JP2006190893A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気または排液のための排出管の接続部を基板処理装置の下方に配置する一方で、装置のメンテナンス性を確保でき、さらに、装置の設置に際して要するコストを低減することができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】この基板処理装置は、基板Ｗに対して処理を施すための複数の基板処理ユニット４１〜４８と、これらに対する基板搬送動作を行う主搬送ロボット３０と、この基板搬送ロボット３０を収容し、この基板搬送ロボット３０によって搬送される基板Ｗが通る搬送室２５と、基板処理ユニット４１〜４８からの排気または排液のための排出管５１〜５８とを備えている。基板処理ユニット４１〜４８は、搬送室２５に隣接して積層配置されている。排出管５１〜５８は、当該基板処理装置が設置される工場の用力設備との接続部５１ａ〜５８ａを、搬送室２５の下方に有している。
【選択図】 図１

Description

この発明は、基板に対して処理を施すための基板処理装置に関する。処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などが含まれる。

従来から、半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、基板（半導体ウエハやガラス基板）に対して、レジスト塗布処理や洗浄処理等の各種の処理を施す基板処理装置が用いられている。
このような基板処理装置は、たとえば、基板が収容された複数のカセットにアクセスして、カセットとの間で基板を受け渡しするインデクサロボットと、基板に対して処理液等を用いた処理を施す処理ユニットと、インデクサロボットとの間で基板の授受を行い、処理ユニットに対して基板の搬入／搬出動作を行う主搬送ロボットとを備えている。たとえば、主搬送ロボットは、鉛直軸まわりの回転および水平方向への進退が可能な基板保持ハンドを備え、この基板保持ハンドの回転および進退動作などによって、インデクサロボットとの間での基板の授受、および処理ユニットに対する基板の搬入／搬出を行う。

このような構成の場合、主搬送ロボットを中心として、これを取り囲むように複数の処理ユニットが配置される。これにより、複数の処理ユニットは、主搬送ロボットを収容する搬送室を区画することになり、この主搬送室内を通って基板が搬送されることになる。
個々の処理ユニットには、使用済の処理液（廃液）を排出したり、処理ユニット内の雰囲気を換気するための排気のために、排出管（排液管または排気ダクト）が接続される。この排出管は、当該基板処理装置が設置される工場に備えられた用力設備に結合されることになる。

排出管と用力設備との接続は、通常、処理ユニットの下部において行われるようになっている。これは、基板処理装置の側面に排出管を引き出すと、基板処理装置の側方で用力設備への排出ラインが引き回されることになるから、基板処理装置の実質的なフットプリントが増大するうえ、足元の低い位置に障害物が配置されることになって、クリーンルーム内における作業者の通行等に支障があるからである。

クリーンルームの床面は、通常、グレーチングによって構成されていて、クリーンルーム内の雰囲気を下方へと引き込むことができるようになっている。したがって、処理ユニットの下方へと引き出された排出管から用力設備へと至る排出ライン（配管）は、グレーチングに形成された切欠や開口を介して、さらにその下方へと導かれ、工場側の用力接続口に接続されることになる。

一方、上述のような基板処理装置においては、近年、処理能力を高めるために、処理ユニット数が増加する傾向にある。しかし、クリーンルーム内の空調運転費用を抑えるためには、基板処理装置のフットプリントを可能な限り小さくしておかなければならない。そこで、複数の処理ユニットを積層配置する多段構造（積層構造）の基板処理装置が提案されている。この場合、主搬送ロボットには、各段の処理ユニットに基板保持ハンドがアクセスできるように、ストロークの長い昇降駆動機構が備えられることになる。
特開平１０−１５１４０１号公報

ところが、たとえば、処理ユニットを２段に積層する２段構造の基板処理装置の場合には、設置面積は１段構造の基板処理装置の場合と同様であるのに対して、必要な排気または排液用力が倍増することになる。そのため、工場側の用力との接続口径を大きくとったり、接続口数を増やす必要が生じる。これにより、処理ユニットの下方に排出ラインの取りまわし等のための十分な空間を確保するのが困難になる。

より具体的に説明すると、排出ラインは、グレーチングの支柱や床の横梁と干渉しないように、適宜取りまわして配置する必要がある。このような状況に備えて、処理ユニットの下方には、予め余分な空間を準備しておく必要がある。ところが、多段構造の基板処理装置の場合には、十分な空間を処理ユニットの直下に確保することが困難である。なぜなら、このような空間を確保するためには、処理ユニット直下の空間を高さ方向に広げざるを得ないが、それに応じて基板処理装置の全高が高くなるため、特に上段の処理ユニットのメンテナンス性が悪化するという別の問題が生じるからである。

一方、積層配置された処理ユニットの直下には荷重が集中しているにも拘わらず、このような位置に、グレーチングに対して多くの切欠や開口を形成しなければならない。そのため、床耐荷重が不足するおそれがある。そのための対策として、荷重分散板を設置したり、グレーチングを補強したりすれば、設置コストの増加につながるという問題がある。
しかも、多段に配置された処理ユニットからの複数の排出管に接続される排出ラインを処理ユニット直下のグレーチング支柱や床の横梁と干渉しないように配置しようとすると、排出ラインを複雑な形状とせざるを得ず、設計および部品コストが高くつくという問題もある。

そこで、この発明の目的は、排気または排液のための排出管の接続部を基板処理装置の下方に配置する一方で、装置のメンテナンス性を確保でき、さらに、装置の設置に際して要するコストを低減することができる基板処理装置を提供することである。

前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）に対して処理を施すための複数の基板処理ユニット（４１〜４８）と、この複数の基板処理ユニットに対する基板搬送動作を行う基板搬送ロボット（３０）と、この基板搬送ロボットを収容し、この基板搬送ロボットによって搬送される基板が通る搬送室（２５）と、前記複数の基板処理ユニットからの排気または排液のための排出管（５１〜５８）とを含む基板処理装置であって、前記複数の基板処理ユニットは、前記搬送室に隣接して積層配置されており、前記排出管は、当該基板処理装置が設置される工場の用力設備との接続部（５１ａ〜５８ａ）を前記搬送室の下方に有していることを特徴とする基板処理装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。

「接続部」とは、排出管において基板処理装置の下方に引き出された部分を指すものとし、必ずしも、用力設備側の排出ライン（６１〜６４）との接続のための継ぎ手や、このような継ぎ手が結合された部分を意味するものではない。すなわち、たとえば、排出管が基板処理装置の下方に引き出されて、さらにこの基板処理装置の下方において適宜取り回される場合には、排出管において、基板処理装置の下方に引き出された部分（排出管の途中部）が「接続部」に該当する。

この発明の構成によれば、複数の基板処理ユニットは、搬送室に隣接して積層配置されていて、この複数の基板処理ユニットからの排気または排液のための排出管は、搬送室の下方に、工場の用力設備との接続部を有している。これにより、搬送室の下方の広い空間を利用して、排出管の接続部と工場側の用力設備とを接続することができるので、従来技術における上述の課題を解決することができる。すなわち、基板処理装置の下方に高い空間を確保しなくても、排出管またはこれに接続される排出ラインの取りまわしに支障が生じることがない。そのため、基板処理装置の全高を低く抑えることが可能となり、上段側に配置された基板処理ユニットに対する良好なメンテナンス性を確保できる。

また、搬送室の下方の空間を利用することで、当該基板処理装置が設置されるクリーンルームの床部のグレーチング（７０）の支柱や床の横梁との干渉を容易に回避することができるので、排出管または排出ラインの形状を複雑にする必要がなく、設計および部品コストを低減することができる。
さらに、積層配置された基板処理ユニットの直下の荷重集中部位を避けて、グレーチングに対して切欠や開口（７１）を形成することができるので、床耐荷重が不足する可能性が低くなり、荷重分散板の設置やグレーチングの補強などといった対策を不要とすることができる。これにより、基板処理装置の設置時のコストを低減することができる。

請求項２記載の発明は、前記排出管は、前記搬送室を通って、当該搬送室の下方に至るように配置されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置である。
この構成では、搬送室を通して排出管を取りまわすことができるので、特に上段側に配置される基板処理ユニットからの排出管を基板処理装置内で取り回すために、大きな配置スペースを基板処理装置内に特別に確保する必要がなくなる。これによって、基板処理装置のフットプリントを小さくすることができる。

上記基板処理装置は、処理対象の基板を収容するキャリヤ（カセット等）を保持するキャリヤ保持部（２）と、このキャリヤ保持部に保持されたキャリヤから未処理の基板を取り出して前記基板搬送ロボットに受け渡す副搬送ロボット（６）とをさらに含んでいてもよい。
また、上記基板搬送ロボットは、その基台部（３３）が固定された非走行型のロボットであってもよい。この場合に、前記複数の基板処理ユニットは、前記基板搬送ロボットを取り囲むように、前記搬送室に隣接して配置されていることが好ましい。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解的な平面図であり、図２は、図１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た図解的な断面図である。
この基板処理装置１は、キャリヤ保持部２を備えたインデクサ部３と、インデクサ部３に隣接して設けられた流体ボックス４と、この流体ボックス４に隣接して設けられた処理部５とを備えている。処理部５は、流体ボックス４を挟んでインデクサ部３とは反対側に配置されている。

キャリヤ保持部２には、複数（この実施形態では４個）のキャリヤＣを保持することができるようになっている。キャリヤＣは、その内部にそれぞれ複数枚の基板Ｗを所定間隔を開けた積層配列状態で収容することができるものであり、未処理の基板Ｗまたは処理済の基板Ｗが収容されることになる。
図１では、キャリヤＣとして、基板Ｗを密閉した状態で収容するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を用いているが、これ以外にも、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical Interface)ポッド、ＯＣ（Open Cassette)等の他の形態のキャリヤを用いることもできる。

インデクサ部３には、キャリヤＣに対して、基板Ｗを搬入／搬出するためのインデクサロボット６（副搬送ロボット）が備えられている。このインデクサロボット６は、複数のキャリヤＣの配列方向に沿って搬送路７内を走行することができるようになっている。より具体的には、インデクサロボット６は、基台部８と、この基台部８上に備えられた多関節型の第１ロボットアーム１１および第２ロボットアーム１２とを備えている。

基台部８は、ボールねじ機構１３によって、キャリヤＣの配列方向に沿って移動されるようになっている。ボールねじ機構１３は、基台部８に備えられたボールナット（図示省略）に螺合するねじ軸１４と、このねじ軸１４を回転駆動するモータ１５とを備えている。基台部８には、さらに、第１および第２ロボットアーム１１，１２を鉛直軸線まわりに回転させる回転駆動機構（図示省略）と、第１および第２ロボットアーム１１，１２の各先端に設けられた基板保持ハンド２１，２２を進退させるために第１および第２ロボットアーム１１，１２の屈伸を生じさせる進退駆動機構（図示省略）とが備えられている。

このような構成により、インデクサロボット６は、キャリヤＣに対向する位置へと移動して、それらに対して、基板保持ハンド２１，２２を進退させて、キャリヤＣに対する基板Ｗの搬入／搬出を行うことができる。
処理部５は、平面視において中央に配置された主搬送ロボット３０と、この主搬送ロボット３０を取り囲むように配置された複数（この実施形態では８個）の基板処理ユニット４１〜４８とを備えている。基板処理ユニット４１〜４８は、主搬送ロボット３０の周囲において、２段に積層配置されている。より具体的には、基板処理ユニット４１，４２が積層された状態で流体ボックス４に隣接して配置されており、基板処理ユニット４３，４４が積層された状態で基板処理ユニット４１，４２に隣接して配置されている。さらに、基板処理ユニット４５，４６は、流体ボックス４に隣接するとともに、主搬送ロボット３０に対して基板処理ユニット４１，４２とは反対側において積層配置されている。そして、基板処理ユニット４７，４８は、基板処理ユニット４５，４６に隣接するとともに、主搬送ロボット３０に対して基板処理ユニット４３，４４とは反対側に積層状態で配置されている。

すなわち、複数の基板処理ユニット４１〜４８は、この実施形態では、二階建て構造をなすように積層配置されていて、一階部分には、主搬送ロボット３０を取り囲むように、基板処理ユニット４１，４３，４５，４７が設けられており、二階部分には、主搬送ロボット３０を取り囲むように、基板処理ユニット４２，４４，４６，４８が配置されている。

これらの基板処理ユニット４１〜４８によって、処理部５の中央領域に、主搬送ロボット３０を収容した搬送室２５が区画されている。この搬送室２５は、主搬送ロボット３０によって搬送される基板Ｗが通る空間であり、主搬送ロボット３０の動作空間（旋回空間および昇降空間）を確保している。この搬送室２５は、基板処理ユニット４１〜４４と、基板処理ユニット４５〜４８とを二分するように形成されている。さらに、流体ボックス４が、インデクサロボット６の移動方向中央付近において２分割されていて、この空間も搬送室２５の一部を形成している。主搬送ロボット３０とインデクサ部３との間の搬送室２５は、インデクサロボット６と主搬送ロボット３０との間で基板Ｗを受け渡すための通路２６を形成している。

主搬送ロボット３０は、基台部３３と、この基台部３３上に備えられた第１基板保持ハンド３１および第２基板保持ハンド３２とを備えている。基台部３３は、当該基板処理装置１内に固定された台座部（図示省略）上に設けられており、第１および第２基板保持ハンド３１，３２を鉛直軸線まわりに回転駆動する回転駆動機構と、第１および第２基板保持ハンド３１，３２を水平方向に進退させるための進退駆動機構と、第１および第２基板保持ハンド３１，３２を昇降させるための昇降駆動機構とを内部に備えている（いずれも図示省略）。

このような構成により、主搬送ロボット３０は、第１および第２基板保持ハンド３１，３２を、任意の基板処理ユニット４１〜４８に対向させ、さらに、当該基板処理ユニットに対して進退させることにより、当該基板処理ユニットに対する基板Ｗの搬入／搬出を行うことができる。さらに、主搬送ロボット３０は、第１および第２基板保持ハンド３１，３２を、通路２６内において、インデクサ部３に向けて進出させることができる。その状態で、インデクサロボット６が、通路２６内へと基板保持ハンド２１，２２を進出させることにより、インデクサロボット６と主搬送ロボット３０との間で基板Ｗを受け渡すことができる。

基板処理ユニット４１〜４８は、この実施形態では、たとえば、基板を１枚ずつ処理する枚葉型の処理ユニットであって、基板に対して処理液を供給することにより、当該基板の表面処理を行うものである。より具体的には、基板処理ユニット４１〜４８は、たとえば、基板Ｗをほぼ水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持されて回転されている基板Ｗの表面に向けて処理液を供給する処理液ノズルとを備えている。むろん、基板処理ユニット４１〜４８において、同一内容の基板処理が行われてもよいし、異なる基板処理が行われるようになっていてもよい。

基板処理ユニット４１〜４８には、それぞれ、排出管５１〜５８が接続されている。これらの排出管５１〜５８は、基板処理ユニット４１〜４８内において基板処理のために用いられた後の処理液（排液）を排出する排液配管であってもよいし、基板処理ユニット４１〜４８内の雰囲気を排気するための排気ダクトであってもよい。
排出管５１〜５８は、基板処理ユニット４１〜４８から搬送室２５へと一旦引き出された後に、この搬送室２５内の空間を通って、当該基板処理装置１の下方へと導かれている。そして、搬送室２５の下方に至り、その下端部に、工場側の用力設備との接続部５１ａ〜５８ａをそれぞれ有している。この接続部５１ａ〜５８ａに対して、工場側の排出ライン（配管）６１〜６４（接続部５４ａ〜５８ａに対応する排出ラインは図示を省略した。）がそれぞれ結合されることになる。これらの排出ライン６１〜６４は、工場の用力接続口に接続される。

基板処理装置１が配置されるクリーンルームの床面は、グレーチング７０で形成されている。工場側の排出ライン６１〜６４は、このグレーチング７０に形成した切欠または開口７１を貫通して、グレーチング７０の下方に至っている。排出管５１〜５８の接続部５１ａ〜５８ａが、搬送室２５の下方に設けられているので、切欠または開口７１も、基本的に、搬送室２５の直下に形成されることになる。もしもそのような位置にグレーチングの支柱や床の横梁が配置されていて、それらとの干渉が避けられない場合には、基板処理装置１の下面１７とグレーチング７０との間の空間を利用して、排出管５１〜５８または工場側の排出ライン６１〜６４を取り回すこともできる。

この実施形態では、図１に示すように、排出管５１〜５８は、搬送室２５に引き出された後に、搬送室２５の内壁面に沿って鉛直下方へと垂れ下がる形状に配置されている。一階部分の基板処理ユニット４１，４３，４５，４７から引き出された排出管５１，５３，５５，５７は、図２に示すように、インデクサロボット６と主搬送ロボット３０との間で基板Ｗを受け渡すときの基板Ｗの通過高さであるパスライン１８よりも下方において、搬送室２５へと引き出されている。これに対して、二階部分に配置されている基板処理ユニット４２，４４，４６，４８に接続された排出管５２，５４，５６，５８は、パスライン１８よりも上方において搬送室２５へと引き出された後に、鉛直下方へと向かっている。

そこで、通路２６においてパスライン１８の上方から下方へと取り回されることになる排出管５２，５６の間には、インデクサロボット６と主搬送ロボット３０との間で受け渡される基板Ｗが通過可能な幅が確保されている。より具体的には、この実施形態では、排出管５１〜５８には、図１に示すように、断面が扁平な矩形をなす角形ダクトが使用されており、これにより、通路２６において基板Ｗの通過を許容するのに十分な実質通路幅が確保されている。

以上のように、この実施形態によれば、排出管５１〜５８は、搬送室２５を通って基板処理装置１の下方へと導かれ、搬送室２５の下方に工場側の排出ライン６１〜６４との接続部５１ａ〜５８ａを備えている。これにより、荷重の集中する基板処理ユニット４１から４８の直下において、グレーチング７０に切欠または開口７１を多数形成する必要がないから、グレーチング７０の耐荷重が不足するおそれがない。そのため、グレーチング７０に対する補強を行う必要がない。これにより、基板処理装置１の設置時のコストを低減することができる。

また、排出管５１〜５８の接続部５１ａ〜５８ａが搬送室２５の下方に設けられていることにより、基板処理ユニット４１〜４８の直下のスペースだけでなく、搬送室２５の下方の空間をも利用して、排出管５１〜５８または工場側の排出ライン６１〜６４を、必要に応じて取り回すことができる。これにより、たとえば基板処理装置１を嵩上げするなどして、グレーチング７０と当該基板処理装置１の下面１７との間に高い空間を確保しなくても、配管取り回しのための十分な空間を確保できる。その結果、基板処理装置１の全高を低くすることができるので、上段側の基板処理ユニット４２，４４，４６，４８のメンテナンスを良好な作業性で行うことができる。また、基板処理装置１の下方に配管の取り回しのための十分な空間が確保される結果として、複雑な配管取り回しが必要となることがない。これにより、配管設置の設計が容易になるとともに、部品コストを低減することができる。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、上記の実施形態では、基板処理ユニット４１〜４８が二階建て構造をなすように配置された例について説明したが、複数の基板処理ユニットが３段以上に積層配置されてもよい。
また、上記の実施形態では、搬送室２５内において主搬送ロボット３０の旋回範囲の下方の空間には接続部５１〜５８は設けられていないが、このような空間に排出管の接続部を配置することとしてもよい。

また、上記の実施形態では、基板処理装置１の下方において搬送室２５の下方の空間だけでなく基板処理ユニット４１〜４８の下方の空間をも利用して排出管５１〜５８または工場側の排出ライン６１〜６４の取り回しが行われてもよいこととしたが、グレーチング７０で構成されたクリーンルーム内の床の耐荷重の不足を確実に回避するためには、搬送室２５の下方の空間内のみにおいて配管等の取り回しを行うことが好ましい。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解的な平面図である。 図１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た図解的な断面図である。

符号の説明

１ 基板処理装置
２ キャリヤ保持部
３ インデクサ部
６ インデクサロボット
２５ 搬送室
２６ 通路
３０ 主搬送ロボット
４１〜４８ 基板処理ユニット
５１〜５８ 排出管
５１ａ〜５８ａ 接続部
６１〜６４ 排出ライン
７０ グレーチング
７１ 開口
Ｗ 基板
Ｃ キャリヤ

Claims (2)

1. 基板に対して処理を施すための複数の基板処理ユニットと、
   この複数の基板処理ユニットに対する基板搬送動作を行う基板搬送ロボットと、
   この基板搬送ロボットを収容し、この基板搬送ロボットによって搬送される基板が通る搬送室と、
   前記複数の基板処理ユニットからの排気または排液のための排出管とを含む基板処理装置であって、
   前記複数の基板処理ユニットは、前記搬送室に隣接して積層配置されており、
   前記排出管は、当該基板処理装置が設置される工場の用力設備との接続部を前記搬送室の下方に有していることを特徴とする基板処理装置。
2. 前記排出管は、前記搬送室を通って、当該搬送室の下方に至るように配置されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。

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