KR20050114209A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20050114209A
KR20050114209A KR1020057009241A KR20057009241A KR20050114209A KR 20050114209 A KR20050114209 A KR 20050114209A KR 1020057009241 A KR1020057009241 A KR 1020057009241A KR 20057009241 A KR20057009241 A KR 20057009241A KR 20050114209 A KR20050114209 A KR 20050114209A
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도시히사 노자와
다카아키 마츠오카
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동경 엘렉트론 주식회사
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Abstract

본 발명의 기판 처리 장치는 내부에 수용한 기판에 대하여 처리를 실시하기 위한 복수의 처리실(20)과, 수용한 기판을 처리실(20)까지 반송하는 반송 케이스(24)와, 반송 케이스(24)를 이동 경로를 따라서 이동시키는 이동 기구를 갖는다. 반송 케이스(24)는 외부 분위기로부터 격리된 상태로 기판을 수용한다. 복수의 처리실(20)은 반송 케이스(24)의 이동 경로의 양측에 정렬한 상태로 배치되고, 반송 케이스(24)는 2 열로 정렬하여 배치된 처리실(20)의 반송구(20a)에 대응하여 2 개의 반송구(24a)를 갖는다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING DEVICE}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 특히 반도체 웨이퍼 등의 기판을 소정의 환경하에서 처리하는 처리실까지 기판을 반송하는 이동 기구를 구비한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 등의 기판 처리는 소정의 감압 분위기에서 처리 가스를 공급하는 것과 같은 공정이 많이 이용된다. 이러한 처리는 감압 분위기로 유지 가능한 처리실 내에 기판을 배치하여 행해지는 일이 많다. 기판의 처리는 일반적으로 복수의 공정을 포함하고 있고, 이들 공정을 행하기 위한 복수의 처리실은 기판 반송실에 접속되어, 반송실 내에 설치된 로봇 등의 반송 기구에 의해 기판이 처리실 내로 반입되고, 또한 처리실로부터 반출되어 다른 처리실로 반송된다.
이러한 기판 처리 장치에서는 반송실의 주위에 복수의 처리실과 로드록실이 배치되어, 반송실 내의 로봇이 아암을 통해 기판의 반송을 행하는 것이 일반적이다. 로드록실은 반송실에 대하여 기판을 외부로부터 반입하거나, 반송실로부터 기판을 외부로 반출하거나 하기 위해서 설치되는 압력 조정실이다. 즉, 반송실은 처리실에 접속되기 때문에, 반송실의 내부도 처리실 내의 환경에 가까운 감압 분위기로 유지해야 한다. 그래서, 로드록실을 설치하여 반송실 내부의 공간을 외부로부터 격리하는 구성으로 되어 있다.
기판에는 여러 가지 처리가 실시되지만, 각 처리 공정에서의 처리 시간은 크게 다른 경우가 있다. 기판 처리의 스루풋을 높이기 위해서는 각 처리 공정에 요하는 처리 시간이 거의 같은 것이 바람직하다. 따라서, 동일한 처리 시간으로 동일한 매수의 기판을 처리하기 위해서, 처리 시간이 긴 공정에서는 처리실을 복수 설치하여 동시에 처리를 행하는 것이 일반적이다. 즉, 단위 시간당의 기판 처리수가 어떤 처리 공정에서도 동일해지도록 조정하는 것이 바람직하다.
도 1은 동일한 처리를 행하는 복수의 처리실이 설치된 종래의 기판 처리 장치의 일례를 도시하는 평면도이다. 도 1에 도시하는 기판 처리 장치는 로드록실(2)과, 로드록실(2)의 한 측면에 접속된 반송실(4)과, 로드록실(2)의 나머지 3 측면에 접속된 6개의 처리실(6)로 구성되어 있다.
로드록실(2)은 기판을 두장 동시에 수용할 수 있다. 로드록실(2)의 근방에는 기판을 로드록실(2)에 반입하거나, 로드록실(2)로부터 반출하거나 하기 위한 이동 탑재 로봇(8)이 2대 설치되어 있다.
로드록실(2)에 접속된 반송실(4) 내부는 감압 환경으로 유지 가능하고, 로드록실(2) 내가 소정의 감압 환경(진공도)으로 된 시점에서 반송실(4) 내의 회전식 이동 탑재 로봇(10)이 로드록실(2) 내의 기판을 들어 올려 유지하여, 그대로 처리실(6)로 반송한다.
이동 탑재 로봇(10)은 아암을 두개 갖고 있어, 두장의 기판을 동시에 이동 탑재할 수 있다. 따라서, 처리실(6)은 2대 늘어선 상태로 반송실(4)에 접속되어 있어, 두개의 아암에 지지된 2장의 기판을 동시에 2대의 처리실에 반입할 수 있다.
반송실(4)의 로드록실(2)이 접속된 면 이외의 3 측면에 대하여 2대씩 합계 6대의 처리실(6)이 접속되어 있어, 6대의 처리실(6)에 의해 처리를 행함으로써, 그 처리 공정에서의 기판 한 장당의 처리 시간을 단축하고 있다.
전술한 회전식 이동 탑재 로봇(10) 대신에, 기판을 유지하는 아암을 갖고 반송실(4) 내에서 직선 이동 가능한 이동 탑재 기구를 설치하는 것도 제안되어 있다.
또한, 이동 탑재 기구를 갖는 반송 케이스에 의해 로드록실에서 처리실까지 기판을 반송하는 방식도 제안되어 있다(예컨대, 특허 문헌 1 및 2 참조.). 이 방식에서는 반송실 내에 이동 탑재 로봇을 배치할 필요가 없고, 이동 탑재 로봇이나 반송실 형상에 기인하여 처리실의 대수가 제한되는 일이 없어, 기판 처리 장치 전체의 설치 면적을 줄일 수 있다.
이하의 특허 문헌은 본 발명의 종래 기술에 관련된 기술을 개시하고 있다.
(특허 문헌 1) 일본국특개평3-184331호 공보
(특허 문헌 2) 일본국특개평6-97258호 공보
도 1은 종래의 기판 처리 장치의 전체 구성을 도시하는 개략 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 기판 처리 장치의 전체 구성을 도시하는 개략 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시하는 기판 처리 장치에 있어서 반송 케이스가 로드록실에 접속된 상태를 도시하는 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시하는 기판 처리 장치에 있어서 반송 케이스가 처리실에 접속된 상태를 도시하는 평면도이다.
도 5는 도 4에 있어서의 V-V 선에 따른 단면도이다.
도 6은 반송 케이스 내에 설치된 이동 탑재 기구의 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시하는 이동 탑재 기구의 단면도이다.
도 8은 도 2에 도시하는 기판 처리 장치의 제1 변형예를 도시하는 개략 평면도이다.
도 9는 도 2에 도시하는 기판 처리 장치의 제2 변형예를 도시하는 개략 평면도이다.
도 10은 도 2에 도시하는 기판 처리 장치의 제3 변형예를 도시하는 개략 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 의한 기판 처리 장치의 개략 평면도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
20 : 처리실
20a, 24a : 반송구
22 : 반송실
23 : 측벽
24 : 반송 케이스
26 : 로드록실
28 : 이동 탑재 로봇
30, 48 : 선형 가이드
32 : 리드 스크루
34 : 프레임
36, 38, 40 : 접속 플레이트
42 : 벨로우즈
44 : O 링
46 : 에어 실린더
50 : 진공 배기구
52 : 퍼지구
54 : 진공 센서
60 : 전동 모터
60b, 62a, 62b, 64a, 66a : 톱니 부착 풀리
62 : 공통 아암
60a : 회전축
64 : 제1 아암
66 : 제2 아암
68 : 픽
70, 72, 74 : 타이밍 벨트
80 : 처리 장치
90 : 카세트 적재대
전술한 도 1에 도시하는 기판 처리 장치에서는 반송실을 둘러싸도록 처리실과 로드록실을 배치해야 하기 때문에, 배치할 수 있는 처리실의 수에 한계가 있다. 도 1에 도시하는 예에서는 반송실(4)에 접속할 수 있는 처리실은 최대 6대이다. 반송실의 형상을 5 각형 이상의 다각형으로 하면 처리실을 접속하는 측면이 증가하지만, 처리실의 크기보다 한 변이 작아져 버려 결과적으로 처리실을 접속할 수는 없게 된다.
이와 같이, 종래의 기판 처리 장치에 설치할 수 있는 처리실 수에는 한계가 있어, 다수의 공정을 연속하여 행하는 것과 같은 처리나 단일 또는 복수의 공정으로 이루어지는 처리를 병행하여 대량으로 행하는 것과 같은 처리에는 대응할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
회전식 이동 탑재 로봇 대신에 선형식 반송 기구와 같은 이동식 이동 탑재 기구를 이용한 경우는 반송실의 형상에 의해 처리실의 대수가 제약되는 일은 없어진다. 그러나, 진공으로 청정한 분위기로 유지되어야 하는 반송실 내에서 이동 탑재 기구가 이동하기 때문에, 이동 탑재 기구가 파티클의 발생원이 되어 버린다. 특히, 이동 탑재 기구에 전력을 공급하기 위한 케이블을 끌고 다님으로써, 파티클이 발생하여, 기판의 오염 원인이 되어 버린다고 하는 문제가 있었다.
또한, 처리실의 수가 많아지면, 반송실의 공간도 커지고, 이러한 큰 공간을 감압 환경으로 유지하기 위해서는 대배기량의 펌프가 필요해져서 비용이 증대한다고 하는 문제도 있었다. 게다가, 반송실이 커지는 만큼, 장치 전체가 커져, 장치가 차지하는 영역이 증대하여 버린다고 하는 문제도 있었다.
본 발명은 상기한 점에 감안하여 이루어진 것으로, 처리하여야 할 기판의 분위기를 소정 환경으로 유지하면서, 복수의 처리실에 대하여 기판을 반송할 수 있고, 또한 장치 전체의 설치 면적을 줄일 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따르면, 내부에 수용한 기판에 대하여 처리를 실시하기 위한 복수의 처리실과, 외부 분위기로부터 격리된 상태로 기판을 수용하고, 수용한 기판을 상기 처리실까지 반송하는 반송 케이스와, 그 반송 케이스를 이동 경로를 따라서 이동시키는 이동 기구를 갖는 기판 처리 장치로서,
상기 복수의 처리실은 상기 반송 케이스의 이동 경로의 양측에 정렬한 상태로 배치되고, 상기 반송 케이스는 2 열로 정렬하여 배치된 상기 처리실의 기판 반입·반출구에 대응하여 두개의 기판 반입·반출구를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치가 제공된다.
전술한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 반송 케이스는 제1 및 제2 아암을 갖는 기판 이동 탑재 기구를 가지며, 그 제1 아암이 한 쪽 열의 처리실에 대한 기판의 반입·반출을 행하고, 그 제2 아암이 반대측 열의 처리실에 대한 기판의 반입·반출을 행하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기판 이동 탑재 기구는 단일 전동 모터와, 이 전동 모터의 동력을 상기 제1 및 제2 아암에 전달하는 동력 전달 기구를 포함하고, 상기 제1 및 제2 아암은 그 단일 전동 모터의 구동력에 의해 서로 대향하는 방향으로 대칭적으로 이동하도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 처리실은 감압하에서 기판을 처리하도록 구성되고, 상기 반송 케이스는 내부를 감압 환경으로 유지할 수 있도록 기밀하게 구성되는 것으로 해도 좋다. 또한, 상기 반송 케이스는 외부로부터 기판이 반입되는 위치에서 진공 배기 기구에 접속 가능하게 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 반송 케이스로 반송되는 기판의 분위기를 미리 감압 환경으로 유지하기 위한 로드록실이 상기 이동 경로를 따른 위치에 배치되고, 상기 반송 케이스는 내부를 감압 환경으로 유지하면서 상기 로드록실과 상기 처리실 사이에서 기판을 반송하도록 구성되는 것으로 해도 좋다.
또한, 상기 반송 케이스 및 상기 이동 기구는 내부를 감압 환경으로 유지하 도록 기밀하게 구성된 반송실 내에 배치되어 있어도 되고, 또한, 상기 반송 케이스 및 상기 이동 기구는 내부에 불활성 가스가 충전된 반송실 내에 배치되어 있는 것으로 해도 된다. 또한, 상기 반송 케이스 및 상기 이동 기구는 내부가 대기압으로 유지되어 있거나 혹은 내부에 불활성 가스가 충전된 반송실 내에 배치되고, 상기 반송 케이스의 기판 반입·반출구가 상기 처리실의 기판 반입·반출구에 접속된 상태로 상기 반송 케이스의 기판 반입·반출구와 상기 처리실의 기판 반입·반출구 사이에 형성되는 공간을 탈기하기 위해서, 상기 반송 케이스의 기판 반입·반출구에 진공 배기구가 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 반송실의 길이 방향 양측에 정렬하여 배치된 복수의 처리실에 대하여 기판을 반송하는 반송 케이스로서, 외부 분위기로부터 격리된 상태로 기판을 수용하고, 2열로 정렬하여 배치된 상기 처리실의 기판 반입·반출구에 대응하여 두개의 기판 반입·반출구를 갖는 것을 특징으로 하는 반송 케이스가 제공된다.
상기 반송 케이스의 2개의 기판 반입·반출구는 2열로 정렬한 처리실의 양측 두개의 처리실의 기판 반입·반출구에 대하여 동시에 접속되고, 그 양측 두개의 처리실에 대하여 동시에 기판을 반입·반출하기 위한 기판 이동 탑재 기구가 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 반송 케이스는 제1 및 제2 아암을 갖는 기판 이동 탑재 기구를 가지며, 그 제1 아암이 한 쪽 열의 처리실에 대한 기판의 반입·반출을 행하고, 그 제2 아암이 반대측 열의 처리실에 대한 기판의 반입·반출을 행하는 것이 바람직하다. 상기 기판 이동 탑재 기구는 단일 전동 모터와, 그 전동 모터의 동력을 상기 제1 및 제2 아암에 전달하는 동력 전달 기구를 포함하며, 상기 제1 및 제2 아암은 상기 단일 전동 모터의 구동력에 의해 서로 대향하는 방향으로 대칭적으로 이동하도록 구성되는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 처리하여야 할 기판의 분위기를 소정 환경으로 유지하면서 복수의 처리실에 대하여 기판을 반송할 수 있고, 또한 장치 전체의 설치 면적을 줄일 수 있다. 또한, 반송실의 형상에 기인하여 접속하는 처리실의 수가 제약되는 일이 없고, 임의의 수의 처리실이나 다른 처리 방치 등을 반송 경로를 따라서 배치할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제1 실시예에 의한 기판 처리 장치에 관해서, 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 2에 도시하는 기판 처리 장치는 복수의 처리실(20) 내에서 감압하에 반도체 웨이퍼 등의 기판에 처리를 실시하는 장치이다. 복수의 처리 장치(20)(도 2에서는 6대)는 반송실(22)을 구성하는 측벽(23)에 접속되어 있다.
반송실(22)은 기밀하게 구성되고, 그 내부에는 반송 케이스(24)와 반송 케이스(24)를 이동하는 이동 기구가 설치된다. 따라서, 반송실(22) 내에는 반송 케이스(24)가 이동하는 이동 경로가 형성되고, 이 이동 경로 양측에 처리실(20)이 정렬하여 배치된다. 반송 케이스(24)는 후술하는 바와 같이 이동 탑재 기구를 갖고 있어, 처리실(20)과의 사이에서 기판의 교환을 행할 수 있다.
처리실(20)의 각 열 끝에는 로드록실(26)이 배치되어 있어, 도 3에 도시한 바와 같이, 반송 케이스(24)와의 사이에서 기판의 교환을 행할 수 있다. 기판을 처리실(20)로 반송하는 경우는, 우선 외부로부터 로드록실(26)에 기판을 반입하고, 로드록실(26) 내를 진공 배기하여 소정의 진공도로 한다. 로드록실(26)에의 기판 반입은 기판 처리 장치의 외부의 대기압 환경하(도 2 중 2점 쇄선으로 도시하는 영역)에 있는 이동 탑재 로봇(28)에 의해 행해진다.
로드록실(26) 내에 기판이 반입되어 로드록실(26) 내가 소정의 진공도에 달하면, 반송실(22) 내에서 반송 케이스(24)가 로드록실(26)에 대향하는 위치로 이동하여, 로드록실(26)의 기판 반입·반출구와 반송 케이스(24)의 기판 반입·반출구가 기밀하게 접속된다.
처리실(20)은 반송실(22) 양측에 2열로 정렬해 있고, 그 열 사이에 반송 케이스(24)가 배치되어 이동하는 구성으로 되어 있다. 따라서, 반송 케이스(24)에는 두개의 기판 반입·반출구가 설치되고, 양측 로드록실(26)에 대하여 동일한 위치에서 동시에 접속된다. 반송 케이스(24) 내에는 2개의 이동 탑재 아암을 포함하는 이동 탑재 기구가 설치되어 있고, 양측 로드록실(26) 내의 기판을 이동 탑재 아암에 의해 유지하여 반송 케이스(24) 내로 받아들인다(도 3 참조). 그 후, 반송 케이스(24)의 반송 개구는 폐쇄되고, 반송 케이스(24)는 이동 기구에 의해 처리실(20)의 방향으로 이동된다.
반송 케이스(24)는 원하는 처리실(20)에 대향하는 위치에서 정지하고, 반송 케이스(24)의 기판 반입·반출구와 상기 처리실(20)의 기판 반입·반출구가 기밀하게 접속되어, 반송 케이스(24) 내의 기판이 이동 탑재 아암에 의해 상기 처리실(20)에 반입된다(도 2 참조).
기판을 처리실(20)로 넘겨준 반송 케이스(24)는 재차 로드록실(26)에 대향하는 위치로 이동하여 기판을 수취하거나, 처리가 끝난 처리실(20)로부터 처리 완료의 기판을 수취하여 로드록실(26)까지 반송한다.
반송 케이스(24)는 이상과 같은 동작을 반복하지만, 반송 케이스(24)가 정지하여 처리실(20)에 접속되어 있을 때는, 반송 케이스(24)는 처리실(20)과 함께 기밀하게 유지되고, 이동중에도 기밀하게 유지된다. 따라서, 반송중인 기판이 분위기에 노출되는 일은 없고, 또한, 반송 케이스(24) 내를 항상 감압 환경으로 유지할 수 있다.
따라서, 반송 케이스(24)를 로드록실(26) 또는 처리실(20)에 접속할 때에는 반송 케이스(24) 내는 감압 환경으로 유지되어 있기 때문에, 접속할 때마다 반송 케이스(24)를 진공 배기할 필요는 없다.
본 실시예에서는 처리실(20)이 반송실(22) 내의 반송 케이스(24)의 이동 경로 양측에 정렬하여 배치되어 있고, 또한, 로드록실(26)도 이동 경로의 양측에 하나씩 배치되어 있다. 이 때문에, 반송 케이스(24)에는 이동 방향의 좌우 양측에 기판 반입·반출구(이하, 반송구라고 칭한다)가 하나씩 설치되어 있어, 두장의 기판을 동시에 반송하여 양측 처리실(20)에 동시에 공급할 수 있어, 효율적으로 기판 반송을 할 수 있다.
또한, 반송중에는 이동 탑재 기구는 반송 케이스(24) 내에 수용되어 있어, 반송실(22)은 반송 케이스(24)가 이동하는 공간만을 구획 조성하면 되고, 반송실(22) 내에서 이동 탑재 기구의 가동 영역을 확보할 필요는 없다. 따라서, 반송실(22)의 설치 면적을 극력 작게 할 수 있어, 기판 처리 장치 전체의 설치 면적을 줄일 수 있다.
여기서, 반송 케이스(24)의 이동 기구 및 반송 케이스(24)와 처리실(20)의 접속 기구에 관해서, 도 4 및 도 5를 참조하면서 설명한다.
도 4는 도 1에 도시하는 기판 처리 장치에 있어서 반송 케이스(22)가 처리실에 접속된 상태를 도시하는 평면도이다. 도 5는 도 4에 있어서의 V-V 선에 따른 단면도이다.
우선, 반송 케이스(24)의 이동 기구에 관해서 설명한다. 이동 기구는 반송 케이스(24)를 반송실(22) 내에서 직선적으로 이동하도록 안내하고 또한 구동한다. 이동 기구는 도 4에 도시한 바와 같이 반송 케이스(24)가 직선 이동하도록 안내하는 선형 가이드(30)와, 반송 케이스(24)를 구동하는 리드 스크루(32)로 이루어진다. 선형 가이드(30)와 리드 스크루(32)는 반송 케이스(24)의 아래쪽 프레임(34)과의 사이에 설치된다.
리드 스크루(32)는 전동 모터(도시하지 않음)에 의해 구동되어, 나사 기구에 의해 회전 운동을 직선 운동으로 변환한다. 이 직선 방향의 구동력에 의해 반송 케이스(24)는 선형 가이드(30)에 안내되면서 직선 이동한다. 리드 스크루(32)의 회전 방향을 바꿈으로써 반송 케이스(24)의 이동 방향을 반대 방향으로 바꿀 수 있다.
다음에, 반송 케이스(24)와 처리실(20)의 접속 기구에 관해서 설명한다. 반송 케이스(24)는 이동중에 내부를 분위기로부터 격리하여 기밀하게 유지하기 위해서, 반송구(24a)를 폐쇄하기 위한 게이트 밸브(36)가 설치된다. 반송 케이스(24)는 진행 방향의 좌우에 반송구(24a)를 갖고 있기 때문에, 게이트 밸브(36)도 좌우에 하나씩 설치된다.
또한, 처리실(20)의 반송구(20a)에도 마찬가지로 게이트 밸브(38)가 설치된다. 반송 케이스(24)의 게이트 밸브(36)와 처리실(20)의 게이트 밸브(38)가 대향한 위치에 반송 케이스(24)를 정지하고, 게이트 밸브(36, 38)를 개방함으로써, 반송 케이스(24)의 내부와 처리실(20)의 내부가 연통한다. 다만, 게이트 밸브 36과 38 사이에는 간극이 있기 때문에, 게이트 밸브(36, 38)를 개방하기 전에 반송 케이스(24)의 반송구(24a)와 처리실(20)의 반송구(20a)를 기밀하게 접속해야 한다.
그래서, 본 실시예에서는 반송 케이스의 반송구(24a) 외측에 접속 플레이트(40)와 벨로우즈(42)를 부착하여, 접속 플레이트(40)를 처리실(20)의 반송구(20a) 주위 부분에 압박하여 기밀 접속을 달성하고 있다. 벨로우즈(42)는 접속 플레이트(40)와 게이트 밸브(36)의 측면 사이에 설치되어, 접속 플레이트(40)와 게이트 밸브(36) 사이를 기밀하게 유지한다. 또한, 접속 플레이트(40)의 처리실(20)에 대향하는 면에는 O 링(44)이 부착되어, 접속 플레이트(40)가 게이트 밸브(38)에 압박될 때에 기밀 접속을 달성한다.
접속 플레이트(40)는 반송 케이스(24)의 이동 중에는 반송 케이스(24)측에 가까이 당겨져 있고, 반송 케이스(24)가 처리실(20)에 대향하는 위치에 정지하여, 게이트 밸브 36과 38이 대향한 상태가 되고 나서, 게이트 밸브(38)에 대하여 압박된다. 접속 플레이트(40)는 반송 케이스(24)에 부착된 에어 실린더(46)에 의해 구동된다. 즉, 반송 케이스(24)가 처리실(20)에 대향하여 정지한 후, 에어 실린더(46)를 구동하여 접속 플레이트(40)를 처리실(20)의 게이트 밸브(38)에 대하여 이동하여 압박한다. 접속 플레이트(40)는 에어 실린더(46)에 의해 지지되지만, 게이트 밸브(38)의 측면에 대하여 평행하게 이동하도록 선형 가이드(48)에 부착되는 것이 바람직하다.
접속 플레이트(40)를 게이트 밸브(38)로부터 이격되는 방향으로 이동하더라도, 접속 플레이트(40)와 게이트 밸브(36) 사이는 벨로우즈(42)에 의해 기밀하게 유지된다. 접속 플레이트(40)가 게이트 밸브(38)에 도달하면 O 링(44)이 접속 플레이트(40)와 게이트 밸브(38)의 측면 사이에서 압박되어 기밀 접속이 달성된다. 따라서, 반송 케이스(24)의 반송구(24a)와 처리실(20)의 반송구(20a)는 기밀하게 접속된다. 이 상태에서, 게이트 밸브(36, 38)를 개방하면, 반송 케이스(24) 내부와 처리실(20) 내부가 연통하여, 반송 케이스(24)와 처리실(20) 사이에서 기판을 교환할 수 있다. 이 때, 전술한 바와 같이 반송 케이스(24)와 처리실(20)은 기밀하게 접속되어 있기 때문에, 주위로부터 가스가 유입하거나, 반송 케이스(24)와 처리실(20)의 감압 환경이 손상되는 일은 없다.
또, 반송실(22) 내가 대기압으로 되어 있거나 불활성 가스가 충전되어 있는 것과 같은 경우, 게이트 밸브(36)와 게이트 밸브(38) 사이의 공간(접속 플레이트(40)의 두께와 벨로우즈의 스트로크 분을 포함한다)은 감압 환경으로는 안된다. 이하 이 공간을 접속 공간이라 칭한다. 이 때문에, 접속 플레이트(40)를 게이트 밸브(38)에 압박하여 기밀 접속을 행한 후에 이 접속 공간을 진공 배기해야 한다.
그래서, 본 실시예에서는 게이트 밸브(38)에 진공 배기구(50)를 설치하여 전술한 공간을 탈기한다. 또한, 진공 배기구(50)와 함께 퍼지구(52)를 설치하여, 기밀 접속을 해제할 때에 전술한 공간을 분위기와 동일한 압력으로 하여, 접속 플레이트(40)를 게이트 밸브(38)로부터 용이하게 이탈할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 접속 공간이 소정의 진공도가 된 후에 게이트 밸브(36, 38)를 개방할 필요가 있기 때문에, 접속 공간의 진공도를 검출하는 진공 센서(54)를 설치하는 것이 바람직하다.
또, 처리실(20)의 열에 설치되는 로드록실(26)도, 처리실(20)에 설치된 상기의 접속 기구와 마찬가지인 접속 기구를 갖고 있어, 로드록실(26)과 반송 케이스(24)는 기밀하게 접속 가능하다. 따라서, 외부로부터 로드록실(26)에 반입된 기판은 로드록실(26)에서 소정의 분위기(예컨대 감압 환경)로 유지된 후, 반송 케이스(24)에 의해 처리실(20)에 반송될 때까지, 상기 소정 분위기로 유지된다.
다음에, 반송 케이스(24) 내에 설치된 기판의 이동 탑재 기구에 관해서 도 6및 도 7을 참조하면서 설명한다. 도 6은 반송 케이스(24) 내에 설치된 이동 탑재 기구의 평면도이며, 도 7은 이동 탑재 기구의 단면도이다.
이동 탑재 기구는 전동 모터(60)와, 전동 모터(60)에 의해 회전 구동되는 공통 아암(62)을 갖는다. 공통 아암(62)은 그 중앙 부분이 전동 모터의 회전축(60a)에 고정되어 중앙 부분을 중심으로 하여 회전된다. 공통 아암(62)의 일단에는 제1 아암(64)이 부착되고, 타단에는 제2 아암(66)이 부착된다. 또한 제1 아암(64)의 선단과 제2 아암(66)의 선단에는 픽(68)이 부착된다.
공통 아암(62)의 양단에는 톱니 부착 풀리(62a, 62b)가 설치되어, 전동 모터(60)의 회전축(60a)에 설치된 톱니 부착 풀리(60b)에 타이밍 벨트(70)를 통해 결합하고 있다. 제1 아암(64)은 톱니 부착 풀리(62a)의 축에 고정되어 있어, 톱니 부착 풀리(62a)와 함께 회전한다. 또한, 제1 아암(64)의 선단에는 톱니 부착 풀리(64a)가 부착되고, 톱니 부착 풀리(64a)와 톱니 부착 풀리(62a)는 타이밍 벨트(72)를 통해 결합하고 있다. 픽(68)은 톱니 부착 풀리(64a)의 축에 고정된다. 마찬가지로, 제2 아암(66)은 톱니 부착 풀리(62b)의 축에 고정되어 있어, 톱니 부착 풀리(62b)와 함께 회전한다. 또한, 제2 아암(66)의 선단에는 톱니 부착 풀리(66a)가 부착되고, 톱니 부착 풀리(66a)와 톱니 부착 풀리(62a)는 타이밍 벨트(74)를 통해 결합하고 있다. 픽(68)은 톱니 부착 풀리(66a)의 축에 고정된다.
이상과 같은 구성의 이동 탑재 기구에 따르면, 양측의 픽(68)을 반대 방향으로 직선적으로 이동할 수 있다. 즉, 전동 모터(60)의 회전축(60a)을 회전시키면 양측의 픽(68)은 전동 모터(60)로부터 멀어지도록 반대 방향으로 직선적으로 이동하고, 회전축의 회전 방향을 반대로 하면 전동 모터(60)를 향하여 직선적으로 되돌아가도록 이동한다. 이러한 두개의 픽(68)의 이동에 의해 반송 케이스(24)의 양측에 위치하는 두개의 처리실(20)에 대하여 기판의 교환을 동시에 행할 수 있다.
또, 이동 탑재 기구의 전동 모터(60)는 반송 케이스(24)와 함께 이동하기 때문에, 전동 모터(60)에 전력을 공급하는 케이블이 반송 케이스(24)로부터 늘어져 나와, 케이블은 반송 케이스(24)의 이동에 의해 끌려 다니게 된다. 이 경우, 그러한 케이블의 끌려 다님으로 인하여 파티클이 발생할 우려가 있다. 이러한 문제를 회피하기 위해서, 반송 케이스(24)에 소형 배터리를 탑재하여 전동 모터(60)를 구동하고, 배터리에의 충전을 비접촉 타입의 유도 발전으로 하는 것으로 해도 된다.
이상과 같이, 본 실시예에서는 반송실(22)의 양측에 처리실(20)을 세개씩 배치했지만, 처리실(20)의 수는 이것에 한정하는 일없이, 반송실(22)을 연장하여 임의의 수의 처리실(20)을 접속할 수 있다.
또한, 처리실(20)에서 행하는 처리가 감압하에서 행하는 처리인 경우, 반송실(22) 내에도 감압 환경으로 하는 것이 바람직하지만, 반송 케이스(24)가 기밀한 구조이기 때문에, 반송실(22) 내는 반드시 감압 환경으로 할 필요는 없고, 대기압이라도 좋다. 또한, 반송 케이스(24)나 처리실(20)에 반송실(22)로부터 리크가 발생한 경우를 고려하여, 반송실(22) 내에 불활성 가스를 충전해 두어도 좋다.
또한, 본 실시예에서는 반송 케이스(24)가 이동하는 공간을 반송실(22)에 의해 포위하고 있지만, 반드시 반송실(22)을 설치할 필요는 없다. 반송실(22)은 반송 케이스(24)가 이동하는 공간을 감압 환경 혹은 불활성 가스가 충전된 공간으로 하기 위해서는 적합하다. 혹은, 반송 케이스(24)의 이동으로 인하여 발생하는 파티클을 주위에 확산시키지 않도록 하기 위해서 설치하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명에 있어서, 반송실(22)은 필수적인 구성 요소가 아니라, 양측의 처리실(20) 사이에 반송 케이스(24)가 이동하기 위한 이동 경로가 설치되어 있으면 된다.
또한, 본 실시예에서는 동시에 작동하는 두개의 아암을 갖는 이동 탑재 기구를 반송 케이스(24)에 설치하고 있지만, 이동 탑재 기구는 단일의 아암을 갖는 것으로 하고, 좌우 처리실(20)에 대하여 순서대로 기판을 교환하는 것으로 해도 된다.
다음에, 전술한 본 발명의 제1 실시예에 의한 기판 처리 장치의 변형예에 관해서 설명한다.
도 8은 도 2에 도시하는 기판 처리 장치의 제1 변형예를 도시하는 개략 평면도이다. 이 변형예에서는 처리실(20)과는 다른 처리를 행하는 처리 장치(80)를 반송실에 접속하고 있다. 처리실(20)에서 처리한 기판을 반송 케이스(24)에 의해 다시 처리 장치(80)에 반송하여, 다음의 처리를 하고 나서 기판 처리 장치로부터 외부에 반송한다. 따라서, 하나의 기판 처리 장치로 복수의 처리를 기판에 할 수 있다.
도 9는 도 2에 도시하는 기판 처리 장치의 제2 변형예를 도시하는 개략 평면도이다. 이 변형예에서는 일렬의 처리실(20)에 대하여 로드록실(26)이 두개 설치되어 있다. 또한, 반송 케이스(24)는 연결하여 두개 설치되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 반송 케이스(24)의 이동 탑재 기구가 동시에 작동하는 두개의 아암을 갖는 경우는, 4장의 기판을 동시에 반송하여 처리를 행할 수 있어, 기판 처리의 스루풋이 커진다.
도 10은 도 2에 도시하는 기판 처리 장치의 제3 변형예를 도시하는 개략 평면도이다. 이 변형예는 도 9에 도시하는 구성에 있어서 반송실을 연장하고, 다시 처리실(20)을 추가하여 접속한 것이다. 이와 같이, 반송 케이스(24)의 이동 경로를 구성하는 반송실(22)을 연장함으로써, 보다 많은 처리실(20)을 접속할 수 있어, 기판 처리의 스루풋을 보다 높일 수 있다.
다음에, 본 발명의 제2 실시예에 의한 기판 처리 장치에 관해서, 도 11을 참조하면서 설명한다. 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 의한 기판 처리 장치의 개략 평면도이다. 도 11에 있어서, 도 2에 도시하는 구성 부품과 동등한 부품에는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.
도 11에 도시하는 기판 처리 장치는 반송실(22)과, 반송실(22)에 접속된 처리실(20)을 가지며, 반송실(22) 내를 반송 케이스(24)가 이동하여 기판을 반송한다. 이 구성은 도 2에 도시하는 기판 처리 장치의 구성과 동일하다.
본 실시예에서는, 로드록실(26) 대신에 카세트 적재대(90)가 설치된다. 카세트 적재대(90)에는 복수의 기판을 수직 방향으로 나란히 수용하는 카세트가 적재된다. 카세트 적재대(90)는 카세트를 상하로 이동하기 위한 수직 이동 기구를 갖고 있다. 카세트 적재대(90)는 대기압 분위기하에 있고, 로드록실(26)과 같이 감압 환경을 달성할 수 있는 용기는 갖고 있지 않다.
반송 케이스(24)는 내부를 외부 분위기로부터 격리하고, 또한 감압 환경을 유지하기 위해서, 전술한 제1 실시예와 마찬가지로 기밀하게 구성된다. 따라서, 반송실(22) 내를 이동할 때에 반송 케이스(24) 내는 감압 환경으로 유지 가능하고, 처리실(20)에 대하여 기밀하게 접속된다.
다만, 외부와의 기판 교환은 카세트 적재대(90)에 적재된 카세트 사이에서 행해지기 때문에, 대기압하에서 행해진다. 따라서, 카세트로부터 기판을 수취하여 게이트 밸브(36)를 폐쇄한 후, 반송 케이스(24) 내를 진공 배기하여 감압 환경으로 할 필요가 있다. 즉, 본 실시예에서는 반송 케이스(24)가 로드록실을 겸용한 구성으로 되어 있다. 또한, 장치 외부에서 로드록실에 대하여 기판을 출납하기 위한 이동 탑재 로봇을 설치할 필요도 없어진다.
또, 이 실시예에서도 전술한 제1 실시예와 같이 반송실(22) 내는 반드시 감압 환경으로 할 필요는 없다. 또한, 2 열로 정렬한 처리실 사이를 반송 케이스(24)가 이동하는 구성을 달성할 수 있으면 되고, 반송실(22) 자체를 반드시 설치할 필요는 없다.
이상과 같이, 본 발명의 제2 실시예에 의한 기판 처리 장치에서는 로드록실을 생략할 수 있으므로, 기판 처리 장치 전체가 소형으로 되어, 설치 면적을 줄일 수 있다.

Claims (13)

  1. 내부에 수용한 기판에 대하여 처리를 실시하기 위한 복수의 처리실과,
    외부 분위기로부터 격리된 상태로 기판을 수용하고, 수용한 기판을 상기 처리실까지 반송하는 반송 케이스와,
    상기 반송 케이스를 이동 경로를 따라서 이동시키는 이동 기구를 갖는 기판 처리 장치로서,
    상기 복수의 처리실은 상기 반송 케이스의 이동 경로의 양측에 정렬한 상태로 배치되고,
    상기 반송 케이스는 2열로 정렬하여 배치된 상기 처리실의 기판 반입·반출구에 대응하여 두개의 기판 반입·반출구를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반송 케이스는 제1 및 제2 아암을 갖는 기판 이동 탑재 기구를 가지며, 상기 제1 아암이 한 쪽 열의 처리실에 대한 기판의 반입·반출을 행하고, 상기 제2 아암이 반대측 열의 처리실에 대한 기판의 반입·반출을 행하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기판 이동 탑재 기구는 단일 전동 모터와, 이 전동 모터의 동력을 상기 제1 및 제2 아암에 전달하는 동력 전달 기구를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 아암은 상기 단일 전동 모터의 구동력에 의해 서로 대향하는 방향으로 대칭적으로 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 처리실은 감압하에서 기판을 처리하도록 구성되고,
    상기 반송 케이스는 내부를 감압 환경으로 유지할 수 있도록 기밀하게 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 반송 케이스는 외부로부터 기판이 반입되는 위치에서 진공 배기 기구에 접속 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 반송 케이스에 반송되는 기판의 분위기를 미리 감압 환경으로 유지하기 위한 로드록실이 상기 이동 경로를 따른 위치에 배치되고,
    상기 반송 케이스는 내부를 감압 환경으로 유지하면서 상기 로드록실과 상기처리실 사이에서 기판을 반송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 반송 케이스 및 상기 이동 기구는 내부를 감압 환경으로 유지하도록 기밀하게 구성된 반송실 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 반송 케이스 및 상기 이동 기구는 내부에 불활성 가스가 충전된 반송실 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 반송 케이스 및 상기 이동 기구는 내부가 대기압으로 유지되어 있거나 또는 내부에 불활성 가스가 충전된 반송실 내에 배치되고,
    상기 반송 케이스의 기판 반입·반출구가 상기 처리실의 기판 반입·반출구에 접속된 상태로 상기 반송 케이스의 기판 반입·반출구와 상기 처리실의 기판 반입·반출구 사이에 형성되는 공간을 탈기하기 위해서, 상기 반송 케이스의 기판 반입·반출구에 진공 배기구가 설치된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 반송실의 길이 방향 양측에 정렬하여 배치된 복수의 처리실에 대하여 기판을 반송하는 반송 케이스로서,
    외부 분위기로부터 격리된 상태로 기판을 수용하고, 2열로 정렬하여 배치된 상기 처리실의 기판 반입·반출구에 대응하여 두개의 기판 반입·반출구를 갖는 것을 특징으로 하는 반송 케이스.
  11. 제10항에 있어서, 상기 반송 케이스의 두개의 기판 반입·반출구는 2열로 정렬한 처리실의 양측 두개의 처리실의 기판 반입·반출구에 대하여 동시에 접속되고, 상기 양측 두개의 처리실에 대하여 동시에 기판을 반입·반출하기 위한 기판 이동 탑재 기구가 설치된 것을 특징으로 하는 반송 케이스.
  12. 제10항에 있어서, 제1 및 제2 아암을 갖는 기판 이동 탑재 기구를 가지며, 상기 제1 아암이 한 쪽 열의 처리실에 대한 기판의 반입·반출을 행하고, 상기 제2 아암이 반대측 열의 처리실에 대한 기판의 반입·반출을 행하는 것을 특징으로 하는 반송 케이스.
  13. 제12항에 있어서, 상기 기판 이동 탑재 기구는 단일 전동 모터와, 이 전동 모터의 동력을 상기 제1 및 제2 아암에 전달하는 동력 전달 기구를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 아암은 상기 단일 전동 모터의 구동력에 의해 서로 대향하는 방향으로 대칭적으로 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 반송 케이스.
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