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JP5806730B2 - ウェットベンチ装置および方法 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
[0001]本出願は、参照により本明細書に組み込まれる２０１０年３月３１日出願の米国仮特許出願第６１／３１９，８２４号の優先権を主張するものである。
[0002]本出願は、液体を含有する種々のタンクに物品を浸漬させることによって処理するためのウェットベンチ装置および方法に関する。特に、本出願は、シリコンウェーハおよび砂利などの物品を処理するためのウェットベンチに関する。
[0003]通常、種々の化学組成物を含有する一連のまたは連続するタンク内に物品を配置して物品を処理するためにウェットベンチ装置が使用される。特に、ウェットベンチアセンブリは複数のタンクを含みうる。化学エッチング工程では、物品を、酸性化学薬品を含有する第１のタンクに浸漬させ、その後、水を含有する次のタンクに移動し、酸性化学薬品を洗浄してもよい。その後、それは空気乾燥および／または真空乾燥のための領域に移動させてもよい。物品を移動させるため、処理される物品、例えば、ウェーハおよび／またはシリコン加工砂利を含むカセットまたはメッシュケージを持ち上げるためのフックを有するオーバーヘッドクレーンまたはガントリが使用される。特に、ウェーハは、例えば、光起電力（ＰＶ）用途のためのシリコンウェーハであってもよい。
[0004]公知のウェットベンチシステムは、通常、物品が連続する槽に沿って順次進む連続的な様式の作業にのみ適している。例えば、単一のオーバーヘッドクレーンは、物品を含むカセットまたはメッシュケージを、順次、第１のタンクから第２のタンクに、その後、乾燥ステーションに移動することができる。しかしながら、空間的制約が課せられた場合、および／または物品を、例えば、第１の槽から第２の槽に、その後、第１の槽に戻して移動させなければならない場合、公知のウェットベンチシステムは有利ではない。
[0005]従来における他の方法では、作業台の外部にある戻りルートを使用しているか、戻すためにメインガントリを使用することを必要とするかのいずれかである。
[0006]したがって、ウェットベンチのための改良型のシステムおよび装置ならびにウェットベンチを操作する方法に対する需要がある。
[0007]本出願は、重複する作業領域を有するウェットベンチにおいて作業するため、単一の直線軸に取り付けられた複数のロボットにより連続的なラックピニオン動作を提供することができるウェットベンチ装置に関する。
[0008]本出願は、また、操作台が、タンクの互いに対向する側にあるウェットベンチの長さに沿った２つの直線運動レールを使用する蛙跳び運動を提供する。この配置により、ロボットがウェットベンチ内において互いを越えて移動することを可能にできるため、サイクル時間を削減することができ、また、始点に戻るウェットベンチのフュームおよびドリップ格納の安全性から、酸汚染された可能性のある部品が取り外されることを防止することができる。
[0009]一態様においては、容器の水平方向に可動可能な第１のアームと、水平方向に可動可能な第２のアームと、を含むウェットベンチ装置が提供される。
[0010]好ましい場合においては、第１のアームと第２のアームとが容器の同じ側に配置されている。
[0011]好ましい場合においては、第１のアームと第２のアームとが容器の対向する側に配置されている。
[0012]好ましい場合においては、第１のアームと第２のアームとが垂直方向に可動可能である。
[0013]好ましい場合においては、第１のアームが少なくとも１つの第１の物品を移動するように構成されており、第２のアームが少なくとも１つの第２の物品を移動するように構成されており、第１の物品および第２の物品は複数の処理容器に出し入れ可能であり、第１のアームおよび少なくとも１つの第１の物品は、第２のアームと少なくとも１つの第２の物品とに接触することなく移動するように、使用者が指定した向きに配置可能である。
[0014]好ましい場合においては、第１のアームが第１のロボットに連結されており、第２のアームが第２のロボットに連結されており、第１のロボットが第１のトラック上を可動可能であり、第２のロボットが第２のトラック上を可動可能である。
[0015]好ましい場合においては、第１のロボットが、第１のガイドバーと第２のガイドバーとの間に配置された少なくとも１つのカム転子を含む第１のカムフォロアシステムを有し、第２のロボットが第１のガイドバーと第２のガイドバーとの間に配置された少なくとも１つのカム転子を含む第２のカムフォロアシステムを有する。
[0016]好ましい場合においては、第１のロボットは、ガイドバーの一方の側に配置された第１のカム転子を含む第１のカムフォロアシステムと、ガイドバーの反対側に配置された第２のカム転子とを有する。第２のロボットは、ガイドバーの一方の側に配置された第１のカム転子を含む第２のカムフォロアシステムと、ガイドバーの反対側に配置された第２のカム転子とを有する。
[0017]好ましい場合においては、第１のロボットおよび第２のロボットと、第１のアームおよび第２のアームと、第１のトラックおよび第２のトラックとは、耐腐食性材料で作成されている。
[0018]別の態様では、第１の容器と、容器の第１の側に隣接してほぼ水平に配置された第１のレールと、第１のレール上を可動可能な第１のロボットを有する第１のアームと、容器の第２の側に隣接してほぼ水平に配置された第２のレールと、第２のレール上において可動可能な第２のロボットを有する第２のアームと、を含む、ウェットベンチシステムが提供される。
[0019]好ましい場合においては、第１のアームおよび第２のアームは垂直方向にも可動可能である。
[0020]好ましい場合においては、第１のアームが、第１の端部の反対側にある、第１のアームの第２の端部に連結された第１のエンドエフェクタを有し、第２のアームが、第１の端部の反対側にある、第２のアームの第２の端部に連結された第２のエンドエフェクタを有する。
[0021]好ましい場合においては、第２の容器が第１の容器に近接して水平方向に配置され、第１のアームが少なくとも１つの第１の物品を移動するように作動可能であり、第２のアームが少なくとも１つの第２の物品を第１の容器から第２の容器に移動するように作動可能であり、第１のアームおよび少なくとも１つの第１の物品は、第２のアームと少なくとも１つの第２の物品とに接触することなく移動するように、使用者が指定した向きに配置可能である。
[0022]好ましい場合においては、第１のロボットが、第１のガイドバーと第２のガイドバーとの間に配置された少なくとも１つのカム転子を含む第１のカムフォロアシステムを有し、第２のロボットが、第１のガイドバーと第２のガイドバーとの間に配置された少なくとも１つのカム転子を含む第２のカムフォロアシステムを有する。
[0023]好ましい場合においては、第１のロボットは、ガイドバーの一方の側に配置された第１のカム転子を含む第１のカムフォロアシステムと、ガイドバーの反対側に配置された第２のカム転子とを有し、第２のロボットは、ガイドバーの一方の側に配置された第１のカム転子を含む第２のカムフォロアシステムと、ガイドバーの反対側に配置された第２のカム転子とを有する。
[0024]好ましい場合においては、第１のロボットおよび第２のロボットと、第１のアームおよび第２のアームと、第１のトラックおよび第２のトラックとは耐腐食性材料で作成されている。
[0025]特定の実施形態の以下の説明を添付の図面とともに検討すると、当業者には、他の態様および特徴が明らかになる。
[0026]本明細書中に記載される実施形態をより良く理解するため、およびそれらをどう実施してもよいかをより明確に示すため、単に例として、ここで例示的な実施形態を示す添付の図面について述べる。
第２のアームを越えるために上昇して示される１つのアームを備えた「蛙跳び」ロボットアームシステムの端面図を示す。 二重ガイドバー機構を有するカムフォロアシステムを示す。 一重ガイドバー機構を有するカムフォロアシステムを示す。 同じ直線軸上に複数のロボットを備えたシステムを示す。 他のロボット用の複数のケーブルトラックを示す。
[0032]説明の簡略化および明瞭化のために、適切であると考えられる場合には、図面全体を通して、対応するまたは類似する要素もしくは工程を示すために参照符号が繰り返されうることは理解されるであろう。加えて、本明細書中に記載される例示的な実施形態の完全な理解を提供するために多くの特定の詳細が記載される。しかしながら、当業者であれば、これら特定の詳細なしで本明細書中に記載される実施形態を実施することができることを理解するであろう。本明細書中に記載された実施形態を不明瞭にしないために、他の例では、周知の方法、手順および構成要素を詳細に記載していない。さらに、この記載は本明細書中に記載された実施形態の範囲を限定するものとみなされず、むしろ単に本明細書中に記載される種々の実施形態の実施を説明するものとみなされる。
[0033]図１は、第２のアーム６を越えるために垂直に上昇した第１のアーム４を備えた「蛙跳び」ロボットアームシステム２の端面図を示す。示したように、システム２は、処理タンクの一方の側に配置された第１のロボット８と、処理タンクの反対側に配置された第２のロボット１０とを使用して、各々のアーム４および６を移動させる。示したように、第１のアーム４はその上に配置された第１のエンドエフェクタ１２を有する。第２のアーム６はその上に配置された第２のエンドエフェクタ１４を有する。
[0034]第１の製品１６を持ち上げている第１のエンドエフェクタ１２が示される。第２の製品１８を持ち上げている第２のエンドエフェクタが示される。好ましくは、第１の製品１６および第２の製品１８はシリコンウェーハまたは砂利である。示したように、第１のアーム４と第２のアーム６の各々がページ内または外に水平方向に移動すると、第１のアーム４と製品１６とが第２のアーム６を越えるように垂直に持ち上げられる。
[0035]同様に図１に示すのは、製品を処理するために第１の製品１６および／または第２の製品１８を中に配置することができる、化学薬品を含みうる処理タンク２０である。
[0036]第１のロボット８および第２のロボット１０のそれぞれは、好ましくは、２つのサーボ制御軸を有する。２つのサーボ制御軸は、（ａ）製品を処理タンク内に配置するのに十分に長い、および製品を運ぶ間、第２のロボットを越えるのに十分に長いＺ軸と、（ｂ）ウェットベンチシステムの長さを走行するＸ軸である。
[0037]第１のロボットアーム４および第２のロボットアーム６は、Teflon（登録商標）コーティングのステンレス鋼のようなコーティングステンレス鋼で作成することができる。直線運動レールおよびラックピニオンシステムはRaydent（登録商標）などの、Teflon（登録商標）を含浸させたブラッククロムコーティングでコーティングすることができる。これら構成要素は、その後、防食保護を増加させるため、DuPont Krytox（登録商標）などの、Teflon（登録商標）ベースのグリースでコーティングしてもよい。好ましくは、ロボットに搭載されるモータは空気パージした耐薬品性のモータである。
[0038]互いに垂直方向にオフセットしうる第１のロボットアーム４と第２のロボットアーム６とを有するシステム２は、１つのロボットアームから別のロボットアームに渡す必要なく、物品を槽タンクから槽タンクに移動することを可能にするのに便利である。さらに、垂直方向にオフセットしたロボットアーム４とロボットアーム６は、有利には、プロセスの処理能力を上昇させるため、渡す等の時間のかかる工程が回避されるか、１つのケージを下ろし、別のケージを持ち上げるためのステージ領域の必要が回避される。
[0039]図２は、複数のロボットのための動作の要として単一ラックを有するカムフォロアシステムを示す。図２のカムフォロアシステムは、一組のカム転子３０が第１のガイドバー３２と第２のガイドバー３４との間を走行する二重ガイドバー機構を有する。好ましくは、ガイドバー機構は耐腐食性またはコーティング材料で作成されている。上部レール（図示せず）がロボットを支持し、モーメントに抵抗するためにカム転子３０が設けられている。好ましくは、一組のカム転子３０に少なくとも３つの転子が設けられている。二重ガイドバー機構は転子３０が落ちることを防止する。
[0040]図３は、一重バー機構を有するカムフォロアシステムを示す。示したように、一重バー３８は、バー３８の一方の側に第１の転子セット４０が設けられ、バー３８の反対側に第２の転子セット４２が設けられている。ロボット４４が上部レール（図示せず）に取り付けられており、モーメントに抵抗するために第１の転子セット４０および第２の転子セット４２が設けられている。好ましくは、直線軸の下部の直線ガイドシステムは低コストであり、容易に交換可能である。
[0041]腐食に抵抗するため、図２および図３に示すカムフォロアシステムの構成要素は耐腐食性コーティングでコーティングすることができる。例えば、耐腐食性コーティングはRaydent（登録商標）、Armalloy（登録商標）またはNiCoTef（登録商標）であってもよい。好ましくは、ロボット３６およびロボット４４はそれら自体ピニオンおよび駆動モータを担持する。ロボット３６およびロボット４４のそれぞれは、必要に応じて、ケーブルチェーンを引き、ロボット３６およびロボット４４のそれぞれに圧縮空気、通信および電気を供給することができる。
[0042]図２および図３に示す配置では、カムフォロアシステムがロボットの長いアームからのモーメントに抵抗する。好ましくは、カムフォロアシステムは壁の基部の近辺に取り付けられたシンプルな直線トラックである。これら部品は一般に処理槽タンクの近くに配置されるため、槽からのフュームによって劣化するおそれがあり、したがって、安価に作成され、交換が簡単であることが好ましい。
[0043]また、区切られたラックとレールの設計が非常に長い移動を可能にする。示したシステムは、約２２，０００ｍｍまたは７２フィートをわずかに超えるレール長さを有することができる。
[0044]図４は、同じ直線軸上に複数のロボットを備えたシステム５０を示す。ロボットシステム５０は、第１のロボット５２と、第２のロボット５４と、第３のロボット５６とを有する。システム５０の各々第１のロボット５２、第２のロボット５４、第３のロボット５６のそれぞれに対して各々ケーブルトラック５８，６０および６２が通っている。
[0045]図５は、図４の中間のロボット５４と、他のロボット用の複数のケーブルトラックとを示す。
[0046]本開示は特定の実施形態について説明および図示したが、また、記載したシステム、装置および方法はこれら特定の実施形態を制限するものではないと理解される。むしろ、本明細書中に説明および図示した特定の実施形態および特徴の機能的または機械的均等物であるすべての実施形態が含まれるものと理解される。
[0047]実施形態のいずれかに関する種々の特徴を記載したが、種々の特徴および実施形態を、本明細書中に記載および図示した他の特徴および実施形態と組み合わせても、使用してもよいと理解される。

Claims (14)

  1. 容器の水平方向に移動可能な第１のアームと、
    前記水平方向に移動可能な第２のアームと、を含み、
    前記第１のアームは、少なくとも１つの第１の物品を前記容器に対して出し入れするように構成され、前記第２のアームは、少なくとも１つの第２の物品を前記容器に対して出し入れするように構成され、
    前記第１のアームは、物品の処理中に前記第２のアームを越えて移動するように構成される、ウェットベンチ装置。
  2. 前記第１のアームと前記第２のアームとが前記容器の同じ側に配置されている、請求項１に記載のウェットベンチ装置。
  3. 前記第１のアームと前記第２のアームとが前記容器の対向する側に配置されている、請求項１に記載のウェットベンチ装置。
  4. 前記第１のアームが少なくとも１つの第１の物品を移動するように構成されており、前記第２のアームが少なくとも１つの第２の物品を移動するように構成されており、前記第１の物品および前記第２の物品が複数の処理容器に対して出し入れ可能であり、前記第１のアームが前記第２のアームと前記少なくとも１つの第２の物品とに接触することなく移動することができるように、前記第１のアームおよび前記第２のアームの配置を使用者が指定した向きに自由に変更可能である、請求項１に記載のウェットベンチ装置。
  5. 前記第１のアームが第１のロボットに連結されており、前記第２のアームが第２のロボットに連結されており、前記第１のロボットが第１のトラック上を移動可能であり、前記第２のロボットが第２のトラック上を移動可能である、請求項４に記載のウェットベンチ装置。
  6. 前記第１のロボットが、第１のガイドバーと第２のガイドバーとの間に配置された少なくとも１つのカム転子を含む第１のカムフォロアシステムを有し、前記第２のロボットが、第１のガイドバーと第２のガイドバーとの間に配置された少なくとも１つのカム転子を含む第２のカムフォロアシステムを有する、請求項５に記載のウェットベンチ装置。
  7. 前記第１のロボットが、ガイドバーの一方の側に配置された第１のカム転子を含む第１のカムフォロアシステムと、前記ガイドバーの反対側に配置された第２のカム転子とを有し、前記第２のロボットが、ガイドバーの一方の側に配置された第１のカム転子と、前記ガイドバーの反対側に配置された第２のカム転子とを含む第２のカムフォロアシステムを有する、請求項５に記載のウェットベンチ装置。
  8. 前記第１のロボットおよび前記第２のロボットと、前記第１のアームおよび前記第２のアームと、前記第１のトラックおよび前記第２のトラックとが耐腐食性材料で作成されている、請求項５に記載のウェットベンチ装置。
  9. 第１の容器と、
    前記容器の第１の側に隣接してほぼ水平に配置された第１のレールと、
    前記第１のレール上を移動可能な第１のロボットを有する第１のアームと、
    前記容器の第２の側に隣接してほぼ水平に配置された第２のレールと、
    前記第２のレール上において移動可能な第２のロボットを有する第２のアームと、を含み、
    前記第１のアームは、少なくとも１つの第１の物品を前記容器に対して出し入れするように構成され、前記第２のアームは、少なくとも１つの第２の物品を前記容器に対して出し入れするように構成され、
    前記第１のアームは、物品の処理中に前記第２のアームを越えて移動するように構成される、ウェットベンチシステム。
  10. 前記第１のアームが、第１の端部の反対側にある、前記第１のアームの第２の端部に連結された第１のエンドエフェクタを有し、前記第２のアームが、前記第１の端部の反対側にある、前記第２のアームの第２の端部に連結された第２のエンドエフェクタを有する、請求項９に記載のウェットベンチシステム。
  11. 前記第１の容器に近接して水平方向に配置された第２の容器を含み、前記第１のアームが少なくとも１つの第１の物品を移動するように作動可能であり、前記第２のアームが少なくとも１つの第２の物品を前記第１の容器から前記第２の容器に移動するように作動可能であり、前記第１のアームが前記第２のアームと少なくとも１つの第２の物品とに接触することなく移動することができるように、前記第１のアームおよび前記第２のアームの配置を使用者が指定した向きに自由に変更可能である、請求項１０に記載のウェットベンチシステム。
  12. 前記第１のロボットが、第１のガイドバーと第２のガイドバーとの間に配置された少なくとも１つのカム転子を含む第１のカムフォロアシステムを有し、前記第２のロボットが、第１のガイドバーと第２のガイドバーとの間に配置された少なくとも１つのカム転子を含む第２のカムフォロアシステムを有する、請求項９に記載のウェットベンチシステム。
  13. 前記第１のロボットが、ガイドバーの一方の側に配置された第１のカム転子を含む第１のカムフォロアシステムと、前記ガイドバーの反対側に配置された第２のカム転子とを有し、前記第２のロボットが、ガイドバーの一方の側に配置された第１のカム転子を含む第２のカムフォロアシステムと、前記ガイドバーの反対側に配置された第２のカム転子とを有する、請求項９に記載のウェットベンチシステム。
  14. 前記第１のロボットおよび前記第２のロボットと、前記第１のアームおよび前記第２のアームと、前記第１のトラックおよび前記第２のトラックとが耐腐食性材料で作成されている、請求項９に記載のウェットベンチシステム。
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