KR20220136167A - 기판을 반송하는 장치, 기판을 처리하는 시스템 및 기판의 반송을 행하는 방법 - Google Patents

기판을 반송하는 장치, 기판을 처리하는 시스템 및 기판의 반송을 행하는 방법 Download PDF

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KR20220136167A
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다케히로 신도
도시아키 고다마
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기판 반송실 내에서, 기판을 반송함에 있어서 기판 반송실의 바닥 면적을 작게 한다.
상기 기판 처리실이 접속되어, 당해 기판 처리실과의 사이에서 기판의 반출입이 행하여지는 개구부가 형성된 측벽부와, 제1 자석이 마련된 이동면을 갖는 기판 반송실과, 상기 기판 반송실에 수용되어, 상기 기판을 보유 지지하고, 제2 자석을 구비하고, 상기 자력을 사용해서 상기 이동면으로부터 부유한 상태에서, 상기 이동면을 따라 이동 가능하게 구성된 판 형상의 기판 반송 모듈과, 상기 기판 반송실에 마련되어, 상기 이동면의 각도를 제1 각도와, 상기 제1 각도보다도 수직에 가까운 제2 각도의 사이에서 전환하는 각도 조절 기구와, 상기 기판 반송실을 구성하고, 상기 각도 조절 기구에 의해 상기 제2 각도로 전환된 이동면이 접속 가능한 상기 제2 각도의 이동면을 구비한 반송 통로를 포함한다.

Description

기판을 반송하는 장치, 기판을 처리하는 시스템 및 기판의 반송을 행하는 방법{APPARATUS FOR TRANSPORTING SUBSTRATE, SYSTEM FOR PROCESSING SUBSTRATE, AND METHOD OF TRANSPORTING SUBSTRATE}
본 개시는, 기판을 반송하는 장치, 기판을 처리하는 시스템 및 기판을 반송하는 방법에 관한 것이다.
예를 들어, 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고도 함)에 대한 처리를 실시하는 장치에 있어서는, 웨이퍼를 수용한 캐리어와, 처리가 실행되는 웨이퍼 처리실의 사이에서 웨이퍼의 반송이 행하여진다. 웨이퍼의 반송 시에 있어서는, 다양한 구성의 웨이퍼 반송 기구가 이용된다.
예를 들어 특허문헌 1에는, 자기 부상을 이용해서 플레이트로부터 뜬 상태에서 처리 챔버간에 반도체 기판을 이송하는 기판 캐리어가 기재되어 있다.
일본 특허 공표 제2018-504784호 공보
본 개시는, 자기 부유식 기판 반송 모듈을 사용해서 기판의 반송을 행하는 데 있어서, 기판 반송실의 바닥 면적을 저감하는 기술을 제공한다.
본 개시에 관한 기판의 반송을 행하는 장치는, 기판의 처리가 행하여지는 기판 처리실에 대하여 기판의 반송을 행하는 장치이며,
상기 기판 처리실이 접속되어, 당해 기판 처리실과의 사이에서 기판의 반출입이 행하여지는 개구부가 형성된 측벽부와, 제1 자석이 마련된 이동면을 갖는 기판 반송실과,
상기 기판 반송실에 수용되어, 상기 기판을 보유 지지하고, 상기 제1 자석과의 사이에 작용하는 반발력 및 흡인력의 적어도 한쪽인 자력의 작용을 받는 제2 자석을 구비하고, 상기 자력을 사용해서 상기 이동면으로부터 부유한 상태에서, 상기 이동면을 따라 이동 가능하게 구성된 판 형상의 기판 반송 모듈과,
상기 기판 반송실에 마련되어, 상기 이동면의 각도를 제1 각도와, 상기 제1 각도보다도 수직에 가까운 제2 각도의 사이에서 전환하는 각도 조절 기구와,
상기 기판 반송실을 구성하고, 상기 제2 각도로 전환된 상기 각도 조절 기구 이동면에 접속됨과 함께, 상기 제2 각도의 이동면을 구비한 반송 통로를 구비한다.
본 개시에 의하면, 자기 부유식 기판 반송 모듈을 사용해서 기판의 반송을 행하는 데 있어서, 기판 반송실의 바닥 면적을 저감할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 웨이퍼 처리 시스템의 평면도이다.
도 2는 이동면이 형성되는 타일 및 반송 모듈의 모식도이다.
도 3은 반송 모듈의 종단 측면도이다.
도 4는 각도 조절 기구의 사시도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 따른 각도 조절 기구가 마련되어 있는 평면 영역을 도시하는 종단 정면도이다.
도 6은 제1 실시 형태에 따른 반송 통로를 도시하는 종단 정면도이다.
도 7은 상기 반송 모듈의 동작예를 도시하는 제1 작용도이다.
도 8은 상기 반송 모듈의 동작예를 도시하는 제2 작용도이다.
도 9는 상기 반송 모듈의 동작예를 도시하는 제3 작용도이다.
도 10은 상기 반송 모듈의 동작예를 도시하는 제4 작용도이다.
도 11은 제2 실시 형태에 따른 웨이퍼 처리 시스템의 평면도이다.
도 12는 제2 실시 형태에 따른 상기 반송 모듈의 동작예를 도시하는 제1 작용도이다.
도 13은 제2 실시 형태에 따른 상기 반송 모듈의 동작예를 도시하는 제2 작용도이다.
도 14는 제3 실시 형태에 따른 웨이퍼 처리 시스템의 평면도이다.
도 15는 제3 실시 형태에 따른 상기 각도 조절 기구가 마련되어 있는 영역을 도시하는 종단 정면도이다.
도 16은 제3 실시 형태에 따른 반송 통로를 도시하는 종단 정면도이다.
[제1 실시 형태]
이하, 제1 실시 형태에 따른 기판의 반송을 행하는 장치를 구비한 웨이퍼 처리 시스템(100)의 전체 구성에 대해서, 도 1을 참조하면서 설명한다.
도 1에는, 웨이퍼(W)의 처리가 행하여지는 기판 처리실인 복수의 웨이퍼 처리실(110)을 구비한 멀티 챔버 타입의 웨이퍼 처리 시스템(100)을 도시하고 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼 처리 시스템(100)은, 로드 포트(141)와, 대기 반송실(140)과, 로드 로크실(130)과, 진공 반송실(120)과, 복수의 웨이퍼 처리실(110)을 구비하고 있다. 이하의 설명에서는, 로드 포트(141)가 마련되어 있는 측을 앞쪽으로 한다.
웨이퍼 처리 시스템(100)에 있어서, 로드 포트(141), 대기 반송실(140), 로드 로크실(130)은, 앞쪽으로부터 수평 방향으로 이 순으로 배치되어 있다. 또한 로드 로크실(130)의 후방측에는, 진공 분위기 하에서 웨이퍼 처리실(110)까지 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 진공 반송실(120)이 접속되어 있다.
로드 포트(141)는, 처리 대상의 웨이퍼(W)를 수용하는 캐리어(C)가 적재되는 적재대로서 구성되고, 앞쪽에서 보아 좌우 방향으로 3대 나란하게 설치되어 있다. 캐리어(C)로서는, 예를 들어 FOUP(Front Opening Unified Pod) 등을 사용할 수 있다.
대기 반송실(140)은, 대기압(상압) 분위기로 되어 있어, 예를 들어 청정 공기의 다운 플로가 형성되어 있다. 또한, 대기 반송실(140)의 내부에는, 웨이퍼(W)를 반송하는 웨이퍼 반송 기구(142)가 마련되어 있다. 대기 반송실(140) 내의 웨이퍼 반송 기구(142)는, 캐리어(C)와 로드 로크실(130)의 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
진공 반송실(120)과 대기 반송실(140)의 사이에는, 2개의 로드 로크실(130)이 좌우로 나란하게 설치되어 있다. 로드 로크실(130) 내에는, 반출입 대상의 웨이퍼(W)가 일시적으로 배치된다. 로드 로크실(130)은, 반입된 웨이퍼(W)를 하방으로부터 밀어올려서 보유 지지하는 승강 핀(131)을 갖는다. 승강 핀(131)은, 둘레 방향 등간격으로 3개 마련되어 승강 가능하게 구성되어 있다. 로드 로크실(130)은, 대기압 분위기와 진공 분위기를 전환할 수 있도록 구성되어 있다. 로드 로크실(130)과 대기 반송실(140)은, 게이트 밸브(133)를 통해서 접속되어 있다.
로드 로크실(130)의 후방측에는, 게이트 밸브(132)를 통해서 진공 반송실(120)이 접속되어 있다. 또한 진공 반송실(120)에는, 복수의 웨이퍼 처리실(110)이 접속되어 있다. 그리고 처리 대상의 웨이퍼(W)는, 이 진공 반송실(120)을 통해서, 로드 로크실(130)과 웨이퍼 처리실(110)의 사이에서 반송된다. 이때 웨이퍼(W)는, 후술하는 반송 모듈(기판 반송 모듈)(20)에 적재된 상태에서 반송된다.
본 예에서는, 진공 반송실(120)은, 로드 로크실(130)로부터 후방을 향해서 신장되도록 마련되어 있다. 그리고 진공 반송실(120)의 좌우에는, 당해 진공 반송실(120)을 사이에 두고 서로 대향하도록 웨이퍼 처리실(110)이 접속되어 있다. 본 예에서는, 서로 대향하는 웨이퍼 처리실(110)은, 전후로 2조, 합계 4기 마련되어 있다. 진공 반송실(120)은, 도시하지 않은 진공 배기 기구에 의해 진공 분위기로 감압되어 있다. 진공 반송실(120)은, 본 실시 형태의 기판 반송실에 상당하고 있다.
진공 반송실(120)의 설명 전에, 진공 반송실(120) 내에서 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 모듈(20)에 대해서 설명한다. 도 2, 도 3에 도시한 바와 같이, 반송 모듈(20)은, 웨이퍼(W)가 적재, 보유 지지되는 스테이지(2)를 구비한다. 예를 들어 스테이지(2)는, 편평한 원판 형상으로 형성되고, 그 상면은 웨이퍼(W)보다도 큰 직경을 가져, 반송 대상의 웨이퍼(W)를 적재하기 위한 적재면으로 되어 있다.
더욱 상세하게는 후술하는데, 반송 모듈(20)은, 수직 방향을 따라 적재면을 배치한 자세로 웨이퍼(W)를 보유 지지해서 이동하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 또한, 표현의 편의상, 상술한 자세를 「기립 배치의 자세」라고도 한다. 그러기 위해서 스테이지(2)의 상면에는, 반송 모듈(20)을 기립 배치의 자세로 했을 때, 웨이퍼(W)를 하방측으로부터 지지해서 웨이퍼(W)의 낙하를 방지하는 2개의 돌기부(22)가 마련되어 있다. 또한 돌기부(22)에 의해 웨이퍼(W)를 지지하는 것 대신에, 스테이지(2)에 정전 척이나 기계식 척을 마련해서 웨이퍼(W)를 지지해도 된다.
또한 도 1에 도시하는 바와 같이 반송 모듈(20)에는, 로드 로크실(130) 내에 마련된 승강 핀(131)과의 간섭을 피하기 위해서, 스테이지(2)의 주연으로부터 스테이지(2)의 내측을 향해서 신장되는 3개의 슬릿(21)이 형성되어 있다.
도 3에 모식적으로 도시된 바와 같이, 후술하는 진공 반송실(120)에는, 자기 부유에 의해 반송 모듈(20)을 이동시키기 위한 이동면(10)이 형성된 복수의 타일(10a)이 마련되어 있다. 또한 본 예에서는, 로드 로크실(130)의 저면에도 마찬가지의 타일(10a)이 마련되어 있다. 각 타일(10a)에는, 이동면(10)의 하방측에, 각각 복수의 이동면측 코일(15)이 배열되어 있다. 이동면측 코일(15)은, 도시하지 않은 전력 공급부로부터 전력이 공급됨으로써 자장을 발생시킨다. 이 관점에서 이동면측 코일(15)은, 본 실시 형태의 제1 자석에 상당한다.
또한, 도면이 번잡해지는 것을 피하기 위해서, 도 2, 도 3 이외의 도면에서는 부호의 병기를 생략하고 있는데, 각 도면에 기재된 이동면(10)은, 상술한 타일(10a)에 의해 형성되어 있다.
한편, 반송 모듈(20)의 내부에는, 복수의 영구 자석(35)이 배열되어 있다. 각 영구 자석(35)에 대해서는, 그 자극의 배향에 따라서, 이동면측 코일(15)에 의해 생성되는 자장과의 사이의 반발력이나 흡인력이 작용한다. 이 반발력 및 흡인력의 적어도 한쪽인 자력의 작용에 의해, 이동면(10)에 대하여 반송 모듈(20)을 자기 부유시킨 상태로 할 수 있다. 또한, 이동면측 코일(15)에 의해 생성하는 자장의 강도나 위치를 조절함으로써, 이동면(10) 상에서 반송 모듈(20)을 원하는 방향으로 이동시키는 것이나, 부유량의 조절, 반송 모듈(20) 배향의 조절을 행할 수 있다.
반송 모듈(20)에 마련된 영구 자석(35)은, 본 실시 형태의 제2 자석에 상당한다. 또한 반송 모듈(20) 내의 영구 자석 대신에, 배터리로부터 전력이 공급되어, 전자석으로서 기능하는 코일을 사용해서 제2 자석을 구성해도 된다.
또한, 자기 부유에 의해 형성되는 이동면(10)과 반송 모듈(20)의 사이의 간극은, 편의상 도 3에만 도시하고, 다른 도면에서는 당해 간극의 기재는 생략하고 있다.
계속해서 진공 반송실(120)에 대해서 설명한다. 진공 반송실(120)은, 평면 영역(121)과 반송 통로(122)를 구비하고 있다. 평면 영역(121)은, 그 저면측에, 반송 모듈(20)을 수평 배치의 자세로 이동시키는 수평한 이동면(10)을 구비하고 있다. 또한 반송 통로(122)는, 반송 모듈(20)을 기립 배치의 자세로 이동시키는 수직인 이동면(10)을 구비한 반송 통로(122)를 구비하고 있다.
본 예에서는, 진공 반송실(120)의 전방측에 마련된 2대의 로드 로크실(130)과 접속되는 영역에, 이들 2대의 로드 로크실(130)과 대향하도록 평면 영역(121)이 배치되어 있다. 또한 전방측에서 보아, 좌우의 웨이퍼 처리실(110) 사이에 놓인 2군데의 영역에도, 각각 평면 영역(121)이 배치되어 있다. 따라서, 도 1에 도시하는 바와 같이, 평면 영역(121)은, 전후 방향으로 나란하게 3군데에 배치되어 있다.
또한 전후 방향으로 인접해서 배치되는 평면 영역(121)끼리의 사이는, 반송 통로(122)에 의해 연결되어 있다. 반송 통로(122)는, 앞쪽에서 보아, 평면 영역(121)의 좌우 방향 대략 중앙 위치에 접속되어 있다. 반송 통로(122)의 좌우 측면은 각각 수직면으로 되어 있고, 좌우의 측면 중, 좌측의 측면에 대하여, 반송 모듈(20)을 이동시키기 위한 이동면(10)이 형성되어 있다. 반송 통로(122)는, 평면 영역(121)과 비교해서 좌우 방향의 폭 치수가 작아, 바닥 면적도 작게 되어 있다.
진공 반송실(120)에는, 반송 모듈(20)의 이동면(10)의 각도를 전환하는 각도 조절 기구(3)가 마련되어 있다. 각도 조절 기구(3)는, 이동면(10)의 각도를 전환함으로써, 당해 이동면(10)을 따라 이동하는 반송 모듈(20)의 자세를 수평 배치와, 기립 배치의 사이에서 전환할 수 있다.
도 1, 도 4, 도 5에 도시하는 바와 같이 각도 조절 기구(3)는, 정면에서 보아 평면 영역(121)의 좌측 영역에 마련되어 있다. 각도 조절 기구(3)는, 일면이 이동면(10)인 스테이지(30)를 구비하고 있다. 스테이지(30)는, 반송 모듈(20)보다도 한층 큰 사각 판 형상으로 구성되어 있다. 또한 앞쪽에서 보아 평면 영역(121)의 중앙 위치, 스테이지(30)의 우측 단부의 위치에는, 전후 방향으로 신장되도록 배치된 회동 축(31)이 마련되어 있다.
스테이지(30)는, 당해 회동 축(31) 주위로 회동하도록 구성되어 있다. 그리고 스테이지(30)를 회동시킴으로써, 이동면(10)을 수평으로 하는 제1 각도와, 이동면(10)을 수직으로 하는 제2 각도의 사이에서 이동면(10)의 각도를 전환할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 상기 회동 축(31)의 배치 위치는, 반송 통로(122)의 배치 위치에 맞춰서 설정되어 있어, 스테이지(30)를 수직으로 하면, 당해 스테이지(30)의 이동면(10)과 반송 통로(122)의 이동면(10)이 접속(정렬)된 상태로 된다.
상술한 구성의 각도 조절 기구(3)에 의하면, 스테이지(30)를 제1 각도로 했을 때는, 스테이지(30)의 이동면(10)은, 평면 영역(121) 내의 다른 이동면(10)과 접속된다. 이에 의해 반송 모듈(20)은, 평면 영역(121) 내의 전체면에서 이동 가능하게 된다.
또한 이미 설명한 바와 같이, 스테이지(30)를 제2 각도로 했을 때는, 스테이지(30)의 이동면(10)은, 도 6에 도시하는 반송 통로(122)의 이동면(10)과 접속된다. 이에 의해 반송 모듈(20)은, 스테이지(30)와 반송 통로(122)의 사이에서 이동 가능하게 된다. 즉 반송 통로(122)는, 제2 각도의 이동면(10)을 구비하고 있다고 할 수 있다.
각 웨이퍼 처리실(110)은, 게이트 밸브(111)가 마련된 개구부를 통해서 진공 반송실(120)(평면 영역(121))의 측벽부에 접속되어 있다. 게이트 밸브(111)는, 예를 들어 게이트가 닫힌 상태로부터 상방으로 이동하여 개구되도록 구성되어, 게이트의 하면에 마련된 립 시일에 의해 웨이퍼 처리실(110) 내를 밀폐하도록 구성되어 있다. 이와 같은 구성의 게이트 밸브(111)를 사용함으로써, 이동면(10)의 사이의 요철을 작게 하여, 웨이퍼 처리실(110)과의 사이의 반송 모듈(20)의 진입·퇴출의 방해가 되지 않도록 할 수 있다.
각 웨이퍼 처리실(110)은, 도시하지 않은 진공 배기 기구에 의해, 진공 분위기로 감압된 상태에서, 그 내부에 마련된 적재대(112)에 적재된 웨이퍼(W)에 대하여 소정의 처리가 실시된다. 웨이퍼(W)에 대하여 실시하는 처리로서는, 에칭 처리, 성막 처리, 클리닝 처리, 애싱 처리 등을 예시할 수 있다. 적재대(112)에는, 예를 들어 웨이퍼(W)를 소정의 온도로 가열하는 도시하지 않은 히터가 마련되어 있다. 웨이퍼(W)에 대하여 실시하는 처리가 처리 가스를 이용하는 것인 경우, 웨이퍼 처리실(110)에는, 샤워 헤드 등에 의해 구성되는 도시하지 않은 처리 가스 공급부가 마련된다. 웨이퍼 처리실(110)은, 본 실시 형태의 기판 처리실에 상당하고 있다.
또한 웨이퍼 처리실(110)에는, 진공 반송실(120)에서의 반송 모듈(20)과의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하는 도시하지 않은 웨이퍼(W)의 전달 기구가 마련되어 있다. 전달 기구로서는, 반송 모듈(20)에 마련된 이미 설명한 슬릿(21)을 통해서 돌출 함몰하여, 반송 모듈(20)에 적재된 웨이퍼(W)를 하방으로부터 밀어올려서 승강시키는 승강 핀을 예시할 수 있다. 그리고 승강 핀을 강하시켜서 웨이퍼 처리실(110)에 마련된 적재대(112)에 웨이퍼(W)를 전달할 수 있다.
도 1로 돌아가서, 상술한 구성을 구비하는 웨이퍼 처리 시스템(100)은, 각 이동면측 코일(15)이나 웨이퍼 처리실(110) 등을 제어하는 제어부(9)를 구비한다. 제어부(9)는, CPU와 기억부를 구비한 컴퓨터에 의해 구성되어, 웨이퍼 처리 시스템(100)의 각 부 등을 제어하는 것이다. 기억부에는 반송 모듈(20)이나 웨이퍼 처리실(110)의 동작 등을 제어하기 위한 스텝(명령)군이 짜여진 프로그램이 기록되어 있다. 이 프로그램은, 예를 들어 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그네트 옵티컬 디스크, 메모리 카드 등의 기억 매체에 저장되어, 거기로부터 컴퓨터에 인스톨된다.
이어서, 웨이퍼 처리 시스템(100)의 동작의 일례에 대해서 설명한다. 먼저, 로드 포트(141)에 대하여, 처리 대상의 웨이퍼(W)를 수용한 캐리어(C)가 적재되면, 대기 반송실(140) 내의 웨이퍼 반송 기구(142)에 의해 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)가 빼내어진다.
계속해서 게이트 밸브(133)가 열리고, 웨이퍼 반송 기구(142)가 로드 로크실(130)에 진입하면, 승강 핀(131)은 웨이퍼(W)를 밀어올려서 수취한다. 여기에서는, 예를 들어 앞쪽에서 보아 우측의 로드 로크실(130)에 최초의 웨이퍼(W)가 반입된다. 그런 뒤, 웨이퍼 반송 기구(142)가 로드 로크실(130)로부터 퇴피하면, 게이트 밸브(133)가 폐쇄된다. 또한 로드 로크실(130) 내가 대기압 분위기에서 진공 분위기로 전환된다. 계속해서 마찬가지의 수순에 의해, 2매째의 웨이퍼(W)가, 앞쪽에서 보아 좌측의 로드 로크실(130)에 반송된다.
로드 로크실(130) 내가 진공 분위기로 되면, 게이트 밸브(132)가 열린다. 이때 진공 반송실(120) 내에서는, 로드 로크실(130)에 정면으로 대향한 자세로 반송 모듈(20)이 대기하고 있다. 그리고, 타일(10a)에 마련되어 있는 이동면측 코일(15)에 의해 생성한 자장을 이용하여, 반발력을 사용한 자기 부유에 의해 반송 모듈(20)을 상승시킨다.
계속해서 로드 로크실(130)로부터 각 웨이퍼 처리실(110)에의 웨이퍼(W)의 반송을 설명한다. 또한 웨이퍼(W)의 반송을 개시하기 전에는, 각 각도 조절 기구(3)의 스테이지(30)는, 이동면(10)을 수평(제1 각도)의 상태로 하고 있다.
먼저 반송 모듈(20)을 로드 로크실(130) 내에 진입시켜, 승강 핀(131)에 지지된 웨이퍼(W)의 하방에 위치시킨다. 또한 승강 핀(131)을 강하시켜서 반송 모듈(20)에 웨이퍼(W)를 전달함으로써, 스테이지(2)에 웨이퍼(W)가 적재된다.
이어서 도 7에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)를 보유 지지한 반송 모듈(20)을 로드 로크실(130)로부터 퇴출시키고, 평면 영역(121) 내를 앞쪽에서 보아 좌측으로 이동시킨다. 이미 설명한 바와 같이 스테이지(30)의 이동면(10)을 수평으로 했을 때는, 스테이지(30)의 이동면(10)은, 평면 영역(121) 내의 다른 이동면(10)과 접속되어 있다. 그 때문에 도 7에 도시하는 바와 같이 반송 모듈(20)은, 스테이지(30)의 이동면(10)으로 이동할 수 있다. 또한 이때 반송 모듈(20)은, 도 4에 도시하는 바와 같이 돌기부(22)를 회동 축(31)측을 향하게 해서 정지한다.
계속해서 각도 조절 기구(3)에 의해 스테이지(30)의 각도를 조절하여, 이동면(10)을 수직(제2 각도)으로 전환한다. 또한 이때, 도 8에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼 처리실(110)측에 마련되어 있는 다른 각도 조절 기구(3)의 스테이지(30)도 각도를 조절하여, 이동면(10)을 수직으로 전환한다.
이에 의해 웨이퍼 처리실(110)측의 스테이지(30)의 이동면(10)에 대해서도, 반송 통로(122)의 이동면(10)에 접속된다.
이때 반송 모듈(20)은 기립 배치의 자세로 되는데, 웨이퍼(W)에서 보아 회동 축(31)측에 돌기부(22)가 마련되어 있다. 이 돌기부(22)가, 기립으로 된 상태의 웨이퍼(W)의 하방측에 위치하여, 웨이퍼(W)의 낙하가 억제된다. 또한 웨이퍼(W)의 위치가 돌기부(22)에 의해 규제됨으로 인한 위치 정렬의 효과도 있다.
그리고 스테이지(30)의 반송 모듈(20)은, 반송 통로(122)의 이동면(10)을 통과하여, 예를 들어 다음의 평면 영역(121)에 마련된 각도 조절 기구(3)의 스테이지(30)의 이동면(10)까지 이동한다(도 9).
이어서 반송 모듈(20)이 위치하고 있는 스테이지(30)의 이동면(10)을 수평하게 전환한다. 이에 의해 도 10에 도시하는 바와 같이 반송 모듈(20)이 수평한 자세로 되어, 스테이지(30)의 이동면(10)이, 평면 영역(121) 내의 다른 이동면(10)과 접속된다. 상기 동작을 바꿔 말하면, 웨이퍼 처리실(110)측의 평면 영역(121)에 마련된 각도 조절 기구(3)는, 반송 통로(122)를 이동해 온 반송 모듈(20)의 이동면(10)을 제2 각도에서 제1 각도로 전환한다. 그리고 예를 들어 반송처의 웨이퍼 처리실(110)의 게이트 밸브(111)를 개방하여, 반송 모듈(20)에 보유 지지된 웨이퍼(W)를 웨이퍼 처리실에 반입한다.
이상으로 설명한 각 동작에 의해, 각 웨이퍼 처리실(110)에의 웨이퍼(W)의 반입이 완료되면, 반송 모듈(20)을 퇴출시키고, 게이트 밸브(111)를 닫는다. 계속해서 순차, 적재대(112)에 의한 웨이퍼(W)의 가열을 행하여, 미리 설정된 온도로 승온함과 함께, 처리 가스 공급부로부터 웨이퍼 처리실(110) 내에 처리 가스를 공급한다. 이렇게 해서, 웨이퍼(W)에 대한 원하는 처리가 실행된다.
이렇게 해서 미리 설정한 기간, 웨이퍼(W)의 처리를 실행하면, 웨이퍼(W)의 가열을 정지함과 함께 처리 가스의 공급을 정지한다. 그런 뒤, 반입 시와는 역의 수순으로 웨이퍼(W)를 반송하여, 웨이퍼 처리실(110)로부터 로드 로크실(130)에 웨이퍼(W)를 복귀시킨다.
또한, 로드 로크실(130)의 분위기를 상압 분위기로 전환한 후, 대기 반송실(140)측의 웨이퍼 반송 기구(142)에 의해 로드 로크실(130) 내의 웨이퍼(W)를 빼내어, 소정의 캐리어(C)로 복귀시킨다.
이상의 동작을 정리하면, 웨이퍼(W)가 적재된 반송 모듈(20)은, 로드 로크실(130)로부터 퇴출하면, 각도 조절 기구(3)를 사용한 이동면(10)의 이동에 의해, 수평 배치에서 기립으로 자세를 변화시킨다. 그리고 반송 모듈(20)은, 기립 배치의 자세로 반송 통로(122)를 통해서 웨이퍼 처리실(110)측의 평면 영역(121)으로 이동한다. 그런 뒤, 반송 모듈(20)은, 당해 평면 영역(121)에 마련된 각도 조절 기구(3)에 의해 수평 배치로 자세를 바꾼다. 그리고 반송 모듈(20)은, 수평 배치의 자세로 제1 각도의 이동면(10)을 이동해서 웨이퍼 처리실(110)에 진입하여, 웨이퍼(W)를 전달한다.
이렇게 반송 모듈(20)을 수직인 이동면(10)을 따라 이동시킴으로써, 바닥 면적이 작은 반송 통로(122)를 사용해서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다. 이 때문에, 진공 반송실(120) 전체의 바닥 면적을 작게 하여, 장치의 대형화를 피할 수 있다.
또한 웨이퍼 처리 시스템(100)에서는, 웨이퍼 처리실(110) 내를 진공으로 하기 위한 펌프나, 웨이퍼(W)의 처리에 사용하는 처리액의 탱크 등이 병설된다. 예를 들어 이러한 펌프나 탱크 등을 웨이퍼 처리실(110)의 상방에 설치하고자 하면, 웨이퍼 처리 시스템(100)이 고층화되어 버릴 우려가 있다. 한편, 본 개시에 관한 웨이퍼 처리 시스템(100)에서는, 반송 통로(122)의 측방의 영역에 펌프나 탱크 등을 배치할 수 있기 때문에, 웨이퍼 처리 시스템(1)의 고층화를 억제할 수 있다.
또한 예를 들어 칠러 등의 온도 조절 기구에 의해 적재대(112)에 적재된 웨이퍼(W)를 온도 조절하는 경우도 있는데, 열효율을 생각하면, 온도 조절 기구는 가능한 한 열처리를 행하는 개소에 가까운 것이 바람직하다. 본 개시에 관한 웨이퍼 처리 시스템(100)은, 반송 통로(122)의 측방을 이용하여, 열처리를 행하는 개소의 근처에 온도 조절 기구를 마련하는 등, 부대 설비의 설치 레이아웃의 선택지가 많아져서, 사용하는 프로세스에 적합한 레이아웃을 선택할 수 있다.
또한 반송 통로(122)의 이동면(10)의 각도(제2 각도)는, 수직에 한하지 않고, 예를 들어 45° 이상, 90° 이하이면 된다. 이렇게 반송 통로(122)의 측면을 경사진 이동면(10)으로 함으로써, 진공 반송실(120)의 바닥 면적을 저감할 수 있다. 또한 각도 조절 기구(3)는, 로드 로크실(130) 내에 마련해도 된다.
이 밖에, 진공 반송실(120)의 웨이퍼 처리실(110)의 배치수, 배치 레이아웃은, 도 1에 도시한 예에 한정되는 것은 아니다. 필요에 따라 웨이퍼 처리실(110)의 배치수를 증감해도 된다. 예를 들어 진공 반송실(120)에 웨이퍼 처리실(110)을 1개만 마련하는 경우도, 본 개시의 기술적 범위에 포함된다.
또한, 진공 반송실(120)의 배치에 대해서도, 도 1에 도시하는 바와 같이 진공 반송실(120)의 긴 변을 전후 방향을 향하게 해서 배치하는 경우에 한정되지 않는다. 예를 들어 로드 포트(141)측에서 보아, 상기 긴 변을 좌우 방향을 향하게 해서 진공 반송실(120)을 배치해도 된다.
또한 진공 반송실(120)의 평면 형상에 대해서도, 웨이퍼 처리 시스템(100)이 배치되는 에어리어의 형상에 따라 다양한 형상의 것을 채용해도 된다. 예를 들어 대략 정사각형이나 오각형 이상의 다각형, 원형이나 타원형의 각 변을 구성하도록, 반송 통로(122)를 배치하여도 된다.
이 밖에, 반송 모듈(20)을 사용해서 웨이퍼 처리실(110)에 대한 웨이퍼(W)의 반송이 실시되는 기판 반송실은, 내부가 진공 분위기인 진공 반송실(120)에 의해 구성하는 경우에 한정되지 않는다. 내부가 대기압 분위기인 기판 반송실의 측방에 웨이퍼 처리실(110)이 마련되어 있는 구성의 웨이퍼 처리 시스템에 대해서도, 본 개시의 장치를 적용할 수 있다. 이 경우에는, 웨이퍼 처리 시스템에 대하여 로드 로크실(130)을 마련하는 것은 필수적인 요건이 아니며, 캐리어(C)로부터 대기 반송실(140)로 빼낸 웨이퍼(W)를, 직접 기판 반송실에 반입해도 된다.
[제2 실시 형태]
웨이퍼 처리 시스템은, 반송 모듈(20)을 기립 배치의 자세인 채 이동면(10)을 따라 이동시켜서 웨이퍼 처리실에 반입해도 된다. 예를 들어 도 11은, 반송 모듈(20)이 수직인 이동면(10)을 따라 이동해서 웨이퍼 처리실(113)에 진입하도록 구성한 웨이퍼 처리 시스템(101)을 도시하고 있다.
이 웨이퍼 처리 시스템(101)은, 로드 로크실(130)에 대향하도록 배치된, 가장 앞쪽에만 평면 영역(121)이 마련되어 있는 점이, 도 1에 도시한 진공 반송실(120)과 다르다. 그리고 이 평면 영역(121)에서 반송 모듈(20)을 기립 배치의 자세로 해서, 반송 통로(122)를 통해서 수직인 이동면(10)을 따라 이동시켜 웨이퍼 처리실(113)에 진입시킨다.
이 예에서는, 반송 통로(122)의 안쪽에 반송 모듈(20)의 이동 방향을 전환하는 회전대(123)가 마련되어 있다. 이 회전대(123)의 안쪽에는, 또한 반송 통로(122)가 마련되고, 안쪽의 반송 통로(122)의 종단부에는 또 하나의 회전대(123)가 마련되어 있다. 각 회전대(123)는, 연직축 주위로 회전하도록 구성되고, 회전대(123) 상에는, 각 반송 통로(122)의 이동면(10)과 접속되는 이동면(10)을 구비한 수직면(124)이 마련되어 있다.
그리고 각 회전대(123)의 좌우에는, 회전대(123)를 상방에서 보아 반시계 방향으로 90° 회전시켰을 때 수직면(124)의 이동면(10)과 접속되는 이동면(10)을 구비한 통로(125)를 통해서 웨이퍼 처리실(113)이 접속되어 있다. 또한 도 11 중의 부호 111은 게이트 밸브를 나타내고 있다.
웨이퍼 처리실(113)은, 예를 들어 통로(125)의 이동면(10)과 접속된 수직인 이동면(10)을 구비하고 있다. 이 예의 웨이퍼 처리실(113)에는, 웨이퍼 처리실(113) 내에 진입한 반송 모듈(20)에 지지된 웨이퍼(W)를 향해서, 이온을 수평하게 조사하여 이온 주입을 행하는 이온 주입부(114)가 마련되어 있다. 이 웨이퍼 처리실(113)은, 반송 모듈(20)에 지지된 웨이퍼(W)를 향해서 이온을 조사하도록 구성되어 있다.
이 웨이퍼 처리실(113)의 이동면(10)에는, 반송 모듈(20)의 위치 정렬을 행하기 위해서 반송 모듈(20)을 하방측으로부터 지지하는 지지부를 마련해도 된다. 또한 웨이퍼 처리실(113)에는, 수직인 이동면(10)을 따라 이동해 온 반송 모듈(20)로부터, 웨이퍼 처리실(113)측의 웨이퍼 보유 지지부에 전달하는 전달 기구를 마련해도 된다.
상술한 웨이퍼 처리 시스템(101)에 있어서, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 웨이퍼(W)를 보유 지지한 반송 모듈(20)을 로드 로크실(130)로부터 진공 반송실(120)에 진입시켜 스테이지(30)의 상방으로 이동시킨다. 그리고 이동면(10)을 수직으로 전환한 후, 반송 모듈(20)을 예를 들어 앞쪽의 회전대(123)까지 이동시킨다(도 12). 이어서 도 13에 도시하는 바와 같이 회전대(123)를 반시계 방향으로 90° 회전시킨다. 또한, 반송처의 웨이퍼 처리실(113)의 게이트 밸브(111)를 개방하여, 기립 배치의 자세의 반송 모듈(20)을 제2 각도의 이동면(10)을 따라 이동시켜서, 좌측의 웨이퍼 처리실(113)에 진입시킨다. 계속해서 게이트 밸브(111)를 닫고, 웨이퍼(W)의 처리를 행한다.
상술한 웨이퍼 처리 시스템(101)에서도 바닥 면적이 작은 반송 통로(122) 및 통로(125)를 통해서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있어, 진공 반송실(120)의 바닥 면적을 작게 할 수 있기 때문에, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
[제3 실시 형태]
이 밖에, 반송 통로(122)의 양측면을 반송 모듈(20)의 이동면(10)으로 해서, 2대의 반송 모듈(20)이 반송 통로(122)를 통과할 수 있도록 구성해도 된다. 도 14 내지 도 16에는, 이러한 웨이퍼 처리 시스템(102)의 예를 도시한다. 이 예에서는, 반송 통로(122)의 좌우 양측면이 수직인 이동면(10)으로서 구성되어 있다(도 14).
또한 평면 영역(121)에는, 제1 실시 형태에서 나타낸 각도 조절 기구(3)에 추가하여, 정면에서 보아 평면 영역(121)의 우측의 영역에도 각도 조절 기구(3)가 마련되어 있다. 이들 각도 조절 기구(3)는, 정면에서 보아 좌우 대칭으로 구성되어 있다(도 15). 또한 좌우의 각도 조절 기구(3)의 사이는 간극이 마련되어 있지만, 좌우의 각도 조절 기구(3)의 사이의 반송 모듈(20)의 이동을 방해하지 않을 정도의 간극이다. 나아가, 당해 간극을 메우도록 수평한 이동면(10)을 마련해도 된다.
상술한 구성에 의하면, 좌우의 스테이지(30)의 이동면(10)을 수평으로 했을 때는, 평면 영역(121) 내의 이동면(10)이 서로 접속된 상태로 된다.
또한 우측의 스테이지(30)의 이동면(10)을 수직으로 했을 때는, 이동면(10)은, 반송 통로(122)의 우측의 이동면(10)과 접속된 상태로 된다. 한편, 좌측의 스테이지(30)의 이동면(10)을 수직으로 했을 때는, 이동면(10)은, 반송 통로(122)의 좌측의 이동면(10)과 접속된 상태로 된다.
그리고 반송 통로(122)는, 웨이퍼(W)를 보유 지지한 2대의 반송 모듈(20)이 스쳐 지나갈 수 있는 폭으로 형성되어 있다(도 16). 따라서, 대향해서 배치된 2개의 이동면(10)은, 반송 모듈(20)끼리 스쳐 지나갈 수 있는 간극을 개재시켜 배치되어 있게 된다. 또한 반송 통로(122)의 좌우 방향의 중앙 위치에는, 웨이퍼(W)를 보유 지지한 반송 모듈(20)이 이동하는, 반송 통로(122) 내의 공간을 좌우로 구획하는 유전체로 구성된 구획 부재(126)가 마련되어 있다.
이렇게 구성함으로써, 반송 통로(122)가 넓어지는 것을 억제하면서, 반송 통로(122)를 반송 모듈(20)이 스쳐 지나갈 수 있다. 따라서, 각 반송 통로(122)에 복수의 반송 모듈(20)을 동시에 통과시킬 수 있기 때문에 장치의 스루풋이 향상된다.
또한 반송 통로(122)를 좌우로 구획하도록 유전체의 구획 부재(126)를 설치함으로써, 2대의 반송 모듈(20)끼리 스쳐 지나갈 때, 각 반송 모듈(20)의 자력이 서로 간섭하는 것을 방지할 수 있다.
이 밖에, 도 14 내지 도 16을 사용해서 설명한 예와는 달리, 공통의 수직 벽의 양면에 각각 이동면(10)을 형성하고, 각각의 이동면(10)을 따라 반송 모듈(20)을 이동시키는 2개의 반송 통로(122)를 구비한 웨이퍼 처리 시스템을 구성해도 된다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시 형태는, 첨부의 청구범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.

Claims (10)

  1. 기판의 처리가 행하여지는 기판 처리실에 대하여 기판의 반송을 행하는 장치이며,
    상기 기판 처리실이 접속되어, 당해 기판 처리실과의 사이에서 기판의 반출입이 행하여지는 개구부가 형성된 측벽부와, 제1 자석이 마련된 이동면을 갖는 기판 반송실과,
    상기 기판 반송실에 수용되어, 상기 기판을 보유 지지하고, 상기 제1 자석과의 사이에 작용하는 반발력 및 흡인력의 적어도 한쪽인 자력의 작용을 받는 제2 자석을 구비하고, 상기 자력을 사용해서 상기 이동면으로부터 부유한 상태에서, 상기 이동면을 따라 이동 가능하게 구성된 판 형상의 기판 반송 모듈과,
    상기 기판 반송실에 마련되어, 상기 이동면의 각도를 제1 각도와, 상기 제1 각도보다도 수직에 가까운 제2 각도의 사이에서 전환하는 각도 조절 기구와,
    상기 기판 반송실을 구성하고, 상기 각도 조절 기구에 의해 상기 제2 각도로 전환된 이동면이 접속 가능한 상기 제2 각도의 이동면을 구비한 반송 통로를 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 각도는 수평이고, 상기 제2 각도는, 수평 방향에 대한 기울기가 45 내지 90°의 범위 내의 각도인, 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판 반송실은, 기판 처리실에 대하여, 상기 제1 각도의 이동면을 이동하는 기판 반송 모듈을 사용해서 기판의 반출입이 행하여지도록 구성되고,
    상기 반송 통로와 상기 개구부의 사이의 영역에 배치된 상기 각도 조절 기구를 포함하는, 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판 반송실은, 기판 처리실에 대하여, 상기 제2 각도의 이동면을 이동하는 기판 반송 모듈을 사용해서 기판의 반출입이 행하여지도록 구성된, 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 반송실은, 진공 분위기 하에서 기판의 반송이 행하여지도록 구성되고,
    상기 기판 반송실의 측벽부의 상기 개구부가 형성되어 있는 위치와는 다른 위치에는, 내부의 압력을 상압과 진공으로 전환 가능하게 구성됨과 함께, 상기 기판 반송실과의 사이에서 반출입되는 기판이 일시적으로 배치되는 로드 로크실이 접속되고,
    상기 기판 반송실은, 상기 로드 로크실과의 사이에서, 상기 제1 각도의 이동면을 이동하는 상기 상기 기판 반송 모듈을 사용해서 기판의 전달이 행해지도록 구성됨과 함께, 상기 로드 로크실과 상기 반송 통로의 사이의 영역에 배치된 상기 각도 조절 기구를 포함하는, 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반송 통로에는, 상기 제2 각도의 이동면이 서로 대향하도록 2개 배치되고,
    상기 각도 조절 기구는, 상기 반송 통로의 상기 2개의 이동면에 각각 접속 가능한 2개의 이동면의 각도를 전환하는, 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 상기 반송 통로의 2개의 이동면은, 각각의 이동면을 따라 이동하는 상기 기판 반송 모듈끼리 스쳐 지나갈 수 있는 간극을 개재시켜 배치되어 있는, 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 2개의 이동면의 사이에는, 각각의 이동면을 따라 상기 기판 반송 모듈이 이동하는 공간을 구획하는 구획 부재가 마련된, 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 기판의 반송을 행하는 장치와,
    상기 개구부를 통해서 상기 기판 반송실에 접속된 복수의 기판 처리실을 포함하는, 기판을 처리하는 시스템.
  10. 기판의 처리가 행하여지는 기판 처리실에 대하여 기판의 반송을 행하는 방법이며,
    상기 기판 처리실이 접속되어, 당해 기판 처리실과의 사이에서 기판의 반출입이 행하여지는 개구부가 형성된 측벽부와, 제1 자석이 마련된 이동면을 갖는 기판 반송실에 수용되어, 상기 기판을 보유 지지하고, 상기 제1 자석과의 사이에 작용하는 반발력 및 흡인력의 적어도 한쪽인 자력의 작용을 받는 제2 자석을 구비하고, 상기 자력을 사용해서 상기 이동면으로부터 부유한 상태에서, 상기 이동면을 따라 이동 가능하게 구성된 판 형상의 기판 반송 모듈을 사용하고,
    기판을 보유 지지한 상기 기판 반송 모듈의 이동면의 각도를 제1 각도와, 제1 각도보다도 수직에 가까운 제2 각도의 사이에서 전환하는 공정과,
    상기 기판 반송실을 구성하고, 상기 제2 각도로 전환된 상기 이동면이 접속가능한 상기 제2 각도의 이동면을 구비한 반송 통로를 통해서, 상기 기판 반송 모듈에 의해 기판을 반송하는 공정을 포함하는, 방법.
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