JPH08330383A - 基板受渡し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 気体を用いて基板を浮上支持する基板受渡し
装置を構成するにあたり、少量の気体供給によって基板
を無接触で浮上支持することができるととに、基板裏面
の汚損を最小限に抑えることができるようにする。 【構成】 複数の装置間での基板の受渡しに介在する基
板受渡し装置であって、水平姿勢の基板Ｗを裏面側から
支持する少なくとも３本の支持ピン１７を備え、各支持
ピン１７の内部に、ピン軸心に略沿って設けられるとと
もに、支持ピン１７の先端で上向きに開口する気体吹出
し孔２１を設けてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ、フォト
マスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、
光ディスク用の基板、等の各種基板を任意の装置間で受
渡しする際、例えば基板を多段に収納したカセットと搬
送用ロボット間での基板の受渡しや、搬送用ロボットと
基板処理装置（例えば、基板にフォトレジストを回転塗
布するスピンコータや基板の現像装置など）間での基板
の受渡しに際して用いられる基板受渡し装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のような基板受渡しに用いられる基
板受渡し装置としては、搬送用ロボットの搬送アーム等
と機械的に干渉しない位置に３本のピン状支持体を配備
して、水平姿勢の基板をこれらピン状支持体の先端に載
置し、３点接触状態で基板を裏面側から受止め支持する
手段が多用されている。また、特公昭６３−５８９９号
公報に示されているように、吹出し孔から流出する気体
の噴出圧力によって基板を浮上支持する手段も知られて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】３本のピン状支持体を
用いて基板を裏面側から受止め支持する手段では、基板
裏面に直接ピン状支持体が接触するので、基板を傷つけ
たり接触跡による裏面汚染を少しでも減少するために、
ピン先端を撥水性の高いフッ素系樹脂で形成したり、耐
熱性が要求される場合にはポリイミドやセラミックを用
い、かつ、ピン先端形状に丸みをつけている。

【０００４】しかし、基板をピン状支持体で接触支持す
る以上、基板自重によりピン接触跡が基板裏面に必ず付
くものである。このピン接触跡には0.2 μｍ以上の微細
塵埃（パーティクル）がピン１本当たり１０〜２０個ほ
ど付着する。しかも、このピン接触跡の微細塵埃は後行
程の裏面洗浄によっても除去されにくいものである。そ
して、このような微細塵埃が裏面に付いたまま基板表面
へのパターン露光処理を行った場合、基板を露光テーブ
ル上に載置した際に、基板の平面度が悪化して露光装置
の光学的焦点が合い難くなり、いわゆるフォーカス異常
の原因になることがある。また、基板をカセットに多段
に収納した際に、基板裏面に付着している微細塵埃が離
脱して下段の基板表面に落下して、その基板を汚染して
しまうこともある。

【０００５】一方、噴出気体で基板を浮上支持する従来
例によれば、基板裏面での接触跡の発生を防止して微細
塵埃の付着を回避することができるのであるが、提案さ
れている手段は広範囲の平面部材に多数の気体吹出し口
を配備したものであるので、清浄気体の使用量が多く、
気体の清浄化装置および気体供給装置が大型化しやすい
という難点がある。また、基板の浮上量を大きくとりに
くいので、基板受渡し時に搬送用ロボットの搬送アーム
を基板の下側に入り込ませるスペースを確保することが
困難であり、搬送アームと基板あるいは平面部材との間
に機械的な干渉が起こりやすいものであった。また、万
一、気体供給が停止してしまったり、気体清浄化装置の
トラブル等で気体が汚れた場合には基板裏面が広範囲に
亘って汚染されてしまうおそれがあり、実用上には問題
が多いものであった。

【０００６】本発明は、このような事情に着目してなさ
れたものであって、気体を用いて基板を浮上支持する基
板受渡し装置を構成するにあたり、少量の気体供給によ
って基板を非接触で浮上支持することができるととに、
基板裏面の汚損を最小限に抑えることができるようにす
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために次のような構成をとる。すなわち、請求項
１に係る発明は、複数の装置間での基板の受渡しに介在
する基板受渡し装置であって、水平姿勢の基板を裏面側
から支持する少なくとも３本の支持ピンを備え、各支持
ピンの内部に、ピン軸心に略沿って設けられるととも
に、支持ピンの先端で上向きに開口する気体吹出し孔を
設けてあることを特徴とする。

【０００８】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
装置において、基板の外周端縁に当接作用して基板の水
平方向移動を規制するガイド部材を備えたものである。

【０００９】請求項３に係る発明は、請求項１に記載の
装置において、前記支持ピンに設けた前記気体吹出し孔
の先端開口部を水平方向に拡がった形状に形成して、基
板裏面と支持ピンの先端との間に噴出気体を通過させる
ための間隙部が形成されるよう構成したものである。

【００１０】請求項４に係る発明は、請求項３に記載の
装置において、前記気体吹出し孔の先端開口部における
水平方向の拡がり構造が、上方向に拡がるテーパ状の開
口構造にしたものである。

【００１１】

【作用】本発明の作用は次のとおりである。すなわち、
請求項１に係る発明の基板受渡し装置の構成によると、
基板は各支持ピンの先端から噴出される気体によって数
点で浮上支持される。

【００１２】請求項２に係る発明の基板受渡し装置の構
成によると、基板は各支持ピンの先端から噴出される気
体によって数点で浮上支持されるとともに、基板はその
外周端縁をガイド部材に当接されて水平方向移動が規制
される。

【００１３】請求項３に係る発明の基板受渡し装置の構
成によると、基板は各支持ピンの先端から噴出される気
体によって数点で浮上支持されるとともに、基板裏面と
支持ピンの先端との間の間隙部を気体が高速で通過する
ことにより負圧が発生し、その負圧により基板が支持ピ
ン側に吸い寄せられる。その結果、気体の噴出力と負圧
による吸引力とがバランスするところで、基板が安定的
に支持される。

【００１４】請求項４に係る発明の基板受渡し装置の構
成によると、基板は各支持ピンの先端から噴出される気
体によって数点で浮上支持されるとともに、基板裏面と
支持ピンの先端との間の間隙部を気体が高速で通過する
ことにより負圧が発生し、その負圧により基板が支持ピ
ン側に吸い寄せられて基板が安定的に支持される。しか
も、気体吹出し孔の先端開口部における水平方向の拡が
り構造が、上方向に拡がるテーパ状の開口構造にしてあ
るので、気体吹出し孔から上方に向かって流れる気体が
先端開口部において円滑に水平方向に拡がり流動し、先
端開口部周辺での乱流の発生が抑えられる。その結果、
基板の吸い寄せ作用が安定的に発揮されるので、基板が
より安定して支持される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の基板受渡し装置Ａを備えた処理装
置の一例としての回転式基板処理装置を示す全体概略縦
断面図、図２は基板保持部材の平面図、図３は基板保持
部材の斜視図、図４は基板受渡し位置にある基板受渡し
装置の一部を示す縦断面図、図５は待機位置にある基板
受渡し装置の一部を示す縦断面図である。

【００１６】図１に示すように、この回転式基板処理装
置は、電動サーボモータ１に回転軸２を連結し、電動サ
ーボモータ１の駆動によって鉛直方向の軸芯周りで回転
軸２を回転させるように構成されている。この回転軸２
の上端側に、基板Ｗの外周縁を載置して保持する基板保
持部材３が一体回転可能に取付けられている。

【００１７】基板保持部材３およびそれによって水平姿
勢に保持された基板Ｗの周囲は、昇降駆動機構（図示せ
ず）によって昇降可能な下側の第１カップ４と、それよ
り上側の第２カップ５とで覆われている。

【００１８】第２カップ５の外側には、基板Ｗの回転中
心に相当する供給位置と基板Ｗ上から外れた待機位置に
わたって移動可能に構成されたレジスト液供給ノズル６
が設けられ、供給位置において基板Ｗの表面にレジスト
液を供給し、基板Ｗの回転により基板Ｗの表面にレジス
ト膜を塗布形成できるように構成されている。また、第
２カップ５の外側には、基板Ｗの外周縁上に相当する供
給位置と基板Ｗ上から外れた待機位置とにわたって移動
可能に構成された溶剤供給ノズル７が設けられ、供給位
置において基板Ｗの表面外周縁に溶剤を供給し、基板外
周縁のレジスト膜を除去できるように構成されている。

【００１９】図１〜図３に示すように、回転軸２に一体
回転可能に連結される底板８に、スペーサ（図示せず）
を介して排水用の間隙（例えば、約0.2 mm）が形成され
るように環状の支持材９が取付けられている。また、支
持材９の上面には、その周方向に所定間隔を隔てて３個
の支持突起１０が設けられ、回転処理中に基板Ｗの裏面
に点接触して基板Ｗを支持するように構成されている。

【００２０】また、支持材９の上面の支持突起１０より
も外側には、その周方向に所定間隔を隔てて６個の規制
突起１１が設けられ、回転処理の際に支持突起１０によ
る支持状態の基板Ｗの外周端縁に点接触して基板Ｗの水
平方向の位置を規制するように構成されている。規制突
起１１のうちの所定の２本は、基板Ｗのオリエンテーシ
ョンフラットの外周端縁に点接触して基板Ｗに回転力を
有効に伝達できるようになっている。

【００２１】前記規制突起１１の水平方向外側におい
て、基板Ｗの外周縁を全周にわたって覆うように環状部
材１２が設けられている。この環状部材１２の内周面と
支持材９の外周面との間に、回転処理中に遠心力によっ
て基板Ｗの表面から流れ出る余剰のレジスト液を鉛直方
向下方に向かわせるドレン流路１３（図４参照）が形成
されている。環状部材１２の下部はスペーサ（図示せ
ず）を介してドレン排出用の間隙が形成されるように底
板８に取付けられ、ドレン流路１３を通じて流されるレ
ジスト液や溶剤を外部に排出できるように構成されてい
る。

【００２２】図１に示すように、回転軸２は筒状に構成
され、その回転軸２内から底板８を貫通する状態で洗浄
液供給ノズル１４が設けられている。この洗浄液供給ノ
ズル１４から基板Ｗの裏面に洗浄液を噴出することによ
り、基板Ｗの裏面を洗浄できるように構成されている。

【００２３】基板保持部材３の下方に本発明に係る基板
受渡し装置Ａが配備されている。この基板受渡し装置Ａ
は、エアシリンダ１５で昇降される可動板１６に、基板
Ｗを裏面側から３点支持する３本の支持ピン１７と、基
板Ｗの外周端縁に当接して基板の水平移動を規制する３
本のピン状のガイド部材１８とを立設して構成されてい
る。基板保持部材３には、支持ピン１７が出退する貫通
孔１９、およびガイド部材１８が出退する貫通孔２０が
形成さている。電動サーボモータ１の回転軸に連動連結
するロータリ・エンコーダなどによって、電動サーボモ
ータ１の回転位相を検出して、基板保持部材４を所定位
置で停止させる。この状態で支持ピン１７およびガイド
部材１８を対応する貫通孔１９，２０を通じて昇降出退
させる。これにより、図４に示すように、支持ピン１７
およびガイド部材１８が基板保持部材３上に突出して基
板Ｗを基板保持部材３の上方で受け止め保持する基板受
渡し位置と、図５に示すように、支持ピン１７およびガ
イド部材１８が基板保持部材３の下方に後退下降して基
板Ｗを基板保持部材３の支持突起１０上に載置支持する
待機位置とに切り換えられる。

【００２４】そして、図６に示すように、各支持ピン１
７内には、上向きに開口した気体吹出し孔２１が形成さ
れ、各気体吹出し孔２１にフィルタを通して清浄化され
た窒素ガスが供給されるようになっている。そして、基
板受渡し装置Ａが基板受渡し位置に上昇された状態で
は、各支持ピン１７の先端からの気体吹き出しによっ
て、その上に置かれた基板Ｗが浮上保持され、下降した
待機位置では気体供給が停止される。また、ガイド部材
１８は支持ピン１７の先端より基板Ｗの厚さ以上に高く
設けられており、上記のように浮上保持された基板Ｗの
外周端縁に当接作用して基板Ｗの水平方向に移動を阻止
する。

【００２５】因みに、気体吹出し孔２１の先端孔径を約
１ｍｍに設定し、これに元圧２ｋｇ／ｃｍ² の加圧気体
を３本の支持ピン１７に対して総量で３０〜８０ｃｃ／
ｍｉｎ供給すると、８インチの半導体基板を０．１ｍｍ
程度浮上支持できる。

【００２６】図７に、前記支持ピン１７の別実施例を示
す。この実施例では、前記支持ピン１７の先端部を外方
に拡がるフランジ状に形成して、気体吹出し孔２１の先
端開口部を水平方向に拡がった形状にして、基板Ｗの裏
面と支持ピン１７の先端との間に噴出気体を通過させる
ための間隙部ｓが形成されるよう構成してある。

【００２７】この構成によると、基板Ｗは各支持ピン１
７の先端から噴出される気体によって３点で浮上支持さ
れるとともに、基板Ｗの裏面と支持ピン１７の先端との
間の間隙部ｓを気体が高速で通過することにより負圧が
発生し、その負圧により基板Ｗが支持ピン１７側に吸い
寄せられる。その結果、気体の上方への噴出力と、前記
負圧による下方への吸引力とがバランスした位置で基板
Ｗが停止するので、基板Ｗの上下方向の位置が安定す
る。

【００２８】図８に、前記支持ピン１７のさらに別の実
施例を示す。この実施例では、前記気体吹出し孔２１の
先端開口部における水平方向の拡がり構造が、上方向に
拡がるテーパ状の開口構造にして、基板Ｗの裏面と支持
ピン１７の先端との間に噴出気体を通過させるための間
隙部ｓが形成されるよう構成してある。

【００２９】この構成によると、基板Ｗは各支持ピン１
７の先端から噴出される気体によって３点で浮上支持さ
れるとともに、基板Ｗの裏面と支持ピン１７の先端との
間の間隙部ｓを気体が高速で通過することにより負圧が
発生し、その負圧により基板Ｗが支持ピン１７側に吸い
寄せられて基板Ｗが安定的に支持される。このとき、気
体吹出し孔２１の先端開口部における水平方向の拡がり
構造が、上方向に拡がるテーパ状の開口構造にしてある
ので、気体吹出し孔２１を上方に向かって流れる気体が
先端開口部において円滑に水平方向に拡がり流動し、先
端開口部周辺での乱流の発生が抑えられる。結果、負圧
による基板吸い寄せ作用が安定的に発揮されるので、基
板がより安定して支持される。

【００３０】なお、上述の実施例では本発明に係る基板
受渡し装置を回転式処理装置に適用した例について説明
したが、本発明は基板の受渡しを伴う各種の装置に適用
することができる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１に係る発明の基板受渡し装置に
よれば、支持ピンの先端から気体を吹き出して基板を浮
上支持するので、基板の裏面を汚染することがなく、し
かも気体の使用量が極めて少なく、気体清浄化装置や気
体供給装置を小型のものにできる。

【００３２】支持ピンの先端で基板を浮上支持するの
で、基板の下方に任意のスペースを確保することがで
き、搬送アーム等を基板に干渉することなく容易に入り
込ませることができ、搬送アームの形状や大きさに制約
を受けることなく任意の搬送ロボットを使用できる。

【００３３】また、万一、気体供給が停止してしまった
場合等でも、基板は支持ピンの先端に点接触で受け止め
られるので、接触汚染は最小限に抑えることができ、基
板裏面の汚損が全面の及ぶことはなく、基板裏面の汚れ
を極力少なくした受渡しが可能となった。

【００３４】請求項２に係る発明によれば、請求項１に
係る発明の上記効果をもたらすとともに、基板の外周端
縁に当接作用するガイド部材によって基板の水平方向移
動を確実に規制でき、基板を所定の位置で正しく受渡す
ことができるようになった。

【００３５】請求項３に係る発明によれば、請求項１に
係る発明の上記効果をもたらすとともに、基板を浮上支
持するために吹き出した気体の流動による負圧を利用し
て基板を安定良く保持できる。

【００３６】請求項４に係る発明によれば、請求項３に
係る発明の上記効果をもたらすとともに、気体吹出し孔
の先端開口部における水平方向への気体流動を乱流なく
円滑に行わせて、負圧による基板吸い寄せ作用を安定的
に発揮させて、浮上支持した基板の位置保持を一層確実
に行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基板受渡し装置を適用した回転式
基板処理装置の全体縦断面図である。

【図２】基板保持部材の平面図である。

【図３】基板保持部材の斜視図である。

【図４】基板受渡し位置にある基板受渡し装置の一部を
示す縦断面図である。

【図５】待機位置にある基板受渡し装置の一部を示す縦
断面図である。

【図６】基板浮上支持状態を示す要部の拡大縦断面図で
ある。

【図７】別実施例の支持ピンによる基板浮上支持状態を
示す要部の拡大縦断面図である。

【図８】更に別の実施例の支持ピンによる基板浮上支持
状態を示す要部の拡大縦断面図である。

【符号の説明】

１７… 支持ピン １８… ガイド部材 ２１… 気体吹出し孔 ｓ … 間隙部 Ｗ 基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０２Ｊ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の装置間での基板の受渡しに介在す
   る基板受渡し装置であって、 水平姿勢の基板を裏面側から支持する少なくとも３本の
   支持ピンを備え、各支持ピンの内部に、ピン軸心に略沿
   って設けられるとともに、支持ピンの先端で上向きに開
   口する気体吹出し孔を設けてあることを特徴とする基板
   受渡し装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の基板受渡し装置におい
   て、基板の外周端縁に当接作用して基板の水平方向移動
   を規制するガイド部材を備えてある基板受渡し装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の基板受渡し装置におい
   て、前記支持ピンに設けた前記気体吹出し孔の先端開口
   部を水平方向に拡がった形状に形成して、基板裏面と支
   持ピンの先端との間に噴出気体を通過させるための間隙
   部が形成されるよう構成してある基板受渡し装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の基板受渡し装置におい
   て、前記気体吹出し孔の先端開口部における水平方向の
   拡がり構造が、上方向に拡がるテーパ状の開口構造であ
   る基板受渡し装置。