(57)【要約】      （修正有）【課題】金属コンタミと静電気による帯電を抑制しつつ基板を搬送する搬送アーム、搬送装置および搬送方法を提供する。【解決手段】基板１１の搬送アーム１であって、基板１１と接触し基板１１を保持する、絶縁体からなる保持部１２と、接地されている、導電体からなる金属部品１３と、基板１１および金属部品１３と接触する、導電体からなる導電コーティング１４とを備える。また、導電部１４は基板１１と接地部１３との間に位置し、接地部１３により固定されている。【選択図】図１
2013212920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の搬送アームであって、
上記基板と接触し上記基板を保持する、絶縁体からなる保持部と、
接地されており、導電体からなる接地部と、
上記基板および上記接地部と接触する、導電体からなる導電部とを備えることを特徴とする搬送アーム。
【請求項２】
上記導電部は、上記基板と上記接地部との間に位置し、
上記接地部により固定されていることを特徴とする請求項１に記載の搬送アーム。
【請求項３】
上記導電部は、上記接地部の一部に施された導電性材料によるコーティングであることを特徴とする請求項１または２に記載の搬送アーム。
【請求項４】
上記保持部を固定する支持部をさらに備え、
上記接地部が上記支持部に固定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の搬送アーム。
【請求項５】
上記接地部は、上記保持部を上記支持部へ固定する固定部材であることを特徴とする請求項４に記載の搬送アーム。
【請求項６】
上記導電部の一部または全部が、上記保持部の内部に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の搬送アーム。
【請求項７】
上記導電部が、上記保持部に当接することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の搬送アーム。
【請求項８】
上記接地部および上記導電部の組が、複数あることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の搬送アーム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の搬送アームを用いた搬送装置。
【請求項１０】
基板と接触し上記基板を保持する、絶縁体からなる保持部と、
接地されており、導電体からなる接地部と、
上記基板および上記接地部と接触する、導電体からなる導電部と
を備える搬送アームを用いて、上記基板を搬送する搬送方法であって、
上記基板を上記保持部に保持する保持ステップと、
上記基板および上記導電部を接触させ除電する除電ステップとを含むことを特徴とする搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と搬送アームとの接触により発生する静電気による基板の帯電を除電しつつ、当該基板を搬送する搬送アーム、搬送装置および搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、シリコンウェハ等の基板の搬送アームには、アルミ合金やセラミックス、ステンレス等からなるものが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
搬送される基板が、後に半導体素子が形成されるシリコンウェハである場合、基板に金属が接触すると、基板に金属成分移り、この金属成分によって半導体素子の特性が劣化することがある。このような現象を金属コンタミと呼ぶ。
【０００４】
ここで、本明細書では、搬送アームは、基板と接触し保持する保持部と、保持部を支持する支持部とを備えるものとする。
【０００５】
さて、上述の金属コンタミを低減する為に、基板と接触する保持部の面をクロム等によりコーティングすることが行われてきた。しかし、搬送回数が重なるとコーティングが磨耗し金属コンタミの低減の効果が劣化して問題となることがある。また、コーティングにはコストがかかり、コーティングによる金属コンタミの低減効果を維持するにはコーティングを定期的に繰り返す必要があり、そのコストが問題となることがある。
【０００６】
そこで、上述の基板と接触する保持部をフッ素系樹脂等の非金属に置き換えることが行われてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１０６４００号公報（１９９５年４月２１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
搬送アームによる基板の搬送は、保持部に基板を吸着させ、支持部を所望の位置まで動かし、基板の吸着を解除することにより行われる。
【０００９】
図６は、従来技術の搬送アームを示す断面図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の断面図である。図６は、搬送アーム３が基板３１を搬送している状況を示している。
【００１０】
基板３１は、保持部３２に保持されている。保持部３２は、支持部３５により支持されている。基板３１は、保持部３２の内部に設けられたエア吸着孔からの吸引により、保持部３２に吸着され、保持される。
【００１１】
ここで、保持部３２が非金属からなるとき、保持部３２と基板３１との吸着による接触と、それらの間の吸着解除による剥離とにより、基板３１が静電気を帯電することがある。保持部３２が非金属である搬送アーム３による基板３１の搬送においては、このような帯電を除電することが課題となる。
【００１２】
なお、保持部３２および支持部３５が共に金属であれば、通常接地されている支持部３５を通じて、保持部３２の静電気が大地へ逃げるため、上述のような帯電は起こらない。
【００１３】
上述の除電を行う一つの方法として、イオナイザを用いる方法がある。しかし、イオナイザを設置するスペースが別途必要になったり、イオナイザが発生させる気流の除電以外への悪影響に配慮する必要があったりするため、イオナイザによる除電は、使用できる状況が限定されることがある。
【００１４】
上述の除電を行う他の方法として、接地された金属部品を帯電した基板に接触させる方法がある。しかし、上述の金属コンタミを防止する観点から、接地された金属等を基板に直接的に接触させる方法も、使用できる状況が限定されることがある。
【００１５】
上記課題に鑑み、本発明の目的は、基板の金属コンタミの発生を防止しつつ、基板の帯電を除電することができる搬送アーム、搬送装置および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】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明に係る搬送アームは、基板の搬送アームであって、上記基板と接触し上記基板を保持する、絶縁体からなる保持部と、接地されており、導電体からなる接地部と、上記基板および上記接地部と接触する、導電体からなる導電部とを備えることを特徴としている。
【００１７】
一般に、接地部として金属の部材が用いられる。ここで、搬送される基板が、後に半導体素子が形成されるシリコンウェハである場合、基板に金属が接触すると、基板に金属成分が移り、この金属成分によって半導体素子の特性が劣化してしまうことがある。このような劣化現象は、金属コンタミ現象と呼ばれている。
【００１８】
上記構成によれば、保持部に保持された基板と導電部とを接触させることにより、導電部を介して、基板と、接地されている接地部とが電気的に接続される結果、基板が接地され、基板が除電される。つまり、基板と接地部とを非接触に保ち金属コンタミの発生を抑制しつつ、除電することができる。
【００１９】
よって、金属コンタミの発生を抑制しつつ、帯電により基板が保持部に貼り付くことを防ぎ、搬送時のトラブルを低減することができる。
【００２０】
また、上記導電部は、上記基板と上記接地部との間に位置し、上記接地部により固定されていることが好ましい。
【００２１】
上記構成によれば、導電部が、接地部に固定されていることにより、基板と導電部との接触状態を安定させることができ、基板を安定して除電することができる。
【００２２】
また、上記導電部は、上記接地部の一部に施された導電性材料によるコーティングであることが好ましい。
【００２３】
上記構成によれば、導電部を、接地部の一部に施した導電コーティングにより実現することができる。
【００２４】
また、本発明に係る搬送アームは、上記保持部を固定する支持部をさらに備え、上記接地部が上記支持部に固定されていることが好ましい。
【００２５】
上記構成によれば、支持部により保持部が固定され、支持部に対する保持部の相対的な位置が安定する。また、支持部により接地部が固定され、支持部に対する接地部の相対的な位置が安定する。よって、保持部および接地部の、お互いの相対的な位置を、安定させることができる。
【００２６】
また、上記接地部は、上記保持部を上記支持部へ固定する固定部材であることが好ましい。
【００２７】
上記構成によれば、接地部が固定部材であることにより、保持部を支持部へより強く固定することができ、支持部に対する保持部の相対的な位置をより安定させることができる。
【００２８】
また、上記導電部の一部または全部が、上記保持部の内部に設けられていることが好ましい。
【００２９】
上記構成によれば、導電部および保持部の接触位置が固定される。よって、保持部に保持された基板の搬送にあわせて、基板との接触状態を保つように、導電部を移動させる必要がなくなる。
【００３０】
また、上記導電部が、上記保持部に当接していることが好ましい。
【００３１】
上記構成によれば、導電部と保持部との相対的な位置関係が固定される。よって、保持部に保持された基板の搬送にあわせて、基板との接触状態を保つように、導電部を移動させる必要がなくなる。
【００３２】
また、上記接地部および上記導電部の組が、複数あることが好ましい。
【００３３】
上記構成によれば、接地部および導電部の組が複数あることにより、基板から電荷を大地へ逃がす経路が増えて、除電性能を向上させることができる。
【００３４】
また、本発明に係る搬送装置は、上記搬送アームを用いることを特徴としている。
【００３５】
上記構成によれば、本発明の搬送装置を用いた搬送工程において、上記搬送アームを用いることにより、金属コンタミの発生を抑制しつつ、帯電により基板が保持部に貼り付くことを防ぎ、搬送時のトラブルを低減することができることにより、不良率を低減できる。
【００３６】
また、本発明に係る搬送方法は、基板と接触し上記基板を保持する、絶縁体からなる保持部と、接地されており、導電体からなる接地部と、上記基板および上記接地部と接触する、導電体からなる導電部とを備える搬送アームを用いて、上記基板を搬送する搬送方法であって、上記基板を上記保持部に保持する保持ステップと、上記基板および上記導電部を接触させ除電する除電ステップとを含むことを特徴としている。
【００３７】
上記構成によれば、本発明の搬送方法を用いた搬送工程において、保持ステップにて基板を保持部に保持し、除電ステップにて基板および導電部を接触させ除電することにより、基板と接地部とを非接触に保ち金属コンタミの発生を抑制しつつ、除電することができる。
【００３８】
よって、金属コンタミの発生を抑制しつつ、帯電により基板が保持部に貼り付くことを防ぎ、搬送時のトラブルを低減することができることにより、不良率を低減できる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明に係る搬送アームは、以上のように、上記基板と接触し上記基板を保持する、絶縁体からなる保持部と、接地されており、導電体からなる接地部と、上記基板および上記接地部と接触する、導電体からなる導電部とを備えることを特徴としている。
【００４０】
それゆえ、金属コンタミの発生を抑制しつつ、帯電により基板が保持部に貼り付くことを防ぎ、搬送時のトラブルを低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る搬送アームの実施形態を示すものであり、（ａ）はその上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の断面図である。
【図２】本発明に係る搬送装置の実施形態を示す概念図である。
【図３】図１の金属部品および導電コーティングの位置を変えた実施形態を示すものであり、（ａ）はその上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の断面図である。
【図４】図１の金属部品および導電コーティングの個数を変えた実施形態を示すものであり、（ａ）はその上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の断面図である。
【図５】図１の金属部品および導電コーティングの面積を変えた実施形態を示すものであり、（ａ）はその上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の断面図である。
【図６】従来技術の搬送アームを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４３】
＜基本構成＞
まず、図１に基づき、本発明の一実施形態である搬送アーム１の構成について説明する。
【００４４】
図１は、本発明の一実施形態に係る搬送アーム１の概略構成を示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の断面図である。
【００４５】
図１（ａ）、（ｂ）は、搬送アーム１が基板１１を搬送している状況を示している。
【００４６】
基板１１は、保持部１２に保持されている。また、保持部１２は、４本の金属部品（接地部）１３によって、支持部１５と接続されている。また、金属部品１３には、導電コーティング（導電部）１４が施されている。導電コーティング１４は、基板１１に接触している。
【００４７】
なお、導電コーティング１４の材質としては、導電性ポリマー、ＩＴＯ（透明導電膜、インジウムドープ酸化スズ）、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）を挙げることができる。導電コーティング１４の材質として、上述の材質を使用することにより、基板１１に金属部品１３の金属成分が移ることを防ぎ金属コンタミを防止することができる。また、導電コーティング１４の材質として、上述の材質を使用することにより、基板１１への導電コーティング１４の接触によって、金属コンタミが発生することはない。
【００４８】
なお、図１では保持部１２は、金属部品１３により支持部１５と接続されているが、接着剤等を用いて接続されていたり、支持部１５と一体であったりしても良い。この場合、保持部１２と支持部１５とは、金属部品１３によって、接続される必要はない。
【００４９】
また、金属部品１３は、後述する基板１１の除電のため、接地されている必要がある。接地の方法は、支持部１５が金属からなるときは、支持部１５を通して接地されていても良いし、接地されている図示しない他の部材や配線に電気的に接続され、接地されていても良い。
【００５０】
ここで、保持部１２は、中央に孔を有している。保持部１２に基板１１を保持する際は、保持部１２を基板１１に接触させ、上述の孔を、真空ポンプ等を用いて低圧または真空にし、保持部１２に基板１１を吸着させる。
【００５１】
なお、低圧または真空状態の保持のため、上述の孔近傍に、パッキン等の部材を追加部材として配置しても良い。また、基板１１の安定した保持のため、保持部１２の、基板１１が吸着する吸着面上に、クッション等の部材を追加部材として配置しても良い。
【００５２】
上述のように、基板１１を吸着させた状態で搬送アーム１を移動させ、所望の位置で搬送アーム１の移動を止め、上述の吸着を解除し、保持部１２から基板１１を剥離することで、所望の位置に基板１１を搬送する。
【００５３】
保持部１２に基板１１を吸着させているので、基板１１の保持方向はどのような方向であっても良い。図１（ａ）、（ｂ）では、基板１１が保持部１２の上方に保持されているが、例えば、支持部１５を上下逆転させ、保持部１２の下方に基板１１が位置するような保持であっても良い。
【００５４】
ここで、基板１１の吸着および吸着解除を繰り返すと、基板１１が静電気を帯電して、保持部１２から基板１１が離れなくなる場合がある。このような場合には、基板１１を除電する必要がある。通常は、イオナイザを用いて上記帯電とは逆の電荷を持つイオン化された空気を基板１１へ送付し除電したり、接地されている他の部材や配線に接触させて基板１１が帯電した電荷を大地へ逃がしたりすることで除電が行われる。しかし、イオナイザを用いた場合、上述したイオナイザ特有の課題がある。
【００５５】
導電コーティング１４のサイズ（ここでは、基板１１に対向する対向面の直径）ｄは、基板１１を除電する除電性能を向上させるために、より大きいことが好ましい。つまり、導電コーティング１４の対向面の面積は、除電性能を向上させるために、より大きいことが好ましい。
【００５６】
なお、図１においては金属部品１３と、支持部１５が別体であって螺合して締結されるように構成された搬送アームが示されているが、金属部品１３および支持部１５が実質的に一体であっても、本発明の搬送アームに含まれることは言うまでもない。
【００５７】
例えば、支持部１５上に金属部品１３が金属棒として支持部１５に溶接されるなどで一体になっており、金属部品１３を挿通できる貫通孔を備えた保持部１２を上方から差し込むことで固定する形態の搬送アームであっても、本発明の範囲に含まれる。
【００５８】
なお、発明者は、導電コーティング１４がない構成の搬送アーム１でも、基板１１を除電できる場合があることを発見した。具体的には、図１に示す構成において、導電コーティング１４の部分が空間になっている場合である。つまり、基板１１と金属部品１３との間に隙間がある場合である。当該隙間において、基板１１と金属部品１３との間の距離を１ｍｍ〜１０ｍｍにする、つまり、基板１１と金属部品１３とを近接させることによっても、基板１１を除電できる場合がある。
【００５９】
上述の除電においては、基板１１が帯電することにより電位が局所的に高くなると、基板１１と金属部品１３との電位差が大きくなり、上記隙間で放電現象が起き、基板１１に帯電していた電荷が金属部品１３に移動している可能性がある。
【００６０】
更に、金属部品１３が基板１１と対向する面に導電コーティング１４を有しつつ、基板１１と非接触である場合には、基板１１の金属コンタミの発生をより効果的に抑えつつ、基板の除電もできるという効果を奏する。
【００６１】
＜効果について＞
上述のように、搬送アーム１により、金属コンタミの発生を抑制しつつ、帯電により基板１１が保持部１２に貼り付くことを防ぐことできる。それゆえ、基板１１の搬送時のトラブルを低減することができる効果を奏する。
【００６２】
〔実施の形態２〕
本発明の一実施形態について図２に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００６３】
＜搬送アームを用いた搬送装置＞
図２は、本発明に係る搬送装置２の概略構成を示す概念図である。
【００６４】
図２は、上述の搬送アーム１を搬送装置２の一部として用いて、基板１１を所定の位置から他の所定の位置へ搬送している状況を示している。
【００６５】
搬送装置２は、搬送アーム１と、駆動部２１と、真空ポンプ２２と、ベルトコンベヤー２３とから構成されている。搬送アーム１は、駆動部２１に接続されており、上下方向に動き、駆動部２１の軸を中心に回転することができる。
【００６６】
なお、この図では駆動部２１による搬送アーム１の駆動形態は、上下方向の併進と、駆動部２１の軸を中心とした回転しか示していないが、駆動部２１はこのような併進と回転に限定されるものでなく、構成が許す限りにおいて、任意の方向へ搬送アーム１を駆動させても良い。
【００６７】
まず、基板１１は、図２の左下に示すように積載されているものとする。駆動部２１を用いて搬送アーム１を駆動し、基板１１の積層体に搬送アーム１の吸着面（搬送アーム１中央に開いた孔が開いている方向を向く面）を接触させる。この吸着面は、図１の保持部１２の吸着面である。
【００６８】
次に、真空ポンプ２２を用いて、搬送アーム１の孔を低圧または真空にする。この低圧または真空を保持したまま、駆動部２１により搬送アーム１を移動させ、ベルトコンベヤー２３上まで基板１１を搬送する。最後に、低圧または真空を所定の速度で解除し、所定の速度でベルトコンベヤー２３上に基板１１を降ろす。この後、基板１１は、図示しない後の工程へ、ベルトコンベヤー２３により搬送されていく。ここで、上述の「所定の速度」とは、基板１１を損傷させずに吸着・搬送・吸着解除をし、その合間合間に除電を行う十分な余裕を確保できる速度ということであって、基板１１を損傷させず搬送等をし、除電も十分に行うことができるのならば、より速い速度であることが好ましい。
【００６９】
＜効果について＞
上述のように、搬送アーム１を用いた搬送装置２により、金属コンタミの発生を抑制しつつ、帯電により基板１１が搬送アーム１に貼り付くことを防ぎ、搬送時のトラブルを低減することができる。
【００７０】
〔変形例１〕
次に、図３に基づき、上述の実施の形態１における一変形例について説明する。
【００７１】
図３は、図１の金属部品１３および導電コーティング１４の位置を変えた実施形態を示すものであり、（ａ）はその上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の断面図である。
【００７２】
なお、上記で説明済みの構成と同一のものについての説明は省略する。
【００７３】
図３では、金属部品１３および導電コーティング１４の位置が図１と変わっている。図３のように、導電コーティング１４は、基板１１と接触しているのであれば、どの位置にあっても良い。
【００７４】
なお、図３では金属部品１３および導電コーティング１４の全部が保持部１２の外部に、図１では金属部品１３および導電コーティング１４の全部が保持部１２の内部に設けられているが、基板１１と導電コーティング１４とが接触しているのであれば、金属部品１３および導電コーティング１４の一部が保持部１２の内部に設けられているような形態や、金属部品１３および導電コーティング１４が保持部１２に当接しているような形態であっても良い。
【００７５】
ただし、基板１１は、保持部１２に吸着する際、その吸着力により、ある程度傾斜する。言い換えれば、基板１１に反りが発生する。吸着時、保持部１２の形状の公差や、基板１１自体の変形（吸着力により、保持部１２の吸着面あるいは上記の孔近傍を頂点として保持部１２側に湾曲する）があるからである。
【００７６】
＜効果について＞
上述のように、金属部品１３および導電コーティング１４の位置については、基板１１と導電コーティング１４とが接触しているのであれば、特に図３や図１に示す位置に限定されるものではない。また、金属部品１３および導電コーティング１４の一部または全部を、保持部１２の内部に設けたり、保持部１２に、図示しない冶具を用いることにより接触させたりすることで、基板１１および導電コーティング１４の相対的な位置関係が固定され、搬送アーム１が基板１１の搬送等により移動している場合であっても、基板１１と導電コーティング１４とが接触する状態を保持することができ、安定した除電を実現できる。
【００７７】
〔変形例２〕
次に、図４に基づき、上述の実施の形態１における他の変形例について説明する。
【００７８】
図４は、図１の金属部品１３および導電コーティング１４の個数を変えた実施形態を示すものであり、（ａ）はその上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の断面図である。
【００７９】
上記で説明済みの構成と同一のものについての説明は省略する。
【００８０】
図４では、金属部品１３および導電コーティング１４の個数が図１と変わっている。図４のように、金属部品１３および導電コーティング１４は、金属コンタミを起こさず必要な除電性能を達成できる限りにおいて、どのような個数であっても良い。つまり、図４のように、それぞれ４個より多くても良いし、４個以下１個以上の個数であっても良い。
【００８１】
＜効果について＞
上述のように金属部品１３および導電コーティング１４の個数は、特に図４や図１に示す個数に限定されるものではない。よって、搬送アームの製作にあたって自由度が増し、除電および搬送に好適な搬送アームを簡易に提供できる効果を奏する。
【００８２】
〔変形例３〕
次に、図５に基づき、上述の実施の形態１における他の変形例について説明する。
【００８３】
図５は、図１の金属部品１３および導電コーティング１４の面積（直径）を変えた実施形態を示すものであり、（ａ）はその上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の断面図である。
【００８４】
上記で説明済みの構成と同一のものについての説明は省略する。
【００８５】
図５では、金属部品１３および導電コーティング１４の面積が図１と変わっている。図５のように、金属部品１３および導電コーティング１４は、金属コンタミを起こさず、必要な除電性能を達成できる限りにおいて、どのような面積であっても良い。つまり、図５のように、図１より面積が大きくても良いし、小さくても良い。
【００８６】
＜効果について＞
上述のように金属部品１３および導電コーティング１４の面積は、特に図５や図１に示す面積に限定されるものではない。よって、搬送アームの製作にあたって自由度が増し、除電および搬送に好適な搬送アームを簡易に提供できる。
【００８７】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明に係る搬送アーム、それを備えた搬送装置およびそれを用いた搬送方法は、接地されている金属部品に導電コーティングを施し、当該導電コーティングを帯電している基板に接触させることで除電することができるから、金属コンタミを抑制した上で除電しつつ基板を搬送する種々の用途に利用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１    搬送アーム
１１  基板
１２  保持部
１３  金属部品（接地部）
１４  導電コーティング（導電部）
１５  支持部
ｄ    サイズ
２    搬送装置
２１  駆動部
２２  真空ポンプ
２３  ベルトコンベヤー
【図１】
2013212920.tif 000003
【図２】
2013212920.tif 000004
【図３】
2013212920.tif 000005
【図４】
2013212920.tif 000006
【図５】
2013212920.tif 000007
【図６】
2013212920.tif 000008