KR20040070305A - 반도체 처리 시스템 및 그 반송기구 - Google Patents

반도체 처리 시스템 및 그 반송기구 Download PDF

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Abstract

반도체 처리 시스템에 있어서, 처리 장치에 대하여 피 처리 기판(W)을 반송하기 위한 반송기구(26)는 반송 베이스(30)를 포함한다. 반송 베이스(30)상에 슬라이드 가능한 제 1 및 제 2 유지 아암(32A, 32B)이 병설된다. 제 1 및 제 2 유지 아암(32A, 32B)은 피 처리 기판(W)을 유지하기 위한 제 1 및 제 2 유지면(33A, 33B)을 각각 갖고, 이들은 실질적으로 동일 평면상에 위치한다. 제 1 및 제 2 유지 아암(32A, 32B)은 제 1 및 제 2 유지면(33A, 33B)이 반송 베이스(30)에 대하여 실질적으로 동일한 측을 향하여 돌출하도록 동작한다.

Description

반도체 처리 시스템 및 그 반송기구{SEMICONDUCTOR PROCESSING SYSTEM AND SEMICONDUCTOR CARRYING MECHANISM}
반도체 집적 회로를 제조하기 위해서, 웨이퍼에 대하여 성막, 에칭, 산화, 확산 등의 각종 처리가 실행된다. 이러한 종류의 처리에서는 반도체 집적 회로의 미세화 및 고 집적화에 따라, 스루풋 및 양품률을 향상시키는 것이 요구되고 있다. 이러한 관점에서, 동일 처리를 하는 복수의 처리 장치, 또는 다른 처리를 하는 복수의 처리 장치를, 공통의 반송실을 거쳐서 서로 결합하여, 웨이퍼를 대기에 노출시키지 않고 각종 공정의 연속 처리를 가능하게 한, 이른바 클러스터 툴화된 반도체 처리 시스템이 알려져 있다. 클러스터 툴형의 반도체 처리 시스템은, 예컨대 일본 특허 공개 공보 평성 제3-19252호, 일본 특허 공개 공보 제2000-208589호, 일본 특허 공개 공보 제2000-299367호 등에 개시된다. 본 발명의 양수인도 클러스터 툴형의 반도체 처리 시스템이 개량된 것을 특허 출원 2001-060968로 출원했다.
이러한 종류의 반도체 처리 시스템의 공통의 반송실내에는 웨이퍼 등의 피 처리 기판을 처리 장치에 대하여 반송하기 위한 반송기구가 배치된다. 반송기구의 일례로서, 확장과 수축, 선회 및 승강이 가능한 프로그 레그(frog leg)형의 2개의 다관절 아암을 상하 2단으로 설치한 것이 알려져 있다. 2개의 다관절 아암은 처리 장치에 직접적으로 액세스하여 처리 완료된 웨이퍼와 미 처리된 웨이퍼를 교체하기 위해서 사용된다. 구체적으로는 한쪽의 비어있는 다관절 아암으로 처리 완료된 웨이퍼를 처리 장치내로부터 꺼내고, 그 후에 다른쪽의 다관절 아암에 유지하고 있었던 미 처리된 웨이퍼를 처리 장치내에 탑재한다. 반송기구의 다른 예로서, 동일 평면내에서 서로 반대 방향으로 확장과 수축 가능하게 한 2개의 다관절 아암을 설치한 것도 알려져 있다.
상술한 반송기구에서는 아암의 확장 및 수축운동이나 선회운동의 동작을 주체로 하고 있기 때문에, 위치 결정의 정밀도나 반복 위치 결정 정밀도, 또는 신뢰성이나 유지 보수성에 관해서 개량의 여지가 있다. 또한, 일본 특허 공개 공보 평성 제10-50804호에는 웨이퍼 유지부가 리니어 트랙상을 이동하는 반송 로봇이 개시된다. 이 반송 로봇에는 스루풋에 문제가 있다.
본 발명은 반도체 처리 시스템에 있어서, 반도체 웨이퍼 등의 피 처리 기판을 처리 장치에 대하여 반송하기 위한 반송기구와, 상기 반송기구를 갖는 반도체 처리 시스템에 관한 것이다. 또한, 여기서, 반도체 처리란 반도체 웨이퍼나 LCD 기판 등의 피 처리 기판상에 반도체층, 절연층, 도전층 등을 소정의 패턴으로 형성함으로써, 해당 피 처리 기판상에 반도체 디바이스나, 반도체 디바이스에 접속되는 배선, 전극 등을 포함하는 구조물을 제조하기 위해서 실시되는 여러가지의 처리를 의미한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반송기구를 이용한 반도체 처리 시스템을 도시하는 개략 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 반송기구의 확대사시도.
도 3은 도 1에 도시된 반송기구의 내부 구조를 도시하는 사시도.
도 4a 내지 도 4f는 도 1에 도시된 반송기구의 동작을 도시하는 평면도.
도 5a 내지 도 5c는 도 1에 도시된 반송기구를 이용하여 실행하는 반도체 웨이퍼(W)의 교체 조작의 변경예를 도시하는 평면도.
도 6a 내지 도 6c는 도 1에 도시된 반송기구를 이용하여 실행하는 반도체 웨이퍼(W)의 교체 조작의 다른 변경예를 도시하는 평면도.
도 7은 도 1에 도시된 반송기구에 있어서의 유지 아암의 구동계의 변경예를 도시하는 사시도.
도 8은 반도체 처리 시스템의 변경예를 도시하는 개략 평면도.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반송기구를 이용한 반도체 처리 시스템을 도시하는 개략 평면도.
도 10은 도 9에 도시된 반송기구에 있어서의 반송 베이스와 이동대와의 장착 상태를 도시하는 사시도.
도 11은 도 9에 도시된 반송기구를 이용하여 실행하는 반도체 웨이퍼(W)의 교체 조작을 도시하는 사시도.
도 12는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반송기구의 내부 구조를 도시하는 분해사시도.
도 13은 도 12에 도시된 반송기구에 있어서의 기어기구의 접속 상태를 모식적으로 도시한 도면.
도 14는 도 12에 도시된 반송기구에 있어서의 스플라인축과 기어와의 관계를 도시한 도면.
도 15는 반송기구의 변경예를 도시하는 확대사시도.
도 16a 내지 도 16e는 도 15에 도시된 반송기구를 이용하여 실행하는 반도체 웨이퍼(W)의 교체 조작을 도시하는 평면도.
도 17은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 반송기구의 내부 구조를 도시하는 분해사시도.
도 18a 내지 도 18e는 도 17에 도시된 반송기구를 이용하여 실행하는 반도체 웨이퍼(W)의 교체 조작을 도시하는 평면도.
도 19는 반송기구의 변경예를 도시하는 확대사시도.
도 20a 및 도 20b는 도 19에 도시된 반송기구를 이용한 반도체 처리 시스템을 도시하는 개략 평면도.
도 20c는 도 19에 도시된 반송기구를 이용한 다른 반도체 처리 시스템을 도시하는 개략 평면도.
도 21a 및 도 21b는 도 19에 도시된 반송기구를 이용한, 또 다른 반도체 처리 시스템을 도시하는 개략 평면도.
도 22a, 도 22b 및 도 23은 관련기술을 설명하기 위한 공통 반송실을 도시하는 사시도.
발명의 개시
따라서, 본 발명은 반도체 처리 시스템의 반송기구에 있어서, 위치 결정 정밀도나 반복 위치 결정 정밀도나 스루풋 등을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 시점은 반도체 처리 시스템에 있어서, 처리 장치에 대하여 피 처리 기판을 반송하기 위한 반송기구에 있어서,
반송 베이스와,
상기 반송 베이스상에 병설된 슬라이드 가능한 제 1 및 제 2 유지 아암과, 상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 상기 피 처리 기판을 유지하기 위한 제 1 및 제 2 유지면을 각각 갖고, 제 1 및 제 2 유지면은 실질적으로 동일 평면상에 위치하는 것과, 상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 상기 제 1 및 제 2 유지면이 상기 반송 베이스에 대하여 실질적으로 동일한 측을 향하여 돌출하도록 동작하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 2 시점은 반도체 처리 시스템에 있어서, 처리 장치에 대하여 피 처리 기판을 반송하기 위한 반송기구에 있어서,
직선 이동 가능한 이동대와,
상기 이동대에 연결축을 거쳐서 접속되는 반송 베이스와, 상기 반송 베이스는 상기 연결축을 중심으로 하여 상기 이동대에 대하여 선회 가능한 것과,
상기 반송 베이스상에 병설된 슬라이드 가능한 제 1 및 제 2 유지 아암과, 상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 상기 피 처리 기판을 유지하기 위한 제 1 및 제 2 유지면을 각각 갖고, 제 1 및 제 2 유지면은 실질적으로 동일 평면상에 위치하는것과, 상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 상기 제 1 및 제 2 유지면이 상기 반송 베이스에 대하여 실질적으로 동일한 측을 향하여 돌출하도록 동작하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 3 시점은 반도체 처리 시스템에 있어서,
공통 반송실과,
상기 공통 반송실에 대하여 서로 병렬로 접속된 복수의 처리 장치와,
상기 공통 반송실내에 배치된, 상기 처리 장치에 대하여 피 처리 기판을 반송하기 위한 반송기구를 구비하고, 상기 반송기구는,
선회 가능한 반송 베이스와,
상기 반송 베이스상에 병설된 슬라이드 가능한 제 1 및 제 2 유지 아암과, 상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 상기 피 처리 기판을 유지하기 위한 제 1 및 제 2 유지면을 각각 갖고, 제 1 및 제 2 유지면은 실질적으로 동일 평면상에 위치하는 것과, 상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 상기 제 1 및 제 2 유지면이 상기 반송 베이스에 대하여 실질적으로 동일한 측을 향하여 돌출하도록 동작하는 것을 구비한다.
본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 이하에 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 대략 동일한 기능 및 구성을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 중복설명은 필요한 경우에만 한다.
<제 1 실시예>
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반송기구를 이용한 반도체 처리 시스템을 도시하는 개략 평면도이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 반도체 처리 시스템(2)은 입구측 반송 섹션(4)과 처리 섹션(6)으로 주로 구성된다. 처리 시스템(2) 전체의 동작은 제어부(5)에 의해서 제어된다.
입구측 반송 섹션(4)은 세로로 길게 성형된 입구측 반송실(8)을 갖는다. 입구측 반송실(8)의 일측에는 피 처리 기판인 반도체 웨이퍼(W)를 복수매 수용할 수 있는 카세트가 설치되어 있는 포트 장치(10)가 복수, 예컨대 도시예에서는 3개 배치된다. 입구측 반송실(8)내에는 그 길이 방향을 따라 이동 가능하게 이루어진, 예컨대 2개의 다관절 아암을 갖는 반송기구(12)가 배치된다. 2개의 다관절 아암은 각각의 선단의 픽에 의해서 웨이퍼(W)를 유지하여 반송할 수 있다. 또한, 입구측 반송실(8)의 일단부에는 웨이퍼(W)의 노치나 오리엔테이션 플랫을 인식하여 이 위치 결정을 하는 위치 결정 장치(14)가 배치된다.
한편, 처리 섹션(6)은 가로로 긴 상자 형상의 케이스(18)에 의해서 밀폐 상태로 형성된 공통 반송실(16)을 갖는다. 공통 반송실(16)에는 복수, 도시예에서는 6개의 처리 장치(20A 내지 20F)가 게이트 밸브(G)를 거쳐서 접속된다. 공통 반송실(16)에는 또한 2개의 로드록실(22A, 22B)이 게이트 밸브(G)를 거쳐서 접속된다. 로드록실(22A, 22B)은 입구측 반송실(8)의 긴 변의 측벽에 접속되고, 이들을 거쳐서 웨이퍼(W)의 반출입이 실행된다. 각 로드록실(22A, 22B)에는 대기압과 진공과의 사이에서 내부압력을 조정할 수 있도록, 진공 배기 수단 및 N2가스 공급 수단(도시하지 않음)이 접속된다.
공통 반송실(16)내에는 냉각 기능이나 예열 기능을 갖고 일시적으로 웨이퍼(W)를 탑재하는 복수, 예컨대 2개의 버퍼대(24A, 24B)가 배치된다. 공통 반송실(16)에도 내부압력을 압력 조정할 수 있도록, 진공 배기 수단 및 N2가스 공급 수단(도시하지 않음)이 접속된다. 공통 반송실(16)내에는 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 반송기구(26)가 배치된다.
반송기구(26)는 공통 반송실(16)내의 중앙부에 배치된 선회 또한 확장과 수축 가능한 다관절 아암(28)을 포함한다. 다관절 아암(28)의 선단부에는 반송 베이스(30)가 선회 가능하게 장착된다. 반송 베이스(30)상에는 복수, 도시예에서는 2개의 유지 아암(32A, 32B)이 슬라이드 가능하게 배치된다.
구체적으로는, 다관절 아암(28)은 공지의 타이밍벨트 등을 이용하여 구동된다. 다관절 아암(28)의 굴곡부 및 선회부에는 자기 밀봉 등이 개재되어 실치되어, 내부가 밀폐 상태로 유지된다.
도 2 및 도 3은 각각 도 1에 도시된 반송기구의 확대사시도 및 내부 구조를 도시하는 사시도이다. 도 2 및 도 3에도 도시하는 바와 같이, 반송 베이스(30)는 바닥판(30A)과 천장판(30B)과 그 주위에 설치한 측판(30C)으로 이루어지고, 공동 상태로 되어있다. 또한, 도 3에서는 천장판(30B)과 측판(30C)은 생략된다.
바닥판(30A)상에는 유지 아암(32A, 32B)을 구동하기 위한 구동원(36A, 36B)과, 반송 베이스(30)를 구동하기 위한 구동원(36C)이 배치된다. 각 구동원(36A 내지 36C)은 밀폐 박스(38A 내지 38C)내에 각각 수용된 예컨대 스텝 모터로 이루어지는 전동 모터(39A 내지 39C)를 포함한다. 각 밀폐 박스(38A 내지 38C)에는 내부에 전원케이블이 삽입 통과된 주름상자형상의 스테인레스 관이나 테프론(등록상표) 관 등으로 이루어지는 가요성의 밀폐식 플렉서블 관(40)이 기밀하게 접속된다. 플렉서블 관(40)은 바닥판(30A)의 중앙에 마련한 관통 구멍을 거쳐서 다관절 아암(28)내를 지나, 외부로 인출된다. 이 관통 구멍의 입구는 기밀하게 밀봉되어, 각 전동 모터(39A 내지 39C)를 진공분위기에 노출하지 않고 회전할 수 있다.
구동원(36A, 36B)에 병설하여, 서로 평행하게 이루어진 가이드 레일(42A, 42B)이 배치된다. 가이드 레일(42A, 42B)에는 그 길이 방향을 따라 가이드 홈(43A, 43B)이 형성된다. 각 가이드 홈(43A, 43B)에 대응하여, 천장판(30B)에도 가이드 홈(45A, 45B)(도 2 참조)이 배치된다.
각 가이드 레일(42A, 42B)의 하부에는 구동원(36A, 36B)의 동력에 의해서 회전되는 볼나사(44A, 44B)가 병설된다. 볼나사(44A, 44B)에는 가이드 홈(43A, 43B)내를 삽입 통과하여 위쪽으로 돌출된 슬라이더(46A, 46B)가 나사 결합된다. 볼나사(44A, 44B)를 정회전 및 역회전시킴으로써, 슬라이더(46A, 46B)가 가이드 홈(43A, 43B)을 따라 전진 및 후퇴한다. 슬라이더(46A, 46B)에 유지 아암(32A, 32B)의 기단부가 나사 고정된다.
유지 아암(32A, 32B)의 선단에는 웨이퍼(W)를 걸기 위한 오목부가 형성된다. 오목부는 웨이퍼(W)를 탑재하는 유지면(33A, 33B)을 형성한다. 양 유지 아암(32A,32B)의 유지면(33A, 33B)은 동일 평면상에 위치한다. 유지 아암(32A, 32B)은 유지면(33A, 33B)이 반송 베이스(30)에 대하여 같은 측을 향하여 돌출하도록 동작한다.
바닥판(30A)의 삽입 통과 구멍의 주위에는 베벨기어(48)가 고정 설치된다. 베벨기어(48)에는 구동원(36C)의 회전축에 설치한 베벨기어(50)가 이 맞물림된다. 구동원(36C)을 정회전 및 역회전 구동함으로써, 반송 베이스(30) 전체를 좌우로 선회시킬 수 있다. 각 전동 구동원(39A 내지 39C)의 회전축의 밀폐 박스(38A 내지 38C)에 대한 관통부에는 기밀성을 유지하기 위한 자기 밀봉(도시하지 않음)이 개재되어 설치된다.
다음에, 이상과 같이 구성된 반도체 처리 시스템의 동작에 대하여 설명한다.
우선, 도 1을 참조하여 반도체 웨이퍼(W)의 기본적인 흐름에 대하여 설명한다. 즉, 포트 장치(10)에 탑재된 카세트내로부터 미 처리된 반도체 웨이퍼(W)를 입구측 반송실(8)내의 반송기구(12)에 의해서 꺼낸다. 이 웨이퍼(W)를 위치 결정 장치(14)내에서 위치 결정한 후, 반송기구(12)에 의해서 한쪽의 로드록실, 예컨대 로드록실(22A) 내에 수용한다.
로드록실(22A)의 압력을 조정한 후, 로드록실(22A)을 사전에 진공 상태로 유지하고 있는 공통 반송실(16)내와 연통시킨다. 다음에, 로드록실(22A)내의 웨이퍼(W)를 반송기구(26)에 의해서 공통 반송실(16)내로 취입한다. 그 후, 반송기구(26)를 구동하여, 소망하는 처리 장치(20A 내지 20F) 사이에 걸쳐서 웨이퍼를 탑재 이송하면서 필요한 처리를 연속적으로 실행해 간다. 웨이퍼(W)의 처리가 완전히 종료했으면, 예컨대 상기와 반대의 경로를 지나서, 처리 완료된 웨이퍼(W)를 반출한다.
도 4a 내지 도 4f는 도 1에 도시된 반송기구(26)의 동작을 도시하는 평면도이다. 여기서, 처리 장치(20B)에 대하여 웨이퍼(W)의 교체를 하는 경우를 예시한다. 전제로서, 유지 아암(32A)의 유지면(33A)에서 미 처리된 웨이퍼(W)를 유지하는 한편, 유지 아암(32B)의 유지면(33B)은 비어 있는 것으로 한다. 또한, 전술한 바와 같이, 반송기구(26)의 동작은 제어부(5)에 의해서 제어한다.
우선, 반송 베이스(30)를 소망하는 처리 장치(20B)의 바로 앞으로 이동시키기 위해서, 반송 베이스(30)를 지지하고 있는 다관절 아암(28)을 확장과 수축 및 선회시킨다. 이것에 의해서, 반송 베이스(30)를 처리 장치(20B)의 바로 앞에 배치한다. 다음에, 반송 베이스(30)를 처리 장치(20B)를 향하도록 하기 위해서, 도 3에 도시된 구동원(36C)을 구동한다. 구동원(36C)에 의해서, 베벨기어(50) 및 바닥판(34A)측의 베벨기어(48)를 정회전, 또는 역회전시켜, 반송 베이스(30)를 선회시킨다. 그리고, 반송 베이스(30)를 처리 장치(20B)의 반출입구를 향하게 한다(도 4a).
다음에, 구동원(36B)을 구동하여, 유지 아암(32B)을 가이드 홈(43B)을 따라 전방으로 슬라이드시킨다. 그리고, 유지 아암(32B)의 선단의 유지면(33B)을 처리 장치(20B)내에 진입시켜, 유지면(33B)에서 처리 완료된 웨이퍼(W)를 받는다(도 4b). 다음에, 구동원(36B)을 상기와 반대로 회전시켜, 유지면(33B)을 되돌리도록 유지 아암(32B)을 후방으로 슬라이드시킨다. 이에 따라, 처리 완료된 웨이퍼(W)를 공통 반송실(16)내로 취입한다(도 4c).
다음에, 다른쪽의 유지 아암(32A)을 처리 장치(20B)의 중심을 향하도록 하기 위해서, 구동원(36C)을 구동한다. 그리고, 반송 베이스(30)를 선회시켜, 반송 베이스(30) 전체를 소정의 각도 θ1만큼 회전시킨다(도 4d).
다음에, 구동원(36A)을 구동하고, 유지 아암(32A)을 가이드 홈(43A)을 따라 전방으로 슬라이드시킨다. 그리고, 유지 아암(32A)의 선단의 유지면(33A)에서 유지하는 미 처리된 웨이퍼(W)를 처리 장치(20B)내로 진입시켜, 처리 장치(20B) 내에 탑재 이송한다(도 4e). 다음에, 구동원(36A)을 상기와는 반대로 회전시켜, 유지면(33A)을 되돌리도록 유지 아암(32A)을 후방으로 슬라이드시킨다. 이에 따라, 유지 아암(32A)을 공통 반송실(16)내로 퇴피시킨다(도 4f).
이상으로, 웨이퍼(W)의 교체 조작을 완료한다. 유지 아암(32A, 32B)이 동일 방향으로 슬라이드 가능하게 되어 있기 때문에, 반송 베이스(30)를 약간 회전시키는 것만으로 웨이퍼(W)의 교체를 할 수 있어, 스루풋이 향상한다.
이와 같이, 본 실시예에서는 반송 베이스(30)에 대하여 유지 아암(32A, 32B)을 직선적으로 슬라이드시켜, 반도체 웨이퍼(W)의 교체를 한다. 이 때문에, 위치 결정 정밀도나 반복 위치 결정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 구성이 비교적 간단하므로, 신뢰성이나 유지 보수성도 향상시킬 수 있다.
각 전동 모터(39A 내지 39C)는 밀폐 박스(38A 내지 38C)에 의해서 밀폐 상태로 포위된다. 이 때문에, 각 전동 모터(39A 내지 39C)에서 발생하는 파티클이 웨이퍼(W)에 부착하는 것도 방지할 수 있다.
도 4a 내지 도 4f에 도시된 조작의 경우, 반송 베이스(30) 전체를 도중에서각도 θ1만큼 회전시켜, 처리 장치(20B)에 대한 유지 아암(32A, 32B)의 위치를 변경한다. 즉, 이 경우, 처리 장치(20B)에 대하여 반송 베이스(30)를 어느 정도의 각도만큼 기울여 정지시킨다.
도 5a 내지 도 5c는 도 1에 도시된 반송기구(26)를 이용하여 실행하는 반도체 웨이퍼(W)의 교체 조작의 변경예를 도시하는 평면도이다. 도 5a 내지 도 5c에 도시하는 조작의 경우, 반송 베이스(30)의 회전 이동이 아니라, 직선 이동을 하여 처리 장치(20B)에 대한 유지 아암(32A, 32B)의 위치를 변경한다. 즉, 이 경우, 처리 장치(20B)에 대하여 반송 베이스(30)를 기울이지 않고 정지시킨다. 또한, 전술한 바와 같이, 반송기구(26)의 동작은 제어부(5)에 의해서 제어한다.
우선, 비어 있는 유지 아암(32B)이 처리 장치(20B)의 반출입구에 마주 대하도록, 반송 베이스(30)를 배치한다. 다음에, 유지 아암(32B)을 전방으로 슬라이드시켜, 처리 장치(20B)내의 처리 완료된 웨이퍼(W)를 받는다(도 5a). 다음에, 유지 아암(32B)을 후방으로 슬라이드시켜, 처리 완료된 웨이퍼(W)를 공통 반송실(16)내로 취입한다(도 5b).
다음에, 반송 베이스(30) 전체를, 처리 장치(20B)의 정면과 평행하게 거리 L1만큼 수평 이동시킨다. 이것에 의해서, 미 처리된 웨이퍼(W)를 유지하는 유지 아암(32A)이 처리 장치(20B)의 반출입구에 마주 대하도록, 반송 베이스(30)를 배치한다(도 5c). 다음에, 유지 아암(32A)을 전방으로 슬라이드시켜, 미처리 웨이퍼(W)를 처리 장치(20B)내에 탑재 이송한다.
이 조작의 경우, 반송 베이스(30)의 수평 이동은 도 1에 도시하는 다관절 아암(28)을 수평거리가 L1이 되도록 확장과 수축, 선회시키면 된다. 이 때, 반송 베이스(30)가 항상 한 방향을 향하고 있도록, 도 3에 도시하는 구동원(36C)도 동시에 약간 구동하여, 다관절 아암(28)의 확장과 수축, 선회에 따라서 발생하는 반송 베이스(30) 자체의 회전을 상쇄한다.
도 5a 내지 도 5c에 도시된 조작의 경우, 유지 아암(32B)의 슬라이드와, 반송 베이스(30)의 수평 이동을 각각의 단계로 나누어 실행하고 있다. 이 점에 관하여, 도 6a 내지 도 6c에 도시하는 바와 같이, 유지 아암(32B) 및 반송 베이스(30)의 이동을 동시에 실행하는 것도 가능하다.
도 6a 내지 도 6c는 도 1에 도시된 반송기구(26)를 이용하여 실행하는 반도체 웨이퍼(W)의 교체 조작의 다른 변경예를 도시하는 평면도이다. 또한, 전술한 바와 같이, 반송 베이스(30)의 동작은 제어부(5)에 의해서 제어한다.
우선, 비어 있는 유지 아암(32B)이 처리 장치(20B)의 반출입구에 마주 대하도록, 반송 베이스(30)를 배치한다. 다음에, 유지 아암(32B)을 전방으로 슬라이드시켜, 처리 장치(20B)내의 처리 완료된 웨이퍼(W)를 받는다(도 6a).
다음에, 유지 아암(32B)을 후방으로 슬라이드시킴과 동시에, 반송 베이스(30) 전체를 처리 장치(20B)의 정면과 평행하게 수평 이동시킨다(도 6b). 이것에 의해서, 처리 완료된 웨이퍼(W)를 공통 반송실(16)내에 취입함과 동시에, 미 처리된 웨이퍼(W)를 유지하는 유지 아암(32A)이 처리 장치(20B)의 반출입구에 마주 대하도록, 반송 베이스(30)를 배치한다(도 6c).
도 6a 내지 도 6c에 도시된 조작의 경우, 유지 아암(32B)의 슬라이드와 반송베이스(30)의 수평 이동을 동시에 실행한다. 이 때문에, 교체 조작에 필요한 시간을 절약할 수 있어, 스루풋을 향상시킬 수 있다. 마찬가지로, 도 4a 내지 도 4f에 도시된 조작에서도, 제어부(5)의 제어하에서 유지 아암(32A, 32B)의 슬라이드와 반송 베이스(30)의 선회 이동을 동시에 실행할 수 있다. 이에 따라, 상술한 효과와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 7은 도 1에 도시된 반송기구(26)에 있어서의 유지 아암의 구동계의 변경예를 도시하는 사시도이다. 도 3에 도시된 구조의 경우, 가이드 레일(42A, 42B)과 볼나사(44A, 44B)가 각각 상하에 병설된다. 도 7에 도시된 구조의 경우, 가이드 레일과 볼나사가 수평으로 병설된다. 또한, 양 가이드 레일 및 이 근방의 구조는 동일하므로, 도 7에서는 가이드 레일(42A)을 예로 들어 설명한다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 가이드 레일(42A)은 단면이 직사각형형상으로 성형된다. 가이드 레일(42A)을 넘어서, 가이드 레일(42A)을 따라 슬라이드 가능하게 슬라이더(46A)가 배치된다. 슬라이더(46A)로부터 수평 방향으로 프레임(52)이 연장하고, 프레임(52)에 볼나사(44A)의 기단부가 회전 가능하게 장착된다. 볼나사(44A)는 가이드 레일(42A)에 대하여 평행하게 연장한다.
구동원(36A)의 밀폐 박스(38A)내에 전동모터(39A)가 수용된다. 모터(39A)의 회전축(54)은 자기 밀봉(56)을 거쳐서 외측으로 관통하여 추출된다. 회전축(54)은 볼나사(44A)를 정역 회전시킬 수 있도록, 커플링(58)에 의해서 볼나사(44A)의 기단부에 접속된다. 또한, 플렉서블 관(40)은 밀봉 부재(57)를 거쳐서 바닥판(30A)을 관통시키도록 설치해도 좋다.
이러한 구조의 경우에도, 구동원(36A)을 구동함으로써, 유지 아암(32A)을 직선형상으로 슬라이드시킬 수 있다.
도 1에 도시된 반도체 처리 시스템에서는 공통 반송실(16)은 가로로 길게 형성되고, 여기에 전체 6개의 처리 장치(20A 내지 20F)가 접속된다. 처리 장치의 수가 적어, 예컨대 4개인 경우, 공통 반송실(16)의 형상을 대략 정육각형상으로 할 수 있다. 도 8은 이러한 관점에 근거한 반도체 처리 시스템의 변경예를 도시하는 개략 평면도이다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 대략 정육각형상의 공통 반송실(16)에 4개의 처리 장치, 예컨대 처리 장치(20A 내지 20D)와, 2개의 로드록실(22A, 22B)이 접속된다. 반송기구(26)는 다관절 아암(28)(도 1 참조)을 포함하지 않고, 반송 베이스(30)측만이 공통 반송실(16)의 중심부에 선회 가능하게 배치된다. 웨이퍼 출납시에는 반송 베이스(30)를 선회시키는 것만으로, 각 처리 장치(20A 내지 20D) 및 로드록실(22A, 22B)에 액세스할 수 있다.
<제 2 실시예>
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반송기구를 이용한 반도체 처리 시스템을 도시하는 개략 평면도이다. 도 10은 도 9에 도시된 반송기구에 있어서의 반송 베이스와 이동대와의 장착 상태를 도시하는 사시도이다. 도 11은 도 9에 도시된 반송기구를 이용하여 실행하는 반도체 웨이퍼(W)의 교체 조작을 도시하는 사시도이다.
도 1에 도시된 처리 시스템에서는 반송기구(26)의 다관절 아암(28)을 확장과 수축시킴으로써 반송 베이스(30)를 공통 반송실(16)내의 길이 방향으로 이동시킨다. 반송 베이스(30)는 다관절 아암(28)을 사용하지 않고, 다른 수단, 예컨대 볼나사 기구를 이용하여 이동시키는 것도 가능하다. 도 9에 도시된 반송기구는 이러한 관점에 근거한다.
도 10 및 도 11에 도시하는 바와 같이, 제 2 실시예에 따른 반송기구(26)에서는, 반송 베이스(30)는 직선 이동 가능하게 이루어진 이동대(60)에 중공의 연결축(62)을 거쳐서 장착된다. 반송 베이스(30)는 연결축(62)에 대하여 회전 가능하게 지지된다. 도 3중에 도시되는 플렉서블 관(40)은 중공의 연결축(62)의 내부에 삽입 통과된다.
공통 반송실(16)을 형성하는 케이스(18)내는 구분판(66)에 의해서 상하의 2개의 공간(68A, 68B)으로 구획된다. 구분판(66)에는 연결축(62)의 이동을 허용하기 위한 가이드 홈(64)이 그 길이 방향을 따라 형성된다. 하측의 공간(68B)내에 이동대(60)가 배치되고, 상측의 공간(68A)내에 반송 베이스(30)가 배치된다.
하측의 공간(68B)내에는 그 길이 방향을 따라 이동대(60)를 안내하기 위한 가이드 레일(70)이 배치된다. 가이드 레일(70)을 따라 평행하게 볼나사(72)가 배치된다. 볼나사(72)를 정역 회전시킴으로써, 이동대(60)를 전진 또는 후퇴할 수 있다. 볼나사(72)를 회전시키기 위해서 케이스(18)의 외측에 구동원(모터)(74)이 배치된다. 볼나사(72)가 케이스(18)를 관통하는 부분에는 자기 밀봉(도시하지 않음)이 배치된다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 상측 공간(68A)의 측벽에는 불활성 가스 또는 N2가스를 도입하는 가스 노즐(76)이 배치된다. 하측 공간(68B)의 바닥부에는 내부 분위기를 진공 배기하는 배기구(78)가 형성된다. 상측 공간(68A)내의 분위기 가스가 가이드 홈(64)을 거쳐서 하측의 공간(68B)으로 흘러 들어가 배기된다.
제 2 실시예에 의하면, 볼나사(72)를 회전시킴으로써 이동대(60)가 직선 이동된다. 이 때, 연결축(62)을 거쳐서 이동대(60)와 일체적으로 접속된 반송 베이스(30)도 이동대(60)와 함께 공통 반송실(30)내의 길이 방향을 따라 이동된다.
본 실시예의 경우, 도 1에 도시한 바와 같은 다관절 아암(28)을 이용하지 않고, 볼나사기구에 의해서 반송 베이스(30)를 직선적으로 이동시킨다. 이 때문에, 위치 결정 정밀도나 반복 위치 결정 정밀도를 더욱 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 볼나사기구의 구조도 간단하므로, 신뢰성이나 유지 보수성도 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 실시예에 있어서, 유지 아암(32A, 32B)이나 반송 베이스(30)를 직선형상으로 이동시키는 기구로서 리니어모터를 사용할 수 있다.
<제 3 실시예>
도 12는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반송기구의 내부 구조를 도시하는 분해사시도이다. 또한, 도 12에서는 반송 베이스의 천장판을 생략하고 있다.
상술한 제 1 및 제 2 실시예에 있어서, 유지 아암(32A, 32B)의 슬라이드 및반송 베이스(30)의 회전 이동은 이 근방에 설치한 구동원(36A, 36B) 및 구동원(36C)으로부터의 구동력에 의해서 실행하고 있다. 그러나, 각 구동원(36A 내지 36C)을 공통 반송실의 외측에 설치하고, 이들 구동원(36A 내지 36C)의 구동력을 기어기구에 의해서 전달시킬 수 있다. 도 12에 도시된 반송기구는 이러한 관점에 근거한다.
도 12에 도시하는 바와 같이, 유지 아암(32A, 32B), 반송 베이스(30) 및 이동대(60)를 구동하는 구동원(모터)(36A, 36B, 36C, 74)이 공통 반송실(16)을 형성하는 케이스(18)의 측벽의 외측에 배치된다. 구동원(36A 내지 36C)으로부터의 구동력을 전달하기 위해서, 이동대(60)내에는 제 1 기어기구(80)가 배치된다. 구동원(36A, 36B)으로부터의 구동력을 전달하기 위해서, 반송 베이스(30)내에는 제 2 기어기구(82)가 배치된다.
구체적으로는, 각 구동원(36A 내지 36C)에는 이동대(60)의 이동 방향을 따라서 연장하도록 배치된 3개의 스플라인축(84A 내지 84C)이 각각 접속된다. 각 스플라인축(84A 내지 84C)은 이동대(60)를 관통하여 평행하게 연장한다. 각 스플라인축(84A 내지 84C)의 케이스(18)에 대한 관통부에는 자기 밀봉(도시하지 않음) 등이 개재되어 설치되어, 케이스(18)내의 기밀성이 유지된다.
도 13은 도 12에 도시된 반송기구에 있어서의 기어기구의 접속 상태를 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 14는 도 12에 도시된 반송기구에 있어서의 스플라인축과 기어와의 관계를 도시하는 도면이다.
도 14에 대표로서 스플라인축(84A)으로 도시된 바와 같이, 각 스플라인축(84A 내지 84C)에는 그 길이 방향을 따라 연장하는 홈(86)이 형성된다. 각 스플라인축(84A 내지 84C)에는 기어(88A 내지 88C)가 끼워 맞춰진다(도 12 참조). 기어(88A 내지 88C)는 홈(86)에 끼워 넣어 회전 방향에 대해서는 규제됨과 동시에, 스플라인축(84A 내지 84C)의 길이 방향에 대해서는 슬라이드 가능해진다. 각 기어(88A 내지 88C)는 이동대(60)에 회전 가능하게 지지되고, 각 기어(88A 내지 88C)는 이동대(60)와 일체적으로 이동한다.
도 13에도 도시하는 바와 같이, 이동대(60)내에 수용되는 제 1 기어기구(80)는 중심에 위치하는 중심축(80A)과, 그 외측에 위치하는 중간축(80B)과, 외축(80C)으로 이루어지는 3축 동축 구조를 갖는다. 축(80A)과 축(80B) 사이 및 축(80B)과 축(80C) 사이에는 각각 축받이(90)가 개재되어 설치되고, 서로 회전 가능하게 된다. 또한, 외축(80C)은 이동대(60)측에 회전 가능하게 지지된다.
각 축(80A 내지 80C)의 일단부에는 기어(92A, 92B, 92C)가 각각 장착 고정된다. 각 기어(92A 내지 92C)는 스플라인축(84A 내지 84C)에 슬라이드 가능하게 끼워 넣어진 기어(88A 내지 88C)에 각각 이 맞물려진다. 따라서, 기어(88A 내지 88C)가 회전함으로써, 각 기어(92A 내지 92C)가 따라서 움직인다. 또한, 각 축(80A 내지 80C)의 다른쪽 단부에는, 예컨대 베벨기어로 이루어지는 기어(94A, 94B, 94C)가 장착 고정된다.
도 13에도 도시하는 바와 같이, 이동대(60)로부터 기립하는 연결축(62)은 중심에 위치하는 중심축(62A)과, 그 외측에 위치하는 중간축(62B)과, 외축(62C)으로 이루어지는 3축 동축 구조를 갖는다. 축(62A)과 축(62B) 사이 및 축(62B)과 축(62C) 사이에는 각각 축받이(96)가 개재되어 설치되고, 서로 회전 가능해진다. 또한, 외축(62C)은 이동대(60)의 천장판(98)에 축받이(100)를 거쳐서 회전 가능하게 지지된다.
각 축(62A 내지 62C)의 하단부에는, 예컨대 베벨기어로 이루어지는 기어(102A, 102B, 102C)가 각각 장착 고정된다. 각 기어(102A 내지 102C)는 제 1 기어기구(80)의 각 기어(94A 내지 94C)에 각각 이 맞물려진다. 따라서, 제 1 기어기구(80)의 각 기어(94A 내지 94C)가 회전함으로써, 각 기어(102A 내지 102C)가 따라서 움직인다. 3개의 축(62A 내지 62C) 중에서 내측의 2개의 축(62A, 62B)의 상단부에는, 예컨대 베벨기어로 이루어지는 기어(104A, 104B)가 장착 고정된다. 외축(62C)의 상단은 반송 베이스(30)의 바닥판(30A)에 직접적으로 고정되어, 외축(62C)과 반송 베이스(30)가 일체적으로 회전할 수 있다.
도 13에도 도시하는 바와 같이, 반송 베이스(30)내에 마련되는 제 2 기어기구(82)는 중심에 위치하는 중심축(82A)과, 그 외주에 위치하는 외축(82B)으로 이루어지는 2축 동축 구조를 갖는다. 축(82A)과 축(82B) 사이에는 축받이(108)가 개재되어 설치되고, 서로 회전 가능하게 된다. 외축(82B)은 반송 베이스(30)측에 회전 가능하게 지지된다.
각 축(82A, 82B)의 일단부에는, 예컨대 베벨기어로 이루어지는 기어(110A, 110B)가 장착 고정된다. 각 기어(110A, 110B)는 연결축(62)의 상단부의 기어(104A, 104B)에 각각 이 맞물려지고, 각각 독립하여 회전력을 전달할 수 있다. 각 축(82A, 82B)의 다른쪽 단부에는 기어(112A, 112B)가 각각 장착 고정된다.
도 12로 되돌아가, 2개의 유지 아암(32A, 32B)에 병설되는 각 볼나사(44A, 44B)의 기단부에는 기어(114A, 114B)가 장착 고정된다. 각 기어(114A, 114B)는 제 2 기어기구(82)의 기어(112A, 112B)에 각각 이 맞물려진다.
도 12에 도시된 반송기구에 있어서, 구동원(74)을 구동함으로써 볼나사(72)가 회전하여 이동대(60)와 반송 베이스(30)가 일체적으로 직선 이동한다. 그 동작은 도 10을 참조하여 제 2 실시예에서 서술한 바와 같다.
반송 베이스(30)를 선회시키기 위해서는 구동원(36C)을 구동한다. 구동원(36C)의 회전 구동력은 스플라인(84C) 및 기어(88C)를 거쳐서 제 1 기어기구(80)의 기어(92C)로 전달된다. 기어(92C)는 외축(80C)과 다른쪽 단부의 기어(94C)를 일체적으로 회전한다. 이 회전력은 연결축(62)의 하단부의 기어(102C)로 전달된다. 외축(62C)의 상단부는 반송 베이스(30)에 일체적으로 고정되기 때문에, 외축(62C)의 회전과 동시에, 반송 베이스(30)가 일체적으로 회전한다.
유지 아암(32A 또는 32B)을 슬라이드시키기 위해서는, 구동원(36A 또는 36B)을 구동한다. 예컨대 유지 아암(32A)의 구동원(36A)의 회전 구동력은 스플라인축(84A)을 거쳐서 기어(88A)에 전달된다. 이 회전 구동력은 제 1 기어기구(80)의 기어(92A), 중심축(80A) 및 기어(94A)를 거쳐서, 연결축(62)의 하단부의 기어(102A), 중심축(62A) 및 상단부의 기어(104A)로 전달된다. 이 회전 구동력은 또한 제 2 기어기구(82)의 일단부의 기어(110A), 중심축(80A) 및 다른쪽 단부의 기어(112A)로 순차적으로 전달된다.
기어(112A)는 볼나사(44A)의 단부의 기어(114A)에 이 맞물림된다. 따라서,기어(112A)의 회전에 의해서 볼나사(44A)를 정역 회전시킴으로써, 유지 아암(32A)을 슬라이드시킬 수 있다. 다른쪽의 볼나사(44B)와 유지 아암(32B)에 관해서도, 상술과 마찬가지인 동력 전달 경로를 지나서 구동력이 전달된다.
반송 베이스(30)의 선회시에는 이하의 점에 주의해야 한다. 즉, 연결축(62)의 상단부의 기어(104A, 104B)는, 제 2 기어기구(82)의 기어(110A, 110B)가 각각 이 맞물려진다. 이 때문에, 구동원(36A, 36B)을 정지시킨 상태에서, 반송 베이스(30)만을 선회시키면, 반송 베이스(30)의 선회에 따라 기어(110A, 110B)도 회전한다. 그 결과, 유지 아암(32A, 32B)도 그 회전분만큼 연장, 또는 축퇴하는 것이 된다. 이것을 방지하기 위해서, 상기 회전분의 연장량, 또는 축퇴량에 적당한 분만큼, 각 구동원(36A, 36B)을 반대회전시켜 연장량, 또는 축퇴량을 상쇄한다. 이에 따라, 유지 아암(32A, 32B)을, 반송 베이스(30)에 대하여 슬라이드시키지 않고, 반송 베이스(30)만을 회전시킬 수 있다.
또한, 제 3 실시예의 경우에도, 도 4a 내지 도 4f, 도 5a 내지 도 5c, 또는 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 설명한 바와 같은 웨이퍼의 교체 조작을 할 수 있다. 또한, 도 13 및 도 14에 도시된 기어기구 중 유지 아암(32A, 32B)을 슬라이드시키는 부분 및 반송 베이스(30)를 선회시키는 부분은 스플라인축을 사용하지 않는 경우, 예컨대 도 10에 도시된 반송기구에도 적용할 수 있다.
이상과 같이, 제 3 실시예에서는 제 1 및 제 2 실시예와 달리, 구동원(36A, 36B, 36C)이 케이스(18)의 외측에 배치되고, 구동원의 구동력은 기어기구(80, 82)와 연결축(62)을 거쳐서 전달된다. 이 때문에, 진공중에 구동원(모터류)이나, 가스방출이 많고 또한 내열성이 떨어지는 타이밍벨트나 하니스류를 넣지 않아도 되므로, 진공도를 좋게 할 수 있다. 더구나, 파티클이 감소하고, 또한 내열온도도 향상시킬 수 있다. 또한, 모터류를 한 곳에 집중하여 모아서 배치하고 있기 때문에, 이들 모터류의 유지 보수성을 향상시킬 수 있다. 또한, 배선작업도 용이화할 수 있어, 예컨대 도 3에 도시된 전원케이블을 삽입 통과하기 위한 플렉서블 관(40)을 불필요하게 할 수 있다.
제 1 내지 제 3 실시예에서는 반송 베이스(30)상의 2개의 유지 아암(32A, 32B)은 서로 평행하게 배치된다. 이 점에 관하여, 유지 아암(32A, 32B)의 배치의 형태는 아래와 같이 여러가지로 변경할 수 있다.
도 15는 반송기구의 변경예를 도시하는 확대사시도이다. 도 16a 내지 도 16e는 도 15에 도시한 반송기구를 이용하여 실행하는 반도체 웨이퍼(W)의 교체 조작을 도시하는 평면도이다.
이 변경예의 경우, 2개의 유지 아암(32A, 32B)은 반송 베이스(30)로부터 돌출할 때, 서로 수속하는 방향을 따라서 슬라이드한다. 유지 아암(32A, 32B)의 선단의 유지면(33A, 33B)은 동일 평면상에 위치한다. 유지면(33A, 33B)이 반송 베이스(30)에 대하여 돌출하여 처리 장치의 탑재대에 대하여 웨이퍼(W)를 수수하는 상태에 있어서, 유지면(33A, 33B)은 동일 위치에 온다.
이 경우, 도 16a 내지 도 16e에 도시하는 바와 같이, 예컨대 처리 장치(20B)에 대하여 반송 베이스(30)를 일단 위치 정렬한 후에는 반송 베이스(30)를 이동시키지 않고, 웨이퍼(W)의 교체 조작을 할 수 있다. 즉, 우선, 반송 베이스(30)를소망하는 처리 장치의 바로 앞에 배치한다(도 16a). 다음에, 유지 아암(32B)에 의해서, 처리 완료된 웨이퍼(W)를 처리 장치(20B)로부터 공통 반송실(16)내로 취입한다(도 16b, 도 16c). 다음에, 유지 아암(32A)에 의해서, 미 처리된 웨이퍼(W)를 공통 반송실(16)로부터 처리 장치(20B)내로 탑재 이송한다(도 16d, 도 16e).
이 조작에 의하면, 전술한 실시예와는 달리, 반송 베이스(30)를 도중에서 선회 이동하거나, 수평 이동시키거나 하지 않고, 반송 베이스(30)를 고정한 상태로, 웨이퍼(W)의 교체를 할 수 있다. 이 때문에, 교체 조작이 신속화되어 스루풋을 향상시킬 수 있다.
<제 4 실시예>
도 17은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 반송기구의 내부 구조를 도시하는 분해사시도이다. 도 18a 내지 도 18e는 도 17에 도시한 반송기구를 이용하여 실행하는 반도체 웨이퍼(W)의 교체 조작을 나타내는 평면도이다. 또한, 여기서는 반송 베이스(30)의 천장판, 구동원 및 그 관련부재 등은 생략된다.
제 1 내지 제 3 실시예에서는 각 유지 아암(32A, 32B)을 안내하는 가이드 레일(42A, 42B)(도 3 참조)이 직선형상으로 형성된다. 이 점에 관하여, 이들 가이드 레일은 실질적인 원호형상으로 형성할 수도 있다. 도 17에 도시한 반송기구는 이러한 관점에 근거한다. 또한, 실질적인 원호형상이란 원호의 각부에서의 곡율이 동일하지 않아도 되는 것을 의미한다.
도 17에 도시하는 바와 같이, 양 구동원(36A, 36B) 및 볼나사(44A, 44B)는중앙부에 모인다. 양 구동원(36A, 36B)은 하나의 밀폐 박스(116)내에 수용된다. 양 볼나사(44A, 44B)의 양측에 대칭이 되도록 서로 반대 방향으로 굴곡된 대략 원호형상의 가이드 레일(42A, 42B)이 배치된다. 가이드 레일(42A, 42B)에는 이것을 따라 슬라이드 가능하게 슬라이더(46A, 46B)가 장착된다.
볼나사(44A, 44B)에는 각각 너트(118A, 118B)가 장착된다. 각 너트(118A, 118B)로부터는 각 가이드 레일(42A, 42B)을 향해서, 가이드 레일(42A, 42B)의 전 영역을 커버할 수 있는 길이의 빔(120A, 120B)이 연장되어 마련된다. 각 빔(120A, 120B)에는 그 길이 방향을 따라 연장하는 가이드 홈(122A, 122B)이 형성된다.
한편, 각 슬라이더(46A, 46B)는 각 가이드 레일(42A, 42B)을 넘어서 이것과 직접 접하는 슬라이더 베이스(124A, 124B)를 포함한다. 슬라이더 베이스(124A, 124B)의 위에는 핀(126A, 126B)이 기립된다. 핀(126A, 126B)에는 이동 가능하게 끼워진 상태로 회전 가능하게 롤러(128A, 128B)가 장착된다. 핀(126A, 126B)의 상단에는 나사 등에 의해서 어태치먼트(130A, 130B)가 장착 고정된다.
핀(126A, 126B)에 장착된 롤러(128A, 128B)는 각각 빔(120A, 120B)의 각 가이드 홈(122A, 122B)에 끼워 넣어진다. 이 상태에서 핀(126A, 126B)의 상단에 각 어태치먼트(130A, 130B)가 고정된다. 각 어태치먼트(130A, 130B)상에 각 유지 아암(32A, 32B)의 기단부가 각각 나사 등에 의해서 장착 고정된다. 각 유지 아암(32A, 32B)은 각각의 대응하는 가이드 레일(42A, 42B)과 같이 대략 원호형상으로 형성하는 것이 바람직하다.
제 4 실시예에 의하면, 각 볼나사(44A, 44B)가 회전하는 것에 따라서, 빔(120A, 120B)이 각 볼나사(44A, 44B)를 따라서 각각 이동한다. 이 때, 각 슬라이더(46A, 46B)는 롤러(128A, 128B)가 각 가이드 홈(122A, 122B)내에서 회전 운동함으로써 가이드 홈(122A, 122B)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있다. 그 결과, 유지 아암(32A, 32B)은 대략 원호형상의 가이드 레일(42A, 42B)을 따라 대략 동일 방향, 즉 동일한 처리 장치를 향해서 슬라이드할 수 있다.
또한, 유지 아암(32A, 32B)의 선단의 유지면(33A, 33B)은 동일 평면상에 위치한다. 유지면(33A, 33B)이 반송 베이스(30)에 대하여 돌출하여 처리 장치의 탑재대에 대하여 웨이퍼(W)를 수수하는 상태에 있어서, 유지면(33A, 33B)은 동일 위치에 온다.
제 4 실시예의 경우에도, 도 18a 내지 도 18e에 도시하는 바와 같이 예컨대 처리 장치(20B)에 대하여 반송 베이스(30)를 일단 위치 정렬을 한 후에는 반송 베이스(30)를 이동시키지 않고, 웨이퍼(W)의 교체 조작을 할 수 있다. 즉, 우선, 반송 베이스(30)를 소망하는 처리 장치의 바로 앞에 배치한다(도 18a). 다음에, 유지 아암(32B)에 의해서, 처리 완료된 웨이퍼(W)를 처리 장치(20B)로부터 공통 반송실(16)내로 취입한다(도 18b, 도 18c). 다음에, 유지 아암(32A)에 의해서, 미 처리된 웨이퍼(W)를 공통 반송실(16)로부터 처리 장치(20B)내로 탑재 이송한다(도 18d, 도 18e).
이 조작에 의하면, 전술한 실시예와는 달리, 반송 베이스(30)를 도중에서 선회 이동하거나, 수평 이동시키거나 하는 일 없이, 반송 베이스(30)를 고정한 상태로, 웨이퍼(W)의 교체를 할 수 있다. 이 때문에, 교체 조작이 신속화되어 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 유지 아암(32A, 32B)을 대략 원호형상으로 슬라이드시키도록 하고 있기 때문에, 그 만큼 처리 장치(20B)의 반출입구를 작게 할 수 있다. 따라서, 처리 장치(20B)의 반출입구에 이용하는 게이트밸브의 치수를 작게 할 수 있다.
도 19는 반송기구의 변경예를 나타내는 확대사시도이다. 도 20a 및 도 20b는 도 19에 도시된 반송기구를 이용한 반도체 처리 시스템을 도시하는 개략 평면도이다.
도 15 및 도 17의 반송기구에 있어서는, 2개의 유지 아암(32A, 32B)은 반송 베이스(30)로부터 돌출할 때, 서로 수속하는 방향을 따라서 슬라이드한다. 이 점에 관하여, 이 변경예의 경우, 2개의 유지 아암(32A, 32B)은 반송 베이스(30)로부터 돌출할 때, 서로 발산하는 방향을 따라서 슬라이드한다. 유지 아암(32A, 32B)의 선단의 유지면(33A, 33B)은 동일 평면상에 위치한다.
도 20a 및 도 20b에 도시하는 바와 같이, 공통 반송실(16)은 대략 정삼각형형상으로 형성된다. 공통 반송실(16)의 각 변에 처리 장치(20A, 20B), 처리 장치(20C, 20D) 및 로드록실(22A, 22B)이 각각 인접하여 접속된다. 공통 반송실(16)내의 중심에 반송 베이스(30)가 회전 가능하게 배치된다.
양 유지 아암(32A, 32B)의 연장 방향은 도 20a 및 도 20b에 도시하는 바와 같이, 서로 인접하는 2개의 처리 장치, 예컨대 처리 장치(20A, 20B)끼리, 처리 장치(20C, 20D)끼리 및 로드록실(22A, 22B)끼리 마주보도록 설정된다. 따라서, 도 20a 및 도 20b에 도시하는 바와 같이, 2개의 처리 장치로부터, 또는 2개의 로드록실로부터 동시에 웨이퍼(W)를 취득, 또한 이것을 별도의 곳으로 동시에 탑재 이송할 수 있다.
또한, 도 19에 도시된 반송기구는 도 20c에 도시하는 바와 같이, 하나의 처리실내에 2개의 웨이퍼(W)가 옆으로 나란히 탑재되는 타입의 처리실 장치(21)를 포함하는 반도체 처리 시스템에도 적합하게 적용 가능해진다.
도 21a, 도 21b는 도 19에 도시된 반송기구를 이용한 또 다른 반도체 처리 시스템을 도시하는 개략 평면도이다.
도 21a, 도 21b에 도시하는 바와 같이, 공통 반송실(16)은 가로로 긴 육각형상으로 형성된다. 공통 반송실(16)의 각 변에 처리 장치(20A, 20B), 처리 장치(20C, 20D), 처리 장치(20E, 20F) 및 로드록실(22A, 22B)이 각각 서로 인접하여 접속된다. 공통 반송실(16)의 중앙부에 그 길이 방향으로 수평 이동 가능한 상태로, 도 19에 도시된 반송 베이스(30)가 배치된다. 반송 베이스(30)를 수평 이동시키는 기구로서는 도 1에 도시된 다관절 아암(28), 도 10에 도시된 이동대(60) 중 어느 것을 이용해도 좋다. 이 경우에도, 2개의 처리 장치, 또는 2개의 로드록실에 대하여 동시에 액세스하는 것이 가능해진다.
또한, 도 19에 도시된 반송기구에서는, 유지 아암(32A, 32B)에 의해서 2개의 처리 장치에 액세스하는 경우에 대하여 설명하고 있다. 그러나, 도 19에 도시된 반송기구는 도 4a 내지 도 4f에 도시하는 바와 같이, 하나의 처리 장치에 대하여, 처리 완료 웨이퍼의 반출과, 미 처리 웨이퍼의 반입을 순차적으로 실행하는 경우에도 적용할 수 있다. 이 경우, 도 2에 도시된 반송기구를 사용하는 경우에 비교하여, 반송 베이스(30)의 선회량이 커져, 스루풋이 어느 정도 저하한다. 그러나, 2개의 다른 방향(180도 다른 방향)으로 아암이 신축하는 종래의 반송기구에 비교하면, 충분히 높은 스루풋을 얻을 수 있다.
또한, 이상 서술한 반송 베이스(30)상의 2개의 유지 아암(32A, 32B)의 배치의 형태, 즉 도 2에 도시된 평행, 도 15에 도시된 수속, 도 17에 도시된 원호, 도 18에 도시된 발산의 각 형태는 도 1, 도 8, 도 9, 도 20a 내지 도 20c, 및 도 21a 및 도 21b의 처리 시스템 중 어디에도 선택적으로 적용할 수 있다. 또한, 유지 아암(32A, 32B)의 배치의 각 형태는 이들 도면에 도시되는 이외의 처리 시스템에도 적용할 수 있다.
<관련기술>
도 22a, 도 22b, 도 23은 관련기술을 설명하기 위한 공통 반송실을 도시하는 사시도이다.
일반적으로, 공통 반송실을 설계하는 경우, 처리 장치의 수량, 사이즈, 장착 위치 등의 설계 조건의 결정이 필요하다. 종래에는 이 설계 조건을 결정한 후, 상기한 것과 같은 공통 반송실을 조립하고, 또한 그 측판에 처리 장치를 장착하기 위한 개구 가공 등을 직접 실시한다. 그리고, 이 측판에 직접적으로 처리 장치 등을 장착 고정한다. 그러나, 이래서는 장치 자체를 완성할 때까지 장기간을 필요로 해 버린다.
그래서, 이 관련기술에서는 공통 반송실(16)을 구획하는 케이스(18)의 측판이나 천장판 등에 사전에 대구경의 개구를 마련하고, 이것을 케이스(18)로서 조립하도록 한다. 한편, 반출입구가 형성된 처리 장치 장착 판을, 케이스(18)의 측판이나 천장판 등에 볼트 등에 의해서 용이하게 장착 및 분리 가능하도록 준비해 놓는다. 이 처리 장치 장착 판은 사전에 다수 준비해 둔다. 각 처리 장치 장착 판에는 판마다 다른 사이즈 또는 수의 반출입구를 미리 마련해 놓는다. 상기 설계 조건을 결정한 시점에서, 그것에 대응한 처리 장치 장착 판을 이용하면, 장치의 조립을 신속하게 실행하는 것이 가능해진다.
도 22a, 도 22b에 도시된 장치예에서는 케이스(18)의 길이 방향의 측판(18A, 18B), 천장판(18C) 및 길이 방향과는 반대측의 짧은 측판(18D)에, 각각 사전에 큰 개구(150A, 150B, 150C, 150D)가 형성된다. 이러한 케이스(18)는 상기 설계 조건에 관계없이 사전에 다수 형성된다. 도 22b에 도시하는 바와 같이, 주문 등에 의해서 설계 조건이 결정되었을 때에, 이 설계 조건에 대응한 처리 장치 장착 판(150)을 측판(18A, 18B, 18D)이나 천장판(18C)에 볼트 등에 의해서 장착 고정한다.
도 22b는 측판(18A)에 처리 장치 장착 판(150)을 장착한 상태를 도시한다. 처리 장치 장착 판(150)에는 처리 장치를 장착하기 위한 반출입구가 배치된다. 도 22b에서는 3개의 반출입구(152A)가 배치된다. 각 반출입구(152A)에 소형의 처리 장치(20X, 20Y, 20Z)가 장착된다. 이러한 종류의 처리 장치 장착 판(150)은 사전에 여러장 준비된다. 또한, 판마다 반출입구(152A)의 수나 사이즈가 다르다. 그리고, 주문 등에 의해서 정해지는 설계 조건에 따른 처리 장치 장착 판(150)이 선택되어 이용된다. 또한, 여기서는 천장판(18C)에도 개구(150C)를 마련하고 있지만, 이 부분은 개구(150C)가 없는 1장의 플레이트로 해도 좋다.
도 23에 도시된 장치예에서는 케이스(18)의 길이 방향의 한쪽의 측판(18A)에 사이즈가 큰 2개의 반출입구(154A)를 갖는 처리 장치 장착 판(156)이 볼트 등으로 장착 고정된다. 다른쪽의 측판(18B)에, 하나의 반출입구(도시하지 않음)를 갖는 처리 장치 장착 판(158)이 볼트 등으로 장착 고정된다. 상기 한쪽의 처리 장치 장착 판(156)에는 사이즈가 큰 2개의 처리 장치(20A, 20B)가 장착된다. 다른쪽의 처리 장치 장착 판(158)에는 사이즈가 큰 하나의 처리 장치(20C)가 장착된다.
이와 같이, 판마다 반출입구의 수나 사이즈가 다른 처리 장치 장착 판(150, 156, 158)을 사전에 복수 종류 준비해 두면, 주문에 따라 적절한 사이즈의 반출입구를 갖는 측판을 간단하고 또한 신속하게 장착할 수 있다. 또한, 상기 공통 반송실의 형상은 직사각형으로 한정되지 않고, 오각형, 또는 육각형 이상이라도 좋다.
이상의 실시예에서는 피 처리 기판으로서 반도체 웨이퍼(W)를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 유리 기판, LCD 기판 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.

Claims (24)

  1. 반도체 처리 시스템에 있어서, 처리 장치에 대하여 피 처리 기판을 반송하기 위한 반송기구에 있어서,
    반송 베이스와,
    상기 반송 베이스상에 병설된 슬라이드 가능한 제 1 및 제 2 유지 아암과, 상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 상기 피 처리 기판을 유지하기 위한 제 1 및 제 2 유지면을 각각 갖고, 제 1 및 제 2 유지면은 실질적으로 동일 평면상에 위치하는 것과, 상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 상기 제 1 및 제 2 유지면이 상기 반송 베이스에 대하여 실질적으로 동일한 측을 향하여 돌출하도록 동작하는 것을 구비하는
    반송기구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반송 베이스를 지지하는 지지체를 또한 구비하고, 상기 반송 베이스는 상기 지지체에 대하여 선회 가능한
    반송기구.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지체는 확장과 수축 가능한 확장과 수축 아암인
    반송기구.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 유지 아암의 각각을 슬라이드시키기 위한 제 1 및 제 2 구동모터와, 상기 반송 베이스를 선회시키기 위한 제 3 구동모터가 상기 반송 베이스의 외부에 배치되고, 상기 반송 베이스를 상기 지지체에 대하여 선회시키는 축은 제 1 내지 제 3 구동모터의 구동력을 전달하는 3축 동축 구조를 이루는
    반송기구.
  5. 반도체 처리 시스템에 있어서, 처리 장치에 대하여 피 처리 기판을 반송하기 위한 반송기구에 있어서,
    직선 이동 가능한 이동대와,
    상기 이동대에 연결축을 거쳐서 접속되는 반송 베이스와, 상기 반송 베이스는 상기 연결축을 중심으로 하여 상기 이동대에 대하여 선회 가능한 것과,
    상기 반송 베이스상에 병설된 슬라이드 가능한 제 1 및 제 2 유지 아암과, 상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 상기 피 처리 기판을 유지하기 위한 제 1 및 제 2 유지면을 각각 갖고, 제 1 및 제 2 유지면은 실질적으로 동일 평면상에 위치하는 것과, 상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 상기 제 1 및 제 2 유지면이 상기 반송 베이스에 대하여 실질적으로 동일한 측을 향하여 돌출하도록 동작하는 것을 구비하는
    반송기구.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 이동대와 상기 반송 베이스는 구분판에 의해서 가로막힌 제 1 및 제 2 방에 수용되고, 상기 연결축의 이동을 허용하는 가이드 홈이 상기 구분판에 형성되는
    반송기구.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 방은 케이스에 의해서 포위되고, 상기 제 1 및 제 2 유지 아암의 각각을 슬라이드시키기 위한 제 1 및 제 2 구동모터와, 상기 반송 베이스를 선회시키기 위한 제 3 구동모터가 상기 케이스의 외부에 배치되고, 상기 연결축은 제 1 내지 제 3 구동모터의 구동력을 전달하는 3축 동축 구조를 이루는
    반송기구.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 3 구동모터에 각각 접속되고, 또한 상기 제 1 내지 제 3 구동모터의 구동력을 상기 3축 동축 구조로 전달하는 제 1 내지 제 3 스플라인축을 또한 구비하고, 상기 제 1 내지 제 3 스플라인축은 상기 제 1 방내에 서로 평행하게 배치되고, 상기 이동대는 상기 제 1 내지 제 3 스플라인축을 따라 직선 이동 가능한
    반송기구.
  9. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 실질적인 원호를 따라 슬라이드하는
    반송기구.
  10. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 실질적인 원호를 따라 슬라이드하고, 상기 제 1 및 제 2 유지면이 상기 반송 베이스에 대하여 돌출한 상태에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 유지면은 동일 위치에 오는
    반송기구.
  11. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 상기 반송 베이스로부터 돌출할 때, 서로 수속하는 방향을 따라서 슬라이드하는
    반송기구.
  12. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 상기 반송 베이스로부터 돌출할 때, 서로 수속하는 방향을 따라서 슬라이드하고, 상기 제 1 및 제 2 유지면이 상기 반송 베이스에 대하여 돌출한 상태에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 유지면은 동일 위치에 오는
    반송기구.
  13. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 상기 반송 베이스로부터 돌출할 때, 서로 발산하는 방향을 따라서 슬라이드하는
    반송기구.
  14. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 서로 평행하게 배치되는
    반송기구.
  15. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 유지 아암의 각각을 슬라이드시키기 위한 구동모터가 밀폐된 상태로 상기 반송 베이스에 지지되는
    반송기구.
  16. 제 2 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 반송 베이스를 선회 구동하기 위한 구동모터가 밀폐된 상태로 상기 반송 베이스에 지지되는
    반송기구.
  17. 반도체 처리 시스템에 있어서,
    공통 반송실과,
    상기 공통 반송실에 대하여 서로 병렬로 접속된 복수의 처리 장치와,
    상기 공통 반송실내에 배치된, 상기 처리 장치에 대하여 피 처리 기판을 반송하기 위한 반송기구를 구비하고,
    상기 반송기구는,
    선회 가능한 반송 베이스와,
    상기 반송 베이스상에 병설된 슬라이드 가능한 제 1 및 제 2 유지 아암과, 상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 상기 피 처리 기판을 유지하기 위한 제 1 및 제 2 유지면을 각각 갖고, 제 1 및 제 2 유지면은 실질적으로 동일 평면상에 위치하는 것과, 상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 상기 제 1 및 제 2 유지면이 상기 반송 베이스에 대하여 실질적으로 동일한 측을 향하여 돌출하도록 동작하는 것을 구비하는
    반도체 처리 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 공통 반송실에 대하여 상기 처리 장치와 병렬로 접속된, 진공 배기 가능한 로드록실을 또한 구비하고, 상기 공통 반송실도 진공 배기 가능한
    반도체 처리 시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 실질적인 원호를 따라 슬라이드하고, 상기 제 1 및 제 2 유지면이 상기 반송 베이스에 대하여 돌출한 상태에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 유지면은 동일 위치에 오는
    반도체 처리 시스템.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 상기 반송 베이스로부터 돌출할 때, 서로 수속하는 방향을 따라서 슬라이드하고, 상기 제 1 및 제 2 유지면이 상기 반송 베이스에 대하여 돌출한 상태에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 유지면은 동일 위치에 오는
    반도체 처리 시스템.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 상기 반송 베이스로부터 돌출할 때, 서로 발산하는 방향을 따라서 슬라이드하는
    반도체 처리 시스템.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 유지 아암은 서로 평행하게 배치되는
    반도체 처리 시스템.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 반송 베이스의 선회와 상기 제 1 및 제 2 유지 아암의 적어도 한쪽의 슬라이드를 동시에 실행하도록 상기 반송기구를 조작하는 제어부를 또한 구비하는
    반도체 처리 시스템.
  24. 제 17 항에 있어서,
    상기 반송 베이스는 직선 이동 가능하고, 상기 반송 베이스의 직선 이동과 상기 제 1 및 제 2 유지 아암의 적어도 한쪽의 슬라이드를 동시에 실행하도록 상기 반송기구를 조작하는 제어부를 또한 구비하는
    반도체 처리 시스템.
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