(57)【要約】【課題】本発明の課題は、基板に反りや歪があっても、その基板にストレスを与えることなくそのままの状態で搬送できる基板搬送装置およびそれを用いた基板搬送方法を提供することである。【解決手段】本発明の搬送装置１は、それぞれに３個ずつの吸着孔４ａ〜４ｃ，４ｄ〜４ｆを有し、ウェーハＷを表裏両面から吸着挟持する上下のフォーク２，３と、上下のフォーク２，３を開閉動作させ、ウェーハＷを挟み込んだり、開放したりする駆動部１３ａ，１３ｂと、吸着孔４ａ〜４ｃ，４ｄ〜４ｆの吸着圧力を一つ一つ個別に検知する圧力センサ６ａ〜６ｆと、その検知結果に基づいて、上下のフォーク２，３の開閉動作を制御する制御部１１とを備えている。【選択図】図１
2008004601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれに吸着孔を有し、基板を表裏両面から吸着挟持する一対の搬送フォークと、
前記一対の搬送フォークを開閉動作させ、前記基板を挟み込んだり、開放したりする開閉機構と、
前記吸着孔の吸着圧力を一つ一つ個別に検知する圧力センサと、
前記圧力センサの検知結果に基づいて、前記一対の搬送フォークの開閉動作を制御する制御部とを備えた基板搬送装置。
【請求項２】
前記吸着孔は、前記一対の搬送フォークの、前記基板の中央部および両端部に対応する３箇所にそれぞれ設けられた請求項１に記載の基板搬送装置。
【請求項３】
前記基板は半導体ウェーハであり、前記吸着孔は、前記半導体ウェーハの配線パターン面に当接する搬送フォークの、前記半導体ウェーハの両端部に対応する２箇所に設けられた請求項１に記載の基板搬送装置。
【請求項４】
前記２個の吸着孔は、前記搬送フォークの前記半導体ウェーハと対向する面から、前記半導体ウェーハの最大反り量より大きく突出して設けられた請求項３に記載の基板搬送装置。
【請求項５】
それぞれに吸着孔を有し、基板を表裏両面から吸着挟持する一対の搬送フォークと、
前記一対の搬送フォークを開閉動作させ、前記基板を挟み込んだり、開放したりする開閉機構と、
前記吸着孔の吸着圧力を一つ一つ個別に検知する圧力センサと、
前記圧力センサの検知結果に基づいて、前記一対の搬送フォークの開閉動作を制御する制御部とを備えた基板搬送装置を用いた基板搬送方法であって、
前記一対の搬送フォークをそれぞれ前記基板に接近させていき、それぞれの搬送フォークの少なくとも１個以上の吸着孔の吸着圧力が所定の基準圧力に達した時点でそれぞれの接近動作を停止させ、前記一対の搬送フォークで前記基板を挟持して搬送するようにした基板搬送方法。
【請求項６】
それぞれに吸着孔を有し、基板を表裏両面から吸着挟持する一対の搬送フォークと、
前記一対の搬送フォークを開閉動作させ、前記基板を挟み込んだり、開放したりする開閉機構と、
前記吸着孔の吸着圧力を一つ一つ個別に検知する圧力センサと、
前記圧力センサの検知結果に基づいて、前記一対の搬送フォークの開閉動作を制御する制御部とを備えた基板搬送装置を用いた基板搬送方法であって、
前記一対の搬送フォークのうちの一方の搬送フォークを前記基板に接近させていき、前記一方の搬送フォークの少なくとも１個以上の吸着孔の吸着圧力が所定の基準圧力に達した時点で接近動作を停止させた後、他方の搬送フォークを前記基板に接近させていき、前記他方の搬送フォークの少なくとも１個以上の吸着孔の吸着圧力が所定の基準圧力に達した時点で接近動作を停止させ、前記一対の搬送フォークで前記基板を挟持して搬送するようにした基板搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板搬送装置およびそれを用いた基板搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体ウェーハなどの基板は大口径化や薄化が進んでいる。そして、それに伴って反りや歪が増大するとともに、取り扱い時のストレスで破損しやすくなってきている。このため、製造工程では基板に極力、ストレスを加えない状態で搬送する技術が望まれている。
【０００３】
従来の基板搬送装置の一例として、半導体ウェーハの搬送装置を図６に示す。図６（ａ）は縦断面図、図６（ｂ）は平面図である。
【０００４】
図６において、１０は従来の搬送装置、１１はフォークの動作を制御する制御部、１２は収納カセット、１３は駆動部、１４は真空ポンプ、１５は排気配管、１６は圧力センサ、１７は搬送フォーク（以降、単にフォーク１７と呼ぶ）、１８ａ，１８ｂは吸着孔、Ｗは半導体ウェーハ（以降、単にウェーハＷと呼ぶ）、Ｗ１は正常位置にあるウェーハ、Ｗ２は位置ズレしたウェーハである。
【０００５】
図６（ａ）に示すように、従来の搬送装置１０は、制御部１１からの駆動信号を受けた駆動部１３により上下前後左右に移動可能な短冊状のフォーク１７を備えている。
【０００６】
そして、フォーク１７の上面には、ウェーハＷの両端部に対応する２箇所に、吸着孔１８ａ，１８ｂが設けられている。
【０００７】
これら２個の吸着孔１８ａ，１８ｂは１本の排気配管１５に結合され、その末端を真空ポンプ１４に接続されている。
【０００８】
そして、この排気配管１５には圧力センサ１６が配設され、吸着圧力を検知できるようになっている。
【０００９】
また、圧力センサ１６は、制御部１１に接続されている。
【００１０】
そして、制御部１１は圧力センサ１６の検知した吸着圧力と所定の基準圧力とを比較して、正常に吸着が行われたかどうか判定できるようになっている。
【００１１】
尚、収納カセット１２は、ウェーハＷの出し入れのために前面が開放され、左右の側壁内側にはウェーハＷを１枚ずつ水平支持する溝（図示せず）が所定ピッチで多数対、形成されている。
【００１２】
次に、従来の搬送装置１０によるウェーハＷの取り出し動作を同じく図６を参照して説明する。
【００１３】
先ず、空のフォーク１７を、これから取り出す予定のウェーハＷを支持した溝（図示せず）に対して所定高さにして、収納カセット１２内に水平に進入させる。
【００１４】
次に、フォーク１７が所定の動作終点まで進入したら、フォーク１７を所定量、上昇させることによってウェーハＷをフォーク１７上面に載せる。
【００１５】
このとき、圧力センサ１６で吸着圧力を検知する。
【００１６】
図６（ｂ）に示すように、正常位置にあるウェーハＷ１の場合は、２個の吸着孔１８ａ，１８ｂが共にウェーハＷ１裏面と当接するため、吸着圧力が所定の基準圧力以上となり正常吸着と判定する。
【００１７】
その後、フォーク１７を収納カセット１２から引き出して、取り出し動作が完了する。
【００１８】
これに対して、位置ズレしたウェーハＷ２の場合は、一方の吸着孔１８ｂがウェーハＷ２裏面と当接しないため、吸着圧力が所定の基準圧力に達せず異常吸着と判定する。
【００１９】
この場合、フォーク１７の位置補正をするなどして吸着動作をやり直す。
【００２０】
次に、ウェーハＷの収納動作は、上記の取り出し動作と反対の順序で行われる。
【００２１】
先ず、ウェーハＷを保持したフォーク１７を、これから収納する予定の溝（図示せず）に対して所定高さにして、収納カセット１２内に水平に進入させる。
【００２２】
次に、フォーク１７が所定の動作終点まで進入したら、真空を解除した後、フォーク１７を所定量、下降させることによってウェーハＷをフォーク１７上面から離間して溝（図示せず）に支持させる。
【００２３】
その後、空のフォーク１７を収納カセット１２から引き出して、収納動作が完了する。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−１４７３１７号公報  図１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
しかしながら、上記のような従来の搬送装置１０は、大口径化や薄化が進み、いまや、無視できない大きさとなったウェーハＷの反りや歪については特に考慮されていなかった。
【００２５】
例えば、図７（ａ）に示すように、ウェーハＷに凹形状の反りや歪（図中、中央部ａ２の高さが両端部ａ１，ａ３より低い形状）があった場合、これを従来の搬送装置１０を用いて吸着すると、ウェーハＷが正常位置にあっても、吸着孔１８ａ，１８ｂにウェーハＷがしっかりと当接しないためリークして位置ズレと誤判定した。
【００２６】
そして、このような誤判定を防止するためには、吸着圧力を増大させ吸着圧力でウェーハＷを吸着孔１８ａ，１８ｂに強制的に吸い付けてやる必要があった。
【００２７】
しかし、このように強い吸着力でウェーハＷの反りや歪を矯正して、吸着孔１８ａ，１８ｂに吸い付けるようにすると、ウェーハＷ上に形成された薄膜にクラックを生じさせるおそれがあった。
【００２８】
本発明の課題は、基板に反りや歪があっても、その基板にストレスを与えることなくそのままの状態で搬送できる基板搬送装置およびそれを用いた基板搬送方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明の基板搬送装置は、
それぞれに吸着孔を有し、基板を表裏両面から吸着挟持する一対の搬送フォークと、
一対の搬送フォークを開閉動作させ、基板を挟み込んだり、開放したりする開閉機構と、
吸着孔の吸着圧力を一つ一つ個別に検知する圧力センサと、
圧力センサの検知結果に基づいて、一対の搬送フォークの開閉動作を制御する制御部とを備えた基板搬送装置である。
【００３０】
本発明の基板搬送方法は、
それぞれに吸着孔を有し、基板を表裏両面から吸着挟持する一対の搬送フォークと、
一対の搬送フォークを開閉動作させ、基板を挟み込んだり、開放したりする開閉機構と、
吸着孔の吸着圧力を一つ一つ個別に検知する圧力センサと、
圧力センサの検知結果に基づいて、一対の搬送フォークの開閉動作を制御する制御部とを備えた基板搬送装置を用いた基板搬送方法であって、
一対の搬送フォークをそれぞれ基板に接近させていき、それぞれの搬送フォークの少なくとも１個以上の吸着孔の吸着圧力が所定の基準圧力に達した時点でそれぞれの接近動作を停止させ、一対の搬送フォークで基板を挟持して搬送するようにした基板搬送方法である。
【００３１】
また、本発明の他の基板搬送方法は、
それぞれに吸着孔を有し、基板を表裏両面から吸着挟持する一対の搬送フォークと、
一対の搬送フォークを開閉動作させ、基板を挟み込んだり、開放したりする開閉機構と、
吸着孔の吸着圧力を一つ一つ個別に検知する圧力センサと、
圧力センサの検知結果に基づいて、一対の搬送フォークの開閉動作を制御する制御部とを備えた基板搬送装置を用いた基板搬送方法であって、
一対の搬送フォークのうちの一方の搬送フォークを前記基板に接近させていき、一方の搬送フォークの少なくとも１個以上の吸着孔の吸着圧力が所定の基準圧力に達した時点で接近動作を停止させた後、他方の搬送フォークを基板に接近させていき、他方の搬送フォークの少なくとも１個以上の吸着孔の吸着圧力が所定の基準圧力に達した時点で接近動作を停止させ、一対の搬送フォークで基板を挟持して搬送するようにした基板搬送方法である。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の基板搬送装置およびそれを用いた基板搬送方法によれば、基板に反りや歪があっても、その基板にストレスを与えることなくそのままの状態で搬送できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の基板搬送装置の一例として、半導体ウェーハの搬送装置を図１，図２に示す。図１は縦断面図、図２は要部の斜視図および平面図である。また、図６，図７と同一部分には同一符号を付す。
【００３４】
図１，図２において、１は本発明の搬送装置、２は下側の搬送フォーク（以降、単に下フォーク２と呼ぶ）、３は上側の搬送フォーク（以降、単に上フォーク３と呼ぶ）、４ａ〜４ｃは下フォーク２の吸着孔、４ｄ〜４ｆは上フォーク３の吸着孔、５ａ〜５ｆは排気配管、６ａ〜６ｆは圧力センサ、１１は上下のフォーク２，３の動作を制御する制御部、１３ａ，１３ｂは駆動部、１４は真空ポンプ、ａ１，ａ３はウェーハの両端部、ａ２はウェーハの中央部、ｂは溝による支持点、Ｗは半導体ウェーハ（以降、単にウェーハＷと呼ぶ）である。
【００３５】
本発明の搬送装置１は、制御部１１からの駆動信号を受けた駆動部１３ａ，１３ｂにより上下前後左右にそれぞれ移動可能な短冊状の上下のフォーク２，３を備えている。
【００３６】
つまり、上下のフォーク２，３は、駆動部１３ａ，１３ｂにより、開閉動作して、その間にウェーハＷを挟み込んだり、開放したりすることができる。
【００３７】
また、下フォーク２の上面には、ウェーハＷの中央部および両端部に対応する３箇所に、吸着孔４ａ〜４ｃが設けられている。
【００３８】
また、上フォーク３の下面には、ウェーハＷの中央部および両端部に対応する３箇所に、吸着孔４ｄ〜４ｆが設けられている。
【００３９】
そして、これら６個の吸着孔４ａ〜４ｆは、それぞれ排気配管５ａ〜５ｆで圧力センサ６ａ〜６ｆに接続され、一つ一つ個別に吸着圧力を検知できるようになっている。
【００４０】
そして、６本の排気配管５ａ〜５ｆは圧力センサ６ａ〜６ｆを経由後、結合され、その末端を真空ポンプ１４に接続されている。
【００４１】
また、６個の圧力センサ６ａ〜６ｆは、制御部１１に接続されている。
【００４２】
制御部１１は６個の圧力センサ６ａ〜６ｆの検知した６個の吸着圧力の一つ一つと、所定の基準圧力とをそれぞれ比較して、吸着が行われたかどうかを吸着孔４ａ〜４ｆ単位で判定できるようになっている。
【００４３】
尚、収納カセット１２は、ウェーハＷの出し入れのために前面が開放され、左右の側壁内側にはウェーハＷを支持点ｂで１枚ずつ水平支持する溝（図示せず）が所定ピッチで多数対、形成されている。
【００４４】
次に、本発明の搬送装置１によるウェーハの取り出し動作を図３，図４を参照して説明する。
【００４５】
ここで、図３，図４は縦断面図であり、図１，図２，図６，図７と同一部分には同一符号を付す。
【００４６】
また、図３（ａ），図４（ａ）は、反りや歪がないウェーハＷａ（ａ１，ａ２，ａ３が同じ高さ）の場合を示し、図３（ｂ），図４（ｂ）は、凹形状のウェーハＷｂ（ａ２が最低、ａ１が最高）の場合を示し、図３（ｃ），図４（ｃ）は、凸形状のウェーハＷｃ（ａ２が最高、ａ１が最低）の場合を示し、図３（ｄ），図４（ｄ）は、一定方向に傾斜するウェーハＷｄ（ａ１が最低、ａ３が最高）の場合を示す。
【００４７】
尚、ウェーハの反りや歪のパターンは千差万別であるが、収納カセットの溝（図示せず）に支持された状態のウェーハにおけるａ１〜ａ３の高低関係はおもに上記の４パターンに分類される。
【００４８】
取出し動作は、先ず、空の上下のフォーク２，３を、これから取り出す予定のウェーハを支持した溝（図示せず）に対して所定高さにして、収納カセット内に水平に進入させる。
【００４９】
次に、上下のフォーク２，３が所定の動作終点まで進入したら、最初に、下フォーク２をウェーハＷａ〜Ｗｄの裏面に接近させていく。
【００５０】
このとき、吸着孔４ａ〜４ｃの吸着圧力を一つ一つ個別に圧力センサ６ａ〜６ｃで検知しながら接近動作させる。
【００５１】
そして、３個の吸着孔４ａ〜４ｃのうちの１個以上の吸着孔の吸着圧力が所定の基準圧力に達した時点で接近動作を停止させる。
【００５２】
図３（ａ）では中央部および両端部の３個の吸着孔４ａ〜４ｃで吸着が行われ、図３（ｂ）では中央部の１個の吸着孔４ｂで、図３（ｃ）では後端の１個の吸着孔４ａで、図３（ｄ）では後端の１個の吸着孔４ａで吸着が行われる。
【００５３】
尚、このとき、ウェーハＷａ〜Ｗｄは、まだ、溝（図示せず）に支持されている。
【００５４】
次に、上フォーク３をウェーハＷｂ〜Ｗｄの表面に接近させていく。
【００５５】
ここで、ウェーハＷａについては、すでに、２点以上の吸着（３点吸着）が行われているため、上フォーク３の吸着は不要として省略してもよい。
【００５６】
このとき、吸着孔４ｄ〜４ｆの吸着圧力を一つ一つ個別に圧力センサ６ｄ〜６ｆで検知しながら接近動作させる。
【００５７】
そして、図４（ｂ）〜（ｄ）に示すように、３個の吸着孔４ｄ〜４ｆのうちの１個以上の吸着孔の吸着圧力が所定の基準圧力に達した時点で接近動作を停止させる。
【００５８】
図４（ｂ）では後端の１個の吸着孔４ａで吸着が行われ、図４（ｃ）では中央部の１個の吸着孔４ｅで、図４（ｄ）では先端の１個の吸着孔４ｆで吸着が行われる。
【００５９】
尚、このとき、ウェーハＷａ〜Ｗｄは、まだ、溝（図示せず）に支持されている。
【００６０】
このようにして、ウェーハＷａ〜Ｗｄにストレスを加えることなく上下のフォーク２，３で挟み込むと共に少なくとも２点以上の吸着点で吸着した後、フォーク２，３を共に所定量、上昇させることによってウェーハＷａ〜Ｗｄを溝（図示せず）から離間させる。
【００６１】
その後、ウェーハＷａ〜Ｗｄを挟持した上下のフォーク２，３を収納カセットから引き出して、取り出し動作が完了する。
【００６２】
次に、ウェーハＷａ〜Ｗｄの収納動作は、上記の取り出し動作と反対の順序で行われる。
【００６３】
先ず、その間にウェーハＷａ〜Ｗｄを挟持した上下のフォーク２，３を、これから収納する予定の溝（図示せず）に対して所定高さにして、収納カセット内に水平に進入させる。
【００６４】
次に、上下のフォーク２，３が所定の動作終点まで進入したら、真空を解除した後、上下のフォーク２，３をそれぞれ所定量、上昇／下降させることによってウェーハＷａ〜Ｗｄをフォーク２，３から開放し、収納カセットの溝（図示せず）に支持させる。
【００６５】
その後、空の上下のフォーク２，３を収納カセットから引き出して、収納動作が完了する。
【００６６】
このようにすると、種々の反りパターンを有するウェーハＷａ〜Ｗｄに対してもストレスを与えることなくそのままの状態で搬送できる。
【００６７】
尚、上記の例では、上下のフォーク２，３にそれぞれ３個ずつの吸着孔４ａ〜４ｃ，４ｄ〜４ｆをウェーハの中央部および両端部に対応する位置に設けることで説明したが、個数や配置位置はこれに限るものではなく、反りや歪のパターンに応じて適宜、必要な個数を適当な位置に設ければよい。
【００６８】
例えば、図５に示すように、搬送装置１において、上フォーク３の吸着孔４ｄ，４ｆを両端部の２個としてもよい。
【００６９】
但し、この場合、凸形状のウェーハＷｃの中央部に上フォーク３の下面が接触しないように、吸着孔４ｄ，４ｆは最大反り量を見込んだ一定高さｈだけ突出させて設けるとよい。
【００７０】
ここで、上フォーク３の中央部に吸着孔を設けないようにしたのは、ウェーハＷの配線パターン面には極力、接触物を設けないようにする配慮からである。
【００７１】
また、上記の例では、先ず、下フォーク２をウェーハＷａ〜Ｗｄに当接させた後、上フォーク３を当接させる順序で説明したが、反対に、上フォーク３を当接させた後、下フォーク２を当接させる順序であってもよいし、同時に接近させてもよい。
【００７２】
また、上記では、半導体ウェーハの搬送装置の例で説明したが、本発明はその他、ガラス基板などの搬送装置に用いることができる。
【００７３】
また、上記の例では、収納カセットに基板を水平方向に収納する例で説明したが、とくに水平方向に限るわけではなく、垂直方向や斜め方向に収納するような構成の場合にも応用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、基板に反りや歪があった場合でも、基板にストレスを与えることなくそのままの状態で搬送できる基板搬送装置およびそれを用いた基板搬送方法に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の搬送装置の縦断面図
【図２】本発明の搬送装置の要部の斜視図および平面図
【図３】本発明の搬送装置を用いた搬送方法の説明図
【図４】本発明の搬送装置を用いた搬送方法の説明図
【図５】本発明の搬送装置の他の例の縦断面図
【図６】従来の搬送装置の縦断面図および要部平面図
【図７】従来の搬送装置の課題の説明図
【符号の説明】
【００７６】
１    本発明の搬送装置
２    下側の搬送フォーク（下フォーク）
３    上側の搬送フォーク（上フォーク）
４ａ〜４ｃ    下フォーク２の吸着孔
４ｄ〜４ｆ    上フォーク３の吸着孔
５ａ〜５ｆ，１５    排気配管
６ａ〜６ｆ，１６    圧力センサ
１０    従来の搬送装置
１１    制御部
１２    収納カセット
１３，１３ａ，１３ｂ    駆動部
１４    真空ポンプ
１５    排気配管
１６    圧力センサ
１７    搬送フォーク
１８ａ，１８ｂ    吸着孔
ａ１，ａ３    ウェーハの両端部
ａ２    ウェーハの中央部
ｂ    溝による支持点
ｈ    吸着孔の突出高さ
Ｗ    半導体ウェーハ
Ｗ１    正常位置にあるウェーハ
Ｗ２    位置ズレしたウェーハ
【図１】
2008004601.tif 000003
【図２】
2008004601.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008004601.tif 000006
【図５】
2008004601.tif 000007
【図６】
2008004601.tif 000008
【図７】
2008004601.tif 000009