KR100785871B1 - 기판 이송 장치 및 기판 이송 방법 - Google Patents

기판 이송 장치 및 기판 이송 방법 Download PDF

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Abstract

기판 이송 유닛이 내장되어 있지 않은 통상의 기판 처리 장치와 기판 반송 컨테이너 사이에서 일체화된 밀폐 공간을 형성하는 것이 가능한 기판 이송 장치를 제공한다.
기판(W)이 수납되는 장치의 본체(11)와, 본체(11)에 형성되어 외부와의 기밀(氣密) 상태를 유지하며 컨테이너(3)의 바닥부 개구(기판 반송구)(32)와 연결되는 상부 개구(제1 개구)(12), 본체(11)에 형성되어 외부와의 기밀 상태를 유지하며 기판 처리 장치(5)의 기판 반송구(52)와 연결되는 측벽 개구(제2 개구)(13), 본체(11)에 접속된 배기관(15), 및 상부 개구(12)와 컨테이너(3)의 바닥부 개구(32)가 연결된 상태에서 바닥부 개구(32)에 대하여 바닥 덮개(33)의 개폐를 행하는 개폐 기구(16), 본체(11) 내에 설치된 기판(W) 이송용의 이송 기구(17, 18)를 구비하고 있다.
본체, 컨테이너, 상부 개구, 기판 처리 장치, 기판.

Description

기판 이송 장치 및 기판 이송 방법 {SUBSTRATE TRANSFER DEVICE AND METHOD FOR SUBSTRATE TRANSFER}
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태를 설명하기 위한 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 기판 이송 장치에서의 연결부의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 기판 이송 장치에서의 연결부의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 기판 이송 장치에서의 순환 경로의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태를 설명하기 위한 개략 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 형태를 설명하기 위한 개략 구성도이다.
[부호의 설명]
1: 이송 장치(기판 이송 장치), 3: 컨테이너(기판 반송 컨테이너), 5, 5', 5": 처리 장치(기판 처리 장치), 11: 본체, 12: 상부 개구(제1 개구), 13: 측벽 개구(제2 개구), 14: 가스 공급관, 15: 배기관, 16: 개폐 기구, 17: 카세트 승강기(이송 기구), 18: 이송 암(이송 기구), 32: 바닥부 개구(기판 반송구), 33: 바닥 덮개, 52, 62: 기판 반송구, 300: 순환 경로, 304: 흡착실, 201a: 홈, 201b: 밀봉체, W: 기판.
본 발명은 기판 이송 장치 및 기판 이송 방법에 관한 것이며, 특히, 반도체 웨이퍼나 액정 기판 등의 고청정도(高淸淨度)가 요구되는 전자 기판을 기판 반송 컨테이너와 기판 처리 장치 사이에서 이송하기 위해 사용되는 기판 이송 장치 및 기판 이송 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용의 기판, 자기 디스크 등의 전자 기판(이하, 기판이라고 함)을 사용한 전자 기기의 제조는 발진(發塵)이 없는 클린 룸 내에서 행해지고 있다. 한편, 각 기판 처리 장치 사이에서 기판을 반송하는 경우에는, 가반식(可搬式)이며 밀폐 가능한 국소 청정화 컨테이너(즉, 기판 반송 컨테이너)에, 카세트에 지지된 기판을 수납한 상태에서 행한다. 이에 따라, 클린 룸의 내외에서, 기판을 대기 중의 먼지에 폭로시키지 않고 기판을 반송하는 것이 가능하게 된다. 이와 같은 기판 반송 컨테이너는 SMIF(Standard Mechanical Interface) 포드라고 하는 상품명(어시스트 테크놀로지사)으로 시판되고 있으며, 일본국 특공평 7(1995)-46694호나 일본국 특개평 8(1996)-46011호에 개시되어 있는 바와 같이, 각 기판 처리 장치에 대하여 기계적으로 연결되는 구성으로 되어 있다.
그런데, 최근의 고부가가치, 고집적화 디바이스의 제조에 있어서는, 기판 표면의 분자 흡착 오염이 디바이스 ·프로세스 특성에 악영향을 미친다. 이 때문에, 예를 들면 반도체 웨이퍼와 같이, 특히 높은 청정도가 요구되는 기판을 반송하는 경우에는, 기판이 수납된 기판 반송 컨테이너의 내부를 아르곤(Ar)이나 질소 가스(N2) 등의 불활성 가스(이하, 불활성 가스라고 함)로 치환(置換)하여, 기판에의 유기물, 붕소, 인 등의 분자 흡착 오염이나, 기판 표면에의 자연 산화막의 형성을 방지하고 있다.
또한, 기판 반송 컨테이너 내를 불활성 가스로 치환하는 것만으로는, 기판을 기판 처리 장치로부터 기판 반송 컨테이너 내로 이송하는 동안(또는, 그 반대)까지기판 표면이 클린 룸 내의 대기에 드러나게 되기 때문에, 기판 표면에서의 자연 산화막의 형성을 방지할 수는 없다. 이 때문에, 일본국 특개평 8(1996)-221319호나 일본국 특개평 9(1997)-139410호에 개시되어 있는 바와 같은 기계적 인터페이스 장치가 제안되었다. 이 기계적 인터페이스 장치는 컨테이너 개폐 유닛을 겸한 기판 이송 유닛(이하, 이송 유닛이라고 함)이 일체로 내장된 기판 처리 장치에 대하여, 이송 유닛의 내부와 기판 반송 컨테이너의 내부를 가스로 치환한 상태에서 이들을 연이어 통하게 하여 기판의 이송을 행하도록 구성되어 있다.
그런데, 이와 같은 기계적 인터페이스 장치는 미리 이송 유닛이 내장된 기판 처리 장치를 대상으로 한 것이다. 이 때문에, 통상의 이송 유닛이 내장되어 있지 않은 기판 처리 장치에 있어서, 기판 표면에서의 자연 산화막의 형성을 방지하면서, 기판 반송 컨테이너와의 사이에서 기판을 이송시킬 수는 없다. 이송 유닛이 내장되어 있지 않은 기판 처리 장치에 대하여, 이와 같은 기판을 이송하는 데는 기판 반송 컨테이너-기판 이송 장치 간, 및 기판 이송 장치-기판 처리 장치 간을 외부에 대하여 기밀(氣密) 상태를 유지하며 연결할 필요가 있다. 그러나, 종래의 기판 이송 장치는 이와 같은 연결을 상정한 구성이 아니기 때문에, 기판을 대기에 드러내지 않고 기판 반송 컨테이너로부터 기판 처리 장치로 이송할(또는 그 반대) 수 없었다.
그래서, 본 발명은 통상의 기판 처리 장치 및 기판 반송 컨테이너 사이에서 일체화된 밀폐 공간을 형성하는 것이 가능한 기판 이송 장치 및, 대기 중의 가스 분자의 흡착에 의해 기판을 오염시키지 않고 기판 반송 컨테이너와 기판 처리 장치 사이에서 기판을 이송 가능한 기판 이송 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기판 이송 장치는, 기판 반송 컨테이너와 기판 처리 장치 사이에서 기판을 이송하기 위해 사용되는 기판 이송 장치로서, 기판이 수납되는 장치의 본체, 본체에 형성되어 외부와의 기밀 상태를 유지하며 상기 기판 반송 컨테이너의 기판 반송구와 연결되는 제1 개구, 본체에 형성되어 외부와의 기밀 상태를 유지하며 기판 처리 장치의 기판 반송구와 연결되는 제2 개구, 본체에 접속된 배기관, 제1 개구와 기판 반송 컨테이너의 기판 반송구가 연결된 상태에서, 이 기판 반송구에 설치된 덮개를 개폐하는 개폐 기구, 및 본체 내에 설치된 기판 이송용의 이송 기구를 구비하는것을 특징으로 하고 있다.
이와 같은 기판 이송 장치에서는, 본체에 형성된 제2 개구와 기판 처리 장치의 기판 반송구를 연결함으로써, 이 본체와 기판 처리 장치가 연이어 통하게 되며, 기판 처리 장치에 대하여 기판 이송 장치가 나중에 장착되게 된다. 또, 본체에 형 성된 제1 개구와 제2 개구에 의해, 기판 반송 컨테이너 및 기판 처리 장치에 대하여 외부와의 기밀 상태를 유지하며 본체가 연이어 통하게 되기 때문에, 이 본체 내를 통해 기판 반송 컨테이너와 기판 처리 장치 사이에서, 외기에 드러내지 않고 기판의 이송이 행해진다. 나아가, 본체 내의 가스가 배기관으로부터 배기되기 때문에, 본체 내가 불활성의 분위기로 유지된다.
그리고, 본 발명의 기판 이송 방법은 기판 반송 컨테이너와 기판 처리 장치 사이에서 기판을 이송하는 기판 이송 방법으로서, 내부가 불활성의 분위기로 유지된 기판 반송 컨테이너와 기판 이송 장치를 외부에 대하여 기밀 상태를 유지하며 연이어 통하게 하고, 당해 기판 이송 장치 내에 설치된 기판 이송 기구에 의해 기판 반송 컨테이너와 당해 기판 이송 장치 사이에서 기판을 이송하는 공정과, 내부가 불활성의 분위기로 유지된 기판 이송 장치와 기판 처리 장치를 외부에 대하여 기밀 상태를 유지하며 연이어 통하게 하고, 기판 이송 기구에 의해 기판 이송 장치와 기판 처리 장치 사이에서 기판을 이송하는 공정을 행한다.
이와 같은 구성의 기판 이송 방법에서는, 기판 반송 컨테이너-기판 이송 장치 간, 및 기판 이송 장치-기판 처리 장치 간에 있어서, 기판을 불활성의 분위기 내로 유지하면서 이송할 수 있다.
이하, 본 발명의 기판 이송 장치 및 기판 이송 방법의 실시 형태를 도면에 따라 상세히 설명한다. 여기에서는, 기판 이송 장치(이하, 이송 장치라고 함)를 연결시키는 기판 처리 장치(이하, 처리 장치라고 함)의 구성마다 각 도면을 사용하여 실시 형태를 설명한다. 그리고, 처리 장치란 세정 장치, 성막 장치, 드라이 에칭 장치 또는 그래피 장치 등, 예를 들면 반도체 장치의 제조 공정에서 일반적으로 사용되는 처리 장치인 것으로 한다.
(제1 실시 형태)
도 1에 나타낸 바와 같이, 이송 장치(1)는 장치의 본체(11), 본체(11)에 형성된 상부 개구(제1 개구)(12) 및 측벽 개구(제2 개구)(13), 본체(11)에 접속된 가스 도입관(14) 및 배기관(15), 본체(11) 내에 설치된 개폐 기구(16), 카세트 승강기(17) 및 이송 암(18)을 구비하고 있다.
본체(11)는 기판(W)이 지지된 카세트(S)를 수납하는 크기를 가지고 있다. 이 본체(11)는 그 내벽이 금속으로 구성되는 동시에, 예를 들면 측벽 개구(13)와 동일 높이 위치의 벽면이 투명 재료로 구성되어 있는 것으로 한다. 여기에서, 투명 재료로서는, 예를 들면 유리 재료, 염화 비닐, 비정질 폴리올레핀 또는 폴리카보네이트 등 탈(脫)가스량이 작은, 바람직하게는 0.1ng/(㎠ ×h) 정도 이하로 탈가스량을 억제할 수 있는 재료를 사용하는 것으로 한다.
또, 상부 개구(12)는 외부에 대하여 기밀 상태를 유지하며, 기판 반송 컨테이너(이하, 컨테이너라고 함)(3)의 본체(31)에 형성된 바닥부 개구(기판 반송구)(32)와 연결되도록 구성되어 있다. 여기에서의 도시는 생략했지만, 이 상부 개구(12)는 컨테이너(3)의 바닥부 개구(32)의 개구 에지와 일치하는 주변 부분에 홈을 형성하여 이루어지는 플랜지 구조로 되어 있으며, 홈 내에 밀봉체가 끼워져 있다. 그리고, 이 상부 개구(12)의 주변 부분을 컨테이너(3)의 바닥부 개구(32)의 개구 에지에 대하여, 예를 들면 기계적으로 압착시킴으로써, 상부 개구(12)와 바닥부 개구(32)를 외부에 대하여 기밀 상태를 유지하며 연결시킨다.
그리고, 측벽 개구(13)는 외부에 대하여 기밀 상태를 유지하며, 처리 장치(5)의 로드 로크실(室)(51) 측벽에 형성된 기판 반송구(52)와 연결되도록 구성되어 있다. 여기에서, 이 연결 부분의 구성을 도 2 및 도 3을 사용하여 상세히 설명한다.
도 2에는 측벽 개구(13)와 기판 반송구(52)와의 연결 부분의 단면도를 나타내고, 도 3에는 측벽 개구(13)측으로부터 본체(11)측에 면하는 정면도를 나타냈다. 이들 도면에 나타낸 바와 같이, 본체(11)의 측벽 개구(13)는 개구단(開口端)의 전 주위에 걸쳐 형성된 홈(52a) 내에 밀봉체(52b)가 끼워진 기판 반송구(52)에 대하여 연결된다. 또, 측벽 개구(13)는 벽면으로부터 돌출시킨 플랜지 구조로 되어 있고, 그 선단에 닿는 개구단(즉, 기판 반송구(52)의 주위에 형성된 홈(52a)과 대향하는 위치)에 전 주위에 걸쳐 홈(13a)이 형성되고, 이 내부에 밀봉체(13b)가 끼워져 있다.
또, 이 측벽 개구(13)에는, 예를 들면 연결 수단(200)이 설치되어 있다. 이 연결 수단(200)은 측벽 개구(13)보다도 한층 큰 개구(201)를 구비하고 있으며, 측벽 개구(13) 및 홈(13a) 내의 밀봉체(13b)가 이 개구(201) 내에 배치되도록 설치되어 있다. 그리고, 연결 수단(200)의 본체(11)측으로 향하는 면 및 처리 장치(5)측으로 향하는 면에는, 개구(201)를 에워싸는 상태로 2중의 홈(201a)이 형성되고, 이들 홈(201a) 내에는 각각 밀봉체(201b)가 끼워져, 2중 패킹을 구성하고 있다. 또, 이들 2중의 홈(201a) 사이에는, 배기관(202)의 배기구(202a)가 형성되어 있다. 그리고, 배기관(202)은 여기에서는 도시를 생략한 배기 펌프를 구비한 것이며, 배기구(202a)로부터 연결 수단(200) 내를 통해 외부로 꺼내지고 있는 것으로 한다.
또한, 이 연결 수단(200)에는, 개구(201)를 막는 셔터(203)가 설치되어 있다. 이 셔터(203)는 연결 수단(200) 내에 설치된 두껍닫이(204) 내에 슬라이드 가능하게 수납되며, 개구(201)의 내벽으로부터 돌출 가능하게 설치되어 있다. 또, 두껍닫이(204)는 외부에 대하여 밀폐되어 있는 것으로 한다. 또한, 두껍닫이(204) 내에는 셔터(203)의 양면을 덮는 벨로즈(bellows)(205)를 설치해도 된다.
그리고, 연결 수단(200)을 구비한 측벽 개구(13)를 처리 장치(5)의 기판 반송구(52)에 대하여 대향시켜 배치한 상태에 있어서는, 연결 수단(200)인 밀봉체(201b)(2중 패킹)가 처리 장치(5)의 벽면에 맞닿게 되는 동시에, 기판 반송구(52)의 밀봉체(52b)와 측벽 개구(13)의 밀봉체(13b) 사이에 셔터(203)가 삽입되는 간극이 형성되는 것으로 한다.
이와 같이 구성된 연결 부분은 연결 수단(200)을 구비한 측벽 개구(13)를 처리 장치(5)의 기판 반송구(52)에 대하여 대향시켜 배치시킨 상태에 있어서, 2중 패킹 간의 배기구(202a)로부터 배기를 행함으로써, 처리 장치(5)의 측벽 및 본체(11)의 측벽에 연결수단(200)인 밀봉체(202b)가 진공 흡착된다. 따라서, 처리 장치(5)의 로드 로크실(51)과 기판 이송 장치(1)의 본체(11)가 연결 수단(200)을 통해 밀폐 상태에서 연결되게 된다. 또, 셔터(203)에 의해 측벽 개구(13)를 닫은 상태에서, 본체(11)에 대하여 로드 로크실(51) 내를 감압함으로써, 셔터(203)가 로드 로크실(51)의 기판 반송구(52)에 진공 흡착되고, 기판 반송구(51)에 설치된 밀봉체(52b)가 셔터(203)에 압착되고, 이에 따라 로드 로크실(51) 내가 밀폐된다. 한편, 셔터(203)를 닫은 상태에서, 로드 로크실(51)에 대하여 본체(11) 내를 감압함으로써, 셔터(203)가 본체(11)의 측벽 개구(13)에 진공 흡착되고, 측벽 개구(13)에 설치된 밀봉체(52b)가 셔터(203)에 압착되고, 이에 따라 본체(11) 내가 밀폐되는 것이다.
또, 도 1에 나타낸 가스 도입관(14)은 상부 개구(12)의 아주 가까운 위치에서 본체(11)에 접속되어, 아르곤 가스 등의 불활성 가스, 질소 가스, 또는 드라이 에어(바람직하게는 수분 농도 10ppm) 등의 불활성 가스(이하, 불활성 가스라고 함)를 본체(11) 내에 공급한다.
그리고, 배기관(15)은 본체(11)의 바닥부 부근에서 당해 본체(11)에 접속되는 동시에, 여기에서의 도시는 생략한 배기 밸브를 통해 배기 펌프에 접속되어, 본체(11) 내의 가스를 배기한다. 또, 본체(11)에는 본체(11)의 가스를 순환시키는 순환 경로를 형성해도 된다.
도 4에는, 이 순환 경로의 일례를 나타냈다. 순환 경로(300)는 가스 도입관(14)에 설치된 급기 밸브(14a)보다 본체측과, 배기관(15)에 설치된 배기 밸브(15a)보다 본체측에서, 가스 도입관(14)과 배기관(15)을 배관(301)으로 접속하고, 이 배관(301)에 순환 펌프(302)를 설치하여 이루어진다. 순환 펌프(302)는 배기관(15)측으로부터 가스 도입관(14)측으로 향해 가스를 흐르게 하도록 설치되어 있는 것으로 한다.
또한, 이 순환 경로(300)에는, 배기 밸브(15a)보다 본체측의 배기관(15) 부분에 접속시키고, 배기 가스 중의 산소 농도 및 수분 농도를 측정하기 위한 측정 유닛(303)이 설치되어 있다. 또, 배관(301)에는, 산소를 흡착 제거하기 위한 필터 및 수분을 흡착 제거하기 위한 필터가 설치된 흡착실(304)이 설치되어 있으며, 배관(301) 내를 흐르는 가스가 이 흡착실(304) 내의 각 필터를 통과하도록 구성되어 있다. 여기에서, 필터제로서는, 예를 들면 산소를 흡착 제거하는 구리 촉매 및 수분을 흡착하는 분자(分子)체(molecular sieve)를 사용하는 것으로 한다. 이와 같은 필터제를 구비한 촉매 흡착 유닛으로서는, 예를 들면 달톤사(社)의 이너트 가스(inert gas) 클리닝 장치 GR60-A형, GR60/2-A형, MBRAUN사의 불활성 가스 정제 장치 MB-20-G-T-W, MB150B-G, Labmaster 130, Labmaster 50 등을 사용할 수 있다. 그리고, 흡착실(304)은 흡착 제거하는 목적 분자마다 개별로 설치해도 된다.
또, 도 1에 나타낸 개폐 기구(16)는 컨테이너(3)의 바닥부 개구(32)를 막은 상태의 바닥 덮개(33)가 얹혀지고, 또한 얹혀진 바닥 덮개(33)를 컨테이너(3)의 본체(31)로부터 분리하도록 구성되어 있다.
카세트 승강기(17)는 개폐 기구(16)의 바닥부에 세워 설치된 축상체(軸狀體)로 이루어지고, 컨테이너(3)의 바닥부로부터 측벽 개구(13)의 하부까지의 범위에서 개폐 기구(16)를 마음대로 승강시킨다.
그리고, 이송 암(18)은 카세트 승강기(17)의 승강에 의해 측벽 개구(13)의 하부에까지 개폐 기구(16)를 강하시킨 상태에서, 이 개폐 기구(16) 상의 바닥 덮개(33)에 얹혀 있는 카세트(S)를 바닥 덮개(33) 상으로부터 처리 장치(5)의 로드 로크실(51) 내로 이송하고, 나아가서는 이 반대의 이송을 행한다.
이상, 도 1 내지 도 4를 사용하여 설명한 이송 장치(1)에서는, 본체(11)에 형성된 측벽 개구(13)와 처리 장치(5)에 형성된 기판 반송구(52)를 연결 수단(200)을 통해 연결함으로써, 이 본체(11)와 처리 장치(5)의 로드 로크실(51)이 밀폐 상태를 유지하며 연이어 통하게 되어, 처리 장치(5)에 대하여 이송 장치(1)를 나중에 장착하는 것이 가능하게 된다. 또, 본체(11)에 형성된 측벽 개구(13)와 상부 개구(12)에 의해 컨테이너(3) 및 처리 장치(5)에 대하여 외부와의 기밀 상태를 유지하며 본체(11)를 연이어 통하게 하는 것이 가능하게 되기 때문에, 이 본체(11) 내를 통해 컨테이너(3)와 처리 장치(5) 사이에서 외기에 드러내지 않고 기판(W)의 이송을 행하는 것이 가능하게 된다. 나아가, 본체(11)에 접속시킨 배기관(15)으로부터의 배기와 가스 공급관(14)으로부터의 불활성의 가스 공급에 의해 본체(11) 내를 불활성 가스로 치환하는 것이 가능하게 된다. 이 결과, 기판 이송 유닛이 내장되어 있지 않은 처리 장치라도, 이 이송 장치(1)를 나중에 장착함으로써, 기판(W)에의 가스 흡착을 방지하면서 컨테이너와의 사이에서 기판(W)의 이송을 행하는 것이 가능하게 된다.
또, 본체(11)의 내벽이 금속이나 탈가스량이 작은 수지를 사용하여 구성되기 때문에, 이 내벽으로부터의 탈가스를 적게 억제할 수 있어, 기판(W) 표면의 오염을 방지할 수 있다. 또한, 본체(11) 일부의 벽면을 투명한 수지로 구성한 경우에는, 이 투명 수지부로부터 본체(11) 내부에서의 기판(W)의 이송 상태를 감시할 수 있다.
또한, 흡착실(304)을 구비한 순환 경로(300)를 본체(11)에 형성함으로써, 산소 및 수분을 제거하면서, 본체(11) 내의 가스를 순환시킬 수 있다. 따라서, 본체(11) 내가 어느 정도의 불활성 분위기에 달한 후에는, 가스 도입관(14)으로부터 신선한 불활성 가스를 계속 공급하지 않고, 본체(11) 내의 가스 분위기를 불활성으로 유지하는 것이 가능하게 되어, 불활성 가스의 절약을 도모할 수 있다.
다음에, 이와 같은 구성의 이송 장치(1)가 연결되는 처리 장치(5)의 한 구성예를 설명한다.
처리 장치(5)는, 예를 들면 이 도 1에 나타낸 바와 같이, 기판(W)의 반송실로서 설치된 로드 로크실(51), 로드 로크실(51)에 접속된 기판 대기실(53), 기판 대기실(53)에 접속된 처리실(54)을 구비하고 있으며, 이들 각 실은 외부에 대하여 기밀 상태를 유지하면서도 개폐 가능한 셔터(도시 생략)를 통해 연결되어 있다.
로드 로크실(51)의 측벽에는, 외부에 대하여 기밀 상태를 유지한 상태에서, 이송 장치(1)의 본체(11)에 형성된 측벽 개구(13)와 연결되는 기판 반송구(52)가 형성되어 있다. 이 기판 반송구(52)는, 예를 들면 전술한 바와 같이, 측벽 개구(13)로 향하는 주변 부분에 홈(52a)을 형성하여 이루어지는 플랜지 구조로 되어 있으며, 홈(52a) 내에 밀봉체(52b)가 끼워져 있다.
이 로드 로크실(51) 내에는, 기판(W)이 지지된 카세트(S)를 소정의 높이로 승강시키는 승강기(57)가 설치되어 있다. 또, 로드 로크실(51)에는, 배기 펌프를 구비한 배기관(58)이 접속되어 있다.
또, 기판 대기실(53) 내에는, 로드 로크실(51) 내에 도입된 카세트(S) 내의 기판(W)을 1매씩 꺼내 처리실(54) 내로 반입하고, 또 처리실(54) 내의 기판(W)을 로드 로크실(51)의 카세트(S)에 수납하기 위한 암(59)이 설치되어 있다.
이와 같은 구성의 처리 장치(5)에 대하여, 전술한 구성의 이송 장치(1)를 연결시켜 컨테이너(3)-처리 장치(5) 간에서 기판 이송을 행하는 데는 다음과 같이 한다.
먼저, 미리 이송 장치(1)의 측벽 개구(13)와 처리 장치(5)의 기판 반송구(52)를 연결시키고, 이송 장치(1)의 본체(11)와 처리 장치(5)의 로드 로크실(51)을 밀폐 상태로 연이어 통하게 하여 둔다. 그리고, 카세트(S)에 지지된 기판(W)이 수납되고, 또한 내부가 불활성 가스(예를 들면, 질소)로 치환되어 있는 컨테이너(3)의 바닥부 개구(32)를 이송 장치(1)의 상부 개구(12)에 대하여 연결시킨다. 이에 따라, 컨테이너(3)의 바닥 덮개(33)로 이송 장치(1)의 상부 개구(12)를 막아, 이송 장치(1)의 본체(11)와 처리 장치(5)의 로드 로크실(51)을 연이어 통하게 한 밀폐 상태로 한다.
다음에, 본체(11)의 배기관(15) 및 로드 로크실(51)의 배기관(58)으로부터 배기를 행하면서, 가스 도입관(14)으로부터 본체(11) 및 로드 로크실(51) 내에 불활성 가스(예를 들면, 질소)를 도입함으로써, 이들의 내부를 불활성의 분위기로 치환한다.
이 때, 배기관(15)에 설치된 측정 유닛(303)에 의해, 본체(11)로부터 배기되는 가스 중의 수분 농도 및 산소 농도를 분석한다. 그리고, 수분 농도 및 산소 농도가 소정의 값(예를 들면, 1000ppm 이하)에 달했을 때에, 가스 도입관(14)의 급기 밸브(14a)를 닫아 본체(11) 내에의 불활성 가스의 도입을 정지시키는 동시에, 배기관(15)의 배기 밸브(15a)를 닫는다. 이와 동시에, 배관(301)의 순환 펌프(302)를 작동시켜 본체(11) 내의 가스를 순환 경로(300)를 통해 순환시킨다.
그후, 개폐 기구(16)에 의해 컨테이너(3)의 바닥 덮개(33)를 여는 동시에, 카세트 승강기(17)를 강하시킴으로써, 바닥 덮개(33) 상에 얹혀 있는 카세트(S)를 본체(11) 내로 반입한다. 다음에, 이송 암(18)에 의해, 카세트(S)를 본체(11) 내로부터 로드 로크실(51) 내의 카세트 승강기(57) 상으로 이송한다. 이어서, 셔터(302)에 의해 기판 반송구(52)를 닫아, 본체(11)에 대하여 로드 로크실(51)을 밀폐하고, 로드 로크실(51) 내의 가스를 배기관(58)으로부터 배기하여 내부를 소정의 감압 상태로 한다.
그후, 로드 로크실(51)과 기판 대기실(53) 사이의 셔터(도시 생략)를 열고, 카세트 승강기(57)를 하강 또는 상승시켜 카세트(S)의 높이를 조정하면서, 기판 대기실(53) 내의 암(59)에 의해 카세트(S)로부터 기판(W)을 꺼내 기판 대기실(53)로 반입한다. 다음에, 로드 로크실(51)과 기판 대기실(53) 사이의 셔터를 닫고, 기판 대기실(53)과 처리실(54) 사이의 셔터(도시 생략)를 열어, 암(59)에 의해 기판 대기실(53) 내의 기판(W)을 처리실(54) 내로 반입한다.
이상과 같이 하여 컨테이너(3) 내로부터 처리실(54) 내로 기판(W)을 이송한 후, 기판 대기실(53)과 처리실(54) 사이의 셔터를 닫고, 처리실(54) 내에서 기판(W)의 처리를 행한다.
그리고, 기판(W)의 처리가 종료된 후, 기판(W)은 상기와 반대의 순서로 컨테이너(3) 내로 되돌아간다. 이 때, 이송 장치(1)의 본체(11) 내의 가스는 순환 경로(300) 내를 순환시킴으로써 불활성의 분위기로 유지되고 있는 것으로 하고, 셔 터(203)를 열므로써 본체(11) 내의 불활성 가스를 감압 상태의 로드 로크실(51) 내로 도입한다. 또, 카세트 승강기(17)를 상승시킴으로써 카세트(S)를 컨테이너(3) 내로 수납하는 경우, 바닥 덮개(33)에 의해 컨테이너(3)의 바닥면 개구(32)가 완전히 닫히기 직전에 카세트 승강기(17)를 일시 정지시키고, 이 상태에서 본체(11)의 가스 도입관(14)으로부터 불활성의 가스를 공급함으로써, 컨테이너(3) 내를 확실히 불활성의 분위기, 바람직하게는 컨테이너(3) 내의 수분 농도 및 산소 농도를 1000ppm 이하로 한다. 그후, 카세트 승강기(17)를 재상승시키고, 개폐 기구(16)에 의해 바닥 덮개(33)를 닫아, 이송 장치(1)의 본체(11)에 대하여 컨테이너(3)를 밀폐한다.
이후, 컨테이너(3)를 이송 장치(1)로부터 분리하여 다음의 공정에서 사용되는 처리 장치로 반송하고, 전술한 바와 같이 동일하게 하여 다음의 처리 장치로 기판(W)을 이송시켜, 밀폐된 처리실 내에서 기판(W)의 처리를 행한다.
이상 설명한 이송 방법에서는, 컨테이너(3)-이송 장치(1) 간, 및 이송 장치(1)-처리 장치(5) 간에 있어서, 기판(W)을 불활성의 분위기 내로 유지하면서 이송할 수 있다. 이 때문에, 대기 중에 가스 분자의 흡착 등에 의한 기판(W)의 오염을 방지한 상태에서, 컨테이너(3)와 처리 장치(5) 사이에서 기판(W)의 이송을 행하는 것이 가능하게 된다.
나아가, 본체(11) 내가 어느 정도의 불활성 분위기로 유지된 상태에서, 가스 도입관(14)으로부터의 불활성 가스의 공급을 정지시키고, 본체(11) 내의 가스를 순환 경로(300)를 사용하여 순환시키고 있다. 여기에서, 종래에는, 본체(11) 내의 불 활성 분위기를 유지하는 것을 목적으로 하여, 소량의 불활성 가스를 계속 흐르게 하고 있었기 때문에, 대량의 불활성 가스를 소비하고 있었다. 나아가, 본 실시 형태와 같이 본체(11) 내의 가스를 흡착실(304)을 통과시키면서 순환시킴으로써, 불활성 가스의 절약을 도모하면서도 본체(11) 내의 가스 분위기를 불활성으로 유지하는 것이 가능하게 된다.
(제2 실시 형태)
도 5에는, 도 1 내지 도 4를 사용하여 설명한 구성의 이송 장치(1)를 다른 구성의 처리 장치에 연결시킨 경우의 구성을 나타냈다.
이 도 5에 나타낸 처리 장치(5')는 도 1에 나타낸 처리 장치에서의 로드 로크실(51)의 또한 전실(前室)로서, 카세트 대기실(61)을 구비한 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 이송 장치(1)의 본체(11)에 형성된 측벽 개구(13)는 외부와의 기밀 상태를 유지하며, 카세트 대기실(61)의 측벽에 형성된 기판 반송구(62)와 연결되는 것으로 한다. 그리고, 로드 로크실(51)과 카세트 대기실(61) 사이도, 외부에 대하여 기밀 상태를 유지하면서도 개폐 가능한 셔터(56)를 통해 연결되어 있는 것으로 한다.
또한, 카세트 대기실(61)은 천정부의 전면(全面)에 필터(65)가 설치되어 있는 동시에, 이송 장치(1)의 본체(11) 내로부터 이송된 카세트(S)를 카세트 대기실(61)과 로드 로크실(51) 사이에서 이송하기 위한 카세트 이송 암(66)이 설치되어 있다.
이와 같이 구성된 처리 장치(5')에 대하여 이송 장치(1)를 연결시켜 기판 반 송을 행하는 데는 다음과 같이 한다.
먼저, 미리 이송 장치(1)의 측벽 개구(13)와 처리 장치(5')의 기판 반송구(62)를 연결 수단(200)을 통해 연결시키고, 이송 장치(1)의 본체(11)와 처리 장치(5')의 카세트 대기실(61) 및 로드 로크실(51)을 연이어 통하게 하여 둔다. 그리고, 카세트(S)에 지지된 기판(W)이 수납되고, 또한 내부가 불활성 가스(예를 들면, 질소)로 치환되고 있는 컨테이너(3)의 바닥부 개구(32)를 이송 장치(1)의 상부 개구(12)에 대하여 연결시킨다. 이에 따라, 컨테이너(3)의 바닥 덮개(33)로 이송 장치(1)의 상부 개구(12)를 막고, 이송 장치(1)의 본체(11) 내, 처리 장치(5')의 카세트 대기실(61) 및 로드 로크실(51) 내를 연이어 통하게 한 밀폐 상태로 한다.
다음에, 본체(11)의 배기관(15) 및 로드 로크실(51)의 배기관(58)으로부터 배기를 행하면서, 가스 도입관(14)으로부터 본체(11), 카세트 대기실(61) 및 로드 로크실(51) 내에 불활성 가스(예를 들면, 질소)를 도입함으로써, 이들의 내부를 불활성의 분위기로 치환한다.
이 때, 제1 실시 형태와 동일하게, 측정 유닛(303)에 의해 측정된 수분 농도 및 산소 농도가 소정의 값(예를 들면, 1000ppm 이하)에 달했을 때에, 본체(11) 내에의 가스 도입관(14)으로부터의 불활성 가스의 도입을 정지시키고, 배기관(15)의 배기 밸브(15a)를 닫는다. 그리고, 배관(301)의 순환 펌프(302)를 작동시켜 본체(11) 내의 가스를 순환시킨다.
그후, 개폐 기구(16)에 의해 컨테이너(3)의 바닥 덮개(33)를 여는 동시에, 카세트 승강기(17)를 강하시킴으로써, 바닥 덮개(33) 상에 얹혀 있는 카세트(S)를 본체(11) 내로 반입한다. 다음에, 이송 암(18)에 의해, 카세트(S)를 본체(11) 내로부터 카세트 대기실(61) 내로 이송한다. 또한 계속해서, 카세트 이송 암(66)에 의해, 카세트 대기실(61) 내의 카세트(S)를 로드 로크실(51)로 이송한다.
이후, 셔터(56)에 의해 기판 반송구(52)를 닫아 본체(11) 및 카세트 대기실(61)에 대하여 로드 로크실(51)을 밀폐하고, 이후 제1 실시 형태에서 설명한 것과 동일하게 하여 기판(W)을 처리실(54)로 반입한다. 처리실(54) 내에서의 처리가 종료된 후, 기판(W)은 반입 시와 반대의 순서로 컨테이너(3)로 되돌아간다.
이와 같은 이송 방법이라도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 대기 중의 가스 흡착 등에 의한 기판(W)의 오염을 방지한 상태에서, 컨테이너(3)와 처리 장치(5') 사이에서 기판(W)의 이송을 행하는 것이 가능하게 된다. 또, 불활성 가스의 절약을 도모할 수도 있다.
(제3 실시 형태)
도 6에는, 도 1 내지 도 4를 사용하여 설명한 구성의 기판 이송 장치(1)를 또 다른 구성의 처리 장치(5")에 연결시킨 경우의 구성을 나타냈다.
이 도 6에 나타낸 기판 처리 장치(5")는 도 1에 나타낸 처리 장치에서의 로드 로크실(51)과 기판 대기실(52)을 일체화시킨 로드 로크실(51")을 구비한 구성으로 되어 있으며, 로드 로크실(51") 내에는, 컨테이너(3) 내로부터 이송된 카세트(S)에 지지된 기판(W)을 1장씩 꺼내 처리실(54) 내로 반입하고, 또 처리실(54) 내의 기판(W)을 로드 로크실(51")의 카세트(S)에 수납하기 위한 암(59) 이 설치되어 있다.
이상과 같이 구성된 처리 장치(5")에 대하여 이송 장치(1)를 연결시켜 기판 반송을 행하는 데는, 다음과 같이 한다.
먼저, 미리 이송 장치(1)의 측벽 개구(13)와 처리 장치(5")의 기판 반송구(52)를 연결 수단(200)을 통해 연결시키고, 이송 장치(1)의 본체(11)와 처리 장치(5")의 로드 로크실(51")을 연이어 통하게 하여 둔다. 그리고, 카세트(S)에 지지된 기판(W)이 수납되고, 또한 내부가 불활성 가스(예를 들면, 질소)로 치환되어 있는 컨테이너(3)의 바닥부 개구(32)를 이송 장치(1)의 상부 개구(12)에 대하여 연결시킨다. 이에 따라, 컨테이너(3)의 바닥 덮개(33)로 이송 장치(1)의 상부 개구(12)를 막고, 이송 장치(1)의 본체(11) 내 및 처리 장치(5)의 로드 로크실(51") 내를 연이어 통하게 한 밀폐 상태로 한다.
이하, 제1 실시 형태와 동일하게 하여, 본체(11) 및 로드 로크실(51") 내를 불활성의 분위기로 치환하고, 소정의 불활성 분위기에 달한 상태에서, 본체(11)에 형성된 순환 경로(300)에 의해 내부의 가스를 순환시켜 둔다. 이 상태에서, 카세트(S)를 로드 로크실(51") 내의 카세트 승강기(57) 상으로 이송한 후, 셔터(203)를 닫아 로드 로크실(51") 내를 감압 상태로 한다. 다음에, 로드 로크실(51")과 처리실(54) 사이의 셔터(도시 생략)를 열고, 카세트 승강기(57)를 하강 또는 상승시켜 카세트(S)의 높이를 조정하면서, 로드 로크실(51") 내의 암(59)에 의해 카세트(S)로부터 기판(W)을 꺼내 처리실(54) 내로 반입한다.
이상과 같이 하여 컨테이너(3) 내로부터 처리실(54) 내로 기판(W)을 이송한 후, 로드 로크실(51")과 처리실(54) 사이의 셔터를 닫고, 처리실(54) 내에서 기판(W)의 처리를 행한다.
기판(W)의 처리가 종료된 후, 상기와 반대의 순서로 기판(W)이 컨테이너(3) 내로 되돌아간다. 이 때, 제1 실시 형태와 동일하게, 이송 장치(1)의 본체(11) 내는 불활성의 분위기로 유지되고 있는 것으로 하고, 로드 로크실(51")과 본체(11) 사이의 셔터(203)를 열므로써, 본체(11) 내의 불활성 가스가 감압 상태의 로드 로크실(51") 내로 도입된다. 또, 카세트 승압기(17)를 상승시킴으로써 카세트(S)를 컨테이너(3) 내에 수납하는 경우에는, 제1 실시 형태와 동일하게 행하는 것으로 한다.
이와 같은 이송 방법이라도, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 마찬가지로, 대기 중의 가스 분자의 흡착 등에 의한 기판(W)의 오염을 방지한 상태에서, 컨테이너(3)와 처리 장치(5") 사이에서 기판(W)의 이송을 행하는 것이 가능하게 되는 동시에, 불활성 가스의 절약을 도모할 수 있다.
이상의 실시 형태에서는, 측벽 개구(13)에 셔터(203)를 구비한 연결 수단(200)을 설치한 구성의 이송 장치(1)를 설명했다. 그러나, 이송 장치와 처리 장치와의 연결 부분에 셔터를 설치할 필요가 없는 경우에는, 이와 같은 구성의 연결 수단(200)을 설치할 필요는 없다. 예를 들면, 제2 실시 형태에서 도 5를 사용하여 예시한 처리 장치와 같이, 로드 로크실(51)의 전실로서, 밀폐 상태를 유지하며 밀폐 가능한 셔터(56)를 통해 카세트 대기실(61)이 설치되어 있는 경우에는, 카세트 대기실(61)과 이송 장치의 본체(11) 사이에 셔터(203)를 설치할 필요는 없다.
이와 같은 경우에는, 본체(11)의 측벽 개구(13)의 주위에 2중 패킹을 형성하고, 이 2중 패킹 간에 배기구를 형성한 구성으로 함으로써, 카세트 대기실(61)의 기판 반송구(62)에 대하여 밀폐 상태를 유지하며 측벽 개구(13)를 연결할 수 있으며, 이에 따라 상기 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 기판 이송 장치에 의하면, 기판 이송 장치의 본체에 형성된 제1 개구와 제2 개구에 의해 기판 반송 컨테이너 및 기판 처리 장치에 대하여 외부와의 기밀 상태를 유지하며 당해 본체를 연이어 통하게 할 수 있다. 이 때문에, 기판 이송 유닛이 내장되어 있지 않은 기판 처리 장치라도, 기판 이송 장치를 나중에 장착하는 것이 가능하게 되어, 기판 제조에서의 장치 코스트를 억제하면서도, 기판에의 가스 분자의 흡착을 방지하면서 컨테이너와 기판 처리 장치 사이에서 기판의 이송을 행할 수 있다.
또, 본 발명의 기판 이송 방법에 의하면, 대기 중의 가스 분자에 의해 기판을 오염시키지 않고 기판 반송 컨테이너와 기판 처리 장치 사이에서 기판을 이송하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 기판 표면에서 자연 산화막 등의 바람직하지 않은 물질의 성장을 방지할 수 있어, 기판 처리 장치에서의 프로세스 처리를 안정되게 행하는 것이 가능하게 된다. 이 결과, 전자 기판(기판)을 사용한 전자 기기에 있어서, 전기적 특성 등의 품질을 유지할 수 있어, 수율의 향상을 도모할 수 있다.

Claims (9)

  1. 기판 반송(搬送) 컨테이너와 기판 처리 장치 사이에서 기판을 이송하기 위해 사용되는 기판 이송 장치로서,
    기판이 수납되는 장치의 본체;
    상기 본체에 형성되어 외부와의 기밀(氣密) 상태를 유지하며 상기 기판 반송 컨테이너의 기판 반송구와 연결되는 제1 개구;
    상기 본체에 형성되어 외부와의 기밀 상태를 유지하며 상기 기판 처리 장치의 기판 반송구와 연결되는 제2 개구;
    상기 본체에 접속된 배기관;
    상기 제1 개구와 상기 기판 반송 컨테이너의 기판 반송구가 연결된 상태에서, 상기 기판 반송구에 설치된 덮개를 개폐하는 개폐 기구; 및
    상기 본체 내에 설치된 기판 이송용 이송 기구;
    를 포함하고,
    상기 제2 개구는, 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 슬라이드 가능한 셔터를 가지고,
    상기 셔터의 에지는 상기 셔터가 상기 폐쇄 위치에 있을 때 홈에 배치되고,
    상기 홈은, 상기 홈의 대향면 상에 배치되며 상기 셔터가 상기 폐쇄 위치에 있을 때 상기 서텨의 양면과 서로 근접하여 위치하는 밀봉체를 가지고,
    상기 셔터에 의해 분리되는 양측 간의 압력 차에 의해 상기 셔터의 일면이 상기 밀봉체 중 하나에 압착되어 밀폐가 이루어지고,
    상기 제1 개구는 상기 본체의 상부에 배치되며, 상기 제2 개구에 수직으로 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체의 내벽은 금속으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 본체는 최소한 그 일부분이 투명 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 개구의 주변에는,
    상기 기판 처리 장치의 기판 반송구(搬送口) 주위의 벽면에 맞닿는 2중 패킹 및 상기 2중 패킹 간의 가스를 배기하는 배기관이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 본체에는, 상기 본체 내에 불활성 가스를 도입하기 위한 가스 도입관이 설치되는 동시에, 상기 본체 내의 가스를 순환시키는 순환 경로가 형성되고,
    상기 순환 경로에는, 산소를 흡착 제거하는 흡착실 및 수분을 흡착 제거하는 흡착실 중 최소한 한쪽이 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  6. 기판 반송 컨테이너와 기판 처리 장치 사이에서 기판을 이송하는 기판 이송 방법으로서,
    내부가 불활성의 분위기로 유지된, 상기 기판 반송 컨테이너와 기판 이송 장치를 외부에 대하여 기밀 상태를 유지하며 연통(連通)시키고, 상기 기판 이송 장치 내에 설치된 기판 이송 기구에 의해 상기 기판 반송 컨테이너와 상기 기판 이송 장치 사이에서 기판을 이송하는 단계;
    내부가 불활성의 분위기로 유지된, 상기 기판 이송 장치와 상기 기판 처리 장치를 외부에 대하여 기밀 상태를 유지하며 연통(連通)시키고, 상기 기판 이송 기구에 의해 상기 기판 이송 장치와 상기 기판 처리 장치 사이에서 기판을 이송하는 단계; 및
    복수의 기판 중 하나를 선택하여 처리실로 운반하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 기판 이송 장치와 상기 기판 처리 장치를 연통시키는 단계는 상기 기판 이송 장치와 상기 기판 처리 장치 사이에 셔터를 개방시키는 단계를 포함하고,
    상기 셔터는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 슬라이드 가능하고,
    상기 셔터의 에지는 상기 셔터가 상기 폐쇄 위치에 있을 때 홈에 배치되고,
    상기 홈은, 상기 홈의 대향면 상에 배치되며 상기 셔터가 상기 폐쇄 위치에 있을 때 상기 셔터의 양면과 서로 근접하여 위치하는 밀봉체를 가지고,
    상기 셔터에 의해 분리되는 양측 간의 압력 차에 의해 상기 셔터의 일면이 상기 밀봉체 중 하나에 압착되어 밀폐가 이루어지고,
    상기 제1 개구는 상기 본체의 상부에 배치되며, 상기 제2 개구에 수직으로 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기판 반송 컨테이너, 기판 이송 장치 및 기판 처리 장치 내의 불활성의 분위기는 질소 가스 분위기인 것을 특징으로 하는 기판 이송 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 기판 이송 장치와 상기 기판 처리 장치를 연통시킬 때, 상기 기판 이송 장치의 개구부의 전 주위에 걸쳐 설치된 2중 패킹을 상기 기판 처리 장치의 개구부의 주위에 맞닿게 한 상태에서, 상기 2중 패킹 사이를 감압하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 기판 이송 장치의 내부를 불활성의 분위기로 한 상태에서, 상기 기판 이송 장치 내의 가스를 순환 경로를 통해 순환시키는 동시에, 상기 순환 경로 내에 서 상기 가스 중의 수분 및 산소 중 최소한 한쪽을 흡착 제거하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 방법.
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