JPH11343028A

JPH11343028A - 半導体ウエハの搬送ロボット

Info

Publication number: JPH11343028A
Application number: JP15555698A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Saito; 禎範斎藤
Original assignee: Next KK
Current assignee: Next KK
Priority date: 1998-06-04
Filing date: 1998-06-04
Publication date: 1999-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】高精度で半導体ウエハの搬送及びアライニン
グをなしえ、かつ、半導体製造装置の占有面積の縮小化
に寄与し得る半導体ウエハの搬送ロボットを提供するこ
と。【解決手段】搬送ロボットＡの駆動体１にアライナー
３のターンテーブル３ａを搭載する。これにより、アラ
イナーと搬送ロボットとの間の位置決め誤差は、伸縮ア
ーム２の伸長精度のみに委ねられる。また、アライニン
グ室を要しないので、半導体製造装置の占有面積の縮小
化に寄与できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置に
関し、詳細には、搬送ユニット内に設置され、複数の処
理ユニット間等で、半導体ウエハを搬送するための半導
体ウエハの搬送ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の半導体製造装置では、半導体ウエ
ハに対する一連の処理を効率よく行うため、エッチン
グ、スパッタ、洗浄或は加熱等の各処理を行う１又は複
数の処理室と、半導体ウエハの位置合わせを行うための
アライニング室とを、半導体ウエハの搬送を行う搬送ロ
ボットを有する搬送室に連結した構成が採用されてい
る。

【０００３】係る従来の半導体製造装置を図９により説
明する。

【０００４】半導体製造装置１００は、搬送室１０１に
ゲートバルブ１０２を介して、複数の処理室１０３、半
導体ウエハを装置内に取り込むためのカセット室１０４
及びアライニング室１０５が連結されたものであり、ゲ
ートバルブ１０２により各室はそれぞれ独立して所定の
雰囲気に調整されている。

【０００５】そして、カセット室１０４に取り込まれた
処理対象となる半導体ウエハは、搬送室１０１内の搬送
ロボットを介して、一旦、アライニング室１０５に搬送
され、中心位置及び方向が識別された後、再び搬送ロボ
ットを介して所定の処理室１０３へ搬送される。

【０００６】ここで、従来の搬送ロボットの構成は、直
線軌道上を伸縮し半導体ウエハを載置して搬送する伸縮
アーム１０１ａと、伸縮アームを搭載・駆動する駆動体
１０１ｂとからなるものである。駆動体１０１ｂはそれ
自身が回転自在に構成されており、その回転角度により
伸縮アーム１０１ａの伸縮方向が決定される。また、伸
縮アーム１０１ａの伸長距離は駆動体によって制御され
る。

【０００７】従って、アライニング室１０５において位
置決めされた半導体ウエハを受け取りに行く伸縮アーム
１０１ａの位置は、駆動体１０１ｂの回転角度と伸縮ア
ーム１０１ａの伸縮長さという２つのパラメータによっ
て決定され、それら２つのパラメータが半導体ウエハの
位置合わせに関して搬送ロボットに要求される精度とな
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、半導体ウエハ
の処理は高い精度が要求されるため、精度誤差を生じる
要因となるそれらのパラメータの数は、できるだけ少な
い方が望ましい。また、生産効率向上のためには、半導
体ウエハのアライニングに要する時間を短縮する必要も
ある。更に、半導体製造装置はクリーンルーム設置の観
点から、できるだけ占有面積を小さくすることが要求さ
れている。

【０００９】従って、本発明の目的は、高精度で半導体
ウエハの搬送及びアライニングをなしえ、かつ、半導体
製造装置の占有面積の縮小化に寄与し得る半導体ウエハ
の搬送ロボットを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、半導体
ウエハを搬送するための伸縮アームと、当該伸縮アーム
が搭載され、かつ、回転自在な駆動体と、からなる半導
体ウエハの搬送ロボットにおいて、前記駆動体が、半導
体ウエハを載置して回転するターンテーブルと当該ター
ンテーブルに搭載された半導体ウエハの位置合わせを行
うためのセンサとからなるアライナーのうち、少くとも
前記ターンテーブルを搭載したことを特徴とする半導体
ウエハの搬送ロボットが提供される。この手段によれ
ば、アライナーのうち少くともターンテーブルが駆動体
に搭載されているので、駆動体の回転角度に伴う精度誤
差が生じることはなく、また、アライニング室を別途設
ける必要がないので、半導体製造装置の占有面積の縮小
化に寄与し得るといった効果がある。

【００１１】本発明において、前記半導体ウエハの位置
合わせを行うための光センサとは、前記ターンテーブル
上で回転する半導体ウエハの偏心量の検出、及び、オリ
フラ等によって表される半導体ウエハの方向の検出を行
うためのセンサであって、例えば、光センサ等を用いる
ことができる。

【００１２】また、前記アライナーのうち前記センサに
ついては、前記駆動体に搭載しても、他の箇所に配置し
てもどちらでもよい。

【００１３】更に、本発明では、前記ターンテーブルを
その回転軸の軸線が前記伸縮アームの伸縮軌道と直交す
るように設けてもよい（請求項２）。係る構成では、半
導体ウエハの偏心補正は、当該半導体ウエハの中心位置
を前記伸縮アームの伸縮軌道上に位置せしめるように前
記ターンテーブルを回転し、それに応じて前記伸縮アー
ムの伸長の程度を調整することにより可能となる。

【００１４】また、本発明においては、前記駆動体が、
同一方向に個別に伸縮する２基の前記伸縮アームを搭載
したものであってもよい（請求項３）。係る構成におい
て、前記個別に伸縮するとは、２基の前記伸縮アームが
それぞれ別々に伸縮可能であることを意味し、これによ
り、２枚の半導体ウエハの同時搬送が可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る搬送ロボッ
トＡの概略図である。搬送ロボットＡは、駆動体１と、
駆動体１上に搭載された伸縮アーム２と、アライナー３
と、からなる。駆動体１は、それ自体が回転可能な機構
と、伸縮アーム２若しくはアライナー３の駆動機構等
と、を備えるものである（いずれも図示しない）。

【００１６】伸縮アーム２は、半導体ウエハが載置され
るフォーク２ａと、アーム部２ｂとからなり、アーム部
２ｂの一端は駆動体１に、他端はフォーク２ａにそれぞ
れ回転自在に連結されており、アーム部２ｂの当該一端
が駆動体１によって回転駆動されると、ベルト伝動等の
公知の手段によりアーム部２ｂが伸縮し、フォーク２ａ
が直線状に移動する。

【００１７】アライナー３は、ターンテーブル３ａと光
センサ３ｂとからなり、ターンテーブル３ａは、半導体
ウエハを回転させるものであり、光センサ３ｂは、回転
された半導体ウエハの偏心量及び方向（オリフラ等の向
き）を検出するものである。ターンテーブル３ａは、フ
ォーク２ａの間隙２ａ’から突出するように上下動可能
に駆動体１に搭載され、かつ、その回転軸の軸線がフォ
ーク２ａが移動する軌道に直交するように設けられる。
なお、ターンテーブル３ａを上下動可能としたのは、タ
ーンテーブル３ａとフォーク２ａとの間で半導体ウエハ
の受渡しを行うためであるが、フォーク２ａが上下動す
るようにしてもよい。

【００１８】光センサ３ｂは、ターンテーブル３ａに載
置された半導体ウエハの外周が間を通過するコ形形状を
なし、半導体ウエハの偏心やオリフラ等の向きを検出す
る。なお、この光センサ３ｂは必ずしも駆動体１に搭載
する必要は無い。

【００１９】以下、係る搬送ロボットＡにおける半導体
ウエハの位置合わせについて、図２（ａ）乃至（ｃ）に
よって説明する。図２（ａ）乃至（ｃ）は、各工程にお
ける搬送ロボットＡを側方から見た構造図である。始め
に、搬送ロボットＡは、駆動体１を回転させて、半導体
ウエハが収容されたカセット室等の方向に向き、伸縮ア
ーム２を伸長して半導体ウエハＷをフォーク２ａ上に載
置して受け取る（図２（ａ））。この時、ターンテーブ
ル３ａは、駆動体１の凹部１ａに引っ込んだ位置にあ
り、これにより伸長する伸縮アーム２との干渉を防止す
る。

【００２０】搬送ロボットＡは、半導体ウエハＷを受け
取ると、伸縮アーム２を短縮させる。その後、ターンテ
ーブル３ａがフォーク２ａの間隙２ａ’から上昇して半
導体ウエハＷを載置して受け取り、回転させる（図２
（ｂ））。光センサ３ｂは、回転する半導体ウエハＷの
偏心量及び方向を検出する。次に、ターンテーブル３ａ
は、光センサ３ｂにより検出された半導体ウエハＷの中
心位置が、フォーク２ａの移動する軌道に位置するよう
に半導体ウエハＷを回転させて停止する。搬送ロボット
Ａは、フォーク２ａと半導体ウエハＷの中心位置との位
置が合うように伸縮アーム２を適度に伸縮し、その後、
ターンテーブル３ａが降下して、一端半導体ウエハＷが
フォーク２ａ上に載置される（図２（ｃ））。この段階
で、半導体ウエハＷの偏心量が補正されたことになる。

【００２１】次に、ターンテーブル３ａは、図２（ｂ）
のように再び上昇して、半導体ウエハＷを載置し回転さ
せる。そして、半導体ウエハＷの方向を合わせた後、図
２（ｃ）の如く降下して、フォーク２ａが半導体ウエハ
Ｗを受け取る。以上により、搬送ロボットＡは、中心位
置及び方向の双方が合わせられた半導体ウエハＷを受け
取ったこととなり、次工程の処理室等へこれを搬送す
る。

【００２２】係る位置合わせの調整において、アライナ
ー３のターンテーブル３ａは駆動体１上に搭載されてい
るので、駆動体１自体の回転誤差は、当該位置合わせに
関係せず、搬送ロボットＡに要求される精度は、伸縮ア
ーム２の伸縮距離のみとなり、従来のロボットの場合よ
り高精度の搬送が実現される。

【００２３】図３は、本発明に係る他の搬送ロボットＢ
の概略図であって、フォーク２２ａの一部を破断した図
である。搬送ロボットＢは、駆動体１１と、駆動体１１
上に搭載された２つの伸縮アーム１２及び２２と、アラ
イナー（ターンテーブル１３ａのみ図示）と、からな
る。駆動体１１は、上述した搬送ロボットＡにおける
駆動体１と同様の構成のものであるが、伸縮アーム１２
及び２２を個別に駆動する機構（図示しない）を備える
ものである。

【００２４】アライナーは、ターンテーブル１３ａと光
センサ（図示しない）とからなり、上述したターンテー
ブル３ａ及び光センサ３ｂと同様に機能するものであ
る。

【００２５】伸縮アーム１２及び２２は、半導体ウエハ
が載置されるフォーク１２ａ及び２２ａと、アーム部１
２ｂ及び２２ｂとをそれぞれ個別に備えるものであり、
アーム部１２ｂ及び２２ｂの一端は駆動体１１に、他端
はフォーク１２ａ及び２２ａにそれぞれ回転自在に連結
されており、アーム部１２ｂ及び２２ｂの当該一端が駆
動体１１によってそれぞれ回転駆動されると、ベルト伝
動等の公知の手段によりアーム部１２ｂ及び２２ｂがそ
れぞれ伸縮し、フォーク１２ａ及び２２ａが直線状に移
動する。フォーク１２ａは、フォーク２２ａの上方に位
置し、これら２つのフォーク１２ａおよび２２ａは、相
互に干渉せずに同一方向に個別に平行移動するものであ
る。また、フォーク１２ａ及び２２ａには、それぞれ開
口部１２ａ’及び２２ａ’が施され、ターンテーブル１
３ａは、この開口部１２ａ’及び２２ａ’を貫通して上
下動することができる。

【００２６】係る搬送ロボットＢにおける半導体ウエハ
の位置合わせについては、図２に示した搬送ロボットＡ
と同様の工程を経てなされるが、伸縮アーム１２及び２
２のそれぞれが搬送する半導体ウエハについて、個別に
位置合わせが可能である。すなわち、フォーク１２ａが
搬送する半導体ウエハの位置合わせの場合には、ターン
テーブル１３ａは、開口部１２ａ’及び２２ａ’の双方
を貫通してフォーク１２ａ上に突出し、半導体ウエハを
回転・位置合わせを行うことができ、また、フォーク２
２ａが搬送する半導体ウエハの位置合わせの場合には、
ターンテーブル１３ａは、開口部２２ａ’のみを貫通し
てフォーク２２ａとフォーク１２ａとの間に突出し、フ
ォーク２２ａが搬送する半導体ウエハをフォーク２２ａ
とフォーク１２ａとの間で回転させ、位置合わせを行う
ことができる。

【００２７】係る搬送ロボットＢによる半導体製造装置
における半導体ウエハの搬送工程を図４乃至図８の各平
面図によって説明する。図４（ア）は、搬送ロボットＢ
の初期位置を示すものである。同図において、駆動体１
１は、伸縮アーム１２及び２２の伸長方向がカセット側
に向くように回転・位置している。次に、伸縮アーム１
２が伸長してカセットに１枚目の半導体ウエハＷ１を受
け取りに行く（図４（イ））。半導体ウエハＷ１を載置
した伸縮アーム１２は短縮し、その後、ターンテーブル
１３ａが上方へ突出し、半導体ウエハＷ１を載置・回転
し、位置合わせを開始する（図４（ウ））。

【００２８】当該位置合わせ前後或は平行して、駆動体
１１が伸縮アーム１２及び２２の伸縮方向が処理室側に
向くように回転する（図５（エ））。半導体ウエハＷ１
の位置合わせが終了すると、伸縮アーム１２がこれを載
置した上で伸長し、処理室へ搬送する（図５（オ））。
半導体ウエハＷ１には、処理室内においてエッチング等
の必要な処理が施される。

【００２９】半導体ウエハＷ１の処理の間、２枚目の半
導体ウエハを受け取るために駆動体１１は伸縮アーム１
２及び２２の伸縮方向がカセット室側を向くように回転
する（図５（カ））。そして、図４（イ）と同様に伸縮
アーム１２が再び半導体ウエハＷ２を受け取りに行き
（図６（キ））、また、これの位置合わせを行う（図６
（ク））。当該位置合わせ前後或は並行して、駆動体１
１が伸縮アーム１２の伸縮方向が処理室側に向くように
回転する（図６（ケ））。

【００３０】半導体ウエハＷ２の位置合わせと半導体ウ
エハＷ１の処理室内での処理との双方が終了すると、伸
縮アーム２２が処理室内の半導体ウエハＷ１を受け取り
に行き（図７（コ））、これと入れ違いに伸縮アーム１
２が半導体ウエハＷ２を処理室内へ搬送する（図７
（サ））。半導体ウエハＷ２は処理室内で処理される。

【００３１】駆動体１１は、半導体ウエハＷ２がフォー
ク１２ａと２２ａとの間でフォーク２２ａ上に載置され
た状態で、伸縮アーム１２及び２２の伸長方向がカセッ
ト室側へ向くように回転する（図７（シ））。

【００３２】駆動体１１の回転後、伸縮アーム２２が伸
長して処理済みの半導体ウエハＷ１をカセット室へ搬送
し（図８（ス））、入れ違いに伸縮アーム１２が伸長し
て３枚目の半導体ウエハＷ３を受け取りに行く（図８
（セ））。

【００３３】（図８（セ））の状態は、図６（キ）と同
じとなり、以下同様の工程によって次々と半導体ウエハ
が搬送・処理される。

【００３４】係る搬送ロボットＢによれば、一の半導体
ウエハの処理中に、他の半導体ウエハの搬送、位置合わ
せを行うことができるので、生産効率が向上する。特
に、半導体ウエハの位置合わせを行いながら駆動体１１
を回転することも可能なので、生産効率を一層向上する
ことができる。

【００３５】なお、図４乃至図８の各工程において、伸
縮アーム１２と２２との作業は、相互に置き換えること
もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る搬送ロボットＡの概略図である。

【図２】（ａ）乃至（ｃ）は、各工程における搬送ロボ
ットＡを側方から見た構造図である。

【図３】本発明に係る他の搬送ロボットＢの概略図であ
る。

【図４】（ア）乃至（ウ）は、搬送ロボットＢの搬送工
程を示す図である。

【図５】（エ）乃至（カ）は、搬送ロボットＢの搬送工
程を示す図である。

【図６】（キ）乃至（ケ）は、搬送ロボットＢの搬送工
程を示す図である。

【図７】（コ）乃至（シ）は、搬送ロボットＢの搬送工
程を示す図である。

【図８】（ス）及び（セ）は、搬送ロボットＢの搬送工
程を示す図である。

【図９】従来の半導体製造装置１００を示す図である。

【符号の説明】

Ａ、Ｂ搬送ロボット１、１１駆動体２、１２、２２伸縮アーム３、１３アライナー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体ウエハを搬送するための伸縮アー
ムと、当該伸縮アームが搭載され、かつ、回転自在な駆
動体と、からなる半導体ウエハの搬送ロボットにおい
て、前記駆動体が、半導体ウエハを載置して回転するターン
テーブルと当該ターンテーブルに搭載された半導体ウエ
ハの位置合わせを行うためのセンサとからなるアライナ
ーのうち、少くとも前記ターンテーブルを搭載したこと
を特徴とする半導体ウエハの搬送ロボット。
【請求項２】前記ターンテーブルは、その回転軸の軸
線が前記伸縮アームの伸縮軌道と直交するように設けら
れたことを特徴とする請求項１に記載の搬送ロボット。
【請求項３】前記駆動体が、同一方向に個別に伸縮す
る２基の前記伸縮アームを搭載したことを特徴とする請
求項１又は２に記載の半導体ウエハの搬送ロボット。