JPWO2003000472A1 - 半導体または液晶ウエハー枚葉搬送及び移載システム - Google Patents
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Abstract
本発明は半導体や液晶の製造工程において、従来２５枚単位でＦＯＵＰ（密閉容器）やカセットを使用して製造装置へウエハーの供給回収が行われていたものを、ウエハーを枚葉で供給回収するものである。半導体や液晶工場のベイ内（工程内）の通常１０から２０台程度の各製造装置の前に特殊ＥＦＥＭ（２）を設置し、それらＥＦＥＭ間をクリーントンネル（１）と連続走行枚葉コンベヤ（１５）で結びぶことによって、連結形態のＥＦＥＭを構成する。連結形態のＥＦＥＭの一角にウエハーのＦＯＵＰ（１２）化と枚葉化を行う詰替えステーション（３）を設けて、ベイ間小バッチ搬送機（５）と接続する。極小クリーン域を構成する連続形態のＥＦＥＭ内はウエハーの位置出しや、ウエハーコード読み取りのために、ウエハー回転機構付きハンドを備えたロボット（２０）による高速移載や、枚葉コンベヤの時間当たり１０００枚以上の搬送能力により、ウエハーの待ち時間が殆ど無い生産システムが実現できる。従来のＦＯＵＰなどのバッチ生産方式に比べて、ウエハー前処理工程の生産期間と仕掛品量は１／５になり、完成品在庫も大幅に削減できる。
Description
技術分野
この発明は半導体製造または液晶製造工程において製造装置へのウエハーの供給回収を、通常２５枚入りのカセットやＦＯＵＰ（密閉ボックス）を使用して行われていたものを、クリーントンネルによって連結形態の移載設備、即ち、ＥＦＥＭ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ）を構成し、ウエハーを枚葉搬送移載することによって製造期間の短縮、仕掛在庫削減などの合理化をするものであり、特殊ＥＦＥＭ、ウエハーの搬送移載、ウエハーナンバーの読み取り方法などに開する。
背景技術
従来から半導体製造工場前処理工程におけるウエハーの搬送の取り扱いは２５枚入りのカセットや第１５図のＦＯＵＰ（密閉ボックス）にウエハーを入れて、製造装置に供給、回収を行っていた。このためにカセットに入った２５枚のウエハーの最初の１枚目は残りの２４枚が処理されるまで、ＦＯＵＰ内などで待たねばならない。全てのウエハーはＦＯＵＰ内の他のウエハーが処理されるまで待ち続けなければならなくなり、１００台以上、５００ステップ以上にも及ぶ半導体や液晶の全製造装置に処理待ちウエハーという仕掛品が発生する。この方法では処理されるまでの待ち時間と、それに伴う仕掛品が膨大になる。また製造装置にはＦＯＵＰからウエハーを取り出したり、装置での処理の後、再びウエハーを入れる機構が必要であった。また、このカセットやＦＯＵＰを自動搬送、自動保管するには、これらの寸法、重量に合わせた大きいスペースと高価な物流システムが必要であった。一方、生産効率向上のためにウエハー寸法は大口径化しており、カセットやＦＯＵＰの寸法と重量は高額投資を要するクリーンルーム工場建設経費増大要因の一つになっている。本発明はウエハーを極小クリーン域で枚葉連続搬送することによって、製造装置間をウエハー単体で結びつけるシステムであり、従来の技術の欠点を補い、枚葉製造の実現を具体化するものである。
半導体や液晶ウエハーは２００ｍｍ径から３００ｍｍ径に移行しており、３００ｍｍに対応する製造装置も２００ｍｍ世代のバッチ処理方式から大半が枚葉処理方式に変わっており、製造装置と搬送の枚葉化によって、生産効率を上げることが業界の目標になっている。例えば、以前ＩＢＭはＥＡＳＴ ＦＩＳＨＫＩＬＬ工場でＱＴＡＴという空気の圧力で半導体ウエハーを浮上させて搬送するシステムを発表したが、ウエハーを浮上させても強い空気流による静電気と搬送移載に難点があり、１時間当たり５００枚から１０００枚のウエハーの搬送が必要な実用ラインの仕様を満足させるものではないし、実稼動もしていない。また似たようなシステムとして、従来からコンベヤによりウエハーを装置間搬送する設備は存在していた。例えば、ＪＰ３−１５４７５１Ａにはループ状のコンベヤとロボットによる移載に関する方法が示されている。しかし本方法はカセット単位でハンドリングするものであり、ロボットもカセットをグリップする方法で、しかも装置側にカセットを移載する際にはロボットに走行機能を持たせる必要がある。ウエハーを枚葉、単位で、しかもウエハーの端面のみを持って移載する本発明とは異なるものであり、カセットに一旦ストックすることを避けて、製造処理時間を短縮しようとするものではない。
また、ウエハーを従来技術によるベルトを使い装置間搬送する方法がある。例えば、ＵＳ５８２０６７９ＡとＪＰ７−１２２６２２Ａに示されているが、コンベヤと装置の移載方法が明確ではないが、コンベヤはウエハーの底面をベルトで受けるものであって、ウエハーとベルトの擦れによる発塵があり、ウエハー製造に要求されるウエハー底面も極力接触してはならないとする最新の仕様を満足するものではない。更にこれらには半導体や液晶の生産に必要なクリーン域を極小にするという考えは示されていない。また、多数のＥＦＥＭ間をクリーン域で接続して、ウエハーを枚葉で搬送することによって製造期間を早める連結形態のＥＦＥＭという概念も存在していなかった。製造装置間を最小のクリーン域で搬送することはクリーン工場の設備投資額とランニングコスト低減のためには極めて重要である。本発明は半導体製造または液晶製造において連結形態のＥＦＥＭにより、枚葉搬送を実現することによって生産時間の短縮（Ｑｕｉｃｋ Ｔｕｍ Ａｒｏｕｎｄ Ｔｉｍｅ）と仕掛品及び完成品在庫低減を具現化するものである。
発明の開示
本発明の主要部である連結形態のＥＦＥＭは次の４つの構成要素から成り立っている。半導体及び液晶各製造装置の前にはロボット（２）、ＦＯＵＰ（１２）、及びＦＯＵＰオープナー（１４）からなる特殊ＥＦＥＭ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ）（１０）と、これらの特殊ＥＦＥＭ（２）とクリーン域を共通にするクリーントンネル（１）と、クリーントンネル内でウエハー（１６）を連続搬送する枚葉コンベヤ（１５）と、半導体または液晶ウエハーをＦＯＵＰに詰替えする詰替えステーション（３）とである。（通常のＥＦＥＭは第１４図参照）この４つの構成によりＥＦＥＭ群を連結した形態とした連結形態のＥＦＥＭはＦＯＵＰ（１２）へのウエハー（１６）の詰替えステーション（３）で連結形態のＥＦＥＭ外部と接している。連結形態のＥＦＥＭ内ではウエハー（１６）を枚葉で搬送移載し、連結形態のＥＦＥＭ外部ではウエハー（１６）をＦＯＵＰ（１２）単位で搬送移載する。ウエハー（１６）単位とＦＯＵＰ（１２）単位の接点であるウエハー詰替えステーション（３）でロボット（２０）によってＦＯＵＰ（１２）内のウエハー（１６）を枚葉にしたり、ＦＯＵＰ（１２）に詰めたりするが、実空ＦＯＵＰ（１２）を仮収納するバッファーステーション（４）に組み込まれており、バッファーステーション（４）は連結形態のＥＦＥＭ間の搬送を行なう小バッチ搬送機（５）に繋がっている。
特殊ＥＦＥＭ（２）はウエハー移載用ロボット（２０）と、バーコード、英数字の読み取り機器（２５）と、自動運転用バッファーカセット（１３）と、マニュアル運転用ＦＯＵＰ（１２）及びＦＯＵＰオープナー（１４）とを備え、クリーントンネル（１）でクリーン域を接続している。（第１図斜線部）
特殊ＥＦＥＭ（２）内ロボット（２０）はウエハー（１６）の外周縁部のみを保持する保持部（２２）を備え、枚葉コンベヤ（１５）と、製造装置（５０−５４）と、バッファーカセット（１３）と、ＦＯＵＰ（１２）との間の移載を行なう。
枚葉コンベヤ（１５）はループ状の形状をして、コンベヤベルト（３８）で駆動する連続走行式であり、ＬＭガイドレール（３６）上のブロック（３７）には一定間隔でウエハー（１６）を載せるフィンガー（２３）を取り付けている。コンベヤベルト（３８）は一定期間が経過すれば伸びが発生するので、ＬＭガイドレール（３６）の一部にコンベヤベルト（３８）を張るためのテークアップ機構（１７）と調整レール取替え箇所（１８）を設けている。（第１６図、第１７図）コンベヤベルト（３８）が延びた際には延びた寸法分を継ぎ足した調整用ＬＭガイドに取り替える。枚葉コンベヤ（１５）のフィンガー（２３）にはウエハー（１６）への接触を最小限にするための保持部（２４）を取り付けて、ウエハー（１６）の外周縁部のみを保持する。枚葉コンベヤ（１５）の駆動に伴う発塵がクリーントンネル（１）内のクリーン度に影響しないように、枚葉コンベヤ（１５）内部を負圧にするための排気ファン（３１）を取り付けて、排気ダクト（３２）に繋ぎ、エアーフィルターを介して空気を排出するクリーン対策をしたコンベヤである。
半導体または液晶工場の生産管理を司るコンピューターであるＭＥＳ（Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が全ウエハーを間違いなくトラッキングすることは困難であるので、製造装置（５０−５４）にウエハー（１６）を掛ける前、即ち特殊ＥＦＥＭ（２）内のロボット（２０）が枚葉コンベヤ（１５）からウエハー（１６）を掬い取った時点で、ウエハーナンバーを読み取って、然るべきウエハーであることをＭＥＳに報告して、製造装置（５０−５４）によって決められた装置ステージ（１９）の位置にウエハー（１６）の向きを合わせて渡すことが最も望ましい。本仕様を満たすためにロボットハンド（２１）はウエハー（１６）の外周縁部を保持して、ロボットハンド（２１）の移載動作中にウエハー（１６）を回転させて、Ｖノッチやオリエンタルフラットを検出して停止させて、所定の位置を出してウエハー（１６）の英数字やバーコードを読み取る機構を備える。
発明を実施するための最良の形態
本発明を詳細に説述するために、添付の図面に従ってこれを説明する。
第１図及び第２図は連結形態のＥＦＥＭとバッファーステーション（４）及び小バッチ搬送機（５）の関係を示すものであり、第３図及び第４図は特殊ＥＦＥＭ（２）を示すものである。半導体または液晶製造装置の前の特殊ＥＦＥＭ（２）は通常クリーン度クラス１のスーパークリーン域とクラス１０００程度のクリーン域に属しており、クラス１の区域には移載ロボット（２０）とバッファーカセット（１３）が備わっている。クラス約１０００の区域にはＦＯＵＰ（１２）が設けてあり、搬送系統に支障がある場合と、半導体または液晶製造装置での特別緊急処理のために作業者がＦＯＵＰを人手で搬送するためのものであり、通常の自動運転時に使用することはない。また、通常のＥＦＥＭ（図１４）は全てＦＯＵＰ単位で処理されており、本発明の特殊ＥＦＥＭ（２）はバッファーカセット（１３）とＦＯＵＰ（１２）の両方に対応する点で通常のＥＦＥＭと異なる。
特殊ＥＦＥＭ（２）とウエハー詰替えステーション（３）はクリーントンネル（１）と接続してクリーン度クラス１の区域を構成しており、装置ステージ（１９）を含めてこのクリーン度クラス１の区域内でウエハー（１６）は全て枚葉で搬送移載され、緊急処理の人手操作の場合を除いて、ウエハー（１６）がＦＯＵＰ（１２）に詰替えられるのは、ウエハー詰替えステーション（３）を介する場合だけであり、ウエハー（１６）のＦＯＵＰ化、枚葉化が詰替えステーション（３）の一箇所であるところから、特殊ＥＦＥＭ（２）を接続した連結ＥＦＥＭの形態を構成している。
プロセス管理用コンピューターの指示で小バッチ搬送機（５）によって搬送されてきたＦＯＵＰ（１２）はウエハー詰賛えステーション（３）でロボット（２０）によって枚葉化されて、枚葉コンベヤ（１５）に載せられるが、製造装置（５０−５４）と搬送のタイミングが合わない場合は一旦バッファーステーション（４）でストレージされ、管理用コンピューターの指示で製造装置（５０−５４）にとって都合の良い状態になればＦＯＵＰ（１２）はバッファーステーション（４）から詰替えステーション（３）に移され、枚葉化されて枚葉コンベヤ（１５）で製造装置（５０−５４）に搬送される。枚葉コンベヤ（１５）に載せられたウエハー（１６）は所定の製造装置（５０−５４）前の特殊ＥＦＥＭ（２）内のロボット（２０）によってバッファーカセット（１３）に仮置きされるか、製造装置ステージ（１９）に供給される。製造装置（５０−５４）で加工が終わったウエハー（１６）はロボット（２０）によって、枚葉コンベヤ（１５）に載せられて次の装置（５０−５４）に搬送される。
連結形態のＥＦＥＭは半導体または液晶製造装置を１０台以上と接続することになるので、枚葉コンベヤ（１５）は時間当たり５００から１０００枚程度の搬送能力が必要となるが、本発明の枚葉コンベヤ（１５）はフィンガーピッチ５００ｍｍ、コンベヤ速度が１０ｍ／分の場合で、時間当たり１２００枚の搬送が可能であり、更に能力を上げることもできる。
また、特殊ＥＦＥＭ（２）から詰替えステーション（３）に送られてきたウエハー（１６）は詰替えステーション（３）でＦＯＵＰ（１２）にウエハー（１６）を詰めて発送するタイミングを任意の小バッチに設定できる。例えば、決められた時間が経過するか、決められた枚数に達すればＦＯＵＰ（１２）の蓋を自動で閉めて小バッチ搬送機（５）で他の連結形態のＥＦＥＭに自動発送する。連結形態のＥＦＥＭ内を枚葉搬送してウエハー処理の待ち時間をなくしても連結形態のＥＦＥＭ間でバッチ搬送していれば、枚葉搬送の効果が削減されるので、小バッチにするための時間と枚数を設定して、小刻みな搬送を行なう。結果的に、連結形態のＥＦＥＭ間を枚葉コンベヤで搬送すれば毎分１０ｍから１５ｍの速度の場合、１５０ｍ長さの工場の場合で一周に２０分から３０分を要するが、小バッチ搬送機（５）は毎分１５０ｍの速度が出せるので一周の時間は２分で良く、連結形態のＥＦＥＭ内の枚葉搬送の効果が削減されることはない。全体のフローは第１８図に示す通りである。
第５図及び第６図は枚葉コンベヤ（１５）によって搬送されてきたウエハー（１６）が製造装置（５０−５４）に供給、回収される動作関係を示すものである。
枚葉コンベヤ（１５）はループ状のコンベヤベルト（３８）によってＡの方向へ駆動する連続走行式コンベヤであり、枚葉コンベヤ（１５）のフィンガー（２３）の４つの保持部（２４）に載せられたウエハー（１６）が所定の製造装置（５０−５４）の前にさし掛かった時にロボットハンド（２１）はＡの方向へ進む枚葉コンベヤ（１５）の走行速度に同期しながら、フィンガー（２３）の下にもぐり込み、ロボットハンド（２１）のＢ方向の速度とフィンガー（２３）のＡ方向の速度を等速にして、ロボット本体（２０）がＣの方向に上昇することによってウエハー（１６）をロボットハンド（２１）上の４つの保持部（２２）に載せる。ウエハー（１６）をコンベヤに載せる時は空のフィンガー（２３）が製造装置の所定の位置に来れば、ウエハー（１６）を保持部（２２）上に載せたロボットハンド（２１）はＡの方向に進むフィンガー（２３）上を前記フィンガーに連動してＢの方向に動き、ＡとＢの動きを等速にしてロボットハンド（２１）がＤの方向へ下降することによって移載を行なう。
ウエハー（１６）のＶノッチまたはオリエンタルフラットの位置出しと、ウエハー（１６）に刻印されたバーコードや英数字の読み取りは、従来ロボットの近くに設置した回転式ウエハー位置出し専用装置（アライナー）とナンバー読み取り装置とを介して行っていたが、ロボットハンド（２１）に回転機構を組み込み、移し替えをなくして動作時間を短縮することができる。この場合は枚葉コンベヤ（１５）からウエハー（１６）を掬い取る時と、製造装置（５０−５４）の加工が終わって枚葉コンベヤ（１５）に載せる時のいずれにおいても、ロボット（２０）に搭載されたウハエーナンバー読取装置（２５）はウエハー（１６）に刻印された英数字やバーコードを読取ることができる。ウエハー（１６）の位置出しと読み取りに際してはロボットハンド（２１）に内臓されている回転機構を利用する。またウエハー（１６）の移載はウエハー（１６）に接触する面積が少なく、ウエハー（１６）の欠けが最も少ない方法である枚葉コンベヤフィンガー（２３）の保持部（２４）とロボットハンドの保持部（２２）を介して、ウエハー（１６）の外周縁部を保持している。
第７図は第４図、第５図の連続走行式のコンベヤに対して、装置ステージ（１９）の前で一旦コンベヤのフィンガー（２３）を停止させる方法を示すものである。ファンガー（２３）はパレット（２８）に取り付けられ、駆動ローラー（２９）によって走行する。パレット（２８）が所定の位置に到達するとリフト式ストッパー（３０）が上昇することによって、パレット（２８）は停止する。停止と同時にロボットハンド（２１）はウエハー（１６）の下にもぐり込み、上昇することによってウエハー（１６）を掬い取る。掬い取った時点でリフト式ストッパー（３０）は下降するのでパレット（２８）は駆動ローラー（２９）の働きによって、再び走行する。フィンガー（２３）上にウエハー（１６）を置く場合もパレット（２８）の動きは同様であり、ロボット（２０）の動きは第４，５図の説明と同様である。このパレット停止方法はアキュームレーション機能付き駆動ローラーを使い、当て止め式ストッパーを働かせることによっても同様の機能が達成できる。ローラーコンベヤ本体（１５’）外に塵がでないようにフィルター付き排気ファン（３１）や排気ダクト（３２）を取り付けることは連続運転タイプの枚葉コンベヤ（１５）と共通である。
製造装置（５０，５１，５２，５３，５４）の前で、ウエハー（１６）のバーコードや英数字を読み取り、生産管理用コンピューター（ＭＥＳ）へ連絡するシステムの場合はロボットハンド（２１）にウエハー（１６）を回転させる機構を取り付ける。
第８図は枚葉ロボット（１５）とウエハーナンバー読取装置、及びロボットハンド（２１）の回転機構を示すものであり、ロボット（２０）はウエハーを持ったままハンドの先端部の回転ハンド（３３）を回転させるタイプである。第９図と第１０図はロボットハンド（２１）上のウエハー回転タイプであり、２種類あるが、同じ機能を有する。
第９図、第１０図のタイプ１は走行する枚葉コンベヤ（１５）のフィンガー（２３）の速度に同期してロボットハンド（２１）を動かせ、ロボットハンド（２１）でウエハー（１６）の外周縁部を回転駆動ローラー（４０）とフリーローラー（４１，４２）の傾斜面部で受け、回転駆動ローラー（４０）を回転させながらＥの方向に移動させ、ウエハー（１６）をフリーローラーの（４１，４２）垂直部と回転駆動ローラー（４０）の垂直部の間に挟み込む。
第１１図、第１２図のタイプＩＩは４つのフリーローラー（４１’、４２’、４３’、４４’）でウエハー（１６）の外周縁部を受け、回転駆動ローラー（４０’）をＥの方向に移動させウエハー（１６）をはさみ込む。両タイプともローラー（４０，４１，４２または４０’、４１’、４２’、４３’、４４’）が回転しながら挟み込むことによって、ウエハー（１６）は回転しながらローラーの傾斜部を登ることになるので、ウエハー（１６）の擦れが防止できる。また、コンベヤフィンガー（２３）とロボットハンドのローラー（４０，４１，４２または４０’、４１’、４２’、４３’、４４’）間の移載寸法誤差は１，３ｍｍ以内であり、回転駆動ローラー（４０または４０’）のＥ方向へのストロークも小さく、ウエハー（１６）のＶノッチなどの位置出しとバーコードや英数字の読み取り時間も３秒以内である。従来の位置出し専用アライナーを用いたウエハーの位置出しと、読み取りをすれば、２０秒以上を要するので、処理時間短縮効果は極めて大きい。
第１３図は搬送頻度が高く、単にウエハーを搬送だけすれば良い場合の仕様あり、ウエハー（１６）を一枚単位で運んでいては間に合わない場合に、フィンガー（３４）とロボットアーム（３５）を複数搬送可能にしたものである。ウエハー（１６）を縦方向に多段の保持部を有するコンベヤフィンガー（３４）にウエハー（１６）を２段、３段に同時に載せて搬送し、移載の際もロボットハンド（２１）を縦方向に多段式にして移載することによって搬送能力が増える。ウエハー（１６）を載せる多段式コンベヤフィンガー（３４）と多段式ロボットハンド（３５）を２段式にすれば２倍の搬送及び移載ができ、３段式にすれば３倍の能力向上になる。
産業上の利用可能性
以上のように本発明は従来カセットや密閉ボックスに入れて搬送していたウエハーを枚葉連続搬送に変えるものであり、連続ウエハーの供給、回収を可能とするものである。ＦＯＵＰなどを使うバッチ処理の方法では、ＦＯＵＰ内の２５枚の内の１枚目が処理されても残りの２４枚の処理を待たねば次工程に送れず、５００以上にも及ぶ前処理工程は極めて待ち時間の多いシステムであった。
本発明の枚葉搬送移載方式では処理した１枚のウエハーは直ちに次工程に送れる。この枚葉搬送移載の効果についての具体例は、従来のウエハー２５枚単位のバッチ単位の搬送ではアレイ工程に２５日間を要していたが、これを１３枚単位のバッチ搬送に変えると１３日に短縮されたことである。更にウエハーを人手ではあるが枚葉で搬送すると５、８日になったとの報告がなされている。ウエハーのアレイ工程の枚葉搬送化は究極の搬送方式と言われて久しいが量産工場で実現できる具体的なシステムが存在していなかった。従来のジョブショップ生産方式から、本発明によって半導体製造装置または液晶製造装置を製造のプロセスの順番にならべるというフローショップ生産方式に変えることによって（ソニー株式会社長崎工場では人手によるフローショップ生産方式が実現している。）本発明の連続形態のＥＦＥＭ内をウエハーの枚葉搬送を行い、バッファーステーション間を枚葉搬送のコンセプトを継承する小バッチ搬送を行うことによって、ウエハーが完成するまでの前処理工程時間は大幅に短縮され製造仕掛品量と完成品仕掛量の低減と、搬送、保管のスペース低減による建設投資額削減に貢献する。
半導体のアレイ工程での製造日数は現在２５日から３０日程度を要しているが、前記のように枚葉で処理すれば５日から６日以内の製造日数で十分とされている。従来のバッチ方式に比べて１／５のＴＡＴと仕掛品で良くなるので、仕掛品の削減額はウエハー月産５０００枚の比較的小さい規模の工場でも、数十億円になり、完成品在庫量の低減効果については１００億円前後の規模になり、キャッシュフロー向上の効果は極めて大きい。図１９は従来のバッチ方式による生産と枚葉方式による生産の生産日数による仕掛品の量とそれに伴う金額の差を試算したものである。工場の生産枚数やチップの販売単価、原価比率によって、数値は異なるが大局的な生産効率の差は明らかである。また従来のＦＯＵＰによる搬送は熱処理されたウエハーがＦＯＵＰに入れられた場合などにＦＯＵＰ内の温度上昇によりＦＯＵＰ自体から有機ガスが発生し、製品の歩留まりを悪くするとの報告がなされており、更に進展するウエハー加工の微細化のためにＦＯＵＰ内に有機ガス除去装置を内臓する研究も進んでいるが、本発明はクリーントンネル内でのオープンエアー方式であり、有機ガス対策も不要である。本発明は単なる機械の効率敵な使用にとどまらず、半導体生産前処理工程全体の合理化を促すものであり、直ちに実現可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は連結形態のＥＦＥＭと周辺設備の関係を示す平面図である。
第２図は連結形態のＥＦＥＭの断面図である。
第３図は特殊ＥＦＥＭの平面図である。
第４図は特殊ＥＦＥＭの断面図である。
第５図は枚葉コンベヤとロボットの詳細平面図である。
第６図は枚葉コンベヤとロボットの詳細断面図である。
第７図はローラー式枚葉コンベヤと枚葉ロボットの詳細断面図である。
第８図はロボットのハンド部回転機構と読取り装置の側面図である。
第９図はウエハー回転機構タイプＩの平面図である。
第１０図はウエハー回転機構タイプＩの断面図である。
第１１図はウエハー回転機構タイプＩＩの平面図である。
第１２図はウエハー回転機構タイプＩＩの断面図である。
第１３図は複数枚のウエハー搬送、移載を行う多段式コンベヤと多段式枚葉ロボットの断面図である。
第１４図はＥＦＥＭの平面図である。
第１５図はＦＯＵＰである。
第１６図は枚葉コンベヤの断面図である。
第１７図は枚葉コンベヤのテークアップ部である。
第１８図はフロー図である。
第１９図は在庫金額計算である。
符号の説明
１ クリーントンネル
２ 特殊ＥＦＥＭ
３ 詰替えステーション
４ バッファーステーション
５ 小バッチ搬送機
６ ＨＥＰＡフィルター
１１ ＥＦＥＭ
１２ ＦＯＵＰ
１３ バッファーカセット
１４ ＦＯＵＰオープナー
１５ 枚葉コンベヤ本体
１５’ローラー式コンベヤ本体
１６ ウエハー
１７ テークアップ機構
１８ 調整レール取替え箇所
１９ 装置ステージ
２０ ロボット本体
２１ ロボットハンド
２２ ロボットハンドのウエハー保持部
２３ コンベヤのフィンガー
２４ フィンガー上の保持部
２５ ウエハーバーコード、英数字読取装置
２６ 読取装置のサポート
２７ アームのベース部
２８ パレット
２９ 駆動ローラー
３０ リフト式ストッパー
３１ 排気ファン
３２ 排気ダクト
３３ ハンド回転機構
３４ タ段式コンベヤフィンガー
３５ タ段式ロボットハンド
３６ ＬＭガイドレール
３７ ブロック
３８ コンベヤベルト
４０、４０’回転駆動ローラー
４１、４２、４１’、４２’、４３’、４４’フリーローラー
５０、５１、５２、５３、５４製造装置
この発明は半導体製造または液晶製造工程において製造装置へのウエハーの供給回収を、通常２５枚入りのカセットやＦＯＵＰ（密閉ボックス）を使用して行われていたものを、クリーントンネルによって連結形態の移載設備、即ち、ＥＦＥＭ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ）を構成し、ウエハーを枚葉搬送移載することによって製造期間の短縮、仕掛在庫削減などの合理化をするものであり、特殊ＥＦＥＭ、ウエハーの搬送移載、ウエハーナンバーの読み取り方法などに開する。
背景技術
従来から半導体製造工場前処理工程におけるウエハーの搬送の取り扱いは２５枚入りのカセットや第１５図のＦＯＵＰ（密閉ボックス）にウエハーを入れて、製造装置に供給、回収を行っていた。このためにカセットに入った２５枚のウエハーの最初の１枚目は残りの２４枚が処理されるまで、ＦＯＵＰ内などで待たねばならない。全てのウエハーはＦＯＵＰ内の他のウエハーが処理されるまで待ち続けなければならなくなり、１００台以上、５００ステップ以上にも及ぶ半導体や液晶の全製造装置に処理待ちウエハーという仕掛品が発生する。この方法では処理されるまでの待ち時間と、それに伴う仕掛品が膨大になる。また製造装置にはＦＯＵＰからウエハーを取り出したり、装置での処理の後、再びウエハーを入れる機構が必要であった。また、このカセットやＦＯＵＰを自動搬送、自動保管するには、これらの寸法、重量に合わせた大きいスペースと高価な物流システムが必要であった。一方、生産効率向上のためにウエハー寸法は大口径化しており、カセットやＦＯＵＰの寸法と重量は高額投資を要するクリーンルーム工場建設経費増大要因の一つになっている。本発明はウエハーを極小クリーン域で枚葉連続搬送することによって、製造装置間をウエハー単体で結びつけるシステムであり、従来の技術の欠点を補い、枚葉製造の実現を具体化するものである。
半導体や液晶ウエハーは２００ｍｍ径から３００ｍｍ径に移行しており、３００ｍｍに対応する製造装置も２００ｍｍ世代のバッチ処理方式から大半が枚葉処理方式に変わっており、製造装置と搬送の枚葉化によって、生産効率を上げることが業界の目標になっている。例えば、以前ＩＢＭはＥＡＳＴ ＦＩＳＨＫＩＬＬ工場でＱＴＡＴという空気の圧力で半導体ウエハーを浮上させて搬送するシステムを発表したが、ウエハーを浮上させても強い空気流による静電気と搬送移載に難点があり、１時間当たり５００枚から１０００枚のウエハーの搬送が必要な実用ラインの仕様を満足させるものではないし、実稼動もしていない。また似たようなシステムとして、従来からコンベヤによりウエハーを装置間搬送する設備は存在していた。例えば、ＪＰ３−１５４７５１Ａにはループ状のコンベヤとロボットによる移載に関する方法が示されている。しかし本方法はカセット単位でハンドリングするものであり、ロボットもカセットをグリップする方法で、しかも装置側にカセットを移載する際にはロボットに走行機能を持たせる必要がある。ウエハーを枚葉、単位で、しかもウエハーの端面のみを持って移載する本発明とは異なるものであり、カセットに一旦ストックすることを避けて、製造処理時間を短縮しようとするものではない。
また、ウエハーを従来技術によるベルトを使い装置間搬送する方法がある。例えば、ＵＳ５８２０６７９ＡとＪＰ７−１２２６２２Ａに示されているが、コンベヤと装置の移載方法が明確ではないが、コンベヤはウエハーの底面をベルトで受けるものであって、ウエハーとベルトの擦れによる発塵があり、ウエハー製造に要求されるウエハー底面も極力接触してはならないとする最新の仕様を満足するものではない。更にこれらには半導体や液晶の生産に必要なクリーン域を極小にするという考えは示されていない。また、多数のＥＦＥＭ間をクリーン域で接続して、ウエハーを枚葉で搬送することによって製造期間を早める連結形態のＥＦＥＭという概念も存在していなかった。製造装置間を最小のクリーン域で搬送することはクリーン工場の設備投資額とランニングコスト低減のためには極めて重要である。本発明は半導体製造または液晶製造において連結形態のＥＦＥＭにより、枚葉搬送を実現することによって生産時間の短縮（Ｑｕｉｃｋ Ｔｕｍ Ａｒｏｕｎｄ Ｔｉｍｅ）と仕掛品及び完成品在庫低減を具現化するものである。
発明の開示
本発明の主要部である連結形態のＥＦＥＭは次の４つの構成要素から成り立っている。半導体及び液晶各製造装置の前にはロボット（２）、ＦＯＵＰ（１２）、及びＦＯＵＰオープナー（１４）からなる特殊ＥＦＥＭ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ）（１０）と、これらの特殊ＥＦＥＭ（２）とクリーン域を共通にするクリーントンネル（１）と、クリーントンネル内でウエハー（１６）を連続搬送する枚葉コンベヤ（１５）と、半導体または液晶ウエハーをＦＯＵＰに詰替えする詰替えステーション（３）とである。（通常のＥＦＥＭは第１４図参照）この４つの構成によりＥＦＥＭ群を連結した形態とした連結形態のＥＦＥＭはＦＯＵＰ（１２）へのウエハー（１６）の詰替えステーション（３）で連結形態のＥＦＥＭ外部と接している。連結形態のＥＦＥＭ内ではウエハー（１６）を枚葉で搬送移載し、連結形態のＥＦＥＭ外部ではウエハー（１６）をＦＯＵＰ（１２）単位で搬送移載する。ウエハー（１６）単位とＦＯＵＰ（１２）単位の接点であるウエハー詰替えステーション（３）でロボット（２０）によってＦＯＵＰ（１２）内のウエハー（１６）を枚葉にしたり、ＦＯＵＰ（１２）に詰めたりするが、実空ＦＯＵＰ（１２）を仮収納するバッファーステーション（４）に組み込まれており、バッファーステーション（４）は連結形態のＥＦＥＭ間の搬送を行なう小バッチ搬送機（５）に繋がっている。
特殊ＥＦＥＭ（２）はウエハー移載用ロボット（２０）と、バーコード、英数字の読み取り機器（２５）と、自動運転用バッファーカセット（１３）と、マニュアル運転用ＦＯＵＰ（１２）及びＦＯＵＰオープナー（１４）とを備え、クリーントンネル（１）でクリーン域を接続している。（第１図斜線部）
特殊ＥＦＥＭ（２）内ロボット（２０）はウエハー（１６）の外周縁部のみを保持する保持部（２２）を備え、枚葉コンベヤ（１５）と、製造装置（５０−５４）と、バッファーカセット（１３）と、ＦＯＵＰ（１２）との間の移載を行なう。
枚葉コンベヤ（１５）はループ状の形状をして、コンベヤベルト（３８）で駆動する連続走行式であり、ＬＭガイドレール（３６）上のブロック（３７）には一定間隔でウエハー（１６）を載せるフィンガー（２３）を取り付けている。コンベヤベルト（３８）は一定期間が経過すれば伸びが発生するので、ＬＭガイドレール（３６）の一部にコンベヤベルト（３８）を張るためのテークアップ機構（１７）と調整レール取替え箇所（１８）を設けている。（第１６図、第１７図）コンベヤベルト（３８）が延びた際には延びた寸法分を継ぎ足した調整用ＬＭガイドに取り替える。枚葉コンベヤ（１５）のフィンガー（２３）にはウエハー（１６）への接触を最小限にするための保持部（２４）を取り付けて、ウエハー（１６）の外周縁部のみを保持する。枚葉コンベヤ（１５）の駆動に伴う発塵がクリーントンネル（１）内のクリーン度に影響しないように、枚葉コンベヤ（１５）内部を負圧にするための排気ファン（３１）を取り付けて、排気ダクト（３２）に繋ぎ、エアーフィルターを介して空気を排出するクリーン対策をしたコンベヤである。
半導体または液晶工場の生産管理を司るコンピューターであるＭＥＳ（Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が全ウエハーを間違いなくトラッキングすることは困難であるので、製造装置（５０−５４）にウエハー（１６）を掛ける前、即ち特殊ＥＦＥＭ（２）内のロボット（２０）が枚葉コンベヤ（１５）からウエハー（１６）を掬い取った時点で、ウエハーナンバーを読み取って、然るべきウエハーであることをＭＥＳに報告して、製造装置（５０−５４）によって決められた装置ステージ（１９）の位置にウエハー（１６）の向きを合わせて渡すことが最も望ましい。本仕様を満たすためにロボットハンド（２１）はウエハー（１６）の外周縁部を保持して、ロボットハンド（２１）の移載動作中にウエハー（１６）を回転させて、Ｖノッチやオリエンタルフラットを検出して停止させて、所定の位置を出してウエハー（１６）の英数字やバーコードを読み取る機構を備える。
発明を実施するための最良の形態
本発明を詳細に説述するために、添付の図面に従ってこれを説明する。
第１図及び第２図は連結形態のＥＦＥＭとバッファーステーション（４）及び小バッチ搬送機（５）の関係を示すものであり、第３図及び第４図は特殊ＥＦＥＭ（２）を示すものである。半導体または液晶製造装置の前の特殊ＥＦＥＭ（２）は通常クリーン度クラス１のスーパークリーン域とクラス１０００程度のクリーン域に属しており、クラス１の区域には移載ロボット（２０）とバッファーカセット（１３）が備わっている。クラス約１０００の区域にはＦＯＵＰ（１２）が設けてあり、搬送系統に支障がある場合と、半導体または液晶製造装置での特別緊急処理のために作業者がＦＯＵＰを人手で搬送するためのものであり、通常の自動運転時に使用することはない。また、通常のＥＦＥＭ（図１４）は全てＦＯＵＰ単位で処理されており、本発明の特殊ＥＦＥＭ（２）はバッファーカセット（１３）とＦＯＵＰ（１２）の両方に対応する点で通常のＥＦＥＭと異なる。
特殊ＥＦＥＭ（２）とウエハー詰替えステーション（３）はクリーントンネル（１）と接続してクリーン度クラス１の区域を構成しており、装置ステージ（１９）を含めてこのクリーン度クラス１の区域内でウエハー（１６）は全て枚葉で搬送移載され、緊急処理の人手操作の場合を除いて、ウエハー（１６）がＦＯＵＰ（１２）に詰替えられるのは、ウエハー詰替えステーション（３）を介する場合だけであり、ウエハー（１６）のＦＯＵＰ化、枚葉化が詰替えステーション（３）の一箇所であるところから、特殊ＥＦＥＭ（２）を接続した連結ＥＦＥＭの形態を構成している。
プロセス管理用コンピューターの指示で小バッチ搬送機（５）によって搬送されてきたＦＯＵＰ（１２）はウエハー詰賛えステーション（３）でロボット（２０）によって枚葉化されて、枚葉コンベヤ（１５）に載せられるが、製造装置（５０−５４）と搬送のタイミングが合わない場合は一旦バッファーステーション（４）でストレージされ、管理用コンピューターの指示で製造装置（５０−５４）にとって都合の良い状態になればＦＯＵＰ（１２）はバッファーステーション（４）から詰替えステーション（３）に移され、枚葉化されて枚葉コンベヤ（１５）で製造装置（５０−５４）に搬送される。枚葉コンベヤ（１５）に載せられたウエハー（１６）は所定の製造装置（５０−５４）前の特殊ＥＦＥＭ（２）内のロボット（２０）によってバッファーカセット（１３）に仮置きされるか、製造装置ステージ（１９）に供給される。製造装置（５０−５４）で加工が終わったウエハー（１６）はロボット（２０）によって、枚葉コンベヤ（１５）に載せられて次の装置（５０−５４）に搬送される。
連結形態のＥＦＥＭは半導体または液晶製造装置を１０台以上と接続することになるので、枚葉コンベヤ（１５）は時間当たり５００から１０００枚程度の搬送能力が必要となるが、本発明の枚葉コンベヤ（１５）はフィンガーピッチ５００ｍｍ、コンベヤ速度が１０ｍ／分の場合で、時間当たり１２００枚の搬送が可能であり、更に能力を上げることもできる。
また、特殊ＥＦＥＭ（２）から詰替えステーション（３）に送られてきたウエハー（１６）は詰替えステーション（３）でＦＯＵＰ（１２）にウエハー（１６）を詰めて発送するタイミングを任意の小バッチに設定できる。例えば、決められた時間が経過するか、決められた枚数に達すればＦＯＵＰ（１２）の蓋を自動で閉めて小バッチ搬送機（５）で他の連結形態のＥＦＥＭに自動発送する。連結形態のＥＦＥＭ内を枚葉搬送してウエハー処理の待ち時間をなくしても連結形態のＥＦＥＭ間でバッチ搬送していれば、枚葉搬送の効果が削減されるので、小バッチにするための時間と枚数を設定して、小刻みな搬送を行なう。結果的に、連結形態のＥＦＥＭ間を枚葉コンベヤで搬送すれば毎分１０ｍから１５ｍの速度の場合、１５０ｍ長さの工場の場合で一周に２０分から３０分を要するが、小バッチ搬送機（５）は毎分１５０ｍの速度が出せるので一周の時間は２分で良く、連結形態のＥＦＥＭ内の枚葉搬送の効果が削減されることはない。全体のフローは第１８図に示す通りである。
第５図及び第６図は枚葉コンベヤ（１５）によって搬送されてきたウエハー（１６）が製造装置（５０−５４）に供給、回収される動作関係を示すものである。
枚葉コンベヤ（１５）はループ状のコンベヤベルト（３８）によってＡの方向へ駆動する連続走行式コンベヤであり、枚葉コンベヤ（１５）のフィンガー（２３）の４つの保持部（２４）に載せられたウエハー（１６）が所定の製造装置（５０−５４）の前にさし掛かった時にロボットハンド（２１）はＡの方向へ進む枚葉コンベヤ（１５）の走行速度に同期しながら、フィンガー（２３）の下にもぐり込み、ロボットハンド（２１）のＢ方向の速度とフィンガー（２３）のＡ方向の速度を等速にして、ロボット本体（２０）がＣの方向に上昇することによってウエハー（１６）をロボットハンド（２１）上の４つの保持部（２２）に載せる。ウエハー（１６）をコンベヤに載せる時は空のフィンガー（２３）が製造装置の所定の位置に来れば、ウエハー（１６）を保持部（２２）上に載せたロボットハンド（２１）はＡの方向に進むフィンガー（２３）上を前記フィンガーに連動してＢの方向に動き、ＡとＢの動きを等速にしてロボットハンド（２１）がＤの方向へ下降することによって移載を行なう。
ウエハー（１６）のＶノッチまたはオリエンタルフラットの位置出しと、ウエハー（１６）に刻印されたバーコードや英数字の読み取りは、従来ロボットの近くに設置した回転式ウエハー位置出し専用装置（アライナー）とナンバー読み取り装置とを介して行っていたが、ロボットハンド（２１）に回転機構を組み込み、移し替えをなくして動作時間を短縮することができる。この場合は枚葉コンベヤ（１５）からウエハー（１６）を掬い取る時と、製造装置（５０−５４）の加工が終わって枚葉コンベヤ（１５）に載せる時のいずれにおいても、ロボット（２０）に搭載されたウハエーナンバー読取装置（２５）はウエハー（１６）に刻印された英数字やバーコードを読取ることができる。ウエハー（１６）の位置出しと読み取りに際してはロボットハンド（２１）に内臓されている回転機構を利用する。またウエハー（１６）の移載はウエハー（１６）に接触する面積が少なく、ウエハー（１６）の欠けが最も少ない方法である枚葉コンベヤフィンガー（２３）の保持部（２４）とロボットハンドの保持部（２２）を介して、ウエハー（１６）の外周縁部を保持している。
第７図は第４図、第５図の連続走行式のコンベヤに対して、装置ステージ（１９）の前で一旦コンベヤのフィンガー（２３）を停止させる方法を示すものである。ファンガー（２３）はパレット（２８）に取り付けられ、駆動ローラー（２９）によって走行する。パレット（２８）が所定の位置に到達するとリフト式ストッパー（３０）が上昇することによって、パレット（２８）は停止する。停止と同時にロボットハンド（２１）はウエハー（１６）の下にもぐり込み、上昇することによってウエハー（１６）を掬い取る。掬い取った時点でリフト式ストッパー（３０）は下降するのでパレット（２８）は駆動ローラー（２９）の働きによって、再び走行する。フィンガー（２３）上にウエハー（１６）を置く場合もパレット（２８）の動きは同様であり、ロボット（２０）の動きは第４，５図の説明と同様である。このパレット停止方法はアキュームレーション機能付き駆動ローラーを使い、当て止め式ストッパーを働かせることによっても同様の機能が達成できる。ローラーコンベヤ本体（１５’）外に塵がでないようにフィルター付き排気ファン（３１）や排気ダクト（３２）を取り付けることは連続運転タイプの枚葉コンベヤ（１５）と共通である。
製造装置（５０，５１，５２，５３，５４）の前で、ウエハー（１６）のバーコードや英数字を読み取り、生産管理用コンピューター（ＭＥＳ）へ連絡するシステムの場合はロボットハンド（２１）にウエハー（１６）を回転させる機構を取り付ける。
第８図は枚葉ロボット（１５）とウエハーナンバー読取装置、及びロボットハンド（２１）の回転機構を示すものであり、ロボット（２０）はウエハーを持ったままハンドの先端部の回転ハンド（３３）を回転させるタイプである。第９図と第１０図はロボットハンド（２１）上のウエハー回転タイプであり、２種類あるが、同じ機能を有する。
第９図、第１０図のタイプ１は走行する枚葉コンベヤ（１５）のフィンガー（２３）の速度に同期してロボットハンド（２１）を動かせ、ロボットハンド（２１）でウエハー（１６）の外周縁部を回転駆動ローラー（４０）とフリーローラー（４１，４２）の傾斜面部で受け、回転駆動ローラー（４０）を回転させながらＥの方向に移動させ、ウエハー（１６）をフリーローラーの（４１，４２）垂直部と回転駆動ローラー（４０）の垂直部の間に挟み込む。
第１１図、第１２図のタイプＩＩは４つのフリーローラー（４１’、４２’、４３’、４４’）でウエハー（１６）の外周縁部を受け、回転駆動ローラー（４０’）をＥの方向に移動させウエハー（１６）をはさみ込む。両タイプともローラー（４０，４１，４２または４０’、４１’、４２’、４３’、４４’）が回転しながら挟み込むことによって、ウエハー（１６）は回転しながらローラーの傾斜部を登ることになるので、ウエハー（１６）の擦れが防止できる。また、コンベヤフィンガー（２３）とロボットハンドのローラー（４０，４１，４２または４０’、４１’、４２’、４３’、４４’）間の移載寸法誤差は１，３ｍｍ以内であり、回転駆動ローラー（４０または４０’）のＥ方向へのストロークも小さく、ウエハー（１６）のＶノッチなどの位置出しとバーコードや英数字の読み取り時間も３秒以内である。従来の位置出し専用アライナーを用いたウエハーの位置出しと、読み取りをすれば、２０秒以上を要するので、処理時間短縮効果は極めて大きい。
第１３図は搬送頻度が高く、単にウエハーを搬送だけすれば良い場合の仕様あり、ウエハー（１６）を一枚単位で運んでいては間に合わない場合に、フィンガー（３４）とロボットアーム（３５）を複数搬送可能にしたものである。ウエハー（１６）を縦方向に多段の保持部を有するコンベヤフィンガー（３４）にウエハー（１６）を２段、３段に同時に載せて搬送し、移載の際もロボットハンド（２１）を縦方向に多段式にして移載することによって搬送能力が増える。ウエハー（１６）を載せる多段式コンベヤフィンガー（３４）と多段式ロボットハンド（３５）を２段式にすれば２倍の搬送及び移載ができ、３段式にすれば３倍の能力向上になる。
産業上の利用可能性
以上のように本発明は従来カセットや密閉ボックスに入れて搬送していたウエハーを枚葉連続搬送に変えるものであり、連続ウエハーの供給、回収を可能とするものである。ＦＯＵＰなどを使うバッチ処理の方法では、ＦＯＵＰ内の２５枚の内の１枚目が処理されても残りの２４枚の処理を待たねば次工程に送れず、５００以上にも及ぶ前処理工程は極めて待ち時間の多いシステムであった。
本発明の枚葉搬送移載方式では処理した１枚のウエハーは直ちに次工程に送れる。この枚葉搬送移載の効果についての具体例は、従来のウエハー２５枚単位のバッチ単位の搬送ではアレイ工程に２５日間を要していたが、これを１３枚単位のバッチ搬送に変えると１３日に短縮されたことである。更にウエハーを人手ではあるが枚葉で搬送すると５、８日になったとの報告がなされている。ウエハーのアレイ工程の枚葉搬送化は究極の搬送方式と言われて久しいが量産工場で実現できる具体的なシステムが存在していなかった。従来のジョブショップ生産方式から、本発明によって半導体製造装置または液晶製造装置を製造のプロセスの順番にならべるというフローショップ生産方式に変えることによって（ソニー株式会社長崎工場では人手によるフローショップ生産方式が実現している。）本発明の連続形態のＥＦＥＭ内をウエハーの枚葉搬送を行い、バッファーステーション間を枚葉搬送のコンセプトを継承する小バッチ搬送を行うことによって、ウエハーが完成するまでの前処理工程時間は大幅に短縮され製造仕掛品量と完成品仕掛量の低減と、搬送、保管のスペース低減による建設投資額削減に貢献する。
半導体のアレイ工程での製造日数は現在２５日から３０日程度を要しているが、前記のように枚葉で処理すれば５日から６日以内の製造日数で十分とされている。従来のバッチ方式に比べて１／５のＴＡＴと仕掛品で良くなるので、仕掛品の削減額はウエハー月産５０００枚の比較的小さい規模の工場でも、数十億円になり、完成品在庫量の低減効果については１００億円前後の規模になり、キャッシュフロー向上の効果は極めて大きい。図１９は従来のバッチ方式による生産と枚葉方式による生産の生産日数による仕掛品の量とそれに伴う金額の差を試算したものである。工場の生産枚数やチップの販売単価、原価比率によって、数値は異なるが大局的な生産効率の差は明らかである。また従来のＦＯＵＰによる搬送は熱処理されたウエハーがＦＯＵＰに入れられた場合などにＦＯＵＰ内の温度上昇によりＦＯＵＰ自体から有機ガスが発生し、製品の歩留まりを悪くするとの報告がなされており、更に進展するウエハー加工の微細化のためにＦＯＵＰ内に有機ガス除去装置を内臓する研究も進んでいるが、本発明はクリーントンネル内でのオープンエアー方式であり、有機ガス対策も不要である。本発明は単なる機械の効率敵な使用にとどまらず、半導体生産前処理工程全体の合理化を促すものであり、直ちに実現可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は連結形態のＥＦＥＭと周辺設備の関係を示す平面図である。
第２図は連結形態のＥＦＥＭの断面図である。
第３図は特殊ＥＦＥＭの平面図である。
第４図は特殊ＥＦＥＭの断面図である。
第５図は枚葉コンベヤとロボットの詳細平面図である。
第６図は枚葉コンベヤとロボットの詳細断面図である。
第７図はローラー式枚葉コンベヤと枚葉ロボットの詳細断面図である。
第８図はロボットのハンド部回転機構と読取り装置の側面図である。
第９図はウエハー回転機構タイプＩの平面図である。
第１０図はウエハー回転機構タイプＩの断面図である。
第１１図はウエハー回転機構タイプＩＩの平面図である。
第１２図はウエハー回転機構タイプＩＩの断面図である。
第１３図は複数枚のウエハー搬送、移載を行う多段式コンベヤと多段式枚葉ロボットの断面図である。
第１４図はＥＦＥＭの平面図である。
第１５図はＦＯＵＰである。
第１６図は枚葉コンベヤの断面図である。
第１７図は枚葉コンベヤのテークアップ部である。
第１８図はフロー図である。
第１９図は在庫金額計算である。
符号の説明
１ クリーントンネル
２ 特殊ＥＦＥＭ
３ 詰替えステーション
４ バッファーステーション
５ 小バッチ搬送機
６ ＨＥＰＡフィルター
１１ ＥＦＥＭ
１２ ＦＯＵＰ
１３ バッファーカセット
１４ ＦＯＵＰオープナー
１５ 枚葉コンベヤ本体
１５’ローラー式コンベヤ本体
１６ ウエハー
１７ テークアップ機構
１８ 調整レール取替え箇所
１９ 装置ステージ
２０ ロボット本体
２１ ロボットハンド
２２ ロボットハンドのウエハー保持部
２３ コンベヤのフィンガー
２４ フィンガー上の保持部
２５ ウエハーバーコード、英数字読取装置
２６ 読取装置のサポート
２７ アームのベース部
２８ パレット
２９ 駆動ローラー
３０ リフト式ストッパー
３１ 排気ファン
３２ 排気ダクト
３３ ハンド回転機構
３４ タ段式コンベヤフィンガー
３５ タ段式ロボットハンド
３６ ＬＭガイドレール
３７ ブロック
３８ コンベヤベルト
４０、４０’回転駆動ローラー
４１、４２、４１’、４２’、４３’、４４’フリーローラー
５０、５１、５２、５３、５４製造装置
Claims (4)
- クリーントンネル内で、半導体または液晶ウエハーを枚葉毎に搬送する枚葉コンヤと、
前記クリーントンネルとクリーン域を共通するように連結され、且つ、前記枚葉コンベヤと製造装置間で、前記半導体または液晶ウエハーの移載を行う移載設備と、
前記クリーン域の内外にわたって、ＦＯＵＰへの半導体またはウエハーの出し入れを行う詰替えステーションを備えたことを特徴とする半導体または液晶ウエハー枚葉搬送及び移載システム - 前記移載設備はＦＯＵＰと、ＦＯＵＰオープナーと、バッファーカセットと、前記半導体または液晶ウエハーの外周縁部を保持するハンドを持つロボットとを備え、前記ロボットは前記半導体または液晶ウエハーの外周縁部を保持するフィンガーを持ち、連続走行する前記枚葉コンベヤの走行速度に等速同期して、前記半導体または液晶ウエハーの移載を行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体または液晶ウエハー枚葉搬送及び移載システム
- 前記半導体または液晶ウエハーのＶノッチもしくはオリエンタルフラット合わせや、前記半導体または液晶ウエハーに刻印したバーコードや英数字を読み取る場合において、前記ロボットのハンドに前記半導体または液晶ウエハーを回転させる機構もしくは前記半導体または液晶ウエハーを持った前記ロボットハンドの一部を回転させる機構を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体または液晶ウエハー枚葉搬送及び移載資システム
- 前記詰替えステーションは、前記半導体または液晶ウエハーを枚葉化またはバッチ化するものであって、前記枚葉コンベヤで搬送されてきた前記半導体または液晶ウエハーを、設定した任意の時間または枚数で前記ＦＯＵＰに詰めることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の半導体または液晶ウエハー搬送及び移載システム
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