JP3545569B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板処理ユニットおよび基板搬送ユニットを備えた基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板等の基板に種々の処理を行うために複数の処理室を備えた基板処理装置が用いられている。基板処理装置の各処理室で処理される基板は周囲の雰囲気に大きな影響を受けるので、処理室内は清浄な状態に保たれる。
【０００３】
処理室内で処理された基板を直ちに大気中に搬出すると、処理された基板が大気の影響を受けることになる。また、処理室内に基板を搬入する際には、処理室内に基板とともに大気が侵入し、処理室の内部が汚染される。そこで、処理室の基板の出入口に密閉空間である搬送室を接続し、搬送室内に窒素等の不活性ガスを充填し、あるいは真空に保持しておくことにより、処理室への基板の搬入および搬出時ならびに搬送工程における基板の汚染を防止している。
【０００４】
図１２は複数の処理室および搬送室を備えた従来の基板処理装置の一例を示す平面図である。
【０００５】
図１２の基板処理装置では、基板搬送ユニット１１０の周囲に３つの基板処理ユニット１０１および２つの受け渡し室（ロードロック）１２０が放射状に接続されている。各基板処理ユニット１０１は、本体部１０２およびその本体部１０２上に設けられた処理室１０３により構成される。処理室１０３内で基板に対する所定の処理が行われる。本体部１０２には、駆動機構、処理液供給用配管および排気用配管が内蔵される。
【０００６】
基板搬送ユニット１１０は搬送室１１１を有する。搬送室１１１内には、２つの基板保持部１１３を有する搬送機構１１２が設けられている。搬送機構１１２は、受け渡し室１２０と処理室１０３との間および処理室１０３間で基板を搬送する。
【０００７】
搬送室１１１と各処理室１０３との間には、ガスの流通を遮断可能なゲートバルブ１４０が設けられ、搬送室１１１と受け渡し室１２０との間にも、同様にガスの流通を遮断可能なゲートバルブ１５０が設けられている。また、受け渡し室１２０には、外部との間で基板を搬入および搬出するためのゲートバルブ１６０が設けられている。
【０００８】
各処理室１０３、搬送室１１１および受け渡し室１２０内は、予め減圧下に保たれ、あるいはＮ２ 等の不活性ガスにより大気圧または準大気圧下でパージされ、清浄な雰囲気に保たれている。
【０００９】
処理前の基板は一方の受け渡し室１２０内に搬入される。基板の搬送時には、搬送室１１１と受け渡し室１２０との間のゲートバルブ１５０が開かれる。搬送室１１１内の搬送機構１１２は、基板保持部１１３を伸張して受け渡し室１２０内の基板を受け取った後、１つの処理室１０３に搬送する。処理室１０３内で処理された基板は、搬送機構１１２により他の処理室１０３または他方の受け渡し室１２０に搬送される。あるいは、同様の処理が並行して行われる。処理が終了した基板は、受け渡し室１２０から外部に搬出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の基板処理装置においては、搬送室１１１および各処理室１０３の内部を不活性ガスで大気圧または準大気圧下でパージし、清浄な雰囲気を保つようにされている。一方、搬送室１１１内では、基板の搬入時における外部からの異物の侵入や、処理済み基板からのパーティクルの発生を完全に防止することが困難であり、このために搬送室１１１内に下降流（ダウンフロー）を生じさせてパーティクルを下方側へ排出することが行われている。そして、この下降流によって、搬送室１１１内の圧力は各処理室１０３内の圧力よりも低くなっている。
【００１１】
しかしながら、搬送室１１１の内部圧力は変動する場合がある。そのため、例えば、処理室１０３との間のゲートバルブ１４０が開放された際に、搬送室１１１側の圧力が処理室１０３内の圧力よりも高い場合には、搬送室１１１側からパーティクルを含む気流が処理室１０３内に流れ込み、処理室１０３内の処理雰囲気を乱し、基板を汚染するおそれがある。
【００１２】
一方、処理室１０３内の圧力に対して搬送室１１１内の圧力が低過ぎる場合には、処理室１０３側から処理雰囲気が搬送室１１１側に流れ込み、処理前の基板あるいは処理済みの基板に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００１３】
本発明の目的は、処理室内と基板の搬送室内との間で雰囲気ガスの侵入が生じることのない基板処理装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明に係る基板処理装置は、基板を搬入および搬出するための開口部を有しかつ基板に所定の処理を行う処理室を備えた基板処理ユニットと、基板処理ユニットの処理室に対して基板を搬入および搬出する基板搬送ユニットとを備え、基板搬送ユニットは、基板を保持して基板処理ユニットの処理室内に開口部を通して移動可能に設けられた基板保持部と、基板保持部が通過可能な基板出入口を有しかつ基板保持部を収納する基板収納室と、基板収納室を取り囲み、基板保持部が通過可能な開口部を有する搬送室とを備え、少なくとも基板収納室の基板出入口と処理室の開口部との間において搬送室の内部でかつ基板収納室の外部に、基板収納室内および処理室内よりも圧力の低い領域が形成されたものである。
【００１５】
本発明に係る基板処理装置においては、基板収納室の基板出入口と処理室の開口部との間において搬送室の内部でかつ基板収納室の外部に基板収納室内および処理室内よりも圧力の低い領域を形成することにより、基板出入口から漏洩する基板収納室内の雰囲気ガスは圧力の低い領域に吸引され、処理室の内部に侵入することが防止される。一方、開口部から漏洩する処理室内の雰囲気ガスは圧力の低い領域に吸引され、基板収納室内に侵入することが防止される。また、搬送室の内部に圧力の低い領域を設けることにより、基板の搬入搬出時に搬送室の開口部を通して連通される処理室と基板収納室との間で互いの雰囲気ガスの侵入が妨げられる。このため、基板収納室に収納された基板が処理室の開口部から漏出した雰囲気ガスにさらされて汚染されることが防止され、また基板収納室内に浮遊するパーティクルを含む雰囲気ガスが処理室内に侵入し、処理雰囲気の均一性を乱したり、侵入したパーティクルにより基板が汚染されることが防止される。
【００１８】
第２の発明に係る基板処理装置は、第１の発明に係る基板処理装置の構成において、搬送室が、搬送室内に雰囲気ガスを取り込む給気口と、搬送室内の雰囲気ガスを排出する排気口とを備えたものである。これにより、給気口から排気口に向かう雰囲気ガスの気流を生じさせることにより圧力の低い領域を形成し、それによって処理室と基板収納室との間の雰囲気ガスの侵入を妨げることができる。
【００１９】
第３の発明に係る基板処理装置は、第１または２の発明に係る基板処理装置の構成において、基板搬送ユニットが、基板処理室内に雰囲気ガスを供給する供給経路と、基板収納室内の雰囲気ガスを排気する排気経路とをさらに備えたものである。
【００２０】
これにより、基板収納室内に雰囲気ガスの気流を生じさせて基板処理室内に発生するパーティクル等を排出するとともに基板処理室内を所定の圧力に保持することができる。
【００２１】
第４の発明に係る基板処理装置は、第３の発明に係る基板処理装置の構成において、基板保持部が基板収納室内から処理室側に移動する際には基板収納室内に供給される雰囲気ガスの流量が増加し、基板保持部が処理室側から基板収納室内に移動する際には基板収納室内に供給される雰囲気ガスの流量が減少するように雰囲気ガスの流量を制御する制御手段をさらに備えたものである。
【００２２】
この場合、基板保持部が基板収納室から処理室側に移動する際に基板収納室内に供給する雰囲気ガスの流量を増加させて基板収納室内の圧力の低下を防止する。これにより、基板収納室の外部から基板収納室の内部に汚染物を含む気流が侵入することが防止される。一方、基板保持部が処理室側から基板収納室内に復帰する際には基板収納室内に供給する雰囲気ガスの流量を減少することにより、基板処理室内から雰囲気ガスが外方に押し出されて処理室内に侵入することが防止される。これにより、処理室内に侵入した基板収納室からの雰囲気ガスによって処理室内の雰囲気が乱され、かつ基板収納室内で発生したパーティクルにより処理室内の基板が汚染されることが防止される。
【００２３】
第５の発明に係る基板処理装置は、第１〜第４のいずれかの発明に係る基板処理装置の構成において、基板処理ユニットは基板搬送ユニットの周囲に複数配置され、基板搬送ユニットの搬送室は鉛直方向の軸を中心とする円筒状の外周面を有し、基板処理ユニットの各処理室は搬送室の円筒状の外周面に接する部分円筒状の側面を有し、開口部が部分円筒状の側面に設けられ、搬送室が鉛直方向の軸の周りで回動可能に設けられたものである。
【００２４】
この場合、基板搬送ユニットの搬送室を鉛直方向の軸の周りで回動させることにより各基板処理ユニットの処理室の開口部を開閉することができる。それにより、基板処理ユニットの処理室の開口部および基板搬送ユニットの搬送室の開口部を簡単な構造で開閉することが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例における基板処理装置の平面図、図２は図１の基板処理装置の横断面図、図３は図１の基板処理装置の部分縦断面図である。また、図４は図１の基板処理装置における１つの基板処理ユニットの斜視図、図５は図１の基板処理装置における基板搬送ユニットの主要部の斜視図である。
【００２６】
図１の基板処理装置は、３つの基板処理ユニット１、搬入室２ａ、搬出室２ｂ、基板搬送ユニット３、２つの制御系ユニット４、および２つの薬液供給系ユニット５を備える。３つの基板処理ユニット１、搬入室２ａおよび搬出室２ｂは鉛直方向の中心軸Ｓの周りに放射状に配置され、これらの基板処理ユニット１の外側に制御系ユニット４および薬液供給系ユニット５が配置されている。
【００２７】
図３に示すように、基板処理ユニット１は、本体部１０およびその本体部１０上に設けられた処理室１１からなる。本体部１０は、モータ等の駆動機構、処理液供給用配管および排気用配管を内蔵する。処理室１１内には、薬液、洗浄液等の処理液の飛散を防止するためのカップ１３が上下動自在に設けられている。
【００２８】
処理室１１のカップ１３の内部には、基板Ｗを水平姿勢で保持して回転させる回転保持部１２が配設されている。この回転保持部１２は、本体部１０内のモータにより回転駆動される。また、処理室１内には、カップ１３内の基板Ｗに薬液を供給するためのノズル（図示せず）、基板Ｗに純水を供給するためのノズル（図示せず）、基板Ｗの表面を洗浄するためのブラシ（図示せず）等が設けられている。本実施例では、基板処理ユニット１は、基板に薬液洗浄処理、水洗処理および乾燥処理を行う。
【００２９】
図４に示すように、処理室１１の１つの角部には円弧状凹部１４が形成され、本体部１０上面の外周部側の一部領域である隅部の１／４円形領域１８上に１／４円柱状空間１９が形成されている。したがって、３つの基板処理ユニット１を１／４円形領域１８が近接するように中心軸Ｓの周りに配置することにより、中央部に円弧状凹部１４で囲まれる円柱状空間２０が形成される（図２および図３参照）。
【００３０】
また、１／４円柱状空間１９の下方における本体部１０の１つの角部に鉛直方向の面取り部１５が形成されている。これにより、図３に示すように、３つの基板処理ユニット１の本体部１０の中央部に、面取り部１５で囲まれる排気用通路８０が形成される。排気通路８０は、工場内の排気ラインに接続される。
【００３１】
図５に示すように、基板搬送ユニット３は円筒状の搬送室３０を有する。この搬送室３０は、水平方向に配置された搬送室支持アーム３１により上部から吊り下げられている。搬送室３０の上面には複数の給気口３４が形成され、下面中央部には排気口３５が形成されている。
【００３２】
搬送室３０内には、第１の円筒状支持部材５０、第２の円筒状支持部材５１および２つの基板収納室４０ａ，４０ｂが配設されている。第１の円筒状支持部材５０は、搬送室支持アーム３１の下面に鉛直軸の周りで矢印θの方向に回転可能に取り付けられている。搬送室３０は第１の円筒状支持部材５０に固定され、第１の円筒状支持部材５０とともに矢印θの方向に回転可能となっている。また、第２の円筒状支持部材５１は、第１の円筒状支持部材５０の下部に矢印Ｚの方向（鉛直方向）に移動可能に取り付けられている。
【００３３】
第２の円筒状支持部材５１の下部に基板収納室４０ａが固定され、基板収納室４０ａの下部に基板収納室４０ｂが固定されている。これにより、２段に配置された基板収納室４０ａ，４０ｂが搬送室３０の内部で鉛直軸の周りで回転し、かつ上下方向に移動することができる。
【００３４】
この搬送室３０は、図２および図３に示すように、３つの処理室１１の円弧状凹部１４で囲まれる円柱状空間２０内に挿入される。
【００３５】
図３に示すように、搬送室支持アーム３１は鉛直方向に延びるアーム支持部３３を介して図１のアーム駆動部３２に取り付けられている。アーム駆動部３２は薬液供給系ユニット５上に設けられている。このアーム駆動部３２は、アーム支持部３３を上下方向に駆動させるとともに搬送室支持アーム３１を鉛直軸Ｐの周りで回動させる。それにより、搬送室支持アーム３１の下部に取り付けられた搬送室３０を上方に移動させるとともに、上方に移動した搬送室３０を鉛直軸Ｐの周りで回動させて基板処理装置の外方に移動させることができる。
【００３６】
図２および図３に示すように、各処理室１１の円弧状凹部１４には、処理室１１に対して基板の搬入および搬出を行うための開口部１６が形成されている。また、搬送室３０には、基板の搬入および搬出を行うための１つの開口部３６が形成されている。
【００３７】
図２に示すように、搬入室２ａ内には基板受け渡し台２１ａが設けられ、搬出室２ｂには同様に基板受け渡し台２１ｂが設けられている。搬送室３０に接する搬入室２ａの側面には、搬入室２ａから搬送室３０内へ基板を搬入するための開口部２２ａが形成されている。搬送室３０に接する搬出室２ｂの側面には、搬送室３０から搬出室２ｂへ基板を搬出するための開口部２２ｂが形成されている。なお、これらの搬入室２ａおよび搬出室２ｂには、それぞれ基板を搬入および搬出するためのゲートバルブ（図示せず）が設けられている。
【００３８】
各処理室１１の開口部１６、搬入室２ａの開口部２２ａ、搬出室２ｂの開口部２２ｂおよび搬送室３０の開口部３６は同じ高さに配置されている。本実施例では、搬送室３０を鉛直軸の周りで回動させることにより各処理室１１の開口部１６、搬入室２ａの開口部２２ａおよび搬出室２ｂの開口部２２ｂを開閉することができる。
【００３９】
図６は基板搬送ユニット１の搬送室３０の縦断面図、図７は基板搬送ユニット１の搬送室３０の横断面図である。
【００４０】
図６に示すように、基板収納室４０ａ内に水平移動機構部６０ａが設けられ、基板収納室４０ｂ内に水平移動機構部６０ｂが設けられている。水平移動機構部６０ａ，６０ｂは、水平移動機構を内蔵する収納ボックス６１および基板Ｗを保持する基板保持部６２を備える。
【００４１】
図７に示すように、収納ボックス６１の上面には、矢印Ｘの方向に延びる２本の案内溝６５が設けられている。基板保持部６２は、案内溝６５に沿って水平方向（矢印Ｘ方向）に前進および後退可能に収納ボックス６１上に取り付けられている。
【００４２】
基板収納室４０ａの前面には、水平移動機構部６０ａの基板保持部６２が通過可能な基板出入口４１ａが形成されている。同様に、基板収納室４０ｂの前面には、水平移動機構部６０ｂの基板保持部６２が通過可能な基板出入口４１ｂが形成されている。搬送室３０の開口部３６は、これらの基板収納室４０ａ，４０ｂの開口部４１ａ，４１ｂに対応する位置に配置されている。
【００４３】
基板収納室４０ａの上面には雰囲気ガス供給口４２ａが設けられ、下面には排気口４３ａが設けられている。同様に、基板収納室４０ｂの上面には雰囲気ガス供給口４２ｂが設けられ、下面には排気口４３ｂが設けられている。雰囲気ガスとしては、例えばＮ２ 等の不活性ガスが用いられる。後述するように、排気口４３ａ，４３ｂは、それぞれ水平移動機構部６０ａ，６０ｂの収納ボックス６１の内部に連通している。
【００４４】
雰囲気ガス供給口４２ａから基板収納室４０ａ内に雰囲気ガスが供給され、排気口４３ａから収納ボックス６１の内部を通して基板収納室４０ａ内の排気が行われる。また、雰囲気ガス供給口４２ｂから基板収納室４０ｂ内に雰囲気ガスが供給され、排気口４３ｂから収納ボックス６１の内部を通して基板収納室４０ｂ内の排気が行われる。
【００４５】
また、搬送室３０内の上部には、空気清浄用のフィルタ３７が設けられている。上部から供給される清浄な空気の下方流（ダウンフロー）５００は、搬送室３０の上面の給気口３４およびフィルタ３７を通過して搬送室３０内に取り込まれ、搬送室３０の下面の排気口３５から下方に排出され、図３の排気通路８０を通って工場内の排気ラインに導かれる。一方、処理室１１および基板収納室４０ａ，４０ｂ内には所定の雰囲気ガスが供給される。このとき、処理室１１内の圧力および基板収納室４０ａ，４０ｂ内の圧力は搬送室３０内の圧力よりも高く保たれる。それにより、搬送室３０内の基板収納室４０ａ，４０ｂの周囲に中間低圧部Ａが形成される。
【００４６】
したがって、処理室１１内から開口部１６，３６を通して搬送室３０内へ向かう気流の流れが形成されるとともに、基板収納室４０ａ，４０ｂ内から基板出入口４１ａ，４１ｂを通して搬送室３０内へ向かう気流の流れが形成されるので、処理室１１内および基板収納室４０ａ，４０ｂ内が清浄な雰囲気ガスの状態に保たれる。
【００４７】
このように、中間低圧部Ａを設けることにより、搬送室３０内を密閉空間とすることなく基板の搬入および搬出時に処理室１１内を清浄な雰囲気に保つことができ、かつ基板収納室４０ａ，４０ｂの基板出入口４１ａ，４１ｂに開閉自在なシャッタを設けることなく基板収納室４０ａ，４０ｂ内を清浄な雰囲気に保つことが可能となる。その結果、基板搬送ユニット３の構成が簡単になる。
【００４８】
図８は基板収納室４０ａ内に設けられる水平移動機構部６０ａの平面図、図９は図８の水平移動機構部６０ａの縦断面図である。
【００４９】
収納ボックス６１の上面に形成された２本の案内溝６５内には、支持部材６６が矢印Ｘの方向に移動可能に設けられている。基板保持部６２は、支持部材６６の上端に水平に固定されている。基板保持部６２上に基板支持部６３，６４が設けられている。基板保持部６２上に載置された基板Ｗは、これらの基板支持部６３，６４間に支持される。
【００５０】
収納ボックス６１内には、軸受け７０およびモータ７１が所定の間隔を隔てて配置されている。軸受け７０およびモータ７１に取り付けられたプーリ６８，６９間にベルト７２が架け渡されている。このベルト７２に支持部材６６の一部が取り付けられている。これにより、モータ７１が回転すると、基板保持部６２が矢印Ｘの方向に前進および後退する。
【００５１】
収納ボックス６１の下面には、図６に示した排気口４３ａに嵌合する排気孔７３が設けられている。したがって、雰囲気ガス供給口４２ａから基板収納室４０ａ内に供給される雰囲気ガスは、案内溝６５から収納ボックス６１の内部に導入され、排気孔７３を通して排気口４３ａから排出される。これにより、収納ボックス６１内の摺動部分から発生するパーティクル（塵埃）が収納ボックス６１から基板収納室４０ａ内に排出されずに雰囲気ガスとともに排気口４３ａから排気され、基板Ｗへのパーティクルの付着が防止される。
【００５２】
なお、基板収納室４０ｂ内に設けられる水平移動機構部６０ｂの構成も図８および図９に示される構成と同様である。
【００５３】
図１０は基板搬送ユニット３の主要部の縦断面図である。なお、図１０には、搬送室３０および搬送室４０ａ，４０ｂ内の水平移動機構部６０ａ，６０ｂは図示されていない。
【００５４】
搬送室支持アーム３１は、固定フレーム３０１および固定カバー３０２により構成される。固定フレーム３０１に、フランジ３０３および軸受け３０４を介して回転部材５０１が鉛直軸の周りで回転可能に取り付けられている。回転部材５０１の下部には第１の円筒状支持部材５０が固定されている。搬送室３０は第１の円筒状支持部材５０に固定される。
【００５５】
固定フレーム３０１上に回動用モータ３０５が取り付けられている。また、回転部材５０１の外周部にギア３０８が設けられている。回動用モータ３０５の回転軸に取り付けられたプーリ３０６とギア３０８との間にベルト３０７が架け渡されている。回動用モータ３０５が回転すると、プーリ３０６、ベルト３０７およびギア３０８を介して回転部材５０１が第１の円筒状支持部材５０とともに鉛直軸の周りで矢印θの方向に回転駆動される。
【００５６】
回転部材５０１の上部には、上下移動用モータ３０９が取り付けられている。上下移動用モータ３０９の回転軸３１０には、カップリング３１１によりボールねじ３１２が連結されている。ボールねじ３１２は、軸受け３１３により回転自在に鉛直方向に沿って案内されている。軸受け３１３はナット３１４により固定されている。
【００５７】
また、回転部材５０１の下面には、板状部材５０２が鉛直方向に固定されている。板状部材５０２には、鉛直方向に延びる２本のリニアガイド５０３が取り付けられている。一方、第２の円筒状支持部材５１内には、移動部材５１１が固定されている。移動部材５１１は２本のリニアガイド５０３に嵌合する２本の案内溝５１２を有し、リニアガイド５０３に沿って鉛直方向に摺動自在に案内されている。移動部材５１１の上端にはナット５１３が固定されている。このナット５１３にはボールねじ３１２が螺合する。これにより、上下移動用モータ３０９の回転軸３１０が回転すると、ボールねじ３１２も回転し、移動部材５１１が第２の円筒状支持部材５１とともに矢印Ｚの方向に移動する。
【００５８】
このようにして、基板収納室４０ａ，４０ｂが、鉛直軸の周りで回動可能かつ鉛直方向に移動可能に第１および第２の円筒状支持部材５０，５１により搬送室支持アーム３１の下部に支持されている。
【００５９】
基板収納室４０ａ内の雰囲気ガス供給口４２ａは、配管４４ａ、第１および第２の円筒状支持部材５０，５１内の雰囲気ガス供給チューブ５２ａおよび搬送室支持アーム３１内の雰囲気ガス供給管３８ａを介して外部の雰囲気ガス供給源に接続される。また、基板収納室４０ａ内の排気口４３ａは、配管４５ａ、第１および第２の円筒状支持部材５０，５１内の排気チューブ５３ａおよび搬送室支持アーム３１内の排気管３９ａを介して外部の排気装置に接続される。
【００６０】
同様に、基板収納室４０ｂ内の雰囲気ガス供給口４２ｂは、配管４４ｂ、第１および第２の円筒状支持部材５０，５１内の雰囲気ガス供給チューブ５２ｂおよび搬送室支持アーム３１内の雰囲気ガス供給管３８ｂを介して外部の雰囲気ガス供給源に接続される。また、基板収納室４０ｂ内の排気口４３ｂは、配管４５ｂ、第１および第２の円筒状支持部材５０，５１内の排気チューブ５３ｂおよび搬送室支持アーム３１内の排気管３９ｂを介して外部の排気装置に接続される。
【００６１】
なお、回動用モータ３０５、上下移動用モータ３０９および水平移動機構部６０ａ，６０ｂのモータ７１（図８参照）への給電も搬送室支持アーム３１内を通して行われる。
【００６２】
ここで、基板収納室４０ａ，４０ｂ内への雰囲気ガスの供給動作について説明する。図１１は、基板収納室内の雰囲気ガスの供給状態を示す説明図である。図１１においては、基板収納室４０ａ内に収納された基板保持部６２が処理室１１に対して進退移動する状態を示している。
【００６３】
上述したように、基板処理室４０ａ内には雰囲気ガス供給口４２ａから雰囲気ガスが供給され、排気口４３ａから外部の排気装置９０を通して排気される。これにより、基板収納室４０ａ内に雰囲気ガスの気流を生じさせ、パーティクル等の異物を基板に付着させることなく外部へ排出させている。そして、通常、基板処理室４０ａ内の圧力Ｐａが中間低圧部Ａの圧力Ｐｂよりも高くなるように雰囲気ガスの供給量が調整されている。
【００６４】
ところで、基板保持部６２が基板処理室４０ａから処理室１１側へ前進する際には、基板保持部６２の容積分だけ基板収納室４２ａ内での雰囲気ガスの占有領域が短時間に増加する。このために、基板処理室４０ａの圧力Ｐａが瞬時に低下して中間低圧部Ａよりも低圧となり、中間低圧部Ａ側から雰囲気ガス５００や処理室１１内の処理雰囲気ガスが基板処理室４０ａ内に侵入する。そして、侵入した気流にパーティクル等が含まれていると基板が汚染されることになる。
【００６５】
そこで、制御部７０は、水平移動機構部６０ａの動作を監視し、基板保持部６２が基板収納室４０ａから処理室１１側へ前進する際には、雰囲気ガス供給源８０からの雰囲気ガスの供給量を増加させるように、雰囲気ガス供給源８０あるいは雰囲気ガス供給口４２に接続される配管中の流量調整機構（図示せず）を制御する。これにより、基板保持部６２が基板収納室４０ａ内から外方へ前進した場合でも基板収納室４０ａ内の圧力Ｐａが低下することが防止される。
【００６６】
また、基板保持部６２が処理室１１から基板収納室４０ａ内に後退する際には、基板保持部６２が基板収納室４０ａ内の雰囲気ガスを押し退け、これにより基板収納室４０ａ内の圧力が瞬時に増加する。基板収納室４０ａ内の圧力が急激に増加すると、基板収納室４０ａ内の雰囲気ガスが基板出入口４１ａから外部へ流出し、処理室１１の開口部１６を通り、処理室１１内へ侵入する。そして、処理室内の雰囲気を乱し、また侵入した雰囲気ガス中に混入したパーティクルにより処理室１１内の基板を汚染する。
【００６７】
そこで、基板保持部６２が基板収納室４０ａ内に後退する際には、制御部７０は雰囲気ガス供給口４２ａからの雰囲気ガスの流量を減少させるように、雰囲気ガス供給源８０あるいは配管中に設けられた流量調整機構を制御する。これにより、基板収納室４０ａ内の圧力Ｐａがほぼ一定に保たれ、雰囲気ガスが処理室１１側へ侵入することが防止される。
【００６８】
このように、基板保持部６２の基板搬送時に基板収納室４０ａ内への雰囲気ガスの供給流量を制御することにより、基板収納室４０ａ内および処理室１１の内部が清浄に保たれる。
【００６９】
なお、上述したように、基板保持部６２の基板搬送時以外には、中間低圧部Ａにより基板収納室４０ａからの雰囲気ガスの流出分は搬送室３０の下方側へ運び去られ、また処理室１１からの雰囲気ガスの流出分も同様に搬送室３０の下方向へ運び去られる。
【００７０】
また、基板収納室４０ｂにおける基板保持部６２の基板搬送動作時においても、上記と同様の雰囲気ガスの流量調整が行われる。
【００７１】
本実施例では、中間低圧部Ａが圧力の低い領域に相当し、制御部７０が制御手段に相当する。また、雰囲気ガス供給口４２ａ，４２ｂ、配管４４ａ，４４ｂ、雰囲気ガス供給チューブ５２ａ，５２ｂおよび雰囲気ガス供給管３８ａ，３８ｂが給気経路を構成し、排気口４３ａ，４３ｂ、配管４５ａ，４５ｂ、排気チューブ５３ａ，５３ｂおよび排気管３９ａ，３９ｂが排気経路を構成する。
【００７２】
次に、本実施例の基板処理装置の動作を説明する。未処理の基板は図２の搬入室２ａ内の基板受け渡し台２１ａ上に搬入される。そして、搬送室３０内の第１の円筒状支持部材５０が搬送室３０とともに鉛直軸の周りで回動するとともに第２の円筒状支持部材５１が鉛直方向に移動することにより、搬送室３０の開口部３６および基板収納室４０ａの基板出入口４１ａが搬入室２ａの開口部２２ａの前方に位置する。この状態で、基板収納室４０ａ内の水平移動機構部６０ａの基板保持部６２が基板出入口４１ａ、搬送室３０の開口部３６および搬入室２ａの開口部２２ａを通して前進し、基板受け渡し台２１ａ上の基板を受け取った後、基板収納室４０ａ内に後退する。
【００７３】
その後、搬送室３０内の第１の円筒状支持部材５０が搬送室３０とともに鉛直軸の周りで回動することにより、搬送室３０の開口部３６および基板収納室４０ａの基板出入口４１ａが所定の処理室１１の開口部１６の前方に位置する。そして、基板収納室４０ａ内の水平移動機構部６０ａの基板保持部６２が基板出入口４１ａ、搬送室３０の開口部３６および処理室１１の開口部１６を通して前進し、処理室１１内に進入する。このとき、処理室１１内のカップ１３が下降する。基板保持部６２は、基板を回転保持部１２上に載置した後、後退して基板収納室４０ａ内に戻る。
【００７４】
一方、処理室１１内で基板の処理が終了すると、搬送室３０内の第１の円筒状支持部材５０が搬送室３０とともに鉛直軸の周りで回動するとともに第２の円筒状支持部材５１が上方向に移動することにより、搬送室３０の開口部３６および基板収納室４０ｂの基板出入口４１ｂがその処理室１１の開口部１６の前方に位置する。そして、基板収納室４０ｂ内の水平移動機構部６０ｂの基板保持部６２が基板出入口４１ｂ、搬送室３０の開口部３６および処理室１１の開口部１６を通して前進し、処理室１１内に進入する。このとき、処理室１１内のカップ１３が下降する。基板保持部６２は、回転保持部１２上の基板を受け取った後、後退して基板収納室４０ｂ内に戻る。
【００７５】
その後、搬送室３０内の第１の円筒状支持部材５０が搬送室３０とともに鉛直軸の周りで回動することにより、搬送室３０の開口部３６および基板収納室４０ｂの基板出入口４１ｂが搬出室２ｂの開口部２２ｂの前方に位置する。そして、基板収納室４０ｂ内の水平移動機構部６０ｂの基板保持部６２が、基板出入口４１ｂ、搬送室３０の開口部３６および搬出室２ｂの開口部２２ｂを通して前進し、基板受け渡し台２１ｂ上に基板を載置した後、基板収納室４０ｂ内に後退する。
【００７６】
搬出室２ｂ内の基板受け渡し台２１ｂ上に載置された基板は、外部に搬出される。複数の基板に対して上記の処理が順次的または並列的に行われる。
【００７７】
本実施例の基板処理装置においては、基板搬送ユニット３の搬送室３０が複数の基板処理ユニット１の本体部１０上に形成された円柱状空間２０に設けられているので、基板搬送ユニット３の投影面積が基板処理ユニット１の投影面積と重複し、基板搬送ユニット３の設置面積が不要となる。それにより、基板処理装置の全体の設置面積が低減される。
【００７８】
また、基板搬送ユニット３への電力、雰囲気ガス、排気等の用力の供給が搬送室支持アーム３１を通して搬送室３０の上方から行われるので、基板処理ユニット１との間で用力供給経路の干渉を回避することができる。その結果、床面における構造が煩雑になることを防止することができる。
【００７９】
さらに、処理室１１と搬送室３内の基板収納室４０ａ，４０ｂとの間に中間低圧部Ａ（図６および図７参照）が形成されるので、基板収納室４０ａ，４０ｂの基板出入口４１ａ，４１ｂにシャッタを設ける必要がなくなる。また、搬送室３が回動することにより各処理室１１の開口部１６を開閉することができるので、各処理室１１と搬送室３０との間にゲートバルブを設ける必要がなくなる。それにより、処理室１１および搬送室３０の構成が簡単になる。
【００８０】
また、未処理の基板が搬入室２ａから搬送室３０内の一方の基板収納室４０ａにより所定の処理室１１に搬送され、処理済みの基板が処理室１１から搬送室３０内の他方の基板収納室４０ｂにより搬出室２ｂに搬送される。このように、処理前の基板と処理済みの基板とが常に別個の経路で搬送されるので、処理前の基板と処理済みの基板とがそれぞれ常に同一の搬送雰囲気に保たれ、互いに影響を及ぼさない。
【００８１】
上記実施例では、搬送室３０を回動させることにより各処理室１１の開口部１６を開閉自在に構成しているが、搬送室３０が回動しない構成の場合には、複数の処理室１１の開口部１６に対応して搬送室３０に複数の開口部３６を設け、各開口部３６に開閉自在なシャッタを設ければよい。また、基板収納室４０ａ，４０ｂの基板出入口４１ａ，４１ｂに開閉自在なシャッタを設けてもよい。
【００８２】
なお、基板処理ユニット１としては、上記実施例に限らず、処理液の塗布処理、現像処理、加熱処理、冷却処理等の種々の基板処理を行う基板処理ユニットを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における基板処理装置の平面図である。
【図２】図１の基板処理装置の横断面図である。
【図３】図１の基板処理装置の部分縦断面図である。
【図４】図１の基板処理装置における１つの基板処理ユニットの斜視図である。
【図５】図１の基板処理装置における基板搬送ユニットの搬送室の斜視図である。
【図６】基板搬送ユニットの搬送室の縦断面図である。
【図７】基板搬送ユニットの搬送室の横断面図である。
【図８】水平移動機構部の平面図である。
【図９】水平移動機構部の縦断面図である。
【図１０】基板搬送ユニットの主要部の縦断面図である。
【図１１】基板収納室の雰囲気ガスの供給動作の説明図である。
【図１２】従来の基板処理装置の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 基板処理ユニット
２ａ 搬入室
２ｂ 搬出室
３ 基板搬送ユニット
１０ 本体部
１１ 処理室
１６，２２ａ，２２ｂ，３６ 開口部
１９ １／４円柱状空間
２０ 円柱状空間
３０ 搬送室
３１ 搬送室支持アーム
３２ アーム駆動部
３３ アーム支持部
３４ 給気口
３５ 排気口
４０ａ，４０ｂ 基板収納室
４１ａ，４１ｂ 基板出入口
４２ａ，４２ｂ 雰囲気ガス供給口
４３ａ，４３ｂ 排気口
５０ 第１の円筒状支持部材
５１ 第２の円筒状支持部材
６０ａ，６０ｂ 水平移動機構部
６１ 収納ボックス
６２ 基板保持部
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板処理ユニットおよび基板搬送ユニットを備えた基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板等の基板に種々の処理を行うために複数の処理室を備えた基板処理装置が用いられている。基板処理装置の各処理室で処理される基板は周囲の雰囲気に大きな影響を受けるので、処理室内は清浄な状態に保たれる。
【０００３】
処理室内で処理された基板を直ちに大気中に搬出すると、処理された基板が大気の影響を受けることになる。また、処理室内に基板を搬入する際には、処理室内に基板とともに大気が侵入し、処理室の内部が汚染される。そこで、処理室の基板の出入口に密閉空間である搬送室を接続し、搬送室内に窒素等の不活性ガスを充填し、あるいは真空に保持しておくことにより、処理室への基板の搬入および搬出時ならびに搬送工程における基板の汚染を防止している。
【０００４】
図１２は複数の処理室および搬送室を備えた従来の基板処理装置の一例を示す平面図である。
【０００５】
図１２の基板処理装置では、基板搬送ユニット１１０の周囲に３つの基板処理ユニット１０１および２つの受け渡し室（ロードロック）１２０が放射状に接続されている。各基板処理ユニット１０１は、本体部１０２およびその本体部１０２上に設けられた処理室１０３により構成される。処理室１０３内で基板に対する所定の処理が行われる。本体部１０２には、駆動機構、処理液供給用配管および排気用配管が内蔵される。
【０００６】
基板搬送ユニット１１０は搬送室１１１を有する。搬送室１１１内には、２つの基板保持部１１３を有する搬送機構１１２が設けられている。搬送機構１１２は、受け渡し室１２０と処理室１０３との間および処理室１０３間で基板を搬送する。
【０００７】
搬送室１１１と各処理室１０３との間には、ガスの流通を遮断可能なゲートバルブ１４０が設けられ、搬送室１１１と受け渡し室１２０との間にも、同様にガスの流通を遮断可能なゲートバルブ１５０が設けられている。また、受け渡し室１２０には、外部との間で基板を搬入および搬出するためのゲートバルブ１６０が設けられている。
【０００８】
各処理室１０３、搬送室１１１および受け渡し室１２０内は、予め減圧下に保たれ、あるいはＮ２ 等の不活性ガスにより大気圧または準大気圧下でパージされ、清浄な雰囲気に保たれている。
【０００９】
処理前の基板は一方の受け渡し室１２０内に搬入される。基板の搬送時には、搬送室１１１と受け渡し室１２０との間のゲートバルブ１５０が開かれる。搬送室１１１内の搬送機構１１２は、基板保持部１１３を伸張して受け渡し室１２０内の基板を受け取った後、１つの処理室１０３に搬送する。処理室１０３内で処理された基板は、搬送機構１１２により他の処理室１０３または他方の受け渡し室１２０に搬送される。あるいは、同様の処理が並行して行われる。処理が終了した基板は、受け渡し室１２０から外部に搬出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の基板処理装置においては、搬送室１１１および各処理室１０３の内部を不活性ガスで大気圧または準大気圧下でパージし、清浄な雰囲気を保つようにされている。一方、搬送室１１１内では、基板の搬入時における外部からの異物の侵入や、処理済み基板からのパーティクルの発生を完全に防止することが困難であり、このために搬送室１１１内に下降流（ダウンフロー）を生じさせてパーティクルを下方側へ排出することが行われている。そして、この下降流によって、搬送室１１１内の圧力は各処理室１０３内の圧力よりも低くなっている。
【００１１】
しかしながら、搬送室１１１の内部圧力は変動する場合がある。そのため、例えば、処理室１０３との間のゲートバルブ１４０が開放された際に、搬送室１１１側の圧力が処理室１０３内の圧力よりも高い場合には、搬送室１１１側からパーティクルを含む気流が処理室１０３内に流れ込み、処理室１０３内の処理雰囲気を乱し、基板を汚染するおそれがある。
【００１２】
一方、処理室１０３内の圧力に対して搬送室１１１内の圧力が低過ぎる場合には、処理室１０３側から処理雰囲気が搬送室１１１側に流れ込み、処理前の基板あるいは処理済みの基板に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００１３】
本発明の目的は、処理室内と基板の搬送室内との間で雰囲気ガスの侵入が生じることのない基板処理装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明に係る基板処理装置は、基板を搬入および搬出するための開口部を有しかつ基板に所定の処理を行う処理室を備えた基板処理ユニットと、基板処理ユニットの処理室に対して基板を搬入および搬出する基板搬送ユニットとを備え、基板搬送ユニットは、基板を保持して基板処理ユニットの処理室内に開口部を通して移動可能に設けられた基板保持部と、基板保持部が通過可能な基板出入口を有しかつ基板保持部を収納する基板収納室と、基板収納室を取り囲み、基板保持部が通過可能な開口部を有する搬送室とを備え、少なくとも基板収納室の基板出入口と処理室の開口部との間において搬送室の内部でかつ基板収納室の外部に、基板収納室内および処理室内よりも圧力の低い領域が形成されたものである。
【００１５】
本発明に係る基板処理装置においては、基板収納室の基板出入口と処理室の開口部との間において搬送室の内部でかつ基板収納室の外部に基板収納室内および処理室内よりも圧力の低い領域を形成することにより、基板出入口から漏洩する基板収納室内の雰囲気ガスは圧力の低い領域に吸引され、処理室の内部に侵入することが防止される。一方、開口部から漏洩する処理室内の雰囲気ガスは圧力の低い領域に吸引され、基板収納室内に侵入することが防止される。また、搬送室の内部に圧力の低い領域を設けることにより、基板の搬入搬出時に搬送室の開口部を通して連通される処理室と基板収納室との間で互いの雰囲気ガスの侵入が妨げられる。このため、基板収納室に収納された基板が処理室の開口部から漏出した雰囲気ガスにさらされて汚染されることが防止され、また基板収納室内に浮遊するパーティクルを含む雰囲気ガスが処理室内に侵入し、処理雰囲気の均一性を乱したり、侵入したパーティクルにより基板が汚染されることが防止される。
【００１８】
第２の発明に係る基板処理装置は、第１の発明に係る基板処理装置の構成において、搬送室が、搬送室内に雰囲気ガスを取り込む給気口と、搬送室内の雰囲気ガスを排出する排気口とを備えたものである。これにより、給気口から排気口に向かう雰囲気ガスの気流を生じさせることにより圧力の低い領域を形成し、それによって処理室と基板収納室との間の雰囲気ガスの侵入を妨げることができる。
【００１９】
第３の発明に係る基板処理装置は、第１または２の発明に係る基板処理装置の構成において、基板搬送ユニットが、基板処理室内に雰囲気ガスを供給する供給経路と、基板収納室内の雰囲気ガスを排気する排気経路とをさらに備えたものである。
【００２０】
これにより、基板収納室内に雰囲気ガスの気流を生じさせて基板処理室内に発生するパーティクル等を排出するとともに基板処理室内を所定の圧力に保持することができる。
【００２１】
第４の発明に係る基板処理装置は、第３の発明に係る基板処理装置の構成において、基板保持部が基板収納室内から処理室側に移動する際には基板収納室内に供給される雰囲気ガスの流量が増加し、基板保持部が処理室側から基板収納室内に移動する際には基板収納室内に供給される雰囲気ガスの流量が減少するように雰囲気ガスの流量を制御する制御手段をさらに備えたものである。
【００２２】
この場合、基板保持部が基板収納室から処理室側に移動する際に基板収納室内に供給する雰囲気ガスの流量を増加させて基板収納室内の圧力の低下を防止する。これにより、基板収納室の外部から基板収納室の内部に汚染物を含む気流が侵入することが防止される。一方、基板保持部が処理室側から基板収納室内に復帰する際には基板収納室内に供給する雰囲気ガスの流量を減少することにより、基板処理室内から雰囲気ガスが外方に押し出されて処理室内に侵入することが防止される。これにより、処理室内に侵入した基板収納室からの雰囲気ガスによって処理室内の雰囲気が乱され、かつ基板収納室内で発生したパーティクルにより処理室内の基板が汚染されることが防止される。
【００２３】
第５の発明に係る基板処理装置は、第１〜第４のいずれかの発明に係る基板処理装置の構成において、基板処理ユニットは基板搬送ユニットの周囲に複数配置され、基板搬送ユニットの搬送室は鉛直方向の軸を中心とする円筒状の外周面を有し、基板処理ユニットの各処理室は搬送室の円筒状の外周面に接する部分円筒状の側面を有し、開口部が部分円筒状の側面に設けられ、搬送室が鉛直方向の軸の周りで回動可能に設けられたものである。
【００２４】
この場合、基板搬送ユニットの搬送室を鉛直方向の軸の周りで回動させることにより各基板処理ユニットの処理室の開口部を開閉することができる。それにより、基板処理ユニットの処理室の開口部および基板搬送ユニットの搬送室の開口部を簡単な構造で開閉することが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例における基板処理装置の平面図、図２は図１の基板処理装置の横断面図、図３は図１の基板処理装置の部分縦断面図である。また、図４は図１の基板処理装置における１つの基板処理ユニットの斜視図、図５は図１の基板処理装置における基板搬送ユニットの主要部の斜視図である。
【００２６】
図１の基板処理装置は、３つの基板処理ユニット１、搬入室２ａ、搬出室２ｂ、基板搬送ユニット３、２つの制御系ユニット４、および２つの薬液供給系ユニット５を備える。３つの基板処理ユニット１、搬入室２ａおよび搬出室２ｂは鉛直方向の中心軸Ｓの周りに放射状に配置され、これらの基板処理ユニット１の外側に制御系ユニット４および薬液供給系ユニット５が配置されている。
【００２７】
図３に示すように、基板処理ユニット１は、本体部１０およびその本体部１０上に設けられた処理室１１からなる。本体部１０は、モータ等の駆動機構、処理液供給用配管および排気用配管を内蔵する。処理室１１内には、薬液、洗浄液等の処理液の飛散を防止するためのカップ１３が上下動自在に設けられている。
【００２８】
処理室１１のカップ１３の内部には、基板Ｗを水平姿勢で保持して回転させる回転保持部１２が配設されている。この回転保持部１２は、本体部１０内のモータにより回転駆動される。また、処理室１内には、カップ１３内の基板Ｗに薬液を供給するためのノズル（図示せず）、基板Ｗに純水を供給するためのノズル（図示せず）、基板Ｗの表面を洗浄するためのブラシ（図示せず）等が設けられている。本実施例では、基板処理ユニット１は、基板に薬液洗浄処理、水洗処理および乾燥処理を行う。
【００２９】
図４に示すように、処理室１１の１つの角部には円弧状凹部１４が形成され、本体部１０上面の外周部側の一部領域である隅部の１／４円形領域１８上に１／４円柱状空間１９が形成されている。したがって、３つの基板処理ユニット１を１／４円形領域１８が近接するように中心軸Ｓの周りに配置することにより、中央部に円弧状凹部１４で囲まれる円柱状空間２０が形成される（図２および図３参照）。
【００３０】
また、１／４円柱状空間１９の下方における本体部１０の１つの角部に鉛直方向の面取り部１５が形成されている。これにより、図３に示すように、３つの基板処理ユニット１の本体部１０の中央部に、面取り部１５で囲まれる排気用通路８０が形成される。排気通路８０は、工場内の排気ラインに接続される。
【００３１】
図５に示すように、基板搬送ユニット３は円筒状の搬送室３０を有する。この搬送室３０は、水平方向に配置された搬送室支持アーム３１により上部から吊り下げられている。搬送室３０の上面には複数の給気口３４が形成され、下面中央部には排気口３５が形成されている。
【００３２】
搬送室３０内には、第１の円筒状支持部材５０、第２の円筒状支持部材５１および２つの基板収納室４０ａ，４０ｂが配設されている。第１の円筒状支持部材５０は、搬送室支持アーム３１の下面に鉛直軸の周りで矢印θの方向に回転可能に取り付けられている。搬送室３０は第１の円筒状支持部材５０に固定され、第１の円筒状支持部材５０とともに矢印θの方向に回転可能となっている。また、第２の円筒状支持部材５１は、第１の円筒状支持部材５０の下部に矢印Ｚの方向（鉛直方向）に移動可能に取り付けられている。
【００３３】
第２の円筒状支持部材５１の下部に基板収納室４０ａが固定され、基板収納室４０ａの下部に基板収納室４０ｂが固定されている。これにより、２段に配置された基板収納室４０ａ，４０ｂが搬送室３０の内部で鉛直軸の周りで回転し、かつ上下方向に移動することができる。
【００３４】
この搬送室３０は、図２および図３に示すように、３つの処理室１１の円弧状凹部１４で囲まれる円柱状空間２０内に挿入される。
【００３５】
図３に示すように、搬送室支持アーム３１は鉛直方向に延びるアーム支持部３３を介して図１のアーム駆動部３２に取り付けられている。アーム駆動部３２は薬液供給系ユニット５上に設けられている。このアーム駆動部３２は、アーム支持部３３を上下方向に駆動させるとともに搬送室支持アーム３１を鉛直軸Ｐの周りで回動させる。それにより、搬送室支持アーム３１の下部に取り付けられた搬送室３０を上方に移動させるとともに、上方に移動した搬送室３０を鉛直軸Ｐの周りで回動させて基板処理装置の外方に移動させることができる。
【００３６】
図２および図３に示すように、各処理室１１の円弧状凹部１４には、処理室１１に対して基板の搬入および搬出を行うための開口部１６が形成されている。また、搬送室３０には、基板の搬入および搬出を行うための１つの開口部３６が形成されている。
【００３７】
図２に示すように、搬入室２ａ内には基板受け渡し台２１ａが設けられ、搬出室２ｂには同様に基板受け渡し台２１ｂが設けられている。搬送室３０に接する搬入室２ａの側面には、搬入室２ａから搬送室３０内へ基板を搬入するための開口部２２ａが形成されている。搬送室３０に接する搬出室２ｂの側面には、搬送室３０から搬出室２ｂへ基板を搬出するための開口部２２ｂが形成されている。なお、これらの搬入室２ａおよび搬出室２ｂには、それぞれ基板を搬入および搬出するためのゲートバルブ（図示せず）が設けられている。
【００３８】
各処理室１１の開口部１６、搬入室２ａの開口部２２ａ、搬出室２ｂの開口部２２ｂおよび搬送室３０の開口部３６は同じ高さに配置されている。本実施例では、搬送室３０を鉛直軸の周りで回動させることにより各処理室１１の開口部１６、搬入室２ａの開口部２２ａおよび搬出室２ｂの開口部２２ｂを開閉することができる。
【００３９】
図６は基板搬送ユニット１の搬送室３０の縦断面図、図７は基板搬送ユニット１の搬送室３０の横断面図である。
【００４０】
図６に示すように、基板収納室４０ａ内に水平移動機構部６０ａが設けられ、基板収納室４０ｂ内に水平移動機構部６０ｂが設けられている。水平移動機構部６０ａ，６０ｂは、水平移動機構を内蔵する収納ボックス６１および基板Ｗを保持する基板保持部６２を備える。
【００４１】
図７に示すように、収納ボックス６１の上面には、矢印Ｘの方向に延びる２本の案内溝６５が設けられている。基板保持部６２は、案内溝６５に沿って水平方向（矢印Ｘ方向）に前進および後退可能に収納ボックス６１上に取り付けられている。
【００４２】
基板収納室４０ａの前面には、水平移動機構部６０ａの基板保持部６２が通過可能な基板出入口４１ａが形成されている。同様に、基板収納室４０ｂの前面には、水平移動機構部６０ｂの基板保持部６２が通過可能な基板出入口４１ｂが形成されている。搬送室３０の開口部３６は、これらの基板収納室４０ａ，４０ｂの開口部４１ａ，４１ｂに対応する位置に配置されている。
【００４３】
基板収納室４０ａの上面には雰囲気ガス供給口４２ａが設けられ、下面には排気口４３ａが設けられている。同様に、基板収納室４０ｂの上面には雰囲気ガス供給口４２ｂが設けられ、下面には排気口４３ｂが設けられている。雰囲気ガスとしては、例えばＮ２ 等の不活性ガスが用いられる。後述するように、排気口４３ａ，４３ｂは、それぞれ水平移動機構部６０ａ，６０ｂの収納ボックス６１の内部に連通している。
【００４４】
雰囲気ガス供給口４２ａから基板収納室４０ａ内に雰囲気ガスが供給され、排気口４３ａから収納ボックス６１の内部を通して基板収納室４０ａ内の排気が行われる。また、雰囲気ガス供給口４２ｂから基板収納室４０ｂ内に雰囲気ガスが供給され、排気口４３ｂから収納ボックス６１の内部を通して基板収納室４０ｂ内の排気が行われる。
【００４５】
また、搬送室３０内の上部には、空気清浄用のフィルタ３７が設けられている。上部から供給される清浄な空気の下方流（ダウンフロー）５００は、搬送室３０の上面の給気口３４およびフィルタ３７を通過して搬送室３０内に取り込まれ、搬送室３０の下面の排気口３５から下方に排出され、図３の排気通路８０を通って工場内の排気ラインに導かれる。一方、処理室１１および基板収納室４０ａ，４０ｂ内には所定の雰囲気ガスが供給される。このとき、処理室１１内の圧力および基板収納室４０ａ，４０ｂ内の圧力は搬送室３０内の圧力よりも高く保たれる。それにより、搬送室３０内の基板収納室４０ａ，４０ｂの周囲に中間低圧部Ａが形成される。
【００４６】
したがって、処理室１１内から開口部１６，３６を通して搬送室３０内へ向かう気流の流れが形成されるとともに、基板収納室４０ａ，４０ｂ内から基板出入口４１ａ，４１ｂを通して搬送室３０内へ向かう気流の流れが形成されるので、処理室１１内および基板収納室４０ａ，４０ｂ内が清浄な雰囲気ガスの状態に保たれる。
【００４７】
このように、中間低圧部Ａを設けることにより、搬送室３０内を密閉空間とすることなく基板の搬入および搬出時に処理室１１内を清浄な雰囲気に保つことができ、かつ基板収納室４０ａ，４０ｂの基板出入口４１ａ，４１ｂに開閉自在なシャッタを設けることなく基板収納室４０ａ，４０ｂ内を清浄な雰囲気に保つことが可能となる。その結果、基板搬送ユニット３の構成が簡単になる。
【００４８】
図８は基板収納室４０ａ内に設けられる水平移動機構部６０ａの平面図、図９は図８の水平移動機構部６０ａの縦断面図である。
【００４９】
収納ボックス６１の上面に形成された２本の案内溝６５内には、支持部材６６が矢印Ｘの方向に移動可能に設けられている。基板保持部６２は、支持部材６６の上端に水平に固定されている。基板保持部６２上に基板支持部６３，６４が設けられている。基板保持部６２上に載置された基板Ｗは、これらの基板支持部６３，６４間に支持される。
【００５０】
収納ボックス６１内には、軸受け７０およびモータ７１が所定の間隔を隔てて配置されている。軸受け７０およびモータ７１に取り付けられたプーリ６８，６９間にベルト７２が架け渡されている。このベルト７２に支持部材６６の一部が取り付けられている。これにより、モータ７１が回転すると、基板保持部６２が矢印Ｘの方向に前進および後退する。
【００５１】
収納ボックス６１の下面には、図６に示した排気口４３ａに嵌合する排気孔７３が設けられている。したがって、雰囲気ガス供給口４２ａから基板収納室４０ａ内に供給される雰囲気ガスは、案内溝６５から収納ボックス６１の内部に導入され、排気孔７３を通して排気口４３ａから排出される。これにより、収納ボックス６１内の摺動部分から発生するパーティクル（塵埃）が収納ボックス６１から基板収納室４０ａ内に排出されずに雰囲気ガスとともに排気口４３ａから排気され、基板Ｗへのパーティクルの付着が防止される。
【００５２】
なお、基板収納室４０ｂ内に設けられる水平移動機構部６０ｂの構成も図８および図９に示される構成と同様である。
【００５３】
図１０は基板搬送ユニット３の主要部の縦断面図である。なお、図１０には、搬送室３０および搬送室４０ａ，４０ｂ内の水平移動機構部６０ａ，６０ｂは図示されていない。
【００５４】
搬送室支持アーム３１は、固定フレーム３０１および固定カバー３０２により構成される。固定フレーム３０１に、フランジ３０３および軸受け３０４を介して回転部材５０１が鉛直軸の周りで回転可能に取り付けられている。回転部材５０１の下部には第１の円筒状支持部材５０が固定されている。搬送室３０は第１の円筒状支持部材５０に固定される。
【００５５】
固定フレーム３０１上に回動用モータ３０５が取り付けられている。また、回転部材５０１の外周部にギア３０８が設けられている。回動用モータ３０５の回転軸に取り付けられたプーリ３０６とギア３０８との間にベルト３０７が架け渡されている。回動用モータ３０５が回転すると、プーリ３０６、ベルト３０７およびギア３０８を介して回転部材５０１が第１の円筒状支持部材５０とともに鉛直軸の周りで矢印θの方向に回転駆動される。
【００５６】
回転部材５０１の上部には、上下移動用モータ３０９が取り付けられている。上下移動用モータ３０９の回転軸３１０には、カップリング３１１によりボールねじ３１２が連結されている。ボールねじ３１２は、軸受け３１３により回転自在に鉛直方向に沿って案内されている。軸受け３１３はナット３１４により固定されている。
【００５７】
また、回転部材５０１の下面には、板状部材５０２が鉛直方向に固定されている。板状部材５０２には、鉛直方向に延びる２本のリニアガイド５０３が取り付けられている。一方、第２の円筒状支持部材５１内には、移動部材５１１が固定されている。移動部材５１１は２本のリニアガイド５０３に嵌合する２本の案内溝５１２を有し、リニアガイド５０３に沿って鉛直方向に摺動自在に案内されている。移動部材５１１の上端にはナット５１３が固定されている。このナット５１３にはボールねじ３１２が螺合する。これにより、上下移動用モータ３０９の回転軸３１０が回転すると、ボールねじ３１２も回転し、移動部材５１１が第２の円筒状支持部材５１とともに矢印Ｚの方向に移動する。
【００５８】
このようにして、基板収納室４０ａ，４０ｂが、鉛直軸の周りで回動可能かつ鉛直方向に移動可能に第１および第２の円筒状支持部材５０，５１により搬送室支持アーム３１の下部に支持されている。
【００５９】
基板収納室４０ａ内の雰囲気ガス供給口４２ａは、配管４４ａ、第１および第２の円筒状支持部材５０，５１内の雰囲気ガス供給チューブ５２ａおよび搬送室支持アーム３１内の雰囲気ガス供給管３８ａを介して外部の雰囲気ガス供給源に接続される。また、基板収納室４０ａ内の排気口４３ａは、配管４５ａ、第１および第２の円筒状支持部材５０，５１内の排気チューブ５３ａおよび搬送室支持アーム３１内の排気管３９ａを介して外部の排気装置に接続される。
【００６０】
同様に、基板収納室４０ｂ内の雰囲気ガス供給口４２ｂは、配管４４ｂ、第１および第２の円筒状支持部材５０，５１内の雰囲気ガス供給チューブ５２ｂおよび搬送室支持アーム３１内の雰囲気ガス供給管３８ｂを介して外部の雰囲気ガス供給源に接続される。また、基板収納室４０ｂ内の排気口４３ｂは、配管４５ｂ、第１および第２の円筒状支持部材５０，５１内の排気チューブ５３ｂおよび搬送室支持アーム３１内の排気管３９ｂを介して外部の排気装置に接続される。
【００６１】
なお、回動用モータ３０５、上下移動用モータ３０９および水平移動機構部６０ａ，６０ｂのモータ７１（図８参照）への給電も搬送室支持アーム３１内を通して行われる。
【００６２】
ここで、基板収納室４０ａ，４０ｂ内への雰囲気ガスの供給動作について説明する。図１１は、基板収納室内の雰囲気ガスの供給状態を示す説明図である。図１１においては、基板収納室４０ａ内に収納された基板保持部６２が処理室１１に対して進退移動する状態を示している。
【００６３】
上述したように、基板処理室４０ａ内には雰囲気ガス供給口４２ａから雰囲気ガスが供給され、排気口４３ａから外部の排気装置９０を通して排気される。これにより、基板収納室４０ａ内に雰囲気ガスの気流を生じさせ、パーティクル等の異物を基板に付着させることなく外部へ排出させている。そして、通常、基板処理室４０ａ内の圧力Ｐａが中間低圧部Ａの圧力Ｐｂよりも高くなるように雰囲気ガスの供給量が調整されている。
【００６４】
ところで、基板保持部６２が基板処理室４０ａから処理室１１側へ前進する際には、基板保持部６２の容積分だけ基板収納室４２ａ内での雰囲気ガスの占有領域が短時間に増加する。このために、基板処理室４０ａの圧力Ｐａが瞬時に低下して中間低圧部Ａよりも低圧となり、中間低圧部Ａ側から雰囲気ガス５００や処理室１１内の処理雰囲気ガスが基板処理室４０ａ内に侵入する。そして、侵入した気流にパーティクル等が含まれていると基板が汚染されることになる。
【００６５】
そこで、制御部７０は、水平移動機構部６０ａの動作を監視し、基板保持部６２が基板収納室４０ａから処理室１１側へ前進する際には、雰囲気ガス供給源８０からの雰囲気ガスの供給量を増加させるように、雰囲気ガス供給源８０あるいは雰囲気ガス供給口４２に接続される配管中の流量調整機構（図示せず）を制御する。これにより、基板保持部６２が基板収納室４０ａ内から外方へ前進した場合でも基板収納室４０ａ内の圧力Ｐａが低下することが防止される。
【００６６】
また、基板保持部６２が処理室１１から基板収納室４０ａ内に後退する際には、基板保持部６２が基板収納室４０ａ内の雰囲気ガスを押し退け、これにより基板収納室４０ａ内の圧力が瞬時に増加する。基板収納室４０ａ内の圧力が急激に増加すると、基板収納室４０ａ内の雰囲気ガスが基板出入口４１ａから外部へ流出し、処理室１１の開口部１６を通り、処理室１１内へ侵入する。そして、処理室内の雰囲気を乱し、また侵入した雰囲気ガス中に混入したパーティクルにより処理室１１内の基板を汚染する。
【００６７】
そこで、基板保持部６２が基板収納室４０ａ内に後退する際には、制御部７０は雰囲気ガス供給口４２ａからの雰囲気ガスの流量を減少させるように、雰囲気ガス供給源８０あるいは配管中に設けられた流量調整機構を制御する。これにより、基板収納室４０ａ内の圧力Ｐａがほぼ一定に保たれ、雰囲気ガスが処理室１１側へ侵入することが防止される。
【００６８】
このように、基板保持部６２の基板搬送時に基板収納室４０ａ内への雰囲気ガスの供給流量を制御することにより、基板収納室４０ａ内および処理室１１の内部が清浄に保たれる。
【００６９】
なお、上述したように、基板保持部６２の基板搬送時以外には、中間低圧部Ａにより基板収納室４０ａからの雰囲気ガスの流出分は搬送室３０の下方側へ運び去られ、また処理室１１からの雰囲気ガスの流出分も同様に搬送室３０の下方向へ運び去られる。
【００７０】
また、基板収納室４０ｂにおける基板保持部６２の基板搬送動作時においても、上記と同様の雰囲気ガスの流量調整が行われる。
【００７１】
本実施例では、中間低圧部Ａが圧力の低い領域に相当し、制御部７０が制御手段に相当する。また、雰囲気ガス供給口４２ａ，４２ｂ、配管４４ａ，４４ｂ、雰囲気ガス供給チューブ５２ａ，５２ｂおよび雰囲気ガス供給管３８ａ，３８ｂが給気経路を構成し、排気口４３ａ，４３ｂ、配管４５ａ，４５ｂ、排気チューブ５３ａ，５３ｂおよび排気管３９ａ，３９ｂが排気経路を構成する。
【００７２】
次に、本実施例の基板処理装置の動作を説明する。未処理の基板は図２の搬入室２ａ内の基板受け渡し台２１ａ上に搬入される。そして、搬送室３０内の第１の円筒状支持部材５０が搬送室３０とともに鉛直軸の周りで回動するとともに第２の円筒状支持部材５１が鉛直方向に移動することにより、搬送室３０の開口部３６および基板収納室４０ａの基板出入口４１ａが搬入室２ａの開口部２２ａの前方に位置する。この状態で、基板収納室４０ａ内の水平移動機構部６０ａの基板保持部６２が基板出入口４１ａ、搬送室３０の開口部３６および搬入室２ａの開口部２２ａを通して前進し、基板受け渡し台２１ａ上の基板を受け取った後、基板収納室４０ａ内に後退する。
【００７３】
その後、搬送室３０内の第１の円筒状支持部材５０が搬送室３０とともに鉛直軸の周りで回動することにより、搬送室３０の開口部３６および基板収納室４０ａの基板出入口４１ａが所定の処理室１１の開口部１６の前方に位置する。そして、基板収納室４０ａ内の水平移動機構部６０ａの基板保持部６２が基板出入口４１ａ、搬送室３０の開口部３６および処理室１１の開口部１６を通して前進し、処理室１１内に進入する。このとき、処理室１１内のカップ１３が下降する。基板保持部６２は、基板を回転保持部１２上に載置した後、後退して基板収納室４０ａ内に戻る。
【００７４】
一方、処理室１１内で基板の処理が終了すると、搬送室３０内の第１の円筒状支持部材５０が搬送室３０とともに鉛直軸の周りで回動するとともに第２の円筒状支持部材５１が上方向に移動することにより、搬送室３０の開口部３６および基板収納室４０ｂの基板出入口４１ｂがその処理室１１の開口部１６の前方に位置する。そして、基板収納室４０ｂ内の水平移動機構部６０ｂの基板保持部６２が基板出入口４１ｂ、搬送室３０の開口部３６および処理室１１の開口部１６を通して前進し、処理室１１内に進入する。このとき、処理室１１内のカップ１３が下降する。基板保持部６２は、回転保持部１２上の基板を受け取った後、後退して基板収納室４０ｂ内に戻る。
【００７５】
その後、搬送室３０内の第１の円筒状支持部材５０が搬送室３０とともに鉛直軸の周りで回動することにより、搬送室３０の開口部３６および基板収納室４０ｂの基板出入口４１ｂが搬出室２ｂの開口部２２ｂの前方に位置する。そして、基板収納室４０ｂ内の水平移動機構部６０ｂの基板保持部６２が、基板出入口４１ｂ、搬送室３０の開口部３６および搬出室２ｂの開口部２２ｂを通して前進し、基板受け渡し台２１ｂ上に基板を載置した後、基板収納室４０ｂ内に後退する。
【００７６】
搬出室２ｂ内の基板受け渡し台２１ｂ上に載置された基板は、外部に搬出される。複数の基板に対して上記の処理が順次的または並列的に行われる。
【００７７】
本実施例の基板処理装置においては、基板搬送ユニット３の搬送室３０が複数の基板処理ユニット１の本体部１０上に形成された円柱状空間２０に設けられているので、基板搬送ユニット３の投影面積が基板処理ユニット１の投影面積と重複し、基板搬送ユニット３の設置面積が不要となる。それにより、基板処理装置の全体の設置面積が低減される。
【００７８】
また、基板搬送ユニット３への電力、雰囲気ガス、排気等の用力の供給が搬送室支持アーム３１を通して搬送室３０の上方から行われるので、基板処理ユニット１との間で用力供給経路の干渉を回避することができる。その結果、床面における構造が煩雑になることを防止することができる。
【００７９】
さらに、処理室１１と搬送室３内の基板収納室４０ａ，４０ｂとの間に中間低圧部Ａ（図６および図７参照）が形成されるので、基板収納室４０ａ，４０ｂの基板出入口４１ａ，４１ｂにシャッタを設ける必要がなくなる。また、搬送室３が回動することにより各処理室１１の開口部１６を開閉することができるので、各処理室１１と搬送室３０との間にゲートバルブを設ける必要がなくなる。それにより、処理室１１および搬送室３０の構成が簡単になる。
【００８０】
また、未処理の基板が搬入室２ａから搬送室３０内の一方の基板収納室４０ａにより所定の処理室１１に搬送され、処理済みの基板が処理室１１から搬送室３０内の他方の基板収納室４０ｂにより搬出室２ｂに搬送される。このように、処理前の基板と処理済みの基板とが常に別個の経路で搬送されるので、処理前の基板と処理済みの基板とがそれぞれ常に同一の搬送雰囲気に保たれ、互いに影響を及ぼさない。
【００８１】
上記実施例では、搬送室３０を回動させることにより各処理室１１の開口部１６を開閉自在に構成しているが、搬送室３０が回動しない構成の場合には、複数の処理室１１の開口部１６に対応して搬送室３０に複数の開口部３６を設け、各開口部３６に開閉自在なシャッタを設ければよい。また、基板収納室４０ａ，４０ｂの基板出入口４１ａ，４１ｂに開閉自在なシャッタを設けてもよい。
【００８２】
なお、基板処理ユニット１としては、上記実施例に限らず、処理液の塗布処理、現像処理、加熱処理、冷却処理等の種々の基板処理を行う基板処理ユニットを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における基板処理装置の平面図である。
【図２】図１の基板処理装置の横断面図である。
【図３】図１の基板処理装置の部分縦断面図である。
【図４】図１の基板処理装置における１つの基板処理ユニットの斜視図である。
【図５】図１の基板処理装置における基板搬送ユニットの搬送室の斜視図である。
【図６】基板搬送ユニットの搬送室の縦断面図である。
【図７】基板搬送ユニットの搬送室の横断面図である。
【図８】水平移動機構部の平面図である。
【図９】水平移動機構部の縦断面図である。
【図１０】基板搬送ユニットの主要部の縦断面図である。
【図１１】基板収納室の雰囲気ガスの供給動作の説明図である。
【図１２】従来の基板処理装置の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 基板処理ユニット
２ａ 搬入室
２ｂ 搬出室
３ 基板搬送ユニット
１０ 本体部
１１ 処理室
１６，２２ａ，２２ｂ，３６ 開口部
１９ １／４円柱状空間
２０ 円柱状空間
３０ 搬送室
３１ 搬送室支持アーム
３２ アーム駆動部
３３ アーム支持部
３４ 給気口
３５ 排気口
４０ａ，４０ｂ 基板収納室
４１ａ，４１ｂ 基板出入口
４２ａ，４２ｂ 雰囲気ガス供給口
４３ａ，４３ｂ 排気口
５０ 第１の円筒状支持部材
５１ 第２の円筒状支持部材
６０ａ，６０ｂ 水平移動機構部
６１ 収納ボックス
６２ 基板保持部
Claims (5)
- 基板を搬入および搬出するための開口部を有しかつ基板に所定の処理を行う処理室を備えた基板処理ユニットと、
前記基板処理ユニットの前記処理室に対して基板を搬入および搬出する基板搬送ユニットとを備え、
前記基板搬送ユニットは、
基板を保持して前記基板処理ユニットの前記処理室内に前記開口部を通して移動可能に設けられた基板保持部と、
前記基板保持部が通過可能な基板出入口を有しかつ前記基板保持部を収納する基板収納室と、
前記基板収納室を取り囲み、前記基板保持部が通過可能な開口部を有する搬送室とを備え、
少なくとも前記基板収納室の前記基板出入口と前記処理室の前記開口部との間において前記搬送室の内部でかつ前記基板収納室の外部に、前記基板収納室内および前記処理室内よりも圧力の低い領域が形成されたことを特徴とする基板処理装置。 - 前記搬送室は、前記搬送室内に雰囲気ガスを取り込む給気口と、前記搬送室内の雰囲気ガスを排出する排気口とを備えたことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
- 前記基板搬送ユニットは、
前記基板収納室内に雰囲気ガスを供給する供給経路と、
前記基板収納室内の雰囲気ガスを排気する排気経路とをさらに備えたことを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置。 - 前記基板保持部が前記基板収納室内から前記処理室側に移動する際には前記基板収納室内に供給される雰囲気ガスの流量が増加し、前記基板保持部が前記処理室側から前記基板収納室内に移動する際には前記基板収納室内に供給される雰囲気ガスの流量が減少するように前記雰囲気ガスの流量を制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項３記載の基板処理装置。
- 前記基板処理ユニットは前記基板搬送ユニットの周囲に複数配置され、前記基板搬送ユニットの前記搬送室は鉛直方向の軸を中心とする円筒状の外周面を有し、前記基板処理ユニットの各処理室は前記搬送室の前記円筒状の外周面に接する部分円筒状の側面を有し、前記開口部は前記部分円筒状の側面に設けられ、前記搬送室は鉛直方向の軸の周りで回動可能に設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基板処理装置。
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