JPH07231028A

JPH07231028A - 搬送装置および搬送方法

Info

Publication number: JPH07231028A
Application number: JP4506194A
Authority: JP
Inventors: Fumio Kondo; 文雄近藤; Masaaki Kajiyama; 雅章梶山; Masao Matsumura; 正夫松村
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1994-02-18
Filing date: 1994-02-18
Publication date: 1995-08-29

Abstract

(57)【要約】【目的】ウエハの高さおよび向きをプロセス装置の受
渡し手段およびウエハ処理手段の構成に適合するように
修正することができ、プロセス装置とトンネル搬送装置
との境界領域において、装置を複雑化大型化することな
くスムーズにウエハ等の被搬送物を移送することができ
る搬送装置を提供する。【構成】トンネル７内部に、ウエハ５を搭載する搬送
台車９を設け、トンネル７の外殻となる隔壁８により外
気を遮断した状態でウエハ５を搬送する搬送装置におい
て、トンネル７の内部に、ウエハ５を載置する置台１
と、この置台１を上下方向へ移動させる移動手段４と、
置台１上に載置された状態でのウエハ５に設けられたオ
リフラ５ａの周方向の位置を予め定められた位置に修正
する位相修正手段３３とを具備した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は搬送装置に係り、トンネ
ル内部にウエハを搭載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状態でウエハを搬送するトンネ
ル搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、半導体製造に関して極めて高度の
清浄度が要求されており、粒子汚染を防ぐため、あるい
は酸化等の分子汚染を防ぐために、ウエハ等の被処理物
を外気に曝すことなくプロセス装置間を搬送する必要が
生じている。そのような搬送方法の一つとして、トンネ
ル型搬送装置で複数のプロセス装置を結び、ウエハを搬
送台車に搭載してトンネル内を搬送することが試みられ
ている。図１１は、複数のプロセス装置をトンネル搬送
装置で結合した半導体製造ラインの例を示している。

【０００３】図１２は、図１１に示すＡーＡ線に沿った
断面図である。この図に示すように、搬送用のトンネル
７の両側にはプロセス装置Ａ，Ｂが相対向して配置され
ている。プロセス装置Ａ，Ｂには、それぞれロボット１
１，１２が配置されており、トンネル７内を走行する搬
送台車９からウエハ５をプロセス装置Ａ，Ｂのプロセス
チャンバ２５，…へ移送したり、逆に、プロセス装置
Ａ，Ｂで処理が終了したウエハ５を、プロセス装置Ａ，
Ｂから取り出して搬送台車９に移送し、搬送台車９がト
ンネル７を走行して次の処理装置へ搬送する。

【０００４】搬送台車９は、トンネル７の隔壁８外部に
取り付けられた図示しないリニアモータと停止位置決め
装置等によって、トンネル７内を移動しウエハ５を搬送
して所定の位置で停止する。

【０００５】またトンネル型の搬送装置としては、トン
ネル内部で搬送台車がトンネルの隔壁と接触することな
く走行することができる磁気浮上搬送装置が開発されて
おり、このような搬送装置によれば、トンネル内で粒子
を発生させることなく極めて清浄な環境下でウエハ等の
被搬送物を処理装置間において搬送することができる。
このような磁気浮上搬送装置の一例として、本発明者等
によりＰＣＴ／ＪＰ９３／００９３０に詳細に開示され
ている。この装置では、磁気センサ、電磁石などのよう
にガス発生の恐れがある部材がトンネルの隔壁の大気側
に配置され、薄い隔壁を介して外気と遮断されたトンネ
ル内部にある搬送台車を浮上させ、同様にトンネルの隔
壁の外部に配置されたリニアモータ等により搬送台車を
走行させ、あるいは停止させるようになっている。ま
た、このような磁気浮上搬送装置によれば、直交した分
岐を有するトンネル内を搬送台車が直交方向に走行する
ことも可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なプロセス装置とトンネル搬送装置との境界領域におい
ては、ウエハ５をプロセス装置Ａからプロセス装置Ｂに
移送するというような相対向するプロセス装置Ａ，Ｂ間
の移送の場合には、プロセス装置Ａのロボット１１はウ
エハ５をいったん搬送台車９上に置き、次に、プロセス
装置Ｂのロボット１２が搬送台車９上のウエハ５を取り
上げ、プロセス装置Ｂ内へ移送するという動作が行われ
る。すなわち、相対向したプロセス装置Ａ，Ｂ間では、
ウエハ５を受け渡すときには、搬送台車９はウエハ５を
搬送する必要がないのにもかかわらず、ウエハ５を受け
渡す一時的な置台としてプロセス装置Ａ，Ｂ間で停止し
ていなければならない。さらに、搬送台車９がたまたま
トンネル内の他の位置に移動している場合にはウエハ５
の受け渡しをすることができず、搬送台車９がプロセス
装置Ａ，Ｂ間に戻るまでの間の時間が無駄になってい
た。

【０００７】また、図１３に示すように、プロセス装置
Ａ，Ｂ間のロボット１１，１２で直接ウエハ５を受け渡
す方法も考えられる。しかしながら、このような場合に
は、図１４に示すように、フィンガ１３，１４の形状が
互いに干渉しない形状になっていなければならない。と
ころが、フィンガ１３，１４の形状はプロセス装置Ａ，
Ｂのプロセスチャンバ２５内に配置されたウエハ置台
（図示せず）等の形状に対応して定められており、図１
４に示すように、フィンガ１３，１４が互いに干渉しな
いように変更することは容易なことではなかった。この
ため、プロセス装置Ａ，Ｂ間においてロボット１１，１
２のフィンガ１３，１４でウエハ５を直接移送する方式
は採用することができなかった。

【０００８】さらに、プロセス装置Ａ，Ｂとトンネル７
間の境界領域の問題点として、接続されるプロセス装置
Ａ，Ｂのウエハ搬送面の高さの違いがある。一般のプロ
セス装置のウエハ搬送面は装置毎に違っており、これら
を共通のトンネル搬送装置に接続しようとすると、移載
用ロボットによってはその上下動の範囲に限界があるた
め、搬送台車からウエハを授受することが困難な場合が
ある。

【０００９】また、プロセス装置によってはロボットが
上下方向へ移動できないものもある。そのような場合に
は、図１５および図１６に示すように、プロセス装置Ａ
とトンネル７との間に中間ロボットチャンバ２７を配置
し、この中間ロボットチャンバ２７内に配置した上下移
動可能なロボット２８を経由してウエハ５の受け渡しを
行うことにより、ウエハ搬送面高さの調整を行なってい
る。しかしながら、このような装置をさらに配置する
と、ウエハの搬送装置が大型化して割高になるという問
題があった。

【００１０】さらに、ウエハにはオリエンテーションフ
ラット（以下、オリフラと略称する）と呼ばれる平坦な
切欠がウエハの周方向の位置を決めるために設けられて
いる。そして、プロセス装置によっては、このオリフラ
を所定方向に合わせてロボットに渡す必要のあるものが
ある。

【００１１】本発明は、上述した種々の課題を解決する
ことを目的としてなされたもので、プロセス装置とトン
ネル搬送装置との境界領域において、装置を複雑化大型
化することなくスムーズにウエハを移送することができ
る搬送装置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の搬送装置は、
トンネル内部に、ウエハを搭載する搬送台車を設け、ト
ンネルの外殻となる隔壁により外気を遮断した状態でウ
エハを搬送する搬送装置において、トンネルの内部に、
ウエハを載置する置台と、この置台を上下方向へ移動さ
せる移動手段と、置台上に載置された状態でウエハに設
けられたオリフラの周方向の位置を予め定められた位置
に修正する位相修正手段とを具備したことを特徴として
いる。

【００１３】

【作用】搬送台車からウエハが置台に載置されると、置
台はその搬送面の高さがウエハを引き渡す例えばロボッ
トの搬送面の高さと一致するように昇降する。また、位
相修正手段は、オリフラの位置を予め定められた位置に
修正する。したがって、ロボット等の移送手段の動作が
簡単でその構成を簡略化しつつウエハの受渡しをスムー
ズに行うことができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図９を
参照して説明する。図１は、プロセス装置と搬送装置と
の配置を示し、図２はプロセス装置と搬送装置間の構成
を示す図１のＡーＡ線に沿った断面図である。また、図
３は置台の詳細を示す断面図である。なお、以下の説明
において前記従来例と同等の構成要素には同符号を付
し、その説明を省略する。図１に示すように、トンネル
７を経由してウエハ５を搬送して受け渡すことが予定さ
れている場所、つまり、プロセス装置Ａ，Ｂの間の搬送
台車９の停止位置には置台１が配置されている。この置
台１は以下の構成により昇降かつ回転可能に構成されて
いる。

【００１５】図３に示すように、トンネル７の隔壁８の
下面には昇降機構４が取り付けられている。昇降機構４
は、長手方向を上下方向に向けたリニアガイド４ａと、
リニアガイド４ａに摺動可能に支持されるとともに図示
しないステッピングモータで駆動されるスライダ４ｂと
から概略構成されている。このスライダ４ｂには内部が
中空とされたフレーム３０が取り付けられている。フレ
ーム３０の内部には上下方向に互いに離間した一対の軸
受３１，３１が取り付けられ、軸受３１には軸２が上下
方向に摺動自在に支持されている。軸２の上端部は、ト
ンネル７の下側の隔壁８に形成された開口部６を貫通し
てトンネル７内に突出し、その上端面には置台１が取り
付けられている。一方、軸２の下端部はカップリング３
２を介してステッピングモータ（位相修正手段）３３の
回転軸に連結されている。なお、置台１は開口部６を通
過することができる大きさとされている。

【００１６】フレーム３０の上端開口には、磁性流体シ
ール３４が取り付けられ、磁性流体シール３４の外縁部
と隔壁８の開口部６の周縁には、気密性のある伸縮自在
なベローズ３の両端開口部がそれぞれ取り付けられてい
る。磁性流体シール３４は軸２との隙間を気密に封止
し、ベローズ３は開口部６と磁性流体シール３４との間
の空間を外部から気密に遮蔽している。これにより、ベ
ローズ３の内部もトンネル７内と同じ真空に保たれる。
そして、置台１は、昇降機構４を駆動することにより、
ウエハ５の受け渡しを行う場合には開口部６からトンネ
ル７内に突出させられ、搬送台車が開口部６上で停止し
たり通過する場合には開口部６の中に収容される。

【００１７】次に、トンネル７の上側の隔壁８には窓３
５が形成され、窓３５は透明なガラス板３６で密閉され
ている。窓３５の外側には形状認識センサ３７が配置さ
れている。センサ３７はウエハ５の形状を認識し、その
情報を形状信号として信号処理制御装置３８に供給す
る。信号処理制御装置３８は、形状信号からウエハ５の
位相のずれを計算し、ステッピングモータ３３に回転角
度の制御信号を供給する。

【００１８】次に、図４は搬送台車９を示す図である。
搬送台車９には上下方向に貫通する開口部１０が形成さ
れ、この開口部１０を置台１が通過できるようになって
いる。ウエハ５は、搬送台車９の上面に取り付けられた
複数のピン２１によって位置決めされて載置される。車
輪２２は搬送台車９を搬送方向に走行させるものである
が、搬送台車９を磁気浮上させて隔壁８と非接触で走行
させる磁気浮上式搬送装置においては不要となる。

【００１９】次に、上記構成の搬送装置の動作について
説明する。最初の状態では置台１は下に下がっており、
隔壁８の開口部６内に収容されている。この状態で、搬
送台車９はウエハ５を搭載して開口部６の上で停止する
（図５参照）。次に、図６に示すように、開口部６から
置台１が上昇し、搬送台車９の開口部１０を通過してウ
エハ５を図７に示す位置まで持ち上げる。この状態で、
センサ３７によるウエハ５の形状認識が行われる。

【００２０】センサ３７は、図示しないテレビカメラに
より生成されたウエハ５の画像データを信号処理制御装
置３８に供給する。信号処理制御装置３８は、センサ３
７から供給された画像データと、予め記憶した基準とな
る画像データとを比較する。基準となる画像データと
は、図９に二点鎖線で示すように、置台１上でウエハ５
の中心Ｏ₀がｘｙ座標上で所定の座標（ｘ₀，ｙ₀）とな
り、かつ、オリフラ５ａが例えばｘ軸方向を向く画像に
基づくデータである。また、ウエハ３７の置台１上での
実際の画像データは、図９において実線で示すように、
ウエハ５の中心Ｏ₁が座標（ｘ₁，ｙ₁）となり、かつ、
オリフラ５ａがｘ軸に対して角度θだけ傾斜した画像に
基づくデータである。そして、信号処理制御装置３８
は、ウエハ５の実際の画像データのうち中心Ｏ₁の座標
（ｘ₁，ｙ₁）とオリフラ５ａの端部Ｐ，Ｑの座標から、
ｘ軸に対してオリフラ５ａの方向がなす角度θを計算
し、この計算結果を回転角度の制御信号としてステッピ
ングモータ３３に供給する。ステッピングモータ３３
は、制御信号に基づき軸２を角度θ回転させる。センサ
３７はウエハ５の画像信号を信号処理制御装置３８に常
時送り続けている。信号処理制御装置３８は、ウエハ５
が停止した後の画像データと基準画像データとを比較
し、それらの相違が許容範囲か否かを判定する。そし
て、許容範囲でなければ回転角度の制御信号をステッピ
ングモータ３３に供給し、上述の工程を繰り返す。ま
た、画像データの相違が許容範囲であれば、置台１の高
さが所定高さ（ロボット１２のフィンガ１４にウエハ５
を移載することができる高さ）まで移動するように昇降
機構４に制御信号を供給する。

【００２１】次に、図８に示すように、プロセス装置Ｂ
のロボット１２のフィンガ１４がウエハ５側へ延びて、
ウエハ１４を把持する。その後、置台１は下降して開口
部６内に収まり、搬送台車９は次のウエハ５を搬送する
ために他の場所へ移動する。一方、フィンガ１４は、ウ
エハ５をプロセス装置Ｂ内の所定のプロセスチャンバ２
５に供給し、プロセスチャンバ２５はウエハ５の処理を
行う。この場合、ウエハ５のオリフラ５ａが既に所定方
向に向けられているため、プロセスチャンバ２５でのウ
エハ５の位置決めを簡単な構成でしかも高い精度で行う
ことができる。

【００２２】上記構成の搬送装置においては、置台１が
昇降してウエハ５の高さをプロセス装置Ａ，Ｂのロボッ
ト１１，１２のフィンガ１３，１４の高さ、つまり搬送
面に合わせることができるから、ロボット１１，１２の
構成を複雑化することなくウエハの受渡しをスムーズに
行うことができる。また、センサ３７からのウエハ５の
画像データを処理してオリフラ５ａの方向を設定された
方向へ向けるから、プロセスチャンバ２５内でのウエハ
５の位置決め機構を簡略化することができる。

【００２３】次に、図１０を参照して本発明の他の実施
例について説明する。図１０に示す実施例は、ウエハ５
の位置決めを、オリフラ５ａの方向のみならずウエハ５
の中心位置に関しても行うように構成したもので、その
ために、昇降機構４０のスライダ４０ｂとフレーム３０
との間にＸ−Ｙテーブル４１を介装し、置台１が水平方
向の所定範囲の任意の位置で停止することができるよう
になされている。なお、Ｘ−Ｙテーブルとしては既に市
販されている種々のものを使用することができる。

【００２４】上記構成の搬送装置では、図７に示す状態
において、センサ３７は、前記実施例と同様に、テレビ
カメラにより生成されたウエハ５の画像データを信号処
理制御装置３８に供給する。信号処理制御装置３８は、
センサ３７から供給された画像データと、予め記憶した
基準となる画像データとを比較する。その際、図９にお
いて、信号処理制御装置３８は、両画像データにおける
オリフラ５ａの位相のみならず、基準の中心座標
（ｘ₀，ｙ₀）と実際の中心座標（ｘ₁，ｙ₁）との比較を
行い、それら座標のｘ，ｙ方向の差を計算する。そし
て、信号処理制御装置３８は、オリフラ５ａの位相の差
とｘ，ｙ座標の差から、ウエハ５の回転角度とｘ，ｙ方
向への移動距離を計算し、回転角度の制御信号とｘ，ｙ
方向移動の制御信号とを発生する。これら制御信号は、
ステッピングモータ３３とＸ−Ｙテーブル４１にそれぞ
れ供給される。ステッピングモータ３３は制御信号に基
づいて置台１を回転させ、Ｘ−Ｙテーブル４１は制御信
号に基づいてフレーム３０をｘ，ｙ方向へ移動させ、オ
リフラ５ａ及びウエハ５の中心を基準位置に合わせる。
さらに、信号処理装置３８は、センサ３７から供給され
た位置修正後のウエハ５の画像信号を基準画像データと
比較し、それらの相違が許容範囲か否かを判定する。そ
して、許容範囲でなければ制御信号をステッピングモー
タ３３とＸ−Ｙテーブル４１に供給し、上述の工程を繰
り返す。また、オリフラ５ａの方向および中心位置に関
する画像データの相違が許容範囲であれば、置台１の高
さが搬送面まで移動するように昇降機構４に制御信号を
供給する。

【００２５】上記構成の搬送装置においては、置台１上
でウエハ５のオリフラ５ａの方向のみならず中心位置も
基準位置に合わせることができるので、プロセス装置
Ａ，Ｂの複数のプロセスチャンバ２５におけるウエハ５
の位置決め工程を省略することができ、プロセス装置Ａ
およびＢの内部の構成を大幅に簡略化することができ
る。

【００２６】なお、上記実施例ではウエハ５の中心位置
を合わせるために、Ｘ−Ｙテーブル４１を用いている
が、このような構成に限定されるものではなく、たとえ
ば、旋盤に装着される３つ爪の自動求心チャックの機構
を応用して、置台１上でウエハ５の側面を３方向から押
圧するように構成しても良い。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ト
ンネルの内部に、ウエハを載置する置台と、この置台を
上下方向へ移動させる移動手段と、置台上に載置された
状態でウエハに設けられたオリフラの周方向の位置を予
め定められた位置に修正する位相修正手段とを具備して
いるため、ウエハの高さおよび向きがプロセス装置の受
渡し手段およびウエハ処理手段の構成に適合するように
修正され、したがって、プロセス装置とトンネル搬送装
置との境界領域において、装置を複雑化大型化すること
なくスムーズにウエハ等の被搬送物を移送することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各実施例のトンネル搬送装置とプロセ
ス装置の配置の関係を示す平面図である。

【図２】本発明の実施例の搬送装置の図１におけるＡ−
Ａ線に沿った断面図であり、置台を介してウエハが移送
される状態を示す図である。

【図３】図２における置台の部分の詳細を示す断面図で
ある。

【図４】搬送台車の詳細を示す斜視図である。

【図５】本発明の実施例の搬送装置の図１におけるＡ−
Ａ線に沿った断面図であり、搬送台車が置台の上で停止
している状態を示す図である。

【図６】本発明の実施例の搬送装置の図１におけるＡ−
Ａ線に沿った断面図であり、置台が搬送台車の開口部を
通って上昇している状態を示す図である。

【図７】図６に示す状態から置台がさらに上昇して上昇
端に達した状態を示す図である。

【図８】図７に示す状態から、ロボットのフィンガがウ
エハを把持し、置台が下降した状態を示す図である。

【図９】ウエハの位置の修正工程を説明するための平面
図である。

【図１０】本発明の他の実施例における置台の部分の詳
細を示す断面図である。

【図１１】従来の搬送装置とプロセス装置の配置の関係
を示す平面図である。

【図１２】従来の搬送装置の図１１におけるＡ−Ａ線に
沿った断面図である。

【図１３】図１２に示す両側のプロセス装置間において
ロボットのフィンガによりウエハを直接移送する状態を
示す図である。

【図１４】図１３におけるロボットのフィンガとウエハ
との関係を示す図である。

【図１５】図１１において、中間ロボットチャンバをプ
ロセス装置と搬送装置との間に配置した状態を示す平面
図である。

【図１６】図１５のＢ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１置台２軸３ベローズ４昇降機構（移動手段）５ウエハ７トンネル８隔壁９搬送台車３０フレーム３１軸受３３ステッピングモータ（位相修正手段）。３４磁性流体シール３５窓３７形状認識センサ３８信号処理制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トンネル内部に、ウエハを搭載する搬送
台車を設け、上記トンネルの外殻となる隔壁により外気
を遮断した状態でウエハを搬送する搬送装置において、
上記トンネルの内部に、上記ウエハを載置する置台と、
この置台を上下方向へ移動させる移動手段と、上記置台
上に載置された状態でウエハに設けられたオリエンテー
ションフラットの周方向の位置を予め定められた位置に
修正する位相修正手段とを具備したことを特徴とする搬
送装置。
【請求項２】前記移動機構には、前記ウエハの中心位
置を予め定められた位置に修正する位置修正手段が設け
られていることを特徴とする請求項１に記載の搬送装
置。
【請求項３】トンネル内部に、ウエハを搭載する搬送
台車を設け、上記トンネルの外殻となる隔壁により外気
を遮断した状態でウエハを搬送する搬送装置において、
上記トンネルの内部に、上記ウエハを載置する置台と、
この置台を上下方向へ移動させる移動手段と、上記置台
上に載置された状態でオリエンテーションフラットの予
め定められた周方向の位置と実際の位置との位相ずれを
検出する位相検出手段と、この位置検出手段の検出結果
に基づいて上記置台を上記位相ずれに対応した角度回転
させる制御手段とを備えたことを特徴とする搬送装置。
【請求項４】前記置台上に載置された状態で前記ウエ
ハの予め定められたウエハの中心位置と実際の中心位置
との位置ずれを検出する位置検出手段と、この位置検出
手段の検出結果に基づいて上記置台を予め定められた位
置に移動させる位置制御手段を備えたことを特徴とする
請求項３に記載の搬送装置。
【請求項５】前記搬送台車には上下方向へ向けて貫通
する開口部が設けられ、前記置台は上記開口部を貫通し
て出没自在に構成されていることを特徴とする請求項１
ないし４のいずれかに記載の搬送装置。
【請求項６】前記トンネルの両側には前記ウエハを搬
送する搬送面の高さが互いに異なるロボットが配置さ
れ、前記移動手段は、前記置台を前記開口部から突出さ
せることにより上記互いに異なる搬送面の間で上記ウエ
ハの受け渡しをするように構成されていることを特徴と
する請求項５に記載の搬送装置。
【請求項７】前記隔壁の下面又は上面に設けた開口部
には外部と気密封止されたベローズ機構が設けられ、こ
のベローズ機構の内部には前記置台を支持する支持体が
設けられ、上記ベローズ機構の外部には上記支持体を昇
降させるエレベータ機構が設けられていることを特徴と
する請求項１ないし６のいずれかに記載の搬送装置。
【請求項８】トンネル内部にウエハを搭載する搬送台
車を設け、上記トンネルの外殻となる隔壁により外気を
遮断した状態でウエハを搬送する搬送方法において、上
記トンネルの内部に昇降可能に設けた置台にウエハを載
置し、上記置台上に載置された状態でオリエンテーショ
ンフラットの予め定められた周方向の位置と実際の位置
との位相ずれを検出し、この検出結果に基づいて上記置
台を上記位相ずれに対応した角度回転させることを特徴
とする搬送方法。