(57)【要約】【課題】パーティクルの巻き上げによる基板の清浄度の低下を抑えることが可能な搬送装置を提供する。【解決手段】基板を収容する容器を開放する開放手段と、基板を保持する可動ハンドと、可動ハンドにアームを介して連結された固定部と、を有し、開閉手段により開放された前記容器内の前記基板を処理室に搬送する搬送手段と、搬送手段により搬送されている前記基板の周囲に清浄化された気体の流れを形成する気流形成手段と、を備え、処理室は、開閉手段および固定部に対して、搬送手段が容器から前記基板を引き出す第１方向に直交する第２方向に離れて配置され、搬送手段の固定部は、搬送手段による基板の搬送経路の鉛直上方および鉛直下方から離れた位置に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収容する容器を開放する開放手段と、
前記基板を保持する可動ハンドと、前記可動ハンドにアームを介して連結された固定部と、を有し、前記開閉手段により開放された前記容器内の前記基板を処理室に搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送されている前記基板の周囲に清浄化された気体の流れを形成する気流形成手段と、を備え、
前記処理室は、前記開閉手段および前記固定部に対して、前記搬送手段が前記容器から前記基板を引き出す第１方向に直交する第２方向に離れて配置され、
前記搬送手段の固定部は、前記搬送手段による前記基板の搬送経路の鉛直上方および鉛直下方から離れた位置に配置されていることを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
基板を収容する容器を開放する開放手段と、
前記基板を保持する可動ハンドと、前記可動ハンドにアームを介して連結された固定部と、を有し、前記開閉手段により開放された前記容器内の前記基板を処理室に搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送されている前記基板の周囲に清浄化された気体の流れを形成する気流形成手段と、を備え、
前記処理室は、前記開閉手段および前記固定部に対して、前記搬送手段が前記容器から前記基板を引き出す第１方向に直交する第２方向に離れて配置され、
前記搬送手段の固定部は、前記気流形成手段による気体の流れを阻害しない位置に配置されていることを特徴とする搬送装置。
【請求項３】
前記開放手段は、前記容器を載置する載置台を有することを特徴とする請求項１または２に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記開放手段は、第１の開放手段と第２の開放手段を含み、
前記搬送手段の前記固定部は、前記第１の開放手段と前記第２の開放手段の間に配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項５】
原版に形成されたパターンを基板に転写するリソグラフィー装置であって、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の搬送装置を用いて前記原版を搬送することを特徴とするリソグラフィー装置。
【請求項６】
半導体デバイスを製造するために基板に所定の処理を行う半導体製造装置であって、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の搬送装置を用いて前記基板を搬送することを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を搬送する搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体デバイスの製造工程では、パターンの微細化の進展に伴い、ナノメートルオーダーのデザインルールによる製造が可能となっている。このような製造工程中、ウエハ等の基板やレチクル（マスク）等の原版にパーティクルが付着すると、半導体デバイスの性能を著しく低下させ、製品の歩留まりを低下させる大きな要因となり望ましくない。そこで、半導体デバイスの製造装置内の狭い領域は高いクリーン度に保たれる。また、ウエハ等は、ＳＥＭＩ規格に準拠したＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ−Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄｓ）やＳＭＩＦ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｏｆ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポッド等の容器に収容されて、製造装置と外部との間で搬送される。特許文献１は、基板の搬送にＦＯＵＰを採用した基板搬送システムを開示している。一方、特許文献２は、基板の搬送にＳＭＩＦポッドを採用したウエハ搬送装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５３１６５２１号公報
【特許文献２】特開２００１−３５８１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１に開示されている基板搬送システムでは、システム上に配置されたＦＯＵＰと、該ＦＯＵＰから基板を処理室側に搬送するための搬送ロボットの本体と、処理室とが、おおよそ１つの軸上に並ぶため、その軸方向の寸法が長くなる。これは、システム全体の小型化のためには不利である。これに対して、特許文献２に開示されているウエハ搬送装置では、ＳＭＩＦポッドを載置するオープナは、搬送ロボットの本体と処理室とが並ぶ第１軸に対して垂直となる第２軸の方向に設置されており、第１軸方向の寸法については短縮化がなされている。
【０００５】
ここで、システム内の基板の搬送経路では、基板の清浄度を維持するために、ＦＦＵ（Ｆａｎ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｕｎｉｔ）により清浄化された空気が供給され、排気ファンにより排気される。特許文献１および特許文献２は、ＦＦＵおよび排気ファンによる空気の流れと搬送ロボットとの関係について何ら記載していない。しかしながら、単純に搬送ロボットを配置してしまうと、ＦＦＵから供給される空気の流れが搬送ロボットの本体により阻害され、その結果、搬送経路内でパーティクルの巻き上げが発生し、基板の清浄度が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、パーティクルの巻き上げによる基板の清浄度の低下を抑えることが可能な搬送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、基板を収容する容器を開放する開放手段と、
前記基板を保持する可動ハンドと、前記可動ハンドにアームを介して連結された固定部と、を有し、前記開閉手段により開放された前記容器内の前記基板を処理室に搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送されている前記基板の周囲に清浄化された気体の流れを形成する気流形成手段と、を備え、前記処理室は、前記開閉手段および前記固定部に対して、前記搬送手段が前記容器から前記基板を引き出す第１方向に直交する第２方向に離れて配置され、前記搬送手段の固定部は、前記搬送手段による前記基板の搬送経路の鉛直上方および鉛直下方から離れた位置に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、別の側面では、基板を収容する容器を開放する開放手段と、前記基板を保持する可動ハンドと、前記可動ハンドにアームを介して連結された固定部と、を有し、前記開閉手段により開放された前記容器内の前記基板を処理室に搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送されている前記基板の周囲に清浄化された気体の流れを形成する気流形成手段と、を備え、前記処理室は、前記開閉手段および前記固定部に対して、前記搬送手段が前記容器から前記基板を引き出す第１方向に直交する第２方向に離れて配置され、前記搬送手段の固定部は、前記気流形成手段による気体の流れを阻害しない位置に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、パーティクルの巻き上げによる基板の清浄度の低下を抑えることが可能な搬送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る搬送装置の構成を示す図である。
【図２】ＳＭＩＦポッドの構成を示す図である。
【図３】ハンドが基板を処理室に引き渡した状態を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る搬送装置の構成を示す図である。
【図５】本発明を採用しない搬送装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る搬送装置２４の構成を示す概略図である。搬送装置２４は、クリーンルーム内において半導体デバイスの製造装置（半導体製造装置２５）に設けられ、半導体製造装置の処理室１１に基板１（または原版）を搬入し、処理室１１から基板１を搬出するための装置である。搬送装置２４は半導体製造装置２５の一部であってもよく、別体であってもよい。本実施形態に係る搬送装置は、ＳＥＭＩ規格に準拠した容器であるＳＭＩＦポッドに対応し、ＳＭＩＦポッドを介して基板の搬入出を行う。また、一例として、ＳＭＩＦポッドには１枚の基板が収容されるものとする。ただし、本発明は、ＳＭＩＦポッドが複数の基板を収容するものであってもよい。
【００１３】
本実施形態において、半導体製造装置２５は露光装置である。上下方向（鉛直方向）をＺ軸とし、Ｚ軸に垂直な平面内において互いに直交する２軸をＸ軸およびＹ軸としている。図１（ａ）は、ＸＹ平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＳＭＩＦポッド３０のＦＤＰ（Ｆａｃｉａｌ  Ｄａｔｕｍ  Ｐｌａｎｅ）１０に沿って切断した断面図である。ＦＤＰとは、基板収納容器に対してＳＥＭＩ規格により定められた基準面である。本実施形態では、ＦＤＰは、基板１の中心を通るＸＺ平面である。作業者（ユーザー）は、搬送装置２４の前（図中下側）に立った状態で、ＳＭＩＦポッド３０を搬送装置２４の載置面に載置する。なお、作業者ではなく不図示のＯＨＴ（Ｏｖｅｒ  Ｈｅａｄ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）などの搬送車を用いて載置してもよい。以下でいう搬送装置２４の前面とは、搬送装置２４との間でＳＭＩＦポッド３０を受け渡す側の面（図中の下側の面）をいい、受け渡し方向は、Ｙ軸方向に相当する。
【００１４】
図２は、ＳＭＩＦポッド（容器）３０の構成を示す概略図である。このうち、図２（ａ）は、断面図であり、図２（ｂ）は、保持部２の構成を示す斜視図であり、図２（ｃ）は、保持部２の部分断面図である。ＳＭＩＦポッド３０は、保持部２と、ハウジング３とを含む。ＳＭＩＦポッド３０は、保持部２に基板１を保持させた状態で上面をハウジング３で覆い、内部を密閉することで、密閉空間内に基板１を収容可能となっている。ＳＭＩＦポッド３０内の密閉空間は、クリーンルーム内の環境よりも清浄度が高い状態に保たれる。
【００１５】
図２（ｂ）に示すように、保持部２は、その上面側に突起状の受け脚１５を複数有する。本実施形態では、受け脚１５は４箇所に配置され、矩形である基板１の外縁部を支持する。搬送ロボット８は、ＦＤＰ１０に沿った側から基板１の受け渡しを行う（つまり、搬送ロボット８は、保持部２上の基板１をＸ軸方向に引き出す）。複数の受け脚１５は、搬送ロボット８のハンド５が、ＦＤＰ１０に対向する側、または、それに直交するＦＤＰ１０に沿った側のいずれの側からも、保持部２に対する基板１の受け渡しを行うことができる間隔で配置されている。
【００１６】
また、受け脚１５は、図２（ｃ）に示すように、基板１の裏面に接触して基板１を支持するスタンド部１３と、基板１の外周よりも広い位置から基板１の中心側に向かって傾斜するガイド部１４とを有する。特に保持部２へ基板１を引き渡す際、まず、ハンド５に吸着保持された基板１は、受け脚１５よりも高い位置で水平方向に搬送された後、保持部２の鉛直方向上方で保持部２に対する相対位置が調整される。次に、ハンド５の鉛直方向下方への移動により、基板１も下方へと移動する。このとき、調整された相対位置にズレがあったとしても、基板１は、その外縁部がガイド部１４の斜面に沿って保持部２の中心方向へ位置を修正されながら下降し、スタンド部１３に突き当たって止まる。また、スタンド部１３は、ハンド５の厚みよりも高い形状に成型されている。したがって、ハンド５は、基板１がスタンド部１３に突き当たる直前に、吸着保持を解除すれば、基板１を保持部２に保持させた状態で、基板１の下方から退避することができる。
【００１７】
半導体製造装置２５は、基板１に所定の処理を行うための処理室１１を備える。本実施形態では、処理室１１において、原版（レチクル）に形成されているパターンの像を基板上に転写（露光）する。しかしながら、処理室１１は、中継として基板１を保持するステーションが配置された場所であってもよい。なお、本実施形態における説明では、搬送対象物（ＳＭＩＦポッド３０に収容されるもの）を基板１と表現しているが、これは、半導体製造装置２５における被処理基板、すなわちウエハ等のみを指すものではない。例えば、半導体製造装置２５が露光装置などの原版を用いたリソグラフィー装置であるならば、レチクル等のパターンが形成されている原版を搬送対象物としてもよく、特に本実施形態では、このように搬送対象物が原版であるものと想定している。
【００１８】
搬送装置２４は、筐体２６と、オープナ（開閉手段）４と、搬送ロボット（搬送手段）８と、ＦＦＵ（Ｆａｎ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｕｎｉｔ）２７と、ＦＦＵ２８と、排気ファン２３と、制御部２９とを有する。筐体２６は、内部に、オープナ４が設置される空間２６ａと、搬送ロボット８が設置される空間２６ｂと、後述する排気ファン２３が設置される空間２６ｃとを含む。
【００１９】
オープナ４は、ＳＭＩＦポッド３０の保持部２を載置してＺ軸方向に移動可能とする載置台１６を含み、保持部２とハウジング３との分離および組み合わせを行う開閉手段である。ＳＭＩＦポッド３０は、オープナ４上に載置されると、基板１を保持した状態の保持部２が載置台１６と一体で下降する。このとき、ハウジング３は、載置台１６よりも外周寸法が大きく設定されているので、搬送装置２４におけるＳＭＩＦポッド３０の載置位置（載置枠）にかかり下降しない。これにより、保持部２とハウジング３とが分離し、ＳＭＩＦポッド３０の密閉状態が解除され（容器が開放され）、基板１は、空間２６ａ内でむき出しの状態となる。
【００２０】
搬送ロボット８は、基板１を保持するハンド（可動ハンド）５と、複数の駆動関節を有し、ハンド５を水平面内で移動させるためのア−ム６と、アーム６の水平移動および鉛直移動を行わせる本体（固定部）７とを有する。ハンド５、アーム６、本体７は連結されている。本実施形態では、オープナ４（ＳＭＩＦポッド３０）、本体７および処理室１１は、１つの軸上（例えばＹ軸上）に並ばず、オープナ４（ＳＭＩＦポッド３０）と本体７とは、処理室１１に対向する面に沿って並んで配置される。つまり、処理室１１は、オープナ４および本体７に対して、Ｙ軸方向に離れて配置されている。本実施形態では、搬送ロボット８は、保持部２から基板１を引き出すときに、Ｘ軸方向に引き出す。つまり、搬送ロボット８のハンド５は、ＦＤＰ１０に対向する側とは異なる、ＦＤＰ１０に沿った側から進入することになる。図３は、ハンド５が、Ｘ方向（第１方向）に沿って保持部２（容器内）から基板１を引き出した後、Ｙ方向（第２方向）に沿って処理室１１に引き渡した状態を示す概略平面図である。基板１が処理室１１に運び込まれた後は、半導体製造装置２５内において、基板１に対する所望の処理（例えば露光）が実施される。
【００２１】
ＦＦＵ２７およびＦＦＵ２８は、フィルタを含み、クリーンルームの環境内の空気よりもさらに清浄な空気（清浄化された気体）を搬送装置２４の内部空間に供給し、基板１の清浄度に維持する。ＦＦＵ２７は、空間２６ｂに向けて清浄空気を供給するように、空間２６ｂの上面に位置する筐体２６の領域に供給口が設置される。ＦＦＵ２７は、このような位置に設置されることで、基板１が保持部２から処理室１１に運び込まれるまでの搬送経路の鉛直方向上方から下方に向けて清浄空気を吹き付けることができる。これにより、下方へ向かう風向２１ａ（ダウンフロー）が発生し、基板１の周辺は、常に清浄な状態に維持される。
【００２２】
ＦＦＵ２８は、空間２６ａに向けて清浄空気を供給するように、空間２６ａの側面に位置する筐体２６の領域に供給口が設置される。ＦＦＵ２８は、載置台１６が下降したときに、保持部２の側面に向かって清浄空気を供給することで、Ｘ方向に沿って流れる風向２１が発生し、ＳＭＩＦポッド３０の密閉が解除された際に、周囲のパーティクルが基板１に向かってくることを抑える。なお、保持部２の側面に向かって供給された清浄空気の一部は、鉛直方向下方に向かう風向２１ｂをも発生させ、空間２６ｂ内の風向２１ａと同様に、常に清浄な状態に維持される。
【００２３】
また、各ＦＦＵ２７、２８から供給された清浄空気は、共に鉛直方向下方に向かった後に集められ、空間２６ｃに設置されている排気ファン２３を介し外部に排気される。つまり、ＦＦＵ２７、２８、排気ファン２３は、搬送ロボット８により搬送されている基板の周囲に清浄化された気体の流れを形成する気流形成手段を構成する。このとき、排気ファン２３の排気流量は、搬送装置２４の内部圧力が外部の気圧よりも高くなるように調整され、搬送装置２４の外部からパーティクルを含んだ空気が搬送装置２４の内部に流入することを抑える。
【００２４】
本実施形態によれば、本体７は、水平方向において、ＦＦＵ２７、ＦＦＵ２８と排気ファン２３によって形成される清浄空気（風向２１ａ）の流れを阻害しない位置に設置される。一例として、本体７は、搬送ロボット８による基板の搬送経路の鉛直上方および鉛直下方から離れた位置に配置される。ここで、図１（ｂ）を参照すると、空間２６ｂにおいて、Ｘ軸方向ではＦＦＵ２７と本体７との位置が重ならず、ＦＦＵ２７から供給された清浄空気は、本体７に阻害されずに鉛直方向下方に進むことができる。
【００２５】
制御部（制御手段）２９は、例えばコンピューターなどで構成され、搬送装置２４の各構成要素に回線を介して接続され、外部からの動作指令に基づいて各構成要素の動作や調整などを制御し得る。なお、制御部２９は、半導体製造装置２５の制御部や、半導体製造ライン全体の動作を統括する制御部などと共通化されているものであってもよい。
【００２６】
ここで、搬送装置２４の利点を明確にするために、比較例として、本発明を採用しない搬送装置について説明する。図５は、半導体製造装置３５に連設されていると想定した、本発明を採用しない搬送装置３４の構成を示す概略図である。このうち、図５（ａ）は、平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すＳＭＩＦポッド３０にある基板１の平面中心を通り、ＦＤＰ１０に垂直となる面に沿って切断した断面図である。なお、説明の簡単化のために、搬送装置３４の各構成要素について、本実施形態に係る搬送装置２４の各構成要素に対応するものには同一の符号を付す。搬送装置３４では、図５（ａ）に示すように、オープナ４、本体７および処理室１１がＹ軸上に並ぶ。特にＹ軸方向に関しては、オープナ４と処理室１１との間は、本体７の大きさにアーム６の旋回径を加えた距離分、離れる。また、搬送装置３４では、図５（ｂ）に示すように、ＦＦＵ２０を用いて基板１の搬送経路へ清浄空気を供給しているが、ＦＦＵ２０が本体７の上方に設置されているため、清浄空気の流路が本体７に阻害されている。したがって、搬送経路内において清浄空気の流れが乱れ、パーティクルの巻き上げが発生し、結果的に基板１の清浄度を低下させるおそれがある。
【００２７】
これに対して、本実施形態に係る搬送装置２４では、オープナ４と処理室１１とは、特にＹ軸方向に関しては近接して配置されるので、図５に示す搬送装置３４と比較して、Ｙ軸方向の寸法が小さくなり、その結果、装置全体が小型化される。また、搬送装置２４では、ＦＦＵ２７を用いて基板１の搬送経路へ清浄空気を供給しているが、ＦＦＵ２７が本体７とＸ軸方向で重ならない位置に設置されているため、清浄空気の流路が本体７に阻害されない。したがって、搬送経路内において清浄空気の流れが乱れにくく、パーティクルの巻き上げが発生しづらいので、結果的に基板１の清浄度を維持させることができる。
【００２８】
特に、半導体製造装置２５が露光装置の場合、基板１の周囲の環境は、クラス１０からクラス１００程度の清浄度が要求されている。これに対して、露光装置をクリーンルーム内に設置し、クリーンルーム全体をクラス１０からクラス１００の環境にすることは可能であるが、その場合、クリーンルームの維持および管理には多大なコストが必要となる。したがって、クリーンルーム全体の清浄度をクラス５００からクラス１０００程度に抑えながら、基板１の周囲の清浄度をクラス１０からクラス１００に向上させるために、本実施形態に係る搬送装置２４は、特に製造コストを抑える観点から有用である。さらに、半導体製造装置２５を、露光装置に換えてインプリント装置とした場合、基板１の周囲の環境は、クラス１以下の、より高度な清浄度が要求される。クリーンルーム全体でこのような清浄度を達成することは非常に困難であるため、この場合にも、本実施形態に係る搬送装置２４は、より有用となる。
【００２９】
以上のように、本実施形態によれば、パーティクルの巻き上げによる基板の清浄度の低下を抑えることが可能な搬送装置を提供することができる。
【００３０】
なお、上記説明では、搬送装置２４がオープナ４を１つ設置している構成としたが、本発明は、これに限らず、搬送装置２４が複数のオープナ４を設置する構成としてもよい。図４は、２つのオープナ４ａ（第１の開放手段）、４ｂ（第２の開放手段）を有する、他の実施形態に係る搬送装置２４の構成を示す概略平面図である。搬送ロボット８の本体７の設置条件と、本体７に対する２つのオープナ４ａ、４ｂの位置関係は、上記のオープナ４を１つ設置する場合と同様である。ここで、搬送装置２４の前面からオープナ４の中心までの距離Ｌは、ＳＥＭＩ規格によって規定されている。そこで、特に図４に示す搬送装置２４の場合には、装置全体のＹ軸方向の寸法を可能な限り小さく抑えるため、２つのオープナ４ａ、４ｂは、ＦＤＰ１０の位置を合わせている。また、この場合、搬送ロボット８（本体７）は、Ｘ軸方向において２つのオープナ４ａ、４ｂの間に配置される。ただし、図４では不図示であるが、ＦＦＵが搬送装置２４内に清浄空気を供給する際に、その流路を阻害しないように本体７が配置されることも上記のオープナ４を１つ設置する場合と同様である点に留意する。
【００３１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
４    オープナ
５    ハンド
６    アーム
７    本体
８    搬送ロボット
１１  処理室
２３  排気ファン
２４  搬送装置
２７  ＦＦＵ
２８  ＦＦＵ
２９  制御部
３０  ＳＭＩＦポッド
【図１】
2017005066.tif 000003
【図２】
2017005066.tif 000004
【図３】
2017005066.tif 000005
【図４】
2017005066.tif 000006
【図５】
2017005066.tif 000007