JPH08213445A - 物品受け取り方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウエハの帯電による悪影響を防止する。 【構成】 ウエハ１を真空吸着保持装置２２により受け
取るアーム１９に、除電エア吹き付け装置３０とウエハ
１の帯電電位を測定する測定装置３８とを設ける。 【効果】 ウエハ１が帯電していたとしても、除電エア
の吹き付けで帯電を低減されるため、帯電の反発力や吸
引力によるアームのウエハ保持位置のずれや、帯電の放
電による悪影響を防止できる。ウエハの帯電電位を測定
し測定値が設定値以上で除電エアを吹き付けることで、
除電エアの浪費や作業性の低下を防止でき、ウエハの除
電エアによる汚染の危険性を必要最小限度に抑制でき
る。アームに除電気体吹き付け装置帯電電位測定装置を
配設することで大形化を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物品受け取り技術、特
に、帯電性を有する物品を受け取る技術に関し、例え
ば、半導体装置の製造工程において、半導体ウエハ（以
下、ウエハという。）を受け取るのに利用して有効な技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程において、ウエハ
上にレジスト膜を形成するレジスト塗布装置として、塗
布前処理室と、塗布処理室と、複数のベーキング処理室
と、冷却処理室とを備えており、これら処理室をウエハ
が１枚宛、ウエハ搬送装置により順次搬送されながら搬
入搬出されて行くことにより、塗布処理が実行されるよ
うに構成されているものがある。

【０００３】このようなレジスト塗布装置において、各
処理室間へウエハを搬送する方法としては次の二通りの
方法が採用されている。第１の方法は、各処理室毎にウ
エハ受け渡し装置が設備され、各処理室を経たウエハが
各ウエハ受け渡し装置によってそれぞれ順送りされて行
く方法である。第２の方法は、複数の処理室に共通のウ
エハ搬送装置が設備され、処理室を経たウエハが搬送装
置によって受け取られて次の処理室に受け渡される方法
である。

【０００４】また、ウエハカセットに収納されたウエハ
や、処理室のウエハを受け取るウエハ受け取り装置とし
ては、ロボットのアームに真空吸着保持ヘッドが設備さ
れており、アームによってヘッドがウエハカセットや処
理室内のウエハの裏面に接近されて、ウエハがヘッドに
よって真空吸着保持されることにより、アームによって
ウエハが受け取られるように構成されているものがあ
る。

【０００５】なお、このようなウエハ搬送技術を述べて
ある例としては、特開平５−１０２２８７号公報があ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、重金属によ
る汚染を防止するために、ウエハ受け取り装置やウエハ
搬送装置のアームにおけるウエハとの接触面部はセラミ
ックまたは弗素系樹脂が使用されてメタルレスに構成さ
れることがある。アームのウエハとの接触面部がメタル
レスに構成されている場合には、次のような問題点が発
生することが、本発明者によって明らかにされた。 （１） 処理等によってウエハに帯電した電位をアーム
の接触によって降下させることができないばかりか、メ
タルレスを形成する材料によってはアームとの接触によ
ってウエハの帯電電位が次第に上昇されてしまう。

【０００７】（２） 一般に、シリコン系は正の電荷に
帯電し易く、弗素系樹脂は負の電荷に帯電し易い。この
ため、アームのウエハとの接触面にセラミックが使用さ
れている場合には、正の電荷同士の反発力によるアーム
のウエハ保持位置のずれが発生し、アームのウエハとの
接触面に弗素系樹脂が使用されている場合には、正の電
荷と負の電荷との吸引力によるアームのウエハ保持位置
のずれが発生する。この位置ずれはウエハの搬送不良の
原因になる。

【０００８】（３） 帯電したままのウエハが導電体に
接近されると、放電現象が誘発されるため、ウエハに悪
影響が及ぶ危険性がある。

【０００９】本発明の目的は、被受け取り物品の帯電に
よる悪影響を防止することができる物品受け取り技術を
提供することにある。

【００１０】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。

【００１２】すなわち、受け取りアームによって被受け
取り物品が受け取られるに際して、受け取りアームが被
受け取り物品を保持する以前に被受け取り物品の帯電を
低減させる除電気体が被受け取り物品に吹き付けられ
る。

【００１３】

【作用】前記した手段によれば、万一、被受け取り物品
が帯電していたとしても、除電気体によって帯電が低減
されるため、アームが物品を保持する時の帯電による悪
影響は未然に回避することができる。すなわち、帯電の
反発力や吸引力によるアームの物品保持位置のずれや、
帯電の放電による悪影響を未然に防止することができ
る。

【００１４】また、除電気体が吹き付けられる前に被受
け取り物品の帯電電位を測定し、測定値が設定値以上で
ある時にのみ除電気体を吹き付けることにより、不必要
な除電気体の吹き付けを回避することができる。その結
果、除電気体の浪費や作業性の低下を防止することがで
きるばかりでなく、被受け取り物品の除電気体による汚
染の危険性を必要最小限度に抑制することができる。

【００１５】さらに、受け取りアームに除電気体吹き付
け装置の吹き出し口および被受け取り物品の帯電電位を
測定する測定装置を配設することにより、物品受け取り
装置の大形化を防止することができる。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の一実施例であるウエハ搬送装
置を示す模式図、図２はその主要部を示しており、
（ａ）はその平面図、（ｂ）はその拡大正面断面図であ
る。図３はその作用を説明するためのフローチャートで
ある。

【００１７】本実施例において、本発明に係る物品受け
取り装置は、レジストをウエハに塗布するレジスト塗布
装置において、ウエハ１を各処理室に搬送するウエハ搬
送装置１０として構成されている。ちなみに、レジスト
塗布装置は、ウエハとレジストとの密着性を高めるため
の前処理を実施する前処理室と、前処理でウエハに付着
した水分を除去するためのベーキング処理室と、ベーキ
ング後のウエハ温度を一定に安定させる冷却処理室と、
ウエハにレジストが実際に塗布される処理室とを備えて
おり、このウエハ搬送装置１０はこれらの処理室間で共
用されるように構成されている。これら処理室およびウ
エハ搬送装置１０は半導体装置の製造工程において、ク
リーンルームに互いに隣接して直列に並設されている。

【００１８】本実施例において、図１に示されているよ
うに、このウエハ搬送装置１０はガイドレール１１を備
えており、ガイドレール１１はレジスト塗布工程におけ
る処理室群の近傍位置に、これらと平行方向（以下、Ｘ
方向とする。）に敷設されている。ガイドレール１１の
近傍には送りねじ軸１２が平行に敷設されており、送り
ねじ軸１２はパルスモータ１３により正逆回転されるよ
うに構成されている。この送りねじ軸１２およびガイド
レール１１には移動ブロック１４がＸ方向に進退可能に
跨設されている。移動ブロック１４は送りねじ軸１２の
雄ねじに噛合されている雌ねじ（図示せず）を備えてお
り、送りねじ軸１２を駆動するパルスモータ１３の正逆
回転に伴ってＸ方向に進退移動されるようになってい
る。

【００１９】Ｘ方向移動ブロック１４には支軸１７が上
下方向（以下、Ｚ方向ということがある。）に摺動自
在、かつ、水平面内で回転（以下、θ方向ということが
ある。）自在に支承されており、この支軸１７はパルス
モータ（図示せず）を駆動源とするねじ式のジャッキ１
５および回転駆動装置１６によりＺ方向およびθ方向に
駆動されるように構成されている。

【００２０】支軸１７の上端部にはフレーム１８が支持
されており、フレーム１８にはアーム１９がガイドレー
ル１１と直角方向（以下、Ｙ方向ということがある。）
であってレジスト塗布装置の向きに突出され、摺動自在
にそれぞれ支承されている。アーム１９はそれぞれ、フ
レーム１８内に設備されたパルスモータを駆動源とする
ベルト伝動装置（図示せず）により駆動されるように構
成されている。アーム１９の先端部にはヘッド２０が垂
直方向上向きに据え付けられている。

【００２１】図２に示されているように、ヘッド２０は
平面形状が被受け取り物品としてのウエハ１の外径より
も小幅の長方形の平盤形状に形成されている本体２１を
備えており、本体２１は重金属汚染を防止するための素
材の一例である弗素系樹脂が使用されて製作されてい
る。本体２１の上面における先端部には接触形真空吸着
保持装置（以下、真空吸着保持装置という。）２２の吸
着面部２３が平坦面部として実質的に形成されている。
吸着面部２３には真空吸着口としての穴２４が円形で一
定深さの穴形状に没設されており、この真空吸着穴２４
の底部には複数条の環状溝２５が同心円に配されて互い
に連通するように没設されている。真空吸着穴２４の中
心位置には通気孔２６が本体２１の真空吸着穴２４の下
側に形成された通気路２７に連通するように開設されて
いる。通気路２７は他端において真空排気装置２８に電
磁切換弁２９を介して流体的に接続されている。

【００２２】本実施例において、アーム１９のヘッド２
０には、ヘッド２０がウエハ１を真空吸着保持する以前
にウエハ１の帯電を低減させる除電気体をウエハ１に吹
き付ける除電エア吹き付け装置３０が設備されている。
すなわち、通気路２７には除電気体としての除電エアを
供給するための除電エア供給路３１の下流側が流体的に
接続されており、除電エア供給路３１の上流側は除電エ
ア生成装置３２の吐出口側に電磁切換弁３３を介して流
体的に接続されている。除電エア生成装置３２の取り入
れ口側にはクリーンエア供給路３４が流体的に接続され
ており、クリーンエア供給路３４はクリーンエア供給源
３５に電磁切換弁３６を介して接続されている。そし
て、除電エア生成装置３２はクリーンエア供給源３５か
ら供給される乾燥したクリーンエア（図示せず）を電荷
を付着させることにより、除電エア３７を生成するよう
に構成されている。

【００２３】さらに、本実施例において、アーム１９に
は除電気体としての除電エア３７が吹き付けられる前に
被受け取り物品としてのウエハ１の帯電電位を測定する
帯電電位測定装置３８が設備されている。すなわち、帯
電電位測定装置３８はアーム１９の先端部におけるヘッ
ド２０よりも基端側にヘッド２０に近接して配設されて
おり、ウエハ１が接近した時にウエハ１の帯電電位を測
定するように構成されている。帯電電位測定装置３８は
ウエハ搬送装置１０を統括制御するコントローラ４０に
電気的に接続されて、測定結果を送信するようになって
いる。

【００２４】コントローラ４０はコンピュータ等から構
成されており、ウエハ搬送装置１０におけるロボットの
駆動部を実質的に構成するパルスモータ１３、ジャッキ
１５、回転駆動装置１６の制御部３９や、真空吸着保持
装置２２および除電エア吹き付け装置３０の各電磁切換
弁２９、３３、３６等をシーケンス制御するように構成
されている。さらに、コントローラ４０は帯電電位測定
装置３８から送信されて来る測定値Ｖｗ（Ｖ）と予め設
定された設定値Ｖｔｈ（Ｖ）とを比較し、測定値が設定
値以上である時にのみ除電エア吹き付け装置３０によっ
て除電エア３７をウエハ１に吹き付けさせる制御を実行
するように構成されている。

【００２５】次に、前記構成に係るウエハ搬送装置１０
の作用を図３を参照にして、レジスト塗布装置における
ベーキング処理室からウエハを受け取って搬出する場合
について説明する。

【００２６】ここで、ベーキング処理室３はホットプレ
ート構造に構成され、ヒータブロック５にウエハ１を密
着させるか、または、近接させることにより、ウエハ１
をベーキングするようになっている。このベーキング処
理室３のヒータブロック５にはウエハ１を下から支えて
保持するための突き上げピン６が複数本、上下方向に摺
動するように挿通されている。

【００２７】今、図１に示されているように、アーム１
９のヘッド２０はウエハ１を保持していない状態になっ
て、Ｘ方向移動ブロック１４およびフレーム１８の移動
によってベーキング処理室３の直前に搬送されて待期状
態になっている。そして、図１に示されているように、
ベーキング処理が終了し、ウエハ１が突き上げピン６に
よりヒータブロック５の上方へ持ち上げられると、ヘッ
ド２０とウエハ１とが干渉しない位置までフレーム１８
が上昇した後、ヘッド２０がアーム１９の伸長作動によ
ってベーキング処理室３内に挿入される。

【００２８】そして、ヘッド２０が挿入されて帯電電位
測定装置３８がウエハ１の真下に近接されると、帯電電
位測定装置３８はウエハ１の帯電電位を測定し、その測
定値Ｖｗ（Ｖ）をコントローラ４０に送信する。コント
ローラ４０は送信されて来た測定値Ｖｗと設定値Ｖｔｈ
（Ｖ）とを比較し、測定値Ｖｗが設定値Ｖｔｈ以上であ
る時にはこの比較作業が３回目以内であるかを検討す
る。それが３回目以内である時には除電エア吹き付け装
置３０の電磁切換弁３３を開かせる。

【００２９】電磁切換弁３３が開くと、除電エア生成装
置３２において生成された除電エア３７が除電エア供給
路３１、通気路２７、通気孔２６を経由して真空吸着穴
２４の開口から吹き出されてウエハ１の裏面に吹き付け
られる。ここで、ウエハ１がシリコンウエハである場合
には、ウエハ１には正の電荷が帯電し易いため、除電エ
ア３７は負の電荷が帯電した除電エア３７が吹き付けら
れることになる。この除電エア３７がウエハ１に吹き付
けられると、ウエハ１の正の電荷が除電エア３７の負の
電荷に相殺されるため、ウエハ１の帯電電位は降下され
る。

【００３０】電磁切換弁３３の開放が予め設定された時
間を経過すると、コントローラ４０は電磁切換弁３３を
閉じさせるとともに、帯電電位測定装置３８に除電エア
吹き付け後のウエハ１の帯電電位を測定させる。そし
て、その測定値Ｖｗについて前記比較作業および検討作
業並びに除電エア吹き付け作動が繰り返される。

【００３１】以上のようにして、測定値Ｖｗと設定値Ｖ
ｔｈとの比較作業が３回目を越えた時には、除電エア３
７の吹き付けによる除電効果が不充分でありウエハ１の
受け取り作業に支障が発生する危険性があるため、コン
トローラ４０は異常警報装置（図示せず）に異常警報を
発生させるとともに、アーム１９によるウエハ１の受け
取り作業を中止させる。

【００３２】他方、測定値Ｖｗと設定値Ｖｔｈとの比較
の結果、測定値Ｖｗが設定値Ｖｔｈ未満である時には、
コントローラ４０は制御部３９に駆動信号を送信してア
ーム１９を操作することにより、ヘッド２０をウエハ１
の裏面における所定の位置に当接ないしは極接近させる
とともに、真空吸着保持装置２２の電磁切換弁２９を開
かせる。電磁切換弁２９が開かれると、真空排気装置２
８の負圧が通気路２７、通気孔２６、環状溝２５を経由
して真空吸着穴２４の開口に供給されるため、ウエハ１
はヘッド２０の吸着面部２３に真空吸着保持された状態
になる。

【００３３】コントローラ４０はウエハ１の真空吸着保
持を確認した後に、制御部３９に駆動信号を送信してピ
ン６に対してアーム１９を相対的に上昇させる。この作
動により、アーム１９はそのヘッド２０によってウエハ
１をピン６から受け取ることになる。続いて、アーム１
９はウエハ１を真空吸着保持した状態で処理室３から後
退し、ウエハ１を次の処理室へ搬送して受け渡す。

【００３４】前記実施例によれば次の効果が得られる。 （１） アームによってウエハを受け取るに際して、除
電エアをウエハに吹き付けることにより、万一、ウエハ
が帯電していたとしても除電エアによって帯電が低減さ
れるため、アームがウエハを保持する時の帯電による悪
影響を未然に回避することができる。すなわち、帯電の
反発力や吸引力によるアームのウエハ保持位置のずれ
や、帯電の放電による悪影響を未然に防止することがで
きる。

【００３５】（２） ウエハを除電した後にアームによ
って受け取って搬送することにより、搬送中のウエハは
帯電していない状態になるため、搬送中のウエハへの静
電気による異物の付着を低減することができる。

【００３６】（３） 除電エアが吹き付けられる前にウ
エハの帯電電位を測定し、測定値が設定値以上である時
にのみ除電エアを吹き付けることにより、不必要な除電
エアの吹き付けを回避することができるため、除電エア
の浪費や作業性の低下を防止することができるばかりで
なく、ウエハの除電エアによる汚染の危険性を必要最小
限度に抑制することができる。

【００３７】（４） アームに除電気体吹き付け装置の
吹き出し口およびウエハの帯電電位を測定する帯電電位
測定装置を配設することにより、ウエハ搬送装置の大形
化を防止することができる。

【００３８】（５） アームのウエハとの接触面部であ
るヘッドを弗素系樹脂によって形成することにより、ウ
エハの重金属汚染を防止することができる。

【００３９】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。

【００４０】例えば、ウエハの帯電電位を測定せずに、
アームによるウエハの保持以前に除電エアを吹き付ける
ようにしてもよい。

【００４１】除電エア吹き付け装置および帯電電位測定
装置はアームに配設するに限らず、処理室等のアームに
よるウエハの受け取り作業が実行される場所の適当な位
置に配設してもよい。

【００４２】アームのウエハとの接触面部であるヘッド
は、弗素系樹脂によって形成するに限らず、セラミック
によって形成してもよい。さらに、重金属汚染を回避し
なくて済む場合には、アームのウエハとの接触面部であ
るヘッドは金属によって形成してもよい。

【００４３】除電エアは負の電荷に生成するに限らず、
正の電荷に生成してもよく、電荷が付着される媒体はド
ライクリーンエアに限らず、窒素ガス等であってもよ
い。さらに、除電気体の生成方法に限定はない。

【００４４】アームがウエハを保持する手段としては、
真空吸着保持装置を採用するに限らず、アームがウエハ
を横または下から支えて保持する構成や、ウエハを静電
気によって吸着保持する構成等を採用してもよい。

【００４５】アームの駆動装置としては直交形座標のロ
ボットを使用するに限らず、多関節ロボット等を使用し
てもよい。

【００４６】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるウエハ
へのレジスト塗布装置に適用した場合について説明した
が、それに限定されるものではなく、露光工程やエッチ
ング工程等におけるウエハのハンドリング技術全般に適
用することができる。

【００４７】さらに、ウエハのハンドリング技術に限ら
ず、ホトマスクやガラス板、液晶パネル等の物品受け取
り技術全般に適用することができる。特に、帯電し易い
物品の受け取り技術に適用して優れた効果が得られる。

【００４８】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。

【００４９】アームによって物品を受け取るに際して、
除電気体を物品に吹き付けることにより、万一、物品が
帯電していたとしても除電気体によって帯電が低減され
るため、アームが物品を保持する時の帯電による悪影響
を未然に回避することができる。すなわち、帯電の反発
力や吸引力によるアームの物品保持位置のずれや、帯電
の放電による悪影響を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるウエハ搬送装置を示す
模式図である。

【図２】その主要部を示しており、（ａ）はその平面
図、（ｂ）はその拡大正面断面図である。

【図３】その作用を説明するためのフローチャートであ
る。

【符合の説明】

１…ウエハ（被受け取り物品）、１０…ウエハ搬送装置
（物品受け取り装置）、１１…ガイドレール、１２…送
りねじ軸、１３…パルスモータ、１４…移動ブロック、
１５…ジャッキ、１６…回転駆動装置、１７…支軸、１
８…フレーム、１９…アーム、２０…ヘッド、２１…ヘ
ッド本体、２２…接触形真空吸着保持装置、２３…吸着
面部、２４…真空吸着穴（真空吸着口）、２５…環状
溝、２６…通気孔、２７…通気路、２８…真空排気装
置、２９…電磁切換弁、３０…除電エア吹き付け装置
（除電気体吹き付け装置）、３１…除電エア供給路、３
２…除電エア生成装置、３３…電磁切換弁、３４…クリ
ーンエア供給路、３５…クリーンエア供給源、３６…電
磁切換弁、３７…除電エア（除電気体）、３８…帯電電
位測定装置、３９…制御部、４０…コントローラ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受け取りアームが被受け取り物品をこの
   物品に接近して保持することによって受け取る物品受け
   取り方法において、 前記受け取りアームが前記被受け取り物品を保持する以
   前に被受け取り物品の帯電を低減させる除電気体が被受
   け取り物品に吹き付けられることを特徴とする物品受け
   取り方法。
2. 【請求項２】 除電気体が吹き付けられる前に被受け取
   り物品の帯電電位が測定され、測定値が設定値以上であ
   る時にのみ除電気体が吹き付けられることを特徴とする
   請求項１に記載の物品受け取り方法。
3. 【請求項３】 受け取りアームが被受け取り物品をこの
   物品に接近して保持することによって受け取る物品受け
   取り装置において、 前記受け取りアームが前記被受け取り物品を保持する以
   前に被受け取り物品の帯電を低減させる除電気体を被受
   け取り物品に吹き付ける除電気体吹き付け装置を備えて
   いることを特徴とする物品受け取り装置。
4. 【請求項４】 前記受け取りアームに除電気体吹き付け
   装置の吹き出し口が配設されていることを特徴とする請
   求項３に記載の物品受け取り装置。
5. 【請求項５】 除電気体が吹き付けられる前に被受け取
   り物品の帯電電位を測定する測定装置を備えており、前
   記除電気体吹き付け装置が測定装置の測定値が設定値以
   上である時にのみ除電気体を吹き付けるように構成され
   ていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載
   の物品受け取り装置。