JPWO2013088547A1 - ウエハ搬送装置 - Google Patents

Abstract

ウエハの搬送時間を十分に短縮することができるとともに、半導体処理装置の小型化に貢献できるようにする。それぞれがウエハ（１００）を搭載する２個のウエハサポート（３，４）を上下方向に間隙（Ｄ）を設けて配置した。２枚のウエハ（１００）をそれぞれ搬入ステージ（２００Ａ，２００Ｂ）に搬入する際に、先ず、下側のウエハサポート（３）に載置されたウエハ（１００）の主面内の位置を補正してウエハサポート（３，４）を下降させる。ウエハサポート（３）に載置されたウエハ（１００）をピン（２１１〜２１３）上に搬入した後、上側のウエハサポート（４）に載置されたウエハ（１００）の主面内の位置を補正してウエハサポート（３，４）を下降させる。

Description

この発明は、複数枚のウエハを単一のハンドリングアームで保持して同時に搬送する際に、ウエハの主面内における複数枚のウエハのそれぞれの位置を正確に補正するウエハ搬送装置に関する。

半導体製造に用いられるウエハ搬送装置は、ウエハをその主面内における予め定められた搬入位置に正確に搬入する必要がある。従来のウエハ搬送装置は、ハンドリングアームのウエハサポート上にウエハを保持して搬出位置から搬入位置に搬送する搬送ロボットと、ウエハサポートにおけるウエハの位置を補正するアライメント装置と、を備えている（例えば、特許文献１参照。）。

搬送ロボットは、搬出位置でウエハサポート上に保持したウエハを、アライメント装置のテーブル上に載置する。アライメント装置は、テーブル上のウエハの位置を検出し、ハンドリングアームがウエハを搬入位置に正確に搬入できるように、ウエハとウエハサポートとの相対的な位置関係を補正する。搬送ロボットは、位置を補正されたウエハをテーブルからウエハサポート上に取り出し、搬入位置に搬入する。

一方、従来のウエハ搬送装置を構成する搬送ロボットとして、単一のハンドリングアームに複数のウエハサポートを備え、複数枚のウエハを同時に搬送できるようにしたものがある。ハンドリングアームが搬出位置から搬入位置まで移動する間に、複数枚のウエハを同時に搬送することができる。

特開２００９−０４９２５１号公報

しかし、従来のウエハ搬送装置では、複数のウエハサポートのそれぞれについて、アライメント装置を用いてウエハとの相対位置を補正する必要がある。このため、ハンドリングアームが搬出位置から搬入位置まで移動する間に、ウエハサポートとアライメント装置のテーブルとの間でのウエハの受渡しが複数回繰り返して行われることになり、ウエハの搬送時間を十分に短縮することができない。

また、従来のウエハ搬送装置では、搬送ロボットとアライメント装置とを備えているため、ウエハ搬送装置が適用される半導体処理装置が大型化する。

この発明の目的は、ウエハの搬送時間を十分に短縮することができるとともに、半導体処理装置の小型化に貢献できるウエハ搬送装置を提供することにある。

この発明のウエハ搬送装置は、本体、ハンドリングアーム、複数のウエハサポート、複数の検出部、制御部を備えている。を含む。複数のウエハサポートは、それぞれ単一のウエハを保持する。ハンドリングアームは、複数のウエハサポートを支持する。本体は、ハンドリングアームを少なくともウエハの主面内で移動自在に支持する。複数の検出部のそれぞれは、複数の搬入ステージで主面内におけるウエハの位置を検出する。制御部は、複数のウエハサポートのそれぞれが保持するウエハの主面内の位置を、検出部の検出結果に基づいて、搬入ステージにおける互いに異なる高さ位置で順に補正する。

この構成によれば、複数のウエハのそれぞれが、主面内の位置を搬入ステージにおける互いに異なる高さ位置で順に補正されて複数の搬入ステージのそれぞれに搬入される。複数のウエハは、同時に複数の搬入ステージのそれぞれに搬送された後、主面内の位置を順次補正されるため、搬入ステージの外部で繰り返し移動する必要がない。また、ウエハの主面内の位置を補正するアライメント装置を、搬入ステージの外部に配置する必要がない。

この構成において、制御部は、複数のウエハのそれぞれを、より低い位置から順に補正するものであることが好ましい。複数のウエハのそれぞれを各搬入ステージ内で上下方向に往復移動させる必要がなく、搬入に要する時間を最短にできる。

また、ハンドリングアームは、本体に昇降自在に支持され、複数のウエハサポートを互いに異なる高さ位置に支持するものであることが好ましい。主面内の位置を補正した後にハンドリングアームを下降させる動作をより低い位置のウエハサポートに載置されたウエハから順に行うことで、複数のウエハのそれぞれを互いに同じ高さの複数の搬入ステージに容易かつ正確に搬入できる。

この発明によれば、複数のウエハのそれぞれを予め定められた搬入位置（搬入ステージ）に正確に搬入するために、搬出位置と搬入位置との間で繰り返し移動させる必要がなく、複数ウエハの搬送時間を十分に短縮することができる。また、搬出位置と搬入位置との間にアライメント装置を配置する必要がなく、半導体処理装置の小型化に貢献できる。

（Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の第１の実施形態に係るウエハ搬送装置を示す平面図及び側面図である。 同ウエハ搬送装置の搬入時の平面図である。 同ウエハ搬送装置の制御部のブロック図である。 同制御部の処理手順を示すフローチャートである。 （Ａ）〜（Ｄ）は、同ウエハ搬送装置における動作状態を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の第２の実施形態に係るウエハ搬送装置の平面図及び側面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の第３の実施形態に係るウエハ搬送装置の平面図及び側面図である。

以下に、この発明の実施形態にウエハ搬送装置を、図を参照しつつ説明する。

図１及び図２に示すように、この発明の実施形態に係るウエハ搬送装置１０は、図示しない半導体処理装置に適用され、一例として２枚のウエハ１００のそれぞれを２つの搬入ステージ２００Ａ，２００Ｂのそれぞれに同時に搬送する。このため、ウエハ搬送装置１０は、本体１、アーム２１〜２３、ウエハサポート３及び４、センサ５１〜５４を備えている。

本体１は、内部に旋回モータ６１〜６３、昇降モータ６４、制御部７を収納している。アーム２１〜２３は、この発明のハンドリングアームを構成している。アーム２１は、第１端部２１Ａを本体１に旋回自在かつ昇降自在に支持されている。アーム２２は、第１端部２２Ａをアーム２１の第２端部２１Ｂに旋回自在に支持されている。アーム２３は、中間部２３Ａをアーム２２の第２端部２２Ｂに旋回自在に支持されている。

アーム２３の両端部２３Ｂ，２３Ｃには、ウエハサポート３，４が、それぞれの上下方向の間に間隔Ｄを設けて取り付けられている。ウエハサポート３は、ウエハサポート４よりも下側に位置している。ウエハサポート３，４のそれぞれは、各一枚のウエハ１００を上面に載置して保持する。

旋回モータ６１〜６３を適宜駆動することにより、ウエハ１００をウエハサポート３，４とともにその主面内（水平面内）で矢印Ｘ及びＹ方向に移動させることができる。また、昇降モータ６４を駆動することにより、ウエハ１００をウエハサポート３，４とともにＺ方向（垂直方向）に昇降させることができる。

センサ５１〜５４は、一例として、発光素子と受光素子との間をウエハ１００が遮蔽した時にオン信号を出力するフォトセンサで構成されており、発明の複数の検出部に相当する。センサ５１，５２は、搬入ステージ２００Ａに配置され、ウエハサポート３に載置されたウエハ１００を検出する。センサ５３，５４は、搬入ステージ２００Ｂに配置され、ウエハサポート４に載置されたウエハ１００を検出する。

搬入ステージ２００Ａには、３本のピン２１１〜２１３が配置されている。ウエハサポート３に載置されたウエハ１００は、ピン２１１〜２１３上に搬入される。搬入ステージ２００Ｂには、３本のピン２２１〜２２３が配置されている。ウエハサポート４に載置されたウエハ１００は、ピン２２１〜２２３上に搬入される。

図３に示すように、制御部７は、ＣＰＵ７１にＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３及びモータドライバ７４〜７７を接続して構成されている。ＣＰＵ７１には、センサ５１〜５４の検出信号が入力される。ＣＰＵ７１は、センサ５１〜５４の検出信号に基づいて、ＲＯＭ７２に予め書き込まれたプログラムに従ってモータドライバ７４〜７７に駆動データを出力する。この間にＣＰＵ７１に入出力されるデータが、ＲＡＭ７３に一時格納される。モータドライバ７４〜７７は、ＣＰ７１から供給された駆動データに応じて、モータ６１〜６４を駆動する。

図４に示すように、ＣＰＵ７１は、２枚のウエハ１００をそれぞれ搬入ステージ２００Ａ，２００Ｂに搬入するウエハ搬入処理時に、モータ６１〜６３を駆動してウエハサポート３，４を予め定められた目標位置へ向けてＸ方向に沿って移動させる（ステップＳ１）。このとき、図５（Ａ）に示すように、ウエハサポート３をピン２１１〜２１３の上端から所定高さＨだけ上方に位置させておく。ＣＰＵ７１は、センサ５１〜５４のそれぞれの出力のオン／オフの変化を検出し（ステップＳ２）、出力変化のタイミングをＲＡＭ７３の所定のメモリエリアに順次格納する（ステップＳ３）。

ＣＰＵ７１は、ウエハサポート３，４が目標位置に到達すると（ステップＳ４）、ウエハサポート３について、センサ５１，５２の出力変化のタイミングに基づく現在位置と目標位置とのＸ方向及びＹ方向における誤差を、それぞれ補正値Ｘ１及びＹ１として算出する。また、ウエハサポート４について、センサ５３，５４の出力変化のタイミングに基づく現在位置と目標位置とのＸ方向及びＹ方向における誤差を、それぞれ補正値Ｘ２及びＹ２として算出する。ＣＰＵ７１は、算出した補正値Ｘ１，Ｙ１，Ｘ２，Ｙ２をＲＡＭ７３に格納する（ステップＳ５）。

ＣＰＵ７１は、ウエハサポート３，４が目標位置に到達した時から所定時間が経過すると（ステップＳ６）、モータ６１〜６３を駆動してウエハサポート３をウエハサポート４とともにＸ方向及びＹ方向にそれぞれ補正値Ｘ１，Ｙ１だけ移動させ（ステップＳ７）、モータ６４を駆動してウエハサポート３をウエハサポート４とともにＺ方向に所定高さＨに間隔Ｄの１／２を加えた高さだけ下降させる（ステップＳ８）。

これによって、図５（Ｂ），（Ｃ）に示すように、ウエハサポート３に載置されたウエハ１００が、搬入ステージ２００Ａ内で、主面内における目標位置に正確に位置する状態で、ピン２１１〜２１３上に搬入される。このとき、ウエハサポート３は、ピン２１１〜２１３の上端から１／２Ｄだけ下方に位置する。ウエハ１００を載置したウエハサポート４は、搬入ステージ２００Ｂ内で、ピン２２１〜２２３の上端から１／２Ｄだけ上方に位置する。

この後、ＣＰＵ７１は、モータ６１〜６３を駆動してウエハサポート４をウエハサポート３とともにＸ方向及びＹ方向にそれぞれ補正値（Ｘ１＋Ｘ２），（Ｙ１＋Ｙ２）だけ移動させ（ステップＳ９）、モータ６４を駆動してウエハサポート４をウエハサポート３とともにＺ方向に所定高さＨに間隔Ｄの１／２を加えた高さだけ下降させる（ステップＳ１０）。

これによって、図５（Ｄ），（Ｅ）に示すように、ウエハサポート４に載置されたウエハ１００が、搬入ステージ２００Ｂ内で、主面内における所定位置に正確に位置する状態で、ピン２２１〜２２３上に搬入される。このとき、ウエハサポート３は、ピン２１１〜２１３の上端から高さ（Ｈ＋Ｄ）だけ下方に位置する。ウエハサポート４に載置されたウエハ１００は、搬入ステージ２００Ｂ内で、ピン２２１〜２２３の上端から高さＨだけ下方に位置する。

ＣＰＵ７１は、以上のようにして、２枚のウエハ１００をそれぞれ搬入ステージ２００Ａ，２００Ｂ内の所定位置に搬入した後、モータ６１〜６４を駆動してウエハサポート３，４を初期位置に復帰させ（ステップＳ１１）、処理を終了する。

以上のように、２枚のウエハ１００を、上下方向に所定の間隔を設けた状態で、それぞれ搬入ステージ２００Ａ，２００Ｂ内に搬入した後、下側のウエハ１００、上側のウエハ１００の順に主面内の位置を補正して下降させ、所定位置に正確に搬入することができる。ウエハ１００の主面内の位置を補正するためのアライメント装置を搬入ステージ２００Ａ，２００Ｂの外側に配置する必要がない。

アライメント装置と搬入ステージ２００Ａ，２００Ｂとの間でウエハ１００を往復移動させる必要がなく、２枚のウエハ１００の搬入に要する時間を十分に短縮することができる。また、アライメント装置を配置するためのスペースが不要になり、ウエハ処理装置を小型化できる。

なお、ステップＳ１０及びＳ１２におけるウエハサポート３，４の下降量は、（Ｈ＋１／２Ｄ）に限るものではなく、ウエハサポート３，４に載置された２枚のウエハ１００を順にピン２１１〜２１３及びピン２２１〜２２３上に載置できることを条件に、任意の値とすることができる。

図６に示すように、この発明の第２の実施形態に係るウエハ搬送装置２０は、２組のアーム２２，２３、ウエハサポート３，４を備えたものである。第１組のウエハサポート３，４により、処理を終了した２枚のウエハ１００を搬入ステージ２００Ａ，２００Ｂから搬出しつつ、第２組のウエハサポート３，４により、未処理の２枚のウエハ１００を搬入ステージ２００Ａ，２００Ｂに搬入することができる。

図７に示すように、この発明の第３の実施形態に係るウエハ搬送装置３０は、アーム２３に４個のウエハサポート３３〜３６をそれぞれの上下間に間隔を設けて備えている。４枚のウエハ１００のそれぞれを、より下方に位置するウエハサポートの載置されたウエハ１００から順に、主面内の位置を補正して４個の搬入ステージのそれぞれの所定位置に正確に搬入することができる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１−本体
３，４−ウエハサポート
７−制御部
１０−ウエハ搬送装置
２１〜２３−アーム
５１〜５４−センサ
６１〜６３−旋回モータ
６４−昇降モータ
１００−ウエハ
２００Ａ，２００Ｂ−搬入ステージ

この発明のウエハ搬送装置は、本体、ハンドリングアーム、複数のウエハサポート、複数の検出部、制御部を備えている。複数のウエハサポートは、それぞれ単一のウエハを保持する。ハンドリングアームは、複数のウエハサポートを支持する。本体は、ハンドリングアームを少なくともウエハの主面内で移動自在に支持する。複数の検出部のそれぞれは、複数の搬入ステージで主面内におけるウエハの位置を検出する。制御部は、複数のウエハサポートのそれぞれが保持するウエハの主面内の位置を、検出部の検出結果に基づいて、搬入ステージにおける互いに異なる高さ位置で順に補正する。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、この発明の第１の実施形態に係るウエハ搬送装置を示す平面図及び側面図である。
図２は、同ウエハ搬送装置の搬入時の平面図である。
図３は、同ウエハ搬送装置の制御部のブロック図である。
図４は、同制御部の処理手順を示すフローチャートである。
図５（Ａ）〜図５（Ｅ）は、同ウエハ搬送装置における動作状態を示す図である。
図６は、この発明の第２の実施形態に係るウエハ搬送装置の平面図である。
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、この発明の第３の実施形態に係るウエハ搬送装置の平面図及び側面図である。

以下に、この発明の実施形態に係るウエハ搬送装置を、図を参照しつつ説明する。

これによって、図５（Ｂ），（Ｃ）に示すように、ウエハサポート３に載置されたウエハ１００が、搬入ステージ２００Ａ内で、主面内における目標位置に正確に位置する状態で、ピン２１１〜２１３上に搬入される。このとき、ウエハサポート３は、ピン２１１〜２１３の上端から（１／２）Ｄだけ下方に位置する。ウエハ１００を載置したウエハサポート４は、搬入ステージ２００Ｂ内で、ピン２２１〜２２３の上端からら（１／２）Ｄだけ上方に位置する。

これによって、図５（Ｄ），（Ｅ）に示すように、ウエハサポート４に載置されたウエハ１００が、搬入ステージ２００Ｂ内で、主面内における所定位置に正確に位置する状態で、ピン２２１〜２２３上に搬入される。このとき、ウエハサポート３は、ピン２１１〜２１３の上端から高さ（Ｈ＋Ｄ）だけ下方に位置する。ウエハサポート４は、搬入ステージ２００Ｂ内で、ピン２２１〜２２３の上端から高さＨだけ下方に位置する。

なお、ステップＳ１０及びＳ１２におけるウエハサポート３，４の下降量は、（Ｈ＋（１／２）Ｄ）に限るものではなく、ウエハサポート３，４に載置された２枚のウエハ１００を順にピン２１１〜２１３及びピン２２１〜２２３上に載置できることを条件に、任意の値とすることができる。

図７に示すように、この発明の第３の実施形態に係るウエハ搬送装置３０は、アーム２３に４個のウエハサポート３３〜３６をそれぞれの上下間に間隔を設けて備えている。４枚のウエハ１００のそれぞれを、より下方に位置するウエハサポートに載置されたウエハ１００から順に、主面内の位置を補正して４個の搬入ステージのそれぞれの所定位置に正確に搬入することができる。

Claims (3)

1. 複数枚のウエハのそれぞれを同時に複数の搬入ステージに向けて搬送するウエハ搬送装置であって、
   本体と、
   前記本体に少なくともウエハの主面内で移動自在にして支持されたハンドリングアームと、
   前記ハンドリングアームに支持され、それぞれ単一のウエハを保持する複数のウエハサポートと、
   複数の搬入ステージのそれぞれで主面内におけるウエハの位置を検出する複数の検出部と、
   前記複数のウエハサポートのそれぞれが保持するウエハの主面内の位置を、前記検出部の検出結果に基づいて、前記搬入ステージにおける互いに異なる高さ位置で順に補正する制御部と、
   を備えたウエハ搬送装置。
2. 前記制御部は、前記複数のウエハのそれぞれを、より低い位置から順に補正する請求項１に記載のウエハ搬送装置。
3. 前記ハンドリングアームは、前記本体に昇降自在に支持され、前記複数のウエハサポートを互いに異なる高さ位置に支持する請求項２に記載のウエハ搬送装置。

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