１
を支持部材２９に押し付ける。
【００３７】図６は第１実施例の平面図を示している。
この場合には、特にウェーハ３１の位置と、クランプピ
ン３０によってとられた位置（クランプされた状態で）
とが認められる。グリップアームには、レーザ光源５０
（送信側）と対応する受信器５１とが示されている。こ
の場合に、レーザ光源５０から送信されたレーザビーム
２４は往路２４ａを介してミラー２６に案内されて、復
路２４ｂを介して反射させられる。
この場合には、特にウェーハ３１の位置と、クランプピ
ン３０によってとられた位置（クランプされた状態で）
とが認められる。グリップアームには、レーザ光源５０
（送信側）と対応する受信器５１とが示されている。こ
の場合に、レーザ光源５０から送信されたレーザビーム
２４は往路２４ａを介してミラー２６に案内されて、復
路２４ｂを介して反射させられる。
【００３８】図７は第２実施例の側面図を示しており、
この第２実施例では、ニューマチックシリンダ６０が、
直線ガイド６２に支承されたキャリッジ６９をシフトす
る。ニューマチックシリンダ操作ロッド７１とキャリッ
ジ６９との間の結合は減衰部材７２を介してゆるく形成
されている。キャリッジ６９はばね６１によってニュー
マチックシリンダ操作ロッド７１に押圧される。グリッ
パ２２はキャリッジ６９と固く結合されている。開放さ
れた状態において、ニューマチックシリンダ６０には正
圧が生ぜしめられ、この正圧はグリッパ２２に固定され
たクランプピン６３，６４を支持部材２９から離れる方
向で移動させる。ニューマチックシリンダ６０内の正圧
が低下すると、キャリッジ６９はグリッパ２２およびク
ランプピン６３，６４と共にばね６１によって、ウェー
ハ３１が支持部材２９に設けられたクランプピン７０に
接触するまで支持部材２９の方向ｘに移動させられる。
この第２実施例では、ニューマチックシリンダ６０が、
直線ガイド６２に支承されたキャリッジ６９をシフトす
る。ニューマチックシリンダ操作ロッド７１とキャリッ
ジ６９との間の結合は減衰部材７２を介してゆるく形成
されている。キャリッジ６９はばね６１によってニュー
マチックシリンダ操作ロッド７１に押圧される。グリッ
パ２２はキャリッジ６９と固く結合されている。開放さ
れた状態において、ニューマチックシリンダ６０には正
圧が生ぜしめられ、この正圧はグリッパ２２に固定され
たクランプピン６３，６４を支持部材２９から離れる方
向で移動させる。ニューマチックシリンダ６０内の正圧
が低下すると、キャリッジ６９はグリッパ２２およびク
ランプピン６３，６４と共にばね６１によって、ウェー
ハ３１が支持部材２９に設けられたクランプピン７０に
接触するまで支持部材２９の方向ｘに移動させられる。
【００３９】図８は第２実施例の平面図を示している。
この場合には、ロボットアーム２０に対するキャリッジ
６９の位置に応答するスイッチ６５が設けられている。
レーザ光源５０は光学レンズ系６８を有しており、この
光学レンズ系はロボットアーム２０の引き戻された状態
においてレーザビーム２４を、検出したいウェーハ３１
の所定の位置に収束させる。受信器５１は、レンズ（図
示しない）と、フィルタ（図示しない）と、このフィル
タに前置された絞り６６とを備えた光学レンズ系６７を
有している。これらの成分は基板認識装置の信頼性と精
度とを高めている。
この場合には、ロボットアーム２０に対するキャリッジ
６９の位置に応答するスイッチ６５が設けられている。
レーザ光源５０は光学レンズ系６８を有しており、この
光学レンズ系はロボットアーム２０の引き戻された状態
においてレーザビーム２４を、検出したいウェーハ３１
の所定の位置に収束させる。受信器５１は、レンズ（図
示しない）と、フィルタ（図示しない）と、このフィル
タに前置された絞り６６とを備えた光学レンズ系６７を
有している。これらの成分は基板認識装置の信頼性と精
度とを高めている。
【図１】ウェーハ検査装置の全体を示す斜視図である。
【図２】図１に示したハンドリング装置を準備位置で示
す詳細図である。
す詳細図である。
【図３】図１に示したハンドリング装置を作業位置で示
す詳細図である。
す詳細図である。
【図４】本発明の第１実施例による装置を開いた状態で
示す側方断面図である。
示す側方断面図である。
【図５】本発明の第１実施例による装置をウェーハ載設
状態で示す側方断面図である。
状態で示す側方断面図である。
【図６】本発明の第１実施例による装置の平面図であ
る。
る。
【図７】本発明の第２実施例による装置の側方断面図で
ある。
ある。
【図８】本発明の第２実施例による装置の平面図であ
る。
る。
１ フローボックス、 ２ 測定室、 ３ テーブルプ
レート、 ４ 基板カセットレシーバ、 ５ ロボッ
ト、 ６ 基板カセットレシーバ、 ７ 測定テーブ
ル、 ８ 支持フレーム、 ９，１０ 基板カセット、
２０ ロボットアーム、 ２１ グリップ装置、 ２
２ グリッパ、 ２３ グリッパ駆動装置、２４ レー
ザビーム、 ２４ａ 往路、 ２４ｂ 復路、 ２５
基板認識装置、 ２６ ミラー、 ２７ ミラー保持装
置、 ２８ ウェーハカセット、２９ 支持部材、 ３
０ クランプピン、 ３１ ウェーハ、 ３２ ウェー
ハばね、 ４０ 圧力室、 ４１ シリンダピストン、
４２ シリンダピストンばね、 ４３ ウェーハクラ
ンプばね、 ４４ 溝、 ４５ 溝ピン、 ４６溝付ピ
ストン、 ４７ 溝付ピストン連行体、 ４８ 溝付ピ
ストンばね、 ４９ 引張兼押圧ロッド、 ５０ レー
ザ光源、 ５１ 受信器、 ６０ ニューマチックシリ
ンダ、 ６１ ばね、 ６２ 直線ガイド、 ６３，６
４ クランプピン、 ６５ スイッチ、 ６６ 絞り、
６７，６８ 光学レンズ系、 ６９ キャリッジ、
７０ クランプピン、 ７１ ニューマチックシリンダ
操作ロッド、 ７２ 減衰部材
レート、 ４ 基板カセットレシーバ、 ５ ロボッ
ト、 ６ 基板カセットレシーバ、 ７ 測定テーブ
ル、 ８ 支持フレーム、 ９，１０ 基板カセット、
２０ ロボットアーム、 ２１ グリップ装置、 ２
２ グリッパ、 ２３ グリッパ駆動装置、２４ レー
ザビーム、 ２４ａ 往路、 ２４ｂ 復路、 ２５
基板認識装置、 ２６ ミラー、 ２７ ミラー保持装
置、 ２８ ウェーハカセット、２９ 支持部材、 ３
０ クランプピン、 ３１ ウェーハ、 ３２ ウェー
ハばね、 ４０ 圧力室、 ４１ シリンダピストン、
４２ シリンダピストンばね、 ４３ ウェーハクラ
ンプばね、 ４４ 溝、 ４５ 溝ピン、 ４６溝付ピ
ストン、 ４７ 溝付ピストン連行体、 ４８ 溝付ピ
ストンばね、 ４９ 引張兼押圧ロッド、 ５０ レー
ザ光源、 ５１ 受信器、 ６０ ニューマチックシリ
ンダ、 ６１ ばね、 ６２ 直線ガイド、 ６３，６
４ クランプピン、 ６５ スイッチ、 ６６ 絞り、
６７，６８ 光学レンズ系、 ６９ キャリッジ、
７０ クランプピン、 ７１ ニューマチックシリンダ
操作ロッド、 ７２ 減衰部材
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−21649（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−47542（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−192645（ＪＰ，Ｕ)
Claims (11)
- 【請求項１】 基板ハンドリング装置においてプレート
状の基板を搬送するための装置であって、 長手方向の軸を有する可動アームと、 前記基板の両側縁部を把持するために距離を隔てて配置
された第１と第２の支持部材とを備え、 前記第１の支持部材は、長尺部材を介して前記可動アー
ムに取付けられており、さらに、 前記基板の平面から離れて位置付けられる第１の配向と
前記基板の平面に接近して位置付けられる第２の配向と
の間で前記第１の支持部材が移動することができるよう
に前記長尺部材を回転させるための回転手段と、 前記可動アームの軸に平行に前記第２の支持部材に向か
って前記長尺部材と前記第１の支持部材とを移動させる
ための案内手段とを備えた、プレート状の基板を搬送す
るための装置。 - 【請求項２】 前記基板に加えられる把持力を制限する
ために前記第１と第２の支持部材に結合された少なくと
も１つの弾性手段をさらに備える、請求項１に記載の装
置。 - 【請求項３】 前記基板に光ビームを収束させ、前記基
板から反射した光を検出することによって、搬送される
基板の位置を前記基板ハンドリング装置と前記基板との
間で物理的な接触が起こる前に光学的に検出する光検出
部を備えた、請求項１または２に記載の装置。 - 【請求項４】 前記第１の支持部材は前記可動アームの
軸に対して垂直に延びる、請求項１から３までのいずれ
かに記載の装置。 - 【請求項５】 前記回転手段は案内部を含み、前記長尺
部材の一方端は、前記可動アームの軸の周りに前記長尺
部材を回転させて前記第１の支持部材を前記第１の配向
と前記第２の配向との間で移動させるために前記案内部
に摺動可能に受入れられている、請求項４に記載の装
置。 - 【請求項６】 前記案内部に受入れられた前記長尺部材
の前記一方端は、 前記軸に対して斜めに延びる溝を周囲に有する第１のシ
リンダピストンと、 前記第１のシリンダピストンが前記軸に沿って変位する
とき、前記第１のシリンダピストンに回転運動を与え
る、前記溝に受入れられたピンとに連結されている、請
求項５に記載の装置。 - 【請求項７】 前記案内部は、前記第１のシリンダピス
トンに機械的に結合された第２のシリンダピストンをさ
らに含み、前記第１のシリンダピストンはばね力に抗し
て前記第１の支持部材の方向に摺動可能であり、前記第
２のシリンダピストンは基板クランプばねのばね力に抗
して摺動可能である、請求項６に記載の装置。 - 【請求項８】 前記第１と第２のシリンダピストンは１
つのユニットを形成している、請求項７に記載の装置。 - 【請求項９】 前記光検出部は、光ビームを放出する光
源と、基板カセットの後壁に位置付けられたミラーから
反射した光を受取る光検出ユニットとを含む、請求項３
から８までのいずれかに記載の装置。 - 【請求項１０】 前記光源はレーザ光源である、請求項
９に記載の装置。 - 【請求項１１】 基板ハンドリング装置を用いてプレー
ト状の基板を搬送する方法であって、 前記基板を把持するために距離を隔てて配置された第１
と第２の支持部材と、長手方向の軸に沿って延びる可動
アームとを含む基板ハンドリング装置を与えるステップ
とを備え、前記可動アームは、長尺部材に取付けられた
前記第１の支持部材を有しており、前記第１の支持部材
は、前記基板の平面から離れて位置付けられる第１の配
向から前記基板の平面に接近して位置付けられる第２の
配向まで移動可能であり、さらに、 前記基板の一方の側縁部の近傍に前記第２の支持部材を
保つステップと、 前記第１の支持部材が前記第１の配向から前記第２の配
向まで移動するように前記長尺部材を回転させるステッ
プと、 前記可動アームの軸に平行に前記第２の支持部材に向か
って前記第１の支持部材を移動させ、前記基板の両側縁
部に前記第１と第２の支持部材を係合させて前記基板を
把持させるステップとを備えた、プレート状の基板を搬
送する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH686/90-1 | 1990-03-05 | ||
| CH686/90A CH680275A5 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06239404A JPH06239404A (ja) | 1994-08-30 |
| JP2619742B2 true JP2619742B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=4192801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3037303A Expired - Lifetime JP2619742B2 (ja) | 1990-03-05 | 1991-03-04 | プレート状の基板を搬送する方法および装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5133635A (ja) |
| EP (1) | EP0445651B2 (ja) |
| JP (1) | JP2619742B2 (ja) |
| CH (1) | CH680275A5 (ja) |
| DE (1) | DE59107982D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110668188A (zh) * | 2018-07-03 | 2020-01-10 | 日本电产三协株式会社 | 工业用机器人 |
Families Citing this family (76)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4238834A1 (en) * | 1991-11-18 | 1993-05-19 | Fusion Systems Corp | Robotic semiconductor wafer transporter with vertical photodetector array - scans detectors to determine which slots are occupied by wafers illuminated from emitter on robot arm |
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