JPH07147310A - 移載装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の移載ロボットの機能を、エレベータと
搬送台車構造に分離して持たせ、両者の協調作業によっ
て、ウエハを搬送台車からエレベータに移載することに
よって、プロセス装置と、トンネル搬送装置との間の移
載ロボットを不要にした。 【構成】 処理装置３と、外気と隔離して被搬送物２を
搬送台車１に搭載して搬送するトンネル搬送装置１１と
の間にバッファチャンバ８を配設し、該バッファチャン
バ８は前記搬送台車１を進入、停止、後退させる手段
と、上下移動及び回転可能な支持軸１２と該支持軸から
張り出して前記被搬送物を載置する支持プレート９とを
備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体の製造等に好適な
ウエハ等の移載に係り、特にトンネル内部に被搬送物
（ウエハ等）を搭載し走行する搬送台車を備え、トンネ
ル隔壁により外気を遮断した真空状態等で被搬送物を搬
送するトンネル搬送装置から、半導体処理装置等に被搬
送物を受け渡す移載装置及び方法に関する。

【従来の技術】図７は、半導体製造装置の配置された処
理室の配置構成の一例である。この処理室では、真空下
でのプロセス加工、即ちスパッタリング、イオン注入、
或いはドライエッチング等の加工が行われる。この処理
室には、真空下で半導体基板を保管する真空保管庫１０
を備え、更に真空保管庫１０とプロセス装置３とを接続
する真空状態に保たれるトンネル内をウエハを搬送する
トンネル搬送装置１１とを備える。又、湿式洗浄装置５
とウエハの移送装置６とを備え、洗浄終了後のウエハが
真空保管され、更に真空トンネル内を磁気浮上された状
態で各プロセス装置３に搬送されるようになっている。

【０００２】図８は、真空トンネル内をウェハを搬送す
る搬送装置（ここでは磁気浮上搬送装置が用いられてい
る）１１の断面図である。係る構造の磁気浮上搬送装置
については、本出願人により国際特許出願ＰＣＴ／ＪＰ
９３／００９３０等によりその詳細が開示される。トン
ネル隔壁３０の上部には浮上用電磁石３１がトンネルに
沿って列設されている。同様に、トンネル隔壁３０の下
部には、走行用リニアモータ３２がトンネルに沿って列
設されている。半導体基板３３を搭載する搬送台１は、
その上面に磁性材３４を備え、浮上用電磁石３１の磁気
吸引力により搬送台１は浮上懸架される。搬送台１は浮
上懸架された状態でリニアモータ３２により水平方向に
駆動される。このような搬送装置１１の構成により、ウ
エハ２は搬送台１に搭載され、真空トンネルの隔壁３０
から非接触浮上した状態で真空保管庫１０と処理装置３
間を搬送される。

【０００３】図９は、真空保管庫１０の構造の詳細を示
す。図９（Ａ）は、真空保管庫１０の平面図であり、図
９（Ｂ）はその断面構造を示す。真空保管室２５は、磁
気浮上搬送装置と同様なトンネル形状をしており、内部
には、ウエハ２を載置する保管棚（保管台車）２４が浮
上用電磁石３１によって、非接触で真空保管室内に浮上
保持され、またリニアモータによって非接触で移動／停
止をすることができる。即ち、保管棚２４は、トンネル
状の真空保管室２５内を直線的に移動可能である。ま
た、真空保管室２５の保管棚２４には、ウエハ２は、ロ
ードロック室６からロボット室２３のロボット２６によ
り移載される。このように保管庫１０においては、保管
棚（台車）２４の移動によりウエハ２を３列の多数段に
収納できる。又、保管棚２４の移動は真空中で磁気浮上
により非接触で行われるためウエハ２の分子汚染、粒子
汚染が防止される。

【０００４】真空トンネル搬送装置においては、接続さ
れた真空処理装置のタクトタイムとのマッチングの為、
複数枚のウエハを一度に運ぶ必要がある。一方真空処理
自体は枚葉で処理される為に、処理装置内部に搭載され
たウエハ移載装置（ロボット）も一般には、枚葉すなわ
ちウエハを１枚づつ運ぶタイプとなっている。又このロ
ボットの上下動できる範囲は一般にはウエハを取り上げ
る為の必要な高さ、及びコストの関係から１０〜２００
mm程度であり、もしくは全然上下動しないものもある。

【０００５】従って、枚葉でウエハを移載する真空処理
装置と複数枚のウエハを一度に搬送する真空トンネル搬
送装置とを接続する為には、両者の間に、ウエハ受渡し
の為の移載装置が必要となる。従来の移載装置を含んだ
半導体製造装置の例を図１０に、装置要部断面を図１１
に示す。図１０に示すように、真空トンネル搬送装置１
１は、接続室２８でロボット室２３と接続されている。
ウエハ２を搭載した搬送台車１は、ゲートバルブ１８を
開き接続室２８に進入し停止する。

【０００６】図１１において搬送台車１は接続室２８の
所定の位置に停止している。ウエハ２は搬送台車１の内
部に設置された棚に水平の状態で上下方向に複数枚置か
れている。移載装置は真空ロボット２７と、真空エレベ
ータ２８よりなる。真空ロボット２７はウエハを一枚づ
つ移載する枚葉型でもよいし、複数枚を同時に移載する
タイプでもよい。後者では、移載時間が短くなり、上下
動の範囲が短くなる等の利点があるが、一方アーム先端
の重量の増加により、アームを伸ばした時のアーム先端
のたわみ量が大きくなる欠点がある。どちらのロボット
にしろ、このロボットは搬送台の上下に並んだウエハ２
を移載する為に、上下動しなくてはいけない範囲が通常
のロボットと比べてかなり大きくなる。一方エレベータ
２８の方は搬送台車１と同じ様に棚板があり、搬送台車
１から移載されたウエハ２を一時的に保管する働きがあ
る。全てのウエハ２がエレベータ２８に移載された後
に、今度はプロセス装置３側の移載ロボット２６がウエ
ハ２を一枚づつエレベータ２８の棚板から抜き取って、
プロセス処理装置３に移載する。この時エレベータ２８
は、プロセス装置側の移載ロボット２６の上下動できる
範囲に合わせて、上下してウエハの高さ方向の位置を調
整する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のウエハの移載装置には以下の様な問題点がある。 プロセス装置３毎に上記のロボット２７及びエレベ
ータ２８を設置しなければならない為にコストがかか
る。特にここで使用されるロボットは上下動の範囲が広
い為に、大口径でかつ伸縮範囲が大きいベローズを使う
必要がある為、通常のロボットの２倍近いコストがかか
る。 本来は、真空トンネル搬送装置１１から直接ウエハ
を真空処理装置３に移載すべき所、上記の移載工程が付
け加えられるために、移載の時間が余計にかかる。これ
は半導体プロセスのタクトタイムに関係してくる。 クリーンルームは単位面積当たりの建設費用が高い
ため、その中に入れる装置の専有床面積はなるべく小さ
なものが要求される。しかしこの装置では、上記のロボ
ットチャンバをプロセス装置とトンネル搬送装置との間
に設置する必要がある為、床面積を余計に必要とする。

【０００８】本発明は、上記の問題点を解決する為、従
来の移載ロボット２７の機能を、エレベータ２８と搬送
台車の接続室２８に分離して持たせ、両者の協調作業に
よって、ウエハを搬送台車からエレベータに移載する事
によって、プロセス装置と、トンネル搬送装置との間の
移載ロボット２７を不要にしたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の移載装置は、処
理装置と、該処理装置に外気と隔離して被搬送物を搬送
台車に搭載して搬送するトンネル搬送装置との間にバッ
ファチャンバを配設し、該バッファチャンバは前記搬送
台車を進入、停止、後退させる手段と、上下移動及び回
転可能な支持軸と該支持軸から張り出して前記被搬送物
を載置する支持プレートとを備えたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】真空トンネルのバッファチャンバ内部の搬送台
車の停止点進行方向近傍に、上下移動でき更に支持軸に
対して回転運動を可能にしたウエハの支持プレートを設
置する。この支持プレートは、搬送台車が所定の位置に
停止した時は、搬送台車に搭載されたウエハの下にプレ
ートが入る様な形状、位置関係を有している。搬送台車
が所定の位置に停止後、支持プレートはウエハを搬送台
車の棚板からウエハを持ち上げるのに必要なだけ上昇す
る。その後搬送台車は後退する。この状態でウエハは搬
送台車から支持プレートに一回で全ウエハが移載された
事になる。しかしこの状態では支持プレートの支持軸が
邪魔となり、プロセスチャンバ内の移載ロボットがウエ
ハを取るのは不可能である。そこで、支持プレートを支
持軸により１８０度回転させて、ウエハをプロセス装置
の前に移動する事によって、プロセスチャンバ内の移載
ロボットが支持プレートからウエハを取る事を可能とし
たものである。

【００１１】

【実施例】以下、図１乃至図６に示した実施例により本
発明を詳細に説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施例の半導体製造装置
全体の配置構成を示す。図１０の従来の配置例と異な
り、移載ロボットチャンバ、エレベータチャンバを介さ
ず、真空プロセス装置３のロボット室２３とトンネル搬
送装置１１とがバッファチャンバ８により直接接続され
ている事がわかる。その為に全体の専有面積が従来のも
のと比べて著しく小さくなっている。

【００１３】図２はバッファチャンバ８の詳細な断面構
造を示す。搬送台の停止位置のすぐ前方には、支持プレ
ート９が張り出した支持軸１２が設置されている。この
支持軸１２は、ベローズ磁性流体シール１３によって外
気（大気）から隔離されており、その一端は磁性流体シ
ール１３を貫通して大気側にてモータ１４に接続されて
回転可能となっている。モータ１４はステッピングモー
タが望ましい。又この支持プレートの支持軸１２は外気
側で軸受１５によって支持されている。これらの軸受１
５及びモータ１４は上下移動機構１６に支持されてお
り、支持プレート９を上下移動可能ならしめている。支
持プレート９は、複数枚、搬送台車に搭載されるウエハ
の数に対応して搬送台の棚と同一ピッチで設置されてい
る。このプレート９は、搬送台車１が所定の位置に停止
した時は、図３（Ｂ）に示す様にそのウエハ２の下に入
る様な形状位置関係を有している。又この支持プレート
９は、その支持軸１２を中心として１８０度回転できる
様に、トンネルの隔壁３０は図３（Ａ）に示す様にその
回転ができる様な凸状部１７を有している。

【００１４】つぎに図４から図６を用いて、その移載方
法について説明する。まず図４に示す様に、トンネル搬
送路を走行してウエハを搭載した搬送台車が、バッファ
チャンバ８のゲートバルブ１８の直前に停止し、ゲート
バルブ１８を開きバッファチャンバ８部分に進入し、所
定の位置に停止する（ステップ）。バッファチャンバ
８の支持プレート９はそのプレートが搬送台車１の棚に
搭載されたウエハ２の下に入る様な高さに設定されてい
る。

【００１５】図５において、搬送台車が停止した後、支
持プレート９を搬送台車の棚板からウエハを持ち上げる
のに必要なだけ支持軸１２を上昇させる（ステップ
）。その後搬送台車１をトンネル搬送装置１１に後退
させる（ステップ）。この状態でウエハ２は搬送台車
から支持プレート９に移載されたことになる。

【００１６】次に図６に示す様に、ゲートバルブ１８を
閉じ（ステップ）、支持プレート９を支持軸１２によ
り１８０度回転させて、ウエハ２をプロセス装置３のロ
ボット室２３の前に移動させる（ステップ）。その
後、プロセス装置３側の枚葉タイプのウエハ移載ロボッ
ト２６によってウエハ２をプロセス装置３に移載する。

【００１７】尚、プロセス処理が終了したウエハはプロ
セス装置３から、上記の手順と全く逆の手順により、搬
送台１の棚に移載して、他のプロセス装置或いは保管庫
に搬送することができる。

【００１８】尚上記実施例においては、トンネル搬送装
置１１には、図８に示す磁気浮上搬送装置を用いること
が清浄度の確保から好ましい。しかしながら、トンネル
搬送装置としては、通常の車輪を有する搬送台車によっ
てウエハを搬送する接触式のものを用いてもよい。又、
ウエハの搬送先はプロセス装置としたが、真空保管庫の
ような保管室であってもよい。

【００１９】又バッファチャンバ８は、図８に示す磁気
浮上搬送装置と同様にトンネル隔壁外側に浮上用電磁石
３１、リニアモータ３２、停止位置決め装置３５を備
え、磁性材３４及び導電材３６を備えた搬送台１を磁気
浮上させながら、走行、停止位置決めを行うことができ
ることが好ましい。しかしながら、トンネル搬送装置と
して接触式のものを用いる場合には、そのトンネル搬送
装置と同様な搬送台車の進入、停止、後退手段を備える
ことが必要である。

【００２０】トンネル搬送路１１及びバッファチャンバ
８内は、外気（大気）と遮断された真空雰囲気とするこ
とがウエハの分子汚染、粒子汚染を防止する観点から好
ましい。しかしながら、半導体プロセスの種類によって
は、Ｎ₂ ガス等の清浄なガス雰囲気とすることが好まし
い場合もあり、又、クリーンエア雰囲気とすることが好
ましい場合もある。

【００２１】又、本実施例においては被搬送物として半
導体ウエハを例として説明したが、液晶基板或いは清浄
な雰囲気下で処理が必要な被搬送物に広く適用できるの
は勿論のことである。このように、本発明の趣旨を逸脱
することなく各種の変形実施例が可能である。尚、各図
中同一符号は同一又は相当部分を示す。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、真空トンネルのバッファチャ
ンバ内部の搬送台車の停止点の進行方向近傍に、上下移
動でき更に回転運動を可能にした被搬送物の支持プレー
ト９を設置した事により、プロセス装置とトンネル搬送
装置との間の移載ロボットを省略することができた。こ
のためトンネル搬送装置から支持プレート９（エレベー
タ）へのウエハの移載が移載ロボットを介さずかつ一度
ですみ、装置の製造コストが下がり、又設置面積が大幅
に減少した。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１乃至図６は本発明に係る実施例を説明する
ものであり、図１は、本発明の一実施例のプロセス装置
とトンネル搬送装置間の接続構成を示す説明図。

【図２】バッファチャンバの構成を示す説明図。

【図３】図２の要部を示す（Ａ）平面図、（Ｂ）側断面
図。

【図４】バッファチャンバのウエハ移載ステップを示す
断面図。

【図５】バッファチャンバのウエハ移載ステップを示す
断面図。

【図６】バッファチャンバのウエハ移載ステップを示す
断面図。

【図７】従来の半導体製造装置の配置構成の一例を示す
説明図。

【図８】磁気浮上搬送装置の断面図。

【図９】真空保管庫の（Ａ）平面図、（Ｂ）側断面図。

【図１０】従来のプロセス装置とトンネル搬送装置間の
接続の一例を示す説明図。

【図１１】図１０の要部断面図。

【符号の説明】

１ 搬送台（車） ２ ウエハ ３ 真空プロセス装置 ８ バッファチャンバ ９ 支持プレート １１ 真空トンネル搬送装置 １２ 支持軸 ２３ ロボット室

フロントページの続き (72)発明者 吉岡 毅 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理装置と、該処理装置に外気と隔離し
   て被搬送物を搬送台車に搭載して搬送するトンネル搬送
   装置との間にバッファチャンバを配設し、 該バッファチャンバは前記搬送台車を進入、停止、後退
   させる手段と、上下移動及び回転可能な支持軸と該支持
   軸から張り出して前記被搬送物を載置する支持プレート
   とを備えたことを特徴とする移載装置。
2. 【請求項２】 処理装置と、該処理装置に外気と隔離し
   て被搬送物を搬送台車に搭載して搬送するトンネル搬送
   装置との間にバッファチャンバを配設し、前記搬送台車
   が該バッファチャンバに進入し停止するステップと、支
   持軸から張り出して前記被搬送物を載置する支持プレー
   トが上下移動することにより被搬送物を前記搬送台車よ
   り受け取るステップと、前記搬送台車が該バッファチャ
   ンバから後退するステップと、前記支持軸が回転し前記
   支持プレートに載置された被搬送物を前記処理装置の前
   に移動するステップと、前記処理装置のロボットが前記
   被搬送物を受け取るステップとからなることを特徴とす
   る被搬送物の移載方法。
3. 【請求項３】 前記バッファチャンバは、隔壁外部に浮
   上用電磁石、走行用リニアモータ、及び停止位置決め装
   置を備え、磁性材及び導電材を備えた搬送台車を磁気浮
   上させた状態で進入、停止、後退させることを特徴とす
   る請求項１記載の移載装置。
4. 【請求項４】 前記トンネル搬送装置は、隔壁外部に浮
   上用電磁石及び走行用リニアモータを備え、磁性材及び
   導電材を備えた搬送台車を磁気浮上させた状態で走行さ
   せる磁気浮上搬送装置であることを特徴とする請求項３
   記載の移載装置。
5. 【請求項５】 前記バッファ装置及びトンネル搬送装置
   はトンネル隔壁内部が真空であり、外部の大気側から隔
   離されていることを特徴とする請求項１又は４記載の移
   載装置。