(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体基板や液晶基板（ガラス基板）などの基板と、この基板を水蒸気アニール処理する際に使用するシート状の治具を、自動的に交互に積み重ねることが可能な搬送ロボットを提供する。【解決手段】基板と、基板の周縁部を覆うように形成されて内側に貫通開口を有するシート状部材（水蒸気アニール用治具）とをそれぞれ把持し、搬送するための搬送ロボット２０であり、基板を吸着把持する基板把持部２３とシート状部材を吸着把持するシート把持部２４とを有する把持ハンド２１と、把持ハンド２１を三次元的に移動させる移動機構２６と、を備える。移動機構２６は、水平軸心ａ２を中心に把持ハンド２１を回転させ把持ハンド２１の向きを変える方向変更機構３０を有する。【選択図】図１
2007158170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板の周縁部を覆うように形成されて内側に貫通開口を有するシート状部材とをそれぞれ把持し、搬送するための搬送ロボットであって、
前記基板を吸着把持する基板把持部と前記シート状部材を吸着把持するシート把持部とを有する把持ハンドと、
該把持ハンドを三次元的に移動させる移動機構と、を備え、
該移動機構は、水平軸心を中心に前記把持ハンドを回転させ該把持ハンドの向きを変える方向変更機構を有する、
ことを特徴とする搬送ロボット。
【請求項２】
前記基板把持部と前記シート把持部は、ともに前記把持ハンドにおける同一側の面に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の搬送ロボット。
【請求項３】
前記基板把持部と前記シート把持部は、前記把持ハンドにおける互いに反対側の面に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の搬送ロボット。
【請求項４】
前記基板把持部は、前記シート把持部により前記シート状部材を吸着把持したときに当該シート状部材の貫通開口に対応する位置に配置されている、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の搬送ロボット。
【請求項５】
前記把持ハンドはその基端部から先端部の方向に縦長であり、
前記シート把持部は、前記把持ハンドの長手方向に間隔を置いて設けられた一対の吸着部からなり、一方の吸着部は、前記把持ハンドの先端部近傍に設けられている、ことを特徴とする請求項４に記載の搬送ロボット。
【請求項６】
前記基板把持部は、基板を把持したときに前記把持ハンドの先端部が基板から突出しないように、把持ハンドの先端寄りに設けられている、ことを特徴とする請求項５に記載の搬送ロボット。
【請求項７】
前記基板把持部及び前記シート把持部が設けられた側の前記把持ハンドの面が上側を向いた状態において、前記基板把持部の把持面が前記シート把持部の把持面よりも高い位置となるように、前記基板把持部及び前記シート把持部が配設されている、ことを特徴とする請求項２に記載の搬送ロボット。
【請求項８】
基板と、該基板の周縁部を覆うように形成されて内側に貫通開口を有するシート状部材とをそれぞれ把持し、搬送するための搬送ロボットであって、
前記基板を吸着把持する基板把持部と前記シート状部材を吸着把持するシート把持部とを有する把持ハンドと、
該把持ハンドを三次元的に移動させる移動機構と、を備え、
前記基板把持部と前記シート把持部は、ともに前記把持ハンドの下面側に設けられている、
ことを特徴とする搬送ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体・液晶基板の搬送ロボットに関し、更に詳しくは、半導体・液晶基板とその水蒸気アニール用治具を搬送するための搬送ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶用ＴＦＴ基板やシリコンウエハのような半導体基板を高圧水蒸気下で熱処理することにより、熱酸化膜形成、シリコン中欠陥の終端処理、層間絶縁膜のリフロー処理、等の処理が可能であることが知られている。そのような処理は「水蒸気アニール処理」と称されており、半導体・液晶基板などを一括で水蒸気アニール処理するための処理装置が種々提案されている。（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
従来、そのような処理装置における基板の装填、取り出しは、以下のように行われていた。
まず、熱処理が行われる基板を多数枚収容した搬送用カセットが、処理装置の比較的近い所定の位置まで搬送されて設置される。
処理装置の隣接する位置には、基板を把持可能なハンドを持つ搬送ロボットが設置されており、基板を処理装置に装填するときは、その搬送ロボットにより、搬送用カセットから基板を取り出して、処理装置内に設けられた装置内カセットへ装填する。逆に、処理装置内から基板を取り出すときは、搬送ロボットにより装置内カセットから基板を取り出して、搬送用カセットに装填し直す。このように、従来の基板搬送は、カセットからカセットへの移載により行うものであった。
なお、上記のような基板搬送を行うための搬送ロボットの従来技術を示すものとして、下記特許文献２〜４が既に開示されている。
【０００４】
ところで、本出願人は、水蒸気アニール処理に関し、パーティクルやコンタミネーション等による基板の汚染を低減させることが可能な新規な技術を開発し、これを出願した（特願２００５−２４２８４９「水蒸気アニール用治具及び水蒸気アニール方法」）。以下に、この出願（以下、先行出願という）の内容を説明する。
【０００５】
図８は上記の先行出願に係る水蒸気アニール用治具及び水蒸気アニール方法の第１実施形態を説明する図である。図８に示すように、この水蒸気アニール用治具は、シート状部材１０からなり、このシート状部材１０と基板１を交互に積層して、基板１に対して水蒸気アニール処理を行うためのものである。
この水蒸気アニール用治具は、平板状の基板１を処理対象とし、基板としては、例えば液晶用ＴＦＴ基板やシリコンウエハ等である。基板１は、通常、円形であるが、矩形その他の形状の場合もある。また、基板１はガラスやシリコンの均質素材でも、表面に半導体素子が形成された複合材でも、あるいは中間工程の基板であってもよい。また、基板１は、一方面が粗面で他方面が鏡面のものであっても、両面が鏡面のものであってもよい。
【０００６】
図８に示すように、シート状部材１０は、内部が繰り抜かれてリング状に形成されている。すなわち、シート状部材１０は、基板１に重ねたときに、基板１の周縁部全体を覆うように形成されている。また、シート状部材１０は、内側に厚さ方向に貫通する貫通開口１０ａを有している。なお、シート状部材１０はリング状に形成されているが、基板１の形状が円形以外の形状である場合は、その形状に合わせて形成される。例えば、基板１が矩形である場合は、シート状部材１０は、内部が繰り抜かれた矩形状に形成される。
【０００７】
シート状部材１０の上下面は、基板１との接触面となるが、この接触面は、基板１を処理する温度及び圧力（例えば、１００〜８００℃、０〜５ＭＰａ）の範囲において、水蒸気分子を導入できかつ所定の粒径以上のパーティクル及びコンタミネーションの侵入を阻止する面粗さを有している。
接触面の平面度は、１０〜２０μｍの範囲で設定し、かつ表面粗さＲａも、平面度と同等に設定する。この構成により、シート状部材１０と基板１を交互に積層したときに、接触面は、内部を気密にするほどには完全に密着せず、その間に、平面度と表面粗さで決まる微細な流路が形成される。
【０００８】
また、図８に示すように、水蒸気アニール用治具は、シート状部材１０を複数備えると共に、この複数のシート状部材１０のうち最上段のシート状部材１０上に載置される蓋部材１４を備えている。
【０００９】
上記の水蒸気アニール用治具を用いた水蒸気アニール方法は以下のように行う。
まず、図８に示すように、水蒸気アニール装置内に設けられた処理ステージ上に、シート状部材１０と、処理対象となる基板１を交互に積層する。次に、最上段のシート状部材１０の上に、蓋部材１４を載置する。そしてこの状態で水蒸気アニール装置の処理容器と圧力容器を封止し、要求されるアニール処理の種類（熱酸化膜形成、シリコン中欠陥の終端処理、層間絶縁膜のリフロー処理、等）に応じた所定の圧力、温度、時間により、水蒸気アニール処理を行う。
【００１０】
図９は、水蒸気アニール処理中におけるシート状部材１０と基板１の模式的断面図である。上述したように、シート状部材１０の接触面は、基板１を処理する温度及び圧力の範囲において、水蒸気分子を導入できかつ所定の粒径以上のパーティクル及びコンタミネーションの侵入を阻止する面粗さを有しているので、図９に示すように、装置内にパーティクルやコンタミネーションが発生しても、この接触面がフィルタ機能を発揮して、パーティクル等の貫通開口１０ａ側への侵入が阻止される。一方で、水蒸気は、接触面の面粗さによって規定される微細な流路を通過して貫通開口１０ａへ入り、基板１の処理表面に到達して水蒸気アニール処理が行われる。
【００１１】
図１０（Ａ）、（Ｂ）は、上記の先行出願に係る水蒸気アニール用治具及び水蒸気アニール方法の第２実施形態を説明する図である。この第２実施形態が上述した第１実施形態と異なる点は、シート状部材１０に代えて、図１０（Ａ）に示すシート状部材１２を用いる点である。シート状部材１２は、基板１を処理する温度及び圧力の範囲（例えば、１００〜８００℃、０〜５ＭＰａ）において、水蒸気分子を導入できかつ所定の粒径以上のパーティクル及びコンタミネーションの侵入を阻止する開気孔をもつ多孔体からなる。この多孔体としてのシート状部材１２は、焼結金属、セラミックフィルタ、シリコン繊維板等であるのがよい。シート状部材１２は、シート状部材１０の貫通開口１０ａと同様の貫通開口１２ａを有しており、その他の形状や寸法は、上述した第１実施形態におけるシート状部材１０と同様に設定することができる。
【００１２】
このシート状部材１２を用い、本実施形態においても、第１実施形態と同様に水蒸気アニール処理を行う。すなわち、水蒸気アニール装置内に設けられた処理ステージ上に、シート状部材１２と処理対象となる基板１を交互に積層し、最上段のシート状部材１２の上に、蓋部材１４を載置する。そしてこの状態で水蒸気アニール装置の処理容器と圧力容器を封止し、要求されるアニール処理の種類に応じた所定の圧力、温度、時間により、水蒸気アニール処理を行う。
【００１３】
図１０（Ｂ）は、水蒸気アニール処理中におけるシート状部材１２と基板１の模式的断面図である。上述したように、シート状部材１２は、基板１を処理する温度及び圧力の範囲において、水蒸気分子を導入できかつ所定の粒径以上のパーティクル及びコンタミネーションの侵入を阻止する開気孔を有する多孔体からなるので、図１０（Ｂ）に示すように、装置内にパーティクルやコンタミネーションが発生しても、この多孔体としてのシート状部材１２がフィルタ機能を発揮して、パーティクル等の貫通開口１２ａ側への侵入が阻止される。一方で、水蒸気は、シート状部材１２の開気孔によって規定される微細な流路を通過して貫通開口１２ａへ入り、基板の処理表面に到達して水蒸気アニール処理が行われる。
【００１４】
このように先行出願に係る発明によれば、両面が鏡面の基板を高圧で水蒸気アニール処理する場合であっても、水蒸気アニール処理の効果を維持したまま、処理中に基板表面に付着するパーティクルやコンタミネーションを大幅に低減することによりアニール処理の品質及びデバイスの歩留まりを向上させることができる。また、基板の装填領域をコンパクトにすることにより装置の小型化に寄与できる。
【００１５】
【特許文献１】特開平１１−１５２５６７号公報
【特許文献２】特開２００１−３５８２０１号公報
【特許文献３】特開２０００−１５６３９４号公報
【特許文献４】特開平９−２５４０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記の先行出願に係る発明は、カセットからカセットへの移載ではなく、搬送カセットから取り出した基板を処理装置内に設けられた処理ステージ上に、シート状部材からなる治具と基板を交互に積み重ねるものである。
一方、上述したように、従来技術における基板の処理装置への装填／取り出しは、カセットからカセットに移載するものであった。このため、特許文献２〜４等に示された従来の搬送ロボットでは、治具と基板を交互に積み重ねるような搬送には対応していなかった。したがって、上記の先行出願に係る発明を実施するに際し、治具と基板の搬送を自動化するためには、治具と基板を交互に積み重ねることが可能な新たな搬送ロボットが必要となる。
【００１７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、半導体基板や液晶基板（ガラス基板）などの基板と、この基板を水蒸気アニール処理する際に使用するシート状の治具を、自動的に交互に積み重ねることが可能な搬送ロボットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明にかかる搬送ロボットは、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる搬送ロボットは、基板と、該基板の周縁部を覆うように形成されて内側に貫通開口を有するシート状部材とをそれぞれ把持し、搬送するための搬送ロボットであって、前記基板を吸着把持する基板把持部と前記シート状部材を吸着把持するシート把持部とを有する把持ハンドと、該把持ハンドを三次元的に移動させる移動機構と、を備え、該移動機構は、水平軸心を中心に前記把持ハンドを回転させ該把持ハンドの向きを変える方向変更機構を有する、ことを特徴とする搬送ロボット。
【００１９】
このように、把持ハンドには、基板とシート状部材をそれぞれ吸着把持できる把持部が設けられているため、一つの把持ハンドで基板とシート状部材（水蒸気アニール用治具）の両方を搬送することができる。
熱処理炉（水蒸気アニール装置）の処理ステージに基板とシート状部材を積み重ねるためには、把持ハンドが基板又はシート状部材よりも上にある状態、すなわち把持ハンドの把持面が下側を向いた状態であることが必要である。一方、通常、搬送カセット内の基板は処理面を上側に向けた状態で収納されているため、搬送カセットから基板を取り出すためには、把持ハンドの把持面を上側に向けた状態で基板の下側に潜り込ませる必要がある。このため、基板を搬送カセットから処理装置へ移載するためには、基板を途中で反転させる機構が必要である。本発明にかかる搬送ロボットは、移動機構に把持ハンドを回転させる方向変更機構が設けられているので、搬送カセットから取り出した基板を反転させて熱処理炉の処理ステージ上に載せることができる。
したがって、本発明にかかる搬送ロボットによれば、基板と、その水蒸気アニール用治具を、自動的に交互に積み重ねることができる。
また、例えば特開２００３−１００７２７号公報に示された発明では搬送対象の種類毎に複数のハンドを持っているが、本発明によれば、把持ハンドは一つのみであるため、搬送ロボットの構成を簡素化できる。また、上記の特開２００３−１００７２７号公報に示された発明では搬送ロボットとは別に基板反転装置を設けているが、本発明によれば、搬送ロボットとは別の基板反転装置が不要であるため、搬送装置として簡易な構成で装置全体をコンパクトにすることができる。
【００２０】
また、本発明にかかる搬送ロボットは、前記基板把持部と前記シート把持部は、ともに前記把持ハンドにおける同一側の面に設けられている、ことを特徴とする。
【００２１】
このように、前記基板把持部と前記シート把持部は、ともに前記把持ハンドにおける同一側の面に設けられているので、把持ハンドを薄くコンパクトに形成することができる。
【００２２】
また、本発明にかかる搬送ロボットでは、前記基板把持部と前記シート把持部は、前記把持ハンドにおける互いに反対側の面に設けられている、ことを特徴とする。
【００２３】
このように、基板把持部とシート把持部は、把持ハンドにおける互いに反対側の面に設けられているので、把持ハンドの反転の回数を減らすことができ、搬送速度を短縮することができる。
【００２４】
また、本発明にかかる搬送ロボットでは、前記基板把持部は、前記シート把持部により前記シート状部材を吸着把持したときに当該シート状部材の貫通開口に対応する位置に配置されている、ことを特徴とする。
【００２５】
このように、基板把持部は、シート把持部によりシート状部材を吸着把持したときにこのシート状部材の貫通開口内に位置するように配置されているので、基板把持部とシート把持部を効率的に配置することができる。また、基板把持部とシート把持部が把持ハンドの同一側の面に配置されている場合でも、シート把持部によりシート状部材を吸着把持したときにシート状部材と基板把持部との干渉を防止できる。
【００２６】
また、本発明にかかる搬送ロボットでは、前記把持ハンドはその基端部から先端部の方向に縦長であり、前記シート把持部は、前記把持ハンドの長手方向に間隔を置いて設けられた一対の吸着部からなり、一方の吸着部は、前記把持ハンドの先端部近傍に設けられている、ことを特徴とする。
【００２７】
このように、一方の吸着部が把持ハンドの先端部近傍に設けられているので、治具カセット（図５参照）からシート状部材を取り出す際に、把持ハンドの先端部が治具カセットの背面部材と干渉するのを防止できる。
【００２８】
また、本発明にかかる搬送ロボットでは、前記基板把持部は、基板を把持したときに前記把持ハンドの先端部が基板から突出しないように、把持ハンドの先端寄りに設けられている、ことを特徴とする。
【００２９】
このように、基板把持部は、基板を把持したときに把持ハンドの先端部が基板から突出しないように、把持ハンドの先端寄りに設けられているので、搬送カセット５０（図６参照）から基板を取り出す際に、把持ハンドの先端部が搬送カセットの背面部材と干渉するのを防止できる。
【００３０】
また、本発明にかかる搬送ロボットでは、前記基板把持部及び前記シート把持部が設けられた側の前記把持ハンドの面が上側を向いた状態において、前記基板把持部の把持面が前記シート把持部の把持面よりも高い位置となるように、前記基板把持部及び前記シート把持部が配設されている、ことを特徴とする。
【００３１】
このような配置関係で基板把持部とシート把持部が設けられるので、基板把持部により基板を把持したときに、基板とシート把持部とが接触しない。このため、基板を確実に吸着把持することができる。
【００３２】
また、本発明にかかる搬送ロボットは、基板と、該基板の周縁部を覆うように形成されて内側に貫通開口を有するシート状部材とをそれぞれ把持し、搬送するための搬送ロボットであって、前記基板を吸着把持する基板把持部と前記シート状部材を吸着把持するシート把持部とを有する把持ハンドと、該把持ハンドを三次元的に移動させる移動機構と、を備え、前記基板把持部と前記シート把持部は、ともに前記把持ハンドの下面側に設けられている、ことを特徴とする。
【００３３】
このように、把持ハンドには、基板とシート状部材をそれぞれ吸着把持できる把持部が設けられているため、搬送ロボットの構成を簡素化できる。
また、上記の搬送ロボットは、把持ハンドを反転させる機構が設けられていないが、搬送ロボット外に基板を反転させる装置が備えられ、搬送ロボットが基板を把持する時点において、基板の処理面が下側を向く状態にすることができる場合には、基板を熱処理炉に移載することができる。すなわち、基板把持部とシート把持部は、ともに把持ハンドの下面側に設けられているので、把持ハンドが基板の上にある状態で、基板の裏面（処理面と反対側の面）を吸着把持して熱処理炉まで搬送し移載することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、半導体基板や液晶基板（ガラス基板）などの基板と、この基板を水蒸気アニール処理する際に使用するシート状の治具を、自動的に交互に積み重ねることができる、という優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００３６】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態にかかる搬送ロボット２０の斜視図である。この搬送ロボット２０は、半導体基板や液晶基板などの基板と、この基板を水蒸気アニール処理する際に使用するシート状部材１６（図２参照）とをそれぞれ把持・搬送し、処理装置の処理ステージ上に自動的に交互に積み重ねるための装置である。
【００３７】
本実施形態にかかる搬送ロボット２０では、図２（Ａ），（Ｂ）に示すような基板１、シート状部材１６を搬送する。図２（Ａ）に示す様に、基板１は円盤状である。
シート状部材１６は、上述した先行出願に記載されたシート状部材１０又はシート状部材１２と基本的には同様である。すなわち、図２（Ｂ）に示すように、シート状部材１６は、基板１の周縁部を覆うようにリング状に形成されて内側に貫通開口１６ａを有している。そのため、貫通開口１６ａの直径は、基板１の直径よりも僅かに（例えば数ミリ程度）小さく設定されている。
また、先行出願に示されたシート状部材１０，１２の外周の直径は基板１の直径と同じであったが、本発明の搬送ロボット２０により搬送するシート状部材１６の外周の直径は、後述する把持ハンド２１のシート把持部２４により真空吸着する面積を十分確保できるように基板１より大きい寸法に設定される。一例として、基板１が３００ｍｍの場合、シート状部材１６の外周の直径は、３３０〜３４０ｍｍに設定することができる。
シート状部材１６のその他の構成は、先行出願に示されたシート状部材１０又はシート状部材１２と同様である。
【００３８】
図１に示すように、搬送ロボット２０は、基板１とシート状部材１６を把持する把持ハンド２１と、把持ハンド２１を三次元的に移動させる移動機構２６と、を備えている。
把持ハンド２１は、基板１を吸着把持する基板把持部２３と、シート状部材１６を吸着把持するシート把持部２４とを有している。その詳細は後述する。
【００３９】
移動機構２６は、基台２７と、基台２７に昇降可能に設けられた昇降機構２８と、昇降機構２８に回転可能かつ伸縮自在に設けられた多関節アーム２９とを備えている。
昇降機構２８内には、昇降用モータ（図示せず）が内蔵されており、その駆動によって昇降機構２８を昇降動作させるようになっている。
多関節アーム２９は、鉛直方向の軸心ａ１を中心に回転可能に昇降機構２８に連結されており、昇降機構２８内には旋回用モータ（図示せず）が設けられている。これにより多関節アーム２９を、軸心ａ１を中心に旋回動作させるようになっている。
【００４０】
また、多関節アーム２９を伸縮させるための機構は、例えば特開２０００−１５６３９４号公報に記載されているものと同様の周知の機構を採用することができる。すなわち、多関節アーム２９は、３本の腕からなり、第２の腕２９ｂは第１の腕２９ａに鉛直軸心を中心に回転可能に連結され、第３の腕２９ｃは第２の腕２９ｂに鉛直軸心を中心に回転可能に連結されている。さらに、第１〜第３の腕内部にはプーリとベルトから構成される伝達機構が内蔵され、昇降機構２８に内蔵された伸縮モータ（図示せず）の駆動により、多関節アーム２９を収縮させるときは関節を折り曲げ、伸長させるときは関節を展開する。これにより、多関節アーム２９を軸心ａ１の位置を原点（以下、「アーム伸縮原点」という。）にして伸縮動作させるようになっている。
【００４１】
なお、本発明の搬送ロボット２０においては、上記の多関節アーム２９に代えて他の伸縮機構を採用してもよい。例えば、特開平９−２５４０５８号公報の図５に示されたような、ハンドの伸縮方向に直線ガイドを配置した直線型の機構や、同公報の出願に係る発明であってその図１に示されたような、垂直面内で揺動可能な平行リンク機構によりハンドを水平移動させるものであってもよい。
【００４２】
本実施形態において、移動機構２６は更に、水平軸心ａ２を中心に把持ハンド２１を回転させ把持ハンド２１の向きを変える方向変更機構３０を有する。方向変更機構３０には把持ハンド２１を回転させるためのハンド用モータ（図示せず）が内蔵されており、このハンド用モータにより把持ハンド２１を回転させて、基板把持部２３とシート把持部２４が設けられた面が、上側を向く状態と下側を向く状態とを切り替えることができる。すなわち、方向変更機構３０により、把持ハンド２１を反転動作させることができる。そのときの回転は、ある状態からの反転動作を行ったときの回転方向と、元の状態に戻るときの反転動作の回転方向が相互に逆方向であってもよく、あるいは、ある状態から反転動作させたときの回転方向と同一方向に１８０°回転させて元の状態に戻るように動作させてもよい。
【００４３】
移動機構２６は更に、昇降機構２８の昇降動作、多関節アーム２９の旋回、伸縮、方向変更機構３０による把持ハンド２１の反転動作、基板把持部２３とシート把持部２４の真空吸着を制御する制御部３１を備えている。
【００４４】
図３は、第１実施形態にかかる搬送ロボット２０の把持ハンド２１の構成を示す斜視図であり、（Ａ）は基板１を吸着把持した状態を示し、（Ｂ）はシート状部材１６を吸着把持した状態を示す。ただし、理解を容易にするため、基板１およびシート状部材１６は仮想線で示している。
この図において、右手前側が把持ハンド２１の基端部側であり、左奥側が把持ハンド２１の先端部側である。把持ハンド２１は、縦長平板形状をなしており、基板把持部２３とシート把持部２４は、ともに把持ハンド２１における同一側の面に設けられている。
基板把持部２３は、把持ハンド２１の短手方向に間隔を置いて設けられた一対の吸着部２３ａ，２３ｂからなり、シート把持部２４は、把持ハンド２１の長手方向に間隔を置いて設けられた一対の吸着部２４ａ，２４ｂからなる。
【００４５】
図３（Ｂ）に示すように、基板把持部２３は、シート把持部２４によりシート状部材１６を吸着把持したときに、シート状部材１６の貫通開口１６ａに対応する位置に配置されている。この構成により、基板把持部２３とシート把持部２４を把持ハンド２１の同一側の面内で効率的に配置することができる。
図３（Ａ）に示すように、基板把持部２３は、基板１を把持したときに把持ハンド２１の先端部が基板１から突出しないように、把持ハンド２１の先端寄りに設けられている。この構成により、後述する搬送カセット５０（図６参照）から基板１を取り出す際に、把持ハンド２１の先端部が搬送カセット５０の背面部材と干渉しないようになっている。
【００４６】
また、図３（Ｂ）に示すように、シート把持部２４の一方の吸着部２４ａは、後述する治具カセット４０（図５参照）からシート状部材１６を取り出す際に、把持ハンド２１の先端部が治具カセット４０の背面部材４４と干渉しないように、把持ハンド２１の先端部近傍に設けられている。
【００４７】
また、基板把持部２３及びシート把持部２４が設けられた側の把持ハンド２１の面が上側を向いた状態において、基板把持部２３の把持面がシート把持部２４の把持面よりも高い位置となるように、基板把持部２３及びシート把持部２４が配設されている。このように構成されているため、基板把持部２３により基板１を把持したときに、基板１とシート把持部２４とが接触しない。このため、基板１を確実に吸着把持することができる。
【００４８】
また、把持ハンド２１には、基板１を検知する基板センサ２５ａと、シート状部材１６を検知するシートセンサ２５ｂとが設けられている。これらのセンサは例えば赤外線センサで構成することができる。
【００４９】
図４は、基板把持部２３とシート把持部２４の配管系統を模式的に示す図である。図４に示すように、基板把持部２３には基板吸着用ライン３３が接続され、シート把持部２４にはシート吸着用ライン３４が接続されており、それぞれのラインには開閉弁３５，３６が配設されている。また、それぞれのラインには真空ポンプ３７が接続されている。
なお、基板吸着用ライン３３とシート吸着用ライン３４が形成される部位は、把持ハンド２１の内部であっても、外部であってもよい。
このように構成されているため、開閉弁３５，３６を選択的に開閉し、基板吸着用ライン３３とシート吸着用ライン３４の内部の空気を真空ポンプ３７により吸引することにより、基板１およびシート状部材１６を選択的に吸着把持することができる。
【００５０】
図５は、シート状部材１６を収納する治具カセット４０の構成を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図である。
この治具カセット４０は、上板４１と、底板４２と、上板４１及び底板４２の両端部同士を連結し上下方向に伸びる側壁部４３と、上板４１及び底板４２の後方端部同士を連結し上下方向に伸びる背面部材４４とを備えている。上板４１、底板４２、側壁部４３及び背面部材４４により収納空間が形成されている。側壁部４３の内側には、シート状部材１６を支持するための支持部４３ａが高さ方向に多数設けられている。このように構成された治具カセット４０により、シート状部材１６を高さ方向に多数枚収納することができる。
なお、基板１を収納する搬送カセット５０（図６参照）についても、基板１の寸法に合わせて同様に構成される。
【００５１】
図６は、本実施形態にかかる搬送ロボット２０、熱処理炉（水蒸気アニール装置）５２、搬送カセット５０及び治具カセット４０の配置構成の一例を示す図である。
図６に示すように、搬送ロボット２０の周りに、搬送カセット５０、治具カセット４０および熱処理炉５２が配置される。
図６において、搬送ロボット２０は、多関節アーム２９を収縮し、把持ハンド２１の先端部を搬送カセット５０側に向けている状態である。
搬送カセット５０は、処理面を上側に向けた基板１を多数枚収納した状態で、自動搬送台車４８により他の製造ラインから所定の位置に搬入される。このように、通常、搬送カセット５０内の基板１は処理面を上側に向けた状態で収納されている。また、搬送カセット５０は、熱処理炉５２により基板１に対して所定の熱処理が行われた後に他の製造ラインに搬出される。
治具カセット４０内にはシート状部材１６が多数収納されている。
図６では、熱処理炉５２の全体構成を示しておらず、下部圧力容器５３とその内部に設置された処理ステージ５４のみを示している。
【００５２】
次に、本実施形態にかかる搬送ロボット２０の搬送動作について、主として図１、図６を参照して説明する。
まず、搬送ロボット２０は、把持ハンド２１の先端部を治具カセット４０側に向け、シート把持部２４を上側に向け、取り出そうとするシート状部材１６より僅かに低くなるように把持ハンド２１の高さを調整する。
次に、多関節アーム２９を伸長して把持ハンド２１をシート状部材１６の下に潜り込ませ、そこから把持ハンド２１を僅かに上昇させてシート把持部２４により吸着把持し、多関節アーム２９を収縮してアーム伸縮原点まで戻す。
次に方向変更機構３０により把持ハンド２１を反転させ、把持ハンド２１をシート状部材１６の上側に位置せしめる
次に、把持ハンド２１の先端部を熱処理炉側に向け、多関節アーム２９を伸長して、把持ハンド２１を熱処理炉の処理ステージ５４の上方に位置付け、その位置から把持ハンド２１を下降させてシート状部材１６を処理ステージ５４上に載置し、シート把持部２４の吸着を解除する。
その後、多関節アーム２９を収縮してアーム原点位置まで戻す。
【００５３】
次に、搬送ロボット２０は、把持ハンド２１の先端部を搬送カセット５０側に向け、基板把持部２３を上側に向け、取り出そうとする基板１より僅かに低くなるように把持ハンド２１の高さを調整する。
次に、多関節アーム２９を伸長して把持ハンド２１を基板１の下に潜り込ませ、そこから把持ハンド２１を僅かに上昇させて基板把持部２３により基板１の裏面（処理面と反対側の面）を吸着把持し、多関節アーム２９を収縮してアーム伸縮原点まで戻す。
次に方向変更機構３０により把持ハンド２１を反転させ、把持ハンド２１が基板１の上側に位置するようにする。
次に、把持ハンド２１の先端部を熱処理炉５２側に向け、多関節アーム２９を伸長して、把持ハンド２１を熱処理炉の処理ステージ５４の上方に位置付け、その位置から把持ハンド２１を下降させて基板１を処理ステージ５４上に載置し、基板把持部２３の吸着を解除する。
その後、多関節アーム２９を収縮してアーム原点位置まで戻す。
【００５４】
上記の一連の動作が、基板１一枚分のシーケンスであり、これを基板１の処理枚数と同回数繰り返すことにより、処理ステージ５４上にシート状部材１６と基板１を交互に積層することができる。
なお、シート状部材１６を治具カセットから取り出す際に、シート状部材１６の上面を吸着把持するようにしてもよい。この場合、把持ハンド２１を途中で反転させる必要がないので、搬送時間を短縮することができる。
【００５５】
そしてこの状態で熱処理炉５２の処理容器と圧力容器を封止し、要求されるアニール処理の種類（熱酸化膜形成、シリコン中欠陥の終端処理、層間絶縁膜のリフロー処理、等）に応じた所定の圧力、温度、時間により、水蒸気アニール処理を行う。
【００５６】
熱処理が終了した後は、搬送ロボット２０により、熱処理炉５２から基板１及びシート状部材１６を取り出し、それぞれを搬送カセット５０と治具カセット４０に戻す。そのときの搬送ロボット２０の動作は、基板１及びシート状部材１６を搬送カセット５０及び治具カセット４０から取り出し熱処理炉５２に移載したときの動作と逆になる。
【００５７】
次に、本実施形態にかかる搬送ロボット２０の作用・効果について説明する。
本実施形態にかかる搬送ロボット２０によれば、把持ハンド２１には、基板１とシート状部材１６をそれぞれ吸着把持できる把持部が設けられているため、一つの把持ハンド２１で基板１とシート状部材１６（水蒸気アニール用治具）の両方を搬送することができる。
熱処理炉（水蒸気アニール装置）の処理ステージに基板１とシート状部材１６を積み重ねるためには、把持ハンド２１が基板１又はシート状部材１６よりも上にある状態、すなわち把持ハンド２１の把持面が下側を向いた状態であることが必要である。一方、通常、搬送カセット内の基板１は処理面を上側に向けた状態で収納されているため、搬送カセットから基板１を取り出すためには、把持ハンド２１の把持面を上側に向けた状態で基板１の下側に潜り込ませる必要がある。このため、基板１を搬送カセットから処理装置へ移載するためには、基板１を途中で反転させる機構が必要である。本発明にかかる搬送ロボット２０は、移動機構２６に把持ハンド２１を回転させる方向変更機構３０が設けられているので、搬送カセットから取り出した基板１を反転させて処理装置の処理ステージ上に載せることができる。
したがって、本発明にかかる搬送ロボット２０によれば、基板１とシート状部材１６（水蒸気アニール用治具）を、自動的に交互に積み重ねることができる。
【００５８】
また、例えば特開２００３−１００７２７号公報に示された発明では搬送対象の種類毎に複数のハンドを持っているが、本発明によれば、把持ハンド２１は一つのみであるため、搬送ロボット２０の構成を簡素化できる。また、上記の特開２００３−１００７２７号公報に示された発明では搬送ロボット２０とは別に基板反転装置を設けているが、本発明によれば、搬送ロボット２０とは別の基板反転装置が不要であるため、搬送装置として簡易な構成で装置全体をコンパクトにすることができる。
【００５９】
また、基板把持部２３は、シート把持部２４によりシート状部材１６を吸着把持したときにこのシート状部材１６の貫通開口内に位置するように配置されているので、基板把持部２３とシート把持部２４を把持ハンド２１の同一側の面内で効率的に配置することができる。
【００６０】
また、基板把持部２３及びシート把持部２４が設けられた側の把持ハンド２１の面が上側を向いた状態において、基板把持部２３がシート把持部２４よりも高い位置となるように、基板把持部２３及びシート把持部２４の配置が設定されているので基板把持部２３により基板１を把持したときに、基板１とシート把持部２４とが接触しない。このため、基板１を確実に吸着把持することができる。
【００６１】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について説明する。図７は、本発明の第２実施形態にかかる搬送ロボット２０の把持ハンド２１の斜視図である。
図７に示すように、基板把持部２３とシート把持部２４は、把持ハンド２１における互いに反対側の面に設けられている。
また、基板センサ２５ａとシートセンサ２５ｂは、基板把持部２３とシート把持部２４に付帯して、それぞれ同じ側の面に設けられている。
【００６２】
なお、第１実施形態と同様、基板把持部２３は、シート把持部２４によりシート状部材１６を吸着把持したときにシート状部材１６の貫通開口１６ａに対応する位置に配置されている。
また、基板把持部２３は、基板１を把持したときに把持ハンド２１の先端部が基板１から突出しないように、把持ハンド２１の先端寄りに設けられている。
また、シート把持部２４の一方の吸着部２４ａは、治具カセット４０からシート状部材１６を取り出す際に、把持ハンド２１の先端部が治具カセット４０の背面部材４４と干渉しないように、把持ハンド２１の先端部近傍に設けられている。
本実施形態にかかる搬送ロボット２０の他の構成は、上述した第１実施形態と同様である。
【００６３】
本実施形態にかかる搬送ロボット２０によれば、第１実施形態と同様に、基板１とシート状部材１６（水蒸気アニール用治具）を、自動的に交互に積み重ねることができる。
【００６４】
本実施形態にかかる搬送ロボット２０の搬送動作は、以下の点で第１実施形態と異なる。
第１実施形態では、基板把持部２３とシート把持部２４が把持ハンド２１の同じ側の面に設けられているため、シート状部材１６を熱処理炉の処理ステージ上に載置し多関節アーム２９をアーム原点位置まで戻したときには、基板把持部２３とシート把持部２４は下側を向いているが、次に行う基板１の取り出しのために基板把持部２３を上側に向ける必要がある。このため、このとき把持ハンド２１を反転させる必要がある。
これに対して、第２実施形態では、基板把持部２３とシート把持部２４は、把持ハンド２１における互いに反対側の面に設けられているので、シート状部材１６を熱処理炉の処理ステージ上に載置し多関節アーム２９をアーム原点位置まで戻したときには、シート把持部２４は下側を向き、基板把持部２３は上側を向いている。このため、次に行う基板１の取り出しのために把持ハンド２１を反転させる必要が無い。
そして、熱処理炉の処理ステージ上に基板１を載置し、次のシート状部材１６を治具カセットから取り出すときの搬送動作についても、上記と同様のことが言える。また、熱処理炉から基板１及びシート状部材１６を取り出し、それぞれを搬送カセットと治具カセットに戻すときの搬送動作についても、上記と同様のことが言える。
したがって、第２実施形態にかかる搬送ロボット２０によれば、把持ハンド２１の反転の回数を減らすことができるので、搬送時間を短縮することができる。
【００６５】
［その他の実施形態］
上述した第１及び第２の実施形態では、搬送ロボット２０の移動機構２６に把持ハンド２１の方向変更機構３０が設けられていたが、搬送ロボット２０外に基板１を反転させることが可能な装置が備えられ、搬送ロボット２０が基板１を把持する時点において、基板１の処理面が下側を向く状態にすることができる場合には、上記の方向変更機構３０を省略し、基板把持部２３とシート把持部２４をともに把持ハンド２１の下面側に設けるようにしてもよい。この場合、図３に示した構成の把持ハンドをそのまま、１８０°反転させたものを多関節アーム２９の先端部に直接取り付けた構成となる。
そして、この場合、把持ハンド２１が基板１の上にある状態で、基板１の裏面（処理面と反対側の面）を吸着把持して熱処理炉５２まで搬送し移載することができる。また、シート状部材１６の上面を吸着把持して熱処理炉５２まで搬送し移載することができる。
【００６６】
以上、各実施形態の説明から明らかなように、本発明によれば、半導体基板や液晶基板（ガラス基板）などの基板と、この基板を水蒸気アニール処理する際に使用するシート状の治具を、自動的に交互に積み重ねることができる、という優れた効果が得られる。
【００６７】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる搬送ロボットの斜視図である。
【図２】基板とシート状部材（水蒸気アニール用治具）の斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる搬送ロボットの把持ハンドの斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる搬送ロボットの把持ハンドにおける基板把持部とシート把持部の配管系統を模式的に示す図である。
【図５】治具カセットの構成図である。
【図６】第１実施形態にかかる搬送ロボット、熱処理炉（水蒸気アニール装置）、搬送カセット及び治具カセットの配置構成の一例を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態にかかる搬送ロボットの把持ハンドの斜視図である。
【図８】先行出願に係る水蒸気アニール用治具及び水蒸気アニール方法の第１実施形態を説明する図である。
【図９】先行出願に係る水蒸気アニール処理中におけるシート状部材と基板の模式的断面図である。
【図１０】先行出願に係る水蒸気アニール用治具及び水蒸気アニール方法の第２実施形態を説明する図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  基板
１０，１２，１６  シート状部材
１６ａ  貫通開口
２０  搬送ロボット
２１  把持ハンド
２３  基板把持部
２４  シート把持部
２５ａ  基板センサ
２５ｂ  シートセンサ
２６  移動機構
２７  基台
２８  昇降機構
２９  多関節アーム
３０  方向変更機構
３１  制御部
３３  基板吸着用ライン
３４  シート吸着用ライン
３５，３６  開閉弁
３７  真空ポンプ
４０  治具カセット
５０  搬送カセット
５２  熱処理炉（水蒸気アニール装置）
５４  処理ステージ
【図１】
2007158170.tif 000003
【図２】
2007158170.tif 000004
【図３】
2007158170.tif 000005
【図４】
2007158170.tif 000006
【図５】
2007158170.tif 000007
【図６】
2007158170.tif 000008
【図７】
2007158170.tif 000009
【図８】
2007158170.tif 000010
【図９】
2007158170.tif 000011
【図１０】
2007158170.tif 000012