(57)【要約】【課題】本発明は、半導体ウエハの被処理面を酸化性雰囲気に晒すことなく、ＦＯＵＰと処理装置との間で半導体ウエハを搬送することのできる搬送装置を安価に提供することを目的としている。【解決手段】本発明の搬送装置は、雰囲気置換機能付きロードポートと、雰囲気置換機能付き搬送ロボットと、雰囲気置換機能付きアライナと、雰囲気置換機能付きロードロックチャンバとを備え、半導体ウエハが移動する間、及び位置決め等の処理を施されている間においても、半導体ウエハの被処理面を局所的に雰囲気置換する。【選択図】図３
2020013814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハを収容する密閉可能な容器を載置して前記容器の内部を不活性ガス雰囲気に置換する雰囲気置換機能付きロードポートと、前記半導体ウエハを保持して、前記半導体ウエハの被処理面の雰囲気を置換する雰囲気置換機能付き搬送ロボットと、前記半導体ウエハを保持して前記半導体ウエハの被処理面の雰囲気を置換する雰囲気置換機能付きアライナとを備え、半導体ウエハの被処理面の雰囲気を清浄な不活性ガス雰囲気に置換しながら前記半導体ウエハを搬送することを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記雰囲気置換機能付きアライナは、前記不活性ガスを噴出するノズルと、前記半導体ウエハを搬送するための開口と、前記開口を閉鎖可能な蓋とを備える置換容器に収納さ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】
前記ノズルには、不活性ガスに含まれる塵埃を除去するフィルタが備えられていることを特徴とする、請求項１もしくは請求項２に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記雰囲気置換機能付きアライナは、アライナ制御部を備えており、前記アライナ制御部は前記開口を開放している間、前記ノズルから噴出される不活性ガスの流量を大きくすることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の搬送装置。
【請求項５】
前記雰囲気置換機能付きアライナは、スピンドル上に保持される前記半導体ウエハの前記被処理面に向かって前記不活性ガスを噴出するシャワープレートを備えることを特徴とする、請求項１に記載の搬送装置。
【請求項６】
前記雰囲気置換機能付きアライナは、前記シャワープレートを上下方向に移動させるシャワープレート昇降機構をさらに備え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】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の搬送装置であって、前記搬送装置はさらに雰囲気置換機能付きバッファ装置を備え、前記雰囲気置換機能付きバッファ装置は、前記不活性ガスを噴出するノズルと、前記半導体ウエハを載置する棚板に対応する位置に配置される開口と、前記開口を閉鎖可能な蓋とを備える置換容器を備えることを特徴とする搬送装置。
【請求項８】
前記雰囲気置換機能付きバッファ装置は、バッファ制御部を備えており、前記バッファ制御部は前記開口を開放している間、前記ノズルから噴出される不活性ガスの流量を大きくすることを特徴とする、請求項７に記載の搬送装置。
【請求項９】
前記雰囲気置換機能付きバッファ装置は、前記棚板が形成されるカセットと、前記カセットを昇降移動させるカセット昇降機構と、前記カセットと前記カセット昇降機構とを覆うカバーとを備えることを特徴とする、請求項７もしくは請求項８に記載の搬送装置。
【請求項１０】
前記雰囲気置換機能付きバッファ装置は、前記棚板の上方にシャワープレートを備えており、前記シャワープレートは前記棚板に載置される前記半導体ウエハの被処理面に不活性ガスを噴出することを特徴とする請求項７に記載の搬送装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の搬送装置であって、前記搬送装置はさらに雰囲気置換機能付きロードロックチャンバを備え、前記雰囲気置換機能付きロードロックチャンバは、前記半導体ウエハを載置する棚板と、前記前記雰囲気置換機能付きロードロックチャンバの内部空間とミニエンバイロメント空間とを連通する第１の開口と、前記前記雰囲気置換機能付きロードロックチャンバの内部空間と搬送チャンバの内部空間とを連通する第２の開口と、前記第１の開口を閉鎖可能な第１の蓋部材と、前記第２の開口を閉鎖可能な第２の蓋部材と前記不活性ガスを噴出するシャワープレートとを備えることを特徴とする搬送装置。
【請求項１２】
前記シャワープレートは前記棚板に載置される前記半導体ウエハの被処理面に前記不活性ガスを噴出することを特徴とする請求項１１に記載の搬送装置。
【請求項１３】
請求項１１もしくは請求項１２のいずれかに記載の搬送装置であって、前記雰囲気置換機能付きロードロックは棚段状に前記半導体ウエハを載置する前記棚板を備え、前記シャワープレートは、前記棚段状に載置される前記半導体ウエハのそれぞれの上方に配置されることを特徴とする搬送装置。
【請求項１４】
清浄な空気をミニエンバイロメント空間に供給するＦＦＵと、雰囲気置換機能付きロードポートと、雰囲気置換機能付きアライナと、雰囲気置換機能付きバッファ装置と、前記雰囲気置換機能付きバッファ装置に関して互いに対向する位置に配置される２台の雰囲気置換機能付き搬送ロボットとを備え、前記雰囲気置換機能付きバッファ装置は、前記２台の雰囲気置換機能付き搬送ロボットがそれぞれアクセス可能な開口と、前記開口を閉鎖可能な蓋とを備えることを特徴とする搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の薄板状基板を搬送する搬送装置内において、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）と呼ばれる密閉可能な容器の内部に収納された半導体ウエハを処理装置との間で搬送する搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体はクリーンルームと呼ばれる比較的清浄な雰囲気に維持された環境内で製造されてきた。また近年半導体の微細化が進み、より清浄な雰囲気での半導体ウエハの取扱いが必要となっている。そこで、クリーンルーム内において、半導体ウエハは内部が高清浄な雰囲気に維持されるＦＯＵＰに収納された状態で各処理装置へと順次搬送されている。また、半導体ウエハ等の薄板状基板の表面に成膜、エッチングといった様々な処理を行う処理装置と接続して、薄板状基板の移載を行うＥＦＥＭ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ  Ｍｏｄｕｌｅ)では、空気中に浮遊する塵埃が薄板状基板に付着するのを防止するため、薄板状基板が曝される装置内部雰囲気を高清浄に保つミニエンバイロメント空間と呼ばれる空間が形成されている。このミニエンバイロメント空間は、ＥＦＥＭの天井に配置されるＦＦＵ１３（Ｆａｎ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｕｎｉｔ）と側面の壁と空気流通可能な床とで囲まれている空間であり、ＦＦＵ１３により清浄化された空気がミニエンバイロメント空間内に充満することで空間内の雰囲気は清浄化される。また、充満した清浄空気は空気流通可能な床を通過してミニエンバイロメント空間の外へと排出されるので、空間内で発生した塵埃もこの清浄空気の気流とともに空間外に排出される。この方法によって、半導体ウエハ等が移動する空間のみを高い清浄度とすることでクリーンルーム全体を高度に高清浄化するよりも比較的安価な費用で、半導体製品の歩留まりを向上させることが出来るようになった。
【０００３】
しかし近年、回路線幅の微細化が急速に進行し、従来のミニエンバイロメント方式による高清浄化だけでは対応出来ない問題が現れてきている。特に、処理装置により表面処理されて密閉容器に搬送された薄板状基板の表面が、ミニエンバイロメント空間内の空気に含まれる酸素や水分と反応して、自然酸化膜を形成してしまうという問題がある。自然酸化膜が形成されることで、薄板状基板の表面に形成されるべき回路が十分に形成されず、結果として所望の動作特性を確保できないというトラブルが発生しているのである。また、処理装置で使用される反応ガスに含まれる化学物質が、薄板状基板に付着したままの状態で密閉容器内に運び込まれて、密閉容器内の未処理の薄板状基板を汚染してしまい、次の処理工程に悪影響を及ぼすこととなり、歩留まりの悪化を招いてしまっているのである。
【０００４】
上記問題を解決するために、半導体ウエハの移送空間であるミニエンバイロメント空間を密閉空間として、内部に窒素等の不活性ガスを充満させることで、ミニエンバイロメント空間内の酸素や水分の濃度を可能な限りゼロにしようという技術が考えられてきた。
【０００５】
特許文献１には、ＦＦＵ１３によって吸引される空気中にガス供給手段１６から不可性ガスを供給して、低酸素濃度の清浄気体をＦＦＵ１３からの下降気流としてウエハ搬送室９に供給するＥＦＥＭ１が開示されている。ウエハ搬送室９に供給された低酸素清浄気体はケミカルフィルタ１４によって不純物が取り除かれた後、ファン１５によってガス帰還路１０を通って上部空間に移動して、再度ＦＦＵ１３によってウエハ搬送室９に供給される。図１を参照。これにより、半導体ウエハは、酸素や水分を含んだ大気に触れることなく、ＦＯＵＰと処理装置との間を移動することが出来るようになり、半導体ウエハ表面の性状の管理を適切に行うことが出来るようになった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１４６３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のように清浄な気体を循環させることにより新たな問題が生じている。半導体ウエハＷ表面の酸化を防止するためにはウエハ搬送室９内部を酸素濃度１％以下に維持する必要があり、不活性ガスの供給量が膨大なものとなり、結果として半導体チップの製造コストが増大してしまうのである。また、ウエハ搬送室９には、ＦＯＵＰと処理装置との間で半導体ウエハを搬送する搬送ロボットや、半導体ウエハの位置決めを行うアライナといった自動化装置やこれら自動化装置を制御する制御部が配置されている。これら自動化装置や制御部の動作による熱、およびＦＦＵ１３の動作による熱によって、ウエハ搬送室９を循環する低酸素不活性気体が加熱されて温度が上昇してしまうのである。その結果、自動化装置の駆動源であるモータや制御部内のコンピュータ等の冷却が行われず、誤動作や故障の原因となってしまうのである。また、循環している低酸素不活性気体を冷却するための冷却手段を設けた場合、ＥＦＥＭ１の製造コストが増大してしまうのである。
【０００８】
本発明は上記問題点を解決するために考案されたものであり、半導体ウエハの被処理面を酸化性雰囲気に晒すことなくＦＯＵＰと処理装置との間で搬送することのできる搬送装置を安価に提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の搬送装置は、半導体ウエハを収容する密閉可能な容器を載置して前記容器の内部を不活性ガス雰囲気に置換する雰囲気置換機能付きロードポートと、前記半導体ウエハを保持して、前記半導体ウエハの被処理面の雰囲気を置換する雰囲気置換機能付き搬送ロボットと、前記半導体ウエハを保持して前記半導体ウエハの被処理面の雰囲気を置換する雰囲気置換機能付きアライナとを備え、半導体ウエハの被処理面の雰囲気を清浄な不活性ガス雰囲気に置換しながら前記半導体ウエハを搬送することを特徴としている。上記構成により、半導体ウエハの移動経路上で半導体ウエハの被処理面を局所的に不活性ガス雰囲気に置換することが出来るので、搬送装置の内部雰囲気全体を不活性ガスに置換するような大規模な装置は必要無くなる。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載の搬送装置が備える雰囲気置換機能付きアライナは、前記不活性ガスを噴出するノズルと、前記半導体ウエハを搬送するための開口と、前記開口を閉鎖可能な蓋とを備える置換容器に収納されていることを特徴としている。上記構成により、不活性ガス雰囲気に維持された中で半導体ウエハをアライメントすることが可能になる。また、前記ノズルには不活性ガスに含まれる塵埃を除去するフィルタが備えられることで、半導体ウエハ表面が不活性ガスに含まれる不純物や塵埃によって汚染されることを防止することが出来る。
【００１１】
また、本発明の請求項４に記載の搬送装置が備える雰囲気置換機能付きアライナは、アライナ制御部を備えており、前記アライナ制御部は前記開口を開放している間、前記ノズルから噴出される不活性ガスの流量を大きくすることを特徴としている。上記構成とすることで、雰囲気置換機能付き搬送ロボットが半導体ウエハ搬送するために蓋を開放した際にも、雰囲気置換機能付きアライナの内部雰囲気を所定の不活性ガス濃度に維持することが可能になる。
【００１２】
また、発明の請求項５に記載の搬送装置が備える雰囲気置換機能付きアライナは、置換容器に代えて、スピンドル上に保持される前記半導体ウエハの前記被処理面に向かって前記不活性ガスを噴出するシャワープレートを備えている。上記構成により、置換容器を備えることなく半導体ウエハの被処理面の雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換することが出来る。さらに、前記シャワープレートを上下方向に移動させるシャワープレート昇降機構を備えることで、シャワープレートを半導体ウエハの被処理面に対して至近距離で不活性ガスを噴出することが可能になる。また、搬送ロボットがシャワープレートに干渉することなく半導体ウエハをスピンドルに搬送することが可能になる。
【００１３】
また、本発明の請求項７に記載の搬送装置は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の搬送装置であって、前記搬送装置はさらに雰囲気置換機能付きバッファ装置を備え、前記雰囲気置換機能付きバッファ装置は、前記不活性ガスを噴出するノズルと、前記半導体ウエハを載置する棚板に対応する位置に配置される開口と、前記開口を閉鎖可能な蓋とを備える置換容器を備えることを特徴としている。上記雰囲気置換機能付きバッファ装置を備えることで、処理装置等の要因により半導体ウエハに待ち時間が生じた場合でも、半導体ウエハを不活性ガス雰囲気中で保管することが可能になる。
【００１４】
また、本発明の請求項８に記載の搬送装置が備える雰囲気置換機能付きバッファ装置は、バッファ制御部を備えており、前記バッファ制御部は前記開口を開放している間、前記ノズルから噴出される不活性ガスの流量を大きくすることを特徴としている。上記構成とすることで、雰囲気置換機能付き搬送ロボットが半導体ウエハ搬送するために蓋を開放した際にも、雰囲気置換機能付きバッファ装置の内部雰囲気を所定の不活性ガス濃度に維持することが可能になる。
【００１５】
また、本発明の請求項９に記載の搬送装置が備える雰囲気置換機能付きバッファ装置は、前記棚板が形成されるカセットと、前記カセットを昇降移動させるカセット昇降機構と、前記カセットと前記カセット昇降機構とを覆うカバーとを備えることを特徴としている。上記構成とすることで、雰囲気置換機能付きバッファ装置は、多数の半導体ウエハを収納したとしても、それぞれの半導体ウエハに雰囲気置換機能付き搬送ロボットがアクセスすることが可能になる。
【００１６】
また、本発明の請求項１０に記載の搬送装置が備える前記雰囲気置換機能付きバッファ装置は、前記棚板の上方にシャワープレートを備えており、前記シャワープレートは前記棚板に載置される前記半導体ウエハの被処理面に不活性ガスを噴出することを特徴としている。上記構成とすることで、棚板に載置される半導体ウエハの被処理面に向かって万遍なく不活性ガスを噴出することが可能になるので、半導体ウエハの被処理面を素早く雰囲気置換することが可能になる。
【００１７】
また、本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の搬送装置であって、前記搬送装置はさらに雰囲気置換機能付きロードロックチャンバを備え、前記雰囲気置換機能付きロードロックチャンバは、前記半導体ウエハを載置する棚板と、前記前記雰囲気置換機能付きロードロックチャンバの内部空間とミニエンバイロメント空間とを連通する第１の開口と、前記前記雰囲気置換機能付きロードロックチャンバの内部空間と搬送チャンバの内部空間とを連通する第２の開口と、前記第１の開口を閉鎖可能な第１の蓋部材と、前記第２の開口を閉鎖可能な第２の蓋部材と前記不活性ガスを噴出するシャワープレートとを備えることを特徴としている。雰囲気置換機能付きロードロックチャンバはミニエンバイロメント空間と搬送チャンバの内部空間との間で半導体ウエハを遣り取りするためのものであり、上記構成とすることで、雰囲気置換機能付きロードロックチャンバを介して半導体ウエハを遣り取りする際にも半導体ウエハの被処理面を不活性ガス雰囲気に維持することが可能になる。
【００１８】
また、本発明の請求項１２に記載の発明は、前記シャワープレートは前記棚板に載置される前記半導体ウエハの被処理面に前記不活性ガスを噴出することを特徴としており、本発明の請求項１３に記載の発明は、請求項１１もしくは請求項１２のいずれかに記載の搬送装置であって、前記雰囲気置換機能付きロードロックは棚段状に前記半導体ウエハを載置する前記棚板を備え、前記シャワープレートは、前記棚段状に載置される前記半導体ウエハのそれぞれの上方に配置されることを特徴としている。上記構成により、棚板上に載置されるそれぞれの半導体ウエハの被処理面を不活性ガス雰囲気に維持することが可能になる。
【００１９】
また、本発明の請求項１４に記載の搬送装置は、清浄な空気をミニエンバイロメント空間に供給するＦＦＵと、雰囲気置換機能付きロードポートと、雰囲気置換機能付きアライナと、雰囲気置換機能付きバッファ装置と、前記雰囲気置換機能付きバッファ装置に関して互いに対向する位置に配置される２台の雰囲気置換機能付き搬送ロボットとを備え、前記雰囲気置換機能付きバッファ装置は、前記２台の雰囲気置換機能付き搬送ロボットがそれぞれアクセス可能な開口と、前記開口を閉鎖可能な蓋とを備えることを特徴としている。上記構成とすることで２台の雰囲気置換機能付き搬送ロボットが雰囲気置換機能付きバッファ装置を介して半導体ウエハを受渡しすることが可能になる。
【発明の効果】
【００２０】
上記説明したように、本発明によれば、半導体ウエハの移動経路上で半導体ウエハの被処理面を局所的に不活性ガス雰囲気に置換することが出来るので、搬送装置の内部雰囲気全体を不活性ガスに置換するような大規模な装置は必要無くなり、半導体製造工程におけるコストの削減に寄与することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、従来技術を示す図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態である処理システムＡを示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態である処理システムＡを示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態である雰囲気置換機能付きロードポート２０の概略を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態である雰囲気置換機能付きロードポート２０−１の概略を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態である搬送ロボット３０の概略を示す図である。
【図７】図７は、本実施形態の搬送ロボット３０が備えるフィンガ１８を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態である搬送ロボット３０−１、３０−２の概略を示す図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態であるアライナ４０の概略を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態であるアライナ４０の概略を示す断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態であるアライナ４０−１を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態であるアライナ４０−１、４０−２の概略を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態であるバッファ装置６０の概略を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の一実施形態であるバッファ装置６０の概略を示す断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施形態であるバッファ装置６０−１の概略を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明の一実施形態であるバッファ装置６０−２を示す断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の一実施形態であるバッファ装置６０−３の概略を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明の一実施形態である雰囲気置換機能付きロードロックチャンバ１２−１を示す断面図である。
【図１９】図１９は、本発明の一実施形態である処理システムＡ−１を示す断面図である。
【図２０】図２０は、本発明の一実施形態である搬送装置２´を示す断面図である。
【図２１】図２１は、本発明の一実施形態である処理システムＡ−２を示す断面図である。
【図２２】図２２は、本発明の搬送装置２、２´の制御系統を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に本発明の一実施形態である処理システムＡについて、図面を参照して詳しく説明する。図２は本発明の一実施形態である処理システムＡを示す断面図であり、図３はその斜視図である。処理システムＡはクリーンルームと呼ばれる、０．５μｍダストでクラス１００程度の比較的清浄な雰囲気に管理された工場内に設置される。処理システムＡは、一般的に、搬送装置２と処理装置３から構成され、搬送装置２は、ミニエンバイロメント空間４を形成するフレーム４ａとカバー４ｂ、ＦＦＵ１３、雰囲気置換機能付きロードポート２０、雰囲気置換機能付き搬送ロボット３０、雰囲気置換機能付きアライナ４０を備えている。なお、必要に応じて雰囲気置換機能付きバッファ装置６０を備える。また、処理装置３は、搬送チャンバ８、プロセスチャンバ１１、ロードロックチャンバ１２、及び真空搬送ロボット１７を備えている。ミニエンバイロメント空間４は、フレーム４ａと、フレーム４ａに固定されて外部雰囲気と分離するためのカバー４ｂと、天井に設置されて外部からの空気を高清浄な空気に清浄化した後、下向きの層流としてミニエンバイロメント空間４に導入する高清浄空気導入手段であるＦＦＵ１３によって形成される。ＦＦＵ１３には、ミニエンバイロメント空間４の内部に向かって下向きに空気を供給するファンと、送られてきた空気の中に存在する微小な塵埃や有機物などの汚染物質を除去する高性能なフィルタが備えられている。また、ミニエンバイロメント空間４の床面にはパンチングプレートといった所定の開効率を有する空気流通可能な部材が取り付けられている。
【００２３】
上記の構成により、ＦＦＵ１３からミニエンバイロメント空間４の内部に供給された清浄な空気は、ミニエンバイロメント空間４を下に向かって流れ、床面から装置外部へと排出される。また、搬送ロボット６等の動作により発生した塵埃も、この下向きの気流に乗って装置外部へと排出されるので、ミニエンバイロメント空間４は高清浄雰囲気に保たれている。雰囲気置換機能付き搬送ロボット３０は薄板状基板であるウエハＷをフィンガ１８で保持して、ウエハＷの被処理面に不活性ガスを供給しながら、ＦＯＵＰ１９とプロセスチャンバ１１との間で搬送するもので、雰囲気置換機能付き搬送ロボット３０のアーム可動部分は発塵防止構造とすることで、発塵によるウエハＷへの悪影響を極力抑える工夫がなされている。さらに、ミニエンバイロメント空間４内部の気圧は外部雰囲気よりも１．５Ｐａ程度陽圧に維持されており、外部からの汚染物質や塵埃の侵入を防止することで、ミニエンバイロメント空間４の内部は０．５μｍダストでクラス１以上の高い清浄度を維持されるようになっている。
【００２４】
次に、本発明の搬送装置２が備える雰囲気置換機能付きロードポート２０の一実施形態について説明する。図４は本実施形態の雰囲気置換機能付きロードポート２０を側面から見た断面図である。雰囲気置換機能付きロードポート２０（以下、「ロードポート２０」と記載する）は、ミニエンバイロメント空間４を形成する正面側フレーム４ａの所定の位置に固定されている。ロードポート２０は、少なくとも、ウエハＷを収容する密閉容器であるＦＯＵＰ１９を所定の位置に載置するステージ２１と、ウエハＷが通過可能な面積を有するポート開口部２２と、ポート開口部２２を閉鎖可能であり、ＦＯＵＰ１９の蓋１９ａと一体化して蓋１９ａを開閉するＦＩＭＳドア２３と、ステージ２１を支持して、ステージ２１をＦＩＭＳドア２３に対して前進・後退移動させるステージ駆動部２４と、ＦＩＭＳドア２３を昇降動作させるＦＩＭＳドア昇降部２５とを備えている。また、ステージ２１は、ＦＯＵＰ１９を所定の位置に載置する不図示の位置決め部材と、載置されたＦＯＵＰ１９を固定する不図示の固定手段とを備えている。
【００２５】
ステージ駆動部２４は、ステージ２１を水平方向に案内する案内部材と、ステージを水平方向に移動させるボールネジ機構２４ｂと、ボールネジ機構２４ｂを駆動する駆動源であるモータ２４ａとを備えていて、モータ２４ａの回転力がボールネジ機構２４ｂに伝達されることで、ステージ２１を任意の位置まで移動させることが可能な構成となっている。なお、ステージ駆動部２４は、モータ２４ａとボールネジ機構２４ｂに代えて、空気圧や油圧といった流体圧を利用したシリンダを備えることとしても良い。さらに、本実施形態のロードポート２０は、前述した公知のロードポート４の構成に加えて、ステージ２１から見てＦＩＭＳドア２３の後方、すなわち、処理装置３が配置される側に配置される枠体２６と、枠体２６に形成された開口部を閉鎖可能に積み重ねて配置される遮蔽板２７とを備えている。さらに、本実施形態のロードポート２０には、遮蔽板２７を鉛直方向に昇降移動させるための遮蔽板昇降部２８が備えられている。
【００２６】
また、ステージ２１のＦＯＵＰ１９底面に対向する面にはパージノズル２１ａが備えられている。このパージノズル２１ａは、ＦＯＵＰ１９の底部に備えられたパージポート１９ｂを介してＦＯＵＰ１９内部に不活性ガスを供給するためのもので、パージポート１９ｂに対応する位置に配置されている。このパージノズル２１ａを介して不活性ガスがＦＯＵＰ１９の内部空間に供給されることで、ＦＯＵＰ１９内部の雰囲気は不活性雰囲気に置換される。また、本実施形態のロードポート２０には、不図示の不活性ガス供給源から敷設される配管を接続する継手３７と、継手３７からパージノズル２１ａへと不活性ガスを供給する不図示のチューブ部材とが備えられている。また、チューブ部材の途中には、不活性ガス中に含まれる塵埃や不純物を除去するフィルタと電磁弁が備えられている。電磁弁はロードポート制御部５と電気的に接続されていて、このロードポート制御部５が電磁弁をオン・オフさせることで、ＦＯＵＰ１９内部への不活性ガスの供給と停止を切換える。不活性ガスの制御はロードポート制御部５に予め記憶されている制御プログラムと各種制御データに則って行われる。制御データには不活性ガスの供給タイミングや、供給時間等のデータが含まれる。また、ロードポート２０に酸素濃度や不活性ガスの濃度を測定するセンサを設け、このセンサの検出値により不可性ガスの供給タイミングを調節する構成としても良い。なお、本発明でいう不活性ガスとは、ＦＯＵＰ１９内部の雰囲気を置換するためのガスであり、窒素、アルゴン、ネオン、クリプトンのほか、乾燥空気等も含む。
【００２７】
ＦＩＭＳドア２３がＦＯＵＰ１９に対して行う開扉動作は、ＦＯＵＰ１９の蓋１９ａと一体化したＦＩＭＳドア２３を、ＦＯＵＰ１９に対して離間した位置まで動作させるか、もしくは、ステージ駆動部２４によって、ＦＯＵＰ１９を載置したステージ２１を、蓋１９ａと一体化したＦＩＭＳドア２３に対して離間した位置まで移動させることで行われる。
【００２８】
ＦＯＵＰ１９の内部空間に供給された不活性ガスは、ＦＯＵＰ１９の開口部付近に配置される複数の遮蔽板２７によって外部へ流出することを阻止される。また、搬送ロボット６がＦＯＵＰ１９内部に収容されているウエハＷにアクセスする場合、もしくは、搬送ロボット６が保持しているウエハＷをＦＯＵＰ１９内部に運ぶ場合には、積み重ねられた複数の遮蔽板２７のうち、所定の遮蔽板２７とその遮蔽板２７より上に配置される全ての遮蔽板２７を遮蔽板昇降部２８が持ち上げることによって発生する開口を介して行われる。この開口は、ウエハＷとウエハＷを保持するフィンガ１８が通過することが出来る最小限の高さ寸法があればよい。このように、遮蔽板２７の上昇移動による開口を介してウエハＷを搬送することで、ＦＯＵＰ１９内部に供給される不活性ガスが外部へ流出することを最小限に抑えることが可能になる。これにより、ＦＯＵＰ１９内部は所定の不活性ガス雰囲気に維持されるので、ＦＯＵＰ１９内部に収容されている待機中のウエハＷの表面に自然酸化膜が形成されることは無くなる。これらロードポート２０が備える各駆動機構の制御は、ロードポート制御部５によって行われる。
【００２９】
上記のように、第１の実施形態のロードポート２０は、不活性ガスの流出を防止するための遮蔽板２７を備える形態としているが、他の実施形態も本発明に十分適用可能である。図５は本発明の他の実施形態である雰囲気置換機能付きロードポート２０−１を示す断面図である。本実施形態のロードポート２０−１は、ＦＯＵＰ１９の開口付近に不活性ガスを供給するプレート状のノズル２９を設け、このノズル２９からＦＯＵＰ１９開口を介してＦＯＵＰ１９の内部空間に不活性ガスを供給することでＦＯＵＰ１９内部の雰囲気を不活性雰囲気に置換する形態である。ノズル２９の不活性ガス吹き出し面にシート状のフィルタを備えることで、不活性ガス供給ラインの配管や継手に付着した塵埃や不活性ガスに混入している不純物等でウエハＷを汚染することを防止している。また、ノズル２９は、ノズル昇降手段により昇降移動可能な構成とし、雰囲気置換を行わない時は、ステージ２１よりも下方に位置するように構成される。さらに、ＦＯＵＰ１９開口周辺に雰囲気置換のための空間を設け、この空間全体とＦＯＵＰ１９の内部空間とを共に雰囲気置換する形態であってもよい。
【００３０】
次に、本発明の搬送装置２が備える雰囲気置換機能付き搬送ロボット３０の一実施形態について説明する。本実施形態の雰囲気置換機能付き搬送ロボット３０（以下、「搬送ロボット３０」と記載する）は、ミニエンバイロメント空間４内に配置されて、ＦＯＵＰ１９と処理装置３との間でウエハＷの被処理面に不活性ガスを噴出させながらウエハＷを搬送する。図６は本発明の一実施形態である搬送ロボット３０の概略を示す図である。本実施形態の搬送ロボット３０は水平多関節スカラ型ロボットであって、塵埃の飛散を防止することが可能なクリーンロボットである。本実施形態の搬送ロボット３０は、搬送装置２の底面に配置されるフレーム４ａに固定される基台３１と、基台３１に対して昇降及び回動可能な胴体部３２とで構成されている。基台３１には胴体部３２を昇降移動させる昇降機構３３が備えられていて、胴体部３２は、この昇降機構３３にブラケットを介して支持されている。昇降機構３３は、胴体部３２を鉛直方向に案内する案内部材と、胴体部３２を昇降移動させるボールネジ機構３３ａと、ボールネジ機構３３ａを駆動するモータ３３ｂとで構成される。
【００３１】
胴体部３２は、第１アーム３３の基端部に一体的に形成されている胴体フレーム３２ａと、胴体フレーム３２ａに固定された胴体カバー３２ｂとで構成される。第１アーム３４の先端部には、第２アーム３５が水平面内を回動可能に連結されていて、この第１アーム３４と第２アーム３５とでアーム体を構成している。また、胴体フレーム３２ａは、ボールネジ機構３３ａの移動子に固定されたブラケット３３ｃに、軸受けを介して回動可能に取り付けられていて、ブラケット３３ｃに固定されているモータ３６によって水平面内を回動する。これにより、胴体フレーム３２ａと一体化した第１アーム３４も、胴体フレーム３２ａとともに水平面内を回動する。第１アーム（胴体フレーム）３４の先端部には第２アーム３５の基端部が回動可能に支持されていて、第２アーム３５の先端部には、フィンガ１８が回動可能に支持されている。第１アーム（胴体フレーム）３４は内部が中空の箱状の筐体となっていて、第２アーム３５を駆動するモータと、モータからの駆動力を伝達するプーリやベルトといった伝達機構が配置されている。また、第２アーム３５も同様の構成となっていて、内部には保持フィンガ１８を駆動するモータと、モータからの駆動力を伝達するプーリやベルトといった伝達機構が配置されている。上記第１アーム３４および第２アーム３５を駆動するモータや伝達機構をアーム駆動手段と称する。
【００３２】
上記構成により、第１アーム３４と第２アーム３５とが互いに連動して、互いに反対方向に回動することにより、アーム体は屈伸動作することとなり、アーム体の先端に配置されているフィンガ１８は進退移動する。また、フィンガ１８はモータの動作により、第２アーム３５の回動に連動して第２アーム３５の回動方向とは反対の方向に回動することにより、所定の方向に対向する姿勢を維持することができる。なお、第１アーム３４と第２アーム３５の各開口部は蓋により密閉されていて、プーリやベルト等から発生した塵埃が外部へと飛散しない構造となっている。
【００３３】
胴体カバー３２ｂの内側には、胴体カバー３２ｂに接触しないよう所定の隙間をあけて、基台カバー３１ａが取り付けられている。胴体カバー３２ｂは、胴体部３２が最も高い位置まで上昇した状態であっても、胴体カバー３２ｂの下端が基台カバー３１ａの上端よりも下方に位置するように形成されていて、胴体部３２や基台３１に配置されるモータやベルト、プーリといった伝達機構から発生する塵埃が外部に飛散することを防止している。また、本実施形態の搬送ロボット３０には、不図示の不活性ガス供給源から敷設される配管を接続する継手３７と、継手３７からパージ部１８ｂへと不活性ガスを供給するチューブ部材３８とが備えられている。また、チューブ部材３８の先端付近には、不活性ガス中に含まれる塵埃や不純物を除去するフィルタ８３が配置されている。フィルタ８３は、不活性ガスに混入している塵埃や不純物を除去して不活性ガスをパージ部１８ｂへと供給するもので、これにより、塵埃や不純物がウエハＷを汚染することを防止している。
【００３４】
次に、本実施形態の搬送ロボット３０が備えるフィンガ１８について説明する。図７は本実施形態の搬送ロボット３０が備えるフィンガ１８を示す断面図である。本実施形態のフィンガ１８は、ウエハＷを保持する保持部１８ａと、保持部１８ａが保持しているウエハＷの被処理面に向かって不活性ガスを噴出するパージ部１８ｂとで構成される。保持部１８ａにはウエハＷを保持するための公知の保持機構が備えられている。公知の保持機構とは、真空吸着力によりウエハＷを保持部１８ａに固定するものや、ウエハＷ周縁を把持することでウエハＷを固定する形態のことである。また保持部１８ａには、ウエハＷの有無を検出する公知の検出センサが備えられていて、ウエハＷの存否を検出することが出来る構成となっている。本実施形態の保持部１８ａは、フィンガ１８の本体部１８ｃに配置されるモータ８４によって昇降移動させられる。モータ８４は回転角度の制御が可能なステッピングモータが使用されている。また、モータ８４は制御部３９と電気的に接続されていて、制御部３９からの電気信号によりモータ８４のシャフト８５が正転もしくは逆転することで、シャフト８５と螺合している保持部１８ａが昇降移動する。上記構成により、搬送ロボット２０は、ＦＯＵＰ１９やその他ウエハ載置台に対して昇降機構３３を動作させることなくウエハＷを持ち上げたり載置したりすることが出来る。
【００３５】
また本実施形態の搬送ロボット３０は、本体部１８ｃの内部に塵埃を吸引する吸引手段を設ける構成としても良い。吸引手段を設けることで、本体部１８ｃ内に配置されるモータ８４やウエハＷを保持する保持機構の駆動源８６、関節部から発生する塵埃は吸引され、本体部１８ｃから外部に流出することは無くなる。また、本体部１８ｃ内部が外部環境に対して負圧に維持されるので、塵埃が外部に飛散することも無くなる。なお、吸引手段は不図示の真空源に接続されたチューブ部材で良く、チューブ部材の先端が発塵する可能性のある部材の近傍に配置される。
【００３６】
パージ部１８ｂは保持部１８ａの上方に配置され、不図示の不活性ガス供給源から搬送ロボット３０のチューブ部材３８を介して供給されてきた不活性ガスをウエハＷの被処理面に噴出させる。パージ部１８ｂはウエハＷの直径とほぼ同じ直径を有する円盤状の部材であり、不活性ガスが通過する流路と、この流路を通過する不活性ガスを噴出させるための噴出口が形成されている。
【００３７】
不活性ガスの供給と停止は、搬送ロボット３０が備えるロボット制御部３９が制御していて、保持部１８ａがウエハＷを保持している時に不活性ガスを噴出させ、保持部１８ａがウエハＷを保持していない時には不活性ガスの噴出を停止することが出来る。また、ロボット制御部３９は搬送ロボット３０が備える各モータの動作の制御も行う。不活性ガスの制御はロボット制御部３９に予め記憶されている制御プログラムと各種制御データに則って行われる。制御データには不活性ガスの供給タイミングや、供給継続時間等のデータが含まれる。また、フィンガ１８にウエハＷの有無を検出する検出センサを設け、このセンサの検出値により不活性ガスの供給タイミングを調節する構成としてもよい。さらに、各アーム３４、３５を動作させてウエハＷを取りに行く場合、各アーム３４、３５がウエハＷを取りに行く前から不活性ガスを噴出させておくように制御してもよい。上記構成により搬送ロボット３０は、ウエハＷを保持している間、ウエハＷの被処理面に不活性ガスを噴出させ続けることが可能になり、ウエハＷの被処理面に不要な自然酸化膜が形成されるのを防止することが出来る。特に、ウエハＷを大気開放されたロードロックチャンバ１２に対して搬送する場合には、酸素濃度や残留ガスの濃度が比較的高いロードロックチャンバ１２に対してウエハＷを載置してフィンガ１８を後退させるまでウエハＷに対して不活性ガスを噴出させることが出来るので、従来技術に比べて自然酸化膜の生成を抑制することが出来る。
【００３８】
なお、本実施形態の搬送ロボット３０は、第１アーム３４、第２アーム３５、及びフィンガ１８をそれぞれ個別のモータで駆動する水平多関節型ロボットであるが、本発明はこれに限定されることは無く、雰囲気置換機能を有するフィンガ１８を所定の位置まで正確に移動させることが出来るものであればよい。例えば、基台３１に対して昇降動作、及び旋回動作可能に構成される胴体部３２´に第１アーム３４´を回転可能に取り付け、第１アーム３４´の先端部に第２アーム３５´を回転可能に取付け、第２アーム３５´の先端部にフィンガ１８を回転可能に取り付ける形態であってもよい。図８（ａ）の搬送ロボット３０−１を参照。第１アーム３４´、第２アーム３５´、及びフィンガ１８がそれぞれプーリとベルトで所定の回転比で連結される構成とすることで、一つのモータの駆動力によって第１アーム３４と第２アーム３５から構成されるアーム体が屈伸動作を行い、第２アーム３５´の先端に取り付けられたフィンガ１８が直線の軌道上を進退移動する。さらに、昇降動作、及び旋回動作が可能な胴体部３２´にボールネジ機構で構成される直動アーム７５を配置して、この直動アーム７５の移動子にフィンガ１８を固定する形態であっても良い。図８（ｂ）の搬送ロボット３０−２を参照。
【００３９】
次に本発明の搬送装置２が備える雰囲気置換機能付きアライナ４０の一実施形態について説明する。図９は本実施形態の雰囲気置換機能付きアライナ４０（以下、「アライナ４０記載する」を示す斜視図であり、図１０はその断面図である。本実施形態のアライナ４０は、不活性ガス雰囲気中でウエハＷの中心点の位置のずれ量と、ノッチやオリエンテーションフラットといったウエハ外周縁に形成された切欠き部の位置とを検出して、予め設定された所定の位置に正確に位置決めするものである。本実施形態のアライナ４０は、上部にウエハ仮置き台４１が立設された上面プレート４２と、その上面プレート４２の下部に配置され、互いに直交する位置に配置されるＸ軸移動機構４３とＹ軸移動機構４４とを備えていて、これらのＸ軸移動機構４３およびＹ軸移動機構４４によって、上面プレート４２の下方に配置される昇降機構４５をＸＹ平面内で移動させることが出来る。また、昇降機構４５の昇降台にはスピンドル４６とスピンドル上に載置されるウエハＷを水平面内で回転させるためのスピンドル駆動モータ４８が備えられていて、このモータ４８の、鉛直方向に延在する出力軸は、スピンドル４６の下部に設けられる回転軸と連結されている。
【００４０】
スピンドル４６は、ウエハＷを水平に載せるウエハ載置台であり、スピンドル４６上に水平に置かれたウエハＷを吸着保持するための吸着孔４６ａが形成されていて、吸着孔４６ａは配管部材を介して不図示の真空源と接続されている。真空源と吸着孔４６ａとを連通させる配管部材の途中には不図示のウエハ保持用電磁弁が配置されていて、このウエハ保持用電磁弁の作動はアライナ制御部６によって制御される。なお、本実施形態のフィンガ１８は真空の吸着力によってウエハＷを保持する形態としているが、それ以外にも、クランプといった公知の保持手段による保持も十分可能である。アライナ制御部６は予め記憶されている制御プログラムと各種制御データに則って不活性ガスの制御を行う。制御データには不活性ガスの供給タイミングや、供給時間等のデータが含まれる。また、アライナ４０に酸素濃度や不活性ガスの濃度を測定するセンサを設け、このセンサの検出値により不可性ガスの供給タイミングを調節する構成としても良い。さらに、不活性ガスの供給ラインを大流量供給ラインと小流量供給ラインというように複数設け、センサの検出値によって供給流量を切換える構成としてもよい。
【００４１】
Ｘ軸移動機構４３は下面プレート４７に固定され、Ｙ軸移動機構４４が載置された移動子をＸ軸方向に案内するスライドガイド４３ａと、スライドガイド４３ａに対して平行に配置され、移動子と螺合するボールネジ機構４３ｂと、ボールネジ機構４３ｂを駆動させるモータ４３ｃとで構成される。また、Ｙ軸移動機構４４は、昇降機構４５が載置された移動子をＹ軸方向に案内するスライドガイド４４ａと、スライドガイド４４ａに対して平行に配置され、移動子と螺合するボールナット４４ｂと、ボールナットをＹ軸方向に延在する回転軸を回転中心として回転させるモータ４４ｃとで構成される。昇降機構４５は、スピンドル駆動モータ４８が固定された移動子を鉛直方向、すなわちＺ軸方向に案内するスライドガイドと、スライドガイドに対して平行に配置され、移動子と螺合するボールナットと、ボールナットをＺ軸方向に延在する回転軸を回転中心として回転させるモータとで構成される。これら、Ｘ軸駆動機構４３、Ｙ軸駆動機構４４、昇降機構４５、及びスピンドル駆動モータ４８はスピンドル駆動手段を構成している。なお、スピンドル駆動手段を構成する各モータは、全て回転軸の角度制御が可能なステッピングモータが使用されていて、各モータの作動はアライナ制御部６によって制御されている。
【００４２】
上面プレート４２の切り欠かれた部分には、スピンドル４６上のウエハＷの周辺部を上下から挟むようにラインセンサ４９が備えられている。このラインセンサ４９は、直線状に配置される複数の発光部を備える投光器４９ａと、直線状に配置される複数の受光部を備える受光器４９ｂとを、ウエハＷの下方と上方とに互いに対向するように、かつ、発光部から照射される検出光の光軸がスピンドル４６上に配置されるウエハＷの移動方向に対して垂直になるように配置されている。このラインセンサ４９は、スピンドル４６の回転軸線に対するウエハＷ中心の偏心量と偏心方向を、投光器４９ａから照射される検出光がウエハＷ外周縁によって遮られる様子を受光器４９ｂが検出する検出値によって測定するものであり、受光器４９ｂによる測定値は、アライナ制御部６に電気信号として送信され、アライナ制御部６によって演算処理される。一般的にウエハＷはＦＯＵＰ１９に収納されている状態から搬送ロボット３０によって搬送されるまでに設計上の所定の位置からずれている場合が多く、搬送ロボット３０によってスピンドル４６上に載置されたウエハＷは、スピンドル４６の回転軸線に対して偏心して載置されるので、アライナ４０は、スピンドル４６上のウエハＷを回転させて偏心量を検出し、アライナ制御部６により、予め定められた適切なウエハＷ中心位置にウエハＷの実際の中心点位置が位置するように、ウエハＷを水平方向に移動させるとともに、予め定められた適切な切欠き部位置に実際の切欠き部位置が位置するようにウエハＷを回転させる。
【００４３】
本実施形態のアライナ４０には、スピンドル駆動手段が配置されるアライナ４０内部に配置される各機構を覆うようにカバー５０が取り付けられている。このカバー５０によりスピンドル駆動手段の駆動部分から発生した塵埃がアライナ４０の外部に流出することを防いでいる。また、本実施形態のアライナ４０の下面プレート４７には不図示の開口が設けられていて、後述する不活性ガスや一般大気がこの開口から置換容器５１の外部へと流出するので、置換容器５１の内部を短時間で不活性ガス雰囲気に置換することが出来る。また、本実施形態のアライナ４０の下面プレート４７に、アライナ４０の内部空間に滞留する空気を排出する排気ファンを備える形態としても良い。この排気ファンは、アライナ４０に形成された開口を介して、アライナ４０の内部空間に滞留する空気をアライナから外部に排出する。上記構成により、スピンドル４６上に載置されるウエハＷは、スピンドル駆動手段から発生する塵埃に汚染されることは無くなる。
【００４４】
さらに、本実施形態のアライナ４０は、内部空間を不活性ガス雰囲気に置換することが出来る置換容器５１の内部空間に配置されている。図１０を参照。本実施形態の置換容器５１は、天井部に不活性ガスを噴出するノズル５２と、搬送ロボット３０がアライナ４０との間でウエハＷを搬送するための開口５３と、この開口５３を閉鎖する蓋５４とを備えている。ノズル５２の噴出口には、チューブ部材やノズル５２の内部に付着している不純物や塵埃を除去するフィルタが備えられていて、こういった塵埃等がウエハＷを汚染することを防止している。なお、蓋５４と置換容器５１開口５３周縁の壁面とは接触することなく、微小な隙間５４ａが設けられている。これにより、蓋５４と開口５３周縁の壁面とが接触することによる塵埃の発生を防止することができる。さらに、置換容器５１内部に残留している大気はノズル５２から供給される不活性ガスによりこの隙間５４ａを通って置換容器５１の外部に押し出されるので、置換容器５１の内部を短時間で不活性ガス雰囲気に置換することが可能になる。また、置換が終了した後も置換容器５１内に不活性ガスを供給することにより、不活性ガスが隙間５４ａから容器外部へと流出していき、この外部へ流出する不活性ガスがシール部材の役割をして、塵埃等が置換容器５１の内部に侵入することを防止している。
【００４５】
蓋５４は、モータやエアシリンダといった公知の駆動手段により駆動される。蓋５４の開閉制御はアライナ制御部６によって行われる。蓋５４は、アライメントのために搬送ロボット３０がウエハＷをスピンドル４６上に載置する場合、もしくは、アライメントが終了したウエハＷを搬送ロボット３０が次の工程に搬送する場合に開けられる。上記構成によりアライナ４０は、不活性ガス雰囲気に維持されている置換容器５１内でウエハＷのアライメントを行うことが出来るので、アライメント中にウエハＷの被処理面に不要な自然酸化膜が形成されるのを防止することが出来る。また、蓋５４を開放した際に置換容器５１内部の不活性ガスが外部に流出することで置換容器５１内部の不活性ガス濃度が低下してしまう。そこで、アライナ制御部６は蓋５４を開放する動作と併せて、アライナ４０が備える電磁弁を作動させて、蓋５４が開放されている間は通常よりも大流量の不活性ガスを供給させることで、置換容器５１内部の不活性ガス濃度が低下することを防止している。なお、アライナ制御部６が不活性ガスの流量を切換えるタイミングは、蓋５４の開閉のタイミングでも良いが、置換容器５１内部に酸素濃度を検出するセンサを設け、このセンサの検出値が規定値を上回ると大流量の不活性ガスを自動的に供給し、センサの検出値が規定値を下回ると自動的に小流量に切り替えるようにしてもよい。また、本実施形態のアライナ４０では、ヒンジ５４ｂを中心に揺動可能な蓋５４を備えているが、それ以外にも、例えば、置換容器５１に対して隙間５４ａをあけて上下方向にスライド可能な蓋を備えることとしても良い。
【００４６】
次に、アライナ４０とは別の実施形態について説明する。図１１は本実施形態の雰囲気置換機能付きアライナ４０−１を示す斜視図であり、図１２（ａ）はその側面図である。本実施形態の雰囲気置換機能付きアライナ４０−１（以下、「アライナ４０−１」と記載する）では、アライナ４０を覆う置換容器５１を備えることなく、スピンドル４６上でアライメント処理されているウエハＷの被処理面に不活性ガスを吹き付けることでウエハＷの被処理面の雰囲気を置換する。本実施形態のアライナ４０−１は、ウエハＷをスピンドル４６上で保持した状態でウエハＷの被処理面に向かって不活性ガスを噴出させるシャワープレート５５を備えていて、これによってウエハＷの被処理面に自然酸化膜が発生するのを防止するものである。
【００４７】
シャワープレート５５から噴出した不活性ガスは、シャワープレート５５とウエハＷとで形成される空間５６に充満して、この空間５６に残留している大気とともに外部へと流出していく。そして、不活性ガスを継続して供給することで、空間５６内に残留していた大気や塵埃は空間の外部へと順次流出して、空間５６内は不活性ガス雰囲気に置換される。また、空間５６内に噴出された不活性ガスは、順次シャワープレート５５とウエハＷとの間の隙間から外部に流出することになり、この外部へ流出する不活性ガスの外向きの流れがエアシールの役割を果たすので、薄板状基板Ｗの上側の面である被処理面へ大気が侵入するのを防止することが出来る。これにより、薄板状基板Ｗの被処理面に自然酸化膜が生成されることを防止できる。シャワープレート５５の噴出口には、チューブ部材やシャワープレート５５の内部に付着している不純物や塵埃を除去するフィルタが備えられていて、こういった塵埃等によるウエハＷの汚染を防止している。
【００４８】
本実施形態のシャワープレート５５は、パージ対象であるウエハＷの直径と同等の直径を有する円盤状に形成されていて、支柱５７によって支持されている。本実施形態のシャワープレート５５は、不活性ガスの流路５５ｄが形成されている上部材５５ａと不活性ガスを噴出させるための複数の貫通孔（噴出口）５５ｃが形成されている下部材５５ｂとの２つの部材から構成される。下部材５５ｂに設けられている貫通孔（噴出口）５５ｃの位置は、上部材５５ａと下部材５５ｂとを貼り合せた際に流路５５ｄと連通する位置に配置されている。これにより、流路５５ｄ内に供給された不活性ガスは、貫通孔５５ｃから半導体ウエハＷの被処理面に向かって噴出する。また、上部材５５ａには流路５５ｄと連通する位置に継手３７が取り付けられていて、不活性ガスを流通させるチューブ部材３８が不図示の電磁弁を経由して不活性ガス供給源に接続される。また、シャワープレート５５は、ウエハＷの直径と同等の直径を有しているので、ＦＦＵ１３からの清浄空気のダウンフローを遮断しながらウエハＷの被処理面全体に不活性ガスを供給うることが出来て、且つ、ウエハＷの被処理面に万遍なく不活性ガスを噴出させることが出来る。なお、シャワープレート５５は上記形状や大きさに限定されることは無く、ウエハＷの直径よりも小さく形成したり、大きく形成したりすることも可能である。また、円盤状に限らず正方形や長方形、六角形といった多角形にすることも十分可能である。なお、本実施形態のシャワープレート５５は、陽極酸化処理されたアルミニウムで形成されているが、本発明はこれに限定されることは無く、例えばセラミックやカーボン、エンジニアリングプラスチック等といった材料を用いることも可能である。
【００４９】
また、本実施形態のシャワープレート５５には、中心部分から半径方向に延在する切欠き５８が形成されていて、この切欠き５８はアライナ４０−１が備えるラインセンサ４９の光軸が通過出来るように構成されている。この切欠き５８により、シャワープレート５５はラインセンサ４９の光軸を遮ることなく、ウエハＷの被処理面の雰囲気置換を行うことが出来る。また、シャワープレート５５は、搬送ロボット３０がアライナ４０−１にアクセスする際に、フィンガ１８の保持部１８ａとパージ部１８ｂとに干渉しない位置に配置されていて、搬送ロボット３０は、フィンガ１８をスピンドル４６とシャワープレート５５との間の空間を通って、スピンドル４６上にウエハＷを載置したり、スピンドル４６上のウエハＷを取り出したりすることが出来る。上記構成によりアライナ４０−１は、ウエハＷを搬送ロボット３０から受け取って、ウエハＷのアライメントを行っている間、ウエハＷの被処理面に不活性ガスを噴出させることが出来るので、ウエハＷの被処理面に不要な自然酸化膜が形成されるのを防止することが出来る。
【００５０】
さらに、第３の実施形態として、シャワープレート５５を昇降移動させる昇降機構５９を設けることも出来る。図１２（ｂ）は第３の実施形態であるアライナ４０−２を示す断面図である。第３の実施形態の雰囲気置換機能付きアライナ４０−２（以下、「アライナ４０−２」と記載する）が備える昇降機構５９は、シャワープレート５５を鉛直方向に案内するリニアガイド５９ａと、シャワープレート５５を昇降移動させる駆動源としてエアシリンダ５９ｂを備えている。リニアガイド５９ａはガイドレールが鉛直方向に延在するようにブラケットを介して下面プレート４７に固定されていて、レール上を移動する移動子にはシャワープレート５５を支持する支柱５７の下端部が固定されている。また、エアシリンダ５９ｂは、シリンダロッドが鉛直方向に進退移動するように、シリンダ本体がブラケットを介して下面プレート４７に固定されていて、シリンダロッドの先端部は支柱５７に固定されている。また、エアシリンダ５９ｂは、配管を介して不図示のエア供給源と接続されていて、さらに、配管の途中にはレギュレータと電磁弁が接続されている。電磁弁はアライナ制御部６と電気的に接続されていて、アライナ制御部６の動作信号により電磁弁は弁の開閉を行う。この弁の開閉によって、エアシリンダ５９ｂのピストンロッドが進退動作することにより、シャワープレート５５は鉛直方向に昇降移動する。
【００５１】
アライナ制御部６は搬送ロボット３０をアライナ４０−２にアクセスさせようとする場合には、アライナ４０−２に備えられる電磁弁を作動させて、エアシリンダ５９ｂに空気を供給させてシャワープレート５５をスピンドル４６に対して離れた位置まで上昇移動させる。また、アライナ制御部６は、搬送ロボット３０がアライナ４０−２へウエハＷの搬入が終了した時点で、アライナ４０−２の電磁弁を作動させてエアシリンダ５９ａへの空気の供給を停止させて、シャワープレート５５をウエハＷに対して接近する位置まで下降移動させる。また、アライナ制御部６は、スピンドル４６上にウエハＷが載置されたことを検出すると、電磁弁を作動させてシャワープレート５５からウエハＷの被処理面に向かって不活性ガスを噴出させる。また、アライナ４０−２のアライメント動作が終了して、搬送ロボット３０がスピンドル４６上のウエハＷにアクセスする直前まで、アライナ制御部６はシャワープレート５５からの不活性ガスの供給を続け、搬送ロボット３０のフィンガ１８がアライナ４０−２に進出してくる時点で不活性ガスの供給を停止する。上記のように、搬送装置２に雰囲気置換機能付きアライナ４０、４０−１、４０−２を備えることで、雰囲気置換機能付き搬送ロボット３０によって被処理面を不活性ガス雰囲気に維持されて搬送されてきたウエハＷの被処理面に自然酸化膜を生成させることなくアライメントすることが可能になる。さらに、アライメントを終了したウエハＷは、雰囲気置換機能付き搬送ロボット３０によって被処理面を不活性ガス雰囲気に維持されたまま処理装置３へと搬送されていくので、ミニエンバイロメント空間４内を不活性ガス雰囲気に維持せずとも、自然酸化膜を生成させることなくウエハＷを処理装置に搬送することが可能になる。
【００５２】
次に、本発明の搬送装置２が備える雰囲気置換機能付きバッファ装置６０について説明する。本実施形態の雰囲気置換機能付きバッファ装置６０（以下、「バッファ装置６０」と記載する）はミニエンバイロメント空間４内に配置され、ウエハＷの処理に要する時間の差によって生じるウエハ搬送の待ち時間を緩和するために、ウエハＷを一時的に保管する装置である。なお、処理装置３の処理にかかる時間が比較的短くウエハ搬送の待ち時間が発生しないものには、基本的にバッファ装置６０を備える必要は無い。処理装置３の処理にかかる時間が長い場合、長い待ち時間が発生して、ウエハＷは一般大気に触れることで被処理面に自然酸化膜が形成されてしまう。そこで、バッファ装置６０のウエハＷを収納する空間を不活性ガス雰囲気に維持することで、ウエハＷ表面の自然酸化膜の形成を抑制する。
【００５３】
図１３は本実施形態のバッファ装置６０を示す図であり、図１４はその断面図である。本実施形態のバッファ装置６０は、ウエハＷが収納される空間を形成する箱状の容器６１と、ウエハＷを上下方向に間隔を空けて載置する複数の棚板６２と、それぞれの棚板６２にウエハＷを搬入・搬出するため容器に設けられた開口６３と、この各開口６３を閉鎖するための複数のシャッター６４と、容器６１の内部に不活性ガスを供給するノズル６５とを備えている。
【００５４】
本実施形態のバッファ装置６０を形成する箱状の容器６１は、ステンレススチール製で、直方体に成形されている。バッファ装置６０の搬送ロボット３０に対向する面には開口６３が形成されていて、この開口６３を介して搬送ロボット３０は、保持しているウエハＷを容器６１の内部に搬送したり、バッファ装置６０の内部に保管されているウエハＷを搬出したりする。また、バッファ装置６０には開口６３を閉鎖するシャッター６４が備えられていて、容器６１内部に充満している不活性ガスが容器６１の外部に流出することを防止している。各シャッター６４の上部にはヒンジが備えられており、このヒンジの水平方向に延在する回転軸を回転中心として回動するように構成されている。また、各シャッター６４には、それぞれのシャッター６４を開閉するための駆動源であるエアシリンダ６７のピストンロッド先端が連結されていて、各エアシリンダ６７のシリンダ本体は容器６１に回転可能に取り付けられている。また、エアシリンダ６７は、配管６６を介して不図示のエア供給源と接続されていて、さらに、配管の途中にはレギュレータと電磁弁が接続されている。電磁弁はバッファ制御部７と電気的に接続されていて、バッファ制御部７の動作信号により電磁弁は弁の開閉を行う。この弁の開閉によって、エアシリンダ６７のピストンロッドが進退動作することにより、シャッター６４は容器６１の壁面に対して回動して、開口６３を開閉する。
【００５５】
箱状の容器６１の内部には、ウエハＷを載置する複数の棚板６２が、所定の間隔を空けて鉛直方向に棚段状に配置されている。棚板６２は容器６１内の対向する位置に配置され、対抗する一対の棚板６２でウエハＷを水平な姿勢で支持する。各シャッター６４の配置は、この各棚にアクセスする搬送ロボット３０のフィンガ１８が通過可能な位置になるようにそれぞれ配置されていて、目的の棚板６２に保管されているウエハＷにアクセスしようとする場合、対応するシャッター６４だけを開扉するだけでよい。上記構成とすることで、ウエハＷにアクセスするための開口６３の面積を最小限に抑えることが出来るので、容器６１の内部に充満した不活性ガスの外部への流出を最低限に抑えることが出来る。
【００５６】
バッファ装置６０の容器６１内に不活性ガスを供給するノズル６５は、開口６３とは反対側の容器６１後方に備えられている。本実施形態のノズル６５は多数の噴出口が形成された円筒状の部材であり、上部には継手３７が取り付けられていて、不活性ガスを流通させるチューブ部材が不図示の電磁弁を経由して不活性ガス供給源に接続されている。電磁弁はバッファ制御部７と電気的に接続されていて、バッファ制御部７の動作信号により電磁弁は弁の開閉を行い、不活性ガスの供給と停止を切換える。また、ノズル６５の内部には、チューブ部材や継手３７等の内部に付着している不純物や塵埃を除去するフィルタが備えられていて、こういった塵埃等がウエハＷを汚染することを防止している。バッファ制御部７は予め記憶されている制御プログラムと各種制御データに則って不活性ガスの制御を行う。制御データには不活性ガスの供給タイミングや、供給時間等のデータが含まれる。また、バッファ装置６０の容器６１内に酸素濃度や不活性ガスの濃度を測定するセンサを設け、このセンサの検出値により不可性ガスの供給タイミングを調節する構成としても良い。さらに、不活性ガスの供給ラインを大流量供給ラインと小流量供給ラインというように複数設け、センサの検出値によって供給流量を切換える構成としてもよい。
【００５７】
また、容器６１の底面に排気口が設けることで、容器６１内に残留する一般大気はこの排気口を介して、バッファ装置６０の外部へと流出することとなり、容器６１内の雰囲気置換が効率よく行われる。なお、不活性ガスを供給するノズル６５は、開口６３とは反対側の容器６１後方に備えることに限定されることは無く、ウエハＷを支持する棚板６２が配置される側面に設けてもよい。バッファ装置６０が備えるノズル６５の他の実施形態として、ノズル６５は対向する位置に配置される棚板６２の両側面にそれぞれ配置される。上記構成とすることで、ノズル６５を一つしか備えない第１の実施形態に比べて、各ウエハＷの被処理面に対して万遍なく不活性ガスを供給することが可能になる。
【００５８】
次に、バッファ装置６０の第２の実施形態について説明する。図１５は本実施形態の雰囲気置換機能付きバッファ装置６０−１を示す図である。本実施形態の雰囲気置換機能付きバッファ装置６０−１（以下、「バッファ装置６０−１」と記載する）は、ウエハＷにアクセスするための開口６３の対向面にも開口６３´を設け、さらに開口６３と同様に、この開口６３´を閉鎖する複数のシャッター６４´が備えられていて、各シャッター６４´の上部にはヒンジが備えられており、このヒンジの水平方向に延在する回転軸を回転中心として回動するように構成されている。また、各シャッター６４´の開閉はエアシリンダ６７´で行うように構成されている。上記構成とすることで、搬送ロボット３０は、容器６１´内部の棚板６２に載置されるウエハＷに対して、対向して配置される各開口６３、６３´のいずれからでもアクセスすることが可能になる。
【００５９】
また、本実施形態のアライナ６０−２は、搬送ロボット３０やアライナ４０−１が備えるような板状のシャワープレート８７を内部に備えることも可能である。図１６は本発明の他の実施形態であるバッファ装置６０−２を示す断面図である。本実施形態のバッファ装置６０−２にはウエハＷを支持する各棚板６２のそれぞれの上方にシャワープレート８７が配置されている。シャワープレート８７は各棚板６２に載置されるウエハＷの被処理面に向かって不活性ガスを噴出させるものであり、これによってウエハＷの被処理面に自然酸化膜が発生するのを防止する。シャワープレート８７から噴出した不活性ガスは、シャワープレート８７とウエハＷとで形成される空間８８に充満した後、この空間８８に残留している大気とともにバッファ装置６０−２の外部へと流出していく。なお、シャワープレート８７の噴出口には、チューブ部材やシャワープレート８７の内部に付着している不純物や塵埃を除去するフィルタが備えることとしてもよく、これにより、塵埃等がウエハＷを汚染することを防止している。
【００６０】
本実施形態のシャワープレート８７は、パージ対象であるウエハＷの直径と同等の直径を有する円盤状に形成されていて、容器６１の壁面によって支持されている。シャワープレート８７は、不活性ガスの流路が形成されている上部材と不活性ガスを噴出させるための複数の貫通孔（噴出口）が形成されている下部材との２つの部材から構成される。下部材に設けられている貫通孔（噴出口）の位置は、上部材に形成された流路と連通する位置に配置されていて、流路内に供給された不活性ガスは、貫通孔から半導体ウエハＷの被処理面に向かって噴出する。また、それぞれのシャワープレート８７には各流路と連通する継手８９が取り付けられていて、不活性ガスを流通させる配管６６が不図示の電磁弁を経由して不活性ガス供給源に接続される。なお、シャワープレート８７の形状は円盤状に限らず正方形や長方形、六角形といった多角形にすることも十分可能である。なお、本実施形態のシャワープレート８７は、陽極酸化処理されたアルミニウムや、セラミック、カーボン、エンジニアリングプラスチック等といった材料が用いられる。
【００６１】
さらに、棚板６２の代わりに、流路６９が形成された棚部材７２をバッファ装置６０の内部空間に配置して、棚部材７２に形成される噴出口７３からウエハＷの被処理面に向かって不活性ガスを噴出させる形態であってもよい。図１７は不活性ガスの流路６９が形成された棚部材７２の断面と、棚部材７２を備えるバッファ装置６０−３を示す断面図である。本実施形態の棚部材７２は、鉛直方向に延在する柱部７２ａと、柱部７２ａから水平方向に突出して形成される棚部７２ｂとで構成される。バッファ装置６０−３の内部に搬送されたウエハＷはこの棚部７２ｂの上面に配置される。棚部材７２に形成される流路６９の一端には継手３７が取り付けられていて、不活性ガスを流通させるチューブ部材が不図示の電磁弁を経由して不活性ガス供給源に接続されている。また、流路６９の先端の噴出口７３には、板状のフィルタ７４が固定されていて、流路６９に供給された不活性ガスは、フィルタ７４を形成するガラス繊維の微小な隙間を通って容器６１内に供給される。フィルタ７４を介して不活性ガスを供給することで、容器６１の隅に滞留する塵埃を巻き上げることなく、比較的大量のガスを容器６１の内部に供給することが出来る。また、チューブ部材や棚部材７２の内部に付着している不純物や塵埃がウエハＷを汚染することを防止している。上記構成のように、棚部材７２から不活性ガスを噴出させる構成とすることで、容器６１の内部にノズル６５を設ける必要がないので、容器６１をコンパクトに形成することが可能になる。なお、両側に開口６３、６３´を有するバッファ装置６０−１、６０−３は、内部に２台の搬送ロボット３０−１ａ、３０−１ｂが互いに対向する位置に設けられる搬送装置２´に好適に用いられる。
【００６２】
また、上記のバッファ装置６０−１では、棚板６２上に載置されるウエハＷのそれぞれの被処理面に向かって不活性ガスを噴出させるシャワープレート８７を備える形態としているが、こういった形態は、バッファ装置６０−１以外にロードロックチャンバ１２やその他のウエハ受渡し用装置にも適用可能である。図１８は本発明の一実施形態である雰囲気置換機能付きロードロックチャンバ１２−１を示す断面図である。本実施形態の雰囲気置換機能付きロードロックチャンバ１２−１（以下、「ロードロックチャンバ１２−１」と記載する）は、真空容器９０と、ウエハＷを載置する棚板６２−１と、棚板６２−１に載置されるウエハＷに被処理面に向かって不活性ガスを噴出させるシャワープレート８７−１と、棚板６２−１とシャワープレート８７−１を鉛直方向に支持する支持部材９１と、支持部材９１を鉛直方向に昇降移動させる昇降機構１０２を備えている。本実施形態のロードロックチャンバ１２−１は、搬送装置２と搬送チャンバ８との間でウエハＷを中継するための装置であり、真空容器９０の搬送装置２に対向する面には、ウエハＷが通過可能な開口９２が設けられていて、この開口は、ゲートバルブ９３によって気密に閉鎖可能な構造となっている。また、真空容器９０の搬送チャンバ８に対向する面には、ウエハＷが通過可能な開口９４が設けられていて、この開口は、ゲートバルブ９５によって気密に閉鎖可能な構造となっている。ゲートバルブ９３、９５は、それぞれに対応する開口９２、９４を気密に閉塞可能な蓋部材であり、ゲートバルブ９３によってロードロックチャンバ１２−１とミニエンバイロメント空間４との間に設けられる開口９２を閉鎖および開放することが出来る。また、ゲートバルブ９５によってロードロックチャンバ１２−１と搬送チャンバ８とロードロックチャンバ１２−１との間に設けられる開口９２を閉鎖及び開放することが出来る。
【００６３】
また、真空容器９０の内部空間は排気管９６を介して不図示の真空ポンプと連通している。また、排気管９６の途中にはバルブ９７が備えられていて、真空容器９０内部の真空度により開度を調節することが可能になっている。さらに、シャワープレート８７−１は配管９８を介して不図示の不活性ガス供給源と接続されている。また、配管９８の途中にはバルブ９９が備えられている。バルブ９７とバルブ９９はロードロック制御部１００と電気的に接続されていて、ロードロック制御部１００から送信される信号により、バルブ９７とバルブ９９とは、弁の開閉動作を行う。
【００６４】
搬送ロボット３０によって搬送装置２からウエハＷが搬送されて来る場合、ロードロック制御部１００はバルブ９９を作動させて真空容器９０の内部を不活性ガス雰囲気に維持しておく。さらに、ウエハＷが搬送ロボット３０によって棚板６２−１に載置される時にもシャワープレート８７−１から不活性ガスを噴出させておき、ウエハＷの被処理面に酸化膜が生成されるのを防止する。ウエハＷをロードロックチャンバ１２−１まで搬送するには、本発明の一実施形態である雰囲気置換機能付き搬送ロボット３０を使用することで、搬送時のウエハＷに酸化膜が生成されることは防止できる。しかし、ウエハＷが搬入される時、真空容器９０内は不活性ガス雰囲気に維持されているが、ゲートバルブ９３が開けられ、搬送装置２の内部の空気が真空容器９０の内部空間に流入するので、内部空間の酸素濃度は若干上昇してしまう。そこで、搬入されたウエハＷの被処理面にシャワープレート８７−１から不活性ガスを噴出させることで、不要な酸化膜の生成を防止することが出来るのである。なお、ウエハＷの搬送が終了したら、ゲートバルブ９３が閉じられて、真空容器９０の内部空間は真空引きされるが、この真空引きの際には不活性ガスの供給が停止されることは言うまでもない。
【００６５】
また、本実施形態のロードロックチャンバ１２−１は、真空容器９０の内部空間を真空状態から大気圧に昇圧させて、ウエハＷを搬送装置２側に搬出する際にも有効に作用する。搬送チャンバ８からウエハＷが搬入される際には、真空容器９０の内部空間は真空雰囲気に維持されている。ウエハＷの搬入が完了するとゲートバルブ９５が閉じられ、シャワープレート８７−１から真空容器９０の内部空間に供給される不活性ガスによって大気圧と同程度まで昇圧される。このとき、シャワープレート８７−１は棚板６２−１に載置されるウエハＷに対して至近距離から不活性ガスを噴出させるので、ウエハＷの被処理面に残留している反応ガスは除去される。さらに、被処理面は不活性ガスによって置換されるので、自然酸化膜が生成されることはなくなる。また、熱処理直後で余熱が残っているウエハＷは、至近距離から噴出される不活性ガスによってより早く冷却される。
【００６６】
なお、シャワープレート８７−１はウエハＷの近傍に配置されウエハＷの被処理面に不活性ガスを噴出させることが重要であって、形状については、円盤状、矩形、楕円形といった様々な形状であって構わない。さらに、プレート状プレート形状以外にも、円柱状や半円形といった形状であっても構わない。また、シャワープレート８７−１に加えて、ロードロックチャンバ１２−１内部に不活性ガスを供給するノズル１０１を設け、ロードロックチャンバ１２−１の内部を素早く昇圧させるように構成してもよい。
【００６７】
図１９は２台の搬送ロボット３０−１ａ、３０−１ｂを備える搬送装置２´を含む処理システムＡ−１を上面から見た断面図であり、図２０は搬送装置２´を正面から見た断面図である。本実施形態の搬送装置２´には、正面に２台の雰囲気置換機能付きロードポート２０ａ、２０ｂが搭載されていて、搬送装置２´の背面であって各ロードポート２０ａ、２０ｂと対向する位置には、２台の処理装置３ａ、３ｂが配置されている。また、搬送装置２´と処理装置３ａとの間には、雰囲気置換機能付きロードロックチャンバ１２−１ａが配置され、搬送装置２´と処理装置３ｂとの間には、雰囲気置換機能付きロードロックチャンバ１２−１ｂが配置されている。搬送装置２´の天井にはＦＦＵ１３が配置されていて、ＦＦＵ１３から供給される清浄空気により、ミニエンバイロメント空間４´は常に清浄な雰囲気に維持される。また、ミニエンバイロメント空間４´には、２台の雰囲気置換機能付き搬送ロボット３０−１ａ、３０−１ｂが配置されている。各搬送ロボット３０−１ａ、３０−１ｂは、ミニエンバイロメント空間４内であって、対向して配置されるロードポート２０ａと処理装置３ａ、及びロードポート２０ｂと３ｂそれぞれの中間位置に配置され、ロードポート２０ａと処理装置３ａと搬送ロボット３０−１ａ、及びロードポート２０ｂと処理装置３ｂと搬送ロボット３０−１ｂとは、それぞれＹ軸に平行な直線上に配置される。
【００６８】
２台の搬送ロボット３０−１ａ、３０−１ｂは所定の間隔をあけて配置されていて、２台の搬送ロボット３０−１ａ、３０−１ｂの間にはテーブル７０が備えられている。さらに、このテーブル７０上には２台の雰囲気置換機能付きアライナ４０−１ａ、４０−１ｂが固定されている。また、アライナ４０−１ａ、４０−１ｂの上方には、本実施形態の雰囲気置換機能付きバッファ装置６０−１が配置されていて、この雰囲気置換機能付きバッファ装置６０−１は、搬送装置２´の天井フレーム４ａに固定された支柱７１によって上方から保持されている。なお、本実施形態の搬送装置２´が備える２台の雰囲気置換機能付きアライナ４０ａ、４０ｂは、ウエハＷを保持するスピンドル４６の上方にシャワープレート５５を備えるものであり、左右に配置される各雰囲気置換機能付き搬送ロボット３０−１ａ、３０−１ｂがアクセスできる位置に配置されている。
【００６９】
上記構成の搬送装置２´により、一方の搬送ロボット３０−１ａは、一方のロードポート２０ａに載置されるＦＯＵＰ１９ａからウエハＷを取り出してアライナ４０ａに搬送した後、アライナ４０ａによってウエハＷの正確な位置決めを行って、処理装置３ａにウエハＷを搬送する。処理装置３ａによる処理が終了すると、搬送ロボット３０−１ａが処理装置３ａからウエハＷを取出して、バッファ装置６０−１へと搬送する。バッファ装置６０−１へと搬送されたウエハＷは、もう一方の搬送ロボット３０−１ｂによってバッファ装置６０−１取り出され、アライナ４０ｂによって正確に位置決めされた後、処理装置３ｂに搬送される。処理装置３ｂによる処理が終了すると、ウエハＷは搬送ロボット３ｂによって、ロードポート２０ｂに載置されるＦＯＵＰ１９ｂへと搬送される。
【００７０】
上記バッファ装置６０−１ではミニエンバイロメント空間４´内に吊り下げて配置されていたが、他の実施形態も可能である。図２１は他の実施形態であるバッファ装置６０−３を搭載する処理システムＡ−２を示す断面図である。本実施形態のバッファ装置６０−３は、多数のウエハＷを上下方向に所定の間隔を空けて載置するカセット７７と、カセット７７を昇降移動させるカセット昇降機構７８と、カセット７７とカセット昇降機構７８とを覆うカバー７９とを備えている。また、カバー７９の搬送ロボット３０−１ａ、３０−１ｂに対向するそれぞれの面には、フィンガ１８が通過可能な開口８０ａ、８０ｂが形成されていて、この各開口８０ａ、８０ｂは、それぞれシャッター機構８１により閉鎖可能な構成となっている。
【００７１】
各開口８０ａ、８０ｂは各搬送ロボット３０−１ａ、３０−１ｂがアクセス可能な高さに設定されていて、この各開口８０ａ、８０ｂに対してカセット７７の所定の段のウエハＷがカセット昇降機構７８の作動によって昇降移動することで、各搬送ロボット３０−１ａ、３０−１ｂは所定のウエハＷにアクセスすることが可能になる。また、カバー７９の天井部分には、不活性ガスをバッファ装置６０−３内部に供給するノズル８２が備えられている。また、バッファ装置６０−３の底部には不図示のスリットが設けられていて、バッファ装置６０−３内部の一般大気は不活性ガスに押し出されることで、バッファ装置６０−３内部の雰囲気が効率よく置換される。
【００７２】
上記のように、バッファ装置６０−３を搬送装置２の床面に固定する形態とすることして、カセット７７を昇降移動可能な構成とすることで、ウエハＷを収納するカセット７７を大量のウエハＷを収納できるようにすることが出来る。
【００７３】
上記のように、雰囲気置換機能付きロードポート２０、雰囲気置換機能付き搬送ロボット３０、雰囲気置換機能付きアライナ４０、雰囲気置換機能付きバッファ装置６０、を備えることにより、ウエハＷが留置及び移動する経路上を不活性ガスに置換された雰囲気に局所的に維持されているので、ミニエンバイロメント空間４´の全体を不活性ガス雰囲気に維持する必要は無くなる。さらに、本発明の各実施形態が備える不活性ガス供給ラインには、不活性ガスに混入していたり、配管の中に付着したりしている不純物や塵埃を除去するフィルタを備えることが望ましい。不活性ガス供給ラインにフィルタを備えることで、ロードポート２０や搬送ロボット３０等の各ユニットによってウエハＷの被処理面は常に高清浄な不活性雰囲気に維持されるので、ミニエンバイロメント空間４、４´内部を高清浄な雰囲気に維持する必要が無くなる。すなわち、搬送装置２、２´に高価なＦＦＵ１３を備える必要が無くなるので、大きなコストダウンが可能になる。
【００７４】
本発明の搬送装置２、２´が備える雰囲気置換機能付き装置は、それぞれが制御部５、６、７、３９を備え、個別に不活性ガスの噴出と停止の制御、及び各駆動機構の動作制御を行う構成となっている。また、搬送装置２、２´は、ウエハＷを目的の位置まで搬送するために、搬送動作全体を制御するメイン制御ユニット６８を備えている。図２２は本発明の搬送装置２、２´の制御系統を示すブロック図である。メイン制御ユニット６８は、少なくとも、半導体製造工場が備える上位側コンピュータ７６、及び雰囲気置換機能付き装置が備える各制御部５、６、７、３９と通信する通信モジュールと、中央演算処理装置、予め作成された制御プログラムや各種データを記憶する記憶装置、論理回路を備えている。メイン制御ユニット６８は上位側コンピュータ７６から受信した制御指令を基に、各雰囲気置換機能付き装置に対して動作指令を送信する。各雰囲気置換機能付き装置は、各制御部５、６、７、３９に予め記憶された制御プログラムに則ってモータや電磁弁等を作動させて、所定の動作を行う。また、所定の動作が終了したらフィードバック信号をメイン制御ユニット６８に送信する。各雰囲気置換機能付き装置から送信されるフィードバック信号を受信したメイン制御ユニット６８は、予め記憶された制御プログラムの則って次の動作指令を送信する。こうした一連の動作によってウエハＷは、被処理面を不活性ガ雰囲気に維持されながら所定の位置までに搬送される。
【００７５】
以上、本発明の実施形態を、図面を参照して詳しく説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での変更等が可能である。例えば、本実施形態の雰囲気置換機能付きバッファ装置６０、６０−１、６０−２にウエハＷの検出センサを設け、棚板６２上にウエハＷが載置されている間に限り不活性ガスを供給する形態としても良い。さらに、ウエハＷが移動する空間は全て清浄な不活性ガス雰囲気に維持されているので、搬送装置２、２´はＦＦＵ１３を備えない形態としても良い。
【図１】
2020013814.tif 000003
【図２】
2020013814.tif 000004
【図３】
2020013814.tif 000005
【図４】
2020013814.tif 000006
【図５】
2020013814.tif 000007
【図６】
2020013814.tif 000008
【図７】
2020013814.tif 000009
【図８】
2020013814.tif 000010
【図９】
2020013814.tif 000011
【図１０】
2020013814.tif 000012
【図１１】
2020013814.tif 000013
【図１２】
2020013814.tif 000014
【図１３】
2020013814.tif 000015
【図１４】
2020013814.tif 000016
【図１５】
2020013814.tif 000017
【図１６】
2020013814.tif 000018
【図１７】
2020013814.tif 000019
【図１８】
2020013814.tif 000020
【図１９】
2020013814.tif 000021
【図２０】
2020013814.tif 000022
【図２１】
2020013814.tif 000023
【図２２】
2020013814.tif 000024