KR101205416B1 - 기판 반송 장치 및 기판 반송 방법 - Google Patents
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Abstract
처리 장치와 기판 수용부 사이에서의 기판의 반송 시간을 단축하여 기판 처리 시스템 스루풋을 향상시킨다. 처리 장치(22)에 대하여 기판(W) 반송을 행하는 기판 반송 장치(24)는, 처리 장치(22)로 반입되는 복수의 기판(W)을 수직 방향으로 다단으로 수용하는 기판 수용부(50)와, 처리 장치(22)로부터 반출되는 복수의 기판(Wa)을 수직 방향으로 다단으로 수용하는 기판 수용부(51)와, 기판 수용부(50)로부터 처리 장치(22)로 기판(W)을 반송하는 기판 보지부(56)와, 처리 장치(22)로부터 기판 수용부(51)로 기판을 반송하는 기판 보지부(57)를 가지고 있다. 기판 수용부(50) 내는 기판(W)과 기판 보지부(56)를 상대적으로 상하 방향으로 이동시키는 승강 기구(54)를 구비하고, 기판 수용부(51) 내는 기판(Wa)과 기판 보지부(57)를 상대적으로 상하 방향으로 이동시키는 승강 기구(55)를 구비하고 있다.
Description
본 발명은 기판에 소정의 처리를 실시하는 처리 장치에 대하여 기판의 반입출을 행하는 기판 반송 장치 및 기판 반송 방법에 관한 것이다.
예를 들면, 반도체 디바이스 등의 제조 프로세스에서는, 기판에 대하여 이온 주입 처리, 에칭 처리, 성막 처리 등의 각종 처리가 행해진다. 이들 처리를 행할 경우, 프로세스의 일관화, 연결화 혹은 복합화를 도모하기 위하여 복수의 처리 장치를 가지는, 이른바 멀티 챔버 타입의 기판 처리 시스템이 이용된다.
멀티 챔버 타입의 기판 처리 시스템에서는, 처리 장치로 반입되는 혹은 처리 장치로부터 반출되는 복수 매의 기판을 높이 방향으로 수용하는 기판 수용 용기와, 처리 장치와 기판 수용 용기 사이에서 기판의 반송을 행하는 반송 장치가 설치되어 있다. 그리고, 반송 장치는 선회, 신축 혹은 승강이라고 하는 동작이 가능한 반송 암을 구비하고 있어, 기판 수용 용기의 개구에 반송 암의 기판 보지부를 액세스시켜 각 높이의 기판을 1 매씩 취출하거나 수납할 수 있다. 또한, 반송 장치를 사이에 두고 기판 수용 용기에 대향하는 측에 설치된 처리 장치에 대하여 기판 보지부를 액세스시켜 기판을 1 매씩 반입 및 반출시킬 수 있다.
그런데, 이러한 기판 처리 시스템에서는 미처리 기판과 처리 완료 기판의 교체 작업 중에는 처리 장치가 가동되지 않는 대기 상태가 되므로, 기판 처리 시스템의 스루풋 향상의 관점에서 처치(處置) 장치와 기판 수용 용기 간의 기판의 반송 또는 처리 장치 내의 기판의 교체에 필요한 시간을 단축하는 것이 중요하다. 그래서 종래에는, 예를 들면 특허 문헌 1에 개시된 바와 같이, 기판을 반입하는 반입용 암과 처리 장치로부터 처리 완료된 기판을 반출하는 반출용 암이 별개로 독립적으로 설치되고, 반출용 암으로 처리 장치로부터 기판을 반출한 후에 생기는 처리 장치 내의 빈 공간으로 반입용 암으로 바로 미처리 기판을 반입하도록 하고 있다. 이와 같이 반입용과 반출용 암을 독립적으로 설치함으로써, 특히 복수의 기판의 처치를 일괄적으로 행하는 배치(batch) 처리 장치에서 처리 장치 내의 기판의 교체 시간의 단축이 가능해지고, 이에 따라 스루풋(throughput)의 향상이 도모되고 있다.
그러나, 특허 문헌 1에 개시되는 배치(batch) 처리 장치에서는, 기판 수용 용기와 처리 장치 간의 경로가 복잡하여 처리 장치 내의 기판을 모두 교체하는 데에 필요한 시간이 길다고 하는 과제가 있었다. 왜냐하면 기판을 버퍼 영역으로부터 처리 장치 내의 재치대로 반송함에 있어서, 반송 암은 (1) 버퍼 영역으로부터 기판을 받기 위한 신축 동작 및 승강 동작, (2) 버퍼 영역으로부터 처리 장치를 향한 선회 동작, (3) 처리 장치로 기판을 전달하기 위한 신축 동작이라고 하는 일련의 동작을 해야만 하고, 그 결과 1 매의 기판이 반송되는 데에 필요한 시간이 길어진다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 배치(batch)형 처리 장치를 구비한 기판 처리 시스템의 스루풋을 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 복수의 기판에 소정의 처리를 일괄적으로 실시하는 배치(batch)형 처리 장치에 대하여 기판의 반송을 행하는 기판 반송 장치로서, 처리 장치로 반입되는 복수의 기판을 수직 방향으로 다단으로 수용하는 제 1 기판 수용부와, 상기 처리 장치로부터 반출되는 복수의 기판을 수직 방향으로 다단으로 수용하는 제 2 기판 수용부와, 상기 제 1 기판 수용부로부터 상기 처리 장치로 기판을 반송하는 제 1 기판 보지(保持)부와, 상기 처리 장치로부터 상기 제 2 기판 수용부로 기판을 반송하는 제 2 기판 보지부와, 상기 제 1 기판 수용부 내의 기판과 상기 제 1 기판 보지부를 상대적으로 상하 방향으로 이동시켜, 상기 제 1 기판 수용부와 상기 제 1 기판 보지부 사이에서 기판의 전달을 행하는 제 1 승강 기구와, 상기 제 2 기판 수용부 내의 기판과 상기 제 2 기판 보지부를 상대적으로 상하 방향으로 이동시켜, 상기 제 2 기판 수용부와 상기 제 2 기판 보지부 사이에서 기판의 전달을 행하는 제 2 승강 기구를 가지는 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 상대적으로 상하 방향으로 이동시킨다고 하는 것은, 예를 들면 기판 보지부의 위치를 고정한 채로 기판을 상하 이동시키거나, 기판의 위치를 고정한 채로 기판 보지부를 상하 이동시키거나, 혹은 기판 보지부와 기판을 모두 상하 이동시키는 것과 같은 동작을 의미한다.
본 발명에 따르면, 처리 장치로 반입되는 기판을 복수 수용하는 제 1 기판 수용부 및 상기 제 1 기판 수용부 내의 기판을 처리 장치 내로 반입하는 제 1 기판 보지부와, 처리 장치로부터 반출되는 기판을 복수 수용하는 제 2 기판 수용부 및 상기 처리 장치로부터 처리 완료된 기판을 반출하여 상기 제 2 기판 수용부 내에 수용하는 제 2 기판 보지부가 각각 독립적으로 설치되어 있으므로, 각 기판 보지부는 각 기판 보지부와 처리 장치 간의 반송 루트를 직선적인 것으로 할 수 있다. 또한, 각 기판 보지부와 각 기판 수용부 간에서의 기판의 전달을 각 기판 보지부와 각 기판 수용부를 상대적으로 상하 이동시킴으로써 행할 수 있으므로, 종래의 기판 반송 시에 필요했던 기판 보지부의 선회 동작이 불필요해진다.
또한, 처리 장치로 반입되는 미처리 기판은 제 1 기판 수용부 및 제 1 반송 기구를 경유하고, 처리 장치로부터 반출되는 처리 완료된 기판은 제 2 기판 수용부 및 제 2 반송 기구를 경유한다. 이 때문에, 처리 장치와 기판 수용부 간에서의 기판의 반송 시간을 단축하여 기판 처리 시스템의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
상기 제 1 기판 수용부의 내측에는 기판을 지지하는 지지부가 평면에서 볼 때 상기 제 1 기판 보지부와 중첩되지 않는 위치에 설치되고, 상기 제 2 기판 수용부의 내측에는 기판을 지지하는 지지부가 평면에서 볼 때 상기 제 2 기판 보지부와 중첩되지 않는 위치에 설치되어 있어도 좋다.
상기 제 1 승강 기구는 상기 제 1 기판 수용부를 상하 방향으로 이동시키고, 상기 제 2 승강 기구는 상기 제 2 기판 수용부를 상하 방향으로 이동시켜도 좋다. 이 경우, 상기 제 1 기판 수용부와 상기 제 2 기판 수용부는, 서로 역방향인 동시에 상하 방향으로 이동해도 좋고, 상기 제 1 승강 기구와 상기 제 2 승강 기구는 단일의 승강 기구를 형성하고, 상기 승강 기구는 당해 승강 기구의 구동력을 상기 제 1 기판 수용부와 상기 제 2 기판 수용부로 분기 전달하는 구동력 전달 기구를 가지고 있어도 좋다.
또한, 상기 제 1 기판 수용부는 상기 지지부를 기판의 내측과 외측 사이에서 이동시키는 제 1 지지부 이동 기구를 구비하고, 상기 제 2 기판 수용부는 상기 지지부를 기판의 내측과 외측 사이에서 이동시키는 제 2 지지부 이동 기구를 구비하고, 상기 제 1 승강 기구는 상기 제 1 기판 보지부를 상하 방향으로 이동시키고, 상기 제 2 승강 기구는 상기 제 2 기판 보지부를 상하 방향으로 이동시켜도 좋다. 또한, 상기 제 1 기판 수용부의 기판을 지지하는 제 1 지지 핀과, 상기 제 2 기판 수용부의 기판을 지지하는 제 2 지지 핀을 가지고, 상기 제 1 기판 수용부는 상기 지지부를 기판의 내측과 외측 사이에서 이동시키는 제 1 지지부 이동 기구를 구비하고, 상기 제 2 기판 수용부는 상기 지지부를 기판의 내측과 외측 사이에서 이동시키는 제 2 지지부 이동 기구를 구비하고, 상기 제 1 승강 기구는 상기 제 1 지지 핀을 상하 방향으로 이동시키고, 상기 제 2 승강 기구는 상기 제 2 지지 핀을 상하 방향으로 이동시켜도 좋다.
상기 처리 장치는 감압 분위기 하에서 복수의 기판에 소정의 처리를 실시하는 처리 챔버를 구비하고, 상기 기판 반송 장치는 내부를 감압 가능한 반송 챔버 내에 배치되고, 상기 반송 챔버는 상기 처리 챔버와 기밀하게 연통하는 개구부를 구비하고 있어도 좋다.
이러한 경우, 상기 처리 챔버 내의 상기 제 1 기판 보지부에 의해 반입되는 기판의 하방에 대응되는 위치 및 상기 제 2 기판 보지부에 의해 반출되는 기판의 하방에 대응되는 위치에는, 각각 기판을 지지하는 지지 기구가 설치되고, 상기 지지 기구는 상하 방향으로 승강 가능해도 좋다.
상기 제 1 기판 보지부를 상기 처리 챔버 내의 기판을 재치하는 위치의 상방으로부터 상기 제 1 기판 수용부 내의 기판의 하방 사이에서 이동시키는 제 1 이동 기구와, 상기 제 2 기판 보지부를 상기 처리 챔버 내의 기판을 수취하는 위치의 상방으로부터 상기 제 2 기판 수용부 내의 기판의 하방 사이에서 이동시키는 제 2 이동 기구를 가지고 있어도 좋고, 상기 제 1 기판 수용부 및 상기 제 2 기판 수용부는 상부에 더미 웨이퍼를 재치하는 더미 웨이퍼 재치부를 가지고 있어도 좋다.
다른 관점에 따른 본 발명은, 상기한 기판 반송 장치를 복수 구비하고, 상기 복수의 기판 반송 장치로 기판을 전달하는 반송실과, 상기 복수의 기판 반송 장치에 각각 연결되는 배치(batch)형 처리 장치를 구비한 기판 처리 시스템이다.
또한, 다른 관점에 따른 본 발명은, 기판에 소정의 처리를 실시하는 처리 장치에 대하여 기판의 반송을 행하는 방법으로서, 처리 장치로 반입되는 복수의 기판을 수직 방향으로 다단으로 수용하는 제 1 기판 수용부와, 처리 장치로부터 반출되는 복수의 기판을 수직 방향으로 다단으로 수용하는 제 2 기판 수용부와, 상기 제 1 기판 수용부 내의 기판을 제 1 기판 보지부에 의해 처리 장치 내로 반입하는 제 1 반송 기구와, 상기 처리 장치로부터 처리 완료된 기판을 제 2 기판 보지부에 의해 반출하고, 상기 제 2 기판 수용부 내에 수용하는 제 2 반송 기구와, 상기 제 1 기판 수용부 내의 기판과 상기 제 1 기판 보지부를 상대적으로 상하 방향으로 이동시키는 제 1 승강 기구와, 상기 제 2 기판 수용부 내의 기판과 상기 제 2 기판 보지부를 상대적으로 상하 방향으로 이동시키는 제 2 승강 기구를 가지고, 상기 제 1 기판 수용부의 내측에는 상기 기판을 지지하는 지지부가 평면에서 볼 때 상기 제 1 기판 보지부와 중첩되지 않는 위치에 설치되고, 상기 제 2 기판 수용부의 내측에는 상기 기판을 지지하는 지지부가 평면에서 볼 때 상기 제 2 기판 보지부와 중첩되지 않는 위치에 설치된, 기판에 소정의 처리를 실시하는 처리 장치에 대하여 기판의 반입 및 반출을 행하는 기판 반송 장치에서, 상기 제 1 기판 수용부와 상기 제 1 기판 보지부, 및 상기 제 2 기판 수용부와 상기 제 2 기판 보지부의 기판의 전달은, 상기 제 1 기판 수용부와 상기 제 1 기판 보지부, 및 상기 제 2 기판 수용부와 상기 제 2 기판 보지부를 상대적으로 상하 방향으로 이동시킴으로써 행하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 따르면, 처리 장치와 기판 수용부 간에서의 기판의 반송 시간을 단축하여 기판 처리 시스템의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 구성의 개략을 도시한 평면도이다.
도 2는 기판 반송 장치 및 처리 장치의 구성의 개략을 도시한 종단면도이다.
도 3은 기판 수용부의 구성의 개략을 도시한 설명도이다.
도 4는 지지부와 기판 보지부의 위치 관계를 도시한 설명도이다.
도 5는 기판 보지부를 상승 위치 및 하강 위치로 이동시킨 상태를 도시한 설명도이다.
도 6은 기판이 기판 보지부로 전달된 상태를 도시한 설명도이다.
도 7은 기판 보지부를 전달 위치로 이동시킨 상태를 도시한 설명도이다.
도 8은 기판이 기판 재치대에 재치된 후, 기판 재치대를 소정 각도 회전시킨 상태를 도시한 설명도이다.
도 9는 기판이 기판 보지부로 전달된 상태를 도시한 설명도이다.
도 10은 기판의 교체 동작을 나타낸 타임 차트이다.
도 11은 기판이 승강 핀으로부터 기판 보지부로 전달된 상태를 도시한 설명도이다.
도 12는 기판 수용부가 상승 위치 및 하강 위치에 위치하는 상태를 도시한 설명도이다.
도 13은 기판 수용부와 기판 보지부 간에 기판의 전달이 행해진 상태를 도시한 설명도이다.
도 14는 기판의 반출 후에 기판 재치대를 소정 각도 회전시킨 상태를 도시한 설명도이다.
도 15는 연결 부재를 가지는 기판 보지부의 설명도이다.
도 16은 다른 실시예에 따른 기판 반송 장치 및 처리 장치의 구성의 개략을 도시한 종단면도이다.
도 17은 지지부 이동 기구를 구비한 기판 수용부의 구성의 개략을 도시한 설명도이다.
도 18은 기판 보지부를 소정의 기판 높이까지 상승시킨 상태를 도시한 설명도이다.
도 19는 기판 수용부와 기판 보지부 간에 기판의 전달이 행해진 상태를 도시한 설명도이다.
도 20은 기판 수용부의 하방에 지지 핀을 구비한 기판 수용부의 구성의 개략을 도시한 설명도이다.
도 21은 지지부를 퇴피시킨 상태로 지지 핀에 의해 기판을 지지한 상태를 도시한 설명도이다.
도 22는 기판 보지부와 지지 핀의 위치 관계를 도시한 설명도이다.
도 23은 다단으로 설치된 픽(pick)부를 가지는 암의 구성의 개략을 도시한 설명도이다
도 24는 기판 수용부 내의 기판의 배치순을 도시한 설명도이다.
도 2는 기판 반송 장치 및 처리 장치의 구성의 개략을 도시한 종단면도이다.
도 3은 기판 수용부의 구성의 개략을 도시한 설명도이다.
도 4는 지지부와 기판 보지부의 위치 관계를 도시한 설명도이다.
도 5는 기판 보지부를 상승 위치 및 하강 위치로 이동시킨 상태를 도시한 설명도이다.
도 6은 기판이 기판 보지부로 전달된 상태를 도시한 설명도이다.
도 7은 기판 보지부를 전달 위치로 이동시킨 상태를 도시한 설명도이다.
도 8은 기판이 기판 재치대에 재치된 후, 기판 재치대를 소정 각도 회전시킨 상태를 도시한 설명도이다.
도 9는 기판이 기판 보지부로 전달된 상태를 도시한 설명도이다.
도 10은 기판의 교체 동작을 나타낸 타임 차트이다.
도 11은 기판이 승강 핀으로부터 기판 보지부로 전달된 상태를 도시한 설명도이다.
도 12는 기판 수용부가 상승 위치 및 하강 위치에 위치하는 상태를 도시한 설명도이다.
도 13은 기판 수용부와 기판 보지부 간에 기판의 전달이 행해진 상태를 도시한 설명도이다.
도 14는 기판의 반출 후에 기판 재치대를 소정 각도 회전시킨 상태를 도시한 설명도이다.
도 15는 연결 부재를 가지는 기판 보지부의 설명도이다.
도 16은 다른 실시예에 따른 기판 반송 장치 및 처리 장치의 구성의 개략을 도시한 종단면도이다.
도 17은 지지부 이동 기구를 구비한 기판 수용부의 구성의 개략을 도시한 설명도이다.
도 18은 기판 보지부를 소정의 기판 높이까지 상승시킨 상태를 도시한 설명도이다.
도 19는 기판 수용부와 기판 보지부 간에 기판의 전달이 행해진 상태를 도시한 설명도이다.
도 20은 기판 수용부의 하방에 지지 핀을 구비한 기판 수용부의 구성의 개략을 도시한 설명도이다.
도 21은 지지부를 퇴피시킨 상태로 지지 핀에 의해 기판을 지지한 상태를 도시한 설명도이다.
도 22는 기판 보지부와 지지 핀의 위치 관계를 도시한 설명도이다.
도 23은 다단으로 설치된 픽(pick)부를 가지는 암의 구성의 개략을 도시한 설명도이다
도 24는 기판 수용부 내의 기판의 배치순을 도시한 설명도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 도 1은 본 실시예에 따른 기판 반송 장치를 가지는 기판 처리 시스템(1)의 구성의 개략을 도시한 평면도이다. 또한, 본 실시예의 기판(W)으로서는, 예를 들면 반도체 웨이퍼가 이용된다.
기판 처리 시스템(1)은, 도 1에 도시한 바와 같이 복수의 기판(W)을 수용한 기판 수용 용기인 카세트(C)를 설치하고, 카세트(C) 내부에 수용된 복수의 기판(W)을 반입출하는 카세트 스테이션(2)과, 복수의 기판(W)을, 예를 들면 배치(batch) 처리하는 복수의 처리 장치를 구비한 처리 스테이션(3)을 일체로 접속한 구성을 가지고 있다.
카세트 스테이션(2)은 카세트 재치부(10)와 카세트 재치부(10)에 인접하여 설치된 반송실(11)과 반송실(11)에 인접하여 설치되고 기판(W)의 위치 결정을 행하는 얼라이먼트부(12)를 구비하고 있다. 카세트 재치부(10)에는 복수의 기판(W)을 수용 가능한 카세트(C)를 X 방향(도 1 중의 좌우 방향)으로 복수, 예를 들면 3 개 병렬 재치할 수 있다. 반송실(11)에는 기판 반송체(14)가 설치되어 있다. 기판 반송체(14)는 선회, 신축 및 승강 가능한 다관절 암(15)을 구비하고 있고, 카세트 재치부(10)의 카세트(C)와, 얼라이먼트부(12)와, 처리 스테이션(3)에 설치된 후술하는 기판 수용부(50, 51)에 대하여 기판(W)을 반송할 수 있다.
처리 스테이션(3)은 내부를 감압 가능한 반송 챔버인 2 개의 로드록실(20, 20)과, 복수의 기판(W)을 배치(batch) 처리하는 처리 장치(22, 23)와, 로드록실(20)과 처리 장치(22, 23) 사이에서 기판의 반송을 행하는 기판 반송 장치(24)를 각각 구비하고 있다. 로드록실(20)은 반송실(11)과 처리 장치(22, 23)의 사이에 각각 배치되어 반송실(11)과 처리 장치(22, 23)를 접속하고 있다. 기판 반송 장치(24)는 로드록실(20) 내에 배치되어 있다.
로드록실(20)의 측면에는 도 2에 도시한 바와 같이, 로드록실(20) 내에 암(15)을 통하여 기판(W)을 반송하기 위한 개구부(25)와, 로드록실(20)과 처리 장치(22, 23) 사이에서 기판 반송 장치(24)를 통하여 기판(W)을 반송하기 위한 개구부(26)가 설치되어 있다. 반송실(11)과 로드록실(20)의 사이로서 개구(25)에 대응되는 위치, 및 로드록실(20)과 처리 장치(22, 23)의 사이로서 개구(26)에 대응되는 위치에는, 이들 사이를 기밀하게 씰링하고, 또한 개폐 가능하게 구성된 게이트 밸브(27, 28)가 각각 설치되어 있다.
처리 장치(22)는, 개구부(26)에 대응되는 위치가 개구되고 내부를 감압 가능한 처리 챔버(40)와, 처리 챔버(40) 내에 설치되고 회전 가능하게 구성된, 복수의 기판(W)을 재치 가능한, 예를 들면 원반 형상의 기판 재치대(41)를 가지고 있다. 본 실시예에서는, 기판 재치대(41)는, 예를 들면 6 매의 기판(W)을 동심원 상에 재치하도록 되어 있다. 기판 재치대(41) 상으로서 기판(W)이 재치되는 위치에는 기판(W)을 하방으로부터 지지하고 승강시키기 위한 지지 기구인 승강 핀(42)이 설치되어 있다. 승강 핀(42)은 도 2에 도시한 바와 같이, 기판 재치대(41)의 두께 방향으로 관통하고 승강 구동 기구(도시하지 않음)에 의해 상하 이동할 수 있다. 그리고, 승강 핀(42)은 기판(W)을 반송할 때에는 기판 재치대(41)의 상방의, 후술하는 기판 보지부(56, 57)와 기판(W)을 받아 넘기는 전달 위치(A, B)까지 상승하고, 그 이외의 경우에는 기판 재치대(41) 내에 함몰된 상태가 된다. 또한, 처리 장치(22)는 본 실시예에서는, 예를 들면 기판(W)에 성막 처리를 실시하는 성막 처리 장치이다.
기판 반송 장치(24)는, 반송실(11)과 처리 장치(22) 사이에서 전달되는 복수의 기판(W)을 일단 수용하기 위한 기판 수용부(50, 51)와, 기판 수용부(50, 51)와 처리 장치(22) 사이에서 기판(W)의 반송을 행하는 반송 기구(52, 53)와, 기판 수용부(50, 51)를 상하 방향으로 승강시키는 승강 기구(54, 55)를 구비하고 있다. 기판 수용부(50, 51)는, 예를 들면 도 1의 X 방향으로 병렬 배치되고, 반송 기구(52, 53)는 각각 처리 장치(22)와 기판 수용부(50, 51) 사이의 위치에 배치되어 있다.
반송 기구(52, 53)는 기판(W)의 반송 시에 기판(W)을 보지하는, 예를 들면 U 자 형상의 기판 보지부(56, 57)와 기판 보지부(56, 57)를 이동시키는 이동 기구(58, 59)를 각각 구비하고 있다. 기판 보지부(56, 57)는, 이동 기구(58, 59)에 의해 기판 재치대(41)의 승강 핀(42)의 상방(전달 위치(A, B))과 기판 수용부(50, 51) 내에 재치되어 있는 기판의 하방(대기 위치(C, D)) 사이에서 이동 가능하도록 되어 있다. 또한, 이동 기구(58, 59)는 기판 보지부(56, 57)가 전달 위치(A, B)와 대기 위치(C, D) 간을 이동하는 시간을 단축하기 위하여 기판 보지부(56, 57)를 직선적으로 이동시키는 것이 바람직하고, 이동 기구(58, 59)는 본 실시예에서는, 예를 들면 도시하지 않은 구동 기구를 구비한 반송 레일이다.
기판 수용부(50, 51)는 도 3에 도시한 바와 같이, 예를 들면 반송실(11) 및 처리 장치(22)에 대향하는 측면과 하면이 개구된 대략 각(角)기둥 형상을 가지고 있다. 기판 수용부(50, 51)의 개구되어 있지 않은 측면에는 기판(W)을 지지하는 평판 형상의 지지부(70)가 수직 방향으로, 예를 들면 소정 간격(P)을 두고 다단으로 등간격으로 설치되고, 이 지지부(70)에 의해 복수의 기판(W)을 수용할 수 있도록 구성되어 있다. 지지부(70)는, 예를 들면 도 4에 도시한 바와 같이, 평면에서 볼 때 기판 보지부(56, 57)와 중첩되지 않는 위치에 설치되어 승강 기구(54, 55)에 의해 기판 수용부(50, 51)가 승강했을 때에 기판 보지부(56, 57)와 각각 간섭하지 않도록 구성되어 있다. 승강 기구(54, 55)는 기판 수용부(50, 51)를 승강시켰을 때에 하단(下端)의 지지부(70b)가 반송 기구(52, 53)의 기판 보지부(56, 57)보다 상방이 되는 위치(이후, 상승 위치라고 한다)까지의 상승, 및 상단(上端)의 지지부(70h)가 반송 기구(52, 53)의 기판 보지부(56, 57)보다 하방이 되는 위치(이후, 하강 위치라고 한다)까지의 하강이 가능하도록 구성되어 있다. 즉, 적어도 기판 수용부(50, 51)의 상단의 지지부(70h)와 하단의 지지부(70b) 간의 거리(Q) 이상의 거리를 승강 가능하게 구성되어 있다.
또한 본 실시예에서, 기판 수용부(50, 51)에서는 처리 장치(22)에서 배치(batch) 처리할 수 있는 기판(W)의 매수에 맞추어, 예를 들면 6 매의 기판을 동시에 수용할 수 있는 다단형의 선반을 구성한다. 이와 같이 기판 수용부(50, 51)에서 수용할 수 있는 기판(W)의 매수는 장치의 컴팩트화 및 스루풋 향상의 양립의 관점에서, 처리 장치(22)에서 배치(batch) 처리할 수 있는 매수와 동일한 수로 하고 있다. 또한, 대기압 환경에서의 기판의 반송을 담당하는 기판 반송체(14)도 처리 장치(22)에서 배치(batch) 처리할 수 있는 매수, 및 기판 수용부(50, 51)에서 일시적으로 수용할 수 있는 기판의 매수와 동일한 수의 기판을 동시에 반송할 수 있도록, 예를 들면 후술하는 암(101)과 같이 다단형의 픽부(100)를 구비하는 것이 바람직하다. 이상과 같이 구성함으로써 불필요하게 장치를 대형화시키지 않아 배치(batch) 처리 장치 전체의 스루풋을 향상시키는 것이 가능하다. 또한, 지지부(70)의 형상은 기판(W)을 지지하고, 또한 평면에서 볼 때 기판 보지부(56, 57)와 중첩되지 않는 형상 및 배치라면 다른 형상이어도 좋다.
또한, 처리 장치(23)의 구성에 대해서는 상술한 처리 장치(22)의 경우와 동일하므로 설명을 생략한다. 처리 장치(22, 23)로서 이용되는 장치는 성막 처리 장치에 한정되지 않고, 예를 들면 도포 처리 장치, 에칭 처리 장치, 플라즈마 처리 장치 등의 장치여도 좋고, 처리 장치(22)와 처리 장치(23)는 각각 상이한 장치여도 좋다.
본 실시예에 따른 기판 반송 장치(24)는 이상과 같이 구성되어 있고, 이어서 이 기판 반송 장치(24)를 가지는 기판 처리 시스템(1)에서 행해지는 처리 동작에 대하여 설명한다.
기판(W)의 처리를 행할 때에는, 우선 미처리 기판(W)이 기판 반송체(14)의 암(15)에 의해 카세트 스테이션(2)의 카세트(C)로부터 1 매씩 취출되어 얼라이먼트부(12)로 반송된다. 기판(W)은 얼라이먼트부(12)에서 위치 조정된 후, 기판 반송체(14)에 의해 로드록실(20) 내의 기판 수용부(50)의 지지부(70)에 아래부터 위를 향하여 차례로 수용된다.
기판 수용부(50) 내에의 기판(W)의 수용이 완료되면, 기판 반송체(14)가 로드록실(20) 외로 퇴피되고, 로드록실(20)의 대기(大氣)측, 즉 반송실(11) 측의 게이트 밸브(27)가 닫힌다. 그리고, 로드록실(20) 내를 배기하여 내부를 소정의 압력까지 감압한다.
이어서, 로드록실(20)과 내부가 진공 상태로 유지되어 있는 처리 챔버(40)와의 사이의 게이트 밸브(28)를 열어 기판 수용부(50) 내의 기판(W)을 반송 기구(52)에 의해 처리 챔버(40) 내로 반입한다.
기판(W)을 처리 챔버(40) 내로 반입할 때의 동작에 대하여 상술한다. 기판(W)을 처리 챔버(40) 내로 반입할 때에는, 우선 기판 수용부(50)를 승강 기구(54)에 의해 상승 위치까지 상승시킨다. 그와 병행하여 기판 수용부(51)도 승강 기구(55)에 의해 하강 위치까지 하강시킨다(도 5). 이어서, 기판 보지부(56, 57)를 대기(待機) 위치(C, D)까지 각각 이동시킨다. 그 후, 기판 수용부(50)를 지지부(70b)에 재치되어 있는 기판(W1)의 하면과 기판 보지부(56)의 상면이 접촉하는 부근까지 하강시킨다. 그리고 그 상태로부터 기판 수용부(50)를 인접하는 지지부(70)의 간격(P)보다 짧은 거리, 대략 P/2 정도 더 하강시킨다. 그와 병행하여 기판 수용부(51)를 기판 수용부(50)가 하강한 거리와 동일한 거리만큼 상승시킨다(도 6). 이 때 지지부(70)는 평면에서 볼 때 기판 보지부(56)와 중첩되지 않는 위치에 설치되어 있으므로, 기판 수용부(50)를 P/2 정도의 거리만큼 하강시킴으로써, 기판 보지부(56)와 지지부(70)가 간섭하지 않고 상하로 엇갈리는 것이 가능하다. 그리고, 엇갈림과 동시에 지지부(70b)에 재치되어 있던 기판(W1)이 기판 보지부(56)로 전달된다.
기판(W1)을 보지하는 기판 보지부(56) 및 기판(W)을 보지하지 않은 기판 보지부(57)는, 반송 기구(52)에 의해 개구부(26)를 거쳐 로드록실(20)로부터 처리 챔버(40) 내로 도입되고 전달 위치(A, B), 즉 승강 핀(42a, 42b)의 상방에서 대기한다(도 7). 이어서, 기판 재치대(41)로부터 승강 핀(42a)이 상승하여 기판(W)이 기판 보지부(56)로부터 승강 핀(42a) 상으로 전달된다. 기판(W1)의 승강 핀(42a)으로의 전달이 완료되면 기판 보지부(56, 57)는 처리 챔버(40) 내로부터 로드록실(20)로 퇴피하여 대기 위치(C, D)까지 이동한다. 그와 병행하여 승강 핀(42a)이 하강하여 승강 핀(42a)에 지지되어 있던 기판(W1)이 기판 재치대(41) 상에 재치된다. 그 후 기판 재치대(41)는, 예를 들면 시계 방향으로 소정 각도(α)만큼 회전한다(도 8). 또한, 각도(α)는 기판 재치대(41)를 일주시키는 각도(2π)를 기판 재치대(41)에 재치되는 기판(W)의 매수(n)로 나눈 것이다.
이어서, 기판 보지부(56, 57)를 대기 위치(C, D)에 대기시킨 상태로 재차 기판 수용부(50, 51)를 간격(P)만큼 각각 하강 및 상승시켜 2 매째의 기판(W2)의 기판 보지부(56)로의 전달을 행한다(도 9). 그리고, 기판(W2)을 재차 반송 기구(52)에 의해 처리 챔버(40) 내로 도입한다. 이 때 기판 재치대(41)는 시계 방향으로 소정 각도(α)만큼 회전되어 있으므로, 도 8에 파선으로 도시한 바와 같이, 조금 전에 기판(W1)을 재치한 위치에 기판(W2)이 재치 가능하도록 되어 있고, 기판(W2)은 전달 위치(A)에서 승강 핀(42a)으로 전달되어 기판 재치대(41)에 재치된다. 그리고, 이 동작을 기판(W6)까지 행함으로써 기판 수용부(50) 내의 모든 기판(W1 ~ W6)이 처리 챔버(40) 내로 반입된다.
처리 챔버(40) 내로 모든 기판(W)이 반입되면 게이트 밸브(28)가 닫힌다. 그리고 각 기판(W1 ~ W6)에 성막 처리가 실시된다. 또한, 처리 장치(22)에서 기판(W)의 처리가 행해지는 동안에 모든 기판(W1 ~ W6)의 반송이 종료되어 비게 된 기판 수용부(50)는 상승 위치까지 상승하고, 새로운 미처리 기판(W1 ~ W6)이 재차 암(15)에 의해 수용된다.
처리 장치(22)에서의 성막 처리가 종료되면 게이트 밸브(28)가 열린다. 이어서, 반송 기구(53)에 의해 처리 완료된 기판(Wa)이 처리 챔버(40)로부터 반출되어 기판 수용부(51)에 수용되고, 또한, 미처리 기판(W)이 기판 수용부(50)로부터 처리 챔버(40)로 반입되는 기판(W)의 교체가 행해진다.
기판(W)과 기판(Wa)을 교체할 때의 동작에 대하여 상술한다. 도 10은 기판(W, Wa)의 교체 동작을 나타내는 타임 차트이다. 도 10에서, A~D는 기판 보지부(56, 57)가 전달 위치(A, B) 또는 대기 위치(C, D) 중 어디에 위치하고 있는지를 나타내고, 일점 쇄선의 화살표는 기판(W, Wa)의 소재(所在)를 나타내고 있다. 또한, 기판 수용부(50, 51)란(欄)은 각각, 기판 수용부(50, 51)를 상승 위치 및 하강 위치로부터 거리(P)만큼씩 하강 및 상승했을 때의 높이 방향의 위치의 변화를, 기판 수용부(50, 51) 내에서의 기판 보지부(56, 57)의 높이 방향의 위치로서 나타내고 있다.
처리 챔버(40) 내에서 성막 처리가 실시된 기판(Wa1)은 전달 위치(B)로 승강 핀(42b)에 의해 상승된다(도 10의 T1). 이어서, 반송 기구(52, 53)의 기판 보지부(56, 57)를 전달 위치(A, B)로 이동시키고(도 10의 T2), 그 상태로 승강 핀(42b)을 하강시킴으로써, 기판(Wa1)이 승강 핀(42b)으로부터 기판 보지부(57)로 전달된다(도 10의 T3 및 도 11). 그리고, 반송 기구(52, 53)의 기판 보지부(56, 57)를 처리 챔버(40) 내로부터 로드록실(20)로 퇴피시키고 대기 위치(C, D)까지 이동시킨다(도 10의 T4). 이 때 기판 수용부(51)는 지지부(70h)가 대기 위치(D)의 하방에 위치하도록 미리 승강 기구(55)에 의해 하강 위치까지 하강되어 있다(도 12). 그리고, 기판 수용부(51)를 거리(P)만큼 상승시키고, 또한, 기판 수용부(50)를 기판 수용부(51)와 역방향으로 동일한 거리 이동, 즉 거리(P)만큼 하강시킨다(도 10의 T5). 이에 따라 기판 보지부(57)로부터 기판 수용부(51)로의 기판(Wa1)의 전달, 및 기판 수용부(50)로부터 기판 보지부(56)로의 기판(W)의 전달이 동시에 행해진다(도 10의 T5 및 도 13). 또한 도 9 및 도 13에서는, 기판 보지부(56)가 파선으로 나타낸 위치로부터 실선으로 나타낸 위치로 상승한 것으로 기재되어 있지만, 이는 기판 수용부(50)와 기판 보지부(56)의 상대적인 높이 방향의 위치가 변화한 것을 편의상 나타낸 것이며, 실제로 승강하고 있는 것은 모두 기판 보지부(56)가 아닌 기판 수용부(50)이다.
또한, 기판 보지부(56, 57)의 로드록실(21)로의 퇴피와 동시에, 기판 재치대(41)를 시계 방향으로 소정 각도(α)만큼 회전시킨다. 이에 따라, 전달 위치(A)의 하방에 대응되는 기판 재치대(41)의 위치에 새로운 미처리 기판(W1)이 재치 가능하게 된다(도 14). 그리고 기판 재치대(41)의 회전 동작이 종료된 후 승강 핀(42b)을 상승시켜, 승강 핀(42b)으로 기판(Wa2)을 지지한 상태로 대기시킨다(도 10의 T6). 그 후, 미처리 기판(W1)을 보지하는 기판 보지부(56) 및 기판을 보지하지 않은 기판 보지부(57)를 처리 챔버(40) 내로 이동시킨다(도 10의 T7). 그 후, 승강 핀(42b)을 하강시켜 전달 위치(B)에서 기판 보지부(57)로 처리 완료된 기판(Wa2)을 전달하고, 또한, 승강 핀(42a)을 상승시켜 전달 위치(A)에서 미처리 기판(W1)이 승강 핀(42a)으로 전달된다(도 10의 T8). 그 후, 기판 보지부(56, 57)를 로드록실(20)로 퇴피시켜 대기 위치(C, D)까지 이동시킨다(도 10의 T9). 그리고, 기판 수용부(50, 51)를 각각 하강, 상승시켜 기판 수용부(50)로부터 기판 보지부(56)로의 기판(W2)의 전달 및 기판 보지부(57)로부터 기판 수용부(51)로의 기판(Wa2)의 전달을 행한다(도 10의 T10). 이에 따라, 예를 들면 도 10의 T8 ~ T10 사이에 기판 보지부(57)로부터 기판 수용부(51)로의 기판(Wa1)의 전달 및 기판 수용부(50)로부터 기판 보지부(56)로의 기판(W)의 전달이 동시에 행해진다. 그리고 그와 병행하여, 기판 재치대(41)를 시계 방향으로 소정 각도(α)만큼 회전시켜 모든 기판(W 및 Wa)의 교체가 종료되는 도 10의 Tn까지 이 작업을 행한다. 그 후, 처리 챔버(40) 내의 기판이 모두 미처리 기판(W)으로 교체되었을 때에 재차 성막 처리를 실시한다.
그리고, 처리 완료 기판(Wa)은 성막 처리 실시 중에 기판 수용부(51)로부터 암(15)으로 전달되어 카세트(C)로 되돌려진다. 그와 동시에 새로운 미처리 기판(W)이 암(15)에 의해 기판 수용부(50)에 수용된다. 이리 하여 일련의 처리가 종료되고, 이 일련의 작업이 반복되어 행해진다. 또한, 처리 장치(23)에서 행해지는 처리는 처리 장치(22)에서 행해지는 처리와 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다.
이상의 실시예에 따르면, 처리 장치로 반입되는 미처리 기판(W)을 복수 수용하는 기판 수용부(50)와, 기판 수용부(50) 내의 기판(W)을 처리 장치(22) 내로 반입하는 반송 기구(52)와, 처리 장치(22)로부터 처리 완료된 기판(Wa)을 반출하는 반송 기구(53)와, 반출된 기판(Wa)을 복수 수용하는 기판 수용부(51)를 각각 독립적으로 설치하고 있으므로, 카세트(C)로부터 기판 수용부(50)로의 미처리 기판(W)의 반입 및 기판 수용부(51)에 수용된 기판(Wa)의 카세트(C)로의 반출은, 처리 장치(22)에서 기판(W)의 처리를 행하는 동안에 행할 수 있다. 이 때문에, 기판 수용부(50, 51)의 기판(W, Wa)의 교체 작업에 의해 처리 장치 측에서 대기 시간이 발생할 일이 없다. 또한, 기판 보지부(56, 57)는 기판 수용부(50, 51)와 처리 장치(22) 사이를 최단 거리로 직선적으로 동작하면 되기 때문에, 기판(W, Wa)의 반송 시간을 단축할 수 있다.
그리고, 기판 보지부(56, 57)와 기판 수용부(50, 51)의 지지부(70)가 평면에서 볼 때 서로 중첩되지 않는 위치에 설치되고, 기판 수용부(50, 51)가 승강 기구(54, 55)에 의해 승강 가능하게 구성되어 있으므로, 기판 보지부(56, 57)를 기판 수용부(50, 51) 내로 진입시킨 상태, 즉 대기 위치(C, D)에 대기시킨 상태로 기판 수용부(50, 51)를 지지부(70) 간의 간격(P)만큼 상하 방향으로 이동시키면, 기판 보지부(56, 57)가 지지부(70)와 엇갈릴 때에 지지부(70)와의 기판(W, Wa)의 전달을 행할 수 있다. 이 때문에, 예를 들면 기판 수용부(50)의 상단의 지지부(70h)와 기판(W)의 전달을 행할 경우에 종래의 반송 암과 같이, 예를 들면 기판 수용부(50)의 높이 방향의 거리(Q)에 걸쳐 상하 방향으로 이동하는 동작 또는 선회하는 동작이 불필요해진다.
또한, 처리 장치(22) 내로 기판(W)을 반입하는 동안에 처리 장치(22)로부터의 기판(Wa)의 반출도 병행하여 행할 수 있다. 따라서, 처리 장치(22)와 기판 수용부(50, 51) 사이에서의 기판(W, Wa)의 교체 시간을 단축하여 기판 처리 시스템(1)의 스루풋을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 이상의 실시예에서는 기판 수용부(50, 51)에 각각 승강 기구(54, 55)를 설치했지만, 예를 들면 승강 기구를 기판 수용부(50, 51)에 대하여 1 개 설치하고, 당해 승강 기구의 구동력을 분기 전달하는 구동력 전달 기구로서, 예를 들면 기어를 설치하고, 기판 수용부(50)와 기판 수용부(51)가 서로 역방향인 동시에 상하 방향으로 이동하도록 구성해도 좋다. 이에 따라, 기판 수용부(50, 51)에 대하여 독립적으로 설치된 승강 기구(54, 55)가 불필요해져 기판 반송 장치(24)를 컴팩트하게 구성할 수 있다.
또한, 기판 보지부(56, 57)에 각각 설치된 이동 기구(58, 59)에 대해서도, 이동 기구(58, 59) 대신에, 예를 들면 도 15에 도시한 바와 같이, 기판 보지부(56, 57)에 대하여 1 개의 이동 기구(60)를 설치하고, 이동 기구(60)에 의해, 예를 들면 하방으로 볼록하게 만곡한 대략 U 자 형상의 연결 부재(61)에 의해 기판 보지부(56)와 기판 보지부(57)를 체결해도 좋다. 이 경우에도 기판 보지부(56, 57)에 대하여 독립적으로 설치된 이동 기구(58, 59)가 불필요해져 기판 반송 장치(24)를 컴팩트하게 구성할 수 있다. 또한, 도 15에서 연결 부재(61)를 하방으로 볼록하게 만곡한 대략 U 자 형상으로 한 것은, 기판 보지부(56, 57)가 이동할 때에 연결 부재(61)와 기판 수용부(50, 51)가 간섭하지 않도록 연결 부재(61)에 수직부(61a)를 설치하기 위해서이다. 따라서, 연결 부재(61)의 형상은 기판 수용부(50, 51)와의 간섭이 발생하지 않는 형상이면 도 15의 형상에 한정되는 것은 아니다. 또한, 연결 부재(61)의 수평부(61b)는, 기판 보지부(56, 57)가 처리 챔버(40) 내의 전달 위치(A, B)까지 진입했을 때에 연결 부재(61)의 수직부(61a)가 로드록실(20)의 개구(26)와 간섭하지 않는 길이로 되어 있다.
또한, 연결 부재(61)를 이용할 경우 이동 기구(60)의 구동부(60a)는 로드록실(20)의 개구(25)보다 하방에 배치되므로, 이 경우, 예를 들면 구동부(60a)를 로드록실(20)의 반송실(11)에 대향하는 측으로서 개구(25)보다 하방인 부분을, 예를 들면 도 16에 도시한 바와 같이 반송실(11) 측으로 돌출된 형상으로 하고 당해 돌출된 개소에 구동부(60a)를 배치하면, 로드록실(20)의 크기를 바꾸지 않고 이동 기구(60)를 배치할 수 있다.
이상의 실시예에서는 승강 기구(54, 55)에 의해 기판 수용부(50, 51)를 각각 승강시켰지만, 예를 들면 도 17에 도시한 바와 같이, 기판 수용부(50, 51)의 지지부(70)를 기판(W, Wa)의 내측과 외측 사이, 즉 도 1의 X 방향으로 이동시키는 지지부 이동 기구(71)를 설치하여 승강 기구(54, 55)에 의해 기판 보지부(56, 57)를 승강시키도록 구성해도 좋다. 이러한 구성의 기판 반송 장치(24)에 의해 기판 수용부(50, 51) 간에 기판(W) 및 기판(Wa)의 전달을 행할 때에는, 예를 들면 기판 보지부(57)에 기판(Wa)을 보지한 상태로 기판 보지부(56, 57)를 각각 대기 위치(C, D)까지 이동시킨다. 이어서, 예를 들면 도 18에 도시한 바와 같이, 지지부 이동 기구(71)에 의해 지지부(70)를 기판(Wa)의 내측으로부터 외측, 즉 평면에서 볼 때 기판(Wa)과 중첩되지 않는 위치까지 퇴피시킨 상태로 기판 보지부(57)를 소정의 높이까지 상승시킨다. 그와 병행하여 기판 보지부(56)를 소정의 높이까지 상승시켜 기판(W)을 지지부(70)로부터 기판 보지부(56)로 전달한다. 또한, 예를 들면 도 18에서, 기판 보지부(56)를 상승시킬 때에는 기판 보지부(56)는 기판(W)을 보지하지 않아 기판(W)과 지지부(70)의 간섭이 발생하지 않기 때문에, 이 시점에서 기판 수용부(50)의 지지부(70)를 퇴피시켜 둘 필요는 없다.
그리고, 기판 보지부(56, 57)를 소정의 높이로 상승시킨 후, 기판 수용부(50)에서는 지지부(70)를 기판(W)과 간섭하지 않는 위치까지 퇴피시키고 기판 보지부(56)를 하강시킨다. 기판 수용부(51)에서는 지지부(70)를 퇴피 전의 위치로 이동시키고, 그 후에 기판 보지부(57)를 하강시켜 지지부(70)로의 기판(Wa)의 전달을 행한다(도 19). 이에 따라, 지지부(70)의 사이를 기판 보지부(57)가 기판(Wa)을 보지한 채로 상승하여 기판(Wa)의 전달을 행할 수 있다. 이러한 경우, 종래의 반송 암에서 버퍼 영역인 기판 수용부(50, 51)와 처리 챔버(40) 사이에서의 기판의 전달 시에 행해졌던 반송 암의 선회 동작이 불필요해져, 처리 장치(22)와 기판 수용부(50, 51) 사이에서의 기판(W, Wa)의 교체 시간을 단축할 수 있다. 이에 따라 기판 처리 시스템(1)의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 기판 수용부(50, 51)와 기판 보지부(56, 57) 사이에서의 기판(W, Wa)의 전달은, 상술한 기판 수용부(50, 51)를 승강시키는 방법, 지지부(70)를 퇴피시키고 기판 보지부(56, 57)를 승강시키는 방법 이외에, 예를 들면 도 20에 도시한 바와 같이, 기판 수용부(50, 51)의 하방에 기판(W, Wa)을 지지하는 다른 지지부로서 지지 핀(80, 81)을 설치하고, 이 지지 핀(80)을 승강 기구(54, 55)에 의해 승강시킴으로써 행하는 방법을 제안할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면 지지부(70)를 기판(W, Wa)과 간섭하지 않는 위치까지 퇴피시키는 지지부 이동 기구(71)를 가지는 기판 수용부(50, 51)의 하방으로서, 기판 보지부(56, 57)가 대기 위치(C, D)로부터 처리 장치(22)를 향하여 이동할 때에 간섭하지 않는 위치에 지지 핀(80, 81)을 설치한다. 그리고, 예를 들면 기판 보지부(56)를 기판(W)을 보지하지 않은 상태로 대기 위치(C)까지 이동시키고, 이어서 지지 핀(80)을 상승시켜 지지 핀(80)에 의해 기판(W)을 지지한다. 그와 병행하여 기판 보지부(57)를 기판(Wa)을 보지한 상태로 대기 위치(D)까지 이동시키고, 이어서 지지 핀(81)을 상승시켜 지지 핀(81)에 의해 기판(Wa)을 지지한다(도 21). 그리고, 기판 수용부(50)에서는 지지부(70)를 퇴피시키고, 그 후 지지 핀(80)을 하강시키면 지지 핀(80)과 기판 수용부(50) 사이에서 기판(W)의 전달이 행해진다. 기판 수용부(51)에서는 지지부(70)를 퇴피 전의 위치로 이동시키고, 그 후 지지 핀(81)을 하강시키면 지지 핀(81)과 지지부(70)의 사이에서 기판(Wa)의 전달이 행해진다. 이 때, 기판 보지부(56, 57)가 대기 위치(C, D)로부터 처리 장치(22)를 향하여 이동할 때에 간섭하지 않는 위치에 지지 핀(80, 81)이 설치되어 있으므로, 예를 들면 기판 수용부(50)로부터 기판 보지부(56)로 기판(W)을 전달할 때에 미리 지지 핀(80)에 의해 기판(W)을, 예를 들면 P/2만큼 대기 위치(C)의 상방에서 지지해 두면, 기판 보지부(56)를 대기 위치(C)로 이동시킨 후에 최소한의 동작, 즉 지지 핀을 P/2만큼 하강시킴으로써 기판 수용부(50)와 기판 보지부(56)의 전달을 행할 수 있다. 따라서, 처리 장치(22)와 기판 수용부(50, 51) 사이에서의 기판(W, Wa)의 교체 시간을 단축하여 기판 처리 시스템(1)의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 기판 보지부(56, 57)가 대기 위치(C, D)로부터 처리 장치(22)를 향하여 이동할 때에 간섭하지 않을 지지 핀(80)의 배치로서는, 예를 들면 도 22에 도시한 바와 같이 기판 보지부(56, 57)의 외측을 둘러싸는 것과 같은 배치를 제안할 수 있다.
또한, 지지부 이동 기구(71)와 지지 핀(80)을 구비한 기판 수용부(50, 51)를 이용할 경우에는 반송 기구(52, 53)에 있어서, 예를 들면 기판 수용부(50, 51)의 상방에 대기 위치를 설치하고, 당해 대기 위치에서 기판(W, Wa)의 외주연부를 상방으로부터 보지하는 기판 보지 기구(56, 57)를 설치해도 좋다.
이상의 실시예에서는, 반송 기구(52, 53)는 이동 기구(58, 59)에 의해 수평 방향으로 슬라이드하는 구성이었지만, 이동 기구로서, 예를 들면 기판 반송체(14)와 동일한 신축 가능한 암을 가지는 구조로 해도 좋다.
또한, 반송 기구(52, 53)의 기판 보지부(56, 57)는 어떤 경우에도 기판 수용부(50, 51)와 기판의 전달을 행하는 위치보다 먼 위치, 즉 대기 위치(C, D)보다 반송실(11)측의 위치로 이동할 필요가 없다. 이 때문에, 기판 보지부(56, 57)를 이동시키기 위한 이동 기구를 컴팩트하게 구성할 수 있다.
또한 이상의 실시예에서는, 카세트 스테이션(2)의 카세트(C)와 기판 수용부(50, 51) 간의 기판의 교환은 1 개의 암(15)을 가지는 기판 반송체(14)에 의해 행해지고 있지만, 기판 반송체(14) 대신에, 예를 들면 도 23에 도시한 바와 같은 수직 방향으로 다단으로 설치된 픽부(100)를 가지는 암(101)을 설치해도 좋다. 복수의 픽부(100)를, 예를 들면 기판 수용부(50, 51)에 수용되는 기판(W, Wa)의 매수(n)와 동일한 수를 설치한 암(101)을 이용하면, 카세트(C)와 기판 수용부(50, 51) 사이에서의 기판(W, Wa)의 교체 작업이 1 회의 암(101)의 동작에 의해 행할 수 있다.
또한, 기판 반송 장치(24)를 이용하여 처리 장치(22)로의 기판(W, Wa)의 반입출을 행하는 경우, 암(15)으로부터 기판 수용부(50) 내로 아래부터 W1의 순으로 수용된 기판(W)은 처리 장치(22)로부터 반출되어 반송 기구(53)에 의해 기판 수용부(51) 내에, 도 24에 도시한 바와 같이 위부터 Wa1의 순으로 수용되어, 당초와는 기판(W)의 위치가 역전된다고 하는 현상이 발생한다. 이는 기판 수용부(50) 내로부터 기판(W)을 반출할 때에는, 기판 수용부(50)를 하강시킴으로써 기판 보지부(56)로의 전달을 기판(W1)으로부터 차례로 행하는 데에 반해, 기판 수용부(51)에 처리 완료된 기판(Wa)을 수용할 때에는, 기판 수용부(50)를 상승시킴으로써 지지부(70)로의 전달을 위부터 기판(Wa1)의 순으로 수용하기 때문이다. 이 기판 수용부(51)에서의 기판(Wa) 순서의 반전은, 암(15)을 사용하는 경우에는 암(15)에 의해 기판(Wa)을 기판 수용부(51)로부터 카세트(C)로 1 매씩 반송할 때에는 문제가 되지 않지만, 상술한 암(101)을 이용하는 경우에 문제가 되는 경우가 있다. 암(15)에 의한 반송 시에는 기판(Wa1)을 기판 수용부(51)의 위부터 차례로 반송하여 카세트(C)로 아래부터 차례로 수용함으로써 순서를 재차 반전시킬 수 있는 데에 반해, 암(101)을 이용할 경우에는 기판 수용부(51)의 순서 그대로 카세트(C)에 수용되기 때문이다.
이 경우, 기판 수용부(51)에서의 기판(Wa)의 순서의 반전을 방지하는 방법으로서는, 상기 실시예에서 시계 방향으로 회전하는 기판 재치대(41)를, 예를 들면 처리 챔버(40) 내에서의 기판(W)의 처리 종료 후에 역회전, 즉 반시계 방향으로 회전시켜 기판(Wa6)으로부터 기판(Wa1)의 순으로 처리 챔버(40)로부터 반출하는 것을 제안할 수 있다. 이 때, 기판(Wa)의 반출은 반입을 행한 기판 보지부(56)에 의해 행해지고 기판 수용부(50)의 위로부터 기판(Wa6)의 순으로 수용된다. 그와 병행하여 기판 수용부(51)의 미처리 기판(W)이 반송 기구(53)에 의해 처리 챔버(40) 내로 반입된다. 이 경우, 기판 수용부(50) 및 반송 기구(52)는 처리 장치(22)와의 사이에서 반입과 반출 동작을 교호로 반복하게 되지만, 기판 반송 장치(24) 전체로서는, 예를 들면 반송 기구(52)에 의해 기판(W)을 처리 장치(22)로 반입하는 경우에는 반송 기구(53)가 처리 장치(22)로부터의 반출을, 반송 기구(53)에 의해 기판(W)을 처리 장치(22)로 반입하는 경우에는 반송 기구(52)가 처리 장치(22)로부터의 반출을 병행하여 행할 수 있다. 이 때문에, 종래에 여전히 행해지던 기판 수용 용기 내에서의 미처리 기판(W)과 처리 완료 기판(Wa)과의 교체 작업이 불필요하다. 이 때문에 기판 처리 시스템(1)의 스루풋을 향상시킬 수 있다
이상의 실시예에서는, 기판 수용부(50, 51)에 수용되는 것은 기판(W, Wa)이었지만, 예를 들면 처리 장치 내에서 배치(batch) 처리되는 기판(W)의 매수를 n 매로 한 경우, 기판 수용부(50, 51) 내에 (2n - 1) 개소의 지지부(70)를 설치하고 기판 수용부(50, 51)의 상방의 지지부(70h)로부터 (n - 1)번째까지의 지지부(70)에 더미 웨이퍼를 수용해도 좋다. 이러한 경우, 예를 들면 n 매의 기판을 배치(batch) 처리하는 처리 장치(22)에서 기판 재치대(41) 상에 기판(W)을 n 매 재치하는 것이 처리 개시의 인터록(interlock) 조건으로 되어 있어, 기판(W)이 n 매보다 적은 경우에는 그 차분의 매수의 더미 웨이퍼를 외부로부터 처리 장치(22)로 반입할 필요가 있는 경우에 있어서도, 기판 수용부(50, 51) 내에 수용되어 있는 더미 웨이퍼를 처리 장치(22)로 반출함으로써 외부로부터 더미 웨이퍼를 반입할 필요가 없다.
이상, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면 특허 청구의 범위에 기재된 사상의 범주 내에서 각종의 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 분명하며, 이들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다. 본 발명은 이 예에 한정되지 않고 다양한 태양을 취할 수 있다. 본 발명은 기판이 웨이퍼 이외의 FPD(플랫 패널 디스플레이), 포토마스크용의 마스크 레티클 등의 다른 기판인 경우에도 적용할 수 있다. 또한 본 발명은, 처리 장치에서 행해지는 처리가 CVD 처리 이외의 플라즈마 처리, 예를 들면 에칭 처리에도 적용할 수 있고, 또한 플라즈마 처리 이외의 처리에도 적용할 수 있다. 또한 본 발명은, 본 실시예의 반송 암의 형상에 한정되지 않고, 다른 다양한 반송 암에도 적용할 수 있다.
본 발명은, 기판에 소정의 처리를 실시하는 처리 장치에 대하여 기판의 반송을 행하는 데에 유용하다.
1 : 기판 처리 시스템
2: 카세트 스테이션
3: 처리 스테이션
11 : 반송실
12 : 얼라이먼트부
14 : 기판 반송체
15 : 암
20 : 로드록실
22, 23 : 처리 장치
24 : 기판 반송 장치
25 : 개구부
26 : 개구부
27, 28 : 게이트 밸브
40 : 처리 챔버
41 : 기판 재치대
42 : 승강 핀
42a : 승강 핀
42b : 승강 핀
50, 51 : 기판 수용부
52, 53 : 반송 기구
54, 55 : 승강 기구
56, 57 : 기판 보지부
58, 59 : 이동 기구
60 : 이동 기구
60a : 구동부
61 : 연결 부재
61a : 수직부
61b : 수평부
70 : 지지부
70h : 지지부
70b : 지지부
71 : 지지부 이동 기구
80, 81 : 지지 핀
100 : 픽부
101 : 암
C : 카세트
2: 카세트 스테이션
3: 처리 스테이션
11 : 반송실
12 : 얼라이먼트부
14 : 기판 반송체
15 : 암
20 : 로드록실
22, 23 : 처리 장치
24 : 기판 반송 장치
25 : 개구부
26 : 개구부
27, 28 : 게이트 밸브
40 : 처리 챔버
41 : 기판 재치대
42 : 승강 핀
42a : 승강 핀
42b : 승강 핀
50, 51 : 기판 수용부
52, 53 : 반송 기구
54, 55 : 승강 기구
56, 57 : 기판 보지부
58, 59 : 이동 기구
60 : 이동 기구
60a : 구동부
61 : 연결 부재
61a : 수직부
61b : 수평부
70 : 지지부
70h : 지지부
70b : 지지부
71 : 지지부 이동 기구
80, 81 : 지지 핀
100 : 픽부
101 : 암
C : 카세트
Claims (13)
- 복수의 기판에 소정의 처리를 일괄적으로 실시하는 배치(batch)형 처리 장치에 대하여 기판의 반송을 행하는 기판 반송 장치로서,
처리 장치로 반입되는 복수의 기판을 수직 방향으로 다단으로 수용하는 제 1 기판 수용부와,
상기 처리 장치로부터 반출되는 복수의 기판을 수직 방향으로 다단으로 수용하는 제 2 기판 수용부와,
상기 제 1 기판 수용부로부터 상기 처리 장치로 기판을 반송하는 제 1 기판 보지(保持)부와,
상기 처리 장치로부터 상기 제 2 기판 수용부로 기판을 반송하는 제 2 기판 보지부와,
상기 제 1 기판 수용부 내의 기판과 상기 제 1 기판 보지부 중 하나를 다른 하나에 대하여 상대적으로 상하 방향으로 이동시켜, 상기 제 1 기판 수용부에서 상기 제 1 기판 보지부로 기판의 전달을 행하기 위한 제 1 승강 기구와,
상기 제 2 기판 수용부 내의 기판과 상기 제 2 기판 보지부 중 하나를 다른 하나에 대하여 상대적으로 상하 방향으로 이동시켜, 상기 제 2 기판 보지부에서 상기 제 2 기판 수용부로 기판의 전달을 행하기 위한 제 2 승강 기구를 가지되,
상기 제 1 기판 수용부에서 상기 제 1 기판 보지부로의 기판의 전달 및 상기 제 2 기판 보지부에서 상기 제 2 기판 수용부로의 기판의 전달이 동시에 행해지는 기판 반송 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기판 수용부의 내측에는 기판을 지지하는 지지부가, 평면에서 볼 때 상기 제 1 기판 보지부와 중첩되지 않는 위치에 설치되고,
상기 제 2 기판 수용부의 내측에는 기판을 지지하는 지지부가, 평면에서 볼 때 상기 제 2 기판 보지부와 중첩되지 않는 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 승강 기구는 상기 제 1 기판 수용부를 상하 방향으로 이동시키고,
상기 제 2 승강 기구는 상기 제 2 기판 수용부를 상하 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 기판 수용부와 상기 제 2 기판 수용부는, 서로 역방향인 동시에 상하 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 승강 기구와 상기 제 2 승강 기구는, 단일의 승강 기구를 형성하고,
상기 승강 기구는 상기 승강 기구의 구동력을 상기 제 1 기판 수용부와 상기 제 2 기판 수용부로 분기 전달하는 구동력 전달 기구를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 기판 수용부는 상기 지지부를 기판의 내측과 외측 사이에서 이동시키는 제 1 지지부 이동 기구를 구비하고,
상기 제 2 기판 수용부는 상기 지지부를 기판의 내측과 외측 사이에서 이동시키는 제 2 지지부 이동 기구를 구비하고,
상기 제 1 승강 기구는 상기 제 1 기판 보지부를 상하 방향으로 이동시키고,
상기 제 2 승강 기구는 상기 제 2 기판 보지부를 상하 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 기판 수용부의 기판을 지지하는 제 1 지지 핀과,
상기 제 2 기판 수용부의 기판을 지지하는 제 2 지지 핀을 가지고,
상기 제 1 기판 수용부는 상기 지지부를 기판의 내측과 외측 사이에서 이동시키는 제 1 지지부 이동 기구를 구비하고,
상기 제 2 기판 수용부는 상기 지지부를 기판의 내측과 외측 사이에서 이동시키는 제 2 지지부 이동 기구를 구비하고,
상기 제 1 승강 기구는 상기 제 1 지지 핀을 상하 방향으로 이동시키고,
상기 제 2 승강 기구는 상기 제 2 지지 핀을 상하 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판 반송 장치는, 감압 분위기 하에서 복수의 기판에 소정의 처리를 실시하는 처리 챔버와 기밀하게 연통하는 개구부를 구비하고 내부를 감압 가능한 반송 챔버 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 처리 챔버 내의 상기 제 1 기판 보지부에 의해 반입되는 기판의 하방에 대응되는 위치 및 상기 제 2 기판 보지부에 의해 반출되는 기판의 하방에 대응되는 위치에는, 각각 기판을 지지하는 지지 기구가 설치되고,
상기 지지 기구는 상하 방향으로 승강 가능한 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 기판 보지부를 상기 처리 챔버 내의 기판을 재치하는 위치의 상방으로부터 상기 제 1 기판 수용부 내의 기판의 하방 사이에서 이동시키는 제 1 이동 기구와,
상기 제 2 기판 보지부를 상기 처리 챔버 내의 기판을 수취하는 위치의 상방으로부터 상기 제 2 기판 수용부 내의 기판의 하방 사이에서 이동시키는 제 2 이동 기구를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 기판 수용부와 상기 제 2 기판 수용부는 상부에 더미 웨이퍼를 재치하는 더미 웨이퍼 재치부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
- 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 기판 반송 장치를 복수 구비하고, 상기 복수의 기판 반송 장치로 기판을 전달하는 반송실과,
상기 복수의 기판 반송 장치에 각각 연결되는 배치(batch)형 처리 장치를 구비한 기판 처리 시스템.
- 기판에 소정의 처리를 실시하는 처리 장치에 대하여 기판의 반송을 행하는 방법으로서,
처리 장치로 반입되는 복수의 기판을 수직 방향으로 다단으로 수용하는 제 1 기판 수용부와,
상기 처리 장치로부터 반출되는 복수의 기판을 수직 방향으로 다단으로 수용하는 제 2 기판 수용부와,
상기 제 1 기판 수용부로부터 상기 처리 장치로 기판을 반송하는 제 1 기판 보지부와,
상기 처리 장치로부터 상기 제 2 기판 수용부로 기판을 반송하는 제 2 기판 보지부와,
상기 제 1 기판 수용부 내의 기판과 상기 제 1 기판 보지부 중 하나를 다른 하나에 대하여 상대적으로 상하 방향으로 이동시키는 제 1 승강 기구와,
상기 제 2 기판 수용부 내의 기판과 상기 제 2 기판 보지부 중 하나를 다른 하나에 대하여 상대적으로 상하 방향으로 이동시키는 제 2 승강 기구를 가지는 기판 반송 장치에서,
상기 제 2 기판 보지부에 의해 상기 처리 장치로부터 기판을 반출하고,
상기 제 2 기판 보지부를 상기 제 2 기판 수용부의 상방으로 이동시키고,
상기 제 2 기판 수용부 내의 기판과 상기 제 2 기판 보지부 중 하나를 다른 하나에 대하여 상대적으로 상하 방향으로 이동시켜, 상기 제 2 기판 보지부에서 상기 제 2 기판 수용부로 기판을 전달하고,
상기 제 1 기판 수용부의 하방으로 상기 제 1 기판 보지부를 이동시키고,
상기 제 1 기판 수용부 내의 기판과 상기 제 1 기판 보지부 중 하나를 다른 하나에 대하여 상대적으로 상하 방향으로 이동시켜, 상기 제 1 기판 수용부에서 상기 제 1 기판 보지부로 기판을 전달하고,
상기 제 1 기판 보지부의 기판을 상기 처리 장치 내로 반입하되,
상기 제 1 기판 수용부에서 상기 제 1 기판 보지부로의 기판의 전달 및 상기 제 2 기판 보지부에서 상기 제 2 기판 수용부로의 기판의 전달이 동시에 행해지는 것을 특징으로 하는 기판의 반송 방법.
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