JPH0451539A - 基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、薄板状の基板を負圧吸着して搬送する基板搬
送装置、特には半導体素子製造用露光装置等において、
マスク（レチクル）やウェハ等の基板を負圧吸着して搬
送する基板搬送装置に関するものである。

〔従来の技術〕

半導体素子の製造に用いられる露光装置として、所謂ス
テッパと呼ばれる装置が知られている。半導体素子製造
用ステッパは、半導体ウェハを投影レンズ下でステップ
移動させながら、マスク（レチクル）上に形成されてい
るパターンの像を投影レンズで縮小し、１枚のウェハ上
の複数箇所に順次露光して行くものである。

ところで、このようなステッパを含む露光装置（半導体
素子製造装置）では、マスクやウェハ等の基板を負圧に
より吸着保持し、吸着保持された基板をロボットハンド
により搬送している。また、このような搬送装置では、
基板の保持確認を吸着圧力を測定することにより行なっ
たり、吸着圧力の変化を測定圧力と元圧との差が所定値
を越えた場合に信号を発する所謂差圧センサーを使用し
て検出するということが行なわれている。更には、所謂
エチップマイコンと呼ばれるＣＰＵが、近年では低価格
となってきたことにより、上述の基板保持の確認を負圧
吸着開始時だけでなく、基板の搬送中は専用のＣＰＵで
継続して行なうことも提案されている。

〔発明が解決しようとしている課題〕

このような露光装置で処理される半導体素子、特にＤＲ
ＡＭはＩＭ（メガ）ビットから４Ｍ（メガ）ビット、更
には１６Ｍ（メガ）ビットへと高集積化が進み、線幅も
微細化されると同時に半導体素子個々も大型化している
。この大型化のため１枚のウェハ上の半導体素子の数は
低下する。しかしながら、半導体素子の価格は、処理能
力やメモリー容量に比例して上昇するものではないのが
現実である。従って、露光装置にはより細い線幅、より
高精度の位置合わせのみでなく、生産性を向上させる為
、より高いスループットも要求されている。

ここで、露光装置のスルーブツトを向上させる為には、
基板、例えばウェハの搬送部においても、スルーブツト
を向上させる必要がある。また、特にステッパのウェハ
搬送部において、上述したように半導体素子個々の大型
化のため１枚のウェハ上の半導体素子の数が低下し、更
には露光照明部の改良等により本体側の処理時間が短（
なり、ウェハの供給及び回収速度はもとより、ウェハカ
セットからウェハを取り出してプリアライメントを終了
させ、トップステージに受は渡せる状態までの時間を短
縮する必要がある。

ウェハ搬送部のスルーブツトを向上させるには、アクチ
ュエーター等をより高速で動作させる事が必要となる。

しかしながら、ウェハは非常に破損し易く、また大口径
化の為に取り扱いは非常に困難になってきており、特に
ウェハハンドリングにおいては非常に注意が必要になっ
てきた。

ところで、ウェハの負圧吸着する為の負圧製造用ポンプ
は、一般的に半導体製造装置個別に時っているものでな
く、工場の設備として用意されているものであり、装置
に配管される事により装置が正常に動作するものである
。このことは、周囲の他の装置でのトラブルにより大規
模なリークが発生し、当該装置への負圧の供給が停止し
た場合や装置への配管が離脱するというようなトラブル
が発生した場合、装置への負圧が急速に停止する事にな
る。このことがウェハ搬送中に発生した場合、ウェハを
落下したり飛ばしてしまい、最悪の事態としてはウェハ
を割ってしまう。ウェハを破損したりウェハが割れたり
した場合、ウェハの損害のみならずその為の清掃等かな
りの時間が装置のダウンタイムとなり結果として装置使
用者は大きな損害を受ける事になる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたちので、その
目的は、基板の搬送中に負圧供給が停止しても、基板を
落下させたり破損させることのない基板搬送装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上述の課題を達成するために、本発明の基板搬送装置は
、基板を負圧吸着するためのフィンガーを持つロボット
ハンドと、前記基板を搬送するために前記ロボットハン
ドを駆動する駆動機構と、負圧源から前記フィンガーに
負圧を供給するための負圧供給口付近の負圧を測定する
圧力センサと、前記圧力センサの測定値に応じて前記負
圧源と前記フィンガー間の負圧供給路を遮断する電磁弁
を有すると共に、前記電磁弁と前記フィンガー間の負圧
供給路は、前記電磁弁が供給路を遮断してから前記駆動
機構によって前記ロボットハンドの駆動が停止するまで
の間、所定の負圧を維持できるような容積を有している
。

また、前記電磁弁と前記フィンガー間の負圧供給路には
、負圧保持用のアキュームレータタンクを接続し、更に
は、前記圧力センサが負圧の低下を検出した時、前記電
磁弁は前記負圧供給路を遮断すると共に、前記駆動機構
は前記ロボットハンドの移動を徐々に減速して停止させ
ている。

〔実施例〕

以下、本発明を図に示した実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明の基板搬送装置を適用した半導体製造用
の露光装置（ステッパ）の−例を示す側面図、第２図は
第１図の装置のウェハの流れを示す上面図である。これ
らの図において、１はレチクルパターンを有するレチク
ル（原板）２を照明する照明部、３はレチクルパターン
をウェハ（基板）１４上に縮小投影する投影レンズ、４
はウェハ１４を載置するトップステージ、５はトップス
テージ４を載置するＸＹステージ、６はＸＹステージ５
をはじめとする装置全体を載置しているベース定盤、７
はベース定盤６を支持し、装置全体の姿勢を保つと共に
、装置全体の振動を抑制するために複数設けられたエア
マウントである。レチクル２は不図示のレチクルステー
ジにより図の位置に保持され、Ｘ、Ｙ、　　θの各方向
に移動可能とされている。また、トップステージ４は載
置しているウェハ１４をθ方向に回転させる機能を有し
ている。

第２図を参照して、８はウェハ１４をトップステージ４
に載置させるためのロボットハンド、９はトップステー
ジ４にウェハ１４を載置させる前に、ウェハ１４の外形
測定によりオリフラや中心位置等を合せてお（プリアラ
イメントステージ、１０は露光処理を終了したウェハ１
４をトップステージから回収するロボットハンド、１１
は処理前のウェハをいれておくウェハカセット、１２は
処理後のウェハをいれておくウェハカセット、１３はロ
ボットハンド８．ＩＯやプリアライメントステージ９を
はじめとするウェハ搬送部を支持する支持部である。支
持部１３はベース定盤６に取り付けられている。

次に、この装置におけるウェハ搬送の流れを述べる。ウ
ェハカセット１１に収納されているウェハ１４は、先ず
不図示のロボットハンドによりプリアライメントステー
ジ９に載置される。プリアライメントステージ９ではウ
ェハ１４のオリフラ及び外周を検知して、ウェハ１４が
トップステージ４に載置されたときに、オリフラが所定
の方向となり、且つその外周が所定の位置となるように
プリアライメントを行う。プリアライメントが終了した
ウェハ１４は、予め所定の位置に来ているトップステー
ジ４にロボットハンド８によって載置される。トップス
テージ４に載置されたウェハ１４は、不図示のアライメ
ントシステムを介して最終的にアライメントされ、露光
が開始される。

ウェハ１４のステップアントリピー　ト露光が終了した
後、ウェハ１４はＸＹステージ５によりウェハ回収位置
に移動され、ロボットハンド１０によりトップステージ
４から回収される。そして、この後、不図示のロボット
ハンドによりウェハカセットエ２に収納される。

この露光処理中には、次のウェハ１４がウェハカセット
１１より取り出され、プリアライメントされ、トップス
テージ４上へ何時でも供給可能な状態まで進められ、待
機している。そして、トップステージ４上にあるウェハ
１４が露光処理終了後回収されると、次のウェハ１４が
直ちにトップステージ４上に供給されるという動作が繰
り返される。

第３図は本発明の基板搬送装置の一実施例を示すブロッ
ク図で、この図はウェハハンドリング用ロボットハンド
８．．１０への負圧配管系を示している。また、第４図
は第３図の実施例の動作を示すフローチャートである。

第３図において、２０はロボットハンド８，１０の一端
に設けられたフィンガーで、ウェハ１４の搬送時に、そ
の先端に形成された吸着口２７に供給されている負圧に
よってウェハ１４を吸着保持する。２１はフィンガー２
０の吸着口２７に負圧を送る為のホース、２２は装置４
０の負圧入力部近傍に設けられた電磁弁、３０は装置４
０の外部に配置され、装置４０の負圧入力部に接続され
ている負圧源で、電磁弁２２はオフ時に負圧源３０から
の装置４０に対する負圧を遮断する。２３は電磁弁２２
をドライブする為のドライバ、２４は負圧入力部の圧力
（元圧）を測定し、それが−５００ｍｍＨｇ以下になる
とオン信号を出す圧力センサ、２５は電磁弁２２とフィ
ンガー２０間のホース２１に接続されているアキューム
レータタンクである。アキュームレータタンク２５は、
電磁弁２２のオフ時、電磁弁２２とフィンガー２０間の
ホース２１内の圧力を蓄えておく為に利用される。

２６はＣＰＵ　（演算処理装置）、２７はフィンガー２
０を移動させるためのハンド駆動機構で、ＣＰＵ２６は
ハンド駆動機構２７への指令によりフィンガー２０によ
るウェハ１４の吸着搬送動作を制御し、更にドライバ２
３を経由して電磁弁２２のオン／オフを制御する。また
、ＣＰＵ２６には圧力センサ２４の測定値が入力されて
いる。フィンガー２０とタンク２５の間には、更に不図
示の電磁弁やセンサがあり、これらもＣＰＵ２６により
同様に制御されている。フィンガー２０は吸着用の負圧
が一４００ｍｍＨｇ以上あれば、通常のウェハ搬送にお
いてウェハ破損等のトラブルが発生しないように製作さ
れている。

次に、ＣＰＵ２６による上記実施例の動作を第４図に沿
って述べる。ステップ１０１で動作がスタートすると、
ステップ１０２で先ず圧力センサ２４により元圧を測定
し、−５００ｍｍＨｇ以上である事を確認する。元圧が
一５００ｍｍＨｇ以上であれば、ＹＥＳに進み、ステッ
プ１０２で常に元圧が一５００ｍｍＨｇ以上である事を
確認する。元圧が一５００ｍｍＨｇ未満であれば、Ｎ。

に進みステップ１０３で電磁弁２２をオフ、即ち電磁弁
２２よりフィンガー２０の側を負圧源３０の側から遮断
し、装置４０内部の負圧の低下を防ぐ。

次に、ステップ１０４でハンド駆動機構２７に緊急停止
命令を発し、フィンガー２０が動作中であれば、直ちに
停止処置をとりウェハ】４のフィンガー２０からの落下
による破損を防ぐ。しかし、ここで、フィンガー２０が
ウェハ１４を吸着搬送中であれば、余り急激な停止を行
うと、かえってウェハ１４がフィンガー２０から落下し
て破損してしまう可能性があるので、この場合には十分
考慮された減速停止が必要である。また、圧力センサ２
４が−５００ｍ　ｍ　Ｈｇ未満と判定してから上記の減
速停止が終了するまでの間、フィンガー２０の吸着口２
７の圧力を所定の負圧値以上に保持する必要がある。こ
の実施例では、フィンガー２０は吸着口２７の負圧が一
４００ｍｍＨｇ以下となるまで搬送可能なように吸着面
積等が考慮しであるので、タンク２５は上記必要な保持
時間内に−５００ｍ　ｍ　Ｈｇから一４００ｍｍＨｇま
では低下しないだけの容積を持てば良い。但し上記負圧
はフィンガー２０のみでなく不図示の他の部分でも使用
しており、上記能の部分が開放状態であっても保持可能
でなければならない。

ステップ１０４でハンドの緊急停止が行なわれた後、シ
ーケンスはステップ１０５に進み、ＣＰＵ２６は圧力セ
ンサ２４の計測値を監視する事により、元圧が一５００
ｍｍＨｇ以上に復帰するのを待つ。

元圧が一５００ｍｍＨｇ以上になると、ステップ１０６
に進み、ＣＰＵ２６はドライバ２３を介して電磁弁２２
をオンし、ステップ１０７によりステップ１０４で発し
た緊急停止を解除する。このことにより、装置は自動復
帰し、ステップ１０１のスタート直後の状態に戻る。

〔変形例〕

なお、電磁弁２２とフィンガー２０の間のホース２１の
長さを充分に長（でき、このホース内の容積によって、
ステップ１０４の緊急停止の間、所定の負圧を維持でき
るならば、アキュームレータタンク２５を省略すること
も可能である。また、装置４０の負圧入力部付近の負圧
供給路の断面積を、正常時のウェハ吸着に支障のない範
囲で小さくすれば、装置４０の外部からの負圧供給が停
止し、更に外部へ流出する事態が生じても、流出に対す
る抵抗を大きくすることができ好ましい。この場合、更
にタンク２５の容積を充分に大きくして、吸着口２７の
負圧を所定値以上に保持可能な時間を充分長くする事が
できれば、電磁弁２２を特に動作速度の早いものにする
必要はなく、極端な場合には削除する事も可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、負圧吸着を利用
した基板搬送装置において、負圧が低下した際に、負圧
が基板の搬送に適しない値となる前に、基板の搬送動作
を安全に停止させる事ができるので、装置外部からの負
圧供給が停止しても基板を落下させて破損させることが
ない。従って、本発明によれば、装置のダウンタイムを
最小限にし、結果として生産性を向上させる事が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される半導体製造用の露光装置の
一例を示す図、第２図は第１図の装置の上面図、第３図
は本発明の基板搬送装置の一実施例を示す図、第４図は
本実施例の動作を示すフローチャートである。 ８．１０・・・ロボットハンド、２０・・・フィンガー
、２１・・・ホース、２２・・・電磁弁。 ２４・・・圧力センサ、２５・・・アキュームレータタ
ンク、２６・・・ＣＰＵ、２７・・・ハンド駆動機構 負圧源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板を負圧吸着するためのフィンガーを持つロボ
   ットハンドと、前記基板を搬送するために前記ロボット
   ハンドを駆動する駆動機構と、負圧源から前記フィンガ
   ーに負圧を供給するための負圧供給口付近の負圧を測定
   する圧力センサと、前記圧力センサの測定値に応じて前
   記負圧源と前記フィンガー間の負圧供給路を遮断する電
   磁弁を有すると共に、前記電磁弁と前記フィンガー間の
   負圧供給路は、前記電磁弁が供給路を遮断してから前記
   駆動機構によって前記ロボットハンドの駆動が停止する
   までの間、所定の負圧を維持できるような容積を有する
   ことを特徴とする基板搬送装置。
2. （２）前記電磁弁と前記フィンガー間の負圧供給路には
   、負圧保持用のアキュームレータタンクが接続されてい
   る請求項１記載の基板搬送装置。
3. （３）前記圧力センサが負圧の低下を検出した時、前記
   電磁弁は前記負圧供給路を遮断すると共に、前記駆動機
   構は前記ロボットハンドの移動を徐々に減速して停止さ
   せる請求項２記載の基板搬送装置。