JP6535187B2 - 基板搬送用ハンド - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウェハや液晶ガラス等の基板のエッジを把持して基板を搬送する基板搬送用ハンドに関するものである。

半導体デバイスや液晶等の製造工程において半導体ウェハや液晶ガラス等の基板を搬送する際には、ロボットのハンドで基板の下面を吸着して保持し、ロボットおよびハンドを移動させ、基板を次の工程に搬送している。この基板の下面を吸着する方式では、吸着する際に基板の下面にキズが付いたりパーティクルが付着する恐れがある。
基板を凹状の収納部に落とし込むことにより基板の外周部を保持できるハンドもあるが、基板の外周部と基板を受ける収納部との間にスキマ（隙間）を設ける必要があるため、基板の位置がずれたり、基板が落下する恐れがあり、高速で基板を搬送できないという問題がある。

そのため、最近は基板の外周部を把持するエッジグリップ方式のハンドが主流になってきている。特許文献１には、基板のエッジを把持する受け部品および把持部品に傾斜を付けて、基板の外周部の一部と受け部品および把持部品との接触だけで基板を把持するように構成したエッジクリップ方式のハンドが開示されている。

特許第４６００８５６号公報

しかしながら、エッジグリップ方式のハンドにおいては、実際には基板と受け部品および把持部品とが摺動する箇所があり、そこからパーティクルが発生する。ただ、一般的には基板の処理面は上向きで、ハンドは下面にあり、受け部品および把持部品も外周部から下面にある。基板搬送空間もダウンフローに保たれていることが多い。また、基板の外周部の数ｍｍ（一般的には３ｍｍ程度）は製品に使用しない部分であることが多いためパーティクルが発生したとしても特に問題にはならない。しかし、ウェット環境では状況が異なる。

図１６（ａ），（ｂ）は、ウェット環境における一般的なエッジクリップ方式のハンドの動作を示す模式図である。
図１６（ａ）に示すように、ウェット環境でハンドが動作する場合には、ハンドの受け部品３０１や把持部品３０２に洗浄液やリンス液などの液体が付着する。また、研磨後の基板を搬送すると、研磨工程で使用した研磨液（スラリー）がハンドの受け部品３０１や把持部品３０２に付着する。
図１６（ｂ）に示すように、把持部品３０２を移動させて受け部品３０１との間で基板Ｗをチャックする際に、基板Ｗが受け部品３０１の斜面を滑りあがり、このとき擦れてパーティクルが発生する。パーティクルは洗浄液やリンス液などの液体中に取り込まれる。図１６（ｂ）に示すように、把持部品３０２および基板Ｗの移動とともに慣性力で液体が基板上に流れ込む。これにより、基板Ｗのいたるところが汚染されてしまう。

本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、基板のチャック時にパーティクルの発生を最小限に抑えることができるとともに基板上に液体が流れ込むことを防止することができ、基板の汚染を防止することができる基板搬送用ハンドを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の基板搬送用ハンドの第１の態様は、平板状のハンド本体と、ハンド本体上に設けられ基板のエッジを保持するための複数の受け部材と、ハンド本体に対して可動に設けられ基板のエッジを把持する把持部材とを備え、前記把持部材をアクチュエータにより移動させ、基板を前記受け部材と前記把持部材によって挟んで固定するように構成された基板搬送用ハンドにおいて、前記複数の受け部材は、前記ハンド本体上に取り付けられる部分であって平板状の支持部と、支持部に支持されている部分であって基板の外周を保持する基板外周保持部と、支持部に支持されている部分であって基板の下面を保持する基板下面保持部とを備え、前記基板外周保持部の外端からさらに前記支持部を延長し、この延長された支持部にもう１つの基板外周保持部を形成することにより、前記基板下面保持部の中心を通る中心線に対して２つの基板外周保持部を線対称で形成し、前記２つの基板外周保持部は、前記支持部から立設されて基板の外周に接触して基板を保持する部分を有し、前記基板下面保持部は、保持される基板の外周側から内側に向かって傾斜した部分を有し、前記２つの基板外周保持部と前記基板下面保持部とは、隙間により離隔されており、前記２つの基板外周保持部と前記基板下面保持部とで囲まれた前記支持部の上面は露出していることを特徴とする。

本発明によれば、基板搬送用ハンドに基板を保持（チャック）する際には、まず、基板は受け部材の基板下面保持部の傾斜した部分に載置される。この時、傾斜した部分には水滴（液体）が載っていることが多い。次に、基板は把持部材により押されて前進し、基板下面保持部の傾斜した部分上の水滴は基板に押されて傾斜した部分から隙間を介して支持部上に落下する。したがって、水滴（液体）が基板上に流れ込むことがない。基板が把持部材により更に押されると、基板の外周は基板外周保持部の基板を保持する部分に当接し、この基板を保持する部分と把持部材とにより基板は保持（チャック）される。このとき、基板の外周はＲ形状（曲面形状）になっているため、基板の外周は基板を保持する部分と線接触又は点接触で支持される。また、基板の下面は、基板下面保持部の傾斜した部分の上端にのみ線接触又は点接触して支持される。このように、基板を受け部材と把持部材とにより保持（チャック）する際に、基板と受け部材との接触部の面積を極力小さくすることにより、パーティクルの発生を最小限に抑えることができる。

本発明の好ましい態様によれば、前記基板外周保持部において、基板の外周に接触して基板を保持する部分は、基板の外周に沿った円弧面からなることを特徴とする。

本発明の好ましい態様によれば、前記基板外周保持部において、基板の外周に接触して基板を保持する部分は、基板の外周と接触する頂線を有した多角柱又は曲面を有した柱状体からなることを特徴とする。
本発明によれば、多角柱は、例えば、三角柱からなり、曲面を有した柱状体は、例えば、半円柱からなる。

本発明の好ましい態様によれば、前記基板下面保持部の前記傾斜した部分は、傾斜面からなることを特徴とする。

本発明の好ましい態様によれば、前記基板下面保持部の前記傾斜した部分は、基板の下面と接触する頂線を有した多角柱又は曲面を有した柱状体からなることを特徴とする。
本発明によれば、多角柱は、例えば、三角柱からなり、曲面を有した柱状体は、例えば、半円錐台からなる。

本発明の好ましい態様によれば、前記基板外周保持部の上部は、上端が肉薄のエッジ状になるように、切り取られていることを特徴とする。

本発明の実施形態によれば、平板状のハンド本体と、ハンド本体上に設けられ基板のエッジを保持するための複数の受け部材と、ハンド本体に対して可動に設けられ基板のエッジを把持する把持部材とを備え、前記把持部材をアクチュエータにより移動させ、基板を前記受け部材と前記把持部材によって挟んで固定するように構成された基板搬送用ハンドにおいて、前記複数の受け部材は、前記ハンド本体上に取り付けられる部分であって平板状の支持部と、支持部に支持されている部分であって基板の外周を保持する基板外周保持部と、支持部に支持されている部分であって基板の下面を保持する基板下面保持部とを備え、前記把持部材は、基板の外周に接触して基板を把持する部分を備え、前記基板を把持する部分は曲面を有した柱状体からなる。

上記実施形態によれば、把持部材が受け部材との間で基板を把持（チャック）する際には、把持部材の柱状体の曲面が基板の外周に接触して基板が把持（チャック）される。基板の外周はＲ形状（曲面形状）になっているため、把持部材の柱状体の曲面と基板の外周とは点接触又は点接触に近い形態で接触する。したがって、基板と把持部材とが擦れる際のパーティクルの発生を最小限に抑えることができる。また、把持部材の基板を把持する部分は、曲面であるため、水滴（液体）が溜まりにくい。

本発明の実施形態によれば、前記曲面を有した柱状体は、円柱の少なくとも一部又は逆円錐台の少なくとも一部からなる。
上記実施形態によれば、曲面を有した柱状体は、例えば、半円柱又は半逆円錐台からなる。

本発明の実施形態によれば、前記曲面を有した柱状体は、下方側にある円柱の少なくとも一部からなる柱状体と、上方側にある逆円錐台の少なくとも一部からなる柱状体とを一体化したものである。
上記実施形態によれば、曲面を有した柱状体は、例えば、半円柱と、半円柱上に設けられている半逆円錐台とから構成されている。

上記実施形態によれば、前記把持部材の上部は、上端が肉薄のエッジ状になるように、切り取られている。

本発明の実施形態によれば、ハンド本体と、ハンド本体に設けられ基板のエッジを保持するための受け部材と、ハンド本体に対して可動に設けられ基板のエッジを把持する把持部材とを備え、前記把持部材をアクチュエータにより移動させ、基板を前記受け部材と前記把持部材によって挟んで固定するように構成された基板搬送用ハンドにおいて、前記受け部材は、基板の外周に接触して基板の外周を保持する基板外周保持面と、基板の下面を保持する基板下面保持面とを備え、前記基板外周保持面と前記基板下面保持面とが離隔されている。

本発明の基板処理装置は、上記基板搬送用ハンドを備えた基板搬送機構と、前記基板搬送機構により搬送された基板を処理する処理部とを備えたことを特徴とする。

本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
（１）基板搬送用ハンドによる基板のチャック時に、受け部材上に水滴等の液体が付着している場合であっても、基板外周保持部と基板下面保持部との間の隙間又は溝から液体が押し出されやすくなっている。したがって、基板のチャック時に基板上に液体が流れ込むことを防止することができ、基板の汚染を防止することができる。
（２）基板搬送用ハンドによる基板のチャック時に、受け部材と基板とが接触する部分の面積を可能な限り小さくすることにより、パーティクルの発生を最小限に抑えることができる。したがって、基板の汚染を防止することができる。
（３）基板搬送用ハンドの把持部材には、水滴などの液体が溜まる凹部がないため、基板のチャック時に水滴などの液体が把持部材から基板上に流れ込む恐れがない。
（４）基板搬送用ハンドによる基板のチャック時に、把持部材と基板とが接触する部分の面積を可能な限り小さくすることにより、パーティクルの発生を最小限に抑えることができる。したがって、基板の汚染を防止することができる。

図１（ａ），（ｂ）は、本発明に係る基板搬送用ハンドの第１の態様を示す図であり、図１（ａ）は基板搬送用ハンドの模式的平面図、図１（ｂ）は基板搬送用ハンドの模式的正面図である。 図２（ａ），（ｂ）は、本発明に係る基板搬送用ハンドの第２の態様を示す図であり、図２（ａ）は基板搬送用ハンドの模式的平面図、図２（ｂ）は基板搬送用ハンドの模式的正面図である。 図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、受け部材の第１の態様を示す図であり、図３（ａ）は受け部材の斜視図、図３（ｂ）は受け部材の平面図、図３（ｃ）は受け部材の側面図である。 図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように構成された受け部材が基板を保持する際の状態を示す模式的斜視図である。 図５は、図３（ａ）に示す第１の態様の受け部材の変形例を示す斜視図である。 図６は、受け部材の第２の態様を示す図であり、受け部材の平面図である。 図７は、受け部材の第３の態様を示す図であり、受け部材の平面図である。 図８は、受け部材の第４の態様を示す図であり、受け部材の斜視図である。 図９は、受け部材の第５の態様を示す図であり、受け部材の平面図である。 図１０（ａ），（ｂ）は、受け部材における基板外周保持部および基板下面保持部の変形例を示す斜視図である。 図１１（ａ），（ｂ）は、把持部材の第１の態様を示す図であり、図１１（ａ）は把持部材の斜視図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＸＩ−ＸＩ線断面図である。図１１（ｃ）は、図１１（ａ），（ｂ）に示す第１の態様の把持部材の変形例を示す断面図である。 図１２（ａ），（ｂ）は、把持部材の第２の態様を示す図であり、図１２（ａ）は把持部材の斜視図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＸII−ＸII線断面図である。 図１３（ａ），（ｂ）は、把持部材の第３の態様を示す図であり、図１３（ａ）は把持部材の斜視図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＸIII−ＸIII線断面図である。 図１４は、本発明の基板搬送用ハンドを備えた基板搬送機構（搬送ロボット）を用いて基板を順次搬送しつつ基板の処理を行う基板処理装置の全体構成を示す平面図である。 図１５（ａ）は洗浄部を示す平面図であり、図１５（ｂ）は洗浄部を示す側面図である。 図１６（ａ），（ｂ）は、ウェット環境における一般的なエッジクリップ方式のハンドの動作を示す模式図である。

以下、本発明に係る基板搬送用ハンドの実施形態を図１乃至図１５を参照して説明する。図１乃至図１５において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図１（ａ），（ｂ）は、本発明に係る基板搬送用ハンドの第１の態様を示す図であり、図１（ａ）は基板搬送用ハンドの模式的平面図、図１（ｂ）は基板搬送用ハンドの模式的正面図である。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、基板搬送用ハンドは、半導体ウェハ等の基板Ｗを保持するハンド本体１と、ハンド本体１を支持するとともにロボットのアームに（図示せず）に取り付けられる取付部２とから構成されている。ハンド本体１は略矩形の平板状の部材から構成され、ハンド本体１にはＶ字状の切り込み１ａが形成されており、先端側が二股に分かれている。ハンド本体１には、二股に分かれた先端部に基板Ｗの先端側エッジを保持するための受け部材３Ａ，３Ｂが設けられている。また、ハンド本体１の後部（取付部側）には、基板Ｗの後端側エッジを保持するための受け部材４Ａ，４Ｂが設けられている。

ハンド本体１を支持する取付部２には、クランプ機構５が設けられている。クランプ機構５は、ハンド本体１の後端部の中央部に位置しており、受け部材４Ａ，４Ｂの中間に配置されている。クランプ機構５は、基板Ｗの後端側エッジに当接して基板Ｗのエッジを把持するための把持部材６を備えており、把持部材６はエアーシリンダー等のアクチュエータ（図示せず）によって前後進するように構成されている。すなわち、クランプ機構５は、アクチュエータを備え、アクチュエータを作動させて把持部材６を基板側に向かって前進させることにより、基板Ｗを先端側の受け部材３Ａ，３Ｂと把持部材６とによって挟んで固定（クランプ）するように構成されている。

図２（ａ），（ｂ）は、本発明に係る基板搬送用ハンドの第２の態様を示す図であり、図２（ａ）は基板搬送用ハンドの模式的平面図、図２（ｂ）は基板搬送用ハンドの模式的正面図である。
図２（ａ），（ｂ）に示すように、第２の態様の基板搬送用ハンドにおいては、２個のクランプ機構５が設けられており、これら２個のクランプ機構５はハンド本体１の側方に位置してハンド本体１を挟むように配置されている。クランプ機構５および把持部材６の構成は、図１（ａ），（ｂ）に示すものと同様である。

次に、基板Ｗの先端側エッジを保持するための受け部材３Ａ，３Ｂおよび後端側エッジを保持するための受け部材４Ａ，４Ｂについて説明する。基板Ｗの先端側エッジを保持するための２つの受け部材３Ａ，３Ｂの形状は、図１（ａ）において基板Ｗの中心Ｏを通る中心線Ｌに対して線対称の関係にある。したがって、受け部材３Ａの形状を特定すれば、この特定された形状を基準として、図１（ａ）において基板Ｗの中心Ｏを通る中心線Ｌに対して線対称の形状が他方の受け部材３Ｂの形状になる。また、基板Ｗの先端側エッジを保持するための受け部材３Ａ，３Ｂと後端側エッジを保持するための受け部材４Ａ，４Ｂとは、取付方向が異なるだけでそれぞれ同一部材を使用することができる。したがって、以下の説明においては、添え字Ａ，Ｂを用いることなく受け部材を代表して受け部材３として説明する。

図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、受け部材３の第１の態様を示す図であり、図３（ａ）は受け部材３の斜視図、図３（ｂ）は受け部材３の平面図、図３（ｃ）は受け部材３の側面図である。図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、受け部材３は、略矩形の平面形状を有する平板状の支持部３１と、支持部３１に支持されている部分であって基板Ｗの外周（エッジ）を保持する基板外周保持部３２と、支持部３１に支持されている部分であって基板Ｗの下面を保持する基板下面保持部３３とを備えている。

受け部材３の支持部３１は、支持部３１の下面がハンド本体１（図１（ａ），（ｂ）参照）の上面に接触した状態でねじ止め等によってハンド本体１に固定される。基板外周保持部３２の内面は基板Ｗの外周と同一曲率の円弧面３２ｓになっており、円弧面３２ｓは基板Ｗの外周と接触して基板Ｗの外周を保持するようになっている。円弧面３２ｓは支持部３１の上面から垂直方向に延びている。基板下面保持部３３の上面は傾斜面３３ｓになっており、傾斜面３３ｓは基板Ｗの下面と接触して基板Ｗの下面を保持するようになっている。

基板Ｗには、外周にノッチが形成されており、ノッチの円周方向の長さは約２ｍｍであるため、基板外周保持部３２の水平方向の長さはノッチの円周方向の長さより長くする必要がある。そのため、本実施形態では、図３（ｂ）の長さｌは、（２ｍｍ＋１ｍｍ）〜（２ｍｍ＋５ｍｍ）の範囲に設定されている。
基板外周保持部３２は、水平面Ｈ（図３（ｃ）参照）から基板外周保持部３２の上端までの間、すなわち、図３（ｃ）の高さｈに相当する部分で外周を保持する必要があるため、基板Ｗの厚さをｔとすると、高さｈは、（ｔｍｍ＋０ｍｍ）〜（ｔｍｍ＋２ｍｍ）の範囲に設定されている。基板下面保持部３３の、傾斜面３３ｓは、基板外周保持部３２に近接する端部側から支持部３１の先端側に向かって下方に傾斜しており、水平面Ｈに対する傾斜角θは１°〜１５°、好ましくは２°〜４°に設定されている。また、図３（ａ），（ｂ）に示すように、基板外周保持部３２と基板下面保持部３３との間には隙間（または溝）３５が形成されている。すなわち、基板外周保持部３２と基板下面保持部３３とは、隙間（または溝）３５により完全に離隔されており、基板外周保持部３２と基板下面保持部３３との間には、支持部３１の上面が露出している。

図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように構成された受け部材３が基板Ｗを保持する際の状態を示す模式的斜視図である。図４（ａ），（ｂ），（ｃ）において基板Ｗは二点鎖線で示す。
図１（ａ），（ｂ）に示す基板搬送用ハンドに基板Ｗを保持（チャック）する際には、まず、図４（ａ）に示すように、基板Ｗは受け部材３の基板下面保持部３３の傾斜面３３ｓ上に載置される。この時、傾斜面３３ｓ上には水滴（液体）が載っていることが多い。
次に、図４（ｂ）に示すように、基板Ｗはクランプ機構５の把持部材６（図１（ａ），（ｂ）参照）により押されて前進し、傾斜面３３ｓ上の水滴は基板Ｗに押されて傾斜面３３ｓから隙間３５を介して支持部３１上に落下する。したがって、水滴（液体）が基板Ｗ上に流れ込むことがない。

基板Ｗが把持部材６により更に押されると、図４（ｃ）に示すように、基板Ｗの外周は基板外周保持部３２の円弧面３２ｓに当接し、基板Ｗの外周は基板外周保持部３２の円弧面３２ｓの上部と把持部材６（図１（ａ），（ｂ）参照）とにより保持（チャック）される。このとき、基板Ｗの外周はＲ形状（曲面形状）になっているため、基板Ｗの外周は円弧面３２ｓと線接触又は線接触に近い形態で支持される。また、基板Ｗの下面は傾斜面３３ｓの上端３３ｅにのみ線接触して支持される。このように、基板Ｗを受け部材３と把持部材６とにより保持（チャック）する際に、基板Ｗと受け部材３との接触部の面積を極力小さくすることにより、パーティクルの発生を最小限に抑えることができる。

図５は、図３（ａ）に示す第１の態様の受け部材３の変形例を示す斜視図である。図５に示すように、変形例においては、基板外周保持部３２の上端３２ｕが肉薄になるように、基板外周保持部３２の上部が斜めに切り取られている。従って、基板外周保持部３２は、その上端３２ｕに水滴（液体）が溜まることがないように構成されている。図５に示す受け部材３のその他の構成は、図３（ａ）〜（ｃ）に示す受け部材と同様である。

図６は、受け部材３の第２の態様を示す図であり、受け部材３の平面図である。図６に示すように、第２の態様の受け部材３においては、基板外周保持部３２は、支持部３１の一側端から他側端まで延びている。したがって、基板外周保持部３２の内面は、図３（ａ）〜（ｃ）に示す基板外周保持部３２の内面より水平方向に長く延びている。また、基板外周保持部３２の内面は、基板Ｗの外周と同一曲率の円弧面３２ｓになっており、円弧面３２ｓは基板Ｗの外周と接触して基板Ｗの外周を保持するようになっている。基板外周保持部３２の円弧面３２ｓと基板下面保持部３３の端面との間には隙間（または溝）３５が形成されている。図６に示す受け部材３のその他の構成は、図３（ａ）〜（ｃ）に示す受け部材と同様である。

図７は、受け部材３の第３の態様を示す図であり、受け部材３の平面図である。図７に示すように、第３の態様の受け部材３においては、基板下面保持部３３は、支持部３１の一端から他端まで延びている。基板下面保持部３３の傾斜面３３ｓは、図３（ａ）〜（ｃ）に示す受け部材３と同様に、１°〜１５°、好ましくは２°〜４°の傾斜角を有している。基板外周保持部３２の側面と基板下面保持部３３の側面との間には隙間（または溝）３５が形成されている。図７に示す受け部材３のその他の構成は、図３（ａ）〜（ｃ）に示す受け部材と同様である。

図８は、受け部材３の第４の態様を示す図であり、受け部材３の斜視図である。図８に示すように、第４の態様の受け部材３は、図３（ａ）に示す受け部材３に、もう一つの基板外周保持部３２を付加した態様になっている。すなわち、基板下面保持部３３の外端からさらに支持部３１が延長され、この延長された支持部３１にもう一つの基板外周保持部３２が形成されている。したがって、基板下面保持部３３の中心を通る中心線に対して二つの基板外周保持部３２，３２が線対称で形成された態様になっている。二つの基板外周保持部３２，３２と基板下面保持部３３との間には隙間（または溝）３５が形成されている。本実施形態によれば、二つの基板外周保持部３２，３２が形成され、これら二つの基板外周保持部３２，３２の間に隙間（または溝）３５が形成されている。そのため、一方の基板外周保持部３２の円弧面３２ｓに基板Ｗのノッチが位置した場合であっても、他方の基板外周保持部３２の円弧面３２ｓが基板Ｗのノッチが無い部分の外周を保持することができるため、基板外周保持部３２の長さ１は基板Ｗのノッチの円周方向の長さよりも短くすることもできる。図８に示す受け部材３のその他の構成は、図３（ａ）〜（ｃ）に示す受け部材と同様である。

図９は、受け部材３の第５の態様を示す図であり、受け部材３の平面図である。図９に示すように、第５の態様の受け部材３においては、基板外周保持部３２は、支持部３１の一側端から他側端まで延びており、支持部３１の中央部に基板下面保持部３３が位置している。したがって、図９に示す第５の態様の受け部材３は、図８に示す受け部材３における二つの基板外周保持部３２，３２を一つの基板外周保持部３２に一体化した形態になっている。そして、基板外周保持部３２の円弧面３２ｓと基板下面保持部３３の端面との間には隙間（または溝）３５が形成されている。図９に示す受け部材３のその他の構成は、図８に示す受け部材と同様である。

図１０（ａ），（ｂ）は、受け部材３における基板外周保持部３２および基板下面保持部３３の変形例を示す斜視図である。
図１０（ａ）に示す変形例においては、基板外周保持部３２は三角柱からなり、基板下面保持部３３も三角柱からなっている。三角柱からなる基板外周保持部３２の頂線３２ｔは垂直方向に延び、三角柱からなる基板下面保持部３３の頂線３３ｔは、基板外周保持部３２に近接する端部側から他端部側に向かって下方に傾斜しており、水平面Ｈ（図３（ｃ）参照）に対する頂線３３ｔの傾斜角は１°〜１５°、好ましくは２°〜４°に設定されている。図１０（ａ）に示す変形例においては、基板Ｗの外周はＲ形状（曲面形状）になっているため、基板外周保持部３２は、その頂線３２ｔが基板Ｗの外周に点接触又は点接触に近い形態で基板Ｗの外周を保持し、かつ基板下面保持部３３は、その頂線３３ｔが基板Ｗの下面に点接触又は点接触に近い形態で基板Ｗの下面を保持するように構成されている。

図１０（ｂ）に示す変形例においては、基板外周保持部３２は半円柱からなり、基板下面保持部３３は半円錐台からなっている。半円柱からなる基板外周保持部３２の頂線３２ｔは垂直方向に延び、半円錐台からなる基板下面保持部３３の頂線３３ｔは、基板外周保持部３２に近接する端部側から他端部側に向かって下方に傾斜しており、水平面Ｈ（図３（ｃ）参照）に対する頂線３３ｔの傾斜角は１°〜１５°、好ましくは２°〜４°に設定されている。ここで、半円柱の頂線３２ｔとは、半円柱の各断面（半円）の頂点を結んだ線であり、図１０（ｂ）において一点鎖線で示す。半円錐台の頂線３３ｔとは、半円錐台の各断面（半円）の頂点を結んだ線であり、図１０（ｂ）において一点鎖線で示す。図１０（ｂ）に示す変形例においては、基板Ｗの外周はＲ形状（曲面形状）になっているため、基板外周保持部３２は、その頂線３２ｔが基板Ｗの外周に点接触又は点接触に近い形態で基板Ｗの外周を保持し、かつ基板下面保持部３３は、その頂線３３ｔが基板Ｗの下面に点接触又は点接触に近い形態で基板Ｗの下面を保持するように構成されている。

図１０（ａ），（ｂ）に示す実施形態によれば、基板外周保持部３２および基板下面保持部３３は、基板Ｗの外周及び基板Ｗの下面とそれぞれ点接触又は点接触に近い形態で接触することによって基板Ｗを保持することができるため、基板Ｗと基板保持部３２，３３とが擦れる際のパーティクルの発生を最小限に抑えることができる。なお、基板外周保持部３２の頂線３２ｔが基板Ｗのノッチの位置と一致する場合もあるため、基板外周保持部３２は、図８に示すように複数個設けることが好ましい。

次に、図１（ａ），（ｂ）および図２（ａ），（ｂ）に示す基板搬送用ハンドにおいて使用されるクランプ機構５の把持部材６について説明する。
図１１（ａ），（ｂ）は、把持部材６の第１の態様を示す図であり、図１１（ａ）は把持部材６の斜視図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＸＩ−ＸＩ線断面図である。図１１（ａ），（ｂ）に示すように、把持部材６は、半円柱６ａと、半円柱６ａ上に設けられている半逆円錐台６ｂとから構成されている。すなわち、把持部材６は、円柱と逆円錐台とを一体化した形状のものを半割りにしたような形状である。把持部材６は、平坦な端面側がクランプ機構５のロッド５ａ（二点鎖線で図示）に固定される。把持部材６は、半円柱６ａの底面側がハンド本体１（図１（ａ），（ｂ）参照）の上面に対向するように、クランプ機構５のロッド５ａに取り付けられる。

図１１（ａ），（ｂ）に示す把持部材６が基板Ｗを把持（チャック）する際には、半円柱６ａの外周面が基板Ｗ（二点鎖線で図示）の外周に接触して基板Ｗが把持（チャック）される。半逆円錐台６ｂの逆円錐面が基板Ｗの上面に斜めにせり出しているため、チャック時に基板Ｗが上方に浮き上がることを防止することができる。図１１（ｂ）に示すように、基板Ｗの外周はＲ形状（曲面形状）になっているため、半円柱６ａの外周面と基板Ｗの外周とは点接触又は点接触に近い形態で接触する。したがって、基板Ｗと把持部材６とが擦れる際のパーティクルの発生を最小限に抑えることができる。

図１１（ｃ）は、図１１（ａ），（ｂ）に示す第１の態様の把持部材６の変形例を示す断面図である。図１１（ｃ）に示すように、変形例においては、把持部材６の円弧状の上端６ｕが肉薄になるように、把持部材６の上部が皿状に切り取られている。従って、把持部材６は、その上面に水滴（液体）が溜まることがないように構成されている。図１１（ｃ）に示す把持部材６のその他の構成は、図１１（ａ），（ｂ）に示す把持部材と同様である。

図１２（ａ），（ｂ）は、把持部材６の第２の態様を示す図であり、図１２（ａ）は把持部材６の斜視図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＸII−ＸII線断面図である。図１２（ａ），（ｂ）に示すように、把持部材６は半円柱６ａから構成されている。すなわち、把持部材６は円柱を半割りにした形状である。把持部材６は、平坦な端面側がクランプ機構５のロッド５ａ（二点鎖線で図示）に固定される。把持部材６は、半円柱６ａの底面側がハンド本体１（図１（ａ），（ｂ）参照）の上面に対向するように、クランプ機構５のロッド５ａに取り付けられる。

図１２（ａ），（ｂ）に示す把持部材６が基板Ｗを把持（チャック）する際には、半円柱６ａの外周面が基板Ｗ（二点鎖線で図示）の外周に接触して基板Ｗが把持（チャック）される。図１２（ｂ）に示すように、基板Ｗの外周はＲ形状（曲面形状）になっているため、半円柱６ａの外周面と基板Ｗの外周とは点接触又は点接触に近い形態で接触する。したがって、基板Ｗと把持部材６とが擦れる際のパーティクルの発生を最小限に抑えることができる。

図１３（ａ），（ｂ）は、把持部材６の第３の態様を示す図であり、図１３（ａ）は把持部材６の斜視図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＸIII−ＸIII線断面図である。図１３（ａ），（ｂ）に示すように、把持部材６は半逆円錐台６ｂから構成されている。すなわち、把持部材６は逆円錐台を半割りにした形状である。把持部材６は、平坦な端面側がクランプ機構５のロッド５ａ（二点鎖線で図示）に固定される。把持部材６は、半逆円錐台６ｂの底面側がハンド本体１（図１（ａ），（ｂ）参照）の上面に対向するように、クランプ機構５のロッド５ａに取り付けられる。

図１３（ａ），（ｂ）に示す把持部材６が基板Ｗを把持（チャック）する際には、半逆円錐台６ｂの外周面が基板Ｗの外周に接触して基板Ｗが把持（チャック）される。半逆円錐台６ｂの逆円錐面が基板Ｗの上面に斜めにせり出しているため、チャック時に基板Ｗが上方に浮き上がることを防止することができる。図１３（ｂ）に示すように、基板Ｗの外周はＲ形状（曲面形状）になっているため、半逆円錐台６ｂの外周面と基板Ｗの外周とは点接触又は点接触に近い形態で接触する。したがって、基板Ｗと把持部材６とが擦れる際のパーティクルの発生を最小限に抑えることができる。

図３乃至図１３に示す受け部材３および把持部材６は、導電性ＰＥＥＫまたは高密度ポリエチレンなどのプラスチックからなる。このように、基板接触部品に導電性を持たせたので、基板への粒子帯電付着による汚染を防止できる。

図１４は、本発明の基板搬送用ハンドを備えた基板搬送機構（搬送ロボット）を用いて基板を複数の処理部に順次搬送しつつ基板の処理を行う基板処理装置の全体構成を示す平面図である。図１乃至図１３に示す構成の基板搬送用ハンドは、図１４および図１５に示す基板処理装置で用いられている搬送ロボットの全てに適用可能である。図１４に示すように、基板処理装置は、略矩形状のハウジング１０１を備えており、ハウジング１０１の内部は隔壁１０１ａ，１０１ｂによってロード／アンロード部１０２と研磨部１０３と洗浄部１０４とに区画されている。これらのロード／アンロード部１０２、研磨部１０３、および洗浄部１０４は、それぞれ独立に組み立てられ、独立に排気される。また、基板処理装置は、基板処理動作を制御する制御部１０５を備えている。

ロード／アンロード部１０２は、多数のウェハ（基板）をストックするウェハカセットが載置される２つ以上（本実施形態では４つ）のフロントロード部１２０を備えている。これらのフロントロード部１２０はハウジング１０１に隣接して配置され、基板処理装置の幅方向（長手方向と垂直な方向）に沿って配列されている。フロントロード部１２０には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard Manufacturing Interface）ポッド、またはＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搭載することができるようになっている。ここで、ＳＭＩＦ、ＦＯＵＰは、内部にウェハカセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。

また、ロード／アンロード部１０２には、フロントロード部１２０の並びに沿って走行機構１２１が敷設されており、この走行機構１２１上にウェハカセットの配列方向に沿って移動可能な１台の搬送ロボット（ローダー）１２２が設置されている。搬送ロボット１２２は走行機構１２１上を移動することによってフロントロード部１２０に搭載されたウェハカセットにアクセスできるようになっている。各搬送ロボット１２２は上下に２つのハンドを備えており、上側のハンドは処理されたウェハをウェハカセットに戻すときに使用され、下側のハンドは処理前のウェハをウェハカセットから取り出すときに使用され、上下のハンドは使い分けることができるようになっている。さらに、搬送ロボット１２２の下側のハンドは、その軸心周りに回転することで、ウェハを反転させることができるように構成されている。

ロード／アンロード部１０２は最もクリーンな状態を保つ必要がある領域であるため、ロード／アンロード部１０２の内部は、基板処理装置外部、研磨部１０３、および洗浄部１０４のいずれよりも高い圧力に常時維持されている。研磨部１０３は研磨液としてスラリーを用いるため最もダーティな領域である。したがって、研磨部１０３の内部には負圧が形成され、その圧力は洗浄部１０４の内部圧力よりも低く維持されている。ロード／アンロード部１０２には、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ、またはケミカルフィルタなどのクリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット（図示せず）が設けられており、このフィルタファンユニットからはパーティクルや有毒蒸気、有毒ガスが除去されたクリーンエアが常時吹き出している。

研磨部１０３は、ウェハの研磨（平坦化）が行われる領域であり、第１研磨ユニット１０３Ａ、第２研磨ユニット１０３Ｂ、第３研磨ユニット１０３Ｃ、第４研磨ユニット１０３Ｄを備えている。これらの第１研磨ユニット１０３Ａ、第２研磨ユニット１０３Ｂ、第３研磨ユニット１０３Ｃ、および第４研磨ユニット１０３Ｄは、図１４に示すように、基板処理装置の長手方向に沿って配列されている。

図１４に示すように、第１研磨ユニット１０３Ａは、研磨面を有する研磨パッド１１０が取り付けられた研磨テーブル１３０Ａと、ウェハを保持しかつウェハを研磨テーブル１３０Ａ上の研磨パッド１１０に押圧しながら研磨するためのトップリング１３１Ａと、研磨パッド１１０に研磨液やドレッシング液（例えば、純水）を供給するための研磨液供給ノズル１３２Ａと、研磨パッド１１０の研磨面のドレッシングを行うためのドレッサ１３３Ａと、液体（例えば純水）と気体（例えば窒素ガス）の混合流体または液体（例えば純水）を霧状にして研磨面に噴射するアトマイザ１３４Ａとを備えている。

同様に、第２研磨ユニット１０３Ｂは、研磨パッド１１０が取り付けられた研磨テーブル１３０Ｂと、トップリング１３１Ｂと、研磨液供給ノズル１３２Ｂと、ドレッサ１３３Ｂと、アトマイザ１３４Ｂとを備えている。第３研磨ユニット１０３Ｃは、研磨パッド１１０が取り付けられた研磨テーブル１３０Ｃと、トップリング１３１Ｃと、研磨液供給ノズル１３２Ｃと、ドレッサ１３３Ｃと、アトマイザ１３４Ｃとを備えている。第４研磨ユニット１０３Ｄは、研磨パッド１１０が取り付けられた研磨テーブル１３０Ｄと、トップリング１３１Ｄと、研磨液供給ノズル１３２Ｄと、ドレッサ１３３Ｄと、アトマイザ１３４Ｄとを備えている。

図１５（ａ）は洗浄部１０４を示す平面図であり、図１５（ｂ）は洗浄部１０４を示す側面図である。図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示すように、洗浄部１０４は、第１洗浄室１９０と、第１搬送室１９１と、第２洗浄室１９２と、第２搬送室１９３と、乾燥室１９４とに区画されている。第１洗浄室１９０内には、縦方向に沿って配列された上側一次洗浄モジュール２０１Ａおよび下側一次洗浄モジュール２０１Ｂが配置されている。上側一次洗浄モジュール２０１Ａは下側一次洗浄モジュール２０１Ｂの上方に配置されている。同様に、第２洗浄室１９２内には、縦方向に沿って配列された上側二次洗浄モジュール２０２Ａおよび下側二次洗浄モジュール２０２Ｂが配置されている。上側二次洗浄モジュール２０２Ａは下側二次洗浄モジュール２０２Ｂの上方に配置されている。一次および二次洗浄モジュール２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂは、洗浄液を用いてウェハを洗浄する洗浄機である。これらの一次および二次洗浄モジュール２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂは垂直方向に沿って配列されているので、フットプリント面積が小さいという利点が得られる。

上側二次洗浄モジュール２０２Ａと下側二次洗浄モジュール２０２Ｂとの間には、ウェハの仮置き台２０３が設けられている。乾燥室１９４内には、縦方向に沿って配列された上側乾燥モジュール２０５Ａおよび下側乾燥モジュール２０５Ｂが配置されている。これら上側乾燥モジュール２０５Ａおよび下側乾燥モジュール２０５Ｂは互いに隔離されている。上側乾燥モジュール２０５Ａおよび下側乾燥モジュール２０５Ｂの上部には、清浄な空気を乾燥モジュール２０５Ａ，２０５Ｂ内にそれぞれ供給するフィルタファンユニット２０７，２０７が設けられている。上側一次洗浄モジュール２０１Ａ、下側一次洗浄モジュール２０１Ｂ、上側二次洗浄モジュール２０２Ａ、下側二次洗浄モジュール２０２Ｂ、仮置き台２０３、上側乾燥モジュール２０５Ａ、および下側乾燥モジュール２０５Ｂは、図示しないフレームにボルトなどを介して固定されている。

第１搬送室１９１には、上下動可能な第１搬送ロボット２０９が配置され、第２搬送室１９３には、上下動可能な第２搬送ロボット２１０が配置されている。第１搬送ロボット２０９および第２搬送ロボット２１０は、縦方向に延びる支持軸２１１，２１２にそれぞれ移動自在に支持されている。第１搬送ロボット２０９および第２搬送ロボット２１０は、その内部にモータなどの駆動機構を有しており、支持軸２１１，２１２に沿って上下に移動自在となっている。第１搬送ロボット２０９は、搬送ロボット１２２と同様に、上下二段のハンドを有している。第１搬送ロボット２０９は、図１５（ａ）の点線が示すように、その下側のハンドが仮置き台１８０にアクセス可能な位置に配置されている。第１搬送ロボット２０９の下側のハンドが仮置き台１８０にアクセスするときには、隔壁１０１ｂに設けられているシャッタ（図示せず）が開くようになっている。

第１搬送ロボット２０９は、仮置き台１８０、上側一次洗浄モジュール２０１Ａ、下側一次洗浄モジュール２０１Ｂ、仮置き台２０３、上側二次洗浄モジュール２０２Ａ、下側二次洗浄モジュール２０２Ｂの間でウェハＷを搬送するように動作する。洗浄前のウェハ（スラリーが付着しているウェハ）を搬送するときは、第１搬送ロボット２０９は、下側のハンドを用い、洗浄後のウェハを搬送するときは上側のハンドを用いる。第２搬送ロボット２１０は、上側二次洗浄モジュール２０２Ａ、下側二次洗浄モジュール２０２Ｂ、仮置き台２０３、上側乾燥モジュール２０５Ａ、下側乾燥モジュール２０５Ｂの間でウェハＷを搬送するように動作する。第２搬送ロボット２１０は、洗浄されたウェハのみを搬送するので、１つのハンドのみを備えている。図１４に示す搬送ロボット１２２は、その上側のハンドを用いて上側乾燥モジュール２０５Ａまたは下側乾燥モジュール２０５Ｂからウェハを取り出し、そのウェハをウェハカセットに戻す。搬送ロボット１２２の上側ハンドが乾燥モジュール２０５Ａ，２０５Ｂにアクセスするときには、隔壁１０１ａに設けられているシャッタ（図示せず）が開くようになっている。

洗浄部１０４は、２台の一次洗浄モジュールおよび２台の二次洗浄モジュールを備えているので、複数のウェハを並列して洗浄する複数の洗浄ラインを構成することができる。「洗浄ライン」とは、洗浄部１０４の内部において、一つのウェハが複数の洗浄モジュールによって洗浄される際の移動経路のことである。例えば、１つのウェハを、第１搬送ロボット２０９、上側一次洗浄モジュール２０１Ａ、第１搬送ロボット２０９、上側二次洗浄モジュール２０２Ａ、第２搬送ロボット２１０、そして上側乾燥モジュール２０５Ａの順で搬送し（洗浄ライン１参照）、これと並列して、他のウェハを、第１搬送ロボット２０９、下側一次洗浄モジュール２０１Ｂ、第１搬送ロボット２０９、下側二次洗浄モジュール２０２Ｂ、第２搬送ロボット２１０、そして下側乾燥モジュール２０５Ｂの順で搬送することができる（洗浄ライン２参照）。このように２つの並列する洗浄ラインにより、複数（典型的には２枚）のウェハをほぼ同時に洗浄および乾燥することができる。

これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。

１ ハンド本体
１ａ 切り込み
２ 取付部
３ 受け部材
３Ａ 受け部材
３Ｂ 受け部材
４Ａ 受け部材
４Ｂ 受け部材
５ クランプ機構
５ａ ロッド
６ 把持部材
６ａ 半円柱
６ｂ 半逆円錐台
６ｕ 上端
３２ 基板外周保持部
３２ｓ 円弧面
３２ｔ 頂線
３２ｕ 上端
３３ 基板下面保持部
３３ｅ 上端
３３ｓ 傾斜面
３３ｔ 頂線
３５ 隙間（または溝）
１０１ ハウジング
１０１ａ 隔壁
１０１ｂ 隔壁
１０２ ロード／アンロード部
１０３ 研磨部
１０３Ａ 第１研磨ユニット
１０３Ｂ 第２研磨ユニット
１０３Ｃ 第３研磨ユニット
１０３Ｄ 第４研磨ユニット
１０４ 洗浄部
１０５ 制御部
１１０ 研磨パッド
１２０ フロントロード部
１２１ 走行機構
１２２ 搬送ロボット（ローダー）
１３０Ａ 研磨テーブル
１３０Ｂ 研磨テーブル
１３０Ｃ 研磨テーブル
１３０Ｄ 研磨テーブル
１３１ 支持部
１３１Ａ トップリング
１３１Ｂ トップリング
１３１Ｃ トップリング
１３１Ｄ トップリング
１３２Ａ 研磨液供給ノズル
１３２Ｂ 研磨液供給ノズル
１３２Ｃ 研磨液供給ノズル
１３２Ｄ 研磨液供給ノズル
１３３Ａ ドレッサ
１３３Ｂ ドレッサ
１３３Ｃ ドレッサ
１３３Ｄ ドレッサ
１３４Ａ アトマイザ
１３４Ｂ アトマイザ
１３４Ｃ アトマイザ
１３４Ｄ アトマイザ
１８０ 仮置き台
１９０ 第１洗浄室
１９１ 第１搬送室
１９２ 第２洗浄室
１９３ 第２搬送室
１９４ 乾燥室
２０１Ａ 上側一次洗浄モジュール
２０１Ｂ 下側一次洗浄モジュール
２０２Ａ 上側二次洗浄モジュール
２０２Ｂ 下側二次洗浄モジュール
２０３ 仮置き台
２０５Ａ 上側乾燥モジュール
２０５Ｂ 下側乾燥モジュール
２０９ 第１搬送ロボット
２１０ 第２搬送ロボット
２１１ 支持軸
２１２ 支持軸
３０１ 受け部品
３０２ 把持部品
Ｈ 水平面
θ 傾斜角
Ｗ 基板

Claims (7)

1. 平板状のハンド本体と、ハンド本体上に設けられ基板のエッジを保持するための複数の受け部材と、ハンド本体に対して可動に設けられ基板のエッジを把持する把持部材とを備え、前記把持部材をアクチュエータにより移動させ、基板を前記受け部材と前記把持部材によって挟んで固定するように構成された基板搬送用ハンドにおいて、
   前記複数の受け部材は、前記ハンド本体上に取り付けられる部分であって平板状の支持部と、支持部に支持されている部分であって基板の外周を保持する基板外周保持部と、支持部に支持されている部分であって基板の下面を保持する基板下面保持部とを備え、
   前記基板外周保持部の外端からさらに前記支持部を延長し、この延長された支持部にもう１つの基板外周保持部を形成することにより、前記基板下面保持部の中心を通る中心線に対して２つの基板外周保持部を線対称で形成し、
   前記２つの基板外周保持部は、前記支持部から立設されて基板の外周に接触して基板を保持する部分を有し、
   前記基板下面保持部は、保持される基板の外周側から内側に向かって傾斜した部分を有し、
   前記２つの基板外周保持部と前記基板下面保持部とは、隙間により離隔されており、前記２つの基板外周保持部と前記基板下面保持部とで囲まれた前記支持部の上面は露出していることを特徴とする基板搬送用ハンド。
2. 前記基板外周保持部において、基板の外周に接触して基板を保持する部分は、基板の外周に沿った円弧面からなることを特徴とする請求項１記載の基板搬送用ハンド。
3. 前記基板外周保持部において、基板の外周に接触して基板を保持する部分は、基板の外周と接触する頂線を有した多角柱又は曲面を有した柱状体からなることを特徴とする請求項１記載の基板搬送用ハンド。
4. 前記基板下面保持部の前記傾斜した部分は、傾斜面からなることを特徴とする請求項１記載の基板搬送用ハンド。
5. 前記基板下面保持部の前記傾斜した部分は、基板の下面と接触する頂線を有した多角柱又は曲面を有した柱状体からなることを特徴とする請求項１記載の基板搬送用ハンド。
6. 前記基板外周保持部の上部は、上端が肉薄のエッジ状になるように、切り取られていることを特徴とする請求項１記載の基板搬送用ハンド。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板搬送用ハンドを備えた基板搬送機構と、
   前記基板搬送機構により搬送された基板を処理する処理部とを備えたことを特徴とする基板処理装置。

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