JP2017005066A - Carrier device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板を搬送する搬送装置に関する。 The present invention relates to a transfer device for transferring a substrate.
現在、半導体デバイスの製造工程では、パターンの微細化の進展に伴い、ナノメートルオーダーのデザインルールによる製造が可能となっている。このような製造工程中、ウエハ等の基板やレチクル(マスク)等の原版にパーティクルが付着すると、半導体デバイスの性能を著しく低下させ、製品の歩留まりを低下させる大きな要因となり望ましくない。そこで、半導体デバイスの製造装置内の狭い領域は高いクリーン度に保たれる。また、ウエハ等は、SEMI規格に準拠したFOUP(Front−Opening Unified Pods)やSMIF(Standard of Mechanical Interface)ポッド等の容器に収容されて、製造装置と外部との間で搬送される。特許文献1は、基板の搬送にFOUPを採用した基板搬送システムを開示している。一方、特許文献2は、基板の搬送にSMIFポッドを採用したウエハ搬送装置を開示している。
Currently, in the semiconductor device manufacturing process, with the progress of pattern miniaturization, it is possible to manufacture according to a design rule of nanometer order. During such a manufacturing process, if particles adhere to a substrate such as a wafer or an original such as a reticle (mask), the performance of the semiconductor device is remarkably deteriorated, which is a large factor that lowers the product yield. Therefore, a narrow area in the semiconductor device manufacturing apparatus is kept clean. Wafers and the like are housed in containers such as FOUP (Front-Opening Unified Pods) and SMIF (Standard of Mechanical Interface) pods conforming to the SEMI standard, and are transported between the manufacturing apparatus and the outside.
ここで、特許文献1に開示されている基板搬送システムでは、システム上に配置されたFOUPと、該FOUPから基板を処理室側に搬送するための搬送ロボットの本体と、処理室とが、おおよそ1つの軸上に並ぶため、その軸方向の寸法が長くなる。これは、システム全体の小型化のためには不利である。これに対して、特許文献2に開示されているウエハ搬送装置では、SMIFポッドを載置するオープナは、搬送ロボットの本体と処理室とが並ぶ第1軸に対して垂直となる第2軸の方向に設置されており、第1軸方向の寸法については短縮化がなされている。
Here, in the substrate transfer system disclosed in
ここで、システム内の基板の搬送経路では、基板の清浄度を維持するために、FFU(Fan Filter Unit)により清浄化された空気が供給され、排気ファンにより排気される。特許文献1および特許文献2は、FFUおよび排気ファンによる空気の流れと搬送ロボットとの関係について何ら記載していない。しかしながら、単純に搬送ロボットを配置してしまうと、FFUから供給される空気の流れが搬送ロボットの本体により阻害され、その結果、搬送経路内でパーティクルの巻き上げが発生し、基板の清浄度が低下するおそれがある。
Here, in the substrate transport path in the system, air cleaned by FFU (Fan Filter Unit) is supplied and exhausted by an exhaust fan in order to maintain the cleanliness of the substrate.
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、パーティクルの巻き上げによる基板の清浄度の低下を抑えることが可能な搬送装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a transport apparatus capable of suppressing a decrease in the cleanliness of a substrate due to the winding of particles.
上記課題を解決するために、本発明は、基板を収容する容器を開放する開放手段と、
前記基板を保持する可動ハンドと、前記可動ハンドにアームを介して連結された固定部と、を有し、前記開閉手段により開放された前記容器内の前記基板を処理室に搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送されている前記基板の周囲に清浄化された気体の流れを形成する気流形成手段と、を備え、前記処理室は、前記開閉手段および前記固定部に対して、前記搬送手段が前記容器から前記基板を引き出す第1方向に直交する第2方向に離れて配置され、前記搬送手段の固定部は、前記搬送手段による前記基板の搬送経路の鉛直上方および鉛直下方から離れた位置に配置されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides an opening means for opening a container that accommodates a substrate;
A transporting means for transporting the substrate in the container opened by the opening / closing means to a processing chamber, the movable hand holding the substrate; and a fixed portion connected to the movable hand via an arm. And an airflow forming means for forming a flow of a purified gas around the substrate being transported by the transporting means, and the processing chamber transports the open / close means and the fixed portion with respect to the transporting portion. The means is disposed apart from the first direction in which the substrate is drawn out from the container in a second direction orthogonal to the first direction, and the fixing part of the transport means is separated from the vertically upper and lower parts of the substrate transport path by the transport means It is arranged at a position.
また、本発明は、別の側面では、基板を収容する容器を開放する開放手段と、前記基板を保持する可動ハンドと、前記可動ハンドにアームを介して連結された固定部と、を有し、前記開閉手段により開放された前記容器内の前記基板を処理室に搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送されている前記基板の周囲に清浄化された気体の流れを形成する気流形成手段と、を備え、前記処理室は、前記開閉手段および前記固定部に対して、前記搬送手段が前記容器から前記基板を引き出す第1方向に直交する第2方向に離れて配置され、前記搬送手段の固定部は、前記気流形成手段による気体の流れを阻害しない位置に配置されていることを特徴とする。 In another aspect, the present invention includes an opening unit that opens a container that accommodates a substrate, a movable hand that holds the substrate, and a fixed portion that is connected to the movable hand via an arm. A transfer means for transferring the substrate in the container opened by the opening / closing means to a processing chamber; and an airflow forming means for forming a flow of purified gas around the substrate being transferred by the transfer means And the processing chamber is disposed away from the opening / closing means and the fixed portion in a second direction perpendicular to a first direction in which the transport means pulls out the substrate from the container, and the transport means The fixed portion is arranged at a position that does not hinder the flow of gas by the airflow forming means.
本発明によれば、パーティクルの巻き上げによる基板の清浄度の低下を抑えることが可能な搬送装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the conveying apparatus which can suppress the fall of the cleanliness of the board | substrate by the winding of a particle can be provided.
以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る搬送装置24の構成を示す概略図である。搬送装置24は、クリーンルーム内において半導体デバイスの製造装置(半導体製造装置25)に設けられ、半導体製造装置の処理室11に基板1(または原版)を搬入し、処理室11から基板1を搬出するための装置である。搬送装置24は半導体製造装置25の一部であってもよく、別体であってもよい。本実施形態に係る搬送装置は、SEMI規格に準拠した容器であるSMIFポッドに対応し、SMIFポッドを介して基板の搬入出を行う。また、一例として、SMIFポッドには1枚の基板が収容されるものとする。ただし、本発明は、SMIFポッドが複数の基板を収容するものであってもよい。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a
本実施形態において、半導体製造装置25は露光装置である。上下方向(鉛直方向)をZ軸とし、Z軸に垂直な平面内において互いに直交する2軸をX軸およびY軸としている。図1(a)は、XY平面図であり、図1(b)は、図1(a)に示すSMIFポッド30のFDP(Facial Datum Plane)10に沿って切断した断面図である。FDPとは、基板収納容器に対してSEMI規格により定められた基準面である。本実施形態では、FDPは、基板1の中心を通るXZ平面である。作業者(ユーザー)は、搬送装置24の前(図中下側)に立った状態で、SMIFポッド30を搬送装置24の載置面に載置する。なお、作業者ではなく不図示のOHT(Over Head Transfer)などの搬送車を用いて載置してもよい。以下でいう搬送装置24の前面とは、搬送装置24との間でSMIFポッド30を受け渡す側の面(図中の下側の面)をいい、受け渡し方向は、Y軸方向に相当する。
In the present embodiment, the
図2は、SMIFポッド(容器)30の構成を示す概略図である。このうち、図2(a)は、断面図であり、図2(b)は、保持部2の構成を示す斜視図であり、図2(c)は、保持部2の部分断面図である。SMIFポッド30は、保持部2と、ハウジング3とを含む。SMIFポッド30は、保持部2に基板1を保持させた状態で上面をハウジング3で覆い、内部を密閉することで、密閉空間内に基板1を収容可能となっている。SMIFポッド30内の密閉空間は、クリーンルーム内の環境よりも清浄度が高い状態に保たれる。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the SMIF pod (container) 30. 2A is a cross-sectional view, FIG. 2B is a perspective view showing the configuration of the
図2(b)に示すように、保持部2は、その上面側に突起状の受け脚15を複数有する。本実施形態では、受け脚15は4箇所に配置され、矩形である基板1の外縁部を支持する。搬送ロボット8は、FDP10に沿った側から基板1の受け渡しを行う(つまり、搬送ロボット8は、保持部2上の基板1をX軸方向に引き出す)。複数の受け脚15は、搬送ロボット8のハンド5が、FDP10に対向する側、または、それに直交するFDP10に沿った側のいずれの側からも、保持部2に対する基板1の受け渡しを行うことができる間隔で配置されている。
As shown in FIG. 2B, the
また、受け脚15は、図2(c)に示すように、基板1の裏面に接触して基板1を支持するスタンド部13と、基板1の外周よりも広い位置から基板1の中心側に向かって傾斜するガイド部14とを有する。特に保持部2へ基板1を引き渡す際、まず、ハンド5に吸着保持された基板1は、受け脚15よりも高い位置で水平方向に搬送された後、保持部2の鉛直方向上方で保持部2に対する相対位置が調整される。次に、ハンド5の鉛直方向下方への移動により、基板1も下方へと移動する。このとき、調整された相対位置にズレがあったとしても、基板1は、その外縁部がガイド部14の斜面に沿って保持部2の中心方向へ位置を修正されながら下降し、スタンド部13に突き当たって止まる。また、スタンド部13は、ハンド5の厚みよりも高い形状に成型されている。したがって、ハンド5は、基板1がスタンド部13に突き当たる直前に、吸着保持を解除すれば、基板1を保持部2に保持させた状態で、基板1の下方から退避することができる。
Further, as shown in FIG. 2C, the
半導体製造装置25は、基板1に所定の処理を行うための処理室11を備える。本実施形態では、処理室11において、原版(レチクル)に形成されているパターンの像を基板上に転写(露光)する。しかしながら、処理室11は、中継として基板1を保持するステーションが配置された場所であってもよい。なお、本実施形態における説明では、搬送対象物(SMIFポッド30に収容されるもの)を基板1と表現しているが、これは、半導体製造装置25における被処理基板、すなわちウエハ等のみを指すものではない。例えば、半導体製造装置25が露光装置などの原版を用いたリソグラフィー装置であるならば、レチクル等のパターンが形成されている原版を搬送対象物としてもよく、特に本実施形態では、このように搬送対象物が原版であるものと想定している。
The
搬送装置24は、筐体26と、オープナ(開閉手段)4と、搬送ロボット(搬送手段)8と、FFU(Fan Filter Unit)27と、FFU28と、排気ファン23と、制御部29とを有する。筐体26は、内部に、オープナ4が設置される空間26aと、搬送ロボット8が設置される空間26bと、後述する排気ファン23が設置される空間26cとを含む。
The
オープナ4は、SMIFポッド30の保持部2を載置してZ軸方向に移動可能とする載置台16を含み、保持部2とハウジング3との分離および組み合わせを行う開閉手段である。SMIFポッド30は、オープナ4上に載置されると、基板1を保持した状態の保持部2が載置台16と一体で下降する。このとき、ハウジング3は、載置台16よりも外周寸法が大きく設定されているので、搬送装置24におけるSMIFポッド30の載置位置(載置枠)にかかり下降しない。これにより、保持部2とハウジング3とが分離し、SMIFポッド30の密閉状態が解除され(容器が開放され)、基板1は、空間26a内でむき出しの状態となる。
The
搬送ロボット8は、基板1を保持するハンド(可動ハンド)5と、複数の駆動関節を有し、ハンド5を水平面内で移動させるためのア−ム6と、アーム6の水平移動および鉛直移動を行わせる本体(固定部)7とを有する。ハンド5、アーム6、本体7は連結されている。本実施形態では、オープナ4(SMIFポッド30)、本体7および処理室11は、1つの軸上(例えばY軸上)に並ばず、オープナ4(SMIFポッド30)と本体7とは、処理室11に対向する面に沿って並んで配置される。つまり、処理室11は、オープナ4および本体7に対して、Y軸方向に離れて配置されている。本実施形態では、搬送ロボット8は、保持部2から基板1を引き出すときに、X軸方向に引き出す。つまり、搬送ロボット8のハンド5は、FDP10に対向する側とは異なる、FDP10に沿った側から進入することになる。図3は、ハンド5が、X方向(第1方向)に沿って保持部2(容器内)から基板1を引き出した後、Y方向(第2方向)に沿って処理室11に引き渡した状態を示す概略平面図である。基板1が処理室11に運び込まれた後は、半導体製造装置25内において、基板1に対する所望の処理(例えば露光)が実施される。
The
FFU27およびFFU28は、フィルタを含み、クリーンルームの環境内の空気よりもさらに清浄な空気(清浄化された気体)を搬送装置24の内部空間に供給し、基板1の清浄度に維持する。FFU27は、空間26bに向けて清浄空気を供給するように、空間26bの上面に位置する筐体26の領域に供給口が設置される。FFU27は、このような位置に設置されることで、基板1が保持部2から処理室11に運び込まれるまでの搬送経路の鉛直方向上方から下方に向けて清浄空気を吹き付けることができる。これにより、下方へ向かう風向21a(ダウンフロー)が発生し、基板1の周辺は、常に清浄な状態に維持される。
The
FFU28は、空間26aに向けて清浄空気を供給するように、空間26aの側面に位置する筐体26の領域に供給口が設置される。FFU28は、載置台16が下降したときに、保持部2の側面に向かって清浄空気を供給することで、X方向に沿って流れる風向21が発生し、SMIFポッド30の密閉が解除された際に、周囲のパーティクルが基板1に向かってくることを抑える。なお、保持部2の側面に向かって供給された清浄空気の一部は、鉛直方向下方に向かう風向21bをも発生させ、空間26b内の風向21aと同様に、常に清浄な状態に維持される。
The
また、各FFU27、28から供給された清浄空気は、共に鉛直方向下方に向かった後に集められ、空間26cに設置されている排気ファン23を介し外部に排気される。つまり、FFU27、28、排気ファン23は、搬送ロボット8により搬送されている基板の周囲に清浄化された気体の流れを形成する気流形成手段を構成する。このとき、排気ファン23の排気流量は、搬送装置24の内部圧力が外部の気圧よりも高くなるように調整され、搬送装置24の外部からパーティクルを含んだ空気が搬送装置24の内部に流入することを抑える。
The clean air supplied from the
本実施形態によれば、本体7は、水平方向において、FFU27、FFU28と排気ファン23によって形成される清浄空気(風向21a)の流れを阻害しない位置に設置される。一例として、本体7は、搬送ロボット8による基板の搬送経路の鉛直上方および鉛直下方から離れた位置に配置される。ここで、図1(b)を参照すると、空間26bにおいて、X軸方向ではFFU27と本体7との位置が重ならず、FFU27から供給された清浄空気は、本体7に阻害されずに鉛直方向下方に進むことができる。
According to this embodiment, the
制御部(制御手段)29は、例えばコンピューターなどで構成され、搬送装置24の各構成要素に回線を介して接続され、外部からの動作指令に基づいて各構成要素の動作や調整などを制御し得る。なお、制御部29は、半導体製造装置25の制御部や、半導体製造ライン全体の動作を統括する制御部などと共通化されているものであってもよい。
The control unit (control means) 29 is composed of, for example, a computer, is connected to each component of the
ここで、搬送装置24の利点を明確にするために、比較例として、本発明を採用しない搬送装置について説明する。図5は、半導体製造装置35に連設されていると想定した、本発明を採用しない搬送装置34の構成を示す概略図である。このうち、図5(a)は、平面図であり、図5(b)は、図5(a)に示すSMIFポッド30にある基板1の平面中心を通り、FDP10に垂直となる面に沿って切断した断面図である。なお、説明の簡単化のために、搬送装置34の各構成要素について、本実施形態に係る搬送装置24の各構成要素に対応するものには同一の符号を付す。搬送装置34では、図5(a)に示すように、オープナ4、本体7および処理室11がY軸上に並ぶ。特にY軸方向に関しては、オープナ4と処理室11との間は、本体7の大きさにアーム6の旋回径を加えた距離分、離れる。また、搬送装置34では、図5(b)に示すように、FFU20を用いて基板1の搬送経路へ清浄空気を供給しているが、FFU20が本体7の上方に設置されているため、清浄空気の流路が本体7に阻害されている。したがって、搬送経路内において清浄空気の流れが乱れ、パーティクルの巻き上げが発生し、結果的に基板1の清浄度を低下させるおそれがある。
Here, in order to clarify the advantages of the
これに対して、本実施形態に係る搬送装置24では、オープナ4と処理室11とは、特にY軸方向に関しては近接して配置されるので、図5に示す搬送装置34と比較して、Y軸方向の寸法が小さくなり、その結果、装置全体が小型化される。また、搬送装置24では、FFU27を用いて基板1の搬送経路へ清浄空気を供給しているが、FFU27が本体7とX軸方向で重ならない位置に設置されているため、清浄空気の流路が本体7に阻害されない。したがって、搬送経路内において清浄空気の流れが乱れにくく、パーティクルの巻き上げが発生しづらいので、結果的に基板1の清浄度を維持させることができる。
On the other hand, in the
特に、半導体製造装置25が露光装置の場合、基板1の周囲の環境は、クラス10からクラス100程度の清浄度が要求されている。これに対して、露光装置をクリーンルーム内に設置し、クリーンルーム全体をクラス10からクラス100の環境にすることは可能であるが、その場合、クリーンルームの維持および管理には多大なコストが必要となる。したがって、クリーンルーム全体の清浄度をクラス500からクラス1000程度に抑えながら、基板1の周囲の清浄度をクラス10からクラス100に向上させるために、本実施形態に係る搬送装置24は、特に製造コストを抑える観点から有用である。さらに、半導体製造装置25を、露光装置に換えてインプリント装置とした場合、基板1の周囲の環境は、クラス1以下の、より高度な清浄度が要求される。クリーンルーム全体でこのような清浄度を達成することは非常に困難であるため、この場合にも、本実施形態に係る搬送装置24は、より有用となる。
In particular, when the
以上のように、本実施形態によれば、パーティクルの巻き上げによる基板の清浄度の低下を抑えることが可能な搬送装置を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a transport apparatus that can suppress a decrease in the cleanliness of the substrate due to the winding of particles.
なお、上記説明では、搬送装置24がオープナ4を1つ設置している構成としたが、本発明は、これに限らず、搬送装置24が複数のオープナ4を設置する構成としてもよい。図4は、2つのオープナ4a(第1の開放手段)、4b(第2の開放手段)を有する、他の実施形態に係る搬送装置24の構成を示す概略平面図である。搬送ロボット8の本体7の設置条件と、本体7に対する2つのオープナ4a、4bの位置関係は、上記のオープナ4を1つ設置する場合と同様である。ここで、搬送装置24の前面からオープナ4の中心までの距離Lは、SEMI規格によって規定されている。そこで、特に図4に示す搬送装置24の場合には、装置全体のY軸方向の寸法を可能な限り小さく抑えるため、2つのオープナ4a、4bは、FDP10の位置を合わせている。また、この場合、搬送ロボット8(本体7)は、X軸方向において2つのオープナ4a、4bの間に配置される。ただし、図4では不図示であるが、FFUが搬送装置24内に清浄空気を供給する際に、その流路を阻害しないように本体7が配置されることも上記のオープナ4を1つ設置する場合と同様である点に留意する。
In the above description, the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
4 オープナ
5 ハンド
6 アーム
7 本体
8 搬送ロボット
11 処理室
23 排気ファン
24 搬送装置
27 FFU
28 FFU
29 制御部
30 SMIFポッド
4
28 FFU
29
Claims (6)
前記基板を保持する可動ハンドと、前記可動ハンドにアームを介して連結された固定部と、を有し、前記開閉手段により開放された前記容器内の前記基板を処理室に搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送されている前記基板の周囲に清浄化された気体の流れを形成する気流形成手段と、を備え、
前記処理室は、前記開閉手段および前記固定部に対して、前記搬送手段が前記容器から前記基板を引き出す第1方向に直交する第2方向に離れて配置され、
前記搬送手段の固定部は、前記搬送手段による前記基板の搬送経路の鉛直上方および鉛直下方から離れた位置に配置されていることを特徴とする搬送装置。 An opening means for opening a container accommodating the substrate;
A transporting means for transporting the substrate in the container opened by the opening / closing means to a processing chamber, the movable hand holding the substrate; and a fixed portion connected to the movable hand via an arm. ,
An airflow forming means for forming a flow of purified gas around the substrate being transported by the transporting means,
The processing chamber is disposed away from the opening / closing means and the fixing portion in a second direction orthogonal to a first direction in which the transport means pulls out the substrate from the container,
The transporting apparatus according to claim 1, wherein the fixing unit of the transporting unit is disposed at a position away from vertically above and vertically below the transporting path of the substrate by the transporting unit.
前記基板を保持する可動ハンドと、前記可動ハンドにアームを介して連結された固定部と、を有し、前記開閉手段により開放された前記容器内の前記基板を処理室に搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送されている前記基板の周囲に清浄化された気体の流れを形成する気流形成手段と、を備え、
前記処理室は、前記開閉手段および前記固定部に対して、前記搬送手段が前記容器から前記基板を引き出す第1方向に直交する第2方向に離れて配置され、
前記搬送手段の固定部は、前記気流形成手段による気体の流れを阻害しない位置に配置されていることを特徴とする搬送装置。 An opening means for opening a container accommodating the substrate;
A transporting means for transporting the substrate in the container opened by the opening / closing means to a processing chamber, the movable hand holding the substrate; and a fixed portion connected to the movable hand via an arm. ,
An airflow forming means for forming a flow of purified gas around the substrate being transported by the transporting means,
The processing chamber is disposed away from the opening / closing means and the fixing portion in a second direction orthogonal to a first direction in which the transport means pulls out the substrate from the container,
The transporting device according to claim 1, wherein the fixing unit of the transporting unit is disposed at a position that does not obstruct a gas flow by the airflow forming unit.
前記搬送手段の前記固定部は、前記第1の開放手段と前記第2の開放手段の間に配置されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の搬送装置。 The opening means includes a first opening means and a second opening means,
4. The transport apparatus according to claim 1, wherein the fixing portion of the transport unit is disposed between the first opening unit and the second opening unit. 5.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の搬送装置を用いて前記原版を搬送することを特徴とするリソグラフィー装置。 A lithography apparatus for transferring a pattern formed on an original to a substrate,
A lithography apparatus, wherein the original plate is conveyed using the conveyance device according to claim 1.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の搬送装置を用いて前記基板を搬送することを特徴とする半導体製造装置。
A semiconductor manufacturing apparatus that performs predetermined processing on a substrate to manufacture a semiconductor device,
A semiconductor manufacturing apparatus that transports the substrate using the transport apparatus according to claim 1.
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