[发明专利]基板保持用具、基板输送装置及基板处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于将被处理基板保持在输送臂上的基板保持用具、使用该基板保持用具的单张式的基板输送装置和基板处理装置。

背景技术

现如今，在半导体器件、FPD（Flat Panel Display，平板显示器）的生产线上，具有采用对被处理基板（半导体晶圆和玻璃基板等）一张一张地进行处理的单张式的处理方式的工序。特别是，最近为了谋求工艺的连贯化、连结化或复合化，沿输送系统的输送通路或在该输送通路的周围汇集配置多台处理单元的多重单张式的串联（inline）处理系统正在增多。

在这种单张式处理单元用或多重单张式串联处理系统用的输送系统中，使用以一张为单位保持基板并相对于各处理单元以一张为单位输入或输出基板的单张式的基板输送装置。通常，这种基板输送装置构成为输送机器人，具备以一张为单位正面朝上地载置基板并能进行旋转运动、升降移动及进退移动的1支或几支输送臂。

这种基板输送装置的输送臂具有基板保持部（保持用具或保持机构），该基板保持部在臂上保持正面朝上姿势的基板，以防基板在输送过程中错位或落下。以往的这种基板保持部采用背面摩擦方式、锥形垫（taper pad）方式、沉入方式和真空吸附方式。

在背面摩擦方式中，在输送臂的上表面或载置面上分散地安装多个板片状或块状的保持垫。并且，将基板正面朝上地载置在上述保持垫之上，利用基板的背面与垫表面之间的摩擦力来保持基板（例如参照专利文献1的图8及其说明文）。这种保持垫的材质采用弹性体和陶瓷等。

在锥形垫方式中，将多个具有锥形侧面的（纵截面为梯形的）保持垫以围绕基板的方式隔开规定间隔并分散地安装在输送臂的载置面上。并且，以使基板的周缘部卡定于上述保持垫的锥形侧面的方式正面朝上地保持基板（例如参照专利文献1的图4及其说明文）。在该方式中，在输送臂的载置面之上，基板从比保持垫的顶面高的位置沿锥形侧面沉入，在基板的重力和来自保持垫的反作用力平衡的锥形侧面的中途位置以线接触的方式保持基板。

在沉入方式中，沿着基板的轮廓形状将输送臂的拾取部形成为比该基板的轮廓形状稍大一些的叉状件，将向内侧突出地延伸的多个爪部以围绕基板的方式隔开规定间隔地安装在叉状件上。并且，使基板沿形成在上述爪部的内侧面上的倾斜面沉入至爪部的底面（载置面），在爪部的底面以面接触的方式正面朝上地保持基板（例如参照专利文献2的图4及其说明文）。

在真空吸附方式中，在输送臂的载置面设有多个吸附口，在上述吸附口之上载置基板的背面，使经由空气通路与该吸附口相连接的真空吸引装置进行抽真空，从而利用吸附口将基板吸附固定在输送臂上（例如参照专利文献2的图3及其说明文）。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000－3951

专利文献2：日本特开2002－64057

在半导体器件、FPD的生产线上，基板输送技术在提高生产率的方面是重要的，基板输送装置的输送速度在日新月异地提高。特别是在多重单张式的串联处理系统所用的单张式基板输送装置中，在保持基板的输送臂的动作中，不仅滑动移动、升降移动在高速化，而且旋转运动也在不经意间高速化。另一方面，基板的大型化容易使输送臂的顶端部在基板的重力的作用下前倾。

在这种技术的背景下，用于在输送臂上保持正面朝上姿势的基板的基板保持部的性能或功能性逐渐成为左右基板输送装置的输送能力进而左右基板处理装置或处理系统的生产率的重要的要素技术。

对于这一点，上述那样的背面摩擦方式由于仅利用基板的背面与垫表面之间的摩擦力来保持基板，所以本质上基板保持力较弱，基板容易滑动而容易自输送臂脱落。还有基板的背面的状态左右摩擦系数、即保持力、难以在基板翘曲时保持基板等缺点。

另一方面，在锥形垫方式、沉入方式中，若在将基板载置在输送臂上时的位置产生偏移，则基板容易搁浅在垫或爪部之上而倾斜。当基板在输送臂上倾斜时，基板不仅容易脱落，而且即使不脱落，也难以用光学传感器检测出输送臂上的基板的位置，结果，在从该输送臂向其他基板支承部（例如处理单元内的基板载置台）移载基板时难以进行对位。

另外，在锥形垫方式中，需要在保持垫的锥形侧面与基板之间具有适度的摩擦系数，保持垫的材质多采用弹性体。当然，在对接受CVD（Chemical Vapor Deposition，化学气相沉淀）等高温处理的基板进行输送时，由于弹性体的耐热温度较低（约300℃），所以保持垫的材质使用陶瓷。虽然背面摩擦方式也有时适用，但在接触型的保持垫由陶瓷制成的情况下，基板容易滑动，难以稳定地保持基板。