JP2012501534A - 基板処理装置及び基板搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体基板を処理する基板処理装置及び該基板の搬送方法を提供する。
【解決手段】基板処理装置は受け取り部材、搬送部材及び制御部を備える。搬送部材は受け取り部材に基板を載置又はピックアップする複数の搬送アームを備える。制御部は搬送アームの速度を調整して同時に駆動される搬送アームが目標地点に同時に到達するように制御する。これによって、搬送部材は複数の基板を受け取り部材に一度に載置又は取り出すことができるので、基板処理装置は搬送時間を短縮させ、生産性を向上させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は半導体基板を製造する装置に関し、さらに詳しくは、半導体基板を処理する基板処理装置及び該基板の搬送方法に関する。

一般に、基板製造工程では絶縁膜及び金属物質の蒸着（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、エッチング、感光剤（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｉｓｔ）の塗布（Ｃｏａｔｉｎｇ）、現像（Ｄｅｖｅｌｏｐ）、アッシャー（Ａｓｈｅｒ）除去などを数回繰り返して微細バターンの配列を製造するが、このような工程の進めにより基板内にはエッチング工程、アッシャーの除去工程によっても、完全に除去されない異物質が残る。このような異物質の除去のための工程としては、純水（Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ）又は薬液（Ｃｈｅｍｉｃａｌ）を利用する洗浄工程（Ｗｅｔ Ｃｌｅａｎｉｎｇ）がある。

基板洗浄装置はバッチ式洗浄装置（Ｂａｔｃｈ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｃｌｅａｎｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ）と枚葉式洗浄装置（Ｓｉｎｇｌｅ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｃｌｅａｎｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ）に分けられる。バッチ式洗浄装置は一度に２５枚又は５０枚を処理することができる大きさの薬液槽（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｂａｔｈ）、リンス槽（Ｒｉｎｓｅ Ｂａｔｈ）、乾燥槽（Ｄｒｙ Ｂａｔｈ）などを備える。バッチ式洗浄装置は基板をそれぞれの槽に一定時間浸して異物を除去する。このようなバッチ式洗浄装置では基板の上部及び下部が同時に洗浄され、同時に大容量を処理することができるという長所がある。しかし、基板の大口径化が進められるほど槽の大きさが大きくなって装置の大きさ及び薬液の使用量が増えるだけではなく、薬液槽内の洗浄中の基板においては、隣接する基板から落ちる異物が再付着されるという虞もある。

近年は、基板径の大型化によって枚葉式洗浄装置が多く使用されている。枚葉式洗浄装置は一枚の基板を処理することができる大きさのチャンバ（Ｃｈａｍｂｅｒ）において、基板を基板チャック（Ｃｈｕｃｋ）で固定した後にモータで基板を回転させながら、基板の上部からノズルを通じて薬液又は純水を基板に供給する。基板の回転力によって薬液又は純水などが基板の上部に広がり、これによって、基板に付着された異物が除去される。このような枚葉式洗浄装置はバッチ式洗浄装置と比べて装置が小さく、均質の洗浄効果を得るという長所がある。

一般に、枚葉式洗浄装置は一側からローディング／アンローディング部、インデックスロボット、バッファ部、工程チャンバ、及びメイン搬送ロボットを含む構造からなる。インデックスロボットはバッファ部とローディング／アンローディング部との間で基板を搬送し、メイン搬送ロボットはバッファ部と工程チャンバとの間で基板を搬送する。バッファ部では、洗浄前の基板が工程チャンバに投入されるための待機状態にあるか、或いは、洗浄が完了された基板がローディング／アンローディング部に搬送されるための待機状態にある。

インデックスロボット及びメイン搬送ロボットのような搬送用ロボットは基板１枚をそれぞれ載置する複数のアームを備え、各アームは水平移動してフープ、バッファ部のような受け取り装置から基板を取り出し又は載置する。

図１は従来の搬送用ロボットのアームの移動速度変化を示すグラフであり、図２は従来の搬送ロボットの二つのアームが同時に移動するときの速度変化を示すグラフである。

図１の各アームの水平移動速度を見ると、水平移動を開始した時点ＳＴから最大速度ＵＶに到達する第１時点Ｔ１まで速度が増加し、前記第１時点Ｔ１から速度が減少を始める第２時点Ｔ２までの間は最大速度を維持する。即ち、第１時点Ｔ１から第２時点Ｔ２まで最大速度ＵＶで等速運動する。搬送用ロボットのアームは第２時点Ｔ２から水平移動を終了する時点ＥＴ、即ち、受け取り装置の中で止まる時点ＥＴまでの間、漸次減速する。

このように、搬送用ロボットのアームの水平移動プロファイルには、速度が漸次増加する加速区間と、均一速度で移動する等速区間と、速度が漸次減少する減速区間とがある。

このような搬送用ロボットのアームはそれぞれ別々に駆動するので、それぞれ別の水平駆動軸を有し、各搬送用ロボットアーム間に組み立て誤差が生じる。従って、二つ以上のアームをともに駆動するとき各アームの移動速度が異なるので、各アームが目標地点に到達する時点が違う。

図２に示すように、二つのアームをともに水平移動させる場合、二つのアームが水平移動を開始する時点ＳＴ及び最大速度ＵＶに到達する時点Ｔ１は同じである。しかし、二つのアームにおいて、第１アームが減速を開始する時点Ｔ２と第２アームが減速を開始する時点Ｔ３が互いに異なるので、第１アームと第２アームが目標地点に到達する時点が異なることになる。

このように、搬送用ロボットの複数のアームを同時に駆動するとき、目標地点に到達する時点が異なると、受け取り装置から複数の基板を同時に取り出すことが容易でなくなる。

本発明の目的は、基板のローディング及びアンローディングの効率を向上させることができる基板処理装置を提供することにある。

又、本発明の他の目的は、前記基板処理装置から基板を搬送する方法を提供することにある。

本発明の目的を具現するための一つの特徴による基板処理装置は、受け取り部材、搬送部材及び制御部からなる。

受け取り部材は複数の基板を垂直方向に配置して保持する。搬送部材は前記垂直方向に互いに対向するように配置されてそれぞれ基板が載置される複数の搬送アーム及び各搬送アームを水平方向に移動させるアーム駆動部を備え、前記受け取り部材から一つ又は二つ以上の基板を取り出し及び載置する。制御部は前記搬送部材の移動速度を制御し、同時駆動を要する搬送アームが同時に前記受け取り部材内の目標地点に到達するように該当搬送アームがそれぞれ目標地点に到達する予想時間に基づいて該当搬送アームの水平移動速度を調節する。

又、本発明の目的を具現するための基板処理装置は、受け取り容器、バッファ部、インデックスロボット及び第１制御部からなる。

受け取り容器は処理待機中の基板又は処理完了された基板を垂直方向に離隔させて保持する。バッファ部は前記処理待機中の基板と前記処理完了された基板を垂直方向に離隔させて保持する。インデックスロボットは前記垂直方向に互いに対向するように配置されて、それぞれ基板が載置される複数のインデックスアーム及び各インデックスアームを水平方向に移動させるアーム駆動部を備え、前記受け取り容器と前記バッファ部との間で基板を搬送し、前記受け取り容器又は前記バッファ部から一つ又は複数の基板を取り出し及び載置する。第１制御部は前記インデックスロボットの移動速度及び位置を制御し、同時駆動を要するインデックスアームが同時に前記受け取り容器内の目標地点に到達するように該当インデックスアームがそれぞれ目標地点に到達する予想時間に基づいて該当インデックスアームの水平移動速度を調節する。

又、基板処理装置は、工程チャンバ、メイン搬送ロボット及び第２制御部をさらに含む。工程チャンバでは基板の処理が行なわれる。メイン搬送ロボットは、前記垂直方向に互いに対向するように配置されて、それぞれ基板が載置される複数のピックアップハンド及び各ピックアップハンドを水平方向に移動させるハンド駆動部を備え、前記工程チャンバと前記バッファ部との間で基板を搬送し、前記バッファ部から一つ又は複数の基板を取り出し及び載置する。第２制御部は、前記メイン搬送ロボットの移動速度及び位置を制御し、各ピックアップハンドの移動速度を制御して二つ以上のピックアップハンドが同時に前記バッファ部内の互いに異なる目標地点に到達するように前記ハンド駆動部を制御する第２制御部をさらに含む。

又、本発明の目的を具現するための基板搬送方法は、次のようである。先ず、基板を搬送する搬送部材のそれぞれの搬送アームに対する最大速度、減速度及び加速度を含む移動速度情報を生成する。各搬送アームに対応する目標地点の位置値と前記移動速度情報に基づいて各搬送アームが該当目標地点に到達する予想所要時間を算出する。前記各搬送アームが同じ所要時間を有するように、算出された予想所要時間と前記移動速度情報に基づいて前記各搬送アームの速度を再設定する。前記搬送アームを同時に再設定された速度に水平移動させて受け取り部材から複数の基板を同時に取り出し又は載置する。

前記各搬送アームの速度を再設定する過程は次のようである。先ず、前記算出された予想所要時間を比較して一番長い所要時間を最大所要時間に設定する。前記最大所要時間より短い予想所要時間を有する搬送アームの速度を再設定して前記各搬送アームが同じ所要時間を有するように調節する。

上述した本発明によると、基板処理装置は搬送アームの速度を調節する制御部を具備し、同時に駆動される複数の搬送アームが目標地点に同時に到達するように制御する。これによって、搬送部材は複数の基板を受け取り部材に一度に載置又は取り出すことができるので、搬送時間を短縮させ、生産性を向上させることができる。

従来の搬送用ロボットのアームの移動速度変化を示すグラフである。 従来の搬送ロボットの二つのアームが同時に移動するときの移動速度変化を示すグラフである。 本発明の一実施形態による基板処理システムを概略的に示す図面である。 図３に図示されたインデックスロボットを示す斜視図である。 図３に図示されたバッファ部を示す斜視図である。 図３に図示されたメイン搬送ロボットを示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるインデックスロボットの複数のインデックスアームを同時に目標地点に位置させる過程を示すフローチャートである。 図７に図示された二つのインデックスアームが第１制御部によって調節された速度で移動するときの、出発時点から到達時点までの速度変化を示すグラフである。

以下に、添付した図面などを参照して本発明の好ましい実施形態をより詳しく説明する。一方、本発明ではウエハを基板の一例として説明するが、本発明の技術的思想と範囲はこれに限らない。

図３は本発明の一実施形態による基板処理システム１０００を概略的に示す図面であり、図４は図３に図示されたインデックスロボット２００を示す斜視図である。

図３及び図４を参照すると、本発明の基板処理システム１０００はローディング／アンローディング部１１０、インデックスロボット（Ｉｎｄｅｘ Ｒｏｂｏｔ）２００、バッファ部３００、メイン搬送ロボット（Ｍａｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｒｏｂｏｔ）５００、複数の工程チャンバ６００、第１及び第２制御部７１０、７２０を備える。

前記ローディング／アンローディング部１１０は複数のロードポート１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄを備える。本実施形態において、前記ローディング／アンローディング部１１０は四つのロードポート１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄを備えているが、前記ロードポート１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄの数は前記基板処理システム１０００の工程効率及びフットプリント（Ｆｏｏｔ ｐｒｉｎｔ）の条件によって増加又は減少する。

前記ロードポート１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄにはウエハを保持するフープ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄｓ：ＦＯＵＰｓ）１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄが設置される。各フープ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄはウエハを地面に対して水平に配置した状態で保持するための複数のスロットが構成される。前記フープ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄには工程チャンバ６００の中に投入されて処理が完了されたウエハ又は前記工程チャンバ６００に投入されて処理されるべきウエハが載置される。以下に、説明の便宜のために、前記基板処理システム１０００によって処理が完了されたウエハを加工ウエハと称し、まだ処理されていないウエハを原始ウエハと称する。

前記ローディング／アンローディング部１１０と前記バッファ部３００との間には前記インデックスロボット２００が設置され、前記インデックスロボット２００の下には第１搬送レール２０が設置される。前記インデックスロボット２００は前記第１搬送レール２０に沿って移動し、ウエハを搬送する。前記インデックスロボット２００はアーム駆動部２１０、インデックスアーム部２２０、複数の連結部２３０、回転部２４０、垂直移動部２５０、及び水平移動部２６０を含む。

詳しくは、前記アーム駆動部２１０は前記インデックスアーム部２２０のインデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４をそれぞれ水平移動させ、各インデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４は前記アーム駆動部２１０によって別々に駆動される。
前記アーム駆動部２１０の上部には前記インデックスアーム部２２０が設置される。前記インデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４は垂直方向に互いに対向するように配置され、それぞれ１枚のウエハを載置する。本実施形態において、前記インデックスロボット２００は４個のインデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４を備えているが、前記インデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４の数は前記基板処理システム１０００の工程効率によって増減できる。

前記インデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４は、原始ウエハを搬送する投入用インデックスアーム２２１、２２２と、加工ウエハを搬送する排出用インデックスアーム２２３、２２４に分けて運用できる。この場合、投入用インデックスアーム２２１、２２２と排出用インデックスアーム２２３、２２４は互いに混在して位置しない。本発明の一例として、前記排出用インデックスアーム２２３、２２４が前記投入用インデックスアーム２２１、２２２の上部に位置する。これによって、前記インデックスロボット２００は原始ウエハと加工ウエハを搬送する過程で原始ウエハによって加工ウエハが汚染されることを防止でき、製品の収率を向上させることができる。

前記投入用インデックスアーム２２１、２２２は前記ローディング／アンローディング部１１０に載置されて、工程待機中の何れか一つのフープから原始ウエハを取り出した後、前記バッファ部３００に載置する。前記インデックスロボット２００は工程待機中のフープから一度に一つ又は複数の原始ウエハを取り出すことができる。即ち、前記投入用インデックスアーム２２１、２２２が同時に前記工程待機中のフープに移動して、原始ウエハを同時に取り出す。これによって、前記工程待機中のフープから２枚の原始ウエハが同時に取り出される。

又、前記インデックスロボット２００は一度に一つ又は複数の原始ウエハを前記バッファ部３００に載置する。即ち、前記投入用インデックスアーム２２１、２２２は同時に前記バッファ部３００に移動して、上面に位置する原始ウエハを同時に前記バッファ部３００に載置する。これによって、２枚の原始ウエハが前記バッファ部３００に同時に載置される。

本発明の一例として、前記インデックスロボット２００が前記工程待機中のフープから一度に取り出されるウエハの最大枚数と一度に前記バッファ部３００に載置できるウエハの最大枚数は、前記投入用インデックスアーム２２１、２２２の個数と同じである。

一方、前記排出用インデックスアーム２２３、２２４は前記バッファ部３００から加工ウエハを取り出した後、前記インデックスロボット２００に載置する。前記インデックスロボット２００は前記バッファ部３００から一度に一つ又は複数の加工ウエハを取り出す。即ち、前記排出用インデックスアーム２２３、２２４が同時に前記バッファ部３００に移動して、加工ウエハを同時に取り出す。これによって、前記バッファ部３００から２枚の加工ウエハが同時に取り出される。

又、前記インデックスロボット２００は一度に一つ又は複数の加工ウエハを前記工程待機中のフープに再び載置できる。即ち、前記排出用インデックスアーム２２３、２２４は同時に前記工程待機中のフープに移動して、上面の加工ウエハを同時に載置する。これによって、２枚の加工ウエハが前記工程待機中のフープに同時に載置される。

本発明の一例として、前記インデックスロボット２００が前記バッファ部３００から一度に取り出されるウエハの最大枚数とフープに一度に載置できるウエハの最大枚数は、前記排出用インデックスアーム２２３、２２４の個数と同じである。

このように、前記インデックスロボット２００はフープ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄと前記バッファ部３００から一度に複数のウエハを取り出し及び載置することができるので、ウエハ搬送に所要される時間を短縮させ、生産性を向上させることができる。

前記インデックスアーム部２２０は前記複数の連結部２３０に連結される。前記複数の連結部２３０は前記アーム駆動部２１０に締結されて前記アーム駆動部２１０の駆動によってインデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４を水平移動させる。

前記アーム駆動部２１０の下には回転部２４０が設置される。前記回転部２４０は前記アーム駆動部２１０と締結されて前記アーム駆動部２１０を回転させる。これによって、前記インデックスアーム部２２０がともに回転する。

前記回転部２４０の下には垂直移動部２５０が設置され、前記垂直移動部２５０の下には水平移動部２６０が設置される。前記垂直移動部２５０は前記回転部２４０と締結されて前記回転部２４０を上昇及び下降させ、これによって、前記アーム駆動部２１０及び前記インデックスアーム部２２０の垂直位置が調節される。前記水平移動部２６０は前記第１搬送レール２０に締結されて前記第１搬送レール２０に沿って水平移動する。これによって、前記インデックスロボット２００が前記ロードポート１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄの配置方向に沿って移動できる。

一方、前記バッファ部３００は前記インデックスロボット２００が設置された領域と前記複数の工程チャンバ６００及び前記メイン搬送ロボット５００が設置された領域との間に位置する。前記バッファ部３００は前記インデックスロボット２００によって搬送された原始ウエハを受け取りし、工程チャンバ６００から処理された加工ウエハを載置する。

図５は図３に図示されたバッファ部を示す斜視図である。

図３及び図５を参照すると、前記バッファ部３００は本体３１０と第１及び第２支持部３２０、３３０からなる。

詳しくは、前記本体３１０は底壁３１１、前記底壁３１１から垂直に延長された第１及び第２側壁３１２、３１３、及び前記第１及び第２側壁３１２、３１３の上端に締結された上壁３１４を含む。

前記本体３１０はウエハの取り入れ及び取り出しのために前記インデックスロボット２００と対向する前方側壁及び前記メイン搬送ロボット５００と対向する後方側壁が開放される。これによって、前記インデックスロボット２００と前記メイン搬送ロボット５００は前記バッファ部３００からウエハを取り入れ及び取り出すことが容易である。

前記第１及び第２側壁３１２、３１３は互いに対向するように配置され、前記上壁３１４は一部が除去されて開口部３１４ａが形成される。

前記本体３１０内部には第１及び第２支持部３２０、３３０が形成される。前記第１支持部３２０は前記第１側壁３１２に締結され、前記第２支持部３３０は第２側壁３１３に締結される。前記第１及び第２支持部３２０、３３０はそれぞれ複数の支持台を備える。前記第１支持部３２０の支持台はそれぞれ前記第２支持部３３０の支持台と互いに対応し、ウエハは、対応する前記第１支持部３２０の支持台と前記第２支持部３３０の支持台によって端部が支持されて、前記バッファ部３００に載置される。このとき、前記ウエハは前記底壁３１１と対向するように配置される。

前記第１及び第２支持部３２０、３３０の複数の支持台は垂直方向に互いに離隔されて位置する。前記複数の支持台は前記投入用インデックスアーム２２１、２２２（図４参照）と前記搬出用インデックスアーム２２３、２２４（図４参照）の個数と同じ個数単位で第１間隔だけ離隔して位置し、前記投入用インデックスアーム２２１、２２２と前記搬出用インデックスアーム２２３、２２４もそれぞれ前記第１間隔だけ離隔して位置する。これによって、前記インデックスロボット２００が前記バッファ部３００から一度に複数のウエハを取り出し及び載置することができる。ここで、前記第１間隔は前記フープ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄのスロット間隔と同じである。

前記第１及び第２支持部３２０、３３０の各支持台にはウエハの位置をガイドするガイド部３１が形成される。前記ガイド部３１は前記支持台の上面から突出されて、ウエハの側面を支持する。

上述したように、前記バッファ部３００では、連続して位置する所定単位個数の支持台が、同時にピックアップ又は載置されるインデックスアーム間の間隔と同じ間隔で位置する。これによって、前記インデックスロボット２００が前記バッファ部３００から一度に複数のウエハを取り出し及び載置することができるので、作業効率が向上され、工程時間が短縮され、生産性が向上される。

前記バッファ部３００に載置された原始ウエハは前記メイン搬送ロボット５００によって各工程チャンバ６００に搬送される。前記メイン搬送ロボット５００は搬送通路４００に設置され、前記搬送通路４００に設置された第２搬送レール３０に沿って移動する。前記搬送通路４００は前記複数の工程チャンバ６００と連結される。

前記メイン搬送ロボット５００は前記バッファ部３００から原始ウエハをピックアップした後、前記第２搬送レール３０に沿って移動しながら該当工程チャンバ６００に原始ウエハを供給する。又、前記メイン搬送ロボット５００は複数の工程チャンバ６００から処理された加工ウエハを前記バッファ部３００に載置する。

図６は図３に図示されたメイン搬送ロボット５００を示す斜視図である。

図３及び図６を参照すると、前記メイン搬送ロボット５００はハンド駆動部５１０、ピックアップハンド部５２０、複数の連結部５３０、回転部５４０、垂直移動部５５０及び水平移動部５６０を備える。

詳しくは、前記ハンド駆動部５１０は前記ピックアップ部５２０のピックアップハンド５２１、５２２、５２３、５２４をそれぞれ水平移動させ、各ピックアップハンド５２１、５２２、５２３、５２４は前記ハンド駆動部５１０によって別々に駆動される。

前記ハンド駆動部５１０の上部には前記ピックアップハンド部５２０が設置される。前記ピックアップハンド５２１、５２２、５２３、５２４は垂直方向に互いに対向するように配置され、それぞれ１枚のウエハを載置する。本実施形態において、前記メイン搬送ロボット５００は４個のピックアップハンド５２１、５２２、５２３、５２４を備えているが、前記ピックアップハンド５２１、５２２、５２３、５２４の個数は前記基板処理システム１０００の工程効率によって増減できる。

前記ピックアップハンド５２１、５２２、５２３、５２４は、原始ウエハを搬送する投入用ピックアップハンド５２１、５２２と、加工ウエハを搬送する排出用ピックアップハンド５２３、５２４に分けて運用することができる。この場合、投入用ピックアップハンド５２１、５２２と排出用ピックアップハンド５２３、５２４は互いに混在して位置しない。本発明の一例として、前記排出用ピックアップハンド５２３、５２４が前記投入用ピックアップハンド５２１、５２２の上部に位置する。これによって、前記メイン搬送ロボット５００は原始ウエハと加工ウエハを搬送する過程で原始ウエハによって加工ウエハが汚染されることを防止でき、製品の収率を向上させることができる。

前記投入用ピックアップハンド５２１、５２２はそれぞれ前記バッファ部３００から前記原始ウエハを取り出した後、空いている工程チャンバ６００に供給する。前記投入用ピックアップハンド５２１、５２２は前記バッファ部３００の単位個数別の支持台と同一の第１間隔を有する。従って、前記投入用ピックアップハンド５２１、５２２は前記バッファ部３００から原始ウエハを同時に取り出すことができる。

一方、前記排出用ピックアップハンド５２３、５２４はそれぞれ工程完了された工程チャンバ６００から加工ウエハを取り出した後、前記バッファ部３００に載置する。前記排出用ピックアップハンド５２３、５２４は第１間隔だけ離隔される。従って、前記排出用ピックアップハンド５２３、５２４は工程チャンバ６００から取り出した加工ウエハを前記バッファ部３００に同時に載置できる。

本実施形態において、前記加工用ピックアップハンド５２１、５２２と前記排出用ピックアップハンド５２３、５２４はそれぞれ二つのピックアップハンドからなっているが、前記加工用ピックアップハンド５２１、５２２と前記排出用ピックアップハンド５２３、５２４の個数は前記基板処理システム１０００の処理効率によって増減できる。

本発明の一例として、前記バッファ部３００から第１間隔だけ離隔されて連続配置された支持台の個数と、前記インデックスロボット２００が一度にバッファ部３００からウエハを取り出し又は載置できるインデックスアームの最大個数、及び前記メイン搬送ロボット５００が一度にバッファ部３００からウエハを取り出し又は載置できるピックアップハンドの最大個数は同じである。

このように、前記メイン搬送ロボット５００は必要に応じて前記バッファ部３００から一度に複数又は一つの原始ウエハを取り出すことができる。又、前記メイン搬送ロボット５００は必要に応じて一度に複数又は一つの加工ウエハをバッファ部３００に載置することができる。これによって、ウエハの搬送時間が短縮されるので、前記基板処理システム１０００は、工程時間を短縮し、生産性を向上することができる。

前記ピックアップハンド部５２０は複数の連結部５３０と連結される。前記複数の連結部５３０はハンド駆動部５１０に締結されて前記ハンド駆動部５１０の駆動によってピックアップハンド５５１、５２２、５２３、５２４を水平移動させる。

前記ハンド駆動部５１０の下には前記回転部５４０が設置される。前記回転部５４０は前記ハンド駆動部５１０と締結されて、前記ハンド駆動部５１０を回転させる。これによって、前記ピックアップハンド部５２０がともに回転する。

前記回転部５４０の下には垂直移動部５５０が設置され、前記垂直移動部５５０の下には水平移動部５６０が設置される。前記垂直移動部５５０は回転部５４０と締結されて、前記回転部５４０を上昇及び下降させ、これによって、前記ハンド駆動部５１０及び前記ピックアップハンド部５２０の垂直位置が調節される。前記水平移動部５６０は第２搬送レール３０に締結されて、該第２搬送レール３０に沿って水平移動する。これによって、前記メイン搬送ロボット５００がバッファ部３００と工程チャンバ６００との間を移動することができる。

前記メイン搬送ロボット５００が設置される搬送通路４００の両側には前記原始ウエハを処理して加工ウエハを生成する工程チャンバ６００がそれぞれ配置される。前記工程チャンバ６００から行なわれる処理工程としては前記原始ウエハを洗浄する洗浄工程などがある。前記複数の工程チャンバ６００は二つの工程チャンバが前記搬送通路４００を間に置いて互いに対向するように配置され、前記搬送通路４００の両側にはそれぞれ三つの工程チャンバ６００が配置される。

本実施形態において、前記基板処理システム１０００は６個の工程チャンバ６００を備えているが、前記工程チャンバ６００の数は前記基板処理システム１０００の工程効率及びフットプリント条件によって増加又は減少する。又、本実施形態において、前記工程チャンバ６００は単層構造に配置されているが、１２個の工程チャンバ６００が６個ずつ積層構造に配置されても良い。

また、図３及び図４を参照すると、前記インデックスロボット２００は第１制御部７１０と接続され、第１制御部７１０はインデックスロボット２００の位置及び各インデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４の位置を制御する。

詳しくは、前記第１制御部７１０はインデックスロボット２００の水平移動部２６０を制御して第１搬送レール２０からのインデックスロボット２００の位置、即ち、前記インデックスロボット２００の水平移動位置及び水平移動速度を調節する。前記第１制御部７１０はインデックスロボット２００の回転部２４０を制御してインデックスアーム部２２０の回転位置と回転速度を調節し、前記インデックスロボット２００の垂直移動部２５０を制御して、インデックスアーム部２２０の垂直移動位置及び垂直速度を調節する。

又、前記第１制御部７１０は前記アーム駆動部２１０を制御して各インデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４の水平移動位置及び水平移動速度を調節する。即ち、前記インデックスロボット２００が同時に複数のインデックスアームを駆動して複数のウエハを載置又はピックアップするように前記第１制御部７１０は各インデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４の速度を制御する。

詳しくは、前記第１制御部７１０はインデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４のうち、同時に駆動されるべき各インデックスアームに対する移動速度情報、即ち、同時に駆動されるべき各インデックスアームの最大等速度と最大減速度及び最大加速度の値を算出する。前記第１制御部７１０は移動速度情報などを通じて該当インデックスアームがそれぞれ目標地点まで到達する予想所要時間を算出し、算出された予想所要時間の差に基づいて該当インデックスアームのそれぞれの速度を調節する。

即ち、前記第１制御部７１０は算出された予想所要時間を比較して一番長い最大所要時間を選択する。前記第１制御部７１０は前記最大所要時間を有するインデックスアームを除いた残りのインデックスアームがそれぞれ前記最大所要時間と同じ所要時間を有するように速度を調節する。ここで、前記第１制御部７１０はインデックスアームの所要時間を同一に設定するために最大所要時間より短い予想所要時間を有するインデックスアームの最大速度を調節する。最大速度の調節のとき、前記第１制御部７１０は予想所要時間が一番長いインデックスアームの最大速度より低く調節する。前記インデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４は水平移動のとき、既に設定された最大速度に到達すると、等速移動する。

このように、前記第１制御部７１０はインデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２２４の速度を調整して前記インデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４が目標地点に到達する所要時間を同一に設定する。これによって、前記インデックスロボット２００は複数のインデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４を同時に目標地点に位置させることができるので、フープ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ又は前記バッファ部３００から同時に二つのウエハを取り出し及び載置することができる。

一方、前記メイン搬送ロボット５００は第２制御部７２０と接続される。前記第２制御部７２０はメイン搬送ロボット５００の位置及び各ピックアップハンド５２１、５２２、５２３、５２４（図６参照）の位置を制御する。第２制御部７２０によるメイン搬送ロボット５００の位置制御は第１制御部７１０によるインデックスロボット２００の位置制御と同じであるので、第２制御部７２０に対する詳細説明は省略する。

以下に、図面を参照してインデックスロボット２００のインデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４のうち、二つ以上のインデックスアームを同時に目標地点に到達させる過程を詳しく説明する。前記インデックスアーム２１１、２２２、２２３、２２４のうち、搬出用インデックスアームである第１インデックスアーム２２４と第２インデックスアーム２２３を同時に駆動させる場合を一例として説明する。

図７は本発明の一実施形態によるインデックスロボット２００の複数のインデックスアームを同時に駆動する過程を示すフローチャートである。

図３、図４及び図７を参照すると、先ず、前記第１制御部７１０は同時に駆動させるべき第１及び第２インデックスアーム２２３、２２４の移動速度情報を算出する（段階Ｓ１１０）。

続いて、前記第１制御部７１０は前記第１インデックスアーム２２４の目標地点と前記第２インデックスアーム２２３の目標地点に対してそれぞれ位置値を算出する（段階Ｓ１２０）。ここで、前記第１及び第２インデックスアーム２２３、２２４は互いに異なるウエハを取り出し又は載置するので、対応する目標地点が違う。

続いて、前記第１制御部７１０は前記第１インデックスアーム２２４と前記第２インデックスアーム２２３が同時に出発して該当目標地点に到達するまでの速度変化をシミュレーションして前記第１及び第２インデックスアーム２２３、２２４の速度グラフを生成する（段階Ｓ１３０）。ここで、前記第１制御部７１０は段階Ｓ１１０から算出された移動速度情報に基づいて前記第１及び第２インデックスアーム２２３、２２４の速度グラフを生成する。

続いて、前記第１及び第２インデックスアーム２２３、２２４の速度変化のシミュレーションを通じて前記第１及び第２インデックスアーム２２３、２２４が対応する目標地点に到達する予想所要時間をそれぞれ算出する（段階Ｓ１４０）。

続いて、算出された第１及び第２インデックスアーム２２３、２２４の予想所要時間を比較して一番長い所要時間を最大所要時間に設定し、前記最大所要時間より短い予想所要時間を有するインデックスアームの速度を再設定する（段階Ｓ１５０）。

仮に、前記第１及び第２インデックスアーム２２３、２２４のうち、第１インデックスアーム２２４が前記第２インデックスアーム２２３より長い予想所要時間を有する場合、前記第１制御部７１０は前記第２インデックスアーム２２３の速度を調整して前記第２インデックスアーム２２３が前記第１インデックスアーム２２４と同じ所要時間を有するように調節する。

詳しくは、前記第１制御部７１０は前記第２インデックスアーム２２３の最大速度と加速度及び減速度を再設定して前記第１及び第２インデックスアーム２２３、２２４が同じ所要時間を有するように設定する。このとき、前記第２インデックスアーム２２３の最大速度は前記第１インデックスアーム２２４の最大速度より低く調節される。
前記第２インデックスアーム２２３の最大速度と加速度及び減速度をそれぞれ再算出する過程は、数式１のようである。

数式１で、ＶＭＳ、ＡＶＳ及びＤＶＳはそれぞれ第２インデックスアーム２２３の再設定された最大速度と加速度及び減速度を示し、ＭＤは出発地点から目標地点までの距離、ＶＲは第１インデックスアーム２２４の最大速度、ＤＲ１は第１インデックスアーム２２４が最大速度で等速移動する距離、ＡＲは第１インデックスアーム２２４の加速度、ＤＲ２は第１インデックスアーム２２４が加速しながら移動する距離、ＤＲは第１インデックスアーム２２４の減速度、ＤＲ３は第１インデックスアーム２２４が減速しながら移動する距離である。

続いて、前記第１及び第２インデックスアーム２２３、２２４がフープ又は前記バッファ部３００からウエハを取り出し又は載置するために同時に水平移動を開始する（段階Ｓ１６０）。

続いて、前記第１及び第２インデックスアーム２２３、２２４は前記第１制御部７１０によって調節された速度で移動して同時に目標地点に到達し、それぞれ対応する目標地点に位置するウエハを同時に取り出し又は載置する（段階Ｓ１７０）。

このように、前記第１制御部７１０はインデックスアーム部２２０の速度を調整して同時に駆動されるべきインデックスアームが同じ移動所要時間を有するようにする。これによって、インデックスロボット２００は二つ以上のインデックスアームが該当目標地点に同時に到達することができるので、複数のウエハを一度に載置又は取り出すことができ、ウエハの搬送時間を短縮させ、生産性を向上させることができる。

本実施形態において、第２制御部７２０がメイン搬送ロボット５００のピックアップハンド部５２０の速度を調整して二つ以上のピックアップハンドを互いに異なる目標地点に同時に到達させる過程は、第１制御部７１０がインデックスロボット２００のインデックスアーム部２２０の速度を調整して二つ以上のインデックスアームを互いに異なる目標地点に同時に到達させる過程と同じであるので、詳細説明は省略する。

図８は図７に図示された二つのインデックスアームが第１制御部によって調節された速度で移動するとき出発時点から到達時点までの速度変化を示すグラフである。

図８を参照すると、同時に駆動された二つのインデックスアームＡ１、Ａ２は最大速度ＵＶ１、ＵＶ２に到達するまでだんだん速度が増加し、最大速度ＵＶ１、ＵＶ２に到達すると一定時間だけ等速移動する。その後、目標地点に到達するまでだんだん速度が減少される。

前記同時に駆動される二つのインデックスアームＡ１、Ａ２は最大速度ＵＶ１、ＵＶ２が互いに異なるように設定され、それぞれ最大速度ＵＶ１、ＵＶ２で等速移動する時間が異なる。即ち、前記インデックスアームＡ１、Ａ２はそれぞれ最大速度ＵＶ１、ＵＶ２に到達する時点Ｔ１、Ｔ２が異なり、最大速度ＵＶ１、ＶＵ２で等速移動した後、減速する時点Ｔ３、Ｔ４が異なる。しかし、前記インデックスアームＡ１、Ａ２は水平移動を開始するスタート時点ＳＴと目標地点に到達する時点ＥＴがそれぞれ同じであるので、所要時間は同じである。

以上、本発明の実施形態を参照して説明したが、該当技術分野に詳しい当業者は特許請求範囲に記載されている本発明の思想及び領域から外れない範囲内で本発明を様々に修正及び変形可能である。

１１０ ローディング／アンローディング部
１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ フープ
２００ インデックスロボット
３００ バッファ部
４００ 搬送通路
５００ メイン搬送ロボット
６００ 工程チャンバ
７１０ 第１制御部
７２０ 第２制御部
１０００ 基板処理システム

Claims (14)

1. 複数の基板を垂直方向に配置させて保持する受け取り部材と、
   前記垂直方向に互いに対向するように配置されて、それぞれ基板が載置される複数の搬送アーム及び各搬送アームを水平方向に移動させるアーム駆動部を備え、前記受け取り部材から一つ又は二つ以上の基板を取り出し及び載置する搬送部材と、
   前記搬送部材の移動速度を制御し、同時駆動を要する搬送アームが同時に前記受け取り部材内の目標地点に到達するように該当搬送アームがそれぞれ目標地点に到達する予想時間に基づいて該当搬送アームの水平移動速度を調節する制御部を含むことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記制御部は、前記搬送アームのうち、同時に駆動させるべき各搬送アームの最大移動速度と減速度及び加速度に基づいて前記予想時間を該当搬送アーム別に算出し、算出された予想所要時間の差に基づいてそれぞれの該当搬送アームの速度を調節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. 前記制御部は、前記同時に駆動させるべき各搬送アームの速度の調節を通じて該当搬送アームが同じ時間に目標地点に到達するように制御することを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記制御部は、算出された予想所要時間のうち、一番長い予想所要時間を有する搬送アームの最大速度と加速度及び減速度に基づいて、相対的に短い所要時間の搬送アームの最大速度と加速度及び減速度を調節することを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
5. 処理待機中の基板又は処理完了された基板を垂直方向に離隔させて保持する受け取り容器と、
   前記処理待機中の基板と前記処理完了された基板を垂直方向に離隔させて保持するバッファ部と、
   前記垂直方向に互いに対向するように配置されて、それぞれ基板が載置される複数のインデックスアーム及び各インデックスアームを水平方向に移動させるアーム駆動部を備え、前記受け取り容器と前記バッファ部との間で基板を搬送し、前記受け取り容器又は前記バッファ部から一つ又は複数の基板を取り出し及び載置するインデックスロボットと、
   前記インデックスロボットの移動速度及び位置を制御し、同時駆動を要するインデックスアームが同時に前記受け取り容器内の目標地点に到達するように該当インデックスアームがそれぞれ目標地点に到達する予想時間に基づいて該当インデックスアームの水平移動速度を調節する第１制御部を含むことを特徴とする基板処理装置。
6. 基板の処理が行なわれる工程チャンバと、
   前記垂直方向に互いに対向するように配置されて、それぞれ基板が載置される複数のピックアップハンド及び各ピックアップハンドを水平方向に移動させるハンド駆動部を備え、前記工程チャンバと前記バッファ部との間で基板を搬送し、前記バッファ部から一つ又は複数の基板を取り出し及び載置するメイン搬送ロボットと、
   前記メイン搬送ロボットの移動速度及び位置を制御し、各ピックアップハンドの移動速度を制御して二つ以上のピックアップハンドが同時に前記受け取り容器又は前記バッファ部内の互いに異なる目標地点に到達するように前記ハンド駆動部を制御する第２制御部をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
7. 基板を搬送する搬送部材のそれぞれの搬送アームに対する最大速度、減速度及び加速度を含む移動速度情報を生成する段階と、
   各搬送アームに対応する目標地点の位置値と前記移動速度情報に基づいて各搬送アームが該当目標地点に到達する予想所要時間を算出する段階と、
   前記各搬送アームが同じ所要時間を有するように、算出された予想所要時間と前記移動速度情報に基づいて前記各搬送アームの速度を再設定する段階と、
   前記搬送アームを同時に再設定された速度で水平移動させて、受け取り部材から複数の基板を同時に取り出し又は載置する段階を含むことを特徴とする基板搬送方法。
8. 前記各搬送アームの速度を再設定する段階は、
   前記算出された予想所要時間を比較して一番長い所要時間を最大所要時間に設定する段階と、
   前記最大所要時間より短い予想所要時間を有する搬送アームの速度を再設定して前記各搬送アームが同じ所要時間を有するように調節する段階を含むことを特徴とする請求項７に記載の基板搬送方法。
9. 前記最大所要時間より短い予想所要時間を有する搬送アームの速度を再設定する段階では、相対的に短い予想所要時間を有する搬送アームの最大速度と加速度及び減速度を前記最大所要時間と同じ予想所要時間を有する搬送アームの最大速度と加速度及び減速度に基づいてそれぞれ再設定することを特徴とする請求項８に記載の基板搬送方法。
10. 前記相対的に短い予想所要時間を有する搬送アームは前記最大所要時間と同じ予想所要時間を有する搬送アームの最大速度より低い最大速度を有するように調節されることを特徴とする請求項９に記載の基板搬送方法。
11. 前記相対的に短い予想所要時間を有する搬送アームの最大速度と加速度及び減速度を算出する過程は、次の数式からなり、
    

    

    前記数式で、ＶＭＳ、ＡＶＳ及びＤＶＳはそれぞれ前記相対的に短い予想所要時間を有する搬送アームの再設定された最大速度と加速度及び減速度を示し、ＭＤは出発地点から目標地点までの距離、ＶＲは前記最大所要時間となる予想所要時間を有する搬送アームの最大速度、ＤＲ１は前記最大所要時間となる予想所要時間を有する搬送アームが最大速度で等速移動する距離、ＡＲは前記最大所要時間となる予想所要時間を有する搬送アームの加速度、ＤＲ２は前記最大所要時間となる予想所要時間を有する搬送アームが加速移動する距離、ＤＲは前記最大所要時間となる予想所要時間を有する搬送アームの減速度、ＤＲ３は前記最大所要時間となる予想所要時間を有する搬送アームが減速移動する距離であることを特徴とする請求項１０に記載の基板搬送方法。
12. 前記各搬送アームは、水平移動を開始した出発時点から設定された最大速度に到達する第１時点まで設定された加速度で加速移動し、前記第１時点から第２時点まで前記設定された最大速度で等速移動し、前記第２時点から前記目標地点に到達する時点まで設定された減速度で減速移動することを特徴とする請求項７乃至請求項１１に記載の基板搬送方法。
13. 第１制御部が、基板を載置できるそれぞれのインデックスアームに対する最大速度、減速度及び加速度を含むアームの速度情報を生成する段階と、
    前記第１制御部が、各インデックスアームに対応する目標地点の位置値と前記アームの速度情報に基づいて各インデックスアームが該当目標地点に到達する予想所要時間を算出する段階と、
    前記第１制御部が、前記インデックスアームが同じ所要時間を有するように、算出された予想所要時間と前記アームの速度情報に基づいて前記各インデックスアームの速度を再設定する段階と、
    前記インデックスアームが、同時に再設定された速度で水平移動して受け取り容器又はバッファ部から複数の基板を同時に取り出し又は載置する段階を含むことを特徴とする基板搬送方法。
14. 第２制御部が、基板を載置できるそれぞれのピックアップハンドに対する最大速度、減速度及び加速度を含むハンド速度情報を生成する段階と、
    前記第２制御部が、各ピックアップハンドに対応する目標地点の位置値と前記ハンド速度情報に基づいて各ピックアップハンドが該当目標地点に到達する予想所要時間を算出する段階と、
    前記第２制御部が、前記ピックアップハンドが同じ所要時間を有するように、算出された予想所要時間と前記ハンド速度情報に基づいて前記各ピックアップハンドの速度を再設定する段階と、
    前記ピックアップハンドが、同時に再設定された速度で水平移動して前記バッファ部から複数の基板を同時に取り出し又は載置する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の基板搬送方法。
    

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