JP6667028B2 - 搬送装置、その制御方法及び基板処理システム - Google Patents

Description

本発明は、搬送体を搬送する搬送装置、その制御方法及び基板処理システムに関する。

例えば、半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）にプラズマエッチング処理等の処理を行うプラズマ処理装置では、搬送装置（搬送ロボット）を用いて、容器に収容されたウエハを真空雰囲気に維持されたプラズマ処理室へ搬送している。

一般的に、プラズマ処理装置は、複数のプラズマ処理室を備え、１台の搬送装置が各プラズマ処理室に対してアクセス自在に構成されている。そのため、搬送装置の一例として、複数のアーム部が関節部を介して回転自在に接続された多関節構造の搬送アームを有するものが用いられており、関節部での回転によってアーム部同士の交差角度を変えることにより、各プラズマ処理室へのアクセスを可能としている。

このような搬送装置では、先端側のアーム部の先端にピックが取り付けられており、ウエハはピック上に載せられた状態で搬送される。このとき、ピック上でのウエハのずれやピックからのウエハの落下を防止するために、ウエハを静電吸着する機構を備えるピックが提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１１−７７２８８号公報

静電吸着機構を有するピックを備える従来の多関節型の搬送装置には、搬送装置の基部からアームに沿って静電吸着機構へ電力供給を行うためのケーブルが配設されている。そのため、アーム部同士を最大角度に屈曲させた状態でケーブルが切れることのないように、関節部近傍に余分なケーブル長を確保しておく必要があるという問題がある。逆に言えば、ケーブル長によって関節部での回転角度が制限されてしまうという問題がある。また、関節部に配置される余分なケーブルは、関節部での回転に伴って撓みを繰り返すために、耐久性に問題がある。

本発明の目的は、アーム部の動作が制限されることなく、耐久性に優れた搬送装置、その制御方法及び基板処理システム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記載の搬送装置は、搬送体を搬送する搬送アームと、前記搬送アームを駆動する駆動手段と、前記搬送アームの先端に設けられ、前記搬送体が載置されるピックと、前記ピックに設けられた内部電極を含み、前記搬送体を前記ピックに静電吸着させる静電吸着手段と、前記静電吸着手段を制御する制御手段と、前記搬送体の搬送元と搬送先のそれぞれに前記ピックがあるときに前記制御手段と前記内部電極とを導通させ、前記ピックを前記搬送元から前記搬送先へ移動させる間は前記制御手段と前記内部電極との間の導通が切れるように構成された端子部と、を備え、前記制御手段は、前記静電吸着手段を制御して、前記ピックが前記搬送元にあるときに前記搬送体を前記ピックに静電吸着させ、前記ピックが前記搬送先にあるときに前記ピックの除電を行い、前記ピックが前記搬送元から前記搬送先へ移動する間は、前記端子部により前記内部電極が電気的にフロート状態となることにより前記搬送体が前記ピックに静電吸着された状態が維持されることを特徴とする。

請求項２記載の搬送装置は、請求項１記載の搬送装置において、前記搬送アームは、少なくとも１つのアーム部と、前記アーム部を回転自在に保持する関節部と、を備え、前記端子部は、前記関節部に設けられた端子基台と、同一円周上の所定位置に配置されるように前記端子基台の一面に設けられた複数の端子と、前記アーム部に設けられた別の端子と、前記別の端子を前記端子基台の前記一面に当接させる付勢手段と、を有し、前記アーム部が前記関節部を中心として回転するときに前記別の端子が前記同一円周上を周方向に移動することにより、前記複数の端子と前記別の端子との接触状態と非接触状態とが切り替わり、前記複数の端子と前記別の端子とが接触状態にあるときに、前記制御手段と前記内部電極とが導通し、前記複数の端子と前記別の端子とが非接触状態にあるときに、前記制御手段と前記内部電極との間の導通が切れることを特徴とする。

請求項３記載の搬送装置は、請求項２記載の搬送装置において、前記付勢手段による付勢力に抗して前記別の端子を前記端子基台の前記一面から浮き上がらせることによって前記複数の端子と前記別の端子とを非接触状態とする浮上手段を有することを特徴とする。

請求項４記載の搬送装置は、請求項１記載の搬送装置において、前記搬送アームを一方向に進退可能に保持し、前記一方向に所定の間隔で配置された複数の端子を有する保持手段を備え、前記搬送アームは、別の端子と、前記別の端子を前記保持手段において前記複数の端子が配置された面に当接させる付勢手段と、を有し、前記一方向での前記搬送アームの進退に伴って前記別の端子が前記一方向に移動することにより、前記複数の端子と前記別の端子との接触状態と非接触状態とが切り替わり、前記複数の端子と前記別の端子とが接触状態にあるときに、前記制御手段と前記内部電極とが導通し、前記複数の端子と前記別の端子とが非接触状態にあるときに、前記制御手段と前記内部電極との間の導通が切れることを特徴とする。

請求項５記載の搬送装置は、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の搬送装置において、前記制御手段は、前記搬送体の搬送中は、前記ピックに静電吸着力を発生させるための電圧信号を前記複数の端子へ印加し続けることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項８記載の搬送装置の制御方法は、搬送体を搬送する搬送アームと、前記搬送アームを駆動する駆動手段と、前記搬送アームの先端に設けられ、前記搬送体が載置されるピックと、前記ピックに設けられた内部電極を含み、前記搬送体を前記ピックに静電吸着させる静電吸着手段と、前記静電吸着手段を制御する制御手段と、前記搬送体の搬送元と搬送先のそれぞれに前記ピックがあるときに前記制御手段と前記内部電極とを導通させ、前記ピックを前記搬送元から前記搬送先へ移動させる間は前記制御手段と前記内部電極との間の導通が切れるように構成された端子部と、を備える搬送装置の制御方法であって、前記制御手段が、前記静電吸着手段を制御して、前記ピックが前記搬送元にあるときに前記搬送体を前記ピックに静電吸着させる静電吸着ステップと、前記制御手段が、前記制御手段と前記内部電極との接続状態を制御して、前記ピックが前記搬送元から前記搬送先へ移動する間は、前記端子部により前記内部電極が電気的にフロート状態となることにより前記搬送体が前記ピックに静電吸着された状態を維持させる静電吸着維持ステップと、前記制御手段が、前記静電吸着手段を制御して、前記ピックが前記搬送先にあるときに前記ピックの除電を行う除電ステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、静電吸着機構を有するピックを備える搬送装置において、搬送体をピックに静電吸着力により保持した状態を維持しながら、関節部における回転角度に制限のない構成を実現することができ、これにより、搬送体の搬送に要する時間を短縮することができる。また、関節部に従来のようにケーブルを用いない構成とすることで、耐久性を高めることができる。更に、関節部にケーブルを通す必要がないために、関節部での構成の自由度を高めることができ、よりコンパクトな関節部を実現することができる。

本発明の実施の形態に係る基板処理システムの概略構成を示す平面図である。 図１の基板処理システムが備える第１搬送装置の概略構成を示す平面図及び側面図である。 図２の第１搬送装置の第２関節部での端子構造を示す概略平面図及び概略断面図である。 図２の第１搬送装置が備える静電ピックに静電吸着力を発生させるシーケンスを示す図である。 図２の第１搬送装置の第２関節部での別の端子構造を示す概略平面図である。 図２の第１搬送装置の第２関節部が図５の端子構造を備える場合において静電ピックに静電吸着力を発生させるためのシーケンスを示す図である。 図２の第１搬送装置の第２関節部での更に別の端子構造を示す概略平面図、概略断面図、部分的な平面展開図である。 図７に示した端子構造において、端子の接触状態／非接触状態を簡易的に示す断面図である。 直進型の搬送装置の概略構成を示す部分的な平面図及び部分断面図である。

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。ここでは、搬送体として直径が４５０ｍｍ（φ４５０ｍｍ）の半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）を取り上げ、ウエハに対してプラズマ処理を施す基板処理システム（プラズマ処理システム）を取り上げることとする。

図１は、本発明の実施の形態に係る基板処理システム１０の概略構成を示す平面図である。基板処理システム１０は、ウエハＷを枚葉で（１枚ずつ）プラズマ処理を施すように構成されている。具体的には、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、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とローダーモジュール１３との間に介在する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。

プロセスモジュール１２は真空チャンバを有し、真空チャンバ内にはウエハＷを載置する載置台としての円柱状のステージ１５が設けられている。プロセスモジュール１２では、ステージ１５にウエハＷが載置された後に真空チャンバ内を所定の真空度とし、処理ガスを導入すると共に真空チャンバ内に高周波電力を印加してプラズマを生成させ、生成したプラズマによってウエハＷにエッチング処理等のプラズマ処理を施す。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で仕切られている。

プロセスモジュール１２が備えるステージ１５には、ステージ１５の上面から突出自在に、複数（例えば、３本）の細棒状のリフトピンが設けられている。これらのリフトピンは、平面視において同一円周上に配置されており、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、逆に、ステージ１５内へ退出することによって支持したウエハＷをステージ１５へ載置する。

トランスファモジュール１１は、真空（減圧）雰囲気に維持されており、その内部には第１搬送装置１７が配置されている。第１搬送装置１７は、３カ所の関節部を有する多関節構造を有し、その先端部に、静電吸着力によってウエハＷを保持するピック（以下「静電ピック４４」と記す）を備えている。第１搬送装置１７は、トランスファモジュール１１の内部底壁にＸ方向に延在するように配置された不図示のガイドレールに沿って、Ｘ方向に移動自在であり、各プロセスモジュール１２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。第１搬送装置１７の構造と動作の詳細については後述する。

ロードロックモジュール１４は、真空雰囲気と大気圧雰囲気とに切り換え可能な内圧可変室として構成されている。ロードロックモジュール１４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１９ａで仕切られており、ロードロックモジュール１４とローダーモジュール１３とは開閉自在なゲートバルブ１９ｂで仕切られている。ロードロックモジュール１４の内部には、ウエハＷを載置する載置台としての円柱状のステージ１８が配置されており、ステージ１８には、プロセスモジュール１２のステージ１５と同様に、リフトピンがステージ１８の上面から突出自在に設けられている。

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へ搬送する際には、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を受け渡す。逆に、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へ搬送する際には、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、内部を大気圧へと昇圧してローダーモジュール１３へウエハＷを受け渡す。

ローダーモジュール１３は、直方体状の大気搬送室として構成されており、一方の長辺側の側面にロードロックモジュール１４が接続され、他方の長辺側の側面に、複数のウエハＷを収容する容器である不図示のフープを載置するための複数（ここでは３つ）のフープ載置台２１が接続されている。

ローダーモジュール１３の内部には、ウエハＷを搬送する第２搬送装置２０が配置されており、第２搬送装置２０は、Ｙ方向に延在する不図示のガイドレールと、スカラアームタイプの搬送アーム２０ａとを有している。搬送アーム２０ａは、ガイドレールに沿ってＹ方向に移動自在であり、また、旋回自在かつ伸縮自在に構成されている。搬送アーム２０ａの先端にはウエハＷを載置して保持するピック２０ｂが取り付けられている。なお、ピック２０ｂは、パッド等によりウエハＷを摩擦力により支持する。ローダーモジュール１３では、第２搬送装置２０が、フープ載置台２１に載置されたフープと各ロードロックモジュール１４との間でウエハＷを搬送する。

基板処理システム１０は、コンピュータからなる制御装置２２を有する。制御装置２２は、基板処理システム１０全体の動作制御を行う。

次に、第１搬送装置１７の構成、動作とその制御方法について説明する。図２（ａ）は、第１搬送装置１７の概略構成を示す平面図（上面図）であり、図２（ｂ）は、第１搬送装置１７の概略構成を示す側面図である。

第１搬送装置１７は、第１関節部３１、第２関節部３２、第３関節部３３、第１アーム部４１、第２アーム部４２、第３アーム部４３及び静電ピック４４を備える。なお、図２では、第１アーム部４１と第２アーム部４２とをＸ方向に伸張させた状態が示されている。また、図２では、第１搬送装置１７の駆動系の図示を省略している。

第１関節部３１、第２関節部３２及び第３関節部３３はそれぞれ、ローラーベアリング等を含む複数の部材で構成されている。第１関節部３１は、不図示の基台に配置されており、第１アーム部４１の一方の端部は第１関節部３１に回転自在に取り付けられている。第１アーム部４１の他方の端部は第２関節部３２に固定されている。第２アーム部４２の一方の端部は、第２関節部３２に回転自在に取り付けられており、他方の端部は、第３関節部３３に固定されている。第３アーム部４３の一方の端部は、第３関節部３３に回転自在に取り付けられており、他方の端部に静電ピック４４が固定されている。なお、第３アーム部４３と静電ピック４４とは、基材に同一素材を用いた一体構造を有するものであってもよい。

第１アーム部４１は、第１関節部３１回りに回転自在である。第２アーム部４２は第２関節部３２回りに回転自在であるため、第１アーム部４１と第２アーム部４２との屈曲角度は第２関節部３２により可変である。第３アーム部４３は第３関節部３３回りに回転自在であるため、第２アーム部４２と第３アーム部４３との屈曲角度は第３関節部３３により可変である。このような動きが可能であれば、各関節部におけるアーム部同士の接続形態は、上記形態に限定されるものではない。

静電ピック４４は、その内部に不図示の電極を備えており、この電極に所定の電圧を印加することにより静電気力を発生させて、静電ピック４４上に載置されたウエハＷを静電吸着する。よって、静電ピック４４がウエハＷを静電吸着した状態では、第１搬送装置１７を高速駆動しても、ウエハＷが静電ピック４４上で位置ずれすることや静電ピック４４から落下することを防止することができるため、スループットを向上させることができ、また、搬送先の正確な位置へウエハＷを搬送することができる。

次に、静電ピック４４の内部に設けられた電極へ電圧を印加するための構成（ケーブル及び接続端子の配設形態）とその制御方法（電圧印加方法）について説明する。図２（ｂ）に示すように、第１関節部３１に設けられた内孔を利用して、電圧印加用の第１ケーブル５１が、基台から第１関節部３１と第１アーム部４１を通して引き回され、第２関節部３２に設けられた端子部に接続されている。また、電圧印加用の第２ケーブル５２が、第２関節部３２に設けられた別の端子に接続されており、この別の端子から第２アーム部４２の内部を通して第３関節部３３へ引き回され、更に静電ピック４４の内部電極に接続されている。第２関節部３２における端子構造の詳細は後述する。

なお、本実施の形態では、ロードロックモジュール１４とプロセスモジュール１２のそれぞれの内部に対する静電ピック４４の挿抜を可能とする動きを実現する際に、第１関節部３１を中心とした第１アーム部４１の回転角度と第３関節部３３を中心とした第３アーム部４３の回転角度はそれぞれ一定の狭い範囲でよいものとする。その場合、第１関節部３１と第３関節部３３では、後述する第２関節部３２での端子構造を用いずに、第１アーム部４１と第３アーム部４３のそれぞれの回転に応じて撓み量が変化する余長部５１ａ，５２ａを設けており、これにより第１ケーブル５１及び第２ケーブル５２の断線を防止している。なお、第１関節部３１と第３関節部３３での回転角度は大きくないため、第１アーム部４１と第３アーム部４３を回転させたときの余長部５１ａ，５２ａに掛かる負荷は小さく、よって、余長部５１ａ，５２ａを設けても、その耐久性に問題はない。

図３（ａ）は、第２関節部３２での第１アーム部４１側の端子構造を示す概略平面図であり、図３（ｂ）は、第２関節部３２での端子構造を示す概略断面図である。以下の説明では、図３に示す端子構造を、適宜、第１の端子構造と称呼する。

第１アーム部４１のフレームには、円柱状の形状を有し、絶縁材料（誘電材料）からなる端子基台６１が固定されている。端子基台６１の上面には、同心円となるように配置された環状の第１端子６２と第２端子６３とが設けられている。第１端子６２と第２端子６３はそれぞれ、銅等の良導電性の金属からなり、後述する第３端子７２及び第４端子７３との摺動に対して耐久性を有するように一定の厚みを有している。

端子基台６１の上面において、第１端子６２と第２端子６３との間には、環状の絶縁部材６５が配置されている。第１搬送装置１７は真空（減圧）雰囲気に配置されるために、第１端子６２と第２端子６３との間の電位差によって放電が生じてしまうのを絶縁部材６５によって防止している。なお、第１端子６２と第２端子６３との間の距離が十分に大きいために、静電ピック４４に静電吸着力を発生させるための電圧を第１端子６２と第２端子６３とに印加したときに放電が生じるおそれがない場合には、絶縁部材６５は必ずしも必要ではない。

第１ケーブル５１は、端子基台６１の側面に設けられた接続端子６６ａ，６６ｂに接続されており、接続端子６６ａ，６６ｂはそれぞれ、端子基台６１内に設けられた配線を通して、第１端子６２と第２端子６３とに接続されている。第１ケーブル５１には、制御装置２２による動作制御が可能なスイッチ６４ａ，６４ｂが設けられている。スイッチ６４ａ，６４ｂは、制御装置２２内、第１アーム部４１内或いは制御装置２２と第１アーム部４１との間のどの位置に設けられていてもよい。

第２アーム部４２の内部には、第２アーム部４２のフレームに固定された支持部材７１が配置されている。支持部材７１には、バネ７５，７６（例えば、伸縮により付勢力を発生させるコイルバネ）が配置されており、バネ７５，７６のそれぞれに第３端子７２と第４端子７３が取り付けられている。バネ７５は、第３端子７２を第１端子６２へ押圧し、バネ７６は、第４端子７３を第２端子６３へ押圧している。絶縁部材６５は、第３端子７２と第４端子７３との間で放電が生じることを防止することができる高さ（厚さ）を有している。第３端子７２と第４端子７３にはそれぞれ、第２ケーブル５２が接続されている。

第２アーム部４２が第２関節部３２を中心として第１アーム部４１に対して回転すると、第３端子７２は第１端子６２と当接（加圧接触）した状態で第１端子６２の円周に沿って摺動し、第４端子７３は第２端子６３と当接した状態で第２端子６３の円周に沿って摺動する。よって、第２アーム部４２を制限なく、第１アーム部４１に対して回転させることができ、その際に、常に、第３端子７２と第４端子７３がそれぞれ第１端子６２と第２端子６３に当接して導通した状態に維持される。

このように、第２関節部３２では、静電ピック４４へ電圧を供給するためのケーブルを第２関節部３２内に通す必要がないため、第２関節部３２内の構成の自由度を高めることができ、コンパクト化が可能となる。

図３（ｃ）は、第３端子７２と第４端子７３をそれぞれ第１端子６２と第２端子６３へ当接させる別の形態を示す図である。図３（ｂ）には、バネ７５，７６としてコイルバネであるとしたが、第３端子７２と第４端子７３をそれぞれ第１端子６２と第２端子６３へ当接させる付勢手段としては、板バネ７８，７９を用いてもよく、付勢手段は特に限定されるものではない。

図４は、静電ピック４４に静電吸着力を発生させるシーケンスを示す図である。図４中の「チャック」は、静電ピック４４がウエハＷを静電吸着している状態を示しており、「デチャック」は、静電ピック４４が除電された状態（ウエハＷに対する静電吸着力が発生していない状態）を示している。「電圧」の「正／ゼロ／負」は、静電ピック４４の内部電極に印加されている電圧を示している。「スイッチ６４ａ，６４ｂ」の「オン／オフ」は、スイッチ６４ａ，６４ｂのオン状態とオフ状態を示している。本実施の形態では、スイッチ６４ａがオン状態、且つ、スイッチ６４ｂがオフ状態のときには、制御装置２２から正電圧が静電ピック４４の内部電極に印加され、逆に、スイッチ６４ａがオフ状態、且つ、スイッチ６４ｂがオン状態のときには、制御装置２２から負電圧が静電ピック４４の内部電極に印加されるものとする。

時間ｔ０において、静電ピック４４はウエハＷを保持しておらず、したがって、「デチャック」、「スイッチ６４ａ，６４ｂ：オフ」、「電圧：ゼロ」の状態となっている。例えば、プロセスモジュール１２（搬送元）での処理を終えたウエハＷをロードロックモジュール１４（搬送先）へ搬送するために、静電ピック４４がプロセスモジュール１２内に進入し、時間ｔ１において静電ピック４４上にウエハＷが載置されると、「スイッチ６４ｂ：オン」に制御され、これにより「電圧：負」となって静電吸着力が発生し、「チャック」の状態となる。

時間ｔ１から所定時間が経過した時間ｔ２において「スイッチ６４ｂ：オフ」に制御される。これにより、静電ピック４４は電気的にフロート状態となるため、静電吸着力が生じた状態は維持される。よって、第１搬送装置１７を駆動してウエハＷをロードロックモジュール１４へ搬送しても、搬送中に静電ピック４４上でウエハＷの位置がずれることやウエハＷが静電ピック４４から落下することが防止される。そして、第２関節部３２での第２アーム部４２の回転角度には制限がないため、搬送先へ最も効率のよい回転角度で回転させることができ、これにより搬送時間を短縮することができる。

なお、時間ｔ１〜ｔ２の間の時間は、ウエハＷを保持するための十分な静電吸着力を生じさせることが時間に設定すればよい。また、時間ｔ１〜時間ｔ２の間の所定のタイミングで静電ピック４４をプロセスモジュール１２から搬出する動作を開始することができるため、時間ｔ２は基板処理システム１０でのスループットに影響を与えない。

静電ピック４４がロードロックモジュール１４に進入し、静止した時間ｔ３において、「スイッチ６４ａ：オン」に制御される。これにより、静電ピック４４の内部電極に正電圧が印加されて静電ピック４４の除電が行われて、時間ｔ４において「デチャック」の状態となることで、静電ピック４４上のウエハＷをロードロックモジュール１４内に設けられたステージ上へ受け渡すことが可能となる。なお、「スイッチ６４ａ：オン」の状態を長く続けると、除電後に再び静電吸着力が生じてしまうため、「スイッチ６４ａ：オン」の状態は、静電ピック４４の除電に必要な時間に限られる。

静電ピック４４がロードロックモジュール１４から退出し、ウエハＷが載置されていない時間ｔ５の状態は、時間ｔ０の状態と同じであるので、以降、プロセスモジュール１２間で或いはプロセスモジュール１２とロードロックモジュール１４との間で、上記と同様にウエハＷの搬送を行うことができる。

なお、図４の説明では、静電ピック４４の内部電極に負電圧を印加して静電吸着力を発生させ、逆電位の正電圧を印加することによって除電を行ったが、印加する電圧の正負は逆であってもよい。即ち、静電ピック４４の内部電極に正電圧を印加して静電吸着力を発生させ、逆電位の負電圧を印加することによって除電を行ってもよい。

また、プロセスモジュール１２やロードロックモジュール１４においてウエハＷをリフトピンに受け渡す際には、グランド電位に接続された（アースされた）リフトピンがウエハＷに基板に接触することでウエハＷの裏面の静電気を除去することができる。これと同様に、例えば、ウエハＷを静電吸着した静電ピック４４を所定のモジュールに挿入させて静止させた後、リフトピンをウエハＷに接触させる前に、スイッチ６４ａ，６４ｂ及び制御装置２２により、静電ピック４４の内部電極をグランド電位に接続する（アースする）ことにより、静電ピック４４の除電を行うこともできる。

図５は、第２関節部３２における端子基台６１側の別の端子構造を示す概略平面図である。以下の説明では、図５に示す端子構造を、適宜、第２の端子構造と称呼する。

図３に示した第１の端子構造では、円環状の第１端子６２と第２端子６３が端子基台６１に配置（埋設）された構成とした。これに対して、図５に示す第２の端子構造は、２つの同心円の各円周上に３組、即ち、１組の第１端子６２ａ及び第２端子６３ａ、１組の第１端子６２ｂ及び第２端子６３ｂ、１組の第１端子６２ｃ及び第２端子６３ｃが配置（埋設）された構成を有する。

なお、第１の端子構造では、第１ケーブル５１に対してスイッチ６４ａ，６４ｂを設けたが、第２の端子構造では、スイッチ６４ａ，６４ｂは設けられていない。図５では、各端子と第１ケーブル５１及び制御装置２２との接続を簡略的に示している。第１端子６２ａ〜６２ｃ及び第２端子６３ａ〜６３ｃは、ここでは、平面視で円形を有するが、これに限定されず、例えば、端子基台６１の周方向に一定の長さを有する略長円形等の形状であってもよい。端子基台６１に設ける端子の組数は、３組に限定されず、２組であってもよいし、４組以上であってもよい。

第２関節部３２における第１アーム部４１側の第２の端子構造を採用することができる理由は、次の通りである。即ち、第１搬送装置１７は、図１に示すＸ方向での位置を調整することによって、静電ピック４４が任意のロードロックモジュール１４及びプロセスモジュール１２に進入した状態において、第２関節部３２での第１アーム部４１に対する第２アーム部４２の角度が常に２つ又は３つの値となるように構成することができる。その場合、円環状の第１端子６２と第２端子６３を用いる必要はなく、第１アーム部４１側の端子構造は、第１アーム部４１に対して第２アーム部４２が所定の角度となったときにのみ、第３端子７２と第４端子７３が第１ケーブル５１と導通する構成となっていればよい。よって、図５に示した第２の端子構造とすることができる。

第２の端子構造における第１端子６２ａ〜６２ｃ及び第２端子６３ａ〜６３ｃの各端子の位置は、一例であり、これに限定されるものではない。第１の端子構造における第２アーム部４２側の第３端子７２及び第４端子７３の構成は、第２の端子構造にもそのまま適用が可能である。

図２（ａ）に示した状態で、第１関節部３１から第２関節部３２側を見たときに、第２アーム部４２が左へ９０度曲がって第１アーム部４１の長手方向と第２アーム部４２の長手方向が直交した状態では、第３端子７２及び第４端子７３は第１端子６２ａ及び第２端子６３ａに接触する。同様に、第１関節部３１から第２関節部３２側を見たときに、第２アーム部４２が右へ９０度曲がって第１アーム部４１の長手方向と第２アーム部４２の長手方向が直交した状態では、第３端子７２及び第４端子７３は第１端子６２ｂ及び第２端子６３ｂに接触する。第１アーム部４１と第２アーム部４２とが図２（ｂ）のＺ方向から見たときに重なり合った状態では、第３端子７２及び第４端子７３は第１端子６２ｃ及び第２端子６３ｃに接触する。

図６は、第２関節部３２が第２の端子構造を備える場合の、静電ピック４４に静電吸着力を発生させるためのシーケンスを示す図である。図６中の「チャック」は、静電ピック４４がウエハＷを静電吸着している状態を示しており、「デチャック」は、静電ピック４４が除電された状態（ウエハＷに対する静電吸着力が発生していない状態）を示している。「導通」の「オン」は、制御装置２２と静電ピック４４の内部電極とが導通している状態（第２関節部３２において第１端子６２ａ〜６２ｃ及び第２端子６３ａ〜６３ｃのいずれか１組の端子が第３端子７２及び第４端子７３と接触している状態）を示しており、「導通」の「オフ」は、制御装置２２と静電ピック４４の内部電極とが導通していない状態を示している。「制御信号」の「オン」は、制御装置２２から静電ピック４４に静電吸着力を発生させるための電圧信号が出ている状態を示し、「制御信号」の「オフ」は、制御装置２２により静電ピック４４をグランド電位へ接続している状態（静電ピック４４の静電吸着力を消失させる状態）を示している。

時間ｔ０において、静電ピック４４はウエハＷを保持しておらず、第３端子７２及び第４端子７３は第１端子６２ａ〜６２ｃ及び第２端子６３ａ〜６３ｃのいずれにも接触していないとする。その場合に、時間ｔ０では、「デチャック」、「導通：オフ」、「制御信号：オフ」となる。

例えば、プロセスモジュール１２での処理を終えたウエハＷをロードロックモジュール１４へ搬送するために、静電ピック４４がプロセスモジュール１２内に進入し、時間ｔ１において静電ピック４４上にウエハＷが載置されるとする。この場合、時間ｔ１よりも前に静電ピック４４はプロセスモジュール１２内で静止しており、よって、時間ｔ１より前の所定のタイミングで、第３端子７２及び第４端子７３は、例えば、第１端子６２ａ及び第２端子６３ａに接触して、「導通：オン」の状態となる。なお、「導通：オン」となるタイミングは、第２関節部３２での動作（回転）が終了するタイミングによって定まる。そして、時間ｔ１において「制御信号：オン」となることにより、速やかに「チャック」の状態となる。

時間ｔ２において、静電ピック４４をプロセスモジュール１２から搬出する動作を開始させると、第２関節部３２での回転が行われるタイミングに応じて、前出の例の場合には第３端子７２及び第４端子７３が第１端子６２ａ及び第２端子６３ａと非接触の状態となる。よって、時間ｔ２後の所定のタイミングで「導通：オフ」となるが、静電ピック４４は電気的にフロートの状態となるため、静電吸着力が生じている「チャック」の状態が維持される。これにより、第１搬送装置１７を駆動してウエハＷをロードロックモジュール１４へ搬送しても、静電ピック４４上でウエハＷの位置がずれることやウエハＷが静電ピック４４から落下することを防止することができる。また、第２関節部３２での第２アーム部４２の回転角度には制限がないため、搬送先へ最も効率のよい回転角度で回転させることができ、これにより搬送時間を短縮することができる。

ウエハＷの搬送先のロードロックモジュール１４では、第３端子７２及び第４端子７３は、第１端子６２ｃ及び第２端子６３ｃに接触するものとする。

静電ピック４４がロードロックモジュール１４に進入し、時間ｔ３において静電ピック４４が静止したものとする。その場合、時間ｔ３より前の所定のタイミングで第３端子７２及び第４端子７３が第１端子６２ｃ及び第２端子６３ａに接触して、「導通：オン」の状態となる。このとき、時間ｔ２後も「信号：オン」の状態が維持されているため、時間ｔ３で「導通：オン」となっても、静電ピック４４の静電吸着力が失われることはない。

時間ｔ３において、静電ピック４４の除電を行うために「信号：オフ」に制御され、これにより「デチャック」の状態となることで、静電ピック４４上のウエハＷをロードロックモジュール１４内に設けられたステージ上へ受け渡すことが可能となる。

時間ｔ４において、静電ピック４４をロードロックモジュール１４から退出させると、第２関節部３２での回転を行うタイミングに応じて、前出の例の場合には第３端子７２及び第４端子７３が第１端子６２ｃ及び第２端子６３ｃと非接触の状態となる。よって、時間ｔ４後の所定のタイミングで「導通：オフ」となる。その後の時間ｔ５の状態は、時間ｔ０の状態と同じであるので、以降、プロセスモジュール１２間で或いはプロセスモジュール１２とロードロックモジュール１４との間で、上記と同様にウエハＷの搬送を行うことができる。

次に、第３端子７２及び第４端子７３の摩耗を軽減する構成について、図７及び図８を参照して説明する。図７（ａ）は、第２関節部３２における端子基台６１側の更に別の端子構造を示す平面図である。図７（ａ）に示す端子構造は、端子基台６１の上面外周に立壁部８１が設けられている点で、第２の端子構造（図５）と異なっているが、その他の構成は同じである。よって、以下、立壁部８１の構成について説明する。

図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した矢視Ａ−Ａの断面図であり、図７（ｃ）は、立壁部８１の平面展開図である。立壁部８１は、第１端子６２ａ及び第２端子６３ａの外側に対応する部分、第１端子６２ｂ及び第２端子６３ｂの外側に対応する部分、第１端子６２ｃ及び第２端子６３ｃの外側に対応する領域で、その他の領域よりも高さの低い構造を有している。

図８（ａ）は、第１端子６２ｃ及び第２端子６３ｃと第３端子７２及び第４端子７３とが接触した状態を簡易的に示す断面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示した状態から第２アーム部４２を４５度回転させた状態を簡易的に示す断面図である。なお、図８では、第３端子７２及び第４端子７３に接続される第２ケーブル５２の図示を省略している。

第３端子７２及び第４端子７３は、棒状の支持部材８２の一方の端部に取り付けられている。支持部材８２の他方の端部８２ａは、付勢手段であるバネ８３を介して第２アーム部４２のフレームに固定されている。

図８（ａ）の状態では、支持部材８２の長さ方向の中間部分が立壁部８１の上面に接触しており、バネ８３は支持部材８２の端部８２ａを常に矢印Ｆ１方向に付勢している。よって、第３端子７２及び第４端子７３は、テコの原理により端子基台６１側へ押圧されて、第１端子６２ｃ及び第２端子６３ｃと接触している。

第２アーム部４２を回転させて図８（ａ）の状態から図８（ｂ）の状態へと遷移させると、立壁部８１において支持部材８２が接触する位置が立壁部８１の上面に沿って移動し、立壁部８１がバネ８３の付勢力に抗して支持部材８２を持ち上げる。つまり、立壁部８１と支持部材８２との接触点を支点として、バネ８３が縮み、第３端子７２及び第４端子７３は端子基台６１の表面から浮き上がり、端子基台６１の表面との接触が解除される。こうして、第３端子７２及び第４端子７３と端子基台６１とが摺動しない構成とすることによって、第３端子７２及び第４端子７３の耐久性を高めることができる。図８（ｂ）の状態から図８（ａ）への状態の変化は、図８（ａ）の状態から図８（ｂ）への状態の変化と可逆的であることは言うまでもない。

なお、第１の端子構造（図３）において端子基台６１に立壁部８１を設け、スイッチ６４ａ，６４ｂを設けずに、常に、接続端子６６ａ，６６ｂと制御装置２２とが導通した構成とした端子構造は、実質的に、第２の端子構造（図５）と同様に機能する。よって、この場合には、図６に示したシーケンスが適用される。

上述した第１の端子構造（図３）や第２の端子構造（図５）は、上述したように回転動作を行うための関節部に限らず、静電ピック４４を一方向に直線的に移動させる搬送装置にも適用が可能である。そこで、次に、静電ピック４４を一方向に直線的に移動させる搬送装置に第２の端子構造を適用した例について説明する。

図９（ａ）は、直進型の搬送装置の概略構成を示す部分的な平面図である。静電ピック４４は、保持部材９１（ステージ）に固定されている。保持部材９１は、一方向（ここでは、Ｘ方向）に進退（スライド）自在に、Ｘ方向に延在するように基台９０に設けられたガイド９３と嵌合している。また、保持部材９１は、Ｘ方向に延在するように基台９０に配置されたスクリュー９２と螺合している。不図示のモータによってスクリュー９２を回転させることにより、保持部材９１をＸ方向に移動させることができる。

保持部材９１には、Ｙ方向に並べて２つの第１端子９４が配置されている。また、基台９０には、Ｙ方向に並べられた２つの端子からなる第２端子９５ａ，９５ｂ，９５ｃが、Ｘ方向に所定の間隔で配置されており、保持部材９１をＸ方向に移動させたときに、第１端子９４と第２端子９５ａ，９５ｂ，９５ｃとの接触状態／非接触状態が生じる。

図９（ｂ）は、第１端子９４と第２端子９５ｂとが接触している状態を示す断面図である。第１の端子構造（図３）と同様に、ここでは、バネ９６を用いて基台９０側へ第１端子９４を押圧することによって、第１端子９４と第２端子９５ｂとの接触、導通を確保している。なお、図９の搬送装置は、図６に示したシーケンスによって制御される。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、図３や図５等を参照して説明した第１の端子構造及び第２の端子構造を、第１搬送装置１７の第２関節部３２に適用したが、これらの端子構造は、第１関節部３１や第３関節部３３にも適用することができ、更に、第２搬送装置２０の関節部にも適用することができる。

また、図３の端子構造に対して、図６に示した制御信号を適用してウエハＷを搬送することもできる。その場合には、スイッチ６４ａ，６４ｂを常に閉じた状態（つまり、スイッチ６４ａ，６４ｂを設けずに、第１ケーブル５１で制御装置２２と接続端子６６ａ，６６ｂとを接続した状態）とすることで、制御装置２２と第２ケーブル５２とを常に導通した状態に維持する。これにより、静電ピック４４がウエハＷを保持している間はずっと静電吸着力を生じさせるための電圧が静電ピック４４の内部電圧に印加されている状態となる。この場合でも、第２関節部３２における回転角度に制限がなく、最小の回転角度でのウエハＷの搬送が可能であるという効果は得られる。

更に、上記実施の形態では、ウエハＷを搬送する搬送装置について説明したが、被搬送体はウエハＷに限られず、その他の基板や部品等であってもよい。

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
１７ 第１搬送装置
２２ 制御装置
３２ 第２関節部
４１ 第１アーム部
４２ 第２アーム部
４４ 静電ピック
５１ 第１ケーブル
５２ 第２ケーブル
６１ 端子基台
６２，６２ａ，６２ｂ，６２ｃ 第１端子
６３，６３ａ，６３ｂ，６３ｃ 第２端子
７２ 第３端子
７３ 第４端子
７５，７６ バネ

Claims (7)

1. 搬送体を搬送する搬送アームと、
   前記搬送アームを駆動する駆動手段と、
   前記搬送アームの先端に設けられ、前記搬送体が載置されるピックと、
   前記ピックに設けられた内部電極を含み、前記搬送体を前記ピックに静電吸着させる静電吸着手段と、
   前記静電吸着手段を制御する制御手段と、
   前記搬送体の搬送元と搬送先のそれぞれに前記ピックがあるときに前記制御手段と前記内部電極とを導通させ、前記ピックを前記搬送元から前記搬送先へ移動させる間は前記制御手段と前記内部電極との間の導通が切れるように構成された端子部と、を備え、
   前記制御手段は、前記静電吸着手段を制御して、前記ピックが前記搬送元にあるときに前記搬送体を前記ピックに静電吸着させ、前記ピックが前記搬送先にあるときに前記ピックの除電を行い、前記ピックが前記搬送元から前記搬送先へ移動する間は、前記端子部により前記内部電極が電気的にフロート状態となることにより前記搬送体が前記ピックに静電吸着された状態が維持されることを特徴とする搬送装置。
2. 前記搬送アームは、
   少なくとも１つのアーム部と、
   前記アーム部を回転自在に保持する関節部と、を備え、
   前記端子部は、
   前記関節部に設けられた端子基台と、
   同一円周上の所定位置に配置されるように前記端子基台の一面に設けられた複数の端子と、
   前記アーム部に設けられた別の端子と、
   前記別の端子を前記端子基台の前記一面に当接させる付勢手段と、を有し、
   前記アーム部が前記関節部を中心として回転するときに前記別の端子が前記同一円周上を周方向に移動することにより、前記複数の端子と前記別の端子との接触状態と非接触状態とが切り替わり、
   前記複数の端子と前記別の端子とが接触状態にあるときに、前記制御手段と前記内部電極とが導通し、前記複数の端子と前記別の端子とが非接触状態にあるときに、前記制御手段と前記内部電極との間の導通が切れることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
3. 前記付勢手段による付勢力に抗して前記別の端子を前記端子基台の前記一面から浮き上がらせることによって前記複数の端子と前記別の端子とを非接触状態とする浮上手段を有することを特徴とする請求項２記載の搬送装置。
4. 前記搬送アームを一方向に進退可能に保持し、前記一方向に所定の間隔で配置された複数の端子を有する保持手段を備え、
   前記搬送アームは、
   別の端子と、
   前記別の端子を前記保持手段において前記複数の端子が配置された面に当接させる付勢手段と、を有し、
   前記一方向での前記搬送アームの進退に伴って前記別の端子が前記一方向に移動することにより、前記複数の端子と前記別の端子との接触状態と非接触状態とが切り替わり、 前記複数の端子と前記別の端子とが接触状態にあるときに、前記制御手段と前記内部電極とが導通し、前記複数の端子と前記別の端子とが非接触状態にあるときに、前記制御手段と前記内部電極との間の導通が切れることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
5. 前記制御手段は、前記搬送体の搬送中は、前記ピックに静電吸着力を発生させるための電圧信号を前記複数の端子へ印加し続けることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の搬送装置。
6. 搬送体を搬送する搬送アームと、前記搬送アームを駆動する駆動手段と、前記搬送アームの先端に設けられ、前記搬送体が載置されるピックと、前記ピックに設けられた内部電極を含み、前記搬送体を前記ピックに静電吸着させる静電吸着手段と、前記静電吸着手段を制御する制御手段と、前記搬送体の搬送元と搬送先のそれぞれに前記ピックがあるときに前記制御手段と前記内部電極とを導通させ、前記ピックを前記搬送元から前記搬送先へ移動させる間は前記制御手段と前記内部電極との間の導通が切れるように構成された端子部と、を備える搬送装置の制御方法であって、
   前記制御手段が、前記静電吸着手段を制御して、前記ピックが前記搬送元にあるときに前記搬送体を前記ピックに静電吸着させる静電吸着ステップと、
   前記制御手段が、前記制御手段と前記内部電極との接続状態を制御して、前記ピックが前記搬送元から前記搬送先へ移動する間は、前記端子部により前記内部電極が電気的にフロート状態となることにより前記搬送体が前記ピックに静電吸着された状態を維持させる静電吸着維持ステップと、
   前記制御手段が、前記静電吸着手段を制御して、前記ピックが前記搬送先にあるときに前記ピックの除電を行う除電ステップと、
   を有することを特徴とする搬送装置の制御方法。
7. 請求項１乃至５の搬送装置を用いる基板処理システムであって、前記搬送アームが減圧可能な基板搬送室内に設けられることを特徴とする基板処理システム。