KR20160062696A - 기판 반송 시스템 및 이것을 사용한 열처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 간소한 구성을 가지면서도, 고속으로 기판 반송 수단의 승강 시에 발생하는 파티클에 의한 기판의 오염을 효과적으로 억제할 수 있는 기판 반송 시스템 및 이것을 사용한 열처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
기판(W)을 보유 지지한 상태에서 반송 가능한 기판 반송 수단(3)과,
상하 방향으로 연장되는 지지축(4)을 갖고, 해당 지지축을 따라 상기 기판 반송 수단을 소정 범위 내에서 이동 가능한 승강 기구(5)와,
상기 지지축 상 및/또는 상기 지지축 상의 근방이며, 상기 소정 범위의 상한보다도 상방에 형성된 제1 배기구(50)와,
상기 지지축 상 및/또는 상기 지지축 상의 근방이며, 상기 소정 범위의 하한보다도 하방에 형성된 제2 배기구(51)와,
상기 제1 및 제2 배기구로부터 배기 가능하게 접속된 배기 수단(36)을 갖는다.

Description

기판 반송 시스템 및 이것을 사용한 열처리 장치{SUBSTRATE TRANSFER SYSTEM AND HEAT TREATMENT APPARATUS USING SAME}
본 발명은 기판 반송 시스템 및 이것을 사용한 열처리 장치에 관한 것이다.
종래부터, 보유 지지부로 기판을 보유 지지하여 반송할 때, 보유 지지부를 승강시키는 볼 나사의 그리스로부터 발생하는 파티클에 의한 기판의 오염을 억제하기 위해, 웨이퍼를 보유 지지하여 반송하기 위한 아암과, 볼 나사 사이에, 파티클을 흡입하기 위한 가스 흡입구가 볼 나사측을 향하도록, 볼 나사의 길이 방향을 따라 형성된 국소 배기 덕트를 볼 나사에 근접 배치한 기판 반송 설비가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 또한, 보트 엘리베이터나 웨이퍼 이동용 엘리베이터의 승강 기구부를, 다수의 구멍이 형성된 정류판으로 덮음과 함께, 필터 유닛으로부터 수평 층류 상태로 공급된 N2 가스를 정류판의 구멍으로부터 흡입하고, 정류판의 이면 공간과 필터 유닛을 연결하는 리턴 경로에 흡인 도입하여 순환류를 형성하는 구성 등도 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).
일본 특허 출원 공개 제2014-3181호 공보 일본 특허 출원 공개 평6-224145호 공보
그러나, 상술한 특허문헌 1에 기재된 구성에서는, 국소 배기 덕트에 여분의 스페이스가 필요해짐과 함께, 로드 에리어 내에 국소 배기 덕트를 설치할 필요가 있으므로, 장치 구성이 복잡해진다는 문제가 있었다.
또한, 상술한 특허문헌 2에 기재된 구성에서는, 웨이퍼 이동용의 웨이퍼 트랜스퍼를 고속으로 승강 동작시키면 이동 방향의 후방 영역에 있어서 파티클이 혼입되기 쉽다는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 간소한 구성을 가지면서도, 고속으로 기판 반송 수단의 승강 시에 발생하는 파티클에 의한 기판의 오염을 효과적으로 억제할 수 있는 기판 반송 시스템 및 이것을 사용한 열처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 형태에 관한 기판 반송 시스템은, 기판을 보유 지지한 상태에서 반송 가능한 기판 반송 수단과, 상하 방향으로 연장되는 지지축을 포함하고, 상기 지지축을 따라 상기 기판 반송 수단을 미리 정해진 범위 내에서 이동 가능한 승강 기구와, 상기 지지축 상 및 상기 지지축 상의 근방 중 적어도 어느 하나이며, 상기 미리 정해진 범위의 상한보다도 상방에 형성된 제1 배기구와, 상기 지지축 상 및 상기 지지축 상의 근방 중 적어도 어느 하나이며, 상기 미리 정해진 범위의 하한보다도 하방에 형성된 제2 배기구와, 상기 제1 및 제2 배기구로부터 배기 가능하게 접속된 배기 수단을 포함한다.
본 발명의 다른 형태에 관한 열처리 장치는, 상기 기판 보유 지지구 승강 기구의 상방에 설치되어, 상기 기판 보유 지지구 승강 기구의 상승에 의해 상기 기판 보유 지지구를 수용 가능한 처리 용기와, 상기 처리 용기를 가열하는 가열 수단을 포함한다.
본 발명에 따르면, 기판 반송 수단의 승강 시에 발생하는 파티클에 의한 기판의 오염을 효과적으로 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템을 사용한 종형 열처리 장치의 일례의 개략 구성을 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템을 사용한 열처리 장치의 일례의 평면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템의 웨이퍼 트랜스퍼 아암의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템의 배기 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 웨이퍼 트랜스퍼 아암의 하강 시에 파티클이 발생하는 현상을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템에 있어서의 로드 에리어 내의 기류의 흐름의 일례를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템의 일례의 배기 시스템의 전체를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템과 종래의 기판 반송 시스템에 있어서의 웨이퍼 트랜스퍼 아암의 하강 시에 발생하는 기류의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.
도 9는 웨이퍼 트랜스퍼 아암을 수평 방향으로 회전시켰을 때에 파티클이 발생하는 현상을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 제2 실시 형태에 관한 웨이퍼 트랜스퍼 아암와 제1 실시 형태에 관한 웨이퍼 트랜스퍼 아암을 회전시켰을 때에 발생하는 기류의 속도를 도시한 시뮬레이션도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 사용하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템을 사용한 종형 열처리 장치의 개요에 대해 간단히 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템을 사용한 종형 열처리 장치의 일례의 개략 구성을 도시한 측면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 종형 열처리 장치는 다수매의 웨이퍼(W)를 선반 형상으로 적재하는 웨이퍼 보트(1)와, 이 웨이퍼 보트(1)를 기밀하게 수납하여 열처리를 행하는 종형의 처리 용기(2)를 구비하고 있다. 또한, 이 웨이퍼 보트(1)에 웨이퍼(W)를 이동 탑재하기 위한 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)이 기판 반송 기구로서 설치되어 있다.
웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)은 로드 에리어(10) 내에 설치되고, 로드 에리어(10)는 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)에 의해 웨이퍼(W)가 반송되는 기판 반송 영역(10a)과, 처리 용기(2)의 하방측에 있어서 웨이퍼 보트(1)가 대기하는 보유 지지구 대기 영역(10b)을 갖는다. 로드 에리어(10)는 로드 에리어 하우징(250)에 의해 둘러싸여 있다. 또한, 이후의 설명에서는, 도시의 사정상, 웨이퍼 보트(1)와 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 배열 방향을 「전후 방향(웨이퍼 보트(1)가 전방측, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)이 안측)」, 이 웨이퍼 보트(1)로부터 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)을 보았을 때에 있어서의 전후 방향에 수평으로 직교하는 방향을 「좌우 방향」이라고 칭한다.
먼저, 종형 열처리 장치의 전체 구성에 대해 간단히 설명한다. 웨이퍼 보트(1)에 대해 웨이퍼(W)를 이동 탑재하기 위한 보유 지지구 대기 영역(10b)의 상방측에는 처리 용기(2)가 배치되어 있고, 보유 지지구 대기 영역(10b)의 안측(도 1 중 X방향)에는 기판 반송 영역(10a)이 인접하고 있다. 기판 반송 영역(10a)의 안측에는, FOUP(Front Opening Unified Pod)(11)의 반송 및 보관을 행하기 위한 작업 에리어(12)가 형성되어 있다. 작업 에리어(12)에는 종형 열처리 장치의 외부에 존재하는 도시하지 않은 반송 기구에 의해 FOUP(11)가 적재되는 적재부(21)와, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)에 근접하는 트랜스퍼 스테이지(22)와, 적재부(21)에 적재된 FOUP(11)를 트랜스퍼 스테이지(22)에 이동 탑재하는 캐리어 반송기(23)가 설치되어 있다. 웨이퍼(W)가 취출되어 빈 것으로 된 FOUP(11)는, 적재부(21)의 상방측의 보관부(24)에서 보관되고, 처리가 종료된 웨이퍼(W)는, 원래의 FOUP(11)로 복귀되어 장치로부터 반출되도록 구성되어 있다.
웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)은 볼 나사(4)에 의해 상하 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 볼 나사(4) 근방의 상부, 예를 들어 로드 에리어 하우징(250)의 천장면에는 상측 배기구(50)가 형성되고, 볼 나사(4) 근방의 하부, 예를 들어 로드 에리어 하우징(250)의 바닥면에는 하측 배기구(51)가 형성되어 있다. 또한, 이들 구성의 상세는 후술한다.
종형 열처리 장치의 전체는 외벽부를 이루는 하우징(25)에 둘러싸여 있고, 하우징(25)에는 도어(26)가 설치되어 있다. 작업 에리어(12)와 기판 반송 영역(10a) 사이에 있어서의 벽면부는 하우징(25)의 일부를 이루고 있고, 작업 에리어(12)와 기판 반송 영역(10a) 사이를 구획함과 함께, 당해 벽면부에 설치된 셔터(27)에 의해 웨이퍼(W)의 반송을 행하는 반송구(개구부)(28)를 개폐 가능하게 구성되어 있다. 또한, 보유 지지구 대기 영역(10b)의 상방에는 처리 용기(2) 내의 웨이퍼(W)를 가열하기 위한 히터나, 처리 용기(2)의 하단 개구부의 노구를 개폐하기 위한 개폐 기구, 또한 처리 용기(2) 내에 처리 가스(성막 가스)를 공급하기 위한 가스 공급계 등이 설치되어 있지만, 도 1에서는 간략화하여 도시하고 있다. 또한, 작업 에리어(12)에 대해서는, 도 1 이외에서는 도시를 생략한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템을 사용한 열처리 장치의 일례의 평면 구성도이다. 도 1 및 도 2를 사용하여, 기판 반송 영역(10a) 및 보유 지지구 대기 영역(10b)에 있어서의 각 부의 레이아웃에 대해 상세하게 설명한다. 이들 영역(10a, 10b)에는, 이미 설명한 바와 같이 안측으로부터 전방측을 향해 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3) 및 웨이퍼 보트(1)가 이 순서로 나열되어 있다. 평면에서 보았을 때에 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)에 대해 일방측(도 2 중 좌측)으로 벗어난 영역에는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)을 승강시키기 위해, 웨이퍼 보트(1)의 길이 방향을 따라 상하(연직) 방향으로 연신되는 볼 나사(4)가 배치되어 있다. 이 볼 나사(4)는, 예를 들어 바닥면(254)의 하방측에 설치된 구동부(4a)에 의해, 연직축을 중심으로 회전 가능하게 구성됨과 함께, 승강 기체(3a)를 관통하도록 배치되어 있다. 또한, 승강 기체(3a)에는 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)을 향해 수평으로 연장되는 지지부(3b)가 설치되어 있다. 도 1에서는, 볼 나사(4)가 보이도록, 볼 나사(4)를 측방측[셔터(27)측]으로 어긋나게 하여 도시하고 있다. 또한, 볼 나사(4)의 상단부에는 볼 나사(4)를 연직축을 중심으로 회전 가능하게 지지하기 위해, 예를 들어 도시하지 않은 베어링부 등이 설치되어 있다.
도 3은 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 확대도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)은 웨이퍼(W)를 하방측으로부터 각각 지지하는 복수의 포크(31)와, 포크(31)를 진퇴 가능하게 보유 지지하는 진퇴부(반송 기체)(32)를 구비하고 있고, 진퇴부(32)를 지지하는 베이스부(33)의 하방측에 설치된 회전 기구(33a)에 의해 연직축을 중심으로 회전 가능하게 구성되어 있다. 회전 기구(33a)에는 지지부(3b)의 선단이 접속되어 있고, 지지부(3b)의 타단은 승강 기체(3a)에 접속되어 있다. 볼 나사(4)가 연직축을 중심으로 회전하면, 승강 기체(3a) 및 지지부(3b)와 함께 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)이 400㎜/s보다 큰 450 내지 600㎜/s의 승강 속도, 예를 들어 560㎜/s의 승강 속도로 승강하도록 구성되어 있다. 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 승강 스트로크는, 예를 들어 1.5m로 되어 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 보트(1)는 다수매, 예를 들어 100매의 웨이퍼(W)를 선반 형상으로 수납할 수 있도록 구성되어 있고, 처리 용기(2) 내에 삽입되어 열처리가 행해지는 상방 위치와, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)에 의해 웨이퍼(W)가 이동 탑재되는 하방 위치 사이에 있어서, 도 2에 도시하는 승강 기구(1a)에 의해 승강 가능하게 되어 있다. 웨이퍼 보트(1)에 있어서의 웨이퍼(W)가 적재되는 영역의 높이 치수는, 예를 들어 1m로 되어 있다. 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)에 의해 웨이퍼 보트(1)에 대해 웨이퍼(W)가 반송되므로, 이 보유 지지구 대기 영역(10b)은 기판 반송 영역(10a)의 일부를 이루고 있다고도 할 수 있다.
기판 반송 영역(10a) 및 보유 지지구 대기 영역(10b)에서는, 볼 나사(4)가 배치된 일방측(좌측)의 영역에 대해, 영역에 대향하는 타방측(우측)의 영역으로부터 수평 방향을 향하는 층류의 가스 흐름이 전후 방향에 걸치고, 또한 당해 볼 나사(4)[웨이퍼 보트(1)]의 길이 방향에 걸쳐서 형성되도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 각 영역(10a, 10b)에 있어서의 우측에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 당해 영역(10a, 10b)에 대해 청정 기체, 예를 들어 대기(공기) 혹은 N2(질소) 가스를 공급하기 위해, 청정 필터(여과재)(35)를 수용한 상자형의 가스 공급부(34)가 전후 방향으로 서로 이격되도록, 예를 들어 2개소에 설치되어 있다. 또한, 볼 나사(4) 및 구동부(4a)로 이루어지는 승강 기구(5) 및 웨이퍼 보트(1)의 승강 기구(1a)를 덮도록 커버(40)가 설치되어 있다. 커버(40)는 볼 나사(4)의 그리스로부터 파티클이 로드 에리어(10) 내의 기판 반송 영역(10a) 및 보유 지지구 대기 영역(10b)에 비산하여, 웨이퍼(W)에 부착되는 것을 방지한다.
다음에, 도 4를 사용하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템의 배기 구조에 대해 설명한다. 도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템의 배기 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 4에 있어서, 로드 에리어(10)를 둘러싸는 로드 에리어 하우징(250) 내에, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)이 설치되어 있지만, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)에 근접한 벽면(251)의 상단에는 상측 배기구(50)가 형성되고, 하단에는 하측 배기구(51)가 형성되어 있다. 상측 배기구(50)는 볼 나사(4)의 그리스 등으로부터 발생하는 파티클을 상측으로부터 배기하기 위한 배기구이다. 또한, 하측 배기구(51)는 볼 나사(4)의 그리스 등으로부터 발생하는 파티클을 하측으로부터 배기하기 위한 배기구이다.
상술한 바와 같이, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 승강 기구(5)로서는, 볼 나사(4)와 구동부(4a)의 조합이 사용되고 있지만, 볼 나사(4)에는 윤활용으로 그리스가 도포되어 있기 때문에, 이러한 그리스로부터 파티클이 발생하는 경우가 많다. 이 파티클의 발생은 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)을 승강시켰을 때에 많이 발생하고, 특히, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)을 하강시킨 경우에 발생하는 파티클이 많다.
도 5는 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 하강 시에 파티클이 발생하는 현상을 도시한 도면이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 하강 시에 발생하는 파티클(P)는 하강 속도를 크게 하면 많아지고, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 상방에 발생한다. 즉, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 이동 속도가 증가하면, 볼 나사의 회전 속도도 빨라져 파티클이 비산되기 쉬워지기 때문이고, 그 이동에 의해 이동 방향의 후방에 일시적으로 부압 영역이 발생하여 볼 나사(4)로부터의 파티클이 로드 에리어측으로 끌어 당겨지기 때문이다. 이에 더하여, 배기구가 하측 배기구(51)밖에 없는 경우에는, 볼 나사(4)의 하방측에서 배기 유속이 크고 상방측에서 작아지므로, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)이 상승할 때에는 이동 방향의 후방측에 부압이 발생해도 파티클이 혼입되는 정도는 작지만, 하강할 때는 배기 유속이 작은 부분에 부압이 발생하게 되어, 볼 나사로부터의 파티클이 로드 에리어(10)측으로 역류하기 쉬워진다. 이 때문에, 하강 시의 파티클은 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 상방에 발생하게 된다. 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 이동 속도를 500 내지 700㎜/sec, 예를 들어 560㎜/sec로 하면, 문제가 없는 스루풋이 얻어지지만, 파티클(P)의 발생이 많아진다. 한편, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 이동 속도를 저하시키면, 이러한 파티클(P)의 발생을 억제할 수 있지만, 스루풋이 저하되어, 생산성이 나빠진다. 예를 들어, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 이동 속도를 280㎜/sec, 400㎜/sec 등의 값으로 하면, 파티클(P)의 발생은 억제할 수 있지만, 만족시킬 수 있는 스루풋은 얻어지지 않는다. 따라서, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 이동 속도를 저하시키지 않고, 파티클(P)의 발생은 억제할 수 있는 기판 반송 시스템이 요구된다.
따라서, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템에서는, 도 4에 도시한 바와 같이 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 상방에 상측 배기구(50)를 형성하여, 상방으로부터 강하게 배기를 함으로써, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 상방에 발생하는 파티클을 로드 에리어(10) 내로부터 배출한다. 즉, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)보다도 상방에 상측 배기구(50)를 형성함으로써, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)이 하방으로 이동할 때에 발생하는 파티클을 흡입하여, 로드 에리어(10) 외부로 배출한다.
또한, 상측 배기구(50)의 위치는 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)보다도 상방이고, 또한 볼 나사(4)의 축 상 또는 볼 나사(4)의 축 근방 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 높이로서는, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 상하 방향의 이동 범위의 상한 위치보다도 상방에 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 평면적 위치로서는, 볼 나사(4)의 축 상 또는 볼 나사(4)의 축 근방의 위치에 형성되는 것이 바람직하므로, 본 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템에서는, 볼 나사(4) 근방의 커버(40) 내[커버(40)보다 외측]의 로드 에리어 하우징(250)의 천장면(253)에 형성하고 있다. 단, 상측 배기구(50)의 위치는, 상술한 조건을 만족시키면 다양한 위치에 형성할 수 있으므로, 반드시 로드 에리어 하우징(250)의 천장면(253)이 아니고, 예를 들어 벽면(251)의 볼 나사(4)의 축 상의 상방 위치에 덕트를 설치하는 구성이어도 된다. 또한, 도 4에 있어서는, 천장면(253)의 단부의 전체를 커버하도록 상측 배기구(50)를 형성하고 있지만, 볼 나사(4)로부터 발생하는 파티클을 충분히 배출할 수 있으면, 더욱 좁은 영역에만 형성하도록 해도 된다.
마찬가지로, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 상승 이동 시에는, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 하방에 파티클이 발생하므로, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 하방에도 하측 배기구(51)가 형성된다. 하측 배기구(51)도, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 상하 방향의 이동 범위의 하한보다도 하방에 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 평면적으로는, 마찬가지로 볼 나사(4)에 가까운 쪽이 바람직하므로, 볼 나사(4)의 축 상 또는 볼 나사(4)의 축 근방에 하측 배기구(51)가 형성되는 것이 바람직하다. 도 4에 있어서는, 로드 에리어 하우징(250)의 바닥면(254)의 볼 나사(4) 근방의 커버(40) 내[커버(40)보다 외측]에, 하측 배기구(51)가 형성되어 있다.
이와 같이, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 승강 범위의 상한 위치보다도 상방의 볼 나사(4)의 축 상 또는 축 근방에 상측 배기구(50)를 형성하고, 하한 위치보다도 하방의 볼 나사(4)의 축 상 또는 축 근방에 하측 배기구(51)를 형성하여, 승강 기구(5)의 상하로부터 배기를 행함으로써, 파티클이 웨이퍼를 오염시키는 것을 억제할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템에 있어서의 로드 에리어(10) 내의 기류의 흐름의 일례를 도시한 도면이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 청정 필터(35)를 탑재한 가스 공급부(34)(도 2 참조)측의 로드 에리어 하우징(250)의 벽면(252)으로부터, 청정 기체가 수평 방향으로 벽면(251)을 향해 공급되고, 상측 배기구(50) 및 하측 배기구(51)로부터 청정 기체가 배기되는 기류가 로드 에리어(10) 내에 형성된다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템의 일례의 배기 시스템의 전체를 도시한 도면이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)을 연직 방향으로 이동시키는 볼 나사(4)는 커버(40)로 덮이고, 상측에 상측 배기구(50)가 형성되고, 하측에 하측 배기구(51)가 형성되어 있다. 상측 배기구(50)는 로드 에리어(10)의 천장면(253)의 상방에 설치된 배기로(60)에 접속되고, 배기로(60)는 배기 팬(36)과 연통하고 있다. 또한, 하측 배기구(51)는 바닥면(254)의 하방에 설치된 배기로(61)에 접속되고, 마찬가지로 배기 팬(36)과 연통하고 있다. 배기 팬(36)은 상측 배기구(50) 및 하측 배기구(51)로부터 흡입한 파티클을 포함하는 기체를 청정 필터(35)에 송풍한다. 청정 필터(35)에는, 예를 들어 HEPA(High Efficiency Particulate Filter)나 ULPA(Ultra Low Penetration Filter) 등의 공기 중으로부터 쓰레기, 티끌ㆍ먼지 등의 파티클을 제거하는 에어 필터가 사용되어도 되고, 그 밖에, 파티클을 제거 가능한 다양한 청정 필터가 사용되어도 된다. 또한, 히터(70)는 처리 용기(2)를 가열하기 위한 가열 수단이고, 본 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템이 종형 열처리 장치에 적용되는 경우에 사용되고, 다른 처리 장치에 사용되는 경우에는, 반드시 필요하지 않다.
또한, 로드 에리어(10) 내의 기류의 흐름은, 도 6에서도 설명한 바와 같이, 가스 공급부(34)가 설치된 벽면(252)으로부터, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)이 설치된 벽면(251)을 향해 대략 수평으로 청정 기체가 공급되고, 천장면(253)에 형성된 상측 배기구(50) 및 바닥면(254)에 형성된 하측 배기구(51)로부터 배출되는 기류의 흐름이 된다. 그리고, 배기 팬(36)으로부터의 흡인 배기에 의해 배기로(60, 61)를 경유하여 청정 필터(35)로 보내지고, 가스 공급부(34)로부터 청정화된 기체가 공급되는 순환 루트로 된다. 이러한 청정 순환 루트에 의해, 로드 에리어(10) 내의 파티클의 비산을 억제하고, 또한 청정한 기체를 계속적으로 로드 에리어(10) 내에 공급할 수 있으므로, 로드 에리어(10) 내를 항상 청정하게 유지할 수 있다. 또한, 청정 기체는 공기, 질소 가스 등, 용도에 따라 적절한 종류를 선택할 수 있다. 또한, 가스 공급부(34)로부터 공급하는 가스의 유속은, 예를 들어 0.2 내지 0.5m/s의 범위여도 되고, 0.3m/s여도 된다. 또한, 배기로(60, 61)의 도중에 개별의 배기 팬을 설치하여, 독립적으로 배기량을 컨트롤하도록 해도 된다. 이와 같이 하면, 배기로(60, 61)의 유로 길이가 상이한 것에 의해 상측 배기구(50) 및 하측 배기구(51) 부근의 배기 유속이 상이한 경우나, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 승강 속도가 상이한 경우라도, 적절히 배기 속도를 컨트롤하는 것이 가능해져, 파티클의 혼입을 확실히 저감할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템과 종래의 기판 반송 시스템에 있어서의 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 하강 시에 발생하는 기류의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다. 도 8의 (a)가 종래의 기판 반송 시스템에 있어서의 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 하강 시에 발생하는 기류의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이고, 도 8의 (b)가 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템에 있어서의 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 하강 시에 발생하는 기류의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다. 도 8의 (a), (b)의 양쪽의 경우에 있어서, 가스 공급부(34)(도 7 참조)로부터 공급되는 청정 기체의 유속은 0.3m/s, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 이동 속도는 560㎜/s로 하여 시뮬레이션을 행하였다.
도 8의 (a), (b)의 양쪽에 있어서, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)이 하강했을 때에 발생하는 기류는 굵은 실선으로 도시되어 있다. 도 8의 (a)와 도 8의 (b)를 비교하면, 도 8의 (a)에 도시하는 종래의 기판 반송 시스템에서는 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 상방에 기류의 흐트러짐이 발생하고 있지만, 도 8의 (b)에 도시하는 실시 형태 1에 관한 기판 반송 시스템에서는, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)이 하강해도 거의 기류가 발생하고 있지 않다. 이와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템에 의하면, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 하강 시에 발생하는 기류가 대폭으로 저감되는 것을 알 수 있다.
본 발명의 제1 실시 형태에서는, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 상하 방향의 이동 시에 발생하는 파티클을 억제하는 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명의 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템에 있어서는, 필요에 따라, 수평 방향에 있어서의 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 회전 시에 발생하는 파티클도 억제 가능하다. 따라서, 본 발명의 제2 실시 형태에서는 이러한 특징의 기판 반송 시스템에 대해 설명한다.
도 9는 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)을 수평 방향으로 회전시켰을 때에 파티클(P)가 발생하는 현상을 도시한 도면이다. 도 9에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)을 포크(31)가 가스 공급부(34)측을 향하고 있는 위치로부터 180°/s의 속도로 회전 기구(33a)의 축을 중심으로 회전시키면, 회전에 인입되도록 파티클(P)가 날아오르는 현상이 발생한다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 10의 (a)는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템의 일례를 도시한 도면이다. 제2 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템은 웨이퍼 트랜스퍼 아암(30)의 웨이퍼를 보유 지지하는 포크(310)와 반대측의 진퇴부(320) 및 베이스부(330)(즉, 포크 이외의 아암부)의 단부의 형상이, 제1 실시 형태에 관한 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)과 다르다. 진퇴부(320) 및 베이스부(330)의 포크(310)와 반대측의 단부의 외형은 각이 없는 형상, 즉 둥근 형상으로 형성되어 있다. 또한, 둥근 형상은, 각이 없는 형상이라면, 다양한 형상이어도 되지만, 예를 들어 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 원호 형상의 형상을 가져도 된다. 웨이퍼 트랜스퍼 아암(30)을 회전시켰을 때, 가장 공기 저항이 적은 형상이므로, 파티클의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템은 웨이퍼 트랜스퍼 아암(30)의 웨이퍼를 보유 지지하는 포크(310)와 반대측의 진퇴부(320) 및 베이스부(330)의 길이가, 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템의 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)보다도 짧은 점에서, 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템과 다르다.
도 10의 (b)는 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템의 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)을 도시한 도면이다. 제1 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템의 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)에서는 포크(31)와 반대측의 진퇴부(32) 및 베이스부(33)의 단부의 형상이 사각형이고, 또한 진퇴부(32) 및 베이스부(33)의 길이가 도 10의 (a)의 웨이퍼 트랜스퍼 아암(30)보다도 길게 되어 있다.
예를 들어, 도 10의 (b)의 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 포크(31)와 반대측의 진퇴부(32) 및 베이스부(33)의 길이를 150㎜ 정도로 하면, 도 10의 (a)의 웨이퍼 트랜스퍼 아암(30)의 포크(310)와 반대측의 진퇴부(320) 및 베이스부(330)의 길이는 65 내지 70㎜ 정도로 구성되어 있고, 약 1/2 정도의 길이로 되어 있다.
이와 같은 형상으로 하면, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(30)을 회전시킨 경우라도, 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
도 11은 제2 실시 형태에 관한 웨이퍼 트랜스퍼 아암(30)과, 제1 실시 형태에 관한 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)을 도 9와 마찬가지로 회전시켰을 때에 발생하는 기류의 속도를 나타낸 시뮬레이션도이다. 도 11의 (a)는 제2 실시 형태에 관한 웨이퍼 트랜스퍼 아암(30)을 회전시켰을 때에 발생하는 기류를 도시한 도면이고, 도 11의 (b)는 제1 실시 형태에 관한 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)을 회전시켰을 때에 발생하는 기류를 도시한 도면이다.
도 11의 (a), (b)를 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 웨이퍼 트랜스퍼 아암(30)을 회전시켰을 때의 쪽이, 제1 실시 형태에 관한 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)을 회전시켰을 때보다도 기류의 흐트러짐은 적다. 즉, 도 11의 (b)에서는 웨이퍼 트랜스퍼 아암(30)의 지지부(3b)와 커버(40)의 간극으로부터 회전 방향의 후방측의 영역과 FOUP 내에 기류 속도가 빠른 영역이 형성되어 있지만, 도 11의 (a)에서는 기류 속도가 빠른 영역이 대폭으로 감소되어 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 제2 실시 형태에 관한 웨이퍼 트랜스퍼 아암(30)에 의하면, 수평 회전에 의해 발생하는 파티클을 더욱 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.
제1 실시 형태와 제2 실시 형태는 조합이 가능하므로, 웨이퍼 트랜스퍼 아암(3)의 연직 방향의 이동뿐만 아니라, 수평 방향의 회전에 발생하는 파티클을 억제하고자 하는 경우에는, 제1 실시 형태와 제2 실시 형태의 양쪽을 조합한 실시 형태로 하면 된다.
또한, 본 발명의 실시 형태에 관한 기판 반송 시스템은 종형 열처리 장치뿐만 아니라, 다양한 기판 처리 장치에 적용할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태로 제한되지 않고, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고, 상술한 실시 형태에 다양한 변형 및 치환을 가할 수 있다.
1 : 웨이퍼 보트
1a, 5 : 승강 기구
2 : 처리 용기
3, 30 : 웨이퍼 트랜스퍼 아암
4 : 볼 나사
4a : 구동부
10 : 로드 에리어
34 : 가스 공급부
35 : 청정 필터
36 : 배기 팬
40 : 커버
50, 51 : 배기구
60, 61 : 배기로
250 : 로드 에리어 하우징
251, 252 : 벽면
253 : 천장면
254 : 바닥면

Claims (14)

  1. 기판을 보유 지지한 상태에서 반송 가능한 기판 반송 수단과,
    상하 방향으로 연장되는 지지축을 포함하고, 상기 지지축을 따라 상기 기판 반송 수단을 미리 정해진 범위 내에서 이동 가능한 승강 기구와,
    상기 지지축 상 및 상기 지지축 상의 근방 중 적어도 어느 하나이며, 상기 미리 정해진 범위의 상한보다도 상방에 형성된 제1 배기구와,
    상기 지지축 상 및 상기 지지축 상의 근방 중 적어도 어느 하나이며, 상기 미리 정해진 범위의 하한보다도 하방에 형성된 제2 배기구와,
    상기 제1 배기구 및 상기 제2 배기구로부터 배기 가능하게 접속된 배기 수단을 포함하는, 기판 반송 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 승강 기구는 벽면의 근방에 설치되고,
    상기 제1 배기구 및 상기 제2 배기구는 상기 벽면 근방의 천장면 및 바닥면에 각각 형성된, 기판 반송 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 벽면, 상기 천장면 및 상기 바닥면은 상기 기판을 수용하는 기판 수용 용기로부터 상기 기판을 반입하는 기판 로드실의 벽면, 천장면 및 바닥면인, 기판 반송 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기판 수용 용기는 FOUP이고,
    상기 기판 반송 수단은 상기 기판 로드실의 외부의 미리 정해진 위치에 설치된 상기 FOUP로부터 상기 기판을 반송하는, 기판 반송 시스템.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    청정 필터를 더 포함하고,
    상기 제1 배기구 및 상기 제2 배기구는, 각각 제1 배기로 및 제2 배기로를 통해 상기 배기 수단에 접속되고,
    상기 배기 수단은 상기 청정 필터를 통해 상기 제1 배기구 및 상기 제2 배기구로부터 배기한 기체를 상기 기판 로드실 내에 순환 공급하는, 기판 반송 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 청정 필터는 상기 벽면에 대향하여 설치되고, 상기 청정 필터로부터 순환 기체가 상기 벽면을 향해 공급되는, 기판 반송 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 배기 수단은 상기 청정 필터와 일체로 형성된 배기 팬인, 기판 반송 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 배기로 및 상기 제2 배기로는 상기 기판 로드실의 외부에 설치되어 있는, 기판 반송 시스템.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지축은 볼 나사로 구성되고,
    상기 승강 기구는 상기 볼 나사를 회전시키는 구동 기구를 포함하는, 기판 반송 시스템.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 승강 기구는 커버로 덮여 있는, 기판 반송 시스템.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 반송 수단은 상기 기판을 접촉 보유 지지하는 핑거 형상의 접촉 보유 지지부를 포함하는 포크부와,
    상기 포크부를 회전축을 중심으로 회전 가능하게 지지하는 아암부를 포함하고,
    상기 회전축에 관하여 상기 접촉 보유 지지부와 반대측에 있는 상기 아암부의 단부는, 각이 없는 형상을 포함하는, 기판 반송 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 각이 없는 형상은 원호 형상인, 기판 반송 시스템.
  13. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 기판 로드실에는 복수의 상기 기판을 보유 지지 가능한 기판 보유 지지구를 설치 가능 및 승강 이동 가능한 기판 보유 지지구 승강 기구가 설치되고,
    상기 기판 반송 수단은 상기 기판 수용 용기로부터 상기 기판 보유 지지구 승강 기구에 설치된 상기 기판 보유 지지구로 복수의 상기 기판을 반송하는, 기판 반송 시스템.
  14. 제13항에 기재된 기판 반송 시스템과,
    상기 기판 보유 지지구 승강 기구의 상방에 설치되어, 상기 기판 보유 지지구 승강 기구의 상승에 의해 상기 기판 보유 지지구를 수용 가능한 처리 용기와,
    상기 처리 용기를 가열하는 가열 수단을 포함하는, 열처리 장치.
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