KR20140059727A - 로드 로크 장치 - Google Patents

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KR20140059727A
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데츠야 미야시타
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 간이한 구성으로 신속하게 고진공을 실현할 수 있는 로드 로크 장치를 제공한다. 로드 로크 장치(LL1)는 대기 분위기 및 진공실에 연통하는 챔버(1)와, 챔버(1) 내에 배치되어, 반도체 웨이퍼(W)를 보유 지지함과 함께, 챔버(1) 내를 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된 보유 지지부(3)와, 보유 지지부(3)를 상하 방향으로 승강시키는 승강 기구(5)와, 챔버(1)와 보유 지지부(3)에 의해 구획 형성되는 공간(S1)을 진공화하는 압력 조정 기구(7)를 포함하고, 승강 기구(5)는 보유 지지부(3)에 연결되고, 상하 방향을 따라 설치되는 적어도 2개의 샤프트(24)와, 승강축 부재를 승강시키는 구동부를 포함하고, 챔버(1)의 천장부(1b)에는 공간(S1)과 연통하는 개구부(O1)가 형성되어 있고, 2개의 샤프트(24)는 개구부(O1)를 사이에 두는 위치에 배치되어 있다.

Description

로드 로크 장치{LOAD LOCK APPARATUS}
본 발명은 로드 로크 장치에 관한 것이다.
종래의 로드 로크 장치로서, 예를 들면 특허 문헌 1에 기재된 것이 알려져 있다. 특허 문헌 1에 기재된 로드 로크 장치에서는, 반도체 웨이퍼를 보유 지지함과 함께, 용기 내를 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된 로드 로크실과, 로드 로크실을 승강하는 승강 구동 기구를 구비하고, 로드 로크실의 중앙부에는 승강 로드가 연결되어 있고, 당해 승강 로드가 용기의 중앙부로부터 외부로 연신되어, 승강 구동 기구에 접속되어 있다.
일본 특허 공개 평11-87467호 공보
그런데, 로드 로크 장치를 구비하는 처리 시스템에서는, 불순물이 적은 환경 하에서의 처리가 요구되고 있다. 그 때문에, 로드 로크 장치에서는, 불순물을 억제하기 위해서, 고진공을 실현하는 것이 요구되고 있다. 이러한 고진공을 신속하게 실현하기 위해서는, 대구경의 배기 포트의 설치가 필요해진다. 그러나, 상기 종래의 구성에서는, 승강 로드가 로드 로크실의 중앙부에 연결되어 있으므로, 용기에 대구경의 배기 포트를 설치하는 것이 곤란하고, 대구경의 배기 포트를 설치하고자 하면, 어떻게 해도 로드 로크 장치 자체가 대형화되어 버린다. 한편, 복수의 배기 포트를 설치하는 구성에서는, 구성이 복잡화되는 등의 문제가 발생한다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 간이한 구성으로 신속하게 고진공을 실현할 수 있는 로드 로크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일측면에 따른 로드 로크 장치는, 대기 분위기와 진공실 사이에 설치되는 로드 로크 장치로서, 상기 대기 분위기 및 상기 진공실에 연통하는 용기와, 상기 용기 내에 배치되어, 피처리체를 보유 지지함과 함께, 상기 용기 내를 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된 보유 지지부와, 상기 보유 지지부를 상기 상하 방향으로 승강시키는 승강 기구와, 상기 용기의 상부 및 하부 중 적어도 한쪽에 형성된 개구부를 통해 상기 용기 내를 진공화하는 압력 조정 기구를 포함하고, 상기 승강 기구는, 상기 보유 지지부에 연결되고, 상기 상하 방향을 따라 설치되는 적어도 2개의 승강축 부재와, 상기 승강축 부재를 승강시키는 구동부를 포함하고, 2개의 상기 승강축 부재는, 상기 개구부를 사이에 두는 위치에 배치되어 있다.
이 로드 로크 장치에서는, 용기의 상부 및 하부 중 적어도 한쪽에 용기 내와 연통하는 개구부가 형성되어 있고, 보유 지지부를 상하 방향으로 승강시키는 2개의 승강축 부재는, 개구부를 사이에 두는 위치에 배치되어 있다. 이와 같이, 개구부를 사이에 두는 위치에 2개의 승강축 부재를 배치함으로써, 용기에 개구부를 형성하는 영역을 확보할 수 있으므로, 개구부의 직경을 크게 할 수 있다. 따라서, 압력 조정 기구에 의해 신속하게 고진공을 실현할 수 있다. 또한, 종래의 장치에 상기 구성을 적용할 수 있으므로, 장치의 대형화나 복잡화를 회피할 수 있다. 따라서, 이 로드 로크 장치에서는, 간이한 구성으로 신속하게 고진공을 실현할 수 있다.
일 실시 형태에서는, 보유 지지부는 피처리체를 지지하는 지지부와, 지지부가 설치되는 판상의 기초부를 구비하고, 압력 조정 기구는, 기초부와 용기에 의해 구획 형성되는 공간을 진공화하고, 2개의 승강축 부재는, 기초부에 연결되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이와 같은 구성에서는, 기초부와 용기에 의해 구획 형성되는 공간을 압력 조정 기구에 의해 진공화하여 고진공으로 한다. 이때, 용기와 기초부에 의해 구획 형성되는 공간의 기밀성을 확보하기 위해서는, 기초부와 용기를 밀착시키는 것이 요구된다. 그 때문에, 기초부와 용기를 밀착시키는 힘을 승강축 부재가 기초부에 충분히 전달시키기 위해서는 기초부의 강성이 필요해져, 기초부의 두께를 크게 할 필요가 있다. 일 실시 형태에서는, 승강축 부재를 기초부에 연결하고 있으므로, 기초부와 용기를 밀착시키는 힘을 승강축 부재가 기초부에 양호하게 전달할 수 있다. 따라서, 기초부의 두께를 얇게 할 수 있다. 그 결과, 장치의 소형화가 도모된다.
일 실시 형태에서는, 보유 지지부는 용기 내에 상하로 2개 설치되어 있고, 개구부는 용기의 상부 및 하부에 형성되어 있고, 승강 기구는 2개의 보유 지지부 각각에 설치되어 있고, 압력 조정 기구는 용기의 상부 및 하부에 형성된 개구부 각각에 대응하여 설치되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이와 같은 구성에서는, 예를 들면 대기 분위기에서 일방의 보유 지지부에 피처리체를 수용하고 있는 동안에, 타방의 보유 지지부에 의해 진공실에 피처리체를 공급할 수 있다. 따라서, 로드 로크 장치에 있어서 2개의 병행 처리가 가능해져, 처리 효율의 향상이 도모된다. 또한, 보유 지지부를 용기 내에 상하로 설치함으로써, 장치의 대형화를 억제할 수 있다.
일 실시 형태에서는, 구동부는 2개의 승강축 부재 각각에 설치되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 보유 지지부를 안정적으로 승강시키는 것이 가능해진다.
일 실시 형태에서는, 개구부의 내경은 피처리체의 외경과 대략 동일한 직경으로 할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 신속한 고진공을 보다 확실하게 실현할 수 있다.
본 발명에 의하면, 간이한 구성으로 신속하게 고진공을 실현할 수 있다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 로드 로크 장치를 포함하는 처리 시스템의 구성을 도시하는 평면도.
도 2는 로드 로크 장치의 단면 구성을 도시하는 도면.
도 3은 로드 로크 장치의 다른 단면 구성을 도시하는 도면.
도 4는 로드 로크 장치를 도시하는 개략 평면도.
도 5는 로드 로크 장치의 제1 보유 지지부를 확대하여 도시하는 단면도.
도 6은 로드 로크 장치의 제2 보유 지지부를 확대하여 도시하는 단면도.
도 7은 다른 실시 형태에 따른 로드 로크 장치의 보유 지지부의 단면 구성을 도시하는 도면.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 도면의 설명에 있어서 동일 또는 상당 요소에는 동일 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 로드 로크 장치를 포함하는 처리 시스템의 구성을 도시하는 평면도이다. 도 1에 도시한 처리 시스템(100)은 적재대(102a 내지 102d)와, 수용 용기(104a 내지 104d)와, 로더 모듈(106)과, 로드 로크 장치(LL1, LL2)와, 프로세스 모듈(108a 내지 108c)과, 트랜스퍼 챔버(110)를 구비하고 있다.
적재대(102a 내지 102d)는, 로더 모듈(106)의 일 테두리를 따라 배열되어 있다. 이들 적재대(102a 내지 102d) 상에는 수용 용기(104a 내지 104d)가 각각 적재되어 있다. 수용 용기(104a 내지 104d) 내에는 반도체 웨이퍼(W)(피처리체)가 수용되어 있다.
로더 모듈(106) 내에는 레일(R)을 따라 이동 가능한 제1 반송 로봇(112)이 설치되어 있다. 제1 반송 로봇(112)은 수용 용기(104a 내지 104d) 중 어느 하나에 수용되어 있는 반도체 웨이퍼(W)를 취출하고, 당해 반도체 웨이퍼(W)를 로드 로크 장치(LL1) 또는 로드 로크 장치(LL2)에 반송한다.
로드 로크 장치(LL1) 및 로드 로크 장치(LL2)는 로더 모듈(106)의 다른 일 테두리를 따라 설치되어 있고, 예비 감압실을 구성하고 있다. 로드 로크 장치(LL1) 및 로드 로크 장치(LL2)는 로더 모듈(106)(대기 분위기)과 트랜스퍼 챔버(110)(진공실) 사이에 설치되어 있고, 트랜스퍼 챔버(110)에 게이트 밸브(G1; 도 3 참조)를 통하여 각각 독립적으로 접속되어 있다. 로드 로크 장치(LL1) 및 로드 로크 장치(LL2)는 로더 모듈(106)에 게이트 밸브(G2, G3; 도 3 참조)를 통해 각각 접속되어 있다.
트랜스퍼 챔버(110)는 감압 가능한 챔버이며, 당해 챔버 내에는 연직축 주위로 회동 가능한 제2 반송 로봇(114)이 설치되어 있다. 트랜스퍼 챔버(110)에는 프로세스 모듈(108a 내지 108c)이 대응하는 게이트 밸브(G)를 통하여 각각 접속되어 있다. 제2 반송 로봇(114)은 로드 로크 장치(LL1) 또는 로드 로크 장치(LL2)로부터 반도체 웨이퍼(W)를 취출하여, 프로세스 모듈(108a 내지 108c)에 순서대로 반송한다. 처리 시스템(100)의 프로세스 모듈(108a 내지 108c)은, 예를 들면 PVD(Physical Vapor Deposition) 장치(스퍼터링 장치), CVD, 에칭 장치 등일 수 있다.
계속해서, 로드 로크 장치(LL1, LL2)에 대하여 상세하게 설명한다. 로드 로크 장치(LL1)와 로드 로크 장치(LL2)는 동일한 구성을 갖고 있다. 본 실시 형태에서는 로드 로크 장치(LL1)를 일례로 구체적으로 구성을 설명한다. 도 2는 로드 로크 장치의 단면 구성을 도시하는 도면이다. 도 3은 로드 로크 장치의 단면 구성을 도시하는 도면이다. 도 4는 로드 로크 장치를 도시하는 개략 평면도이다. 도 5는 로드 로크 장치의 일부를 확대하여 도시하는 도면이다. 도 6은 로드 로크 장치의 일부를 확대하여 도시하는 도면이다. 도 2는 반도체 웨이퍼(W)의 반송 방향으로부터 본 단면도이다. 도 3은 반도체 웨이퍼(W)의 반송 방향에 직교하는 방향으로부터 본 단면도이다.
도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 로드 로크 장치(LL1)는 챔버(용기)(1)와, 제1 보유 지지부(3)와, 제1 승강 기구(5)와, 제1 압력 조정 기구(7)와, 제2 보유 지지부(9)와, 제2 승강 기구(11)와, 제2 압력 조정 기구(13)를 구비하고 있다. 로드 로크 장치(LL1)의 동작은 제어부(도시하지 않음)에 의해 제어된다.
챔버(1)는 트랜스퍼 챔버(110)에 대응하는 압력과 대기 분위기 사이에서 압력을 변동 가능하게 설치되어 있다. 챔버(1)는, 예를 들면 알루미늄 합금 등으로 형성되어 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 챔버(1)의 측벽부(1a)에는, 제1 반송 로봇(112)에 의해 반도체 웨이퍼(W)가 반출입되는 반입출구(C1a, C1b)와, 제2 반송 로봇(114)에 의해 반도체 웨이퍼(W)가 반출입되는 반입출구(C2)가 형성되어 있다. 반입출구(C1a, C1b)는 챔버(1)의 상하(제1 보유 지지부(3)의 최상부 및 제2 보유 지지부(9)의 최하부에 대응하는 위치)에 각각 형성되어 있고, 게이트 밸브(G2, G3)를 통하여 로더 모듈(106)에 연통한다. 반입출구(C2)는 챔버(1)의 수직 중앙 위치에 형성되어 있고, 게이트 밸브(G1)를 통하여 트랜스퍼 챔버(110)에 연통한다.
챔버(1)의 천장부(상부)(1b)에는 제1 개구부(O1)가 형성되어 있다. 제1 개구부(O1)는 도 4에 도시한 바와 같이, 대략 원형 형상을 나타내고 있고, 챔버(1)의 천장부(1b)의 대략 중앙에 위치하고 있다. 제1 개구부(O1)의 직경(R)은 반도체 웨이퍼(W)의 직경과 대략 동일한 직경으로 되어 있다.
챔버(1)의 저부(하부)(1c)에는 제2 개구부(O2)가 형성되어 있다. 제2 개구부(O2)는 대략 원형 형상을 나타내고 있고, 챔버(1)의 저부(1c)의 대략 중앙에 위치하고 있다. 제2 개구부(O2)의 직경은 반도체 웨이퍼(W)의 직경과 대략 동일한 직경으로 되어 있다.
챔버(1)의 측벽부(1a)에는, 그 내측에 제1 및 제2 단차부(1d, 1e)가 형성되어 있다. 제1 및 제2 단차부(1d, 1e)는 챔버(1) 내의 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다. 제1 단차부(1d)와 제2 단차부(1e)는 서로 대향하는 위치에 형성되어 있고, 제1 단차부(1d)는 챔버(1)의 천장부(1b)측에 형성되어 있고, 제2 단차부(1e)는 챔버(1)의 저부(1c)측에 형성되어 있다.
제1 보유 지지부(3)는 챔버(1) 내에 배치되어, 반도체 웨이퍼(W)를 보유 지지한다. 제1 보유 지지부(3)는, 예를 들면 5매의 반도체 웨이퍼(W)를 보유 지지한다. 제1 보유 지지부(3)는 후술하는 제1 승강 기구(5)에 의해, 챔버(1) 내에서 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 제1 보유 지지부(3)는 기초부(17)와, 지지부(19)로 구성되어 있다.
기초부(17)는 판 형상의 부재이며, 평면에서 보아 대략 원형 형상을 나타내고 있다. 기초부(17)의 주연부에는 챔버(1)의 천장부(1b)측에 개구하는 오목부(18; 도 5 참조)가 형성되어 있다. 오목부(18)에는 시일 부재(20)가 배치되어 있다. 기초부(17)의 상면(17a)은 챔버(1)의 제1 단차부(1d)에 접촉한다. 기초부(17)는 제1 보유 지지부(3)가 최상부에 위치할 때에, 제1 단차부(1d)와 접촉한다. 시일 부재(20)는 제1 단차부(1d)와 접촉하는 위치에 배치되어 있다. 이에 의해, 제1 보유 지지부(3)(기초부(17))와 챔버(1)에 의해 구획 형성되는 공간(S1)은, 기밀이 확보된다.
지지부(19)는 기초부(17)에 설치되어 있다. 지지부(19)는 기초부(17)의 중앙측을 향하여 돌출되는 지지편(19a)을 갖고 있다. 반도체 웨이퍼(W)는 지지편(19a) 상에 적재되어, 지지부(19)에 지지된다. 지지부(19)는 제1 보유 지지부(3)가 최상부에 위치할 때에, 공간(S1) 내에 위치한다. 지지부(19)의 상부에는 커버(22)가 배치되어 있다.
제1 승강 기구(5)는, 제1 보유 지지부(3)를 상하 방향으로 승강시키는 기구이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 승강 기구(5)는 챔버(1)의 제1 개구부(O1)를 사이에 두고, 챔버(1)의 테두리부에, 서로 대향하는 위치에 배치되어 있다. 제1 승강 기구(5)는 제1 승강부(5a)와, 제2 승강부(5b)로 구성되어 있다. 제1 승강부(5a)와 제2 승강부(5b)는 동일한 구성을 갖고 있다. 여기서는, 제1 승강부(5a)를 일례로 구체적으로 구성을 설명한다. 제1 승강부(5a)는 샤프트(승강축 부재)(24)와, 벨로즈(26)와, 너트(28)와, 전달축(30)과, 모터(32)를 갖고 있다. 너트(28), 전달축(30) 및 모터(32)는, 구동부를 구성하고 있다.
샤프트(24)는 막대 형상의 부재이며, 수나사(24a; 도 5 참조)가 형성된 나사축이다. 샤프트(24)는 챔버(1)의 천장부(1b)에 형성된 관통부(K1)에 삽입 관통되어, 챔버(1)의 외부 및 내부에 걸쳐 설치되어 있다. 샤프트(24)는 제1 보유 지지부(3)의 기초부(17)에 연결되어 있다. 샤프트(24)는 기초부(17)의 테두리부에 있어서, 오목부(18)보다도 내측에 연결되어 있다. 샤프트(24)와 기초부(17)의 연결 방법으로서는, 예를 들면, 기초부(17)에 관통 구멍을 형성하고, 이 관통 구멍에 샤프트(24)를 삽입 관통하여 볼트(도시하지 않음)에 의해 연결한다. 샤프트(24)의 길이는, 제1 보유 지지부(3)가 반출입구(C1a)와 반입출구(C2)의 높이 위치로 이동할 수 있는 길이로 설정되어 있다.
샤프트(24)에는 전달축(30)을 통하여 모터(32)가 연결되어 있다. 샤프트(24)는 모터(32)의 회전에 연동하여 회전한다. 제1 승강 기구(5)에서는 샤프트(24)가 회전함으로써, 제1 보유 지지부(3)를 승강한다. 모터(32)는 제어부에 의해 동작이 제어된다.
벨로즈(26)는 주름 구조의 통 형상 부재이며, 샤프트(24)를 삽입 관통하여 배치되어 있다. 벨로즈(26)는 신축성, 기밀성, 스프링성을 갖고 있고, 제1 보유 지지부(3)의 승강에 따라 신축한다. 벨로즈(26)의 상단부는 챔버(1)의 천장면(1A)에 기밀하게 접합되어 있고, 벨로즈(26)의 하단부는 기초부(17)의 상면(17a)에 기밀하게 접합되어 있다.
너트(28)는 그 내면에 암나사(도시하지 않음)가 형성되어 있음과 함께, 볼이 설치되어 있어, 샤프트(24)에 나사 결합되어 있다. 너트(28)와 샤프트(24)는 볼 나사를 구성하고 있다. 너트(28)는 챔버(1)의 천장부(1b)에 있어서, 테두리부에 배치되어 있다.
제1 압력 조정 기구(7)는 게이트 밸브(34)와, 진공 펌프(36)를 갖고 있다. 게이트 밸브(34)는 챔버(1)의 상면(1bs)에 배치되어 있다. 게이트 밸브(34)는 챔버(1)의 개구부(O1)를 덮도록 배치되어 있다. 게이트 밸브(34)는 제어부에 의해 개폐가 제어된다.
진공 펌프(36)는 게이트 밸브(34) 상에 설치되어 있다. 진공 펌프(36)는, 챔버(1)와 제1 보유 지지부(3)에 의해 구획 형성되는 공간(S1)을 감압한다(진공화). 진공 펌프(36)는, 예를 들면 10-7 내지 10-8[Torr]의 진공도를 실현 가능한 펌프이다. 진공 펌프(36)는, 게이트 밸브(34)가 개방되면 감압하여(또는, 진공화를 행하여), 제1 보유 지지부(3)와 챔버(1)에 의해 구획 형성되는 공간(S1)을 소정의 진공도로 한다. 제1 압력 조정 기구(7)는 공간(S1)을 진공으로부터 대기 분위기로 복귀시키는 구성도 갖고 있다.
제2 보유 지지부(9)는 챔버(1) 내에 배치되어, 반도체 웨이퍼(W)를 보유 지지한다. 제2 보유 지지부(9)는, 예를 들면 5매의 반도체 웨이퍼(W)를 보유 지지한다. 제2 보유 지지부(9)는 후술하는 제2 승강 기구(11)에 의해, 챔버(1) 내에서 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 제2 보유 지지부(9)는 기초부(42)와, 지지부(44)로 구성되어 있다.
기초부(42)는 판 형상의 부재이며, 평면에서 보아 대략 원형 형상을 나타내고 있다. 기초부(42)의 주연부에는 챔버(1)의 저부(1c)측에 개구하는 오목부(41; 도 6 참조)가 형성되어 있다. 오목부(41)에는 시일 부재(43)가 배치되어 있다. 기초부(42)의 하면(42a)은 챔버(1)의 제2 단차부(1e)에 접촉한다. 기초부(42)는 제2 보유 지지부(9)가 최하부에 위치할 때에, 제2 단차부(1e)와 접촉한다. 시일 부재(43)는 제2 단차부(1e)와 접촉하는 위치에 배치되어 있다. 이에 의해, 제2 보유 지지부(9)(기초부(42))와 챔버(1)에 의해 구획 형성되는 공간(S2)은 기밀이 확보된다.
지지부(44)는 기초부(42)에 설치되어 있다. 지지부(44)는 기초부(42)의 중앙측을 향하여 돌출되는 지지편(44a)을 갖고 있다. 반도체 웨이퍼(W)는 지지편(44a) 상에 적재되어, 지지부(44)에 지지된다. 지지부(44)는 제2 보유 지지부(9)가 최하부에 위치할 때에, 공간(S2) 내에 위치한다. 지지부(44)의 하부에는 커버(46)가 배치되어 있다.
제2 승강 기구(11)는 제2 보유 지지부(9)를 상하 방향으로 승강시키는 기구이다. 제2 승강 기구(11)는 챔버(1)의 제2 개구부(O2)를 사이에 두고, 챔버(1)의 테두리부에, 서로 대향하는 위치에 배치되어 있다. 제2 승강 기구(11)는 제1 승강부(11a)와, 제2 승강부(11b)로 구성되어 있다. 제1 승강부(11a)와 제2 승강부(11b)는 동일한 구성을 갖고 있다. 여기서는 제1 승강부(11a)를 일례로 구체적으로 구성을 설명한다. 제1 승강부(11a)는 샤프트(승강축 부재)(48)와, 벨로즈(50)와, 너트(52)와, 전달축(54)과, 모터(56)를 갖고 있다. 너트(52), 전달축(54) 및 모터(56)는 구동부를 구성하고 있다.
샤프트(48)는 막대 형상의 부재이며, 수나사(48a; 도 6 참조)가 형성된 나사축이다. 샤프트(48)는 챔버(1)의 저부(1c)에 형성된 관통부(K2)에 삽입 관통되어 있어, 챔버(1)의 외부 및 내부에 걸쳐 설치되어 있다. 샤프트(48)는 제2 보유 지지부(9)의 기초부(42)에 연결되어 있다. 샤프트(48)는 기초부(42)의 테두리부에 있어서, 오목부(41)보다도 내측에 연결되어 있다. 샤프트(48)와 기초부(42)의 연결 방법으로서는, 예를 들면, 기초부(42)에 관통 구멍을 형성하고, 이 관통 구멍에 샤프트(48)를 삽입 관통하여 볼트(도시하지 않음)에 의해 연결한다. 샤프트(48)의 길이는, 제2 보유 지지부(9)가 반입출구(C1b)와 반입출구(C2)의 높이 위치로 이동할 수 있는 길이로 설정되어 있다.
샤프트(48)에는 전달축(54)을 통하여 모터(56)가 연결되어 있다. 샤프트(48)는 모터(56)의 회전에 연동하여 회전한다. 제2 승강 기구(11)에서는 샤프트(48)가 회전함으로써, 제2 보유 지지부(9)를 승강한다. 모터(56)는 제어부에 의해 동작이 제어된다.
벨로즈(50)는 주름 구조의 통 형상 부재이며, 샤프트(48)를 삽입 관통하여 배치되어 있다. 벨로즈(50)는 신축성, 기밀성, 스프링성을 갖고 있고, 제2 보유 지지부(9)의 승강에 따라 신축한다. 벨로즈(50)의 상단부는 기초부(42)의 하면(42a)에 기밀하게 접합되어 있고, 벨로즈(50)의 하단부는 챔버(1)의 저면(1B)에 기밀하게 접합되어 있다.
너트(52)는 그 내면에 암나사(도시하지 않음)가 형성되어 있음과 함께, 볼이 설치되어 있어, 샤프트(48)에 나사 결합되어 있다. 너트(52)와 샤프트(48)는 볼 나사를 구성하고 있다. 너트(52)는 챔버(1)의 저부(1c)에 있어서, 테두리부에 배치되어 있다.
제2 압력 조정 기구(13)는 게이트 밸브(58)와, 진공 펌프(60)를 갖고 있다. 게이트 밸브(58)는 챔버(1)의 하면(1cs)에 배치되어 있다. 게이트 밸브(58)는 챔버(1)의 개구부(O2)를 덮도록 배치되어 있다. 게이트 밸브(58)는 제어부에 의해 개폐가 제어된다.
진공 펌프(60)는 게이트 밸브(58) 상에 설치되어 있다. 진공 펌프(60)는 챔버(1)와 제2 보유 지지부(9)에 의해 구획 형성되는 공간(S2)을 감압한다(진공화). 진공 펌프(60)는, 예를 들면 10-7 내지 10-8[Torr]의 진공도를 실현 가능한 펌프이다. 진공 펌프(60)는 게이트 밸브(58)가 개방되면 감압하여(또는, 진공화를 행하여), 제2 보유 지지부(9)와 챔버(1)에 의해 구획 형성되는 공간(S2)을 소정의 진공도로 한다(감압). 제2 압력 조정 기구(13)는 공간(S2)을 진공으로부터 대기 분위기로 복귀시키는 구성도 갖고 있다.
계속해서, 로드 로크 장치(LL1)를 포함하는 처리 시스템(100)의 동작의 일례에 대하여 설명한다. 처리 시스템(100)에서는, 처리해야 할 소정 매수의 반도체 웨이퍼(W)가 수용된 캐리어가 수용 용기(104a 내지 104d)에 수용된다. 다음에, 제1 반송 로봇(112)은, 예를 들면 수용 용기(104d)의 앞까지 이동하여, 수용 용기(104d) 내의 반도체 웨이퍼(W)를 취출한다. 계속해서, 제1 반송 로봇(112)은 반도체 웨이퍼(W)를 로드 로크 장치(LL1)의 앞까지 반송한다.
상기의 동작과 병행하여, 로드 로크 장치(LL1)에서는, 게이트 밸브(G2)를 개방하여, 대기 분위기와 챔버(1)가 연통한다. 이때, 로드 로크 장치(LL1)에서는, 제1 보유 지지부(3)가 반입출구(C1a)의 높이 위치에 대기하고 있다. 제1 반송 로봇(112)은 게이트 밸브(G2)가 개방되면, 반송되어 온 반도체 웨이퍼(W)를 제1 보유 지지부(3)에 이동 탑재한다. 제1 반송 로봇(112)은 반도체 웨이퍼(W)를, 예를 들면 5매 이동 탑재한다.
계속해서, 로드 로크 장치(LL1)에서는, 게이트 밸브(G2)를 폐쇄함과 함께, 제1 압력 조정 기구(7)의 게이트 밸브(34)를 개방하여, 진공 펌프(36)에 의해 공간(S1)을 소정의 진공도로 한다. 그리고, 로드 로크 장치(LL1)에서는, 제1 승강 기구(5)가 제1 보유 지지부(3)를 반입출구(C2)에 대응하는 위치까지 하강시킨다.
계속해서, 로드 로크 장치(LL1)에서는, 제1 보유 지지부(3)가 반입출구(C2)에 대응하는 높이 위치까지 하강하면, 게이트 밸브(G1)를 개방한다. 이에 의해, 로드 로크 장치(LL1)의 공간(S1)과 트랜스퍼 챔버(110)가 연통한다. 계속해서, 제2 반송 로봇(114)은 제1 보유 지지부(3)로부터 반도체 웨이퍼(W)를 취출하여, 예를 들면 프로세스 모듈(108b)에 반도체 웨이퍼(W)를 이동 탑재한다. 프로세스 모듈(108b)은 반도체 웨이퍼(W)에 소정의 처리를 실시한다.
모든 반도체 웨이퍼(W)가 제1 보유 지지부(3)로부터 취출된 후, 로드 로크 장치(LL1)에서는, 제1 승강 기구(5)가 제1 보유 지지부(3)를 상승시켜, 제1 보유 지지부(3)가 최상부에 위치한다(반입출구(C1a)에 위치한다). 그리고, 로드 로크 장치(LL1)에서는, 제1 압력 조정 기구(7)가 공간(S1)을 대기압 분위기로 복귀시킨다. 로드 로크 장치(LL1)에서는, 상기의 동작을 반복하여 실시한다.
또한, 프로세스 모듈(108a 내지 108c)에 의해 반도체 웨이퍼(W)의 소정의 처리가 실시되면, 로드 로크 장치(LL1)에서는, 제2 승강 기구(11)가 제2 보유 지지부(9)를 상승시켜, 제2 보유 지지부(9)가 반입출구(C2)에 대응하는 위치에 대기한다. 그리고, 로드 로크 장치(LL1)가 게이트 밸브(G1)를 개방하여, 챔버(1)와 트랜스퍼 챔버(110)가 연통하면, 제2 반송 로봇(114)은 처리된 반도체 웨이퍼(W)를 제2 보유 지지부(9)에 이동 탑재한다.
제2 반송 로봇(114)에 의한 반도체 웨이퍼(W)의 이동 탑재가 완료되면, 로드 로크 장치(LL1)에서는, 제2 승강 기구(11)에 의해 제2 보유 지지부(9)가 하강되어, 제2 보유 지지부(9)가 최하부에 위치(반입출구(C1b)에 위치)하면, 제2 압력 조정 기구(13)에 의해 공간(S2)이 대기 분위기로 복귀되고, 그 후 게이트 밸브(G3)를 개방한다. 이에 의해, 챔버(1)와 대기 분위기(로더 모듈(106))가 연통한다. 그리고, 제1 반송 로봇(112)은 제2 보유 지지부(9)로부터 반도체 웨이퍼(W)를 취출하여, 예를 들면 수용 용기(104a)에 반송한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 챔버(1)의 천장부(1b) 및 저부(1c)에 챔버(1) 내와 연통하는 제1 및 제2 개구부(O1, O2)가 형성되어 있고, 제1 보유 지지부(3) 및 제2 보유 지지부(9)를 상하 방향으로 승강시키는 2개의 샤프트(24, 48) 각각은, 제1 개구부(O1) 및 제2 개구부(O2)를 사이에 두는 위치에 배치되어 있다.
이와 같이, 로드 로크 장치(LL1, LL2)에서는, 제1 개구부(O1) 및 제2 개구부(O2)를 사이에 두는 위치에 2개의 샤프트(24, 48) 각각을 배치함으로써, 챔버(1)에 제1 및 제2 개구부(O1, O2)를 형성하는 영역을 확보할 수 있으므로, 제1 및 제2 개구부(O1, O2)의 직경을 크게 할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 압력 조정 기구(7, 13)에 의해 신속하게 고진공을 실현할 수 있다. 또한, 종래의 장치에 상기의 구성을 적용할 수 있으므로, 장치의 대형화나 복잡화를 회피할 수 있다. 따라서, 로드 로크 장치(LL1, LL2)에서는, 간이한 구성으로 신속하게 고진공을 실현할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 기초부(17, 42)에 샤프트(24, 48)가 각각 연결(접합)되어 있다. 기초부(17, 42)와 챔버(1)에 의해 구획 형성되는 공간(S1, S2)을 진공화하는 구성에서는, 챔버(1)와 기초부(17, 42)에 의해 구획 형성되는 공간(S1, S2)의 기밀성을 확보할 필요가 있다. 기밀성을 확보하기 위해서는, 기초부(17, 42)와 챔버(1)를 밀착시키는 것이 요구되므로, 기초부(17, 42)와 챔버(1)를 밀착시키는 힘을 샤프트(24, 48)가 기초부(17, 42)에 충분히 전달시키는 것이 필요해진다. 그 때문에, 기초부(17, 42)의 강성이 필요해져, 기초부(17, 42)의 두께를 크게 할 필요가 있다. 본 실시 형태에서는, 샤프트(24, 48)가 기초부(17, 42)에 각각 연결되어 있으므로, 기초부(17, 42)와 챔버(1)를 밀착시키는 힘을 샤프트(24, 48)가 기초부(17, 42)에 양호하게 전달할 수 있다. 따라서, 기초부(17, 42)의 두께를 얇게 할 수 있다. 그 결과, 장치의 소형화가 도모된다.
또한, 로드 로크 장치(LL1, LL2)에서는, 제1 보유 지지부(3)와 제2 보유 지지부(9)를 구비하고 있다. 이와 같은 구성에서는, 예를 들면 대기 분위기에서 제1 보유 지지부(3)에 반도체 웨이퍼(W)를 수용하고 있는 동안에, 제2 보유 지지부(9)에 의해 트랜스퍼 챔버(110)에 반도체 웨이퍼(W)를 공급할 수 있다. 따라서, 로드 로크 장치(LL1, LL2)에 있어서 2개의 병행 처리가 가능해져, 처리 효율의 향상이 도모된다.
본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제1 보유 지지부(3)의 구성은 도 7에 도시한 구성이어도 된다. 도 7은 다른 실시 형태에 따른 로드 로크 장치의 보유 지지부의 단면 구성을 도시하는 도면이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 보유 지지부(3A)는 평면에서 보아 대략 원형 형상을 나타내는 기초부(62)와, 기초부(62) 상에 세워 설치되는 수직 벽부(64)와, 수직 벽부(64)에 설치되는 지지부(65)를 갖고 있다. 기초부(62)의 주연부에는 오목부(62a)가 형성되어 있다. 오목부(62a)에는 시일 부재(20A)가 배치되어 있다. 수직 벽부(64)의 상부에는 커버(66)가 설치되어 있다.
제1 보유 지지부(3A)에 있어서, 샤프트(24)는, 수직 벽부(64)에 연결되어 있어도 되고, 수직 벽부(64)를 관통하여 기초부(62)에 연결되어 있어도 된다. 기초부(62)와 챔버(1)의 밀착성의 관점에서는, 샤프트(24)가 기초부(62)에 연결되는 구성이 바람직하다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 제1 개구부(O1) 및 제2 개구부(O2)를 챔버(1)의 천장부(1b) 및 저부(1c)의 중앙부에 형성하고 있지만, 제1 및 제2 개구부(O1, O2)는 천장부(1b) 및 저부(1c)의 중앙부로부터 오프셋된 위치에 형성되어 있어도 된다.
또한, 상기 실시 형태에 더하여, 제1 보유 지지부(3) 및 제2 보유 지지부(9)에는 반도체 웨이퍼(W)를 가열 및 냉각하는 기구가 설치되어 있어도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 로드 로크 장치(LL1) 및 로드 로크 장치(LL2)가 트랜스퍼 챔버(110)에 게이트 밸브(G1)를 통해 각각 접속되어 있는 구성을 일례로 설명하였지만, 게이트 밸브 G1은 설치되지 않아도 된다.
LL1, LL2 : 로드 로크 장치
1 : 챔버
1b : 천장부(상부)
1c : 저부(하부)
3 : 제1 보유 지지부
5 : 제1 승강 기구
7 : 제1 압력 조정 기구
9 : 제2 보유 지지부
11 : 제2 승강 기구
13 : 제2 압력 조정 기구
17, 42 : 기초부
19, 44 : 지지부
24, 48 : 샤프트(승강축 부재)
28, 52 : 너트(구동부)
30, 54 : 전달축(구동부)
30, 56 : 모터(구동부)
O1, O2 : 제1, 제2 개구부
S1, S2 : 공간
W : 반도체 웨이퍼(피처리체)

Claims (5)

  1. 로드 로크 장치로서,
    개구부를 갖고, 대기 분위기 및 진공 분위기로 선택적으로 전환 가능한 용기와,
    상기 용기 내에 배치되어, 피처리체를 보유 지지하는 보유 지지부와,
    상기 보유 지지부를 상하 방향으로 승강시키는 승강 기구와,
    상기 용기내를, 상기 용기의 상기 개구부를 통해 진공화하는 압력 조정 기구
    를 포함하고,
    상기 승강 기구는,
    상기 보유 지지부에 연결되고, 상기 상하 방향을 따라 설치되는 적어도 2개의 승강축 부재와,
    상기 승강축 부재를 승강시키는 구동부
    를 포함하고,
    상기 적어도 2개의 승강축 부재는, 상기 개구부를 사이에 두는 위치에 배치되는, 로드 로크 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보유 지지부는,
    상기 피처리체를 지지하는 지지부와,
    상기 지지부가 설치되는 기초부를 구비하고,
    상기 압력 조정 기구는, 상기 기초부와 상기 용기에 의해 구획 형성되는 공간을 진공화하고,
    상기 적어도 2개의 승강축 부재는, 상기 기초부에 연결되어 있는 로드 로크 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보유 지지부는, 상기 용기 내에 상하로 2개 설치되어 있고,
    상기 개구부는, 상기 용기의 상부 및 하부에 형성되어 있고,
    상기 승강 기구는, 2개의 보유 지지부 각각에 설치되어 있고,
    상기 압력 조정 기구는, 상기 용기의 상기 상부 및 상기 하부에 형성된 상기 개구부의 각각에 대응하여 설치되는, 로드 로크 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구동부는, 상기 적어도 2개의 승강축 부재 각각에 설치되는, 로드 로크 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 개구부의 내경은, 상기 피처리체의 외경과 대략 동일한 직경인, 로드 로크 장치.
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