JP6058360B2

JP6058360B2 - 基板受渡機構、基板搬送装置及び基板受渡方法

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Publication number: JP6058360B2
Application number: JP2012251107A
Authority: JP
Inventors: 仙尚小林; 篤河邊; 俊行鷲足
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2032-11-15
Also published as: JP2014099542A

Description

本発明は、リフトピンと搬送アームを利用する基板受渡機構、基板搬送装置及び基板受渡方法に関する。

基板としてのウエハに枚葉で処理を施す基板処理システムでは、該基板処理システムを構成する各モジュール、例えば、ローダーモジュール、ロードロックモジュール、トランスファモジュールやプロセスモジュールの間においてウエハを枚葉で搬送する。特に、ロードロックモジュールでは、ローダーモジュールから搬入されたウエハをリフトピンで持ち上げてトランスファモジュールから進入した搬送アームのフォークへ受け渡す。また、搬送アームはウエハをプロセスモジュールへ搬入してプロセスモジュールのステージから突出するリフトピンへ受け渡す。

図９は、トランスファモジュール内の搬送アームの構成を概略的に示す図であり、図９（Ａ）は搬送アームの斜視図であり、図９（Ｂ）は搬送アームのフォークの平面図であり、図９（Ｃ）は搬送アームのフォークの側面図である。なお、図９（Ｂ）においてウエハは便宜的に破線で示される。

図９（Ａ）において、搬送アーム９０は中心軸周りに回転可能な円柱状の基部９１と、該基部９１の上部に配されて伸縮自在なスカラタイプのアーム部９２と、該アーム部９２の先端に設けられたフォーク９３とを有し、旋回、伸縮することによってフォーク９３が支持するウエハをロードロックモジュール及びプロセスモジュールの間で搬送する。

フォーク９３は、図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）に示すように、二股状の平板部材によって構成され、上面において同一円周上に配された３つのパッド９４を有する。各パッド９４は弾性体、例えば、耐熱ゴムからなる突起であり、フォーク９３がウエハＷを支持する際、ウエハＷの裏面に当接する。

プロセスモジュールではウエハをステージ上の所定の位置（処理位置）に載置する必要があるため、ウエハＷを搬送アーム９０によって搬送する際、ウエハＷのフォーク９３や各ステージに対する相対位置のずれの発生を抑える必要があり、ウエハＷがずれないようにパッド９４はできるだけ大きな接触面積を保つようにウエハＷの裏面に当接させていた。

ところが、近年のウエハの大口径化に伴ってウエハの熱膨張量が大きくなったため、ウエハＷとフォーク９３の熱膨張量差も大きくなり、ウエハＷの裏面と各パッド９４の当接が保てなくなるという問題があった。

そこで、各パッド９４の先端にウエハＷの裏面と当接する細突起部を設け、ウエハＷが熱膨張した際、細突起部を積極的に変形させてウエハＷとフォーク９３の熱膨張量差を吸収し、ウエハＷの裏面と各パッド９４の当接を維持する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、パッド９４をウエハＷの裏面へ適切に当接させるために、複数のリフトピンによってウエハＷを持ち上げた際、従来はウエハＷを撓ませないように、できるだけウエハＷの外周側を各リフトピンによって支持すべく、各リフトピンが配置される円周（Pitch Circle Diameter）（以下、「ＰＣＤ」という。）をできるだけ大きく設定していた。これにより、ウエハＷの撓みが抑制されて各パッド９４は大きい面積でウエハＷの裏面に当接する。

国際公開第２００９／００５０２７号

しかしながら、よりウエハの大口径化が進むとウエハの自重が大きくなってウエハＷの裏面が各パッド９４へ密着するため、ウエハＷをフォーク９３からプロセスモジュールのリフトピンへ受け渡す際、ウエハＷが各パッド９４へ固着してリフトピンで軽くウエハＷを持ち上げただけではウエハＷがフォーク９３から離間しないことがある。

この場合、ウエハＷをリフトピンで強く持ち上げる必要があるが、ウエハＷがパッドから離間しない間にリフトピンで持ち上げられたウエハＷは大きく反るため、ウエハＷが各パッド９４から離間した際、ウエハＷが反りに起因するバネ力で跳ねて各パッド９４に対して位置がずれるという問題がある。

本発明の目的は、基板の受け渡しの際に基板がずれるのを防止することができる基板受渡機構、基板搬送装置及び基板受渡方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の基板受渡機構は、搬送アームに設けられた基板支持部へ基板を受け渡すために前記基板を上方へ持ち上げる複数のリフトピンを備える基板受渡機構であって、前記複数のリフトピンは平面視において同一円周上に配置され、前記基板支持部は、上方に突出し且つ前記基板の裏面へ当接して前記基板を支持する弾性体からなる複数の当接部を有し、前記複数のリフトピンのピッチ円直径は、前記複数のリフトピンが前記基板を上方へ持ち上げた際、前記基板が積極的に上に凸に変形して前記基板の裏面が水平に対して傾斜し、該傾斜した基板の裏面が前記複数の当接部に当接して該複数の当接部によって前記基板が支持された際、前記複数の当接部を水平に対して傾斜した方向に変形させ、前記傾斜した方向へ作用して前記複数の当接部からの前記基板の離間を補助する力を発生させるように設定されることを特徴とする。

請求項２記載の基板受渡機構は、請求項１記載の基板受渡機構において、前記当接部の少なくとも上端は半球状を呈することを特徴とする。

請求項３記載の基板受渡機構は、請求項１又は２記載の基板受渡機構において、前記基板は直径が４５０ｍｍの円板状部材からなり、前記複数のリフトピンのピッチ円直径は１８０ｍｍ以下であることを特徴とする。

請求項４記載の基板受渡機構は、請求項３記載の基板受渡機構において、前記複数のリフトピンのピッチ円直径は１２０ｍｍ以下であることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項５記載の基板搬送装置は、大気真空切替室、基板処理室、並びに、前記大気真空切替室及び前記基板処理室の間に介在する基板搬送室を備える基板処理システムにおいて、前記基板処理室及び前記大気真空切替室の間で基板を搬送する基板搬送装置であって、前記基板搬送室に配置され、且つ前記大気真空切替室及び前記基板処理室へ進退自在な基板支持部を有する搬送アームと、前記大気真空切替室に配置され、且つ前記基板支持部へ前記基板を受け渡すために前記基板を上方へ持ち上げる複数のリフトピンとを備え、前記複数のリフトピンは平面視において同一円周上に配置され、前記基板支持部は、上方に突出し且つ前記基板の裏面へ当接して前記基板を支持する弾性体からなる複数の当接部を有し、前記複数のリフトピンのピッチ円直径は、前記複数のリフトピンが前記基板を上方へ持ち上げた際、前記基板が積極的に上に凸に変形して前記基板の裏面が水平に対して傾斜し、該傾斜した基板の裏面が前記複数の当接部に当接して該複数の当接部によって前記基板が支持された際、前記複数の当接部を水平に対して傾斜した方向に変形させ、前記傾斜した方向へ作用して前記複数の当接部からの前記基板の離間を補助する力を発生させるように設定されることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項６記載の基板受渡方法は、搬送アームに設けられた基板支持部へ複数のリフトピンで基板を受け渡す基板受渡方法であって、前記複数のリフトピンで前記基板を上方へ持ち上げる際、前記基板の中心近傍を前記複数のリフトピンで支持して前記基板を積極的に上に凸に変形させて前記基板の裏面を水平に対して傾斜させる基板上昇ステップと、前記複数のリフトピンで前記基板を支持したまま、前記複数のリフトピンで前記基板を下降させて前記基板を前記基板支持部に支持させる基板下降ステップとを有し、前記複数のリフトピンは平面視において同一円周上に配置され、前記基板支持部は、上方に突出し且つ前記基板の裏面へ当接して前記基板を支持する弾性体からなる複数の当接部を有し、前記複基板下降ステップにおいて前記傾斜した基板の裏面が前記複数の当接部に当接して該複数の当接部によって前記基板が支持された際、前記複数の当接部を水平に対して傾斜した方向に変形させ、前記傾斜した方向へ作用して前記複数の当接部からの前記基板の離間を補助する力を発生させるように、前記複数のリフトピンのピッチ円直径が設定されることを特徴とする。

請求項７記載の基板受渡方法は、請求項６記載の基板受渡方法において、前記基板は直径が４５０ｍｍの円板状部材からなり、前記複数のリフトピンのピッチ円直径は１８０ｍｍ以下であることを特徴とする。

請求項８記載の基板受渡方法は、請求項７記載の基板受渡方法において、前記複数のリフトピンのピッチ円直径は１２０ｍｍ以下であることを特徴とする。

本発明によれば、複数のリフトピンによって基板が上方に持ち上げられて搬送アームに設けられた基板支持部へ受け渡されるときに、基板を積極的に上に凸に変形させて基板の裏面を水平に対して傾斜させ、該傾斜した基板の裏面が搬送アームに設けられた基板支持部の複数の当接部に当接して該複数の当接部によって基板が支持された際、複数の当接部を水平に対して傾斜した方向に変形させ、当該傾斜した方向へ作用して複数の当接部からの基板の離間を補助する力を発生させるので、基板支持部が支持する基板を他のリフトピンへ受け渡すために基板を他のリフトピンで持ち上げる際、傾斜した方向に作用する力の反作用力が基板の垂直方向に関する保持力を減らす力として作用し、基板の複数の当接部からの離間を補助する。これにより、基板は複数の当接部から容易に離間し、他のリフトピンで持ち上げられた基板が大きく反ることがない。その結果、基板が反りに起因するバネ力によって跳ねることがなく、受け渡しの際に基板がずれるのを防止することができる。

本発明の実施の形態に係る基板搬送装置を備える基板処理システムの構成を概略的に示す平面図である。本実施の形態に係る基板受渡機構の構成を説明するための図であり、図２（Ａ）は平面図であり、図２（Ｂ）は側面図である。従来の基板受渡方法を示す工程図である。本実施の形態に係る基板受渡方法を示す工程図である。図１の基板処理システムにおいて実行される基板搬送方法の工程図である。各リフトピンのＰＣＤとウエハの撓み量との関係を示すグラフである。各リフトピンのＰＣＤとウエハの最大撓み量との関係を示すグラフである。図５の基板搬送方法を複数回実行した際におけるウエハのずれを示すグラフであり、図８（Ａ）は各リフトピンのＰＣＤが１２０ｍｍに設定された場合を示し、図８（Ｂ）は各リフトピンのＰＣＤが２２０ｍｍに設定された場合を示す。トランスファモジュール内の搬送アームの構成を概略的に示す図であり、図９（Ａ）は搬送アームの斜視図であり、図９（Ｂ）は搬送アームのフォークの平面図であり、図９（Ｃ）は搬送アームのフォークの側面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施の形態に係る基板搬送装置を備える基板処理システムの構成を概略的に示す平面図である。図１の基板処理システムは枚葉でウエハにプラズマ処理を施すように構成されている。なお、図１では、説明のために基板処理システムの内部が透けて見えるように描画されている。

図１において、基板処理システム１０は、平面視略五角形状のトランスファモジュール１１（基板搬送室）と、該トランスファモジュール１１の周りに放射状に配置されてトランスファモジュール１１に接続された６つのプロセスモジュール１２（基板処理室）と、トランスファモジュール１１に対向して配置されたローダーモジュール１３と、トランスファモジュール１１及びローダーモジュール１３の間に介在する２つのロードロックモジュール１４（大気真空切替室）とを備える。

各プロセスモジュール１２は真空室からなり、内部に配置された円柱状の載置台としてのステージ１５を有し、該ステージ１５にウエハＷが載置された後、内部を減圧して処理ガスを導入し、さらに内部に高周波電力を印加してプラズマを生成し、該プラズマによってウエハＷにプラズマ処理を施す。各プロセスモジュール１２とトランスファモジュール１１とは開閉自在なゲートバルブ１６で仕切られる。

また、各プロセスモジュール１２のステージ１５は上面から突出自在な複数の細棒状の３つのリフトピン１５ａを有する。各リフトピン１５ａは平面視において同一円周上に配置され、ステージ１５の上面から突出することによってステージ１５に載置されたウエハＷを支持して持ち上げるとともに、ステージ１５内へ退出することによって支持するウエハＷをステージ１５へ載置させる。

トランスファモジュール１１は真空室からなり、内部に配置された２つのスカラアームタイプの搬送アーム１７ａと、内部に配置されたガイドレール（図示しない）とからなる搬送機構１７を有する。搬送機構１７はガイドレールに沿って移動し、各プロセスモジュール１２やロードロックモジュール１４の間においてウエハＷを搬送する。また、各搬送アーム１７ａは旋回、伸縮自在に構成され、各搬送アーム１７ａの先端にはウエハＷを支持するフォーク１７ｂ（基板支持部）が配置される。

各ロードロックモジュール１４は、内部を真空、大気圧に切り換え可能な内圧可変室からなり、内部に配置された円柱状のステージ１８を有する。ロードロックモジュール１４は、ウエハＷをローダーモジュール１３からトランスファモジュール１１へ搬入する際、まず内部を大気圧に維持してローダーモジュール１３からウエハＷを受け取り、次いで、内部を真空まで減圧してトランスファモジュール１１へウエハＷを搬入する。また、ウエハＷをトランスファモジュール１１からローダーモジュール１３へ搬出する際、まず内部を真空に維持してトランスファモジュール１１からウエハＷを受け取り、次いで、内部を大気圧まで昇圧してローダーモジュール１３へウエハＷを搬入する。

各ロードロックモジュール１４のステージ１８は上面から突出自在な複数の細棒状の３つのリフトピン１８ａを有する。各リフトピン１８ａは平面視において同一円周上に配置され、ステージ１８の上面から突出することによってウエハＷを支持して持ち上げる。

ローダーモジュール１３は直方体状の大気搬送室からなり、長手方向に関する一の側面には各ロードロックモジュール１４が接続され、長手方向に関する他の側面には３つのフープ載置台１９が設けられている。

ローダーモジュール１３内には搬送機構２０が配置され、該搬送機構２０は、ガイドレール（図示しない）と、スカラアームタイプの搬送アーム２０ａとを有し、搬送アーム２０ａは、ガイドレールに沿って移動自在に構成されるとともに、旋回、伸縮自在に構成され、該搬送アーム２０ａの先端にはウエハＷを支持するフォーク２０ｂが配置される。ローダーモジュール１３では、搬送機構２０が各フープ載置台１９に載置された複数のウエハＷを収容する容器としてのフープ（図示しない）及び各ロードロックモジュール１４の間でウエハＷを搬送する。

基板処理システム１０は、例えば、コンピュータからなる制御装置２１を有し、基板処理システム１０の各構成要素（例えば、トランスファモジュール１１やプロセスモジュール１２）の動作は制御装置２１によって制御される。

本基板処理システム１０において、トランスファモジュール１１における搬送機構１７の各搬送アーム１７ａと、ロードロックモジュール１４におけるステージ１８の各リフトピン１８ａとは基板搬送装置を構成する。

なお、各搬送アーム１７ａ、各リフトピン１８ａ及び各リフトピン１５ａによる、各ロードロックモジュール１４から各プロセスモジュール１２への基板搬送方法については後に詳述する（図５）。

図２は、本実施の形態に係る基板受渡機構の構成を説明するための図であり、図２（Ａ）は平面図であり、図２（Ｂ）は側面図である。なお、図２（Ａ）では、説明のためにフォーク１７ｂが透けて見えるように描画され、さらにウエハＷが破線で示される。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）において、搬送機構１７の各搬送アーム１７ａのフォーク１７ｂと、ステージ１８の各リフトピン１８ａとは基板受渡機構を構成する。

フォーク１７ｂは二股状の平板部材によって構成され、上面において同一円周上に配された３つのパッド１７ｃ（当接部）を有する。各パッド１７ｃは弾性体、例えば、耐熱ゴムからなり、少なくとも上端が半球状を呈する突起であり、フォーク１７ｂがウエハＷを支持する際、ウエハＷの裏面に接触する。

ステージ１８において各リフトピン１８ａは、フォーク１７ｂがロードロックモジュール１４内へ進入して平面視において各パッド１７ｃのピッチ円の中心が各リフトピン１８ａのピッチ円の中心と一致した場合に、フォーク１７ｂの二股部の内側に位置するように配置される。これにより、各リフトピン１８ａはフォーク１７ｂと干渉することなく上方へ突出することができ、各リフトピン１８ａの上端がフォーク１７ｂの各パッド１７ｃの上端よりも上方に位置するときには各リフトピン１８ａがウエハＷの裏面に接触してウエハＷを持ち上げる。

また、各リフトピン１８ａの上端が各パッド１７ｃの上端よりも下方に位置するときには各パッド１７ｃがウエハＷの裏面に当接してウエハＷを支持する。すなわち、本実施の形態に係る基板受渡機構では、各リフトピン１８ａが図２（Ｂ）中の上下方向に関して上下動し、フォーク１７ｂに対する相対位置を変更することにより、ウエハＷの受け渡しを行う。

ところで、平面視における各リフトピンの配置箇所に関し、従来は各リフトピンのＰＣＤをできるだけ大きく設定し、各リフトピンでウエハを持ち上げた際、各リフトピンによってできるだけウエハの外側を支持してウエハの撓みをできるだけ抑え、これにより、フォーク１７の各パッドをウエハの裏面へできるだけ大きな面積で当接させていた。例えば、ウエハＷの直径が４５０ｍｍの場合において各リフトピンのＰＣＤは２２０ｍｍに設定される。

図３は、従来の基板受渡方法を示す工程図であり、図３（Ａ）、図３（Ｂ）及び図３（Ｄ）はフォーク、リフトピン及びウエハの断面図として示され、図３（Ｃ）はパッド周りの拡大断面図として示される。

まず、各リフトピン９５がフォーク９３よりも上方へ突出してウエハＷを持ち上げる際、各リフトピン９５のＰＣＤはできるだけ大きく設定されているため、ウエハＷの撓みは抑制される（図３（Ａ））。

次いで、各リフトピン９５を下方へ移動させると、ウエハＷの裏面が各パッド９４へ当接してウエハＷが各パッド９４によって支持されるが（図３（Ｂ））、ウエハＷの撓みは抑制されてウエハＷの裏面の傾斜が小さいため、各パッド９４はウエハＷの裏面へ大きな面積で当接するとともに、主に各パッド９４の上端がウエハＷの裏面へ当接し、各パッド９４において水平に対して下方へ傾斜した方向（以下、単に「傾斜方向」という。）に作用する力、例えば、剪断力は殆ど発生しない（図３（Ｃ））。

次いで、各リフトピン９５がフォーク９３よりも下方へ移動すると、フォーク９３の各パッド９４がウエハＷの裏面に当接してウエハＷを支持する（図３（Ｄ））。

しかしながら、上述したように、各パッド９４がウエハＷの裏面へ大きな面積で当接すると、ウエハＷの各パッド９４への固着が生じてウエハＷを垂直方向に関して保持する力（以下、「ウエハＷの垂直保持力」という。）がウエハＷへ作用し、ウエハＷを支持するフォーク９３がプロセスモジュール内へ進入して当該ウエハＷをステージの各リフトピンへ受け渡す際、各リフトピンで軽くウエハＷを持ち上げただけではウエハＷがフォーク９３から離間しないことがある。

本実施の形態では、これに対応して各リフトピン１８ａのＰＣＤが従来の各リフトピン１８ａのＰＣＤ（例えば、２２０ｍｍ）よりも極力小さく、具体的にはウエハＷの直径が４５０ｍｍの場合において、例えば、１２０ｍｍに設定される。

図４は、本実施の形態に係る基板受渡方法を示す工程図であり、図４（Ａ）、図４（Ｂ）及び図４（Ｄ）はフォーク、リフトピン及びウエハの断面図として示され、図４（Ｃ）はパッド周りの拡大断面図として示される。

まず、各リフトピン１８ａがフォーク１７ｂよりも上方へ突出してウエハＷを持ち上げる際、各リフトピン１８ａのＰＣＤは極力小さく設定されているため、ウエハＷは大きく撓み、積極的に上に凸に変形する（図４（Ａ））（基板上昇ステップ）。

次いで、各リフトピン１８ａを下方へ移動させてウエハＷを下降させると、ウエハＷの裏面が各パッド１７ｃへ当接してウエハＷが各パッド１７ｃによって支持されるが（図４（Ｂ））、ウエハＷは積極的に上に凸に変形してウエハＷの裏面が水平に対して傾斜しているため、各パッド１７ｃはウエハＷの裏面へ小さな面積で当接するとともに、主に各パッド１７ｃの傾斜面がウエハＷの裏面へ当接して各パッド１７ｃの上端が傾斜方向へ変形し、各パッド１７ｃにおいて傾斜方向に作用する力、例えば、剪断力２２が発生する（図４（Ｃ））。また、上端の傾斜方向への変形によって各パッド１７ｃの表面には皺が発生し、よりウエハＷとの当接面積が減少する。

次いで、各リフトピン１８ａがフォーク１７ｂよりも下方へ移動すると、フォーク１７ｂの各パッド１７ｃがウエハＷの裏面に当接してウエハＷを支持するが、各パッド１７ｃはウエハＷによって押さえられるため、各パッド１７ｃの上端の傾斜方向への変形は維持され、ウエハＷには剪断力２２の反作用として傾斜方向とは反対方向（水平に対して上方へ傾斜した方向）に沿う反力２３が作用する（図４（Ｃ）、図４（Ｄ））。この反力２３の上方へ向かう分力は、ウエハＷの垂直保持力を減らす力として作用し、後述する基板搬送方法（図５）においてウエハＷがプロセスモジュール１２におけるステージ１５の各リフトピン１５ａによって持ち上げられる際、ウエハＷの各パッド１７ｃからの離間を補助する。

図５は、図１の基板処理システムにおいて実行される基板搬送方法の工程図である。本基板搬送方法ではウエハＷがロードロックモジュール１４からプロセスモジュール１２へ搬送され、本基板搬送方法の途中において図４の基板受渡方法が実行される。なお、各図においてロードロックモジュール１４及びプロセスモジュール１２は省略される。

まず、ウエハＷを持ち上げた搬送アーム２０ａのフォーク２０ｂがロードロックモジュール１４内に進入してウエハＷをステージ１８と対向させる（図５（Ａ））。

次いで、各リフトピン１８ａが上方へ突出してウエハＷを持ち上げてフォーク２０ｂから離間させるが、各リフトピン１８ａのＰＣＤは極力小さく設定されているため、積極的に上に凸に変形する（図５（Ｂ））。

次いで、フォーク２０ｂがロードロックモジュール１４から退出し、ロードロックモジュール１４内が真空まで減圧された後、搬送アーム１７ａのフォーク１７ｂがロードロックモジュール１４内に進入する。このとき、フォーク１７ｂの各パッド１７ｃのＰＣＤの中心と各リフトピン１８ａのＰＣＤの中心は一致する（図５（Ｃ））。

次いで、各リフトピン１８ａが下方へ移動してウエハＷを下降させ、ウエハＷを各パッド１７ｃによって支持させるが、上述したように、ウエハＷの裏面が水平に対して傾斜しているため、ウエハＷの裏面が各パッド１７ｃに当接する際、各パッド１７ｃにおいて傾斜方向に沿う剪断力２２が発生し、ウエハＷには剪断力２２の反作用として傾斜方向とは反対方向に沿う反力２３が作用する（図５（Ｄ）、図４（Ｃ））。

次いで、ウエハＷを支持するフォーク１７ｂはロードロックモジュール１４内から退出してトランスファモジュール１１を経由してプロセスモジュール１２内に進入してウエハＷをステージ１５と対向させる。このとき、フォーク１７ｂの各パッド１７ｃのＰＣＤの中心と各リフトピン１５ａのＰＣＤの中心は一致する（図５（Ｅ））。

次いで、各リフトピン１５ａが上方へ突出してウエハＷを持ち上げてフォーク１７ｂから離間させるが、このとき、反力２３の上方へ向かう分力がウエハＷの垂直保持力を減らす力として作用し、ウエハＷを上方へ押し上げてウエハＷの各パッド１７ｃからの離間を補助する（図５（Ｆ））。

次いで、フォーク１７ｂがプロセスモジュール１２内から退出した後、各リフトピン１５ａが下方へ移動してウエハＷを下降させ、該ウエハＷをステージ１５に載置させ（図５（Ｇ））、本方法を終了する。

図４の基板受渡方法及び図５の基板搬送方法によれば、各リフトピン１８ａによってウエハＷが上方に持ち上げられて搬送アーム１７ａに設けられたフォーク１７ｂへ受け渡されるときに、ウエハＷを積極的に上に凸に変形させてウエハＷの裏面を水平に対して傾斜させ、該傾斜したウエハＷの裏面がフォーク１７ｂのパッド１７ｃに当接した際、パッド１７ｃへ傾斜方向に沿う剪断力２２を発生させるので、フォーク１７ｂが支持するウエハＷを各リフトピン１５ａへ受け渡すためにウエハＷを各リフトピン１５ａで持ち上げる際、剪断力２２の反作用としての反力２３がウエハＷのパッド１７ｃからの離間を補助する。また、上端の傾斜方向への変形によって各パッド１７ｃの表面には皺が発生し、よりウエハＷとの当接面積が減少するため、ウエハＷは各パッド１７ｃへ固着し辛くなる。これにより、ウエハＷは各パッド１７ｃから容易に離間し、各リフトピン１５ａで持ち上げられたウエハＷが大きく反ることがない。その結果、ウエハＷが反りに起因するバネ力によって跳ねることがなく、ウエハＷがずれるのを防止することができる。

また、上述した基板処理システム１０では、パッド１７ｃの少なくとも上端は半球状を呈するので、傾斜したウエハＷの裏面とパッド１７ｃとの当接が容易であるとともに、ウエハＷの裏面との当接面積を必要最小限に抑えることができるので、ウエハＷの各パッド１７ｃへの固着を確実に防止することができる。

以上、本発明について、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、ステージ１８は３つのリフトピン１８ａを有するが、リフトピン１８ａは３本に限られず、ウエハＷを安定的に支持可能であれば、４本以上であってもよい。

また、プロセスモジュール１２においてウエハＷをステージ１５上の所定の位置（処理位置）に載置する必要があるため、本発明は、ウエハＷのロードロックモジュール１４からプロセスモジュール１２への搬送に適用されたが、ウエハＷがプロセスモジュール１２においてプラズマ処理を施された後のウエハＷの搬送、例えば、プロセスモジュール１２からロードロックモジュール１４への搬送に適用されてもよい。

さらに、上記実施の形態では、ウエハＷの裏面が水平に対して傾斜して各パッド１７ｃへ当接する際に各パッド１７ｃにおいて発生する傾斜方向に作用する力として剪断力２２を例に挙げたが、傾斜方向に作用する力は剪断力２２に限られない。

次に、本発明の実施例を具体的に説明する。

まず、直径が４５０ｍｍのウエハＷを用い、実施例１として各リフトピン１８ａのＰＣＤを１２０ｍｍに設定した場合のウエハＷの撓み量を計測し、実施例２として各リフトピン１８ａのＰＣＤを１８０ｍｍに設定した場合のウエハＷの撓み量を計測し、比較例１として各リフトピン１８ａのＰＣＤを２２０ｍｍに設定した場合のウエハＷの撓み量を計測し、計測された各撓み量を図６のグラフに示した。なお、図６のグラフにおいて、横軸はウエハの中心からの距離を示し、縦軸はウエハの撓み量を示す。

また、直径が４５０ｍｍのウエハＷを用い、実施例３〜７として各リフトピン１８ａのＰＣＤをそれぞれ１１２ｍｍ、１３２ｍｍ、１５２ｍｍ、１７２ｍｍ、１９２ｍｍに設定した場合のウエハＷの撓み量をシミュレートし、比較例２〜４として各リフトピン１８ａのＰＣＤをそれぞれ２１２ｍｍ、２３２ｍｍ、２５２ｍｍに設定した場合のウエハＷの撓み量をシミュレートし、シミュレートされた各最大撓み量を図７のグラフに示した。なお、図７のグラフにおいて、横軸はリフトピンのＰＣＤを示し、縦軸は最大撓み量を示す。

図６のグラフ及び図７のグラフより、各リフトピン１８ａのＰＣＤを小さくするほどウエハＷが上に凸に変形して大きく撓み、ウエハＷの裏面を水平に対して大きく傾斜させることができるのが分かった。したがって、ウエハＷを搬送アーム１７ａから離間させる際にウエハＷがずれるのを防止する観点からは、各リフトピン１８ａのＰＣＤを小さくするのが好ましく、少なくとも従来の基板受渡方法における各リフトピン１８ａのＰＣＤである２２０ｍｍよりも小さく、例えば、１８０ｍｍ以下に設定するのが好ましいことが分かった。

また、直径が４５０ｍｍのウエハＷを用いて図５の基板搬送方法を複数回実行した際、各リフトピン１８ａのＰＣＤを１２０ｍｍに設定したときのプロセスモジュール１２のステージ１５上の処理位置に対するウエハＷのずれを実施例８として計測し、また、各リフトピン１８ａのＰＣＤを２２０ｍｍに設定したときのステージ１５上の処理位置に対するウエハＷのずれを比較例５として計測し、実施例８で計測されたウエハＷのずれを図８（Ａ）のグラフに示し、比較例５で計測されたウエハＷのずれを図８（Ｂ）のグラフに示した。

実施例８ではウエハＷのずれが直径０．２ｍｍの範囲（図中において円で示す。）に収まったのに対し、比較例５ではウエハＷのずれが直径０．２ｍｍの範囲に収まらず、直径０．５ｍｍの範囲（図中において円で示す。）に辛うじて収まり、且つずれが偏在することが分かった。また、実施例８と比較例５を比較すると、各リフトピン１８ａのＰＣＤを小さくするほどウエハＷのずれが小さくなることが分かった。したがって、ウエハＷのずれを直径０．２ｍｍの範囲に収めるには、各リフトピン１８ａのＰＣＤを１２０ｍｍ以下に設定するのが好ましいことが分かった。

Ｗウエハ
１０基板処理システム
１１トランスファモジュール
１２プロセスモジュール
１４ロードロックモジュール
１７ａ搬送アーム
１７ｂフォーク
１７ｃパッド
１８ステージ
１８ａリフトピン

Claims

搬送アームに設けられた基板支持部へ基板を受け渡すために前記基板を上方へ持ち上げる複数のリフトピンを備える基板受渡機構であって、
前記複数のリフトピンは平面視において同一円周上に配置され、
前記基板支持部は、上方に突出し且つ前記基板の裏面へ当接して前記基板を支持する弾性体からなる複数の当接部を有し、
前記複数のリフトピンのピッチ円直径は、前記複数のリフトピンが前記基板を上方へ持ち上げた際、前記基板が積極的に上に凸に変形して前記基板の裏面が水平に対して傾斜し、該傾斜した基板の裏面が前記複数の当接部に当接して該複数の当接部によって前記基板が支持された際、前記複数の当接部を水平に対して傾斜した方向に変形させ、前記傾斜した方向へ作用して前記複数の当接部からの前記基板の離間を補助する力を発生させるように設定されることを特徴とする基板受渡機構。
前記当接部の少なくとも上端は半球状を呈することを特徴とする請求項１記載の基板受渡機構。
前記基板は直径が４５０ｍｍの円板状部材からなり、前記複数のリフトピンのピッチ円直径は１８０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の基板受渡機構。
前記複数のリフトピンのピッチ円直径は１２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の基板受渡機構。
大気真空切替室、基板処理室、並びに、前記大気真空切替室及び前記基板処理室の間に介在する基板搬送室を備える基板処理システムにおいて、前記基板処理室及び前記大気真空切替室の間で基板を搬送する基板搬送装置であって、
前記基板搬送室に配置され、且つ前記大気真空切替室及び前記基板処理室へ進退自在な基板支持部を有する搬送アームと、
前記大気真空切替室に配置され、且つ前記基板支持部へ前記基板を受け渡すために前記基板を上方へ持ち上げる複数のリフトピンとを備え、
前記複数のリフトピンは平面視において同一円周上に配置され、
前記基板支持部は、上方に突出し且つ前記基板の裏面へ当接して前記基板を支持する弾性体からなる複数の当接部を有し、
前記複数のリフトピンのピッチ円直径は、前記複数のリフトピンが前記基板を上方へ持ち上げた際、前記基板が積極的に上に凸に変形して前記基板の裏面が水平に対して傾斜し、該傾斜した基板の裏面が前記複数の当接部に当接して該複数の当接部によって前記基板が支持された際、前記複数の当接部を水平に対して傾斜した方向に変形させ、前記傾斜した方向へ作用して前記複数の当接部からの前記基板の離間を補助する力を発生させるように設定されることを特徴とする基板搬送装置。
搬送アームに設けられた基板支持部へ複数のリフトピンで基板を受け渡す基板受渡方法であって、
前記複数のリフトピンで前記基板を上方へ持ち上げる際、前記基板の中心近傍を前記複数のリフトピンで支持して前記基板を積極的に上に凸に変形させて前記基板の裏面を水平に対して傾斜させる基板上昇ステップと、
前記複数のリフトピンで前記基板を支持したまま、前記複数のリフトピンで前記基板を下降させて前記基板を前記基板支持部に支持させる基板下降ステップとを有し、
前記複数のリフトピンは平面視において同一円周上に配置され、
前記基板支持部は、上方に突出し且つ前記基板の裏面へ当接して前記基板を支持する弾性体からなる複数の当接部を有し、
前記複基板下降ステップにおいて前記傾斜した基板の裏面が前記複数の当接部に当接して該複数の当接部によって前記基板が支持された際、前記複数の当接部を水平に対して傾斜した方向に変形させ、前記傾斜した方向へ作用して前記複数の当接部からの前記基板の離間を補助する力を発生させるように、前記複数のリフトピンのピッチ円直径が設定されることを特徴とする基板受渡方法。
前記基板は直径が４５０ｍｍの円板状部材からなり、前記複数のリフトピンのピッチ円直径は１８０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の基板受渡方法。
前記複数のリフトピンのピッチ円直径は１２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項７記載の基板受渡方法。