(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、結露の発生を抑えることができる基板搬送装置およびこれを備えた基板処理装置、ならびに、基板搬送装置に結露が発生するのを抑制する結露抑制方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様によれば、基板を把持するように構成された基板把持部と、筐体と、少なくとも一部が前記筐体内に設けられ、エアを用いて前記基板把持部を駆動する駆動機構と、を備え、前記駆動機構は、前記筐体内にエアを供給可能である、基板搬送装置が提供される。
エアを筐体内に供給することで、筐体に結露が発生するのを抑えることができる。
【0007】
前記駆動機構は、少なくとも一部が前記筐体内に設けられ、前記基板把持部を駆動するためのエアを供給するとともに、前記筐体内にエアを供給する配管を有するようにしてもよい。
【0008】
また、前記基板把持部は、開閉可能な1対の支持アームを含み、前記駆動機構は、前記筐体内に設けられ、前記1対の支持アームをエアによって開閉させるエアシリンダと、前記エアシリンダにエアを供給する配管と、を有するようにしてもよい。
【0009】
前記配管は、前記基板把持部が基板を把持するときに加圧される第1配管と、前記基板把持部が基板を把持しないときに加圧される第2配管と、を含み、前記第2配管から前記筐体内にエアが供給されてもよい。
【0010】
基板搬送装置は、前記配管に設けられたオリフィスを備えてもよい。
基板搬送装置は、前記配管に設けられたフィルタを備え、前記フィルタを介してエアが前記筐体内に供給されてもよい。
【0011】
本発明の別の態様によれば、研磨ユニット、洗浄ユニットおよび乾燥ユニットと、各ユニット間で基板を搬送する、上記基板搬送機構と、を備える基板処理装置が提供される。
【0012】
また、本発明の別の態様によれば、基板搬送装置に結露が発生するのを抑制する方法であって、基板を把持するように構成された基板把持部を駆動するためのエアを、前記基板搬送装置の筐体にも供給する、結露抑制方法が提供される。
【発明の効果】
【0013】
エアを供給することで、結露発生を抑制できる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
図1は、基板処理装置の概略構成を示す図である。
図1に示すように、この基板処理装置は、略矩形状のハウジング1を備えており、ハウジング1の内部は隔壁1a,1bによってロード/アンロード部2と研磨部3と洗浄部4とに区画されている。また、基板処理装置は、基板処理動作を制御する制御部5を有している。
【0016】
ロード/アンロード部2は、多数の基板(例えば、半導体ウェハ)をストックするウェハカセットが載置されるフロントロード部20を備えている。このロード/アンロード部2には、フロントロード部20の並びに沿って走行機構21が敷設されており、この走行機構21上にウェハカセットの配列方向に沿って移動可能な1台の搬送ロボット(ローダー)22が設置されている。搬送ロボット22は走行機構21上を移動することによってフロントロード部20に搭載されたウェハカセットにアクセスできるようになっている。
【0017】
研磨部3は、基板の研磨(平坦化)が行われる領域であり、第1研磨ユニット3A、第2研磨ユニット3B、第3研磨ユニット3C、第4研磨ユニット3Dを備えている。
【0018】
洗浄部4は、研磨された基板の洗浄および乾燥が行われる領域であり、基板を洗浄する第1洗浄ユニット190および第2洗浄ユニット192、洗浄後の基板を乾燥する乾燥ユニット194、第1洗浄ユニット190および第2洗浄ユニット192間で基板を搬送する第1搬送ユニット191、第2洗浄ユニット192および乾燥ユニット194間で基板を搬送する第2搬送ユニット193を備えている。
【0019】
続いて、基板の搬送について説明する。基板処理装置は、ハウジング1の長手方向に基板を搬送する第1リニアトランスポータ6および第2リニアトランスポータ7、リフタ11、基板の表裏を反転する機能を有するとともに揺動可能なスイングトランスポータ12を備えている。
【0020】
リフタ11は、後述する第1搬送位置TP1に配置され、搬送ロボット22から基板を受け取る。すなわち、隔壁1aには、リフタ11と搬送ロボット22との間に位置するシャッタ(図示せず)が設けられており、基板の搬送時にはシャッタが開かれて搬送ロボット22からリフタ11に基板が渡されるようになっている。基板はこのリフタ11を介して搬送ロボット22から第1リニアトランスポータ6に渡される。
【0021】
第1リニアトランスポータ6は第1研磨ユニット3Aおよび第2研磨ユニット3Bに隣接して配置されている。この第1リニアトランスポータ6は、研磨ユニット3A,3Bが配列する方向に沿った4つの搬送位置(第1搬送位置TP1、第2搬送位置TP2、第3搬送位置TP3、第4搬送位置TP4)の間で基板を搬送する。
【0022】
すなわち、基板は第1リニアトランスポータ6によって研磨ユニット3A,3Bに搬送される。より具体的には、第2搬送位置TP2において、第1リニアトランスポータ6から第1研磨ユニット3Aに基板が受け渡される。また、第3搬送位置TP3において、第1リニアトランスポータ6から第2研磨ユニット3Bに基板が受け渡される。
【0023】
スイングトランスポータ12は、第1リニアトランスポータ6と、第2リニアトランスポータ7と、洗浄部4との間に配置されている。第1リニアトランスポータ6から第2リニアトランスポータ7への基板の受け渡しは、スイングトランスポータ12によって行われる。
【0024】
第2リニアトランスポータ7は第3研磨ユニット3Cおよび第4研磨ユニット3Dに隣接して配置されている。この第2リニアトランスポータ7は、研磨ユニット3C,3Dが配列する方向に沿った3つの搬送位置(第5搬送位置TP5、第6搬送位置TP6、第7搬送位置TP7)の間で基板を搬送する機構である。
【0025】
すなわち、基板は第2リニアトランスポータ7によって研磨ユニット3C,3Dに搬送される。より具体的には、第6搬送位置TP6において、第2リニアトランスポータ7から第3研磨ユニット3Cに基板が受け渡される。また、第7搬送位置TP7において、第2リニアトランスポータ7から第4研磨ユニット3Dに基板が受け渡される。
【0026】
また、研磨部3で研磨された基板はスイングトランスポータ12により第1リニアトランスポータ6(または第2リニアトランスポータ7)から仮置き台180へ受け渡され、第1搬送ユニット191を介して洗浄部4に搬送される。隔壁1bには、仮置き台180と第1搬送ユニット191との間に位置するシャッタ(図示せず)が設けられており、基板の搬送時にはシャッタが開かれて仮置き台180から第1搬送ユニット191が基板を受け取る。
【0027】
図2は、一実施形態に係るスイングトランスポータ12の構造を示す斜視図である。スイングトランスポータ12は基板処理装置のフレーム160に設置された基板搬送機構であり、鉛直方向に延びるリニアガイド161と、リニアガイド161に取り付けられたスイング機構162と、スイング機構162を鉛直方向に移動させる昇降駆動機構165とを備えている。この昇降駆動機構165としては、サーボモータとボールねじを有するロボシリンダなどを採用することができる。
【0028】
スイング機構162にはスイングアーム166を介して反転機構167が連結されている。さらに反転機構167には基板を把持する把持機構170が連結されている。スイングトランスポータ12の側方には、フレーム160に設置された仮置き台180が配置されている。この仮置き台180は
図1の第1リニアトランスポータ6と洗浄部4との間に位置している。
【0029】
スイングアーム166は、スイング機構162の図示しないモータの駆動により該モータの回転軸を中心として旋回するようになっている。これにより、反転機構167および把持機構170が一体的に旋回運動し、把持機構170は、第4搬送位置TP4、第5搬送位置TP5、および仮置き台180の間を移動する。
【0030】
図3および
図4A,4Bは、それぞれ把持機構170の上面図および正面図である。また、
図5は、
図4AのA−A’断面図である。把持機構170は、筐体300と、筐体300の側面から両側に延びる一対の可動アーム301a,301bと、可動アーム301a,301bを移動させる開閉駆動機構302(
図5)と、可動アーム301の先端に取り付けられて可動アーム301a,301bとそれぞれ直交する方向に延びる支持アーム303a,303bとを有する。可動アーム301a,301bおよび支持アーム303a,303bは基板把持部を構成する。
【0031】
支持アーム303a,303bは開いた状態(
図4B)と閉じた状態(
図4A)とをとり得、閉じた状態において基板を把持する。支持アーム303a,303bには、その両端から下方に突出しており、基板の周縁部を支持するためのチャック304a,304bが設けられている。
【0032】
可動アーム301a,301bはエアチャック41を有する開閉駆動機構302によって駆動されて、互いに近接(
図4A)および離間(
図4B)する方向に移動する。また、
図2に示す昇降駆動機構165によってスイング機構162は、鉛直方向に移動可能である。これにより、反転機構167および把持機構170が一体的に昇降運動し、把持機構170は、第4搬送位置TP4、第5搬送位置TP5、および仮置き台180の間を昇降移動する。
【0033】
図6は、開閉駆動機構302の概略構成を示す模式図である。開閉駆動機構302はエアを用いて支持アーム303a,303bを開いたり閉じたりするものであり、エアチャック41と、配管42a,42bと、圧力制御部43とを備えている。エアチャック41は、ハウジング410と、左右にスライド可能なエアシリンダ41a,41bとを有する。配管42a,42bはエアシリンダ41a,41bをそれぞれスライドさせる。
【0034】
エアシリンダ41a,41bは筐体300内に設けられたハウジング410内に設けられ、可動アーム301a,301bがそれぞれ取り付けられる。すなわち、可動アーム301aは筐体300およびハウジング410を貫通し、一端がエアシリンダ41aに取り付けられ、他端に支持アーム303a(
図6には不図示)が取り付けられている。また、可動アーム301bは筐体300を貫通し、一端がエアシリンダ41bに取り付けられ、他端に支持アーム303b(
図6には不図示)が取り付けられている。
【0035】
図6においてスポットが付された配管42aは、一端が圧力制御部43に接続される。そして、配管42aはハウジング410内で分岐しており、一方の先端部421aがエアシリンダ41aの左側面に接続され、他方の先端部422aがエアシリンダ41bの右側面に接続される。
【0036】
図6において斜線が付された配管42bは、一端が圧力制御部43に接続される。そして、配管42bはハウジング410内で分岐しており、一方の先端部421bがエアシリンダ41bの左側面に接続され、他方の先端部422bがエアシリンダ41aの右側面に接続される。
【0037】
圧力制御部43は、配管42a,42bにエアを供給して加圧したり、配管42a,42bを排気したりする。圧力制御部43は筐体300内にあってもよいが、筐体300外にあってもよく、その場合、配管42a,42bの一部は筐体300の外にある。
【0038】
図7は、可動アーム301を離間させる場合の開閉駆動機構302の動作を説明する図である。圧力制御部43は配管42aを排気し、配管42bを加圧する。配管42aの排気は配管42a内のエアが抜けるまでの一時的なものであってもよく、一方で配管42bの加圧(エア供給)は継続して行われる。これにより、配管42bの先端部421bがエアシリンダ41bを右側に、先端部422bがエアシリンダ41aを左側に移動させる。これにより、エアシリンダ41a,41bが離間し、これらに取り付けられた可動アーム301a,301bが離間する。その結果、支持アーム303a,303bは開く。つまり、配管42a,42bは支持アーム303a,303bを駆動するためのエアを供給できる。
【0039】
図8は、可動アーム301を近接させる場合の開閉駆動機構302の動作を説明する図である。圧力制御部43は配管42bを排気し、配管42aを加圧する。配管42bの排気は配管42b内のエアが抜けるまでの一時的なものであってもよく、一方で配管42aの加圧(エア供給)は継続して行われる。これにより、配管42aの先端部421aがエアシリンダ41aを右側に、先端部422aがエアシリンダ41bを左側に移動させる。これにより、エアシリンダ41a,41bが近接し、これらに取り付けられた可動アーム301a,301bが近接する。その結果、支持アーム303a,303bは閉じる。
【0040】
以上説明したスイングトランスポータ12による基板搬送を説明する。
図4Bに示すように、基板を把持していない待機時には、可動アーム301a,301bは互いに離間している。
【0041】
図9A〜9Cは、基板を把持する際の把持機構170の動作を説明する図である。第1リニアトランスポータ6(不図示)によって搬送された基板Wが、第4搬送位置TP4において把持機構170に受け渡される様子を示している。
【0042】
図9Aに示すように、第1リニアトランスポータ6に載置された基板Wの上方に、スイングトランスポータ12の把持機構170が移動する。このとき、可動アーム301a,301bは互いに離間し、支持アーム303a,303bは開いている。
【0043】
次に、
図9Bに示すように、昇降駆動機構165(
図2)に駆動されて、チャック304a,304bが基板Wの側方に位置するよう把持機構170が下降する。
【0044】
続いて、
図9Cに示すように、開閉駆動機構302によって可動アーム301a,301bが互いに近接し、支持アーム303a,303bが閉じる。これによって基板Wの周縁がチャック304a,304bに把持される。その後、昇降駆動機構165に駆動されて把持機構170は上昇する。
【0045】
このようなスイングトランスポータ12は、第1リニアトランスポータ6から第2リニアトランスポータ7に基板Wを移動させるために、次のようにして第4搬送位置TP4に載置された基板Wを第5搬送位置TP5に搬送する。
【0046】
まず、スイングトランスポータ12は、支持アーム303a,303bが開いた状態で、第4搬送位置TP4の上方に移動する(
図9A)。次いで、把持機構170が下降し(
図9B)、第4搬送位置TP4に載置された基板Wを支持アーム303a,303bが把持する(
図9C)。その後、基板Wを支持したまま把持機構170が上昇し、スイング機構162に駆動されて把持機構170は揺動し第5搬送位置TP5の上方に移動する。次いで、把持機構170が下降し、支持アーム303a,303bが開いて基板Wを第5搬送位置TP5に載置する。
【0047】
また、スイングトランスポータ12は、第4搬送位置TP4(または第5搬送位置TP5)から洗浄部4に基板Wを移動かつ反転させるために、次のようにして第5搬送位置TP5に載置された基板Wを仮置き台180に搬送する。
【0048】
まず、スイングトランスポータ12は、支持アーム303a,303bが開いた状態で、第5搬送位置TP5の上方に移動する(
図9A)。次いで、把持機構170が下降し(
図9B)、第5搬送位置TP5に載置された基板Wを支持アーム303a,303bが把持する(
図9C)。その後、基板Wを支持したまま把持機構170が上昇し、反転機構167が基板Wを反転する。次いで、スイング機構162に駆動されて把持機構170は揺動し仮置き台180の上方に移動する。そして、把持機構170が下降し、支持アーム303a,303bが開いて基板Wを仮置き台180に載置する。
【0049】
ここで、
図1に示す基板処理装置内は湿度が高いため、湿度が高い空気が筐体300に流入することもある。また、基板処理装置は、基板を保湿するため、基板を処理していない待機中にも方々からリンス水が供給されている。場合によっては、スイングトランスポータ12がリンス水を浴び、筐体300が冷やされることもある。仮にスイングトランスポータ12の筐体300の内部(例えばその天井面)に結露が発生すると、筐体300内のエアシリンダ41a,41bの動作に悪影響を与え、基板搬送に支障をきたしかねない。
そこで、本実施形態では結露を抑制する仕組みを設けている。
【0050】
図6に示すように、把持機構170における開閉駆動機構302は、筐体300内に設けられた配管42bをハウジング410の外側で分岐し、先端部423bからエアを筐体300内にも供給し循環させる。望ましくは、開閉駆動機構320はオリフィス44を有し、エアシリンダ41a,41bなど他の部材に影響を与えないよう、少しずつエアを筐体300内に供給する。また、望ましくは、開閉駆動機構302はフィルタ45を有し、これを介してクリーンなエアを筐体300内に供給する。このように筐体300の内部にエアを供給することで、空気循環が生じて温度変化が小さくなり、結露の発生を抑制できる。
【0051】
なお、配管42bのみを分岐してエアを供給してもよいし、配管42aのみを分岐してエアを供給してもよいし、配管42a,42bの両方から筐体300にエアを供給してもよい。ただし、可動アーム301を離間させる際(つまり基板Wを保持していないとき)に加圧される配管42bを分岐するのがより望ましい。これにより、基板Wを保持していないときにエアを筐体300内に供給できるためである。
【0052】
このように、本実施形態では、筐体300内にエアを供給するため、筐体300内に結露が発生するのを抑制できる。しかも、可動アーム301a,301bを駆動させるためのエアを用いるため、追加の部材を最小限に留めることができる。
【0053】
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。