JPH09283604A - 基板搬送方法および基板搬送装置 - Google Patents

基板搬送方法および基板搬送装置

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JPH09283604A
JPH09283604A JP8088205A JP8820596A JPH09283604A JP H09283604 A JPH09283604 A JP H09283604A JP 8088205 A JP8088205 A JP 8088205A JP 8820596 A JP8820596 A JP 8820596A JP H09283604 A JPH09283604 A JP H09283604A
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JP
Japan
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substrate
hand
wafer
arm
stage
Prior art date
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Application number
JP8088205A
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English (en)
Inventor
Tatsuhiro Tsuda
樹宏 津田
Ikuo Hikima
郁雄 引間
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑な機構を有しスペースを必要とする装置
を用いずに、基板のプリアライメントを行うことができ
る基板搬送方法および基板搬送装置を提供する。 【解決手段】 ロボットのハンド33Aでウエハ6を把
持し、ウエハ6を基部BAの旋回軸上に移動させるよう
にロボットのアーム31、32、33を操作し、検出手
段1、2、4、5によりハンド33Aに把持されたウエ
ハ6とハンド33Aとの間の相対位置および相対角度を
検出し、検出した相対角度に基づいてウエハ6の向きを
所定の方向に向けて差し出すようにアーム31、32、
33を操作するとともに相対位置に基づいてウエハ6が
所定位置に載置されるように次段のステージ7を所定位
置で待機させてウエハ6をステージ7に受け渡す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウエハなどの
基板の搬送方法および搬送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体ウエハを半導体縮小露光装
置の搬入ステージに載せる前工程として、アライメント
装置を用いたプリアライメントの工程が必要である。ま
ず、ウエハのエッジをコマに押し当てることによりウエ
ハの芯だしを行う。次に、図7に示すように回転機構
(不図示)と検出センサ8によりオリエンテーションフ
ラット6Aを検出し、さらに固定コマ9と移動コマ10
によりウエハ6を所定の方向に向ける。このようにウエ
ハ6の中心およびオリエンテーションフラット6Aの向
きを揃えた後、半導体縮小露光装置の搬入ステージに搬
送する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の装置で
はウエハの回転機構やウエハのサイズ毎にコマを用意す
る、または切換えるなどの機構が必要となり、装置全体
が複雑になる。また、この装置のためのスペースが必要
であり、製造コストを押し上げてしまう。
【0004】本発明の目的は、複雑な機構を有しスペー
スを必要とする装置を用いることなく、基板のプリアラ
イメントを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にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図1
〜図5に対応付けて説明すると、請求項1に記載の発明
は、基部BAと、基部BAに設けられた旋回軸を中心に
旋回可能に取付けられた多関節アーム31、32、33
と、アーム31、32、33に取付けられたハンド33
Aとを備えるロボットを用いて基板を搬送する基板搬送
方法に適用される。そして、ロボットのハンド33Aで
基板6を把持し、基板6を基部BAの旋回軸上に移動さ
せるようにロボットのアーム31、32、33を操作
し、ハンド33Aに把持された基板6とハンド33Aと
の間の相対位置および相対角度を検出し、検出した相対
角度に基づいて基板6の向きを所定の方向に向けて差し
出すようにアーム31、32、33を操作するとともに
相対位置に基づいて基板6が所定位置に載置されるよう
に次段のステージ7を所定位置で待機させて基板6をス
テージ7に受け渡すことにより上述の目的が達成され
る。請求項2に記載の発明は、基部BAと、基部BAに
設けた旋回軸を中心として旋回可能に取付けられた多関
節アーム31、32、33と、多関節アーム31、3
2、33に取付けられ基板を把持するハンド33Aと、
ハンド33Aに把持された基板6とハンド33Aとの間
の相対位置および相対角度を検出する検出手段1、2、
4、5と、ハンド33Aで基板6を把持し、基板6を基
部BAの旋回軸上に移動させるようにアーム31、3
2、33を操作し、検出手段1、2、4、5によりハン
ド33Aに把持された基板6とハンド33Aとの間の相
対位置および相対角度を検出し、検出した相対角度に基
づいて基板6の向きを所定の方向に向けて差し出すよう
にアーム31、32、33を操作するとともに相対位置
に基づいて基板6が所定位置に載置されるように次段の
ステージ7を所定位置で待機させて基板6をステージ7
に受け渡すように制御する制御装置Cとを備えることに
より上述の目的が達成される。請求項3に記載の発明
は、請求項2に記載の基板搬送装置において、検出手段
1、2、4、5に所定間隔で配置された複数の光学セン
サ5と、光学センサ5の検出スポットを基板のエッジ上
で走査する走査手段1、2とを設けるものである。請求
項4に記載の発明は、請求項3に記載の基板搬送装置に
おいて、基板6を挟んで光学センサ5と対向する側に照
明装置4を設けるものである。請求項5に記載の発明
は、請求項2に記載の基板搬送装置において、検出手段
1、2、4、5に基部BAの旋回軸上に移動された基板
6に向けて取付けられたCCDカメラと、基板6を照明
する照明装置4とを設けるものである。請求項6に記載
の発明は、請求項5に記載の基板搬送装置において、照
明装置4を基板6を挟んでCCDカメラと対向して設け
るものである。請求項7に記載の発明は、請求項5また
は6に記載の基板搬送装置において、CCDカメラによ
り基板6に付された識別記号を読取るようにしたもので
ある。請求項8に記載の発明は、請求項2〜7のいずれ
か1項に記載の基板搬送装置において、検出手段1、
2、4、5により求められた相対角度に基づいて回転さ
れ所定の方向に向けられた基板6に付された識別記号を
撮影する2次元カメラを設けるものである。
【0006】請求項1に記載の発明では、ロボットのハ
ンド33Aで基板6を把持し、基板6をロボットの基部
BAの旋回軸上に移動させるようにロボットのアーム3
1、32、33を操作し、検出手段5によりハンド33
Aに把持された基板6とハンド33Aとの間の相対位置
および相対角度を検出し、検出した相対角度に基づいて
基板6の向きを所定の方向に向けて差し出すようにアー
ム31、32、33を操作するとともに相対位置に基づ
いて基板6が所定位置に載置されるように次段のステー
ジ7を所定位置で待機させて基板6をステージ7に受け
渡す。請求項2に記載の発明では、ハンド33Aで基板
6を把持し、基板6を基部BAの旋回軸上に移動させる
ようにアーム31、32、33を操作し、検出手段5に
よりハンド33Aに把持された基板6とハンド33Aと
の間の相対位置および相対角度を検出し、検出した相対
角度に基づいて基板6の向きを所定の方向に向けて差し
出すようにアーム31、32、33を操作するとともに
相対位置に基づいて基板6が所定位置に載置されるよう
に次段のステージ7を所定位置で待機させて基板6をス
テージ7に受け渡す。
【0007】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために発明の実施の形態の図を用いたが、これに
より本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【0008】
【発明の実施の形態】図1〜3に示すように、本発明の
実施の一形態の基板搬送装置は、レール1と、レール1
に沿って摺動可能に取付けられた摺動部2と、摺動部2
の上面中心に取付けられたロボット基部BAと、基部B
Aに取付けられたロボットアーム3と、基部BAの上面
周辺部に設けられたリング状の照明装置4と、図2およ
び図3に示すように複数の光学センサを一列に並べて構
成された光学センサアレイ5とからなる。ロボットアー
ム3は基部BAの上部に取付けられ基部BAの中心を回
転軸として旋回する第1のアーム31と、第1のアーム
31に対して回動可能に取付けられた第2のアーム32
と、ハンド部33Aを先端に備え第2のアーム32に対
して回動可能に取付けられた第3のアーム33とからな
る。
【0009】光学センサアレイ5は、図2および図3に
示すようにレール1をまたぐように設けられ、摺動部2
と基部BAは光学センサアレイ5の下方をくぐり抜ける
ことができる。
【0010】以上のように構成された基板搬送装置によ
りウエハのプリアライメント(粗位置合わせ)をする手
順について説明する。まず、ロボットアーム3を伸して
ウエハキャリア(不図示)に収納されたウエハ6をハン
ド部33Aで把持してキャリアから搬出する。次いで、
第2のアーム32と第3のアーム33を図3のように折
りたたんでウエハ6を基部BA上に移動させる。このと
きハンド部33Aの中心を基部BAの中心軸(アーム3
1の回動軸)上にあわせ、また第3のアーム33の長手
軸方向をあらかじめ定めた所定方向に向ける。このよう
な状態から照明装置4を点灯させ摺動部2を図2の矢印
で示す方向に摺動すると、ウエハ6は光学センサアレイ
5の下方をくぐり抜ける。照明装置4の光線の一部はウ
エハ6により遮られるので、図3(a)に示すように、
ウエハ6が光学センサアレイ5の下方をくぐり抜ける時
にウエハ6のエッジの位置が検出される。図4に示すよ
うに、検出されたエッジの位置を時間を追ってプロット
することによりウエハ6の外形を把握することができ、
オリエンテーションフラット6Aの方向からウエハ6の
第3のアーム33の長手軸方向に対する相対角度を、ま
た、ウエハ6の外形からハンド部33Aの中心に対する
ウエハ6の中心のずれを求めることができる。
【0011】次に、図3(b)に示すようにウエハ6の
オリエンテーションフラット6Aが所定の位置にくるま
で、すなわちウエハ6が所定の角度になるまで第1のア
ーム31を回転する。回転角度は上述のようにして求め
たウエハ6のハンド部33Aに対する相対角度から算出
される。次に、図3(c)に示すように、ロボットアー
ム3を駆動してウエハ6の向きを変えずに、ウエハ6を
待機している次段の半導体縮小露光装置のステージ7に
渡す。図3(b)から図3(c)に示すように、オリエ
ンテーションフラット6Aをステージ1の長手軸と一致
させたままウエハ6を次段に受け渡すには、図3(b)
の状態における第3のアーム33の長手軸の姿勢を一定
にしたまま、第1、第2のアーム31、32を回動さ
せ、第2のアーム32と第3のアーム33の連結点を所
定の位置に移動させる。この所定の位置は、ハンド部3
3Aの中心を基準点に位置させたときの第3のアーム3
3の長手軸の方向によって求められる。このようにし
て、ハンド部33Aの中心をあらかじめ定めた基準点に
一致させ、またこのとき、上述のようにして求めたハン
ド部33Aの中心に対するウエハ6の中心のずれに基づ
いて、ステージ7の中心とウエハ6の中心とが一致する
位置でステージ7を待機させる。すなわち、ステージ7
の中心を基準点から上記のずれの分だけずらしてステー
ジ7を待機させる。
【0012】以上述べたように、ウエハ6を所定の方向
に向け、そのままの向きでステージ7に渡すので、ステ
ージ7に載置されるウエハ6が所定方向に設定される。
また、ウエハ6の受渡し時にはハンド部33Aの中心が
あらかじめ定めた基準点と一致しており、かつ、ステー
ジ7の中心が基準点からハンド部33Aに対するウエハ
6の中心のずれの分だけずらした位置にあるので、ウエ
ハ6の中心とステージ7の中心とが一致した状態でウエ
ハ6が載置される。すなわち、ウエハ6とハンド33A
との相対的な位置ずれがウエハ6をステージ7に移す時
に補正され、ウエハ6とステージ7との位置関係は常に
一定に(所望の位置関係に)保たれる。なお、以上述べ
たようにウエハ6を受け渡す向きおよび位置をそれぞれ
独立して制御するためには、ロボットアームを3つ以上
のアームから構成する必要がある。
【0013】以上の制御は図5に示す制御装置Cにより
行われる。制御装置Cは摺動部2の摺動および照明装置
4を制御してセンサアレイ5からの情報を受け、さらに
この情報に応じて第1〜第3のアーム31、32、33
の回動およびステージ7の摺動を制御する。
【0014】図6は以上の制御のフローチャートを示
す。ステップS1では第1〜第3のアームを駆動してロ
ボットアーム3を前段のキャリアのウエハまで伸し、ス
テップS2ではハンド部33Aでウエハを把持する。ス
テップS3では基部BAの上面周辺部に設けられた照明
装置4の照明をオンし、ステップS4では摺動部2を移
動(摺動)する。ステップS5およびステップS6では
摺動部2の移動が完了するまでセンサアレイ5からの情
報を読み込み、ステップS6において摺動部2の移動が
完了していると判定されればステップS7に進む。ステ
ップS7では摺動部2の移動を停止する。ステップS8
ではセンサアレイ5からの情報に基づいてウエハ6の向
きおよびハンドの中心に対するウエハ6の中心のずれを
算出する。ステップS9ではアーム31を駆動してウエ
ハ6を所定方向に向ける。ステップS10では算出した
ウエハ6の位置ずれに応じた待機位置へ半導体縮小露光
装置のステージ7を移動する。ステップS11では第1
〜第3のアーム31、32、33を駆動してウエハ6を
半導体縮小露光装置のステージ7に受け渡す。なお、第
1〜第3のアーム31、32、33は、第1〜第3アー
ム回動アクチュエータ311、321、331の動作に
より回動され、摺動部2は摺動部摺動アクチュエータ2
1の動作により摺動され、ステージ7はステージ駆動ア
クチュエータ71の動作により駆動される。
【0015】本発明の実施の形態では、ウエハ6の位置
および方向の読取りには光学センサアレイ5を用いてい
るが、光学センサアレイの代りにCCDカメラを使用し
てもよい。また、ウエハ6に付されている識別標識を読
取るための2次元カメラを搭載してもよい。この場合、
所定の方向に向けられた(揃えられた)ウエハ6(図3
(b)の状態)の識別標識に対向する位置にカメラを取
付けるようにすれば、識別標識の部分のみを拡大して読
取ることができる。
【0016】上述のように、本実施の形態の基板搬送装
置では、ウエハの載置方向およびウエハの載置位置を制
御することができるので、プリアライメントを行なうた
めのプリアライメント装置が不要となり、製造ラインの
スペース効率が向上する。
【0017】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、ロボッ
トにより基板を把持し、その基板を所定の方向で次段の
ステージ上の所定位置に載置するので、プリアライメン
ト専用の装置が不要となり生産ラインのスペース効率が
向上する。請求項2に記載の発明によれば、基板の搬送
と同時にプリアライメントを行ない、基板を所定の方向
で次段のステージ上の所定位置に載置するので、プリア
ライメント専用の装置が不要となり生産ラインのスペー
ス効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による基板搬送装置の一実施の形態を示
す斜視図。
【図2】図1に示す実施の形態の基板搬送装置の断面
図。
【図3】図1に示す実施の形態の基板搬送装置によるプ
リアライメントを説明する上面図。
【図4】図1に示す実施の形態の基板搬送装置により基
板の形状を検出する方法を説明する図。
【図5】図1に示す実施の形態の基板搬送装置の全体構
成を示す図。
【図6】図1に示す実施の形態の基板搬送装置における
シーケンスを示すフローチャート。
【図7】従来のプリアライメント方法を説明する図。
【符号の説明】
1 レール 2 摺動部 3 ロボットアーム 4 照明装置 5 光学センサアレイ 6 ウエハ 7 ステージ 31 第1のアーム 32 第2のアーム 33 第3のアーム 33A ハンド BA 基部 C 制御装置

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基部と、前記基部に設けられた旋回軸を
    中心に旋回可能に取付けられた多関節アームと、前記ア
    ームに取付けられたハンドとを備えるロボットを用いて
    基板を搬送する基板搬送方法において、 前記ロボットのハンドで基板を把持し、前記基板を前記
    基部の旋回軸上に移動させるように前記ロボットのアー
    ムを操作し、前記ハンドに把持された前記基板と前記ハ
    ンドとの間の相対位置および相対角度を検出し、検出し
    た前記相対角度に基づいて前記基板の向きを最終位置で
    所定方向に向くように前記アームを操作するとともに前
    記相対位置に基づいて前記基板が所望の位置に載置され
    るように次段のステージを所定位置で待機させて前記基
    板を前記ステージに受け渡すことを特徴とする基板搬送
    方法。
  2. 【請求項2】 基部と、 前記基部に設けた旋回軸を中心として旋回可能に取付け
    られた多関節アームと、 前記多関節アームに取付けられ基板を把持するハンド
    と、 前記ハンドに把持された前記基板と前記ハンドとの間の
    相対位置および相対角度を検出する検出手段と、 前記ハンドで基板を把持し、前記基板を前記基部の旋回
    軸上に移動させるように前記アームを操作し、前記検出
    手段により前記ハンドに把持された前記基板と前記ハン
    ドとの間の相対位置および相対角度を検出し、検出した
    前記相対角度に基づいて前記基板の向きを最終位置で所
    定方向に向くように前記アームを操作するとともに前記
    相対位置に基づいて前記基板が所望の位置に載置される
    ように次段のステージを所定位置で待機させて前記基板
    を前記ステージに受け渡すように制御する制御装置とを
    備えることを特徴とする基板搬送装置。
  3. 【請求項3】 前記検出手段は所定間隔で配置された複
    数の光学センサと、 前記光学センサの検出スポットを前記基板のエッジ上で
    走査する走査手段とを備えることを特徴とする請求項2
    に記載の基板搬送装置。
  4. 【請求項4】 前記基板を挟んで前記光学センサと対向
    する側に前記旋回軸を中心とするリング状の照明装置を
    備えることを特徴とする請求項3に記載の基板搬送装
    置。
  5. 【請求項5】 前記検出手段は前記基部の旋回軸上に移
    動された前記基板に向けて取付けられたCCDカメラ
    と、 前記基板を照明する、前記旋回軸を中心とするリング状
    の照明装置とを備えることを特徴とする請求項2に記載
    の基板搬送装置。
  6. 【請求項6】 前記照明装置は前記基板を挟んで前記C
    CDカメラと対向して設けられていることを特徴とする
    請求項5に記載の基板搬送装置。
  7. 【請求項7】 前記CCDカメラにより前記基板に付さ
    れた識別記号を読取るようにしたことを特徴とする請求
    項5または6に記載の基板搬送装置。
  8. 【請求項8】 前記検出手段により求められた前記相対
    角度に基づいて回転され前記所定の方向に向けられた前
    記基板に付された識別記号を撮影する2次元カメラを備
    えることを特徴とする請求項2〜7のいずれか1項に記
    載の基板搬送装置。
JP8088205A 1996-04-10 1996-04-10 基板搬送方法および基板搬送装置 Pending JPH09283604A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002151576A (ja) * 2000-07-27 2002-05-24 Applied Materials Inc ウェハ処理ロボット用の、基板搬送時の中心検出及びノッチ整列装置
US6577382B2 (en) 1997-12-03 2003-06-10 Nikon Corporation Substrate transport apparatus and method
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KR20230023235A (ko) * 2021-08-10 2023-02-17 세메스 주식회사 기판 이송 어셈블리 및 방법

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