JP3416796B2 - 処理システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【００１０】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板やＬＣＤ基
板等の板状の被処理体を枚葉方式で処理する処理システ
ムに係り、特にカセットステーションを有するシステム
に関する。

【００２０】

【従来の技術】図７に、半導体デバイス製造のレジスト
塗布工程に用いられる従来の処理システムを示す。

【００３０】この処理システムは、処理ステーション２
１０とカセットステーション２００の２つのステーショ
ンを有し、処理ステーション２１０に複数台の枚葉式処
理装置２１６〜２２２を集約化し、カセットステーショ
ン２００にて未処理の半導体ウエハＷをウエハカセット
Ｃから取り出し、処理済みの半導体ウエハＷをウエハカ
セットＣに戻すようにしている。

【００４０】カセットステーション２００には、処理ス
テーション２１０からみて外側部にカセット載置台２０
２が設けられ、内側部にウエハ搬送体２０６が移動する
ための搬送路２０４が設けられている。

【００５０】カセット載置台２０２上には、半導体ウエ
ハＷをたとえば２５枚単位で多段に収容するウエハカセ
ットＣが複数個たとえば４個一列に並んで載置される。

【００６０】ウエハ搬送体２０６は、ウエハカセットＣ
の配列方向と平行に搬送路２０４上を移動する。ウエハ
搬送体２０６は、板片状のピンセット２０６ａを有し、
各ウエハカセットＣと向かい合ってこのピンセット２０
６ａを所定の高さ位置で進退移動させることで、所望の
半導体ウエハＷを取り出す。そして、ウエハ搬送体２０
６は、いずれかのウエハカセットＣから半導体ウエハＷ
を取り出すと、搬送路２０４の中心部に設けられたウエ
ハ受け渡し位置Ｐまで移動し、その位置Ｐで処理ステー
ション２１０側のウエハ搬送体２１２に該半導体ウエハ
Ｗを渡す。

【００７０】処理ステーション２１０では、ウエハ搬送
体２１２が移動するための搬送路２１４が中央部に廊下
状に設けられ、この搬送路２１４の両側にレジスト塗布
装置２１６，アドヒージョン処理装置２１８、冷却装置
２２０、加熱装置２２２等の処理装置が設置されてい
る。

【００８０】ウエハ搬送体２１２は、伸縮自在なアーム
２１２ａを有し、このアーム２１２ａで上記ウエハ受け
渡し位置Ｐから半導体ウエハＷを受け取り、最初の処理
を行う処理装置たとえばアドヒージョン処理装置２１８
へ搬入する。アドヒージョン処理装置２１８での処理が
終了すると、ウエハ搬送体２１２は、そこから半導体ウ
エハＷを搬出して、次の処理装置たとえば冷却装置２２
０へ搬入する。

【００９０】そして、たとえば加熱装置２２２で最後の
処理が済むと、ウエハ搬送体２１２は、その処理装置２
２２から半導体ウエハＷを搬出して、カセットステーシ
ョン２００のウエハ受け渡し位置Ｐまで搬送し、処理済
みの半導体ウエハＷを処理ステーション２１０側のウエ
ハ搬送体２１２に渡す。

【０１００】処理ステーション２１０側のウエハ搬送体
２１２は、処理済みの半導体ウエハＷを受け取ると、そ
の半導体ウエハＷを回収すべきウエハカセットＣと向か
い合う位置まで移動し、ピンセット２１２ａを進退移動
させて、そのウエハカセットＣ内の所定の位置へ半導体
ウエハＷを収納する。

【０１１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の処理システ
ムにおいては、カセット載置台２０２と処理ステーショ
ン２１０との間にカセットステーション２００側のウエ
ハ搬送体２０６が移動するための搬送路２０４が設けら
れ、この搬送路２０４上でウエハ搬送体２０６がカセッ
ト載置台２０２上に横一列に載置されている各ウエハカ
セットＣにアクセスするようになっている。

【０１２０】このようなシステムでは、カセットステー
ション２００の幅サイズがカセット載置台２０２の幅に
搬送路２０４の幅を加え合わせた寸法になるため、カセ
ットステーション２００の占有スペースが大きく、その
ぶんシステム全体が大型化して、クリーンルームコスト
も高くついていた。

【０１３０】また、この種の処理システムでは、カセッ
トステーション側のウエハ搬送手段に、発光素子と受光
素子とからなるウエハマッピング用のセンサが取付され
ている。上記従来の処理システムでも、ウエハ搬送体２
０６にそのようなウエハマッピング用のウエハセンサ
（図示せず）が取付されており、ウエハ搬送体２０６が
そのウエハセンサを各ウエハカセットＣに近付けて昇降
移動することで、各ウエハカセットＣにおける各半導体
ウエハＷの有無ないし収納位置を判別するようになって
いる。

【０１４０】しかし、従来の処理システムでは、ウエハ
搬送体２０６が１つのウエハカセットＣに対向して昇降
移動してカセット１個分のウエハマッピングを終える
と、次に搬送路２０４を通って隣のウエハカセットＣの
正面へ移動し、そこで改めて昇降移動を繰り返さなけれ
ばならず、カセット全部のウエハマッピングを高速・短
時間で行うことができなかった。

【０１５０】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、カセットステーションの占有スペースを大幅に
縮小して、カセットステーションの小型化ひいてはシス
テム全体の小型化を実現する処理システムを提供するこ
とを目的とする。

【０１６０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第１の処理システムは、１つまたは複数
の枚葉式処理装置を含む処理ステーションと、複数の板
状の被処理体を多段に収容するカセットを複数個のカセ
ット載置台上に１個ずつ載置し、前記処理ステーション
で処理を受けるべき前記被処理体を１枚ずついずれかの
前記カセットから取り出して前記処理ステーションへ渡
し、処理の済んだ前記被処理体を１枚ずつ前記処理ステ
ーションから受け取っていずれかの前記カセットに戻す
カセットステーションと、前記カセットステーションに
おいて前記カセット載置台の配置位置の下方に設けら
れ、複数の前記カセット載置台を水平方向に並べる第１
の配置位置と垂直方向に並べる第２の配置位置との間で
配置換えするカセット載置台移送手段と、前記カセット
ステーションに設けられ、前記第２の配置位置で垂直方
向に並べられた複数の前記カセット載置台上のカセット
に選択的にアクセスして前記被処理体の取り出しまたは
収納を行う被処理体搬送手段とを具備する構成とした。

【０１７０】本発明の第２の処理システムは、１つまた
は複数の枚葉式処理装置を含む処理ステーションと、複
数の板状の被処理体を多段に収容するカセットを複数個
のカセット載置台上に１個ずつ載置し、前記処理ステー
ションで処理を受けるべき前記被処理体を１枚ずついず
れかの前記カセットから取り出して前記処理ステーショ
ンへ渡し、処理の済んだ前記被処理体を１枚ずつ前記処
理ステーションから受け取っていずれかの前記カセット
に戻すカセットステーションと、前記カセットステーシ
ョンにおいて前記カセット載置台の配置位置の下方に設
けられ、全部または一部のカセット載置台を他のカセッ
ト載置台と水平方向に並ぶ第１の位置と他の前記カセッ
ト載置台と垂直方向に並ぶ第２の位置との間で移動させ
るカセット載置台移送手段と、前記カセットステーショ
ンに設けられ、前記第２の位置で垂直方向に並べられた
複数の前記カセット載置台上のカセットに選択的にアク
セスして前記被処理体の取り出しまたは収納を行う被処
理体搬送手段とを具備する構成とした。

【０１８０】本発明の第３の処理システムは、１つまた
は複数の枚葉式処理装置を含む処理ステーションと、複
数の板状の被処理体を多段に収容するカセットを複数個
のカセット載置台上に１個ずつ載置し、前記処理ステー
ションで処理を受けるべき前記被処理体を１枚ずついず
れかの前記カセットから取り出して前記処理ステーショ
ンへ渡し、処理の済んだ前記被処理体を１枚ずつ前記処
理ステーションから受け取っていずれかの前記カセット
に戻すカセットステーションと、前記カセットステーシ
ョンに設けられ、複数の前記カセット載置台を水平方向
に並べるカセット搬入または搬出用の第１の配置位置と
垂直方向に並べる第２の配置位置との間で配置換えする
ために、一部の前記カセット載置台を固定したまま残り
の前記カセット載置台を所定のルートで水平方向および
垂直方向に移送するカセット載置台移送手段と、前記カ
セットステーションに設けられ、前記第２の配置位置で
縦方向に並べられた複数の前記カセット載置台上のカセ
ットに選択的にアクセスして前記被処理体の取り出しま
たは収納を行う被処理体搬送手段とを具備する構成とし
た。

【０１９０】本発明の第１の処理システムでは、カセッ
ト載置台の配置位置の下方に設けられたカセット載置台
移送手段により、複数のカセット載置台を水平方向に並
べる第１の配置位置と垂直方向に並べる第２の配置位置
との間で配置換えするように構成し、第２の配置位置で
垂直方向に並べられた複数のカセット載置台上のカセッ
トにウエハ搬送手段により選択的にアクセスして被処理
体の取り出しまたは収納を行うようにしている。また、
第２の処理システムでは、カセット載置台の下方に設け
られたカセット載置台移送手段により、一部または全部
のカセット載置台を第１の位置から第２の位置に移し、
第２の位置でそれぞれ他のカセット載置台と垂直方向に
並ばせ、ウエハ搬送手段により、それら垂直方向に並ん
だ複数のカセット載置台上のカセットに選択的にアクセ
スして被処理体の取り出しまたは収納を行うようにして
いる。また、第３の処理システムでは、カセット載置台
移送手段により、一部のカセット載置台を固定したまま
残りのカセット載置台を所定のルートで水平方向および
垂直方向に移送して、複数のカセット載置台を水平方向
に並べるカセット搬入または搬出用の第１の配置位置と
垂直方向に並べる第２の配置位置との間で配置換えを行
ない、第２の配置位置で垂直方向に並べられた複数のカ
セット載置台上のカセットにウエハ搬送手段により選択
的にアクセスして被処理体の取り出しまたは収納を行う
ようにしている。 かかる本発明のシステム構成において
は、カセット載置台移送手段がカセット載置台の配置位
置の下方に設けられるため、カセットの配置換えに際し
て移送手段のための特別の占有面積を必要としない。し
かも、カセット載置台の配置位置の下方からの操作によ
る配置換えであるから、第１の配置位置（または第１の
位置）から第２の配置位置（または第２の位置）への配
置換えに際しては水平方向のスペースまたは移送空間の
拡張を伴なわずに、第１の配置位置（または第１の位
置）から第２の配置位置（または第２の位置）との間で
も占有面積のオーバーラップ関係をもたせることがで
き、フットプリントを大幅に縮小できる。ウエハ搬送手
段は、昇降移動を行うだけで、あるいは昇降移動および
回転移動を行うだけで、任意のカセットにアクセスでき
る。 本発明の第１、第２または第３の処理システムにお
いて、好ましくは、カセッ ト載置台上のカセットに収容
されている被処理体を検出するための被処理体検出手段
を被処理体搬送手段に取付し、垂直方向に並べられた複
数のカセットに対して被処理体搬送手段を上昇または下
降移動させることにより、複数のカセット内における被
処理体の各々の有無または収容位置を一括して検出する
ように構成してよい。かかる構成では、垂直方向に並べ
られた複数のカセット載置台上のカセットに収容されて
いる全ての被処理体の有無ないし収容位置を一括して検
出できるので、ウエハマッピングを高速・短時間で行う
ことができる。

【０２００】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図６を参照して本発
明の実施例による処理システムを説明する。この処理シ
ステムは、半導体デバイス製造のレジスト塗布現像工程
に用いられるもので、図１および図２に示すように処理
ステーション１０の一側面にカセットステーション３０
を併設してなる。

【０２１０】処理ステーション１０には、ウエハ搬送体
１２が移動するための搬送路１４が中央部に廊下状に設
けられ、この搬送路１４の片側に洗浄装置１６、レジス
ト塗布装置１８、現像装置２０、レジスト除去装置２２
等の回転型（スピンナ方式）の枚葉処理装置が並設さ
れ、搬送路１４の反対側にはアドヒージョン処理装置２
４、冷却装置２６、加熱装置（図示せず）等の熱処理型
（熱板型）の枚葉処理装置が並設されている。

【０２２０】処理ステーション１０の前面には、各処理
装置、ウエハ搬送機構に対して各種設定値を入力したり
各種測定値をモニタするための操作パネル２７が設けら
れている。

【０２３０】処理ステーション１０のウエハ搬送体１２
は、搬送路１４の底面に敷設されているガイドレール１
４ａ上を移動する搬送本体１２ａを有し、その搬送本体
１２ａの上面に伸縮自在かつ回転自在なアーム１２ｂを
搭載してなる。

【０２４０】図２に示すように、隣接する４つの処理装
置たとえば洗浄装置１６、レジスト塗布装置１８、アド
ヒージョン処理装置２４、冷却装置２６において、それ
ぞれの処理室またはウエハ載置台１６ａ，１８ａ，２４
ａ，２６ａは互いに最も相寄った位置に設けられてい
る。

【０２５０】これにより、ウエハ搬送体１２は、搬送本
体１２ａを搬送路１４上で１箇所に固定したままアーム
１２ｂを回転させることで、それらの処理装置１６，１
８，２４，２６のいずれにもアクセスして半導体ウエハ
Ｗの搬出搬入を行えるようになっている。

【０２６０】なお、この場合、上記搬送本体１２ａを搬
送路１４上を移動させるように構成してもよい。現像装
置２０，レジスト除去装置２２、加熱装置等においても
それぞれの処理室またはウエハ載置台が同様な位置に配
置されており、ウエハ搬送体１２が上記と同様のアクセ
スを行えるようになっている。

【０２７０】処理ステーション１０の搬送路１４におい
て、カセットステーション３０に隣接する位置に、両ス
テーション１０，３０間で半導体ウエハＷの受け渡しを
行うためのウエハ受け渡し部２８が設けられている。

【０２８０】このウエハ受け渡し部２８には１２０゜間
隔で各々垂直に立設された３本の上下移動可能な支持ピ
ン２８ａが備えられている。図示しないが、半導体ウエ
ハＷの位置合わせ（オリフラ合わせ、センタリング等）
を行う機構も並設されていてよい。

【０２９０】カセットステーション３０は、奥行が処理
ステーション１０に等しく、幅ＷＤがウエハカセットＣ
よりも幾らか大きなサイズである。

【０３００】このカセットステーション３０において、
奥行方向（Ｘ方向）の中心部で処理ステーション１０の
搬送路１４と交差する位置に、昇降移動可能かつ回転移
動可能に構成されたウエハ搬送機構３２が設けられてお
り、このウエハ搬送機構３２を間に挟んで両側に２つず
つ合計４つのカセット載置台３４，３６，３８，４０が
Ｘ方向に一列に設けられている。

【０３１０】これらのカセット載置台３４〜４０には、
半導体ウエハＷをたとえば２５枚単位で多段に収容した
ウエハカセットＣが１個ずつ載置される。カセットステ
ーション３０におけるウエハカセットＣの搬入搬出は、
クリーンルーム内の搬送ロボットまたは作業員（図示せ
ず）によって行われる。

【０３２０】また、カセットステーション３０の前面に
も、搬送系に各種設定値を入力したり起動をかけるため
の操作パネル３９が設けられている。

【０３３０】本実施例では、これら４つのカセット載置
台３４〜４０のうち、中心のウエハ搬送機構３２からみ
て内側の２つのカセット載置台３６，３８は固定され、
外側の２つのカセット載置台３４，４０が後述するカセ
ット載置台移送機構４２によって水平方向（Ｘ方向）お
よび垂直方向（Ｚ方向）で移動できるようになってい
る。

【０３４０】図３に、本実施例におけるカセット載置台
移送機構４２の構成を示す。

【０３５０】外側のカセット載置台４０は、その下方に
垂直に設けられた垂直エアシリンダ４４のピストンロッ
ド４４ａの上端に固着されている。垂直エアシリンダ４
４が作動してピストンロッド４４ａを前進または後退さ
せることにより、外側のカセット載置台４０を内側のカ
セット載置台３８と同じ高さの位置と内側のカセット載
置台３８よりも少なくともウエハカセット１個分低い位
置との間で昇降移動させるようになっている。

【０３６０】垂直エアシリンダ４４は、ガイド部材４６
を介してガイドレール４８上でＸ方向に移動可能に支持
されるとともに、ガイド部材４６およびＬ字形のジョイ
ント部材５０を介して水平エアシリンダ５２のピストン
ロッド５２ａの先端に接続されている。

【０３７０】水平エアシリンダ５２は、垂直エアシリン
ダ４４からみてガイドレール４８の反対側にＸ方向に水
平に設けられ、図示しない支持部材によって固定支持さ
れている。

【０３８０】水平エアシリンダ５２が作動してピストン
ロッド５２ａを前進または後退させることにより、垂直
エアシリンダ４４を内側のカセット載置台３８より所定
の間隔だけ外側の位置と内側のカセット載置台３８の真
下の位置との間でガイドレール４８上をＸ方向に水平移
動させるようになっている。

【０３９０】いま、外側のカセット載置台４０が内側の
カセット載置台３８と水平方向（Ｘ方向）で一列に並ぶ
第１の位置に配置されているとする。

【０４００】この状態から、先ず垂直エアシリンダ４４
のピストンロッド４４ａが所定のストロークだけ後退
し、次に水平エアシリンダ５２が所定のストロークだけ
後退すると、外側のカセット載置台４０は、矢印Ｊで示
すように逆Ｌ字形のルートで下降・水平移動して、内側
のカセット載置台３８と垂直方向（Ｚ方向）で一列に並
ぶ第２の位置に配置されるに至る。

【０４１０】また、カセット載置台４０が第２の位置に
配置されている状態から、先ず水平エアシリンダ５２の
ピストンロッド５２ａが所定のストロークだけ前進し、
次に水平エアシリンダ４４が所定のストロークだけ前進
すると、カセット載置台４０は、矢印Ｊと逆方向のルー
トを移動して、内側のカセット載置台３８と水平方向
（Ｘ方向）で一列に並ぶ第１の位置に配置されるに至
る。

【０４２０】このように、本実施例のカセット載置台移
送機構４２によれば、外側のカセット載置台４０が、内
側のカセット載置台３８に対して水平方向（Ｘ方向）の
外隣に並ぶ第１の位置と垂直方向（Ｚ方向）の少なくと
もカセット１個分は低い真下の第２の位置との間で所定
のルートを水平方向（Ｘ方向）および垂直方向（Ｚ方
向）に移動できるようになっている。

【０４３０】これにより、両カセット載置台３８，４０
およびそれらの上に載置されたウエハカセットＣ2,Ｃ4
は、水平方向（Ｘ方向）において前者（３８，Ｃ2 ）が
内側で後者（４０，Ｃ4 ）が外側に並ぶ第１または水平
配列モードの配置位置と、垂直方向（Ｚ方向）において
前者（３８，Ｃ2 ）が上側で後者（４０，Ｃ4 ）が下側
に並ぶ第２または垂直配列モードの配置位置との間で配
置換えされ得るようになっている。

【０４４０】他方の外側のカセット載置台３４に対して
も上記と同様のカセット載置台移送機構４２（図示せ
ず）が設けられている。

【０４５０】したがって、外側のカセット載置台３４が
内側のカセット載置台３６に対して水平方向（Ｘ方向）
の外隣に並ぶ第１の位置と垂直方向（Ｚ方向）の少なく
ともカセット１個分は低い真下の第２の位置との間で移
動できるようになっている。

【０４６０】これにより、両カセット載置台３６，３４
およびそれらの上に載置されたウエハカセットＣ1,Ｃ3
は、水平方向（Ｘ方向）において前者（３６，Ｃ1 ）が
内側で後者（３４，Ｃ3 ）が外側に並ぶ第１または水平
配列モードの配置位置と、垂直方向（Ｚ方向）において
前者（３６，Ｃ1 ）が上側で後者（３４，Ｃ3 ）が下側
に並ぶ第２または垂直配列モードの配置位置との間で配
置換えされ得るようになっている。

【０４７０】次に、図３〜図５を参照して本実施例のカ
セットステーション３０におけるウエハ搬送機構３２に
ついて説明する。

【０４８０】図３において、搬送基台５４は、カセット
ステーション３０の底部に設置された昇降駆動部５６に
よって垂直方向（Ｚ方向）に昇降可能に支持された支柱
５８の上端に担持されている。昇降駆動部５６内には、
支柱５８を介して搬送基台５４を垂直方向（Ｚ方向）に
昇降移動させるための駆動モータ、伝達部材、案内部材
等（図示せず）が設けられている。

【０４９０】図４において、搬送基台５４上に直方体状
の搬送本体６０が水平面内で（θ方向で）駆動モータ等
（図示せず）により回転可能に搭載されており、この搬
送本体６０にピンセット６２、ウエハセンタリング部材
６４、一対のセンサアーム６６，６８が取付されてい
る。

【０５００】ピンセット６２は、ウエハの載置可能な幅
および長さに形成された板体で、搬送本体６０に内蔵さ
れた図示しない駆動手段（たとえばエアシリンダ、ボー
ルネジもしくはベルト等）によって搬送本体６０に対し
て前後方向（図４の矢印Ｋ方向）に移動可能になってい
る。

【０５１０】ウエハセンタリング部材６４は、ピンセッ
ト６２の基端部の両側にて取付金具７０によってほぼ水
平に支持され、ピンセット６２の先端側に向けて円弧状
の内側面６４ａを形成している。

【０５２０】ウエハＷの取り出し時に、ピンセット６２
が図６に示すように往動位置まで前進してたとえばウエ
ハカセットＣ2 内のある半導体ウエハＷを載せ、そのウ
エハを載せた状態で図４に示す復動位置まで後退する
と、ピンセット６２の先端に設けられた段部６２ａとウ
エハセンタリング部材６４の円弧状内側面６４ａとの間
でウエハが挟み込まれることにより、ウエハのセンタリ
ングと保持が同時に行われるようになっている。

【０５３０】両センサアーム６６，６８の先端には、相
対向するようにそれぞれ発光素子（たとえばＬＥＤやレ
ーザダイオード等の発光ダイオード）７２および受光素
子（たとえばフォトトランジスタやフォトダイオード）
７４がそれぞれ取付されている。

【０５４０】これらの素子７２，７４の間に物体が存在
しないとき、発光素子７２より出射された光は受光素子
７４に入射し、受光素子７４よりたとえば“Ｈ”レベル
の出力信号が出力される。しかし、両素子７２，７４の
間に物体が存在するときは発光素子７２より出射された
光はその物体によって遮光され受光素子７４に入射しな
いため、受光素子７４よりたとえば“Ｌ”レベルの出力
信号が発生する。ウエハ検出時、受光素子７４より得ら
れる出力信号はセンサ検出信号としてシステムコントロ
ーラ（図示せず）に送られる。

【０５５０】なお、両センサアーム６６，６８は、ピン
セット６２とは独立に、搬送本体６０に対して前後方向
（図４の矢印Ｋ方向）に移動できるように構成されてい
る。両センサアーム６６，６８の間隔は、半導体ウエハ
Ｗの円弧部が両アームの間に水平に入れるような大きさ
に選ばれている。

【０５６０】次に、図１、図２、図３および図６につき
本処理システムのカセットステーション３０における一
連の動作および作用を説明する。

【０５７０】先ず、本処理システムでレジスト塗布現像
工程の処理を受けるべき半導体ウエハＷを各々２５枚単
位で多段にほぼ水平状態で収容した４個のウエハカセッ
トＣ3,Ｃ1,Ｃ2,Ｃ4 が同時にまたは任意の順序で搬入さ
れ、図２に示すように、各カセットの正面（ウエハ取り
出し口）をウエハ搬送機構３２に向けた姿勢でそれぞれ
カセット載置台３４，３６，３８，４０に載置される。

【０５８０】この際、外側のカセット載置台３４，４０
は、それぞれ第１の位置でウエハカセットＣ3,Ｃ4 を受
け取る。したがって、搬入時、相隣合うウエハカセット
Ｃ1,Ｃ3 およびＣ2,Ｃ4 は、それぞれ水平方向（Ｘ方
向）に並ぶ水平配列モードで配置される。

【０５９０】上記のようにしてウエハカセットＣ3,Ｃ1,
Ｃ2,Ｃ4 が搬入されると、あるいは少なくとも外側のウ
エハカセットＣ3,Ｃ4 が搬入されると、カセット移送機
構４２が作動する。

【０６００】カセット移送機構４２により、図３に示す
ように、矢印Ｋ，Ｊのルートで、外側の両カセット載置
台３４，４０がそれぞれ内側のカセット載置台３６，３
８の真下に潜るようにして第２の位置へ移動し、両カセ
ット載置台３４，４０上のウエハカセットＣ3,Ｃ4 がそ
れぞれ内側のウエハカセットＣ1,Ｃ2 の下に潜るように
して第２の位置へ移動する。

【０６１０】これにより、搬入時に水平配列モードで水
平方向（Ｘ方向）に隣合っていたウエハカセットＣ1,Ｃ
3 およびＣ2,Ｃ4 は、それぞれ垂直方向（Ｚ方向）に並
ぶ垂直配列モードに配置換えされる。

【０６２０】垂直配列モードでは、中心にウエハ搬送機
構３２の垂直移動路または搬送路を挟んで、片側にウエ
ハカセットＣ1,Ｃ3 が各々の正面（ウエハ取り出し口）
をウエハ搬送機構３２側に向けて縦方向（Ｚ方向）に２
段に配置され、反対側にウエハカセットＣ2,Ｃ4 が各々
の正面（ウエハ取り出し口）をウエハ搬送機構３２側に
向けて縦方向（Ｚ方向）に２段に配置されている。

【０６３０】したがって、図６に示すように、ウエハ搬
送機構３２は、昇降駆動部５６が作動して搬送基台５４
を昇降移動させることで、ウエハカセットＣ2,Ｃ4 また
はウエハカセットＣ1,Ｃ3 （図６では図示せず）内の任
意のウエハ収容位置へ高速・短時間でランダムアクセス
することができ、また搬送基台５４上の搬送本体６０を
θ方向に１８０゜回転移動させる（振り向かせる）こと
でウエハカセットＣ2,Ｃ4 からウエハカセットＣ1,Ｃ3
へあるいはウエハカセットＣ1,Ｃ3 からウエハカセット
Ｃ2,Ｃ4 へ瞬時にアクセス先を換えることができる。

【０６４０】さらに、ウエハマッピングも高速・短時間
に行える。図６の下部に示すような姿勢で、つまりカセ
ット内のウエハＷの前端部（円弧部）が発光素子７２と
受光素子７４の間に入る程にセンサアーム６６，６８が
所定の距離だけ前に突出した状態で、搬送基台５４が垂
直方向（Ｚ方向）に上昇または下降移動することで、２
つのウエハカセットＣ2,Ｃ4 について同時に（一括し
て）各半導体ウエハＷの有無ないし正確な収納位置を検
出することができる。向かい側の２つのウエハカセット
Ｃ1,Ｃ3 についても同様にしてウエハマッピングを一括
して行うことができる。

【０６５０】ウエハ搬送機構３２は、ピンセット６２で
ウエハカセットＣ1 〜Ｃ4 のいずれか、たとえばＣ1 か
ら処理を受けるべき１つの半導体ウエハＷを取り出す
と、搬送基台５４を処理ステーション１０側のウエハ受
け渡し部２８に対応した高さ位置まで昇降移動させ、ピ
ンセット６２を進退移動させて該半導体ウエハＷをウエ
ハ受け渡し部２８に渡す。処理ステーション１０で処理
の済んだ半導体ウエハＷをカセットステーション３０に
移すときにも、同じ位置でピンセット６２を進退移動さ
せてウエハ受け渡し部２８から処理済みの半導体ウエハ
Ｗを受け取る。

【０６６０】処理済みの半導体ウエハＷを受け取ると、
ウエハ搬送機構３２は、搬送基台５４を昇降移動させ
て、ピンセット６２をウエハ回収先のウエハカセットた
とえばＣi の所定のウエハ収容位置に移動させ、そこで
ピンセット６２を前進させて該処理済みのウエハＷをた
とえばそのウエハを取り出した位置と同じ位置に収納さ
せる。ウエハ搬送機構３２における各部の動作はシステ
ムコントローラによって制御される。

【０６７０】

【０６８０】ウエハカセットＣ1 〜Ｃ4 の全部、あるい
は少なくとも外側のウエハカセットＣ3,Ｃ4 に処理済み
の半導体ウエハＷがいっぱいに収納（回収）されると、
カセット移送機構４２が作動する。

【０６９０】そうすると、下側のカセット載置台３４，
４０が上側のカセット載置台３６，３８の真下の位置か
らそれぞれ図３に示す矢印Ｋ，Ｊのルートを逆方向に移
動して水平方向（Ｘ方向）でカセット載置台３６，３８
の外隣に並ぶ第１の位置へ移動し、それによって両カセ
ット載置台３４，４０上のウエハカセットＣ3,Ｃ4 も水
平方向（Ｘ方向）でカセット載置台３６，３８の外隣に
並ぶ第１の位置へ移動する。

【０７００】その結果、アクセス時（ウエハＷの取り出
しまたは収納時）に垂直配列モードで垂直方向（Ｚ方
向）に隣合っていたカセット載置台３６,３４および３
８,４０はそれぞれ水平方向（Ｘ方向）に並ぶ水平配列
モードに配置換えされる。

【０７１０】そして、この水平配列モードで、各ウエハ
カセットＣ1 〜Ｃ4 は同時にまたは順次に搬送ロボット
または作業員等によりカセットステーション３０から搬
出される。

【０７２０】上述したように、本実施例におけるカセッ
トステーション３０では、奥行方向（Ｘ方向）の中心部
で処理ステーション１０の搬送路１４の延長上の位置に
昇降移動可能かつ回転移動可能で半導体ウエハＷの出し
入れまたは受け渡しを行える手段を備えたウエハ搬送機
構３２が設けられている。そして、このウエハ搬送機構
３２を間に挟んで両側に４つのカセット載置台３４，３
６，３８，４０がそれぞれ２つ（３４，３６）、（３
８，４０）ずつ組になってそれぞれ水平方向（Ｘ方向）
に並ぶ水平配列モードの配置位置と垂直方向（Ｚ方向）
に並ぶ垂直配列モードの配置位置との間でカセット載置
台移送機構４２によって配置換えされ、水平配列モード
の配置位置ではウエハカセットＣ1 〜Ｃ4 の搬入搬出が
行われ、垂直配列モードの配置位置でウエハカセットＣ
1 〜Ｃ4 に対するウエハ搬送機構３２のアクセス（半導
体ウエハＷの取り出しまたは収納あるいはウエハマッピ
ング）が行われるようになっている。

【０７３０】かかる構成によれば、ウエハ搬送機構３２
は奥行方向（Ｘ方向）においてカセット載置台３４〜４
０と一列に並ぶ位置に設置スペースをとり、Ｙ方向には
み出さない。したがって、カセットステーション３０
は、幅のサイズＷＤがウエハカセットＣよりも幾らか大
きな寸法で済んでおり、その占有スペースは図７に示す
ような従来のものに比べて半減している。

【０７４０】したがって、このカセットステーション３
０を処理ステーション１０の一側面に接続（並設）する
ことで、処理システム全体の幅サイズを小さくし、ひい
てはクリーンルームコストを下げることもできる。

【０７５０】また、水平配列モードでは、４つのウエハ
カセットＣ1 〜Ｃ4 がカセットステーション３０の上面
に一列に並ぶので、同時的に搬入または搬出することが
可能であり、ウエハカセットＣの搬入搬出を迅速・短時
間に行うことができる。

【０７６０】また、垂直配列モードでは、４つのウエハ
カセットＣ1 〜Ｃ4 がウエハ搬送機構３２の両側に配置
され、ウエハ搬送機構３２は昇降移動と回転移動を行う
だけで任意のウエハカセットＣi に速やかにアクセスす
ることができる。

【０７７０】さらに、ウエハ搬送機構３２に取付したウ
エハセンサ（７２，７４）を１回上昇または下降移動さ
せるだけで、２つのウエハカセット（Ｃ1,Ｃ3 ）、（Ｃ
2,Ｃ4 ）について同時にウエハマッピング動作を行うこ
とができるため、全部のウエハカセットＣ1 〜Ｃ4 に対
するウエハマッピングを高速・短時間で済ますことがで
きる。

【０７８０】本発明におけるカセット載置台ないしカセ
ット載置台上のウエハカセットの配列ないし移動パター
ンは、上記した実施例のものに限られるものではなく、
種々の変形・変更が可能である。

【０７９０】たとえば、上記した実施例では外側のカセ
ット載置台３４，４０を内側のカセット載置台３６，３
８の真下に潜るように移動させたが、外側のカセット載
置台３４，４０を内側のカセット載置台３６，３８の頭
上に移動させることも可能である。

【０８００】また、上記した実施例では内側のカセット
載置台３６，３８を固定したが、必要に応じてこれらの
カセット載置台３６，３８を任意の方向に移動可能に構
成してもよく、たとえば内側のカセット載置台３６，３
８をカセット載置台３４，４０の真下または頭上に移動
させるようにしてもよい。

【０８１０】また、カセット載置台の台数は４個に限ら
ず任意の台数が可能であり、配置換えされるカセット載
置台またはウエハカセットの組の数も２組に限らず１組
（つまりウエハ搬送機構３２の片側だけ）でも３組以上
（つまりウエハ搬送機構３２の周囲四方に）でも可能で
あり、各組内のカセット載置台の台数またはウエハカセ
ットの個数も２個に限らず３個以上でも可能である。

【０８２０】また、カセット移送機構４２は、エアシリ
ンダ４４，５２やガイドレール４８等からなる上記の構
成に代えて、モータ、ボールネジ機構、ベルト機構等に
よって構成することも可能である。

【０８３０】ウエハ搬送機構３２も、支柱５８を上げ下
げする上記の構成に代えて、ボールネジ機構、エアシリ
ンダ、油圧シリンダまたはベルト機構等によって構成し
てもよい。

【０８４０】上記した実施例では、処理前の半導体ウエ
ハＷを収容した４個のカセットＣ1〜Ｃ4 を搬入する例
について説明した。しかし、たとえばカセットＣ1,Ｃ2
を空カセット、Ｃ3,Ｃ4 をウエハを収容したカセットと
し、処理済みのウエハＷをカセットＣ1,Ｃ2 に収容する
ように構成してもよい。

【０８５０】また、上記実施例はレジスト塗布現像工程
を行う処理システムに係るものであったが、本発明はそ
のような処理システムに限らず、カセットステーション
を備える任意の枚葉式処理装置またはシステムに適用可
能である。したがって、被処理体も半導体ウエハに限る
ものではなく、ＬＣＤ基板、ガラス基板、ＣＤ基板、プ
リント基板、フォトマスク、セラミック基板その他の板
状被処理体でも可能である。

【０８６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の処理シス
テムによれば、カセットステーションの占有面積を大幅
に縮小して、カセットステーションの小型化ひいてはシ
ステム全体の小型化を実現することができ、したがって
クリーンルームコストの低減をはかることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による処理システムの外観構成
を示す斜視図である。

【図２】実施例の処理システムにおけるカセットステー
ションの要部および処理ステーションの一部を示す略平
面図である。

【図３】実施例におけるカセットステーションに設けら
れるカセット移送機構の構成を示す略側面図である。

【図４】実施例におけるカセットステーションに設けら
れるウエハ搬送機構の構成を示す略平面図である。

【図５】実施例におけるウエハ搬送機構の構成を示す略
正面図である。

【図６】実施例における半導体ウエハの出し入れまたは
マッピングを行う様子を示す略側面図である。

【図７】従来の処理システムの構成を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１０ 処理ステーション １２ ウエハ搬送体 １４ 搬送路 ３２ ウエハ搬送機構 ３４，３６，３８，４０ カセット載置台 ４２ カセット移送機構 ６０ 搬送本体 ６２ ピンセット ７２ 発光素子 ７４ 受光素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/68 B65G 1/00 539 B65G 49/07

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つまたは複数の枚葉式処理装置を含む
   処理ステーションと、 複数の板状の被処理体を多段に収容するカセットを複数
   個のカセット載置台上に１個ずつ載置し、前記処理ステ
   ーションで処理を受けるべき前記被処理体を１枚ずつい
   ずれかの前記カセットから取り出して前記処理ステーシ
   ョンへ渡し、処理の済んだ前記被処理体を１枚ずつ前記
   処理ステーションから受け取っていずれかの前記カセッ
   トに戻すカセットステーションと、 前記カセットステーションにおいて前記カセット載置台
   の配置位置の下方に設けられ、複数の前記カセット載置
   台を水平方向に並べる第１の配置位置と垂直方向に並べ
   る第２の配置位置との間で配置換えするカセット載置台
   移送手段と、 前記カセットステーションに設けられ、前記第２の配置
   位置で垂直方向に並べられた複数の前記カセット載置台
   上のカセットに選択的にアクセスして前記被処理体の取
   り出しまたは収納を行う被処理体搬送手段とを具備する
   処理システム。
2. 【請求項２】 １つまたは複数の枚葉式処理装置を含む
   処理ステーションと、 複数の板状の被処理体を多段に収容するカセットを複数
   個のカセット載置台上に１個ずつ載置し、前記処理ステ
   ーションで処理を受けるべき前記被処理体を１枚ずつい
   ずれかの前記カセットから取り出して前記処理ステーシ
   ョンへ渡し、処理の済んだ前記被処理体を１枚ずつ前記
   処理ステーションから受け取っていずれかの前記カセッ
   トに戻すカセットステーションと、 前記カセットステーションにおいて前記カセット載置台
   の配置位置の下方に設けられ、全部または一部のカセッ
   ト載置台を他のカセット載置台と水平方向に並ぶ第１の
   位置と他のカセット載置台と垂直方向に並ぶ第２の位置
   との間で移動させるカセット載置台移送手段と、 前記カセットステーションに設けられ、前記第２の位置
   で垂直方向に並べられた複数の前記カセット載置台上の
   カセットに選択的にアクセスして前記被処理体の取り出
   しまたは収納を行う被処理体搬送手段とを具備する処理
   システム。
3. 【請求項３】 １つまたは複数の枚葉式処理装置を含む
   処理ステーションと、 複数の板状の被処理体を多段に収容するカセットを複数
   個のカセット載置台上に１個ずつ載置し、前記処理ステ
   ーションで処理を受けるべき前記被処理体を１枚ずつい
   ずれかの前記カセットから取り出して前記処理ステーシ
   ョンへ渡し、処理の済んだ前記被処理体を１枚ずつ前記
   処理ステーションから受け取っていずれかの前記カセッ
   トに戻すカセットステーションと、 前記カセットステーションに設けられ、複数の前記カセ
   ット載置台を水平方向に並べるカセット搬入または搬出
   用の第１の配置位置と垂直方向に並べる第２の配置位置
   との間で配置換えするために、一部の前記カセット載置
   台を固定したまま残りの前記カセット載置台を所定のル
   ートで水平方向および垂直方向に移送するカセット載置
   台移送手段と、 前記カセットステーションに設けられ、前記第２の配置
   位置で垂直方向に並べられた複数の前記カセット載置台
   上のカセットに選択的にアクセスして前記被処理体の取
   り出しまたは収納を行う被処理体搬送手段とを具備する
   処理システム。
4. 【請求項４】 前記カセット載置台上のカセットに収容
   されている前記被処理体を検出するための被処理体検出
   手段を前記被処理体搬送手段に取付し、垂直方向に並べ
   られた複数の前記カセットに対して前記被処理体搬送手
   段を上昇または下降移動させることにより、複数の前記
   カセット内における前記被処理体の各々の有無または収
   容位置を一括して検出するように構成した請求項１〜３
   のいずれか一項に記載の処理システム。