JP3949947B2

JP3949947B2 - 基板のエッジホールド式回転装置

Info

Publication number: JP3949947B2
Application number: JP2001369298A
Authority: JP
Inventors: 憲吾中田
Original assignee: Tazmo Co Ltd
Current assignee: Tazmo Co Ltd
Priority date: 2001-12-03
Filing date: 2001-12-03
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2021-12-03
Also published as: JP2003168722A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置においてシリコンウエハ、フォトマスク用ガラス、液晶用ガラス等の基板の角度位置を設定するためのエッジホールド式回転装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基板の回転位置合わせを目的に、基板をテーブル上に載置して回転する装置においては、基板の裏面を吸着し、又は裏面をピンで支持する基板支持方式が一般に用いられているが、この方式は、基板表裏面に厳密な清浄度が要求されるプロセスでは採用できない。そこで、基板裏面の内部領域を避けて、端縁部を支持する方法が採用されるようになったが、ロボット等による基板搬送方式では、回転停止位置によっては、基板裏面端縁部を支持する支持ブロックとロボットのアームハンド手段とが干渉するため基板の持ち替え動作が必要である。また、従来の基板裏面の端縁部を支持する方式では、基板の受け渡し状態によっては、支持ブロックが基板のエッジやノッチ等の検出手段と干渉する場合があり、基板の置き換えや持ち替え動作が必要となる。さらに、半導体製造装置においては、最終製品の原価を安くするためにスループットを向上させることが要求されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、基板をテーブル上に載置する際に基板裏面の接触可能領域が端縁部に限定されている場合において、ロボットのアームハンドの退避動作や、基板の持ち替え動作、又は置き換え動作を省略することができ、もってスループットの大幅な向上を図るとともに歩留まりを向上させて生産コストの低減が可能な基板のエッジホールド式回転装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、シリコンウエハ、フォトマスク用ガラス、液晶用ガラス等の基板のエッジをホールドするテーブルを、その中心軸を回転軸として回転させる基板回転手段と、この基板回転手段上にエッジホールドされた基板の角度位置を検出する検出手段とを備え、前記基板回転手段にロボット等のアームハンド手段により基板が搬出入される基板のエッジホールド式回転装置において、テーブルは、それぞれが移動自在であって基板のエッジ部裏面に接触して支持する複数の支持ブロックと、検出手段及び又はアームハンド手段が位置する所定の回転角度範囲内に位置した支持ブロックを接触状態から退避させる変位制御手段とを備え、前記回転角度範囲内では支持ブロックと基板裏面側の間に間隙を生じるようにしたものである。
【０００５】
この構成においては、所定の回転角度範囲内において基板裏面側に一定の間隙が生じるので、支持ブロックがロボットのアームハンド手段と干渉することをなくし、従って、ロボットのアームハンド手段を退避させる必要がなく、位置検出時に基板の持ち替え、置き換え動作が必要でなくなり、スループットが向上する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、さらに、前記変位制御手段は、前記支持ブロックを接触状態から退避させる回転角度範囲を複数区間有するものである。この構成においては、基板裏面にテーブルと干渉しない一定の間隙が複数個所確保でき、ロボットのアームハンド手段の退避空間とエッジやノッチを検出して基板の角度位置を検出する検出手段の設置空間を任意の位置に設けることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る基板のエッジホールド式回転装置について、図１乃至図４を参照して説明する。図１は、基板をエッジホールドして回転させる基板回転手段１において、それぞれが移動自在に基板裏面に接触支持する複数の支持ブロックｂ１〜ｂ１５が回転とともにどのように接触状態から退避するかを説明する概念図である。本発明では、所定の角度範囲において支持ブロックを下方に逃がし、基板裏面に間隙を生じるようにしている。基板回転手段１は、直径３００ｍｍの基板２の端縁部付近を、１５個の支持ブロックｂ１〜ｂ１５により構成したテーブルで支持し、基板の下方に間隙幅Ｗ１が２００ｍｍ、間隙高さ２０ｍｍの間隙空間を確保しつつ、基板２を反時計回り方向に回転する。この回転動作において、本図の場合、回転角度範囲Ａ、Ｅの支持ブロックｂ１、ｂ２、ｂ３及びｂ８、ｂ９、ｂ１０は上位置にあって基板を支持し、回転角度範囲Ｃ、Ｇの支持ブロックｂ４、ｂ５、ｂ６、ｂ７及びｂ１２、ｂ１３、ｂ１４は下位置にあって基板裏面側に間隙を確保する。この間隙が、図示してないアームハンド手段による基板の搬出入や、検出手段の設置に利用される。回転角度範囲Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｈは支持ブロックが昇降動作する区間であり、本図の状態では支持ブロックｂ１１が下降状態、支持ブロックｂ１５が上昇状態にある。この間隙空間前後への遷移領域Ｗ２、Ｗ２は、本例では２５ｍｍである。また、本例では１５個の支持ブロックｂ１〜ｂ１５が等間隔に配置され、このうち回転角度範囲Ａ、Ｅで最低５個の支持ブロックが基板を支持しながら回転する。回転角度範囲Ａ、Ｅの始めであるＰ、Ｐ点の位置で支持ブロックが基板に接触を開始するが、この両点で同時に基板に接触開始しないように支持ブロックを対角位置から外した配置にしている。
【０００８】
図２は、図１において特定の支持ブロックに注目して、テーブルの回転動作に伴う支持ブロックの昇降動作の様子を示す。図１の回転角度範囲Ａから反時計回りに回転することにより支持ブロックの高さは、基板支持位置（上位置）Ｕと間隙確保位置（下位置）Ｌとの間で間隙高さｈ（２０ｍｍ）を確保して図のように変位する。
【０００９】
図３（ａ）、（ｂ）は、図１、図２において説明した支持ブロックの構成による基板回転手段１に、エッジホールドされた直径３００ｍｍの基板２に対応した角度位置を検出する検出手段３を備え、ロボットアームハンド手段４によりこの基板をメカニカルに支持して搬出入する基板のエッジホールド式回転装置の詳細を示す。図１に示した実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。断面図、図３（ｂ）に示すように、支持ブロックｂ４、ｂ５及びｂ１３，ｂ１４が下位置に下がることによって確保できる間隙（図１の回転角度範囲Ｃ、Ｇ）を、角度位置検出手段３の配置空間や、ロボットのアームハンド手段４が基板２を受け渡しする搬出入空間として使用している。本図では、支持ブロックはテーブルの対角位置で同量の下降動作を行うようにしてあるが、基板２を支持して回転できるだけの上位置Ｕにおける支持ブロック数と角度範囲とを確保できるのであれば、下降する区間を対角位置としたり下降量を同量とすることにこだわる必要はない。
【００１０】
本発明の装置では、基板回転手段１からロボットのハンド等に渡す場合に持ち替え動作が必要ないので総合搬送時間を縮めることが出来る。また、ロボットが基板を基板回転手段１に渡し、角度合わせ処理終了後に受け取る場合、アームハンド手段４を基板裏面空間から退避せずに、基板の裏面下方間隙に下降させただけの状態でその場待機ができるため、アームハンド手段の出し入れ動作が無くなり、更に時間を縮めることができる。
【００１１】
上記の例は、空間の特定位置において支持ブロックを下方に逃がすことで基板裏面間隙を確保する方式としており、このことにより、支持ブロックが基板との接触、離脱を繰り返すときの擦れが極力少なくなっている。ところで、擦れが問題とならない場合、支持ブロックを水平方向に広がるように移動することにより、基板エッジ付近に空間を確保して検出手段やアームハンド手段などに対応することができる。この方式を可能にする例として、支持ブロックが回転中心から放射線状に配置された支持棒の先端に取り付けられ、回転する際にカムに沿って支持ブロックを上下左右させる機構や、それぞれの支持ブロックが独立機構になっているものをシーケンス制御で上下左右させるものなどがある。
【００１２】
図４に本発明を実現する簡単な機構例を示す。図３に示した実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。支持ブロックｂ１〜ｂ１２が先端についた複数の支持棒５がモータ６により、例えば方向Ｒに向かって回転する。支持ブロック上の基板２は支持ブロックと一緒にＲ方向に回転する。支持棒５は昇降する機構を有しており、カム７によって上下の位置が決まる。図のようにカム７が設置されると図に向かって手前とその反対側で支持ブロックが下がる。ここに角度位置検出手段を配置したり、図の矢印ＩＯの方向からロボットのアームハンド手段を挿入出することが可能となる。支持棒５、モータ６、カム７により支持ブロックを接触状態から退避させる変位制御手段が構成されている。
【００１３】
図５は、本発明のさらに他の一実施形態を示す。図３に示した実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。本実施形態は、所定の回転角度範囲において、支持ブロックを水平変位させることで基板裏面との接触状態から退避させて基板と支持ブロックとの間に間隙を設けている。本図の場合、支持ブロックｂ５、ｂ６は左方外方に水平移動して検出手段３との干渉を回避し、支持ブロックｂ１２、ｂ１３、ｂ１４は右方外方に水平移動してアームハンド手段４との干渉を回避している。本実施形態においても、支持ブロックを水平変位させる変位制御手段は、たとえば前述のようにカム機構によるか、各支持ブロックを独立にシーケンス制御することにより実現できる。
【００１４】
なお、本発明は上記実施形態で説明したものに限定されるものでなく、支持ブロックの形状、配置、個数、また、支持ブロックを退避させる変位手段、方法、その他本発明の構成要素は、基板のエッジホールド式回転装置による取扱の対象となる基板の種類や形状によって適宜好適に決定されるものである。
【００１５】
【発明の効果】
上記のように、請求項１の発明によれば、基板を搬出入するロボットアームハンドが動作する空間を、予め設定された回転角度範囲にある支持ブロックが下がるようにして確保しているので、どの角度に基板を回転させても、ロボットのアームハンド手段と支持ブロックが干渉することがなく、基板を受け渡すための持ち替え動作が不要になる。また、支持ブロックが下がる範囲に角度位置検出手段を配置でき、支持ブロックが角度位置検出手段に干渉することがないので、基板の置き換え動作が不要になる。上記持ち替えや置き換えの動作が不要になることにより、そのための機構を省くことができる。さらに、これらの動作ステップと動作時間の減少によりスループットの向上を図ることができるとともに、歩留まりを向上させることができる。
【００１６】
また、請求項２の発明によれば、支持ブロックが基板エッジ裏面から退避する回転角度範囲を複数存在させているので、ロボットのアームハンド手段と角度位置検出手段とが互いに干渉しない回転角度範囲にそれぞれ設けることが可能となるとともに、周辺装置の制約に合わせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態の概念を示す平面図。
【図２】上記実施形態において回転にともない昇降する支持ブロックの上下位置変位図。
【図３】（ａ）は上記実施形態を示す平面図、（ｂ）は前記断面図。
【図４】上記実施形態の斜視図。
【図５】（ａ）は本発明に係る他の一実施形態を示す平面図、（ｂ）は前記断面図。
【符号の説明】
１基板回転手段
２基板
３検出手段
４アームハンド手段
ｂ１〜ｂ１５支持ブロック
Ｗ１間隙幅
Ａ〜Ｈ回転角度範囲

Claims

シリコンウエハ、フォトマスク用ガラス、液晶用ガラス等の基板のエッジをホールドするテーブルを、その中心軸を回転軸として回転させる基板回転手段と、この基板回転手段上にエッジホールドされた基板の角度位置を検出する検出手段とを備え、前記基板回転手段にロボット等のアームハンド手段により基板が搬出入される基板のエッジホールド式回転装置において、
前記テーブルは、それぞれが移動自在であって前記基板のエッジ部裏面に接触して支持する複数の支持ブロックと、前記アームハンド手段及び又は検出手段が位置する所定の回転角度範囲内に位置した支持ブロックを接触状態から退避させる変位制御手段とを備え、
前記回転角度範囲内では前記支持ブロックと基板裏面側の間に間隙を生じるようにしたことを特徴とする基板のエッジホールド式回転装置。
前記変位制御手段は、前記支持ブロックを接触状態から退避させる回転角度範囲を複数区間有することを特徴とする請求項１記載の基板のエッジホールド式回転装置。