JP3830478B2

JP3830478B2 - 基板の搬送システム及び基板の搬送方法

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Publication number: JP3830478B2
Application number: JP2003330737A
Authority: JP
Inventors: 亘晃大矢; 守大久保
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2003-09-22
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2021-10-04
Also published as: JP2004007014A

Description

本発明は、基板の搬送システム及び基板の搬送方法に関する。

従来の半導体基板製造工程及び液晶基板製造工程では、製造工程をクリーンルーム内に設けることにより塵・コンタミに対する対策を行って来た。最近の半導体や液晶の微細加工すなわち、高密度の集積化は、従来のデザイン・ルール以上の細かなパターン、例えば０．３５μｍ巾のパターンを、基板上にエッチング工程や成膜工程の繰り返しにより形成することで達成され、従来以上にゴミの最小許容サイズの微細化と単位体積あたりの粒子数の許容個数すなわちクリーン度のクラスの縮小化を要求している。

このため、工場に要求されるクリーンルームのクリーン度は、クラス１０からクラス１となり、これを達成するクリーンルームの建設・維持は非常に高額となり、これが製品である半導体や液晶基板のコストアップの原因となっていた。これに対し、必要とされるクリーン度、例えばクラス１乃至１０を、製造装置内の局所的な部分において達成し、製造装置の置かれる外部環境は、穏やかなクリーン度、例えばクラス１０００で運用しようという提案がなされている。

しかし、この為には、製造対象となる基板、例えば半導体ウエハや液晶基板用ガラス板等は、各製造工程における装置間においては、前記穏やかなクリーン度例えばクラス１０００中を搬送されねばならず、この間のゴミ対策が求められていた。

これに対し、特許文献１「粒子濾過システムを有する可搬式コンテナ」、特許文献２「一貫した制御を行うためのコンピュータ援助離散移動システム」、特許文献３「シール式の標準インターフェイス装置」、特許文献４「ボックスドア作動式の保持器」、特許文献５「標準機械的インターフェイス装置用マニピュレータ」、特許文献６「ラッチ機構を備えたシール可能且つ輸送可能な容器」、特許文献７「情報を有する物品追跡機能を備えた処理システム」の以上の公報には、処理対象となる基板をカセットに収納して、更にこのカセットと気密なシール機構を持つコンテナ内に収納して、このコンテナ内をクリーン化することで、局所的クリーン化を行った上で、製造装置間を前記コンテナごと搬送し、前記製造装置においては、前記コンテナからカセットごと基板を製造装置内に移し換えて、前記搬送中のゴミ対策、クリーン化の問題を解決する技術が述べられている。

しかしながら、前記公報に述べられたカセットごと基板を製造装置に取り込む方法は、製造装置内に前記カセットを載置しているポッドの底部にあたる載置台を真下に下げて、カセットを取り込む搬送機構や前記カセットのどの位置に基板が収納され、どの位置が空かを検出するインデックサーの機構を、従来の製造装置に付加しなければならないという製造装置のコスト・アップの問題を持っている。更に、真下方向に載置台を移動させるため、この容量分の製造装置に専有床面積の増大をもたらす。

更に、基板処理装置や、基板製造装置が複数の基板を同時に処理室に導入して処理するバッチ式処理方法から、一枚ごとに基板を処理室へ導入して処理する枝葉式処理方法に変わろうとしており、前記カセットごと複数枚、例えば２５枚の基板を装置内に取り込んでも、処理は枝葉ごとに行うということで、大部分のカセット内の基板は、待機している時間が長く有効な手法でないという問題がある。
特開平１−２２２４２９号公報特開平３−６７３０４号公報特表昭６１−５０２９９４号公報特表昭６３−５０３２５９号公報特表昭６３−５００６９１号公報特表平４−５０５２３４号公報特表平５−５０２７５号公報

本発明の目的は、工程間の基板搬送を局所的にクリーン化して、ゴミ対策を行うとともに、枚葉ごとに処理する処理装置に適した基板の搬送システム及び基板の搬送方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、第１発明として、真空保持され、基板を処理する処理室と、その側方に接続されたロードロック室とを有する基板処理装置において、前記ロードロック室を介して前記処理室に基板を搬送する搬送システムであって、複数の基板を収納して搬送可能な収納容器と、前記収納容器の側壁に設けられた開閉可能な扉と、前記扉と前記収納容器との間を気密にシールし前記収納容器の内外の雰囲気を隔離する気密シールと、前記基板処理装置の前記ロードロック室の前記処理室側とは反対側に隣接して設けられ、前記扉を介して前記収納容器と気密に接続し、前記扉を開いた際に前記基板処理装置と前記収納容器とを連通させる接続手段と、前記接続手段と前記ロードロック室との間に設けられたゲートバルブと、前記接続手段に設けられ、前記収納容器が前記接続手段に接続した状態で、前記気密シールに対して前記扉を移動させて密着させるアームと、前記ロードロック室に設けられ、基板を前記収納容器と前記処理室との間で搬送する搬送手段とを備え、前記収納室が前記接続手段に連結され、前記ゲートバルブおよび前記扉が開いて前記基板処理装置と前記収納容器とが連通した状態で、前記搬送手段により、前記収納容器内の基板を水平状態で枚様ごとに、前記基板処理装置の前記処理室内へ搬送可能となり、前記ゲートバルブを閉じ、かつ前記アームにより前記扉を閉じて前記扉を前記気密シールに密着させた状態で、前記収納容器が前記基板処理装置から分離可能となることを特徴とする基板の搬送システムを提供する。
第２発明として、前記扉が閉じられた際に前記扉と前記収納容器とをロックして前記収納容器の気密状態を保持するロック機構と、前記ロック機構をオン・オフするロック機構オン・オフ手段とをさらに備えることを特徴とする基板の搬送システムを提供する。
第３発明として、第１または第２の発明において、前記収納容器への複数の基板の収納は、これらの複数の基板を収納するカセットを、前記収納容器内へ収納することを特徴とする基板の搬送システムを提供する。
第４発明として、第１から第３発明のいずれかにおいて、前記基板は、半導体ウエハ又は液晶基板であることを特徴とする基板の搬送システムを提供する。
第５発明として、第１から第４発明のいずれかにおいて、前記収納容器は、Ｎ₂ ガス又はＡｒガス又はＸｅガスのいずれかの雰囲気により、大気圧よりも陽圧に設定されていることを特徴とする基板の搬送システムを提供する。
第６発明として、第１から第４発明のいずれかにおいて、前記収納容器内は、クリーンエアにより、大気圧よりも陽圧に設定されていることを特徴とする基板の搬送システムを提供する。
第７発明として、第１から第６発明のいずれかにおいて、前記扉の開閉は、前記半導体処理装置からの指令により開閉されることを特徴とする基板の搬送システムを提供する。
第８発明として、第１から第７発明のいずれかにおいて、前記収納容器内のクリーン度は、搬送中はクラス０．１乃至クラス１に設定されていることを特徴とする基板の搬送システムを提供する。
第９発明として、第１から第８発明のいずれかにおいて、前記収納容器内と前記基板処理装置のロードロック室とが連通した際には、前記収納容器内のクリーン度は、前記ロードロック室内のクリーン度により決定されることを特徴とする基板の搬送システムを提供する。
第１０発明として、第９発明において、前記連通時のロードロック室内のクリーン度は、クラス１乃至クラス１０に設定されていることを特徴とする基板の搬送システムを提供する。
第１１発明として、真空保持され、基板を処理する処理室と、その側方に接続されたロードロック室とを有する基板処理装置において、前記ロードロック室を介して前記処理室に基板を搬送する基板搬送方法であって、気密シールを介して扉が設けられた収納容器内に複数の基板を収納し、前記扉を閉じて前記気密シールにより前記収納容器の内外の雰囲気を隔離した状態で収納容器を搬送する第１の工程と、前記基板処理装置の前記ロードロック室の前記処理室側とは反対側にゲートバルブを介して隣接して設けられた接続手段に前記収納容器を前記扉を介して気密状態で接続する第２の工程と、その状態で前記接続手段に設けられたアームにより前記扉を開き、かつ前記ゲートバルブを開いて、前記収納容器と前記基板処理装置とを連通する第３の工程と、前記ロードロック室に設けられた基板搬送手段により前記収納容器内に収納された基板を枚葉ごとに取り出して、前記処理室に搬送する第４の工程と、前記処理室において予め定められた処理が行われた後、前記基板搬送手段により処理後の基板を枚葉ごとに前記収納容器に収納する第５の工程と、その後、前記ゲートバルブを閉じるとともに、前記アームにより前記気密シールに対して前記扉を移動させて密着させる第６の工程と、前記扉が前記気密シールに密着された状態で前記収納容器を前記基板処理装置から分離して搬送する第７の工程とを備えたことを特徴とする基板の搬送方法を提供する。

以上の様に構成された基板の搬送システム及び基板の搬送方法によれば、製造工程間の基板搬送を局所的にクリーン化した収納容器を用いてゴミ対策を行い、製造装置との接続に際しては、製造装置に設けられた基板搬送手段で枝葉ごとに基板を収納容器から取り出すことが出来、製造装置に接続された前記収納容器を前記製造装置の真空排気に際しては、同じ真空排気の空間として連通した基板の収納場所として使用することが出来る。

本発明の基板の搬送システムによれば、各基板処理装置間で基板が搬送される際には、局所的にクリーンな環境を収納容器内に実現して、基板のクリーン度を保つとともに、各基板製造装置に、前記収納容器が接続された際には、前記収納容器側壁から水平方向に枚葉ごとに基板を挿入して処理を行うことが出来る。したがって、各基板処理装置に、複数の基板をカセットごと搬入する機構や、スペースを省略でき、前記収納容器を前記基板製造装置と連通した気密な空間として使用することが出来るので、搬送されて来た前記収納容器内の基板のクリーン度を保ちつつ、前記収納容器を前記基板処理装置のカセット室として機能させる基板の搬送システムを提供できる。

本発明の基板の搬送システム及び基板の搬送方法の一実施例を図面を用いて説明する。本発明の対象となる基板としては、例えば半導体基板製造工程や、半導体検査工程で取り扱われる半導体ウエハや、液晶表示装置の製造工程や検査工程で取り扱われる液晶表示基板がある。これらの基板は、通常シリコン基板に半導体素子や電子回路が形成され製品化されるが、基板の材質としては、シリコン以外にクリスタル、石英、合成石英、ガラス等の透明材質が用いられることもある。更に、半導体を形成することの可能な材質であれば、各種の誘導体、例えばポリイミドを基板として用いることも可能であり、上記の基板の上に酸化膜や窒化膜等の絶縁膜を形成して、半導体素子や電子回路を形成するベースの基板として製造対象とすることができる。

第１図は、本願発明の基板の搬送システムを、一実施例として半導体製造装置に適用した概念図である。最初に、この実施例の構成について説明を行う。

第１図は、全体として半導体製造装置１とこれに接続された状態の収納容器２とから構成されている。半導体製造装置１は、処理室３とロードロック室４とから構成されている。処理室３とロードロック室４は、ゲートバルブ５により連結されている。

ロードロック室４と収納容器２とは、これらの間に設けられたゲードバルブ６からなるクラスターツール構造と、このゲートバルブに連結された接続手段７と、前記収納容器２の側壁面に設けられた扉８とを介して連結可能に設けられている。

次に、以上の構成部分の詳細な構成の説明を行う。半導体製造装置４は、基板に対して、エッチング処理又は成膜処理を行う装置である。処理室３は、気密な処理容器９内により構成され、この容器９内には被処理基板１１を載置する載置台１０が設けられている。

前記処理容器９は、金属材料例えばアルミニウム又はＳｉＣにより形成され、前記アルミニウムにより形成された内壁は研磨されたのち表面に酸化膜が形成されており、基板１１の処理中に前記処理容器９の壁面よりゴミ、特に重金属が処理容器９の内に出て来て、基板１１の表面に付着し、基板１１に形成される半導体の不良原因となることを防止するように構成されている。更に前記処理容器９は、電気的に接地されている。前記載置台１０は、アルミニウムの基台に表面に静電チャックのための絶縁層、例えば石英、ポリイミド樹脂、セラミックスを貼り合わせして、前記基板１１を載置する構成となっている。

前記載置台のアルミニウム基台には、高周波電源に、例えば１００ＫＨｚ〜５００ＫＨｚが、マッチング回路１３を介して印加される様に構成されて、下部電極の働きを行う。更に、前記載置台１０には、基板１１を吸着し保持する静電チャックが設けられている。

この載置台１０の載置面に対向してシャワーヘッド１４が設けられ、このシャワーヘッドには、前記基板１１の処理を行う複数のプロセスガスを供給する複数のガス供給手段１５が、それぞれに接続された配管途中の開閉バルブ１６を介して接続されている。前記シャワーヘッド１４の内部には、前記複数のプロセスガスを混合するバッフル板とミックスチャー室とが設けられている。

更に、このシャワーヘッド１４には、導電性材料や半導電性材料、例えばアルミナウム、シリコン等で構成された上部電極が設けられ、外部に設けられた高周波電源１７、例えば１３．５６ＭＨがマッチング回路１８を介して供給される様に構成されている。前記処理容器９の底面にはも排気口１９が開口され、外部に設けられた排気手段２０、例えばロータリーポンプとターボ分子ポンプとの組み合わせにより、前記処理容器９内を数Ｔｏｒｒ〜１×１０^-8Ｔｏｒｒの所定の真空度に真空排気するように構成されている。

前記シャワーヘッド１４を介して、前記下部電極１０の上に載置された基板１０の被処理面に、プロセスガスが面内均一に供給され、前記上部電極１４と前記下部電極１０の間に高周波が印加されるとプラズマが生起され、前記基板１０を所定のプロセス、例えばエッチングを行う様に構成されている。

以上の様に構成された処理室３と隣接するロードロック室４とは、被処理体の搬入時自動的に開くゲートバルブ５で連結可能に設けられており、次にこのロードロック室４の構成について説明する。

このロードロック室４は気密な構造を有しており、内部には基板１１を搬送し、隣接した前記処理室３の前記載置台１０上に前記基板１１を載置する搬送手段２１が設けられている。前記搬送手段２１の基板１１を保持するアーム２２の保持方法には、真空吸着による方法あるいは静電チャックを利用する方法がある。

前記ロードロック室４内の真空度が、例えば１×１０^-6Ｔｏｒｒ〜大気圧の真空がある時には、静電チャックが適し、１０×１０^-1Ｔｏｒｒ〜大気圧力以上であれば、真空吸着をそれぞれ用いることが出来る。前記搬送手段２１は、前記ロードロック室４の底部に磁気レールによりシールされ、回転・上下動Ｘ軸又はＹ軸駆動可能な駆動軸をもって外部に設けられた駆動手段２３と連結されている。

この駆動手段２３の駆動力により、前記搬送手段２１は、前進・後退・回転・上下の動きを行うように構成されている。更に、前記ロードロック室４内へは、外部に設けられたガス供給手段２４より不活性ガス、例えばＮ₂ 、Ｘｅ、Ａｒ又はクリーンエアが、開閉バルブ２５を介して前記ロードロック室４内に設けられたフィルター２６より供給される様に構成されている。

このフィルター２６は、ガスのシャワーヘッドと同様の細かな穴を多数開口したものや、更に細かな焼結体に形成された多孔質体を用いることが出来る。焼結体の具体例としては、ガライ状繊維の炭素、ＳｉＣ等を高温で焼結して構成されたものが用いられる。このフィルター２６を、ガス供給口の先端に設ける目的は、不活性ガス又はクリーンエアの供給がフィルターでゆるやかに行われるまので、ロードロック室４内のホコリのまき上げを防止し、前記搬送手段２１が搬送中の基板１１より発生するコンタミが、ロードロック室４内の底部に積もったものを拡散して、他の基板１１の上に落下させるクロスコンタミを防止することにある。更に、このフィルターの先に供給ガスを衝突させるじゃま板を設けることも前記目的を達成するのに有効である。

前記ロードロック室４の底部には、排気口２７を介して排気手段２８、例えばロータリーポンプが設けられている。この排気手段２８により、前記ロードロック室４は、大気圧から所定の真空度、例えば数１０Ｔｏｒｒ〜１×１０^-5Ｔｏｒｒに真空排気される。

更にロードロック室４は、アルミニウムで形成され、内壁は研磨され、酸化膜コーティングされ、壁面からのガス放出や重金属の析出が防止されている。以上の様に構成されたロードロック室４と隣接する接続手段７とは、ゲートバルブ６を介して連通可能に設けられ、前記接続手段７には、前記収納容器２が接続可能に設けられている。

次に、前記接続手段７と前記収納容器２の構成について説明する。前記ロードロック室４の側壁に設けられ、開閉可能なゲートバルブ６には、前記収納容器２に設けられた扉８が接続可能な通路である前記接続手段７が設けられている。この接続手段７には、前記ロードロック室４内に設けられた前記搬送手段７が基板１１を保持して搬送可能な空間が通路として設けられている。

前記接続手段７は、気密に構成されており、前記収納容器２が、前記ゲートバルブ６と前記扉８との開口により形成される前記収納容器２内と前記ロードロック室４内とに股がって形成される連通空間を外部から隔離し、気密なクリーン空間を形成する様に構成されている。

前記収納容器２は、気密な構造をしており、内部には、複数の基板を収納可能なカセット２９とこのカセット２９を保持する保持手段３０とが設けられている。前記収納容器２の側壁例えば側壁面には、開閉可能で、閉じた状態で気密な機構を有する前記扉８が設けられている。前記扉８の大きさは、収納されたカセット内の全ウエハを搬出入できる大きさが望ましい。ここでは、収納容器２内に１カセット収納した状態のみ説明しているが、２個でも３個でも４個それ以上でもよい。

前記収納容器２は、前記半導体製造装置１とは切り離して、内部のクリーン度を保って搬送可能な構造となっており、その構造の詳細については後述する。勿論収納容器２内は、この容器２の搬送に際して不活性ガス例えばＮ₂ ，Ｘｅ，Ａｒを充満させた常圧状態でもよいし、前記不活性ガスによる真空雰囲気でもよい。

以上の様に構成された基板の搬送システムについて、次にその動作について説明する。複数の基板１１を収納したカセット２９を内部に保持した収納容器２は、その扉８を閉じて内部のクリーン度を、例えばクラス１に保った状態で、自動搬送ロボットにより搬送されて来て、半導体製造装置１のロードロック室４に隣接して設けられた接続手段７に隣接して載置される。

ロードロック室４内の雰囲気は、排気手段２８により真空排気された後、開閉バルブ３１は閉じられ、次にガス供給手段２４より、Ｎ₂ ガスが所定の圧力に到着するまで、前記ロードロック室４内に供給される。ゲートバルブ６及び扉８が開口し、前記ロードロック室４と前記収納容器２が連通し、内部が共通のＮ₂ 雰囲気とされる。次に、ロードロック室４内の搬送手段２１が移動し、前記収納容器２内のカセット２９より基板１１を取り出し、前記ロードロック室４内へ搬送する。

次に、ゲートバルブ６が閉口し、ロードロック室４内が所定の真空度、例えば１×１０^-3Ｔｏｒｒへ真空排気される。次に、ゲートバルブ５が開口し、前記搬送手段２１の保持する基板１１は、前記処理室３内の載置台１０の上に移載される。

搬送手段２１がロードロック室内へ退避した後、ゲートバルブ５は閉口し、前記処理室３内は所定の真空度まで真空排気される。次に、プロセスガスが処理室３内に供給され、高周波電圧が上下電極１４、１０に印加され、プラズマが生起され、前記基板１１に対し所定のプロセスが実行される。

プロセスの終了した処理室３内は、プラズマを停止し、真空排気し、不活性ガス雰囲気に置換された後、ゲートバルブ５を開口して、前記基板１１を搬送手段２１よりロードロック室４内に搬出する。

更に、ゲートバルブ５を閉じて、ロードロック室内をＮ₂ ガス雰囲気に置換した後、ゲートバルブ６を開けて、前記搬送手段２１により前記基板１１は、収納容器２内に保持されたカセット２９の所定のスロットに戻される。以上の様に基板の搬送システムは動作し、この動作を順次枝葉ごとにカセット２９より取り出して繰り返すことで、カセット２９内のすべての基板１１についての処理を行う。

この一連の処理が終了すると、ゲートバルブ６は閉じられ、半導体製造装置１は気密な状態に戻されるとともに、収納容器２の扉８も閉じられて、前記収納容器２は気密なＮ₂ 雰囲気が保たれる。

次に、処理の終了した複数の基板１１を収納した前記収納容器２は、図示しない自動搬送ロボットにより保持され、次の工程の半導体製造装置又は半導体検査装置へと搬送されてゆく。

以上の様に動作する基板の搬送システムは、工場内のこの搬送システムの設けられる外部環境であるクリーンルームを、クリーン度がクラス１００乃至１０００程度の比較的安価な建設コストのクリーンルームとすることが出来、それに対して、前記搬送システムの基板の収納容器内を局所的なクリーン度がクラス０．１乃至１程度の比較的クリーン度の高い内部環境を実現して、基板の搬送中の清浄化を行い、又前記半導体製造装置と前記収納容器との接続に際しては、連通される装置内のクリーン度をクラス１乃至１０程度の前記半導体製造装置内のクリーン度に一致させることで、全工程を通して基板を外部環境のゴミ、ホコリ、コンタミから保護して清浄雰囲気に置いて、一連の処理を行うことが出来る。

次に、図２、図３を用いて図１で示した本願発明の搬送システムの一実施例の主要部を説明する。図２は、前記収納容器２の詳細な構造を示す縦断面図である。図１と同じ構成部分については、同一の番号を付与し、説明を省略する。

前記収納容器２の底部には、位置決め凹部５０が設けられ、前記収納容器２を図示を省略した自動搬送ロボット（ＡＧＶ）５１の載置手段５２に設けられた位置決め凸部５３に位置決めされ、搬送中の位置ずれをなくす様に構成されている。同様の位置決め凸部が各半導体製造装置又は半導体検査装置の前記収納容器２の載置位置に設けられ、位置固定されている。

前記収納容器２の上部には、マニアルによるこの収納容器２の搬送が可能な様にアーム５４が設けられるとともに、側部には、この収納容器２を他の自動搬送ロボットが挟んで搬送できる様な図示しない凸部が設けられている。

前記収納容器２は、材質がアルミニウム等の金属又は、ＳｉＣ又はプラスチックにより形成され、気密に構成されており、内部にカセット２９を収納可能な空間が設けられ、このカセット２９は、側面に設けられた前記扉８を介して、この収納容器２内へ搬送・搬出される。前記カセット２９には、複数の基板１１が水平に載置されている。この基板の載置方法並びに搬入・搬出装置の好適な例が、特公平４−４７９７６号公報「ウエハ検出装置」に述べられている。前記カセット２９の底部には、前記収納容器２内に設けられた保持手段５５との位置合わせが可能な位置合わせ手段５６が、例えば機械的な凹凸の組み合わせとして設けられ、前記カセットが前記収納容器２内の所定位置に位置決めされるとともに、前記収納容器２の搬送中のカセット２９の位置ずれが発生することを防止している。

更に、前記収納容器の側壁には、開閉可能な扉８が、扉の回転中心５７を中心に回転可能な様に設けられている。扉８の開口位置Ａと扉口位置Ｂとの間の移動の方法については、詳しく後述する。扉８は、Ａの開口位置において、扉８の上部の前記収納容器２の内部側に設けられた永久磁石５９（マグネット）と、これに対向した位置に設けられた電磁石６０とが、扉８の開口に、気密を維持する時や、搬送時に引き合って錠を掛けるマグネット錠が設けられている。

前記電磁石６０は、配線６１を介して、前記収納容器２に設けられると共に、搬送される制御システム６２により、ＯＮ／ＯＦＦが制御される様に構成されている。更に、扉８の閉口位置Ａでは、シール機構６３、例えばゴムのＯリングが働き、前記収納容器２内と外部とを隔離し、内部のクリーン度を、例えばクラス１に保つ様に働く様に構成されている。

前記収納容器２の上部には、開口６４を有する開閉バルブ６５が配管により、前記収納容器２内のフィルター６６に接続されている。前記開閉バルブ６５は、前記収納容器２内へクリーンエア又は不活性ガスを供給する時に開けられ、その他の時には閉じられる様に、前記制御システム６２により制御されている。このクリーンエア又は不活性ガスは、外部にも独立して設けられた気体供給手段６７よりバルブ６８を介して、開口を有する接続部６７へ送られる。この接続部１６７は、前記開口６４に接続可能であり、このクリーンエア又は不活性ガスの前記収納容器２内への供給は、自動搬送ロボット５１による搬送に先立って行われる。

次に、前記収納容器２の側面下側には、排気口６９を介してバルブ７０が接続され、このバルブ７０には開口７１が設けられている。前記バルブ７０は、前記収納容器２内の真空排気を行う時に開けられ、その他の時には閉じられる様に、前記収納容器２に設けられた制御システム６２により制御されている。

この真空排気は、外部に独立して設けられた排気手段７２により、バルブ７３を介して接続された開口を有する排続部７４に接続された時、行われる様に構成されている。

以上の様に、収納容器２は構成されている。次に、この収納容器２の動作について説明を行う。複数の未処理の基板１１を収納した収納容器２の扉８は閉じられ、気密な状態とされる。前記収納容器の内部は、所定の真空度まで真空引きされた後、クリーンエア又は不活性ガスを導入され、所定の真空度に維持される。排気手段７２及び気体供給手段６７から切り離された前記収納容器２は、自動搬送ロボット５１（ＡＧＶ）により搬送され、所定の半導体製造装置１に接続される。次に、前記半導体製造装置１のロードロック室との開口、連通、処理のプロセスについては、前述の通りである。

次に、第３図を用いて前記収納容器２と半導体製造装置１のロードロック室４に隣接して設けられた接続手段７との連通の方法と、前記収納容器２に設けられた扉の開閉の方法と、前記収納容器２と外部との光通信の方法について説明を行う。第３図は、前記収納容器２が接続手段７に接続された状態を示す縦断面図である。第１図、第２図と同じ構成部分には、同じ番号を付与し、説明を省略する。

収納容器２は、半導体製造装置１に設けられた上下動可能な載置手段１００に、自動半導体ロボット５１（ＡＧＶ）により移載される。前記収納容器２の扉８は、開口位置Ａで、接続手段７の開口部に接続され、この接続手段７と、前記収納容器２の側壁とは気密シール１０１、１０１、例えばメタル・リングにより気密を保って接続される。前記収納容器２の上部に設けられた制御システム６２は、これと対向配置され、前記接続手段７に設けられた情報読み／書き装置１０２と光に通信を行うことが出来る様に構成されている。

前記制御システム６２の詳しい構成については後述する。前記情報読み／書き装置１０２は、常時光信号を発し、これに応答が制御システム６２より光通信として所定の信号コードが返されれば、収納容器２が接続されたとして、前記情報読み／書き装置１０２に電気的に接続された半導体製造装置の制御システム１０３に信号を送る構成となっている。この制御システム１０３は、これに対して扉８の開口信号を、情報読み／書き装置１０２を介して、光信号として前記制御システム６２に伝えると、この制御システム６２は、扉８をロックしているマグネットロックでる電磁石６０をＯＦＦして、前記扉８を開口可能とする様に構成されている。

更に、接続手段７の底側の壁には、磁気シール手段でシールされ、気密な前記接続手段７をアーム１０４が容器の内部と外部とを結び付ける形で設けられている。アームは、外部に設けられた駆動機構１０５により駆動され、回転、上下動される様に構成されている。前記アーム１０４の前記接続手段７の内部には、フック１０５が設けられ、前記収納容器２の前記扉８を開口位置Ａで挟持して、開口位置Ｂまで、アーム１０４の駆動により移動させる様に構成されている。

更に、前記情報読み／書き装置１０２は、光通信により前記制御システム６２内の記憶装置より収納されている基板１１に関する情報を入手して、前記半導体製造装置の制御システム１０３へ伝える。この制御システム１０３は、前記情報に基づいて、前記ロードロック室４内の前記搬送手段２１を制御して、前記カセット２に載置された基板１１を枝葉ごとに取り出して、前記処理室３へ搬送する。一連の処理の終了した基板１１を収納した収納容器２に対しては、前記半導体製造装置の制御システム１０３は、情報読み／書き手段１０２を介して光通信により前記制御システム６２に処理の終了を伝達すると、この制御システム６２は、前記電磁石６０をＯＮする。同時に、前記半導体製造装置の制御システム１０３は、駆動機構１０５に信号にする指令を出して、前記アーム１０４を駆動させて、前記扉８を開口位置Ａで移動させて、前記収納容器２を気密な状態とする。

次にフック１０５が、前記アーム５８の挟持を解除し、前記収納容器２を前記接続手段７から切り離し可能とする。次に、前記自動搬送ロボット５１（ＡＧＶ）が、前記収納容器２の側面に設けられた図示しない凸部を挟持して搬送し、次の製造工程又は検査工程へ、前記収納容器２を搬送する。以上の様に、収納容器２は構成され、扉８の開閉と、外部との光通信が行われる。

次に図４を用いて、前記収納容器２に設けられた前記制御システム６２について説明を行う。図４は、前記収納容器２の前記制御システム６２と半導体製造装置例における、情報読み／書き装置１０２及び制御システム１０３のブロックを示す図である。図１、図２、図３と同じ構成部分には、同一の番号を付与して説明を省略する。破線で示す収納容器２に設けられた制御システム６２は、演算用ＣＰＵ、制御用プログラムとデータの記憶されたＲＯＭ２０１、読み／書きデータ収納用ＲＡＭ２０２、これらの電子回路に常時電源を供給する電源２０３、光通信制御用（プロトコル）ＬＳＩ２０、このＬＳＩにより光通信モジュール２０６を駆動するＩ／Ｏ２０５と、更に前記扉のマグネット錠を開閉している電磁石６０をＯＮ／ＯＦＦするＩ／Ｏ２０７とにより構成されている。

前記制御システム６２に対向配置された半導体製造装置側の情報読み／書き装置１０２には、光通信モジュール２０８、これを駆動するＩ／Ｏ２０９、光通信用ＬＳＩ（プロトコル）２１０が設けられている。

以上の様に構成された光通信システムの動作について、次に説明を行う。前記収納容器２に設けられた制御システム６２は、外部の情報読み／書き装置１０２と光通信により非接触で通信を行うので、電気的接続をコネクターの接続等のメカ部分で行う場合に比べて、ホコリ、チリが発生せず、等に重金属のゴミの発生がなく、半導体製造の工程には適している。

又、電子回路のバックアップ電源２０３を備えているので、常に制御システムを活性化して、アクティブな状態に維持できるので、外部との通信制御に適している。更に、気密な容器の内部の雰囲気を設定する複数のバルブ６５、７０を、外部からの光通信に基づいてＣＰＵ２００の指定でＩ／Ｏ２１１が行うので、自動化に適した構成となっている。

更に、気密な収納容器２内の内部に設けられた扉８の開閉を行うマグネット錠の制御を、電磁石６０をＯＮ／ＯＦＦする制御を、ＣＰＵ２００の板金により行う構成となっているので、外部からの光通信で前記マグネットの開閉を指令することができる。以上の様に光通信システムは動作する。

以上述べて来た実施例によれば、基板を収納して製造装置間を搬送する搬送システムにおいて、局所的なクリーンな空間内に常に基板を置くことが出来、外部の搬送空間をクリーン度の低い低コストなクリーンルームで構成することが可能となる。更に、この基板の搬送システムは、枝葉処理に対応して枝葉ごとに取り出し、取り込みが可能な構成であるので、カセットごと、基板を製造装置へ移載する搬送装置が必要なく、更に、前記カセットを製造装置内に収納する新たな空間を設ける必要がなく、製造装置の専有床面積を小さくしてコストダウンを達成することができる。

更に、本発明の実施例として、製造装置への接続を述べたが、複数の収納容器２を並べて収納するストッカーと、製造装置との間の搬送システムにも適用することができる。更に、収納容器２内の圧力は、製造工程に最適な設定を行うことができ、例えばＮ₂ 雰囲気で減圧して予め接続するロードロック室の圧力、例えば１×１０^-3Ｔｏｒｒに一致させて搬送することも可能である。

逆に、Ｎ₂ 雰囲気を大気圧よりも陽圧に設定して、大気の前記収納容器２内への混入を防止、ロードロック室との接続に先立ってこの収納容器２を減圧して、大気圧により近づけた後、ロードロック室と連通することも可能である。更に、Ｎ₂ ガスの外に、プロセスに最適な、例えばＣＯ₂ ガス、Ｘｅガス、Ａｒガス等の所望のガス雰囲気に、前記収納容器を設定し、搬送中の基板表面に形成された膜質の管理、反応促進を行うことも可能である。

本願発明の一実施例である基板の搬送システムの概念図である。本願発明の一実施例である基板の搬送システムの主要部を示す縦断面図である。本願発明の一実施例である基板の搬送システムの主要部を示す縦断面図である。本願発明の一実施例である基板の搬送システムの光通信に関するブロック図である。

符号の説明

１半導体製造装置
２収納容器
３処理室
４ロードロック室
７接続手段
８扉
11 基板
29 カセット
60 電磁石
62 制御システム
63 シール機構
101 気密シール

Claims

真空保持され、基板を処理する処理室と、その側方に接続されたロードロック室とを有する基板処理装置において、前記ロードロック室を介して前記処理室に基板を搬送する搬送システムであって、
複数の基板を収納して搬送可能な収納容器と、
前記収納容器の側壁に設けられた開閉可能な扉と、
前記扉と前記収納容器との間を気密にシールし前記収納容器の内外の雰囲気を隔離する気密シールと、
前記基板処理装置の前記ロードロック室の前記処理室側とは反対側に隣接して設けられ、前記扉を介して前記収納容器と気密に接続し、前記扉を開いた際に前記基板処理装置と前記収納容器とを連通させる接続手段と、
前記接続手段と前記ロードロック室との間に設けられたゲートバルブと、
前記接続手段に設けられ、前記収納容器が前記接続手段に接続した状態で、前記気密シールに対して前記扉を移動させて密着させるアームと、
前記ロードロック室に設けられ、基板を前記収納容器と前記処理室との間で搬送する搬送手段と
を備え、
前記収納室が前記接続手段に連結され、前記ゲートバルブおよび前記扉が開いて前記基板処理装置と前記収納容器とが連通した状態で、前記搬送手段により、前記収納容器内の基板を水平状態で枚様ごとに、前記基板処理装置の前記処理室内へ搬送可能となり、前記ゲートバルブを閉じ、かつ前記アームにより前記扉を閉じて前記扉を前記気密シールに密着させた状態で、前記収納容器が前記基板処理装置から分離可能となることを特徴とする基板の搬送システム。
前記扉が閉じられた際に前記扉と前記収納容器とをロックして前記収納容器の気密状態を保持するロック機構と、前記ロック機構をオン・オフするロック機構オン・オフ手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の基板の搬送システム。
前記収納容器への複数の基板の収納は、これらの複数の基板を収納するカセットを、前記収納容器内へ収納することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板の搬送システム。
前記基板は、半導体ウエハ又は液晶基板であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板の搬送システム。
前記収納容器は、Ｎ₂ガス又はＡｒガス又はＸｅガスのいずれかの雰囲気により、大気圧よりも陽圧に設定されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板の搬送システム。
前記収納容器内は、クリーンエアにより、大気圧よりも陽圧に設定されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板の搬送システム。
前記扉の開閉は、前記半導体処理装置からの指令により開閉されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の基板の搬送システム。
前記収納容器内のクリーン度は、前記収納容器の搬送中はクラス０．１乃至クラス１に設定されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の基板の搬送システム。
前記収納容器内と前記基板処理装置のロードロック室とが連通した際には、前記収納容器内のクリーン度は、前記ロードロック室内のクリーン度により決定されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の基板の搬送システム。
前記連通時のロードロック室内のクリーン度は、クラス１乃至クラス１０に設定されていることを特徴とする請求項９に記載の基板の搬送システム。
真空保持され、基板を処理する処理室と、その側方に接続されたロードロック室とを有する基板処理装置において、前記ロードロック室を介して前記処理室に基板を搬送する基板搬送方法であって、
気密シールを介して扉が設けられた収納容器内に複数の基板を収納し、前記扉を閉じて前記気密シールにより前記収納容器の内外の雰囲気を隔離した状態で収納容器を搬送する第１の工程と、
前記基板処理装置の前記ロードロック室の前記処理室側とは反対側にゲートバルブを介して隣接して設けられた接続手段に前記収納容器を前記扉を介して気密状態で接続する第２の工程と、
その状態で前記接続手段に設けられたアームにより前記扉を開き、かつ前記ゲートバルブを開いて、前記収納容器と前記基板処理装置とを連通する第３の工程と、
前記ロードロック室に設けられた基板搬送手段により前記収納容器内に収納された基板を枚葉ごとに取り出して、前記処理室に搬送する第４の工程と、
前記処理室において予め定められた処理が行われた後、前記基板搬送手段により処理後の基板を枚葉ごとに前記収納容器に収納する第５の工程と、
その後、前記ゲートバルブを閉じるとともに、前記アームにより前記気密シールに対して前記扉を移動させて密着させる第６の工程と、
前記扉が前記気密シールに密着された状態で前記収納容器を前記基板処理装置から分離して搬送する第７の工程と
を備えたことを特徴とする基板の搬送方法。