KR20150092110A - 기판 반송 전실 기구 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 소경의 처리 기판을 사용하여 디바이스의 다품종 소량 생산을 염가로 행하는 소형 제조 장치의 기판 반송 전실 기구를 제공한다. 소형 반도체 제조 장치의 장치 전실의 상면에, 반도체 웨이퍼를 수용한 웨이퍼 반송 용기를 탑재하는 용기 탑재대를 설치하는 동시에, 이 장치 전실의 내부에, 웨이퍼 승강 기구와 수평 반송 기구를 설치한다. 웨이퍼 승강 기구는, 웨이퍼 반송 용기의 받아건넴 바닥부를, 반도체 웨이퍼가 탑재된 채의 상태로 아래쪽으로부터 흡착하여 하강시킴으로써, 반도체 웨이퍼를 장치 전실로 반입한다. 수평 반송 기구는, 반도체 웨이퍼를 받아건넴 바닥부로부터 수취하여 연신되는 반송암을 사용하여, 반도체 웨이퍼를 처리실로 반송한다.

Description

기판 반송 전실 기구{SUBSTRATE TRANSPORT ANTECHAMBER MECHANISM}
본 발명은, 소경(小徑)의 처리 기판(예를 들면, 반도체 웨이퍼 등)을 사용하여 디바이스(반도체 디바이스 등)를 제조하는 프로세스에서 사용되는 소형 제조 장치의, 기판 반송(搬送) 전실(前室; antechamber) 기구(機構)에 관한 것이다.
종래의 제조 장치에 대하여, 반도체 제조 프로세스에 사용되는 장치, 즉 반도체 제조 장치를 예로 들어 설명한다.
종래의 반도체 제조 장치는, 소품종의 반도체 디바이스를 대량으로 제조하는 것을 전제로 하고 있었다. 동일 종류의 반도체 디바이스를 대량으로 또한 염가로 제조하기 위해서는, 대구경의 반도체 웨이퍼를 사용하는 것이 바람직하다. 대구경의 반도체 웨이퍼를 사용함으로써, 다수의 반도체 디바이스를 동시에 제조할 수 있으므로, 같은 종류의 반도체 디바이스를 대량으로 제조하는 것이나, 1칩당의 제조 비용을 저감하는 것이 용이하게 된다. 그러므로, 종래의 반도체 제조 프로세스에는, 매우 대형의 제조 장치가 사용되고 있었다. 따라서, 반도체 제조 공장도 매우 대규모이고, 공장의 건설이나 운영에는 고액의 비용이 필요했다.
일반적인 반도체 제조 프로세스에서는, 각각의 처리 장치 간에서 반도체 웨이퍼를 반송할 때, 밀폐형의 웨이퍼 반송 용기가 사용된다. 이 웨이퍼 반송 용기는, 반도체 웨이퍼가 수용된 상태로, 처리 장치의 전실에 세팅된다. 그리고, 이 반도체 웨이퍼가, 반도체 제조 장치의 전실 내로 반입된다. 이어서, 이 반도체 웨이퍼는, 전실로부터 처리실 내로 반송되고, 원하는 성막 처리나 가공 처리, 검사 처리 등이 행해진다. 그 후, 반도체 웨이퍼는, 전실을 통하여 웨이퍼 반송 용기에 반송되고, 재차 수용된다.
반도체 디바이스의 충분한 수율을 확보하기 위해서는, 전실을 통하여 웨이퍼 반송 용기로부터 처리실로 반송하는 과정이나, 처리실로부터 웨이퍼 반송 용기로 되돌려지는 과정에서, 반도체 웨이퍼가 미립자에 오염되지 않도록 할 필요가 있다. 이와 같은 오염을 방지하는 기술로서는, 예를 들면 하기 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에 개시된 기술이 알려져 있다.
미국 특허 제4532970호 명세서 미국 특허 제4674939호 명세서
최근, 반도체 디바이스의 다품종 소량 생산에 대한 요구가 높아지고 있다. 또한, 연구 개발 등에 있어서 반도체 디바이스를 시작(試作)하는 경우에는, 반도체 디바이스를 1개 또는 수개 단위로 제조할 것이 요구된다. 이와 같은 수요를 만족시키기 위해서는, 소경의 반도체 웨이퍼를 사용하여, 염가로 반도체 디바이스를 제조하는 기술이 요구된다.
또한, 전술한 바와 같이, 대규모 공장에서 동일 품종의 제품을 대량으로 제조하는 경우, 시장의 수요 변동에 맞추어 생산량을 조정하는 것이 매우 곤란해진다. 소량의 생산에서는, 공장의 운영 비용에 알맞는 이익을 확보할 수 없게 되기 때문이다. 또한, 반도체 제조 공장은, 고액의 건설 투자나 운영 비용이 필요하므로, 중소기업이 운영하기 어렵다는 문제점도 있다.
이상과 같은 이유에서, 소규모의 제조 공장 등에서, 소경의 반도체 웨이퍼나 소형의 제조 장치를 사용하여, 반도체 디바이스의 다품종 소량 생산을 염가로 행하기 위한 기술이 요구된다.
그러나, 상기 특허 문헌 1, 특허 문헌 2에 개시된 바와 같은 기술을 이용한 반도체 제조 장치는, 전실의 규모가 커져 버려, 소형의 제조 장치에는 적합하지 않다.
또한, 웨이퍼 반송 로봇이 스칼라형(scalar type)[다관절 수평형(水平型)]이라는 방식을 채용하고 있는 반도체 제조 장치의 경우에는, 관절이 구부러지게 하기 위해 수평면 내에서의 점유 면적이 넓어진다. 그러므로, 전실의 면적이나, 전실·처리실 사이의 개구의 면적을, 더 크게 해야만 한다.
이와 같은 문제는, 반도체 제조 장치만이 아니고, 예를 들면, 사파이어 기판이나 알루미늄 기판 등에 처리를 행하여 전자 디바이스를 제조하는 장치나, 광학 디바이스를 제조하는 장치 등에도 생긴다.
본 발명의 과제는, 소경의 처리 기판을 사용하여 디바이스의 다품종 소량 생산을 염가로 행하는 소형 제조 장치의, 기판 반송 전실 기구를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 관한 기판 반송 전실 기구는, 처리 기판에 원하는 처리를 행하는 처리실과, 상기 처리실과의 사이에서 상기 처리 기판의 반입(搬入) 및 반출(搬出)을 행하는 장치 전실과, 상기 처리 기판이 수용된 기판 반송 용기를 세팅하기 위해 상기 장치 전실의 상면에 설치된 용기 탑재대와, 상기 기판 반송 용기의 받아건넴 바닥부(delivery bottom part)를, 상기 처리 기판이 탑재된 채의 상태로 아래쪽으로부터 유지하여 하강함으로써, 상기 처리 기판을 상기 장치 전실로 반입하기 위해, 상기 장치 전실 내에 설치된 기판 승강 기구와, 상기 처리 기판을 상기 받아건넴 바닥부로부터 수취하여 수평 방향으로 연신(延伸)되는 반송암을 사용하여, 상기 처리 기판을 상기 처리실로 반송하기 위해, 상기 장치 전실 내에 설치된 수평 반송 기구를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기판 반송 전실 기구는, 상기 처리실과 상기 장치 전실이 분리 가능하게 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 반송 전실 기구는, 상기 수평 반송 기구를 하강시켜 상기 처리실 내의 기판 탑재대에 상기 처리 기판을 탑재하기 위해, 상기 장치 전실 내에 설치된 반송암 승강 기구를 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 반송 전실 기구는, 상기 처리 기판이, 직경이 20㎜ 이하의 웨이퍼인 경우에 적용하기에 바람직하다.
본 발명에 의하면, 기판 승강 기구를 사용하여, 상면에 설치된 용기 탑재대로부터 장치 전실 내로 처리 기판을 반입하고, 그 후, 수평 반송 기구를 사용하여 처리 기판을 수평 방향으로 반송하여 처리실 내로 반입할 수 있으므로, 장치 전실을 소형화할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 처리실과 장치 전실을 분리 가능하게 구성함으로써, 이러한 장치 전실의 범용성을 높여, 소형 제조 장치의 제조 비용을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 반송암 승강 기구를 설치함으로써, 수평 반송 기구를 하강시켜 처리실 내의 기판 탑재대에, 처리 기판을 탑재할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 처리 기판을, 직경이 20㎜ 이하의 웨이퍼로 함으로써, 장치 전실의 소형화나 저가격화가 용이해진다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 관한 소형 제조 장치의 전체 구성을 개념적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 상기 실시형태 1에 관한 장치 전실의 구조를 개략적으로 나타낸 외관 사시도이다.
도 3은 상기 실시형태 1에 관한 장치 전실의 전체적 내부 구조를 개략적으로 나타낸 좌측면도이다.
도 4는 상기 실시형태 1에 관한 장치 전실의 전체적 내부 구조를 개략적으로 나타내는 전면도(前面圖)이다.
도 5는 상기 실시형태 1에 관한 도 4의 A―A 단면도(斷面圖)이다.
도 6은 상기 실시형태 1에 관한 도 4의 B―B 단면도이다.
도 7은 상기 실시형태 1에 관한 반송암의 구조를 나타낸 측면도이다.
도 8은 상기 실시형태 1에 관한 반송암의 구조를 설명하기 위한 평면도이다.
도 9는 상기 실시형태 1에 관한 반송암을 분해한 상태를 나타낸 평면도이다.
도 10은 상기 실시형태 1에 관한 도 8의 C―C 단면도이다.
도 11은 상기 실시형태 1에 관한 소형 제조 장치의 동작을 설명하기 위한 개략적 단면도이다.
도 12는 상기 실시형태 1에 관한 소형 제조 장치의 동작을 설명하기 위한 개략적 단면도이다.
도 13은 상기 실시형태 1에 관한 소형 제조 장치의 동작을 설명하기 위한 개략적 단면도이다.
도 14는 상기 실시형태 1에 관한 소형 제조 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
[발명의 실시형태 1]
이하, 본 발명의 실시형태 1에 대하여, 본 발명을 반도체 제조 장치의 기판 반송 전실 기구에 적용하는 경우를 예를 들어 설명한다.
도 1은, 이 실시형태 1에 관한 소형 반도체 제조 장치의 전체 구성을 개념적으로 나타낸 사시도이다. 도 2는, 장치 전실(120)의 구조를 개략적으로 나타낸 외관 사시도이다. 또한, 도 3 내지 도 6은, 장치 전실(120)의 내부 구조를 나타낸 개략도로서, 도 3은 좌측면도, 도 4는 전면도, 도 5는 도 4의 A―A 단면도, 도 6은 도 4의 B―B 단면도이다.
도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 이 실시형태 1에 관한 소형 반도체 제조 장치(100)는, 처리실(110)과, 전실로서의 장치 전실(120)을 수용한다. 처리실(110)과 장치 전실(120)은, 분리 가능하게 구성되어 있다. 이로써, 다양한 종류의 처리실(110)에 대하여 장치 전실(120)을 공통화할 수 있고, 따라서, 소형 반도체 제조 장치 전체로서의 제조 비용을 저감할 수 있다.
처리실(110)은, 도시하지 않은 웨이퍼 반송구(搬送口)를 통하여 장치 전실(120)로부터 반도체 웨이퍼(131)(도 3 내지 도 5 참조)를 수취한다. 그리고, 이 반도체 웨이퍼(131)에 대하여, 공지의 처리(즉, 성막이나 에칭, 검사 처리 등)를 행한다. 처리실(110)에 대한 상세한 설명은, 생략한다. 이 실시형태 1에서는, 반도체 웨이퍼(131)로서, 직경이 20㎜ 이하(예를 들면, 12.5±0.2㎜)의 소경의 것을 사용한다.
한편, 장치 전실(120)은, 웨이퍼 반송 용기(130)에 수용된 반도체 웨이퍼(131)를 인출하여, 처리실(110)에 반송하기 위한 전실이다.
장치 전실(120)은, 금속 등으로 형성된 천정판(120a), 측판(120b∼120e) 등에 의해 구성된 하우징(housing)을 가지고, 상기 천정판(120a)은 측판(120d)으로부터 돌출되어 있고, 이 돌출 부분의 이면측(裏面側)에는 이면판(裏面板)(120f)이 설치되어 있다(도 4 참조). 그리고, 천정판(120a)과 이면판(120f)과의 간극 부분은, 외부로부터 공기를 장치 전실(120)에 도입하기 위한 급기로(給氣路)(120g)를 형성하고 있다(자세한 것은 후술한다).
장치 전실(120)의 천정판(120a)에는, 웨이퍼 반송 용기(130)를 탑재하기 위한 용기 탑재대(121)(도 3 참조)와, 탑재된 웨이퍼 반송 용기(130)를 위쪽으로부터 압압(押壓) 고정시키는 가압 레버(122)(도 2 참조)가 설치되어 있다. 후술하는 바와 같이, 웨이퍼 반송 용기(130)로부터 장치 전실(120) 내로 반입된 반도체 웨이퍼(131)는, 반송암(123)을 사용하여, 반송구(120h)(도 3 참조)를 통과하여 처리실(110)로 반송된다. 부가하여, 장치 전실(120)의 천정판(120a)에는, 소형 반도체 제조 장치(100)의 조작을 행하기 위한 조작 버튼(124) 등이 설치되어 있다.
도 3 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 장치 전실(120)은, 구획판(201)에 의해, 반도체 웨이퍼(131)가 반입·반출되는 클린화 실(210)과, 후술하는 모터 기구(238, 245, 249)를 수용하는 구동실(220)로, 기밀하게 구획되어 있다.
또한, 장치 전실(120)에는, 용기 탑재대(121)에 세팅된 웨이퍼 반송 용기(130)와의 사이에서 반도체 웨이퍼(131)의 반입·반출을 행하는 웨이퍼 승강 기구(230)나, 반송암(123)을 사용하여 처리실(110)에 대한 반도체 웨이퍼(131)의 반입·반출을 행하는 수평 반송 기구(240) 등이 설치되어 있다.
먼저, 웨이퍼 승강 기구(230)의 구조에 대하여, 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
웨이퍼 승강 기구(230)는, 반도체 웨이퍼(131)가 탑재되는, 대략 원통 형상의 승강체(231)를 가지고, 이 승강체(231)의 상면부에는, 축경(縮徑)된 탑재부(231a)가 형성되어 있다. 탑재부(231a)의 상면에는, 돌기(231b)가 예를 들면, 3개 형성되어 있다. 그리고, 이들 돌기(231b) 상에, 웨이퍼 반송 용기(130)의 받아건넴 바닥부(132)가, 반도체 웨이퍼(131)를 탑재한 채의 상태로 유지된다(자세한 것은 후술한다). 이 승강체(231)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 승강축(232)에 의해 상하 이동 가능하게 지지되어 있다.
이 승강축(232)은, 칸막이판(201)의 개구공(201a) 및 웨이퍼 승강 벨로즈(233)(자세한 것은 후술함)를 관통하여 승강체(231)의 하면 중앙부에 연결 고정되어 있고, 이 승강체(231)를 지지하고 있다(도 5 참조).
상기 웨이퍼 승강 벨로즈(233)는, 클린화 실(210)과 구동실(220)과의 기밀성을 유지하기 위해 설치되어 있다. 웨이퍼 승강 벨로즈(233)의 상단은, 승강체(231)의 하면 주위 에지부에, 기밀하게 고착되어 있다. 또한, 웨이퍼 승강 벨로즈(233)의 하단은, 칸막이판(201)의 상면에, 개구공(201a)의 외측 에지 외측을 에워싸도록, 기밀하게 고착되어 있다. 이 웨이퍼 승강 벨로즈(233)는, 승강체(231)의 승강에 따라, 수직 방향으로 신축(伸縮)된다.
또한, 상기 승강축(232)은, 대략 갈고리형으로 형성된 지지 부재(234)에 지지되어 있다. 이 지지 부재(234)의 상판부(234a)에는, 승강축(232)의 하단이 지지 고정되어 있다. 또한, 지지 부재(234)의 측판부(234b)는, 후술하는 「승강 부재」로서의 너트(236)에 고정 지지되어 있다. 이 너트(236)에, 「구동축」으로서의 나사축(235)이 나사결합되어 있다.
이 나사축(235)은, 구동실(220) 내에, 연직(沿直) 방향을 따라 설치되어 있다. 나사축(235)의 상단은, 칸막이판(201)의 하면에, 회전 가능하게 지지되어 있다. 한편, 나사축(235)의 하단은, 웨이퍼 승강 모터 기구(238)의 회전축에 연결된 상태로 지지되어 있다.
너트(236)는, 웨이퍼 승강 모터 기구(238)가 나사축(235)을 일방향으로 회전시킴으로써 안내 부재(237)를 따라 상승하고, 다른 방향으로 회전시킴으로써 안내 부재(237)를 따라 하강하게 되어 있다.
다음에, 수평 반송 기구(240)의 구조에 대하여, 도 3, 도 4 및 도 6을 참조하여 설명한다.
수평 반송 기구(240)는, 반송암(123)과, 이 반송암(123)을 승강시키기 위한 기구와, 이 반송암(123)을 신축시키기 위한 기구를 구비하고 있다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 슬라이딩 기구(241)는, 가이드판(241a)과 슬라이딩판(241b)을 구비하고 있다. 가이드판(241a)은, 칸막이판(201)의 상면에 고정되어 있다. 또한, 슬라이딩판(241b)은, 가이드판(241a)에 안내되어, 상하 이동한다. 이 슬라이딩판(241b)에는, 승강판(242)이 고정되어 있고, 이 승강판(242)은, 대략 수평으로 배치되어 있다.
암(arm) 승강 벨로즈(243a, 243b)는, 클린화 실(210)과 구동실(220)과의 기밀성을 유지하기 위해 설치되어 있다. 암 승강 벨로즈(243a, 243b)의 상단은, 승강판(242)의 하면에, 기밀하게 고착되어 있다. 또한, 암 승강 벨로즈(243a, 243b)의 하단은, 칸막이판(201)의 상면에, 개구공(201b, 201c)의 외측 에지 외측을 에워싸도록, 기밀하게 고착되어 있다. 이들 암 승강 벨로즈(243a, 243b)는, 승강판(242)의 승강에 따라, 상하 방향으로 신축된다.
승강축(244)은, 승강판(242)을 승강시킨다. 승강축(244)의 상단 부분은, 승강판(242)의 하면에 형성된 압입공(壓入孔)(242a)에, 압입되어 있다. 한편, 승강축(243)의 하단은, 암 승강 모터 기구(245)에 설치된, 플레이트(245d)(자세한 것은 후술함)의 상면에 접촉·지지되어 있다.
암 승강 모터 기구(245)는, 모터(245a)를 구비하고 있다. 이 모터(245a)가 캠(245b)을 회전시키면, 회전판(245c)이 회전하면서 승강하고, 이로써, 플레이트(245d)가 승강한다.
지지대(246a, 246b)는, 대략 원통형을 이루고 있고, 승강판(242)의 상면에 탑재 고정되어 있다.
이 지지대(246a, 246b)의 상면에는, 반송암(123)의 베이스판(700)(자세한 것은 후술함)이 탑재 고정되어 있다.
암 신축 모터 기구(249)는, 구동축(248)을 회전시키고, 이로써, 반송암(123)을 신축시킨다. 이 암 신축 모터 기구(249)는, 상하 이동하는 플레이트(245d)에 고정되어 있다. 그러므로, 플레이트(245d)의 승강에 따라, 암 신축 모터 기구(249) 및 구동축(248)도 승강한다.
도 7 내지 도 10은, 반송암(123)의 구조를 나타낸 개략도이며, 도 7은 측면도, 도 8은 평면도, 도 9는 분해한 상태를 나타낸 평면도, 도 10은 도 8의 C―C 단면도이다.
도 7 내지 도 10에 나타낸 바와 같이, 반송암(123)은, 베이스판(700) 상에, 제1 슬라이딩 암(710), 제2 슬라이딩 암(720), 제3 슬라이딩 암(730) 및 제4 슬라이딩 암(740)을 상하 방향으로 적층하여 이루어지는 구조를 가진다. 그리고, 반송암(123)은, 장치 전실(120)의 반송구(120h)와, 이 장치 전실(120)과 처리실(110)을 기밀하게 연결하는 연결부(140)를 통하여, 처리실(110) 내에 반도체 웨이퍼(131)를 반입한다(도 8 참조).
베이스판(700)의 양단에는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 풀리(pully)(701, 702)가 설치되어 있다. 그리고, 이들 풀리(701, 702) 사이에는, 벨트(703)가 권취되어 있다. 이 풀리(701)는, 전술한 구동축(248)(도 6 참조)에 연결되어 있고, 이 구동축(248)의 회전에 따라 회전한다.
또한, 베이스판(700)은, 슬라이딩 부재(704)를 구비하고 있다. 슬라이딩 부재(704)는, 가이드 레일(705)의 안내에 따라, 길이 방향으로 이동가능하도록 구성되어 있다. 또한, 이 슬라이딩 부재(704)는, 벨트(703)를 협지하고 있는 동시에, 상단에 설치된 제1 슬라이딩 암(710)의 바닥면에 연결 고정되어 있다.
부가하여, 베이스판(700)은, 전달 부재(706)를 구비하고 있다. 이 전달 부재(706)는, 풀리(702)의 후방(도 7 내지 도 9에서는 우측)에 배치되어, 베이스판(700)에 고정되어 있다. 그리고, 이 전달 부재(706)는, 상단에 설치된 제1 슬라이딩 암(710)의 벨트(713)를 협지하고 있다. 또한, 이 전달 부재(706)는, 상단의 제1 슬라이딩 암(710)의 우측면과 맞닿아, 이 제1 슬라이딩 암(710)의 이동을 안내한다.
제1 슬라이딩 암(710)의 양단에는, 풀리(711, 712)가 회전 가능하게 설치되고, 이들 풀리(711, 712) 사이에는, 벨트(713)가 권취되어 있다.
또한, 제1 슬라이딩 암(710)은, 슬라이딩 부재(714)를 구비하고 있다. 슬라이딩 부재(714)는, 가이드 레일(715)의 안내에 따라, 길이 방향으로 이동가능하도록 구성되어 있다. 또한, 이 슬라이딩 부재(714)는, 벨트(713)를 협지하고 있는 동시에, 상단에 설치된 제2 슬라이딩 암(720)의 바닥면에 연결 고정되어 있다.
부가하여, 제1 슬라이딩 암(710)은, 전달 부재(716)를 구비하고 있다. 이 전달 부재(716)는, 풀리(712)의 후방(도 7 내지 도 9에서는 우측)에 배치되어, 제1 슬라이딩 암(710)에 고정되어 있다. 또한, 이 전달 부재(716)는, 상단에 설치된 제2 슬라이딩 암(720)의 벨트(723)를 협지하고 있다. 또한, 전달 부재(716)는, 상단의 제2 슬라이딩 암(720)의 좌측면과 맞닿아, 이 제2 슬라이딩 암(720)의 이동을 안내한다.
제2 슬라이딩 암(710)은, 전술한 제1 슬라이딩 암과 마찬가지로, 양단에 풀리(721, 722)가 회전 가능하게 형성되어 있고, 이들 풀리(721, 722) 사이에는 벨트(723)가 권취되어 있다.
제2 슬라이딩 암(710)의 슬라이딩 부재(724)는, 가이드 레일(725)의 안내에 따라, 길이 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 이 슬라이딩 부재(724)는, 벨트(723)를 협지하고 있는 동시에, 상단(上段)의 제3 슬라이딩 암(730)의 바닥면에 연결 고정되어 있다.
또한, 제2 슬라이딩 암(720)의 전달 부재(726)는, 풀리(722)의 후방(도 7 내지 도 9에서는 우측)에 배치되어, 제2 슬라이딩 암(720)에 고정되어 있다. 또한, 이 전달 부재(726)는, 상단에 설치된 제3 슬라이딩 암(730)의 벨트(733)를 협지하고 있다. 또한, 전달 부재(726)는, 제3 슬라이딩 암(730)의 우측면과 맞닿아, 이 제3 슬라이딩 암(730)의 이동을 안내한다.
제3 슬라이딩 암(730)의 양단에는, 풀리(731, 732)가 설치되어 있다. 풀리(731, 732)는, 회전 가능하게 설치되어 있다. 이들 풀리(731, 732) 사이에는, 벨트(733)가 권취되어 있다.
또한, 제3 슬라이딩 암(730)의 슬라이딩 부재(734)는, 가이드 레일(735)의 안내에 따라, 길이 방향으로 이동가능하도록 구성되어 있다. 또한, 이 슬라이딩 부재(734)는, 벨트(733)를 협지하고 있다.
제4 슬라이딩 암(740)은, 반송암(123)의 신축 방향과 직각인 방향으로 연신되는 수평판(741)을 구비하고 있다. 이 수평판(741)은, 전술한 제3 슬라이딩 암(730)의 슬라이딩 부재(734)에 연결 고정되어 있다.
또한, 제4 슬라이딩 암(740)은, 이 수평판(741)의 선단에 고정되어, 반송암(123)의 신축 방향으로 연신되는 핸드부(742)를 구비하고 있다.
핸드부(742)의 선단 부분에는, 반도체 웨이퍼(131)(도 7 내지 도 10에는 나타내지 않음)를 진공 흡착하기 위한 흡착공(743)이 형성되어 있다. 이 흡착공(743)은, 흡인관(744)을 통하여, 배기공(745)에 연결되어 있다(도 9 참조). 배기공(745)은, 수지제의 배관(도시하지 않음)을 통하여, 진공 펌프(도시하지 않음)에 접속되어 있다.
도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 장치 전실(120)은, 급기(給氣) 밸브(251) 및 배기 밸브(252)를 구비하고 있다.
급기 밸브(251)는, 이면판(120f)에 설치되어 있다(도 4 참조). 그리고, 급기 밸브(251)는, 필터링 등에 의해 미립자가 제거된 클린(clean)한 공기 등을, 외부로부터 급기로(120g) 내로 도입한다.
배기 밸브(253)는, 배기구(201d)의 아래쪽에 고정되어 있다(도 5 참조). 배기 밸브(253)에는, 배기관(257)이 연결된다.
이어서, 용기 탑재대(121)에 대하여 설명한다.
전술한 바와 같이, 용기 탑재대(121)에는, 웨이퍼 반송 용기(130)가 세팅된다(예를 들면, 도 5 참조). 그리고, 이 웨이퍼 반송 용기(130)의 받아건넴 바닥부(132)를, 반도체 웨이퍼(131)가 탑재된 상태로, 클린화 실(210) 내로 반입한다. 웨이퍼 반송 용기(130)로서는, 예를 들면, 일본 특원 제2010―131470호 등에 개시된 반송 용기를 사용할 수 있다.
한편, 웨이퍼 반송 용기(130)가 세팅되어 있지 않을 때는, 용기 탑재대(121)의 개구부는, 승강체(231)의 상단(上端) 부분에 의해 막혀져 있다(도시하지 않음).
다음에, 이 실시형태에 관한 소형 반도체 제조 장치의 동작에 대하여, 도 11 내지 도 14를 참조하여 설명한다.
전술한 바와 같이, 웨이퍼 반송 용기(130)가 세팅되어 있지 않을 때, 승강체(231)는, 가장 높은 위치까지 상승하여, 용기 탑재대(121)의 반입구(121a)를 막고 있다. 이 상태에서, 용기 탑재대(121)에, 웨이퍼 반송 용기(130)가 세팅된다(도 11 참조). 이 때, 웨이퍼 반송 용기(130)의 받아건넴 바닥부(132)(예를 들면, 도 5 참조)는, 예를 들면, 전자석(도시하지 않음)의 흡착력 등에 의해, 승강체(231)에 유지된다.
웨이퍼 반송 용기(130)는, 용기 탑재대(121)에 세팅된 후, 레버(122)(도 1 및 도 2 참조)를 압하(押下)함으로써, 이 용기 탑재대(121) 상에 압압 고정된다.
다음에, 웨이퍼 승강 모터 기구(238)가 구동함으로써, 나사축(235)이 회전을 개시한다. 이로써, 너트(236)가 하강하고, 그 결과, 승강축(232)의 하강과 함께 승강체(231)가 하강한다(도 12 참조). 이 실시형태 1에서는, 웨이퍼 승강 벨로즈(233)에 의해 클린화 실(210)이 구동실(220)로부터 밀폐되어 있으므로, 웨이퍼 승강 모터 기구(238)나 나사축(235)의 구동에 기인하여 미립자가 확산되는 등 해도, 클린화 실(210) 내가 오염될 우려는 없다.
승강체(231)를 하강시키면, 웨이퍼 반송 용기(130)의 받아건넴 바닥부(132)는, 승강체(231)에 유지된 채의 상태로 하강한다(도 12 참조). 이 결과, 반도체 웨이퍼(131)는, 받아건넴 바닥부(132)에 탑재된 채의 상태로, 장치 전실(120) 내로 반입된다. 받아건넴 바닥부(132)가 하강했을 때, 커버부(133)는, 그대로 용기 탑재대(121)를 막고 있다. 그러므로, 받아건넴 바닥부(132)가 장치 전실(120) 내로 반입되어도, 이 장치 전실(120) 내로 미립자가 진입할 가능성은 적다.
승강체(231)가 소정 위치까지 하강하여 정지하면, 다음에, 암 신축 모터 기구(249)가 구동함으로써, 구동축(248)이 회전을 개시하고, 이로써, 베이스판(700)의 풀리(701)가 회전을 개시한다(도 9 및 도 14 참조).
풀리(701)가 회전하면, 벨트(703)가 회동(回動)한다. 전술한 바와 같이, 슬라이딩 부재(704)는 벨트(703)를 협지하는 동시에, 제1 슬라이딩 암(710)의 바닥면에 연결 고정되어 있다. 그러므로, 벨트(703)가 회동하면, 슬라이딩 부재(704)가 레일(705)로 안내되어 연신 방향(도 9의 좌측 방향)으로 이동하고, 이 결과, 제1 슬라이딩 암(710)도 연신 방향으로 이동한다.
또한, 전술한 바와 같이, 전달 부재(706)는, 베이스판(700)에 고정되고, 또한 제1 슬라이딩 암(710)의 벨트(713)를 협지하고 있다. 그러므로, 제1 슬라이딩 암(710)이 연신 방향으로 이동하면, 이 제1 슬라이딩 암(710)의 벨트(713)가 회동을 개시한다.
벨트(713)가 회동하면, 제1 슬라이딩 암(710)의 슬라이딩 부재(714)가, 레일(715)로 안내되어 연신 방향으로 이동한다. 따라서, 제2 슬라이딩 암(720)이, 제1 슬라이딩 암(710)에 대하여 상대적으로, 연신 방향으로 이동한다. 그리고, 제2 슬라이딩 암(720)이 상대적으로 이동하면, 제1 슬라이딩 암(710)의 전달 부재(716)에 의해, 제2 슬라이딩 암(720)의 벨트(723)가 회동한다.
벨트(723)가 회동하면, 제2 슬라이딩 암(720)의 슬라이딩 부재(724)가 레일(725)로 안내되어 연신 방향으로 이동한다. 이 결과, 제3 슬라이딩 암(730)이, 제2 슬라이딩 암(720)에 대하여 상대적으로, 연신 방향으로 이동한다. 그리고, 제3 슬라이딩 암(730)이 상대적으로 이동하면, 제2 슬라이딩 암(720)의 전달 부재(726)에 의해, 제3 슬라이딩 암(730)의 벨트(733)가 회동한다.
벨트(733)가 회동하면, 제3 슬라이딩 암(730)의 슬라이딩 부재(734)가 레일(735)로 안내되어 연신 방향으로 이동한다. 이 결과, 제4 슬라이딩 암(740)이, 제3 슬라이딩 암(730)에 대하여 상대적으로, 연신 방향으로 이동한다.
이와 같이 하여, 구동축(248)의 회전에 의해, 반송암(123)을 연신하게 할 수 있다. 이 실시형태 1에서는, 암 승강 벨로즈(243b)에 의해 클린화 실(210)이 구동실(220)로부터 밀폐되어 있으므로, 암 신축 모터 기구(249)나 구동축(248)이 구동하여 미립자가 확산되는 등 해도, 클린화 실(210) 내가 오염될 우려는 없다.
반송암(123)은, 먼저, 승강체(231)의 위치까지 연신하여, 선단부[흡착공(743)이 형성된 부분]가 반도체 웨이퍼(131)와 받아건넴 바닥부(132)와의 간극에 들어간 상태에서 정지한다. 그리고, 웨이퍼 승강 모터 기구(238)를 더 구동하여 승강체(231)를 약간 재하강시킴으로써, 제4 슬라이딩 암(740)의 핸드부(742)(도 9 참조)에 형성된 흡착공(743) 상에, 반도체 웨이퍼(131)를 탑재시킨다. 또한, 배기공(745)으로부터 배기를 행함으로써, 핸드부(742)에 반도체 웨이퍼(131)를 진공 흡착한다.
이어서, 구동축(248)의 회전을 재개하여, 반송암(123)을, 처리실(110) 내까지 연신되게 한다. 그리고, 처리실(110) 내의 웨이퍼 탑재대(111) 위까지, 반도체 웨이퍼(131)를 반송한다(도 13 참조).
그리고, 구동축(248)의 회전을 정지시킴으로써 반송암의 연신을 정지하고, 이어서, 배기공(745)으로부터의 배기를 정지함으로써 반도체 웨이퍼(131)의 흡착을 정지한다.
다음에, 암 승강 모터 기구(245)를 구동하여, 캠(245b)을 약간 회전시킨다. 이로써, 회전판(245c)이 하강하여, 플레이트(245d)도 하강한다. 이로써, 반송암(123)이나 수평 반송 기구(240) 전체가, 약간 하강한다. 이 결과, 반도체 웨이퍼(131)가, 웨이퍼 탑재대(111) 상에 탑재된다.
이어서, 반송암(123)이 수축되어, 클린화 실(210) 내로 돌아온다. 이로써, 웨이퍼 반송 용기(130)로부터 처리실(110)로의, 반도체 웨이퍼(131)의 반송이 종료된다. 그 후, 처리실(110) 내에서, 반도체 웨이퍼(131)에 대한 원하는 처리가 행해진다.
처리실(110) 내로부터 웨이퍼 반송 용기(130)까지의 반도체 웨이퍼(131)의 반송은, 이상의 설명과 반대의 조작에 의해 행해진다.
이상 설명한 바와 같이, 이 실시형태 1에 의하면, 웨이퍼 승강 기구(230)를 사용하여, 장치 전실(120)의 천정판(120a)에 설치된 용기 탑재대(121)로부터 장치 전실(120) 내에 반도체 웨이퍼(131)를 반입하고, 그 후, 수평 반송 기구(240)를 사용하여 반도체 웨이퍼(131)를 수평 방향으로 반송하여 처리실(110) 내로 반입할 수 있으므로, 장치 전실(120)을 소형화할 수 있다.
또한, 이 실시형태 1에 있어서, 처리실(110)과 장치 전실(120)을 분리 가능하게 구성함으로써, 이러한 장치 전실(120)의 범용성을 높여, 소형 반도체 제조 장치(100)의 제조 비용을 저감할 수 있다.
또한, 반송암 승강 기구를 설치함으로써, 수평 반송 기구(240)를 하강시켜 처리실(110) 내의 웨이퍼 탑재대(11)에, 반도체 웨이퍼(131)를 탑재할 수 있다.
그리고, 이 실시형태 1에서는, 반도체 웨이퍼를 사용하는 반도체 제조 장치를 예로 채용하여 설명하였으나, 본 발명은, 다른 종류의 기판[예를 들면, 사파이어 기판 등의 절연성 기판이나, 알루미늄 기판 등의 도전성(導電性) 기판]이나, 비(非)원반형상(예를 들면, 직사각형)의 처리 기판으로부터 디바이스를 제조하는 제조 장치에도 적용할 수 있다.
또한, 이 실시형태 1에서는 「디바이스」로서 반도체 디바이스를 예로 채용하였으나, 본 발명은 다른 종류의 디바이스(예를 들면, 광학 소자나 광 집적 회로 등의 광 디바이스)를 제조하는 제조 장치에도 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은, 기판의 처리를 행하는 장치만이 아니고, 제조 프로세스에서의 다른 공정(예를 들면, 디바이스의 검사 공정)을 행하는 장치에도 적용할 수 있다. 본 발명의 「처리실」은, 이들 다른 공정을 행하는 것도 포함하는 것으로 한다.
이 실시형태에서는, 반송암(123)의 제1∼제4 슬라이딩 암(710∼740)을 상하 방향으로 적층시키는 구성으로 하였으나, 복수의 슬라이딩 암을 수평 방향으로 적층시키는 구성으로 해도 되고, 또한, 다른 구성이라도 된다.
100; 소형 반도체 제조 장치
110; 처리실
120; 장치 전실
121; 용기 탑재대
123; 반송암
130; 웨이퍼 반송 용기
131; 반도체 웨이퍼
132; 받아건넴 바닥부
133; 커버부
201; 구획판
210; 클린화 실
220; 구동실
230; 웨이퍼 승강 기구
231; 승강체
231a; 탑재부
231b; 돌기
232; 승강축
233; 웨이퍼 승강 벨로즈
234; 지지 부재
235; 나사축
236; 너트
237; 안내 부재
238; 웨이퍼 승강 모터 기구
240; 수평 반송 기구
241; 슬라이딩 기구
242; 승강판
243a, 243b; 암 승강 벨로즈
244; 승강축
245; 암 승강 모터 기구
246a, 246b; 지지대
248; 구동축
249; 암 신축 모터 기구
251; 급기 밸브
252; 배기 밸브
253; 배기관
700; 베이스판
701, 702, 711, 712, 721, 722, 731, 732; 풀리
703, 713, 723, 733; 벨트
704, 714, 724, 734; 슬라이딩 부재
705, 715, 725, 735; 가이드 레일
706, 716, 726, 736; 전달 부재
710; 제1 슬라이딩 암
720; 제2 슬라이딩 암
730; 제3 슬라이딩 암
740; 제4 슬라이딩 암

Claims (4)

  1. 처리 기판에 원하는 처리를 행하는 처리실; 및 상기 처리실과의 사이에서 상기 처리 기판의 반입(搬入) 및 반출(搬出)을 행하는 장치 전실(前室; antechamber)을 포함하는 소형 제조 장치의, 기판 반송(搬送) 전실 기구(機構)로서,
    상기 처리 기판이 수용된 기판 반송 용기를 세팅하기 위해 상기 장치 전실의 상면에 설치된 용기 탑재대;
    상기 기판 반송 용기의 받아건넴 바닥부(delivery bottom part)를, 상기 처리 기판이 탑재된 채의 상태로 아래쪽으로부터 유지하여 하강시킴으로써, 상기 처리 기판을 상기 장치 전실로 반입하기 위해, 상기 장치 전실 내에 설치된 기판 승강 기구; 및
    상기 처리 기판을 상기 받아건넴 바닥부로부터 수취하여 수평 방향으로 연신(延伸)되는 반송암을 사용하여, 상기 처리 기판을 상기 처리실로 반송하기 위해, 상기 장치 전실 내에 설치된 수평 반송 기구;
    를 포함하는 기판 반송 전실 기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 처리실과 상기 장치 전실이 분리 가능하게 구성된, 기판 반송 전실 기구.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수평 반송 기구를 하강시켜 상기 처리실 내의 기판 탑재대에 상기 처리 기판을 탑재하기 위해, 상기 장치 전실 내에 설치된 반송암 승강 기구를 더 포함하는, 기판 반송 전실 기구.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 처리 기판이, 직경이 20㎜ 이하의 웨이퍼인, 기판 반송 전실 기구.
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