JP2007053203A - 基板処理装置および基板搬送方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板処理装置100は、基板Wに処理を施す4つの処理部3と、基板Wを収容する複数のカセット4を配列方向X1に沿って載置することができるカセット載置台5と、処理部3に基板Wを搬入/搬出する主搬送ロボットCRと、カセット4に基板Wを搬入/搬出するインデクサロボットIRとを備えている。処理部3は上下方向に積み重ねられて2階建て構造をなし、上段および下段にはそれぞれ一対の処理部3が配置されている。主搬送ロボットCRとインデクサロボットIRとの基板Wの受け渡しは、インデクサロボットIRの第1上ハンド7および第1下ハンド8を退避させた状態で、主搬送ロボットCRの第2上ハンド14および第2下ハンド15を第1上ハンド7および第1下ハンド8に対して進退させることにより達成される。
【選択図】 図1
Description
基板処理モジュール201は、平面的に配列された4つの処理部203と、この4つの処理部203に取り囲まれるように中央に配置された主搬送ロボット204とを備えている。主搬送ロボット204は、前記処理部203に対して、未処理の基板Wを搬入し、処理済の基板Wを処理部203から搬出するための基板搬入/搬出動作を行う。
インデクサロボット207は、カセット載置台206に置かれたいずれかのカセット205に対向する位置に移動機構208によって移動させられ、そのカセット205から未処理の1枚の基板Wを搬出する。インデクサロボット207は、カセット205から未処理の基板Wを搬出した後、移動機構208によって基板受け渡し位置P1に移動させられ、この未処理の基板Wを主搬送ロボット204に渡す。主搬送ロボット204は、インデクサロボット207から受け取った未処理の基板Wを、複数の処理部203のうちのいずれかに搬入する。一方、主搬送ロボット204は、処理済の基板Wを処理部203から取り出して、この処理済の基板Wを基板受け渡し位置P1に位置しているインデクサロボット207へと渡す。インデクサロボット207は、カセット載置台206に置かれたいずれかのカセット205に対向する位置に移動機構208によって移動させられ、主搬送ロボット204から受け取った処理済の基板Wをそのカセット205に収容する。
この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、装置全体のスループットを向上でき、生産効率を向上させることができる基板処理装置および基板搬送方法を提供することを目的とする。
この構成によれば、複数の基板処理部を上下方向に積層することにより、基板処理部の設置面積を減少させることができる。また、複数の基板処理部を上下方向に積層することにより、第2搬送機構の周囲の空間に余裕が生まれるから、第1搬送機構を第2搬送機構の近傍に配置して、第1搬送機構と第2搬送機構との間の距離を短縮することができる。したがって、第1基板保持ハンドを退避させた状態で、第2基板保持ハンドを第1基板保持ハンドに対して進退させ、基板の受け渡しを行うことができる。すなわち、第1基板保持ハンドの進退動作を行うことなく、第2基板保持ハンドを第1基板保持ハンドの方へ進出させて接近させたり、また、退避させて元の位置に戻したりすることによって基板の受け渡しを行うことができる。その結果、第1搬送機構の搬送負荷を低減することができ、基板処理装置全体の生産効率を向上することができる。
また、第1搬送機構は複数のカセットのそれぞれに対向する位置において、第2搬送機構との間での基板の受け渡しを行うことができる。すなわち、第1搬送機構は、複数のカセットのそれぞれにアクセス可能な位置で、第2搬送機構との間で基板の受け渡しを行うことができる。これにより、第1搬送機構が、距離的に第2搬送機構に最も近づいた基板受け渡し位置に移動する必要がないので、第1搬送機構の搬送負荷を軽減できる。また、第1搬送機構は、直前にカセットにアクセスしたときの位置、または直後にカセットにアクセスするときの位置で、第2搬送機構との間で、基板を受け渡しすることができる。このように、第1搬送機構の移動を抑制することができるので、それに応じて第1搬送機構の搬送負荷を軽減できる。これにより、基板処理装置の生産効率を向上できる。
この構成により、第2搬送機構を、第1搬送機構と基板処理部との間に配置することができる。これにより、第1搬送機構と第2搬送機構との間の距離を短縮することができる。したがって、第1搬送機構と第2搬送機構との間の基板の受け渡しに際して、第2搬送機構の第2基板保持ハンドが進退する距離(ストローク)を小さくすることができる。よって、装置構成を簡単にすることができ、かつ、コストを低下させることができる。
上下方向に積層されて基板に所定の処理を施すための複数の基板処理部のうちの所定の基板処理部に対して第2基板保持ハンドを進退させることによって、この所定の基板処理部に対して基板を受け渡しする第2基板搬送工程と、前記第1基板保持ハンドを退避させた状態で、前記第1基板保持ハンドに対して前記第2基板保持ハンドを進退させることによって、前記第1基板保持ハンドと前記第2基板保持ハンドとの間で基板を受け渡しする第3基板搬送工程とを含むことを特徴とする基板搬送方法である。
請求項6記載の発明は、前記第3基板搬送工程は、前記第1基板保持ハンドが複数のカセットのそれぞれに対向する位置において、前記第1基板保持ハンドと前記第2基板保持ハンドとの間で基板を受け渡しする工程を含むことを特徴とする請求項5記載の基板搬送方法である。
図1は、この発明の一実施形態が適用された基板処理装置のレイアウトを示す図解的な平面図であり、図2は、図1における基板処理装置の矢視II方向から見た図解的な正面図である。この基板処理装置100は、半導体ウエハ等の基板Wに対して、洗浄処理やエッチング処理等の各種の処理を施すための装置である。この基板処理装置100は、基板処理モジュール1と、この基板処理モジュール1に結合されたインデクサモジュール2とを備えている。
図3は、インデクサロボットを基板処理装置の正面方向からみた状態を図解的に示す側面図である。インデクサロボットIRは、前記第1上アーム9と、前記第1下アーム10と、これらの第1上アーム9および第1下アーム10を保持する第1基台部11と、第1基台部11を鉛直軸線まわりに回転させるための第1旋回機構12と、第1基台部11を鉛直方向に昇降させるための第1昇降駆動機構13と、第1上アーム9を屈伸させて第1上ハンド7を水平方向に進退させるための第1上進退駆動機構21aと、第1下アーム10を屈伸させて第1下ハンド8を水平方向に進退させるための第1下進退駆動機構21bとを備えている。
第1上進退駆動機構21aは、第1基台部11に内蔵され、第1上アーム9に接続されている。第1上アーム9は、第1上進退駆動機構21aによって屈伸させられ、これにより、第1上ハンド7が水平方向に進退させられる。第1下進退駆動機構21bは、第1基台部11に内蔵され、第1下アーム10に接続されている。第1下アーム10は、第1下進退駆動機構21bによって屈伸させられ、これにより、第1下ハンド8が水平方向に進退させられる。第1上アーム9および第1下アーム10は、第1上進退駆動機構21aおよび第1下進退駆動機構21bによって互いに独立して屈伸させられ、これにより第1上ハンド7および第1下ハンド8は互いに独立して進退させられる。
第1旋回機構12は、第1上アーム9および第1下アーム10が保持された第1基台部11を鉛直軸線まわりに回転させる。また、第1昇降駆動機構13は第1基台部11を鉛直方向に昇降させる。これにより、インデクサロボットIRは、第1上アーム9および第1下アーム10にそれぞれ取り付けられた第1上ハンド7および第1下ハンド8を主搬送ロボットCRに対向させる姿勢をとることができ、その姿勢で主搬送ロボットCRとの間で基板Wの受け渡しを行える。また、第1旋回機構12、第1昇降駆動機構13および移動機構6により、インデクサロボットIRは第1上ハンド7および第1下ハンド8をカセット載置台5に載置されたカセット4に対向させる姿勢をとることができ、その姿勢でカセット4に対する基板Wの搬入/搬出を行える。
第2旋回機構19は、第2上ハンド14および第2下ハンド15が保持された第2基台部18を鉛直軸19cまわりに回転させる。また、第2昇降駆動機構20は第2基台部18を鉛直方向に昇降させる。これにより、主搬送ロボットCRは、第2上ハンド14および第2下ハンド15をいずれかの処理部3に対向させる姿勢をとることができ、その姿勢で当該処理部3に対する基板Wの搬入/搬出を行える。また、主搬送ロボットCRは、第2上ハンド14および第2下ハンド15をインデクサロボットIRに対向させる姿勢をとることができ、その姿勢で、インデクサロボットIRとの間で基板Wの受け渡しを行える。
図1に示すように、インデクサロボットIRの第1上ハンド7および第1下ハンド8ならびに主搬送ロボットCRの第2上ハンド14および第2下ハンド15は、たとえば、いずれもフォーク状に形成されており、基板Wを保持できるようになっている。インデクサロボットIRの第1上ハンド7および第1下ハンド8はほぼ同形状であり、また、主搬送ロボットCRの第2上ハンド14および第2下ハンド15はほぼ同形状である。インデクサロボットIRの第1上ハンド7および第1下ハンド8ならびに主搬送ロボットCRの第2上ハンド14および第2下ハンド15は、インデクサロボットIRと主搬送ロボットCRとの間で基板Wを受け渡す際の干渉を防ぐため、平面視において重なり合わないように互いに噛み合う形状を有していて、第1、第2上ハンド7,14間または第1、第2下ハンド8,15間で、基板Wを直接受け渡すことができる。すなわち、インデクサロボットIRの第1上ハンド7および第1下ハンド8は、主搬送ロボットCRの第2上ハンド14および第2下ハンド15から基板Wを直接受け取ることができる。同様に、インデクサロボットIRの第1上ハンド7および第1下ハンド8は、主搬送ロボットCRの第2上ハンド14および第2下ハンド15に、基板Wを直接渡すことができる。
図6は、基板の受け渡しシーケンスの一例を説明するための図解図である。インデクサロボットIRと主搬送ロボットCRとの間での基板Wの受け渡しは、インデクサロボットIRの第1上ハンド7および第1下ハンド8の進退動作を行わずに、主搬送ロボットCRの第2上ハンド14および第2下ハンド15をインデクサロボットIRの第1上ハンド7および第1下ハンド8に対して進退させることにより行われる。
次に、制御装置21は、第1旋回機構12および第1昇降駆動機構13を制御して、図6(c)に示すように、インデクサロボットIRの第1上ハンド7および第1下ハンド8が主搬送ロボットCRと対向する姿勢にする。この状態で、インデクサロボットIRと主搬送ロボットCRとの間での基板Wの受け渡しが行われる。基板Wの受け渡しが行われた後は、制御装置21は、インデクサロボットIRを再び所定のカセット4に対向する位置に移動させ、上述のカセット4に対する基板Wの搬入/搬出動作およびインデクサロボットIRと主搬送ロボットCRとの間での基板Wの受け渡しを繰り返させる。
次に、制御装置21は、第2旋回機構19および第2昇降駆動機構20を制御して、図6(c)に示すように、主搬送ロボットCRを第2上ハンド14および第2下ハンド15がインデクサロボットIRに対向する姿勢にする。この状態で、インデクサロボットIRと主搬送ロボットCRとの間での基板Wの受け渡しが行われる。基板Wの受け渡しが行われた後は、制御装置21は、主搬送ロボットCRを再び第2上ハンド14および第2下ハンド15がいずれかの処理部3に対向する姿勢にさせ、上述の処理部3に対する基板Wの搬入/搬出動作およびインデクサロボットIRと主搬送ロボットCRとの間での基板Wの受け渡しを繰り返させる。
制御装置21は、第2上進退駆動機構22aを制御して、図6(d)に示すように、処理済の基板Wを保持した第2上ハンド14をインデクサロボットIRの方へ進出させる。すなわち、第2上ハンド14がインデクサロボットIRの第1上ハンド7のやや上方に移動させられる。この際に、第1上ハンド7と第2上ハンド14とは互いに干渉しないように平面視にて噛み合うような位置関係となる。次に、制御装置21は第2昇降駆動機構20を制御して、第2上ハンド14を下降させて、第2上ハンド14に保持された基板Wを第1上ハンド7に直接渡させる。この際に、第1上ハンド7は、主搬送ロボットCRの方へ進出されず、退避された状態のままで基板Wの受け渡しが行われる。
このように、インデクサロボットIRと主搬送ロボットCRとが互いに接近して配置されているので、インデクサロボットIRと主搬送ロボットCRとの間での基板Wの受け渡しを、インデクサロボットIRの第1上ハンド7および第1下ハンド8を退避させた状態で行うことができる。また、インデクサロボットIRと主搬送ロボットCRとの間での基板Wの受け渡しに際して、インデクサロボットIRを基板Wの受け渡しを行うために定められた一定の基板受け渡し位置に移動機構6によって移動しなくてもよい。
この図7におけるインデクサロボットIRと主搬送ロボットCRとの間での基板Wの受け渡しと、図6におけるインデクサロボットIRと主搬送ロボットCRとの間での基板Wの受け渡しとの主要な相違点は、インデクサロボットIRが一定の基板受け渡し位置P2に位置した状態で、インデクサロボットIRと主搬送ロボットCRとの間での基板Wの受け渡しを行うことである。
制御装置21は、第1上進退駆動機構21a、第1旋回機構12、第1昇降駆動機構13および移動機構6を制御し、図7(a)に示すように、第1上ハンド7により、処理済の基板Wを所定のカセット4へと搬入させる。
この後、制御装置21は、第1旋回機構12、第1昇降駆動機構13および移動機構6を制御し、図7(c)に示すように、インデクサロボットIRを基板受け渡し位置P2に移動させ、第1上ハンド7および第1下ハンド8が主搬送ロボットCRに対向する姿勢にする。基板受け渡し位置P2は、この実施形態では、基板処理装置100のカセット配列方向X1の中央付近に設定されている。
インデクサロボットIRは、制御装置21によって基板受け渡し位置P2に移動させられた後、図7(d)に示すように、主搬送ロボットCRとの間での基板Wの受け渡しを行う。
一方、主搬送ロボットCRの処理部3に対する基板Wの搬入/搬出およびインデクサロボットIRとの基板Wの受け渡しは、制御装置21が、第2上進退駆動機構22a、第2下進退駆動機構22b、第2旋回機構19および第2昇降駆動機構20を制御することによって行われる。
次に、制御装置21は、第2旋回機構19および第2昇降駆動機構20を制御して、図7(c)に示すように、主搬送ロボットCRを第2上ハンド14および第2下ハンド15がインデクサロボットIRに対向する姿勢にする。
制御装置は、第2上進退駆動機構22a、第2下進退駆動機構22bおよび第2昇降駆動機構20を制御して、図7(d)に示すように、インデクサロボットIRの第1上ハンド7および第1下ハンド8を退避させた状態で、主搬送ロボットCRの第2上ハンド14および第2下ハンド15をインデクサロボットIRの第1上ハンド7および第1下ハンド8に対して進退させて基板Wの受け渡しを行わせる。これにより、インデクサロボットIRおよび主搬送ロボットCRが互いに保持している基板Wを、それぞれ受け渡すことができる。
また、インデクサロボットIRを、主搬送ロボットCRに対して非常に近い位置に配置させて、基板Wの受け渡しを行わせることにより、主搬送ロボットCRを小型化することができる。すなわち、インデクサロボットIRが主搬送ロボットCRの近傍に配置された状態で基板Wの受け渡しを行うので、第2上ハンド14および第2下ハンド15の進退距離(ストローク)を短くすることができ、それに応じて主搬送ロボットCRを小型化することができる。
また、前記の実施形態では、インデクサロボットおよび主搬送ロボットが、いずれも、一対の基板保持ハンドを有するダブルハンド型のものである例について説明したが、インデクサロボットおよび主搬送ロボットのいずれか一方または両方が、一つの基板保持ハンドのみを持つシングルハンド型のロボットであってもよい。
4 カセット
5 カセット載置台
6 移動機構
7 第1上ハンド(第1基板保持ハンド)
8 第1下ハンド(第1基板保持ハンド)
14 第2上ハンド(第2基板保持ハンド)
15 第2下ハンド(第2基板保持ハンド)
12 第1旋回機構(第1ハンド旋回機構)
19 第2旋回機構(第2ハンド旋回機構)
19c 鉛直軸
21 制御装置(制御手段)
100 基板処理装置
W 基板
IR インデクサロボット(第1搬送機構)
CR 主搬送ロボット(第2搬送機構)
X1 カセット配列方向(配列方向)
Claims (6)
- 基板を収容するためのカセットが載置されるカセット載置台と、
このカセット載置台に載置されたカセットに対して進退可能な第1基板保持ハンドを有し、この第1基板保持ハンドによって前記カセットに対して基板を受け渡しするための第1搬送機構と、
上下方向に積層され、基板に所定の処理を施すための複数の基板処理部と、
前記第1搬送機構および前記複数の基板処理部に対して進退可能であり、かつ所定の定位置に設定された、鉛直軸を中心に旋回可能な第2基板保持ハンドを有し、この第2基板保持ハンドによって前記第1搬送機構および前記複数の基板処理部に対して基板を受け渡しするための第2搬送機構と、
前記第1搬送機構と前記第2搬送機構とが基板を受け渡しするときに、前記第1基板保持ハンドを退避させた状態で、前記第2基板保持ハンドを前記第1基板保持ハンドに対して進退させる制御手段とを含むことを特徴とする基板処理装置。 - 前記カセット載置台は、複数のカセットを所定の配列方向に沿って載置することができるものであり、前記所定の配列方向に沿って前記第1搬送機構を移動させるための移動機構をさらに含み、
前記制御手段は、前記第1搬送機構が複数のカセットのそれぞれに対向する位置において、前記第1搬送機構と前記第2搬送機構との間での基板の受け渡しを行わせるものであることを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。 - 前記第1搬送機構は、前記カセット載置台に載置されたカセットに対向する姿勢と前記第2搬送機構に対向する姿勢とに前記第1基板保持ハンドを旋回させる第1ハンド旋回機構をさらに有し、
前記制御手段は、前記第1搬送機構と前記第2搬送機構との間での基板の受け渡しに際して、前記第1ハンド旋回機構を制御することにより、前記第1基板保持ハンドを前記第2搬送機構に対向する姿勢に制御するものであることを特徴とする請求項1または2記載の基板処理装置。 - 前記複数の基板処理部は、前記第2搬送機構に対して前記第1搬送機構とは反対側に配置されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の基板処理装置。
- 基板を収容するためのカセットに対して第1基板保持ハンドを進退させることによってこのカセットに対して基板を受け渡しする第1基板搬送工程と、
上下方向に積層されて基板に所定の処理を施すための複数の基板処理部のうちの所定の基板処理部に対して第2基板保持ハンドを進退させることによって、この所定の基板処理部に対して基板を受け渡しする第2基板搬送工程と、
前記第1基板保持ハンドを退避させた状態で、前記第1基板保持ハンドに対して前記第2基板保持ハンドを進退させることによって、前記第1基板保持ハンドと前記第2基板保持ハンドとの間で基板を受け渡しする第3基板搬送工程とを含むことを特徴とする基板搬送方法。 - 前記第3基板搬送工程は、前記第1基板保持ハンドが複数のカセットのそれぞれに対向する位置において、前記第1基板保持ハンドと前記第2基板保持ハンドとの間で基板を受け渡しする工程を含むことを特徴とする請求項5記載の基板搬送方法。
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