JP6060822B2

JP6060822B2 - 移載装置及び生産システム

Info

Publication number: JP6060822B2
Application number: JP2013124955A
Authority: JP
Inventors: 昇酒井; 寛之朝井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-06-13
Filing date: 2013-06-13
Publication date: 2017-01-18
Anticipated expiration: 2033-06-13
Also published as: JP2015001320A

Description

本発明は、移載装置及び生産システムに関する。

この種の技術として、特許文献１は、搬送台車の搬送室に収容されているワークをプロセス装置へ清浄雰囲気内で移載する技術を開示している。

特開２００３−１３０４１３号公報

特許文献１の構成では、搬送台車からプロセス装置へのワークの移載を実現するために、搬送台車に移載装置を設ける必要があり、搬送台車の構成が複雑になっていた。

本発明の目的は、処理対象物を搬送する搬送装置の構成を簡素にしつつ、搬送装置から処理装置への処理対象物の移載を清浄雰囲気内で実現する技術を提供することにある。

本願発明の観点によれば、処理対象物を搬送する搬送装置と、前記処理対象物を処理する処理装置と、の間で前記処理対象物を移載する移載装置であって、前記処理対象物を保持して移動させる保持移動手段と、前記保持移動手段を収容する筐体と、前記筐体内を清浄雰囲気にするための清浄雰囲気形成手段と、を備えた、移載装置が提供される。以上の構成によれば、前記処理対象物を搬送する前記搬送装置の構成を簡素にしつつ、前記搬送装置から前記処理装置への前記処理対象物の移載を清浄雰囲気内で実現できる。
前記筐体は、前記筐体内の空気を循環させるための循環通気路を有し、前記清浄雰囲気形成手段は、前記筐体内を循環する前記空気を清浄にすることで、前記筐体内を清浄雰囲気にする。
前記筐体は、通気路を内部に有する支柱を有し、前記循環通気路は、前記支柱の前記通気路を含んで実現されている。このように前記支柱を通気路として兼用することで、前記循環通気路を備えた前記移載装置を小型化することができる。
前記筐体は、高圧室と、前記高圧室と比較して低圧である低圧室と、を有し、前記清浄雰囲気形成手段は、前記高圧室から前記低圧室に移動した前記空気を清浄にし、清浄にした前記空気を前記高圧室に供給する。
前記保持移動手段は、前記高圧室内に配置されている。以上の構成によれば、前記保持移動手段で発生したダストは、前記低圧室に排出されることになる。
前記清浄雰囲気形成手段は、前記筐体内に配置され、前記移載装置は、前記清浄雰囲気形成手段を前記筐体から引き出すための引出手段を有する。以上の構成によれば、前記清浄雰囲気形成手段のメンテナンス性が良好となる。
前記引出手段は、前記低圧室に配置されている。以上の構成によれば、前記引出手段で発生したダストは、前記高圧室に移動することがなく、前記低圧室に留まる。従って、前記保持移動手段によって保持される前記処理対象物を汚染することがない。
前記搬送装置と、前記処理装置と、上記何れかに記載の前記移載装置と、を備えた生産システムが提供される。

本発明によれば、前記処理対象物を搬送する前記搬送装置の構成を簡素にしつつ、前記搬送装置から前記処理装置への前記処理対象物の移載を清浄雰囲気内で実現できる。

図1は、生産システムの全体概略図である。図2は、パレットの斜視図である。図3は、図１の一部切り欠き図である。図4は、移載装置の立面断面図である。図5は、移載装置の立面断面図である。図6は、移載装置の平面図である。図7は、キャリアの斜視図である。図8は、キャリアの縦断面図である。

図１及び図２に示すように、半導体製造ライン１（生産システム）は、破線で示すウエハ２（処理対象物）を搬送するウエハ搬送装置３（搬送装置）と、ウエハ２に対して所定の処理を行うプロセス装置４（処理装置）と、ウエハ搬送装置３とプロセス装置４の間でウエハ２を移載する移載装置５と、を備える。「移載する（to transfer）」とは、「装置間で対象物を受け渡す」を意味する。

ウエハ搬送装置３は、パレット６（搭載装置）と、浮上搬送装置７と、を備える。図１に示すように、浮上搬送装置７は、水平方向において直線的に構成されている。

ここで、図１を参照して、「システム長手方向」及び「鉛直方向」、「システム幅方向」を定義する。システム長手方向は、浮上搬送装置７の長手方向を意味する。システム長手方向のうち、ウエハ２を搬送する方向を「搬送方向」とし、搬送方向と反対の方向を「反搬送方向」とする。鉛直方向は、地面に対して垂直な方向である。鉛直方向のうち、地面に向かう方向を「下方向」とし、地面から離れる方向を「上方向」とする。システム幅方向は、システム長手方向及び鉛直方向に対して直交する方向である。システム幅方向のうち、ウエハ搬送装置３に近づく方向を処理後移載方向とし、ウエハ搬送装置３から離れる方向を処理前移載方向とする。

（パレット６）
図２に示すように、パレット６は、ウエハ２を搭載するものである。即ち、本実施形態のウエハ搬送装置３は、ウエハ２を直接的に搬送するのではなく、ウエハ２を搭載したパレット６を搬送することで間接的にウエハ２を搬送する。

（浮上搬送装置７）
図１に示すように、浮上搬送装置７は、パレット浮上ユニット２０と複数のカバー２１、複数のFFU２２（Fan Filter Unit）を備える。

複数のFFU２２は、取り入れた空気を清浄化することで清浄空気を生成するものである。複数のFFU２２は、システム長手方向において間隔を空けて配置されている。

パレット浮上ユニット２０は、複数のFFU２２が生成した清浄空気を用いてパレット６を浮上させつつパレット６を搬送するものである。

複数のカバー２１は、パレット浮上ユニット２０上に外部環境から隔離された搬送空間を形成するためのものである。複数のカバー２１は、システム長手方向に並べて配置されている。各カバー２１は、システム長手方向で見て下方向に開口する断面U字状に形成されている。

このようにウエハ搬送装置３を筒状に構成し、ウエハ搬送装置３内の限定的な空間を清浄雰囲気にしているので、半導体製造ライン１が設置される環境全体を清浄雰囲気にする必要がなく、もって、半導体製造ライン１のランニングコストが低く抑えられている。

図３〜５に示すように、移載装置５は、筐体１０と、移載ロボット１１（保持移動手段）と、FFU１２（Fan Filter Unit、清浄雰囲気形成手段）と、を備える。

筐体１０は、上パネル３０と、整流板３１と、排気板３２と、トレー３３と、ベースプレート３４と、４つの側板３５と、４つの中空支柱３６（支柱）と、を有する。

４つの側板３５と４つの中空支柱３６を組み合わせることで筒体が形成されている。隣り合う側板３５は、１つの中空支柱３６によって連結される。４つの中空支柱３６により、４つの側板３５が一体的に連結される。

図４に示すように、上パネル３０と整流板３１、排気板３２、トレー３３、ベースプレート３４は、下方向にこの順で、互いに間隔を空けて並べられている。

上パネル３０は、４つの中空支柱３６によって支持されている。

整流板３１は、４つの中空支柱３６によって支持されている。整流板３１は、多数の通気孔３１ａを有する。

排気板３２は、４つの中空支柱３６によって支持されている。排気板３２の上面３２ａには、移載ロボット１１が搭載される。排気板３２は、多数の通気孔３２ｂを有する。

トレー３３は、ガイドレール機構Rを介して対向する一対の側板３５によって支持されている。トレー３３の上面３３ａには、FFU１２が搭載されている。トレー３３は、通気孔３３ｂを有する。

４つの中空支柱３６は、ベースプレート３４によって支持されている。

図３に示すように、４つの側板３５のうちウエハ搬送装置３側の側板３５には、第１ウエハ移載孔３５ｂと第２ウエハ移載孔３５ｃが形成されており、その側板３５と対向する側板３５には、第３ウエハ移載孔３５ｄが形成されている。なお、図３の状態で、第２ウエハ移載孔３５ｃは閉塞されている。

図５に示すように、各中空支柱３６は、鉛直方向に延びる連絡通気路３６ａを有する。各中空支柱３６は、鉛直方向に延びている。

上パネル３０と整流板３１の間には、上内圧室４０が形成されている。整流板３１と排気板３２の間には、クリーン室４１が形成されている。排気板３２とトレー３３の間には、排気室４２が形成されている。トレー３３とベースプレート３４の間には、下内圧室４３が形成されている。そして、上内圧室４０と下内圧室４３は、４つの中空支柱３６の連絡通気路３６ａを介して繋がっている。

図４に戻り、ガイドレール機構Rは、トレー３３の上面３３ａに搭載されるトレー側ガイドレールｒ１と、側板３５の内面３５ａに搭載される側板側ガイドレールｒ２と、によって構成されている。

移載ロボット１１は、クリーン室４１に収容されている。移載ロボット１１は、排気板３２上に搭載されている。移載ロボット１１は、ウエハ２を把持するウエハホルダ５０と、ウエハホルダ５０を駆動するロボット本体５１と、を有する。

次に、図５を参照して、筐体１０の循環通気路Fについて説明する。先ず、排気室４２内の空気がFFU１２に取り込まれる。FFU１２は、取り込んだ空気を清浄化することで清浄空気を生成する。FFU１２は、生成した清浄空気をトレー３３の通気孔３３ｂを介して下内圧室４３に排気する。FFU１２から下内圧室４３に排気された清浄空気は、４つの中空支柱３６の連絡通気路３６ａを介して上内圧室４０に移動する。上内圧室４０に移動した清浄空気は、整流板３１の通気孔３１ａを介してクリーン室４１に移動する。クリーン室４１に移動した清浄空気は、クリーン室４１内にダウンフローを形成することで、クリーン室４１内を清浄雰囲気にする。この際、クリーン室４１に移動した清浄空気は、移載ロボット１１の動作等に起因して汚染される。汚染された空気は、排気板３２の通気孔３２ｂを介して排気室４２に移動する。そして、再び、排気室４２内の空気がFFU１２に取り込まれて清浄化される。

以上に説明した循環通気路Fによると、各室の気圧は以下の通りとなる。即ち、下内圧室４３内の気圧、連絡通気路３６ａ内の気圧、上内圧室４０内の気圧は、何れも略等しい第１の気圧となる。クリーン室４１内の気圧は、上内圧室４０内の気圧よりも若干低い第２の気圧となる。排気室４２内の気圧は、クリーン室４１内の気圧よりも若干低い第３の気圧となる。端的に言えば、（第１の気圧）＞（第２の気圧）＞（第３の気圧）の関係が成立している。

次に、図３及び図４を参照して、移載ロボット１１の動作について説明する。移載ロボット１１は、ロボット本体５１によってウエハホルダ５０を駆動することで、ウエハ搬送装置３によって搬送され所定位置で一時停止しているパレット６上のウエハ２を掬い上げ、第１ウエハ移載孔３５ｂを介してクリーン室４１内にウエハ２を引き込む。次に、移載ロボット１１は、クリーン室４１内に引き込んだウエハ２を第３ウエハ移載孔３５ｄを介してプロセス装置４へ挿入する。プロセス装置４へ挿入されたウエハ２は、プロセス装置４内で所定の処理がなされる。ついで、プロセス装置４における所定の処理が完了したら、移載ロボット１１は、ロボット本体５１によってウエハホルダ５０を駆動することで、プロセス装置４によって処理されたウエハ２を、第３ウエハ移載孔３５ｄを介してクリーン室４１内に引きこむ。次に、移載ロボット１１は、クリーン室４１内に引き込んだウエハ２を第１ウエハ移載孔３５ｂを介してウエハ搬送装置３へ挿入し、パレット６上にウエハ２を載せる。その後、パレット６は、再びウエハ搬送装置３によって所定方向に搬送され始める。

次に、図４を参照して、ガイドレール機構Rについて説明する。ガイドレール機構Rは、トレー３３とトレー３３上に搭載されているFFU１２を同時に移載装置５から引き抜くための機構である。このガイドレール機構Rの存在により、FFU１２のメンテナンス作業の負担が軽減されている。本実施形態では、ガイドレール機構Rが排気室４２内に配置されている。即ち、ガイドレール機構Rを構成するトレー側ガイドレールｒ１も側板側ガイドレールｒ２も排気室４２内に収容されている。一方、トレー３３と各側板３５の間には、隙間ｇが形成されている。前述の通り、下内圧室４３内の気圧は、排気室４２内の気圧よりも高いので、隙間ｇには、下内圧室４３から排気室４２へ向かう空気の流れが常時生じている。従って、ガイドレール機構Rで発生したダストは、隙間ｇを介して下内圧室４３に侵入してしまうことがなく、一旦排気室４２内に収容された後、FFU１２にて捕捉される。別の観点で言えば、ガイドレール機構Rを排気室４２内に収容したことで、隙間ｇはある程度大きく設定されていても問題ない。

図６には、移載ロボット１１の可動域Pを二点鎖線で示している。図６に示すように、筐体１０は平面視で略四角となるように構成されている。そして、４つの中空支柱３６は、平面視で、筐体１０の外形となる四角と、略円形の可動域Pと、の差分であるデッドスペースに配置されている。本実施形態では、この４つの中空支柱３６を循環通気路Fの一部として兼用している。従って、移載装置５は、循環通気路Fを有しつつも小型化を実現している。

次に、図７及び８を参照して、キャリア６０を説明する。キャリア６０は、半導体製造ライン１からウエハ２を何らかの調査のために例えば１枚だけ抜き取り、他所へ持ち運ぶためのものである。キャリア６０は、ウエハ２を収容可能な筐体６１と、筐体６１内を清浄雰囲気にするためのFFU６２と、FFU６２に電力を供給するバッテリー６３と、シャッター６４と、を有する。FFU６２は、外部環境の空気を取り入れて清浄化した上で、通気孔６１ａを介して清浄空気を筐体６１内に供給する。筐体６１内に供給された清浄空気は通気孔６１ｂを介して外部環境に排気される。シャッター６４は、筐体６１の一部を一時的に開放する。このキャリア６０は、図３に示す第２ウエハ移載孔３５ｃに着脱可能に構成されている。以上の構成によれば、ウエハ２の調査のために、移載ロボット１１を利用して半導体製造ライン１内の複数のウエハ２のうち特定の又は任意のウエハ２を抜き取り、汚染することなく他所へ持ち運ぶことができるようになる。

以上に、好適な実施形態を説明したが、上記実施形態は、以下の特長を有する。

（１）移載装置５は、ウエハ２（処理対象物）を搬送するウエハ搬送装置３（搬送装置）と、ウエハ２を処理するプロセス装置４（処理装置）と、の間でウエハ２を移載する。移載装置５は、ウエハ２を保持して移動させる移載ロボット１１（保持移動手段）と、移載ロボット１１を収容する筐体１０と、筐体１０内を清浄雰囲気にするためのFFU１２（清浄雰囲気形成手段）と、を備える。以上の構成によれば、ウエハ２を搬送するウエハ搬送装置３の構成を簡素にしつつ、ウエハ搬送装置３からプロセス装置４へのウエハ２の移載を清浄雰囲気内で実現できる。
（２）筐体１０は、筐体１０内の空気を循環させるための循環通気路Fを有する。FFU１２は、筐体１０内を循環する空気を清浄にすることで、筐体１０内を清浄雰囲気にする。
（３）筐体１０は、連絡通気路３６ａ（通気路）を内部に有する中空支柱３６（支柱）を有する。循環通気路Fは、中空支柱３６の連絡通気路３６ａを含んで実現されている。このように中空支柱３６を連絡通気路３６ａとして兼用することで、循環通気路Fを備えた移載装置５を小型化することができる。
（４）筐体１０は、クリーン室４１（高圧室）と、クリーン室４１と比較して低圧である排気室４２（低圧室）と、を有する。FFU１２は、クリーン室４１から排気室４２に移動した空気を清浄にし、清浄にした空気をクリーン室４１に供給する。
（５）FFU１２は、クリーン室４１内に配置されている。以上の構成によれば、FFU１２で発生したダストは、排気室４２に排出されることになる。
（６）FFU１２は、筐体１０内に配置される。移載装置５は、FFU１２を筐体１０から引き出すためのガイドレール機構R（引出手段）を有する。以上の構成によれば、FFU１２のメンテナンス性が良好となる。
（７）ガイドレール機構Rは、排気室４２に配置されている。以上の構成によれば、排気室４２で発生したダストは、下内圧室４３（高圧室）に移動することがなく、排気室４２に留まる。従って、FFU１２によって保持されるウエハ２を汚染することがない。
（８）半導体製造ライン１（生産システム）は、ウエハ搬送装置３と、プロセス装置４と、移載装置５と、を備えて構成されている。

また、FFU１２は、筐体１０の下部に配置されている。これにより、移載装置５の低重心化が図られている。

１半導体製造ライン
２ウエハ
３ウエハ搬送装置
４プロセス装置
５移載装置
１０筐体
１１移載ロボット
１２ FFU

Claims

処理対象物を搬送する搬送装置と、前記処理対象物を処理する処理装置と、の間で前記処理対象物を移載する移載装置であって、
前記処理対象物を保持して移動させる保持移動手段と、
前記保持移動手段を収容する筐体と、
前記筐体内を清浄雰囲気にするための清浄雰囲気形成手段と、
を備え、
前記筐体は、複数の側板と、上パネルと、通気孔を有する排気板と、トレーと、ベースプレートと、ガイドレール機構と、循環通気路と、を有しており、
前記上パネル、前記排気板、前記トレー、前記ベースプレートは、下方向にこの順で互いに間隔を空けて並べられており、
前記排気板上に前記保持移動手段が搭載されており、
前記トレー上に前記清浄雰囲気形成手段が搭載されており、
前記排気板の上方にクリーン室が形成されており、
前記排気板と前記トレーの間に排気室が形成されており、
前記トレーと前記ベースプレートの間に下内圧室が形成されており、
前記トレーは、前記ガイドレール機構を介して前記複数の側板に支持されており、
前記清浄雰囲気形成手段は、前記排気室内の空気を取り込んで清浄化し、清浄化した空気を前記下内圧室に排気し、これにより、前記排気室は前記下内圧室よりも低圧となっており、
前記下内圧室に排気された空気は前記循環通気路を介して前記クリーン室に移動するように構成されており、
前記トレーと前記複数の側板との間には、隙間が形成されており、
前記ガイドレール機構は、前記排気室に配置されている、
移載装置。
請求項１に記載の移載装置であって、
前記筐体は、通気路を内部に有する支柱を有し、
前記循環通気路は、前記支柱の前記通気路を含んで実現されている、
移載装置。
前記搬送装置と、
前記処理装置と、
請求項１又は２に記載の前記移載装置と、
を備えた生産システム。