CN101366111B - 基板交换装置和基板处理装置以及基板检查装置 - Google Patents

基板交换装置和基板处理装置以及基板检查装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基板交换装置和基板处理装置以及基板检查装置，该基板交换装置将从第一搬送部接收的第一基板交付至第二搬送部，并将从上述第二搬送部接收的第二基板交付至上述第一搬送部，其中，该基板交换装置具备：上述第二搬送部，其能够在与上述第一基板和上述第二基板的层叠方向正交的方向上进退；支撑部件，其能够在上述基板的层叠方向上相对于上述第二搬送部进行相对移动；第一保持部，其设置于上述支撑部件上，能够保持上述第一基板或上述第二基板中的一方；第二保持部，其在上述支撑部件中从上述第一保持部离开预定距离而设置在上述基板的层叠方向上，能够保持上述第一基板或上述第二基板中的另一方，在将上述第一保持部和上述第二保持部中的一方用于从上述第一搬送部接收上述第一基板时，使上述支撑部件和上述第二搬送部进行相对移动，以将上述第一保持部和上述第二保持部中的另一方用于接收由上述第一搬送部搬送的上述第二基板。

Description

基板交换装置和基板处理装置以及基板检查装置
技术领域
本发明涉及用于将基板交接到处理装置等的基板交换装置、具备基板交换装置并对基板实施预定的处理的基板处理装置、具备基板交换装置并实施基板的检查的基板检查装置。
本申请对2006年2月1日提交的日本专利申请2006-025095号主张优先权，并在此引用其内容。
背景技术
作为现有的交换装置，例如已知有具备两个搬送臂，并将两张以上的掩模依次提供给曝光机的装置(例如，参照专利文献1)。第一搬送臂吸附保持第一张掩模，将其搬入曝光机并载置于预定位置上。第一张掩模的使用结束后，第一搬送臂搬送掩模并将其收纳在原处。在此期间，第二搬送臂将第二张掩模搬入曝光机并载置于预定位置上。这样，第一搬送臂和第二搬送臂交替地将掩模搬入搬出曝光机。
另一方面，作为对位于处理装置中的处理后的基板和未处理的基板进行交换的装置，有具备缓冲台(buffer stage)的装置(例如，参照专利文献2)。该装置连续地进行半导体等基板的对位，在该装置中，在处理两张基板时，在从机械手臂搬入第一张基板后进行定位，之后，使第一张基板上升并待机。接下来从机械手臂搬入的第二张基板在被定位后，在第一张基板的下侧待机。在搬出基板时，依次搬出第一张基板、第二张基板。或者，使用配置有两级手部的机器手来将两张基板同时搬出。
专利文献1：日本特开昭62-195143号公报
专利文献2：美国专利申请公开第2003/053904号说明书
但是，在专利文献1公开的结构中，由于具有两个可动部，所以装置结构复杂，需要大的设置空间。此外，在专利文献2公开的结构中，在缓冲台将第一张基板定位后使该基板上升并待机时，为避免缓冲台与爪部的干涉，缓冲台的交接臂部进行开闭，为此设置开闭驱动部等。这样，由于在现有的装置结构中，为实现缓冲功能而具有多个驱动部，所以装置结构复杂。
发明内容
本发明鉴于这种情况而完成，其主要目的是不需要大的空间，用简单的结构来实现缓冲功能。
为了解决上述课题，本发明的基板交换装置将从第一搬送部接收的第一基板交付至第二搬送部，并将从上述第二搬送部接收的第二基板交付至上述第一搬送部，其中，该基板交换装置具备：上述第二搬送部，其能够在与上述第一基板和上述第二基板的层叠方向正交的方向上进退；支撑部件，其能够在上述基板的层叠方向上相对于上述第二搬送部进行相对移动；第一保持部，其设置于上述支撑部件上，能够保持上述第一基板或上述第二基板中的一方；第二保持部，其在上述支撑部件中从上述第一保持部离开预定距离而设置在上述基板的层叠方向上，能够保持上述第一基板或上述第二基板中的另一方，在将上述第一保持部和上述第二保持部中的一方用于从上述第一搬送部接收上述第一基板时，使上述支撑部件和上述第二搬送部进行相对移动，以将上述第一保持部和上述第二保持部中的另一方用于接收由上述第一搬送部搬送的上述第二基板。
该基板交换装置在向搬送一张基板的搬送部交付基板时和从搬送部接收基板时使用不同的保持部。例如，在向搬送部交付保持于第一保持部上的基板时，在搬送部保持其它基板或处理后的基板而返回时，用第二保持部接收该基板。而且，将在此期间用其它构件搬入第一保持部的基板交付至变为空闲的搬送部。通过搬送部的配置，也能够进行使第一保持部和第二保持部的功能颠倒的运用。
发明效果
根据本发明，在交换由搬送部搬送的基板时，用不同的保持部来作为向搬送部交付基板的保持部和从搬送部接收基板的保持部，所以能够有效地交换由搬送部搬送的基板。因此，与具有两个搬送一个基板的搬送部的情况相比，能够简化装置结构。此外，由于不需要确保分别使两个搬送部移动的空间和机构，所以能够使装置小型化。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的基板交换装置的结构的俯视图。
图2A是沿图1的箭头A方向的视图。
图2B是图1的第一载置部附近的放大图。
图3是说明向基板交换装置搬入基板的过程的图。
图4是表示从第一载置部向载置台交付基板的状态的图。
图5是在未处理的基板在第一载置部待机状态下，处理后的基板返回到基板交换部的图。
图6是使升降台上升并由第二载置部从载置台接收基板的图。
图7是表示基板交换装置的另一方式的局部放大俯视图。
图8是沿图7的箭头B方向的视图。
图9是基板检查装置的侧视图。
符号说明
1、101：基板交换装置；4：移动台(搬送部、第一搬送部、第二搬送部)；5：预对准机构(对准器)；7：载置台(搬送部、第一搬送部、旋转台)；12：升降机构(移动机构)；21、22、23、24：支撑部件；31、32、33、34：第一载置部(第一保持部)；41、42：对准基准；51、52、53、54：第二载置部(第二保持部)；60：对准机构(对准器)；70：处理装置；80：机械手臂(第二搬送部、第一搬送部)；111：二轴台(移动机构)；W：基板；Z：层叠方向。
具体实施方式
下面，参照附图来对本发明的优选实施方式进行说明。但是，本发明并不限于以下各实施例，例如也可以将这些实施方式的构成要素之间适当组合。
(第一实施方式)
参照附图来对本发明第一实施方式的基板交换装置详细进行说明。
如图1所示，基板交换装置1具有细长的基座2。在基座2上，与基座2的长度方向(X方向)平行地铺设有一对导轨3。在该导轨3上，设有移动台4来作为搬送部。移动台4通过未图示的移动机构，能够在导轨3上从基座2的一端部2A到另一端部2B之间移动。在基座2的一端部2A侧，设置有预对准机构5来作为对准器。预对准机构5在距离载置台7的Y方向(与导轨3正交的方向)的中心相等的位置各配置一个，在光学上检测基板的位置。在移动台4(第一或第二搬送部)上立设有圆柱形的台基6，载置台7设置在台基6的上端部，以能够载置基板。载置台7的直径比台基6的直径大。再有，在载置台7的上表面，配设有多个吸附保持基板的吸附部(未图示)。该吸附部能够采用下述类型等所谓的整面吸附台：载置台7的圆形的外周缘高出一段，在圆的内侧配置与外周缘相同高度的多个销，抽吸由基板、外周缘及配置有销的下表面形成的空间中的空气来进行吸附的类型；和在载置台7上配置同心圆状或放射状的槽部且吸收该空间的类型。此外，在台基6的内侧，配置有用于进行载置台7的抽吸用的管道等。
在基座2的一端部2A侧配置有基板交换部10。如图2所示，基板交换部10在基座2的侧方具有经由支架11而安装的升降机构12(移动机构)。升降机构12由滚珠丝杠、直线引导部、电动机构成。此外，也能够采用直线电动机。升降机构12使杆13(参照图2)铅直向上(Z方向)地进退，在杆13的前端固定有升降台14的端部。升降台14配置为比移动台4靠上方且比载置台7靠下方。
如图1所示，在升降台14上，设有可容纳移动台4的台基6的切口15。在升降台14上，在夹着切口15而对置的升降台14的两边附近，各立设有两个支撑部件21、22、23、24。各支撑部件21～24配置在与基板的外周面相当的假想圆CL的圆周上。
各支撑部件21～24的上端面构成从下侧支撑基板的外缘部的第一载置部31、32、33、34(第一保持部)。第一载置部31～34由朝向假定圆CL的中心以预定角度倾斜的载置面构成。再有，在第一载置部31、32上分别设有对心基准41、42来作为对准器，该对心基准41、42由阶梯差构成，所述阶梯差形成为在垂直方向上比与基板的外形即假想圆CL的圆弧对应形成的第一载置部31～34的载置面进一步立起的角度。即，对心基准41、42与准确配置基板时的外侧面的位置对应地形成。此外，如图2A及图2B所示，对心基准41、42相对于Z轴倾斜，且在升降方向上将与基板W的外周面的接触面积限制为最小限度。对心基准41、42的倾斜方向是在使基板从第一载置部31、32上升时随着基板的上升而与基板的外周面离开的方向。
再有，在各支撑部件21～24中，在Z方向上，在比第一载置部31～34靠下方预定长度的位置，设有第二载置部51、52、53、54(第二保持部)。各第二载置部51～54是通过将支撑部件21～24切口而形成的载置面，从下方支撑基板W的外缘部。第二载置部51～54与第一载置部31～34同样，朝向假想圆CL的中心以预定角度倾斜。
如图1所示，在支撑部件23和支撑部件24之间，配设有对心装置60来作为对准器。对心装置60保持在与第一载置部33、34大体相等的高度，具有如假想线PL所示那样使杆朝向对心基准41、42进退的推动器61、和设置在推动器61的前端部的按压部件62。按压部件62由比基板W软的材料制造。此外，推动器61的按压力设定为不会损伤基板W。
再有，基座2的另一端部2B侧构成处理装置70的一部分。此外，XY方向是使基板W平行移动的方向。作为上下方向的Z方向是基板W的面方向，即，使基板W层叠时的方向(层叠方向)。
其次，对该实施方式的作用进行说明。再有，下面，以依次向处理装置70提供两张基板W的情况为例来进行说明。为了区别两张基板W，将第一张设为基板W1，将第二张设为基板W2。
如图3所示，在初始状态下，移动台4在一端部2A侧待机。移动台4的台基6进入升降台14的切口15。此外，升降机构12以载置台7配置在第一载置部31～34的下方且配置为比第二载置部51～54靠上方的方式使升降台14待机。由于各支撑部件21～24配置为比载置台7的外周靠外侧，所以与Z方向的位置无关，支撑部件21～24(各载置部31～34、51～54)和载置台7不会干涉。
基板W1、W2在收纳于基板箱(未图示)中的状态下从其它工序被搬送来。机械手臂80(第二或第一搬送部)用位于其前端的搬送臂81从基板箱取出第一张基板W1，并将其从基座2的一端部2A侧搬入基板交换装置1中。此时，由配设在基座2上的预对准机构5检测基板W1的边缘。检测结果被输入到机械手臂80的控制部，来校正搬送臂81的位置，以使得Y方向的基板W1的中心与载置台7的中心一致。该预对准机构5具备反射型或透射型的检测光量变化的传感器，根据在使载置于搬送臂81上的基板W在X方向上以一定速度移动时直到左右两个传感器的光量变化为止的时间及时间差，来检测基板W的中心位置从搬送臂81的基准位置的偏移量。此外，在本实施方式中，虽然预对准机构5配置在基板交换装置1上，但也可以配置在基板箱的载置台侧，在从基板箱搬出基板W时检测从基准位置的偏移量。
机械手臂80一边进行基板W1的位置校正一边将基板W1***第一载置部31～34上方，之后解除搬送臂81的吸附。这里，在因预校准的精度而碰到第一载置部31、32或者因干涉等而产生不良状况的情况下，机械手臂80将该位置向Y方向的正侧(比基准位置更靠对心装置60侧)进行校正。基板交换装置1的未图示的控制装置使升降台14上升。在第一载置部31～34的位置比第一张基板W1的高度高时，第一载置部31～34从下方支撑基板W1的外缘部并将其抬起。由于搬送臂81的高度没有变化，所以由搬送臂81支撑的基板W1被移置(接收)到四个第一载置部31～34上(参照图2)。由于第一载置部31～34分别倾斜，所以基板W1在中央附近被支撑。使送出基板W1后的没有保持基板的机械手臂80后退，以从基板交换装置1退避。接着，使对心装置60工作，用按压部件62按压基板W1的外周面，将相反侧的外周面按压在对心基准41、42上。由此，基板W1的位置被机械地对准。其结果是，假想圆CL的中心和基板W1的中心及载置台7的中心准确地一致。
这里，基准位置41、42的部分也可以由在Y方向上滑动的可动式的部件构成，在没有载置基板时，基准位置的可动式的部件相对于基板的中心位置配置在外侧，在第一载置部接收基板时，基准位置的可动式部件与对心装置60的移动对应而向基准位置移动并从两侧夹入来对心。由此，即使不向Y方向的正侧校正机械手臂的位置，也能够防止由于预对准的精度不足而碰到第一载置部31、32等。
在将基板W1载置于第一载置部31～34上后，使升降机构12下降。由于只是第一载置部31～34从下侧支撑基板W1，所以在第一载置部31～34的高度比载置台7低时，如图4所示，基板W1的内周部由载置台7支撑，取而代之，基板W1的外缘部从第一载置部31～34离开。
基板W1通过第一载置部31～34而预先获得对准。因此，载置台7在该状态下吸附保持基板W1。这样，在将基板W1从第一载置部31～34移置到载置台7(载置台7接收基板W1)后，使升降机构12停止。然后，使移动台4移动到基座2的另一端部2B侧，用处理装置70对基板W1实施预定的处置。这里的处理可举出：从载置台7接收基板W1，用旋涂器(spin coater)进行抗蚀剂涂敷，或者利用曝光机制作图案。
从第一载置部31～34将基板W1交付到载置台7，由此，基板交换部10空闲，所以在用处理装置70进行处理期间，机械手臂80从基板箱取出第二张基板W2，并将其搬入基板交换装置1。基板W2与上述基板W1同样地在第一载置部31～34上被定位并载置。
在处理装置70的处理结束后，第一张基板W1返回到载置台7上。移动台4向基座2的一端部2A侧将基板W1搬送到假想圆CL的中心和基板W1的中心一致的位置。如图5所示，基板交换部10以第一张基板W1被搬入到比第二载置部51～54稍靠上方且比第一载置部31～34靠下方即第二张基板W2的下方的方式进行待机。在解除载置台7的吸附后，升降机构12使升降台14上升。在第二载置部51～54的高度超过载置台7时，第一张处理后的基板W1的外缘部从下方支撑于第二载置部51～54上。其结果是，如图6所示，基板W1从载置台7的上表面移置(交付)于第二载置部51～54上。
由于在处理后的基板W1的下侧形成有间隙91，所以机械手臂80在该间隙91中***搬送臂81(参照图3)。进而，用搬送臂81将第一张基板W1从下面抬起以进行接收、吸附保持。由此，基板W1从第二载置部51～54向机械手臂80移置(交付)。此时，机械手臂80被移动控制，以使第一张基板W1不会碰到第一载置部31～34上载置的第二张基板W2。接收第一张基板W1后的机械手臂80后退，并将第一张基板W1***到接收处理后的基板的箱中。
在第一张基板W1从基板交换装置1的工作范围脱离后，升降机构12使升降台14下降。与上述同样，在第一载置部31～34上载置的第二张基板W2被移置(交付)到载置台7上。然后，在用处理装置处理基板W2期间，将未处理的基板载置于第一载置部31～34上，在处理后的基板返回后，使用第二载置部51～54来搬出处理后的基板，取而代之，将在第一载置部3 1～34上预先待机的未处理的基板交付至载置台7上。
在该实施方式中，在用往复运动的移动台4搬送基板W时，用基板交换部10对处理后的基板W1和未处理的基板W2进行交换，所以能够在处理后的基板返回之前使随后应处理的基板W待机。因此，能够在短时间内将很多基板W交付至处理装置70。不需要设置多个移动台4，驱动机构为一个，且不需要复杂的机构，所以可实现装置成本的降低和小型化。再有，由于在使基板W在第一载置部31～34上待机期间能够进行基板W的对准，所以可进一步缩短生产节拍时间。作为对准器，利用预对准机构5进行大的调整，所以基于对心装置61和对心基准41、42的定位变得容易。此外，各载置部31～34、51～54具有朝向基板W的中心的倾斜面，所以在交付基板W或接收基板W的过程中难以产生基板W的位置偏移。
此外，在将移动台4作为第一搬送部、将机械手臂80作为第二搬送部的情况下，对于机械手臂80也可得到同样的效果。即，将第一载置部31～34用于从机械手臂80接收基板W，且将另一基板W从第二载置部51～54交付给机械手臂80，所以能够在短时间内将很多基板W交付至机械手臂80。不需要设置多个机械手臂80，且不需要复杂的机构，所以可实现装置成本的降低和小型化。
(第二实施方式)
参照附图来详细说明本发明的第二实施方式。该实施方式的特征在于，基板交换部的构成与第一实施方式不同。因此，对相同的构成要素标以同一标记。此外，省略重复的说明。
如图7及图8所示，基板交换装置101具有基板交换部110，基板交换部110在升降机构12的杆13的前端具有在X方向和Y方向这两个方向上移动自如的二轴台111(移动机构)。在其中一方，没有第一实施方式那样的对心装置和对心基准。
对该基板交换装置101的作用进行说明。在从机械手臂80接收第一张基板W1时，用预对准机构5检测基板W1的位置，在基板W1的位置从载置台7的中心偏移时，用未图示的控制装置运算偏移量。在第一载置部31～34上载置基板W1后，使二轴台111移动以校正偏移量。由此，以基板W1的中心与载置台7的中心一致的方式对准，所以在该位置使升降台14下降并将基板W1从第一载置部31～34交付至载置台7。以后的处理与第一实施方式同样。
根据该实施方式，由于能够用二轴台111使基板W在XY方向上平行移动，所以能以非接触方式进行基板W的对准。其它的效果与第一实施方式同样。这里，检测基板W的偏移量的构件不限于预对准机构，可以使用公知的位置检测构件。
再有，本发明不限于上述各实施方式，可广泛地应用。
例如，虽然将基板交换部10、110构成为在Z方向上移动自如，但也可以是基板交换部10、110在Z方向上固定，而使作为搬送部的移动台4和机械手臂80在Z方向上移动。此外，也可以构成为使升降台14向X方向移动。即使在固定了移动台4的状态下也能够进行基板W的交换。在这些情况下也可得到同样的作用和效果。
此外，也可以使台基6旋转自如地支撑在移动台4上，并用未图示的电动机使台基6绕Z轴旋转。由于载置台7成为旋转台，所以在将基板W搬入处理装置70的状态下，能够在该状态下进行抗蚀剂涂敷等。此外，也可以在升降台14上设置槽口(notch)检测用传感器。槽口检测用传感器配置在与基板W的周缘部相当的位置上，检测使旋转台旋转时的光量的变化。利用光量在基板W的槽口部大大地变化来进行基板的槽口检测。槽口检测用传感器可以是透射型、反射型。也可以使用线性传感器、二维摄像元件。再有，也能够将此类槽口检测用传感器用作对准用的传感器。此外，在附加能够倾斜保持基板W之类的机构时，能够用于目视所进行的外观检查装置。
再有，如图9所示，也可以在该基板交换装置1、101中设置摄像装置121、照明装置122来作为***120，构成基板检查装置。摄像装置121可以是二维摄像元件(CCD等)，也可以是线性传感器。在使用线性传感器时，如果在照明装置122中使用线性照明，则通过一边使移动台4向Y方向移动一边拍摄，从而能够进行基板W的整个面的拍摄。这里，来自摄像装置的信号被送至图像处理装置123，利用公知的图像处理进行缺陷检测。进而，检测结果显示在监视器124上。此外，摄像装置121和照明装置122能够通过未图示的旋转机构而改变其照射角度θi和摄像角度θ0。利用对准机构能够进行高精度的定位。再有，将载置台7构成为旋转台，如果如上述那样形成为能够进行槽口检测的结构，则也能够高精度地定位基板W的旋转方向。因此，基板交换装置1、101能够适合用作基板检查装置。
基板交换装置1、101也可以仅由基板交换部10、110构成。该情况下，在使用单一类型(single type)的机械手臂来代替移动台4时，能够一边在两个机械手臂间交换基板一边进行交换。机械手臂也可以用于依次收纳基板，还可以用于向其它处理装置搬入搬出基板。
再有，基板交换装置1、101可以是具备机械手臂80那样的第二搬送部的结构。也可以是处理装置70的一部分的结构。
基板W能够对应于半导体晶片和玻璃制晶片、液晶用的大型基板等各种基板。此外，也可以是基板W以外的工件。
也可以构成为用各载置部31～34、51～54保持基板W的内周侧，载置台7和机械手臂80保持基板W的外周侧。
基板W的层叠方向不限于上下方向。例如，在使基板W大致直立的状态下搬送的情况下，在X方向或Y方向上隔开预定距离地配置第一保持部和第二保持部。该情况下的各保持部构成为能够吸附保持基板的外周缘。

Claims (11)

1.一种基板交换装置，该基板交换装置将从第一搬送部接收的第一基板交付至第二搬送部，并将从上述第二搬送部接收的第二基板交付至上述第一搬送部，其特征在于，
所述基板交换装置具备：
上述第二搬送部，其能够在与上述第一基板和上述第二基板的层叠方向正交的方向上进退；
支撑部件，其能够在上述基板的层叠方向上相对于上述第二搬送部进行相对移动；
第一保持部，其设置于上述支撑部件上，能够保持上述第一基板或上述第二基板中的一方；以及
第二保持部，其在上述支撑部件中从上述第一保持部离开预定距离而设置在上述基板的层叠方向上，能够保持上述第一基板或上述第二基板中的另一方，
在将上述第一保持部和上述第二保持部中的一方用于从上述第一搬送部接收上述第一基板时，使上述支撑部件和上述第二搬送部相对地移动，以将上述第一保持部和上述第二保持部中的另一方用于接收由上述第一搬送部搬送的上述第二基板。
2.根据权利要求1所述的基板交换装置，其特征在于，
所述基板交换装置具备使上述支撑部件在上述基板的层叠方向上移动的移动机构，通过上述支撑部件在上述基板的层叠方向上的移动，来将上述第一基板或上述第二基板移置到上述两个搬送部上。
3.根据权利要求2所述的基板交换装置，其特征在于，
将上述支撑部件可移动地构成为，对于上述第一搬送部，用上述第一保持部接收上述第一基板或上述第二基板中的一方并从上述第二保持部交付上述第一基板或上述第二基板中的另一方，对于上述第二搬送部，用上述第二保持部接收基板并从上述第一保持部交付基板。
4.根据权利要求1所述的基板交换装置，其特征在于，
上述第二搬送部具备使上述第一基板或上述第二基板旋转的旋转台。
5.根据权利要求1所述的基板交换装置，其特征在于，
上述第一搬送部是机械手臂，其从收纳上述第一基板的箱搬出上述第一基板并将该第一基板载置于上述第一保持部上，从上述第二保持部将完成预定处理后的上述第二基板搬入箱中。
6.根据权利要求2所述的基板交换装置，其特征在于，
由上述第一保持部及上述第二保持部保持上述第一基板或上述第二基板的载置面具有朝向该基板中心的倾斜。
7.根据权利要求1所述的基板交换装置，其特征在于，
所述基板交换装置具备使上述支撑部件在上述基板的层叠方向上移动的移动机构，上述移动机构构成为能够在与上述支撑部件的上下方向正交的二轴方向上移动。
8.根据权利要求1所述的基板交换装置，其特征在于，
所述基板交换装置具有将保持于上述第一保持部上的上述第一基板或上述第二基板的位置对准的对准器。
9.根据权利要求1所述的基板交换装置，其特征在于，
上述第一保持部及上述第二保持部在相对于上述两个搬送部进行相对移动的范围内配置在不与上述两个搬送部的每个干涉的位置。
10.一种基板处理装置，其特征在于，
所述基板处理装置具备权利要求1所述的基板交换装置。
11.一种基板检查装置，其特征在于，
所述基板检查装置具备权利要求1所述的基板交换装置。
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