(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明が適用される実施形態において、基板処理装置は、一例として、半導体装置(IC)の製造方法における処理装置を実施する半導体製造装置として構成されている。尚、以下の説明では、基板処理装置として基板に酸化、拡散処理やCVD処理などを行う縦型の装置(以下、単に処理装置という)を適用した場合について述べる。
【0014】
図8は一般的な縦型の基板処理装置における、基板収容容器の搬送装置としてのFOUPローダの機構を示した概略図について記載したものである。FOUPローダは、モータ81、リニアガイド82、ボールねじ83、本体ベース84、テーブル85から構成されている。モータ81の回転により、ボールねじ83が回転する。このボールねじ83はテーブル85に接続されている。これらの協働関係により、テーブル85に設置された図示しないFOUP搬送部に乗せられたFOUPを上下左右方向に移動することが可能となる。
しかし、
図8に記載の通り、モータ81とテーブル85はそれぞれが一つずつ設置されているだけであるため、FOUPローダの最下位置から最上位置へ移動する際に時間がかかる。さらに、450mm装置に対応するようFOUPローダを長尺化すると輸送の際の高さ制限があるため、単純に長尺化することができない。
【0015】
図1は、本発明が適用される基板処理装置の斜視図として示されている。また、
図2は
図1に示す基板処理装置の側面透視図である。
【0016】
図1及び2に示されているように、シリコン等からなる複数のウエハ(基板)200を収容し、収容容器として用いられるウエハキャリアとしてFOUP(以下ポッドという。)110が使用されている基板処理装置100は、基板処理装置本体として用いられる筐体111を備えている。
【0017】
筐体111の正面壁111
aの正面前方部にはメンテナンス可能なように設けられた開口部としての正面メンテナンス口103が開設され、この正面メンテナンス口103を開閉する正面メンテナンス扉104がそれぞれ建て付けられている。
筐体111の正面壁111aにはポッド搬入搬出口112が筐体111の内外を連通するように開設されており、ポッド搬入搬出口112はフロントシャッタ113によって開閉されるようになっている。
ポッド搬入搬出口112の正面前方側には、搬入搬出部として用いられるロードポート114が設置されており、ロードポート114はポッド110を載置されて位置合わせするように構成されている。ポッド110はロードポート114上に工程内搬送装置(図示せず)によって搬入され、かつまた、ロードポート114上から搬出されるようになっている。
【0018】
筐体111内の前後方向の略中央部における上部には、ポッド棚(収容棚)105が設置されている。ポッド棚105は垂直に立設される支持部116と、支持部116に対して上中下段の各位置において垂直方向にそれぞれ独立して移動可能に保持された複数段の載置部117とを備えており、ポッド棚105は、複数段の載置部117にポッド110を複数個宛それぞれ載置した状態で保持するように構成されている。すなわち、ポッド棚105は、例えば2つのポッド110を一直線上に同一方向を向いて配置して垂直方向に複数段に複数個のポッド110を収容する。
【0019】
筐体111内におけるロードポート114とポッド棚105との間には、ポッド110を搬送する搬送装置としてのFOUPローダ(収容容器搬送機構)118が設置されている。FOUPローダ118は、ポッド110を保持したまま垂直方向に昇降可能な軸部としてのポッドエレベータ118aとポッド110を載置して水平方向に搬送する搬送部としてのポッド搬送部118bとで構成されており、FOUPローダ118はポッドエレベータ118aとポッド搬送部118bとの連続動作により、ロードポート114、ポッド棚105、ポッドオープナ121との間で、ポッド110を搬送するように構成されている。
【0020】
筐体111内の前後方向の略中央部における下部には、サブ筐体119が後端にわたって構築されている。サブ筐体119の正面壁119
aにはウエハ200をサブ筐体119内に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口120が一対、垂直方向に上下二段に並べられて開設されており、上下段のウエハ搬入搬出口120、120には一対のポッドオープナ121、121がそれぞれ設置されている。ポッドオープナ121はポッド110を載置する載置台122、122と、密閉部材として用いられるポッド110のキャップを着脱するキャップ着脱機構123、123とを備えている。ポッドオープナ121は載置台122に載置されたポッド110のキャップをキャップ着脱機構123によって着脱することにより、ポッド110のウエハ出し入れ口を開閉するように構成されている。
【0021】
サブ筐体119はFOUPローダ118やポッド棚105の設置空間から流体的に隔絶された移載室124を構成している。移載室124の前側領域にはウエハ移載機構125が設置されており、ウエハ移載機構125は、ウエハ200を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置125a及びウエハ移載装置125aを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ125bとで構成されている。
図1に模式的に示されているようにウエハ移載装置エレベータ125bは耐圧筐体111右側端部とサブ筐体119の移載室124前方領域右端部との間に設置されている。これら、ウエハ移載装置エレベータ125b及びウエハ移載装置125aの連続動作により、ウエハ移載装置125aのツイーザ(基板保持体)125cをウエハ200の載置部として、ボート(基板保持具)217に対してウエハ200を装填(チャージング)及び脱装(ディスチャージング)するように構成されている。
【0022】
移載室124の後側領域には、ボート217を収容して待機させる待機部126が構成されている。待機部126の上方には、処理室として用いられる処理炉202が設けられている。処理炉202の下端部は、炉口シャッタ147により開閉されるように構成されている。
【0023】
図1に模式的に示されているように、耐圧筐体111右側端部とサブ筐体119の待機部126右端部との間にはボート217を昇降させるためのボートエレベータ115が設置されている。ボートエレベータ115の昇降台に連結された連結具としてのアーム128には蓋体としてのシールキャップ219が水平に据え付けられており、シールキャップ219はボート217を垂直に支持し、処理炉202の下端部を閉塞可能なように構成されている。
ボート217は複数本の保持部材を備えており、複数枚(例えば、50〜125枚程度)のウエハ200をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。
【0024】
図1に模式的に示されているように移載室124のウエハ移載装置エレベータ125b側及びボートエレベータ115側と反対側である左側端部には、清浄化した雰囲気もしくは不活性ガスであるクリーンエア133を供給するよう供給ファン及び防塵フィルタで構成されたクリーンユニット134が設置されており、ウエハ移載装置125aとクリーンユニット134との間には、図示はしないが、ウエハの円周方向の位置を整合させる基板整合装置としてのノッチ合わせ装置が設置されている。
クリーンユニット134から吹き出されたクリーンエア133は、ノッチ合わせ装置及びウエハ移載装置125a、待機部126にあるボート217に流通された後に、図示しないダクトにより吸い込まれて、筐体111の外部に排気がなされるか、もしくはクリーンユニット134の吸い込み側である一次側(供給側)にまで循環され、再びクリーンユニット134によって、移載室124内に吹き出されるように構成されている。
【0025】
次に、基板処理装置100の動作について説明する。
尚、以下の説明において、基板処理装置100を構成する各部の動作は、コントローラ240により制御される。
図3には、コントローラ240の構成が示されている。コントローラ240は、入出力装置241を介して、FOUPローダ118、ポッド棚105、ウエハ移載機構125、モータ1、モータ2、第1のポッドテーブル、第2のポッドテーブル等を制御する。
また、コントローラ240は図示しない温度センサやヒータを制御する温度制御部、バルブやMFCを制御するガス流量制御部、APCバルブや圧力センサなどを制御する圧力制御部と接続され、それぞれを制御するように構成されている。
図1及び
図2に示されているように、ポッド110がロードポート114に供給されると、ポッド搬入搬出口112がフロントシャッタ113によって開放され、ロードポート114の上のポッド110はFOUPローダ118によって筐体111の内部へポッド搬入搬出口112から搬入される。
搬入されたポッド110は、ポッド棚105の指定された載置部117へFOUPローダ118によって自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、ポッド棚105から一方のポッドオープナ121に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、ポッド棚105から一方のポッドオープナ121に搬送されて載置台122に移載されるか、もしくは直接ポッドオープナ121に搬送されて載置台122に移載される。この際、ポッドオープナ121のウエハ搬入搬出口120はキャップ着脱機構123によって閉じられており、移載室124にはクリーンエア133が流通され、充満されている。例えば、移載室124にはクリーンエア133として窒素ガスが充満することにより、酸素濃度が20ppm以下と、筐体111の内部(大気雰囲気)の酸素濃度よりも遥かに低く設定されている。
【0026】
載置台122に載置されたポッド110はその開口側端面がサブ筐体119の正面壁119aにおけるウエハ搬入搬出口120の開口縁辺部に押し付けられるとともに、そのキャップがキャップ着脱機構123によって取り外され、ウエハ出し入れ口を開放される。
ポッド110がポッドオープナ121によって開放されると、ウエハ200はポッド110からウエハ移載装置125aのツイーザ125cによってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、図示しないノッチ合わせ装置135にてウエハを整合した後、移載室124の後方にある待機部126へ搬入され、ボート217に装填(チャージング)される。ボート217にウエハ200を受け渡したウエハ移載装置125aはポッド110に戻り、次のウエハ200をボート217に装填する。
【0027】
この一方(上段または下段)のポッドオープナ121におけるウエハ移載機構125によるウエハのボート217への装填作業中に、他方(下段または上段)のポッドオープナ121にはポッド棚105から別のポッド110がFOUPローダ118によって搬送されて移載され、ポッドオープナ121によるポッド110の開放作業が同時進行される。
【0028】
予め指定された枚数のウエハ200がボート217に装填されると、炉口シャッタ147によって閉じられていた処理炉202の下端部が、炉口シャッタ147によって、開放される。続いて、ウエハ200群を保持したボート217はシールキャップ219がボートエレベータ115によって上昇されることにより、処理炉202内へ搬入(ローディング)されて行く。
【0029】
ローディング後は、処理炉202にてウエハ200に任意の処理が実施される。
処理後は、図示しないノッチ合わせ装置135でのウエハの整合工程を除き、概上述の逆の手順で、ウエハ200及びポッド110は筐体の外部へ払い出される。
【0030】
次に、
図4〜
図7において、本発明に係る第1の実施例におけるFOUPローダ118について詳細に説明する。
【0031】
図4(a)および
図4(b)に示すようにFOUPローダ118は、FOUPが移動する長手方向に延在して設置される本体ベース93と、本体ベース93に設けられている駆動源(駆動部)として第1のモータ91、第1テーブル96の案内機構としてのガイドレール94、動力伝達機構としてのボールねじ92、ボールねじ92と第1テーブル96との接続機構1
0が配置されており、本体ベース93上でガイドレール94を介して第1テーブル96を上下に摺動(昇降)させることができる。ここで、本体ベース93は、長手方向が垂直方向になるように設置されても良いし、水平方向に設置されても良く、設置空間に応じて適宜変更することができる。なお、ボールねじ92と第1テーブル96との接続は、前記接続機構10を介さずに、直接接続されていても構わない。
【0032】
更に第1のテーブル96には駆動源(駆動部)としての第2のモータ95、案内機構としての第2のガイドレール97、動力伝達機構としての第2ボールねじ98、第2のボールねじ98と第2テーブル99を接続する第2の接続機構11が配置され、第2の接続機構11にFOUPを搬送する搬送部118bが接続されており、第1テーブル96上で第2テーブル99を上下(または左右)に摺動(昇降)させることでFOUPを搬送することができる。なお、ボールねじ98と第2テーブル99との接続は、前記接続機構11を介さずに、直接接続されていても構わない。
【0033】
上述した第1のテーブルおよび第2のテーブル、本体ベースの構成は後述する
図6または
図7に記載する断面図のように併設されており、第1テーブル96と第2テーブル99を制御することにより、FOUPローダ118の伸縮を第1テーブル96の上下(または左右)動と第2テーブル99の上下(または左右)動の2段で行うことができる。
【0034】
大径ウエハ処理装置向けのFOUPローダ118はウェーハ200が入った約25kgものFOUP(ポッド)110を昇降させなければならず、本体ベース93や第1テーブル96には強度が求められる。また第2テーブル99は本体ベース93や第1テーブル96にかける負荷を少しでも軽減できるようにする必要がある。したがって強度を持たせた本体ベース93上にある第1テーブル96のストローク(摺動する長さ)を長くし、第1テーブル96に比べ軽量化された第2テーブル99のストロークは第1テーブル96のストロークに比べ短くなるように構成した方が良い。よって、本体ベース93の全長は第1テーブル96の全長より長くした方が良い。同様に第1テーブル96の全長は第2テーブル99の全長より長くした方が良い。
【0035】
図4において、例として第1テーブル96のストロークnを2、第2テーブル99のストロークmを1とする。(
図4(b)のn:mを2:1とする。)
これら2つの第1テーブル96,第2テーブル99を同期させて伸縮させるには、ボールねじ92、ボールねじ98のリード比も2:1とし、それぞれ2つのモータ91、95を同じ回転数で運転を行う。これにより、全ストロークを第1テーブル96、第2テーブル99をともにスムースに昇降することができる。ここで、2つのモータ91、95を同じ回転数で運転を行うということは、1つの制御信号をそれぞれのモータに供給することができるということである。
上記の手段を用いることにより、上位のコントローラから各モータ91、95への指令を1つの制御信号で複数のモータを制御にすることができる。
上位コントローラからの指令を1つにすることで、2つ以上のモータを用いてテーブル(ワーク)の同期運転を非常に容易にすることができる。
【0036】
図5(a)および
図5(b)を用いて複数のモータにそれぞれ個別の制御信号を使用する場合について、説明する。
図5(a)において、第1のモータ91を制御して、第1のテーブル96を距離A上昇させる。更に、
図5(b)に示すように、第2のモータ95を制御することにより、第2のテーブル99を距離B上昇させる。これにより第2のテーブル99は、A+Bだけ上昇することとなる。本例のようにそれぞれのモータ91、95に別々の制御信号を送ることにより動作を制御することは、細かな位置調整を行うことができる一方、テーブル96、99の位置の組み合わせは無数にあるため、オペレータによるバラツキが生じるだけでなく、位置調整のティーチングにも手間がかかることになる。
テーブルの位置制御を行う対象が、本発明のように、移動しない(固定である)FOUP棚のようなものであれば、前述のように、複数のモータに対して一つの制御信号で動作させる方が、位置調整が容易にできるというメリットが生じる。
このように、複数のモータに対して一つの制御信号でテーブル96、99の位置制御を行うということは、一方のテーブルが動いているときは必ずもう一方のテーブルも同期して動くこととなる。
【0037】
第2の実施例として、ボールねじ92とボールねじ98のリード比を1:1としても、各モータ内に持つ電子ギヤの比率を2:1にすることにより、第1テーブル96、第2テーブル99のスムースな動作を満足することができる。ここで、各モータのギヤ比は、2:1に限らず、適宜自由に選択すればよいことは言うまでもない。
【0038】
図6には、2つのモータを横方向(
図2の装置でいうと、装置の奥行方向)にずらして配置してFOUPローダ118を構成する例を示す。このように2つのモータ91、95を横方向に並べて配置することにより、FOUPローダ118の厚みを減らすことが可能となる。
【0039】
図7には、高さ方向(
図2の装置の高さ方向)に2つのモータを並べて配置した例を示す。この例によれば、FOUPローダ118の幅が小さくなることとり、装置内のスペースが有効活用できる事となる。
【0040】
以上のように、本発明に係るFOUPローダによって、大径化した基板を処理する基板処理装置でも、従来装置と変わらない筐体の高さで、従来同様の基板処理効率を有することが可能となるとともにFOUPローダがそれぞれのFOUP載置箇所にアクセスすることが可能であり、且つ、輸送時には高さ制限以下に収納することができ、搬入後の組み付け・調整の工程を省くことができるという効果がある。
【0041】
また、以上は、本発明の好ましい実施形態を述べたに過ぎず、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【0042】
以上、本発明を実施形態に沿って説明してきたが、ここで本発明の主たる態様を付記する。
【0043】
(付記1)
基板を収容する基板収容容器を搬送する基板処理装置において、
ベース部と、
前記ベース部に配置される第1の駆動部と、
前記第1の駆動部が動作することによって摺動する第1のテーブルと、
前記第1のテーブルに配置される第2の駆動部と、
前記第2の駆動部が動作することによって前記基板収容容器を移動させる第2のテーブルと、を有し、前記基板収容容器を搬送する搬送装置と、
前記第1の駆動部と前記第2の駆動部に接続され、前記第1の駆動部と前記第2の駆動部に信号を送信し、前記第1のテーブルと前記第2のテーブルとが同期して摺動するように制御する制御部と、を有する基板処理装置。
【0044】
(付記2)
前記第1のテーブルが摺動する第1の摺動長さと前記第2のテーブルが摺動する第2の摺動長さは、前記第1の摺動長さの方が前記第2の摺動長さよりも長く設定される付記1に記載の基板処理装置。
【0045】
(付記3)
前記第1のテーブルと前記第2のテーブルは、併設されて同方向に摺動する付記1または2に記載の基板処理装置。
【0046】
(付記4)
前記第1の駆動部と前記第2の駆動部は電子ギヤを有するモータによって構成され、
前記第1の駆動部と前記第2の駆動部の電子ギヤの比率は、2:1となるように設けられている付記1から3のいずれかに記載の基板処理装置
【0047】
(付記5)
基板処理装置の筐体内に設けられた基板収容容器を収容する収納棚へ前記基板収容容器を搬送する搬送装置において、
前記搬送装置は、ベース部と、
前記ベース部に配置される第1の駆動部と、
前記第1の駆動部が動作することによって摺動する第1のテーブルと、
前記第1のテーブルに配置される第2の駆動部と、
前記第2の駆動部が動作することによって前記基板収容容器を移動させる第2のテーブルと、
を有し、
前記第1の駆動部と前記第2の駆動部は、制御信号を受信して前記第1のテーブルと第2のテーブルを同期して摺動させる搬送装置。
【0048】
(付記6)
前記第1のテーブルが摺動する第1の摺動長さと前記第2のテーブルが摺動する第2の摺動長さは、前記第1の摺動長さの方が前記第2の摺動長さよりも長く設定される付記3に記載の搬送装置。
【0049】
(付記7)
ベース部と前記ベース部に配置される第1の駆動部と前記第1の駆動部が動作することによって摺動する第1のテーブルと前記第1のテーブルに配置される第2の駆動部と前記第2の駆動部が動作することによって前記基板収容容器を移動させる第2のテーブルとを有し、基板を収容する基板収容容器を搬送する搬送装置と、前記搬送装置を制御する制御部とを備える基板処理装置の基板処理方法において、
前記搬送装置が前記基板収容容器を保持し、前記第1の駆動部と前記第2の駆動部が前記制御部からの信号を受信し前記第1のテーブルと前記第2のテーブルを同期して摺動させ、前記基板収容容器を所定の位置に搬送する工程と、
前記搬送された基板収容容器から基板を搬出する工程と、
前記搬出された基板を処理する工程と、
を有する基板処理方法。
【0050】
(付記8)
基板収容容器を搬送する基板処理装置において、
本体ベースと、
前記本体ベースに配置される第1のモータと、
前記第1のモータに接続される第1のボールねじと、
前記第1のボールねじと接続される第1のテーブルと、
前記第1のテーブルに配置された第2のモータと、
前記第2のモータに接続される第2のボールねじと、
前記第2のボールねじと接続される第2のテーブルと、
を備え、
前記第1のモータ及び第2のモータへ同一の信号を送信する制御部と
を備えた基板処理装置。