JP2011018731A - ウェハ分岐搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェハを高速に分岐搬送することができ、しかも比較的コンパクトなウェハ分岐搬送装置を提供する。
【解決手段】ウェハ分岐搬送装置１は、支柱３が間欠的に等角度ずつ旋回すると各停止位置においてピックアップ手段１０ａとポート６とが整合する。ピックアップ手段１０ａは、ウェハ吸着部１１がウェハＷから退避する第１の位置とウェハＷに近接する第２の位置とをとり、弾性部材１２によって第１の位置に向かって付勢されている。また、押下手段２０ａは、ピックアップ手段１０ａから上方に間隔をあけた待機位置とピックアップ手段１０ａを押下げる押下位置との間で往復運動可能なヘッド２１を備え、ピックアップ手段１０ａが停止する度毎に、ヘッド２１が待機位置と押下位置との間で往復運動することにより、ピックアップ手段１０ａが第１の位置から第２の位置に移動した後に第１の位置に戻る。
【選択図】図３

Description

本発明は、前工程から搬送されてきたウェハを複数の後工程に分岐搬送するためのウェハ分岐搬送装置に関する。

一般に、半導体製造工程は多数のウェハ処理工程および検査工程からなり、ウェハ搬送装置によって前工程から後工程へのウェハ搬送がなされている。また、ウェハは、所定の順序に従って搬送される場合もあるし、前工程で行われた検査の結果に応じて分岐搬送される場合もある。

従来のウェハ搬送装置として、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。図７に示すように、このウェハ搬送装置１００は、第１搬送路１０１と、該搬送路１０１に沿って配置された複数のローダ／アンローダ１０５と、第１搬送路１０１に直行する第２搬送路１０２と、該搬送路１０２の両脇に配置された洗浄、エッチング等の複数の処理工程１０６とを備える。そして、第１搬送路１０１上を移動する第１ロボット１０３がローダ／アンローダ１０５からウェハを受け取ると、第２搬送路１０２上を移動する第２ロボット１０４が第１ロボット１０３から該ウェハを受け取り、いずれかの処理工程１０６に搬送するようになっている。また、処理が終わったウェハは、逆の順序でローダ／アンローダ１０５に戻されるか、別の処理工程１０６に搬送される。

このウェハ搬送装置１００は、各工程間におけるウェハ搬送の自由度が高い。すなわち、ウェハ毎に各工程の実行順序を任意に変更することができる。したがって、このウェハ搬送装置１００によれば、少量多品種の半導体製品を効率よく生産することができる。

特開２００２−７６０８８号公報

しかしながら、この従来のウェハ搬送装置１００は、ウェハの搬送が搬送路１０１、１０２上を移動するロボット１０３、１０４によって行われるので、前工程が終了したウェハを高速かつ連続的に後工程に分岐搬送するような用途には適していない。また、ロボット１０３、１０４が安全に移動するためには、搬送路１０１、１０２のスペースを十分に確保する必要があり、装置が全体として大型化してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、ウェハを高速に分岐搬送することができ、しかも比較的コンパクトなウェハ分岐搬送装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るウェハ分岐搬送装置は、基台と、前記基台のまわりに等角度間隔に配置された３以上のポートとを備え、一のポートに搬送されてきたウェハをピックアップして別のポートに分岐搬送するウェハ分岐搬送装置であって、前記基台上に立設され、軸のまわりに旋回可能な支柱と、前記支柱を旋回させる駆動手段と、前記支柱から前記等角度間隔で放射状に延びる複数の支持アームと、前記支持アームのそれぞれの先端部に設けられたピックアップ手段と、前記ポートのそれぞれの上方において、前記ピックアップ手段を挟んで、前記ポートに対向するように固定された押下手段と、少なくとも前記駆動手段および前記押下部を同期制御する制御部とをさらに備え、前記支柱は、間欠的に前記等角度ずつ旋回せしめられ、前記支柱の各停止位置において前記ピックアップ手段と前記ポートとが整合するようになっており、前記ピックアップ手段は、上下方向に所定長さを有し、下端にウェハを一時的に保持するためのウェハ吸着部が設けられるとともに、前記支持アームに対して上下方向に往復運動可能に支持されて、前記ウェハ吸着部が前記ポート上に置かれたウェハから上方に退避する第１の位置と、前記ウェハ吸着部が前記ポート上に置かれたウェハに近接し、ウェハを保持またはリリースする第２の位置とをとり得るようになっており、さらに、前記ピックアップ手段は、前記ピックアップ手段と前記支持アームの間に設けられた弾性部材によって、前記第１の位置に向かって付勢されており、また、前記押下手段は、前記ピックアップ手段の上端から上方に所定間隔をあけた待機位置と、前記ピックアップ手段を押下げる押下位置との間で、上下方向に往復運動可能なヘッドを備え、前記ピックアップ手段が各停止位置をとる度毎に、前記ヘッドが前記待機位置から前記押下位置に一旦移動した後に前記待機位置に戻ることにより、前記ピックアップ手段が前記第１の位置から前記第２の位置に一旦移動した後に前記第１の位置に戻るよう構成されている。

上記ウェハ分岐搬送装置において、前記ウェハ吸着部はシリコン系樹脂からなる吸着パットからなり、前記吸着パットは管路を介してポンプに接続され、前記管路の途中には前記制御部によって開閉せしめられるバルブが設けられていることが好ましい。

また、上記ウェハ分岐搬送装置において、前記所定間隔は１０〜２０ｍｍであることが好ましい。

本発明によれば、入力ポートに連続的に搬送されてきたウェハを順次ピックアップして、複数の出力ポートの中から選択された一の出力ポートに該ウェハを高速に分岐搬送することができ、しかも比較的コンパクトなウェハ分岐搬送装置を提供することができる。

本発明に係るウェハ分岐搬送装置が備えられる半導体製造工程の一例を示すブロック図である。 本発明に係るウェハ分岐搬送装置の模式図であって、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側断面図である。 ピックアップ手段および押下手段の具体的な構成を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 ピックアップ手段および押下手段の動作を説明するための図である。 ポートおよびピックアップ手段の数を３とした場合の、本発明に係るウェハ分岐搬送装置の模式上面図である。 入力ポートの数を２とした場合の、本発明に係るウェハ分岐搬送装置の模式上面図である。 従来のウェハ搬送装置のブロック図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係るウェハ分岐搬送装置の好ましい実施形態について説明する。

本発明に係るウェハ分岐搬送装置は、例えば、図１に示すような半導体製造工程で使用される。この半導体製造工程は、検査工程４０（前工程）と、Ａ工程４１、Ｂ工程４２およびＣ工程４３（後工程）とから構成され、これらの工程の相互接続点に本発明に係るウェハ分岐搬送装置１が配置されている。

この半導体製造工程において、ウェハは、検査工程４０で検査された後にウェハ分岐搬送装置１の入力ポート６に搬送される。これとともに、検査結果がウェハ分岐搬送装置１の制御部３０に送信される。そして、制御部３０の制御下でウェハ分岐搬送装置１が動作することにより、入力ポート６に搬送されてきたウェハは、出力ポート７ａ〜ｃのいずれかのポートに分岐搬送され、そこからＡ工程４１、Ｂ工程４２またはＣ工程４３に搬送される。検査工程４０でウェハの厚さｄが検査される場合は、例えば、ｄ＜１１０μｍのウェハはＡ工程４１に、１１０≦ｄ＜１２０μｍのウェハはＢ工程４２に、・・・といった具合に、制御部３０は厚さｄに応じて搬送先を決定する。

図２は、本発明に係るウェハ分岐搬送装置１を模式的に表した図であって、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側断面図である。これらの図に示すように、ウェハ分岐搬送装置１は、基台２と、基台２の周りに等角度間隔に配置された入力ポート６および３つの出力ポート７ａ〜ｃを備え、入力ポート６に搬送されてきたウェハをいずれかの出力ポート７ａ〜ｃに分岐搬送する。図２に示す一実施形態では、計４つのポートが備えられているので、各ポートの角度間隔は９０°である。

また、ウェハ分岐搬送装置１は、基台２上に立設され、軸のまわりに旋回可能な支柱３と、支柱３を旋回させる駆動手段４と、支柱３から９０°間隔で水平放射状に延びる複数の支持アーム５とを備え、各支持アーム５の先端部にはピックアップ手段１０ａ〜ｄが設けられている。また、入力ポート６および出力ポート７ａ〜ｃの上方には、ピックアップ手段１０ａ〜ｄを挟んで、各ポート６、７ａ〜ｃに対向するような位置に固定された押下手段２０ａ〜ｄが備えられている。これらのうち、駆動手段４および押下手段２０ａ〜ｄは、不図示の制御部３０（図１参照）によって同期制御されている。

支柱３は、制御部３０の制御下にある駆動手段４によって間欠的に９０°ずつ旋回せしめられ、支柱３の各停止位置においてピックアップ手段１０ａ〜ｄと各ポート６、７ａ〜ｃとが整合するようになっている。例えば、支柱３が時計回りに９０°旋回すると、ピックアップ手段１０ａは入力ポート６に整合した位置から出力ポート７ａに整合した位置に移動する。そして、支柱３がさらに９０°旋回すると、ピックアップ手段１０ａは出力ポート７ａに整合した位置から出力ポート７ｂに整合した位置に移動する。他のピックアップ手段１０ｂ〜ｄも同様に、支柱３が９０°旋回する度毎に、隣のポートに整合した位置に順次移動していく。

次に、図３および図４を参照して、ピックアップ手段および押下手段の具体的な構成と動作について説明する。なお、ここでは、入力ポート６とピックアップ手段１０ａとが整合している状態、すなわち入力ポート６と押下手段２０ａとの間でピックアップ手段１０ａが停止している状態を一例に挙げて説明する。

ピックアップ手段１０ａは、下端にウェハＷを一時的に保持するためのウェハ吸着部１１が設けられ、上端１３は押下手段２０ａに向かって突出したロッド状を有している。また、ピックアップ手段１０ａは、支持アーム５に対して上下方向に往復運動可能に支持されており、ウェハ吸着部１１が入力ポート６上に置かれたウェハＷから上方に退避する第１の位置（図４（Ａ）（Ｃ））と、ウェハ吸着部１１が入力ポート６上に置かれたウェハＷに近接し、ウェハＷを保持またはリリースする第２の位置（図４（Ｂ））とをとり得るようになっている。

また、ピックアップ手段１０ａは、ピックアップ手段１０ａと支持アーム５との間に設けられた２つのスプリング１２によって第１の位置に向かって付勢されている。このため、後述する押下手段２０ａによって押下げられない限り、ピックアップ手段１０ａは第１の位置をとる。

ピックアップ手段１０ａの下端に設けられたウェハ吸着部１１は、ピックアップ時にウェハＷに与える衝撃を緩和するために、シリコン系樹脂からなる傘状の吸着パットであることが好ましい。吸着パットは不図示の管路を介してポンプに接続され、この管路の途中には制御部３０によって開閉せしめられるバルブが設けられている。これにより、後述する押下手段２０ａの動作と、ウェハ吸着部１１によるウェハＷの保持／リリースを同期させることができる。

押下手段２０ａは、ピックアップ手段１０ａの上端１３から上方に所定間隔をあけた待機位置（図４（Ａ）（Ｃ））と、ピックアップ手段１０ａを押下げる押下位置（図４（Ｂ））との間で、上下方向に往復運動可能なヘッド２１を備えている。待機位置をとるヘッド２１と第１の位置をとる各ピックアップ手段１０ａ〜ｄの上端１３とは、旋回中に衝突することがない範囲で極力近接させておくことが好ましく、上記所定間隔は例えば１０〜２０ｍｍである。

ヘッド２１の往復運動も、制御部３０によって制御されている。つまり、本発明に係るウェハ分岐搬送装置１では、支柱３の旋回と、ヘッド２１の往復運動と、バルブの開閉（ウェハ吸着部１１によるウェハＷの保持／リリース）とが、いずれも制御部３０によって同期制御される。

支柱３の旋回に伴って、ピックアップ手段１０ａが入力ポート６に整合する位置で停止すると（図４（Ａ））、制御部３０は押下部２０ａのヘッド２１を待機位置から押下位置に移動させる。これにより、ピックアップ手段１０ａがスプリング１２の付勢力に逆らって押下げられ、ピックアップ手段１０ａは第１の位置から第２の位置に移動する。前記の通り、待機位置をとるヘッド２１と第１の位置をとる各ピックアップ手段１０ａ〜ｄとの間には間隔が設けられているが、その間隔は僅か１０〜２０ｍｍ程度なので、ヘッド２１が下降を開始してからピックアップ手段１０ａが下降を開始するまでのタイムラグはほとんど発生しない。

ピックアップ手段１０ａが第２の位置に移動すると、制御手段３０は、吸着パットとポンプとを繋ぐ管路の途中に設けられたバルブを開け、ウェハＷを吸着パットに保持させる（図４（Ｂ））。

ウェハＷの保持が完了すると、制御部３０は、押下部２０ａのヘッド２１を押下位置から待機位置に移動させる。そして、ピックアップ手段１０ａは、スプリング１２の付勢力により、第２の位置から第１の位置に移動する（図４（Ｃ））。図４の各図に示すように、支持アーム５の下面にはワッシャー状の緩衝部材１４が取り付けられており、ピックアップ手段１０ａは緩衝部材１４に当接して第１の位置をとる。緩衝部材１４は主にゴムから構成されているので、第１の位置に移動した際にピックアップ手段１０ａが振動し、保持されているウェハＷの落下するのを防ぐことができる。

以上により、ウェハＷのピックアップが完了する。

ウェハＷをリリースする場合は、上記と反対の動作が行われる。すなわち、ウェハＷを保持したピックアップ手段１０ａが入力ポート６に整合する位置で停止すると（図４（Ｃ））、制御部３０は押下部２０ａのヘッド２１を待機位置から押下位置に移動させ、ピックアップ手段１０ａを第１の位置から第２の位置に移動させる。これとともに、制御手段３０はバルブを閉じ、ウェハＷをリリースさせる（図４（Ｂ））。

ウェハＷのリリースが完了すると、制御部３０は、押下部２０ａのヘッド２１を押下位置から待機位置に移動させる。そして、ピックアップ手段１０ａは、スプリング１２の付勢力により、第２の位置から第１の位置に移動する（図４（Ａ））。以上により、ウェハＷのリリースが完了する。

結局、本発明に係るウェハ分岐搬送装置によれば、入力ポートと出力ポートが基台の周りに等角度間隔で配置され、支柱の旋回運動によりウェハの搬送が行われるので、装置全体を比較的コンパクトにすることができる。また、本発明に係るウェハ分岐搬送装置によれば、ピックアップ手段と押下手段とを切り離してピックアップ手段だけを旋回させるようにしたので、支柱を旋回させる際の負荷が軽減され、ウェハを高速に搬送することができる。

さらに、本発明に係るウェハ分岐搬送装置によれば、４つのポートと４つのピックアップ手段とがそれぞれ整合するようになっているので、ウェハを連続的にかつ高速に搬送することができる。例えば、図２（Ａ）を参照して、ピックアップ手段１０ａによって入力ポート６に置かれているウェハが出力ポート７ａへ搬送されると、次のウェハを搬送するべく、ピックアップ手段１０ｄが入力ポート６上に来ているので、ピックアップ手段１０ａをわざわざ入力ポート６上に戻す必要がなく、ウェハを連続的にかつ高速に搬送することができる。

以上、本発明に係るウェハ分岐搬送装置の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、ポートおよびピックアップ手段の数をそれぞれ４としたが、３以上の任意の数に変更することができる。図５に示すように、ポート６、７ａ、７ｂおよびピックアップ手段１０ａ〜ｄの数を３とした場合は、ポート６、７ａ、７ｂおよびピックアップ手段１０ａ〜ｄは１２０°間隔で配置される。

また、入力ポートは１つに限定されず、図６に示すように、２つの入力ポート６ａ、６ｂと２つの出力ポート７ａ、７ｂを備えるようにすることもできる。

１ ウェハ分岐搬送装置
２ 基台
３ 支柱
４ 駆動手段
５ 支持アーム
６ 入力ポート
７ａ〜ｃ 出力ポート
１０ａ〜ｄ ピックアップ手段
１１ ウェハ吸着部
１２ スプリング（弾性部材）
１３ 上端
１４ 緩衝部材
２０ａ〜ｄ 押下手段
２１ ヘッド
３０ 制御部

Claims (3)

1. 基台と、前記基台のまわりに等角度間隔に配置された３以上のポートとを備え、一のポートに搬送されてきたウェハをピックアップして別のポートに分岐搬送するウェハ分岐搬送装置であって、
   前記基台上に立設され、軸のまわりに旋回可能な支柱と、
   前記支柱を旋回させる駆動手段と、
   前記支柱から前記等角度間隔で放射状に延びる複数の支持アームと、
   前記支持アームのそれぞれの先端部に設けられたピックアップ手段と、
   前記ポートのそれぞれの上方において、前記ピックアップ手段を挟んで、前記ポートに対向するように固定された押下手段と、
   少なくとも前記駆動手段および前記押下部を同期制御する制御部と、
   をさらに備え、
   前記支柱は、間欠的に前記等角度ずつ旋回せしめられ、前記支柱の各停止位置において前記ピックアップ手段と前記ポートとが整合するようになっており、
   前記ピックアップ手段は、上下方向に所定長さを有し、下端にウェハを一時的に保持するためのウェハ吸着部が設けられるとともに、前記支持アームに対して上下方向に往復運動可能に支持されて、前記ウェハ吸着部が前記ポート上に置かれたウェハから上方に退避する第１の位置と、前記ウェハ吸着部が前記ポート上に置かれたウェハに近接し、ウェハを保持またはリリースする第２の位置とをとり得るようになっており、
   さらに、前記ピックアップ手段は、前記ピックアップ手段と前記支持アームの間に設けられた弾性部材によって、前記第１の位置に向かって付勢されており、
   また、前記押下手段は、前記ピックアップ手段の上端から上方に所定間隔をあけた待機位置と、前記ピックアップ手段を押下げる押下位置との間で、上下方向に往復運動可能なヘッドを備え、
   前記ピックアップ手段が各停止位置をとる度毎に、前記ヘッドが前記待機位置から前記押下位置に一旦移動した後に前記待機位置に戻ることにより、前記ピックアップ手段が前記第１の位置から前記第２の位置に一旦移動した後に前記第１の位置に戻ることを特徴とするウェハ分岐搬送装置。
2. 前記ウェハ吸着部はシリコン系樹脂からなる吸着パットからなり、
   前記吸着パットは管路を介してポンプに接続され、前記管路の途中には前記制御部によって開閉せしめられるバルブが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のウェハ分岐搬送装置。
3. 前記所定間隔が、１０〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載のウェハ分岐搬送装置。

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