KR20030027835A - 기판 반송실 - Google Patents

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KR20030027835A
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노부유키 다카하시
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아네르바 가부시키가이샤
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Abstract

기판을 수직 또는 실질적으로 수직으로 세운 상태로 지지하는 기판 지지 트레이를 적어도 3개 동시에 격납 가능하도록 하는 격납 트레이와, 처리실 및 로드록실의 방들 중의 어느 방들 사이에서 기판 지지 트레이의 반입 또는 반출의 이동을 행하기 위한 기판 반송 위치에 격납 트레이를 수평이동시키는 수평이동기구를 구비한 기판 반송실을 기판 처리장치에 구비한다.
기판 처리장치에 있어서의 처리량의 향상 및 장치 전체의 접지 면적의 증대 억제를 도모한다.

Description

기판 반송실{Substrate Feed Chamber}
본 발명은, 액정 디스플레이 등의 표시장치의 제조에 사용하기에 적합한 기판 반송실 및 기판 처리장치에 관한 것이다.
액정 디스플레이 등의 각종 표시장치를 제조하는 데에 있어서, 기판에 대한 표면처리 등을 시행하는 기판 처리장치(진공처리장치)는, 일반적으로 대기환경과 진공환경과의 사이에서 기판의 반입, 반출이 행해지는 로드록실(처리물을 진공영역과 대기간에 원활하게 이동시키기 위한 격리실), 기판에 대해 소정의 성막(成膜)처리, 에칭, 가열 혹은 냉각을 행하는 열처리 등을 시행하는 처리실, 및 로드록실 또는 처리실에 기판을 반송하는 반송실을 주로해서 구성된다.
종래의 일반적인 기판 처리장치의 일례로서, 문헌1(특개평6-69316호 공보)에는, 1장의 기판을 지지하는 한개의 기판 지지 트레이가 기판 지지 트레이를 한개 격납할 수 있는 반송실을 사이에 두고, 프로세스실(처리실에 상당한다), 예비 가열실 및 예비 냉각실에 반송되는 기판 처리장치가 개시되어 있다.
또, 문헌2(특개평8-3744호 공보)에는, 1장의 기판을 지지하는 한개의 기판 캐리어(기판 지지 트레이에 상당한다)가 기판 캐리어를 동시에 2개 격납할 수 있는 버퍼 챔버(반송실에 상당한다)를 사이에 두고, 처리 챔버(처리실에 상당한다), 로드록실 및 언로드록실(로드록실에 상당한다)에 반송되는 기판 처리장치가 개시되어 있다.
최근, 액정 디스플레이 등의 표시화면의 대형화와, 1장의 대형 기판으로부터 복수장의 기판을 제조해서 제품화하는 등의 경향에 의해, 기판의 대형화가 현저한경향이 되고 있다.
그러나, 기판의 대형화에 수반하여 필연적으로 장치를 구성하는 각 실(방)의 점유 용적이 커진다.
이에 의해, 당해 기판을 취급하는 기판 처리장치 자체도 대형화 하기 때문에 장치의 시공 비용이 증대한다.
또한, 기판 처리장치가 대형화하면, 예를 들면, 성막 처리장치 등은 기판을 소정의 처리 조건으로 할 때까지 장시간을 필요로하기 때문에 운전 비용이 높아진다.
게다가, 대형화한 기판을 수평한 상태로 유지하는 경우에는, 기판이 자중에 의해 휠 위험이 있다. 이 휨을 수반한 상태로 성막처리장치 등이 수행되는 경우에는 처리가 불균일하게 되기 때문에, 표시 얼룩 등에 의해 신뢰성의 저하를 초래한다.
또한, 기판 처리장치의 대형화에 의해, 장치의 보수관리가 곤란해진다.
따라서, 최근의 기판의 대형화를 배려하여, 설치면적(풋프린트)의 증대의 억제 및 처리량의 향상이 도모되도록 하는 장치설계가 필요해진다.
그러나, 문헌 1에 개시된 기판 처리장치는 기판을 성막 처리장치 전에 가열(예비가열)하기 위한 가열 전용실이 별도 설치되어 구성되어 있다. 이 구성에 있어서는 장치의 점유 면적이 더욱 증대하게 되고, 또 처리량의 향상을 도모하는 관점으로부터도 바람직하지 않다.
또, 문헌 2에 개시된 기판 처리장치에서는 다른 처리 챔버에 격납되어 있는기판을 버퍼 챔버에 격납하는 때의 기판 장수의 제한에 의해 반입출 작동의 효율이 나빠 처리량의 향상을 도모할 수 없다.
따라서, 상술한 각종 문제점을 기술적으로 해결하는 수법의 출현이 요구된다.
본 발명의 제 1목적은, 기판을 반입출하는 동작의 효율을 높이고 처리량의 향상을 도모한 기판반송장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 제 2목적은, 기판 처리장치의 점유면적의 증대를 억제하는 구조의 기판반송장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 제 3목적은, 상술한 기판반송장치에 의해 기판을 반송처리하는 방법을 제공하는 데에 있다.
도 1a는 본 발명의 제 1 실시형태의 기판 처리장치의 실시예의 개략 평면도,
도 1b는 본 발명의 제 1 실시형태의 기판 반송실을 설명하기 위한 개략 평면도,
도 2는 도 1a의 I-I' 선에 따라서 취하여 나타낸 제 1 실시형태의 기판 반송실의 부분적인 개략 단면도,
도 3은 도 2와 유사한 제 1 실시형태의 기판 반송실의 변형예의 부분적인 개략 단면도,
도 4a는 본 발명의 제 2 실시형태의 기판 처리장치의 구성예의 개략 평면도,
도 4b는 본 발명의 제 2 실시형태의 기판 반송실을 설명하기 위한 개략 평면도,
도 5는 도 4a의 I-I' 선에 따라서 취하여 나타낸 제 1 실시형태의 기판 반송실의 부분적인 개략 단면도,
도 6a는 본 발명의 제 3 실시형태의 기판 처리장치의 구성예의 개략 평면도,
도 6b는 본 발명의 제 3 실시형태의 기판 반송실 내에서의 격납 트레이의 초기 위치를 설명하기 위한 개략 평면도,
도 7은 본 발명의 제 3 실시형태의 기판 반송실 내에서의 격납 트레이의 다른 초기 위치를 설명하기 위한 개략 평면도,
도 8a 내지 도 8e는 제 1 실시형태의 기판 처리장치의 동작의 설명에 공여하는 도면,
도 9a 내지 도 9e는 도 8e에 연속하여, 제 1 실시형태의 기판 처리장치의 동작의 설명에 공여하는 도면,
도 10a 내지 도 10e는 도 9e에 연속하여, 제 1 실시형태의 기판 처리장치의 동작의 설명에 공여하는 도면,
도 11a 내지 도 11e는 제 2 실시형태의 기판 처리장치의 동작의 설명에 공여하는 도면,
도 12a 내지 도 12e는 도 11e에 연속하여, 제 2 실시형태의 기판 처리장치의 동작의 설명에 공여하는 도면,
도 13a 내지 도 13e는 도 12e에 연속하여, 제 2 실시형태의 기판 처리장치의 동작의 설명에 공여하는 도면,
도 14a 내지 도 14e는 제 3 실시형태의 기판 처리장치의 동작의 설명에 공여하는 도면,
도 15a 내지 도 15e는 도 14e에 연속하여, 제 3 실시형태의 기판 처리장치의 동작의 설명에 공여하는 도면이다.
<부호의 설명>
10: 제 1 기판 처리장치11: 제 2 기판 처리장치
12: 기판 반송실13: 제 3 기판 처리장치
14,16,18,24: 기판 처리실15: 기판
20: 제 1 로드록실22: 제 2 로드록실
26: 칸막이 밸브
28,28a,28a",28b,28b",28c,28c",28d,28d": 기판 지지 트레이
28a',28c',28d': 가상의 기판 지지 트레이
30,301,302: 격납 트레이30a: 상부 격납 트레이
30b: 하부 격납 트레이32: 트레이 가이드 굴림대
34: 가이드 레일40: 회동대
50: 상부 수평이동 기구52,93: 가이드 막대
54: 가이드 막대 받침55: 수평이동 기구
60: 하부 수평이동 기구62: 수평이동 구동 막대
64: 구동 막대 받침66: 수평이동 구동원
70: 회동 이동 기구72: 회동 구동축
74: 회동 구동원80: 기판 지지 수단
82: 지지판84: 지지판 고정부
86: 기판 고정부90: 램프 히터
91: 히터부92: 히터 매설부재
따라서, 본 발명의 기판 반송실은, 하기와 같은 구성 상의 특징을 가진다.
즉, 본 발명의 기판 반송실은, 기판 지지 트레이 격납수단과, 수평이동기구를 구비하고 있다. 기판 지지 트레이 격납수단은 기판을 수직 또는 실질적으로 수직으로 세운 상태로 지지하는 기판 지지 트레이를 3개 이상 동시에 격납 가능하도록 한다. 또, 수평이동기구는 이 기판 지지 트레이 격납수단을 수평이동 시킨다.
그리하여, 본 기판 반송실의 경우에 있어서 수평이동기구는, 기판에 소정의 처리를 시행하는 1개 또는 2개 이상의 기판 처리실과, 대기 환경 및 진공 환경 사이에서 기판의 반입출을 행하는 1개 또는 2개 이상의 로드록실과의 방들 중의 어느 방들 사이에서 기판 지지 트레이의 반입 또는 반출의 이동을 행하기 위한 기판반송 위치에 대해 수평이동을 행하는 구성으로 하고 있다.
기판 반송실을 이 같은 구성으로 함으로써, 종래보다도 많은 기판을 기판 반송실에 동시에 격납하는 것이 가능하다. 또, 통상 기판 처리실은 1실 이상이 있고, 또, 로드록실도 1실 이상 있기 때문에, 기판 처리장치는 쌍방을 병합해 2실 이상의 방을 가지고 있다.
따라서, 이 수평이동기구에 의해, 기판 처리실과 로드록실의 방들 중의 어떤 방들에 있어서, 기판의 반입 또는 반출의 이동을, 기판을 불필요하게 대기 시키는 일 없이 원만히 행하는 것이 가능하다.
그리하여, 기판의 반입출을 효율좋게 행하는 것에 의해, 처리량을 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 기판을 수직 또는 실질적으로 수직으로 세운 상태로 반송하는 구성 덕택에, 기판을 수평으로 눕힌 상태(이하 단순히 수평상태라 함)로 반송하는 경우에 비해 수평면 내에서의 공간을 적게 할 수 있다. 이에 의해, 기판 반송실 자체는 보다 더 이 기판 반송실을 구비한 기판 처리장치 전체의 설치면적(풋프린트)의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 기판을 수평상태로 유지한 때에 발생하는 기판의 자중에 의한 기판의 휨을 억제할 수 있기 때문에 기판면에 대한 처리의 불균일화 등을 방지하는 것이 가능하다.
또한, 게다가 바람직하게는 기판 반송실은 회동기구를 구비하고 있는 것이좋다. 이 회동기구는 기판 지지 트레이 격납수단을 수평이동기구의 수평이동면에 대해 수직인 축의 주변에 회동시키는 것에 의해, 기판 지지 트레이 격납 수단을, 회동기구 단독으로 또는 수평이동기구와 병용하여 기판 반송 위치에 위치 결정하는 구성으로 하고 있다.
이와 같이 함으로써, 기판 반송실에 접속되어 있는 모든 기판 처리실 사이, 로드록실 사이 혹은 기판 처리실 및 로드록실 사이에서 기판의 반송(즉, 반입 한다거나 반출 한다거나)을 더욱 효율 좋게 행하는 것이 가능하기 때문에, 보다 한층 처리량의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 기판 반송실에 있어서의 기판 지지 트레이 격납 수단은 복수개로 분할되는 구성으로 하는 것이 좋다.
이와 같이 함으로써, 로드록실 및 처리실의 쌍방 또는 어느쪽 일방에 대해서, 반송 해야할 기판을 구비한 기판 지지 트레이 격납수단 만을 선택적으로 구동시키는 것이 가능하다. 이에 의해, 복수의 동작을 동시에 진행시키는 것에 의해 기판의 반송동작을 분리할 수 있고, 효율적으로 반송처리를 행하는 것이 가능하다.
또한, 바람직하게는, 기판 반송실은 기판을 가열하는 가열수단을 구비하고 있는 것이 좋다.
이와 같이 함으로써, 가열 전용실 혹은 가열수단을 구비한 처리실 등을 설치함 없이 기판을 가열할 수 있어 기판 처리장치의 공간 생략화를 도모할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 기판 반송실은 기판을 냉각하는 냉각수단을 구비하고있는 것이 좋다.
이와 같이 함으로써, 냉각 전용실 또는 냉각수단을 구비한 처리실 등을 설치함 없이 기판을 냉각할 수 있어, 기판 처리장치의 공간 생략화를 도모할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 기판을 기판 지지 트레이에 의해 2장 지지하는 것이 좋다.
이와 같이 함으로써, 기판을 적어도 6장 동시에 격납할 수 있다.
본 발명의 기판 처리장치는 상술한 기판 반송실을 구비한 구성으로 하고 있다. 또, 기판 처리실은 기판 지지 트레이에 지지 되는 2장의 기판을 동시에 처리할 수 있는 구성으로 한다.
이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시형태에 따라 설명한다. 각 도면은 발명을 보다 더 이해할 수 있는 정도로 각 구성성분의 크기 및 배치 관계를 개략적으로 나타내고 있는 것에 지나지 않고, 이에 의해 본 발명은 도시예만으로 한정되는 것은 아니다. 또, 설명에 사용하는 각 도면 중에서, 유사한 구성에 관해서는 동일한 번호를 붙여서 표시하고, 그들의 중복설명을 생략하고 있는 경우도 있다.
<제 1 실시형태>
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 제 1 기판 처리장치(10)의 구성예를 개략적으로 나타낸 도면이다. 더욱이, 도 1a는 제 1 기판 처리장치(10)의 평면 개략도이고, 도 1b는 도 1a에 있어서의 기판 반송실(12)를 설명하기 위한 개략 평면도이다.
1. 본 발명의 기판 처리장치의 설명
도 1a에 나타난 바대로, 제 1 기판 처리장치(10)는 기판 지지 트레이에 탑재된 기판을 기판 처리실(16)에 구비하고 있다. 더욱이 기판은, 도 1a에는 나타나 있지 않지만 후에 참조도에 표시되어 있다.
즉, 기판 반송실(12)에 인접시켜, 기판에 소정의 처리를 시행하는 기판 처리실(16), 기판 반입용의 제 1 로드록실(20) 및 기판 반출용 제 2 로드록실(22)이 배치된 구성을 가지고 있다. 더욱이, 제 1 및 제 2 로드록실(20, 22)은, 기판의 반입용 및 반출용으로 구별하지 않고 반입출 겸용으로 해도 좋다.
또한, 이 기판 처리실(16)과 기판 반송실(12)과의 사이 및, 제 1 및 제 2 로드록실(20, 22)과 반송실(12)과의 사이는 기판의 반입출이 가능한 한편 각 방을 격리하는 칸막이 밸브(게이트 밸브)(26)에 의해서 구분되어 있다.
또한 제 1 및 제 2 로드록실(20, 22)과 대기측(로드 스테이션: 상세 후술(도시되지 않음))과의 사이에도 칸막이 밸브(26)가 설치되어 있다.
또한, 상기 각 방(12, 16, 20, 22)에는, 도시되지 않는 배기계가 접속되어 있어, 이 배기계에 의해서 각 방은 소정의 진공도로 유지되는 구성이다. 더욱이, 배기계에는 예를 들면 터보 분자 펌프나 저온 펌프 등을 사용하는 것이 좋다. 더욱이, 제 1 및 제 2 로드록실(20, 22)의 외측에 설치된 로드 스테이션은 로드록실(20, 22)에 미처리 기판을 탑재한다거나, 처리가 끝난 기판을 로드록실(20, 22)로부터 회수한다거나 하는 기능을 가진다.
또한, 상술한 구성은 기판 반송실(12)에 한개의 기판 처리실(16)이 접속된구성이지만, 후술할 회동기구를 설치한 것이면 기판에 대한 처리의 종류에 맞춰서 도 1중에 점선으로 나타나 있듯이 다른 기판 처리실(14, 18, 24)을 증설하는 것도 가능하다.
또한, 이 제 1 기판 처리장치(10)는 제 1 로드록실(20)에 기판에 대한 가열수단을 구비하고 있어도 좋다. 또, 제 2 로드록실(22)에 도시되지 않은 기판에 대한 냉각수단을 구비하고 있어도 좋다. 이러한 가열수단이나 냉각수단은 후에서 참조되는 도면에 일례로서 표시되어 있다. 이러한 가열수단이나 냉각수단은 각각의 방의 벽에 설치되어 있어도 좋고, 또는 실내에 설치되어 있어도 좋으며, 그 이외의 설치 장소는 본 발명의 범위 외에 있기 때문에 구체적으로 언급하지 않는다. 기판에 대한 처리 조건에 맞춰서 이러한 가열 또는 냉각수단을 가동 시키는 것으로 한다.
더욱이, 가열수단에는 예를 들면 가열 가스를 공급하는 가스 공급계 및 이 가스를 배기하는 배기계, 가열 히터, 가열 파이프, 열 펌프 등 직접 또는 간접적인 적절한 가열수단이 사용될 수 있다. 또, 냉각수단에는 예를 들면 냉각 가스를 공급하는 공급계 및 이 가스를 배기하는 배기계, 냉매의 순환부를 구비한 냉각 스테이지 등 적절한 냉각수단이 사용될 수 있다.
또한, 기판 반송실(12), 기판 처리실(16), 제 1 로드록실(20) 및 제 2 로드록실(22)의 각각의 사이에는 도시되지 않은 반송계에 의해서 연결되어 있어, 기판 지지 트레이(도시되지 않음) 상자의 반송계의 가동에 의해 반송된다.
2. 본 발명의 기판 반송실의 설명
이하 본 발명에 관계되는 기판 반송실을 상세하게 설명한다.
2-1. 기판 반송실이 구비된 수평이동기구의 개요(상세하게는 2-4 참조)
본 발명의 기판 반송실(12)은 도 1b에 나타난 바대로 기판 지지 트레이 격납 수단으로서의 격납 트레이(30)를 수평 방향(X방향)에 이동시키는 수평이동기구(상세 후술)를 구비한 구성으로 한다. 이 격납 트레이(30)는 기판 지지 트레이(28)를 적어도 3개(여기에서는 일례로 해서 3개로 하고 있다) 동시에 격납 가능한 구성으로 한다.
그리하여, 이 수평이동기구에 의해서, 기판 처리실 및 로드록실로부터 구성되는 방들 중의 어느 방들 사이에서 기판 지지 트레이의 반입출을 행하는 기판 반송 위치에 격납 트레이(30)를 이동시킬 수 있다. 그리하여, 이 실시형태에 의하면, 격납 트레이(30)는 제 1 내지 제 3의 3개의 기판 지지 트레이(28a, 28b, 28c)를 병렬로 격납가능한 구성으로 하고 있다. 게다가, 본 발명의 수평이동기구는 이 기구에 의해 격납 트레이(30)를 초기 위치(이하에서 상술)로부터 수평 방향(X방향)에 ±0.5의 정수배 단위분 만큼 이동시키는 것이 가능하다. 이 실시형태예에서는 이 수평이동기구는 ±1단위분, 즉 좌우 각각 1단 만큼 이동시키는 것이 가능한 구성으로 하고 있다.
더욱이, 도 1b에 표시된 바대로, 서로 이웃한 기판 지지 트레이의 중심간 거리 a를 1단위로 한다.(단, 도 1b는 개략적으로 도시된 것에 지나지 않고, 정확한배치 관계를 도시한 것은 아님)
또한, 기판 반송실(12)에 있어서의 격납 트레이(30)의 초기 위치는 임의로 설정해도 되지만, 여기의 설명에서는 초기 위치를 일례로 해서 좌우에 1단 만큼 이동할 수 있는 중앙 위치, 즉 도 1b에서 도시되어 있는 격납 트레이(30)의 위치로 하고 있다.
즉, 상술한 수평이동기구에 의해 격납 트레이(30)는 초기 위치로부터 수평 방향에 1단위(지면 왼쪽 방향에 1단위)분 이동한 경우에는 기판 지지 트레이(28a)는 28a'에 배치되고, 초기 위치로부터 수평 방향에 +1단위(지면 오른쪽 방향에 1단위)분 이동한 경우에는 기판 지지 트레이(28c)는 28c'에 배치된다.(도 1b 참조)
2-2. 기판 반송실이 구비된 회동기구의 개요(상세하게는 2-4참조)
또한, 본 발명에 관한 기판 반송실은 게다가 회동기구를 구비하고 있다. 이 회동기구(상세 후술)는 이 격납 트레이(30)를 수평이동기구의 수평이동면에 대해서 수직인 축의 주변에 회동시켜 기판 지지 트레이의 반입출을 행하는 기판 반송 위치에 이동시킬 수 있다.
즉, 이 회동기구에 있어서의 회동대(40)(도 1b참조)를 수평이동기구의 수평이동면에 대해서 수직인 축의 주변에 정역(正逆)방향(R)(360°)으로 회동시켜 격납 트레이(30)를 회동 시키는 것에 의해, 반송실(12) 주위에 배치된 기판 처리실(16) 및 로드록실(20, 22)의 쌍방 또는 어느쪽의 일방에 대해 기판의 반입출이 가능한 구성으로 한다. 더욱이, 이 회동대(40)에 격납 트레이(30)가 탑재된 탑재면은 수평면 내에 있다. 또, 격납 트레이(30)의 수평이동는 이 수평면 내에서 수평이동 기구에 의해 행해진다. 이 수평면을 수평이동기구의 수평이동 면으로 한다.
2-3. 수평이동기구 및 회동기구에 의한 기판의 반입출 방법에 관하여
상술한 수평이동기구 및 회동기구에 의해 기판의 반입출을 행하는 때의, 상술한 '기판의 반입 또는 반출의 이동을 행할 수 있는 기판 반송 위치(이하 단순히 기판 반송 위치로 칭한다)'라는 것은 기판 반송실(12)과 기판 처리실(16)과의 사이에 있으면 도 1b에 나타난 바대로 격납 트레이(30)의 초기 위치에 있어서, 기판 지지 트레이(28b)의 위치에 상당한다.
그리하여, 기판 지지 트레이 28b의 위치에 수평이동 기구 및 회동기구에 의해 소망하는 기판 지지 트레이를 배치하고, 당해 기판 지지 트레이 및 기판 처리실(16)이 구비된 반송계(도시되지 않음)와를 연접하는 것에 의해 기판 지지 트레이가 이동 가능하도록 된다.
또한, 기판 반송실(12)과 제 1 로드록실(20)과의 사이에 있으면, 기판 반송위치는 격납 트레이(30)의 초기 위치에 놓여 기판 지지 트레이(28a)의 위치에 상당한다.
또한, 기판 반송실(12)과 제 2 로드록실(22)과의 사이에 있으면, 기판 반송 위치는 격납 트레이(30)의 초기 위치에 놓여 기판 지지 트레이(28c)의 위치에 상당한다.
그리하여, 상술과 유사하게 기판 지지 트레이(28a) 혹은 기판 지지트레이(28c)의 위치에 수평이동기구 및 회동기구에 의해 기판 지지 트레이를 배치하고, 당해 기판 지지 트레이와 제 1 로드록실(20) 또는 제 2 로드록실(22)이 구비하는 반송계를 연접하는 것에 의해 당해 기판 지지 트레이가 이동 가능해진다. 더욱이, 기판 반송실(12)에 있어서의 기판 반송 위치는 상술에서 한정된 것은 아니고, 장치의 구성이나 규모에 맞춰서 임의로 변경할 수 있다.
2-4. 기판 반송실의 구성의 상세
뒤이어, 이하 도 2 및 도 3을 참조해서 본 제 1 기판 처리장치(10)가 구비된 상술한 기판 반송실(12)의 구성을 상세하게 설명한다.
더욱이, 도 2 및 도 3은 도 1a의 I-I'서에 따라서 자른 기판 반송실(12)내의 이 구성예를 설명하기 위한 부분적인 개략 단면도이다. 더욱이, 도 2에 나타난 바대로, 격납 트레이(30)는 모든 기판 지지 트레이(28)를 서로 실질적으로 평행하게 격납한 구성이지만, 후술하는 기판 처리장치의 동작의 구체예로부터도 명백한 대로 모든 기판 지지 트레이(28)가 언제나 격납 트레이(30)에 격납되어 있는 것만은 아니다. 더욱이, 도 2에 도시된 기판 반송실(12)의 구성은 후술하는 제 2 및 제 3 기판 처리장치(11, 13)에 있어서도 유사하다.
또한, 기판 반송실(12)에 설치된 격납 트레이(30)를 1개의 구성체로하는 구성만이 아니고, 당해 1개의 격납 트레이(30)가 그와 같은 2개 이상의 복수의 구성체로부터 되는 경우는 소망하는 기판 지지 트레이를 구비한 격납 트레이만을 선택적으로 구동할 수 있기 때문에 기판의 반송 동작을 보다 효율적으로 행할 수있다.(도 3 참조) 도 3에서는 기판 지지 트레이(28a)가 격납 트레이(301)에, 기판 지지 트레이(28b) 및 기판 지지 트레이(28c)가 격납 트레이(302)에 격납된다.
2-4-1. 수평이동기구의 구성
도 2에 표시된 바대로, 기판 반송실(12)에는 기판 지지 트레이(28)를 상하로부터 협지(挾持)하도록 상부 격납 트레이(30a) 및 하부 격납 트레이(30b)로부터 구성되는 격납 트레이(30)가 설치되어 있다.
그리하여, 상부 격납 트레이(30a)의 상측에는 상부 수평이동기구(50)(상세 후술)가 설치되어 있고, 하부 격납 트레이(30b)의 하측에는 하부 수평이동기구(60)(상세 후술)가 설치되어 있어 이러한 양 기구(50 내지 60)에 의해 수평이동기구(55)를 구성하고 있다. 더욱이, 상부 격납 트레이(30a) 및 상부 수평이동기구(50)는 반드시 설치할 필요는 없지만, 이런 것들을 설치하는 것에 의해 격납 트레이(30)를 이동(반송)하는 때의 안정성이 증가한다.
그래서, 하부 수평이동기구(60)로 해서, 하부 격납 트레이(30b)의 하측에 수평이동 구동 막대(62)가 설치되어 있다. 더욱이, 수평이동 구동 막대(62)는 2개 평행하게 설치되어 있고(도면에서는 1개만 확인할 수 있다), 그 평행 간격은 하부 격납 트레이(30b)의 폭보다도 짧다. 또, 수평이동 구동 막대(62)에는 도시되지 않은 수평이동 구동원이 접속되어 있다. 또, 하부 격납 트레이(30b)의 하면에는 수평이동 구동 막대(62)를 삽입하여 관통 시켜지는 구동 막대 받침(64)가 설치되어 있고, 이 구동 막대 받침(64)은 회동대(40) 상에 설치되어 있다.
또한, 상부 수평이동기구(50)로서, 상부 격납 트레이(30a)의 위쪽에 가이드 막대(52)가 설치되어 있다. 더욱이, 가이드 막대(52)는 2개 평행하게 설치되어 있고,(도면 중에서는 1개만 확인할 수 있다) 그 평행 간격은 상부 격납 트레이(30a)의 폭 보다도 짧다. 또, 상부 격탑 트레이(30a)의 윗면에는 가이드 막대(52)를 삽입하여 통과시켜지는 가이드 막대 받침(54)이 설치되어 있다.
도시되지 않은 수평이동 구동원이 구동하면, 그 구동력이 수평이동 구동 막대(62)를 사이에 두고 구동 막대 받침(64)에 동력을 전달한다. 그리하여, 이 구동력에 의해 하부 격납 트레이(30b)가 수평 방향에 이동하는 것과 함께 상부 격납 트레이(30a)도 가이드 막대(52)에 가이드 되면서 하부 격납 트레이(30b)와 일체로 되어 이동한다.
이와 같이, 격납 트레이(30)를 모든 기판 처리실 사이, 로드록실 사이 혹은 기판 처리실 및 로드록실 사이에서 상호 기판의 이동을 행할 수 있는 기판 반송 위치에 수평이동시킨다. 이 기판 반송 위치에서 기판 지지 트레이의 반입출을 일련의 수평이동을 경유하여 연속해서 행하는 것이 가능하다.
더욱이, 상부 수평이동기구(50) 및 하부 수평이동기구(60)를 구비한 수평이동기구(55)는 상술한 듯이 격납 트레이(30)를 수평이동시키는 능력을 가지는 것이 있으면 좋고, 예를 들면 래크와 피니언으로부터 구성되는 이동기구를 포함하는 그 밖의 이동 기구여도 좋다.
2-4-2. 회동기구의 구성
도 2에 표시된 바대로, 기판 반송실(12)에는 회동기구로서의 회동구동 기구(70)가 설치되어 있다.
즉, 회동구동기구(70)는, 회동대(40), 회동 구동축(72) 및 회동 구동원(74)을 구비하고 있다. 회동대(40)는 수평면과 평행하게 배치되어 설치되어 있고, 회동 구동축(72)은 수평면에 대해서 수직 방향으로 설치되어 있다. 또, 회동 구동축(72)에는 회동 구동축(72)을 회동 시키는 회동 구동원(74)이 접속되어 있다. 또, 회동 구동축(72)의 축 위치는 회동대(40)의 중심축에 일치한 구성이고, 이에 의해 회동 구동축(72)은 격납 트레이(30)의 중심축과도 일치하고 있다.
이때, 회동 구동원(74)이 구동하면, 회동 구동축(72)이 연동하여 회동한다. 그리하여 회동 구동축(72)의 회동에 의해, 회동대(40)이 회동한다.
또한, 회동은 격납 트레이(30)를 상술한 초기 위치에 배치시킨 상태에서 행한다. 그 결과, 회동 반경이 최소로 되어 기판 반송실(12)의 소형화를 도모할 수 있다.
이와 같이 격납 트레이(30)를 기판 처리실 사이, 로드록실 사이 혹은 기판 처리실 및 로드록실 사이에서 상호 기판의 이동을 행할 수 있는 기판 반송 위치에 회동 시킨다. 이 기판 반송 위치에서 기판 지지 트레이의 반입출을 일련의 회동 및 수평이동을 경유하여 연속해서 행할 수 있다.
또한, 기판 반송실(12)을 구성하는 데에 맞춰서, 수평이동기구 구동기구(70)를 설치하는 것에 의해 기판 반송실(12)의 주위에 배치된 모든 처리실 및 로드록실에 대한 기판 지지 트레이의 반입출을 현격히 효율 좋게 행할 수 있다.
2-4-3. 기판 지지 트레이의 구성
본 발명에 관한 기판 지지 트레이(28)는 기판(도시되지 않음)을 실질적으로 수직 상태로 유지하는 기판 지지 수단(80)을 구비하고 있다.
즉, 기판 지지 수단(80)은 기판(도시되지 않음)을 지지하는 한 쌍의 지지판(82)과 지지판(82)을 고정하는 지지판 고정부(84)와 지지되는 기판의 주위(둘레의 가)를 지지판(82)에 고정하는 기판 고정부(86)를 구비하고 있다. 더욱이, 지지판(82)에는 사각의 창부(도시되지 않음)가 형성되어 있어 이 창부를 막도록 기판이 지지되고 있다.
즉, 1개의 기판 지지 트레이에서 동시에 2장의 기판을 그 기판면을 수직 또는 실질적으로 수직 상태로 해서 반송하는 것이 가능하다(종 반송식이라 하기도 함).
또한, 기판을 수직 또는 실질적으로 수직인 상태에서 반송하는 것으로 기판을 수평한 상태로 반송하는 경우에 비해서 수평면 내의 기판의 점유면적이 현격히 적어지게 된다.
이에 의해, 기판 처리장치 전체의 설치면적(풋프린트)의 증대가 억제되고, 장치의 소형화를 도모할 수가 있어, 장치 자체의 시공 비용이나 운전 비용의 저감화를 도모할 수 있다.
게다가, 기판을 수직 또는 실질적으로 수직인 상태에서 유지하는 것에 의해 기판에 발생하는 휨을 방지할 수 있다. 따라서, 처리의 불균일화가 억제되고, 제품생산량이 향상한다.
또한, 기판 반송실(12)은 가열수단으로서의 히터부를 구비하고 있다. 결국, 기판 반송실(12)에 설치된 램프 히터(90)가 히터 매설부재(92) 중에 매설된 형태로 히터부(91)가 구성되어 있다. 그리하여, 히터 매설 부재(92)는 상부 수평 이동기구(50)의 위쪽에 설치된 가이드 막대(93)에 의해 수평이동기구(55)와 병행하여 이동한다.
또한, 지지판(82)에 기판(도시되지 않음)이 유지되고 있는 경우에는 상술한 대로 기판이 지지판(82)의 창부를 막도록 하는 위치에 고정되어 있기 때문에 램프 히터(90)에 의해 2장의 기판을 내측으로부터 직접 가열할 수 있다.
또한, 기판 반송실(12)에 히터부(91)을 구비시킨 구성에 의해 기판 반송실(12)에서 기판 처리실(16)에 반입시키는 기판 지지 트레이를 대기시키고 있는 사이에 기판을 수시 가열(예비가열)할 수 있기 때문에, 기판 처리실(16)에서의 성막 처리등의 처리 효율이 향상한다.
왜냐하면, 유리 기판을 기판으로서 사용하는 경우 처리 조건 온도까지 유리 기판을 가열하기 위해서는 장시간을 요한다. 그러나, 기판 반송실(12)에 가열수단을 설치하는 것에 의해 기판에의 성막 처리의 전에 기판을 충분히 가열해 놓을 수 있다. 이에 의해, 기판에 대한 기판 처리실(16)에서의 가열 시간을 단축할 수 있고, 결과적으로 처리시간을 단축할 수 있다.
또한, 히터부(91)를 냉각판 등의 기판을 냉각하는 냉각수단으로 해도 좋다.
기판 처리실(16)로부터 반출 직후의 기판 온도는 고온이기 때문에 만약 기판에 대한 냉각처리 등을 시행하지 않은 채(혹은 제 2 로드록실(22)에 있어서 냉각 처리를 시행하는 경우에도 그것이 불충분한 때에는) 기판을 로드 스테이션(도시되지 않음)에 반출한 경우, 기판에 균열이나 변질 등이 발생하는 일이 있다.
이에 의해, 냉각판을 기판 반송실에 설치해서 기판을 적당히 냉각 시키는 것에 의해 상기 문제점을 회피할 수 있다.
처리량의 향상을 도모한다는 관점으로부터 기판 반송실(12)에는 가열수단 및/또는 냉각수단을 기판의 처리 조건에 맞춰서 재량껏 설치하는 것이 좋다.
또한, 기판 지지 트레이(28)의 상부 및 하부에는 트레이 가이드 굴림대(32)가 설치되어 있고, 상술한 상부 격납 트레이(30a) 및 하부 격납 트레이(30b)에는 트레이 가이드 굴림대(32)에 끼워 맞춰지도록 홈을 가지는 가이드 레일(34)이 형성되어 있다.
그리하여, 이 홈을 트레이 가이드 굴림대(32)가 이동하는 것에 의해 기판 지지 트레이(28)와 소망하는 처리실이나 로드 록실과의 사이의 기판의 이동이 가능해진다.
<제 2 실시형태>
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 2 기판 처리장치(11)의 구성예를 개략적으로 도시한 도면이다. 더욱이, 도 4a는 제 2 기판 처리장치(11)의 평면 개략도이고, 도 4b는 도 4a에 있어서의 기판 반송실(12)을 설명하기 위한 개략 평면도이다.
도 4a에 나타난 바대로, 제 2 기판 처리장치(11)는 제 1 실시형태와 유사하게 기판 반송실(12), 기판 처리실(16), 제 1 로드록실(20), 제 2 로드록실(22), 수평이동기구 및 회동기구를 구비하고 있다.
그러나, 제 2 기판 처리장치(11)에 있어서의 기판 반송실(12)의 구성은 격납 트레이(30)가 동시에 제 1 내지 제 4의 4개의 기판 지지 트레이(28a, 28b, 28c, 28d)를 병렬로 격납 가능한 구성인 점이 제 1 실시형태와 다르다.(도 5 참조) 더욱이, 그 밖의 주요 구성에 관해서는 제 1 실시형태와 기본적으로는 유사하기 때문에 설명을 생략한다.
또한, 제 2 기판 처리장치(11)에 있어서의 기판 반송위치는 기판 반송실(12)과 기판 처리실(16)과의 사이에 있으면, 기판 지지 트레이(28c)의 위치에 상당한다. 이 기판 지지 트레이(28c)의 위치는, 여기서는 격납 트레이(30)의 초기 위치이기도 하다.(도 4b 참조)
그리하여, 제 1 실시형태와 유사하게 하여 기판 지지 트레이(28c)의 위치에 수평이동기구 및 회동기구에 의해서 기판 지지 트레이를 배치하고, 기판 지지 트레이가 구비하는 반송계와 기판 처리실(16)이 구비한 반송계를 서로 연동시키는 것에 의해 지지 트레이가 이동가능해진다.
또한, 기판 반송실(12)와 제 1 로드록실(20)과의 사이에 있으면, 기판 반송위치는 격납 트레이(30)의 초기 위치에 놓여 기판 지지 트레이(28a)의 위치에 상당하고, 기판 반송실(12)와 제 2 로드록실(22)과의 사이에 있으면, 기판 지지 트레이(28d)의 위치에 상당한다.(도 4b 참조) 이 경우에는 이 기판 지지 트레이(28a)의 위치가 격납 트레이(30)의 초기 위치이다.
그리하여, 제 1 실시형태와 유사하게 하여, 기판 지지 트레이의 (28a) 혹은 (28d)의 위치에 수평이동 기구 및 회동기구에 의해서 기판 지지 트레이를 배치하고, 기판 지지 트레이가 구비한 반송계와 제 1 로드록실(20) 또는 제 2 로드록실(22)이 구비한 반송계와를 서로 연동시키는 것에 의해, 기판 지지 트레이가 이동 가능해진다. 더욱이, 기판 반송실(12)에 있어서의 기판 반송 위치는 상술한 예에 한정되는 것은 아니고, 장치의 구성이나 규모에 맞춰서 임의로 변경할 수 있다.
상술한 설명으로부터 명확해 지듯이, 이 실시형태에서는 제 1 실시형태에 비해 보다 많은 기판 지지 트레이를 격납하는 것이 가능하기 때문에, 기판의 반송·처리동작을 보다 효율적으로 행할 수 있다.
<제 3 실시형태>
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 3 기판 처리장치(13)의 구성예를 개략적으로 도시한 도면이다. 더욱이, 도 6a는 제 3 기판 처리장치(13)의 평면 개략도이고, 도 6b는 도 6a에 있어서의 기판 반송실(12)을 설명하기 위한 개략 평면도이다.
도 6a에 나타난 바대로, 제 3 기판 처리장치(13)는 제 1 실시형태와 유사하게 기판 반송실(12), 기판 처리실(16), 제 1 로드록실(20), 제 2 로드록실(22), 수평이동기구 및 회동기구를 구비하고 있다.
그러나, 제 3 기판 처리장치(13)에 있어서의 수평이동기구는 격납 트레이(30)가 동시에 제 1 내지 제 4의 4개의 기판 지지 트레이(28a, 28b, 28c,28d)를 격납 가능한 구성인 점만이 아니라, 격납 트레이(30)를 초기 위치로부터 수평방향(X방향)에 ±1.5 단위분 만큼 즉 X방향에 좌우 각각 1.5단 만큼 이동 가능한 구성을 하고 있는 점이 제 1 및 제 2 실시형태와 다르다. 더욱이, 그 밖의 주요 구성에 관해서는 제 1 및 제 2 실시형태와 기본적으로 유사하기 때문에 설명을 생략한다.
더욱이, 도 6b에 나타난 바대로, 서로 인접한 기판 지지 트레이의 중심 사이 거리 a를 1단위로 한 경우, 예를 들면 기판 지지 트레이(28a)와 기판 지지 트레이(28a')(상세 후술)와의 중심간 거리 b를 1.5단위(=1.5a)로 한다.(단, 도 6b는 개략적으로 도시한 것에 지나지 않고 정확한 배치관계를 도시한 것은 아님)
또한, 기판 반송실(12)에 있어서의 격납 트레이(30)의 초기 위치는 제 1 실시형태와 유사하게, 임의로 설정하면 좋지만, 여기에서의 설명에서는 초기위치를 일례로 해서 좌우에 1.5단 만큼 이동할 수 있는 중앙 위치, 즉, 도 6b에서 도시되어 있는 격납 트레이(30)의 위치로 하고 있다.
즉, 상술한 수평이동기구에 의해 격납 트레이(30)는 초기 위치로부터 수평 방향에 -1.5 단위(지면 왼쪽 방향에 1.5 단위)분 이동한 경우에는, 기판 지지 트레이 (28a)는 (28a')에 배치되고, 초기위치로부터 수평 방향에 +1.5 단위(지면 오른쪽 방향에 1.5 단위)분 이동한 경우에는, 기판 지지 트레이 (28d)는 (28d')에 배치된다.(도 6b 참조)
또한, 제 3 기판 처리장치(13)에 있어서의 기판 반송 위치는 기판 반송실(12)과 기판 처리실(16)과의 사이에 있으면, 기판 지지 트레이(28b)에 관해서 설명한다면, 초기 위치로부터 수평 방향에 +0.5 단위(지면 오른쪽 방향에 0.5 단위)분 만큼 이동시킨, 도 7에 나타난 바의 기판 지지 트레이 (28b")위치에 상당한다.
그리하여, 기판 지지 트레이(28b")의 위치에 수평이동기구 및 회동기구에 의해 기판 지지 트레이를 배치하고, 기판 지지 트레이가 구비한 반송계와 기판 처리실(16)이 구비한 반송계와를 서로 연동시키는 것에 의해 당해 기판 지지 트레이가 이동 가능해 진다.
또한, 기판 반송실(12)과 제 1 로드록실(20)과의 사이에 있으면, 기판 반송위치는 도7의 상태를 참조해서 설명하면, 기판 지지 트레이(28a")의 위치에 상당하고, 기판 반송실(12)와 제 2 로드록실(22)과의 사이에 있으면, 기판 지지 트레이(28c")의 위치에 상당한다.
그리하여, 제 1 및 제 2 실시형태와 유사하게 하여, 기판 지지 트레이(28a") 혹은 (28c")의 위치에 수평이동기구 및 회동기구에 의해 기판 지지 트레이를 배치하고, 당해 기판 지지 트레이와 제 1 로드록실(20) 또는 제 2 로드록실(22)이 구비한 반송계와를 연동하는 것에 의해 당해 기판 지지 트레이가 이동 가능해 진다. 더욱이, 기판 반송실(12)에 있어서의 기판 반송 위치는 상술에서 한정된 것이 아니라, 장치의 구성이나 규모에 맞춰서 임으로 변경하는 것이 가능하다.
상술한 설명으로부터 명확해지듯이, 본 실시형태에서는 제 2 실시형태에 비교해서 기판의 수평 방향의 자유도가 증가하기 때문에, 기판의 반송 동작을 더욱 효율적으로 행할 수 있다.
3. 기판 처리장치의 동작예
상기 구성에 기초해서, 제 1 내지 제 3 기판 처리장치의 반송계의 동작의 구체예에 관해서, 도 8a ~ 도 15e를 참조해서 설명한다. 더욱이, 도 8a ~ 도 15e는 기판 처리장치의 내, 특히 기판 반송실(12)의 동작에 관해서 설명하는 평면 개략도이기 때문에, 실제의 설계상의 비율과는 반드시 일치하지는 않는다. 또, 설명하는 동작은 단순화한 바람직한 예이고, 본 발명을 이것에 한정하는 것은 아니다. 또, 설명의 편의상 제 1 로드록실(20) 및 제 2 로드록실(22)은 도시하지 않은 로드 스테이션으로부터의 기판의 반입출을 겸용으로 하고 있다.
또한, 이하에 있어서 수평이동 기구나 회동기구를 사용한 구성을 설명하는데에 맞춰, 기판 처리장치(10)는 기판 반송실(12)에 1개의 기판 처리실(16)이 인접된 가장 단순한 구성으로 하고 있지만, 기판에 대한 처리의 종류에 맞춰서 다른 기판 처리실(14, 18, 24)을 필요에 맞춰서 증설하는 것도 가능하다.(도 1a 참조)
또한, 기판의 반송동작을 설명하는 데에 맞춰서 각 기판 처리장치의 동작예에서 공통하는 일반적인 기판 처리 동작은 이하 대로 이고, 이하의 각 동작 설명에서는 그 중복 설명을 생략한다.
3-1. 기판 처리장치에 있어서의 기본 처리 동작(일례)
먼저, 미처리 기판은 도시되지 않은 로드 스테이션으로부터 제 1 혹은 제 2 로드록실(20, 22)(여기서는 제 1 로드록실(20)으로 한다)에 게이트 밸브(26)를 경유하여 반입된다. 또, 이 때의 기판의 이동은 로드 스테이션 및 제 1 로드록실(20)을 대기압 하로서 행한다. 또, 기판 반입 후는 로드 스테이션과 소정의 로드록실과의 사이의 게이트 밸브(26)는 닫힌다.
그리하여, 소정의 로드록실에 반입된 미처리 기판은 당해 로드록실(이 때, 당해 로드록실과 기판 반송실과의 사이의 게이트 밸브(26)는 닫혀 있다)이 배기되어, 진공 환경 하에 방치된다.
그리하여, 기판 반송실(12)과 제 1 로드록실(20)과의 사이의 게이트 밸브(26)가 열리고, 진공 환경 하의 기판 반송실(12)로부터 소망하는 기판 지지 트레이T가 반출되어 기판 2장의 전달이 행해진다. 그리하여, 기판을 탑재하는 소망하는 기판 지지 트레이T가 기판 반송실(12)에 되돌려진다.
그리하여, 기판 반송실(12)과 제 1 로드록실(20)과의 사이의 게이트 밸브(26)는 닫혀지고, 제 1 로드록실(20)은 다음의 미처리 기판의 반입에 준비해 대기에 개방된다.
더욱이, 기판의 기판 지지 트레이T에의 전달은 진공 환경 하에서 행해지는 등, 기판 지지 트레이T가 대기 환경 하에 방치되는 것은 아니다. 또, 기판은 기판 지지 트레이T에 놓여서 위치된 상태로서 장치내를 반송처리 된다.
기판 반송실(12)에 격납되는 기판은 기판 반송실(12)과 기판 처리실(16)과의 사이의 게이트 밸브(26)가 열려지고, 진공 환경 하의 기판 처리실(16)에 적절하게 반출된다. 그리하여, 이 게이트 밸브(26)가 닫혀지고 난 후, 반입된 기판에 대해서 성막 등의 소정의 처리가 2장 동시에 행해진다.
기판 처리실(16)에서의 처리가 종료하면, 기판 처리가 끝난 기판은 기판 반송실(12)과 기판 처리실(16)과의 사이의 게이트 밸브(26)가 열려지고 진공 환경 하의 기판 반송실(12)에 반송된다. 그 후, 이 게이트 밸브(26)는 닫혀진다.
그리하여, 기판 반송실(12)과 제 1 혹은 제 2 로드록실(20, 22)(여기에서는 제 2 로드록실(22)로 한다)과의 사이의 게이트 밸브(26)가 열려져, 처리가 끝난 기판이 진공 환경 하의 제 2 로드록실(22)에 반출된다. 그 후, 이 게이트 밸브(26)는 닫혀진다.
그리하여, 제 2 로드록실(22)이 대기에 개방된 후 처리가 끝난 기판이 게이트 밸브(26)를 사이에 두고 도시되지 않은 로드 스테이션에 반출된다. 그리하여, 일련의 기판 처리 공정이 종료한다.
더욱이, 상술한 기판 처리 공정은, 어디까지나 기판 처리실이 1개 있는 구성에 관해 서술한 것이고, 기판에 대한 처리의 종류에 맞춰서 다른 기판 처리실 등을 증설한 경우에는 적절한 소정의 기판 처리실에 반송한 동안, 로드 스테이션에 반출된다.
3-2. 제 1 기판 처리장치의 동작예(수평이동기구 만을 구동)
도 8a ~ 도 10e를 참조해서 제 1 기판 처리장치에 있어서의 반송계의 동작예에 관해 이하에서 설명한다. 단, 여기에서는 제 1 기판 처리장치가 구비한 수평이동기구의 작용에 주목해서 수평이동기구만에 의한 기판의 반송 동작을 나타낸다.
제 1 기판 처리장치(10)에 있어서, 우선, 기판을 탑재하고 있지 않은 제 1내지 제 3의 3개의 상술한 구성을 가지는 기판 지지 트레이(T1, T2 및 T3)가 기판 반송실(12)에 배치되어 있다.(더욱이, 이 때의 기판 지지 트레이의 위치가 초기 위치에 대응하고 있다)
이 상태에서, 제 1 로드록실(20)에 대기압 하에 있어 2장의 기판(15)이 반입된다.(도 8a 참조)
그 후, 진공 배기되고 있는 제 1 로드록실(20)에 제 1 기판 지지 트레이(T1)이 반출되고, 제 1 기판 지지 트레이(T1)에 2장의 기판(15)이 탑재된다.(이후, 기판이 탑재되어 있는 기판 지지 트레이(T1)를 (T1(s))로 표기한다) 또, 제 2 로드록실(22)에 2장의 기판(15)이 반입된다.(도 8b 참조)
그 후, 기판 지지 트레이(T1(s))가 진공 환경 하의 기판 반송실(12)에 반입된다. 그리하여, 기판 반송실(12)에 격납된 기판(15)은 기판 반송실에 설치된 히터부(도시되지 않음, 도 2 참조)에 의해 가열된다.(예비 가열) 또, 진공 배기되어 있는 제 2 로드록실(22)에 제 2 기판 지지 트레이(T3)가 반출되고, 제 3 기판 지지 트레이(T3)에 2장의 기판(15)이 탑재된다.(도 8c 참조)
그 후, 제 1 로드록실(20)에 2장의 기판(15)이 반입된다. 또, 기판 지지 트레이(T3(s))가 진공 환경 하의 기판 반송실(12)에 반입된다. 그리하여, 기판 반송실(12)에 격납된 기판(15)은 기판 반송시에 설치된 히터부(도시되지 않음, 도 2 참조)에 의해서 가열된다.(예비 가열)(도 8d 참조)
그 후, 상술한 본 발명에 관한 수평이동기구에 의해서, 격납 트레이(도시되지 않음)가 수평 방향(X방향)에 +1 단위(지면 오른쪽 방향에 1단위)분 이동된다.(도 8e 참조)
그 후, 소정 온도에 예비가열된 기판을 지지하는 제 1 기판 지지 트레이(T1(s))가 기판 처리실(16)에 반출되고, 2장의 기판에 대한 소정의 성막 처리가 동시에 행해진다.(도 9a 참조)
기판 반송실(12)에서는 수평이동기구에 의해 격납 트레이가 수평 방향(X방향)에 -2 단위(지면 왼쪽 방향에 2 단위)분 이동된다.(도 9b 참조)
그 후, 진공 배기되고 있는 제 1 로드록실(20)에 제 2 기판 지지 트레이(T2)가 반출되고, 제 2 기판 지지 트레이(T2)에 2장의 기판(15)이 탑재된다.(도 9c 참조)
그 후, 기판 지지 트레이(T2(s))가 진공 환경 하의 기판 반송실(12)에 반입된다. 그리하여, 기판 반송실(12)에 격납된 기판(15)은 기판 반송실에 설치된 히터부(도시되지 않음, 도 2 참조)에 의해서 가열된다(예비 가열). 또, 수평이동 기구에 의해서 격납 트레이가 수평방향(X방향)에 +2 단위(지면 오른쪽에 2 단위)분 이동된다.(도 9d 참조)
그 후, 성막 처리된 기판을 구비한 기판 지지 트레이(T1(s)D로 표기한다)가 격납 트레이 내의 기판 지지 트레이를 격납하고 있지 않은 영역(즉, 공정 전에서의 기판 지지 트레이(T1(s))가 배치되어 있는 영역으로, 도 9d에 파선 사각에서 도시된 영역)에 반출된다.(도 9e 참조)
그 후, 수평이동기구에 의해 격납 트레이가 수평방향(X방향)에 -2단위(지면 왼쪽 방향에 2 단위)분 이동한다. 기판이 예비 가열된 제 3 기판 지지트레이(T3(s))가 기판 처리실(16)에 반출되고, 기판에 대한 소정의 성막 처리가 행해진다.(도 10a 참조)
그 후, 수평이동기구에 의해서, 격납 트레이가 수평 방향(X방향)에 +1 단위(지면 오른쪽 방향에 1 단위)분 이동되고, 기판 지지 트레이(T1(s)D)가 제 1 로드록실(20)에 반출된다.(도 10b 참조)
그리하여, 제 1 로드록실(20)에 반출된 기판 지지 트레이(T1(s)D)로부터, 처리가 끝난 기판이 회수된다. 그리하여, 제 1 기판 지지 트레이(T1)이 기판 반송실(12)에 되돌려진다.(도 10c 참조)
그 후, 제 1 로드록(20)에 2장의 기판(15)이 반입된다. 또, 수평이동기구에 의해서, 격납 트레이가 수평 방향(X방향)에 -1 단위(지면 왼쪽 방향에 1 단위)분 이동되고, 처리가 끝난 기판을 2장 지지하는 기판 지지 트레이(T3(s)D)가 격납 트레이 내의 기판 지지 트레이를 격납하지 않고 있는 영역(즉, 공정 전에서의 기판 지지 트레이(T3(s))가 배치되어 있는 영역)에 반출된다.(도 10d 참조)
그 후, 수평이동기구에 의해서, 격납 트레이가 수평 방향(X방향)에 +1 단위(지면 오른쪽 방향에 1 단위)분 이동된다. 그리하여, 기판이 예비 가열된 제 1 기판 지지 트레이(T2(s))가 기판 처리실(16)에 반출되고, 기판 처리실(16)과 기판 반송실(12)와의 사이의 게이트 밸브(26)이 닫혀져, 기판에 대한 소정의 성막 처리가 행해진다.
기판 지지 트레이(T3(s)D)가 제 2 로드록실(22)에 반출된다. 그리하여, 제 2 로드록실(22)에 반출된 기판 지지 트레이(T3(s)D)로부터 처리가 끝난 기판이 회수된다.(도 10e 참조)
이하, 이와 같은 동작을 반복하여, 기판 지지 트레이는 기판 반송실(12)을 경유해서 기판 처리실(16)에 반송되는 것에 의해 기판에 대한 처리가 순차적으로 행해져 간다.
3-3. 제 2 기판 처리장치의 동작예(수평이동기구+회동기구를 구동)
도 11a ~ 도 13e를 참조해서, 제 2 기판 처리장치(11)에 있어서의 반송계의 동작예에 관해 이하에서 설명한다. 즉, 여기에서는 제 2 기판 처리장치(11)이 구비한 수평이동기구 및 회동기구를 사용해서의 기판의 반송 동작을 나타낸다.
제 2 기판 처리장치(11)에 있어서, 먼저, 기판을 탑재하고 있지 않은 제 1 내지 제 4의 4개의 상술한 구성을 가지는 기판 지지 트레이(T1, T2, T3 및 T4)가 기판 반송실(12)에 반입되어 있다.(더욱이, 이 때의 기판 지지 트레이의 위치가 초기 위치에 대응하고 있다)
이 상태에서, 제 1 로드록실(20)에 대기압 하에 있어서 도시되지 않은 로드 스테이션으로부터 2장의 기판(15)이 반입된다. 또, 제 2 로드록실(22)도 상압으로 대기에 개방된다.(도 11a 참조)
그 후, 제 1 로드록실(20)은 도시되지 않은 배기 수단에 의해 소정의 압력으로 진공 배기된다. 그리하여, 진공 하의 기판 반송실(12) 제 1 기판 지지 트레이(T1)가 제 1 로드록실(20)에 배출되어, 제 1 기판 지지 트레이(T1)에 2장의 기판(15)이 탑재된다. 또, 제 2 로드록실(22)에는 로드 스테이션으로부터 2장의 기판(15)이 반입된다.(도 11b 참조)
그 후, 제 1 기판 지지 트레이(T1(s))는 기판 반송실(12)에 반입된다. 그리하여, 기판 반송실(12)에 격납된 기판(15)은 기판 반송실에 설치된 히터부(도시되지 않음, 도 2 참조)에 의해 가열된다.(예비가열) 또, 기판 반송실(12)로부터 진공 배기되고 있는 제 2 로드록실(22)에 제 4 기판 지지 트레이(T4)가 반출되어, 제 4 기판 지지 트레이(T4)에 기판(15)이 탑재된다.(도 11c 참조)
그리하여, 제 4 기판 지지 트레이(s)가 기판 처리실(12)에 반입된다. 또, 제 1 로드록실(20)에는 새로운 2장의 기판(15)이 반입된다.(도 11d 참조)
그 후, 상술한 본 발명에 관한 회동기구(도시되지 않음)의 구동에 의해서 격납 트레이(도시되지 않음)가 180°회동된다.(더욱이, 이 회동은 개략적으로 서술한 바대로 격납 트레이가 초기 위치에 되돌려진 상태에서 행해진다) 또, 제 2 로드록실(22)에는 새로운 2장의 기판(15)이 반입된다.(도11 e 참조)
그 후, 개략적으로 서술한 본 발명에 관한 수평이동기구에 의해 격납 트레이(도시되지 않음)가 수평 방향(X방향)에 -1 단위(지면 왼쪽 방향에 1 단위)분 이동된다.(도 12a 참조)
그 후, 기판이 예비 가열된 제 1 기판 지지 트레이(T1(s))가 기판 처리실(16)에 반출되어 기판에 대한 소정의 성막 처리가 행해진다. 또, 기판 반송실(12)로부터 제 1 로드록실(20)에 반출된 제 3 기판 지지 트레이(T3)에 2장의 기판(15)이 탑재된다.(도 12b 참조)
그 후, 제 3 기판 지지 트레이(T3(s))가 기판 반송실(12)에 반입된다.(도 12c 참조)
그 후, 수평이동기구에 의해 격납 트레이가 수평 방향(X방향)에 +2단위(지면 오른쪽 방향에 2 단위)분 이동한다. 그리하여, 기판 반송실(12)로부터 제 2 로드록실(22)에 반출된 제 2 기판 지지 트레이(T2)에, 2장의 기판(15)이 탑재된다.(도 12d 참조)
그 후, 제 2 기판 지지 트레이(T2(s))가 도시되지 않은 반송계에 의해 기판 처리실(12)에 반입된다.(도 12e 참조)
그 후, 수평이동기구에 의해 격납 트레이(30)가 수평 방향(X방향)에 -2 단위(지면 왼쪽 방향에 2 단위)분 이동된다.(도 13a 참조)
그 후, 처리가 끝난 기판을 2장 지지하는 기판 지지 트레이(T1(s)D)가 격납 트레이 내의 기판 지지 트레이를 격납하고 있지 않은 영역(즉, 공정 전에서의 기판 지지 트레이(T1(s))가 배치되어 있는 영역에서, 도 13a에 파선 사각으로 도시하는 영역)에 반출된다.(도 13b 참조)
그 후, 수평이동기구에 의해 격납 트레이가 수평 방향(X방향)에 +1 단위(지면 오른쪽에 1 단위)분 이동되어 초기위치에 돌아간 후, 회동 기구에 의해 격납 트레이(30)가 다시 180°회동된다. 그리하여, 다시 수평이동기구에 의해 격납 트레이가 수평 방향(X방향)에 -1 단위(지면 왼쪽 방향에 1 단위)분 이동된다. 그리하여, 기판을 탑재하는 기판 지지 트레이(T4(s))가 도시되지 않은 반송계에 의해 기판 처리실(16)에 반출되어 처리가 개시된다.(도 13c 참조)
그 후, 수평이동기구에 의해 격납 트레이가 수평 방향(X방향)에 +1 단위(지면상 오른쪽 방향에 1 단위)분 이동된 후, 기판 지지 트레이(T1(s)D)가 제 1 로드록실(20)에 반출된다.(도 13d 참조)
그 후, 제 1 로드록실(20)에 반출된 기판 지지 트레이(T1(s)D)로부터 처리가 끝난 기판이 회수된다. 그리하여, 제 1 기판 지지 트레이(T1)가 기판 반송실(12)에 되돌려진 후, 대기 개방된 제 1 로드록실(20)에는 새로운 2장의 기판(15)이 반입된다.(도 13e 참조)
이하, 이와 같은 동작을 반복하여 기판 지지 트레이는 기판 반송실(12)를 경유하여 기판 처리실(16)에 반송되는 것에 의해 기판에 대한 처리가 순차적으로 행해져 간다.
3-4. 제 3 기판 처리장치의 동작예(수평이동기구+회동기구를 구동)
도 14a ~ 도 15 e를 참조해서, 제 3 기판 처리장치(13)에 있어서의 반송계의 동작예에 관해 이하에서 설명한다. 즉, 여기에서는 제 3 기판 처리장치(13)이 구비한 기판 수평이동기구 및 회동기구를 사용해서의 기판의 반송 동작을 나타낸다.
제 3 기판 처리장치(13)에 있어서, 우선, 기판을 탑재하고 있지 않은 제 1 내지 제 4의 4개의 기판 지지 트레이(T1, T2, T3 및 T4)가 기판 반송실(12)내에 배치되어 있다.
이 상태에서, 제 1 로드록실(20)에 대기압 하에 놓여서 2장의 기판(15)이 반입된다. 또, 제 2 로드록실(22)도 대기압에 대기 개방된다.(도 14a 참조)
그 후, 수평이동기구에 의해 격납 트레이(도시되지 않음)가 수평 방향(X방향)에 +0.5단위(지면 오른쪽 방향에 0.5 단위)분 이동된다. 진공 배기처리된 제 1로드록실(20)에 진공 하의 기판 반송실(12)로부터 제 1 기판 지지 트레이(T1)가 반출되어 제 1 기판 지지 트레이(T1)에 2 장의 기판(15)이 탑재된다. 또, 제 2 로드록실(22)에 2장의 기판(15)이 반입된다.(도 14b 참조)
그 후, 제 1 기판 지지 트레이(T1(s))는 기판 반송실(12)에 반입된다. 그리하여, 기판 반송실(12)에 격납된 기판(15)은 기판 반송실에 설치된 히터부(도시되지 않음,도 2 참조)에 의해 가열된다.(예비 가열) 또, 기판 반송실(12)로부터 진공 배기되고 있는 제 2 로드록실(22)에 제 3 기판 지지 트레이(T3)가 반출되어 제 3 기판 지지 트레이(T3)에 2장의 기판(15)이 탑재된다. 또, 제 1 로드록실(20)은 대기 개방 후에 2장의 기판(15)이 반입된 후, 진공 배기된다.(도 14c 참조)
그 후, 제 3 기판 지지 트레이(T3(s))가 진공 환경 하의 기판 반송실(12)에 반입된다. 또, 수평이동기구에 의해 격납 트레이가 수평 방향(X방향)에 -1 단위(지면 왼쪽 방향에 1 단위)분 이동된 후, 기판 반송실(12)로부터 제 1 로드록실(20)에 반출된 제 2 기판 지지 트레이(T2)에 2장의 기판(15)이 탑재된다.(T2(s)) 또, 제 2 로드록실(22)에 2장의 기판(15)이 반입된다.(도 14d 참조)
기판 지지 트레이(T2)가 진공 하의 기판 반송실(12)에 반입된다. 그리하여, 기판 반송실(12)에 격납된 기판(15)은 기판 반송실에 설치된 히터부(도시되지 않음, 도 2 참조)에 의해 가열된다.(예비 가열) 또, 제 1 로드록실(20)에 2장의 기판(15)이 반입된다.(도 14e 참조)
그 후, 수평이동기구에 의해 격납 트레이가 수평 방향(X방향)에 +2 단위(지면 오른쪽 방향에 2 단위)분 이동된 후, 기판 지지 트레이(T1(s))가 기판처리실(16)에 반출되어 기판에 대한 소정의 성막 처리가 행해진다.(도 15a 참조)
그 후, 성막 처리된 기판을 구비한 기판 지지 트레이(T1(s)D)가 격납 트레이 내의 기판 지지 트레이를 격납하고 있지 않은 영역(즉, 공정 전에 있어서의 기판 지지 트레이(T1(s))가 배치되어 있는 영역으로, 도 15a에 파선 사각으로 도시된 영역)에 반출된다. 또, 수평이동기구에 의해 격납 트레이가 수평 방향(X방향)에 -2 단위(지면 왼쪽 방향에 2 단위)분 이동 되어 기판 지지 트레이(T3(s))가 기판 처리실(16)에 반출된다.(도 15b 참조)
그 후, 기판 반송실(12)로부터 제 2 로드록실(22)에 반송된 제 4 기판 지지 트레이(T4)에 2장의 기판(15)이 탑재된다.(도 15c 참조)
제 4 기판 지지 트레이(T4(s))가 진공 하의 기판 반송실(12)에 반송된 후, 수평이동기구에 의해 격납 트레이가 수평 방향(X방향)에 +0.5 단위(지면 오른쪽 방향에 0.5 단위)분 이동되어 초기위치에 배치되는 동안, 회동기구에 의해 격납 트레이가 180°회동된다. 그리하여, 수평이동기구에 의해 격납 트레이가 수평 방향(X방향)에 -0.5 단위(지면 왼쪽 방향에 0.5 단위)분 이동된 후, 기판 지지 트레이(T1(s)D)가 제 2 로드록실(22)에 반출된다.(도 15d 참조)
그 후, 제 2 로드록실(22)에 반출된 기판 지지 트레이(T1(s)D)로부터 처리가 끝난 기판이 회수된다. 그리하여, 제 1 기판 지지 트레이(T1)가 기판 반송실(12)에 되돌려진 후, 제 2 로드록실(22)에는 새로운 2장의 기판(15)이 반입된다.(도 15e 참조)
이하, 이와 같은 동작을 반복하고 기판 지지트레이는 기판 반송실(12)을 경유하여 기판 처리실(16)에 반송되는 것에 의해 기판에 대한 처리가 순차적으로 행해져 간다.
이상, 설명한 바대로 본 발명의 기판 반송실은 기판 지지 트레이를 적어도 3대(기판을 적어도 6장) 동시에 격납 가능한 구성을 가지고 있는것과 함께, 수평이동기구 더욱이는 회동기구를 설치한 구성으로 되어 있다.
이에 의해, 종래보다 많은 기판을 기판 반송실에 격납할 수 있는 것과 함께, 기판 반송실의 주위에 배치된 모든 기판 처리실 사이, 로드록실 사이 혹은 기판 처리실과 로드록실 사이에서의 상호 기판 이동을 기판을 불필요하게 대기시키는 일 없이 원만하게 행할 수 있다.
따라서, 기판 반송실에 충분한 수의 기판 지지 트레이를 대기시켜 놓은 것 보다, 예를 들면 처리가 끝난 기판을 반출한 기판 처리실에 새로운 기판을 반입 시킬 때까지의 시간을 종래 보다도 단축시킬 수 있다.
이에 의해, 기판 처리의 택트타임(Tact Time)이 단축되기 때문에 처리량의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 기판 처리실에 기판이 반송될 때까지 동안에 기판 반송실에 설치된 가열수단에 의해 기판을 충분히 가열(예비 가열)시켜 놓을 수 있기 때문에 성막 처리에 걸리는 시간을 단축시킬수 있고, 처리량의 향상을 도모할 수 있다. 또, 가열실을 설치하지 않아도 좋다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 조건이나 구성 등은 상술한 조합 만으로 한정되지 않는다. 이에 의해 임의로 적절한 수단에 있어서 적절한 조건을 조합시키는 것으로, 본 발명을 적용시킬 수 있다.
상술한 발명으로부터 명확해진 바대로, 본 발명의 기판 반송실 및 기판 처리장치에 의하면, 종래보다도 많은 기판을 기판 반송실에 동시에 격납할 수 있는 것과 함께, 기판 처리실 사이, 로드록실 사이 혹은 기판 처리실 및 로드록실 사이에 있어서 기판의 반입 또는 반출의 이동을 기판을 불필요하게 대기 시키는 것 없이 원만히 행할 수 있다.
이에 의해, 기판 처리의 택트타임(Tact Time)이 단축되어, 처리량의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 기판 반송실에 가열 및/또는 냉각수단을 설치하는 것에 의해 가열 전용실 및/또는 냉각 전용실을 설치하지 않아도 되고, 또, 종 반송방식을 채용하고 있기 때문에 장치 전체의 설치면적(풋프린트)의 증대를 억제할 수 있다.
또, 회동 기구를 설치한 경우에서도, 최소의 반경에서 회동하는 기구로 하고 있기 때문에 기판 반송실의 용적의 증대를 억제할 수 있다.

Claims (10)

  1. 기판을 수직 또는 실질적으로 수직으로 세운 상태로 지지하는 기판 지지 트레이를 3개 이상 동시에 격납 가능하도록 하는 기판 지지 트레이 격납 수단과;
    상기 기판 지지 트레이 격납 수단을 수평이동 시키는 수평이동기구를 구비하고;
    상기 수평이동 기구는 상기 기판에 소정의 처리를 시행하는 1개 이상의 기판 처리실과 대기 환경 및 진공 환경 사이에서 상기 기판의 반입출을 행하는 1개 이상의 로드록실의 방들 중의 일정한 방들 사이에서 상기 기판 지지 트레이의 반입 또는 반출의 이동을 행하기 위한 기판 반송 위치에 대해서 상기 기판 지지 트레이 격납 수단을 수평이동시키는 것을 특징으로 하는 기판 반송실.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 지지 트레이 격납 수단을 상기 수평이동기구의 수평이동면에 대해 수직인 축의 주위로 회동시키는 회전 구동 기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 반송실.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 지지 트레이 격납 수단은 복수개로 분할 되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 반송실.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 지지 트레이 하나에 두개의 기판이 지지 되는 것을 특징으로 하는 기판 반송실.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 반송실은 기판 처리장치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 반송실.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 지지 트레이 격납 수단은 상기 기판 지지 트레이가 나란히 배치된 격납 트레이로서 구성되고,
    인접하는 기판 지지 트레이의 중심 사이의 거리를 1 단위로 할 때, 상기 격납 트레이는 상기 수평이동기구에 의해 ±0.5의 정수배의 단위 분 만큼 이동 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 반송실.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 회전 구동기구는 회전 구동원과, 상기 회전 구동원에 결합된 회전 구동축과, 상기 회동 구동축에 결합되고 동시에 상기 격납 트레이가 탑재되는 회동대를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 반송실.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 격납 트레이는 상기 기판 지지 트레이를 상,하로부터 협지하기 위한 제 1 격납 트레이 및 제 2 격납 트레이로써 구성되어 있고,
    상기 수평이동기구는 상기 제 1 격납 트레이를 구동하는 제 1 수평이동기구와, 상기 제 2 격납 트레이를 구동하는 제 2 수평이동 기구로써 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 반송실.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 지지 트레이는, 상기 기판을 실질적으로 수직 상태로 유지하는 기판 지지 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 반송실.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판 지지 수단은, 창부가 형성되고, 상기 창부를 막도록 상기 기판을 지지하며 실질적으로 수직 상태로 설치된 한 쌍의 지지판과,
    상기 지지판을 고정하는 지지판 고정부와,
    상기 기판의 둘레의 가를 상기 지지판에 고정하는 기판 고정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 반송실.
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