KR100504673B1

KR100504673B1 - 반도체 또는 액정웨이퍼 낱장반송 및 이재 시스템

Info

Publication number: KR100504673B1
Application number: KR10-2003-7002695A
Authority: KR
Inventors: 다케히데 하야시
Original assignee: 다케히데 하야시
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2005-08-02
Also published as: WO2003024673A1; KR20030029850A; US20040234360A1

Abstract

본 발명은 반도체나 액정의 제조공정에서, 종래 25장 단위로 FOUP(밀폐용기)나 카세트를 사용해서 제조장치에 웨이퍼의 공급 회수가 행해지고 있던 것을, 웨이퍼를 낱장으로 공급회수하는 것이다. 반도체나 액정공장의 베이내(공정내)의 통상 10에서 20대 정도의 각 제조장치의 앞에 특수 EFEM(2)을 설치하고, 그것들 EFEM 사이를 클린 터널(1)과 연속주행 낱장 컨베이어(15)로 연결함으로써, 연결형태의 EFEM을 구성한다. 연결형태의 EFEM의 일각에 웨이퍼의 FOUP(12)화와 낱장화를 행하는 리패킹 스테이션(3)을 설치하여, 베이간 소배취 반송기(5)와 접속한다. 극소 클린 구역을 구성하는 연속형태의 EFEM내는 웨이퍼의 위치내기나, 웨이퍼 코드 판독을 위해서, 웨이퍼 회전기구부착 핸드를 구비한 로봇(20)에 의한 고속 이재나, 낱장 컨베이어의 시간당 1000장 이상의 반송능력에 의해, 웨이퍼의 대기시간이 거의 없는 생산시스템을 실현할 수 있다. 종래의 FOUP 등의 배취 생산방식에 비해, 웨이퍼 전처리 공정의 생산기간과 처리중인 물품량은 1/5이 되고, 완성품재고도 대폭 삭감할 수 있다.

Description

반도체 또는 액정웨이퍼 낱장반송 및 이재 시스템{SYSTEM FOR CONVEYING AND TRANSFERRING SEMICONDUCTOR OR LIQUID CRYSTAL WAFER ONE BY ONE}

본 발명은 반도체제조 또는 액정 제조공정에서 제조장치로의 웨이퍼의 공급 회수를, 통상 25장 들이 카세트나 F0UP(밀폐박스)를 사용해서 행해지고 있던 것을, 클린터널에 의해 연결형태의 옮겨싣기(이하 "이재(移載)"라 한다)설비, 즉 EFEM(Equipment Front End Module)을 구성하고, 웨이퍼를 낱장(枚葉)반송하여 이재함으로써 제조기간의 단축, 처리중인 물품의 재고삭감 등의 합리화를 하는 것이며, 특수 EFEM, 웨이퍼의 반송 이재, 웨이퍼 넘버의 판독방법 등에 관한 것이다.

종래부터 반도체 제조공장 전처리 공정에서의 웨이퍼 반송의 취급은 25장 들이 카세트나 도 15의 FOUP(밀폐박스)에 웨이퍼를 넣고, 제조장치에 공급, 회수를 행하고 있었다. 이것 때문에 카세트에 들어간 25장의 웨이퍼의 최초의 1장은 나머지의 24장이 처리될때 까지, FOUP내 등에서 기다리지 않으면 안된다. 모든 웨이퍼는 FOUP내의 다른 웨이퍼가 처리될 때까지 계속 기다리지 않으면 안되어, 100대 이상, 500스텝 이상에도 이르는 반도체나 액정의 전체 제조장치에서 처리를 기다리는 웨이퍼라는 처리중인 물품이 발생한다. 이 방법에서는 처리될때 까지의 대기시간과, 그것에 따르는 처리중인 물품이 팽대해진다. 또 제조장치에는 FOUP으로부터 웨이퍼를 취출하거나, 장치에서의 처리후, 다시 웨이퍼를 넣는 기구가 필요했다. 또, 이 카세트나 FOUP을 자동반송, 자동보관 하는데는, 이들의 치수, 중량에 맞춘 큰 스페이스와 고가의 물류시스템이 필요했다. 한편, 생산효율 향상을 위해 웨이퍼 치수는 대구경화 하고 있고, 카세트나 FOUP의 치수와 중량은 고액투자를 요하는 클린 룸 공장 건설경비의 증대요인의 하나로 되어 있다. 본 발명은 웨이퍼를 극소 클린구역에서 낱장씩 연속 반송함으로써, 제조장치 사이를 웨이퍼 단체로 묶는 시스템이고, 종래기술의 결점을 보완하여, 낱장씩 제조의 실현을 구체화하는 것이다.

반도체나 액정웨이퍼는 200mm 직경에서 300mm 직경으로 이행하고 있고, 300mm에 대응하는 제조장치도 200mm 세대의 배취처리방식에서 대부분이 낱장씩 처리하는 방식으로 바뀌고 있고, 제조장치와 반송의 낱장화에 의해, 생산효율을 올리는 것이 업계의 목표로 되어 있다. 예를 들면, 이전 IBM은 EAST FISHKILL 공장에서 QTAT라는 공기의 압력으로 반도체 웨이퍼를 부상시켜서 반송하는 시스템을 발표했지만, 웨이퍼를 부상시켜도 강한 공기류에 의한 정전기와 반송하여 이재하는데 난점이 있고, 1시간당 500장에서 1000장의 웨이퍼의 반송이 필요한 실용라인의 사양을 만족시키는 것은 아니고, 실제가동도 하고 있지 않다. 또 유사한 시스템으로서, 종래부터 컨베이어에 의해 웨이퍼를 장치 사이에서 반송하는 설비는 존재하고 있었다. 예를 들면, JP3-154751A에는 루프형상의 컨베이어와 로봇에 의한 이재에 관한 방법이 제시되어 있다. 그러나 본 방법은 카세트 단위로 핸들링하는 것이고, 로봇도 카세트를 그립하는 방법이고, 게다가 장치측에 카세트를 이재할 때에는 로봇에 주행기능을 갖게 할 필요가 있다. 웨이퍼를 낱장단위로, 게다가 웨이퍼의 단면만을 잡아서 이재하는 본 발명과는 상이한 것이고, 카세트에 일단 스톡하는 것을 피하여, 제조처리 시간을 단축하려고 하는 것은 아니다.

또, 웨이퍼를 종래기술에 의한 벨트를 사용하여 장치 사이에서 반송하는 방법이 있다. 예를 들면, US 5820679A와 JP7-122622A에 도시되어 있는데, 컨베이어와 장치의 이재방법이 명확한 것은 아니지만, 컨베이어는 웨이퍼의 바닥면을 벨트로 받는 것으로서, 웨이퍼와 벨트의 마찰에 의한 먼지 발생(發塵)이 있어, 웨이퍼 제조에 요구되는 웨이퍼 바닥면도 극력 접촉해서는 안된다는 최신의 사양을 만족하는 것은 아니다. 더욱이 이들에는 반도체나 액정의 생산에 필요한 클린 구역을 극소로 한다는 생각은 개시되어 있지 않다. 또, 다수의 EFEM 사이를 클린 구역으로 접속해서, 웨이퍼를 낱장으로 반송함으로써 제조기간을 빠르게 하는 연결형태의 EFEM이라는 개념도 존재하고 있지 않았다. 제조장치간을 최소의 클린 구역에서 반송하는 것은 클린 공장의 설비투자액과 런닝코스트 저감을 위해서는 극히 중요하다. 본 발명은 반도체제조 또는 액정제조에서 연결형태의 EFEM에 의해, 낱장반송을 실현시킴으로써 생산시간의 단축(Quick Turn Around Time)과 처리중인 물품 및 완성품 재고저감을 구현화 하는 것이다.

도 1은 연결형태의 EFEM과 주변설비의 관계를 도시하는 평면도이다.

도 2는 연결형태의 EFEM의 단면도이다.

도 3은 특수 EFEM의 평면도이다.

도 4는 특수 EFEM의 단면도이다.

도 5는 낱장 컨베이어와 로봇의 상세 평면도이다.

도 6은 낱장 컨베이어와 로봇의 상세 단면도이다.

도 7은 롤러식 낱장 컨베이어와 낱장 로봇의 상세 단면도이다.

도 8은 로봇의 핸드부 회전기구와 판독장치의 측면도이다.

도 9는 웨이퍼 회전기구 타입 I의 평면도이다.

도 10은 웨이퍼 회전기구 타입 I의 단면도이다.

도 11은 웨이퍼 회전기구 타입 II의 평면도이다.

도 12는 웨이퍼 회전기구 타입 II의 단면도이다.

도 13은 복수장의 웨이퍼 반송, 이재를 행하는 다단식 컨베이어와 다단식 낱장 로봇의 단면도이다.

도 14는 EFEM의 평면도이다.

도 15는 FOUP이다.

도 16은 낱장 컨베이어의 단면도이다.

도 17은 낱장 컨베이어의 테이크업부이다.

도 18은 흐름도이다.

도 19는 재고금액 계산이다.

(부호의 설명)

1: 클린 터널 2: 특수 EFEM

3: 리패킹 스테이션 4: 버퍼 스테이션

5: 소배취 반송기 6: HEPA 필터

11: EFEM 12: FOUP

13: 버퍼 카세트 14: FOUP 오프너

15: 낱장 컨베이어 본체 15': 롤러식 컨베이어 본체

16: 웨이퍼 17: 테이크업 기구

18: 조정레일 교체개소 19: 장치 스테이지

20: 로봇 본체 21: 로봇 핸드

22: 로봇 핸드의 웨이퍼 유지부

23 컨베이어의 핑거 24: 핑거상의 유지부

25: 웨이퍼 바코드, 영숫자 판독장치

26: 판독장치의 서포트 27: 암의 베이스부

28: 팰릿 29: 구동 롤러

30: 리프트식 스토퍼 31: 배기팬

32: 배기덕트 33: 핸드 회전기구

34: 다단식 컨베이어 핑거 35: 다단식 로봇핸드

36: LM 가이드 레일 37: 블록

38: 컨베이어 벨트 40, 40': 회전구동 롤러

41, 42, 41', 42', 43', 44': 프리 롤러

50, 51, 52, 53, 54: 제조장치

본 발명의 주요부인 연결형태의 EFEM은 다음 4개의 구성요소로 성립되고 있다. 반도체 및 액정 각 제조장치의 앞에는 로봇(20), F0UP(12), 및 F0UP 오프너(14)로 이루어지는 특수 EFEM(Equipment Front End Module)(2)과, 이들의 특수 EFEM(2)과 클린 구역을 공통으로 하는 클린 터널(1)과, 클린 터널 내에서 웨이퍼(16)를 연속 반송하는 낱장 컨베이어(15)와, 반도체 또는 액정 웨이퍼를 FOUP에 다시 채우는 리패킹 스테이션(3)등이 있다. (통상의 EFEM은 도 14 참조) 이 4개의 구성에 의해 EFEM군을 연결한 형태로 한 연결형태의 EFEM은 FOUP(12)로의 웨이퍼(16)의 리패킹 스테이션(3)에서 연결형태의 EFEM외부와 접하고 있다. 연결형태의 EFEM내에서는 웨이퍼(16)를 낱장으로 반송하여 이재하고, 연결형태의 EFEM 외부에서는 웨이퍼(16)를 FOUP(12) 단위로 반송하여 이재한다. 웨이퍼(16)단위와 FOUP(12) 단위의 접점인 웨이퍼 리패킹 스테이션(3)에서 로봇(20)에 의해 FOUP(12)내의 웨이퍼(16)를 낱장으로 하거나, FOUP(12)에 채우거나 하지만, 실제 빈 F0UP(12)를 가수납하는 버퍼 스테이션(4)에 편입되어 있고, 버퍼 스테이션(4)은 연결형태의 EFEM 사이의 반송을 행하는 소배취 반송기(5)에 연결되어 있다.

특수 EFEM(2)은 웨이퍼 이동용 로봇(20)과, 바코드, 영숫자의 판독기기(25)와, 자동 운전용 버퍼 카세트(13)와, 수동 운전용 FOUP(12) 및 FOUP 오프너(14)를 구비하고, 클린 터널(1)로 클린 구역을 접촉하고 있다. (도 1 사선부)

특수 EFEM(2)내 로봇(20)은 웨이퍼(16)의 외주연부만을 유지하는 유지부(22)를 구비하고, 낱장 컨베이어(15)와, 제조장치(50-54)와, 버퍼 카세트(13)와, FOUP(12) 사이의 이재를 행한다.

낱장 컨베이어(15)는 루프형상의 형상을 하고, 컨베이어 벨트(38)로 구동하는 연속 주행식이며, LM 가이드 레일(36)상의 블록(37)에는 일정한 간격으로 웨이퍼(16)를 싣는 핑거(23)를 부착하고 있다. 컨베이어 벨트(38)는 일정기간이 경과하면 신장이 발생하므로, LM 가이드 레일(36)의 일부에 컨베이어 벨트(38)를 펴기 위한 테이크업 기구(17)와 조정레일 교체개소(18)를 설치하고 있다. (도 16, 도 17)컨베이어 벨트(38)가 늘어난 때에는 늘어난 치수분을 더 늘인 조정용 LM 가이드로 교체한다. 낱장 컨베이어(15)의 핑거(23)에는 웨이퍼(16)로의 접촉을 최소한으로 하기 위한 유지부(24)를 부착하고, 웨이퍼(16)의 외주연부를 유지한다. 낱장 컨베이어(15)의 구동에 따르는 먼지 발생이 클린 터널(1)내의 클린도에 영향을 주지 않도록, 낱장 컨베이어(15) 내부를 부압으로 하기위한 배기팬(31)을 부착하여, 배기덕트(32)에 연결하고, 에어필터를 통해서 공기를 배출하는 클린 대책을 한 컨베이어이다.

반도체 또는 액정공장의 생산관리를 담당하는 컴퓨터인 MES(Manufacturing Engineering System)가 전체 웨이퍼를 실수없이 트래킹하는 것은 곤란하므로, 제조장치(50-54)에 웨이퍼(16)를 걸기 전, 즉 특수 EFEM(2)내의 로봇(20)이 낱장 컨베이어(15)로부터 웨이퍼(16)를 떠낸 시점에서, 웨이퍼 넘버를 판독하고, 그에 상당해야 할 웨이퍼인 것을 MES에 보고해서, 제조장치(50-54)에 의해 정해진 장치 스테이지(19)의 위치에 웨이퍼(16)의 방향을 맞추어서 건네 주는 것이 가장 바람직하다. 본 사양을 만족하기 위해서 로봇 핸드(21)는 웨이퍼(16)의 외주연부를 유지하고, 로봇 핸드(21)의 이재 동작중에 웨이퍼(16)를 회전시켜서, V노치나 오리엔탈 플랫을 검출해서 정지시키고, 소정의 위치를 내어 웨이퍼(16)의 영숫자나 바코드를 판독하는 기구를 구비한다.

본 발명을 상세하게 설명하기 위해, 첨부의 도면에 따라서 이것을 설명한다.

도 1 및 도 2는 연결형태의 EFEM과 버퍼 스테이션(4) 및 소배취 반송기(5)의 관계를 도시하는 것이고, 도 3 및 도 4는 특수 EFEM(2)을 도시하는 것이다. 반도체 또는 액정 제조장치 앞의 특수 EFEM(2)은 통상 클린도 클래스1의 슈퍼 클린 구역과 클래스1000 정도의 클린 구역에 속하고 있고, 클래스1의 구역에는 이재 로봇(20)과 버퍼 카세트(13)가 구비되어 있다. 클래스 약 1000의 구역에는 FOUP(12)이 설치되어 있고, 반송계통에 지장이 있을 경우와, 반도체 또는 액정 제조장치에서의 특별 긴급처리를 위해 작업자가 FOUP을 손으로 반송하기 위한 것이고, 통상의 자동운전시에 사용하는 것은 아니다. 또, 통상의 EFEM(도 14)은 모두 FOUP 단위로 처리되고 있고, 본 발명의 특수 EFEM(2)은 버퍼 카세트(13)와 FOUP(12)의 양방에 대응하는 점에서 통상의 EFEM과 상이하다.

특수 EFEM(2)과 웨이퍼 리패킹 스테이션(3)은 클린 터널(1)과 접속해서 클린도 클래스1의 구역을 구성하고 있고, 장치 스테이지(19)를 포함해서 이 클린도 클래스1의 구역내에서 웨이퍼(16)는 모두 낱장으로 반송하여 이재되고, 긴급처리의 손조작의 경우를 제외하고, 웨이퍼(16)가 FOUP(12)에 리패킹되는 것은, 웨이퍼 리패킹 스테이션(3)을 통하는 경우뿐이고, 웨이퍼(16)의 FOUP화, 낱장화가 리패킹 스테이션(3)의 1개소인 점에서, 특수 EFEM(2)을 접속한 연결 EFEM의 형태를 구성하고 있다.

프로세스 관리용 컴퓨터의 지시로 소배취 반송기(5)에 의해 반송되어 온 FOUP(12)은 웨이퍼 리패킹 스테이션(3)에서 로봇(20)에 의해 낱장화되어서, 낱장 컨베이어(15)에 실리지만, 제조장치(50-54)와 반송 타이밍이 맞지 않은 경우는 일단 버퍼 스테이션(4)에서 스토리지되고, 관리용 컴퓨터의 지시로 제조장치(50-54)에 있어서 유리한 상태가 되면 FOUP(12)은 버퍼 스테이션(4)으로부터 리패킹 스테이션(3)으로 옮겨져, 낱장화되어서 낱장 컨베이어(15)로 제조장치(50-54)에 반송된다. 낱장 컨베이어(15)에 실린 웨이퍼(16)는 소정의 제조장치(50-54) 전의 특수 EFEM(2)내의 로봇(20)에 의해 버퍼 카세트(13)에 임시 적치되든지, 제조장치 스테이지에 공급된다. 제조장치(50-54)에서 가공이 끝난 웨이퍼(16)는 로봇(20)에 의해, 낱장 컨베이어(15)에 실려서 다음 장치(50-54)에 반송된다.

연결형태의 EFEM은 반도체 또는 액정 제조장치를 10대 이상과 접속하게 되므로, 낱장 컨베이어(15)는 시간당 500부터 1000장 정도의 반송능력이 필요하게 되지만, 본 발명의 낱장 컨베이어(15)는 핑거 피치 500mm, 컨베이어 속도가 10m/분의 경우이고, 시간당 1200장의 반송이 가능해서, 더욱 능력을 올릴 수도 있다.

또, 특수 EFEM(2)으로부터 리패킹 스테이션(3)에 보내져 온 웨이퍼(16)는 리패킹 스테이션(3)에서 FOUP(12)에 웨이퍼(16)를 채워서 발송하는 타이밍을 임의의 소배취에 설정할 수 있다. 예를 들면, 정해진 시간이 경과하든지, 정해진 장수에 달하면 FOUP(12)의 뚜껑을 자동으로 닫아서 소배취 반송기(5)에서 다른 연결형태의 EFEM에 자동 발송한다. 연결형태의 EFEM내를 낱장 반송해서 웨이퍼 처리의 대기 시간을 없애도 연결형태의 EFEM 사이에서 배취 반송하고 있으면, 낱장반송의 효과가 삭감되므로, 소배취로 하기 위한 시간과 장수를 설정해서, 조금씩 반송을 행한다. 결과적으로, 연결형태의 EFEM 사이를 낱장 컨베이어로 반송하면 매분 1Om에서 15m의 속도인 경우, 150m 길이의 공장인 경우에 일주에 20분에서 30분을 요하지만, 소배취 반송기(5)는 매분 150m의 속도를 낼 수 있으므로 일주시간은 2분이면 되어, 연결형태의 EFEM내의 낱장반송의 효과가 삭감되는 일은 없다. 전체의 플로우는 도 18에 도시하는 대로이다.

도 5 및 도 6은 낱장 컨베이어(15)에 의해 반송되어 온 웨이퍼(16)가 제조장치(50-54)에 공급, 회수되는 동작관계를 도시하는 것이다.

낱장 컨베이어(15)는 루프형상의 컨베이어 벨트(38)에 의해 A의 방향으로 구동하는 연속 주행식 컨베이어이며, 낱장 컨베이어(15)의 핑거(23)의 4개 유지부(24)에 실린 웨이퍼(16)가 소정의 제조장치(50-54)의 앞에 당도했을 때에 로봇 핸드(21)는 A의 방향으로 진행하는 낱장 컨베이어(15)의 주행속도에 동기하면서, 핑거(23) 밑에 들어가고, 로봇 핸드(21)의 B방향의 속도와 핑거(23)의 A방향의 속도를 등속으로 하여, 로봇 본체(20)가 C의 방향으로 상승함으로써 웨이퍼(16)를 로봇 핸드(21)상의 4개의 유지부(22)에 싣는다. 웨이퍼(16)를 컨베이어에 실을 때는 빈 핑거(23)가 제조장치의 소정의 위치에 오면, 웨이퍼(16)를 유지부(22)상에 실은 로봇 핸드(21)는 A의 방향으로 진행하는 핑거(23)상을 상기 핑거에 연동해서 B의 방향으로 움직이고, A와 B의 움직임을 등속으로 하여 로봇 핸드(21)가 D의 방향으로 하강함으로써 이재를 행한다.

웨이퍼(16)의 V노치 또는 오리엔탈 플랫의 위치내기와, 웨이퍼(16)에 각인된 바코드나 영숫자의 판독은, 종래 로봇 근처에 설치한 회전식 웨이퍼 위치내기 전용장치(얼라이너)와 넘버 판독장치를 통해서 행하고 있는데, 로봇 핸드(21)에 회전기구를 편입하여, 이체를 없애서 동작시간을 단축할 수 있다. 이 경우는 낱장 컨베이어(15)로부터 웨이퍼(16)를 떠낼 때와, 제조장치(50-54)의 가공이 끝나서 낱장 컨베이어(15)에 실을 때의 어느 것에 있어서도, 로봇(20)에 탑재된 웨이퍼넘버 판독장치(25)는 웨이퍼(16)에 각인된 영숫자나 바코드를 판독할 수 있다. 웨이퍼(16)의 위치내기와 판독시에는 로봇 핸드(21)에 내장되어 있는 회전기구를 이용한다. 또 웨이퍼(16)의 이재는 웨이퍼(16)에 접촉하는 면적이 적어, 웨이퍼(16)의 결함이 가장 적은 방법인 낱장 컨베이어 핑거(23)의 유지부(24)와 로봇 핸드의 유지부(22)를 통해서, 웨이퍼(16)의 외주연부를 유지하고 있다.

도 7은 도 4, 도 5의 연속주행식의 컨베이어에 대하여, 장치 스테이지의 앞에서 일단 컨베이어의 핑거(23)를 정지시키는 방법을 도시하는 것이다. 핑거(23)는 팰릿(28)에 부착되어, 구동롤러(29)에 의해 주행된다. 팰릿(28)이 소정의 위치에 도달하면 리프트식 스토퍼(30)가 상승함으로써, 팰릿(28)은 정지한다. 정지와 동시에 로봇 핸드(21)는 웨이퍼(16)의 밑으로 들어가고, 상승함으로써 웨이퍼(16)을 떠낸다. 떠낸 시점에서 리프트식 스토퍼(30)는 하강하므로 팰릿(28)은 구동롤러(29)의 움직임에 의해, 다시 주행한다. 핑거(23)상에 웨이퍼(16)를 놓을 경우도 팰릿(28)의 움직임은 동일하여, 로봇(20)의 움직임은 도 4, 5의 설명과 동일하다. 이 팰릿 정지방법은 어큐뮬레이션기능 부착 구동롤러를 사용하여, 접촉정지식 스토퍼를 작동시킴으로써 동일한 기능을 달성할 수 있다. 롤러 컨베이어 본체(15')외에 먼지(塵)가 나지 않도록 필터부착 배기팬(31)이나 배기덕트(32)를 부착하는 것은 연속운전 타입의 낱장 컨베이어(15)와 공통이다.

제조장치(50, 51, 52, 53, 54)의 앞에서, 웨이퍼(16)의 바코드나 영숫자를 판독하여, 생산관리용 컴퓨터(MES)에 연락하는 시스템의 경우는 로봇 핸드(21)에 웨이퍼(16)를 회전시키는 기구를 부착한다.

도 8은 낱장 로봇(15)과 웨이퍼 넘버 판독장치, 및 로봇 핸드(21)의 회전기구를 도시하는 것이며, 로봇(20)은 웨이퍼를 가진채 핸드의 선단부의 회전 핸드(33)를 회전시키는 타입이다. 도 9와 도 10은 로봇 핸드(21)상의 웨이퍼 회전 타입이고, 2종류 이지만, 동일한 기능을 갖는다.

도 9, 도 10의 타입 I은 주행하는 낱장 컨베이어(15)의 핑거(23)의 속도에 동기하여 로봇 핸드(21)를 움직이게 하고, 로봇 핸드(21)로 웨이퍼(16)의 외주연부를 회전구동 롤러(40)와 프리 롤러(41, 42)의 경사면부에서 받고, 회전구동 롤러(40)를 회전시키면서 E의 방향으로 이동시키고, 웨이퍼(16)를 프리 롤러의(41, 42) 수직부와 회전구동 롤러(40)의 수직부 사이에 끼워 넣는다.

도 11, 도 12의 타입 II는 4개의 프리 롤러(41', 42', 43', 44')로 웨이퍼(16)의 외주연부를 받고, 회전구동 롤러(40')를 E의 방향으로 이동시켜 웨이퍼(16)를 끼어 넣는다. 양 타입모두 롤러(40, 41, 42 또는 40', 41', 42', 43', 44')가 회전하면서 끼워 넣음으로써, 웨이퍼(16)는 회전하면서 롤러의 경사부를 오르게 되므로, 웨이퍼(16)의 긁힘을 방지할 수 있다. 또, 컨베이어 핑거(23)와 로봇 핸드의 롤러(40, 41, 42 또는 40', 41', 42', 43', 44')간의 이재 치수오차는 1.3mm 이내이고, 회전구동 롤러(40 또는 40')의 E방향로의 스트로크도 작고, 웨이퍼(16)의 V노치 등의 위치내기와 바코드나 영숫자의 판독시간도 3초 이내이다. 종래의 위치내기전용 얼라이너를 사용한 웨이퍼의 위치내기와, 판독을 하면, 20초 이상을 요하므로, 처리시간 단축효과는 극히 크다.

도 13은 반송빈도가 높아, 단지 웨이퍼를 반송만 하면 되는 경우의 사양이고, 웨이퍼(16)를 1장 단위로 나르고 있어서는 안되는 경우에, 핑거(34)와 로봇 암(35)을 복수 반송 가능하게 한 것이다. 웨이퍼(16)를 종방향으로 다단의 유지부를 갖는 컨베이어 핑거(34)에 웨이퍼(16)를 2단, 3단으로 동시에 실어서 반송하고, 이재시도 로봇 핸드(21)를 종방향으로 다단식으로 하여 이재함으로써 반송 능력이 증가한다. 웨이퍼(16)를 실을 다단식 컨베이어 핑거(34)와 다단식 로봇 핸드(35)를 2단식으로 하면 2배의 반송 및 이재를 할 수 있고, 3단식으로 하면 3배의 능력향상으로 된다.

이상과 같이 본 발명은 종래 카세트나 밀폐박스에 넣어서 반송하고 있던 웨이퍼를 낱장 연속반송으로 바꾸는 것이며, 연속 웨이퍼의 공급, 회수를 가능하게 하는 것이다. FOUP 등을 사용하는 배취처리의 방법에서는, FOUP내의 25장중 1장째가 처리되어도 나머지 24장의 처리를 기다리지 않으면 다음 공정으로 보내지지 않고, 500 이상에도 이르는 전처리 공정은 극히 대기시간이 많은 시스템이었다.

본 발명의 낱장반송 이재 방식에서는 처리한 1장의 웨이퍼는 즉시 다음 공정으로 이송된다. 이 낱장반송 이재의 효과에 대한 구체예는, 종래의 웨이퍼 25장 단위의 배취단위의 반송에서는 어레이 공정에 25일간을 요하고 있었지만, 이것을 13장 단위의 배취반송으로 바꾸자 13일로 단축된 것이다. 더욱이 웨이퍼를 손은 쓰지만 낱장으로 반송하자 5, 8일로 되었다는 보고가 되어 있다. 웨이퍼의 어레이 공정의 낱장반송화는 궁극적인 반송방식이라고 말해진지 오래지만 양산 공장에서 실현할 수 있는 구체적인 시스템이 존재하지 않았다. 종래의 잡 샵 생산방식으로부터, 본 발명에 의해 반도체 제조장치 또는 액정 제조장치를 제조 프로세스의 순서대로 열거한다는 플로 샵 생산방식으로 바꿈으로써(소니 가부시키가이샤 나가사키고죠에서는 손에 의한 플로 샵 생산방식이 실현되고 있다.) 본 발명의 연속형태의 EFEM내를 웨이퍼의 낱장반송을 행하고, 버퍼 스테이션간을 낱장반송의 컨셉을 계승하는 소배취 반송을 행함으로써, 웨이퍼가 완성될 때까지의 전처리 공정시간은 대폭 단축되어 처리중인 물품량과 완성품 재고량의 저감과, 반송, 보관의 스페이스 저감에 의한 건설투자액 삭감에 공헌한다.

반도체의 어레이 공정에서의 제조일수는 현재 25일에서 30일 정도를 요하고 있지만, 상기와 같이 낱장으로 처리하면 5일부터 6일 이내의 제조일수로 충분하게 되어 있다. 종래의 배취방식에 비해 1/5의 TAT와 처리중인 물품이면 되므로, 처리중인 물품의 삭감액은 웨이퍼 월 생산 5000장인 비교적 작은 규모의 공장에서도, 수십억엔이 되고, 완성품 재고량의 저감효과에 대해서는 100억엔 전후의 규모가 되어, 캐쉬 플로 향상의 효과는 극히 크다. 도 19는 종래의 배취방식에 의한 생산과 낱장방식에 의한 생산의 생산일수에 의한 처리중인 물품의 양과 그것에 따르는 금액의 차이를 시산한 것이다. 공장의 생산장수나 칩의 판매단가, 원가비율에 따라서, 수치는 다르지만 대국적인 생산효율의 차이는 명확하다. 또 종래의 FOUP에 의한 반송은 열처리된 웨이퍼가 FOUP에 넣어진 경우 등에 FOUP내의 온도상승에 의해 FOUP자체로부터 유기가스가 발생하고, 제품의 수율을 악화한다는 보고가 되어 있고, 더욱이 진전되는 웨이퍼 가공의 미세화 때문에 FOUP내에 유기가스 제거장치를 내장하는 연구도 진행하고 있는데, 본 발명은 클린 터널내에서의 오픈 에어 방식이고, 유기가스 대책도 불필요하다. 본 발명은 단순한 기계의 효율적인 사용에 그치지 않고, 반도체생산 전처리공정 전체의 합리화를 촉구하는 것이며, 즉시 실현가능하다.

Claims

클린 터널내에서, 반도체 또는 액정 웨이퍼를 낱장마다 반송하는 동시에,

그 구동에 따르는 먼지 발생이 클린 터널내의 클린도에 영향을 주지 않도록, 배기팬을 개재하여 배기 덕트를 설치한 낱장 컨베이어와,

상기 클린 터널과 클린 영역이 공통하도록 연결되고, 또한, 상기 낱장 컨베이어와 제조장치 사이에서, 상기 반도체 또는 액정 웨이퍼의 이재를 행하는 이재설비와,

상기 클린 영역의 내외에 걸쳐서, FOUP로의 반도체 또는 웨이퍼의 출납을 행하는 리패킹 스테이션을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 또는 액정 웨이퍼 낱장반송 및 이재 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 이재설비는 FOUP과, FOUP오프너와, 버퍼 카세트와, 상기 반도체 또는 액정 웨이퍼의 외주연부를 유지하는 핸드를 갖는 로봇을 구비하고, 상기 로봇은 상기 반도체 또는 액정 웨이퍼의 외주연부를 유지하는 핑거를 가지고, 연속 주행하는 상기 낱장 컨베이어의 주행속도에 등속동기하여, 상기 반도체 또는 액정 웨이퍼의 이재를 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 또는 액정 웨이퍼 낱장반송 및 이재 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 반도체 또는 액정 웨이퍼의 V노치 혹은 오리엔탈 플랫의 맞춤이나, 상기 반도체 또는 액정 웨이퍼에 각인한 바코드나 영숫자를 판독하는 경우에, 상기 로봇의 핸드에 상기 반도체 또는 액정 웨이퍼를 회전시키는 기구 혹은 상기 반도체 또는 액정 웨이퍼를 가진 상기 로봇 핸드의 일부를 회전시키는 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 또는 액정 웨이퍼 낱장반송 및 이재 시스템.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 리패킹 스테이션은, 상기 반도체 또는 액정 웨이퍼를 낱장화 또는 배취화하는 것으로, 상기 낱장 컨베이어로 반송되어 온 상기 반도체 또는 액정 웨이퍼를, 설정한 임의의 시간 또는 장수로 상기 F0UP에 채우는 것을 특징으로 하는 반도체 또는 액정 웨이퍼 반송 및 이재 시스템.