JPH11111803A - 基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 搬送アームに基板を位置決め・支持するに際
して基板裏面に洗浄水、現像液や塗布液などの処理液が
付着するのを防止しながら基板搬送を行うことができる
基板搬送装置を提供する。 【解決手段】 基板支持部材６０が撥水性あるいは親水
性材料で構成されている。撥水性材料で構成した場合、
搬送アーム３０が処理部に移動した際に基板支持部材６
０の上面６１に処理液が付着すると、その処理液は８０
゜以上の接触角θを有する液滴状となる。このため、搬
送アーム３０を移動させると、その移動に伴って処理液
の液滴Ｌが基板支持部材６０から転がり落ちて、搬送ア
ーム３０が次の移動位置まで移動してきた時点では基板
支持部材６０に液滴Ｌは存在しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ、液
晶ガラス基板等の基板を搬送する基板搬送装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体装置や液晶表示装置を
製造するための装置のひとつとして、半導体ウエハや液
晶表示装置用ガラス基板などの基板上に薄膜を形成した
り、基板を洗浄する基板処理装置が提供されている。こ
の基板処理装置では、薄膜を形成する処理部や基板洗浄
を行う処理部などが設けられており、基板搬送装置によ
って被処理基板をこれらの処理部の間で搬送しながら、
各処理部で基板に処理液を供給して基板処理している。

【０００３】ここで、基板搬送装置の一例としては、例
えば図６に示すように、基板の端縁を支持した状態で基
板を搬送するタイプ、いわるゆエッジホールド・タイプ
のものが従来より知られている。このエッジホールド・
タイプの基板搬送装置では、搬送アーム２１の上面側に
複数の基板支持部材２２が配設されており、搬送アーム
２１が基板Ｓの直下位置まで移動した後、搬送アーム２
１が上昇して搬送アーム２１の上方側から基板支持部材
２２に基板Ｓを相対的に落とし込むように構成されてい
る。このようにして基板Ｓの基板支持部材２２への落と
し込みを行うことで、基板Ｓが搬送アーム２１に対する
所定位置に位置決めされるとともに、基板Ｓの端縁ＥS
が基板支持部材２２によって支持される。そして、この
基板搬送装置では、上記のようにして基板支持部材２２
で基板Ｓを支持した状態のまま、搬送アーム２１を移動
させて基板Ｓを搬送している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、基板に処理
液を供給して基板処理する基板処理装置に上記した基板
搬送装置を適用する場合には、処理液が基板支持部材２
２に付着するのを避けることができない。特に、従来の
基板搬送装置では、基板支持部材２２の材質に対して特
段の配慮がなされておらず、図７に示すように、基板支
持部材２２の上面２２１に付着した液滴Ｌは７０゜〜９
０゜の接触角で付着していた。

【０００５】このように液滴Ｌが基板支持部材２２の上
面２２１で盛り上がった状態のまま、搬送アーム２１が
上記のように基板Ｓの直下位置に移動するに際して、基
板Ｓと基板支持部材２２の上面２２１との間隔ΔＨ（図
７）が、基板支持部材２２の厚みＴ1と、基板支持部材
２２の上面２２１からの液滴Ｌの突出量Ｔ2との合計値
に比べて十分に大きい場合には特に問題とならないが、
逆の場合には液滴Ｌが基板Ｓの裏面に付着してしまい、
パーティクルの原因となってしまう。したがって、かか
る問題を解消するためには、間隔ΔＨが厚み（Ｔ1＋Ｔ
2）に比べて十分に大きくなるように装置設計を行えば
よいのだが、処理部によっては間隔ΔＨを設定できない
ことがある。例えば、基板を高速回転させて基板表面に
薄膜を形成する処理部では、搬送アームとの間で基板を
受け渡しするために、基板を回転させる回転機構の本体
部と基板裏面との間に搬送アームを進入させる必要があ
り、間隔ΔＨを大きくするためには回転機構の本体部と
基板裏面との間隔を大きくする必要がある。しかしなが
ら、この処理部では基板の高速回転処理が行われている
ために、回転機構の本体部と基板裏面との間を広く設定
することが困難であり、その結果、間隔ΔＨが狭まり、
上記問題を解消することができない。

【０００６】また、上記問題を解消する別のアプローチ
として、基板支持部材２２の上下方向の厚みＴ1を減少
させることが考えられる。しかしながら、基板支持部材
２２の側面部には，テーパ部２２２が設けられ、このテ
ーパ部２２２を利用して基板Ｓが搬送アーム２１に対す
る所定位置に位置決めされるように構成しているので、
基板支持部材２２を薄くすると、この位置決め機能が発
揮できなくなるため、基板支持部材２２のスリム化によ
る上記問題解消にも一定の限界があり、現状では上記問
題を有効に解消するまでには至っていない。

【０００７】この発明は、上記のような問題に鑑みてな
されたものであり、搬送アームに基板を位置決め・支持
するに際して基板裏面に洗浄水、現像液や塗布液などの
処理液が付着するのを防止しながら基板搬送を行うこと
ができる基板搬送装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、基板を搬送する基板搬送装置に
おいて、基板の受け渡しを行うために移動自在な搬送ア
ームと、前記搬送アームに複数設けられ、少なくとも上
面が撥水性材料または親水性材料で構成され、かつ前記
搬送アームに対して基板の位置決めを行いつつ基板の端
縁を支持する基板支持部材と、を備えている。

【０００９】請求項２および３の発明は、基板搬送装置
が処理液を基板に供給して所定の処理を行う処理部を含
む複数の処理部を有する基板処理装置において前記複数
の処理部の間で基板を搬送するように構成されており、
前記上面を、処理液に対する接触角が８０゜以上となる
撥水性材料で構成したり（請求項２）、あるいは処理液
に対する接触角が１０゜以下となる親水性材料で構成し
ている（請求項３）。

【００１０】この発明では、基板支持部材のうち少なく
とも上面が撥水性または親水性材料で構成されている。
ここで、上面が撥水性材料で構成されている場合には、
基板支持部材の上面に処理液の液滴が形成されるが、そ
の液滴の接触角は比較的大きく、搬送アームの移動によ
って液滴が基板支持部材から転がり落ち、除去される。
一方、上面が親水性材料で構成されている場合には、搬
送アームの移動によっても基板支持部材の上面に処理液
が残るものの、その残存形態はその上面を覆うような形
状をとるため、基板支持部材の上面からの液滴の突出量
が少なくなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、この発明にかかる基板搬
送装置の一の実施形態が適用された基板処理装置の構成
を示す平面図である。この基板処理装置は、基板である
半導体ウエハ（以下、ウエハとする）１に薬液や洗浄水
などの処理液を供給して一連の処理を施す装置であり、
複数のウエハ１をそれぞれ収容することができる複数の
カセット２に対してウエハ１の搬入／搬出を行うインデ
クサ３と、インデクサ３から供給される未処理のウエハ
１に対して一連の処理を施し、処理後のウエハ１をイン
デクサ３に向けて搬出する処理部４とを備えている。

【００１２】インデクサ３は、直線状に延びたインデク
サ搬送路５上を直線的に往復移動することができるイン
デクサロボット６と、インデクサ搬送路５に沿うように
複数のカセット２を載置することができるカセット載置
部７とを備えている。インデクサ搬送路５のカセット載
置部７とは反対側に、処理部４がインデクサ３に結合さ
れている。

【００１３】この処理部４は、インデクサ搬送路５の中
間部付近からインデクサ搬送路５に直交する方向に直線
的に延びた主搬送路８上を直線的に往復移動することが
できる主搬送ロボット９を備えている。主搬送路８を挟
むように一対のユニット部１１、１２が配置されてい
る。これらのユニット部１１、１２はともに同一構成を
備えている。つまり、各ユニット部１１、１２では、ロ
ボット１７、処理ユニット１４、ロボット１６、処理ユ
ニット１３、ロボット１５がこの順序でインデクサ３側
から主搬送路８に沿って配置されている。なお、これら
のロボット１５〜１７は処理ユニット１３、１４に対し
てウエハ１の搬入／搬出を行うためのロボットであり、
本発明にかかる基板搬送装置に相当するものであり、そ
の構成については後で詳述する。

【００１４】インデクサロボット６および主搬送ロボッ
ト９は、ボールスクリューのような直線搬送機構を含む
図示しない駆動機構によってインデクサ搬送路５および
主搬送路８に沿う直線往復移動が可能なように構成され
ている。インデクサロボット６はカセット２内のウエハ
１を１枚ずつ取り出して保持するための機構を有してお
り、例えばウエハ１を保持するためのアームと、アーム
に設けられたウエハ保持機構と、アームを上下動させる
ための昇降機構とを備えている。ウエハ保持機構は、真
空吸着によってウエハ１の裏面を吸着するものであって
もよく、また、ウエハ１の端部を機械的に把持するもの
であってもよい。一方、主搬送ロボット９は、ウエハ１
の保持、インデクサロボット６との間のウエハ１の受け
渡し、および搬入部１８、搬出部２０との間のウエハ１
の受け渡しのための機構を有しており、例えばウエハ１
を保持するためのアームとアームを上下動させるための
昇降機構と、アームを水平面に沿って回動させるための
回動機構とを備えている。そして、インデクサロボット
６および主搬送ロボット９は、図示しないシステムコン
ピュータによる制御の下、所定のプログラムに従って動
作するようになっている。

【００１５】なお、以下の説明では、便宜上、インデク
サ搬送路５に沿う方向を「Ｙ方向」といい、主搬送路８
に沿う方向を「Ｘ方向」という。また、インデクサ搬送
路５に沿う方向であって、ユニット部１２からユニット
部１１に向かう方向を「＋Ｙ方向」といい、その逆方向
を「−Ｙ方向」という。さらに、主搬送路８に沿ってイ
ンデクサ３から離反する方向を「＋Ｘ方向」といい、主
搬送路８に沿ってインデクサ３に近接する方向を「−Ｘ
方向」と定義する。

【００１６】ユニット部１１、１２は、上記したように
同じ一連の処理をウエハ１に施すことができるように構
成されており、インデクサ３から遠い側の処理ユニット
１３はウエハ１に薬液を供給して薬液処理する薬液処理
部であり、インデクサ３に近い側の処理ユニット１４が
薬液処理後のウエハ１に対して純水（洗浄水）を供給し
て洗浄処理する洗浄処理部となっている。このように薬
液処理部１３をインデクサ３から遠い側に配置している
のは、薬液処理によって発生する薬液雰囲気がインデク
サ３に達しにくくするためである。

【００１７】薬液処理部１３の＋Ｘ方向側に隣接して、
ウエハ１を主搬送ロボット９から受け取って薬液処理部
１３に搬入するための搬入ロボット１５を有する搬入部
１８が設けられている。また、薬液処理部１３と洗浄処
理部１４との間には、薬液処理後のウエハ１を薬液処理
部１３から受け取って洗浄処理部１４に搬入するための
移送ロボット１６を備えた移送部１９が設けられてい
る。さらに、洗浄処理部１４の−Ｘ方向側に隣接して、
洗浄後のウエハ１を洗浄処理部１４から受け取って主搬
送ロボット９に受け渡すための搬出ロボット１７を有す
る搬出部２０が設けられている。

【００１８】次に、本発明にかかる基板搬送装置に相当
するロボット１５〜１７の説明に先立って、上記のよう
に構成された基板処理装置の概略動作について、１枚の
ウエハに着目して説明する。

【００１９】まず、インデクサロボット６は、カセット
載置部７に載置されている複数のカセット２のうちのい
ずれか１つの前まで移動し、そのカセット２からウエハ
１を１枚だけ搬出する。その後、搬出されたウエハ１を
保持した状態で主搬送ロボット９に受け渡す。ウエハ１
を受け取った主搬送ロボット９は、ウエハ１を保持した
状態でＸ方向に沿って搬入部１８の前まで移動し、イン
デクサロボット６から受け渡されたウエハ１をユニット
部１１、１２の一方の搬入ロボット１５に受け渡す。な
お、この基板処理装置では、ユニット部１１、１２への
ウエハ搬入を交互に行っている。

【００２０】この搬入ロボット１５は、受け渡されたウ
エハ１を薬液処理部１３に搬入する。搬入されたウエハ
１は、薬液処理部１３内のチャック機構により保持され
た状態で高速回転され、その表面に薬液が供給されて、
所定の薬液処理が行われる。

【００２１】こうして薬液処理が完了すると、移送ロボ
ット１６は薬液処理済のウエハ１を薬液処理部１３から
洗浄処理部１４に搬入する。そして、このウエハ１は洗
浄処理部１４内のチャック機構により保持された状態で
高速回転され、その表面に純水が供給されて洗浄処理が
行われる。その後、搬出ロボット１７は、洗浄処理済の
ウエハ１を洗浄処理部１４から搬出する。

【００２２】洗浄処理部１４からウエハ１が搬出される
と、主搬送ロボット９は搬出部２０の前まで移動し、ウ
エハ１を搬出ロボット１７から受け取った後、主搬送路
８の−Ｘ方向側端部まで移動する。これと並行して、イ
ンデクサロボット６も主搬送路８の−Ｘ方向側端部まで
移動する。そして、インデクサロボット６は、主搬送ロ
ボット９からウエハ１を受け取った後、元々収納されて
いたカセット２に戻す。こうして、１枚のウエハ１に対
する一連の処理が完了する。

【００２３】次に、この発明にかかる基板搬送装置の一
の実施形態である移送ロボット１６の構成について図２
および図３を参照しつつ説明する。

【００２４】この移送ロボット１６は、移送部１９の本
体側面１９１に固定配置されたものであり、搬送アーム
３０と、モータ４１からの駆動力を受けてスカラー方式
により搬送アーム２１を＋Ｘおよび−Ｘ方向に旋回・伸
縮移動させる旋回・伸縮駆動部４０と、搬送アーム３０
および旋回・伸縮駆動部４０を一体的に上下動させる垂
直軸駆動部５０とを備えている。

【００２５】旋回・伸縮駆動部４０は、図３に示すよう
に、駆動源であるモータ４１と、鉛直方向に延び、モー
タの駆動力を受けて回転する回転軸４２と、水平方向に
延びてその一方端が回転軸４２の先端部に固着された水
平ベース部４３とを備えている。また、回動軸４４を介
して水平ベース部４３の他方端に搬送アーム３０が回動
自在に連結されている。このため、搬送アーム３０を図
２の実線で示す待機位置に位置させた状態で、モータ４
１を所定方向に回転させると、その回転力を受けて水平
ベース部４３が回動し、この回動動作に連動して搬送ア
ーム３０が＋Ｘ方向に尺取虫状に延びて搬送アーム３０
が薬液処理部１３に移動する。この状態で、今度はモー
タ４１を逆回転させると、水平ベース部４３が逆方向に
回動し、この回動動作に連動して搬送アーム３０が−Ｘ
方向に収縮して元の待機位置（図２の実線位置）に戻
る。さらに、引き続き水平ベース部４３を回動させる
と、搬送アーム３０が−Ｘ方向に延びて洗浄処理部１４
に移動する。なお、このように洗浄処理部１４に伸張し
た搬送アーム３０を元の待機位置に戻すためには、モー
タ４１の回転方向を再度反転させればよい。

【００２６】また、上記のように構成された旋回・伸縮
駆動部４０は、図３に示すように、移送部１９の本体側
面１９１に固着されたガイド部材１９２に沿って上下方
向に移動自在となっており、しかも、その下方端にシリ
ンダなどのアクチュエータからなる垂直軸駆動部５０が
連結されている。したがって、この垂直軸駆動部５０を
駆動することで搬送アーム３０および旋回・伸縮駆動部
４０が一体的に上下移動する。

【００２７】このように搬送アーム３０は＋Ｘ、−Ｘ方
向および垂直方向に移動自在となっており、その外観形
状を上方より見ると、図２に示すように矢印形状となっ
ており、その矢印先端部に相当する端部３１が旋回・伸
縮駆動部４０の水平ベース部４３に対して回動自在に連
結されている。そして、その他の３つの端部３２〜３４
のそれぞれに基板支持部材６０が取り付けられている。

【００２８】これらの基板支持部材６０は、従来例と同
一形状を有しているものの、基板支持部材６０全体をポ
リテトラフロロエチレンやパーフロロアルコキシポリマ
ーなどの撥水性材料で構成されている。この場合、搬送
アーム３０が薬液処理部１３あるいは洗浄処理部１４に
移動した際に基板支持部材６０の上面６１に処理液（薬
液または純水）が付着すると、図４に示すように、その
処理液は約８０゜以上の接触角θを有する液滴状とな
る。したがって、上記のようにして搬送アーム３０を移
動させると、その移動に伴って処理液の液滴Ｌが基板支
持部材６０から転がり落ちて、搬送アーム３０が次の移
動位置まで移動してきた時点では基板支持部材６０に液
滴Ｌは存在しない。

【００２９】以上のように、この移送ロボット１６によ
れば、基板支持部材６０が撥水性材料で構成されている
ため、基板支持部材６０に付着する処理液を効果的に転
がり落ちて、搬送アーム３０がウエハ１を受け取る際に
ウエハ１の裏面に処理液が付着するのを効果的に防止す
ることができる。なお、移送ロボット１６のみならず、
搬入ロボット１５および搬出ロボット１７も、移送ロボ
ット１６とほぼ同様に構成されており、各ロボット１
５、１７の搬送アーム３０の上面に取り付けられている
基板支持部材６０を撥水性材料で構成することで同様の
効果が得られる。

【００３０】図５は、この発明にかかる基板搬送装置の
他の実施形態を示す部分拡大断面図である。この基板搬
送装置が先に説明した実施形態にかかる基板搬送装置と
相違する点は、基板支持部材６０を構成する材料であ
る。すなわち、この基板搬送装置では、基板支持部材６
０全体を石英などの親水性材料で構成している。この場
合、搬送アーム３０が薬液処理部１３あるいは洗浄処理
部１４に移動した際に基板支持部材６０の上面６１に処
理液（薬液または純水）が付着すると、同図に示すよう
に、その処理液の接触角は１０゜以下となって、基板支
持部材６０の上面を覆う。したがって、搬送アーム３０
の移動によっても基板支持部材６０の上面６１に処理液
が残るものの、基板支持部材６０の上面６１からの液滴
Ｌの突出量は少なくなり、搬送アーム３０にウエハ１を
支持するために搬送アーム３０をウエハ１の直下位置に
移動させたとしても、その液滴Ｌがウエハ１の裏面に付
着するのを防止することができる。

【００３１】以上、実施の形態に即してこの発明を説明
したが、この発明は上記実施の形態に限定されるもので
はない。例えば、上記実施形態では、すべての基板支持
部材６０について全体あるいは上面６１を撥水性材料で
構成するか、またはすべての基板支持部材６０について
全体あるいは上面６１を親水性材料で構成するようにし
ているが、基板支持部材６０のうち一部について撥水性
材料を用いる一方、残りのものについて親水性材料を用
いるようにしてもよい。

【００３２】さらに、上記実施形態では、３つの基板支
持部材６０でウエハ１を位置決め・支持しているが、基
板支持部材６０の配設数については「３つ」に限定され
るものではなく、「２つ」あるいは「４つ以上」設ける
ようにしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、搬送アームに
対して基板の位置決めを行いつつ基板の端縁を支持する
基板支持部材の少なくとも上面が撥水性材料、または親
水性材料で構成されているので、撥水性材料で構成され
ている場合には、搬送アームの移動等により基板支持部
材の上面に形成された処理液の液滴は基板支持部材から
転がり落ち、また、親水性材料で構成されている場合に
は、処理液が上面に残るものの処理液が上面を覆うよう
になり、その結果、基板の裏面に処理液が付着するのを
防止しながら搬送アームでの基板の搬送を行うことがで
きる。

【００３４】請求項２の発明によれば、基板支持部材の
上面は、この上面の処理液に対する接触角が８０゜以上
となる撥水性材料で構成されているので、処理液の液滴
が基板支持部材から確実に転がり落ち、その結果、さら
に確実に基板の裏面に処理液が付着するのを防止しなが
ら搬送アームでの基板の搬送を行うことができる。

【００３５】請求項３の発明によれば、基板支持部材の
上面は、この上面の処理液に対する接触角が１０゜以下
となる親水性材料で構成されているので、処理液が基板
支持部材の上面を確実に覆うようになり、その結果、さ
らに確実に基板の裏面に処理液が付着するのを防止しな
がら搬送アームでの基板の搬送を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる基板搬送装置の一の実施形態
が適用された基板処理装置の構成を示す平面図である。

【図２】図１の基板処理装置の部分拡大平面図である。

【図３】図１に適用された基板搬送装置（移送ロボッ
ト）の概略構成を示す図である。

【図４】図１に適用された基板搬送装置（移送ロボッ
ト）を構成する搬送アームの先端部の拡大断面図であ
る。

【図５】この発明にかかる基板搬送装置の他の実施形態
を示す部分拡大断面図である。

【図６】従来の基板搬送装置を示す図である。

【図７】図６の基板搬送装置を構成する搬送アームの先
端部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１…ウエハ（基板） １３…薬液処理部 １４…洗浄処理部 １５…搬入ロボット（基板搬送装置） １６…移送ロボット（基板搬送装置） １７…搬出ロボット（基板搬送装置） ３０…搬送アーム ６０…基板支持部材 ６１…上面 Ｌ…液滴 θ…接触角

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を搬送する基板搬送装置において、 基板の受け渡しを行うために移動自在な搬送アームと、 前記搬送アームに複数設けられ、少なくとも上面が撥水
   性材料または親水性材料で構成され、かつ前記搬送アー
   ムに対して基板の位置決めを行いつつ基板の端縁を支持
   する基板支持部材と、を備えたことを特徴とする基板搬
   送装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の基板搬送装置は、処理液
   を基板に供給して所定の処理を行う処理部を含む複数の
   処理部を有する基板処理装置において前記複数の処理部
   の間で基板を搬送するものであり、しかも、 前記上面が、処理液に対する接触角が８０゜以上となる
   撥水性材料で構成された基板搬送装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の基板搬送装置は、処理液
   を基板に供給して所定の処理を行う処理部を含む複数の
   処理部を有する基板処理装置において前記複数の処理部
   の間で基板を搬送するものであり、しかも、 前記上面が、処理液に対する接触角が１０゜以下となる
   親水性材料で構成された請求項１記載の基板搬送装置。