JP5290890B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
キャリヤ載置部は、複数枚の基板を水平姿勢で垂直方向に積層した状態で保持するキャリヤ(収容器)を載置する。
プッシャは、上下動および水平移動が可能なホルダを備え、姿勢変換機構との間で垂直姿勢の複数枚の基板を一括して受け渡し、主搬送機構との間で垂直姿勢の複数枚の基板を一括して受け渡しする。ホルダは、姿勢変換機構が保持する複数枚の基板のピッチの半分のピッチで基板を保持する。たとえば、姿勢変換機構から25枚の基板がホルダに渡された後に、ホルダが基板積層方向に沿う水平方向に微小距離だけ移動させられる。その状態で、姿勢変換機構から別の25枚の基板がホルダに渡される。後で渡された25枚の基板は、先に渡された25枚の基板の間に入り込み、合計で50枚の基板からなるバッチがホルダ上に形成される。このように複数の基板群を組み合わせてバッチを形成することをバッチ組みという。プッシャから姿勢変換機構に基板を渡すときは、ホルダに保持された50枚の基板のうちの25枚が姿勢変換機構に渡され、この25枚の基板が水平姿勢に姿勢変換された後に、水平移載ロボットに渡される。その後、ホルダ上の残りの25枚の基板が姿勢変換機構に渡され、水平姿勢に姿勢変換された後、水平移載ロボットによって払い出される。こうして、50枚の基板が25枚ずつの2つの基板群に分離される。このように、バッチを形成している複数枚の基板を複数の基板群に分離することをバッチ解除という。
そこで、この発明の目的は、装置の占有面積を抑制しながら、基板処理速度を向上することができる基板処理装置を提供することである。
しかも、第1および第2横行機構は、上下に設定された第1および第2横行経路を通って第1および第2横行保持部を横行させるので、搬送経路を2系統設けているにもかかわらず、装置の占有面積を抑制することができる。
請求項2記載の発明は、水平姿勢の複数枚の基板を一括して水平姿勢から垂直姿勢へ姿勢変換させて、前記基板移載位置にある前記昇降機構に受け渡すとともに、前記基板移載位置にある前記昇降機構に垂直姿勢で保持された複数枚の基板を一括して受け取って、垂直姿勢から水平姿勢へ姿勢変換させる姿勢変換機構をさらに含む、請求項1記載の基板処理装置である。
請求項4記載の発明は、前記搬出入機構と前記昇降機構との間の第1基板搬送経路と、前記昇降機構と前記基板受け渡し位置との間の第2基板搬送経路とが、所定の角度をなして交差しており、前記第1および第2基板搬送経路の交差点に前記昇降機構が配置されている、請求項3記載の基板処理装置である。
この構成によれば、仲介保持部を昇降させることによって、第1および/または第2横行保持部との間で基板を受け渡しすることができる。
これにより、たとえば、第2横行保持部は未処理基板を基板移載位置から基板受け渡し位置へと搬送した後に、その未処理基板を仲介保持部へと受け渡すことができる。これにより、第2横行保持部は、次の未処理基板を昇降機構から受け取るために動作することができるようになる。したがって、未処理基板は、主搬送機構によって受け取られるまで、仲介保持部において待機することができるから、第2横行保持部が次の未処理基板の搬入のために動作するまでの待ち時間を短縮することができる。これにより、基板処理速度を一層向上することができる。
これにより、たとえば、主搬送機構は、処理済み基板を第1横行保持部に払い出し、未処理基板を仲介保持部から受け取るように動作することができる。この場合、仲介保持部は、第2横行保持部によって基板受け渡し位置へと未処理基板が搬入されてから、この未処理基板が主搬送機構に受け渡されるまでのバッファ(待機場所)として機能することができる。その結果、たとえば、基板処理条件の変更によって、基板搬入の時間間隔に変動があった場合に、その時間間隔の変動を仲介保持部において吸収することができる。これにより、基板搬入の停滞を抑制できるから、基板処理速度を一層向上できる。
この構成によれば、基板受け渡し位置に基板方向整列機構が配置されているので、占有面積を増やすことなく基板方向整列機構を備えることができる。
図1は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の全体構成を説明するための図解的な平面図である。この基板処理装置10は、フープ(FOUP)保持部1、基板処理部2、主搬送機構3、搬出入機構4、姿勢変換機構5、プッシャ6、受け渡し機構7、チャック洗浄ユニット8、およびコントローラ9(制御ユニット)を備えている。
チャック洗浄ユニット8は、基板受け渡し位置Pと処理部20との間に配置されている。チャック洗浄ユニット8は、一対の基板チャック30がそれぞれ差し入れられる一対の開口が上面に形成された洗浄槽35を有している。この洗浄槽35内において、基板チャック30(とくに支持ガイド31)が、洗浄液を用いて洗浄される。主搬送機構3は、乾燥処理部25での乾燥処理を終えた処理済み基板Wを搬送する前に、基板チャック30をチャック洗浄ユニット8の洗浄槽35に差し入れる。そして、洗浄槽35内で基板チャック30が洗浄された後に、主搬送機構3は、乾燥処理部25から処理済み基板Wを一括して受け取るように動作する。主搬送機構3は、基板チャック30の下端に備えられた一対の支持ガイド31の間隔を狭めることができる。そこで、支持ガイド31の間隔を狭めた状態で洗浄槽35における洗浄処理を行うこととすれば、洗浄槽35を小型化できるので、基板処理装置10の占有面積を抑制できる。
搬出入機構4の基板受け渡し位置P側に、姿勢変換機構5が配置されている。また、姿勢変換機構5の基板受け渡し位置P側にプッシャ6が配置されている。そして、基板受け渡し位置Pには、受け渡し機構7が配置されている。受け渡し機構7は、プッシャ6の位置である基板移載位置Sと、基板受け渡し位置Pとの間で基板Wを搬送するように動作する。
プッシャ6から姿勢変換機構5に基板Wを渡すときは、昇降保持部105に保持された、たとえば50枚の基板Wのうちの25枚が姿勢変換機構5に渡され、この25枚の基板Wが水平姿勢に姿勢変換された後に、搬出入機構4に渡される。その後、昇降保持部105の180度旋回またはハーフピッチ分の水平移動を行う。その状態で、昇降保持部105上の残りの25枚の基板Wが姿勢変換機構5に渡され、水平姿勢に姿勢変換された後、搬出入機構4によって払い出される。こうして、50枚の基板Wが25枚ずつの2つの基板群に分離される。
払出機構70のチャック73(以下「払出チャック73」という。)は、搬入機構71のチャック74(以下「搬入チャック74」という。)よりも上方に配置されている。払出機構70は、払出高さH0に設定された第1横行経路101に沿って、第1横行保持部としての払出チャック73をX方向に沿って横行(水平移動)させることによって、基板Wを基板受け渡し位置Pから基板移載位置S(プッシャ6の位置)まで搬送する第1横行機構である。すなわち、払出チャック73は、処理済みの基板Wを基板受け渡し位置Pの払出高さH0において主搬送機構3から受け取り、それらの基板Wを払出高さH0で基板移載位置Sまで払い出す。プッシャ6は、昇降保持部105を第2移載高さH12まで上昇させることによって、その基板Wを払出チャック73から受け取る。
第1保持機構51のための駆動機構81は、支持棒57を軸線まわりの回動が可能な状態で支持する軸受け82と、支持棒57にその軸線まわりの回転力を与えるモータ83と、モータ83を支持する支持板84を支持棒57の長手方向に沿って所定のストロークでスライドさせるシリンダ85とを有している。モータ83を駆動することによって、保持溝群58,59のいずれかを互いに対向させて基板Wの保持のために選択することができる。また、シリンダ85を駆動することで、保持溝58a,59aの位置を支持棒57の長手方向に沿って微小距離だけ移動させることができ、これにより、回動ブロック50が垂直保持姿勢のときに、保持溝58a,59aの壁面を基板Wから退避させることができる。
横行ベース107には、回転軸部106を鉛直軸線まわりに回転させる回転駆動機構112が内蔵されている。これにより、昇降保持部105を搬送経路TP1(図2Aにおいて二点鎖線で示す姿勢)に沿う姿勢としたり、搬送経路TP2に沿う姿勢(図2Aにおいて実線で示す姿勢)としたりすることができる。また、フェース・ツー・フェースのバッチを組んだり、そのバッチを解除したりするために、昇降保持部105の方向(複数枚の基板Wの積層方向をいう。)を180度反転することができる。
横行機構76は、基板処理装置10の前面10a側のフレームに鉛直姿勢で取り付けられた板状の支持ブロック130に内蔵されたボールねじ機構131と、ボールねじ機構131の上方位置において支持ブロック130を払出チャック73側から穿って形成した作動空間132(図5参照)内をX方向に水平移動する移動プレート133と、作動空間132を払出チャック73側から覆うように支持ブロック130に固定された固定プレート134と、固定プレート134の作動空間132に臨む表面にX方向(搬送経路TP2に沿う方向)に沿って設けられた上下一対のレール135とを含む。
固定プレート134には、この連結部材137のX方向への移動経路に沿って切り欠き139が形成されている。したがって、ボールねじ機構131のモータ138を駆動することによってボールナット136をX方向に移動させれば、移動プレート133とともに払出チャック73をX方向に移動させることができる。
図7は払出チャック73の構成を説明するための図である。図7(a)は平面図、図7(b)は−Y方向に見た側面図、図7(b)は−X方向に見た背面図である。
払出チャック73は、X方向に沿って互いに平行に延びた片持ち梁状の一対の基板ガイド140と、これらの基板ガイド140を片持ち支持するベース部141とを備えている。基板ガイド140の上面には、垂直姿勢で水平方向に積層された複数枚の基板Wの下方縁部を支持するための複数の保持溝が形成されている。保持溝の間隔はハーフピッチである。ベース部141は、Y方向に延びた断面C字状の長尺体である。ベース部141には、一対のシリンダ142が、作動ロッドを互いに対向させた状態で保持されている。ベース部141の基板ガイド140側の側面には、リニアガイド143がY方向に沿って固定されている。このリニアガイド143に対して、一対の基板ガイド140が、連結部材144を介して取り付けられている。これにより、一対の基板ガイド140は、同じ高さ位置でY方向に対向しており、かつ、Y方向に沿って移動可能である。
搬入チャック74は、同じ高さ位置でX方向に平行に延びた片持ち梁状の一対の基板ガイド148と、これらの一対の基板ガイド148の基端部に結合されたベース部149とを有している。基板ガイド148の上面には、垂直姿勢で水平方向に積層された複数枚の基板Wの下方縁部を支持するための複数の保持溝が形成されている。保持溝の間隔は、ハーフピッチである。一対の基板ガイド148の互いの間隔は固定されており、この間隔は、プッシャ6の昇降保持部105の幅よりも広くなっている。
仲介チャック75は、X方向に沿って互いに平行に延びた片持ち梁状の一対の基板ガイド150と、これらの基板ガイド150を片持ち支持するベース部151とを備えている。基板ガイド150の上面には、垂直姿勢で水平方向に積層された複数枚の基板Wの下方縁部を支持するための複数の保持溝が形成されている。保持溝の間隔はハーフピッチである。ベース部151は、Y方向に延びた断面C字状の長尺体である。ベース部151には、一対のシリンダ152が、作動ロッドを互いに対向させた状態で保持されている。ベース部151の基板ガイド150側の側面には、リニアガイド153がY方向に沿って固定されている。このリニアガイド153に対して、一対の基板ガイド150が、連結部材154を介して取り付けられている。これにより、一対の基板ガイド150は、同じ高さ位置でY方向に対向しており、かつ、Y方向に沿って移動可能となっている。
図10Aに示すように、搬出入機構4は、バッチハンド40によって、フープ保持部1に保持されたフープFから複数枚(たとえば25枚)の未処理基板Wを取り出し、姿勢変換機構5に向けて搬送する。このとき、姿勢変換機構5は、水平保持姿勢に制御されており、一対の第1保持機構51は未処理基板用の保持溝群(たとえば保持溝群58)を互いに対向させた姿勢に制御され、一対の第2保持機構52は未処理基板用の保持溝(たとえば保持溝63)を互いに対向させた姿勢に制御される。また、一対の第2保持機構52は、基板Wに当接しないように、搬出入機構4とは反対側に後退した後退位置(図3Aに二点鎖線で示す位置)に配置される。さらに、基板規制機構53は、退避位置(図3Aに二点鎖線で示す位置)に配置される。一方、払出チャック73は、プッシャ6の昇降保持部105の上方(基板移載位置Sにおける搬出高さH0)に配置されている。これは、主搬送機構3と仲介機構72との間の基板受け渡しを阻害しないようにするためである。プッシャ6の昇降保持部105は、原点位置(バッチの最初の半分を受け取る回転位置)に回転させられ、また、垂直支持姿勢のときの第2保持機構52よりも下方の原点高さH10まで移動させられる。
次に、姿勢変換機構5において、第2保持機構52が第1保持機構51に接近するように横行させられる。これにより、図10Cの状態となる。このとき、第2保持機構52は、前進位置(図3Aに実線で示す位置)にあり、保持溝部材62の未処理基板用の保持溝63に基板Wが挿入された状態となる。
次に、図10Mに示すように、搬入チャック74が搬入高さH1の第2横行経路102(図2B参照)に沿って横行(水平移動)して、基板受け渡し位置Pから、基板移載位置Sにおいて昇降保持部105の下方の位置まで前進する。また、昇降保持部105は、基板Wの整列方向が搬送経路TP2に整合するように鉛直軸線まわりに回動される。搬入高さH1は、昇降保持部105の原点高さH10よりも高く、第1移載高さH11よりも低い。
この状態から、図10Qに示すように、仲介チャック75が移載高さH2まで上昇させられる。この上昇過程で、搬入チャック74に保持された複数枚(たとえば50枚)の基板Wが、仲介チャック75に一括して受け渡される。そして、この仲介チャック75に保持された複数枚の基板Wが、主搬送機構3によって受け取られ、基板処理部2へと搬送されていく。
基板処理部2で処理された後の基板Wは、主搬送機構3によって搬送されて、払出チャック73に渡される。払出チャック73は、主搬送機構3の仲介チャック75へのアクセスを妨げないように、通常は、プッシャ6の昇降保持部105の上方(基板移載位置S)に位置している。したがって、主搬送機構3によって処理済みの基板Wが払い出されるときには、払出チャック73は、払出高さH0の第1横行経路101(図2B参照)に沿って横行(水平移動)して基板受け渡し位置Pに移動する。この移動後に、主搬送機構3から処理済みの基板Wが払出チャック73に受け渡されることによって、図11Aの状態となる。
この状態から、図11Cに示すように、姿勢変換機構5の回動ブロック50が回動されて垂直保持姿勢となる。そして、図11Dに示すように、プッシャ6の昇降保持部105が一対の第1保持機構51および一対の第2保持機構52の間を通って原点高さH10まで下降する。この過程で、バッチの半分の基板Wが昇降保持部105から第2保持機構52に受け渡される。このとき、バッチの残り半分の基板Wは、第2保持機構52の保持溝部材62間の間隙65を通り抜け、昇降保持部105に保持されたままの状態となる。こうして、バッチ解除がなされる。昇降保持部105は、基板Wが払出チャック73よりも下方に位置するようになると、第1保持機構51に基板Wが達するよりも前に、鉛直軸線まわりに回動させられ、昇降保持部105に保持された基板Wの整列方向と搬送経路TP1とが整合させられる。
次いで、図11Gに示すように、一対の第1保持機構51は軸方向に沿って基端部側に移動させられて、第2保持機構52に垂直姿勢で基板Wが保持されたときに、基板Wとの間隔を確保できるようになる。また、一対の第2保持機構52は、第1保持機構51に接近した前進位置(図3Aに実線で示す位置)に配置される。基板規制機構53は、退避位置に配置される。さらに、プッシャ6は、昇降保持部105を上昇させる。
以上のように、この実施形態によれば、第1横行経路101に沿って横行する払出チャック73によって処理済み基板Wを基板受け渡し位置Pから基板移載位置Sまで搬送し、第1横行経路101の下方の第2横行経路102に沿って横行する搬入チャック74によって未処理基板Wを基板移載位置Sから基板受け渡し位置Pまで搬送するようにしている。これにより、基板移載位置Sと基板受け渡し位置Pとの間の基板搬送を2系統で行うことができるので、未処理基板Wを基板受け渡し位置Pへと搬入している期間にも、主搬送機構3は処理済み基板Wを払い出すことができる。これにより、基板処理速度を向上することができる。しかも、第1および第2横行経路101,102が上下方向に重なっているので、基板処理装置10の占有面積を抑制しながら、2系統の搬送経路を設けることができる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
2 基板処理部
3 主搬送機構
4 搬出入機構
5 姿勢変換機構
6 プッシャ
7 受け渡し機構
8 チャック洗浄ユニット
9 コントローラ
10 基板処理装置
13 基板方向整列機構
20 処理部
40 バッチハンド
41A ハンド進退機構
42A 旋回駆動機構
50 回動ブロック
51 第1保持機構
52 第2保持機構
53 基板規制機構
70 払出機構
71 搬入機構
72 仲介機構
73 払出チャック
74 搬入チャック
75 仲介チャック
76 横行機構
77 横行機構
78 昇降駆動機構
101 第1横行経路
102 第2横行経路
105 昇降保持部
106 回転軸部
107 横行ベース
108 昇降ベース
116 第1ガイド
117 第2ガイド
125 リニアアクチュエータ
126 モータ
140 基板ガイド
141 ベース部
142 シリンダ
148 基板ガイド
149 ベース部
150 基板ガイド
151 ベース部
152 シリンダ
F フープ
H0 払出高さ
H1 搬入高さ
H2 移載高さ
H10 原点高さ
H11 第1移載高さ
H12 第2移載高さ
P 基板受け渡し位置
S 基板移載位置
W 基板
Claims (13)
- 垂直姿勢の複数枚の基板に対して一括して処理を施す基板処理部と、
垂直姿勢の複数枚の基板を一括して保持する第1横行保持部を、基板移載位置と基板受け渡し位置との間で、第1横行経路に沿って横行させる第1横行機構と、
垂直姿勢の複数枚の基板を一括して保持する第2横行保持部を、前記基板移載位置と前記基板受け渡し位置との間で、前記第1横行経路よりも下方の第2横行経路に沿って横行させる第2横行機構と、
垂直姿勢の複数枚の基板を一括して保持する昇降保持部を、前記基板移載位置において昇降させる昇降機構と、
前記基板受け渡し位置と前記基板処理部との間で、垂直姿勢の複数枚の基板を一括して搬送する主搬送機構とを含む、基板処理装置。 - 水平姿勢の複数枚の基板を一括して水平姿勢から垂直姿勢へ姿勢変換させて、前記基板移載位置にある前記昇降機構に受け渡すとともに、前記基板移載位置にある前記昇降機構に垂直姿勢で保持された複数枚の基板を一括して受け取って、垂直姿勢から水平姿勢へ姿勢変換させる姿勢変換機構をさらに含む、請求項1記載の基板処理装置。
- 水平姿勢の複数枚の基板を収容する収容器を保持する収容器保持部と、
前記収容器保持部に保持された収容器に対して水平姿勢の複数枚の基板を一括して搬出入し、前記姿勢変換機構との間で水平姿勢の複数枚の基板を一括して受け渡しする搬出入機構とをさらに含む、請求項2記載の基板処理装置。 - 前記搬出入機構と前記昇降機構との間の第1基板搬送経路と、前記昇降機構と前記基板受け渡し位置との間の第2基板搬送経路とが、所定の角度をなして交差しており、前記第1および第2基板搬送経路の交差点に前記昇降機構が配置されている、請求項3記載の基板処理装置。
- 前記搬出入機構は、水平姿勢の複数枚の基板を保持するバッチハンドと、前記バッチハンドを水平方向に進退させるハンド進退機構と、前記バッチハンドを鉛直軸線周りに旋回させる旋回駆動機構とを含み、前記バッチハンドが前記収容器保持部に保持された収容器にアクセスするときのハンド進退方向が前記第2基板搬送経路に垂直な水平方向である、請求項4記載の基板処理装置。
- 前記昇降機構は、前記第1基板搬送経路に沿って垂直姿勢の複数枚の基板を保持する第1姿勢と前記第2基板搬送経路に沿って垂直姿勢の複数枚の基板を保持する第2姿勢との間で前記昇降保持部を鉛直軸線まわりに回動させる回転駆動機構を含む、請求項5記載の基板処理装置。
- 前記昇降機構は、前記昇降保持部を上下方向に昇降することにより前記昇降保持部から前記第2横行保持部に垂直姿勢の複数枚の基板を一括して受け渡すとともに、前記昇降保持部を上下方向に昇降することにより前記第1横行保持部に保持された垂直姿勢の複数枚の基板を一括して前記昇降保持部に受け取る、請求項1〜6のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 複数枚の基板を一括して保持する仲介保持部を、前記基板受け渡し位置において昇降させる仲介機構をさらに含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記仲介機構は、前記仲介保持部を前記基板受け渡し位置において昇降させることにより、前記第2横行保持部との間で複数枚の基板を一括して受け渡すものである、請求項8記載の基板処理装置。
- 前記主搬送機構は、前記基板受け渡し位置において、前記第1横行保持部および前記仲介保持部との間で複数枚の基板を一括して受け渡すものである、請求項9記載の基板処理装置。
- 前記基板受け渡し位置において前記第2横行経路よりも下方に設けられ、複数枚の基板の方向を整列させる基板方向整列機構をさらに含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記基板方向整列機構は、前記基板受け渡し位置において、前記第2横行保持部に保持された状態の基板に対して、基板方向整列処理を行うものである、請求項11記載の基板処理装置。
- 前記第1横行保持部は、
互いに平行な一対の基板ガイドと、
前記一対の基板ガイドの間隔を、基板の幅よりも広い開状態と、基板の幅よりも狭く前記昇降保持部の幅よりも広い閉状態との間で変更するガイド開閉手段とを含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の基板処理装置。
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