JP2012134533A - ウエハ形物品を輸送するための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】占有面積当たりの物品の生産量がより高く、或いは同じ生産量当たりの占有面積がより小さいことを許す少なくとも２個の処理ユニットを複数有する装置のための輸送システムを提供する。
【解決手段】少なくとも２個の処理ユニットの複数の少なくとも１個の直線状に配列されたアレイを備え、各処理ユニットにおいて１個の枚葉ウエハ形物品を処理でき、更に、かかる各処理ユニットにおいて１個の枚葉ウエハ形物品を処理し得る処理ユニット、少なくとも１個の枚葉ウエハ形物品を内部に貯蔵する少なくとも１個のカセットを保持するためのカセット保持ユニット１５、及びカセットからウエハ形物品を取り上げてこれを処理ユニットの一つの中に置くための輸送システムを備えたウエハ形物品の処理用の装置で、直線状トラック上に取り付けられた輸送ユニット４４、４６は、枚葉ウエハ形物品を、直線状トラック２４、２６と平行な実質的に垂直な平面内に保持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくも１個のアレイ内に整列された少なくも２個の処理ユニットを複数有する装置の処理ユニット内にウエハ形物品を置きかつここから取り上げるためのウエハ形物品を輸送するための装置に関する。

非常に多くの種々の輸送路の構想は本技術において知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５）。これら輸送システムの全ては、ウエハ形物品が水平状態で動かされることが共通している。ここに、水平状態とは、ウエハ形物品の主面が実質的に水平面内にあることを意味する。

国際公開第９７／１１６２３Ａ１号 パンフレット 米国特許第５９１９５２９ Ａ１号 明細書 米国特許第５７８８８６８ Ａ１号 明細書 米国特許第５５１８５４２ Ａ１号 明細書 米国特許第５４４２４１６ Ａ１号 明細書 米国特許第０５７６２３９１Ａ号 明細書 米国特許第０５９３１５１８Ａ号 明細書 米国特許第０６１０９６７７Ａ号 明細書 米国特許第０５９６７５７８Ａ号 明細書 米国特許第０６１５２５０７Ａ号 明細書

本発明の目的は、占有面積当たりの物品の生産量がより高いこと、或いは同じ生産量当たりの占有面積がより小さいことを許す少なくも２個の処理ユニットを複数有する装置のための輸送システムを提供することである。

本発明は、少なくも２個の処理ユニットの複数の少なくも１個の直線状に配列されたアレイであって、かかる各処理ユニットにおいて１個の枚葉ウエハ形物品を処理し得る前記アレイ、少なく１個の枚葉ウエハ形物品を内部に貯蔵している少なくも１個のカセットを保持するためのカセット保持ユニット、及びカセットからウエハ形物品を取り上げてこれを処理ユニットの一つの中に置くための輸送システムを備えたウエハ形物品の処理用の装置を提供することによりこの目的に適合する。輸送システムは、少なくも１個の枚葉ウエハ形物品を複数の処理ユニットのアレイと平行な直線状経路に沿って動かすために、複数の処理ユニットの少なくも１個のアレイと平行に配列された少なくも１個の直線状トラックを備える。装置は、更に、前記少なくも１個の直線状トラックの各に可動に取り付けられた輸送ユニットを備える。前記輸送ユニットは、枚葉ウエハ形物品を直線状トラックと平行な実質的に垂直な面内に保持するために、少なくも１個の保持手段を備える。

輸送ユニットは、これを、ステップモーターにより駆動されるボールねじ又は歯付きベルトにより直線状トラック上で間接的に動かすことができる。或いは、電気リニアモーターにより直接これを動かすことができる。

本発明の利点は、ウエハ形物品を輸送するための輸送路の幅を、ウエハ形物品の最小直
径よりかなり小さく選定し得ることである。例えば、３００ｍｍウエハの輸送のためには少なくも３２０ｍｍの通路幅が必要であるが、本発明の輸送システムでは輸送路の幅を約６０ｍｍに減らすことができる。約５ｍの機械長の場合、１輸送路について占有面積を約１．２ｍ^２ 節約することができる。かかる機械が２個又は３個の平行な輸送路を持つならば、２．４又は３．６ｍ^２ 節約することができる。

選択的に、この装置は、ウエハ形物品を実質的に垂直状態から実質的に水平状態に旋回させるための旋回機構を有する輸送ユニットを持つ。これは、ウエハ形物品が水平状態で貯蔵され及び／又は処理される場合に有用である。そこで、処理ユニットに、ウエハ形物品を実質的に水平状態で保持する保持手段を備えることができる。

有利な装置は、内部に複数のウエハ形物品を貯蔵しているカセットを保持するための少なくも２個のカセット保持ユニットのアレイが配列された前面ユニット、及び少なくも１個の直線状トラックの輸送ユニットとカセットとの間でウエハ形物品を移送するための移送ユニットを備える。かかる移送ユニットは、１個のウエハ形物品を取り上げるために、カセット内に貯蔵された２個のウエハ形物品の間でカセットにアクセスするに十分に薄いエンドエフェクターを有するロボットとすることができる。

別の実施例においては、装置は、ウエハ形物品を一時的に貯蔵するための移送ステーションを少なくも１個備え、この移送ステーションは、直線状トラックに移動可能に取り付けられた輸送ユニット及び移送ユニットによりアクセスすることができる。この中間貯蔵により、カセットからウエハ形物品を取り上げる移送ユニットと、ウエハ形物品を処理ユニットに輸送している輸送ユニットとが、多少とも互いに無関係に作動し得る利点を与える。

移送ステーションがウエハ形物品を反転させるための反転機構を有する場合は、ウエハ形物品の前面又は背面を、カセット内でその面が上であっても処理できるという追加の利点を持つ。

なお別の実施例は、背中合わせ構成に配列された２個の保持器具を備えた移送ステーションを持つ。このため、１個の移送ステーションが同時に２個のウエハ形物品を保持することができる。

輸送ユニットが、ウエハ形物品を反転させるための反転機構及び好ましくは背中合わせ構成の配列された２個の保持手段を備えることが有用である。

好ましい実施例においては、装置は、前記少なくも１個の直線状トラックを少なくも２個備えた輸送システムを持つ。かかる場合、左側のトラックは典型的に装置の左側の処理ユニットにウエハ形物品を給送し、そして右側のトラックは右側の処理ユニットに給送する。左右の直線状トラックの間の中央に第３の直線状トラックがある場合は、この第３のトラックは両側にウエハ形物品を給送することができる。

本発明の更なる詳細及び長所は、好ましい実施例の詳細な説明より具体化することができる。

装置１は、４個の処理ユニット３１、３３、３５、３７を複数有する第１の直線状配列のアレイ及び別の４個の処理ユニット３２、３４、３６、３８を複数有する第２の直線状配列のアレイを持つ。かかる処理ユニットの各において、１個の枚葉ウエハ（Ｗｍ）を水平位置において処理することができる。この実施例に示された処理ユニットは、湿式スピ
ン処理ユニット、スピンコーター、熱処理ユニット又はその他の適宜の枚葉式ウエハ処理ユニットから選ぶことができる。前記複数の処理ユニット３１−３８のアレイが配列されたラインは、前面５に対して実質的に直角である。この前面５には、内部に少なくも１個のウエハ形物品を貯蔵している少なくも１個のカセットを保持するための２個のカセット保持ユニット１５がある。この場合は、各カセット保持ユニット１５は前面開口型統一ポート（ｆｒｏｎｔ ｏｐｅｎｉｎｇ ｕｎｉｆｉｅｄ ｐｏｒｔ，ＦＯＵＰ）である。

装置１は、ＦＯＵＰ１５上のカセットから１個のウエハを取り上げ、そしてこれを処理ユニット３１−３８の一つの中に置くための輸送システムを持つ。

輸送システムは、複数の処理ユニットのアレイと平行に配列された２個の直線状トラック２４及び２６を備え、少なくも１個の枚葉ウエハを、複数の処理ユニットのアレイと平行な直線状トラックに沿って動かす。Ｗｍは、処理モジュール（処理ユニット）において処理中のウエハの位置を示す。各直線状トラック２４，２６に１個の輸送ユニット４４、４６が可動に取り付けられる。各輸送ユニット４４、４６は、それぞれ２個の保持手段４４ａ、４４ｂ及び４６ａ、４６ｂを持つ。２個のウエハ保持器具が背中合わせ構成で互いに平行に配置される。輸送システムは、直線状トラック２４、２６と平行な実質的に垂直な面内に枚葉ウエハを保持するように配列される。従って、輸送路はウエハの直径より狭い。

各保持手段はグリッパーであり、これはウエハの縁においてのみウエハと接触する（縁だけ接触＝ＥＣＯ）。かかるグリッパー（ＥＣＯグリッパーと呼ばれる）は現在の技術水準のものであり、従って更なる詳細については特許文献６、特許文献７又は特許文献８を参照されたい。ベルヌイの原理に基づく別の保持手段は、特許文献９又は特許文献１０に開示されたように使用することができる。単純な真空式グリッパーも使用可能である。

各輸送ユニット４４及び４６は、保持手段及びこれと一緒にウエハを垂直位置から水平位置にするために、旋回機構６４、６６を更に備える。図２に示された旋回機構６４及び６６の各は、１個のステップモーター及び組み合わせられた伝導機構を持つ。モーター及び伝導機構の両者は本技術において公知である。この実施例における回転運動Ｐは、それぞれ輸送路２４又は２６と実質的に平行な軸線を中心として行われる。旋回機構が保持手段を約９０゜旋回させて、ウエハを垂直位置から水平位置にする。処理モジュールに面したウエハの面は、ウエハが処理モジュール内に置かれたとき下向きにされる。

別の旋回機構（図示せず）は、輸送路に直角でありかつ水平面に対して４５゜の角度にある軸線まわりで回転運動を行うことができる。この場合は、旋回機構は、ウエハを垂直位置から水平位置にするために保持手段を約１８０゜回転させる。これにより、ウエハが処理モジュールの上又は中に置かれたとき、ウエハの処理モジュールに面した側が上向きにされる。

図１及び２に示された各輸送ユニット４４、４６は、保持手段４４ａ、４４ｂ及び４６、４６ｂをそれぞれ置き換え得るように反転モジュールを更に備える。処理モジュールに面していない保持器具は、これを処理モジュールに面するようにその位置を変えることができ、従ってこの保持器具により担持されたウエハを処理モジュール上に置くことができる。一方の輸送ユニット４６が他方の直線状トラック上の輸送ユニット４４と衝突することを避けるために、旋回機構６６により保持手段４６を角度約α（例えば４５゜、図２参照）旋回させ、保持手段４６ａ及び４６ｂを動かし、そして少なくも位置４６’（点線）に更に旋回させることが有利である。

カセット保持ユニット１５と直線状トラック２４、２６との間に移送ステーション２０
、２２が配置される。左の直線状トラック２６は左の移送ステーション２２と組み合わせられ、右の直線状トラック２４は右の移送ステーション２０と組み合わせられる。各移送ステーション２０、２２は、対応したウエハ輸送ユニット４４、４６が移送ステーションからウエハを取り上げ及びここにウエハを置くように配列される。単純化のため、移送ステーションは、処理ユニットのそれぞれのアレイと一列に配置される。従って、各移送ステーションを、それぞれの保持器具に対して容易にアクセスさせることができる。

図１及び２に示されるように、各移送ステーション２０、２２は、保持ユニット４２、４０を備える。移送ステーションの各保持ユニット４０、４２には、それぞれ２個のウエハ保持器具４０ａ、４０ｂ及び４２ａ、４２ｂが設けられる。保持器具は、図３及び４において見られるように、互いに平行でありかつ背中合わせに配列される。

カセット保持ユニット１５と移送ステーション２０、２２との間にロボット８４が配置される。ロボット８４は、ウエハＷｒを輸送するために末端部にエンドエフェクター８６が取り付けられた可動の腕を備える。ウエハ輸送用のエンドエフェクターは本技術において公知であり、従ってここでは詳細に説明されない。エンドエフェクター８６を有するロボット８４は、カセット保持ユニット１５により担持されたカセット内のウエハを取り上げ及びここにウエハを置き、更に輸送ステーション２０、２２の一方のウエハを取り上げここにウエハを置くような方法で構成される。ロボット８４は、両方のカセット保持ユニット上のカセットに接近するために、前面５と平行に直線状トラック２８上に取り付けられる。ロボットは、更に、矢印Ｌ（図２）で示された持ち上げ運動を実行することができ。

別の実施例（図示せず）においては、ロボットは、平行に配置された数個のカセット保持ユニットに担持されたカセットにアクセス可能に使用される。

或いはダブルアーム式のロボットを使用することができ。この場合、第１のエンドエフェクターが第１のウエハをある場所から取り上げることができ、この直後に、第２のアームが第２のウエハを同じ場所に輸送することができる。

移送ステーションの保持ユニット４０、４２には、矢印Ｆｖ（図２）で示されるように下のウエハを上げ及びその逆を行うことができる反転モジュールが更に装備される。この反転モジュールは、ウエハの選択された面を処理するための選択を与える。説明のため、ウエハの第１の面を面Ａと呼び、ウエハの反対側の面を面Ｂと呼ぶ。

面Ａがカセット内で上向きであり、かつ処理ユニットにおける処理中、面Ａが上向きであるとすると、機械を通るウエハの運動は以下のように生ずる。ロボット８４は、カセットからウエハを取り上げこれを移送ステーション２０の上側の保持器具４０ａに給送する。輸送ユニット４４は、移送ステーション２０の近くに直線的に動き、そしてその保持器具４４ａが保持器具４０ａからウエハを取り上げ得るように旋回される。次いでウエハは上述されたように処理ユニットに給送される。

処理ユニットにおける処理中、面Ｂが上向きである場合は、ロボット８４はカセットからウエハを取り上げ、そしてこれを移送ステーション２０の下方の保持器具４０ｂに給送する。このとき、ウエハが上向きとなり、従って面Ｂが上向きの位置４０ａになるように保持器具４０が反転される。

別の実施例（図示せず）においては、移送ステーションは実際的な支持又は保持用の手段は備えず、ウエハはロボットから輸送ユニットに直接給送されるその場所にある。

なお別の実施例においては、平行な両方の直線状トラックの間に、組み合わせられた輸送ユニットを有する第３の直線状トラックを配列させることができる。この中央輸送ユニットは、両方の処理ユニットのアレイの処理ユニットに接近することができる。

本発明の有利な実施例によるウエハ形物品を処理するための装置の図式的な平面図を示す。 線Ａ−Ａに沿った図１による断面図を示す。 本発明において使用する保持手段の実施例の側面図を示す。 図３による保持手段の平面図を示す。

Claims (8)

1. ウエハ形物品を処理するための装置（１）であって、
   １．１ 複数の少なくとも２個の処理ユニット（３１、３３）の直線状に配列されたアレイであって、かかる各処理ユニットにおいて１個の単一ウエハ形物品（Ｗｍ）を処理することができ、該少なくとも２個の処理ユニット（３１、３３）がウエハ形物品を略水平状態に保持するための保持手段を備えているアレイ、
   １．２ 少なくとも１個のウエハ形物品を内部に貯蔵している少なくとも１個のカセットを保持するためのカセット保持ユニット（１５）、
   １．３ カセットからウエハ形物品を取り上げてこれを処理ユニットの一つの中に置くための輸送システム、を備え、輸送システムが、
   １．４．１ 少なくとも１個の枚葉ウエハ形物品を、複数の処理ユニットのアレイと平行な直線状経路に沿って動かすために、複数の処理ユニット（３１、３３）のアレイと平行に配列された少なくとも１個の直線状トラック（２６）、
   １．４．２ 前記少なくとも１個の直線状トラック（２６）の各々に可動に取り付けられた輸送ユニット（４６）であって、枚葉ウエハ形物品を、直線状トラックと平行に垂直な面内に保持するための少なくとも１個の保持手段（４６ａ）を備えた輸送ユニット、を具備し、
   輸送ユニット（４６）は、ウエハ形物品を、直線状トラックに沿って動かすために、実質的に垂直な状態から、処理ユニット上の実質的に水平な状態に旋回させる（Ｐ）ための旋回機構（６６）を有し、該ウエハ形物品の垂直な状態が、直線状トラックに平行な実質的に垂直な面内にあることを特徴とする、ウエハ形物品を処理するための装置。
2. 複数のウエハ形物品を貯蔵しているカセットを保持するための少なくとも２個のカセット保持ユニット（１５）のアレイが配列された前面ユニット、及びカセットと少なくも１個の直線状トラック（２６）の輸送ユニット（４６）との間でウエハ形物品を移送するための移送ユニット（８４、８６）を備えた請求項１に記載の装置。
3. ウエハ物品（Ｗｔ）を一時的に貯蔵するための少なくとも１個の移送ステーション（２２）を備え、移送ステーションは直線状トラック上に移動可能に取り付けられた移送ユニット（８４、８６）によるアクセスが可能である請求項１に記載の装置。
4. 前記移送ステーション（２２）が、ウエハ形物品を表裏反転（Ｆｖ）させるための反転機構を備える請求項１に記載の装置。
5. 前記移送ステーションが、背中合わせ構成に配列された２個の保持器具（４２ａ、４２ｂ）を有する保持ユニット（４２）を備えている請求項４に記載の装置。
6. 前記輸送ユニット（４６）が、ウエハ形物品と２個の保持器具（４６ａ、４６ｂ）とを反転させるための反転機構を備えている請求項１に記載の装置。
7. ２個の保持器具（４６ａ、４６ｂ）が、背中合わせ構成に配列される請求項６に記載の装置。
8. 輸送システムが、前記少なくとも１個の直線状トラック（２４、２６）の少なくとも２つを備えている請求項１に記載の装置。

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