JP5397789B2 - 移送部材の速度調節方法、これを利用した基板移送方法及び基板処理装置 - Google Patents

移送部材の速度調節方法、これを利用した基板移送方法及び基板処理装置 Download PDF

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Description

本発明は半導体基板を製造する装置に関し、より詳細には、半導体基板を処理する移送部材の速度調節方法、これを利用した基板移送方法及び基板処理装置に関する。
一般的に基板製造工程では絶縁膜及び金属物質の蒸着(Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ)、エッチング(Ｅｔｃｈｉｎｇ)、感光剤(Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｉｓｔ)の塗布(Ｃｏａｔｉｎｇ)、現像(Ｄｅｖｅｌｏｐ)、アッシャ(Ａｓｈｅｒ)除去などが数回繰り返されて微細なパターニング(Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ)の配列を作るが、このような工程の進行によって、基板内にはエッチングやアッシャの除去工程で完全除去されない異物が残留する。このような異物の除去のための工程としては、脱イオン水(Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ)または薬液(Ｃｈｅｍｉｃａｌ)を利用した洗浄工程(Ｗｅｔ Ｃｌｅａｎｉｎｇ)がある。
基板洗浄装置は、配置式洗浄装置(Ｂａｔｃｈ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ)と枚葉式洗浄装置（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ)に分けられる。配置式洗浄装置は一度に２５枚または５０枚を処理することができるサイズの薬液槽(Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｂａｔｈ)、リンス槽(Ｒｉｎｓｅ Ｂａｔｈ)、乾燥槽(Ｄｒｙ Ｂａｔｈ)などを具備する。配置式洗浄装置は基板を各々の槽(Ｂａｔｈ)に一定の時間の間つけて異物を除去する。このような配置式洗浄装置は基板の上部及び下部が同時に洗浄され、同時に大容量を処理することができるという利点がある。しかし、基板直径が大型化するほど槽のサイズが大きくなって装置のサイズ及び薬液の使用量が増大するだけではなく、薬液槽内で洗浄されている基板に隣接の基板から離れた異物が再付着するという問題がある。
近年は、基板直径の大型化によって枚葉式洗浄装置が多用されている。枚葉式洗浄装置は一枚の基板を処理することができる小さいサイズのチャンバ(Ｃｈａｍｂｅｒ)で、基板チャック(Ｃｈｕｃｋ)で基板固定させた後、モータ(Ｍｏｔｏｒ)によって基板を回転させながら、基板の上部でノズル(Ｎｏｚｚｌｅ)を通じて薬液または脱イオン水を基板に提供する。基板の回転力によって薬液または脱イオン水などが基板の上部に広がり、これによって、基板に付着した異物が除去される。このような枚葉式洗浄装置は配置式洗浄装置に比べて装置のサイズが小さく、且つ均質の洗浄効果を有する。
一般的に枚葉式洗浄装置は一側からローディング／アンローディング部、インデックスロボット、バッファ部、工程チャンバ、及びメイン移送ロボットを含む構造からなる。インデックスロボットはバッファ部とローディング／アンローディング部との間で基板を移送し、メイン移送ロボットはバッファ部と工程チャンバとの間で基板を移送する。バッファ部には洗浄前の基板が工程チャンバに投入されるために待機するか、または洗浄の完了した基板がローディング／アンローディング部に移送されるために待機する。
インデックスロボット及びメイン移送ロボットのような移送用ロボットは基板１枚を各々積載する複数のアームを具備し、各アームは水平移動してＦＯＵＰやバッファ部のような収納装置から基板を引き出すか、または積載する。
このような移送用ロボットは、垂直移動してアームの上面に基板を安着させる時や、アームに基板が安着した状態で移送用ロボットが垂直移動する時に、震動と騷音が発生するので、低速移動する必要がある。これによって、移送用ロボットの基板移送時間が増加し、移送効率が低下する。
本発明の目的は、基板の移送効率を向上させることができる移送部材の速度調節方法を提供することにある。
また、本発明の目的は上述の移送部材の速度調節方法を利用して基板を移送する方法を提供することにある。
また、本発明の目的は上述の基板移送方法を利用して基板を処理する基板処理装置を提供することにある。
上述の本発明の目的を実現するための一特徴による各々地面と向き合うように配置され、基板が積載される複数の移送アームを有する移送部材の垂直移動速度を調節する方法は、前記基板が積載された状態の前記移送アームが垂直移動を開始した出発地点から前記垂直移動速度が予め設定された基準速度に到逹する第１地点まで前記移送アームを加速移動させ、第２地点から目標地点まで前記基準速度から徐々に減速して移動させ、前記第１地点から第２地点までをＮ(但し、Ｎは２以上の自然数)個の移動区間に区切り、前記移送アームを移動区間別に減速運動、加速運動及び等速運動のうちのいずれか一つの運動形態に移動させる。現在の移動区間での前記移送アームの運動形態と直前の移動区間での運動形態とを互いに異ならせて、前記移送アームに積載された前記基板の残留震動を相殺させるように前記垂直移動速度を調節する。前記出発地点は前記移送アームが垂直移動するときの垂直移動位置の一つであるピックアップ地点であり、このピックアップ地点から前記移送アームは前記基板をピックアップする。前記目標地点は前記垂直移動位置の他の一つであるプレース地点であり、このプレース地点から前記移送アームは前記基板を積載する。
また、上述の本発明の目的を実現するための一特徴による移送部材を利用して基板を移送する方法は次の通りである。先ず、前記基板を収納部材に積載またはピックアップするために前記移送部材を前記収納部材側に移動させる。前記移送アームを垂直移動させて前記収納部材内の目標地点に位置させる。前記移送アームが上面に安着した基板を前記目標地点から積載する。
具体的に、前記移送アームを垂直移動させる過程は、前記基板が積載された状態の前記移送アームが垂直移動を開始した出発地点から垂直移動速度が予め設定された基準速度に到逹する第１地点まで前記移送アームを加速移動させ、前記第１地点から第２地点までをＮ(但し、Ｎは２以上の自然数)個の移動区間に区切り、前記移送アームを移動区間別に減速運動、加速運動及び等速運動のうちのいずれか一つの運動形態に移動させ、前記第２地点から前記目標地点まで前記基準速度から徐々に減速させながら移動させる。現在の移動区間での前記移送アームの運動形態と直前の移動区間での運動形態とを互いに異ならせて、前記移送アームに積載された前記基板の残留震動を相殺させるように前記垂直移動速度を調節する。前記出発地点は前記移送アームが垂直移動するときの垂直移動位置の一つであるピックアップ地点であり、このピックアップ地点から前記移送アームは前記基板をピックアップする。前記目標地点は前記垂直移動位置の他の一つであるプレース地点であり、このプレース地点から前記移送アームは前記基板を積載する。
また、上述の本発明の目的を実現するための一特徴による基板処理処置は、収納部材、移送部材、及び制御部からなる。
収納部材は複数の基板を垂直方向に配置させて収納する。移送部材は前記垂直方向に互いに向き合うように配置され、各々基板が積載される複数の移送アーム、各移送アームを水平方向に移動させるアーム駆動部、及び前記アーム駆動部の下に設置され、前記移送アームの垂直位置を変更させる垂直移動部を具備し、前記収納部材から一つまたは二つ以上の基板を引き出し及び積載する。制御部は前記移送アームが垂直移動して前記収納部材内の目標地点に到逹するまで前記垂直移動部の移動速度を調節する。
前記制御部は、前記垂直移動部を、前記基板が積載された状態の前記移送アームが出発地点から第１地点に到逹するまで加速移動して、垂直移動速度が予め設定された基準速度に到逹し、前記移送アームが第２地点から前記目標地点に到逹するまで前記基準速度から徐々に減速移動し、前記移送アームがＮ(但し、Ｎは２以上の自然数)個の移動区間に区切られた前記第１地点と前記第２地点との間を移動する間、移動区間別に減速運動、加速運動及び等速運動のうちのいずれか一つの運動形態に垂直移動し、現在の移動区間での運動形態と直前の移動区間での運動形態とを互いに異ならせて、前記移送アームに積載された前記基板の残留震動を相殺させるように制御し、前記出発地点は前記移送アームが垂直移動するときの垂直移動位置の一つであるピックアップ地点であり、このピックアップ地点から前記移送アームは前記基板をピックアップし、前記目標地点は前記垂直移動位置の他の一つであるプレース地点であり、このプレース地点から前記移送アームは前記基板を積載する。
本発明によれば、移送部材は基準速度に到逹した後、移動区間別に直前の移動区間とは異なるように運動するので、積載された基板に直前の移動区間とは互いに異なる衝撃が加えられる。これによって、基板の残留震動が衝撃応答重畳によって相殺されるので、移送部材の移送効率が向上する。
本発明の一実施形態に係る基板処理システムを概略的に示す図である。 図１のインデックスロボットを示す斜視図である。 図１のバッファ部を示す斜視図である。 図１のメイン移送ロボットを示す斜視図である。 インパルス応答重畳を通じて残留震動が相殺されることを示すグラフである。 図１の第１制御部が衝撃応答方式を利用してインデックスロボットの垂直位置による垂直移動速度を調節する過程を説明するための模式図である。 図６の区間別のインデックスロボットの垂直移動速度を示すグラフである。 図１の第１制御部の垂直移動速度制御によるインデックスロボットの移動速度変化の一例を示す図である。 図１の第１制御部の垂直移動速度制御によるインデックスロボットの移動速度変化の一例を示す図である。 図１の第１制御部の垂直移動速度制御によるインデックスロボットの移動速度変化の一例を示す図である。 図１の第１制御部の垂直移動速度制御によるインデックスロボットの移動速度変化の一例を示す図である。 図１の第１制御部の垂直移動速度制御によるインデックスロボットの移動速度変化の一例を示す図である。 図１の第１制御部の垂直移動速度制御によるインデックスロボットの移動速度変化の一例を示す図である。 図１の第１制御部の垂直移動速度制御によるインデックスロボットの移動速度変化の一例を示す図である。 図１の第１制御部の垂直移動速度制御によるインデックスロボットの移動速度変化の一例を示す図である。
以下、添付の図面を参照して本発明の望ましい実施形態をより詳細に説明する。一方、以下ではウェーハを基板の一例として説明するが、本発明の技術的思想と範囲はこれに限定されない。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理システム１０００を概略的に示す図であり、図２は、図１に示したインデックスロボット２００を示す斜視図である。
図１及び図２を参照すれば、本発明の基板処理システム１０００はローディング／アンローディング部１１０、インデックスロボット（Ｉｎｄｅｘ Ｒｏｂｏｔ)２００、バッファ部３００、メイン移送ロボット（Ｍａｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｒｏｂｏｔ)５００、複数の工程チャンバ６００、第１及び第２制御部７１０、７２０を含むことができる。
前記ローディング／アンローディング部１１０は複数のロードポート１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄを含む。この実施形態において、前記ローディング／アンローディング部１１０は４つのロードポート１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄを具備しているが、前記ロードポート１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄの個数は前記基板処理システム１０００の工程効率及びフットプリント(Ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ)条件によって増加、または減少することもできる。
前記ロードポート１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄにはウェーハが収納されるＦＯＵＰ(Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄｓ)１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ)が安着する。各ＦＯＵＰ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄには、ウェーハを地面に対して水平に配置した状態で収納するための複数のスロットが形成される。前記ＦＯＵＰ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄには工程チャンバ６００の中に投入されて処理が完了したウェーハまたは前記工程チャンバ６００に投入されて処理されるウェーハを収納する。以下、説明の便宜のために、前記基板処理システム１０００によって処理が完了したウェーハを加工ウェーハといい、未処理のウェーハを原始ウェーハという。
前記ローディング／アンローディング部１１０と前記バッファ部３００との間には前記インデックスロボット２００が設置され、前記インデックスロボット２００の下には第１移送レール２０が設置されている。前記インデックスロボット２００は前記第１移送レール２０に沿って移動し、ウェーハを移送する。前記インデックスロボット２００はアーム駆動部２１０、インデックスアーム部２２０、複数の連結部２３０、回転部２４０、垂直移動部２５０、水平移動部２６０を含むことができる。
具体的に、前記アーム駆動部２１０は前記インデックスアーム部２２０のインデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４を各々水平移動させ、各インデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４は前記アーム駆動部２１０によって個別駆動される。
前記アーム駆動部２１０の上部には前記インデックスアーム部２２０が設置されている。前記インデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４は垂直方向に互いに向き合うように配置され、各々１枚のウェーハを積載することができる。この実施形態において、前記インデックスロボット２００は４個のインデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４を具備しているが、前記インデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４の個数は前記基板処理システム１０００の工程効率によって増加することもできる。
前記インデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４は原始ウェーハを移送する投入用インデックスアーム２２１、２２２と、加工ウェーハを移送する排出用インデックスアーム２２３、２２４に区分して運用することができる。このような場合、投入用インデックスアーム２２１、２２２と排出用インデックスアーム２２３、２２４は互いに混在して位置しない。本発明の一例として、前記排出用インデックスアーム２２３、２２４が前記投入用インデックスアーム２２１、２２２の上部に位置している。これによって、前記インデックスロボット２００は原始ウェーハと加工ウェーハを移送する過程で原始ウェーハによって加工ウェーハが汚染されることを防止でき、製品の収率を向上させることができる。
前記投入用インデックスアーム２２１、２２２は前記ローディング／アンローディング部１１０に安着して工程待機中のいずれか一つのＦＯＵＰから原始ウェーハを引き出した後、前記バッファ部３００に積載する。前記インデックスロボット２００は工程待機中のＦＯＵＰから一度に一つまたは複数の原始ウェーハを引き出すことができる。すなわち、前記投入用インデックスアーム２２１、２２２が同時に前記工程待機中のＦＯＵＰに引き入れた後、原始ウェーハを同時に引き出すことができる。これによって、前記工程待機中のＦＯＵＰから２枚の原始ウェーハが同時に引き出される。
また、前記インデックスロボット２００は一度に一つまたは複数の原始ウェーハを前記バッファ部３００に積載することができる。すなわち、前記投入用インデックスアーム２２１、２２２は同時に前記バッファ部３００に引き入れた後、上面に安着した原始ウェーハを同時に前記バッファ部３００に積載する。これによって、２枚の原始ウェーハが前記バッファ部３００に同時に積載される。
本発明の一例として、前記インデックスロボット２００が前記工程待機中のＦＯＵＰから一度に引き出すことができるウェーハの最大個数と一度に前記バッファ部３００に積載することができるウェーハの最大個数は前記投入用インデックスアーム２２１、２２２の個数と同一である。
一方、前記排出用インデックスアーム２２３、２２４は前記バッファ部３００から加工ウェーハを引き出した後、前記インデックスロボット２００に積載する。前記インデックスロボット２００は前記バッファ部３００から一度に一つまたは複数の加工ウェーハを引き出すことができる。すなわち、前記排出用インデックスアーム２２３、２２４が同時に前記バッファ部３００に引き入れた後、加工ウェーハを同時に引き出すことができる。これによって、前記バッファ部３００から２枚の加工ウェーハが同時に引き出される。
また、前記インデックスロボット２００は一度に一つまたは複数の加工ウェーハを前記工程待機中のＦＯＵＰに再び積載することができる。すなわち、前記排出用インデックスアーム２２３、２２４は同時に前記工程待機中のＦＯＵＰに引き入れた後、上面に安着した加工ウェーハを同時に積載する。これによって、２枚の加工ウェーハが前記工程待機中のＦＯＵＰに同時に積載される。
本発明の一例として、前記インデックスロボット２００が前記バッファ部３００から一度に引き出すことができるウェーハの最大個数とＦＯＵＰに一度に積載することができるウェーハの最大個数は前記排出用インデックスアーム２２３、２２４の個数と同一である。
このように、前記インデックスロボット２００はＦＯＵＰ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄと前記バッファ部３００から一度に複数のウェーハを引き出し及び積載することができるので、ウェーハ移送にかかる時間を短縮させて、生産性を向上させることができる。
前記インデックスアーム部２２０は前記複数の連結部２３０と連結されている。前記複数の連結部２３０は前記アーム駆動部２１０に結合して前記アーム駆動部２１０の駆動によって連結されたインデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４を水平移動させる。
前記アーム駆動部２１０の下には前記回転部２４０が設置されている。前記回転部２４０は前記アーム駆動部２１０と結合し、回転して前記アーム駆動部２１０を回転させる。これによって、前記インデックスアーム部２２０が共に回転する。
前記回転部２４０の下には前記垂直移動部２５０が設置され、前記垂直移動部２５０の下には水平移動部２６０が設置されている。前記垂直移動部２５０は前記回転部２４０と結合して前記回転部２４０を昇降及び下降させ、これによって、前記アーム駆動部２１０及び前記インデックスアーム部２２０の垂直位置が調節される。前記水平移動部２６０は前記第１移送レール２０に結合して前記第１移送レール２０に沿って水平移動する。これによって、前記インデックスロボット２００は前記ロードポート１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄの配置方向に沿って移動することができる。
一方、前記バッファ部３００は、前記インデックスロボット２００が設置された領域と前記複数の工程チャンバ６００及び前記メイン移送ロボット５００が設置された領域との間に位置している。前記バッファ部３００は前記インデックスロボット２００によって移送された原始ウェーハを収納し、前記工程チャンバ６００で処理された加工ウェーハを収納する。
図３は、図１に示したバッファ部３００を示す斜視図である。
図１及び図３を参照すれば、前記バッファ部３００は本体３１０と第１及び第２支持部３２０、３３０からなる。
具体的に、前記本体３１０は底面３１１、前記底壁３１１から垂直に延長された第１及び第２側壁３１２、３１３、及び前記第１及び第２側壁３１２、３１３の上端に結合された上壁３１４を含むことができる。
前記本体３１０はウェーハの出入りのために前記インデックスロボット２００と向き合う前方側壁及び前記メイン移送ロボット５００と向き合う後方側壁が開放されている。これによって、前記インデックスロボット２００と前記メイン移送ロボット５００は前記バッファ部３００からウェーハの引き入れ及び引き出しが容易である。
前記第１及び第２側壁３１２、３１３は互いに向き合うように配置され、前記上壁３１４は一部除去されて開口部３１４ａを形成する。
前記本体３１０の内部には前記第１及び第２支持部３２０、３３０が形成される。前記第１支持部３２０は前記第１側壁３１２に結合し、前記第２支持部３３０は第２側壁３１３に結合する。前記第１及び第２支持部３２０、３３０は各々複数の支持台を含む。前記第１支持部３２０の支持台は前記第２支持部３３０の支持台と互いに一対一対応し、ウェーハは互いに対応する前記第１支持部３２０の支持台と前記第２支持部３３０の支持台によって端部が支持されて前記バッファ部３００に収納される。この時、前記ウェーハは前記底壁３１１と向き合うように配置されている。
前記第１及び第２支持部３２０、３３０の支持台は垂直方向に互いに離隔して位置する。前記支持台は前記投入用インデックスアーム２２１、２２２(図２参照)と前記排出用インデックスアーム２２３、２２４(図２参照)の各個数と同一の個数単位で第１間隔だけ離隔して位置し、前記投入用インデックスアーム２２１、２２２と前記排出用インデックスアーム２２３、２２４も各々前記第１間隔だけ離隔して位置する。これによって、前記インデックスロボット２００が前記バッファ部３００から一度に複数のウェーハを引き出し及び積載することができる。ここで、前記第１間隔は前記ＦＯＵＰ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄのスロット間隔と同一である。
前記第１及び第２支持部３２０、３３０の各支持台にはウェーハの位置をガイドするガイド部３１を形成することができる。前記ガイド部３１は前記支持台の上面から突き出されて形成され、ウェーハの側面を支持する。
上述のように、前記バッファ部３００では、連続して位置する所定単位個数の支持台が、同時にピックアップまたは積載することができるインデックスアーム間の間隔と同一の間隔で位置する。これによって、前記インデックスロボット２００が前記バッファ部３００から一度に複数のウェーハを引き出し及び積載することができるので、作業効率が向上し、且つ工程時間が短縮されて、生産性が向上する。
前記バッファ部３００に収納された原始ウェーハは前記メイン移送ロボット５００によって各工程チャンバ６００に移送される。前記メイン移送ロボット５００は移送通路４００に設置され、前記移送通路４００に設置された第２移送レール３０に沿って移動する。前記移送通路４００は前記複数の工程チャンバ６００と連結される。
前記メイン移送ロボット５００は前記バッファ部３００から原始ウェーハをピックアップした後、前記第２移送レール３０に沿って移動しながら該当の工程チャンバ６００に原始ウェーハを提供する。また、前記メイン移送ロボット５００は複数の工程チャンバ６００で処理された加工ウェーハを前記バッファ部３００に積載する。
図４は、図１に示したメイン移送ロボット５００を示す斜視図である。
図１及び図４を参照すれば、前記メイン移送ロボット５００はハンド駆動部５１０、ピックアップハンド部５２０、複数の連結部５３０、回転部５４０、垂直移動部５５０、水平移動部５６０を含むことができる。
具体的に、前記ハンド駆動部５１０は前記ピックアップハンド部５２０のピックアップハンド５２１、５２２、５２３、５２４を各々水平移動させ、各ピックアップハンド５２１、５２２、５２３、５２４は前記ハンド駆動部５１０によって個別駆動される。
前記ハンド駆動部５１０の上部には前記ピックアップハンド部５２０が設置されている。前記ピックアップハンド５２１、５２２、５２３、５２４は垂直方向に互いに向き合うように配置され、各々１枚のウェーハを積載することができる。この実施形態において、前記メイン移送ロボット５００は４個のピックアップハンド５２１、５２２、５２３、５２４を具備しているが、前記ピックアップハンド５２１、５２２、５２３、５２４の個数は前記基板処理システム１０００の工程効率によって増加することもできる。
前記ピックアップハンド５２１、５２２、５２３、５２４は、原始ウェーハを移送する投入用ピックアップハンド５２１、５２２と、加工ウェーハを移送する排出用ピックアップハンド５２３、５２４に区分して運用することができる。このような場合、投入用ピックアップハンド５２１、５２２と排出用ピックアップハンド５２３、５２４は互いに混在して位置しない。本発明の一例として、前記排出用ピックアップハンド５２３、５２４が前記投入用ピックアップハンド５２１、５２２の上部に位置している。これによって、前記メイン移送ロボット５００は原始ウェーハと加工ウェーハを移送する過程で原始ウェーハによって加工ウェーハが汚染されることを防止でき、製品の収率を向上させることができる。
前記投入用ピックアップハンド５２１、５２２は各々前記バッファ部３００から前記原始ウェーハを引き出した後、遊休状態の工程チャンバ６００に提供する。前記投入用ピックアップハンド５２１、５２２は前記バッファ部３００の単位グループ別の支持台と同一の前記第１間隔だけ離隔される。したがって、前記投入用ピックアップハンド５２１、５２２は前記バッファ部３００から原始ウェーハを同時に引き出すことができる。
一方、前記排出用ピックアップハンド５２３、５２４は各々工程完了した工程チャンバ６００から加工ウェーハを引き出した後、前記バッファ部３００に積載する。前記排出用ピックアップハンド５２３、５２４は前記第１間隔だけ離隔される。したがって、前記排出用ピックアップハンド５２３、５２４は工程チャンバ６００から引き出した加工ウェーハを前記バッファ部３００に同時に積載することができる。
この実施形態において、前記投入用ピックアップハンド５２１、５２２と前記排出用ピックアップハンド５２３、５２４は各々２つのピックアップハンドからなるが、前記投入用ピックアップハンド５２１、５２２と前記排出用ピックアップハンド５２３、５２４の個数は前記基板処理システム１０００の処理効率によって増加することもできる。
本発明の一例として、前記バッファ部３００で第１間隔だけ離隔されて連続的に配置された支持台の個数と、前記インデックスロボット２００が一度に前記バッファ部３００からウェーハを引き出しまたは積載することができるインデックスアームの最大個数と、前記メイン移送ロボット５００が一度に前記バッファ部３００からウェーハを引き出しまたは積載することができるピックアップハンドの最大個数は、互いに同一である。
このように、前記メイン移送ロボット５００は必要によって前記バッファ部３００から一度に複数の原始ウェーハを引き出すこともでき、１つの原始ウェーハを引き出すこともできる。また、前記メイン移送ロボット５００は必要によって一度に複数の加工ウェーハを前記バッファ部３００に積載することもでき、１つの加工ウェーハを積載することもできる。これによって、前記メイン移送ロボット５００はウェーハの移送時間を短縮させるので、前記基板処理システム１０００は工程時間を短縮させて、生産性を向上させることができる。
前記ピックアップハンド部５２０は前記複数の連結部５３０と連結されている。前記複数の連結部５３０は前記ハンド駆動部５１０に結合して前記ハンド駆動部５１０の駆動によって連結されたピックアップハンドを水平移動させる。
前記ハンド駆動部５１０の下には前記回転部５４０が設置されている。前記回転部５４０は前記ハンド駆動部５１０と結合し、回転して前記ハンド駆動部５１０を回転させる。これによって、前記ピックアップハンド部５２０が共に回転する。
前記回転部５４０の下には前記垂直移動部５５０が設置され、前記垂直移動部５５０の下には水平移動部５６０が設置されている。前記垂直移動部５５０は前記回転部５４０と結合して前記回転部５４０を昇降及び下降させ、これによって、前記ハンド駆動部５１０及び前記ピックアップハンド部５２０の垂直位置が調節される。前記水平移動部５６０は前記第２移送レール３０に結合して前記第２移送レール３０に沿って水平移動する。これによって、前記メイン移送ロボット５００は前記バッファ部３００と工程チャンバ６００との間を移動することができる。
前記メイン移送ロボット５００が設置される移送通路４００の両側には前記原始ウェーハを処理して前記加工ウェーハを生成する前記工程チャンバ６００が各々配置されている。前記工程チャンバ６００で行われる処理工程では前記原始ウェーハを洗浄する洗浄工程などがある。前記複数の工程チャンバ６００は２つの工程チャンバが前記移送通路４００を挟んで互いに向き合うように配置され、前記移送通路４００の両側には各々３個の工程チャンバ６００が配置されている。
この実施形態において、前記基板処理システム１０００は６個の工程チャンバ６００を具備しているが、前記工程チャンバ６００の個数は前記基板処理システム１０００の工程効率及びフットプリント条件によって増加、または減少することもできる。また、この実施形態において、前記工程チャンバ６００は断層構造に配置できるが、１２個の工程チャンバ６００が６個ずつ複層構造に配置されても良い。
前記インデックスロボット２００は前記第１制御部７１０と連結されており、前記メイン移送ロボット５００は前記第２制御部７２０に連結されている。前記第１制御部７１０は前記インデックスロボット２００の位置を制御し、前記第２制御部７２０は前記メイン移送ロボット５００の位置を制御する。
具体的に、前記第１制御部７１０は前記インデックスロボット２００の水平移動部２６０を制御して前記第１移送レール２０での前記インデックスロボット２００の位置、すなわち、前記インデックスロボット２００の水平移動位置及び水平移動速度を調節する。前記第１制御部７１０は前記インデックスロボット２００の回転部２４０を制御して前記インデックスアーム部２２０の回転位置と回転速度を調節し、前記インデックスロボット２００の垂直移動部２５０を制御して前記インデックスアーム部２２０の垂直移動位置及び垂直移動速度を調節する。
特に、前記第１制御部７１０は前記垂直移動部２５０の垂直移動速度の調節の時、衝撃応答（Ｉｍｐｕｌｓ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ)重畳方式を利用して、垂直移動によって発生するウェーハの震動と騷音を減少させる。ここで、前記衝撃応答は任意の対象に衝撃（Ｉｍｐｕｓｅ)入力が与えられる場合に現われる出力を意味する。
具体的に、前記第１制御部７１０は前記インデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４(図２参照)にウェーハを積載した状態で垂直移動する時、前記インデックスロボット２００の移動速度を調節して前記インデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４に安着したウェーハに新しい衝撃（Ｉｍｐｕｌｓｅ)を加える。これによって、前記インデックスアーム２２１、２２２、２２３、２２４上のウェーハは現在加えられた衝撃による衝撃応答と前記新しい衝撃による衝撃応答が重畳して前記ウェーハへの震動が減少する。
図５は、衝撃応答重畳を通じて残留震動が相殺されることを示すグラフである。
図５を参照すれば、一番目の衝撃によって発生した衝撃応答ＩＲ１が二番目の衝撃によって発生した衝撃応答ＩＲ２と重畳し、該二つの衝撃応答ＩＲ１、ＩＲ２が合された組み合わせ応答(ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｒｅｓｐｏｎｓｅ)ＣＲは'０'になる。すなわち、互いに異なる時点に入力された二つの衝撃応答ＩＲ１、ＩＲ２が合されれば、衝撃応答ＩＲ１、ＩＲ２が相殺される。
図６は、図１に示した第１制御部７１０が衝撃応答方式を利用してインデックスロボット２００の垂直位置による垂直移動速度を調節する過程を説明するための模式図であり、図７は、図６に示した各区間のインデックスロボット２００の垂直移動速度を示すグラフである。
図１、図６、及び図７を参照すれば、前記第１制御部７１０は、前記インデックスロボット２００が垂直移動する時に、インデックスアーム２２１の垂直移動位置に基づいてその速度を調節する。すなわち、前記第１制御部７１０は、前記インデックスアーム２２１がウェーハをピックアップするピックアップ地点ＯＰからウェーハを積載するプレース地点ＩＰに移動するか、前記プレース地点ＩＰからピックアップ地点ＯＰに移動する場合、前記ピックアップ地点ＯＰから前記プレース地点ＩＰの間の区間を４個の区間に区分する。具体的には、前記ピックアップ地点ＯＰと前記プレース地点ＩＰの中間部分である中間地点ＭＰを中心に、前記プレース地点ＩＰ地点と前記中間地点ＭＰの中間部分を第１修正地点Ｍ１として設定し、前記ピックアップ地点ＯＰ地点と前記中間地点ＭＰの中間部分を第２修正地点Ｍ２として設定する。図６において、前記第１修正地点Ｍ１と前記第２修正地点Ｍ２との間の区間を修正区間ＭＤという。
前記第１制御部７１０は前記各地点ＯＰ、ＩＰ、ＭＰ、Ｍ１、Ｍ２を基準として前記インデックスロボット２００の垂直移動速度を調節する。すなわち、従来は前記インデックスロボット２００が垂直移動する時、前記インデックスロボット２００は加速移動して予め設定された最大速度に到達すれば、前記最大速度で等速移動した後、目標地点に近接して前記減速移動をしていた。しかし、前記第１制御部７１０は、従来は前記インデックスロボット２００が最大速度で等速移動した区間において速度変化を与え、ウェーハに新しい衝撃を加える。
以下、前記インデックスロボット２００が前記ピックアップ地点ＯＰから前記プレース地点ＩＰに移動する場合を一例として、前記第１制御部７１０による前記インデックスロボット２００の移動速度変化を具体的に説明する。
具体的に、前記インデックスロボット２００の垂直移動部２５０(図２参照)はインデックスアーム２２１が前記ピックアップ地点ＯＰから前記第２修正地点Ｍ２側に予め設定された加速度で加速移動し、予め設定された最大速度ＶＭに到達すれば、前記最大速度ＶＭで等速移動する。ここで、前記ピックアップ地点ＯＰは前記インデックスロボット２００の垂直移動が開始される開始時点ＳＴになる。
前記インデックスアーム２２１が前記第２修正地点Ｍ２に到達すれば、前記第１制御部７１０は前記インデックスロボット２００の垂直移動速度を変更して衝撃応答を重畳させる修正モーションを開始する。ここで、前記第２修正地点Ｍ２が前記修正モーションの開始時点ＭＴ１になる。前記インデックスロボット２００が前記プレース地点ＩＰから前記ピックアップ地点ＯＰに移動する場合、前記第２修正地点Ｍ２が修正モーション終了時点になる。
前記修正モーションが開始されれば、前記インデックスロボット２００の垂直移動部２５０は前記最大速度ＶＭから予め設定された最低速度ＶＳまで減速移動し、所定時間の間前記最低速度ＶＳで等速移動する。
次に、前記インデックスアーム２２１が前記中間地点ＭＰを通って前記第１修正地点Ｍ１に到逹すれば、前記垂直移動部２５０は再び前記最大速度ＶＭへと加速する。ここで、前記第１修正地点Ｍ１が修正モーション終了時点ＭＴ３になる。前記インデックスロボット２００が前記プレース地点ＩＰから前記ピックアップ地点ＯＰに移動する場合、前記第１修正地点Ｍ１が修正モーション開始時点になる。
次に、前記垂直移動部２５０は前記インデックスアーム２２１が前記プレース地点ＩＰに近づくまで前記最大速度ＶＭで等速移動する。図７で、図面符号ＭＭは修正モーション区間を示す。
このように、前記第１制御部７１０は前記インデックスロボット２００の垂直移動の時、前記インデックスロボット２００のインデックスアーム２２１が前記第１及び第２修正地点Ｍ１、Ｍ２の間、すなわち、修正区間ＭＤを移動する間、前記インデックスロボット２００の垂直移動速度を周期的に変更させる。すなわち、前記インデックスアーム２２１は前記修正区間ＭＤを移動する間、予め設定された移動区間単位で加速運動、減速運動及び等速運動のうちのいずれか一つの運動を行い、現在の区間での運動が直前の区間での運動とは異なるように設ける。例えば、前記インデックスアーム２２１が直前の区間で加速移動した場合、現在の区間では等速移動または減速移動する。
このように、任意の区間単位で前記インデックスアーム２２１の運動形態が異なるように変更されれば、前記インデックスアーム２２１上のウェーハにも前記任意の区間単位で互いに異なる衝撃が加えられるので、前記ウェーハの震動が相殺される。これによって、前記基板処理装置１０００は前記ウェーハの震動を考慮せず、前記インデックスロボット２００を最大速度で移動させることができるので、基板移送にかかる時間を減少させて、生産性を向上させることができる。
この実施形態において、前記インデックスロボット２００が前記プレース地点ＩＰから前記ピックアップ地点ＯＰに移動する時、前記第１制御部７１０による前記インデックスロボット２００の移動速度変化は前記インデックスロボット２００が前記ピックアップ地点ＯＰから前記プレース地点ＩＰに移動する場合と同一であるので、これに対する具体的な説明は省略する。
再び、図１及び図４を参照すれば、前記第２制御部７２０は前記メイン移送ロボット５００の水平移動部５６０を制御して前記第２移送レール３０での前記メイン移送ロボット５００の位置、すなわち、前記メイン移送ロボット５００の水平移動位置及び水平移動速度を調節する。前記第２制御部７２０は前記メイン移送ロボット５００の回転部５４０を制御して前記ピックアップハンド部５２０の回転位置と回転速度を調節し、前記メイン移送ロボット５００の垂直移動部５５０を制御して前記ピックアップハンド部５２０の垂直移動位置及び垂直移動速度を調節する。
特に、前記第２制御部７２０は前記メイン移送ロボット５００の垂直移動部５５０の垂直移動速度調節の時、衝撃応答重畳方式を利用して、垂直移動によって発生するウェーハの震動と騷音を減少させる。
また、この実施形態において、前記第２制御部７２０が前記メイン移送ロボット５００の垂直移動速度を調節して前記ピックアップハンド５２１、５２２、５２３、５２４に安着したウェーハの震動を相殺させる過程は、前記第１制御部７１０が前記インデックスアーム２２１に安着したウェーハの震動を相殺させる過程と同様であるので、これに対する具体的な説明は省略する。
図８〜図１５は図１に示した第１制御部の垂直移動速度制御によるインデックスロボット２００の移動速度変化の一例を示す図である。
図６、図８〜図１５を参照すれば、前記第１制御部７１０(図１参照)は、前記修正モーションが開始される修正モーション区間ＭＭの間、前記インデックスロボット２００の垂直移動速度を減少または増加させて前記インデックスロボット２００の垂直移動速度を周期的に変更する。すなわち、インデックスロボット２００のインデックスアーム２２１が前記プレース地点ＩＰから前記ピックアップ地点ＯＰに移動するか、これと反対に移動する場合、前記修正区間ＭＤに到達すれば、前記第１制御部７１０は前記インデックスロボット２００の修正モーションを開始する。図８〜図１５に示した修正モーション区間ＭＭは、前記移送アーム２２１が前記修正区間ＭＤを移動する間に現われる移動速度の変化を示す。
図８〜図１５に示したように、前記インデックスアーム２２１はまず所定の基準速度にまで加速移動し、前記基準速度で前記修正区間ＭＤに到逹する。以後、前記インデックスアーム２２１が前記修正区間ＭＤに到逹すれば、前記修正区間ＭＤを移動する間、予め設定された区間別に加速運動、減速運動及び等速運動のうちのいずれか一つで運動し、このとき、現在の区間では直前の区間とは異なる運動を行うように設ける。図８〜図１５のうち、図１０を除いては、前記基準速度が最大速度になる。このように、前記インデックスアーム２２１は直前の区間とは異なる運動を行うので、前記インデックスロボット２００に積載されたウェーハには直前の区間とは異なる衝撃が加えられる。これによって、衝撃応答重畳によって前記インデックスロボット２００に積載されたウェーハの震動が相殺される。
以上、実施形態を参照して説明したが、当業者であれば特許請求の範囲に記載した本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更できることは勿論である。
１１０ ローディング／アンローディング部
１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ ＦＯＵＰ
２００ インデックスロボット
３００ バッファ部
４００ 移送通路
５００ メイン移送ロボット
６００ 工程チャンバ
７１０、７２０ 制御部

Claims (13)

  1. 各々地面と向き合うように配置されて基板が積載される複数の移送アームを有する移送部材の垂直移動速度を調節する方法において、
    前記基板が積載された状態の前記移送アームが垂直移動を開始した出発地点から前記垂直移動速度が予め設定された基準速度に到逹する第１地点まで前記移送アームを加速移動させ、第２地点から目標地点まで前記基準速度から徐々に減速して移動させ、前記第１地点から第２地点までをＮ(但し、Ｎは２以上の自然数)個の移動区間に区切り、前記移送アームを移動区間別に減速運動、加速運動及び等速運動のうちのいずれか一つの運動形態に移動させ、
    現在の移動区間での前記移送アームの運動形態と直前の移動区間での運動形態とを互いに異ならせて、前記移送アームに積載された前記基板の残留震動を相殺させるように前記垂直移動速度を調節し、
    前記出発地点は前記移送アームが垂直移動するときの垂直移動位置の一つであるピックアップ地点であり、このピックアップ地点から前記移送アームは前記基板をピックアップし、前記目標地点は前記垂直移動位置の他の一つであるプレース地点であり、このプレース地点から前記移送アームは前記基板を積載することを特徴とする移送部材の速度調節方法。
  2. 前記移送アームは前記移動区間のうちの少なくともいずれか一区間では加速移動し、少なくともいずれか一区間では減速移動することを特徴とする請求項１に記載の移送部材の速度調節方法。
  3. 前記移送アームは連続して位置する三つの移動区間のうちで中間に位置する移動区間で等速移動し、等速移動する移動区間を中心としてその直前の移動区間と直後の移動区間では減速または加速移動することを特徴とする請求項２に記載の移送部材の速度調節方法。
  4. 前記移送アームは最初の移動区間と最後の移動区間では前記基準速度で等速移動されることを特徴とする請求項３に記載の移送部材の速度調節方法。
  5. 各々地面と向き合うように配置されて基板が積載される複数の移送アームを有する移送部材を利用して基板を移送する方法において、
    前記基板を収納部材に積載またはピックアップするために前記移送部材を前記収納部材側に移動させる段階と、
    前記移送アームを垂直移動させて前記収納部材内の目標地点に位置させる段階と、
    前記移送アームが上面に安着した基板を前記目標地点から積載する段階とを含み、
    前記移送アームを垂直移動させる段階は、
    前記基板が積載された状態の前記移送アームが垂直移動を開始した出発地点から垂直移動速度が予め設定された基準速度に到逹する第１地点まで前記移送アームを加速移動させる段階と、
    前記第１地点から第２地点までをＮ(但し、Ｎは２以上の自然数)個の移動区間に区切り、前記移送アームを移動区間別に減速運動、加速運動及び等速運動のうちのいずれか一つの運動形態で移動させる段階と、
    前記第２地点から前記目標地点までを前記基準速度から徐々に減速させながら移動させる段階とを含み、
    現在の移動区間での前記移送アームの運動形態と直前の移動区間での運動形態とを互いに異ならせて、前記移送アームに積載された前記基板の残留震動を相殺させるように前記垂直移動速度を調節し、
    前記出発地点は前記移送アームが垂直移動するときの垂直移動位置の一つであるピックアップ地点であり、このピックアップ地点から前記移送アームは前記基板をピックアップし、前記目標地点は前記垂直移動位置の他の一つであるプレース地点であり、このプレース地点から前記移送アームは前記基板を積載することを特徴とする基板移送方法。
  6. 前記移送アームは前記運動区間のうちの少なくともいずれか一区間では加速移動し、少なくともいずれか一区間では減速移動することを特徴とする請求項５に記載の基板移送方法。
  7. 前記移送アームは連続して位置する三つの移動区間のうちで中間に位置する移動区間で等速移動し、等速移動する移動区間を中心としてその直前の移動区間と直後の運動区間では減速または加速移動することを特徴とする請求項６に記載の基板移送方法。
  8. 前記移送アームは最初の移動区間と最後の移動区間では前記基準速度で等速移動されることを特徴とする請求項７に記載の基板移送方法。
  9. 前記出発地点から前記目標地点までを４つの区間に等分する場合、前記第１地点は前記４つの区間のうちの一番目の区間と二番目の区間の境界地点であり、前記第２地点は三番目の区間と四番目の区間の境界地点であることを特徴とする請求項８に記載の基板移送方法。
  10. 複数の基板を垂直方向に配置させて収納する収納部材と、
    前記垂直方向に互いに向き合うように配置されて各々基板が積載される複数の移送アーム、各移送アームを水平方向に移動させるアーム駆動部、及び前記アーム駆動部の下に設置されて前記移送アームの垂直位置を変更させる垂直移動部を具備し、前記収納部材から一つまたは二つ以上の基板を引き出し及び積載する移送部材と、
    前記移送アームが垂直移動して前記収納部材内の目標地点に到逹するまで前記垂直移動部の垂直移動速度を調節する制御部とを含み、
    前記制御部は、前記垂直移動部を、前記基板が積載された状態の前記移送アームが出発地点から第１地点に到逹するまで加速移動して、垂直移動速度が予め設定された基準速度に到逹し、前記移送アームが第２地点から前記目標地点に到逹するまで前記基準速度から徐々に減速移動し、前記移送アームがＮ(但し、Ｎは２以上の自然数)個の移動区間に区切られた前記第１地点と前記第２地点との間を移動する間、移動区間別に減速運動、加速運動及び等速運動のうちのいずれか一つの運動形態に垂直移動し、現在の移動区間での運動形態と直前の移動区間での運動形態とを互いに異ならせて、前記移送アームに積載された前記基板の残留震動を相殺させるように制御し、
    前記出発地点は前記移送アームが垂直移動するときの垂直移動位置の一つであるピックアップ地点であり、このピックアップ地点から前記移送アームは前記基板をピックアップし、前記目標地点は前記垂直移動位置の他の一つであるプレース地点であり、このプレース地点から前記移送アームは前記基板を積載することを特徴とする基板処理装置。
  11. 前記制御部は前記垂直移動部の垂直移動速度調節の時、少なくともいずれか一区間では前記垂直移動部が加速移動するように制御し、少なくともいずれか一区間では減速移動するように制御することを特徴とする請求項１０に記載の基板処理装置。
  12. 処理待機中の基板または処理完了した基板を垂直方向に離隔させて収納する収納容器と、
    前記処理待機中の基板と前記処理完了した基板を垂直方向に離隔させて収納するバッファ部と、
    前記垂直方向に互いに向き合うように配置されて各々基板が積載される複数のインデックスアーム、各インデックスアームを水平方向に移動させるアーム駆動部、及び前記アーム駆動部の下に設置され、前記インデックスアームの垂直位置を変更させる第１垂直移動部を具備し、前記収納容器と前記バッファ部との間で基板を移送し、前記収納容器または前記バッファ部から一つまたは複数の基板を引き出し及び積載するインデックスロボットと、
    前記インデックスアームが垂直移動して前記バッファ部または前記収納容器内の目標地点に到逹するまで前記第１垂直移動部の垂直移動速度を調節する第１制御部とを含み、
    前記第１制御部は、前記第１垂直移動部を、前記基板が積載された状態の前記インデックスアームが出発地点から第１地点に到逹するまで加速移動して、垂直移動速度が予め設定された第１基準速度に到逹し、前記インデックスアームが第２地点から前記目標地点に到逹するまで前記第１基準速度から徐々に減速移動し、前記インデックスアームがＮ(但し、Ｎは２以上の自然数)個のアーム移動区間に区切られた前記第１地点と前記第２地点との間を移動する間、アーム移動区間別に減速運動、加速運動及び等速運動のうちのいずれか一つの運動形態に垂直移動し、現在のアーム移動区間での運動形態と直前のアーム移動区間での運動形態とを互いに異ならせて、前記インデックスアームに積載された前記基板の残留震動を相殺させるように制御し、
    前記出発地点は前記インデックスアームが垂直移動するときの垂直移動位置の一つであるピックアップ地点であり、このピックアップ地点から前記インデックスアームは前記基板をピックアップし、前記目標地点は前記垂直移動位置の他の一つであるプレース地点であり、このプレース地点から前記インデックスアームは前記基板を積載することを特徴とする基板処理装置。
  13. 基板の処理が行われる工程チャンバと、
    複数の基板を垂直方向に配置させて収納する前記バッファ部と、
    前記垂直方向に互いに向き合うように配置されて各々基板が積載される複数のピックアップハンド、各ピックアップハンドを水平方向に移動させるハンド駆動部、及び前記ハンド駆動部の下に設置され、前記ピックアップハンドの垂直位置を変更させる第２垂直移動部を具備し、前記バッファ部から一つまたは二つ以上の基板を引き出し及び積載する移送部材と、
    前記ピックアップハンドが垂直移動して前記バッファ部内の目標地点に到逹するまで前記第２垂直移動部の垂直移動速度を調節する第２制御部とをさらに含み、
    前記第２制御部は、前記第２垂直移動部を、前記基板が積載された状態の前記ピックアップハンドが出発地点から第３地点に到逹するまで加速移動して、垂直移動速度が予め設定された第２基準速度に到逹し、前記ピックアップハンドが第４地点から前記目標地点に到逹するまで前記第２基準速度から徐々に減速移動し、前記ピックアップハンドがＭ(但し、Ｍは２以上の自然数)個のハンド移動区間に区切られた前記第３地点と前記第４地点との間を移動する間、ハンド移動区間別に減速運動、加速運動及び等速運動のうちのいずれか一つの運動形態で垂直移動し、現在のハンド移動区間での運動形態と直前のハンド移動区間での運動形態とを互いに異ならせて、前記ピックアップハンドに積載された前記基板の残留震動を相殺させるように制御し、
    前記出発地点は前記ピックアップハンドが垂直移動するときの垂直移動位置の一つであるピックアップ地点であり、このピックアップ地点から前記ピックアップハンドは前記基板をピックアップし、前記目標地点は前記垂直移動位置の他の一つであるプレース地点であり、このプレース地点から前記ピックアップハンドは前記基板を積載することを特徴とする請求項１２に記載の基板処理装置。
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