JP3787755B2 - 処理システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理基板に集積回路製造等のための微細加工を施す処理システムに関し、特に被処理基板の保管、運搬または搬送に基板収容ボックスを使用する処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般の半導体製造工場やＬＣＤ製造工場では、クリーンルーム内で作業員または搬送ロボットが被処理基板（半導体ウエハ，ＬＣＤ基板）を複数枚たとえば２５枚単位でキャリアまたはカセットに装填した状態でプロセス装置間を運搬または搬送するようになっているが、作業員またはロボットの移動の際に発生する粒子が被処理基板の汚染源となるおそれがある。
【０００３】
従来より、そのような粒子による汚染から被処理基板を保護するための標準化された機械的インタフェース（ＳＭＩＦ）が知られている。ＳＭＩＦシステムでは、カセットを防塵ボックスに収容して保管・移送する。防塵ボックスの底にはドアが着脱可能かつ気密に取付され、防塵ボックスが装置の天蓋上部のインタフェース・ポートに載置されると、天蓋で覆われた空間内でインタフェース・ポート側のドアがボックスのドアに嵌合してラッチ機構により両ドアが同時に開けられ、カセットはドアに載せられたまま機械式のエレベータ機構により下降し、マニュピレータにより装置のカセットステーションにセットされるようになっている。
【０００４】
上記のようなＳＭＩＦシステムによれば、クリーンルーム内のクリーン度が十分に高くなくても被処理基板の保管・移送中に被処理基板を取り巻く気体を清浄かつ静止状態に維持し、汚染粒子の付着を機械的に防止することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来のＳＭＩＦシステムは、被処理基板を複数枚単位で、しかもカセットに装填した状態で保管・移送するものである。このため、クリーン環境の異なる複数の枚葉式処理装置の間で被処理基板を搬送する場合、前工程の枚葉式処理装置では処理の済んだ被処理基板を１枚ずつカセットに装填してから該カセットをＳＭＩＦボックスに入れる一方で、後工程の枚葉式処理装置では上記のようにＳＭＩＦボックスからカセットを取り出し、次いでカセットから後工程の処理を施すべき被処理基板を１枚ずつ取り出すことになる。
【０００６】
このように被処理基板をカセットに装填した状態で保管・移送する従来のＳＭＩＦシステムでは、各処理装置間における被処理基板の搬入・搬出がカセットおよびＳＭＩＦボックスの２段階で行われるため、スループットの低下を来すとともに、搬入・搬出部の機構が大型化、煩雑化および多重化する。また、ＳＭＩＦボックスにしても、多数枚の被処理基板が装填されたカセットを収容するため、かなり大きなサイズと物理的強度を必要とし、特にボックスドアやドア開閉部の構造が複雑なものとなる。被処理基板のサイズが大型化するにつれて、これらの問題は益々深刻化する。
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、被処理基板を必要最小限のクリーン環境下で各処理装置に搬送し、効率的な生産ラインを実現する処理システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の処理システムは、１枚の被処理基板を気密に収容可能な内部空間を有し、前記内部空間の上面、側面または底面のいずれかが開閉可能に構成された筐体と、前記被処理基板を垂直または斜めに立てた状態で支持するための前記筐体内に設けられた支持部材とを具備する基板収容ボックスを有し、第１の領域と第２の領域とを板壁を介して分離し、前記第２の領域に前記第１の領域から独立した圧力または雰囲気の空間を有する１つまたは複数の処理部を設け、前記第１の領域に前記基板収容ボックスを移送するボックス移送手段を設け、前記板壁に被処理基板を１枚単位で通すための開閉可能な開口を設け、前記第２の領域に、前記板壁の開口と前記基板収容ボックスの開口とを通して前記被処理基板を各々の前記処理部と前記基板収容ボックスとの間で移送する基板移送手段を設け、前記ボックス移送手段が、一方の前記基板収容ボックスに前記被処理基板を収容し、他方の前記基板収容ボックスには前記被処理基板を収容しないで、それら一対の前記基板収容ボックスを同時に移送する。
【００１２】
また、本発明の第２の処理システムは、１枚の被処理基板を収容可能な内部空間を有し、前記内部空間の上面および側面が壁で遮蔽され、底面が開口しているボックス本体と、前記ボックス本体の開口に着脱可能かつ気密に装着される蓋体と、前記被処理基板を垂直または斜めに立てた状態で支持するための前記ボックス本体および／または蓋体に設けられた支持部材とを具備する基板収容ボックスを有し、第１の領域と第２の領域とを板壁を介して分離し、前記第２の領域に前記第１の領域から独立した圧力または雰囲気の空間を有する１つまたは複数の処理部を設け、前記第１の領域に前記基板収容ボックスを移送するボックス移送手段を設け、前記板壁に被処理基板を１枚単位で通すための開閉可能な開口を設け、前記第２の領域に、前記板壁の開口と前記基板収容ボックスの開口とを通して前記被処理基板を各々の前記処理部と前記基板収容ボックスとの間で移送する基板移送手段を設け、前記ボックス移送手段が、一方の前記基板収容ボックスに前記被処理基板を収容し、他方の前記基板収容ボックスには前記被処理基板を収容しないで、それら一対の前記基板収容ボックスを同時に移送する。
【００１３】
本発明の処理システムにおいては、被処理基板を枚葉式かつ立て置き式の基板収容ボックスに密閉状態で収容し、処理部側の第２の領域から独立した第１の領域を通って各処理部に被処理基板を必要最小限（ボックス内部空間）のクリーン環境下で搬送することができる。そして、ボックス移送手段が、一方の基板収容ボックスに被処理基板を収容し、他方の基板収容ボックスには被処理基板を収容しないで、それら一対の基板収容ボックスを同時に移送することにより、ボックス搬送手段と各処理部との間で、いずれか一方のボックスが当該処理部に処理前の被処理基板を渡すと同時に、当該処理部から処理済みの被処理基板を他方のボックスが受け取ることが可能であり、効率的な基板搬送を行うことができる。
【００１４】
本発明の処理システムで用いる基板収容ボックスは、被処理基板を１枚単位で収容する枚葉式のボックスであるため、小型、軽量かつ簡易であり、取り扱いも容易である。また、基板を垂直または斜めに立て置き方式であるため、ボックススペース（平面面積）が小さく、しかも基板の重力による撓みも小さい。さらに、第２の処理システムで用いる基板収容ボックスは、被処理基板を垂直または斜めに立てた状態で基板収容ボックスに底から出し入れし、ボックス底の開口を必要最小限のサイズで形成できるようにしている。この場合、ボックス底の開口に着脱可能に装着される蓋体は、ボックス内収容時あるいは出し入れ時に基板を下から担持または支持することができる。本発明の処理システムにおいて、被処理基板は、基板収容ボックス内部の密閉空間に収容され、基板収容ボックス外部のクリーン環境の影響を受けずに、ボックス内部の所望の圧力または雰囲気の下で保管または移送される。本発明の好適な一態様によれば、基板収容ボックスの内部を所望の圧力または雰囲気に調節するために、ボックス内に所望のガスを導入するためのガス導入口あるいはボックス内を排気するための排気口が設けられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の一実施形態における処理システムで用いる基板収容ボックスの基本構造を示す。この基板収容ボックス１０の特徴の一つは、被処理基板たとえばＬＣＤ基板１２を１枚単位で直方体型筐体１３の気密な内部空間１６に収容する点である。このような枚葉式の基板収容ボックス１０は、基板１２を１枚収容できる容積またはサイズと物理的強度があればよく、従来のカセット収容方式によるＳＭＩＦボックスと較べて格段に小型、軽量かつ簡易なボックス構造として製作でき、取り扱い、特に搬送上の取り扱いが非常に便利である。
【００１８】
この基板収容ボックス１０の別の特徴は、基板１２を垂直または斜めに立てた状態または姿勢で直方体型筐体１３の気密な内部空間１６に収容する点である。このような立て置き型の基板収容ボックスによれば、筐体１３のスペース（平面面積）を最小限度まで狭くできるとともに、筐体１３内における基板１０の重力による撓みを可及的に小さくできる。
【００１９】
この基板収容ボックス１０は、その上面、側面または底面のいずれか（少なくとも１つ）が開閉可能に構成され、その開閉可能な面の開口を通して基板１０を筐体１３に出し入れするようになっている。筐体１３の材質は、気密性と所要の剛性が得られるものであれば、任意の材質たとえば金属や樹脂等を使用できる。
【００２０】
図２〜図４に、この基板収容ボックス１０の具体的かつ好適な構成例を示す。この基板収容ボックス１０の筐体１３は、内部空間１６の上面および側面が壁で遮蔽され、底面が開口している直方体形状のボックス本体１４と、このボックス本体１４の底面開口１４ａに着脱可能かつ気密に装着される蓋体１８とで構成される。蓋体１８の内側面または上面１８ａには、基板１２を斜めに立てた状態で支持するための基板支持部材２０が取付されている。
【００２１】
基板支持部材２０は、基板１２を斜め仰向け姿勢に傾けて基板裏面を背後から弾性的に支持する１個または複数個の基板背面支持部材２２と、基板１２の表面下端部に当接し、基板１２の横方向のスライド移動を可能にしつつ回転方向または前後方向の移動または位置ずれを規制するストッパ部材２４とで構成されている。基板背面支持部材２２は、弾性変形可能な部材たとえばバネ部材で構成されるのが好ましく、その中間部には、基板搬送アーム４０（図４）を水平方向に通すためのコ字状の屈曲部２２ａが形成されている。ストッパ部材２４は、剛性または弾性の任意の材質で構成されてよい。
【００２２】
図３の（Ａ）に示すように、蓋体１８の外側面（下面）中心部に円筒状のノブ２６が取付されており、このノブ２６の両側面に一対の押しボタン２６ａが設けられている。これらのボタン２６ａは蓋体１８の両側面に出没可能に設けられている一対の係合ピン２８と蓋体内部の伝達機構（図示せず）を介して連結されており、ボタン２６ａを押し込むと係合ピン２８が中に後退し、ボタン２６ａを離すと（押し込みを解除すると）ボタン２６ａが原位置に復動するとともに係合ピン２８が外へ突出するように構成されている。蓋体１８の両側面と対応するボックス本体１４の下端部内璧には、各係合ピン２８を受け入れるためのピン穴３０が形成されている。
【００２３】
この実施形態における蓋体開閉機構３２は、操作桿３４とこの操作桿３４の先端に固定された蓋体操作板３６とを有する。図３の（Ａ）に示すように、蓋体操作板３６は、蓋体１８のノブ２６に外嵌可能な円形凹所３６ａを有し、この円形凹所３６ａの内周面にノブ２６の押しボタン２６ａに対応する一対の押圧ピン３７を出没可能に設けている。これらの押圧ピン３７は、蓋体操作板３６および操作桿３４内部の伝達機構（図示せず）を介して操作桿３４の基端部側の開閉駆動部（図示せず）に作動結合されている。
【００２４】
該開閉駆動部が押圧ピン３７を円形凹所３６ａの内周面の中に後退させると、蓋体１８のノブ２６に蓋体操作板３６の円形凹所３６ａが外嵌可能となり、図３の（Ｂ）に示すように蓋体操作板３６を蓋体１８に嵌合接触させることができる。蓋体操作板３６を蓋体１８に嵌合接触させた状態で該開閉駆動部が押圧ピン３７を突出させると、押圧ピン３７がノブ２６の押しボタン２６ａを押し込み、それによって蓋体１８の係合ピン２８が中に後退する。これにより、蓋体操作板３６と蓋体１８とが結合されるとともに、蓋体１８の係合ピン２８がボックス本体１４のピン穴３０から抜け、図３の（Ｃ）に示すように蓋体１８をボックス本体１４から分離することができる。蓋体１８をボックス本体１４に装着するときは、上記と逆の手順で逆の動作が行われる。
【００２５】
なお、蓋体１８とボックス本体１４との間で気密性が得られるように、両者間の接触面に適当なシール部材（図示せず）が設けられてよい。
【００２６】
図４に、蓋体１８上に基板１２をロードまたはアンロードするための基板搬送装置の一例を示す。この基板搬送装置３８において、板状の基板搬送アーム４０は、基板背面支持部材２２のコ字状屈曲部２２ａの内側を水平に通るようにして蓋体１８上に進入し、または蓋体１８上から退避できるように構成され、真空吸着力により基板１２を任意の姿勢で（特に垂直ないし斜め姿勢でも）裏側からしっかり保持できるようになっている。装置本体４２は、蓋体開閉機構３２の移動範囲と関連して所定の方向（水平、垂直および／または回転方向）に移動可能であり、基板搬送アーム４０に真空吸着力を与えるための負圧機構（図示せず）も備えている。図示の例では、装置本体４２の案内溝４３に沿って水平方向に移動可能な垂直支持アーム４４が設けられるとともに、この垂直支持アーム４４の先端に固着された水平支持軸４６の回りに基板搬送アーム４０が回転可能となっている。
【００２７】
次に、上記のような基板収容ボックス１０を利用する本発明の一実施形態によるＬＣＤ製造用の処理システムを説明する。
【００２８】
図５に模式的に示すように、この処理システムでは、水平方向に延在する板壁５０により工場内の空間を上下２つの領域に分割し、板壁５０の上を基板搬送領域５１とし、板壁５０の下に各種の枚葉式処理部５２(1)，５２(2)，‥５２(n)とカセットステーション５４とを水平方向に任意のレイアウトで配置している。
【００２９】
各処理部５２(i)は、任意のクリーン環境や圧力条件の下で構成されてよく、１個または複数の処理室またはチャンバを含んでもよい。カセットステーション５４では、本処理システムへのカセットによる基板の搬入または搬出が一括して行われる。後述するように、システム内では基板収容ボックス１０を用いて基板１２を搬送するので、カセットはカセットステーション５４に留まってよい。
【００３０】
処理部５２(1)，５２(2)，‥５２(n)同士の間およびそれらとカセットステーション５４との間の空間は、それぞれのクリーン環境や圧力条件等に応じて適宜分離または連続していてよい。板壁５０は必ずしも１枚の連続した隔壁板である必要はなく、たとえば個々の処理部５２またはカセットステーション５４の天井パネルであってもよい。
【００３１】
基板搬送領域５１においては、所定数たとえば一対の基板収容ボックス１０（１０Ｌ，１０Ｒ）を搭載したボックス搬送体５６が、板壁５０上で移動して、各処理部５２(i)またはカセットステーション５４に上方からアクセスできるようになっている。
【００３２】
図６に示すように、各処理部５２(i)（およびカセットステーション５４）の天井パネルまたは板壁５０には、基板１２を１枚単位で出し入れするための開閉可能な開口５８が設けられており、この実施形態では上記したような蓋体開閉機構３２の蓋体操作板３６が開口５８の開閉蓋を兼ねて処理部５２(i)側から基板搬送領域５１側に露出している。後述するように、気密な状態でこの開閉蓋つまり蓋体操作板３６を開けて、ボックス搬送体５６側の基板収容ボックス１０と各処理部５２(i)（またはカセットステーション５４）側の基板搬送装置３８との間で基板１２の受け渡しを行うようになっている。なお、図６の基板搬送装置３８は、図解の便宜上、搬送アーム４０の部分だけが図示されている。
【００３３】
図７に示すように、この処理システムでは、ボックス搬送体５６に搭載される基板収容ボックス１０の一面たとえば上面に２つのガス用ポート６０，６２を設けている。一方のポート６０は基板収容ボックス１０内に不活性ガスたとえばＮ2ガスを導入するためのガス導入口であり、他方のポート６２は基板収容ボックス１０内のガスを排出するためのガス排出口である。また、ボックス搬送体５６が基板収容ボックス１０を把持できるように、たとえばボックス本体１４の上部にフランジ部６４を設けている。
【００３４】
図８に示すように、ボックス搬送体５６には、各基板収容ボックス１０を把持アーム６６を介して支持し、かつ昇降移動させるボックス昇降部６８と、各ボックス１０の上記ガス導入口６０に気密に装着された伸縮自在な配管７０を介してボックス１０内に不活性ガスを供給するための不活性ガス供給部７２と、各ボックス１０の上記ガス排出口６２に気密に装着された伸縮自在な配管７４を介してボックス１０内を真空排気するための真空排気部７６と、板壁５０上に敷設されたレール５９に沿って走行する走行部７８と、各部６８，７２，７６，７８を制御するための制御部８０とが設けられている。なお、走行部７８を走行駆動する駆動部をボックス搬送体５６の外部に設置してもよい。
【００３５】
ボックス搬送体５６がアクセス先の処理部５２(i)に向う間、各基板収容ボックス１０の内部空間１６は気密に保たれるとともに、該アクセス先の処理部５２(i)における基板搬入／搬出部の圧力または雰囲気と同程度の圧力または雰囲気に調節される。たとえば、該アクセス先の処理部５２(i)における基板搬入／搬出部が減圧空間のロードロック室であれば、そのロードロック室とほぼ同じ真空度にボックス搬送体５６側で真空排気部７６により各基板収容ボックス１０の内部空間１６を減圧しておく。
【００３６】
図９に示すように、ボックス搬送体５６は、アクセス先の処理部５２(i)上方の所定位置にて停止する。この停止位置で、ボックス昇降部６８が基板収容ボックス１０を降ろし、その底面の蓋体１８のノブ２６を蓋体操作板３６の凹所３６ａに嵌入せしめるようにして、ボックス１０を板璧５０の開口５８の上に載置する。この際、基板搬送領域５１に対してボックス１０の下面が密閉されるように、たとえば開口５８の周囲に適当なシール部材８２が設けられてよい。
【００３７】
処理部５２(i)側において、開口５８の真下には基板搬入／搬出室８４が設けられている。この基板搬入／搬出室８４は、処理部５２(i)内の基板搬送装置３８が位置または移動する室または空間と連続していてもよく、あるいは扉（図示せず）を介して密閉可能な室であってもよい。後者（密閉可能な室）の場合は、たとえば排気口８６を介して真空排気機構（図示せず）により室内を所望の真空度に減圧するようにしてよい。
【００３８】
基板搬入／搬出室８４内で、基板搬送機構３２の蓋体操作板３６は、天井パネルまたは板璧５０にシール部材８８を介して気密に接触した状態で、上記のようにボックス搬送体５６より降下された基板収容ボックス１０の蓋体１８を受け止めるようにしてそれと嵌合接触することができる。蓋体１８が蓋体操作板３６に嵌合接触すると、基板搬送機構３２の駆動部９０内に設けられている開閉駆動部が蓋体操作板３６の押圧ピン３７（図３）を突出させることにより、上記したように押圧ピン３７が蓋体１８側のノブ２６の押しボタン２６ａ（図３）を押し込み、それによって蓋体操作板３６と蓋体１８とが結合されるとともに、蓋体１８の係合ピン２８がボックス本体１４のピン穴３０から抜け、蓋体１８とボックス本体１４との分離が可能となる。
【００３９】
ここで、基板収容ボックス１０の内部空間１６と基板搬入／搬出室８４の内部空間とはほぼ等しい真空度にそれぞれ減圧されているので、ボックス本体１４から蓋体１８を容易に分離できる。もっとも、蓋体１８にノブ２６の押しボタン２６ａの往復動と連動して開閉する圧力調整用の貫通孔１８ｂを設けるとともに、それと対応する蓋体操作板３６の部位にも押圧ピン３８の往復動と連動して開閉する圧力調整用の貫通孔３６ｂを設け、開閉駆動部が押圧ピン３８を突出（往動）させるときに両貫通孔１８ｂ，３６ｂが開いて基板収容ボックス１０の内部空間１６と基板搬入／搬出室８４の内部空間との間で圧力差を調整（キャンセル）することも可能である。
【００４０】
基板搬送機構３２の駆動部９０内には、操作棹３４を介して蓋体操作板３６を昇降移動させる昇降駆動部も設けられている。この昇降駆動部が蓋体操作板３６を降ろすことで、図１０に示すように、蓋体操作板３６と一体に、蓋体１８と、この蓋体１８上に基板支持部材２０により斜めに立てられた姿勢で支持されている基板１２とが降ろされる。こうして、基板１２が基板収容ボックス１０から取り出され、処理部５２(i)側の基板搬入／搬出室８４に搬入される。そして、基板搬送機構３２の昇降駆動部が蓋体操作板３６の下降を止めた後、処理部５２(i)側の基板搬送装置３８（図６）が基板搬入／搬出室８４にアクセスし、図４と同様の仕方で基板搬送アーム４０が蓋体１８上に進入し、基板支持部材２０より基板１２を受け取る。この後、基板１２は基板搬送装置３８によって当該処理部５２(i)内の処理室に搬送され、そこで所定の処理を受ける。
【００４１】
図６において、この処理システムでは、ボックス搬送体５６に搭載されている２つの基板収容ボックス１０Ｌ，１０Ｒのいずれか一方で１枚の基板１２を選択的に出し入れするようになっている。
【００４２】
たとえば、右側のボックス１０Ｒから上記のようにして基板１２が処理部５２(i)の右側の基板搬入／搬出室８４に搬入されるとき、左側のボックス１０Ｌは空になっている。この場合、左側ボックス１０Ｌと処理部５２(i)の左側基板搬入／搬出室８４とが予めほぼ等しい真空度に減圧されたうえで、上記と同様にして左側基板搬入／搬出室８４に設けられている基板搬送機構３２が開閉操作板３６を左側ボックス１０Ｌの蓋体１８に嵌合接触させて蓋体１８を開け、かつ所定位置まで降ろす。この蓋体１８の上面に取付されている基板支持部材２０は無負荷（基板１２が無い）状態にある。
【００４３】
上記のようにして基板搬送装置３８が右側の基板搬入／搬出室８４Ｒより処理前の基板１２を取り出すと、その直後に別の（同一でも可能）基板搬送装置３８が処理済みの別の基板１２を左側基板搬入／搬出室８４Ｌまで搬送してきて、その室８４Ｌ内で待機している蓋体１８上の基板支持部材２０に該処理済みの基板１２を渡す。次いで、左側基板搬入／搬出室８４Ｌの基板搬送機構３２において、蓋体操作板３６が該処理済みの基板１２と蓋体１８とを載せたまま上昇し、基板１２を左側ボックス１０Ｌ内に下（底）から入れる。蓋体操作板３６がシール部材８８を介して板壁５０に当接する位置まで上昇すると、蓋体１８が左側ボックス１０Ｌの底面開口１４ａに嵌まる。ここで、蓋体操作板３６の押圧ピン３７を引っ込めると、蓋体１８の係合ピン２８が突出してボックス本体１４側のピン孔３０に嵌合し、左側ボックス１０Ｌが処理済みの基板１２を収容した状態で密閉されるとともに、蓋体操作板３６が蓋体１８から分離可能となる。
【００４４】
一方、右側の基板搬入／搬出室８４Ｒにおいては、処理前の基板１２を基板搬送装置３８に渡して無負荷（基板無し）状態になった蓋体１８を基板搬送機構３２の蓋体操作板３６が下から垂直上方に持ち上げて、上記と同様にして右側ボックス１０Ｒに取り付ける。
【００４５】
このように、ボックス搬送体５６と各処理部５２(i)との間で、いずれか一方のボックス１０Ｒ（１０Ｌ）が当該処理部に処理前の基板１２を渡し、代わりに当該処理部から処理済みの基板１２を他方のボックス１０Ｌ（１０Ｒ）が受け取るようになっている。
【００４６】
ボックス搬送体５６は、処理部５２(i)と上記のような基板１２のやりとりを終えた後、他の処理部５２(j)へ移動し、そこで左側ボックス１０Ｌから当該処理部５２(j)で処理を受けるべき基板１２を当該処理部５２(j)の左側基板搬入／搬出室８４Ｌに搬入し、代わりに当該処理部５２(j)で処理を施された基板１２を当該処理部５２(j)の右側搬入／搬出室８４Ｒより右側ボックス１０Ｒに搬出または回収することができる。
【００４７】
その際、ボックス搬送体５６上で不活性ガス供給部７２または真空排気部７６により両ボックス１０Ｌ，１０Ｒ内の圧力または雰囲気を当該処理部５２(j)の基板搬入／搬出室８４Ｌ，８４Ｒの圧力または雰囲気に合わせることができる。たとえば、当該処理部５２(j)の基板搬入／搬出室８４Ｌ，８４Ｒが常圧空間であれば、ボックス搬送体５６上で不活性ガス供給部７２により両ボックス１０Ｌ，１０Ｒ内に不活性ガスを供給して両ボックス１０Ｌ，１０Ｒ内を常圧にしたうえで、基板１２のやりとりを行えばよい。
【００４８】
上記したように、この処理システムにおいては、クリーン環境の独立した各処理部５２(1)〜５２(n)およびカセットステーション５４に対して、基板１２を枚葉式かつ立て置き式の基板収容ボックス１０に密閉状態で収容し、特別なクリーン環境を要しない基板搬送領域５１を通って搬送するようにしたので、基板１２を必要最小限（ボックス内部空間１６）のクリーン環境下で各部に搬送し、低コストかつ効率的な生産ラインを構築することができる。
【００４９】
図１１に、別の実施形態におけるボックス搬送装置の構成を示す。このボックス搬送装置は、処理システム内の各処理部またはカセットステーションにアクセスするためにクリーンルーム内の床面または搬送路９２上を自走する自走部９４と、この自走部９４上で上下方向に昇降移動可能に構成された昇降部９６と、この昇降部９６の上面に取付された水平支持板９８上で所定方向に進退可能に構成された１つまたは複数のボックス搬送ハンド１００とを有している。図示の例のボックス搬送ハンド１００は基板収容ボックス１０を垂直に立てた状態で担持する構成になっているが、上記実施形態のようにボックス１０にフランジ部６４等を形成して懸垂式でボックス１０を支持する構成も可能である。また、走行部９４、昇降部９６または水平支持板９８を垂直軸の回りに回転可能に構成することも可能である。
【００５０】
上記した実施形態の処理システムでは、基板収容ボックス１０の底面に開口１４ａおよび蓋体１８を設けることと関連して、搬送領域５１を処理領域５２から分離するための板壁５０を水平方向に設けた。しかし、たとえば基板収容ボックスの側面に開口および蓋体を設ける場合は、搬送領域と処理領域とを平面的に分割する構成となり、領域分割用の板壁は垂直方向に延在するものとなる。
【００５１】
本発明における被処理基板はＬＣＤ基板に限らず、半導体ウエハ、ＣＤ基板、ガラス基板、フォトマスク、プリント基板等も可能である。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の処理システムによれば、被処理基板を必要最小限のクリーン環境下で各処理装置に搬送し、効率的な生産ラインを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態における処理システムで用いる基板収容ボックスの基本構造を模式的に示す斜視図である。
【図２】 上記基板収容ボックスにおいて筐体の底面から基板を出し入れする方式を示す斜視図である。
【図３】 上記基板収容ボックスにおいて筐体の底面開口に蓋体を着脱可能に取付するための機構を示す斜視図である。
【図４】 上記基板収容ボックスにおいて蓋体上に基板を支持する部材と基板をロード／アンロードする搬送手段とを示す斜視図である。
【図５】 本発明の一実施形態によるＬＣＤ製造用の処理システムを模式的に示す側面図である。
【図６】 実施形態の処理システムにおいて各処理部とボックス搬送体との間で基板のやりとりを行うための機構を示す斜視図である。
【図７】 実施形態の処理システムでボックス搬送体に搭載される基板収容ボックスの外観構成を示す斜視図である。
【図８】 実施形態の処理システムにおけるボックス搬送体内の機能的構成を模式的に示す図である。
【図９】 実施形態の処理システムにおいてボックス搬送体側の基板収容ボックスと各処理部との間で基板のやりとりを行うための機構を示す断面図である。
【図１０】 実施形態の処理システムにおいてボックス搬送体側の基板収容ボックスと各処理部との間で基板のやりとりを行うための機構を示す断面図である。
【図１１】 別の実施形態によるボックス搬送装置の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ 基板収容ボックス
１２ ＬＣＤ基板
１３ ボックス
１４ ボックス本体
１６ ボックス内部空間
１８ 蓋体
２０ 基板支持部材
２６ ノブ
３２ 蓋体開閉機構
３６ 蓋体操作板
３８ 基板搬送装置
４０ 基板搬送アーム
５０ 板壁
５６ ボックス搬送体
５２(1)〜５２(n) 処理部
５４ カセットステーション
５８ 開口
６０ ガス導入口
６２ ガス排出口
６４ フランジ部
６８ ボックス昇降部
７２ 不活性ガス供給部
７４ 真空排気部
８２ シール部材
８４ 基板搬入／搬出室
８８ シール部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理基板に集積回路製造等のための微細加工を施す処理システムに関し、特に被処理基板の保管、運搬または搬送に基板収容ボックスを使用する処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般の半導体製造工場やＬＣＤ製造工場では、クリーンルーム内で作業員または搬送ロボットが被処理基板（半導体ウエハ，ＬＣＤ基板）を複数枚たとえば２５枚単位でキャリアまたはカセットに装填した状態でプロセス装置間を運搬または搬送するようになっているが、作業員またはロボットの移動の際に発生する粒子が被処理基板の汚染源となるおそれがある。
【０００３】
従来より、そのような粒子による汚染から被処理基板を保護するための標準化された機械的インタフェース（ＳＭＩＦ）が知られている。ＳＭＩＦシステムでは、カセットを防塵ボックスに収容して保管・移送する。防塵ボックスの底にはドアが着脱可能かつ気密に取付され、防塵ボックスが装置の天蓋上部のインタフェース・ポートに載置されると、天蓋で覆われた空間内でインタフェース・ポート側のドアがボックスのドアに嵌合してラッチ機構により両ドアが同時に開けられ、カセットはドアに載せられたまま機械式のエレベータ機構により下降し、マニュピレータにより装置のカセットステーションにセットされるようになっている。
【０００４】
上記のようなＳＭＩＦシステムによれば、クリーンルーム内のクリーン度が十分に高くなくても被処理基板の保管・移送中に被処理基板を取り巻く気体を清浄かつ静止状態に維持し、汚染粒子の付着を機械的に防止することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来のＳＭＩＦシステムは、被処理基板を複数枚単位で、しかもカセットに装填した状態で保管・移送するものである。このため、クリーン環境の異なる複数の枚葉式処理装置の間で被処理基板を搬送する場合、前工程の枚葉式処理装置では処理の済んだ被処理基板を１枚ずつカセットに装填してから該カセットをＳＭＩＦボックスに入れる一方で、後工程の枚葉式処理装置では上記のようにＳＭＩＦボックスからカセットを取り出し、次いでカセットから後工程の処理を施すべき被処理基板を１枚ずつ取り出すことになる。
【０００６】
このように被処理基板をカセットに装填した状態で保管・移送する従来のＳＭＩＦシステムでは、各処理装置間における被処理基板の搬入・搬出がカセットおよびＳＭＩＦボックスの２段階で行われるため、スループットの低下を来すとともに、搬入・搬出部の機構が大型化、煩雑化および多重化する。また、ＳＭＩＦボックスにしても、多数枚の被処理基板が装填されたカセットを収容するため、かなり大きなサイズと物理的強度を必要とし、特にボックスドアやドア開閉部の構造が複雑なものとなる。被処理基板のサイズが大型化するにつれて、これらの問題は益々深刻化する。
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、被処理基板を必要最小限のクリーン環境下で各処理装置に搬送し、効率的な生産ラインを実現する処理システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の処理システムは、１枚の被処理基板を気密に収容可能な内部空間を有し、前記内部空間の上面、側面または底面のいずれかが開閉可能に構成された筐体と、前記被処理基板を垂直または斜めに立てた状態で支持するための前記筐体内に設けられた支持部材とを具備する基板収容ボックスを有し、第１の領域と第２の領域とを板壁を介して分離し、前記第２の領域に前記第１の領域から独立した圧力または雰囲気の空間を有する１つまたは複数の処理部を設け、前記第１の領域に前記基板収容ボックスを移送するボックス移送手段を設け、前記板壁に被処理基板を１枚単位で通すための開閉可能な開口を設け、前記第２の領域に、前記板壁の開口と前記基板収容ボックスの開口とを通して前記被処理基板を各々の前記処理部と前記基板収容ボックスとの間で移送する基板移送手段を設け、前記ボックス移送手段が、一方の前記基板収容ボックスに前記被処理基板を収容し、他方の前記基板収容ボックスには前記被処理基板を収容しないで、それら一対の前記基板収容ボックスを同時に移送する。
【００１２】
また、本発明の第２の処理システムは、１枚の被処理基板を収容可能な内部空間を有し、前記内部空間の上面および側面が壁で遮蔽され、底面が開口しているボックス本体と、前記ボックス本体の開口に着脱可能かつ気密に装着される蓋体と、前記被処理基板を垂直または斜めに立てた状態で支持するための前記ボックス本体および／または蓋体に設けられた支持部材とを具備する基板収容ボックスを有し、第１の領域と第２の領域とを板壁を介して分離し、前記第２の領域に前記第１の領域から独立した圧力または雰囲気の空間を有する１つまたは複数の処理部を設け、前記第１の領域に前記基板収容ボックスを移送するボックス移送手段を設け、前記板壁に被処理基板を１枚単位で通すための開閉可能な開口を設け、前記第２の領域に、前記板壁の開口と前記基板収容ボックスの開口とを通して前記被処理基板を各々の前記処理部と前記基板収容ボックスとの間で移送する基板移送手段を設け、前記ボックス移送手段が、一方の前記基板収容ボックスに前記被処理基板を収容し、他方の前記基板収容ボックスには前記被処理基板を収容しないで、それら一対の前記基板収容ボックスを同時に移送する。
【００１３】
本発明の処理システムにおいては、被処理基板を枚葉式かつ立て置き式の基板収容ボックスに密閉状態で収容し、処理部側の第２の領域から独立した第１の領域を通って各処理部に被処理基板を必要最小限（ボックス内部空間）のクリーン環境下で搬送することができる。そして、ボックス移送手段が、一方の基板収容ボックスに被処理基板を収容し、他方の基板収容ボックスには被処理基板を収容しないで、それら一対の基板収容ボックスを同時に移送することにより、ボックス搬送手段と各処理部との間で、いずれか一方のボックスが当該処理部に処理前の被処理基板を渡すと同時に、当該処理部から処理済みの被処理基板を他方のボックスが受け取ることが可能であり、効率的な基板搬送を行うことができる。
【００１４】
本発明の処理システムで用いる基板収容ボックスは、被処理基板を１枚単位で収容する枚葉式のボックスであるため、小型、軽量かつ簡易であり、取り扱いも容易である。また、基板を垂直または斜めに立て置き方式であるため、ボックススペース（平面面積）が小さく、しかも基板の重力による撓みも小さい。さらに、第２の処理システムで用いる基板収容ボックスは、被処理基板を垂直または斜めに立てた状態で基板収容ボックスに底から出し入れし、ボックス底の開口を必要最小限のサイズで形成できるようにしている。この場合、ボックス底の開口に着脱可能に装着される蓋体は、ボックス内収容時あるいは出し入れ時に基板を下から担持または支持することができる。本発明の処理システムにおいて、被処理基板は、基板収容ボックス内部の密閉空間に収容され、基板収容ボックス外部のクリーン環境の影響を受けずに、ボックス内部の所望の圧力または雰囲気の下で保管または移送される。本発明の好適な一態様によれば、基板収容ボックスの内部を所望の圧力または雰囲気に調節するために、ボックス内に所望のガスを導入するためのガス導入口あるいはボックス内を排気するための排気口が設けられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の一実施形態における処理システムで用いる基板収容ボックスの基本構造を示す。この基板収容ボックス１０の特徴の一つは、被処理基板たとえばＬＣＤ基板１２を１枚単位で直方体型筐体１３の気密な内部空間１６に収容する点である。このような枚葉式の基板収容ボックス１０は、基板１２を１枚収容できる容積またはサイズと物理的強度があればよく、従来のカセット収容方式によるＳＭＩＦボックスと較べて格段に小型、軽量かつ簡易なボックス構造として製作でき、取り扱い、特に搬送上の取り扱いが非常に便利である。
【００１８】
この基板収容ボックス１０の別の特徴は、基板１２を垂直または斜めに立てた状態または姿勢で直方体型筐体１３の気密な内部空間１６に収容する点である。このような立て置き型の基板収容ボックスによれば、筐体１３のスペース（平面面積）を最小限度まで狭くできるとともに、筐体１３内における基板１０の重力による撓みを可及的に小さくできる。
【００１９】
この基板収容ボックス１０は、その上面、側面または底面のいずれか（少なくとも１つ）が開閉可能に構成され、その開閉可能な面の開口を通して基板１０を筐体１３に出し入れするようになっている。筐体１３の材質は、気密性と所要の剛性が得られるものであれば、任意の材質たとえば金属や樹脂等を使用できる。
【００２０】
図２〜図４に、この基板収容ボックス１０の具体的かつ好適な構成例を示す。この基板収容ボックス１０の筐体１３は、内部空間１６の上面および側面が壁で遮蔽され、底面が開口している直方体形状のボックス本体１４と、このボックス本体１４の底面開口１４ａに着脱可能かつ気密に装着される蓋体１８とで構成される。蓋体１８の内側面または上面１８ａには、基板１２を斜めに立てた状態で支持するための基板支持部材２０が取付されている。
【００２１】
基板支持部材２０は、基板１２を斜め仰向け姿勢に傾けて基板裏面を背後から弾性的に支持する１個または複数個の基板背面支持部材２２と、基板１２の表面下端部に当接し、基板１２の横方向のスライド移動を可能にしつつ回転方向または前後方向の移動または位置ずれを規制するストッパ部材２４とで構成されている。基板背面支持部材２２は、弾性変形可能な部材たとえばバネ部材で構成されるのが好ましく、その中間部には、基板搬送アーム４０（図４）を水平方向に通すためのコ字状の屈曲部２２ａが形成されている。ストッパ部材２４は、剛性または弾性の任意の材質で構成されてよい。
【００２２】
図３の（Ａ）に示すように、蓋体１８の外側面（下面）中心部に円筒状のノブ２６が取付されており、このノブ２６の両側面に一対の押しボタン２６ａが設けられている。これらのボタン２６ａは蓋体１８の両側面に出没可能に設けられている一対の係合ピン２８と蓋体内部の伝達機構（図示せず）を介して連結されており、ボタン２６ａを押し込むと係合ピン２８が中に後退し、ボタン２６ａを離すと（押し込みを解除すると）ボタン２６ａが原位置に復動するとともに係合ピン２８が外へ突出するように構成されている。蓋体１８の両側面と対応するボックス本体１４の下端部内璧には、各係合ピン２８を受け入れるためのピン穴３０が形成されている。
【００２３】
この実施形態における蓋体開閉機構３２は、操作桿３４とこの操作桿３４の先端に固定された蓋体操作板３６とを有する。図３の（Ａ）に示すように、蓋体操作板３６は、蓋体１８のノブ２６に外嵌可能な円形凹所３６ａを有し、この円形凹所３６ａの内周面にノブ２６の押しボタン２６ａに対応する一対の押圧ピン３７を出没可能に設けている。これらの押圧ピン３７は、蓋体操作板３６および操作桿３４内部の伝達機構（図示せず）を介して操作桿３４の基端部側の開閉駆動部（図示せず）に作動結合されている。
【００２４】
該開閉駆動部が押圧ピン３７を円形凹所３６ａの内周面の中に後退させると、蓋体１８のノブ２６に蓋体操作板３６の円形凹所３６ａが外嵌可能となり、図３の（Ｂ）に示すように蓋体操作板３６を蓋体１８に嵌合接触させることができる。蓋体操作板３６を蓋体１８に嵌合接触させた状態で該開閉駆動部が押圧ピン３７を突出させると、押圧ピン３７がノブ２６の押しボタン２６ａを押し込み、それによって蓋体１８の係合ピン２８が中に後退する。これにより、蓋体操作板３６と蓋体１８とが結合されるとともに、蓋体１８の係合ピン２８がボックス本体１４のピン穴３０から抜け、図３の（Ｃ）に示すように蓋体１８をボックス本体１４から分離することができる。蓋体１８をボックス本体１４に装着するときは、上記と逆の手順で逆の動作が行われる。
【００２５】
なお、蓋体１８とボックス本体１４との間で気密性が得られるように、両者間の接触面に適当なシール部材（図示せず）が設けられてよい。
【００２６】
図４に、蓋体１８上に基板１２をロードまたはアンロードするための基板搬送装置の一例を示す。この基板搬送装置３８において、板状の基板搬送アーム４０は、基板背面支持部材２２のコ字状屈曲部２２ａの内側を水平に通るようにして蓋体１８上に進入し、または蓋体１８上から退避できるように構成され、真空吸着力により基板１２を任意の姿勢で（特に垂直ないし斜め姿勢でも）裏側からしっかり保持できるようになっている。装置本体４２は、蓋体開閉機構３２の移動範囲と関連して所定の方向（水平、垂直および／または回転方向）に移動可能であり、基板搬送アーム４０に真空吸着力を与えるための負圧機構（図示せず）も備えている。図示の例では、装置本体４２の案内溝４３に沿って水平方向に移動可能な垂直支持アーム４４が設けられるとともに、この垂直支持アーム４４の先端に固着された水平支持軸４６の回りに基板搬送アーム４０が回転可能となっている。
【００２７】
次に、上記のような基板収容ボックス１０を利用する本発明の一実施形態によるＬＣＤ製造用の処理システムを説明する。
【００２８】
図５に模式的に示すように、この処理システムでは、水平方向に延在する板壁５０により工場内の空間を上下２つの領域に分割し、板壁５０の上を基板搬送領域５１とし、板壁５０の下に各種の枚葉式処理部５２(1)，５２(2)，‥５２(n)とカセットステーション５４とを水平方向に任意のレイアウトで配置している。
【００２９】
各処理部５２(i)は、任意のクリーン環境や圧力条件の下で構成されてよく、１個または複数の処理室またはチャンバを含んでもよい。カセットステーション５４では、本処理システムへのカセットによる基板の搬入または搬出が一括して行われる。後述するように、システム内では基板収容ボックス１０を用いて基板１２を搬送するので、カセットはカセットステーション５４に留まってよい。
【００３０】
処理部５２(1)，５２(2)，‥５２(n)同士の間およびそれらとカセットステーション５４との間の空間は、それぞれのクリーン環境や圧力条件等に応じて適宜分離または連続していてよい。板壁５０は必ずしも１枚の連続した隔壁板である必要はなく、たとえば個々の処理部５２またはカセットステーション５４の天井パネルであってもよい。
【００３１】
基板搬送領域５１においては、所定数たとえば一対の基板収容ボックス１０（１０Ｌ，１０Ｒ）を搭載したボックス搬送体５６が、板壁５０上で移動して、各処理部５２(i)またはカセットステーション５４に上方からアクセスできるようになっている。
【００３２】
図６に示すように、各処理部５２(i)（およびカセットステーション５４）の天井パネルまたは板壁５０には、基板１２を１枚単位で出し入れするための開閉可能な開口５８が設けられており、この実施形態では上記したような蓋体開閉機構３２の蓋体操作板３６が開口５８の開閉蓋を兼ねて処理部５２(i)側から基板搬送領域５１側に露出している。後述するように、気密な状態でこの開閉蓋つまり蓋体操作板３６を開けて、ボックス搬送体５６側の基板収容ボックス１０と各処理部５２(i)（またはカセットステーション５４）側の基板搬送装置３８との間で基板１２の受け渡しを行うようになっている。なお、図６の基板搬送装置３８は、図解の便宜上、搬送アーム４０の部分だけが図示されている。
【００３３】
図７に示すように、この処理システムでは、ボックス搬送体５６に搭載される基板収容ボックス１０の一面たとえば上面に２つのガス用ポート６０，６２を設けている。一方のポート６０は基板収容ボックス１０内に不活性ガスたとえばＮ2ガスを導入するためのガス導入口であり、他方のポート６２は基板収容ボックス１０内のガスを排出するためのガス排出口である。また、ボックス搬送体５６が基板収容ボックス１０を把持できるように、たとえばボックス本体１４の上部にフランジ部６４を設けている。
【００３４】
図８に示すように、ボックス搬送体５６には、各基板収容ボックス１０を把持アーム６６を介して支持し、かつ昇降移動させるボックス昇降部６８と、各ボックス１０の上記ガス導入口６０に気密に装着された伸縮自在な配管７０を介してボックス１０内に不活性ガスを供給するための不活性ガス供給部７２と、各ボックス１０の上記ガス排出口６２に気密に装着された伸縮自在な配管７４を介してボックス１０内を真空排気するための真空排気部７６と、板壁５０上に敷設されたレール５９に沿って走行する走行部７８と、各部６８，７２，７６，７８を制御するための制御部８０とが設けられている。なお、走行部７８を走行駆動する駆動部をボックス搬送体５６の外部に設置してもよい。
【００３５】
ボックス搬送体５６がアクセス先の処理部５２(i)に向う間、各基板収容ボックス１０の内部空間１６は気密に保たれるとともに、該アクセス先の処理部５２(i)における基板搬入／搬出部の圧力または雰囲気と同程度の圧力または雰囲気に調節される。たとえば、該アクセス先の処理部５２(i)における基板搬入／搬出部が減圧空間のロードロック室であれば、そのロードロック室とほぼ同じ真空度にボックス搬送体５６側で真空排気部７６により各基板収容ボックス１０の内部空間１６を減圧しておく。
【００３６】
図９に示すように、ボックス搬送体５６は、アクセス先の処理部５２(i)上方の所定位置にて停止する。この停止位置で、ボックス昇降部６８が基板収容ボックス１０を降ろし、その底面の蓋体１８のノブ２６を蓋体操作板３６の凹所３６ａに嵌入せしめるようにして、ボックス１０を板璧５０の開口５８の上に載置する。この際、基板搬送領域５１に対してボックス１０の下面が密閉されるように、たとえば開口５８の周囲に適当なシール部材８２が設けられてよい。
【００３７】
処理部５２(i)側において、開口５８の真下には基板搬入／搬出室８４が設けられている。この基板搬入／搬出室８４は、処理部５２(i)内の基板搬送装置３８が位置または移動する室または空間と連続していてもよく、あるいは扉（図示せず）を介して密閉可能な室であってもよい。後者（密閉可能な室）の場合は、たとえば排気口８６を介して真空排気機構（図示せず）により室内を所望の真空度に減圧するようにしてよい。
【００３８】
基板搬入／搬出室８４内で、基板搬送機構３２の蓋体操作板３６は、天井パネルまたは板璧５０にシール部材８８を介して気密に接触した状態で、上記のようにボックス搬送体５６より降下された基板収容ボックス１０の蓋体１８を受け止めるようにしてそれと嵌合接触することができる。蓋体１８が蓋体操作板３６に嵌合接触すると、基板搬送機構３２の駆動部９０内に設けられている開閉駆動部が蓋体操作板３６の押圧ピン３７（図３）を突出させることにより、上記したように押圧ピン３７が蓋体１８側のノブ２６の押しボタン２６ａ（図３）を押し込み、それによって蓋体操作板３６と蓋体１８とが結合されるとともに、蓋体１８の係合ピン２８がボックス本体１４のピン穴３０から抜け、蓋体１８とボックス本体１４との分離が可能となる。
【００３９】
ここで、基板収容ボックス１０の内部空間１６と基板搬入／搬出室８４の内部空間とはほぼ等しい真空度にそれぞれ減圧されているので、ボックス本体１４から蓋体１８を容易に分離できる。もっとも、蓋体１８にノブ２６の押しボタン２６ａの往復動と連動して開閉する圧力調整用の貫通孔１８ｂを設けるとともに、それと対応する蓋体操作板３６の部位にも押圧ピン３８の往復動と連動して開閉する圧力調整用の貫通孔３６ｂを設け、開閉駆動部が押圧ピン３８を突出（往動）させるときに両貫通孔１８ｂ，３６ｂが開いて基板収容ボックス１０の内部空間１６と基板搬入／搬出室８４の内部空間との間で圧力差を調整（キャンセル）することも可能である。
【００４０】
基板搬送機構３２の駆動部９０内には、操作棹３４を介して蓋体操作板３６を昇降移動させる昇降駆動部も設けられている。この昇降駆動部が蓋体操作板３６を降ろすことで、図１０に示すように、蓋体操作板３６と一体に、蓋体１８と、この蓋体１８上に基板支持部材２０により斜めに立てられた姿勢で支持されている基板１２とが降ろされる。こうして、基板１２が基板収容ボックス１０から取り出され、処理部５２(i)側の基板搬入／搬出室８４に搬入される。そして、基板搬送機構３２の昇降駆動部が蓋体操作板３６の下降を止めた後、処理部５２(i)側の基板搬送装置３８（図６）が基板搬入／搬出室８４にアクセスし、図４と同様の仕方で基板搬送アーム４０が蓋体１８上に進入し、基板支持部材２０より基板１２を受け取る。この後、基板１２は基板搬送装置３８によって当該処理部５２(i)内の処理室に搬送され、そこで所定の処理を受ける。
【００４１】
図６において、この処理システムでは、ボックス搬送体５６に搭載されている２つの基板収容ボックス１０Ｌ，１０Ｒのいずれか一方で１枚の基板１２を選択的に出し入れするようになっている。
【００４２】
たとえば、右側のボックス１０Ｒから上記のようにして基板１２が処理部５２(i)の右側の基板搬入／搬出室８４に搬入されるとき、左側のボックス１０Ｌは空になっている。この場合、左側ボックス１０Ｌと処理部５２(i)の左側基板搬入／搬出室８４とが予めほぼ等しい真空度に減圧されたうえで、上記と同様にして左側基板搬入／搬出室８４に設けられている基板搬送機構３２が開閉操作板３６を左側ボックス１０Ｌの蓋体１８に嵌合接触させて蓋体１８を開け、かつ所定位置まで降ろす。この蓋体１８の上面に取付されている基板支持部材２０は無負荷（基板１２が無い）状態にある。
【００４３】
上記のようにして基板搬送装置３８が右側の基板搬入／搬出室８４Ｒより処理前の基板１２を取り出すと、その直後に別の（同一でも可能）基板搬送装置３８が処理済みの別の基板１２を左側基板搬入／搬出室８４Ｌまで搬送してきて、その室８４Ｌ内で待機している蓋体１８上の基板支持部材２０に該処理済みの基板１２を渡す。次いで、左側基板搬入／搬出室８４Ｌの基板搬送機構３２において、蓋体操作板３６が該処理済みの基板１２と蓋体１８とを載せたまま上昇し、基板１２を左側ボックス１０Ｌ内に下（底）から入れる。蓋体操作板３６がシール部材８８を介して板壁５０に当接する位置まで上昇すると、蓋体１８が左側ボックス１０Ｌの底面開口１４ａに嵌まる。ここで、蓋体操作板３６の押圧ピン３７を引っ込めると、蓋体１８の係合ピン２８が突出してボックス本体１４側のピン孔３０に嵌合し、左側ボックス１０Ｌが処理済みの基板１２を収容した状態で密閉されるとともに、蓋体操作板３６が蓋体１８から分離可能となる。
【００４４】
一方、右側の基板搬入／搬出室８４Ｒにおいては、処理前の基板１２を基板搬送装置３８に渡して無負荷（基板無し）状態になった蓋体１８を基板搬送機構３２の蓋体操作板３６が下から垂直上方に持ち上げて、上記と同様にして右側ボックス１０Ｒに取り付ける。
【００４５】
このように、ボックス搬送体５６と各処理部５２(i)との間で、いずれか一方のボックス１０Ｒ（１０Ｌ）が当該処理部に処理前の基板１２を渡し、代わりに当該処理部から処理済みの基板１２を他方のボックス１０Ｌ（１０Ｒ）が受け取るようになっている。
【００４６】
ボックス搬送体５６は、処理部５２(i)と上記のような基板１２のやりとりを終えた後、他の処理部５２(j)へ移動し、そこで左側ボックス１０Ｌから当該処理部５２(j)で処理を受けるべき基板１２を当該処理部５２(j)の左側基板搬入／搬出室８４Ｌに搬入し、代わりに当該処理部５２(j)で処理を施された基板１２を当該処理部５２(j)の右側搬入／搬出室８４Ｒより右側ボックス１０Ｒに搬出または回収することができる。
【００４７】
その際、ボックス搬送体５６上で不活性ガス供給部７２または真空排気部７６により両ボックス１０Ｌ，１０Ｒ内の圧力または雰囲気を当該処理部５２(j)の基板搬入／搬出室８４Ｌ，８４Ｒの圧力または雰囲気に合わせることができる。たとえば、当該処理部５２(j)の基板搬入／搬出室８４Ｌ，８４Ｒが常圧空間であれば、ボックス搬送体５６上で不活性ガス供給部７２により両ボックス１０Ｌ，１０Ｒ内に不活性ガスを供給して両ボックス１０Ｌ，１０Ｒ内を常圧にしたうえで、基板１２のやりとりを行えばよい。
【００４８】
上記したように、この処理システムにおいては、クリーン環境の独立した各処理部５２(1)〜５２(n)およびカセットステーション５４に対して、基板１２を枚葉式かつ立て置き式の基板収容ボックス１０に密閉状態で収容し、特別なクリーン環境を要しない基板搬送領域５１を通って搬送するようにしたので、基板１２を必要最小限（ボックス内部空間１６）のクリーン環境下で各部に搬送し、低コストかつ効率的な生産ラインを構築することができる。
【００４９】
図１１に、別の実施形態におけるボックス搬送装置の構成を示す。このボックス搬送装置は、処理システム内の各処理部またはカセットステーションにアクセスするためにクリーンルーム内の床面または搬送路９２上を自走する自走部９４と、この自走部９４上で上下方向に昇降移動可能に構成された昇降部９６と、この昇降部９６の上面に取付された水平支持板９８上で所定方向に進退可能に構成された１つまたは複数のボックス搬送ハンド１００とを有している。図示の例のボックス搬送ハンド１００は基板収容ボックス１０を垂直に立てた状態で担持する構成になっているが、上記実施形態のようにボックス１０にフランジ部６４等を形成して懸垂式でボックス１０を支持する構成も可能である。また、走行部９４、昇降部９６または水平支持板９８を垂直軸の回りに回転可能に構成することも可能である。
【００５０】
上記した実施形態の処理システムでは、基板収容ボックス１０の底面に開口１４ａおよび蓋体１８を設けることと関連して、搬送領域５１を処理領域５２から分離するための板壁５０を水平方向に設けた。しかし、たとえば基板収容ボックスの側面に開口および蓋体を設ける場合は、搬送領域と処理領域とを平面的に分割する構成となり、領域分割用の板壁は垂直方向に延在するものとなる。
【００５１】
本発明における被処理基板はＬＣＤ基板に限らず、半導体ウエハ、ＣＤ基板、ガラス基板、フォトマスク、プリント基板等も可能である。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の処理システムによれば、被処理基板を必要最小限のクリーン環境下で各処理装置に搬送し、効率的な生産ラインを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態における処理システムで用いる基板収容ボックスの基本構造を模式的に示す斜視図である。
【図２】 上記基板収容ボックスにおいて筐体の底面から基板を出し入れする方式を示す斜視図である。
【図３】 上記基板収容ボックスにおいて筐体の底面開口に蓋体を着脱可能に取付するための機構を示す斜視図である。
【図４】 上記基板収容ボックスにおいて蓋体上に基板を支持する部材と基板をロード／アンロードする搬送手段とを示す斜視図である。
【図５】 本発明の一実施形態によるＬＣＤ製造用の処理システムを模式的に示す側面図である。
【図６】 実施形態の処理システムにおいて各処理部とボックス搬送体との間で基板のやりとりを行うための機構を示す斜視図である。
【図７】 実施形態の処理システムでボックス搬送体に搭載される基板収容ボックスの外観構成を示す斜視図である。
【図８】 実施形態の処理システムにおけるボックス搬送体内の機能的構成を模式的に示す図である。
【図９】 実施形態の処理システムにおいてボックス搬送体側の基板収容ボックスと各処理部との間で基板のやりとりを行うための機構を示す断面図である。
【図１０】 実施形態の処理システムにおいてボックス搬送体側の基板収容ボックスと各処理部との間で基板のやりとりを行うための機構を示す断面図である。
【図１１】 別の実施形態によるボックス搬送装置の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ 基板収容ボックス
１２ ＬＣＤ基板
１３ ボックス
１４ ボックス本体
１６ ボックス内部空間
１８ 蓋体
２０ 基板支持部材
２６ ノブ
３２ 蓋体開閉機構
３６ 蓋体操作板
３８ 基板搬送装置
４０ 基板搬送アーム
５０ 板壁
５６ ボックス搬送体
５２(1)〜５２(n) 処理部
５４ カセットステーション
５８ 開口
６０ ガス導入口
６２ ガス排出口
６４ フランジ部
６８ ボックス昇降部
７２ 不活性ガス供給部
７４ 真空排気部
８２ シール部材
８４ 基板搬入／搬出室
８８ シール部材
Claims (4)
- １枚の被処理基板を気密に収容可能な内部空間を有し、前記内部空間の上面、側面または底面のいずれかが開閉可能に構成された筐体と、前記被処理基板を垂直または斜めに立てた状態で支持するための前記筐体内に設けられた支持部材とを具備する基板収容ボックスを有し、
第１の領域と第２の領域とを板壁を介して分離し、
前記第２の領域に前記第１の領域から独立した圧力または雰囲気の空間を有する１つまたは複数の処理部を設け、
前記第１の領域に前記基板収容ボックスを移送するボックス移送手段を設け、
前記板壁に被処理基板を１枚単位で通すための開閉可能な開口を設け、
前記第２の領域に、前記板壁の開口と前記基板収容ボックスの開口とを通して前記被処理基板を各々の前記処理部と前記基板収容ボックスとの間で移送する基板移送手段を設け、
前記ボックス移送手段が、一方の前記基板収容ボックスに前記被処理基板を収容し、他方の前記基板収容ボックスには前記被処理基板を収容しないで、それら一対の前記基板収容ボックスを同時に移送する処理システム。 - １枚の被処理基板を収容可能な内部空間を有し、前記内部空間の上面および側面が壁で遮蔽され、底面が開口しているボックス本体と、前記ボックス本体の開口に着脱可能かつ気密に装着される蓋体と、前記被処理基板を垂直または斜めに立てた状態で支持するための前記ボックス本体および／または蓋体に設けられた支持部材とを具備する基板収容ボックスを有し、
第１の領域と第２の領域とを板壁を介して分離し、
前記第２の領域に前記第１の領域から独立した圧力または雰囲気の空間を有する１つまたは複数の処理部を設け、
前記第１の領域に前記基板収容ボックスを移送するボックス移送手段を設け、
前記板壁に被処理基板を１枚単位で通すための開閉可能な開口を設け、
前記第２の領域に、前記板壁の開口と前記基板収容ボックスの開口とを通して前記被処理基板を各々の前記処理部と前記基板収容ボックスとの間で移送する基板移送手段を設け、
前記ボックス移送手段が、一方の前記基板収容ボックスに前記被処理基板を収容し、他方の前記基板収容ボックスには前記被処理基板を収容しないで、それら一対の前記基板収容ボックスを同時に移送する処理システム。 - 前記内部空間に所望のガスを導入するためのガス導入口を前記基板収容ボックスに設けた請求項１または２に記載の処理システム。
- 前記内部空間を排気するための排気口を前記基板収容ボックスに設けた請求項１または２に記載の処理システム。
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