JP3778677B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板を収納する基板収納部と、基板収納部に対する基板の取り出し・収納を行う基板移載手段とが配設された基板搬入搬出部と、1または複数の処理ユニットと、処理ユニット間の基板の搬送及び処理ユニットに対する基板の受渡しを行う基板搬送手段とが配設された基板処理部とを備えた基板処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の基板処理装置では、基板搬入搬出部に配設された基板移載ロボットと、基板処理部に配設された基板搬送ロボットとの間の基板の受渡しは、基板受渡し台を介して行っている。
【0003】
すなわち、基板移載ロボットは、基板収納部から未処理の基板を取り出すと、その未処理基板を基板受渡し台に載置する。基板搬送ロボットは、基板受渡し台に載置されている未処理基板を受け取り、その基板を搬送して、1または複数の処理ユニットに受け渡していく。各処理ユニットで所定の処理が施され、予め決められた処理を終えた処理済基板は、基板搬送ロボットにより基板受渡し台に載置される。基板移載ロボットは、基板受渡し台に載置されている処理済基板を受け取り、基板収納部に収納する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
従来装置では、基板移載ロボットと基板搬送ロボットとの間の基板の受渡しを基板受渡し台を介して行っているので、装置内に基板受渡し台を配設する必要があり、部品点数が増えて装置構成が複雑化するという問題がある。また、基板受渡し台の配設場所の制約などによって、装置のフットプリント(設置面積)が大型化する場合もあり、クリーンルームの有効利用を図る上で問題となるケースも起きている。
【0005】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、装置内の部品点数を削減して装置構成の簡単化や、装置のフットプリントの小型化を図ることができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項1に記載の発明は、基板を収納する基板収納部と、前記基板収納部に対する基板の取り出し・収納を行う基板移載手段とが配設された基板搬入搬出部と、複数の処理ユニットと、前記処理ユニット間の基板の搬送及び前記処理ユニットに対する基板の受渡しを行う基板搬送手段とが配設された基板処理部と、を備えた基板処理装置において、前記基板移載手段は、基板を保持して水平方向に進退移動が可能な基板移載保持部を有し、前記基板搬送手段は、基板を保持し、互いに独立して水平方向に進退移動が可能な複数の基板搬送保持部を有し、前記基板移載保持部における基板の保持位置と、前記各基板搬送保持部における基板の保持位置とを違えて、前記基板移載保持部と前記各基板搬送保持部との上下方向の相対移動によって、前記両保持部間で基板を直接に受け渡すように構成されており、かつ、前記基板搬送手段は、水平面内での移動は行わずに、鉛直軸心周りに回動可能で、かつ昇降可能な支持台を備え、この支持台上に前記基板搬送保持部が設けられており、前記複数の処理ユニットは、前記基板搬送手段を囲むようにその周囲に、多段に積層されて配設されており、前記基板処理部には、前記基板搬送手段が基板移載手段との間で基板を受け渡しするための受渡し通路が設けられており、基板の受け渡し時には、基板移載手段の基板移載保持部が基板処理部内の受け渡し通路上に進入し、この受け渡し通路上で前記基板の受け渡しを行うように構成されたことを特徴とするものである。
【0007】
請求項2に記載の発明は、上記請求項1に記載の基板処理装置において、前記基板移載保持部は、平面視で略I字型の形状を有し、基板の直径に平行な2本の仮想軸線で基板を3つの保持領域に分割したうちの中央の第1保持領域において基板を保持するとともに、基板の外周端縁に接触して基板の水平移動を規制し、前記各基板搬送保持部はそれぞれ、平面視で略U字型の形状を有し、二股に分かれた先端部分で、前記第1保持領域の両側の第2、第3保持領域において基板を保持するとともに、基板の外周端縁に接触して基板の水平移動を規制するように構成したことを特徴とするものである。
【0008】
請求項3に記載の発明は、上記請求項1または2のいずれかに記載の基板処理装置において、前記基板移載保持部を支持する支持台を鉛直方向の軸芯周りで回動自在に構成したことを特徴とするものである。
【0009】
請求項4に記載の発明は、上記請求項1ないし3のいずれかに記載の基板処理装置において、前記基板移載保持部と前記各基板搬送保持部との間で基板を受け渡す際に、前記基板移載保持部が基板を保持して前記基板搬送手段に向けて前進移動する動作を含む場合、前記基板搬送手段が前記基板移載手段と基板の受渡し動作が可能になったことを指令する制御指令に応じて、前記基板移載保持部が基板を保持して前記基板搬送手段に向けて前進移動を開始するように動作させたことを特徴とするものである。
【0010】
【作用】
請求項1に記載の発明の作用は次のとおりである。
基板移載手段は、基板移載保持部を水平方向に進退移動させて基板収納部から未処理基板を取り出し、所定の保持位置で基板を基板移載保持部に保持させる。基板搬送手段に設けられた基板搬送保持部と基板移載保持部との少なくとも一方の保持部が水平方向に前進移動して、両保持部の上下方向の相対移動によって、基板移載保持部から基板搬送保持部へ未処理基板を直接に受け渡す。このとき、基板搬送保持部は、基板移載保持部における基板の保持位置と異なる保持位置で基板を保持するので、基板移載保持部と干渉せずに未処理基板を基板移載手段から直接に受け取ることができる。未処理基板を受け取った基板搬送手段は、基板搬送保持部にその基板を保持させて処理ユニット間で基板を搬送し、基板搬送保持部を水平方向に進退移動させてその基板を複数の処理ユニットに受け渡していく。各処理ユニットで所定の処理が施され、予め決められた処理を終えた処理済基板は、基板搬送手段の基板搬送保持部に保持され、上述した基板移載保持部から基板搬送保持部への基板の受渡しと逆の動作で、基板搬送保持部から基板移載保持部に直接に受け渡される。処理済基板を受け取った基板移載手段は基板移載保持部を進退移動させて処理済基板を基板収納部に収納する。
【0011】
また、本発明では、互いに独立して進退移動が可能な複数の基板搬送保持部を基板搬送手段に備えているので、一つの基板搬送保持部が基板を保持しておらず、他の基板搬送保持部に処理済基板が保持されている状態では、基板を保持していない基板搬送保持部で基板移載保持部から未処理基板を直接に受け取り、それに続いてすぐに、処理済基板を保持する基板搬送保持部から基板移載保持部に処理済基板を直接に受け渡すことができる。
【0012】
請求項2に記載の発明によれば、基板移載保持部は、平面視で略I字型の形状を有し、基板の直径に平行な2本の仮想軸線で基板を3つの保持領域に分割したうちの中央の第1保持領域において基板を保持するように構成し、一方で、各基板搬送保持部はそれぞれ、平面視で略U字型の形状を有し、二股に分かれた先端部分で、上記第1保持領域の両側の第2、第3保持領域において基板を保持するように構成したので、基板移載保持部が基板搬送保持部の二股に分かれた各先端部分の間に入り込んだ状態で基板の受渡しを行うことができる。
【0013】
請求項3に記載の発明によれば、基板移載保持部を支持する支持台を鉛直方向の軸芯周りで回動自在に構成したので、基板移載保持部の進退移動方向を水平面内で任意に変えることができる。従って、例えば、基板収納部に対する基板の取り出し・収納時の基板移載保持部の進退移動方向と異なる進退移動方向に基板移載保持部を前進移動させて基板移載保持部と基板搬送保持部との間で基板を直接に受け渡すこともできる。
【0014】
ところで、基板移載保持部と各基板搬送保持部との間で基板を受け渡す際に、基板移載保持部が基板を保持して基板搬送手段に向けて前進移動する動作を含む場合、基板搬送手段が基板の搬送や処理ユニットに対する基板の受渡しを行っている状態で、基板移載保持部が基板を保持して基板搬送手段に向けて前進移動し、基板搬送手段の近くで基板を待機させておくと、基板搬送手段の動作に応じて発生するパーティクルによって基板が汚染されるおそれがある。
【0015】
そこで、請求項4に記載の発明によれば、基板移載保持部と各基板搬送保持部との間で直接に基板を受け渡す際に、基板移載保持部が基板を保持して基板搬送手段に向けて前進移動する動作を含む場合、基板搬送手段が基板移載手段と基板の受渡し動作が可能になったことを指令する制御指令に応じて、基板移載保持部が基板を保持して基板搬送手段に向けて前進移動を開始するように動作させるので、基板搬送手段が基板の搬送や処理ユニットに対する基板の受渡しを行っている状態で、基板搬送手段の近くで基板が待機されることがなくなり、基板移載保持部と基板搬送保持部との間の基板の受渡しの動作において、基板搬送手段から発生するパーティクルで基板が汚染されることを防止することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図1は本発明の第1実施例に係る基板処理装置の全体構成を示す平面図である。
【0017】
この第1実施例装置は、基板搬入搬出部としてのインデクサ部1と基板処理部2とを備えている。インデクサ部1と基板処理部2とは隣接して配設されている。
【0018】
インデクサ部1は、基板収納部としてのカセットCを複数個載置することができるカセット載置台3と、カセットCに対する基板Wの取り出し・収納を行うとともに、後述する基板搬送ロボット6との間で基板Wを直接に受け渡す基板移載ロボット4とを備えている。
【0019】
カセットCには、複数枚の基板Wを水平姿勢で積層収納することができる。このカセットCは、図2に示すように、カセットCの互いに対向する2つの内周壁に形成された基板支持部Csに、基板Wの互いに対向する2箇所の外周部が載置支持されることで基板Wを収納するように構成されている。
【0020】
図1に戻って、基板移載ロボット4の搬送路TRIの一方の側部に沿って基板処理部2が、他方の側部に沿ってカセット載置台3が配設されている。カセットCは、搬送路TRIの長手方向に沿ってカセット載置台3に載置されるようになっている。
【0021】
基板移載ロボット4は、基板Wを保持して水平方向に進退移動が可能な基板移載保持部10を備えている。基板移載ロボット4は、この基板移載保持部10を用いてカセットCに対する基板Wの取り出し・収納と、基板搬送ロボット6との間での基板Wの直接の受渡しとを行う。
【0022】
基板移載保持部10は、図1、図3に示すように、平面視で略I字型の形状を有し、基板Wの直径WRに平行な2本の仮想軸線RJ1、RJ2で基板Wを3つの保持領域HA1、HA2、HA3に分割したうちの中央の第1保持領域(ハッチングで示す領域)HA1において基板Wを保持する。具体的には、基板移載保持部10は、基板Wを載置支持する3本以上の基板支持ピン10aが立設され、基板Wの外周端縁に接触して基板Wの水平移動を規制する水平移動規制部10bを前後の2箇所に有する。そして、基板Wの上記第1保持領域HA1において、基板支持ピン10aによって基板Wを3点以上で載置支持し、各水平移動規制部10bで基板Wの水平移動を規制することで基板Wを保持する。
【0023】
図2に示すように、基板Wは互いに対向する2箇所の外周部、すなわち、上記第1保持領域HA1の両側の第2、第3保持領域(図3の斜線で示す領域)HA2、HA3内の一部が基板支持部Csに載置支持されることでカセットCに収納される。従って、基板移載保持部10は、基板支持部Csと干渉することなくカセットCに対する基板Wの取り出し・収納を行うことができる。
【0024】
基板移載保持部10は、多関節型のアーム機構によって支持台13に対して水平方向に進退移動できるように構成されている。このアーム機構は、基板移載保持部10を先端のアームセグメントとして、それを含めて奇数本(図では3本)のアームセグメント10、11、12を連結した構造となっている。
【0025】
基板移載保持部10の基端部は、中間アームセグメント11の先端部に水平面内で回動自在に支持され、中間アームセグメント11の基端部は、基端アームセグメント12の先端部に水平面内で回動自在に支持され、基端アームセグメント12の基端部は、支持台13に水平面内で回動自在に支持されている。支持台13には、基端アームセグメント12の基端部を水平面内で回動させるモーターなどの回転駆動機構14(図6参照)が設けられている。
【0026】
図4に示すように、基板移載保持部10の基端部の回動中心P1から中間アームセグメント11の基端部の回動中心P2までの距離(中間アームセグメント11の有効長)と、中間アームセグメント11の基端部の回動中心P2から基端アームセグメント12の基端部の回動中心P3までの距離(基端アームセグメント12の有効長)とは、同一の長さRに設定されている。
【0027】
また、中間アームセグメント11及び基端アームセグメント12には、プーリやタイミングベルトなどで構成される動力伝達機構(図示せず)が内設されている。この動力伝達機構によって、図4(b)に示すように、支持台13に対して基端アームセグメント12が回動中心P3を支点として所定角度αだけ揺動されると、基端アームセグメント12の先端部に対して中間アームセグメント11が、上記基端アームセグメント12の揺動方向とは逆の揺動方向に、回動中心P2を支点として、基端アームセグメント12の揺動角度αの2倍の揺動角度β(=2α)だけ揺動され、さらに、中間アームセグメント11の先端部に対して基板移載保持部10が、上記中間アームセグメント11の揺動方向と逆の揺動方向(上記基端アームセグメント12の揺動方向と同じ揺動方向)に、回動中心P1を支点として、中間アームセグメント11の揺動角度βの1/2倍の揺動角度γ(=β/2=α)だけ揺動されように構成されている。
【0028】
なお、図4、図6における符号KJは、各アームセグメント11〜13を各回動中心P1、P2、P3周りに回動自在に連結支持する回動軸である。
【0029】
このように構成したことにより、基板移載保持部10を、支持台13に対して姿勢を維持しながら水平1軸方向に沿って、支持台13に対して進退移動させることができる。
【0030】
なお、この多関節型のアーム機構は、3本のアームセグメントを連結する構成に限らず、基板移載保持部10を含むアームセグメントの本数が奇数本であれば、5本以上のアームセグメントを連結して構成してもよい。
【0031】
また、基板移載保持部10を進退移動させる機構は、上記多関節型のアーム機構に限らず、例えば、図5に示す機構などで構成してもよい。図5(a)は、多段の伸縮機構によって基板移載保持部10を水平方向に進退させるもので、基板移載保持部10及びブームBMが後退された状態(二点鎖線で示す状態)から、支持台13に対してブームBMを前進すると、それに連動してブームBMに対して基板移載保持部10が前進し、一方、基板移載保持部10及びブームBMが前進された状態(実線で示す状態)から、支持台13に対してブームBMが後退すると、それに連動してブームBMに対して基板移載保持部10が後退するように構成されている。図5(b)は、ガイドレールとボールネジなどを用いた1軸方向駆動機構などの1段のスライド移動機構によって支持台13に対して基板移載保持部10を進退移動させるものである。
【0032】
なお、図5(b)に示す構成の場合には、基板移載保持部10の進退移動のストロークSTは、支持台13の長さL13よりも短くなる。これに対して、この実施例の多関節型のアーム機構や図5(a)に示す多段の伸縮機構の場合は、支持台13の長さよりも基板移載保持部10の進退移動のストロークを長くすることが可能であり、同じストロークを実現するのに、図5(b)に示す構成が最も支持台13の長さが長くなる。支持台13の長さが長いと、基板移載ロボット4の搬送路TRIの幅wi(図1参照)が大きくなり、インデクサ部1のフットプリントの大型化を招くことになる。また、後述するように、支持台13を鉛直方向の軸芯周りで回動可能に構成する場合には、支持台13を回転駆動させるのに確保すべき動作領域として、少なくとも支持台13の長さを直径とした円形の領域が必要であり、支持台13の長さが長くなると、それに応じて、支持台13の回転駆動の動作領域が広くなるので、基板移載ロボット4の搬送路TRIを広く採らなければならず、インデクサ部1のフットプリントの大型化が招くことになる。従って、インデクサ部1のフットプリントの小型化を図る上では、基板移載保持部10を進退移動させる機構としては、この実施例の多関節型のアーム機構や図5(a)に示す多段の伸縮機構で構成することが好ましい。
【0033】
図6に示すように、基板移載ロボット4のステージ15から上方に回動軸16が回動自在に突出され、この回動軸16の上端部に、基板移載保持部10を支持する支持台13が固定支持されている。回動軸16は、ステージ15に設けられたモーターなどの回転駆動機構17により回動され、これにより、支持台13が鉛直方向の軸芯Q1周りに回動され、基板移載保持部10の進退移動方向を水平面内で任意に変えることができるようになっている。
【0034】
ステージ15は、昇降駆動ユニット18の上方から突出された昇降軸19の上端部に支持されている。昇降駆動ユニット18内には、ガイドレールとボールネジなどを用いた周知の1軸方向駆動機構(図示せず)が設けられていて、この1軸方向駆動機構によって昇降軸19が鉛直方向(Z方向)に進退されるように構成されている。これにより、ステージ15、支持台13が昇降され、基板移載保持部10の進退移動の高さ位置を任意に変えられるようになっている。
【0035】
さらに、昇降駆動ユニット18は、基板移載ロボット4の搬送路TRIの長手方向であるY方向に沿って敷設された一対のガイドレール20に摺動自在に嵌め付けられている。搬送路TRIには、これらガイドレール20に平行にベルト21が張設されている。一方、昇降駆動ユニット18の底部には、モーター22によって正逆方向に回転駆動される主動プーリ23と、その両側に配設された一対の従動プーリ24a、24bとが設けられている。前記ベルト21は、上記各プーリ24a、23、24bに巻回され、モーター22により主動プーリ23が正逆方向に回転されることにより、基板移載ロボット4全体が搬送路TRIに沿ってY方向に往復移動できるように構成されている。これにより、基板移載保持部10の進退移動のY方向の位置を任意に変えられるようになっている。
【0036】
図1に戻って、基板処理部2には、1または複数(図では複数)の処理ユニット5と、処理ユニット5間の基板Wの搬送及び各処理ユニット5に対する基板Wの受渡しを行う基板搬送ロボット6とが配設されている。
【0037】
処理ユニット5としては、基板Wにレジストを塗布するスピンコーターSCや、現像処理を行うスピンデベロッパーSD、冷却処理を行う冷却処理部CP、加熱処理を行う加熱処理部HPなどで構成される。各処理ユニット5は、基板搬送ロボット6を囲むようにその周囲に、多段に積層されて配設されている。1段目にスピンコーターSCやスピンデベロッパーSDが配設され、その上にさらに、冷却処理部CPや加熱処理部HPが多段に積層配設されている。
【0038】
基板搬送ロボット6は、基板Wを保持する2つの基板搬送保持部30(30a、30b)を備えている。図1、図7、図8に示すように、各基板搬送保持部30は、上下に積層して設けられていて、それぞれ上記基板移載ロボット4と略同様の構成の多関節型のアーム機構によって互いに独立して支持台33に対して水平方向に進退移動できるように構成されている。なお、図1、図7、図8中の符号31aと32aは、下に配設された基板搬送保持部30aのアーム機構を構成する中間アームセグメントと基端アームセグメントであり、符号31bと32bは、上に配設された基板搬送保持部30bのアーム機構を構成する中間アームセグメントと基端アームセグメントであり、これら各アームセグメント31a、32a、31b、32の有効長さは全て同じにしている。回動中心P1、P2、P3は、図4で説明した回転中心と同様の回転中心であり、KJは図4と同様の回動軸である。また、図7のTP2は、基板搬送保持部30(30a)の進退移動の際の回転中心P2の移動軌跡を示す。各基板保持部30a、30bのアーム機構を図1、図7、図8に示すように配置することにより、各基板搬送保持部30は互いに独立して支持台33に対して水平方向に進退移動させることができる。
【0039】
なお、この基板搬送保持部30の進退移動機構においても、上記基板移載保持部10の進退移動機構と同様に、図5(a)に示す多段の伸縮機構や図5(b)に示す1段のスライド移動機構などで構成してもよいが、基板処理部2のフットプリントの小型化を図る上では、この実施例の多関節型のアーム機構や、図5(a)に示すような多段の伸縮機構で構成することが好ましい。
【0040】
各基板搬送保持部30はそれぞれ、平面視で略U字型の形状を有し、二股に分かれた先端部分30cで、基板移載保持部10の保持領域である上記第1保持領域HA1の両側の第2、第3仮想領域HA2、HA3(図3参照)において基板Wを保持するように構成している。具体的には、図1、図9に示すように、基板搬送保持部30は、各先端部分30cにそれぞれ、基板Wを載置支持する基板支持ピン30dが立設され、基板Wの外周端縁に接触して基板Wの水平移動を規制する水平移動規制部30eが形成されている。そして、一方の先端部分30cが第2保持領域HA2において、他方の先端部分30cが第3保持領域HA3において、互いに対向する基板Wの外周部付近を各基板支持ピン30dによって3点以上で載置支持し、各水平移動規制部30eで基板Wの水平移動を規制することで基板Wを保持するようにしている。
【0041】
このように構成したことにより、基板移載保持部10と各基板搬送保持部30との上下方向の相対移動によって、両保持部10、30の干渉をなくして両保持部10、30間で基板Wを直接に受け渡すことができる。また、本実施例のように基板移載保持部10を略I字型の形状とし、各基板搬送保持部30を略U字型の形状としたことで、基板移載保持部10が基板搬送保持部30の二股に分かれた各先端部分30cの間に入り込んだ状態で基板Wの受渡しを行うことができ、簡単な構造の基板移載保持部10及び基板搬送保持部30で両保持部10、30間の基板Wの受渡しを実現することができる。
【0042】
各基板搬送保持部30は、図1、図9の構成に限らず、例えば、図10(a)、(b)に示すように、この実施例よりも各先端部分30cの間隔を狭めた略U字型の形状で構成してもよいし、同図(c)、(d)に示すように、各先端部分30cが基板Wの外周端縁に沿うような略U字型の形状で構成してもよい。
【0043】
これら各基板搬送保持部30は、各処理ユニット5に対する基板Wの受渡しにも用いられるので、各処理ユニット5内の基板Wの受渡し機構の構成に応じて、各基板搬送保持部30の形状を適宜決めればよい。
【0044】
基板搬送ロボット6は、基板移載ロボット4と略同様の構成により、支持台33が鉛直方向の軸芯Q2周りで回動可能で、かつ、昇降可能に構成されている。なお、本実施例では、基板搬送ロボット6は、図1に示す位置に固定され、X、Y方向への移動は行わないようになっている。
【0045】
図1の符号7は、本基板処理装置と露光装置8との間で基板Wを受け渡すインターフェース(IF)ユニットであり、基板搬送ロボット6から受け渡された露光処理前の基板Wを露光装置8に引き渡すとともに、露光処理済の基板Wを露光装置8から受け取って基板搬送ロボット6に引き渡す図示しない基板受渡しロボットを備えている。
【0046】
基板処理部2には、基板搬送ロボット6が基板移載ロボット4及びIFユニット7と基板Wを受け渡すための受渡し通路2a及び2bが設けられている。
【0047】
図11は本実施例装置の制御系の概略構成を示す図である。インデクサ部1(基板移載ロボット4など)や、基板処理部2(各処理ユニット5や基板搬送ロボット6など)の動作制御など、装置全体の制御はコントローラ9によって行われる。また、IFユニット7(基板受渡しロボットなど)の動作制御もこのコントローラ9によって行われる。
【0048】
次に本実施例装置の動作を説明する。
まず、基板移載ロボット4は、Y方向に移動して、取り出し対象の未処理基板Wが収納されているカセットCの前に位置し、支持台13などを昇降させて、カセットC内の取り出し対象の基板Wの高さ位置に応じて基板移載保持部10の進退移動の高さ位置を合わせ、支持台13などを軸芯Q1周りで回転させて、基板移載保持部10の進退方向をカセットC側にする。そして、基板移載保持部10を前進させて、取り出し対象の基板Wの若干下方においてカセットC内に基板移載保持部10を進入させ、基板移載保持部10を所定量上昇させて基板支持部Csから基板Wを基板移載保持部10に受け取り、基板移載保持部10を後退させて未処理基板WをカセットCから取り出す。
【0049】
カセットCから未処理基板Wを取り出すと、基板移載ロボット4は、Y方向に移動して、基板処理部2の受渡し用の通路2aの前に位置し、支持台13などを昇降させて、基板搬送ロボット6との基板Wの受渡し高さに応じて基板移載保持部10の進退移動の高さ位置を合わせ、支持台13などを軸芯Q1周りで回転させて、基板移載保持部10の進退移動方向を基板処理部2(基板搬送ロボット6)側にする(以下では、この状態を基板移載ロボット4側の「基板受渡し準備状態」という)。そして、基板移載保持部10を前進させて、未処理基板Wを保持した基板移載保持部10を基板処理部2(受渡し用の通路2a)内に進入させる。
【0050】
一方で、基板搬送ロボット6は、支持台33などを昇降させて、基板移載ロボット4との基板Wの受渡し高さに応じて、未処理基板Wの受け取りに用いる方の基板搬送保持部30(以下、未処理基板Wの受取動作において同じ)の進退移動の高さ位置を合わせ、支持台33などを軸芯Q2周りで回転させて、基板搬送保持部30の進退移動方向を受渡し用の通路2a(基板移載ロボット4)側にする(以下では、この状態を基板搬送ロボット6側の「基板受渡し準備状態」という)。そして、基板搬送保持部30を前進させて平面視で図1の状態にする。
【0051】
このとき、基板搬送保持部30は、基板移載保持部10に保持されている未処理基板Wよりも下方に位置している。この状態で、基板搬送保持部30が基板移載保持部10の上方に位置するように、所定の昇降量だけ、基板移載保持部10と基板搬送保持部30とが相対昇降され、この相対昇降動作の間に、未処理基板Wが基板移載保持部10から基板搬送保持部30に受け渡される。
【0052】
未処理基板Wを引き渡した基板移載ロボット4は次の未処理基板WをカセットCから取り出しに行く。
【0053】
一方、未処理基板Wを受け取った基板搬送ロボット6は、その基板Wを保持して処理ユニット5間で基板Wを搬送し、所定の処理手順に従って、各処理ユニット5に順次基板Wを受け渡していき、各処理ユニット5で一連の処理を基板Wに行わせていく。この途中工程で、IFユニット7を介して露光装置8に基板Wが渡されて露光処理が行われる。一連の処理を終えた処理済基板Wは、基板搬送ロボット6の一方の基板搬送保持部30に保持され、上述した基板移載保持部10から基板搬送保持部30への基板Wの受渡しと逆の動作で、基板搬送保持部30から基板移載保持部10に直接受け渡される。なお、基板搬送保持部30から基板移載保持部10への基板Wの受渡しの場合は、平面視で図1の状態のとき、基板移載保持部10が、基板搬送保持部30に保持されている処理済基板Wよりも下方に位置しており、この状態で、基板移載保持部10が基板搬送保持部30の上方に位置するように、所定の昇降量だけ、基板移載保持部10と基板搬送保持部30とが相対昇降され、この相対昇降動作の間に、処理済基板Wが基板搬送保持部30から基板移載保持部10に受け渡される。
【0054】
処理済基板Wを受け取った基板移載ロボット4は、上述したカセットCからの基板Wの取り出しと逆の動作で処理済基板WをカセットCに収納する。
【0055】
なお、本実施例装置では、基板移載ロボット4は、カセットCから未処理基板Wを次々に取り出して、基板搬送ロボット6に次々に引き渡していき、基板処理部2の各処理ユニット5及び露光装置8では、それぞれの処理が同時並行して行われている。基板搬送ロボット6は、一方の基板搬送保持部30にのみ基板Wを保持して処理ユニット5間で基板Wを搬送し、各処理ユニット5に対しては、基板Wを保持していない空の基板搬送保持部30がその処理ユニット5での処理を終えた基板Wを取り出し、それに続いてすぐに、その処理ユニット5で処理すべき基板Wを保持している他方の基板搬送保持部30を用いてその基板Wをその処理ユニット5に引き渡すというように、基板Wを入れ換えて基板Wの受渡しを行う。IFユニット7に対する露光処理前後の基板Wの受渡しも同様に行われる。従って、処理が進行してくると、基板移載保持部10から基板搬送保持部30に未処理基板Wを引き渡す際に、基板搬送ロボット6側では、一方の基板搬送保持部30が空で、他方の基板搬送保持部30に一連の処理を終えた処理済基板Wを保持した状態になる。この状態以降は、空の基板搬送保持部30で基板移載保持部10から未処理基板Wを受け取り、それに続いてすぐに、処理済基板Wを保持している基板搬送保持部30から基板移載保持部10に処理済基板Wが受け渡される。処理済基板Wを受け取った基板移載ロボット4は、処理済基板WをカセットCに収納すると、それに続いてすぐに、次の未処理基板WをカセットCから取り出し、その未処理基板Wを基板搬送ロボット6に引き渡す動作を繰り返していく。
【0056】
このように、基板搬送保持部30を2つ備えることにより、基板移載ロボット4と基板搬送ロボット6との間の未処理基板Wと処理済基板Wとの受渡しをスムーズに行え、装置全体のスループットを向上させることができる。なお、基板搬送ロボット6は、基板搬送保持部30を3つ以上備える構成でも、同様に基板移載ロボット4と基板搬送ロボット6との間の未処理基板Wと処理済基板Wとの受渡しをスムーズに行うことができる。
【0057】
ところで、各処理ユニット5での処理時間などの関係で、基板移載ロボット4の動作サイクルに応じて基板搬送ロボット6を動作させるように、基板移載ロボット4や基板搬送ロボット6の動作を制御するのは実質的に不可能であり、両ロボット4、6の動作にズレ(タイムラグ)が生じことは避けられない。従って、例えば、基板移載ロボット4が基板受渡し準備状態になっていても、基板搬送ロボット6は基板受渡し準備になっておらず、基板Wの搬送や処理ユニット5に対する基板Wの受渡しを行っていることもある。
【0058】
このような状態で、基板移載保持部10が未処理基板Wを保持して基板搬送ロボット6に向けて前進移動し、基板処理部2内の受渡し用の通路2aで未処理基板Wを待機させておくと、基板搬送ロボット6の動作に応じて発生するパーティクルによって未処理基板Wが汚染されるおそれがある。
【0059】
そこで、コントローラ9は、基板搬送ロボット6が基板受渡し準備状態でないときに、基板移載ロボット4が基板受渡し準備状態になると、その状態で待機させ、基板搬送ロボット6が基板移載ロボット4と基板Wの受渡し動作が可能となったときに、基板移載保持部10の前進移動を開始させる制御指令を基板移載ロボット4に与えて、基板移載保持部10の基板搬送ロボット6に向けた前進移動を開始させるように制御する。
【0060】
ここで、コントローラ9が上記制御指令を与えるタイミングとしては、以下のタイミングが考えられる。
【0061】
(1) 基板搬送ロボット6が基板受渡し準備状態となったタイミング。この場合には、コントローラ9は基板移載保持部10の前進移動と基板搬送保持部30の前進移動とを同時に開始させる。
【0062】
(2) 上記(1)のタイミングよりも若干遅いタイミング。例えば、基板搬送保持部30の前進移動を完了したタイミング。この場合には、基板移載保持部10の前進移動は、基板搬送保持部30の前進移動より遅れて開始される。
【0063】
(3) 上記(1)のタイミングよりも若干早いタイミング。例えば、基板移載保持部10の前進移動が完了するまでに、基板搬送ロボット6が基板受渡し準備状態になるようなタイミング。この場合には、基板搬送保持部30の前進移動は、基板移載保持部10の前進移動より遅れて開始される。
【0064】
以上のように、コントローラ9は基板移載ロボット4及び基板搬送ロボット6を制御することにより、基板移載保持部10と基板搬送保持部30との間の基板Wの受渡しの動作において、基板搬送ロボット6による搬送動作や処理ユニット5に対する受渡し動作などによって発生するパーティクルで未処理基板Wが汚染されることを防止することができる。
【0065】
以上のように本実施例によれば、基板移載保持部10と各基板搬送保持部30との間で基板Wを直接に受け渡すので、従来装置に必要であった基板移載保持部10と各基板搬送保持部30との間の基板Wの受渡し用の基板受渡し台を削減することができ、装置構成の簡単化および装置のフットプリントの小型化を図ることができる。
【0066】
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【0067】
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【0068】
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【0069】
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【0070】
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【0071】
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【0072】
また、図12に示すように、基板移載ロボット4の搬送路TRIに対してカセット載置台3と、第1、第2実施例と同様の構成の基板処理部2とを同じ側部側に配置すると、基板移載ロボット4は、支持台13などの軸芯Q1周りの回転を行うことなく、基板搬送保持部30との基板Wの受渡しの際に、基板移載保持部10を基板搬送ロボット6に向けて前進移動させることができる。従って、このような装置のレイアウトにおいても、基板移載ロボット4は、支持台13などを軸芯Q1周りで回転させる機構を省略することができる。
【0073】
なお、図12の構成では、基板移載ロボット4の搬送路TRIが長くなり、また、カセット載置台3が基板処理部2の側方から張り出して装置全体のコンパクト化の妨げとなる。上記第1実施例のように基板移載ロボット4の搬送路TRIの一方の側部側にカセット載置台3を配置し、他方の側部側に基板処理部2を配置すると基板移載ロボット4の搬送路TRIを短くでき、装置全体をコンパクトに構成することができるが、このような配置において、基板搬送保持部30との基板Wの受渡しの際に、基板移載保持部10を基板搬送ロボット6に向けて前進移動させる場合には、支持台13などの軸芯Q1周りの回転が必要になる。従って、基板移載ロボット4の支持台13などを軸芯Q1周りで回動可能に構成すると、基板移載保持部10の進退移動方向を水平面内で任意に変えることができ、装置のレイアウトや、基板移載保持部10と基板搬送保持部30との間の基板Wの受渡しの動作形態などの自由度を高めることができる。
【0074】
また、基板移載ロボット4の支持台13などを軸芯Q1周りで回動可能に構成すると、基板移載保持部10をY方向に向けて進退移動させることもでき、搬送路TRIの端部EP(図1参照)においても基板移載ロボット4は基板Wの受渡しを行うことができる。従って、例えば、露光装置8との受渡しを行うIFユニット7を搬送路TRIの端部EPに隣設させ、IFユニット7との露光処理前後の基板Wの受渡しを基板移載ロボット4が行うように構成することもできる。また、その他の装置やユニット、例えば、検査装置などを搬送路TRIの端部EPに隣設させ、その装置との基板Wの受渡しを基板移載ロボット4が行うように構成することもできる。さらに、図13に示すように、基板移載ロボット4の搬送路TRIを挟んで、その両端部EPに隣設して基板処理部2とIFユニット7とを対向配置させ、搬送路TRIの側部に沿ってカセット載置台3を配設するなどのレイアウトも可能となる。
【0075】
なお、上記実施例では、レジスト塗布工程の処理を行う基板処理装置を例に採り説明したが、その他の工程の処理を行う基板処理装置にも本発明は同様に適用できる。
【0076】
また、本発明は半導体ウエハに対して処理を行う装置に限らず、液晶表示器用のガラス基板やフォトマスク、光ディスク用のガラス基板などのその他の基板に対して処理を行う装置にも同様に適用できる。
【0077】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1に記載の発明によれば、基板移載保持部における基板の保持位置と、各基板搬送保持部における基板の保持位置とを違えて、基板移載保持部と各基板搬送保持部との上下方向の相対移動によって、両保持部間で基板を直接に受け渡すように構成したので、従来装置に必要であった基板受渡し台を削減することができ、装置構成の簡単化および装置のフットプリントの小型化を図ることができる。
【0078】
また、基板搬送手段に複数の基板搬送保持部を備えているので、基板移載保持部から基板搬送保持部への未処理基板の受渡し動作と、基板搬送保持部から基板移載保持部への処理済基板の受渡し動作とを連続して行うことができ、基板移載手段と基板搬送手段との間の基板の受渡し動作をスムーズに行うことができる。
【0079】
請求項2に記載の発明によれば、基板移載保持部は、平面視で略I字型の形状を有し、基板の直径に平行な2本の仮想軸線で基板を3つの保持領域に分割したうちの中央の第1保持領域において基板を保持し、各基板搬送保持部はそれぞれ、平面視で略U字型の形状を有し、二股に分かれた先端部分で、第1保持領域の両側の第2、第3保持領域において基板を保持するように構成したので、簡単な構造の基板移載保持部及び基板搬送保持部で両保持部間の基板の受渡しを実現することができる。
【0080】
請求項3に記載の発明によれば、基板移載保持部を支持する支持台を鉛直方向の軸芯周りで回動可能に構成したので、基板移載保持部の進退移動方向を水平面内で任意に変えることができ、装置のレイアウトや、基板移載保持部と基板搬送保持部との間の基板の受渡しの動作形態などの自由度を高めることができる。
【0081】
請求項4に記載の発明によれば、基板移載保持部と各基板搬送保持部との間で基板を受け渡す際に、基板移載保持部が基板を保持して基板搬送手段に向けて前進移動する動作を含む場合、基板搬送手段が基板移載手段と基板の受渡し動作が可能になったことを指令する制御指令に応じて、基板移載保持部が基板を保持して基板搬送手段に向けて前進移動を開始するように動作させるので、基板移載保持部と基板搬送保持部との間の基板の受渡しの動作において、基板搬送手段から発生するパーティクルで基板が汚染されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例に係る基板処理装置の全体構成を示す平面図である。
【図2】 カセットの構成を示す横断面図と正面図である。
【図3】 基板移載保持部の構成を示す平面図とA−A矢視断面図である。
【図4】 基板移載保持部を進退移動させるアーム機構の構成を示す平面図と動作説明図である。
【図5】 基板移載保持部を進退移動させるその他の機構を示す図である。
【図6】 基板移載ロボットの正面図と側面図である。
【図7】 2つの基板搬送保持部を進退移動させるアーム機構の構成を示す平面図である。
【図8】 2つの基板搬送保持部を進退移動させるアーム機構の構成を示す正面図である。
【図9】 基板搬送保持部の構成を示す斜視図と平面図とB−B矢視断面図である。
【図10】 基板搬送保持部のその他の形状を示す平面図及びC−C矢視断面図と、基板搬送保持部のさらに別の形状を示す平面図及びD−D矢視断面図である。
【図11】 実施例装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図12】 装置のレイアウトの他の例を示す要部平面図である。
【図13】 装置のレイアウトのさらに他の例を示す要部平面図である。
【符号の説明】
1:インデクサ部
2:基板処理部
3:カセット載置台
4:基板移載ロボット
5:処理ユニット
6:基板搬送ロボット
10:基板移載保持部
30(30a、30b):基板搬送保持部
W:基板
C:カセット
HA1:基板移載保持部の保持位置を含む第1保持領域
HA2、HA3:基板搬送保持部の保持位置を含む第2、第3保持領域
Q1:基板移載保持部を支持する支持台の鉛直方向の回転軸芯
Claims (4)
- 基板を収納する基板収納部と、前記基板収納部に対する基板の取り出し・収納を行う基板移載手段とが配設された基板搬入搬出部と、
複数の処理ユニットと、前記処理ユニット間の基板の搬送及び前記処理ユニットに対する基板の受渡しを行う基板搬送手段とが配設された基板処理部と、
を備えた基板処理装置において、
前記基板移載手段は、基板を保持して水平方向に進退移動が可能な基板移載保持部を有し、
前記基板搬送手段は、基板を保持し、互いに独立して水平方向に進退移動が可能な複数の基板搬送保持部を有し、
前記基板移載保持部における基板の保持位置と、前記各基板搬送保持部における基板の保持位置とを違えて、前記基板移載保持部と前記各基板搬送保持部との上下方向の相対移動によって、前記両保持部間で基板を直接に受け渡すように構成されており、
かつ、前記基板搬送手段は、水平面内での移動は行わずに、鉛直軸心周りに回動可能で、かつ昇降可能な支持台を備え、この支持台上に前記基板搬送保持部が設けられており、
前記複数の処理ユニットは、前記基板搬送手段を囲むようにその周囲に、多段に積層されて配設されており、
前記基板処理部には、前記基板搬送手段が基板移載手段との間で基板を受け渡しするための受渡し通路が設けられており、基板の受け渡し時には、基板移載手段の基板移載保持部が基板処理部内の受け渡し通路上に進入し、この受け渡し通路上で前記基板の受け渡しを行うように構成されたことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1に記載の基板処理装置において、
前記基板移載保持部は、平面視で略I字型の形状を有し、基板の直径に平行な2本の仮想軸線で基板を3つの保持領域に分割したうちの中央の第1保持領域において基板を保持するとともに、基板の外周端縁に接触して基板の水平移動を規制し、
前記各基板搬送保持部はそれぞれ、平面視で略U字型の形状を有し、二股に分かれた先端部分で、前記第1保持領域の両側の第2、第3保持領域において基板を保持するとともに、基板の外周端縁に接触して基板の水平移動を規制するように構成したことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1または2のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記基板移載保持部を支持する支持台を鉛直方向の軸芯周りで回動自在に構成したことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記基板移載保持部と前記各基板搬送保持部との間で基板を受け渡す際に、前記基板移載保持部が基板を保持して前記基板搬送手段に向けて前進移動する動作を含む場合、前記基板搬送手段が前記基板移載手段と基板の受渡し動作が可能になったことを指令する制御指令に応じて、前記基板移載保持部が基板を保持して前記基板搬送手段に向けて前進移動を開始するように動作させたことを特徴とする基板処理装置。
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