JP3774314B2 - 基板の保持装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は,基板の保持装置及び基板搬送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造におけるフォトレジスト処理工程においては,例えば半導体ウェハ(以下,「ウェハ」という。)等の基板に対してレジスト液を供給してレジスト膜を形成し,所定のパターンを露光した後に,このウェハに対して現像液を供給して現像処理している。このような一連の処理を行うにあたっては,従来から塗布現像処理装置が使用されている。
【0003】
この塗布現像処理装置には,ウェハの塗布現像処理に必要な一連の処理,例えばレジストの定着性を向上させるための疎水化処理(アドヒージョン処理),レジスト液の塗布を行うレジスト塗布処理,レジスト液塗布後のウェハを加熱してレジスト膜を硬化させる加熱処理,露光後のウェハを所定の温度で加熱するための加熱処理,露光後のウェハに対して現像処理を施す現像処理等の各処理を個別に行う処理ユニットが備えられている。
【0004】
これらの各処理ユニット間におけるウェハの搬送には搬送装置が使用されており,搬送装置には,処理ユニットにウェハを搬入出するためのピンセットが装備されている。このピンセット100は図14に示すように,ウェハの外周をその半周以上にわたって囲む形態を有するフレーム部101を有し,このフレーム部101の内周には,例えば3個の支持部材102が設けられている。各支持部材102は図15に示すように,ウェハを水平に支持する裏面支持部103と,例えば45゜の傾斜を有する傾斜ガイド104とを有しており,各支持部材102はボルト孔105にボルト106を挿入して取り付けられている。
【0005】
ところで,ピンセット100がウェハを受け取る際には,処理ユニット内での基板の位置ずれや,ピンセット100の停止位置のずれが原因で,ピンセット100に受け取られるウェハは図16の実線で示すように,裏面支持部103に対して水平に支持されないおそれがあった。そのため,従来よりピンセット100には,ウェハを裏面支持部103まで滑り落とすための傾斜ガイド104が備えられている。これにより,例えばピンセット100が所定の停止位置からずれて停止し,その結果ウェハWが図16の実線で示す位置で受け取られても,ウェハWは傾斜ガイド104にその周縁部を接しながら図16の2点鎖線で示す位置まで滑り落ち,その後裏面支持部103によって水平に支持されるようになっていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら,ウェハWの周縁部と傾斜ガイド104との間には摩擦が生じるために,所定の裏面支持部103までウェハWが滑り落ちない場合があった。そして,この状態のままでピンセット100を移動させると,例えばウェハWが傾斜ガイド104に沿ってピンセット100から抜け落ちる等して,ウェハWがピンセット100から落下するおそれがあった。従って従来ではこのようなウェハWの落下を防止するためにピンセット100の移動速度が制限されてしまい,その結果,スループットの向上を図ることが困難であった。
【0007】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり,たとえ図16のような状態でウェハWを受け取った状態でも移動の際に基板の落下を防止することが可能な新しい基板の保持装置及び基板搬送装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために,請求項1に記載の基板の保持装置は,基板の外周をその半周以上に渡って囲む形態のフレーム部と,このフレーム部の内周に設けられた複数の支持部材と,このフレーム部を支持するアーム部とを備え,前記支持部材は,基板の周縁部を滑降させて所定位置に案内する傾斜ガイドと,前記案内された基板の裏面を支持する裏面支持部とを有する,基板の保持装置において,前記傾斜ガイドの上端に,この傾斜ガイドの傾斜面とおりなす角度が直角で,かつ裏面支持部に支持された基板側に傾いた傾斜壁が形成され,
さらに上方から見て,裏面支持部に支持された基板の外縁よりも外側の位置に,前記傾斜壁の先端部が位置している,ことを特徴としている。
【0009】
かかる構成によれば,基板の周縁部が傾斜ガイドにひっかかった状態で基板の保持装置を移動させても,基板の周縁部が傾斜ガイドの上端に備えられた傾斜壁に突き当たるから,傾斜壁がストッパの機能を果たす。従って,基板が基板の保持装置から落下することを防止することが可能となる。
【0010】
請求項2に記載の基板の保持装置は,アーム部側に配置される支持部材は,所定位置に支持した基板の中心方向に沿って摺動自在で,かつ摺動範囲内で固定自在であることを特徴としている。
【0011】
かかる構成によれば,アーム部側に配置される支持部材を摺動させるだけで,基板の保持装置の所定位置に基板を支持するような支持部材の位置決めが容易になり,従来よりも迅速に支持部材の位置決めが行える。
【0012】
この請求項2に記載の基板の保持装置は,例えばアーム部側に配置される支持部材には,長孔が穿設され,この長孔を介して,当該支持部材がフレーム部にボルト止めされるように構成するとよい。
【0013】
かかる構成によれば,長孔に挿入されるボルトを緩めた場合には,アーム部側に配置した支持部材をフレーム部に固定した状態で移動させることができる。また,長孔に挿入されるボルトを締めた場合には,この支持部材をフレーム部に固定することができる。従って,この支持部材の配置位置を微調整することが簡単になり,この支持部材をフレーム部に固定することも容易である。
【0016】
さらに,請求項3に記載した発明は,請求項1または2のいずれかに記載の基板の保持装置において,前記支持部材における基板側には凹部が形成されると共に,当該凹部を挟んだ両側に,傾斜ガイドと傾斜壁とが形成されたことを特徴としている。
【0017】
かかる構成によれば,基板と支持部材との接触面積を減らし,基板と傾斜ガイドとの間に働く摩擦を減少させることができる。従って,基板は傾斜ガイドに沿って裏面支持部まで滑り落ちやすくなり,基板が傾斜ガイドにひっかかることが少なくなる。このため,基板が裏面支持部の所定の位置に支持される確率が高くなる。
また,基板と支持部材との接触面積が減少するために,基板と支持部材との間には熱干渉が起こりにくくなる。そのため,基板に及ぼされる支持部材からの熱的な悪影響が少なくなる。
【0019】
本発明のように,傾斜ガイドの傾斜面と直角となるような傾斜壁を形成すれば,垂直壁を使用する場合よりも基板の周縁部が突き当たりやすくなる。従って,ストッパとしての機能が垂直壁を使用する場合よりもさらに向上するため,基板が基板の保持装置から落下することをより確実に防止することが可能となる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下,添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。この実施の形態は,各処理装置間にウェハを搬入出するピンセットとして具体化されている。図1〜図3は実施の形態にかかるピンセットを有する搬送装置を備えた塗布現像処理システムの外観を示し,図1は平面から,図2は正面から,図3は背面から見た様子を各々示している。
【0021】
この塗布現像処理システム1は図1に示すように,例えば25枚のウェハWをカセット単位で外部から塗布現像処理システム1に対して搬入出したり,カセットCに対してウェハWを搬入出するためのカセットステーション2と,塗布現像処理工程の中でウェハWに対して所定の処理を施す枚葉式の各種処理装置を多段配置している処理ステーション3と,この処理ステーション3に隣接して設けられる露光装置(図示せず)との間でウェハWの受け渡しをするためのインターフェイス部4とを一体に接続した構成を有している。
【0022】
カセットステーション2では,載置部となるカセット載置台10上の位置決め突起10aの位置に,例えば4個の各カセットCがウェハWの出入口を処理ステーション3側に向けてX方向(図1中の上下方向)に沿って一列に載置自在である。そして,このカセットCの配列方向(X方向)及びカセットCに収容されたウェハWの配列方向(Z方向;垂直方向)に移動可能なウェハ搬送体15が搬送路15aに沿って移動自在であり,各カセットCに対して選択的にアクセスできるようになっている。
【0023】
このウェハ搬送体15はθ方向にも回転自在に構成されており,後述する処理ステーション3側の第3の処理装置群G3の多段ユニット部に属するアライメントユニット(ALIM)及びエクステンションユニット(EXT)にもアクセスできるように構成されている。
【0024】
処理ステーション3では,その中心部に主搬送装置20が配置されており,その周囲にはユニットとしての各種処理装置が1組または複数の組にわたって多段に集積配置されて処理装置群を構成している。この塗布現像処理システム1においては,5つの処理装置群G1,G2,G3,G4,G5が配置可能に構成されており,第1及び第2の処理装置群G1,G2は塗布現像処理システム1の正面側に配置されており,第3の処理装置群G3はカセットステーション2に隣接して配置されており,第4の処理装置群G4はインターフェイス部4に隣接して配置されており,破線で示した第5の処理装置群G5は背面側に配置されている。
【0025】
第1の処理装置群G1では図2に示すように,カップCP内でウェハWをスピンチャックに載せて所定の処理を行う2台のスピンナ型処理装置,例えばレジスト塗布装置(COT)及び現像処理装置(DEV)が下から順に2段に重ねられている。そして第1の処理装置群G1と同様に,第2の処理装置群G2においても,2台のスピンナ型処理装置,例えばレジスト塗布装置(COT)及び現像処理装置(DEV)が下から順に2段に重ねられている。
【0026】
第3の処理装置群G3では図3に示すように,ウェハWを載置台に載せて所定の処理を行うオーブン型の処理装置,例えば冷却処理を行う冷却処理装置(COL),ウェハWの位置合わせを行うアライメント装置(ALIM),ウェハWを待機させるエクステンション装置(EXT),加熱処理を行うプリベーキング装置(PREBAKE)及びポストベーキング装置(POBAKE),レジストとウェハWとの定着性を高めるための疎水化処理装置(AD)等が例えば8段に重ねられている。
【0027】
インターフェイス部4の中央部にはウェハ搬送体21が設けられている。このウェハ搬送体21はX方向,Z方向(垂直方向)の移動及びθ方向の回転が自在であり,処理ステーション3側の第4の処理装置群G4に属するエクステンションユニット(EXT)や露光装置(図示せず)側のウェハ受け渡し台(図示せず)にもアクセスできるように構成されている。
【0028】
塗布現像処理システム1は以上のように構成されている。次に,この塗布現像処理システム1に備えられた主搬送装置20について説明する。図4は主搬送装置20の外観を示した斜視図であり,この主搬送装置20は,上端及び下端で相互に接続され対向する一対の壁部25,26からなる筒状支持体27の内側に,上下方向(Z方向)に昇降自在なウェハ搬送装置30を装備している。筒状支持体27はモータ31の回転軸に接続されており,このモータ31の回転駆動力によって,前記回転軸を中心としてウェハ搬送装置30と一体に回転する。従って,ウェハ搬送装置30はθ方向に回転自在となっている。
【0029】
そして,ウェハ搬送装置30の搬送基台40上には本発明の実施の形態にかかるピンセットが例えば3本備えられている。これらの基板の保持装置としてのピンセット41,42,43は,いずれも筒状支持体27の両壁部25,26間の側面開口部44を通過自在な形態及び大きさを有しており,X方向に沿って前後移動が自在となるように構成されている。
【0030】
これらのピンセット41,42,43は基本的に同一の構成を有するために,以下最上部に位置しているピンセット41に基づいて説明すれば,このピンセット41は図5に示すように,ウェハWの周縁部を支持するために略3/4円環状のC字型に構成されたフレーム部41aと,このフレーム部41aの中央と一体に形成され,かつ前記フレーム部41aを支持するためのアーム部41bとによって構成されている。そして搬送基台40に内蔵された駆動モータ(図示せず)及びベルト(図示せず)によって,アーム部41bに設けられたステイ41cが摺動し,ピンセット41全体が搬送基台40の前後に移動する構成となっている。
【0031】
また,フレーム部41aにはウェハWを直接支持する支持部材50が3個設けられている。これらの支持部材50のうち,アーム部41bに最も近い位置には支持部材50aが,フレーム部41aの先端部付近には支持部材50b,50bがそれぞれ取り付けられている。
【0032】
支持部材50aは図6に示すように,その正面にウェハWの裏面を支持する裏面支持部52a,ウェハWの周縁部を円弧状に囲む円弧部53a,例えば約45゜の傾斜を有する傾斜ガイドとしてのテーパ面55aを有している。そして,支持部材50aの上面54aとテーパ面55aの上端との間には,このテーパ面55aの上端と連続して形成された垂直壁56aが形成されている。上面54aには長孔57が穿設されており,この長孔57の内部をその長手方向に沿って移動可能な大きさのボルト60によって,支持部材50aはフレーム部41aに対してボルト止めされている。
【0033】
一方,支持部材50bは図7に示すように,その正面に支持部材50aと同様に,ウェハWの裏面を支持する裏面支持部52b,ウェハWの周縁部を円弧状に囲む円弧部53b,例えば約45゜の傾斜を有するテーパ面55b等を有しており,支持部材50bの上面54bとテーパ面55bの上端との間には垂直壁56bが形成されている。そして上面54bにはネジ穴58が穿設されており,支持部材50bはネジ孔58を介してネジ止めされることにより,フレーム部41aに固定される。
【0034】
各支持部材50a,50bにおける円弧部53a,53bの高さは例えば約2mmに,垂直壁56a,56bの高さは例えば約1mmに各々形成されており,これらの高さはウェハWの厚さである約0.7mmよりも高くなっている。
【0035】
また,各支持部材50a,50bにおける裏面支持部52a,52b側には,円弧状の凹部59a,59bがそれぞれ形成されている。これによって,ウェハWの周縁部は,凹部59a,59bに応対するところが接触しない。
【0036】
ピンセット41は以上のように構成されている。次に,ピンセット41を有する主搬送装置20を備えた塗布現像処理システム1の作用,効果について説明する。
【0037】
先ずカセットステーション10において,ウェハ搬送体15が位置決め突起10a上に載置されたカセットCにアクセスする。そして,このカセットCから未処理のウェハWを1枚取り出す。その後,このウェハ搬送体15は搬送路15aに沿って,第3の処理ユニット群G3に配置されているアライメント装置(ALIM)まで移動し,このアライメント装置(ALIM)内にウェハWを搬入する。
【0038】
そしてアライメント装置(ALIM)においてウェハWのオリフラ合わせ及びセンタリングが終了すると,主搬送装置20に備えられたウェハ搬送装置30がアライメント装置(ALIM)付近に移動し,ピンセット41が駆動モータ(図示せず)の作動により前進する。次いで,ピンセット41はアライメント装置(ALIM)に載置されたウェハWの下方から進入し,その後上昇してウェハWを受け取る。
【0039】
この場合ウェハWは図8に示すように,各支持部材50a,50b,50bによって水平に支持されるが,時によってはピンセット41に保持されたウェハWは各裏面支持部52a,52b,52b上に支持されず,図9に示すようにウェハWの周縁部が例えばテーパ面55bと接するように位置することがある。そしてこのような状態からピンセット41を移動させると,テーパ面55bと接するウェハWの周縁部がこのテーパ面55bに沿って矢印の方向に上昇し,その結果,ウェハWがピンセット41から落下するおそれがある。
【0040】
しかしながら,前記したピンセット41ではテーパ面55bの上部に垂直壁56bが形成されているため,このようなウェハWの抜け落ちを防止することが可能である。
【0041】
即ち,ピンセット41の後退によりウェハWがテーパ面55bに沿って上昇しても,テーパ面55bに接するウェハWの周縁部の一部分が図10の実線で示すように,垂直壁56bに突き当たる。そのため,裏面支持部52aに接するウェハWの周縁部も支持部材50b側へ移動しなくなり,ピンセット41からのウェハWの落下を防止することが可能となる。
【0042】
さらに,前記した例では垂直壁56bの高さがウェハWの厚さよりも高く形成されているため,テーパ面55bに接するウェハWの周縁部は垂直壁56bに突き当たって止まりやすくなる。そのため,ピンセット41からのウェハWの落下をより確実に防止することが可能となる。
【0043】
ウェハWの周縁部が垂直壁56bに突き当たった後は,テーパ面55bに接する周縁部がテーパ面55bを伝って滑り落ちると共に裏面支持部52b上の所定位置に支持される。
【0044】
この時,テーパ面55bには凹部59bが形成されているために,このウェハWの周縁部とテーパ面55bとの間の接触面積が凹部59bを形成しない場合よりも減少している。そのため,ウェハWは図10の実線で示した位置から同図の2点鎖線の位置まで容易に滑り落ちることができるようになる。
また,凹部59bによってウェハWの周縁部とテーパ面55bとの接触面積は狭くなるために,ウェハWと支持部材50bとの間に生じる熱干渉が少なくなり,ウェハWが支持部材50b側から熱的な悪影響を被るおそれが減少する。
【0045】
このように,ウェハWの周縁部がテーパ面55bに沿って滑り落ちると共に,裏面支持部52aに接するウェハWの周縁部がこの裏面支持部52a上を支持部材50b側から支持部材50a側に移動することによって,ウェハWは各裏面支持部52a,52b,52bによって所定位置に水平に支持される。従って,ウェハWの移動速度を従来よりも高速化することができ,スループットの向上を図ることも可能となる。
【0046】
ところで,従来では作業者がピンセットに備えられた3個の支持部材を全て移動させて微調整することにより,ピンセットに保持されるウェハWをフレーム部の中央に位置させるようにしていた。そのため,フレーム部の中央にウェハWを位置させることが面倒であり,このような微調整は作業者の負担となっていた。
【0047】
この点,本発明の実施の形態にかかるピンセット41では図11に示すように支持部材50aだけがフレーム部41aに対して摺動可能に構成されているため,支持部材50aの裏面支持部52aを図12のように移動させることで,ピンセット41に保持されるウェハWをフレーム部41aの中央に位置させることができる。即ち,ピンセット41では従来よりも微調整する支持部材の数が少なくなるために,支持部材を位置決めすることが容易になっている。
【0048】
なお前記した例では,ウェハWの周縁部が支持部材50bの垂直壁56bに衝突する例を挙げて説明したが,ウェハWの周縁部が他の支持部材50aの垂直壁56aに衝突する場合もあり得る。そしてこのような場合においても,上記の実施の形態と同様な作用効果が得られるのはいうまでもない。
【0049】
また前記した例では垂直壁56a,56bを用いたが,これらに代えて図13に示した実施の形態のように,各裏面支持部52a,52bに支持されたウェハW側にさらに傾いた傾斜壁56a’,56b’を夫々形成するようにしてもよい。
【0050】
これらの傾斜壁56a’,56b’によれば,垂直壁56a,56bを使用する場合よりも基板の周縁部がより係止し易くなり,ウェハWの落下を防止するストッパとしての機能がより向上する。従って,ピンセット41からのウェハWの落下を一層確実に防止することが可能となる。また,テーパ面55aと傾斜壁56a’及びテーパ面55bと傾斜壁56b’とが各々直角となるように形成しても,前記した例よりもストッパとしての機能は向上する。
【0051】
また,前記した例において各垂直壁56a,56bの高さは1mmであったが,例えば各テーパ面55a,55bの傾斜の長さを短くすると共に,各垂直壁56a,56bの高さを1mmよりも高く形成してもよい。さらに,基板にはウェハWを使用する例を挙げて説明したが,本発明はかかる例には限定されず,例えばLCD基板を使用する場合においても適用することが可能である。
【0052】
【発明の効果】
本発明によれば,傾斜壁に基板の周縁部が突き当たって止まるために,基板の保持装置からの基板の落下を防止することが可能となる。従って,保持装置を高速で移動させても基板は落下せず,従来よりもスループットの向上を図ることが可能となる。
【0053】
特に請求項2記載の発明によれば,アーム部に最も近い場所に配置した支持部材がフレーム部に対して摺動自在なために,この支持部材の摺動を利用して基板をフレーム部の中央に配置させることができるように,支持部材の固定位置を定めることが容易である。
【0055】
請求項3に記載の発明によれば,支持部材に凹部を形成したことによって,基板の周縁部と支持部材との接触面積が減少する。従って,基板は傾斜ガイドに沿って裏面支持部まで滑り落ちやすくなり,各裏面支持部による所定位置での基板の支持をより確実にしている。さらに,基板と支持部材との間に生じる熱干渉を抑制することができ,基板が支持部材からの熱的な悪影響を被ることを抑制することが可能となる。
【0056】
本発明によれば,より基板側に傾いた傾斜壁を使用したので基板の周縁部がより係止しやすくなる。従って,ストッパとしての機能が向上し,基板の保持装置から基板が落下することをより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかるピンセットを備えた主搬送装置を有する塗布現像処理システムの外観を示す平面図である。
【図2】図1の塗布現像処理システムを正面から見た様子を示す説明図である。
【図3】図1の塗布現像処理システムを背面から見た様子を示す説明図である。
【図4】主搬送装置の外観を示す斜視図である。
【図5】本発明の実施の形態にかかるピンセットを示す平面図である。
【図6】図5のピンセットのフレーム部の根元部分に備えられた支持部材の斜視図である。
【図7】図5のピンセットのフレーム部の先端部分に備えられた支持部材の斜視図である。
【図8】図5のピンセットの裏面支持部にウェハが水平に支持された様子を示す断面図である。
【図9】図7の支持部材のテーパ面にウェハの周縁部が接した様子を示す断面図である。
【図10】図7の支持部材の垂直壁に周縁部が衝突したウェハがテーパ面に沿って滑り落ちる様子を示す断面図である。
【図11】図6の支持部材がフレーム部に対して摺動する様子を示す説明図である。
【図12】図6の支持部材の微調整によりフレーム部の中央にウェハを位置させる様子を示す説明図である。
【図13】傾斜壁を有する支持部材がウェハを係止する様子を示す説明図である。
【図14】従来のピンセットの斜視図である。
【図15】図14のピンセットに取り付けられた支持部材の斜視図である。
【図16】図15の支持部材の傾斜ガイドにウェハの周縁部が接した様子を示す断面図である。
【符号の説明】
1 塗布現像処理システム
20 主搬送装置
30 ウェハ搬送装置
41,42,43 ピンセット
41a フレーム部
41b アーム部
50a,50b 支持部材
52a,52b 裏面支持部
55a,55b テーパ面
56a,56b 垂直壁
57 長孔
59a,59b 凹部
W ウェハ
Claims (3)
- 基板の外周をその半周以上に渡って囲む形態のフレーム部と,このフレーム部の内周に設けられた複数の支持部材と,このフレーム部を支持するアーム部とを備え,前記支持部材は,基板の周縁部を滑降させて所定位置に案内する傾斜ガイドと,前記案内された基板の裏面を支持する裏面支持部とを有する,基板の保持装置において,
前記傾斜ガイドの上端に,この傾斜ガイドの傾斜面とおりなす角度が直角で,かつ裏面支持部に支持された基板側に傾いた傾斜壁が形成され,
さらに上方から見て,裏面支持部に支持された基板の外縁よりも外側の位置に,前記傾斜壁の先端部が位置している,
ことを特徴とする,基板の保持装置。 - アーム部側に配置される支持部材は,所定位置に支持した基板の中心方向に沿って摺動自在で,かつ摺動範囲内で固定自在であることを特徴とする,請求項1に記載の基板の保持装置。
- 前記支持部材における基板側には凹部が形成されると共に,当該凹部を挟んだ両側に,傾斜ガイドと傾斜壁とが形成されたことを特徴とする,請求項1または2のいずれかに記載の基板の保持装置。
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