JP2007243058A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置内との接続に支障を生ずることなく、オープンテーブル上に複数のＦＯＵＰを無理なく導入することができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】オープンテーブル３は、複数のフロントオープン一体型ポッド５１が縦置き姿勢で且つ位置決め状態でそれぞれ載置されると共に、基板処理装置１に沿わせるように横並びに配設した複数の縦移動手段３１と、各縦移動手段３１を横並びの並び方向に直交する方向にスライド自在に支持すると共に、複数の縦移動手段３１を並び方向に一体として移動させる横移動手段３２と、搬入搬出口４に臨んだ各フロントオープン一体型ポッド５１を、縦移動手段３１を介して搬入搬出口４に密接させるポッド押圧手段３３と、を備えるように構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、フロントオープン一体型ポッド（Front-Opening Unified Pod：ＦＯＵＰ）に収容して導入された電子デバイスやＭＥＭＳ（マイクロマシン）等の半導体装置を処理する基板処理装置に関するものである。

従来、この種の基板処理装置として、クリーンブース（チャンバ）に収容した半導体処理装置の開閉扉に、複数枚の基板を収容したＦＯＵＰを接続し、ＦＯＵＰのフロントドアを開けて、ＦＯＵＰ内部の基板を１枚ずつ取り出すものが知られている（特許文献１参照）。この基板処理装置では、人間の手または自動搬送ロボットによって、ＦＯＵＰがクリーンブースの外側に設けたオープンテーブルに横倒し姿勢で載置される。オープンテーブルに載置されたＦＯＵＰは、開閉扉に押し付けられ、装置内部の下側に位置する開閉機構（アーム等）により、開閉扉およびＦＯＵＰのフロントドアを吸着し下側に移動させることで装置内部に開放され、この状態で基板の出し入れが行われる。
特開２０００−１７３９１１号公報

ところで、近年では、多品種少量生産化に伴うリードタイム短縮の要求が強まってきており、ロットサイズの縮小、究極的には枚葉搬送（１枚／１ロット）が提案されている。この場合、特にリードタイムの長い、例えばフォトライン等の装置ではロットサイズを縮小するほど１の基板処理装置に導入されるＦＯＵＰの数が増加する。かかる場合には、基板処理装置のオープンテーブル上に、横倒し姿勢のＦＯＵＰが複数段積みされることになり、ＦＯＵＰの開閉扉への接続や段積みの機構が複雑になると共に、導入可能なＦＯＵＰの個数が数個に限られてしまう問題が生ずる。

本発明は、装置内との接続に支障を生ずることなく、オープンテーブル上に複数のＦＯＵＰを無理なく導入することができる基板処理装置を提供することをその課題としている。

本発明の基板処理装置は、フロントオープン一体型ポッドに収容して、基板処理装置のオープンテーブル上に移載された基板を、フロントオープン一体型ポッドと基板処理装置の搬入搬出口とを密接した後、フロントオープン一体型ポッドのフロントドアと基板処理装置の搬入搬出口とを開放し、基板を基板処理装置内に対し搬入・搬出するようにした基板処理装置において、オープンテーブルは、複数のフロントオープン一体型ポッドが縦置き姿勢で且つ位置決め状態でそれぞれ載置されると共に、基板処理装置に沿わせるように横並びに配設した複数の縦移動手段と、各縦移動手段を横並びの並び方向に直交する方向にスライド自在に支持すると共に、複数の縦移動手段を並び方向に一体として移動させる横移動手段と、搬入搬出口に臨んだ各フロントオープン一体型ポッドを、縦移動手段を介して搬入搬出口に密接させるポッド押圧手段と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、フロントオープン一体型ポッドをオープンテーブルとの接触面積が少ない縦置きにすることで、オープンテーブル上に多数のフロントオープン一体型ポッドを横並びに載置することができ、横倒し姿勢のＦＯＵＰが複数段積みされることがない。また、この状態で横移動手段が基板処理装置の搬入搬出口にフロントオープン一体型ポッドを適宜臨ませるため、開閉扉への接続も容易になる。このため、装置内との接続に支障を生ずることなく、オープンテーブル上に複数のＦＯＵＰを無理なく導入することができる。

この場合、搬入搬出口が一対設けられ、且つ一対の搬入搬出口に対応して横移動手段が一対設けられており、基板処理装置内に配設され、各フロントオープン一体型ポッドのフロントドアと基板処理装置の搬入搬出口とを開放し、基板を基板処理装置内に対し搬入・搬出する搬入搬出ロボットを、更に備え、搬入搬出ロボットは、一対の搬入搬出口を介して基板を交互に搬入・搬出することが、好ましい。

この構成によれば、例えば、搬入搬出ロボットが一方の横移動手段により一方の搬入搬出口に臨ませたフロントオープン一体型ポッドから基板を搬入している間に、横移動手段により他方の搬入搬出口に処理済みの基板が収容される空のフロントオープン一体型ポッドを臨ませることができ、基板の搬入・搬出の効率を高めることができる。

この場合、各フロントオープン一体型ポッドは、１枚の基板を収容するタイプのものであることが、好ましい。

この構成によれば、基板を一枚ずつ基板処理装置内で処理し搬入・搬出が行われるので、多品種少量生産化に対応させることができる構成となっている。

以下、添付の図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る基板処理装置について説明する。この基板処理装置は、電子デバイスＭＥＭＳ等の半導体装置の製造ライン組み込まれるものであり、処理対象となる半導体ウェハがＦＯＵＰに収容された状態で導入され、半導体ウェハをＦＯＵＰから取り出して所定の処理を行なう。ここで、基板処理装置を詳細に説明する前に、ＦＯＵＰについて簡単に説明する。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、ＦＯＵＰ５１は、半導体ウェハＷを収容する方形のボックス本体５２と、ボックス本体５２の前面（図示右側）に着脱自在に設けられ、ボックス本体５２の内部をクリーンな状態で密閉するフロントドア５３と、で構成されている。ボックス本体５２の内部には、両側壁に、対を為す断面櫛歯状の複数の溝（本実施形態では４段）５２ａが、それぞれ対向するように形成されている。半導体ウェハＷは、その周縁部が一対の溝５２ａ、５２ａに挿入するようにセットされることで、チップ形成部分を傷つけないようにＦＯＵＰ５１に収容される。また、ＦＯＵＰ５１には、ＦＯＵＰ５１を縦置き姿勢で基板処理装置１に臨ませるように、ボックス本体５２の外部の一方の側壁には３個のＶ溝状に形成されたカップリング部材５４が設けられている。

なお、上記のＦＯＵＰ５１では、４枚の半導体ウェハＷを収容可能であるが、本実施形態のものは、一枚ずつ半導体ウェハＷを収容して搬送（枚葉搬送）を行っている。これにより、半導体ウェハＷを一枚ずつ基板処理装置１内で処理し搬入・搬出が行われるので、多品種少量生産化に対応させることができる構成となっている。

続いて図２（ａ）、（ｂ）を参照して、基板処理装置１について説明する。図２（ａ）は、基板処理装置１の上面模式図、図２（ｂ）は、基板処理装置１の側面模式図をそれぞれ表している。基板処理装置１は、半導体ウェハＷに処理を施す処理装置本体６と、処理装置本体６に対し半導体ウェハＷを搬入・搬出する搬入搬出ロボット７と、ＦＯＵＰ５１のフロントドア５３を開閉する一対の開閉機構５、５と、をクリーンブース（チャンバ）２に収容して、構成されている。クリーンブース２には、その一の外壁に沿うように突設され、複数のＦＯＵＰが縦置き姿勢で載置されるオープンテーブル３と、オープンテーブル３に面して一対の開閉扉１１、１１を有し、半導体ウェハＷを導入するためにＦＯＵＰ５１が臨む一対の搬入搬出口４、４と、が設けられている。この場合、搬入搬出ロボット７は、一対の搬入搬出口４、に適宜臨み得るように配設され、各開閉機構５は各搬入搬出口４に対応するように配設されている。また、基板処理装置１は、これら構成装置を統括制御する制御装置（図示省略）を備えている。

各開閉機構５は、搬入搬出口４の下側においてクリーンブース２の内壁に固定した上下動機構２１と、基端部を上下動機構２１に回動自在に支持され、開閉扉１１およびＦＯＵＰ５１のフロントドア５３を着脱するロボットアーム２２と、を備えている。開閉機構５は、ＦＯＵＰ５１が開閉扉１１に押し付けられた状態で、ＦＯＵＰ５１のフロントドア５３のロックを外し、フロントドア５３と開閉扉１１とを一体として装置内部下側に下ろすようにして、ＦＯＵＰ５１の内部を装置内に開放する。

搬入搬出ロボット７は、ＦＯＵＰ５１と処理装置本体６との間で半導体ウェハＷを移載するものであり、水平軸廻りに回転可能なロボットアーム６１とロボットアーム６１を回動させる回動機構６２とを有している。搬入搬出ロボット７は、ロボットアーム６１により、ＦＯＵＰ５１内に収容されている半導体ウェハＷを把持して引き出し、これを鉛直姿勢から水平姿勢に９０度回転させながら回動して、基板処理装置１上に載置する。一方、処理済みの半導体ウェハＷは、搬入搬出ロボット７により把持され、逆の手順でＦＯＵＰ５１に収容される。

オープンテーブル３は、クリーンブース２から外方に延設したベーステーブル３４と、ベーステーブル３４上において一対の搬入搬出口４、４に対応して設けた第１横移動テーブル３２ａ（横移動手段）および第２横移動テーブル３２ｂ（横移動手段）と、第１第２各横移動テーブル３２ａ、３２ｂ上に設けられ、複数のＦＯＵＰ５１が縦置き姿勢で載置される複数の縦移動テーブル３１と、各搬入搬出口４に対応してベーステーブル３４上に固定した一対のポッド押圧機構３３、３３（押圧手段）と、を備えている。複数の縦移動テーブル３１は、各横移動テーブル３２ａ、３２ｂ上において、オープンテーブル３の延在方向に横並びに配設されている。また、各縦移動テーブル３１は、各横移動テーブル３２ａ、３２ｂ上において、縦移動テーブル３１の並び方向（Ｙ軸方向）に直交する方向（Ｘ軸方向）にスライド自在に支持されており、ポッド押圧機構３３に押圧されて、搬入搬出口４に密接するように押し付けられるようになっている。

各横移動テーブル３２ａ、３２ｂは、ベーステーブル３４に沿ってその左右半部に設けられており、ベーステーブル３４上に設けられた一対のＹ軸ガイドレールと、一対のＹ軸ガイドレール上をＹ軸方向に移動するモータ駆動のＹ軸スライダと、Ｙ軸スライダを組み込んだテーブル本体３６と、を有している。横移動テーブル３２は、制御装置の制御信号に基づいて、縦移動テーブル３１上の所望のＦＯＵＰ５１を搬入搬出口４の正面に臨ませるように駆動する。

各縦移動テーブル３１は、駆動機構の無い単なるスライドテーブルであり、横移動テーブル３２のテーブル本体３６上に設けられた一対のＸ軸ガイドレールと、一対のＸ軸ガイドレールにスライド自在に係合する載置台３５と、を有している。載置台３５には、平面視２等辺三角形と成るように配設した３本のピン３１ａが立設されている。ＦＯＵＰ５１は、この３本のピン３１ａに上述した３個のＶ溝状のカップリング部材５４が係合させることにより、縦移動テーブル３１上に縦置き姿勢でバランスよく位置決め載置される。

一対のポッド押圧機構３３、３３は、縦移動テーブル３１を挟んで、一対の搬入搬出口４、４に対峙しており、各ポッド押圧機構３３は、縦移動テーブル３１に当接する押圧ロッド４１と、押圧ロッド４１を搬入搬出口４に向かって進退させるシリンダ部４２と、を有している。制御装置の制御信号に基づいてポッド押圧機構３３が駆動し、押圧ロッド４１が縦移動テーブル３１を押圧すると、ＦＯＵＰ５１が前進して搬入搬出口４に密着する。図示では省略したが、ＦＯＵＰ（ボックス本体５２）５１の前端部には密着フランジが、また搬入搬出口４にも密着フランジが設けられており、搬入搬出口４とＦＯＵＰ５１とは気密に接合する。なお、押圧ロッド４１をモータ駆動により進退させるようにしてもよい。

このように構成されたオープンテーブル３は、制御装置の制御信号により各横移動テーブル３２ａ、３２ｂを選択的に駆動し、多数のＦＯＵＰ５１が載置された複数の縦移動テーブル３１を一体としてＹ軸方向に移動させて、所望のＦＯＵＰ５１を搬入搬出口４の正面に臨ませる。所望のＦＯＵＰ５１が搬入搬出口４に臨むと、ポッド押圧機構３３が縦移動テーブル３１を押圧し、ＦＯＵＰ５１が搬入搬出口４に密着される。

ここで、この基板処理装置１による半導体ウェハＷの一連の搬入・搬出動作について説明する。まず基板処理装置１の外部に配設された移載ロボット（図示省略）により、多数のＦＯＵＰ５１が１つずつオープンテーブル３上に縦置き姿勢で横並びに載置される。そして、オープンテーブル３上の第１横移動テーブル３２ａとポッド押圧機構３３とが協働して、所望のＦＯＵＰ５１を一方の搬入搬出口４に密着させる。

次に、基板処理装置１内の一方の開閉機構５が、ＦＯＵＰ５１のフロントドア５３および開閉扉１１を一体として取り外す。ＦＯＵＰ５１のフロントドア５３が開放されると、搬入搬出ロボット７がＦＯＵＰ５１内から半導体ウェハＷを取り出し、処理装置本体６に載置する。ここで、処理装置本体６により半導体ウェハＷに所定の処理が行なわれる。一方のこの処理が行なわれている間に、オープンテーブル３上の第２横移動テーブル３２ｂとポッド押圧機構３３とにより、他方の搬入搬出口４に次のＦＯＵＰ５１が密着されて待機状態となる。

続いて、搬入搬出ロボット７が、処理装置本体６から処理済みの半導体ウェハＷを取得し、これを一方の搬入搬出口４に臨んでいるＦＯＵＰ５１に戻す。また、この動作と並行して、他方の開閉機構５により他方の搬入搬出口４に臨んでいるＦＯＵＰ５１のフロントドア５３を開放する。搬入搬出ロボット７は、半導体ウェハＷを戻した後、新たなＦＯＵＰ５１から半導体ウェハＷを取り出して、処理装置本体６に載置する。一方、処理済みの半導体ウェハＷを受け取ったＦＯＵＰ５１は、開閉機構５により閉蓋され、元の位置に戻される。そして再度、新たなＦＯＵＰ５１が一方の搬入搬出口４に導入される。

このように、一対の搬入搬出口４を介して交互に半導体ウェハＷの処理装置本体６への搬入・搬出動作を繰り返すため、処理装置本体６の処理待ち時間が最大限短縮される。したがって、ＦＯＵＰ５１に収容して導入される半導体ウェハＷの処理におけるタクトタイムを極端に端出することができる。なお、処理済の半導体ウェハＷが収容されたＦＯＵＰ５１は、移載ロボットにより、オープンテーブル３から次工程に向かう搬送装置に移載される。

以上のように、ＦＯＵＰ５１をオープンテーブル３との接触面積が少ない縦置きにすることで、オープンテーブル３上に多数のＦＯＵＰ５１を横並びに載置することができ、且つＦＯＵＰ５１に収容して導入される半導体ウェハＷを、効率良く処理することができる。特に、オープンテーブル３が縦置きの状態でＦＯＵＰ５１を基板処理装置１の搬入搬出口４に臨ませるため、開閉扉１１への接続も容易になる。このため、装置内との接続に支障を生ずることなく、オープンテーブル３上に複数のＦＯＵＰ５１を無理なく導入することができる。

（ａ）は、ＦＯＵＰの側面図であり、（ｂ）はＦＯＵＰの上面図である。 （ａ）は、基板処理装置の上面模式図であり、（ｂ）は、基板処理装置の側面模式図である。

符号の説明

１…基板処理装置 ３…オープンテーブル ４…搬入搬出口 ７…搬入搬出ロボット ３１…縦移動テーブル ３２…横移動テーブル ３３…ポッド押圧機構 ５１…ＦＯＵＰ ５３…フロントドア Ｗ…半導体ウェハ

Claims (3)

1. フロントオープン一体型ポッドに収容して、基板処理装置のオープンテーブル上に移載された基板を、前記フロントオープン一体型ポッドと前記基板処理装置の搬入搬出口とを密接した後、前記フロントオープン一体型ポッドのフロントドアと前記基板処理装置の搬入搬出口とを開放し、前記基板を前記基板処理装置内に対し搬入・搬出するようにした基板処理装置において、
   前記オープンテーブルは、複数の前記フロントオープン一体型ポッドが縦置き姿勢で且つ位置決め状態でそれぞれ載置されると共に、前記基板処理装置に沿わせるように横並びに配設した複数の縦移動手段と、
   前記各縦移動手段を横並びの並び方向に直交する方向にスライド自在に支持すると共に、前記複数の縦移動手段を前記並び方向に一体として移動させる横移動手段と、
   前記搬入搬出口に臨んだ前記各フロントオープン一体型ポッドを、前記縦移動手段を介して前記搬入搬出口に密接させるポッド押圧手段と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記搬入搬出口が一対設けられ、且つ一対の前記搬入搬出口に対応して前記横移動手段が一対設けられており、
   前記基板処理装置内に配設され、前記各フロントオープン一体型ポッドのフロントドアと前記基板処理装置の搬入搬出口とを開放し、前記基板を前記基板処理装置内に対し搬入・搬出する搬入搬出ロボットを、更に備え、
   前記搬入搬出ロボットは、前記一対の前記搬入搬出口を介して前記基板を交互に搬入・搬出することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記各フロントオープン一体型ポッドは、１枚の前記基板を収容するタイプのものであることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。

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