JP6332153B2 - ウエハ搬送システム - Google Patents

Description

本発明は、ウエハ搬送システムに関する。

特許文献１は、ウエハを搭載したパレットを清浄空気内で搬送する技術を開示している。パレットには永久磁石が取り付けられており、この永久磁石を用いて、パレットを搬送経路上で非接触で停止できるようにしている。そして、停止状態のパレットを発進させるには、パレットに設けられた押し出しピンをロボットのアームで搬送方向に押し出すようにしている。

特開２０１５−００９９８２号公報

しかしながら、上記特許文献１の構成では、押し出しピンがウエハと同じ空間内に存在するので、ロボットのアームで押し出しピンを押し出す際に発生した粉塵がウエハを汚染する虞があった。

本発明の目的は、停止状態にあるパレットを搬送方向に押し出すに際し、押し出しによって発生した粉塵でウエハが汚染するのを防止する技術を提供することにある。

ウエハを搭載可能なパレットと、搬送経路に沿って筒状に延び、前記パレットを収容可能な搬送筒と、前記搬送筒内に清浄空気を供給する清浄空気供給手段と、を備えたウエハ搬送システムであって、前記搬送筒は、前記搬送経路に沿って延びるスリットを有し、前記搬送筒内に供給された前記清浄空気は前記スリットから排気空間へ排気されており、前記パレットは、前記搬送筒内を移動するパレット本体と、前記パレット本体から延びて前記スリットを通り抜ける操作部と、を有し、前記パレットの前記操作部を操作することで、停止状態にある前記パレットを搬送方向に押し出す操作手段を更に備え、前記操作手段は、前記排気空間で前記操作部を操作する、ウエハ搬送システムが提供される。以上の構成によれば、停止状態にあるパレットを搬送方向に押し出すに際し、押し出しによって発生した粉塵でウエハが汚染するのを防止することができる。

本発明によれば、停止状態にあるパレットを搬送方向に押し出すに際し、押し出しによって発生した粉塵でウエハが汚染するのを防止することができる。

半導体製造ラインの斜視図である。 パレットの斜視図である。 操作部の斜視図である。 パレット浮上ユニットの斜視図である。 パレット浮上ユニットの断面図である。 パレット浮上ユニットの断面図である。 パレット浮上ユニットにパレットが収容された状態を示す断面図である。 パレット移動制御ユニットの動作説明図である。 パレット移動制御ユニットの動作説明図である。 パレット移動制御ユニットの動作説明図である。 パレット移動制御ユニットの動作説明図である。 パレット移動制御ユニットの動作説明図である。

図１及び図２に示すように、半導体製造ライン１は、破線で示すウエハ２（搬送対象物）を搬送するウエハ搬送システム３と、ウエハ２に対して所定の処理を行うプロセス装置４と、ウエハ搬送システム３によって搬送されているウエハ２をウエハ搬送システム３から受け取ってプロセス装置４に渡すと共にプロセス装置４によって処理されたウエハ２をプロセス装置４から受け取ってウエハ搬送システム３に戻す移載装置５と、を備える。「移載する（to transfer）」とは、「装置間で対象物を受け渡す」を意味する。

ウエハ搬送システム３は、パレット６（搭載装置）と、浮上搬送装置７と、を備える。図１に示すように、浮上搬送装置７は、水平方向において直線的に構成されている。

ここで、図１を参照して、「システム長手方向」及び「鉛直方向」、「システム幅方向」を定義する。システム長手方向は、浮上搬送装置７の長手方向を意味する。システム長手方向のうち、ウエハ２を搬送する方向を「搬送方向」とし、搬送方向と反対の方向を「反搬送方向」とする。鉛直方向は、地面に対して垂直な方向である。鉛直方向のうち、地面に向かう方向を「下方向」とし、地面から離れる方向を「上方向」とする。システム幅方向は、システム長手方向及び鉛直方向に対して直交する方向である。

（パレット６）
図２に示すように、パレット６は、ウエハ２を搭載するものである。即ち、本実施形態のウエハ搬送システム３は、ウエハ２を直接的に搬送するのではなく、ウエハ２を搭載したパレット６を搬送することで間接的にウエハ２を搬送する。パレット６は、パレット本体８と、３つの搭載ピン９、３つの位置決めユニット１０、一対のフラつき防止磁石１１、一対の操作部１３、一対の駆動部６０を備える。

パレット本体８は、平面視で長方形の平板状に形成されている。パレット本体８は、長方形の基部１４と、一対の張り出し部１５と、を有する。本実施形態において、パレット６は、パレット本体８の基部１４の長手方向がシステム長手方向に対して平行となるような姿勢で拘束されたまま、浮上搬送装置７によって搬送される。従って、以降、パレット６を説明するに際しても、前述した「システム長手方向」及び「鉛直方向」、「システム幅方向」をそのまま利用するものとする。パレット本体８の基部１４は、システム長手方向に対して平行に延びる一対の長辺１４ａと、システム幅方向に対して平行に延びる一対の短辺１４ｂと、を有する。パレット６が浮上搬送装置７によって搬送されるに際し、パレット本体８の先頭となる部分を先頭部６２と称し、パレット本体８の後尾となる部分を後尾部６３と称する。一対の張り出し部１５は、基部１４の各長辺１４ａの略中央から外側へ突出する。

４本の搭載ピン９は、パレット本体８の基部１４から上方向に突出するように配置されている。各搭載ピン９の上端９ａは、半球状に形成されている。ウエハ２は、４本の搭載ピン９の上端９ａに搭載される。

３つの位置決めユニット１０は、ウエハ２をパレット６に搭載するに際し、パレット６に対するウエハ２の水平方向での位置決めを行うためのものである。

一対のフラつき防止磁石１１は、パレット６が浮上搬送装置７によって搬送される際の、パレット６を平面視で見たときのパレット６のフラつきを防止するための磁石である。一対のフラつき防止磁石１１は、パレット本体８の基部１４の先頭部６２及び後尾部６３に配置されている。

図３に示すように、各操作部１３は、薄板１６と、パレット側停止磁石１７と、を有する。各操作部１３の薄板１６は、パレット本体８の基部１４の各長辺１４ａの略中央から下方向に延びる。各操作部１３のパレット側停止磁石１７は、薄板１６の下端に取り付けられている。

一対の駆動部６０は、パレット６の下方から吹き付けられる清浄空気の流れの向きを変化させることで、清浄空気の流れが有する運動エネルギーからパレット６を搬送するための搬送駆動力Rを生成するための部分である。

（浮上搬送装置７）
図１に示すように、浮上搬送装置７は、パレット浮上ユニット２０（搬送筒）、FFU２２（Fan Filter Unit、清浄空気供給手段）、パレット移動制御ユニット７０（操作手段）を備える。

FFU２２は、清浄空気を生成してパレット浮上ユニット２０内に供給するものである。

パレット浮上ユニット２０は、FFU２２が生成した清浄空気を用いてパレット６を浮上させつつパレット６を搬送するものである。図４に示すように、パレット浮上ユニット２０は、複数のカバー２１、中央ユニット２３と、一対の側方ユニット２４と、を備える。

中央ユニット２３は、システム幅方向において一対の側方ユニット２４に挟まれるように配置されている。中央ユニット２３は、高圧筒体２５と、マグネットガイド２６と、を有する。高圧筒体２５は、FFU２２によって生成された清浄空気を溜め込むことで高圧空間Pを形成するものである。高圧筒体２５は、システム長手方向に延びる。高圧筒体２５は、天板２７と一対の側板２８、底板２９によって構成される。天板２７には、複数の噴射スリット３０が形成されている。複数の噴射スリット３０は、高圧筒体２５内の清浄空気を上方向に噴射するためのスリットである。複数の噴射スリット３０は、システム長手方向に２列を成して並んでいる。マグネットガイド２６は、パレット６が浮上搬送装置７によって搬送される際の、パレット６を平面視で見たときのパレット６のフラつきを防止するための磁石である。マグネットガイド２６は、システム長手方向に直線的に延びている。マグネットガイド２６は、天板２７の下面２７ａに取り付けられている。

各側方ユニット２４は、天板３１と側板３２、底板３３、シール３４を有する。一対の側方ユニット２４は、システム幅方向において線対称であるから、一方の側方ユニット２４のみ説明し、他方の説明は省略する。

天板３１は、中央ユニット２３の高圧筒体２５の天板２７に対してシステム幅方向で隣り合っている。天板３１と天板２７の間には、ガイドスリット３５（スリット）が形成されている。ガイドスリット３５は、システム長手方向に沿って細長く形成されている。

そして、中央ユニット２３の高圧筒体２５の天板２７と、一対の側方ユニット２４の天板３１と、によって搬送板３６が構成される。

複数のカバー２１は、搬送板３６上に外部空間F（排気空間）から隔離された搬送空間Sを形成するためのものである。複数のカバー２１は、システム長手方向に並べて配置されている。各カバー２１は、システム長手方向で見て下方向に開口する断面U字状に形成されている。各カバー２１は、天板３７と一対の側板３８を有する。そして、各カバー２１の一対の側板３８で中央ユニット２３及び一対の側方ユニット２４をシステム幅方向で挟み込むことで、各カバー２１と搬送板３６との間に搬送空間Sが形成される。

次に、図５及び図６を参照して、パレット浮上ユニット２０の搬送空間Sにおける清浄空気の流れについて説明する。先ず、FFU２２によって生成された清浄空気は、パレット浮上ユニット２０の中央ユニット２３の高圧筒体２５の底板２９の供給孔４１を通って高圧筒体２５内の高圧空間Pに供給される。この結果、高圧空間Pの気圧は、例えば2atm程度の高気圧（第１の気圧）となる。

次に、高圧空間P内の圧縮状態にある清浄空気は、パレット浮上ユニット２０の中央ユニット２３の高圧筒体２５の天板２７が有する複数の噴射スリット３０を通って上方向に、搬送空間Sへ噴射される。これにより、搬送空間Sの気圧は、高圧空間Pの気圧である高気圧よりも低く、外部空間Fの気圧である大気圧（第３の気圧）よりも高い、例えば20Pa（ゲージ圧）程度の中気圧（第２の気圧）となる。

次に、図６に示すように、高圧空間Pから複数の噴射スリット３０を通じて搬送空間Sへ噴射された清浄空気は、搬送空間Sを清浄雰囲気に維持しつつ、やがてガイドスリット３５から外部空間Fへ排出される。

図７には、高圧空間Pから複数の噴射スリット３０を通じて搬送空間Sへ噴射された清浄空気の有するエネルギーにより、パレット６が搬送空間S内で浮上している様子を示している。図７に示すように、パレット浮上ユニット２０の搬送板３６と、パレット６のパレット本体８の基部１４と、の間に清浄空気が高い圧力で供給されることで、パレット６は、搬送空間S内で浮上する。そして、パレット６のパレット本体８の基部１４に搭載された一対の駆動部６０の存在により、パレット６は、浮上しながら搬送方向へと搬送される。

このとき、図２に示すパレット６の一対のフラつき防止磁石１１が、図４に示す浮上搬送装置７のパレット浮上ユニット２０の中央ユニット２３のマグネットガイド２６によって磁気的に引き寄せられる。これにより、図２に示すパレット６は、浮上搬送時、搬送空間S内でパレット６を平面視で見てふらつき難い。

次に、図７〜図１２を参照して、パレット移動制御ユニット７０を説明する。パレット移動制御ユニット７０は、パレット６の操作部１３を操作することで、パレット６の移動を制御ものである。パレット６の移動には、パレット６の搬送停止、搬送開始、搬送再開、停止状態の維持、を含む。

図７に示すように、パレット移動制御ユニット７０は、搬送空間Sよりも低圧側である外部空間Fに配置されている。具体的には、パレット移動制御ユニット７０は、パレット浮上ユニット２０の中央ユニット２３の高圧筒体２５の側板２８と、パレット浮上ユニット２０の側方ユニット２４の側板３２と、の間に配置されている。パレット移動制御ユニット７０は、搬送板３６の下側に配置されている。パレット移動制御ユニット７０は、パレット浮上ユニット２０の側方ユニット２４の天板３１の下側に配置されている。そして、パレット移動制御ユニット７０は、外部空間Fでパレット６の操作部１３を操作することで、パレット６の移動を制御する。

図８〜図１４には、説明の便宜上、パレット浮上ユニット２０の側方ユニット２４の天板３１を取り外したことで、パレット移動制御ユニット７０を上方に露出させた状態を示している。

パレット移動制御ユニット７０は、主駆動リンク７１と、前方位置決めリンク７２、マグネット兼後方位置決めリンク７３、プッシャー第１リンク７４、プッシャー第２リンク７５、アクチュエータ７６を備える。

主駆動リンク７１は、搬送方向に沿って進退するリンクである。主駆動リンク７１は、アクチュエータ７６によって進退駆動される。

前方位置決めリンク７２には、前方位置決めピン７２ａが設けられている。主駆動リンク７１が搬送方向と反対の方向に移動すると、前方位置決めリンク７２が回転して、前方位置決めピン７２ａが内側へと移動し、パレット６の先頭部６２を位置決めする。

図１０に示すように、マグネット兼後方位置決めリンク７３には、永久磁石７３ａ、ストッパー７３ｂ、後方位置決めピン７３ｃが設けられている。そして、永久磁石７３ａとストッパー７３ｂが内側に移動すると後方位置決めピン７３ｃが外側に移動するように、永久磁石７３ａとストッパー７３ｂが外側に移動すると後方位置決めピン７３ｃが内側に移動するように構成されている。

図８に戻り、プッシャー第１リンク７４には、プッシャー面７４ａが形成されている。主駆動リンク７１が搬送方向と反対の方向に移動すると、プッシャー面７４ａが外側に外れながら搬送方向と反対の方向に移動した後、内側に復帰するように、且つ、主駆動リンク７１が搬送方向に移動すると、プッシャー面７４ａが内側に張り付いたまま搬送方向に移動するように、プッシャー第１リンク７４とプッシャー第２リンク７５が構成されている。

図８は、パレット移動制御ユニット７０にパレット６が搬送されてくるのを待機しているパレット移動制御ユニット７０の状態を示す。図８の状態では、前方位置決めピン７２ａ及び後方位置決めピン７３ｃ、プッシャー面７４ａは、外側に退避状態にある。一方、永久磁石７３ａ及びストッパー７３ｂは、内側に進出した状態となっている。

図９には、パレット移動制御ユニット７０にパレット６が搬送されてきた直後の状態を示す。図９の状態では、パレット６の操作部１３のパレット側停止磁石１７が、パレット移動制御ユニット７０の永久磁石７３ａによって磁気的に吸着されたことで、パレット６の移動が停止され、パレット６は静止状態にある。なお、このとき、ストッパー７３ｂは、パレット６の操作部１３のパレット側停止磁石１７が、パレット移動制御ユニット７０の永久磁石７３ａを通りすぎてしまうのを予備的に防止する。

図１０には、アクチュエータ７６によって主駆動リンク７１が搬送方向と反対の方向に移動した際に、プッシャー面７４ａが外側に退避しながら、搬送方向と反対の方向に移動している様子を示している。

図１１には、停止状態にあるパレット６が位置決めされた様子を示している。図１１の状態では、アクチュエータ７６によって主駆動リンク７１が更に搬送方向と反対の方向に移動したことで、前方位置決めピン７２ａ及び後方位置決めピン７３ｃが内側に移動し、もって、パレット６が搬送方向に位置決めされている。また、永久磁石７３ａ及びストッパー７３ｂが外側に退避したことで、パレット６のパレット移動制御ユニット７０によって磁気的に保持された状態が解消される。また、プッシャー面７４ａが内側に移動することで、プッシャー面７４ａとパレット６の操作部１３の薄板１６が搬送方向において対向している。

図１２には、パレット６の搬送が再開する様子を示している。即ち、アクチュエータ７６によって主駆動リンク７１が搬送方向へ移動することで、前方位置決めピン７２ａが外側に退避して、パレット６が搬送方向へ移動可能な状態となる。継続して、アクチュエータ７６によって主駆動リンク７１が搬送方向に移動することで、プッシャー面７４ａがパレット６の操作部１３の薄板１６を搬送方向に押し、もって、パレット６が搬送方向へと押し出される。これにより、パレット６の搬送が再開される。更に、アクチュエータ７６によって主駆動リンク７１が搬送方向に移動することで、永久磁石７３ａ及びストッパー７３ｂが内側へ進出すると共に、後方位置決めピン７３ｃが外側へと退避し、もって、パレット移動制御ユニット７０は、図８に示す状態へと復帰する。

上記実施形態は、以下の特長を有する。

ウエハ搬送システム３は、ウエハ２を搭載可能なパレット６と、搬送経路に沿って筒状に延び、パレット６を収容可能なパレット浮上ユニット２０（搬送筒）と、パレット浮上ユニット２０内に清浄空気を供給するFFU２２（清浄空気供給手段）と、を備える。パレット浮上ユニット２０は、搬送経路に沿って延びるガイドスリット３５（スリット）を有する。パレット浮上ユニット２０内に供給された清浄空気はガイドスリット３５から外部空間F（排気空間）へ排気される。パレット６は、パレット浮上ユニット２０内を移動するパレット本体８と、パレット本体８から延びてガイドスリット３５を通り抜ける操作部１３と、を有する。ウエハ搬送システム３は、パレット６の操作部１３を操作することで、停止状態にあるパレット６を搬送方向に押し出すパレット移動制御ユニット７０（操作手段）を更に備える。パレット移動制御ユニット７０は、外部空間Fで操作部１３を操作する。以上の構成によれば、停止状態にあるパレット６を搬送方向に押し出すに際し、押し出しによって発生した粉塵でウエハ２が汚染するのを防止することができる。

１ 半導体製造ライン
２ ウエハ
３ ウエハ搬送システム
４ プロセス装置
５ 移載装置
６ パレット
７ 浮上搬送装置
８ パレット本体
９ 搭載ピン
１３ 操作部
１６ 薄板
１７ パレット側停止磁石
２０ パレット浮上ユニット
２１ カバー
２２ FFU
２５ 高圧筒体
２６ マグネットガイド
２７ 天板
２７ａ 下面
２８ 側板
２９ 底板
３０ 噴射スリット
３１ 天板
３２ 側板
３３ 底板
３４ シール
３５ ガイドスリット
３６ 搬送板
３７ 天板
３８ 側板
７０ パレット移動制御ユニット
７１ 主駆動リンク
７２ 前方位置決めリンク
７２ａ 前方位置決めピン
７３ マグネット兼後方位置決めリンク
７３ａ 永久磁石
７３ｂ ストッパー
７３ｃ 後方位置決めピン
７４ プッシャー第１リンク
７４ａ プッシャー面
７５ プッシャー第２リンク
７６ アクチュエータ
P 高圧空間
F 外部空間
S 搬送空間

Claims (1)

1. ウエハを搭載可能なパレットと、
   清浄空気を供給可能な清浄空気供給手段と、
   前記清浄空気供給手段から供給された前記清浄空気を溜め込むと共に、天板に形成された複数の噴射スリットから前記清浄空気を上方向に噴射することで前記パレットを浮上させる高圧筒体と、
   搬送方向及び鉛直方向に直交するシステム幅方向において前記高圧筒体を挟むように配置され、天板を有する、一対の側方ユニットと、
   カバーと、
   を備え、
   前記高圧筒体の前記天板と前記一対の側方ユニットの前記天板によって搬送板が構成されており、
   前記カバーは、前記搬送板上に外部空間から隔離された搬送空間を形成しており、
   前記高圧筒体の前記天板と前記一対の側方ユニットの前記天板の間にガイドスリットが形成されており、
   前記高圧筒体から前記複数の噴射スリットを通じて前記搬送空間へ噴射された前記清浄空気は、前記搬送空間を清浄雰囲気に維持しつつ、やがて前記ガイドスリットから前記外部空間へ排出され、
   前記パレットは、前記搬送空間内を移動するパレット本体と、前記パレット本体から延びて前記ガイドスリットを通り抜ける操作部と、を有し、
   前記パレットの前記操作部を操作することで、停止状態にある前記パレットを搬送方向に押し出す操作手段を更に備え、
   前記操作手段は、前記高圧筒体と前記一対の側方ユニットの間に配置されている、
   ウエハ搬送システム。

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