JP2021141136A - 基板搬送システムおよび大気搬送モジュール - Google Patents

基板搬送システムおよび大気搬送モジュール Download PDF

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Abstract

【課題】基板処理システムの設置面積を削減する。【解決手段】基板搬送システムは、第１の側壁と第１の側壁の反対側にある第２の側壁とを有する大気搬送モジュールと、第１の側壁に取り付けられたロードロックモジュールと、記第２の側壁に取り付けられたロードポートと、大気搬送モジュール内に設けられた基板搬送ロボットとを備える。基板搬送ロボットは、基台と、基板搬送アームと、整流部とを有する。基台は、第１の側壁に沿って往復移動する。基板搬送アームは、基台上に設けられている。整流部は、基台を取り囲み、基台が移動する際に、基台の移動方向と反対方向に対して斜め下の方向への空気の流れを作る。【選択図】図５

Description

本開示の種々の側面および実施形態は、基板搬送システムおよび大気搬送モジュールに関する。
ロードロック室と、ロードロック室に接続され、大気雰囲気下で基板を搬送する搬送室とを備え、搬送室内に搬送装置が設けられた半導体製造装置が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。搬送装置は、搬送室の長さ方向に沿って移動し、ロードロック室と搬送室との間で、基板を搬送する。
特開２０１５−１８８７５号公報
本開示は、基板処理システムの設置面積を削減することができる基板搬送システムおよび大気搬送モジュールを提供する。
本開示の一側面は、基板搬送システムであって、第１の側壁と第１の側壁の反対側にある第２の側壁とを有する大気搬送モジュールと、第１の側壁に取り付けられたロードロックモジュールと、第２の側壁に取り付けられたロードポートと、大気搬送モジュール内に設けられた基板搬送ロボットとを備える。基板搬送ロボットは、基台と、基板搬送アームと、整流部とを有する。基台は、第１の側壁に沿って往復移動する。基板搬送アームは、基台上に設けられている。整流部は、基台を取り囲み、基台が移動する際に、基台の移動方向と反対方向に対して斜め下の方向への空気の流れを作る。
本開示の種々の側面および実施形態によれば、基板処理システムの設置面積を削減することができる。
図１は、第１の実施形態における基板処理システムの一例を示す平面図である。 図２は、図１における基板処理システムのＡ−Ａ断面の一例を示す図である。 図３は、図２における大気搬送モジュールのＢ−Ｂ断面の一例を示す図である。 図４は、搬送ロボットのカバーの外形の一例を示す平面図である。 図５は、搬送ロボットの一例を示す側面図である。 図６は、搬送ロボットの他の例を示す側面図である。 図７は、基台に複数のブレードが設けられた搬送ロボットの一例を示す側面図である。 図８は、エンドエフェクタの一例を示す図である。 図９は、ＥＲ（エッジリング）を搬送する際のエンドエフェクタの一例を示す図である。 図１０は、基板を搬送する際のエンドエフェクタの一例を示す図である。 図１１は、第２の実施形態における基板処理システムの一例を示す平面図である。 図１２は、図１１における基板処理システムのＡ−Ａ断面の一例を示す図である。 図１３は、アライナモジュールの一例を示す側面図である。 図１４は、アライナモジュールの一例を示す平面図である。 図１５は、ＥＲがアライナモジュールに搬入される際のアライナモジュールとＥＲとエンドエフェクタとの位置関係の一例を示す平面図である。 図１６は、ＥＲがリフトピンに載せられた場合のアライナモジュールとＥＲとの位置関係の一例を示す側面図である。 図１７は、ＥＲがＥＲ支持パッドに載せられた場合のアライナモジュールとＥＲとの位置関係の一例を示す側面図である。 図１８は、ＥＲの回転に伴う受光量の変化の一例を示す図である。 図１９は、基板がアライナモジュールに搬入される際のアライナモジュールと基板とエンドエフェクタとの位置関係の一例を示す平面図である。 図２０は、基板が基板支持パッドに載せられた場合のアライナモジュールと基板との位置関係の一例を示す側面図である。 図２１は、基板の回転に伴う受光量の変化の一例を示す図である。
以下に、基板搬送システムおよび大気搬送モジュールの実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示される基板搬送システムおよび大気搬送モジュールが限定されるものではない。
ところで、単位時間あたりに処理可能な基板の数を増やすためには、基板に対する処理を行う処理モジュールを増やすことが考えられる。処理モジュールが増えると、複数の処理モジュール、真空搬送モジュール、ロードロックモジュール、および大気搬送モジュール等を含む基板処理システムが大型化する。基板処理システムが大型化すると、クリーンルーム等の設備内での基板処理システムの設置面積（フットプリント）が大きくなり、複数の基板処理システムを配置することが難しくなる。そのため、基板処理システムの設置面積の削減が求められている。
そこで、本開示は、基板処理システムの設置面積を削減することができる技術を提供する。
（第１の実施形態）
［基板処理システム１の構成］
図１は、第１の実施形態における基板処理システム１の構成の一例を示す平面図である。図２は、図１における基板処理システム１のＡ−Ａ断面の一例を示す図である。図３は、図２における大気搬送モジュール１７のＢ−Ｂ断面の一例を示す図である。図１では、便宜的に一部の装置の内部の構成要素が透過するように図示されている。基板処理システム１は、本体１０と、本体１０を制御する制御装置１００とを備える。
本体１０は、真空搬送モジュール１１、複数の基板処理モジュール１２、複数のロードロックモジュール１３、複数のストレージモジュール１４、および基板アライナモジュール１５を備える。また、本体１０は、ＥＲ（エッジリング）アライナモジュール１６、大気搬送モジュール１７、および複数のロードポート１８を備える。複数の基板処理モジュール１２は、対応するゲートバルブＧ１を介して真空搬送モジュール１１に接続されている。ゲートバルブＧ１は、真空搬送モジュール１１の側壁に取り付けられている。複数のストレージモジュール１４、基板アライナモジュール１５、およびＥＲアライナモジュール１６は、対応する開口部を介して大気搬送モジュール１７に接続されている。開口部は大気搬送モジュール１７の第１の側壁１７２に形成されている。また、複数のロードポート１８上に配置されたＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）は、大気搬送モジュール１７の第２の側壁１７３から大気搬送モジュール１７と接続可能である。複数のロードロックモジュール１３は、対応するゲートバルブＧ２を介して真空搬送モジュール１１に接続され、対応するゲートバルブＧ３を介して大気搬送モジュール１７に接続される。ゲートバルブＧ２は、真空搬送モジュール１１の側壁に取り付けられており、ゲートバルブＧ３は、大気搬送モジュール１７の第１の側壁１７２に取り付けられている。即ち、複数のロードロックモジュール１３は、対応するゲートバルブＧ３を介して大気搬送モジュール１７に取り付けられている。
真空搬送モジュール１１の側壁には、複数のゲートバルブＧ１が取り付けられており、各ゲートバルブＧ１には、基板処理モジュール１２が取り付けられている。図１の例では、真空搬送モジュール１１に４つの基板処理モジュール１２が接続されているが、真空搬送モジュール１１に接続される基板処理モジュール１２の数は、３以下であってもよく、５以上であってもよい。
それぞれの基板処理モジュール１２は、基板Ｗに対して、エッチングや成膜等の処理を施す。本実施形態において、基板処理モジュール１２は、プラズマ処理モジュールであり、プラズマ処理モジュールは、真空雰囲気において、基板Ｗに対して、エッチングや成膜等のプラズマ処理を施す。なお、本明細書における「真空」は、大気圧よりも低い圧力を意味しており、「減圧」や「低圧」と記載される場合がある。それぞれの基板処理モジュール１２は、製造工程の中で同一の工程を実行するモジュールであってもよく、異なる工程を実行するモジュールであってもよい。それぞれの基板処理モジュール１２内には、基板Ｗが載置されるステージが設けられており、ステージには基板Ｗを囲むようにエッジリング（以下、ＥＲと記載する場合もある）が設けられている。ＥＲは、エッチング等の基板Ｗに対するプラズマ処理によって消耗するため、予め定められたタイミングで交換される。
また、真空搬送モジュール１１の側壁には、ゲートバルブＧ２を介して複数のロードロックモジュール１３が接続されている。図１の例では、真空搬送モジュール１１に２つのロードロックモジュール１３が接続されているが、真空搬送モジュール１１に接続されるロードロックモジュール１３の数は、１であってもよく、３以上であってもよい。
真空搬送モジュール１１内には、搬送ロボット１１０が設けられている。搬送ロボット１１０は、基板処理モジュール１２とロードロックモジュール１３との間で基板Ｗを搬送する基板搬送ロボットとして機能する。また、搬送ロボット１１０は、基板処理モジュール１２とロードロックモジュール１３との間でＥＲを搬送するＥＲ搬送ロボットとしても機能する。従って、基板搬送ロボットとしての搬送ロボット１１０は、エッジリングをさらに搬送可能である。真空搬送モジュール１１内は、大気圧よりも低い予め定められた圧力（以下、低圧と記載する場合もある）に保たれている。本実施形態において、真空搬送モジュール１１は、真空雰囲気において、基板またはエッジリングを搬送するように構成されている。本実施形態において、基板またはエッジリングは、真空雰囲気において、搬送ロボット１１０によりゲートバルブＧ１を介して真空搬送モジュール１１と基板処理モジュール１２との間で搬送される。本実施形態において、基板またはエッジリングは、真空雰囲気において、搬送ロボット１１０によりゲートバルブＧ２を介して真空搬送モジュール１１とロードロックモジュール１３との間で搬送される。
それぞれのロードロックモジュール１３は、ゲートバルブＧ３を介して大気搬送モジュール１７に接続されている。基板ＷまたはＥＲが、ゲートバルブＧ３を介して大気搬送モジュール１７からロードロックモジュール１３内に搬送された場合に、ゲートバルブＧ３が閉じられ、大気圧から低圧までロードロックモジュール１３内の圧力が下げられる。そして、ゲートバルブＧ２が開かれ、ロードロックモジュール１３内の基板ＷまたはＥＲが真空搬送モジュール１１内へ搬送される。
また、ロードロックモジュール１３内が低圧となっている状態で、基板ＷまたはＥＲがゲートバルブＧ２を介して真空搬送モジュール１１からロードロックモジュール１３内に搬送された場合に、ゲートバルブＧ２が閉じられる。そして、低圧から大気圧までロードロックモジュール１３内の圧力が上げられる。そして、ゲートバルブＧ３が開かれ、ロードロックモジュール１３内の基板ＷまたはＥＲが大気搬送モジュール１７内へ搬送される。
ロードロックモジュール１３が取り付けられた第１の側壁１７２と反対側の第２の側壁１７３には、複数のロードポート１８が取り付けられている。従って、大気搬送モジュール１７は、第１の側壁１７２と第１の側壁１７２の反対側にある第２の側壁１７３とを有する。そして、複数のロードロックモジュール１３は、第１の側壁１７２に取り付けられており、複数のロードポート１８は、第２の側壁１７３に取り付けられている。それぞれのロードポート１８には、複数の基板Ｗが収容されたＦＯＵＰが接続される。また、ロードポート１８には、ＥＲを収容したＦＯＵＰが接続される。
大気搬送モジュール１７内には、搬送ロボット２０が設けられている。搬送ロボット２０は、基板搬送ロボットの一例である。搬送ロボット２０は、ロードポート１８上に配置されたＦＯＵＰ、ロードロックモジュール１３、ストレージモジュール１４、および基板アライナモジュール１５の間で、基板Ｗを搬送する基板搬送ロボットとして機能する。また、搬送ロボット２０は、ロードポート１８上に配置されたＦＯＵＰ、ロードロックモジュール１３、およびＥＲアライナモジュール１６の間で、ＥＲを搬送するＥＲ搬送ロボットとしても機能する。従って、基板搬送ロボットとしての搬送ロボット２０は、エッジリングをさらに搬送可能である。本実施形態において、大気搬送モジュール１７は、大気圧雰囲気において、基板またはエッジリングを搬送するように構成されている。本実施形態において、基板またはエッジリングは、大気圧雰囲気において、搬送ロボット２０により、ＦＯＵＰ、ロードロックモジュール１３、ストレージモジュール１４、および基板アライナモジュール１５の間で搬送される。ロードロックモジュール１３側の大気搬送モジュール１７の第１の側壁１７２には、ガイドレール１７０が取り付けられている。本実施形態において、例えば図３に示されるように、第１の側壁１７２は、上側部分１７２ａおよび下側部分１７２ｂを有する。下側部分１７２ｂの厚さＴ２は、上側部分１７２ａの厚さＴ１よりも小さい。複数のロードロックモジュール１３、複数のストレージモジュール１４、基板アライナモジュール１５、およびＥＲアライナモジュール１６は、上側部分１７２ａに取り付けられている。ガイドレール１７０は、下側部分１７２ｂに取り付けられる。搬送ロボット２０は、キャリア１７１に搭載されており、キャリア１７１は、ガイドレール１７０に沿う方向である移動方向Ｍへ往復移動する。キャリア１７１がガイドレール１７０に沿う移動方向Ｍへ往復移動することにより、搬送ロボット２０も、大気搬送モジュール１７内においてガイドレール１７０に沿う移動方向Ｍへ往復移動する。
このように、本実施例では、ロードロックモジュール１３が取り付けられた第１の側壁１７２にガイドレール１７０が取り付けられ、キャリア１７１に搭載された搬送ロボット２０がガイドレール１７０に沿う方向へ往復移動する。これにより、キャリア１７１を移動させるための駆動機構等を、ロードロックモジュール１３の下方に配置することができる。本実施形態において、第１の側壁１７２と第２の側壁１７３との間の距離（例えば図３に示された奥行寸法）Ｄは、例えば７００［ｍｍ］以下である。これにより、基板処理システム１を小型化することができる。また、第１の側壁１７２の下側部分１７２ｂを上側部分１７２ａよりも薄くすることにより、ガイドレール１７０の大気搬送モジュール１７内への突出を抑制することができる。従って、大気搬送モジュール１７の奥行寸法Ｄをさらに低減することが可能となる。換言すると、大気搬送モジュール１７の奥行寸法Ｄを増大させることなく、大気搬送モジュール１７内の十分な搬送空間を維持することが可能となる。
また、本実施形態において、搬送ロボット２０は、大気搬送モジュール１７内において、ガイドレール１７０に沿って８００［ｍｍ／ｓ］以上の速度で移動する。これにより、基板ＷおよびＥＲの搬送に要する時間を削減することができ、単位時間あたりに処理可能な基板Ｗの数を増やすことができる。
基板アライナモジュール１５は、一方のロードロックモジュール１３と一方のストレージモジュール１４との間に配置されている。また、ＥＲアライナモジュール１６は、他方のロードロックモジュール１３と他方のストレージモジュール１４との間に配置されている。本実施形態において、ストレージモジュール１４、基板アライナモジュール１５、およびＥＲアライナモジュール１６は、ロードロックモジュール１３の側方であって、基板処理モジュール１２と大気搬送モジュール１７との間に配置されている。これにより、基板処理システム１の設置面積を削減することができる。
それぞれのストレージモジュール１４は、処理前の基板Ｗや処理後の基板Ｗを一時的に待機させる。基板アライナモジュール１５は、基板アライナモジュール１５内に搬送された基板Ｗの向きを調整する。向きが調整された基板Ｗは、搬送ロボット２０によって基板アライナモジュール１５から大気搬送モジュール１７内に搬送され、ゲートバルブＧ３を介して大気搬送モジュール１７からロードロックモジュール１３内に搬送される。ＥＲアライナモジュール１６は、ＥＲアライナモジュール１６内に搬送されたＥＲの向きを調整する。向きが調整されたＥＲは、搬送ロボット２０によってＥＲアライナモジュール１６から大気搬送モジュール１７内に搬送され、ゲートバルブＧ３を介して大気搬送モジュール１７からロードロックモジュール１３内に搬送される。
大気搬送モジュール１７の上部には、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）１７５が設けられている。ＦＦＵ１７５は、パーティクル等が除去された空気（以下、清浄空気と記載する）を、大気搬送モジュール１７の上部から大気搬送モジュール１７内に供給する。
大気搬送モジュール１７の底部には、有孔床１７６が設けられており、有孔床１７６の下方には、大気搬送モジュール１７内の清浄空気を排気する排気装置１７７が接続されている。ＦＦＵ１７５から供給された清浄空気が有孔床１７６を介して排気装置１７７によって排気されることにより、大気搬送モジュール１７内に清浄空気のダウンフローが形成される。これにより、大気搬送モジュール１７内でのパーティクル等の巻き上がりを抑制することができる。なお、排気装置１７７は、大気搬送モジュール１７内が陽圧となるように大気搬送モジュール１７内の圧力を制御することが好ましい。これにより、外部から大気搬送モジュール１７内へのパーティクル等の侵入を抑制することができる。
搬送ロボット２０は、例えば図２に示されるように、基台２１、搬送アーム２２、エンドエフェクタ２３、およびカバー２４を有する。基台２１は、縦長の形状を有し、搬送アーム２２を駆動するモータ等の駆動機構を収容する。基台２１は、キャリア１７１に載置されており、キャリア１７１の移動に伴ってガイドレール１７０に沿って移動する。搬送アーム２２は、先端に設けられたエンドエフェクタ２３を移動させる。搬送アーム２２は、基板搬送アームの一例である。即ち、基板搬送アームは、基板Ｗを搬送可能である。本実施形態において、基板搬送アームとしての搬送アーム２２は、エッジリングをさらに搬送可能である。エンドエフェクタ２３は、基板ＷおよびＥＲを保持する。カバー２４は、基台２１を取り囲み、基台２１がガイドレール１７０に沿って移動する際に、基台２１の移動方向と反対方向に対して斜め下の方向への空気の流れを作る。カバー２４は、整流部の一例である。なお、本実施形態において、整流部としてのカバー２４と基台２１とは、分離可能な別部材として説明したが、開示の技術はこれに限られない。他の形態として、整流部と基台２１とは、一体化されてもよい。
制御装置１００は、メモリ、プロセッサ、および入出力インターフェイスを有する。メモリ内には、レシピ等のデータやプログラム等が格納される。メモリは、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、またはＳＳＤ（Solid State Drive）等である。プロセッサは、メモリから読み出されたプログラムを実行することにより、メモリ内に格納されたレシピ等のデータに基づいて、入出力インターフェイスを介して本体１０の各部を制御する。プロセッサは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）等である。
［カバー２４の詳細］
図４は、搬送ロボット２０のカバー２４の外形の一例を示す平面図である。図４では、カバー２４を上から見た場合の外形の一例が図示されている。本実施形態において、カバー２４は、後述する傾斜側面を有する。傾斜側面は、第１の部分と第２の部分とを有する。第１の部分は、カバー２４の移動方向Ｍ１側に形成されており、第２の部分は、カバー２４の移動方向Ｍ２側に形成されている。第１の部分は、上から見た場合に（平面視で）、移動方向Ｍ１に向かって先細の外形を有する。本実施形態において、第１の部分は、平面視で、移動方向Ｍ１に向かって先細となる流線形の外形を有する。これにより、搬送ロボット２０がガイドレール１７０に沿って移動方向Ｍ１へ移動する場合、移動方向Ｍ１と反対方向に対して斜めの方向である方向Ｄ１への空気の流れが作られる。
また、本実施形態において、第２の部分は、上から見た場合に（平面視で）、移動方向Ｍ２に向かって先細の外形を有する。本実施形態において、第２の部分は、平面視で、移動方向Ｍ２に向かって先細となる流線形の外形を有する。これにより、搬送ロボット２０がガイドレール１７０に沿って移動方向Ｍ２へ移動する場合、移動方向Ｍ２と反対方向に対して斜めの方向である方向Ｄ２への空気の流れが作られる。
これにより、ロードロックモジュール１３側の大気搬送モジュール１７の第１の側壁１７２と、第１の側壁１７２と反対側の大気搬送モジュール１７の第２の側壁１７３との間の距離が短くなった場合でも、搬送ロボット２０の移動により発生する空気の乱流を抑制することができる。これにより、搬送ロボット２０の移動により大気搬送モジュール１７内で巻き上げられるパーティクル等がエンドエフェクタ２３に保持されている基板ＷやＥＲに付着することが抑制される。
図５は、搬送ロボット２０の一例を示す側面図である。例えば図５に示されるように、本実施形態において、カバー２４は、下部から上部にかけて断面積が増大する外形を有している。また、本実施形態において、移動方向におけるカバー２４の前部には、移動方向に対して斜め下の方向に沿う直線を法線とする傾斜面が設けられている。本実施形態において、カバー２４は、傾斜側面、下端部、および上端部を有し、傾斜側面は、平面視で下端部から上端部に拡幅している。これにより、斜め下向きの空気流が形成される。
図５の例では、移動方向Ｍ１におけるカバー２４の前部には、移動方向Ｍ１に対して斜め下の方向Ｄ３に沿う直線を法線とする傾斜面が形成されている。また、移動方向Ｍ２におけるカバー２４の前部には、移動方向Ｍ２に対して斜め下の方向Ｄ４に沿う直線を法線とする傾斜面が形成されている。本実施形態において、カバー２４は、例えば円錐台状の外形を有する。なお、他の実施形態において、カバー２４は、例えば角錐台状の外形を有していてもよい。
これにより、搬送ロボット２０が移動方向Ｍ１へ移動した場合に、例えば図５に示されるように、カバー２４に沿って、移動方向Ｍ１と反対方向に対して斜め下の方向である方向Ｄ１への空気の流れが作られる。また、搬送ロボット２０が移動方向Ｍ２へ移動した場合に、例えば図５に示されるように、カバー２４に沿って、移動方向Ｍ２と反対方向に対して斜め下の方向である方向Ｄ２への空気の流れが作られる。これにより、搬送ロボット２０の移動により大気搬送モジュール１７内で巻き上げられるパーティクル等がエンドエフェクタ２３に保持されている基板ＷやＥＲに付着することが抑制される。
なお、カバー２４の外形は、上から見た場合に移動方向に向かって先細の外形を有し、下部から上部にかけて断面積が増大する外形を有していれば、カバー２４の外形は、例えば図６に示されるように、流線形であってもよい。この場合、傾斜側面の第１の部分および第２の部分は、流線型の突出部（streamline nose）を有する。図６は、搬送ロボット２０の他の例を示す側面図である。
また、例えば図７に示されるように、カバー２４に代えて、基台２１に複数のブレード２５ａおよび２５ｂが設けられてもよい。図７は、基台２１に複数のブレード２５が設けられた搬送ロボット２０の一例を示す側面図である。
複数のブレード２５ａは、移動方向Ｍ１と反対方向に対して斜め下の方向に沿って延在するように、基台２１の外側壁に設けられている。図７に示す例では、複数のブレード２５ａは、基台２１の手前側に設けられているが、基台２１の奥側にも同様に設けられている。これにより、搬送ロボット２０が移動方向Ｍ１へ移動した場合に、それぞれのブレード２５ａに沿って、移動方向Ｍ１と反対方向に対して斜め下の方向である方向Ｄ１への空気の流れが作られる。また、同じ高さにある手前側のブレード２５ａおよび奥側のブレード２５ａは、結合されていても離れて配置されていてもよい。即ち、傾斜側面の第１の部分は、縦方向に配列された複数の斜め下の方向に沿って延在する山形のブレード２５ａを有していてもよい。また、傾斜側面の第１の部分は、縦方向に配列された複数対の斜め下の方向に沿って延在する左側のブレード２５ａおよび右側のブレード２５ａを有してもよい。
また、複数のブレード２５ｂは、移動方向Ｍ２と反対方向に対して斜め下の方向に沿って延在するように、基台２１の外側壁に設けられている。図７に示す例では、複数のブレード２５ｂは、基台２１の手前側に設けられているが、基台２１の奥側にも同様に設けられている。これにより、搬送ロボット２０が移動方向Ｍ２へ移動した場合に、それぞれのブレード２５ｂに沿って、移動方向Ｍ２と反対方向に対して斜め下の方向である方向Ｄ２への空気の流れが作られる。また、同じ高さにある手前側のブレード２５ｂおよび奥側のブレード２５ｂは、結合されていても離れて配置されていてもよい。即ち、傾斜側面の第１の部分は、縦方向に配列された複数の斜め下の方向に沿って延在する山形のブレード２５ｂを有していてもよい。また、傾斜側面の第１の部分は、縦方向に配列された複数対の斜め下の方向に沿って延在する左側のブレード２５ｂおよび右側のブレード２５ｂを有してもよい。このような構成でも、搬送ロボット２０の移動により大気搬送モジュール１７内で巻き上げられるパーティクル等がエンドエフェクタ２３に保持されている基板ＷやＥＲに付着することが抑制される。なお、図５または図６に例示されたカバー２４の外側壁に、図７に例示された複数のブレード２５ａおよび２５ｂが設けられてもよい。
［エンドエフェクタ２３の構成］
図８は、エンドエフェクタ２３の一例を示す図である。エンドエフェクタ２３は、本体２３０、複数のＥＲ保持パッド２３１、および複数の基板保持パッド２３２を有する。ＥＲ保持パッド２３１はＥＲ保持部の一例であり、基板保持パッド２３２は基板保持部の一例である。
複数のＥＲ保持パッド２３１は、例えば図９に示されるようにＥＲを保持する。複数の基板保持パッド２３２は、例えば図１０に示されるように基板Ｗを保持する。なお、本体２３０には、ＥＲを吸着保持するＥＲ用の吸着機構と、基板Ｗを吸着保持する基板Ｗ用の吸着機構が設けられていてもよい。これにより、エンドエフェクタ２３が高速に移動した場合であっても、基板ＷおよびＥＲを安定的に保持することができる。
以上、第１の実施形態ついて説明した。上記したように、本実施形態における基板処理システム１は、第１の側壁１７２と第１の側壁１７２の反対側にある第２の側壁１７３とを有する大気搬送モジュール１７と、第１の側壁１７２に取り付けられたロードロックモジュール１３と、第２の側壁１７３に取り付けられたロードポート１８と、大気搬送モジュール１７内に設けられた搬送ロボット２０とを備える。搬送ロボット２０は、基台２１と、搬送アーム２２と、カバー２４とを有する。基台２１は、第１の側壁１７２に沿って往復移動する。搬送アーム２２は、基台２１上に設けられている。カバー２４は、基台２１を取り囲み、基台２１が移動する際に、基台２１の移動方向と反対方向に対して斜め下の方向への空気の流れを作る。これにより、第１の側壁１７２と第２の側壁１７３との間の距離が短くなった場合でも、搬送ロボット２０の往復移動により発生する空気の乱流を抑制することができる。これにより、搬送ロボット２０の移動に伴うパーティクル等の巻き上がりを抑制しつつ、大気搬送モジュール１７を小型化できる。従って、大気搬送モジュール１７を含む基板処理システム１の設置面積を削減することができる。
また、上記した第１の実施形態において、カバー２４は、傾斜側面、下端部、および上端部を有し、傾斜側面は、平面視で下端部から上端部に拡幅しており、これにより斜め下の方向への空気の流れが形成される。
また、上記した第１の実施形態において、カバー２４の傾斜側面は、移動方向に第１の部分とその反対側の第２の部分とを有し、第１の部分と第２の部分のそれぞれは、平面視で移動方向に向かって先細の外形を有する。これにより、搬送ロボット２０が移動した場合に、カバー２４に沿って、移動方向と反対方向に対して斜め下の方向への空気の流れを作ることができる。
また、上記した第１の実施形態において、整流部は、移動方向と反対方向に対して斜め下の方向に沿って延在するブレード２５であってもよい。このような構成でも、搬送ロボット２０が移動した場合に、カバー２４に沿って、移動方向と反対方向に対して斜め下の方向への空気の流れを作ることができる。
また、上記した第１の実施形態における基板処理システム１は、大気搬送モジュール１７内に設けられ、第１の側壁１７２に設けられたガイドレール１７０をさらに有する。基台２１は、ガイドレール１７０に沿って往復移動する。これにより、キャリア１７１を移動させるための駆動機構等を、ロードロックモジュール１３の下方に配置することができる。これにより、基板処理システム１の設置面積を削減することができる。
また、上記した第１の実施形態において、第１の側壁１７２は、上側部分および下側部分を有し、ロードロックモジュール１３は、上側部分に取り付けられ、ガイドレール１７０は、下側部分に取り付けられ、下側部分の厚さは、上側部分の厚さよりも小さい。これにより、ガイドレール１７０の大気搬送モジュール１７内への突出を抑制することができる。従って、大気搬送モジュール１７の奥行寸法をさらに低減することが可能となる。換言すると、大気搬送モジュール１７の奥行寸法を増大させることなく、大気搬送モジュール１７内の十分な搬送空間を維持することが可能となる。
また、上記した第１の実施形態において、第１の側壁１７２と第２の側壁１７３との間の距離は、７００［ｍｍ］以下である。これにより、基板処理システム１の設置面積を削減することができる。
また、上記した第１の実施形態において、搬送ロボット２０の移動速度は、８００［ｍｍ／ｓ］以上である。これにより、単位時間あたりに処理可能な基板Ｗの数を増やすことができる。
また、上記した第１の実施形態における基板処理システム１は、第１の側壁１７２に取り付けられ、基板Ｗの位置のずれを調整する基板アライナモジュール１５を備える。これにより、基板処理システム１の設置面積を削減することができる。
また、上記した第１の実施形態における基板処理システム１は、第１の側壁１７２に取り付けられ、ＥＲの位置のずれを調整するＥＲアライナモジュール１６を備え、搬送アーム２２は、ＥＲをさらに搬送可能である。これにより、ＥＲを自動交換する基板処理システム１において設置面積を削減することができる。
また、上記した第１の実施形態において、搬送アーム２２は、ＥＲ保持パッド２３１および基板保持パッド２３２の双方を有するエンドエフェクタ２３を有する。これにより、搬送ロボット２０は、基板ＷおよびＥＲを搬送することができる。
また、上記した第１の実施形態における大気搬送モジュール１７は、第１の側壁１７２と第１の側壁１７２の反対側にある第２の側壁１７３とを有する大気搬送モジュール１７であって、搬送ロボット２０を備える。搬送ロボット２０は、基台２１と、搬送アーム２２と、カバー２４とを有する。基台２１は、第１の側壁１７２に沿って往復移動する。搬送アーム２２は、基台２１上に設けられている。カバー２４は、基台２１を取り囲み、基台２１が移動する際に、基台２１の移動方向と反対方向に対して斜め下の方向への空気の流れを作る。これにより、第１の側壁１７２と第２の側壁１７３との間の距離が短くなった場合でも、搬送ロボット２０の移動により発生する空気の乱流を抑制することができる。これにより、搬送ロボット２０の移動に伴うパーティクル等の巻き上がりを抑制しつつ、大気搬送モジュール１７を小型化できる。従って、大気搬送モジュール１７を含む基板処理システム１の設置面積を削減することができる。
（第２の実施形態）
第１の実施形態における基板処理システム１には、基板アライナモジュール１５とＥＲアライナモジュール１６とが別々に設けられていた。これに対し、本実施形態における基板処理システム１には、基板アライナモジュール１５の機能とＥＲアライナモジュール１６の機能とを有するアライナモジュール３０が１つ設けられている。これにより、基板処理システム１の設置面積をさらに削減することができる。
［基板処理システム１の構成］
図１１は、第２の実施形態における基板処理システム１の構成の一例を示す平面図である。図１２は、図１１における基板処理システム１のＡ−Ａ断面の一例を示す図である。図１１では、便宜的に一部の装置の内部の構成要素が透過するように図示されている。真空搬送モジュール１１は、本体１０と、本体１０を制御する制御装置１００とを備える。なお、以下に説明する点を除き、図１１において、図１と同じ符号が付された構成要素は、図１に例示された構成要素と同一または同様の機能を有するため説明を省略する。
本体１０は、真空搬送モジュール１１、複数の基板処理モジュール１２、複数のロードロックモジュール１３、複数のストレージモジュール１４、大気搬送モジュール１７、複数のロードポート１８、およびアライナモジュール３０を備える。
本実施形態において、一方のロードロックモジュール１３の側方には、複数のストレージモジュール１４が配置されている。また、他方のロードロックモジュール１３と他方のストレージモジュール１４との間には、アライナモジュール３０が配置されている。
アライナモジュール３０は、アライナモジュール３０内に搬入された基板Ｗの向きを調整する。向きが調整された基板Ｗは、搬送ロボット２０によってアライナモジュール３０から搬出され、ゲートバルブＧ３を介してロードロックモジュール１３内に搬入される。また、アライナモジュール３０は、アライナモジュール３０内に搬入されたＥＲの向きを調整する。向きが調整されたＥＲは、搬送ロボット２０によってアライナモジュール３０から搬出され、ゲートバルブＧ３を介してロードロックモジュール１３内に搬入される。
［アライナモジュール３０の構造］
図１３は、アライナモジュール３０の一例を示す側面図であり、図１４は、アライナモジュール３０の一例を示す平面図である。アライナモジュール３０は、台座３１、回転部３２、複数のＥＲ支持パッド３３、複数の基板支持パッド３４、複数のリフトピン３５、投光部３６、および受光部３７を備える。ＥＲ支持パッド３３はＥＲ支持部の一例であり、基板支持パッド３４は基板支持部の一例である。受光部３７は検出部の一例である。
回転部３２は、台座３１上に設けられている。複数のＥＲ支持パッド３３および複数の基板支持パッド３４は、回転部３２に設けられている。回転部３２は、台座３１内に設けられた図示しない駆動機構によって回転する。回転部３２が回転することにより、複数のＥＲ支持パッド３３および複数の基板支持パッド３４も回転する。リフトピン３５は、台座３１内に設けられた図示しない駆動機構によって上昇および下降する。回転部３２、各ＥＲ支持パッド３３、および各リフトピン３５は、基板ＷまたはＥＲが載置されたエンドエフェクタ２３がアライナモジュール３０内に挿入された場合に、エンドエフェクタ２３と干渉しない位置に設けられている。
投光部３６は、受光部３７へ向けて光を照射する光源である。投光部３６は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）または半導体レーザ等である。受光部３７は、投光部３６から照射された光の光量を検出し、検出された光量を制御装置１００へ出力する。受光部３７は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のラインセンサである。
［ＥＲの位置のずれの調整手順］
次に、図１５〜図１８を用いて、アライナモジュール３０においてＥＲの位置の調整が行われる場合の手順について説明する。
まず、例えば図１５に示されるように、リフトピン３５が上昇した状態で、ＥＲが載置されたエンドエフェクタ２３がアライナモジュール３０内に挿入される。ＥＲには、ＥＲの位置の基準となる形状であるオリエンタルフラット（ＯＦ）が形成されている。
次に、エンドエフェクタ２３が下降することにより、例えば図１６に示されるように、エンドエフェクタ２３に搭載されたＥＲがリフトピン３５に載せられる。そして、エンドエフェクタ２３がアライナモジュール３０の外に退避する。
次に、リフトピン３５が下降することにより、例えば図１７に示されるように、ＥＲがＥＲ支持パッド３３に載せられる。そして、回転部３２が回転することにより、ＥＲ支持パッド３３に載せられたＥＲが回転する。そして、投光部３６から受光部３７へ光が照射され、受光部３７で検出された光量が制御装置１００へ出力される。
ここで、ＥＲにＯＦが形成されていない場合、回転部３２の回転軸とＥＲの回転軸とがずれていると、ＥＲの回転に伴って、受光部３７によって検出される光量は、例えば図１７に示された曲線Ｌ１のように変動する。曲線Ｌ１の変動の振幅は、回転部３２の回転軸とＥＲの回転軸とのずれの大きさに依存する。
また、ＥＲにはＯＦが形成されているため、実際には、受光部３７によって検出される光量は、例えば図１８に示された曲線Ｌ２のように変動する。曲線Ｌ２において、破線で囲まれた部分が、投光部３６と受光部３７との間をＯＦが通過した際の光量の変化である。制御装置１００は、光量の変動の振幅と、ＯＦが通過した際のＥＲの回転角度とに基づいて、ＥＲのずれの方向と大きさを特定する。
次に、リフトピン３５が上昇することにより、ＥＲがリフトピン３５に載せられる。そして、制御装置１００は、特定されたＥＲのずれの方向および大きさに対応する位置に、エンドエフェクタ２３が挿入されるように搬送ロボット２０を制御する。そして、エンドエフェクタ２３が上昇することにより、ＥＲがエンドエフェクタ２３に載せられる。これにより、ＥＲの位置のずれを調整することができる。
［基板Ｗの位置のずれの調整手順］
次に、図１９〜図２１を用いて、アライナモジュール３０において基板Ｗの位置の調整が行われる場合の手順について説明する。
まず、例えば図１９に示されるように、リフトピン３５が下降した状態で、基板Ｗが載置されたエンドエフェクタ２３がアライナモジュール３０内に挿入される。基板Ｗには、基板Ｗの位置の基準となる形状であるノッチ（ＮＣ）が形成されている。
次に、エンドエフェクタ２３が下降することにより、例えば図２０に示されるように、エンドエフェクタ２３に搭載された基板Ｗが基板支持パッド３４に載せられる。そして、エンドエフェクタ２３がアライナモジュール３０の外に退避する。
次に、回転部３２が回転することにより、基板支持パッド３４に載せられた基板Ｗが回転する。そして、投光部３６から受光部３７へ光が照射され、受光部３７で検出された光量が制御装置１００へ出力される。
ここで、基板ＷにＮＣが形成されていない場合、回転部３２の回転軸と基板Ｗの回転軸とがずれていると、基板Ｗの回転に伴って、受光部３７によって検出される光量は、例えば図２１に示された曲線Ｌ３のように変動する。曲線Ｌ３の変動の振幅は、回転部３２の回転軸と基板Ｗの回転軸とのずれの大きさに依存する。
また、基板ＷにはＮＣが形成されているため、実際には、受光部３７によって検出される光量は、例えば図２１に示された曲線Ｌ４のように変動する。曲線Ｌ４において、破線で囲まれた部分が、投光部３６と受光部３７との間をＮＣが通過した際の光量の変化である。制御装置１００は、光量の変動の振幅と、ＮＣが通過した際の基板Ｗの回転角度とに基づいて、基板Ｗのずれの方向と大きさを特定する。
次に、制御装置１００は、特定された基板Ｗのずれの方向および大きさに対応する位置に、エンドエフェクタ２３が挿入されるように搬送ロボット２０を制御する。そして、エンドエフェクタ２３が上昇することにより、基板Ｗがエンドエフェクタ２３に載せられる。これにより、基板Ｗの位置のずれを調整することができる。
以上、第２の実施形態について説明した。上記したように、本実施形態における基板処理システム１は、ロードロックモジュール１３側の大気搬送モジュール１７の第１の側壁１７２に接続されたアライナモジュール３０を備える。アライナモジュール３０は、基板Ｗの位置のずれを調整する機能と、ＥＲの位置のずれを調整する機能とを有する。搬送アーム２２は、ＥＲをさらに搬送可能である。これにより、基板処理システム１の設置面積をさらに削減することができる。
また、上記した第２の実施形態において、アライナモジュール３０は、回転部３２と、ＥＲ支持パッド３３と、基板支持パッド３４と、リフトピン３５と、受光部３７とを有する。リフトピン３５は、基板搬送アームとしての搬送アーム２２からＥＲを受け取る。換言すれば、基板搬送アームとしての搬送アーム２２は、ＥＲを大気搬送モジュール１７からアライナモジュール３０に搬送し、搬送アーム２２上のＥＲをリフトピン３５上に置く。ＥＲ支持パッド３３は、リフトピン３５からＥＲを受け取り、ＥＲを支持する。基板支持パッド３４は、搬送アーム２２から基板Ｗを受け取る。換言すれば、基板搬送アームとしての搬送アーム２２は、基板Ｗを大気搬送モジュール１７からアライナモジュール３０に搬送し、搬送アーム２２上の基板Ｗを基板支持パッド３４上に置く。回転部３２は、ＥＲ支持パッド３３および基板支持パッド３４を回転させる。これにより、ＥＲ支持パッド３３上のＥＲおよび基板支持パッド３４上の基板Ｗが回転する。受光部３７は、基板支持パッド３４が回転部３２によって回転されている間に基板支持パッド３４上の基板Ｗの基準となる形状（ノッチ）を検出する。また、受光部３７は、ＥＲ支持パッド３３が回転部３２によって回転されている間にＥＲ支持パッド３３上のＥＲの基準となる形状（オリエンタルフラット）を検出する。これにより、基板Ｗの位置のずれ、および、ＥＲの位置のずれを調整することができる。
なお、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
Ｄ１、Ｄ２ 方向
Ｇ ゲートバルブ
Ｌ 曲線
Ｍ 移動方向
Ｗ 基板
１ 基板処理システム
１０ 本体
１１０ 搬送ロボット
１１ 真空搬送モジュール
１２ 基板処理モジュール
１３ ロードロックモジュール
１４ ストレージモジュール
１５ 基板アライナモジュール
１６ ＥＲアライナモジュール
１７ 大気搬送モジュール
１７０ ガイドレール
１７１ キャリア
１７２ 第１の側壁
１７２ａ 上側部分
１７２ｂ 下側部分
１７３ 第２の側壁
１７５ ＦＦＵ
１７６ 有孔床
１７７ 排気装置
１８ ロードポート
１００ 制御装置
２０ 搬送ロボット
２１ 基台
２２ 搬送アーム
２３ エンドエフェクタ
２３０ 本体
２３１ ＥＲ保持パッド
２３２ 基板保持パッド
２４ カバー
２５ ブレード
３０ アライナモジュール
３１ 台座
３２ 回転部
３３ ＥＲ支持パッド
３４ 基板支持パッド
３５ リフトピン
３６ 投光部
３７ 受光部

Claims (16)

  1. 第１の側壁と前記第１の側壁の反対側にある第２の側壁とを有する大気搬送モジュールと、
    前記第１の側壁に取り付けられたロードロックモジュールと、
    前記第２の側壁に取り付けられたロードポートと、
    前記大気搬送モジュール内に設けられた基板搬送ロボットと
    を備え、
    前記基板搬送ロボットは、
    前記第１の側壁に沿って往復移動する基台と、
    前記基台上に設けられた基板搬送アームと、
    前記基台を取り囲み、前記基台が移動する際に、前記基台の移動方向と反対方向に対して斜め下の方向への空気の流れを作る整流部と
    を有する基板搬送システム。
  2. 前記整流部は、傾斜側面、下端部、および上端部を有し、
    前記傾斜側面は、平面視で下端部から上端部に拡幅しており、これにより前記斜め下の方向への空気の流れを作る請求項１に記載の基板搬送システム。
  3. 前記整流部の傾斜側面は、移動方向に第１の部分とその反対側の第２の部分とを有し、
    前記第１の部分と前記第２の部分のそれぞれは、平面視で前記移動方向に向かって先細の外形を有する請求項１または２に記載の基板搬送システム。
  4. 前記整流部は、
    前記移動方向と反対方向に対して斜め下の方向に沿って延在するブレードである請求項１から３のいずれか一項に記載の基板搬送システム。
  5. 前記整流部は、前記基台から分離可能である請求項１から４のいずれか一項に記載の基板搬送システム。
  6. 前記整流部は、前記基台と一体化されている請求項１から４のいずれか一項に記載の基板搬送システム。
  7. 前記大気搬送モジュール内に設けられ、前記第１の側壁に設けられたガイドレールをさらに有し、
    前記基台は、
    前記ガイドレールに沿って往復移動する請求項１から６のいずれか一項に記載の基板搬送システム。
  8. 前記第１の側壁は、上側部分および下側部分を有し、
    前記ロードロックモジュールは、前記上側部分に取り付けられ、
    前記ガイドレールは、前記下側部分に取り付けられ、
    前記下側部分の厚さは、前記上側部分の厚さよりも小さい請求項７に記載の基板搬送システム。
  9. 前記第１の側壁と前記第２の側壁との間の距離は、７００［ｍｍ］以下である請求項１から８のいずれか一項に記載の基板搬送システム。
  10. 前記基板搬送ロボットの移動速度は、８００［ｍｍ／ｓ］以上である請求項１から９のいずれか一項に記載の基板搬送システム。
  11. 前記第１の側壁に取り付けられ、基板の位置のずれを調整する基板アライナモジュールを備える請求項１から１０のいずれか一項に記載の基板搬送システム。
  12. 前記第１の側壁に取り付けられ、エッジリングの位置のずれを調整するＥＲアライナモジュールを備え、
    前記基板搬送アームは、エッジリングをさらに搬送可能である請求項１から１１のいずれか一項に記載の基板搬送システム。
  13. 前記第１の側壁に取り付けられたアライナモジュールを備え、
    前記アライナモジュールは、基板の位置のずれを調整する機能と、エッジリングの位置のずれを調整する機能とを有し、
    前記基板搬送アームは、エッジリングをさらに搬送可能である請求項１から１０のいずれか一項に記載の基板搬送システム。
  14. 前記アライナモジュールは、
    前記基板搬送アームからエッジリングを受け取るリフトピンと、
    前記リフトピンからのエッジリングを支持するＥＲ支持部と、
    前記基板搬送アームからの基板を支持する基板支持部と、
    前記ＥＲ支持部および前記基板支持部を回転させることが可能な回転部であり、これにより、前記ＥＲ支持部上のエッジリングまたは前記基板支持部上の基板が回転する回転部と、
    前記ＥＲ支持部が前記回転部によって回転されている間に前記ＥＲ支持部上のエッジリングの基準となる形状を検出する検出部と
    を有し、
    前記検出部は、前記基板支持部が前記回転部によって回転されている間に前記基板支持部上の基板の基準となる形状をさらに検出する請求項１３に記載の基板搬送システム。
  15. 前記基板搬送アームは、
    基板保持部およびＥＲ保持部の双方を有するエンドエフェクタを有する請求項１２から１４のいずれか一項に記載の基板搬送システム。
  16. 第１の側壁と前記第１の側壁の反対側にある第２の側壁とを有する大気搬送モジュールであって、
    基板搬送ロボットを備え、
    前記基板搬送ロボットは、
    前記第１の側壁に沿って往復移動する基台と、
    前記基台上に設けられた基板搬送アームと、
    前記基台を取り囲み、前記基台が移動する際に、前記基台の移動方向と反対方向に対して斜め下の方向への空気の流れを作る整流部と
    を有する大気搬送モジュール。
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