JP2000124288A - 基板搬送方法および基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】基板表面に疎水性領域がある場合でも基板の受
け渡しを良好に行う。 【解決手段】第１中間搬送ロボット１８１の上アームＵ
Ａは、ウエハＷの下面を吸着することにより、ウエハＷ
を保持している。スピンチャック２２は、２段階シリン
ダ機構７０によって昇降されるようになっている。第１
段のシリンダ７１のロッド７１ａを伸長させると、スピ
ンチャック２２の保持爪２５とウエハＷとが十分に接近
する。その後、上アームＵＡのウエハＷの吸着が解除さ
れる。次いで、第２段のシリンダ７２のロッド７２ａが
伸長させられ、上アームＵＡからスピンチャック２５へ
のウエハＷの受け渡しが達成される。 【効果】ウエハＷの疎水性表面上の処理液により、吸着
解除後のウエハＷにモーメントが与えられても、ウエハ
Ｗの下面の縁部が保持爪２５に当接することにより、ウ
エハＷの姿勢変化が規制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハ、
液晶表示装置用ガラス基板およびＰＤＰ（プラズマディ
スプレイパネル）用ガラス基板などの各種の被処理基板
に対して処理を行う基板処理装置、とくにＣＭＰ（Chem
ical Mechanical Polishing）処理後の基板洗浄装置に
おける基板搬送方法および基板搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程においては、半導
体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の表面に対
して種々の処理を施すための基板処理装置が用いられ
る。基板処理装置内においては、搬送ロボットによって
ウエハがハンドリングされ、この搬送ロボットによっ
て、処理部に対するウエハの搬入・搬出が行われるよう
になっている。このような搬送ロボットには、ウエハの
裏面の中央を吸着する吸着式のものが従来から用いられ
てきた。

【０００３】図８は、ウエハ処理部１に対してウエハＷ
を搬入するための吸着式搬送ロボット２の構成を簡略化
して示す斜視図である。搬送ロボット２は、水平面内で
回動する下アーム３と、下アーム３の先端において水平
面内で回動する平板ビーム状の上アーム４とを備えてい
る。下アーム３と上アーム４とは連動して回動するよう
になっており、下アーム３が回動すると、上アーム４は
下アーム３の回動方向とは反対方向に下アーム３の回動
角度の２倍の角度だけ回動するようになっている。上ア
ーム４の上面の先端には、ウエハＷの下面を吸着するた
めの吸着部５が設けられている。この構成により、下ア
ーム３および上アーム４が屈伸することにより、吸着部
５をウエハ処理部１に対して水平に進退させることがで
き、かつ、吸着部５でウエハＷの下面を吸着することに
より、このウエハＷをほぼ水平な状態で保持できる。

【０００４】ウエハ処理部１は、処理カップ７と、この
処理カップ７内に配置され、ウエハＷを水平に保持した
状態で回転することができるスピンチャック８とを備え
ている。スピンチャック８は、図外の回転駆動機構によ
って鉛直軸まわりに回転する本体部９と、この本体部９
に立設され、ウエハＷの縁部を保持する複数の保持爪１
０とを備えている。スピンチャック８は、搬送ロボット
２とのウエハＷの受け渡しのために、一定範囲で昇降が
可能に構成されている。

【０００５】図９は、搬送ロボット２からウエハ処理部
１へのウエハＷの受け渡しの際の動作の流れを説明する
ための図である。搬送ロボット２が、吸着部５によりウ
エハＷを吸着した状態で、下アーム３および上アーム４
を展開させ、ウエハＷをスピンチャック８の上方位置ま
で搬送して停止すると、図９(a)の状態で、吸着部５に
よるウエハＷの吸着が解除される。この吸着の解除に引
き続き、図９(b)に示すように、スピンチャック８が上
昇させられ、上アーム４からスピンチャック８の保持爪
１０へとウエハＷが受け渡される。次いで、図９(c)に
示すように、下アーム３および上アーム４が折り畳まれ
て退避させられる。その後、図９(d)に示すように、ス
ピンチャック８が所定の処理高さまで下降させられる。
この処理高さにおいて、スピンチャック８が回転させら
れる。こうして、ウエハＷを回転させた状態で、たとえ
ば、ウエハＷの上面や裏面に向けて図外のノズルから処
理液（薬液や純水）が供給され、ウエハＷに対する処理
が行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ウエハに対して施され
る処理には種々のものがあるが、この処理の過程で、ウ
エハの表面は、その直前の処理内容に応じて、親水性と
なったり疎水性となったりする。たとえば、ウエハの表
面をスラリー（研磨剤）を用いて化学的および物理的に
研磨するためのＣＭＰ処理後のウエハの表面は、疎水性
となっている場合が多い。

【０００７】ところが、上述のような吸着式の搬送ロボ
ットでは、特に表面が疎水性となったウエハの搬送が必
ずしも良好に行えないことが明らかになってきた。この
問題を図１０および図１１を参照して以下に詳述する。
純水や薬液などの処理液による処理の直後のウエハＷの
表面には多少の処理液１１が残留しているのが通常であ
る。また、ＣＭＰ処理後のウエハＷの場合には、その表
面のスラリーが乾燥するとその除去が困難になることか
ら、ウエハＷの表面が意図的に純水で覆われた状態とさ
れる場合が多い。

【０００８】ところが、もしも、ウエハＷの表面が疎水
性になっていると、処理液１１は、ウエハＷの上面に一
様に広がることができないので、搬送ロボット２による
ウエハＷの搬送中に、ウエハＷの上面において容易に移
動し得る。もしも、ウエハＷの裏面の吸着を解除する段
階（図９(a)参照）において、ウエハＷの上面の処理液
１１がウエハＷの中央からずれた位置にあると、この処
理液１１の重さのために、ウエハＷには、ビーム状の上
アーム４のたとえば先端部を支点としたモーメントが与
えられる。そのため、搬送ロボット２によってウエハＷ
をスピンチャック８の上方へ移動させて、吸着部５によ
る基板の吸着を解除すると、その時点で（ウエハＷのス
ピンチャック８への受け渡しが完了するよりも前に）、
ウエハＷが上アーム４から落下し、搬送不良を生じるお
それがある。

【０００９】搬送不良が生じれば、装置の運転を一旦停
止し、搬送不良が生じたウエハＷを取り除く必要がある
から、生産効率が劣化するうえ、不良なウエハＷが発生
するので、生産コストの低下にもつながる。そこで、こ
の発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、基板表面
に疎水性領域がある場合でも基板の搬送を良好に行うこ
とができる基板搬送方法および基板搬送装置を提供する
ことである。

【００１０】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板の下
面を吸着保持しつつ基板を搬送する基板搬送ハンドか
ら、基板の下面に当接して基板を保持するための基板保
持手段へと基板を搬送する方法であって、基板を吸着保
持した上記基板搬送ハンドを、上記基板保持手段の上方
に位置するように、上記基板保持手段に対して相対的に
水平移動させる水平移動工程と、この水平移動工程によ
って水平移動させられた上記基板搬送ハンドと上記基板
保持手段とを、上下方向に関して接近させる接近工程
と、この接近工程によって上記基板保持手段に接近させ
られた上記基板搬送ハンドの基板の吸着を解除する吸着
解除工程と、この吸着解除工程で吸着解除された上記基
板搬送ハンド上の基板が上記基板保持手段に受け渡され
るように、上記基板搬送ハンドと上記基板保持手段とを
上下方向に沿って相対的に変位させる変位工程とを含む
ことを特徴とする基板搬送方法である。

【００１１】この発明によれば、基板搬送ハンドと基板
保持手段とが接近させられ、これらが接近させられた状
態で基板搬送ハンドによる基板の吸着が解除される。こ
のとき、吸着が解除された基板の姿勢が変化したとして
も、この姿勢変化は、基板の下面が基板保持手段に当接
することにより規制される。したがって、基板が落下し
てしまうことはない。

【００１２】基板の吸着が解除された後には、基板搬送
ハンドと基板保持手段との上下方向に沿う相対変位によ
って、基板搬送ハンドから基板保持手段へと基板が受け
渡される。このように、この発明によれば、吸着保持が
解除された後の基板の姿勢変化を基板保持手段によって
規制することができるので、基板表面に疎水性領域があ
る場合でも、基板搬送ハンドから基板保持手段への基板
の受け渡しを確実に行うことができる。これにより、基
板の受け渡しの失敗に伴う基板処理装置の運転停止や当
該基板の廃棄の必要がなくなるので、生産性を向上で
き、かつ、生産コストの低減にも寄与できる。

【００１３】なお、上記基板保持手段は、基板の下面の
縁部に当接して基板を保持するものであってもよい。具
体的には、上記基板保持手段は、基板の下面の縁部に当
接する基板当接部を有する保持爪を備えたものであって
もよい。請求項２記載の発明は、上記基板搬送ハンド
は、ＣＭＰ処理された後の基板を搬送するものであるこ
とを特徴とする請求項１記載の基板搬送方法である。

【００１４】ＣＭＰ処理後の基板の表面にはスラリーが
残留しているので、このスラリーの乾燥を防ぐ目的で、
基板の表面に水分が供給される場合が多い。このような
状況では、基板表面の水分の移動によって、吸着保持が
解除された基板の姿勢変化が生じやすいが、この発明で
は、このような基板の姿勢変化を有効に規制して、基板
の受け渡しを確実に行うことができる。すなわち、この
発明は、ＣＭＰ処理後の基板を搬送する場合に、とくに
大きな効果を奏することができる。

【００１５】請求項３記載の発明は、上記基板搬送ハン
ドは、疎水性表面を有する基板を搬送するものであるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の基板搬送方法
である。疎水性表面に水分が存在していると、この水分
は水滴となって、疎水性表面を容易に移動する。この水
滴の移動は、基板に対してモーメントを与えるから、吸
着保持が解除された後の基板の姿勢を不安定にする。こ
の発明では、このような状況であっても、基板の姿勢変
化を有効に規制して、基板の受け渡しを行うことができ
る。すなわち、この発明は、疎水性表面を有する基板を
搬送する場合に、とくに効果がある。

【００１６】請求項４記載の発明は、上記基板搬送ハン
ドおよび上記基板保持手段のうちのいずれか接続して設
けられ、上記接近工程は、第１段のシリンダと第２段の
シリンダとが直列接続された２段階シリンダ機構の上記
第１段のシリンダを作動させる工程を含み、上記変位工
程は、上記２段階シリンダ機構の上記第２段のシリンダ
を作動させる工程を含むことを特徴とする請求項１ない
し３のいずれかに記載の基板搬送方法である。

【００１７】この発明では、２段階シリンダ機構を利用
することにより、接近工程と変位工程を実現している。
そのため、簡単な構成で所要の工程を行うことができる
うえ、各工程における基板搬送ハンドと基板保持手段と
の相対的位置関係を確実に規制できる。なお、上記２段
階シリンダ機構は、上記基板保持手段を、上記基板搬送
ハンドに対して相対的に上下動させるように配置されて
いることが好ましい。より具体的には、たとえば、上記
第１段および第２段のシリンダは、上下方向に沿って直
列接続され、それぞれのロッドの伸縮によって、上記基
板保持手段の上記基板搬送ハンドに対する相対上下動を
実現するものであってもよい。また、シリンダの作動と
は、具体的には、シリンダのロッドを伸長または収縮さ
せることであり、これにより、シリンダロッドに対して
接続された上記基板搬送ハンドまたは上記基板保持手段
が上下方向に移動する。

【００１８】請求項５記載の発明は、基板の下面を吸着
保持しつつ基板を搬送する基板搬送ハンドから、基板の
下面に当接して基板を保持するための基板保持手段へと
基板を搬送する基板搬送装置であって、上記基板搬送ハ
ンドの基板の吸着を解除する吸着解除手段と、上記基板
搬送ハンドと上記基板保持手段とを相対的に水平移動さ
せる水平移動手段と、上記基板搬送ハンドと上記基板保
持手段とを相対的に昇降させる昇降手段と、基板を吸着
保持した上記基板搬送ハンドを上記水平移動手段によっ
て上記基板保持手段の上方に導き、さらに、上記昇降手
段によって上記基板搬送ハンドと上記基板保持手段とを
接近させた後、上記吸着解除手段によって上記基板搬送
ハンドの基板の吸着を解除し、その後、吸着解除された
上記基板搬送ハンド上の基板を上記昇降手段によって上
記基板保持手段に受け渡すように、上記水平移動手段、
上記昇降手段および上記吸着解除手段の動作を制御する
制御部とを備えたことを特徴とする基板搬送装置であ
る。

【００１９】この構成により、請求項１記載の発明と同
様な効果を達成できる。請求項６記載の発明は、上記昇
降手段は、上記基板搬送ハンドおよび上記基板保持手段
のうちのいずれかに接続して設けられ、第１段のシリン
ダと第２段のシリンダとが直列接続された２段階シリン
ダ機構を含み、上記制御部は、上記第１段のシリンダを
作動させた後に、上記吸着解除手段によって基板搬送ハ
ンドの基板の吸着を解除し、その後、上記第２段のシリ
ンダを作動させることによって、上記基板搬送ハンドか
ら上記基板保持手段への基板の受け渡しを行うものであ
ることを特徴とする請求項５記載の基板搬送装置であ
る。

【００２０】この構成により、請求項４記載の発明と同
様な効果を達成できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図７は、この
発明の一実施形態が適用される基板処理装置としての基
板洗浄装置の内部構成を簡略化して示す平面図である。
この基板洗浄装置１２０は、ＣＭＰ処理が施されたウエ
ハの表面を洗浄するための装置である。ＣＭＰ処理で
は、研磨スラリーを用いてウエハの表面（ウエハ自体の
表面またはウエハ自体の表面に形成された薄膜の表面）
の研磨が行われる。ＣＭＰ処理後のウエハの表面には、
研磨スラリーや、研磨により削り取られた膜材料などの
汚染物質が付着している。基板洗浄装置１２０は、これ
らの汚染物質を除去するために用いられる。

【００２２】基板洗浄装置１２０の前面パネル１２１の
背後には、ＣＭＰ処理後の複数枚のウエハを保持し、こ
れらのウエハを一枚ずつ供給するための水中ローダ１３
１と、洗浄処理済みのウエハが収容されるカセット１３
７が載置されるアンローダ１３２とが設けられている。
水中ローダ１３１は、洗浄処理前のウエハが複数枚収容
されるカセット１３３を水槽１３４に貯留された水中に
浸漬させておくことができるものである。

【００２３】基板洗浄処理装置１２０によって処理され
るウエハは、水中ローダ１３１からアンローダ１３２に
至る、平面視においてＵ字状の経路１４０を通って搬送
され、その過程で、洗浄処理および乾燥処理が行われる
ようになっている。すなわち、この経路１４０に沿っ
て、水中ローダ１３１側から順に、両面ブラシ洗浄部１
５０、表面ブラシ洗浄部１６０、水洗・乾燥処理部１７
０が配置されている。

【００２４】さらに、経路１４０上には、水中ローダ１
３１と両面ブラシ洗浄部１５０との間に、ローダ搬送ロ
ボット１４１が配置され、両面ブラシ洗浄部１５０と表
面ブラシ洗浄部１６０との間に、第１中間搬送ロボット
１８１が配置され、表面ブラシ洗浄部１６０と水洗・乾
燥処理部１７０との間に、第２中間搬送ロボット１８２
が配置され、水洗・乾燥処理部１７０とアンローダ１３
２との間に、アンローダ搬送ロボット１４２が配置され
ている。すなわち、これらの搬送ロボット１４１，１８
１，１８２，１４２によって、水中ローダ１３１からア
ンローダ１３２に至る処理部間でのウエハの搬送が行わ
れることにより、ウエハは、Ｕ字状の経路１４０を搬送
されつつ、両面ブラシ洗浄、表面洗浄および水洗・乾燥
処理などの処理を受けて、アンローダ１３２に配置され
たカセット１３７に収容される。

【００２５】ローダ搬送ロボット１４１、第１中間搬送
ロボット１８１および第２中間搬送ロボット１８２によ
って搬送されている途中のウエハの表面には、図示しな
いシャワーノズルから純水が供給されている。これによ
り、搬送途中のウエハの表面には、常時、純水が盛られ
ており、スラリーがウエハ表面で乾燥することを防止し
て、スラリーの除去の容易化が図られている。

【００２６】アンローダ搬送ロボット１４２は、上下一
対のアーム１４３，１４４で構成された屈伸式ロボット
と、この屈伸式ロボットを経路１４０に沿って往復直線
移動させるための直線搬送機構（図示せず）と、さら
に、屈伸式ロボットを昇降させるための昇降機構（図示
せず）とを組み合わせて構成されている。すなわち、屈
伸式ロボットの下アーム１４４は、水平面に沿って回動
自在とされており、上アーム１４３は、下アーム１４４
の先端において、水平面に沿う回動が自在であるように
取り付けられている。そして、下アーム１４４が回動す
ると、上アーム１４３は、下アーム１４４の回動方向と
は反対方向に、下アーム１４４の回動角度の２倍だけ回
動するように構成されている。この屈伸式ロボット全体
が、上記昇降機構に保持されており、この昇降機構が、
上記直線搬送機構のキャリッジ（図示せず）に支持され
ている。直線搬送機構は、たとえば、ボールねじ機構で
あってもよい。

【００２７】両面ブラシ洗浄部１５０は、ローダ搬送ロ
ボット１４１によって搬入されたウエハを水平に保持
し、かつ、水平面内で回転させるための複数本（この実
施例では６本）の保持ローラ１５１と、この保持ローラ
１５１によって水平に保持されたウエハを上下から挟む
ように設けられた一対のディスクブラシ１５３とを備え
ている。この構成により、保持ローラ１５１でウエハを
回転させつつ、ディスクブラシ１５３をウエハの表裏面
に押し付けて回転させることにより、ウエハの表裏面の
全域を隈無くスクラブ洗浄することができる。同時に、
バッファドふっ酸や純水などの処理液がウエハの表裏面
に供給される。これにより、ＣＭＰ処理後のウエハの表
面のスラリーのうち、比較的粒子径の大きなものを除去
することができる。

【００２８】表面ブラシ洗浄部１６０は、両面ブラシ洗
浄部１５０での処理によって、比較的大きな粒径の異物
が除去された後のウエハの表面に残る小粒径の異物を除
去して精密洗浄を行うためのものである。この表面ブラ
シ洗浄部１６０は、ウエハを水平に保持して回転させる
スピンチャック２２と、このスピンチャック２２に保持
されたウエハの表面をスクラブするスキャンブラシ１６
３とを備えている。

【００２９】スキャンブラシ１６３は、ウエハの表面に
対してほぼ垂直な方向に沿う回転軸まわりに回転駆動さ
れるディスク型ブラシである自転ブラシと、この自転ブ
ラシを先端において下方に向けて支持する揺動腕と、こ
の揺動腕を、スピンチャック２２に保持されたウエハよ
りも外側に設定された鉛直軸線まわりに揺動させる揺動
駆動機構とを備えている。この構成により、揺動腕を揺
動させることにより、ウエハの半径方向に沿って、その
中心位置から周縁部までの範囲で、自転ブラシを繰り返
し往復させることができる。これにより、ウエハの表面
のほぼ全域をスクラブすることができる。このとき、図
示しない処理液ノズルから、バッファドふっ酸や純水な
どの処理液がウエハの表面に供給される。

【００３０】水洗・乾燥処理部１７０は、ウエハを水平
に保持して回転させるスピンチャック１７１と、このス
ピンチャック１７１に保持されたウエハに純水を供給す
るための純水ノズル（図示せず）とを備えている。この
構成により、ウエハを回転させながらその表裏面を純水
でリンスし、その後、純水の供給を停止することによっ
て、ウエハの表裏面の水分を振り切ることができる。

【００３１】図１は、表面ブラシ洗浄部１６０の付近の
構成を拡大して示す平面図であり、図２は、図１の切断
面線II−IIから見た断面図である。表面ブラシ洗浄部１
６０は、平面視において矩形の処理チャンバＣ１内に配
置された容器状の処理カップ２１と、この処理カップ２
１内に配置された上述のスピンチャック２２とを有して
いる。スピンチャック２２は、回転駆動機構３０によっ
て鉛直軸まわりに回転駆動される回転軸２３と、この回
転軸２３の上端に水平に固定された板状のチャック本体
２４と、このチャック本体２４に立設された複数本（こ
の実施形態では６本）の保持爪２５とを備えている。チ
ャック本体２４は、回転軸２３から離反する方向に放射
状に延びた複数本（この実施形態では６本）のアーム２
６を備えており、各アーム２６の先端付近に保持爪２５
が立設されている。この保持爪２５は、ウエハＷの端面
を規制する端面規制部と、ウエハＷの下面の周縁部に当
接する基板当接部とを有している。回転軸２３は、昇降
駆動機構３１によって昇降されるようになっており、こ
れにより、チャック本体２４および保持爪２５を昇降さ
せることができる。

【００３２】処理チャンバＣ１において、第２中間搬送
ロボット１８２側の側壁７１には、処理後のウエハＷを
搬出するためのウエハ出口７２が形成されており、第１
中間搬送ロボット１８１側の側壁７３には、処理前のウ
エハＷを搬入するためのウエハ入口７４が形成されてい
る。第１中間搬送ロボット１８１は、図３に簡略化した
斜視図を示すように、鉛直軸まわりに回動される下アー
ムＬＡと、この下アームＬＡの先端において、水平面に
沿って回動する上アームＵＡとを備えている。上アーム
ＵＡの先端付近には、ウエハＷの裏面を吸着するための
吸着部４３が設けられている。下アームＬＡは、モータ
などを含むアーム駆動源４５（図２参照）によって回動
されるようになっている。上アームＵＡは、図外の連動
機構の働きにより、下アームＬＡと連動して回動する。
この際、上アームＵＡは、下アームＬＡの回動方向とは
反対方向に、下アームＬＡの回動角度の２倍の角度だけ
回動する。これにより、下アームＬＡおよび上アームＵ
Ａは、屈伸動作を行うことができ、両面ブラシ洗浄部１
５０（図７参照）に向かって展開して、両面ブラシ洗浄
部１５０での処理後のウエハＷを受け取ることができ、
その状態で、収縮し、さらに表面ブラシ洗浄部１６０に
向かって展開することによってウエハＷを水平移動し、
表面ブラシ洗浄部１６０にウエハＷを搬入することがで
きる。

【００３３】なお、ローダ搬送ロボット１４１および第
２中間搬送ロボット１８２の構成は、第１中間搬送ロボ
ット１８１の構成と同様であり、これらのロボット１４
１，１８２の各部には、図１および図７において、第１
中間搬送ロボット１８１の対応部分と同一の参照符号が
付されている。図２に示されているように、第１中間搬
送ロボット１８１には、吸引配管４１を介して吸引源４
０が接続されており、吸引配管４１の途中部に介装され
たバルブ４２を開閉することによって、吸着部４３にお
ける吸着および吸着解除を行えるようになっている。バ
ルブ４２の開閉制御は、制御部４７によって行われるよ
うになっている。

【００３４】制御部４７は、さらに、アーム駆動源４
５、回転駆動機構３０および昇降駆動機構３１の動作を
制御する。これにより、制御部４７は、第１中間搬送ロ
ボット１８１からスピンチャック２２へのウエハＷの搬
送動作を制御する。第２中間搬送ロボット１８２は、第
１中間搬送ロボット１８１と同様にして、表面ブラシ洗
浄部１６０から水洗・乾燥処理部１７０へウエハＷを搬
送することができる。そして、この第２中間搬送ロボッ
ト１８２のアーム駆動源の動作ならびにウエハＷの吸着
およびその解除のためのバルブの開閉もまた、制御部４
７によって制御されるようになっている。

【００３５】図４は、回転駆動機構３０および昇降駆動
機構３１の具体的な構成例を示す正面図である。スピン
チャック２２の回転軸２３は、保持筒５０内に回転可能
に収容されている。保持筒５０は、フレーム５１に立設
された保持枠５２に固定されたスライド案内部５２Ｇ
に、昇降スライド自在に保持されている。また、保持筒
５０の中間部付近には、固定具５３を介して、一対の案
内棒５４（図４において保持筒５０の前後に位置してい
る。）が、保持筒５０と平行に設けられている。この一
対の案内棒５４は、スライド案内部５２Ｇを、昇降スラ
イド可能に挿通している。

【００３６】保持筒５０の下端は、昇降枠５５に支持さ
れている。そして、回転軸２３は、この昇降枠５５を貫
通し、保持筒５０よりもさらに下方に突出している。回
転軸２３の下端は、昇降枠５５に固定された軸受け５７
により支持されており、その近傍には、プーリー５６が
固定されている。プーリー５６には、モータ５８の駆動
軸に固定された駆動プーリー５９の回転が、ベルト６０
を介して伝達されるようになっている。モータ５８は、
昇降枠５５に固定されている。したがって、モータ５８
を付勢すると、回転軸２３が回転し、これと一体的にチ
ャック本体２４が回転する。このように、モータ５８お
よびベルト６０などにより、回転駆動機構３０が構成さ
れている。

【００３７】昇降駆動機構３１は、第１段のシリンダ７
１と、第２段のシリンダ７２とをスピンチャック２２の
昇降方向に沿って直列に接続して配置した２段階シリン
ダ機構７０を含む。すなわち、第１段のシリンダ７１
は、フレーム５１に、ロッド７１ａを上下方向に伸縮さ
せ得る状態で取り付けられており、このロッド７１ａ
に、第２段のシリンダ７２が、ロッド７２ａを上下方向
に伸縮させ得る状態で取り付けられている。そして、第
２段のシリンダ７２のロッド７２ａは、昇降枠５５に、
固定具６１を用いて固定されている。なお、第２段のシ
リンダ７２は、上下方向に関する直線案内機構（図示せ
ず）によって上下移動可能に支持されている。

【００３８】この構成により、第１段のシリンダ７１ま
たは第２段のシリンダ７２を作動させることにより、昇
降枠５５が上下動し、それに応じて、保持筒５４が、ス
ライド案内部５２Ｇによって案内されつつ上下動する。
これにより、スピンチャック２２の昇降が達成されるこ
とになる。この実施形態では、第１段のシリンダ７１の
ロッド７１ａの伸縮ストロークは、第２段のシリンダ７
２のロッド７２ａの伸縮ストロークよりも大きくされて
いる。したがって、第１段のシリンダ７１を作動させる
ことによって、高低差が大きく、かつ迅速な昇降変位が
可能であり、第２段のシリンダ７２を作動させることに
よって、高低差の小さな昇降変位が可能である。

【００３９】第１段および第２段のシリンダ７１，７２
のロッド７１ａ，７２ａがいずれも収縮状態にあると
き、スピンチャック２２は、最下端位置にあり、この状
態でスピンチャック２２を回転させてウエハＷの処理が
行われる。このときの、スピンチャック２２の高さを、
以下「処理高さ」という。また、第１段および第２段の
シリンダ７１，７２のロッド７１ａ，７２ａがいずれも
伸長状態にあるとき、スピンチャック２２は、最上端位
置にあり、第１段のシリンダ７１のロッド７１ａが伸長
状態で、かつ、第２段のシリンダ７２のロッド７２ａが
収縮状態であるときに、スピンチャック２２は、中間位
置にある。第１中間搬送ロボット１８１から未処理のウ
エハＷを受け取るとき、スピンチャック２２は中間位置
で待機し、その後、中間位置から最上端位置に移動す
る。その過程で、上アームＵＡは、第１中間搬送ロボッ
ト１８１からウエハＷを受け取る。そこで、以下では、
上記中間位置のときのスピンチャック２２の高さを「待
機高さ」といい、上記最上端位置のときのスピンチャッ
ク２２の高さを「受け渡し完了高さ」という。

【００４０】図５は、第１中間搬送ロボット１８１から
スピンチャック２２へのウエハＷの受け渡しの動作の流
れを順に示す図解図である。第１中間搬送ロボット１８
１は、下アームＬＡおよび上アームＵＡを展開／収縮さ
せることにより、上アームＵＡの先端の吸着部４３にお
いて吸着保持したウエハＷを水平移動させ、両面ブラシ
洗浄部１５０から表面ブラシ洗浄部１６０にウエハＷを
搬入する（水平移動工程）。このとき、制御部４７（図
２参照）は、図５(a)に示すように、第１段および第２
段のシリンダ７１，７２をいずれも収縮状態に保持す
る。したがって、スピンチャック２２は、処理高さにあ
る。

【００４１】第１中間搬送ロボット１８１が、ウエハＷ
を水平移動させてスピンチャック２２の直上の位置に導
いた後、制御部４７は、第１段のシリンダ７１のロッド
７１ａを伸長させる（接近工程）。このとき、第２段の
シリンダ７２は収縮状態のままである。したがって、ス
ピンチャック２２は、待機高さにある。この状態が、図
５(b)に示されている。この状態では、スピンチャック
２２の保持爪２５は、第１中間搬送ロボット１８１が保
持しているウエハＷに対して、その下方において十分に
接近した位置にある。

【００４２】スピンチャック２２が待機高さに導かれた
後に、制御部４７は、第１中間搬送ロボット１８１を制
御し、吸着部２３によるウエハＷの吸着保持を解除させ
る（吸着解除工程）。具体的には、バルブ４２（図２参
照）が閉じられる。このとき、疎水性となっているウエ
ハＷの表面に処理液や純水が存在していると、ウエハＷ
にモーメントが働くことになる。ところが、保持爪２５
は、ウエハＷの周縁の下方の接近した位置にあるので、
図６に示すように、たとえウエハＷが傾斜したとして
も、その縁部の下面が保持爪２５の基板当接部２５ａに
当接して、ウエハＷの姿勢変化が規制される。したがっ
て、ウエハＷが落下してしまうことはない。

【００４３】なお、ウエハＷの落下を防止するには、上
記待機高さを、保持爪２５の基板当接部２５ａとウエハ
Ｗの上下方向の距離が、約１０ミリメートル以下となる
ように定めることが好ましい。ウエハＷの吸着保持が解
除されると、図５(c)に示すように、制御部４７は、第
２段のシリンダ７２のロッド７２ａを伸長させる（変位
工程）。第１段のシリンダ７１は伸長状態のままであ
る。これにより、スピンチャック２２は、受け渡し完了
高さまで上昇することになる。スピンチャック２２が、
待機高さから受け渡し完了高さに移動する過程で、吸着
保持が解除されたウエハＷは、第１中間搬送ロボット１
８１の上アームＵＡからスピンチャック２２の保持爪２
５に受け渡され、この保持爪２５によって、周縁部の下
面が、複数箇所において安定に保持される。

【００４４】その後は、制御部４７は、第１中間搬送ロ
ボット１８１の上アームＵＡおよび下アームＬＡを折り
畳ませる。これにより、上下のアームＵＡ，ＬＡが処理
チャンバＣ１から待避すると、制御部４７は、第１段お
よび第２段のシリンダ７１，７２を、スピンチャック２
２を処理高さへと下降させる。第１段および第２段のシ
リンダ７１，７２の収縮は、一つずつ順に行われてもよ
いが、両シリンダ７１，７２の収縮を同時に行うことに
より、スピンチャック２２を速やかに処理高さに導くこ
とができる。

【００４５】そして、制御部４７は、回転駆動機構３０
（具体的にはモータ５８）を付勢してスピンチャック２
２を回転させるとともに、図示しないノズルから処理液
の吐出を開始させる。処理後のウエハＷは、第２中間搬
送ロボット１８２によって、処理チャンバＣ１から取り
出される。このときのウエハＷの受け渡しは、通常、第
１中間搬送ロボット１８１からスピンチャック２２への
ウエハＷの受け渡しの場合とは異なり、２段階シリンダ
機構７０の２段階動作は行う必要はない。すなわち、第
１段および第２段のシリンダ７１，７２がいずれも伸長
状態とされてスピンチャックが受け渡し完了高さに導か
れ、その状態で、ウエハＷとチャック本体２４の間に、
第２中間搬送ロボット１８２の上アームＵＡが入り込ん
だ後に、第２中間搬送ロボット１８２の吸着機構を作動
させる（すなわち、吸引配管のバルブを開く）。その
後、その後、第１段および第２段のシリンダ７１，７２
を同時に収縮させ、スピンチャック２２は段階を経ずに
処理高さへと下降し、その過程で、ウエハＷが第２中間
搬送ロボット１８２の上アームＵＡに受け渡され、これ
と同時にウエハＷの下面は、上アームＵＡの上面の吸着
部４３に吸着保持される。その後は、第２中間搬送ロボ
ット１８２のアームＵＡ，ＬＡが待避させられる。

【００４６】以上のようにこの実施形態によれば、第１
中間搬送ロボット１８１からスピンチャック２２へのウ
エハＷの受け渡しに際し、スピンチャック２２が上アー
ムＵＡに吸着保持されたウエハＷに十分接近させられた
状態で、そのウエハＷの吸着保持が解除されるようにし
ている。そのため、吸着保持を解除した後のウエハＷが
上アームＵＡから脱落しそうになったとしても、ウエハ
Ｗの下面をスピンチャック２２の保持爪２５で支持する
ことができるから、ウエハＷが落下したりするおそれは
なく、搬送不良が起こることがない。

【００４７】したがって、ＣＭＰ処理後のウエハＷの表
面が疎水性になっていて、純水等の処理液が表面上で移
動しやすい状況であっても、ウエハＷの受け渡しを確実
に行うことができる。これにより、搬送不良のために装
置が停止することがなくなるので、生産性が格段に向上
される。そのうえ、全てのウエハＷの搬送を良好に行え
る結果、ウエハＷが無駄にされることがなくなるので、
半導体装置の生産コストの低減に寄与できる。

【００４８】しかも、この実施形態においては、昇降駆
動機構３１を２段階シリンダ機構７０で構成しており、
そのため、構成が簡単であるうえ、処理高さ、待機高さ
および受け渡し完了高さの間のスピンチャック２２の昇
降を速やかにかつ確実に行える。とくに、第１段のシリ
ンダ７１に第２段のシリンダ７２よりもストロークの大
きなものを採用しているので、処理高さから待機高さへ
の比較的長いストロークの上昇移動を一気に行って、速
やかに、基板の受け渡しが可能な状態とすることができ
る。その後、ストロークの短い第２段のシリンダ７２の
動作によって、上アームＵＡとスピンチャック２２との
間のウエハＷの受け渡しを行えるから、確実な受け渡し
が可能である。このとき、第２段のシリンダ７２のロッ
ド７２ａの伸長をゆっくりと行うことにより、より確実
なウエハ受け渡しが可能となる。

【００４９】以上、この発明の一実施形態について説明
したが、この発明は他の形態でも実施することができ
る。たとえば、上記の実施形態では、２段階シリンダ機
構７０によってスピンチャック２２を昇降させるように
したが、１段のシリンダによって同様な動作を実現して
もよい。すなわち、１段のシリンダによってスピンチャ
ック２２を昇降させる昇降駆動機構を構成し、このシリ
ンダのロッドを下端位置、中間位置および上端位置で停
止させることにより、スピンチャック２２をそれぞれ処
理高さ、待機高さおよび受け渡し完了高さに位置させる
ようにすればよい。ただし、この場合には、ロッドを中
間位置で停止させる必要があるため、シリンダの動作速
度がある程度制限される。

【００５０】また、上記の実施形態では、ストロークの
大きな第１段のシリンダ７１が下方に配置され、ストロ
ークの小さな第２段のシリンダ７２が上方に配置された
例について説明したが、第１段のシリンダ７１と第２段
のシリンダ７２との上下関係を逆転させても、上述の場
合と同様な動作が可能である。また、上記の実施形態で
は、２段階シリンダ機構７０は、第１段のシリンダ７１
と第２段のシリンダ７２とが上下方向に直接的に直列接
続されているが、２つのシリンダ７１，７２の間を適当
な形状のブラケット部材で接続し、直列接続しなくても
よいし、２段階シリンダ機構７０は、その内部に２つの
シリンダを一体的に組み込んだ１つのシリンダであって
もよい。

【００５１】さらに、シリンダ機構の段階を増やすため
に、必要に応じて、３段以上のシリンダを直列接続して
用いても差し支えない。また、スピンチャック２２を昇
降させるための昇降駆動機構には、シリンダ以外にも、
モータを駆動源とした直動機構（たとえば、ボールねじ
など）を利用してもよい。

【００５２】さらに、上記の実施形態では、スピンチャ
ック２２を上昇させる際、まず、スピンチャック２２を
待機高さまで上昇させて停止させ、その後、受け渡し完
了高さまで上昇させるようにして、２段階の動作になっ
ているが、必ずしも、スピンチャック２２を待機高さで
一旦停止させる必要はない。すなわち、スピンチャック
２２を処理高さから受け渡し完了高さまで、連続的に上
昇させるとともに、第１中間搬送ロボット１８１が吸着
保持しているウエハＷに保持爪２５が十分に接近した状
態で、ウエハＷの吸着保持を解除するようにしてもよ
い。

【００５３】また、上記の実施形態では、第１中間搬送
ロボット１８１のアームＵＡ，ＬＡの高さが一定に保持
された状態で、スピンチャック２２を昇降させ、これに
より、ウエハＷの受け渡しを達成しているが、第１中間
搬送ロボット１８１のアームＵＡ，ＬＡが昇降するよう
にしてもよく、アームＵＡ，ＬＡおよびスピンチャック
２２の両方が昇降するようにしてもよく、たとえば、第
１段のシリンダ７１が第１中間搬送ロボット１８１に接
続され、第２段のシリンダ７２がスピンチャック２２に
接続されていてもよい。いずれの場合にも、第１中間搬
送ロボット１８１が吸着保持しているウエハＷとスピン
チャック２２とが十分に接近した状態で、第１中間搬送
ロボット１８１のウエハＷの吸着を解除するようにすれ
ば、ウエハＷが落下するおそれはない。

【００５４】さらに、上述の実施形態では、第１中間搬
送ロボット１８１から表面ブラシ洗浄部１６０のスピン
チャック２２へのウエハＷの受け渡しに本発明が適用さ
れた例を説明したが、第２中間搬送ロボット１８２から
水洗・乾燥処理部１７０へのウエハＷの受け渡しに対し
ても本発明を同様に適用することが好ましい。また、Ｃ
ＭＰ処理後のウエハを洗浄する装置のなかには、両面ブ
ラシ洗浄部１５０の代わりに、表面ブラシ洗浄部１６０
と同様な構成の表面ブラシ洗浄部を備えたものもあり、
このような場合には、水中ローダ１３１から払い出され
たウエハＷをローダ搬送ロボット１４１によって表面ブ
ラシ洗浄部に受け渡す際に、この発明を適用することが
できる。

【００５５】またさらに、上記の実施形態では、ウエハ
Ｗを搬送する場合について説明したが、この発明は、液
晶表示装置用ガラス基板やＰＤＰ用ガラス基板などの他
の種類の基板を搬送する場合にも適用可能である。その
他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設
計変更を施すことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態が適用された基板洗浄装
置の一部の内部構成を示す平面図である。

【図２】図１の切断面線II−IIから見た断面図である。

【図３】搬送ロボットの簡略化した斜視図である。

【図４】昇降駆動機構および回転駆動機構の構成例を示
す正面図である。

【図５】搬送ロボットからスピンチャックへのウエハの
受け渡し時の動作の流れを説明するための図である。

【図６】吸着保持の解除に伴ってウエハが傾斜した状態
を示す図解図である。

【図７】基板洗浄装置の全体構成を示す簡略化した平面
図である。

【図８】従来技術において、ウエハ処理部に対してウエ
ハを搬入するための吸着式搬送ロボットの構成を簡略化
して示す斜視図である。

【図９】従来技術における搬送ロボットからウエハ処理
部へのウエハの受け渡しの際の動作の流れを説明するた
めの図である。

【図１０】従来技術において、ウエハの表面が疎水性と
なっている場合の様子を説明するための簡略化した斜視
図である。

【図１１】従来技術において、ウエハの表面が疎水性と
なっている場合にウエハが落下する様子を示す図解的な
正面図である。

【符号の説明】

２２ スピンチャック（基板保持手段） ２５ 保持爪 ３０ 回転駆動機構 ３１ 昇降駆動機構（昇降手段） ４０ 吸引源 ４２ バルブ（吸着解除手段） ４７ 制御部 ４５ アーム駆動源（水平移動手段） ７０ ２段階シリンダ機構 ７１ 第１段のシリンダ ７２ 第２段のシリンダ １６０ 表面ブラシ洗浄部 １７０ 水洗・乾燥処理部 １７１ スピンチャック（基板保持手段） １８１ 第１中間搬送ロボット（基板搬送手段） １８２ 第２中間搬送ロボット ＵＡ 上アーム（基板搬送ハンド） ＬＡ 下アーム（水平移動手段）

フロントページの続き (72)発明者 澤田 敦史 京都府京都市上京区堀川通寺之内上る４丁 目天神北町１番地の１ 大日本スクリーン 製造株式会社内 Ｆターム(参考） 5F031 CA02 CA05 DA01 FA01 FA02 FA11 FA12 FA14 GA08 GA10 GA13 GA15 GA44 GA47 GA48 GA49 HA05 HA13 HA24 HA48 HA58 HA59 HA72 HA74 KA07 KA08 MA23 PA20

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板の下面を吸着保持しつつ基板を搬送す
   る基板搬送ハンドから、基板の下面に当接して基板を保
   持するための基板保持手段へと基板を搬送する方法であ
   って、 基板を吸着保持した上記基板搬送ハンドを、上記基板保
   持手段の上方に位置するように、上記基板保持手段に対
   して相対的に水平移動させる水平移動工程と、 この水平移動工程によって水平移動させられた上記基板
   搬送ハンドと上記基板保持手段とを、上下方向に関して
   接近させる接近工程と、 この接近工程によって上記基板保持手段に接近させられ
   た上記基板搬送ハンドの基板の吸着を解除する吸着解除
   工程と、 この吸着解除工程で吸着解除された上記基板搬送ハンド
   上の基板が上記基板保持手段に受け渡されるように、上
   記基板搬送ハンドと上記基板保持手段とを上下方向に沿
   って相対的に変位させる変位工程とを含むことを特徴と
   する基板搬送方法。
2. 【請求項２】上記基板搬送ハンドは、ＣＭＰ処理された
   後の基板を搬送するものであることを特徴とする請求項
   １記載の基板搬送方法。
3. 【請求項３】上記基板搬送ハンドは、疎水性表面を有す
   る基板を搬送するものであることを特徴とする請求項１
   または２に記載の基板搬送方法。
4. 【請求項４】上記接近工程は、上記基板搬送ハンドおよ
   び上記基板保持手段のうちのいずれかに接続して設けら
   れ、第１段のシリンダと第２段のシリンダとが直列接続
   された２段階シリンダ機構の上記第１段のシリンダを作
   動させる工程を含み、 上記変位工程は、上記２段階シリンダ機構の上記第２段
   のシリンダを作動させる工程を含むことを特徴とする請
   求項１ないし３のいずれかに記載の基板搬送方法。
5. 【請求項５】基板の下面を吸着保持しつつ基板を搬送す
   る基板搬送ハンドから、基板の下面に当接して基板を保
   持するための基板保持手段へと基板を搬送する基板搬送
   装置であって、 上記基板搬送ハンドの基板の吸着を解除する吸着解除手
   段と、 上記基板搬送ハンドと上記基板保持手段とを相対的に水
   平移動させる水平移動手段と、 上記基板搬送ハンドと上記基板保持手段とを相対的に昇
   降させる昇降手段と、 基板を吸着保持した上記基板搬送ハンドを上記水平移動
   手段によって上記基板保持手段の上方に導き、さらに、
   上記昇降手段によって上記基板搬送ハンドと上記基板保
   持手段とを接近させた後、上記吸着解除手段によって上
   記基板搬送ハンドの基板の吸着を解除し、その後、吸着
   解除された上記基板搬送ハンド上の基板を上記昇降手段
   によって上記基板保持手段に受け渡すように、上記水平
   移動手段、上記昇降手段および上記吸着解除手段の動作
   を制御する制御部とを備えたことを特徴とする基板搬送
   装置。
6. 【請求項６】上記昇降手段は、上記基板搬送ハンドおよ
   び上記基板保持手段のうちのいずれかに接続して設けら
   れ、第１段のシリンダと第２段のシリンダとが直列接続
   された２段階シリンダ機構を含み、 上記制御部は、上記第１段のシリンダを作動させた後
   に、上記吸着解除手段によって基板搬送ハンドの基板の
   吸着を解除し、その後、上記第２段のシリンダを作動さ
   せることによって、上記基板搬送ハンドから上記基板保
   持手段への基板の受け渡しを行うものであることを特徴
   とする請求項５記載の基板搬送装置。