基板把持構造、基板把持用治具及び基板把持方法
【課題】破損等に関わらず基板の利用率を高め、かつ、カセット等の汎用性を高める。
【解決手段】基板載置部７の吸着面７ｂに基板が載置されて吸引孔７ａが塞がれ、裏面側の被吸着面が搬送ロボットのフィンガの先端部に形成された吸着面に載置されて、吸引孔６ａと、フィンガの先端部に形成された吸引孔とが連通され、真空吸着によって、吸引孔６ａ，７ａ及び吸引路に沿って吸気されて、フィンガに基板把持用治具１が吸着されると共に、基板は基板把持用治具１に押し付けつけられて、基板及び基板把持用治具１がフィンガによって吸着・把持される。
【解決手段】基板載置部７の吸着面７ｂに基板が載置されて吸引孔７ａが塞がれ、裏面側の被吸着面が搬送ロボットのフィンガの先端部に形成された吸着面に載置されて、吸引孔６ａと、フィンガの先端部に形成された吸引孔とが連通され、真空吸着によって、吸引孔６ａ，７ａ及び吸引路に沿って吸気されて、フィンガに基板把持用治具１が吸着されると共に、基板は基板把持用治具１に押し付けつけられて、基板及び基板把持用治具１がフィンガによって吸着・把持される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板把持構造、基板把持用治具及び基板把持方法に係り、シリコン基板等の半導体基板や、ガラス基板等の基板を搬送したり、基板に対して成膜処理や現像処理、洗浄処理等の所定の処理を施す場合に、基板を載置して真空吸着によって把持するために適用され、特に、不定形の基板や、比較的小形の基板を把持するための基板把持構造、基板把持用治具及び基板把持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、シリコン基板等の処理対象の基板を、スピナ等の基板処理装置へ供給する場合には、例えば、搬送ロボットが、棚段上に基板が多数枚収納されたカセットから、基板を取り出して、基板処理装置へ引き渡すようにしている。
搬送ロボットは、先端部に真空吸着によって基板を把持するための把持機構が設けられた搬送用治具としてのフィンガを有し（例えば、特許文献１参照。）、このフィンガの先端部が、カセットに収納された基板の下方に差し入られた後、例えば、基板の裏面の中央部を吸着して、フィンガを後退させて基板を取り出す。
【０００３】
搬送ロボットは、基板を把持したフィンガを、回動軸の周りに回動させて、かつ、昇降させて、基板を基板処理装置の基板チャックの吸着面へ移送する。
基板処理装置では、基板を吸着面に吸着・把持し、基板に薬液を供給して、薬液による基板の洗浄や、基板への薬液の塗布等を行う。
すなわち、基板チャックにおいては、上面に平面状の上記吸着面が形成され、吸着用孔を経由してエジェクタに到る吸気経路に沿って吸気が行われることによって基板の吸着が行われ、かつ、基板チャックは、所定の回転数で回転駆動され、この状態で、基板にはノズルから薬液が供給されて、基板の洗浄や、基板への薬液の塗布等が行われる（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平７−１０６３９９号公報
【特許文献２】特開２００４−１６８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする第１の問題点は、上記従来技術では、所定範囲のサイズの基板しか扱うことができず、特に、破損した不定形の基板や、比較的小形の基板を把持することができないという点である。
例えば、III−Ｖ属化合物半導体（ガリウム砒素等）や、シリコン、サファイヤ等の基板は、取扱い時に割れ易く、割れた小破片は、たとえ、利用可能としても（例えば、集積回路の形成が可能としても）、廃棄処分するしかなかった。
また、第２の問題点は、上記従来技術では、基板のサイズに応じて、少なくとも、基板を収納するカセットは、複数種類用意しなければならないという点である。このため、作業が煩雑となる上に処理工程におけるコストが嵩んでしまっていた。
【０００５】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、特に、不定形の基板や、比較的小形の基板も把持することができ、例えば、破損等に関わらず基板の利用率を高めることができる基板把持構造、基板把持用治具及び基板把持方法を提供することを第１の目的としている。
また、例えば、カセット等の汎用性を高め、処理工程におけるコストを低減することができる基板把持構造、基板把持用治具及び基板把持方法を提供することを第２の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、基板を、吸気経路に沿って空気の吸引を行うことによって吸着して、把持するための基板把持構造に係り、上記基板を吸着するための第１の吸引口が設けられた第１の吸着面が形成されていると共に、内部に、上記吸気経路を構成し、上記第１の吸引口へ至る第１の吸気経路が形成された基板把持用治具を介して、上記基板及び上記基板把持用治具を吸着・把持するための第２の吸引口が設けられた第２の吸着面が形成されていると共に、内部に、上記吸気経路を構成し、上記第２の吸引口へ至る第２の吸気経路が形成された把持機構によって、上記基板が吸着・把持され、上記第１の吸着面に上記基板が載置され、上記第２の吸着面に上記基板把持用治具が載置された状態で、上記第１の吸気経路と上記第２の吸気経路とが連通され、上記第１の吸気経路と上記第２の吸気経路とに沿って、空気の吸引が行われることによって、上記第１の吸着面に上記基板が吸着されて上記基板把持用治具に押し付けられ、上記基板が上記基板把持用治具を介して上記把持機構によって把持されることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の基板把持構造に係り、上記基板把持用治具は、平板状の剛性部材からなり、裏面が上記第２の吸着面に当接される基体と、上記基体の上に形成され、平板状の弾性部材からなり、表面が上記第１の吸着面として用いられる基板載置部とを有してなり、上記基体の裏面から上記基板載置部の表面へ至る吸引孔が上記第１の吸気経路として内部に形成されていることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の基板把持構造に係り、上記基板載置部の上記第１の吸着面としての表面には、複数の上記基板の吸着が可能な複数の上記第１の吸引口が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項４記載の発明は、基板を、吸気経路に沿って空気の吸引を行うことによって吸着して、把持するために用いられる基板把持用治具に係り、請求項１、２又は３記載の基板把持構造を構成する基板把持用治具からなることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項５記載の発明は、基板を、吸気経路に沿って空気の吸引を行うことによって吸着して、把持するための基板把持方法に係り、上記基板を吸着するための第１の吸引口が設けられた第１の吸着面が形成されていると共に、内部に、上記吸気経路を構成し、上記第１の吸引口へ至る第１の吸気経路が形成された基板把持用治具を介して、上記基板及び上記基板把持用治具を吸着・把持するための第２の吸引口が設けられた第２の吸着面が形成されていると共に、内部に、上記吸気経路を構成し、上記第２の吸引口へ至る第２の吸気経路が形成された把持機構によって、上記基板を吸着・把持し、上記第１の吸気経路と上記第２の吸気経路とが連通されるように、上記第１の吸着面に上記基板を載置し、上記第２の吸着面に上記基板把持用治具を載置し、上記第１の吸気経路と上記第２の吸気経路とに沿って、空気の吸引を行って、上記第１の吸着面に上記基板を吸着して上記基板把持用治具に押し付けるようにし、上記基板を上記基板把持用治具を介して上記把持機構によって把持することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の構成によれば、基板を、基板把持用治具を介して、把持機構によって吸着・把持するので、特に、不定形の基板や、比較的小形の基板も把持することができ、例えば、破損等に関わらず基板の利用率を高めることができる。
また、例えば、比較的大面積の基板把持用治具を用い、この基板把持用治具のサイズに合わせた基板収納用のカセットを用いることによって、同一種のカセットに異なるサイズの基板を混在させて収納し、同一サイズの基板のように扱うことができるので、例えば、カセット等の汎用性を高め、処理工程におけるコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
基板を、基板把持用治具を介して、把持機構によって吸着・把持することによって、特に、不定形の基板や、比較的小形の基板も把持可能として、例えば、破損等に関わらず基板の利用率を高めるという第１の目的を実現した。
また、例えば、比較的大面積の基板把持用治具を用い、この基板把持用治具のサイズに合わせた基板収納用のカセットを用いることによって、同一種のカセットに異なるサイズの基板を混在させて収納し、同一サイズの基板のように扱うことができ、例えば、カセット等の汎用性を高め、処理工程におけるコストを低減するという第２の目的を実現した。
【実施例１】
【００１３】
図１は、この発明の第１の実施例である基板把持用治具の構成を示す平面図、図２は、同基板把持用治具の構成を示す断面図、図３は、基板搬送時に同基板把持用治具を介して基板が把持された状態を示す断面図、図４は、基板処理時に同基板把持用治具を介して基板が把持された状態を示す断面図、図５は、同基板を、搬送ロボットによって、収納カセットから基板処理装置へ搬送する方法を説明するための説明図、図６は、同搬送ロボット及び同基板処理装置の構成を説明するためのブロック図、図７は、同収納カセットの載置棚の構成を示す断面図、図８は、同基板処理装置の構成を示す断面図、また、図９は、同基板処理装置の基板受渡用治具の構成を示す平面図である。
【００１４】
この例の基板把持用治具１は、図５に示すように、例えば、任意の形状及び寸法のシリコン基板等の基板Ｓを、搬送ロボット２が、基板Ｓが収納された収納カセット３から取り出してスピナ等の基板処理装置４へ搬送したり、基板処理装置４によって、基板Ｓに対して所定の処理を施す場合に、基板Ｓを把持するために用いられ、図１乃至図４に示すように、円板状部材からなる基部６の上に、基板Ｓが載置される円板状部材からなる基板載置部７が形成されて（例えば、ライニング加工されて）概略構成されている。
基部６及び基板載置部７は、共に中央部に、吸引孔６ａ，７ａが形成され、両吸引孔６ａ，７ａが連通するように基部６と基板載置部７とが重ね合わされて接合されている。
【００１５】
この例の基板搬送時の基板把持構造９は、図３に示すように、表面側の吸着面７ｂに基板Ｓが載置される基板把持用治具１が、搬送ロボット２のフィンガ１６の先端部に形成された吸着面１６ａに載置された状態で、フィンガ１６に吸着・把持されて概略構成され、吸着面７ｂに基板Ｓが載置されて吸引孔７ａが塞がれ、裏面側の被吸着面６ｂがフィンガ１６の吸着面１６ａに載置されて、吸引孔６ａと吸引孔１６ｂとが連通され、真空吸着によって、吸引孔６ａ，７ａ及び吸引路２８に沿って吸気されて、フィンガ１６に基板把持用治具１が吸着されると共に、基板Ｓは基板把持用治具１に押し付けられることによって、基板Ｓ及び基板把持用治具１がフィンガ１６に吸着・把持される。
【００１６】
また、この例の基板処理時の基板把持構造１１は、図４に示すように、表面側の吸着面７ｂに基板Ｓが載置される基板把持用治具１が、基板処理装置４の基板チャック３６の吸着面３６ａに載置された状態で、基板チャック３６に吸着・把持されて概略構成され、吸着面７ｂに基板Ｓが載置されて吸引孔７ａが塞がれ、裏面側の被吸着面６ｂが基板チャック３６の吸着面３６ａに載置されて、吸引孔６ａと吸引孔３６ｂとが連通され、真空吸着によって、吸引孔６ａ，７ａ及び吸引路４７に沿って吸気されて、基板チャック３６に基板把持用治具１が吸着されると共に、基板Ｓは基板把持用治具１に押し付けられることによって、基板Ｓ及び基板把持用治具１が基板チャック３６に吸着・把持される。
【００１７】
基板把持用治具１の基部６は、例えば、剛性部材としてのステンレス製の円板状部材からなり、比較的大面積（この例では、直径略５０ｍｍ）とされ、厚さは基板Ｓ（この例では、厚さ略３００μｍ）と同程度（この例では、略０．５ｍｍ）とされる。また、基部６としては、反りや、周端面にばりが発生していないか又は除去された基板が用いられる。なお、この例では、基部６の表面は、弗素樹脂（ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）等）コーティング処理がなされている。
【００１８】
基板載置部７は、基板Ｓを構成する材料としての例えばシリコン基板に対して、傷を付けない程度の硬度を有すると共に、例えばシリコン基板に対して、摩擦係数が比較的高く、かつ、溶剤（基板処理装置４で用いられる薬剤）に対する耐性が高く、熱伝導係数も比較的高い弾性材料が選択され、例えば、パーフルオロエラストマ等が用いられる。
また、基板載置部７は、基部６上に、ライニング加工等によって形成され、この例では、直径略１６ｍｍとされ、厚さは基板Ｓと同程度（この例では、略０．５ｍｍ）とされる。
また、この例では、吸引孔６ａ，７ａの径は、フィンガ１６の先端部に形成された吸引孔１６ｂや、基板チャック３６の上面に形成された吸引孔３６ｂの径よりも若干小さく（例えば略３ｍｍ）設定される。
【００１９】
搬送ロボット２は、図５に示すように、鉛直方向（ｚ軸方向）に沿って変位可能な胴部１３と、胴部１３の先端部に取り付けられ、鉛直方向に平行な回動軸の周りに回動可能な第１アーム１４と、第１アーム１４の先端部に取り付けられ、鉛直方向に平行な回動軸の周りに回動可能な第２アーム１５と、第２アーム１５の先端部に取り付けられ、鉛直方向に平行な回動軸の周りに回動可能で、先端部に真空吸着によって基板把持用治具１及び基板Ｓを吸着・把持するための吸着面１６ａが形成された平板状のフィンガ１６と、胴部駆動部１７と、第１アーム駆動部１８と、第２アーム駆動部１９と、フィンガ駆動部２１と、ロボットコントローラ２２とを有している。ここで、フィンガ１６の厚さは、収納カセット３の載置棚３２間の間隙よりも小さく設定される。
【００２０】
なお、この例では、胴部駆動部１７と、第１アーム駆動部１８と、第２アーム駆動部１９と、フィンガ駆動部２１とは、サーボモータ等を有してなっている。
ロボットコントローラ２２は、図６に示すように、ＣＰＵ（中央処理装置）等を有してなる主制御部２３と、主制御部２３が実行する処理プログラムや各種データ等を記憶するための記憶部２４と、操作部２５と、胴部駆動部１７、第１アーム駆動部１８、第２アーム駆動部１９、及びフィンガ駆動部２１を構成するサーボモータ等を制御駆動するためのモータ駆動部２６とを備えたコンピュータ等の情報処理装置によって構成されている。
【００２１】
搬送ロボット２においては、第１アーム１４、第２アーム１５及びフィンガ１６が、それぞれの回動軸の周りに同時に回転することによって、フィンガ１６の先端部は、水平面上の所定の直線又は曲線に沿って変位する。
搬送ロボット２を構成する胴部１３、第１アーム１４、第２アーム１５及びフィンガ１６の内部には、それぞれ、空気を吸引するための吸引路２８が形成されている。この例の搬送ロボット２では、フィンガ１６の先端部の吸着面１６ａを基部６の被吸着面６ｂに近接させた状態で、図示せぬ減圧装置（エジェクタ等）を作動させることにより、上記吸引路２８に沿って空気が吸引されて、基板把持用治具１及び基板Ｓが、フィンガ１６の吸着面１６ａに吸着・把持されることとなる。
なお、吸引路２８の先端の吸引孔１６ｂの径が、吸引孔６ａ，７ａの径より若干大きく設定されていることによって、吸引孔６ａの裏面側縁部が吸着される。
【００２２】
搬送ロボット２は、フィンガ１６を、収納カセット３に収納され、基板Ｓが載置された基板把持用治具１の下方に差し入れた後、例えば、基板Ｓの裏面側の中央部及び基板把持用治具１の吸引孔６ａの裏面側縁部を吸着して、基板Ｓが基板把持用治具１に押し付けられることによって、かつ、基板把持用治具１の吸引孔６ａの裏面側縁部を吸着することによって、基板Ｓ及び基板把持用治具１を、フィンガ１６によって吸着・把持し、基板Ｓ及び基板把持用治具１を取り出す。
この後、基板処理装置４の基板受渡部４１の基板受渡用治具５１の載置部５１ａに、基板Ｓを載置して基板Ｓの引渡しを行う。
【００２３】
収納カセット３は、図５及び図７に示すように、処理対象の基板Ｓを、鉛直方向に沿って配置されるように多数枚収納するための多数の棚状の収納部３１，３１，…を有し、各収納部３１は、基板Ｓを載置した基板把持用治具１の裏面側の被吸着面６ｂの周縁部を載置する載置棚３２を有し、各載置棚３２は、フィンガ１６の先端部が差し入れされ、基板把持用治具１の被吸着面６ｂの中央部にフィンガ１６の先端部を導いて接触させるための略Ｕ字形の凹部３３を有している。
各載置棚３２は、例えば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）等の基板把持用治具１を構成するステンレス等に対して摩擦係数が比較的小さい（摺動性が比較的高い）材料からなっている。
ここで、搬送ロボット２のフィンガ１６が、収納部３１間に形成された間隙に差し入れられて、基板Ｓが載置された基板把持用治具１が収納部３１から取り出される。
【００２４】
基板処理装置４は、シリコン基板等の処理対象の基板Ｓに薬液を供給して、薬液による基板Ｓの洗浄や、基板Ｓへの薬液の塗布等を行うための回転式の基板処理装置（スピナ）であって、図５、図６及び図８に示すように、容器３５内に収容され、基板Ｓを真空吸着によって把持する基板チャック３６と、基板チャック３６を回転駆動する基板チャック駆動部３７と、基板Ｓに薬液を供給するためのノズル３８を含む薬液供給部３９と、基板Ｓを搬送ロボット２のフィンガ１６から受け取って基板チャック３６へ引き渡す基板受渡部４１と、構成各部を制御するスピナコントローラ４２とを備えてなっている。
【００２５】
また、容器３５の外壁部４３は、薬液の飛散を防止するために、基板Ｓを支持している基板チャック３６を取り囲むようにカップ状に形成されている。また、容器３５の底部には廃液貯留部４４が形成され、廃液貯留部４４の底部の所定の部位には、薬液を排出するための排出管４５が接続されている。なお、図８は、基板処理装置１の基板Ｓを除いた状態を示している。
廃液貯留部４４は、基板チャック３６の回転軸と回転対称軸が共通の断面円環状の略円筒形状を呈している。
【００２６】
ここで、廃液貯留部４４の内壁部４４ａの上部には、基板チャック３６の回転軸を囲むように、逆漏斗形状（漏斗を伏せた形状）の薬液受け部材４６が連接されている。
なお、薬液受け部材４６の上部には、水平面に対して外周側へ向けて下方に所定の傾斜角で傾斜したフランジ部４６ａが形成され、このフランジ部４６ａの上面に薬液が吹き付けられても薬液を外周側へ向けて流下させて、薬液の基板チャック３６の回転軸側への侵入が防止されるように構成されている。
また、廃液貯留部４４の底面４４ｂは、排出管４５の入口へ向けて薬液が流下するように水平面に対して傾斜するように形成されている。
【００２７】
基板チャック３６は、上面に平面状の吸着面３６ａが形成され、先端部の吸引孔３６ｂからエジェクタに到る吸引路４７に沿って吸気が行われることによって基板Ｓの吸着が行われる。なお、吸引孔３６ｂの径が、吸引孔６ａ，７ａの径より若干大きく設定されていることによって、吸引孔６ａの裏面側縁部が吸着される。
基板チャック駆動部３７は、ＡＣサーボモータを有し、基板チャック３６を所定の回転数（例えば、数十ｒｐｍ〜数千ｒｐｍ）で回転させる。
【００２８】
薬液供給部３９は、薬液が基板Ｓへ向けて滴下されるディスペンサを構成するノズル３８と、ノズル３８へ薬液を送る薬液供給ポンプ（不図示）と、ノズル３８を変位させるノズル駆動部４９とを有している。
ノズル駆動部４９は、両先端部にノズル３８が所定の離隔を保って取り付けている例えばＵ字状のアーム（不図示）と、このアームの根元部を通る鉛直方向に沿った回動軸の周りに所定の角度範囲でアームを回動させる例えばステッピングモータとを有している。
【００２９】
基板受渡部４１は、図８に示すように、基板Ｓを載置した基板把持用治具１が載置される基板受渡用治具５１と、基板受渡用治具５１をシャフト５２によって垂下状態で支持する支持部５３と、支持部５３を鉛直方向に沿って変位させるための昇降用アクチュエータ５４と、支持部５３を昇降用アクチュエータ５４と共に水平面に沿って変位させるための水平移動用アクチュエータ５５とを有している。
基板受渡用治具５１は、図９に示すように、基板Ｓを載置した基板把持用治具１の裏面側の被吸着面６ｂの周縁部を載置する載置部５１ａを有し、載置部５１ａは、基板把持用治具１を把持したフィンガ１６の先端部が差し入れられると共に、基板チャック３６の吸着面３６ａとの干渉を回避するための略Ｕ字形の凹部５１ｂを有している。
【００３０】
ここで、基板受渡用治具５１に対して上方からフィンガ１６が下降して、フィンガ１６の先端部が凹部５１ｂを通過すると同時に、基板Ｓを載置した基板把持用治具１が載置部５１ａに載置され、基板Ｓを載置した基板把持用治具１を載置した基板受渡用治具５１が、基板チャック３６の吸着面３６ａに対して上方から下降して、凹部５１ｂが吸着面３６ａの周りを通過すると同時に、基板Ｓを載置した基板把持用治具１が吸着面３６ａに載置される。
【００３１】
スピナコントローラ４２は、図６に示すように、ＣＰＵ（中央処理装置）等を有してなる主制御部５７と、主制御部５７が実行する処理プログラムや各種データ等を記憶するための記憶部５８と、操作部５９と、基板チャック駆動部３７及びノズル駆動部４９を構成するモータを制御駆動するためのモータ駆動部６１と、昇降用シリンダアクチュエータ５４及び水平移動用シリンダアクチュエータ５５を構成する電磁弁を制御する電磁弁制御部６２とを備えたコンピュータ等の情報処理装置によって構成されている。
【００３２】
次に、図３、図５、図７及び図９を参照して、この例の基板把持用治具１を用いた基板搬送方法について説明する。
搬送ロボット２の主制御部２３は、モータ駆動部２６を制御して、フィンガ駆動部２１等を駆動させて、図５及び図７に示すように、フィンガ１６を、収納部３１間に形成された間隙に差し入れ、収納カセット３に収納され、基板Ｓが載置された基板把持用治具１の下方に配置した後、例えば、基板Ｓの裏面側の中央部及び基板把持用治具１の吸引孔６ａの裏面側縁部を吸着する。
ここで、図３に示すように、フィンガ１６の先端部の吸着面１６ａを基部６の被吸着面６ｂに接触又は近接させた状態で、吸引路２８に沿って空気が吸引されて、基板把持用治具１及び基板Ｓが、フィンガ１６の吸着面１６ａに吸着・把持される。
【００３３】
すなわち、表面側の吸着面７ｂに基板Ｓが載置されて吸引孔７ａが塞がれ、裏面側の被吸着面６ｂが搬送ロボット２のフィンガ１６の先端部に形成された吸着面１６ａに載置されて、吸引孔６ａと、フィンガ１６の先端部に形成された吸引孔１６ｂとが連通され、真空吸着によって、吸引孔６ａ，７ａ及び吸引路２８に沿って吸気されて、フィンガ１６に基板把持用治具１が吸着されると共に、基板Ｓは基板把持用治具１に押し付けつけられて、基板Ｓ及び基板把持用治具１がフィンガ１６に吸着・把持される。
こうして、基板Ｓが基板把持用治具１に押し付けられることによって、かつ、基板把持用治具１の吸引孔６ａの裏面側縁部を吸着することによって、基板Ｓ及び基板把持用治具１を、フィンガ１６によって吸着・把持した状態で、主制御部２３は、モータ駆動部２６を制御して、フィンガ駆動部２１等を駆動させ、基板Ｓ及び基板把持用治具１を取り出す。
【００３４】
この後、主制御部２３は、モータ駆動部２６を制御して、フィンガ駆動部２１等を駆動させ、基板処理装置４の基板受渡部４１の基板受渡用治具５１の載置部５１ａの直上に、基板Ｓを移動させる。
次に、主制御部２３は、モータ駆動部２６を制御して、胴部駆動部１７等を駆動させ、基板受渡用治具５１に対して上方からフィンガ１６を下降させる。こうして、図９に示すように、フィンガ１６の先端部が凹部５１ｂを通過すると同時に、基板Ｓを載置した基板把持用治具１が載置部５１ａに載置され、基板Ｓの引渡しが行われる。
【００３５】
次に、基板処理装置４の主制御部５７は、電磁弁制御部６２を制御して、基板受渡部４１の水平移動用アクチュエータ５５を駆動させて、基板受渡用治具５１を基板チャック３６の吸着面３６ａの直上に移動させた後、昇降用アクチュエータ５４を駆動させ、基板Ｓを載置した基板把持用治具１を載置した基板受渡用治具５１を、吸着面３６ａに対して上方から下降させる。こうして、凹部５１ｂが吸着面３６ａの周りを通過すると同時に、基板Ｓを載置した基板把持用治具１が吸着面３６ａに載置される。
主制御部５７は、電磁弁制御部６２を制御して、水平移動用アクチュエータ５５を駆動させて、基板受渡用治具５１を基板チャック３６から離反させた後、昇降用アクチュエータ５４を駆動させて、基板受渡用治具５１を引き上げる。
【００３６】
次に、図４を参照して、この例の基板把持用治具１を用いた基板処理方法について説明する。
基板チャック３６の吸着面３６ａに、図４に示すように、基板Ｓを載置した基板把持用治具１が載置された状態で、先端部の吸引孔３６ｂからエジェクタに到る吸引路４７に沿って吸気が行われることによって基板Ｓの吸着・把持されると、基板処理装置４の主制御部５７は、モータ駆動部６１を制御して、基板チャック３６を所定の回転数で回転させながら、ノズル３８から所定の薬液を所定時間滴下させる。
【００３７】
ここで、表面側の吸着面７ｂに基板Ｓが載置されて吸引孔７ａが塞がれ、裏面側の被吸着面６ｂが基板チャック３６の吸着面３６ａに載置されて、吸引孔６ａと、吸引孔３６ｂとが連通され、真空吸着によって、吸引孔６ａ，７ａ及び吸引路４７に沿って吸気されて、基板チャック３６に基板把持用治具１が吸着されると共に、基板Ｓは基板把持用治具１に押し付けられて、基板Ｓ及び基板把持用治具１が基板チャック３６に吸着・把持される。なお、吸引孔３６ｂの径が、吸引孔６ａ，７ａの径より若干大きく設定されていることによって、吸引孔６ａの裏面側縁部が吸着される。
【００３８】
このように、この例の構成によれば、基板Ｓを基板把持用治具１を介してフィンガ１６や、基板チャック３６によって吸着・把持するので、その形状及び寸法に関わらず、特に、基板破片等の不定形の基板Ｓや、比較的小形（直径４０ｍｍ以下の小口径）の基板Ｓでも把持することができ、破損等に関わらず基板の利用率を高めることができる。
また、例えば、比較的大面積の基板把持用治具１を用い、この基板把持用治具１のサイズに合わせた収納カセット３を用いることによって、同一種の収納カセット３に異なるサイズの基板を混在させて収納し、同一サイズの基板のように扱うことができるので、収納カセットの汎用性を高め、処理工程におけるコストを低減することができる。
また、基板載置部７の材料としては、例えばシリコンに対して、摩擦係数が比較的高い材料が用いられるので、基板Ｓがずれたり、脱落したりすることを防止することができる。また、基板載置部７が緩衝機能を有していることによって、基板Ｓを衝撃から保護することができる。
【実施例２】
【００３９】
図１０は、この発明の第２の実施例である基板把持用治具の構成を説明するための平面図、また、図１１は、基板搬送時に同基板把持用治具を介して基板が把持された状態を示す断面図である。
この例が上述した第１の実施例と大きく異なるところは、基板把持用治具の基板載置部に、複数の吸気孔を設けた点である。
これ以外の構成は、上述した第１の実施例の構成と略同一であるので、第１の実施例と同一の構成要素については、例えば、図１０及び図１１において、図１及び図２で用いた符号と同一の符号を用いて、その説明を簡略にする。
【００４０】
この例の基板把持用治具１Ａは、図１０及び図１１に示すように、円板状部材からなる基部６の上に、基板片Ｓa，Ｓb，Ｓcが載置される円板状部材からなる基板載置部６１が形成されて概略構成されている。
基部６の中央部には、吸引孔６ａが形成されている。また、基板載置部６１には、中央部と周縁部とに、複数の吸引孔６１ａ1，６１ａ2，…が形成されている。基部６と基板載置部６１とは、吸引孔６ａ，吸引孔６１ａが連通するように重ね合わされて接合され、この状態で、６１ａ2，６１ａ3，…と、吸引孔６１ａ1，吸引孔６ａとは、ずい道部６１ｃによって、連通されている。
【００４１】
この例では、表面側の吸着面６１ｂに基板片Ｓa，Ｓb，Ｓcが載置されて６１ａ1，６１ａ2，…が塞がれ、裏面側の被吸着面６ｂが搬送ロボット２のフィンガ１６の先端部に形成された吸着面１６ａに載置されて、吸引孔６ａと、フィンガ１６の先端部に形成された吸引孔１６ｂとが連通され、真空吸着によって、吸引孔６ａ，吸引孔６１ａ1（６１ａ2，６１ａ3，…）及び吸引路２８に沿って吸気されて、フィンガ１６に基板把持用治具１が吸着されると共に、基板Ｓa，Ｓb，Ｓcは基板把持用治具１Ａに押し付けつけられて、基板Ｓa，Ｓb，Ｓc及び基板把持用治具１Ａがフィンガ１６に吸着・把持される。
【００４２】
この例の構成によれば、上述した第１の実施例と略同様の効果を得ることができる。
加えて、複数の基板片を載置して、同時に搬送及び処理を行うことができる。
【実施例３】
【００４３】
図１２は、この発明の第３の実施例である基板把持用治具を介して、搬送時に基板が把持された状態を示す断面図、また、図１３は、同基板が収納される収納カセットの載置棚の構成を示す断面図である。
この例が上述した第１の実施例と大きく異なるところは、基板載置部の吸気孔を中央部に設け、基体の吸気孔を周縁部に設けた点である。
これ以外の構成は、上述した第１の実施例の構成と略同一であるので、第１の実施例と同一の構成要素については、図１２及び図１３において、図３及び図７で用いた符号と同一の符号を用いて、その説明を簡略にする。
【００４４】
この例の基板把持用治具１Ｂは、図１２及び図１３に示すように、円板状部材からなる基部６３の上に、基板Ｓが載置される円板状部材からなる基板載置部７が形成されて概略構成されている。
基部６３には、表面側の中央部に吸気孔６３ａが、裏面側の周縁部に吸気孔６３ｂ，６３ｂが形成され、吸気孔６３ａと、両吸気孔６３ｂ，６３ｂとは、ずい道部６３ｃによって連通されている。
基板載置部７には、中央部に、吸引孔７ａが形成され、両吸引孔６３ａ，７ａが連通するように基部６３と基板載置部７とが重ね合わされて接合されている。
【００４５】
この例の搬送ロボットのフィンガ１６Ａは、先端側が二股状に分岐したＹ字形状に成形され、各分岐部６４の先端部には、基板把持用治具１Ｂの裏面側の被吸着面の周縁部が載置される吸着面６４ａが形成されている。ここで、基板把持用治具１Ｂは、吸着面６４ａ上に吸気孔６３ｂと吸引孔６４ｂとが重なるように載置される。
また、この例の収納カセットの収納部３１Ａの載置棚３２Ａは、フィンガ１６Ａの分岐部６４，６４が差し入れられ、基板把持用治具１Ｂの被吸着面の周縁部にフィンガ１６Ａの分岐部６４，６４を導いて接触させるための略Ｕ字形の凹部６５，６５を有している。
【００４６】
この例の構成によれば、上述した第１の実施例と略同様の効果を得ることができる。
加えて、例えば、基板処理装置において、基板受渡部を廃して構成を簡略化し、基板Ｓの搬送（受渡し）を迅速化させることができる。
【実施例４】
【００４７】
図１４は、この発明の第４の実施例である基板把持用治具の構成を示す断面図である。
この例が上述した第１の実施例と大きく異なるところは、基板把持用治具の基部の周縁部に、その全周に亘って、壁部を形成した点である。
これ以外の構成は、上述した第１の実施例の構成と略同一であるので、第１の実施例と同一の構成要素については、図１４において、図２で用いた符号と同一の符号を用いて、その説明を簡略にする。
【００４８】
この例の基板把持用治具１Ｃは、図１４に示すように、円板状部材からなる基部６７の上に、基板Ｓが載置される円板状部材からなる基板載置部７が形成されて概略構成されている。
基部６７及び基板載置部７は、共に中央部に、吸引孔６７ａ，７ａが形成され、両吸引孔６７ａ，７ａが連通するように基部６７と基板載置部７とが重ね合わされて接合されている。
この例の基部６７には、周縁部に全周に亘って、基板Ｓの取出し時や、受渡し時に、基板Ｓの脱落を防止するための壁部６７ｂが形成されている。壁部６７ｂには、所定の箇所に、例えば、基板処理時に、薬液を排出するための排出孔６７ｐが形成されている。
【００４９】
この例の構成によれば、上述した第１の実施例と略同様の効果を得ることができる。
加えて、基部６７の周縁部には、壁部６７ｂが形成されているので、例えば、基板Ｓの取出し時や、受渡し時に、基板Ｓの脱落を確実に防止することができる。
【実施例５】
【００５０】
図１５は、この発明の第５の実施例である基板把持用治具を介して、搬送時に基板が把持される様子を示す断面図である。
この例が上述した第１の実施例と大きく異なるところは、基板搬送時に、フィンガによって基板把持用治具を上方から吸引可能なように構成した点である。
これ以外の構成は、上述した第１の実施例の構成と略同一であるので、第１の実施例と同一の構成要素については、図１５において、図３で用いた符号と同一の符号を用いて、その説明を簡略にする。
【００５１】
この例の基板把持用治具１Ｄは、図１５に示すように、円板状部材からなる基部６９の上に、基板Ｓが載置される円板状部材からなる基板載置部７が形成されて概略構成されている。
基部６９には、表面側の中央部に吸気孔６９ａが、表面側の周縁部に円環状の吸気溝６９ｂが形成され、吸気孔６９ａと吸気溝６９ｂとは、複数のずい道部６９ｃによって連通されている。
【００５２】
基板載置部７には、中央部に、吸引孔７ａが形成され、両吸引孔６９ａ，７ａが連通するように基部６９と基板載置部７とが重ね合わされて接合されている。
この例の搬送ロボットのフィンガ１６Ｂは、先端部の下面側に、基部６９の表面の周縁部を吸着するための円環状の吸着面７１ａが形成され、円環状の吸気溝７１ｂが吸気溝６９ｂとが重なるように配置された状態で、基板把持用治具１Ｄを吸着・把持して、後退させるか又は引き上げる。
【００５３】
この例の構成によれば、上述した第１の実施例と略同様の効果を得ることができる。
加えて、基板が、例えばトレイ上に平面的に配置されている場合でも、基板を容易に取り出すことができる。
【００５４】
以上、この発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
例えば、上述した実施例では、基板処理装置としてスピナに適用する場合について述べたが、被処理体としての基板を必ずしも回転させない場合にも適用できる。この場合、基板をステージに載置するのみとして、必ずしも吸着させなくても良い。
【００５５】
また、基板把持用治具の基部の材料としては、ステンレスに限らず、アルミニウムや、他の金属、合金を用いても良いし、合成樹脂やセラミックスを用いても良い。
また、基板載置部の材料として、ビニリデンフルオライド（ＶＤＦ）系弗素ゴムを含む弗素ゴムや、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロプレンゴム、ヒドリンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等を用いるようにしても良い。また、合成ゴムのほか、天然ゴムを用いても良い。
【００５６】
また、基板把持用治具の基部と基板載置部とは、一体化されていても良い。すなわち、同一の材料から製造されたものであっても良い。また、基板載置部を廃し、基部上に基板を直接載置するようにしても良い。ここで、基部の表面を所定の表面粗さとなるように処理しておいても良い。
また、基板把持用治具を構成する基部と基板載置部は、平板状部材とは限らず、例えば、基部の裏面は、曲面を含んでいても良い。
【００５７】
また、基板把持用治具は、半導体デバイスの製造のため以外に、基板として、例えば、光ディスク基板を処理して、光ディスクを製造する場合に適用できる。
また、搬送ロボットにおいて、２組のアーム（第１アーム及び第２アーム）を設ける場合について述べたが、一方を廃しても良い。また、搬送ロボットは、単一組の胴体部、第１アーム、第２アーム及びフィンガを備える場合について述べたが、第１アーム、第２アーム及びフィンガを２組（一対）設けるようにしても良いし、３組以上設けるようにしても良い。また、動力源として、少なくとも一部で、エアを用いるようにしても良い。
なお、第１アーム又は第２アームを省略する場合には、収納カセットの載置棚の凹部の入口部を拡大するようにしても良い。
【００５８】
また、基板処理装置において、容器を昇降させる場合に、シリンダアクチュエータは、容器昇降用と、基板受渡し治具昇降用とで、兼用するようにしても良い。また、容器等の昇降をモータを用いて行うようにしても良い。
また、基板処理装置において、基板チャック上に、複数の基板把持用治具及び基板が把持可能なように構成しても良い。
【００５９】
また、基板受渡治具昇降用及び水平移動用のシリンダアクチュエータに代えて、例えば、パルスモータ（ステッピングモータ）とボールねじとを用いて、基板受渡し治具を変位させるようにしても良い。また、基板受渡治具の水平方向の移動（例えば、退避時の変位）を、手動により変位させるようにしても良い。
また、基板受渡用治具を用いる方法に代えて、第５の実施例で述べた上方から吸着する方法を用いても良い。また、基板受渡用治具を一対の互いに拡開可能な部材から構成するようにしても良い。
【００６０】
また、薬液の滴下は、スタティックディスペンス法によってもダイナミックディスペンス法によっても良い。また、薬液を滴下する場合に限らず、スプレーする場合にも適用できる。
また、容器の外壁部を鉛直方向に沿って可動として、高さ調節可能なように構成しても良い。また、容器には、蓋部を設けて、薬剤飛散防止機能を強化するようにしても良い。
また、容器の形状は、円筒状に限らず、角筒状であっても良い。また、廃液貯留部の断面も円環状に限らず、角環状であっても良いし、排出管も円管であっても角管であっても良い。
また、基板処理装置は、洗浄工程のほか、レスト等の塗布工程や、現像工程で用いるようにしても良い。
【００６１】
また、第１の実施例で、基板受渡用治具によって、基板及び基板把持用治具を、搬送ロボットから受け取って、基板チャックへ引き渡すまでの間に、吸着・把持するようにしても良い。
また、基板把持用治具の裏面の吸引孔の縁部を吸引するだけでなく、基板把持用治具のみを吸引する（基板把持用治具の吸引孔に連通しない）吸引孔をフィンガや基板チャックの内部に分岐させて設けても良い。また、基板把持用治具１の裏面の吸引孔の縁部を吸引せずに、吸着面に基板が吸着されて基板把持用治具に押し付けられるのみで、基板及び基板把持用治具が吸着・把持されるように構成しても良い。
【００６２】
また、第２の実施例で、例えば、吸引孔６１ａ1と、吸引孔６１ａ2，６１ａ3，…とを連通するずい道部は、基部及び基板載置部に溝部を形成することによって形成しても良いし、溝部を一方のみに形成するようにしても良い。
また、第３の実施例では、基板を、基板処理装置の基板チャックの吸着面に載置する際に、容器の外壁部を鉛直方向に沿って、下方へ変位させても良いし、基板チャックを鉛直方向に沿って上方へ変位させても良い。
【００６３】
また、第４の実施例では、基部の周縁部に、その全周に亘って、連続的に壁部を形成し、かつ、排出孔を設けた場合について述べたが、排出孔に代えて切欠き部を設けても良いし、壁部を断続的に設けても良い。また、孔部や切欠き部を設けずに連続的に壁部を形成しても良い。
また、第５の実施例では、基板把持用治具の裏面側にも、吸引孔を設けて、基板チャックへ引き渡して、このまま吸着させるようにしても良い。この場合、基板処理時に基板把持用治具の表面側の吸引孔に蓋材を載置して吸着させると共にこの吸引孔を塞ぐようにしても良い。また、基板把持用治具の基部とフィンガとに、円環状の吸気溝を設ける場合について述べたが、所定の箇所で吸着するようにしても良い。
【００６４】
また、第５の実施例では、基板を収納カセットに鉛直方向に沿って配置されるように収納する場合に限らず、基板を、例えば、格子状に仕切られたトレイ上に平面的に載置して収納して、上方からアクセスして取り上げて、移送するようにしても良い。
ここで、トレイをｘｙテーブル上に載置して、ｘ軸方向及びｙ方向に沿って変位可能とし、基板の取出し時にフィンガをｚ軸方向に沿って変位させるのみとして、搬送の迅速化を図るようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
処理対象の半導体基板として、シリコン基板のほか、III−Ｖ属化合物半導体（例えば、ガリウム砒素）基板等を搬送又は処理する場合に適用できる。また、基板として、半導体基板のほか、例えば、透明なガラス基板や、サファイヤ基板等を搬送又は処理する場合に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】この発明の第１の実施例である基板把持用治具の構成を示す平面図である。
【図２】同基板把持用治具の構成を示す断面図である。
【図３】基板搬送時に同基板把持用治具を介して基板が把持された状態を示す断面図である。
【図４】基板処理時に同基板把持用治具を介して基板が把持された状態を示す断面図である。
【図５】同基板を、搬送ロボットによって、収納カセットから基板処理装置へ搬送する方法を説明するための説明図である。
【図６】同搬送ロボット及び同基板処理装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図７】同収納カセットの載置棚の構成を示す断面図である。
【図８】同基板処理装置の構成を示す断面図である。
【図９】同基板処理装置の基板受渡用治具の構成を示す平面図である。
【図１０】この発明の第２の実施例である基板把持用治具の構成を説明するための平面図である。
【図１１】基板搬送時に同基板把持用治具を介して基板が把持された状態を示す断面図である。
【図１２】この発明の第３の実施例である基板把持用治具を介して、搬送時に基板が把持された状態を示す断面図である。
【図１３】同基板が収納される収納カセットの載置棚の構成を示す断面図である。
【図１４】この発明の第４の実施例である基板把持用治具の構成を示す断面図である。
【図１５】この発明の第５の実施例である基板把持用治具を介して、搬送時に基板が把持される様子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 基板把持用治具
２ 搬送ロボット
３ 収納カセット
４ 基板処理装置
６ 基部（基体）
６ａ 吸引孔（第１の吸気経路の一部）
７ 基板載置部
７ａ 吸引孔（第１の吸引口、第１の吸気経路の一部）
７ｂ 吸着面（第１の吸着面）
９，１１ 基板把持構造
１６，１６Ａ，１６Ｂ フィンガ（把持機構）
１６ａ，６４ａ，７１ａ 吸着面（第２の吸着面）
１６ｂ，６４ｂ，７１ｂ 吸引孔（第２の吸引口）
２８ 吸引路（第２の吸気経路）
３６ 基板チャック（把持機構）
３６ａ 吸着面（第２の吸着面）
３６ｂ 吸引孔（第２の吸引口）
４７ 吸引路（第２の吸気経路）
６１ 基板載置部
６１ａ1，６１ａ2，… 吸引孔（第１の吸引口、第１の吸気経路の一部）
６１ｂ 吸着面（第１の吸着面）
６１ｃ ずい道部（第１の吸気経路の一部）
６３ 基部（基体）
６３ａ，６３ｂ 吸引孔（第１の吸気経路の一部）
６３ｃ ずい道部（第１の吸気経路の一部）
６７ 基部（基体）
６７ 吸引孔（第１の吸気経路の一部）
６９ 基部（基体）
６９ａ，６９ｂ 吸引孔（第１の吸気経路の一部）
６９ｃ ずい道部（第１の吸気経路の一部）
Ｓ 基板
Ｓa，Ｓb，Ｓc 基板片（基板）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板把持構造、基板把持用治具及び基板把持方法に係り、シリコン基板等の半導体基板や、ガラス基板等の基板を搬送したり、基板に対して成膜処理や現像処理、洗浄処理等の所定の処理を施す場合に、基板を載置して真空吸着によって把持するために適用され、特に、不定形の基板や、比較的小形の基板を把持するための基板把持構造、基板把持用治具及び基板把持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、シリコン基板等の処理対象の基板を、スピナ等の基板処理装置へ供給する場合には、例えば、搬送ロボットが、棚段上に基板が多数枚収納されたカセットから、基板を取り出して、基板処理装置へ引き渡すようにしている。
搬送ロボットは、先端部に真空吸着によって基板を把持するための把持機構が設けられた搬送用治具としてのフィンガを有し（例えば、特許文献１参照。）、このフィンガの先端部が、カセットに収納された基板の下方に差し入られた後、例えば、基板の裏面の中央部を吸着して、フィンガを後退させて基板を取り出す。
【０００３】
搬送ロボットは、基板を把持したフィンガを、回動軸の周りに回動させて、かつ、昇降させて、基板を基板処理装置の基板チャックの吸着面へ移送する。
基板処理装置では、基板を吸着面に吸着・把持し、基板に薬液を供給して、薬液による基板の洗浄や、基板への薬液の塗布等を行う。
すなわち、基板チャックにおいては、上面に平面状の上記吸着面が形成され、吸着用孔を経由してエジェクタに到る吸気経路に沿って吸気が行われることによって基板の吸着が行われ、かつ、基板チャックは、所定の回転数で回転駆動され、この状態で、基板にはノズルから薬液が供給されて、基板の洗浄や、基板への薬液の塗布等が行われる（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平７−１０６３９９号公報
【特許文献２】特開２００４−１６８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする第１の問題点は、上記従来技術では、所定範囲のサイズの基板しか扱うことができず、特に、破損した不定形の基板や、比較的小形の基板を把持することができないという点である。
例えば、III−Ｖ属化合物半導体（ガリウム砒素等）や、シリコン、サファイヤ等の基板は、取扱い時に割れ易く、割れた小破片は、たとえ、利用可能としても（例えば、集積回路の形成が可能としても）、廃棄処分するしかなかった。
また、第２の問題点は、上記従来技術では、基板のサイズに応じて、少なくとも、基板を収納するカセットは、複数種類用意しなければならないという点である。このため、作業が煩雑となる上に処理工程におけるコストが嵩んでしまっていた。
【０００５】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、特に、不定形の基板や、比較的小形の基板も把持することができ、例えば、破損等に関わらず基板の利用率を高めることができる基板把持構造、基板把持用治具及び基板把持方法を提供することを第１の目的としている。
また、例えば、カセット等の汎用性を高め、処理工程におけるコストを低減することができる基板把持構造、基板把持用治具及び基板把持方法を提供することを第２の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、基板を、吸気経路に沿って空気の吸引を行うことによって吸着して、把持するための基板把持構造に係り、上記基板を吸着するための第１の吸引口が設けられた第１の吸着面が形成されていると共に、内部に、上記吸気経路を構成し、上記第１の吸引口へ至る第１の吸気経路が形成された基板把持用治具を介して、上記基板及び上記基板把持用治具を吸着・把持するための第２の吸引口が設けられた第２の吸着面が形成されていると共に、内部に、上記吸気経路を構成し、上記第２の吸引口へ至る第２の吸気経路が形成された把持機構によって、上記基板が吸着・把持され、上記第１の吸着面に上記基板が載置され、上記第２の吸着面に上記基板把持用治具が載置された状態で、上記第１の吸気経路と上記第２の吸気経路とが連通され、上記第１の吸気経路と上記第２の吸気経路とに沿って、空気の吸引が行われることによって、上記第１の吸着面に上記基板が吸着されて上記基板把持用治具に押し付けられ、上記基板が上記基板把持用治具を介して上記把持機構によって把持されることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の基板把持構造に係り、上記基板把持用治具は、平板状の剛性部材からなり、裏面が上記第２の吸着面に当接される基体と、上記基体の上に形成され、平板状の弾性部材からなり、表面が上記第１の吸着面として用いられる基板載置部とを有してなり、上記基体の裏面から上記基板載置部の表面へ至る吸引孔が上記第１の吸気経路として内部に形成されていることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の基板把持構造に係り、上記基板載置部の上記第１の吸着面としての表面には、複数の上記基板の吸着が可能な複数の上記第１の吸引口が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項４記載の発明は、基板を、吸気経路に沿って空気の吸引を行うことによって吸着して、把持するために用いられる基板把持用治具に係り、請求項１、２又は３記載の基板把持構造を構成する基板把持用治具からなることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項５記載の発明は、基板を、吸気経路に沿って空気の吸引を行うことによって吸着して、把持するための基板把持方法に係り、上記基板を吸着するための第１の吸引口が設けられた第１の吸着面が形成されていると共に、内部に、上記吸気経路を構成し、上記第１の吸引口へ至る第１の吸気経路が形成された基板把持用治具を介して、上記基板及び上記基板把持用治具を吸着・把持するための第２の吸引口が設けられた第２の吸着面が形成されていると共に、内部に、上記吸気経路を構成し、上記第２の吸引口へ至る第２の吸気経路が形成された把持機構によって、上記基板を吸着・把持し、上記第１の吸気経路と上記第２の吸気経路とが連通されるように、上記第１の吸着面に上記基板を載置し、上記第２の吸着面に上記基板把持用治具を載置し、上記第１の吸気経路と上記第２の吸気経路とに沿って、空気の吸引を行って、上記第１の吸着面に上記基板を吸着して上記基板把持用治具に押し付けるようにし、上記基板を上記基板把持用治具を介して上記把持機構によって把持することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の構成によれば、基板を、基板把持用治具を介して、把持機構によって吸着・把持するので、特に、不定形の基板や、比較的小形の基板も把持することができ、例えば、破損等に関わらず基板の利用率を高めることができる。
また、例えば、比較的大面積の基板把持用治具を用い、この基板把持用治具のサイズに合わせた基板収納用のカセットを用いることによって、同一種のカセットに異なるサイズの基板を混在させて収納し、同一サイズの基板のように扱うことができるので、例えば、カセット等の汎用性を高め、処理工程におけるコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
基板を、基板把持用治具を介して、把持機構によって吸着・把持することによって、特に、不定形の基板や、比較的小形の基板も把持可能として、例えば、破損等に関わらず基板の利用率を高めるという第１の目的を実現した。
また、例えば、比較的大面積の基板把持用治具を用い、この基板把持用治具のサイズに合わせた基板収納用のカセットを用いることによって、同一種のカセットに異なるサイズの基板を混在させて収納し、同一サイズの基板のように扱うことができ、例えば、カセット等の汎用性を高め、処理工程におけるコストを低減するという第２の目的を実現した。
【実施例１】
【００１３】
図１は、この発明の第１の実施例である基板把持用治具の構成を示す平面図、図２は、同基板把持用治具の構成を示す断面図、図３は、基板搬送時に同基板把持用治具を介して基板が把持された状態を示す断面図、図４は、基板処理時に同基板把持用治具を介して基板が把持された状態を示す断面図、図５は、同基板を、搬送ロボットによって、収納カセットから基板処理装置へ搬送する方法を説明するための説明図、図６は、同搬送ロボット及び同基板処理装置の構成を説明するためのブロック図、図７は、同収納カセットの載置棚の構成を示す断面図、図８は、同基板処理装置の構成を示す断面図、また、図９は、同基板処理装置の基板受渡用治具の構成を示す平面図である。
【００１４】
この例の基板把持用治具１は、図５に示すように、例えば、任意の形状及び寸法のシリコン基板等の基板Ｓを、搬送ロボット２が、基板Ｓが収納された収納カセット３から取り出してスピナ等の基板処理装置４へ搬送したり、基板処理装置４によって、基板Ｓに対して所定の処理を施す場合に、基板Ｓを把持するために用いられ、図１乃至図４に示すように、円板状部材からなる基部６の上に、基板Ｓが載置される円板状部材からなる基板載置部７が形成されて（例えば、ライニング加工されて）概略構成されている。
基部６及び基板載置部７は、共に中央部に、吸引孔６ａ，７ａが形成され、両吸引孔６ａ，７ａが連通するように基部６と基板載置部７とが重ね合わされて接合されている。
【００１５】
この例の基板搬送時の基板把持構造９は、図３に示すように、表面側の吸着面７ｂに基板Ｓが載置される基板把持用治具１が、搬送ロボット２のフィンガ１６の先端部に形成された吸着面１６ａに載置された状態で、フィンガ１６に吸着・把持されて概略構成され、吸着面７ｂに基板Ｓが載置されて吸引孔７ａが塞がれ、裏面側の被吸着面６ｂがフィンガ１６の吸着面１６ａに載置されて、吸引孔６ａと吸引孔１６ｂとが連通され、真空吸着によって、吸引孔６ａ，７ａ及び吸引路２８に沿って吸気されて、フィンガ１６に基板把持用治具１が吸着されると共に、基板Ｓは基板把持用治具１に押し付けられることによって、基板Ｓ及び基板把持用治具１がフィンガ１６に吸着・把持される。
【００１６】
また、この例の基板処理時の基板把持構造１１は、図４に示すように、表面側の吸着面７ｂに基板Ｓが載置される基板把持用治具１が、基板処理装置４の基板チャック３６の吸着面３６ａに載置された状態で、基板チャック３６に吸着・把持されて概略構成され、吸着面７ｂに基板Ｓが載置されて吸引孔７ａが塞がれ、裏面側の被吸着面６ｂが基板チャック３６の吸着面３６ａに載置されて、吸引孔６ａと吸引孔３６ｂとが連通され、真空吸着によって、吸引孔６ａ，７ａ及び吸引路４７に沿って吸気されて、基板チャック３６に基板把持用治具１が吸着されると共に、基板Ｓは基板把持用治具１に押し付けられることによって、基板Ｓ及び基板把持用治具１が基板チャック３６に吸着・把持される。
【００１７】
基板把持用治具１の基部６は、例えば、剛性部材としてのステンレス製の円板状部材からなり、比較的大面積（この例では、直径略５０ｍｍ）とされ、厚さは基板Ｓ（この例では、厚さ略３００μｍ）と同程度（この例では、略０．５ｍｍ）とされる。また、基部６としては、反りや、周端面にばりが発生していないか又は除去された基板が用いられる。なお、この例では、基部６の表面は、弗素樹脂（ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）等）コーティング処理がなされている。
【００１８】
基板載置部７は、基板Ｓを構成する材料としての例えばシリコン基板に対して、傷を付けない程度の硬度を有すると共に、例えばシリコン基板に対して、摩擦係数が比較的高く、かつ、溶剤（基板処理装置４で用いられる薬剤）に対する耐性が高く、熱伝導係数も比較的高い弾性材料が選択され、例えば、パーフルオロエラストマ等が用いられる。
また、基板載置部７は、基部６上に、ライニング加工等によって形成され、この例では、直径略１６ｍｍとされ、厚さは基板Ｓと同程度（この例では、略０．５ｍｍ）とされる。
また、この例では、吸引孔６ａ，７ａの径は、フィンガ１６の先端部に形成された吸引孔１６ｂや、基板チャック３６の上面に形成された吸引孔３６ｂの径よりも若干小さく（例えば略３ｍｍ）設定される。
【００１９】
搬送ロボット２は、図５に示すように、鉛直方向（ｚ軸方向）に沿って変位可能な胴部１３と、胴部１３の先端部に取り付けられ、鉛直方向に平行な回動軸の周りに回動可能な第１アーム１４と、第１アーム１４の先端部に取り付けられ、鉛直方向に平行な回動軸の周りに回動可能な第２アーム１５と、第２アーム１５の先端部に取り付けられ、鉛直方向に平行な回動軸の周りに回動可能で、先端部に真空吸着によって基板把持用治具１及び基板Ｓを吸着・把持するための吸着面１６ａが形成された平板状のフィンガ１６と、胴部駆動部１７と、第１アーム駆動部１８と、第２アーム駆動部１９と、フィンガ駆動部２１と、ロボットコントローラ２２とを有している。ここで、フィンガ１６の厚さは、収納カセット３の載置棚３２間の間隙よりも小さく設定される。
【００２０】
なお、この例では、胴部駆動部１７と、第１アーム駆動部１８と、第２アーム駆動部１９と、フィンガ駆動部２１とは、サーボモータ等を有してなっている。
ロボットコントローラ２２は、図６に示すように、ＣＰＵ（中央処理装置）等を有してなる主制御部２３と、主制御部２３が実行する処理プログラムや各種データ等を記憶するための記憶部２４と、操作部２５と、胴部駆動部１７、第１アーム駆動部１８、第２アーム駆動部１９、及びフィンガ駆動部２１を構成するサーボモータ等を制御駆動するためのモータ駆動部２６とを備えたコンピュータ等の情報処理装置によって構成されている。
【００２１】
搬送ロボット２においては、第１アーム１４、第２アーム１５及びフィンガ１６が、それぞれの回動軸の周りに同時に回転することによって、フィンガ１６の先端部は、水平面上の所定の直線又は曲線に沿って変位する。
搬送ロボット２を構成する胴部１３、第１アーム１４、第２アーム１５及びフィンガ１６の内部には、それぞれ、空気を吸引するための吸引路２８が形成されている。この例の搬送ロボット２では、フィンガ１６の先端部の吸着面１６ａを基部６の被吸着面６ｂに近接させた状態で、図示せぬ減圧装置（エジェクタ等）を作動させることにより、上記吸引路２８に沿って空気が吸引されて、基板把持用治具１及び基板Ｓが、フィンガ１６の吸着面１６ａに吸着・把持されることとなる。
なお、吸引路２８の先端の吸引孔１６ｂの径が、吸引孔６ａ，７ａの径より若干大きく設定されていることによって、吸引孔６ａの裏面側縁部が吸着される。
【００２２】
搬送ロボット２は、フィンガ１６を、収納カセット３に収納され、基板Ｓが載置された基板把持用治具１の下方に差し入れた後、例えば、基板Ｓの裏面側の中央部及び基板把持用治具１の吸引孔６ａの裏面側縁部を吸着して、基板Ｓが基板把持用治具１に押し付けられることによって、かつ、基板把持用治具１の吸引孔６ａの裏面側縁部を吸着することによって、基板Ｓ及び基板把持用治具１を、フィンガ１６によって吸着・把持し、基板Ｓ及び基板把持用治具１を取り出す。
この後、基板処理装置４の基板受渡部４１の基板受渡用治具５１の載置部５１ａに、基板Ｓを載置して基板Ｓの引渡しを行う。
【００２３】
収納カセット３は、図５及び図７に示すように、処理対象の基板Ｓを、鉛直方向に沿って配置されるように多数枚収納するための多数の棚状の収納部３１，３１，…を有し、各収納部３１は、基板Ｓを載置した基板把持用治具１の裏面側の被吸着面６ｂの周縁部を載置する載置棚３２を有し、各載置棚３２は、フィンガ１６の先端部が差し入れされ、基板把持用治具１の被吸着面６ｂの中央部にフィンガ１６の先端部を導いて接触させるための略Ｕ字形の凹部３３を有している。
各載置棚３２は、例えば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）等の基板把持用治具１を構成するステンレス等に対して摩擦係数が比較的小さい（摺動性が比較的高い）材料からなっている。
ここで、搬送ロボット２のフィンガ１６が、収納部３１間に形成された間隙に差し入れられて、基板Ｓが載置された基板把持用治具１が収納部３１から取り出される。
【００２４】
基板処理装置４は、シリコン基板等の処理対象の基板Ｓに薬液を供給して、薬液による基板Ｓの洗浄や、基板Ｓへの薬液の塗布等を行うための回転式の基板処理装置（スピナ）であって、図５、図６及び図８に示すように、容器３５内に収容され、基板Ｓを真空吸着によって把持する基板チャック３６と、基板チャック３６を回転駆動する基板チャック駆動部３７と、基板Ｓに薬液を供給するためのノズル３８を含む薬液供給部３９と、基板Ｓを搬送ロボット２のフィンガ１６から受け取って基板チャック３６へ引き渡す基板受渡部４１と、構成各部を制御するスピナコントローラ４２とを備えてなっている。
【００２５】
また、容器３５の外壁部４３は、薬液の飛散を防止するために、基板Ｓを支持している基板チャック３６を取り囲むようにカップ状に形成されている。また、容器３５の底部には廃液貯留部４４が形成され、廃液貯留部４４の底部の所定の部位には、薬液を排出するための排出管４５が接続されている。なお、図８は、基板処理装置１の基板Ｓを除いた状態を示している。
廃液貯留部４４は、基板チャック３６の回転軸と回転対称軸が共通の断面円環状の略円筒形状を呈している。
【００２６】
ここで、廃液貯留部４４の内壁部４４ａの上部には、基板チャック３６の回転軸を囲むように、逆漏斗形状（漏斗を伏せた形状）の薬液受け部材４６が連接されている。
なお、薬液受け部材４６の上部には、水平面に対して外周側へ向けて下方に所定の傾斜角で傾斜したフランジ部４６ａが形成され、このフランジ部４６ａの上面に薬液が吹き付けられても薬液を外周側へ向けて流下させて、薬液の基板チャック３６の回転軸側への侵入が防止されるように構成されている。
また、廃液貯留部４４の底面４４ｂは、排出管４５の入口へ向けて薬液が流下するように水平面に対して傾斜するように形成されている。
【００２７】
基板チャック３６は、上面に平面状の吸着面３６ａが形成され、先端部の吸引孔３６ｂからエジェクタに到る吸引路４７に沿って吸気が行われることによって基板Ｓの吸着が行われる。なお、吸引孔３６ｂの径が、吸引孔６ａ，７ａの径より若干大きく設定されていることによって、吸引孔６ａの裏面側縁部が吸着される。
基板チャック駆動部３７は、ＡＣサーボモータを有し、基板チャック３６を所定の回転数（例えば、数十ｒｐｍ〜数千ｒｐｍ）で回転させる。
【００２８】
薬液供給部３９は、薬液が基板Ｓへ向けて滴下されるディスペンサを構成するノズル３８と、ノズル３８へ薬液を送る薬液供給ポンプ（不図示）と、ノズル３８を変位させるノズル駆動部４９とを有している。
ノズル駆動部４９は、両先端部にノズル３８が所定の離隔を保って取り付けている例えばＵ字状のアーム（不図示）と、このアームの根元部を通る鉛直方向に沿った回動軸の周りに所定の角度範囲でアームを回動させる例えばステッピングモータとを有している。
【００２９】
基板受渡部４１は、図８に示すように、基板Ｓを載置した基板把持用治具１が載置される基板受渡用治具５１と、基板受渡用治具５１をシャフト５２によって垂下状態で支持する支持部５３と、支持部５３を鉛直方向に沿って変位させるための昇降用アクチュエータ５４と、支持部５３を昇降用アクチュエータ５４と共に水平面に沿って変位させるための水平移動用アクチュエータ５５とを有している。
基板受渡用治具５１は、図９に示すように、基板Ｓを載置した基板把持用治具１の裏面側の被吸着面６ｂの周縁部を載置する載置部５１ａを有し、載置部５１ａは、基板把持用治具１を把持したフィンガ１６の先端部が差し入れられると共に、基板チャック３６の吸着面３６ａとの干渉を回避するための略Ｕ字形の凹部５１ｂを有している。
【００３０】
ここで、基板受渡用治具５１に対して上方からフィンガ１６が下降して、フィンガ１６の先端部が凹部５１ｂを通過すると同時に、基板Ｓを載置した基板把持用治具１が載置部５１ａに載置され、基板Ｓを載置した基板把持用治具１を載置した基板受渡用治具５１が、基板チャック３６の吸着面３６ａに対して上方から下降して、凹部５１ｂが吸着面３６ａの周りを通過すると同時に、基板Ｓを載置した基板把持用治具１が吸着面３６ａに載置される。
【００３１】
スピナコントローラ４２は、図６に示すように、ＣＰＵ（中央処理装置）等を有してなる主制御部５７と、主制御部５７が実行する処理プログラムや各種データ等を記憶するための記憶部５８と、操作部５９と、基板チャック駆動部３７及びノズル駆動部４９を構成するモータを制御駆動するためのモータ駆動部６１と、昇降用シリンダアクチュエータ５４及び水平移動用シリンダアクチュエータ５５を構成する電磁弁を制御する電磁弁制御部６２とを備えたコンピュータ等の情報処理装置によって構成されている。
【００３２】
次に、図３、図５、図７及び図９を参照して、この例の基板把持用治具１を用いた基板搬送方法について説明する。
搬送ロボット２の主制御部２３は、モータ駆動部２６を制御して、フィンガ駆動部２１等を駆動させて、図５及び図７に示すように、フィンガ１６を、収納部３１間に形成された間隙に差し入れ、収納カセット３に収納され、基板Ｓが載置された基板把持用治具１の下方に配置した後、例えば、基板Ｓの裏面側の中央部及び基板把持用治具１の吸引孔６ａの裏面側縁部を吸着する。
ここで、図３に示すように、フィンガ１６の先端部の吸着面１６ａを基部６の被吸着面６ｂに接触又は近接させた状態で、吸引路２８に沿って空気が吸引されて、基板把持用治具１及び基板Ｓが、フィンガ１６の吸着面１６ａに吸着・把持される。
【００３３】
すなわち、表面側の吸着面７ｂに基板Ｓが載置されて吸引孔７ａが塞がれ、裏面側の被吸着面６ｂが搬送ロボット２のフィンガ１６の先端部に形成された吸着面１６ａに載置されて、吸引孔６ａと、フィンガ１６の先端部に形成された吸引孔１６ｂとが連通され、真空吸着によって、吸引孔６ａ，７ａ及び吸引路２８に沿って吸気されて、フィンガ１６に基板把持用治具１が吸着されると共に、基板Ｓは基板把持用治具１に押し付けつけられて、基板Ｓ及び基板把持用治具１がフィンガ１６に吸着・把持される。
こうして、基板Ｓが基板把持用治具１に押し付けられることによって、かつ、基板把持用治具１の吸引孔６ａの裏面側縁部を吸着することによって、基板Ｓ及び基板把持用治具１を、フィンガ１６によって吸着・把持した状態で、主制御部２３は、モータ駆動部２６を制御して、フィンガ駆動部２１等を駆動させ、基板Ｓ及び基板把持用治具１を取り出す。
【００３４】
この後、主制御部２３は、モータ駆動部２６を制御して、フィンガ駆動部２１等を駆動させ、基板処理装置４の基板受渡部４１の基板受渡用治具５１の載置部５１ａの直上に、基板Ｓを移動させる。
次に、主制御部２３は、モータ駆動部２６を制御して、胴部駆動部１７等を駆動させ、基板受渡用治具５１に対して上方からフィンガ１６を下降させる。こうして、図９に示すように、フィンガ１６の先端部が凹部５１ｂを通過すると同時に、基板Ｓを載置した基板把持用治具１が載置部５１ａに載置され、基板Ｓの引渡しが行われる。
【００３５】
次に、基板処理装置４の主制御部５７は、電磁弁制御部６２を制御して、基板受渡部４１の水平移動用アクチュエータ５５を駆動させて、基板受渡用治具５１を基板チャック３６の吸着面３６ａの直上に移動させた後、昇降用アクチュエータ５４を駆動させ、基板Ｓを載置した基板把持用治具１を載置した基板受渡用治具５１を、吸着面３６ａに対して上方から下降させる。こうして、凹部５１ｂが吸着面３６ａの周りを通過すると同時に、基板Ｓを載置した基板把持用治具１が吸着面３６ａに載置される。
主制御部５７は、電磁弁制御部６２を制御して、水平移動用アクチュエータ５５を駆動させて、基板受渡用治具５１を基板チャック３６から離反させた後、昇降用アクチュエータ５４を駆動させて、基板受渡用治具５１を引き上げる。
【００３６】
次に、図４を参照して、この例の基板把持用治具１を用いた基板処理方法について説明する。
基板チャック３６の吸着面３６ａに、図４に示すように、基板Ｓを載置した基板把持用治具１が載置された状態で、先端部の吸引孔３６ｂからエジェクタに到る吸引路４７に沿って吸気が行われることによって基板Ｓの吸着・把持されると、基板処理装置４の主制御部５７は、モータ駆動部６１を制御して、基板チャック３６を所定の回転数で回転させながら、ノズル３８から所定の薬液を所定時間滴下させる。
【００３７】
ここで、表面側の吸着面７ｂに基板Ｓが載置されて吸引孔７ａが塞がれ、裏面側の被吸着面６ｂが基板チャック３６の吸着面３６ａに載置されて、吸引孔６ａと、吸引孔３６ｂとが連通され、真空吸着によって、吸引孔６ａ，７ａ及び吸引路４７に沿って吸気されて、基板チャック３６に基板把持用治具１が吸着されると共に、基板Ｓは基板把持用治具１に押し付けられて、基板Ｓ及び基板把持用治具１が基板チャック３６に吸着・把持される。なお、吸引孔３６ｂの径が、吸引孔６ａ，７ａの径より若干大きく設定されていることによって、吸引孔６ａの裏面側縁部が吸着される。
【００３８】
このように、この例の構成によれば、基板Ｓを基板把持用治具１を介してフィンガ１６や、基板チャック３６によって吸着・把持するので、その形状及び寸法に関わらず、特に、基板破片等の不定形の基板Ｓや、比較的小形（直径４０ｍｍ以下の小口径）の基板Ｓでも把持することができ、破損等に関わらず基板の利用率を高めることができる。
また、例えば、比較的大面積の基板把持用治具１を用い、この基板把持用治具１のサイズに合わせた収納カセット３を用いることによって、同一種の収納カセット３に異なるサイズの基板を混在させて収納し、同一サイズの基板のように扱うことができるので、収納カセットの汎用性を高め、処理工程におけるコストを低減することができる。
また、基板載置部７の材料としては、例えばシリコンに対して、摩擦係数が比較的高い材料が用いられるので、基板Ｓがずれたり、脱落したりすることを防止することができる。また、基板載置部７が緩衝機能を有していることによって、基板Ｓを衝撃から保護することができる。
【実施例２】
【００３９】
図１０は、この発明の第２の実施例である基板把持用治具の構成を説明するための平面図、また、図１１は、基板搬送時に同基板把持用治具を介して基板が把持された状態を示す断面図である。
この例が上述した第１の実施例と大きく異なるところは、基板把持用治具の基板載置部に、複数の吸気孔を設けた点である。
これ以外の構成は、上述した第１の実施例の構成と略同一であるので、第１の実施例と同一の構成要素については、例えば、図１０及び図１１において、図１及び図２で用いた符号と同一の符号を用いて、その説明を簡略にする。
【００４０】
この例の基板把持用治具１Ａは、図１０及び図１１に示すように、円板状部材からなる基部６の上に、基板片Ｓa，Ｓb，Ｓcが載置される円板状部材からなる基板載置部６１が形成されて概略構成されている。
基部６の中央部には、吸引孔６ａが形成されている。また、基板載置部６１には、中央部と周縁部とに、複数の吸引孔６１ａ1，６１ａ2，…が形成されている。基部６と基板載置部６１とは、吸引孔６ａ，吸引孔６１ａが連通するように重ね合わされて接合され、この状態で、６１ａ2，６１ａ3，…と、吸引孔６１ａ1，吸引孔６ａとは、ずい道部６１ｃによって、連通されている。
【００４１】
この例では、表面側の吸着面６１ｂに基板片Ｓa，Ｓb，Ｓcが載置されて６１ａ1，６１ａ2，…が塞がれ、裏面側の被吸着面６ｂが搬送ロボット２のフィンガ１６の先端部に形成された吸着面１６ａに載置されて、吸引孔６ａと、フィンガ１６の先端部に形成された吸引孔１６ｂとが連通され、真空吸着によって、吸引孔６ａ，吸引孔６１ａ1（６１ａ2，６１ａ3，…）及び吸引路２８に沿って吸気されて、フィンガ１６に基板把持用治具１が吸着されると共に、基板Ｓa，Ｓb，Ｓcは基板把持用治具１Ａに押し付けつけられて、基板Ｓa，Ｓb，Ｓc及び基板把持用治具１Ａがフィンガ１６に吸着・把持される。
【００４２】
この例の構成によれば、上述した第１の実施例と略同様の効果を得ることができる。
加えて、複数の基板片を載置して、同時に搬送及び処理を行うことができる。
【実施例３】
【００４３】
図１２は、この発明の第３の実施例である基板把持用治具を介して、搬送時に基板が把持された状態を示す断面図、また、図１３は、同基板が収納される収納カセットの載置棚の構成を示す断面図である。
この例が上述した第１の実施例と大きく異なるところは、基板載置部の吸気孔を中央部に設け、基体の吸気孔を周縁部に設けた点である。
これ以外の構成は、上述した第１の実施例の構成と略同一であるので、第１の実施例と同一の構成要素については、図１２及び図１３において、図３及び図７で用いた符号と同一の符号を用いて、その説明を簡略にする。
【００４４】
この例の基板把持用治具１Ｂは、図１２及び図１３に示すように、円板状部材からなる基部６３の上に、基板Ｓが載置される円板状部材からなる基板載置部７が形成されて概略構成されている。
基部６３には、表面側の中央部に吸気孔６３ａが、裏面側の周縁部に吸気孔６３ｂ，６３ｂが形成され、吸気孔６３ａと、両吸気孔６３ｂ，６３ｂとは、ずい道部６３ｃによって連通されている。
基板載置部７には、中央部に、吸引孔７ａが形成され、両吸引孔６３ａ，７ａが連通するように基部６３と基板載置部７とが重ね合わされて接合されている。
【００４５】
この例の搬送ロボットのフィンガ１６Ａは、先端側が二股状に分岐したＹ字形状に成形され、各分岐部６４の先端部には、基板把持用治具１Ｂの裏面側の被吸着面の周縁部が載置される吸着面６４ａが形成されている。ここで、基板把持用治具１Ｂは、吸着面６４ａ上に吸気孔６３ｂと吸引孔６４ｂとが重なるように載置される。
また、この例の収納カセットの収納部３１Ａの載置棚３２Ａは、フィンガ１６Ａの分岐部６４，６４が差し入れられ、基板把持用治具１Ｂの被吸着面の周縁部にフィンガ１６Ａの分岐部６４，６４を導いて接触させるための略Ｕ字形の凹部６５，６５を有している。
【００４６】
この例の構成によれば、上述した第１の実施例と略同様の効果を得ることができる。
加えて、例えば、基板処理装置において、基板受渡部を廃して構成を簡略化し、基板Ｓの搬送（受渡し）を迅速化させることができる。
【実施例４】
【００４７】
図１４は、この発明の第４の実施例である基板把持用治具の構成を示す断面図である。
この例が上述した第１の実施例と大きく異なるところは、基板把持用治具の基部の周縁部に、その全周に亘って、壁部を形成した点である。
これ以外の構成は、上述した第１の実施例の構成と略同一であるので、第１の実施例と同一の構成要素については、図１４において、図２で用いた符号と同一の符号を用いて、その説明を簡略にする。
【００４８】
この例の基板把持用治具１Ｃは、図１４に示すように、円板状部材からなる基部６７の上に、基板Ｓが載置される円板状部材からなる基板載置部７が形成されて概略構成されている。
基部６７及び基板載置部７は、共に中央部に、吸引孔６７ａ，７ａが形成され、両吸引孔６７ａ，７ａが連通するように基部６７と基板載置部７とが重ね合わされて接合されている。
この例の基部６７には、周縁部に全周に亘って、基板Ｓの取出し時や、受渡し時に、基板Ｓの脱落を防止するための壁部６７ｂが形成されている。壁部６７ｂには、所定の箇所に、例えば、基板処理時に、薬液を排出するための排出孔６７ｐが形成されている。
【００４９】
この例の構成によれば、上述した第１の実施例と略同様の効果を得ることができる。
加えて、基部６７の周縁部には、壁部６７ｂが形成されているので、例えば、基板Ｓの取出し時や、受渡し時に、基板Ｓの脱落を確実に防止することができる。
【実施例５】
【００５０】
図１５は、この発明の第５の実施例である基板把持用治具を介して、搬送時に基板が把持される様子を示す断面図である。
この例が上述した第１の実施例と大きく異なるところは、基板搬送時に、フィンガによって基板把持用治具を上方から吸引可能なように構成した点である。
これ以外の構成は、上述した第１の実施例の構成と略同一であるので、第１の実施例と同一の構成要素については、図１５において、図３で用いた符号と同一の符号を用いて、その説明を簡略にする。
【００５１】
この例の基板把持用治具１Ｄは、図１５に示すように、円板状部材からなる基部６９の上に、基板Ｓが載置される円板状部材からなる基板載置部７が形成されて概略構成されている。
基部６９には、表面側の中央部に吸気孔６９ａが、表面側の周縁部に円環状の吸気溝６９ｂが形成され、吸気孔６９ａと吸気溝６９ｂとは、複数のずい道部６９ｃによって連通されている。
【００５２】
基板載置部７には、中央部に、吸引孔７ａが形成され、両吸引孔６９ａ，７ａが連通するように基部６９と基板載置部７とが重ね合わされて接合されている。
この例の搬送ロボットのフィンガ１６Ｂは、先端部の下面側に、基部６９の表面の周縁部を吸着するための円環状の吸着面７１ａが形成され、円環状の吸気溝７１ｂが吸気溝６９ｂとが重なるように配置された状態で、基板把持用治具１Ｄを吸着・把持して、後退させるか又は引き上げる。
【００５３】
この例の構成によれば、上述した第１の実施例と略同様の効果を得ることができる。
加えて、基板が、例えばトレイ上に平面的に配置されている場合でも、基板を容易に取り出すことができる。
【００５４】
以上、この発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
例えば、上述した実施例では、基板処理装置としてスピナに適用する場合について述べたが、被処理体としての基板を必ずしも回転させない場合にも適用できる。この場合、基板をステージに載置するのみとして、必ずしも吸着させなくても良い。
【００５５】
また、基板把持用治具の基部の材料としては、ステンレスに限らず、アルミニウムや、他の金属、合金を用いても良いし、合成樹脂やセラミックスを用いても良い。
また、基板載置部の材料として、ビニリデンフルオライド（ＶＤＦ）系弗素ゴムを含む弗素ゴムや、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロプレンゴム、ヒドリンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等を用いるようにしても良い。また、合成ゴムのほか、天然ゴムを用いても良い。
【００５６】
また、基板把持用治具の基部と基板載置部とは、一体化されていても良い。すなわち、同一の材料から製造されたものであっても良い。また、基板載置部を廃し、基部上に基板を直接載置するようにしても良い。ここで、基部の表面を所定の表面粗さとなるように処理しておいても良い。
また、基板把持用治具を構成する基部と基板載置部は、平板状部材とは限らず、例えば、基部の裏面は、曲面を含んでいても良い。
【００５７】
また、基板把持用治具は、半導体デバイスの製造のため以外に、基板として、例えば、光ディスク基板を処理して、光ディスクを製造する場合に適用できる。
また、搬送ロボットにおいて、２組のアーム（第１アーム及び第２アーム）を設ける場合について述べたが、一方を廃しても良い。また、搬送ロボットは、単一組の胴体部、第１アーム、第２アーム及びフィンガを備える場合について述べたが、第１アーム、第２アーム及びフィンガを２組（一対）設けるようにしても良いし、３組以上設けるようにしても良い。また、動力源として、少なくとも一部で、エアを用いるようにしても良い。
なお、第１アーム又は第２アームを省略する場合には、収納カセットの載置棚の凹部の入口部を拡大するようにしても良い。
【００５８】
また、基板処理装置において、容器を昇降させる場合に、シリンダアクチュエータは、容器昇降用と、基板受渡し治具昇降用とで、兼用するようにしても良い。また、容器等の昇降をモータを用いて行うようにしても良い。
また、基板処理装置において、基板チャック上に、複数の基板把持用治具及び基板が把持可能なように構成しても良い。
【００５９】
また、基板受渡治具昇降用及び水平移動用のシリンダアクチュエータに代えて、例えば、パルスモータ（ステッピングモータ）とボールねじとを用いて、基板受渡し治具を変位させるようにしても良い。また、基板受渡治具の水平方向の移動（例えば、退避時の変位）を、手動により変位させるようにしても良い。
また、基板受渡用治具を用いる方法に代えて、第５の実施例で述べた上方から吸着する方法を用いても良い。また、基板受渡用治具を一対の互いに拡開可能な部材から構成するようにしても良い。
【００６０】
また、薬液の滴下は、スタティックディスペンス法によってもダイナミックディスペンス法によっても良い。また、薬液を滴下する場合に限らず、スプレーする場合にも適用できる。
また、容器の外壁部を鉛直方向に沿って可動として、高さ調節可能なように構成しても良い。また、容器には、蓋部を設けて、薬剤飛散防止機能を強化するようにしても良い。
また、容器の形状は、円筒状に限らず、角筒状であっても良い。また、廃液貯留部の断面も円環状に限らず、角環状であっても良いし、排出管も円管であっても角管であっても良い。
また、基板処理装置は、洗浄工程のほか、レスト等の塗布工程や、現像工程で用いるようにしても良い。
【００６１】
また、第１の実施例で、基板受渡用治具によって、基板及び基板把持用治具を、搬送ロボットから受け取って、基板チャックへ引き渡すまでの間に、吸着・把持するようにしても良い。
また、基板把持用治具の裏面の吸引孔の縁部を吸引するだけでなく、基板把持用治具のみを吸引する（基板把持用治具の吸引孔に連通しない）吸引孔をフィンガや基板チャックの内部に分岐させて設けても良い。また、基板把持用治具１の裏面の吸引孔の縁部を吸引せずに、吸着面に基板が吸着されて基板把持用治具に押し付けられるのみで、基板及び基板把持用治具が吸着・把持されるように構成しても良い。
【００６２】
また、第２の実施例で、例えば、吸引孔６１ａ1と、吸引孔６１ａ2，６１ａ3，…とを連通するずい道部は、基部及び基板載置部に溝部を形成することによって形成しても良いし、溝部を一方のみに形成するようにしても良い。
また、第３の実施例では、基板を、基板処理装置の基板チャックの吸着面に載置する際に、容器の外壁部を鉛直方向に沿って、下方へ変位させても良いし、基板チャックを鉛直方向に沿って上方へ変位させても良い。
【００６３】
また、第４の実施例では、基部の周縁部に、その全周に亘って、連続的に壁部を形成し、かつ、排出孔を設けた場合について述べたが、排出孔に代えて切欠き部を設けても良いし、壁部を断続的に設けても良い。また、孔部や切欠き部を設けずに連続的に壁部を形成しても良い。
また、第５の実施例では、基板把持用治具の裏面側にも、吸引孔を設けて、基板チャックへ引き渡して、このまま吸着させるようにしても良い。この場合、基板処理時に基板把持用治具の表面側の吸引孔に蓋材を載置して吸着させると共にこの吸引孔を塞ぐようにしても良い。また、基板把持用治具の基部とフィンガとに、円環状の吸気溝を設ける場合について述べたが、所定の箇所で吸着するようにしても良い。
【００６４】
また、第５の実施例では、基板を収納カセットに鉛直方向に沿って配置されるように収納する場合に限らず、基板を、例えば、格子状に仕切られたトレイ上に平面的に載置して収納して、上方からアクセスして取り上げて、移送するようにしても良い。
ここで、トレイをｘｙテーブル上に載置して、ｘ軸方向及びｙ方向に沿って変位可能とし、基板の取出し時にフィンガをｚ軸方向に沿って変位させるのみとして、搬送の迅速化を図るようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
処理対象の半導体基板として、シリコン基板のほか、III−Ｖ属化合物半導体（例えば、ガリウム砒素）基板等を搬送又は処理する場合に適用できる。また、基板として、半導体基板のほか、例えば、透明なガラス基板や、サファイヤ基板等を搬送又は処理する場合に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】この発明の第１の実施例である基板把持用治具の構成を示す平面図である。
【図２】同基板把持用治具の構成を示す断面図である。
【図３】基板搬送時に同基板把持用治具を介して基板が把持された状態を示す断面図である。
【図４】基板処理時に同基板把持用治具を介して基板が把持された状態を示す断面図である。
【図５】同基板を、搬送ロボットによって、収納カセットから基板処理装置へ搬送する方法を説明するための説明図である。
【図６】同搬送ロボット及び同基板処理装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図７】同収納カセットの載置棚の構成を示す断面図である。
【図８】同基板処理装置の構成を示す断面図である。
【図９】同基板処理装置の基板受渡用治具の構成を示す平面図である。
【図１０】この発明の第２の実施例である基板把持用治具の構成を説明するための平面図である。
【図１１】基板搬送時に同基板把持用治具を介して基板が把持された状態を示す断面図である。
【図１２】この発明の第３の実施例である基板把持用治具を介して、搬送時に基板が把持された状態を示す断面図である。
【図１３】同基板が収納される収納カセットの載置棚の構成を示す断面図である。
【図１４】この発明の第４の実施例である基板把持用治具の構成を示す断面図である。
【図１５】この発明の第５の実施例である基板把持用治具を介して、搬送時に基板が把持される様子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 基板把持用治具
２ 搬送ロボット
３ 収納カセット
４ 基板処理装置
６ 基部（基体）
６ａ 吸引孔（第１の吸気経路の一部）
７ 基板載置部
７ａ 吸引孔（第１の吸引口、第１の吸気経路の一部）
７ｂ 吸着面（第１の吸着面）
９，１１ 基板把持構造
１６，１６Ａ，１６Ｂ フィンガ（把持機構）
１６ａ，６４ａ，７１ａ 吸着面（第２の吸着面）
１６ｂ，６４ｂ，７１ｂ 吸引孔（第２の吸引口）
２８ 吸引路（第２の吸気経路）
３６ 基板チャック（把持機構）
３６ａ 吸着面（第２の吸着面）
３６ｂ 吸引孔（第２の吸引口）
４７ 吸引路（第２の吸気経路）
６１ 基板載置部
６１ａ1，６１ａ2，… 吸引孔（第１の吸引口、第１の吸気経路の一部）
６１ｂ 吸着面（第１の吸着面）
６１ｃ ずい道部（第１の吸気経路の一部）
６３ 基部（基体）
６３ａ，６３ｂ 吸引孔（第１の吸気経路の一部）
６３ｃ ずい道部（第１の吸気経路の一部）
６７ 基部（基体）
６７ 吸引孔（第１の吸気経路の一部）
６９ 基部（基体）
６９ａ，６９ｂ 吸引孔（第１の吸気経路の一部）
６９ｃ ずい道部（第１の吸気経路の一部）
Ｓ 基板
Ｓa，Ｓb，Ｓc 基板片（基板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を、吸気経路に沿って空気の吸引を行うことによって吸着して、把持するための基板把持構造であって、
前記基板を吸着するための第１の吸引口が設けられた第１の吸着面が形成されていると共に、内部に、前記吸気経路を構成し、前記第１の吸引口へ至る第１の吸気経路が形成された基板把持用治具を介して、
前記基板及び前記基板把持用治具を吸着・把持するための第２の吸引口が設けられた第２の吸着面が形成されていると共に、内部に、前記吸気経路を構成し、前記第２の吸引口へ至る第２の吸気経路が形成された把持機構によって、前記基板が吸着・把持され、
前記第１の吸着面に前記基板が載置され、前記第２の吸着面に前記基板把持用治具が載置された状態で、前記第１の吸気経路と前記第２の吸気経路とが連通され、
前記第１の吸気経路と前記第２の吸気経路とに沿って、空気の吸引が行われることによって、前記第１の吸着面に前記基板が吸着されて前記基板把持用治具に押し付けられ、前記基板が前記基板把持用治具を介して前記把持機構によって把持されることを特徴とする基板把持構造。
【請求項２】
前記基板把持用治具は、平板状の剛性部材からなり、裏面が前記第２の吸着面に当接される基体と、前記基体の上に形成され、平板状の弾性部材からなり、表面が前記第１の吸着面として用いられる基板載置部とを有してなり、前記基体の裏面から前記基板載置部の表面へ至る吸引孔が前記第１の吸気経路として内部に形成されていることを特徴とする請求項１記載の基板把持構造。
【請求項３】
前記基板載置部の前記第１の吸着面としての表面には、複数の前記基板の吸着が可能な複数の前記第１の吸引口が形成されていることを特徴とする請求項２記載の基板把持構造。
【請求項４】
基板を、吸気経路に沿って空気の吸引を行うことによって吸着して、把持するために用いられる基板把持用治具であって、
請求項１、２又は３記載の基板把持構造を構成する基板把持用治具からなることを特徴とする基板把持用治具。
【請求項５】
基板を、吸気経路に沿って空気の吸引を行うことによって吸着して、把持するための基板把持方法であって、
前記基板を吸着するための第１の吸引口が設けられた第１の吸着面が形成されていると共に、内部に、前記吸気経路を構成し、前記第１の吸引口へ至る第１の吸気経路が形成された基板把持用治具を介して、
前記基板及び前記基板把持用治具を吸着・把持するための第２の吸引口が設けられた第２の吸着面が形成されていると共に、内部に、前記吸気経路を構成し、前記第２の吸引口へ至る第２の吸気経路が形成された把持機構によって、前記基板を吸着・把持し、
前記第１の吸気経路と前記第２の吸気経路とが連通されるように、前記第１の吸着面に前記基板を載置し、前記第２の吸着面に前記基板把持用治具を載置し、
前記第１の吸気経路と前記第２の吸気経路とに沿って、空気の吸引を行って、前記第１の吸着面に前記基板を吸着して前記基板把持用治具に押し付けるようにし、前記基板を前記基板把持用治具を介して前記把持機構によって把持することを特徴とする基板把持方法。
【請求項１】
基板を、吸気経路に沿って空気の吸引を行うことによって吸着して、把持するための基板把持構造であって、
前記基板を吸着するための第１の吸引口が設けられた第１の吸着面が形成されていると共に、内部に、前記吸気経路を構成し、前記第１の吸引口へ至る第１の吸気経路が形成された基板把持用治具を介して、
前記基板及び前記基板把持用治具を吸着・把持するための第２の吸引口が設けられた第２の吸着面が形成されていると共に、内部に、前記吸気経路を構成し、前記第２の吸引口へ至る第２の吸気経路が形成された把持機構によって、前記基板が吸着・把持され、
前記第１の吸着面に前記基板が載置され、前記第２の吸着面に前記基板把持用治具が載置された状態で、前記第１の吸気経路と前記第２の吸気経路とが連通され、
前記第１の吸気経路と前記第２の吸気経路とに沿って、空気の吸引が行われることによって、前記第１の吸着面に前記基板が吸着されて前記基板把持用治具に押し付けられ、前記基板が前記基板把持用治具を介して前記把持機構によって把持されることを特徴とする基板把持構造。
【請求項２】
前記基板把持用治具は、平板状の剛性部材からなり、裏面が前記第２の吸着面に当接される基体と、前記基体の上に形成され、平板状の弾性部材からなり、表面が前記第１の吸着面として用いられる基板載置部とを有してなり、前記基体の裏面から前記基板載置部の表面へ至る吸引孔が前記第１の吸気経路として内部に形成されていることを特徴とする請求項１記載の基板把持構造。
【請求項３】
前記基板載置部の前記第１の吸着面としての表面には、複数の前記基板の吸着が可能な複数の前記第１の吸引口が形成されていることを特徴とする請求項２記載の基板把持構造。
【請求項４】
基板を、吸気経路に沿って空気の吸引を行うことによって吸着して、把持するために用いられる基板把持用治具であって、
請求項１、２又は３記載の基板把持構造を構成する基板把持用治具からなることを特徴とする基板把持用治具。
【請求項５】
基板を、吸気経路に沿って空気の吸引を行うことによって吸着して、把持するための基板把持方法であって、
前記基板を吸着するための第１の吸引口が設けられた第１の吸着面が形成されていると共に、内部に、前記吸気経路を構成し、前記第１の吸引口へ至る第１の吸気経路が形成された基板把持用治具を介して、
前記基板及び前記基板把持用治具を吸着・把持するための第２の吸引口が設けられた第２の吸着面が形成されていると共に、内部に、前記吸気経路を構成し、前記第２の吸引口へ至る第２の吸気経路が形成された把持機構によって、前記基板を吸着・把持し、
前記第１の吸気経路と前記第２の吸気経路とが連通されるように、前記第１の吸着面に前記基板を載置し、前記第２の吸着面に前記基板把持用治具を載置し、
前記第１の吸気経路と前記第２の吸気経路とに沿って、空気の吸引を行って、前記第１の吸着面に前記基板を吸着して前記基板把持用治具に押し付けるようにし、前記基板を前記基板把持用治具を介して前記把持機構によって把持することを特徴とする基板把持方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−３３５６８７（Ｐ２００７−３３５６８７Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６６７５５（Ｐ２００６−１６６７５５）
【出願日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【出願人】（５０１４２５４８５）株式会社 エイ・エス・エイ・ピイ (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【出願人】（５０１４２５４８５）株式会社 エイ・エス・エイ・ピイ (2)
【Ｆターム（参考）】
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