JP2010251380A - ウエハローディング・アンローディング方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエハカセットのドアの開閉に要する時間を短縮してスループットを向上したウエハローディング・アンローディング方法および装置の実現。
【解決手段】取り出し口に設けられた開閉されるドア13を有し、複数のウエハWを収容するウエハカセット10を載置するウエハカセット載置部26と、ドア13を移動するドア移動機構22-25と、ウエハカセット10との間でウエハを搬出・搬入するウエハ搬送アーム30と、を備え、通常時はドア13を閉め、ウエハを搬出・搬入する直前にドアを開き、ウエハを搬出・搬入した後ドアを閉じるウエハローディング・アンローディング装置であって、ドア移動機構は、搬出・搬入するウエハのウエハカセット内の収容位置に応じて、ドアの開き位置を変化させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数のウエハを収容したウエハカセットとの間でウエハを搬出・搬入するウエハローディング・アンローディング方法および装置に関し、特にウエハカセットが取り出し口に設けられた開閉されるドアを有し、通常時はドアを閉め、ウエハを搬出・搬入する直前にドアを開き、ウエハを搬出・搬入した後ドアを閉じるウエハローディング・アンローディング方法および装置に関する。

半導体製造工程では、工程間でウエハを搬送する必要がある。搬送中にウエハ表面が汚染されるのを防止するため、ウエハはウエハカセットに収容されて、密閉された状態で搬送される。

図１は、広く使用されているウエハカセット１０を示す図である。図１に示すように、ウエハカセット１０は、内部に複数のウエハＷを載置する支持部を有する本体部１１と、ウエハＷを搬出・搬入するためのウエハ取り出し口の枠１２と、枠１２に取り付け・取り外し可能なドア１３と、を有する。ドア１３を枠１２に取り付けることにより、本体部１１の内部は密閉された状態になり、内部に収容しウエハＷの汚染を防止する。

図２は、ドア１３の開閉動作を説明する図であり、（Ａ）はドア１３を閉めた状態を、（Ｂ）はドアを開いた状態を示す。参照番号１４は、カセット１１に底部に設けられた脚部である。

ウエハカセット１０内に収容されたウエハＷを処理する場合には、ウエハカセット１０の枠１２を、内部がクリーンな環境である処理装置の取り出し口が設けられた壁２１に押し当てる。壁２１の取り出し口は、移動可能な封止板２２で密閉されており、処理装置の内部はクリーンな状態である。ウエハカセット１０を壁２１に押し当てた状態で、封止板２２に設けられた接続部２３は、ドア１３に設けられたキーを外してドア１３を空気圧による吸着により保持する。この状態で、封止板２２は一旦水平方向に移動した後、下方に移動する。これにより、ウエハカセット１０との間でウエハＷを搬出・搬入できる状態になる。ウエハＷの処理が終了して処理済みのウエハＷをウエハカセット１０内に戻した後、上記と逆の動作により、ドア１３を枠１２に取り付け、封止板２２を壁２１に押し当てる。この状態で、ウエハカセット１０の内部および処理装置の内部は密閉された状態になる。そして、ウエハカセット１０を取り外す。

ドア１３および封止板２２は、ウエハカセット１０内のすべてのウエハＷが搬出できる位置、すなわち全開状態まで移動する。

ウエハカセット１０のドア１３を図２のように移動する機構は、ドアの着脱を行うウエハローディング・アンローディングに要する部分を小さくすることが可能であり、広く使用されており、規格も定められている。したがって、これ以上の説明は省略する。

内部のウエハＷがアクセス可能な状態にセットした後、ウエハカセット１０内のすべてのウエハＷの処理が終了して処理済みのウエハＷがウエハカセット１０内に戻されるまでの間、ウエハカセット１０のドア１３を開いたままに保持すると、処理装置内部の雰囲気がウエハカセット１０内にウエハＷに影響したり、処理装置の動作に伴う振動によりウエハカセット１０内のウエハＷがウエハカセット１０外にせり出してくるという問題が生じる。特に、１枚のウエハＷの処理時間が長くなると、この影響が大きくなる。

そこで、ウエハカセット１０から処理装置にウエハＷを取り出した後、一旦ドア１３を閉じ、処理装置におけるウエハＷの処理が終了すると、ドア１３を開き、処理済みのウエハＷをウエハカセット１０に戻し、次に処理するウエハＷをウエハカセット１０からウエハＷを取り出した後、再びドア１３を閉じるという動作が行われる。

特開平９−３０６９７５号公報 特開２００１−２０３２５２号公報

ドア１３および封止板２２は、上記のドア１３の開閉が行われる度に、全開と全閉を繰り返す。

多数枚のウエハを収容するウエハカセット１０は、ウエハカセット１０の高さが高くなるため、全開動作および全閉動作に要する時間が長くなる。この長くなった時間は、処理装置のスループットを低下させる。

本発明は、ウエハカセット１０の開閉に要する時間を短縮して、スループットを向上することを目的とする。

上記目的を実現するため、本発明のウエハローディング・アンローディング方法および装置では、搬出・搬入するウエハのウエハカセット内の収容位置に応じて、ドアの開き位置を変化させる。具体的には、ウエハカセットの上部に位置するウエハを搬出する場合およびウエハをウエハカセットの上部に搬入する場合には、ドアの開け量を小さくしてドアの開閉に要する時間を短縮する。ウエハカセットの最下部に位置するウエハを搬出する場合およびウエハをウエハカセットの最下部に搬入する場合には、ドアの開け量は従来と同様に全開とする。

ドアの移動機構は、ドアを全閉と全開の間の中間位置で停止できることが必要であり、中間位置での停止が容易に行えるモータ駆動であることが望ましい。

また、ドアを中間位置で正確に停止できるように、位置検出のためのセンサや、停止位置ごとにストッパを設けてもよい。

本発明によれば、ウエハカセットのドアは、搬出・搬入するウエハのウエハカセット内の収容位置に応じて必要最小限だけ移動するので、ドアの開閉に要する時間を短縮してスループットを向上できる。しかも、ドアの移動機構がステッピングモータを使用している場合には、ステッピングモータの駆動シーケンスを変更するだけで停止位置を任意に設定できるので、コストはほとんど増加しない。また、位置制御できないモータを使用する場合でも、位置センサや、ストッパを設けるだけで低コストで実現できる。

一般的に使用されるウエハカセットの構成を示す斜視図である。 従来のウエハカセットのドア開閉動作を示す図である。 本発明の実施形態のウエハローディング・アンローディング装置の構成を示す図である。

図３は、本発明の実施形態のウエハローディング・アンローディング装置の構成および動作を示す図であり、（Ａ）はウエハカセットの最上部に位置するウエハを搬出・搬入する場合を、（Ｂ）はウエハカセットの下部に位置するウエハを搬出・搬入する場合を示す。なお、図１および図２と同じ要素には同じ参照符号を付しており、上記の説明を援用するものとする。

図３の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、処理装置２０の内部には、封止板２２を保持して水平および垂直方向に移動する移動部材２４と、移動部材２４を移動する駆動部２５と、スケール２７と、インジケータ２８と、を有するドア移動機構が設けられている。ドア移動機構は、接続部２３を介してドア１３に設けられたキーを操作する機構も設けられている。スケール２７およびインジケータ２８を除く部分は、従来のウエハローディング・アンローディング装置と同じである。また、スケール２７およびインジケータ２８は、移動部材２４の移動量を検出する機構であり、従来から広く使用されている技術で実現できる。

また、処理装置２０の内部には、従来例と同様に、ウエハカセット１０内のウエハＷを搬出・搬入するための搬送アーム機構が設けられている。搬送アーム機構は、２段のアームＡ１およびＡ２と、アームＡ１およびＡ２をそれぞれ回転する回転軸３１と、回転軸３１を上下移動する以上軸３２と、を有する。搬送アーム機構も従来例と同じであり、詳しい説明は省略する。

さらに、処理装置２０には、ウエハカセット１０を載置するカセット載置部２６が設けられている。カセット載置部２６は、載置されたウエハカセット１０を保持して処理装置２０の壁２１に押し当てる。カセット載置部２６も、従来技術で実現される。

図３の（Ａ）に示すように、ウエハカセット１０の最上部に位置するウエハを搬出・搬入する場合には、搬送アーム機構が、ドア１３を保持した封止板２２を、最上部に位置するウエハを搬出・搬入可能な最小限のスペース（隙間）を生じる位置まで移動し停止させる。この状態でウエハの搬出・搬入動作を行い、この動作が終了すると、搬送アーム機構が、ドア１３を枠１２に取り付けるように動作する。封止板２２はドア１３を枠１２に取り付ける位置に保持される。
図３の（Ｂ）に示すように、ウエハカセット１０の最下部に位置するウエハを搬出・搬入する場合には、搬送アーム機構が、ドア１３を保持した封止板２２を、最下部に位置するウエハを搬出・搬入可能な最小限のスペース（隙間）を生じる位置、すなわち従来例と同様の位置まで移動し停止させる。この状態でウエハの搬出・搬入動作を行い、この動作が終了すると、搬送アーム機構が、ドア１３を枠１２に取り付けるように動作する。封止板２２はドア１３を枠１２に取り付ける位置に保持される。

ウエハカセット１０の最上部と最下部の中間に位置するウエハを搬出・搬入する場合には、搬送アーム機構が、ドア１３を保持した封止板２２を、中間に位置するウエハを搬出・搬入可能な最小限のスペース（隙間）を生じる位置まで移動し停止させる。この状態でウエハの搬出・搬入動作を行い、この動作が終了すると、搬送アーム機構が、ドア１３を枠１２に取り付けるように動作する。封止板２２はドア１３を枠１２に取り付ける位置に保持される。

ここで、ドア移動機構の駆動部２５がステッピングモータを駆動源とする場合には、ステッピングモータの制御信号により任意の位置に停止させることが可能であるので、駆動シーケンスを変更する。この場合には、スケール２７およびインジケータ２８は、設ける必要がない。また、駆動部２５が可逆回転の通常のモータを駆動源とする場合には、スケール２７およびインジケータ２８の生成する位置信号に応じてモータの回転制御を行い、所定の位置に停止させる。

以上の動作により、ドア１３を、搬出・搬入するウエハのウエハカセット内の収容位置に応じて必要最小限だけ移動するので、ドアの開閉に要する時間を短縮してスループットを向上できる。

また、処理済みのウエハをウエハカセット１０に戻すと同時に、ウエハカセット１０から次に処理するウエハを取り出す場合には、戻すウエハのウエハカセット１０の位置と、取り出すウエハのウエハカセット１０の位置とが異なる。この場合には、いずれか下に位置するウエハの位置に合わせて封止板２２を移動する。このため、ウエハを上側の位置と下側の位置の一方に戻し、上側の位置と下側の位置の他方からウエハを取り出す場合には、本発明の効果が低減されるが、処理は通常ウエハカセット１０に収容されたウエハＷを、上からまたは下から順に取り出して処理を行い、その後戻す動作を行うので、上記と同様の効果が得られる。

本発明のウエハローディング・アンローディング方法および装置は、複数枚のウエハを収容するウエハカセットを使用して処理するウエハの供給および回収が行われ、ウエハを搬出・搬入した後一旦ウエハカセットのドアを閉めるシーケンスを行うのであれば、どのような半導体処理装置に使用する場合にも適用可能である。

１０ ウエハカセット
１１ ウエハカセット本体部
１２ 枠
１３ ドア
２２ 封止板
２３ 接続部
２６ カセット載置部

Claims (4)

1. 取り出し口に設けられた開閉されるドアを有するウエハカセットに収容された複数のウエハを搬出・搬入するウエハローディング・アンローディング方法であって、
   通常時は前記ドアを閉め、前記ウエハを搬出・搬入する直前に前記ドアを開き、前記ウエハを搬出・搬入した後前記ドアを閉じ、
   搬出・搬入するウエハの前記ウエハカセット内の収容位置に応じて、前記ドアの開き位置を変化させることを特徴とするウエハローディング・アンローディング方法。
2. 前記ドアの移動機構は、モータ駆動である請求項１に記載のウエハローディング・アンローディング方法。
3. 取り出し口に設けられた開閉されるドアを有し、複数のウエハを収容するウエハカセットを載置するウエハカセット載置部と、
   前記ドアを移動するドア移動機構と、
   前記ウエハカセットとの間で前記ウエハを搬出・搬入するウエハ搬送アームと、を備え、
   通常時は前記ドアを閉め、前記ウエハを搬出・搬入する直前に前記ドアを開き、前記ウエハを搬出・搬入した後前記ドアを閉じるウエハローディング・アンローディング装置であって、
   前記ドア移動機構は、搬出・搬入するウエハの前記ウエハカセット内の収容位置に応じて、前記ドアの開き位置を変化させることを特徴とするウエハローディング・アンローディング装置。
4. 前記ドア移動機構は、モータ駆動である請求項３に記載のウエハローディング・アンローディング装置。

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