JP2011119650A

JP2011119650A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2011119650A
Application number: JP2010180538A
Authority: JP
Inventors: Junya Minamida; 純也南田; Kazunari Ueda; 一成上田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2009-11-04
Filing date: 2010-08-11
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2030-08-11
Also published as: KR101497054B1; CN102054664B; US20110103923A1; US8662811B2; TW201126632A; KR20110049708A; TWI459494B; JP5562759B2; CN102054664A

Abstract

【課題】基板処理装置の製造コストや消費エネルギーを低減させること。
【解決手段】本発明では、キャリア（３）に収容された基板（２）を受渡す基板搬出入部（基板受渡室（１２））と、前記基板搬出入部と基板搬入出口（３７（３９））を介して連通する基板搬送室（１４（２５））と、前記基板搬送室（１４（２５））に沿って配置された複数の基板処理室（１５〜２４（２６〜３５））と、前記基板搬送室（１４（２５））の内部に収容し、前記基板搬出入部と前記基板処理室（１５〜２４（２６〜３５））との間で前記基板（２）を搬送するための基板搬送装置（３６（３８））と、前記基板搬送室（１４（２５））に沿って清浄空気を流すための清浄空気流動手段（４１（４２））とを有することにした。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば、半導体ウエハ等の基板に洗浄処理等の処理を行う基板処理装置に関するものである。

半導体部品の製造プロセスやフラットディスプレイ（ＦＰＤ）の製造プロセスにおいては、被処理基板である半導体ウエハやガラス基板に処理液を供給して洗浄処理やエッチング処理するために基板処理装置が多く用いられている。

この基板処理装置は、矩形箱型状の筐体の中央部に伸延する基板搬送室を形成するとともに、基板搬送室に沿って左右側方に複数の基板処理室を並べて形成している。

そして、基板処理装置は、基板搬送室の内部に設けた基板搬送装置を用いて基板を各基板処理室に搬入し、各基板処理室で基板の各種処理を行い、処理後の基板を基板搬送装置を用いて各基板処理室から搬出するようにしている。

このような基板処理装置では、内部の空気を常に清浄な状態に保持するために、基板搬送室に清浄空気流動手段として、天井部にファンフィルターユニットを取付けるとともに、床部に排気ユニットを取付けている。

そして、この基板処理装置では、ファンフィルターユニットから基板搬送室の内部に清浄空気を吸入するとともに排気ユニットから排出するようにして、基板搬送室の内部に上方から下方に向けて清浄空気を流すようにしている（たとえば、特許文献１参照。）。

特開２００８−３４４９０号公報

ところが、上記従来の基板処理装置では、今後、処理能力を向上させるために、基板搬送室の側方に設けられた基板処理室の個数を増大させた場合、それに伴って基板搬送室に設けたファンフィルターユニットや排気ユニットからなる清浄空気流動手段が大型化してしまい、消費エネルギーの増大や製造コストの増大が生じるおそれがある。

また、基板処理室や基板搬送室を上下に多段に積み重ねて配置した場合、清浄空気流動手段の構造が複雑化してしまい、装置の大型化や製造コストの増大が生じるおそれがある。

そこで、本発明では、基板処理装置において、キャリアに収容された基板を受渡す基板搬出入部と、前記基板搬出入部と基板搬入出口を介して連通する基板搬送室と、前記基板搬送室に沿って配置された複数の基板処理室と、前記基板搬送室の内部に収容し、前記基板搬出入部と前記基板処理室との間で前記基板を搬送するための基板搬送装置と、前記基板搬送室に沿って清浄空気を流すための清浄空気流動手段とを有することにした。

また、前記清浄空気流動手段は、前記基板搬送室内に横向きの清浄空気の流れを形成することにした。

また、前記清浄空気流動手段は、前記基板搬送室の一端側の側壁に設けた給気ユニットと、前記基板搬送室の他端側の側壁に設けた排気ユニットとで形成することにした。

また、前記給気ユニットは、前記基板搬送室の前記基板搬出入部側の側壁に設けられていることにした。

また、前記給気ユニットは、前記基板搬入出口よりも上方に設けることにした。

また、前記基板搬送室は、前記基板受渡室との間を密閉状に仕切る隔壁に前記給気ユニット及び前記基板搬入出口のみが形成されていることにした。

また、前記給気ユニットは、前記基板搬送装置によって基板が搬送される基板搬送領域の範囲内に横向きの清浄空気の流れを形成する位置に形成されていることにした。

また、前記基板搬送室は、前記基板搬送装置によって基板が搬送される基板搬送領域に対応する高さの範囲内に前記基板搬入出口を形成することにした。

また、前記基板搬出入部は、内部で上方から下方に向けて清浄空気を流すための清浄空気流動手段を設けるとともに、前記基板搬出入部内の圧力を前記基板搬送室の室内の圧力よりも高くすることにした。

また、前記複数の基板処理室及び前記基板搬送室は、上下に積層して多段に配設し、各段の基板搬送室に前記清浄空気流動手段をそれぞれ設けることにした。

そして、本発明では、基板搬送室に沿って複数の基板処理室を配置した基板処理装置において、基板搬送室の内部で基板搬送装置の移動方向に沿って清浄空気を流すための清浄空気流動手段を設けているために、清浄空気流動手段の小型化を図ることができ、基板処理装置の製造コストや消費エネルギーを低減することができる。

基板処理装置を示す平面図。同側面断面図。基板搬送室の内部の清浄空気の流れを示す平面説明図。同側面断面説明図。基板搬送領域を示す説明図。

以下に、本発明に係る基板処理装置の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。

図１及び図２に示すように、基板処理装置１は、前端部に基板２（ここでは、半導体ウエハ。）を複数枚（たとえば、25枚。）まとめてキャリア３で搬入及び搬出するための基板搬入出台４を形成するとともに、基板搬入出台４の後部にキャリア３に収容された基板２を１枚ずつ搬送するための矩形箱型状の基板搬出入ユニット（基板搬出入部）５を形成し、基板搬出入ユニット５の後部に基板２の洗浄や乾燥などの各種の処理を行うための矩形箱型状の基板処理ユニット６を形成している。

基板搬入出台４は、４個のキャリア３を基板搬出入ユニット５の前壁７に密着させた状態で左右に間隔をあけて載置できるように構成され、大気に触れることなく基板２が基板搬出入ユニット５に搬送可能となっている。

基板搬出入ユニット５は、前側に搬送装置８を収容した搬送室９を形成するとともに、後側に２個の基板受渡台10,11を上下に収容した基板受渡室12を形成しており、搬送室９と基板受渡室12とは受渡口（基板搬出入口）13を介して連通連結している。

そして、基板搬出入ユニット５は、搬送装置８と、その上方に設けられた清浄装置のダウンフローを供給するファン・フィルター・ユニット（給気ユニット）43とを有している。搬送装置８は、基板２を保持する基板保持アーム8aを有しており、この基板保持アーム8aをキャリア３の配列方向でＸ軸方向に移動させる機構と、キャリア３の配列方向と垂直の方向であるＹ軸方向に移動させる機構と、垂直方向（Ｚ軸方向）に移動させる機構を有している。この搬送機構８により、基板搬入出台４に載置されたいずれか１個のキャリア３と上下いずれかの基板受渡台10,11との間で基板２を１枚ずつ搬送するようにしている。

基板処理ユニット６は、直方体状の筐体を有し、その筐体内部には、中央部上側にキャリア３の配列方向であるＸ軸方向に直行するＹ軸方向に沿って伸延する第１の基板搬送室14を形成し、第１の基板搬送室14の左側方に第１〜第４の基板処理室15〜18と、第１の基板搬送室14の右側方に第５〜第８の基板処理室20〜23とが水平に配置されている。

また、基板処理ユニット６は、中央部下側に第１の基板搬送室14と同様にＹ軸方向に伸延する第２の基板搬送室25を形成し、第２の基板搬送室25の左側方に第９〜第12の基板処理室26〜29と、第２の基板搬送室25の右側方に第13〜第16の基板処理室31〜34とがそれぞれ水平に配置されている。なお、第１及び第２の基板搬送室14,25の室内圧力よりも各基板処理室15〜18,20〜23,26〜29,31〜34の室内圧力を低くし、各基板処理室15〜18,20〜23,26〜29,31〜34の室内圧力を外部の圧力よりも若干低くなるようにしており、各基板処理室15〜18,20〜23,26〜29,31〜34の雰囲気が基板搬送室14,25に拡散しないようになっている。

ここで、第１の基板搬送室14は、内部にＹ軸方向に移動可能に構成した第１の基板搬送装置36を収容するとともに、基板受渡室12の上側の基板受渡台10に第１の基板搬入出口37を介して連通している。第１の基板搬送装置36は、基板２を保持可能なアーム36aと、アーム36aを第１の基板搬送室14に沿ってＹ軸方向に移動させる機構と、Ｘ軸方向に移動させる機構と、Ｚ軸方向（垂直方向）に移動させる機構と、水平面内で回転させる機構を有している。このような構成により、基板受渡台10、第１の基板搬送室14の両側に設けられた複数の基板処理室15〜18,20〜23にアクセスできるようになっている。また、第２の基板搬送室25は、Ｙ軸方向に移動可能に構成した第２の基板搬送装置38を収容するとともに、基板受渡室12の下側の基板受渡台11に第２の基板搬入出口39を介して連通している。また、第２の基板搬送装置38も第１の基板搬送装置36と同様に、基板２を保持可能なアーム38aと、このアームをＹ軸方向、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向へ移動させる機構と、アームを水平方向に回転させる機構を有し、基板受渡台１１と、複数の処理の基板処理室26〜29,31〜34にアクセス可能となっている。

このように、基板処理ユニット６は、第１の搬送処理室14に沿って第１〜第４の基板処理室15〜18及び第５〜第８の基板処理室20〜23を並べて配設して第１段目（第１の基板処理ユニット6a）を形成し、また、第２の搬送処理室25に沿って第９〜第12の基板処理室26〜29及び第13〜第16の基板処理室31〜34を並べて配設する第２段目（第2の基板処理ユニット6b）を形成し、全体で上下に２段構成となっている。

そして、基板処理ユニット６は、第１又は第２の基板搬送装置36,38を用いて基板搬出入ユニット５の基板受渡室12と各基板処理室15〜18,20〜23,26〜29,31〜34との間で基板２を１枚ずつ水平に保持した状態で搬送するとともに、各基板処理室15〜18,20〜23,26〜29,31〜34で基板２を１枚ずつ処理するようにしている。

この基板処理装置１では、基板２へのパーティクル等の付着を防止するために内部を清浄空気で満たしており、上下２段構成の基板処理ユニット６のそれぞれに清浄空気を流すための清浄空気流動手段41,42を設けている。

基板処理ユニット６の上段（第１の処理ユニット6a）側に設けた清浄空気流動手段41は、第１の基板搬送室14の前端部側（基板搬出入ユニット５側）の側壁50の第１の基板搬入出口37の上部（基板受渡室12の上部）に給気ユニットとしてのファンフィルターユニット44を取付ける一方、第１の基板搬送室14の後端部側の側壁51に排気ユニット45を取付けている。これにより、基板処理装置１では、図３及び図４に示すように、第１の基板搬送室14に対向して配置したファンフィルターユニット44から排気ユニット45へ向けて第１の基板搬送室１４に沿って横向きの清浄空気の気流（サイドフロー）を発生するようにしている。

基板処理ユニット６の下段（第２の処理ユニット6b）側に設けた清浄空気流動手段42も同様に、第２の基板搬送室25の前端部側壁52の第２の基板搬入出口39の上部（基板受渡室12の中央部）に給気ユニットとしてのファンフィルターユニット46を取付ける一方、第２の基板搬送室25の後端部側壁53に排気ユニット47を取付けている。これにより、基板処理装置１では、図３及び図４に示すように、第２の基板搬送室25に対向して配置したファンフィルターユニット46から排気ユニット47に向けて第２の基板搬送室25沿って流れる横向きの清浄空気の気流を発生するようにしている。

また、基板搬出入ユニット５には、搬送室９の天井部に給気ユニットとしてのファンフィルターユニット43と図示しない排気ユニットが取り付けられている。これにより、基板処理装置１では、図３及び図４に示すように、ファンフィルターユニット43によって上方から下方に向けて流れる清浄空気のダウンフローを発生し、搬送室９内を清浄に保つようになっている。この際、搬送室９の圧力を、第１及び第２の基板搬送室搬送室14、25よりも高くなるように制御することにより、清浄空気流動手段40の形成したダウンフローの一部は第１及び第２の基板受渡室10,11を介して、第１及び第２の基板搬送室14、25に取り込まれ、第１の基板搬送室、第２の基板搬送室14、25に設けられた排気ユニット45、47に向けて、図４のような横向きの気流（サイドフロー）を形成することになっている。つまり、搬送室9と、排気ユニット45,47は、清浄空気流動手段として機能するようになっている。

ここで、基板処理ユニット６は、第１及び第２の基板搬送室14,25と基板搬出入ユニット５の基板受渡室12との間を隔壁（側壁50,52）で密閉状に仕切り、第１及び第２の基板搬送室14,25の隔壁（側壁50,52）には、清浄空気流動手段41,42のファンフィルターユニット44,46（又は排気ユニット45,47）とファンフィルターユニット44、46の下方には第１及び第２の基板搬入出口37,39が形成されている。

ここで、この基板処理装置１では、図５に示すような、少なくとも第１及び第２の基板搬送室14の内部に基板搬送装置36,38によって基板２が搬送される基板搬送領域48,49（基板搬送装置36,38で搬送される基板２の最も低い位置と最も高い位置との間の領域）を含む領域にサイドフローを形成する必要ある。そのため、第１及び第２の基板搬入出口37,39を基板搬送領域48の下側部分に対応する高さに形成するとともに、ファンフィルターユニット44,46を基板搬入出口37の上部、すなわち、基板搬送領域48の上側部分に対応する高さにに配置する一方排気ユニット45,47を基板搬送領域48，49の全体に対応する高さを含む範囲に配置することで基板搬送領域48,49の全体にサイドフローを形成することができるようになっている。

なお、基板搬送領域48,49にサイドフローを形成するためには、最低限基板搬送領域48、49に対応する高さにのみ、清浄空気流動手段であるファンフィルターユニット44、46あるいは基板搬出入口37、39を配置すれば良いが、本実施形態の場合、基板搬送処理室14、25内の基板搬送領域より上方全ての領域にサイドフローを形成するようにしている。このように清浄空気流動手段であるファンフィルターユニット44、46や、基板搬出入口37、39を配置することにより、基板搬送領域48、49上方からパーティクルが重力により落下して基板搬送領域48、49に混入するのを防止することが可能となる。

また、ファンフィルターユニット44,46や排気ユニット45,47を基板搬送領域48,49の上流側端部の上側又は下流側端部の下側の一部分を含む範囲に配置するようにしてもよく、また、基板搬送室の側壁全体を設けるようにするように配置

また、ファンフィルターユニット44,46が形成するサイドフローの流量、流速と、基板搬出入口37,39から供給されるサイドフローの流量、流速とが実質的に同一になるように基板搬出ユニット5に設けられたファンフィルター5の流量、流速、基板搬出入ユニットに設けられた排気ユニット（図示しない）、基板処理ユニット６に設けられたファンフィルターユニット44、46の流量、流速、排気ユニット45、47の排気量を制御する。このように制御することにより、清浄空気流動手段が基板搬送室には、互いに干渉することがなく均一かつ直進性の高いサイドフローを形成することが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形が可能である。例えば、本実施形態では、第１、第２の基板搬送室14,25の前段部側（基板搬出入ユニット5側）から、基板搬送室14,25の後段部側へ横向きの清浄空気を形成する例を示したが、第１及び第２の基板搬送室14,25の内部で清浄空気を後段部側から前段部側に向けて流すように構成してもよい。この場合には、第１及び第２の基板搬送室14,25の後段部側の側壁51,53にファンフィルターユニット44,46を、前段部側の側壁50,52の基板搬出入口37,39と排気ユニット45,47とをそれぞれ設けるとともに、第１及び第２の基板搬送室14,25の室内の圧力よりも基板搬出入ユニット５の室内の圧力が低くなるようにする。

また、本実施形態では、清浄空気流動手段41,42のファンフィルターユニット44,46から清浄空気を供給するように構成しているが、これに限られず、基板処理装置１の外部で生成させた清浄空気を供給するように構成してもよい。

さらに、本実施形態においては、基板処理ユニット６は上下２段（第１及び第２の基板処理ユニット6a,6b）の場合について説明したが、一段のみである場合、または、３段以上を積層するようにしてもかまわない。また、本実施形態では基板２として半導体ウエハを用いた場合について示したが、液晶表示装置（ＬＣＤ）用に用いられる基板等、他の基板に適応可能なことは言うまでもない。

以上に説明したように、上記基板処理装置１では、清浄空気流動手段41,42によって第１又は第２の基板搬送室14,25に沿って清浄空気を横向きに流すようにしているために、第１又は第２の基板搬送室14,25の前後幅よりも短い上下幅の範囲で清浄空気流動手段41,42を形成することができ、従来のように清浄空気を上方から下方に向けて流す構造とするよりも清浄空気流動手段41,42の小型化を図ることができ、基板処理装置１の製造コストや消費エネルギーを低減することができる。

また、上記基板処理装置１では、上下各段の第１又は第２の基板搬送室14,25に清浄空気流動手段41,42をそれぞれ設けているため、基板処理装置１の内部構造を簡略化することができ、基板処理装置１の製造コストを低減することができる。

また、上記基板処理装置１では、基板搬入出部（基板受渡室12）の内部の圧力を第１又は第２の基板搬送室14,25の室内の圧力よりも高くしているために、清浄空気流動手段41,42から第１又は第２の基板搬送室14,25の内部に供給される清浄空気と基板受渡室12から流入する清浄空気とが干渉することがなく第１又は第２の基板搬送室14,25の内部において清浄空気を円滑に流すことができ、清浄空気の流れが乱れることによってパーティクル等が舞い上がって基板２に付着してしまうのを防止することができる。

１基板処理装置２基板
３キャリア４基板搬入出台
５基板搬入出ユニット６基板処理ユニット
７前壁８搬送装置
９搬送室 10,11 基板受渡台
12 基板受渡室 13 受渡口
14,25 基板搬送室 15〜18,20〜23,26〜29,31〜34 基板処理室
36,38 基板搬送装置 37,39 基板搬入出口
40〜42 清浄空気流動手段 43,44,46 ファンフィルターユニット
45,47 排気ユニット 48,49 基板搬送領域
50〜53 側壁

Claims

キャリアに収容された基板を受渡す基板搬出入部と、
前記基板搬出入部と基板搬入出口を介して連通する基板搬送室と、
前記基板搬送室に沿って配置された複数の基板処理室と、
前記基板搬送室の内部に収容し、前記基板搬出入部と前記基板処理室との間で前記基板を搬送するための基板搬送装置と、
前記基板搬送室に沿って清浄空気を流すための清浄空気流動手段と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
前記清浄空気流動手段は、前記基板搬送室内に横向きの清浄空気の流れを形成することを特徴とする基板処理装置。
前記清浄空気流動手段は、前記基板搬送室の一端側の側壁に設けた給気ユニットと、前記基板搬送室の他端側の側壁に設けた排気ユニットとで形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
前記給気ユニットは、前記基板搬送室の前記基板搬出入部側の側壁に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
前記給気ユニットは、前記基板搬入出口よりも上方に設けたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の基板処理装置。
前記基板搬送室は、前記基板受渡室との間を密閉状に仕切る隔壁に前記給気ユニット及び前記基板搬入出口のみが形成されていることを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれかに記載の基板処理装置。
前記給気ユニットは、前記基板搬送装置によって基板が搬送される基板搬送領域の範囲内に横向きの清浄空気の流れを形成する位置に形成されていることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の基板処理装置。
前記基板搬送室は、前記基板搬送装置によって基板が搬送される基板搬送領域に対応する高さの範囲内に前記基板搬入出口を形成したことを特徴とする請求項２〜請求項７のいずれかに記載の基板処理装置。
前記基板搬出入部は、内部で上方から下方に向けて清浄空気を流すための清浄空気流動手段を設けるとともに、前記基板搬出入部内の圧力を前記基板搬送室の室内の圧力よりも高くしたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の基板処理装置。
前記複数の基板処理室及び前記基板搬送室は、上下に積層して多段に配設し、各段の基板搬送室に前記清浄空気流動手段をそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の基板処理装置。