JP3239320B2 - 基板搬送システム - Google Patents

基板搬送システム

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JP3239320B2 JP51399594A JP51399594A JP3239320B2 JP 3239320 B2 JP3239320 B2 JP 3239320B2 JP 51399594 A JP51399594 A JP 51399594A JP 51399594 A JP51399594 A JP 51399594A JP 3239320 B2 JP3239320 B2 JP 3239320B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は基板搬送システムに係り、特に半導体または
液晶等の製造工程に好適な、半導体基板または液晶基板
等を清浄な雰囲気下で搬送する基板搬送システムに関す
る。
背景技術 近年、超LSI素子パターンの微細化が更に進み、ダス
トフリーな半導体製造装置が強く要求されている。特
に、ダストフリーで長寿命なウエハ搬送システムが不可
欠な要素技術であるといえ、次世代の半導体製造装置の
ウエハ搬送系として磁気浮上搬送システムの開発が進め
られている。
磁気浮上搬送装置は、ウエハを搭載した搬送台車を電
磁石の磁気力により浮上保持し、リニアモータ等により
搬送台車を非接触で移動させるものである。係る磁気浮
上搬送装置は、密閉された真空トンネルまたは高洗浄度
のN2ガス雰囲気のクリーントンネル内を非接触でウエハ
が搬送されるため、塵埃の発生の問題が生ぜず、極めて
清浄度の高い搬送システムが実現される。磁気浮上搬送
装置ではクリーントンネル内の所定の場所で、ホトリソ
グラフィ、或いはイオン注入等のプロセス処理装置と接
続され、搬送されたウエハは、プロセス処理装置に送ら
れ、プロセス処理がなされる。
このようにプロセス処理装置とウェハ搬送系が組合わ
されたシステムにおいても、ウェハはシステム外に保管
されたり、或いは他のシステムに移動するために大気中
で保管或いは運搬されなければならない。このような場
合に、ウェハを高真空等の清浄な雰囲気のボックスに密
閉して保管、或いは運搬する技術が本出願人により特許
出願されている（特願平４−290817号）。
しかしながら、ウエハは、清浄な雰囲気の中に密閉さ
れたボックスに保管され、大気中を運搬されトンネル型
の磁気浮上搬送装置に接続され、ウエハが密閉空間内の
搬送台車に移載されて搬送されるとしても、磁気浮上搬
送装置のクリーントンネルに接続される際には、ウエハ
を密閉するボックスの少なくとも蓋外表面或いは容器外
表面をクリーントンネル内に持ち込まざるを得なかっ
た。
従って、プロセス処理装置及び搬送系のクリーントン
ネル内部は高真空等の高清浄度に保たれているにも係わ
らず、ウエハのクリーントンネル内の搬送台車への装填
にあたって、ボックス外表面の大気中の運搬或いは保管
により生じた粒子汚染及び分子汚染をクリーントンネル
内に持込むため、二次的な汚染源となるという問題が生
じていた。
又、真空等の雰囲気下でウエハを密閉するボックス
は、真空排気装置がないため、徐々にボックス内の真空
度が低下していく、又、真空シール或いは壁面リークを
通し、外気不純物成分が入りこむ等の問題点もある。
発明の開示 本発明は、係る従来技術の問題点に鑑み為されたもの
で、基板の密閉ボックス内の汚染進行を防ぎ、さらにク
リーントンネルに接続したプロセス処理装置に基板を装
填するに当たって、外部からの汚れを持ち込まないよう
にした基板搬送システムを提供することを目的とする。
本発明に係る基板搬送システムは、基板を清浄な雰囲
気の中に密閉して収納するボックスと、該ボックスを搬
送台車に搭載して清浄なトンネル型の密閉空間内を搬送
する搬送装置とからなり、前記トンネル型の密閉空間に
は該密閉空間外から前記搬送台車に前記ボックスを受渡
す装置と、該密閉空間に接続された基板処理装置に前記
ボックスに収納された基板を受渡す装置とを備えたこと
を特徴とする。
又、前記トンネル型の密閉空間内には、前記ボックス
の外表面を清浄化する洗浄装置を更に具備したことを特
徴とする。
前記洗浄装置は、ドライ洗浄装置であり、アルゴンを
含むガスのガスプラズマによるエッチング、塩素を含む
ガスのラジカル、紫外線または紫外線とオゾンとの組合
わせを用いたものであることを特徴とするものである。
また、前記清浄なトンネル型の密閉空間内を搬送する搬
送装置は、磁気浮上搬送装置であることを特徴とするも
のである。そして、前記基板は、半導体ウエハまたは液
晶基板であることを特徴とするものである。
ウエハを収納したボックスをクリーントンネルの密閉
空間を搬送するので、ボックス内部の清浄度も維持さ
れ、基板を大気にさらすことなく基板処理装置に直接供
給することができる。又、ボックスの外表面が洗浄装置
により清浄化された後で、清浄な密閉空間を非接触の状
態でクリーントンネル内を搬送されるため、搬送系及び
基板処理装置には外部からの汚染が持ち込まれるという
問題を生じない。
即ち、本発明の基板搬送システムにより、洗浄装置に
よりボックスの外表面を清浄化し、そのまま清浄な密閉
された雰囲気内をクリーントンネルに接続されたプロセ
ス処理装置に基板を直接装填することにより、ボックス
外表面の分子汚染及び粒子汚染からの再汚染を防止する
ことができる。
図面の簡単な説明 第１乃至第６図は本発明の一実施例の基板搬送システ
ムにおけるボックスのクリーントンネルへの受渡しステ
ーションを示し、第１図（Ａ）はボックス投入前の状態
を示す説明図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）はボックスの拡
大図である。第２図（Ａ）はボックスのクリーントンネ
ルへの受渡しステーションの上面図であり、（Ｂ）は外
部ロボットハンドに把持されたボックスの側面図であ
り、（Ｃ）は外部ロボットハンドに把持されたボックス
の斜視図であり、（Ｄ）は内部ロボットハンドに把持さ
れたボックスの斜視図であり、（Ｅ）は内部ロボットハ
ンドに把持されたボックスの斜視図である。第３図は、
ボックスの洗浄時の状態を示す説明図であり、第４図は
ボックスを搬送台車に搭載した状態を示す説明図であ
る。第５図（Ａ）は搬送台車の形状を示す斜視図であ
り、（Ｂ）は搬送台車に搭載されたボックスの部分断面
図であり、（Ｃ）はロボットハンドが搬送台車にボック
スを受渡す状態の斜視図である。第６図はボックスを搭
載した搬送台車がクリーントンネル内を走行する状態を
示す説明図である。
第７図乃至第10図は本発明の一実施例の基板搬送シス
テムの基板をプロセス処理室へ受渡す処理室ステーショ
ンを示し、第７図は搬送台車がプロセス処理室前に進ん
だ状態の説明図であり、第８図はエレベータにボックス
を渡した状態を示す説明図であり、第９図は処理室に基
板を渡した状態の説明図である。第10図（Ａ）はロボッ
トハンドがボックスを把持した状態を示す説明図であ
り、（Ｂ）はボックスから基板を引き出した状態を示す
説明図であり、（Ｃ）はロボットハンドの動作を示す説
明図である。
発明を実施するための最良の形態 以下、本発明の一実施例を添付図１乃至図10を参照し
ながら説明する。
図１乃至図６は、クリーントンネルのボックス受渡し
ステーションの説明図である。ボックス受渡しステーシ
ョン１は、クリーントンネル９の末端部に位置し、クリ
ーントンネル９外のボックス５をクリーントンネル内の
搬送台車２に移送する。又はクリーントンネル内の搬送
台車２に搭載されたボックス５をクリーントンネル９外
に移送する。図１（Ａ）はボックス５のクリーントンネ
ルへの受渡し前の状態を示す。ここでボックス５は清浄
な雰囲気の中にウェハ等の基板20を密封するためのもの
である。図１（Ｂ），（Ｃ）はボックス５の拡大図を示
す。ボックス５は、容器18と蓋12とからなっており、そ
の内部は真空となっており、基板20は真空中に密閉され
た状態でボックス５は大気中を運搬される。又、ボック
ス５内は、窒素ガス又はその他の不活性ガス雰囲気とし
てもよい。又、図１（Ｂ），（Ｃ）に示すように容器18
の高さは基板20の収納数に応じて適宜選択される。
基板20をボックス５内に真空状態で密封する、或いは
ボックス５から基板20を取出す装置は、図示していない
が、例えば特願平４−290817号特許出願によりその詳細
が開示される。即ち、基板20を密封する時は、蓋12上の
置台に基板20を載置して、容器18を被せる。そして、蓋
12の開閉可能な孔部からボックス５の内部を真空引きし
て蓋12を密閉することにより、ボックス５の内部は真空
に保たれる。基板20を真空状態のボックス５から取出す
時は、まずボックス５の内部の真空を蓋12の開閉可能な
孔部を開くことにより破壊し、容器18を蓋12から取除す
ことによって行なわれる。
バルブ13及びロボットハンド６は、基板20の収納され
たボックス５を基板搬送システムのクリーントンネル内
に受け取り又は受け渡すための装置である。ボックス５
をクリーントンネル９内に受渡すには、まずバルブ17を
閉じて、リーク系７のバルブを開きステーション１を大
気解放状態とする。そしてステーション１のバルブ13を
開き、外部に設置されたロボットハンド14に載置された
ボックス５をロボットハンド６が把み、ステーション１
内部に受け渡す。
図２はこのボックス５の受渡し時のステーション１の
説明図である。（Ｂ），（Ｃ）に示すようにステーショ
ン外部のロボットハンド14に、ボックス５の容器18のフ
ランジ19部分が載せられる。そして、（Ｄ），（Ｅ）に
示すようにステーション１内部のロボットハンド６に、
ボックス５の蓋12のフランジ部分が把持され、ボックス
５は外部のロボットハンド14から、ステーション１内部
のロボットハンド６に移される。ロボットハンド６は、
ボックス５を把持した状態で移動し、（Ａ）に示すよう
にステーション１の中央部分にボックス５を搬送し、そ
して、バルブ13が閉じられ、ステーション１は密閉状態
となる。
図３は、ボックス５の外表面を清浄化するための清浄
状態を示す。洗浄装置４は、ボックス５の外表面を清浄
化するためのドライ（気相）洗浄装置である。洗浄方法
はそれぞれのプロセスで異なるが、粒子汚染に対しては
クリーンN2ガス等によるブロー及び真空排気の繰り返し
を行う。真空排気は真空排気系８及びリーク系７を用い
て行う。また、分子汚染に対しては励気塩素（ラジカ
ル）等により金属汚染を除去したり、アルゴンガス等に
よるプラズマエッチングを用いて表面の洗浄化を行う。
さらに、有機物による汚染には、活性な酸素を利用する
紫外線、または紫外線と酸素オゾンとの組み合わせによ
る洗浄が有効である。これらを行う際には、排気を行い
汚染物をチャンバ外に排出する。その他にも物理的現
象、化学的現象、物理化学的現象を洗浄に利用すること
は、その有効性、安全性の確保ができれば可能である。
又、これらの処理を順次連続して行うことも可能であ
る。
そして、洗浄が終了すると真空排気系８によりステー
ション１の内部を排気し所定の真空度に調整しバルブ17
が開かれる。
図４に示すように、搬送台車２がステーション１内に
進入して、ロボットハンド６により搬送台車２内のボッ
クス置き台にボックス５を渡しロボットハンド６を開く
ことで完全にボックス５を搬送台車２側に移すことがで
きる。
図５は、搬送台車２にボックス５を搭載する状態を示
す説明図である。（Ａ）に示すように、四方に開口部31
を備え、又、底部には置台30を備える。（Ｂ），（Ｃ）
に示すように、搬送台車２が進行しボックス５の下に置
台30が位置するところで停止する。ロボットハンド６
は、ボックス５を下方に移動させ、置台30上に載置し、
ロボットハンド６を開く。このようにしてボックス５は
搬送台車２側に移される。
洗浄されたボックス５を清浄な密閉空間を非接触の状
態で搬送するための搬送装置は、磁気浮上搬送装置であ
る。磁気浮上搬送装置の詳細は、例えば本出願人の国際
特許出願PCT/JP93/00930等により開示されている。搬送
台車２は電磁石の磁極３の磁気吸引力により浮上保持さ
れ、密閉空間である真空トンネル９内を図示しないリニ
アモータにより駆動されボックス５を搭載した状態で移
動する。
そして、図６に示すようにボックス５を載せた搬送台
車２は真空であるクリーントンネル９の中を汚染を進行
させることなく、浮上用電磁石の磁極３の磁気吸引力に
より非接触で浮上支持され走行する。
図７乃至図10は処理室ステーション側の説明図であ
る。図７に示すようにクリーントンネルの一端部のバル
ブ11を開き搬送台車２はプロセス処理装置に隣接した処
理室ステーション14に進む。ここで上述とは逆に搬送台
車２から基板20をプロセス処理装置側に受渡す。
図８に示すように、ステーション14ではロボットハン
ド16がボックス５のフランジ部分を把持し、ゲートバル
ブ32を開き、搬送台車２をクリーントンネル９側に退避
させる。図10は、ボックス５内に収納された基板20をボ
ックス５から取出す動作を示す説明図である。
ハンド16に渡されたボックス５は、エレベータ10を上
昇させることによりエレベータ10上に移載される。そし
て、ハンド16を（Ｃ）に示すように開くことによりエレ
ベータ10とともに基板20を下降させることができる。エ
レベータ10を下降させると、ボックス５の容器18のフラ
ンジ19部分はチャンバ14の底部33に受け止められ、ボッ
クス５の蓋12及びそこに載置された基板20のみが引き続
き下降して図９に示すようにプロセス処理室の前室34に
移される。ここでホトリソグラフィ、イオン注入等の処
理室への基板搬入が処理室内のハンドリングロボットに
より行なわれる。
尚、以上の説明は、ボックス５をクリーントンネル９
内を搬送して、基板20をプロセス処理装置に受渡すもの
であるが、全く逆に、プロセス処理装置前室34から基板
20をボックス５内に収納し、即ち、処理装置内で処理が
完了した基板は、前述の逆の手順によりステーション14
でボックス５に戻され、クリーントンネル９内を搬送し
て、ステーション１に戻される。ここでステーション１
のバルブ13が開かれ、ロボットハンド16によりボックス
５は大気中に戻される。そして、次の処理工程に運搬さ
れ、或いは保管される。
密閉空間の雰囲気は、ボックス内が真空、クリーント
ンネル内が真空の組合わせが最も望ましいが、クリーン
トンネルがN2雰囲気であっても水分（H2O）等の汚染物
質のボックス内混入等については、効果がある。
そのほか、ボックス内が窒素（N2）ガス雰囲気の場合
も考えられるが、これは真空に比し清浄度、安全性でお
とり、且つクリーントンネル雰囲気を真空とする場合は
ボックス内が与圧されるためボックスのフタの固定など
装置が複雑なものとなる。
本発明の一実施例の基板搬送システムを半導体基板に
ついて以上に説明したが、液晶製造工程における液晶基
板等の搬送システムとしても全く同様に適用することが
できる。また、本実施例では磁気浮上搬送装置を用いて
説明したが、磁気浮上でなくて車輪がついた一般の搬送
装置においても本発明は適用可能である。又、本発明の
基板搬送システムに、基板の保管装置を接続し、基板の
処理工程のみでなく基板の保管工程にも適用できるのは
勿論のことである。このように、本発明の技術思想の範
囲内で種々の変形実施例が可能である。
産業上の利用可能性 以上に述べたように、本発明の基板搬送システムは、
基板を清浄な雰囲気のボックスに密閉して、クリーント
ンネル内を搬送してプロセス処理装置に直接基板を受渡
すようにしたものである。更に、ボックスの外表面を清
浄化する洗浄装置と洗浄されたボックスを清浄な密閉空
間を非接触の状態で搬送ボックス内部の清浄度も維持す
ることができる搬送装置とを備えている。それ故、従来
の大気中を基板をボックスに密閉して搬送する方法、或
いはクリーントンネル内を基板を露出した状態で搬送す
るのに比べ、更に一段と搬送中の基板の汚染を防止する
ことができる。従って、半導体製造或いは液晶製造等の
工程に適用して歩留りの向上等に有効である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−236931（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−172221（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−167414（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−33052（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−65853（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−338028（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/68 B65G 49/07 F24F 7/06

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板を清浄な雰囲気の中に密閉して収納す
    るボックスと、該ボックスを搬送台車に搭載して清浄な
    トンネル型の密閉空間内を搬送する搬送装置と、前記密
    閉空間に接続された少なくとも１つの基板処理装置と、
    前記トンネル型の密閉空間に該密閉空間外から前記搬送
    台車に前記ボックスを受渡す装置と、前記密閉空間に接
    続された基板処理装置に前記ボックスに収納された基板
    を受渡す装置とを備え、前記トンネル型の密閉空間内に
    は、前記ボックスの外表面を清浄化するドライ洗浄装置
    を具備したことを特徴とする基板搬送システム。
  2. 【請求項２】前記ボックス内は、真空、窒素ガス又はそ
    の他の不活性ガス雰囲気であることを特徴とする請求の
    範囲第１項記載の基板搬送システム。
  3. 【請求項３】前記トンネル型の密閉空間内は、真空、窒
    素ガス又はその他の不活性ガス雰囲気であることを特徴
    とする請求の範囲第１項記載の基板搬送システム。
  4. 【請求項４】前記ドライ洗浄装置は、アルゴンを含むガ
    スのガスプラズマによるエッチング、塩素を含むガスの
    ラジカル、紫外線、または紫外線とオゾンとの組合せを
    用いたものであることを特徴とする請求の範囲第１項記
    載の基板搬送システム。
  5. 【請求項５】前記搬送装置は、浮上用電磁石の磁気吸引
    力により前記搬送台車を非接触で浮上支持して、前記清
    浄なトンネル型の密閉空間内を走行するものであること
    を特徴とする請求の範囲第１項記載の基板搬送システ
    ム。
JP51399594A 1992-12-14 1993-12-13 基板搬送システム Expired - Fee Related JP3239320B2 (ja)

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