JP3962705B2

JP3962705B2 - 処理装置

Info

Publication number: JP3962705B2
Application number: JP2003160630A
Authority: JP
Inventors: 伸也望月
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2023-06-05
Also published as: JP2004363363A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の複数枚の基板を収納した密閉型の収納容器等の被搬送体を搬送するための処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造プロセスの一例には、半導体ウエハ（以下、単にウエハという）等の被処理体を熱処理装置に搬入させて多数枚のウエハを一度に成膜処理、酸化拡散処理或はＣＶＤ処理等の熱処理が行われる。この場合、複数枚のウエハを収納したカセットを載置する装置内に設けた搬出入ステージ、及びこのカセットを一時的にストックするためのストッカ或は、このカセット内に収納されたウエハをウエハ移載機を介してウエハボートに移載する際にこのカセットを保持する保持ステージの間でこのカセットが所定の位置に搬送される。この複数枚のウエハを収容するカセットには、開放型のオープンカセットと密閉型の収納容器であるＦＯＵＰ（Front Opening Unified pod）カセットとがある。
【０００３】
このＦＯＵＰカセットは、箱体の開口部を蓋体で密閉状態に着脱可能に設けられ、内部に２５枚程度のウエハが収容されている。このＦＯＵＰカセットは密閉式であるため、ウエハを搬送する際には、ウエハ表面にカセット周囲のパーティクル等が付着するおそれがなく、ウエハ表面のクリーン度が維持されため、ウエハの収納容器としてこのＦＯＵＰカセットが使用される傾向にある。このＦＯＵＰカセットは、処理装置の搬出入ステージからストッカ或は保持ステージに搬送されて、順次熱処理された後、ＦＯＵＰカセットに収納されて次工程へ搬送される。
【０００４】
従来、このカセットを搬送する方法として次に示す搬送方法が知られている。従来法の一つとして、筐体内に昇降動、回転動及び水平動の協動により駆動するＦＯＵＰ搬送機を設け、ステージに載置されているカセットの底面を、このＦＯＵＰ搬送機の支持アームで支受けした状態で他のステージにカセットを搬送するようにした方法がある（例えば、特許文献１参照。）。他の従来法として、旋回台と昇降機構を設けたロボットアームを鉛直方向と水平方向に移動自在に設け、このロボットアームに対して回転自在に支持された支持プレートにカセットのフランジよりも大きな開口部を形成した構造の搬送用ロボットで搬送する。この搬送時には、支持プレートを下降させてカセットのフランジを開口部に挿通させ、次いで、支持プレートを回動させて支持プレートにフランジを係止させると共に、支持プレートを上昇させることよりカセットを他のステージに搬送する方法である（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３１１９３５号公報
【特許文献２】
特開平１１−２９７７８６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の搬送方法は、昇降動、回転動及び水平動による支持アームによりカセットの底面を支受けした状態でカセットを搬送する方法であるから、カセットの受け渡し時において支持アームをカセットの底面より逃がすスペースが必要になるばかりでなく、複雑な多関節アーム機構等を有するＦＯＵＰ搬送機を必要としている。一方、特許文献２の搬送方法は、支持プレートを下降させてカセットのフランジを開口部に挿通させた状態で支持プレートを回動させて支持プレートにフランジを係止させることにより搬送する方法であるから、プレート回転機構と多関節アーム機構との組み合わせ機構となるため、自ずから複雑な機構となる。また、特許文献１及び特許文献２の何れにもカセットの受け渡し時の位置関係を確認するセンサ等の安全機構は有していない。
【０００７】
本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、カセット搬送時におけるスペースが効率的に行え、かつその駆動要素も少なく、調整も容易に行えるようにし、しかも、カセット搬送時におけるカセットのフランジの把持状態や位置関係を容易に確認できるようにしてカセットの搬送を高精度に行えるようにしたことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は被搬送体を搬出入する載置台と同被搬送体を収納する収納棚と同被搬送体に収納された被処理体を受け渡す為の保持台とＸ・Ｙ・Ｚ軸に移動可能なカセット搬送機構を備えた処理装置において、前記被搬送体の上面に矩形状の首部を設け、この首部の上端に矩形状に張り出したフランジ部を設け、一方、前記カセット機構の先端部に下向き断面略コ字形状のアーム部を設け、このアーム部の下端両側に内向き状の保持片を形成し、前記アーム部側面の両端部位には、第一光センサと第三光センサを設けると共に、前記アーム部側面の中央部位で、かつ前記保持片側に第二光センサを設け、前記アーム部をＸ軸方向に水平移動させて前記アーム部内に前記フランジ部を挿入可能に設け、前記第一、第三光センサと前記フランジ部側面で当該フランジ部へのアーム部の挿入動作途中状態と挿入完了状態を検出し、前記アーム部をＺ軸方向へ上昇させて第二光センサと前記首部側面で前記保持片が前記フランジ部下面を保持する保持状態を検出し、この保持状態で被搬送体をカセット搬送機構を介してそれぞれの搬送位置に搬送するように構成した処理装置。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記第一・第三光センサは、透過型センサであり、前記第二光センサは、反射型センサである請求項１に記載の処理装置。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記フランジ部の両側縁部に切欠部を形成すると共に、前記保持片に突部を形成し、前記切欠部と前記突部でアーム部内の前記フランジ部の位置決めを行うようにした請求項１又は２に記載の処理装置。
【００１１】
請求項４に係る発明は、前記載置台と収納棚と保持台には、被搬送体の位置決めピンを立設し、一方、被搬送体の下面には、前記ピンに嵌合して被搬送体を位置決めする位置決め溝を形成した請求項１乃至３の何れか１項に記載の処理装置。
【００１２】
請求項５に係る発明は、前記被搬送体は、半導体ウエハを収納した密閉型カセットである請求項１乃至４のいずれか１項に記載の処理装置。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明における搬送装置及び処理装置並びに搬送方法の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明における搬送装置を用いた処理装置の斜視説明図であり、図２は図１における搬送装置部分を示した拡大説明図である。
【００２４】
図１及び図２に示した熱処理装置は、半導体ウエハＷを熱処理装置に搬入させて多数枚のウエハＷを、例えば成膜処理、酸化拡散処理或はＣＶＤ処理等の熱処理を行う装置である。同図において、筐体で構成された装置本体１の前面に設けた搬出入ステージ２には、被搬送体である密閉型収納容器（ＦＯＵＰカセット）３を載置する載置台４を配置し、この密閉型収納容器３を一時的にストッカとして収納する収納棚５と収納容器３からウエハＷを熱処理エリア内に受け渡すための保持台６を配置し、載置台４と収納棚５と保持台６との間における収納容器３の搬送を、後述する搬送装置であるカセット搬送機構７により行う。なお、密閉型収納容器３の搬送は、上記の例に限ることなく、例えば、載置台４と保持台６との間での搬送の場合も包含され、これらの搬送工程は実施に応じて任意である。
【００２５】
同図において、ウエハＷを熱処理エリア内に受け渡すために保持台６に保持されている密閉型収納容器３は、容器３の前面を開口した開口部８を蓋体９で気密状に被蓋したフランジ１０を装置本体１の壁体１１に当接させた状態で、ロック状態の蓋体９を図示しない解錠機構で外して壁体１１に設けたゲート１２を作動させて壁体１１に形成した開口窓１３を開口させ、この開口窓１３よりウエハ移載機構１４によりウエハＷをウエハボート１５に移載し、次いで、このウエハボート１５を図示しないエレベータにより熱処理炉１６内にロードさせた後、所定の熱処理工程を行う。処理終了後は、熱処理炉１６よりウエハボート１５をアンロードして、上記とは逆にウエハ移載機構１４により保持台６に位置して開口している密閉型収納容器３に移載し、この容器３をカセット搬送機構７により搬出入ステージ２より次工程へ搬送する。
【００２６】
前記の被搬送体である密閉型収納容器３は、容器３の内部にウエハＷを２５枚程度収納でき、プラスチック製で箱型状を構成し、ウエハ収納状態で約１２Ｋｇの重量を有している。この容器３の上面には、矩形状の首部１８を形成し、この首部１８の上端に矩形状に張り出したフランジ部１９を設け、このフランジ部１９の両側縁部に切欠部２０，２０を形成している。また、この容器３の下面には、複数の位置決め溝２１を形成し、載置台４、収納棚５並びに保持台６には、それぞれ位置決め溝２１に対応した位置決め用ピン２２を立設し、載置台４、収納棚５並びに保持台６に収納容器３を載置したとき、収納容器３が所定の位置に位置決めされるように設けられている。
【００２７】
前述のカセット搬送機構７は、Ｚ軸昇降部７ａとＸ軸水平部７ｂと多関節アーム部７ｃから成り、この多関節アーム部７ｃの先端部に、断面略コ字形状のアーム部２３を設け、アーム部２３の下端の両側に内向き状の保持片２４を形成し、この保持片２４でフランジ部１９を保持するようにしている。この保持片２４は、爪状態に突出形成した構造であっても良い。また、フランジ部１９にアーム部２３により把持された状態で、フランジ部１９に形成した切欠部２０と保持片２４に形成した突部２５が一致している位置を、アーム部２３に穿孔した確認穴２６，２６から見てアーム部２３の中心とフランジ部１９の中心が一致していることを確認し、更には、切欠部２０に突部２５が係止されるようにすると、この切欠部２０と突部２５でアーム部２３内のフランジ部１９の位置決めが行われ、安定した状態でカセット搬送を行うことが可能となる。
【００２８】
図３及び図４において、断面略コ字形状のアーム部２３の側面両端部位である枠部２７内に透過型の第一の光センサ２８と、透過型の第三の光センサ２９並びに側面中央部位に反射型の第二の光センサ３０を設け、この透過型の光センサ２８，２９でフランジ部１９の有無を確認し、反射型の光センサ３０で密閉型収納容器（カセット）３のフランジ部１９をアーム部２３の保持片２４で保持する状態を確認するようにしている。本例における光センサ２８、２９、３０は、アンプ内蔵型の光電スイッチを用いており、この光電スイッチ２８、２９の透過型光センサは、投光側センサ２８ａ、２９ａと受光側センサ２８ｂ、２９ｂのそれぞれ一対から構成されている。また、この枠部２７内には、リミットスイッチからなる安全機構３１を各隅部内に４個設け、障害物等が不用意に接触したときに作動状態がロックされて停止するように設けられている。
【００２９】
図５及び図６は、アーム部２３に設けた光センサとフランジ部との関係を説明した説明図である。図５において、フランジ部１９がアーム部２３内に挿入した状態のとき、投光側の第一・第三センサ２８ａ、２９ａの光は、フランジ部１９の側面に遮光されＯＮになる。第二の反射型の光センサ（光電スイッチ）３０は、図５における検出距離Ｌ´（本例では４４ｍｍ）では反射光を受光不可であり、図６における検出距離Ｌ（本例では２６ｍｍ）では反射光を受光可能な検出距離に設定されているので、図５の状態において、光センサ３０は、フランジ部１９の首部１８の面まで投光するので、検出距離Ｌ´では受光不可となり、ＯＦＦとなる。この状態において、図６に示すように、アーム部２３がＺ軸方向にハンドアップされて保持片２４にフランジ部１９の下面が把持されると、投光側の第一・第三センサ２８ａ、２９ａの光は、受光側センサ２８ｂ、２９ｂに受光されてＯＦＦ（又はＯＮ）となると共に、第二の反射型の光センサ３０は、フランジ部１９の側部に反射して検出可能な検出距離Ｌであるから、受光されてＯＮとなる。なお、この反射型の光センサ３０の検出距離は、実施に応じて適宜に設定可能とする。
【００３０】
次に、上記実施形態の作用を説明する。
図１の状態の載置台４に位置している密閉型収納容器（カセット）３をカセット搬送機構７で搬送する場合、カセット搬送機構７を、Ｚ軸昇降部７ａとＸ軸水平部７ｂと多関節アーム部７ｃを作動させてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を移動させて、図７に示すように、アーム部２３をフランジ部１９の側部に位置させる。この場合、光センサ２８、２９、３０はＯＦＦ状態である。次いで、図８に示すように、Ｘ軸水平部７ｂを動作させてアーム部２３をフランジ部１９内に挿入すると、光センサ２８がＯＮとなり、光センサ２９、３０はＯＦＦである。更に、図９に示すように、Ｘ軸水平部７ｂを動作させてアーム部２３をフランジ部１９内に完了状態まで挿入すると、光センサ２８，２９がＯＮとなり、光センサ３０はＯＦＦ状態である。
【００３１】
次いで、図１０に示すように、アーム部２３をＺ軸方向に上昇させて保持片２４にフランジ部１９の下面を把持すると、反射型の光センサ３０は、フランジ部１９の側部に反射した反射光を受光してＯＮになり、センサ２８、２９は、受光側センサ２８ｂ、２９ｂに受光されてＯＦＦ（又はＯＮ）となる。その後、図２に示すように、カセット３がカセット搬送機構７のアーム部２３に把持されて、所定の搬送位置に搬送される。
【００３２】
上記の実施形態は、アーム部２３に透過型の第一の光センサ２８と透過型の第三の光センサ２９並びに反射型の第二の光センサ３０を設け、この透過型の光センサ２８，２９でフランジ部１９の有無を確認し、反射型の光センサ３０で密閉型収納容器３のフランジ部１９をアーム部２３の保持片２４で保持する状態を確認するようにしているが、光センサ３０も透過型の光センサ（光電スイッチ）３０´を用いるようにしても良い。この場合を図７乃至図１０に従って説明すると、図７では、光センサ２８、２９、３０´はＯＦＦ状態であり、次いで、図８に示すように、Ｘ軸水平部７ｂを動作させてアーム部２３をフランジ部１９内に挿入すると、光センサ２８がＯＮとなり、光センサ２９、３０´はＯＦＦである。更に、図９に示すように、Ｘ軸水平部７ｂを動作させてアーム部２３をフランジ部１９内に完了状態まで挿入すると、光センサ２８，２９がＯＮとなり、光センサ３０´はＯＮ（又はＯＦＦ）状態となる。この場合、フランジ部１９の首部１８の投光部が空洞な構造であると、光センサ３０の光は受光側のセンサで受光されてＯＦＦ状態となる。次いで、図１０に示すように、アーム部２３をＺ軸方向にハンドアップして保持片２４にフランジ部１９の下面を把持すると、透過型の光センサ３０´は、フランジ部１９の側部に遮光してＯＮになり、センサ２８、２９は、受光側センサ２８ｂ、２９ｂに受光されてＯＦＦとなる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、本発明によると、被搬送体（密閉型収納容器）の上面に設けたフランジ部を把持して搬送する方式であるため、搬送時におけるスペースの効率化を図ることができ、しかも、アーム部内に位置する被搬送体上面のフランジ部の位置関係が容易に検出することができる。
【００３５】
本発明によると、被搬送体のフランジ部に断面略コ字形状のアーム部を差し込み、かつ、アーム部に光センサを設けた構造であるため、駆動要素が少なく、調整が確実かつ容易におこなうことができる。また、アーム部内にフランジ部が確実に把持されて被搬送体を高精度に搬送することができる。
【００３６】
また、処理装置に被搬送体搬送機構を配置する際に、効率的にスペースを活用することができ駆動要素を少なくした処理装置を提供することができると共に、処理装置の搬出入ステージに被搬送体を載置すると、位置決めが確実に行われ、高精度の搬送が可能となる。
【００３７】
更には、搬送時のスペース効率が図られ、駆動要素も少なく、調整も容易で、しかも、被搬送体搬送時の搬送を確実にかつ容易に検出できる搬送方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における搬送装置を用いた処理装置の斜視説明図である。
【図２】図１における搬送装置部分を示した拡大説明図である。
【図３】本発明における搬送装置のアーム部でフランジ部を把持した状態を示す平面説明図である。
【図４】図３における正面説明図である。
【図５】本発明におけるアーム部に設けた光センサとフランジ部との関係を説明した正面説明図である。
【図６】図５におけるアーム部でフランジ部を保持した状態を示す正面説明図である。
【図７】本発明におけるアーム部をフランジ部に挿入する前の状態を示す説明図である。
【図８】図７に示したアーム部をフランジ部に挿入中の状態を示す説明図である。
【図９】図８のアーム部がフランジ部に挿入完了した状態を示す説明図である。
【図１０】図９のアーム部がフランジ部を保持してカセットを保持した状態を示す説明図である
【図１１】本発明における被搬送体を示した底面図である。
【符号の説明】
１装置本体
２搬出入ステージ
３密閉型収納容器（被搬送体）
４載置台
５収納棚
６保持台
７カセット搬送機構（搬送装置）
１８首部
１９フランジ部
２０切欠部
２３アーム部
２４保持片
２５突部
２８第一光センサ
２９第三光センサ
３０第二光センサ

Claims

被搬送体を搬出入する載置台と同被搬送体を収納する収納棚と同被搬送体に収納された被処理体を受け渡す為の保持台とＸ・Ｙ・Ｚ軸に移動可能なカセット搬送機構を備えた処理装置において、前記被搬送体の上面に矩形状の首部を設け、この首部の上端に矩形状に張り出したフランジ部を設け、一方、前記カセット機構の先端部に下向き断面略コ字形状のアーム部を設け、このアーム部の下端両側に内向き状の保持片を形成し、前記アーム部側面の両端部位には、第一光センサと第三光センサを設けると共に、前記アーム部側面の中央部位で、かつ前記保持片側に第二光センサを設け、前記アーム部をＸ軸方向に水平移動させて前記アーム部内に前記フランジ部を挿入可能に設け、前記第一、第三光センサと前記フランジ部側面で当該フランジ部へのアーム部の挿入動作途中状態と挿入完了状態を検出し、前記アーム部をＺ軸方向へ上昇させて第二光センサと前記首部側面で前記保持片が前記フランジ部下面を保持する保持状態を検出し、この保持状態で被搬送体をカセット搬送機構を介してそれぞれの搬送位置に搬送するように構成したことを特徴とする処理装置。
前記第一・第三光センサは、透過型センサであり、前記第二光センサは、反射型センサである請求項１に記載の処理装置。
前記フランジ部の両側縁部に切欠部を形成すると共に、前記保持片に突部を形成し、前記切欠部と前記突部でアーム部内の前記フランジ部の位置決めを行うようにした請求項１又は２に記載の処理装置。
前記載置台と収納棚と保持台には、被搬送体の位置決めピンを立設し、一方、被搬送体の下面には、前記ピンに嵌合して被搬送体を位置決めする位置決め溝を形成した請求項１乃至３の何れか１項に記載の処理装置。
前記被搬送体は、半導体ウエハを収納した密閉型カセットである請求項１乃至４のいずれか１項に記載の処理装置。