JP5806730B2 - ウェットベンチ装置および方法 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
[0001]本出願は、参照により本明細書に組み込まれる2010年3月31日出願の米国仮特許出願第61/319,824号の優先権を主張するものである。
[0002]本出願は、液体を含有する種々のタンクに物品を浸漬させることによって処理するためのウェットベンチ装置および方法に関する。特に、本出願は、シリコンウェーハおよび砂利などの物品を処理するためのウェットベンチに関する。
[0003]通常、種々の化学組成物を含有する一連のまたは連続するタンク内に物品を配置して物品を処理するためにウェットベンチ装置が使用される。特に、ウェットベンチアセンブリは複数のタンクを含みうる。化学エッチング工程では、物品を、酸性化学薬品を含有する第1のタンクに浸漬させ、その後、水を含有する次のタンクに移動し、酸性化学薬品を洗浄してもよい。その後、それは空気乾燥および/または真空乾燥のための領域に移動させてもよい。物品を移動させるため、処理される物品、例えば、ウェーハおよび/またはシリコン加工砂利を含むカセットまたはメッシュケージを持ち上げるためのフックを有するオーバーヘッドクレーンまたはガントリが使用される。特に、ウェーハは、例えば、光起電力(PV)用途のためのシリコンウェーハであってもよい。
[0004]公知のウェットベンチシステムは、通常、物品が連続する槽に沿って順次進む連続的な様式の作業にのみ適している。例えば、単一のオーバーヘッドクレーンは、物品を含むカセットまたはメッシュケージを、順次、第1のタンクから第2のタンクに、その後、乾燥ステーションに移動することができる。しかしながら、空間的制約が課せられた場合、および/または物品を、例えば、第1の槽から第2の槽に、その後、第1の槽に戻して移動させなければならない場合、公知のウェットベンチシステムは有利ではない。
[0005]従来における他の方法では、作業台の外部にある戻りルートを使用しているか、戻すためにメインガントリを使用することを必要とするかのいずれかである。
[0006]したがって、ウェットベンチのための改良型のシステムおよび装置ならびにウェットベンチを操作する方法に対する需要がある。
[0007]本出願は、重複する作業領域を有するウェットベンチにおいて作業するため、単一の直線軸に取り付けられた複数のロボットにより連続的なラックピニオン動作を提供することができるウェットベンチ装置に関する。
[0008]本出願は、また、操作台が、タンクの互いに対向する側にあるウェットベンチの長さに沿った2つの直線運動レールを使用する蛙跳び運動を提供する。この配置により、ロボットがウェットベンチ内において互いを越えて移動することを可能にできるため、サイクル時間を削減することができ、また、始点に戻るウェットベンチのフュームおよびドリップ格納の安全性から、酸汚染された可能性のある部品が取り外されることを防止することができる。
[0009]一態様においては、容器の水平方向に可動可能な第1のアームと、水平方向に可動可能な第2のアームと、を含むウェットベンチ装置が提供される。
[0010]好ましい場合においては、第1のアームと第2のアームとが容器の同じ側に配置されている。
[0011]好ましい場合においては、第1のアームと第2のアームとが容器の対向する側に配置されている。
[0012]好ましい場合においては、第1のアームと第2のアームとが垂直方向に可動可能である。
[0013]好ましい場合においては、第1のアームが少なくとも1つの第1の物品を移動するように構成されており、第2のアームが少なくとも1つの第2の物品を移動するように構成されており、第1の物品および第2の物品は複数の処理容器に出し入れ可能であり、第1のアームおよび少なくとも1つの第1の物品は、第2のアームと少なくとも1つの第2の物品とに接触することなく移動するように、使用者が指定した向きに配置可能である。
[0014]好ましい場合においては、第1のアームが第1のロボットに連結されており、第2のアームが第2のロボットに連結されており、第1のロボットが第1のトラック上を可動可能であり、第2のロボットが第2のトラック上を可動可能である。
[0015]好ましい場合においては、第1のロボットが、第1のガイドバーと第2のガイドバーとの間に配置された少なくとも1つのカム転子を含む第1のカムフォロアシステムを有し、第2のロボットが第1のガイドバーと第2のガイドバーとの間に配置された少なくとも1つのカム転子を含む第2のカムフォロアシステムを有する。
[0016]好ましい場合においては、第1のロボットは、ガイドバーの一方の側に配置された第1のカム転子を含む第1のカムフォロアシステムと、ガイドバーの反対側に配置された第2のカム転子とを有する。第2のロボットは、ガイドバーの一方の側に配置された第1のカム転子を含む第2のカムフォロアシステムと、ガイドバーの反対側に配置された第2のカム転子とを有する。
[0017]好ましい場合においては、第1のロボットおよび第2のロボットと、第1のアームおよび第2のアームと、第1のトラックおよび第2のトラックとは、耐腐食性材料で作成されている。
[0018]別の態様では、第1の容器と、容器の第1の側に隣接してほぼ水平に配置された第1のレールと、第1のレール上を可動可能な第1のロボットを有する第1のアームと、容器の第2の側に隣接してほぼ水平に配置された第2のレールと、第2のレール上において可動可能な第2のロボットを有する第2のアームと、を含む、ウェットベンチシステムが提供される。
[0019]好ましい場合においては、第1のアームおよび第2のアームは垂直方向にも可動可能である。
[0020]好ましい場合においては、第1のアームが、第1の端部の反対側にある、第1のアームの第2の端部に連結された第1のエンドエフェクタを有し、第2のアームが、第1の端部の反対側にある、第2のアームの第2の端部に連結された第2のエンドエフェクタを有する。
[0021]好ましい場合においては、第2の容器が第1の容器に近接して水平方向に配置され、第1のアームが少なくとも1つの第1の物品を移動するように作動可能であり、第2のアームが少なくとも1つの第2の物品を第1の容器から第2の容器に移動するように作動可能であり、第1のアームおよび少なくとも1つの第1の物品は、第2のアームと少なくとも1つの第2の物品とに接触することなく移動するように、使用者が指定した向きに配置可能である。
[0022]好ましい場合においては、第1のロボットが、第1のガイドバーと第2のガイドバーとの間に配置された少なくとも1つのカム転子を含む第1のカムフォロアシステムを有し、第2のロボットが、第1のガイドバーと第2のガイドバーとの間に配置された少なくとも1つのカム転子を含む第2のカムフォロアシステムを有する。
[0023]好ましい場合においては、第1のロボットは、ガイドバーの一方の側に配置された第1のカム転子を含む第1のカムフォロアシステムと、ガイドバーの反対側に配置された第2のカム転子とを有し、第2のロボットは、ガイドバーの一方の側に配置された第1のカム転子を含む第2のカムフォロアシステムと、ガイドバーの反対側に配置された第2のカム転子とを有する。
[0024]好ましい場合においては、第1のロボットおよび第2のロボットと、第1のアームおよび第2のアームと、第1のトラックおよび第2のトラックとは耐腐食性材料で作成されている。
[0025]特定の実施形態の以下の説明を添付の図面とともに検討すると、当業者には、他の態様および特徴が明らかになる。
[0026]本明細書中に記載される実施形態をより良く理解するため、およびそれらをどう実施してもよいかをより明確に示すため、単に例として、ここで例示的な実施形態を示す添付の図面について述べる。
第2のアームを越えるために上昇して示される1つのアームを備えた「蛙跳び」ロボットアームシステムの端面図を示す。 二重ガイドバー機構を有するカムフォロアシステムを示す。 一重ガイドバー機構を有するカムフォロアシステムを示す。 同じ直線軸上に複数のロボットを備えたシステムを示す。 他のロボット用の複数のケーブルトラックを示す。
[0032]説明の簡略化および明瞭化のために、適切であると考えられる場合には、図面全体を通して、対応するまたは類似する要素もしくは工程を示すために参照符号が繰り返されうることは理解されるであろう。加えて、本明細書中に記載される例示的な実施形態の完全な理解を提供するために多くの特定の詳細が記載される。しかしながら、当業者であれば、これら特定の詳細なしで本明細書中に記載される実施形態を実施することができることを理解するであろう。本明細書中に記載された実施形態を不明瞭にしないために、他の例では、周知の方法、手順および構成要素を詳細に記載していない。さらに、この記載は本明細書中に記載された実施形態の範囲を限定するものとみなされず、むしろ単に本明細書中に記載される種々の実施形態の実施を説明するものとみなされる。
[0033]図1は、第2のアーム6を越えるために垂直に上昇した第1のアーム4を備えた「蛙跳び」ロボットアームシステム2の端面図を示す。示したように、システム2は、処理タンクの一方の側に配置された第1のロボット8と、処理タンクの反対側に配置された第2のロボット10とを使用して、各々のアーム4および6を移動させる。示したように、第1のアーム4はその上に配置された第1のエンドエフェクタ12を有する。第2のアーム6はその上に配置された第2のエンドエフェクタ14を有する。
[0034]第1の製品16を持ち上げている第1のエンドエフェクタ12が示される。第2の製品18を持ち上げている第2のエンドエフェクタが示される。好ましくは、第1の製品16および第2の製品18はシリコンウェーハまたは砂利である。示したように、第1のアーム4と第2のアーム6の各々がページ内または外に水平方向に移動すると、第1のアーム4と製品16とが第2のアーム6を越えるように垂直に持ち上げられる。
[0035]同様に図1に示すのは、製品を処理するために第1の製品16および/または第2の製品18を中に配置することができる、化学薬品を含みうる処理タンク20である。
[0036]第1のロボット8および第2のロボット10のそれぞれは、好ましくは、2つのサーボ制御軸を有する。2つのサーボ制御軸は、(a)製品を処理タンク内に配置するのに十分に長い、および製品を運ぶ間、第2のロボットを越えるのに十分に長いZ軸と、(b)ウェットベンチシステムの長さを走行するX軸である。
[0037]第1のロボットアーム4および第2のロボットアーム6は、Teflon(登録商標)コーティングのステンレス鋼のようなコーティングステンレス鋼で作成することができる。直線運動レールおよびラックピニオンシステムはRaydent(登録商標)などの、Teflon(登録商標)を含浸させたブラッククロムコーティングでコーティングすることができる。これら構成要素は、その後、防食保護を増加させるため、DuPont Krytox(登録商標)などの、Teflon(登録商標)ベースのグリースでコーティングしてもよい。好ましくは、ロボットに搭載されるモータは空気パージした耐薬品性のモータである。
[0038]互いに垂直方向にオフセットしうる第1のロボットアーム4と第2のロボットアーム6とを有するシステム2は、1つのロボットアームから別のロボットアームに渡す必要なく、物品を槽タンクから槽タンクに移動することを可能にするのに便利である。さらに、垂直方向にオフセットしたロボットアーム4とロボットアーム6は、有利には、プロセスの処理能力を上昇させるため、渡す等の時間のかかる工程が回避されるか、1つのケージを下ろし、別のケージを持ち上げるためのステージ領域の必要が回避される。
[0039]図2は、複数のロボットのための動作の要として単一ラックを有するカムフォロアシステムを示す。図2のカムフォロアシステムは、一組のカム転子30が第1のガイドバー32と第2のガイドバー34との間を走行する二重ガイドバー機構を有する。好ましくは、ガイドバー機構は耐腐食性またはコーティング材料で作成されている。上部レール(図示せず)がロボットを支持し、モーメントに抵抗するためにカム転子30が設けられている。好ましくは、一組のカム転子30に少なくとも3つの転子が設けられている。二重ガイドバー機構は転子30が落ちることを防止する。
[0040]図3は、一重バー機構を有するカムフォロアシステムを示す。示したように、一重バー38は、バー38の一方の側に第1の転子セット40が設けられ、バー38の反対側に第2の転子セット42が設けられている。ロボット44が上部レール(図示せず)に取り付けられており、モーメントに抵抗するために第1の転子セット40および第2の転子セット42が設けられている。好ましくは、直線軸の下部の直線ガイドシステムは低コストであり、容易に交換可能である。
[0041]腐食に抵抗するため、図2および図3に示すカムフォロアシステムの構成要素は耐腐食性コーティングでコーティングすることができる。例えば、耐腐食性コーティングはRaydent(登録商標)、Armalloy(登録商標)またはNiCoTef(登録商標)であってもよい。好ましくは、ロボット36およびロボット44はそれら自体ピニオンおよび駆動モータを担持する。ロボット36およびロボット44のそれぞれは、必要に応じて、ケーブルチェーンを引き、ロボット36およびロボット44のそれぞれに圧縮空気、通信および電気を供給することができる。
[0042]図2および図3に示す配置では、カムフォロアシステムがロボットの長いアームからのモーメントに抵抗する。好ましくは、カムフォロアシステムは壁の基部の近辺に取り付けられたシンプルな直線トラックである。これら部品は一般に処理槽タンクの近くに配置されるため、槽からのフュームによって劣化するおそれがあり、したがって、安価に作成され、交換が簡単であることが好ましい。
[0043]また、区切られたラックとレールの設計が非常に長い移動を可能にする。示したシステムは、約22,000mmまたは72フィートをわずかに超えるレール長さを有することができる。
[0044]図4は、同じ直線軸上に複数のロボットを備えたシステム50を示す。ロボットシステム50は、第1のロボット52と、第2のロボット54と、第3のロボット56とを有する。システム50の各々第1のロボット52、第2のロボット54、第3のロボット56のそれぞれに対して各々ケーブルトラック58,60および62が通っている。
[0045]図5は、図4の中間のロボット54と、他のロボット用の複数のケーブルトラックとを示す。
[0046]本開示は特定の実施形態について説明および図示したが、また、記載したシステム、装置および方法はこれら特定の実施形態を制限するものではないと理解される。むしろ、本明細書中に説明および図示した特定の実施形態および特徴の機能的または機械的均等物であるすべての実施形態が含まれるものと理解される。
[0047]実施形態のいずれかに関する種々の特徴を記載したが、種々の特徴および実施形態を、本明細書中に記載および図示した他の特徴および実施形態と組み合わせても、使用してもよいと理解される。

Claims (14)

  1. 容器の水平方向に移動可能な第1のアームと、
    前記水平方向に移動可能な第2のアームと、を含
    前記第1のアームは、少なくとも1つの第1の物品を前記容器に対して出し入れするように構成され、前記第2のアームは、少なくとも1つの第2の物品を前記容器に対して出し入れするように構成され、
    前記第1のアームは、物品の処理中に前記第2のアームを越えて移動するように構成される、ウェットベンチ装置。
  2. 前記第1のアームと前記第2のアームとが前記容器の同じ側に配置されている、請求項1に記載のウェットベンチ装置。
  3. 前記第1のアームと前記第2のアームとが前記容器の対向する側に配置されている、請求項1に記載のウェットベンチ装置。
  4. 前記第1のアームが少なくとも1つの第1の物品を移動するように構成されており、前記第2のアームが少なくとも1つの第2の物品を移動するように構成されており、前記第1の物品および前記第2の物品が複数の処理容器に対して出し入れ可能であり、前記第1のアームが前記第2のアームと前記少なくとも1つの第2の物品とに接触することなく移動することができるように、前記第1のアームおよび前記第2のアームの配置を使用者が指定した向きに自由に変更可能である、請求項に記載のウェットベンチ装置。
  5. 前記第1のアームが第1のロボットに連結されており、前記第2のアームが第2のロボットに連結されており、前記第1のロボットが第1のトラック上を移動可能であり、前記第2のロボットが第2のトラック上を移動可能である、請求項に記載のウェットベンチ装置。
  6. 前記第1のロボットが、第1のガイドバーと第2のガイドバーとの間に配置された少なくとも1つのカム転子を含む第1のカムフォロアシステムを有し、前記第2のロボットが、第1のガイドバーと第2のガイドバーとの間に配置された少なくとも1つのカム転子を含む第2のカムフォロアシステムを有する、請求項に記載のウェットベンチ装置。
  7. 前記第1のロボットが、ガイドバーの一方の側に配置された第1のカム転子を含む第1のカムフォロアシステムと、前記ガイドバーの反対側に配置された第2のカム転子とを有し、前記第2のロボットが、ガイドバーの一方の側に配置された第1のカム転子と、前記ガイドバーの反対側に配置された第2のカム転子とを含む第2のカムフォロアシステムを有する、請求項に記載のウェットベンチ装置。
  8. 前記第1のロボットおよび前記第2のロボットと、前記第1のアームおよび前記第2のアームと、前記第1のトラックおよび前記第2のトラックとが耐腐食性材料で作成されている、請求項に記載のウェットベンチ装置。
  9. 第1の容器と、
    前記容器の第1の側に隣接してほぼ水平に配置された第1のレールと、
    前記第1のレール上を移動可能な第1のロボットを有する第1のアームと、
    前記容器の第2の側に隣接してほぼ水平に配置された第2のレールと、
    前記第2のレール上において移動可能な第2のロボットを有する第2のアームと、を含
    前記第1のアームは、少なくとも1つの第1の物品を前記容器に対して出し入れするように構成され、前記第2のアームは、少なくとも1つの第2の物品を前記容器に対して出し入れするように構成され、
    前記第1のアームは、物品の処理中に前記第2のアームを越えて移動するように構成される、ウェットベンチシステム。
  10. 前記第1のアームが、第1の端部の反対側にある、前記第1のアームの第2の端部に連結された第1のエンドエフェクタを有し、前記第2のアームが、前記第1の端部の反対側にある、前記第2のアームの第2の端部に連結された第2のエンドエフェクタを有する、請求項に記載のウェットベンチシステム。
  11. 前記第1の容器に近接して水平方向に配置された第2の容器を含み、前記第1のアームが少なくとも1つの第1の物品を移動するように作動可能であり、前記第2のアームが少なくとも1つの第2の物品を前記第1の容器から前記第2の容器に移動するように作動可能であり、前記第1のアームが前記第2のアームと少なくとも1つの第2の物品とに接触することなく移動することができるように、前記第1のアームおよび前記第2のアームの配置を使用者が指定した向きに自由に変更可能である、請求項10に記載のウェットベンチシステム。
  12. 前記第1のロボットが、第1のガイドバーと第2のガイドバーとの間に配置された少なくとも1つのカム転子を含む第1のカムフォロアシステムを有し、前記第2のロボットが、第1のガイドバーと第2のガイドバーとの間に配置された少なくとも1つのカム転子を含む第2のカムフォロアシステムを有する、請求項に記載のウェットベンチシステム。
  13. 前記第1のロボットが、ガイドバーの一方の側に配置された第1のカム転子を含む第1のカムフォロアシステムと、前記ガイドバーの反対側に配置された第2のカム転子とを有し、前記第2のロボットが、ガイドバーの一方の側に配置された第1のカム転子を含む第2のカムフォロアシステムと、前記ガイドバーの反対側に配置された第2のカム転子とを有する、請求項に記載のウェットベンチシステム。
  14. 前記第1のロボットおよび前記第2のロボットと、前記第1のアームおよび前記第2のアームと、前記第1のトラックおよび前記第2のトラックとが耐腐食性材料で作成されている、請求項に記載のウェットベンチシステム。
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