(57)【要約】【課題】基板搬送スペースを小さくでき、かつ基板の各受け渡し位置の設計変更の自由度を高めること。【解決手段】３本のアーム２０、２１、２２を設け、これらアーム２０、２１、２２をそれぞれロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２及び顕微鏡受け渡し位置Ｐ３からなる環状の搬送路の内側において回転運動させると共に直動運動させて半導体ウエハ２をロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２、顕微鏡受け渡し位置Ｐ３の間に循環させる。【選択図】    図３
2005064013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を環状の搬送路上で搬送させ、前記搬送路上の各受け渡し位置で前記基板の受け渡しを行なう基板搬送方法において、
前記各受け渡し位置の間に前記基板を保持するアームをそれぞれ配置し、かつ前記各アームをそれぞれ前記環状の搬送路の内側において回転運動させ、前記基板を前記各受け渡し位置間に搬送させることを特徴とする基板搬送方法。
【請求項２】
前記各アームをそれぞれ異なる高さ位置に配置し、前記アームを同時に回転運動させ、前記基板を各受け渡し位置に受け渡すことを特徴とする請求項１記載の基板搬送方法。
【請求項３】
前記各アームをそれぞれ前記各受け渡し位置間で直動運動させることを特徴とする請求項１記載の基板搬送方法。
【請求項４】
前記各アームを回転運動させながら前記各受け渡し位置間で直動運動させることを特徴とする請求項１記載の基板搬送方法。
【請求項５】
基板を環状の搬送路上で搬送させ、前記搬送路上の各受け渡し位置で前記基板の受け渡しを行なう基板搬送装置において、
前記各受け渡し位置の間にそれぞれ配置され、かつ前記環状の搬送路の内側においてそれぞれ回転運動し、前記基板を前記各受け渡し位置間に搬送する複数のアーム、を具備したことを特徴とする基板搬送装置。
【請求項６】
前記アームは、それぞれ異なる高さ位置に配置され、
これらアームを同時に回転運動させ、前記基板を各受け渡し位置に受け渡すことを特徴とする請求項５記載の基板搬送装置。
【請求項７】
前記各アームを前記環状の搬送路の内側においてそれぞれ回転運動させながら前記各受け渡し位置間で直動運動させることを特徴とする請求項５記載の基板搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体デバイスの製造装置や検査装置において半導体ウエハ等の基板を搬送する基板搬送方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は特許文献１に記載された半導体ウエハの検査装置に適用した基板搬送装置の構成図である。カセット１内には、複数の半導体ウエハ２が収納されている。搬送ロボット３は、ハンド４と多関節アーム５とからなり、多関節アーム５を回転させる動作と、多関節アーム５を伸縮してハンド４の位置を前進、後退させる動作と、多関節アーム５を昇降させる動作とを行なう。
【０００３】
この搬送ロボット３は、半導体ウエハ２をカセット１から検査装置本体６に渡す場合、先ず、カセット１に向って多関節アーム５を伸ばしてハンド４を前進させてカセット１内の半導体ウエハ１を吸着し、次に多関節アーム５を縮めてハンド４を後退させ、次に多関節アーム５を９０°回転させ、次に多関節アーム５を伸ばしてハンド４を検査装置本体６に向けて前進させる。
【０００４】
検査装置本体６には、３本アーム７が設けられている。この３本アーム７は、３本のアーム８、９、１０を１２０°毎に等分して設けたもので、例えば矢印（イ）方向に回転し、各アーム８、９、１０をそれぞれロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２、顕微鏡受け渡し位置Ｐ３に順次送ると共にいずれかの位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３にポジショニングする。
【０００５】
ロボット受け渡し位置Ｐ１は、搬送ロボット３との間で半導体ウエハ２の受け渡しを行なう位置であり、マクロ観察位置Ｐ２は、半導体ウエハ２の表面を目視によりマクロ検査する位置である。顕微鏡受け渡し位置Ｐ３は、顕微鏡１１のＸＹステージ２４に備えられたθステージ２４ａとの間で半導体ウエハ２の受け渡しを行なう位置である。顕微鏡１１は、例えばマクロ観察により検出された半導体ウエハ２上の欠陥部を拡大してミクロ観察する。
【０００６】
従って、半導体ウエハ２は、ロボット受け渡し位置Ｐ１に渡されると、次にマクロ観察位置Ｐ２に送られてマクロ観察され、次に顕微鏡受け渡し位置Ｐ３に送られてミクロ観察され、この後、ロボット受け渡し位置Ｐ１に戻る。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２７０６７２号公報（段落番号「００１５」〜「００２３」、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、３本アーム７により各半導体ウエハ２をロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２、顕微鏡受け渡し位置Ｐ３へ循環すると、その搬送領域の最外径位置はＧとなり、この基板搬送領域に広いスペースが必要になる。このため、搬送ロボット３や検査装置本体６からなる検査装置全体が大きくなってしまい、検査装置を設置するクリーンルームに占有するスペースが広くなる。クリーンルームは、設備投資が高く、かつランニングコストが高いことから検査装置の省スペースが望まれる。
【０００９】
又、３本アーム７は、３本のアーム８、９、１０を１２０°の等間隔に設けたものであり、ロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２及び顕微鏡受け渡し位置Ｐ３は、３本アーム７の回転軌跡上に固定配置されている。このため、ロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２及び顕微鏡受け渡し位置Ｐ３が３本アーム７の回転半径により決まってしまうため、設計の自由度がなくなる。又、ロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２及び顕微鏡受け渡し位置Ｐ３のいずれか一つの位置を変更する場合、３本アーム７の設計変更と各位置Ｐ１、Ｐ２及びＰ３の配置も変更しなければならず、簡単に設計変更することができなくなると共に、各位置Ｐ１、Ｐ２及びＰ３を外側にずらした分だけ検査装置全体が大きくなってしまう。
【００１０】
そこで本発明は、基板搬送スペースを小さくでき、かつ基板の各受け渡し位置の設計変更の自由度を高めることができる基板搬送方法及びその装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板を環状の搬送路上で搬送させ、搬送路上の各受け渡し位置で基板の受け渡しを行なう基板搬送方法において、各受け渡し位置の間に基板を保持するアームをそれぞれ配置し、かつ各アームをそれぞれ環状の搬送路の内側において回転運動させ、基板を各受け渡し位置間に搬送させる基板搬送方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図７と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００１３】
図１は本発明の基板搬送装置を適用した半導体ウエハの検査装置の全体構成図である。検査装置本体６には、それぞれ別々の３本のアーム２０、２１、２２が設けられている。これらアーム２０、２１、２２は、各先端部にＵ字形状のハンド２０ａ、２１ａ、２２ａが設けられている。これらハンド２０ａ、２１ａ、２２ａは、それぞれ半導体ウエハ２を吸着保持するための吸着孔が形成されている。
【００１４】
これらアーム２０、２１、２２は、図２に示すようにそれぞれ半導体ウエハ２を保持する検査装置本体６の上面６ａからの高さ位置が異なって設けられている。例えば、アーム２０の高さ位置がもっとも高く、次にアーム２２、次にアーム２１の順に低く設けられている。
【００１５】
このようにアーム２０、２１、２２は、それぞれ異なる高さ位置に設けられているので、各アーム２０、２１、２２が回転運動しても相互に干渉することはない。
【００１６】
これらアーム２０、２１、２２は、それぞれ矢印（ロ）方向に回転運動すると共に、矢印（ハ）方向に直動運動する。図３は各アーム２０、２１、２２の運動を示す図であって、各アーム２０、２１、２２の基部は、それぞれ回転軸２５、２６、２７に軸支されている。
【００１７】
回転機構２８は、各アーム２０、２１、２２をそれぞれ各回転軸２５、２６、２７を中心にしてロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２及び顕微鏡受け渡し位置Ｐ３からなる環状の搬送路の内側において矢印（ロ）方向に回転運動させる。これらアーム２０、２１、２２の回転運動は、１つの回転機構２８により統括して駆動してもよいし、各アーム２０、２１、２２と別に各回転機構２８を設けて駆動してもよい。
【００１８】
直動機構２９は、各アーム２０、２１、２２及びその各回転軸２５、２６、２７をそれぞれ一体的に矢印（ハ）方向に直動させる。この直動機構２９は、直動距離及び直動方向が可変可能である。これらアーム２０、２１、２２及びその各回転軸２５、２６、２７の直動方向は、アーム２０であれば顕微鏡受け渡し位置Ｐ３の中心位置とロボット受け渡し位置Ｐ１の中心位置とを結ぶ直線ラインと一致する方向であり、アーム２１であればロボット受け渡し位置Ｐ１の中心位置とマクロ観察位置Ｐ２の中心位置とを結ぶ直線ラインと一致する方向であり、アーム２２であればマクロ観察位置Ｐ２の中心位置と顕微鏡受け渡し位置Ｐ３の中心位置とを結ぶ直線ラインと一致する方向である。
【００１９】
これらアーム２０、２１、２２の直動運動は、１つの直動機構２９により統括して駆動してもよいし、各アーム２０、２１、２２別に各直動機構２９を設けて駆動してもよい。
【００２０】
これら回転機構２８と直動機構２９は、各アーム２０、２１、２２を直線移動させながら１８０°回転させることにより半導体ウエハ２を各位置Ｐ１→Ｐ２、Ｐ２→Ｐ３、Ｐ３→Ｐ１に搬送する。例えばアーム２１により半導体ウエハ２をロボット受け渡し位置Ｐ１からマクロ観察位置Ｐ２間に搬送する場合、回転機構２８によりロボット受け渡し位置Ｐ１側を向いているアーム２１を１８０°回転させながら直動機構２９によりロボット受け渡し位置Ｐ１側からマクロ観察位置Ｐ２側に向って直動させる。これにより、半導体ウエハ２は、図４に示すような軌跡を辿ってロボット受け渡し位置Ｐ１からマクロ観察位置Ｐ２に搬送される。
【００２１】
昇降機構３０は、各アーム２０、２１、２２及びその各回転軸２５、２６、２７をそれぞれ一体的に昇降させる。これらアーム２０、２１、２２の昇降運動は、１つの直動機構３０により統括して駆動してもよいし、各アーム２０、２１、２２別に各直動機構３０を設けて駆動してもよい。
【００２２】
次に、上記の如く構成された装置の動作について説明する。
【００２３】
搬送ロボット３は、カセット１に向ってハンド４を前進させてカセット１内の半導体ウエハ１を吸着保持して取り出し、次にハンド４を後退させ、次に多関節アーム５を９０°回転させ、次にハンド４を検査装置本体６に向けて前進させてロボット受け渡し位置Ｐ１で停止させる。
【００２４】
一方、３本のアーム２０、２１、２２は、それぞれ同時に各ハンド２０ａ、２１ａ、２２ａにおいて真空吸着の動作が開始される。
【００２５】
これと共に昇降機構３０は、３本のアーム２０、２１、２２を同時に上昇させ、ロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２、顕微鏡受け渡し位置Ｐ３において各半導体ウエハ２をそれぞれ吸着保持させる。例えば、ロボット受け渡し位置Ｐ１においてアーム２１は、搬送ロボット３のハンド４の高さ位置よりも上昇して半導体ウエハ２を受け取り、マクロ観察位置Ｐ２においてアーム２２は、マクロ観察ステージ２３の高さ位置よりも上昇して半導体ウエハ２を受け取り、顕微鏡受け渡し位置Ｐ３においてアーム２０は、顕微鏡のθステージ２４ａの高さ位置よりも上昇して半導体ウエハ２を受け取る。
【００２６】
次に、回転機構２８と直動機構２９とが同期して動作し、回転機構２８は、各アーム２０、２１、２２を同時にロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２及び顕微鏡受け渡し位置Ｐ３からなる環状の搬送路の内側において１８０°回転させると共に、直動機構２９は、位置Ｐ１とＰ２、位置Ｐ２とＰ３、位置Ｐ３とＰ２をそれぞれ結ぶ直線搬送路上にて各アーム２０、２１、２２を同時に直動させる。例えば、アーム２１により半導体ウエハ２をロボット受け渡し位置Ｐ１からマクロ観察位置Ｐ２間に搬送する場合、図４に示すようにアーム２１を、１８０°回転させながらロボット受け渡し位置Ｐ１側からマクロ観察位置Ｐ２側に直動することにより、半導体ウエハ２は、図４に示すような軌跡を辿ってロボット受け渡し位置Ｐ１からマクロ観察位置Ｐ２に搬送される。
【００２７】
同様に、アーム２２により半導体ウエハ２をマクロ観察位置Ｐ２から顕微鏡受け渡し位置Ｐ３に搬送する場合も、半導体ウエハ２は、上記図４に示す軌跡と同様な軌跡を辿って搬送される。アーム２０により半導体ウエハ２を顕微鏡受け渡し位置Ｐ３からロボット受け渡し位置Ｐ１に搬送する場合も、半導体ウエハ２は、上記図４に示す軌跡と同様な軌跡を辿って搬送される。
【００２８】
次に、各半導体ウエハ２が各位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に搬送されると、３本のアーム２０、２１、２２は、それぞれ同時に各ハンド２０ａ、２１ａ、２２ａにおける真空吸着の動作が解除される。
【００２９】
これと共に昇降機構３０は、３本のアーム２０、２１、２２をそれぞれ下降させ、ロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２、顕微鏡受け渡し位置Ｐ３において各半導体ウエハ２を受け渡す。例えば、ロボット受け渡し位置Ｐ１においてアーム２０は、搬送ロボット３のハンド４の高さ位置よりも下降して半導体ウエハ２を受け渡し、マクロ観察位置Ｐ２においてアーム２１は、マクロ観察ステージ２３の高さ位置よりも下降して半導体ウエハ２を受け渡し、顕微鏡受け渡し位置Ｐ３においてアーム２２は、顕微鏡１１のステージ２４ａの高さ位置よりも下降して半導体ウエハ２を受け渡す。
【００３０】
この後、昇降機構３０は、３本のアーム２０、２１、２２により半導体ウエハ２を受け渡した後もさらに退避位置まで下降する。そして、回転機構２８と直動機構２９とが同期して動作し、回転機構２８により各アーム２０、２１、２２をそれぞれ１８０°逆転させながら、直動機構２９により各アーム２０、２１、２２をそれぞれ逆方向に直動させることにより、各アーム２０、２１、２２は、それぞれ元の位置に戻る。
【００３１】
これ以降、３本のアーム２０、２１、２２は、回転と直動とを繰り返し、半導体ウエハ２をロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２、顕微鏡受け渡し位置Ｐ３の間に循環させる。
【００３２】
このように上記第１の実施の形態においては、３本のアーム２０、２１、２２を設け、これらアーム２０、２１、２２をそれぞれロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２及び顕微鏡受け渡し位置Ｐ３からなる環状の搬送路の内側において回転運動させると共に直動運動させて半導体ウエハ２をロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２、顕微鏡受け渡し位置Ｐ３の間に循環させるようにしたので、半導体ウエハ２の搬送領域は、図５に示すように搬送領域Ｑ内となり、従来技術で説明した３本アームによる搬送領域の最外径位置Ｇと比較してその搬送領域のスペースを斜線で示す領域Ｋの分だけ狭くできる。これにより、検査装置全体を小さくでき、クリーンルームの省スペースの要求を満足することができる。
【００３３】
３本のアーム２０、２１、２２の直動距離及び直動方向を変更するだけで、ロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２、顕微鏡受け渡し位置Ｐ３の各位置の変更に対応でき、設計の自由度を高めることができる。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００３５】
図６は半導体ウエハの検査装置に適用する基板搬送装置の構成図である。半導体ウエハの検査装置の全体構成図は、図１を援用する。
【００３６】
各アーム２０、２１、２２は、上記第１の実施の形態における直動機構２９を除いたものである。
【００３７】
これらアーム２０、２１、２２は、上記図２に示すようにそれぞれ半導体ウエハ２を保持する検査装置本体６の上面６ａからの高さ位置が異なって設けられている。
【００３８】
このうちアーム２０は、ハンド２０ａをロボット受け渡し位置Ｐ１とマクロ観察位置Ｐ２との各中心位置上にポジショニングする回転中心位置に回転軸２５が設けられている。又、アーム２１は、ハンド２１ａをマクロ観察位置Ｐ２と顕微鏡受け渡し位置Ｐ３との各中心位置上にポジショニングする回転中心位置に回転軸２６が設けられている。アーム２２は、ハンド２２ａを顕微鏡受け渡し位置Ｐ３とロボット受け渡し位置Ｐ１との各中心位置上にポジショニングする回転中心位置に回転軸２７が設けられている。
【００３９】
回転機構３１は、各アーム２０、２１、２２をそれぞれ各回転軸２５、２６、２７を中心にしてロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２及び顕微鏡受け渡し位置Ｐ３からなる環状の搬送路の内側において矢印（ニ）方向に１２０°回転運動させる。
【００４０】
次に、基板搬送装置の半導体ウエハ２の受け渡し動作について説明する。
【００４１】
３本のアーム２０、２１、２２は、それぞれ同時に各ハンド２０ａ、２１ａ、２２ａにおいて真空吸着の動作が開始される。
【００４２】
これと共に昇降機構３０は、３本のアーム２０、２１、２２をそれぞれ上昇させ、ロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２、顕微鏡受け渡し位置Ｐ３において各半導体ウエハ２をそれぞれ吸着保持させる。
【００４３】
次に、回転機構２８は、各アーム２０、２１、２２をそれぞれロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２及び顕微鏡受け渡し位置Ｐ３からなる環状の搬送路の内側において１２０°だけ矢印（ニ）方向に回転させる。各アーム２０、２１、２２は、１２０°だけ矢印（ニ）方向に回転し、半導体ウエハ２をロボット受け渡し位置Ｐ１からマクロ観察位置Ｐ２、マクロ観察位置Ｐ２から顕微鏡受け渡し位置Ｐ３、顕微鏡受け渡し位置Ｐ３からロボット受け渡し位置Ｐ１にそれぞれ搬送する。
【００４４】
次に、３本のアーム２０、２１、２２は、各ハンド２０ａ、２１ａ、２２ａにおける真空吸着の動作が解除されると、昇降機構３０により下降され、ロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２、顕微鏡受け渡し位置Ｐ３において各半導体ウエハ２を受け渡す。
【００４５】
この後、昇降機構３０は、３本のアーム２０、２１、２２を退避位置まで下降させる。そして、回転機構３１は、各アーム２０、２１、２２をそれぞれ１２０°逆転させて各アーム２０、２１、２２をそれぞれ元の受け渡し位置に戻す。
【００４６】
これ以降、３本のアーム２０、２１、２２は、それぞれ１２０°の回転を繰り返し、半導体ウエハ２をロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２、顕微鏡受け渡し位置Ｐ３の間に循環させる。
【００４７】
このように上記第２の実施の形態においては、３本のアーム２０、２１、２２をそれぞれロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２及び顕微鏡受け渡し位置Ｐ３からなる環状の搬送路の内側において回転運動させて半導体ウエハ２をロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２、顕微鏡受け渡し位置Ｐ３の間に循環させるようにしたので、半導体ウエハ２の搬送領域は、図６に示すように搬送領域Ｑａ内となり、従来技術で説明した３本アームによる搬送領域の最外径位置Ｇと比較してその搬送領域のスペースを斜線で示す領域Ｋの分だけ狭くできる。これにより、検査装置全体を小さくでき、クリーンルームの省スペースの要求を満すことができる。
【００４８】
又、３本のアーム２０、２１、２２の長さと回転軸２５、２６、２７の位置を変更するだけでロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２、顕微鏡受け渡し位置Ｐ３の各位置の変更に対応でき、設計の自由度を高めることができる。
【００４９】
なお、本発明は、上記第１及び第２の実施の形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【００５０】
例えば、上記第１及び第２の実施の形態では、３本のアーム２０、２１、２２は、スカラーロボットを用いてもよい。
【００５１】
又、上記検査装置では、ロボット受け渡し位置Ｐ１、マクロ観察位置Ｐ２、顕微鏡受け渡し位置Ｐ３の各位置間に半導体ウエハ２を循環搬送しているが、これに限らず、３つ以上の位置間に半導体ウエハ２などの基板を循環搬送させるのであれば、位置の数に応じたアームを用いて半導体ウエハ２などの基板を循環搬送させることも可能である。
【００５２】
さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、基板搬送スペースを小さくでき、かつ基板の各受け渡し位置の設計変更の自由度を高めることができる基板搬送方法及びその装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる基板搬送装置の第１の実施の形態を適用した半導体ウエハの検査装置の構成図。
【図２】本発明に係わる基板搬送装置の第１の実施の形態における各アームの高さ位置を示す図。
【図３】本発明に係わる基板搬送装置の第１の実施の形態における各アームの運動を示す図。
【図４】本発明に係わる基板搬送装置の第１の実施の形態におけるアームによる半導体ウエハの搬送軌跡を示す図。
【図５】本発明に係わる基板搬送装置の第１の実施の形態における搬送領域の省スペース化を示す図。
【図６】本発明に係わる基板搬送装置の第２の実施の形態における各アームの運動を示す図。
【図７】従来における基板搬送装置を適用した半導体ウエハの検査装置の構成図。
【符号の説明】
１：カセット、２：半導体ウエハ、３：搬送ロボット、６：検査装置本体、４：ハンド、５：多関節アーム、１１：顕微鏡、２０，２１，２２：アーム、２０ａ，２１ａ，２２ａ：ハンド、２３：マクロ観察ステージ、２４：顕微鏡のステージ、２５，２６，２７：回転軸、２８，３１：旋回機構、２９：直動機構、３０：昇降機構。
【図１】
2005064013.tif 000003
【図２】
2005064013.tif 000004
【図３】
2005064013.tif 000005
【図４】
2005064013.tif 000006
【図５】
2005064013.tif 000007
【図６】
2005064013.tif 000008
【図７】
2005064013.tif 000009