JP3558558B2 - 半導体製造装置及びその半導体基板搬送方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置及びその半導体基板搬送方法に関し、特に半導体製造装置の複数スロット（棚段）式の半導体基板（以下ウエハという）カセットを備えたウエハ搬送機構及びそのウエハ搬送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体製造装置の複数スロット式のウエハカセットを備えたウエハ搬送機構およびそのウエハ搬送方法（従来例１）は、図５のウエハ搬送機構の構成図および図６のウエハ搬送機構の動作説明図で説明される。図５に示すように、ウエハ搬送機構は、ウエハ１を収納する複数のスロット（棚段）１２を有しスロット１２のピッチ（間隔）が一定に固定された一体型のウエハカセット１１が、カセット支持ガイド１０により装置本体のカセット駆動固定部６に支持されている。そしてこの状態で、ウエハカセット１１は、カセット上下駆動モータ７によりカセット上下駆動ボールネジ５が回転することにより、上下方向に移動するとともに、予め設定された任意の位置で停止できる構造になっている（この構造部をカセット上下駆動部１３ａという）。そして、ウエハカセット１１内に挿入され、ウエハ１を搬送するためのウエハ搬送アーム４が設けられている。
【０００３】
次にそのウエハ搬送動作を図６で説明すると、ウエハカセット１１に収納されているウエハ１を取り出す場合、図６（ａ）に示すように、ウエハ搬送アーム４が取り出すスロット１２（例えばスロットＮｏ２４）のウエハ１ｃとその真下のスロット１２（例えばスロットＮｏ２３）のウエハ１ａ間のほぼ中間の位置になるように、カセット上下駆動モータ７によりウエハカセット１１を上下方向に移動させて停止させる。そして、ウエハ搬送アーム４をウエハカセット１１内に挿入させる。
【０００４】
そして、図６（ｂ）に示すように、カセット上下駆動モータ７によりウエハカセット１１を下降させて、ウエハ１ｃをウエハ搬送アーム４に移す（載せる）。そして、ウエハ１ｃを載せたウエハ搬送アーム４をウエハカセット１１内から引き抜くことにより、ウエハ１ｃの取り出し動作が完了する。
【０００５】
また、ウエハカセット１１にウエハ１を収納する場合はその逆で、図６（ｂ）に示す状態で、ウエハ１ｃを載せたウエハ搬送アーム４をウエハカセット１１内に挿入する。そして、図６（ａ）に示すように、カセット上下駆動モータ７によりウエハカセット１１を上昇させて、ウエハ１ｃを収納するスロット１２（例えばスロットＮｏ２４）に載せ収納する。そして、ウエハ搬送アーム４をウエハカセット１１内から引き抜くことにより、ウエハ１ｃの収納動作が完了する。この搬送方法で、他のスロット１２のウエハ１の搬送も同様に行なう。
【０００６】
この他の従来技術（従来例２）として、図７の断面図に示す半導体製造装置がある。これは従来例１に対し、ウエハ１を収納するキャリア型のウエハカセット１１ａが用いられ、ウエハカセット１１ａがカセットステージ１４に載置され、ウエハカセット１１ａを上下方向に移動させるカセット上下駆動モータ７ａとしてステッピングモータが用いられ（この構造部をカセット上下駆動部１３ｂという）、またウエハ１を搬送するためのウエハ搬送アーム４の先端にウエハ検知のための光センサ１５が設けられた構造のものである。
【０００７】
そしてこれは、ウエハ搬送アーム４の先端に設けられたウエハ検知のための光センサ１５と、カセット上下駆動モータ７ａであるステッピングモータとによって、ウエハ１の位置を前記ステッピングモータのステップ数で記憶する。そして、２枚のウエハ１の中間のステップ数（位置）を計算し、その位置にウエハ搬送アーム４を挿入する動作を行うものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来（従来例１、従来例２共）の半導体製造装置のウエハ搬送機構及びそのウエハ搬送方法は、特に例えば真空チャンバを使用するロードロック室（真空予備室）内に設置された半導体製造装置のウエハ搬送機構など、ウエハカセット（１１または１１ａ）収納スペースやカセット上下駆動部（１３ａまたは１３ｂ）収納スペースの制約により、ウエハカセット１１または１１ａのスロット１２の間隔（ピッチ）を大きくできなく一定に固定されている場合に、ウエハ搬送アーム４またはカセット上下駆動部１３ａまたは１３ｂのわずかな位置ずれや傾きにより、ウエハカセット１１または１１ａ内に収納されたウエハ１と挿入されたウエハ搬送アーム４とが接触し、ウエハ１表面を傷付けたり発塵したりするという問題が生じる。
【０００９】
なお従来例２では、ウエハ搬送アーム４の先端に設けられた光センサ１５によりウエハ１の位置を検知してはいるが、この問題を同様に生じる。
【００１０】
従って、本発明の目的は、ウエハカセット内でウエハとウエハ搬送アームとが接触し、ウエハ表面を傷付けたり発塵したりするという問題が生じることのない半導体製造装置及びその半導体基板搬送方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体製造装置は、半導体基板を収納する半導体基板カセットと、前記半導体基板カセットに前記半導体基板の収納取り出しを行なう半導体基板収納取り出し手段と、前記半導体基板カセットの所定の位置に前記半導体基板の収納取り出しを行なうため前記半導体基板カセットを上下方向に移動させる半導体基板カセット上下移動手段とで構成された半導体基板搬送機構を有する半導体製造装置において、前記半導体基板カセットが前記半導体基板を収納する複数の棚段であるスロットを一段置きに各々有する奇数段スロットカセットと偶数段スロットカセットから構成され、前記半導体基板カセット上下移動手段は、前記奇数段スロットカセットおよび前記偶数段スロットカセット各々に設けられていることを特徴とする半導体製造装置。
【００１３】
また、前記奇数段スロットカセットまたは前記偶数段スロットカセットは、その一方のスロットカセットに設けられた前記半導体基板カセット上下移動手段を介して他方のスロットカセットに接続されている。
【００１４】
また、本発明の半導体製造装置は、半導体基板を収納する半導体基板カセットと、前記半導体基板カセットに前記半導体基板の収納取り出しを行なう半導体基板収納取り出し手段と、前記半導体基板カセットの所定の位置に前記半導体基板の収納取り出しを行なうため前記半導体基板カセットを上下方向に移動させる半導体基板カセット上下移動手段とで構成された半導体基板搬送機構を有する半導体製造装置において、前記半導体基板カセットが前記半導体基板を収納する複数の棚段であるスロットを一段置きに各々有する奇数段スロットカセットと偶数段スロットカセットから構成され、前記半導体基板カセット上下移動手段は、前記奇数段スロットカセットまたは前記偶数段スロットカセットどちらかに設けられている。
【００１６】
本発明の半導体基板搬送方法は、半導体製造装置の半導体基板搬送機構による、半導体基板を収納する半導体基板カセットを、半導体基板カセット上下移動手段により上下方向に所定の位置に移動させ、半導体基板収納取り出し手段により前記半導体基板カセットに前記半導体基板の収納取り出しを行なう半導体基板搬送方法において、前記半導体基板カセットが前記半導体基板を収納する複数の棚段であるスロットを一段置きに各々有する奇数段スロットカセットと偶数段スロットカセットから構成され、前記半導体基板の搬送時に前記奇数段スロットカセットと前記偶数段スロットカセットを個別に上下方向に移動させて前記スロットのピッチ間隔を一時的に拡大し、半導体基板搬送アームにより前記半導体基板カセットに前記半導体基板の収納取り出しを行なうことを特徴とする半導体基板搬送方法。
【００１８】
この様な本発明によれば、半導体基板の搬送時に、半導体基板カセットの半導体基板を収納する複数の棚段であるスロットのピッチつまり間隔を一時的に拡大して、半導体基板搬送アームにより半導体基板カセットに半導体基板の収納取り出しを行なっている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施形態を示す構成図、図２および図３は図１の第１の実施形態の動作を示す動作説明図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態の半導体製造装置のウエハ搬送機構は、ウエハカセットがウエハ１を収納する複数のスロット（棚段）１２を一段置きに各々有する奇数段スロットカセット２と偶数段スロットカセット３から構成されている。そして、奇数段スロットカセット２および偶数段スロットカセット３の各スロット１２のピッチ（間隔）は一定に固定されている。
【００２１】
奇数段スロットカセット２は、カセット支持ガイド１０により装置本体のカセット駆動固定部６に支持されている。そしてこの状態で、奇数段スロットカセット２は、カセット上下駆動モータ７によりカセット上下駆動ボールネジ５が回転することにより、上下方向に移動するとともに、予め設定された任意の位置で停止できる構造になっている。
【００２２】
ここでカセット上下駆動モータ７として、位置決め精度よりＤＣサーボモータを用い、ＤＣサーボモータの回転数により奇数段スロットカセット２の位置決めを行っている。なお、カセット上下駆動モータ７としてパルスモータを用い、パルスモータのパルス数で奇数段スロットカセット２の位置決めを行っても良い。
【００２３】
また、偶数段スロットカセット３は、偶数段スロットカセット支持ガイド９で奇数段スロットカセット２の一端に接続されており、偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８により奇数段スロットカセット２に対して相対的に上下方向に移動される構造となっている。
【００２４】
ここで、偶数スロットカセット３の上下駆動に圧縮空気等で駆動される（偶数段スロットカセット上下駆動）シリンダ８を用いたが、カセット上下駆動モータ７とカセット上下駆動ボールネジ５と同様にモータとボールネジを使用すればより高精度の位置決め動作が可能である。
【００２５】
そして、奇数段スロットカセット２内および偶数段スロットカセット３内に挿入され、ウエハ１の収納、取り出しを行い搬送するためのウエハ搬送アーム４が設けられている。
【００２６】
ここで、ウエハ搬送アーム４はシリンダ（図示せず）により駆動される。
【００２７】
次に、本実施形態の半導体製造装置のウエハ搬送機構のウエハ搬送動作を図２を参照して説明する。まず、図２は奇数段スロットカセット２のスロット１２に収納されたウエハ１を搬送する場合を示したもので、例えばスロットＮｏ２３のウエハ１ａを搬送する場合の図である。奇数段スロットカセット２に収納されているスロットＮｏ２３のウエハ１ａを取り出す場合は、図２（ａ）に示すように、偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８を下降させて（縮めて）偶数段スロットカセット３を下降させ、取り出すスロットＮｏ２３のウエハ１ａと真下のスロットＮｏ２２のウエハ１ｂの間隔を広げる。そしてこの状態で、ウエハ搬送アーム４がその隙間のほぼ中間の位置になるように、カセット上下駆動モータ７により偶数段スロットカセット３が一端に接続されている状態のまま奇数段スロットカセット２を上下方向に移動させて停止させる。そして、ウエハ搬送アーム４を奇数段スロットカセット２（および偶数段スロットカセット３）内に挿入させる。
【００２８】
そして、図２（ｂ）に示すように、カセット上下駆動モータ７により奇数段スロットカセット２を下降させて、ウエハ１ａをウエハ搬送アーム４に移す（載せる）。そしてこの時同時に、奇数段スロットカセット２の下降量分偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８を上昇させる（伸ばす）（つまりスロットＮｏ２２に収納されているウエハ１ｂの位置―高さは変化しない）。
【００２９】
そして、ウエハ１ａを載せたウエハ搬送アーム４を奇数段スロットカセット２（および偶数段スロットカセット３）内から引き抜くことにより、ウエハ１ａの取り出し動作が完了する。
【００３０】
また、奇数段スロットカセット２のスロット１２にウエハ１を収納する場合はその逆で、図２（ｂ）に示す状態で、ウエハ１ａを載せたウエハ搬送アーム４を奇数段スロットカセット２（および偶数段スロットカセット３）内に挿入する。そして、図２（ａ）に示すように、カセット上下駆動モータ７により奇数段スロットカセット２を上昇させて、ウエハ１ａを収納するスロット１２（スロットＮｏ２３）に載せ収納する。そしてこの時同時に、奇数段スロットカセット２の上昇量分偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８を下降させる（縮める）（つまりスロットＮｏ２２に収納されているウエハ１ｂの位置―高さは変化しない）。
【００３１】
そして、ウエハ搬送アーム４を奇数段スロットカセット２（および偶数段スロットカセット３）内から引き抜くことにより、ウエハ１ａの収納動作が完了する。この搬送方法で、他の奇数段スロットカセット２のスロット１２のウエハ１の搬送も同様に行う。
【００３２】
次に、図３は偶数段スロットカセット３のスロット１２に収納されたウエハ１を搬送する場合を示したもので、例えばスロットＮｏ２４のウエハ１ｃを搬送する場合の図である。偶数段スロットカセット３に収納されているスロットＮｏ２４のウエハ１ｃを取り出す場合は、図３（ａ）に示すように、偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８を上昇させて（伸ばして）偶数段スロットカセット３を上昇させ、取り出すスロットＮｏ２４のウエハ１ｃと真下のスロットＮｏ２３のウエハ１ａの間隔を広げる。そしてこの状態で、ウエハ搬送アーム４がその隙間のほぼ中間の位置になるように、カセット上下駆動モータ７により偶数段スロットカセット３が一端に接続されている状態のまま奇数段スロットカセット２を上下方向に移動させて停止させる。そして、ウエハ搬送アーム４を偶数段スロットカセット３（および奇数段スロットカセット２）内に挿入させる。
【００３３】
そして、図３（ｂ）に示すように、偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８を下降させ（縮ませ）、ウエハ１ｃをウエハ搬送アーム４に移す（載せる）。（そしてこの時、奇数段スロットカセット２のスロットＮｏ２３に収納されているウエハ１ａの位置―高さは変化していない）。
【００３４】
そして、ウエハ１ｃを載せたウエハ搬送アーム４を偶数段スロットカセット３（および奇数段スロットカセット２）内から引き抜くことにより、ウエハ１ｃの取り出し動作が完了する。
【００３５】
また、偶数段スロットカセット３のスロット１２にウエハ１を収納する場合はその逆で、図３（ｂ）に示す状態で、ウエハ１ｃを載せたウエハ搬送アーム４を偶数段スロットカセット３（および奇数段スロットカセット２）内に挿入する。そして、図３（ａ）に示すように、偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８を上昇させて（伸ばして）、ウエハ１ｃを収納するスロット１２（スロットＮｏ２４）に載せ収納する。（そしてこの時、奇数段スロットカセット２のスロットＮｏ２３に収納されているウエハ１ａの位置―高さは変化していない）。
【００３６】
そして、ウエハ搬送アーム４を偶数段スロットカセット３（および奇数段スロットカセット２）内から引き抜くことにより、ウエハ１ｃの収納動作が完了する。この搬送方法で、他の偶数段スロットカセット３のスロット１２のウエハ１の搬送も同様に行う。
【００３７】
図４は本発明の第２の実施形態を示す構成図である。図４に示すように、本実施形態の半導体製造装置のウエハ搬送機構は、図１に示す第１の実施形態に対し、奇数段スロットカセット２は装置本体のカセット駆動固定部６に固定されている。偶数段スロットカセット３は、偶数段スロットカセット支持ガイド９で装置本体のカセット駆動固定部６に支持されており、偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８により単独に上下方向に移動される構造になっている。そして、ウエハ搬送アーム４ａはウエハカセット内に挿入または引き抜き動作すると共に上下方向にも移動動作する構造になっている。
【００３８】
ここで、ウエハ搬送アーム４ａの上下方向への移動動作は、その位置決め精度よりＤＣサーボモータ（図示せず）により駆動される。
【００３９】
次に、本実施形態の半導体製造装置のウエハ搬送機構のウエハ搬送動作を図４を参照して説明する。図４は奇数段スロットカセット２のスロット１２に収納されたウエハ１を搬送する場合を示したもので、例えばスロットＮｏ２３のウエハ１ａを搬送する場合の図である。奇数段スロットカセット２に収納されているスロットＮｏ２３のウエハ１ａを取り出す場合は、図４（ａ）に示すように、偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８を下降させて（縮ませて）偶数段スロットカセット３を下降させ、取り出すスロットＮｏ２３のウエハ１ａと真下のスロットＮｏ２２のウエハ１ｂの間隔を広げる。そしてこの状態で、ウエハ搬送アーム４ａがその隙間のほぼ中間の位置になるように、上下方向に移動させて停止させる。そして、ウエハ搬送アーム４ａを奇数段スロットカセット２（および偶数段スロットカセット３）内に挿入させる。
【００４０】
そして、ウエハ搬送アーム４ａを上昇させ、ウエハ１ａをウエハ搬送アーム４ａに移す（載せる）。そしてこの時同時に、ウエハ搬送アーム４ａの上昇量分偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８を上昇させ（伸ばし）偶数段スロットカセット３を上昇させる（つまりスロットＮｏ２２に収納されているウエハ１ｂとウエハ搬送アーム４ａとの間隔は変化しない）。
【００４１】
そして、ウエハ１ａを載せたウエハ搬送アーム４ａを奇数段スロットカセット２（および偶数段スロットカセット３）内から引き抜くことにより、ウエハ１ａの取り出し動作が完了する。
【００４２】
また、奇数段スロットカセット２のスロット１２にウエハ１を収納する場合はその逆で、偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８を上昇させ（伸ばし）偶数段スロットカセット３を上昇させ、収納するスロットＮｏ２３と真上のスロットＮｏ２４のウエハ１ｃの間隔を広げる。そしてこの状態で、ウエハ１ａを載せたウエハ搬送アーム４ａがその隙間のほぼ中間の位置になるように、上下方向に移動させて停止させる。そして、ウエハ１ａを載せたウエハ搬送アーム４ａを奇数段スロットカセット２（および偶数段スロットカセット３）内に挿入させる。
【００４３】
そして、図４に示すように、ウエハ１ａを載せたウエハ搬送アーム４ａを下降させて、ウエハ１ａを収納するスロット１２（スロットＮｏ２３）に載せ収納する。そしてこの時同時に、ウエハ搬送アーム４ａの下降量分偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８を下降させ（縮め）偶数段スロットカセット３を下降させる（つまりスロットＮｏ２４に収納されているウエハ１ｃとウエハ搬送アーム４ａとの間隔は変化しない）。
【００４４】
そして、ウエハ搬送アーム４ａを奇数段スロットカセット２（および偶数段スロットカセット３）内から引き抜くことにより、ウエハ１ａの収納動作が完了する。この搬送方法で、他の奇数段スロットカセット２のスロット１２のウエハ１の搬送も同様に行う。
【００４５】
そしてまた、偶数段スロットカセット３のスロット１２に収納されたウエハ１を搬送する場合も同様に行なう。つまり、偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８の上下動作とウエハ搬送アーム４ａの上下方向の移動動作との組み合わせにより、ウエハ搬送アーム４ａを挿入または引き抜く時、取り出しまたは収納するウエハ１（スロット１２）とその真上またはその真下のウエハ１（スロット１２）との間隔を大きくし、ウエハ搬送アーム４ａの位置がその隙間（間隔）のほぼ中間の位置になるようにする。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ウエハの搬送時にウエハカセットの対象スロットのピッチ（間隔）を一時的に拡大する機構を有し、ウエハカセットの大きさをほとんど大きくすることなく、またウエハカセットおよびウエハ搬送アームの上下移動ストロークをほとんど大きくすることなく、ウエハカセット内のウエハ搬送アームとウエハ（スロット）間の隙間（間隔）を拡大したので、ウエハ搬送アームまたはカセット上下駆動部の位置ずれや傾きを吸収でき、ウエハカセット内でのウエハとウエハ搬送アームとの接触を防止できるという効果が得られる。これにより、ウエハ表面の傷の発生および発塵を防止できるという効果が得られる。特に例えば真空チャンバを使用するロードロック室内に設置された半導体製造装置のウエハ搬送機構など、ウエハカセット収納スペースやカセット上下駆動部収納スペースの制約により、ウエハカセットのスロットのピッチ（間隔）を大きくできない場合に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体製造装置及びその半導体基板搬送方法の第１の実施形態を示す構成図である。
【図２】図１の第１の実施形態の動作を示す動作説明図である。
【図３】図１の第１の実施形態の他の動作を示す動作説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す構成図である。
【図５】従来技術を説明する構成図である。
【図６】図５の従来技術の動作を説明する動作説明図である。
【図７】他の従来技術を説明する断面図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ ウエハ
２ 奇数段スロットカセット
３ 偶数段スロットカセット
４，４ａ ウエハ搬送アーム
５ カセット上下駆動ボールネジ
６ カセット駆動固定部
７ カセット上下駆動モータ
７ａ カセット上下駆動モータ（ステッピングモータ）
８ 偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ
９ 偶数段スロットカセット支持ガイド
１０ カセット支持ガイド
１１ ウエハカセット（一体型）
１１ａ ウエハカセット（キャリア型）
１２ スロット（棚段）
１３ａ，１３ｂ カセット上下駆動部
１４ カセットステージ
１５ 光センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置及びその半導体基板搬送方法に関し、特に半導体製造装置の複数スロット（棚段）式の半導体基板（以下ウエハという）カセットを備えたウエハ搬送機構及びそのウエハ搬送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体製造装置の複数スロット式のウエハカセットを備えたウエハ搬送機構およびそのウエハ搬送方法（従来例１）は、図５のウエハ搬送機構の構成図および図６のウエハ搬送機構の動作説明図で説明される。図５に示すように、ウエハ搬送機構は、ウエハ１を収納する複数のスロット（棚段）１２を有しスロット１２のピッチ（間隔）が一定に固定された一体型のウエハカセット１１が、カセット支持ガイド１０により装置本体のカセット駆動固定部６に支持されている。そしてこの状態で、ウエハカセット１１は、カセット上下駆動モータ７によりカセット上下駆動ボールネジ５が回転することにより、上下方向に移動するとともに、予め設定された任意の位置で停止できる構造になっている（この構造部をカセット上下駆動部１３ａという）。そして、ウエハカセット１１内に挿入され、ウエハ１を搬送するためのウエハ搬送アーム４が設けられている。
【０００３】
次にそのウエハ搬送動作を図６で説明すると、ウエハカセット１１に収納されているウエハ１を取り出す場合、図６（ａ）に示すように、ウエハ搬送アーム４が取り出すスロット１２（例えばスロットＮｏ２４）のウエハ１ｃとその真下のスロット１２（例えばスロットＮｏ２３）のウエハ１ａ間のほぼ中間の位置になるように、カセット上下駆動モータ７によりウエハカセット１１を上下方向に移動させて停止させる。そして、ウエハ搬送アーム４をウエハカセット１１内に挿入させる。
【０００４】
そして、図６（ｂ）に示すように、カセット上下駆動モータ７によりウエハカセット１１を下降させて、ウエハ１ｃをウエハ搬送アーム４に移す（載せる）。そして、ウエハ１ｃを載せたウエハ搬送アーム４をウエハカセット１１内から引き抜くことにより、ウエハ１ｃの取り出し動作が完了する。
【０００５】
また、ウエハカセット１１にウエハ１を収納する場合はその逆で、図６（ｂ）に示す状態で、ウエハ１ｃを載せたウエハ搬送アーム４をウエハカセット１１内に挿入する。そして、図６（ａ）に示すように、カセット上下駆動モータ７によりウエハカセット１１を上昇させて、ウエハ１ｃを収納するスロット１２（例えばスロットＮｏ２４）に載せ収納する。そして、ウエハ搬送アーム４をウエハカセット１１内から引き抜くことにより、ウエハ１ｃの収納動作が完了する。この搬送方法で、他のスロット１２のウエハ１の搬送も同様に行なう。
【０００６】
この他の従来技術（従来例２）として、図７の断面図に示す半導体製造装置がある。これは従来例１に対し、ウエハ１を収納するキャリア型のウエハカセット１１ａが用いられ、ウエハカセット１１ａがカセットステージ１４に載置され、ウエハカセット１１ａを上下方向に移動させるカセット上下駆動モータ７ａとしてステッピングモータが用いられ（この構造部をカセット上下駆動部１３ｂという）、またウエハ１を搬送するためのウエハ搬送アーム４の先端にウエハ検知のための光センサ１５が設けられた構造のものである。
【０００７】
そしてこれは、ウエハ搬送アーム４の先端に設けられたウエハ検知のための光センサ１５と、カセット上下駆動モータ７ａであるステッピングモータとによって、ウエハ１の位置を前記ステッピングモータのステップ数で記憶する。そして、２枚のウエハ１の中間のステップ数（位置）を計算し、その位置にウエハ搬送アーム４を挿入する動作を行うものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来（従来例１、従来例２共）の半導体製造装置のウエハ搬送機構及びそのウエハ搬送方法は、特に例えば真空チャンバを使用するロードロック室（真空予備室）内に設置された半導体製造装置のウエハ搬送機構など、ウエハカセット（１１または１１ａ）収納スペースやカセット上下駆動部（１３ａまたは１３ｂ）収納スペースの制約により、ウエハカセット１１または１１ａのスロット１２の間隔（ピッチ）を大きくできなく一定に固定されている場合に、ウエハ搬送アーム４またはカセット上下駆動部１３ａまたは１３ｂのわずかな位置ずれや傾きにより、ウエハカセット１１または１１ａ内に収納されたウエハ１と挿入されたウエハ搬送アーム４とが接触し、ウエハ１表面を傷付けたり発塵したりするという問題が生じる。
【０００９】
なお従来例２では、ウエハ搬送アーム４の先端に設けられた光センサ１５によりウエハ１の位置を検知してはいるが、この問題を同様に生じる。
【００１０】
従って、本発明の目的は、ウエハカセット内でウエハとウエハ搬送アームとが接触し、ウエハ表面を傷付けたり発塵したりするという問題が生じることのない半導体製造装置及びその半導体基板搬送方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体製造装置は、半導体基板を収納する半導体基板カセットと、前記半導体基板カセットに前記半導体基板の収納取り出しを行なう半導体基板収納取り出し手段と、前記半導体基板カセットの所定の位置に前記半導体基板の収納取り出しを行なうため前記半導体基板カセットを上下方向に移動させる半導体基板カセット上下移動手段とで構成された半導体基板搬送機構を有する半導体製造装置において、前記半導体基板カセットが前記半導体基板を収納する複数の棚段であるスロットを一段置きに各々有する奇数段スロットカセットと偶数段スロットカセットから構成され、前記半導体基板カセット上下移動手段は、前記奇数段スロットカセットおよび前記偶数段スロットカセット各々に設けられていることを特徴とする半導体製造装置。
【００１３】
また、前記奇数段スロットカセットまたは前記偶数段スロットカセットは、その一方のスロットカセットに設けられた前記半導体基板カセット上下移動手段を介して他方のスロットカセットに接続されている。
【００１４】
また、本発明の半導体製造装置は、半導体基板を収納する半導体基板カセットと、前記半導体基板カセットに前記半導体基板の収納取り出しを行なう半導体基板収納取り出し手段と、前記半導体基板カセットの所定の位置に前記半導体基板の収納取り出しを行なうため前記半導体基板カセットを上下方向に移動させる半導体基板カセット上下移動手段とで構成された半導体基板搬送機構を有する半導体製造装置において、前記半導体基板カセットが前記半導体基板を収納する複数の棚段であるスロットを一段置きに各々有する奇数段スロットカセットと偶数段スロットカセットから構成され、前記半導体基板カセット上下移動手段は、前記奇数段スロットカセットまたは前記偶数段スロットカセットどちらかに設けられている。
【００１６】
本発明の半導体基板搬送方法は、半導体製造装置の半導体基板搬送機構による、半導体基板を収納する半導体基板カセットを、半導体基板カセット上下移動手段により上下方向に所定の位置に移動させ、半導体基板収納取り出し手段により前記半導体基板カセットに前記半導体基板の収納取り出しを行なう半導体基板搬送方法において、前記半導体基板カセットが前記半導体基板を収納する複数の棚段であるスロットを一段置きに各々有する奇数段スロットカセットと偶数段スロットカセットから構成され、前記半導体基板の搬送時に前記奇数段スロットカセットと前記偶数段スロットカセットを個別に上下方向に移動させて前記スロットのピッチ間隔を一時的に拡大し、半導体基板搬送アームにより前記半導体基板カセットに前記半導体基板の収納取り出しを行なうことを特徴とする半導体基板搬送方法。
【００１８】
この様な本発明によれば、半導体基板の搬送時に、半導体基板カセットの半導体基板を収納する複数の棚段であるスロットのピッチつまり間隔を一時的に拡大して、半導体基板搬送アームにより半導体基板カセットに半導体基板の収納取り出しを行なっている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施形態を示す構成図、図２および図３は図１の第１の実施形態の動作を示す動作説明図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態の半導体製造装置のウエハ搬送機構は、ウエハカセットがウエハ１を収納する複数のスロット（棚段）１２を一段置きに各々有する奇数段スロットカセット２と偶数段スロットカセット３から構成されている。そして、奇数段スロットカセット２および偶数段スロットカセット３の各スロット１２のピッチ（間隔）は一定に固定されている。
【００２１】
奇数段スロットカセット２は、カセット支持ガイド１０により装置本体のカセット駆動固定部６に支持されている。そしてこの状態で、奇数段スロットカセット２は、カセット上下駆動モータ７によりカセット上下駆動ボールネジ５が回転することにより、上下方向に移動するとともに、予め設定された任意の位置で停止できる構造になっている。
【００２２】
ここでカセット上下駆動モータ７として、位置決め精度よりＤＣサーボモータを用い、ＤＣサーボモータの回転数により奇数段スロットカセット２の位置決めを行っている。なお、カセット上下駆動モータ７としてパルスモータを用い、パルスモータのパルス数で奇数段スロットカセット２の位置決めを行っても良い。
【００２３】
また、偶数段スロットカセット３は、偶数段スロットカセット支持ガイド９で奇数段スロットカセット２の一端に接続されており、偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８により奇数段スロットカセット２に対して相対的に上下方向に移動される構造となっている。
【００２４】
ここで、偶数スロットカセット３の上下駆動に圧縮空気等で駆動される（偶数段スロットカセット上下駆動）シリンダ８を用いたが、カセット上下駆動モータ７とカセット上下駆動ボールネジ５と同様にモータとボールネジを使用すればより高精度の位置決め動作が可能である。
【００２５】
そして、奇数段スロットカセット２内および偶数段スロットカセット３内に挿入され、ウエハ１の収納、取り出しを行い搬送するためのウエハ搬送アーム４が設けられている。
【００２６】
ここで、ウエハ搬送アーム４はシリンダ（図示せず）により駆動される。
【００２７】
次に、本実施形態の半導体製造装置のウエハ搬送機構のウエハ搬送動作を図２を参照して説明する。まず、図２は奇数段スロットカセット２のスロット１２に収納されたウエハ１を搬送する場合を示したもので、例えばスロットＮｏ２３のウエハ１ａを搬送する場合の図である。奇数段スロットカセット２に収納されているスロットＮｏ２３のウエハ１ａを取り出す場合は、図２（ａ）に示すように、偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８を下降させて（縮めて）偶数段スロットカセット３を下降させ、取り出すスロットＮｏ２３のウエハ１ａと真下のスロットＮｏ２２のウエハ１ｂの間隔を広げる。そしてこの状態で、ウエハ搬送アーム４がその隙間のほぼ中間の位置になるように、カセット上下駆動モータ７により偶数段スロットカセット３が一端に接続されている状態のまま奇数段スロットカセット２を上下方向に移動させて停止させる。そして、ウエハ搬送アーム４を奇数段スロットカセット２（および偶数段スロットカセット３）内に挿入させる。
【００２８】
そして、図２（ｂ）に示すように、カセット上下駆動モータ７により奇数段スロットカセット２を下降させて、ウエハ１ａをウエハ搬送アーム４に移す（載せる）。そしてこの時同時に、奇数段スロットカセット２の下降量分偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８を上昇させる（伸ばす）（つまりスロットＮｏ２２に収納されているウエハ１ｂの位置―高さは変化しない）。
【００２９】
そして、ウエハ１ａを載せたウエハ搬送アーム４を奇数段スロットカセット２（および偶数段スロットカセット３）内から引き抜くことにより、ウエハ１ａの取り出し動作が完了する。
【００３０】
また、奇数段スロットカセット２のスロット１２にウエハ１を収納する場合はその逆で、図２（ｂ）に示す状態で、ウエハ１ａを載せたウエハ搬送アーム４を奇数段スロットカセット２（および偶数段スロットカセット３）内に挿入する。そして、図２（ａ）に示すように、カセット上下駆動モータ７により奇数段スロットカセット２を上昇させて、ウエハ１ａを収納するスロット１２（スロットＮｏ２３）に載せ収納する。そしてこの時同時に、奇数段スロットカセット２の上昇量分偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８を下降させる（縮める）（つまりスロットＮｏ２２に収納されているウエハ１ｂの位置―高さは変化しない）。
【００３１】
そして、ウエハ搬送アーム４を奇数段スロットカセット２（および偶数段スロットカセット３）内から引き抜くことにより、ウエハ１ａの収納動作が完了する。この搬送方法で、他の奇数段スロットカセット２のスロット１２のウエハ１の搬送も同様に行う。
【００３２】
次に、図３は偶数段スロットカセット３のスロット１２に収納されたウエハ１を搬送する場合を示したもので、例えばスロットＮｏ２４のウエハ１ｃを搬送する場合の図である。偶数段スロットカセット３に収納されているスロットＮｏ２４のウエハ１ｃを取り出す場合は、図３（ａ）に示すように、偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８を上昇させて（伸ばして）偶数段スロットカセット３を上昇させ、取り出すスロットＮｏ２４のウエハ１ｃと真下のスロットＮｏ２３のウエハ１ａの間隔を広げる。そしてこの状態で、ウエハ搬送アーム４がその隙間のほぼ中間の位置になるように、カセット上下駆動モータ７により偶数段スロットカセット３が一端に接続されている状態のまま奇数段スロットカセット２を上下方向に移動させて停止させる。そして、ウエハ搬送アーム４を偶数段スロットカセット３（および奇数段スロットカセット２）内に挿入させる。
【００３３】
そして、図３（ｂ）に示すように、偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８を下降させ（縮ませ）、ウエハ１ｃをウエハ搬送アーム４に移す（載せる）。（そしてこの時、奇数段スロットカセット２のスロットＮｏ２３に収納されているウエハ１ａの位置―高さは変化していない）。
【００３４】
そして、ウエハ１ｃを載せたウエハ搬送アーム４を偶数段スロットカセット３（および奇数段スロットカセット２）内から引き抜くことにより、ウエハ１ｃの取り出し動作が完了する。
【００３５】
また、偶数段スロットカセット３のスロット１２にウエハ１を収納する場合はその逆で、図３（ｂ）に示す状態で、ウエハ１ｃを載せたウエハ搬送アーム４を偶数段スロットカセット３（および奇数段スロットカセット２）内に挿入する。そして、図３（ａ）に示すように、偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８を上昇させて（伸ばして）、ウエハ１ｃを収納するスロット１２（スロットＮｏ２４）に載せ収納する。（そしてこの時、奇数段スロットカセット２のスロットＮｏ２３に収納されているウエハ１ａの位置―高さは変化していない）。
【００３６】
そして、ウエハ搬送アーム４を偶数段スロットカセット３（および奇数段スロットカセット２）内から引き抜くことにより、ウエハ１ｃの収納動作が完了する。この搬送方法で、他の偶数段スロットカセット３のスロット１２のウエハ１の搬送も同様に行う。
【００３７】
図４は本発明の第２の実施形態を示す構成図である。図４に示すように、本実施形態の半導体製造装置のウエハ搬送機構は、図１に示す第１の実施形態に対し、奇数段スロットカセット２は装置本体のカセット駆動固定部６に固定されている。偶数段スロットカセット３は、偶数段スロットカセット支持ガイド９で装置本体のカセット駆動固定部６に支持されており、偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８により単独に上下方向に移動される構造になっている。そして、ウエハ搬送アーム４ａはウエハカセット内に挿入または引き抜き動作すると共に上下方向にも移動動作する構造になっている。
【００３８】
ここで、ウエハ搬送アーム４ａの上下方向への移動動作は、その位置決め精度よりＤＣサーボモータ（図示せず）により駆動される。
【００３９】
次に、本実施形態の半導体製造装置のウエハ搬送機構のウエハ搬送動作を図４を参照して説明する。図４は奇数段スロットカセット２のスロット１２に収納されたウエハ１を搬送する場合を示したもので、例えばスロットＮｏ２３のウエハ１ａを搬送する場合の図である。奇数段スロットカセット２に収納されているスロットＮｏ２３のウエハ１ａを取り出す場合は、図４（ａ）に示すように、偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８を下降させて（縮ませて）偶数段スロットカセット３を下降させ、取り出すスロットＮｏ２３のウエハ１ａと真下のスロットＮｏ２２のウエハ１ｂの間隔を広げる。そしてこの状態で、ウエハ搬送アーム４ａがその隙間のほぼ中間の位置になるように、上下方向に移動させて停止させる。そして、ウエハ搬送アーム４ａを奇数段スロットカセット２（および偶数段スロットカセット３）内に挿入させる。
【００４０】
そして、ウエハ搬送アーム４ａを上昇させ、ウエハ１ａをウエハ搬送アーム４ａに移す（載せる）。そしてこの時同時に、ウエハ搬送アーム４ａの上昇量分偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８を上昇させ（伸ばし）偶数段スロットカセット３を上昇させる（つまりスロットＮｏ２２に収納されているウエハ１ｂとウエハ搬送アーム４ａとの間隔は変化しない）。
【００４１】
そして、ウエハ１ａを載せたウエハ搬送アーム４ａを奇数段スロットカセット２（および偶数段スロットカセット３）内から引き抜くことにより、ウエハ１ａの取り出し動作が完了する。
【００４２】
また、奇数段スロットカセット２のスロット１２にウエハ１を収納する場合はその逆で、偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８を上昇させ（伸ばし）偶数段スロットカセット３を上昇させ、収納するスロットＮｏ２３と真上のスロットＮｏ２４のウエハ１ｃの間隔を広げる。そしてこの状態で、ウエハ１ａを載せたウエハ搬送アーム４ａがその隙間のほぼ中間の位置になるように、上下方向に移動させて停止させる。そして、ウエハ１ａを載せたウエハ搬送アーム４ａを奇数段スロットカセット２（および偶数段スロットカセット３）内に挿入させる。
【００４３】
そして、図４に示すように、ウエハ１ａを載せたウエハ搬送アーム４ａを下降させて、ウエハ１ａを収納するスロット１２（スロットＮｏ２３）に載せ収納する。そしてこの時同時に、ウエハ搬送アーム４ａの下降量分偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８を下降させ（縮め）偶数段スロットカセット３を下降させる（つまりスロットＮｏ２４に収納されているウエハ１ｃとウエハ搬送アーム４ａとの間隔は変化しない）。
【００４４】
そして、ウエハ搬送アーム４ａを奇数段スロットカセット２（および偶数段スロットカセット３）内から引き抜くことにより、ウエハ１ａの収納動作が完了する。この搬送方法で、他の奇数段スロットカセット２のスロット１２のウエハ１の搬送も同様に行う。
【００４５】
そしてまた、偶数段スロットカセット３のスロット１２に収納されたウエハ１を搬送する場合も同様に行なう。つまり、偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ８の上下動作とウエハ搬送アーム４ａの上下方向の移動動作との組み合わせにより、ウエハ搬送アーム４ａを挿入または引き抜く時、取り出しまたは収納するウエハ１（スロット１２）とその真上またはその真下のウエハ１（スロット１２）との間隔を大きくし、ウエハ搬送アーム４ａの位置がその隙間（間隔）のほぼ中間の位置になるようにする。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ウエハの搬送時にウエハカセットの対象スロットのピッチ（間隔）を一時的に拡大する機構を有し、ウエハカセットの大きさをほとんど大きくすることなく、またウエハカセットおよびウエハ搬送アームの上下移動ストロークをほとんど大きくすることなく、ウエハカセット内のウエハ搬送アームとウエハ（スロット）間の隙間（間隔）を拡大したので、ウエハ搬送アームまたはカセット上下駆動部の位置ずれや傾きを吸収でき、ウエハカセット内でのウエハとウエハ搬送アームとの接触を防止できるという効果が得られる。これにより、ウエハ表面の傷の発生および発塵を防止できるという効果が得られる。特に例えば真空チャンバを使用するロードロック室内に設置された半導体製造装置のウエハ搬送機構など、ウエハカセット収納スペースやカセット上下駆動部収納スペースの制約により、ウエハカセットのスロットのピッチ（間隔）を大きくできない場合に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体製造装置及びその半導体基板搬送方法の第１の実施形態を示す構成図である。
【図２】図１の第１の実施形態の動作を示す動作説明図である。
【図３】図１の第１の実施形態の他の動作を示す動作説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す構成図である。
【図５】従来技術を説明する構成図である。
【図６】図５の従来技術の動作を説明する動作説明図である。
【図７】他の従来技術を説明する断面図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ ウエハ
２ 奇数段スロットカセット
３ 偶数段スロットカセット
４，４ａ ウエハ搬送アーム
５ カセット上下駆動ボールネジ
６ カセット駆動固定部
７ カセット上下駆動モータ
７ａ カセット上下駆動モータ（ステッピングモータ）
８ 偶数段スロットカセット上下駆動シリンダ
９ 偶数段スロットカセット支持ガイド
１０ カセット支持ガイド
１１ ウエハカセット（一体型）
１１ａ ウエハカセット（キャリア型）
１２ スロット（棚段）
１３ａ，１３ｂ カセット上下駆動部
１４ カセットステージ
１５ 光センサ
Claims (4)
- 半導体基板を収納する半導体基板カセットと、前記半導体基板カセットに前記半導体基板の収納取り出しを行なう半導体基板収納取り出し手段と、前記半導体基板カセットの所定の位置に前記半導体基板の収納取り出しを行なうため前記半導体基板カセットを上下方向に移動させる半導体基板カセット上下移動手段とで構成された半導体基板搬送機構を有する半導体製造装置において、前記半導体基板カセットが前記半導体基板を収納する複数の棚段であるスロットを一段置きに各々有する奇数段スロットカセットと偶数段スロットカセットから構成され、前記半導体基板カセット上下移動手段は、前記奇数段スロットカセットおよび前記偶数段スロットカセット各々に設けられていることを特徴とする半導体製造装置。
- 前記奇数段スロットカセットまたは前記偶数段スロットカセットは、その一方のスロットカセットに設けられた前記半導体基板カセット上下移動手段を介して他方のスロットカセットに接続されている請求項１記載の半導体製造装置。
- 半導体基板を収納する半導体基板カセットと、前記半導体基板カセットに前記半導体基板の収納取り出しを行なう半導体基板収納取り出し手段と、前記半導体基板カセットの所定の位置に前記半導体基板の収納取り出しを行なうため前記半導体基板カセットを上下方向に移動させる半導体基板カセット上下移動手段とで構成された半導体基板搬送機構を有する半導体製造装置において、前記半導体基板カセットが前記半導体基板を収納する複数の棚段であるスロットを一段置きに各々有する奇数段スロットカセットと偶数段スロットカセットから構成され、前記半導体基板カセット上下移動手段は、前記奇数段スロットカセットまたは前記偶数段スロットカセットどちらかに設けられていることを特徴とする半導体製造装置。
- 半導体製造装置の半導体基板搬送機構による、半導体基板を収納する半導体基板カセットを、半導体基板カセット上下移動手段により上下方向に所定の位置に移動させ、半導体基板収納取り出し手段により前記半導体基板カセットに前記半導体基板の収納取り出しを行なう半導体基板搬送方法において、前記半導体基板カセットが前記半導体基板を収納する複数の棚段であるスロットを一段置きに各々有する奇数段スロットカセットと偶数段スロットカセットから構成され、前記半導体基板の搬送時に前記奇数段スロットカセットと前記偶数段スロットカセットを個別に上下方向に移動させて前記スロットのピッチ間隔を一時的に拡大し、半導体基板搬送アームにより前記半導体基板カセットに前記半導体基板の収納取り出しを行なうことを特徴とする半導体基板搬送方法。
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