JP6077919B2 - Substrate gripping apparatus, substrate processing apparatus using the same, and substrate gripping method - Google Patents
Substrate gripping apparatus, substrate processing apparatus using the same, and substrate gripping method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6077919B2 JP6077919B2 JP2013084358A JP2013084358A JP6077919B2 JP 6077919 B2 JP6077919 B2 JP 6077919B2 JP 2013084358 A JP2013084358 A JP 2013084358A JP 2013084358 A JP2013084358 A JP 2013084358A JP 6077919 B2 JP6077919 B2 JP 6077919B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- wafer
- gripping
- shafts
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 257
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 37
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 34
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 22
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 10
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 587
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 22
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 description 17
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Description
本発明は、基板把持装置及びこれを用いた基板処理装置、並びに基板把持方法に関する。 The present invention relates to a substrate gripping apparatus, a substrate processing apparatus using the same, and a substrate gripping method.
従来から、ウェーハを載置する支持つめ部を有するリング上の載置台を所定のピッチで複数段に設けたウェーハボート内に、複数枚のウェーハを水平な状態で移載し、鉛直方向に所定のピッチで積載されたウェーハを収容したウェーハボートを熱処理炉内に搬入し、熱処理を行う熱処理装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a plurality of wafers are transferred in a horizontal state into a wafer boat provided with a plurality of stages of mounting tables on a ring having a support claw portion for mounting wafers at a predetermined pitch, and predetermined in the vertical direction. 2. Description of the Related Art A heat treatment apparatus is known in which a wafer boat containing wafers loaded at a pitch is carried into a heat treatment furnace and heat treatment is performed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載の熱処理装置では、フォークの先端部にストッパ部材が設けられ、フォークの基端部に前後方向に移動可能なクランプ手段が設けられた移載機構を有し、フォークの表面上でストッパ部材とクランプ手段との間にウェーハを把持し、ウェーハボートへのウェーハの移載、又はウェーハボートからのウェーハの移載を行っている。つまり、ウェーハのピッチ間にフォークを挿入した後、フォークを上昇させてフォークの表面上にウェーハを載置させ、次いでクランプ手段を用いてウェーハを把持する。そして、ウェーハを把持した状態でフォークを移動させれば、ウェーハを搬送することができる。
The heat treatment apparatus described in
また、かかるフォークを用いた移載機構は、FOUP(Front-Opening Unified Pod)からの、又は、FOUPへのウェーハの移載にも用いることができる。 Moreover, the transfer mechanism using such a fork can also be used for transferring a wafer to or from the FOUP (Front-Opening Unified Pod).
しかしながら、近年、半導体製造プロセスにおいて、300mmのウェーハから、450mmへのウェーハの移行が進んでいる。ウェーハが450mmになると、上述のフォーク等にも反りが発生し、現状のピッチを維持してウェーハの移載を行うのが困難になるおそれがある。 However, in recent years, in the semiconductor manufacturing process, the wafer shift from a 300 mm wafer to a 450 mm wafer is progressing. When the wafer becomes 450 mm, the fork described above is warped, and it may be difficult to transfer the wafer while maintaining the current pitch.
つまり、上述の特許文献1に記載の移載機構の構成では、ストッパ部材及びクランプ手段がフォークの上方に突出するように設けられており、フォークを挿入する際、上下の隙間余裕が少ないため、更に反り等が発生すると、現状のピッチを維持してウェーハの出し入れを行うのが困難になるおそれがある。
That is, in the configuration of the transfer mechanism described in
また、300mmのウェーハを用いる場合であっても、より狭いピッチでのウェーハの搬出入が可能であれば、ウェーハボートのピッチを更に狭くすることが可能となり、1回の熱処理でより多くのウェーハを処理できるので、生産性を高めることができる。 Even when 300 mm wafers are used, if the wafers can be loaded and unloaded at a narrower pitch, the wafer boat pitch can be further reduced, and more wafers can be obtained by one heat treatment. Can increase productivity.
そこで、本発明は、基板の径が大きくなった場合や、又は、より基板の載置ピッチが狭くなった場合でも、基板へのアクセス及び把持が可能な基板把持装置及びこれを用いた基板処理装置、並びに基板把持方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a substrate gripping apparatus capable of accessing and gripping a substrate even when the substrate diameter is increased or the substrate mounting pitch is further reduced, and substrate processing using the same. An object is to provide an apparatus and a substrate gripping method.
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る基板把持装置は、略水平に支持された基板を把持する基板把持装置であって、
前記基板の下方に配置され、回転軸周りに回転可能に支持された複数のシャフトと、
該シャフトの外周面上の所定位置に設けられ、該シャフトを前記回転軸周りに回転させて所定の回転位置に静止したときに、前記基板の側面の一部に接触可能に設けられたガイド手段と、
前記複数のシャフトを同期して回転させ、前記複数のシャフトを前記所定の回転位置に同時に到達させ、前記ガイド手段に前記基板を把持させる回転機構と、を有し、
前記シャフトは、前記基板を支持可能であり、前記基板を下方から支持した状態で前記基板を把持する。
In order to achieve the above object, a substrate gripping apparatus according to one aspect of the present invention is a substrate gripping apparatus that grips a substrate supported substantially horizontally,
A plurality of shafts disposed below the substrate and supported rotatably about a rotation axis;
Guide means provided at a predetermined position on the outer peripheral surface of the shaft and provided so as to be able to contact a part of the side surface of the substrate when the shaft is rotated around the rotation axis and stopped at the predetermined rotation position. When,
Wherein the plurality of shafts are rotated synchronously, the plurality of shafts is simultaneously reach the predetermined rotational position, have a, a rotating mechanism for gripping the substrate to the guide means,
The shaft can support the substrate and holds the substrate in a state where the substrate is supported from below .
また、本発明の他の態様に係る基板処理装置は、清浄なガスが供給され、基板の処理を行う処理容器を有するとともに、基板の搬出入用の開口を隔壁に備えた基板処理領域と、
複数の基板を収容する収容ボックスの開口を、前記隔壁の開口に密着した状態で開放可能な収容ボックス開放手段と、
前記基板を略水平状態で保持可能であり、前記処理容器内に搬入するための基板保持手段と、
前記基板把持装置と、を有し、
該基板把持装置が、前記収容ボックスと前記基板保持手段との間の前記基板の移載を行う。
In addition, a substrate processing apparatus according to another aspect of the present invention includes a processing container that is supplied with clean gas and that processes a substrate, and has a substrate processing region that includes an opening for loading and unloading a substrate in a partition wall,
A storage box opening means capable of opening the opening of the storage box for storing a plurality of substrates in a state of being in close contact with the opening of the partition;
A substrate holding means capable of holding the substrate in a substantially horizontal state, and carrying the substrate into the processing container;
The substrate gripping device,
The substrate gripping device transfers the substrate between the storage box and the substrate holding means.
更に、本発明の他の態様に係る基板把持方法は、略水平に支持された基板を把持する基板把持方法であって、
回転軸周りに回転可能であり、所定の回転位置に静止したときに前記基板の側面に接触可能なガイド手段を外周面上に有する複数のシャフトを前記基板の下方に配置する工程と、
前記複数のシャフトを同期させて前記回転軸周りに回転させ、前記所定の回転位置で同時に停止させて前記基板を把持する工程と、を有し、
前記ガイド手段は、前記シャフトの外周面から突出した形状を有し、
前記複数のシャフトは、前記ガイド手段と同じ突出方向であり、前記ガイド手段よりも突出高さの低い支持突起を前記外周面上に有し、
前記支持突起上に前記基板を支持しながら前記基板を把持する。
Furthermore, a substrate gripping method according to another aspect of the present invention is a substrate gripping method for gripping a substantially horizontally supported substrate,
Disposing a plurality of shafts below the substrate having guide means on an outer peripheral surface that can rotate around a rotation axis and can contact a side surface of the substrate when stationary at a predetermined rotation position;
Wherein a plurality of shafts in synchronism is rotated about the rotation axis, have a, a step of gripping the substrate is stopped at the same time at the predetermined rotational position,
The guide means has a shape protruding from the outer peripheral surface of the shaft,
The plurality of shafts have the same protrusion direction as the guide means, and have support protrusions on the outer peripheral surface having a protrusion height lower than that of the guide means,
The substrate is held while supporting the substrate on the support protrusion .
本発明によれば、基板把持の際の基板へのアクセス可能ピッチを低減させることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the accessible pitch to the substrate when the substrate is gripped.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
〔実施形態1〕
図1は、本発明の実施形態1に係る基板把持装置の一例の全体構成を示した図である。図1において、実施形態1に係る基板把持装置240は、回転シャフト130、131と、ウェーハガイド140〜143と、ウェーハ受け150、151、153、154と、ベース170と、カバー180と、タイミングプーリ190、191と、タイミングベルト200と、ギヤ210、211と、モーター220と、制御部100とを備える。ここで、カバー180、タイミングプーリ190、191、タイミングベルト200、ギヤ210、211及びモーター220は、回転駆動機構230を構成する。また、図1において、関連構成要素として、ウェーハWが示されている。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an example of a substrate gripping apparatus according to
ウェーハWは、基板把持装置240の把持対象となる基板である。ウェーハWは、材質は問わず、半導体ウェーハを含む種々のウェーハが把持対象をなり得る。ウェーハWが半導体ウェーハである場合には、例えば、シリコンウェーハが用いられてもよい。また、ウェーハWのサイズも種々のものを用いることができ、例えば、300mmの直径を有するウェーハWの他、450mmの直径を有する大型のウェーハWであってもよい。
The wafer W is a substrate to be gripped by the
回転シャフト130、131は、ウェーハWを支持するとともに、ウェーハWを把持するための回転部材である。回転シャフト130、131は、回転軸を有して水平方向に延在し、回転軸周りに回転可能に設けられる。回転シャフト130はタイミングプーリ190によって回転可能に支持され、回転シャフト131はギヤ211によって回転可能に支持されている。回転シャフト130、131は、例えば、回転軸周りに完全に対称であり、回転軸からの外周曲面(以下、単に「外周面」と呼ぶ。)の距離が均一である円柱形又は円筒形に構成されてもよい。また、回転シャフト130、131は、楕円形、長方形等の長軸及び短軸を有する断面形状を有し、回転軸からの外周面の距離が外周面上の位置により異なる形状に構成されてもよい。なお、実施形態1においては、回転シャフト130、131が円柱形又は円筒形に構成された例について説明する。
The rotating
回転シャフト130、131は、ウェーハWを支持可能なように、複数本設けられる。図1においては、2本の回転シャフト130、131が示されているが、2本以上であれば、もっと多くの回転シャフトを備えてもよく、例えば、回転シャフト130、131間に更に1、2本の回転シャフトが備えられていてもよい。
A plurality of
回転シャフト130、131は、若干の傾斜を有していてもよいが、ウェーハWを確実に支持するため、略水平に延在して設けられることが好ましい。また、複数の回転シャフト130、131は、互いに平行に設けられることが好ましい。平行である方が、回転シャフト130、131と同期をとって回転駆動させることが容易だからである。しかしながら、平行であることは必ずしも必須ではなく、例えば、図1に示したシャフト130、131よりも中央寄りの位置から、やや外側に開いた角度を有して回転シャフト130、131を設けることも可能である。
The rotating
回転シャフト130,131は、種々の材料から構成されてよいが、例えば、金属、セラミックス、カーボンから構成されてもよい。把持対象であるウェーハWが大型のウェーハWであり、例えば450mmの直径を有する場合、回転シャフト130、131が十分な強度、剛性を有しないと、先端が反ったりするおそれがある。よって、回転シャフト130、131は、ウェーハWを支持し得る十分な強度を有する種々の材料が選択されてよく、例えば、十分な強度を有する金属、セラミックス、カーボン等の材料から構成されてもよい。
The
回転シャフト130、131は、ウェーハWの直径より長く構成され、延在方向においては、ウェーハWの外周からはみ出すように構成される。つまり、回転シャフト130、131は、各々がウェーハWの外周と交わる箇所を2箇所有し、更に交わった箇所からウェーハWの外側に回転シャフト130、131の端部がはみ出すように構成される。
The rotating
回転シャフト130、131は、ベース170側で片持ち支持されてもよい。回転シャフト130、131は、ウェーハWを把持する観点からは、回転シャフト130、131の両端部を支持した両持ち支持であっても、片側の端部のみを支持した片持ち支持であってもよい。しかしながら、本実施形態に係る基板把持装置240が、熱処理装置のウェーハボートへのウェーハWの移載等に用いられる場合には、回転シャフト130、131の先端部を、水平状態で鉛直方向に間隔を空けて複数枚配置されたウェーハW同士の間隔に挿入する必要があるので、図1に示すように、片持ち支持の構成としてもよい。
The rotating
回転シャフト130、131の外周面上には、ウェーハガイド140〜143及びウェーハ受け150、151、153、154が設けられる。
Wafer guides 140 to 143 and
ウェーハガイド140〜143は、ウェーハWを把持するためのクランプ手段であり、回転シャフト130、131の表面から突出するように設けられる。ウェーハガイド140〜143は、各々が突出した上面140t〜143tと、ウェーハWと接触可能な接触面140c〜143cとを有する。ウェーハガイド140〜143は、回転シャフト130、131の外周面上に設けられているので、回転シャフト130、131の回転軸周りの回転に伴って回転し、360度の種々の方向を向くことが可能であるが、上に突出する状態、つまり上面140t〜143tが上方を向いたときに、接触面140c〜143cがウェーハWの側面と接触し、ウェーハWを複数の接触面140c〜143cで挟み込むようにして把持できるように構成されている。
The wafer guides 140 to 143 are clamping means for gripping the wafer W, and are provided so as to protrude from the surfaces of the
ウェーハガイド140〜143は、上面140t〜143tが上方を向いたときに、接触面140c〜143cがウェーハWの側面と接触する位置に設けられるので、上面視したときに、ウェーハWの外周と回転シャフト130、131が交わり箇所に、ウェーハガイド140〜143の接触面140c〜143cが来るように配置される。
Since the wafer guides 140 to 143 are provided at positions where the contact surfaces 140c to 143c come into contact with the side surfaces of the wafer W when the
ウェーハガイド140〜143は、回転シャフト130、131とウェーハWが交わる箇所の総て、つまり、各々の回転シャフト130、131について、2箇所に設けられることが好ましい。例えば、ウェーハWを必要最小限のウェーハガイド140〜143で把持するという観点からは、4個のウェーハガイド140〜143のうち、3個のウェーハガイド140〜143が存在すれば十分であり、例えば、ウェーハガイド140、142、143が存在すれば、ウェーハWの把持は可能である。更に言えば、対向する2個のウェーハガイド、例えばウェーハガイド140、143が存在すれば、ウェーハWを把持することは可能である。この意味において、ウェーハガイド140〜143は、ウェーハWの把持に必要な最小限の個数、例えば、対向する2個のウェーハガイド140、143のみで構成することが可能であり、4個のウェーハガイド140〜143は必須ではない。しかしながら、ウェーハWを確実に把持するためには、回転シャフト130、131とウェーハWの交点の総てにウェーハガイド140〜143を設けることが好ましいので、図1においては、回転シャフト130とウェーハWの2箇所の交点の双方にウェーハガイド140、141を設け、同様に回転シャフト131とウェーハWの2箇所の交点の双方にウェーハガイド142、143を設けている。
The wafer guides 140 to 143 are preferably provided at all of the locations where the
本実施形態においては、図1に示すように、回転シャフト130は、先端側のウェーハガイド140とベース170側のウェーハガイド141を有し、両者は外周面上の同じ方向に突出するように設けられている。かかる構成により、回転シャフト130の長手方向においても、2個のウェーハガイド140、141により、ウェーハWを挟持することができる。同様に、回転シャフト131も、長手方向の先端側においてウェーハガイド142、ベース170側においてウェーハガイド143を有し、両者は外周面上で同じ方向に突出している。これにより、回転シャフト131の長手方向においても、2個のウェーハガイド142、143で両側からウェーハWを挟持することができる。そして、2本の回転シャフト130、131は、左右に離間して設けられているので、回転シャフト130のウェーハガイド140、141で左側から、回転シャフト131のウェーハガイド142、143で右側からウェーハWを挟持することができる。よって、回転シャフト130、131の延在方向に垂直な左右方向についても、ウェーハWを両側から挟持するような状態となる。このように、本実施形態に係る基板把持装置240は、複数のウェーハガイド140〜143により、ウェーハWの周囲を側面から囲むようにして、ウェーハWを確実に把持できる構成を有する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
ウェーハガイド140〜143の接触面140c〜143cは、ウェーハWの外周形状に概略沿う形状で構成されることが好ましい。例えば、ウェーハガイド140〜143の接触面140c〜143cは、ピンが突出したような形状であっても、ウェーハWを囲み、ウェーハWに適切に接触することができれば、ウェーハWを把持することができる。この意味で、ウェーハガイド140〜143は、ウェーハWの側面に適切に接触可能であれば、その形状を問わない。しかしながら、ウェーハWを確実に把持するためには、ウェーハWとの接触面積を増加させるとともに、ウェーハWをウェーハガイド140〜143内に導き易くするため、ウェーハWの外周(側面)の形状に概略沿う形状に構成されることが好ましい。図1においては、ウェーハガイド140〜143の接触面140c〜143cは、ウェーハWの外周の曲率と同じ曲率を備える曲率面ではないが、ウェーハWの外周の接線となり得る直線と同じ方向に形成された平面に構成されている。これにより、ウェーハWを確実に把持することができる。 The contact surfaces 140c to 143c of the wafer guides 140 to 143 are preferably configured in a shape that roughly follows the outer peripheral shape of the wafer W. For example, even if the contact surfaces 140c to 143c of the wafer guides 140 to 143 have a shape in which pins protrude, the contact surfaces 140c to 143c can hold the wafer W if it can surround the wafer W and properly contact the wafer W. it can. In this sense, the shape of the wafer guides 140 to 143 is not limited as long as the wafer guides 140 to 143 can appropriately contact the side surface of the wafer W. However, in order to securely hold the wafer W, the contact area with the wafer W is increased and the wafer W is easily guided into the wafer guides 140 to 143. It is preferable to be configured in a shape along. In FIG. 1, the contact surfaces 140 c to 143 c of the wafer guides 140 to 143 are not curved surfaces having the same curvature as that of the outer periphery of the wafer W, but are formed in the same direction as a straight line that can be a tangent to the outer periphery of the wafer W. It is configured in a flat plane. Thereby, the wafer W can be reliably held.
ウェーハガイド140〜143は、その接触面140c〜143cがウェーハWの側面と接触するので、接触してもウェーハWに損傷を与えない材料から構成される。例えば、硬度があまり高くない材料、又は若干の弾性を有する材料等から構成されてもよい。具体的には、ウェーハガイド140〜143は、樹脂材料から構成されてもよい。 Since the contact surfaces 140c to 143c are in contact with the side surfaces of the wafer W, the wafer guides 140 to 143 are made of a material that does not damage the wafer W even if the contact is made. For example, it may be composed of a material that does not have a very high hardness or a material that has some elasticity. Specifically, the wafer guides 140 to 143 may be made of a resin material.
ウェーハ受け150、151、153、154は、ウェーハWの下面に接触し、ウェーハWを下方から接触支持するための部材である。つまり、ウェーハ受け150、151、153、154は、ウェーハWを受ける役割を担う。ウェーハガイド140〜143が、回転シャフト130、131とウェーハWの外周の交点付近のやや外側に設けられたのに対し、ウェーハ受け150、151、153、154は、ウェーハWを回転シャフト130、131上に載置したときに、ウェーハWに回転シャフト130、131が覆われる位置に設けられる。また、ウェーハ受け150、151、153、154は、ウェーハガイド140〜143が突出する向きと同じ向きに突出するように設けられ、ウェーハガイド140〜143と協働してウェーハWを把持する。
The
ウェーハ受け150、151、153、154も、ウェーハWを支持するためには、全体で最低3個存在すればよいが、図1においては、確実にウェーハWを支持すべく、各々の回転シャフト130、131に2個ずつ、合計4個のウェーハ受け150、151、153、154が設けられた例が示されている。また、ウェーハ受け150、151、153、154の個数は、4個よりも多く設けてもよい。このように、ウェーハ受け150、151、153、154は、ウェーハWを支持可能な3個以上の個数が設けられていれば、用途に応じて、種々の個数としてよい。
The
ウェーハ受け150、151,153、154が設けられる位置は、載置されたウェーハWを受けて支持するのに適切な箇所に配置されてよい。例えば、総てのウェーハ受け150、151、153、154を、ウェーハWの中央付近に集中して配置すると、安定的にウェーハWを支持し難くなるので、ウェーハWの外周付近に配置するようにしてもよい。図1においては、ウェーハWの外周付近のウェーハWの領域内にウェーハ受け150、151、153、154が設けられている。
The positions where the
ウェーハ受け150、151、153、154も、ウェーハWの下面に接触してウェーハWを支持するので、ウェーハWに損傷を与えない材料から構成される。例えば、ウェーハガイド140〜143と同様に、樹脂材料から構成してもよい。
The
ベース170は、回転シャフト130、131の支持側に設けられた基底板である。カバー180は、回転駆動機構230のモーター220等の駆動機構を収容する筐体である。
The
タイミングプーリ190、191は、タイミングベルト200を介して、回転シャフト130、131同士の回転の同期をとるための手段である。図1に示すような、ウェーハWがウェーハガイド140〜143に囲まれるようにして把持される状態は、回転シャフト130のウェーハガイド140、141と、回転シャフト131のウェーハガイド142、143が同時にウェーハWと接触する位置に到達するように回転シャフト130、131を回転させないと、達成できない。つまり、回転シャフト130、131同士は、両者の同期がとられた状態で回転させられる必要がある。この、回転シャフト130、131同士の回転の同期をとるのがタイミングプーリ190、191である。具体的には、タイミングプーリ190は、円環状の形状を有し、回転シャフト130の一端が円環の中心に挿入され、回転シャフト130を固定支持する。一方、タイミングプーリ191は、中心に窪みを有する円盤状の形状を有し、窪みにモーター220の回転シャフト221が挿入される。タイミングプーリ190、191の外周面には、離間して配置された両者を跨ぐように、ゴム等で形成されたタイミングベルト200が巻き回される。そして、モーター220の駆動により、タイミングプーリ191が回転すると、その回転駆動力がタイミングベルト200を伝達してタイミングプーリ190に伝達し、タイミングプーリ190がタイミングプーリ191と同一方向に回転する。これにより、タイミングプーリ190、191同士の同期がとられる。
The timing pulleys 190 and 191 are means for synchronizing the rotation of the
一方、ギヤ210、211は、回転力を伝達するとともに、回転方向を変えるための動力伝達手段である。ギヤ210、211同士は、互いにギヤ210、211の歯が噛み合うように配置されている。また、ギヤ210は、タイミングプーリ191と一体となって設けられ、タイミングプーリ191と同じ回転をするように構成されている。例えば、モーター220の回転シャフト221が、手前側から見て時計回りに回転すると、タイミングプーリ191及びギヤ200は時計回りに回転し、ギヤ211は、ギヤ210の回転に伴い、反時計回りに回転する。一方、ギヤ211は、円環状の形状を有し、円環の中心に回転シャフト131が挿入され、回転シャフト131の一端を固定支持している。
On the other hand, the
よって、モーター220の回転シャフト221が時計回りに回転すると、ギヤ211は反時計回りに回転し、ギヤ211に支持されている回転シャフト131も反時計回りに回転する。一方、タイミングプーリ191から時計回りの動力がタイミングベルト200を介して伝達されたタイミングプーリ190は、時計回りに回転し、タイミングプーリ190に支持されている回転シャフト130も時計回りに回転する。つまり、モーター220の回転シャフト221の時計回りの回転により、回転シャフト130が時計回り、回転シャフト131が反時計回りに互いに同期して回転する。これにより、回転シャフト130、131は、逆方向に同期して回転し、ウェーハWの両外側からウェーハガイド140〜143でウェーハWを挟み込むような回転運動を行う。
Therefore, when the
制御部100は、モーター220の回転を制御するための制御手段である。制御部100は、モーター200の回転駆動を制御することにより、上述の回転シャフト130、131の回転動作を制御してよい。なお、制御部100は、モーター200の回転駆動を制御可能な種々の手段により構成されてよい。例えば、制御部100は、CPU(Central Processing Unit、中央処理装置)を搭載し、プログラムにより動作するマイクロコンピュータや、特定の用途のために設計、製造された集積回路であるASIC(Application Specific Integrated Circuit)等を含む所定の電子回路として構成されてもよい。
The
このように、実施形態1に係る基板把持装置240においては、ウェーハガイド140〜143が外周表面に設けられた回転シャフト130、131を回転駆動機構230で同期をとりつつ回転させることにより、ウェーハガイド140〜143でウェーハWを把持することができる。
As described above, in the
次いで、図2及び図3を用いて、実施形態1に係る基板把持装置240の基本動作について、より詳細に説明する。
Next, the basic operation of the
図2は、本発明の実施形態1に係る基板把持装置240のアンクランプ(非把持)時の状態を示した図である。図2(A)は、実施形態1に係る基板把持装置240のアンクランプ時の状態を示した上面図であり、図2(B)は、実施形態1に係る基板把持装置240のアンクランプ時の状態を示した側面図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the
なお、図2に示した基板把持装置240においては、回転シャフト130、131の各々に3個ずつウェーハ受け150〜152、153〜155が設けられている点で、図1に示した基板把持装置240と異なるが、ウェーハ受け150〜155の数は、大きな変更ではないので、図1の基板把持装置240と同一の実施形態として、追加されたウェーハ受け152、155以外は、図1と同一符号を用いて説明する。
2 is provided with three
図2(A)、(B)において、本実施形態に係る基板把持装置のアンクランプ時の状態が示されているが、図2(B)に示されるように、回転シャフト131はウェーハWの下方に離間して配置される。また、図2(A)、(B)に示されるように、ウェーハガイド140〜143の上面140t〜143t及び突起状のウェーハ受け150〜155は、水平方向外側を向くような配置とされる。このように、回転シャフト131の表面から突出しているウェーハガイド140〜143及びウェーハ受け150〜155を横向きに寝かせることにより、図2(B)に示すように、回転シャフト130、131、ウェーハガイド140〜143及びウェーハ受け150〜155を含むクランプ部の全体高さを、回転シャフト130、131の径の大きさとすることができる。これは、回転シャフト130、131から突出するように設けられたウェーハガイド140〜143及びウェーハ受け150〜155が、何ら上方に向かって突出せず、水平方向外側に突出した状態となったからである。このような状態とすることにより、回転シャフト130、131のウェーハWのピッチ間への挿入が非常に容易となる。つまり、ウェーハガイド140〜143及びウェーハ受け150〜155の高さがゼロとなった状態となるので、ウェーハWのピッチ間においても上下のクリアランスを大きく保った状態で回転シャフト130、131を挿入することが可能となる。
2A and 2B show the state of the substrate gripping apparatus according to the present embodiment when it is unclamped. As shown in FIG. It is spaced apart downward. 2A and 2B, the
図3は、本発明の実施形態1に係る基板把持装置240のクランプ(把持)時の状態を示した図である。図3(A)は、実施形態1に係る基板把持装置240のクランプ時の状態を示した上面図であり、図3(B)は、実施形態1に係る基板把持装置240のクランプ時の状態を示した側面図である。なお、基板保持装置240の構成は、図2と同様である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a state during clamping (gripping) of the
図3(A)、(B)において、本実施形態に係る基板把持装置のクランプ時の状態が示されているが、図3(A)、(B)に示されるように、回転シャフト130、131の表面上に設けられたウェーハ受け150〜155がウェーハWを接触支持して持ち上げ、ウェーハガイド140〜143の接触面140c〜143cがウェーハWの側面を支持した状態となっている。つまり、ウェーハ受け150〜155がウェーハWの下面を接触支持し、ウェーハガイド140〜143の接触面140c〜143cがウェーハWの側面を囲んで把持した状態となっている。
3A and 3B show the state of the substrate gripping apparatus according to the present embodiment when it is clamped. As shown in FIGS. 3A and 3B, the
図2のアンクランプ状態から図3のクランプ状態の移行は、回転シャフト130、131を90度内側に向かって回転させるという動作によって行われている。つまり、最初にウェーハガイド140〜143及びウェーハ受け150〜155を横向きとし、寝かせた状態でウェーハWの下方に回転シャフト130、131を配置する。次いで、回転シャフト130、131を90度内側に回転させてウェーハガイド140〜143及びウェーハ受け150〜155を鉛直方向に立たせることにより、ウェーハ受け150〜155でウェーハWを支持するとともに、ウェーハWの側面をウェーハガイド140〜143で把持することができる。このように、本実施形態に係る基板把持装置240においては、回転シャフト130、131の配置と回転という簡素な動作により、ウェーハWを把持することができる。
The transition from the unclamped state of FIG. 2 to the clamped state of FIG. 3 is performed by the operation of rotating the
なお、回転シャフト130、131は、ウェーハガイド140〜143が上方に突出し、上面140t〜143tが上方を向くとともに、接触面140c〜143cがウェーハWに接触してウェーハWをクランプした状態を、所定の回転位置としてウェーハ把持の基準位置として定めることができる。この所定の回転位置で回転シャフト130、131の回転を停止させることにより、ウェーハガイド140〜143にウェーハWを把持させることができる。なお、図2、3で示したように、ウェーハガイド140〜143の上面140t〜143tが水平方向を向き、これを90度回転させて上面140t〜143tが鉛直方向の上方を向いた位置を、所定の回転位置として定めてもよい。
The rotating
なお、図3に示すように、ウェーハガイド140〜143の高さは、ウェーハ受け150〜155よりも高くなるように構成する。
As shown in FIG. 3, the height of the wafer guides 140 to 143 is configured to be higher than that of the
次に、本発明の実施形態1に係る基板把持装置240のクランプ動作の種々の態様について説明する。
Next, various aspects of the clamping operation of the
図4は、本発明の実施形態1に係る基板把持装置240のクランプ動作の第1の態様を説明するための図である。図4に示すクランプ動作においては、回転シャフト130、131の1回の回転で、ウェーハWの持ち上げとクランプを同時に行う。
FIG. 4 is a diagram for explaining a first aspect of the clamping operation of the
図4(A)〜(C)は、ウェーハ受け150、153の動作を前方から見た図を示し、図4(D)〜(F)は、ウェーハガイド140、142の動作を前方から見た図を示す。なお、水平に配置された図4(A)と図4(D)、図4(B)と図4(E)、図4(C)と図4(F)は、それぞれ同じタイミングにおける動作を示している。
4 (A) to 4 (C) show the operation of the
図4(A)は、回転シャフト130、131がウェーハWの下方に配置されたときのウェーハ受け150、153の状態を示し、図4(D)は、回転シャフト130、131がウェーハWの下方に配置されたときのウェーハガイド140、142の状態を示す。
4A shows a state of the
この状態においては、ウェーハ受け150、153は、ともに水平方向外側を向き、横に寝かせた状態となっている。同様に、ウェーハガイド140、142も、上面140t、142tがともに水平方向外側を向き、横に寝かせた状態となっている。このような状態では、ウェーハWが所定のピッチを有して鉛直方向に複数枚載置されている場合であっても、狭い間隔に回転シャフト130、131を、余裕を持ったクリアランスで挿入することができる。
In this state, the
図4(B)は、回転シャフト130、131が回転動作を開始したときのウェーハ受け150、153の状態を示し、図4(E)は、回転シャフト130、131が回転動作を開始したときのウェーハガイド140、142の状態を示す。
FIG. 4B shows the state of the
この状態においては、ウェーハ受け150、153がウェーハWの下面に接触し、ウェーハWの接触支持を開始する。一方、ウェーハガイド140、142は、上面140t、142tが上方を向き始める。図4(E)では示されていないが、この段階で、ウェーハガイド140、142の接触面140c、142cは、斜め上方を向いて、外側に開いた傾斜面を形成する状態となる。これは、ウェーハWが傾斜面内に導入される状態となり、ウェーハガイド140、142の接触面140c、142cは、ウェーハWを把持位置にガイドする状態となる。このように、本実施形態に係る基板把持装置240では、ウェーハガイド140、142の回転動作により、ウェーハWの位置決め動作を自動的に行うことができ、ウェーハWを把持位置にガイドすることができる。
In this state, the
図4(C)は、回転シャフト130、131が所定の回転位置で静止したときのウェーハ受け150、153の状態を示し、図4(F)は、回転シャフト130、131が所定の回転位置で静止したときのウェーハガイド140、142の状態を示す。
4C shows the state of the
この状態においては、ウェーハ受け150、153は、頂点でウェーハWを接触支持しており、ウェーハWを最上部で持ち上げた状態である。一方、ウェーハガイド140、142は、上面140t、142tが鉛直方向の上方を向き、完全に鉛直方向に立ち上がった状態である。ウェーハガイド140、142は、図4(F)では図示されていない接触面140c、142cでウェーハWの側面に接触し、ウェーハWを把持している。なお、ウェーハWの側面は、ウェーハガイド140、142の上端近くで接触面140c、142cと接触している。ウェーハWは、鉛直方向では突起状のウェーハ受け150、153の頂点で支持され、水平方向ではウェーハガイド140、142の接触面140c、142cにより固定されている状態であるので、ウェーハガイド140、142は、ウェーハ受け150、153の頂点上にウェーハWが支持されたときにも、ウェーハWの上面よりも高くなるような高さが必要とされる。
In this state, the
このように、図4に示したクランプ動作では、ウェーハWの持ち上げと、ウェーハWのクランプを、回転シャフト130、131の1回の回転動作で1度に行う。例えば、このような動作により、ウェーハWをクランプしてもよい。
As described above, in the clamping operation shown in FIG. 4, the wafer W is lifted and the wafer W is clamped at one time by one rotation of the
図5は、本発明の実施形態1に係る基板把持装置240のクランプ動作の第2の態様を説明するための図である。図5に示すクランプ動作においては、回転シャフト130、131の回転動作をまず行い、次いで、回転シャフト130、131を静止した状態でウェーハWを持ち上げ、最後にクランプ動作を行う。
FIG. 5 is a view for explaining a second mode of the clamping operation of the
図5(A)〜(E)は、ウェーハ受け150、153の動作を前方から見た図を示し、図4(F)〜(J)は、ウェーハガイド140、142の動作を前方から見た図を示す。なお、図4と同様に、水平に配置された図5(A)と図5(F)、図5(B)と図5(G)、図5(C)と図5(H)、図5(D)と図5(I)、及び図5(E)と図5(J)は、それぞれ同じタイミングにおける動作を示している。
FIGS. 5A to 5E show the operations of the
図5(A)は、回転シャフト130、131がウェーハWの下方に配置されたときのウェーハ受け150、153の状態を示し、図5(F)は、回転シャフト130、131がウェーハWの下方に配置されたときのウェーハガイド140、142の状態を示す。
5A shows the state of the
この状態においては、ウェーハ受け150、153は、ともに水平方向外側を向き、横に寝かせた状態となっている。同様に、ウェーハガイド140、142も、上面140t、142tがともに水平方向外側を向き、横に寝かせた状態となっている。このような状態では、ウェーハWが所定のピッチを有して鉛直方向に複数枚載置されている場合であっても、狭い間隔に回転シャフト130、131を、余裕を持ったクリアランスで挿入することができる。但し、回転シャフト130、131は、図4(A)、(D)の場合よりも、ウェーハWの下面から距離が離れた状態で回転シャフト130、131が配置される。
In this state, the
図5(B)は、回転シャフト130、131が回転動作を開始したときのウェーハ受け150、153の状態を示し、図5(G)は、回転シャフト130、131が回転動作を開始したときのウェーハガイド140、142の状態を示す。
FIG. 5B shows the state of the
この状態においては、ウェーハ受け150、153及びウェーハガイド140、142が回転動作を開始し、両者の上面が水平方向から斜め上方を向き始めるが、まだ、ウェーハ受け150、153は、ウェーハWには接触しない位置にある。また、ウェーハガイド140、142の方も、ウェーハWに接触するかしないかという状態である。
In this state, the
図5(C)は、回転シャフト130、131が所定の回転位置で静止したときのウェーハ受け150、153の状態を示し、図5(H)は、回転シャフト130、131が所定の回転位置で静止したときのウェーハガイド140、142の状態を示す。
FIG. 5C shows the state of the
この状態では、ウェーハ受け150、153がウェーハWの下面を接触支持できるような接近した距離にあれば、ウェーハWの下面を接触支持するとともに、クランプ動作が行われるが、図5(C)に示すように、ウェーハ受け150、153は、ウェーハWの下面と接触しない程に離れた位置に配置されている。よって、ウェーハ受け150、153は、ウェーハWを接触支持しないが、ウェーハ受け150、153の頂点が上方を向き、ウェーハWを支持可能な状態となっている。一方、ウェーハガイド140、142の方は、ウェーハWに到達し、図示しない接触面140c、142cの上端部が、ウェーハWの側面に接触した状態となる。
In this state, if the
なお、図5(G)から図5(H)に移行する間に、ウェーハガイド140、142の接触面140c、142cは斜め上方を向いて外側に開いた状態を経るので、ウェーハWを外側からガイドするようにしてウェーハガイド140、142は回転移動する。 During the transition from FIG. 5 (G) to FIG. 5 (H), the contact surfaces 140c and 142c of the wafer guides 140 and 142 pass obliquely upward and open outward, so that the wafer W is moved from the outside. As guided, the wafer guides 140 and 142 rotate.
図5(D)は、回転シャフト130、131が上昇し、ウェーハ受け150、153がウェーハWの下面を接触支持した状態を示し、図5(I)は、回転シャフト130、131が上昇し、ウェーハガイド140、142がウェーハWを固定した状態を示す。
FIG. 5D shows a state where the
この状態では、ウェーハWは、ウェーハ受け150、153が上昇し、ウェーハWを下方から接触支持する。回転シャフト130、131の回転ではなく、回転シャフト130、131の鉛直方向への上昇移動により、ウェーハ受け150、153がウェーハWを受ける動作を行う。また、ウェーハガイド140、142は、図5(H)の状態からそのまま上昇し、ウェーハWの側面が、ウェーハガイド140、142の接触面140c、142cの上端よりも低い位置に相対的に移動した状態となる。
In this state, the
図5(E)は、回転シャフト130、131を更に内側に回転させたときのウェーハ受け150、153の状態を示し、図5(J)は、回転シャフト130、131を更に内側に回転させたときのウェーハガイド140、142の状態を示す。
FIG. 5E shows the state of the
この状態では、ウェーハ受け150、153は、垂直よりも内側に配って斜めの状態となるので、若干ウェーハWを接触支持する高さは低い位置となる。一方、ウェーハガイド140、142は、接触面140c、142cが内側に傾斜し、ウェーハWの側面及び上面端部を、斜め上方から挟み込むように押さえ付けるような状態となる。つまり、ウェーハWは、ウェーハガイド140、142の接触面140c、142cで挟み込まれるように固定され、クランプされる。つまり、ウェーハWは、側方からの接触支持だけでなく、外側斜め上方から内側下方向きの軽い圧力を受け、挟み込まれるようにしてウェーハガイド140、142の接触面140c、142cに把持される。よって、単に側方から接触支持の力を受けるよりも、強固にウェーハWが把持される。
In this state, the
このように、回転シャフト130、131を90度回転させ、ウェーハ受け150、153及びウェーハガイド140、142について把持可能な状態を形成してから回転シャフト130、131を上昇させ、その状態から更に強固なクランプを行う動作としてもよい。より確実に、ウェーハWの把持を行うことが可能となる。
As described above, the
なお、図5(E)、(J)で示したウェーハWを挟み込むクランプ動作は、図4で示したクランプ動作において、追加的に行うようにしてもよい。図4におけるクランプ動作においても、更に強固なウェーハWの把持が可能となる。 The clamping operation for sandwiching the wafer W shown in FIGS. 5E and 5J may be additionally performed in the clamping operation shown in FIG. Even in the clamping operation in FIG. 4, the wafer W can be held more firmly.
また、図4、5においては、回転シャフト130、131を前方から見た図を用いて説明したが、ウェーハ受け151、152、154、155及びウェーハガイド141、143においても同様の動作が行われることは言うまでも無い。
4 and 5, the
図6は、本発明の実施形態1に係る基板把持装置240のクランプ状態とアンクランプ状態、及びウェーハ受け150〜155とウェーハガイド140〜143とをより詳細に説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the clamped state and the unclamped state of the
図6(A)は、実施形態1に係る基板把持装置240のクランプ状態の一例を示した斜視図である。図6(A)において、回転シャフト130によるクランプ状態を示した斜視図が示されているが、クランプ状態においては、ウェーハWの下面がウェーハ受け150で点接触により支持され、ウェーハWの外周をなす側面が、ウェーハガイド140の接触面140cで接触支持されている。
FIG. 6A is a perspective view illustrating an example of a clamped state of the
なお、ウェーハ受け150は、上面が滑らかな曲面を有する突起形状を有し、種々の角度でウェーハWの下面と接触しても、ウェーハWを滑らかに支持できるとともに、ウェーハWの裏面に損傷を与えない形状となっている。また、ウェーハガイド140は、回転シャフト130の外周面上のウェーハ受け150と同一直線上に、台形状の平面形状を有する四角柱の突起として設けられている。ウェーハガイド140の回転シャフト130に平行な側面及び回転シャフト130の端部に平行な端面は、回転シャフト130の外形に沿うように構成しているが、ウェーハWと接触する内側面、つまり接触面140cは、ウェーハWの外形に沿う傾斜面(平面的に)として構成されている。これにより、ウェーハWの側面を確実に保持することができる。
The
図6(A)に示すように、回転シャフト130を回転させ、ウェーハガイド140の接触面140cが垂直に立っているときには、ウェーハガイド140は、接触面140cでウェーハWの外周に沿うように側面を囲み、確実にウェーハWをクランプできる状態となっている。
As shown in FIG. 6A, when the
図6(B)は、実施形態1に係る基板把持装置240のアンクランプ状態の一例を示した斜視図である。図6(B)において、回転シャフト130によるアンクランプ状態を示した斜視図が示されているが、アンクランプ状態においては、ウェーハガイド140が外側に開き、ウェーハガイド140の接触面140cは、ウェーハWの側面からは離間した状態となっている。また、ウェーハ受け150も、ウェーハWの下面からは離間した状態となっている。この状態では、ウェーハWは、ウェーハボートやFOUP等に水平支持された状態となっており、回転シャフト130には支持されていない状態である。
FIG. 6B is a perspective view illustrating an example of an unclamped state of the
このように、本実施形態に係る基板把持装置240では、ウェーハWの荷重を支える支持と、ウェーハWを固定する把持を、回転シャフト130の回転という非常に簡単な動作で同時に行うことができ、把持時間の短縮も図ることができる。
As described above, in the
図7は、本発明の実施形態1に係る基板把持装置240の基板の呼び込み動作について説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a substrate calling operation of the
図7において、ウェーハガイド140がウェーハWに対して開いており、ウェーハガイド140の接触面140cが斜め上方を向いて傾斜した状態が示されている。図6に示したように、ウェーハガイド140の接触面140cは、鉛直方向には特に傾斜面を形成していない。しかしながら、回転シャフト130を、ウェーハWの外側から内側に向かう方向に回転させることにより、ウェーハガイド140の接触面140cがウェーハWの側面に対して傾斜面を形成し、この状態から徐々に接触面140cが垂直に立ってゆくような動きとなり、ウェーハWを把持位置に導くような動作をさせることが可能となる。つまり、ウェーハガイド140の接触面140cが、外に開いた傾斜面を形成して内側にウェーハWを呼び込み、徐々に接触面140cが垂直に立ってゆき、ウェーハWを接触面140c内に導入する動作を行わせることができる。このように、本実施形態に係る基板把持装置240においては、ウェーハWを把持するクランプ手段に傾斜面を形成しなくても、ウェーハWを呼び込む動作を行うことができ、スムーズなウェーハWの把持動作を行うことができる。
In FIG. 7, the
なお、ウェーハWの呼び込み動作については、回転シャフト130の回転速度等により、調整が可能である。例えば、ウェーハガイド140が開き、ウェーハWを呼び込む際に回転シャフト130の回転を遅くすれば、ウェーハWをウェーハガイド140内に呼び込む動作の確実性を高めることができる。必要に応じて、このような回転速度の調整を行ってもよい。
Note that the wafer W loading operation can be adjusted by the rotational speed of the
図8は、図7で説明したウェーハWの呼び込み動作を応用したウェーハWの把持方法について説明するための図である。図8(A)は、ウェーハWの側面とガイド手段140の接触面140cとの間の隙間を誇張して示した模式図であり、図8(B)は、ウェーハWの側面とガイド手段140の接触面140cとの間の隙間をアンクランプ状態により形成した図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a method of gripping the wafer W to which the wafer W calling operation described in FIG. 7 is applied. 8A is a schematic diagram exaggeratingly showing the gap between the side surface of the wafer W and the
図8(A)では、ガイド手段140の接触面140cが垂直に立っており、本来的には、ガイド手段140の接触面140cはウェーハWの側面に接触した状態であるが、隙間Gが存在した状態を示している。ガイド手段140は、図8(A)に示した隙間Gが0mmとなった状態を形成することにより、ウェーハWを両側から挟持し、ウェーハWを確実にクランプすることができる。
In FIG. 8A, the
一方、このガイド手段140の接触面140cとウェーハWの側面との隙間Gは、図7で説明したように、回転シャフト130を回転させることにより、調整が可能である。つまり、ウェーハWの側面とガイド手段140の接触面140cが接触した状態は、両者の隙間が0mmのクランプ状態であるが、回転シャフト130を外側に極めて僅かだけ回転させることにより、隙間Gを形成することができる。
On the other hand, the gap G between the
図8(B)は、クランプ状態から僅かだけ回転シャフト130を外側に回転させて僅かなアンクランプ状態とし、ガイド手段140の接触面140cを外側に開くように傾斜させ、ウェーハWの側面とガイド手段140の接触面140cとの間に僅かな隙間Gを形成した状態を示している。隙間Gは、例えば、0mmよりは大きく1mm以下の大きさ、つまり0<G≦1mmの範囲としてもよい。このような、0〜1mm程度の僅かな隙間Gを形成したアンクランプ状態で、ウェーハWを搬送することが可能である。例えば、撓み、変形が大きいウェーハWについては、このようなウェーハWの側面とガイド手段140の接触面140cとの間に僅かな隙間Gを有した基板把持状態を維持し、このまま搬送等を行うことが可能である。また、位置ずれが発生したウェーハWについては、回転シャフト130を適宜回転させてガイド手段140の接触面140cを傾斜させ、その傾斜によって位置ずれしたウェーハWを呼び込み、位置ずれを修正することも可能である。
In FIG. 8B, the
このように、本実施形態に係るウェーハWの把持は、ウェーハWを固定する把持の他、ウェーハWと0〜1mm、或いは2、3mm以内程度の隙間Gを意図的に形成した緩やかな把持状態を含めてもよいこととする。このように、回転シャフト130は、ガイド手段140の接触面140cが鉛直に立った状態でウェーハWの側面に接触する回転位置の他、その回転位置の近傍位置も含めて基板把持の位置を設定してよい。これにより、用途と状況に応じた多様なウェーハWの把持が可能となる。
As described above, the wafer W according to the present embodiment is held in a gentle holding state in which the wafer W is intentionally formed with a gap G within 0 to 1 mm, or within a few mm, in addition to the wafer W fixing. May be included. As described above, the
図9は、本発明の実施形態1に係る基板把持装置240の基板把持部分の斜視図である。図9に示すように、本実施形態に係る基板把持装置240は、基本的には、ウェーハガイド140〜143及びウェーハ受け150〜155を有する回転シャフト130、131が2本設けられただけであり、非常に簡素な構成である。しかしながら、図4〜7において説明したように、クランプ方法については、種々のバリエーションが可能であり、用途に応じて種々の基板把持方法を実施することが可能である。この点において、非常に優れた基板把持装置240であると言える。
FIG. 9 is a perspective view of a substrate gripping portion of the
〔実施形態2〕
図10は、本発明の実施形態2に係る基板把持装置の一例を示した図である。実施形態2に係る基板把持装置241においては、回転シャフト130a、131aの形状のみが異なり、他の構成は、実施形態1に係る基板把持装置240と同様であるので、異なる部分についてのみ説明する。他の箇所については、実施形態1に係る基板把持装置240の構成をそのまま適用することができる。
[Embodiment 2]
FIG. 10 is a view showing an example of a substrate gripping apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In the
図10(A)〜(C)には、実施形態2に係る基板把持装置241を正面から見た状態の図が示されている。実施形態2に係る基板把持装置241は、回転シャフト130a、131aが、円柱形又は円筒形ではなく、楕円形状の断面構造を有する点で、実施形態1に係る基板把持装置240と異なっている。なお、回転シャフト130a、131aは、それぞれ、実施形態1の回転シャフト130、131に対応する箇所に設けられている。
FIGS. 10A to 10C illustrate a state in which the
図10(A)は、回転シャフト130a、131aがウェーハWの下方に配置されたときのウェーハ受け150、153の状態を示した図である。この状態においては、ウェーハ受け150、153は、ともに水平方向外側を向き、横に寝かせた状態となっている。なお、回転シャフト130a、131aは、長軸と短軸を有する楕円形状の断面を有し、ウェーハ受け150、153は、回転シャフト130a、131aの長軸方向の延長線上にある回転シャフト130a、131aの外周面上に設けられている。
FIG. 10A is a diagram showing the state of the
このように、回転シャフト130a、131aの断面形状の長手方向の延長線上にウェーハ受け150、153を設けるようにすれば、ウェーハ受け150、153を横向きに突出するように寝かせた場合には、回転シャフト130a、131aも長軸部分が水平方向、短軸部分が鉛直方向となり、高さを低くした状態でウェーハWの下方に回転シャフト130a、131aを挿入することができる。
As described above, if the
図10(B)は、回転シャフト130a、131aが回転動作を開始したときのウェーハ受け150、153の状態を示した図である。
FIG. 10B is a diagram showing the state of the
この状態においては、回転シャフト130a、131aの長軸の延長線上にあるウェーハ受け150、153がウェーハWの下面に接触し、ウェーハWの接触支持を開始する。ウェーハ受け150、153の回転シャフト130a、131aの回転中心からの距離が大きくなっているので、大きな弧を描いてウェーハ受け150、153が移動する。
In this state, the
なお、図10(B)においては示されていないが、ウェーハガイド140、143は、外側上方を向いて開いた状態となる点は、実施形態1と同様である。 Although not shown in FIG. 10B, the wafer guides 140 and 143 are the same as in the first embodiment in that the wafer guides 140 and 143 are open upward.
図10(C)は、回転シャフト130a、131aが所定の回転位置で静止したときのウェーハ受け150、153の状態を示した図である。
FIG. 10C shows the state of the
この状態においては、ウェーハ受け150、153は、頂点でウェーハWを接触支持しており、ウェーハWを最上部で持ち上げた状態である。回転シャフト130a、131aは、長軸が垂直に立った状態であるので、円柱状又は円筒状の回転シャフト130、131の場合よりも、ウェーハWを高く持ち上げることができる。
In this state, the
なお、図10(C)には示されていないが、この段階で、ウェーハWがウェーハガイド140、143にクランプされる点は、実施形態1と同様である。 Although not shown in FIG. 10C, the point that the wafer W is clamped to the wafer guides 140 and 143 at this stage is the same as in the first embodiment.
実施形態2に係る基板把持装置241によれば、長軸と短軸を有する楕円形の断面形状を有する回転シャフト130a、131aを用いることにより、ウェーハW間のピッチがより狭くなった場合でも、長軸を水平方向、短軸を鉛直方向として回転シャフト130a、131aをウェーハW間に挿入することにより、回転シャフト130a、131aの高さを小さくすることができる。また、ウェーハWの荷重を受ける際には、長軸を鉛直方向とすることにより、回転シャフト130a、131aの荷重撓みを軽減することができる。つまり、長軸を縦にすることにより、回転シャフト130a、131aの見掛け上の厚さが厚くなった状態で荷重を受けることができ、回転シャフト130a、131aの荷重耐性を上げた状態で荷重を受けることが可能となる。
According to the
このように、長軸と短軸を有する扁平な形状の回転シャフト130a、131aを用いることにより、より狭いピッチへの対応や、荷重耐性を向上させることが可能となる。
Thus, by using the flat-shaped
なお、図10においては、回転シャフト130a、131aの断面形状を楕円形状とした例を挙げたが、縦と横の長さが異なる扁平な形状であれば、種々の断面形状を有する回転シャフト130a、131aを採用することが可能となり、例えば、回転シャフト130a、131aを、長方形の断面形状を有する構成としてもよい。
In FIG. 10, an example is given in which the cross-sectional shapes of the
また、図10においては、ウェーハ受け150、153のみを示したが、他のウェーハ受け151、152、154、155も同様に構成する点は、言うまでも無い。
In FIG. 10, only the
また、ウェーハガイド140〜143については、ウェーハ受け150〜155の突出方向と同じ方向に突出するように設ければよく、この点も実施形態1に係る基板把持装置240と同様である。
Further, the wafer guides 140 to 143 may be provided so as to protrude in the same direction as the protruding direction of the
なお、図10においては、回転シャフト130a、131aの外周面上にウェーハ受け150〜155が設けられた例を示したが、例えば、回転シャフト130a、131aが、ウェーハWと直接接触しても問題無く、ウェーハWに損傷を与えるおそれが少ない材料で構成されていれば、ウェーハ受け150〜155を設けなくてもよい。回転シャフト130a、131a自体が、長軸方向に突起を有しているような形状であるので、ウェーハ受け150〜155の役割を、回転シャフト130a、131aの長軸方向の外周面が果たすことができるからである。
10 shows an example in which the
〔実施形態3〕
図11は、本発明の実施形態3に係る基板把持装置の一例を示した図である。実施形態3に係る基板把持装置242は、フォーク160が設けられ、フォーク160上にウェーハ受け156〜159が設けられ、回転シャフト130、131の外周面上には、ウェーハ受け150〜155が設けられていない点で、実施形態1に係る基板把持装置240と異なっている。
[Embodiment 3]
FIG. 11 is a view showing an example of a substrate gripping apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The substrate
フォーク160は、ウェーハWの荷重を支持するための支持手段である。実施形態1に係る基板把持装置240においては、ウェーハWのクランプ時において、回転シャフト130、131がウェーハWの荷重を支持する役割を担っていたが、実施形態3に係る基板把持装置242においては、フォーク160がウェーハWの荷重を支持する役割を担う。よって、フォーク160は、ウェーハWを点接触で支持するためのウェーハ受け156〜159を備える。
The
ウェーハ受け156〜159は、実施形態1で説明したウェーハ受け150〜155と同様の構成及び機能を有してよい。よって、ウェーハ受け156〜159は、載置されたウェーハWを支持するのに適切な位置に配置されることが好ましく、例えば、図11に示すように、ウェーハWの外周付近のウェーハW面内の位置に配置されてもよい。また、図11においては、4個のウェーハ受け156〜159のみが示されているが、ウェーハ受け156とウェーハ受け157との間、及びウェーハ受け158とウェーハ受け159との間に、更に1個ずつウェーハ受けが設けられて6点支持の構成としてもよい。
The
ウェーハ受け156〜159は、実施形態1と同様に、ウェーハWに損傷を与えない材料で構成されることが好ましく、例えば、樹脂材料で構成されてもよい。また、フォーク160は、ウェーハWのサイズが450mm又はそれ以上に大きくなった場合でも、撓み等が発生しないように、変形の小さい材料で構成されてよく、例えば、金属、セラミックス、カーボン等の材料で構成されてもよい。
As in the first embodiment, the
なお、図11においては、フォーク160の表面上にウェーハ受け156〜159が設けられた構成が示されているが、フォーク160が、ウェーハWを直接支持することが可能な材料で構成されている場合には、ウェーハ受け156〜159を必ずしも設ける必要は無い。よって、フォーク160の材質との兼ね合いにより、ウェーハ受け156〜159を設けるか否かは定められてよい。
In FIG. 11, a configuration in which
このように、フォーク160にウェーハWの荷重支持の役割を果たさせているので、回転シャフト130、131は、ウェーハWをクランプする役割のみを果たせばよい。つまり、フォーク160に略水平に支持されたウェーハWを、ウェーハガイド140〜143で周囲から囲み、接触面140c〜143cでウェーハWの側面を把持してウェーハWをクランプすれば、ウェーハWを把持することができる。よって、回転シャフト130、131の外周面上には、ウェーハガイド140〜143のみが設けられ、ウェーハ受け150〜155は設けられていない構成となっている。
Thus, since the
なお、回転シャフト130、131、ウェーハガイド140〜143、ベース170、回転駆動機構230及び制御部100の構成及び機能は、実施形態1と同様であるので、各々の構成要素に実施形態1と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
The configurations and functions of the
図12は、本発明の実施形態3に係る基板把持装置のクランプ動作を説明するための図である。なお、図12においては、実施形態3に係る基板把持装置242を前から見た状態のクランプ動作を示す。
FIG. 12 is a diagram for explaining a clamping operation of the substrate gripping apparatus according to the third embodiment of the present invention. In addition, in FIG. 12, the clamp operation | movement of the state which looked at the board |
図12(A)は、フォーク160及び回転シャフト130、131がウェーハWの下方に配置された状態を示した図である。この状態では、フォーク160上のウェーハ受け156、158の最上部と、ウェーハWの下面とにおいて、最小限のクリアランスが保たれた状態でフォーク160及び回転シャフト130、131がウェーハWの下方に配置される。なお、回転シャフト130、131は、ウェーハガイド140、142の上面140t、142tが横向きとなり、ウェーハガイド140、142の高さが最小となるようにしてウェーハWの下方に配置される。
FIG. 12A is a view showing a state in which the
図12(B)は、フォーク160が上昇してウェーハWを持ち上げた状態を示した図である。この状態では、フォーク160が鉛直方向に上昇し、ウェーハ受け156、158がウェーハWの下面に接触する。これにより、ウェーハWは、ウェーハ受け156、158を介してフォーク160に支持される。なお、ウェーハ受け156,158は、フォーク160の表面から突出した突起形状を有して設けられているので、ウェーハWとフォーク160との間には隙間が保たれ、ウェーハWはウェーハ受け156、158との点接触で支持される。
FIG. 12B is a view showing a state in which the
また、回転シャフト130、131は、ウェーハガイド140、142を横向きに保ったまま、回転駆動機構230により回転駆動されることなくそのままフォーク160とともに上昇する。よって、ウェーハガイド140、142は、ウェーハWとは非接触である。
Further, the
図12(C)は、ウェーハWをクランプした把持状態を示した図である。この状態では、回転シャフト130、131が回転し、ウェーハガイド140、142にウェーハWの側面が固定支持され、ウェーハWがクランプされる。
FIG. 12C is a diagram illustrating a gripping state in which the wafer W is clamped. In this state, the rotating
このように、ウェーハWの荷重支持をフォーク160で行い、回転シャフト130、131は、ウェーハガイド140、142を用いたウェーハWの把持のみを行うようにしてもよい。
As described above, the load support of the wafer W may be performed by the
なお、図12には、ウェーハガイド140、142及びウェーハ受け156、158しか示されていないが、ウェーハガイド141、143及びウェーハ受け157、159も同様の動作を行うことは言うまでも無い。
In FIG. 12, only the wafer guides 140 and 142 and the
〔実施形態4〕
実施形態4においては、実施形態1に係る基板把持装置を用いて熱処理装置を構成した例について説明する。
[Embodiment 4]
In the fourth embodiment, an example in which a heat treatment apparatus is configured using the substrate gripping apparatus according to the first embodiment will be described.
図13は本発明の実施形態4に係る熱処理装置の一例を示す概略構成図、図14は基板移載エリア内の各構成部材の配列位置の一例を示す平面図、図15はウェーハボートを示す側面図、図16は図15中のA−A線に沿った矢視断面図、図17は基板の移載機構の一例を示す図である。 FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing an example of a heat treatment apparatus according to Embodiment 4 of the present invention, FIG. 14 is a plan view showing an example of an arrangement position of each component in the substrate transfer area, and FIG. 15 shows a wafer boat. FIG. 16 is a side view taken along the line AA in FIG. 15, and FIG. 17 is a view showing an example of a substrate transfer mechanism.
図13及び図14に示すように、実施形態4に係る熱処理装置22は、全体が区画壁として機能する例えばステンレス等よりなる筐体24に囲まれており、この内部は収容ボックス26を搬送するための収容ボックス搬送エリア28と被処理基板であるウェーハWを移載する基板移載エリア30とに区画壁32により2分されている。なお、ここではウェーハWは直径が450mmのウェーハを用いるが、これに限定されず、直径が12インチ、8インチ、6インチのウェーハも用いることができる。収容ボックス26には、複数枚、例えば25枚のウェーハが段部状に支持されて開閉蓋26Aにより密閉状態になされており、内部はN2 ガス等の不活性ガス雰囲気や清浄空気の雰囲気になされている。そして、上記収容ボックス搬送エリア28内には清浄空気のダウンフローが流され、基板移載エリア30内にはN2 ガス等の不活性ガス雰囲気になされている。なお、このエリア30内に清浄空気を流す場合もある。
As shown in FIGS. 13 and 14, the
処理システム22は、主に収容ボックス26を処理システム22内に対して搬入搬出させるための搬出入ポート36と、収容ボックス26を一時的に貯留するためのストッカ部38と、この収容ボックス26とウェーハボート40との間でウェーハWを移載する移載ステージ42と、ウェーハボート40に移載されて保持されているウェーハWに対して所定の熱処理を施す縦型熱処理炉44とにより主に構成される。
The
搬出入ポート36において、筐体24には常時開放されているボックス搬出入口46が形成されている。なお、ボックス搬出入口46が開閉ドアで開閉可能になされている場合もある。ボックス搬出入口46には、外部より搬送してきた収容ボックス26を載置するための外側載置台48が設けられている。外側載置台48は、ボックス搬出入口46の内側と外側とに跨がるようにして設置されている。外側載置台48の上部には、外側載置台48上をスライド移動可能になされたスライド板52が設けられており、この上に収容ボックス26を載せた状態で移動できるようになっている。
In the carry-in / out port 36, a box carry-in / out opening 46 that is always open is formed in the housing 24. In some cases, the box loading / unloading port 46 can be opened and closed by an opening / closing door. The box loading / unloading port 46 is provided with an outer mounting table 48 for mounting the
一方、収容ボックス搬送エリア28内の上方には、ストッカ部38が配置される。ストッカ部38には、例えば、2列2段に収容ボックス26を一時的に載置して保管する棚段54が並設されている。なお、この棚段54の数量は特に限定されず、実際には更に多く設けられてよい。
On the other hand, a stocker unit 38 is disposed above the storage
2つの棚段54間には、昇降エレベータ56が起立させて設けられており、この昇降エレベータ56には、水平方向に前進後退及び旋回可能になされたボックス搬送アーム58が設けられている。従って、ボックス搬送アーム58を屈伸及び昇降させることにより、収容ボックス26をボックス搬送アーム58で保持し、搬出入ポート36とスットカ部38との間で搬送できるようになっている。
A
また、移載ステージ42において、両エリア28、30間を区画する区画壁32には、収容ボックス26の開閉蓋26Aよりも僅かに大きくなされた開口60が形成される。更
に、開口60の収容ボックス搬送エリア28側には、置台62が水平に設けられており、この上に収容ボックス26を載置できるようになっている。また、置台62の一方の側には、置台62上に載置された収容ボックス26を区画壁32側へ押圧付勢するためのアクチュエータ64が設けられている。これにより、収容ボックス26の開閉蓋26Aを、開口60に対向させた状態で収容ボックス26の開口部の開口縁が区画壁32の開口60の開口縁に略気密に接触させる。なお、アクチュエータ64として収容ボックス26を、その上方より押圧して固定するようにしたものであってもよい。
Further, in the
開口60の基板移載エリア30側には、これを開閉する開閉ドア66が横方向へスライド可能に設けられている。なお、開閉ドア66が上下方向へスライド移動可能に設けられる場合もある。また、開閉ドア66には、収容ボックス26の開閉蓋26Aを開閉するための蓋開閉機構68が設けられている(図14参照)。そして、収容ボックス搬送エリア28内において、開口60の近傍に収容ボックス26を待機させるための待機用ボックス搬送アーム70が設置されており、次に処理すべきウェーハWを収容する収容ボックス26をボックス搬送アーム58から受け取り、待機後にこれを移載ステージ42に置くようになっている。なお、待機用ボックス搬送アーム70を設けない場合もあり、この場合には、ボックス搬送アーム58により収容ボックス26を移載ステージ42上に設置することになる。
An opening / closing
一方、基板移載エリア30内には、ウェーハボート40を載置する2つのボート載置台、すなわち移載用ボート載置台72と待機用ボート載置台74とが設けられている。2つのボート載置台72、74のうち、移載用ボート載置台72と移載ステージ42との間には、実施形態1に係る基板把持装置を含んだ基板の移載機構76が設けられている。移載機構76は、水平方向へ前進後退可能に構成された回転シャフト130、131を含む基板把持装置240と、この基板把持装置240を上下方向へ移動させる昇降エレベータのような昇降手段80とを主に有している。昇降手段80として、例えばボールネジ等を用いることができる。なお、この移載機構76の構造は後で詳述する。
On the other hand, in the
従って、この移載機構76を屈伸、旋回及び昇降駆動することにより、置台62上の収容ボックス26と移載用ボート載置台72上のウェーハボート40との間で、ウェーハWの移載を行うことができるようになっている。ここではウェーハボート40に関しては、複数台、例えば2台のウェーハボート40A、40Bが設けられており、この2台が交互に用いられる。なお、ウェーハボート40を1台、又は3台以上設けてもよいし、ウェーハボート40が1台の場合には、ボート載置台72、74は設けられず、後述するキャップ上のウェーハボート40との間でウェーハWの移載が行われる。
Therefore, the wafer W is transferred between the
ウェーハボート40は、図15及び図16に示すように、全体が耐熱性材料、例えば石英で構成されている。被処理体ボート40は、例えば6本の支柱82を有し、その上下端を保持板84で固定している。6本の支柱82は、保持板84の略半円側において所定の間隔を隔てて配置されており、これと反対側の半円側がウェーハWをこれに搬入搬出するための搬入搬出側となる。これらの6本の支柱82A、82B、82C、82D、82E、82Fは、図示例においては略半円弧上において略等間隔で配置されているが、各支柱82A〜82Fの配置間隔はこれに限定されない。また、支柱の数も6本に限定されないのは言うまでもない。
As shown in FIGS. 15 and 16, the
支柱82には、図15中において水平方向になされた多数(複数)のリング状の載置台86が支柱82の長手方向に所定のピッチP2で取付固定されている。ピッチP2は、用途に応じて種々変更できるが、例えば11.5mm程度に設定され、全部で製品ウェーハWを75枚程度載置できるように構成されてもよい。
A large number (plural) of ring-shaped mounting bases 86 formed in the horizontal direction in FIG. 15 are attached and fixed to the
リング状の載置台86の内周縁部には、載置台86よりも僅かに上方へ突出されると共に載置台86の半径方向内側へ僅かな長さだけ突出された3個の支持つめ部88(88A、88B、88C)が設けられており、この上にウェーハの周縁部(エッジ)の下面と接触載置してこれを支持するようになっている。
Three
3個の支持つめ部88A〜88Cの取付け位置は、略直径方向に配置された2本の支柱82A、82Fよりも僅かにウェーハ搬入搬出側に2個の支持つめ部88A、88Cを配置し、残りの支持つめ部88Bを中央に配置した2つの支柱82C、82Dの中間位置に配置してウェーハを3点支持するようになっている。この時、載置台86の上面と、これに支持されるウェーハWの下面との間の距離L1は例えば4.0mm程度に設定されている。
The mounting positions of the three
移載機構76の昇降手段80は、図17に示すように、この昇降手段80によって昇降されるベース台90を有しており、ベース台90には、回転駆動機構230が設けられている。なお、ベース台90は、回転駆動機構230を水平方向へ個別に前進及び後退可能に構成された水平方向駆動機構が設けられてよい(図示せず)。そして、回転駆動機構230には、その上でウェーハWを載置及び把持可能な複数本の回転シャフト130、131(回転シャフト131は図示せず)が上下に並列させて設けられている。図17においては、鉛直方向に5本の回転シャフト130が設けられており、一度に最大5枚のウェーハWを移載できるようになっている。このように、回転シャフト130、131を、鉛直方向に複数本設け、一度に複数枚のウェーハWを把持できるように構成してもよい。
As shown in FIG. 17, the lifting / lowering means 80 of the transfer mechanism 76 includes a base table 90 that is lifted / lowered by the lifting / lowering means 80, and a
かかる移載機構76においては、複数のウェーハWが収容ボックス26内に略水平に載置されている場合に、基板把持装置240の回転シャフト130,131を載置されているウェーハWの間に挿入し、実施形態1で説明したようなクランプ動作で、複数枚のウェーハWを把持することができる。そして、図示しない水平駆動機構及び昇降手段80を用いてウェーハWを移動させ、ウェーハボート40内に搬送し、ウェーハWのアンクランプ動作を行い、ウェーハWをウェーハボート40内に移載することができる。逆に、熱処理済みのウェーハWを搬送するには、処理済みのウェーハWが載置されたウェーハボート40に基板把持装置240がアクセスし、ピッチP2で配置されているウェーハW間に回転シャフト130、131を挿入し、回転シャフト130、131を回転させてウェーハWを把持する。そして、やはり図示しない水平駆動機構及び昇降手段80を用いて、ウェーハWを開閉ドア66付近まで搬送し、蓋開閉機構68を用いて収容ボックス26の開閉蓋26Aを開け、ウェーハWを収容ボックス26内に搬入し、ウェーハWをアンクランプして収容ボックス26内に載置する。この場合においては、ウェーハWのサイズが大型化して450mmとなっている場合でも、また、ウェーハW間の載置間隔が狭い場合であっても、撓みの少ない回転シャフト130、131の表面上に設けられたウェーハガイド140〜143及びウェーハ受け150〜155を横向きにして回転シャフト130、131をウェーハW間に挿入し、次いで回転シャフト130、131を回転させてウェーハWを把持することにより、短時間で確実にウェーハWを移載することができる。
In the transfer mechanism 76, when a plurality of wafers W are mounted substantially horizontally in the
次に、図13に戻り、熱処理装置22の説明を行う。基板移載エリア30の一側の上方には、縦型熱処理炉44がベース板104により支持されて配置されている。縦型熱処理炉44は、石英製の円筒体状の処理容器106を有し、その周囲には円筒状の加熱ヒータ108が設けられて、処理容器106内のウェーハを加熱し得るようになっている。これにより、一度に多数枚のウェーハWに対して成膜や酸化拡散等の所定の熱処理を施すようになっている。
Next, returning to FIG. 13, the
この場合、処理内容にもよるが、ウェーハ温度は例えば最大800〜900℃程度になる。この処理容器106の下方には、昇降エレベータのようなボート昇降手段110により昇降可能になされたキャップ112が配置されている。ボート昇降手段110として、例えばボールネジ等を用いることができる。そして、キャップ112上にウェーハボート40を載置してこれを上昇させることにより、ウェーハボート40を処理容器106の下端開口部より処理容器106内へロードできるようになっている。この時、処理容器106の下端開口部は上記キャップ112により気密に閉じられるようになっている。
In this case, the wafer temperature is, for example, about 800 to 900 ° C. at maximum, although it depends on the processing content. A
また、処理容器106の下端開口部の側部には、ウェーハボート40をアンロードしてこれを下方向へ降下させた際に、下端開口部を閉じるシャッタ114がスライド可能に設けられている。そして、降下されたキャップ112と両ボート載置台72、74の近傍には、屈伸及び旋回可能になされたボート移載機構116が設けられており、両ボート載置台72、74とキャップ112との間及び両ボート載置台72、74間でウェーハボート40の移載ができるようになされている。
Further, a
なお、基板移載エリア30内には、清浄空気、又はN2 ガス等の不活性ガスのサイドフローが常時形成されており、基板体移載エリア30内を清浄に保つと共に、この雰囲気温度を冷却するようになっている。
A side flow of an inert gas such as clean air or N 2 gas is always formed in the
また、処理システム22の全体の動作の制御、例えば収容ボックス搬送エリア28内における収容ボックス26の搬入及び搬出操作、基板移載エリア30内におけるウェーハWの移載操作、ウェーハボート40の移載操作、ウェーハボート40の昇降操作、縦型熱処理炉44における熱処理操作(成膜処理等)等は、例えばコンピュータよりなる装置制御部120により制御される。この場合、移載制御部103は、装置制御部120の支配下になっている。そして、装置制御部120や移載制御部103の制御に必要なプログラム(コンピュータによって読み取り可能)は記憶媒体122に記憶されている。記憶媒体122は、例えばフレキシブルディスクやCD(CompactDisc)やハードディスクやフラッシュメモリ等から構成されてよい。
Further, control of the overall operation of the
なお、移載制御部103は、図1及び図11に示した制御部100を内蔵して一体構成されてもよいし、制御部100の上流側の制御部として、制御部100を支配下において制御してもよい。図13においては、制御部100は特に示しておらず、移載制御部103が、モーター220を駆動制御する制御部100の役割も担う例を示している。
The
例えば、このような熱処理装置22に、実施形態1に係る基板把持装置240を用いることができる。また、実施形態4に係る熱処理装置22においては、実施形態1に係る基板把持装置240を用いた例を挙げて説明したが、実施形態2、3に係る基板把持装置241、242を用いて熱処理装置22を構成してもよい。
For example, the
更に、実施形態1乃至3に係る基板把持装置は、熱処理装置22だけでなく、基板の処理に際し、基板の移載、搬送が行われる種々の基板処理装置に適用することができる。
Furthermore, the substrate gripping apparatus according to the first to third embodiments can be applied not only to the
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.
22 熱処理装置
26 収容ボックス
40 ウェーハボート
60 開口
76 移載機構
80 昇降手段
100 制御部
103 移載制御部
106 処理容器
130、130a、131、131a 回転シャフト
140〜143 ウェーハガイド
150〜155 ウェーハ受け
160 フォーク
190、191 タイミングプーリ
200 タイミングベルト
210、211 ギヤ
220 モーター
230 回転駆動機構
240、241、242 基板把持装置
DESCRIPTION OF
Claims (31)
前記基板の下方に配置され、回転軸周りに回転可能に支持された複数のシャフトと、
該シャフトの外周面上の所定位置に設けられ、該シャフトを前記回転軸周りに回転させて所定の回転位置で静止させたときに、前記基板の側面の一部に接触可能に設けられたガイド手段と、
前記複数のシャフトを同期して回転させ、前記複数のシャフトを前記所定の回転位置又は前記所定の回転位置近傍に同時に到達させ、前記ガイド手段に前記基板を把持させる回転機構と、を有し、
前記シャフトは、前記基板を支持可能であり、前記基板を下方から支持した状態で前記基板を把持する基板把持装置。 A substrate gripping device for gripping a substrate supported substantially horizontally,
A plurality of shafts disposed below the substrate and supported rotatably about a rotation axis;
A guide provided at a predetermined position on the outer peripheral surface of the shaft so as to be able to come into contact with a part of the side surface of the substrate when the shaft is rotated around the rotation axis and stopped at the predetermined rotation position. Means,
Wherein the plurality of shafts are rotated in synchronization, the plurality of the shafts to reach the predetermined rotational position or the predetermined rotational position near simultaneously, have a, a rotating mechanism for gripping the substrate to the guide means,
The said shaft can support the said board | substrate, The board | substrate holding apparatus which hold | grips the said board | substrate in the state which supported the said board | substrate from the downward direction .
前記基板の下方に配置され、回転軸周りに回転可能に支持された複数のシャフトと、
該シャフトの外周面上の所定位置に設けられ、該シャフトを前記回転軸周りに回転させて所定の回転位置で静止させたときに、前記基板の側面の一部に接触可能に設けられたガイド手段と、
前記複数のシャフトを同期して回転させ、前記複数のシャフトを前記所定の回転位置又は前記所定の回転位置近傍に同時に到達させ、前記ガイド手段に前記基板を把持させる回転機構と、を有し、
水平方向において前記複数のシャフトの間に設けられ、前記基板の下面を支持するフォークと、を有し、
前記フォークは、前記基板の下面を接触支持する支持突起を有する基板把持装置。 A substrate gripping device for gripping a substrate supported substantially horizontally,
A plurality of shafts disposed below the substrate and supported rotatably about a rotation axis;
A guide provided at a predetermined position on the outer peripheral surface of the shaft so as to be able to come into contact with a part of the side surface of the substrate when the shaft is rotated around the rotation axis and stopped at the predetermined rotation position. Means,
A rotation mechanism that rotates the plurality of shafts synchronously, causes the plurality of shafts to simultaneously reach the predetermined rotation position or the vicinity of the predetermined rotation position, and causes the guide means to grip the substrate; and
Provided in the horizontal direction between the plurality of shafts, anda fork for supporting a lower surface of the substrate,
The substrate gripping device , wherein the fork has a support protrusion for contacting and supporting the lower surface of the substrate.
前記シャフトの他端が前記基板の間に挿入されて前記基板が前記シャフトに把持される請求項18に記載の基板把持装置。 The substrate is a substrate stacked in a vertical direction with a predetermined interval,
The substrate holding apparatus according to claim 18 , wherein the other end of the shaft is inserted between the substrates and the substrate is held by the shaft.
複数の基板を収容する収容ボックスの開口を、前記隔壁の開口に密着した状態で開放可能な収容ボックス開放手段と、
前記基板を略水平状態で保持可能であり、前記処理容器内に搬入するための基板保持手段と、
請求項20に記載された基板把持装置と、を有し、
該基板把持装置が、前記収容ボックスと前記基板保持手段との間の前記基板の移載を行う基板処理装置。 A substrate processing region having a processing container for processing a substrate, to which clean gas is supplied, and having an opening for loading and unloading the substrate in the partition wall;
A storage box opening means capable of opening the opening of the storage box for storing a plurality of substrates in a state of being in close contact with the opening of the partition;
A substrate holding means capable of holding the substrate in a substantially horizontal state, and carrying the substrate into the processing container;
A substrate gripping device according to claim 20 ,
The substrate processing apparatus, wherein the substrate gripping device transfers the substrate between the storage box and the substrate holding means.
前記基板保持手段は、前記基板が所定の間隔を有して複数枚保持可能な基板ボートである請求項21に記載の基板処理装置。 The processing vessel is a heat treatment furnace;
The substrate processing apparatus according to claim 21 , wherein the substrate holding means is a substrate boat capable of holding a plurality of the substrates with a predetermined interval.
回転軸周りに回転可能であり、所定の回転位置に静止したときに前記基板の側面に接触可能なガイド手段を外周面上に有する複数のシャフトを前記基板の下方に配置するシャフト配置工程と、
前記複数のシャフトを同期させて前記回転軸周りに回転させ、前記所定の回転位置又は前記所定の回転位置近傍に同時に停止させて前記基板を把持する基板把持工程と、を有し、
前記ガイド手段は、前記シャフトの外周面から突出した形状を有し、
前記複数のシャフトは、前記ガイド手段と同じ突出方向であり、前記ガイド手段よりも突出高さの低い支持突起を前記外周面上に有し、
前記支持突起上に前記基板を支持しながら前記基板を把持する基板把持方法。 A substrate gripping method for gripping a substrate supported substantially horizontally,
A shaft disposing step of disposing a plurality of shafts on the outer peripheral surface on the outer peripheral surface, the guide means being rotatable about a rotation axis and capable of contacting the side surface of the substrate when stationary at a predetermined rotation position;
Wherein a plurality of shafts in synchronism is rotated about the rotation axis, the predetermined rotational position or the predetermined rotational position simultaneously stopped in the vicinity have a, a substrate gripping step of gripping the substrate,
The guide means has a shape protruding from the outer peripheral surface of the shaft,
The plurality of shafts have the same protrusion direction as the guide means, and have support protrusions on the outer peripheral surface having a protrusion height lower than that of the guide means,
A substrate gripping method of gripping the substrate while supporting the substrate on the support protrusion .
前記複数のシャフトは、前記ガイド手段と同じ突出方向であり、前記ガイド手段よりも突出高さの低い支持突起を前記外周面上に有し、
前記シャフト配置工程において、前記複数のシャフトは、前記所定の回転位置に静止したときに前記支持突起が前記基板に接触しない距離を有して前記基板の下方に配置され、
前記基板把持工程で前記基板を把持した後、前記複数のシャフトを上昇させて前記支持突起上に前記基板を支持する基板支持工程を更に有する請求項23に記載の基板把持方法。 The guide means has a shape protruding from the outer peripheral surface of the shaft,
The plurality of shafts have the same protrusion direction as the guide means, and have support protrusions on the outer peripheral surface having a protrusion height lower than that of the guide means,
In the shaft arrangement step, the plurality of shafts are arranged below the substrate with a distance that the support protrusion does not contact the substrate when stationary at the predetermined rotation position,
The substrate gripping method according to claim 23 , further comprising a substrate support step of supporting the substrate on the support protrusion by lifting the plurality of shafts after gripping the substrate in the substrate gripping step.
前記複数のシャフトを、前記ガイド手段が前記基板を外側から挟むように移動する方向に回転させ、前記基板を前記ガイド手段内に導入するようにして前記基板を把持する請求項23又は24に記載の基板把持方法。 The guide means has a contact surface along a side surface of the substrate;
A plurality of shafts, said guide means so that rotating the direction of movement so as to sandwich the substrate from the outside, according to claim 23 or 24 gripping the substrate to the substrate so as to introduce into said guide means Substrate holding method.
前記複数のシャフトは片持ち支持され、前記基板同士の間隔に挿入されて前記基板の下方に配置される請求項23乃至27のいずれか一項に記載の基板把持方法。 A plurality of the substrates are supported so as to be stacked in a vertical direction with a predetermined interval,
28. The substrate gripping method according to any one of claims 23 to 27 , wherein the plurality of shafts are cantilevered, and are inserted below the substrates by being inserted at intervals between the substrates.
回転軸周りに回転可能であり、所定の回転位置に静止したときに前記基板の側面に接触可能なガイド手段を外周面上に有する複数のシャフトを前記基板の下方に配置するシャフト配置工程と、
前記複数のシャフトを同期させて前記回転軸周りに回転させ、前記所定の回転位置又は前記所定の回転位置近傍に同時に停止させて前記基板を把持する基板把持工程と、を有し、
前記基板は、前記複数のシャフト以外の支持手段により複数点の点接触で支持され、
前記複数のシャフトの前記外周面が前記基板と非接触な状態で、前記ガイド手段が前記基板を把持する基板把持方法。 A substrate gripping method for gripping a substrate supported substantially horizontally,
A shaft disposing step of disposing a plurality of shafts on the outer peripheral surface on the outer peripheral surface, the guide means being rotatable about a rotation axis and capable of contacting the side surface of the substrate when stationary at a predetermined rotation position;
A substrate gripping step in which the plurality of shafts are synchronously rotated around the rotation axis and simultaneously stopped at or near the predetermined rotation position to grip the substrate; and
The substrate is supported by a plurality of point contacts by support means other than the plurality of shafts,
Wherein a plurality of non-contact state wherein the outer circumferential surface and the substrate of the shaft, said guide means board gripping how to grasp the substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013084358A JP6077919B2 (en) | 2013-04-12 | 2013-04-12 | Substrate gripping apparatus, substrate processing apparatus using the same, and substrate gripping method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013084358A JP6077919B2 (en) | 2013-04-12 | 2013-04-12 | Substrate gripping apparatus, substrate processing apparatus using the same, and substrate gripping method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014207338A JP2014207338A (en) | 2014-10-30 |
JP6077919B2 true JP6077919B2 (en) | 2017-02-08 |
Family
ID=52120679
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013084358A Active JP6077919B2 (en) | 2013-04-12 | 2013-04-12 | Substrate gripping apparatus, substrate processing apparatus using the same, and substrate gripping method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6077919B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015223807A1 (en) * | 2015-12-01 | 2017-06-01 | Siltronic Ag | Process for producing a semiconductor wafer with epitaxial layer in a deposition chamber, apparatus for producing an epitaxial-layer semiconductor wafer and semiconductor wafer with epitaxial layer |
JP7092469B2 (en) * | 2017-06-29 | 2022-06-28 | 日本電産サンキョー株式会社 | Industrial robot hand and industrial robot |
JP7088641B2 (en) * | 2017-08-09 | 2022-06-21 | 株式会社Screen Spe テック | Board transfer device |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004079569A (en) * | 2002-08-09 | 2004-03-11 | Sipec Corp | Substrate transport apparatus and substrate transport method |
JP2005311306A (en) * | 2004-03-25 | 2005-11-04 | Tokyo Electron Ltd | Vertical-type heat treating apparatus and workpiece transfer method |
JP4821756B2 (en) * | 2007-10-19 | 2011-11-24 | 東京エレクトロン株式会社 | To-be-processed object transfer mechanism, to-be-processed object transfer method, and to-be-processed object processing system |
JP2012121680A (en) * | 2010-12-08 | 2012-06-28 | Yaskawa Electric Corp | Board conveyance hand, board conveyance robot system, board position departure detection method, and board position correction method |
JP5913845B2 (en) * | 2011-06-30 | 2016-04-27 | リンテック株式会社 | Conveying device and conveying method for plate member |
-
2013
- 2013-04-12 JP JP2013084358A patent/JP6077919B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014207338A (en) | 2014-10-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8181769B2 (en) | Workpiece transfer mechanism, workpiece transfer method and workpiece processing system | |
US8998561B2 (en) | Gripping device, transfer device, processing device, and manufacturing method for electronic device | |
KR101287656B1 (en) | Vertical heat treatment apparatus and substrate holder | |
JPH06271009A (en) | Trasfer device | |
TWI653704B (en) | Posture changing device | |
JPH02151049A (en) | Substrate transfer device | |
JP6077919B2 (en) | Substrate gripping apparatus, substrate processing apparatus using the same, and substrate gripping method | |
JP2018056339A (en) | Substrate arrangement device and substrate transfer method | |
KR101409752B1 (en) | Multi Chamber Substrate Processing Apparatus using Robot for Transferring Substrate | |
JP6211938B2 (en) | Substrate heat treatment apparatus and method for installing substrate heat treatment apparatus | |
JP3745064B2 (en) | Substrate transfer device, substrate transfer method using the same, and substrate attitude conversion device | |
JP5760617B2 (en) | Loading unit and processing system | |
JP2012209282A (en) | Loading unit and processing system | |
JP5797176B2 (en) | Spacer, spacer conveying method, processing method, and processing apparatus | |
JP2018107206A (en) | Transport container connecting device, load port device, transport container storage stocker, and transport container connecting method | |
JP4358690B2 (en) | Vertical heat treatment apparatus and operation method thereof | |
JP2014183281A (en) | Magnetic annealing device | |
JP2008235810A (en) | Heat treatment method, heat treatment device, and method for transferring substrate to be treated | |
JP6688714B2 (en) | Substrate arrangement device and substrate arrangement method | |
JP2004071618A (en) | Substrate treating device | |
JPH11329989A (en) | Substrate processing apparatus | |
JP4495825B2 (en) | Semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor manufacturing method | |
JP6000038B2 (en) | Spacer, spacer transport container, spacer transport method, processing method, and processing apparatus | |
JP2004296646A (en) | Substrate processing equipment | |
JPH0343173B2 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20151014 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160825 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160906 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161104 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170110 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170113 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6077919 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |