KR102561594B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR102561594B1
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히로유키 가와하라
고지 하시모토
노리유키 기쿠모토
노리타케 스미
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

복수의 반송 기구에 의한 복수의 챔버로의 기판의 반송을 수반하는 기판 처리 장치에 있어서, 제1 챔버(31)로의 미처리의 기판(S)의 반입, 및 제2 챔버(32)로부터의 처리 후의 기판(S)의 반출은 제1 반송부(4)가 담당하는 한편, 제1 챔버(31)로부터 제2 챔버(32)로의 기판(S)의 이송은 제2 반송부(34)가 담당한다. 제1 챔버(31)로부터 제2 챔버(32)로 향하는 기판(S)의 반송 경로인 이송 존(Zt)에 대해, 제1 반송부(4)가 상방에, 제2 반송부(34)가 하방에 배치된다. 이송 존(Zt)으로의 진입은 2개의 반송부에 대해 배타적으로 허가되므로, 상호의 간섭을 회피하면서, 2개의 반송부를 개별적으로 동작시킬 수 있다.

Description

기판 처리 장치
이 발명은, 기판에 대해 소정의 처리를 행하는 기판 처리 장치에 관한 것이며, 특히 복수의 반송 기구에 의한 복수의 챔버로의 기판의 반송을 수반하는 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 표시 패널 등을 제조하기 위한 기판, 예를 들면 반도체 기판, 유리 기판, 수지 기판 등의 처리에 있어서는, 약제의 비산 방지나 분위기 제어를 위해 전용 챔버 내의 폐공간에서 처리가 행해지는 것이 일반적이다. 그 때문에, 1장의 기판에 대해 복수 종의 처리가 연속적으로 행해지는 기판 처리 장치에서는, 복수의 챔버 간에서의 기판의 수도(受渡)가 발생하게 된다.
이러한 기판을 수도하기 위한 반송 기구로서는 예를 들면 반송 로봇이 이용된다. 반송 로봇으로서는, 지금까지 여러 가지의 구성의 것이 제안되고 있다. 또, 기판 처리 장치의 가동 효율을 높이는 목적에서, 혹은 기판 유지의 양태를 처리 내용에 따른 것으로 하는 목적에서, 복수의 반송 기구가 병용되는 경우도 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 2 참조).
특허 문헌 1에 기재된 기판 처리 장치는, 반전 유닛에 의해 기판을 반전시킴으로써 기판의 양면을 처리하는 것이다. 이 때문에, 반전 전의 기판을 반송하는 반송 로봇과 반전 후의 기판을 반송하는 반송 로봇이 설치되어 있다. 또, 특허 문헌 2에 기재된 기판 처리 장치에서는, 서로 상이한 종류의 처리액을 이용하는 복수의 처리 공정이 격벽에 의해 에어리어 나눔되어 있다. 그리고, 에어리어마다 반송 로봇이 설치되어 있다.
일본국 특허공개 2008-166369호 공보 일본국 특허공개 평11-260886호 공보
상기 종래 기술에서는, 각 반송 기구에 의한 기판의 반송 경로는, 기판의 수도 부분에 있어서만 일부가 중복되지만, 기본적으로는 평면에서 봤을 때 겹쳐지지 않도록 구성되어 있다. 이 때문에 장치 전체의 풋프린트가 커지기 쉽다. 장치의 가일층의 소형화를 도모하기 위해서는, 평면에서 봤을 때의 반송 경로의 겹침을 보다 광범위한 것으로 확대하는 것이 요구된다.
또, 상기 종래 기술에서는, 일련의 처리를 행하기 위해 복수의 반송 기구가 협조 동작하고 있다. 그 때문에, 처리의 진행 상황에 의해 일부의 반송 기구가 작업 대기 상태가 되는 경우가 있다. 처리의 스루풋을 보다 높이기 위해서는, 복수의 반송 기구가 개별적으로 동작할 수 있는 여지를 확대할 필요가 있다.
이와 같이, 복수의 반송 기구에 의한 기판의 반송 경로를 서로 오버랩시키면서, 각각이 개별적으로 동작하는 국면을 증대시키기 위해, 복수의 반송 기구 간에서의 간섭이 일어나지 않도록 하는 방책이 요구된다. 그러나, 상기 종래 기술에는 그러한 관점에서의 구체적인 언급은 없고, 이 의미에 있어서 개선의 여지가 남아 있다.
이 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 복수의 반송 기구에 의한 복수의 챔버로의 기판의 반송을 수반하는 기판 처리 장치에 있어서, 그들 반송 기구에 의한 기판의 반송 경로를 서로 오버랩시키면서, 각각이 비교적 높은 자유도로 개별적으로 동작할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 발명에 따른 기판 처리 장치의 하나의 양태는, 상기 목적을 달성하기 위해, 처리 대상이 되는 기판을 수용 가능한 내부 공간과 상기 내부 공간에 대해 상기 기판을 출납하기 위한 제1 개구를 갖는 제1 챔버와, 상기 기판을 수용 가능한 내부 공간과 상기 내부 공간에 대해 상기 기판을 출납하기 위한 제2 개구를 갖는 제2 챔버와, 상기 기판을 유지하는 제1 유지 부재와, 상기 제1 유지 부재의 상방에 배치된 제1 이동 기구를 갖고, 상기 제1 이동 기구가 상기 제1 유지 부재를 이동시켜, 상기 제1 개구를 통해 상기 제1 챔버로 상기 기판을 반입하고, 상기 제2 개구를 통해 상기 제2 챔버로부터 상기 기판을 반출하는 제1 반송부와, 상기 기판을 유지하는 제2 유지 부재와, 상기 제2 유지 부재의 하방에 배치된 제2 이동 기구를 갖고, 상기 제2 이동 기구가 상기 제2 유지 부재를 이동시켜, 상기 제1 개구를 통해 상기 제1 챔버로부터 상기 기판을 반출하고 상기 제2 개구를 통해 상기 제2 챔버로 반입함으로써, 상기 기판을 상기 제1 챔버로부터 상기 제2 챔버로 이송하는 제2 반송부를 구비한다.
여기서, 상기 제1 개구 및 상기 제2 개구는, 상기 제2 반송부가 배치된 반송 공간에 면하여 개구되고, 상기 반송 공간 중, 상기 제2 반송부가 상기 제1 챔버로부터 상기 제2 챔버로 상기 기판을 이송할 때에 상기 제2 유지 부재 및 상기 기판이 통과하는 공간을 이송 존이라고 칭할 때, 상기 제1 이동 기구는, 상기 제2 반송부가 상기 제1 개구 또는 상기 제2 개구에 액세스할 때에 상기 제1 유지 부재를 상기 이송 존보다 상방에 위치 결정 가능하게 구성되고, 상기 제2 이동 기구는, 상기 제1 반송부가 상기 제1 개구 또는 상기 제2 개구에 액세스할 때에 상기 제2 유지 부재를 상기 이송 존보다 하방에 위치 결정 가능하게 구성되어 있다.
이 발명에 따른 기판 처리 장치의 다른 하나의 양태는, 상기 목적을 달성하기 위해, 처리 대상이 되는 기판을 수용 가능한 내부 공간과 상기 내부 공간에 대해 상기 기판을 출납하기 위한 제1 개구를 갖는 제1 챔버와, 상기 기판을 수용 가능한 내부 공간과 상기 내부 공간에 대해 상기 기판을 출납하기 위한 제2 개구를 갖는 제2 챔버와, 상기 기판을 유지하는 제1 유지 부재와, 상기 제1 유지 부재의 상방에 배치된 제1 이동 기구를 갖고, 상기 제1 이동 기구가 상기 제1 유지 부재를 이동시켜, 상기 제1 개구를 통해 상기 제1 챔버로 상기 기판을 반입하고, 상기 제2 개구를 통해 상기 제2 챔버로부터 상기 기판을 반출하는 제1 반송부와, 상기 기판을 유지하는 제2 유지 부재와, 상기 제2 유지 부재의 하방에 배치된 제2 이동 기구를 갖고, 상기 제2 이동 기구가 상기 제2 유지 부재를 이동시켜, 상기 제1 개구를 통해 상기 제1 챔버로부터 상기 기판을 반출하고 상기 제2 개구를 통해 상기 제2 챔버로 반입함으로써, 상기 기판을 상기 제1 챔버로부터 상기 제2 챔버로 이송하는 제2 반송부와, 상기 제1 반송부 및 상기 제2 반송부를 제어하는 제어부를 구비하고 있다.
여기서, 상기 제1 개구 및 상기 제2 개구는, 상기 제2 반송부가 배치된 반송 공간에 면하여 개구되고, 상기 반송 공간 중, 상기 제2 반송부가 상기 제1 챔버로부터 상기 제2 챔버로 상기 기판을 이송할 때에 상기 제2 유지 부재 및 상기 기판이 통과하는 공간을 이송 존이라고 칭할 때, 상기 제어부는, 상기 제2 반송부가 상기 제1 개구 또는 상기 제2 개구에 액세스할 때에 상기 제1 유지 부재의 상기 이송 존으로의 진입을 규제하고, 상기 제1 반송부가 상기 제1 개구 또는 상기 제2 개구에 액세스할 때에 상기 제2 유지 부재의 상기 이송 존으로의 진입을 규제한다.
이와 같이 구성된 발명에서는, 상기한 「반송 기구」로서의 기능을 갖는 제1 반송부 및 제2 반송부에 의해, 복수의 챔버에 대한 기판의 반송이 실행된다. 구체적으로는, 기판은 우선 제1 챔버로 반송되고, 다음에 제2 챔버로 이송되어, 최종적으로 제2 챔버로부터 반출된다. 이 중 제1 챔버로의 기판의 반입 및 제2 챔버로부터의 기판의 반출은 제1 반송부가 담당하고, 제1 챔버로부터 제2 챔버로의 기판의 이송은 제2 반송부가 담당한다. 따라서, 제2 반송부가 기판을 제1 챔버로부터 제2 챔버로 이송할 때의 제2 유지 부재의 경로인 이송 존에는, 제1 유지 부재도 필요에 따라 진입하게 된다.
2개의 반송부를 갖는 구성에 있어서는, 제1 챔버 및 제2 챔버로의 액세스에 있어서 양자가 간섭하는 경우가 있을 수 있다. 그러나, 본 발명에서는, 제1 반송부에 있어서 기판을 유지하는 제1 유지 부재를 이동시키는 제1 이동 기구는, 제1 유지 부재보다 상방에 배치된다. 한편, 제2 반송부에 있어서 제2 유지 부재를 이동시키는 제2 이동 기구는, 제2 유지 부재보다 하방에 배치되어 있다.
제1 이동 기구와 제1 유지 부재는 직접 연결되어 있어도 되고, 또 적절한 연결 부재를 통해 연결되어 있어도 된다. 연결 부재에 의한 당해 연결은, 연결 부재의 일단이 제1 유지 부재의 상면 또는 측면의 특정 개소에 연결되고, 타단이 제1 이동 기구에 연결되는 구성으로 할 수 있다. 연결 시에 있어서는, 연결 부재의 어느 부위도 제1 유지 부재의 하단의 높이와 같거나 그것보다 상방에 위치하도록 하여 연결이 이루어진다.
동일하게, 제2 이동 기구와 제2 유지 부재는 직접 연결되어 있어도 되고, 또 적절한 연결 부재를 통해 연결되어 있어도 된다.
제1 반송부는 이송 존의 상방으로부터 제1 유지 부재를 이송 존으로 진입시킬 수 있는 한편, 제2 반송부는 이송 존의 하방으로부터 제2 유지 부재를 이송 존으로 진입시킬 수 있다. 즉, 제1 챔버와 제2 챔버 사이의 이송 존을 사이에 두고 상방 측에 제1 유지 부재의 이동 경로가 있고, 하방 측에 제2 유지 부재의 이동 경로가 있다. 따라서, 평면에서 봤을 때 제1 유지 부재의 이동 경로와 제2 유지 부재의 이동 경로를 크게 오버랩시키는 것이 가능하다.
그리고, 제1 유지 부재와 제2 유지 부재의 간섭이 발생할 수 있는 이송 존에 있어서는, 어느 한쪽만이 선택적으로 진입하고, 양자가 함께 이송 존에 진입하는 것은 회피되어 있다. 이송 존 이외의 공간 영역에 있어서는, 제1 반송부와 제2 반송부는 각각 독립적으로 동작해도 상호의 간섭은 발생하지 않는다.
상기와 같이, 본 발명에 의하면, 각각이 제1 챔버 및 제2 챔버에 액세스하여 기판을 반송하는 제1 반송부와 제2 반송부가, 제1 챔버와 제2 챔버 사이의 이송 존을 사이에 두고 상하로 설정된 이동 경로를 이동한다. 이 때문에, 평면에서 봤을 때 양자의 이동 경로를 크게 오버랩시킴으로써 장치의 풋프린트를 작게 하는 것이 가능하다. 그리고, 이송 존에는 제1 반송부 및 제2 반송부 중 어느 한쪽만이 진입을 허락받는다. 이에 의해, 이러한 이송 존에 있어서의 간섭을 확실히 방지하면서, 이송 존 이외에서는 다른 쪽에 규제되지 않는 서로 독립된 동작을 행하게 하는 것이 가능하다.
이 발명의 상기 그리고 그 외의 목적과 신규 특징은, 첨부 도면을 참조하면서 다음의 상세한 설명을 읽으면, 보다 완전하게 분명해질 것이다. 단, 도면은 오로지 해설을 위한 것이며, 이 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
도 1은, 이 발명에 따른 기판 처리 장치의 일 실시형태의 전체 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는, 1개의 처리 유닛의 구조를 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 3은, 1개의 처리 유닛의 구조를 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 4는, 기판 처리 장치의 제어계의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는, 이 기판 처리 장치에 있어서의 처리의 개요를 나타내는 플로차트이다.
도 6은, 이 기판 처리 장치에 있어서의 기판의 반송 경로를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 7은, 이 기판 처리 장치에 있어서의 기판의 반송 경로를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 8은, 이 기판 처리 장치에 있어서의 기판의 반송 경로를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 9a는, 이 기판 처리 장치에 있어서의 기판의 반송 경로를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 9b는, 이 기판 처리 장치에 있어서의 기판의 반송 경로를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 10a는, 웨트 반송 로봇의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 10b는, 웨트 반송 로봇의 변형예를 나타내는 도면이다.
이하, 이 발명에 따른 기판 처리 장치의 실시형태에 대해 설명한다. 이 기판 처리 장치는, 외부로부터 반입되는 기판에 대해 습식 처리를 실시한 후, 기판을 건조시켜 반출하기 위한 처리 장치이다. 예를 들면, 적절한 세정액에 의해 기판을 웨트 세정한 후, 초임계 유체를 이용한 건조 처리를 행한다는 용도로, 이 기판 처리 장치를 적합하게 적용 가능하다. 그래서, 이하에서는, 당해 기판 처리 장치가, 기판에 대한 일련의 처리로서 웨트 세정 처리 및 초임계 건조 처리를 실행하는 경우를 예로 들어 설명한다. 단, 이하에 설명하는 장치 레이아웃이나 각 부의 구성은, 이러한 처리에 한정되지 않으며, 각종의 처리에 이용하는 것이 가능하다.
도 1은 이 발명에 따른 기판 처리 장치의 일 실시형태의 전체 구성을 나타내는 평면도이다. 기판 처리 장치(1)는 주요 구성으로서, 인덱서부(2)와, 1조 또는 복수 조의(이 예에서는 3조의) 처리 유닛(3)과, 드라이 반송 로봇(4)과, 제어 유닛(5)을 구비하고 있다. 이하의 각 도면에 있어서의 방향을 통일적으로 나타내기 위해, 도 1에 나타내는 바와 같이 XYZ 직교 좌표축을 설정한다. 여기서 XY평면이 수평면을 나타낸다. 또, Z축이 연직축을 나타내고, 보다 상세하게는 (-Z)방향이 연직 하향 방향을 나타내고 있다.
인덱서부(2)에는, 인덱서 로봇(21) 및 수도 스테이지(22)가 설치되어 있다. 또, 인덱서부(2)의 (-X)측 측면에는, 복수 장의 기판(S)을 수용한 카세트(C)가 1개 또는 복수 개 장착 가능하게 되어 있다. 인덱서 로봇(21)은, 카세트(C)에 수용되어 있는 미처리의 기판(S)을 1장씩 꺼내 수도 스테이지(22)에 재치(載置)한다. 또, 처리 유닛(3)에서의 처리 후, 수도 스테이지(22)에 재치된 기판(S)을 카세트(C)에 수용한다. 도면에 점선 화살표로 나타내는 바와 같이, 인덱서 로봇(21)은 각 카세트(C)로의 액세스를 위해 Y방향으로 이동 가능하게 되어 있다.
이 예의 기판 처리 장치(1)에는, X방향으로 늘어놓아 배치된 3조의 처리 유닛(3)이 설치되어 있다. 이들 처리 유닛(3)의 구성 및 기능은 동일하다. 각 처리 유닛(3)은, 세정 챔버(31), 건조 챔버(32, 32), 유체 박스(33) 및 웨트 반송 로봇(34)을 각각 구비하고 있다. 세정 챔버(31)는 그 내부 공간에 기판(S)을 받아들여 세정 처리를 실행한다. 건조 챔버(32)는, 세정 후의 기판(S)을 받아들여 건조 처리를 실행한다. 유체 박스(33)는, 이러한 처리에 사용되는 각종의 처리 유체를 저류한다. 웨트 반송 로봇(34)은, 세정 챔버(31)에서 세정된 기판(S)을 건조 챔버(32)에 이송하여 건조 처리에 제공한다.
보다 구체적으로는, 상자형의 세정 챔버(31)의 측면 중 (＋Y)측의 면에 개구(311)가 형성되어 있으며, 당해 개구(311)를 통해 기판(S)의 출납이 행해진다. 세정 챔버(31) 내에서는, 적절한 세정액(예를 들면 순수, 탈이온수 등)에 의한 기판(S)의 세정 처리와, 세정 후에 기판(S)의 표면에 남는 세정액으로부터, 보다 표면장력이 작은 유체, 예를 들면 이소프로필알코올(IPA)로의 치환 처리가 실행된다.
기판(S)이 표면에 미세한 패턴을 형성받은 것인 경우, 세정 후의 기판(S)을 직접 건조시키면, 세정액의 표면장력에 기인하는 패턴 붕괴가 발생하는 경우가 있다. 세정액을 보다 저(低)표면장력의 유체로 치환하고 나서 건조시킴으로써, 이 문제를 회피할 수 있다. 기판에 대한 세정 처리, 치환 처리 및 이들 처리를 실행하기 위한 장치나 챔버의 구성에 대해서는 공지이므로, 여기에서는 설명을 생략한다.
기판(S)은, 표면에 저표면장력 유체에 의한 액막이 형성된 상태로, 또한 수평 자세로, 웨트 반송 로봇(34)에 의해 세정 챔버(31)로부터 반출된다. 웨트 반송 로봇(34)은, 로봇 본체(341)에 대해 연직축 둘레로 회동 가능 또한 수평 방향으로 신축 가능한 핸드(342)를 갖고 있다. 핸드(342)는, 기판(S)의 하면을 유지한 상태로 이동함으로써 기판(S)을 반송한다. 예를 들면 도시하지 않는 흡착 기구를 핸드(342)에 설치함으로써, 기판(S)을 확실히 유지할 수 있다. 세정 챔버(31)로부터 반출된 기판(S)은, 건조 챔버(32)의 1개에 반입된다.
상자형의 건조 챔버(32)의 측면 중 (-Y)측의 면에는, 개구(321)가 형성되어 있다. 당해 개구(321)를 통하여, 기판(S)의 출납이 행해진다. 건조 챔버(32) 내에서는, 표면에 액막이 형성된 기판(S)으로부터 액막을 제거하고, 기판을 건조시키는 건조 처리가 실행된다. 기판 표면의 패턴이 극히 미세한 것인 경우, 그 도괴를 방지할 수 있을 정도로 표면장력이 작고, 또한 상온, 상압에서 액체로서 이용 가능한 적당한 물질이, 존재하지 않는 또는 입수 곤란한 경우가 있을 수 있다.
이러한 경우에 적용 가능한 건조 처리로서, 초임계 건조 처리를 이용할 수 있다. 그 원리는 공지이므로 상세하게 설명하지 않지만, 초임계 건조 처리는, 고온, 고압 하에서 초임계 유체가 된 물질의 표면장력이 극히 낮은 것을 이용하여, 기판(S)에 잔존하는 액체를 치환하여 기판(S)을 건조시키는 것이다. 이 목적으로 이용 가능한 물질로서는, 예를 들면 비교적 저온, 저압에서 초임계 상태가 되는 이산화탄소가 있다. 또한, 초임계 상태가 된 이산화탄소는 IPA나 아세톤 등의 유기용제에 대해 높은 가용성을 갖기 때문에, 이들을 치환하기 위한 유체로서 적합하다.
액막이 형성된 기판(S)이 반입된 건조 챔버(32)에는, 기밀(氣密) 상태로 이산화탄소가 도입되고, 소정의 온도 및 압력이 부여된다. 이렇게 함으로써, 초임계 유체가 된 이산화탄소가 기판(S) 표면의 액막을 치환한다. 그 후, 챔버 내가 감압됨으로써 이산화탄소가 휘발하고, 기판(S)은 건조 상태가 된다. 이산화탄소가 초임계 상태로부터 직접 기화함으로써, 패턴 도괴의 원인이 되는 기액계면이 발생하는 경우는 회피된다. 이에 의해, 미세한 패턴도 도괴시키지 않고 기판(S)을 건조시킬 수 있다.
상기한 각 처리에 사용되는 유체, 즉 세정액, 유기용제, 이산화탄소 등은, 각 처리 유닛(3)에 설치된 유체 박스(33)로부터 세정 챔버(31) 및 건조 챔버(32)로 공급된다. 또한, 이 예에서는 각 챔버에서의 처리의 소요 시간에 따라 그들의 가동 효율을 향상시키기 위해, 각 처리 유닛(3)에 있어서 1개의 세정 챔버(31)와 2개의 건조 챔버(32)가 조합되어 있다. 그러나, 세정 챔버와 건조 챔버가 적어도 1개씩 있으면 되고, 조합 수는 임의이다. 또, 유체 박스가 세정 처리용과 건조 처리용으로 개별적으로 설치되어도 되고, 복수의 처리 유닛에 대해 1개의 유체 박스가 설치되어도 된다.
각 처리 유닛(3)으로의 미처리 기판의 반입 및 각 처리 유닛(3)으로부터의 처리가 끝난 기판의 반출은, 드라이 반송 로봇(4)에 의해 실행된다. 드라이 반송 로봇(4)은, X방향으로 연장되는 가이드 레일(111)을 따라 수평 이동 가능한 로봇 본체(401)와, 로봇 본체(401)의 하부에 설치된 핸드(421, 422)를 구비하고 있다. 핸드(421, 422)의 각각은, 로봇 본체(401)에 대해 연직축 둘레로 회동 가능 또한 수평 방향으로 신축 가능하게 되어 있다. 이들이 기판(S)의 하면을 유지한 상태로 이동함으로써, 기판(S)을 반송하는 것이 가능하다. 2개의 핸드(421, 422)는 유지해야 할 기판의 상태에 의해 구분하여 사용된다. 즉, 핸드(421)는 미처리 기판의 유지에 사용되고, 핸드(422)는 처리가 끝난 기판의 유지에 사용된다.
로봇 본체(401)의 X방향으로의 이동과, 로봇 본체(401)에 대한 핸드(421, 422)의 이동의 조합에 의해, 기판(S)의 반송이 실현된다. 보다 구체적으로는, 수도 스테이지(22)에 재치된 미처리 기판(S)을 핸드(421)가 유지하고, 어느 하나의 처리 유닛(3)의 세정 챔버(31) 내로 반입한다. 또, 어느 하나의 건조 챔버(32)에서 건조 처리가 종료된 처리가 끝난 기판(S)을 핸드(422)가 유지하여 반출하고, 수도 스테이지(22)까지 반송한다.
도 2 및 도 3은 1개의 처리 유닛의 구조를 모식적으로 나타내는 측면도이다. 이 중 도 2는 웨트 반송 로봇(34)이 챔버에 액세스할 때의 상태를 나타내고, 도 3은 드라이 반송 로봇(4)이 챔버에 액세스할 때의 상태를 나타내고 있다. 또한, 도면을 보기 쉽게 하기 위해, 드라이 반송 로봇(4)에 대해서는 1개의 핸드만을 도시하고 있다. 또, 챔버 내의 구조물에 대해서도 기재를 생략하고 있다.
기판 처리 장치(1)에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 장치의 외곽을 이루는 하우징(11)의 (-Y)측에 세정 챔버(31)가 설치되고, 그 (＋Y)측 측면에 개구(311)가 형성되어 있다. 개구(311)에는 개폐 가능한 셔터(312)가 장착되어 있다. 그 닫힌 상태(실선으로 나타낸다)에서는 챔버 내부 공간(S1)이 기밀 상태가 되고, 열린 상태(점선으로 나타낸다)에서는 개구(311)를 통해 기판(S)의 출납이 가능한 상태가 된다.
또, 하우징(11)의 (＋Y)측에는 건조 챔버(32)가 설치되고, 그 (-Y)측 측면에 개구(321)가 형성되어 있다. 개구(321)에는 개폐 가능한 셔터(322)가 장착되어 있다. 그 닫힌 상태(실선으로 나타낸다)에서는 챔버 내부 공간(S2)이 기밀 상태가 되고, 열린 상태(점선으로 나타낸다)에서는 개구(321)를 통해 기판(S)의 출납이 가능한 상태가 된다. 이와 같이, 세정 챔버(31)와 건조 챔버(32)는, 하우징(11) 내에 있어서 웨트 반송 로봇(34)이 배치된 공간(이하, 「반송 공간」이라고 칭한다)(S3)을 사이에 두고, 각각의 개구(311, 321)가 마주 보도록 배치되어 있다.
웨트 반송 로봇(34)에서는, 세정 챔버(31)와 건조 챔버(32) 사이에 끼인 반송 공간(S3)에 있어서 하우징(11)의 바닥부에, 로봇 본체(341)가 고정되어 있다. 로봇 본체(341)로부터 상향으로, 승강 가능한 승강축(343)이 설치되고, 그 상부에 핸드(342)가 장착되어 있다. 핸드(342)는, 연직축 둘레의 회전과 신축에 의한 수평 방향의 이동의 조합에 의해 기판(S)을 반송한다.
구체적으로는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판(S)을 유지하는 핸드(342)가 세정 챔버(31)의 개구(311)의 높이에 위치 결정된 상태에서, 핸드(342)가 도면에 나타내는 중앙 위치보다 (-Y)방향 측으로 수평 이동함으로써, 세정 챔버(31)의 내부 공간(S1)으로의 진퇴가 실현된다. 또, 핸드(342)가 건조 챔버(32)의 개구(321)의 높이에 위치 결정된 상태에서 핸드(342)가 중앙 위치보다 (＋Y)방향으로 수평 이동함으로써, 건조 챔버(32)의 내부 공간(S2)으로의 진퇴가 실현된다.
이것을 가능하게 하기 위한 구성으로서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 웨트 반송 로봇(34)은, 핸드(342)를 회동, 신축시키기 위한 핸드 구동 기구(346), 핸드(342)를 지지하는 승강축(343)을 승강시키기 위한 승강 기구(347), 및 핸드(342)에 의해 기판(S)을 흡착 유지시키기 위한 흡착 기구(348) 등을 구비한다.
모두 상세한 구조에 대해서는 도시를 생략하는데, 핸드 구동 기구(346)는, 예를 들면, 핸드(342)를 회동시키기 위한 회동 모터와, 핸드(342)를 수평 이동시키기 위한 모터 및 랙과 피니언 기구를 갖는 수평 이동 기구를 구비한다. 흡착 기구(348)는, 예를 들면, 기판(S)과 접촉하여 이것을 흡착하기 위한 접촉부와, 접촉부에 흡착력을 부여하기 위한 펌프와, 접촉부와 펌프를 연결하는 배관을 구비한다.
세정 챔버(31)의 개구(311)와 건조 챔버(32)의 개구(321) 사이에서 개구 높이를 맞추어 두면, 세정 챔버(31)로부터 건조 챔버(32)로의 기판(S)의 이송 시에 있어서, 핸드(342)는 수평 이동만 하면 된다. 특히 상면에 액막이 형성된 기판(S)에 대해서는, 이와 같이 수평 이동만으로 이송이 완료되는 것은 액막 유지의 관점에서 유리하다.
액막이 형성된 기판(S)을 반송하는 웨트 반송 로봇(34)은, 사용되는 화학 물질에 대한 내식성과, 기판(S)으로부터 낙하하는 액체가 내부에 침입하는 것을 방지하는 방적(防滴)성이 필요하게 된다. 이 실시형태에서는 순수나 DIW를 세정액으로서 이용하고, 또 액막 형성에는 비교적 부식성이 낮은 IPA를 이용하므로, 높은 내식성을 필요로 하지 않는다.
드라이 반송 로봇(4)은 X방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 구체적으로는, 하우징(11)에 고정된 프레임(110)에 대해, X방향으로 연장되는 가이드 레일(111)이 장착되어 있다. 그리고, 가이드 레일(111)에 대해, 드라이 반송 로봇(4)이 X방향으로 주행 가능하게 장착되어 있다. 드라이 반송 로봇(4)은, 가이드 레일에 결합하여 X방향으로 주행하는 주행 블록(402)과, 주행 블록(402)으로부터 하향으로 연장되는 붐 부재(403)와, 붐 부재(403)에 대해 승강 가능하게 장착된 승강 부재(404)를 구비하고 있다.
로봇 본체(401)는 승강 부재(404)에 장착되어 있으며, 승강 부재(404)와 함께 승강한다. 로봇 본체(401)의 하부에는 핸드(421)(422)가 장착되어 있다. 로봇 본체(401)는, 핸드(421)(422)를 연직축 둘레로 회동시키고, 또 수평 이동시킨다.
이것을 가능하게 하기 위한 구성으로서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 드라이 반송 로봇(4)은, 핸드 구동 기구(476), 승강 기구(477), 흡착 기구(478), 주행 기구(479) 등을 구비한다. 핸드 구동 기구(476)는, 핸드(421, 422)를 회동, 신축시킨다. 승강 기구(477)는, 승강 부재(404)를 승강시킴으로써 로봇 본체(401)와 함께 핸드(421, 422)를 승강시킨다. 흡착 기구(478)는, 핸드(421, 422)에 의해 기판(S)을 흡착 유지시킨다. 주행 기구(479)는, 주행 블록(402)을 X방향으로 주행시킨다.
모두 상세한 구조에 대해서는 도시를 생략하는데, 핸드 구동 기구(476)는, 예를 들면, 핸드(421, 422)를 각각 회동시키기 위한 복수의 회동 모터와, 핸드(421, 422)를 수평 이동시키기 위한 모터 및 랙과 피니언 기구를 갖는 수평 이동 기구를 구비한다. 승강 기구(477)는, 예를 들면, 핸드(421, 422)를 승강시키기 위한 복수의 승강축과, 이들 승강축을 승강시키기 위한 모터 및 피니언 기구를 구비한다. 흡착 기구(478)는, 예를 들면, 기판(S)과 접촉하여 이것을 흡착하기 위한 접촉부와, 접촉부에 흡착력을 부여하기 위한 펌프와, 접촉부와 펌프를 연결하는 배관을 구비한다. 주행 기구(479)는, 예를 들면, 주행 블록(402)을 X방향으로 주행시키기 위한, 모터 및 랙과 피니언 기구를 구비한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 웨트 반송 로봇(34)이 세정 챔버(31) 또는 건조 챔버(32)에 액세스하고 있을 때, 로봇 본체(401)는 상방으로 퇴피하고 있다. 이에 의해, 핸드(421)(422)가 웨트 반송 로봇(34)의 동작에 간섭하는 것이 회피되어 있다. 한편, 도 3에 나타내는 바와 같이, 핸드(421)(422)가 개구(311, 321)와 같은 높이가 될 때까지 로봇 본체(401)가 하강함으로써, 핸드(421)(422)의 세정 챔버(31) 또는 건조 챔버(32)로의 액세스가 가능하게 된다. 이 경우에는, 웨트 반송 로봇(34)이 핸드(342)를 하방으로 퇴피시킴으로써, 드라이 반송 로봇(4)으로의 간섭이 회피된다.
드라이 반송 로봇(4)은, 미처리의 기판(S)을 세정 챔버(31)에 반입하는 기능과, 건조 처리 후의 기판(S)을 건조 챔버(32)로부터 반출하는 기능을 담당한다. 이 때문에, 취급하는 기판(S)은 모두 건조 상태의 것이다. 또, 드라이 반송 로봇(4)은 젖은 기판(S)을 취급하는 웨트 반송 로봇(34)보다 상방에 배치되어 있다. 이 때문에, 기판(S)으로부터 낙하한 액체가 드라이 반송 로봇(4)에 부착될 우려는 적다. 따라서, 핸드(421, 422)나 로봇 본체(401)에 높은 방적성은 필요로 되지 않는다.
단, 처리에 사용되는 화학 물질의 증기가 공간(S3)의 분위기 중에 방산되고, 이것에 노출될 우려가 있다. 그 때문에, 그것에 견딜 수 있을 정도의 내식성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 또, 미처리의 기판(S)과 처리 후의 기판(S)에서는 그 청정도의 레벨이 상이하기 때문에, 이들 기판(S)을 취급하는 핸드가 구별되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 미처리 혹은 처리가 끝난 건조 상태의 기판(S)을 반송하는 경우와, 액막이 형성된 웨트 상태의 기판(S)을 반송하는 경우에서 요구되는 사양이 상이하다. 이 때문에, 각각의 반송에 적합한 드라이 반송 로봇(4)과 웨트 반송 로봇(34)이 병용된다.
도 4는 기판 처리 장치의 제어계의 구성을 나타내는 블록도이다. 기판 처리 장치(1)의 동작을 맡는 제어 유닛(5)은, 미리 준비된 제어 프로그램을 실행하는 CPU(Central Processing Unit)(51)를 구비하고 있다. 상기한 기판 처리 장치(1)의 각 부는, CPU(51)에 의해 실행되는 제어 프로그램에 의거하여 동작한다. 제어 유닛(5)에는 또한, CPU(51)가 실행해야 할 제어 프로그램이나 각종의 설정 데이터 등을 장기적으로 기억하는 스토리지(52), CPU(51)에 의한 제어 프로그램의 실행에 있어서 필요한 데이터를 일시적으로 기억하는 메모리(53), 외부 장치나 오퍼레이터 사이에서 정보 교환을 행하기 위한 인터페이스(54) 등이 설치되어 있다. 이들 각 구성은, 일반적인 퍼스널 컴퓨터가 갖는 하드웨어와 대체로 같은 것으로 할 수 있다. 즉, 적절한 제어 프로그램을 준비함으로써, 공지의 구성을 갖는 퍼스널 컴퓨터를 제어 유닛(5)으로서 이용 가능하다.
제어 유닛(5)에 의해 제어되는 각 부의 구성은 대체로 이하와 같다. 세정 챔버(31)에서는, 개구(311)에 설치된 셔터(312)를 개폐 구동하기 위한 셔터 개폐 기구(316), 및, 미리 정해진 처리 레시피에 따라 세정 처리를 실행하는 세정 처리 실행부(317)가 설치되어 있다. 이들은 제어 유닛(5)으로부터의 제어 지령에 따라 동작한다. 건조 챔버(32)에 있어서도 마찬가지로, 셔터(322)를 개폐 구동하기 위한 셔터 개폐 기구(326), 및, 미리 정해진 처리 레시피에 따라 건조 처리를 실행하는 건조 처리 실행부(327)가 설치된다. 이들은 제어 유닛(5)으로부터의 제어 지령에 따라 동작한다.
또, 웨트 반송 로봇(34)에서는, 핸드 구동 기구(346), 승강 기구(347), 및 흡착 기구(348) 등이, 제어 유닛(5)으로부터의 제어 지령에 따라 동작한다. 또, 드라이 반송 로봇(4)에서는, 핸드 구동 기구(476), 승강 기구(477), 흡착 기구(478), 및 주행 기구(479) 등이, 제어 유닛(5)으로부터의 제어 지령에 따라 동작한다.
또한, 유체 박스(33)에서는, 세정 챔버(31) 및 건조 챔버(32)에 있어서의 처리에 사용되는 각종의 유체를 이들 챔버에 공급하는 유체 공급 기구(336)가, 제어 유닛(5)으로부터의 제어 지령에 따라 동작한다.
도 5는 이 기판 처리 장치에 있어서의 처리의 개요를 나타내는 플로차트이다. 이 처리는, 제어 유닛(5)에 설치된 CPU(51)가 미리 작성된 제어 프로그램을 실행하여 장치 각 부에 소정의 동작을 행하게 함으로써 실현된다. 기판 처리 장치(1)에 미처리의 기판(S)이 수용된 카세트(C)가 적어도 1개 장착된 상태에서, 처리가 개시된다.
우선, 카세트(C)로부터 미처리의 기판(S)이 1장 꺼내진다(단계 S101). 구체적으로는, 인덱서 로봇(21)이 1개의 카세트(C)로부터 기판(S)을 꺼내, 수도 스테이지(22)에 재치한다.
기판(S)은 드라이 반송 로봇(4)에 의해 세정 챔버(31)로 반입된다(단계 S102). 구체적으로는, 드라이 반송 로봇(4)이 가이드 레일(111)을 따라 그 (-X)측 단부까지 이동하고, 수도 스테이지(22)에 재치된 기판(S)을 핸드(421)에 의해 유지한다. 그 상태에서 드라이 반송 로봇(4)이 (＋X)방향으로 이동하고, 어느 하나의 세정 챔버(31)의 근방 위치에 위치 결정된다. 그리고, 셔터(312)가 열린 세정 챔버(31)의 내부 공간(S1)에 핸드(421)가 진입하여 기판(S)을 반입한다.
세정 챔버(31) 내에서는, 반입된 기판(S)에 대한 세정 처리가 행해진다(단계 S103). 구체적으로는, 유체 박스(33)의 유체 공급 기구(336)로부터 공급되는 세정액이 기판(S)에 공급됨으로써 기판(S)이 세정된다. 그리고, 세정액보다 표면장력이 낮은 저표면장력 유체로서, IPA가 기판(S)의 표면에 공급되어 액막이 형성된다.
이렇게 하여 액막이 형성된 기판(S)은, 세정 챔버(31)로부터 건조 챔버(32)로 이송된다(단계 S104). 즉, 셔터(312)가 열린 세정 챔버(31)에 대해 웨트 반송 로봇(34)의 핸드(342)가 진입하여, 액막이 형성되어 있는 기판(S)을 수평 자세로 유지하여 반출한다. 또한, 핸드(342)는 셔터(322)가 열린 건조 챔버(32)에 진입하여, 기판(S)을 건조 챔버(32)의 내부 공간(S2)에 반입한다.
건조 챔버(32) 내에서는, 반입된 기판(S)에 대한 건조 처리가 행해진다(단계 S105). 구체적으로는, 셔터(322)가 닫혀지고 내부 공간(S2)이 기밀 상태로 된 후, 내부 공간(S2)에 액상 상태의 이산화탄소가 도입된다. 액체의 이산화탄소는 기판(S) 상의 액막을 구성하는 IPA를 잘 용해하기 때문에, 기판(S) 상에 있어서 IPA는 이산화탄소로 치환된다. 또한, 챔버 내가 소정의 온도, 압력으로 조정됨으로써, 이산화탄소가 초임계 유체가 된다. 이 상태로부터 챔버 내가 급속히 감압됨으로써, 초임계 상태의 이산화탄소가 액상을 통하지 하고 기화하여, 기판(S)의 표면으로부터 제거된다. 미세 패턴의 내부까지 침투한 초임계 유체가 기액계면을 형성하지 않고 제거됨으로써, 패턴 도괴를 초래하지 않고 기판(S)을 건조시킬 수 있다.
건조 처리 후의 기판(S)은 건조 챔버(32)로부터 반출되고(단계 S106), 카세트(C)에 수용된다(단계 S107). 구체적으로는, 드라이 반송 로봇(4)의 핸드(422)가 개구(321)를 통해 건조 챔버(32)의 내부 공간(S2)으로 진입하여, 처리가 끝난 기판(S)을 반출한다. 드라이 반송 로봇(4)은 (-X)방향으로 수평 이동하여, 기판(S)을 수도 스테이지(22)에 재치한다. 기판(S)은 인덱서 로봇(21)에 의해 카세트(C)에 수용된다. 이에 의해 1장의 기판(S)에 대한 처리가 완결된다.
계속해서 처리해야 할 미처리의 기판(S)이 있는 경우에는(단계 S108에 있어서 YES), 단계 S101로 돌아와, 카세트(C)에 수용되어 있는 다른 미처리 기판(S)에 대해 상기와 동일한 처리가 반복된다. 처리해야 할 모든 기판(S)에 대해 처리가 종료되면(단계 S108에 있어서 NO), 이 처리는 종료가 된다.
복수의 처리 유닛(3) 각각이 상기 처리를 실행함으로써, 동시에 복수 장의 기판(S)에 대한 처리를 실행할 수 있다. 또, 1개의 처리 유닛(3)에 있어서도, 상기 각 처리 단계를 병행하여 실시하는 것이 가능하다. 예를 들면, 건조 챔버(32) 내에서 1개의 기판(S)에 대해 건조 처리를 실행하면서, 다른 기판(S)에 대해 세정 챔버(31) 내에서의 세정 처리를 실행하는 것이 가능하다. 또 예를 들면, 웨트 반송 로봇(34)이 세정 챔버(31)로부터 기판(S)을 꺼내고 있는 동안에, 드라이 반송 로봇(4)이 다음에 처리해야 할 기판(S)을 반송하도록 할 수 있다. 이와 같이, 각 챔버에서의 처리와 반송 로봇에 의한 반송을 조합하여 복수의 기판(S)을 효율적으로 처리함으로써, 처리의 스루풋 향상을 도모하는 것이 가능하다.
이러한 동작을 실현함에 있어서 문제가 되는 것은, 반송 로봇끼리의 간섭이다. 즉, 상기한 웨트 반송 로봇(34) 및 드라이 반송 로봇(4)에 의한 기판(S)의 반송 동작에서는, 세정 챔버(31)로의 액세스는 모두 개구(311)를 통해 행해진다. 한편, 건조 챔버(32)로의 액세스는 모두 개구(321)를 통해 행해진다. 이 때문에, 2개의 반송 로봇(34, 4)에 의한 기판(S)의 반송 경로는, 특히 챔버 개구(311, 321)의 주변에 있어서 서로 겹쳐져 있다. 따라서, 웨트 반송 로봇(34)과 드라이 반송 로봇(4)이 각각 독립적으로 동작하면, 반송 경로의 겹침 부분에 있어서 간섭이 발생할 수 있다. 이 실시형태에서는, 이하의 구성에 의해 이 문제의 해소가 도모되고 있다.
도 6, 도 7, 도 8, 도 9a 및 도 9b는 이 기판 처리 장치에 있어서의 기판의 반송 경로를 모식적으로 나타내는 도면이다. 보다 구체적으로는, 도 6은 인덱서 로봇(21), 웨트 반송 로봇(34) 및 드라이 반송 로봇(4)에 의해 반송되는 기판(S)의 경로를 모식적으로 나타내는 도면이다. 또, 도 7은, 드라이 반송 로봇(4)이 기판(S)을 반송할 때에, 핸드(421, 422) 및 기판(S)이 통과하는 공간을 나타내는 평면도이다. 또, 도 8은, 웨트 반송 로봇(34)이 기판(S)을 반송할 때에, 핸드(342) 및 기판(S)이 통과하는 공간을 나타내는 평면도이다. 도 9a 및 도 9b는 당해 공간을 나타내는 측면도이다. 또한, 이들 도면에 있어서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해, 설명에 직접 관계하지 않는 일부 구성의 도시의 생략이나, 부호의 기재의 생략을 행하고 있다.
도 6에 파선 화살표로 나타내는 바와 같이, 인덱서 로봇(21)은 각 카세트(C)로부터 수도 스테이지(22)로의 기판(S)의 반송 및 수도 스테이지(22)로부터 카세트(C)로의 기판(S)의 반송을 담당한다. 드라이 반송 로봇(4)은, 실선 화살표로 나타내는 바와 같이, 수도 스테이지(22)로부터 각 세정 챔버(31)로 미처리의 기판(S)을 반송한다. 또, 흰색 화살표로 나타내는 바와 같이, 각 건조 챔버(32)로부터 수도 스테이지(22)로 처리가 끝난 기판(S)을 반송한다. 또, 웨트 반송 로봇(34)은, 점선 화살표로 나타내는 바와 같이, 각 처리 유닛(3) 내에서 세정 챔버(31)로부터 건조 챔버(32)로의 기판(S)의 반송을 담당한다. 이 때 반송되는 기판(S)은, 그 상면에 IPA에 의한 액막이 형성된 것이다.
이러한 반송의 과정에 있어서 핸드 및 기판이 차지하는 공간의 궤적을 도트에 의해 나타낸 것이 도 7, 도 8, 도 9a 및 도 9b이다. 도 7에 있어서는, 드라이 반송 로봇(4)이 3개 그려져 있다. 그러나, 이들은 각각, 드라이 반송 로봇(4)이 수도 스테이지(22)에 액세스하고 있을 때, 하나의 세정 챔버(31)에 액세스하고 있을 때, 및 하나의 건조 챔버(32)에 액세스하고 있을 때의 상태를 나타내고, 편의상 이들이 1개의 도면에 나타내어져 있는 것이다. 상술한 바와 같이, 드라이 반송 로봇(4)은 3개의 처리 유닛(3)에 대해 1기 설치되어 있다.
도 7과 도 8을 대비하여 알 수 있는 바와 같이, 웨트 반송 로봇(34)에 의한 기판(S)의 반송 경로와, 드라이 반송 로봇(4)에 의한 기판(S)의 반송 경로는, 평면에서 봤을 때 상당한 부분에서 겹침을 갖는다. 이 점은, 반송 경로의 오버랩에 의한 장치의 풋프린트 축소라는 이점으로 이어진다. 그 한편, 반송 경로가 분리되어 있지 않기 때문에, 2종의 반송 로봇이 동시에 동일한 공간에 진입하는 것에 의한 간섭의 리스크가 있다.
이 실시형태에서는, 평면에서 봤을 때의 반송 경로의 오버랩을 진행시킴으로써 장치의 소형화를 도모하면서, 연직 방향으로 반송 경로를 분리함으로써 2종의 반송 로봇의 간섭을 방지하고 있다. 도 9a에서는, 웨트 반송 로봇(34)이 세정 챔버(31)로부터 건조 챔버(32)로 기판(S)을 이송할 때에, 기판(S) 및 핸드(342)가 통과하는 공간 영역이 도트를 붙여 나타내어져 있다. 이 공간 영역 중 반송 공간(S3)에 포함되는 영역(점선으로 둘러싸이는 영역)을 이송 존(Zt)이라고 정의한다.
이 이송 존(Zt)은, 드라이 반송 로봇(4)이 세정 챔버(31)로 기판(S)을 반입할 때 및 건조 챔버(32)로부터 기판(S)을 반출할 때에 핸드(421, 422)가 진입하는 공간 영역이기도 하다. 웨트 반송 로봇(34)의 핸드(342)는, 이송 존(Zt)과 이것보다 하방의 퇴피 위치 사이에서 승강한다. 한편, 드라이 반송 로봇(4)의 핸드(421, 422)는, 이송 존(Zt)과 이것보다 상방의 퇴피 위치 사이에서 승강한다. 따라서, 이 이송 존(Zt)에 양 반송 로봇이 동시에 진입하는 것만 피하도록 하면, 양 반송 로봇의 간섭은 발생하지 않는다.
구체적으로는, 제어 유닛(5)이 웨트 반송 로봇(34) 및 드라이 반송 로봇(4)을 제어할 시에 있어서, 이하와 같은 규칙이 마련되면 된다. 그 규칙이란, 한쪽의 반송 로봇의 핸드가 이송 존(Zt)에 진입하고 있는 기간에는, 다른 쪽의 반송 로봇의 핸드의 이송 존(Zt)으로의 진입을 규제한다, 라는 것이다. 이 규칙이 지켜지는 한, 드라이 반송 로봇(4) 및 웨트 반송 로봇(34)의 이송 존(Zt)으로의 진입은 배타적으로 허용되게 된다. 따라서, 웨트 반송 로봇(34)과 드라이 반송 로봇(4)이 개별적인 동작을 해도, 서로 간섭하는 것은 피할 수 있다.
드라이 반송 로봇(4)이 X방향으로 이동할 때에도, 핸드(421, 422)의 상하 방향 위치가 이송 존(Zt)보다 상방이 되도록 해 둔다. 이렇게 하면, 핸드(421, 422)는 웨트 반송 로봇(34)의 상방을 통과하게 되기 때문에, 양자의 간섭은 발생하지 않는다. 따라서, 예를 들면 웨트 반송 로봇(34)에 의한 세정 챔버(31)로부터 건조 챔버(32)로의 기판(S)의 이송과, 드라이 반송 로봇(4)에 의한 기판(S)의 X방향으로의 반송을 동시에 실행하는 동작 시퀀스를 설정하는 것이 가능하다.
또한, 이 생각 방식은, 세정 챔버(31)의 개구(311)와 건조 챔버(32)의 개구(321)가 같은 높이에 배치되지 않은 경우에도 적용 가능하다. 즉, 도 9b에 나타내는 바와 같이, 세정 챔버(31)의 개구(311)와 건조 챔버(32)의 개구(321) 사이에서 연직 방향 위치가 상이한 경우도 있을 수 있다. 이러한 경우, 도트를 붙여 나타내는 바와 같이, 기판(S) 및 핸드(342)의 이동의 궤적인 이송 존(Zt)의 형상은, 상기예보다 복잡한 형상이 되지만, 동일하게 정의 가능하다.
그리고, 이 이송 존(Zt)에 대해, 한쪽의 반송 로봇의 핸드만을 선택적으로 진입시키도록 한다. 이렇게 함으로써, 양 반송 로봇의 간섭을 방지할 수 있는 동작 시퀀스를 실현 가능하다. 보다 안전하게는, 도 9b에 점선으로 둘러싼 영역과 같이, 이송 존(Zt)을 포함하여 이것보다 넓은 공간 영역에 대해, 2기의 반송 로봇의 핸드를 선택적으로 진입시키도록 한다. 이에 의해, 반송 로봇 간의 간섭은, 보다 확실히 방지된다.
이상 설명한 바와 같이, 상기 실시형태에 있어서는, 세정 챔버(31)가 본 발명의 「제1 챔버」로서 기능하고 있으며, 개구(311)가 본 발명의 「제1 개구」에 상당하고 있다. 또, 건조 챔버(32)가 본 발명의 「제2 챔버」로서 기능하고 있으며, 개구(321)가 본 발명의 「제2 개구」에 상당하고 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 드라이 반송 로봇(4)이 본 발명의 「제1 반송부」로서 기능하고 있다. 그리고, 핸드(421, 422)가 본 발명의 「제1 유지 부재」로서, 핸드 구동 기구(476) 및 승강 기구(477)가 본 발명의 「제1 이동 기구」로서, 주행 기구(479)가 본 발명의 「수평 이동 기구」로서, 각각 기능하고 있다. 한편, 웨트 반송 로봇(34)은 본 발명의 「제2 반송부」로서 기능하고 있다. 그리고, 핸드(342)가 본 발명의 「제2 유지 부재」로서, 핸드 구동 기구(346) 및 승강 기구(347)가 본 발명의 「제2 이동 기구」로서, 각각 기능하고 있다. 또, 제어 유닛(5)이 본 발명의 「제어부」로서 기능하고 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 그 취지를 벗어나지 않는 한에 있어서 상술한 것 이외에 여러 가지의 변경을 행하는 것이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태의 웨트 반송 로봇(34)은, 세정 챔버(31) 내에서 표면에 액막이 형성된 기판(S)을 수평 자세 그대로 건조 챔버(32)로 반송한다. 그러나, 예를 들면 초임계 유체를 이용하는 건조 처리에 있어서는, 액막이 형성된 상태로 반송되어 온 기판을, 건조 챔버에 반입하기 직전에 상하로 반전시키도록 구성된 처리 프로세스도 제안되고 있다. 이러한 처리 프로세스에 대해서도, 상기한 웨트 반송 로봇의 구성의 일부를 이하와 같이 변경함으로써 대응 가능하다.
도 10a 및 도 10b는 웨트 반송 로봇에 있어서의 핸드의 변형예를 나타내는 도면이다. 도 10a에 나타내는 바와 같이, 이 변형예의 핸드(345)는, 상기 실시형태에 있어서의 웨트 반송 로봇(34)의 핸드(342)를 대신하여 사용 가능한 것이다. 이 핸드(345)에서는, 기판(S)을 유지하는 선단부(345a)와 기부(345b)가 분리되어 있으며, 이들이 조인트부(345c)에 의해 접속되어 있다. 이에 의해, 선단부(345a)는 기부(345b)에 대해 회동 가능하게 되어 있다. 웨트 반송 로봇(34)에는 반전 기구(349)가 추가로 설치된다. 제어 유닛(5)으로부터의 제어 지령에 따라 반전 기구(349)가 작동함으로써, 선단부(345a)가 도 10a에 나타내는 화살표 방향으로 회동한다.
도 10b에 나타내는 바와 같이, 핸드(345)는, 세정 챔버(31)에서 상면(Sa)에 액막(L)이 형성된 기판(W)을 흡착 유지하여, 수평 자세 그대로 세정 챔버(31)로부터 반출한다. 그리고, 기판(W)을 건조 챔버(32)에 반입하기 직전에, 반전 기구(349)가 선단부(345a)를 상하 방향으로 반전시킨다. 이에 의해, 액막(L)이 형성되어 있던 기판(S)의 상면(Sa)이 하면이 되고, 액막을 구성하는 액체는 하방으로 낙하한다. 기판(S)은 그 후 즉시 건조 챔버(32)에 반송되고, 건조 처리가 실시된다.
액막(L)을 형성하고 있던 액체의 대부분은 건조 챔버(32)로의 반입 전에 낙하하지만, 미세한 패턴의 세부에는 잔류하고 있다. 이것을 예를 들면 초임계 유체로 치환하고 나서 건조시킴으로써, 패턴 도괴를 방지하면서 기판(S)을 건조시킬 수 있다. 이 방법에서는, 건조 챔버(32) 내에 반입되는 액체의 양을 줄이는 것이 가능하다.
이러한 반전 처리는, 핸드(345)를 이송 존(Zt)보다 충분히 하방으로 퇴피시킨 상태에서 실행된다. 구체적으로는, 반전의 과정에 있어서, 반전되는 선단부(345a) 및 그것에 유지되는 기판(S)이 이송 존(Zt)에 진입하는 경우가 없도록, 핸드(345)의 높이가 설정된다. 예를 들면, 반전 직전의 기판(S)의 상면(Sa)과 이송 존(Zt)의 하단의 Z방향 거리가 기판(S)의 반경보다 커지도록 해 두면 된다. 이와 같이 하면, 반전의 과정에서 기판(S) 또는 핸드(345)가 이송 존(Zt)에 진입하는 경우가 없다. 그 때문에, 반전 처리의 실행 중에 있어서도, 드라이 반송 로봇(4)을 이송 존(Zt)에 진입시키는 것이 가능해진다.
또한, 반전 처리의 실행 중에 드라이 반송 로봇(4)이 세정 챔버(31) 또는 건조 챔버(32)에 액세스하는 경우가 없는 처리 프로세스이면, 반전 처리 시의 핸드(345)의 높이는, 반전되는 선단부(345a) 및 기판(S)이 이송 존(Zt)의 상단보다 상방에 돌출되는 것이 회피되어 있으면 충분하다고도 생각할 수 있다. 이와 같이 하면, 적어도 드라이 반송 로봇(4)이 X방향으로 이동할 때에, 웨트 반송 로봇(34)이 간섭하는 것은 피할 수 있다.
이러한 반전 처리를 수반하는 프로세스로서는, 상기한 초임계 유체를 이용하는 기판의 건조 처리 외, 예를 들면 기판의 양면을 처리하기 위해 기판의 반전이 필요로 되는 것이 있다. 상기 구성은, 이러한 프로세스에도 적합하게 적용 가능하다.
또, 상기 실시형태는, 「제1 챔버」인 세정 챔버(31)에서 세정액을 이용한 세정 처리를, 「제2 챔버」인 건조 챔버(32)에서 초임계 유체를 이용한 건조 처리를, 각각 행하는 것이다. 그러나, 본 발명의 적용 대상이 되는 처리는 이들에 한정되지 않는다. 즉, 2 이상의 챔버에서 순차적으로 기판이 처리되는 여러 가지의 프로세스에 있어서의 기판 반송에 대해, 본 발명을 적용하는 것이 가능하다. 특히, 웨트 상태의 기판을 챔버 간에서 반송할 필요가 있는 프로세스에 적합하다. 또, 처리에 사용되는 화학 물질의 종류도 상기에 한정되지 않으며 임의이다.
이상, 구체적인 실시형태를 예시하여 설명해 온 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 예를 들면 제1 반송부는, 제1 이동 기구가 제1 유지 부재를 이송 존보다 상방에 위치 결정한 상태에서 제1 이동 기구를 수평 이동시키는 수평 이동 기구를 갖고 있어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 제1 유지 부재에 의해 기판을 유지한 상태에서 제1 이동 기구를 수평 이동시킴으로써, 기판을 수평 방향으로 크게 이동시킬 수 있다. 이 경우에 있어서도, 제1 유지 부재는 이송 존보다 상방을 이동하기 때문에, 제2 반송부의 동작에 영향을 주는 것은 회피된다.
이 경우 또한, 제1 챔버와, 당해 제1 챔버로부터 기판이 이송되는 제2 챔버를 1조로 한 처리 유닛을 복수 구비하고, 처리 유닛마다 1기씩 제2 유지 부재가 설치되고, 복수의 처리 유닛에 대해 1기의 제1 유지 부재가 설치되어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 각 처리 유닛 내에서의 제1 챔버로부터 제2 챔버로의 기판의 이송에는 전용의 제2 유지 부재를 이용함으로써, 제1 챔버에서의 처리로부터 제2 챔버에서의 처리로의 이행을 재빠르게 행할 수 있다. 한편, 외부로부터의 처리 전의 기판의 반입 및 처리가 끝난 기판의 외부로의 반출에 대해서는 처리 유닛 간에서 공통의 제1 유지 부재를 이용함으로써, 장치의 소형화를 도모할 수 있다.
또 예를 들면, 제2 반송부는, 제1 챔버에서 상면에 액막이 형성된 기판을 수평 자세로 제2 챔버에 이송하고, 제1 반송부는, 액막이 형성되기 전의 기판을 제1 챔버로 반입하고, 액막이 제거된 후의 기판을 제2 챔버로부터 반출하도록 구성되어도 된다. 이러한 구성에서는, 액막이 형성된 기판의 유지와, 액막이 형성되어 있지 않은 기판의 유지 사이에서 제1 유지 부재와 제2 유지 부재를 구분하여 사용하는 것이 가능해진다. 제1 유지 부재가 이송 존보다 상방에 배치됨으로써, 만약 제2 유지 부재가 유지하는 기판으로부터 액체가 낙하했다고 해도, 제1 유지 부재나 그것에 유지되는 기판에 부착되는 것은 피할 수 있다.
이 경우 또한, 제1 반송부는, 액막이 형성되기 전의 기판 및 액막이 제거된 후의 기판을 각각 유지하는 복수의 제1 유지 부재를 갖는 구성이어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 처리 전의 기판과 처리 후의 기판을 상이한 제1 유지 부재로 유지함으로써, 예를 들면 처리 전의 기판에 부착되어 있던 이물이 처리 후의 기판에 부착되는 등의 문제를 해소할 수 있다.
또 예를 들면, 제2 챔버에서는, 내부 공간 내에서, 기판으로부터 액막을 제거하고 기판을 건조시키는 건조 처리가 실행되는 것이어도 되는, 예를 들면 내부 공간 내에서 초임계 유체를 이용한 건조 처리를 실행할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 표면에 액막이 형성된 상태에서 기판이 챔버 간을 반송되고, 제2 챔버 내에서 건조 처리가 실행된다. 그 때문에, 반송 중의 기판 표면이 반송 공간의 분위기에 노출되는 것이 회피된다.
또 예를 들면, 제2 반송부는, 액막이 형성된 기판을 제1 챔버로부터 반출한 후, 기판을 제2 챔버에 반입하기 전에, 기판을 유지하는 제2 유지 부재의 상하를 반전시키는 반전 기구를 갖는 것이어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 기판의 표리를 반전시킴으로써, 기판 표면의 액막 제거나 제2 챔버에서의 이면 처리 등이 가능해진다.
또 예를 들면, 제1 챔버의 측면에 형성된 제1 개구와 제2 챔버의 측면에 형성된 제2 개구가, 반송 공간을 사이에 두고 같은 높이로 마주 보게 배치되어 있어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 제2 반송부는, 제1 챔버로부터 제2 챔버로의 기판의 이송을, 단순한 수평 방향의 이동에 의해 실현하는 것이 가능하다. 특히 기판에 액막이 형성되어 있는 경우에는, 이송 중의 액막의 유지를 용이하게 할 수 있다.
이상, 특정의 실시예를 따라 발명을 설명했는데, 이 설명은 한정적인 의미로 해석되는 것을 의도한 것은 아니다. 발명의 설명을 참조하면, 본 발명의 그 외의 실시형태와 동일하게, 개시된 실시형태의 여러 가지 변형예가, 이 기술에 정통한 사람에게 분명해질 것이다. 따라서, 첨부된 특허 청구의 범위는, 발명의 진정한 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서, 당해 변형예 또는 실시형태를 포함하는 것이라고 생각할 수 있다.
이 발명은, 복수의 챔버로의 기판의 반송을 복수의 반송 기구를 이용하여 행하는 기판 처리 장치 전반에 적용 가능하다.
1 기판 처리 장치
3 처리 유닛
4 드라이 반송 로봇(제1 반송부)
5 제어 유닛(제어부)
31 세정 챔버(제1 챔버)
32 건조 챔버(제2 챔버)
34 웨트 반송 로봇(제2 반송부)
311 개구(제1 개구)
321 개구(제2 개구)
342 핸드(제2 유지 부재)
346 핸드 구동 기구(제2 이동 기구)
347 승강 기구(제2 이동 기구)
349 반전 기구
421, 422 핸드(제1 유지 부재)
476 핸드 구동 기구(제1 이동 기구)
477 승강 기구(제1 이동 기구)
479 주행 기구(수평 이동 기구)
S 기판
S1, S2 내부 공간
S3 반송 공간
Zt 이송 존

Claims (10)

  1. 처리 대상이 되는 기판을 수용 가능한 내부 공간과, 상기 내부 공간에 대해 상기 기판을 출납하기 위한 제1 개구를 갖는 제1 챔버와,
    상기 기판을 수용 가능한 내부 공간과, 상기 내부 공간에 대해 상기 기판을 출납하기 위한 제2 개구를 갖는 제2 챔버와,
    상기 기판을 유지하는 제1 유지 부재와, 상기 제1 유지 부재의 상방에 배치된 제1 이동 기구를 갖고, 상기 제1 이동 기구가 상기 제1 유지 부재를 이동시켜, 상기 제1 개구를 통해 상기 제1 챔버로 상기 기판을 반입하고, 상기 제2 개구를 통해 상기 제2 챔버로부터 상기 기판을 반출하는 제1 반송부와,
    상기 기판을 유지하는 제2 유지 부재와, 상기 제2 유지 부재의 하방에 배치된 제2 이동 기구를 갖고, 상기 제2 이동 기구가 상기 제2 유지 부재를 이동시켜, 상기 제1 개구를 통해 상기 제1 챔버로부터 상기 기판을 반출하고 상기 제2 개구를 통해 상기 제2 챔버로 반입함으로써, 상기 기판을 상기 제1 챔버로부터 상기 제2 챔버로 이송하는 제2 반송부
    를 구비하고,
    상기 제1 개구 및 상기 제2 개구는, 상기 제2 반송부가 배치된 반송 공간에 면하여 개구되고,
    상기 반송 공간 중, 상기 제2 반송부가 상기 제1 챔버로부터 상기 제2 챔버로 상기 기판을 이송할 때에 상기 제2 유지 부재 및 상기 기판이 통과하는 공간을 이송 존이라고 칭할 때,
    상기 제1 이동 기구는, 상기 제2 반송부가 상기 제1 개구 또는 상기 제2 개구에 액세스할 때에 상기 제1 유지 부재를 상기 이송 존보다 상방에 위치 결정하고,
    상기 제2 이동 기구는, 상기 제1 반송부가 상기 제1 개구 또는 상기 제2 개구에 액세스할 때에 상기 제2 유지 부재를 상기 이송 존보다 하방에 위치 결정하는,
    기판 처리 장치.
  2. 처리 대상이 되는 기판을 수용 가능한 내부 공간과, 상기 내부 공간에 대해 상기 기판을 출납하기 위한 제1 개구를 갖는 제1 챔버와,
    상기 기판을 수용 가능한 내부 공간과, 상기 내부 공간에 대해 상기 기판을 출납하기 위한 제2 개구를 갖는 제2 챔버와,
    상기 기판을 유지하는 제1 유지 부재와, 상기 제1 유지 부재의 상방에 배치된 제1 이동 기구를 갖고, 상기 제1 이동 기구가 상기 제1 유지 부재를 이동시켜, 상기 제1 개구를 통해 상기 제1 챔버로 상기 기판을 반입하고, 상기 제2 개구를 통해 상기 제2 챔버로부터 상기 기판을 반출하는 제1 반송부와,
    상기 기판을 유지하는 제2 유지 부재와, 상기 제2 유지 부재의 하방에 배치된 제2 이동 기구를 갖고, 상기 제2 이동 기구가 상기 제2 유지 부재를 이동시켜, 상기 제1 개구를 통해 상기 제1 챔버로부터 상기 기판을 반출하고 상기 제2 개구를 통해 상기 제2 챔버로 반입함으로써, 상기 기판을 상기 제1 챔버로부터 상기 제2 챔버로 이송하는 제2 반송부와,
    상기 제1 반송부 및 상기 제2 반송부를 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제1 개구 및 상기 제2 개구는, 상기 제2 반송부가 배치된 반송 공간에 면하여 개구되고,
    상기 반송 공간 중, 상기 제2 반송부가 상기 제1 챔버로부터 상기 제2 챔버로 상기 기판을 이송할 때에 상기 제2 유지 부재 및 상기 기판이 통과하는 공간을 이송 존이라고 칭할 때,
    상기 제어부는, 상기 제2 반송부가 상기 제1 개구 또는 상기 제2 개구에 액세스할 때에 상기 제1 유지 부재의 상기 이송 존으로의 진입을 규제하고, 상기 제1 반송부가 상기 제1 개구 또는 상기 제2 개구에 액세스할 때에 상기 제2 유지 부재의 상기 이송 존으로의 진입을 규제하는,
    기판 처리 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 반송부는, 상기 제1 이동 기구가 상기 제1 유지 부재를 상기 이송 존보다 상방에 위치 결정한 상태에서 상기 제1 이동 기구를 수평 이동시키는 수평 이동 기구를 갖는, 기판 처리 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 챔버와, 당해 제1 챔버로부터 상기 기판이 이송되는 상기 제2 챔버를 1조로 한 처리 유닛을 복수 구비하고,
    상기 처리 유닛마다 1기씩 상기 제2 유지 부재가 설치되고, 복수의 상기 처리 유닛에 대해 1기의 상기 제1 유지 부재가 설치되는, 기판 처리 장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 반송부는, 상기 제1 챔버에서 상면에 액막이 형성된 상기 기판을, 수평 자세로 상기 제2 챔버에 이송하고,
    상기 제1 반송부는, 상기 액막이 형성되기 전의 상기 기판을 상기 제1 챔버로 반입하고, 상기 액막이 제거된 후의 상기 기판을 상기 제2 챔버로부터 반출하는, 기판 처리 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 반송부는, 상기 액막이 형성되기 전의 상기 기판 및 상기 액막이 제거된 후의 상기 기판을 각각 유지하는 복수의 상기 제1 유지 부재를 갖는, 기판 처리 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 챔버에서는, 상기 내부 공간 내에서, 상기 기판으로부터 상기 액막을 제거하고 상기 기판을 건조시키는 건조 처리가 실행되는, 기판 처리 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 챔버에서는, 상기 내부 공간 내에서 초임계 유체를 이용한 상기 건조 처리가 실행되는, 기판 처리 장치.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 반송부는, 상기 액막이 형성된 상기 기판을 상기 제1 챔버로부터 반출한 후, 상기 기판을 상기 제2 챔버에 반입하기 전에, 상기 기판을 유지하는 상기 제2 유지 부재의 상하를 반전시키는 반전 기구를 갖는, 기판 처리 장치.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 챔버의 측면에 형성된 상기 제1 개구와 상기 제2 챔버의 측면에 형성된 상기 제2 개구가 상기 반송 공간을 사이에 두고 같은 높이로 마주 보게 배치되고,
    상기 제2 반송부는, 상기 제1 챔버로부터 상기 제2 챔버로 상기 기판을 수평 방향으로 이송하는, 기판 처리 장치.
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