(57)【要約】      （修正有）【課題】搬送ハンドからウエハーへの直接的・間接的な伝熱量を最小化してウエハーの高温化を防止するスピナーシステムの搬送ロボットハンドを提供する。【解決手段】搬送対象のウエハーを真空で吸着固定する搬送ロボットであって、搬送ハンドに備えられる‘Ｕ’字形の吸着部上の分岐する両側端部と分岐開始部の中央部にそれぞれ一つずつ三角形の配置をなすように接触リング部が形成され、前記接触リング部の中心に、真空吸入圧が印加される真空ホールが形成される。よって、接触リング部によるウエハーの接触面積を減らし、その突出高を増大させることによって搬送ハンドから搬送されるウエハーへの直接的・間接的な伝熱量を減少させ、また搬送ハンドがウエハーを下ろしてから帰還するかホームポジションで待機する時点で冷却されて、以後に搬送されるウエハーへの伝熱量を減少させることができる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送対象のウエハーを上面上に載置して真空で吸着固定するように、搬送アームに装着される搬送ハンドを備えるスピナーシステムの搬送ロボットにおいて、
前記ウエハーを載置して固定するように、前記搬送ハンドに備えられる‘Ｕ’字形の吸着部上の分岐する両側端部と分岐開始部の中央部にそれぞれ一つずつ三角形の配置をなすように接触リング部が形成され、
前記接触リング部の中心に、真空吸入圧が印加される真空ホールが形成されることを特徴とする、スピナーシステムの搬送ロボット。
【請求項２】
前記接触リング部は、前記吸着部の上面から上向きに突出し、
その突出高は０．３〜０．７ｍｍの範囲内の値を有することを特徴とする、請求項１に記載のスピナーシステムの搬送ロボット。
【請求項３】
前記接触リング部の上面の面積は３０〜４５ｍｍ２の範囲内の値を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のスピナーシステムの搬送ロボット。
【請求項４】
前記接触リング部及び前記真空ホールは、
平面形状が円形であることを特徴とする、請求項３に記載のスピナーシステムの搬送ロボット。
【請求項５】
前記接触リング部の幅は１〜２．５ｍｍの範囲内の値を有することを特徴とする、請求項４に記載のスピナーシステムの搬送ロボット。
【請求項６】
前記真空ホールの直径は１．５〜３ｍｍの範囲内の値を有することを特徴とする、請求項３に記載のスピナーシステムの搬送ロボット。
【請求項７】
前記搬送ハンドが前記ウエハーを下ろしてから帰還するか位置移動する時点で、前記真空ホールに真空吸入圧が印加されることを特徴とする、請求項１に記載のスピナーシステムの搬送ロボット。
【請求項８】
前記搬送アームが折り畳まれ、前記搬送ハンドがホームポジションで待機する時点で、前記真空ホールに真空吸入圧が印加されることを特徴とする、請求項１または７に記載のスピナーシステムの搬送ロボット。
【請求項９】
ウエハーを載置して真空吸着で固定する‘Ｕ’字形の吸着部を備える搬送ロボットの搬送ハンドにおいて、
前記吸着部の分岐する両側端部及び分岐開始部の中央部にそれぞれ一つずつ三角形の配置をなすように接触リング部が形成され、
前記接触リング部の中心に、真空吸入圧が印加される真空ホールが形成されることを特徴とする、搬送ロボットの搬送ハンド。
【請求項１０】
前記接触リング部は前記吸着部の上面から上向きに突出し、
その突出高は０．３〜０．７ｍｍの範囲内の値を有することを特徴とする、請求項９に記載の搬送ロボットの搬送ハンド。
【請求項１１】
前記接触リング部及び前記真空ホールは、平面形状が円形であり、
前記接触リング部の上面の面積は３０〜４５ｍｍ２の範囲内の値を有することを特徴とする、請求項９または１０に記載の搬送ロボットの搬送ハンド。
【請求項１２】
前記接触リング部の幅は１〜２．５ｍｍの範囲内の値を有し、
前記真空ホールの直径は１．５〜３ｍｍの範囲内の値を有することを特徴とする、請求項１１に記載の搬送ロボットの搬送ハンド。
【請求項１３】
一つ以上の真空ホールを通じてウエハーを真空で吸着固定して搬送する搬送ハンドに真空吸入圧を印加する搬送ハンドの真空印加装置において、
前記真空ホールに連通するように、かつ前記搬送ハンド内に形成される真空流路に連結されるように、外部に備えられる外部真空ライン；
高圧状態のエアを供給する工場ユーティリティーであるメーンエア供給ライン；
前記メーンエア供給ラインに、分岐するように連結される分岐エア供給ライン；
前記分岐エア供給ラインと前記外部真空ラインが接続され、前記分岐エア供給ラインを介して供給される高圧状態の前記エアを通過させて排出させながら前記真空ライン内に真空吸入圧が形成されるようにする真空形成手段；及び
前記分岐エア供給ライン上に備えられ、前記エアの供給を制御するバルブ手段；を含むことを特徴とする、搬送ハンドの真空印加装置。
【請求項１４】
前記真空形成手段は、
前記エアが通過する内部流路に内径が縮小する縮径部を持ち、前記縮径部に前記外部真空ラインが連通するように接続されるベンチュリ管；を備えることを特徴とする、請求項１３に記載の搬送ハンドの真空印加装置。
【請求項１５】
前記メーンエア供給ライン上に備えられ、高圧状態の前記エアを発生して供給する高圧エア供給手段；をさらに含むことを特徴とする、請求項１３または１４に記載の搬送ハンドの真空印加装置。
【請求項１６】
前記真空形成手段から排出される前記エアを最終的に放出するエア排出ライン；をさらに含むことを特徴とする、請求項１５に記載の搬送ハンドの真空印加装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体素子の製造のためのスピナーシステム（ｓｐｉｎｎｅｒ  ｓｙｓｔｅｍ）の搬送ロボット（ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｒｏｂｏｔ）、その搬送ハンド（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｈａｎｄ）及びその真空印加装置に係り、より詳しくは高温環境のユニットに出入することによって加熱される搬送ハンドから、それによって搬送されるウエハーへの伝熱量を減少させて、ウエハーの高温化を防止することができ、さらに複数の搬送ハンドで同時にウエハーを吸着固定するために真空を用いる場合にも、いずれか一つの搬送ハンドでの真空吸入圧の低下を防止することができるスピナーシステムの搬送ロボット、その搬送ハンド及びその真空印加装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体素子（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｄｅｖｉｃｅ）は、それを製造するためのウエハーを多様な単位工程に搬送することで製造される。
このような単位工程の中で、フォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏ−ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）工程は、周知のように、ウエハー上に特定の膜をパターン化するのに利用されるもので、特定の膜上に感光液（ｐｈｏｔｏ−ｒｅｓｉｓｔ）を塗布して感光膜を成膜し、その感光膜を選択的に露光させた後、現像する過程でなる。
【０００３】
すなわち、フォトリソグラフィ工程は、ウエハー上に感光液を塗布する段階、ウエハーを加熱して、塗布された感光液内の溶剤を揮発させて硬化させる段階、形成された感光膜を選択的に露光用光に露出させる段階、及び露光された感光膜を現像させる段階を含む。
【０００４】
このようなフォトリソグラフィ工程の一部を行うスピナーシステムは、ウエハー上に感光液を塗布して硬化させた後、露光処理されたウエハーを現像する付属工程を処理するもので、その装置の構成が製造業者ごとに少しずつ異なるが、基本的には、図１に示すように、複数のウエハーＷが収納されたカセットがローディングまたはアンローディングされるカセットステージ１１０と、カセットステージ１１０のあたりに備えられ、カセットからウエハーＷを一枚ずつ引き出して整列させるアライナ（図示せず）と、ウエハーＷを回転させながら感光液を均一に塗布するスピンコーター（Ｓｐｉｎ  Ｃｏａｔｅｒ）１２０と、ウエハーＷを加熱または冷却させることで、感光膜を硬化させ、ウエハーＷの温度を低下させるベーキング部１３０と、ウエハーＷ上の露光処理された感光膜を現像させるデベロッパー（ｄｅｖｅ１ｏｐｅｒ）１４０と、各ユニット間でウエハーＷを搬送して供給する搬送ロボット２００とを含む。
【０００５】
前記ベーキング部１３０は、感光液の塗布に先立ち、感光液とウエハーＷ表面間の付着力を高めるために、ウエハーＷを加熱するアドヒージョンヒーター（ＡＨ：Ａｄｈｅｓｉｏｎ  Ｈｅａｔｅｒ）１３２と、塗布された感光液内の溶剤を揮発させて感光膜を硬化させるために、ウエハーＷを載置させて加熱させるホットプレート（ＨＰ：Ｈｏｔ  Ｐ１ａｔｅ）１３４と、アドヒージョンヒーター１３２またはホットプレート１３４によって加熱されたウエハーＷを載置して冷却させるクールプレート（ＣＰ：Ｃｏｏ１  Ｐ１ａｔｅ）と１３６を含む。
【０００６】
このような構成を有するスピナーシステム１００の作用を図２に基づいて説明すれば、まず工程対象物である複数のウエハーＷが搭載されたカセットがローディングされ、カセットステージ１１０に搭載される（Ｓ３００）。
【０００７】
すると、カセットステージ１１０のあたりに備えられたアライナがカセットステージ１１０のカセットからウエハーＷを一枚ずつ引き出した後、整列させる（Ｓ３０２）。
その後、整列されたウエハーＷは、搬送ロボット２００によって、アドヒージョンヒーター１３２に搬送され（Ｓ３０４）、アドヒージョンヒーター１３２によってウエハーＷが６０〜１２０℃に加熱される（Ｓ３０６）。
【０００８】
ついで、ウエハーＷは、搬送ロボット２００によって、クールプレート１３６に搬送されて載置され（Ｓ３０８）、クールプレート１３６によって、以後に実施される感光液塗布のための最適工程温度２３℃に冷却される（Ｓ３１０）。
その後、冷却されたウエハーＷは、搬送ロボット２００によって、スピンコーター１２０に搬送され（Ｓ３１２）、スピンコーター１２０によって、ウエハーＷ上に感光液が均一の厚さに塗布される（Ｓ３１４）。
【０００９】
ついで、感光液が塗布されたウエハーＷは、搬送ロボット２００によって、ホットプレート１３４に搬送されて載置され（Ｓ３１６）、ホットプレート１３４によっておよそ１００℃に加熱されることにより、塗布された感光液内の溶剤が揮発して感光膜が硬化する（Ｓ３１８）。
その後、加熱されたウエハーＷは、搬送ロボット２００によって、クールプレート１３６にさらに搬送されて載置され（Ｓ３２０）、クールプレート１３６によって、以後に実施される露光のための最適工程温度２３℃に冷却される（Ｓ３２２）。
【００１０】
その後、冷却されたウエハーＷは別途の露光機（ｓｔｅｐｐｅｒ）に搬送されて露光処理されるか、あるいは搬送ロボット２００によってカセットステージ１１０に搬送され、カセット内に収納される（Ｓ３２４）。
【００１１】
一方、前記搬送ロボット２００は、所定の順に各ユニットにウエハーＷを一枚ずつ搬送して供給するもので、その構成は、図３に示すように、昇降可能なロボット軸２１０と、ロボット軸２１０に対して回転及びＸ／Ｙ方向に位置移動可能に備えられる搬送アーム２２０と、搬送アーム２２０の先端部に装着され、ウエハーＷに直接接触して搬送する搬送ハンド２３０とを含む。
【００１２】
通常、一つの搬送ロボット２００には上下に二つ以上の搬送アーム２２０が備えられるが、図３には図示の便宜上一つの搬送アーム２２０のみを示した。
前記搬送ハンド２３０は、図４〜図６ｂに示すように、内部に真空流路２３５が形成され、上面上の両側先端部に、内部の真空流路２３５と連通する真空ホール２３８がそれぞれ形成されることにより、上面上に載置されるウエハーＷを真空で吸着固定した状態で搬送するもので、全体として上面が平坦で、所定の長さ及び広さを有する板体でなる。
【００１３】
具体的に、搬送ハンド２３０は、全体として‘Ｙ’字に似ている形状を有し、すなわち‘Ｉ’字形の結合延長部２３４と‘Ｕ’字形の吸着部２３２が一体化してなる。
結合延長部２３４は、後端部を介して搬送アーム２２０に結合され、吸着部２３２が実質的にウエハーＷを接触支持する。
【００１４】
吸着部２３２が‘Ｕ’字形を有する理由は、ウエハーＷを載置するために、ベーキング部１３０のホットプレート１３４などの中心部に備えられている昇降ピンと干渉せずに出入できるように、中心部が空いていなければならず、ベーキング部１３０によって加熱されるとき、過度に加熱されないようにその面積が小さくなければならないからである。
吸着部２３２は、‘Ｕ’字形の分岐する両側先端部上にそれぞれ一つずつ二つの接触リング部２３６を一体に備え、当該接触リング部２３６によってウエハーＷが直接接触して支持され、接触リング部２３６の中心には真空吸着のための真空ホール２３８が形成される。
【００１５】
すなわち、接触リング部２３６は環状のもので、二つが同一の高さに上向きに突出し、その突出高はおよそ０．１ｍｍである。
そして、接触リング部２３６は、その平面形状が長手方向に沿ってやや長い４５ｍｍ程度の楕円形のもので、ウエハーＷと直接接触する面積が１９０ｍｍ２である。
【００１６】
このような吸着部２３２は、二つの接触リング部２３６及びその中心の真空ホール２３８を通じてウエハーＷを２点で支持かつ吸着し、図４に示すように、円形ウエハーＷを半分した面積の各重さ中心部位をそれぞれ支持かつ吸着する。
【００１７】
一方、前記搬送ハンド２３０は、図６ａ及び図６ｂに示すように、上部プレート２３０−ｕ（図６ａ参照）と下部プレート２３０−ｌ（図６ｂ参照）が互いに面接触してボンディング結合されることにより製造できる。
上部プレート２３０−ｕの分岐する両側先端部には接触リング部２３６がそれぞれ一つずつ形成され、下部プレート２３０−ｌの上面上には溝状の真空流路２３５が長く形成される。
【００１８】
一方、図７に示すように、搬送ハンド２３０の内部に埋設された真空流路２３５は外部の分岐真空ライン２４０と連結され、分岐真空ライン２４０は、工場内に基本的に設置され、工場内の装置に共通して真空吸入圧を印加する工場ユーティリティーであるメーン真空ライン２６０に連結される。
メーン真空ライン２６０上には、中央送風機、真空ポンプのような真空吸入装置２７０が備えられる。よって、真空吸入装置２７０が稼動し続けてライン内部の空気を強制に吸入して外部排出させることにより、連結されたメーン真空ライン２６０、分岐真空ライン２４０、真空流路２３５及び真空ホール２３８に所定の負圧が形成される。
【００１９】
メーン真空ライン２６０に対しては、複数の装置及び複数の搬送ハンド２３０が並列に連結され、つまりメーン真空ライン２６０の中間多数ヶ所に分岐真空ライン２４０が連結され、それぞれの装置及び搬送ハンド２３０に連結される。
分岐真空ライン２４０上には、真空圧の印加を制御して搬送ハンド２３０による真空吸着をオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）させるためのバルブ手段２５０が備えられ、当該バルブ手段２５０としては、ソレノイドバルブまたはニードルバルブが利用される。
【００２０】
しかし、前記のような従来の搬送ロボット２００は次のような問題点がある。
一つ目は、搬送ハンド２３０がアドヒージョンヒーター１３２、ホットプレート１３４のような高温環境のユニットにも出入することによって加熱され、よってそれによって搬送されるウエハーＷが高温になる問題点がある。
特に、搬送ハンド２３０の各接触リング部２３６が１９０ｍｍ２の多少広い面積でウエハーＷと直接接触するので、ウエハーＷへの直接的な伝熱量が増大するとともに、接触リング部２３６の高さが０．１ｍｍで、非常に小さいので、搬送ハンド２３０の上面からウエハーＷへの間接的な伝熱量も増加する。
【００２１】
このように、搬送ハンド２３０からの伝熱量によってウエハーＷがある程度高温になると、スピンコーティング、露光などを実施するに先立ち、その実施のための最適工程温度である２３℃にウエハーＷを冷却させなければならないので、クールプレート１３６に長期間位置させるか、スピンコーターなどにローディングされたウエハーＷを回転チャック上で所定時間空回転させなければならないため、遅延時間の発生によって生産性が低下することになる。
【００２２】
参照として、搬送ハンド２３０によって搬送され、スピンコーター１２０に供給された状態のウエハーＷの温度を多数回数測定して見た結果、次の表のように、その温度が３０〜３３℃程度と非常に高温になっていることを確認することができた。
【表１】
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【００２３】
二つ目は、搬送ハンド２３０の接触リング部２３６に直接接触するウエハーＷの部分とその外の部分間の温度偏差によって感光液の塗布及び露光工程が不正確に実施され、生産収率が低下する問題点がある。
すなわち、接触リング部２３６に直接接触して直接的に熱を受けるウエハーＷの部分は温度が高くなり、その外の部分は相対的に温度が低くなる。このように、一枚のウエハーＷ内で温度偏差が発生すれば、塗布される感光膜の厚さ均一性が劣化し、熱膨脹及び収縮によって露光が正確に実施できなくなる。
【００２４】
三つ目の問題点は次のとおりである。メーン真空ライン２６０上の中央送風機、真空ポンプのような真空吸入装置２７０を利用して、継続してライン内部の空気を強制に吸入して外部に排出させる方式で真空吸入圧を印加する。これにより、いずれか一つの搬送ハンド２３０（説明の便宜上、‘第１搬送ハンド’という）で真空を用いているうち、他の搬送ハンド２３０（説明の便宜上、‘第２搬送ハンド’という）で真空をさらに用いる場合、瞬間的に第１搬送ハンド２３０で真空圧が低下するので、搬送されるウエハーＷの離脱、破損が引き起こされる問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明は前記のような諸般の問題点を解決するためになされたもので、搬送ハンドからウエハーへの直接的・間接的な伝熱量を最小化してウエハーの高温化を防止することができるスピナーシステムの搬送ロボット、その搬送ハンドを提供することにその目的がある。
また、複数の搬送ハンドで同時に真空吸入圧を用いる場合、いずれか一つの搬送ハンドにおいて真空吸入圧が低下することを防止することができる搬送ロボットの真空印加装置を提供することにもう一つの目的がある。
本発明の前記目的と種々の利点は、当該技術分野での熟練者によって、本発明の好適な実施例からより明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
前述した目的を達成するための本発明のスピナーシステムの搬送ロボットは、搬送対象のウエハーを上面上に載置して真空で吸着固定するように、搬送アームに装着される搬送ハンドを備えるスピナーシステムの搬送ロボットにおいて、前記ウエハーを載置して固定するように、前記搬送ハンドに備えられる‘Ｕ’字形の吸着部上の分岐する両側端部と分岐開始部の中央部にそれぞれ一つずつ三角形の配置をなすように接触リング部が形成され、
前記接触リング部の中心に、真空吸入圧が印加される真空ホールが形成されることを特徴とする。
【００２７】
好ましくは、前記接触リング部は、前記吸着部の上面から上向きに突出し、その突出高は０．３〜０．７ｍｍの範囲内の値を有することができる。
好ましくは、前記接触リング部の上面の面積は３０〜４５ｍｍ２の範囲内の値を有することができる。
好ましくは、前記接触リング部及び前記真空ホールは、平面形状が円形であることができる。
好ましくは、前記接触リング部の幅は１〜２．５ｍｍの範囲内の値を有することができる。
【００２８】
好ましくは、前記真空ホールの直径は１．５〜３ｍｍの範囲内の値を有することができる。
好ましくは、前記搬送ハンドが前記ウエハーを下ろしてから帰還するか位置移動する時点で、前記真空ホールに真空吸入圧が印加されることができる。
好ましくは、前記搬送アームが折り畳まれ、前記搬送ハンドがホームポジションで待機する時点で、前記真空ホールに真空吸入圧が印加されることができる。
【００２９】
また、前記目的を達成するための本発明の搬送ロボットの移送ハンドは、ウエハーを載置して真空吸着で固定する‘Ｕ’字形の吸着部を備える搬送ロボットの搬送ハンドにおいて、前記吸着部の分岐する両側端部及び分岐開始部の中央部にそれぞれ一つずつ三角形の配置をなすように接触リング部が形成され、前記接触リング部の中心に、真空吸入圧が印加される真空ホールが形成されることを特徴とする。
【００３０】
また、前記目的を達成するための本発明の移送ハンドの真空印加装置は、一つ以上の真空ホールを通じてウエハーを真空で吸着固定して搬送する搬送ハンドに真空吸入圧を印加する搬送ハンドの真空印加装置において、前記真空ホールに連通するように前記搬送ハンド内に形成される真空流路に連結されるように、外部に備えられる外部真空ライン；高圧状態のエアを供給する工場ユーティリティーであるメーンエア供給ライン；前記メーンエア供給ラインに、分岐するように連結される分岐エア供給ライン；前記分岐エア供給ラインと前記外部真空ラインが接続され、前記分岐エア供給ラインを介して供給される高圧状態の前記エアを通過させて排出させながら前記真空ライン内に真空吸入圧が形成されるようにする真空形成手段；及び前記分岐エア供給ライン上に備えられ、前記エアの供給を制御するバルブ手段；を含むことを特徴とする。
【００３１】
好ましくは、前記真空形成手段は、前記エアが通過する内部流路に内径が縮小する縮径部を持ち、前記縮径部に前記外部真空ラインが連通するように接続されるベンチュリ管；を備えることができる。
好ましくは、前記メーンエア供給ライン上に備えられ、高圧状態の前記エアを発生して供給する高圧エア供給手段；をさらに含むことができる。
好ましくは、前記真空形成手段から排出される前記エアを最終的に放出するエア排出ライン；をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、接触リング部によるウエハーの接触面積を減らし、その突出高を増加させることにより、搬送ハンドから搬送対象のウエハーへの直接的・間接的な伝熱量を減少させることができ、さらに搬送ハンドがウエハーを下ろしてから帰還するかホームポジションで待機する時点で自体冷却されることにより、以後に搬送されるウエハーへの伝熱量を減少させることができるので、別にウエハーを冷却させる過程を実施する必要がなくて生産性を向上させることができ、さらに適切かつ均一な温度状態のウエハーに対する最適化した工程の進行によって生産収率を向上させることができる効果が達成できる。
【００３３】
また、複数の搬送ハンドで同時に真空を用いる場合にも、いずれか一つの搬送ハンドでの真空吸入圧が低下することを防止することができるので、搬送されるウエハーの離脱による破損を遮断し、生産収率及び生産性を向上させることができる効果も達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
図８〜図１１ｂは本発明の好適な実施例による搬送ロボット及びその搬送ハンドを示す。
搬送ロボット２００’の搬送アーム２２０に装着され、ウエハーＷを上面上に載置して真空で吸着した状態で搬送する搬送ハンド２３０’は、全体として‘Ｙ’字に似ている形状に形成され、つまり‘Ｉ’字形の結合延長部２３４’と‘Ｕ’字形の吸着部２３２’が一体化してなる。
【００３５】
結合延長部２３４’は、後端部を介して搬送アーム２２０に結合され、結合延長部２３４’の先端部に形成される吸着部２３２’が実質的にウエハーＷを直接接触して固定する。
本発明によれば、‘Ｕ’字形の吸着部２３２’上に小さな接触リング部２３６’が三角形の配置をなすように三つ備えられ、つまり分岐する両側先端部にそれぞれ一つずつ、そして分岐開始部の中央部にもう一つが備えられる。
【００３６】
すなわち、接触リング部２３６’の大きさを大幅に減らすことで、ウエハーＷと直接接触する面積を減らすことにより、ウエハーＷへの直接的な伝熱量を減少させるとともに、そのような接触リング部２３６’の縮小による真空吸着力の低下を防止するために、その個数を三つに変更する。
【００３７】
このように、接触リング部２３６’及びその中心に形成される真空ホール２３８’を三角形配置の三つに変更すると、３点支持及び吸着によって一層安定的な支持及び吸着を具現することもできる。
ここで、接触リング部２３６’及び真空ホール２３８’はその平面形状が円形になる。
そして、各接触リング部２３６’の上面がウエハーＷと直接接触する面積は３０〜４５ｍｍ２の範囲内で決定される。
【００３８】
また、接触リング部２３６’の幅は１〜２．５ｍｍの範囲内で決定されるが、その幅が１ｍｍ未満であれば、ウエハーＷと直接接触する面積が小さすぎて円滑にウエハーＷが支持できなく、一方その幅が２．５ｍｍを超えれば、直接接触による伝熱量が過多になるので、好ましくない。
【００３９】
さらに、真空ホール２３８’の直径は１．５〜３ｍｍの範囲内で決定されるが、その直径が１．５ｍｍ未満であれば、真空吸着力があまり低下してウエハーＷを堅く固定することができないし、その直径が３ｍｍを超えれば、接触リング部２３６’の大きさも大きくなって、ウエハーＷへの伝熱量を目的とする程度に減らすことができないだけでなく、その加工費用も上昇するので好ましくない。
【００４０】
また、本発明によれば、接触リング部２３６’の上向きに突出する高さを０．３〜０．７ｍｍの範囲に増加させることで、搬送ハンド２３０’の上面とウエハーＷ間の離隔距離を増大させることにより、搬送ハンド２３０’からウエハーＷへの間接的な伝熱量も減少させる。
【００４１】
このように、搬送ハンド２３０’の上面とウエハーＷ間の離隔距離を増大させれば、その間の隙間に外気が充分に流入することができ、この冷たい外気によって搬送ハンド２３０’とウエハーＷを冷却させることもできる。
ここで、接触リング部２３６’の突出高が０．７ｍｍを超えれば、搬送ハンド２３０’がウエハーＷを搬送するためにカセットステージのカセット内に進入するとき、カセット内のスロットなどと衝突することができ、さらに載置されたウエハーＷの中心部の垂れを引き起こすことができるので好ましくない。
【００４２】
一方、その突出高が０．３ｍｍ未満で小さすぎれば、載置されるウエハーＷと搬送ハンド２３０’の上面間の離隔距離があまり短くて間接的な伝熱量が多くなるので好ましくない。
さらに、前記搬送ハンド２３０’は、上部プレート２３０−ｕ’（図１１ａ参照）と下部プレート２３０−ｌ’（図１１ｂ参照）が互いに面接触してボンディングされることにより製造でき、下部プレート２３０−ｌ’の上面上には溝状の真空流路２３５’が長く形成され、当該真空流路２３５’は上部プレート２３０−ｕ’上の真空ホール２３８’と連通するように連結される。
【００４３】
一方、本発明によれば、搬送ハンド２３０’そのものを前もって冷却させることで、ウエハーＷへの伝熱量を減少させるために、当該搬送ハンド２３０’に対する真空吸入圧の印加時点を変更する。
すなわち、従来には、単にウエハーＷを搬送する際にのみ搬送ハンドに真空吸入圧を印加したが、本発明では、搬送されたウエハーＷを目的地点に下ろす時点でばかり真空吸入圧を一時停止し、その外のすべての時点では次の表のように真空吸入圧を印加する。
【表２】
2009158902.tif 000004
【００４４】
このように、ウエハーＷを下ろしてから帰還するか、次に搬送すべきウエハーＷの位置に移動する時点、及び搬送アーム２２０が折り畳まれ、搬送ハンド２３０’がホームポジションで待機する時点にも、真空吸入圧が印加されれば、これにより搬送ハンド２３０’周辺の冷たい外気が真空ホール２３８’に吸い込まれて内部の真空流路２３５’を通じて移動される過程で冷たい外気によって搬送ハンド２３０’が冷却できる。
以上のような本発明によれば、搬送ハンド２３０’がウエハーＷと直接接触する面積を減らして直接伝熱量を減少させ、さらに搬送ハンド２３０’の上面とウエハーＷ間の離隔距離を増大させて間接伝熱量も減少させるとともに、真空吸入圧の印加時点を変更して搬送ハンド２３０’そのものを冷却させることで、ウエハーＷへの伝熱量を減少させるので、その総合的な結果として、搬送ハンド２３０’によってウエハーＷが高温になることを最大限防止することができる。
【００４５】
したがって、一応高温になったウエハーＷを別に冷却させるために、ベーキング部のクールプレートに長期間位置させるか、スピンコーターの回転チャック上で所定時間空回転させる必要がないので、迅速な工程進行が可能で、生産性を向上させることができ、また適切かつ均一な温度状態のウエハーＷに対する最適化した工程進行で不良発生を防止して生産収率も向上させることができる。
【００４６】
参考として、本発明による搬送ロボット２００によって搬送されてスピンコーターに供給されたウエハーＷの温度を多数回にかけて測定して見た結果を次の表に示す。その結果を参照すれば、ウエハーＷの温度が従来に比べて平均１０℃程度低下して感光液の塗布または露光のための最適工程温度である２３℃に正確になることを確認することができる。
【表３】
2009158902.tif 000005
【００４７】
一方、図１２は本発明の好適な実施例による搬送ロボットの真空印加装置を示す。
本発明による搬送ロボット２００’の真空印加装置は、搬送ハンド２３０’内に埋設された真空流路２３５’に連結されるように、外部に備えられる外部真空ライン２４０’と、工場内に基本的に設置されて高圧状態のエアを継続して供給する工場ユーティリティーであるメーンエア供給ライン２６０’と、メーンエア供給ライン２６０’から分岐するように備えられる分岐エア供給ライン２５０’と、前記分岐エア供給ライン２５０’及び外部真空ライン２４０’が接続され、分岐エア供給ライン２５０’を介して供給される高圧状態のエアを高速で通過させて排出させるとともに、接続された外部真空ライン２４０’内のエアを吸入してともに排出させることにより、外部真空ライン２４０’内に真空圧が印加されるようにする真空形成手段２８０’と、真空形成手段２８０’から排出されるエアを搬送した後、最終的に放出するエア排出ライン２９０’と、分岐エア供給ライン２５０’上に備えられ、高圧エアの供給を制御することにより、真空吸入圧の印加をオン／オフさせるバルブ手段２５２’とを含む。
【００４８】
前記真空形成手段２８０’は、図１３に示すように、内部流路が縮小する縮径部２８２ａ’を持つベンチュリ管（ｖｅｎｔｕｒｉ  ｔｕｂｅ）２８２’を備え、このベンチュリ管２８２’の一端は分岐エア供給ライン２５０’に、他端はエア排出ライン２９０’にそれぞれ連通するように連結され、その縮径部２８２ａ’に外部真空ライン２４０’が連通するように接続される。
【００４９】
前記メーンエア供給ライン２６０’上には、その作動によって継続して高圧状態のエアを生成して供給することができるエアコンプレッサのような高圧エア供給手段２７０’が備えられる。
したがって、高圧エア供給手段２７０’の継続的な作動によって、メーンエア供給ライン２６０’及び分岐エア供給ライン２５０’を介して高圧状態のエアが供給され、このエアは真空形成手段２８０’のベンチュリ管２８２’をそのまま通過してエア排出ライン２９０’に排出される過程で、高圧エアがベンチュリ管２８２’の縮径部２８２ａ’を通過するときより増大して流速で通過しながら、縮径部２８２ａ’に接続されている外部真空ライン２４０’内のエアを吸入してともに排出されることにより、外部真空ライン２４０’及びそれに連結された真空流路２３５’、真空ホール２３８’に高真空吸入圧が形成される。
【００５０】
このように、工場ユーティリティーである高圧エアの供給によって真空吸入圧を形成すれば、多くの搬送ハンド２３０’で同時に真空を用いる場合にも、いずれか一つの搬送ハンド２３０’で真空吸入圧が低下することを防止することができ、それにより、搬送されるウエハーＷが離脱して損傷することを防ぐことができる。
【００５１】
以上では、本発明による搬送ロボット２００’、その搬送ハンド２３０’及びその真空印加装置がスピナーシステムに適用される場合を代表的に説明したが、その外にも、搬送ハンド２３０’が高温環境に搬出入して高温になることができるすべての半導体装備にも適用することができることはもちろんである。
例えば、ウエハーの表面上に付着された異物をＤＩＷ（Ｄｅ−Ｉｏｎｉｚｅｄ  Ｗａｔｅｒ）で洗浄した後、残留のＤＩＷを完全に蒸発させるために、ホットプレートを利用した後、冷却のために、クールプレートを用いる洗浄システムなどにも同様に適用することができる。
【００５２】
以上、前記内容は単に本発明の好ましい実施例を例示したもので、本発明の当業者は本発明の要旨を変更しない範囲内で、本発明に多様な修正及び変更を加えることができることを理解しなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、高温環境のユニットに出入することによって加熱される搬送ハンドから、それによって搬送されるウエハーへの伝熱量を減少させて、ウエハーの高温化を防止し、複数の搬送ハンドで同時にウエハーを吸着固定するために真空を用いる場合にも、いずれか一つの搬送ハンドでの真空吸入圧の低下を防止するスピナーシステムの搬送ロボット、その搬送ハンド及びその真空印加装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】従来のスピナーシステムを示す平面構成図である。
【図２】従来のスピナーシステムの作用を示すフローチャートである。
【図３】従来の搬送ロボットを示す概略斜視図である。
【図４】従来の搬送ロボットに備えられる搬送ハンドの作用を示す概略平面図である。
【図５】従来の搬送ロボットに備えられる搬送ハンドの作用を示す側面図である。
【図６ａ】従来の搬送ロボットに備えられる搬送ハンドをなす上部プレートを示す平面図である。
【図６ｂ】従来の搬送ロボットに備えられる搬送ハンドをなす下部プレートを示す平面図である。
【図７】従来の搬送ロボットの搬送ハンドに真空吸入圧を印加する真空印加装置を示す概略構成図である。
【図８】本発明の好適な実施例による搬送ロボットを示す概略斜視図である。
【図９】本発明の好適な実施例による搬送ロボットに備えられる搬送ハンドの作用を示す概略平面図である。
【図１０】本発明の好適な実施例による搬送ロボットに備えられる搬送ハンドの作用を示す側面図である。
【図１１ａ】本発明の好適な実施例による搬送ロボットに備えられる搬送ハンドを成す上部プレートを示す平面図である。
【図１１ｂ】本発明の好適な実施例による搬送ロボットに備えられる搬送ハンドを成す下部プレートを示す平面図である。
【図１２】本発明の好適な実施例による搬送ロボットの搬送ハンドに真空吸入圧を印加する真空印加装置を示す概略構成図である。
【図１３】本発明の好適な実施例による真空印加装置の真空形成手段を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
２００’    搬送ロボット
２１０      ロボット軸
２２０      搬送アーム
２３０’    搬送ハンド
２３０−ｕ’上部プレート
２３０−ｌ’下部プレート
２３２’    吸着部
２３４’    結合延長部
２３５’    真空流路
２３６’    環状接触部
２３８’    真空ホール
２４０’    外部真空ライン
２５０’    分岐エア供給ライン
２５２’    バルブ手段
２６０’    メーンエア供給ライン
２７０’    高圧エア供給手段
２８０’    真空形成手段
２８２’    ベンチュリ管
２８２ａ’  縮径部
２９０’    エア排出ライン
Ｗ         ウエハー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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