被処理体の搬送機構及び処理システム
【課題】 高速搬送ができ、しかも、被処理体の位置ずれも生ずることのない被処理体の搬送機構を提供する。
【解決手段】 薄い板状の被処理体Ｗを搬送するために比較的長い共通搬送エリア６内に設けられた搬送機構４０において、前記共通搬送エリアの長手方向に沿って設けられる案内レール４２と、前記案内レールに沿って移動可能になされた移動体４４Ａと、前記移動体に設けられて、前記被処理体の周縁部の下側角部に係合される断面Ｌ字状の係合段部８２，８４を有する複数の被処理体支持支柱８０とを備える。これにより、被処理体を上記係合段部により保持することにより、高速搬送ができ、しかも、被処理体の位置ずれが生ずることも防止する。
【解決手段】 薄い板状の被処理体Ｗを搬送するために比較的長い共通搬送エリア６内に設けられた搬送機構４０において、前記共通搬送エリアの長手方向に沿って設けられる案内レール４２と、前記案内レールに沿って移動可能になされた移動体４４Ａと、前記移動体に設けられて、前記被処理体の周縁部の下側角部に係合される断面Ｌ字状の係合段部８２，８４を有する複数の被処理体支持支柱８０とを備える。これにより、被処理体を上記係合段部により保持することにより、高速搬送ができ、しかも、被処理体の位置ずれが生ずることも防止する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエハ等の被処理体の搬送機構及び処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体デバイスの製造工程においては、半導体製造装置の真空処理室内に半導体ウエハ等の被処理体を搬入し、減圧雰囲気下で所定の処理を行うが、デバイスを完成するまでにはウエハ上への成膜、エッチング、加熱等の処理が多数回繰り返し行われるのが一般的である。この場合、個々の真空処理装置を別個独立に何ら関係なく設けて、処理内容に応じて個々の真空処理装置間にウエハを搬送し、受け渡すように構成すると、ウエハの搬送、受け渡しの都度、処理装置内或いはこれに連結されるロードロック室内の真空を破ることになり、真空引き操作に多くの時間を要してスループットが低下してしまう。そこで、処理の効率化を図るために例えば多角形状に形成した真空の共通搬送室に複数の真空処理装置をゲートバルブを介して連通・密閉可能に連結してなる、いわゆるクラスタ装置が開発された。このクラスタ装置によれば、ウエハは処理態様に応じて真空処理装置間を移動すれば良く、処理装置内の真空を破ることなくプロセスを一貫的に行うことができ、効率的な処理が可能となる。また、クラスタ装置間は、自動搬送装置（ＡＧＶ或いはＲＧＶ）等で低速で大量に搬送されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、今日のように半導体デバイスの高密度化、高集積化の要求が高まり、且つまた処理の更なる効率化及び成膜種類の増加等の要請により、従来必要とされていた処理装置の数、例えば３個よりももっと多くの数、例えば５個或いはそれ以上の数の処理装置を共通搬送室に連結する必要が生じている。また、少量多品種の半導体デバイスの要求もあり、より多くの種類の処理装置が必要とされている。この場合、従来装置にて用いていた多角形状の真空共通搬送室の直径を大きくしてその周辺部に必要数の真空処理装置を連結することも考えられるが、共通搬送室の直径を大きくすると内部が真空であることからその分、共通搬送室の天井部や底部の強度を大幅に向上しなければならず、容器天井部等の厚みがかなり大きくなって現実的ではない。
【０００４】そこで、特開平４−２８８８１２号公報、特開平６−３４９９３１号公報や特開平８−１１９４０９号公報等に開示されているように、横長の共通搬送室を形成してこの側壁全体にカセット室や多数の真空処理室を配置し、搬送室内部に旋回、伸縮可能な搬送アームを通常のリニア移動機構により直線的に移動可能に設けることも提案されている。しかしながら、この場合には、処理装置等の種類が多くなる程、共通搬送室の長さも長くなるが、この水平移動可能な搬送アームはかなりの重量物であることから、これを高速移動させることはかなり困難であり、従来の搬送アームにおいてその最大移動速度はせいぜい１ｍ／秒程度である。これがために、共通搬送室の長さが長くなる程、そのスループットが大幅に低下してしまう、といった問題があった。
【０００５】また、リニアモータのパワーを大きくして移動速度の高速化を達成したとしても、この種の水平移動可能な搬送アームは、その表面に単に半導体ウエハを載置しているだけであり、急激な加速時及び急激な減速時に搬送アームに載置支持されているウエハ自体に慣性により位置ずれが生じてしまう、といった問題もあった。特に、この種の問題は、ウエハサイズが８インチから１２インチへ移行するに従って個々の処理装置自体の寸法も大きくなり、しかも、あるプロセスから他のプロセスへ処理を移る際に、その時の膜厚やエッチング時の穴深さ等も計測検査したい要請もあり、これらの検査装置もシステムに組み込むために上記共通搬送室は益々長くなる傾向にあり、上記した問題点の解決が強く望まれている。本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、高速搬送ができ、しかも、被処理体の位置ずれも生ずることのない被処理体の搬送機構及び処理システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、薄い板状の被処理体を搬送するために比較的長い共通搬送エリア内に設けられた搬送機構において、前記共通搬送エリアの長手方向に沿って設けられる案内レールと、前記案内レールに沿って移動可能になされた移動体と、前記移動体に設けられて、前記被処理体の周縁部の下側角部に係合される断面Ｌ字状の係合段部を有する複数の被処理体支持支柱とを備えたことを特徴とする被処理体の搬送機構である。これにより、搬送アーム部を設けていないので、移動体自体が軽量化して高速移動が可能であり、しかも、被処理体は被処理体支持支柱の係合段部に係合された状態で保持されているので、急激な加速及び急激な減速を行っても、保持されている被処理体に位置ずれが生ずることはなく、しかも、スループットも向上させることが可能となる。
【０００７】例えば、請求項２に規定するように、前記係合段部は、前記被処理体支持支柱に上下に所定の間隔を隔てて複数設けられている。これにより、例えば２つの係合段部を設けている場合には、一方の係合段部に被処理体を保持させて、他方の係合段部を空状態にして所定の搬送位置まで移動すれば、被処理体の置き換え、或いは入れ換えを行うことが可能となる。また、例えば請求項３に規定するように、前記係合段部の上部には、前記被処理体を前記係合段部に落とし込めるためにテーパ状になされたテーパ滑落面が形成されている。
【０００８】これによれば、被処理体を搬送機構で搬送する際に、搬送機構への移載時に被処理体に位置ずれが生じても、この被処理体の周縁部はテーパ滑落面に当接してこれを滑り落ちるようになり、この結果、被処理体を係合段部に確実に落とし込めてこれを保持することが可能となる。また、例えば請求項４に規定するように、前記移動体へは非接触給電機構を用いて電力が供給されるようにしてもよい。これによれば、移動体は給電線コードを引きずることなく移動できるので、更に、高速移動が可能となる。この場合、例えば請求項５に規定するように、前記非接触給電機構は、前記案内レールに沿って設けられた給電用高周波発振アンテナ部材と、前記アンテナ部材に対して非接触で近接させた状態で前記移動体に設けられた電力受信部とよりなる。
【０００９】また、例えば請求項６に規定するように、前記移動体には、光通信により移動指令信号を受けるための光通信部が設けられるようにしてもよい。これによれば、通信用のケーブルを用いることなく移動体は移動できるので、また更に、高速移動が可能となる。請求項７に係る発明は、上記搬送機構を用いた処理システムであり、すなわち、薄い板状の被処理体に所定の処理を施す処理システムにおいて、比較的長い共通搬送エリアと、前記共通搬送エリアに連設されて前記被処理体を複数枚収容可能なカセット容器を載置するカセットステーションと、前記共通搬送エリアに連設されて前記被処理体に対して所定の処理を施す処理装置と、前記共通搬送エリア内に設けられて前記被処理体を搬送する搬送機構と、前記搬送機構に対して前記被処理体を移載する移載アーム機構とを備え、前記搬送機構は、前記共通搬送エリアの長手方向に沿って設けられる案内レールと、前記案内レールに沿って移動可能になされた移動体と、前記移動体に設けられて、前記被処理体の周縁部の下側角部に係合される断面Ｌ字状の係合段部を有する複数の被処理体支持支柱とを有することを特徴とする被処理体の処理システムである。
【００１０】この場合、例えば請求項８に規定するように、前記共通搬送エリアには、前記被処理体の検査を行う検査装置が連設されるようにしてもよい。また、例えば請求項９に規定するように、前記共通搬送エリアには、前記被処理体の位置決めを行う位置決め装置が設けられているようにしてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる被処理体の搬送機構及び処理システムの一実施例を添付図面に基いて詳述する。図１は本発明に係る被処理体の搬送機構を有する処理システムの平面図、図２は図１に示す搬送機構を示す斜視図、図３は図１に示す搬送機構の側面図、図４は搬送機構の被処理体支持支柱を示す斜視図、図５は被処理体を保持した搬送機構を示す概略平面図、図６は光通信の形態を説明する説明図、図７は係合段部に被処理体を載置する時の状態を示す図、図８は被処理体がテーパ滑落面を滑って係合段部に保持される時の状態を示す図である。
【００１２】図示するようにこの処理システム２は、アルミニウム等により形成された断面矩形の比較的長い箱状の共通搬送室４を有しており、この内部は共通搬送エリア６として構成されて窒素ガスや清浄空気に満たされている。この共通搬送室４の長手方向は、例えば１０ｍ以上の長さに設定されており、その長手方向に沿った側壁には、各種の処理装置８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ、８Ｆ及び検査装置１０がそれぞれ所定の間隔を隔てて連設されている。具体的には、上記各処理装置８Ａ〜８Ｆは、窒素ガス等の不活性ガスの供給及び真空排気が可能になされたロードロック室１２Ａ〜１２Ｆをそれぞれ有しており、各ロードロック室１２Ａ〜１２Ｆはそれぞれゲートバルブ１４Ａ〜１４Ｆを介して上記共通搬送室４に連設されて、共通搬送エリア６と連通及び遮断が可能になされている。そして、各ロードロック室１２Ａ〜１２Ｆ内には被処理体である半導体ウエハを一時的に載置して保持するための例えば上下２段のバッファ台１６Ａ〜１６Ｆやこのバッファ台１６Ａ〜１６Ｆ上のウエハを後述する処理室との間で移載する屈曲及び旋回可能になされた移載アーム１８Ａ〜１８Ｆがそれぞれ設けられる。そして、処理装置８Ｆを除いて各処理装置８Ａ〜８Ｅの各ロードロック室１２Ａ〜１２Ｅには、半導体ウエハに対して実際に所定の処理を行うための処理室２０Ａ〜２０Ｅがそれぞれゲートバルブ２２Ａ〜２２Ｅを介して連設されている。
【００１３】これに対して、処理装置８Ｆは、それ自体で複数、図示例では３つの処理室２０Ｆ〜２０Ｈを有する、いわゆるクラスタ装置として構成されており、この各処理室２０Ｆ〜２０Ｈは真空引き可能になされたトランスファチャンバ２４にそれぞれゲートバルブ２２Ｆ〜２２Ｈを介して連設されている。そして、このトランスファチャンバ２４は、ゲートバルブ２２Ｉを介して上記ロードロック室１２Ｆに接続される。また、このトランスファチャンバ２４内には、上記ロードロック室１２Ｆとトランスファチャンバ２４に連設された各処理室２０Ｆ〜２０Ｈとの間でウエハの移載を行うために、屈伸及び旋回等が可能になされた移載アーム１８Ｇが設けられる。上記各処理室２０Ａ〜２０Ｈとしては、ＣＶＤ処理、プラズマエッチング処理、酸化拡散処理、アニール処理等を必要に応じてできるものを適宜組み合わせて用いることができる。また、上記処理装置８Ａ〜８Ｅのいずれかが洗浄装置や露光装置等のように大気圧中で使用する装置である場合には、その処理室はロードロック室を介することなく共通搬送室４に連通状態で接続されるか、又は大気圧雰囲気であるバッファ室を介して共通搬送室４に接続される。
【００１４】また、検査装置１０は、上記共通搬送室４に連通状態で接続されており、この検査装置１０としては、例えばウエハ上に堆積された膜の厚さを測定する膜厚測定機やエッチングにより形成したホールの深さを測定する深さ測定機や半導体素子の動作を検査するプローバ等を用いることができる。この場合、ウエハを真空中で測定する必要がある場合には、この前段に前述したようなロードロック室を設けるようにする。尚、図示例では、処理装置８Ｃ、８Ｄ間が大きく離間されており、必要に応じてこれらの間にも他の処理装置を増設することができる。
【００１５】一方、共通搬送室４の長手方向の一方の側壁には、開閉可能になされたゲートドア３０を介してカセットステーション３４が連設されており、このカセットステーション３４上にカセット容器３２を載置して待機させるようになっている。このカセット容器３２内には、複数枚、例えば２５枚の半導体ウエハＷを多段に、密閉状態で、或いは開放状態で載置できるようになっている。そして、この共通搬送室４内に、本発明の特徴とする搬送機構４０が設けられており、半導体ウエハＷを上記カセットステーション３４や各処理装置８Ａ〜８Ｆや検査装置１０等に対して搬送し得るようになっている。具体的には、この搬送機構４０は、この共通搬送エリア６の長手方向に沿って形成された案内レール４２と、この案内レール４２に沿って移動可能になされた２つの移動体４４Ａ、４４Ｂとにより主に構成される。尚、この移動体は１つ或いは３個以上設けてもよく、また、両移動体４４Ａ、４４Ｂ及びこれ付属する部材の物理的構造は全く同様に構成されているので、移動体及びこれに付属する部材の構成については、以後、一方の移動体４４Ａを例にとって説明する。
【００１６】まず、図２にも示すように、上記案内レール４２は、共通搬送室４内の略中央にその長手方向に沿って起立させて配置固定したレール基台４６の側壁に、上下２本平行に固定して設けられている。そして、この案内レール４２に、スライド軸受４８を介して上記移動体４４Ａ（４４Ｂ）が摺動移動可能に取り付けられる。また、上記２本の案内レール４２間には、これに沿ってリニアモータの固定子５０が設けられると共に、これに対向する部分の移動体４４Ａには可動子５２が設けられており、この固定子５０と可動子５２とでリニアモータ５４を構成してこの移動体４４Ａの推進力を得るようになっている。
【００１７】更に、この移動体４４Ａには、上記固定子５０へ電力を供給するための非接触給電機構５６が設けられており、給電コードの引き回しを不要としている。具体的には、上記非接触給電機構５６は、上記案内レール４２に沿って設けられた給電用高周波発振アンテナ部材５８と、上記移動体４４Ａにこのアンテナ部材５８に非接触で近接させて対向させて配置した電力受信部６０とよりなる。そして、上記アンテナ部材５８に、例えば１０ＫＨｚ程度の高周波を流すことにより発振させた電力を上記電力受信部６０にて受信することにより、リニアモータ５４の可動子５２で使用する電力や後述する移動体４４Ａの制御部７６Ａ等で使用する電力を得るようになっている。また、この移動体４４Ａには、移動指令信号を外部より受けるための光通信部６２Ａが設けられる。具体的には、上記光通信部６２Ａと上記電力受信部６０との間には、通信用レーザ光を通すためのレーザ通過路６４Ａ（図２参照）が形成されており、図１及び図６R>６にも示すように共通搬送室４の長手方向の一方の側壁に、移動指令信号により変調された通信用レーザ光ＬＡを発射するレーザ発信部６６が設けられており、この通信用レーザ光ＬＡを上記案内レール４２に沿って発射してこれを上記レーザ通過路６４Ａに通すようになっている。
【００１８】そして、図６にも示すように、この通信用レーザ光ＬＡは、両移動体４４Ａ、４４Ｂの各レーザ通過路６４Ａ、６４Ｂを貫くように通過し、そして、各レーザ通過路６４Ａ、６４Ｂには、略半分の光を反射して残りの半分の光を透過させるハーフミラー６８Ａ、６８Ｂがそれぞれ設けられており、この反射レーザ光を各光通信部６２Ａ、６２Ｂの受光素子７０Ａ、７０Ｂにて受けるようになっている。また、上記共通搬送室４の長手方向の他方の側壁には、モニタ部７２が設けられており、このモニタ用受光素子７４で上記通信用レーザ光ＬＡを受けてこのモニタを行うようになっている。この光通信では、上記移動体４４Ａと４４Ｂを区別するために、例えば両移動体４４Ａと４４Ｂのアドレスを変えるようにして通信用レーザ光ＬＡを発射している。そして、両移動体４４Ａと４４Ｂには、それぞれの移動動作をコントロールするための例えばマイクロコンピュータ等よりなる制御部７６Ａ、７６Ｂが設けられているのは勿論である。尚、上記光通信に替えて、上記給電用高周波発振アンテナ部材５８に、これに流す高周波とは周波数の異なる通信用の信号を重畳して、これを各移動体４４Ａと４４Ｂ側で受信するようにしてもよい。
【００１９】図１及び図２に戻って、このように構成された移動体４４Ａ（４４Ｂ）の上部に、半導体ウエハＷの周縁部と係合してこれを保持するために本発明の特徴とする複数本の被処理体支持支柱８０が設けられる。具体的には、本実施例では上記被処理体支持支柱８０は移動体４４Ａの上部に当間隔で正方形状に４本起立させて設けており、この４本の支持支柱８０でウエハＷの周縁部を支持してこれを搬送し得るようになっている。すなわち、上記４本の支持支柱８０は、全て同じ形状に構成されており、その内の１本の支持支柱８０を図４に拡大して示している。この各支持支柱８０の内側には、上下に複数段、図示例では上下２段に所定の間隔を隔てて断面Ｌ字状の係合段部８２、８４が形成されている。この係合段部８２、８４は、半導体ウエハＷの周縁部と略同じ曲率で円弧形状になされており、図５にも示すようにウエハＷの周縁部の下側角部を、上記断面Ｌ字状の係合段部８２、８４に係合させて、これを４点支持で保持し得るようになっている（図７参照）。
【００２０】ここで図７を参照して、ウエハＷの直径を１２インチ（＝３００ｍｍ）とした場合、ウエハＷの厚さＨ１は０．７〜０．８ｍｍ程度、各係合段部８２、８４の高さＨ２は２〜３ｍｍ程度、適正に中心位置に載置されたウエハＷの外周面と、各係合段部８２、８４の側面８２Ａ、８４Ａとの間の距離Ｈ３は０．２５〜０．５ｍｍ程度、上下の係合段部８２、８４間の距離Ｈ４は２０ｍｍ程度にそれぞれ設定されている。従って、ウエハＷの搬送時に、この係合段部８２、８４の側面８２Ａ、８４ＡにてウエハＷの外周側面をブロックすることにより、この位置ずれを防止するようになっている。そして、上下の各係合段部８２、８４の上部には、位置ずれ状態で移送されてきた半導体ウエハＷを滑らせて落とし込めるために、上方外側方向へすり鉢状に拡径されてテーパ状になされたテーパ滑落面８６、８８がそれぞれ形成されており、位置ずれのウエハをこのテーパ滑落面８６上を滑落させて各係合段部８２、８４にて適正に支持させるようになっている。
【００２１】この場合、各テーパ滑落面８６、８８の傾斜角度θ（図７参照）は、ウエハを効果的に滑落させるために例えば２０度〜３０度の範囲に設定するのがよい。また、上側の係合段部８２と下側の係合段部８４のテーパ滑落面８８との間には、ウエハＷの周縁部を支持支柱８０に対して干渉乃至衝突させることなく通過させるためのウエハ挿通切れ込み９０（図４及び図７参照）が支持支柱８０の両端側に形成されている。このウエハ挿通切れ込み９０の幅Ｈ５は、１０ｍｍ程度に設定されている。また、下側の係合段部８４の下方には、後述する移載アーム機構のフォークを抜くための遊び空間９２が形成されている。そして、図１に戻って、カセットステーション３４の近傍の共通搬送エリア６内には、ウエハＷを保持して回転させる回転台９４と、このウエハＷの周縁部の位置目印、すなわちオリエンテーションフラットやノッチを検出するための光学式のラインセンサ等を含む光学検出器９６とよりなる位置決め装置９８が設けられており、ウエハＷの位置決めを行うようになっている。尚、この位置決め装置９８は、共通搬送室４の側壁に連設するようにしてもよい。
【００２２】そして、上記案内レール４２と、上記カセットステーション３４、検査装置１０及びほとんどのロードロック室１２Ａ〜１２Ｆとの間には、屈伸、旋回及び上下動可能になされた移載アーム機構１００〜１１２が設けられており、各移載アーム機構１００〜１１２の先端に設けた２股状のフォーク１００Ａ〜１１２ＡによりウエハＷの下面を保持してこれを移載するようになっている。ここで、図示例では２つのロードロック１２Ｂと１２Ｃに対しては共通に使用するために、他の移載アーム機構とは異なって変則的に動作する１つの移載アーム機構１０６を設けている。また、各ロードロック室内に設けた移載アームによって搬送機構４０上に保持されているウエハＷを移載できる場合には、それに対応する共通搬送エリア６内の移載アーム機構を設けなくてもよい。
【００２３】次に、以上のように構成された本実施例の動作について説明する。まず、未処理のウエハＷをカセット容器３２に収容した状態で、このカセット容器３２をカセットステーション３４上に載置し、このゲートドア３０を開く。そして、このゲートドア３０の直前に位置する移載アーム機構１００を駆動してこのフォーク１００Ａで未処理の半導体ウエハＷを保持し、これを隣の位置決め装置９８の回転台９４上に載置して回転させることによって光学検出器９６にてウエハＷの周縁部を検出し、このウエハの位置決めを行う。この位置決め後のウエハは、再びこの移載アーム機構１００によって適正な状態で保持され、このウエハＷを搬送機構４０の移動体４４Ａの上部に設けた支持支柱８０のいずれか一方の係合段部８２或いは８４に保持させる。この場合、他方の係合段部８２或いは８４は空状態にして、処理済みのウエハと置き換え、或いは入れ替えが可能な状態としておくのが好ましい。
【００２４】このようにして、係合段部８２或いは８４に保持されたウエハＷは、この移動体４４Ａに設けたリニアモータ５４の可動子５２とレール基台４６に設けた固定子５０とを駆動させることにより、移動体４４Ａを案内レール４２に沿って所望する位置まで高速で移動させ、所望する処理を行う処理装置８Ａ〜８Ｆの内のいずれかの処理装置、例えば８Ａの前で停止させる。そして、このウエハＷを対応する移載アーム機構１０４で、移動体４４Ａ上から受け取り、これを予め圧力調整されているロードロック室１２Ａ内のバッファ台１６Ａ上へ移載する。そして、以後、このウエハＷに対して、処理室２０Ａ内で所定の処理を施す。このようにして、１つの処理装置８Ａでの処理が終了したならば、前述したと同様な方法で移載アーム機構１０２を駆動し、上記処理済みのウエハＷを搬送機構４０に戻す。そして、このウエハを次に処理すべき処理装置まで高速移動させ、以下同様にして必要な処理を順次行って行く。また、必要であれば、成膜の厚さやエッチングした穴の深さを検査装置１０にて測定する。
【００２５】また、クラスタ化されている処理装置８においては、この各処理室２０Ｆ〜０２Ｈにて必要な処理がウエハに対して順次行われる。また、カセット容器３２と搬送機構４０との間でウエハＷの受け渡しを行う場合には、カセットステーション３４側に位置する移動体４４Ａを用いるが、それ以外の場合には、プロセスのスケジュールに合わせて２つの移動体４４Ａ、４４Ｂの内のどちらの移動体を用いてもよいし、両移動体４４Ａ、４４Ｂは互いに干渉しない範囲で個別に制御されている。ここで、各移動体４４Ａ、４４Ｂとの間でウエハＷを移載する時の状況について図７及び図８も参照して説明する。図７及び図８では代表として移載アーム機構１０４を用いて一方の移動体４４Ａとの間でウエハＷを移載する場合を示している。
【００２６】まず、図７において、移動体４４Ａの上段の係合段部８２にウエハＷを載置する場合には、この係合段部８２の上方にて実線で示す位置に、移載アーム機構１０４のフォーク１０４Ａ上に保持したウエハＷを水平移動させることによってここに位置させ、このフォーク１０４Ａをそのまま降下させることにより一点鎖線で示すようにウエハＷの周縁部を４つの係合段部８２に嵌装させてここに支持させる。尚、フォーク１０４Ａは、この係合段部８２より更に僅かに降下させて引き抜けばよい。そして、係合段部８２に支持されているこのウエハＷをフォーク１０４Ａで取りに行く場合には、上記と逆の操作を行えばよい。また、移動体４４Ａの下段の係合段部８４にウエハＷを載置する場合には、この係合段部８４と上段の係合段部８２との間に、図７中にて一点鎖線で示すように、移載アーム機構１０４のフォーク１０４Ａ上に保持したウエハＷを水平移動させることによってここに位置させ、このフォーク１０４Ａをそのまま降下させることにより実線で示すようにウエハＷの周縁部を４つの係合段部８４に嵌装させてここに支持させる。尚、フォーク１０４Ａは、この係合段部８４より更に僅かに降下させて遊び空間９２に位置させた後に引き抜けばよい。ここで、両係合段部８２、８４間にウエハＷを位置させる時、水平移動されるウエハＷの周縁部は、両係合段部８２、８４間に途中まで形成されたウエハ挿入切れ込み９０を通るので、これが衝突することはない。そして、係合段部８４に支持されているこのウエハＷをフォーク１０４Ａで取りに行く場合には、上記と逆の操作を行えばよい。
【００２７】また、この４つの係合段部８２、８４は、４方向に対して全て対称に設けられているので、この４方向のどちらかでも上述のようにウエハＷの移載が可能である。上述したように、係合段部８２或いは８４に保持されたウエハＷは、その外周面と各係合段部８２、８４の側面８２Ａ、８４Ａとの間の距離Ｈ３が０．２５〜０．５ｍｍ程度なので、例えば５ｍ／秒程度の高速移動を行うために急激な加速、或いは急激な減速を行ってウエハＷが横滑りしても、その横滑りは上記側面８２Ａ、８４Ａによりブロックされて停止するので、ウエハＷは許容量以上の位置ずれを生ずることはない。
【００２８】また、図８に示すように、例えば係合段部８２にウエハＷを載置する際に、万一、このウエハＷに位置ずれが生じていた場合には、その位置ずれ方向に位置するウエハの周縁部が係合段部８２の上部に設けたテーパ滑落面８６と接触してここを滑り落ちるように移動するので、結果的に、このウエハＷは位置ずれが修正されて適正な位置状態となるので、ウエハＷの位置ずれを修正してこれを係合段部８２により支持することができる。また、従来装置のように、移動体にアーム機構を設けていないので、その分、全体の重量を軽減でき、上述したようにウエハの位置ずれを生ずることなくウエハの高速移動を行うことが可能となる。更には、リニアモータ５４への給電は、図２にも示すように給電用高周波発振アンテナ部材５８と電力受信部６０とよりなる非接触給電機構５６を用いて行っているので、従来装置のような給電コードによる制限がなくなり、移動体を更に高速で、且つ長距離な移動を行うことが可能となる。
【００２９】図９は本発明の搬送機構の変形例を示す側面図であるが、移動体４４Ａの各被処理体支持支柱８０の更に上方に、所定の間隔を隔てて平板状の天井板１２２を支持バー１２０で支持させるようにして設けるようにしてもよい。これによれば、落下してくるパーティクル等をこの天井板１２２により受けることができるので、この移動体４４Ａに保持されているウエハをパーティクルの付着から保護することが可能となる。また、ここでは１つの移動体に上下２段の係合段部を設けた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、これを１段だけ或いは３段以上設けるようにしてもよい。更には、搬送されるウエハサイズも１２インチに限定されず、６インチ、或いは８インチサイズのウエハにも適用することができる。また、ここでは共通搬送エリア６を共通搬送室４により形成された空間として規定したが、これに限定されず、共通搬送室４を設けないで、周囲が開放された空間を共通搬送エリア６としてここで被処理体を搬送するようにしてもよい。尚、以上の各実施例においては、被処理体として半導体ウエハを処理する場合について説明したがこれに限定されず、例えばＬＣＤ基板、ガラス基板等を処理する場合にも適用し得るのは勿論である。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明の被処理体の搬送機構及び処理システムによれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。請求項１、７、８、９に係る発明によれば、搬送アーム部を設けていないので、移動体自体が軽量化して高速移動が可能であり、しかも、被処理体は被処理体支持支柱の係合段部に係合された状態で保持されているので、急激な加速及び急激な減速を行っても、保持されている被処理体に位置ずれが生ずることはなく、しかも、スループットも向上させることができる。請求項２に係る発明によれば、例えば２つの係合段部を設けている場合には、一方の係合段部に被処理体を保持させて、他方の係合段部を空状態にして所定の搬送位置まで移動すれば、被処理体の置き換え、或いは入れ換えを行うことができる。請求項３に係る発明によれば、被処理体を搬送機構で搬送する際に、搬送機構への移載時に被処理体に位置ずれが生じても、この被処理体の周縁部はテーパ滑落面に当接してこれを滑り落ちるようになり、この結果、被処理体を係合段部に確実に落とし込めてこれを保持することができる。請求項４、５に係る発明によれば、移動体は給電線コードを引きずることなく移動できるので、更に、高速で、且つ長距離な移動ができる。請求項６に係る発明によれば、通信用のケーブルを用いることなく移動体は移動できるので、また更に、高速で、且つ長距離な移動ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る被処理体の搬送機構を有する処理システムの平面図である。
【図２】図１に示す搬送機構を示す斜視図である。
【図３】図１に示す搬送機構の側面図である。
【図４】搬送機構の被処理体支持支柱を示す斜視図である。
【図５】被処理体を保持した搬送機構を示す概略平面図である。
【図６】光通信の形態を説明する説明図である。
【図７】係合段部に被処理体を載置する時の状態を示す図である。
【図８】被処理体がテーパ滑落面を滑って係合段部に保持される時の状態を示す図である。
【図９】本発明の搬送機構の変形例を示す側面図である。
【符号の説明】
２ 処理システム
４ 共通搬送室
６ 共通搬送エリア
８Ａ〜８Ｆ 処理装置
１０Ａ 検査装置
２０Ａ〜２０Ｈ 処理室
３２ カセット容器
３４ カセットステーション
４０ 搬送機構
４２ 案内レール
４４Ａ，４４Ｂ 移動体
４６ レール基台
５４ リニアモータ
５６ 非接触給電機構
５８ 給電用高周波発振アンテナ部材
６０ 電力受信部
６２Ａ 光通信部
８０ 被処理体支持支柱
８２，８４ 係合段部
８６，８８ テーパ滑落面
９０ ウエハ挿通切れ込み
９８ 位置決め装置
１００〜１１２ 移動アーム機構
１００Ａ〜１１２Ａ フォーク
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエハ等の被処理体の搬送機構及び処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体デバイスの製造工程においては、半導体製造装置の真空処理室内に半導体ウエハ等の被処理体を搬入し、減圧雰囲気下で所定の処理を行うが、デバイスを完成するまでにはウエハ上への成膜、エッチング、加熱等の処理が多数回繰り返し行われるのが一般的である。この場合、個々の真空処理装置を別個独立に何ら関係なく設けて、処理内容に応じて個々の真空処理装置間にウエハを搬送し、受け渡すように構成すると、ウエハの搬送、受け渡しの都度、処理装置内或いはこれに連結されるロードロック室内の真空を破ることになり、真空引き操作に多くの時間を要してスループットが低下してしまう。そこで、処理の効率化を図るために例えば多角形状に形成した真空の共通搬送室に複数の真空処理装置をゲートバルブを介して連通・密閉可能に連結してなる、いわゆるクラスタ装置が開発された。このクラスタ装置によれば、ウエハは処理態様に応じて真空処理装置間を移動すれば良く、処理装置内の真空を破ることなくプロセスを一貫的に行うことができ、効率的な処理が可能となる。また、クラスタ装置間は、自動搬送装置（ＡＧＶ或いはＲＧＶ）等で低速で大量に搬送されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、今日のように半導体デバイスの高密度化、高集積化の要求が高まり、且つまた処理の更なる効率化及び成膜種類の増加等の要請により、従来必要とされていた処理装置の数、例えば３個よりももっと多くの数、例えば５個或いはそれ以上の数の処理装置を共通搬送室に連結する必要が生じている。また、少量多品種の半導体デバイスの要求もあり、より多くの種類の処理装置が必要とされている。この場合、従来装置にて用いていた多角形状の真空共通搬送室の直径を大きくしてその周辺部に必要数の真空処理装置を連結することも考えられるが、共通搬送室の直径を大きくすると内部が真空であることからその分、共通搬送室の天井部や底部の強度を大幅に向上しなければならず、容器天井部等の厚みがかなり大きくなって現実的ではない。
【０００４】そこで、特開平４−２８８８１２号公報、特開平６−３４９９３１号公報や特開平８−１１９４０９号公報等に開示されているように、横長の共通搬送室を形成してこの側壁全体にカセット室や多数の真空処理室を配置し、搬送室内部に旋回、伸縮可能な搬送アームを通常のリニア移動機構により直線的に移動可能に設けることも提案されている。しかしながら、この場合には、処理装置等の種類が多くなる程、共通搬送室の長さも長くなるが、この水平移動可能な搬送アームはかなりの重量物であることから、これを高速移動させることはかなり困難であり、従来の搬送アームにおいてその最大移動速度はせいぜい１ｍ／秒程度である。これがために、共通搬送室の長さが長くなる程、そのスループットが大幅に低下してしまう、といった問題があった。
【０００５】また、リニアモータのパワーを大きくして移動速度の高速化を達成したとしても、この種の水平移動可能な搬送アームは、その表面に単に半導体ウエハを載置しているだけであり、急激な加速時及び急激な減速時に搬送アームに載置支持されているウエハ自体に慣性により位置ずれが生じてしまう、といった問題もあった。特に、この種の問題は、ウエハサイズが８インチから１２インチへ移行するに従って個々の処理装置自体の寸法も大きくなり、しかも、あるプロセスから他のプロセスへ処理を移る際に、その時の膜厚やエッチング時の穴深さ等も計測検査したい要請もあり、これらの検査装置もシステムに組み込むために上記共通搬送室は益々長くなる傾向にあり、上記した問題点の解決が強く望まれている。本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、高速搬送ができ、しかも、被処理体の位置ずれも生ずることのない被処理体の搬送機構及び処理システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、薄い板状の被処理体を搬送するために比較的長い共通搬送エリア内に設けられた搬送機構において、前記共通搬送エリアの長手方向に沿って設けられる案内レールと、前記案内レールに沿って移動可能になされた移動体と、前記移動体に設けられて、前記被処理体の周縁部の下側角部に係合される断面Ｌ字状の係合段部を有する複数の被処理体支持支柱とを備えたことを特徴とする被処理体の搬送機構である。これにより、搬送アーム部を設けていないので、移動体自体が軽量化して高速移動が可能であり、しかも、被処理体は被処理体支持支柱の係合段部に係合された状態で保持されているので、急激な加速及び急激な減速を行っても、保持されている被処理体に位置ずれが生ずることはなく、しかも、スループットも向上させることが可能となる。
【０００７】例えば、請求項２に規定するように、前記係合段部は、前記被処理体支持支柱に上下に所定の間隔を隔てて複数設けられている。これにより、例えば２つの係合段部を設けている場合には、一方の係合段部に被処理体を保持させて、他方の係合段部を空状態にして所定の搬送位置まで移動すれば、被処理体の置き換え、或いは入れ換えを行うことが可能となる。また、例えば請求項３に規定するように、前記係合段部の上部には、前記被処理体を前記係合段部に落とし込めるためにテーパ状になされたテーパ滑落面が形成されている。
【０００８】これによれば、被処理体を搬送機構で搬送する際に、搬送機構への移載時に被処理体に位置ずれが生じても、この被処理体の周縁部はテーパ滑落面に当接してこれを滑り落ちるようになり、この結果、被処理体を係合段部に確実に落とし込めてこれを保持することが可能となる。また、例えば請求項４に規定するように、前記移動体へは非接触給電機構を用いて電力が供給されるようにしてもよい。これによれば、移動体は給電線コードを引きずることなく移動できるので、更に、高速移動が可能となる。この場合、例えば請求項５に規定するように、前記非接触給電機構は、前記案内レールに沿って設けられた給電用高周波発振アンテナ部材と、前記アンテナ部材に対して非接触で近接させた状態で前記移動体に設けられた電力受信部とよりなる。
【０００９】また、例えば請求項６に規定するように、前記移動体には、光通信により移動指令信号を受けるための光通信部が設けられるようにしてもよい。これによれば、通信用のケーブルを用いることなく移動体は移動できるので、また更に、高速移動が可能となる。請求項７に係る発明は、上記搬送機構を用いた処理システムであり、すなわち、薄い板状の被処理体に所定の処理を施す処理システムにおいて、比較的長い共通搬送エリアと、前記共通搬送エリアに連設されて前記被処理体を複数枚収容可能なカセット容器を載置するカセットステーションと、前記共通搬送エリアに連設されて前記被処理体に対して所定の処理を施す処理装置と、前記共通搬送エリア内に設けられて前記被処理体を搬送する搬送機構と、前記搬送機構に対して前記被処理体を移載する移載アーム機構とを備え、前記搬送機構は、前記共通搬送エリアの長手方向に沿って設けられる案内レールと、前記案内レールに沿って移動可能になされた移動体と、前記移動体に設けられて、前記被処理体の周縁部の下側角部に係合される断面Ｌ字状の係合段部を有する複数の被処理体支持支柱とを有することを特徴とする被処理体の処理システムである。
【００１０】この場合、例えば請求項８に規定するように、前記共通搬送エリアには、前記被処理体の検査を行う検査装置が連設されるようにしてもよい。また、例えば請求項９に規定するように、前記共通搬送エリアには、前記被処理体の位置決めを行う位置決め装置が設けられているようにしてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる被処理体の搬送機構及び処理システムの一実施例を添付図面に基いて詳述する。図１は本発明に係る被処理体の搬送機構を有する処理システムの平面図、図２は図１に示す搬送機構を示す斜視図、図３は図１に示す搬送機構の側面図、図４は搬送機構の被処理体支持支柱を示す斜視図、図５は被処理体を保持した搬送機構を示す概略平面図、図６は光通信の形態を説明する説明図、図７は係合段部に被処理体を載置する時の状態を示す図、図８は被処理体がテーパ滑落面を滑って係合段部に保持される時の状態を示す図である。
【００１２】図示するようにこの処理システム２は、アルミニウム等により形成された断面矩形の比較的長い箱状の共通搬送室４を有しており、この内部は共通搬送エリア６として構成されて窒素ガスや清浄空気に満たされている。この共通搬送室４の長手方向は、例えば１０ｍ以上の長さに設定されており、その長手方向に沿った側壁には、各種の処理装置８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ、８Ｆ及び検査装置１０がそれぞれ所定の間隔を隔てて連設されている。具体的には、上記各処理装置８Ａ〜８Ｆは、窒素ガス等の不活性ガスの供給及び真空排気が可能になされたロードロック室１２Ａ〜１２Ｆをそれぞれ有しており、各ロードロック室１２Ａ〜１２Ｆはそれぞれゲートバルブ１４Ａ〜１４Ｆを介して上記共通搬送室４に連設されて、共通搬送エリア６と連通及び遮断が可能になされている。そして、各ロードロック室１２Ａ〜１２Ｆ内には被処理体である半導体ウエハを一時的に載置して保持するための例えば上下２段のバッファ台１６Ａ〜１６Ｆやこのバッファ台１６Ａ〜１６Ｆ上のウエハを後述する処理室との間で移載する屈曲及び旋回可能になされた移載アーム１８Ａ〜１８Ｆがそれぞれ設けられる。そして、処理装置８Ｆを除いて各処理装置８Ａ〜８Ｅの各ロードロック室１２Ａ〜１２Ｅには、半導体ウエハに対して実際に所定の処理を行うための処理室２０Ａ〜２０Ｅがそれぞれゲートバルブ２２Ａ〜２２Ｅを介して連設されている。
【００１３】これに対して、処理装置８Ｆは、それ自体で複数、図示例では３つの処理室２０Ｆ〜２０Ｈを有する、いわゆるクラスタ装置として構成されており、この各処理室２０Ｆ〜２０Ｈは真空引き可能になされたトランスファチャンバ２４にそれぞれゲートバルブ２２Ｆ〜２２Ｈを介して連設されている。そして、このトランスファチャンバ２４は、ゲートバルブ２２Ｉを介して上記ロードロック室１２Ｆに接続される。また、このトランスファチャンバ２４内には、上記ロードロック室１２Ｆとトランスファチャンバ２４に連設された各処理室２０Ｆ〜２０Ｈとの間でウエハの移載を行うために、屈伸及び旋回等が可能になされた移載アーム１８Ｇが設けられる。上記各処理室２０Ａ〜２０Ｈとしては、ＣＶＤ処理、プラズマエッチング処理、酸化拡散処理、アニール処理等を必要に応じてできるものを適宜組み合わせて用いることができる。また、上記処理装置８Ａ〜８Ｅのいずれかが洗浄装置や露光装置等のように大気圧中で使用する装置である場合には、その処理室はロードロック室を介することなく共通搬送室４に連通状態で接続されるか、又は大気圧雰囲気であるバッファ室を介して共通搬送室４に接続される。
【００１４】また、検査装置１０は、上記共通搬送室４に連通状態で接続されており、この検査装置１０としては、例えばウエハ上に堆積された膜の厚さを測定する膜厚測定機やエッチングにより形成したホールの深さを測定する深さ測定機や半導体素子の動作を検査するプローバ等を用いることができる。この場合、ウエハを真空中で測定する必要がある場合には、この前段に前述したようなロードロック室を設けるようにする。尚、図示例では、処理装置８Ｃ、８Ｄ間が大きく離間されており、必要に応じてこれらの間にも他の処理装置を増設することができる。
【００１５】一方、共通搬送室４の長手方向の一方の側壁には、開閉可能になされたゲートドア３０を介してカセットステーション３４が連設されており、このカセットステーション３４上にカセット容器３２を載置して待機させるようになっている。このカセット容器３２内には、複数枚、例えば２５枚の半導体ウエハＷを多段に、密閉状態で、或いは開放状態で載置できるようになっている。そして、この共通搬送室４内に、本発明の特徴とする搬送機構４０が設けられており、半導体ウエハＷを上記カセットステーション３４や各処理装置８Ａ〜８Ｆや検査装置１０等に対して搬送し得るようになっている。具体的には、この搬送機構４０は、この共通搬送エリア６の長手方向に沿って形成された案内レール４２と、この案内レール４２に沿って移動可能になされた２つの移動体４４Ａ、４４Ｂとにより主に構成される。尚、この移動体は１つ或いは３個以上設けてもよく、また、両移動体４４Ａ、４４Ｂ及びこれ付属する部材の物理的構造は全く同様に構成されているので、移動体及びこれに付属する部材の構成については、以後、一方の移動体４４Ａを例にとって説明する。
【００１６】まず、図２にも示すように、上記案内レール４２は、共通搬送室４内の略中央にその長手方向に沿って起立させて配置固定したレール基台４６の側壁に、上下２本平行に固定して設けられている。そして、この案内レール４２に、スライド軸受４８を介して上記移動体４４Ａ（４４Ｂ）が摺動移動可能に取り付けられる。また、上記２本の案内レール４２間には、これに沿ってリニアモータの固定子５０が設けられると共に、これに対向する部分の移動体４４Ａには可動子５２が設けられており、この固定子５０と可動子５２とでリニアモータ５４を構成してこの移動体４４Ａの推進力を得るようになっている。
【００１７】更に、この移動体４４Ａには、上記固定子５０へ電力を供給するための非接触給電機構５６が設けられており、給電コードの引き回しを不要としている。具体的には、上記非接触給電機構５６は、上記案内レール４２に沿って設けられた給電用高周波発振アンテナ部材５８と、上記移動体４４Ａにこのアンテナ部材５８に非接触で近接させて対向させて配置した電力受信部６０とよりなる。そして、上記アンテナ部材５８に、例えば１０ＫＨｚ程度の高周波を流すことにより発振させた電力を上記電力受信部６０にて受信することにより、リニアモータ５４の可動子５２で使用する電力や後述する移動体４４Ａの制御部７６Ａ等で使用する電力を得るようになっている。また、この移動体４４Ａには、移動指令信号を外部より受けるための光通信部６２Ａが設けられる。具体的には、上記光通信部６２Ａと上記電力受信部６０との間には、通信用レーザ光を通すためのレーザ通過路６４Ａ（図２参照）が形成されており、図１及び図６R>６にも示すように共通搬送室４の長手方向の一方の側壁に、移動指令信号により変調された通信用レーザ光ＬＡを発射するレーザ発信部６６が設けられており、この通信用レーザ光ＬＡを上記案内レール４２に沿って発射してこれを上記レーザ通過路６４Ａに通すようになっている。
【００１８】そして、図６にも示すように、この通信用レーザ光ＬＡは、両移動体４４Ａ、４４Ｂの各レーザ通過路６４Ａ、６４Ｂを貫くように通過し、そして、各レーザ通過路６４Ａ、６４Ｂには、略半分の光を反射して残りの半分の光を透過させるハーフミラー６８Ａ、６８Ｂがそれぞれ設けられており、この反射レーザ光を各光通信部６２Ａ、６２Ｂの受光素子７０Ａ、７０Ｂにて受けるようになっている。また、上記共通搬送室４の長手方向の他方の側壁には、モニタ部７２が設けられており、このモニタ用受光素子７４で上記通信用レーザ光ＬＡを受けてこのモニタを行うようになっている。この光通信では、上記移動体４４Ａと４４Ｂを区別するために、例えば両移動体４４Ａと４４Ｂのアドレスを変えるようにして通信用レーザ光ＬＡを発射している。そして、両移動体４４Ａと４４Ｂには、それぞれの移動動作をコントロールするための例えばマイクロコンピュータ等よりなる制御部７６Ａ、７６Ｂが設けられているのは勿論である。尚、上記光通信に替えて、上記給電用高周波発振アンテナ部材５８に、これに流す高周波とは周波数の異なる通信用の信号を重畳して、これを各移動体４４Ａと４４Ｂ側で受信するようにしてもよい。
【００１９】図１及び図２に戻って、このように構成された移動体４４Ａ（４４Ｂ）の上部に、半導体ウエハＷの周縁部と係合してこれを保持するために本発明の特徴とする複数本の被処理体支持支柱８０が設けられる。具体的には、本実施例では上記被処理体支持支柱８０は移動体４４Ａの上部に当間隔で正方形状に４本起立させて設けており、この４本の支持支柱８０でウエハＷの周縁部を支持してこれを搬送し得るようになっている。すなわち、上記４本の支持支柱８０は、全て同じ形状に構成されており、その内の１本の支持支柱８０を図４に拡大して示している。この各支持支柱８０の内側には、上下に複数段、図示例では上下２段に所定の間隔を隔てて断面Ｌ字状の係合段部８２、８４が形成されている。この係合段部８２、８４は、半導体ウエハＷの周縁部と略同じ曲率で円弧形状になされており、図５にも示すようにウエハＷの周縁部の下側角部を、上記断面Ｌ字状の係合段部８２、８４に係合させて、これを４点支持で保持し得るようになっている（図７参照）。
【００２０】ここで図７を参照して、ウエハＷの直径を１２インチ（＝３００ｍｍ）とした場合、ウエハＷの厚さＨ１は０．７〜０．８ｍｍ程度、各係合段部８２、８４の高さＨ２は２〜３ｍｍ程度、適正に中心位置に載置されたウエハＷの外周面と、各係合段部８２、８４の側面８２Ａ、８４Ａとの間の距離Ｈ３は０．２５〜０．５ｍｍ程度、上下の係合段部８２、８４間の距離Ｈ４は２０ｍｍ程度にそれぞれ設定されている。従って、ウエハＷの搬送時に、この係合段部８２、８４の側面８２Ａ、８４ＡにてウエハＷの外周側面をブロックすることにより、この位置ずれを防止するようになっている。そして、上下の各係合段部８２、８４の上部には、位置ずれ状態で移送されてきた半導体ウエハＷを滑らせて落とし込めるために、上方外側方向へすり鉢状に拡径されてテーパ状になされたテーパ滑落面８６、８８がそれぞれ形成されており、位置ずれのウエハをこのテーパ滑落面８６上を滑落させて各係合段部８２、８４にて適正に支持させるようになっている。
【００２１】この場合、各テーパ滑落面８６、８８の傾斜角度θ（図７参照）は、ウエハを効果的に滑落させるために例えば２０度〜３０度の範囲に設定するのがよい。また、上側の係合段部８２と下側の係合段部８４のテーパ滑落面８８との間には、ウエハＷの周縁部を支持支柱８０に対して干渉乃至衝突させることなく通過させるためのウエハ挿通切れ込み９０（図４及び図７参照）が支持支柱８０の両端側に形成されている。このウエハ挿通切れ込み９０の幅Ｈ５は、１０ｍｍ程度に設定されている。また、下側の係合段部８４の下方には、後述する移載アーム機構のフォークを抜くための遊び空間９２が形成されている。そして、図１に戻って、カセットステーション３４の近傍の共通搬送エリア６内には、ウエハＷを保持して回転させる回転台９４と、このウエハＷの周縁部の位置目印、すなわちオリエンテーションフラットやノッチを検出するための光学式のラインセンサ等を含む光学検出器９６とよりなる位置決め装置９８が設けられており、ウエハＷの位置決めを行うようになっている。尚、この位置決め装置９８は、共通搬送室４の側壁に連設するようにしてもよい。
【００２２】そして、上記案内レール４２と、上記カセットステーション３４、検査装置１０及びほとんどのロードロック室１２Ａ〜１２Ｆとの間には、屈伸、旋回及び上下動可能になされた移載アーム機構１００〜１１２が設けられており、各移載アーム機構１００〜１１２の先端に設けた２股状のフォーク１００Ａ〜１１２ＡによりウエハＷの下面を保持してこれを移載するようになっている。ここで、図示例では２つのロードロック１２Ｂと１２Ｃに対しては共通に使用するために、他の移載アーム機構とは異なって変則的に動作する１つの移載アーム機構１０６を設けている。また、各ロードロック室内に設けた移載アームによって搬送機構４０上に保持されているウエハＷを移載できる場合には、それに対応する共通搬送エリア６内の移載アーム機構を設けなくてもよい。
【００２３】次に、以上のように構成された本実施例の動作について説明する。まず、未処理のウエハＷをカセット容器３２に収容した状態で、このカセット容器３２をカセットステーション３４上に載置し、このゲートドア３０を開く。そして、このゲートドア３０の直前に位置する移載アーム機構１００を駆動してこのフォーク１００Ａで未処理の半導体ウエハＷを保持し、これを隣の位置決め装置９８の回転台９４上に載置して回転させることによって光学検出器９６にてウエハＷの周縁部を検出し、このウエハの位置決めを行う。この位置決め後のウエハは、再びこの移載アーム機構１００によって適正な状態で保持され、このウエハＷを搬送機構４０の移動体４４Ａの上部に設けた支持支柱８０のいずれか一方の係合段部８２或いは８４に保持させる。この場合、他方の係合段部８２或いは８４は空状態にして、処理済みのウエハと置き換え、或いは入れ替えが可能な状態としておくのが好ましい。
【００２４】このようにして、係合段部８２或いは８４に保持されたウエハＷは、この移動体４４Ａに設けたリニアモータ５４の可動子５２とレール基台４６に設けた固定子５０とを駆動させることにより、移動体４４Ａを案内レール４２に沿って所望する位置まで高速で移動させ、所望する処理を行う処理装置８Ａ〜８Ｆの内のいずれかの処理装置、例えば８Ａの前で停止させる。そして、このウエハＷを対応する移載アーム機構１０４で、移動体４４Ａ上から受け取り、これを予め圧力調整されているロードロック室１２Ａ内のバッファ台１６Ａ上へ移載する。そして、以後、このウエハＷに対して、処理室２０Ａ内で所定の処理を施す。このようにして、１つの処理装置８Ａでの処理が終了したならば、前述したと同様な方法で移載アーム機構１０２を駆動し、上記処理済みのウエハＷを搬送機構４０に戻す。そして、このウエハを次に処理すべき処理装置まで高速移動させ、以下同様にして必要な処理を順次行って行く。また、必要であれば、成膜の厚さやエッチングした穴の深さを検査装置１０にて測定する。
【００２５】また、クラスタ化されている処理装置８においては、この各処理室２０Ｆ〜０２Ｈにて必要な処理がウエハに対して順次行われる。また、カセット容器３２と搬送機構４０との間でウエハＷの受け渡しを行う場合には、カセットステーション３４側に位置する移動体４４Ａを用いるが、それ以外の場合には、プロセスのスケジュールに合わせて２つの移動体４４Ａ、４４Ｂの内のどちらの移動体を用いてもよいし、両移動体４４Ａ、４４Ｂは互いに干渉しない範囲で個別に制御されている。ここで、各移動体４４Ａ、４４Ｂとの間でウエハＷを移載する時の状況について図７及び図８も参照して説明する。図７及び図８では代表として移載アーム機構１０４を用いて一方の移動体４４Ａとの間でウエハＷを移載する場合を示している。
【００２６】まず、図７において、移動体４４Ａの上段の係合段部８２にウエハＷを載置する場合には、この係合段部８２の上方にて実線で示す位置に、移載アーム機構１０４のフォーク１０４Ａ上に保持したウエハＷを水平移動させることによってここに位置させ、このフォーク１０４Ａをそのまま降下させることにより一点鎖線で示すようにウエハＷの周縁部を４つの係合段部８２に嵌装させてここに支持させる。尚、フォーク１０４Ａは、この係合段部８２より更に僅かに降下させて引き抜けばよい。そして、係合段部８２に支持されているこのウエハＷをフォーク１０４Ａで取りに行く場合には、上記と逆の操作を行えばよい。また、移動体４４Ａの下段の係合段部８４にウエハＷを載置する場合には、この係合段部８４と上段の係合段部８２との間に、図７中にて一点鎖線で示すように、移載アーム機構１０４のフォーク１０４Ａ上に保持したウエハＷを水平移動させることによってここに位置させ、このフォーク１０４Ａをそのまま降下させることにより実線で示すようにウエハＷの周縁部を４つの係合段部８４に嵌装させてここに支持させる。尚、フォーク１０４Ａは、この係合段部８４より更に僅かに降下させて遊び空間９２に位置させた後に引き抜けばよい。ここで、両係合段部８２、８４間にウエハＷを位置させる時、水平移動されるウエハＷの周縁部は、両係合段部８２、８４間に途中まで形成されたウエハ挿入切れ込み９０を通るので、これが衝突することはない。そして、係合段部８４に支持されているこのウエハＷをフォーク１０４Ａで取りに行く場合には、上記と逆の操作を行えばよい。
【００２７】また、この４つの係合段部８２、８４は、４方向に対して全て対称に設けられているので、この４方向のどちらかでも上述のようにウエハＷの移載が可能である。上述したように、係合段部８２或いは８４に保持されたウエハＷは、その外周面と各係合段部８２、８４の側面８２Ａ、８４Ａとの間の距離Ｈ３が０．２５〜０．５ｍｍ程度なので、例えば５ｍ／秒程度の高速移動を行うために急激な加速、或いは急激な減速を行ってウエハＷが横滑りしても、その横滑りは上記側面８２Ａ、８４Ａによりブロックされて停止するので、ウエハＷは許容量以上の位置ずれを生ずることはない。
【００２８】また、図８に示すように、例えば係合段部８２にウエハＷを載置する際に、万一、このウエハＷに位置ずれが生じていた場合には、その位置ずれ方向に位置するウエハの周縁部が係合段部８２の上部に設けたテーパ滑落面８６と接触してここを滑り落ちるように移動するので、結果的に、このウエハＷは位置ずれが修正されて適正な位置状態となるので、ウエハＷの位置ずれを修正してこれを係合段部８２により支持することができる。また、従来装置のように、移動体にアーム機構を設けていないので、その分、全体の重量を軽減でき、上述したようにウエハの位置ずれを生ずることなくウエハの高速移動を行うことが可能となる。更には、リニアモータ５４への給電は、図２にも示すように給電用高周波発振アンテナ部材５８と電力受信部６０とよりなる非接触給電機構５６を用いて行っているので、従来装置のような給電コードによる制限がなくなり、移動体を更に高速で、且つ長距離な移動を行うことが可能となる。
【００２９】図９は本発明の搬送機構の変形例を示す側面図であるが、移動体４４Ａの各被処理体支持支柱８０の更に上方に、所定の間隔を隔てて平板状の天井板１２２を支持バー１２０で支持させるようにして設けるようにしてもよい。これによれば、落下してくるパーティクル等をこの天井板１２２により受けることができるので、この移動体４４Ａに保持されているウエハをパーティクルの付着から保護することが可能となる。また、ここでは１つの移動体に上下２段の係合段部を設けた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、これを１段だけ或いは３段以上設けるようにしてもよい。更には、搬送されるウエハサイズも１２インチに限定されず、６インチ、或いは８インチサイズのウエハにも適用することができる。また、ここでは共通搬送エリア６を共通搬送室４により形成された空間として規定したが、これに限定されず、共通搬送室４を設けないで、周囲が開放された空間を共通搬送エリア６としてここで被処理体を搬送するようにしてもよい。尚、以上の各実施例においては、被処理体として半導体ウエハを処理する場合について説明したがこれに限定されず、例えばＬＣＤ基板、ガラス基板等を処理する場合にも適用し得るのは勿論である。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明の被処理体の搬送機構及び処理システムによれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。請求項１、７、８、９に係る発明によれば、搬送アーム部を設けていないので、移動体自体が軽量化して高速移動が可能であり、しかも、被処理体は被処理体支持支柱の係合段部に係合された状態で保持されているので、急激な加速及び急激な減速を行っても、保持されている被処理体に位置ずれが生ずることはなく、しかも、スループットも向上させることができる。請求項２に係る発明によれば、例えば２つの係合段部を設けている場合には、一方の係合段部に被処理体を保持させて、他方の係合段部を空状態にして所定の搬送位置まで移動すれば、被処理体の置き換え、或いは入れ換えを行うことができる。請求項３に係る発明によれば、被処理体を搬送機構で搬送する際に、搬送機構への移載時に被処理体に位置ずれが生じても、この被処理体の周縁部はテーパ滑落面に当接してこれを滑り落ちるようになり、この結果、被処理体を係合段部に確実に落とし込めてこれを保持することができる。請求項４、５に係る発明によれば、移動体は給電線コードを引きずることなく移動できるので、更に、高速で、且つ長距離な移動ができる。請求項６に係る発明によれば、通信用のケーブルを用いることなく移動体は移動できるので、また更に、高速で、且つ長距離な移動ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る被処理体の搬送機構を有する処理システムの平面図である。
【図２】図１に示す搬送機構を示す斜視図である。
【図３】図１に示す搬送機構の側面図である。
【図４】搬送機構の被処理体支持支柱を示す斜視図である。
【図５】被処理体を保持した搬送機構を示す概略平面図である。
【図６】光通信の形態を説明する説明図である。
【図７】係合段部に被処理体を載置する時の状態を示す図である。
【図８】被処理体がテーパ滑落面を滑って係合段部に保持される時の状態を示す図である。
【図９】本発明の搬送機構の変形例を示す側面図である。
【符号の説明】
２ 処理システム
４ 共通搬送室
６ 共通搬送エリア
８Ａ〜８Ｆ 処理装置
１０Ａ 検査装置
２０Ａ〜２０Ｈ 処理室
３２ カセット容器
３４ カセットステーション
４０ 搬送機構
４２ 案内レール
４４Ａ，４４Ｂ 移動体
４６ レール基台
５４ リニアモータ
５６ 非接触給電機構
５８ 給電用高周波発振アンテナ部材
６０ 電力受信部
６２Ａ 光通信部
８０ 被処理体支持支柱
８２，８４ 係合段部
８６，８８ テーパ滑落面
９０ ウエハ挿通切れ込み
９８ 位置決め装置
１００〜１１２ 移動アーム機構
１００Ａ〜１１２Ａ フォーク
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】 薄い板状の被処理体を搬送するために比較的長い共通搬送エリア内に設けられた搬送機構において、前記共通搬送エリアの長手方向に沿って設けられる案内レールと、前記案内レールに沿って移動可能になされた移動体と、前記移動体に設けられて、前記被処理体の周縁部の下側角部に係合される断面Ｌ字状の係合段部を有する複数の被処理体支持支柱とを備えたことを特徴とする被処理体の搬送機構。
【請求項２】 前記係合段部は、前記被処理体支持支柱に上下に所定の間隔を隔てて複数設けられることを特徴とする請求項１記載の被処理体の搬送機構。
【請求項３】 前記係合段部の上部には、前記被処理体を前記係合段部に落とし込めるためにテーパ状になされたテーパ滑落面が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の被処理体の搬送機構。
【請求項４】 前記移動体へは非接触給電機構を用いて電力が供給されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の被処理体の搬送機構。
【請求項５】 前記非接触給電機構は、前記案内レールに沿って設けられた給電用高周波発振アンテナ部材と、前記アンテナ部材に対して非接触で近接させた状態で前記移動体に設けられた電力受信部とよりなることを特徴とする請求項４記載の被処理体の搬送機構。
【請求項６】 前記移動体には、光通信により移動指令信号を受けるための光通信部が設けられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の被処理体の搬送機構。
【請求項７】 薄い板状の被処理体に所定の処理を施す処理システムにおいて、比較的長い共通搬送エリアと、前記共通搬送エリアに連設されて前記被処理体を複数枚収容可能なカセット容器を載置するカセットステーションと、前記共通搬送エリアに連設されて前記被処理体に対して所定の処理を施す処理装置と、前記共通搬送エリア内に設けられて前記被処理体を搬送する搬送機構と、前記搬送機構に対して前記被処理体を移載する移載アーム機構とを備え、前記搬送機構は、前記共通搬送エリアの長手方向に沿って設けられる案内レールと、前記案内レールに沿って移動可能になされた移動体と、前記移動体に設けられて、前記被処理体の周縁部の下側角部に係合される断面Ｌ字状の係合段部を有する複数の被処理体支持支柱とを有することを特徴とする被処理体の処理システム。
【請求項８】 前記共通搬送エリアには、前記被処理体の検査を行う検査装置が連設されることを特徴とする請求項７記載の被処理体の処理システム。
【請求項９】 前記共通搬送エリアには、前記被処理体の位置決めを行う位置決め装置が設けられていることを特徴とする請求項７または８記載の被処理体の処理システム。
【請求項１】 薄い板状の被処理体を搬送するために比較的長い共通搬送エリア内に設けられた搬送機構において、前記共通搬送エリアの長手方向に沿って設けられる案内レールと、前記案内レールに沿って移動可能になされた移動体と、前記移動体に設けられて、前記被処理体の周縁部の下側角部に係合される断面Ｌ字状の係合段部を有する複数の被処理体支持支柱とを備えたことを特徴とする被処理体の搬送機構。
【請求項２】 前記係合段部は、前記被処理体支持支柱に上下に所定の間隔を隔てて複数設けられることを特徴とする請求項１記載の被処理体の搬送機構。
【請求項３】 前記係合段部の上部には、前記被処理体を前記係合段部に落とし込めるためにテーパ状になされたテーパ滑落面が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の被処理体の搬送機構。
【請求項４】 前記移動体へは非接触給電機構を用いて電力が供給されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の被処理体の搬送機構。
【請求項５】 前記非接触給電機構は、前記案内レールに沿って設けられた給電用高周波発振アンテナ部材と、前記アンテナ部材に対して非接触で近接させた状態で前記移動体に設けられた電力受信部とよりなることを特徴とする請求項４記載の被処理体の搬送機構。
【請求項６】 前記移動体には、光通信により移動指令信号を受けるための光通信部が設けられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の被処理体の搬送機構。
【請求項７】 薄い板状の被処理体に所定の処理を施す処理システムにおいて、比較的長い共通搬送エリアと、前記共通搬送エリアに連設されて前記被処理体を複数枚収容可能なカセット容器を載置するカセットステーションと、前記共通搬送エリアに連設されて前記被処理体に対して所定の処理を施す処理装置と、前記共通搬送エリア内に設けられて前記被処理体を搬送する搬送機構と、前記搬送機構に対して前記被処理体を移載する移載アーム機構とを備え、前記搬送機構は、前記共通搬送エリアの長手方向に沿って設けられる案内レールと、前記案内レールに沿って移動可能になされた移動体と、前記移動体に設けられて、前記被処理体の周縁部の下側角部に係合される断面Ｌ字状の係合段部を有する複数の被処理体支持支柱とを有することを特徴とする被処理体の処理システム。
【請求項８】 前記共通搬送エリアには、前記被処理体の検査を行う検査装置が連設されることを特徴とする請求項７記載の被処理体の処理システム。
【請求項９】 前記共通搬送エリアには、前記被処理体の位置決めを行う位置決め装置が設けられていることを特徴とする請求項７または８記載の被処理体の処理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図６】
【図７】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図６】
【図７】
【図９】
【公開番号】特開２００２−１３４５８７（Ｐ２００２−１３４５８７Ａ）
【公開日】平成１４年５月１０日（２００２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０００−３２７２８７（Ｐ２０００−３２７２８７）
【出願日】平成１２年１０月２６日（２０００．１０．２６）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【出願人】（０００００２０５９）神鋼電機株式会社 (1,111)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１４年５月１０日（２００２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１２年１０月２６日（２０００．１０．２６）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【出願人】（０００００２０５９）神鋼電機株式会社 (1,111)
【Ｆターム（参考）】
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