JP2020096032A - 基板搬送装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このように、大気搬送ロボットによるウエハの受け渡しと、基板アライナによるウエハの向き及び中心位置の調整が行われる(特許文献1参照)。
このように、大気搬送ロボットと一体に基板アライナを設けることにより、ウエハのアライメントを行うために大気搬送ロボットを基板アライナの位置までわざわざ走行させる必要が無い。よって、大気搬送ロボットの移動距離を従来に比べて短縮すること、すなわち基板搬送装置における基板処理のサイクルタイムを短縮することが可能になる(特許文献2参照)。
図1に示すように、基板搬送装置10は、基板搬送モジュール(EFEM)12と、大気搬送ロボット14と、基板アライナ15とを備えている。基板搬送モジュール12における殻体外壁22の前面(図1中では下面)に複数のロードポート13が接続される。また、基板搬送モジュール12における殻体外壁22の後面(図1中では上面)に、複数のロードロックチャンバ16,17が設けられるとともに、ロードロックチャンバ16,17間に真空搬送モジュール18が設けられる。
FOUP32のドア32aをロードポート13にて開放することにより、FOUP32に格納された半導体ウエハ35が殻体内壁21に面するようになり、FOUP32と大気搬送ロボット14との間において半導体ウエハ35の受け渡しが可能になる。
ロボット基部25は、ガイド機構24により基板搬送モジュール12内において走行自在に支持されている。これにより、大気搬送ロボット14は、複数のロードポート13及びロードロックチャンバ16,17のいずれに対してもアクセス自在となる。ロボット基部25に対して一対のアームユニット26,27が回転自在に、かつ昇降自在に支持されている。また、ロボット基部25は、その内部に図示しない昇降機構及び回動機構を備えている。これらにより、ロボット基部25に対して、一対のアームユニット26,27が昇降及び旋回自在とされる。
第2エンドイフェクタ29は、第1エンドイフェクタ28と同様に、上ハンド部材(載置部)53と、下ハンド部材(載置部)54とを備えている。上ハンド部材53及び下ハンド部材54は、第1エンドイフェクタ28の上ハンド部材51及び下ハンド部材52と同様に、上下二段に配置されている。また、上ハンド部材53及び下ハンド部材54上にも、同様にウエハ35が載置される。
第1アームユニット26と第2アームユニット27とが屈曲された状態(図3の状態)において、第1エンドイフェクタ28の下方に第2エンドイフェクタ29が重なるように配置される。
第1基板載置台57及び第2基板載置台58は、各基板載置台57,58に載置されたウエハ35を水平面内に並べて配置可能に形成されている。
また、ベース部56の上部56aにおいて、第1基板載置台57側の一端部(図4中では右下側端部)56bに第1切欠き部検出手段61が設けられ、第2基板載置台58側の他端部(図4中では左上側端部)56cに第2切欠き部検出手段62が設けられている。第1切欠き部検出手段61及び第2切欠き部検出手段62は、第1基板載置台57及び第2基板載置台58に載置された各ウエハ35のエッジに臨んでそれぞれ設けられ、ウエハ35の周方向における切欠き部の位置をそれぞれ検出する。
大気搬送ロボット14を走行させ、ロボット基部25を所望のロードポート13の前に位置させるとともに、ロードポート13に各アームユニット26,27を正対させる。その後、図2に示す大気搬送ロボット14を駆動させ、各アームユニット26,27をFOUP32に向かって伸長させる。そして、FOUP32内に収容されるウエハ35を、第1エンドイフェクタ28の上ハンド部材51及び下ハンド部材52と、第2エンドイフェクタ29の上ハンド部材53及び下ハンド部材54とで掬い上げ、ウエハ35がFOUP32から各ハンド部材に移載される。その後、各アームユニット26,27をロボット基部25に向かって退縮させ、ウエハ35が取り出される。
以下、第1エンドイフェクタ28の下ハンド部材52に載置されるウエハ35を「ウエハ35A」、第1エンドイフェクタ28の上ハンド部材51に載置されるウエハ35を「ウエハ35C」とする。また、第2エンドイフェクタ29の下ハンド部材54に載置されるウエハ35を「ウエハ35B」、第2エンドイフェクタ29の上ハンド部材53に載置されるウエハ35を「ウエハ35D」として説明する。
1回目のアライメント終了後、アームユニット26における第1エンドイフェクタ28の上ハンド部材51で第2基板載置台58のウエハ35Cを掬い上げ、アームユニット27における第2エンドイフェクタ29の下ハンド部材54に載置されるウエハ35Bが第2基板載置台58に移載される。その後、ロボット基部25を反対向きに回動させ、アームユニット26における第1エンドイフェクタ28の下ハンド部材52で第1基板載置台57のウエハ35Aを掬い上げ、アームユニット27における第2エンドイフェクタ29の上ハンド部材53に載置されるウエハ35Dが第1基板載置台57に移載される。その後、両基板載置台57,58でウエハ35B,35Dのアライメントが行われる。
その後、大気搬送ロボット14を再び駆動させ、各アームユニット26,27を基板アライナ15に向かって伸長させる。アライメントが行われ、IDが読み取られたウエハ35Cが、第2基板載置台58から第1エンドイフェクタ28の上ハンド部材51で掬い上げられ、移載される。そして、ロボット基部25を再び回動させ、各アームユニット26,27を基板アライナ15に向かって伸長させる。アライメントが行われ、IDが読み取られたウエハ35Aが、第1基板載置台57から第1エンドイフェクタ28の下ハンド部材52で掬い上げられ、移載される。
これにより、第1エンドイフェクタ28の上ハンド部材51及び下ハンド部材52に、アライメントが行われ、IDが読み取られた各ウエハ35C,35Aがそれぞれ載せられる。また、第2エンドイフェクタ29の上ハンド部材53及び下ハンド部材54に、アライメントが行われ、IDが読み取られた各ウエハ35B,35Dがそれぞれ載せられる。すなわち、各ハンド部材に載置される全てのウエハ35A〜35Dのアライメントが完了する。
その後、大気搬送ロボット14を走行させ、ロボット基部25を所望のロードロックチャンバ16(又は17)の前に位置させる。その後、大気搬送ロボット14を駆動させ、ロードロックチャンバ16に各アームユニット26,27を正対させる。その後、各アームユニット26,27をロードロックチャンバ16に向かって伸長させる。第1エンドイフェクタ28の上下のハンド部材51,52、第2エンドイフェクタ29の上下のハンド部材53,54に載せられたウエハ35C,35A,35B,35Dは、4枚まとめて第1ロードロックチャンバ16(又は第2ロードロックチャンバ17)に搬入される。第2ロードロックチャンバ17は図1に示す。ここで、大気搬送ロボット14の走行、位置合わせは、ウエハ35のアライメント中に完了させておくことが好ましい。これによって、ウエハ35のアライメントと大気搬送ロボット14の走行とが並行してなされるため、サイクルタイムが短縮され、ひいてはスループットが向上する。
また、第1、第2のロードロックチャンバ16,17は、真空搬送モジュール18に対して対称の構成である。以下、第2ロードロックチャンバ17に第1ロードロックチャンバ16の構成部材と同じ符号を付して、第2ロードロックチャンバ17の詳しい説明を省略する。
筐体71は、平面視多角形状として四角形状を呈しており、第1面71aと、第2面71bと、第3面71cと、第4面71dと、を有する。本実施形態においては、筐体71として平面視四角形を例示するが、筐体71を他の多角形状とすることも可能である。
真空搬送モジュール18における真空搬送ロボットにより取り出されたウエハ35は、搬送モジュールチャンバ(真空チャンバ)に受け渡される。搬送モジュールチャンバは、真空搬送モジュール18における基板搬送モジュール12と反対側の面に接続される。
このとき、真空搬送ロボットを90°の回動角θ2で回動させるだけで真空搬送ロボットを搬送モジュールチャンバに正対させることができる。ここで、従来の真空搬送ロボットにおいては、交差角θ1は90°よりも大きく、例えば、120〜150°であった。このときの真空搬送ロボットの回動角θ2は120〜150°となる。すなわち、本実施形態における基板搬送装置10においては、従来と比較して、真空搬送ロボットの回動角θ2を小さくすることができる。そのため、この回動角度が小さくなる分だけ、真空搬送ロボットの回動開始から回動終了までのサイクルタイムを短縮することができる。これにより、ウエハ35を真空搬送ロボットにより第2開口部78から取り出し、搬送モジュールに搬入する工程において、サイクルタイムを短縮することができる。
また、第1ロードロックチャンバ16及び真空搬送モジュール18間においては、真空搬送ロボットによりウエハ35が第2開口部78を介して搬入、搬出される。
ここで、一般に、FOUPカセット32には25枚のウエハ35を収納可能である。よって、多段の基板載置部74はFOUPカセット32のウエハ35を一度に収納することができる。
本実施形態では、多段の基板載置部74に25枚の半導体ウエハ35を格納する例について説明するが、多段の基板載置部74に格納する半導体ウエハ35の枚数は適宜選択可能である。
回動機構75bは、多段の基板載置部74を鉛直軸(すなわち、回動中心軸)88の回りに回動させる。多段の基板載置部74は、多段の基板載置部74の中心位置89が回動中心軸88から基板搬送モジュール12側へL2だけオフセットした位置に設けられている。例えば、基板載置部74の所望の段全てにウエハ35が移載、収容された後、回動機構75bにより基板載置部74全体を真空搬送モジュール18側に向けて90°回動させる。その後、真空搬送モジュール18における真空搬送ロボットにより、ウエハ35が基板載置部74から取り出される。
これにより、大気搬送ロボット14が基板搬送モジュール12から多段の基板載置部74にウエハ35を搬入する際に、大気搬送ロボット14の搬入出ストローク(伸退ストローク)を短くすることができる。その結果、搬入出ストロークが短くなる分だけ、基板搬送モジュール12から多段の基板載置部74にウエハ35を搬入する際のサイクルタイムを短縮することができる。
(第1変形例)
本実施形態の基板搬送装置10においては、基板アライナ15をベース部56に2つの基板載置台57,58をまとめて設け、各ウエハ35のIDの読み取りに1つのID読み取り手段63を兼用する例について説明したが、これに限らない。
例えば、本変形例のように、基板アライナとして、既存の単独アライナが左右に2台並べて配置してもよい。本変形例の基板アライナもまた、2つの基板載置台を備えたデュアルアライナであり、2枚のウエハ35をほぼ同時にアライメントすることが可能である。既存のアライナは、1つのベース部に、1つの基板載置台、1つの切欠き部検出手段、及びID読み取り手段をそれぞれ設けてなるものである。
本変形例の基板搬送装置10によれば、基板アライナに、慣用、既存のアライナをそのまま適用することができるため調達が容易であり、また、2つのウエハ35のID読み取りを独立して行うことができるため、本実施形態と比較して更にスループットが高まる。
本変形例の基板搬送装置10においては、多段の基板載置部74の中心位置89を、回動機構75bの回動中心軸88から基板搬送モジュール12側へL2だけオフセットした位置に配置する例について説明したが、これに限らない。
例えば、第2変形例のように、回動機構75bの回動中心軸88と、多段の基板載置部74の中心位置89とを同軸に設けることも可能である。これにより、回動機構75bと多段の基板載置部74との軸心が一致するため、多段の基板載置部74が回動機構75bにより安定した状態で回転する。
本変形例の基板搬送装置10においては、図4〜図6に示すように、基板アライナ15が2つの基板仮置き部64を備えている。
第1バッファ64aは、円環状のフレーム部材であり、第1エンドイフェクタ28のうち上ハンド部材51(図3参照)のウエハ35を落とし込み、掬い上げ可能である。円環状のフレーム部材は、一部のみに切り込みがある連続フレーム部材、又は複数の不連続なフレーム部材の集合体のいずれであってもよい。第2バッファ64bは、第1バッファ64aと同様に構成される。
ロボット基部25に対して各アームユニット26,27を回動させ、基板アライナ15に各アームユニット26,27を正対させる。その後、大気搬送ロボット14を駆動させ、各アームユニット26,27を基板アライナ15に向かって伸長させる。図3及び図6(a)に示すように、アームユニット26における第1エンドイフェクタ28の下ハンド部材52に載置されるウエハ35Aが第1基板載置台57に移載され、第1エンドイフェクタ28の上ハンド部材51のウエハ35Cが第1バッファ64a(図5参照)に移載される。アームユニット26による移載と同じ(又はわずかに時間差のあるほぼ同じ)タイミングで、図3及び図6(b)に示すように、アームユニット27における第2エンドイフェクタ29の下ハンド部材54に載置されるウエハ35Bが第2基板載置台58に移載され、第2エンドイフェクタ29の上ハンド部材53のウエハ35Dが第2バッファ64b(図5参照)に移載される。
その後、大気搬送ロボット14を再び駆動させ、各アームユニット26,27を基板アライナ15に向かって伸長させる。アライメントが行われ、IDが読み取られたウエハ35Aが、第1基板載置台57から第1エンドイフェクタ28の下ハンド部材52に移載され、ウエハ35Cが第1バッファ64aから第1エンドイフェクタ28の上ハンド部材51に移載される。ウエハ35A,35Cの移載と同じタイミングで、アライメントが行われ、IDが読み取られたウエハ35Bが、第2基板載置台58から第2エンドイフェクタ29の下ハンド部材54に移載され、ウエハ35Dが第2バッファ64bから第2エンドイフェクタ29の上ハンド部材53に移載される。
これにより、第1エンドイフェクタ28の上ハンド部材51及び下ハンド部材52に、アライメントが行われ、IDが読み取られた各ウエハ35C,35Aがそれぞれ載せられる。また、第2エンドイフェクタ29の上ハンド部材53及び下ハンド部材54に、向きの位置合わせが行われ、IDが読み取られた各ウエハ35D,35Bがそれぞれ載せられる。すなわち、各ハンド部材に載置される全てのウエハ35A〜35Dのアライメントが完了する。
その後は本実施形態と同様に、第1エンドイフェクタ28の上下のハンド部材51,52、第2エンドイフェクタ29の上下のハンド部材53,54に載せられたウエハ35B,35A,35D,35Cは、4枚まとめて第1ロードロックチャンバ16(又は第2ロードロックチャンバ17)に搬入される。
例えば、本実施形態の基板搬送装置10では、基板アライナ15に2つの基板載置台57,58を備えた例について説明したが、その他の例として、基板載置台を3つ以上備えることも可能である。
また、第1変形例では、基板アライナ15として、既存のアライナを2台並べて構成する例について説明したが、既存のアライナを3つ以上備えることも可能である。
Claims (7)
- 基板搬送モジュールと、該基板搬送モジュールの内部に設けられる大気搬送ロボットとを備える基板搬送装置において、
前記大気搬送ロボットは前記基板搬送モジュールに対して走行自在なロボット基部を有し、
前記基板搬送装置は、該ロボット基部の上部に設けられ、基板の向きの位置合わせを行う少なくとも2つの基板載置台を有する基板アライナを更に備えることを特徴とする基板搬送装置。 - 前記大気搬送ロボットは、
前記ロボット基部に対して回転自在に支持され、伸長・屈曲可能な一対のアームユニットと、
一対の前記アームユニットの先端にそれぞれ設けられ、前記基板を載置可能な載置部を上下二段に有するエンドイフェクタとを備えることを特徴とする、請求項1に記載の基板搬送装置。 - 前記基板アライナは、
それぞれの前記基板載置台の上方に基板仮置き部を備えることを特徴とする、請求項2に記載の基板搬送装置。 - 前記基板アライナは、
基板の向きの位置合わせを行う少なくとも2つの基板載置台と、
それらの基板載置台が設けられる1つのベース部と、を有することを特徴とする、請求項3に記載の基板搬送装置。 - 前記基板アライナは、少なくとも2台で構成され、
それぞれの前記基板アライナは、
基板の向きの位置合わせを行う基板載置台と、
該基板載置台が設けられるベース部と、を有することを特徴とする、請求項3に記載の基板搬送装置。 - 前記基板搬送モジュールに接続される平面視多角形状のロードロックチャンバをさらに備え、
前記ロードロックチャンバは、前記基板搬送モジュールに接続される面及び該接続される面に隣接する面に、それぞれ前記基板が搬入出される開口部を有することを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の基板搬送装置。 - 前記基板搬送モジュールに、2つの前記ロードロックチャンバが接続され、
2つの前記ロードロックチャンバは、前記隣接する面同士が対向するように設けられ、対向する隣接面それぞれに前記開口部が設けられることを特徴とする、請求項6に記載の基板搬送装置。
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