JP2976317B2 - 板状体の処理装置及び板状体の搬送方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば半導体ウエハなど
の板状体の処理装置及び板状体の搬送方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に半導体ウエハの製造工程において
は、成膜処理、レジスト膜形成、エッチング処理など多
数の処理が行われるが、各処理は、所定の処理状態を得
るために固有の時間が必要であり、従ってスループット
の向上を図るためには処理ステーション間のウエハの搬
送や処理ステーションにおけるウエハの搬入、搬出につ
いて工夫が要求される。

【０００３】例えば従来のレジスト膜形成装置における
ウエハの搬入や各部レイアウトの一例について図４及び
図５を参照しながら述べると、受け渡しステーションＡ
には、各々昇降機構により間欠動作をしながら昇降自在
な複数（図では４台）のキャリア載置台１が設置されて
おり、進退自在（Ｘ方向自在）かつθ方向自在なウエハ
保持用ピンセット２１を備えると共に全体がキャリアＣ
の並び方向（Ｙ方向）に移動可能な搬送機構２が設けら
れている。更にこの搬送機構２と処理ステーションＢと
の間にウエハのセンタリング（中心の位置合わせ）を行
う位置合わせ機構２２を備えたアライメント台２３が配
設されている。

【０００４】また処理ステーションＡには、ウエハとレ
ジスト膜との密着性を高めるための処理部であるアドヒ
ージョン処理部３１、レジスト膜形成用の塗布液をウエ
ハに塗布する塗布部３２及びレジスト膜中に残存する溶
剤を蒸発させるためのベーク部３３などがメイン搬送ア
ーム３４の搬送路３５の両側に配列されており、処理効
率を高めるために、図のように適宜塗布部３２やベーク
部３３が複数個所に配置されている。

【０００５】上述のレジスト膜形成装置では、ピンセッ
ト２１によりキャリアＣ内のウエハＷを取り出してから
アライメント台２３に並ぶ位置まで搬送機構２２を移動
させ、次いでピンセット２１をθ方向に移動させて即ち
回転させてアライメント台２３に受け渡し、ここで位置
決め機構２２によりウエハＷをセンタリングした後メイ
ン搬送アーム３４が当該ウエハＷを受け取ってアドヒー
ジョン処理部３１にセットする。そして搬送機構２は前
記キャリアＣに対向する位置まで戻り、載置台１を上昇
させて当該キャリアＣ内の次のウエハを取りにいく一
方、メイン搬送アーム３４は、次のウエハＷを受け取る
まで各処理部間のウエハの移動などを行う。またレジス
ト膜の形成を終えたウエハは、逆の流れによってキャリ
アＣ内に戻される。そしてメイン搬送アーム３４は例え
ば複数個用意してウエハＷの受取り及び各処理間の移動
を並行して行うようにしており、このため搬送機構２は
待機することなく連続して移動することが可能で、ウエ
ハＷを処理ステーションＢ内に円滑に搬入することがで
きる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の装
置では、搬送機構２からメイン搬送アーム３４にウエハ
を受け渡すまでの間に一旦アライメント台２３にウエハ
を置かなければならない上ピンセット２１の回転動作を
必要とし、しかもセンタリングの時間を必要とするの
で、ウエハが受け渡しステーションＡから処理ステーシ
ョンＢに搬入されるまでに長い時間を要し、また処理ス
テーションＢから受け渡しステーションＡに搬出される
場合にもアライメント台２３を介して搬送されるのでや
はり長い時間を要する。更に載置台１は間欠的に昇降す
るので、搬送機構２側のセンサによりキャリアＣ内のウ
エハの有無を検出するマッピングに長い時間がかかり、
このことも搬入時間の長い一因になっている。

【０００７】またキャリアＣとピンセット２１との間で
ウエハの確実な受け渡しを行うためには高さ位置にかか
わらず載置台１とピンセット２１とが平行に設定されて
いることが望ましいいが、載置台１毎に昇降機構が設け
られているので各昇降軸についての垂直性、及び載置台
１の水平性を正確にとらなければならないので載置台１
の位置合わせに非常に手間を要するし、更にまた載置台
の昇降動作によってウエハがキャリアから飛び出すおそ
れがある。

【０００８】本発明は、このような事情のもとになされ
たものであり、その目的は、容器に収納されているウエ
ハなどの板状体を処理部に搬入するにあたって、受け渡
しの時間を短くすることのできる板状体の処理装置を提
供することにある。

【０００９】また本発明の他の目的は、容器載置台と搬
送機構との位置合わせが簡単な板状体の処理装置を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、処理
前の複数の板状体を上下に重ねて収納した容器を載置す
るための容器載置台と、前記容器内の板状体を順次保持
して取り出すように進退自在、かつ前記容器載置台に対
して相対的に昇降自在な板状体保持部材を備えた受け渡
し用搬送機構と、前記板状体保持部材の後退時に、当該
保持部材に保持されている板状体の周縁に当接してその
板状体を位置決めする位置決め機構と、この位置決め機
構により位置決めされた板状体を前記搬送機構から受け
取って処理部に搬送する処理部用搬送機構と、を有して
なることを特徴とする。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、受け渡し用搬送機構を容器の並びに沿って移動自在
に構成してなる。

【００１２】請求項３の発明は、上述の発明において、
容器載置台と受け渡し用搬送機構とを、共通の基枠に取
り付けて構成している。請求項４の発明は、上述の発明
において、受け渡し用搬送機構は板状体の底面を保持す
るように構成された保持部材と、この保持部材の厚さ方
向に形成された透孔部と、この透孔部内を昇降し、処理
部用搬送機構との間で板状体の受け渡しを行うときには
上方側へ突き抜けて板状体を保持部材から押し上げる押
し上げ部材とを備えたものである。請求項５の発明は、
上述の発明において、受け渡し用搬送機構は、容器内の
各段の板状体の有無を検出するためのマッピングセンサ
−を備えのものである。請求項６の発明は、受け渡し用
搬送機構の駆動軸は、容器載置部よりも下方側に設けら
れているものである。請求項７の発明は、処理前の複数
の板状体を上下に重ねて収納した容器を容器載置部に載
置する工程と、次いで前記板状体の受け渡しを行うため
の受け渡し用搬送機構を前記容器に臨む位置において相
対的に昇降させて、この受け渡し用搬送機構に設けられ
ているマッピングセンサにより、容器の各段の板状体の
有無を検出する工程と、この工程にて板状体が有ると判
断された段について前記受け渡し用搬送機構の保持部材
を容器内に進入させて板状体を受け取る工程と、その後
前記板状体を前記受け渡し用搬送機構の保持部材により
保持した状態で位置決めを行う工程と、続いて前記受け
渡し用搬送機構から板状体を処理部用搬送機構に受け渡
し、この処理部用搬送機構により当該板状体を処理部に
搬送する工程と、を備えたことを特徴とする板状体の搬
送方法である。

【００１３】

【作用】例えば複数の容器が載置台上に横に並べて配置
されている場合、受け渡し用搬送機構が一の容器に対向
する位置まで移動し、保持部材が当該容器内に進入して
その中の板状体を保持した後後退し、例えば所定の位置
まで後退したときに同時に板状体の位置決めを行う。次
いで位置決めされた板状体を処理部用搬送機構に受け渡
し、所定の処理部に搬送される。従って受け渡し用搬送
機構と処理部用搬送機構との間にアライメント台が介在
しないので、処理ステーションへの板状体の搬入を迅速
に行うことができる。また受け渡し用搬送機構を昇降さ
せて容器内の板状体を順次取り出せるので容器載置台は
昇降機構が不要であり、このため容器載置台と受け渡し
用搬送機構とを共通の基枠に取り付ければ、搬送機構に
対する容器載置台の位置合わせを容易に高精度で行うこ
とができる。

【００１４】

【実施例】以下本発明を、板状体例えば半導体ウエハに
対してレジスト膜を形成するための処理装置に適用した
実施例について説明する。図１は本発明の実施例を示す
斜視図であり、受け渡し用ステーションＡには、レジス
ト膜形成のための処理ステーションＢのウエハ搬入搬出
口に対向して、ウエハキャリア（キャリアは本発明の容
器に相当する）Ｃを載置するためのキャリア載置台３が
設置されている。この載置台３には、例えば４個のキャ
リアＣを横に並べて載置することができるように、キャ
リア位置決め用のガイド部３１が設けられており、処理
前のウエハＷを水平状態にして例えば６ｍｍ程度の間隔
で２５枚上下に重ねて収納したキャリアＣが前記ガイド
部３１に位置決めされた状態で取り出し面を処理ステー
ションＢ側に向けて載置されている。

【００１５】前記載置台３と処理ステーションＢとの間
には、キャリアＣ内の処理前のウエハを処理ステーショ
ンＢ側の後述のメイン搬送アームに受け渡し、またこの
メイン搬送アームから処理後のウエハを受け取ってキャ
リアＣ内に戻すための受け渡し用搬送機構４が設置され
ている。この搬送機構４は、図１及び図２に示すように
搬送基台４１上に進退自在に設けられたウエハ保持部材
としてのピンセット５と、前記搬送基台４１を昇降させ
る昇降機構４２及び左右方向即ちキャリアＣの配列方向
に移動させる移動機構４３とを備えている。

【００１６】前記昇降機構４２は、例えば搬送基台４１
を支持する昇降台４２ａと、昇降軸をなすボールネジ４
２ｂとを組み合わせて構成され、また移動機構４３は、
前記ボールネジ４２ｂの保持枠４３ａを左右方向に移動
させるように水平方向に伸びるボールネジ４３ｂなどか
ら構成される。なおこれらボールネジ４２ａ、４３ｂは
図示しないサーボモータにより駆動される。そして前記
ボールネジ４３ｂを保持する保持枠４３ｃは、キャリア
載置台３を固定している基枠３２に取り付けられてお
り、従って前記載置台３と搬送機構４とはこの実施例で
は共通の基枠に設けられていることになる。

【００１７】前記ピンセット５は、前端部及び後端部に
ウエハの前後の位置を規制するためにウエハの載置面か
ら上方に突起した段部５１、５２を有しており、ピンセ
ット５の中央部は後述の作用説明図である図３に示して
いるように、ウエハとの接触面積を小さくするためにウ
エハの載置面よりも下がっている。

【００１８】前記搬送基台４１には、ピンセット５が後
端位置まで後退したときに、ピンセット５に保持されて
いるウエハの後方側の周縁に当接する当接部６２を内面
に形成した位置決め部材６１がピンセット５の移動路を
挟んで両側に固定して設けられている。そして前記ピン
セット５の前端側の段部５１と、前記位置決め部材６１
におけるウエハの当接部６２とは、ピンセット５が後端
位置まで後退したときに、いずれもがウエハの周縁に当
接するようにウエハの周縁が描く円上あるいは若干その
円よりも大きい円上に位置設定されており、ウエハの周
縁が前記段部５１及び位置決め部材６１によって位置規
制されることによってセンタリング（ウエハの中心の位
置決め）が行われることになる。この例ではピンセット
の段部５１及び位置決め部材６１によって位置決め機構
６が構成されており、この位置決め機構６は搬送機構４
に組み合わせて構成されている。

【００１９】前記搬送基台４１の前端部には、ウエハの
周縁の一部の左右両側に位置するように互いに離間して
設けられた発光部４４及び受光部４５よりなるマッピン
グセンサが進退自在に設けられており、このマッピング
センサは、キャリアＣと対向した後前進してウエハの有
無を検出する役割をもつ。更に前記搬送基台４１には、
図示しないウエハ押し上げ機構が組み込まれており、こ
の押し上げ機構は、ピンセット５の例えば４個所に穿設
された透孔部である穴５３を通して押し上げ部材例えば
ピンを突出させ、これによりウエハをピンセット５の載
置面から押し上げて保持するように構成されている。そ
して搬送機構４においては、例えば搬送基台４１も含め
てピンセット５の下方側の機構を筐体内に収納し、この
筐体内の下方に吹き出しファンを設ければ、ピンセット
５の駆動に伴うパーティクルを吸引排出することがで
き、ウエハへのパーティクルの付着を抑えることができ
るので望ましい。

【００２０】そして前記処理ステーションＡには、例え
ば「従来技術］の項にて図４に示したように、ウエハに
レジスト膜を形成するための必要な処理部が配置される
と共に、中央位置にて前後方向に配置された搬送路に沿
って処理部用搬送機構であるメイン搬送アーム７が移動
自在にかつ昇降及び回転自在に設けられており、このメ
イン搬送アーム７は、前端側（受け渡しステーションＡ
側）に位置したときに、ピンセット５上にて前記ピンに
より持ち上げられたウエハをピンセット５の背後から受
け取ることができるように構成されている。なお図示し
ないが、この例では、前記メイン搬送アーム７は複数個
例えば２個設けられ、互に干渉しないように上下に配置
されている。

【００２１】次に上述実施例の作用について述べる。今
載置台３上に、処理前のウエハを例えば２５枚収納した
キャリアＣをオペレータによりあるいは移載ロボットな
どにより載置したとすると、先ず搬送基台５１をキャリ
アＣに対向する位置まで移動させ、続いて発光部４４及
び受光部４５をキャリアＣ内のウエハの周縁部の一部が
その間に入る位置まで前進させた後、搬送基台４１を例
えば連続的にキャリアＣの最上段から最下段のレベルま
で降下させる。これによって例えばサーボモータにエン
コーダを設けておくことにより各高さ位置と光のオン、
オフとを対応させたデータを図示しない制御部に取り込
んでキャリアＣ内の各段のウエハの有無を高速に検出す
ることができる。この場合各ウエハの高さ位置を検出す
ることができるので、各高さ位置に応じてピンセット５
を停止させてもよい。なおこのようにすれば高速なマッ
ピングを実現できるが、本発明では、間欠的にマッピン
グセンサを移動させてもよい。

【００２２】しかる後図３（ａ）に示すようにピンセッ
ト５を前進させてキャリアＣ内に突入し、若干上昇させ
てウエハＷをキャリアＣ内の載置面から持ち上げた状態
で保持する。図では便宜上ウエハＷを浮かせて描いてい
るが、ウエハＷは正常にキャリアＣ内に収納されていれ
ば、ピンセット４の載置面上に載置されることになる。
またウエハＷの取り出しは下方側に位置するウエハＷか
ら順次行われる。

【００２３】次いでピンセット５を後退させてウエハＷ
をキャリアＣ内から取り出すが、ピンセット５を後端位
置まで戻したときに、ピンセット５の段部５１及び両側
の位置決め部材６１の当接部６２がウエハＷの周縁に当
接するので、ウエハＷはこれらによって決定される円の
中に収まり、結局図３（ｂ）に示すようにセンタリング
がおこなわることになる。その後ピンセット５を受け渡
しステーションＡの中央位置即ちメイン搬送アームの搬
送路の延長線上まで移動した後、図３（ｃ）に示すよう
に図示しない押し上げ機構により例えば４本のピン５４
を穴５３を介して押し上げ、これによってウエハＷをピ
ンセット５から浮上した位置に保持する。

【００２４】次にメイン搬送アーム７がピンセット５の
背後から近づいてピン５４上のウエハＷをすくい上げて
保持し、当該ウエハＷは、このメイン搬送アーム７によ
り処理ステーションＢ内に搬入されてレジスト膜形成の
ための各処理、例えばアドヒージョン処理、塗布処理、
ベーク処理などが行われる。一方既に処理を終えたウエ
ハＷは、図示しない他のメイン搬送アームにより受け渡
しステーションＡに搬出され、ピンセット５上に突出し
ているピン５４の上に受け渡され、上述の逆の工程によ
り例えば元のキャリアＣ内に戻される。なおウエハＷを
戻す場合には、メイン搬送ア−ムによる搬送位置が高性
能であれば、センタリングを行っても行わなくてもよ
い。

【００２５】上述実施例によれば、ピンセット５により
ウエハＷをキャリアＣから取り出すと同時にセンタリン
グが行われるので、別途センタリングを行う場合に比べ
てアライメント台の設置スペースが不要となる上処理ス
テーションＡに受け渡すまでの時間を短縮できるし、ウ
エハＷをアライメント台に移し替えることなく搬送機構
４からメイン搬送アーム７に直接受け渡しができると共
にピンセット４の回転動作が不要となるので、これらの
ことが重なってウエハの搬送時間が非常に短くなる。そ
してウエハキャリアＣ内の処理前のウエハをピンセット
５により取り出してメイン搬送アーム７に受け渡すと共
に既に処理されたウエハを別のメイン搬送アームから受
け取ってキャリアＣに戻すまでを１サイクルとしてこの
１サイクルに要する時間を図４に示す従来装置と上述実
施例の装置とについて比較したところ、前者では４５秒
程度であったものが、後者では２０秒程度と約半分にま
で短縮され、実施例の装置の搬送の高速性を確認でき
た。またキャリアＣを静止させておいて搬送機構４側を
昇降させてウエハＷの取り出し、収納を行っているの
で、載置台側を昇降させるときのようにウエハの飛び出
しのおそれがない。

【００２６】以上において、ウエハのセンタリングを行
うための位置決めのタイミングは、キャリアＣからウエ
ハＷを取り出したと同時でなくとも、メイン搬送アーム
７に受け渡す直前までであってもよい。

【００２７】また載置台３と搬送機構４とは、載置台４
の全面に亘って容易にピンセット５との平行度を高精度
にとることができる点で、共通の基枠３２に固定するこ
とが望まし。なお、図２に示すように基枠３２に固定す
る構成のほか、図示しない別の基枠に載置台３と搬送機
構４とを固定し、この基枠を図２の基枠３２に固定する
ように構成してもよい。

【００２８】更に搬送基台４１は、必ずしも横方向に直
線状に移動することに限られるものではなく、例えばキ
ャリア載置台３が円弧に沿って形成されるときには、円
弧軌跡を描くように移動させればよい。

【００２９】更にまたキャリア載置台は１個のキャリア
のみを載せるものであってもよく、この場合、受け渡し
用搬送機構を横に移動させることなく、ウエハを取り出
した後そのままの位置でメイン搬送アームに受け渡すよ
うにすることもできる。

【００３０】そして処理部用搬送機構（実施例ではメイ
ン搬送アーム）としては、直接処理部にウエハを受け渡
すものに限らず、一旦処理ステーション内のバッファス
テージなどに搬送したり、あるいは処理ステーション内
の別の搬送機構に受け渡す中間搬送機構も含むものであ
る。

【００３１】なお処理ステーションにおける処理は、ウ
エハへのレジスト膜形成処理に限定されるものではない
し、処理済みの板状体は別の搬出口から搬出されてもよ
く、更に板状体としては半導体ウエハに限らずガラス基
板、ＬＣＤ基板、ガラスマスク、コンパクトディスク
（ＣＤ）、プリント基板などであってもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上のように請求項１、２及び７の発明
によれば、搬送機構の保持部材により容器内の板状体を
取り出し、この板状体を保持したまま板状体の位置決め
を行うようにしているため、容器内から処理部までの板
状体の搬送を高速に行うことができる。

【００３３】請求項３の発明によれば、容器載置台を固
定しておいて、受け渡し用搬送機構側を昇降させると共
に、容器載置台と当該搬送機構とを共通の基枠に設けて
いるため、保持部材に対する載置台の平行度を容易に高
い精度でとることができ、安定したウエハの取り出し収
納ができる。請求項４の発明によれば受け渡し用搬送機
構の保持部材に板状体の押し上げ部材を組み合わせて設
けているため、位置決め機構が設けられていても処理部
用搬送機構との間の受け渡しを容易に行うことができ
る。請求項５の発明によれば、マッピングセンサを受け
渡し用搬送機構に設けているため、容器内の板状体のマ
ッピングを容易に行うことができる。請求項６の発明に
よれば、受け渡し用搬送機構の駆動軸を容器載置部より
も下方側に設けているため、板状体のパーティクル汚染
を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体構成を示す斜視図であ
る。

【図２】キャリア載置台及び受け渡し用の搬送機構を示
す側面図である。

【図３】本発明の実施例の作用説明図である。

【図４】板状体の処理装置の従来例を示す説明用平面図
である。

【図５】板状体の処理装置の従来例を示す説明用側面図
である。

【符号の説明】

１、３ キャリア載置台 Ｃ ウエハキャリア ４ 受け渡し用搬送機構 ５ ピンセット ６ 位置決め機構 ６１ 位置決め部材 ７ メイン搬送アーム Ｗ ウエハ

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理前の複数の板状体を上下に重ねて収
   納した容器を載置するための容器載置台と、 前記容器内の板状体を順次保持して取り出すように進退
   自在、かつ前記容器載置台に対して相対的に昇降自在な
   板状体保持部材を備えた受け渡し用搬送機構と、 前記板状体保持部材の後退時に、当該保持部材に保持さ
   れている板状体の周縁に当接してその板状体を位置決め
   する位置決め機構と、 この位置決め機構により位置決めされた板状体を前記搬
   送機構から受け取って処理部に搬送する処理部用搬送機
   構と、 を有してなることを特徴とする板状体の処理装置。
2. 【請求項２】 容器載置台を、複数の容器を横に並べて
   載置するように構成すると共に、 受け渡し用搬送機構を容器の並びに沿って移動自在に構
   成した請求項１記載の板状体の処理装置。
3. 【請求項３】 受け渡し用搬送機構を昇降自在に構成
   し、前記容器載置台と受け渡し用搬送機構とを、共通の
   基枠に設けた請求項１または請求項２記載の板状体の処
   理装置。
4. 【請求項４】 受け渡し用搬送機構は板状体の底面を保
   持するように構成された保持部材と、この保持部材の厚
   さ方向に形成された透孔部と、この透孔部内を昇降し、
   処理部用搬送機構との間で板状体の受け渡しを行うとき
   には上方側へ突き抜けて板状体を保持部材から押し上げ
   る押し上げ部材とを備えている請求項１、２または３記
   載の板状体の処理装置。
5. 【請求項５】 受け渡し用搬送機構は、容器内の各段の
   板状体の有無を検出するためのマッピングセンサ−を備
   えている請求項１、２、３または４記載の処理装置。
6. 【請求項６】 受け渡し用搬送機構の駆動軸は、容器載
   置部よりも下方側に設けられている請求項１、２、３、
   ４または５記載の処理装置。
7. 【請求項７】 処理前の複数の板状体を上下に重ねて収
   納した容器を容器載置部に載置する工程と、 次いで前記板状体の受け渡しを行うための受け渡し用搬
   送機構を前記容器に臨む位置において相対的に昇降させ
   て、この受け渡し用搬送機構に設けられているマッピン
   グセンサにより、容器の各段の板状体の有無を検出する
   工程と、 この工程にて板状体が有ると判断された段について前記
   受け渡し用搬送機構の保持部材を容器内に進入させて板
   状体を受け取る工程と、 その後前記板状体を前記受け渡し用搬送機構の保持部材
   により保持した状態で位置決めを行う工程と、 続いて前記受け渡し用搬送機構から板状体を処理部用搬
   送機構に受け渡し、この処理部用搬送機構により当該板
   状体を処理部に搬送する工程と、を備えたことを特徴と
   する板状体の搬送方法。