JP2006196630A - 基板搬送方法、及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
基板の製品仕掛り時間（ＴＡＴ）を短縮させることである。
【解決手段】
走行軌道Ｌ₁ を構成する本線経路１の周囲に、基板Ｗに施す処理の工程順に各処理装置Ａ〜Ｆを配設すると共に、前記本線経路１と前記各処理装置Ａ〜Ｆとの間に、両者の間で基板Ｗの受渡しを行うための基板受渡し装置Ｇ₁ を配設し、前記本線経路１を走行する基板搬送台車Ｍ₁ によって１枚ずつ搬送される基板Ｗを、各処理装置Ａ〜Ｆに受け渡して所定の処理をさせ、各処理装置Ａ〜Ｆで処理された基板Ｗを基板受渡し装置Ｇ₁ によって本線経路１に待機している空の基板搬送台車Ｍ₁ に受け渡して、後工程の処理装置Ａ〜Ｆに搬送する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、多数工程を順次経て基板に半導体素子を成形する半導体製造装置又は液晶基板製造装置において、各工程の処理を行うために工程順に配置された多数の処理装置から成る処理装置群に沿って前記基板を搬送する方法、及び装置に関するものである。

基板に成形される半導体素子は、連続した異なる複数の工程を一工程群とした場合に、同一又は近似の複数の工程群を経て多層となって基板に成形されるものが多い。

例えば、半導体製造の場合、図１６に示される基板Ｗは、洗浄装置Ａによって基板Ｗの表面を洗浄した後、ＣＶＤ装置Ｂにより、その表面に酸化膜５１を形成する。その後、フォト装置Ｃによって、前記酸化膜５１に感光剤５２を塗布し、露光パターンに従って露光し、現像する。次に、エッチング装置Ｄによって露光パターン以外の部分を溶かし、更に、感光剤５２を取り除く。これにより、基板Ｗの表面に、第１層の半導体素子が成形される。

このため、図１７に示されるように、半導体素子の各層を成形する複数の工程群のうち、同一又は近似の工程を処理する複数の処理装置Ａ〜Ｄを並列状態で配置したり、或いは並列状態で配置したものを対向配置させ、各層において同一又は近似の処理を行う「ベイ」と称される処理装置群をまとめて１箇所に配置させ、各層の工程数に対応する複数の「ベイ」を異なる場所に設置して行われている（例えば、特許文献１参照）。

そして、基板の搬送に関しては、多数枚の基板がカセットに収納された状態で行われ、全ての工程において、カセットに収納された多数枚の基板はまとめて同一処理（バッチ処理）が行われる。各ベイ間における基板群（カセットに収納された多数枚の基板を意味する）の移動は、各ベイ間を結ぶ専用の搬送車５３によって行われる。基板に半導体素子を多層にして成形するには、基板群は、各層毎に相前後する工程の各ベイ間を何回も往復することとなる。なお、図１７において、５４は、カセットを仮置きするためのストッカである。

このように、上記した「ベイ方式」は、多数枚の基板をまとめて各工程毎にバッチ処理するために、製造ラインに基板を投入してから、全工程の処理を終えて完成品（製品）となるまでに要する製造ライン内での全待機時間を含んだ時間（製品仕掛り時間Ｔ₁₂）は、相当に長くなる（図８参照）。この結果、製造ライン内に多数の仕掛り品（製造途中の未完成品）が在庫状態となって滞留するため、受注後から起算して発注主に完成品を納入できるまでの期間であるリードタイム（納期）が長くなる。このため、短納期の製品の製造には不適である。また、製品仕掛り時間Ｔ₁₂が長いことは、製品として計上できずに、製造ライン内に恰も在庫のように滞留している未完成品の数（仕掛り在庫）が多いために、経営面からは投下資本の回転率（回収率）が悪くなる。更に、近時では、基板も大きくなり、それに伴って高価になるため、上記の問題は一層、顕著になっている。なお、「製品仕掛り時間」及び「仕掛り在庫」は、それぞれ「ＴＡＴ（Turn Around Time）」、「ＷＩＰ（Work-in-process)」と称されており、前者の略称「ＴＡＴ」は、以下の説明で使用する。
特開２００２−２６１０６号公報

本発明は、半導体製造装置又は液晶基板製造装置において、基板の製品仕掛り時間（ＴＡＴ）が短くなるようにすることを課題としている。

上記課題を解決するための請求項１の発明は、多数工程を順次経て基板に半導体素子を成形する半導体製造装置又は液晶基板製造装置において、各工程の処理を行うために工程順に配置された多数の処理装置から成る処理装置群に沿って前記基板を搬送する方法であって、各処理装置と基板搬送台車との間に配設された基板受渡し装置によって、前記基板搬送台車で１枚ずつ搬送される基板を各処理装置に受け渡し、各処理装置で処理された基板を前記基板受渡し装置によって基板搬送台車に受け渡して後工程の処理装置に搬送することを特徴としている。

この発明により、後述の請求項２とほぼ同一の作用効果が奏される。

請求項２の発明は、多数工程を順次経て基板に半導体素子を成形する半導体製造装置又は液晶基板製造装置において、各工程の処理を行うために工程順に配置された多数の処理装置から成る処理装置群に沿って前記基板を搬送する装置であって、各処理装置の配列方向に沿って配設され、基板を１枚ずつ搬送するための基板搬送台車と、前記基板搬送台車の走行軌道と各処理装置との間に配設され、両者の間で基板の受渡しを行うための基板受渡し装置とを備え、前記各処理装置で処理された基板を、前記基板搬送台車によって後工程の処理装置に搬送することを特徴としている。

工程順に配置された処理装置群に沿って基板を１枚ずつ流して、多工程の処理を行う方式であるので、製品仕掛り時間が短くなる。このため、多数枚の基板をまとめて同一処理を行った後に、次の処理を同様にまとめて行う「ベイ方式」に比較して、前記製品仕掛り時間（ＴＡＴ）が著しく短くなる。また、製造ライン内に仕掛り品（未完成品）となって滞留する基板の数も激減されるため、リードタイム（納期）が短くなって、短納期、或いは即納期に対応可能となる。この結果、上記した基板搬送方法に特徴を有する半導体の製造方法を経営面から見ると、投下資本の回収（回転）がはやくなって、資本回転率（回収率）が高まる。

請求項３の発明は、請求項２の発明を前提として、前記基板搬送台車の走行軌道と前記基板受渡し装置との間には、受け渡される基板を仮置きするための基板仮置き装置が配設されていることを特徴としている。

基板搬送台車から各処理装置に移載される未処理基板、及び各処理装置から基板搬送台車に移載される処理済基板は、いったん基板仮置き装置に移載される。このため、未処理基板を基板仮置き装置に移載させた後の基板搬送台車には基板が搭載されていない。もし、基板仮置き装置が配設されていない場合、基板搬送台車は、未処理基板を処理装置に移載した後、当該基板の処理が終了するまで待機していなければならない。このため、処理装置の処理時間の分だけの待ち時間が必要になる。しかし、基板仮置き装置が配設されていることにより、未処理基板を移載した基板搬送台車は、当該基板に対する処理が行われている間であっても、別の作業（例えば、基板仮置き装置に仮置きされている処理済基板を後工程に搬送する作業、或いは他の処理装置前の基板仮置き装置に仮置きされている処理済基板を受け取るために移動する作業）を行うことができる。即ち、基板搬送台車による基板の搬送作業と、各処理装置による処理作業をそれぞれ独立して行うことができ、各処理装置における処理時間に差があっても、基板搬送台車の走行に支障が生じない。この結果、基板搬送台車による基板の搬送作業を効率的に行うことができ、各処理装置における基板搬送台車の待ち時間を短くできる。

請求項４の発明は、請求項２又は３の発明を前提として、前記走行軌道における各処理装置と対応する部分には、走行軌道の本線経路から分岐して、各処理装置と対向した後、再び本線経路に合流する基板受渡し経路が設けられていることを特徴としている。

基板搬送台車のうち、先行する基板搬送台車が、処理装置との間で基板の移載を行うために基板受渡し経路で待機していても、後続する基板搬送台車（上流側の基板搬送台車）が走行軌道の本線経路を走行することによって、先行する基板搬送台車（下流側の基板搬送台車）を追い越すことができる。この結果、特定の処理装置と基板搬送台車との間の作業が長時間に亘っても、他の処理装置と別の基板搬送台車との作業に支障をきたすことがなく、各処理装置における基板搬送台車の待ち時間を短くできる。また、処理装置との間で基板の受渡しを行った基板搬送台車が、本線経路に戻って走行することもできるため、基板の受渡し作業の効率化が図られる。

請求項５の発明は、請求項４の発明を前提として、前記本線経路の外側には、前記各基板受渡し経路を接続する周回経路が設けられていることを特徴としている。

複数台の基板搬送台車は、本線経路と、各処理装置との間で基板の受渡しを行うための基板受渡し経路と、前記本線経路の外側に設けられた周回経路のいずれをも走行できる。この結果、基板搬送台車の走行がよりスムーズになり、各処理装置における基板の待ち時間を更に短くできる。

請求項６の発明は、請求項２ないし５のいずれかの発明を前提として、前記走行軌道の内側には、基板を一時保管するための一時保管装置が設けられていることを特徴としている。

処理装置の故障や保守点検等により、処理済基板を後工程の処理装置に搬送することができなくなっても、該処理済基板を一時保管装置に保管しておくことができる。この結果、処理済基板をそのままの状態（例えば、処理装置に収容させた状態）で滞留させる必要がなくなり、製造ライン全体の効率化が図られる。

本発明は、多数工程を順次経て基板に半導体素子を成形する半導体製造装置又は液晶基板製造装置において、各工程の処理を行うために工程順に配置された多数の処理装置から成る処理装置群に沿って前記基板を搬送する装置であって、各処理装置の配列方向に沿って配設され、基板を１枚ずつ搬送するための基板搬送台車と、前記基板搬送台車の走行軌道と各処理装置との間に配設され、両者の間で基板の受渡しを行うための基板受渡し装置とを備え、前記各処理装置で処理された基板を、前記基板搬送台車によって後工程の処理装置に搬送することを特徴としている。即ち、工程順に配置された処理装置群に沿って基板を１枚ずつ流して、多工程の処理を行う方式であるので、製品仕掛り時間（ＴＡＴ）が短くなると共に、製造ライン内に仕掛り品（未完成品）となって滞留する基板の数も激減されるため、リードタイム（納期）が短くなって、短納期、或いは即納期に対応可能となる。

以下、本発明の最良実施例を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。図１は第１実施例の基板搬送装置Ｓ₁ の全体平面図、図２は基板搬送台車Ｍ₁ と基板受渡し装置Ｇ₁ の正面図、図３の（イ）は図２の要部の正面図であり、同じく（ロ）は（イ）の平面図である。

最初に、第１実施例の基板搬送装置Ｓ₁ について説明する。図１に示されるように、第１実施例の基板搬送装置Ｓ₁ は、基板Ｗに対して所定の処理を行うための多数の処理装置（本実施例の場合、６基の処理装置Ａ〜Ｆ）から成る処理装置群に対して前記基板Ｗを搬送する装置であって、各処理装置Ａ〜Ｆの配列方向に沿って設けられた走行軌道Ｌ₁ を構成する本線経路１を自走して、基板Ｗを１枚ずつ搬送するための無人の基板搬送台車Ｍ₁ と、前記基板搬送台車Ｍ₁ と各処理装置Ａ〜Ｆとの間に配設され、両者の間で基板Ｗの受渡しを行うための基板受渡し装置Ｇ₁ とから構成されている。前記本線経路１は、平面視において四隅の各コーナー部が緩やかな円弧形状になった略長方形状である。また、本実施例の処理装置Ａ〜Ｆは、洗浄装置Ａ、ＣＶＤ装置Ｂ、フォト装置Ｃ、エッチング装置Ｄ、検査装置Ｅ、リペア装置Ｆであり、前記本線経路１の外側に、基板Ｗの処理工程順に配置されている。そして、前記本線経路１には、複数台（本実施例の場合、１０台）の基板搬送台車Ｍ₁ が配置されている。図１において、各基板搬送台車Ｍ₁ の走行方向を矢印Ｒで示す。

前工程から搬送された未処理の基板Ｗは、走行軌道Ｌ₁ における第１工程の処理装置（本実施例の場合、洗浄装置Ａ）の直上流側の部分に配設された基板搬入装置Ｋ₁ により、基板搬送台車Ｍ₁ に移載される。該基板Ｗは、基板搬送台車Ｍ₁ に１枚だけ載置されて搬送され、基板受渡し装置Ｇ₁ を介して各処理装置Ａ〜Ｆに搬入され、所定の処理が行われる。そして、各処理装置Ａ〜Ｆにおける全ての処理が終了した基板Ｗは、最終工程の処理装置（本実施例の場合、リペア装置Ｆ）の直下流側の部分に配設された基板搬出装置Ｋ₂ により、基板搬送台車Ｍ₁ から取り出されて、後工程に搬送される。図１において、基板搬送台車Ｍ₁ と基板受渡し装置Ｇ₁ 及び基板受渡し装置Ｇ₁ と各処理装置Ａ〜Ｆとの間に記載された矢印は、基板Ｗの処理の流れ（動線）を示している。なお、基板搬送台車Ｍ₁ には、「ＲＧＶ」と称される有軌道のものと、「ＡＧＶ」と称される無軌道のものとがあり、本実施例の基板搬送台車Ｍ₁ はＡＧＶである。

第１実施例の基板搬送台車Ｍ₁ について説明する。図１及び図２に示されるように、基板搬送台車Ｍ₁ の機体２の底面部には各車輪２ａが取付けられている。そして、前記機体２に内装された駆動手段（図示せず）によって各車輪２ａが駆動回転されて、本線経路１を走行する。機体２の上部にはベース部３が設けられていて、該ベース部３の上面部には、多数本（本実施例の場合、９本）の基板支持ピン４が、前後左右方向に所定間隔をおいて突設されている（図３参照）。各基板支持ピン４に、基板Ｗが１枚だけ載置される。各基板支持ピン４の上端部は、基板Ｗの底面部を損傷させないように球面状になっている。

第１実施例の基板受渡し装置Ｇ₁ について説明する。図１及び図２に示されるように、各処理装置Ａ〜Ｆと本線経路１との間には、基板搬送台車Ｍ₁ の走行方向Ｒに沿って一対のガイドレール５が敷設されていて、該一対のガイドレール５に案内走行可能にしてベース６が装着されている。ベース６の上面には、機台部７と駆動モータ８とが取付けられていて、前記駆動モータ８を作動することによって、基板受渡し装置Ｇ₁ の機台部７が一対のガイドレール５に案内されて走行する。前記機台部７の上部には、該機台部７に対して昇降かつ回転自在にして装置本体９が取付けられている。前記装置本体９に、基板受渡し機構が設けられている。図２に示される第１実施例の基板受渡し装置Ｇ₁ の場合、前記基板受渡し機構はアーム形式である。即ち、図３に示されるように、装置本体９の上部に取付けられたベース部９ａに、一定の間隔をおいて一対のガイドレール１１が敷設されていて、該一対のガイドレール１１に、橋渡し状態でアーム支持部１２が取付けられている。アーム支持部１２には、一対の受渡しアーム１３が片持ち状態で取付けられている。一対の受渡しアーム１３は、前記アーム支持部１２と一体となって、図示しない駆動手段（例えば、ボールねじとモータ）により矢印１４の方向（基板Ｗの受渡し方向）に案内走行される。前記一対の受渡しアーム１３は、基板搬送台車Ｍ₁ のベース部３に突設された各基板支持ピン４どうしの間に進入可能にして取付けられている。

基板受渡し装置Ｇ₁ の作用について説明する。基板搬送台車Ｍ₁ に載置されて搬送される基板Ｗは、基板受渡し装置Ｇ₁ によって各処理装置Ａ〜Ｆに搬入出される。ここで、各処理装置Ａ〜Ｆにおける基板受渡し装置Ｇ₁ は、いずれの処理装置Ａ〜Ｆにおいてもほぼ同一なので、本明細書では、洗浄装置Ａにおける基板受渡し装置Ｇ₁ の作用について説明する。図２に示されるように、基板Ｗを載置した基板搬送台車Ｍ₁ を走行させて、洗浄装置Ａの側方で停止させる。基板受渡し装置Ｇ₁ の一対の受渡しアーム１３の先端部と基板搬送台車Ｍ₁ とを相対向させ、一対の受渡しアーム１３を、各基板支持ピン４どうしの隙間の部分に配置させる。そして、基板受渡し装置Ｇ₁ の装置本体９を昇降させ、前記一対の受渡しアーム１３を、基板搬送台車Ｍ₁ のベース部３の上面部よりも上方で、各基板支持ピン４に支持されている基板Ｗ（未処理基板）の底面部よりも下方の高さ位置に配置する。

図示しない駆動手段を作動させると、図３に示されるように、一対の受渡しアーム１３が一対のガイドレール１１に案内されて前進し、基板搬送台車Ｍ₁ に載置されている基板Ｗの直下に進入する。この状態で基板受渡し装置Ｇ₁ の装置本体９を上昇させると、一対の受渡しアーム１３に支持された基板Ｗが各基板支持ピン４から離脱される。一対の受渡しアーム１３を後退させた後、基板受渡し装置Ｇ₁ の装置本体９を半回転させて、一対の受渡しアーム１３の先端部を洗浄装置Ａの基板搬入開口１０ａと相対向させる。再び、図示しない駆動手段を作動させ、一対の受渡しアーム１３を前進させて、基板Ｗを洗浄装置Ａに搬入させる。洗浄装置Ａによる処理が終了した基板Ｗ（処理済基板）は、洗浄装置Ａの基板搬出開口１０ｂから基板受渡し装置Ｇ₁ に受け渡され、上記と逆の作用によって基板搬送台車Ｍ₁ に移載され、次工程の処理装置Ａ〜Ｆ（この場合、ＣＶＤ装置Ｂ）に搬送される。このようにして、１枚の基板Ｗに対して各処理装置Ａ〜Ｆの処理が、順次行われる（枚葉処理）。

上記した第１実施例の基板搬送台車Ｍ₁ は、多数本の基板支持ピン４によって基板Ｗを支持する形態である。これに対して、図４に示される第２実施例の基板搬送台車Ｍ₂ は、各基板支持ピン４の代りに複数本（本実施例の場合、３本）の基板支持板１５が取付けられた形態である。図４は、第２実施例の基板搬送台車Ｍ₂ と、前述した第１実施例の基板受渡し装置Ｇ₁ とを組み合わせた場合である。基板搬送台車Ｍ₂ のベース部３の上面部には、横方向（基板搬送台車Ｍ₂ の幅方向で、走行方向Ｒと直交する方向）に沿って３本の基板支持板１５が、前記走行方向Ｒに所定間隔（各受渡しアーム１３が進入可能な間隔）をおいて取付けられている。そして、各基板支持板１５どうしの間に、基板受渡し装置Ｇ₁ を構成する一対の受渡しアーム１３が進入する。第２実施例の基板搬送台車Ｍ₂ の場合、第１実施例の基板搬送台車Ｍ₁ と比較して基板Ｗの受圧面積が大きいため基板Ｗが安定し、走行中に基板Ｗがずれたり落下したりすることが防止されるという利点がある。

次に、第３実施例の基板搬送台車Ｍ₃ と第２実施例の基板受渡し装置Ｇ₂ について説明する。図５は、第３実施例の基板搬送台車Ｍ₃ と第２実施例の基板受渡し装置Ｇ₂ とを組み合わせた場合である。第３実施例の基板搬送台車Ｍ₃ は、第１実施例の基板搬送台車Ｍ₁ のベース部３において各基板支持ピン４が突設されているのとほぼ同じ位置に、各ローラ１６がローラ支持柱１７に回転自在に支承されている。各ローラ１６の軸心は、基板搬送台車Ｍ₃ の走行方向Ｒに沿って配置されている。基板搬送台車Ｍ₁ の走行方向Ｒに沿った各列（縦列）のローラ１６どうしは、それぞれ連結軸１８によって連結されているため、各縦列のローラ１６は一体となって回転される。各連結軸１８の後端部はローラ支持柱１７から突出されていて、該突出部にそれぞれプーリ１９が装着されている。各プーリ１９にはベルト２１が掛装されていて、該ベルト２１は、図示しない駆動手段により周回走行される。駆動手段によって各プーリ１９が回転されると、すべてのローラ１６が同方向に回転され、各ローラ１６に支持されている基板Ｗが水平移動される。

また、図５に示されるように、第２実施例の基板受渡し装置Ｇ₂ の基板受渡し機構は、ローラ形式である。即ち、装置本体９のベース部９ａには、上述した第３実施例の基板搬送台車Ｍ₃ とほぼ同一形態で各ローラ１６が取付けられている。基板搬送台車Ｍ₃ によって搬送された基板Ｗが基板受渡し装置Ｇ₂ に受け渡されるとき、双方の装置Ｍ₃,Ｇ₂ における各ローラ１６が同方向に回転される。これにより、基板搬送台車Ｍ₃ の各ローラ１６に支持されていた基板Ｗは、基板受渡し装置Ｇ₂ に向かって水平移動される。基板Ｗの前端部が、基板受渡し装置Ｇ₂ の端部に設けられた各ローラ１６に受け渡されると、基板受渡し装置Ｇ₂ 側の各ローラ１６により、そのまま基板受渡し装置Ｇ₂ の側に引き寄せられる。その状態の基板Ｗを、図５の（イ）,(ロ）に二点鎖線で示す。基板搬送台車Ｍ₃ の各ローラ１６から基板Ｗが離脱したときには、該基板Ｗは基板受渡し装置Ｇ₂ の側の各ローラ１６に支持されている。これにより、基板搬送台車Ｍ₃ に載置されていた基板Ｗが基板受渡し装置Ｇ₂ に受け渡される。第３実施例の基板搬送台車Ｍ₃ の場合、各ローラ１６によって基板Ｗを自力走行させることができるため、相手側の基板受渡し装置Ｇ₂ に一対の受渡しアーム１３が不要になり、基板受渡し装置Ｇ₂ の構成が簡単になるという利点がある。また、第２実施例の基板受渡し装置Ｇ₂ の場合、受け渡された基板Ｗをそのまま各処理装置Ａ〜Ｆに搬入することができるため、装置本体９を昇降させたり回転させたりしなくても済む。

次に、第４実施例の基板搬送台車Ｍ₄ について説明する。図６は、第４実施例の基板搬送台車Ｍ₄ と、前述した第２実施例の基板受渡し装置Ｇ₂ とを組み合わせた場合である。図６に示されるように、第４実施例の基板搬送台車Ｍ₄ は、第３実施例の基板搬送台車Ｍ₃ における各ローラ支持柱１７の取付部分に各プーリ支持柱２２を取付け、各ローラ１６に代えて各歯付プーリ２３を回転自在に支承させ、各歯付プーリ２３に各歯付ベルト２４を掛装させた形態である。図示しない駆動手段によって各横列の歯付プーリ２３が駆動回転され、各歯付ベルト２４が同期して周回走行される。この結果、各歯付ベルト２４に支持されている基板Ｗが、基板受渡し装置Ｇ₂ の側に向かって水平移動される。第４実施例の基板搬送台車Ｍ₄ の場合、第３実施例の基板搬送台車Ｍ₃ が各ローラ１６の点接触で基板Ｗを支持しているのに対し、各歯付ベルト２４の線接触で基板Ｗを支持するので、第３実施例の基板搬送台車Ｍ₃ の有する利点に加えて、走行中の基板Ｗが一層安定する。

次に、第５実施例の基板搬送台車Ｍ₅ と第３実施例の基板受渡し装置Ｇ₃ について説明する。図７は、第５実施例の基板搬送台車Ｍ₅ と第３実施例の基板受渡し装置Ｇ₃ とを組み合わせた場合である。第５実施例の基板搬送台車Ｍ₅ のベース部３には、基板搬送台車Ｍ₅ の横方向に沿って３本のエア浮上装置２５が取付けられている。各エア浮上装置２５は、それらの表面に多数のエア孔（図示せず）が設けられていて、各エア孔から噴出されるエアによって基板Ｗを支持する形態である。この実施例の基板搬送台車Ｍ₅ の場合、基板Ｗがエアによって浮上支持されるため、該基板Ｗが損傷されるおそれが全くないという利点がある。

そして、図７に示されるように、第３実施例の基板受渡し装置Ｇ₃ の装置本体９のべース部９ａにも、第５実施例の基板搬送台車Ｍ₅ とほぼ同一の３本のエア浮上装置２５が横方向に沿って取付けられている。各エア浮上装置２５どうしの間には、基板Ｗを把持するための基板把持装置２６が取付けられている。本実施例の基板把持装置２６は、基板Ｗの端部を真空吸着する真空吸着装置であるが、基板Ｗの端部をクランプするクランプ装置であっても構わない。そして、図示しない手段により、横方向に沿って水平移動可能である。基板把持装置２６を基板搬送台車Ｍ₅ に接近させ、該基板搬送台車Ｍ₅ に載置されている基板Ｗの端部を真空吸着してそのまま後退させる。前記基板Ｗは、エア浮上したまま、基板受渡し装置Ｇ₃ の側に水平移動される。基板受渡し装置Ｇ₃ に受け渡された基板Ｗを各処理装置Ａ〜Ｆに搬入するときは、該基板受渡し装置Ｇ₃ を半回転させる。上記した基板搬送台車Ｍ₅ 及び基板受渡し装置Ｇ₃ では、基板Ｗをベース部３，９ａから離脱させるためにエア浮上装置２５が取付けられているが、エア浮上装置２５以外のもの、例えば、フリーローラ装置、ローラコンベア装置であっても構わない。

次に、第１実施例の基板搬送装置Ｓ₁ における基板Ｗの処理時間を、従来のベイ方式によるバッチ処理の場合と比較して説明する。図８は、処理途中の基板Ｗが枚葉処理、及びバッチ処理により正常に処理されている場合の基板Ｗの流れを示す模式的なタイムチャートである。なお、図８は、基板Ｗの正常な流れを理解するための模式的なタイムチャートであるため、前述した実施例の処理工程とは対応しておらず、その工程数を少なくしてある。以下、１枚の基板Ｗを示すときは、符号に添字「₁ 」〜「ｎ」を付す。なお、各処理装置の処理時間（タクトタイム）は、ほぼ同一となるように設定されている。

本発明に係る枚葉処理においては、各基板（Ｗ₁ 〜Ｗｎ）は、設定タクトタイムＴ₁ で工程（イ）の処理装置に投入されて処理された後に、工程（ロ）の処理装置に投入されて処理される。更に、工程（ロ）の処理装置から取り出された基板Ｗは、工程（ハ）の処理装置に投入されて処理される。このように、基板Ｗが正常に流れている場合（換言すれば、各処理装置に故障が発生しない場合）には、各基板（Ｗ₁ 〜Ｗｎ）は下流の工程に順次流れて、各工程において、ほぼ同一の設定タクトタイムＴ₁ で処理される。

以上のことを、具体的に説明する。本発明の場合、図８に示されるように、１枚目の基板Ｗ₁ が工程（イ）に投入されると、該工程（イ）の処理装置によって、基板Ｗ₁ に所定の処理が施される。この処理が終了すると、該基板Ｗ₁ は、基板搬送台車Ｍ₁ によって搬送され、工程（ロ）の処理装置に投入される。これに伴い、２枚目の基板Ｗ₂ が、工程（イ）の処理装置に投入される。このように、本発明では、基板Ｗ₁ 〜Ｗ₃ が、それぞれ１枚ずつ各工程（イ）,(ロ),（ハ）に投入されて処理される（枚葉処理）。これに対して、従来のベイ方式では、多数枚の基板Ｗが、各工程毎にまとめて処理されるため、各工程毎の処理時間は長くなってしまう。しかし、本発明の場合、各基板Ｗ₁ 〜Ｗ₃ のＴＡＴ（Ｔ₂)は、ベイ方式の場合のＴＡＴ（Ｔ₁₂）と比較して、極めて短くなる。また、本発明の各基板Ｗ₁ 〜Ｗ₃ のタクトタイムＴ₁ も、ベイ方式のタクトタイムＴ₁₁と比較して、短くなる。

また、図９に示されるグラフは、本発明に係る枚葉処理とバッチ処理との時間に対する基板Ｗの処理枚数の関係を示したものである。この図において、実線２７は、本発明の枚葉処理の場合を示していて、二点鎖線２８は、従来のベイ方式の場合を示している。ただし、本図は、基板Ｗを製造ラインに投入してから完成品として取り出されるまでに要する基板Ｗ１枚当りの総処理時間が、枚葉処理とバッチ処理とで同一であると仮定した場合である。従来のベイ方式では、例えば２０枚の基板Ｗをまとめて処理しているため、そのＴＡＴ（Ｔ₁₂）が経過しなければ、完成品である基板Ｗが得られない。しかし、本発明の場合、１枚ずつ処理する形態であるため、１枚分のＴＡＴ（Ｔ₂)が経過すれば１枚の基板Ｗが生産される。

上記した結果、製造ライン内に仕掛り品（未完成品）となって滞留する基板Ｗ（仕掛り在庫）の数も少なくなり、運転資金が少なくて済む、投下資本に対して回収が短時間で済むので資本回転率が良い等の経理上の利点がある。また、仕掛り在庫の減少により、製造ライン内における基板Ｗの保管スペースが少なくて済むため、クリーンルームの建設費が安価になるという利点がある。特に、近時では、基板Ｗのサイズが大きくなっていて、基板Ｗ１枚当りの単価も高額となっているため、上記したＴＡＴの短縮や仕掛り在庫の減少は、大きな利益を発生させることとなる。更に、リードタイム（納期）が短くなって、短納期、或いは即納期に対応可能となる。

次に、第２実施例の基板搬送装置Ｓ₂ について説明する。図１０に示されるように、第２実施例の基板搬送装置Ｓ₂ において第１実施例の基板搬送装置Ｓ₁ と異なる点は、第６実施例の基板搬送台車Ｍ₆ と第４実施例の基板受渡し装置Ｇ₄ との間に基板仮置き装置Ｈが配設されていることである。基板仮置き装置Ｈについて説明する。図１０及び図１１に示されるように、本実施例の基板仮置き装置Ｈは、複数段に亘って基板Ｗの収容棚２９が設けられたパレットＰが載置されるパレット台３１と、各段の収容棚２９に収容された基板Ｗを搬入出させる際に該基板Ｗを昇降させるために、前記パレットＰの各収容棚２９に挿脱される昇降アーム３２が設けられた基板昇降装置Ｕとから構成されている。本実施例のパレットＰは、樹脂又は樹脂と金属との複合材より成る枠状のもので、基板搬送台車Ｍ₆ 及び基板受渡し装置Ｇ₄ と対向する部分は、基板Ｗの搬入出ができるように開放されていて、当該部分に各搬入出開口３３が設けられている。そして、前記搬入出開口３３の両側部分には複数本（本実施例の場合、４本）の縦板３４が立設されていて、相対向する各縦板３４どうしの同一高さ位置には、各支持ワイヤ３５が高さ方向に一定の間隔をおいて、張力付与状態で取付けられている。これにより、各支持ワイヤ３５どうしの間には、基板Ｗを１枚だけ収容可能な収容棚２９が多段にして形成されている。

第６実施例の基板搬送台車Ｍ₆ と第４実施例の基板受渡し装置Ｇ₄ はいずれも、それらのベース部３，９ａに、第３実施例の基板搬送台車Ｍ₃ 及び第２実施例の基板受渡し装置Ｇ₂ と同様にして、各ローラ１６が回転自在にして取付けられている。第６実施例の基板搬送台車Ｍ₆ と第４実施例の基板受渡し装置Ｇ₄ の場合、各ローラ１６は、それぞれ単独で回転自在にしてローラ支持柱１７に取付けられている。そして、各ローラ列の間には、第３実施例の基板受渡し装置Ｇ₃ と同一の基板把持装置２６（図７参照）が取付けられている。パレットＰから基板Ｗが搬出されるとき、基板Ｗの直下の収容棚２９に挿入された昇降アーム３２が、僅かに上昇される。これにより、各支持ワイヤ３５に支持されていた基板Ｗが持ち上げられる。この状態で、基板Ｗの端部が基板把持装置２６によって引き出される。

第２実施例の基板搬送装置Ｓ₂ の作用について説明する。図１０及び図１１に示されるように、洗浄装置Ａに対応する基板仮置き装置Ｈの前で停止した基板搬送台車Ｍ₆ から、基板Ｗ（未処理基板）がパレットＰに搬入される。そして、洗浄装置Ａによる処理が終了してパレットＰに収容されている基板Ｗ（処理済基板）が引き出されて、基板搬送台車Ｍ₆ に載置される。また、基板受渡し装置Ｇ₄ によってパレットＰに収容されている基板Ｗ（未処理基板）が引き出されて洗浄装置Ａに搬入され、洗浄装置Ａによる処理が終了した基板Ｗ（処理済基板）が、基板受渡し装置Ｇ₄ を介してパレットＰに搬入される。第２実施例の基板搬送装置Ｓ₂ の場合、基板搬送台車Ｍ₆ とパレットＰとの間で行われる基板Ｗの受渡し作用と、基板受渡し装置Ｇ₄ とパレットＰとの間で行われる基板Ｗの受渡し作用は、別個独立したものとなる。第１実施例の基板搬送装置Ｓ₁ の場合、基板受渡し装置Ｇ₁ を介して基板Ｗ（未処理基板）を洗浄装置Ａに搬入させた基板搬送台車Ｍ₁ は、洗浄装置Ａによる処理が終了するまでそのままの位置で待機する必要がある。即ち、基板搬送台車Ｍ₁ には、洗浄装置Ａの処理時間に等しいだけの待ち時間Ｔｗがかかる（図１２参照）。しかし、第２実施例の基板搬送装置Ｓ₂ の場合、基板Ｗ（未処理基板）をパレットＰに搬入させた基板搬送台車Ｍ₆ は、そのまま前記パレットＰに収容されている基板Ｗ（処理済基板）を引き出して、次工程に搬送させることができるため、基板搬送台車Ｍ₆ の待ち時間Ｔw'は短くて済む。

上記した作用を、図１２のグラフで説明する。即ち、第１実施例の基板搬送装置Ｓ₁ の場合、１枚目の基板Ｗ₁ の工程（イ）の処理終了後でなければ、工程（イ）の処理装置に２枚目の基板Ｗ₂ を搬入させることはできない。このため、工程（イ）の処理時間の分だけ基板搬送台車Ｍ₁ に待ち時間Ｔｗが発生する。しかし、第２実施例の基板搬送装置Ｓ₂ の場合、１枚目の基板Ｗ₁ が工程（イ）の処理装置における処理中であっても、２枚目の基板Ｗ₂'をパレットＰに搬入させることができる。このため、基板搬送台車Ｍ₆ の待ち時間Ｔw'は、第１実施例の場合と比較して遥かに短くなる。これにより、第２実施例の基板搬送装置Ｓ₂ におけるタクトタイムＴ₁'は、第１実施例の基板搬送装置Ｓ₁ におけるタクトタイムＴ₁ よりも短くなる。上記した結果、製造ラインに滞留する仕掛り在庫（ＷＩＰ）の数を減少させることができる。

第３実施例の基板搬送装置Ｓ₃ について説明する。図１３に示されるように、第３実施例の基板搬送装置Ｓ₃ の走行軌道Ｌ₂ は、第１実施例の基板搬送装置Ｓ₁ の本線経路１において、各処理装置Ａ〜Ｆと対応する部分に、それぞれ基板受渡し経路３６を設けた形態である。即ち、本線経路１における各処理装置Ａ〜Ｆ、基板搬入装置Ｋ₁ 及び基板搬出装置Ｋ₂ の直上流側には、該本線経路１から外側に分岐する基板受渡し経路３６が設けられている。該基板受渡し経路３６は、各処理装置Ａ〜Ｆにおける基板仮置き装置Ｈと対向した後、それらの直下流側で、再度本線経路１に合流される。

第３実施例の基板搬送装置Ｓ₃ では、基板Ｗの受渡しを行うために、基板受渡し経路３６上に先行する基板搬送台車Ｍ₆ が基板受渡し経路３６の基板受渡し位置３６ａ（各処理装置Ａ〜Ｆの基板仮置き装置Ｈと対向する位置）に停止していた場合であっても、後続する基板搬送台車Ｍ₆'が本線経路１を走行することにより、先行する基板搬送台車Ｍ₆ を追い越すことが可能である。これにより、各処理装置Ａ〜Ｆにおける処理時間に差がある場合であって、処理時間の短い後工程の処理装置Ａ〜Ｆに処理済基板Ｗを搬送する必要があるときであっても、基板Ｗが載置されていない基板搬送台車Ｍ₆ が、作業中の基板搬送台車Ｍ₆ を追い越して後工程の処理装置Ａ〜Ｆにまで移動させることができる。また、各処理装置Ａ〜Ｆによって処理された処理済基板Ｗの抜取り検査をするために、パレットＰから１枚だけ基板Ｗを抜き取って、そのまま検査装置Ｅに搬送させることも容易である。

第４実施例の基板搬送装置Ｓ₄ について説明する。図１４に示されるように、第４実施例の基板搬送装置Ｓ₄ の走行軌道Ｌ₃ は、第３実施例の基板搬送装置Ｓ₃ における本線経路１の外側に、各基板受渡し経路３６の基板受渡し部３６ａを接続する周回経路３７を設けた形態である。本実施例の場合、周回経路３７は、本線経路１と略相似形である。第４実施例の基板搬送装置Ｓ₄ の場合、基板搬送台車Ｍ₆ は、本線経路１と周回経路３７のいずれをも走行できると共に、基板受渡し経路３６を走行して本線経路１又は周回経路３７に移動することができる。これにより、基板Ｗが載置された基板搬送台車Ｍ₆ と、基板Ｗが載置されていない基板搬送台車Ｍ₆ とを同時に周回走行させることができ、各基板搬送台車Ｍ₆ の走行制御を容易に行うことができる。

第５実施例の基板搬送装置Ｓ₅ について説明する。図１５に示されるように、第５実施例の基板搬送装置Ｓ₅ は、第４実施例の基板搬送装置Ｓ₄ における本線経路１の内側に基板Ｗの一時保管装置Ｑを配設した場合である。該一時保管装置Ｑは、多数枚の基板Ｗを収容可能にして配設された複数基（本実施例の場合、６基）の保管棚３８と、各保管棚３８に基板Ｗを搬入出させるためのバイパス搬送車３９とから構成されている。前記各保管棚３８は、例えば、第２実施例の基板搬送装置Ｓ₂ を構成するパレットＰとほぼ同一構成のものであり、各処理装置Ａ〜Ｆの直下流側において、本線経路１を走行する基板搬送台車Ｍ₆ との間で基板Ｗの受渡しができるように配置されている。また、各保管棚３８の内側には、バイパス搬送路４１が設けられていて、前記バイパス搬送車３９は、バイパス搬送路４１に案内されて走行可能である。各保管棚３８に一時的に収容された基板Ｗは、基板搬送台車Ｍ₆ 又はバイパス搬送車３９により、他の保管棚３８に移送される。

第５実施例の基板搬送装置Ｓ₅ の場合、基板仮置き装置ＨのパレットＰだけでなく、各保管棚３８によっても基板Ｗを一時保管できると共に、基板Ｗを、基板搬送台車Ｍ₆ だけでなくバイパス搬送車３９によっても他の処理装置Ａ〜Ｆに搬送することができる。これにより、所定の処理が終了した基板Ｗを、後工程の処理装置Ａ〜Ｆの故障や保守点検等により、後工程に搬送することができなくなっても、当該基板Ｗを一時保管装置Ｑの各保管棚３８に一時保管させることができるため、処理途中の基板Ｗをそのままの状態（例えば、処理装置Ａ〜Ｆに収容させたままの状態）で滞留させなくても済む。この結果、多数枚の基板Ｗの処理を効率的に行うことができる。

上記した各実施例の基板搬送装置Ｓ₁ 〜Ｓ₅ では、走行軌道Ｌ₁ 〜Ｌ₃ の周囲に各処理装置Ａ〜Ｆが配設されている。このため、各基板搬送装置Ｓ₁ 〜Ｓ₅ が設置されるクリーンルームの敷地面積を少なくすることができるという利点がある。しかし、前記走行軌道Ｌ₁ 〜Ｌ₃ が周回形状でなく、例えば一直線形状であっても構わない。

上記した各実施例では、基板搬送装置Ｓ₁ 〜Ｓ₅ を半導体製造装置に配設した場合について説明した。しかし、前記基板搬送装置Ｓ₁ 〜Ｓ₅ を液晶基板製造装置に配設しても構わない。

第１実施例の基板搬送装置Ｓ₁ の全体平面図である。 基板搬送台車Ｍ₁ と基板受渡し装置Ｇ₁ の正面図である。 （イ）は図２の要部の正面図であり、（ロ）は（イ）の平面図である。 （イ）は基板搬送台車Ｍ₂ と基板受渡し装置Ｇ₁ の要部の正面図であり、（ロ）は（イ）の平面図である。 （イ）は基板搬送台車Ｍ₃ と基板受渡し装置Ｇ₂ の要部の正面図であり、（ロ）は（イ）の平面図である。 （イ）は基板搬送台車Ｍ₄ と基板受渡し装置Ｇ₂ の要部の正面図であり、（ロ）は（イ）の平面図である。 （イ）は基板搬送台車Ｍ₅ と基板受渡し装置Ｇ₃ の要部の正面図であり、（ロ）は（イ）の平面図である。 処理途中の基板Ｗが枚葉処理、及びバッチ処理により正常に処理されている場合の基板Ｗの流れを示す模式的なタイムチャートである。 本発明に係る枚葉処理とバッチ処理との時間に対する基板Ｗの処理枚数の関係を示す図である。 第２実施例の基板搬送装置Ｓ₂ が配設された半導体製造装置の全体平面図である。 基板搬送台車Ｍ₆ と基板受渡し装置Ｇ₄ の正面図である。 第２実施例の基板搬送装置Ｓ₂ における基板搬送台車Ｍ₆ の待ち時間Ｔw'を示す模式的なタイムチャートである。 第３実施例の基板搬送装置Ｓ₃ の全体平面図である。 第４実施例の基板搬送装置Ｓ₄ の全体平面図である。 第５実施例の基板搬送装置Ｓ₅ の全体平面図である。 基板Ｗに半導体素子が成形される工程を示す図である。 従来のベイ方式による半導体製造装置の全体平面図である。

符号の説明

Ａ：洗浄装置（処理装置）
Ｂ：ＣＶＤ装置（処理装置）
Ｃ：フォト装置（処理装置）
Ｄ：エッチング装置（処理装置）
Ｅ：検査装置（処理装置）
Ｆ：リペア装置（処理装置）
Ｇ₁ 〜Ｇ₄ ：基板受渡し装置
Ｈ：基板仮置き装置
Ｌ₁ 〜Ｌ₃ ：走行軌道
Ｍ₁ 〜Ｍ₆ ：基板搬送台車
Ｑ：一時保管装置
Ｓ₁ 〜Ｓ₅ ：基板搬送装置
Ｗ：基板
１：本線経路
３６：基板受渡し経路
３７：周回経路

Claims (6)

1. 多数工程を順次経て基板に半導体素子を成形する半導体製造装置又は液晶基板製造装置において、各工程の処理を行うために工程順に配置された多数の処理装置から成る処理装置群に沿って前記基板を搬送する方法であって、
   各処理装置と基板搬送台車との間に配設された基板受渡し装置によって、前記基板搬送台車で１枚ずつ搬送される基板を各処理装置に受け渡し、各処理装置で処理された基板を前記基板受渡し装置によって基板搬送台車に受け渡して後工程の処理装置に搬送することを特徴とする基板搬送方法。
2. 多数工程を順次経て基板に半導体素子を成形する半導体製造装置又は液晶基板製造装置において、各工程の処理を行うために工程順に配置された多数の処理装置から成る処理装置群に沿って前記基板を搬送する装置であって、
   各処理装置の配列方向に沿って配設され、基板を１枚ずつ搬送するための基板搬送台車と、
   前記基板搬送台車の走行軌道と各処理装置との間に配設され、両者の間で基板の受渡しを行うための基板受渡し装置とを備え、
   前記各処理装置で処理された基板を、前記基板搬送台車によって後工程の処理装置に搬送することを特徴とする基板搬送装置。
3. 前記基板搬送台車の走行軌道と前記基板受渡し装置との間には、受け渡される基板を仮置きするための基板仮置き装置が配設されていることを特徴とする請求項２に記載の基板搬送装置。
4. 前記走行軌道における各処理装置と対応する部分には、走行軌道の本線経路から分岐して、各処理装置と対向した後、再び本線経路に合流する基板受渡し経路が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の基板搬送装置。
5. 前記本線経路の外側には、前記各基板受渡し経路を接続する周回経路が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の基板搬送装置。
6. 前記走行軌道の内側には、基板を一時保管するための一時保管装置が設けられていることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の基板搬送装置。