WO2003000472A1 - Systeme de transport et de transfert de plaquette de semi-conducteur ou de cristaux liquides, une par une - Google Patents

Systeme de transport et de transfert de plaquette de semi-conducteur ou de cristaux liquides, une par une Download PDF

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Definitions

  • wafers are collected and supplied to a manufacturing apparatus in a semiconductor manufacturing or liquid S manufacturing process, usually performed using a cassette containing 25 sheets or a FOUP (hermetic box), connected by a clean tunnel.
  • EFEM equipment front end module
  • the present invention is a system for linking a manufacturing apparatus M by a single wafer by transporting a wafer at a single wafer speed in a very clean area. The present invention compensates for the deficiencies of the prior art and embodies the realization of single wafer manufacturing. It is a thing.
  • Semiconductor and liquid crystal wafers are moving from 200 mm diameter to 300 mm diameter, and the production equipment corresponding to 300 mm is mostly changed from the patch processing method of the 200 mm generation to the single wafer processing method.
  • the goal of the industry is to increase production efficiency by For example, the old M previously announced a system for floating and transporting semiconductor wafers with air pressure QTAT at the EAST nSHWLL factory, but even if the wafers floated up, the strong air flow caused static air flow and the transfer transfer ft There is a point, and it does not add 3 ⁇ 4 to the specifications of a practical line that requires the transfer of 500 to 1000 wafers per M per hour, and it is also in operation. Absent.
  • JP 3-15451 A shows a method concerning transfer by loop-like compa and ropot.
  • the cassette is handled in units, and the robot also grips the cassette, and in order to transfer the cassette to the apparatus side, it is necessary to provide the mouth pot with a running function.
  • the present invention is different from the present invention in which wafers are transferred on a wafer basis, in units, and with only the end face of the wafer, and it is possible to shorten the manufacturing processing time by allowing the user to temporarily store in the cassette. It is not a thing.
  • the present invention embodies a quick turn around time, a reduction in production in progress, and a reduction in the inventory of finished products by realizing single-wafer transport by using a rapid solidification form EFEM in semiconductor manufacturing or liquid crystal production. It is. Disclosure of the invention
  • the fast-fit ffi EFEM which is the main part of the present invention, consists of the following four components.
  • Semiconductor and liquid S A special EFEM (Equipment Front End Module) (10) consisting of a mouth pot (2), an FOUPC 12>, and an FOUP pliers (14) in front of each manufacturing equipment, and these special EFEM (2) And a clean tunnel (1) that shares the same clean area, a sheet-to-waboard competition (15) that transfers wafers (16) in the clean tunnel rapidly, and a transfer station that refills semiconductor or liquid crystal wafers with FOUP (Refer to Fig. 14 for the regular EFEM, see Fig.
  • the EFE M of the connected type with the form of quickening the EFEM group according to these four configurations is a FE / ⁇ -to the FOUP (12).
  • Refill station (3) is in contact with the outside of the linked «I's EFEM.
  • the wafer (16) is transported and transferred by sheet, and the fast connection of the EFEM outside is performed.
  • the wafer (16) is transferred and transferred in FOUP (12) units in this case: wafer ⁇ change stay, which is the contact point between the wafer (16) units and the FOUP (12) units.
  • the robot (20) separates the wafers (16) in the FOUP (12) into sheets or packs them into the FOUP (12), but the buffer station (4) temporarily stores the real FOUP (12). And the buffer station (4) carries a small amount of EFEMH in the connection form.
  • the patch carrier (5) is worn.
  • the special EFEM (2) is a wafer transfer mouth pot (20), a parcode, an alphanumerical processor «(25), an automatic operation buffer cassette (13), and a manual operation FOUP ( 12) and the FOUP opener (14), and the clean area is connected by the clean tunnel (1) (Fig. 1 shaded area).
  • the sheet-by-sheet compara- tor (15) has a loop-like shape and is a fast moving type driven by the compel-pert (38), and the blocks (37) on the LM guide rail (36) 1 Attach the finger (23) on which the 6) is placed.
  • the Compepert (38) is extended to »an M dimension LM guide, which has been extended by an extended dimension.
  • a holder (24) for minimizing the contact to the wafer (16) is attached to the finger (23) of the sheet-fed carrier (15), and only the outer rim of the wafer (16) is held.
  • MES Manufacturing Engineering System
  • U alphanumeric (U) or par code of the wafer (16) by taking out a predetermined position.
  • the first brow is a plan view showing the relationship between the rapid-conjugation type EFEM and the short side ⁇ .
  • Fig. 2 shows the cross section of the quick-set EFEM.
  • the third is a plan view of the special EFEM.
  • Fig. 5 is a ft detailed plan view of a single wafer compa- tor and a robot.
  • FIG. 6B is a very thin cross-sectional view of a sheet-fed compa and robot.
  • the seventh reason is the cross section H of the roller-type sheet-fed competitor and sheet-fed pot.
  • FIG. 8 is a side view of the hand ffi rotation mechanism and reader of the mouth pot.
  • FIG. 9 is a plan view of wafer rotation mechanism type I.
  • the tenth country is a sectional view of wafer rotation mechanism type I.
  • the first 1 H is the plane H of the wafer rotation mechanism type ⁇ .
  • 12H is a cross-sectional view of a wafer rotation mechanism type ⁇ ⁇ ⁇ .
  • Part 13B is the cross section of the multistage compander and multistage single-wafer robot that transports and transfers multiple wafers.
  • FIG. 14 is plane H of the EFEM.
  • Figure 15 is the FOUP.
  • Section 16B is the cross section H of the single wafer compa- tor.
  • the 17th B is the take-up clause of the single leaf competition.
  • FIG. 18 is a flow chart.
  • Figures 1 and 20 are quick fix! The relationship between the EFEM of! And the puffer station (4) and the small patch carrier (5) is shown.
  • Figures 3 and 4 show the special EFEM (2).
  • the special EFEM (2) in front of the semiconductor or liquid crystal manufacturing equipment usually covers the clean class 1 clean area and the class 1000 clean area, and the transfer pot in the class 1 area. (20) and buffer cassette (13) are provided.
  • FOUPC1 2 can be used to carry FOUP manually for special emergency treatment with semiconductor or liquid crystal »equipment if there is a problem with the carrier system and special emergency treatment with semiconductor or liquid crystal» construction equipment It is intended to be used during normal operation, never.
  • the normal EFEM FIG.
  • the special EFEM (2) of the present invention is equivalent to the normal EFEM in that it corresponds to both the buffer cassette (13) and the F0UP (12). It becomes.
  • the special EFEM (2) and the wafer K change station (3) make contact with the clean tunnel (1) to form a clean class 1 area, which includes the equipment stage (19). Within the area, all wafers (16) are transported and transferred individually, and wafer (16) can be converted to FOUP (12) at wafer refueling station (3), except in case of manual operation of emergency processing. ), And because the wafer (16) is FOUP-made, and the single wafer processing is the location of the Liability Station (3), the connection of the special EFEM (2) is used to shape the connected EFEM. It constitutes a thought.
  • the FOUP (12) transported by the small patch transport machine (5) at the direction of the process control computer is sheet-fed by the mouth pot (20) at the wafer restocking station (3), and the sheet-fed competitor (15) If the production equipment (50-54) and transport timing do not match, it is temporarily stored at the buffer station (4), and instructed by the management computer »to the manufacturing equipment (50-54).
  • the FOUP (12) is transferred from the buffer station (4) to the refilling station (3), turned into a single wafer and made into a manufacturing equipment (50-54) with a single wafer competition (15).
  • a wafer (16) placed on a sheet-fed competitor (15) is temporarily placed in a patch set (13) by a mouth pot (20) in a special EFEM (2) in front of a predetermined manufacturing apparatus (50-54).
  • the wafers (16) processed by the manufacturing equipment (50-54) are placed on the sheet-fed fabric compensator (15) by the mouth pot (20). It is transported to the next device (50-54).
  • sheet-fed competition 05 requires a carrying capacity of about 500 to 1000 sheets per hour.
  • the sheet-by-sheet competitor (15) of the present invention has a finger pitch of 500 mm and a compara- sion speed of 10 m / min, and can convey 1200 sheets per hour, and can further increase the capacity.
  • the wafer (16) that has been sent from the special EFEM (2) to the ⁇ replacement station (3) will have an arbitrary timing for bundling the wafer (16) onto the FOUPO 2 at the replacement station (3).
  • Small patches can be set. For example, when the determined time passes or the determined number of sheets is reached, the F0UP (12) is automatically closed and the small patch transfer machine (5) automatically sends it out to another consolidated II EFEM. Do. Single-sheet transfer in fast-loading form EFEM and waiting time for wafer processing Even if IH is eliminated, if the connected type II EFEM W! Performs patch transfer, the effect of single-transfer is reduced, so small patches At the same time, set M and the number of sheets and carry out small-scale transfer.
  • FIGS. 5 and 6 show a working transferer in which a wafer (16) transported by a single wafer carrier (15) is supplied to and recovered from a manufacturing apparatus (50-54).
  • the sheet-fed compa (15) is a training type run-up type which is oscillated in the direction of A by a loop-shaped compel (38), and is used for the four holding parts (24) of the fingers (23) of the sheet-fed compa
  • the mouth pot hand (21) is synchronized with the traveling speed of the sheet-fed competitor (15) moving in the direction of A when the loaded wafer (16) is brought in front of the given »fabrication apparatus (50-54).
  • the robot body (20) ascends in the direction of C while equalizing the velocity of the mouth pot hand (21) in the B direction and the velocity of the finger (23) in the A direction while plunging under the finger (23). Place the wafer (16) on the four holders (22) on the mouth pot hand (21).
  • the empty finger (23) comes to the predetermined position of the manufacturing equipment, and the robot hand (21) with the wafer (16) placed on the holder (22) Move on the finger (23) advancing in the direction of A in conjunction with the finger and move in the direction of B so that the movement of A and B is equal and the mouth pot hand (21) moves downward by lowering in the direction of D. Load it.
  • the reading device (25) mounted on the pot (20) can pick up the alphanumeric characters or percode imprinted on the wafer (16), positioning the wafer (16) and tt For removal »use the rotating mechanism internally woven in the mouth pot hand (21), and transfer of the wafer (16) has a small area contacting the wafer (16), and the wafer (16)
  • the outer edge of the wafer (16) is held via the holding portion (24) of the single wafer compare finger (23) and the holding portion (22) of the robot hand, which is the method with the least amount of chipping.
  • FIG. 7 shows a method of temporarily stopping the finger (23) of the competitor in front of the apparatus stage (19) with respect to the continuous traveling type compensator of FIGS.
  • the fanger (23) is attached to the pallet (28) and travels by the drive roller (29).
  • the pallet (28) is stopped by raising the lift type stopper (30).
  • the mouth pot hand (21) gets under the wafer (16) and lifts it to crawl the wafer (16).
  • the lift-type stair bar (30) descends, and the pallet (28) travels again by the action of the ⁇ -motion roller (29).
  • This pallet stop method is to use a driving roller with Akiumu water function function and work a stop type stopper.
  • the same function can be achieved quickly by Attaching a filter fan (31) or a fan duct (32) with a filter so that there is no * out of the roller competer body (15 ') is common to the single-piece competition (15) .
  • Fig. 8 shows the rotation mechanism of the single-wafer mouth pot (15), the wafer number reader and the robot hand (21).
  • the mouth pot (20) holds the wafer and rotates the tip of the hand. It is a type that rotates the hand (33).
  • the 9th and 10th principles are wafer rotation types on the mouth pot hand (21). There are two types, but they have the same function.
  • the type I in Fig. 9 and Fig. 10 moves the robot hand (21) in synchronization with the speed of the fingers (23) of the traveling sheet-fed competitor (15), and the mouth pot hand (21)
  • the outer peripheral edge is received by the inclined surface of the rotating B moving roller (40) and the free roller (41, 42), and the rotating drive roller (40) is rotated and moved in the direction E to move the wafer (16) to the free roller. Insert it between the (41, 42) vertical part and the vertical part of the rotary peristaltic roller (40).
  • Type 1 in Fig. 1 and Fig. 12 ⁇ receives the outer rim of the ⁇ ⁇ - ⁇ ⁇ her (16) with four free rollers (41 ', 42', 43 ', 44'), and the rotary peristaltic roller (40 ') )) In the direction of E and sandwich the wafer (1 6).
  • rollers 40. 41. 42 or 40 ', 41', 42 ', 4 3', 44 '
  • the wafer (16) rotates and climbs the slope of the roller This will prevent the wafer (16) from rubbing.
  • the transfer dimension error of the compete finger (23) and the roller (40, 41, 42 or 40 ', 41', 42 ', 43', 44 ') of the mouth pot hand is within 1, 3 mm
  • the travel of the rotating B-motion roller (40 or 40 ') in the E direction is also shorter.
  • Positioning of the wafer (16) such as V-notch and reading time of parcodes and alphanumerics are also within 3 seconds. If it takes 20 seconds or more to position the wafer using a conventional alignment-only aligner and » the processing M reduction effect is extremely large.
  • Fig. 13 shows the specifications for the case where the transfer frequency is high and it is sufficient to simply transfer the wafer, and when the wafer (16) is accelerated by one sheet unit and does not meet the IW, the finger (34) and so on. It enables multiple transports of the rod arm (35).
  • the wafer (16) is transferred by placing the wafer (16) on the 2nd and 3rd stages simultaneously on the competer finger (34) having the multistage holding portion in the ⁇ direction, and the transfer pot also has 13 pot hand (21
  • the transfer capacity can be obtained by transferring the multistage type of) in the other direction. If the multistage compander finger (34) for mounting the wafer (16) and the multistage pot hand (35) are double-staged, they can be transported and transferred twice, and if they are triple-stageed, they can be tripled It will improve.
  • Industrial applicability is high and it is sufficient to simply transfer the wafer, and when the wafer (16) is accelerated by one sheet unit and does not meet the IW, the finger (34) and so on
  • wafers transferred and stored in cassettes or closed boxes in the past are converted to single-wafer continuous transfer, which makes it possible to supply and recover quick-set wafers.
  • the patch processing method that uses FOUP, etc. even if the first of the 25 sheets in the FOUP is squared, it can not be sent to the next process without waiting for the remaining 24 sheets to be processed.
  • the processing process was a system with extremely high latency.
  • one processed wafer can be immediately sent to the next process.
  • a specific example of the effect of single wafer transfer / transfer is that, although the conventional array transfer of 25 wafers per patch unit required 25 days for the array process, this should be changed to 13 single patches. And was reduced to 13 ⁇ . Furthermore, it is reported that the wafer has been transferred manually, but it has been 5 or 8 days.
  • Single-wafer transport of wafer array processes has long been called the ultimate transport method, but there has been no concrete system that can be realized in a mass production factory.
  • the number of fabrication days in the semiconductor array process currently takes about 25 to 30 days, but if it is treated with single-wafer processing as described above, it is considered that 5 to 6 days of fabrication days are sufficient. Because it is better with 1/5 TAT and work-in-process compared to the conventional patch method, «I value of work-in-process is several billion yen even in a relatively small-scale factory with a wafer production capacity of 5000 sheets per month. The effect of reducing the inventory of finished products is around 10 billion yen, and the effect of improving cash flow is extremely large.
  • BM 9 is an estimate of the difference between the amount of work-in-process and the amount of money associated with the number of days of production using conventional patch method and single-wafer method.

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Description

明 細 書
半導体または液晶ウェハー枚葉搬送及ぴ移載システム
技術分野
この発明は半導体 »造または液 S製造工程において製造装置へのウェハーの 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投備、即ち、 EFEM (Equipment Front End Module)を構成し、ウェハーを枚葉搬送移載することによ つて »造期聞の短箱、仕掛在庫削滅などの合理化をするものであり、特殊 EFEM、 ウェハーの搬送移載、ウェハーナンパ一の ttみ取り方法などに翻する。 背景技術
従来から半導体 »造工場前処理工程におけるウェ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）にウェハーを人れて、製造装置に供絵、 回収を行っていた。このためにカセットに入った 25枚のウェハーの最初の 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。全てのウェハーは FOUP内の他のウェハーが処理されるまで待ち練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 »造装置に処理待ちウェハーという仕 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慶 大になる。また製造装置には FOUPからウェハーを取り出したり、装置での処理の後、 再びウェ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ェ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接费增大 要因の一つになっている。本発明はウェハーを極小クリーン域で枚葉速 tt搬送するこ とによって、 »造装置 Mをウェ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。
半導体や液晶ウェハーは 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世代のパッチ処理方式から大半が枚葉処理方式に変わつ 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つ ている。例えば、以前旧 Mは EAST nSHWLL工場で QTATという空気の圧力で半導 体ウェハーを浮上させて搬送するシステムを発表したが、ウェハーを浮上させても強い 空 ft流による静電気と搬送移載に ft点があり、 1時 M当たり 500枚から 1000枚のゥ ェハーの搬送が必要な実用ラインの仕様を ¾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、従来からコンペャによりウェハーを装置 IW搬送す る股備は存在していた。例えば、 JP3-154751Aにはループ状のコンペャとロポットによ 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 には口ポットに走行機能を持たせる必要がある。ウェハーを枚葉、単位で、しかもゥ ェ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 ックすることを班けて、製造処理時間を短縮しょうとするものではない。
また、ウェハーを従来技術によるペルトを使い装置闐搬送する方法がある。例えば、 US5820679Aと JP7— 122622Aに示されているが、コンペャと装置の移載方法が明 確ではないが、コンペャはウェハーの底面をペルトで受けるものであって、ウェハーと ペルトの擦れによる発塵があり、ウェハー g造に要求されるウェ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 Wをクリーン域で接練して、ウェハーを枚葉で搬送することによって製造期問 を早める速結形 IIの EFEMという概念も存在していなかった。製造装置 IWを最小のクリ ーン域で搬送することはクリーンェ壜の»僅投資額とランニングコスト低滅のためには 極めて重要である。本発明は半導体 »造または液晶製造において速結形態の 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 Turn Around Ti me)と仕掛品及び完成品在庫低滅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速結形 ffiの EFEMは次の 4つの構成要素から成り立つてい る。半導体及び液 S各製造装置の前には口ポット (2)、 FOUPC12〉、及び FOUPォ 一プナー（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 ンネル内でウェハー (16)を速統 ft送する枚葉コンペャ（15〉と、半導体または液晶 ウェハーを FOUPに詰替えする眭替えステーション（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群を速結した形鐮とした連結形齦の EFE Mは FOUP ( 12)へのゥェ / \-(16)の賠替えステーション（3)で連結形 «Iの EFEM 外部と接している。速 β形 »の EFEM内ではウェハー (16)を枚葉で搬送移載し、速 結形態の EFEM外部ではウェハー（ 16)を FOUP ( 12)単位で搬送移載する。ゥェ ハー（ 16)単位と FOUP ( 1 2)単位の接点であるウェハー β替えステーション (3 )で ロボット（20)によって FOUP(12)内のウェハー（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 EFEMHの搬送を行なう小 パッチ搬送機 (5)にまがっている。
特殊 EFEM(2)はウェハー移載用口ポット (20)と、パーコード、英数宇の »み取り 機 «(25)と、自動運転用バッファーカセット（1 3〉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)はウェハー (16)の外屬錄部のみを保持する保持 部 (22)を備え、枚葉コンペャ（15)と、 ¾造装置 (50— 54)と、バッファーカセット（1 3)と、 FOUPC12)との IWの移載を行なう。
枚葉コンペャ（15)はループ状の形状をして、コンペャペルト (38)で駆動する速練 走行式であり、 LMガイドレール（36)上のプロック（37)には一定 |¾隔でウェハー（1 6)を載せるフィンガー (23)を取り付けている。コンペャペルト (38)は一定期間が綫 »すれば伸びが発生するので、 LMガイドレール (36)の一部にコンペャペルト (38) を張るためのテークアップ機構（17)と謂整レール取替え漉所（18)を «けている。 (第 16囿、第 17國)コンペャペルト (38)が延びた »には延びた寸法分を継ぎ足した M整用 LMガイドに取り替える。枚葉コンペャ（15)のフィンガー (23)にはウェハー (16)への接触を最小 ISにするための保持部（24)を取り付けて、ウェハ一（16)の 外周緣部のみを保持する。枚葉コンペャ（1 5)の β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、枚葉コンペャ（15)内部を負圧にするための 抹 ftファン (31 )を取り付けて、換気ダクト (32)に »ぎ、エアーフィルターを介して空 ftを排出するクリーン対策をしたコンペャである。
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)が全ウェハーを |8|違いなくトラッキンクするこ とは困難であるので、製造装置 (50— 54)にウェハー（16)を掛ける前、即ち特殊 EFEM(2)内の口ポット (20)が枚葉コンペャ（15)からウェハー（16)を掬い取った時 点で、ウェハーナンバーを読み取って、然るべきウェハーであることを MESに報告し て、 «造装置 (50— 54)によって決められた装置ステージ（19)の位置にウェハー (16)の向きを合わせて ¾すことが最も望ましい。本仕様を ¾たすためにロボットハン ド（21 )はウェハー（16)の外用 »部を保持して、口ポットハンド (21 )の移載動作中 にウェハー（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ェハー (16)の英数宇やパーコードを読み取る機構を備える。 図面の簡単な説明
第 1囿は速結形據の EFEMと屬辺 β備の閏係を示す平面図である。
第 2図は速結形態の EFEMの断面困である。
第 3 は特殊 EFEMの平面図である。
第 4困は特殊 EFEMの断面図である。 第 5図は枚葉コンペャとロボットの ft細平面図である。
第 6Bは枚葉コンペャとロボットの鲜細断面図である。
第 7理はローラー式枚葉コンペャと枚葉口ポットの辞細断面 Hである。
第 8図は口ポットのハンド ffi回転機構と読取り装置の側面図である。
第 9図はウェハー回転機構タイプ Iの平面図である。
第 10國はウェハー回転機構タイプ Iの断面図である。
第 1 1 Hはウェハー回転機構タイプ Πの平面 Hである。
第 1 2Hはウェハー回転機構タイプ Πの断面図である。
第 13Bは複数枚のウェハー搬送、移戴を行う多段式コンペャと多段式枚葉ロボット の断面困である。
第 14図は EFEMの平面 Hである。
第 1 5図は FOUPである。
第 16Bは枚葉コンペャの断面 Hである。
第 17Bは枚葉コンペャのテークアップ節である。
第 18図はフロー図である。
第 19Bは在庫金粗計算である。 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 小パッチ搬送機
6 HEPAフィノレター
1 1 EFEM
12 FOUP
13 /くッファーカセッ卜
14 FOUPオープナー
15 枚葉コンペャ本体
15'ローラー式コンペャ本体
16 ウェハー
17 テークアップ機構
18 H螯レール取替え ft所
19 装置ステージ
20 ロボット本体 21 口ポットハンド
22 ロボットハンドのウェハー保持部
23 コンペャのフィンガー
24 フィンガー上の保持 »
25 ウェハーパーコード、英数宇読取装置
26 読取装置のサポート
27 アームのペース部
28 パレッ卜
29 驅動ローラー
30 リフト式ストッパー
31 抹気ファン
32 排気ダクト
33 ハンド回転機構
34 タ段式コンペャフィンガー
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 コンペャペルト
40、 40' 回転 β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 発明を実施するための最良の形龍
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 Κ明する。
第 1図及ぴ第 20は速結形！!の EFEMとパッファーステーション (4)及ぴ小パッチ搬 送機 (5)の Η係を示すものでぁリ、第 3 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 一パークリーン域とクラス 1000程度のクリ-ン域に厲しており、クラス 1の区域には移 載口ポット (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 FOUPC1 2)が股けてあリ、搬送系統に支障がある壜合と、半導体または液晶 »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し、。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 F0UP(12) の両方に対応する点で通常の EFEMと具なる。 特殊 EFEM (2)とウェハー K替えステーション (3)はクリーントンネル ( 1 )と接練して 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の区域内でウェハー（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、ウェハー（16)が FOUP(12)に β替えられるのは、ウェハー賠替え ステーション (3)を介する壜合だけであり、ウェハー (16〉の FOUP化、枚葉化が賠替 えステーション (3)のー德所であるところから、特殊 EFEM(2)を接練した連結 EFEMの 形想を構成している。
プロセス管理用コンピューターの指示で小パッチ搬送機 (5)によって搬送されてきた FOUP (12)はウェハー賠替えステーション（3)で口ポット（20)によって枚葉化されて、 枚葉コンペャ（15)に戴せられるが、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 »造装置 (50— 54)にとつて都合の良い状 JBになれば FOUP(12)はバッファース テーシヨン (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ペャ（1 5) で製造装置 (50— 54)に搬送される。枚葉コンペャ（15)に載せられたウェハー（16) は所定の製造装置 (50— 54)前の特殊 EFEM (2〉内の口ポット（20)によってパツファ 一力セット (13)に仮置きされるか、 »造装置ステージ (19)に供給される。製造装置 (5 0-54)で加工が終わったウェハー（ 16)は口ポット (20)によって、枚葉コンペャ（ 15) に載せられて次の装置 (50— 54)に搬送される。
邋結形據の EFEMは半導体または液晶 »造装 Bを 10台以上と接練することになる ので、枚葉コンペャ 05)は時 M当たり 500から 1000枚程度の搬送能力が必要とな るが、本発明の枚葉コンペャ（15)はフィンガーピッチ 500mm、コンペャ速度が 10m /分の壜合で、時閤当たり 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 β替えステーション (3)に送られてきたウェハー（16)は賠 替えステーション (3)で FOUPO 2)にウェハー（16)を眭めて発送するタイミングを任 意の小パッチに S定できる。例えば、決められた時間が接通するか、決められた枚数 に達すれば F0UP(1 2)の衋を自動で閉めて小パッチ搬送機 (5)で他の邃結形 IIの EFEMに自動発送する。速結形態の EFEM内を枚葉搬送してウェハー処理の待ち時 IH をなくしても連結形 IIの EFEM W!でパッチ搬送していれば、枚葉搬送の効果が削減され るので、小パッチにするための時 Mと枚数を «定して、小刻みな搬送を行なう。結果的 に、邋結形據の EFEM間を枚葉コンペャで搬送すれば毎分 10mから 15mの速度の埸 合、 1 50m長さの工場の場合で一 «に 20分から 30分を要するが、小パッチ搬送機 (5)は毎分 150mの速度が出せるので一周の時聞は 2分で良 連 |g形蟓の EFEM内 の枚葉搬送の効果が削滅されることはない。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図は枚葉コンペャ（15)によって搬送されてきたウェハー（16)が » 造装置 (50— 54)に供給、回収される動作翻係を示すものである。
枚葉コンペャ（15)はループ状のコンペャペルト（38)によって Aの方向へ覼動する邋 練走行式コンペャであり、枚葉コンペャ（15)のフィンガー (23)の 4つの保持部 (24) に載せられたウェハー（16)が所定の »造装置 (50— 54)の前にさし掛かった時に口 ポットハンド (21 )は Aの方向へ進む枚葉コンペャ（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、口ポットハンド (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 よってウェハー（16)を口ポットハンド（21 )上の 4つの保持部（22)に載せる。ウェハ 一 (16)をコンペャ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 れぱ、ウェハー (16)を保持部 (22)上に戴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 速にして口ポットハンド (21 )が Dの方向へ下降することによって移載を行なう。 ウェハー（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、ウェハー（16) に刻印されたバーコードや英数宇の読み取りは、従来口ポットの近くに «置した回転 式ウェハー位置出し専用装置 (ァライナー)とナンパ一 »み取リ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 を短 βすることができる。この場合は枚葉コンペャ（15)からウェハー（16〉を掬い取る時 と、 II造装置 (50— 54)の加工が終わって枚葉コンペャ（15)に載せる時のいずれに おいても、口ポット (20)に搭載されたゥハエ一ナンパ一読取装置 (25)はウェハー（1 6)に刻印された英数宇やパーコードを «取ることができる。ウェハー（16)の位置出 しと ttみ取りに »しては口ポットハンド (21 )に内織されている回転機構を利用する。ま たウェハー（16)の移載はウェハー（16)に接触する面積が少なく、ウェハー (16)の 欠けが最も少ない方法である枚葉コンペャフィンガー (23)の保持部（24)とロボット ハンドの保持部（22)を介して、ウェハー（16)の外屬縁部を保持している。
第 7図は第 4図、第 5図の連練走行式のコンペャに対して、装置ステージ（19)の前 で一旦コンペャのフィンガー（23)を停止させる方法を示すものである。ファンガー（2 3)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（2 8)が所定の位置に到速するとリフト式ストッパー (30)が上昇することによって、パレツ ト (28)は停止する。停止と同時に口ポットハンド (21 )はウェハー（16)の下にもぐり込 み、上昇することによってウェハー（16)を掬い取る。掬い取った時点でリフト式ストツバ ー(30)は下降するのでパレット (28)は β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)上にウェハー（16)を置く壜合もパレット (28)の動きは同様であ リ、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 ユームレーシヨ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速成できる。ローラーコンペャ本体（15' )外に *がでないよう にフィルター付き抹 ftファン (31 )ゃ抹 ftダクト (32)を取り付けることは連統運転タイプ の枚葉コンペャ（1 5)と共通である。
製造装置（50, 51 , 52, 53， 54〉の前で、ウェハー（16)のパーコードや英数宇を 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口ポットハン ド (21 )にウェハー（16)を回転させる機構を取り付ける。
第 8図は枚葉口ポット（15)とウェ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、口ポット（20)はウェハーを持ったままハンドの先 «都 の回転ハンド (33)を回転させるタイプである。第 9Bと第 10理は口ポットハンド (21 ) 上のウェハー回転タイプでぁリ、 2種類あるが、同じ機能を有する。
第 9図、第 10図のタイプ Iは走行する枚葉コンペャ（ 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、口ポットハンド (21 )でウェハー（16)の外周 縁部を回転 B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、ウェハー（16)をフリーローラ 一の（41 , 42)垂直部と回転驟動ローラー (40)の垂直部の問に挟み込む。
第 1 1図、第 12図のタイプ Πは 4つのフリーローラー（41 '、 42'、 43'、 44' )でゥェ ハー（16)の外周綠部を受け、回転飆動ローラー (40' )を Eの方向に移動させウェハ 一（1 6)をはさみ込む。雨タイプともローラー（40. 41 . 42または 40'、41 '、42'、4 3'、 44' )が回転しながら挟み込むことによって、ウェハー（16)は回転しながらローラ 一の傾斜部を登ることになるので、ウェハー (16)の擦れが防止できる。また、コンペャ フィンガー（23)と口ポットハンドのローラー（40, 41 , 42または 40'、 41 '、 42'、 43'、 44' )問の移載寸法誤きは 1 , 3mm以内であり、回転 B動ローラー (40または 40' ) の E方向へのストロークも小さぐウェハー（16)の Vノッチなどの位置出しとパーコード や英数宇の読み取り時間も 3秒以内である。従来の位置出し専用ァライナーを用いた ウェハーの位置出しと、 »み取リをすれば、 20秒以上を要するので、処理時 M短縮効 果は極めて大きい。
第 13図は搬送頻度が髙く、単にウェハーを搬送だけすれば良い場合の仕様ぁリ、ゥ ェハー（16)を一枚単位で速んでいては IWに合わない場合に、フィンガー (34)とロポッ トアーム (35)を複数搬送可能にしたものである。ウェハー（16)を縱方向に多段の保 持部を有するコンペャフィンガー (34)にウェハー（16)を 2段、 3段に同時に載せて搬 送し、移載の瞎も 13ポットハンド (21 )を«方向に多段式にして移載することによって搬 送能力が «える。ウェハー（16)を載せる多段式コンペャフィンガー (34)と多段式ロポ 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倍の齙 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ェハーを 枚葉連練搬送に変えるものでぁリ、速練ウェハーの供給、回収を可能とするものであ る。 FOUPなどを使うパッチ処理の方法では、 FOUP内の 25枚の内の 1枚目が矩理さ れても残リの 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枚のウェ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、従来のウェハー 25枚単位のパッチ単 位の搬送ではアレイ工程に 25日閲を要していたが、これを 13枚単位のパッチ搬送に 変えると 13曰に短縮されたことである。更にウェハーを人手ではあるが枚葉で搬送す ると 5、 8日になったとの報吿がなされている。ウェ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 «造装置 または液晶 «逢装置を製造のプロセスの顯番にならベ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。）本弗明の連続形 IIの EFEM内をウェハーの枚葉搬送を行い、パ ヅ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パッチ搬送を行うことによ つて、ウェハーが完成するまでの前処理工程時間は大 ftに短«され製造仕掛品量と 完成品仕掛量の低滅と、搬送、保管のスペース低滅による建設投資粗削減に貢献す る。
半導体のアレイ工程での »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曰以内の製造日数で十分とされている。従来の パッチ方式に比べて 1 /5の TATと仕掛品で良くなるので、仕掛品の «I滅額はウェハ 一月産 5000枚の比較的小さい規模の工場でも、数十億円になリ、完成品在庫量の低 滅効果については 100億円前後の規模になリ、キャッシュフロー向上の効果は極めて 大きい。 BM 9は従来のパ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 の販売単備、展価比率によって、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ェハーが 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リ、更に進 JRするウェハー加工の微細化のために FO UP内に有機ガス除去装置を内臟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 31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。

Claims

請 求 の 範 囲 クリーントンネル内で、半導体または液晶ウェハーを枚葉毎に搬送する枚葉コン ャと、
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 ンべャと »造装置 Mで、前 IB半導体または液晶ウェハーの移載を行う移載 S備 前 ISクリーン域の内外にわたって、 FOUPへの半導体またはウェハーの出し入 れを行ラ賠替えステーションを備えたことを特微とする半導体または液晶ウェハー 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 導体または液暴ウェハーの外周緣部を保持するハンドを持つ口ポットとを備え、前 記口ポットは前記半導体または液 Sウェハーの外周緣部を保持するフィンガーを 持ち、連練走行する前記枚葉コンペャの走行速度に等速同期して、前記半導体ま たは液晶ウェハーの移載を行うことを特微とする II求項 1に記載の半導体または 液晶ウェ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ェハーの Vノッチもしくはオリエンタルフラット合わせや, 前 半導体または液晶ウェハーに刻印したパーコードや英数宇を読み取る壜合に おいて、前記口ポットのハンドに前記半導体または液晶ウェ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ェハーを持った前記ロボットハンドの一部を回転 させる機構を僅えたことを特繳とする nt求項 1又は 2に記載の半導体または液晶ゥ ェハ一枚葉搬送及び移載«システム
前 te替えステーションは、前記半導体または液晶ウェハーを枚葉化またはパ ツチ化するものであって、前記枚葉コンペャで搬送されてきた前記半導体または 液 Sウェハーを、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 »求項 1乃至請求項 3の何れかに ffi載の半導体または液 Sウェハー搬 送及び移載システム
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