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JP7267215B2 - 搬送装置、処理システム及び搬送方法 - Google Patents

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Description

本開示は、搬送装置、処理システム及び搬送方法に関する。
ウエハを端部で保持するエッジグリップ機能を備えたピックが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2012-74498号公報
本開示は、基板の種類に応じて基板の保持位置を変更できる技術を提供する。
本開示の一態様による搬送装置は、基板の端部と接触して前記基板を保持する第1の保持部と、弾性部材により形成され、前記基板の裏面のみと接触して前記基板を保持する第2の保持部と、制御装置と、を有する搬送装置であって前記制御装置は、前記第1の保持部により前記基板を保持した状態における搬送速度が前記第2の保持部により前記基板を保持した状態における搬送速度よりも大きくなるよう当該搬送装置を制御するように構成される
本開示によれば、基板の種類に応じて基板の保持位置を変更できる。
実施形態の処理システムの一例を示す図 制御装置のハードウェア構成の一例を示す図 搬送装置の一例を示す上面図 搬送装置の一例を示す断面図(1) 搬送装置の一例を示す断面図(2) 搬送装置の一例を示す断面図(3) 実施形態の搬送方法の一例を示すフローチャート 処理前搬送モードの一例を示す図
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
〔処理システム〕
図1を参照し、実施形態の処理システムについて説明する。図1は、実施形態の処理システムの一例を示す図である。
処理システム1は、トランスファモジュール10と、4つのプロセスモジュール20と、ローダモジュール30と、2つのロードロックモジュール40と、制御装置100と、を備える。
トランスファモジュール10は、平面視において略六角形状を有する。トランスファモジュール10は、真空室からなり、内部に配置された搬送装置11を有する。搬送装置11は、プロセスモジュール20及びロードロックモジュール40にアクセスできる位置に、屈伸、昇降及び旋回可能になされた多関節アームにより形成されている。搬送装置11は、互いに反対方向へ独立して屈伸できる2つのピック12を有しており、一度に2枚のウエハWを搬送可能となっている。なお、搬送装置11は、プロセスモジュール20及びロードロックモジュール40の間でウエハWを搬送することが可能であればよく、図1に示される構成に限定されるものではない。
プロセスモジュール20は、トランスファモジュール10の周りに放射状に配置されてトランスファモジュール10に接続されている。プロセスモジュール20は、処理室からなり、内部にはウエハWを載置する円柱状のステージ21を有する。プロセスモジュール20では、ステージ21に載置されたウエハWに対して成膜処理等の所定の処理が施される。トランスファモジュール10とプロセスモジュール20とは、開閉可能なゲートバルブ22で仕切られている。
ローダモジュール30は、トランスファモジュール10に対向して配置されている。ローダモジュール30は、直方体状であり、大気圧雰囲気に保持された大気搬送室である。ローダモジュール30内には、搬送装置31が配置されている。搬送装置31は、ローダモジュール30内の中心部を長手方向に沿って延びるように設けられたガイドレール32上にスライド移動可能に支持されている。ガイドレール32には、例えばエンコーダを有するリニアモータが内蔵されており、リニアモータを駆動することにより搬送装置31がガイドレール32に沿って移動する。
搬送装置31は、搬送アームとして、上下に2段に配置された2つの多関節アーム33を有している。各多関節アーム33の先端には、2股状に形成されたピック34が取り付けられている。各ピック34上には、ウエハWが保持される。各多関節アーム33は、中心から半径方向へ屈伸及び昇降可能になされている。また、各多関節アーム33の屈伸動作は、個別に制御可能となっている。多関節アーム33の各回転軸は、それぞれ基台35に対して同軸状に回転可能に連結されており、例えば基台35に対する旋回方向へ一体的に回転できるようになっている。ガイドレール32及び多関節アーム33は、ピック34を移動させる駆動機構として機能する。搬送装置31は、後述するロードロックモジュール40、搬送容器51、及びアライナ60の間でウエハWを搬送する。なお、搬送装置31は、ロードロックモジュール40、搬送容器51、及びアライナ60の間でウエハWを搬送することが可能であればよく、図1に示される構成に限定されるものではない。
ローダモジュール30の長手方向に沿った一の側面には、2つのロードロックモジュール40が接続されている。一方、ローダモジュール30の長手方向に沿った他の側面には、ウエハWを導入するための1又は複数の搬入口36が設けられている。図示の例では、搬入口36が3つ設けられている。各搬入口36には、開閉可能になされた開閉ドア37が設けられている。また、各搬入口36に対応させてロードポート50がそれぞれ設けられている。ロードポート50には、ウエハWを収容し搬送する搬送容器51が載置される。搬送容器51は、複数(例えば25枚)のウエハWを所定の間隔を有して多段に載置して収容するFOUP(Front-Opening Unified Pod)であってよい。
ローダモジュール30の短手方向に沿った一の側面には、アライナ60が接続されている。アライナ60は、ウエハWの位置合わせを行う。アライナ60は、駆動モータ(図示せず)によって回転される回転ステージ62を有しており、回転ステージ62の上にウエハWを載置した状態で回転するようになっている。回転ステージ62は、ウエハWの径よりも小さい直径を有する。回転ステージ62の外周には、ウエハWの周縁部を検出するための光学センサ63が設けられている。アライナ60は、光学センサ63により、ウエハWの中心位置及びウエハWの中心に対するノッチの方向を検出し、ロードロックモジュール40内においてウエハWの中心位置及びノッチの方向が所定の位置及び方向となるようにウエハWを搬送する位置を調整する。
ロードロックモジュール40は、トランスファモジュール10とローダモジュール30との間に配置されている。ロードロックモジュール40は、内部を真空と大気圧との間で切り換え可能な内圧可変室からなる。ロードロックモジュール40の内部には、ウエハWを載置する円柱状のステージ41が設けられている。ステージ41は、ウエハWの径よりも小さい直径を有する。ロードロックモジュール40は、ウエハWをローダモジュール30からトランスファモジュール10へ搬入する際、内部を大気圧に維持してローダモジュール30からウエハWを受け取った後、内部を減圧してトランスファモジュール10へウエハWを搬入する。また、ウエハWをトランスファモジュール10からローダモジュール30へ搬出する際、内部を真空に維持してトランスファモジュール10からウエハWを受け取った後、内部を大気圧まで昇圧してローダモジュール30へウエハWを搬入する。ロードロックモジュール40とトランスファモジュール10とは、開閉可能なゲートバルブ42で仕切られている。また、ロードロックモジュール40とローダモジュール30とは、開閉可能なゲートバルブ43で仕切られている。
制御装置100は、処理システム1の各構成要素の動作を制御する。制御装置100は、図2に示されるように、それぞれバス108で相互に接続されているドライブ装置101、補助記憶装置102、メモリ装置103、CPU104、インタフェース装置105、表示装置106等を有するコンピュータである。制御装置100での処理を実現するプログラムは、CD-ROM等の記録媒体107によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体107がドライブ装置101にセットされると、プログラムが記録媒体107からドライブ装置101を介して補助記憶装置102にインストールされる。ただし、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体107より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータからダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置102は、インストールされたプログラム、レシピ等の必要な情報を格納する。メモリ装置103は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置102からプログラムを読み出して格納する。CPU104は、メモリ装置103に格納されたプログラムに従って処理システム1に係る機能を実行する。インタフェース装置105は、ネットワークに接続するためのインタフェースとして用いられる。表示装置106は、各種の情報を表示すると共に、オペレータによる操作を受け付ける操作部としても機能する。
〔搬送装置〕
図3~図6を参照し、前述の処理システム1における搬送装置31の一例について説明する。なお、搬送装置11についても搬送装置31と同様の構成であってよい。図3は、搬送装置31の一例を示す上面図である。図4~図6は、搬送装置31の一例を示す断面図であり、図3における一点鎖線A-Bにおいて切断した断面を示す。
搬送装置31は、多関節アーム410、ピック420、規制体430、押圧保持部440及び弾性体450を有する。多関節アーム410及びピック420は、それぞれ図1における多関節アーム33及びピック34に相当する。
ピック420は、板状に形成され、平面視で略U字状を有する。ピック420は、基端部421が多関節アーム410の先端に接続される。
規制体430は、ピック420の先端部422に設けられる。規制体430は、例えば弾性体450により保持されるウエハW(図6参照)と接触しない位置に設けられる。規制体430は、ピック420上のウエハWが水平方向に移動しないように規制する規制壁431を有する。規制壁431は、弾性体450がウエハWを保持する位置よりも高い位置に設けられ、該位置にてウエハWを保持する。規制壁431は、例えば鉛直部431aと該鉛直部431aの下方において傾斜するテーパ部431bとを含む。ただし、規制壁431は鉛直部431aと該鉛直部431aの下方において水平に延びる水平部とを含んでいてもよい。規制体430は、ウエハWの端部と接触するため、ウエハWを傷つけない材料、例えば樹脂で構成されることが好ましい。
押圧保持部440は、規制体430から離間した位置、例えばピック420の基端部421であって、弾性体450により保持されるウエハW(図6参照)と接触しない位置に設けられる。ただし、押圧保持部440は、多関節アーム410に設けられてもよい。押圧保持部440は、押圧体441及び駆動部442を含む。
押圧体441は、ウエハWの端部に接触自在であり、ウエハWの端部に当接して押しつける。押圧体441は、弾性体450がウエハWを保持する位置よりも高い位置に設けられ、該位置にてウエハWを保持する。押圧体441は、ウエハWの端部と接触するため、ウエハWを傷つけない材料、例えば樹脂で構成されることが好ましい。
駆動部442は、押圧体441を駆動させることにより、押圧体441を複数の位置に移動させる。複数の位置は、受取位置、保持位置及び待避位置を含む。受取位置は、図4に示されるように、規制体430及び押圧体441によりウエハWを受け取る位置であり、保持位置と待避位置との間の位置である。保持位置は、図5に示されるように、押圧体441が伸張した位置であり、ウエハWの端部を規制体430の規制壁431に押しつけることにより、ウエハWを規制体430と押圧体441との間で保持する位置である。待避位置は、図6に示されるように、押圧体441が収縮した位置であり、弾性体450によりウエハWの裏面のみを保持する際にウエハWと接触しない位置である。駆動部442は、例えばロボシリンダで構成される。ただし、駆動部442は、例えばリニアモータ、ステッピングモータ、DCモータ、エアシリンダで構成されてもよい。
弾性体450は、ピック420の上面であって、規制体430及び押圧体441により保持されるウエハWと接触しない位置に設けられる。弾性体450は、ウエハWの側面と接触することなく、ウエハWの裏面のみと接触して該ウエハWを保持する。また、弾性体450により保持されるウエハWの水平位置及び鉛直位置(図6参照)は、規制体430及び押圧体441により保持されるウエハWの水平位置及び鉛直位置(図5参照)と異なる。弾性体450は、例えばピック420の先端部422に複数(例えば4つ)設けられる。弾性体450は、例えばOリング等の弾性部材により形成される。
係る搬送装置31では、図4に示されるように押圧体441を受取位置に移動させて規制体430及び押圧体441によりウエハWを受け取った後、図5に示されるように押圧体441を保持位置に移動させる。これにより、ウエハWの端部が規制体430の規制壁431に押し付けられ、ウエハWが規制体430と押圧体441との間で保持される。言い換えると、規制体430及び押圧体441は、ウエハWの端部と接触してウエハWを保持する第1の保持部として機能する。
また、図6に示されるように、押圧体441を待避位置に移動させた後、弾性体450によりウエハWを受け取ることにより、ウエハWの裏面のみが弾性体450と接触した状態でウエハWが保持される。言い換えると、弾性体450は、ウエハWの裏面のみと接触してウエハWを保持する第2の保持部として機能する。
以上に説明したように、実施形態の搬送装置31は、ウエハWの端部と接触してウエハWを保持する第1の保持部(規制体430及び押圧体441)と、ウエハWの裏面のみと接触してウエハWを保持する第2の保持部(弾性体450)と、を有する。これにより、ウエハWの種類に応じてウエハWの保持位置を変更できる。
〔搬送方法〕
図7を参照し、前述の処理システム1において搬送装置31がウエハWを搬送する動作(以下「搬送方法」という。)の一例について説明する。図7は、実施形態の搬送方法の一例を示すフローチャートである。以下の搬送方法は、例えばロードポート50に搬送容器51が載置された際に制御装置100により実行される。
ステップS1では、制御装置100は、プロセスモジュール20において処理が実行される前のウエハW(以下「処理前ウエハ」という。)に対する搬送モード(以下「処理前搬送モード」という。)を取得する。例えば、制御装置100は、ロードポート50に載置された搬送容器51に収容された処理前ウエハの種類と対応付けされた処理前搬送モードを取得する。処理前ウエハの種類としては、ダミーウエハ、製品ウエハ、貼り合わせウエハ等が挙げられる。処理前搬送モードは、ウエハWを端部で保持可能か否かの情報(以下「保持位置情報」という。)、ウエハWを高速で搬送可能か否かの情報(以下「搬送速度情報」という。)を含む。処理前ウエハと処理前搬送モードとの対応関係は、例えば補助記憶装置102に記憶されている。
図8は、処理前搬送モードの一例を示す図である。図8に示されるように、処理前搬送モードは、例えば4つの搬送モードA~Dを有する。搬送モードAは、保持位置情報としてウエハWを端部で保持可能であることを示す情報及び搬送速度情報として高速搬送可能であることを示す情報を含む。搬送モードBは、保持位置情報としてウエハWを端部で保持可能であることを示す情報及び搬送速度情報として高速搬送可能でないことを示す情報を含む。搬送モードCは、保持位置情報としてウエハWを端部で保持可能でないことを示す情報及び搬送速度情報として高速搬送可能であることを示す情報を含む。搬送モードDは、保持位置情報としてウエハWを端部で保持可能でないことを示す情報及び搬送速度情報として高速搬送可能でないことを示す情報を含む。
また例えば、制御装置100は、ロードポート50に搬送容器51が載置されると、オペレータが処理前搬送モードを選択するための画面を表示装置106に表示してもよい。この場合、制御装置100は、オペレータが表示装置106を操作することにより選択した処理前搬送モードを取得する。このように、処理前搬送モードの選択は、自動で行われてもよく、手動で行われてもよい。
ステップS2では、制御装置100は、ステップS1にて取得した処理前搬送モードに含まれる保持位置情報に基づき、搬送容器51に収容された処理前ウエハを端部で保持可能か否かを判定する。ステップS2において処理前ウエハを端部で保持可能であると判定した場合、制御装置100は処理をステップS3へ進める。一方、ステップS2において処理前ウエハを端部で保持可能でないと判定した場合、制御装置100は処理をステップS5へ進める。
ステップS3では、制御装置100は、ステップS1にて取得した処理前搬送モードに含まれる搬送速度情報に基づき、搬送容器51に収容された処理前ウエハを高速で搬送可能であるか否かを判定する。ステップS3において処理前ウエハを高速で搬送可能であると判定した場合、制御装置100は処理をステップS4へ進める。一方、ステップS3において処理前ウエハを高速で搬送可能でないと判定した場合、制御装置100は処理をステップS5へ進める。
ステップS4では、制御装置100は、規制体430及び押圧体441をウエハWの端部と接触させてウエハWを保持する動作(以下「端部保持搬送」という。)を実行するように処理前ウエハに対する搬送装置31の動作を設定する。該搬送装置31の動作は、例えばティーチング位置に関する情報を含む。
ステップS5では、制御装置100は、弾性体450をウエハWの裏面のみと接触させてウエハWを保持する動作(以下「裏面保持搬送」という。)を実行するように処理前ウエハに対する搬送装置31の動作を設定する。該搬送装置31の動作は、例えばティーチング位置に関する情報を含む。
ステップS6では、制御装置100は、プロセスモジュール20において処理が実行された後のウエハW(以下「処理後ウエハ」という。)に対する搬送モード(以下「処理後搬送モード」という。)を取得する。例えば、制御装置100は、ロードポート50に載置された搬送容器51に収容された未処理ウエハの種類と対応付けされた処理後搬送モードを取得する。処理後搬送モードは、処理前搬送モードと同様に、保持位置情報及び搬送速度情報を含む。処理後搬送モードの選択は、処理前搬送モードの選択と同様に、自動で行われてもよく、手動で行われてもよい。
ステップS7では、制御装置100は、ステップS6にて取得した処理後搬送モードに含まれる保持位置情報に基づき、搬送容器51に収容された処理前ウエハがプロセスモジュール20にて処理された後に端部で保持可能か否かを判定する。ステップS7において処理後ウエハを端部で保持可能であると判定した場合、制御装置100は処理をステップS8へ進める。一方、ステップS7において処理後ウエハを端部で保持可能でないと判定した場合、制御装置100は処理をステップS10へ進める。
ステップS8では、制御装置100は、ステップS6にて取得した処理後搬送モードに含まれる搬送速度情報に基づき、搬送容器51に収容された処理前ウエハがプロセスモジュール20にて処理された後に高速で搬送可能であるか否かを判定する。ステップS8において処理後ウエハを高速で搬送可能であると判定した場合、制御装置100は処理をステップS9へ進める。一方、ステップS8において処理後ウエハを高速で搬送可能でないと判定した場合、制御装置100は処理をステップS10へ進める。
ステップS9では、制御装置100は、端部保持搬送を実行するように処理後ウエハに対する搬送装置31の動作を設定し、処理を終了する。該搬送装置31の動作は、例えばティーチング位置に関する情報を含む。
ステップS10では、制御装置100は、裏面保持搬送を実行するように処理後ウエハに対する搬送装置31の動作を設定し、処理を終了する。該搬送装置31の動作は、例えばティーチング位置に関する情報を含む。
以上の搬送方法により、一つの搬送装置31を用いてウエハWの種類に応じてウエハWを端部保持搬送又は裏面保持搬送できる。
例えば、制御装置100は、ダミーウエハを保持する際に第1の保持部をウエハWの端部に接触させて保持し、製品ウエハを保持する際に第2の保持部をウエハWの裏面のみに接触させて保持するように、搬送装置31を制御する。これにより、ウエハWの端部を保持して高速にダミーウエハを搬送する動作と、ウエハWの端部を清浄に維持した状態で製品ウエハを搬送する動作と、を1つの搬送装置31により実施できる。
また例えば、制御装置100は、処理前ウエハを保持する際に第1の保持部及び第2の保持部のいずれか一方の保持部によりウエハWを保持し、処理後ウエハを保持する際に他方の保持部によりウエハWを保持するように、搬送装置31を制御する。これにより、クロスコンタミネーションを防止できる。
また例えば、制御装置100は、複数のウエハが貼り合わされたウエハ(以下「貼り合わせウエハ」という。)を保持する際に第2の保持部をウエハWの裏面のみに接触させて保持するように、搬送装置31を制御する。貼り合わせウエハでは、ウエハを貼り合わせた後に一方のウエハを薄く研磨する場合がある。この場合、ウエハの端部に強い衝撃が加わると該端部を起点にウエハが剥がれたり、パーティクルが発生したりするおそれがある。しかし、実施形態の搬送方法では、第2の保持部をウエハWの裏面のみに接触させて貼り合わせウエハを保持した状態で搬送できる。これにより、ウエハWの端部に強い衝撃が加わらないため、貼り合わせウエハが剥がれたり、パーティクルが発生したりすることを防止できる。
なお、上記の搬送方法では、処理前ウエハの搬送動作を設定した後、処理後ウエハの搬送動作を設定する場合を例に挙げて説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、処理後ウエハの搬送動作を設定した後、処理前ウエハの搬送動作を設定してもよい。また例えば、処理前ウエハの搬送動作と処理後ウエハの搬送動作とを同時に設定してもよい。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
なお、上記の実施形態では、処理システムがウエハを1枚ずつ処理する枚葉式である場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、処理システムは複数のウエハに対して一度に処理を行うバッチ式であってもよい。また、例えば処理システムは処理容器内の回転テーブルの上に配置した複数のウエハを回転テーブルにより公転させ、第1のガスが供給される領域と第2のガスが供給される領域とを順番に通過させてウエハに対して処理を行うセミバッチ式であってもよい。
また、上記の実施形態では、搬送装置31が搬送する対象がウエハWである場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、搬送装置31が搬送する対象はフラットパネルディスプレイ(FPD:Flat Panel Display)用の大型基板、有機ELパネル用の基板、太陽電池用の基板であってもよい。
1 処理システム
20 プロセスモジュール
31 搬送装置
100 制御装置
410 多関節アーム
420 ピック
430 規制体
431 規制壁
440 押圧保持部
441 押圧体
442 駆動部
450 弾性体
W ウエハ

Claims (14)

  1. 基板の端部と接触して前記基板を保持する第1の保持部と、
    弾性部材により形成され、前記基板の裏面のみと接触して前記基板を保持する第2の保持部と、
    制御装置と、
    を有する搬送装置であって
    前記制御装置は、前記第1の保持部により前記基板を保持した状態における搬送速度が前記第2の保持部により前記基板を保持した状態における搬送速度よりも大きくなるよう当該搬送装置を制御するように構成される、
    搬送装置。
  2. 前記第1の保持部は、前記第2の保持部により保持される前記基板と接触しない位置に設けられる、
    請求項1に記載の搬送装置。
  3. 前記第1の保持部は、前記第2の保持部が前記基板を保持する位置よりも高い位置で前記基板を保持する、
    請求項1又は2に記載の搬送装置。
  4. 前記第1の保持部は、
    前記基板が水平方向に移動しないように規制する規制体と、
    前記規制体から離間して設けられ、前記基板の端部に接触自在に移動する押圧体と、
    を含む、
    請求項1乃至3のいずれか一項に記載の搬送装置。
  5. 前記第2の保持部は、前記第1の保持部により保持される前記基板と接触しない位置に設けられる、
    請求項1乃至4のいずれか一項に記載の搬送装置。
  6. 前記第1の保持部に保持される前記基板の水平位置と前記第2の保持部に保持される前記基板の水平位置とが異なる、
    請求項1乃至5のいずれか一項に記載の搬送装置。
  7. 前記第1の保持部に保持される前記基板の鉛直位置と前記第2の保持部に保持される前記基板の鉛直位置とが異なる、
    請求項1乃至6のいずれか一項に記載の搬送装置。
  8. 前記基板を搬送する搬送アームに接続されるピックを更に有し、
    前記第2の保持部は、前記ピックの上面に設けられる複数のOリングを含む、
    請求項1乃至7のいずれか一項に記載の搬送装置。
  9. 前記第1の保持部は、前記ピックに設けられる、
    請求項8に記載の搬送装置。
  10. 前記第1の保持部は、前記搬送アーム及び前記ピックに設けられる、
    請求項8に記載の搬送装置。
  11. 制御装置を更に有し、
    前記制御装置は、前記基板の種類に応じて該基板を前記第1の保持部又は前記第2の保持部により保持するよう当該搬送装置を制御するように構成される、
    請求項1乃至10のいずれか一項に記載の搬送装置。
  12. 大気搬送室内に設けられる、
    請求項1乃至11のいずれか一項に記載の搬送装置。
  13. 内部に基板を収容して該基板に処理を行う処理室と、
    前記処理室に収容する前記基板を搬送する搬送装置と、
    制御装置と、
    を備え、
    前記搬送装置は、
    基板の端部と接触して前記基板を保持する第1の保持部と、
    弾性部材により形成され、前記基板の裏面のみと接触して前記基板を保持する第2の保持部と、
    を有
    前記制御装置は、前記第1の保持部により前記基板を保持した状態における搬送速度が前記第2の保持部により前記基板を保持した状態における搬送速度よりも大きくなるよう前記搬送装置を制御するように構成される、
    処理システム。
  14. 基板を端部で保持可能か否かの情報と前記基板を高速で搬送可能か否かの情報と含む搬送モードを取得するステップと、
    取得した前記搬送モードに基づいて、前記基板の端部と接触して前記基板を保持するか又は前記基板の裏面のみと接触して前記基板を保持するかを判定するステップと、
    を有する、搬送方法。
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