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技術 搬送装置及びその制御方法

出願人 東京エレクトロン株式会社
発明者 小泉浩新藤健弘
出願日 2015年7月1日 (4年0ヶ月経過) 出願番号 2015-132614
公開日 2017年1月19日 (2年5ヶ月経過) 公開番号 2017-017184
状態 特許登録済
技術分野 ウエハ等の容器、移送、固着、位置決め等
主要キーワード 内部底壁 細棒状 維持ステップ 可変室 略五角形状 端子基台 略長円形 配設形態
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

アーム部の動作を制限することなく、耐久性に優れた搬送装置を提供する。

解決手段

第1搬送装置17の静電ピック44をプロセスモジュール12に進入させ、ウエハWを静電ピック44に静電吸着する。第1搬送装置17を駆動してウエハWをロードロックモジュール14へ搬送する際に、静電ピック44を電気的にフロート状態としてウエハWを静電ピック44に静電吸着させた状態を維持し、ウエハWのロードロックモジュール14への搬送が終了した後に静電ピック44を除電し、ウエハWが静電ピック44に静電吸着された状態を解除する。

概要

背景

例えば、半導体ウエハ(以下「ウエハ」という)にプラズマエッチング処理等の処理を行うプラズマ処理装置では、搬送装置搬送ロボット)を用いて、容器に収容されたウエハを真空雰囲気に維持されたプラズマ処理室へ搬送している。

一般的に、プラズマ処理装置は、複数のプラズマ処理室を備え、1台の搬送装置が各プラズマ処理室に対してアクセス自在に構成されている。そのため、搬送装置の一例として、複数のアーム部が関節部を介して回転自在に接続された多関節構造搬送アームを有するものが用いられており、関節部での回転によってアーム部同士の交差角度を変えることにより、各プラズマ処理室へのアクセスを可能としている。

このような搬送装置では、先端側のアーム部の先端にピックが取り付けられており、ウエハはピック上に載せられた状態で搬送される。このとき、ピック上でのウエハのずれやピックからのウエハの落下を防止するために、ウエハを静電吸着する機構を備えるピックが提案されている(特許文献1参照)。

概要

アーム部の動作を制限することなく、耐久性に優れた搬送装置を提供する。第1搬送装置17の静電ピック44をプロセスモジュール12に進入させ、ウエハWを静電ピック44に静電吸着する。第1搬送装置17を駆動してウエハWをロードロックモジュール14へ搬送する際に、静電ピック44を電気的にフロート状態としてウエハWを静電ピック44に静電吸着させた状態を維持し、ウエハWのロードロックモジュール14への搬送が終了した後に静電ピック44を除電し、ウエハWが静電ピック44に静電吸着された状態を解除する。

目的

本発明の目的は、アーム部の動作が制限されることなく、耐久性に優れた搬送装置とその制御方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

搬送体を搬送する搬送アームと、前記搬送アームを駆動する駆動手段と、前記搬送アームの先端に設けられ、前記搬送体が載置されるピックと、前記ピックに設けられた内部電極を含み、前記搬送体を前記ピックに静電吸着させる静電吸着手段と、前記静電吸着手段及び前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記静電吸着手段及び前記駆動手段を制御して、前記搬送体を前記ピックに静電吸着した後に、前記内部電極を電気的にフロート状態とすることにより前記搬送体が前記ピックに静電吸着された状態を維持して、前記搬送体を前記搬送アームにより搬送することを特徴とする搬送装置

請求項2

前記搬送アームは、少なくとも1つのアーム部と、前記アーム部を回転自在に保持する関節部と、を備え、前記関節部は、環状の端子と、前記環状の端子を保持する基台と、を有し、前記アーム部は、別の端子と、前記別の端子を前記環状の端子へ当接させる付勢手段と、を有し、前記アーム部を前記関節部を中心として回転させたときに、前記別の端子は前記環状の端子の周方向に前記環状の端子に対して摺動することを特徴とする請求項1記載の搬送装置。

請求項3

搬送体を搬送する搬送アームと、前記搬送アームを駆動する駆動手段と、前記搬送アームの先端に設けられ、前記搬送体が載置されるピックと、前記ピックに設けられた内部電極を含み、前記搬送体を前記ピックに静電吸着させる静電吸着手段と、前記静電吸着手段を制御する制御手段と、前記搬送体の搬送元搬送先のそれぞれに前記ピックがあるときに前記制御手段と前記内部電極とを導通させ、前記ピックを前記搬送元から前記搬送先へ移動させる間は前記制御手段と前記内部電極との間の導通が切れるように構成された端子部と、を備え、前記制御手段は、前記静電吸着手段を制御して、前記ピックが前記搬送元にあるときに前記搬送体を前記ピックに静電吸着させ、前記ピックが前記搬送先にあるときに前記ピックの除電を行い、前記ピックが前記搬送元から前記搬送先へ移動する間は、前記端子部により前記内部電極が電気的にフロート状態となることにより前記搬送体が前記ピックに静電吸着された状態が維持されることを特徴とする搬送装置。

請求項4

前記搬送アームは、少なくとも1つのアーム部と、前記アーム部を回転自在に保持する関節部と、を備え、前記端子部は、前記関節部に設けられた端子基台と、同一円周上の所定位置に配置されるように前記端子基台の一面に設けられた複数の端子と、前記アーム部に設けられた別の端子と、前記別の端子を前記端子基台の前記一面に当接させる付勢手段と、を有し、前記アーム部が前記関節部を中心として回転するときに前記別の端子が前記同一円周上を周方向に移動することにより、前記複数の端子と前記別の端子との接触状態非接触状態とが切り替わり、前記複数の端子と前記別の端子とが接触状態にあるときに、前記制御手段と前記内部電極とが導通し、前記複数の端子と前記別の端子とが非接触状態にあるときに、前記制御手段と前記内部電極との間の導通が切れることを特徴とする請求項3記載の搬送装置。

請求項5

前記付勢手段による付勢力に抗して前記別の端子を前記端子基台の前記一面から浮き上がらせることによって前記複数の端子と前記別の端子とを非接触状態とする浮上手段を有することを特徴とする請求項4記載の搬送装置。

請求項6

前記搬送アームを一方向に進退可能に保持し、前記一方向に所定の間隔で配置された複数の端子を有する保持手段を備え、前記搬送アームは、別の端子と、前記別の端子を前記保持手段において前記複数の端子が配置された面に当接させる付勢手段と、を有し、前記一方向での前記搬送アームの進退に伴って前記別の端子が前記一方向に移動することにより、前記複数の端子と前記別の端子との接触状態と非接触状態とが切り替わり、前記複数の端子と前記別の端子とが接触状態にあるときに、前記制御手段と前記内部電極とが導通し、前記複数の端子と前記別の端子とが非接触状態にあるときに、前記制御手段と前記内部電極との間の導通が切れることを特徴とする請求項3記載の搬送装置。

請求項7

前記制御手段は、前記搬送体の搬送中は、前記ピックに静電吸着力を発生させるための電圧信号を前記複数の端子へ印加し続けることを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載の搬送装置。

請求項8

搬送体を搬送元から搬送先へ搬送する搬送装置の制御方法であって、前記搬送元において、搬送アームに設けられたピックに前記搬送体を載置する載置ステップと、前記ピックに設けられた内部電極に電圧を印加することにより前記ピックに静電吸着力を発生させ、前記搬送体を前記ピックに静電吸着させる静電吸着ステップと、前記搬送体を前記搬送先へ搬送するために前記搬送アームを駆動する駆動ステップと、前記搬送体の搬送中に前記内部電極を電気的にフロート状態として、前記搬送体を前記ピックに静電吸着させた状態を維持する静電吸着維持ステップと、前記搬送体の前記搬送先への搬送が終了した後に前記ピックを除電する除電ステップと、を有することを特徴とする搬送装置の制御方法。

技術分野

0001

本発明は、搬送体を搬送する搬送装置及びその制御方法に関する。

背景技術

0002

例えば、半導体ウエハ(以下「ウエハ」という)にプラズマエッチング処理等の処理を行うプラズマ処理装置では、搬送装置(搬送ロボット)を用いて、容器に収容されたウエハを真空雰囲気に維持されたプラズマ処理室へ搬送している。

0003

一般的に、プラズマ処理装置は、複数のプラズマ処理室を備え、1台の搬送装置が各プラズマ処理室に対してアクセス自在に構成されている。そのため、搬送装置の一例として、複数のアーム部が関節部を介して回転自在に接続された多関節構造搬送アームを有するものが用いられており、関節部での回転によってアーム部同士の交差角度を変えることにより、各プラズマ処理室へのアクセスを可能としている。

0004

このような搬送装置では、先端側のアーム部の先端にピックが取り付けられており、ウエハはピック上に載せられた状態で搬送される。このとき、ピック上でのウエハのずれやピックからのウエハの落下を防止するために、ウエハを静電吸着する機構を備えるピックが提案されている(特許文献1参照)。

先行技術

0005

特開2011−77288号公報

発明が解決しようとする課題

0006

静電吸着機構を有するピックを備える従来の多関節型の搬送装置には、搬送装置の基部からアームに沿って静電吸着機構へ電力供給を行うためのケーブルが配設されている。そのため、アーム部同士を最大角度屈曲させた状態でケーブルが切れることのないように、関節部近傍に余分なケーブル長を確保しておく必要があるという問題がある。逆に言えば、ケーブル長によって関節部での回転角度が制限されてしまうという問題がある。また、関節部に配置される余分なケーブルは、関節部での回転に伴って撓みを繰り返すために、耐久性に問題がある。

0007

本発明の目的は、アーム部の動作が制限されることなく、耐久性に優れた搬送装置とその制御方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

上記目的を達成するために、請求項1記載の搬送装置は、搬送体を搬送する搬送アームと、前記搬送アームを駆動する駆動手段と、前記搬送アームの先端に設けられ、前記搬送体が載置されるピックと、前記ピックに設けられた内部電極を含み、前記搬送体を前記ピックに静電吸着させる静電吸着手段と、前記静電吸着手段及び前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記静電吸着手段及び前記駆動手段を制御して、前記搬送体を前記ピックに静電吸着した後に、前記内部電極を電気的にフロート状態とすることにより前記搬送体が前記ピックに静電吸着された状態を維持して、前記搬送体を前記搬送アームにより搬送することを特徴とする。

0009

請求項2記載の搬送装置は、請求項1記載の搬送装置において、前記搬送アームは、少なくとも1つのアーム部と、前記アーム部を回転自在に保持する関節部と、を備え、前記関節部は、環状の端子と、前記環状の端子を保持する基台と、を有し、前記アーム部は、別の端子と、前記別の端子を前記環状の端子へ当接させる付勢手段と、を有し、前記アーム部を前記関節部を中心として回転させたときに、前記別の端子は前記環状の端子の周方向に前記環状の端子に対して摺動することを特徴とする。

0010

上記目的を達成するために、請求項3記載の搬送装置は、搬送体を搬送する搬送アームと、前記搬送アームを駆動する駆動手段と、前記搬送アームの先端に設けられ、前記搬送体が載置されるピックと、前記ピックに設けられた内部電極を含み、前記搬送体を前記ピックに静電吸着させる静電吸着手段と、前記静電吸着手段を制御する制御手段と、前記搬送体の搬送元搬送先のそれぞれに前記ピックがあるときに前記制御手段と前記内部電極とを導通させ、前記ピックを前記搬送元から前記搬送先へ移動させる間は前記制御手段と前記内部電極との間の導通が切れるように構成された端子部と、を備え、前記制御手段は、前記静電吸着手段を制御して、前記ピックが前記搬送元にあるときに前記搬送体を前記ピックに静電吸着させ、前記ピックが前記搬送先にあるときに前記ピックの除電を行い、前記ピックが前記搬送元から前記搬送先へ移動する間は、前記端子部により前記内部電極が電気的にフロート状態となることにより前記搬送体が前記ピックに静電吸着された状態が維持されることを特徴とする。

0011

請求項4記載の搬送装置は、請求項3記載の搬送装置において、前記搬送アームは、少なくとも1つのアーム部と、前記アーム部を回転自在に保持する関節部と、を備え、前記端子部は、前記関節部に設けられた端子基台と、同一円周上の所定位置に配置されるように前記端子基台の一面に設けられた複数の端子と、前記アーム部に設けられた別の端子と、前記別の端子を前記端子基台の前記一面に当接させる付勢手段と、を有し、前記アーム部が前記関節部を中心として回転するときに前記別の端子が前記同一円周上を周方向に移動することにより、前記複数の端子と前記別の端子との接触状態非接触状態とが切り替わり、前記複数の端子と前記別の端子とが接触状態にあるときに、前記制御手段と前記内部電極とが導通し、前記複数の端子と前記別の端子とが非接触状態にあるときに、前記制御手段と前記内部電極との間の導通が切れることを特徴とする。

0012

請求項5記載の搬送装置は、請求項4記載の搬送装置において、前記付勢手段による付勢力に抗して前記別の端子を前記端子基台の前記一面から浮き上がらせることによって前記複数の端子と前記別の端子とを非接触状態とする浮上手段を有することを特徴とする。

0013

請求項6記載の搬送装置は、請求項3記載の搬送装置において、前記搬送アームを一方向に進退可能に保持し、前記一方向に所定の間隔で配置された複数の端子を有する保持手段を備え、前記搬送アームは、別の端子と、前記別の端子を前記保持手段において前記複数の端子が配置された面に当接させる付勢手段と、を有し、前記一方向での前記搬送アームの進退に伴って前記別の端子が前記一方向に移動することにより、前記複数の端子と前記別の端子との接触状態と非接触状態とが切り替わり、前記複数の端子と前記別の端子とが接触状態にあるときに、前記制御手段と前記内部電極とが導通し、前記複数の端子と前記別の端子とが非接触状態にあるときに、前記制御手段と前記内部電極との間の導通が切れることを特徴とする。

0014

請求項7記載の搬送装置は、請求項4乃至6のいずれか1項に記載の搬送装置において、前記制御手段は、前記搬送体の搬送中は、前記ピックに静電吸着力を発生させるための電圧信号を前記複数の端子へ印加し続けることを特徴とする。

0015

上記目的を達成するために、請求項8記載の搬送装置の制御方法は、搬送体を搬送元から搬送先へ搬送する搬送装置の制御方法であって、前記搬送元において、搬送アームに設けられたピックに前記搬送体を載置する載置ステップと、前記ピックに設けられた内部電極に電圧を印加することにより前記ピックに静電吸着力を発生させ、前記搬送体を前記ピックに静電吸着させる静電吸着ステップと、前記搬送体を前記搬送先へ搬送するために前記搬送アームを駆動する駆動ステップと、前記搬送体の搬送中に前記内部電極を電気的にフロート状態として、前記搬送体を前記ピックに静電吸着させた状態を維持する静電吸着維持ステップと、前記搬送体の前記搬送先への搬送が終了した後に前記ピックを除電する除電ステップと、を有することを特徴とする。

発明の効果

0016

本発明によれば、静電吸着機構を有するピックを備える搬送装置において、搬送体をピックに静電吸着力により保持した状態を維持しながら、関節部における回転角度に制限のない構成を実現することができ、これにより、搬送体の搬送に要する時間を短縮することができる。また、関節部に従来のようにケーブルを用いない構成とすることで、耐久性を高めることができる。更に、関節部にケーブルを通す必要がないために、関節部での構成の自由度を高めることができ、よりコンパクトな関節部を実現することができる。

図面の簡単な説明

0017

本発明の実施の形態に係る基板処理システム概略構成を示す平面図である。
図1の基板処理システムが備える第1搬送装置の概略構成を示す平面図及び側面図である。
図2の第1搬送装置の第2関節部での端子構造を示す概略平面図及び概略断面図である。
図2の第1搬送装置が備える静電ピックに静電吸着力を発生させるシーケンスを示す図である。
図2の第1搬送装置の第2関節部での別の端子構造を示す概略平面図である。
図2の第1搬送装置の第2関節部が図5の端子構造を備える場合において静電ピックに静電吸着力を発生させるためのシーケンスを示す図である。
図2の第1搬送装置の第2関節部での更に別の端子構造を示す概略平面図、概略断面図、部分的な平面展開図である。
図7に示した端子構造において、端子の接触状態/非接触状態を簡易的に示す断面図である。
直進型の搬送装置の概略構成を示す部分的な平面図及び部分断面図である。

実施例

0018

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。ここでは、搬送体として直径が450mm(φ450mm)の半導体ウエハ(以下「ウエハ」という)を取り上げ、ウエハに対してプラズマ処理を施す基板処理システム(プラズマ処理システム)を取り上げることとする。

0019

図1は、本発明の実施の形態に係る基板処理システム10の概略構成を示す平面図である。基板処理システム10は、ウエハWを枚葉で(1枚ずつ)プラズマ処理を施すように構成されている。具体的には、基板処理システム10は、平面視略五角形状トランスファモジュール11(基板搬送室)と、トランスファモジュール11の周り放射状に配置されてトランスファモジュール11に接続された6つのプロセスモジュール12(基板処理室)と、トランスファモジュール11に対向して配置されたローダーモジュール13と、トランスファモジュール11とローダーモジュール13との間に介在する2つのロードロックモジュール14(大気真空切替室)とを備える。

0020

プロセスモジュール12は真空チャンバを有し、真空チャンバ内にはウエハWを載置する載置台としての円柱状のステージ15が設けられている。プロセスモジュール12では、ステージ15にウエハWが載置された後に真空チャンバ内を所定の真空度とし、処理ガスを導入すると共に真空チャンバ内に高周波電力を印加してプラズマを生成させ、生成したプラズマによってウエハWにエッチング処理等のプラズマ処理を施す。プロセスモジュール12とトランスファモジュール11とは、開閉自在なゲートバルブ16で仕切られている。

0021

プロセスモジュール12が備えるステージ15には、ステージ15の上面から突出自在に、複数(例えば、3本)の細棒状リフトピンが設けられている。これらのリフトピンは、平面視において同一円周上に配置されており、ステージ15の上面から突出することによってステージ15に載置されたウエハWを支持して持ち上げ、逆に、ステージ15内へ退出することによって支持したウエハWをステージ15へ載置する。

0022

トランスファモジュール11は、真空(減圧雰囲気に維持されており、その内部には第1搬送装置17が配置されている。第1搬送装置17は、3カ所の関節部を有する多関節構造を有し、その先端部に、静電吸着力によってウエハWを保持するピック(以下「静電ピック44」と記す)を備えている。第1搬送装置17は、トランスファモジュール11の内部底壁にX方向に延在するように配置された不図示のガイドレールに沿って、X方向に移動自在であり、各プロセスモジュール12及び各ロードロックモジュール14の間でウエハWを搬送する。第1搬送装置17の構造と動作の詳細については後述する。

0023

ロードロックモジュール14は、真空雰囲気と大気圧雰囲気とに切り換え可能な内圧可変室として構成されている。ロードロックモジュール14とトランスファモジュール11とは開閉自在なゲートバルブ19aで仕切られており、ロードロックモジュール14とローダーモジュール13とは開閉自在なゲートバルブ19bで仕切られている。ロードロックモジュール14の内部には、ウエハWを載置する載置台としての円柱状のステージ18が配置されており、ステージ18には、プロセスモジュール12のステージ15と同様に、リフトピンがステージ18の上面から突出自在に設けられている。

0024

ロードロックモジュール14は、ウエハWをローダーモジュール13からトランスファモジュール11へ搬送する際には、内部を大気圧に維持してローダーモジュール13からウエハWを受け取り、次いで、内部を真空まで減圧してトランスファモジュール11へウエハWを受け渡す。逆に、ウエハWをトランスファモジュール11からローダーモジュール13へ搬送する際には、内部を真空に維持してトランスファモジュール11からウエハWを受け取り、次いで、内部を大気圧へと昇圧してローダーモジュール13へウエハWを受け渡す。

0025

ローダーモジュール13は、直方体状の大気搬送室として構成されており、一方の長辺側の側面にロードロックモジュール14が接続され、他方の長辺側の側面に、複数のウエハWを収容する容器である不図示のフープを載置するための複数(ここでは3つ)のフープ載置台21が接続されている。

0026

ローダーモジュール13の内部には、ウエハWを搬送する第2搬送装置20が配置されており、第2搬送装置20は、Y方向に延在する不図示のガイドレールと、スカラアームタイプの搬送アーム20aとを有している。搬送アーム20aは、ガイドレールに沿ってY方向に移動自在であり、また、旋回自在かつ伸縮自在に構成されている。搬送アーム20aの先端にはウエハWを載置して保持するピック20bが取り付けられている。なお、ピック20bは、パッド等によりウエハWを摩擦力により支持する。ローダーモジュール13では、第2搬送装置20が、フープ載置台21に載置されたフープと各ロードロックモジュール14との間でウエハWを搬送する。

0027

基板処理システム10は、コンピュータからなる制御装置22を有する。制御装置22は、基板処理システム10全体の動作制御を行う。

0028

次に、第1搬送装置17の構成、動作とその制御方法について説明する。図2(a)は、第1搬送装置17の概略構成を示す平面図(上面図)であり、図2(b)は、第1搬送装置17の概略構成を示す側面図である。

0029

第1搬送装置17は、第1関節部31、第2関節部32、第3関節部33、第1アーム部41、第2アーム部42、第3アーム部43及び静電ピック44を備える。なお、図2では、第1アーム部41と第2アーム部42とをX方向に伸張させた状態が示されている。また、図2では、第1搬送装置17の駆動系の図示を省略している。

0030

第1関節部31、第2関節部32及び第3関節部33はそれぞれ、ローラーベアリング等を含む複数の部材で構成されている。第1関節部31は、不図示の基台に配置されており、第1アーム部41の一方の端部は第1関節部31に回転自在に取り付けられている。第1アーム部41の他方の端部は第2関節部32に固定されている。第2アーム部42の一方の端部は、第2関節部32に回転自在に取り付けられており、他方の端部は、第3関節部33に固定されている。第3アーム部43の一方の端部は、第3関節部33に回転自在に取り付けられており、他方の端部に静電ピック44が固定されている。なお、第3アーム部43と静電ピック44とは、基材に同一素材を用いた一体構造を有するものであってもよい。

0031

第1アーム部41は、第1関節部31回りに回転自在である。第2アーム部42は第2関節部32回りに回転自在であるため、第1アーム部41と第2アーム部42との屈曲角度は第2関節部32により可変である。第3アーム部43は第3関節部33回りに回転自在であるため、第2アーム部42と第3アーム部43との屈曲角度は第3関節部33により可変である。このような動きが可能であれば、各関節部におけるアーム部同士の接続形態は、上記形態に限定されるものではない。

0032

静電ピック44は、その内部に不図示の電極を備えており、この電極に所定の電圧を印加することにより静電気力を発生させて、静電ピック44上に載置されたウエハWを静電吸着する。よって、静電ピック44がウエハWを静電吸着した状態では、第1搬送装置17を高速駆動しても、ウエハWが静電ピック44上で位置ずれすることや静電ピック44から落下することを防止することができるため、スループットを向上させることができ、また、搬送先の正確な位置へウエハWを搬送することができる。

0033

次に、静電ピック44の内部に設けられた電極へ電圧を印加するための構成(ケーブル及び接続端子配設形態)とその制御方法(電圧印加方法)について説明する。図2(b)に示すように、第1関節部31に設けられた内孔を利用して、電圧印加用の第1ケーブル51が、基台から第1関節部31と第1アーム部41を通して引き回され、第2関節部32に設けられた端子部に接続されている。また、電圧印加用の第2ケーブル52が、第2関節部32に設けられた別の端子に接続されており、この別の端子から第2アーム部42の内部を通して第3関節部33へ引き回され、更に静電ピック44の内部電極に接続されている。第2関節部32における端子構造の詳細は後述する。

0034

なお、本実施の形態では、ロードロックモジュール14とプロセスモジュール12のそれぞれの内部に対する静電ピック44の挿抜を可能とする動きを実現する際に、第1関節部31を中心とした第1アーム部41の回転角度と第3関節部33を中心とした第3アーム部43の回転角度はそれぞれ一定の狭い範囲でよいものとする。その場合、第1関節部31と第3関節部33では、後述する第2関節部32での端子構造を用いずに、第1アーム部41と第3アーム部43のそれぞれの回転に応じて撓み量が変化する余長部51a,52aを設けており、これにより第1ケーブル51及び第2ケーブル52の断線を防止している。なお、第1関節部31と第3関節部33での回転角度は大きくないため、第1アーム部41と第3アーム部43を回転させたときの余長部51a,52aに掛かる負荷は小さく、よって、余長部51a,52aを設けても、その耐久性に問題はない。

0035

図3(a)は、第2関節部32での第1アーム部41側の端子構造を示す概略平面図であり、図3(b)は、第2関節部32での端子構造を示す概略断面図である。以下の説明では、図3に示す端子構造を、適宜、第1の端子構造と称呼する。

0036

第1アーム部41のフレームには、円柱状の形状を有し、絶縁材料誘電材料)からなる端子基台61が固定されている。端子基台61の上面には、同心円となるように配置された環状の第1端子62と第2端子63とが設けられている。第1端子62と第2端子63はそれぞれ、銅等の良導電性の金属からなり、後述する第3端子72及び第4端子73との摺動に対して耐久性を有するように一定の厚みを有している。

0037

端子基台61の上面において、第1端子62と第2端子63との間には、環状の絶縁部材65が配置されている。第1搬送装置17は真空(減圧)雰囲気に配置されるために、第1端子62と第2端子63との間の電位差によって放電が生じてしまうのを絶縁部材65によって防止している。なお、第1端子62と第2端子63との間の距離が十分に大きいために、静電ピック44に静電吸着力を発生させるための電圧を第1端子62と第2端子63とに印加したときに放電が生じるおそれがない場合には、絶縁部材65は必ずしも必要ではない。

0038

第1ケーブル51は、端子基台61の側面に設けられた接続端子66a,66bに接続されており、接続端子66a,66bはそれぞれ、端子基台61内に設けられた配線を通して、第1端子62と第2端子63とに接続されている。第1ケーブル51には、制御装置22による動作制御が可能なスイッチ64a,64bが設けられている。スイッチ64a,64bは、制御装置22内、第1アーム部41内或いは制御装置22と第1アーム部41との間のどの位置に設けられていてもよい。

0039

第2アーム部42の内部には、第2アーム部42のフレームに固定された支持部材71が配置されている。支持部材71には、バネ75,76(例えば、伸縮により付勢力を発生させるコイルバネ)が配置されており、バネ75,76のそれぞれに第3端子72と第4端子73が取り付けられている。バネ75は、第3端子72を第1端子62へ押圧し、バネ76は、第4端子73を第2端子63へ押圧している。絶縁部材65は、第3端子72と第4端子73との間で放電が生じることを防止することができる高さ(厚さ)を有している。第3端子72と第4端子73にはそれぞれ、第2ケーブル52が接続されている。

0040

第2アーム部42が第2関節部32を中心として第1アーム部41に対して回転すると、第3端子72は第1端子62と当接(加圧接触)した状態で第1端子62の円周に沿って摺動し、第4端子73は第2端子63と当接した状態で第2端子63の円周に沿って摺動する。よって、第2アーム部42を制限なく、第1アーム部41に対して回転させることができ、その際に、常に、第3端子72と第4端子73がそれぞれ第1端子62と第2端子63に当接して導通した状態に維持される。

0041

このように、第2関節部32では、静電ピック44へ電圧を供給するためのケーブルを第2関節部32内に通す必要がないため、第2関節部32内の構成の自由度を高めることができ、コンパクト化が可能となる。

0042

図3(c)は、第3端子72と第4端子73をそれぞれ第1端子62と第2端子63へ当接させる別の形態を示す図である。図3(b)には、バネ75,76としてコイルバネであるとしたが、第3端子72と第4端子73をそれぞれ第1端子62と第2端子63へ当接させる付勢手段としては、板バネ78,79を用いてもよく、付勢手段は特に限定されるものではない。

0043

図4は、静電ピック44に静電吸着力を発生させるシーケンスを示す図である。図4中の「チャック」は、静電ピック44がウエハWを静電吸着している状態を示しており、「デチャック」は、静電ピック44が除電された状態(ウエハWに対する静電吸着力が発生していない状態)を示している。「電圧」の「正/ゼロ/負」は、静電ピック44の内部電極に印加されている電圧を示している。「スイッチ64a,64b」の「オンオフ」は、スイッチ64a,64bのオン状態オフ状態を示している。本実施の形態では、スイッチ64aがオン状態、且つ、スイッチ64bがオフ状態のときには、制御装置22から正電圧が静電ピック44の内部電極に印加され、逆に、スイッチ64aがオフ状態、且つ、スイッチ64bがオン状態のときには、制御装置22から負電圧が静電ピック44の内部電極に印加されるものとする。

0044

時間t0において、静電ピック44はウエハWを保持しておらず、したがって、「デチャック」、「スイッチ64a,64b:オフ」、「電圧:ゼロ」の状態となっている。例えば、プロセスモジュール12(搬送元)での処理を終えたウエハWをロードロックモジュール14(搬送先)へ搬送するために、静電ピック44がプロセスモジュール12内に進入し、時間t1において静電ピック44上にウエハWが載置されると、「スイッチ64b:オン」に制御され、これにより「電圧:負」となって静電吸着力が発生し、「チャック」の状態となる。

0045

時間t1から所定時間が経過した時間t2において「スイッチ64b:オフ」に制御される。これにより、静電ピック44は電気的にフロート状態となるため、静電吸着力が生じた状態は維持される。よって、第1搬送装置17を駆動してウエハWをロードロックモジュール14へ搬送しても、搬送中に静電ピック44上でウエハWの位置がずれることやウエハWが静電ピック44から落下することが防止される。そして、第2関節部32での第2アーム部42の回転角度には制限がないため、搬送先へ最も効率のよい回転角度で回転させることができ、これにより搬送時間を短縮することができる。

0046

なお、時間t1〜t2の間の時間は、ウエハWを保持するための十分な静電吸着力を生じさせることが時間に設定すればよい。また、時間t1〜時間t2の間の所定のタイミングで静電ピック44をプロセスモジュール12から搬出する動作を開始することができるため、時間t2は基板処理システム10でのスループットに影響を与えない。

0047

静電ピック44がロードロックモジュール14に進入し、静止した時間t3において、「スイッチ64a:オン」に制御される。これにより、静電ピック44の内部電極に正電圧が印加されて静電ピック44の除電が行われて、時間t4において「デチャック」の状態となることで、静電ピック44上のウエハWをロードロックモジュール14内に設けられたステージ上へ受け渡すことが可能となる。なお、「スイッチ64a:オン」の状態を長く続けると、除電後に再び静電吸着力が生じてしまうため、「スイッチ64a:オン」の状態は、静電ピック44の除電に必要な時間に限られる。

0048

静電ピック44がロードロックモジュール14から退出し、ウエハWが載置されていない時間t5の状態は、時間t0の状態と同じであるので、以降、プロセスモジュール12間で或いはプロセスモジュール12とロードロックモジュール14との間で、上記と同様にウエハWの搬送を行うことができる。

0049

なお、図4の説明では、静電ピック44の内部電極に負電圧を印加して静電吸着力を発生させ、逆電位の正電圧を印加することによって除電を行ったが、印加する電圧の正負は逆であってもよい。即ち、静電ピック44の内部電極に正電圧を印加して静電吸着力を発生させ、逆電位の負電圧を印加することによって除電を行ってもよい。

0050

また、プロセスモジュール12やロードロックモジュール14においてウエハWをリフトピンに受け渡す際には、グランド電位に接続された(アースされた)リフトピンがウエハWに基板に接触することでウエハWの裏面の静電気を除去することができる。これと同様に、例えば、ウエハWを静電吸着した静電ピック44を所定のモジュールに挿入させて静止させた後、リフトピンをウエハWに接触させる前に、スイッチ64a,64b及び制御装置22により、静電ピック44の内部電極をグランド電位に接続する(アースする)ことにより、静電ピック44の除電を行うこともできる。

0051

図5は、第2関節部32における端子基台61側の別の端子構造を示す概略平面図である。以下の説明では、図5に示す端子構造を、適宜、第2の端子構造と称呼する。

0052

図3に示した第1の端子構造では、円環状の第1端子62と第2端子63が端子基台61に配置(埋設)された構成とした。これに対して、図5に示す第2の端子構造は、2つの同心円の各円周上に3組、即ち、1組の第1端子62a及び第2端子63a、1組の第1端子62b及び第2端子63b、1組の第1端子62c及び第2端子63cが配置(埋設)された構成を有する。

0053

なお、第1の端子構造では、第1ケーブル51に対してスイッチ64a,64bを設けたが、第2の端子構造では、スイッチ64a,64bは設けられていない。図5では、各端子と第1ケーブル51及び制御装置22との接続を簡略的に示している。第1端子62a〜62c及び第2端子63a〜63cは、ここでは、平面視で円形を有するが、これに限定されず、例えば、端子基台61の周方向に一定の長さを有する略長円形等の形状であってもよい。端子基台61に設ける端子の組数は、3組に限定されず、2組であってもよいし、4組以上であってもよい。

0054

第2関節部32における第1アーム部41側の第2の端子構造を採用することができる理由は、次の通りである。即ち、第1搬送装置17は、図1に示すX方向での位置を調整することによって、静電ピック44が任意のロードロックモジュール14及びプロセスモジュール12に進入した状態において、第2関節部32での第1アーム部41に対する第2アーム部42の角度が常に2つ又は3つの値となるように構成することができる。その場合、円環状の第1端子62と第2端子63を用いる必要はなく、第1アーム部41側の端子構造は、第1アーム部41に対して第2アーム部42が所定の角度となったときにのみ、第3端子72と第4端子73が第1ケーブル51と導通する構成となっていればよい。よって、図5に示した第2の端子構造とすることができる。

0055

第2の端子構造における第1端子62a〜62c及び第2端子63a〜63cの各端子の位置は、一例であり、これに限定されるものではない。第1の端子構造における第2アーム部42側の第3端子72及び第4端子73の構成は、第2の端子構造にもそのまま適用が可能である。

0056

図2(a)に示した状態で、第1関節部31から第2関節部32側を見たときに、第2アーム部42が左へ90度曲がって第1アーム部41の長手方向と第2アーム部42の長手方向が直交した状態では、第3端子72及び第4端子73は第1端子62a及び第2端子63aに接触する。同様に、第1関節部31から第2関節部32側を見たときに、第2アーム部42が右へ90度曲がって第1アーム部41の長手方向と第2アーム部42の長手方向が直交した状態では、第3端子72及び第4端子73は第1端子62b及び第2端子63bに接触する。第1アーム部41と第2アーム部42とが図2(b)のZ方向から見たときに重なり合った状態では、第3端子72及び第4端子73は第1端子62c及び第2端子63cに接触する。

0057

図6は、第2関節部32が第2の端子構造を備える場合の、静電ピック44に静電吸着力を発生させるためのシーケンスを示す図である。図6中の「チャック」は、静電ピック44がウエハWを静電吸着している状態を示しており、「デチャック」は、静電ピック44が除電された状態(ウエハWに対する静電吸着力が発生していない状態)を示している。「導通」の「オン」は、制御装置22と静電ピック44の内部電極とが導通している状態(第2関節部32において第1端子62a〜62c及び第2端子63a〜63cのいずれか1組の端子が第3端子72及び第4端子73と接触している状態)を示しており、「導通」の「オフ」は、制御装置22と静電ピック44の内部電極とが導通していない状態を示している。「制御信号」の「オン」は、制御装置22から静電ピック44に静電吸着力を発生させるための電圧信号が出ている状態を示し、「制御信号」の「オフ」は、制御装置22により静電ピック44をグランド電位へ接続している状態(静電ピック44の静電吸着力を消失させる状態)を示している。

0058

時間t0において、静電ピック44はウエハWを保持しておらず、第3端子72及び第4端子73は第1端子62a〜62c及び第2端子63a〜63cのいずれにも接触していないとする。その場合に、時間t0では、「デチャック」、「導通:オフ」、「制御信号:オフ」となる。

0059

例えば、プロセスモジュール12での処理を終えたウエハWをロードロックモジュール14へ搬送するために、静電ピック44がプロセスモジュール12内に進入し、時間t1において静電ピック44上にウエハWが載置されるとする。この場合、時間t1よりも前に静電ピック44はプロセスモジュール12内で静止しており、よって、時間t1より前の所定のタイミングで、第3端子72及び第4端子73は、例えば、第1端子62a及び第2端子63aに接触して、「導通:オン」の状態となる。なお、「導通:オン」となるタイミングは、第2関節部32での動作(回転)が終了するタイミングによって定まる。そして、時間t1において「制御信号:オン」となることにより、速やかに「チャック」の状態となる。

0060

時間t2において、静電ピック44をプロセスモジュール12から搬出する動作を開始させると、第2関節部32での回転が行われるタイミングに応じて、前出の例の場合には第3端子72及び第4端子73が第1端子62a及び第2端子63aと非接触の状態となる。よって、時間t2後の所定のタイミングで「導通:オフ」となるが、静電ピック44は電気的にフロートの状態となるため、静電吸着力が生じている「チャック」の状態が維持される。これにより、第1搬送装置17を駆動してウエハWをロードロックモジュール14へ搬送しても、静電ピック44上でウエハWの位置がずれることやウエハWが静電ピック44から落下することを防止することができる。また、第2関節部32での第2アーム部42の回転角度には制限がないため、搬送先へ最も効率のよい回転角度で回転させることができ、これにより搬送時間を短縮することができる。

0061

ウエハWの搬送先のロードロックモジュール14では、第3端子72及び第4端子73は、第1端子62c及び第2端子63cに接触するものとする。

0062

静電ピック44がロードロックモジュール14に進入し、時間t3において静電ピック44が静止したものとする。その場合、時間t3より前の所定のタイミングで第3端子72及び第4端子73が第1端子62c及び第2端子63aに接触して、「導通:オン」の状態となる。このとき、時間t2後も「信号:オン」の状態が維持されているため、時間t3で「導通:オン」となっても、静電ピック44の静電吸着力が失われることはない。

0063

時間t3において、静電ピック44の除電を行うために「信号:オフ」に制御され、これにより「デチャック」の状態となることで、静電ピック44上のウエハWをロードロックモジュール14内に設けられたステージ上へ受け渡すことが可能となる。

0064

時間t4において、静電ピック44をロードロックモジュール14から退出させると、第2関節部32での回転を行うタイミングに応じて、前出の例の場合には第3端子72及び第4端子73が第1端子62c及び第2端子63cと非接触の状態となる。よって、時間t4後の所定のタイミングで「導通:オフ」となる。その後の時間t5の状態は、時間t0の状態と同じであるので、以降、プロセスモジュール12間で或いはプロセスモジュール12とロードロックモジュール14との間で、上記と同様にウエハWの搬送を行うことができる。

0065

次に、第3端子72及び第4端子73の摩耗を軽減する構成について、図7及び図8を参照して説明する。図7(a)は、第2関節部32における端子基台61側の更に別の端子構造を示す平面図である。図7(a)に示す端子構造は、端子基台61の上面外周に立壁部81が設けられている点で、第2の端子構造(図5)と異なっているが、その他の構成は同じである。よって、以下、立壁部81の構成について説明する。

0066

図7(b)は、図7(a)に示した矢視A−Aの断面図であり、図7(c)は、立壁部81の平面展開図である。立壁部81は、第1端子62a及び第2端子63aの外側に対応する部分、第1端子62b及び第2端子63bの外側に対応する部分、第1端子62c及び第2端子63cの外側に対応する領域で、その他の領域よりも高さの低い構造を有している。

0067

図8(a)は、第1端子62c及び第2端子63cと第3端子72及び第4端子73とが接触した状態を簡易的に示す断面図である。図8(b)は、図8(a)に示した状態から第2アーム部42を45度回転させた状態を簡易的に示す断面図である。なお、図8では、第3端子72及び第4端子73に接続される第2ケーブル52の図示を省略している。

0068

第3端子72及び第4端子73は、棒状の支持部材82の一方の端部に取り付けられている。支持部材82の他方の端部82aは、付勢手段であるバネ83を介して第2アーム部42のフレームに固定されている。

0069

図8(a)の状態では、支持部材82の長さ方向の中間部分が立壁部81の上面に接触しており、バネ83は支持部材82の端部82aを常に矢印F1方向に付勢している。よって、第3端子72及び第4端子73は、テコ原理により端子基台61側へ押圧されて、第1端子62c及び第2端子63cと接触している。

0070

第2アーム部42を回転させて図8(a)の状態から図8(b)の状態へと遷移させると、立壁部81において支持部材82が接触する位置が立壁部81の上面に沿って移動し、立壁部81がバネ83の付勢力に抗して支持部材82を持ち上げる。つまり、立壁部81と支持部材82との接触点支点として、バネ83が縮み、第3端子72及び第4端子73は端子基台61の表面から浮き上がり、端子基台61の表面との接触が解除される。こうして、第3端子72及び第4端子73と端子基台61とが摺動しない構成とすることによって、第3端子72及び第4端子73の耐久性を高めることができる。図8(b)の状態から図8(a)への状態の変化は、図8(a)の状態から図8(b)への状態の変化と可逆的であることは言うまでもない。

0071

なお、第1の端子構造(図3)において端子基台61に立壁部81を設け、スイッチ64a,64bを設けずに、常に、接続端子66a,66bと制御装置22とが導通した構成とした端子構造は、実質的に、第2の端子構造(図5)と同様に機能する。よって、この場合には、図6に示したシーケンスが適用される。

0072

上述した第1の端子構造(図3)や第2の端子構造(図5)は、上述したように回転動作を行うための関節部に限らず、静電ピック44を一方向に直線的に移動させる搬送装置にも適用が可能である。そこで、次に、静電ピック44を一方向に直線的に移動させる搬送装置に第2の端子構造を適用した例について説明する。

0073

図9(a)は、直進型の搬送装置の概略構成を示す部分的な平面図である。静電ピック44は、保持部材91(ステージ)に固定されている。保持部材91は、一方向(ここでは、X方向)に進退(スライド)自在に、X方向に延在するように基台90に設けられたガイド93と嵌合している。また、保持部材91は、X方向に延在するように基台90に配置されたスクリュー92と螺合している。不図示のモータによってスクリュー92を回転させることにより、保持部材91をX方向に移動させることができる。

0074

保持部材91には、Y方向に並べて2つの第1端子94が配置されている。また、基台90には、Y方向に並べられた2つの端子からなる第2端子95a,95b,95cが、X方向に所定の間隔で配置されており、保持部材91をX方向に移動させたときに、第1端子94と第2端子95a,95b,95cとの接触状態/非接触状態が生じる。

0075

図9(b)は、第1端子94と第2端子95bとが接触している状態を示す断面図である。第1の端子構造(図3)と同様に、ここでは、バネ96を用いて基台90側へ第1端子94を押圧することによって、第1端子94と第2端子95bとの接触、導通を確保している。なお、図9の搬送装置は、図6に示したシーケンスによって制御される。

0076

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、図3図5等を参照して説明した第1の端子構造及び第2の端子構造を、第1搬送装置17の第2関節部32に適用したが、これらの端子構造は、第1関節部31や第3関節部33にも適用することができ、更に、第2搬送装置20の関節部にも適用することができる。

0077

また、図3の端子構造に対して、図6に示した制御信号を適用してウエハWを搬送することもできる。その場合には、スイッチ64a,64bを常に閉じた状態(つまり、スイッチ64a,64bを設けずに、第1ケーブル51で制御装置22と接続端子66a,66bとを接続した状態)とすることで、制御装置22と第2ケーブル52とを常に導通した状態に維持する。これにより、静電ピック44がウエハWを保持している間はずっと静電吸着力を生じさせるための電圧が静電ピック44の内部電圧に印加されている状態となる。この場合でも、第2関節部32における回転角度に制限がなく、最小の回転角度でのウエハWの搬送が可能であるという効果は得られる。

0078

更に、上記実施の形態では、ウエハWを搬送する搬送装置について説明したが、被搬送体はウエハWに限られず、その他の基板や部品等であってもよい。

0079

10基板処理システム
11トランスファモジュール
12プロセスモジュール
14ロードロックモジュール
17 第1搬送装置
22制御装置
32 第2関節部
41 第1アーム部
42 第2アーム部
44静電ピック
51 第1ケーブル
52 第2ケーブル
61端子基台
62,62a,62b,62c 第1端子
63,63a,63b,63c 第2端子
72 第3端子
73 第4端子
75,76 バネ

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