JP2000216212A - 基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
させ、装置全体の大型化を伴うことなく収納容器の各種
搬送方式に対応可能とする。 【解決手段】被処理基板が装填される収納容器13と、
該収納容器を複数収納し回転可能な回転収納棚36と、
該回転収納棚に前記収納容器を搬送する搬送機22とを
具備した基板処理装置に於いて、前記複数の収納容器が
前記回転収納棚の回転中心を通る放射中心線上に配置さ
れ、前記回転収納棚に配置された収納容器の向きが、前
記放射中心線に対して所要角度オフセットし、回転収納
棚に空きスペースが出来るだけ生じない様に前記収納容
器を前記回転収納棚に効率良く収納する。
Description
被処理基板に成膜処理等各種プロセス処理を施して半導
体素子を形成させる基板処理装置に関するものである。
複数枚ずつ処理する枚葉式のものと1度に多数の被処理
基板を処理するバッチ式のものとがある。バッチ式の基
板処理装置に於いては、通常被処理基板は開放型収納容
器である基板カセット或は密閉型収納容器であるFOU
P(Front Opening Unified Pod )に25枚ずつ装填さ
れた状態で装置内に搬送され1度のプロセス処理(以降
1バッチと称す)で100枚のウェーハが処理される。
この場合、スループットを向上させる為、装置内には製
品用ウェーハの他、ダミーウェーハ、モニタウェーハ、
フィルダミーウェーハ等を含めて2バッチ分計14個の
収納容器が装置内に収納される。
ットに収納して搬送する場合の従来の基板処理装置を説
明する。
れ、該反応炉2には下方から図示しないボートエレベー
タによりボート3が装入引出し可能となっている。下降
状態の該ボート3の前方にはウェーハ移載機4が設けら
れ、該ウェーハ移載機4の前方には上下に上カセット収
納棚5、下カセット収納棚6が設けられている。前記上
カセット収納棚5は2列3段で6個のウェーハカセット
7を収納可能であり、前記下カセット収納棚6は2列4
段で8個の前記ウェーハカセット7を収納可能となって
おり、前記上カセット収納棚5と下カセット収納棚6と
で合計14個のウェーハカセット7を収納可能となって
いる。
納棚6の前方にはカセット搬送機8が設けられ、該カセ
ット搬送機8の前方にカセットステージ9が設けられて
いる。該カセットステージ9の上方にはカセットサブ収
納棚10が設けられ、又、前記筐体1の前面には前記カ
セットステージ9に臨接するカセット搬入搬出口11が
設けられている。
ト7に装填された状態で行われ、該ウェーハカセット7
は床上を走行するAGV(Automated Guided Vehicle)
(図示せず)により前記カセット搬入搬出口11を介し
て前記カセットステージ9上に搬送される。前記カセッ
ト搬送機8は昇降動、回転動、横行動の協働で前記ウェ
ーハカセット7を前記カセットステージ9から前記上カ
セット収納棚5、下カセット収納棚6或は前記カセット
サブ収納棚10に搬送する。
進退動の協働で前記下カセット収納棚6に搬送された前
記ウェーハカセット7内のウェーハ12を下降状態の前
記ボート3に移載し、該ボート3に所要数の前記ウェー
ハ12が装填されると、前記ボートエレベータ(図示せ
ず)は前記ボート3を上昇させ前記反応炉2内に装入す
る。
の処理が施されると、前記ボートエレベータ(図示せ
ず)は前記ボート3を降下させ前記反応炉2より引出
す。前記ボート3、ウェーハ12を炉外で冷却した後、
前記ウェーハ移載機4は前記ウェーハ12を前記下カセ
ット収納棚6の前記ウェーハカセット7へ移載する。
ウェーハ移載機4により前記ボート3に装填され、上記
したのと同様の手順で前記ウェーハ12に所要の処理が
繰返される。又、所要の処理が完了し前記ウェーハカセ
ット7に移載された前記各ウェーハ12は上記した手順
と逆の手順で前記カセット搬送機8、カセットステージ
9、カセット搬入搬出口11を介して外部へ搬出され
る。
ーハカセット7に収納して搬送した場合、搬送中に前記
ウェーハ12の表面に大気中のパーティクルが付着し、
或は無用の酸化膜が生成することがあり、製品の品質に
影響を及ぼす虞れがある。そこで、製品の品質の向上の
為、最近では前記ウェーハ12を密閉型収納容器である
FOUP13(後述)に収納し、大気を遮断して搬送す
ることも行われている。
様に外形が半長円柱状であり、一側面がウェーハ12挿
脱用の開口面14となっており、該開口面14は蓋15
により気密に閉塞される様になっている。又、前記FO
UP13の前記開口面14に平行な方向の幅は該開口面
14に垂直な方向の長さより長くなっている。
板の収納容器として前記FOUP13が使用された従来
の基板処理装置を説明する。
切られ、該隔壁17により前方部分が大気雰囲気のカセ
ット搬送室18、前記隔壁17より後方部分が不活性ガ
ス雰囲気のウェーハ移載室19となっている。
口20が設けられ、該搬入搬出口20の前方にFOUP
ステージ21が設けられている。
搬入搬出口20の後方にFOUP搬送機22が設けら
れ、該FOUP搬送機22の前方で前記FOUPステー
ジ21の上方にはFOUPサブ収納棚23が設けられて
いる。又、前記FOUP搬送機22の後方にFOUP授
受ユニット24が設けられると共に該FOUP授受ユニ
ット24の上方に回転可能なFOUP回転収納棚25が
設けられている。
れた回転機構体26と該回転機構体26に設けられた3
段の棚板27とで構成されている。該各段の棚板27に
はFOUP13が4個ずつ収納可能であり、前記FOU
P回転収納棚25には合計12個のFOUP13が収納
可能となっている。該各段のFOUP13は前後に2個
ずつ並列に配置され、後側に配置された2個のFOUP
13の前記開口面14は前方に向き、前側に配置された
他の2個のFOUP13の前記開口面14は後方に向く
様になっており、4個のFOUP13は左右前後の2方
向に対称的な配置となっている。
が設けられ、該ウェーハ搬入搬出口28は図示しない蓋
開閉機構により開閉される様になっている。
応炉29が設けられ、該反応炉29には下方から図示し
ないボートエレベータによりボート30が装入引出し可
能となっている。下降状態の該ボート30と前記ウェー
ハ搬入搬出口28との間にはウェーハ移載機31が設け
られている。
装填され密閉の状態で行われ、該FOUP13は床上を
走行するAGV(図示せず)により前記開口面14を後
方(図10中右側)に向けた状態で前記FOUPステー
ジ21上に搬送される。前記FOUP回転収納棚25は
回転し、次のFOUP13の収納位置を前方のFOUP
授受位置に移動させた状態で待機する。前記FOUP搬
送機22は昇降動、回転動、横行動の協働で前記FOU
Pステージ21から前記FOUP搬入搬出口20を通し
て前記FOUP回転収納棚25或はFOUPサブ収納棚
23に前記FOUP13を搬送し、該FOUP13は前
記FOUP回転収納棚25或はFOUPサブ収納棚23
に収納される。以上の動作が繰返され、所要数のFOU
P13が前記FOUP回転収納棚25、FOUPサブ収
納棚23に搬送される。
場合は、前記FOUP回転収納棚25が回転し、移載の
対象となっているFOUP13を前記FOUP授受位置
に移動させた状態で待機する。前記FOUP搬送機22
は再び昇降動、回転動、横行動の協働により前記FOU
P回転収納棚25から前記FOUP授受ユニット24に
前記FOUP13を搬送し、或はFOUPサブ収納棚2
3から前記FOUP授受ユニット24に搬送する。該F
OUP13は前記開口面14を後方に向けた状態で前記
FOUP授受ユニット24に載置される。
ーハ搬入搬出口28の周縁部に密着させた後、前記蓋開
閉機構(図示せず)は該ウェーハ搬入搬出口28を開放
すると共に前記蓋15を前記FOUP13から取外す。
前記ウェーハ移載機31は昇降動、回転動、進退動の協
働で前記FOUP13内のウェーハ12を下降状態の前
記ボート30に移載する。ウェーハ12の移載は予定さ
れた枚数となる迄複数のFOUP13に対して実行され
る。該ボート30に所要数の前記ウェーハ12が装填さ
れると、前記ボートエレベータ(図示せず)は前記ボー
ト30を上昇させ前記反応炉29内に装入する。
要の処理が施されると、前記ボートエレベータ(図示せ
ず)は前記ボート30を降下させ前記反応炉29より引
出す。前記ボート29、ウェーハ12が所要温度に冷却
された後、処理済みのウェーハ12は上記した手順と逆
の手順で外部へ搬出される。
OUP13が5個ずつ収納可能なFOUP回転収納棚3
2を具備した従来の基板処理装置を説明する。
同符号を付し、説明は省略する。
33を有し、該各段の棚板33には前記FOUP回転収
納棚32の回転中心に対して放射状に正五角形を形成す
る様にFOUP13が5個ずつ載置され、前記FOUP
回転収納棚32全体で合計15個のFOUP13が収納
可能となっている。
P授受ユニット24間の前記FOUP13の搬送手順
は、前記FOUP回転収納棚32の各段にFOUP13
を4個ずつ収納した場合と同様であるので説明は省略す
る。
常、装置内には2バッチ分で合計14個の前記FOUP
13を収納させる必要がある。
P13が4個ずつ収納可能な前記FOUP回転収納棚2
5を具備した従来の基板処理装置では、該FOUP回転
収納棚25に前記FOUP13を最大で12個迄しか収
納できず、又、前記FOUP回転収納棚25の下方には
前記FOUP授受ユニット24、蓋開閉機構(図示せ
ず)が設置され前記FOUP回転収納棚25の下方に別
のFOUP収納棚を設置するスペースを確保できないの
で、前記FOUPステージ21の上方に前記FOUPサ
ブ収納棚23を設置することが必要であった。然し、前
記FOUP13の装置への搬送は床上を走行する前記A
GV搬送による他、天井に付設されたレールに沿って走
行するOHT(Over Head Transfer)搬送により行われる
場合もあり、該OHT搬送の場合には前記FOUP13
は前記FOUPステージ21の上方から該FOUPステ
ージ21に搬送されるので、前記FOUPステージ21
の上方に前記FOUPサブ収納棚23を設置することは
できない。従って、前記OHT搬送が可能な装置とする
には、前記FOUP回転収納棚25の段数を増やす他に
手段がなく、該FOUP回転収納棚25の段数を増やす
と装置全体の高さが高くなり過ぎて、該装置の高さ制限
を超えたり、該装置搬送時の分解、組立作業が煩雑にな
ったり、該装置の設置場所が制限される等の問題が生じ
る虞れがあった。
納可能な前記FOUP回転収納棚32を具備した従来の
基板処理装置では、前記FOUP13が正五角形を成す
様に配置されているが、該FOUP13は前記開口面1
4に平行な方向の幅の方が該開口面14に垂直な方向の
長さ(奥行)より長く、又前記開口面14が相互に干渉
しない様配置されるので、前記FOUP回転収納棚32
の平面寸法は前記FOUP13の幅、奥行によって決定
される。斯かる配置では前記FOUP回転収納棚32の
中心部分が無駄な空スペースとなり、従って、前記FO
UP回転収納棚32の平面寸法が大きくなり過ぎて、該
FOUP回転収納棚32の回転円の直径により装置全体
の幅寸法が決定され、該装置が大型化するという問題が
あった。
必要数のFOUP等の収納容器を効率良く収納させ、装
置全体の大型化を伴うことなくAGV搬送及びOHT搬
送を可能とするものである。
装填される収納容器と、該収納容器を複数収納し回転可
能な回転収納棚と、該回転収納棚に前記収納容器を搬送
する搬送機とを具備した基板処理装置に於いて、前記複
数の収納容器が前記回転収納棚の回転中心を通る放射中
心線上に配置され、前記回転収納棚に配置された収納容
器の向きが、前記放射中心線に対して所要角度オフセッ
トされている基板処理装置に係り、又前記収納容器が前
記収納容器授受位置で前記搬送機に正対する様に前記回
転収納棚に配置された基板処理装置に係り、又前記収納
容器授受位置に於ける収納容器の向きを、収納容器搬入
出部上の載置される収納容器の向きと同一とした基板処
理装置に係り、又前記放射中心線は全周を4等分するも
のである基板処理装置に係り、又前記放射中心線は全周
を5等分するものである基板処理装置に係り、又前記放
射中心線は全周を6等分するものである基板処理装置に
係り、回転収納棚に空きスペースが出来るだけ生じない
様に前記収納容器を前記回転収納棚に効率良く収納す
る。
実施の形態を説明する。
実施の形態を説明する。
等のものには同符号を付し、説明は省略する。
沿ってFOUP搬送機22が設けられ、該FOUP搬送
機22の後方上部に回転可能なFOUP回転収納棚36
が設けられると共に該FOUP回転収納棚36の下方に
FOUP授受ユニット24が設けられている。
7と該回転機構体37に回転可能に支持された3段の棚
板38とで構成されている。一段の棚板38には該棚板
38の回転中心点Oを通り、円周を5等分した放射中心
線A上にFOUP13が各1個、計5個収納可能であ
り、前記FOUP回転収納棚36には合計15個の前記
FOUP13が収納可能となっている。
上の図形中心Pを通り該FOUP13の開口面14に垂
直な線Bと前記放射中心線Aとの成す角度αが、例えば
33.7°を成す様前記各FOUP13が配置されてい
る。即ち、FOUP13は、前記放射中心線Aに対し、
角度α=33.7°だけオフセットにした位置で配置さ
れている。
FOUP回転収納棚36がFOUPの授受位置に停止し
た状態で、授受の対象となっているFOUP13が前記
FOUP搬送機22に正対する様な角度であり、又前記
FOUP搬送機22によるFOUPステージ21と(収
納容器搬入出部)FOUP回転収納棚36間でのFOU
P13の授受を行う場合にFOUP13の搬送経路上に
隣接するFOUP13が突出しない角度である。更にこ
の角度αはFOUP回転収納棚36の停止回転角度、即
ち前記授受の対象となっているFOUP13を通る前記
放射中心線Aと中心点Oを通る装置の中心線A′との成
す角度βと等しい。即ち、FOUP13は装置の中心線
A′より前記角度β(=α)だけ側方にずれた位置で授
受が行われる。
38上の空間の利用率が大きくなり、前記各棚板38に
前記FOUP13を効率良く収納することができる。
又、前記棚板38へのFOUP13の配置位置は、FO
UP13間の円周方向のピッチが前記FOUP13の長
手方向の寸法によって決定されなくなるので、FOUP
回転収納棚36の平面寸法の直径を小さくすることが可
能となる。
37を概説する。
れ、該固定軸47に回転支柱体40が回転自在に取付け
られ、該回転支柱体40に前記棚板38が固定されてい
る。前記固定軸47を貫通する回転軸48が該固定軸4
7に回転自在に設けられ、前記回転軸48の上端は連結
ブロック49に固着され、更に該連結ブロック49は前
記回転支柱体40に固着されている。而して、前記回転
軸48と前記棚板38は前記連結ブロック49、回転支
柱体40を介して連結され、一体に回転する様になって
いる。
を介して駆動モータ41が連結されている。
速器43から成り、前記第1減速器42は動力伝達部に
ハーモニック減速器(商品名)、第2減速器43はウォ
ーム44、ウォームホイール45をそれぞれ有する。
一対の内歯リングギア60、内歯リングギア61と該両
内歯リングギア60、内歯リングギア61に対し小径の
薄肉で可撓性を有する円筒外歯ギア62と、該円筒外歯
ギア62に内嵌する楕円形状のロータ63とから成り、
該ロータ63の存在で前記円筒外歯ギア62は前記ロー
タ63の長径部で前記内歯リングギア60、内歯リング
ギア61と部分的に噛合する。前記内歯リングギア60
を固定し、前記ロータ63を回転すると、前記内歯リン
グギア60、内歯リングギア61と前記円筒外歯ギア6
2との歯数の差分だけずれて前記円筒外歯ギア62が回
転し、更に前記内歯リングギア61が回転する。而し
て、前記ロータ63の回転は大きく減速されて前記内歯
リングギア61に伝達される。前記ハーモニック減速器
は大きな減速比と、高い噛合い率を有する。
ォーム44に連結し、ウォームホイール45の回転軸6
6を前記ロータ63に連結する。前記内歯リングギア6
1はカップリング67を介して前記回転軸48に連結さ
れている。而して、前記駆動モータ41の回転は第1減
速器42と第2減速器43の2段で減速されて前記回転
軸48に伝達される。又、前記ハーモニック減速器は高
い噛合い率を有しバックラッシュが少なく、更に高い減
速比を有するので前記ウォーム44、ウォームホイール
45間のバックラッシュは前記回転軸48には殆ど伝達
されず、前記棚板38の位置決め、停止精度は高いもの
となる。更に、モータをサーボモータ等の制御可能なも
のを使用することで、前記FOUP回転収納棚36は高
精度の間欠回転が可能となる。
けられ、前記ベース46には位置検出センサ69が設け
られることで、該位置検出センサ69によりFOUP回
転収納棚36のホーミングポジションを検出することが
できる。而して、該ホーミングポジションを基準に前記
FOUP回転収納棚36は前記放射中心線が所要角度α
となる様回転位置決めが行われる。
装填された状態で行われ、該FOUP13はAGV搬送
或はOHT搬送により前記開口面14を後方に向けた状
態で前記FOUPステージ21上に搬送される。該FO
UPステージ21の上方にはサブ収納棚等はなく、該F
OUPステージ21の前方及び上方に搬送空間を確保で
きるので、AGV搬送或はOHT搬送のどちらにも対応
可能である。
テージ21から前記開口面14を後方に向けた状態で前
記FOUP13を受載した後、昇降動、回転動、横行動
の協働で前記FOUP搬入搬出口20を通して前記FO
UP回転収納棚36の前記FOUP授受位置に対峙す
る。
して、前記駆動モータ41を駆動し、減速部39、回転
軸48を介して前記棚板38を回転する。該棚板38の
FOUP未収納位置が前記FOUPステージ21に対峙
する位置で棚板38を停止させる。前記FOUP搬送機
22は前記開口面14を後方に向けた状態で前記FOU
P13を前記収納位置に収納する。斯かる搬送動作の繰
返しにより、FOUP回転収納棚36へ所定数のFOU
P13の搬入が行われる。
し、ウェーハ移載の対象となっているFOUP13を授
受位置に位置決めし、前記FOUP搬送機22により、
前記FOUP回転収納棚36から前記FOUP授受ユニ
ット24に搬送する。図1に示す装置では、該FOUP
授受ユニット24へのFOUP13の移載は2個行われ
る。
記ウェーハ搬入搬出口28を通し前記ウェーハ移載機3
1により、FOUP13から前記ボート30へのウェー
ハ12の移載が行われる。前記FOUP13のウェーハ
12がなくなると、前記FOUP授受ユニット24上の
FOUP13は前記FOUP回転収納棚36に戻され、
更に新たなFOUP13が前記FOUP授受ユニット2
4に搬送され、前記ボート30へ所定のウェーハ12の
移載が完了する迄、上記作動が繰返される。
れ、ウェーハ12に処理が行われる。処理の完了したウ
ェーハは上記した作動とは逆の作動により、前記FOU
P授受ユニット24上のFOUP13へのウェーハ12
の移載、更にFOUP授受ユニット24とFOUP回転
収納棚36間のFOUP13の搬送が行われる。
13を外部に搬出する場合は、前記搬入動作と逆の手順
が行われる。
り前記FOUP回転収納棚36へ収納或は取出し可能な
前記FOUP13の数は1個だけであるが、前記FOU
P搬送機22及び前記FOUP回転収納棚36に蓋開閉
機構(図示せず)の開閉動作、前記ウェーハ移載機31
のウェーハ12移載動作と併行して動作させることによ
り、スループットを向上させる。
形態を説明する。
は同符号を付し、説明は省略し、又、作用は第1の実施
の形態と同様であるので説明を省略する。
2が設けられ、該各段の棚板52には前記FOUP回転
収納棚51の回転中心Oを通る4本の放射中心線A上に
FOUP13が4個ずつ収納可能であり、前記FOUP
回転収納棚51には合計12個の前記FOUP13が収
納可能となっている。前記各棚板52には該FOUP1
3の図心Pを通り該FOUP13の開口面14に垂直な
線Cと前記FOUP回転収納棚51の回転中心Oとを通
る中心線Aとの成す角度αが、例えば45°を成す様前
記各FOUP13が配置されている。即ち、FOUP1
3は、前記放射中心線Aに対し、角度α=45°だけオ
フセットした位置で配置されている。該第2の実施の形
態では前記FOUP13の授受位置は中心線A′より4
5°だけ側方にずれた位置で授受が行われる。
形態を説明する。
は同符号を付し、説明は省略し、又、作用は第1の実施
の形態と同様であるので説明を省略する。
4が設けられ、該各段の棚板54にはFOUP13が6
個ずつ収納可能であり、前記FOUP回転収納棚54に
は合計18個の前記FOUP13が収納可能となってい
る。前記各棚板54には該FOUP13の図心Pを通り
該FOUP13の開口面14に垂直な線Dと前記FOU
P回転収納棚53の回転中心Oとを通る中心線Aとの成
す角度αが、例えば29.3°を成す様前記各FOUP
13が配置されている。即ち、FOUP13は、前記中
心線Aに対し、角度α=29.3°だけオフセットした
位置で配置されている。そして、第3の実施の形態で
は、前記FOUP13の授受位置は中心線A′より2
9.3°だけ側方にずれた位置で授受が行われる。
ーハ12の搬送を前記FOUP13に装填した状態で行
う場合について説明したが、前記ウェーハ12をウェー
ハカセット等の開放型収納容器或は前記FOUP13以
外の密閉型収納容器に装填して搬送する場合についても
実施可能であることは言う迄もない。
53の各段への前記FOUP13の収納数は上記した数
に限るものではなく、3個以下或は7個以上であっても
よい。
施の形態、第3の実施の形態中で示した放射中心線とF
OUP13の向きの角度は放射中心線の分割数に一義的
に決定されるものではなく、FOUP13の形状によっ
て変わる可能性がある。要は、FOUPステージ21、
FOUP搬送機22に正対し、その位置で搬送する際に
隣接するFOUP13に干渉しない角度ということとな
る。又、FOUP13が非対称の形をしている場合等、
前記放射中心線は必ずしもFOUP13の図心を通過す
るとは限らないことは勿論である。
納棚の平面寸法が収納容器の開口面の幅の寸法によって
決定されることがなく、収納容器を回転収納棚に平面的
に無駄なスペースがなく効率良く収納できるので、該回
転収納棚の回転円の直径を小さくでき、該回転収納棚の
小型化が図れ、装置の設置場所の省スペース化が図れ
る。
な前記回転収納棚に於いては、2バッチ分の収納容器の
数量が12個以下である場合には前記回転収納棚以外に
収納棚を設置する必要がなく、又、各段に5個以上の前
記収納容器が収納可能な前記回転収納棚に於いては、通
常の処理で必要な収納容器数である14個より多くの収
納容器を装置内に収納可能であり、通常の処理の場合だ
けでなく1バッチ分の被処理基板の枚数が増加した場合
にも前記回転収納棚以外に収納棚を設置する必要がな
い。従って、前記収納容器の前記装置への搬送を上方及
び前方から行えるので、同一装置で前記収納容器の各種
搬送方式に柔軟に対応することが可能となる等種々の優
れた効果を発揮する。
る。
を示す断面図である。
る。
る。
る場合の従来例を示す側面図である。
の従来例を示す側面図である。
ずつ収納可能な場合の従来例を示す平面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 被処理基板が装填される収納容器と、該
収納容器を複数収納し回転可能な回転収納棚と、該回転
収納棚に前記収納容器を搬送する搬送機とを具備した基
板処理装置に於いて、前記複数の収納容器が前記回転収
納棚の回転中心を通る放射中心線上に配置され、前記回
転収納棚に配置された収納容器の向きが、前記放射中心
線に対して所要角度オフセットされていることを特徴と
する基板処理装置。 - 【請求項2】 前記収納容器が前記収納容器授受位置で
前記搬送機に正対する様に前記回転収納棚に配置された
請求項1の基板処理装置。 - 【請求項3】 前記収納容器授受位置に於ける収納容器
の向きを、収納容器搬入出部上の載置される収納容器の
向きと同一とした請求項1又は請求項2の基板処理装
置。 - 【請求項4】 前記放射中心線は全周を4等分するもの
である請求項1の基板処理装置。 - 【請求項5】 前記放射中心線は全周を5等分するもの
である請求項1の基板処理装置。 - 【請求項6】 前記放射中心線は全周を6等分するもの
である請求項1の基板処理装置。
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