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課題

ウエハの中心をステージ軸心に精度よく位置決めできる基板搬送用移載機を提供する。

解決手段

基板搬送用移載機は、互いに対向する一対のハンドと、一対のハンドを開閉方向に互いに対称に移動させる開閉機構と、開閉機構に動力を伝える駆動部と、駆動部の動作を制御する制御部と、を備える。開閉機構は、一対のハンドの開閉方向の移動量に応じて回転する回転体と、回転体の回転量を検出するセンサと、を有する。制御部は、センサからの信号に基づいて駆動部の動作を制御する。

概要

背景

半導体ウエハ等の被処理基板の表面に多数の半導体素子を形成するために被処理基板に成膜等の様々な処理を行う半導体製造過程では、被処理基板を移載する移載機が用いられる。例えば、バッチ式の半導体製造過程では、基板搬送プレート複数枚設けられた基板移載機により一度に複数の基板が移載されることがある(特許文献1の図16〜図20参照)。また、枚葉式の半導体製造過程では、基板が1枚ずつ移載機により移載されることがある(特許文献1の図21参照)。

近年、半導体デバイス微細化及び高集積化が進むにつれて、半導体デバイスの製造工程中に半導体ウエハ(基板)のべベル部及びエッジ部に生じる異物が問題となっており、この異物を除去するため、固定砥粒を表面に付着させた研磨テープを用いて基板の周縁部を研磨するベベル研磨プロセスが提案されている。ベベル研磨プロセスでは、基板の周縁部に形成された異物を除去するために、基板を回転させながら基板の周縁部に研磨テープを摺接させて異物の除去を行う。そのため処理対象物である基板の中心を、回転テーブル(ステージ)の軸心に精度よく位置決めする必要がある。特許文献2には、ベベル研磨プロセスで用いられる移載機が記載されている。

概要

ウエハの中心をステージの軸心に精度よく位置決めできる基板搬送用移載機を提供する。 基板搬送用移載機は、互いに対向する一対のハンドと、一対のハンドを開閉方向に互いに対称に移動させる開閉機構と、開閉機構に動力を伝える駆動部と、駆動部の動作を制御する制御部と、を備える。開閉機構は、一対のハンドの開閉方向の移動量に応じて回転する回転体と、回転体の回転量を検出するセンサと、を有する。制御部は、センサからの信号に基づいて駆動部の動作を制御する。 A

目的

本発明の目的は、ウエハをステージに受け渡すにあたり、ウエハの中心をステージの軸心に精度よく位置決めできる基板搬送用移載機を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

互いに対向する一対のハンドと、前記一対のハンドを開閉方向に互いに対称に接近又は離間するように移動させる開閉機構と、前記開閉機構に動力を伝える駆動部と、前記駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、前記開閉機構は、前記一対のハンドの開閉方向の移動量に応じて回転する回転体と、前記回転体の回転量を検出するセンサと、を有し、前記制御部は、前記センサからの信号に基づいて前記駆動部の動作を制御することを特徴とする基板搬送用移載機。

請求項2

前記開閉機構は、一対の歯車と、前記一対の歯車に掛け回された環状ベルトと、を有し、前記環状ベルトは、前記一対の歯車間において互いに平行な2つの直線部分を形成するように張られており、一方のハンドは、前記環状ベルトの一方の直線部分に取り付けられ、他方のハンドは、前記環状ベルトの他方の直線部分に取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の基板搬送用移載機。

請求項3

前記回転体は、前記一対の歯車の一方から構成されていることを特徴とする請求項2に記載の基板搬送用移載機。

請求項4

前記回転体は、前記一対の歯車とは別の部品であることを特徴とする請求項2に記載の基板搬送用移載機。

請求項5

前記駆動部は、空圧式アクチュエータを有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の基板搬送用移載機。

請求項6

前記制御部は、前記一対のハンドがウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するように前記駆動部の動作を制御し、前記一対のハンドが前記ウエハクランプ位置に到達したか否かを前記センサからの信号に基づいて判定し、前記一対のハンドが前記ウエハクランプ位置に到達しなかったと判定した場合には、前記一対のハンドが前記ウエハ受け取り位置へ戻された後に前記ウエハ受け取り位置から前記ウエハクランプ位置へ移動するように前記駆動部の動作を制御するリトライ動作を予め定められた回数を上限として、前記一対のハンドが前記ウエハクランプ位置に到達するまで繰り返すことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の基板搬送用移載機。

請求項7

前記センサは、ドグ式センサであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の基板搬送用移載機。

請求項8

互いに対向する一対のハンドと、前記一対のハンドを開閉方向に互いに同じ距離だけ接近又は離間するように移動させるための開閉機構と、前記開閉機構に動力を伝えるための駆動部と、基板を受け取る際に前記一対のハンドがウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するように前記駆動部の動作を制御するとともに、前記一対のハンドが前記ウエハクランプ位置に到達したか否かを判定し、前記一対のハンドが前記ウエハクランプ位置に到達しなかったと判定した場合には、リトライ動作を、予め定められた回数を上限として、前記一対のハンドが前記ウエハクランプ位置に到達するまで繰り返すように前記駆動部の動作を制御するための制御部と、を備えたことを特徴とする基板搬送用移載機。

請求項9

請求項1〜8のいずれかに記載の基板搬送用移載機を備えたことを特徴とする半導体デバイス製造装置

請求項10

請求項1〜8のいずれかに記載の基板搬送用移載機を備えたことを特徴とするベベル研磨装置

請求項11

基板を準備する工程と、基板の両側から、第1の位置にある互いに対向する一対のハンドを互いに同じ距離だけ接近させる工程と、前記一対のハンドが、基板を把持する第2の位置に到達したか否かを、前記一対のハンドの移動量を計測するセンサからの信号に基づいて判定する工程と、前記一対のハンドが前記基板を把持する第2の位置に到達しなかったと判定した場合には、前記一対のハンドを前記第1の位置へ戻した後に、基板の両側から前記第1の位置にある互いに対向する一対のハンドを互いに同じ距離だけ接近させながら、前記一対のハンドが、基板を把持する第2の位置に到達したか否かを、前記一対のハンドの移動量を計測するセンサからの信号に基づいて判定する再試行を行い、該再試行により前記一対のハンドが前記基板を把持する第2位置に到達したと判定されるか、又は、該再試行の実施回数所定回数に到達するまで、該再試行を繰り返す工程と、前記一対のハンドが前記基板を把持する第2の位置に到達したと判定した場合には、該基板を移載する工程と、を有することを特徴とする、基板移載方法。

請求項12

請求項11記載の方法により、基板を移載機からウエハステージへ移載し、前記基板のベベル部を研磨し、前記研磨されたウエハステージ上の基板を、移載機を介して搬送機へと受け渡し、前記搬送機により洗浄ユニットに搬送された基板を洗浄することを特徴とする、ベベル研磨方法。

請求項13

基板の移載機に基板を移載する方法を実行させるためのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体において、前記基板を移載する方法は、基板の両側から、第1の位置にある互いに対向する一対のハンドを互いに同じ距離だけ接近させる工程と、前記一対のハンドが、基板を把持する第2の位置に到達したか否かを、前記一対のハンドの移動量を計測するセンサからの信号に基づいて判定する工程と、前記一対のハンドが前記基板を把持する第2の位置に到達しなかったと判定した場合には、前記一対のハンドを前記第1の位置へ戻した後に、基板の両側から前記第1の位置にある互いに対向する一対のハンドを互いに同じ距離だけ接近させながら、前記一対のハンドが、基板を把持する第2の位置に到達したか否かを、前記一対のハンドの移動量を計測するセンサからの信号に基づいて判定する再試行を行い、該再試行により前記一対のハンドが前記基板を把持する第2位置に到達したと判定されるか、又は、該再試行の実施回数が所定回数に到達するまで、該再試行を繰り返す工程と、前記一対のハンドが前記基板を把持する第2の位置に到達したと判定した場合には、該基板を移載する工程と、を備えたことを特徴とする、記憶媒体。

技術分野

0001

本発明は、基板搬送用移載機及び基板移載方法に関する。

背景技術

0002

半導体ウエハ等の被処理基板の表面に多数の半導体素子を形成するために被処理基板に成膜等の様々な処理を行う半導体製造過程では、被処理基板を移載する移載機が用いられる。例えば、バッチ式の半導体製造過程では、基板搬送プレート複数枚設けられた基板移載機により一度に複数の基板が移載されることがある(特許文献1の図16〜図20参照)。また、枚葉式の半導体製造過程では、基板が1枚ずつ移載機により移載されることがある(特許文献1の図21参照)。

0003

近年、半導体デバイス微細化及び高集積化が進むにつれて、半導体デバイスの製造工程中に半導体ウエハ(基板)のべベル部及びエッジ部に生じる異物が問題となっており、この異物を除去するため、固定砥粒を表面に付着させた研磨テープを用いて基板の周縁部を研磨するベベル研磨プロセスが提案されている。ベベル研磨プロセスでは、基板の周縁部に形成された異物を除去するために、基板を回転させながら基板の周縁部に研磨テープを摺接させて異物の除去を行う。そのため処理対象物である基板の中心を、回転テーブル(ステージ)の軸心に精度よく位置決めする必要がある。特許文献2には、ベベル研磨プロセスで用いられる移載機が記載されている。

先行技術

0004

特開平10−321704号公報
特開2006−303112号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、特許文献2に記載のような従来の移載機は、駆動機構としてサーボモータを用いており、機構が複雑で高価であるとともに、ウエハクランプ時のセンター位置基準ウエハにより調整された一定位置となる。

0006

他方で、たとえばSEMI規格で300mmのウエハ径とされていても、規格上は±0.2mmの範囲内であれば300mmのウエハとして通用するため、最大、ウエハ径で400μmのばらつきが生じうる。発明者らが提案しようとしているベベル研磨装置において、半導体ウエハ(基板)のベベル部及びエッジ部の異物除去位置精度は数十μmを想定しているが、ウエハクランプ時のセンター位置が一定だとすると、従来の装置では、ウエハ径のばらつきに追従することができないおそれもあることが判明した。

0007

本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、ウエハをステージに受け渡すにあたり、ウエハの中心をステージの軸心に精度よく位置決めできる基板搬送用移載機を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

本発明による基板搬送用移載機は、互いに対向する一対のハンドと、
前記一対のハンドを開閉方向に互いに対称に接近又は離間するように移動させる開閉機構と、
前記開閉機構に動力を伝える駆動部と、
前記駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記開閉機構は、
前記一対のハンドの開閉方向の移動量に応じて回転する回転体と、
前記回転体の回転量を検出するセンサと、を有し、
前記制御部は、前記センサからの信号に基づいて前記駆動部の動作を制御する。

0009

本発明による基板搬送用移載機によれば、一対のハンドの開閉方向の移動量が回転体の回転量(回転角度)に変換されて検知されるため、微小な移動量であっても精度よく検知することが可能である。これにより、一対のハンドの微小ストロークでの移動に対応することが可能となり、ウエハ径にばらつきがあっても、ウエハの中心をステージの軸心に精度よく位置決めすることができる。

0010

本発明による基板搬送用移載機において、前記開閉機構は、一対の歯車と、前記一対の歯車に掛け回された環状ベルトと、を有し、前記環状ベルトは、前記一対の歯車間において互いに平行な2つの直線部分を形成するように張られており、一方のハンドは、前記環状ベルトの一方の直線部分に取り付けられ、他方のハンドは、前記環状ベルトの他方の直線部分に取り付けられていてもよい。

0011

このような態様によれば、環状ベルトがその張力により一対の歯車に噛み合った状態で馴染むため、開閉機構が剛体のみから構成される場合に比べて、高い位置精度を管理することが容易である。

0012

本発明による基板搬送用移載機において、前記回転体は、前記一対の歯車の一方から構成されていてもよい。

0013

このような態様によれば、部品点数が少なく、低コストである。

0014

本発明による基板搬送用移載機において、前記回転体は、前記一対の歯車とは別の部品であってもよい。

0015

このような態様によれば、歯車の周囲のスペースが狭くてもセンサを容易に設置できる。

0016

本発明による基板搬送用移載機において、前記駆動部は、空圧式アクチュエータを有していてもよい。

0017

このような態様によれば、ウエハクランプ時のクランプ圧の調整が容易であり、かつ比較的安価である。

0018

本発明による基板搬送用移載機において、前記制御部は、前記一対のハンドがウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するように前記駆動部の動作を制御し、前記一対のハンドが前記ウエハクランプ位置に到達したか否かを前記センサからの信号に基づいて判定し、前記一対のハンドが前記ウエハクランプ位置に到達しなかったと判定した場合には、前記一対のハンドが前記ウエハ受け取り位置へ戻された後に前記ウエハ受け取り位置から前記ウエハクランプ位置へ移動するように前記駆動部の動作を制御するリトライ動作を予め定められた回数を上限として、前記一対のハンドが前記ウエハクランプ位置に到達するまで繰り返してもよい。

0019

このような態様によれば、クランプ時に偶発的なエラーが生じても、リトライ動作により補正することが可能となる。これにより、移載機を停止させる回数が減り、装置稼働率が向上する。

0020

本発明による基板搬送用移載機において、前記センサは、ドグ式センサであってもよい。

0021

このような態様によれば、センサの構造が単純であって安価である。

0022

本発明による基板搬送用移載機は、
互いに対向する一対のハンドと、
前記一対のハンドを開閉方向に互いに同じ距離だけ接近又は離間するように移動させるための開閉機構と、
前記開閉機構に動力を伝えるための駆動部と、
基板を受け取る際に前記一対のハンドがウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置へ移動するように前記駆動部の動作を制御するとともに、前記一対のハンドが前記ウエハクランプ位置に到達したか否かを判定し、前記一対のハンドが前記ウエハクランプ位置に到達しなかったと判定した場合には、リトライ動作を、予め定められた回数を上限として、前記一対のハンドが前記ウエハクランプ位置に到達するまで繰り返すように前記駆動部の動作を制御するための制御部と、
を備える。

0023

本発明による半導体デバイス製造装置は、前記したいずれかの特徴を有する移載機を備える。

0024

本発明によるベベル研磨装置は、前記したいずれかの特徴を有する移載機を備える。

0025

本発明による基板移載方法は、
基板を準備する工程と、
基板の両側から、第1の位置にある互いに対向する一対のハンドを互いに同じ距離だけ接近させる工程と、
前記一対のハンドが、基板を把持する第2の位置に到達したか否かを、前記一対のハンドの移動量を計測するセンサからの信号に基づいて判定する工程と、
前記一対のハンドが前記基板を把持する第2の位置に到達しなかったと判定した場合には、前記一対のハンドを前記第1の位置へ戻した後に、基板の両側から前記第1の位置にある互いに対向する一対のハンドを互いに同じ距離だけ接近させながら、前記一対のハンドが、基板を把持する第2の位置に到達したか否かを、前記一対のハンドの移動量を計測するセンサからの信号に基づいて判定する再試行を行い、該再試行により前記一対のハンドが前記基板を把持する第2位置に到達したと判定されるか、又は、該再試行の実施回数所定回数に到達するまで、該再試行を繰り返す工程と、
前記一対のハンドが前記基板を把持する第2の位置に到達したと判定した場合には、該基板を移載する工程と、
を有する。

0026

本発明によるベベル研磨方法は、
前記した特徴を有する基板移載方法により、基板を移載機からウエハステージへ移載し、
前記基板のベベル部を研磨し、
前記研磨されたウエハステージ上の基板を、移載機を介して搬送機へと受け渡し、
前記搬送機により洗浄ユニットに搬送された基板を洗浄する。

0027

本発明による記憶媒体は、
基板の移載機に基板を移載する方法を実行させるためのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体において、
前記基板を移載する方法は、
基板の両側から、第1の位置にある互いに対向する一対のハンドを互いに同じ距離だけ接近させる工程と、
前記一対のハンドが、基板を把持する第2の位置に到達したか否かを、前記一対のハンドの移動量を計測するセンサからの信号に基づいて判定する工程と、
前記一対のハンドが前記基板を把持する第2の位置に到達しなかったと判定した場合には、前記一対のハンドを前記第1の位置へ戻した後に、基板の両側から前記第1の位置にある互いに対向する一対のハンドを互いに同じ距離だけ接近させながら、前記一対のハンドが、基板を把持する第2の位置に到達したか否かを、前記一対のハンドの移動量を計測するセンサからの信号に基づいて判定する再試行を行い、該再試行により前記一対のハンドが前記基板を把持する第2位置に到達したと判定されるか、又は、該再試行の実施回数が所定回数に到達するまで、該再試行を繰り返す工程と、
前記一対のハンドが前記基板を把持する第2の位置に到達したと判定した場合には、該基板を移載する工程と、
を備える。

発明の効果

0028

本発明によれば、ウエハの中心をステージの軸心に精度よく位置決めできる。

図面の簡単な説明

0029

図1は、本発明の一実施の形態によるベベル研磨装置を示す平面図である。
図2は、図1に示すベベル処理装置の移載機を示す斜視図である。
図3Aは、図2に示す移載機の概略構成図であって、ハンドがハンドオープン位置に位置決めされた状態を示している。
図3Bは、図2に示す移載機の概略構成図であって、ハンドがウエハ受け取り位置に位置決めされた状態を示している。
図3Cは、図2に示す移載機の概略構成図であって、ハンドがウエハクランプ位置に位置決めされた状態を示している。
図4Aは、図3Aに対応する図面であって、ハンドとウエハとの位置関係を説明するための図である。
図4Bは、図3Bに対応する図面であって、ハンドとウエハとの位置関係を説明するための図である。
図4Cは、図3Cに対応する図面であって、ハンドとウエハとの位置関係を説明するための図である。
図5は、リトライ動作を説明するためのフローチャートである。
図6は、図2に示す移載機の一変形例を説明するための概略構成図である。
図7は、ベベル研磨システムを示す平面図である。

実施例

0030

以下、本発明の実施の形態の移載機を備えた半導体デバイス製造装置について、ベベル研磨装置を一例として、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。

0031

図7は、本発明の一実施の形態によるベベル研磨装置を含むベベル研磨システムを示す平面図である。図7に示すように、ベベル研磨システム1000は、ロードポートであるFOUP1005と、EFEM1007と、複数のベベル研磨装置10(以下、第1研磨部1001及び第2研磨部1002と呼ぶことがある)と、洗浄ユニット1003と、乾燥機1004と、複数のウエハ仮置き台1008、1009と、複数の搬送機1010〜1013と、制御部1006と、を有している。

0032

図7に示すようなベベル研磨システム1000の構成において、ウエハWは、以下の手順で処理される。すなわち、ウエハWは、FOUP1005からEFEM1007内の搬送機1013を介してウエハ仮置き台1008に載せられる。次いで、ウエハ仮置き台1008上のウエハWは、搬送機1010により第1研磨部1001あるいは第2研磨部1002のいずれかへと搬送され、研磨される。研磨されたウエハWは、搬送機1010によりウエハ仮置き台1009へと搬送される。その後、ウエハ仮置き台1009上のウエハWは、搬送機1011により洗浄ユニット1003へと搬送されて、洗浄される。次いで、洗浄されたウエハWは、搬送機1012により乾燥機1004へと搬送され、乾燥機1004内で乾燥され、その後、搬送機1013によりFOUP1005へと搬出される。

0033

次に、ベベル研磨装置10(第1研磨部1001、第2研磨部1002)の構成について詳しく説明する。

0034

図1は、本実施の形態によるベベル研磨装置10を示す平面図である。図1に示すように、本実施の形態によるベベル研磨装置10は、ウエハWの周縁部(エッジとベベル)を研磨するための装置であり、ハウジング11と、ハウジング11内でウエハWを保持するためのウエハステージ23と、ウエハステージ23に保持されたウエハWの周縁を研磨するためのベベル研磨部40と、ハウジング11内に搬入されたウエハWをウエハステージ23に載置し、またウエハステージ23に保持されたウエハWをウエハステージ23から取り上げるための移載機80と、を備えている。

0035

このうちベベル研磨部40は、ウエハステージ23に保持されたウエハWの周縁部を研磨するものである。図示された例では、ハウジング11内には、4つのベベル研磨部40が設けられているが、これに限定されず、2つ、3つ、あるいは5つ以上のベベル研磨部40が設けられていてもよい。

0036

図1に示すように、ハウジング11は、その側面に開口部12を有している。この開口部12は、シリンダ(図示せず)により駆動されるシャッタ13により開閉される。ハウジング11内へのウエハWの搬入、搬出は、搬送機1010(図7参照)の搬送ロボット等のウエハ搬送手段により行われる。例えば、図7に示すように、第1研磨部1001へウエハWを搬入する際には、ウエハ仮置き台1008にあるウエハWが、搬送機1010の搬送ロボットハンド上に載せられる。次いで、図1に示すように、シャッタ13によりハウジング11の開口部12が開かれ、搬送機1010の搬送ロボットハンドから移載機80の移載機ハンドへとウエハWが移され、その後、移載機80から、ウエハステージ23上にウエハWが載せられるとともに、搬送機1010の退避後にハウジング11の開口部12が閉じられる。また、例えば、第1研磨部1001においてウエハWのベベル部の研磨が終了した後にウエハWを搬出する際には、移載機80の移載機ハンド811、812上にウエハWが載せられて、シャッタ13によりハウジング11の開口部12が開かれる。次いで、移載機80の移載機ハンド811、812上にあるウエハWが、搬送機1010の搬送ロボットハンド上に載せられた上で、搬送機1010によりハウジングから搬出されて、ウエハ仮置き台1009に載せられるとともに、シャッタ13によりハウジング11の開口部12が閉じられる。なお、シャッタ13によりハウジング11の開口部12を閉じることで、ハウジング11の内部が外部から遮断される。これにより、研磨中にハウジング11内のクリーン度及び機密性が維持され、ハウジング11の外部からのウエハWの汚染や、ハウジング11の内部からの研磨液パーティクル等の飛散によるハウジング11の外部の汚染が防止される。

0037

次に、本実施の形態による移載機80の構造について説明する。

0038

図2は、本実施の形態の移載機80を拡大して示す斜視図である。図3A図3Cは、図2に示す移載機の概略構成図であって、それぞれ、ハンドがハンドオープン位置、ウエハ受け取り位置(第1の位置)、ウエハクランプ位置(第2の位置)に位置決めされた状態を示している。また、図4A図4Cは、図3A図3Cに対応する図面であって、ハンドとウエハとの位置関係を説明するための図である。

0039

図2及び図3A図3Cに示すように、移載機80は、互いに対向する一対のハンド811、812と、一対のハンド811、812を開閉方向(図3A図3Cにおける左右方向)に互いに対称に接近又は離間するように移動させる開閉機構82と、開閉機構82に動力を伝える駆動部83と、駆動部83の動作を制御する制御部84と、を備えている。

0040

このうち一対のハンド811、812は、互いに対向する向きに突き出すように設けられたフィンガ部811F、812Fを有している。図4B及び図4Cに示すように、ウエハ受け取り位置(第1の位置)及びウエハクランプ位置(第2の位置)において、ウエハWは、ハンド811、812のフィンガ部811F、812F上に載せられて支持される。なお、ウエハクランプ位置(第2の位置)では、一対のハンド811、812はそれぞれウエハWの周縁に当接され、ウエハWはハンド開閉方向において一対のハンド811、812に挟み込まれる。これにより、一対のハンド811、812の中心線О−О上にウエハWの中心が位置合わせされる(センタリングされる)。また、ウエハ受け取り位置(第1の位置)では、一対のハンド811、812とウエハWの周縁との間には微小な隙間D1、D2が形成される。隙間D1、D2の大きさは、例えば1mm以下である。これにより、ロボットとのウエハWの受け渡しを行う際に、ウエハWにストレスをかけることなくウエハの受け渡しを行うことができる。

0041

図示された例では、開閉機構82は、一対の歯車861、862と、一対の歯車861、862に掛け回された環状ベルト87と、を有している。環状ベルト87は、一対の歯車861、862間において互いに平行な2つの直線部分を形成するように張られている。環状ベルト87はその張力により一対の歯車861、862に噛み合った状態で馴染むため、開閉機構82が剛体のみから構成される場合に比べて、高い位置精度を管理することが容易である。

0042

図3A図3Cに示すように、一方のハンド811の基端部は、環状ベルト87の一方の直線部分(下方の直線部分)に取り付けられ、他方のハンド812の基端部は、他方の直線部分(上方の直線部分)に取り付けられている。そのため、一方のハンド811が左方向に動かされると、それに伴って環状ベルト87が時計回りに回転し、これにより、他方のハンド812は一方のハンド811の移動量と同じ移動量だけ右方向に動かされる。その結果、一対のハンド811、812はそれらの中心線О−Оを中心として互いに対称に近づく向きに移動される。また、一方のハンド811が右側に動かされると、それに伴って環状ベルト87が反時計回りに回転し、これにより、他方のハンド812は一方のハンド811の移動量と同じ移動量だけ左側に動かされる。その結果、一対のハンド811、812はそれらの中心線О−Оを中心として互いに対称に離れる向きに移動される。

0043

本実施の形態では、駆動部83は、第1の空圧式アクチュエータ83aと、第1の空圧式アクチュエータ83aより小型の第2の空圧式アクチュエータ83bと、を有している。第1の空圧式アクチュエータ83aのピストン部分の先端部は、第2の空圧式アクチュエータ83bのシリンダ部分の基端部に固定されている。また、第2の空圧式アクチュエータ83bのピストン部分の先端部は、一方のハンド811の基端部に固定されている。

0044

図3A及び図4Aに示すように一対のハンド811、812がハンドオープン位置に位置する時に、第1の空圧式アクチュエータ83aのピストン部分が伸長されると、それに伴って第2の空圧式アクチュエータ83bと一方のハンド811とが一体に左方向に移動され、これにより、他方のハンド812が右方向に移動され、結果的に、一対のハンド811、812は、図3B及び図4Bに示すようなウエハ受け取り位置(第1の位置)へと移動される。続いて、第2の空圧式アクチュエータ83bのピストン部分が伸長されると、それに伴って一方のハンド811が左方向に移動され、これにより、他方のハンド812が右方向に移動され、結果的に、一対のハンド811、812は、図3C及び図4Cに示すようなウエハクランプ位置(第2の位置)へと移動される。

0045

次に、第2の空圧式アクチュエータ83bのピストン部分が収縮されると、それに伴って一方のハンド811が右方向に移動され、これにより、他方のハンド812が左方向に移動され、結果的に、一対のハンド811、812は図3B及び図4Bに示すようなウエハクランプ位置(第1の位置)へと戻される。続いて、第1の空圧式アクチュエータ83aのピストン部分が収縮されると、それに伴って第2の空圧式アクチュエータ83bと一方のハンド811とが一体に右方向に移動され、これにより、他方のハンド812が左方向に移動され、結果的に、一対のハンド811、812は図3A及び図4Aに示すようなハンドオープン位置へと戻される。

0046

なお、駆動部83は、一対のハンド811、812がハンドオープン位置からウエハ受け取り位置(第1の位置)を介してウエハクランプ位置(第2の位置)まで移動できるような動力を開閉機構82に伝えることができるならば、空圧式アクチュエータ83a、83bを利用する態様に限定されない。空圧式アクチュエータ83a、83bを利用することで、ウエハクランプ位置(第2の位置)においてウエハWにかかるクランプ圧を適切に調整できるため好ましい。モータを利用する場合には、ウエハクランプ位置(第2の位置)においてウエハWに過大なクランプ圧がかからないように、トルク管理ができるモータを採用することが好ましい。

0047

図3A図3Cに示すように、開閉機構82は、一対のハンド811、812の開閉方向の移動量に応じて回転する回転体85と、回転体85の回転量を検出するセンサ90と、を有している。これにより、一対のハンド811、812の開閉方向の移動量が回転体85の回転量(回転角度)に変換されて検知されるため、ウエハ受け取り位置からウエハクランプ位置までの微小な移動量であっても精度よく検知することが可能である。

0048

図示された例では、回転体85は、一方の歯車861から構成されている。そのため、回転体85として新たな部品を追加する必要が無く、構成が単純であって安価である。

0049

なお、図6に示すように、回転体85は、一対の歯車861、862とは別の部品であってもよい。図6に示す例では、回転体85と一方の歯車861とに環状の補助ベルト99が掛け回されており、一対の歯車861、862は一対のハンド811、812の開閉方向の移動量に応じて回転し、回転体85は、一方の歯車861の回転量に応じて回転する。このような態様によれば、歯車861の周囲のスペースが狭くても後述するセンサ90を容易に設置することができる。

0050

本実施の形態では、センサ90は、ドグ式センサであり、回転体85に固定された円弧形状のドグ91と、ドグ91の外側に配置された第1、第2のフォトマイクロセンサ92a、92bと、を有している。

0051

図3A図3Cに示すように、円弧形状のドグ91には、第1、第2のスリット91a、91bが形成されている。第1のフォトマイクロセンサ92aは、一対のハンド811、812がウエハ受け取り位置(第1の位置)にある時に第1のスリット91aと対向して「ON」になるような位置に配置されている。また、第2のフォトマイクロセンサ92bは、一対のハンド811、812がウエハクランプ位置(第2の位置)にある時に第2のスリット91bと対向して「ON」になるような位置に配置されている。これにより、一対のハンド811、812がウエハ受け取り位置(第1の位置)にある時は、第1のフォトマイクロセンサ92aが「ON」であり、第2のフォトマイクロセンサ92bが「OFF」である。また、一対のハンド811、812がウエハクランプ位置(第2の位置)にある時は、第1のフォトマイクロセンサ92aが「OFF」であり、第2のフォトマイクロセンサ92bが「ON」である。従って、第1、第2のフォトマイクロセンサ92a、92bからの信号に基づいて、一対のハンド811、812がウエハ受け取り位置(第1の位置)及びウエハクランプ位置(第2の位置)に到達したか否かを判定できる。

0052

制御部84は、センサ90(第1、第2のフォトマイクロセンサ92a、92b)からの信号に基づいて駆動部83の動作を制御する。また、制御部84は、センサ90からの信号に基づいて、一対のハンド811、812がウエハ受け取り位置(第1の位置)及びウエハクランプ位置(第2の位置)に到達したか否かを判定する。制御部84は、たとえばコンピュータシステムによって実現され得る。

0053

ところで、前述したように、一対のハンド811、812の開閉動作において、ウエハ受け取り位置(第1の位置)からウエハクランプ位置(第2の位置)までの動作ストローク微小距離(1mm以下)である。そのため、ウエハWの裏面の影響を受けやすく、接触面での摩擦等の理由によりウエハクランプ位置に到達するまで時間がかかったり、もしくは途中で止まってしまったりして、ハンド開閉動作がスムーズに行われないケースが偶発的に発生し得る。これは偶発的なエラーであるため、複数回連続して発生する回数は極めて稀であるものの、従来は、このような偶発的なエラーと作業者による状況確認が必要な重大なエラーとが区別されなかったため、偶発的なエラーの場合であっても、装置を一旦停止させて作業者による状況確認を行う必要があった。

0054

このような問題を解決するために、本実施の形態では、制御部84は、図5に示すように、一対のハンド811、812がウエハ受け取り位置(第1の位置)からウエハクランプ位置(第2の位置)へ移動するように駆動部83の動作を制御し、一対のハンド811、812がウエハクランプ位置(第2の位置)に到達したか否かをセンサ90からの信号に基づいて判定し、一対のハンド811、812がウエハクランプ位置(第2の位置)に到達しなかったと判定した場合には、一対のハンド811、812がウエハ受け取り位置(第1の位置)へ戻された後にウエハ受け取り位置(第1の位置)からウエハクランプ位置(第2の位置)へ移動するように駆動部83の動作を制御するリトライ動作を予め定められた回数(例えば3回)を上限として、一対のハンド811、812がウエハクランプ位置(第2の位置)に到達するまで繰り返すようになっている。一対のハンド811、812がウエハクランプ位置(第2の位置)に到達しない原因が偶発的なエラーによる場合には、リトライ動作によりエラーを補正することができるため、装置を一旦停止させる必要がなくなり、装置稼働率が大幅に向上する。

0055

次に、図5を参照して、このような構成からなる移載機80の動作について説明する。

0056

まず、ロボットからウエハWを受け取る場合には、制御部84は、一対のハンド811、812がウエハ受け取り位置(第1の位置)へと移動するように、センサ90からの信号に基づいて駆動部83の動作を制御する(ステップS101)。すなわち、制御部84は、図3Bに示すように、第2の空圧式アクチュエータ83bのピストン部分を収縮させた状態で、第2の空圧式アクチュエータ83bの基端部に設けられた突起部95がストッパ94に当接するまで、第1の空圧式アクチュエータ83aのピストン部分を伸長させる。一対のハンド811、812がウエハ受け取り位置(第1の位置)に到達すると、第1のフォトマイクロセンサ92aが「ON」となり、第2のフォトマイクロセンサ92bが「OFF」となる。その後、ロボットから一対のハンド811、812のフィンガ部811F、812F上にウエハWが受け渡される(ウエハWが準備される)。

0057

次に、受け渡されたウエハWをセンター位置に位置決めする(センタリングする)ために、制御部84は、一対のハンド811、812が互いに同じ距離だけ接近してウエハクランプ位置(第2の位置)へと移動するように、センサ90からの信号に基づいて駆動部83の動作を制御する(ステップS102)。すなわち、制御部84は、図3Cに示すように、第1の空圧式アクチュエータ83aのピストン部分を伸長させた状態で、第2の空圧式アクチュエータ83bのピストン部分を伸長させる。

0058

そして、制御部84は、一対のハンド811、812がウエハクランプ位置(第2の位置)に到達したか否かをセンサ90からの信号に基づいて判定する(ステップS103)。

0059

ステップS103において一対のハンド811、812がウエハクランプ位置(第2の位置)に到達したと判定された場合には、一対のハンド811、812はそれぞれウエハWの周縁に当接され、ウエハWは一対のハンド811、812に挟み込まれる。これにより、一対のハンド811、812の中心線О−О上にウエハWの中心が位置合わせされる。

0060

一方、ステップS103において一対のハンド811、812がウエハクランプ位置(第2の位置)に到達しなかったと判定された場合には、制御部84は、記憶部(図示しない)に記憶された繰り返し回数を1だけ増加させる(ステップS104)。そして、制御部84は、記憶部に記憶された繰り返し回数が予め定められた最大繰り返し回数(例えば3回)を超えたか否かを判定する(ステップS105)。

0061

ステップS105において、記憶部に記憶された繰り返し回数が予め定められた最大繰り返し回数を超えていないと判定された場合には、ステップS101まで戻ってやり直す。すなわち、制御部84は、一対のハンド811、812がウエハ受け取り位置(第1の位置)へ戻された後にウエハ受け取り位置(第1の位置)から互いに同じ距離だけ接近してウエハクランプ位置(第2の位置)へ移動するように駆動部83の動作を制御する(リトライ動作)。

0062

一方、ステップS105において、記憶部に記憶された繰り返し回数が予め定められた最大繰り返し回数を超えたと判定された場合には、重大なエラーの発生であると判断し、装置の動作を停止するとともに、エラーメッセージ警告音を出力して作業者による状況確認を促す。

0063

以上のように、本実施の形態によれば、一対のハンド811、812の開閉方向の移動量が回転体85の回転量(回転角度)に変換されて検知されるため、微小な移動量であっても精度よく検知することが可能である。これにより、一対のハンド811、812の微小ストロークでの移動に対応することが可能となり、ウエハ径にばらつきがあっても、ウエハWの中心をステージの軸心に精度よく位置決めすることができる。

0064

また、本実施の形態によれば、開閉機構82は、一対の歯車861、862と一対の歯車861、862に掛け回された環状ベルト87とを有し、一方のハンド811は、環状ベルト87の一方の直線部分に取り付けられ、他方のハンド812は、他方の直線部分に取り付けられている。この場合、環状ベルト87はその張力により一対の歯車861、862に噛み合った状態で馴染むため、開閉機構82が剛体のみから構成される場合に比べて、高い位置精度を管理することが容易である。

0065

また、本実施の形態によれば、回転体85が一方の歯車861から構成されているため、部品点数が少なく、低コストである。

0066

また、本実施の形態によれば、駆動部83が空圧式アクチュエータ83a、83bを有しているため、ウエハクランプ時のクランプ圧の調整が容易であり、かつ比較的安価である。

0067

また、本実施の形態によれば、制御部84は、一対のハンド811、812がウエハ受け取り位置(第1の位置)からウエハクランプ位置(第2の位置)へ移動するように駆動部83の動作を制御し、一対のハンド811、812がウエハクランプ位置に到達したか否かをセンサ90からの信号に基づいて判定し、一対のハンド811、812がウエハクランプ位置(第2の位置)に到達しなかったと判定した場合には、一対のハンド811、812がウエハ受け取り位置(第1の位置)へ戻された後にウエハ受け取り位置(第1の位置)からウエハクランプ位置(第2の位置)へ移動するように駆動部83の動作を制御するリトライ動作を予め定められた回数まで繰り返すため、クランプ時に偶発的なエラーが生じても、リトライ動作により補正することが可能となる。これにより、移載機80を停止させる回数が減り、装置稼働率が大幅に向上する。

0068

また、本実施の形態によれば、センサ90がドグ式センサであるため、構造が単純であって安価である。

0069

なお、本実施の形態による移載機80の制御部84はコンピュータシステムによって構成され得るが、コンピュータシステムに移載機80の制御部84を実現させるためのプログラム及び当該プログラムを記録した記録媒体も、本件の保護対象である。

0070

10ベベル研磨装置
11ハウジング
12 開口部
13シャッタ
23ウエハステージ
40ベベル研磨部
80 移載機
811、812 一対のハンド
811F、812Fフィンガ部
82開閉機構
83 駆動部
83a、83b空圧式アクチュエータ
84 制御部
85回転体
861、862 一対の歯車
87環状ベルト
90センサ
91ドグ
91a、91bスリット
92a、92bフォトマイクロセンサ
94ストッパ
95突起部
99補助ベルト
1001 第1研磨部
1002 第2研磨部
1003洗浄ユニット
1004乾燥機
1005 FOUP
1006 制御部
1007 EFEM
1008、1009ウエハ仮置き台
1010、1011、1012、1013 搬送機

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