JP2008053596A - ロードポート装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】半導体製造装置のストックヤード内において、ウェハキャリアの収容容量を増やすこと。
【解決手段】製造過程にあるウェハを収納したウェハキャリア３０を一時保管するための半導体製造装置におけるストックヤードと、前記ウェハを処理するためのプロセス処理装置とを隔絶する壁体の手前側に装着されて、前記プロセス処理装置との間で受渡しを行うウェハを収納したウェハキャリア３０を載置するキャリアステージＣを備えたロードポート装置Ｆであって、前記キャリアステージＣの直下にバッファプレート２１を水平に配置して、前記ウェハキャリア３０を一時保管するためのバッファステージＢが形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体製造装置内において、ウェハ処理を行うためのプロセス処理装置の前面で、ウェハキャリアの蓋体を開閉し、当該ウェハキャリア内に収納されたウェハの受渡しを行うためのロードポート装置に関するものである。
本発明に係る図面を援用して、最初に半導体製造装置（以下、単に「製造装置」 ということもある。）及びフロントエンド装置（以下、「ＥＦＥＭ」という。）について説明し、次に、従来のロードポート装置について説明する。図７は、製造装置Ｅの縦断面図、図９は、従来のロードポート装置Ｆ’の全体斜視図である。半導体工場において、製品であるウェハＷは、複数枚ずつウェハキャリア（以下、単に「キャリア」ということもある。）３０内に収納された状態で、キャリア搬送システムによりキャリア単位で生産ライン内の各設備に運ばれる。キャリアとして、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）が用いられることが多い。図７に示すように、キャリア単位でウェハＷを受け取り、処理を施す製造装置Ｅは、ストックヤードＲ1 を持つ前記ＥＦＥＭ、及びプロセス処理装置Ｒ3 から構成される。また、前記ＥＦＥＭは、外付ロードポートＬ、ストックヤードＲ1 、及びエンクロージャＲ2 から構成され、プロセス処理装置Ｒ3 の前面に設置されている。前記外付ロードポートＬは、前記キャリア搬送システムから製造装置Ｅに搬送されて前記ストックヤードＲ1 内に移載されるキャリア３０を載置するためのものである。前記ストックヤードＲ1 内には、キャリア３０を載置して保管しておく複数のキャリア載置棚Ｓ、及びキャリア３０を移載するキャリア移載装置Ｔ1 が配設されている。また、エンクロージャＲ2 はプロセス処理装置Ｒ3 の前室となっており、内部には、ＦＦＵ（Ｆａｎ Ｆｉｌｔｅｒ Ｕｎｉｔ）１００、及びウェハ搬送ロボットＴ2 が設けられている。エンクロージャＲ2 内には、前記ＦＦＵ１００によりクリーン度の高い空気が送られていて、ウェハ処理前のウェハＷのパーティクル汚染を防止している。
製造装置Ｅにおいて、従来のロードポート装置Ｆ’は、ストックヤードＲ1 とプロセス処理装置Ｒ3 の前室であるエンクロージャＲ2 とを隔絶する壁体Ｐの手前側にボルト８１等で装着された内付ロードポート装置である。以下、前記内付ロードポート装置を「ロードポート装置」といい、前記外付ロードポートＬと区別する。図９に示すように、従来のロードポート装置Ｆ’は、前記壁体Ｐに装着される長方形板状の装着盤１、該装着盤１に形成されたウェハ移載窓２、該ウェハ移載窓２の略下端部にキャリア３０を載置するために配設されたキャリアステージＣから構成される。前記キャリアステージＣは、壁体Ｐの手前側であるストックヤードＲ1 側に向けて水平に配設されていて、同側をロードポート装置Ｆ’の正面側とする。同正面側には、キャリア３０内各段のウェハＷの存否を検出するマッピング装置Ｍの昇降装置Ｕ2 が、キャリアステージＣの側方下部に配設されている。前記ロードポート装置Ｆ’の背面側はエンクロージャＲ2 に臨んでいて、同背面側には、キャリア３０の蓋体３２を脱着して開閉させるための蓋体開閉装置Ｎ、その昇降装置Ｕ1 、及び前記マッピング装置Ｍが配設されている。なお、装着盤１の両側端部には、支持体１ａが取り付けられている。
前記製造装置Ｅにおいて、ウェハＷが収納されたキャリア３０が搬送されてくると、キャリア３０はまず外付ロードポートＬに受け取られ、キャリア移載装置Ｔ1 によってストックヤードＲ1 内に収容され、一時保管される。プロセス処理装置Ｒ3 のウェハ処理状況に応じてプロセス処理装置Ｒ3 内に、未処理のウェハＷを供給する場合には、まず、ストックヤードＲ1 内に保管されていたキャリア３０が、キャリア移載装置Ｔ1 によってロードポート装置Ｆ’のキャリアステージＣのキャリアプレート１１上に移載され、前記キャリアプレート１１がウェハ移載窓２に向けて前進する。次に、ロードポート装置Ｆ’の蓋体開閉装置Ｎによってキャリア３０の蓋体３２が開けられ、キャリア３０内のウェハＷがプロセス処理装置Ｒ3 内に搬送されてウェハ処理される。処理終了後、ウェハＷは、プロセス処理装置Ｒ3 からキャリア３０内に再収納され、蓋体３２が閉じられ、キャリアプレート１１がウェハ移載窓２から後退する。次に、前記キャリア３０は、キャリアステージＣから外付ロードポートＬ、或いはストックヤードＲ1 内のキャリア載置棚Ｓへ移載される。外付ロードポートＬに移載されたキャリア３０は、キャリア搬送システムにより製造装置Ｅから搬送され、次の工程に進んでいく。キャリア載置棚Ｓに移載されたキャリア３０も、随時外付ロードポートＬに移載されて、同様に製造装置Ｅから搬送されて、次の工程に進む。なお、特許文献１では、キャリア３０の供給と回収が同時に実施できるロードポート装置Ｆ’及びキャリア移載装置Ｔ1 について開示されている。また、キャリア３０の開蓋機構を含むキャリアインターフェース装置については、例えば、特許文献２に開示されている。
プロセス処理装置Ｒ3 におけるウェハＷの処理状況に応じて、ウェハＷをプロセス処理装置Ｒ3 に供給する場合、ウェハＷを収納したキャリア３０をその都度製造装置Ｅまで搬送して供給するよりも、キャリア３０をストックヤードＲ1 内に一時保管し、必要に応じてキャリア３０をストックヤードＲ1 内から供給する方が、コスト的にも時間的にも効率的である。また、製造装置Ｅの稼働率を向上させて大量のウェハＷを処理するためには、その数量に見合う分のウェハＷの保管場所、或いはウェハＷの収納容器であるキャリア３０の収容スペースを確保する必要がある。しかし、製造装置Ｅはクリーンルーム内にあるため、限られたクリーンルームの空間内にウェハＷの収納、保管場所を濫りに増やすことはできない。このため、クリーンルーム、特にストックヤードＲ1 におけるウェハＷの収納容量、即ちキャリアの収容容量の増加は従来からの課題であった。
特開２００３−５１５２７号公報 特開平１０−３０３２７１号公報
本発明は、半導体製造装置のストックヤード内において、ウェハキャリアの収容容量を増やすことを課題としている。
上記の課題を解決するために請求項１の発明は、製造過程にあるウェハを収納したウェハキャリアを一時保管するための半導体製造装置におけるストックヤードと、前記ウェハを処理するためのプロセス処理装置とを隔絶する壁体の手前側に装着されて、前記プロセス処理装置との間で受渡しを行うウェハを収納したウェハキャリアを載置するキャリアステージを備え、前記キャリアステージは、前記壁体に固定される装着盤と、当該装着盤に設けられたウェハ移載窓の下端縁に手前側に向けて水平に設けられたテーブルと、当該テーブルの上面に配設されて、前記ウェハキャリアを載置した状態で前記プロセス処理装置に対して進退するキャリアプレートとを備えたロードポート装置であって、前記テーブルの直下にバッファプレートを水平に配置して、前記ウェハキャリアを一時保管するためのバッファステージを形成したことを特徴としている。
上記した通り、ロードポート装置の機能は元来キャリアステージに載置されたウェハキャリアの蓋体を開閉することであるため、ロードポート装置がウェハキャリアの収容空間として利用されることはなかった。しかし、請求項１の発明によれば、ロードポート装置にバッファステージを搭載することにより、１台分多くウェハキャリアを載置することが可能となって、ストックヤード内のウェハキャリアの収容容量が増加する。このため、プロセス処理装置内に供給できる未処理のウェハが増加することになるので、ウェハの処理状況に応じてウェハキャリアをキャリア搬送システムにより製造装置まで逐一搬送してストックヤード内に供給する必要はなく、搬送する頻度を減らすことができる。また、前記テーブルの直下にバッファステージが形成されたことによって、ウェハキャリアをバッファステージのバッファプレートからキャリアステージのキャリアプレートに移載する距離は、ストックヤード内に既存のキャリア載置棚から移載する距離よりも短く、このためウェハキャリアの移載効率が向上する。従って、ロードポート装置へのバッファステージの搭載は、製造装置の稼働率の上昇、ウェハの処理工程の効率化、そしてウェハの生産性の向上につながる。また、ロードポート装置にバッファステージを搭載可能となったのは、一般的なロードポート装置に比べて、キャリアステージの厚さ寸法、及びキャリアステージ下に配設されたマッピング装置の昇降装置等の装置の奥行き幅の寸法が小さく、ウェハキャリアを載置可能である十分な空間が確保できるようになっていることに大きく起因している。
請求項２の発明は、請求項１に記載のロードポート装置において、前記キャリアプレートには、当該キャリアプレートに対するウェハキャリアの位置決めを行う複数の位置決めピンと、下方からウェハキャリアを支持して前記キャリアプレートに対してウェハキャリアを着脱させて移載するキャリア移載装置の移載ハンドとの干渉を回避するハンド挿入空間部とが形成され、前記バッファプレートには、前記キャリアプレートの後退位置において平面視で同一配置となるように前記位置決めピン、及びハンド挿入空間部が設けられていることを特徴としている。
ウェハキャリアをキャリアステージ上に移載する場合には、通常キャリアプレートは、プロセス処理装置に対する進退方向に沿ってロードポート装置のウェハ移載窓から最も後退した状態に位置している。請求項２の発明によれば、バッファプレート上に形成された位置決めピン及びハンド挿入空間部は、キャリアプレート上に形成されている位置決めピン及びハンド挿入空間部と同一の構成になっていて、前記キャリアプレートがウェハ移載窓から最も後退した位置にあるとき、平面視において位置決めピンと前記ハンド挿入空間部は同一配置となっている。この結果、ウェハキャリアを前記バッファプレートから前記後退位置のキャリアプレート上に移載する際、キャリア移載装置の３次元各方向への作動範囲の設定を簡便にすることができる。即ち、キャリア移載装置の移載アームの作動範囲において、高さ方向については、前記バッファプレートと前記後退位置のキャリアプレートの距離間を設定すればよく、プロセス装置に対する進退方向については、キャリア移載装置の移載アームが収縮して前記各プレートから最も後退した場合と、前記移載アームが伸長して前記各プレートのハンド挿入空間部に移載ハンドが挿入された場合の二点間の距離を設定すればよい。前記進退方向と直交する横方向については固定でよい。従って、バッファステージからキャリアステージへのウェハキャリアの移載を効率的に行うことができる。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のロードポート装置において、前記半導体製造装置の最前面のロードポートに載置されたウェハキャリアは、キャリア移載装置の移載アームを前記プロセス処理装置に対する進退方向に沿って作動させるのみで前記バッファステージに移載可能なように、前記ロードポートとバッファプレートは、ほぼ同一高さに配置されていることを特徴としている。
キャリア搬送システムにより前記半導体製造装置に搬送されてきたウェハキャリアは、前記半導体製造装置の最前面に設置されている外付ロードポートに載置される。請求項３の発明によれば、前記ウェハキャリアを一時保管するために、前記ウェハキャリアを前記外付ロードポートからストックヤード内に移載する際、キャリア移載装置の移載アームを、前記ウェハキャリアの底面の位置決め台座に前記バッファプレートの位置決めピンを嵌入させるために、高さ方向に沿って極僅かには動かすが、プロセス処理装置に対する進退方向に沿って作動させるのみで、ウェハキャリアは前記バッファプレートに移載される。このため、前記ストックヤード内のキャリア載置棚に移載するよりも、ウェハキャリアの移載距離が短くなり、ウェハキャリアを前記ストックヤード内に効率的に移載可能となる。
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のロードポート装置において、前記装着盤において、前記キャリアステージより下方部分に、マッピング装置の昇降装置を覆うカバー体が装着されていることを特徴としている。
請求項４の発明によれば、前記キャリアステージより下方部分にはカバー体が装着されていて、前記カバー体はマッピング装置の昇降装置を覆っている。従って、前記カバー体の装着は、ロードポート装置の見栄えを良くするためであると共に、キャリア移載装置の誤作動等でウェハキャリアが前記昇降装置に干渉してしまうのを防止して、前記ウェハキャリア及び前記昇降装置を保護するためでもある。
本発明によれば、ロードポート装置にバッファステージを搭載することにより、１台分多くウェハキャリアを載置することができる。このため、ストックヤード内のウェハキャリアの収容容量が増加するので、ウェハの処理状況に応じてウェハキャリアをキャリア搬送システムにより製造装置まで逐一搬送してストックヤード内に供給する必要はなく、搬送する頻度を減らすことができる。また、テーブル直下にバッファステージが形成されたことによって、ウェハキャリアをバッファステージのバッファプレートからキャリアステージのキャリアプレートに移載する距離は、ストックヤード内に既存のキャリア載置棚から移載する距離よりも短く、ウェハキャリアの移載効率が向上する。従って、ロードポート装置へのバッファステージの搭載は、製造装置の稼働率の上昇、ウェハの処理工程の効率化、ウェハの生産性の向上につながる。
以下、最良の実施形態を挙げて本発明について更に詳細に説明する。なお、「背景技術」の項目で説明した部分と同一部分には同一符号を付し、既述部分との重複説明を避けて本発明の特徴的部分についてのみ説明する。
最初に、図１ないし図４を用いて、本発明に係るロードポート装置Ｆの構成について説明する。前記ロードポート装置Ｆは、ストックヤードＲ1 とプロセス処理装置Ｒ3 の前室のエンクロージャＲ2 とを隔絶する壁体Ｐの手前側に装着された内付ロードポートであり、外付ロードポートＬとは区別して説明する。図１は、ロードポート装置Ｆの全体斜視図であり、図２は、同正面図であり、図３は、図２のＡ1 −Ａ1 線断面図であり、図４は、図２のＡ2 −Ａ2 線断面図である。図１に示されるように、ロードポート装置Ｆは、長方形の厚板状の装着盤１、装着盤１の上部に形成されたウェハ移載窓２、ウェハ移載窓２の下端縁にプロセス処理装置Ｒ3 に対するキャリアプレート１１の進退方向Ｘ（以下、「方向Ｘ」ということもある。）に沿って配設されたキャリアステージＣ、及び該キャリアステージＣのテーブル１８の直下に正面手前側に突出して形成されたバッファステージＢから構成される。また、ロードポート装置Ｆの正面側にはマッピング装置Ｍの昇降装置Ｕ2 及びそれを覆うカバー体３が配設され、同背面側には蓋体開閉装置Ｎ、その昇降装置Ｕ1 、及びマッピング装置Ｍが配設されている。キャリアステージＣの下部空間はバッファステージＢにキャリアを載置する空間となるが、マッピング装置Ｍの昇降装置Ｕ2 は、装着盤１表面から突出しているため、これらを保護するために、前記カバー体３が取付けられて、前記昇降装置Ｕ2 を覆っている。前記カバー体３は、上からカバー体３ａ，３ｂ，３ｃと３つの部分に分かれている（詳細は後述する）。また、ロードポート装置Ｆにおいて、装着盤１の上下端部には、取付補助片８２を介して取付部材８０が固定されていて、ロードポート装置Ｆを壁体Ｐに形成されたロードポート装着空間Ｐｂに嵌め込んだ後に、各取付部材８０の横方向Ｙ（以下、「方向Ｙ」ということもある。）における両端部をボルト８１等で壁体Ｐに固定することによって、壁体Ｐに装着できる構成になっている。
図１及び図２に示されるように、キャリアステージＣは、キャリアプレート１１、ウェハ移載窓２の下端縁に装着盤１から手前側に水平に設けられた長さの異なる一対のプレート支持体１８ａ，１８ｂからなるテーブル１８、方向Ｘに沿ってスライドさせるために設けられた一対のガイド体１６及びガイドレール１７、そしてスライド駆動部１２からなる。一対のガイドレール１７は、テーブル１８上に方向Ｘに沿って敷設され、ガイド体１６は、前記ガイドレール１７に装着されている。スライド駆動部１２は、本実施例の場合、前記テーブル１８において、一方のプレート支持体１８ｂの側面に取付けられている。キャリアプレート１１は、キャリア移載装置Ｔ1 の移載アーム７１がキャリアステージＣと干渉しないように、前記移載アーム７１の可動領域部分（本実施例では、正面右側の手前部分）が切り欠かれた形状になっている。このため、キャリアプレート１１を支持するテーブル１８において、前記可動領域側のプレート支持体１８ａは、他方のプレート支持体１８ｂに比べて短くなっている。また、キャリアプレート１１において、前記キャリア移載装置Ｔ1 の三角形状の移載ハンド７２を挿入するための三角形状のハンド挿入空間部１４がキャリアプレート１１の略中央部に形成されている。キャリア３０底面に三角形の３頂点に対応する位置に形成された各位置決め台座３１に嵌入される位置決めピン１３、及びキャリア３０が載置されたことを検知する着座センサ１５は、三角形状の前記ハンド挿入空間部１４の３頂点に対応するように、前記ハンド挿入空間部１４を形成するキャリアプレート１１の周縁部に取付けられている。なお、符号１９は、キャリア３０を位置決めされた状態で確実に固定しておくロック装置である。
図１，図３，及び図８を用いてバッファステージＢについて説明する。図８は、キャリア移載装置Ｔ1 によって、バッファステージＢのバッファプレート２１にキャリア３０が載置された状態を示すロードポート装置Ｆの斜視図である。バッファステージＢは、バッファプレート２１、補強板２２、及び位置決めピン２３からなる。バッファプレート２１は、略方形状の薄板及びその側端部から下方に起立した一対の側壁部を有する形状であり、カバー体３ａの下端部及び支持体１ａと連結した状態で固定されていて、カバー体３ｂの上部を覆っている。バッファプレート２１の上面部分は、キャリアステージＣのキャリアプレート１１と類似の形状であり、キャリア移載装置Ｔ1 の三角形状の移載ハンド７２を挿入するための略三角形状のハンド挿入空間部２４が形成されていると共に、キャリア移載装置Ｔ1 がキャリア３０をバッファプレート２１に載置する際に、移載アーム７１がバッファプレート２１と干渉しないように、バッファプレート２１における移載アーム７１の可動領域部分（本実施例では正面右側の手前部分）は切り欠かれている。所定幅の薄板からなる補強板２２は、ハンド挿入空間部２４を形成するバッファプレート２１の周縁部を所定幅で縁取るような形状で、バッファプレート２１上の周縁部に取付けられている。また、キャリアプレート１１における位置決めピン１３がハンド挿入空間部１４の３頂点に対応するように固定されているのと同様の構成で、キャリア３０底面の位置決め台座３１に嵌入される位置決めピン２３が、三角形状のハンド挿入空間部２４の３頂点に対応するように、補強板２２を介してバッファプレート２１の前記周縁部に固定されている。ここで、バッファプレート２１の位置決めピン２３及びハンド挿入空間部２４は、キャリアプレート１１の位置決めピン１３及びハンド挿入空間部１４と同一の構成になっていて、キャリアプレート１１がウェハ移載窓２から最も後退した位置にあるとき、ＸＹ平面（平面視）において、前記位置決めピン２３及びハンド挿入空間部２４と、キャリアプレート１１の位置決めピン１３及びハンド挿入空間部１４とは同一配置となっている。
なお、バッファプレート２１のハンド挿入空間部２４の形状は、キャリア移載装置Ｔ1 の移載ハンド７２がバッファプレート２１と干渉しない形状であれば、移載ハンド７２の形状と必ずしも対応する必要はない。但し、前記形状が対応しない場合には、キャリア３０を搭載した移載ハンド７２が前記ハンド挿入空間部２４に挿入されて、キャリア３０が位置決めピン２３によって係止された場合と、キャリアプレート１１のハンド挿入空間部１４に挿入されて前記キャリア３０が位置決めピン１３によって係止された場合とで、ＸＹ平面（平面視）における前記キャリア３０の位置が変わらないように、前記ハンド挿入空間部２４の形状と位置決めピン２３との配置関係を考慮する必要がある。
図２ないし図４を用いて、蓋体開閉装置Ｎ及びその昇降装置Ｕ1 について説明する。図４に示されるように、蓋体開閉装置Ｎは、ロードポート装置Ｆの背面側にある。蓋体開閉装置Ｎを構成する装置本体４１は、その下端部がガイドレール４５によって案内され、方向Ｘに沿って進退可能となる。図２及び図４に示されるように、装置本体４１の正面部（装着盤１の背面に対向する面）には、キャリア３０の蓋体３２を着脱するための係止爪機構４２と吸盤機構４３が設けられている。蓋体開閉装置Ｎの方向Ｘへの移動及び前記蓋体３２の着脱を行う駆動モータ、機械的機構等は、装置本体４１の背面部に取付けられた箱体４６内に収容されている。なお、図３及び図４に示されるように、蓋体開閉装置Ｎの昇降装置Ｕ1 は、装着盤１の背面における蓋体開閉装置Ｎの下端部中央に取付けられていて、カバー体４４内に収納されている。
次に、図２ないし図４を用いて、マッピング装置Ｍ及びその昇降装置Ｕ2 について説明する。図２に示されるように、前記昇降装置Ｕ2 は以下の部材より構成される。即ち、昇降装置Ｕ2 は、キャリアステージＣの側方下部（本実施例では、正面右下部）に配されたボールねじ５５、ボールねじ５５が回転自在となるようにその上下端部を支持するブラケット５２、ボールねじ５５下端部とカップリング５７を介して連結しているステッピングモータ５６、ステッピングモータ５６を作動させてボールねじ５５を回転させることによりボールねじ５５上を昇降するナット体５３、ナット体５３とガイド体６１を連結する連結部材５４、及びナット体５３の昇降に伴ってガイド体６１が昇降するのを導くガイドレール５８から構成される。装着盤１には、ガイドレールに平行な開口部５９が、ガイドレール５８と支持体１ａの間に位置するように形成されている。図３に示されるように、部材６１ａと部材６１ｂとが直交して断面略Ｌ字状をなすガイド体６１は、部材６１ｂを開口部５９に挿通させて、装着盤１の背面側に突出した部分においてマッピングフレーム６２と連結している。また、装着盤１の正面側の部材６１ａは連結部材５４と連結している。前記昇降装置Ｕ2 が上記の構成であるために、前記昇降装置Ｕ2 が装着盤１の正面側に大きく突出することはないので、キャリアステージＣより下方向にはキャリア３０を載置可能な空間が形成されることとなる。図４に示されるように、マッピング装置Ｍは、マッピング機構（図示せず）、マッピングフレーム６２、マッピングヘッド６３からなる。マッピングヘッド６３は、マッピングフレーム６２の上端部に、方向Ｙに沿って片持ち状態で取り付けられていて、マッピング機構は、マッピングヘッド６３に配設されている。マッピングヘッド６３は、蓋体開閉装置Ｎの前記箱体４６のほぼ直上に配置されている。
カバー体３は、方形状の薄板に両側端部から所定長さで起立した側壁を有する形状で、キャリアベースＣのテーブル１８より下方部分の装着盤１を覆っている。前記カバー体３は３つの部分から構成されており、装着盤１正面において、キャリアステージＣのテーブル１８の直下からバッファステージＢのバッファプレート２１上面までの部分を覆うカバー体３ａ、バッファステージＢのバッファプレート２１直下の所定長さ部分を覆うカバー体３ｂ、及びカバー体３ｂ下端から装着盤１の下端部までを覆うカバー体３ｃから構成されている。カバー体３ａの高さ（即ち、装着盤１からカバー体３ａまでの方向Ｘに沿った長さ）は、前記マッピング装置Ｍの昇降装置Ｕ2 、及びバッファプレート２１に載置されたキャリアの蓋体３２のいずれにもカバー体３ａが干渉しないように設計されている。このため、キャリア移載装置Ｔ1 の誤作動等でキャリア３０が前記昇降装置Ｕ2 に干渉するのを防止して、前記キャリア３０及び前記昇降装置Ｕ2 を保護できる。カバー体３ｂの高さ（即ち、装着盤１からカバー体３ｂまでの方向Ｘに沿った長さ）は、前記昇降装置Ｕ2 のステッピングモータ５６との干渉を避けて、カバー体３ａの高さよりも大きく形成されているので、カバー体３ｂは、カバー体３ａよりも正面手前側に張出した形状になっている。従って、上記形状を有するカバー体３ｂは、装着盤１におけるバッファプレート２１の取付部分を下から支持することができるので、バッファプレート２１を補強する効果も有する。カバー体３ｃの高さについては、自由に設定が可能であるが、カバー体３ｃが前記昇降装置Ｕ2 の前記ステッピングモータ５６と干渉しないように、カバー体３ｃの高さを全面的に大きくするか、或いは、作動時におけるステッピングモータ５６からの発熱を考慮して、ステッピングモータ５６に対応する部分を切り抜き、ステッピングモータ５６をカバー体３ｃから突出させて、カバー体３ｃとステッピングモータ５６との干渉を避けれはよい。本実施例におけるカバー体３ｃでは、カバー体３ｃの高さはカバー体３ａの高さと同値であるが、ステッピングモータ５６の形状に沿うようにカバー体３ｃを切り抜いて、ステッピングモータ５６がカバー体３ｃから突出している形状になっている。
次に、図４ないし図７を用いて、本発明に係るロードポート装置Ｆが設置された製造装置Ｅについて説明する。図５は、壁体Ｐに装着されたロードポート装置Ｆの正面及びキャリア載置棚Ｓを示した図であり、図６は、図５のＡ3 −Ａ3 線断面図である。ロードポート装置Ｆは、キャリアステージＣの突出方向がストックヤードＲ1 内に配されるように配置され、ストックヤードＲ1 とエンクロージャＲ2 を隔絶する壁体Ｐに形成されたロードポート装着空間Ｐｂに嵌め込まれ、壁体Ｐにボルト８１等で固定されて装着されている。即ち、ロードポート装置Ｆの正面側はストックヤードＲ1 側、同背面側はエンクロージャＲ2 側に臨んでいる。ロードポート装置Ｆは、方向Ｙに沿った製造装置Ｅの大きさによって、壁体Ｐに一体、或いは複数体並べて取付けられる。本実施例では、図５に示すように、ロードポート装置Ｆは２体並んで取付けられている。また、通常の製造装置Ｅでは、ロードポート装置Ｆと同数の外付ロードポートＬが備えられていて、外付ロードポートＬからロードポート装置ＦのキャリアステージＣまでのキャリアの移載は、プロセス処理装置Ｒ3 に対する進退方向Ｘに沿った同一直線上で行われる。なお、図中Ｐａは、製造装置Ｅのフレームである。
図５及び図６を用いて、ストックヤードＲ1 内に配設されたキャリア載置棚Ｓについて説明する。キャリア載置棚Ｓは、外付ロードポートＬに載置されたキャリア３０をストックヤードＲ1 内に収容する際に、キャリア３０を載置するための棚である。キャリア載置棚Ｓは、前記壁体Ｐ上に取付けられている。各キャリア載置棚Ｓは、製造装置Ｅの高さに合わせて、壁体Ｐに取付けられたロードポート装置Ｆの上下各方向に、所定間隔で取付けられている。本実施例では、キャリア載置棚Ｓは、２体の各ロードポート装置Ｆの上方に二箇所、下方に一箇所、それぞれ壁体Ｐに取付けられていて、各列に取付けられたキャリア載置棚Ｓを上から順にＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 とする。各キャリア載置棚Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 には、位置決め台座３１に嵌入してキャリア３０を係止する位置決めピン９１と、ハンド挿入空間部（図示せず）が形成されている。同列に配されたロードポート装置Ｆ及びキャリア載置棚Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 において、キャリア移載装置Ｔ1 の移載ハンド７２に搭載されたキャリアが、該ハンド挿入空間に挿入されて位置決めピン９１を介してキャリア載置棚Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 のいずれかに載置されたとき、ＸＹ平面（平面視）における前記キャリアの位置は、キャリアプレート１１が最もウェハ移載窓２から後退した位置にあるときに、前記キャリアが前記キャリアプレート１１上に載置された位置と合致する。なお、キャリア載置棚Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 には着座ピン９２が形成されていて、キャリア３０をキャリア載置棚Ｓに載置した際、着座ピン９２上にキャリア３０の底面が当接するようにして、載置されたキャリア３０の安定化を図っている。
図８を参照して、キャリア移載装置Ｔ1 について説明する。キャリア移載装置Ｔ1 は、ストックヤードＲ1 内に配置されていて、製造装置Ｅの高さ方向Ｚに沿って、ストックヤードＲ1 の側壁内面に固定された昇降機構７７、一端を昇降機構７７に固定されて方向Ｙに沿って配設されたレール７５、該レール７５に嵌合されて該レール７５に沿ってスライドする水平移動機構７６、該水平移動機構７６に回動可能に固定された移載アーム７１、及び該移載アーム７１の先端に回動可能に取付けられた移載ハンド７２からなる。移載アーム７１は、ユニット７１ａとユニット７１ｂから構成されて、ユニット７１ａの一端は水平移動機構７６に回動軸７８により回動可能に固定され、他端は回動軸７４を介してユニット７１ｂの一端と連結している。ユニット７１ｂの他端は、移載ハンド７２と連結している。三角形状の移載ハンド７２には、各頂点に係止ピン７３が取付けられている。三箇所の係止ピン７３は、キャリア３０の底面において三角形の各頂点に配置された三箇所の位置決め台座３１に対応して配置されている。
次に、図７及び図８を用いて、製造装置Ｅに搬送されたキャリア３０がバッファステージＢに一時保管され、そこからキャリアステージＣに移載される手順を説明する。本実施例では、ロードポート装置Ｆが２体設置されているが、その内の１体に着目し、そのロードポート装置Ｆと方向Ｘに沿って同一直線上にある外付ロードポートＬから前記ロードポート装置Ｆへの移載について説明する。まず、製造装置Ｅに搬送されたキャリア３０は、蓋体３２が製造装置Ｅ内への導入口に対向するように、製造装置Ｅの最前面に設置されている前記外付ロードポートＬに受け取られる。キャリア移載装置Ｔ1 を構成する昇降機構７７により、水平移動機構７６の嵌合したレール７５が昇降して、所定高さで停止する。次に、水平移動機構７６は方向Ｙに沿ってレール７５をスライドし、外付ロードポートＬの位置で停止する。移載アーム７１は、ユニット７１ａ，７１ｂ、及び移載ハンド７２を回動させながら伸長し、該移載ハンド７２を外付ロードポートＬ上に載置されたキャリア３０の底面下に挿入する。移載アーム７１及び移載ハンド７２を僅かに上昇させて、キャリア３０底面の３箇所の位置決め台座３１に、移載ハンド７２の係止ピン７３をそれぞれ嵌入させる。次に、移載アーム７１を僅かに上昇させて、前記キャリア３０を下方から完全に移載ハンド７２で支持した状態にする。次に、前記移載アーム７１はユニット７１ａ，７１ｂ、及び移載ハンド７２を回動させながら収縮して外付ロードポートＬから後退する。これに続けて移載アーム７１は、ユニット７１ａ，７１ｂ、及び移載ハンド７２を回動させて伸長しながら、キャリア３０の蓋体３２が前方に向いた状態で、前記キャリア３０を方向Ｘに沿ってロードポート装置ＦのバッファステージＢへと前進する。このとき、水平移動機構７６の三次元（ＸＹＺ）方向の位置は固定させた状態でよい。次に、伸長した前記移載アーム７１は、前記キャリア３０を支持している移載ハンド７２をバッファプレート２１のハンド挿入空間部２４より僅かに上方に挿入する。前記移載アーム７１を僅かに下降させて、前記キャリア３０底面の各位置決め台座３１にバッファプレート２１の位置決めピン２３を嵌入させる。このとき、各位置決め台座３１内に形成された溝には、内側に移載ハンド７２の係止ピン７３が、外側にバッファプレート２１の位置決めピン２３が、両者干渉せずに嵌入されている。次に、移載アーム７１を下降させて、移載ハンド７２の係止ピン７３を完全に位置決め台座３１から脱離させると、キャリア３０は、その位置決め台座３１に前記位置決めピン２３が嵌入した状態で、バッファプレート２１に載置される。最後に、移載アーム７１は、ユニット７１ａ，７１ｂ及び移載ハンド７２をそれぞれ回動させて収縮し、前記移載ハンド７２をハンド挿入空間部２４から後退させる。
次に、バッファプレート２１上に載置されたキャリア３０を、キャリアステージＣのキャリアプレート１１上に移載する手順について説明する。まず、キャリア移載装置Ｔ1 の移載アーム７１の位置に応じて、昇降機構７７及び水平移動機構７６を作動させて、移載するキャリア３０の正面まで前記移載アーム７１を移動させる。移載アーム７１はユニット７１ａ，７１ｂ及び移載ハンド７２を回動させながら伸長し、バッファプレート２１よりも僅かに下方になるように、バッファプレート２１のハンド挿入空間部２４に移載ハンド７２を挿入する。次に、前記移載ハンド７２を僅かに上昇させて、前記移載ハンド７２の各係止ピン７３をキャリア３０底面の各位置決め台座３１にそれぞれ嵌入させる。このとき、各位置決め台座３１内の溝には、内側に前記係止ピン７３が、外側にバッファプレート２１の位置決めピン２３が、両者干渉することなく嵌入されている。次に、前記移載ハンド７２を僅かに上昇させて、前記位置決めピン２３を位置決め台座３１から完全に脱離させ、前記キャリア３０を下方から完全に移載ハンド７２で支持した状態にする。そして、移載アーム７１はユニット７１ａ，７１ｂ及び移載ハンド７２を回動させて収縮し、キャリア３０を方向Ｘに沿って後退させて、バッファステージＢから完全に撤退させる。
次に、昇降機構７７によりレール７５をほぼキャリアステージＣのキャリアプレート１１の高さに至るまで上昇させて、前記移載アーム７１を上昇させる。このとき、キャリアプレート１１は、スライド機構１２によりウェハ移載窓２から最も後退した位置までスライドしている。次に、移載アーム７１はユニット７１ａ，７１ｂ及び移載ハンド７２を回動させながら伸長していき、キャリア３０を方向Ｘに沿って前進させて、キャリア３０を支持した移載ハンド７２を、キャリアプレート１１よりも僅かに上方になるようにキャリアプレート１１のハンド挿入空間部１４に挿入させる。前記移載ハンド７２を僅かに下降させて、キャリア３０底面の位置決め台座３１にキャリアプレート１１上の位置決めピン１３を嵌入させる。このとき、各位置決め台座３１内の溝には、内側に移載ハンド７２の係止ピン７３が、外側に前記位置決めピン１３が干渉することなく嵌入されている。次に、前記移載ハンド７２を下降させていくと、前記位置決めピン１３は確実に前記位置決め台座３１内に嵌入されると共に、前記移載ハンド７２の係止ピン７３は、前記位置決め台座３１内から脱離する。これによって、キャリア３０は、前記位置決めピン１３を位置決め台座３１に嵌入させた状態で、キャリアプレート１１上に載置される。最後は、移載アーム７１はユニット７１ａ，７１ｂ及び移載ハンド７２を回動させながら収縮していき、移載ハンド７２が方向Ｘに沿って後退する。キャリア３０が載置されたキャリアプレート１１は、スライド機構１２により、キャリア３０の蓋体３２がウェハ移載窓２に当接するまで、ウェハ移載窓２に向かって前進する。
上記の手順は、外付ロードポートＬからキャリア載置棚Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 にキャリア３０を移載する手順と同一である。従って、外付ロードポートＬに搬送されたキャリア３０をストックヤードＲ1 内に収容する際、バッファステージＢがロードポート装置Ｆに取付けられたことによって、キャリア載置棚Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 以外にキャリア３０を載置するスペースが、１体のロードポート装置Ｆにつき１台分増えることになる。このため、限られた空間であるストックヤードＲ1 内のキャリアの収容容量が増加する。また、ロードポート装置ＦにおいてバッファステージＢはキャリアステージＣのテーブル１８直下に形成されているので、キャリア３０をバッファステージＢのバッファプレート２１からキャリアステージＣのキャリアプレート１１に移載する距離は、ストックヤードＲ1 内のキャリア載置棚Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 から移載する距離よりも短い。更に、外付ロードポートＬと前記バッファプレート２１の高さはほぼ同一である。従って、ストックヤードＲ1 内でバッファステージＢが空いている場合には、外付ロードポートＬからキャリア３０を移載する際、キャリア載置棚Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 よりもバッファステージＢに移載した方が、キャリア移載距離が短縮されて作業効率が上昇する。
キャリア３０がキャリアプレート１１に載置されて、キャリア３０がウェハ移載窓２に当接するまで前進した後は、周知の手順で、前記キャリア３０内に収納されたウェハＷがプロセス処理装置Ｒ3 にてウェハ処理される。即ち、まず、蓋体開閉装置Ｎが作動して、キャリア３０が開蓋され、蓋体開閉装置Ｎは蓋体３２と共に、昇降装置Ｕ1 により下降する。次に、マッピング装置Ｍが、キャリア３０内で多段状に収納されているウェハＷの存否等を検出しながら昇降装置Ｕ2 により下降する。検出後、ウェハＷはウェハ搬送ロボットＴ2 によって取り出され、プロセス処理装置Ｒ3 内に搬送されて処理される。前記プロセス処理装置Ｒ3 内に搬送されたウェハＷは、ウェハボートＶに多段状に多数枚収納され、前記ウェハＷはウェハボートＶごと化学処理される。前記処理が終了すると、ウェハ搬送ロボットＴ2 によって、ウェハボートＶに収納されていた処理済ウェハＷ’は、キャリア３０内に戻されて再収納される。次に、マッピング装置Ｍが上昇しながらキャリア３０内のウェハＷ’を検出していく。検出終了後には、蓋体開閉装置Ｎと共に下降していたキャリア３０の蓋体３２が上昇して、キャリア３０の開口部分に取付けられる。その後、キャリアプレート１１がウェハ移載窓２からスライドして、キャリア３０はウェハ移載窓２より後退する。
前記キャリア３０がウェハ移載窓２から方向Ｘに沿って後退し、最も後退した位置に至ると、キャリア３０は、キャリア移載装置Ｔ1 により、キャリアプレート１１から外付ロードポートＬに移載されるか、或いは、一時バッファステージＢのバッファプレート２１、又はキャリア載置棚Ｓに保管されてから、外付ロードポートＬに移載される。外付ロードポートＬに移載されたキャリア３０は、キャリア搬送システムにより製造装置Ｅから搬送され、次の工程に進んでいく。ここで、キャリアステージＣからバッファステージＢに一時保管されてから外付ロードポートＬに移載される際は、上記した「キャリア３０を外付ロードポートＬからバッファステージＢ、そしてキャリアステージＣへと移載する」手順と全く逆の手順をたどればよい。
本発明のバッファステージＢは、ロードポート装置Ｆに取付ける以外に、外付ロードポートＬに取付けることも可能である。これにより、製造装置Ｅの外側にもキャリア３０の保管場所が確保されることになり、クリーンルーム内のキャリア３０の高収容量化に効果的である。
ロードポート装置Ｆの全体斜視図である。 ロードポート装置Ｆの正面図である。 図２のＡ1 −Ａ1 線断面図である。 図２のＡ2 −Ａ2 線断面図である。 壁体Ｐに装着されたロードポート装置Ｆの正面及びキャリア載置棚Ｓを示した図である。 図５のＡ3 −Ａ3 線断面図である。 製造装置Ｅの縦断面図である。 キャリア移載装置Ｔ1 によって、バッファステージＢのバッファプレート２１にキャリア３０が載置された状態を示すロードポート装置Ｆの斜視図である。 従来のロードポート装置Ｆ’の全体斜視図である。
符号の説明
Ｂ ：バッファステージ
Ｃ ：キャリアステージ
Ｅ ：半導体製造装置（製造装置）
Ｆ ：ロードポート装置
Ｐ ：壁体
Ｒ1 ：ストックヤード
Ｒ3 ：プロセス処理装置
Ｔ1 ：キャリア移載装置
Ｗ ：ウェハ
Ｘ ：プロセス処理装置に対するキャリアプレートの進退方向
１ ：装着盤
２ ：ウェハ移載窓
３ ：カバー体
１１：キャリアプレート
１３：キャリアプレートの位置決めピン
１４：キャリアプレートのハンド挿入空間部
１８：テーブル
２１：バッファプレート
２３：バッファプレートの位置決めピン
２４：バッファプレートのハンド挿入空間部
３０：ウェハキャリア（キャリア）
３１：位置決め台座
３２：蓋体
７１：移載アーム
７２：移載ハンド

Claims (4)

  1. 製造過程にあるウェハを収納したウェハキャリアを一時保管するための半導体製造装置におけるストックヤードと、前記ウェハを処理するためのプロセス処理装置とを隔絶する壁体の手前側に装着されて、前記プロセス処理装置との間で受渡しを行うウェハを収納したウェハキャリアを載置するキャリアステージを備え、
    前記キャリアステージは、前記壁体に固定される装着盤と、当該装着盤に設けられたウェハ移載窓の下端縁に手前側に向けて水平に設けられたテーブルと、当該テーブルの上面に配設されて、前記ウェハキャリアを載置した状態で前記プロセス処理装置に対して進退するキャリアプレートと、を備えたロードポート装置であって、
    前記テーブルの直下にバッファプレートを水平に配置して、前記ウェハキャリアを一時保管するためのバッファステージを形成したことを特徴とするロードポート装置。
  2. 前記キャリアプレートには、当該キャリアプレートに対するウェハキャリアの位置決めを行う複数の位置決めピンと、下方からウェハキャリアを支持して前記キャリアプレートに対してウェハキャリアを着脱させて移載するキャリア移載装置の移載ハンドとの干渉を回避するハンド挿入空間部とが形成され、
    前記バッファプレートには、前記キャリアプレートの後退位置において平面視で同一配置となるように前記位置決めピン、及びハンド挿入空間部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のロードポート装置。
  3. 前記半導体製造装置の最前面のロードポートに載置されたウェハキャリアは、キャリア移載装置の移載アームを前記プロセス処理装置に対する進退方向に沿って作動させるのみで前記バッファステージに移載可能なように、前記ロードポートとバッファプレートは、ほぼ同一高さに配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のロードポート装置。
  4. 前記装着盤において、前記キャリアステージより下方部分に、マッピング装置の昇降装置を覆うカバー体が装着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ロードポート装置。
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