JP4230642B2 - 基板搬送治具及び基板搬送装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロボット等の基板搬送装置に装着し、半導体ウエハ等の薄型の基板を保持搬送するための基板搬送治具及び該基板搬送治具を用いた基板搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、従来のこの種の基板搬送治具の構成を示す図で、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図である。図示するように、従来の基板搬送治具は基部１０１から二股状に別れた指部１０２、１０２を有する基板支持部材１００を具備し、該指部１０２、１０２の先端部に真空吸着用穴１０３、１０３を設けた構成である。また、各指部１０２、１０２の内部には該真空吸着用穴１０３、１０３に連通する真空用通路１０４、１０４が形成され、該真空用通路１０４、１０４は基部１０１で一体となり、真空系（図示せず）に連通する穴１０５に連通している。
【０００３】
上記構成の真空吸着型の基板搬送治具において、半導体ウエハ等の薄型の基板（図示せず）の下面中央部を指部１０２、１０２の真空吸着用穴１０３、１０３を当接することにより、基板を真空吸着力で指部１０２、１０２上に保持するようになっている。なお、図１において、１０６はボルト穴であり、該ボルト穴１０６からボルトを通し締め付け固定することにより、基板搬送治具を図示しないロボットのアーム先端に固定する。
【０００４】
上記従来構成の基板搬送治具においては、基板の下面中央部を真空吸着するため、基板搬送時に真空源が破壊した場合、基板を真空吸着することができなくなり、基板が脱落し破損を起こす危険がある。また、基板を真空吸着するため、空気中のパーティクルを集め基板の真空吸着部が該パーティクルで汚染されるという問題があった。このパーティクルは半導体製品のチップ製作に有害であり極力少ないほうがよい。
【０００５】
また、タクトタイムを向上させるため搬送スピード（基板搬送治具の移動速度）を上げると、基板を横方向に動かす力が大きくなり、基板搬送治具上の基板の位置ずれが生じ、搬送先の正規の位置に正確に基板を渡すことができないことから、基板の破損を起こすおそれがある。
【０００６】
また、近年の半導体製造装置において、半導体基板の汚染は大きな問題となっている。従来はパターン面の汚染のみが問題にされることが多かったが、半導体デバイスの線径の微細化に伴って基板裏面の汚染が問題になることも少なくない。従来のように、真空吸着型の基板搬送治具を用いると半導体基板の基板搬送治具の吸着点に汚染物質を集めることになるため、汚染増大の大きな要因となる。
【０００７】
この真空吸着による汚染の問題を解決するために、基板搬送治具を構成する基板支持部材に半導体基板を落とし込む溝を設けた、所謂落とし込み方式基板搬送治具の採用が考えられる。しかしながら、半導体基板をカセットケースから受け取る場合を考えた場合、半導体基板は必ずしもカセットケースの正規位置、即ち基板中心とカセットケース中心が一致する位置にあるとは限らず、正規位置からずれて収容されていることもあるため、従来の基板搬送治具のように基板を載置する部分の形状が決められていると、基板のずれにより搬送ミスが起こるという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題点を除去し、薄型基板のパーティクル汚染が少なく、薄型基板が基板搬送治具から脱着落下し、破損等が発生することがなく、正規位置からずれている位置でも正確に受け取ることができ、更に薄型基板を正確に正規位置に渡すことができる基板搬送治具及び該基板搬送治具を用いた搬送装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、薄型基板を落とし込む落し込溝を形成した基板支持部材を具備し、所定位置に載置されている薄型基板を受け取るときは、該薄型基板の下方に基板支持部材を挿入移動させ所定位置で上方に移動させることにより、該薄型基板を落し込溝に落とし込み保持するようになっている基板搬送治具であって、所定位置に載置されている薄型基板を受け取るべく基板支持部材を該薄型基板の下方に挿入移動させた際、該薄型基板が正規の所定位置からずれている場合、該薄型基板を正規の所定位置に移動させる調芯機構と、基板支持部材の落し込溝の内周近傍に薄型基板下面の外周部が当接する基板載置部を形成すると共に、落し込溝に薄型基板が存在するか否かを検知する基板検知機構とを備え、調芯機構は、基板支持部材の落し込溝周辺に設けられた調芯部材を具備し、薄型基板を受け取るべく該基板支持部材を該薄型基板の下方に挿入移動させると、該調芯部材は該薄型基板のエッジに当接し該薄型基板を押し込み移動させ、該基板支持部材が該薄型基板を受け取るべく所定の位置に達したら、該薄型基板を正規の所定位置に位置させるようになっており、基板検知機構は、落し込溝の内周近傍に形成された薄型基板の下面外周部が当接する基板検知部の上面に開口する圧力検出用の穴を設け、更に該穴内に気体を送る通路を設け、該穴内の圧力により薄型基板の有無を検知する手段であることを特徴とする。
【００１０】
上記のように調芯機構を具備することにより、薄型基板が所定の正規の載置位置からずれている場合、例えばカセットケース内に薄型基板が正規位置からずれて収容されていても、該薄型基板の受け取りに際して、基板支持部材を該薄型基板の下方に挿入移動すると薄型基板は正規位置に移動するので、該薄型基板を落し込溝に正確に落とし込むことができる。
【００１２】
また、上記のように、基板支持部材に薄型基板のエッジに当接し押込む調芯部材を具備するだけの簡単な構成で、例えば薄型基板を収容したカセットケースに該薄型基板を受け取るべく挿入すると該調芯部材とカセットケースの側壁の協働により薄型基板は正規位置に移動、即ち調芯させることができる。
【００１３】
また、上記基板搬送治具において、基板支持部材はカセットケースに挿入した際、該基板支持部材外周とカセットケース内壁面との間に当接しない程度の所定のクリアランスを有するカセットケース内水平断面形状に対応した形状寸法であることを特徴とする。
【００１４】
上記のように、基板支持部材の形状寸法をカセットケース内壁面との間に当接しない程度の所定のクリアランスを有し該カセットケース内水平断面形状に対応したものとすることにより、カセットケースから薄型基板を受け取った場合、基板支持部材上に安定した状態で薄型基板が載置されると共に、該基板支持部材がカセットケース側壁に当接することもない。
【００１６】
また、上記のように基板支持部材に薄型基板を落し込む溝を形成すると共に、該溝の内周近傍に基板下面の外周部が当接する基板載置部を形成したので、真空吸着力を必要とせず、薄型基板の位置ずれ、脱落、破損を起こす心配はなくなる。また、薄型基板下面の外周部のみが基板載置部に当接するので、該基板載置部が当接しない基板下面にパーティクルが付着して汚染させることが少なくなる。
【００１８】
また、上記のように、薄型基板の下面外周部が当接する基板検知部に圧力検出用の穴を設け、薄型基板受け取り時に該穴を通して外部に清浄な空気、又はＮ2ガス等の気体を小量流しておき、該穴を薄型基板が塞ぐことにより圧力が変化したか否かで、薄型基板の有無を検知するので、従来のように真空吸着の圧力変化で薄型基板の有無を検知するのと異なり、空気中のパーティクルを集めることによる薄型基板汚染の心配はない。また、圧力検出用穴を薄型基板搬送時真空源に接続することにより、薄型基板の浮上を押さえ位置ずれを防止することも可能となり、その際、吸着力も小さく、薄型基板下面の外周部を吸引するだけであるから、パーティクル汚染も少ない。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板搬送治具において、基板検知機構は、薄型基板の搬送中に常に前記落し込溝内の薄型基板の有無を検知することを特徴とする。
【００２０】
上記のように薄型基板の搬送中、基板検知機構は薄型基板を落し込む溝内の薄型基板の有無を検知するので、搬送中に薄型基板が脱落又は脱落しそうになる姿勢になった場合、それを直ちに検知でき、処置をすることができる。
【００２１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２のいずれか１つに記載の基板搬送治具において、基板支持部材の落し込溝の内周近傍に薄型基板下面の外周部が当接する基板載置部を形成すると共に、該基板支持部材の落し込溝形成部の幅は該基板支持部材を基板搬送装置に取り付ける側が広く、その反対側の先端部が狭くなっていることを特徴とする。
【００２２】
上記のように、基板支持部材の落し込溝形成部の幅は該基板支持部材を基板搬送装置に取り付ける側を広く、先端部を狭くすることにより、内部幅に制限があるカセットケースから基板を受け取り、受け渡すのに好適で、安定した基板の保持が可能となる。
【００２３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の基板搬送治具において、基板支持部材の肉厚は該基板支持部材を基板搬送装置に取り付ける側が厚く、その反対側の先端部が薄くなっていることを特徴とする。
【００２４】
上記のように、基板支持部材の肉厚を該基板支持部材を基板搬送装置に取り付ける側を厚く、先端部を薄くするので、同じ剛性でも、先端部及び薄型基板を落とし込む落し込溝部の肉厚を更に薄くすることができる。
【００２５】
また、請求項５に記載の発明は、基板搬送治具を具備し、該基板搬送治具で所定の位置にある未処理の薄型基板を取り出し処理装置に移送し、該処理装置で処理した処理済みの薄型基板を基板搬送治具で所定の位置に移送する基板搬送装置であって、基板搬送治具に少なくとも請求項1乃至４のいずれかに記載の基板搬送治具を用いたことを特徴とする。
【００２６】
上記のように基板搬送治具に少なくとも請求項１乃至４のいずれかに記載の基板搬送治具を用いたことにより、上記基板搬送治具の有する作用を活用した基板搬送装置が実現できる。
【００２７】
また、請求項６に記載の発明は、薄型基板を真空吸着により保持する第１の基板搬送治具と、請求項１乃至４に記載のいずれか1つの第２の基板搬送治具を具備し、第１の基板搬送治具で未処理基板収納カセットケースより未処理薄型基板を取り出し、処理装置に移送し、該処理装置で処理した処理済み薄型基板を第２の基板搬送治具で受け取り、処理済薄型基板を収納するカセットケースに移送し、収納することを特徴とする。
【００２８】
上記のように、薄型基板を真空吸着する第１の基板搬送治具で未処理薄型基板を取り出し、処理済み薄型基板を請求項１乃至４に記載のいずれか１つの第２の基板搬送治具で受け取るので、カセットケース内にそれぞれの薄型基板が異なる姿勢で収納されていても、確実に薄型基板を取り出すことができる。また、第１の基板搬送治具で薄型基板が真空吸着されるので、空気中のパーティクルを集め汚染される恐れがあるが、処理装置では通常未処理薄型基板を洗浄しクリーンな状態にしてから、処理を行う場合が多いから、この汚染はそれほど問題とはならない。また、処理済のクリーンな薄型基板は第２の基板搬送治具で受け取るので、パーティクル汚染は極めて少ない。
【００２９】
請求項７に記載の発明は、薄型基板を研磨するポリッシング部、該ポリッシング部で研磨した薄型基板を洗浄し、乾燥処理する洗浄乾燥処理部、薄型基板を各部に移送する基板搬送部を具備するポリッシング装置において、基板搬送部の少なくとも一部に請求項５又は６記載の基板搬送装置を用いたことを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例では、基板として半導体ウエハを扱う基板搬送治具を例に説明するが、本発明において取り扱う基板は半導体ウエハに限定されるものではなく、ガラス基板等薄型の基板であればよい。
【００３１】
図２は本発明に係る基板搬送治具の構成例を示す図で、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は側断面図、図２（ｃ）は補強板の平面図である。図示するように、本基板搬送治具は基部１１から二股状に別れた指部１２、１２を具備し、該指部１２、１２に半導体ウエハを落とし込む落し込溝１４、１４が形成されている基板支持部材１０を具備する。この落し込溝１４の内径１３は半導体ウエハの直径（外径）より若干大きく、半導体ウエハをスムーズに落とし込むことができるようになっている。具体的には、半導体ウエハの直径が２００ｍｍの場合、落し込溝１４の内径１３は２０２ｍｍに構成されている。
【００３２】
基板支持部材１０の落し込溝１４の内周近傍に半導体ウエハ下面の外周部が当接する基板載置部１５、１５が複数個（図では４個）設けられている。基板支持部材１０は例えばアルミナセラミック材の板体からなり、半導体ウエハを収納するカセットケースから半導体ウエハを取り出したり、該カセットケースに半導体ウエハを受け渡したりするための制限、製作上の制限及び剛性の制限から約２ｍｍと極力薄くしている。
【００３３】
また、基板支持部材１０はカセットから半導体ウエハを取り出したり入れたりするため、その落し込溝形成部の幅はロボットアーム等に取り付ける取り付け側が広く先端部が狭くなっている。即ち、基板支持部材１０の先端部の幅を狭くし、後部（ロボット等に取り付ける部分側）の幅を広くしている。これにより、内部幅が限られているカセットケースへの基板支持部材１０の出し入れ、半導体ウエハ保持の安定性を良くしている。
【００３４】
また、上記半導体ウエハを落とし込む落し込溝１４の深さは、図３に示すように、半導体ウエハＷの厚さ（約０．７２５ｍｍ）と概略等しくしている。これにより半導体ウエハＷを基板支持部材１０の指部１２、１２の落し込溝１４に落とし込んだ場合、半導体ウエハＷは基板支持部材１０から簡単に脱落しない。また、基板支持部材１０の指部１２、１２の根元近傍の落し込溝１４の内周部近傍には、半導体ウエハＷの有無を検知するため、基板検知部１５’、１５’が設けられている。この基板検知部１５’の上面と基板載置部１５の上面は同一高さとなっている。この基板検知部１５’にはその上面に開口する小さい径の圧力検出用穴１６を設けると共に、指部１２、１２及び基部１１の内部に該圧力検出用穴１６に連通する圧力検知用微小通路１８を設けている。
【００３５】
半導体ウエハＷの受け渡し時は圧力検出用穴１６には圧力検知用微小通路１８を通して清浄な空気又はＮ2ガス等の気体を小量流しておき、半導体ウエハＷが基板載置部１５に載置され、基板検知部１５’、１５’の圧力検出用穴１６、１６を塞いだ場合、圧力検出用穴１６及び圧力検知用微小通路１８内の圧力が上昇する。この上昇した圧力を検出することにより、半導体ウエハの有無を検知することができる。また更に、例えば半導体ウエハＷの搬送時に圧力検知用微小通路１８を真空源に切り替え接続すると、吸着効果で半導体ウエハＷの浮上を抑え、半導体ウエハＷの横ずれを防止し、且つ圧力検知用微小通路１８内の圧力を検知することにより、半導体ウエハＷの有無を検知する作用も兼ねることができる。また、圧力検出用穴１６は微小にしているので、清浄な空気やＮ2ガス等の気体は小流量でよい。
【００３６】
上記のように、半導体ウエハ受け取り時、圧力検出用穴１６、１６から外部に小量の清浄な空気又はＮ2ガスを流しているので、図１に示す構成の従来品のように、半導体ウエハＷを真空吸着する時に、空気中のパーティクルを集め半導体ウエハＷの真空吸着部がパーティクルで汚染されるという現象は緩和される。
【００３７】
基板支持部材１０の指部１２、１２及び基部１１には圧力検知用微小通路１８を形成するため、この部分の強度が小さくなるので、それを補強するためステンレス鋼製の補強材１９を圧力検知用微小通路１８が形成されている指部１２、１２及び基部１１の裏面に取り付け固着している。
【００３８】
半導体ウエハＷを検知する方法には上記のように、圧力検知用微小通路１８の圧力を検出して検知する方法以外に、溝２０を設け、該溝２０に光を用いたセンサとして光電センサ２４を設置し、落し込溝１４内に在る半導体ウエハＷを検出することで非接触で溝内の基板の有無を迅速に検知することが可能である。
【００３９】
上記圧力検出用穴１６による基板検知手段と光電センサ２４による基板検知手段を両方設けることにより、基板受け取り時の検知は圧力検出用穴１６による検知とし、搬送時には圧力検知用微小通路１８を真空源に接続し半導体ウエハＷの浮上を押さえ、半導体ウエハＷの落し込溝１４内の有無は光電センサ２４による検知とすることができ、好都合である。但し、両方の基板検知手段は必ずしも必要なものではなく、場合によってはどちらか一方でも良い。また、基板有無の検知手段としては、光電センサ以外にも、静電容量の大小によって半導体ウエハの有無を検知するセンサである近接センサや、その他磁気によって半導体基板Ｗの有無を検知するセンサ等非接触で半導体ウエハＷの有無を検知するセンサでもよい。
【００４０】
上記のように構成した基板搬送治具をロボットアームの先端にボルト穴２２にボルトを通して締め付け固定する。このようにロボットアームに取り付けた本基板搬送治具を図４（ａ）に示すように、半導体ウエハＷを収納しているカセットケース２１の半導体ウエハＷと半導体ウエハＷの間に挿入し、基板支持部材１０を上方に移動させることにより、半導体ウエハＷの下面外周部が指部１２、１２の落し込溝１４内の基板載置部１５に当接し、半導体ウエハＷは落し込溝１４内に落とし込まれる。
【００４１】
これにより、半導体ウエハＷを次の処理部まで、脱落、破損を防止して安全に移送することができる。処理終了後は処理済の半導体ウエハＷを基板支持部材１０の指部１２、１２の落し込溝１４内に落とし込み下面外周部を基板載置部１５で保持し、カセットケースまで安全に移送し、該カセットケースに収納することができる。なお、図４（ｂ）はＡ−Ａ断面、図４（ｃ）はカセットケース２１の壁部の半導体ウエハＷの端部を載置する載置部を示す。図示するように、載置部２１ａは所定のピッチＰで設けられている。
【００４２】
上記のように本基板搬送治具は基板支持部材１０の指部１２、１２の落し込溝１４内に落とし込むことにより、該落し込溝１４の内周近傍の４個の基板載置部１５で半導体ウエハＷの下面外周部を保持するので、半導体ウエハＷの芯出し機能を併せ持ち正確且つ迅速な搬送が可能となる。また、半導体ウエハＷにオリエンテーション・フラットがある場合でも落し込溝１４内の３箇所の基板載置部１５で半導体ウエハＷの下面外周を保持するので半導体ウエハＷの芯出しが可能となる。また、上記基板検知部１５’、１５’に設ける圧力検出用穴１６、１６は半導体ウエハＷのオリエンテーション・フラットと圧力検出用穴１６、１６の位置が一致しても半導体ウエハＷの下面が該圧力検出用穴１６、１６を塞ぐような位置になっている。
【００４３】
基板支持部材１０の指部１２、１２の落し込溝１４の外周部には２本のピン２３が設けられている。該ピン２３は図５に示すように、カセットケースに収納されている上の半導体ウエハＷが正規の収納位置からはみ出している場合、その下に配置された半導体ウエハを取り出す時或いは収納するとき、基板支持部材１０の指部１２、１２をカセットケース内に挿入すると上側の正規位置からずれた半導体ウエハＷはピン２３で矢印Ｂ方向に押され正規の位置に収まる。
【００４４】
上記のように本基板搬送治具では、基板支持部材１０の指部１２、１２に落し込溝１４を設け、該落し込溝１４内に半導体ウエハＷを落し込んで半導体ウエハＷを保持するので、半導体ウエハＷを保持するのに真空源を必要とすることなく、半導体ウエハの位置ずれ、又は脱落し破損を起こす心配がない。また、落し込溝１４の内周近傍に設けた複数の基板載置部１５で半導体ウエハＷの下面外周部を支持するので、半導体ウエハＷとの接触面を小さくでき、半導体ウエハ受け渡し時に半導体ウエハＷの面にパーティクルが付着して汚染することを最小にすることができる。
【００４５】
半導体ウエハＷの有無を検出するための基板検知部１５’、１５’を半導体ウエハ下面の外周部が当接する位置に設け、この基板検知部１５’、１５’に圧力検出用穴１６、１６を設け、該圧力検出用穴１６、１６に真空源を接続すると、圧力検出用穴１６、１６の径は微小であるが吸着効果により半導体ウエハＷの浮上を押えることができるから、搬送中の横ずれ防止も兼ねることができる。
【００４６】
また、圧力検出用穴１６、１６の位置は半導体ウエハＷの下面の外周部に位置するように配置しているので、これによる半導体ウエハＷの汚染は最小限に抑えられ、半導体チップ部品の製品歩留まりが良くなる。また、半導体ウエハＷは基板の大径化が進んでも圧力検出用穴１６、１６の径を大きくする必要がなく、半導体ウエハＷの検知のための圧力検知用微小通路１８も太くする必要がないから、基板支持部材１０の厚さも薄くできる。
【００４７】
図１に示す従来構成の基板搬送治具では該指部１０２、１０２の先端部に真空吸着用穴１０３、１０３を設け、各指部１０２、１０２及び基部１０１の内部には該真吸着用穴１０３、１０３を形成しているのに対し、図２に示す本発明に係る基板搬送治具では指部１２、１２の根元部、即ち落し込溝１４内周近傍に、圧力検出用穴１６、１６を設け、指部１２、１２及び基部１１に該圧力検出用穴１６、１６に連通する圧力検知用微小通路１８を形成する構成なので、圧力検知用微小通路１８の長さが短くなり、その分微細加工範囲が小さくなる。
【００４８】
図６は本発明に係る基板搬送治具の基板支持部材の他の構成例を示す図で、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は側断面図、図６（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面、図６（ｄ）はＣ部分の拡大図である。図６において、図２と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示す。本基板搬送治具は基部１１から二股状に別れた指部１２、１２を具備し、該指部１２、１２に半導体ウエハを落とし込む落し込溝１４、１４が形成されている基板支持部材１０を具備する。この落し込溝１４の内径１３は半導体ウエハの直径（外径）より若干大きく、半導体ウエハをスムーズに落とし込むことができるようになっている点は図２に示す基板搬送治具と同じである。
【００４９】
基板支持部材１０の落し込溝１４の内周近傍に半導体ウエハ下面の外周部が当接する基板載置部１５、１５が複数個（図では８個）設けられている。２５は半導体ウエハがカセットケース等に正規位置からずれて収容されている場合、正規位置に位置（移動）させる調芯機構を構成する調芯部材である。該調芯部材２５の内周は円弧状となっており、その円周率は半導体ウエハの外周の円周率に合わせている。基板支持部材１０の落し込溝１４の内周面と調芯部材２５の内周面は略一致しており、基板支持部材１０と調芯部材２５で落し込溝形成部材を構成している。
【００５０】
図７はカセットケース２６の内部に基板搬送治具の基板支持部材１０を挿入し、半導体ウエハＷを落し込溝１４、１４に正常に落とし込んだ状態を示す図である。カセットケース２６は支持部材１０の挿入方向に対して平行に配置された側壁２６ａと支持部材１０の挿入方向に対して先端側に斜に配置された側壁２６ｂを有する平面形状の空間があり、この空間に半導体ウエハＷが収容されている。基板支持部材１０はこの空間に水平に挿入した状態で、両指部１２、１２の外周とカセットケース２６の側壁２６ａ、２６ａとの間及び側壁２６ｂ、２６ｂとの間に所定寸法のクリアランスＧ１、Ｇ２が発生するように形成されている。即ち、両指部１２、１２の幅は先端部が狭く後端部が広く形成されている。
【００５１】
また、調芯部材２５の円周方向の長さはできるだけ長くし、調芯部材２５で半導体ウエハＷのエッジ部を一方から押し込んで半導体ウエハＷの反対側はカセットケース２６の側壁２６ｂに当接することにより、カセット内に適切に位置決めをする。該半導体ウエハを正規の位置に位置合わせをする調芯機能を高めるようにしている。このように、調芯部材２５の円周方向の長さを長くすることにより、特にオリエンテーションフラット型の半導体ウエハを調芯させる場合好適である。
【００５２】
図８は図６に示す構成の基板搬送治具の基板支持部材１０でカセットケース（図示せず）に収容された半導体ウエハＷを取出す動作の流れを示す図である。図では半導体ウエハＷ３を受け取る場合の動作を示す。基板支持部材１０を図８（ａ）に示すように、半導体ウエハＷ３とＷ４の間に位置させた後、該基板支持部材１０を図８（ｂ）、（ｃ）に示すように半導体ウエハＷ３とＷ４の間の空間に挿入する。
【００５３】
この時、図示するように半導体ウエハＷ３がカセットケースの正規の収容位置から手前にずれている場合、調芯部材２５の内周辺が半導体ウエハＷ３のエッジ部に当接し、基板支持部材１０の前進移動と同時に半導体ウエハＷ３を前方に押し込む。この移動により半導体ウエハＷ３のエッジ部は調芯部材２５の内周辺に当接して姿勢が正されると共に、更に前進し図７、図８（ｃ）に示す位置に達する。半導体ウエハＷ３のエッジ部はカセットケース２６の側壁２６ｂ、２６ｂに当接し半導体ウエハＷ３は正規の収容位置に位置することになる。
【００５４】
基板支持部材１０が図８（ｃ）の半導体ウエハＷ３の正規収容位置の真下に達したら、図８（ｄ）に示すように基板支持部材１０を所定量上昇させると半導体ウエハＷ３は落し込溝１４、１４内に落ち込み、この状態から基板支持部材１０を図８（ｅ）、（ｆ）に示すように後退させることにより、半導体ウエハＷ３を引き取ることができる。上記のように、基板支持部材１０に調芯部材２５を設けることにより、半導体ウエハＷを引き取るときに、半導体ウエハＷは調芯作用を受け、カセットケースの正規の収容位置に位置し、その状態で基板支持部材１０を落し込溝１４、１４内に落し込む。
【００５５】
図９は図６に示す構成の基板搬送治具の基板支持部材１０でカセットケース（図示せず）に半導体ウエハＷを収容する動作の流れを示す図である。図では半導体ウエハＷ３を収容する場合の動作を示す。半導体ウエハＷ３を図９（ａ）に示すように、基板支持部材１０の落し込溝１４、１４内に落とし込んだ状態で該基板支持部材１０をカセットケースの半導体ウエハＷ２とＷ４の間の半導体ウエハ３を収容する位置に合わせた後、該基板支持部材１０を図９（ｂ）、（ｃ）に示すように半導体ウエハＷ３の収納位置の空間に挿入する。
【００５６】
基板支持部材１０が図９（ｃ）の半導体ウエハＷ３の収容位置に達したら、図９（ｄ）に示すように基板支持部材１０を所定量下降させ基板支持部材１０を図９（ｅ）、（ｆ）に示すように後退させることにより、半導体ウエハＷ３をカセットケース内に収容させることができる。上記のように、基板支持部材１０の落し込溝１４、１４内に半導体ウエハＷを落とし込んだ状態で基板支持部材１０をカセットケースの基板収容位置まで前進させ、到達したら所定量下降させることにより、半導体ウエハを正規の収容位置に収容させることができる。
【００５７】
図１０はロボットアームの先端に本発明の基板搬送治具を取り付けた基板搬送装置の平面構成を示す図である。本基板搬送装置は図１０に示すように、ロボット３０の２組のアーム３１、３２のそれぞれの先端に図２又は図６に示す本発明の基板搬送治具３３、３３’を取り付けている。
【００５８】
図１１は図１０に示す基板搬送装置を用いたポリッシング装置の構成例を示す平面図である。図示するように、本ポリッシング装置はポリッシング部４０、洗浄部５０を具備する。ポリッシング部４０はターンテーブル４５の両側にトップリング４１を具備するポリッシングユニット４２と、ドレッシングツール４３を具備するドレッシングユニット４４とを設置し、更に、ワーク受渡装置４７を設置して構成されている。
【００５９】
洗浄部５０は、中央に矢印Ｚ方向に移動可能な２台の図１０に示す構成の基板搬送装置５１、５２を設置し、その一方側に１次洗浄機５３と２次洗浄機５４とスピン乾燥機（又は洗浄機能付きスピン乾燥機）５５を並列に設置し、他方側にウエット用のワーク反転機５６とドライ用のワーク反転機５７を並列に設置して構成されている。
【００６０】
図１２は洗浄部５０の要部斜視図である。同図に示すように、基板搬送装置５１、５２はいずれも２組ずつのアーム３１、３２を具備し、その先端に基板搬送治具３３、３３’が取り付けられている。なお、基板搬送治具３３と基板搬送治具３３’はそれぞれ上下に重なるように配置されている。
【００６１】
図１１及び図１２に示す構成のポリッシング装置において、研磨前の半導体ウエハＷを収納したカセットケース５８が図示する位置にセットされると、基板搬送装置５２の上側の搬送治具３３がカセットケース５８から半導体ウエハＷを１枚ずつ取出してワーク反転機５７に渡し反転させる。更に該半導体ウエハＷはワーク反転機５７から基板搬送装置５１の上側の搬送治具３３に受け渡されてポリッシング部４０のワーク受渡装置４７に搬送される。
【００６２】
ワーク受渡装置４７の半導体ウエハＷは、矢印Ｐで示すように回動するポリッシングユニット４２のトップリング４１の下面に保持されてターンテーブル４５上に移動され、回転する研磨面４６で研磨される。この時研磨面上に図示しない砥液供給ノズルから砥液が供給される。
【００６３】
研磨後の半導体ウエハＷは再びワーク受渡装置４７に戻され、基板搬送装置５１の下側の基板搬送治具３３’によってワーク反転機５６に渡されリンス液でリンスされながら反転された後、基板搬送装置５１の下側の基板搬送治具３３’によって１次洗浄機５３に移送され洗浄され、更に基板搬送装置５１の下側の搬送治具３３’によって２次洗浄機５４に移送され洗浄され、基板搬送装置５２の下側の搬送治具３３’によってスピン乾燥機５５に移送され、スピン乾燥され、基板搬送装置５２の上側の搬送治具３３によって研磨及び洗浄処理済みの半導体ウエハＷとしてカセットケース５９に収納される。
【００６４】
なお、図１１では基板搬送装置５１、５２の両方に、本発明の基板搬送治具を備えた場合を示したが、基板搬送装置５１はカセットケース５８、５９にアクセスすることがないので、搬送治具の溝の深さにも余裕がもて、また、受け渡される前の半導体ウエハＷがそれぞれワーク受渡装置４７、反転機５６、洗浄機５３、５４で位置決めされているので、受渡しが容易なため、搬送治具の構成は本発明のものに限られない。少なくともカセットケース５８、５９と半導体ウエハＷをやり取りする基板搬送装置５２は本発明に係る基板搬送治具を用いればよい。
【００６５】
図１３は本発明に係る基板搬送装置の他の構成例を示す図である。本基板搬送装置は図１３に示すように、ロボット３０の２組のアーム３１、３２の内、一方のアーム３１の先端に図２又は図６に示す本発明の落とし込み型の基板搬送治具３３を取り付け、他方のアームの先端に図１に示す従来の真空吸着型の基板搬送治具３４を取り付けている。
【００６６】
上記構成の基板搬送装置において、ロボット３０のアーム３２を操作し、真空吸着型の基板搬送治具３４によりカセットケース５８の未処理の半導体ウエハＷを取り出し、ポリッシング装置の洗浄部５０に移送する（図１１参照）。一方、ポリッシング装置のポリッシング部４０で研磨し、洗浄部５０で洗浄、乾燥した処理済みの半導体ウエハＷはアーム３１の先端に取り付けられた本発明の落し込み型の基板搬送治具３３で受け取り、研磨処理済みの半導体ウエハＷを収納するカセットケース５９内に移送し、収納する。
【００６７】
カセットケース５８から半導体ウエハＷを抜き出す時は、半導体ウエハＷがカセットケース５８内で位置決めされていないため、本発明に係る落とし込み型の基板搬送治具３３で抜き出す時は、基板搬送治具３３内で調芯する必要があり、他のユニットからの受け渡しに比べて調芯の幅が大きくなる（ワーク反転機５６、５７や洗浄機５３、５４から半導体ウエハＷを受け取る場合は相手側で調芯されているので、基板搬送治具３３側での調芯機能は小さくて済む）。従って、その分基板搬送治具３３を大きくしなければならない。カセットケース５８から抜き出した後に調芯する機構（ワーク反転機５６、５７等）を持っていれば、従来の真空吸着型の基板搬送治具３４で抜き出しても支障なく、また研磨前の半導体ウエハＷであるため、裏面に触っても汚染の問題がない。
【００６８】
カセットケース５８に収納された未処理の半導体ウエハＷはカセットケース５８の収納部で図４（ａ）に示すように半導体ウエハＷの端部が載置部２１ａに当接する位置でピッチＰ内で微妙に傾いていたり、時には上下の載置部２１ａ、２１ａに１段ずれて跨って半導体ウエハＷが収められている場合がある。このような場合でも、上記従来構成の真空吸着型の基板搬送治具３４では半導体ウエハＷの下面中央部を真空吸着することにより、確実に該半導体ウエハＷを保持することができる。
【００６９】
また、真空吸着型の基板搬送治具３４では真空吸着により半導体ウエハＷの下面中央部に空気中のパーティクルが集められ、この部分を汚染する恐れがあるが、処理前、即ち研磨前の半導体ウエハであるから、この汚染は問題にならない。
【００７０】
なお、図６に示す構成の基板支持部材１０を有する基板搬送治具の場合は、調芯部材２５を有する調芯機構を有するから、半導体ウエハＷがカセットケース５８の正規の収容位置からずれていても、半導体ウエハＷを受け取るため基板支持部材１０をカセットケースに挿入した時、正規の収容位置に移動させる調芯作用を奏するから基板搬送治具３３のみではなく、基板搬送治具３４も図６に示す構成の基板支持部材１０を有する基板搬送治具としてもよい。
【００７１】
一方、ポリッシング部４０で研磨し、洗浄、乾燥した処理済みのクリーンな半導体ウエハＷはアーム３１の本発明の落とし込み型の基板搬送治具３３で受け取るから、該半導体ウエハＷの下面の外周部のみが基板載置部１５に当接することになり、それ以外の部分が基板搬送治具に接触することがないから、汚染されることは極めて少なくなる。
【００７２】
なお、上記例では一台のロボットが二本のアーム３１、３２を具備する例を示したが、本発明に係る搬送装置に用いるロボットのアームは二本に限定されるものではなく、一本又はそれ以上のアームを有するものでもよく、そのアームの少なくとも一本に本発明の落とし込み型の基板搬送治具を取り付けるように構成していればよい。
【００７３】
また、処理装置もポリッシング装置に限定されるものではなく、処理後の半導体ウエハが洗浄され、乾燥され、クリーンな状態で排出する処理装置であれば、例えば、めっき装置にも本発明の基板搬送治具を取り付けた基板搬送装置を利用できる。
【００７４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、下記のような優れた効果が得られる。
（１）調芯機構を具備することにより、薄型基板が所定の正規の載置位置からずれている場合、例えばカセットケース内に薄型基板が正規位置からずれて収容されていても、該薄型基板の受け取りに際して、基板支持部材を該薄型基板の下方に挿入移動すると薄型基板は正規位置に移動するので、該薄型基板を落し込溝に正確に落とし込むことができる。
【００７５】
（２）また、基板支持部材に薄型基板のエッジに当接し押込む調芯部材を具備するだけの簡単な構成で、薄型基板をカセットケースに挿入すると該調芯部材とカセットケースの側壁の協働により薄型基板は正規位置に移動させることができる。
【００７６】
（３）また、基板支持部材に薄型基板を落し込む溝を形成すると共に、該溝の内周近傍に基板下面の外周部が当接する基板載置部を形成したので、真空吸着力を必要とせず、薄型基板の位置ずれ、脱落、破損を起こす心配はなくなる。
【００７８】
（４）また、薄型基板下面の外周部のみが基板載置部に当接するので、該基板載置部が当接しない薄型基板下面にパーティクルが付着し、汚染されることは極めて少なくなる。
【００７９】
（５）また、薄型基板の下面外周部が当接する基板検知部に圧力検出用の穴を設け、薄型基板受け取り時に該穴を通して外部に清浄な空気、又はＮ2ガス等の気体を小量流しておき、該穴を薄型基板が塞ぐことにより圧力が変化したか否かで、薄型基板の有無を検知するので、従来のように真空吸着の圧力変化で薄型基板の有無を検知するのと異なり、空気中のパーティクルを集めて、該パーティクルの付着により薄型基板を汚染する心配はない。
【００８２】
（６）また、圧力検出用穴を基板搬送時真空源に接続することにより、薄型基板の浮上を押さえ位置ずれを防止することも可能となり、その際、吸着力も小さく、薄型基板下面の外周部を吸引するだけであるから、パーティクル汚染も少ない。また、薄型基板下面外周部がパーティクルで汚染しても製品の歩留には、中央部の汚染に比較して影響が少ない。
【００８３】
また、請求項２に記載の発明によれば、薄型基板の搬送中、基板検知機構は薄型基板を落し込む溝内の薄型基板の有無を検知するので、搬送中に薄型基板が脱落又は脱落しそうになる姿勢になった場合、それを直ちに検知でき、処置をすることができる。
【００８４】
また、請求項３に記載の発明によれば、基板支持部材の幅は該基板支持部材を基板搬送装置に取り付ける側を広く、先端部を狭くしたので、内部幅に制限があるカセットケースから基板を受け取り、受け渡すのに好適で、安定した基板の保持が可能となる。
【００８５】
また、請求項４に記載の発明によれば、基板支持部材の肉厚を該基板支持部材を基板搬送装置に取り付ける側を厚く、先端部を薄くするので、同じ剛性でも、先端部及び薄型基板を落とし込む落し込溝部の肉厚を更に薄くすることができる。
【００８６】
また、請求項５に記載の発明によれば、基板搬送治具に少なくとも請求項１乃至４のいずれかに記載の基板搬送治具を用いたことにより、上記基板搬送治具の有する（１）乃至（６）の効果を活用した基板搬送装置が実現できる。
【００８７】
また、請求項６に記載の発明によれば、薄型基板を真空吸着する第１の基板搬送治具で未処理薄型基板を取り出し、処理済み薄型基板を請求項１乃至４に記載のいずれか１つの基板搬送治具で受け取るので、カセットケース内にそれぞれの薄型基板が異なる姿勢で収納されていても、確実に薄型基板を取り出すことができると共に、処理済のクリーンな薄型基板がパーティクルで汚染することは極めて少なくなる。
【００８８】
請求項７に記載の発明によれば、ポリッシング装置の基板搬送部の少なくとも一部に請求項５又は６に記載の基板搬送装置を用いたので、薄型基板のパーティクル汚染が少ない。特に研磨、洗浄、乾燥後のクリーンな薄型基板を請求項１乃至４のいずれかに記載の第２の基板搬送治具で受け取りカセットケースに移送し収納するので、パーティクル汚染は極めて少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の基板搬送治具の構成を示す図で、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図である。
【図２】 本発明に係る基板搬送治具の構成を示す図で、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は側面図、図２（ｃ）は補強板の平面図である。
【図３】 本発明に係る基板搬送治具の基板支持部材の先端部断面を示す図である。
【図４】 本発明に係る基板搬送治具とカセットケースに収納されている半導体ウエハの関係を示す図で、図４（ａ）はカセットケースの一部正面図、図４（ｂ）はＡ−Ａ断面図、図４（ｃ）はカセットケース側壁部の一部断面図である。
【図５】 本発明に係る基板搬送治具で半導体ウエハの位置ずれを修正する状態を示す図である。
【図６】 本発明に係る基板搬送治具の他の構成例を示す図で、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は側断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＤ−Ｄ断面、図６（ｄ）はＣ部分の拡大図である。
【図７】 本発明に係る基板搬送治具の基板支持部材をカセットケースの内部に挿入し半導体ウエハを溝に正常に落とし込んだ状態を示す仮想平面図である。
【図８】 本発明に係る基板搬送治具の基板支持部材でカセットケースに収容された半導体ウエハを取出す動作の流れを示す図である。
【図９】 本発明に係る基板搬送治具の基板支持部材でカセットケースに半導体ウエハを収容する動作の流れを示す図である。
【図１０】 本発明に係る基板搬送装置の平面構成を示す図である。
【図１１】 本発明に係る基板搬送装置を使用するポリッシング装置の平面構成を示す図である。
【図１２】 図１１に示すポリッシング装置の洗浄部の要部を立体的に示す斜視図である。
【図１３】 本発明に係る基板搬送装置の平面構成を示す図である。
【符号の説明】
１０ 基板支持部材
１１ 基部
１２ 指部
１３ 溝の内径
１４ 溝
１５ 基板載置部
１５’ 基板検知部
１６ 圧力検出用穴
１８ 圧力検知用微小通路
１９ 補強材
２０ 溝
２１ カセットケース
２２ ボルト穴
２３ ピン
２４ 光電センサ等
２５ 調芯部材
３０ ロボット
３１ アーム
３２ アーム
３３ 本発明の基板搬送治具
３３’ 本発明の基板搬送治具
３４ 従来の基板搬送治具
４０ ポリッシング部
４１ トップリング
４２ ポリッシングユニット
４３ ドレッシングツール
４４ ドレッシングユニット
４５ ターンテーブル
４６ 研磨面
４７ ワーク受渡装置
５０ 洗浄部
５１ 基板搬送装置
５２ 基板搬送装置
５３ １次洗浄機
５４ ２次洗浄機
５５ スピン乾燥機
５６ ワーク反転機
５７ ワーク反転機
５８ カセットケース
５９ カセットケース

Claims (7)

  1. 薄型基板を落とし込む落し込溝を形成した基板支持部材を具備し、所定位置に載置されている前記薄型基板を受け取るときは、該薄型基板の下方に前記基板支持部材を挿入移動させ前記所定位置で上方に移動させることにより、該薄型基板を前記落し込溝に落とし込み保持するようになっている基板搬送治具であって、
    前記所定位置に載置されている前記薄型基板を受け取るべく前記基板支持部材を該薄型基板の下方に挿入移動させた際、該薄型基板が正規の所定位置からずれている場合、該薄型基板を正規の所定位置に移動させる調芯機構と、
    前記基板支持部材の落し込溝の内周近傍に前記薄型基板下面の外周部が当接する基板載置部を形成すると共に、前記落し込溝に薄型基板が存在するか否かを検知する基板検知機構とを備え、
    前記調芯機構は、前記基板支持部材の前記落し込溝周辺に設けられた調芯部材を具備し、前記薄型基板を受け取るべく該基板支持部材を該薄型基板の下方に挿入移動させると、該調芯部材は該薄型基板のエッジに当接し該薄型基板を押し込み移動させ、該基板支持部材が該薄型基板を受け取るべく所定の位置に達したら、該薄型基板を正規の所定位置に位置させるようになっており、
    前記基板検知機構は、前記落し込溝の内周近傍に形成された前記薄型基板の下面外周部が当接する基板検知部の上面に開口する圧力検出用の穴を設け、更に該穴内に気体を送る通路を設け、該穴内の圧力により薄型基板の有無を検知する手段であることを特徴とする基板搬送治具。
  2. 請求項１に記載の基板搬送治具において、
    前記基板検知機構は、前記薄型基板の搬送中に常に前記落し込溝内の薄型基板の有無を検知することを特徴とする基板搬送治具。
  3. 請求項１又は２に記載の基板搬送治具において、
    前記基板支持部材の落し込溝の内周近傍に前記薄型基板下面の外周部が当接する基板載置部を形成すると共に、該基板支持部材の前記落し込溝形成部の幅は該基板支持部材を基板搬送装置に取り付ける側が広く、その反対側の先端部が狭くなっていることを特徴とする基板搬送治具。
  4. 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の基板搬送治具において、
    前記基板支持部材の肉厚は該基板支持部材を基板搬送装置に取り付ける側が厚く、その反対側の先端部が薄くなっていることを特徴とする基板搬送治具。
  5. 基板搬送治具を具備し、該基板搬送治具で所定の位置にある未処理の薄型基板を取り出し処理装置に移送し、該処理装置で処理した処理済みの薄型基板を前記基板搬送治具で所定の位置に移送する基板搬送装置であって、
    前記基板搬送治具に少なくとも請求項１乃至４のいずれかに記載の基板搬送治具を用いたことを特徴とする基板搬送装置。
  6. 薄型基板を真空吸着により保持する第１の基板搬送治具と、請求項１乃至４に記載のいずれか１つの第２の基板搬送治具を具備し、
    前記第１の基板搬送治具で未処理基板収納カセットケースより未処理薄型基板を取り出し、処理装置に移送し、該処理装置で処理した処理済み薄型基板を前記第２の基板搬送治具で受け取り、処理済薄型基板を収納するカセットケースに移送し、収納することを特徴とする基板搬送装置。
  7. 薄型基板を研磨するポリッシング部、該ポリッシング部で研磨した薄型基板を洗浄し、乾燥処理する洗浄乾燥処理部、薄型基板を各部に移送する基板搬送部を具備するポリッシング装置において、
    前記基板搬送部の少なくとも一部に請求項５又は６記載の基板搬送装置を用いたことを特徴とするポリッシング装置。
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