JP7316104B2 - ウエハ搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウエハ搬送装置に関し、特に、局所的にクリーン化されたクリーン室内にウエハを搬送する搬送機構部が収容されたウエハ搬送装置に関する。

特開２００９－２００１６０号公報（特許文献１）には、搬送装置内を移動する搬送ロボットの走行装置が、側壁部に設けられ構成が記載される。特許文献１によれば、走行装置を側壁部に設けることで、装置上部に設置されたファンフィルタユニットから排気口に至るまでのダウンフローにとっての障害物をなくすことができると記載される。また、特開２０１０－３８６７号公報（特許文献２）には、搬送用ロボットが収まるクリーンな空間をもつ筺体の床面に設けられた空気排出開口部の開口率を調整する開口調節機能を搬送用局所クリーンルームが記載される。

特開２００９－２００１６０号公報 特開２０１０－３８６７号公報

ウエハ搬送装置は、ウエハの搬送作業を行う空間を局所的にクリーン化するクリーン室を備える。クリーン室は、天井部からクリーンな気体を連続的に供給し、天井部から底部に向かう気流（ダウンフローと呼ぶ）を形成する。このため、クリーン室の天井部には、ファンおよびフィルタが一体化された、ファンフィルタユニットが配置され、ファンフィルタユニットを介してクリーン室内に気体を供給する。

ところが、本願発明者の検討によれば、クリーン室内でウエハを搬送する際、ウエハによりダウンフローが遮られる。この結果、ウエハの下面の直下に気体が滞留する領域が形成される懸念があることが判った。クリーン室内に気体が滞留する空間が存在する場合、該空間に溜まった粒子が巻き上げられ、ウエハに異物として付着する懸念がある。また、ウエハ下面側での気体の滞留を解消するための送風機構を設ける場合、その送風機構がクリーン室全体の気流に及ぼす影響を考慮する必要がある。

本願において開示される発明のうち、代表的な形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

すなわち、本発明の一実施の形態であるウエハ搬送装置は、第１主面および前記第１主面の反対側の第２主面を有するウエハを搬送する搬送機構部と、天井部、および前記天井部と対向する底部を備えるクリーン室と、前記天井部に取り付けられ、前記クリーン室の前記天井部側から前記底部側に向かう気流を形成する第１送風機構部と、を有する。前記搬送機構部は、前記ウエハの前記第１主面が前記天井部と対向した状態で前記ウエハを保持するハンド部と、前記ハンド部を支持し、前記ハンド部を動作させる第１アーム部と、前記第１アーム部を支持する支持部と、前記ハンド部が前記ウエハを保持した状態の時、前記ウエハの前記第２主面側から前記クリーン室の前記底部に向かう気流を形成する第２送風機構部と、前記ハンド部による前記ウエハの保持の有無に応じて、前記第２送風機構部の駆動状態を制御する制御部と、を備える。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。

すなわち、ウエハを搬送する際、ウエハへの異物の付着を防止できる。

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

一実施の形態であるウエハ搬送装置の構成例を示す透視平面図である。 図１のＡ－Ａ線に沿った断面図である。 図１のＢ－Ｂ線に沿った拡大断面図である。 図１に示すロボットの拡大平面図である。 図１に示す制御部による複数のファンの駆動状態の制御の一例を示すフロー図である。 図４に示す搬送機構部の変形例を示す平面図である。 図３に対する変形例であって、図６に示す搬送機構部を有するウエハ搬送装置の断面図である。 図４に示す搬送機構部の他の変形例を示す平面図である。 図３に対する他の変形例であって、図８に示す搬送機構部を有するウエハ搬送装置の断面図である。 図１に示す制御部による複数のファンの駆動状態の制御の変形例を示すフロー図である。

以下の実施の形態を説明するための各図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。

＜ウエハ搬送装置の概要＞
図１は、本実施の形態のウエハ搬送装置の構成例を示す透視平面図である。図２は、図１のＡ－Ａ線に沿った断面図である。図３は図１のＢ－Ｂ線に沿った拡大断面図である。図４は、図１に示すロボットの拡大平面図である。図１では、図２および図３に示すファン４０およびフィルタ５０を取り除いた状態で、クリーン室３０の内部構造を示している。図１では、ロボット２０の移動方向、および回転動作の方向を太い矢印を用いて模式的に示している。図２および図３では、クリーン室３０内における気流の向きを、二点鎖線の矢印を用いて模式的に示している。図４では、ロボット２０が備えるハンド部２２の動作を矢印および二点鎖線を用いて示している。

図１に示す本実施の形態のウエハ搬送装置１０は、ウエハ（基板）１を搬送する搬送機構部としてのロボット（搬送機構部）２０と、ロボット２０が収容されるクリーン室３０と、を有する。図２に示すように、クリーン室３０は、天井部３１、天井部３１と対向する底部３２、および天井部３１と底部３２との間に位置し、ロボット２０の周囲を囲む側壁部３３を備える。また、ウエハ搬送装置１０は、天井部３１に配置され、クリーン室３０の天井部３１側から底部３２側に向かう気流を形成するファン（第１送風機構部）４０（図２参照）と、を有する。図２に示すファン４０は、気体中に含まれる粒子（パーティクル）をフィルタリングするフィルタ５０を介してクリーン室３０の外部から内部に向かって気体を供給する。また、図１に示すように、ウエハ搬送装置１０は、クリーン室３０内に配置されるアライメントユニット（位置合わせ機構部）６０および制御部７１を有する。

半導体装置の製造工程には、半導体基板としてのウエハ１上に、半導体素子を含む集積回路を形成する工程や、形成された集積回路の検査、あるいは半導体基板としてのウエハ１自身の検査など、種々の工程が含まれる。また、集積回路は、例えばフォトリソグラフィ技術を利用して微細な回路パターンとして形成されるので、集積回路を形成する工程には多数の工程が含まれる。また、ウエハ１に異物が付着すると、その大きさが微細な塵などの粒子であっても、回路パターンの欠陥の原因となる場合がある。回路パターンの欠陥が検査で発見された場合、当該箇所を製品としないことで、欠陥品の流通を防止できるが、一つのウエハ１から取得できる半導体装置の数が減少する。この結果、半導体装置の製造効率が低下する原因になる。なお、以下の説明において、ウエハ１に異物が付着することを「汚染」と記載する場合がある。

そこで、ウエハ１に異物が付着することを防止するため、ウエハ１をハンドリングする場所には、雰囲気中に含まれる粒子（パーティクル）の数が少なくなるように制御された、クリーンな環境が要求される。ただし、半導体装置の製造工程には、種々の製造装置が用いられるので、多数の製造装置を含む製造ライン全体の雰囲気を高レベルのクリーン環境にすることは難しい。そこで、本実施の形態のウエハ搬送装置１０のように、局所的にクリーン化されたクリーン室３０を設け、このクリーン室３０内においてウエハ１のハンドリングを行う方法が有効である。このように、ウエハ１が搬送機構部としてのロボット２０により搬送される空間を局所的にクリーン化する装のことを、ミニエンバイロンメント装置と呼ぶ。

ミニエンバイロンメント装置を用いた半導体装置の製造方法では、ウエハ１は、ＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）と呼ばれる格納容器２に収容された状態で、製造装置間を搬送される。格納容器２は、複数枚のウエハ１を収容可能な容器である。ウエハ搬送装置１０が備えるロボット２０は、格納容器２からウエハ１を一枚ずつ取出し、取り出したウエハ１を処理室３に搬送する。処理室３は、ウエハ搬送装置１０とは別に、クリーン化された空間であって、内部に例えば検査装置などの処理装置４が配置されている。

また、図１に示す例では、ウエハ１は格納容器２から取り出された後、かつ、処理室３に搬送される前に、クリーン室３０内に配置されるアライメントユニット６０において、アライメント工程に供される。アライメント工程は、ウエハ１の位置合わせを行う工程であって、例えばウエハ１が備えるオリエンタルフラットやノッチなどの図示しないマークに基づいてウエハ１の向きを調整する。アライメント工程を行うことにより、処理室３でウエハ１に対して加工や検査などの処理を行う際に、ウエハ１の所定の位置に処理を施すことができる。

本実施の形態では、ウエハ搬送装置１０には、格納容器２および処理室３は含まれない。クリーン室３０の側壁部３３には、格納容器２とロボット２０との間、あるいは処理室３とロボット２０との間でウエハ１の受け渡しを行う、開口部３４および３５（図３参照）が形成されている。図示は省略するが、開口部３４には、開閉可能なシャッターなどの扉が設けられている。

図１に示す互いに直交するＸ－Ｙ平面において、ロボット２０は、Ｘ方向に延びる走行軸２１に沿って移動可能である。図１では、ロボット２０の移動可能な方向を方向２０Ｄ１として太い矢印で示している。また、図１において、回転方向２０Ｄ２として示すように、ロボット２０は、走行軸２１上において、Ｘ－Ｙ平面に沿って回転可能である。

また、図４に示すように、ロボット２０は、ウエハ１（図１参照）を保持するハンド部２２と、ハンド部２２に連結され、ハンド部２２を伸縮動作させるアーム部２３と、アーム部２３を支持する支持部（ステージ）２５と、を備える。図４に示す例では、アーム部２３は、回転方向２０Ｄ２（図１参照）に回転自在に構成される回転台２４上に取り付けられ、回転台２４を介して支持部２５に支持される。アーム部２３は、複数の板状部材２３ｍと、複数の板状部材２３ｍを回転自在に連結する複数の関節部２３ｊと、を備える。アーム部２３は、関節部２３ｊを回転軸として複数の板状部材２３ｍの角度を変化させることにより、アーム部２３に連結されるハンド部２２を方向２２Ｄ１に沿って伸縮動作させることができる。図４に示す例では、方向２２Ｄ１は、Ｙ方向と一致する。ただし、回転台２４が回転すれば、方向２２Ｄ１がＸ－Ｙ平面において、Ｙ方向と交差する任意の方向と一致する場合がある。

なお、図１に示すようにウエハ搬送装置１０は、ロボット２０に取り付けられる複数のファン７０およびファンの駆動状態を制御する制御部７１を有する。ファン７０および制御部７１については後述する。

＜ウエハ搬送動作の概要＞
図１～３に示す本実施の形態のウエハ搬送装置１０は、ロボット２０を介して以下のようにウエハ１を搬送する。まず、ウエハ搬送装置１０に格納用に２が接続される。図１ではウエハ搬送装置１０に３個の格納容器２が接続された状態を示しているが、格納容器２の接続数は３個には限定されず、種々の変形例がある。格納容器２のそれぞれには複数のウエハ１が収容されている。格納容器２のそれぞれの内部は、清浄な状態に維持され、格納容器２の内部でウエハ１が汚染されることを防止できる。格納容器２は、必要に応じて開閉動作をさせることができる扉を備える。図３に示すように、格納容器２は、側壁部３３に設けられた開口部３４を介してクリーン室３０の内部に連通する位置に接続される。

格納容器２からは、ウエハ１が一枚ずつ順に取り出される。ロボット２０は、ハンド部２２の先端が、格納容器２と対向する位置に移動した後、ハンド部２２を伸縮動作させる。ハンド部２２が方向２２Ｄ１（図４参照）に沿って伸びると、ハンド部２２の先端は、格納容器２内まで伸び、一枚のウエハ１を吸着保持する。ハンド部２２は、ウエハ１を吸着した後、ウエハ１を保持したまま回転台２４（図４参照）に向かって縮むように動作する。その後、ロボット２０は、ウエハ１を保持した状態で、アライメントユニット６０に向かって移動する。

ロボット２０は、アライメントユニット６０の前で図１に示す回転方向２０Ｄ２に沿って回転動作し、ハンド部２２（図４参照）の先端が、アライメントユニット６０と対向する向きまで回転した後、回転動作を停止する。その後、ロボット２０は、ハンド部２２を伸縮動作させる。この時、ハンド部２２の伸縮方向である方向２２Ｄ１（図４参照）は、図１に示すＸ方向に沿っている。このため、ハンド部２２の先端は、ウエハ１を保持した状態で、アライメントユニット６０の上方に向かって延びる。アライメントユニット６０上においてハンド部２２によるウエハ１の保持は解除され、ウエハ１はアライメントユニット６０上に配置される。アライメントユニット６０上では、上記したように、ウエハ１が備えるオリエンタルフラットやノッチなどの図示しないマークに基づいてウエハ１の向きが調整される。向きが調整されたウエハ１は、再びロボット２０のハンド部２２によって保持される。アライメント工程が終わると、ロボット２０はハンド部２２を介してアライメント工程後のウエハ１を再び保持する。

次に、ロボット２０は、アライメントユニット６０の前で図１に示す回転方向２０Ｄ２に沿って回転動作し、ハンド部２２（図４参照）の先端が、処理室３と対向する向きまで回転した後、回転動作を停止する。その後、ロボット２０は、開口部３５（図３参照）とハンド部２２の先端とが対向する位置まで方向２０Ｄ１に沿って移動する。開口部３５は、処理室３にウエハ１を受け渡す連通路である。開口部３５とハンド部２２の先端とが対向する位置において、ロボット２０は、ハンド部２２を伸縮動作させる。この時、ハンド部２２の伸縮方向である方向２２Ｄ１（図４参照）は、図１に示すＹ方向に沿っている。このため、ハンド部２２の先端は、ウエハ１を保持した状態で、開口部３５に向かって延びる。処理室３内に配置された処理装置４上において、ハンド部２２によるウエハ１の保持は解除され、ウエハ１は処理装置４上に配置される。処理装置４では例えば検査工程などの処理工程が実施される。処理装置４による処理が終わると、ロボット２０は、ハンド部２２を介して処理工程後のウエハ１を再び保持する。

次に、ロボット２０は、開口部３５の前で図１に示す回転方向２０Ｄ２に沿って回転動作し、ハンド部２２（図４参照）の先端が、格納容器２が接続された側壁部３３と対向する向きまで回転した後、回転動作を停止する。その後、ロボット２０は、開口部３４（図３参照）とハンド部２２の先端とが対向する位置まで方向２０Ｄ１に沿って移動する。開口部３４とハンド部２２の先端とが対向する位置において、ロボット２０は、ハンド部２２を伸縮動作させる。この時、ハンド部２２の伸縮方向である方向２２Ｄ１（図４参照）は、図１に示すＹ方向に沿っている。このため、ハンド部２２の先端は、ウエハ１を保持した状態で、開口部３４を経由して格納容器２に向かって延びる。格納容器２内において、ハンド部２２によるウエハ１の保持は解除され、ウエハ１は格納容器２内に配置される。

以上の動作を繰り返し、格納容器２内に収容された複数枚のウエハ１のそれぞれに対して検査などの処理を施した後、格納容器２の扉は閉鎖される。また、開口部３４（図３参照）は図示しないシャッターなどにより閉鎖される。その後、格納容器２は、次の処理工程に搬送される。一方、ウエハ搬送装置１０は、別の格納容器２に収容された複数枚のウエハ１に対して、上記と同様の動作を行う。上記のように、ウエハ搬送装置１０の場合、格納容器２からウエハ１を取出し、処理室３に搬送する工程、および処理後のウエハ１を受け取り、格納容器２に搬送する工程のそれぞれが自動化されている。このため、ウエハ１が露出するクリーン室３０内で、異物が発生する要因は低減されている。

＜クリーン室内の気流＞
上記した本実施の形態のウエハ搬送装置１０は、クリーン室３０内の環境を高度なクリーン環境に保つことで、ウエハ１が格納容器２から取り出され、処理室３に受け渡されるまでの期間（第１ウエハ搬送期間）、および処理室から取り出され、格納容器２に受け渡されるまでの期間（第２ウエハ搬送期間）に、ウエハ１に異物が付着することを抑制できる。また、第１および第２ウエハ搬送期間中に実施する作業を少なくすることにより、高度なクリーン環境が要求される空間の体積を小さくすることができる。クリーン環境が必要な空間の体積を低減すれば、クリーン化に必要な設備（ファンやフィルタ）を簡易化することができる。

クリーン室３０内の環境を高度なクリーン環境に保つ方法として、クリーン室３０の天井部３１から底部３２に向かってクリーンな気体を流す気流（ダウンフローと呼ぶ）を形成する方法がある。図２および図３において、二点鎖線の矢印を用いて模式的に示すように、本実施の形態のウエハ搬送装置１０も、天井部３１から底部３２に向かうダウンフローを形成している。詳しくは、クリーン室３０の天井部３１には開口部３１Ｈ、ファン４０、およびフィルタ５０が設けられる、ファン４０は、フィルタ５０を介して外部の気体を開口部３１Ｈからクリーン室３０内に吸気する。フィルタ５０では、気体中に含まれる粒子がトラップされ、清浄化された気体がクリーン室３０内に供給される。底部３２には、天井部３１から送られた気体をクリーン室３０の外部に排出する複数の開口部３２Ｈが設けられる。図２および図３に示す例では、底部３２は、グレーチング（格子状の床）になっており、多数の開口部３２Ｈが形成されている。ウエハ搬送装置１０の場合、クリーン室３０の外側の気体（例えば空気）は、ファン４０およびフィルタ５０を介してクリーン室３０内に供給され、ダウンフローとして底部３２に向かい、底部３２に設けられた開口部３２Ｈを介して外部に排出される。

ウエハ１は、上面（第１主面）１ｔおよび上面１ｔの反対側の下面（第２主面）１ｂを備える。ウエハ１は、上面１ｔの全体が天井部３１と対向した状態でロボット２０のハンド部２２に保持される。このため、上記方法により天井部３１から供給されたダウンフローは、ウエハ１の上面１ｔを含むクリーン室３０内の構造物に向かって吹き付けられる。このため、仮にクリーン室３０内で、例えばロボット２０の動作に起因して塵などの粒子が発生した場合には、粒子はダウンフローに搬送され、ウエハ１の上面１ｔ側に付着することを防止できる。

なお、本実施の形態のロボット２０のハンド部２２は、ウエハ１の下面１ｂ側を吸着保持する構造なので、ウエハ１の上面１ｔの全体が天井部３１と対向する。ただし、ハンド部２２の変形例として、ウエハ１の側面を挟持する（挟んで持つこと）タイプのハンド部もある。この場合、ウエハ１の上面１ｔの周縁部は、ハンド部の挟持用の部材（例えば樹脂製緩衝材など）に覆われる場合がある。ただし、この場合でも、天井部３１とウエハ１との間に他の部材が介在する部分は、周縁部の一部分のみであり、半導体集積回路を形成する領域は、天井部３１と対向するので、実質的にはウエハ１の上面１ｔの全体が天井部３１と対向すると見做すことができる。

＜ウエハ直下の空間での気流＞
上記したように、天井部３１からのダウンフローをウエハ１の上面１ｔに連続的に当てることにより、ウエハ１の上面１ｔへの異物の付着は防止することができる。ところが、クリーン室３０内でウエハ１を搬送する際、ウエハ１によりダウンフローが遮られる。この結果、ウエハ１の下面１ｂの直下に気体が滞留する領域が形成される懸念があることが判った。

そこで、本実施の形態の場合、図３に示すように、ハンド部２２がウエハを保持した状態の時、ウエハ１の下面１ｂ側からクリーン室３０の底部３２に向かう気流を形成する第２送風機構部として、複数のファン７０が設けられている。図４に示すように複数のファンのそれぞれは、支持部２５に取り付けられている。ウエハ１がハンド部２２に保持されている時、ウエハ１と重なる位置にあるファン７０Ａを動作させると、ウエハ１の直下の空間の気体は、ファン７０Ａに吸気され、底部３２に向かって排出される。この結果、ウエハ１の直下にダウンフローを形成することができる。

ただし、ウエハ１の下面１ｂ側での気体の滞留を解消するための送風機構を設ける場合、その送風機構がクリーン室３０全体の気流に及ぼす影響を考慮する必要がある。例えば、図３に示す例において、ウエハ１が保持されている時に、ウエハ１と重なる位置に配置されるファン７０Ａを回転させることにより、ウエハ１の直下にダウンフローを形成することができる。一方、例えば、ウエハ１を格納容器２から取り出す前のタイミング、すなわち、ロボット２０のハンド部２２がウエハ１を保持していない時に、複数のファン７０がウエハ１を保持している時と同じ駆動状態（回転速度、あるいは、単位時間送風量と言い換えることができる）で回転する場合、複数のファン７０の周辺で、気流が必要以上に速くなり、粒子が巻き上がる懸念がある。

そこで、本実施の形態のウエハ搬送装置１０の搬送機構部は、ロボット２０のハンド部２２によるウエハ１の保持の有無に応じて、第２送風機構部としての複数のファン７０の駆動状態を制御する制御部７１（図１参照）を備えている。図５は、図１に示す制御部による複数のファンの駆動状態の制御の一例を示すフロー図である。

図３に示すように、ウエハ搬送装置１０の搬送機構部は、ウエハ１の保持の有無を検出するセンサ７２を備える。ウエハ１の保持の有無を検出することができればセンサの種類および取り付け位置は特に限定されないが、例えば、ハンド部２２の下方に、赤外線センサを取り付ける方法を例示できる。本実施の形態の場合、図１に示す複数のファン７０のそれぞれの上に、センサ７２（図３参照）が取り付けられている。

図５に示すように、センサ７２から出力される検出信号ＳＧ１またはＳＧ２は、図１に示す制御部７１に伝送される。制御部７１は、例えば、センサ７２から出力される検出信号ＳＧ１、ＳＧ２を受信し、これらに基づくデータ処理をするデータ処理回路と、データ処理結果に基づいて、ファン７０を駆動する駆動信号ＤＲ１、ＤＲ２を生成する演算処理回路と、を備えるコンピュータである。制御部７１は、複数のセンサ７２のそれぞれから出力される検出信号ＳＧ１またはＳＧ２に基づいて、複数のファン７０のそれぞれに駆動信号ＤＲ１またはＤＲ２を出力する。例えば、図１および図３に示す例のように、複数のファン７０のうち、ファン７０Ａと重なる位置にウエハ１が保持されている場合、センサ７２Ａは、ウエハ１が保持されていることを意味する検出信号ＳＧ１を出力する。また、ファン７０Ｂおよび７０Ｃは、ウエハ１と重なっていないので、センサ７２Ｂ（図５参照）および７２Ｃ（図５参照）は、ウエハ１が保持されていないことを意味する検出信号ＳＧ２を出力する。

制御部７１は、センサ７２Ａからの検出信号ＳＧ１に基づき、複数のファン７０のうち、ウエハ１と重なる位置に配置されるファン７０Ａに、第１の回転速度で回転するような駆動信号ＤＲ１を出力する。第１の回転速度は、図３に示すウエハ１の直下にダウンフローを形成することが可能な程度の回転速度であって、後述する第２の回転速度より早い。また、制御部７１は、センサ７２Ｂおよび７２Ｃからの検出信号ＳＧ２に基づき、複数のファン７０のうち、ウエハ１と重ならない位置に配置されるファン７０Ｂおよび７０Ｃのそれぞれに、第２の回転速度で回転するような駆動信号ＤＲ２を出力する。第２の回転速度は、上記第１の回転速度より遅い。

ロボット２０が図１に示す方向２０Ｄ１に沿って移動している時には、ウエハ１は、ファン７０Ａと重なる位置に継続的に配置される。複数のセンサ７２（図５参照）のそれぞれは、継続的にウエハ１の有無を検出し続けるので、ファン７０Ａは第１の回転速度で回転し続け、ファン７０Ｂおよび７０Ｃは、第２の回転速度で回転し続ける（あるいは停止状態が維持される）。

また、アライメントユニット６０の近傍において、ロボット２０が回転方向２０Ｄ２に沿って回転すると、ウエハ１は、ファン７０Ａと重ならなくなり、ファン７０Ｂと重なる位置に移動する。この時、図５に示すセンサ７２Ｂからは検出信号ＳＧ１が出力され、センサ７２Ａおよび７２Ｃからは検出信号ＳＧ２が出力される。制御部７１は、検出信号ＳＧ１に基づき、ファン７０Ｂに対して第１の回転速度で回転するように駆動信号ＤＲ１を出力する。また、制御部７１は、検出信号ＳＧ２に基づき、ファン７０Ａおよび７０Ｃに対して第２の回転速度で回転する（または回転を停止する）ように駆動信号ＤＲ２を出力する。

また、ウエハ１がアライメントユニット６０上に配置されている時、ロボット２０は、ウエハ１を保持していない状態になる。この時、図５に示すセンサ７２Ａ、７２Ｂ、および７２Ｃのそれぞれからは、検出信号ＳＧ２が出力される。制御部７１は、検出信号ＳＧ２に基づき、ファン７０Ａ、７０Ｂ、および７０Ｃのそれぞれに対して第２の回転速度で回転する（または回転を停止する）ように駆動信号ＤＲ２を出力する。このように、ロボット２０がウエハ１を保持していない時、複数のファン７０による送風が抑制されるので、複数のファン７０の周辺で、気流が必要以上に速くなり、粒子が巻き上がることを防止できる。

以降、同様に、ロボット２０（図１参照）の動作に応じて、制御部７１は、ウエハ１と重なる位置にあるファン７０に駆動信号ＤＲ１を出力し、ウエハ１と重ならない位置にあるファン７０に駆動信号ＤＲ２を出力する。また例えば、ウエハ１が格納容器２から取り出される前の状態、あるいはウエハ１が格納容器２に収容された直後の状態の場合、ウエハ１はロボット２０に保持されない。この場合、制御部７１は、複数のファン７０のそれぞれに駆動信号ＤＲ２を出力する。制御部７１によるファン７０の駆動制御により、図３に示すウエハ１の直下には、ダウンフローが形成され、かつ、ウエハ１と重ならない領域における気流の乱れを抑制することができる。

なお、第２の回転速度には、回転速度がゼロ、言い換えれば、ファン７０が停止する速度も含まれる。ファン７０が停止した場合、ファン７０の隙間、あるいは、ファン７０の周囲を通ってダウンフローが形成される。ただし、ファン７０の直下に気体が滞留する領域が形成されることを確実に防止する観点からは、ウエハ１と重なっていないファン７０を、停止しない程度の低速度（遅い速度）で回転させることが特に好ましい。

また、本実施の形態に対する変形例としては、図４に示すハンド部２２の近傍にセンサ７２を設け、ハンド部２２がウエハ１（図１参照）を保持しているかどうかを検出し、ウエハ１が検出している場合には全てのファン７０に図５に示す駆動信号ＤＲ１を出力する方法もある。この場合、ウエハ１が保持されている時、複数のファン７０のそれぞれが第１の回転速度で回転し、ウエハ１が保持されていない時、複数のファン７０のそれぞれが第２の回転速度で回転（または回転を停止）する。この変形例の場合でも、複数のファン７０のそれぞれが常時回転している場合と比較すると、気流の乱れを抑制できる。

ただし、気流の乱れを抑制し、粒子が巻き上がることを確実に防止する観点からは、ウエハ１が保持されている場合でも、ウエハ１と重ならない位置に配置されているファン７０は、第２の回転速度で回転させる（あるいは停止させる）ことが好ましい。上記したように、本実施の形態の場合、制御部７１は、複数のファン７０のうち、ウエハ１と重なっているファン７０の回転速度が、ウエハ１と重なっていないファン７０の回転速度より速くなるように駆動信号ＤＲ１およびＤＲ２を伝送する。これにより、気流の乱れを抑制し、粒子が巻き上がることを確実に防止することができる。

また、図３に示すように、複数のファン７０のそれぞれは、クリーン室３０の底部３２より、ハンド部２２に近い位置に取り付けられる。この場合、ウエハ１とファン７０との離間距離を小さくすることができる。このように、ファン７０とウエハ１との離間距離を小さくすることにより、ウエハ１の直下の領域に確実にダウンフローを形成することができる。

＜変形例１＞
以下、図１～図５を用いて説明したウエハ搬送装置１０の複数種類の変形例について説明する。図６は、図４に示す搬送機構部の変形例を示す平面図である。図７は図３に対する変形例であって、図６に示す搬送機構部を有するウエハ搬送装置の断面図である。図６に示すロボット２０Ａは、ファン７０の取り付け方法が、図４に示すロボット２０と相違する。

詳しくは、図６に示すロボット２０Ａが備えるアーム部２３は、支持部２５上に水平方向に回転可能な状態で支持される。この点は、図４に示すロボット２０と同様である。ロボット２０Ａの第２送風機構部は、支持部２５に取り付けられ、アーム部２３の回転動作に追従して回転可能な状態で支持されるファン７０を有する。ファン７０は、アーム部２３の回転動作に追従し、回転方向２０Ｄ２に沿って水平方向に回転する。このため、ロボット２０Ａは、支持部２５に、１個のファン７０が取り付けられている点で、図４に示すロボット２０と相違する。

図７に示すように、ロボット２０Ａを有するウエハ搬送装置１０Ａはハンド部２２の回転動作に追従するファン７０が１個取り付けられるのみである。ハンド部２２がウエハ１を保持している間は、ファン７０は、常にウエハ１の直下に位置する。また、ハンド部２２がウエハ１を保持している間は、ウエハ１と重ならない位置には第２送風機構としてのファン７０は配置されない。ウエハ搬送装置１０Ａが有する制御部７１（図５参照）による制御は、図１に示すウエハ搬送装置１０が有する制御部７１による制御よりも簡単である。

すなわち、例えば図７に示すファン７０に取り付けられたセンサ７２は、ハンド部２２によるウエハ１の保持の有無を継続的に検出する。格納容器２から１枚のウエハ１が取り出され、ハンド部２２により吸着保持された時、図５に示すセンサ７２は、ウエハ１が保持されていることを意味する検出信号ＳＧ１を出力する。検出信号ＳＧ１を受信した制御部７１は、ファン７０に駆動信号ＤＲ１を出力する。これによりファン７０は、ウエハ１の直下に気体が滞留しない程度のダウンフローが形成できるように第１の回転速度で回転する。次に、ウエハ１がアライメントユニット６０（図１参照）に受け渡された時、センサ７２は、ウエハ１が保持されていないことを意味する検出信号ＳＧ２を出力する。検出信号ＳＧ２を受信した制御部７１は、ファン７０に駆動信号ＤＲ２を出力する。これによりファン７０は、上記第１の回転速度より遅い第２の回転速度で回転する（あるいは回転を停止する）。アライメント処理の完了後、ハンド部２２（図７参照）が処理後のウエハ１（図７参照）を再び保持した時、センサ７２は、検出信号ＳＧ１を出力する。以降同様に、制御部７１は、ハンド部２２がウエハ１を保持している時には駆動信号ＤＲ１を出力し、ハンド部２２がウエハ１を保持していない時には駆動信号ＤＲ２を出力する。

ウエハ搬送装置１０Ａの場合、上記した制御により、ウエハ１の直下には、常にダウンフローが形成され、かつ、ウエハ１が保持されていない時には、気流の乱れを防止できる。

ウエハ搬送装置１０Ａの場合にも、図３に示すウエハ搬送装置１０と同様に、ファン７０は、クリーン室３０の底部３２より、ハンド部２２に近い位置に取り付けられる。これにより、ウエハ１の近傍で気流を発生させることができるので、ウエハ１の直下での気体の滞留を防止できる。なお、図６に示す例では、ロボット２０Ａの支持部２５は、円柱形上になっている。この場合、ファン７０が回転方向２０Ｄ２に沿って支持部２５の周囲を回転動作した時に、ファン７０の一部が支持部２５の内部（死角）に入り難いというメリットがある。この場合、支持部の近くにファン７０を配置することができる。ただし、図６に対する変形例として、図４に示すロボット２０と同様に、支持部２５の形状が四角柱であってもよい。図７に示すウエハ搬送装置１０Ａは、上記した相違点を除き、図３に示すウエハ搬送装置１０と同様である。したがって、重複する説明は省略する。

＜変形例２＞
図８は、図４に示す搬送機構部の他の変形例を示す平面図である。図９は図３に対する他の変形例であって、図８に示す搬送機構部を有するウエハ搬送装置の断面図である。図８に示すロボット２０Ｂは、ファン７０の取り付け方法が、図４に示すロボット２０および図６に示すロボット２０Ａと相違する。

詳しくは、図９に示すウエハ搬送装置１０Ｂが有する搬送機構部としてのロボット２０Ｂは、支持部２５上、かつ、アーム部（第１アーム部）２３と支持部２５との間において水平方向に回転可能な状態で支持されるアーム部（第２アーム部）２６と、アーム部２６に支持されるファン７０と、を備える。図８に示す例では、アーム部２３およびアーム部２６のそれぞれは、回転方向２０Ｄ２（図１参照）に回転自在に構成される回転台２４上に取り付けられ、回転台２４を介して支持部２５に支持される。アーム部２３は、図４を用いて説明した例と同様に、関節部２３ｊを回転軸として複数の板状部材２３ｍの角度を変化させることにより、アーム部２３に連結されるハンド部２２を方向２２Ｄ１に沿って伸縮動作させることができる。一方、アーム部２６は、方向２２Ｄ１に沿って伸縮動作はしない。

例えば、図９に示すロボット２０Ｂのハンド部２２が方向２２Ｄ１（図８参照）に沿って格納容器２に向かって延びる場合、ファン７０を支持するアーム部２６は、伸縮動作しない。これにより、格納容器２との間で、ウエハ１の受け渡しを行う際に、受け渡し作業がファン７０により阻害されない。また、アーム部２６は、回転台２４上に固定されているので、回転台２４が回転すれば、アーム部２３および２６は回転台２４と共に回転する。すなわち、アーム部２６に支持されるファン７０は、アーム部２３の回転動作に追従して回転する。これにより、ハンド部２２にウエハ１が保持されている間は、ウエハ１の直下に常にファン７０が配置された状態を維持することができる。ただし、上記したように、ロボット２０Ｂと他の機構部（例えば格納容器２や図１に示すアライメントユニット６０、あるいは、処理室３）との間で、ウエハ１の受け渡しを行っている途中は、ウエハ１の直下にファン７０が存在しないタイミングも有り得る。

図９に示すように、ロボット２０Ｂを有するウエハ搬送装置１０Ｂはハンド部２２の回転動作に追従するファン７０が１個取り付けられるのみである。ハンド部２２がウエハ１を保持している間は、ウエハ１と重ならない位置には第２送風機構としてのファン７０は配置されない。ウエハ搬送装置１０Ｂが有する制御部７１（図５参照）による制御は、図１に示すウエハ搬送装置１０が有する制御部７１による制御よりも簡単である。

すなわち、例えば図９に示すファン７０に取り付けられたセンサ７２は、ハンド部２２によるウエハ１の保持の有無を継続的に検出する。格納容器２から１枚のウエハ１が取り出され、ハンド部２２により吸着保持された時、図５に示すセンサ７２は、ウエハ１が保持されていることを意味する検出信号ＳＧ１を出力する。検出信号ＳＧ１を受信した制御部７１は、ファン７０に駆動信号ＤＲ１を出力する。これによりファン７０は、ウエハ１の直下に気体が滞留しない程度のダウンフローが形成できるように第１の回転速度で回転する。次に、ウエハ１がアライメントユニット６０（図１参照）に受け渡された時、センサ７２は、ウエハ１が保持されていないことを意味する検出信号ＳＧ２を出力する。検出信号ＳＧ２を受信した制御部７１は、ファン７０に駆動信号ＤＲ２を出力する。これによりファン７０は、上記第１の回転速度より遅い第２の回転速度で回転する（あるいは回転を停止する）。アライメント処理の完了後、ハンド部２２（図７参照）が処理後のウエハ１（図９参照）を再び保持した時、センサ７２は、検出信号ＳＧ１を出力する。以降同様に、制御部７１は、ハンド部２２がウエハ１を保持している時には駆動信号ＤＲ１を出力し、ハンド部２２がウエハ１を保持していない時には駆動信号ＤＲ２を出力する。

ウエハ搬送装置１０Ｂの場合、上記した制御により、ウエハ１の直下には、常にダウンフローが形成され、かつ、ウエハ１が保持されていない時には、気流の乱れを防止できる。

ウエハ搬送装置１０Ｂの場合、アーム部２３およびアーム部２６はそれぞれ支持部２５上に取り付けられる。このため、ウエハ搬送装置１０Ｂの場合、ファン７０とウエハ１との離間距離は、図３に示すウエハ搬送装置１０および図７に示すウエハ搬送装置１０Ａのそれぞれと比較して、小さくすることができる。これにより、ウエハ１の近傍で気流を発生させることができるので、ウエハ１の直下での気体の滞留を防止できる。

図９に示す例では、ロボット２０Ｂの支持部２５は、四角柱になっている。ただし、図６に示すロボット２０Ａと同様に、支持部２５の形状が円柱であってもよい。この場合、ファン７０が回転方向２０Ｄ２に沿って支持部２５の周囲を回転動作した時に、ファン７０の一部が支持部２５の一部と重なっていることを防止できる。図９に示すウエハ搬送装置１０Ｂは、上記した相違点を除き、図３に示すウエハ搬送装置１０と同様である。したがって、重複する説明は省略する。

＜変形例３＞
図１０は、図１に示す制御部による複数のファンの駆動状態の制御の変形例を示すフロー図である。図１０に示す制御方法は、図１に示す複数のファン７０の回転速度を制御する際の監視方法が図５に示す方法と相違する。

詳しくは、図１０に示す制御方法の場合、図１に示すロボット２０のハンド部２２（図４参照）の位置を検出するセンサ７３と、ハンド部２２によるウエハ保持の有無を検出するセンサ７２とを有する。本変形例の場合、センサ７２および７３は、それぞれ１個ずつでよい。センサ７３は例えばイメージセンサであって、図１に示す走行軸２１におけるロボット２０のハンド部２２の位置を検出し、その位置情報信号ＳＧ３を制御部７１に伝送する。また、センサ７２は、例えば図４に示すハンド部２２の近傍に取り付けられ、ハンド部２２によるウエハ１の保持の有無を検出し、検出信号ＳＧ１、ＳＧ２を制御部７１に伝送する。

制御部７１は、センサ７３から受信した位置情報信号ＳＧ３をデータ処理し、図１に示すロボット２０のハンド部２２（図４参照）の位置を判定する。この判定結果により、ハンド部２２が複数のファン７０のうちのどのファン７０と重なっているかが特定される。

次に、制御部７１は、センサ７２から受信した検出信号ＳＧ１またはＳＧ２に基づいて、ウエハ１（図１参照）の保持の有無を判定する。そして、ハンド部２２の位置の特定結果と、ウエハ保持の有無の判定結果に基づいて、複数のファン７０のそれぞれに、駆動信号ＤＲ１またはＤＲ２を出力する。詳しくは、ウエハ１と重なっているファン７０には、駆動信号ＤＲ１を出力し、他のファン７０には駆動信号ＤＲ２を出力する。これにより、図５を用いて説明した制御方法と同様に、ウエハ１と重なるファン７０に選択的に駆動信号ＤＲ１を出力することができる。

本変形例の場合、複数のファン７０のそれぞれにセンサ７２を取り付ける必要がないので、センサ７２の数を低減できる。

＜変形例４＞
また、図示は省略するが、制御方法の他の変形例として、制御部７１により、図３、図７、あるいは図９に示すファン４０の駆動状態を制御してもよい。図５および図１０に示す制御方法の場合、制御部７１は、ファン７０の駆動状態のみを制御している。本変形例の場合、制御部７１は、ファン７０の駆動状態に加え、ファン４０の駆動状態を制御する。図２、図３、図７、および図９のそれぞれでは、フィルタ５０上に１個のファンが搭載された例を示しているが、複数のファン４０をフィルタ５０上に配置してもよい。この場合、複数のファン４０の回転数をそれぞれ個別に制御することにより、クリーン室３０内における気流を細かく制御することができる。

本変形例の場合、図５および図１０に示す検出信号ＳＧ１およびＳＧ２、または図１０に示す位置情報信号ＳＧ３に基づいて、制御部７１が、ファン７０およびファン４０の駆動状態（回転速度、あるいは、単位時間送風量と言い換えることができる）を制御する。これにより、ハンド部２２によるウエハ保持の有無、およびウエハ１の位置に応じて、クリーン室３０内の気流を細かく制御することができる。

また、上記では、種々の変形例を説明したが、各変形例を適宜組み合わせて適用することができる。

以上、本実施の形態の代表的な変形例について説明したが、本発明は、上記した実施例や代表的な変形例に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形例が適用できる。

本発明は、ウエハ搬送装置に利用可能である。

１ ウエハ
１ｔ 上面（第１主面）
１ｂ 下面（第２主面）
２ 格納容器
３ 処理室
４ 処理装置
１０，１０Ａ，１０Ｂ ウエハ搬送装置
２０，２０Ａ，２０Ｂ ロボット（搬送機構部，搬送ロボット）
２０Ｄ１，２２Ｄ１ 方向
２０Ｄ２ 回転方向
２１ 走行軸
２２ ハンド部
２３，２６ アーム部
２３ｊ 関節部
２３ｍ 板状部材
２４ 回転台
２５ 支持部（ステージ）
３０ クリーン室（クリーンルーム）
３１ 天井部
３１Ｈ，３２Ｈ，３４，３５ 開口部
３２ 底部
４０，７０，７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ ファン
５０ フィルタ
６０ アライメントユニット（位置合わせ機構部）
７１ 制御部
７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７３ センサ
ＤＲ１，ＤＲ２ 駆動信号
ＳＧ１，ＳＧ２ 検出信号
ＳＧ３ 位置情報信号

Claims (5)

1. 第１主面および前記第１主面の反対側の第２主面を有するウエハを搬送する搬送機構部と、
   天井部、および前記天井部と対向する底部を備えるクリーン室と、
   前記天井部に取り付けられ、前記クリーン室の前記天井部側から前記底部側に向かう気流を形成する第１送風機構部と、
   を有し、
   前記搬送機構部は、
   前記ウエハの前記第１主面が前記天井部と対向した状態で前記ウエハを保持するハンド部と、
   前記ハンド部を支持し、前記ハンド部を動作させる第１アーム部と、
   前記第１アーム部を支持する支持部と、
   前記ハンド部が前記ウエハを保持した状態の時、前記ウエハの前記第２主面側から前記クリーン室の前記底部に向かう気流を形成する第２送風機構部と、
   前記ハンド部による前記ウエハの保持の有無に応じて、前記第２送風機構部の駆動状態を制御する制御部と、
   を備え、
   前記第１アーム部は、前記支持部上に水平方向に回転可能な状態で支持され、
   前記第２送風機構部は、前記支持部に取り付けられた複数のファンを有し、
   前記制御部は、前記複数のファンのうち、前記ウエハと重なっているファンの回転速度が、前記ウエハと重なっていないファンの回転速度より速くなるように駆動信号を伝送する、ウエハ搬送装置。
2. 請求項１に記載のウエハ搬送装置において、
   前記複数のファンのそれぞれは、前記クリーン室の前記底部より、前記ハンド部に近い位置に取り付けられる、ウエハ搬送装置。
3. 第１主面および前記第１主面の反対側の第２主面を有するウエハを搬送する搬送機構部と、
   天井部、および前記天井部と対向する底部を備えるクリーン室と、
   前記天井部に取り付けられ、前記クリーン室の前記天井部側から前記底部側に向かう気流を形成する第１送風機構部と、
   を有し、
   前記搬送機構部は、
   前記ウエハの前記第１主面が前記天井部と対向した状態で前記ウエハを保持するハンド部と、
   前記ハンド部を支持し、前記ハンド部を動作させる第１アーム部と、
   前記第１アーム部を支持する支持部と、
   前記ハンド部が前記ウエハを保持した状態の時、前記ウエハの前記第２主面側から前記クリーン室の前記底部に向かう気流を形成する第２送風機構部と、
   前記ハンド部による前記ウエハの保持の有無に応じて、前記第２送風機構部の駆動状態を制御する制御部と、
   を備え、
   前記第１アーム部は、前記支持部上に水平方向に回転可能な状態で支持され、
   前記第２送風機構部は、前記支持部に取り付けられ、前記第１アーム部の回転動作に追従して回転可能な状態で支持されるファンを有し、
   前記制御部は、前記ファンが前記ウエハと重なった時に回転速度が速くなり、前記ウエハと重ならなくなった時に、回転速度が遅くなるように駆動信号を伝送する、ウエハ搬送装置。
4. 請求項３に記載のウエハ搬送装置において、
   前記ファンは、前記クリーン室の前記底部より、前記ハンド部に近い位置に取り付けられる、ウエハ搬送装置。
5. 第１主面および前記第１主面の反対側の第２主面を有するウエハを搬送する搬送機構部と、
   天井部、および前記天井部と対向する底部を備えるクリーン室と、
   前記天井部に取り付けられ、前記クリーン室の前記天井部側から前記底部側に向かう気流を形成する第１送風機構部と、
   を有し、
   前記搬送機構部は、
   前記ウエハの前記第１主面が前記天井部と対向した状態で前記ウエハを保持するハンド部と、
   前記ハンド部を支持し、前記ハンド部を動作させる第１アーム部と、
   前記第１アーム部を支持する支持部と、
   前記ハンド部が前記ウエハを保持した状態の時、前記ウエハの前記第２主面側から前記クリーン室の前記底部に向かう気流を形成する第２送風機構部と、
   前記ハンド部による前記ウエハの保持の有無に応じて、前記第２送風機構部の駆動状態を制御する制御部と、
   を備え、
   前記第１アーム部は、前記支持部上に水平方向に回転可能な状態で支持され、
   前記第２送風機構部は、
   前記支持部上、かつ、前記第１アーム部と前記支持部との間において水平方向に回転可能な状態で支持される第２アームと、
   前記第２アームに支持される前記第２送風機構部としてのファンと、
   を備え、
   前記制御部は、前記ファンが前記ウエハと重なった時に回転速度が速くなり、前記ウエハと重ならなくなった時に、回転速度が遅くなるように駆動信号を伝送する、ウエハ搬送装置。

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