TW201643985A - 基板搬送用手臂及基板處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種基板搬送用機械手，該基板搬送用機械手能夠將基板的卡緊時的異物的產生抑制在最小限度並能夠防止液體流入到基板上，能夠防止基板的污染。複數個接受部件(3)具有：平板狀的支承部，其為安裝在機械手主體(1)上的部分；基板外周保持部(32)，其為由支承部支承的部分，保持基板的外周；以及基板下表面保持部(33)，其為由支承部支承的部分，保持基板的下表面，基板外周保持部(32)具有從支承部豎立設置且與基板的外周接觸而保持基板的部分，基板下表面保持部(33)具有從所保持的基板的外周側朝向內側傾斜的部分，基板外周保持部(32)與基板下表面保持部(33)被間隙或者槽(35)隔離。

Description

基板搬送用手臂及基板處理裝置
本發明有關一種握持半導體晶圓或液晶玻璃等基板的邊緣而搬送基板的基板搬送用機械手。
在半導體器件或液晶等的製造工序中搬送半導體晶圓或液晶玻璃等基板時，利用機器人的機械手吸附並保持基板的下表面，使機器人和機械手移動，將基板搬送到下一工序。在吸附該基板的下表面的方式中，有可能在吸附時在基板的下表面上產生傷痕或者附著異物(particle)。
也存在通過使基板落入凹狀的收納部而能夠保持基板的外周部的機械手，但由於需要在基板的外周部與接受基板的收納部之間設置縫隙(間隙)，因此有可能導致基板錯位或者基板落下，存在無法以高速搬送基板問題。
因此，最近，握持基板的外周部的邊緣握持方式的機械手成為主流。在專利文獻1中公開了如下的邊緣握持方式的機械手，該邊緣握持方式的機械手構成為使握持基板的邊緣的接受部件和握持部件傾斜，僅利用基板的外周部的一部分與接受部件和握持部件之間的接觸來握持基板。
現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特許第4600856號公報
然而，在邊緣握持方式的機械手中，實際上存在基板與接受部件以及握持部件滑動的部位，從該部位產生異物。只是，通常情況下，基板的處理面朝上，機械手位於下表面，接受部件和握持部件也從外周部處位於下表面。多數情況下基板搬送空間也保持在下游。並且，由於多數情況下基板的外周部的幾mm(一般情況下為3mm左右)是不用於製品的部分，因此即使異物產生也不會成為特別的問題。但是，在潮濕環境下，狀況就不同了。
圖16(a)、(b)是表示潮濕環境下的一般的邊緣握持方式的機械手的動作的示意圖。
如圖16(a)所示，機械手在潮濕環境下進行動作時，清洗液或沖洗液(rinse liquid)等液體附著於機械手的接受部件301或握持部件302。並且，當搬送研磨後的基板時，在研磨工序中使用的研磨液(漿料)附著於機械手的接受部件301或握持部件302。
如圖16(b)所示，在使握持部件302移動而在握持部件302與接受部件301之間卡緊基板W時，基板W在接受部件301的斜面上上滑，此時進行摩擦而產生異物。異物被取入清洗液或沖洗液等液體中。如圖16(b)所示，液體因慣性力而與握持部件302和基板W的移動一同流入到基板上。由此，液體到達基板W的部位會被污染。
本發明是鑒於上述的情況而完成的，其目的在於，提供一種基板搬送用機械手，能夠將在基板的卡緊時異物的產生抑制在最小限度，並且能夠防止液體流入到基板上，能夠防止基板的污染。
為了達成上述的目的，本發明的基板搬送用機械手的第一態樣提供一種基板搬送用機械手，具有：平板狀的機械手主體；複數個接受部件，該複數個接受部件設置在該機械手主體上，用於保持基板的邊緣；以及握持部件，該握持部件被設置為能夠相對於該機械手主體移動，握持基板的邊緣，該基板搬送用機械手構成為通過致動器使所述握持部件移動，利用所述接受部件和所述握持部件夾持並固定該基板，該基板搬送用機械手的特徵在於，所述複數個接受部件具有：平板狀的支承部，該支承部是安裝在所述機械手主體上的部分；基板外周保持部，該基板外周保持部是由該支承部支承的部分，保持基板的外周；以及基板下表面保持部，該基板下表面保持部是由該支承部支承的部分，保持該基板的下表面，所述基板外周保持部具有從所述支承部豎立設置且與基板的外周接觸而保持該基板的部分，所述基板下表面保持部具有從所保持的該基板的外周側朝向內側傾斜的部分，所述基板外周保持部與所述基板下表面保持部被間隙或者槽隔離。
根據本發明，在由基板搬送用機械手保持(卡緊)基板時，首先，基板載置在接受部件的基板下表面保持部的傾斜的部分。此時，多數情況下在傾斜的部分上載有水滴(液體)。接著，基板被握持部件推動而前進，基板下表面保持部的傾斜的部分上的水滴被基板推動而從傾斜的部 分經由間隙落下到支承部上。因此，水滴(液體)不會流入到基板上。若基板被握持部件進一步推動，則基板的外周與基板外周保持部的保持基板的部分抵接，通過該保持基板的部分與握持部件來保持(卡緊)基板。此時，由於基板的外周為R形狀(曲面形狀)，因此基板的外周以與保持基板的部分線接觸或者點接觸的方式被支承。並且，基板的下表面以只與基板下表面保持部的傾斜的部分的上端線接觸或者點接觸的方式被支承。這樣，在利用接受部件和握持部件保持(卡緊)基板時，通過使基板與接受部件之間的接觸部的面積盡可能得小，從而能夠將異物的產生抑制在最小限度。
根據本發明的較佳的態樣，其中，在所述基板外周保持部中，與該基板的外周接觸而保持該基板的部分由沿著該基板的外周的圓弧面構成。
根據本發明的較佳的態樣，其中，在所述基板外周保持部中，與該基板的外周接觸而保持該基板的部分由具有與該基板的外周接觸的稜線的多角柱或者具有曲面的柱狀體構成。
根據本發明，多角柱例如由三角柱構成，具有曲面的柱狀體例如由半圓柱構成。
根據本發明的較佳的態樣，其中，所述基板外周保持部隔著所述間隙或者槽而設置有複數個。
根據本發明的較佳的態樣，其中，所述基板下表面保持部的所述傾斜的部分由傾斜面構成。
根據本發明的較佳的態樣，其中，所述基板下表面保持部的 所述傾斜的部分由具有與該基板的下表面接觸的稜線的多角柱或者具有曲面的柱狀體構成。
根據本發明的較佳的態樣，其中，所述基板外周保持部的上部被切割成上端為薄壁的邊緣狀。
本發明的基板搬送用機械手的第二態樣提供一種基板搬送用機械手，具有：平板狀的機械手主體；複數個接受部件，該複數個接受部件設置在該機械手主體上，用於保持基板的邊緣；以及握持部件，該握持部件被設置為能夠相對於該機械手主體移動，握持該基板的邊緣，該基板搬送用機械手構成為通過致動器使所述握持部件移動，利用所述接受部件和所述握持部件夾持並固定該基板，該基板搬送用機械手的特徵在於，所述複數個接受部件具有：平板狀的支承部，該支承部是安裝在所述機械手主體上的部分；基板外周保持部，該基板外周保持部是由該支承部支承的部分，保持該基板的外周；以及基板下表面保持部，該基板下表面保持部是由該支承部支承的部分，保持該基板的下表面，所述握持部件具有與該基板的外周接觸而握持該基板的部分，握持所述基板的部分由具有曲面的柱狀體構成。
根據本發明，在握持部件與接受部件之間握持(卡緊)基板時，握持部件的柱狀體的曲面與基板的外周接觸而握持(卡緊)基板。由於基板的外周為R形狀(曲面形狀)，因此握持部件的柱狀體的曲面與基板的外周以點接觸或者接近點接觸的形態接觸。因此，能夠將基板與握持部件摩擦時的異物的產生抑制在最小限度。並且，由於握持部件的握持基板的部分是曲面，因此水滴(液體)不易積存。
根據本發明的較佳的態樣，其中，所述具有曲面的柱狀體由圓柱的至少一部分或者顛倒的圓錐台的至少一部分構成。
根據本發明，具有曲面的柱狀體例如由半圓柱或者顛倒的半圓錐台構成。
根據本發明的較佳的態樣，其中，所述具有曲面的柱狀體是將由位於下方側的圓柱的至少一部分構成的柱狀體和由位於上方側的顛倒的圓錐台的至少一部分構成的柱狀體一體化而得到的。
根據本發明，具有曲面的柱狀體例如由半圓柱和設置在半圓柱上的顛倒的半圓錐台構成。
根據本發明，其中，所述握持部件的上部被切割成上端為薄壁的邊緣狀。
本發明的基板搬送用機械手的第三態樣提供一種基板搬送用機械手，具有：機械手主體；接受部件，該接受部件設置於該機械手主體，用於保持基板的邊緣；以及握持部件，該握持部件被設置為能夠相對於該機械手主體移動，握持該基板的邊緣，該基板搬送用機械手構成為通過致動器使所述握持部件移動，利用所述接受部件和所述握持部件夾持並固定該基板，該基板搬送用機械手的特徵在於，所述接受部件具有：與該基板的外周接觸而保持該基板的外周的基板外周保持面、以及保持該基板的下表面的基板下表面保持面，所述基板外周保持面與所述基板下表面保持面被隔離。
本發明的基板處理裝置的特徵在於，具有：基板搬送機構，該基板搬送機構具有上述基板搬送用機械手；以及處理部，該處理部對由 所述基板搬送機構搬送來的該基板進行處理。
本發明實現以下列舉的效果。
(1)在基板搬送用機械手對基板進行卡緊時，即使在水滴等液體附著在接受部件上的情況下，液體也易於從基板外周保持部與基板下表面保持部之間的間隙或者槽被擠出。因此，能夠防止在基板的卡緊時液體向基板上流入，能夠防止基板的污染。
(2)在基板搬送用機械手對基板進行卡緊時，通過使接受部件與基板接觸的部分的面積盡可能得小，能夠將異物的產生抑制在最小限度。因此，能夠防止基板的污染。
(3)由於在基板搬送用機械手的握持部件中不存在水滴等液體積存的凹部，因此不存在卡緊基板時水滴等液體從握持部件流入到基板上的擔憂。
(4)在基板搬送用機械手對基板進行卡緊時，通過使握持部件與基板接觸的部分的面積盡可能得小，從而能夠將異物的產生抑制在最小限度。因此，能夠防止基板的污染。
1‧‧‧機械手主體
1a‧‧‧切口
2‧‧‧安裝部
3‧‧‧接受部件
3A‧‧‧接受部件
3B‧‧‧接受部件
4A‧‧‧接受部件
4B‧‧‧接受部件
5‧‧‧夾緊機構
5a‧‧‧桿
6‧‧‧握持部件
6a‧‧‧半圓柱
6b‧‧‧顛倒的半圓錐台
6u‧‧‧上端
31‧‧‧支承部
32‧‧‧基板外周保持部
32s‧‧‧圓弧面
32t‧‧‧稜線
32u‧‧‧上端
33‧‧‧基板下表面保持部
33e‧‧‧上端
33s‧‧‧傾斜面
33t‧‧‧稜線
35‧‧‧間隙(或者槽)
101‧‧‧外殼
101a‧‧‧分隔壁
101b‧‧‧分隔壁
102‧‧‧裝載/卸載部
103‧‧‧研磨部
103A‧‧‧第1研磨單元
103B‧‧‧第2研磨單元
103C‧‧‧第3研磨單元
103D‧‧‧第4研磨單元
104‧‧‧清洗部
105‧‧‧控制部
110‧‧‧研磨墊
120‧‧‧前裝載部
121‧‧‧行駛機構
122‧‧‧搬送機器人(裝載器)
130A‧‧‧研磨工作臺
130B‧‧‧研磨工作臺
130C‧‧‧研磨工作臺
130D‧‧‧研磨工作臺
131‧‧‧支承部
131A‧‧‧頂環
131B‧‧‧頂環
131C‧‧‧頂環
131D‧‧‧頂環
132A‧‧‧研磨液供給噴嘴
132B‧‧‧研磨液供給噴嘴
132C‧‧‧研磨液供給噴嘴
132D‧‧‧研磨液供給噴嘴
133A‧‧‧修整器
133B‧‧‧修整器
133C‧‧‧修整器
133D‧‧‧修整器
134A‧‧‧噴霧器
134B‧‧‧噴霧器
134C‧‧‧噴霧器
134D‧‧‧噴霧器
180‧‧‧臨時放置台
190‧‧‧第1清洗室
191‧‧‧第1搬送室
192‧‧‧第2清洗室
193‧‧‧第2搬送室
194‧‧‧乾燥室
201A‧‧‧上側一次清洗模組
201B‧‧‧下側一次清洗模組
202A‧‧‧上側二次清洗模組
202B‧‧‧下側二次清洗模組
203‧‧‧臨時放置台
205A‧‧‧上側乾燥模組
205B‧‧‧下側乾燥模組
209‧‧‧第1搬送機器人
210‧‧‧第2搬送機器人
211‧‧‧支承軸
212‧‧‧支承軸
301‧‧‧接受部件
302‧‧‧握持部件
h‧‧‧高度
l‧‧‧長度
H‧‧‧水平面
θ‧‧‧傾斜角
W‧‧‧基板
圖1(a)、(b)是表示本發明的基板搬送用機械手的第一態樣的圖，圖1(a)是基板搬送用機械手的示意性俯視圖，圖1(b)是基板搬送用機械手的示意性主視圖。
圖2(a)、(b)是表示本發明的基板搬送用機械手的第二態樣的圖，圖2(a)是基板搬送用機械手的示意性俯視圖，圖2(b)是基板搬送用機械 手的示意性主視圖。
圖3(a)、(b)、(c)是表示接受部件的第一態樣的圖，圖3(a)是接受部件的立體圖，圖3(b)是接受部件的俯視圖，圖3(c)是接受部件的側視圖。
圖4(a)、(b)、(c)是表示像圖3(a)、(b)、(c)所示那樣構成的接受部件保持基板時的狀態的示意性立體圖。
圖5是表示圖3(a)所示的第一態樣的接受部件的變形例的立體圖。
圖6是表示接受部件的第二態樣的圖，是接受部件的俯視圖。
圖7是表示接受部件的第三態樣的圖，是接受部件的俯視圖。
圖8是表示接受部件的第四態樣的圖，是接受部件的立體圖。
圖9是表示接受部件的第五態樣的圖，是接受部件的俯視圖。
圖10(a)、(b)是表示接受部件的基板外周保持部和基板下表面保持部的變形例的立體圖。
圖11(a)、(b)是表示握持部件的第一態樣的圖，圖11(a)是握持部件的立體圖，圖11(b)是圖11(a)的XI-XI線剖面圖。圖11(c)是表示圖11(a)、(b)所示的第一態樣的握持部件的變形例的剖面圖。
圖12(a)、(b)是表示握持部件的第二態樣的圖，圖12(a)是握持部件的立體圖，圖12(b)是圖12(a)的XII-XII線剖面圖。
圖13(a)、(b)是表示握持部件的第三態樣的圖，圖13(a)是握持部件的立體圖，圖13(b)是圖13(a)的XIII-XIII線剖面圖。
圖14是表示使用具有本發明的基板搬送用機械手的基板搬送機構(搬送機器人)來依次搬送基板並且進行基板的處理的基板處理裝置的整體結 構的俯視圖。
圖15(a)是表示清洗部的俯視圖，圖15(b)是表示清洗部的側視圖。
圖16(a)、(b)是表示潮濕環境下的通常的邊緣握持方式的機械手的動作的示意圖。
以下，參照圖1至圖15對本發明的基板搬送用機械手的實施方式進行說明。在圖1至圖15中，對相同或者相當的結構要素標註相同的符號而省略重複的說明。
圖1(a)、(b)是表示本發明的基板搬送用機械手的第一態樣的圖，圖1(a)是基板搬送用機械手的示意性俯視圖，圖1(b)是基板搬送用機械手的示意性主視圖。
如圖1(a)、(b)所示，基板搬送用機械手由如下部件構成：機械手主體1，保持半導體晶圓等基板W；以及安裝部2，支承機械手主體1，並且安裝於機器人的臂(未圖示)。機械手主體1由大致矩形的平板狀的部件構成，在機械手主體1形成有V字狀的切口1a，機械手主體1的頂端側被分成兩股。在機械手主體1，在被分成兩股的頂端部設置有用於保持基板W的頂端側邊緣的接受部件3A、3B。並且，在機械手主體1的後部(安裝部側)設置有用於保持基板W的後端側邊緣的接受部件4A、4B。
在支承機械手主體1的安裝部2設置有夾緊機構5。夾緊機構5位於機械手主體1的後端部的中央部，配置在接受部件4A、4B的中間。夾緊機構5具有用於與基板W的後端側邊緣抵接而握持基板W的邊緣的握持部件6，握持部件6構成為通過氣壓缸等致動器(未圖示)進行前進後退。即， 夾緊機構5具有致動器，通過使致動器進行動作而使握持部件6朝向基板側前進，從而利用頂端側的接受部件3A、3B和握持部件6夾持並固定(夾緊)基板W。
圖2(a)、(b)是表示本發明的基板搬送用機械手的第二態樣的圖，圖2(a)是基板搬送用機械手的示意性俯視圖，圖2(b)是基板搬送用機械手的示意性主視圖。
如圖2(a)、(b)所示，在第二態樣的基板搬送用機械手中設置有兩個夾緊機構5，這兩個夾緊機構5被配置為位於機械手主體1的側方且夾持機械手主體1。夾緊機構5和握持部件6的結構與圖1(a)、(b)所示的結構相同。
接著，對用於保持基板W的頂端側邊緣的接受部件3A、3B和用於保持後端側邊緣的接受部件4A、4B進行說明。用於保持基板W的頂端側邊緣的2個接受部件3A、3B的形狀相對於圖1(a)中穿過基板W的中心O的中心線L處於線對稱的關係。因此，如果確定接受部件3A的形狀，則以該確定的形狀為基準，相對於圖1(a)中穿過基板W的中心O的中心線L呈線對稱的形狀為另一方的接受部件3B的形狀。並且，用於保持基板W的頂端側邊緣的接受部件3A、3B和用於保持後端側邊緣的接受部件4A、4B只有安裝方向不同，可以分別使用相同的部件。因此，在以下的說明中，不使用附加字A、B而以接受部件3代表接受部件進行說明。
圖3(a)、(b)、(c)是表示接受部件3的第一態樣的圖，圖3(a)是接受部件3的立體圖，圖3(b)是接受部件3的俯視圖，圖3(c)是接受部件3的側視圖。如圖3(a)、(b)、(c)所示，接受部件3具有：平板狀的支承部31，具有大致矩形的平面形狀；基板外周保持部32，是由支承部 31支承的部分，且保持基板W的外周(邊緣)；以及基板下表面保持部33，是由支承部31支承的部分，且保持基板W的下表面。
接受部件3的支承部31以支承部31的下表面與機械手主體1(參照圖1(a)、(b))的上表面接觸的狀態通過螺釘緊固等固定於機械手主體1。基板外周保持部32的內表面為曲率與基板W的外周相同的圓弧面32s，圓弧面32s與基板W的外周接觸而保持基板W的外周。圓弧面32s從支承部31的上表面沿垂直方向延伸。基板下表面保持部33的上表面為傾斜面33s，傾斜面33s與基板W的下表面接觸而保持基板W的下表面。
在基板W的外周形成凹口，由於凹口的圓周方向的長度約為2mm，因此基板外周保持部32的水平方向的長度需要比凹口的圓周方向的長度長。因此，在本實施方式中，圖3(b)的長度l被設定在(2mm+1mm)~(2mm+5mm)的範圍。
由於基板外周保持部32需要利用從水平面H(參照圖3(c))到基板外周保持部32的上端之間、即相當於圖3(c)的高度h的部分保持外周，因此若將基板W的厚度設為t，則高度h被設定在(tmm+0mm)~(tmm+2mm)的範圍。基板下表面保持部33的傾斜面33s從接近於基板外周保持部32的端部側朝向支承部31的頂端側向下方傾斜，相對於水平面H的傾斜角θ被設定為1°~15°，較佳為被設定為2°~4°。並且，如圖3(a)、(b)所示，在基板外周保持部32與基板下表面保持部33之間形成有間隙(或者槽)35。即，基板外周保持部32與基板下表面保持部33被間隙(或者槽)35完全地隔離，支承部31的上表面在基板外周保持部32與基板下表面保持部33之間露出。
圖4(a)、(b)、(c)是表示像圖3(a)、(b)、(c)所示那樣 構成的接受部件3保持基板W時的狀態的示意性立體圖。在圖4(a)、(b)、(c)中基板W由雙點鏈線表示。
當由圖1(a)、(b)所示的基板搬送用機械手保持基板W(卡緊)時，首先，如圖4(a)所示，基板W載置在接受部件3的基板下表面保持部33的傾斜面33s上。此時，在傾斜面33s上載有水滴(液體)的情況較多。
接著，如圖4(b)所示，基板W被夾緊機構5的握持部件6(參照圖1(a)、(b))推動而前進，傾斜面33s上的水滴被基板W推動而從傾斜面33s經由間隙35落下到支承部31上。因此，水滴(液體)不會流入到基板W上。
若基板W被握持部件6進一步推動，則如圖4(c)所示，基板W的外周與基板外周保持部32的圓弧面32s抵接，基板W的外周被基板外周保持部32的圓弧面32s的上部和握持部件6(參照圖1(a)、(b))保持(卡緊)。此時，由於基板W的外周為R形狀(曲面形狀)，因此基板W的外周以與圓弧面32s線接觸或者接近線接觸的形態被支承。並且，基板W的下表面以僅與傾斜面33s的上端33e線接觸的方式被支承。這樣，在通過接受部件3和握持部件6保持(卡緊)基板W時，通過使基板W與接受部件3的接觸部的面積盡可能得小，從而能夠將異物的產生抑制在最小限度。
圖5是表示圖3(a)所示的第一態樣的接受部件3的變形例的立體圖。如圖5所示，在變形例中，基板外周保持部32的上部被傾斜地切割，使得基板外周保持部32的上端32u成為薄壁。因此，基板外周保持部32構成為不使水滴(液體)積存在其上端32u。圖5所示的接受部件3的其他的結構與圖3(a)~(c)所示的接受部件相同。
圖6是表示接受部件3的第二態樣的圖，是接受部件3的俯視 圖。如圖6所示，在第二態樣的接受部件3中，基板外周保持部32從支承部31的一側端延伸到另一側端。因此，基板外周保持部32的內表面與圖3(a)~(c)所示的基板外周保持部32的內表面相比在水平方向上延伸得長。並且，基板外周保持部32的內表面為曲率與基板W的外周相同的圓弧面32s，圓弧面32s與基板W的外周接觸而保持基板W的外周。在基板外周保持部32的圓弧面32s與基板下表面保持部33的端面之間形成有間隙(或者槽)35。圖6所示的接受部件3的其他的結構與圖3(a)~(c)所示的接受部件相同。
圖7是表示接受部件3的第三態樣的圖，是接受部件3的俯視圖。如圖7所示，在第三態樣的接受部件3中，基板下表面保持部33從支承部31的一端延伸到另一端。基板下表面保持部33的傾斜面33s與圖3(a)~(c)所示的接受部件3同樣具有1°~15°，較佳為2°~4°的傾斜角。在基板外周保持部32的側面與基板下表面保持部33的側面之間形成有間隙(或者槽)35。圖7所示的接受部件3的其他的結構與圖3(a)~(c)所示的接受部件相同。
圖8是表示接受部件3的第四態樣的圖，是接受部件3的立體圖。如圖8所示，第四態樣的接受部件3為在圖3(a)所示的接受部件3上添加另一個基板外周保持部32的形式。即，支承部31從基板下表面保持部33的外端進一步延長，在該延長的支承部31上形成另一個基板外周保持部32。因此，兩個基板外周保持部32、32成為相對於穿過基板下表面保持部33的中心的中心線呈線對稱地形成的形式。在兩個基板外周保持部32、32與基板下表面保持部33之間形成有間隙(或者槽)35。根據本實施方式，形成有兩個基板外周保持部32、32，在這兩個基板外周保持部32、32之間 形成有間隙(或者槽)35。因此，即使在基板W的凹口位於一方的基板外周保持部32的圓弧面32s的情況下，另一方的基板外周保持部32的圓弧面32s也能夠保持基板W的不存在凹口的部分的外周，因此基板外周保持部32的長度l也可以比基板W的凹口的圓周方向的長度短。圖8所示的接受部件3的其他的結構與圖3(a)~(c)所示的接受部件相同。
圖9是表示接受部件3的第五態樣的圖，是接受部件3的俯視圖。如圖9所示，在第五態樣的接受部件3中，基板外周保持部32從支承部31的一側端延伸到另一側端，基板下表面保持部33位於支承部31的中央部。因此，圖9所示的第五態樣的接受部件3為將圖8所示的接受部件3中的兩個基板外周保持部32、32一體化成一個基板外周保持部32的形態。並且，在基板外周保持部32的圓弧面32s與基板下表面保持部33的端面之間形成有間隙(或者槽)35。圖9所示的接受部件3的其他的結構與圖8所示的接受部件相同。
圖10(a)、(b)是表示接受部件3的基板外周保持部32和基板下表面保持部33的變形例的立體圖。
在圖10(a)所示的變形例中，基板外周保持部32由三角柱構成，基板下表面保持部33也由三角柱構成。由三角柱構成的基板外周保持部32的稜線32t在垂直方向上延伸，由三角柱構成的基板下表面保持部33的稜線33t從接近基板外周保持部32的端部側朝向另一端部側向下方傾斜，稜線33t相對於水平面H(參照圖3(c))的傾斜角被設定為1°~15°，較佳為被設定為2°~4°。在圖10(a)所示的變形例中，由於基板W的外周為R形狀(曲面形狀)，因此基板外周保持部32以其稜線32t與基板W的外周點接觸或者接近點 接觸的形態保持基板W的外周，並且基板下表面保持部33構成為以其稜線33t與基板W的下表面點接觸或者接近點接觸的形態保持基板W的下表面。
在圖10(b)所示的變形例中，基板外周保持部32由半圓柱構成，基板下表面保持部33由半圓錐台構成。由半圓柱構成的基板外周保持部32的稜線32t在垂直方向上延伸，由半圓錐台構成的基板下表面保持部33的稜線33t從接近基板外周保持部32的端部側朝向另一端部側向下方傾斜，稜線33t相對於水平面H(參照圖3(c))的傾斜角被設定為1°~15°，較佳為被設定為2°~4°。這裡，半圓柱的稜線32t是指連接半圓柱的各截面(半圓)的頂點的線，在圖10(b)中由一點鏈線表示。半圓錐台的稜線33t是指連接半圓錐台的各截面(半圓)的頂點的線，在圖10(b)中由一點鏈線表示。在圖10(b)所示的變形例中，由於基板W的外周為R形狀(曲面形狀)，因此構成為基板外周保持部32以其稜線32t與基板W的外周點接觸或者接近點接觸的形態保持基板W的外周，並且基板下表面保持部33以其稜線33t與基板W的下表面點接觸或者接近點接觸的形態保持基板W的下表面。
根據圖10(a)、(b)所示的實施方式，基板外周保持部32和基板下表面保持部33分別與基板W的外周和基板W的下表面以點接觸或者接近點接觸的形態接觸，由此能夠保持基板W，因此能夠將基板W與基板保持部32、33摩擦時的異物的產生抑制在最小限度。另外，由於有時基板外周保持部32的稜線32t也與基板W的凹口的位置一致，因此較佳為基板外周保持部32如圖8所示那樣設置複數個。
接著，對在圖1(a)、(b)和圖2(a)、(b)所示的基板搬送用機械手中使用的夾緊機構5的握持部件6進行說明。
圖11(a)、(b)是表示握持部件6的第一態樣的圖，圖11(a)是握持部件6的立體圖，圖11(b)是圖11(a)的XI-XI線剖面圖。如圖11(a)、(b)所示，握持部件6由半圓柱6a和設置在半圓柱6a上的顛倒的半圓錐台6b構成。即，握持部件6是將圓柱和顛倒的圓錐台一體化後的形狀對半切割而得到的形狀。握持部件6的平坦的端面側固定於夾緊機構5的桿5a(由雙點鏈線表示)。握持部件6以半圓柱6a的底面側與機械手主體1(圖1(a)、(b)參照)的上表面相對的方式安裝於夾緊機構5的桿5a。
在圖11(a)、(b)所示的握持部件6握持(卡緊)基板W時，半圓柱6a的外周面與基板W(由雙點鏈線表示)的外周接觸而握持(卡緊)基板W。由於顛倒的半圓錐台6b的顛倒圓錐面向基板W的上表面傾斜地突出，因此能夠防止在卡緊時基板W向上方浮起。如圖11(b)所示，由於基板W的外周為R形狀(曲面形狀)，因此半圓柱6a的外周面與基板W的外周以點接觸或者接近點接觸的形態接觸。因此，能夠將基板W與握持部件6摩擦時的異物的產生抑制在最小限度。
圖11(c)是表示圖11(a)、(b)所示的第一態樣的握持部件6的變形例的剖面圖。如圖11(c)所示，在變形例中，將握持部件6的上部切割成盤狀，使得握持部件6的圓弧狀的上端6u成為薄壁。因此，握持部件6構成為水滴(液體)不會積存在其上表面。圖11(c)所示的握持部件6的其他的結構與圖11(a)、(b)所示的握持部件相同。
圖12(a)、(b)是表示握持部件6的第二態樣的圖，圖12(a)是握持部件6的立體圖，圖12(b)是圖12(a)的XII-XII線剖面圖。如圖12(a)、(b)所示，握持部件6由半圓柱6a構成。即，握持部件6是將圓柱對半 切割而得到的形狀。握持部件6的平坦的端面側固定於夾緊機構5的桿5a(由雙點鏈線表示)。握持部件6以半圓柱6a的底面側與機械手主體1(參照圖1(a)、(b))的上表面相對的方式安裝於夾緊機構5的桿5a。
在圖12(a)、(b)所示的握持部件6握持(卡緊)基板W時，半圓柱6a的外周面與基板W(由雙點鏈線表示)的外周接觸而握持(卡緊)基板W。如圖12(b)所示，由於基板W的外周為R形狀(曲面形狀)，因此半圓柱6a的外周面與基板W的外周以點接觸或者接近點接觸的形態接觸。因此，能夠將基板W與握持部件6摩擦時的異物的產生抑制在最小限度。
圖13(a)、(b)是表示握持部件6的第三態樣的圖，圖13(a)是握持部件6的立體圖，圖13(b)是圖13(a)的XIII-XIII線剖面圖。如圖13(a)、(b)所示，握持部件6由顛倒的半圓錐台6b構成。即，握持部件6是將顛倒的圓錐台對半切割而得到的形狀。握持部件6的平坦的端面側固定於夾緊機構5的桿5a(由雙點鏈線表示)。握持部件6以顛倒的半圓錐台6b的底面側與機械手主體1(參照圖1(a)、(b))的上表面相對的方式安裝於夾緊機構5的桿5a。
在圖13(a)、(b)所示的握持部件6握持(卡緊)基板W時，顛倒的半圓錐台6b的外周面與基板W的外周接觸而握持(卡緊)基板W。由於顛倒的半圓錐台6b的逆圓錐面向基板W的上表面傾斜地突出，因此能夠防止在卡緊時基板W向上方浮起。如圖13(b)所示，由於基板W的外周為R形狀(曲面形狀)，因此顛倒的半圓錐台6b的外周面與基板W的外周以點接觸或者接近點接觸的形態接觸。因此，能夠將基板W與握持部件6摩擦時的異物的產生抑制在最小限度。
圖3至圖13所示的接受部件3和握持部件6由導電性PEEK(聚醚醚酮)或者高密度聚乙烯等塑料構成。這樣，由於使基板接觸部件具有導電性，因此能夠防止因帶電粒子對基板的附著而導致的污染。
圖14是表示使用具有本發明的基板搬送用機械手的基板搬送機構(搬送機器人)，將基板依次搬送到複數個處理部，並且進行基板的處理的基板處理裝置的整體結構的俯視圖。圖1至圖13所示的結構的基板搬送用機械手能夠應用於圖14和圖15所示的基板處理裝置所使用的所有的搬送機器人。如圖14所示，基板處理裝置具有大致矩形的外殼101，外殼101的內部被分隔壁101a、101b劃分成裝載/卸載部102、研磨部103以及清洗部104。這些裝載/卸載部102、研磨部103以及清洗部104分別獨立地裝配，獨立地排氣。並且，基板處理裝置具有控制基板處理動作的控制部105。
裝載/卸載部102具有載置有晶圓盒的2個以上(在本實施方式中為4個)的前裝載部120，所述晶圓盒存儲多個晶圓(基板)。這些前裝載部120與外殼101相鄰地配置，沿著基板處理裝置的寬度方向(與長度方向垂直的方向)排列。能夠在前裝載部120搭載開放式晶圓盒(open cassette)、SMIF(Standard Manufacturing Interface：標準生產接口)晶圓盒、或者FOUP(Front Opening Unified Pod：前開式晶圓傳送盒)。這裡，SMIF、FOUP是通過在內部收納晶圓盒並由分隔壁覆蓋而能夠保持與外部空間獨立的環境的密閉容器。
並且，在裝載/卸載部102沿著前裝載部120的排列鋪設行駛機構121，在該行駛機構121上設置有能夠沿著晶圓盒的排列方向移動的1台搬送機器人(裝載器)122。搬送機器人122通過在行駛機構121上移動而能 夠接近搭載在前裝載部120上的晶圓盒。各搬送機器人122具有上下2個機械手，上側的機械手在使處理後的晶圓返回到晶圓盒時使用，下側的機械手在從晶圓盒取出處理前的晶圓時使用，上下的機械手能夠分開使用。此外，搬送機器人122的下側的機械手構成為能夠通過繞其軸心旋轉而使晶圓反轉。
由於裝載/卸載部102是最需要保持清潔的狀態的區域，因此裝載/卸載部102的內部始終維持在比基板處理裝置外部、研磨部103以及清洗部104中都高的壓力。由於研磨部103使用漿料作為研磨液，因此是最髒的區域。因此，在研磨部103的內部形成負壓，其壓力被維持為比清洗部104的內部壓力低。在裝載/卸載部102中設置有具有HEPA過濾器、ULPA過濾器或者化學過濾器等清潔空氣過濾器的過濾器風扇單元(未圖示)，從該過濾器風扇單元始終吹出將異物、有毒蒸氣、有毒氣體去除後的清潔空氣。
研磨部103是進行晶圓的研磨(平坦化)的區域，具有第1研磨單元103A、第2研磨單元103B、第3研磨單元103C、第4研磨單元103D。如圖14所示，這些第1研磨單元103A、第2研磨單元103B、第3研磨單元103C以及第4研磨單元103D沿著基板處理裝置的長度方向排列。
如圖14所示，第1研磨單元103A具有：研磨工作臺130A，安裝有具有研磨面的研磨墊110；頂環131A，用於保持晶圓並且一邊將晶圓按壓在研磨工作臺130A上的研磨墊110一邊進行研磨；研磨液供給噴嘴132A，用於向研磨墊110供給研磨液或修整液(例如，純水)；修整器133A，用於進行研磨墊110的研磨面的修整；以及噴霧器134A，使液體(例如純水)與氣體(例如氮氣)的混合流體或者液體(例如純水)呈霧狀而向研磨面 噴射。
同樣，第2研磨單元103B具有：安裝有研磨墊110的研磨工作臺130B、頂環131B、研磨液供給噴嘴132B、修整器133B以及噴霧器134B。第3研磨單元103C具有：安裝有研磨墊110的研磨工作臺130C、頂環131C、研磨液供給噴嘴132C、修整器133C以及噴霧器134C。第4研磨單元103D具有：安裝有研磨墊110的研磨工作臺130D、頂環131D、研磨液供給噴嘴132D、修整器133D以及噴霧器134D。
圖15(a)是表示清洗部104的俯視圖，圖15(b)是表示清洗部104的側視圖。如圖15(a)和圖15(b)所示，清洗部104被劃分成第1清洗室190、第1搬送室191、第2清洗室192、第2搬送室193以及乾燥室194。在第1清洗室190內配置有沿著縱向排列的上側一次清洗模組201A和下側一次清洗模組201B。上側一次清洗模組201A配置在下側一次清洗模組201B的上方。同樣，在第2清洗室192內配置有沿著縱向排列的上側二次清洗模組202A和下側二次清洗模組202B。上側二次清洗模組202A配置在下側二次清洗模組202B的上方。一次和二次清洗模組201A、201B、202A、202B是使用清洗液來清洗晶圓的清洗機。由於這些一次和二次清洗模組201A、201B、202A、202B沿著垂直方向排列，因此得到占地面積較小這樣的優點。
在上側二次清洗模組202A與下側二次清洗模組202B之間設置有晶圓的臨時放置台203。在乾燥室194內配置有沿著縱向排列的上側乾燥模組205A和下側乾燥模組205B。這些上側乾燥模組205A和下側乾燥模組205B相互隔離。在上側乾燥模組205A和下側乾燥模組205B的上部設置有分別將清潔的空氣供給到乾燥模組205A、205B內的過濾器風扇單元207、207。 上側一次清洗模組201A、下側一次清洗模組201B、上側二次清洗模組202A、下側二次清洗模組202B、臨時放置台203、上側乾燥模組205A以及下側乾燥模組205B經由螺栓等固定於未圖示的框架。
在第1搬送室191中配置有能夠上下移動的第1搬送機器人209，在第2搬送室193中配置有能夠上下移動的第2搬送機器人210。第1搬送機器人209和第2搬送機器人210分別移動自如地支承於在縱向上延伸的支承軸211、212。第1搬送機器人209和第2搬送機器人210在其內部具有電動機等驅動機構，沿著支承軸211、212上下自由移動。第1搬送機器人209與搬送機器人122同樣地具有上下兩層的機械手。如圖15(a)的虛線所示，第1搬送機器人209的下側的機械手配置在能夠接近臨時放置台180的位置。在第1搬送機器人209的下側的機械手接近臨時放置台180時，設置於分隔壁101b的閘門(未圖示)打開。
第1搬送機器人209以在臨時放置台180、上側一次清洗模組201A、下側一次清洗模組201B、臨時放置台203、上側二次清洗模組202A、下側二次清洗模組202B之間搬送晶圓W的方式進行動作。在搬送清洗前的晶圓(漿料附著的晶圓)時，第1搬送機器人209使用下側的機械手，在搬送清洗後的晶圓時，使用上側的機械手。第2搬送機器人210以在上側二次清洗模組202A、下側二次清洗模組202B、臨時放置台203、上側乾燥模組205A、下側乾燥模組205B之間搬送晶圓W的方式進行動作。第2搬送機器人210由於只搬送清洗後的晶圓，因此只具有1個機械手。圖14所示的搬送機器人122使用其上側的機械手從上側乾燥模組205A或者下側乾燥模組205B取出晶圓，使該晶圓返回到晶圓盒。在搬送機器人122的上側機械手接近乾 燥模組205A、205B時，設置於分隔壁101a的閘門(未圖示)打開。
由於清洗部104具有2台一次清洗模組和2台二次清洗模組，因此能夠構成將複數個晶圓並列清洗的複數個清洗線。「清洗線」是指在清洗部104的內部通過複數個清洗模組清洗一個晶圓時的移動路徑。例如，能夠按照第1搬送機器人209、上側一次清洗模組201A、第1搬送機器人209、上側二次清洗模組202A、第2搬送機器人210以及上側乾燥模組205A的順序搬送1個晶圓(參照清洗線1)，與此並列地，按照第1搬送機器人209、下側一次清洗模組201B、第1搬送機器人209、下側二次清洗模組202B、第2搬送機器人210以及下側乾燥模組205B的順序搬送其他的晶圓(參照清洗線2)。能夠通過這樣的2個並列的清洗線而大致同時地清洗及乾燥複數個(典型地為2個)晶圓。
以上對本發明的實施方式進行了說明，但本發明不限於上述的實施方式，在其技術思想的範圍內，當然可以以各種不同的形態來實施。
3‧‧‧接受部件
31‧‧‧支承部
32‧‧‧基板外周保持部
32s‧‧‧圓弧面
33‧‧‧基板下表面保持部
33s‧‧‧傾斜面
35‧‧‧間隙(或者槽)
h‧‧‧高度
l‧‧‧長度
H‧‧‧水平面
θ‧‧‧傾斜角

Claims (13)

  1. 一種基板搬送用機械手，具有：平板狀的機械手主體；複數個接受部件，該複數個接受部件設置在該機械手主體上，用於保持基板的邊緣；以及握持部件，該握持部件被設置為能夠相對於該機械手主體移動，握持該基板的邊緣，該基板搬送用機械手構成為通過致動器使所述握持部件移動，利用所述接受部件和所述握持部件夾持並固定該基板，該基板搬送用機械手的特徵在於，所述複數個接受部件具有：平板狀的支承部，該支承部是安裝在所述機械手主體上的部分；基板外周保持部，該基板外周保持部是由該支承部支承的部分，保持該基板的外周；以及基板下表面保持部，該基板下表面保持部是由該支承部支承的部分，保持該基板的下表面，所述基板外周保持部具有從所述支承部豎立設置且與該基板的外周接觸而保持該基板的部分，所述基板下表面保持部具有從所保持的該基板的外周側朝向內側傾斜的部分，所述基板外周保持部與所述基板下表面保持部被間隙或者槽隔離。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的基板搬送用機械手，其中，在所述基板外周保持部中，與該基板的外周接觸而保持該基板的部分由沿著該基板的外周的圓弧面構成。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述的基板搬送用機械手，其中，在所述基板外周保持部中，與該基板的外周接觸而保持該基板的部分由具有與該基板的外周接觸的稜線的多角柱或者具有曲面的柱狀體構成。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述的基板搬送用機械手，其中，所述基板外周保持部隔著所述間隙或者槽而設置有複數個。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述的基板搬送用機械手，其中，所述基板下表面保持部的所述傾斜的部分由傾斜面構成。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述的基板搬送用機械手，其中，所述基板下表面保持部的所述傾斜的部分由具有與該基板的下表面接觸的稜線的多角柱或者具有曲面的柱狀體構成。
  7. 根據申請專利範圍第1項所述的基板搬送用機械手，其中，所述基板外周保持部的上部被切割成上端為薄壁的邊緣狀。
  8. 一種基板搬送用機械手，具有：平板狀的機械手主體；複數個接受部件，該複數個接受部件設置在該機械手主體上，用於保持基板的邊緣；以及握持部件，該握持部件被設置為能夠相對於該機械手主體移動，握持該基板的邊緣，該基板搬送用機械手構成為通過致動器使所述握持部件移動，利用所述接受部件和所述握持部件夾持並固定該基板，該基板搬送用機械手的特徵在於，所述複數個接受部件具有：平板狀的支承部，該支承部是安裝在所述機械手主體上的部分；基板外周保持部，該基板外周保持部是由該支承部支承的部分，保持該基板的外周；以及基板下表面保持部，該基板下表面保持部是由該支承部支承的部分，保持該基板的下表面，所述握持部件具有與該基板的外周接觸而握持該基板的部分，握持所述基板的部分由具有曲面的柱狀體構成。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述的基板搬送用機械手，其中，所述具有曲面 的柱狀體由圓柱的至少一部分或者顛倒的圓錐台的至少一部分構成。
  10. 根據申請專利範圍第8項所述的基板搬送用機械手，其中，所述具有曲面的柱狀體是將由位於下方側的圓柱的至少一部分構成的柱狀體和由位於上方側的顛倒的圓錐台的至少一部分構成的柱狀體一體化而得到的。
  11. 根據申請專利範圍第8項所述的基板搬送用機械手，其中，所述握持部件的上部被切割成上端為薄壁的邊緣狀。
  12. 一種基板搬送用機械手，具有：機械手主體；接受部件，該接受部件設置於該機械手主體，用於保持基板的邊緣；以及握持部件，該握持部件被設置為能夠相對於該機械手主體移動，握持該基板的邊緣，該基板搬送用機械手構成為通過致動器使所述握持部件移動，利用所述接受部件和所述握持部件夾持並固定該基板，該基板搬送用機械手的特徵在於，所述接受部件具有：與該基板的外周接觸而保持該基板的外周的基板外周保持面、以及保持該基板的下表面的基板下表面保持面，所述基板外周保持面與所述基板下表面保持面被隔離。
  13. 一種基板處理裝置，其特徵在於，具有：基板搬送機構，該基板搬送機構具有申請專利範圍第1至12項中的任一項所述的基板搬送用機械手；以及處理部，該處理部對由所述基板搬送機構搬送來的該基板進行處理。
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