JP2011077127A - Carrying device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、搬送装置に関する。 The present invention relates to a transfer device.
半導体装置の製造において、ウエハを搬送する場合、例えば、特許文献1に記載されているように、搬送アームを有した搬送装置が用いられる。搬送アームの先端にはピック(又はハンド)が取り付けられており、ウエハはピックの上に載せられて搬送される。 In manufacturing a semiconductor device, when a wafer is transferred, for example, a transfer device having a transfer arm is used as described in Patent Document 1. A pick (or hand) is attached to the tip of the transfer arm, and the wafer is transferred on the pick.
また、ウエハをピックの上に載せて搬送する場合、ウエハがピックに受け渡されたか否かを確認するため、処理ユニットの処理室に接続された搬送室に、ウエハ有無確認用の光学式センサを取り付けて確認を行っている。 In addition, when a wafer is transported on a pick, an optical sensor for confirming the presence of the wafer is placed in a transport chamber connected to the processing chamber of the processing unit in order to check whether the wafer has been delivered to the pick. Is installed and checked.
しかしながら、光学式センサには、少なくとも光源が必要である。このために、搬送室、又は処理ユニットの処理室のような真空チャンバに、窓を取り付けなければならない。また、ウエハの裏面、又は表面の光学的状態によっては、光学式センサが正常に機能しないことがある。 However, an optical sensor requires at least a light source. For this purpose, windows must be attached to a vacuum chamber such as a transfer chamber or a processing chamber of a processing unit. Further, depending on the optical state of the back surface or front surface of the wafer, the optical sensor may not function normally.
この発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、真空チャンバに窓を取り付けなくても、また、搬送体の裏面又は表面の光学的状態にも関わらずに、搬送体が搬送装置に受け渡されたか否かを検出することができる搬送装置を提供する。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the transport body is received by the transport device without attaching a window to the vacuum chamber and regardless of the optical state of the back surface or the front surface of the transport body. Provided is a transport device capable of detecting whether or not it has been passed.
上記課題を解決するため、この発明の一態様に係る搬送装置は、搬送体を搬送する搬送装置であって、伸縮及び旋回可能に構成された回転・伸縮部と、前記回転・伸縮部の先端に設けられ、前記搬送体が載置されるピックと、前記ピック内に設けられた高電位側内部電極及び低電位側内部電極を含む、前記搬送体を前記ピックに静電吸着させるジョンセン−ラーベック型の静電吸着機構と、前記ピック上に前記搬送体の有無に関わらずに、前記高電位側内部電極から前記低電位側内部電極に向かって流れる微小電流を検出し、前記微少電流の増減に基づいて、前記ピック上に前記搬送体が有るか無ないかを判定する判定器と、を具備する。 In order to solve the above-described problem, a transport apparatus according to an aspect of the present invention is a transport apparatus that transports a transport body, and is configured to be capable of extending and contracting and rotating, and a distal end of the rotating and expanding / contracting section. And a pick on which the transport body is placed, and a high-potential side internal electrode and a low-potential side internal electrode provided in the pick. And detecting a minute current flowing from the high potential side internal electrode toward the low potential side internal electrode regardless of the presence or absence of the carrier on the pick, and increasing or decreasing the minute current And a determiner for determining whether or not the carrier is present on the pick.
この発明によれば、真空チャンバに窓を取り付けなくても、また、搬送体の裏面又は表面の光学的状態にも関わらずに、搬送体が搬送装置に受け渡されたか否かを検出することができる搬送装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to detect whether or not the transport body has been delivered to the transport apparatus without attaching a window to the vacuum chamber and irrespective of the optical state of the back surface or front surface of the transport body. Can be provided.
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、全図にわたり、共通の部分には共通の参照符号を付す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that common parts are denoted by common reference numerals throughout the drawings.
図1は、この発明の一実施形態に係る搬送装置を利用することが可能な半導体製造システムの一例を概略的に示す平面図である。 FIG. 1 is a plan view schematically showing an example of a semiconductor manufacturing system that can use a transfer apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、半導体製造システムは、例えば成膜処理のような高温処理を行う4つの真空処理ユニット1、2、3、4を備えており、これらの各真空処理ユニット1〜4は六角形をなす搬送室5の4つの辺にそれぞれ対応して設けられている。また、搬送室5の他の2つの辺にはそれぞれロードロックユニット6、7が設けられている。これらロードロックユニット6、7の搬送室5と反対側には搬入出室8が設けられており、搬入出室8のロードロックユニット6、7と反対側には被処理体としての半導体ウエハWを収容可能な3つのフープ(FOUP;Front Opening Unified Pod)を取り付けるポート9、10、11が設けられている。真空処理ユニット1、2、3、4は、その中で処理プレート上に被処理体を載置した状態で所定の真空処理、例えば成膜処理やエッチング処理を行うようになっている。
As shown in FIG. 1, the semiconductor manufacturing system includes four
真空処理ユニット1〜4は、搬送室5の各辺にゲートバルブGを介して接続され、これらは対応するゲートバルブGを開放することにより搬送室5と連通され、対応するゲートバルブGを閉じることにより搬送室5から遮断される。また、ロードロックユニット6、7は、搬送室5の残りの辺のそれぞれに、第1のゲートバルブG1を介して接続され、また、搬入出室8に第2のゲートバルブG2を介して接続されている。そして、ロードロック室6、7は、第1のゲートバルブG1を開放することにより搬送室5に連通され、第1のゲートバルブG1を閉じることにより搬送室から遮断される。また、第2のゲートバルブG2を開放することにより搬入出室8に連通され、第2のゲートバルブG2を閉じることにより搬入出室8から遮断される。
The vacuum processing units 1 to 4 are connected to the respective sides of the
搬送室5内には、真空処理ユニット1〜4、ロードロックユニット6、7に対して、半導体ウエハWの搬入出を行う搬送装置12が設けられている。この搬送装置12は、搬送室5の略中央に配設されており、回転および伸縮可能な回転・伸縮部13の先端に半導体ウエハWを支持する2つのピック14a、14bを有しており、これら2つのピック14a、14bは互いに反対方向を向くように回転・伸縮部13に取り付けられている。この搬送室5内は所定の真空度に保持されるようになっている。
In the
ロードロックユニット6、7はそれぞれ、内部を所定の真空度に減圧可能な真空容器として構成されるとともに、上記所定の真空度と、大気圧又はほぼ大気圧との間で圧力変換可能に構成されている。これにより、ウエハWの周囲の環境が搬送室5の内部の環境、及び搬入出室8の内部の環境に相互に変換される。ロードロックユニット6、7はそれぞれゲートバルブG1を介して搬送室5に接続されるとともに、ゲートバルブG2、G2を介して搬入出室8に接続される。
Each of the
搬入出室8のウエハ収納容器であるフープF取り付け用の3つのポート9、10、11にはそれぞれ図示しないシャッターが設けられており、これらポート9、10、11にウエハWを収容した、または空のフープFが直接取り付けられ、取り付けられた際にシャッターが外れて外気の侵入を防止しつつ搬入出室8と連通するようになっている。また、搬入出室8の側面にはアライメントチャンバ15が設けられており、そこで半導体ウエハWのアライメントが行われる。
Shutters (not shown) are provided in the three
搬入出室8内には、搬送装置16が設けられている。搬送装置16は、フープFの配列方向に沿って設けられたレール18上を走行可能に構成されている。本例の搬送装置16は、高さを異ならせて上下2段に並ぶように配置した一対の搬送アーム16a、16bを有している。搬送アーム16a、16bは多関節アーム構造を有しており、回転軸を中心として、伸縮及び旋回可能に構成されている。搬送アーム16a、16bの先端には、ピック17a、17bが設けられており、ウエハWはピック17a、17bの上に載せられて、フープF、搬入出室8、ロードロックユニット6、7、及びアライメントチャンバ15間で搬送される。
A
この真空処理システムは、各構成部を制御するマイクロプロセッサ(コンピュータ)からなるプロセスコントローラ20を有しており、各構成部がこのプロセスコントローラ20に接続されて制御される構成となっている。また、プロセスコントローラ20には、オペレータが真空処理システムを管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、プラズマ処理装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース21が接続されている。
This vacuum processing system has a
また、プロセスコントローラ20には、真空処理システムで実行される各種処理をプロセスコントローラ20の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて真空処理システムの各構成部に処理を実行させるためのプログラム、例えば成膜処理に関わる成膜レシピ、ウエハの搬送に関わる搬送レシピ、ロードロック室の内部の圧力調整などに関わるパージレシピ等が格納された記憶部22が接続されている。このような各種レシピは記憶部22の中の記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスクのような固定的なものであってもよいし、CD−ROM、DVD、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。
In addition, the
図2A及び図2Bはこの発明の一実施形態に係る搬送装置12のピック14a(14b)を概略的に示す平面図である。図2Aはウエハが載置されていない状態を、図2Bはウエハが載置されている状態を示している。
2A and 2B are plan views schematically showing the
図2A及び図2Bに示すように、搬送装置12のピック14a(14b)は、内部に内部電極31(+)及び31(−)を含んでおり、ジョンセン−ラーベック力型の双電極式静電吸着機構30を備えている。静電吸着機構30は、ウエハWをピック14a(14b)に静電吸着させる。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
ピック14a(14b)は、誘電体で構成されている。誘電体としては、ジョンセン−ラーベック効果をより良く得るために、例えば、体積抵抗率を109Ω・cm乃至1012Ω・cm程度のものから選ばれる。このような誘電体の例としては、例えば、Al2O3、及び/又はAlNを主原料に体積抵抗率を調整した金属酸化物を挙げることができる。
The
ジョンセン−ラーベック力型の静電吸着機構30は、チャック部材(本例ではピック14a(14b))とウエハWとの間に微小電流を流す。この微小電流により、電荷が、チャック部材の上面とウエハWの裏面とに移動し、内部電極31(+)、31(−)とチャック部材とウエハWとの間のクーロン力によって大きな吸着力を作り出す。
The Johnsen-Rahbek force type
このようなジョンセン−ラーベック力型の静電吸着機構30では、内部電極31(+)から内部電極31(−)に、ウエハWが載置されているか否かに関わらずに、公称電流(nominal current)と呼ばれる微小電流が流れている。
In such an
この微小電流を観察してみると、チャック部材(本例ではピック14a(14b))上にウエハWが載置されていないときと、載置されているときとで、電流値の相違が見られることが分かった。図3AにウエハWが載置されていないときの微少電流の経路を、図3BにウエハWが載置されているときの微少電流の経路を示す。
When this minute current is observed, the difference in current value between when the wafer W is not placed on the chuck member (in this example, the
図3Aに示すように、ウエハWがピック14a(14b)上に載置されていないときには、微小電流Iは、プラス側の内部電極31(+)からマイナス側の内部電極31(−)に向かって、ピック14a(14b)のウエハ載置面32の表面を流れる。
As shown in FIG. 3A, when the wafer W is not placed on the
これに対して、図3Bに示すように、ウエハWがピック14a(14b)上に載置されているときには、微小電流Iは、プラス側の内部電極31(+)からマイナス側の内部電極31(−)に向かって、ウエハW内を流れる。ジョンセン−ラーベック力型の静電吸着機構30では、ピック14a(14b)の体積抵抗値は、ウエハWの体積抵抗値よりも高く設定される。このため、微少電流の電流値は、ウエハWがピック14a(14b)上に載置されていないときに比較して、ウエハWがピック14a(14b)上に載置されているときの方が大きくなる。
On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the wafer W is placed on the
この発明の一実施形態に係る搬送装置12によれば、このような現象を利用し、例えば、図3A及び図3Bに示すように、マイナス側の内部電極31(−)と負電源との間に、電流値検出部33を設け、マイナス側の内部電極31(−)から負電源に向かう電流値を検出する。電流値検出部33によって検出された電流値は、ピック14a(14b)上にウエハWが有るか無いかを判定する判定器34に送られる。判定器34は、電流値検出部33から送られてきた電流値が、例えば、ウエハWが載置されていないときの電流値に比較して大きいか否かを判断し、ピック14a(14b)上にウエハWが有るか無いかを判定し、ウエハWの有無に関する信号(ウエハ有及びウエハ無)を、例えば、プロセスコントローラ20に出力する。プロセスコントローラ20は、ウエハWの有無に関する信号を受けることで、ピック14a及び14bに、ウエハWが載置されているか否かを知ることができる。
According to the
また、ウエハWの有無は、以下のようなルーチンで判定されることが良いであろう。 Also, the presence / absence of the wafer W may be determined by the following routine.
(ウエハWを取るとき)
ステップ1:ウエハWを取る前の状態で電流値を測定
ステップ2:ウエハWを取った状態で電流値を測定
即ち、ウエハWを取るときには、まず、ウエハWを取る前の状態で電流値を測定し、次いで、ウエハWを取った状態で電流値を測定する。これら2段階で測定された電流値どうしの間に相違が見られれば、ウエハWがピック14a(14b)上に載置された、と判定することができる。
(When taking wafer W)
Step 1: Measure the current value in the state before taking the wafer W Step 2: Measure the current value in the state where the wafer W is taken That is, when taking the wafer W, first, the current value is taken in the state before taking the wafer W. Then, the current value is measured with the wafer W taken. If there is a difference between the current values measured in these two steps, it can be determined that the wafer W has been placed on the
(ウエハWを渡すとき)
ステップ1:ウエハWを渡す前の状態で電流値を測定
ステップ2:ウエハWを渡した状態で電流値を測定
即ち、ウエハWを渡すときにも、まず、ウエハWを渡す前の状態で電流値を測定し、次いで、ウエハWを渡した状態で電流値を測定する。この場合においても、2段階で測定された電流値どうしの間に相違が見られれば、ウエハWがピック14a(14b)上から離れた、と判定することができる。
(When handing wafer W)
Step 1: Measure the current value in a state before passing the wafer W Step 2: Measure the current value in the state in which the wafer W is passed. That is, when passing the wafer W, first, the current in the state before passing the wafer W is measured. The value is measured, and then the current value is measured with the wafer W passed. Even in this case, if there is a difference between the current values measured in the two stages, it can be determined that the wafer W is separated from the
上記ルーチンによれば、例えば、単純に微少電流Iの電流値のみを見てウエハWの有無を判定する場合に比較して、より高精度なウエハWの有無の判定ができる、という利点を得ることができる。 According to the above routine, for example, an advantage is obtained that the presence / absence of the wafer W can be determined with higher accuracy than when the presence / absence of the wafer W is determined by simply looking at the current value of the minute current I. be able to.
例えば、単純に微少電流Iの電流値のみを見てウエハWの有無を判定する場合、仮にピック14a(14b)に付着物が付着し、ピック14a(14b)の抵抗が低くなったとする。この場合に、微少電流Iの電流値が増加してしまので、判定器34が、ウエハWが無い状態であるにも関わらず、ウエハWが有る、とご検知する可能性がある。
For example, when the presence / absence of the wafer W is determined simply by looking at only the current value of the minute current I, it is assumed that an adhering substance adheres to the
この点、上記ルーチンによれば、判定器34が、ピック14a(14b)がウエハWを取る前の電流値と取った状態での電流値とを比較する、及びピック14a(14b)がウエハWを渡す前の電流値と渡した状態での電流値とを比較することで、ピック14a(14b)にウエハWが有るか無ないかを判定する。このように構成することで、例えば、ピック14a(14b)の抵抗が、付着物の付着等により低くなってしまった場合においても、ウエハWの有無を確実に判定することができる。
In this regard, according to the above routine, the
このように、この発明の一実施形態に係る搬送装置12によれば、ピック14a及び14b上にウエハWの有無に関わらずに、プラス側内部電極31(+)からマイナス側内部電極31(−)に向かって流れる微小電流Iを検出し、この微少電流Iの値の増減に基づいて、ピック14a及び14b上にウエハWが有るか無ないかを、判定器34によって判定する。この構成を有することで、光学式センサを用いることなく、ピック14a及び14bに、ウエハWが載置されているか否かを知ることができる。よって、光学式センサの場合には必要であった“窓”を、搬送室5や、真空処理ユニットの処理室のような真空チャンバに、取り付けずに済む。このため、半導体製造システムにかかるコストを削減することができる。
As described above, according to the
また、電流値を検出するようにしたので、光学式センサの場合にはあったウエハの裏面又は表面の光学的状態によっては検出不能となるような事情も解消することができる。 In addition, since the current value is detected, it is possible to eliminate the situation in which detection is impossible depending on the optical state of the back surface or the front surface of the wafer, which has been in the case of an optical sensor.
このように、この発明の一実施形態によれば、真空チャンバに窓を取り付けなくても、また、搬送体の裏面又は表面の光学的状態にも関わらずに、搬送体が搬送装置に受け渡されたか否かを検出することができる搬送装置を提供することができる。 Thus, according to one embodiment of the present invention, the transport body is delivered to the transport apparatus without attaching a window to the vacuum chamber and regardless of the optical state of the back surface or the front surface of the transport body. Therefore, it is possible to provide a transport apparatus that can detect whether or not it has been performed.
また、一実施形態に係る搬送装置12では、ウエハWを、ピック14a及び14bにジョンセン−ラーベック効果を利用して静電吸着させるので、例えば、搬送装置12の搬送速度を上げても、ピック14a及び14bに載置されたウエハWがずれ難くなる、という副次的な利点も得ることができる。このため、上記一実施形態に係る搬送装置12は、スループットを向上させるために、搬送速度を向上させた搬送装置12への適用に有利である、という利点も得ることができる。
Further, in the
以上、この発明を一実施形態に従って説明したが、この発明は上記一実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々に変形することができる。また、この発明の実施形態は、上記一実施形態が唯一の実施形態でもない。 The present invention has been described according to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. In the embodiment of the present invention, the above-described embodiment is not the only embodiment.
例えば、上記一実施形態においては、この発明を、搬送室5の内部に設けられた搬送装置12に適用した例を示したが、この発明は、搬入出室8内部に設けられた搬送装置16に適用することも可能である。
For example, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to the
また、プラス側内部電極31(+)及びマイナス側内部電極31(−)の内部電極配置パターンの一例を図2に示したが、内部電極配置パターンは、図2に示したものに限られるものではなく、内部電極配置パターンは、様々に変更することができる。 Moreover, although an example of the internal electrode arrangement pattern of the plus side internal electrode 31 (+) and the minus side internal electrode 31 (−) is shown in FIG. 2, the internal electrode arrangement pattern is limited to that shown in FIG. Instead, the internal electrode arrangement pattern can be variously changed.
その他、この発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形することができる。 In addition, the present invention can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
1〜4;真空処理ユニット、5;搬送室、6、7;ロードロックユニット、8;搬入出室、12、16;搬送装置、20;プロセスコントローラ、30;静電吸着機構、31(+)、31(−);内部電極、33;電流値検出部、34;判定器 1-4; Vacuum processing unit, 5; Transfer chamber, 6, 7; Load lock unit, 8; Loading / unloading chamber, 12, 16; Transfer device, 20; Process controller, 30; Electrostatic adsorption mechanism, 31 (+) , 31 (−); internal electrode, 33; current value detector, 34;
Claims (4)
伸縮及び旋回可能に構成された回転・伸縮部と、
前記回転・伸縮部の先端に設けられ、前記搬送体が載置されるピックと、
前記ピック内に設けられた高電位側内部電極及び低電位側内部電極を含む、前記搬送体を前記ピックに静電吸着させるジョンセン−ラーベック型の静電吸着機構と、
前記ピック上に前記搬送体の有無に関わらずに、前記高電位側内部電極から前記低電位側内部電極に向かって流れる微小電流を検出し、前記微少電流の増減に基づいて、前記ピック上に前記搬送体が有るか無ないかを判定する判定器と、
を具備することを特徴とする搬送装置。 A transport device for transporting a transport body,
A rotating / extending / contracting portion configured to be extendable and turnable;
A pick provided at a tip of the rotating / extending / contracting unit, on which the carrier is placed;
A Johnsen-Rahbek type electrostatic adsorption mechanism for electrostatically adsorbing the carrier to the pick, including a high potential side internal electrode and a low potential side internal electrode provided in the pick;
Regardless of the presence or absence of the carrier on the pick, a minute current flowing from the high potential side internal electrode toward the low potential side internal electrode is detected, and on the pick based on the increase or decrease of the minute current A determiner for determining whether or not the carrier is present; and
A conveying apparatus comprising:
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