KR20220008770A - 기판 반송 시스템 및 기판 반송 방법 - Google Patents

기판 반송 시스템 및 기판 반송 방법 Download PDF

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KR20220008770A
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다케히로 신도
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 진공 분위기에서의 기판의 반송을 적절하게 행할 수 있는 기판 반송 시스템을 제공한다. 진공 분위기에서 기판을 반송하는 기판 반송 시스템이며, 내부를 진공 분위기로 설정 가능하게 된 진공 챔버와, 상기 진공 챔버의 내부에 마련되어, 상기 기판을 보유 지지해서 반송하는 반송 암과, 상기 진공 챔버의 내부에서, 상기 반송 암을 수평 방향으로 이동시키는 수평 이동 기구와, 내부에 상압 분위기로 된 수용부가 형성되고, 상기 반송 암의 수평 이동에 따라서 굴신하는 수평용 덕트 암 기구와, 상기 진공 챔버의 내부에서, 상기 반송 암을 수직 방향으로 이동시키는 수직 이동 기구와, 내부에 상압 분위기로 된 수용부가 형성되고, 상기 반송 암의 수직 이동에 따라서 굴신하는 수직용 덕트 암 기구를 갖는다.

Description

기판 반송 시스템 및 기판 반송 방법{SUBSTRATE TRANSPORT SYSTEM AND SUBSTRATE TRANSPORT METHOD}
본 개시는, 기판 반송 시스템 및 기판 반송 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 2매의 기판을 세로 배열로 탑재하여, 상기 2매의 기판을 반송하는 반송 암과, 상기 반송 암에 의해 반송된 2매의 기판이 가로 배열로 배치된 상태에서 상기 2매의 기판을 처리하는 기판 처리부를 갖는 기판 처리 장치가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2013-154406호 공보
본 개시에 따른 기술은, 진공 분위기에서의 기판의 반송을 적절하게 행할 수 있는 기판 반송 시스템을 제공한다.
본 개시의 일 양태는, 진공 분위기에서 기판을 반송하는 기판 반송 시스템이며, 내부를 진공 분위기로 설정 가능하게 된 진공 챔버와, 상기 진공 챔버의 내부에 마련되어, 상기 기판을 보유 지지해서 반송하는 반송 암과, 상기 진공 챔버의 내부에서, 상기 반송 암을 수평 방향으로 이동시키는 수평 이동 기구와, 내부에 상압 분위기로 된 수용부가 형성되고, 상기 반송 암의 수평 이동에 따라서 굴신하는 수평용 덕트 암 기구와, 상기 진공 챔버의 내부에서, 상기 반송 암을 수직 방향으로 이동시키는 수직 이동 기구와, 내부에 상압 분위기로 된 수용부가 형성되고, 상기 반송 암의 수직 이동에 따라서 굴신하는 수직용 덕트 암 기구를 갖는다.
본 개시에 의하면, 진공 분위기에서의 기판의 반송을 적절하게 행할 수 있는 기판 반송 시스템을 제공한다.
도 1은 진공 처리 장치의 구성의 일례를 도시하는 평면도이다.
도 2는 트랜스퍼 모듈의 구성의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 3은 트랜스퍼 모듈의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 4는 웨이퍼 반송 기구의 구성의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 5는 수직 이동 기구의 구성의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 6은 수직용 덕트 암의 구성의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 7은 웨이퍼에 생기는 위치 어긋남의 모습을 도시하는 설명도이다.
종래, 진공 분위기 하에서 예를 들어 반도체 웨이퍼(기판: 이하, 단순히 「웨이퍼」라고 함)를 반송하여, 에칭 처리나 성막 처리 등의 진공 처리를 행하는 진공 처리 장치가 알려져 있다. 이러한 진공 처리 장치에서는, 진공 챔버 내에 마련된 반송 기구 등에 의해 웨이퍼를 진공 분위기에서 반송할 필요가 있다.
그런데, 근년 이 진공 처리 장치에서는, 장치의 소형화나 고기능화에 수반하여, 상압 분위기와의 사이에서 웨이퍼의 전달을 행하는 로드 로크 모듈이나, 웨이퍼에 각종 진공 처리를 실시하는 프로세스 모듈을 다단으로 배치하는 경우가 증가하고 있다. 이 때문에 진공 처리 장치의 진공 챔버의 내부에서, 반송 기구 등에 보유 지지된 웨이퍼를 수평 방향이나 높이 방향(수직 방향)에 대하여 반송 가능하게 구성된 시스템을 구축할 필요가 있다.
상술한 특허문헌 1에 기재된 기판 처리 장치에 마련된 반송 암은, 진공 분위기(또는 대기압보다도 낮은 감압 분위기)에서 웨이퍼의 반송을 행한다. 특허문헌 1에 기재된 반송 암은, 진공 챔버(공통 반송부)의 내부에서 안내 레일을 따라 수평 방향으로 이동 가능하게 구성되고, 이에 의해 로드 로크 모듈이나 각종 프로세스 모듈에 대하여 적절하게 웨이퍼를 반송할 수 있다.
그러나, 특허문헌 1에 기재된 기판 처리 장치는, 진공 챔버(공통 반송부)에 대하여 로드 로크 모듈(LLM)이나 프로세스 모듈(PM)을 다단으로 배치하는 것에 대해서는 기재가 없다. 즉, 반송 암을 진공 챔버의 내부에서 수직 방향에 대하여 이동시키는 것은 상정되어 있지 않아, 이러한 관점에서 개선의 여지가 있다.
본 개시에 따른 기술은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 진공 분위기에서의 기판의 반송을 적절하게 행할 수 있는 기판 반송 시스템을 제공한다. 구체적으로는, 진공 분위기에 있어서, 수평 방향 및 수직 방향에 대한 기판의 반송의 자유도를 갖는 기판 반송 시스템을 구축한다. 이하, 본 실시 형태에 따른 반송 시스템을 구비한 진공 처리 장치에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 요소에 있어서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
우선, 진공 처리 장치의 구성에 대해서 설명한다. 도 1은, 진공 처리 장치(1)의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 평면도이다. 본 실시 형태에서는, 진공 처리 장치(1)에, 프로세스 모듈로서의 COR(Chemical Oxide Removal) 모듈, PHT(Post Heat Treatment) 모듈을 구비하는 경우를 예로 들어 설명한다. 또한, 본 개시의 진공 처리 장치(1)의 모듈 구성은 이것에 한정되지 않고, 임의로 선택될 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이 진공 처리 장치(1)는, 대기부(10)와 감압부(11)가 로드 로크 모듈(20a, 20b)을 통해서 일체로 접속된 구성을 갖고 있다. 대기부(10)는, 대기압 분위기 하에서 웨이퍼(W)에 원하는 처리를 행하는 복수의 대기 모듈을 구비한다. 감압부(11)는, 감압 분위기 하에서 웨이퍼(W)에 원하는 처리를 행하는 복수의 감압 모듈을 구비한다.
로드 로크 모듈(20a)은, 대기부(10)의 후술하는 로더 모듈(30)로부터 반송된 웨이퍼(W)를 감압부(11)의 후술하는 트랜스퍼 모듈(60)에 넘겨주기 위해서, 웨이퍼(W)를 일시적으로 보유 지지한다.
로드 로크 모듈(20a)은, 게이트 밸브(도시하지 않음)가 마련된 게이트(도시하지 않음)를 통해서, 후술하는 로더 모듈(30) 및 후술하는 트랜스퍼 모듈(60)에 접속되어 있다. 이 게이트 밸브에 의해, 로드 로크 모듈(20a)과, 로더 모듈(30) 및 트랜스퍼 모듈(60)의 사이의 기밀성 확보와 서로의 연통을 양립시킨다.
로드 로크 모듈(20a)에는 가스를 공급하는 급기부(도시하지 않음)와 가스를 배출하는 배기부(도시하지 않음)가 접속되어, 당해 급기부와 배기부에 의해 내부가 대기압 분위기와 감압 분위기로 전환 가능하게 구성되어 있다. 즉 로드 로크 모듈(20a)은, 대기압 분위기의 대기부(10)와, 감압 분위기의 감압부(11)의 사이에서, 적절하게 웨이퍼(W)의 전달을 할 수 있도록 구성되어 있다.
로드 로크 모듈(20b)은, 트랜스퍼 모듈(60)로부터 반송된 웨이퍼(W)를 로더 모듈(30)에 넘겨주기 위해서, 웨이퍼(W)를 일시적으로 보유 지지한다. 로드 로크 모듈(20b)은, 로드 로크 모듈(20a)과 마찬가지의 구성을 갖고 있다. 즉, 도시하지 않은 게이트 밸브, 도시하지 않은 게이트, 도시하지 않은 급기부, 및 도시하지 않은 배기부를 갖고 있다.
또한, 본 실시 형태에서 로드 로크 모듈(20a) 및 로드 로크 모듈(20b)은, 각각 다단으로 적층해서 복수(본 실시 형태에서는 예를 들어 2개씩) 마련되어 있다.
또한, 로드 로크 모듈(20a, 20b)의 수나 배치는, 본 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 임의로 설정할 수 있다. 예를 들어 로드 로크 모듈(20a, 20b)은, 적층되어 있지 않아도 되고, 예를 들어 3단 이상으로 적층해서 배치되어 있어도 된다.
대기부(10)는, 후술하는 웨이퍼 반송 기구(40)를 구비한 로더 모듈(30)과, 복수의 웨이퍼(W)를 보관 가능한 풉(FOUP)(31)을 적재하는 로드 포트(32)와, 웨이퍼(W)를 냉각하는 CST(Cooling Storage) 모듈(33)과, 웨이퍼(W)의 수평 방향의 배향을 조절하는 오리엔타 모듈(34)을 갖고 있다.
로더 모듈(30)은, 내부가 직사각형의 하우징으로 이루어지고, 하우징의 내부는 대기압 분위기로 유지되어 있다. 로더 모듈(30)의 하우징의 긴 변을 구성하는 일측면에는, 복수, 예를 들어 3개의 로드 포트(32)가 병설되어 있다. 로더 모듈(30)의 하우징의 긴 변을 구성하는 타측면에는, 로드 로크 모듈(20a, 20b)이 병설되어 있다. 로더 모듈(30)의 하우징의 짧은 변을 구성하는 일측면에는, CST 모듈(33)이 마련되어 있다. 로더 모듈(30)의 하우징의 짧은 변을 구성하는 타측면에는, 오리엔타 모듈(34)이 마련되어 있다.
또한, 로드 포트(32), CST 모듈(33) 및 오리엔타 모듈(34)의 수나 배치는, 본 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 임의로 설계할 수 있다. 또한, 대기부(10)에 마련되는 대기 모듈의 종류도 본 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 임의로 선택할 수 있다.
풉(31)은, 복수, 예를 들어 1로트 25매의 웨이퍼(W)를 수용한다. 또한, 로드 포트(32)에 적재된 풉(31)의 내부는, 예를 들어 대기나 질소 가스 등으로 채워져서 밀폐되어 있다.
로더 모듈(30)의 내부에는, 웨이퍼(W)를 반송하는 웨이퍼 반송 기구(40)가 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 기구(40)는, 웨이퍼(W)를 보유 지지해서 이동하는 반송 암(41a, 41b)과, 반송 암(41a, 41b)을 회전 가능하게 지지하는 회전 대(42)와, 회전 대(42)를 탑재한 회전 적재대(43)를 갖고 있다. 웨이퍼 반송 기구(40)는, 로더 모듈(30)의 하우징의 내부에서 길이 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다.
감압부(11)는, 웨이퍼(W)를 각종 프로세스 모듈에 반송하는 트랜스퍼 모듈(60)과, 웨이퍼(W)에 COR 처리를 실시하는 COR 모듈(61), 및 웨이퍼(W)에 PHT 처리를 행하는 PHT 모듈(62)을 갖고 있다. 트랜스퍼 모듈(60), COR 모듈(61) 및 PHT 모듈(62)의 내부는, 각각 감압 분위기로 유지된다. 트랜스퍼 모듈(60)에 대하여, COR 모듈(61) 및 PHT 모듈(62)은 복수, 예를 들어 4개씩 마련되어 있다. 또한, 트랜스퍼 모듈(60)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.
또한, COR 모듈(61) 및 PHT 모듈(62)은, 게이트 밸브(도시하지 않음)가 마련된 게이트(도시하지 않음)를 통해서, 트랜스퍼 모듈(60)에 접속되어 있다. 이 게이트 밸브에 의해, 트랜스퍼 모듈(60)과 COR 모듈(61) 및 PHT 모듈(62)의 사이의 기밀성 확보와 서로의 연통을 양립시킨다.
또한, 트랜스퍼 모듈(60)에 마련되는 프로세스 모듈의 수나 배치 및 종류는 본 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 임의로 설정할 수 있다. 예를 들어 COR 모듈(61) 및 PHT 모듈(62)은 각각 다단으로 적층해서 복수 마련되어 있어도 된다.
트랜스퍼 모듈(60)의 내부에는, COR 모듈(61) 및 PHT 모듈(62)에 대하여 웨이퍼(W)를 반송하는 웨이퍼 반송 기구(70)가 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 기구(70)는, 웨이퍼(W)를 보유 지지해서 이동하는 2개의 반송 암(71a, 71b)을 갖고 있다. 또한, 웨이퍼 반송 기구(70)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.
그리고 트랜스퍼 모듈(60)에서는, 로드 로크 모듈(20a)에 보유 지지된 웨이퍼(W)를 반송 암(71a)으로 수취하여, COR 모듈(61)에 반송한다. 또한, COR 처리가 실시된 웨이퍼(W)를 반송 암(71a)이 보유 지지하여, PHT 모듈(62)에 반송한다. 또한, PHT 처리가 실시된 웨이퍼(W)를 반송 암(71b)이 보유 지지하여, 로드 로크 모듈(20b)에 반출한다.
이상의 진공 처리 장치(1)에는, 제어부(80)가 마련되어 있다. 제어부(80)는, 예를 들어 CPU나 메모리 등을 구비한 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 프로그램 저장부에는, 진공 처리 장치(1)에서의 웨이퍼(W)의 처리 및 반송을 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 상기 프로그램은, 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체(H)에 기록되어 있던 것으로서, 당해 기억 매체(H)로부터 제어부(80)에 인스톨된 것이어도 된다.
본 실시 형태에 따른 진공 처리 장치(1)는 이상과 같이 구성되어 있다. 이어서, 상술한 트랜스퍼 모듈(60) 및 웨이퍼 반송 기구(70)의 상세한 구성에 대해서 설명한다. 도 2 및 도 3은, 각각 본 실시 형태에 따른 기판 반송 시스템으로서의 트랜스퍼 모듈(60)의 구성의 개략을 도시하는 사시도 및 종단면도이다. 도 4는, 트랜스퍼 모듈(60)의 내부에 마련된 웨이퍼 반송 기구(70)의 구성의 개략을 도시하는 사시도이다.
트랜스퍼 모듈(60)은, 내부에 웨이퍼(W)의 반송 공간이 형성된 진공 챔버(100)를 갖고 있다. 진공 챔버(100)는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 횡단면으로 보았을 때, 대향하는 한 쌍의 긴 변을 갖는 대략 육각형 형상을 갖고 있다. 진공 챔버(100)의 긴 변을 구성하는 측면, 및 진공 챔버(100)의 안쪽(로드 로크 모듈(20a, 20b)과는 반대측)의 짧은 변에는, 상술한 COR 모듈(61) 및 PHT 모듈(62)과의 사이에서 각각 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 개구부(100a)가 형성되어 있다. 개구부(100a)에는, 상술한 바와 같이 도시하지 않은 게이트 밸브 및 게이트가 마련되어 있다. 또한, 진공 챔버(100)의 단면 형상은 본 실시 형태에 한정되지는 않고, 당해 진공 챔버(100)에 접속되는 로드 로크 모듈이나 프로세스 모듈의 수나 배치에 따라서 임의로 결정할 수 있다.
또한, 진공 챔버(100)의 앞측(로드 로크 모듈(20a, 20b)측)은, 다단(본 실시 형태에서는 2단)으로 구성되어 있고, 상술한 로드 로크 모듈(20a, 20b)과의 사이에서 각각 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 개구부(100b)가 형성되어 있다. 개구부(100b)에는, 상술한 바와 같이 도시하지 않은 게이트 밸브 및 게이트가 마련되어 있다.
진공 챔버(100)의 내부에 형성된 반송 공간에는, 당해 진공 챔버(100)의 내부에서 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 웨이퍼 반송 기구(70)가 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 기구(70)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 웨이퍼를 보유 지지해서 이동하는 2개의 반송 암(71a, 71b)과, 당해 반송 암(71a, 71b)을 지지하는 반송 베이스(72)를 갖고 있다. 반송 암(71a, 71b)은, 반송 베이스(72) 상에서 회전 및 굴신 가능하게 구성되어 있다.
반송 베이스(72)에는, 수평 이동 기구(73), 수평 이동용 덕트 암(74), 수직 이동 기구(75), 및 수직 이동용 덕트 암(76)이 접속되어 있다. 반송 베이스(72)는, 수평 이동 기구(73)의 동작에 의해, 진공 챔버(100)의 내부에서 길이 방향으로 연신되는 가이드 레일(77)을 따라 수평 방향으로 이동 가능하게 구성됨과 함께, 수직 이동 기구(75)에 의해 반송 암(71a, 72b)의 설치면에 대하여 수직 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다.
수평용 덕트 암 기구로서의 덕트 암(74)은, 제1 암(74a)과 제2 암(74b)을 갖고 있다. 제1 암(74a)은, 일단부가 반송 베이스(72), 타단부가 제2 암(74b)의 일단부에, 각각 회동 가능하게 접속되어 있다. 제2 암(74b)은, 일단부가 제1 암(74a)의 타단부, 타단부가 진공 챔버(100)에, 각각 회동 가능하게 접속되어 있다. 이에 의해 덕트 암(74)은, 반송 베이스(72)의 수평 이동에 수반하여 굴신하도록 구성되어 있다. 또한, 도 4는 반송 베이스(72)가 진공 챔버(100)의 앞측(로드 로크 모듈(20a, 20b)측)에 위치하고, 덕트 암(74)이 가장 오그린 상태를 도시하고 있다. 그리고 반송 베이스(72)가 진공 챔버(100)의 안쪽(로드 로크 모듈(20a, 20b)과는 반대측)으로 이동함으로써, 덕트 암(74)이 신장된 상태로 된다.
또한 덕트 암(74)의 내부에는, 수용부로서의 상압 분위기로 된 중공이 형성되어 있어, 케이블류 등이 수용 가능하게 되어 있다. 그리고 덕트 암(74)은, 이렇게 케이블류 등을 상압 분위기로 된 내부에 수용함으로써, 당해 케이블류 등으로부터 발생하는 가스나 파티클에 의한 진공 챔버(100)의 내부 오염을 억제할 수 있다.
또한, 덕트 암(74)의 내부에 수용되는 케이블류 등이란, 예를 들어 웨이퍼 반송 기구(70)를 구동, 제어하기 위한 전기 케이블, 웨이퍼 반송 기구(70)의 구동계를 냉각하기 위한 온도 조절 매체 순환용 튜브, 내부에 공기 등을 공급해서 파티클 등을 배출하기 위한 급배기용 튜브 등, 진공 챔버(100)의 내부와 외부를 접속하는 것을 들 수 있다. 또한 예를 들어 덕트 암(74)의 내부에는, 진공 챔버(100)의 내부 온도를 계측하기 위한 열전쌍이나, 웨이퍼 반송 기구(70)의 이상 동작을 검지하기 위한 가속도계가 마련되어 있어도 된다.
도 5는, 수직 이동 기구(75)의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 사시도이며, 도 5의 (a) 반송 베이스(72)가 최하단에 위치하고 있는 상태, 도 5의 (b) 반송 베이스(72)가 수직 이동 기구(75)에 의해 최상단까지 상승된 상태를 각각 도시하고 있다. 도 5에 도시하는 바와 같이 수직 이동 기구(75)에는, 복수의 패널, 본 실시 형태에서는 3매의 제1 패널(110a), 제2 패널(110b) 및 제3 패널(110c)이 수평 방향으로 적층되어 마련된 텔레스코픽 구조를 갖고 있다. 제1 패널(110a)은, 한 쌍의 가이드(111a)를 따라 제2 패널(110b)에 대하여 승강 가능하게 구성되고, 또한 상면에 반송 베이스(72)를 갖고 있다. 제2 패널(110b)은, 한 쌍의 가이드(111b)를 따라 제3 패널(110c)에 대하여 승강 가능하게 구성되어 있다. 제3 패널(110c)은, 예를 들어 가이드 레일(77)에 접속되고, 이에 의해 반송 베이스(72)는 수직 이동 기구(75)와 함께, 진공 챔버(100)의 내부에서 수평 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다.
또한 수직 이동 기구(75)는, 제1 패널(110a)을 제2 패널(110b)에 대하여 승강시키기 위한 2개의 볼 나사(112a) 및 구동 벨트(113a), 제2 패널(110b)을 제3 패널(110c)에 대하여 승강시키기 위한 볼 나사(112b) 및 구동 벨트(113b), 수직 이동 기구(75)를 구동시키기 위한 구동 모터(114)를 갖고 있다. 그리고 수직 이동 기구(75)에 있어서는, 구동 모터(114)를 동작시킴으로써, 구동 벨트(113b)를 통해서 볼 나사(112b)를 회전시켜서 제2 패널(110b)을 승강시킴과 함께, 볼 나사(112b)의 회전을 구동 벨트(113a)를 통해서 볼 나사(112a)에 전달해서 제1 패널(110a)을 승강시킨다.
수직용 덕트 암 기구로서의 덕트 암(76)은, 도 6에 도시하는 바와 같이 제1 암(76a)과 제2 암(76b)을 갖고 있다. 제1 암(76a)은, 일단부가 반송 베이스(72), 타단부가 제2 암(76b)의 일단부에, 각각 회동 가능하게 접속되어 있다. 제2 암(76b)은, 일단부가 제1 암(76a)의 타단부, 타단부가 예를 들어 제3 패널(110c)에, 각각 회동 가능하게 접속되어 있다. 이에 의해 덕트 암(76)은, 반송 베이스(72)의 수직 이동에 수반하여 굴신하도록 구성되어 있다. 또한, 도 6의 (a)는 반송 베이스(72)가 최하단에 위치하고 있는 상태, 도 6의 (b)는 반송 베이스(72)가 수직 이동 기구(75)에 의해 최상단까지 상승된 상태에서의 덕트 암(76)의 모습을 각각 도시하고 있다.
또한 덕트 암(76)의 내부에는, 덕트 암(74)과 마찬가지로 수용부로서의 상압 분위기로 된 중공이 형성되어 있어, 케이블류 등이 수용 가능하게 되어 있다.
다단으로 구성된 진공 챔버(100)의 앞측(로드 로크 모듈(20a, 20b)측)의 천장면 및/또는 저면에는, 반송 암(71a, 71b) 및 당해 반송 암(71a, 71b)에 보유 지지된 웨이퍼(W)의 위치를 검지하기 위한, 제1 검지 기구로서의 교정용 센서(78)가 마련되어 있다.
교정용 센서(78)는, 후술하는 바와 같이, 센서 광축(도 7의 광축 X를 참조)에 의해 진공 챔버(100)의 내부에서의 웨이퍼(W) 및 반송 암(71a, 71b)의 상대적인 위치(수평 방향 및 수직 방향)를 검지한다. 구체적으로는, 웨이퍼(W)나 반송 암(71a, 71b)의 통과에 의한 센서 광축의 차광과 투광이 전환되는 타이밍을 검지함으로써, 웨이퍼(W) 및 반송 암(71a, 71b)의 상대적인 위치를 검지한다. 또한, 교정용 센서(78)의 수나 배치는 임의로 설계할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 트랜스퍼 모듈(60) 및 웨이퍼 반송 기구(70)는, 이상과 같이 구성되지만, 트랜스퍼 모듈(60) 및 웨이퍼 반송 기구(70)의 구성은 이것에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 본 실시 형태에서는 웨이퍼 반송 기구(70)의 수직 이동 기구(75)가, 복수의 패널(110)이 수평 방향으로 적층되어 마련된 텔레스코픽 구조에 의해 구성되었지만, 웨이퍼(W)를 보유 지지한 상태에서 반송 암(71)을 수직 방향으로 이동시킬 수 있으면, 임의로 설계할 수 있다. 그리고, 본 실시 형태와 같이 수직 이동 기구(75)를 수직 방향으로 신축 가능하게 구성함으로써, 당해 수직 이동 기구(75)를 수직 방향으로 대형화시키지 않고, 콤팩트하게 구성할 수 있다.
본 실시 형태에 따르면, 웨이퍼(W)를 보유 지지하는 반송 암(71a, 71b)이 반송 베이스(72)에 대하여 회전 및 굴신 가능하게 구성되고, 또한 반송 베이스(72)가 진공 챔버(100)의 내부에서 수평 방향 및 수직 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 이 때문에, 반송 암(71a, 71b)에 보유 지지된 웨이퍼(W)를, 임의의 로드 로크 모듈(20a, 20b), COR 모듈(61) 또는 PHT 모듈(62)에 대하여 적절하게 반송할 수 있다. 바꾸어 말하면, 로드 로크 모듈이나 프로세스 모듈을 다단으로 적층해서 구성하는 경우에도, 적절하게 임의의 모듈에 대하여 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서 웨이퍼 반송 기구(70)의 수직 이동 기구(75)는 수직 방향으로 신축 가능한 텔레스코픽 구조를 갖고 있으며, 반송 베이스(72)를 상승시키지 않을 경우에는, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 복수의 패널이 수평 방향으로 적층되어 수납된다. 이에 의해, 진공 챔버(100)의 내부에 마련되는 수직 이동 기구(75)의 대형화가 억제되어, 즉 웨이퍼 반송 기구(70)의 설치 스페이스를 생략할 수 있다.
여기서, 본 실시 형태와 같이 웨이퍼 반송 기구(70)에 의해 보유 지지된 웨이퍼(W)의 수직 이동을 행한 경우, 도 7에 도시하는 바와 같이, 이 수직 이동에 수반하여 웨이퍼(W)의 수평 방향 위치(예를 들어, 도 7의 T 방향)에 어긋남이 생기는 경우가 있다. 그리고, 이렇게 웨이퍼(W)에 수평 방향의 위치 어긋남이 생긴 경우, 진공 챔버(100)의 내부에서의 웨이퍼(W)(반송 암(71a, 71b)의 위치를 적절하게 인식할 수 없어, 웨이퍼(W)를 각종 모듈에 대하여 적절하게 반송하지 못하게 될 우려가 있다. 또한, 이 수평 방향으로의 위치 어긋남양은, 수직 방향으로의 이동량이 커지면, 즉 다단으로 구성되는 각종 모듈의 적층수가 증가하면 커지는 것으로 생각되며, 또한 웨이퍼(W)의 반송을 적절하게 행할 수 없게 될 우려가 있다.
이 웨이퍼(W)의 수직 이동에 수반하는 수평 방향으로의 위치 어긋남은, 예를 들어 각 반송 높이(본 실시 형태에서는, 예를 들어 다단으로 배치된 로드 로크 모듈(20a, 20b)의 각 높이)마다 웨이퍼(W)의 수평 위치의 교정을 행함으로써 해소할 수 있다. 즉, 예를 들어 교정용 센서(78)를 사용해서 각 반송 높이 위치에서의 웨이퍼(W)의 위치 어긋남양을 각각 검지하여, 각 높이 위치에서 검지된 위치 어긋남양을 교정 데이터로서 제어부(80)에 기억시킴으로써, 각종 모듈에 대하여 웨이퍼(W)를 적절하게 반송할 수 있다.
그러나, 이와 같이 각 반송 높이 위치에서 위치 어긋남양을 검지할 경우, 각종 모듈이 또한 3단이나 그 이상으로 적층되어 배치되었을 때, 각 높이 위치에서 교정 데이터를 취득하기 위한 조정 시간이 증가한다.
그래서 본 실시 형태에 따른 진공 처리 장치(1)에서는, 트랜스퍼 모듈(60)에서의 웨이퍼(W)의 반송에 앞서, 웨이퍼 반송 기구(70)의 수직 방향으로의 가동 범위(도 7에서의 범위 Za) 내에서의 임의의 다른 2점의 높이 위치(Z1, Z2)(바람직하게는 도 7에 도시하는 바와 같이 가동 범위에서의 최하단 및 최상단)에서의 수평 방향으로의 위치 어긋남양(T1, T2)을 검지한다. 이때, 반송 암(71a, 71b)에는 웨이퍼(W)가 보유 지지되어 있어도 되고, 보유 지지되어 있지 않아도 된다. 또한 예를 들어, 위치 교정용 더미 웨이퍼가 보유 지지되어 있어도 된다. 검지된 위치 어긋남양(T1, T2)은, 제어부(80)에 출력된다.
또한, 이 위치 어긋남양(T1, T2)의 검지 시에 있어서는, 보유 지지된 웨이퍼(W)의 반송 암(71a, 71b)에 대한 상대적인 위치가 변화하는 것을 억제하기 위해서, 웨이퍼(W)나 더미 웨이퍼의 교체를 행하지 않는다. 즉, 웨이퍼 반송 기구(70)의 수직 이동에 수반하는 웨이퍼(W)의 순수한 수평 방향으로의 위치 어긋남양을 검지한다.
이어서, 검지된 위치 어긋남양의 차분(T2-T1)과, 위치 어긋남양을 검지한 2점의 높이 위치의 차분(Z2-Z1)에 기초하여, 단위 높이당 수평 방향으로의 위치 어긋남양, 즉, 높이 위치와 수평 방향으로의 위치 어긋남양의 상관을 산출한다. 산출된 상관은 제어부(80)에 출력된다. 또한, 높이 위치와 수평 방향으로의 위치 어긋남양의 상관의 산출 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 높이 위치와 위치 어긋남양의 관계를 선형 근사해도 되고, 비선형 근사해도 된다.
그리고 본 실시 형태에 따른 진공 처리 장치(1)에서는, 트랜스퍼 모듈(60)에서의 웨이퍼(W)의 반송 시에 있어서는, 이렇게 미리 산출된 높이 위치와 수평 방향으로의 위치 어긋남양의 상관에 기초하여, 반송 암(71a, 71b)의 높이 위치에 따라, 당해 반송 암(71a, 71b)의 수평 방향 위치 정보를 보정한다. 이에 의해, 트랜스퍼 모듈(60)에 대하여 각종 모듈이 적층되어 접속되어 있는 경우에도, 적절하게 웨이퍼(W)의 반송을 행할 수 있다.
또한, 웨이퍼(W)의 높이 위치와 수평 방향으로의 위치 어긋남양의 상관은, 예를 들어 진공 처리 장치(1)의 가동 시나, 트랜스퍼 모듈(60)의 메인터넌스 등에 의해 반송 암(71)에 대한 웨이퍼(W)의 보유 지지 위치가 변화할 우려가 있는 경우에 행하여진다.
본 실시 형태에 따른 웨이퍼(W)의 위치 어긋남양 교정에 있어서는, 이렇게 임의의 다른 2점의 높이 위치에서만의 위치 어긋남양을 검지한다. 그리고, 당해 2점의 높이 위치의 차분과, 검지된 위치 어긋남양에 기초하여 상관을 산출하고, 산출된 당해 상관에 기초하여 웨이퍼(W)의 위치 교정을 행한다. 이 때문에, 트랜스퍼 모듈(60)에 대하여 로드 로크 모듈이나 프로세스 모듈이 3단 이상으로 적층되어 접속된 경우에도, 웨이퍼(W)의 위치 어긋남의 교정(교정용 센서(78)에 의한 웨이퍼(W)의 위치 검지 및 수평 방향 위치의 보정) 횟수를 증가시킬 필요가 없다. 즉, 교정 데이터를 취득하기 위한 조정 시간의 증가를 억제할 수 있다.
또한, 이상의 실시 형태에서는, 웨이퍼(W)의 높이 위치와 위치 어긋남양의 상관을 선형 근사나 비선형 근사 등, 임의의 방법에 의해 산출하였다. 단, 트랜스퍼 모듈(60)에서 검지되는 웨이퍼(W)의 수평 방향으로의 위치 어긋남은, 예를 들어 패널(110)을 슬라이드 이동시키기 위한 가이드(111)의 경사나, 교정용 센서(78)로부터 조사되는 레이저 광축의 경사 등, 수평 방향으로의 위치 어긋남양이 높이 방향에 대하여 1차(선형) 변화하는 것이 주된 것으로 생각된다. 그래서 본 실시 형태에서는, 웨이퍼(W)의 높이 위치와 위치 어긋남양의 상관을 선형 근사에 의해 간이적으로 산출함으로써, 교정 데이터를 취득하기 위한 조정 시간을 더욱 적절하게 단축할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 웨이퍼 반송 기구(70)에서는, 도 5에 도시한 바와 같이 수직 이동 기구(75)에 대하여 반송 베이스(72)가 편측 고정 지지되어 있고, 반송 암(71)의 높이 위치가 최상단에 위치하고 있는 때는, 웨이퍼 반송 기구(70)가 그 무게 중심 방향으로 기울어버릴 우려가 있다. 그러나 본 실시 형태에 따른 트랜스퍼 모듈(60)에서는, 이렇게 웨이퍼 반송 기구(70)가 무게 중심 방향으로 기울어진 경우에도, 상기 방법에 의해 산출된 웨이퍼(W)의 높이 위치와 위치 어긋남양의 상관에 기초하여, 적절하게 웨이퍼(W)의 위치 정보를 보정할 수 있다.
또한, 진공 챔버(100)의 내부에는, 볼 나사(112)의 수직 방향으로의 팽창 수축량을 검지하기 위한 제2 검지 기구로서의 열 신축 검지용 센서(도시하지 않음)가 추가로 마련되어 있어도 된다.
구체적으로는, 볼 나사(112)는, 예를 들어 패널(110)이나 가이드(111)와는 다른 열팽창률을 갖는 재질에 의해 구성되어 있고, 이 열팽창률의 차에 의해 반송 암(71)이나 웨이퍼(W)에 수직 방향의 위치 어긋남이 생기는 경우가 있다. 그래서, 이러한 수직 방향으로의 위치 어긋남을 열 신축 검지용 센서에 의해 검지하고, 이것에 기초하여 웨이퍼(W)의 수직 방향에 대한 위치 어긋남을 또한 보정해도 된다.
또한, 진공 챔버(100)의 내부에는, 수평 이동 기구(73)의 열 신축에 수반하는 웨이퍼(W)의 위치 어긋남양을 검지하기 위한 열 신축 검지용 센서(도시하지 않음)가 추가로 마련되어 있어도 된다.
또한 수직 이동 기구(75)는, 예를 들어 구동 벨트(113)의 열화에 수반하는 신장 등의 장치 특성의 경시 변화에 의해, 반송 암(71)이나 웨이퍼(W)에 수직 방향의 위치 어긋남이 생기는 경우가 있다. 본 실시 형태에서는, 이렇게 장치 특성의 경시 변화에 의해 수직 방향의 위치 어긋남이 생긴 경우에도, 열 신축 검지용 센서를 사용해서 당해 위치 어긋남을 보정할 수 있다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시 형태는, 첨부의 청구범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태에서 생략, 치환, 변경되어도 된다.

Claims (11)

  1. 진공 분위기에서 기판을 반송하는 기판 반송 시스템이며,
    내부를 진공 분위기로 설정 가능하게 된 진공 챔버와,
    상기 진공 챔버의 내부에 마련되어, 상기 기판을 보유 지지해서 반송하는 반송 암과,
    상기 진공 챔버의 내부에서, 상기 반송 암을 수평 방향으로 이동시키는 수평 이동 기구와,
    내부에 상압 분위기로 된 수용부가 형성되고, 상기 반송 암의 수평 이동에 따라서 굴신하는 수평용 덕트 암 기구와,
    상기 진공 챔버의 내부에서, 상기 반송 암을 수직 방향으로 이동시키는 수직 이동 기구와,
    내부에 상압 분위기로 된 수용부가 형성되고, 상기 반송 암의 수직 이동에 따라서 굴신하는 수직용 덕트 암 기구를 포함하는, 기판 반송 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 진공 챔버에 마련되어, 상기 반송 암의 수직 이동에 수반하는 수평 방향으로의 위치 어긋남양을 검지하는 제1 검지 기구를 포함하는, 기판 반송 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 반송 암의 이동을 제어하는 제어부를 갖고,
    상기 제어부는,
    상기 반송 암의 다른 2점의 높이 위치에서의 상기 위치 어긋남양을 검지하고,
    상기 2점의 높이 위치의 차분과 검지된 상기 위치 어긋남양에 기초하여, 상기 반송 암의 높이 위치와 수평 방향으로의 상기 위치 어긋남양의 상관을 산출하고,
    미리 산출된 상기 상관에 기초하여, 상기 반송 암의 높이 위치에 따라서 당해 반송 암의 수평 방향 위치를 보정하여, 상기 반송 암에 의해 상기 기판을 반송하는, 기판 반송 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 위치 어긋남양을 검지하기 위한 상기 2점의 높이 위치는, 상기 반송 암의 수직 방향에 대한 이동 범위의 최상단 및 최하단인, 기판 반송 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수직 이동 기구는, 상기 진공 챔버의 내부에서 수직 방향으로 신축 가능하게 구성되는, 기판 반송 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 수직 이동 기구는, 복수의 가이드, 복수의 볼 나사 및 복수의 벨트를 포함하고,
    수직 방향에 대하여 슬라이드 이동하는 텔레스코픽 구조를 갖는, 기판 반송 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진공 챔버에 마련되어, 상기 수직 이동 기구의 열 신축이나 장치 특성의 변화에 수반하는 상기 반송 암의 수직 방향으로의 위치 어긋남양을 검지하는 제2 검지 기구를 포함하는, 기판 반송 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수평용 덕트 암 기구 및 상기 수직용 덕트 암 기구의 상기 수용부의 내부에는, 전기 케이블, 급배기용 튜브, 온도 조절 매체 순환용 튜브, 열전쌍 또는 가속도계 중 적어도 어느 하나가 수용되는, 기판 반송 시스템.
  9. 진공 분위기에서의 기판의 반송 방법이며,
    상기 기판을 반송하는 반송 암은, 진공 챔버의 내부에서 수직 방향으로 이동 가능하게 구성되고,
    상기 반송 방법은,
    (a) 상기 반송 암의 다른 2점의 높이 위치에서의 수평 방향으로의 위치 어긋남양을 검지하는 공정과,
    (b) 상기 2점의 높이 위치의 차분과 검지된 상기 위치 어긋남양에 기초하여, 상기 반송 암의 높이 위치와 수평 방향으로의 상기 위치 어긋남양의 상관을 산출하는 공정과,
    (c) 상기 반송 암을 사용해서 상기 기판을 반송하는 공정을 포함하고,
    상기 (c)공정에서는, 상기 (b)공정에서 미리 산출된 상기 상관에 기초하여, 상기 반송 암의 높이 위치에 따라서 당해 반송 암의 수평 방향 위치를 보정하는, 기판 반송 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 위치 어긋남양을 검지하기 위한 상기 2점의 높이 위치는, 상기 반송 암의 수직 방향에 대한 이동 범위의 최상단 및 최하단인, 기판 반송 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 (a)공정을 상기 반송 암에 의해 기판을 보유 지지한 상태에서 행하고,
    당해 (a)공정에서는, 상기 반송 암에 보유 지지된 기판의 교체를 행하지 않는, 기판 반송 방법.
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